JPH0714411A - 太陽電池式発光灯及び発光灯埋設用留具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で施工、メンテナンスが極めて容易な太
陽電池式発光灯及び発光灯埋設用留具を提供する。 【構成】 太陽電池式発光灯１０は太陽電池１と、該太
陽電池１により充電される二次電池２と、該二次電池２
に接続された負荷発光体３と、前記太陽電池１の出力を
検知して前記負荷発光体３を自動点灯・自動消灯させる
制御部４と、前記各構成部品を密閉収納する少なくとも
一部が透光性を有する略円筒形の収納容器５と、から構
成される。また、上記太陽電池式発光灯１０を係合手段
を介して着脱自在に装着係止可能な発光灯埋設用留具２
５が併せ提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は太陽電池を利用した発光
体を備えることにより昼間は太陽光によって充電され、
夜は自動的に点滅点灯する小型の発光灯であって、コン
クリートやアスファルトの道路、舗道の警告灯や、木
材、コンクリートの壁面、構築物等に埋設してイルミネ
ーションの役目を果たす太陽電池式発光灯及び発光灯埋
設用留具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発光灯は夜間の道路交通の安全性向上の
ための警告灯や建造物、その他の構築物の夜景の景観を
演ずる目的等に使用されている。

【０００３】上記目的の発光灯として従来は商用電源か
らケーブルで繋がれ電力供給される構成の発光灯を道
路、舗道の新規着工時、または建造物等の構築時に併せ
て前記ケーブルとともに埋設し接着剤で固着する方法が
採られていた。

【０００４】最近では太陽電池を利用して、各々有線で
接続された充電用の２次電池と制御装置をセットにして
数十ｃｍ四方の大きさのコンクリート等舗道材のブロッ
クに固着した構造の発光灯ユニットが市販されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の各発光灯の構成においては以下のような問題点があ
る。

【０００６】先ず外部の商用電源とケーブルによって繋
がれ電力供給される構造の発光灯については、 （１）コンクリート、木材等に発光灯を埋設する場合に
予め配線のケーブルを埋設しなければならず、またコン
クリートの場合には発光灯の位置がコンクリート打設時
に移動しない様に十分な注意が必要であって施工に手間
を要し、且つコストが高くなる。

【０００７】（２）コンクリートに埋設される場合、コ
ンクリートの乾燥時における発熱や収縮に耐える材質や
構造を持たねばならないので、発光灯の収納容器の材質
に制限がある。

【０００８】（３）既存の舗道、構築物に埋設する場合
は舗道材や構築素材を撤去した上で埋設しなければなら
ないので工事が大がかりとなってしまう。

【０００９】（４）ケーブルを用いるので電力供給のロ
スが大きい。

【００１０】（５）発光灯の修理・交換やメンテナンス
が非常に困難である。

【００１１】次に、従来の太陽電池を利用して舗道材等
のブロックに各々埋設して結線した構造の発光灯ユニッ
トについては、 （１）コンクリート等の埋設素材に太陽電池、発光体、
制御板等が別個に固着され、各々有線で結線されている
ので、全体のユニットが大型となっている。したがって
新規の舗道工事には適用可能であるが、既存の舗道に埋
設する場合には工事が大がかりとなってしまう。また、
小さな埋設対象物には適用困難であって汎用性がない。

【００１２】（２）コンクリートに埋設される場合、発
光体やその他部品、及び結線のケーブルはユニットのブ
ロックより露出しているので、各構成部品や結線のケー
ブルはコンクリートの打設時、乾燥時における圧力、発
熱や収縮に直接曝されることになるのは前例と同じであ
る。したがって上記施工工程に耐える材質、構造を持た
ねばならないとともに、発光体の位置や向きが施工時に
変移し易く細心の注意が必要となる。

【００１３】（３）全体のユニットが高価となってコス
トが高い。

【００１４】（４）発光灯の修理・交換やメンテナンス
が困難である。

【００１５】上記のように従来の発光灯は新規に作られ
る舗道にはコストを無視すれば適用可能な製品がある
が、解決すべき問題点が多い。

【００１６】既存の舗道や構築物にも簡単に組み込むた
めには舗道、構築物に使用されている自然石やコンクリ
ート、レンガ等の最も小さな寸法にも組み込み可能な外
形寸法の中に、太陽電池、２次電池、制御部、負荷発光
体が一体として収納されなければならないが、このよう
な寸法の小型太陽電池式発光灯は未だ存在しない。

【００１７】本発明は上記事情を鑑みてなされたもので
あり、電力供給のケーブルを要せず、単体で簡単にコン
クリートや木材等の埋設素材に埋設でき、しかもコスト
が安く修理・交換やメンテナンスが容易な太陽電池式発
光灯及び発光灯埋設用留具を提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、太陽電池と、
該太陽電池により充電される二次電池と、該二次電池に
接続された負荷発光体と、前記太陽電池の出力を検知し
て前記負荷発光体を自動点灯・自動消灯させる制御部
と、前記各構成部品を密閉収納する少なくとも一部が透
光性を有する略円筒形収納容器と、からなることを特徴
とする太陽電池式発光灯を提供することにより、また、
前記太陽電池式発光灯における収納容器の外形状が直径
２０ｍｍ以上、４０ｍｍ以下で、高さ１５ｍｍ以上、３
５ｍｍ以下の略円柱形で構成されていることを特徴とす
る太陽電池式発光灯を提供することにより、さらに、前
記太陽電池式発光灯の表面に第１の係合部を設けるとと
もに、該太陽電池式発光灯の第１の係合部と係合して前
記太陽電池式発光灯を着脱自在に挿着係止可能とする第
２の係合部を設けたことを特徴とする太陽電池式発光灯
及び発光灯埋設用留具を提供することにより、上記目的
を達成するものである。

【００１９】

【作用】太陽電池は昼間太陽光を受けて太陽光エネルギ
ーを電力に変換し、二次電池を充電する。サイズは１０
〜３０ｍｍ寸法である。

【００２０】制御部は太陽光の照度減少、即ち昼から夜
へと変わる際に、太陽電池の出力をモニターして所定電
圧以下になると発光体を点滅させる動作を行う。

【００２１】昼間充電された二次電池は上記点滅状態で
の電力供給源となる。

【００２２】負荷発光体は寸法数ｍｍ大の小型のものを
用い、二次電池は直径１０〜２５ｍｍ程度のコイン型の
ものを用いる。

【００２３】以上のように本太陽電池式発光灯における
上記各構成部品は小型なのでこれらを密閉収納する少な
くとも一部が透光性を有する略円筒形収納容器の外形寸
法は、直径２０ｍｍ以上、４０ｍｍ以下で、高さ１５ｍ
ｍ以上、３５ｍｍ以下で構成することができる。尚、上
記透過性を有する部分は太陽電池が外部太陽光を受光す
る部分にあたる。

【００２４】上記太陽電池式発光灯の表面に設けられた
第１の係合部と、発光灯埋設用留具に設けられた第２の
係合部とは互いに係合するようになっており、太陽電池
式発光灯を発光灯埋設用留具に装着した状態で太陽電池
式発光灯が着脱自在に係止される。したがって、施工時
において、埋設素材に発光灯埋設用留具のみを埋設すれ
ばよく、後で本太陽電池式発光灯を装着でき、修理・交
換やメンテナンスが容易となる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明に係わる太陽電池式発光灯及び
発光灯埋設用留具の実施例を図面を基に詳述する。

【００２６】図１は本発明の請求項１及び請求項２に係
わる太陽電池式発光灯の内部構造を示す側面図である。

【００２７】図中、本太陽電池式発光灯１０は太陽電池
１と、該太陽電池１により充電される二次電池２と、該
二次電池２に接続された負荷発光体３と、前記太陽電池
１の出力を検知して前記負荷発光体３を自動点灯・自動
消灯させる制御部４と、前記各構成部品を密閉収納する
少なくとも一部が透光性を有する略円筒形の収納容器５
と、から構成される。

【００２８】上記略円筒形の収納容器５は直径Ｘ＝３０
ｍｍで、高さＨ＝２３．５ｍｍの寸法であって、図面に
おける上部の太陽電池１に太陽光が透過する面１６がや
やドーム形状に膨らみを有する略円柱形で構成されてい
る。

【００２９】収納容器５の材質は透明なプラスチック製
が最適であり、表面に耐擦過性向上のためのハードコー
ト処理を施すことも可能である。

【００３０】該収納容器５は本体側６と底面蓋７に分か
れており、本体側に各部品収納後、底面蓋７と接着剤に
て密閉される。

【００３１】太陽電池１は１０〜２０ｍｍ角程度の大き
さの汎用のものであって、シリコン系太陽電池として、
シリコン単結晶型太陽電池（変換効率約１３％）、アモ
ルファス・シリコン太陽電池（変換効率約１０％）等、
また化合物半導体太陽電池として、ガリウム・砒素太陽
電池（変換効率１０％以上）が適用されうる。

【００３２】二次電池２としてはコイン型のアルカリ蓄
電池（ニッケル・カドニウム蓄電池など）やリチウム蓄
電池を用いる。

【００３３】負荷発光体３としては効率が豆球よりも高
く、高輝度、且つ低電圧・小電流で動作する発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）が本太陽電池式発光灯に最適であろう。

【００３４】また、上記ＬＥＤは材料とする半導体の成
分やその割合で光の波長が変えられるのでイルミネーシ
ョンとしても赤発光、橙発光、黄発光（以上、ガリウム
・アルミニウム砒素）、黄緑発光（ガリウム・燐に窒素
をドープ）、青発光（窒素・ガリウム）等が利用でき
る。

【００３５】次に、制御部４はプリント基板８に制御回
路部品９が実装され、二次電池２と接続する電極板１
１、１２と半田接合されるとともに物理的に支持されて
いる。

【００３６】図２は本発明に係わる太陽電池式発光灯１
の制御部４を含めた回路例である。

【００３７】図中、４個のシュミットトリガータイプの
ＮＡＮＤゲートＡ〜Ｄ（Ｖｃｃ及びＧＮＤは全て二次電
池２に接続されているものとする。）には標準ロジック
ＩＣ（例えば日立の７４ＨＣ１３２）を用い、上記ＮＡ
ＮＤゲートＤの入出力間に、帰還抵抗Ｒ２、Ｒ３とコン
デンサＣ１を接続してＣＲ発振器を構成して発光ダイオ
ード（以下ＬＥＤとも称する。）を点滅させる。

【００３８】さらにダイオードＤ１を併用することによ
り、コンデンサＣ１の充放電時間の比を調節してＬＥＤ
１３の点滅点灯、消灯の時間を変化させることができ
る。

【００３９】ダイオードＤ２は二次電池の電流が太陽電
池に逆流しないように防止するものである。

【００４０】ダイオードＤ３は太陽電池の動作電圧が一
定電圧以上にならないように電流をバイパスさせる為に
あり、二次電池の制御電圧と太陽電池の充電電流がバラ
ンスする最適なものを選ぶ。

【００４１】Ｒ４は日照弁別用で、Ｒ値によってＬＥＤ
１３の点灯照度が変化する。これは実験により最適値を
選択する必要がある。

【００４２】日照弁別されると初段ＮＡＮＤゲートＡと
次段ＮＡＮＤゲートＤによりＬＥＤ１３の点滅が始ま
る。

【００４３】Ｒ１はＬＥＤ１３に流れる電流を制御する
保護抵抗である。

【００４４】次に、図３は請求項３に係わる太陽電池式
発光灯及び発光灯埋設用留具の実施例の構造と係合関係
を示す側面図である。

【００４５】図中、太陽電池式発光灯２０の側面２１に
は第１の係合部として雄ネジのネジ山２２が設けられて
いる。

【００４６】一方、上記太陽電池式発光灯２０の雄ネジ
のネジ山２２と係合して前記太陽電池式発光灯２０を回
すことによって着脱自在に挿着係止可能となるように、
発光灯埋設用留具２５の内壁に第２の係合部として雌ネ
ジの谷２６を設けた構造となっている。

【００４７】上記発光灯埋設用留具２５は埋設素材２７
がコンクリートの場合でも十分発熱や収縮圧力に耐えう
るように金属製がよいと考えられるが、木材その他の埋
設素材であって埋設条件が良好であればプラスチック製
やセラミック製であってもよい。

【００４８】次に、図４は太陽電池式発光灯と発光灯埋
設用留具における係合部として凹凸部を設けたタイプの
実施例を示す斜視図である。

【００４９】図中、太陽電池式発光灯３０の側面３１に
は第１の係合部として突起３２が対向して二カ所設けら
れており、発光灯埋設用留具３５には第２の係合部とし
て上記突起３２が挿入可能な凹部の縦溝３６及び挿入後
に太陽電池式発光灯３０を回すことが可能なように水平
溝３７を内壁に設けた構造となっている。

【００５０】したがって、太陽電池式発光灯３０を発光
灯埋設用留具３５に挿入して９０度程度左右に回転させ
れば着脱自在に挿着係止可能となる。

【００５１】その他上記太陽電池式発光灯と発光灯埋設
用留具の係合関係としては、永久磁石を係合部として一
方に配設し、他方に前記永久磁石と引き合う金属片また
は永久磁石を配設することによっても着脱自在に装着係
止可能であることは言うまでもない。

【００５２】尚、本発明の主旨は昼間充電して夜間に自
動点滅点灯する太陽電池式発光灯の小型一体型の構造、
及び施工、修理・交換、メンテナンスの簡便さを意図し
た発光灯埋設用留具を併せ提供するところに存し、特に
発光灯の収納容器の太陽光採光面の形状や内部形状、ま
た発光灯埋設用留具の外形状は本実施例に示されたもの
に限られるものではないことは勿論である。

【００５３】

【発明の効果】本発明に係わる太陽電池式発光灯及び発
光灯埋設留具は、上記のような構成のため以下に記載す
るような効果を有する。

【００５４】（１）電力供給のケーブルが不要であり、
埋設施工が簡単にできるという優れた効果を有する。

【００５５】（２）極めて小型で取扱い易く、汎用性に
富むという優れた効果を有する。

【００５６】（３）太陽電池式発光灯及び発光灯埋設用
留具に互いに係合する係合部を設け着脱自在の構造のた
め、太陽電池式発光灯本体の修理・交換やメンテナンス
が容易であるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１及び請求項２に係わる太陽電
池式発光灯の内部構造を示す側面図である。

【図２】本発明に係わる太陽電池式発光灯の制御部を含
めた回路例である。

【図３】請求項３に係わる太陽電池式発光灯及び発光灯
埋設用留具の実施例の構造と係合関係を示す側面図であ
る。

【図４】太陽電池式発光灯と発光灯埋設用留具における
係合部として凹凸部を設けたタイプの実施例を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池 ２ 二次電池 ３ 負荷発光体 ４ 制御部 ５ 収納容器 ６ （収納容器）本体側 ７ （収納容器）底面蓋 ８ プリント基板 ９ 制御回路部品 １０、２０、３０ 太陽電池式発光灯 １１、１２ 電極板 １３ ＬＥＤ １６ 太陽光が透過する面 ２１、３１ （太陽電池式発光灯）側面 ２２ 雄ネジのネジ山 ２５、３５ 発光灯埋設用留具 ２６ 雌ネジの谷 ２７ 埋設素材 ３２ 突起 ３６ 縦溝 ３７ 水平溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池と、該太陽電池により充電され
   る二次電池と、該二次電池に接続された負荷発光体と、
   前記太陽電池の出力を検知して前記負荷発光体を自動点
   灯・自動消灯させる制御部と、前記各構成部品を密閉収
   納する少なくとも一部が透光性を有する略円筒形収納容
   器と、からなることを特徴とする太陽電池式発光灯。
2. 【請求項２】 前記太陽電池式発光灯における収納容器
   の外形状が直径１５ｍｍ以上、４０ｍｍ以下で、高さ１
   ０ｍｍ以上、３５ｍｍ以下の略円柱形で構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の太陽電池式発光灯。
3. 【請求項３】 前記太陽電池式発光灯の表面に第１の係
   合部を設けるとともに、該太陽電池式発光灯の第１の係
   合部と係合して前記太陽電池式発光灯を着脱自在に挿着
   係止可能とする第２の係合部を設けたことを特徴とする
   請求項２記載の太陽電池式発光灯及び発光灯埋設用留
   具。