JPH0729510U - 太陽光採光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射ミラーの回転位置を検出するためのスイ
ッチ機構を縮小することが可能な太陽光採光装置を提供
する。 【構成】 反射ミラーの方位方向の回転と共に回転する
回転軸９に、突起物９５が設けられた円板９４が取り付
けられている。突起物９５は、円板９４の回転が正逆い
ずれの方向であってもリミットスイッチ９３の被押圧部
９３ａを押圧できるテーパが設けられている。そのた
め、リミットスイッチ９３を１つ用いれば、回転軸９の
正逆いずれの方向に対しても適切なスイッチ動作を行う
ことができ、スイッチの規模を縮小できる。リミットス
イッチ９３は、反射ミラーの回転の異常を検出するため
に設けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、太陽光の入射方向を高精度に検出し、屋内や日照条件の悪い場所に 太陽光を反射して照射させる太陽光採光装置に関し、特に光センサおよび反射ミ ラーの回転角度を検出するセンサブロックの小規模化を図ることができる太陽光 採光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から屋内や日照条件の悪い場所に太陽からの光を導く太陽光採光装置が知 られている。 このような太陽光採光装置としては、例えば図３１に示すように、光検出部２ ０１で太陽光を検出し、この検出結果に基づいて、太陽光を所定位置に適切に反 射させるように、レンズ２００を方位方向および仰角方向に回転させるものが知 られている。 このような太陽光採光装置には通常、レンズ２００の異常な回転により、装置 が破損されることを防止するために、レンズ２００が方位方向および仰角方向の 所定の回転位置を達したときにオンになるリミットスイッチが設けられており、 このリミットスイッチがオンになるとモータ駆動の電源が強制的に停止される。 図３２は、リミットスイッチを説明するための図であり、図３３はリミットス イッチの外観図である。 図３２に示すように、例えば、図３１に示すレンズ２００の方位方向の回転を 駆動する回転軸１３１と共に回転する円板１３３に突起物１３０が設けられてお り、円板１３３の周囲には、リミットスイッチ１３２ａ、１３２ｂおよびリター ンスイッチ１３４ａ、１３４ｂが設けられている。 リターンスイッチ１３４ａ、１３４ｂは、レンズ２００の回転領域を規定する ためのスイッチであり、突起物１３０が進入してオンになると、モータはレンズ ２００を逆の方向に回転させる駆動を行う。 リミットスイッチ１３２ａ、１３２ｂおよびリターンスイッチ１３４ａ、１３ ４ｂは、図３３に示すような形状をしたマイクロスイッチであり、突起物が矢印 の方向から進入すると、突起物によってレバー１３７が押されてスイッチ１３６ が押圧され、オンとなる。このような、マイクロスイッチでは、通常、突起物の 一方向の進入に対してのみ動作可能である。 従来の太陽光採光装置では、図３２に示すような配置で、円板１３３のＡ方向 の回転による突起物１３０の進入に対して動作するリミットスイッチ１３２ａお よびリターンスイッチ１３４ａと、円板１３３のＢ方向の回転による突起物１３ ０の進入に対して動作するリミットスイッチ１３２ｂおよびリターンスイッチ１ ３４ｂとが設けられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述した太陽光採光装置では、２つのリミットスイッチ１３２ａ、１ ３ｂを用いる必要があり、その規模は比較的大きくなることから、軸受けなどス ペースの余裕のない場所に取り付けることが困難であるという問題がある。 また、リターンスイッチ１３４ａ、１３４ｂの間に、２つのリミットスイッチ １３２ａ、１３２ｂを配置するため、リターンスイッチ１３４ａ、１３４ｂを近 接して配置できず、レンズ２００の回転領域θを広くすることができないという 問題がある。

【０００４】 本考案は、上述した従来技術の問題に鑑みてなされ、反射ミラーの回転位置を 検出するためのスイッチ機構を小規模化にすることができ、装置の小規模化を図 ることが可能な太陽光採光装置を提供することを目的とする。 また、本考案は、リターンスイッチによって規定される反射ミラーの回転領域 を広範囲にすることができる太陽光採光装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述した従来技術の問題を解決し、上述した目的を達成するために本考案の太 陽光採光装置は、予め区分けされた複数の検出範囲のうち、最大の太陽光量が検 出された検出範囲を特定する第１の光検出手段と、前記第１の光検出手段によっ て特定された検出範囲を基準として太陽の方位方向および仰角方向の位置を検出 する第２の光検出手段と、太陽光を反射する光反射手段と、前記第２の光検出手 段によって検出された太陽の方位方向の位置に応じて、前記光反射手段を方位方 向に回転させる第１の駆動手段と、前記第２の光検出手段によって検出された太 陽の仰角方向の位置に応じて、前記光反射手段を仰角方向に回転させる第２の駆 動手段と、押圧されることでスイッチを切り換える被押圧部と、前記光反射手段 の回転に応じて回転し、この回転が正逆方向いずれの方向であっても前記被押圧 部を押圧可能なテーパ面を有する突起部とを有し、前記スイッチの切り換えに基 づいて、所定の回転領域内において前記光反射手段の回転が行われるように前記 光反射手段の回転を制御するための回転角度検出手段とを有する。

【０００６】

【作用】

本考案の太陽光採光装置では、第１の光検出手段によって予め区分けされた複 数の検出範囲のうち、最大の太陽光量が検出された検出範囲が特定される。 そして、第１の光検出手段によって特定された検出範囲を基準として例えば、 第２の光検出手段が検出可能な範囲に太陽が位置するように、第２の光検出手段 が移動される、第２の光検出手段によって太陽の方位方向および仰角方向の位置 が検出される。 そして、第２の光検出手段によって検出された太陽の方位方向および仰角方向 の位置に応じて、第１の駆動手段および第２の駆動手段によって光反射手段が方 位方向および仰角方向に回転される。 このとき、回転角度検出手段によって、光反射手段の回転角度が検出され、こ の検出された回転角度に基づいて、例えば、光反射手段に異常な回転が生じてい ると判断した場合に、光反射手段の回転駆動を強制的に停止する。 回転角度検出手段では、光反射手段の回転に応じて突起部が回転し、この突起 部のテーパ面が被押圧部に接触すると、被押圧部が押圧されてスイッチが切り換 えられ、このスイッチの切り換えをトリガーとして光検出手段の回転が制御され る。 この回転角度検出手段は、単体で、光反射手段の回転が正逆方向いずれの方向 であっても前記被押圧部を押圧可能であるため、正方向および逆方向それぞれの 回転に応じた回転角度検出手段を設ける必要がなく、その規模を縮小することが できる。 その結果、例えば、軸受けなど比較的取り付けスペースに余裕のない場所にも 回転角度検出手段を容易に取り付けることが可能となる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の一実施例に係わる太陽光採光装置について説明する。 図１は、本実施例に係わる太陽光採光装置１の取り付け例を説明するための図 である。 図１に示すように、太陽光採光装置１は、例えば一般家屋の屋上に取り付けら れ、後述するように太陽光を検出することで反射ミラーの方位および仰角方向の 姿勢を制御し、太陽光を反射ミラーにて反射して屋内に照射する。

【０００８】 図２は太陽光採光装置１の正面側の構成について説明するための図、図３は太 陽光採光装置１の側面側の構成について説明するための図、図４は太陽光採光装 置１の平面側の構成について説明するための図である。 太陽光採光装置１は、図２〜図４に示すように、Ｌ字型の支持台２の上部に方 位方向回転駆動部１０および光センサ１１が設けられており、方位方向回転駆動 部１０によって回転される回転軸９にミラー把持部８が取り付けられており、仰 角方向回転駆動部７および軸受け部６を介して円盤状の反射ミラー４がミラー把 持部８に対して仰角方向に回転自在に取り付けられている。 また、太陽光採光装置１には、反射ミラー４、ミラー把持部８、仰角方向回転 駆動部７および軸受け部６を覆うようにケース３が設けられ、ケース３はケース 把持部５を介して支持台２に固定されている。さらに、支持台２は、例えば一般 家屋の屋上に設けられた支柱９０に留め具９１によって固定されている。

【０００９】 太陽光採光装置１は、光センサ１１によって太陽光の入射する方向を検出し、 この検出方向からの太陽光を反射ミラー４で反射し、窓１２を介して屋内に照射 するように、方位方向回転駆動部１０および仰角方向回転駆動部７の駆動を制御 する。 このとき、方位方向回転駆動部１０の回転駆動によって回転軸９およびミラー 把持部８が方位方向に回転し、この回転に連動して仰角方向回転駆動部７および 軸受け部６と共にミラー把持部８が方位方向に回転する。 また、仰角方向回転駆動部７の回転駆動によって反射ミラー４が仰角方向に回 転する。

【００１０】 以下、太陽光採光装置１の各構成要素のそれぞれについて詳細に説明する。 方位方向回転駆動部１０について説明する。 図５は方位方向回転駆動部１０における回転駆動動作を説明するための正面図 であり、図６は図５における方向Ａからの方位方向回転駆動部１０の側面図であ る。 方位方向回転駆動部１０は、図５および図６に示すように、モータ２０によっ て回転駆動される回転軸２１にウォーム２２が取り付けられ、回転軸２１に直交 する回転軸９にウォーム２２と噛み合うホイール２３が取り付けられている。ま た、回転軸９はその先端でネジ２５によってミラー把持部８に固定され、回転軸 ９の回転に連動してミラー把持部８が方位方向に回転する。 方位方向回転駆動部１０では、光センサ１１の検出に応じて生成された方位駆 動信号によってモータ２０の回転駆動が制御され、モータ２０の駆動によって回 転軸２１およびウォーム２２が回転される。ウォーム２２の回転に連動して回転 軸２１と直交する回転軸９を中心としてホイール２３が回転され、ホイール２３ の回転に連動して回転軸９と共にミラー把持部８が方位方向に回転される。

【００１１】 ホイール２３には、図６に示すように、留め具２６が設けられており、留め具 ２６で一端が留められ、他端が例えば支持台２に固定された留め具（図示せず） で留められ、回転軸９の周囲に巻き付けられたバネ２７が取り付けられている。 バネ２７はホイール２３の回転に応じて変形し、この変形応じた弾性力を生じ る。このバネ２７の弾性力は、ホイール２３が一方向に回転するようにホイール ２３に対して働くことで、ホイール２３の回転を安定させ、回転時に生じるバッ クラッシュを緩和する。さらに、バネ２７の弾性力によって、例えば、ウォーム ２２が一方向に押圧され、これによってベアリング（軸受け）のスラスト方向の がたも抑制される。その結果、反射ミラー４の方位方向の高精度な位置決めが可 能となる。

【００１２】 図７は、方位方向回転駆動部１０に設けられた回転角度検出用のセンサを説明 するための図であり、図５における方向Ｂからの方位方向回転駆動部１０の平面 図である。 図７に示すように、方位方向回転駆動部１０には、リターンスイッチ９２ａ、 ９２ｂおよびリミットスイッチ９３が設けられている。回転軸９に取り付けられ た円板９４上に設けられた突起物（図示せず）によって、これらがオン／オフさ れる。

【００１３】 リターンスイッチ９２ａ、９２ｂは、反射ミラー４の方位方向回転領域を限定 する。具体的には、反射ミラー４の方位方向の回転角度が上記方位方向回転領域 を越えるような回転角度に回転軸９が達したときにオンになり、このオンをトリ ガーとして反射ミラー４の方位方向の回転を行うモータ２０の回転方向を逆にす る。 リミットスイッチ９３は、リターンスイッチ９２ａ、９２ｂによる上記モータ ２０の制御が適切に機能せず、反射ミラー４が方位方向回転領域を越えて回転す る非常事態が発生した場合に、上記モータ２０の供給電源を強制的に切ることで 太陽光採光装置１の破損を防止する。

【００１４】 図８は、リターンスイッチ９２ａ、９２ｂを説明するための図である。 図８に示すように、円板９４には突起物９７が設けられ、回転軸９に連動した 円板９４の回転に応じて突起物９７が回転し、この突起物９７がリターンスイッ チ９２ａ、９２ｂのレバー９２ａ１、９２ｂ１を押し込むことで、リターンスイ ッチ９２ａ、９２ｂがオンになる。 レバー９２ａ１、９２ｂ１は、一端が固定されており、例えば、レバー９２ａ １は円板９４の正回転時における突起物９７の進入によってのみ押し込まれ、レ バー９２ｂ１は円板９４の逆回転時における突起物９７の進入によってのみ押し 込まれる。 これにより、回転軸９は、突起物９７が方位方向回転領域９６に位置するよう な回転角度で回転する。

【００１５】 図９は、リミットスイッチ９３を説明するための図であり、（Ａ）は正面図、 （Ｂ）は側面図である。 図９（Ａ）に示すように、円板９４には突起物９５が設けられ、回転軸９に連 動した円板９４の回転により突起物９５がリミットスイッチ９３の例えば半球形 状の被押圧部９３ａを押し込むことで、リミットスイッチ９３がオンになる。 突起物９５は、例えば図１０に示すようなテーパ面９５ａ、９５ｂを有する形 状をしている。突起物９５は、図９（Ａ）に示すように、例えば、円板９４の正 方向の回転によってテーパ面９５ａが被押圧部９３ａを押圧し、円板９４の逆方 向の回転によってテーパ面９５ｂが被押圧部９３ａを押圧し、突起物９５が正逆 いずれの回転方向からリミットスイッチ９３に進入しても、リミットスイッチ９ ３を適切にオン（押圧）できる。

【００１６】 このように、リミットスイッチ９３によれば、正逆いずれか一方の回転方向か らのみ突起物が進入する場合にのみスイッチがオンされる前述したリターンスイ ッチ９２ａ、９２ｂとは異なり、単体の機構で正逆いずれの方向から突起物９５ が進入してもスイッチをオンできるため、スイッチの数の低減、および、スイッ チ機構の小規模化を図ることが可能となる。 また、リミットスイッチ９３によれば、比較的動作の不安定なレバーを用いず にオン／オフ動作を行うことができ、動作の信頼性を高めることが可能となる。 さらに、リミットスイッチ９３によれば、その小規模化を図れるため、リター ンスイッチ９２ａ、９２ｂを近接して配置することができ、リターンスイッチ９ ２ａ、９２ｂによって規定される反射ミラー４の回転領域を広くすることが可能 となる。 尚、リミットスイッチ９３における突起部９５の形状は、上述したように、円 板９４が正逆いずれの方向から被押圧部９３ａに進入した場合にも、被押圧部９ ３ａを押圧することができるテーパ面を有すれば、図１０に示す形状に限定され ず、例えば、先端部が円形状のものを用いてもよい。

【００１７】 図９（Ｂ）に示すように、リミットスイッチ９３は弾性の継手１４０を介して 例えば方位方向回転駆動部１０の固定部９９に固定され、突起物９５は弾性の継 手１４１を介して円板９４に固定されている。そのため、突起物９５とリミット スイッチ９３とが接触すると、継手１４０、１４１が変形し、接触の衝撃による 破損が抑制される。

【００１８】 尚、方位方向回転駆動部１０では、リターンスイッチ９２ａ、９２ｂをさらに 近接して配置することができるようにリミットスイッチ９３を図７に示す位置に 設け、回転軸９が所定の回転角度に達したときにリミットスイッチ９３がオンと なる円板９４上の位置に突起部９５を設けている。

【００１９】 図１１は仰角方向回転駆動部７を説明するための図であり、（Ａ）は図４にお ける方向Ａからの仰角方向回転駆動部７の正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけ る方向Ａからの平面図である。図１２は図１１（Ａ）の方向Ｂからの仰角方向回 転駆動部７の側面図である。 仰角方向回転駆動部７は、図１１および図１２に示すように、反射ミラー４を 保持する反射ミラー受板４ａ上に固定されたモータ３０によって回転駆動される 回転軸３１には歯車３２が設けられ、回転軸３１と並行して設けられ反射ミラー 受板４ａに固定された回転軸３７には歯車３３が歯車３２と噛み合うように設け られている。 回転軸３７には、歯車３３の上方に位置するようにウォーム３５が設けられて いる。 ミラー把持部８には、反射ミラー４を仰角方向に回転させるための回転軸３８ が軸受けされ、ウォーム３５と噛み合うホイール３６が固定して設けられている 。

【００２０】 仰角方向回転駆動部７では、光センサ１１の検出に応じた仰角駆動信号によっ て、反射ミラー４を仰角方向に回転させるための駆動を行い、モータ３０からの 駆動によって回転軸３１および歯車３２が回転され、この回転に応じて歯車３３ 、回転軸３７およびウォーム３５が回転される。 このとき、ウォーム３５およびホイール３６はミラー把持部８に固定されてい るため、ウォーム３５はその回転に応じてホイール３６の周囲に沿って移動し、 ウォーム３５の移動に伴い回転軸３７および回転軸３７に一体となって固定され た反射ミラー受板４ａ、反射ミラー４が回転軸３８を中心として仰角方向に回転 される。

【００２１】 太陽光採光装置１では、比較的重量のある仰角方向回転駆動部７が、反射ミラ ー４の反射面の裏面における仰角方向の回転軸付近の多少下側に重心が位置する ように取り付けられており、仰角方向回転駆動部７の重量によって仰角方向回転 領域では一方向に回転させようとする力が反射ミラー４に常に加わっている。そ のため、反射ミラー４は比較的安定した状態で仰角方向に回転させることができ 、ウォーム３５とホイール３６との間に生じるバックラッシュが緩和される。さ らに、仰角方向回転駆動部７の重量によって、ウォーム３５が一方向に押圧され 、これによってベアリング（軸受け）のスラスト方向のがたも抑制される。その 結果、反射ミラー４の仰角方向の回転位置決めを高精度に行うことが可能となる 。

【００２２】 軸受け部６について説明する。 図１３（Ａ）は図４における方向Ｂからの軸受け部６の正面図であり、（Ｂ） は（Ａ）における方向Ａからの軸受け部６の平面図である。図１４は図１３（Ａ ）における方向Ｂからの軸受け部６の側面図である。 軸受け部６は、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ミラー把持部８に対して 軸４０が固定して設けられており、反射ミラー受板４ａに固定して設けられた継 手４３（斜線を付した部分）がベアリング４２を介して軸４０に回転自在に取り 付けられている。 軸受け部６には、図１４に示すようにリターンスイッチ１００ａ、１００ｂお よびリミットスイッチ１０１が設けられ、これらのスイッチのオン／オフにより 、反射ミラー４の仰角方向の回転を行うためのモータ３０の駆動が制御される。 リターンスイッチ１００ａ、１００ｂは前述したリターンスイッチ９２ａ、９ ２ｂと同様の機能を有し、リミットスイッチ１０１は前述したリミットスイッチ ９３と同様の機能を有している。これらのスイッチにより、反射ミラー４の仰角 方向回転領域内において回転が維持され、また、反射ミラー４の仰角方向の異常 な回転による太陽光採光装置１の破壊が防止される。

【００２３】 光センサ１１について説明する。 図１５は光センサ１１の正面側の構成を説明するための図であり、図１６は光 センサ１１の側面側の構成を説明するための図であり、図１７は光センサ１１の 平面側の構成を説明するための図である。 光センサ１１は、図１６に示すように、主に微検出用光センサ部５０、粗検出 用光センサ部６２、仰角方向回転駆動部６０および方位方向回転駆動部６１によ って構成されており、支持台６８に方位方向回転駆動部６１および粗検出用光セ ンサ部６２が固定して設けられ、方位方向回転駆動部６１の上方に仰角方向回転 駆動部６０および微検出用光センサ部５０が順に設けられている。

【００２４】 光センサ１１では、太陽光を入射する方位方向が粗検出用光センサ部６２によ って大まかに検出される。そして、粗検出用光センサ部６２の検出結果に基づい て、微検出用光センサ部５０の遮光板７０が太陽の方位方向に向くように方位方 向回転駆動部６１の駆動が制御され、仰角方向回転駆動部６０と共に微検出用光 センサ部５０が方位方向に回転される。 次に、太陽光を入射する方位方向および仰角方向に、遮光板７０が正確に向か い合うように、微検出用光センサ部５０からの出力信号に基づいて、仰角方向回 転駆動部６０および方位方向回転駆動部６１の駆動が制御される。

【００２５】 仰角方向回転駆動部６０は、微検出用光センサ部５０の仰角方向の回転を駆動 し、図１５および図１６に示すように、モータ５４を有し、モータ５４によって 回転駆動されるウォーム５３が回転軸５２に取り付けられたホイール５８と噛み 合わされており、回転軸５２にはさらに継手５１を介して微検出用光センサ部５ ０が取り付けられている。 方位方向回転駆動部６１は、微検出用光センサ部５０の方位方向の移動を駆動 し、図１５および図１６に示すように、モータ５５を有し、モータ５５によって 回転駆動されるウォーム５６が回転軸６９に取り付けられたホイール５７と噛み 合わされており、回転軸６９にはさらに仰角方向回転駆動部６０が固定して取り 付けられている。

【００２６】 また、仰角方向回転駆動部６０では、一端が仰角方向回転駆動部６０に固定さ れた留め具６４で留められ、他端が継手５１に固定され、回転軸５２に巻き付け れたバネ６３が取り付けられており、微検出用光センサ部５０の仰角方向に回転 したときウォーム５３とホイール５７との間に生じるバックラッシュおよびベア リング（軸受け）のスラスト方向のがたがバネ６３の弾性力によって緩和され、 微検出用光センサ部５０の仰角方向の高精度な位置決めを可能としている。 さらに、一端が仰角方向回転駆動部６０に固定された留め具６６で留められ、 他端が方位方向回転駆動部６１に固定された留め具６７で留められ、回転軸６９ の周囲に巻き付けれたバネ６５が取り付けられ、微検出用光センサ部５０の方位 方向に回転したときウォーム５６とホイール５７との間に生じるバックラッシュ およびベアリング（軸受け）のスラスト方向のがたがバネ６５の弾性力によって 緩和され、微検出用光センサ部５０の方位方向の高精度な位置決めを可能として いる。

【００２７】 粗検出用光センサ部６２について説明する。 粗検出用光センサ部６２は、図１７に示すように、点Ｏから方位方向にそれぞ れ約７０度の間隔で、光センサ８０ａ、８０ｂ、８０ｃが設けられており、これ らの光センサのうち太陽光を最も強く検出した光センサに対応した方位方向に太 陽が位置すると判断する。

【００２８】 図１８は、図１７に示す光センサ８０ａ、８０ｂ、８０ｃの外観図である。 図１８（Ａ）に示すように、光センサ８０ａは、所定の厚みを有する「コ」字 型の光遮断部８２ｂの内部にフォトセンサ８１ａが埋め込まれた構成となってい る。 図１８（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、光センサ８０ｂ、８０ｃは、所定の厚み を有するＬ字型の光遮断部８２ｂ、８２ｃにそれぞれフォトセンサ８１ａ、８１ ｂが埋め込まれた構成となっている。

【００２９】 フォトセンサ８１の方位方向の検出範囲は、図１９（Ａ）に示す検出範囲８３ であるが、光センサ８０ａ、８０ｂ、８０ｃの検出範囲はそれぞれ、光遮断部８ ２ａ、８２ｂ、８２ｃにより方位方向からの光が遮断される結果、図１９（Ｂ） 、（Ｃ）、（Ｄ）に示す検出範囲８４ａ、８４ｂ、８４ｃとなる。

【００３０】 このように、光遮断部８２ａ、８２ｂ、８２ｃを設けたことにより、光遮断部 ８２ａ、８２ｂ、８２ｃの形状を調整することで、光センサ８０ａ、８０ｂ、８ ０ｃに方位方向において重複した検出範囲を縮小することができ、太陽光が入射 される方位方向を適切に検出することができる。 すなわち、例えば、２つの光センサが方位方向において非常に広い重複した検 出範囲を有すると、この重複した範囲に太陽光が位置したとき２つの光センサの いずれもが同程度の強さで太陽光を感知してしまうため、いずれの光センサに対 応した位置に太陽が位置するのかを判別できなくなが、粗検出用光センサ部６２ によればこのような重複した検出範囲の大きさを縮小することができる。 また、光遮断部８２ａ、８２ｂ、８２ｃでは、仰角方向には光遮断部材は設け られていないため、仰角方向に対しては広範囲に光を検出することができる。

【００３１】 このような重複した検出範囲に太陽が位置する場合には、重複した検出範囲に 対応する光センサの中間位置が太陽の位置であると判断する。例えば、図２０に 示す検出範囲８５では、光センサ８０ａと光センサ８０ｃとの中間位置が太陽の 位置であると判断する。

【００３２】 図２１は、フォトセンサ８１ａ、８１ｂ、８１ｃから出力される信号の処理を 説明するための図である。 図２１に示すように、フォトセンサ８１ａ、８１ｂ、８１ｃからの出力信号は 増幅器１２０にて増幅され、出力信号Ｓ８１ａ、Ｓ８１ｂ、Ｓ８１ｃとしてＡ／ Ｄ変換器１２１に出力される。 Ａ／Ｄ変換器１２１において、出力信号Ｓ８１ａ、Ｓ８１ｂ、Ｓ８１ｃがディ ジタル変換され、変換された出力信号Ｓ１２１ａ、Ｓ１２１ｂ、Ｓ１２１ｃが比 較器１２２に出力される。 比較器１２２において、出力信号Ｓ１２１ａ、Ｓ１２１ｂ、Ｓ１２１ｃに基づ いて、光を一番強く検出したフォトセンサが特定され、その結果を示す信号Ｓ１ ２２が判定器１２３に出力される。

【００３３】 判定器１２３において、信号Ｓ１２２に基づいて、微検出用光センサ部５０が 上記光を一番強く検出したフォトセンサに対応した方位方向を向くように方位駆 動信号Ｓ６２ａが生成され、この方位駆動信号Ｓ６２ａがモータ５５に出力され る。 このとき、判定器１２３では、上記特定されたフォトセンサ、および、特定さ れたフォトセンサに対応したデータとして予め記憶された太陽の仰角方向の位置 を示すデータに基づいて、微検出用光センサ部５０が太陽の仰角方向の位置に向 くように仰角駆動信号Ｓ６２ｂが生成され、この仰角駆動信号Ｓ６２ｂがモータ ５４に出力される。

【００３４】 例えば、判定器１２３は、光を一番強く検出したフォトセンサが８１ａである 場合には微検出用光センサ部５０の仰角が４０度となるように仰角駆動信号Ｓ６ ２ｂを生成し、光を一番強く検出したフォトセンサが８１ｂ、８１ｃである場合 には微検出用光センサ部５０の仰角が３０度となるように仰角駆動信号Ｓ６２ｂ を生成する。 また、判定器１２３は、フォトセンサ８１ａと８１ｂとが同程度の強さの光を 検出した場合、および、フォトセンサ８１ａと８１ｃとが同程度の強さの光を検 出した場合には、微検出用光センサ部５０の仰角が３５度となるように仰角駆動 信号Ｓ６２ｂを生成する。

【００３５】 このような粗検出用光センサ部６２を設けることで、微検出用光センサ部５０ による検出範囲外に太陽が位置する場合にも、粗検出用光センサ部６２による検 出結果に基づいてモータ５４、５５を駆動して微検出用光センサ部５０を回転さ せ、微検出用光センサ部５０の検出範囲内に太陽が位置するようにすることがで きる。

【００３６】 微検出用光センサ部５０について説明する。 図２２は、微検出用光センサ部５０を説明するための図である。 微検出用光センサ部５０は、図２２に示すように、基板８７に支持棒８６が設 けられ、支持棒８６の先端には正方形状の遮光板７０が取り付けられている。 基板８７には、遮光板７０の各辺の中心に対応する位置に、照射された光の強 度に応じた出力信号を出力するフォトセンサ８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄが 設けられている。 すなわち、太陽の位置と遮光板７０とが正確に向かい合っている場合には、フ ォトセンサ８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄの全てについて内側の半分に遮光板 ７０による影が投影される。 このとき、例えば、フォトセンサ８８ａ、８８ｃの検出光量の差分は太陽の位 置の遮光板７０に対する方位方向のずれに対応し、フォトセンサ８８ｂ、８８ｄ の検出光量の差分は太陽の位置の遮光板７０に対する仰角方向のずれに対応する 。

【００３７】 図２３は、フォトセンサ８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄから出力される出力 信号の処理を説明するための図である。 図２３に示すように、フォトセンサ８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄからの出 力信号Ｓ８８ａ、Ｓ８８ｂ、Ｓ８８ｃ、Ｓ８８ｄは、増幅器８９にて増幅され、 Ａ／Ｄ変換器１１０に出力される。 Ａ／Ｄ変換器１１０において、出力信号Ｓ８８ａ、Ｓ８８ｂ、Ｓ８８ｃ、Ｓ８ ８ｄがディジタル変換され、変換された出力信号Ｓ１１０ａ、Ｓ１１０ｃが比較 器１１１ａに出力され、出力信号Ｓ１１０ｂ、Ｓ１１０ｄが比較器１１１ｂに出 力される。 比較器１１１ａにおいて、出力信号Ｓ１１０ａ、Ｓ１１０ｃが比較され、例え ば、フォトセンサ８８ａ、８８ｃのいずれが強い光を感知したかの判断が行われ 、また、両フォトセンサの出力値の差分が求められ、これらの比較結果を示す信 号Ｓ１１１ａが判定器１１２ａに出力される。 比較器１１１ｂにおいて、出力信号Ｓ１１０ｂ、Ｓ１１０ｄが比較され、比較 器１１１ａと同様に、比較結果を示す信号Ｓ１１１ｂが判定器１１２ｂに出力さ れる。

【００３８】 判定器１１２ａにおいて、信号Ｓ１１１ａに基づいて、遮光板７０が太陽と正 確に向かい合うように、微検出用光センサ部５０の方位方向の回転を駆動する方 位駆動信号が生成され、この方位駆動信号がモータ５５に出力される。 判定器１１２ｂにおいて、信号Ｓ１１１ｂに基づいて、遮光板７０が太陽と正 確に向かい合うように、微検出用光センサ部５０の仰角方向の回転を駆動する仰 角駆動信号が生成され、この仰角駆動信号がモータ５４に出力される。 上述したＡ／Ｄ変換器１１０、比較器１１１ａ、１１１ｂ、判定器１１２ａ、 １１２ｂにおける処理は、例えばマイコンなどを用いて行われる。

【００３９】 上述した処理は、遮光板７０が太陽と正確に向かい合うまで、つまり、フォト センサ８８ａと８８ｃ、および、フォトセンサ８８ｂと８８ｄからの出力信号の 値が等しくなるまで行われる。 すなわち、上述した処理が終了した時点では、遮光板７０は太陽と正確に向か い合っており、このときの微検出用光センサ部５０の姿勢に基づいて、反射ミラ ー４の移動量が制御部（図示せず）にて算出される。 そして、この算出結果に基づいて、反射ミラー４が太陽光を室内に適切に反射 するような姿勢になるように、前述した方位方向回転駆動部１０のモータ２０お よび仰角方向回転駆動部７のモータ３０に出力される駆動信号が生成される。

【００４０】 図２４は、太陽の位置と微検出用光センサ部５０の姿勢との関係に応じた、微 検出用光センサ部５０のフォトセンサ８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄに投影さ れる遮光板７０の影を説明するための図である。 微検出用光センサ部５０では、遮光板７０が太陽の方向を正確に指していると きに、フォトセンサ８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄの全てにおいて、その半分 の領域に遮光板７０による影が投影される。

【００４１】 例えば、図２４（Ａ）および図２４（Ｂ）は遮光板７０に対して太陽が方位方 向にずれている場合であり、図２４（Ｃ）および図２４（Ｄ）は遮光板７０に対 して太陽が仰角方向にずれている場合である。

【００４２】 図２４（Ａ）は、遮光板７０に対して太陽がフォトセンサ８８ａ寄りの位置に ある場合における遮光板７０の影を説明するための図であり、フォトセンサ８８ ｃにはフォトセンサ８８ａに比べて影が投影される面積が大きくなっている。 この場合には、フォトセンサ８８ａからの出力値は、太陽の仰角方向のずれの 程度に応じた大きさで、フォトセンサ８８ｃの出力値より大きくなる。 図２４（Ｂ）は、遮光板７０に対して太陽がフォトセンサ８８ｃ寄りの位置に ある場合における遮光板７０の影を説明するための図であり、フォトセンサ８８ ａにはフォトセンサ８８ｃに比べて影が投影される面積が大きくなっている。 図２４（Ｃ）は、遮光板７０に対して太陽がフォトセンサ８８ｄ寄りの位置に ある場合における遮光板７０の影を説明するための図であり、フォトセンサ８８ ｂにはフォトセンサ８８ｄに比べて影が投影される面積が大きくなっている。 この場合には、フォトセンサ８８ｄからの出力値は、太陽の仰角方向のずれの 程度に応じた大きさで、フォトセンサ８８ｂの出力値より大きくなる。 図２４（Ｄ）は、遮光板７０に対して太陽がフォトセンサ８８ｂ寄りの位置に ある場合における遮光板７０の影を説明するための図であり、フォトセンサ８８ ｄにはフォトセンサ８８ｂに比べて影が投影される面積が大きくなっている。

【００４３】 微検出用光センサ部５０によれば、太陽と遮光板７０とに微小な位置のずれが ある場合にも、対向する位置に設けられたフォトセンサからの出力値の差分は従 来の場合に比べて大きくなり、太陽の位置を高精度に検出することができる。

【００４４】 以下、上述した太陽光採光装置１のシステムおよび処理について簡単にまとめ る。 図２５は太陽光採光装置１の基本的システムを説明するための図であり、図２ ６は太陽光採光装置１における処理のフローチャートである。 ステップＳ１：ユーザによって、所定の照射位置に太陽の照射を行う照射モー ド、および、照射位置の設定を行う設定モードの選択が行われる。 ステップＳ２：ステップＳ１における選択によって照射モードが選択された場 合に実行され、ユーザによって、太陽光を反射して照射する照射位置が入力され る。

【００４５】 ステップＳ３：粗検出用光センサ部６２によって太陽の方向をおおまかに検出 され、この検出結果に応じた方位駆動信号Ｓ６２ａおよび仰角駆動信号Ｓ６２ｂ （図２１参照）が方位方向回転駆動部６１および仰角方向回転駆動部６０に出力 され、微検出用光センサ部５０は太陽の方向に回転される。 ステップＳ４：微検出用光センサ部５０において太陽の方位方向および仰角方 向が高精度に検出され、この検出結果および予め入力された照射位置に応じた方 位駆動信号Ｓ５０ａおよび仰角駆動信号Ｓ５０ｂ（図２３参照）が方位方向回転 駆動部６１および仰角方向回転駆動部６０にそれぞれ出力され、微検出用光セン サ部５０は方位方向および仰角方向にさらに回転される。 この処理は、遮光板７０が太陽に正確に向かい合うまで行われ、処理が終了す ると、方位方向回転駆動部６１から方位方向の回転位置を示す信号Ｓ６１、仰角 方向回転駆動部６０から仰角方向の回転位置を示す信号Ｓ６０が制御部１２５に 出力される。

【００４６】 ステップＳ５：制御部１２５において、上記信号Ｓ６１、Ｓ６０に基づいて、 反射ミラー受板４ａの移動量が算出され、反射ミラー受板４ａの移動量が算出さ れる。そしてこの算出結果に基づいて、太陽光を室内に適切に反射するような姿 勢に反射ミラー４にするための方位駆動信号Ｓ１２５ａおよび仰角駆動信号Ｓ１ ２５ｂが生成され、それぞれ方位方向回転駆動部１０および仰角方向回転駆動部 ７に出力される。 そして、方位駆動信号Ｓ１２５ａおよび仰角駆動信号Ｓ１２５ｂに応じて、方 位方向回転駆動部１０および仰角方向回転駆動部７による回転駆動が行われ、太 陽光を室内に適切に反射する姿勢に反射ミラー４が回転される。

【００４７】 以下、太陽光採光装置１の利用態様について説明する。 上述した実施例では、太陽光採光装置１を図１に示すように屋上に取り付ける 場合について例示したが、太陽光採光装置１の取り付け形態は、例えば、図２７ （Ａ）に示すように壁に取り付けたり、図２７（Ｂ）に示すように突出部に取り 付けたり、図２８のように図２７（Ａ）に比べて長い支持柱に取り付けるように してもよい。 図２９は複数の太陽光採光装置１を一般家屋に取り付けた例である。 上述したように、太陽光採光装置１は、その構造から多様な取り付け形態を有 し、様々な場所に取り付けが可能である。また、照射位置の設定により太陽光を 照射可能な範囲は非常に広く実用性に富んでいる。 図３０は複数の太陽光採光装置１をビルおよび一般家屋に取り付けた例である 。 図３０のように太陽光採光装置１を利用すれば、高層ビルを建築した場合で も、周囲の一般家屋における太陽光の照射環境を良くすることができる。 図２９および図３０に示すように、複数の太陽光採光装置１を用いる場合には 、複数の太陽光採光装置１のうち１つについて上述したような方法によって反射 ミラー４の方位方向および仰角方向の回転を駆動するための方位駆動信号および 仰角駆動信号を生成し、この方位駆動信号および仰角駆動信号を残りの太陽光採 光装置１で利用するようにしてもよい。

【００４８】

【考案の効果】

本考案の太陽光採光装置によれば、光反射手段の回転が正逆方向いずれの方向 であっても回転角度検出手段（リミットスイッチ）は動作可能であるため、光反 射手段の回転方向に応じた回転角度検出手段を設ける必要がなく、その規模を縮 小することができる。その結果、本考案の太陽光採光装置によれば、例えば、軸 受けなど比較的取り付けスペースに余裕のない場所にも回転角度検出手段（リミ ットスイッチ）を容易に取り付けることができる。 また、本考案の太陽光採光装置によれば、光反射手段の異常な回転を検出する ための回転角度検出手段（リミットスイッチ）を小型化することができ、その周 囲に設けられた正方向および逆方向の回転に対応した回転角度検出手段（リター ンスイッチ）を近接して配置することが可能となり、回転角度検出手段（リター ンスイッチ）によって規定される光反射手段の回転領域を広くすることができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係わる太陽光採光装置の取
り付け例を説明するための図である。

【図２】図１に示す太陽光採光装置の正面側の構成につ
いて説明するための図である。

【図３】図１に示す太陽光採光装置の側面側の構成につ
いて説明するための図である。

【図４】図１に示す太陽光採光装置の平面側の構成につ
いて説明するための図である。

【図５】方位方向回転駆動部における回転駆動動作を説
明するための正面図である。

【図６】図５における方向Ａからの方位方向回転駆動部
の側面図である。

【図７】図５における方向Ｂからの方位方向回転駆動部
の平面図である。

【図８】リターンスイッチを説明するための図である。

【図９】（Ａ）はリミットスイッチを説明するための正
面図、（Ｂ）は側面図である。

【図１０】リミットスイッチに利用される突起物を説明
するための図である。

【図１１】仰角方向回転駆動部を説明するための図であ
り、（Ａ）は図４における方向Ａからの仰角方向回転駆
動部の正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における方向Ａか
らの平面図である。

【図１２】図１１（Ａ）の方向Ｂからの仰角方向回転駆
動部の側面図である。

【図１３】（Ａ）は図４における方向Ｂからの軸受け部
の正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における方向Ａからの
軸受け部の平面図である。

【図１４】図１３（Ａ）における方向Ｂからの軸受け部
の側面図である。

【図１５】光センサの正面側の構成を説明するための図
である。

【図１６】光センサの側面側の構成を説明するための図
である。

【図１７】光センサの平面側の構成を説明するための図
である。

【図１８】光センサの外観図である。

【図１９】フォトセンサおよび光センサの検出範囲を説
明するための図である。

【図２０】隣接する光センサの重複した検出範囲を説明
するための図である。

【図２１】粗検出用光センサ部のフォトセンサから出力
される出力信号の処理を説明するための図である。

【図２２】微検出用光センサ部を説明するための図であ
る。

【図２３】微検出用光センサ部のフォトセンサから出力
される出力信号の処理を説明するための図である。

【図２４】太陽の位置と微検出用光センサ部の姿勢との
関係に応じた、微検出用光センサ部のフォトセンサに投
影される影を説明するための図である。

【図２５】太陽光採光装置のシステム構成図である。

【図２６】太陽光採光装置の処理のフローチャートであ
る。

【図２７】太陽光採光装置の取り付け形態例を説明する
ための図である。

【図２８】太陽光採光装置の取り付け形態例を説明する
ための図である。

【図２９】一般家屋における太陽光採光装置の利用例を
説明するための図である。

【図３０】高層ビルおよび一般家屋における太陽光採光
装置の利用例を説明するための図である。

【図３１】従来の太陽光採光装置の外観を説明するため
の図である。

【図３２】図３１に示す太陽光採光装置に用いられるリ
ミットスイッチを説明するための図である。

【図３３】マイクロスッチの外観図である。

【符号の説明】

１・・・太陽光採光装置 ２・・・支持台 ３・・・ケース ４・・・反射ミラー ５・・・ケース把持部 ６・・・軸受け部 ７・・・仰角方向回転駆動部（鏡） ８・・・ミラー把持部 ９・・・回転軸 １０・・・方位方向回転駆動部（鏡） １１・・・光センサ １２・・・窓 ２２・・・ウォーム ２３・・・ホイール ２７・・・バネ ５０・・・微検出用光センサ部 ６０・・・仰角方向回転駆動部（センサ） ６１・・・方位方向回転駆動部（センサ） ６２・・・粗検出用光センサ部 ８０ａ、８０ｂ、８０ｃ・・・光センサ ８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ・・・フォトセンサ ９３・・・リミットスイッチ ９３ａ・・・被押圧部 ９５・・・突起物 ９５ａ、９５ｂ・・・テーパ面

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】太陽光を反射して所定位置に照射する太陽
   光採光装置において、 予め区分けされた複数の検出範囲のうち、最大の太陽光
   量が検出された検出範囲を特定する第１の光検出手段
   と、 前記第１の光検出手段によって特定された検出範囲を基
   準として太陽の方位方向および仰角方向の位置を検出す
   る第２の光検出手段と、 太陽光を反射する光反射手段と、 前記第２の光検出手段によって検出された太陽の方位方
   向の位置に応じて、前記光反射手段を方位方向に回転さ
   せる第１の駆動手段と、 前記第２の光検出手段によって検出された太陽の仰角方
   向の位置に応じて、前記光反射手段を仰角方向に回転さ
   せる第２の駆動手段と、 押圧されることでスイッチを切り換える被押圧部と、前
   記光反射手段の回転に応じて回転し、この回転が正逆方
   向いずれの方向であっても前記被押圧部を押圧可能なテ
   ーパ面を有する突起部とを有し、前記スイッチの切り換
   えに基づいて、所定の回転領域内において前記光反射手
   段の回転が行われるように前記光反射手段の回転を制御
   するための回転角度検出手段とを有する太陽光採光装
   置。
2. 【請求項２】前記第１の光検出手段によって特定された
   検出範囲を基準に、前記第２の光検出手段が太陽の位置
   を検出できるように、前記第２の光検出手段を回転する
   第３の駆動手段と、 押圧されることでスイッチを切り換える被押圧部と、前
   記第２の光検出手段の回転に応じて回転し、この回転が
   正逆方向いずれの方向であっても前記被押圧部を押圧可
   能なテーパ面を有する突起部とを有し、前記スイッチの
   切り換えに基づいて、所定の回転領域内において前記第
   ２の光検出手段の回転が行われるように前記第２の光検
   出手段の回転を制御するための回転角度検出手段とをさ
   らに有する請求項１記載の太陽光採光装置。