JPS59124304A - 太陽光収集装置 - Google Patents

太陽光収集装置

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JPS59124304A
JPS59124304A JP57230791A JP23079182A JPS59124304A JP S59124304 A JPS59124304 A JP S59124304A JP 57230791 A JP57230791 A JP 57230791A JP 23079182 A JP23079182 A JP 23079182A JP S59124304 A JPS59124304 A JP S59124304A
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roller
gear
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rotating shaft
lens system
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Takashi Mori
敬 森
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S11/00Non-electric lighting devices or systems using daylight
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽光収集装置、特に、太陽光を集束するレ
ンズ系の受光面を太陽の移動に追従させて′1へに太陽
光を効率よく収集jるようにした太陽−・光収集装置に
おいて、レンズ系を含む追従移動部の回動を迅速かつス
ムーズに効率よく行ない得るよう1こしたものである。
− 第1図は、本出願人が先に、提案した太陽光収集装置の
一例を示す斜視図で、図中、lは円筒状の基体部、2は
透明体のドーム状頭部で、これらによって太陽光収集装
置用のカプセル3を構成し。
使用状態においては、該カプセル3内の図示のように太
陽光収集装置10が収容されている。この太陽光収集装
置lOは、太陽光を集束するための多数枚(例えば、7
枚、19枚)のレンズ11、太陽の方向を検出するため
の太陽光方向センサ12、これらを−・体内に保持する
支持枠体13、該摂行枠体13を回動するための第1の
回転軸14、該回転軸14を回動自在に支持するための
支持腕16、及び、該支持腕16を前記第1の回転棚+
14と直交する軸のまわりに回動させるための第2の回
転軸17′4を有し、前記太陽光方向センサ12によっ
て太陽の方向を検出し、その検出信号によってレンズ1
1が常に太陽の方向を向くように前記第1の回転軸及び
第2の回転軸を制jf口し、レンズ11によって集束さ
れた大陽光を該レンズの焦点位置にその受光端が配設さ
れた図示しない光導体ケーブル等に導入し、該光導体ケ
ーブルを通して作意、所ψの箇所へ伝達するようにして
いる。面して、1−述のごとき太陽光収集装置において
、従来は、第1の回転軸及び第2の回転軸にヌ4してモ
ータと同軸に駆動力を伺加しているため、これらの回転
軸の撓みが大−きく、駆動がスムーズに行なわれなかっ
た。特に、前記太陽光収集装置のように、太陽の微小移
動に追従するものにあっては、パルスモータ(DCサー
ボモータを含む)を使用して太陽の微小移動に追従させ
るようにしているが、このパルスモータを駆動する時に
衝撃が加わって回転軸が第2図にR及びSにて示すよう
に撓み、更には、レンズ系等を含む回動部がその慣性の
ために第3図にTにて示すようになり、更には、その反
動が加わってこれらの回転軸に回転力がスムーズに伝達
されず、最悪の場合には、回動部がハンチングを起こし
て太陽光の収集が効率よく行なわれない等の欠点があっ
た。
第1図は、]−述のごとき従来技術の欠点を解決するた
めに、本出願人が先に提案した太陽光収集装置の一例を
示す図であるが、第2図にその要部背面を拡大して示し
、第3図に、その側面図を示す。なお、第2図におい−
c、19は太陽光収集部て、該太陽収集部19の六Pに
図示しない光導体の受光端を挿入し、該太陽光収集部1
9をX方向及びY方向に移動調整して光導体の受光面を
レンズの焦点位置に一致させ、レンズによって集束した
太陽光を該光導体内に導入し、該先導体を通して任意所
望の位置に伝達している。さて、第2図及び第3図にお
いて、18.22はパルスモー′タ(又はDCサーボモ
ータ)、20.23は小歯中、21.24は人6ki東
で、大歯車24は略−F FJ形の歯車で、該歯車24
は第1の回転軸14にその南部がレンズの裏側になるよ
うに(換言すればレンズの表面に出ないように)取り伺
けられ、方、該南東24を駆動す2モータ22は支持腕
16hに固定され、該モータ22の回転が小歯車′23
を介して前記大歯車24に伝達されて前記第1の回転軸
が駆動されるようになっている。また、大歯車21は第
2の回転軸17に取り(=1けられ、モータ18により
小歯車20を介して駆動される。斯様に、」−肥太陽光
収集装置によると、第1の回転軸及び第2の回転軸を該
回転軸と同心軸の大径の歯車を介して駆動するようにし
たので、該歯」iによって駆動軸の撓み及び回動部のし
なりを抑えることができ、従って、これらの撓み及びし
なりによる反動もなくなり、安定した追従動作を行なわ
せることができる。また、図示例においては、第1の回
転軸14を駆動するのに、略半円形の大径の歯車24、
該歯車24と1−合する小径の歯iK 23、及ヒ、該
歯i4’−23ヲ駆動スルモータ22を1組使用してい
るが、これらと同様の構成よりなる駆動機構を第1図の
回転軸14の軸方向に対称につまりY−Y’線に関しで
対称に2組(1対)設けるようにすることも可能であり
、このようにすると、レンズ系11を含む回動部をより
安定して支持し、かつ、回動することが可能となる。ま
た、第2の回転軸17を中空構造とし、各太陽光収集部
19に取り伺けられた光導体ケーブルを、支持腕16に
沿わせて、次いで、該第2の回転軸17の中空部を通し
て配設するようにすれば、該先導体ケーブルを、第1の
回転軸14及び第2の回転軸17の回転に対して自由に
、つまり、第1の回転軸14及び第2の回転軸17が回
動しても、光導体ケーブルが回動部に絡み付かないよう
に配設することができる。
第4図は、本出願人が先に提案した太陽光収集装置の他
の例を示す図で、この例は、第2図に示した略半円形の
歯車24に代ってローラ3°4を用いるとともに、小径
の歯車23に代ってローラ33を用いたもので、このよ
うにすると、南東を用いた時に生じるパツクラツシ、カ
タ等がなくなり、レンズ系11をよりスムーズに回動−
することがてきる。なお、3′4a、33a、3’2a
は、第1の回転軸14の軸方向に関して、歯車34.3
3及びモータ32と対称゛に設けられた南東及びモータ
で、このように、第1の回転軸14を駆動する駆動機構
を該第1の回転軸の軸方向に関して対称に1対設けると
、レンズ系11を含む回動部をより安定して支持し、か
つ、回動することかで部に発生する衝撃を該弾性体のロ
ーラで吸収することができる。また、駆動ローラとは別
にローラ34.34aを支持する支持ローラ(アイドル
ロール)を設けておC;ことも哨能で、この支持ローラ
を設けておく時は、駆動ローラ23.23a等にローラ
34.34a等を支持する支持機能を持たせる必要がな
くなり、従って、回動部に衝撃等が発生した場合におい
ても該回動部を安定に駆動することがでる。また、この
例においては、第2図に示した歯車20.21に代って
、ローラ30.31を使用しているが、第2図に示した
例及び第・4図に示した例とも、この部分には歯車、ロ
ーラのいずれを使用してもよいが、ローラを使用した方
がより安定して駆動し得ることは前述の通りである。な
お、第4図において、4oは光導体ケーブルで、図には
、該光導体ケーブルを支持腕16に沿わせて、次いで、
第2の回転軸17の中空部を通して配設した例を示して
いるが、このようにすると、光導体ケーブルを回動部の
回転に関係なく、つまり、光導体ケーブルが回動部の回
転によって絡み付かないように配設することができる。
その、際、該第2の回転軸17の径を第4図に示すよう
に大きくしておくと、該第2の回転軸の撓みをなくすこ
とができ、好都合である。
本発明は、上述のごとき太陽光収集装置を更に改良して
、レンズ系を含む追従移動部の回動を迅速かつスムーズ
に効率よく行ない得るようにしたものである。
第5図及び第6図は、本発明による太陽光収集装置の一
実施例を説明するための要部顧略構成図で、第5図はカ
プセル内部、第6図は基体内部の構成を示し、図中、5
1乃至59は全形の山川又は摩擦係合面をイ1する傘形
のローラ、61乃至64はモータで、まず、第5図にお
いて、51は第1の回転軸14に−・体重に取り伺けら
れかつレンズ系の裏側に歯部又は摩擦係合面を有する大
径の第1の全形歯車又はローラで、該第1の傘形歯車又
はローラ51は、第1図乃至第4図に示して歯車24又
はローラに対応するものである。52は前記第1の傘形
歯車又はローラ51と1繭合又は係合する小径の第2の
傘形歯車又はローラで、該傘形歯車又はローラ52は支
持腕16に配設された第1のモータ61によって回転さ
れる。53は該第2の傘形歯車又はローラ52と同軸に
設けられた大径の883の全形歯車又はローラ、54は
iik第3の全形歯車ヌはローラ53と0@合又は係合
する小径の第4の傘形歯車又はローラで、該傘形歯車又
はローラ54は支持腕16に配設された第2のモータ6
2によって回転され、かつ、例えば矢印A方向に移動可
能に構成され、前記第3の傘形歯車又はローラ53と係
合離脱可能に構成されている。而して、上記構成におい
て、本太陽光収集装置が正常に太陽の移動に追従してい
る時は、前記第3の傘形歯車又はローラ53と第4の傘
形歯車又はローラ54とは図示のように係合されており
、従って、太陽光収集装置の第1の回転軸14は、第2
のモータ62及び傘形歯車又はローラ54〜51よりな
る減速機構を通して駆動され、太陽の移動に正確に追従
する。一方、朝方或いは曇天後等、本太陽光収集装置が
太陽の方向とがなり異なった方向を向いている時に太陽
光方向センサ12(第1図参照)が太陽の方向を検知し
た時は、できるだけ〒〈本太陽光収集装置を太陽の方向
に向けるようにする必要があるが、その場合には、前記
第4の傘形歯車又はローラ54を矢印A′力方向移動さ
せて第3の傘形歯車又はローラ53との係合を解くと同
時に、第1のモータ61を駆動し、該第1のモータ61
によってifの回転軸14を回転する。次に、第6図に
おいて、55は、第2の回転軸17に−・体重に取り伺
けられた大径の第5の傘形歯車又はローラ、56は前記
第、5の傘形歯車又はローラ55と噛合又は係合する小
径の第6の傘形歯車又はローラで、該傘形歯車又はロー
ラ56は固定部に配設された第3のモータ63によって
回転される。57は該第6に傘形歯車又はローラ56と
同軸に設けられた大径の第7の傘形歯車又はローラ、5
9は前記第2の回転軸17に回動自在に配設され、かつ
、前記第7の傘形歯車又はローラ57と噛合又は係合す
る中継傘形両市又はローラ、58は前記中継傘形山車又
はローラ59と1−合又は係合する小径の第8の〆傘形
歯車ヌはローラで、該第8の傘形歯車又はローラ58は
固定部に配設された第4のモータ64によって回転され
、かつ、例えば矢印B方向に移動可能に構成されている
。なお、図示例においては、第7の傘形歯車又はローラ
57と第8の傘形歯車又はローラ58とを第2の回転軸
17に回動自在に設けられた中継歯車又はローラ59を
介して連結するようにしており、このようにすれば、第
2の回転軸17を安定して支持することができるが、必
ずしも図示例のようにする必要はなく、第7の傘形歯車
又はローラ57と第8の傘Jiづ歯1F又はローラ58
とを直結するようにしてもよい。
この第2の回転軸117も、前記第1の回転軸14の駆
動と同様、止常時は第4のモータ64及び傘形歯車58
〜55よりなる減速機構を通して回転され、太陽の方向
と太陽光収集装置の方向とが大きく離れてしまったよう
な場合には、第8の全形歯巾58を矢印B′方向に移動
して中継歯車又はローラ59との係合を解き、第3のモ
ータ63で駆動するようにすると、太陽光収集装置を迅
速に太陽の方向に〜・致させるこができる。なお、以上
の説明において、減速伝達機構として全形歯車又はロー
ラを使用する例を示したが、このように傘形歯車又はロ
ーラを使用すれば、第2又は第4のモータを係合離脱す
る際、これらを軸方向すなわちA又はB方向に移動させ
ればよく、また、各歯車又はローラの噛合又は係合具合
をこれら歯車又はローラを軸方向に移動することによっ
て調整することができ、その意味では好都合である。し
かし、本発明は、」−記実施例に限定されるものではな
く、例えば、第4又は第8の歯車又はローラ54又は5
8をC方向に移動させて係合離脱するようにすることも
可能であり゛、また、各歯車又はローラ間の噛合又は係
合にそれ程精度を必要としない場合には、全形歯車又は
ローラに代って、第1図乃至第4図に示したような平形
の歯巾又はローラを使用することも114能である。
以1−の説明から明らかなように、未発明によると、太
陽の方向に正確にかつ迅速に追従することのできる太陽
光収集装置を提供することができる。また、本発明によ
ると、第1の回転軸14上にモータを有しないので、光
導体ケーブル40の出光端側を第5図に示すように第一
1の回転軸14内に集結し、その端面を平面41に形成
するとともに、この平面41に対向して光導体42の平
面43を対向させ、この光導体43を該第1の回転軸1
4及び支持腕16を通して第2の回転軸17に導くよう
にすれば、太陽光収集部の裏側における光導体ケーブル
の処理を整然とさせることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は、本出願人が先に提案した太陽光収
集装置の一例を説明するための図、第5図及び第6図は
、本発明の一実施例を説明するための構成図である。 1・・・基体部、3・・・カプセル、1o・・・大陽光
収集装置部、14・・・第1の回転軸、17・・・第2
の回転軸、51〜59・・・傘形鋼車又はローラ、61
〜64・・・モータ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)太陽光を集束するためのレンズ系と、該レンズ系
    と一体的に構成されかつ該レンズ系によって集束された
    太陽光を収集するための太陽光収集部と、該太陽光収集
    部によって収集された太陽光を所望の箇所へ伝送するた
    めの光導体と、前記レンズ系及び該レンズ系と=・体構
    成の部材を回動自在に支持する第1の回転軸と、該第1
    の回転軸を支持する支持腕と、該支持腕を前記第1の回
    転軸と直交する軸のまわりに回動自在に支持する第2の
    回転軸とを有し、前記第1の回転軸及び第2の回転軸を
    前記レンズ系の受光面が太陽の方向を向くように制御し
    て太陽光を前記光導体内に導入し、該先導体を通して任
    意所望の箇所へ伝達するようにした太陽光収集装置にお
    いて、前記第1の回転軸に一体的に取り付けられかつ前
    記レンズ系の裏側に歯部又は摩擦保合面を有する大径の
    第1の歯車又はローラと、該第1の歯車又はローラと噛
    合又は係合しかつ前記支持腕に配設された第1のモータ
    によって回転される小径の第2の歯車又はローラと、該
    第2の歯車又はローラと同軸に設けら、れた大径の第3
    の歯車又はローラと、該第3の歯車又はローラと噛合又
    は係合しかつ前記支持腕に配設された第2のモータによ
    って回転される小径の第4の歯車又はローラとを有し、
    前記第3の歯車又はローラと前記第4の歯車又はローラ
    とが係合離脱可能に構成されていることを特徴とする太
    陽光収集装置。
  2. (2)太陽光を集束するためのレンズ系と、該レンズ系
    と一体的に構成されかつ該レンズ系によって集束された
    太陽光を収集するための太陽光収集部と、該太陽光収集
    部によって収集された太陽光を所望の箇所へ伝送するた
    めの光導体と、前記レンズ系及び該レンズ系と一体構成
    の部材な回動自在に支持する第1の回転軸と、該第1の
    回転軸を支持する支持腕と、該支持腕を前記第1の回転
    軸と直交する軸のまわりに回動自在に支持する第2の回
    転軸とを有し、前記第1の回転軸及び第2の回転軸を前
    記レンズ系の受光面が太陽の方向を向くように制御して
    太陽光を前記光導体内に導入し、該先導体を通して任意
    所望の箇所へ伝達するようにした太陽光収集装置におい
    て、11(j記載2の回転軸に一体的に取り伺けられた
    大径の第5の歯車又はローラと、該第5の歯車又はロー
    ラと噛合又は係合しかつ固定部に配設された第3のモー
    タによって回転される小径の第6の歯車又はローラと、
    該第6の歯車又はローラと同軸に設けられた大径の第7
    の歯車又はローラと、該第7の歯車又はローラと噛合又
    は係合しかつ固定部に配設されたt54のモータによっ
    て回転される小径の第8の山車又はローラとを有し、前
    記第7の歯車又はローラと前記第8の歯車又はローラと
    が係合離脱可能に構成されていることを特徴とす−る太
    陽光、収集装置。
  3. (3)前記第2の回転軸に回動自在に装着された第9の
    歯車又はローラを有し、該第9の歯車又はローラを介し
    て前記第7の歯車又はローラと111記第8の歯車又は
    ローラとが連結されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第(2)項に記載の太陽光収集装置。
JP57230791A 1982-12-31 1982-12-31 太陽光収集装置 Granted JPS59124304A (ja)

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