JP5384247B2 - ソーラー充電器 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池で携帯電話やモバイル機器等の携帯機器の内蔵電池を充電するソーラー充電器に関する。

太陽電池で電池を充電するソーラー充電器は開発されている（特許文献１参照）。例えば特許文献１に記載されるソーラー充電器は、図２０と図２１に示すように、四角錐状のケース１０１の底面１０２に太陽電池１０４を固定して、内部には予備電池１０５を設けている。さらに、充電される外部電池１０６を脱着自在に収納している。このソーラー充電器は、底面１０２の太陽電池１０４を太陽に向くように配置して、太陽電池１０４で外部電池１０６や予備電池１０５を充電する。

特開２００８−１０４２４９号公報

このようなソーラー充電器には、太陽電池としてソーラーセルが基板上に多数配置されている。例えばシリコン結晶系太陽電池やアモルファスシリコン太陽電池、あるいは単結晶シリコンとアモルファスシリコンのヘテロ接合（ＨＩＴ）が使用される。しかしながら、このような太陽電池セルは、外部から衝撃を受けると破損する虞があった。このため、ソーラー充電器を誤って落下させたり異物に接触させると、その衝撃で太陽電池セルが破損されて出力が低下するという問題があった。

本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、不意の破損を効果的に阻止できるソーラー充電器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

上記の目的を達成するために、本発明の第一の側面に係るソーラー充電器によれば、表面に太陽電池セルを配置した基板と、前記基板の両面を被覆する可撓性を有する透光性シートと、を備えるソーラーモジュールと、前記ソーラーモジュールを上面に固定したクッションシートと、前記クッションシートを内部に収納するためのシート収納空間を、該クッションシートの外形に応じて形成すると共に、該シート収納空間と連通して開口された開口窓を形成したシートカバーと、を備えるソーラー充電器であって、前記クッションシートを前記シートカバーのシート収納空間に収納することで、前記シートカバーの表面から前記開口窓を介して前記太陽電池セルが受光可能となるように、前記クッションシート上に前記太陽電池を位置決めして固定できる。これにより、ソーラー充電器に収納した太陽電池セルをクッションシートで保護して、衝撃により太陽電池セルが破損する事態を回避できる。さらにクッションシート上にソーラーモジュールを位置決めして固定することで、クッションシートをシートカバーにセットした状態で太陽電池セルが開口窓から露出させることができ、太陽電池セルの位置決め作業を簡素化すると共に確実性を増すことができる。

また、第２の側面に係るソーラー充電器によれば、さらに前記ソーラーモジュールは、上下面の前記透光性シートをさらに被覆する透光性の保護シートを備えており、前記透光性シートは、熱可塑性樹脂で構成され、前記ソーラーモジュールの側面を該透光性シート同士で接着できる。これにより、保護シートでソーラーモジュールを挟み込み、保護シート同士の内側で熱可塑性樹脂の透光性シート同士を加熱して接合すると共に、ソーラーモジュールの表面には熱可塑性樹脂が露出しないように保護シート表面で保護できる。

さらに、第３の側面に係るソーラー充電器によれば、前記クッションシートを発泡性の樹脂シートで構成できる。これにより、太陽電池セル表面の保護効果を高めることができる。

さらにまた、第４の側面に係るソーラー充電器によれば、前記透光性シートをエチレン酢酸ビニル樹脂で構成できる。これにより、ゴム状の透光性樹脂により太陽電池セルの表面を確実に保護できる。

さらにまた、第５の側面に係るソーラー充電器によれば、前記シートカバーが端縁を縫製により縫合されてなると共に、前記クッションシートの少なくとも一部を前記シートカバーに縫合できる。これにより、シートカバーを縫合する際にクッションシートの一部を縫合して、確実にクッションシートをシートカバーに位置決め状態で固定できる。

さらにまた、第６の側面に係るソーラー充電器によれば、さらに前記ソーラーモジュールから引き出された、前記太陽電池セルで発電した電力を外部に取り出すための出力ケーブルと、前記シート収納空間内部で、一方の側面側に固定された、前記出力ケーブルを通すループ状の第一タグを備えており、さらに前記シートカバーは、前記第一タグを備えた側と反対側の側面に、前記出力ケーブルを引き出すためのケーブル引き出し部を設けることができる。これにより、出力ケーブルをソーラーモジュールから、一旦第一タグを介した上で反対側に引き出し、出力ケーブルの引っ張り力が直接ソーラーモジュールに作用せず、第一タグに分散されるため、不意の出力ケーブルの引っ張りに対する抗力を高めてソーラー充電器の破損を防止できる。

さらにまた、第７の側面に係るソーラー充電器によれば、さらに、前記シート収納空間内部で、前記第一タグを設けた側と反対側の側面側に固定された、前記出力ケーブルを通すループ状の第二タグを備えており、前記出力ケーブルが、前記第二タグを通した前記出力ケーブルを、該第二タグと共に結束バンドで結束できる。これにより、第一タグに加えて、結束バンドで出力ケーブルと結束された第二タグによっても引っ張り力が受けられるため、出力ケーブルの引っ張り力に抗する力を確実に２つのタグに分散させて作用させることができ、ソーラーモジュールと出力ケーブルの引き出し部分を確実に保護できる。

実施例１に係るソーラー充電器のファスナを開放した状態を示す斜視図である。 図１のソーラー充電器に緊急充電器、携帯電話を接続する例を示す斜視図である。 図１のソーラー充電器のファスナを閉じた状態を示す外観斜視図である。 図３に示すソーラー充電器の背面斜視図である。 図３に示すソーラー充電器の使用状態の一例を示す断面図である。 実施例２に係るソーラー充電器の斜視図である。 図６に示すソーラー充電器の背面斜視図である。 図６に示すソーラー充電器のシートカバーを折り畳む状態を示す斜視図である。 図６に示すソーラー充電器の使用状態の一例を示す斜視図である。 実施例３に係るソーラー充電器の背面斜視図である。 図１０に示すソーラー充電器の使用状態の一例を示す斜視図である。 緊急充電器の一例を示す斜視図である。 図１２に示す緊急充電器を背面側から見た分解斜視図である。 ソーラーモジュールの断面図である。 図１５（ａ）はソーラーモジュールの下面にクッションシートを固定する様子を示す分解斜視図であり、図１５（ｂ）はこれをシート収納空間に収納した状態を示す断面図である。 図４から説明のためカバーシートを外して出力ケーブルを引き出した状態を示す斜視図である。 カバーシートからソーラーモジュールを展開した状態で、出力ケーブルを各タグに通す手順を示す模式図である。 第二タグとケーブル引き出し口を示す拡大図である。 結束バンドで出力ケーブルと第二タグを結束した状態を示す模式図である。 本出願人が先に出願したソーラー充電器の斜視図である。 図２０に示すソーラー充電器の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのソーラー充電器を例示するものであって、本発明はソーラー充電器を以下のものに特定しない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。

図１〜図５に実施例１に係るソーラー充電器１００を、図６〜図９に実施例２に係るソーラー充電器２００を、図１０から図１１は実施例３に係るソーラー充電器３００を、それぞれ示す。これらの図において、図１は実施例１に係るソーラー充電器のファスナを開放した状態を示す斜視図、図２は図１のソーラー充電器に緊急充電器、携帯電話を接続する例を示す斜視図、図３はソーラー充電器のファスナを閉じた外観斜視図、図４は図３のソーラー充電器の背面斜視図、図５は図３のソーラー充電器の使用状態の一例を示す断面図、図６は実施例２に係るソーラー充電器の斜視図、図７は図６のソーラー充電器の背面斜視図、図８は図６のソーラー充電器のシートカバーを折り畳んだ状態の斜視図、図９は図６のソーラー充電器の使用状態を示す斜視図、図１０は実施例３に係るソーラー充電器の背面斜視図、図１１は図１０のソーラー充電器の使用状態を示す斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示すソーラー充電器は、可撓性シートからなるシートカバー１１、３１の表面にソーラーモジュール７０を表出させるように固定している発電シート１０、３０を備えている。発電シート１０、３０は、シートカバー１１、３１の裏面に、充電式電気機器４０を収納できる収納ポケット１３を設けており、この収納ポケット１３に充電式電気機器４０を収納して、発電シート１０、３０のソーラーモジュール７０の発電電力で充電式電気機器４０に内蔵される二次電池４１を充電するようにしている。

なお実施例１に係るソーラー充電器１００は、シートカバー１１の表面に１枚のソーラーモジュール７０を固定し、実施例２に係るソーラー充電器２００は、シートカバー３１の表面に２枚のソーラーモジュール７０を固定している。

また本明細書において、充電式電気機器とは、太陽電池の発電電力で充電される二次電池を内蔵している電気機器であって、例えば外部に接続される携帯機器を充電する緊急充電器、あるいは携帯電話やＩＣプレーヤ等の携帯機器とすることができる。特に図２に示すように、ソーラー充電器１００を出力ケーブル２０を介して緊急充電器４０Ｂに接続し、さらに緊急充電器４０Ｂに専用ケーブル６３を介して携帯機器６０Ｂを接続することで、一旦ソーラー充電器１００から緊急充電器４０Ｂに電力を蓄えて充電した上で、緊急充電器４０Ｂから携帯機器６０Ｂに充電することが可能となり、太陽光の光量の変動により不安定になる発電量を、緊急充電器４０Ｂを介在させて安定化させた上で携帯機器６０Ｂに充電することができる。またこのような緊急充電器４０Ｂを介在させた充電方法は、一旦ソーラー充電器１００で緊急充電器４０Ｂの充電を完了した後、緊急充電器４０Ｂを放電して携帯機器６０Ｂの充電に切り替える方式とする他、ソーラー充電器から緊急充電器への充電と、緊急充電器から携帯機器への充電を同時に、あるいは時分割で行う方式とすることもできる。なお本明細書において緊急充電器とは、充電式電池を内蔵し、商用電源のない緊急時に携帯機器を充電可能な充電器の意味であり、いわゆる急速充電機能を意味するものでない。
（ソーラーモジュール７０）

発電シート１０、３０は、ソーラーモジュール７０の面積を大きくして発電電力を大きくできる。このソーラーモジュール７０は、例えば一辺を１０ｃｍ〜２０ｃｍとする四角形である。太陽光線に照射される状態でのソーラーモジュール７０の発電電力は、例えば一辺を１０ｃｍの正方形として約１Ｗに、一辺を１５ｃｍの正方形として約２Ｗに、一辺を２０ｃｍの正方形として約４Ｗにできる。さらにソーラーモジュール７０は、太陽電池セル７２で発電した発電電力を外部に取り出すための出力ケーブル２０を接続している。出力ケーブル２０には、給電可能な既存の形状の出力コネクタ２１（例えばＵＳＢケーブルのミニＢプラグやＡプラグ）、あるいは専用の形状のプラグがその先端に接続される。

ソーラーモジュール７０の断面図を図１４に示す（出力ケーブルは図示を省略）。この図に示すソーラーモジュール７０は、表面に太陽電池セル７２を配置した基板７１と、この基板７１の両面を被覆する透光性シート７３と、さらに透光性シート７３の上からソーラーモジュール７０の上下面を被覆する透光性の保護シート７４を備える。基板７１はガラスエポキシ基板等が利用でき、上面を平板状として多数の太陽電池セル７２を規則的に実装する。太陽電池セル７２は、シリコン結晶系太陽電池やアモルファスシリコン太陽電池、あるいはハイブリッド型である単結晶シリコンとアモルファスシリコンのヘテロ接合（ＨＩＴ：Heterojunction with Intrinsic Thin layer）等が利用できる。特にＨＩＴは太陽光の受光に際して指向性が少なく、また高変換効率で温度特性にも優れ、設置面積当たりの発電量が高く好ましい。また基板７１上の太陽電池セル７２を実装する下地の色は、白色系等明るい色とすることが好ましい。これにより太陽光を太陽電池セル７２の周囲で反射あるいは乱反射させて、より多くの太陽光を受光でき、発電効率を向上できる。逆に黒色等暗い色とすれば太陽光を吸収し易くなり、発熱が多くなるので好ましくない。

基板７１の上面及び下面の全面は、透光性シート７３で各々被覆される。透光性シート７３を熱可塑性樹脂で構成することで、太陽電池セル７２全体を被覆するように熱融着させ、太陽電池セル７２全体を隙間無く被覆できる。また端縁を透光性シート７３同士で熱融着して封止している。このように２枚の熱可塑性樹脂製の透光性シート７３を熱融着することで、ソーラーモジュール７０の端部を確実に防水できる。すなわち、片側のみを透光性シート７３で被覆する構成では、端面の保護が不十分となり、隙間から浸水する等して太陽電池セルを腐食する虞があったが、上述のように同じ透光性シート７３を用いて熱溶着することで、隙間無く確実に接合して、太陽電池セルの信頼性を高めることができる。また透光性シート７３は可撓性を有する樹脂製のシートであり、可撓性あるいはゴム状の弾性を備えることによって外部からの衝撃力を吸収し太陽電池セル７２の表面を保護する。好ましくは、エチレン酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）で構成する。

さらに上下面の透光性シート７３は、各々保護シート７４で被覆される。保護シート７４は、好ましくはＰＥＴ等の透光性樹脂で形成される。これにより、透光性シート７３同士を熱融着する際に、熱可塑性樹脂がソーラーモジュール７０の表面に露出しないように保護でき、不用意な接着を回避できる。

このような基板７１の両面から透光性シート７３、保護シート７４で被覆するサンドイッチ構造によって、太陽電池セル７２の表面を完全に被覆して浸水による腐食等から保護できると共に、透光性シート７３の可撓性によって外部からの衝撃力も緩和でき外力からの保護も実現できる。
（クッションシート７５）

さらに耐衝撃性を増すため、ソーラーモジュール７０の下面にクッションシート７５を固定する。この様子を図１５（ａ）の分解斜視図及び図１５（ｂ）のシート収納空間７８に収納した状態の断面図に示す。この図に示すソーラー充電器１００は、ソーラーモジュール７０の下面をクッションシート７５の上面に固定している。ここでは固定に両面テープ７６を使用しているが、面ファスナや粘着材、接着剤、縫製等他の固定方法も利用できることは言うまでもない。クッションシート７５は、発泡性の樹脂シート等で構成できる。好ましくは、加工性とクッション性に優れたベルポーレン等の発泡ポリエチレンが利用できる。

クッションシート７５上にソーラーモジュール７０を固定した状態で、シートカバー１１内部のシート収納空間７８に収納されて固定される。シート収納空間７８へのクッションシート７５の収納は、シートカバー１１の縫製時に行うことが好ましい。すなわちシートカバー１１同士の間にクッションシート７５を挿入して、両面テープ７７等で固定した状態でシートカバー１１を縫製する。縫製は、シートカバー１１の周囲で丁度クッションシート７５の外周に沿うように行うことで、縫製と同時にクッションシート７５の外形に応じたシート収納空間７８が形成される。あるいは、クッションシートをシートカバーで挟んだ状態で、クッションシートごと縫製して固定することもできる。この場合は、クッションシートの全周を縫製する必要はなく、一部のみ、例えばＬ字状に二辺のみを縫製して固定することもできる。なおクッションシートの端縁の固定は縫製に限られず、接着剤や熱溶着も利用可能であることは言うまでもない。また、ソーラーモジュール７０が固定されたクッションシート７５を挿入するために、一部（例えば１辺、又は隣接する２辺）の上下のシートカバー１１を縫製することなく、外周であるその他の辺を縫製し、その後縫製していない一部よりクッションシート７５を挿入し、さらにその後、この一部を縫製することができる。

シートカバー１１は、図３、図１５等に示すようにソーラーモジュール７０を表出させる開口窓７９を一面に形成している。開口窓７９はシート収納空間７８と連通して外部に開口される。また開口窓７９は透光性部材８０で閉塞され、ソーラーモジュール７０が直接ソーラー充電器１００の外部に表出する事態を回避して保護しつつ、太陽光を採り入れて受光し、ソーラーモジュール７０に照射可能としている。透光性部材８０には、耐熱性に優れた透光性樹脂材、例えばポリエチレンテレフタレート等が好適に利用できる。

ここで、太陽電池セル７２が確実に開口窓７９の内部に位置されるように、ソーラーモジュール７０をシート収納空間７８内で位置決めする必要がある。すなわち、太陽電池セルの周辺部分が開口窓７９から表出しないと、この部分では発電が得られないため利用効率が低下する。位置決めを容易にするため開口窓を太陽電池セルよりも大きく開口すると、開口窓の周辺でシートカバーによる被覆領域が相対的に小さくなる。この結果、シートカバーによる保護効果や保持効果が薄れ、ソーラーモジュールに対する外力からの保護作用が弱まることとなる。したがって開口窓の大きさは、太陽電池セルの大きさとほぼ等しくすることが望ましいが、この場合はソーラーモジュールの位置決めを正確に行う必要がある。しかしながら、製造の公差や縫製のための余白等を考慮すれば、ソーラーモジュールを収納するシート収納空間７８のマージンは大きめに形成しなければならない。マージンが大きくなると、それだけ位置ずれの可能性が大きくなる。またソーラーモジュールの上面すべてに太陽電池セルを実装することは困難であり、ソーラーモジュールの周辺には太陽電池セルが実装されない余白部分が存在する。したがって、余白部分を被覆して太陽電池セルがすべて開口窓から表出する姿勢及び位置に保持する必要がある。

そこで本実施の形態では、上述の通り太陽電池セル７２を実装したソーラーモジュール７０を直接位置決めするのでなく、ソーラーモジュール７０をクッションシート７５に固定した上で、クッションシート７５を確実に位置決めしてシートカバー１１に固定している。クッションシート７５はシートカバー１１とほぼ同じ大きさに成形できるので、マージン領域を多く設ける必要が少ない上、大きい程位置決め作業も容易となる。特に、シートカバー１１の縫製に際して、クッションシート７５の外周に沿うように縫製することで、シートカバー１１の配置に応じた縫製が行われ、結果的に個体毎の位置決めが実現される。あるいはクッションシート自体をシートカバーと一緒に縫製することで、クッションシートの大きさをシートカバーと同等にでき、さらに位置決めを容易にできる。縫製する部位は、例えばシートカバーの周囲で連続する二辺をＬ字状に縫製する。このように、ソーラーモジュール７０を直接位置決めするのでなく、クッションシート７５を介して位置決めを行うことで、容易に且つ確実に正確な位置決めが実現できる。

またクッションシート７５に断熱性を持たせることもできる。特に図５、図９、図１１に示すように、ソーラー充電器の裏面に収納ポケット１３を設ける構成においては、ここに充電式電気機器４０を収納して充電する態様が利用できる。この場合、表面の太陽電池セル７２に太陽光を照射する構成上、その裏面に位置する充電式電気機器４０も太陽光で加熱されて温度が上昇する。この際に、ソーラーモジュール７０の底面に設けたクッションシート７５に断熱効果を持たせることで、このような充電式電気機器４０への加熱を低減でき、充電式電気機器４０の保護が図られるという副次的な効果も得られる。このようなクッションシート７５には、上述したベルポーレン等の発泡ポリエチレンが好適に利用できる。なお図１５（ａ）、（ｂ）の例においては、２枚のカバーシート１１でソーラーモジュール７０を固定したクッションシート７５を狭持している。また下側のクッションシート１１はさらに、別のクッションシート７５Ｂを内面側（図において上側）に重ねて一体化しており、耐衝撃性と断熱性を一層向上させている。

上述の通りシートカバー１１、３１の外形はソーラーモジュール７０の外形よりも大きく、ソーラーモジュール７０を表出させる開口窓７９を開口すると共に、開口窓７９の周囲に設けられる被覆領域のシートカバー１１、３１でソーラーモジュール７０の周囲を保護している。このシートカバー１１、３１を構成する材質には、帆布等の布地や、不織布、軟質のプラスチックシート、発泡ポリエチレン等の発泡性樹脂シートといった可撓性シート等を単独、もしくは組み合わせて使用できる。ここでは、シートカバー１１にも裏側生地にベルポーレンを付加している。シートカバー１１、３１は、周縁を袋縫いして、補強線材１７を挿入している。補強線材１７には、弾性変形できる、外径を１ｍｍφ〜２ｍｍφとする硬質のプラスチックパイプを使用している。外周に沿って補強線材１７を挿入するために、シートカバー１１、３１のコーナー部は所定の曲率半径、たとえば５ｍｍ〜２ｃｍで湾曲する形状としている。

図３の発電シート１０は、シートカバー１１の表面に１枚のソーラーモジュール７０を固定し、図６の発電シート３０は、シートカバー３１の表面に２枚のソーラーモジュール７０を固定している。２枚のソーラーモジュール７０を固定しているシートカバー３１は、図８に示すように、２枚のソーラーモジュール７０の中間で折曲して２枚重ねに折り畳みできる構造としている。この発電シート３０は、シートカバー３１を中間で折り畳んで２枚重ねとし、折り畳まれたシートカバー１１の内側に２枚のソーラーモジュール７０を収納する。図６と図８のシートカバー３１は、折り畳まれて互いに積層されるシートカバー３１を脱着自在に連結する脱着連結具１８を表面に設けている。この発電シート３０は、折り畳まれたシートカバー３１の互いに積層される面を脱着連結具１８で連結して、２枚重ねの姿勢に保持できるようにしている。図の脱着連結具１８は脱着自在なホックで、図６において、シートカバー３１の上下の端部であって、折り畳んだ状態で互いに対向する位置に一対の連結片をそれぞれ設けている。ただ、脱着連結具には、面ファスナや磁石等も使用できる。脱着連結具に磁石を利用する場合、一対の磁石をシートカバーの内部の対向する位置に設置して、シートカバーの外側面に表出しない構造として、外観を良くして意匠性を向上させることができる。さらに、発電シートは、図示しないが、２枚重ねに折り畳みされるシートカバーの周縁をファスナで連結して、内部に２枚の太陽電池を収納することもできる。このように、ソーラーモジュール７０を折り畳まれたシートカバー３１の内側に収納する発電シート３０は、ソーラーモジュール７０を保護しながら、全体をコンパクトにして便利に持ち運びできる。

発電シート１０、３０は、窓ガラスに簡単にセットできるように、上端部に吊り下げ穴２５を設けている。図３ないし図１１の発電シート１０、３０は、シートカバー１１、３１の上端部に吊り下げ穴２５を設けている。これらの発電シート１０、３０は、図５、図９、及び図１１に示すように、吊り下げ穴２５をフック５２に引っ掛けて、窓ガラス５０の内側に簡単にセットできる。フック５２は、窓ガラス５０や窓枠５１に固定され、あるいは、窓枠５１から垂らした吊り紐５３の下端に設けられる。発電シート１０、３０は、フック５２に吊り下げて、窓ガラス５０の内側にセットできる。さらに、発電シート１０は、図３の鎖線で示すように、シートカバー１１の表面に吸盤２６を固定して、吸盤２６で窓ガラス５０の室内側に簡単にセットすることもできる。とくに、シートカバー１１の表面に複数の吸盤２６を固定して、窓ガラス５０の内側にゆらゆらと動かないように確実にセットできる。さらに、特定の窓ガラスに移動しないようにセットする発電シートは、シートカバーの表面に粘着層を設け、この粘着層を窓ガラス５０の内面に付着して確実にセットできる。この発電シートも、シートカバーの表面の複数箇所に粘着層を設けて、発電シートを確実に窓ガラスに固定できる。

発電シート１０、３０は、ソーラーモジュール７０を設けた表面の反対側の面、すなわちシートカバー１１、３１の裏面に、充電式電気機器４０を脱着できるように収納する収納ポケット１３を設けている。図に示す発電シート１０、３０は、シートカバー１１、３１の裏面に背面シート１４を連結して、収納ポケット１３を設けている。この収納ポケット１３は、シートカバー１１、３１と背面シート１４の間を、充電式電気機器４０の収納スペースとしている。収納ポケット１３は、背面シート１４の周縁に沿ってファスナ１５を固定して、図１に示すように開口縁を開閉できるようにしている。この発電シート１０、３０は、充電式電気機器４０が外部に出ないように収納ポケット１３に収納できる。ただ、収納ポケット１３の開口部は必ずしも閉塞する必要ない。それは、収納ポケット１３の開口部を上方にして、窓ガラス５０にセットして充電式電気機器４０を出ないように収納ポケット１３に収納できるからである。

図３と図４の発電シート１０は、シートカバー１１の全体に収納ポケット１３を設けている。また、図６ないし図１１の発電シート３０は、シートカバー３１の半分に収納ポケット１３を設けている。この発電シート３０は、収納ポケット１３の大きさを、２枚重ねに折り畳まれたシートカバー３１の大きさとしている。これらの発電シート１０、３０は、収納ポケット１３を大きくして、充電式電気機器４０を簡単に出し入れできる。ただ、収納ポケットは、その幅をシートカバーの横幅よりも狭くすることができ、あるいは、その上下幅を、図４においては、シートカバーよりも小さくし、また、図７と図１０においては、シートカバーの半分よりも小さく、あるいは半分よりも大きくすることもできる。ただ、収納ポケット１３は、充電式電気機器４０を収納してソーラーモジュール７０で充電するので、少なくとも充電式電気機器４０を収納できる大きさとする。

図に示す収納ポケット１３は、背面シート１４の周縁に沿って周壁１６を設けると共に、背面シート１４の周縁と対向するシートカバー１１、３１の周縁又は裏面にも周壁１６を設けて、これらの周壁１６をファスナ１５で連結している。この構造の収納ポケット１３は、シートカバー１１、３１と背面シート１４との連結部分である外周部にマチを設けて、内部に充電式電気機器４０を無理なく収納できる特徴がある。周壁１６は、収納ポケット１３を閉じる状態で、互いに接近する方向に突出している。ファスナ１５で連結された周壁１６の幅は、収納ポケット１３の厚さを特定する。ファスナ１５で連結された周壁１６の幅は、１ｃｍ〜２ｃｍとして、内部に充電式電気機器４０を無理なく収納できる。

収納ポケット１３は、光透過性構造としている。収納ポケット１３を光透過性構造とするソーラー充電器は、図５、図９、及び図１１に示すように、窓ガラス５０にセットする状態で、収納ポケット１３に収納された充電式電気機器４０を外部から視認できる特徴がある。図４、図５、図７及び図９に示す収納ポケット１３は、メッシュ構造として光を透過できる構造としている。これらの図の収納ポケット１３は、メッシュ構造とするために、背面シート１４を網目状のシート１４Ａとしている。背面シート１４を網目状のシート１４Ａとする収納ポケット１３は、通気性を向上して、ここに収納される充電式電気機器４０の温度上昇を少なくできる特徴がある。網目状のシートは、網目を大きくして通気性を良くできる。通気性に優れた網目状のシート１４Ａは、収納ポケット１３に収納する充電式電気機器４０をより効率よく冷却できる。ただ、網目状のシートは、網目を大きくすると、強度、とくに引っ張り強度や引き裂き強度が低下する。したがって、網目状のシートの網目の大きさは、要求される通気性と網目を構成する線材の強度を考慮して、好ましくは１ｍｍないし１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍないし５ｍｍとする。

さらに、図１０と図１１に示す収納ポケット１３は、透明シート構造として光を透過できる構造としている。これらの図の収納ポケット１３は、背面シート１４を透明シート１４Ｂとしている。透明シート１４Ｂは、可撓性を有するプラスチックシートである。この透明シート１４Ｂは、無色、又は薄く着色されたプラスチックシートとして、外部から内側を視認できる構造としている。このように、背面シート１４をプラスチックシートとするソーラー充電器は、簡易的な防水性を実現できるので、屋外で使用する場合等において、突然の降雨の際にも、収納ポケット１３に収納される充電式電気機器４０を雨水から一時的に保護できる特徴がある。ただ、透明シートは、図示しないが、複数の貫通孔を開口して、通気性を向上することもできる。

発電シート１０、３０は、ソーラーモジュール７０に接続している出力ケーブル２０を連結している。出力ケーブル２０は、一端をソーラーモジュール７０に接続して、その先端には充電式電気機器４０に脱着できるように接続する出力コネクタ２１を連結している。このソーラー充電器は、出力ケーブル２０の出力コネクタ２１を充電式電気機器４０に連結し、出力ケーブル２０を介してソーラーモジュール７０に接続している充電式電気機器４０を発電シート１０、３０の収納ポケット１３に収納する。このソーラー充電器は、充電式電気機器４０を収納ポケット１３に簡単に出し入れしながら、出力ケーブル２０を介して発電シート１０、３０に電気接続できる。ただ、太陽電池と充電式電気機器とは、必ずしも出力ケーブルで接続する必要はなく、たとえば、収納ポケットの内部に太陽電池に接続しているコネクタを設け、充電式電気機器が収納ポケットに収納される状態でコネクタに接続して、太陽電池の発電電力を充電式電気機器に供給することもできる。

図４、図７、及び図１０のソーラー充電器１００、２００、３００は、発電シート１０、３０に連結している出力ケーブル２０の先端にＵＳＢコネクタ２１Ａを連結している。この出力ケーブル２０は、一端をソーラーモジュール７０に接続して、その先端にＵＳＢコネクタ２１Ａを連結しているので、ＵＳＢコネクタ２１Ａを接続できる全ての電子機器に接続して、ＵＳＢコネクタのある電子機器に内蔵される二次電池を充電することができる。

以上のソーラー充電器は、収納ポケット１３に充電式電気機器４０を収納して、出力ケーブル２０を介してソーラーモジュール７０に接続すると共に、発電シート１０、３０を窓ガラス５０等の内側に吊り下げて、あるいは、窓ガラス５０に貼り付けて、収納ポケット１３に収納している充電式電気機器４０の二次電池４１をソーラーモジュール７０の発電電力で充電する。なお、以上の実施例では、ソーラー充電器を、窓ガラスの内側に配置する使用例を詳述しているが、ソーラー充電器は、屋内又は屋外を問わず、太陽光が照射される場所に配置して、太陽電池で発電して充電式電気機器の二次電池を充電することもできる。

収納ポケット１３に収納される充電式電気機器４０は、太陽電池２１の発電電力で充電される二次電池４１を内蔵している電気機器であって、収納ポケット１３に収納できる大きさと外形を有している。この充電式電気機器４０として、外部に接続される携帯機器を充電する緊急充電器４０Ａ、あるいは携帯電話やＩＣプレーヤ等の携帯機器とすることができる。緊急充電器４０Ａである充電式電気機器４０は、詳細には後述するが、内蔵する二次電池４１がソーラーモジュール７０の発電電力で充電されると共に、充電された二次電池４１の電力で、外部に接続される他の携帯機器の二次電池を充電する。携帯機器である充電式電気機器は、図示しないが、出力ケーブルが接続されて収納ポケットに収納される状態で、太陽電池の発電電力で、内蔵電池である二次電池が充電される。

さらに、本発明のソーラー充電器は、発電シート１０、３０のソーラーモジュール７０に接続されて、ソーラーモジュール７０の発電電力で充電される二次電池４１を内蔵してなる充電式電気機器４０を備えることができる。図に示す充電式電気機器４０は、外部に接続される携帯機器の内蔵電池を充電する緊急充電器４０Ａである。
（緊急充電器）

緊急充電器４０Ａは、図５、図９、及び図１１に示すように、収納ポケット１３に収納される状態で、出力ケーブル２０を介してソーラーモジュール７０に接続されて、ソーラーモジュール７０の発電電力で内蔵する二次電池４１を充電する。さらに、緊急充電器４０Ａは、図１２に示すように、充電された二次電池４１で、接続される携帯機器６０等の内蔵電池６１を充電する。

緊急充電器４０Ａは、図１２と図１３に示すように、携帯電話等の携帯機器６０に接続されるコネクタ４２やリード線（図示せず）を設けている。コネクタ４２やリード線は、緊急充電器４０Ａに内蔵している電源回路（図示せず）を介して、あるいは電源回路を介することなく、ソーラーモジュール７０で充電される二次電池４１に接続されて、二次電池４１で接続される携帯電話等の携帯機器６０の内蔵電池６１を充電する。緊急充電器４０Ａに内蔵される電源回路は、二次電池４１の電圧を一定の電圧に安定化して出力し、あるいは出力電流を一定に制限して出力する回路である。さらに、緊急充電器４０Ａは、二次電池４１の電力を出力するＵＳＢコネクタ４２Ａを設けている。この緊急充電器４０Ａは、ＵＳＢコネクタ４２Ａに直接に接続される携帯機器や、ＵＳＢコネクタ６２を介して接続できる種々の携帯機器６０を充電することができる。

さらに、図に示す緊急充電器４０Ａは、内蔵される二次電池４１の充電状態を表示する表示部４３を備えている。図１３の緊急充電器４０Ａは、全体又は部分的に透光性を有するケース４５の内部に発光ダイオード４４を配設して表示部４３を設けている。この表示部４３は、ケース４５に内蔵される発光ダイオード４４の点灯状態を、ケース４５を透過して外部から視認できる。ただ、表示部は、パイロットランプとすることもできる。パイロットランプである表示部は、ケースに開口した開口窓に発光ダイオードを配設する。表示部４３は、ソーラーモジュール７０で充電される二次電池４１の充電状態で発光ダイオード４４の発光色や点滅パターン等の点灯状態を変化することで、二次電池４１の充電状態や残容量をユーザーに明確に知らせることができる。
（緊急充電器の変形例）

なお図２に示す緊急充電器４０Ｂは、図１２、図１３の例と異なり、二次電池を１本のみ収納した小型のタイプである。この緊急充電器４０Ｂも、一方の端面に入力用の端子４２Ｂを、他方の端面に出力用の端子４２Ｃを、各々備えている。このように入出力端子４２Ｂ、４２Ｃを異なる面に設けることで、使用者が入出力端子を誤って挿入する事態を回避できる。またこの例では、入力端子４２ＢをＵＳＢ−ｍｉｎｉＢ型、出力端子４２ＣをＵＳＢ−Ａ型としており、このように入出力端子の形状を相互に異なる形状とすることでも、端子の取り違えを低減できる。

またこの緊急充電器４０Ｂも、上面に表示部４３Ｂとスイッチ４６を備えており、スイッチ４６を押下すると出力端子から直流電力の出力、すなわち緊急充電器４０Ｂの放電を開始する。これにより、出力端子に接続された携帯電話等の充電式電気機器４０を充電できる。この間、表示部４３Ｂを構成するＬＥＤランプは充電中であることを示す点灯パターンを表示する。例えば充電中は約１．５秒おきに点滅を繰り返し、充電が完了すると連続点灯する。さらに異常時は約０．５秒おきの点滅を示し、使用者に対して異常の発生を告知できる。

さらにこのスイッチ４６に残容量表示機能を設けることもできる。例えばスイッチ４６を２秒以上長押しすることで、残量チェックを実行し、緊急充電器４０Ｂの残容量に応じて表示部４３Ｂの点灯パターンを変更する。例えば、残容量が８０％以上ある場合は３秒間点灯し、使用可能であること、言い換えるとこれ以上の充電は不要であることを示す。また残容量が２０％〜８０％であるときは、０．７秒点灯し、０．３秒消灯する点滅パターンを３回繰り返す。さらに残容量が２０％以下である場合は、０．１秒点灯し、０．９秒消灯する点滅パターンを３回繰り返して、充電の必要があることを使用者に告知する。このような残容量表示機能によって、使用者は緊急充電器４０Ｂの残容量をＬＥＤランプ１個の点滅のみで容易に判別できる。

以上のソーラー充電器は、図９と図１１に示すように、収納ポケット１３に緊急充電器４０Ａを収納してソーラーモジュール７０に接続する状態で、ソーラーモジュール７０の充電電力による、二次電池４１の充電状態をユーザーが外部から目で見て確認できる。このため、ユーザーは、緊急充電器４０Ａの二次電池４１が確実に充電されることを確認しながら、安心してソーラー充電器を使用できる。二次電池４１が充電された緊急充電器４０Ａは、収納ポケット１３から取り出され、あるいは収納ポケット１３に収納する状態で、他の携帯機器６０に接続されて、携帯機器６０の内蔵電池６１を充電する。
（出力ケーブル２０の取り付け構造）

またこのソーラー充電器は、太陽電池セル７２の保護のみならず、出力ケーブル２０の保護構造も備えることができる。すなわち、出力ケーブル２０先端の出力コネクタ２１が引っかかった状態でソーラー充電器を落下させる等、不意に出力ケーブルを引っ張る力が働いても、出力ケーブルの抜け落ちや断線を阻止できる。

上述の通りソーラー充電器は、外部に電力を取り出すための給電端子すなわち出力コネクタを設けている。出力コネクタは、ソーラー充電器に直付けすると、外部機器との接続に際して取り回しが不便となるため、出力ケーブルを介して引き出した上で、出力ケーブルの先端に出力コネクタを設ける構成が採用される。例えば、ＵＳＢ等の給電可能な汎用のコネクタや専用の給電端子等の出力コネクタを、出力ケーブルの先端に設けて、携帯電話やモバイル機器等の携帯機器の入力コネクタに接続して、ソーラー充電器から充電する。またこのような構成では、コスト削減や出力ケーブル紛失防止等の観点から、出力ケーブルをソーラー充電器から分離可能とせず、直付けとすることが多い。しかしながら、出力ケーブルを直付けする場合は、太陽電池セル７２を実装した基板７１に、半田やシリコーン等で出力ケーブルを直接接続する構成となることが多く、このような構成では引っ張り力に対して構造上弱くなる。

そこで本実施の形態では、出力ケーブル２０を通すタグを設けることで、引っ張り力が直接直付け部分に印加されないようにしている。このような出力ケーブル２０の取り付け構造を、図１６〜図１９に基づいて説明する。これらの図において、図１６は図４から説明のためカバーシートを外して出力ケーブル２０を引き出した状態を示す斜視図、図１７はカバーシートからソーラーモジュール７０を展開した状態で、出力ケーブル２０を各タグ８１、８２に通す手順を示す模式図、図１８は第二タグ８２とケーブル引き出し口８３を示す拡大図、図１９は結束バンド８４で出力ケーブル２０と第二タグ８２を結束した状態を示す模式図を、それぞれ示している。これらの図に示すように、シートカバー１１はシート収納空間内部で、一方の側面側に第一タグ８１を、他方の側面側に第二タグ８２を各々固定している。これらのタグは図１６に示すように出力ケーブル２０を通すループ状に構成される。各タグ８１、８２は、ベルト状に形成した不織布等で構成され、シートカバー１１に縫合、接着等の方法で固定されている。また第二タグ８２を設けた側には、出力ケーブル２０を外部に引き出すためのケーブル引き出し部として、ケーブル引き出し口８３を開口している。ケーブル引き出し口８３は、第二タグ８２の近傍に切り込み状に設けられている。ただ、このような切り込みを設けずとも、例えば第二タグの近傍でシートカバーの縫製を部分的に省略してケーブル引き出し部としてもよい。

図１７に示すように、基板７１に固定された出力ケーブル２０は一旦第一タグ８１を通した上で、反対側の側面に開口されたケーブル引き出し口８３から外部、ここでは収納ポケットに引き出される。このようにケーブルを一旦側面に振ることで、出力ケーブル２０の引っ張り力が直接ソーラーモジュール７０との接続部分に作用せず、第一タグ８１に分散されるため、不意の出力ケーブル２０の引っ張りに対する抗力を高めてソーラー充電器の破損を防止できる。

また図１８及び図１９に示すように、第一タグ８１の反対側に第二タグ８２を設けることで、一層抗力を高めることができる。特に第二タグ８２に出力ケーブル２０を通した状態で、結束バンド８４を第二タグ８２に通し、この結束バンド８４で第二タグ８２と出力ケーブル２０とを結束する。これによって結束バンド８４の結束部分による摩擦力も加味され、第二タグ８２によっても引っ張り力が受けられて、出力ケーブル２０の引っ張り力に抗する力を一層発揮してソーラーモジュール７０と出力ケーブル２０の引き出し部分を確実に保護できる。結束バンド８４は、好ましくは図１８に示すように、第二タグ８２の付け根から離間させた位置（例えば１ｃｍ程度）で出力ケーブル２０を束ねる。さらに図１９に示すように、結束バンド８４で結束後、余分なバンド部分を切断して嵩張らないようにする。このように２つのタグで出力ケーブル２０を保持する構造によれば、引っ張り強さは約１０ｋｇ／Ｎ／ｍ2を実現できる。

なお上記の例では、タグを２つ使用して引っ張り力を分散しているが、いずれか一方のタグのみでも出力ケーブルを保護する効果が得られる。例えば第一タグによってケーブル引き出し口と反対側に出力ケーブルを一旦振ることで、第一タグで相当の引っ張り力を受けることができる。

本発明に係るソーラー充電器は、携帯電話や携帯型音楽プレーヤ、緊急充電器等を充電するための充電器、特に商用電源が利用不能な場所でも利用可能な携帯可能な充電器として好適に利用できる。

１００、２００、３００…ソーラー充電器
１０…発電シート
１１…シートカバー
１３…収納ポケット
１４…裏面シート；１４Ａ…網目状シート；１４Ｂ…透明シート
１５…ファスナ
１６…周壁
１７…補強線材
１８…脱着連結具
２０…出力ケーブル
２１…出力コネクタ；２１Ａ…ＵＳＢコネクタ
２５…吊り下げ穴
２６…吸盤
３０…発電シート
３１…シートカバー
４０…充電式電気機器；４０Ａ、４０Ｂ…緊急充電器
４１…二次電池
４２…コネクタ；４２Ａ…ＵＳＢコネクタ
４２Ｂ…入力端子
４２Ｃ…出力端子
４３、４３Ｂ…表示部
４４…発光ダイオード
４５…ケース
４６…スイッチ
５０…窓ガラス
５１…窓枠
５２…フック
５３…吊り紐
６０、６０Ｂ…携帯機器
６１…内蔵電池
６２…ＵＳＢコネクタ
６３…専用ケーブル
７０…ソーラーモジュール
７１…基板
７２…太陽電池セル
７３…透光性シート
７４…保護シート
７５、７５Ｂ…クッションシート
７６…両面テープ
７７…両面テープ
７８…シート収納空間
７９…開口窓
８０…透光性部材
８１…第一タグ
８２…第二タグ
８３…ケーブル引き出し口
８４…結束バンド
１０１…ケース
１０２…底面
１０４…太陽電池
１０５…予備電池
１０６…外部電池

Claims (7)

1. 表面に太陽電池セルを配置した基板と、
   前記基板の両面を被覆する可撓性を有する透光性シートと、
   を備えるソーラーモジュールと、
   前記ソーラーモジュールを上面に固定したクッションシートと、
   前記クッションシートを内部に収納するためのシート収納空間を、該クッションシートの外形に応じて形成すると共に、該シート収納空間と連通して開口された開口窓を形成したシートカバーと、
   を備えるソーラー充電器であって、
   前記クッションシートを前記シートカバーのシート収納空間に収納することで、前記シートカバーの表面から前記開口窓を介して前記太陽電池セルが受光可能となるように、前記クッションシート上に前記太陽電池が位置決めして固定されてなることを特徴とするソーラー充電器。
2. 請求項１に記載のソーラー充電器であって、さらに、
   前記ソーラーモジュールは、上下面の前記透光性シートをさらに被覆する透光性の保護シートを備えており、
   前記透光性シートは、熱可塑性樹脂で構成され、前記ソーラーモジュールの側面を該透光性シート同士で接着してなることを特徴とするソーラー充電器。
3. 請求項１又は２に記載のソーラー充電器であって、
   前記クッションシートが発泡性の樹脂シートで構成されてなることを特徴とするソーラー充電器。
4. 請求項１から３のいずれか一に記載のソーラー充電器であって、
   前記透光性シートがエチレン酢酸ビニル樹脂で構成されてなることを特徴とするソーラー充電器。
5. 請求項１から４のいずれか一に記載のソーラー充電器であって、
   前記シートカバーが端縁を縫製により縫合されてなると共に、前記クッションシートの少なくとも一部が前記シートカバーに縫合されてなることを特徴とするソーラー充電器。
6. 請求項１から５のいずれか一に記載のソーラー充電器であって、さらに、
   前記ソーラーモジュールから引き出された、前記太陽電池セルで発電した電力を外部に取り出すための出力ケーブルと、
   前記シート収納空間内部で、一方の側面側に固定された、前記出力ケーブルを通すループ状の第一タグを備えており、
   さらに前記シートカバーは、前記第一タグを備えた側と反対側の側面に、前記出力ケーブルを引き出すためのケーブル引き出し部を設けてなることを特徴とする前記ソーラー充電器。
7. 請求項６に記載のソーラー充電器であって、さらに、
   前記シート収納空間内部で、前記第一タグを設けた側と反対側の側面側に固定された、前記出力ケーブルを通すループ状の第二タグを備えており、
   前記出力ケーブルが、前記第二タグを通した前記出力ケーブルを、該第二タグと共に結束バンドで結束してなることを特徴とする前記ソーラー充電器。

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