JP4309161B2

JP4309161B2 - 太陽発電を利用した街路灯

Info

Publication number: JP4309161B2
Application number: JP2003083319A
Authority: JP
Inventors: 博渡辺
Original assignee: 株式会社風憩セコロ
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: JP2004296123A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽発電を利用した街路灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電力供給の利便性、節電、エコロジー等の観点から、街路灯に自然エネルギーを利用することが知られている。その中でも特に太陽発電は、耐久性、利便性等に優れていることから、屋外における照明装置の発電源として利用されることが多くなってきており、その需要もきわめて高い。
【０００３】
例えば、パネル状のソーラモジュール及び照明灯を支柱に別個に取り付け、同ソーラモジュールにより発電した電力をバッテリーに蓄えておき、日没後等に充電した電力を用いて照明灯を点灯させる街路灯が開示されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
また、図７に示すごとく、太陽発電を利用した街路灯であって、上方を保護カバー58で覆ったランプシート55と、同ランプシート55の枠内に配されたパネル状のソーラモジュール51と、同ソーラモジュール51の下面に配された充電回路及び照明回路を備えた回路基板57と、ランプシート51の下方に反射板59を介して取り付けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）53と、同ＬＥＤ53の下方を覆ったランプカバー54とから構成された照明器具を備えた街路灯が提案されている（特許文献２参照。）。特許文献２における街路灯の照明器具は、既存の道路灯と同様に地面から垂直に立てられた１本の支柱の途中から横方向に屈曲した首部の先端部に取り付けられている。またバッテリーは、その支柱の下方に設けたロッドシート内の内部空間内に配されている。
【０００５】
【特許文献１】
実開平4 ー126611号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】
実用新案登録第3086473 号公報（第７〜８頁、図１、３、８）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の街路灯は、通常、重量のある１本の長尺な支柱をそのまま運搬し、設置し、その後で照明器具を支柱に取り付けているか、或いは１本の長尺な支柱に照明器具を取り付けた状態で運搬し、これを所望の場所に設置するため、クレーン等の大型重機を使用しなければならないことが多く、手間とコストがかかっていた。また、大型重機の使用を必要とする街路灯の場合、大型重機が入り込めない場所では設置を行うことができず、また仮に大型重機が入り込めるような場所であっても、かかる大型重機の使用によって周辺の交通事情を悪化させる。
【０００７】
上記特許文献１の街路灯のように、パネル状のソーラモジュールと照明灯とが個別に取り付けられている街路灯は従来から多く見受けられるが、支柱上にソーラモジュール部と照明灯とが別個に取り付けられているため、全体形状として見栄えが悪く、また運搬や取付けに手間を要し、結果的にコスト高となっている。
【０００８】
一方、上記特許文献２に開示された街路灯は、図７に示すごとく、パネル状のソーラモジュール51とＬＥＤ53を備えた照明部とが一体化されて取り付けられてはいるものの、パネル状のソーラモジュール51及び回路基板57がランプシート55の上方に配されているため、その上方を透明の保護カバー58で覆われなければならない。また、ランプシート55の下方においてはＬＥＤ53と三次元形状を有する反射板59とが配されており、その上ランプカバー54で覆う必要があるため、照明器具全体の構造が複雑になり、部品点数も多くなっている。その結果、照明灯の部分が大型化するばかりでなく、照明器具の組立てや作業に煩雑な手間がかかりコストも嵩むことになる。
【０００９】
更に、この特許文献２に開示された街路灯の照明は、光源としてＬＥＤ53からの直接光を用いているので、歩行者の視覚に輝度の高いＬＥＤの光が直接飛び込んで目を傷める危険性がある。またランプカバー54があってもなお光が漏れ出てしまう恐れがあり、街路灯の傍を通行する歩行者や近くの住居に対してＬＥＤからの直接光が届き、いわゆる光害を及ぼすおそれがある。このため、街路灯周辺の環境面、例えば周辺に植えられた植物に対する日照時間の影響や周辺住民に対する安眠を妨げるなどの問題があった。
【００１０】
更に、上記特許文献２に開示された街路灯では、地面に設置された支柱の首部が支柱の途中から湾曲されており、しかも首部の先に予め照明灯が取り付けられているため、その設置にはどうしても大型重機が必要となる。またソーラモジュール51の受光面が首部の曲折方向によって規制されることから、設置する地域や設置場所に応じて太陽光の受光角度を調整することができないといった問題も生じる。
【００１１】
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、具体的には全体的に簡易な分解可能な組立構造を採用することにより軽量で運搬や設置、交換などが容易であり、しかも安価に製造でき、設置作業を簡略化ができるとともに、ソーラモジュール及び照明部分からなる照明灯部分をコンパクトでシンプルな形状とすることができ、更には効率の良いしかも安定した安全な照明光源が確保でき、周辺環境にも配慮した街路灯を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するため、本発明の主要な構成は、受光面に光を受けて発電する薄板状のソーラモジュール及び同ソーラモジュールの発電力により発光する照明光源とを有する照明手段と、地表面に対して立設固定され、前記照明手段を上端部に取り付ける柱部と、前記照明光源に接続され前記ソーラモジュールによる発電力を蓄えるバッテリーと、前記照明光源の点灯及び消灯を制御する制御手段とを備えた街路灯であって、前記照明手段は、単一のフレームに一体に組み込まれた、薄板状のソーラモジュールと、同ソーラモジュールの受光面の裏面側に平行に配され、少なくとも一端面に複数の発光ダイオードを有する面発光用の導光板とを備えるとともに、前記柱部は、地表面に対して立設固定される箱体と、上端部に前記照明手段が組付けられるとともに、下端部が前記箱体に組付けられる支柱とを備えてなり、前記導光板の発光面に光を拡散するためのドットパターンが形成されてなり、前記導光板の前記発光面の照明側に配され、その片面全面に梨地様のエンボス処理が施された半透明カバーが前記フレームに一体に組み込まれてなる、ことを特徴としている。
【００１３】
上記構成を備えた本発明の街路灯は、簡易な構造の組立て式のユニット構造とすることができるため、組立て前の各梱包された各部材及びユニット化された機材を簡単に設置場所へと運搬することができる。また、例えば支柱材や照明灯部分のフレームなどに軽量金属を採用すれば、分解された部材や機材であることと相まって、クレーン等の大型重機を用いることなく狭い場所であっても簡単に搬入設置することができ、重機導入による設置場所や周辺環境への悪影響も防ぐこともできる。なお、前記支柱は、一対の支柱材から構成され、同支柱材は前記箱体の対向する側面にそれぞれ後から組付けられることが好ましい。この構成により、本発明の街路灯は上記作用効果に加え梱包や運搬を更に容易にする。
【００１４】
また、本発明の街路灯において、前記箱体は側面に開閉可能な開閉蓋を有し、内部に前記バッテリー及び前記制御手段が収納されていることが好ましい。この構成により、全体の外観がすっきりした街路灯となる。しかも箱体の大きさを大きくすることができるので、箱体に収納するバッテリーも大型のものを使用することができる。また箱体を支柱と一体的に組付け固定することができるので、従来のようにバッテリーを収納した箱体を支柱から離れた場所に別途設置すること必要がなくなる。
【００１５】
更に、本発明の街路灯の照明手段は、太陽エネルギーを利用しているため、電気を電線から引き込んだり配線管を埋めたりというような大掛かりな配線工事が不要であるという利便性があるのみならず、ソーラモジュール及び照明手段を一体的に配することによってスペースを最大限に有効活用することができ、組立構造を簡単なものとすることができる。そのうえ支柱上にソーラモジュールと照明手段を別個に取り付ける必要がなく、更にソーラモジュール及び照明手段が単一のフレーム内に一体的に組み込まれていることから、意匠的にも多様な変更が可能となり、外観的に優れた街路灯が得られる。
【００１６】
またＬＥＤを使用していることから球切れの心配がなく、常に安定した効率の良い光源を確保できる。しかも、ＬＥＤを導光板の端面に配することにより点光源ではなく面光源として使用しているので、スポットライト的な光ではなく面全体から均一な光が照らし出される照明装置とすることができる。このため、導光板を見上げてもＬＥＤからの光が直接目に入ってくることがなく、ＬＥＤからの直接光が漏れることによる光害も防止することができる。
【００１７】
更に、本発明の街路灯は、設置場所の環境や条件に応じて太陽光の受光及び照明のための最適な角度を選択し設定することができ、その角度は１５〜６０度の角度範囲で傾斜するよう調整することが好ましい。
【００１８】
また更に、前記照明手段は、前記支柱の垂直線に対して対称に配された一対の照明手段から構成されていることが好ましい。この構成を備えた街路灯は、狭い設置面積でより広範囲にわたって均一な光で照明することができるとともに、一対の照明手段のソーラモジュールのどちらかが必ず南もしくは東又は西の方向を向かせることができるので、太陽光をより効率的に受光することができる。また、ソーラモジュールの地表面に対する傾斜角度をそれぞれ異ならせることによって、一対のソーラモジュールで効率的に太陽光を受光するように配置することができる。
【００１９】
本発明の街路灯の上記照明手段における導光板の発光面には、上述のとおり、光を拡散するためのドットパターンが形成されており、また前記フレーム内の同導光板の発光面の照明側には、全面に梨地様のエンボス処理が施されたカバーを配している。この構成を備えた街路灯は、ＬＥＤの点状の発光を面発光に変えた導光板からの光によって更に広範囲で且つ均一な照明を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施例に基づき、本発明の街路灯の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例による街路灯の分解斜視図、図２は同街路灯の側面図、図３は同街路灯を上方から見た平面図を示す。
図１に示す街路灯１の照明手段１０は、単一のフレーム１５内に一体的に組込まれた薄板状のソーラモジュール１１と薄板状の導光板１２とを備えており、全体に平板状を呈している。前記導光板１２には、図５に示すように、導光板１２の端面に沿って複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１３が配されている。また、本実施例における柱部２０は、二本の支柱材２１、２１と同支柱材２１を下方で支持するとともに、内部に図示せぬバッテリーと制御手段とを収納可能な箱体３０とから構成される。同箱体３０は、図１に示すごとく一側面に開閉蓋３２を有しており、コンクリート基礎部４０を介して地面に固定される。
【００２１】
本実施例においては、上記薄板状のソーラモジュール１１と導光板１２とを平行に支持固定するフレーム１５、支柱材２１、２１及び箱体３０をそれぞれアルミ型材を用いている。ただし、本発明はアルミ製に限定されるものでなく、スチール製等で構成することもできる。なお、フレーム１５、支柱材２１、２１、及び箱体３０には、例えばＨ６ストーン塗装等の張り紙防止塗装をしておくことができる。
【００２２】
本実施例では、街路灯１のコンクリート基礎部４０は、内部に補強材とアンカーボルトを埋設した、約５０ｃｍ四方で高さが約７０ｃｍの直方体ブロックからなる。上記フレーム１５の一辺の長さは約４０〜５０ｃｍである。コンクリート基礎部４０を除く街路灯１の全体高さは約４ｍに設定している。なお、これらの数値は例示であって、本発明の街路灯はこれらの数値に限定されるものではない。
【００２３】
照明手段１０、支柱２０、箱体３０は、組立て前においてはそれぞれ別個に梱包されており、これらが設置場所へと搬入される。設置場所では、まず、予め地面に敷設されたコンクリート基礎部４０上に箱体３０の底部のベースプレート３１がアンカーボルトを介して固定される。一対の支柱材２１、２１の上端部は梁２３により連結固定され、その上端にフレーム１５により薄板状に一体化されたソーラモジュール１１と導光板１２を有する照明手段１０が、その取付角度を調整して取り付けられる。こうして照明手段１０が取り付けられた支柱材２１、２１を起こして立ち上げ、箱体３０の上記開閉蓋３２の設けられていない相対する両側面に、外側面に補強部材としての化粧支柱材２２、２２を配して、一対の支柱材２１、２１の下端部分を化粧支柱材２２、２２とともにボルト等の固定手段によってそれぞれ固定する。
【００２４】
図４は照明手段１０の側面図であり、図５は照明手段１０の部分断面図である。照明手段１０は、上方から太陽光を受光する薄板状のソーラモジュール１１、同ソーラモジュール１１の受光面とは反対側、すなわち裏面側に配され、複数の白色ＬＥＤ１３を端面に配した薄板状の導光板１２、同導光板１２の発光面の照明側に配されたポリカーボネ―ト板からなるカバー１４、及びこれらの部材を一体的に枠内に組み込む、厚みが約４０〜６０ｃｍのアルミ型材からなるフレーム１５から構成されている。フレーム１５内にはコ字状断面の内枠１５ａが設けられ、ソーラモジュール１１、導光板１２及びカバー１４を、図５に示すごとく、上から順に配して、前記内枠１５ａに固定している。なお本実施例では、前記導光板１２及びカバー１４と内枠１５ａとの間に緩衝材１５ｂを介在させている。ソーラモジュール１１は熱による膨張があるため、内枠１５ａには直接固定されず、内枠１５ａとの間に若干の余裕をもって配されている。
【００２５】
ソーラモジュール１１としては、例えば単結晶シリコンから構成され最大出力２２Ｗのものを使用することができる。また、ソーラモジュール１１の裏面には、ソーラモジュール１１の裏面側に配される導光板１２からの光の反射材として、アルミニウムシートを配することが好ましい。
【００２６】
導光板１２は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂等、公知の材料からなる。好適には、導光板１２の発光面には、発光面における光の拡散や輝度を適度に調整するための所定パターンのドットを形成することが望ましい。また、導光板１２の下方に配されたカバー１４の表面全面に梨地様のエンボス処理が施されており、光の拡散や輝度を適度に調整することができる。
【００２７】
導光板１２の端面には、光源として複数の白色ＬＥＤ１３が配され、導光板１２の端面からＬＥＤ１３の光が導入され、導光板の照明側前面から均一な面発光がなされる。照度は、ＬＥＤ１３の数や導光板の両端面に配する等の配置の変更により所望の照度を得ることができる。また、照度は後述する制御手段によっても調整することができる。なお、本実施例では街路灯として最低限必要とされる地表面における５ルクスの照度を確保するために約６０球のＬＥＤが使用されている。
【００２８】
照明手段１０は地表面に対して所定の角度に傾斜された状態で支柱２０に取り付けられている。本実施例にあって、上述のソーラモジュール１１及び導光板１２を組付けたフレーム１５の基端部には、一端が支柱２０の中空部に密嵌されてボルトにより固定されるとともに、他端が照明手段１０を角度調整可能に固定支持する支持部材１７を有している。そのため、二本の支柱材２１、２１は中空のアルミ型材から構成されている。照明手段１０の取付けは、照明手段１０の基端部１６、１６に前記支持部材１７を所望の角度をもたせてボルトにより固定したのち、同支持部材１７の下端を一対の支柱材２１，２１に差し込み、同じくボルトにより固定することにより行われる。この照明手段１０の取付け角度は設置場所の環境や季節等を考慮して変更されるが、通常は１５〜６０度の範囲内における所定の角度で設定することが好適である。これは、ソーラモジュール１１が所要の太陽光を受光でき、且つ導光板１２からの光が地表の所要の範囲を照らすのに適度な傾斜角度であり、本実施例の照明手段１０では約３０度の傾斜角度で取り付けられている。
【００２９】
なお、本実施例の場合、支柱２０に対する照明手段１０の取付け角度の設定は、支持部材１７を前記所定の傾斜角度に傾斜させて照明手段１０に予め取り付けておき、その後に支持部材１７の下端を支柱２０の上端に嵌着固定することにより行われる。或いは、照明手段１０を支持部材１７を介して支柱２１に取り付けた後に、角度の調整機構、例えば位相を異ならせた複数のボルト穴、又は円弧状の長孔などの従来から公知の角度調整機構を、照明手段１０の基端部１６、１６と支持部材１７，１７に設けておき、それらの角度調節機構を使って傾斜角度を調節する。
【００３０】
支柱２０は一対の支柱材２１、２１から構成され、同支柱材２１、２１はその上部に架設された梁２３によって互いが平行となるように連結固定されている。支柱材２１、２１は、その下方部分に長手方向に並ぶ複数のボルト挿通孔２１ａを有し、その表面を同じく複数のボルト挿通孔２２ａが形成された化粧支柱材２２、２２で覆った上で、対応する位置にボルト挿通孔３０ａを有する箱体３０の両側面にボルトとナットを使って締め付け固定される。ソーラモジュール１１からの導線は、前記支柱材２１の中空部を通されて箱体３０の内部に導入されている。箱体３０は、内部空洞に図示せぬ制御手段とバッテリーとが収納されており、箱体３０の背面にはメンテナンスや点検のための開閉蓋３２が取り付けられている。本実施例において使用される制御手段及びバッテリーは従来のものを使用するため、具体的な説明は省略する。
【００３１】
街路灯１の機能を説明すると、まず日中においてソーラモジュール１１が太陽光を受けて発電し、その電力が照明手段１０から支柱材２１の中空部内を通る導線を介して箱体３０の内部のバッテリーまで送られ、バッテリーに蓄電される。そして、その蓄積された電力により、図示せぬタイムスイッチを介して、或いは周囲が暗くなったことを図示せぬ光センサーで検出して、ＬＥＤ１３を点灯させ、周囲が明るくなると消灯させる。
【００３２】
図６は、本発明の第２実施例による街路灯１００の側面図を示す。なお、同図においては、第１実施例と実質的に同一の構成及び同一の機能の部材及び機器には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３３】
この第２実施例によれば、第１実施例の二基の街路灯１を背中合わせとした形態を有している。各街路灯１は照明手段１０の基端部１６同士が連結・固定されるとともに、支柱２０である各対の支柱材２１、２１の上記梁２３の架設位置において側面同士を連結・固定している。各対の支柱材２１、２１は、第１実施例と同様にその下方部に複数のボルト挿通孔が形成されており、図６に示すごとく、化粧支柱材２２、２２を外側で覆った上で複数のボルトにより箱体３０にそれぞれ固設している。なお、各対の支柱材２１、２１にそれぞれ照明手段１０を取り付けているが、一対の照明手段１０、１０を共通の支柱材２１、２１に取り付けることもできる。
【００３４】
第２実施例の支柱２０の上端部から反対方向に延出する一対の照明手段１０、１０、１０は、第１実施例と同様に、地表面に対して所定の角度、例えば約３０度に傾斜させて左右対称に取り付けられている。なお、当然に、設置場所の条件等に応じて各照明手段１０の傾斜角度をそれぞれ異ならせることもできる。その他の構成及び機能は第１実施例と同様である。なお、本発明の街路灯は、上記実施例の構成に限定されるべきでなく、多様な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の街路灯の分解斜視図である。
【図２】同街路灯の側面図である。
【図３】同街路灯の平面図である。
【図４】同街路灯の照明手段の側面図である。
【図５】同照明手段の内部構造を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第２実施例の街路灯の側面図である。
【図７】公知の街路灯の照明具の側面図である。
【符号の説明】
１街路灯
１０照明手段
１１ソーラモジュール
１２導光板
１３発光ダイオード（ＬＥＤ）
１４カバー
１５フレーム
１６基端部
１７支持部材
２０支柱
２１支柱材
２１ａボルト挿通孔
２２化粧支柱材
２２ａボルト挿通孔
２３梁
３０箱体
３０ａボルト挿通孔
３１ベースプレート
３２開閉蓋
４０コンクリート基礎部
５１ソーラモジュール
５２導光板
５３発光ダイオード（ＬＥＤ）
５４ランプカバー
５５ランプシート
５７回路基板
５８保護カバー
５９反射板

Claims

受光面に光を受けて発電する薄板状のソーラモジュール(11)及び同ソーラモジュール(11)の発電力により発光する照明光源とを有する照明手段(10)と、地表面に対して立設固定され、前記照明手段(10)を上端部に取り付ける柱部と、前記照明光源に接続され前記ソーラモジュール(11)による発電力を蓄えるバッテリーと、前記照明光源の点灯及び消灯を制御する制御手段とを備えた街路灯（1,100)であって、
前記照明手段(10)は、単一のフレーム(15)に一体に組み込まれた、薄板状のソーラモジュール(11)と、同ソーラモジュール(11)の受光面の裏面側に平行に配され、少なくとも一端面に複数の発光ダイオード(13)を有する面発光用の導光板(12)とを備えるとともに、
前記柱部は、地表面に対して立設固定される箱体(30）と、上端部に前記照明手段(10)が組付けられるとともに、下端部に前記箱体(30）が組付けられる支柱(20)とを備えてなり、
前記導光板(12)の発光面に光を拡散するためのドットパターンが形成されてなり、
前記導光板(12)の前記発光面の照明側に配され、その片面全面に梨地様のエンボス処理が施された半透明カバー(14)が前記フレーム(15)に一体に組み込まれてなる、
ことを特徴とする街路灯。
前記箱体(30)は開閉自在の開閉蓋を有し、内部に前記バッテリー及び制御手段が収納されてなることを特徴とする請求項１記載の街路灯。
前記照明手段(10)は、前記支柱(20）の垂直線に対して一方向に延設されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の街路灯。
前記照明手段(10)は、一対からなり前記支柱(20）の垂直線に対して対称に延設されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の街路灯。
前記導光板(12)の発光面が地表面に対して１５〜６０度の角度範囲で傾斜するよう調整自在であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の街路灯。
前記支柱(20)は、２本一組の直線状の支柱材(21,21) から構成され、同支柱材(21,21) は前記箱体(30)の対向する側面にそれぞれ組付けられてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の街路灯。