JPH0714806Y2

JPH0714806Y2 - 太陽光追尾センサ−

Info

Publication number: JPH0714806Y2
Application number: JP1987093128U
Authority: JP
Inventors: 計吾宮本; 潔秋田
Original assignee: システム工業株式会社
Priority date: 1987-06-16
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2002-06-16
Also published as: JPS63200715U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、太陽の方向を追尾するための太陽追尾センサ
ーに係り、より詳細には、太陽の方向を構造簡単な方法
で検出し、太陽光集熱板などの太陽光利用機器に利用す
る太陽光追尾センサーに関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の太陽光追尾センサーとしては種々の構成
のものがあるが、一般的には、太陽光をプリズムや反
射板を用いて間接的にフォトセンサーで検出するように
した構成と、太陽の直射光をフォトセンサーで検出す
るようにした構成の二種類のものが知られている。

すなわち、前者の太陽光追尾センサーは、二個のフォト
センサーに太陽光を全反射等により入射させて、該セン
サーに対する光強度の相違を検出し、これにより太陽の
方向を検出するようにした構成よりなる（特開昭61−23
368号公報等参照）。

また、後者の太陽光追尾センサーは、太陽光入射口を備
えた一個の筒体もしくは箱体の底面にフォトセンサーを
配設し、該センサーに太陽光を直接入射させ、その平均
光量の変化をセンサーで検知してその信号を利用して太
陽の方向を検出するようにした構成よりなる（特開昭58
−135425号公報、特開昭59−18414号公報等参照）。

そして、これらの太陽光追尾センサーは、その太陽光を
検出し、太陽の向きを逐次検出できるので、太陽エネル
ギーの利用をする各種太陽光利用機器の太陽光集熱効果
の向上を図ることができるという利点を有している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来の太陽追尾センサーにあっ
ては、例えば、該センサーを利用する太陽光利用機器等
によってはこのましくない場合がある。

すなわち、光学的プリズムや反射板などの組み合わせ
による太陽追尾センサーの場合は、構成が複雑に成りや
すく、コスト面で問題があり、また太陽光を直接入射
させる太陽追尾センサーの場合は、その太陽光が雲など
によって遮断されるような条件のときには、平均光量の
変化をセンサーで検知して一定の予測のもとに太陽の方
向を決定するようにしているので、正確な方向追尾がで
きないことと、反射等による間接太陽光の補正のための
構成が複雑に成りやすい等の問題点があった。

本考案は上述した点に対処して創案したものであって、
その目的とする処は、簡単な構成で、しかも容易に太陽
方向追尾ができる太陽光追尾センサーを提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

そして、上記目的を達成するための手段としての本考案
の太陽光追尾センサーは、太陽方向面側に直射光入射口
を有する複数個の直射光入射用孔を、円柱等の柱体の上
面または下面において、該柱体の軸心を中心とする円周
上に穿設し、該直射光入射用孔には、その内周面に、乱
反射防止処理されていて、かつ該直射光入射用孔は、前
記柱体の軸心に対して放射状もしくは逆放射状に同一角
度で傾斜していて、その下方の同一距離部位にそれぞれ
フォトセンサーを配設し、該直射光入射用孔の傾斜角度
を該フォトセンサーに太陽光の直射光のみが直接入射す
る角度とし、該複数個の直射光入射孔の特定の直射光入
射孔に対する太陽光の入射状態により太陽の方向を検知
する構成としている。

〔作用〕

そして、上記構成に基づく本考案の太陽光追尾センサー
の場合、太陽の日の出から日没までの移動に応じて、太
陽光の入射角度が異なるが、その太陽光の移動に応じ
て、該直射光入射孔に対して、順次、太陽光が入射する
ように作用する。つまり、複数個の該直射光入射孔の位
置は不動であり、今、どの直射光入射孔に太陽光の直射
が入射しているか検出することによって太陽の方向を検
出することができるように作用する。

また、直射光入射孔が、円柱等の柱体の軸心に沿って同
一円周上に複数個穿設されているので、太陽の移動を追
尾する際、該直射光入射用孔と軸心との位置関係にずれ
が生じなく、常に、良好に直射光を入射させることがで
き、かつその取り付け作業等が容易に行える。また、該
直射光入射孔には、その内周面に乱反射防止処理されて
いるので、間接光の補正の必要がなくなるという作用を
有する。

以上のように、本考案の太陽光追尾センサーは従来の同
様のセンサーと異なり、直射光のフォトセンサーへの入
射を誘導する下方向に向かって放射状または逆放射状に
傾斜する直射光入射孔を太陽方向面の同一円周上に複数
個形成または配設して、該複数個の直射光入射孔の特定
の孔（一つあるいは隣接する孔への太陽の直射光の入射
状態を検知することで、太陽の位置を検出できるように
した点に格別な特徴を有するセンサーである。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本考案を具体化した実施例
について説明する。

ここに、第１〜４図のそれぞれは、本考案の一実施例を
示し、第１図は平面図、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面
図、第３図は底面図、第４図は組み合わせ説明図であ
る。

本実施例の太陽追尾センサーは、円柱１に八個の直射光
入射用孔（ここで、孔とは本明細書において、穴を含む
概念で用いている）２、２・・が設けられ、直射光入射
用孔２、２・・内の底部に配設したフォトセンサー３、
３・・に太陽光の直射光のみが入射するようにした構成
よりなるセンサーである。

そして、円柱１は塩化ビニール製の材質でもって形成さ
れている。また、円柱１の上面は浅い円形の皿状に形成
され、底面は平面状に形成されている。ここで、該円柱
１としては、その高さが65mm、円形の皿状部の直径が45
mmよりなるものを用いている。

また、直射光入射用孔２、２・・は、45°の角度間隔で
八個、円柱１の軸線に沿う方向に穿設されていて、円柱
１の皿状平面における同一円周上に開口し、かつ５度の
傾斜角度をもって放射状（逆円錐状）に穿設され、下端
部は若干膨径大とし、その境部分にフォトセンサー３、
３・・を配設した構成としている。すなわち、直射光入
射孔２、２・・は、円柱１のスライト方向（上記同一円
周のスライト方向）の下方部位において、該直射光入射
孔２、２・・の太陽面側における上記同一円周と同心
で、かつ径の大きい同心方向に同一角度で傾斜するよう
に穿設されている。そして、フォトセンサー３、３・・
は同一長さの位置（太陽面側より同一距離の位置）に配
置された構成となっている。ここで、直射光入射用孔
２、２・・の径が4mm、膨径部分が８、2mmよりなるもの
を用いている。

なお、直射光入射用孔２、２・・の傾斜角度とは、フォ
トセンサー３、３・・の取付け面外側と太陽方向面の円
柱１の軸線側とを直線で結んだ直射光入射線Ｌと円柱１
の軸線（スライト）である基準線ｌとが作る角度（穴開
け角度）θをいう。ところで、直射光入射用孔２、２・
・の孔径は、必要に応じて任意の大きさとすればよい
が、一般的にはフォトセンサー３、３・・の受光素子に
より決定される。該受光素子の感度の差異は太陽方向面
にフィルターを取付けて解決するようにしてある。

ここで、フォトセンサー３、３・・としては、太陽電
池、フォトトランジスター、フォトダイオード等の受光
素子を必要に応じて、適宜、選択使用するようにしてい
る。そして、フォトセンサー３、３・・は直射光入射孔
２、２・・の下方部位に専用基板を介してネジ止め固定
等するようにしている。また、直射光入射用孔２、２・
・の内周面には直射光以外の光が乱反射しないように形
成されている。

次ぎに、上記構成に基づく本実施例の太陽光追尾センサ
ーの作用について、第４図を参照しながら説明する。

ここで、第４図に示すように、八個穿設されている太陽
光の直射光を誘導する直射光入射孔２に順次、右回りに
Ａ〜Ｈまで符号を付け、Ａの直射光入射孔、又はＡ、Ｂ
の直射光入射孔、又はＡ、Ｂ、Ｃの各それぞれの組み合
わせ以外の直射光入射孔には直射光が入射しないように
フォトセンサー３、３・・の位置が設定してある。そし
て、上記３組の組み合わせ条件は次のようになる。

ここで、この組み合わせにおいて、太陽の直射光がＡの
直射光入射孔２のフォトセンサー３に入射すると共に、
ABの直射光入射孔２、２およびABCの直射光入射孔２、
２、２に入射している場合、次にＢの直射光入射孔のフ
ォトセンサー３に入射すると共に、BCの直射光入射孔
２、２およびBCDの直射光入射孔２、２、２に入射して
いる場合というように、今どこの直射光入射孔２に直射
光が入射しているかが判明し、そして、その入射状態を
フォトセンサー３、３・・が感知し、その信号をコンピ
ュータ処理してモーターなどを駆動させ、太陽光利用機
器を太陽の方向に追尾させることができるように作用す
る。例えば、太陽光利用機器として、太陽光収光レンズ
により収光する太陽光収光装置を用い、該明かりをアク
リル樹脂棒等を光導体として室内に導入し、照明設備と
して利用できるように作用する。

ところで、上述した実施例においては、円柱に直射光入
射孔（円孔）を穿設した構成で説明したが、該孔（円孔
に限らず、角孔等であってもよい）を穿設する基材とし
ては円柱に限られるものでない。また、直射光入射孔
は、八個に限られるものでなく、必要に応じて増減した
構成としてもよいことは当然であり、また該孔を穿設す
る円柱の大きさや孔の穿設される位置は適宜変更使用で
きることも当然である。

なお、本考案は上述した実施例に限定されるものでな
く、本考案の要旨を変更しない範囲内で変形実施できる
ものを含む。

〔考案の効果〕

以上の記載より明らかなように、本考案の太陽光追尾セ
ンサーによれば、直射光のフォトセンサーへの入射を、
誘導する下方向に向かって放射状または逆放射状に傾斜
する複数個の直射光入射孔を用い、該複数個の直射光入
射孔の特定の孔（一つあるいは隣接する孔への太陽の直
射光の入射状態を検知することで、太陽の位置を検出で
きるようにしたので、従来における太陽光追尾センサー
と異なり、間接太陽光をよる補正等を全く、あるいはあ
まり考慮することなく太陽光の位置を検出できるという
効果を有する。

また、本考案の太陽光追尾センサーによれば、直射光入
射孔が、円柱等の柱体の軸心に沿って同一円周上に複数
個穿設されているので、太陽の移動を追尾する際、該直
射光入射用孔と軸心との位置関係にずれが生じなく、常
に、良好に直射光を入射させることができ、かつその取
り付け作業等が容易に行えるという効果を有する。ま
た、該直射光入射孔には、その内周面に乱反射防止処理
されているので、間接光の補正の必要がなくなるという
効果を有する。

従って、本考案の太陽追尾センサーによれば、直射光の
検出の有無のみで、これを直接、検出信号として取り出
すことで太陽光の向きを検出できるので、その構成の簡
単なセンサーを提供できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本考案の一実施例を示し、第１図は平面
図、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図、第３図は底面図、
第４図は組み合わせ説明図である。１……円柱、２……直射光入射用孔、３……フォトセン
サー

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】太陽方向面側に直射光入射口を有する複数
個の直射光入射用孔を、円柱等の柱体の上面または下面
において、該柱体の軸心を中心とする円周上に穿設し、
該直射光入射用孔の内周面は、乱反射防止処理されてい
て、かつ該直射光入射用孔は、前記柱体の軸心に対して
放射状もしくは逆放射状に同一角度で傾斜していて、そ
の下方の同一距離部位にそれぞれフォトセンサーを設
け、該直射光入射用孔の傾斜角度を該フォトセンサーに
太陽光の直射光のみが直接入射する角度とし、該複数個
の直射光入射孔の特定の直射光入射孔に対する太陽光の
入射状態により太陽の方向を検知することを特徴とする
太陽光追尾センサー。