JP3140221U - 自動販売機用電力供給装置及びそれを備えた自動販売機 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＣ電源の電力使用量を低減し、ＣＯ_２排出量を削減して、地球温暖化等の地球環境の悪化を抑制することができ、災害発生時等の停電時にも駆動可能であり、そのためのソーラーパネル等を自動販売機の上方空間に集中配置して簡素に構成できる自動販売機用電力供給装置と、それを備えた自動販売機を提供する。
【解決手段】制御ボックス６には、バッテリー３とコントローラー４とインバーター５とが収容されている。バッテリー３は、ソーラーパネル２により発電された電力を充電し、充電した電力を自動販売機１００に給電する。コントローラー４は、バッテリー３の充電量及びＡＣ電源からの給電の有無を監視し、自動販売機１００を駆動するための電源をバッテリー３とＡＣ電源との間で切り換える。インバーター５はバッテリー３から自動販売機１００に給電するときに直流から交流へ変換する。
【選択図】図５

Description

本考案は、屋外に設置される自動販売機へ電力を供給するための自動販売機用電力供給装置と、その電力供給装置を備えた自動販売機に関する。

従来より、ＡＣ電源（商用電源）の他に、ソーラーパネルにより発電された電力を給電可能な自動販売機が知られている（特許文献１，２参照）。

特開２００６−１８９９８７号公報 特開２００６−８２１６７号公報

これらに記載の技術によれば、ＡＣ電源の電力使用量を低減して省エネルギー化を図り、石油資源の効率的な利用に貢献することができる。しかし、これらの技術におけるソーラーエネルギーの利用は、特許文献１では表示体の可動、特許文献２では取出口の照明に限定され、自動販売機全体の電力使用量のうちのごくわずかに過ぎない。

特に最近では、ＡＣ電源（商用電源）の電力使用量を低減し、ＣＯ_２排出量を削減し、地球温暖化等の地球環境の悪化を抑制するために、クリーンエネルギーの利用促進が注目されている。また、災害発生時等の停電時に駆動が停止されてしまうと自動販売機の販売機能（商品の搬送、取り出し）や販売品表示機能（照明）等が損なわれてしまう問題がある。

本考案の課題は、ＡＣ電源の電力使用量を低減し、ＣＯ_２排出量を削減して、地球温暖化等の地球環境の悪化を抑制することができ、災害発生時等の停電時にも駆動可能であり、そのためのソーラーパネル等を自動販売機の上方空間に集中配置して簡素に構成できる自動販売機用電力供給装置と、それを備えた自動販売機を提供することにある。

課題を解決するための手段及び考案の効果

上記課題を解決するために、本考案の自動販売機用電力供給装置は、
屋外に設置される自動販売機へＡＣ電源を含む電力を供給するための自動販売機用電力供給装置において、
太陽光を受けて発電するソーラーパネルと、
そのソーラーパネルにより発電された電力を充電し、かつその充電した電力を前記自動販売機に給電するバッテリーと、
そのバッテリーの充電量及び前記ＡＣ電源からの給電の有無を監視することにより、前記自動販売機を駆動するための電源を前記バッテリーとＡＣ電源との間で切り換えるコントローラーとを備え、
前記コントローラーは、前記バッテリーの充電量が前記自動販売機を駆動するに足るときには電源を前記ＡＣ電源から前記バッテリーに切り換えるとともに、前記バッテリーの充電量が不足するときには電源を前記バッテリーから前記ＡＣ電源に切り換え、さらに、前記ＡＣ電源からの給電がなくなった場合には電源を前記ＡＣ電源から前記バッテリーに切り換える一方、
前記自動販売機の左右両側面の上部にそれぞれ固定される固定フレームと、
両固定フレームの上端部を前記自動販売機の上側において連結するベース部とを備え、
前記ベース部上には前記ソーラーパネルが前記自動販売機の上方において取り付けられ、そのソーラーパネルが前記ベース部を介して前記両固定フレームにより前記自動販売機に支持され、
さらに前記バッテリーが、バッテリー保持部材を介して前記ベース部に着脱可能に保持されることを特徴とする。

このように、自動販売機を駆動するための電源をバッテリーとＡＣ電源との間で切り換えることによって、ＡＣ電源の電力使用量を低減し、ＣＯ_２排出量を削減して、地球温暖化等の地球環境の悪化を抑制することができる。また、災害発生時等の停電時にも駆動可能である。なお、停電時には、自動販売機としての最小機能を果たせるだけの電力をバッテリーから給電すればよい。

さらに、自動販売機の左右両側面に固定される両固定フレームの上端部をベース部で繋ぐことによって、ソーラーパネル等はベース部を介して自動販売機の上側に保持される。これによって、自動販売機の基本機能である販売機能（商品の搬送、取り出し等）や販売品表示機能（商品や取り出し口の照明等）を損なうことなく、ソーラーパネル等を自動販売機の上方空間に集中配置して簡素に構成できる。しかも、バッテリーがバッテリー保持部材（例えば制御ボックス）を介してベース部に保持されるので、かなりの設置スペースを占めるバッテリーをも自動販売機の上方空間に集中配置して簡素に構成できる。また、雨水の影響を受けやすい地表面を避けて、バッテリーを自動販売機の上方空間に設置できるので、水分の影響によるバッテリーの品質劣化や短絡を避けることができる。

例えばベース部は、両固定フレームの上端部を自動販売機の上側において連結する複数の連結フレームと、それらの連結フレームに跨って取り付けられてソーラーパネルを支持する板状のベースフレームとを有することができる。

このように、複数（例えば２本）の連結フレームと左右の固定フレームとを連結することによって、それらを介してソーラーパネルやバッテリーを自動販売機の左右側面に強固に固定することができる。そして、ベースフレーム（例えばベース板）が連結フレームに跨って取り付けられることによって、ソーラーパネルをベース部ひいては自動販売機に安定よく支持することができる。

その際ベース部は、連結フレーム及びベースフレームの下面と自動販売機の上面とに所定の隙間を有して自動販売機の上方に配置されていてもよい。このように、連結フレームやベースフレームの下面と自動販売機の上面とに所定の隙間を有して（すなわち自動販売機から浮かせた状態で）ベース部が固定フレームに取り付けられる場合には、ソーラーパネルやバッテリーの重量は自動販売機の上面（天井面）にはかからなくなる。このように、かなりの重量物となるバッテリー（例えば６０ｋｇ超）やソーラーパネル（例えば１０ｋｇ超）を自動販売機の上面に直接載置しなくてすみ、ベース部と固定フレームとを介して自動販売機の左右両側面で分散支持するので、自動販売機の変形等を防止できるとともに、自動販売機の周囲に大きな設置スペースを要しなくなる。

またベース部には、バッテリー保持部材を載置するための板状のバッテリー支持フレームが配置され、そのバッテリー支持フレームを、ベースフレームに隣接する形で複数の連結フレームに跨って取り付けることができる。

このように、バッテリー支持フレーム（例えばバッテリー支持板）が連結フレームに跨って取り付けられることによって、バッテリー（バッテリー保持部材）をベース部ひいては自動販売機に安定よく支持することができる。

その際バッテリー保持部材を、ソーラーパネルの下方において、そのソーラーパネルと平面視で重合する位置にてバッテリー支持フレームに載置することができる。すなわち、バッテリー保持部材を、平面視においてソーラーパネルの投影領域内に位置してバッテリー支持フレームに載置することができる。このように、風雨にさらされやすい自動販売機の上方空間にバッテリーを配置した場合でも、バッテリー保持部材に保持（収容）されたバッテリーは、上方をソーラーパネルで覆われ（すなわちソーラーパネルが雨傘や庇のように作用し）、自動販売機の上面（天井面）との間には隙間が形成されているので、水分の影響によるバッテリーの品質劣化や短絡を避けることができる。

さらに、複数の連結フレームと両固定フレームとは、平面視において各連結フレームを長辺とし、各固定フレームを短辺とする矩形状に枠組み固定されるとともに、
ベースフレームとバッテリー支持フレームとは、その枠組みの長手方向中間部において、長辺を構成する各連結フレームをそれぞれ接続することができる。

このように複数（例えば２本）の連結フレームと両固定フレームとを矩形枠状に強固に組み立てることができる。したがって、ベースフレーム（例えばベース板）に支持されるソーラーパネルやバッテリー支持フレーム（例えばバッテリー支持板）に保持されるバッテリー（バッテリー保持部材）を、ベース部ひいては自動販売機に安定よく支持することができる。

なお、ソーラーパネルは、ベース部から立設するパネル支柱に支持され、自動販売機の前方側が低く後方側が高くなるように傾斜して配置されるとともに、パネル支柱とソーラーパネルとの取付位置又は取付角度の調節によって、ソーラーパネルの傾斜角を調整可能とすることができる。ソーラーパネルの傾斜角（すなわち地表面からの立ち上がり角）θは、３０°が設置の標準とされているので、自動販売機の大きさ（高さや左右幅）にあわせて設置時の傾斜角を調整することができる。また、太陽の南中高度等によって発電効率も変動するので、例えば季節毎に最適の傾斜角に調整することもできる。

したがって、上記課題を解決するために、本考案の自動販売機は、
上記自動販売機用電力供給装置を備え、電源をバッテリーとＡＣ電源との間で切り換えて給電されることを特徴とする。

これによって、ＡＣ電源の電力使用量を低減し、ＣＯ_２排出量を削減して、地球温暖化等の地球環境の悪化を抑制することができ、災害発生時等の停電時にも駆動可能となる。また、そのためにソーラーパネルやバッテリーを自動販売機の上方空間に集中配置して簡素に構成できる利点もある。

（実施例）
以下、本考案の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本考案に係る電力供給装置を備えた自動販売機の一例を示す斜視図、図２はその平面図、図３は正面図、図４は側面図である。図１に示す自動販売機１００は、ＡＣ電源（商用１００Ｖ又は２００Ｖ電源；図５参照）で駆動可能であるとともに、屋外に設置されて、ソーラーパネル２と制御ボックス６（バッテリー保持部材）とを有する電力供給装置１を備えている。

ソーラーパネル２は、自動販売機１００の上部に位置させた状態で保持され、太陽光を受けて発電する。発電効率を高めるため、ソーラーパネル２（自動販売機１００の前面側）は南向きに設置することが望ましい。

図５に示すように、制御ボックス６には、バッテリー３とコントローラー４とインバーター５とが収容されている。バッテリー３は、ソーラーパネル２により発電された電力を充電し、充電した電力を自動販売機１００に給電する。コントローラー４は、バッテリー３の充電量及びＡＣ電源からの給電の有無を監視し、自動販売機１００を駆動するための電源をバッテリー３とＡＣ電源との間で切り換える。インバーター５はバッテリー３から自動販売機１００に給電するときに直流から交流へ変換する。ソーラーパネル２、バッテリー３、及びＡＣ電源は、それぞれコントローラー４に並列的に入力され、コントローラー４の出力はインバーター５を介して自動販売機１００に入力されている。

コントローラー４は、次のように機能している。
（１）バッテリー３の充電量が自動販売機１００を駆動可能であれば、コントローラー４は自動販売機１００の駆動電源をＡＣ電源からバッテリー３に切り換える。
（２）バッテリー３の充電量が自動販売機１００を駆動不可能であれば、コントローラー４は自動販売機１００の駆動電源をバッテリー３からＡＣ電源に切り換える。
（３）ＡＣ電源からの給電がなくなったときには、コントローラー４は自動販売機１００の駆動電源をＡＣ電源からバッテリー３に切り換える。

次に、図１に示す電力供給装置１において、ソーラーパネル２は、自動販売機１００の上方空間において、自動販売機１００の上部に位置させたベース部１０上に取り付けられている。そのベース部１０は、左右の固定フレーム２０Ｌ，２０Ｒの上端部を自動販売機１００の上側において繋ぐ複数（例えば２本）の連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂと、両連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂに跨って取り付けられてソーラーパネル２を支持するベース板１２（ベースフレーム）とを有する。また、バッテリー３等を収容する制御ボックス６がベース部１０に保持されている。

具体的には、各固定フレーム２０Ｌ，２０Ｒは、締結部材（ボルト、ねじ等）によって自動販売機１００の側面の上部に前後方向にわたって固定される取付板２１Ｌ，２１Ｒ（取付部材）と、その取付板２１Ｌ，２１Ｒの内側面（中央側の対向面）に溶接又は締結部材によって前後方向にわたって固定される角パイプ状の側枠２２Ｌ，２２Ｒ（側部フレーム）とを含む。連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂは角パイプ状を呈し、自動販売機１００の上方において前後２ヶ所で平行状に配置され、左右の端部は左右の側枠２２Ｌ，２２Ｒと溶接又は締結部材によってそれぞれ連結（固定）されている。またベース部１０には、制御ボックス６を載置するためのバッテリー支持板１３（バッテリー支持フレーム）が配置されている。バッテリー支持板１３は、ベース板１２に隣接して、前後の連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂに跨って取り付けられている。

図２に示すように、前後一対の連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂと左右一対の側枠２２Ｌ，２２Ｒ（固定フレーム２０Ｌ，２０Ｒ）とは、各連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂを長辺とし、各側枠２２Ｌ，２２Ｒを短辺とする矩形状に枠組み構成されている。そして、ベース板１２とバッテリー支持板１３とは、その枠組み構造の長手方向中間部において、長辺を構成する前後の連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂをそれぞれ接続している。

このように前後一対の連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂと左右一対の側枠２２Ｌ，２２Ｒ（固定フレーム２０Ｌ，２０Ｒ）とを矩形枠状に強固に組み立てる（連結する）ことによって、それらを介してソーラーパネル２やバッテリー３を自動販売機１００の左右側面に強固に固定することができる。そして、ベース板１２が前後の連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂに跨って取り付けられることによって、ソーラーパネル２をベース部１０ひいては自動販売機１００に安定よく支持することができる。また、バッテリー支持板１３が前後の連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂに跨って取り付けられることによって、バッテリー３（制御ボックス６）をベース部１０ひいては自動販売機１００に安定よく支持することができる。

図３に示すように、ベース部１０は、連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂの下面と自動販売機１００の上面とに所定の隙間Ｓを有して（すなわち自動販売機１００から浮かせた状態で）自動販売機１００の上方に配置され、連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂの左右端が側枠２２Ｌ，２２Ｒに固定されている。したがって、ソーラーパネル２やバッテリー３の重量は自動販売機１００の上面（天井面）にはかからなくなる。

このように、隙間Ｓを設けることによって、例えば６０ｋｇを超えるバッテリー３や１０ｋｇを超えるソーラーパネル２を自動販売機１００の上面に直接載置しなくてすみ、ベース部１０と固定フレーム２０Ｌ，２０Ｒとを介して自動販売機１００の左右両側面で分散支持できる。これにより、自動販売機１００の変形等を防止できるとともに、自動販売機１００の周囲に大きな設置スペースを要しなくなる。

図４に示すように、ソーラーパネル２は、ベース板１２から立設するパネル支柱１２ａに支持されて、自動販売機１００の前方側（南側）が低く後方側（北側）が高くなるように傾斜して配置されている。パネル支柱１２ａとソーラーパネル２とは取付位置（又は取付角度）が調節でき、ソーラーパネル２の傾斜角θ（地表面ＧＬからの立ち上がり角）を調整可能である。

具体的には、ソーラーパネル２の裏面側に固定される支軸２ｂ周りに回動可能な筒状部２ａにパネル支柱１２ａが挿入され、ねじ等の締結部材でそれぞれ位置調節可能に連結されている。ベース板１２のパネル支柱１２ａとソーラーパネル２の筒状部２ａとの連結位置（又は取付角度）を調節すると、ソーラーパネル２の傾斜角θが調整できる。自動販売機１００の大きさ（高さや左右幅）にあわせて設置時の傾斜角θを調整したり、例えば季節毎に最適の傾斜角θに調整することもできる。

また、バッテリー３等を収容する制御ボックス６は、ソーラーパネル２の下方において、ソーラーパネル２と平面視で重合する位置にてバッテリー支持板１３に載置されている（図２参照）。換言すれば、制御ボックス６は、平面視においてソーラーパネル２の投影領域内に位置してバッテリー支持板１３に載置されている（図２参照）。

図４のように風雨にさらされやすい自動販売機１００の上方空間にバッテリー３を配置した場合でも、制御ボックス６に保持（収容）されたバッテリー３は、上方をソーラーパネル２で雨傘や庇のように覆われている。そして、連結フレーム１１Ｆ，１１Ｂの下面と自動販売機１００の上面（天井面）との間には隙間Ｓ（図３参照）が形成されているので、雨水等が自動販売機１００の上面に降り込んで滞留しても制御ボックス６は浸水しない。このように、水分の影響による品質劣化や短絡からバッテリー３を保護することができる。

次に、図５のブロック図に基づいてコントローラー４で実行される電源切換処理を、図６のフローチャートに示す。コントローラー４は、まずＡＣ電源からの給電があるか（すなわち、自然災害、発電事故等の発生による停電がないか）を確認する（Ｓ１）。給電があれば（Ｓ１：ＹＥＳ）、次にバッテリー３の充電量は所定（例えば、自動販売機１００をフル稼働可能なレベル）以上あるかをチェックする（Ｓ２）。このとき、バッテリー３の充電量が充分であれば（Ｓ２：ＹＥＳ）、コントローラー４は、自動販売機１００の駆動電源をバッテリー３に切り換えて（Ｓ３）、電源切換処理を終了する。一方、バッテリー３の充電量が不充分であれば（Ｓ２：ＮＯ）、コントローラー４は、自動販売機１００の駆動電源をＡＣ電源に切り換えて（Ｓ４）、電源切換処理を終了する。

また、ＡＣ電源からの給電がないとき（停電時）には（Ｓ１：ＮＯ）、バッテリー３の充電量にかかわらず、自動販売機１００の駆動電源をバッテリー３に切り換えて（Ｓ５）、電源切換処理を終了する。ただし、バッテリー３の充電量は満充電でない場合もあるので、自動販売機１００としての最小機能（例えば、商品の搬送、取り出し等の販売機能のみ）を果たせるだけの省電力で駆動し、商品や取り出し口の照明等の販売品表示機能を停止すれば、災害発生時等にバッテリー３の寿命を長持ちさせることができる。

このように、自動販売機１００を駆動するための電源をバッテリー３とＡＣ電源との間で切り換えることによって、ＡＣ電源の電力使用量を大幅に低減し、ＣＯ_２排出量を削減（例えば２０〜３０％）して、地球温暖化等の地球環境の悪化を抑制することができる。また、災害発生時等の停電時にも駆動可能となる。

さらに、自動販売機１００の左右両側面に固定される両固定フレーム２０Ｌ，２０Ｒの上端部をベース部１０で繋ぐことによって、ソーラーパネル２、バッテリー３等はベース部１０を介して自動販売機１００の上方に保持される。これによって、自動販売機１００の基本機能である販売機能（商品の搬送、取り出し等）や販売品表示機能（商品や取り出し口の照明等）を損なうことなく、ソーラーパネル２、バッテリー３等を自動販売機１００の上方空間に集中配置して簡素に構成できる。しかも、バッテリー３が制御ボックス６を介してベース部１０に保持されるので、かなりの設置スペースを占めるバッテリー３をも自動販売機１００の上方空間に集中配置して簡素に構成できる。また、雨水の影響を受けやすい地表面を避けて、バッテリー３を自動販売機１００の上方空間に設置できるので、水分の影響によるバッテリー３の品質劣化や短絡を避けることができる。

本考案に係る電力供給装置を備えた自動販売機の一例を示す斜視図。 図１の平面図。 図１の正面図。 図１の側面図。 本考案に係る電力供給装置の電気的構成を示すブロック図。 電源切換処理を示すフローチャート。

符号の説明

１ 電力供給装置
２ ソーラーパネル
２ａ 筒状部
２ｂ 支軸
３ バッテリー
４ コントローラー
５ インバーター
６ 制御ボックス（バッテリー保持部材）
１０ ベース部
１１Ｆ，１１Ｂ 連結フレーム
１２ ベース板（ベースフレーム）
１２ａ パネル支柱
１３ バッテリー支持板（バッテリー支持フレーム）
２０Ｌ，２０Ｒ 固定フレーム
２１Ｌ，２１Ｒ 取付板（取付部材）
２２Ｌ，２２Ｒ 側枠（側部フレーム）
１００ 自動販売機
ＡＣ ＡＣ電源
Ｓ 隙間
θ 傾斜角

Claims (7)

1. 屋外に設置される自動販売機へＡＣ電源を含む電力を供給するための自動販売機用電力供給装置において、
   太陽光を受けて発電するソーラーパネルと、
   そのソーラーパネルにより発電された電力を充電し、かつその充電した電力を前記自動販売機に給電するバッテリーと、
   そのバッテリーの充電量及び前記ＡＣ電源からの給電の有無を監視することにより、前記自動販売機を駆動するための電源を前記バッテリーとＡＣ電源との間で切り換えるコントローラーとを備え、
   前記コントローラーは、前記バッテリーの充電量が前記自動販売機を駆動するに足るときには電源を前記ＡＣ電源から前記バッテリーに切り換えるとともに、前記バッテリーの充電量が不足するときには電源を前記バッテリーから前記ＡＣ電源に切り換え、さらに、前記ＡＣ電源からの給電がなくなった場合には電源を前記ＡＣ電源から前記バッテリーに切り換える一方、
   前記自動販売機の左右両側面の上部にそれぞれ固定される固定フレームと、
   両固定フレームの上端部を前記自動販売機の上側において連結するベース部とを備え、
   前記ベース部上には前記ソーラーパネルが前記自動販売機の上方において取り付けられ、そのソーラーパネルが前記ベース部を介して前記両固定フレームにより前記自動販売機に支持され、
   さらに前記バッテリーが、バッテリー保持部材を介して前記ベース部に着脱可能に保持されることを特徴とする自動販売機用電力供給装置。
2. 前記ベース部は、両固定フレームの上端部を前記自動販売機の上側において連結する複数の連結フレームと、それらの連結フレームに跨って取り付けられて前記ソーラーパネルを支持する板状のベースフレームとを有する請求項１に記載の自動販売機用電力供給装置。
3. 前記ベース部は、前記連結フレーム及びベースフレームの下面と前記自動販売機の上面とに所定の隙間を有して前記自動販売機の上方に配置される請求項２に記載の自動販売機用電力供給装置。
4. 前記ベース部には、前記バッテリー保持部材を載置するための板状のバッテリー支持フレームが配置され、そのバッテリー支持フレームは、前記ベースフレームに隣接する形で前記複数の連結フレームに跨って取り付けられる請求項２又は３に記載の自動販売機用電力供給装置。
5. 前記バッテリー保持部材は、前記ソーラーパネルの下方において、そのソーラーパネルと平面視で重合する位置にて前記バッテリー支持フレームに載置される請求項４に記載の自動販売機用電力供給装置。
6. 前記複数の連結フレームと両固定フレームとは、平面視において各連結フレームを長辺とし、各固定フレームを短辺とする矩形状に枠組み固定されるとともに、
   前記ベースフレームとバッテリー支持フレームとは、その枠組みの長手方向中間部において、長辺を構成する各連結フレームをそれぞれ接続する請求項４又は５に記載の自動販売機用電力供給装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の自動販売機用電力供給装置を備え、電源を前記バッテリーとＡＣ電源との間で切り換えて給電されることを特徴とする自動販売機。

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