JP2002252365A - 太陽光追尾装置 - Google Patents
太陽光追尾装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
- F24S23/31—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
- F24S30/45—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with two rotation axes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
- F24S50/20—Arrangements for controlling solar heat collectors for tracking
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S2030/10—Special components
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- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動装置が小型且つ安価であり、追尾精度が
十分に得られ、十分な信頼性が得られ、しかも電力消費
も少ない太陽光追尾装置を提供する。 【解決手段】 間欠駆動装置として機能する第１爪部材
４４およびこれを往方向へ駆動するロータリソレノイド
４６により、太陽光受光装置１２が垂直軸心或いは水平
軸心まわりに所定角度だけ回転させる駆動が間欠的に行
われるとともに、ブレーキ装置として機能する第２爪部
材５２により太陽光受光装置１２の垂直軸心或いは水平
軸心まわりの回転に対して常時回転抵抗が与えられるた
め、風圧によって太陽光受光装置１２の姿勢を保持する
ための電力が不要で電力消費が大幅に少なくなる。ま
た、変速比が数十万である減速機を用いる場合に比較し
て、終段のギヤの大きなバックラッシュに起因する追尾
精度の低下がなく、多数の歯車およびそれを回転可能に
支持する回転軸が不要となる。
十分に得られ、十分な信頼性が得られ、しかも電力消費
も少ない太陽光追尾装置を提供する。 【解決手段】 間欠駆動装置として機能する第１爪部材
４４およびこれを往方向へ駆動するロータリソレノイド
４６により、太陽光受光装置１２が垂直軸心或いは水平
軸心まわりに所定角度だけ回転させる駆動が間欠的に行
われるとともに、ブレーキ装置として機能する第２爪部
材５２により太陽光受光装置１２の垂直軸心或いは水平
軸心まわりの回転に対して常時回転抵抗が与えられるた
め、風圧によって太陽光受光装置１２の姿勢を保持する
ための電力が不要で電力消費が大幅に少なくなる。ま
た、変速比が数十万である減速機を用いる場合に比較し
て、終段のギヤの大きなバックラッシュに起因する追尾
精度の低下がなく、多数の歯車およびそれを回転可能に
支持する回転軸が不要となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光受光装置を
太陽に向かって常時正対させるための太陽光追尾装置に
関するものである。
太陽に向かって常時正対させるための太陽光追尾装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】太陽光を受けて発電を行う太陽電池、太
陽光を受けて循環媒体を過熱する太陽熱利用装置などの
太陽光受光装置を太陽に向かって対向させるための太陽
光追尾装置は、たとえば、その太陽光受光装置が向かう
方向と太陽との位置とのずれを修正するように、太陽光
受光装置の支持軸に連結された減速機を介して電動モー
タが駆動されるものが多い。
陽光を受けて循環媒体を過熱する太陽熱利用装置などの
太陽光受光装置を太陽に向かって対向させるための太陽
光追尾装置は、たとえば、その太陽光受光装置が向かう
方向と太陽との位置とのずれを修正するように、太陽光
受光装置の支持軸に連結された減速機を介して電動モー
タが駆動されるものが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の太陽光追尾装置は、電動モータの出力軸の
回転を数十万分の１に減速する減速機を用いる必要があ
ることからその減速機が大きくなるので、駆動装置が大
型且つ高価となる。また、減速機の最終ギヤは、比較的
バックラッシュが大きいため、追尾精度が十分に得られ
ず、発電量低下などのように太陽光受光装置の性能を低
下させる場合があった。また、減速機のギヤの数および
それを回転可能に支持する回転軸の本数が極めて多くな
るため、軸折れ、軸外れ、軸受けの摩耗などが発生し易
くなって十分な信頼性が得られない。しかも、風圧の影
響によって駆動モータの負荷が一定でないため、高出力
の電動モータや駆動回路を必要とし、電力消費も比較的
多くなることが避けられなかった。
ような従来の太陽光追尾装置は、電動モータの出力軸の
回転を数十万分の１に減速する減速機を用いる必要があ
ることからその減速機が大きくなるので、駆動装置が大
型且つ高価となる。また、減速機の最終ギヤは、比較的
バックラッシュが大きいため、追尾精度が十分に得られ
ず、発電量低下などのように太陽光受光装置の性能を低
下させる場合があった。また、減速機のギヤの数および
それを回転可能に支持する回転軸の本数が極めて多くな
るため、軸折れ、軸外れ、軸受けの摩耗などが発生し易
くなって十分な信頼性が得られない。しかも、風圧の影
響によって駆動モータの負荷が一定でないため、高出力
の電動モータや駆動回路を必要とし、電力消費も比較的
多くなることが避けられなかった。
【０００４】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであり、その目的とするところは、電動モータと
その出力軸を数十万分の１に減速する減速機を用いる場
合に比較して、駆動装置が小型且つ安価であり、追尾精
度が十分に得られ、十分な信頼性が得られ、しかも電力
消費も少ない太陽光追尾装置を提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、電動モータと
その出力軸を数十万分の１に減速する減速機を用いる場
合に比較して、駆動装置が小型且つ安価であり、追尾精
度が十分に得られ、十分な信頼性が得られ、しかも電力
消費も少ない太陽光追尾装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、太陽光受光装置と、
該太陽光受光装置を少なくとも１軸心まわりに回転可能
に支持し、該太陽光受光装置がその太陽に対向した姿勢
に維持されるように、その太陽光受光装置を少なくとも
１軸心まわりに回転駆動する駆動装置とを有する太陽光
追尾装置であって、前記駆動装置が、(a) 前記太陽光受
光装置の前記１軸心まわりの回転に対して常時回転抵抗
を与えるブレーキ装置と、(b) 前記太陽光受光装置を前
記１軸心まわりに所定角度回転させる駆動を間欠的に行
う間欠駆動装置とを、含むことにある。
めの本発明の要旨とするところは、太陽光受光装置と、
該太陽光受光装置を少なくとも１軸心まわりに回転可能
に支持し、該太陽光受光装置がその太陽に対向した姿勢
に維持されるように、その太陽光受光装置を少なくとも
１軸心まわりに回転駆動する駆動装置とを有する太陽光
追尾装置であって、前記駆動装置が、(a) 前記太陽光受
光装置の前記１軸心まわりの回転に対して常時回転抵抗
を与えるブレーキ装置と、(b) 前記太陽光受光装置を前
記１軸心まわりに所定角度回転させる駆動を間欠的に行
う間欠駆動装置とを、含むことにある。
【０００６】
【発明の効果】このようにすれば、間欠駆動装置におい
て、太陽光受光装置を前記１軸心まわりに所定角度回転
させる駆動が間欠的に行われるとともに、ブレーキ装置
により太陽光受光装置の前記１軸心まわりの回転に対し
て常時回転抵抗が与えられる。このため、風圧によって
太陽光受光装置の姿勢を保持するための電力が不要で電
力消費が大幅に少なくなる。また、変速比が数十万であ
る減速機を用いる場合に比較して、終段のギヤの大きな
バックラッシュに起因する追尾精度の低下がなく、多数
の歯車およびそれを回転可能に支持する回転軸が不要で
あるので、軸折れ、軸外れ、軸受けの摩耗などの発生が
なく十分な信頼性が得られ、装置が小型且つ安価とな
る。
て、太陽光受光装置を前記１軸心まわりに所定角度回転
させる駆動が間欠的に行われるとともに、ブレーキ装置
により太陽光受光装置の前記１軸心まわりの回転に対し
て常時回転抵抗が与えられる。このため、風圧によって
太陽光受光装置の姿勢を保持するための電力が不要で電
力消費が大幅に少なくなる。また、変速比が数十万であ
る減速機を用いる場合に比較して、終段のギヤの大きな
バックラッシュに起因する追尾精度の低下がなく、多数
の歯車およびそれを回転可能に支持する回転軸が不要で
あるので、軸折れ、軸外れ、軸受けの摩耗などの発生が
なく十分な信頼性が得られ、装置が小型且つ安価とな
る。
【０００７】
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記ブレーキ装
置は、前記太陽光受光装置の前記間欠駆動装置による駆
動方向では、その駆動方向とは反対方向に比較して、小
さな回転抵抗を与えるものである。このようにすれば、
間欠駆動装置の駆動エネルギが少なくなり、一層、小型
且つ低消費電力となる。
置は、前記太陽光受光装置の前記間欠駆動装置による駆
動方向では、その駆動方向とは反対方向に比較して、小
さな回転抵抗を与えるものである。このようにすれば、
間欠駆動装置の駆動エネルギが少なくなり、一層、小型
且つ低消費電力となる。
【０００８】また、好適には、前記間欠駆動装置は、外
周係合歯を備えて前記太陽光受光装置とともに回転する
回転部材と、その回転部材の外周歯に沿って往復作動さ
せられ、その往復方向のうちの前記太陽光受光装置を所
定角度回転させる往方向ではその外周歯に相対移動不能
に係合し、復方向ではその外周歯に相対移動可能に係合
する第１爪部材と、その第１爪部材をその往復方向のう
ちの一方の方向へ駆動する電磁アクチュエータと、その
第１爪部材をその往復方向のうちの他方の方向へ付勢す
るスプリングとを含むものである。このようにすれば、
間欠駆動装置が簡単かつ小型に構成される。
周係合歯を備えて前記太陽光受光装置とともに回転する
回転部材と、その回転部材の外周歯に沿って往復作動さ
せられ、その往復方向のうちの前記太陽光受光装置を所
定角度回転させる往方向ではその外周歯に相対移動不能
に係合し、復方向ではその外周歯に相対移動可能に係合
する第１爪部材と、その第１爪部材をその往復方向のう
ちの一方の方向へ駆動する電磁アクチュエータと、その
第１爪部材をその往復方向のうちの他方の方向へ付勢す
るスプリングとを含むものである。このようにすれば、
間欠駆動装置が簡単かつ小型に構成される。
【０００９】また、好適には、前記ブレーキ装置は、前
記回転部材の外周歯と係合可能に設けられ、その回転部
材が前記第１爪部材の往方向へ回転させられる場合には
該外周歯に相対移動可能に係合するが、その回転部材が
前記第１爪部材の復方向へ回転させられる場合にはその
外周歯に相対移動不能に係合する第２爪部材とを含むも
のである。このようにすれば、間欠駆動装置が簡単かつ
小型に構成される。
記回転部材の外周歯と係合可能に設けられ、その回転部
材が前記第１爪部材の往方向へ回転させられる場合には
該外周歯に相対移動可能に係合するが、その回転部材が
前記第１爪部材の復方向へ回転させられる場合にはその
外周歯に相対移動不能に係合する第２爪部材とを含むも
のである。このようにすれば、間欠駆動装置が簡単かつ
小型に構成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例におい
て、各部の寸法比等は必ずしも正確に描かれていない。
参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例におい
て、各部の寸法比等は必ずしも正確に描かれていない。
【００１１】図１において、太陽光追尾装置１０は、太
陽光受光装置１２と、その太陽光受光装置１２を垂直軸
心および水平軸心まわりに回転可能に支持し、その太陽
光受光装置１２が太陽に対向した姿勢に維持されるよう
に、その太陽光受光装置１２を上記垂直軸心および水平
軸心まわりに回転駆動する垂直軸駆動装置１４および水
平軸駆動装置１６とを有している。垂直軸駆動装置１４
は、上方へ突き出す垂直軸心まわりに回転可能な垂直出
力軸１８と、その出力軸１８に固定され、太陽光受光装
置１２を水平軸心まわりに回転可能に支持するためのＵ
字状アーム２０とを備えている。上記水平軸駆動装置１
６は、そのＵ字状アーム２０の一端部に設けられ、上記
太陽光受光装置１２を支持する水平軸２２に直接に或い
は簡単な減速装置を介して間接的に連結された後述の出
力軸２４を備えている。
陽光受光装置１２と、その太陽光受光装置１２を垂直軸
心および水平軸心まわりに回転可能に支持し、その太陽
光受光装置１２が太陽に対向した姿勢に維持されるよう
に、その太陽光受光装置１２を上記垂直軸心および水平
軸心まわりに回転駆動する垂直軸駆動装置１４および水
平軸駆動装置１６とを有している。垂直軸駆動装置１４
は、上方へ突き出す垂直軸心まわりに回転可能な垂直出
力軸１８と、その出力軸１８に固定され、太陽光受光装
置１２を水平軸心まわりに回転可能に支持するためのＵ
字状アーム２０とを備えている。上記水平軸駆動装置１
６は、そのＵ字状アーム２０の一端部に設けられ、上記
太陽光受光装置１２を支持する水平軸２２に直接に或い
は簡単な減速装置を介して間接的に連結された後述の出
力軸２４を備えている。
【００１２】図２に示すように、上記太陽光受光装置１
２は、扇型断面を有し且つ部分円筒面側が開口するケー
ス３０と、そのケース３０の開口に嵌め付けられた部分
円筒状の非結像系フレネルレンズ３２と、非結像系フレ
ネルレンズ３２の集光位置であるケース３０の底面にお
いて重ねて配置された二次レンズ３４および半導体から
成る太陽電池セル３６とを有し、図２の１点鎖線に示す
ように、太陽電池セル３６に対して二次レンズ３４を通
して集光されると、その太陽電池セル３６から発電され
た電力が出力されるようになっている。この太陽光受光
装置１２では、非結像系フレネルレンズ３２が用いられ
ることにより、たとえば図３に示すように、太陽に向か
う方向に対して所定の角度範囲すなわち−θ1 乃至＋θ
1 の範囲内であれば、非結像系フレネルレンズ３２によ
る太陽電池セル３６に対する集光光強度を一定にするこ
とができるようになっており、その所定の角度範囲内に
おいて太陽光受光装置１２の偏向角を変化させる間欠駆
動が後述の間欠駆動装置により行われるようになってい
る。図３において、１点鎖線は従来型の集光レンズを用
いた場合を示している。
２は、扇型断面を有し且つ部分円筒面側が開口するケー
ス３０と、そのケース３０の開口に嵌め付けられた部分
円筒状の非結像系フレネルレンズ３２と、非結像系フレ
ネルレンズ３２の集光位置であるケース３０の底面にお
いて重ねて配置された二次レンズ３４および半導体から
成る太陽電池セル３６とを有し、図２の１点鎖線に示す
ように、太陽電池セル３６に対して二次レンズ３４を通
して集光されると、その太陽電池セル３６から発電され
た電力が出力されるようになっている。この太陽光受光
装置１２では、非結像系フレネルレンズ３２が用いられ
ることにより、たとえば図３に示すように、太陽に向か
う方向に対して所定の角度範囲すなわち−θ1 乃至＋θ
1 の範囲内であれば、非結像系フレネルレンズ３２によ
る太陽電池セル３６に対する集光光強度を一定にするこ
とができるようになっており、その所定の角度範囲内に
おいて太陽光受光装置１２の偏向角を変化させる間欠駆
動が後述の間欠駆動装置により行われるようになってい
る。図３において、１点鎖線は従来型の集光レンズを用
いた場合を示している。
【００１３】前記垂直軸駆動装置１４および水平軸駆動
装置１６は、以下の詳述するように、それぞれ太陽光受
光装置１２の垂直軸心および水平軸心まわりの回転に対
して常時回転抵抗を与えるブレーキ装置と、その太陽光
受光装置１２をその垂直軸心および水平軸心まわりに所
定角度回転させる駆動を間欠的に行う間欠駆動装置とを
備えている。図４はその一例を示している。出力軸１８
或いは２４には、鋸歯状の外周歯４０を備えた回転部材
４２が固定されている。そして、その回転部材４２の外
周歯４０に沿って往復移動させられ、その往復方向のう
ちの上記太陽光受光装置１２を所定角度回転させる往方
向ではその外周歯４０に相対移動不能に係合し、復方向
ではその外周歯４０に相対移動可能に係合して所定角度
回転させる第１爪部材４４と、その第１爪部材４４をそ
の往復方向のうちの一方の往方向へ駆動するロータリソ
レノイド４６と、ロータリソレノイド４６内に設けられ
てその第１爪部材４４をその往復方向のうちの復へ付勢
する図示しないスプリングとが設けられている。上記第
１爪部材４４およびこれを往方向へ駆動するロータリソ
レノイド４６は、太陽光受光装置１２を所定角度だけ間
欠的に駆動するので、間欠駆動装置として機能してい
る。
装置１６は、以下の詳述するように、それぞれ太陽光受
光装置１２の垂直軸心および水平軸心まわりの回転に対
して常時回転抵抗を与えるブレーキ装置と、その太陽光
受光装置１２をその垂直軸心および水平軸心まわりに所
定角度回転させる駆動を間欠的に行う間欠駆動装置とを
備えている。図４はその一例を示している。出力軸１８
或いは２４には、鋸歯状の外周歯４０を備えた回転部材
４２が固定されている。そして、その回転部材４２の外
周歯４０に沿って往復移動させられ、その往復方向のう
ちの上記太陽光受光装置１２を所定角度回転させる往方
向ではその外周歯４０に相対移動不能に係合し、復方向
ではその外周歯４０に相対移動可能に係合して所定角度
回転させる第１爪部材４４と、その第１爪部材４４をそ
の往復方向のうちの一方の往方向へ駆動するロータリソ
レノイド４６と、ロータリソレノイド４６内に設けられ
てその第１爪部材４４をその往復方向のうちの復へ付勢
する図示しないスプリングとが設けられている。上記第
１爪部材４４およびこれを往方向へ駆動するロータリソ
レノイド４６は、太陽光受光装置１２を所定角度だけ間
欠的に駆動するので、間欠駆動装置として機能してい
る。
【００１４】上記ロータリソレノイド４６の出力軸４８
に中央部が固定されたアーム５０の両端部には、上記第
１爪部材４４および第２爪部材５２の基端部が回動可能
にそれぞれ設けられているとともに、それら１対の第１
爪部材４４および第２爪部材５２が１対のスプリング５
４および５６により回転部材４２側へ付勢され、第１爪
部材４４および第２爪部材５２は、外周歯４０に常時当
接させられるとともに、ロータリソレノイド４６の作動
に伴って外周歯４０に沿って交互に反対方向へ移動させ
られるようになっている。このため、上記第２爪部材５
２は、回転部材４２の外周歯４０と係合可能な位置に設
けられてその回転部材４２が第１爪部材４４の往方向へ
回転させられる場合にはその外周歯４０に相対移動可能
に係合して、比較的軽い回転抵抗を付与しつつ回転部材
４２の回転を許容する。しかし、その回転部材４２が第
１爪部材４４の復方向へ回転せられようとする場合に
は、第２爪部材５２はその外周歯４０に相対移動不能に
係合することにより極めて大きな回転抵抗を付与して回
転部材４２が第１爪部材４の復方向へ回転することを阻
止するブレーキ装置として機能している。なお、上記第
２爪部材５２は、第１爪部材４４とは反対の位相で作動
し、その第１爪部材４４と同様に、ロータリソレノイド
４６の復動時に外周歯４０に係合して回転部材４２を所
定角度回転させる。
に中央部が固定されたアーム５０の両端部には、上記第
１爪部材４４および第２爪部材５２の基端部が回動可能
にそれぞれ設けられているとともに、それら１対の第１
爪部材４４および第２爪部材５２が１対のスプリング５
４および５６により回転部材４２側へ付勢され、第１爪
部材４４および第２爪部材５２は、外周歯４０に常時当
接させられるとともに、ロータリソレノイド４６の作動
に伴って外周歯４０に沿って交互に反対方向へ移動させ
られるようになっている。このため、上記第２爪部材５
２は、回転部材４２の外周歯４０と係合可能な位置に設
けられてその回転部材４２が第１爪部材４４の往方向へ
回転させられる場合にはその外周歯４０に相対移動可能
に係合して、比較的軽い回転抵抗を付与しつつ回転部材
４２の回転を許容する。しかし、その回転部材４２が第
１爪部材４４の復方向へ回転せられようとする場合に
は、第２爪部材５２はその外周歯４０に相対移動不能に
係合することにより極めて大きな回転抵抗を付与して回
転部材４２が第１爪部材４の復方向へ回転することを阻
止するブレーキ装置として機能している。なお、上記第
２爪部材５２は、第１爪部材４４とは反対の位相で作動
し、その第１爪部材４４と同様に、ロータリソレノイド
４６の復動時に外周歯４０に係合して回転部材４２を所
定角度回転させる。
【００１５】図５は、上記太陽光追尾装置１０に設けら
れた駆動制御回路の一例を示している。図５において、
太陽光受光装置１２に固定された太陽位置センサ６０
は、スリット６２を通過する太陽光Ｌを受光する１対の
受光素子６４、６６を備えている。太陽位置センサ６０
の向きすなわち太陽光受光装置１２が向かう方向に太陽
が位置している場合には上記１対の受光素子６４、６６
に同等の光強度が受光されるが、太陽光受光装置１２が
向かう方向と太陽の位置とがずれた場合には、１対の受
光素子６４、６６の一方の受光強度が増加し他方が減少
することを利用し、それら受光素子６４、６６の出力信
号の差分値が減算器６８において求められるとともにそ
れら受光素子６４、６６の出力信号の合計値が加算値７
０において求められ、次いでそれら差分値と合計値との
比（＝差分／合計値）が除算器７２において求められ、
コンパレータ７４においてその比が所定値を越えると、
ワンショットマルチバイブレータ７６から１パルスが出
力されて、ドライバ７８から上記の比が小さくなる方向
へ移動させるためのパルス駆動信号がロータリソレノイ
ド４６へ間欠的に供給されるようになっている。
れた駆動制御回路の一例を示している。図５において、
太陽光受光装置１２に固定された太陽位置センサ６０
は、スリット６２を通過する太陽光Ｌを受光する１対の
受光素子６４、６６を備えている。太陽位置センサ６０
の向きすなわち太陽光受光装置１２が向かう方向に太陽
が位置している場合には上記１対の受光素子６４、６６
に同等の光強度が受光されるが、太陽光受光装置１２が
向かう方向と太陽の位置とがずれた場合には、１対の受
光素子６４、６６の一方の受光強度が増加し他方が減少
することを利用し、それら受光素子６４、６６の出力信
号の差分値が減算器６８において求められるとともにそ
れら受光素子６４、６６の出力信号の合計値が加算値７
０において求められ、次いでそれら差分値と合計値との
比（＝差分／合計値）が除算器７２において求められ、
コンパレータ７４においてその比が所定値を越えると、
ワンショットマルチバイブレータ７６から１パルスが出
力されて、ドライバ７８から上記の比が小さくなる方向
へ移動させるためのパルス駆動信号がロータリソレノイ
ド４６へ間欠的に供給されるようになっている。
【００１６】上述のように、本実施例によれば、間欠駆
動装置として機能する第１爪部材４４およびこれを往方
向へ駆動するロータリソレノイド４６により、太陽光受
光装置１２が垂直軸心或いは水平軸心まわりに所定角度
だけ回転させる駆動が間欠的に行われるとともに、ブレ
ーキ装置として機能する第２爪部材５２により太陽光受
光装置１２の垂直軸心或いは水平軸心まわりの回転に対
して常時回転抵抗が与えられる。このため、風圧によっ
て太陽光受光装置１２の姿勢を保持するための電力が不
要で電力消費が大幅に少なくなる。また、変速比が数十
万である減速機を用いる場合に比較して、終段のギヤの
大きなバックラッシュに起因する追尾精度の低下がな
く、多数の歯車およびそれを回転可能に支持する回転軸
が不要であるので、軸折れ、軸外れ、軸受けの摩耗など
の発生がなく十分な信頼性が得られ、装置が小型且つ安
価となる。
動装置として機能する第１爪部材４４およびこれを往方
向へ駆動するロータリソレノイド４６により、太陽光受
光装置１２が垂直軸心或いは水平軸心まわりに所定角度
だけ回転させる駆動が間欠的に行われるとともに、ブレ
ーキ装置として機能する第２爪部材５２により太陽光受
光装置１２の垂直軸心或いは水平軸心まわりの回転に対
して常時回転抵抗が与えられる。このため、風圧によっ
て太陽光受光装置１２の姿勢を保持するための電力が不
要で電力消費が大幅に少なくなる。また、変速比が数十
万である減速機を用いる場合に比較して、終段のギヤの
大きなバックラッシュに起因する追尾精度の低下がな
く、多数の歯車およびそれを回転可能に支持する回転軸
が不要であるので、軸折れ、軸外れ、軸受けの摩耗など
の発生がなく十分な信頼性が得られ、装置が小型且つ安
価となる。
【００１７】また、本実施例によれば、上記ブレーキ装
置として機能する第２爪部材５２は、太陽光受光装置１
２の第１爪部材４４による駆動方向では、その駆動方向
とは反対方向に比較して、小さな回転抵抗を与えるもの
であるので、その第１爪部材４４およびロータリソレノ
イド４６による駆動エネルギが少なくなり、太陽光追尾
装置１０が一層小型且つ低消費電力となる。
置として機能する第２爪部材５２は、太陽光受光装置１
２の第１爪部材４４による駆動方向では、その駆動方向
とは反対方向に比較して、小さな回転抵抗を与えるもの
であるので、その第１爪部材４４およびロータリソレノ
イド４６による駆動エネルギが少なくなり、太陽光追尾
装置１０が一層小型且つ低消費電力となる。
【００１８】また、本実施例によれば、鋸歯状の外周歯
４０を備えて太陽光受光装置１２とともに回転する回転
部材４２と、その回転部材４２の外周歯４０に沿って往
復作動させられ、その往復方向のうちの太陽光受光装置
１２を所定角度回転させる往方向ではその外周歯４０に
相対移動不能に係合し、復方向ではその外周歯４０に相
対移動可能に係合する第１爪部材４４と、その第１爪部
材４４をその往復方向のうちの一方の方向へ駆動するロ
ータリソレノイド（電磁アクチュエータ）４６と、その
第１爪部材４４をその往復方向のうちの他方の方向へ付
勢するスプリングとが、前記間欠駆動装置として機能す
るので、その間欠駆動装置すなわちそれを含む太陽光追
尾装置１０が簡単かつ小型に構成される。
４０を備えて太陽光受光装置１２とともに回転する回転
部材４２と、その回転部材４２の外周歯４０に沿って往
復作動させられ、その往復方向のうちの太陽光受光装置
１２を所定角度回転させる往方向ではその外周歯４０に
相対移動不能に係合し、復方向ではその外周歯４０に相
対移動可能に係合する第１爪部材４４と、その第１爪部
材４４をその往復方向のうちの一方の方向へ駆動するロ
ータリソレノイド（電磁アクチュエータ）４６と、その
第１爪部材４４をその往復方向のうちの他方の方向へ付
勢するスプリングとが、前記間欠駆動装置として機能す
るので、その間欠駆動装置すなわちそれを含む太陽光追
尾装置１０が簡単かつ小型に構成される。
【００１９】また、本実施例によれば、ブレーキ装置と
して機能する第２爪部材５２は、回転部材４２の外周歯
４０と係合可能に設けられ、その回転部材４２が第１爪
部材４４の往方向へ回転させられる場合には外周歯４０
に相対移動可能に係合するが、その回転部材４２が第１
爪部材４４の復方向へ回転させられる場合にはその外周
係合歯４０に相対移動不能に係合して大きな回転抵抗を
付与するものであるので、間欠駆動装置すなわちそれを
含む太陽光追尾装置１０が簡単かつ小型に構成される。
して機能する第２爪部材５２は、回転部材４２の外周歯
４０と係合可能に設けられ、その回転部材４２が第１爪
部材４４の往方向へ回転させられる場合には外周歯４０
に相対移動可能に係合するが、その回転部材４２が第１
爪部材４４の復方向へ回転させられる場合にはその外周
係合歯４０に相対移動不能に係合して大きな回転抵抗を
付与するものであるので、間欠駆動装置すなわちそれを
含む太陽光追尾装置１０が簡単かつ小型に構成される。
【００２０】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。
【００２１】図６において、出力軸１８に固定された回
転部材４２の外周壁の内周面および外周面には、鋸歯状
の内周係合歯８０および外周係合歯８２が位相が半周期
ずれた状態で形成されている。上記出力軸１８と平行な
位置固定のピン８４により回動可能に中央部が支持され
た回動アーム８６の一端部には、上記外周壁を挟む１対
の第１爪部材８８および第２爪部材９０が設けられてお
り、他端部には、電磁ソレノイド９２の可動子９４が連
結されるとともに、スプリング９６により可動子９４と
は反対側へ付勢されている。本実施例によれば、電磁ソ
レノイド９２の可動子９４が吸着（オン）作動されると
回動アーム８６が右まわりに回動させられるので、第１
爪部材８８が内周係合歯８０に係合して周方向の推力を
発生させて太陽光受光装置１２を矢印方向へ所定角度回
転させる。上記電磁ソレノイド９２の可動子９４が解放
（オフ）作動されると回動アーム８６がスプリング９６
により右まわりに回動させられるので、第２爪部材９０
が外周係合歯８２に係合して周方向の回転抵抗（制動
力）を発生させて太陽光受光装置１２を一定姿勢に保持
する。この第２爪部材９０も、回転部材４２が電磁ソレ
ノイド９２のオン作動により駆動される方向では、電磁
ソレノイド９２により駆動されない状態に比較して回転
抵抗を小さくする。本実施例では、上記第１爪部材８
８、電磁ソレノイド９２が前記間欠駆動装置に対応し、
上記第２爪部材９０がブレーキ装置に対応しており、前
述の実施例と同様の効果が得られる。
転部材４２の外周壁の内周面および外周面には、鋸歯状
の内周係合歯８０および外周係合歯８２が位相が半周期
ずれた状態で形成されている。上記出力軸１８と平行な
位置固定のピン８４により回動可能に中央部が支持され
た回動アーム８６の一端部には、上記外周壁を挟む１対
の第１爪部材８８および第２爪部材９０が設けられてお
り、他端部には、電磁ソレノイド９２の可動子９４が連
結されるとともに、スプリング９６により可動子９４と
は反対側へ付勢されている。本実施例によれば、電磁ソ
レノイド９２の可動子９４が吸着（オン）作動されると
回動アーム８６が右まわりに回動させられるので、第１
爪部材８８が内周係合歯８０に係合して周方向の推力を
発生させて太陽光受光装置１２を矢印方向へ所定角度回
転させる。上記電磁ソレノイド９２の可動子９４が解放
（オフ）作動されると回動アーム８６がスプリング９６
により右まわりに回動させられるので、第２爪部材９０
が外周係合歯８２に係合して周方向の回転抵抗（制動
力）を発生させて太陽光受光装置１２を一定姿勢に保持
する。この第２爪部材９０も、回転部材４２が電磁ソレ
ノイド９２のオン作動により駆動される方向では、電磁
ソレノイド９２により駆動されない状態に比較して回転
抵抗を小さくする。本実施例では、上記第１爪部材８
８、電磁ソレノイド９２が前記間欠駆動装置に対応し、
上記第２爪部材９０がブレーキ装置に対応しており、前
述の実施例と同様の効果が得られる。
【００２２】図７において、外周係合歯４０を有する回
転部材４２を回転可能に支持する出力軸１８には、回動
アーム１００の中央部が回転可能に支持されており、そ
の回動アーム１００の一端部には、第１爪部材１０２が
回動可能に設けられるとともに、その第１爪部材１０２
を外周係合歯４０に向かって付勢するスプリング１０４
が設けられ、第１爪部材１０２が外周係合歯４０に常時
接触するようになっている。上記回動アーム１００の他
端部には長手状切欠１０６が長手方向に形成されてお
り、その長手状切欠１０６には、ロータリソレノイド４
６の出力軸４８に固定された回動アーム１０８の先端部
に固定された係合ピン１１０が係合させられている。位
置固定の部材１１２には、第２爪部材１１４が上記外周
係合歯４０と係合できるように回動可能に設けられてお
り、スプリング１１６によりその第２爪部材１１４を外
周係合歯４０側へ付勢されて第２爪部材１１４が外周係
合歯４０に対して常時摺接状態とされている。
転部材４２を回転可能に支持する出力軸１８には、回動
アーム１００の中央部が回転可能に支持されており、そ
の回動アーム１００の一端部には、第１爪部材１０２が
回動可能に設けられるとともに、その第１爪部材１０２
を外周係合歯４０に向かって付勢するスプリング１０４
が設けられ、第１爪部材１０２が外周係合歯４０に常時
接触するようになっている。上記回動アーム１００の他
端部には長手状切欠１０６が長手方向に形成されてお
り、その長手状切欠１０６には、ロータリソレノイド４
６の出力軸４８に固定された回動アーム１０８の先端部
に固定された係合ピン１１０が係合させられている。位
置固定の部材１１２には、第２爪部材１１４が上記外周
係合歯４０と係合できるように回動可能に設けられてお
り、スプリング１１６によりその第２爪部材１１４を外
周係合歯４０側へ付勢されて第２爪部材１１４が外周係
合歯４０に対して常時摺接状態とされている。
【００２３】これにより、ロータリソレノイド４６によ
り回動アーム１０８が時計方向へ回動（往動）させられ
ると、その回動アーム１０８の一端部に設けられた第１
爪部材１０２が外周係合歯４０と相対移動不能に係合し
て回転部材４２が回転させられ、太陽光受光装置１２が
所定角度だけ回動させられる。上記ロータリソレノイド
４６の復動により回動アーム１０８が右まわりに回動さ
せられるとき、第２爪部材１１４が外周係合歯４０に相
対移動不能に係合して周方向の大きな回転抵抗（制動
力）を発生させて太陽光受光装置１２を一定姿勢に保持
する。この第２爪部材１１４も、回転部材４２がロータ
リソレノイド４６のオン作動により回転駆動される回転
方向では、外周係合歯４０と相対移動可能に係合して、
逆の回転方向に比較して回転抵抗を小さくする。本実施
例では、上記第１爪部材１０２、ロータリソレノイド４
６が前記間欠駆動装置に対応し、上記第２爪部材１１４
がブレーキ装置に対応しており、前述の実施例と同様の
効果が得られる。
り回動アーム１０８が時計方向へ回動（往動）させられ
ると、その回動アーム１０８の一端部に設けられた第１
爪部材１０２が外周係合歯４０と相対移動不能に係合し
て回転部材４２が回転させられ、太陽光受光装置１２が
所定角度だけ回動させられる。上記ロータリソレノイド
４６の復動により回動アーム１０８が右まわりに回動さ
せられるとき、第２爪部材１１４が外周係合歯４０に相
対移動不能に係合して周方向の大きな回転抵抗（制動
力）を発生させて太陽光受光装置１２を一定姿勢に保持
する。この第２爪部材１１４も、回転部材４２がロータ
リソレノイド４６のオン作動により回転駆動される回転
方向では、外周係合歯４０と相対移動可能に係合して、
逆の回転方向に比較して回転抵抗を小さくする。本実施
例では、上記第１爪部材１０２、ロータリソレノイド４
６が前記間欠駆動装置に対応し、上記第２爪部材１１４
がブレーキ装置に対応しており、前述の実施例と同様の
効果が得られる。
【００２４】図８において、外周係合歯４０を有する回
転部材４２を回転可能に支持する出力軸１８と平行な位
置固定の固定ピン１２０には、第２爪部材１２２が外周
係合歯４０に係合できるように回動可能に支持されてお
り、位置固定部材１２４に固定された電磁ソレノイド１
２６の可動子１２８には、第１爪部材１３０が直列的に
連結されている。この第１爪部材１３０と上記第２爪部
材１２２とは、回転部材４２を挟んで位置させられてお
り、それらの間にスプリング１３４が張設されることに
より、それら第１爪部材１３０および上記第２爪部材１
２２が外周係合歯４０に向かって付勢されている。
転部材４２を回転可能に支持する出力軸１８と平行な位
置固定の固定ピン１２０には、第２爪部材１２２が外周
係合歯４０に係合できるように回動可能に支持されてお
り、位置固定部材１２４に固定された電磁ソレノイド１
２６の可動子１２８には、第１爪部材１３０が直列的に
連結されている。この第１爪部材１３０と上記第２爪部
材１２２とは、回転部材４２を挟んで位置させられてお
り、それらの間にスプリング１３４が張設されることに
より、それら第１爪部材１３０および上記第２爪部材１
２２が外周係合歯４０に向かって付勢されている。
【００２５】これにより、電磁ソレノイド１２６により
その可動子１２８が吸着されて第１爪部材１３０が往動
させられると、その第１爪部材１３０が外周係合歯４０
と相対移動不能に係合して回転部材４２が回転させら
れ、太陽光受光装置１２が所定角度だけ回動させられ
る。この電磁ソレノイド１２６の復動により第１爪部材
１３０が戻されるとき、第２爪部材１２２が外周係合歯
４０に相対移動不能に係合して周方向の大きな回転抵抗
（制動力）を発生させて太陽光受光装置１２が一定姿勢
に保持される。この第２爪部材１２２も、回転部材４２
が電磁ソレノイド１２６のオン作動により回転駆動され
る回転方向では、外周係合歯４０と相対移動可能に係合
するので、逆の回転方向に比較して回転抵抗を小さくす
る。本実施例では、上記第１爪部材１３０、電磁ソレノ
イド１２６が前記間欠駆動装置に対応し、上記第２爪部
材１２２がブレーキ装置に対応しており、前述の実施例
と同様の効果が得られる。
その可動子１２８が吸着されて第１爪部材１３０が往動
させられると、その第１爪部材１３０が外周係合歯４０
と相対移動不能に係合して回転部材４２が回転させら
れ、太陽光受光装置１２が所定角度だけ回動させられ
る。この電磁ソレノイド１２６の復動により第１爪部材
１３０が戻されるとき、第２爪部材１２２が外周係合歯
４０に相対移動不能に係合して周方向の大きな回転抵抗
（制動力）を発生させて太陽光受光装置１２が一定姿勢
に保持される。この第２爪部材１２２も、回転部材４２
が電磁ソレノイド１２６のオン作動により回転駆動され
る回転方向では、外周係合歯４０と相対移動可能に係合
するので、逆の回転方向に比較して回転抵抗を小さくす
る。本実施例では、上記第１爪部材１３０、電磁ソレノ
イド１２６が前記間欠駆動装置に対応し、上記第２爪部
材１２２がブレーキ装置に対応しており、前述の実施例
と同様の効果が得られる。
【００２６】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。
【００２７】例えば、前述の実施例において、太陽光受
光装置１２は、垂直軸心および水平軸心まわりに回動可
能に支持されたものであったが、地軸と平行な１つの軸
心またりに回動可能に支持されたものであってもよい。
このような場合には、太陽光受光装置１２を太陽に対向
した状態に維持するようにその太陽光受光装置１２を駆
動する駆動装置は１つでよい。
光装置１２は、垂直軸心および水平軸心まわりに回動可
能に支持されたものであったが、地軸と平行な１つの軸
心またりに回動可能に支持されたものであってもよい。
このような場合には、太陽光受光装置１２を太陽に対向
した状態に維持するようにその太陽光受光装置１２を駆
動する駆動装置は１つでよい。
【００２８】また、前述の実施例では、回転部材４２に
はそれを駆動するための外周歯４０が形成されていた
が、それに代えて一方向クラッチが設けられてもよい。
このような場合には、たとえば回動アーム１００に第１
爪部材１０４を設けなくてもよい。また、垂直軸駆動装
置１４とＵ字状アーム２０との間、或いは水平軸２２と
水平軸駆動装置動装置１６との間にクラッチ或いは歪み
ゲージから成るトルクリミッタを設け、強風時において
太陽光受光装置１２に受けられる荷重或いはトルクが上
記垂直軸駆動装置１４或いは水平軸駆動装置動装置１６
内の駆動機構部に伝達されないようにしてもよい。ま
た、日没から日の出までの間に逆方向に回転させて太陽
光受光装置１２を初期位置へ戻すための戻し駆動機構を
別に加えてもよい。
はそれを駆動するための外周歯４０が形成されていた
が、それに代えて一方向クラッチが設けられてもよい。
このような場合には、たとえば回動アーム１００に第１
爪部材１０４を設けなくてもよい。また、垂直軸駆動装
置１４とＵ字状アーム２０との間、或いは水平軸２２と
水平軸駆動装置動装置１６との間にクラッチ或いは歪み
ゲージから成るトルクリミッタを設け、強風時において
太陽光受光装置１２に受けられる荷重或いはトルクが上
記垂直軸駆動装置１４或いは水平軸駆動装置動装置１６
内の駆動機構部に伝達されないようにしてもよい。ま
た、日没から日の出までの間に逆方向に回転させて太陽
光受光装置１２を初期位置へ戻すための戻し駆動機構を
別に加えてもよい。
【００２９】その他、一々例示はしないが、本発明は、
その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るもので
ある。
その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るもので
ある。
【図１】本発明の太陽光追尾装置の一構成例を説明する
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１の太陽光受光装置の構成を概略説明する断
面図である。
面図である。
【図３】図２の太陽光受光装置の入射角に対する受光で
きる光強度特性を説明する図である。
きる光強度特性を説明する図である。
【図４】図１の実施例において、太陽光受光装置の太陽
光追尾のために垂直軸駆動装置または水平軸駆動装置に
用いられるブレーキ装置および間欠駆動装置の機構の一
例を説明する図である。
光追尾のために垂直軸駆動装置または水平軸駆動装置に
用いられるブレーキ装置および間欠駆動装置の機構の一
例を説明する図である。
【図５】図１の実施例に設けられる駆動制御回路の構成
を説明する図である。
を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施例における太陽光受光装置の
太陽光追尾のために用いられるブレーキ装置および間欠
駆動装置の機構の一例を説明する図であって、図４に相
当する図である。
太陽光追尾のために用いられるブレーキ装置および間欠
駆動装置の機構の一例を説明する図であって、図４に相
当する図である。
【図７】本発明の他の実施例における太陽光受光装置の
太陽光追尾のために用いられるブレーキ装置および間欠
駆動装置の機構の一例を説明する図であって、図４に相
当する図である。
太陽光追尾のために用いられるブレーキ装置および間欠
駆動装置の機構の一例を説明する図であって、図４に相
当する図である。
【図８】本発明の他の実施例における太陽光受光装置の
太陽光追尾のために用いられるブレーキ装置および間欠
駆動装置の機構の一例を説明する図であって、図４に相
当する図である。
太陽光追尾のために用いられるブレーキ装置および間欠
駆動装置の機構の一例を説明する図であって、図４に相
当する図である。
１０：太陽光追尾装置 １２：太陽光受光装置 １４：垂直軸駆動装置（駆動装置） １６：水平軸駆動装置（駆動装置） ４０：外周歯 ４２：回転部材 ４４：第１爪部材４４（間欠駆動装置） ４６：ロータリソレノイド（電磁アクチュエータ、間欠
駆動装置） ５２：第２爪部材（ブレーキ装置） ５４：スプリング
駆動装置） ５２：第２爪部材（ブレーキ装置） ５４：スプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 雅男 愛知県犬山市大字前原字天道新田１−５ 大同メタル工業株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 5F051 JA09 JA10 JA13 KA02 KA06
Claims (4)
- 【請求項１】 太陽光受光装置と、該太陽光受光装置を
少なくとも１軸心まわりに回転可能に支持し、該太陽光
受光装置が該太陽に対向した姿勢に維持されるように、
該太陽光受光装置を少なくとも１軸心まわりに回転駆動
する駆動装置とを有する太陽光追尾装置であって、前記
駆動装置が、 前記太陽光受光装置の前記１軸心まわりの回転に対して
常時回転抵抗を与えるブレーキ装置と、 前記太陽光受光装置を前記１軸心まわりに所定角度回転
させる駆動を間欠的に行う間欠駆動装置とを、含むこと
を特徴とする太陽光追尾装置。 - 【請求項２】 前記ブレーキ装置は、前記太陽光受光装
置の前記間欠駆動装置による駆動方向では、該駆動方向
とは反対方向に比較して、小さな回転抵抗を与えるもの
である請求項１の太陽光追尾装置。 - 【請求項３】 前記間欠駆動装置は、外周係合歯を備え
て前記太陽光受光装置とともに回転する回転部材と、該
回転部材の外周歯に沿って往復作動させられ、該往復方
向のうちの前記太陽光受光装置を所定角度回転させる往
方向では該外周歯に相対移動不能に係合し、復方向では
該外周歯に相対移動可能に係合する第１爪部材と、該第
１爪部材をその往復方向のうちの一方の方向へ駆動する
電磁アクチュエータと、該第１爪部材をその往復方向の
うちの他方の方向へ付勢するスプリングとを含むもので
ある請求項１または２の太陽光追尾装置。 - 【請求項４】 前記ブレーキ装置は、前記回転部材の外
周歯と係合可能に設けられ、該回転部材が前記第１爪部
材の往方向へ回転させられる場合には該外周歯に相対移
動可能に係合するが、該回転部材が前記第１爪部材の復
方向へ回転させられる場合には該外周歯に相対移動不能
に係合する第２爪部材とを含むものであり請求項３の太
陽光追尾装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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2001
- 2001-02-26 JP JP2001050192A patent/JP2002252365A/ja active Pending
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