JPS5918485Y2 - Light source tracking motor - Google Patents
Light source tracking motorInfo
- Publication number
- JPS5918485Y2 JPS5918485Y2 JP1977170282U JP17028277U JPS5918485Y2 JP S5918485 Y2 JPS5918485 Y2 JP S5918485Y2 JP 1977170282 U JP1977170282 U JP 1977170282U JP 17028277 U JP17028277 U JP 17028277U JP S5918485 Y2 JPS5918485 Y2 JP S5918485Y2
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- light
- rotor
- light source
- photoelectric conversion
- stator
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- Expired
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、光源の移動に応じて自動的に回転追従する光
源追従モータに関するものであり、光源の移動に応じて
光エネルギ吸収が常に最大になるように自動的に受光面
を回転追従させる装置に好適な光源追従モータを提供す
るものである。[Detailed description of the invention] The invention relates to a light source tracking motor that automatically rotates and follows the movement of the light source. The present invention provides a light source tracking motor suitable for a device that rotationally follows a light receiving surface.
たとえば、太陽熱を利用した温水器や太陽電池を用いた
発電装置等では、常に受光面が光エネルギ吸収が最大に
なる方向に向いていることが望ましい。For example, in water heaters that utilize solar heat, power generation devices that utilize solar cells, etc., it is desirable that the light-receiving surface always face in the direction that maximizes light energy absorption.
本考案は、このような装置の受光面を光源(太陽)の移
動に応じて追従させるのに有効な光源追従モータを実現
したものであって、以下、図面を用いて詳細に説明する
。The present invention realizes a light source tracking motor that is effective for making the light receiving surface of such a device follow the movement of the light source (sun), and will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は、本考案の動作原理図であって、SRは永久磁
石N、 Sよりなる円柱形のステータ、RRは光電変換
素子PDの出力電流を駆動電流とするロータ、SUNは
光源(太陽)である。FIG. 1 is a diagram of the operating principle of the present invention, where SR is a cylindrical stator made of permanent magnets N and S, RR is a rotor whose driving current is the output current of a photoelectric conversion element PD, and SUN is a light source (sunlight). ).
第1図aにおいて、光源変換素子PDはステータSRの
N極側に位置しているので、ロータRRはフレミング左
手の法則にしたがって反時計方向に回転する。In FIG. 1a, the light source conversion element PD is located on the N pole side of the stator SR, so the rotor RR rotates counterclockwise according to Fleming's left-hand rule.
一方、第1図すにおいて、光電変換素子PDはステータ
SRのS極側に位置しているので、ロータRRは時計方
向に回転することになる。On the other hand, in FIG. 1, since the photoelectric conversion element PD is located on the S pole side of the stator SR, the rotor RR will rotate clockwise.
すなわち、第1図の構成によれば、ロータRRは、光電
変換素子PDがステータSRのSN極の境界の左右いず
れにあるかでその回転方向が異なるものであり、光電変
換素子PDがSN極の境界に来た状態で停止する。That is, according to the configuration shown in FIG. 1, the rotation direction of the rotor RR differs depending on whether the photoelectric conversion element PD is located on the left or right side of the SN pole boundary of the stator SR, and the photoelectric conversion element PD is located on the SN pole boundary. It stops when it reaches the boundary.
本考案は、このような原理に着目して、無電源ワイヤレ
スで、光源の移動に応じて光エネルギの吸収が常に最大
になるように自動的に回転追従するモータを実現したも
のである。The present invention focuses on such a principle and realizes a motor that automatically follows the rotation of the light source so that the absorption of light energy is always maximized in accordance with the movement of the light source, without a power source and wirelessly.
第2図は、本考案の一実施例を示す外観図である。FIG. 2 is an external view showing an embodiment of the present invention.
第2図において、MOは光を駆動源とするモータ、GT
は減速歯車機構、Bは基台である。In Figure 2, MO is a motor that uses light as a driving source, and GT
is a reduction gear mechanism, and B is a base.
モータMOの出力軸は減速歯車機構GTの入力軸に連結
され、この減速歯車機構GTの出力軸は基台Bに固着さ
れている。The output shaft of the motor MO is connected to the input shaft of the reduction gear mechanism GT, and the output shaft of the reduction gear mechanism GT is fixed to the base B.
第3図は、第2図におけるモータMOの一例を示す構成
図であって、aは部分断面図、bはaのx−x’線に沿
った簡略断面図、Cは要部の等価的回路図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of the motor MO in FIG. 2, in which a is a partial sectional view, b is a simplified sectional view taken along line xx' of a, and C is an equivalent diagram of the main part. It is a circuit diagram.
第3図において、1はステータ、2はロータ、3は外筒
、4は受光面体、5は軸、6はケース、7は窓体である
。In FIG. 3, 1 is a stator, 2 is a rotor, 3 is an outer cylinder, 4 is a light receiving surface, 5 is a shaft, 6 is a case, and 7 is a window body.
ステータ1は、たとえば円筒形磁石がS、 Nに磁化さ
れたものである。The stator 1 is, for example, a cylindrical magnet magnetized in S and N directions.
ロータ2は、1本の巻線がステータ1を内包して回転す
るようにコイルとしてカップ状に巻回成形されたもので
あって、その外周にはほは゛等間隔に複数のタップ2□
′〜29′が設けられている。The rotor 2 is formed by winding a coil into a cup shape so that one winding encloses the stator 1 and rotates, and the rotor 2 has a plurality of taps 2 at equal intervals on its outer periphery.
' to 29' are provided.
外周3は、ステータ1および゛ロータ2を内包するもの
で、磁性材で円筒状に成形され、ステータ1とともに閉
磁路を形成している。The outer periphery 3 encloses the stator 1 and the rotor 2, is formed into a cylindrical shape from a magnetic material, and forms a closed magnetic path together with the stator 1.
受光面体4は、円周方向にロータ2のタップに対応した
複数個の受光面4□〜49が配置されてほぼ円筒形に形
成されたものであり、軸5を介してロータ2と一体化さ
れている。The light-receiving surface body 4 is formed into a substantially cylindrical shape with a plurality of light-receiving surfaces 4□ to 49 arranged in the circumferential direction corresponding to the taps of the rotor 2, and is integrated with the rotor 2 via a shaft 5. has been done.
各受光面4、〜49にはそれぞれ充電変換素子(たとえ
ば太陽電池)4、′〜49′が配置されている。Charge conversion elements (for example, solar cells) 4,' to 49' are arranged on each light receiving surface 4, to 49, respectively.
なお、これら充電変換素子4□′〜49′は、Cに示す
ように、°ロータ2の各タップ2、′〜29′とほぼ直
径方向に対向するタップとの間に同一極性になるように
接続されている。As shown in C, these charging conversion elements 4□' to 49' are arranged so that the polarity is the same between each of the taps 2,' to 29' of the rotor 2 and the taps facing approximately diametrically. It is connected.
すなわち、タップ2□′〜2.′に光電変換素子4□′
〜49′の陽極側が接続されるとともにタップ26′〜
2.′にはそれぞれその陰極側が接続されている。In other words, tap 2□'~2. ' photoelectric conversion element 4□'
The anode side of ~49' is connected and the tap 26'~
2. ' are connected to each other on their cathode sides.
ケース6は、受光面体4を内包するもので゛、たとえば
プラスチックで゛円筒状に形成されている。The case 6 encloses the light-receiving surface body 4 and is made of, for example, plastic and has a cylindrical shape.
窓体7は、外部がらの光の受光面体4への入射を制限す
るもので、直径方向の対向した位置に2個の開口窓部7
/、 7//を有するものであり、ケース6の内周に沿
って配置されている。The window body 7 restricts the incidence of light from the outside onto the light-receiving surface body 4, and has two opening windows 7 at diametrically opposed positions.
/, 7//, and are arranged along the inner periphery of the case 6.
なお、これらケース6および窓体7は、開口窓部7/、
7//を有するカバーCを構成している。Note that these case 6 and window body 7 have an opening window section 7/,
7// constitutes a cover C.
このように構成されたモータMOにおいて、ロータ2は
、窓体7の開口窓部7/、 7//とステータ1のN極
、S極との対応関係および各開口部窓部7/、 7//
を介して受光面体4に、入射される光の量の大小にした
がって、右方向Rあるいは左方向りに回転を始める。In the motor MO configured in this way, the rotor 2 has the following relationship between the opening windows 7/, 7// of the window body 7 and the N and S poles of the stator 1, and the respective opening windows 7/, 7. ///
The light-receiving facepiece 4 begins to rotate in the right direction R or in the left direction, depending on the amount of light incident thereon.
たとえば、第3図Cの12時(光電変換素子4□′)の
方向から光が当たると、主として光電変換素子4、′が
起電力を発生し、この起電力はロータ2の左、右にほぼ
等しい大きさで逆方向の電流として流れる。For example, when light hits from the direction of 12 o'clock (photoelectric conversion element 4 □') in FIG. They flow as currents of approximately equal magnitude and in opposite directions.
一方、外部磁場も左右逆極性なので、発生トルクは左右
で加算され、最大トルクに近い値となる。On the other hand, since the external magnetic field also has opposite polarity on the left and right sides, the generated torque is added on the left and right sides, resulting in a value close to the maximum torque.
これにより、光電変換素子4、′〜49′はロータ2と
共に反時計方向に回転し、光電変換素子は4□′〜4□
/、43/と順次移動して常に最大トルクに近い状態で
回転を持続する。As a result, the photoelectric conversion elements 4,' to 49' rotate counterclockwise together with the rotor 2, and the photoelectric conversion elements 4,' to 49' rotate counterclockwise together with the rotor 2.
/, 43/, and continues to rotate in a state close to the maximum torque.
これに対し、6時(光電変換素子46′)の方向から光
が当たると、前述とは逆の方向に電流が流れることにな
り、時計方向に最大トルクに近い状態で回転を持続する
。On the other hand, when light hits from the 6 o'clock direction (photoelectric conversion element 46'), current flows in the opposite direction to that described above, and rotation continues clockwise at a state close to the maximum torque.
光の当たる方向を6時の方向から3時の方向に移動させ
るのに従って回転トルクは減少し、3時の方向では回転
トルクは零になる。The rotational torque decreases as the direction of light is moved from the 6 o'clock direction to the 3 o'clock direction, and becomes zero at the 3 o'clock direction.
3時の方向から6時の方向に光の当たる方向を移動させ
ると今までとは逆の方向に回転を始め、6時の方向でほ
は゛最大トルクとなる。If you move the direction of light from the 3 o'clock direction to the 6 o'clock direction, it will start rotating in the opposite direction, and the maximum torque will be reached at the 6 o'clock direction.
同様に、光の当たる方向を6時の方向から9時の方向に
移動させると9時の方向で回転は停止し、9時の方向を
過ぎて12時の方向に移動させると回転トルクは大きく
なって12時の方向でほは゛最大トルクとなる。Similarly, if you move the direction of light from 6 o'clock to 9 o'clock, the rotation will stop at 9 o'clock, and if you move it past 9 o'clock to 12 o'clock, the rotational torque will increase. Therefore, the maximum torque is reached at the 12 o'clock direction.
本実施例の場合、直径方向の対向した位置に2個の開口
窓部7/、 7//を設けているので、このロータ2の
回転は、開口窓部7′、7“から受光面体4に入射され
る光量が等しくならない限り持続される。In the case of this embodiment, since the two opening windows 7/, 7// are provided at diametrically opposed positions, the rotation of the rotor 2 is carried out from the opening windows 7', 7'' to the light receiving surface 4. This will continue as long as the amount of light incident on both ends is not equal.
すなわち、何らかの手段でケース6および窓体7よりな
るカバーを回転させて開口窓部7/、 7//から受光
面体4に入射される光の量が等しくなるようにすると、
その状態でロータ2の回転は停止することになり、カバ
ーは光源に対して方向性を示すことになる。That is, if the cover consisting of the case 6 and the window body 7 is rotated by some means so that the amount of light incident on the light-receiving surface body 4 from the opening windows 7/, 7// becomes equal,
In this state, the rotor 2 stops rotating, and the cover shows directionality with respect to the light source.
再び第2図において、モータMOのロータと一体化され
た受光面体4が回転すると、受光面体4の回転すなわち
ロータの回転は減速歯車機構GTに伝達される。Referring again to FIG. 2, when the light receiving surface 4 integrated with the rotor of the motor MO rotates, the rotation of the light receiving surface 4, that is, the rotation of the rotor, is transmitted to the reduction gear mechanism GT.
ここで、減速歯車機構GTの出力軸は基台Bに固定され
ているので゛、モータMOのカバー〇、ロータを含む外
筒3および減速歯車機構GTの本体は減速歯車機構GT
の出力軸および基台Bに対して相対的に回転することに
なる。Here, since the output shaft of the reduction gear mechanism GT is fixed to the base B, the cover of the motor MO, the outer cylinder 3 including the rotor, and the main body of the reduction gear mechanism GT are connected to the reduction gear mechanism GT.
This results in rotation relative to the output shaft of the base B and the base B.
そして、前述のように、カバーCの開口窓部7′、7“
から受光面体4に入射される光量が等しくなる位置、す
なわち開口窓部7/、 7//の中心を結ぶ線が光源の
方向と直交する位置まで回転して停止する。As mentioned above, the opening windows 7' and 7'' of the cover C are
It rotates to a position where the amount of light incident on the light-receiving facepiece 4 is equal, that is, a position where the line connecting the centers of the opening windows 7/, 7// is orthogonal to the direction of the light source and then stops.
なお、減速歯車機構GTの減速段数、すなわち軸の回転
方向は、同窓7′、7″からの受光量が等しくなるよう
に回転するように設定する。Note that the number of reduction stages of the reduction gear mechanism GT, that is, the rotational direction of the shaft, is set so that the rotation is such that the amount of light received from the windows 7' and 7'' is equal.
このように、本考案によれば、光源の移動に応じて自動
的に回転追従する光源追従モータが実現でき、太陽熱を
利用した温水器や太陽電池を用いた発電装置等の受光面
を太陽の移動に応して光エネルギ吸収が常に最大になる
ように自動的に回転追従させる姿勢制御機構等に好適で
ある。As described above, according to the present invention, it is possible to realize a light source tracking motor that automatically rotates and follows the movement of the light source. It is suitable for an attitude control mechanism that automatically follows rotation so that optical energy absorption is always maximized in response to movement.
また、このようなモータを用いることにより、光を介し
た非接触による回転変位の伝達を行なうことができ、完
全に密閉された領域内への動力伝達を行なうこともでき
る。Further, by using such a motor, rotational displacement can be transmitted through light in a non-contact manner, and power can also be transmitted within a completely sealed area.
また、本考案によるモータを光源位置検出器として用い
、大形サーボモータを駆動モータとして用いることによ
り、大形装置の光源追従装置を構成することもできる。Further, by using the motor according to the present invention as a light source position detector and using a large servo motor as a drive motor, a light source tracking device for a large device can be constructed.
さらに、このモータを、水平方向制御用と垂直方向制御
用として2個用いることにより、立体的な制御も可能で
ある。Furthermore, three-dimensional control is also possible by using two motors, one for horizontal direction control and one for vertical direction control.
なお、本実施例では、窓体の直径方向に対向した位置に
2個の開口窓部を設けた例について説明したが、開口窓
部を1個としてこの窓部を円周方向に沿って左右に分割
するように遮光板を設けてもよい。In addition, in this embodiment, an example was explained in which two opening window portions were provided at positions facing each other in the diametrical direction of the window body. A light shielding plate may be provided so as to be divided into two.
この場合、遮光板で分割された左右の窓から入射する光
量が等しくなる位置まで回転して停止することになる。In this case, it rotates to a position where the amount of light entering from the left and right windows divided by the light shielding plate is equal, and then stops.
第4図は、このような実施例の一例を示す外観図であっ
て、第2図と同等部分には同一符号を付している。FIG. 4 is an external view showing an example of such an embodiment, and the same parts as in FIG. 2 are given the same reference numerals.
第4図においてPは遮光板である。In FIG. 4, P is a light shielding plate.
この遮光板Pは、ステータのSN極の境界位置に一致し
、かつ、窓部7′に対して垂直な方向に配置されている
。This light-shielding plate P is arranged to coincide with the boundary position of the SN pole of the stator and in a direction perpendicular to the window portion 7'.
この遮光板Pにより、窓部7′が光源の向きからずれた
場合に、左右窓の光量のアンバランスが拡大されること
になる。Due to this light shielding plate P, when the window portion 7' is deviated from the direction of the light source, the imbalance in the amount of light between the left and right windows is magnified.
第1図は本考案の動作原理図、第2図は本考案の一実施
例を示す外観図、第3図は第2図におけるモータの一例
を示す構成国、第4図は本考案の他の実施例を示す外観
図である。Fig. 1 is a diagram of the operating principle of the present invention, Fig. 2 is an external view showing an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a component country showing an example of the motor in Fig. 2, and Fig. 4 is an illustration of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external view showing an example.
Claims (1)
た複数のタップを有し前記ステータの磁界中に回転可能
に配置されたコイルよりなるロータと、このロータとと
もに回転するように配置されロータの各タップ間に光電
変換出力を与える複数の充電変換素子と、これら光電変
換素子を内包するように形成された光電変換素子に光を
入れるための開口窓部を有するカバーと、前記ロータに
連結された減速歯車機構と、この減速歯車機構の出力軸
が固定された基台とからなる光源追従モータ。a stator that generates a fixed magnetic field; a rotor that includes a plurality of taps arranged at approximately equal intervals and a coil that is rotatably arranged in the magnetic field of the stator; and a rotor that is arranged to rotate together with the rotor. a plurality of charging conversion elements that provide a photoelectric conversion output between each tap of the converter; a cover having an opening window portion for letting light into the photoelectric conversion element formed to enclose these photoelectric conversion elements; and a cover connected to the rotor. A light source following motor consisting of a reduction gear mechanism and a base to which the output shaft of the reduction gear mechanism is fixed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1977170282U JPS5918485Y2 (en) | 1977-12-16 | 1977-12-16 | Light source tracking motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1977170282U JPS5918485Y2 (en) | 1977-12-16 | 1977-12-16 | Light source tracking motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5495691U JPS5495691U (en) | 1979-07-06 |
JPS5918485Y2 true JPS5918485Y2 (en) | 1984-05-29 |
Family
ID=29173128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1977170282U Expired JPS5918485Y2 (en) | 1977-12-16 | 1977-12-16 | Light source tracking motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5918485Y2 (en) |
-
1977
- 1977-12-16 JP JP1977170282U patent/JPS5918485Y2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5495691U (en) | 1979-07-06 |
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