JP5079617B2 - ソーラー式ポータブル発電器具 - Google Patents

Description

本発明は、ソーラー式ポータブル発電器具に関し、特にソーラーパネルを用いたソーラー式ポータブル発電器具に関する。

この種のソーラー式ポータブル発電器具として、例えば下記特許文献１に記載されているように、第１の受光面及び第１の取手部が設けられた第１の太陽電池モジュール部と、第２の受光面及び第２の取手部が設けられた第２の太陽電池モジュール部とを備えたものが知られている。そして、第１の太陽電池モジュール部の第１の受光面とは反対側の面には、第１のバッテリパックが脱着可能に取り付けられ、第２の太陽電池モジュール部の第２の受光面とは反対側の面には、第２のバッテリパックが脱着可能に取り付けられている。第１及び第２の太陽電池モジュール部は蝶番により折り畳み可能とされていて、折り畳まれた状態で、第１及び第２の取手部を利用して持ち運びできるようになっている。
特許第３８３０９３５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたソーラー式ポータブル発電器具では、第１及び第２バッテリパックによる電力の給電時において、通常、第１及び第２バッテリパックを第１及び第２の太陽電池モジュール部からそれぞれ取り外す必要がある。このため、第１及び第２バッテリパックが第１及び第２の太陽電池モジュール部から取り外された場合には、バッテリパックが太陽電池モジュール部と電気配線で接続された状態となって、発電器具を移動させることが困難になるという問題があった。

さらに、災害非常時や暗所等で、照明が必要になった場合、照明器具を用意して、それを発電器具のコンセントに接続させて、電力の供給を受けることで、照明を得る必要があった。

本発明の課題は、持ち運びが常に容易で、照明機能を備えたソーラー式ポータブル発電器具を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明は、太陽光を受けて発電するソーラーパネルを備えたソーラー式ポータブル発電器具において、
一軸線回りに回動可能に連結され、前記ソーラーパネルをそれぞれ収容するケース本体と蓋部を有する単一トランク型のケースを備え、
前記ケース本体内には、前記各ソーラーパネルにより発電された電力を充電するバッテリと、前記バッテリによる充電を制御するコントローラと、前記バッテリにより充電された電力を交流に変換して外部に給電するインバータとが設けられ、
前記ケース本体の側壁には、持ち運び用の取手が設けられ、
前記蓋部の外側表面には、前記コントローラ及び前記バッテリからの電力を受けて、点灯する面状の照明部が設けられ、
この面状の照明部は、前記蓋部の外側表面の一部を構成する透光性を有する照射カバーと、そのカバーの内側において、前記蓋部に設けられた複数の光源とを備えている。

このソーラー式ポータブル発電器具では、バッテリ、コントローラ、インバータがケース本体に固定される。このため、バッテリの電力の給電時においては、上記した従来技術とは異なり、バッテリ等をいちいち取り外さなくて済むので、発電器具を常に容易に持ち運ぶことができる。

さらに、蓋部の外側表面に面状の照明部が設けられており、ケース本体は、取手が取り付けられたトランク型であるため、持ち運びが容易で、電源の無い場所で照明として使用できる。また、電池が必要な懐中電灯等と比べて、本発明はソーラー式のため、繰り返して充電が可能で、電池交換が不要である。よって、レジャー等のアウトドアや災害非常時のように照明が必要な状況に対応できる。

さらに照明部は、照射カバーを有しているため、蓋部の内側に設けられた複数の光源から照射される光を均一にさせることができる。従って、照明部の全体に渡って均一に点灯させることが可能になる。

本発明の実施に際して、前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記バッテリ、前記コントローラ及び前記インバータを覆った状態で、前記ケース本体に固定される。

これによれば、ケース本体内の収容空間を有効に活用することで、ケースの外観形状をよりシンプルにすることができ、発電器具の収納性を向上させることができる。

また、本発明の実施に際して、前記ケース本体内には、外部から差し込み可能な形態で前記インバータと電気的に接続された電源供給用のコンセントと、前記バッテリが充電状態にあるとき点灯するパイロットランプと、前記バッテリの電力が給電可能状態にあるとき点灯するパイロットランプと、前記バッテリが給電可能状態にあるとき給電を可能にする給電スイッチと、前記照明部を点灯させる照明スイッチとが設けられるとよい。

これによれば、バッテリの充電状態またはその電力の給電状態を視認することができ、発電器具の利便性を向上させることができる。

また、本発明の実施に際して、前記ケース本体と前記蓋部とは、任意の傾斜位置に角度調整可能な角度調整部材を介して連結されており、この角度調整部材により一定の角度で傾斜位置が固定され、前記バッテリは、前記角度調整部材に近接して配置される形態で前記ケース本体に固定されている。

これによれば、角度調整部材によって、蓋部がケース本体に対して任意の傾斜位置に角度調整され、一定の角度で傾斜位置が固定される。このため、バッテリを充電する場合には、蓋部に設けたソーラーパネルが太陽光に当たるように蓋部をケース本体に対して傾斜させればよいので、充電場所の制約を受けることなく、しかも充電効率を良好に高めることができる。さらに、バッテリの充電が完了し、照明部を点灯させた際、蓋部の外側表面に設けた照明部が、適切な角度になるように蓋部をケース本体に対して傾斜させればよい。これにより、照明の必要な角度を任意に調節することが可能となる。

また、本発明の実施に際して、前記ケース本体内の前記コンセント、前記パイロットランプ、前記給電スイッチ、前記照明スイッチは、前記蓋部が閉じられた際、前記蓋部で覆われ、前記ケースの内部に収納されるように構成されているとよい。

これによれば、コンセント、パイロットランプ、給電スイッチ、照明スイッチは蓋部が閉じられた際、蓋部で覆われるように設けられており、これらがケース本体内部に収納されることにより、パイロットランプの破損や給電スイッチの誤操作といった不具合が無くなるとともに、ケースの外観形状をシンプルにすることができる。

また、本発明の実施に際して、前記ケース本体及び前記蓋部は、略角形の容器状をなし、前記ケース本体の深さが前記蓋部の深さよりも深く形成されており、前記蓋部側のソーラーパネルは、該蓋部内の収容空間に収容された状態で固定されており、前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記ケース本体内の収容空間に前記バッテリ、前記コントローラ及び前記インバータが収容された状態で、前記ケース本体の開口部近傍部位に固定されており、前記コントローラは、前記バッテリが空の状態では定電流充電を行い、前記バッテリの電圧がある程度高い状態では定電圧充電を行うように設定されているとよい

これによれば、ケース本体内の収容空間にバッテリ、コントローラ、インバータが収容される。このように、ケース本体内の収容空間を有効に活用することで、ケースの外観形状をよりシンプルにすることができ、発電器具の収納性を向上させることができる。また、ケース本体内の収容空間にバッテリ、コントローラ、インバータを収容することで、各機器の重みによりケース本体の安定性が増し、蓋部を開けた状態（バッテリの充電時や照明部の点灯時）でのケース本体の転倒を防止することもできる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るソーラー式ポータブル発電器具の斜視図である。図２は、図１の背面図である。図１及び図２に示すように、このソーラー式ポータブル発電器具は、ケース１０を備えている。ケース１０は、例えばアルミニウム製であり、トランク型の手提げカバン（アタッシュケース）風の形状に形成されている。ケース１０は、ケース本体１１及び蓋部１２を含んで構成されている。また、蓋部１２の外側表面には平面状の照明部４０が設けられている。ケース本体１１及び蓋部１２は、略角形の容器状をなし、ケース本体１１の深さが蓋部１２の深さよりも深く形成されており、ヒンジ１３により一軸線回りに回動可能に連結されている。ケース本体１１のヒンジ１３が設けられた側壁（背面壁）と対向する側壁（正面壁）には、持ち運び用の取手１４が設けられるとともに、閉状態にて蓋部１２と一体化させるためのロック金具１５が設けられている。

図２及び図３に示すように、ヒンジ１３（角度調整部材）は、その構成部材の摩擦により蓋部１２をケース本体１１に対して任意の傾斜位置に保持する角度調整機能を有する。ケース本体１１内及び蓋部１２内の収容空間Ｓには、それぞれソーラーパネル２１，２２が収容された状態で固定されている。

図３に示すように、給電スイッチ２６、照明スイッチ５０、パイロットランプ２７、２８及びコンセント２９が、ケース本体１１内の設置部分Ｌに設けられている。

ソーラーパネル（太陽電池）２１，２２は、例えば多結晶シリコン（あるいは単結晶シリコン）からなる半導体素材を張り合わせて薄い板状に形成したものであり、太陽光を受けて電力を発生させる。なお、各ソーラーパネル２１，２２の定格出力は１０Ｗに設定されている。

図４は、蓋部１２を開いた状態における、蓋部１２の外側表面に設けられた平面状の照明部４０を示す本発明の斜視図である。

図５は、蓋部１２を模式的に示した平面図である。面状の照明部４０は、蓋部１２の外側表面を構成する照射カバー４２と、その照射カバー４２の内側において、蓋部１２に設けられた光源として、周知の発光ダイオードである複数のＬＥＤ４１とを備えている。ＬＥＤ４１は、電気配線を介して接続されており、この点については後で説明する。

照射カバー４２は、平面状で、蓋部１２のように略角形状をなし、蓋部１２より一回り小さく形成されている。さらに、全体が不透明で透光性を有しており、光源設置部Ｎと、ＬＥＤ４１とを覆うように取り付けられている。従って、照明部４０が点灯する際には、まずＬＥＤ４１が発光し、その光が照射カバー４２を通して照射されて、照明部４０が点灯の状態となる。またこの際、不透明で透光性を有するこの照射カバー４２により、ＬＥＤ４１における光の照射の均一化が図られている。

図６は、ＬＥＤ４１の電気的接続を示す回路図であり、ＬＥＤ４１は、白色光又は白色光に近い光を発するものを使用する。光源設置部Ｎの長辺に対して平行になるように、抵抗Ｒと複数、例えば５個のＬＥＤ４１とが直列接続され、それを同一に複数列、例えば３列形成して、光源設置部Ｎの短辺方向に並列接続されている。従って、光源設置部Ｎには、例えば計１５個のＬＥＤ４１が設けられている。抵抗Ｒは、代替として定電流ダイオードでも電流を制限することが可能である。それぞれのＬＥＤ４１は、互いが光源設置部Ｎ内に均等間隔になるように配設されている。なお、この実施形態のようにＬＥＤ４１は、必ずしも５個×３列の計１５個で構成されている必要はなく、適宜変更可能である。

図７及び図８に示すように、ソーラーパネル２１，２２は、コントローラ２４を介してバッテリ２３に接続されるとともに、コントローラ２４を介してインバータ２５に接続されている。バッテリ２３、コントローラ２４及びインバータ２５は、図３に示すように、ケース本体１１内の収容空間Ｓに収容された状態でケース本体１１に固定されている。ソーラーパネル２１は、バッテリ２３、コントローラ２４及びインバータ２５を覆った状態で、ケース本体１１の開口部１１ａ近傍部位に固定されている。

バッテリ２３は、例えば容量２０Ａｈ、出力電圧１２Ｖの鉛蓄電池であり、各ソーラーパネル２１，２２により発電された電力を充電する。コントローラ２４は、バッテリ２３を効率良く充電する充電回路を備えている。この充電回路は、例えば、バッテリ２３が空の状態では定電流充電を行い、バッテリ２３の電圧がある程度高い状態では定電圧充電を行う。インバータ２５は、バッテリ２３により充電された電力を交流（ＡＣ１００Ｖ出力）に変換して外部に給電（放電）する。なお、インバータ２５は、例えば最大定格４００Ｗに設定されている。

コントローラ２４には、給電スイッチ２６、照明スイッチ５０、パイロットランプ２７，２８及びファン３０が電気配線を介して接続され、インバータ２５には、電源供給用のコンセント２９が電気配線を介して接続されている。

給電スイッチ２６は、そのオン操作によりコンセント２９から負荷への給電を可能とする。パイロットランプ２７は、バッテリ２３が充電状態にあるとき点灯する（例えば黄色）。パイロットランプ２８は、バッテリ２３の電力が給電可能状態にあるとき、給電スイッチ２６のオン操作を条件として点灯する（例えば赤色）。ファン３０は、過熱し易いインバータ２５の近傍に設けられ、インバータ２５が発生する熱をケース本体１１内で対流させる。コンセント２９には、例えば照明器具、小型テレビ、ラジオ、ＣＤラジカセ、パソコン等を接続することができる。

照明部４０は、コントローラ２４を介して電気的に接続される。バッテリ２３に電力が充電された状態で、照明スイッチ５０をオンすることにより、バッテリ２３に充電された電力がコントローラ２４を介して照明部４０に給電され、照明部４０が点灯する。なお、照明部４０の点灯を必要としない場合は、照明スイッチ５０をオフすることで消灯し、バッテリの電力消費を節約させることができる。
また、照明部４０の点灯時は、例えば図４のように、蓋部１２の上記角度調整を利用して、蓋部１２の外側表面に設けた照明部４０が適切な角度になるように、蓋部１２をケース本体１０に対して傾斜させるとよい。これにより、任意の角度に光を照射させることができる。

また、本実施形態では、図示しないが、蓋１２を閉じた状態で照明部４０を点灯させることも可能であり、例えば図１の取手１４を利用して、照明部４０を点灯させたまま持ち運んだり、壁や柱といった安定した場所へ立て掛けるように設置してもよい。

また、本実施形態では、照明部４０の点灯とともに、他の機器例えば、小型テレビ、ラジオ、ＣＤラジカセ、パソコン等を併用することも可能であり、暗所等であれば、パソコンのディスプレイの明度を補助したり、キーボード操作の手元を照らすといった使用形態も可能である。

次に、本実施形態の充電に係る実際の動作の説明として、例えば図３のように、ケース１０を開き、ソーラーパネル２２が太陽光に当たるように蓋部１２をケース本体１１に対して傾斜させることで、ソーラーパネル２１，２２により発電された電力がコントローラ２４を介してバッテリ２３に充電される。（図７及び図８も参照。）この場合、蓋部１２は、ヒンジ１３における摩擦により設定された傾斜位置に保持されて、例えば風が吹いても閉じることがない。

図７及び図８に示すように、バッテリ２３に電力が充電された状態では、給電スイッチ２６のオン操作によりバッテリ２３に充電された電力がコントローラ２４を介してインバータ２５に給電され、コンセント２９に差し込まれた電源プラグを介して例えば、照明器具、小型テレビ、ラジオ、ＣＤラジカセ、パソコン等の負荷が駆動される。なお、ケース１０を開けてソーラーパネル２１，２２が太陽光に照らされた状態で、負荷を駆動するようにすれば、バッテリ２３の充電も同時に行うことが可能である。この場合には、パイロットランプ２７，２８が共に点灯した状態となる。

以上の説明からも明らかなように、この実施形態では、例えば図８に示されるように、バッテリ２３、コントローラ２４及びインバータ２５がケース本体１１に固定される。また、ソーラーパネル２１が、バッテリ２３、コントローラ２４及びインバータ２５を覆った状態で、ケース本体１１に固定される。このため、バッテリ２３の電力の給電時において、バッテリ２３等をいちいち取り外さなくて済むので、発電器具を常に容易に持ち運ぶことができる。

また、上記実施形態では、例えば図３に示されるように、ヒンジ１３によって、蓋部１２がケース本体１１に対して任意の傾斜位置に角度調整される。これにより、バッテリ２３を充電する場合には、蓋部１２に設けたソーラーパネル２２が太陽光に当たるように蓋部１２をケース本体１１に対して傾斜させればよいので、充電場所の制約を受けることなく、しかも充電効率を良好に高めることができる。

また、上記実施形態では、例えば図８に示されるように、ケース本体１１内の収容空間Ｓにバッテリ２３、コントローラ２４及びインバータ２５が収容される。このように、ケース本体１１内の収容空間Ｓを有効に活用することで、本発明の外観形状をよりシンプルにすることができ、発電器具の収納性を向上させることができる。

また、上記実施形態では、収容空間Ｓにバッテリ２３、コントローラ２４及びインバータ２５を収容することで、各機器の重みによりケース本体１１の安定性が増す。これにより、蓋部１２を開けた状態（バッテリ２３の充電時）で、例えば風が吹いても、ケース本体１１の転倒を防止することができる。

また、上記実施形態では、ケース本体１１内の設置部分Ｌに給電スイッチ２６、照明スイッチ５０、パイロットランプ２７、２８、コンセント２９が設けられる。パイロットランプ２７は、バッテリ２３が充電状態にあるとき点灯し、パイロットランプ２８は、バッテリ２３の電力が給電可能状態にあるとき点灯する。これにより、バッテリ２３の充電状態やその電力の給電状態を視認することができ、発電器具の利便性を良好に向上させることができる。

また、上記実施形態では、例えば図３の蓋部１２が閉じられた際、給電スイッチ２６、照明スイッチ５０、パイロットランプ２７，２８及びコンセント２９が蓋部１２で覆われ、ケース１１内部に収納される。よって、給電スイッチ２６の誤操作やパイロットランプの破損といった不具合が無くなるとともに、ケース１１の外観形状をシンプルにすることができる。

また、上記実施形態では、図８に示すようにケース本体１１内が、ファン３０により冷却されるように構成されている。これにより、バッテリ２３、コントローラ２４及びインバータ２５をケース本体１１内に固定するように構成しても、各機器の過熱を効果的に防止することができる。

なお、本実施形態では、ファン３０を、インバータ２５の近傍に設けてケース本体１１内で熱を対流させるようにしたが、これに加えてまたは代えて、図９に示すように、ケース本体１１に開口部１１ｂを設け、この開口部１１ｂの近傍にファン３０を設けてケース本体１１内の熱を外部に放出するようにしてもよい。これによっても、各機器の過熱を効果的に防止することができる。その他の部分は、図８と共通であるため同一の符号を付して説明を省略する。

また、上記実施形態では、例えば図２のように、角度調整部材としてのヒンジ１３を、ケース本体１１及び蓋部１２の背面壁に設けたが、これに加えてまたは代えて、図１０に示すように、角度調整部材としてのヒンジ１１３を、ケース本体１１及び蓋部１２の側面壁に設けてもよい。この場合、ヒンジ１１３は、ヒンジ１３と同様、その構成部材の摩擦により蓋部１２をケース本体１１に対して任意の傾斜位置に保持する角度調整機能を有する。その他の部分は、図３と共通であるため同一の符号を付して説明を省略する。

また、上記実施形態では、ヒンジ１３，１１３を構成する構成部材の摩擦により、蓋部１２がケース本体１１に対して任意の傾斜位置に保持されるように構成したが、摩擦を利用するものに限らず、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、圧縮コイルばね１３１の付勢によりボール１３２がリンク１３３の凹部１３３ａに嵌り込むような節度機構１３０を用いてもよい。この場合には、図１１（ａ），図１１（ｃ），図１１（ｄ）に示すように、蓋部１２の傾斜角θ１，θ２，θ３に応じてボール１３２が嵌り込むリンク１３３の凹部１３３ａが変わり、それぞれの傾斜位置で蓋部１２がケース本体１１に保持されるようになる。

また、上記実施形態では、角度調整部材により、蓋部１２がケース本体１１に対して任意の傾斜位置に保持されるように構成したが、図１２に示すように、蓋部１２とケース本体１１とを連結するヒンジとして摩擦力の小さいものを使用し、蓋部１２がケース本体１１に対して１８０°開いた状態でケース１０全体を支持部材２３０で支持するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、コンセントとして、交流（ＡＣ１００Ｖ出力）を利用可能なタイプのものを用いたが、例えば、国外で使用する場合等を考慮に入れて、種々の規格のコンセントを併設することも可能である。

なお、図１３に示すように、給電スイッチ２６、照明スイッチ５０、コンセント２９、パイロットランプ２７、２８をケース１０の外面、例えばケース本体１１の外側面に設置することもできる。このようにすれば、蓋部１２を閉じた状態で照明部４０を点灯・消灯させることができ、同様に蓋部１２を閉じた状態で給電スイッチ２６をオンにして外部電気機器をコンセント２９に接続して給電することができる。

本発明のソーラー式ポータブル発電器具の一実施形態を示す斜視図。 図１のケースの背面図。 図１のケースを開いた状態を示す斜視図。 ケースを開いた状態での照明部を示す斜視図。 図４の蓋部を模式的に示した平面図。 光源設置部におけるＬＥＤの電気的接続を示す回路図。 本実施形態におけるソーラー式ポータブル発電器具の構成を示すブロック図。 ソーラーパネルを取り外したときのケース本体内を模式的に示す平面図。 本発明の変形実施形態に係り、ファンの位置を変更した場合を模式的に示す平面図。 本発明の変形実施形態に係り、角度調整部材として機能するヒンジの位置を変更した場合の斜視図。 （ａ）は本発明の変形実施形態に係り、角度調整部材として節度機構を用いた場合の説明図。（ｂ）は（ａ）の節度機構の要部拡大図。（ｃ）は（ａ）の節度機構により蓋部がケース本体に対して所定の傾斜角度のうちの一角度に保持された例を示す説明図。（ｄ）は（ａ）の節度機構により蓋部がケース本体に対して所定の傾斜角度のうちの別の一角度に保持された場合を示す説明図。 本発明の変形実施形態に係り、ケース全体を傾斜させた例を示す説明図。 本発明のさらに変形実施形態を示す斜視図。

１０ ケース
１１ ケース本体
１２ 蓋部
１３，１１３ ヒンジ（角度調整部材）
１４ 取手
２１，２２ ソーラーパネル
２３ バッテリ

Claims (4)

1. 太陽光を受けて発電するソーラーパネルを備えたソーラー式ポータブル発電器具において、
   一軸線回りに回動可能に連結され、前記ソーラーパネルをそれぞれ収容するケース本体と蓋部を有する単一トランク型のケースを備え、
   前記ケース本体内には、前記各ソーラーパネルにより発電された電力を充電するバッテリと、前記バッテリによる充電を制御するコントローラと、前記バッテリにより充電された電力を交流に変換して外部に給電するインバータとが設けられ、
   前記ケース本体の側壁には、持ち運び用の取手が設けられ、
   前記蓋部の外側表面には、前記コントローラ及び前記バッテリからの電力を受けて点灯する面状の照明部が設けられ、
   この面状の照明部は、前記蓋部の外側表面の一部を構成する透光性を有する照射カバーと、
   そのカバーの内側において、前記蓋部に設けられた複数の光源とを備え、
   前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記バッテリ、前記コントローラ及び前記インバータを覆った状態で、前記ケース本体に固定され、
   前記ケース本体と前記蓋部とは、任意の傾斜位置に角度調整可能な角度調整部材を介して連結されており、この角度調整部材により一定の角度で傾斜位置が固定され、
   前記バッテリは、前記角度調整部材に近接して配置される形態で前記ケース本体に固定されているソーラー式ポータブル発電器具。
2. 前記ケース本体内には、外部から差し込み可能な形態で前記インバータと電気的に接続された電源供給用のコンセントと、
   前記バッテリが充電状態にあるとき点灯するパイロットランプと、
   前記バッテリの電力が給電可能状態にあるとき点灯するパイロットランプと、
   前記バッテリが給電可能状態にあるとき給電を可能にする給電スイッチと、
   前記照明部を点灯させる照明スイッチとが設けられる請求項１に記載のソーラー式ポータブル発電器具。
3. 前記ケース本体内の前記コンセント、前記パイロットランプ、前記給電スイッチ、前記照明スイッチは、前記蓋部が閉じられた際、前記蓋部で覆われ、前記ケースの内部に収納されるように構成されている請求項２に記載のソーラー式ポータブル発電器具。
4. 前記ケース本体及び前記蓋部は、略角形の容器状をなし、前記ケース本体の深さが前記蓋部の深さよりも深く形成されており、
   前記蓋部側のソーラーパネルは、該蓋部内の収容空間に収容された状態で固定されており、
   前記ケース本体側のソーラーパネルは、前記ケース本体内の収容空間に前記バッテリ、前記コントローラ及び前記インバータが収容された状態で、前記ケース本体の開口部近傍部位に固定されており、
   前記コントローラは、前記バッテリが空の状態では定電流充電を行い、前記バッテリの電圧がある程度高い状態では定電圧充電を行うように設定されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のソーラー式ポータブル発電器具。

Images