JPH0524165Y2 - - Google Patents
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- JPH0524165Y2 JPH0524165Y2 JP1986116591U JP11659186U JPH0524165Y2 JP H0524165 Y2 JPH0524165 Y2 JP H0524165Y2 JP 1986116591 U JP1986116591 U JP 1986116591U JP 11659186 U JP11659186 U JP 11659186U JP H0524165 Y2 JPH0524165 Y2 JP H0524165Y2
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- sunlight
- tracking sensor
- main body
- photoelectric
- tracking
- Prior art date
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本考案は太陽光の追尾センサに係わり、特に、
太陽光採光装置等の太陽光追尾装置に用いて好適
な追尾センサに関するものである。[Detailed description of the invention] "Industrial application field" This invention relates to a solar tracking sensor, and in particular,
The present invention relates to a tracking sensor suitable for use in a sunlight tracking device such as a sunlight lighting device.
「従来の技術」
一般に、太陽光採光装置、例えば、太陽光が直
接当たらない場所(例えば、地下街や地下室等の
地下設備、あるいは、住宅密集地における家屋の
内部)に太陽光を導光する太陽光採光装置にあつ
ては、この太陽の移動に追従した姿勢制御を行う
ことで、その採光効率を向上させることが行なわ
れている。"Prior art" In general, solar lighting devices, for example, solar panels that guide sunlight to places where sunlight does not directly hit (for example, underground facilities such as underground malls and basements, or the inside of houses in densely populated residential areas). In the case of lighting devices, the lighting efficiency is improved by performing posture control that follows the movement of the sun.
そして、このような姿勢制御を行うために、従
来は、太陽光採光装置を設置する場所の緯度や経
度および暦等の情報に基づいて、コンピユータに
より太陽の移動軌跡を算出し、この算出された太
陽の移動軌跡を前記太陽光採光装置の制御因子と
して、その姿勢制御が行なされている。 In order to perform this type of attitude control, conventionally, the sun's movement trajectory is calculated by a computer based on information such as the latitude and longitude of the location where the solar lighting device is installed and the calendar, and the attitude of the solar lighting device is controlled using this calculated movement trajectory as a control factor.
「考案が解決しようとする問題点」
本考案は、前述した従来の技術における次のよ
うな問題点を解消せんとするものである。"Problems to be Solved by the Invention" The present invention attempts to solve the following problems in the conventional technology described above.
すなわち、前述した従来の姿勢制御の方法によ
ると、設置する場所を変更する都度、前記コンピ
ユータのプログラムを変える必要があり、また、
前記太陽光採光装置を設置するに際して、経線お
よび緯線に対する高精度の位置合わせが必要とな
り、この結果前記太陽光採光装置全体の設置コス
トが高騰してしまう、といつた問題点である。 That is, according to the conventional attitude control method described above, it is necessary to change the computer program each time the installation location is changed;
When installing the sunlight daylighting device, highly accurate positioning with respect to meridians and latitudes is required, and as a result, the installation cost of the solar daylighting device as a whole increases.
「問題点を解決するための手段」
本考案は、前述した従来の問題点を有効に解決
し得る太陽光追尾センサを提供せんとするもの
で、この追尾センサは、特に、粗調整用の第1の
追尾センサと、微調整用の第2の追尾センサと、
これら第1および第2の追尾センサからの信号に
基づいて採光装置へ姿勢制御信号を送出するコン
トロールユニツトとから構成され、前記第1の追
尾センサは、柱状に形成された第1の本体と、該
第1の本体の互いに対向する側面にそれぞれ設け
られて受光量に対応した信号を出力する一対の第
1の光電素子とを備え、前記第2の追尾センサ
は、柱状に形成された第2の本体と、該第2の本
体の基端部に設けられたフランジと、前記第2の
本体の頂部に設けられて受光量に対応した信号を
出力する第2の光電素子と、前記第2の本体の側
面に近接して前記フランジに設けられて受光量に
対応した信号を出力する第3の光電素子とを備
え、前記第3の光電素子は、前記第2の本体の周
方向に間隔を置いて複数個設けられていると共
に、これら第2および第3の光電素子の各々の受
光方向の中心線が前記第2の本体の軸心と平行と
なされ、また前記第2の本体は、その長さ方向全
長に亙つて同一の横断面形状を有し、かつこの第
2の本体には、前記第3の光電素子の幅に略等し
い幅の案内溝が、これら各光電素子の略半分が該
案内溝に没するように、前記第2の本体の軸心に
沿つて複数個形成されていると共に、これら案内
溝は、前記第2の本体の長さ方向に亙つて延在さ
れていることを特徴とする。"Means for Solving the Problems" The present invention aims to provide a sunlight tracking sensor that can effectively solve the above-mentioned conventional problems. 1 tracking sensor, a second tracking sensor for fine adjustment,
A control unit that sends an attitude control signal to the daylighting device based on signals from the first and second tracking sensors, and the first tracking sensor includes a first main body formed in a columnar shape; a pair of first photoelectric elements that are respectively provided on opposing side surfaces of the first body and output signals corresponding to the amount of received light; a main body, a flange provided at the base end of the second main body, a second photoelectric element provided at the top of the second main body and outputting a signal corresponding to the amount of received light; a third photoelectric element that is provided on the flange in close proximity to a side surface of the main body and outputs a signal corresponding to the amount of received light; the third photoelectric element is spaced apart from each other in the circumferential direction of the second main body; A plurality of the second and third photoelectric elements are provided at intervals, and the center line of each of the second and third photoelectric elements in the light receiving direction is parallel to the axis of the second body, and the second body A guide groove having the same cross-sectional shape over the entire length of the second body and having a width approximately equal to the width of the third photoelectric element is provided in the second body so as to extend approximately half of each of the third photoelectric elements. A plurality of guide grooves are formed along the axis of the second body so as to be sunk into the guide grooves, and these guide grooves extend along the length of the second body. It is characterized by the presence of
「作用」
本考案に係わる太陽光追尾センサは、第1の追
尾センサに備えられた一対の第1の光電素子の間
において、第1の本体の影による受光量の差に基
づいて採光装置の姿勢を粗調整し、第2の追尾セ
ンサの第2の本体の頂部に設けられてこの第2の
本体による影の生じない第2の光電素子の受光量
を基準として、この第2の光電素子と第3の各光
電素子との間において、第2の本体の影による受
光量の差に基づいて採光装置の姿勢を微調整す
る。このときに、本体の軸心と太陽光線との交差
角度が微小であつても、第2の本体の側面に近接
して設けられた第3の光電素子各々における受光
量が、該本体に形成された案内溝により生じる影
によつて大きく変化するので、基準となる第2の
光電素子と第3の各光電素子との受光量の差が顕
著になり、この差に基づいて第2の本体と太陽光
線との交差角度を一度で高精度に検出し、これに
よつて太陽光採光装置の姿勢制御を高精度に調整
する。"Operation" The sunlight tracking sensor according to the present invention uses the difference in the amount of light received due to the shadow of the first body between the pair of first photoelectric elements included in the first tracking sensor to control the lighting device. The attitude of the second photoelectric element is roughly adjusted, and the amount of light received by the second photoelectric element, which is provided on the top of the second body of the second tracking sensor and does not cause a shadow by the second body, is used as a reference. The posture of the daylighting device is finely adjusted based on the difference in the amount of light received due to the shadow of the second main body between the second main body and each of the third photoelectric elements. At this time, even if the angle of intersection between the axis of the main body and the sun's rays is small, the amount of light received by each of the third photoelectric elements provided close to the side surface of the second main body is The amount of light received by the second photoelectric element and each of the third photoelectric elements becomes significant, and based on this difference, the second main body The intersecting angle between the sun's rays and the sun's rays can be detected with high precision in one go, and the posture control of the solar lighting system can be adjusted with high precision based on this.
「実施例」
以下、この考案の実施例について第1図ないし
第6図を参照して説明する。"Example" Hereinafter, an example of this invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
第5図中符号1は、本実施例に係わる太陽光追
尾センサが備えらえた太陽光採光装置(以下採光
装置と略する)を示すもので、第5図に示すよう
に、建築物Bの屋上等に設置された集光部2と、
建築物Bの出窓Wの外部上方に設置された導光部
3とから構成されている。 Reference numeral 1 in FIG. 5 indicates a sunlight daylighting device (hereinafter abbreviated as daylighting device) equipped with the sunlight tracking sensor according to this embodiment, and as shown in FIG. A light condensing unit 2 installed on a rooftop or the like,
The light guiding section 3 is installed above the outside of the bay window W of the building B.
まず、該採光装置1について説明すれば以下の
とおりである。 First, the lighting device 1 will be explained as follows.
採光装置1の集光部2は、太陽に向かつて設置
されて、太陽光Sを導光方向に屈曲させる平面鏡
5と、該平面鏡5を支持するとともに、これを経
線および緯線両方向に揺動させる制御機構6と、
該制御機構6と前記平面鏡5との間に設けられ
て、前記平面鏡5の揺動位置を調整することによ
り、屈曲された太陽光Sの導光方向を常時一定方
向となすリンク機構7とによつて概略構成されて
いる。 The light collecting unit 2 of the daylighting device 1 includes a plane mirror 5 that is installed facing the sun and bends the sunlight S in the guiding direction, and supports the plane mirror 5 and swings it in both meridian and latitude directions. a control mechanism 6;
A link mechanism 7 is provided between the control mechanism 6 and the plane mirror 5, and adjusts the swinging position of the plane mirror 5 to always guide the bent sunlight S in a constant direction. Therefore, it is roughly structured.
前記制御機構6は、第5図ないし第6図に示す
ように、建築物Bに取り付けられる基台10と、
該基台10上に載置された外枠体24と、前記基
台10及び外枠体24に回動自在に取り付けられ
た第1の回動部材11と、該第1の回動部材11
に、その回動中心線を通る面に沿つて回動自在に
取り付けられた第2の回動部材12,12(一方
の第2の回動部材12は図示されていない)と、
前記第1の回動部材11の回動をなす駆動機構1
3とを備えている。また、前記第2の回動部材1
2,12には、前記平面鏡5が、その回動中心線
を等しくするように固定されており、この平面鏡
5には、太陽光Sの反射面と反対の面に、平面鏡
5の回動をなす駆動機構14が取り付けられてい
る。そして、前記第2の回動部材12,12及び
平面鏡5が互いに固定されていることより、前記
駆動機構14により平面鏡5と第2の回動部材1
2,12とは一体に回動されることとなる。 The control mechanism 6 includes a base 10 attached to the building B, as shown in FIGS. 5 and 6;
an outer frame 24 placed on the base 10; a first rotating member 11 rotatably attached to the base 10 and the outer frame 24; and the first rotating member 11.
, second rotating members 12, 12 (one of the second rotating members 12 is not shown) are rotatably attached along a plane passing through the center line of rotation;
Drive mechanism 1 that rotates the first rotating member 11
3. Further, the second rotating member 1
2 and 12, the plane mirror 5 is fixed so that the center lines of rotation thereof are the same, and the plane mirror 5 has a plane opposite to the reflection surface of the sunlight S, so that the rotation of the plane mirror 5 is fixed to the plane opposite to the reflection surface of the sunlight S. A drive mechanism 14 is attached. Since the second rotating members 12, 12 and the plane mirror 5 are fixed to each other, the drive mechanism 14 moves the plane mirror 5 and the second rotating member 1.
2 and 12 are rotated together.
前記第1の回動部材11の回動をなす一方の駆
動機構13は、第1の回動部材11に一体に取り
付けられたギヤ16と、前記外枠体24に取り付
けられると共に、前記ギヤ16と噛合してその回
動をなす電動モータ17とから構成され、また、
前記平面鏡5の回動をなす他方の駆動機構14
は、該平面鏡5と回動中心線を平行にするように
取り付けられた電動モータ18と、該電動モータ
18の駆動軸であり、かつ先端に螺子部19aが
刻設された駆動ロツド19と、前記第1の回動部
材11に取り付けられ、前記駆動ロツド19の螺
子部19aとの螺合により該駆動ロツド19をそ
の長さ方向に往復移動させるステー20とから構
成されている。 One drive mechanism 13 that rotates the first rotating member 11 includes a gear 16 that is integrally attached to the first rotating member 11 and a gear 16 that is attached to the outer frame 24. and an electric motor 17 that engages with the electric motor 17 to rotate the electric motor 17.
The other drive mechanism 14 rotates the plane mirror 5.
An electric motor 18 is attached so that its rotation center line is parallel to the plane mirror 5, and a drive rod 19 is a drive shaft of the electric motor 18 and has a threaded portion 19a carved at its tip. The stay 20 is attached to the first rotating member 11 and screws into the threaded portion 19a of the drive rod 19 to reciprocate the drive rod 19 in its length direction.
そして、このような構成を有する制御機構6
は、前記第1の回動部材11の回動軸線が経線を
通る面内に位置するように設置され、前記一方の
駆動機構13によつて第1の回動部材11が回動
させられることにより、前記平面鏡5を緯線方向
に沿つて移動させ、また、他方の駆動機構14に
よつて前記平面鏡5を経線方向に沿つて移動さ
せ、これにより、平面鏡5を経時的に移動する太
陽に追従させるようになつている。 The control mechanism 6 having such a configuration
is installed such that the rotation axis of the first rotation member 11 is located in a plane passing through the meridian, and the first rotation member 11 is rotated by the one drive mechanism 13; The plane mirror 5 is moved along the latitude direction, and the plane mirror 5 is moved along the meridian direction by the other drive mechanism 14, thereby causing the plane mirror 5 to follow the sun as it moves over time. I'm starting to let them do it.
また、前記リンク機構7は、第6図に示すよう
に、前記平面鏡5の両側端(一方は図示されてい
ない)に取り付けられたスライダ21,21と、
該スライダ21及び前記第1、第2の回動部材1
1,12を回動自在に連結する一対のリンク2
2,22とから構成されている。そして、該リン
ク機構7は、前記平面鏡5の反射面に対して常時
一定角度を成すように、前記第2の回動部材12
の回動位置を調整し、かつ該第2の回動部材12
の向く方向と事前に設定された導光方向(第8図
矢印S′方向)との狹角を、前記平面鏡5の反射面
に沿つた仮想線によつて常時2等分するように、
該平面鏡5の回動位置を調整するようになつてい
る。 Further, as shown in FIG. 6, the link mechanism 7 includes sliders 21, 21 attached to both ends (one not shown) of the plane mirror 5;
The slider 21 and the first and second rotating members 1
A pair of links 2 rotatably connecting 1 and 12
2, 22. The link mechanism 7 is connected to the second rotating member 12 so as to always form a constant angle with respect to the reflecting surface of the plane mirror 5.
and adjust the rotational position of the second rotational member 12.
so that the angle between the direction in which it faces and the preset light guide direction (direction of arrow S′ in FIG. 8) is always divided into two equal parts by an imaginary line along the reflective surface of the plane mirror 5.
The rotational position of the plane mirror 5 is adjusted.
一方、前記採光装置1の導光部3は、第5図に
示すように、建築物Bの出窓W外部上方に設置さ
れている。 On the other hand, the light guide section 3 of the daylighting device 1 is installed above the exterior of the bay window W of the building B, as shown in FIG.
該導光部3は、複数枚の短冊状平面鏡3a,3
a,…と、該平面鏡3a,3a,…を支持する枠
体3bとから構成されている。前記平面鏡3aに
はその両端に、該平面鏡3aの長さ方向に延在す
る取付軸3c,3cが設けられると共に、該取付
軸3c,3cが前記枠体3bに軸支されること
で、取付軸3cを中心として回動自在に支持され
ている。また、前記平面鏡3a,3a,…は、こ
れらが相互に平行に配設されることで1組のルー
バー状に形成され、更に該ルーバー状に形成され
た2組の平面鏡3a,3a,…が、その軸線を相
互に直交して組まれることで、全体として平面視
格子状に前記枠体3bに取り付けられることとな
る。そして、以上の構成により、前記平面鏡3
a,3a,…の回動位置を調整することで、導光
部3全体の導光方向が屈曲自在に構成される。つ
まり、第5図においては、導光部3上方から照射
された太陽光S′が、出窓Wを通過して建築物Bの
内部へと導かれるように、前記平面鏡3a,3
a,…の回動位置が調整されている。 The light guide section 3 includes a plurality of rectangular plane mirrors 3a, 3.
a, . . . and a frame 3b that supports the plane mirrors 3a, 3a, . The plane mirror 3a is provided with mounting shafts 3c, 3c extending in the length direction of the plane mirror 3a at both ends thereof, and the mounting shafts 3c, 3c are pivotally supported by the frame 3b, so that mounting is possible. It is rotatably supported around a shaft 3c. Further, the plane mirrors 3a, 3a, . . . are arranged parallel to each other to form a set of louvers, and furthermore, the two sets of plane mirrors 3a, 3a, . , are assembled so that their axes are orthogonal to each other, so that the entire structure is attached to the frame 3b in a lattice shape in plan view. With the above configuration, the plane mirror 3
By adjusting the rotational positions of a, 3a, . . . , the light guide direction of the entire light guide section 3 can be bent. That is, in FIG. 5, the plane mirrors 3a, 3
The rotational positions of a,... have been adjusted.
ここで、前記平面鏡3a,3aの回動位置を調
整する機構は任意であるが、一例として前記平面
鏡3aを軸支する取付軸3bに、これを駆動する
電動モータを取り付けて、前記平面鏡3aの回動
位置を調整すれば良い。 Here, the mechanism for adjusting the rotational position of the plane mirrors 3a, 3a is arbitrary, but as an example, an electric motor for driving the mounting shaft 3b, which supports the plane mirror 3a, is attached to the mounting shaft 3b. Just adjust the rotation position.
このような構成を有する採光装置1の前記集光
部2に、本実施例の微調整用の追尾センサ(第2
の追尾センサ)25、および粗調整用の追尾セン
サ(第1の追尾センサ)26が設けられている。 A tracking sensor for fine adjustment of this embodiment (a second
tracking sensor) 25, and a rough adjustment tracking sensor (first tracking sensor) 26 are provided.
該追尾センサ25,26は、前記両駆動機構1
3,14の作動を太陽の移動に合わせて制御し
て、前記平面鏡5の回動位置を調整するために、
その制御情報を得る目的で設けられるもので、そ
の一構造例について以下に説明する。 The tracking sensors 25 and 26 are connected to both drive mechanisms 1
3 and 14 in accordance with the movement of the sun to adjust the rotating position of the plane mirror 5,
It is provided for the purpose of obtaining the control information, and an example of its structure will be described below.
該太陽光追尾センサ25,26は、その一方2
6が粗調整用として前記第1の回動部材11の頂
部に、また他方25が微調整用として前記第2の
回動部材12の先端に、その取り付け高さを違え
て一組取り付けられている。 The sunlight tracking sensors 25 and 26 are one of the two
6 is attached to the top of the first rotating member 11 for coarse adjustment, and the other 25 is attached to the tip of the second rotating member 12 for fine adjustment at different mounting heights. There is.
前記一方の追尾センサ26は、第4図に示すよ
うに、直方体状の基部27a及び該基部27aか
ら突設された直方体状の凸部(第1の本体)27
bにより全体として平面視T字状に形成された本
体27と、該凸部27bを挾むようにして取り付
けられた一組の光電素子(第1の光電素子)28
(一方の光電素子28は図示略)とから構成され
ている。すなわち、各光電素子28は、前記追尾
センサ26を平面視した際に、180度の間隔を置
いてその受光方向が配置されている。また、前記
凸部27bは、前記平面鏡5の反射面前方に向つ
て突設されている。 As shown in FIG. 4, the one tracking sensor 26 includes a rectangular parallelepiped-shaped base 27a and a rectangular parallelepiped-shaped convex portion (first body) 27 protruding from the base 27a.
b, and a main body 27 formed in a T-shape in plan view as a whole, and a set of photoelectric elements (first photoelectric elements) 28 attached so as to sandwich the convex portion 27b.
(One photoelectric element 28 is not shown). That is, the photoelectric elements 28 are arranged with their light receiving directions spaced apart by 180 degrees when the tracking sensor 26 is viewed from above. Further, the convex portion 27b is provided to protrude toward the front of the reflecting surface of the plane mirror 5.
一方、前記他方の追尾センサ25は、第1図な
いし第3図に示すように、角柱状の本体(第2の
本体)30と、該本体30の基端部に設けられた
フランジ31と、前記本体30の先端部に取り付
けられた光電素子(第2の光電素子)32と、前
記フランジ31の本体30との接合部側に取り付
けられた複数個の光電素子(第3の光電素子)3
3とから構成されている。ここで、前記本体30
の軸心線は、前記第2の回動部材12の長さ方向
に平行とされている。 On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 3, the other tracking sensor 25 includes a prismatic main body (second main body) 30, a flange 31 provided at the base end of the main body 30, A photoelectric element (second photoelectric element) 32 attached to the tip of the main body 30, and a plurality of photoelectric elements (third photoelectric element) 3 attached to the joint side of the flange 31 with the main body 30.
It is composed of 3. Here, the main body 30
The axial center line of is parallel to the length direction of the second rotating member 12.
また、前記各太陽光追尾センサ25,26に
は、前記光電素子28,32,33からの信号に
基づき、前記両駆動機構13,14へ駆動信号を
出力するコントロールユニツト34が付設されて
いる。前記光電素子28,32,33は、太陽光
の受光量に対応した電気信号を前記コントロール
ユニツト34へ出力するもので、一例としてホト
トランジスタが好適であるが、その他に光導電セ
ルやサーモパイル等であつてもよい。 Further, each of the sunlight tracking sensors 25 and 26 is attached with a control unit 34 that outputs a drive signal to the drive mechanisms 13 and 14 based on the signals from the photoelectric elements 28, 32 and 33. The photoelectric elements 28, 32, and 33 output an electric signal corresponding to the amount of sunlight received to the control unit 34, and are preferably a phototransistor as an example, but may also be a photoconductive cell, a thermopile, or the like. It may be hot.
前記他方の追尾センサ25についてさらに詳述
すれば、前記本体30は全長に亙つて同一の横断
面形状となされており、かつ、この本体30の各
側面には、その幅が前記第2の光電素子33の幅
とほぼ等しい半円状の案内溝35が、前記本体3
0の軸心に沿つて形成されていると共に、これら
案内溝35は前記本体30の長さ方向全長に亙つ
て延在されている。また、前記第2の光電素子3
3は、前記案内溝35にその半分を没するように
取り付けられることで、該本体30の周方向に90
度の間隔を置いて設けられていると共に、これら
光電素子33の受光方向の中心線が、前記本体3
0の軸心と平行となされている。 To explain the other tracking sensor 25 in more detail, the main body 30 has the same cross-sectional shape over its entire length, and each side of the main body 30 has a width equal to that of the second photoelectric sensor. A semicircular guide groove 35 having a width approximately equal to the width of the element 33 is provided in the main body 3.
These guide grooves 35 extend along the entire length of the main body 30 in the longitudinal direction. Further, the second photoelectric element 3
3 is attached so that half of it is sunk in the guide groove 35, so that it extends 90 degrees in the circumferential direction of the main body 30.
The photoelectric elements 33 are provided at intervals of about 100 degrees, and the center line of the photoelectric elements 33 in the light receiving direction is aligned with the main body 3.
It is parallel to the zero axis.
以上のような粗調整用追尾センサ26の光電素
子28の配置は、本体27の凸部27b突設方向
に対して太陽光Sの方向が傾斜された際に、傾斜
方向後方に位置する光電素子28を本体27の影
で覆つて、該各光電素子28間に受光量の差を生
じさせるようにしたものであり、また、前記微調
整用追尾センサ25の光電素子33の配置は、太
陽光Sに対し本体30が傾斜された際に、傾斜方
向後方に位置する光電素子33を本体30の影3
6によつて覆つて(第3図参照)、各光電素子3
3間に受光量の差が生じるようにし、また、前記
傾斜角度が微小な場合においても案内溝35によ
り生じる影により、各光電素子33間の受光量の
差を顕著にして、本体30の影36および案内溝
35の影に影響されない光電素子32と、各光電
素子33との間に大きな受光量の差を生じさせる
ようにしたもので、該各光電素子28,32,3
3間の受光量の差が、本体27,30、すなわち
集光部2と太陽光Sとの傾斜角度を粗調整及び微
調整する制御信号として用いられる。 The arrangement of the photoelectric elements 28 of the rough adjustment tracking sensor 26 as described above is such that when the direction of sunlight S is inclined with respect to the protrusion direction of the convex portion 27b of the main body 27, the photoelectric element 28 located at the rear in the direction of inclination is 28 is covered by the shadow of the main body 27 to create a difference in the amount of light received between the photoelectric elements 28, and the arrangement of the photoelectric elements 33 of the fine adjustment tracking sensor 25 is different from sunlight. When the main body 30 is tilted with respect to S, the photoelectric element 33 located at the rear in the tilting direction is
6 (see FIG. 3), each photoelectric element 3
Furthermore, even when the inclination angle is small, the difference in the amount of light received between the photoelectric elements 33 is made noticeable by the shadow created by the guide groove 35, thereby reducing the shadow of the main body 30. A large difference in the amount of light received is created between the photoelectric element 32, which is not affected by the shadows of the guide groove 36 and the guide groove 35, and each photoelectric element 33.
The difference in the amount of light received between the three is used as a control signal for roughly and finely adjusting the inclination angle between the main bodies 27 and 30, that is, the light collecting section 2 and the sunlight S.
しかして、以上のように構成された本実施例に
係わる採光装置1は、第5図に示すように、太陽
光Sが直接当たる屋上等に、その導光方向(矢印
S′方向)前方に導光部3が位置するように集光部
2を設置することによつて、使用状態となされ、
かつ太陽光Sの入射方向と前記第2の回動部材1
2の方向が一致するように、第1及び第2の回動
部材11,12の回動位置を調整することで、前
記太陽光Sを平面鏡5によつて集光すると共にそ
の方向を屈曲させて、前記導光部3へと照射する
ことによつて、該太陽光Sを建築物Bの内部へ導
くことができる。そして、前記導光部3は、その
導光方向が屈曲自在に構成されているので、前記
平面鏡3a,3a,…の回動位置の調整により、
導光部3により屈曲される太陽光S′を自在に拡
散、絞りを行いつつ、任意の位置に向つて導光す
ることが可能である。そして、平面鏡5は、リン
ク機構7の作用により、該平面鏡5の反射面に沿
つた仮想線が、太陽光Sの入射方向と導光方向と
の挾角を常時2等分するように保持されるように
なつているから、太陽光Sの入射角が経時的に変
化した場合にあつても、その反射光の方向が前記
導光方向に一定に保持される。 As shown in FIG.
S′ direction) By installing the light condensing part 2 so that the light guide part 3 is located in front, it is put into use condition,
and the direction of incidence of sunlight S and the second rotating member 1
By adjusting the rotational positions of the first and second rotational members 11 and 12 so that the two directions coincide with each other, the sunlight S is focused by the plane mirror 5 and its direction is bent. By irradiating the light guiding portion 3, the sunlight S can be guided into the building B. Since the light guide section 3 is configured such that its light guide direction can be bent, adjusting the rotational position of the plane mirrors 3a, 3a, . . .
It is possible to freely diffuse and aperture the sunlight S' bent by the light guiding section 3 and guide it toward any desired position. The plane mirror 5 is maintained by the action of the link mechanism 7 such that a virtual line along the reflection surface of the plane mirror 5 always bisects the angle between the incident direction of the sunlight S and the light guide direction. Therefore, even if the incident angle of sunlight S changes over time, the direction of the reflected light is kept constant in the light guiding direction.
さらに、本実施例では、太陽光追尾センサ2
5,26の作用により、前記平面鏡5の位置調整
が自動的に行なわれる。ここで、前記太陽光追尾
センサ25,26の作用につて、集光部2の調整
操作と共に説明する。 Furthermore, in this embodiment, the sunlight tracking sensor 2
5 and 26, the position of the plane mirror 5 is automatically adjusted. Here, the operation of the sunlight tracking sensors 25 and 26 will be explained together with the adjustment operation of the light condensing section 2.
前記の如くスタンバイ状態にセツトされた採光
装置1において、粗調整用の太陽光追尾センサ2
6に追尾可能な光量の太陽光Sが照射されると、
一組の光電素子28がその受光方向を180度違え
て前記追尾センサ本体27に設けられていること
から、太陽光Sに対して該本体27が傾斜した状
態にあると、各光電素子28の受光量の間に差が
生じる。そして、これら光電素子28から、その
受光量に応じた電気信号を前記コントロールユニ
ツト34へ出力し、該コントロールユニツト34
において各光電素子28の受光量の比較を行うと
共に、該コントロールユニツト34から前記駆動
機構13へ駆動信号を出力することにより、前記
各光電素子28の差が最も小さくなるように、前
記駆動機構13を作動させ、これにより前記第1
の回動部材11を回動させて、前記太陽光追尾セ
ンサ26の本体27を太陽光Sと交差角度を小さ
くする方向へ移動させる。ここで、前記追尾セン
サ26の凸部27bは、前記平面鏡5の反射面前
方に向つて突設されているので、平面鏡5もその
緯線方向における反射面の方向と太陽光Sの入射
方向との交差角度を小さくする方向へ移動される
ことになり、これによつて集光部2の粗調整を行
う。 In the daylighting device 1 set to the standby state as described above, the sunlight tracking sensor 2 for coarse adjustment is installed.
When sunlight S of a light amount that can be tracked is irradiated on 6,
Since a pair of photoelectric elements 28 are provided in the tracking sensor main body 27 with their light receiving directions different by 180 degrees, when the main body 27 is tilted with respect to sunlight S, each photoelectric element 28 A difference occurs between the amount of light received. These photoelectric elements 28 output electric signals corresponding to the amount of light received to the control unit 34, and the control unit 34
By comparing the amount of light received by each photoelectric element 28 and outputting a drive signal from the control unit 34 to the drive mechanism 13, the drive mechanism 13 is adjusted so that the difference between the photoelectric elements 28 is minimized. , thereby causing the first
The rotating member 11 is rotated to move the main body 27 of the sunlight tracking sensor 26 in a direction that reduces the angle of intersection with the sunlight S. Here, since the convex portion 27b of the tracking sensor 26 is provided to protrude toward the front of the reflecting surface of the plane mirror 5, the plane mirror 5 also has a direction in which the direction of the reflecting surface and the direction of incidence of the sunlight S in the latitude direction are different. It will be moved in the direction of decreasing the intersection angle, thereby performing rough adjustment of the light condensing section 2.
そして、この粗調整は、前述した受光量の差が
許容範囲内に至つた時点で終了し、前記微調整用
追尾センサ25からの情報に基づく微調整操作へ
と移行する。 Then, this rough adjustment ends when the above-mentioned difference in the amount of received light falls within an allowable range, and the process proceeds to a fine adjustment operation based on information from the fine adjustment tracking sensor 25.
この微調整操作は、前記各光電素子33が本体
30の側壁に近接した状態で設置されて、該本体
30の軸心と太陽光Sとの交差角度が微少であつ
ても、該本体30の影36または案内溝35によ
り生じる影が何れかの光電素子33の受光機能に
影響を与えて、該光電素子33間、あるいは光電
素子32,33間に大きな受光量の差を生じさせ
ることが可能であることに基づくもので、前記光
電素子32を基準として、各光電素子32,33
における受光量が均一になるように、前記第1及
び第2の回動部材11,12を回動させることに
より、本体30の軸心、すなわち、平面鏡5の反
射面と太陽光Sの入射方向との高精度の位置調整
が行なわれる。 This fine adjustment operation can be performed even if each photoelectric element 33 is installed close to the side wall of the main body 30 and the angle of intersection between the axis of the main body 30 and the sunlight S is minute. The shadow 36 or the shadow caused by the guide groove 35 can affect the light receiving function of any of the photoelectric elements 33, causing a large difference in the amount of light received between the photoelectric elements 33 or between the photoelectric elements 32 and 33. Based on the fact that each photoelectric element 32, 33 is based on the photoelectric element 32,
By rotating the first and second rotating members 11 and 12 so that the amount of light received at Highly accurate position adjustment is performed.
以上の操作によつて、太陽の経時的な移動に従
つて前記採光装置1の集光部2を常時太陽光Sの
入射方向に追従させ、これにより採光装置1全体
の姿勢制御が行なわれる。そして、このような追
尾操作に際して、追尾センサ26で粗調整を行つ
た後、追尾センサ25で微調整を行うので、効率
良く追尾操作をすることができる。また、この追
尾操作は、各駆動部の制御が追尾センサ25,2
6における光電素子28,32,33間の受光量
の差に基づいて行なわれるものであるから、追尾
センサ25,26そのものの構成が簡易であり、
かつその制御系全体が簡素化され、さらに前記追
尾センサ25の本体30軸心と太陽光Sとの交差
角度が微少であつても、案内溝35により生じる
影により各光電素子32,33間の受光量の差が
大きく変化されるので、太陽光Sの入射方向と集
光部2との直接的な位置制御による高精度の追尾
が可能となる。また、本体30の影36および案
内溝35による影に影響されない光電素子32を
基準とした各光電素子33間の受光量の差から前
記交差角度を検出して、一度で採光装置1の微調
整を行うことができるので、効率良く追尾操作を
行うことができる。また、太陽光採光装置1の設
置精度をラフなものとしても、設置誤差が自動修
正されて前述した追尾の精度が保持されるから、
設置作業が容易なものとなり、前記制御系の簡素
化と相まつて装置全体のコストが軽減される。 Through the above operations, the light collecting section 2 of the daylighting device 1 is made to constantly follow the direction of incidence of sunlight S as the sun moves over time, and thereby the posture of the daylighting device 1 as a whole is controlled. In such a tracking operation, the tracking sensor 26 performs coarse adjustment, and then the tracking sensor 25 performs fine adjustment, so that the tracking operation can be performed efficiently. In addition, in this tracking operation, each drive unit is controlled by tracking sensors 25 and 2.
6, the configuration of the tracking sensors 25, 26 themselves is simple, and
In addition, the entire control system is simplified, and even if the angle of intersection between the axis of the main body 30 of the tracking sensor 25 and the sunlight S is small, the shadow created by the guide groove 35 will cause the space between each photoelectric element 32 and 33 to be reduced. Since the difference in the amount of received light is greatly changed, highly accurate tracking is possible by direct positional control between the incident direction of sunlight S and the light condensing section 2. Further, the intersection angle is detected from the difference in the amount of light received between each photoelectric element 33 based on the photoelectric element 32 which is not affected by the shadow 36 of the main body 30 and the shadow by the guide groove 35, and fine adjustment of the daylighting device 1 is made at once. Therefore, tracking operations can be performed efficiently. Furthermore, even if the installation accuracy of the solar lighting device 1 is rough, the installation error is automatically corrected and the tracking accuracy described above is maintained.
The installation work becomes easy, and together with the simplification of the control system, the cost of the entire device is reduced.
なお、前記各実施例において示した各構成部材
の諸形状や寸法や個数は一例であつて、設置する
場所や施設の種類あるいは設計要求等に基づき
種々変更可能である。 Note that the shapes, dimensions, and numbers of each component shown in each of the above embodiments are merely examples, and can be variously changed based on the installation location, type of facility, design requirements, etc.
「考案の効果」
以上詳細に説明したように、本考案に係わる太
陽光追尾センサは、採光装置の姿勢制御を行うに
際して、第1の追尾センサで粗調整を行つた後、
第2の追尾センサで微調整を行うので、採光装置
の姿勢制御を効率良く行うことができる。また、
の姿勢制御を行うための各駆動部の制御が第1お
よび第2の追尾センサに備えられた第1ないし第
3の光電素子間の受光量の差に基づいて行われる
ものであるから、これらの追尾センサそのものの
構成が簡易であり、かつその制御系全体が簡素化
される。さらに前記第2の追尾センサの本体軸心
と太陽光との交差角度が微小であつても、第2の
本体に形成された案内溝により生じる影により第
3の光電素子各々の受光量の差が懸著となるの
で、太陽光の入射方向と太陽光採光装置との直接
的な位置制御による高精度の追尾が可能となる。
また、第2の本体の影および案内溝の影に影響さ
れない第2の光電素子を基準とした第3の各光電
素子間の受光量の差から前記交差角度を検出し
て、一度で採光装置の微調整を行うことができる
ので、効率良く追尾操作を行うことができる。ま
た、太陽光採光装置の設置精度をラフなものとし
ても、設置誤差が自動修正されて前述した追尾の
精度が保持されるから、設置作業が容易なものと
なり、前記制御系の簡素化と相まつて装置全体の
コストが軽減される等の優れた効果を奏する。"Effects of the Invention" As explained in detail above, the sunlight tracking sensor according to the present invention performs rough adjustment with the first tracking sensor when controlling the attitude of the daylighting device.
Since the second tracking sensor performs fine adjustment, the posture of the daylighting device can be controlled efficiently. Also,
Since the control of each drive unit for attitude control is performed based on the difference in the amount of light received between the first to third photoelectric elements provided in the first and second tracking sensors, these The configuration of the tracking sensor itself is simple, and the entire control system thereof is simplified. Furthermore, even if the angle of intersection between the axis of the body of the second tracking sensor and the sunlight is minute, the difference in the amount of light received by each of the third photoelectric elements is caused by the shadow caused by the guide groove formed in the second body. Since this becomes a significant issue, it becomes possible to perform highly accurate tracking by directly controlling the direction of sunlight incidence and the position of the sunlight lighting device.
In addition, the crossing angle is detected from the difference in the amount of light received between the third photoelectric elements based on the second photoelectric element which is not affected by the shadow of the second main body and the shadow of the guide groove, and the lighting device is installed at once. Since it is possible to make fine adjustments, tracking operations can be performed efficiently. In addition, even if the installation accuracy of the solar lighting device is rough, the installation error is automatically corrected and the tracking accuracy described above is maintained, making the installation work easier, which goes hand in hand with the simplification of the control system. This provides excellent effects such as reducing the cost of the entire device.
第1図ないし第3図は本考案の一実施例を示す
図であつて、第1図は本考案の一実施例である太
陽光追尾センサを示す斜視図、第2図は同正面
図、第3図は同平面図、第4図は粗調整用の太陽
光追尾センサを示す斜視図、第5図は一実施例が
適用された太陽光採光装置の概略図、第6図は一
実施例が適用された太陽光採光装置の集光部の外
観正面図である。
1……太陽光採光装置、2……集光部、3……
導光部、5……平面鏡、6……制御機構、7……
リンク機構、11……第1の回動部材、12……
第2の回動部材、25……太陽光追尾センサ、3
0……本体、31……フランジ、32,33……
光電素子、34……コントロールユニツト、35
……案内溝、37……フイン。
1 to 3 are views showing one embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a perspective view showing a sunlight tracking sensor which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the same, Fig. 3 is a plan view of the same, Fig. 4 is a perspective view showing a sunlight tracking sensor for rough adjustment, Fig. 5 is a schematic diagram of a sunlight lighting device to which one embodiment is applied, and Fig. 6 is one implementation. It is an external front view of the light collection part of the solar lighting device to which the example is applied. 1...Solar lighting device, 2...Light collecting section, 3...
Light guiding section, 5... plane mirror, 6... control mechanism, 7...
Link mechanism, 11... first rotating member, 12...
Second rotating member, 25... sunlight tracking sensor, 3
0...Main body, 31...Flange, 32, 33...
Photoelectric element, 34...Control unit, 35
...Guide groove, 37...fin.
Claims (1)
置の姿勢制御のための信号を出力する太陽光追尾
センサであつて、該太陽光追尾センサは、粗調整
用の第1の追尾センサと、微調整用の第2の追尾
センサと、これら第1および第2の追尾センサか
らの信号に基づいて前記採光装置へ姿勢制御信号
を送出するコントロールユニツトとから構成さ
れ、前記第1の追尾センサは、柱状に形成された
第1の本体と、該第1の本体の互いに対向する側
面にそれぞれ設けられて受光量に対応した信号を
出力する一対の第1の光電素子とを備え、前記第
2の追尾センサは、柱状に形成された第2の本体
と、該第2の本体の基端部に設けられたフランジ
と、前記第2の本体の頂部に設けられて受光量に
対応した信号を出力する第2の光電素子と、前記
第2の本体の側面に近接して前記フランジに設け
られて受光量に対応した信号を出力する第3の光
電素子とを備え、前記第3の光電素子は、前記第
2の本体の周方向に間隔を置いて複数個設けられ
ていると共に、これら第2および第3の光電素子
の各々の受光方向の中心線が前記第2の本体の軸
心と平行となされ、また前記第2の本体は、その
長さ方向全長に亙つて同一の横断面形状を有し、
かつこの第2の本体には、前記第3の光電素子の
幅に略等しい幅の案内溝が、これら各光電素子の
略半分が該案内溝に没するように、前記第2の本
体の軸心に沿つて複数個形成されていると共に、
これら案内溝は、前記第2の本体の長さ方向に亙
つて延在されていることを特徴とする太陽光追尾
センサ。 A sunlight tracking sensor is attached to a sunlight lighting device and outputs a signal for attitude control of the lighting device, and the sunlight tracking sensor includes a first tracking sensor for rough adjustment and a first tracking sensor for fine adjustment. and a control unit that sends an attitude control signal to the daylighting device based on signals from the first and second tracking sensors, and the first tracking sensor has a columnar shape. and a pair of first photoelectric elements that are respectively provided on opposing side surfaces of the first body and output signals corresponding to the amount of received light, and the second tracking The sensor includes a second main body formed in a columnar shape, a flange provided at the base end of the second main body, and a flange provided at the top of the second main body, and outputs a signal corresponding to the amount of received light. a second photoelectric element; and a third photoelectric element provided on the flange adjacent to a side surface of the second body and outputting a signal corresponding to the amount of received light, the third photoelectric element: A plurality of photoelectric elements are provided at intervals in the circumferential direction of the second body, and the center line of each of the second and third photoelectric elements in the light receiving direction is parallel to the axis of the second body. and the second body has the same cross-sectional shape over its entire length,
Further, a guide groove having a width approximately equal to the width of the third photoelectric element is provided in the second body, and the axis of the second body is arranged such that approximately half of each of the photoelectric elements is sunk into the guide groove. Multiple pieces are formed along the heart, and
The sunlight tracking sensor is characterized in that these guide grooves extend along the length of the second main body.
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---|---|---|---|
JP1986116591U JPH0524165Y2 (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | |
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EP87109035A EP0251162B1 (en) | 1986-06-24 | 1987-06-24 | Natural lighting apparatus |
US07/065,841 US4791533A (en) | 1986-06-24 | 1987-06-24 | Natural lighting apparatus |
CA000540957A CA1301729C (en) | 1986-06-24 | 1987-06-30 | Natural lighting apparatus |
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JP1986116591U JPH0524165Y2 (en) | 1986-07-29 | 1986-07-29 |
Publications (2)
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---|---|
JPS6323606U JPS6323606U (en) | 1988-02-16 |
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JPS5226859A (en) * | 1975-08-25 | 1977-02-28 | Matsushita Electric Works Ltd | Light source tracer |
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JPS61109416U (en) * | 1984-12-22 | 1986-07-11 |
-
1986
- 1986-07-29 JP JP1986116591U patent/JPH0524165Y2/ja not_active Expired - Lifetime
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