JPS63118563A - 太陽光収集装置 - Google Patents

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常に太陽光を
効率よく収集す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にしたものである。

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、１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。この太陽光収集部＠１０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
れらを一体内に保持する支持枠体１３、該支持枠体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１
６を前記第１の回転軸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等を有し、前記太陽光方
向センサ１２によってレンズ１１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の回転軸を制御し、
レンズ１１によって集束された太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任意所望の箇
所へ伝達するようにしている。而して、上述のごとき太
陽光収集装置において、従来は、第１の回転軸及び第２
の回転軸に対してモータと同軸に邸動力を付加している
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、上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図において、
１９は太陽光収集部で、該太陽光収集部１９の穴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１９
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、該光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は小歯車、２１．２４は大歯車で、大歯
車２４は略半円形の歯車で、該歯車２４は第１の回転軸
１４にその歯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）取り付けられ、一方、
該歯車２４を駆動するモータ２２は支持腕１６上に固定
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に取り付けられ、モータ
１８により小歯車２０を介して駆動される。

斯様に、上記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、該歯車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と噛合する小径の歯車２３、及び該
歯車２３を駆動するモータ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’線に関して対称に
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
取り付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、該光導体ケーブルを、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３４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、歯車を用いた時に生じるバツクラツシ、ガタ
等がなくなり、レンズ系１１をよりスムーズに回動する
ことができる。なお、３４ａ、３３ａ、３２ａは、第１
の回転軸１４の軸方向に関して、歯車３４．３３及びモ
ータ３２と対称に設けられた歯車及びモータで、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を含む同動部をより安定して支持し、かつ、回動す
ることができる。また、駆動ローラ３３．３３ａを弾性
体で構成しておく時は、該パルスモータ駆動時に同動部
に発生するｔ＃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）を設けておく
ことも可能で、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
動することができる。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、４
０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
に効率よく行なう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概略構成図で、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は歯車又は摩擦係合面を有するローラ、６１
乃至６４はモータで、まず、第５図におりて、５１は第
１の回転軸１４に一体的に取り付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の歯車又
はローラで、該第１の歯車又はローラ５１は、第１図乃
至第４図に示した歯車２４又はローラに対応するもので
ある。５２は前記第１の歯車又はローラ５１と噛合又は
係合する小径の第２の歯車又はローラで、該歯車又はロ
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の歯車又はローラ５２と同軸に設けられた
大径の第３の歯車又はローラ、５４は該第３の歯車又は
ローラ５３と噛合又は係合する小径の第４の歯車又はロ
ーラで、該歯車又はローラ５４は支持腕１６に配設され
た第２のモータ６２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の歯車又はローラ５３と
第４の歯車又はローラ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
方向とか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
、できるだけ早く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
歯車又はローラ５４を矢印Ａ′方向に移動させて第３の
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を前駆動し、該第１のモータ６１によって第１
の回転軸１４を回転する０次に、第６図において、５５
は、第２の回転軸１７に一体的に取り付けられた大径の
第５の歯車又はローラ、５６は前記第５の歯車又はロー
ラ５５と噛合又は係合する小径の第６の歯車又はローラ
で、該歯車又はローラ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に歯車又
はローラ５６と同軸に設けられた大径の第７の歯車又は
ローラ、５９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の歯車又はローラ５７と噛合又は
係合する中継歯車又はローラ、５８は前記中継歯車又は
ローラ５９と噛合又は係合する小径の第８の歯車又はロ
ーラで、該第８の歯車又はローラ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１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の歯車又はローラ５７と第８の歯車又
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の歯車又はローラ５７と第８の歯車又はローラ５８
とを直結するようにしてもよい。この第２の回転軸１７
も、前記第１の回転軸１４の駆動と同様、正常時は第４
のモータ６４及び歯車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の歯車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一致させること
ができる。

本発明は、上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５８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
る。

以上の説明から明らかなように、本発明によると、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１４及び支持腕１
６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・・・基本部、３・・・カプセル、１０・・・太陽光
収集装置部、１４・・・第１の回転軸、１７・・・第２
の回転軸、５１〜５９・・・歯車又はローラ、６１〜６
４・・・モータ。 為　１　因 第　２　図 第３図

Claims (2)

【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つて集束され
   た太陽光を収集するための太陽光収集部と、該太陽光収
   集部によつ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、前記レンズ系と一体的に構成されて太
   陽の方向を検出するための太陽光方向センサと、前記レ
   ンズ系及び該レンズ系と一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、該光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
   又は摩擦係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のモータによつて回転される小径
   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のモータによつて回転される小径の第４
   の歯車又はローラと、前記第２の回転軸に一体的に取り
   付けられた大径の第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のモータによつ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第４のモー
   タによつて回転される小径の第８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、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
   ており、前記第３の歯車又はローラと前記第４の歯車又
   はローラとの係合離脱、及び前記第７の歯車又はローラ
   と前記第８の歯車又はローラとの係合離脱が前記太陽光
   方向センサの出力信号によつて制御されることを特徴と
   する太陽光収集装置。
2. （２）、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前記第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（１）項に記載の太陽光収集装置。