JP6497260B2 - 光電変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、光電変換装置に関する。

近年、商用電源を得られない外出先などでも、利用者が、スマートフォン、ノートＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、タブレットＰＣなどの携帯機器を利用できるように、携帯可能な発電装置の需要が高まっている。

例えば、特許文献１には、所定の間隔を空けて配列された複数の太陽電池セル（太陽電池モジュール）と、各太陽電池セルの電極を接続するフレキシブル導電部材とを、柔軟性および伸縮性を有するシート状の透明フィルム部材で上下から挟んで形成されたシート状太陽電池が開示されている。このようなシート状太陽電池によれば、使用時には、シート状太陽電池を広げ、太陽電池セルにより発電された電力を取り出して外部機器で利用することができる。また、非使用時には、シート状太陽電池を折り畳んで容易に収納、運搬することができる。

特開平９−５１１１８号公報

上述したように、特許文献１に開示されたシート状太陽電池は、非使用時において、折り畳んで収納することができるが、一方向（列方向）に折り畳むことしか想定されておらず、収納性に改善の余地があった。また、特許文献１に開示されたシート状太陽電池を行方向にも折り畳めるようにするには、各太陽電池セルの間隔を広く空ける必要があり、使用時における小型化が困難であった。

本発明の目的は、上述した課題を解決し、非使用時における収納性の向上及び使用時における小型化を図ることができる光電変換装置を提供することにある。

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の光電変換装置は、行列状に配置された複数の薄型パネル状の光電変換モジュールと前記光電変換モジュールを列方向に機械的かつ電気的に連結する第１連結部材と前記光電変換モジュールを行方向に機械的に連結する第２連結部材とを備え隣り合う前記光電変換モジュールの間で折り畳み可能な光電変換モジュール連結体と、前記光電変換モジュール連結体の列方向端部に配置された複数の前記光電変換モジュールと機械的かつ電気的に接続するインタフェースを備える本体と、を備え、前記光電変換モジュール連結体は、行方向に隣り合う前記光電変換モジュールの間における前記第２連結部材の長さをｗとし、前記光電変換モジュールの上下方向における厚みをａとし、前記第２連結部材の上下方向における厚みをｂとし、前記光電変換モジュールの列方向の個数をｎとするとき、ｗ＜（２ｎ−１）ａ＋２ｎｂの関係を満たすように構成されることを特徴とする。このような構成とすることで、行方向に隣り合う光電変換モジュールの間における第２連結部材の長さを、（２ｎ−１）ａ＋２ｎｂ未満と小さくすることができるので、使用時における光電変換装置１全体の小型化を図ることができ、また、非使用時においても第２連結部材の突出を最小限に抑えて収納性の向上を図ることができる。

ここで、本発明の光電変換装置において、前記第２連結部材は、行方向に隣り合う前記光電変換モジュールの上下方向中心より上方に設けられる上方第２連結部材、又は、行方向に隣り合う前記光電変換モジュールの上下方向中心より下方に設けられる下方第２連結部材であり、前記上方第２連結部材及び前記下方第２連結部材は、行方向及び列方向に交互に配置されることが好ましい。このような構成とすることで、第２連結部材が必ずしも伸縮性を有さなくても、行方向に隣り合う光電変換モジュールの間における第２連結部材の長さを、（２ｎ−１）ａ＋２ｎｂ未満と小さくすることができる。

また、本発明の光電変換装置において、前記第２連結部材は、少なくとも前記光電変換モジュールとの連結方向に伸縮性を有することが好ましい。このような構成とすることで、第２連結部材が設けられる位置を特に限定することなく、行方向に隣り合う光電変換モジュールの間における第２連結部材の長さを、（２ｎ−１）ａ＋２ｎｂ未満と小さくすることができる。

また、本発明の光電変換装置において、前記第２連結部材は、蛇腹状に形成され、又はゴム若しくは伸縮性素材の布で形成されることで、少なくとも前記光電変換モジュールとの連結方向に伸縮性を有することが好ましい。このような構成とすることで、第２連結部材が容易に伸縮性を有することができる。

また、本発明の光電変換装置において、前記インタフェースは、前記光電変換モジュール連結体の列方向端部に配置された複数の前記光電変換モジュールと機械的かつ電気的にそれぞれ接続する複数の剛性部材と、前記複数の剛性部材を、折り畳み可能に機械的かつ電気的に連結する連結部と、を備えることが好ましい。このような構成とすることで、インタフェースを剛性部材単位で折り畳むことができ、また、直線状に広げることもできる。

また、本発明の光電変換装置において、前記剛性部材は、上下方向において、列方向に接続される全ての光電変換モジュールの合計の厚み以上の厚みを有することが好ましい。このような構成とすることで、インタフェースによって光電変換モジュールＰを保護することができる。

また、本発明の光電変換装置において、前記インタフェースは、前記剛性部材が折り畳まれた状態又は広げられた状態を保持するロック機構を設けることが好ましい。このような構成とすることで、各剛性部材が折り畳まれた状態又は広げられた状態が、使用者の意図に反して解除されてしまうことを防ぐことができる。

また、本発明の光電変換装置において、前記ロック機構は、隣り合う前記剛性部材同士が折り畳まれた状態で当接する箇所、又は隣り合う前記剛性部材同士が直線状に広げられた状態で当接する箇所に、磁石を設けて形成されることが好ましい。

また、本発明の光電変換装置において、前記光電変換モジュールは、前記第１連結部材を介した当該光電変換モジュールの折り畳みを表側又は裏側の何れか一方に制限する逆折れ防止機構を備えることが好ましい。このような構成とすることで、各光電変換モジュールを正しい向きに折り畳むように誘導することができる。

また、本発明の光電変換装置において、前記光電変換モジュール連結体は、前記インタフェースと脱着可能であることが好ましい。このような構成とすることで、光電変換装置の取り扱いやすさを向上させることができる。

また、本発明の光電変換装置において、前記光電変換装置を吊り下げて支持することが可能な支持部を備えることが好ましい。このような構成とすることで、光電変換装置の設置時の省スペース化を図ることができる。

本発明によれば、非使用時における収納性の向上及び使用時における小型化を図ることができる光電変換装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る光電変換装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す光電変換装置の使用状態における斜視図である。 図１に示す光電変換装置の収納状態における斜視図である。 図１に示す光電変換装置のインタフェースの構成を示す図である。 図１に示す光電変換装置のインタフェースが折り畳まれた状態を示す図である。 図１に示す光電変換装置の使用状態における（ａ）上面図、（ｂ）Ｘ１−Ｘ１線に沿う断面図、（ｃ）Ｘ２−Ｘ２線に沿う断面図、及び（ｄ）Ｘ３−Ｘ３線に沿う断面図である。 図１に示す光電変換装置の列方向折り畳み状態における（ａ）上面図、及び（ｂ）正面図である。 図１に示す光電変換装置の収納状態における（ａ）上面図、及び（ｂ）正面図である。 収納状態における第２連結部材の長さを説明するための（ａ）参考例、及び（ｂ）第１の実施形態、それぞれに係る光電変換装置の一部概略図である。 図１に示す光電変換装置の逆折れ防止機構を示す図である。 図１に示す光電変換装置の使用例を示す図である。 図１に示す光電変換装置の変形例１の上面図である。 図１に示す光電変換装置の変形例２に係る光電変換モジュールＩＦの構成を示す斜視図である。 図１に示す光電変換装置の変形例２に係るインタフェースを構成する剛性部材の構成を示す斜視図である。 図１に示す光電変換装置の変形例３の一例の一部を示す図である。 図１に示す光電変換装置の変形例３の他の一例の一部を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る光電変換装置の使用状態における斜視図である。 図１６に示す光電変換装置の変形例４の使用状態における斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本明細書において、上下方向とは、図５（ａ）などの光電変換装置の上面図の紙面に垂直な方向を意味し、上方は、同図における紙面手前方向、下方はその反対方向を意味するものとする。また、表側とは、光電変換装置の使用状態において上方に面する側、裏側とは、その反対側を意味するものとする。

（第１の実施形態）
以下、図１〜図１０を参照して、本発明の第１の実施形態に係る光電変換装置１について詳細に例示説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る光電変換装置１の概略構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る光電変換装置１は、光電変換モジュール連結体１０と、本体２０とを備える。なお、光電変換装置１は、商用電源からＡＣアダプター３０を介して電力供給を受けることができる。ＡＣアダプター３０は、コンセント３１とＡＣ／ＤＣ変換器３２とを備える。交流電圧が商用電源からコンセント３１を介してＡＣ／ＤＣ変換器３２に入力され、ＡＣ／ＤＣ変換器３２は、入力された交流電圧を直流電圧に変換して、本体２０に供給する。

光電変換モジュール連結体１０は、複数の光電変換モジュール群１１で構成され、各光電変換モジュール群１１は、電気的に連結した複数の光電変換モジュールＰと、これらの光電変換モジュールＰと本体２０とを電気的に接続する光電変換モジュールインタフェース（ＩＦ）１２とを備える。なお、詳細は後述するが、図２Ａに示すように、光電変換モジュール群１１を構成する各光電変換モジュールＰは、第１連結部材１３を介して相互に機械的かつ電気的に連結する。また、隣り合う光電変換モジュール群１１間の各光電変換モジュールＰは、第２連結部材Ｑを介して機械的に連結する。

光電変換モジュールＰは、太陽電池パネル１４を備える。太陽電池パネル１４は、太陽光、室内光などの入射光を光電変換して電力を出力する太陽電池で構成されたパネル状の部材である。また、光電変換モジュールＰは、他に、太陽電池パネル１４を支持する基材（図示省略）や、太陽電池パネル１４により発電された電力を取り出す取り出し配線（図示省略）などを備える。

太陽電池パネル１４を構成する太陽電池の種類としては、大別して、無機系材料を用いた無機系太陽電池と、有機系材料を用いた有機系太陽電池とが挙げられる。無機系太陽電池としては、シリコン（Ｓｉ）を用いたＳｉ系、化合物を用いた化合物系などが挙げられる。また、有機系太陽電池としては、有機顔料を用いた低分子蒸着系、導電性高分子を用いた高分子塗布系、変換型半導体を用いた塗布変換系などの薄膜系、チタニア、有機色素および電解質から成る色素増感系などが挙げられる。また、太陽電池パネル１４を構成する太陽電池には、有機無機ハイブリッド太陽電池、ペロブスカイト系化合物を用いた太陽電池も含めることができる。本発明においては、薄型パネル状の太陽電池パネル１４が用いられ、プラスチックフィルム等に作製された色素増感太陽電池が好適である。なお、薄型パネル状の太陽電池パネル１４は、上記プラスチックフィルム等に作製されたものに限定されるものでなく、同様の薄型であれば方式を問わないことは言うまでもない。

光電変換モジュールＩＦ１２は、光電変換モジュール群１１を機械的かつ電気的に本体２０に接続するためのインタフェースである。光電変換モジュールＩＦ１２の詳細については後述する。

本体２０は、インタフェース２１と、昇圧回路部２２と、光電変換モジュール電圧検出部２３と、ＡＣアダプター電圧検出部２４と、充電池２５と、外部インタフェース（ＩＦ）２６と、充放電制御回路２７と、コントローラ２８とを備える。

インタフェース２１は、光電変換モジュール群１１を本体２０に機械的かつ電気的に接続するためのインタフェースである。インタフェース２１は、接続された光電変換モジュール群１１から、光電変換モジュールＩＦ１２を介して供給された電力を、昇圧回路部２２に出力する。

昇圧回路部２２は、光電変換モジュール群１１からインタフェース２１を介して供給された電力の電圧を、充電池２５の充電に必要な所定電圧まで昇圧して、充放電制御回路２７に出力する。

光電変換モジュール電圧検出部２３は、本体２０のインタフェース２１に接続された光電変換モジュール群１１から、インタフェース２１を介して昇圧回路部２２に供給される電圧（光電変換モジュール電圧）を検出し、検出結果をコントローラ２８に出力する。

ＡＣアダプター電圧検出部２４は、ＡＣアダプター３０から充放電制御回路２７に供給される電圧（ＡＣアダプター電圧）を検出し、検出結果をコントローラ２８に出力する。

充電池２５は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池などの充放電が可能な電池である。

外部インタフェース（ＩＦ）２６は、外部機器を接続して、接続された外部機器に電力を供給することが可能なインタフェースである。外部ＩＦ２６は、特に限定されるものではないが、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースを用いたコネクタ（ＵＳＢコネクタ）や、先端にコネクタを有するケーブルなどであり、外部機器と接続して、例えば外部機器からの充電要求を受けて外部機器に電力を供給する。光電変換装置１は、この外部ＩＦ２６を介して、種々の被充電デバイス、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット型デバイス、パーソナルコンピュータといったデバイスに機械的かつ電気的に脱着することができる。

充放電制御回路２７は、昇圧回路部２２と、ＡＣアダプター３０と、充電池２５と、外部ＩＦ２６を介して接続された外部機器との間で充放電制御を行う。

コントローラ２８は、本体２０の各部の動作を制御する。例えば、コントローラ２８は、光電変換モジュール電圧検出部２３の検出結果や、ＡＣアダプター電圧検出部２４の検出結果や、充電池２５の充電量などに基づき、充放電制御回路２７を通じて、充放電のためのパスを制御する。また、コントローラ２８は、例えば、昇圧回路部２２による昇圧動作を制御する。

次に、光電変換装置１の構成について、図２Ａ及び図２Ｂを参照してより詳細に説明する。それぞれ、図２Ａは使用状態、図２Ｂは収納状態における、本実施形態に係る光電変換装置１の斜視図である。ここで、使用状態とは、光電変換装置１の使用時に発電するために、各光電変換モジュールＰが互いに重ならないように広げられ、光電変換モジュール連結体１０全体が平面状をなした状態をいい、収納状態とは、光電変換装置１の非使用時に収納するために、各光電変換モジュールＰが折り畳まれ、全ての光電変換モジュールＰが上下方向に重ねられた状態をいう。なお、使用状態及び収納状態は、光電変換装置１の形態を説明するために便宜上定義したものであり、光電変換装置１は、各光電変換モジュールＰのうちの一部が折り畳まれた状態で発電に使用されてもよいし、各光電変換モジュールＰのうちの一部が折り畳まれていない状態で収納されてもよい。なお、本体２０のうちインタフェース２１以外の構成については、外観上特に限定されないため、破線で示す。

図２Ａに示すように、光電変換モジュール連結体１０は、使用状態においては、各光電変換モジュールＰが行列状に配置される。各光電変換モジュールＰは、第１連結部材１３によって列方向に機械的かつ電気的に連結され、光電変換モジュール群１１を構成する。また、各光電変換モジュールＰは、第２連結部材Ｑによって行方向にも機械的に連結する。そして、光電変換モジュール連結体１０の列方向端部に配置された複数の光電変換モジュールＰ、ここでは１行目に配置された３つの光電変換モジュールＰ（Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３）は、光電変換モジュールＩＦ１２を介して機械的かつ電気的にインタフェース２１に接続される。

光電変換モジュールＰは薄型パネル状であり、また、本例では上面図において矩形状である。光電変換モジュールＰの上下方向における厚みは、光電変換モジュールＰが後述する外装材やフレームを備える場合には、それらの厚みも含めた最も厚みのある部分の厚みを指すこととし、例えば製造技術面から３ｍｍ以下が好適である。また、光電変換モジュールＰの厚みの下限としては１０μｍ程度が好適である。光電変換モジュールＰに耐環境性を付与するための外装材で被覆することもできる。また、光電変換モジュールＰは、可撓性を有することが好ましい。さらに、光電変換モジュールＰは、外周を剛性部材であるフレームで覆うことが好ましい。これにより、例えば収納状態時等に第１連結部材１３や第２連結部材Ｑから発生する応力による光電変換モジュールＰの撓み変形を抑制することができる。

光電変換モジュールＰは、太陽電池パネル１４を上方からの入射光を受光できるように設けている。光電変換モジュールＰは、太陽電池パネル１４に接続して光電変換モジュールＰの側面上に延出した取り出し配線を備え、太陽電池パネル１４により発電された電力を取り出し配線を介して取り出し、第１連結部材１３や他の光電変換モジュールＰを経て、インタフェース２１に出力する。なお、光電変換モジュールＰが備える太陽電池パネル１４は、上方以外の方向、例えば下方からの入射光を受光可能に設けられていてもよい。

第１連結部材１３は、可撓性の導電部材（例えば、導電ケーブルやフレキシブル基板）であり、光電変換モジュールＰを列方向に機械的かつ電気的に連結する。また、第１連結部材１３は、導電部材を保護及び／又は補強するための被覆部材を含んでもよい。第１連結部材１３は、光電変換モジュールＰよりも上下方向における厚みが小さく、列方向に隣り合う光電変換モジュールＰの対向する側面上の任意の箇所、例えば上下方向中心付近に接続する。

第１連結部材１３は、第１連結部材１３を介して連結した光電変換モジュールＰを折り畳み可能に構成される。第１連結部材１３は、折り畳み容易性の観点で、光電変換モジュールＰよりも高い可撓性を有することが好ましい。なお、図２Ａでは、第１連結部材１３が各光電変換モジュールＰを２箇所ずつで連結するが、このような構成には限定されず、１箇所で連結してもよいし、３箇所以上で連結してもよい。また、列方向に隣り合う光電変換モジュールＰの間における第１連結部材１３の長さは、隣り合う光電変換モジュールＰ同士が折り畳み可能な長さ以上であれば特に限定されないが、審美性の観点から、行方向に隣り合う光電変換モジュールＰの間における第２連結部材Ｑの長さと略同じであることが好ましい。

第２連結部材Ｑは、可撓性の部材であり、光電変換モジュールＰを行方向に機械的に連結する。第２連結部材Ｑは、光電変換モジュールＰよりも上下方向における厚みが小さく、行方向に隣り合う光電変換モジュールＰの対向する側面上に接続する。より詳細には、第２連結部材Ｑは、行方向に隣り合う光電変換モジュールＰの対向する側面上の上下方向中心より上方に設けられる上方第２連結部材Ｑｕ、又は、行方向に隣り合う光電変換モジュールＰの対向する側面上の上下方向中心より下方に設けられる下方第２連結部材Ｑｄであり、上方第２連結部材Ｑｕ及び下方第２連結部材Ｑｄは、行方向及び列方向にそれぞれ交互に配置される。

第２連結部材Ｑは、第２連結部材Ｑを介して連結した光電変換モジュールＰを折り畳み可能に構成される。第２連結部材Ｑは、折り畳み容易性の観点で、光電変換モジュールＰよりも高い可撓性を有することが好ましい。なお、図２Ａでは、第２連結部材Ｑが各光電変換モジュールＰを１箇所ずつで連結するが、このような構成には限定されず、２箇所以上で連結してもよい。

光電変換モジュールＩＦ１２は、導電部材（例えば、導電ケーブルやフレキシブル基板）であり、光電変換モジュール群１１と本体２０のインタフェース２１とを列方向に機械的かつ電気的に連結する。また、光電変換モジュールＩＦ１２は、導電部材を保護及び／又は補強するための被覆部材を含んでもよい。

光電変換装置１は、光電変換モジュールＩＦ１２を光電変換モジュール連結体１０と本体２０との間に備えることで、光電変換モジュール連結体１０又は本体２０に印加される応力が相互に伝わりにくくすることができる。なお、光電変換モジュールＩＦ１２は、可撓性を有さなくてもよいが、印加される応力をより低減することができる点で可撓性を有することが好ましい。

インタフェース２１は、複数の剛性部材２１１を連結部２１６を介して連結して構成される。各剛性部材２１１には、光電変換モジュール連結体１０の列方向端部に配置された光電変換モジュールＰが１つずつ機械的かつ電気的に接続される。インタフェース２１は、連結部２１６を介して剛性部材２１１を折り畳むことで、光電変換モジュールＰの行方向の幅に対応する幅で折り畳み可能である。また、その折り畳みの方向は、表側又は裏側の何れか一方に誘導されていることが好ましい。

ここで、光電変換モジュールＰの行方向の幅に対応する幅とは、光電変換モジュールＰの行方向の幅に略等しい幅であり、光電変換モジュールＰが第２連結部材Ｑを介して折り畳むことができる範囲で任意の幅とすることができる。インタフェース２１を光電変換モジュールＰの行方向の幅に対応する幅で折り畳むことで、光電変換モジュールＰも連動させて行方向に折り畳むことができる。

各剛性部材２１１は、上下方向において、列方向に接続される全ての光電変換モジュールＰの合計の厚み以上の厚みを有し、好ましくは当該合計の厚みと略同一の厚みを有する。これにより、収納状態においてインタフェース２１によって光電変換モジュールＰを保護することができる。

具体的には、インタフェース２１は、本例では３つの剛性部材２１１（２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ）と２つの連結部２１６（２１６ａ，２１６ｂ）とを備える。剛性部材２１１ａと剛性部材２１１ｂとは、連結部２１６ａを介して表側に折り畳み可能に（開閉可能に）接続されている。また、剛性部材２１１ｂと剛性部材２１１ｃとは、連結部２１６ｂを介して裏側に開閉可能に接続されている。

ここで、図３、図４を参照して、インタフェース２１の構成について詳細に説明する。

連結部２１６ａは、剛性部材２１１ａと剛性部材２１１ｂとを機械的に接続するヒンジと、剛性部材２１１ａと剛性部材２１１ｂとを電気的に接続する可撓性の導電部材（導電ケーブルやフレキシブル基板）とからなる。連結部２１６ｂは、剛性部材２１１ｂと剛性部材２１１ｃとを機械的に接続するヒンジと、剛性部材２１１ｂと剛性部材２１１ｃとを電気的に接続する可撓性の導電性部材とからなる。

このように、本実施形態においては、１つのヒンジにより２つの剛性部材２１１が接続されている。なお、ヒンジおよび導電部材を用いて、２つの筐体を開閉可能に機械的かつ電気的に接続するための構成としては種々のものがあり、当業者によく知られているため、説明を省略する。

このように、インタフェース２１は、隣り合う剛性部材２１１が連結部２１６により、開閉可能に機械的に接続され、かつ、電気的にも接続されている。そのため、インタフェース２１は、図２Ｂや図４に示すように、剛性部材２１１単位で折り畳むことが可能である。また、インタフェース２１は、図２Ａに示すように、直線状に広げることが可能である。

また、インタフェース２１は、各剛性部材２１１が折り畳まれた状態を保持するためのロック機構を設けてもよい。例えば、図３に示すように、剛性部材２１１ａと剛性部材２１１ｂとが折り畳まれた状態で当接する箇所、及び剛性部材２１１ｂと剛性部材２１１ｃとが折り畳まれた状態で当接する箇所にそれぞれ磁石Ｍを設けることで、各剛性部材２１１が折り畳まれた状態を保持するようにしてもよい。

また、例えば、剛性部材２１１ａと剛性部材２１１ｂとが折り畳まれた状態で当接する箇所、及び剛性部材２１１ｂと剛性部材２１１ｃとが折り畳まれた状態で当接する箇所にそれぞれ係合機構（例えば爪と爪係合部）を設けることで、各剛性部材２１１が折り畳まれた状態を保持するようにしてもよい。

さらに、インタフェース２１は、各剛性部材２１１が直線状に広げられた状態を保持するためのロック機構を設けてもよい。例えば、上述した各剛性部材２１１が折り畳まれた状態を保持するためのロック機構と同様に、各剛性部材２１１が直線状に広げられた状態で相互に当接する箇所に、磁石Ｍを設けたり、係合機構を設けたりすることで、各剛性部材２１１が直線状に広げられた状態を保持するようにしてもよい。

このように、インタフェース２１にロック機構を設けることで、各剛性部材２１１が折り畳まれた状態又は直線状に広げられた状態が、使用者の意図に反して解除されてしまうことを防ぐことができる。

次に、図５から図７を参照して、本実施形態に係る光電変換装置１が、使用状態から折り畳まれて収納状態となる過程について、説明する。

図５（ａ）は、本実施形態に係る光電変換装置１の使用状態における上面図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）における光電変換装置１の１行目の光電変換モジュールＰ（Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３）の列方向中心を通るＸ１−Ｘ１線に沿う断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）における光電変換装置１の２行目の光電変換モジュールＰ（Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３）の列方向中心を通るＸ２−Ｘ２線に沿う断面図であり、図５（ｄ）は、図５（ａ）における光電変換装置１の３行目の光電変換モジュールＰ（Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３）の列方向中心を通るＸ３−Ｘ３線に沿う断面図である。

図５（ｂ）に示すように、１行目の第２連結部材Ｑ（Ｑ１１，Ｑ１２）のうち、１列目の第２連結部材Ｑ１１が上方第２連結部材Ｑｕ、２列目の第２連結部材Ｑ１２が下方第２連結部材Ｑｄである。また、図５（ｃ）に示すように、２行目の第２連結部材Ｑ（Ｑ２１，Ｑ２２）のうち、１列目の第２連結部材Ｑ２１が下方第２連結部材Ｑｄ、２列目の第２連結部材Ｑ２２が上方第２連結部材Ｑｕである。また、図５（ｄ）に示すように、３行目の第２連結部材Ｑ（Ｑ３１，Ｑ３２）のうち、１列目の第２連結部材Ｑ３１が上方第２連結部材Ｑｕ、２列目の第２連結部材Ｑ３２が下方第２連結部材Ｑｄである。

このように、第２連結部材Ｑは、上方第２連結部材Ｑｕ及び下方第２連結部材Ｑｄが、行方向及び列方向に交互に配置される。

図６（ａ）は、本実施形態に係る光電変換装置１の列方向折り畳み状態における上面図であり、図６（ｂ）は、本実施形態に係る光電変換装置１の列方向折り畳み状態における正面図である。

ここで、光電変換装置１の列方向折り畳み状態とは、光電変換装置１を、図５に示した使用状態から、各行の光電変換モジュールＰをまとめて列方向に互い違いに折り畳み、全ての行の光電変換モジュールＰをインタフェース２１に接続された行の光電変換モジュールＰに重ね合わせた状態をいう。本例では、３行目の光電変換モジュールＰ（Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３）を２行目の光電変換モジュールＰ（Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３）の裏側に重なるように折り畳み、これらをまとめて１行目の光電変換モジュールＰ（Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３）の表側に重なるように折り畳んだ状態である。

このように折り畳むことで、光電変換装置１の列方向折り畳み状態においては、上下方向に重なり合った第２連結部材Ｑが、全て上方又は全て下方に揃って配置され、それらが行方向に交互に配置される。本例では、１行目及び３行目の第２連結部材Ｑ（Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ３１，Ｑ３２）は使用状態と同じ上下配置であるのに対し、２行目の第２連結部材Ｑ（Ｑ２１，Ｑ２２）は使用状態とは上下反転しているため、１列目の第２連結部材Ｑ（Ｑ１１，Ｑ２１，Ｑ３１）は全て上方に配置され、２列目の第２連結部材Ｑ（Ｑ１２，Ｑ２２，Ｑ３２）は全て下方に配置されている。

図７（ａ）は、本実施形態に係る光電変換装置１の収納状態における上面図である。また、図７（ｂ）は、本実施形態に係る光電変換装置１の収納状態における正面図である。

ここで、光電変換装置１の収納状態とは、光電変換装置１を、図６に示した列方向折り畳み状態から、各列の光電変換モジュールＰをインタフェース２１と共に行方向に互い違いに折り畳み、全ての光電変換モジュールＰを重ね合わせた状態をいう。本例では、まず、インタフェース２１の連結部２１６ｂの折り畳みに連動して、上下方向に重なった３列目の光電変換モジュールＰ（Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３）を上下方向に重なった２列目の光電変換モジュールＰ（Ｐ１２，Ｐ２２，Ｐ３２）全体の裏側に重なるように折り畳む。そして、インタフェース２１の連結部２１６ａの折り畳みに連動して、上下方向に重なった２列目の光電変換モジュールＰ（Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ３２，Ｐ３３）をまとめて１列目の光電変換モジュールＰ（Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１）全体の表側に重なるように折り畳んだ状態である。

このように折り畳むことで、光電変換装置１の列方向折り畳み状態で上方に揃って配置された第２連結部材Ｑの箇所では表側から折り畳まれ、下方に揃って配置された第２連結部材Ｑの箇所では裏側から折り畳まれる。これにより、例えば第２連結部材Ｑを光電変換モジュールＰの対向する側面上の上下方向中心に設けた場合よりも、第２連結部材Ｑの長さを短くすることができる。

具体的には、仮に、第２連結部材Ｑを光電変換モジュールＰの対向する側面上の上下方向中心に設けた場合、収納状態を形成するためには、光電変換モジュールＰの上下方向における厚みをａとし、第２連結部材Ｑの上下方向における厚みをｂとし、光電変換モジュールＰの列方向の個数をｎとするとき、第２連結部材Ｑの長さは、最も長さが必要となる箇所（本例では第２連結部材Ｑ１１，Ｑ３２）においては、図８（ａ）に示すように、（２ｎ−１）ａ＋２ｎｂ以上であることが必要となる。一方、本実施形態に係る光電変換装置１によれば、図８（ｂ）に示すように、行方向に隣り合う光電変換モジュールＰの間における第２連結部材Ｑの長さｗは、
［式１］ ｗ＜（２ｎ−１）ａ＋２ｎｂ
とすることができる。

このように、本実施形態に係る光電変換装置１によると、行方向に隣り合う光電変換モジュールＰの間における第２連結部材Ｑの長さを、（２ｎ−１）ａ＋２ｎｂ未満と小さくすることができるので、使用状態における光電変換装置１全体の小型化を図ることができ、また、収納状態においても第２連結部材Ｑの突出を最小限に抑えて収納性の向上及び小型化を図ることができる。

また、光電変換装置１の列方向折り畳み状態において、第２連結部材Ｑは上方又は下方の何れか一方に揃って配置されるため、各第２連結部材Ｑの間には、図６（ｂ）に示すように、上下方向に等間隔の隙間が生じる。従って、折り畳む際に第２連結部材Ｑ同士が接触して折り畳みが妨げられることを抑制できる。

なお、第２連結部材Ｑが光電変換モジュールＰとの連結方向に伸縮性を有さない場合、収納状態を形成するためには、図８（ｂ）に示すように、
［式２］ ｗ≧（２ｎ−２）ａ＋２ｎｂ＝２（ｎ−１）ａ＋２ｎｂ
を満たすことが必要である。

光電変換装置１は、図９に示す逆折れ防止機構Ｒを備えてもよい。

逆折れ防止機構Ｒは、第１連結部材１３が連結する光電変換モジュールＰの側面上に設けられる剛性部材である。逆折れ防止機構Ｒにより、光電変換モジュールＰを想定される向きと逆側に折り畳むことが抑制される。即ち、逆折れ防止機構Ｒにより、第１連結部材１３を介した光電変換モジュールＰの折り畳みが、表側又は裏側の何れか一方のみに制限される。

具体的には、１行目及び２行目の光電変換モジュールＰの間（Ｐ１１−Ｐ２１間、Ｐ１２−Ｐ２２間、Ｐ１３−Ｐ２３間）に設けられる逆折れ防止機構Ｒは、裏側への折り畳みを抑制する。また、２行目及び３行目の光電変換モジュールＰの間（Ｐ２１−Ｐ３１間、Ｐ２２−Ｐ３２間、Ｐ２３−Ｐ３３間）に設けられる逆折れ防止機構Ｒは、表側への折り畳みを抑制する。

このように、逆折れ防止機構Ｒを用いることで、光電変換装置１を使用状態から列方向折り畳み状態とする際に、各光電変換モジュールＰを正しい向きに折り畳むように誘導することができる。

また、光電変換装置１を使用状態から収納状態とする際に、ユーザが誤って列方向折り畳み状態を経ずに行方向に各光電変換モジュールＰを折り畳んだ場合には、図９の右に示すように、２列目の光電変換モジュールＰが１，３列目の光電変換モジュールＰに対して反転して重なり合う。そのため、重なり合う各列の逆折れ防止機構Ｒのうち、２列目の光電変換モジュールＰに設けられた逆折れ防止機構Ｒが、１，３列目の光電変換モジュールＰに設けられた逆折れ防止機構Ｒと反対側への折り畳みを抑制することとなり、表側にも裏側にも列方向に折り畳むことができなくなる。よって、正しい折り畳み方ではないことをユーザに認識させることができる。

なお、逆折れ防止機構Ｒとしては、図９に示したものの他、表側又は裏側への折り畳みを抑制することができる周知の機構を採用することができる。

次に、本実施形態に係る光電変換装置１の使用例について説明する。

光電変換装置１は、光電変換装置１を支持する支持部３０１を備えてもよい。これにより、例えば図１０に示すように、使用者の在宅時には、光電変換装置１は、支持部３０１を介して窓３０２の近傍に使用状態で設置される。光電変換モジュール連結体１０を、例えば、机の上などに平面状に広げて使用する場合、光電変換モジュール連結体１０が場所をとってしまう。そこで、図１０に示すように、光電変換装置１（光電変換モジュール連結体１０）を吊り下げて支持することで、設置時の省スペース化を図ることができる。

次に、本実施形態に係る光電変換装置１の変形例について説明する。

光電変換装置１が備える光電変換モジュールＰは、上面図において矩形状であるとして説明したが、このような形状には限定されず、例えば六角形等の多角形や、図１１に示すような円形であってもよい。なお、この場合、上述した行方向に隣り合う光電変換モジュールＰの間における第２連結部材Ｑの長さｗは、使用状態において隣り合う光電変換モジュールＰが最近接した箇所における長さ、即ち、隣り合う光電変換モジュールＰの最短距離に等しい。

また、光電変換装置１が備える光電変換モジュール連結体１０と本体２０とは、光電変換モジュールＩＦ１２とインタフェース２１とを介して互いに脱着可能に構成されていてもよい。脱着の機構は特に限定されないが、例えば、光電変換モジュールＩＦ１２が、図１２に示すように、ガイド１２１と、ガイド１２１の先端部に設けられたコネクタ１２２とを有し、インタフェース２１が、図１３に示すように、ガイド１２１を一方向のみの移動に規制する形状を有するガイドレール２１２と、コネクタ１２２を接続可能な本体側コネクタ２１３とを有してもよい。

この場合、光電変換モジュールＩＦ１２のガイド１２１を、インタフェース２１のガイドレール２１２に嵌った状態でスライドさせて挿入することで、光電変換モジュールＩＦ１２のコネクタ１２２とインタフェース２１の本体側コネクタ２１３とが接続される。これにより、光電変換モジュールＩＦ１２とインタフェース２１とは、ガイド１２１とガイドレール２１２との間で物理的に接続され、コネクタ１２２と本体側コネクタ２１３との間で電気的に接続されることになる。

また、光電変換装置１は、図１４及び図１５に示すように、列方向端部に配置された光電変換モジュールＰが光電変換モジュールＩＦ１２を介さずにインタフェース２１に直接接続していてもよい。このとき、例えば図１４に示すように、収納状態において２行目及び３行目の光電変換モジュールＰ間における第１連結部材１３がインタフェース２１に接触することを避けるために、１行目の光電変換モジュールＰ（Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３）を他の光電変換モジュールＰよりも列方向に長い構成としてもよい。このように光電変換モジュールＰをインタフェース２１に直接接続することにより、光電変換モジュールＰとインタフェース２１との間でねじれが生じることを抑制できる。

また、例えば図１５に示すように、収納状態において２行目及び３行目の光電変換モジュールＰ間における第１連結部材１３がインタフェース２１に接触することを避けるために、インタフェース２１の一部に第１連結部材１３を収納するための凹みを形成してもよい。これにより、光電変換モジュールＰとインタフェース２１との間でねじれが生じることを抑制できることに加え、光電変換装置１の更なる小型化を図ることができる。

さらに、光電変換装置１は、第２連結部材Ｑを、必ずしも行方向に隣り合う全ての光電変換モジュールＰの間に備えなくてもよい。これにより、収納状態において、嵩張りを抑制し、小型化及び軽量化を図ることができる。

（第２の実施形態）
以下、図１６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る光電変換装置１’について詳細に例示説明する。なお、光電変換装置１’の概略構成は、図１に示す光電変換装置１の概略構成と同様であるので説明を省略する。

図１６は、本実施形態に係る光電変換装置１’の使用状態における斜視図である。なお、本体２０のうちインタフェース２１以外の構成については、外観上特に限定されないため、破線で示す。

光電変換装置１’は、第２連結部材Ｑに代えて、第２連結部材Ｑ’を備える。第２連結部材Ｑ’は、各光電変換モジュールＰを、行方向に機械的に連結する。第２連結部材Ｑ’は、可撓性を有するとともに、光電変換モジュールＰとの連結方向に伸縮性を有する。具体的には、第２連結部材Ｑ’は、例えば、蛇腹状に形成され、ゴム若しくは伸縮性素材の布等で形成され、又はこれらの組み合わせで形成されることで、伸縮性を有する。ここで、第２連結部材Ｑ’が蛇腹状に形成されるとは、第２連結部材Ｑ’が光電変換モジュールＰの連結方向に蛇腹状に折り畳まれて形成されることを意味する。

第２連結部材Ｑ’は、光電変換モジュールＰよりも上下方向における厚みが小さく、行方向に隣り合う光電変換モジュールＰの対向する側面上の任意の箇所、例えば上下方向中心付近に接続する。

第２連結部材Ｑ’は、第２連結部材Ｑ’を介して連結した光電変換モジュールＰを折り畳み可能に構成される。第２連結部材Ｑ’は、折り畳み容易性の観点から、光電変換モジュールＰよりも高い可撓性を有することが好ましい。なお、図１６では、第２連結部材Ｑ’が各光電変換モジュールＰを１箇所ずつで連結するが、このような構成には限定されず、２箇所以上で連結してもよい。

光電変換装置１’は、第２連結部材Ｑ’以外の構成については、第１の実施形態に係る光電変換装置１と同様であるため、説明を省略する。

光電変換装置１’が使用状態から折り畳まれて収納状態となる過程についても、光電変換装置１について図５から図７に示したのと同様である。ここで、光電変換装置１’においては、第２連結部材Ｑ’が伸縮性を有するため、光電変換装置１の第２連結部材Ｑのように上方第２連結部材Ｑｕ及び下方第２連結部材Ｑｄが行方向及び列方向に交互に配置された構成としなくても、行方向に隣り合う光電変換モジュールＰの間における第２連結部材Ｑ’の長さｗ’を［式１］を満たすように構成することができる。また、第２連結部材Ｑ’の伸縮性により、ｗ’は［式２］を満たす必要がない。なお、第２連結部材Ｑ’におけるｗ’は、使用状態の光電変換装置１’における、行方向に隣り合う光電変換モジュールＰの間の最短距離に等しい。

また、第２連結部材Ｑ’は、特に収納状態においては、光電変換モジュールＰの連結方向に引き伸ばされるため、圧縮しようとする力（圧縮応力）が発生する。従って、ｗ’は、この圧縮応力によって収納状態が解除されない程度の長さを有することが好ましい。

なお、光電変換装置１’は、光電変換装置１と同様、インタフェース２１が図３に示すロック機構を設けてもよい。これにより、光電変換装置１における効果に加えて、第２連結部材Ｑ’の圧縮応力による収納状態の解除を抑制することもできる。

また、光電変換装置１’は、光電変換装置１と同様、例えば図９に示す逆折れ防止機構Ｒを備えてもよい。これにより、光電変換装置１における効果と同様の効果を得ることができる。

また、光電変換装置１’は、光電変換装置１と同様の使用例に従って使用することができ、光電変換装置１における効果と同様の効果を得ることができる。

また、光電変換装置１’は、光電変換装置１の各変形例と同様の変形例を採用することができ、光電変換装置１における効果と同様の効果を得ることができる。

さらに、光電変換装置１’は、更なる変形例として、図１７に示すように、第２連結部材Ｑ’を、光電変換モジュール連結体１０の裏側全面を覆う伸縮性シートとして形成してもよい。このように形成することで、光電変換モジュール連結体１０の一体性、取り扱い性、耐衝撃性を向上させることができる。なお、第２連結部材Ｑ’を、光電変換モジュール連結体１０の表側全面を覆う伸縮性シートとして形成してもよいし、光電変換モジュール連結体１０の表側及び裏側の全面を覆う伸縮性シートとして形成してもよい。

前述したところは本発明の一実施形態を示したにすぎず、特許請求の範囲において、種々の変更を加えてもよいことは言うまでもない。例えば、各光電変換モジュールＰや第２連結部材Ｑ，Ｑ’等の配置について、行や列を用いて説明したが、行と列は説明の便宜上規定したものであり、これらを相互に入れ替えてもよい。また、光電変換モジュールＰを３行３列の配置とした光電変換モジュール連結体１０を用いて説明したが、光電変換モジュールＰの行数及び列数は、それぞれ任意の２以上の整数とすることができる。

本発明によれば、非使用時における収納性の向上及び使用時における小型化を図ることができる光電変換装置を提供することができる。

１，１’ 光電変換装置
１０ 光電変換モジュール連結体
１１ 光電変換モジュール群
１２ 光電変換モジュールＩＦ
１３ 第１連結部材
１４ 太陽電池パネル
２０ 本体
２１ インタフェース
２２ 昇圧回路部
２３ 光電変換モジュール電圧検出部
２４ ＡＣアダプター電圧検出部
２５ 充電池
２６ 外部インタフェース
２７ 充放電制御回路
２８ コントローラ
３０ ＡＣアダプター
３１ コンセント
３２ ＡＣ／ＤＣ変換器
１２１ ガイド
１２２ コネクタ
２１１ 剛性部材
２１２ ガイドレール
２１３ 本体側コネクタ
２１６ 連結部
３０１ 支持部
３０２ 窓
Ｍ 磁石
Ｐ 光電変換モジュール
Ｑ，Ｑ’ 第２連結部材
Ｑｕ 上方第２連結部材
Ｑｄ 下方第２連結部材
Ｒ 逆折れ防止機構

Claims (11)

1. 行列状に配置された複数の薄型パネル状の光電変換モジュールと、前記光電変換モジュールを列方向に機械的かつ電気的に連結する第１連結部材と、前記光電変換モジュールを行方向に機械的に連結する第２連結部材と、を備え、隣り合う前記光電変換モジュールの間で折り畳み可能な光電変換モジュール連結体と、
   前記光電変換モジュール連結体の列方向端部に配置された複数の前記光電変換モジュールと機械的かつ電気的に接続するインタフェースを備える本体と、
   を備え、
   前記光電変換モジュール連結体は、行方向に隣り合う前記光電変換モジュールの間における前記第２連結部材の長さをｗとし、前記光電変換モジュールの上下方向における厚みをａとし、前記第２連結部材の上下方向における厚みをｂとし、前記光電変換モジュールの列方向の個数をｎとするとき、ｗ＜（２ｎ−１）ａ＋２ｎｂの関係を満たすように構成される、
   光電変換装置。
2. 前記第２連結部材は、行方向に隣り合う前記光電変換モジュールの上下方向中心より上方に設けられる上方第２連結部材、又は、行方向に隣り合う前記光電変換モジュールの上下方向中心より下方に設けられる下方第２連結部材であり、
   前記上方第２連結部材及び前記下方第２連結部材は、行方向及び列方向に交互に配置される、
   請求項１に記載の光電変換装置。
3. 前記第２連結部材は、少なくとも前記光電変換モジュールとの連結方向に伸縮性を有する、請求項１に記載の光電変換装置。
4. 前記第２連結部材は、蛇腹状に形成され、又はゴム若しくは伸縮性素材の布で形成されることで、少なくとも前記光電変換モジュールとの連結方向に伸縮性を有する、請求項３に記載の光電変換装置。
5. 前記インタフェースは、
   前記光電変換モジュール連結体の列方向端部に配置された複数の前記光電変換モジュールと機械的かつ電気的にそれぞれ接続する複数の剛性部材と、
   前記複数の剛性部材を、折り畳み可能に機械的かつ電気的に連結する連結部と、
   を備える、請求項１から４の何れか一項に記載の光電変換装置。
6. 前記剛性部材は、上下方向において、列方向に接続される全ての光電変換モジュールの合計の厚み以上の厚みを有する、請求項５に記載の光電変換装置。
7. 前記インタフェースは、前記剛性部材が折り畳まれた状態又は広げられた状態を保持するロック機構を設ける、請求項５又は６に記載の光電変換装置。
8. 前記ロック機構は、隣り合う前記剛性部材同士が折り畳まれた状態で当接する箇所、又は隣り合う前記剛性部材同士が直線状に広げられた状態で当接する箇所に、磁石を設けて形成される、請求項７に記載の光電変換装置。
9. 前記光電変換モジュールは、前記第１連結部材を介した当該光電変換モジュールの折り畳みを表側又は裏側の何れか一方に制限する逆折れ防止機構を備える、請求項１から８の何れか一項に記載の光電変換装置。
10. 前記光電変換モジュール連結体は、前記インタフェースと脱着可能である、請求項１から９の何れか一項に記載の光電変換装置。
11. 前記光電変換装置を吊り下げて支持することが可能な支持部を備える、請求項１から１０の何れか一項に記載の光電変換装置。

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