JPH0593056U - リフレクタ付きソーラパネル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 日中の間、連続して十分に充電を行えるリフ
レクタ付きソーラパネル装置を提供することにある。 【構成】 基台２に対し縦向中心線Ｌ１回りに回転可能
に枢支された回転基板３と、回転基板３を縦向中心線Ｌ
１回りに回転させる回転駆動手段と、回転基板３上に固
定され起電力を発生させるソーラパネル４と、横向中心
線Ｌ２回りに回転可能に枢支されると共に受光面ｆ２に
太陽光を反射させるリフレクタ５と、反射面ｆ１と受光
面ｆ２との対向角θに相当するカムリフト量が設定され
るカム面が形成されたカム面形成部材と、カム面に検出
端７を当接して対向角θだけリフレクタ５を回動操作す
るリンク系８とを有し、回転駆動手段によってフレクタ
５が太陽に正対する回転位置に保持された際にリフレク
タ５が太陽光を受光面ｆ２に反射できる対向角θを保持
するようにカムリフト量が設定されたことを特徴とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両等に搭載される装備品の電源を太陽光を利用して充電出来るソ ーラパネル装置、特に、ソーラパネルの受光面に太陽光をリフレクタによって反 射させて光量を十分に確保できるリフレクタ付きのソーラパネル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両等、特に特装車が多種の分野で幅広く使用されており、これら特装車には 各種の電気機器が搭載されることが多くなっている。 特に近年はレジャーの分野でも多種の特装車が各開発され、多種の電気機器を 搭載して野外で使用されることが多くなっている。例えば、キャンピングカーの 場合も、家庭用の電気機器のほとんどに相当する種類のものが搭載されるように なっており、電力消費量が多くなる傾向に有り、充電装置も各種利用されている 。この内、太陽電池等の光電変換素子を用いた充電装置であるソーラパネル装置 は野外での使用が容易で、しかも騒音発生等も無く幅広く使用されている。

【０００３】 例えば、図１２に示すように、従来の車載のソーラパネル装置は車両のルーフ １上に適宜のブラケット２を介して基板３を固定しておき、基板３上にソーラパ ネル４を装着し、このソーラパネル４を図示しない車両の電源等に接続している 。このソーラパネル４は太陽光線を受光面５で所定量以上受けると発電し、図示 しない電源の充電に供される。特に、ソーラパネル４に対向する位置にリフレク タ６を配設し、そのリフレクタ６によって太陽光を反射し、反射光を受光面５に 導くようにしたリフレクタ付きソーラパネル装置の場合、より多量の太陽光を受 光面５に導くことが出来、その充電効率を向上させることができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、このようなリフレクタ６を備えたソーラパネル４であっても、従来の 装置では、リフレクタ６もソーラパネル４も車両に対して固定されているか、手 動によってセット位置の変更が可能という程度であった。このため、通常は、最 も長時間太陽光線を受けられる向きにセットされるとその向きの変更は出来ない か、あるいは出来ても手動によって行われる程度であった。このため、常に最適 な向きにリフレクタ６及びソーラパネル４を向けることは困難で手間取り、日中 の間連続して十分に太陽光線を利用すりことは出来ず、問題と成っていた。 本考案の目的は、日中の間連続して十分に充電を行えるリフレクタ付きソーラ パネルを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために、本考案は基台に対し縦向中心線回りに回転可能 に枢支された回転基板と、上記回転基板を上記縦向中心線回りに設定回転速度で 回転させる回転駆動手段と、回転基板上に固定され上向きの受光面で受けた太陽 光の光量に応じた起電力を発生させるソーラパネルと、上記回転基板に対し横向 中心線回りに回転可能に枢支されると共に受光面に太陽光を反射させるリフレク タと、上記基台に取り付けられると共に上記リフレクタの反射面とソーラパネル の受光面との対向角に相当するカムリフト量が設定されるカム面が形成されたカ ム面形成部材と、上記基台に支持されると共に上記カム面に検出端を当接して上 記カムリフト量相当の対向角だけリフレクタを回動操作するリンク系とを有し、 上記回転駆動手段によって上記回転基板が駆動されて上記リフレクタが太陽に正 対する回転位置に保持された際に、上記リフレクタが上記太陽光を受光面に反射 できる対向角を保持するように上記カム面のカムリフト量が設定されたことを特 徴とすとする。

【０００６】

【作用】

回転駆動手段によって回転基板が駆動されてリフレクタが太陽に正対する回転 位置に保持された際に、回転基板上のカム面形成部材も回転し、このカム面形成 部材のカム面に操作されたリンク系がリフレクタを回動操作し、このリフレクタ を太陽光を受光面に反射できる対向角に保持するので、回転駆動手段によって自 動的に最適な対向角にリフレクタを保持出来る。

【０００７】

【実施例】

図１のリフレクタ付きソーラパネル装置は図示しないキャンピングカーのルー フ１に取り付けられ、図示しない電源を成すバッテリーの充電に供される。 このリフレクタ付きソーラパネル装置はルーフ１に載置されてボルト止めされ る基台２と、基台２上に配備されてその中心位置を通る縦向中心線Ｌ１回りに回 転可能に枢支された回転基板３と、回転基板３上に一体的に固定されたソーラパ ネル４と、ソーラパネル４の一側近傍に配置されて回転基板３に対し横向中心線 Ｌ２回りに回転可能に枢支されるリフレクタ５と、基台２上に取り付けられると 共に縦向中心線Ｌ１を中心として配置されるカム面形成部材としてのカムプレー ト６と、基台２に支持されると共にカムプレート６に当接する検出端７（図３参 照）とリフレクタ５とを結ぶリンク系８と、回転基板３を縦向中心線Ｌ１回りに 設定回転速度で回転させる回転駆動手段９と、ソーラパネル４の出力端子１０に 接続される充電回路１１と、充電回路１１に接続されるバッテリー１２とを備え る。

【０００８】 図１乃至図３に示すように、基台２は円板状のベース１３と、その周辺より下 方に延びてルーフ１にボルト止めされる４つの脚部１４と、ベース１３の中央の ベース穴２０を有した軸受１５に軸部１７が枢支されるカムテーブル１６とで構 成される。この内、カムテーブル１６の上面の周縁部には東西南北の方位印Ｅ， Ｗ，Ｓ，Ｎ（図３参照）が記入される。ベース１３は周縁に一定間隔で多数のね じ穴１８を形成され、選択されたねじ穴１８にはカムテーブル１６に支持された 固定ねじ１９が捩じ込まれる。このため、初めにベース１３とカムテーブル１６ を相対的に回転させて、車両の向きに無関係に基台としてのカムテーブル１６の 方位を磁石に合わせ、その上でベース１３とカムテーブル１６を一体結合するこ とが出来る。

【０００９】 カムテーブル１６は図２に示すように中空の円板状を成し、中空室２１に軸部 １７の軸穴が連通する。この軸穴にはカムテーブル１６の上面２３上の中央穴２ ４に遊嵌された回転基板３の回転軸２５が回転自在に嵌合される。しかも、回転 軸２５の中空室２１との対向位置にはスーパーギア２６が固着され、その固着部 の下位置が軸受ブラケット４５で枢支され、同軸受ブラケットの他端はカムテー ブル１６の内壁面にビス止めされている。ここで、スーパーギア２６は回転駆動 手段９の一部を成す。 回転駆動手段９はスーパーギア２６と同ギアに噛み合うドライブギア２７と同 ギア２７を駆動する減速機付きのモータから成る駆動ユニット２８と同ユニット ２８に結線されたコントローラ３０とで構成される。なお、駆動ユニット２８も カムテーブル１６の内壁面にブラケット４６を介してビス止めされている。更に コントローラ３０はバッテリー１２に接続される。

【００１０】 図８及び図９に示すように、スーパーギア２６はドライブギア２７及び後述の リターンバネ３１によって１日に１回づつ回転するように形成される。即ち、日 の出より日の入りまでの時間が最も長い夏至における日中の時間にドライブギア ２７に駆動される歯付き域ａ１と夜間に駆動する平滑域ａ２とに区分されている 。歯付き域ａ１の歯はドライブギア２７によって初期位置（図８（ａ）参照）よ り解除位置（図８（ｃ）参照）まで当速で回転されるように形成される。平滑域 ａ２はドライブギア２７に係止されず、ドライブギア２７に無関係に回動可能で ある。このため、スーパーギア２６の日没時対向部２６１にはリターンバネ３１ の一端が係止され他端はベース１３に係止され、スーパーギア２６の日没時対向 歯２６２がドライブギア２７との係合を解除された時点でその弾性力でスーパー ギア２６を空回転させて、ドライブギア２７に日の出時対向歯２６３を当接させ るように働く。

【００１１】 コントローラ３０は日の出より日の入りまでの時間が最も長い夏至における日 中の時限をタイマの出力に基づき算出し、この間にオン指令を駆動ユニット２８ の図示しない駆動回路に発し、同ユニットを駆動させ、それ以外の夜間時限にオ フ指令を発し、駆動ユニット２８の駆動を停止させる。このため、このオン指令 時にドライブギア２７が歯付き域ａ１を回転させ、オフ指令時に入った直後にリ ターンバネ３１がスーパーギア２６を平滑域ａ２に相当する角度だけ空回転させ る。

【００１２】 スーパーギア２６と一体回転する回転基板３はここでは矩形を成し、その中央 に一体的にソーラパネル４を取り付け、一端の枠部３０１にヒンジ３２を介して リフレクタ５を枢着する。ソーラパネル４は周知の光電変換素子であり、太陽光 の光量に応じたレベルの起電力を発するもので、ここではその出力端子１０が回 転軸２５の下端に配設され、回転軸２５と一体回転するブラシを構成している、 即ち、ベース１３の下面中央には出力端子１０に摺接する摺接端子３４を支持し た板状部材３５が形成されている。この内一方の出力端子１０及び一方の摺接端 子３４は縦向中心線Ｌ１上に位置する。他方の出力端子１０は縦向中心線Ｌ１を 中心としたリング状の他方の摺接端子３４に摺接する。これら両摺接端子３４， ３４は充電回路１１及びバッテリー１２に接続される。ここで、充電回路１１は 周知の過充電防止回路として構成される。 回転基板３に対してソーラパネル４はヒンジ３２の横向中心線Ｌ２回りに回動 可能に連結され、特に、リフレクタ５の反射面ｆ１とソーラパネル４の受光面ｆ ２との対向角θがリンク系８、カムプレート６及び回転駆動手段９の協同作用に よって増減制御される。

【００１３】 ここで、カムプレート６は図３，図５及び図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示 すように、一定幅の金属ベルトをエンドレスの環状体に加工して形成されたもの で、カムテーブル１６（図５及び図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）中には簡略して 平面視を矩形として示した）の上面に一体的に取り付けられている。特に、縦向 中心線Ｌ１を中心にカムテーブル１６と共に回転し、縦向中心線Ｌ１からの間隔 （半径方向の距離）ｒ｛＝ｒ０（ベース円半径）＋ｈ（カムリフト量）｝が変化 するように真円状態と異なった変形リング状を成す。即ち、日の出より日の入り までの時間が最も長い夏至における日中の時間に検出端７と当接する小径域ｂ１ と夜間に当接する大径域ｂ２と両者の内壁面をスムーズに連結する一対の湾曲部 ｂ３，ｂ４とが連続的に結合された構成を成す。

【００１４】 他方、リンク系８はＬ型のレバー４１と同レバーに連結されるロッド４２とで 構成される。この内、Ｌ型のレバー４１は回転基板３の下面に縦向きピン４０を 介して枢着され、その一端の検出端７のローラ７０１がカムプレート６の内壁面 に当接し、他端には長穴４３が形成される。ロッド４２はその両端に玉結合部材 ４２１，４２２を備え、中央に長さ調整用のターンバックル４２３を備え、玉結 合部材４２１のねじ部がＬ型ステー４７を介して長穴４３にナット４４で締め付 けられ、玉結合部材４２２のねじ部がリフレクタ５の側枠に直接締め付け固定さ れる。

【００１５】 ここでリフレクタ５の自重はロッド４２及びＬ型ステー４７を介してレバー４ １に加わり、この時、レバー４１はローラ７０１をカムプレート６の内壁面に押 しつけるように働く。ここでは、カムプレート６の大径域ｂ２にローラ７０１が 当接する夜間の場合、リフレクタ５を閉じ位置Ｈ０（図２参照）に保持し、小径 域ｂ１にローラ７０１が当接する日中には、リフレクタ５を開状態に保持するよ うに縦向中心線Ｌ１とカムプレート６の内壁面の間隔ｒ（図２参照）が設定され る。特に小径域ｂ１にローラ７０１が当接する日中の時間には各時点毎に、リフ レクタ５が反射面ｆ１で受けた太陽光を受光面ｆ２に反射できる対向角θを保持 出来る様に、ローラ７０１が当接する小径域ｂ１の縦向中心線Ｌ１からの間隔ｒ が適宜設定される。なお、ここではカムプレート６の小径域ｂ１、大径域ｂ２及 び両湾曲部ｂ３，ｂ４の形状は日の出より日の入りまでの時間が最も長い夏至に 対応するように形成され、それ以外の日に適確に、リフレクタ５が反射面ｆ１で 受けた太陽光を受光面ｆ２に反射できる対向角θを保持するように、長穴４３と 玉結合部材４１１との相対的な結合位置調整や、ターンバックル４２３による長 さＳ調整が可能に成るように構成されている。

【００１６】 即ち、ターンバックル４１３はその長さＳを増減調整させると、図４に示すよ うに日の出時である初期時（図４のｐ０位置）の対向角θ０を調整出来る。この 対向角θ０は年間に渡ってほぼ一定であり一度のセットで済む。更に、図５に示 すように、長穴４３と玉結合部材４１１側のＬ型ステー４７との相対的な結合位 置を調整してレバー比を代えて夏至の正午（図４のｐ１位置）における対向角θ １と冬至の正午（図４のｐ２位置）における対向角θ２の相違を調整することを 可能としている。なお、図５に示す様に、これら長穴４３上の位置調整は手動に よって行われ、ナット締め操作でセットが完了する。

【００１７】 上述のようなリフレクタ付きソーラパネル装置の作動を説明する。ここでは、 図示しないキャンピングカーが適宜の場所に停車されると、まず、操作者はリフ レクタ付きソーラパネル装置のカムテーブル１６をベース１３に対して相対回転 させて、方位印（図３参照）を磁石の方位に一致するよう向け、その上でカムテ ーブル１６をベース１３に固定ねじ１９によって固定する。これによってカムテ ーブル１６のカムプレート６の方位が所定の方位にセットされる。次に、ターン バックル４１３の調整が済んでいるとすると、長穴４３と玉結合部材４１１側の Ｌ型ステー４７との相対的な結合位置を調整してレバー比を代えて、現在の季節 に応じた正午における対向角θが得られるようにセットする。

【００１８】 なお、ここで対向角θの余角をリフレクタ角α（図４参照）とすると、夏にお けるリフレクタ角αは−３０°（日の出、日の入り）〜２３°（正午）に、春秋 におけるリフレクタ角αは−３０°（日の出、日の入り）〜７°（正午）に、冬 におけるリフレクタ角αは−３０°（日の出、日の入り）〜−９°（正午）に、 それぞれ調整されることが望ましいとのデータが得られた。 このようにして調整された後、コントローラ３０の図示しないメインスイッチ がオンされる。

【００１９】 この後、図示しないマニュアルスイッチを操作して回転基板３を回転させ、現 時点での太陽に向かう方位に回転基板３をセットし、コントローラ３０の自動モ ードでの制御に入る。これによって、コントローラ３０は日中の時限をタイマの 出力に基づき算出し、オン指令を駆動ユニット２８の図示しない駆動回路に発し 、同ユニットを駆動させ、これに応じてスーパーギア２６と一体の回転基板３が 一定速度で回転し、リフレクタ５及びソーラパネル４を太陽方向に常時正対する ように回転する。しかも同時にカムプレート６の内壁面に検出端のローラ７０１ を常時当接させたリンク系８はカムリフト量ｈ（＝ｒ−ｒ０）相当の対向角θだ けリフレクタを回動操作し、常時、リフレクタ５が反射面ｆ１で受けた太陽光を 受光面ｆ２に効率良く反射し、これによって、ソーラパネル４が効率良く太陽光 を光電変換出来る。このソーラパネル４からの起電力は出力端子１０、摺接端子 ３４を経て過充電防止用の充電回路１１を経てバッテリー１２に達し、充電に供 される。

【００２０】 この後、日の入りの時点に達すると、スーパーギア２６の日没時対向歯２６２ がドライブギア２７との係合を解除され（図８（ｃ）の解除位置参照）、その時 点で図示しないリミットスイッチがオン指令を発し、このオン指令に応じてコン トローラ３０は夜間時限と見做し、オフ指令を発し、駆動ユニット２８の駆動を 停止させる。しかもこの時、スーパーギア２６はドライブギア２７との係合を解 除され、リターンバネ３１がスーパーギア２６を平滑域ａ２に相当する角度だけ 空回転させ、ドライブギア２７に日の出時対向歯２６３を当接させる（図８（ｄ ）参照）。

【００２１】 この結果、コントローラは次の日の日中の時限をタイマの出力に基づき算出す る時点まで駆動ユニット２８を停止させ、これによって無駄な電力の消費を防止 出来る。この後、コントローラは次の日の日中の時限をタイマの出力に基づき算 出するとオン指令を発し、駆動ユニット２８を駆動し、ドライブギア２７が日の 出時対向歯２６３と噛み合い、定速回転に入り、カムプレート６、リンク系８の 働きで、リフレクタ５が初期対向角θ０（図４参照）にセットされ、ソーラパネ ル４が効率良く日の出時より太陽光を光電変換出来る。

【００２２】 上述の処において、カムテーブル１６の上面に固定されるカムプレート６は変 形したリング状を成していたが、場合により、図１１に示すようにカムテーブル １６（ここでは矩形状に示した）の上面に固定される半月型に形成されても良い 。この場合のカムプレート６ａは図１のリフレクタ付きソーラパネル装置で用い るカムプレート６の小径域ｂ１に相当する部分のみが連続的に形成された構成で あれば良い。このようなカムプレート６ａにガイドされるリンク系その他の部材 は図１の装置と同様であり、ここでは重複説明を略す。この半月型のカムプレー ト６ａを備えたリフレクタ付きソーラパネル装置は、夜間に当接する大径域ｂ２ （図３参照）が無いことより、完全にリフレクタが自重で閉鎖位置に保持され、 この点以外は図１の装置と同等であり、同等の作用効果を示す。

【００２３】

【考案の効果】

以上のように、この考案は回転駆動手段、カムプレート及びリンク系の働きに よって、リフレクタ及びソーラパネルが常に太陽に正対でき、このため太陽光を 効率良くソーラパネルに導け、太陽光の光量に応じた起電力をソーラパネルが発 生して日中の間連続して十分に充電を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としてのリフレクタ付きソー
ラパネル装置の斜視図である。

【図２】図１のソーラパネル装置の要部断面図である。

【図３】図１のソーラパネル装置の分解斜視図である。

【図４】図１のソーラパネル装置の対向角の説明図であ
る。

【図５】図１のソーラパネル装置のリンク系の駆動説明
図である。

【図６】太陽の方位説明図である。

【図７】（ａ）は図１のソーラパネル装置の朝の方位説
明図、（ｂ）は同装置の正午の方位説明図、（ｃ）は同
装置の夕方の方位説明図である。

【図８】（ａ）は図１のソーラパネル装置のスーパーギ
アとドライブギアの日の出位置の説明図、（ｂ）は同両
ギアの夕方位置の説明図、（ｃ）は同両ギアの日没直後
位置の説明図、（ｄ）は日没後で日の出待機位置の説明
図である。

【図９】図８（ａ）のｅの拡大部分図である。

【図１０】（ａ）は図１のソーラパネル装置のカムプレ
ートとリンク系の日の出位置の説明図、（ｂ）は同カム
プレートとリンク系の正午位置の説明図、（ｃ）は同カ
ムプレートとリンク系の日没位置の説明図である。

【図１１】本考案の他の実施例としてのソーラパネル装
置で用いるカムプレートの斜視図である。

【図１２】従来の車載のソーラパネル装置の概略側面図
である。

【符号の説明】

１ ルーフ ２ 基台 ３ 回転基板 ４ ソーラパネル ５ リフレクタ ６ カムプレート ７ 検出端 ８ リンク系 ９ 回転駆動手段 １６ カムテーブル ２６ スーパーギア ｈ カムリフト量 Ｌ１ 縦向中心線 Ｌ２ 横向中心線 θ 対向角 ｆ１ 反射面 ｆ２ 受光面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基台に対し縦向中心線回りに回転可能に枢
   支された回転基板と、上記回転基板を上記縦向中心線回
   りに設定回転速度で回転させる回転駆動手段と、回転基
   板上に固定され上向きの受光面で受けた太陽光の光量に
   応じた起電力を発生させるソーラパネルと、上記回転基
   板に対し横向中心線回りに回転可能に枢支されると共に
   受光面に太陽光を反射させるリフレクタと、上記基台に
   取り付けられると共に上記リフレクタの反射面とソーラ
   パネルの受光面との対向角に相当するカムリフト量が設
   定されるカム面が形成されたカム面形成部材と、上記基
   台に支持されると共に上記カム面に検出端を当接して上
   記カムリフト量相当の対向角だけリフレクタを回動操作
   するリンク系とを有し、上記回転駆動手段によって上記
   回転基板が駆動されて上記リフレクタが太陽に正対する
   回転位置に保持された際に、上記リフレクタが上記太陽
   光を受光面に反射できる対向角を保持するように上記カ
   ム面のカムリフト量が設定されたことを特徴とするリフ
   レクタ付きソーラパネル装置。