JP6740769B2 - 支柱支持構造、及び太陽電池装置支柱支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、支柱支持構造、及び太陽電池支柱支持構造に関する。

従来、屋外に立設された支柱に設けられた電気機器に対し、この支柱の上端部に設けた太陽電池モジュールから発電電力を電力源として供給するシステムが知られている。電気機器には、例えば照明器具や、照明広告、電光掲示板等が挙げられる。

太陽電池モジュールを支柱の上端部に支持する支持構造は、一般に、次の構成を備えている。
すなわち、太陽電池モジュールは、筐体と、この筐体に突設された筒状の継手とを備え、この継手に支柱の上端部が挿入される。また継手の周面の複数箇所にボルト孔が設けられ、これらボルト孔に対応して支柱の上端部の周面にもボルト孔が設けられている。これら継手、及び支柱の各々のボルト孔にボルトが通されることで、継手が支柱にボルトによって締結され、太陽電池モジュールが支柱に固定される（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開昭６１−３９５８３号公報 特許第５９１９５５２号公報

しかしながら、従来の支持構造においては、支柱の軸を中心とした回転方向における太陽電池モジュールの設置方向が、継手と支柱のボルト孔の位置によって制限を受ける、という問題がある。このため、太陽の方角に応じた最適な設置方向に太陽電池モジュールを向けて設置することができなかった。
この問題は、太陽電池モジュールに限らず、周囲の環境によって最適な設置方向（方角）が決まる各種の器具を支柱の上端部に設置する場合に共通する。この器具には、例えば照明器具や、照明広告、電光掲示板等が挙げられる。

本発明は、支柱の上端に設けられる器具の設置方向を任意の方向に調整できる支柱支持構造、及び太陽電池装置支柱支持構造を提供することを目的とする。

本発明は、屋外に設けられた支柱の先端に器具を支持する支柱支持構造であって、前記器具は、前記支柱の先端を受ける受け部を有し、前記受け部は、前記支柱を受けた状態で当該支柱の軸を中心に回転する形状を有し、かつ、前記支柱の先端の端面を露出する露出孔が形成され、前記支柱の先端の端面には、前記受け部の露出孔から露出される箇所に、締結部材が挿入される複数の締結穴が設けられており、前記締結部材は、前記締結穴への挿入に伴って、前記露出孔の縁部を前記支柱の先端の先端面に押さえ付け前記支柱の軸を中心とした回転を規制し、前記支柱の先端の端面には凸部が設けられ、前記凸部の先端が前記露出孔の縁部と同一の平面に位置し、前記締結部材が前記締結穴への挿入時に前記凸部の先端に当接することを特徴とする。

本発明は、上記支柱支持構造において、前記器具の中に前記受け部が収められている、ことを特徴とする。

本発明は、上記支柱支持構造において、前記器具は、太陽電池装置、又は照明器具であることを特徴とする。

本発明は、上記のいずれかに記載の支柱支持構造と、前記支柱の先端に支持される太陽電池装置と、を備え、前記太陽電池装置は、太陽電池を有した太陽電池モジュールと、前記太陽電池の発電電力を蓄えるバッテリー装置が収められ、前記受け部が設けられたボックスと、を備え、前記ボックスは、前記太陽電池モジュールの裏側に隙間をあけて配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、支柱の上端に設けられる器具の設置方向を任意の方向に調整できる。

本発明の実施形態に係る屋外照明システムの構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は背面図、（Ｄ）は上面図、（Ｅ）は底面図である。 太陽電池装置の正面の構成を示す一部断面図である。 太陽電池装置の背面図である。 太陽電池装置の上面図である。 図２のＶ−Ｖ線断面視図であり、太陽電池装置の底面側の構成を示す。 図２のＶＩ−ＶＩ線断面視図であり、太陽電池装置の断面構成を示す。 図６の部分拡大図であり、（Ａ）は図６におけるＡ部の拡大図、（Ｂ）は図６におけるＢ部の拡大図である。 支柱支持構造の構成を示す図である。 支柱支持構造の組立図である。 太陽電池装置を支柱に固定する前の支柱支持構造の状態を示す図である。 支柱支持構造の断面構成を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る屋外照明システム１の構成を示す図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は右側面図、図１（Ｃ）は背面図、図１（Ｄ）は上面図、図１（Ｅ）は底面図である。
屋外照明システム１は、街路や公園といった屋外を照明する照明システムであり、図１に示すように、支柱２と、太陽電池装置４と、照明器具６と、を備えている。
支柱２は、屋外の例えば地面に立設されるものであり、下端２Ａには、ボルト等で設置面に固定される固定部３を備えている。この支柱２には、設置面から所定の高さＨの位置に照明器具６が取り付けられ、また、先端２Ｂには、太陽電池装置４が固定されている。
太陽電池装置４は、太陽光を電力に変換し、この電力を照明器具６に供給する装置である。
照明器具６は、高さＨの位置から照明する器具であり、上記太陽電池装置４から供給される電力によって動作する。なお、照明器具６が商用電源の供給を受けてもよいことは勿論である。

図２は太陽電池装置４の正面の構成を示す一部断面図、図３は太陽電池装置４の背面図、図４は太陽電池装置４の上面図である。また図５は図２のＶ−Ｖ線断面視図であり、太陽電池装置４の底面側の構成を示す。図６は図２のＶＩ−ＶＩ線断面視図であり、太陽電池装置４の断面構成を示す。
これらの図に示すように、太陽電池装置４は、大別すると、太陽電池モジュール１０と、この太陽電池モジュール１０の裏側に配置されたボックス１２と、を有する。
なお、図２の一部断面では、太陽電池装置４の正面側から太陽電池モジュール１０の裏側に隠れたボックス１２の内部構成の一部が示されている。

太陽電池モジュール１０は、図２に示すように、略矩形の板状のモジュール本体１１を有し、モジュール本体１１の上面１１Ａには、多数の太陽電池１３が敷き詰められており、これら太陽電池１３の受光面１４が形成されている。モジュール本体１１には、図６に示すように、各太陽電池１３が発電した電力を集める回路ユニット１５が内蔵されている。このモジュール本体１１の裏面１１Ｂの側には、図１、図４、及び図５に示すようにボックス１２が配設されている。

ボックス１２は、熱伝導性、及び耐食性に優れたアルミニウム合金等の金属材から形成されており、図２、及び図６に示すように、ボックス１２には、バッテリー装置１６、及び制御装置１８などの各種の電気回路が収められている。図６に示すように、制御装置１８は、太陽電池モジュール１０の回路ユニット１５と太陽電池ケーブル１７を介して電気的に接続されており、当該太陽電池モジュール１０の発電電力をバッテリー装置１６に蓄電する制御を行う。

ここで、ボックス１２は、図２の正面視、及び図１（Ｄ）の平面視のいずれにおいても、太陽電池モジュール１０の裏側に隠れる大きさに形成されている。これにより、太陽光の直射光に曝され難くなってボックス１２の内部温度の上昇が抑えられるので、内部の電気回路が熱から保護される。

図７は図６の部分拡大図であり、図７（Ａ）は図６におけるＡ部の拡大図、図７（Ｂ）は図６におけるＢ部の拡大図である。
太陽電池装置４では、図６に示すように、太陽電池モジュール１０がボックス１２に対して回動自在に設けられている。
具体的には、図４、及び図７（Ａ）に示すように、太陽電池モジュール１０とボックス１２とは、太陽電池装置４の上端部４Ａにおいて、一対の蝶番３０によってヒンジ結合されている。また、図５、及び図７（Ｂ）に示すように、太陽電池装置４の下端部４Ｂにおいて、太陽電池モジュール１０とボックス１２とは、キャッチクリップ３２によって係止されている。キャッチクリップ３２は、太陽電池モジュール１０とボックス１２とを互いに係止する係止部材の一例であり、この他にもラッチ錠などを用いることもできる。
そして、キャッチクリップ３２の係止が解除された状態においては、太陽電池モジュール１０が蝶番３０を軸に回動自在となり、図６に示すように、太陽電池モジュール１０がボックス１２に対して正面側に持ち上げられる。

図２に示すように、ボックス１２には棒状の開閉支持金具３４が収められている。開閉支持金具３４は、持ち上げられた太陽電池モジュール１０を支える支持部材である。具体的には、図６に示すように、開閉支持金具３４は、一端部３４Ａがボックス１２の内部に固定された状態で正面の側（太陽電池モジュール１０の開き方向側）に延び、先端部３４Ｂで太陽電池モジュール１０を支持する。

またボックス１２は、図６に示すように、ボックス本体４０と、このボックス本体４０の正面側（太陽電池モジュール１０が配置されている側）を閉塞する蓋４２と、を備えている。
蓋４２は、太陽電池モジュール１０のモジュール本体１１の裏面１１Ｂに結合されており、図６に示すように、太陽電池モジュール１０の回動に伴って、ボックス本体４０から離れ、これにより、ボックス１２の蓋４２が開かれる。なお、図６、図７（Ａ）、及び図７（Ｂ）に示すように、蓋４２とボックス本体４０の間の隙間にはパッキン４４が配設されており、水や埃の浸入防止が図られている。

ボックス１２の蓋４２と、太陽電池モジュール１０のモジュール本体１１の結合構造について説明する。
図７（Ａ）、及び図７（Ｂ）に示すように、太陽電池装置４の上端部４Ａ、及び下端部４Ｂのそれぞれにおいて、蓋４２には固定金具５０が固着されている。固定金具５０は、モジュール本体１１の裏面１１Ｂに略平行な板部５０Ａを有し、この板部５０Ａが締結部材５２によってモジュール本体１１に締結される。
太陽電池装置４の上端部４Ａにおいては、蓋４２とボックス本体４０とが上記蝶番３０でヒンジ結合されており、これにより、蝶番３０を軸に蓋４２が回動するに伴って、この蓋４２に固定金具５０で連結されたモジュール本体１１が一体に回動する。一方、太陽電池装置４の下端部４Ｂにおいては、蓋４２に固着された固定金具５０と、ボックス本体４０に固定されたキャッチクリップ３２とが係合している。これにより、モジュール本体１１に固定される固定金具５０がキャッチクリップ３２に係止されるに伴って、蓋４２がボックス本体４０を閉塞した状態で固定される。

固定金具５０をモジュール本体１１に締結する締結部材５２には、図７（Ａ）、及び図７（Ｂ）に示すように、ボルト５４、及びナット５６が用いられている。また、固定金具５０の板部５０Ａと、モジュール本体１１の裏面１１Ｂとの間にはスペーサ部材５８が設けられている。このスペーサ部材５８にはナットが用いられている。
スペーサ部材５８は、ボックス１２の蓋４２と、太陽電池モジュール１０のモジュール本体１１との間に、空気層となる隙間δを設ける部材である。

この隙間δが設けられることで、太陽電池モジュール１０からボックス１２への直接的な熱の伝達が防止され、また、隙間δを流れる空気によってボックス１２の放熱が促進される。これにより、ボックス１２の内部温度の上昇が更に抑えられる。特に、日射量が大きくなる真夏など日中において、直射日光によって太陽電池モジュール１０の温度が大きく上昇する場合に、太陽電池モジュール１０の温度上昇に比べてボックス１２の内部温度の上昇が抑えられる。なお、スペーサ部材５８には、隙間δを形成する部材であれば、ナットに限らず、例えばブッシュ等の任意の部材を用いることができる。

太陽電池装置４は、図３、及び図６に示すように、ボックス１２の背面１２Ｂに支柱挿入孔６１が設けられている。この支柱挿入孔６１には支柱２の先端２Ｂが挿入され、太陽電池装置４が支柱２の先端２Ｂに支持される。
以下、太陽電池装置４を支柱２に支持する支柱支持構造について詳述する。

図８は支柱支持構造６０の構成を示す図であり、図９は支柱支持構造６０の組立図である。図１０は太陽電池装置４を支柱２に固定する前の支柱支持構造６０の状態を示す図である。また図１１は、支柱支持構造６０の断面構成を模式的に示す図である。

これらの図に示すように、支柱支持構造６０は、支柱２の先端２Ｂを受ける受け部６２と、この受け部６２を支柱２に固定する複数（図示例では３つ）の締結部材６４と、を備えている。
受け部６２は、図９に示すように、底面の側が開放した略直方体の箱形であり、図６に示すように、この底面の開放端６３を支柱挿入孔６１に向けた姿勢で、太陽電池装置４のボックス１２の内部に固定されている。また受け部６２は、その全体がボックス１２の中に収められており、外部に露出しないようになっている。
一方、支柱２の少なくとも先端２Ｂは、図８に示すように、中心軸Ｑに延びる円柱状に形成されている。太陽電池装置４を支柱２に固定する際には、図６に示すように、この先端２Ｂがボックス１２の支柱挿入孔６１に挿入され、ボックス１２の内部においては、受け部６２の開放端６３から受け部６２に挿入される。

この受け部６２において、支柱２の先端２Ｂを受ける箇所の断面は、少なくとも先端２Ｂの断面よりも十分に大きく形成されている。これにより、受け部６２に支柱２の先端２Ｂが挿入されている状態でも、受け部６２が支柱２の中心軸Ｑを中心に回転できる。

図８、及び図９に示すように、支柱２の先端２Ｂの端面（以下、「先端面」という）２Ｔは、略平面状を成し、その中央部には、突出した凸部６８が形成されている。さらに、この先端面２Ｔには、凸部６８の周囲であって、凸部６８を中心とした円Ｒの上に複数（図示例では３つ）の締結部材６４たるボルトと螺合する締結穴７０が設けられている。
一方、受け部６２は、支柱２の先端面２Ｔが裏側に面で当接する当接面６６を有し、この当接面６６には、先端面２Ｔを露出させる露出孔６９が形成されている。上記各締結穴７０は、図１０に示すように、この露出孔６９から露出する位置に形成されている。換言すれば、露出孔６９は少なくとも先端面２Ｔの各締結穴７０を露出させる大きさの形状（すなわち、円Ｒよりも若干大きな径の円形状）に形成されている。

そして、この露出孔６９から締結部材６４たるボルトを締結穴７０の各々に挿入し螺合させることで、図８に示すように、各々の締結部材６４（より具体的にはボルトの頭部６４Ａ）が受け部６２の当接面６６の縁部６９Ａを支柱２の先端面２Ｔに押し付ける。これにより、受け部６２は、支柱２の中心軸Ｑを中心にした回転が規制され、支柱２に固定されることとなる。

ここで、図１１に示すように、支柱２の先端面２Ｔに形成された凸部６８の先端は、先端面２Ｔが当接面６６に当接した状態において、当接面６６と同一の平面Ｍに位置する平面形状に（すなわち当接面６６と同じ高さ位置まで突出する形状に）形成されている。
そして、締結部材６４が締結穴７０の各々に挿入されたときには、締結部材６４（頭部６４Ａ）が当接面６６の露出孔６９の縁部６９Ａとともに凸部６８にも当接して、これら両方を抑え付けることとなる。
これにより、当接面６６の露出孔６９と先端面２Ｔとの段差が生じていても、締結部材６４が締結穴７０の挿入方向Ｔに対して斜めになった状態で螺合してしまうこともなく、受け部６２を支柱２に強固に固定することができる。

さて、締結部材６４が締結穴７０に挿入される前の状態にあっては、露出孔６９が円Ｒと同形に形成されているので、図９に示すように、受け部６２を支柱２の中心軸Ｑを中心に回転したとしても締結穴７０は常に露出孔６９から露出し隠れることがない。
これにより、受け部６２に支柱２の先端２Ｂを挿入させた状態において、中心軸Ｑを中心に受け部６２を任意の量だけ回転することができ、かつ、任意の回転位置で締結部材６４を締結穴７０に挿入し受け部６２を支柱２に固定できる。

係る構成の下、作業者は、太陽電池装置４を支柱２に取り付けるときに次のような作業を行う。すなわち、作業者は、先ず太陽電池装置４のボックス１２の背面１２Ｂに設けられている支柱挿入孔６１に、支柱２の先端２Ｂを挿入し、この先端２Ｂを当該ボックス１２の内部に収められている受け部６２によって受けさせる。この状態において作業者は、太陽電池装置４を支柱２の中心軸Ｑを中心に回転させ、受光面１４を太陽の方角に合せる。次いで作業者は、太陽電池モジュール１０と一体になった蓋４２を開き、ボックス１２の中の受け部６２（支柱支持構造６０）を露出させる。そして、作業者は、締結部材６４を締結穴７０に挿入して受け部６２を支柱２に固定する。その後、太陽電池モジュール１０とともに蓋４２を閉じ、これにより取り付け作業が終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、太陽電池装置４が備える受け部６２は、支柱２を受けた状態で当該支柱２の中心軸Ｑを中心に回転する形状を有し、かつ、支柱２の先端２Ｂの先端面２Ｔを露出する露出孔６９が形成されている。また、支柱２の先端面２Ｔには、受け部６２の露出孔６９から露出される箇所に、締結部材６４が挿入される複数の締結穴７０が設けられている。そして締結部材６４は、締結穴７０への挿入に伴って、露出孔６９の縁部６９Ａを支柱２の先端面２Ｔに押さえ付け、支柱２の中心軸Ｑを中心とした回転を規制している。

これにより、受け部６２に支柱２の先端２Ｂを受けさせた状態において、中心軸Ｑを中心に受け部６２を任意の量だけ回転することができ、任意の回転位置で締結部材６４を締結穴７０に挿入し受け部６２を支柱２に固定できる。したがって、設置箇所における太陽の方角に合せて適切な設置方向で太陽電池装置４を設置できる。

また本実施形態によれば、支柱２の先端面２Ｔには、凸部６８が設けられ、この凸部６８の先端は、露出孔６９の縁部６９Ａと同一の平面Ｍに位置し、締結部材６４が締結穴７０への挿入時に、この凸部６８の先端に当接する。
これにより、露出孔６９の縁部６９Ａと先端面２Ｔとの段差が生じていても、締結部材６４が締結穴７０の挿入方向Ｔに対して斜めになった状態で螺合してしまうこともなく、受け部６２を支柱２に強固に固定することができる。

また本実施形態によれば、太陽電池装置４のボックス１２の中に、当該ボックス１２から突出せずに受け部６２が収められている。
これにより、受け部６２、及び締結部材６４が外部に露出することがなく、意匠性の向上が図られ、さらに締結部材６４や、当該締結部材６４による締結箇所の腐食等も防止できる。

また本実施形態によれば、太陽電池装置４は、太陽電池モジュール１０と、ボックス１２と、を備え、ボックス１２は、太陽電池モジュール１０の裏側に隙間δをあけて配置されている。
この隙間δが設けられることで、太陽電池モジュール１０からボックス１２への直接的な熱の伝達が防止され、また、隙間δを流れる空気によってボックス１２の放熱が促進される。これにより、ボックス１２の内部温度の上昇が更に抑えられる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の要旨の範囲において任意に変形、及び応用が可能である。

例えば、上述した実施形態では、屋外に設けられた支柱２の先端２Ｂに支持される器具として、太陽電池装置４を例示したが、これに限らず、例えば照明器具であってもよい。この照明器具には、防犯照明や街路照明や道路照明などに用いられる照明器具、或いは、各種の情報を表示する照明サインや照明広告が例として挙げられる。

１ 屋外照明システム
２ 支柱
２Ｂ 先端
２Ｔ 先端面（先端の端面）
４ 太陽電池装置（器具）
６ 照明器具（器具）
１０ 太陽電池モジュール
１１ モジュール本体
１２ ボックス
１２Ｂ 背面
１３ 太陽電池
１４ 受光面
４０ ボックス本体
４２ 蓋
５０ 固定金具
５０Ａ 板部
５８ スペーサ部材
６０ 支柱支持構造
６１ 支柱挿入孔
６２ 受け部
６４ 締結部材
６６ 当接面
６８ 凸部
６９ 露出孔
６９Ａ 縁部
７０ 締結穴
Ｍ 平面
Ｑ 中心軸
Ｔ 挿入方向
δ 隙間

Claims (4)

1. 屋外に設けられた支柱の先端に器具を支持する支柱支持構造であって、
   前記器具は、前記支柱の先端を受ける受け部を有し、
   前記受け部は、前記支柱を受けた状態で当該支柱の軸を中心に回転する形状を有し、かつ、前記支柱の先端の端面を露出する露出孔が形成され、
   前記支柱の先端の端面には、前記受け部の露出孔から露出される箇所に、締結部材が挿入される複数の締結穴が設けられており、
   前記締結部材は、前記締結穴への挿入に伴って、前記露出孔の縁部を前記支柱の先端の先端面に押さえ付け前記支柱の軸を中心とした回転を規制し、
   前記支柱の先端の端面には凸部が設けられ、
   前記凸部の先端が前記露出孔の縁部と同一の平面に位置し、
   前記締結部材が前記締結穴への挿入時に前記凸部の先端に当接する
   ことを特徴とする支柱支持構造。
2. 前記器具の中に前記受け部が収められている、ことを特徴とする請求項１に記載の支柱支持構造。
3. 前記器具は、太陽電池装置、又は照明器具であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の支柱支持構造。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の支柱支持構造と、
   前記支柱の先端に支持される太陽電池装置と、を備え、
   前記太陽電池装置は、
   太陽電池を有した太陽電池モジュールと、
   前記太陽電池の発電電力を蓄えるバッテリー装置が収められ、前記受け部が設けられたボックスと、を備え、
   前記ボックスは、前記太陽電池モジュールの裏側に隙間をあけて配置されていることを特徴とする太陽電池装置支柱支持構造。

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