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Patent Searching and Data


Title:
SUN TRACKING LIGHT COLLECTING APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/069599
Kind Code:
A1
Abstract:
A drive force transmitting means for rotating a mirror constitution body employs a chain block system, which uses a chain formed by alternately connecting oval rings vertically and horizontally and a rotating block having a recessed section with which the chain engages. The drive force transmitting means employing the chain block system is also used for a section which rotates the mirror constitution body in the altitude direction by an arm section, in a section which rotates the mirror constitution body in the azimuth direction. Since the chain block system is employed, even when sand enters, the sand is easily removed from the chain and the recessed section of the rotating block, and the mirror constitution body smoothly rotates even when a sun tracking light collecting apparatus is used outdoor such as in a desert area.

Inventors:
NAKAMURA KATSUSHIGE
Application Number:
PCT/JP2008/071355
Publication Date:
June 04, 2009
Filing Date:
November 25, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MITAKA KOKI KK (JP)
NAKAMURA KATSUSHIGE
International Classes:
F24S50/20; F24S23/70; G02B5/10; G02B7/182
Foreign References:
JPH1153914A1999-02-26
JP2004037037A2004-02-05
JPS5737093U1982-02-26
JPH1067417A1998-03-10
JPS57188965A1982-11-20
JPS374835B1
JPS6360846U1988-04-22
JP2004527723A2004-09-09
JP2007180484A2007-07-12
JP2002098415A2002-04-05
JPS578460U1982-01-16
US4649899A1987-03-17
DE19536087A11997-01-30
US4390009A1983-06-28
GB1500716A1978-02-08
Attorney, Agent or Firm:
MIYOSHI, Hidekazu et al. (2-8 Toranomon 1-chome,Minato-k, Tokyo 01, JP)
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Claims:
 太陽光線を所定方向へ反射する単数又は複数の反射ミラーを有するミラー構成体を備え、駆動力伝達手段を介して回転駆動力を前記ミラー構成体に作用させ、前記ミラー構成体を太陽を追尾した状態で回転させる太陽追尾集光装置であって、
 前記駆動力伝達手段が、
 第1係合要素が画成されたチェーン部材が相互に鎖交するチェーンと、
 前記第1係合要素が係脱自在な第2係合要素が表面外周に画成された回転ブロックとを具備することを特徴とする太陽追尾集光装置。
 前記チェーン部材は長円形状をなすことを特徴とする請求項1記載の太陽追尾集光装置。
 前記第2係合要素は前記第1係合要素と所定の姿勢で係合する第1係合部と前記第1係合要素と前記姿勢と異なる姿勢で係合する第2係合部とからなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の太陽追尾集光装置。
 前記第1係合部は凹部であることを特徴とする請求項3記載の太陽追尾集光装置。
 ミラー構成体が複数の反射ミラーをミラー支持体に対して1つの凹面鏡状に並べた構造で、該ミラー構成体を高度方向へ回転自在に載せた状態で全体が方位方向に回転自在に支持されるフレーム体を備え、
 上面を有するベース部を地面に形成し、該ベース部の上面中央に円柱部を突出形成し、該円柱部の上面中央にフレーム体を方位方向へ回転自在に支持する軸部を形成し、フレームにベース部の上面に対して方位方向へ転動自在なキャスター部を形成し、
 前記駆動力伝達手段は、
 円柱部の側面に前記チェーンを掛け回すと共に、その両端を所定の角度範囲でオーバラップさせた状態で側面に対して固定し、
 該チェーンと係脱自在な状態で正逆方向へ回転自在な回転ブロックが前記フレーム体に設けられることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の太陽追尾集光装置。
 フレーム体に形成されたキャスター部が、方位方向において3点支持でベース部の上面に対して転動することを特徴とする請求項5記載の太陽追尾集光装置。
 ベース部及び円柱部をコンクリートにより一体形成すると共に、フレーム体又はミラー構成体に太陽光線に基づいてフレーム体の方位方向の姿勢を制御し、ミラー構成体に太陽光線に基づいてミラー構成体の高度方向の姿勢を制御することを特徴とする請求項5又は請求項6記載の太陽追尾集光装置。
 ベース部及び円柱部をコンクリートにより一体形成すると共に、ミラー構成体にミラー構成体の方位方向及び高度方向の姿勢を制御する1つの姿勢制御度センサーを設けたことを特徴とする請求項4又は請求項5記載の太陽追尾集光装置。
 フレーム体の一端にヒンジ部を介してミラー構成体の一端を高度方向へ回動自在に支持し、
 フレーム体の他端に上下方向に延びるアーム部の下端を回動自在に支持し、
 前記動力伝達機構はさらに
 該アーム部の上下に第2の回転ブロックと従動プーリを設けると共に、両者間に前記第2の回転ブロックと係脱自在なループ状の第2のチェーンを巻回し、
 該第2の回転ブロックを正逆方向へ回転させることにより前記第2のチェーンを上下方向に移動自在で、該チェーンの一部にミラー構成体の他端を結合したものを具備することを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項に記載の太陽追尾集光装置。
Description:
太陽追尾集光装置

 本発明は太陽追尾集光装置に関するもの ある。

 太陽光線を所定方向へ反射する単数又は 数の反射ミラーを有するミラー構成体を、 陽を追尾した状態で回転させる太陽追尾集 装置としては各種のものが知られている。 えば、回転方式にしても、ミラー構成体を 球の自転軸と平行な極軸を中心にして回転 せるようにした赤道儀式タイプと、ミラー 成体を方位方向(水平方向)及び高度方向(上 方向)へそれぞれ回転させるようにした経緯 台式タイプがある。また、追尾方式も、ミラ ー構成体を太陽と同じように動かして、ミラ ー構成体が常に太陽を向いた状態にし、ミラ ー構成体からの反射光を各ミラー構成体の焦 点にそれぞれ集光させるタイプと、ミラー構 成体を太陽の動き角度の1/2だけ動かして、ミ ラー構成体からの反射光を太陽追尾集光装置 から離れた一点に向けて常に集光させるタイ プがある。

 いずれにしても、ミラー構成体を大きく 転させる構造が必要であり、そのための回 駆動力はモータにより得ている。そして、 ータの回転駆動力を大型のウォームギアや 長尺のボールスクリュー等の駆動力伝達手 を用いてミラー構成体に伝達している(例え ば、米国特許第4463749号)。

 しかしながら、このような関連技術にあ ては、モータの回転駆動力を、大型のウォ ムギアや長尺のボールスクリュー等の駆動 伝達手段を用いてミラー構成体へ伝達して るため、野外で使用すると、それらの駆動 伝達手段の内部に砂や異物が混入して、円 な回転が行えなくなるおそれがある。特に 砂漠地帯など、微小な砂などが混入しやす 環境での使用には不適であった。更に、従 の駆動力伝達手段は、大型又は長尺である め、それらを防塵カバーで覆うことも困難 あった。

 本発明は、このような関連技術の課題に 目してなされたものであり、砂などが駆動 伝達手段内に混入してもミラー構成体の円 な回転が行える太陽追尾集光装置を提供す ものである。

課題を解決するための手段
 本発明の第1の特徴によれば、太陽追尾集光 装置は、太陽光線を所定方向へ反射する単数 又は複数の反射ミラーを有するミラー構成体 を備え、回転駆動力を駆動力伝達手段を介し てミラー構成体に作用させ、該ミラー構成体 を太陽を追尾した状態で回転させる太陽追尾 集光装置であって、前記駆動力伝達手段が、 第1係合要素が画成されたチェーン部材が相 に鎖交するチェーンと前記第1係合要素が係 自在な第2係合要素が表面外周に画成された 回転ブロックとを具備する。

 本発明の第2の特徴によれば、太陽追尾集 光装置において、前記チェーン部材は長円形 状をなす。

 本発明の第3の特徴によれば、太陽追尾集 光装置において、前記第2係合要素は前記第1 合要素と所定の姿勢で係合する第1係合部と 前記姿勢と異なる姿勢で係合する第2係合部 からなる。

 本発明の第4の特徴によれば、太陽追尾集 光装置はさらに、ミラー構成体が複数の反射 ミラーをミラー支持体に対して1つの凹面鏡 に並べた構造で、該ミラー構成体を高度方 へ回転自在に載せた状態で全体が方位方向 回転自在に支持されるフレーム体を備え、 面を有するベース部を地面に形成し、該ベ ス部の上面中央に円柱部を突出形成し、該 柱部の上面中央にフレーム体を方位方向へ 転自在に支持する軸部を形成し、フレーム ベース部の上面に対して方位方向へ転動自 なキャスター部を形成し、円柱部の側面に ェーンを掛け回すと共に、その両端を所定 角度範囲でオーバラップさせた状態で側面 対して固定し、フレーム体に該チェーンと 合した状態で正逆方向へ回転自在な回転ブ ックが設けられる。

 本発明の第5の特徴によれば、太陽追尾集 光装置において、フレーム体の一端にヒンジ 部を介してミラー構成体の一端を高度方向へ 回動自在に支持し、フレーム体の他端に上下 方向に延びるアーム部の下端を回動自在に支 持し、前記動力伝達機構はさらに該アーム部 の上下に第2の回転ブロックと従動プーリを けると共に、両者間に前記第2の回転ブロッ と係脱自在なループ状の第2のチェーンを巻 回し、該第2の回転ブロックを正逆方向へ回 させることにより前記第2のチェーンを上下 向に移動自在で、該チェーンの一部にミラ 構成体の他端が結合される。

図1は、本発明の第1実施形態に係る太 追尾集光装置を示す全体斜視図。 図2は、太陽追尾集光装置を示す分解斜 視図。 図3は、太陽追尾集光装置を示す側面図 。 図4は、ミラー構成体が傾動した状態を 示す太陽追尾集光装置の側面図。 図5は、アーム部の内部構造を示す断面 図。 図6は、凹面鏡が東を向いた状態を示す 回転ブロック及びチェーンの平面図。 図7は、凹面鏡が南を向いた状態を示す 回転ブロック及びチェーンの平面図。 図8は、凹面鏡が西を向いた状態を示す 回転ブロック及びチェーンの平面図。 図9は、チェーンが係合した状態を示す 回転ブロックの側面部。 図10は、チェーンを外した状態を示す 転ブロックの側面図。 図11は、チェーンの縦リングが縦溝内 位置した状態を示す回転ブロックの横断面 。 図12は、チェーンの横リングが凹部内 係合した状態を示す回転ブロックの横断面 。 図13は、図11中矢示SA-SA線に沿う断面図 。 図14は、高度センサーを示す斜視図。 図15は、高度センサー及び高度センサ の内部構造を示す断面図。 図16は、方位方向を示す斜視図。 図17は、センサーによる制御関係を示 ブロック図。 図18は、本発明の第2実施形態に係る姿 勢制御度センサーを示す斜視図。

(第1実施形態)
 図1~図17は、本発明の第1実施例を示す図で る。この実施形態の太陽追尾集光装置1は、 位方向H及び高度方向Vに回転させる経緯台 で、常に太陽Tに向けて太陽光線Lを焦点に集 光させるタイプに関する。また、北半球の中 緯度または低緯度における砂漠地帯で使用さ れるものとして説明する。

 表面が砂で形成された地面Gには、地中に 杭を打った後にコンクリート製のベース部2 形成されている。ベース部2は大きな径の円 状で、上面2aは略平坦になっている。この 面2aに砂が掛からないように、ベース部2は 面Gから若干の高さを有して盛り上がってい 。ベース部2は円柱状に形成したが角柱状で も良い。

 ベース部2の上面2aの中央には、ベース部2 よりも少し小径の円柱部3が突出形成されて る。ベース部2及び円柱部3は基礎工事として コンクリートにより一体形成されたものであ る。円柱部3の上面中央には金属製の軸部4が 出形成されている。軸部4の先端はネジにな っている。

 ベース部2と円柱部3は基礎工事としてコ クリートで一体形成するため、安価に形成 ることができる。ベース部2及び円柱部3は、 土台としての強度を有していれば、寸法的に あまり正確に形成する必要がない。例えば、 円柱部3の周辺に残されたベース部2の上面2a 多少傾斜していたり、円周方向で緩やかな 凸になっていても構わない。そのようにな ていても、本実施形態によれば、後述する 由により、太陽追尾集光装置1の方位方向H及 び高度方向Vへの制御を正確に行える。

 このような砂の地面Gに形成されたベース 部2に、高度方向Vへ傾動自在なミラー構成体5 を載せた状態のフレーム体6が、方位方向Hに 転自在に支持される。

(ミラー構成体)
 ミラー構成体5は、複数の反射ミラー7をミ ー支持体8に取付けた構成をしている。ミラ 支持体8は、大きな四角形の支持パネル9と その下面に固定される補強用のパイプフレ ム部10とから形成されている。すなわち、ミ ラー構成体5は、反射ミラー7と、ミラー支持 8(支持パネル9+パイプフレーム部10)から構成 されている。

 反射ミラー7は四角形の球面鏡で、それぞ れが支軸11を介して支持パネル9に支持されて いる。支軸11は支持パネル9の中央部からその 外側へ向けて徐々に長くなっており、外側に 位置する反射ミラー7ほど内側に傾いた状態 支軸11の先端に固定されている。そして、複 数の反射ミラー7により、基本的に1つの仮想 な凹面鏡Mを規定する。この実施形態におけ る凹面鏡Mは球面鏡である。尚、反射ミラー7 平面鏡や放物鏡でも良いし、複数の反射ミ ー7で規定される仮想的な凹面鏡Mは放物鏡 も良い。

 支持パネル9の四隅からは支持パイプ12が 面鏡Mの焦点に向けて延びている。支持パイ プ12の先端にはスターリングエンジン13が設 され、その受熱部は実質的に凹面鏡Mの焦点 位置づけられる。このスターリングエンジ 13は空冷式のものだが、水冷式の場合は、 の支持パイプ12を利用して水をスターリング エンジン13に供給しても良い。その場合の供 する水のタンクは、支持パネル9の裏側の光 が当たらないパイプフレーム部10内に設置す ことができる。

 支持パネル9の上辺を除く三辺には、太陽 電池パネル14がそれぞれ設けられている。こ 太陽電池パネル14は、後述する各種センサ 15、16や、モータ17、18に使用される電気をま かなうためのものである。太陽追尾集光装置 1を作動させるのに必要な電力は小さく、太 電池パネル14から供給される電気で十分であ る。従って、電力供給が困難な砂漠地帯など への適用に好適である。

 支持パネル9は、図2中左側を下辺にして 体が上方へ傾動するもので、その下辺の片 の隅部には、高度センサー16が設置されてい る。高度センサー16は、図14及び図15に示すよ うに支持パネル9に位置固定され、支持パネ 9の表面と垂直な方向に延びる遮光ボックス 上面に、支持パネル9の下辺に沿う方向にス リット19を形成し、その内部底面にスリット1 9と同じ方向に延びる一対の光センサー20を配 置する。すなわち、スリット19の長手方向は 度方向Vと垂直であり各光センサ素子は長形 をなしその長手方向はスリットの長手方向に 平行である。各光センサ素子は、スリット19 直交する方向に隣接させた二分割センサー 造になっている。

 高度センサー16はスリット19から導入され た太陽光線Lが、それぞれ二分割された光セ サー20に同じ光量だけ当たった状態が中立位 置であり、その中立位置からのずれ方向及び ずれ量を、制御部46へ制御信号として出力す ようになっている。後述する方位センサー1 5も同様の構造であるため、図15の断面図は共 用するものとする。

 支持パネル9の裏側のパイプフレーム部10 は、図2中左側に左右一対のヒンジパネル21 固定されている。また、パイプフレーム部1 0におけるヒンジパネル21とは反対側には先端 に連結リング22を備えた延長部23が形成され いる。

(フレーム体)
 以上のような構造のミラー構成体5は、フレ ーム体6の上部に取付けられる。フレーム体6 鋼製の構造材を概略三角形状に構成したも で、その中心には支持孔24が形成されてい 。フレーム体6の一方側にはヒンジアーム25 形成され、そのヒンジアーム25の先端には、 ミラー構成体5側のヒンジパネル21がヒンジピ ン26を介して回動自在に軸支される。この実 形態では、ヒンジパネル21、ヒンジアーム25 、ヒンジピン26により、「ヒンジ部」が構成 れる。

 フレーム体6の他方側の先端には、一対の レバー27が突出している。レバー27には、ア ム部28の下端が支持ピン29により回動自在に 支されている。アーム部28の下端には回転 ロック30が回動自在に設けられ、上端には従 動プーリ31が回動自在に設けられている。こ 回転ブロック30と従動プーリ31との間には、 チェーン30がループ状に巻回されている。チ ーン30の一部には、前記ミラー構成体5の延 部23の先端に形成された連結リング22が結合 されている。

(高度方向の回転機構)
 回転ブロック30はウォームホイール33の軸ピ ン34と結合されている。ウォームホイール33 は高度側モータ18により回転するウォームギ ア35が噛合しており、高度側モータ18の回転 動力により回転ブロック30が回転する。高度 側モータ18、ウォームホイール33はアーム部28 の下端付近に固定され、アーム部28と一体的 動く。アーム部28の回転ブロック30は、後述 する別の回転ブロック36と同じ構造で、チェ ン32と長手方向で係合する関係になってお 、回転ブロック30を正逆方向へ回転させるこ とにより、チェーン32を上下に移動(送出)さ ることができる。

 このチェーン32の一部には、前述のよう ミラー構成体5の延長部23の連結リング22が結 合されているため、回転ブロック30を回転さ て、チェーン32を上方に移動させれば、ミ ー構成体5全体が下辺側のヒンジピン26を中 に持ち上がると共に、アーム部28がミラー構 成体5側に倒れるように傾動する。チェーン32 を下側に移動させれば、ミラー構成体5がヒ ジピン26を中心に下がると共に、アーム部28 真っ直ぐ立った状態に戻る。すなわち、ヒ ジピン26、支持ピン29および連結リング22で 定される三角形が連結リング22と支持ピン29 で規定される辺の長さの変更に応じて変形す る。その結果としてヒンジピン26と連結リン 22で規定される辺と一体のミラー構造体5の 斜をフレーム体6に固定された底辺26-29に対 て変更することができる。このようにして 高度側モータ18により回転ブロック30を回転 させることにより、ミラー構成体5の角度を 更することができる。

 フレーム体6のレバー27の付近には、軸孔3 7が形成されている。この軸孔37の上部には、 ウォームホイール38と、それに係合するウォ ムギア39を回転させる方位側モータ17が設置 されている。ウォームホイール38の軸ピン40 軸孔37を貫通して下方へ突出している。

 フレーム体6の軸孔37付近には、下面側に ャスター部41が設けられている。キャスタ 部41は支持孔24を中心に円周方向に回転自在 2つのローラ42をカバー43で覆った構造をし いる(図2ではカバーを省略)。フレーム体6の 対側にも、同じ構造のキャスター部41が延 片44、45に支持されている。キャスター部41 合計3つ形成されている。

 一方の延長片44は長く延びており、その 端に方位センサー15が取付けられている。方 位方向Hは向きが高度センサー16と90°相違す だけで基本構造は同じある。但し、全体が に向けて扇形に広がった形状になっている これは、四季に応じて太陽の高さが変化し も、確実に太陽光線を方位センサー15の内部 に導入するためである。

 この方位センサー15の信号は前記ウォー ギア39を回転させる方位側モータ17に、高度 ンサー16の信号は前記ウォームギア35を回転 させる高度側モータ18に、それぞれ制御部46 介して出力されるようになっている(図17参 )。尚、この制御部46にはリミットスイッチ47 の信号も入力される。

(方位方向の回転機構)
 ベース部2の円柱部3には、その側面にチェ ン48が駆け回れている。円柱部3の全周にわ って少し余裕をもった状態で掛け回されて り、本実施例ではその両端48a、48bは東側に いて、90°に相当する角度範囲でオーバラッ させ、円柱部3の側面に固定されている。チ ェーン48の両端48a、48bは上下位置を相違させ オーバラップ部分でチェーン48同士が相互 干渉しないようにされている。

 このようにチェーン48が巻かれた円柱部3 頂部の軸部4に、前記ミラー構成体5を載せ 状態のフレーム体6の支持孔24を通して、軸 4の先端にナット49を締結する。これにより フレーム体6はベース部2の上面2aに3つのキャ スター部41を3点支持させた状態で、軸部4を 心に方位方向Hへ回動自在となる。

 一方、円柱部3に掛け回されたチェーン48 は内側から回転ブロック36が係合され、そ 回転ブロック36にはフレーム体6の軸孔37を貫 通したウォームホイール38の軸ピン40が固定 れる。従って、回転ブロック36は方位側モー タ17により正逆方向へ回転自在となる。

(駆動力伝達手段)
 ここでチェーン32、48と、回転ブロック30、3 6の構造について説明する。アーム部28側のチ ェーン32及び回転ブロック30と、円柱部3側の ェーン48及び回転ブロック36とは、構造が基 本的に同じなので、以下、円柱部3側のチェ ン48及び回転ブロック36を代表して説明する

 チェーン32、48はチェーン部材50が相互に 交した線状体であって張力を発生し伝達す とともにチェーン部材の形態が係合要素を し回転ブロックと係合することによって回 ブロックとの間で動力を伝達することがで る。

 すなわち、チェーン部材の形状および構 が係合要素として機能し、回転ブロック30,3 6の表面外周に沿って画成された係合要素51,52 と係合自在に相互作用することができる。ま た、回転ブロックの外周接線方向に沿って係 合離脱自在である。チェーン部材の係合要素 と回転ブロックの係合要素が係合により相互 作用することによってチェーンと回転ブロッ クの間の動力伝達を確実にする。

 このようなチェーンと回転ブロックの係 態様においては砂等の粒体がチェーンまた 回転ブロックに付着しても蓄積することな 排除されるので特に砂漠地帯における動力 達機構として都合がよい。本実施例におい はチェーン部材50が回転ブロックの係合要 に緩嵌合する態様が例示されるが、本発明 係合態様はこれに限定されない。

 具体的には、図9~図13に示すように、本実 施例のチェーン48はチェーン要素として金属 で長円状のリング50を縦横交互に向きを変 て鎖交連結したものである。図12に示すよう に、リング50が規定する代表面が回転ブロッ の周面に対向する状態で係合する場合を横 リングとし、横のリングに鎖交するリング 縦のリングという。

 回転ブロック36は円柱状本体の周面に沿 て、チェーン48と係合しうる凹部51を所定間 で形成したものである。より具体的には、 転ブロック36の周面には、チェーン48の縦の リング50を収納する縦溝52が円周方向に連続 成され、その途中に横のリング50に相応する 形状の凹部51が形成されている。従って、チ ーン48のうち、横向きのリング50がこの凹部 51内に収納されて、チェーン48の長手方向で 合した状態となり、回転ブロック36を回転さ せることにより、回転ブロック36がチェーン4 8に沿って移動する。アーム部28のように回転 ブロック30が固定されているタイプでは、チ ーン32を回転方向に送り出す。

 チェーン48が縦溝52や凹部51内に収納され いるだけなので、砂が混入しても作動中に ぐに排出されて蓄積されない。また、チェ ン48や回転ブロック36が多少錆びても回転駆 動力伝達性能には問題ない。チェーン48と回 ブロック36が長手方向で直接係合するため 大きな回転伝達力も確実に伝達でき、強度 に問題ない。また、金属製のリング50を連結 した単純構造のチェーン48であり、自転車や イクで使用されているローラチェーンのよ に給油が必要になることがなく、砂漠での 用に好適である。

(太陽追尾集光装置)
 次に、この実施形態の作用を説明する。ま 、この太陽追尾集光装置1は、リミットスイ ッチ47の信号により、夜になると(フレーム体 6が西側を向くと)、自動的に太陽追尾集光装 1が東側を向いた初期状態(方位方向Hで東を き、ミラー構成体5が立った状態)に戻され ようになっている。図6中の矢印Aは凹面鏡M 向きを表している。

 朝、太陽Tが東から出ると、その太陽光線 Lが平行光として、方位センサー15及び高度セ ンサー16に当たる。初期の時点では、反射ミ ー7にて構成される凹面鏡Mの向きは、概ね から出る太陽Tの向きに合わせられているが 方位方向Hも、高度方向Vも、完全に一致し 状態ではない。そのため、方位センサー15及 び高度センサー16では、内部の一対の光セン ー20のどちらかに多く太陽光線Lが当たって る状態となっている(図15参照)。

 そのずれた状態の信号を制御部46が受け 、それを是正するように制御部46から方位側 モータ17及び高度側モータ18に、それぞれず を是正する方向への回転指示が送られる。 の回転指示は、方位方向H及び高度方向Vにお いて、ずれが是正されるまで(一対の光セン ー20の受光量が等しくなるまで)送られる。 のようにすることにより、凹面鏡Mの光軸Kの 向きを太陽Tに対して真っ直ぐ向けることが きる。

 凹面鏡Mの光軸Kが太陽Tに真っ直ぐ向くと 太陽Tから平行に送られている太陽光線Lが 面鏡Mで反射されて、その焦点位置にあるス ーリングエンジン13の受熱部を加熱し、ス ーリングエンジン13により1~3KWの発電を行う とができる。

 凹面鏡Mがいったん太陽に向いた状態にな ると(方位センサー15及び高度センサー16が中 位置で太陽光線Lを捉えた状態になると)、 面鏡Mは太陽Tを追尾した状態で、光軸Kが太 Tに向いた状態が維持される。すなわち、方 方向Hでは、凹面鏡Mの向きは、最初に東を いた状態(図6参照)、昼間に南を向いた状態( 7参照)となり、夕方に西を向いた状態(図8参 照)となる。

 凹面鏡Mの方位方向Hでの駆動は、ミラー 成体5を載せた状態のフレーム体6全体を、円 柱部3の軸部4を中心に回動させることで行わ る。方位側モータ17が回転し、その回転駆 力がウォームギア39からウォームホイール38 伝達され、チェーン48と係合した回転ブロ ク36が回転することにより、回転ブロック36 チェーン48に沿って円柱部3の回りを移動す ため、回転ブロック36が支持されているフ ーム体6が方位方向Hへ回転する。すなわち、 回転ブロック36の回転軸はフレーム体6に位置 固定され、チェーン48の両端が円柱部3に固定 されるため、回転ブロック36が可撓案内部材 してのチェーン48と係合して転動すること よりフレーム体6が軸部4のまわりに回転する 。

 回転ブロック36は円柱部3の側面の近傍に 置づけられるので、回転ブロック36がチェ ン48を介して円柱部3に引っ張り力を作用さ ることにより、軸ピン40に作用する回転中心 4のまわりのトルクを効率よくかつ安定して 給することができる。さらに、チェーン48の 引っ張り方向に働く張力を利用して回転駆動 力を伝達するため、チェーン48に大きな回転 動力を加えても、破損、変形することなく レーム体6を回転させることができる。

 また、凹面鏡Mが西を向いた状態の時に、 回転ブロック36は円柱部3の東側に位置するが 、本実施例においては円柱部3の東側では、 ェーン48の両端48a、48bが90°に相当する角度 囲でオーバラップしており、回転ブロック36 は円柱部3の東側まで回り込んでフレーム体6 回転させることができる。したがって、フ ーム体6は東側から北側、西側、南側を通っ て東側まで全周にわたって回転移動すること ができる。

 更に、フレーム体6が方位方向Hに回転す 際、フレーム体6に形成されたキャスター部4 1がベース部2の上面2aに対して3点支持のため キャスター部41の全てがベース部2の上面2a 接することとなり、フレーム体6が方位方向H へ回転する際にガタつきが生じない。すなわ ち、キャスター部41を4点支持すると、各点間 での位置調整が不十分の場合、いずれか1点 浮いた状態となってガタつきが生じるおそ があるが、この実施形態のように3点支持す と、全ての点が接するため、ガタつきが生 ない。

 次に、凹面鏡Mの高度方向Vでの駆動は、 ラー構成体5を、ヒンジピン26を中心に、フ ーム体6に対して、角度変更させることで行 れる。高度側モータ18が回転し、その回転 動力がウォームギア35からウォームホイール 33に伝達され、チェーン32と係合した回転ブ ック30が回転することにより、ループ状に巻 回されたチェーン32が、回転ブロック30に回 方向に応じて上下に回転移動する。たとえ 、回転ブロック30が時計回りに転動する場合 には連結リング22がチェーン32により引き上 られる。

 そして、このチェーン32の一部にミラー 成体5の延長部23の連結リング22が結合されて いるため、チェーン32を上方を移動させれば ミラー構成体5全体が下辺側のヒンジピン26 中心に持ち上がると共に、アーム部28がミ ー構成体5側に倒れるように傾動し、チェー 32を逆側に移動させれば、ミラー構成体5が ンジピン26を中心に下がると共に、アーム 28が真っ直ぐ立った状態に戻る。このように ミラー構成体5がヒンジピン26を中心に角度変 化するため、ミラー構成体5に形成された凹 鏡Mの向きを高度方向Vで変化させることがで きる。

 このミラー構成体5の高度方向Vでの駆動 、アーム部28における回転ブロック30の回転 動力が、チェーン32に対して引っ張り方向 作用するため、強度が強く、大きな回転駆 力を加えても、無理なくアーム部28を傾動さ せることができる。

 このように、凹面鏡Mの太陽Tに対する向 を、常時方位センサー15及び高度センサー16 モニターしながら制御しているため、仮に フレーム体6のキャスター部41が接している 面2aの表面状態が傾斜していたり、或いは 円周方向でゆるやかな凹凸があったりして 、問題ない。すなわち、凹面鏡Mの向きは、 陽Tから平行光として照射される太陽光線L 基準にして制御されるため、フレーム体6が のような動きをしても、最終的に方位セン ー15及び高度センサー16により動きの狂いが キャンセルされて、凹面鏡Mの光軸Kは太陽光 Lに対して真っ直ぐ向いた状態となる。

 また、太陽追尾集光装置1の方位方向H及 高度方向Vでの駆動を、それぞれウォームギ 35、39とウォームホイール33、38による駆動 段を用いているため、例えば、ミラー構成 5に強風が当たり、ミラー構成体5やフレーム 体6を正しくない向きに変えようとする外力 加わっても、この外力がウォームホイール33 、38からウォームギア35、39へ伝達されないた め、ミラー構成体5を正しい位置に維持する とができる。すなわち、ウォームギア35、39 ウォームホイール33、38の機械的噛合関係か ら、ウォームギア35、39側からウォームホイ ル33、38への回転力伝達は容易だが、その逆 抵抗が大きく無理である。すなわち、逆方 にはストッパとして機能し、ミラー構成体5 の姿勢を確実に維持する。尚、ウォームギア 35、39とウォームホイール33、38は、方位側モ タ17及び高度側モータ18も含めて、それぞれ の組み合わせにおいて、図示せぬ防塵カバー により覆われている。これらは小型のため、 防塵カバーの設置も容易であり、コスト的な 負担とならない。

 そして、方位方向H及び高度方向Vでの駆 力伝達に、チェーン32、48と回転ブロック30 36によるチェーンブロック方式を利用したた め、張力による大きな駆動力の伝達が可能で ある。また、給油が不要で、砂が回転ブロッ ク30、36の凹部51内に混入しても作動中に排出 されるため問題ない。長期間の使用により円 柱部3の側面が摩耗しても駆動力伝達さえ可 であれば太陽光を正確に追尾することがで る。また、チェーン32、48や回転ブロック30 36が錆びても破損しなければ問題ない。この ようにチェーンブロック方式は、厳しい環境 でも、駆動力を確実に伝達することができる ため、漠地帯などでの使用に好適である。

第2実施形態
 図18は、本発明の第2実施例を示す図である 本実施形態は、前記第1実施形態と同様の構 成要素を備えている。よって、それら同様の 構成要素については共通の符号を付すととも に、重複する説明を省略する。

 この実施形態では、方位センサー及び高 センサーの両方の機能を兼ね備えた1つの姿 勢制御度センサー53を、最終的な姿勢制御対 であるミラー構成体5に設置したものである 。

 姿勢制御度センサー53は上面に円形の窓54 をもち、内部底面に四分割センサー55を有し いる。四分割センサー55は、4つの光センサ 55a、55a、55b、55bを有している。この4つの光 センサー55a、55a、55b、55bのうち、方位方向H 対向する一対の光センサー55a同士が「方位 ンサー」として機能し、高度方向Vで対向す 一対の光センサー55b同士が「高度センサー として機能する。そして、それぞれ窓54か 導入された太陽光線Lが、それぞれ一対の光 ンサー55a同士、55b同士の中立位置を指向す ように(対向する一対の太陽センサー55a同士 、55b同士の受光量が等しくなるように)、方 側モータ17及び高度側モータ18へ信号を出力 る。

 この実施形態によれば、ミラー構成体5に 設けた1つの姿勢制御センサー53で、ミラー構 成体5の方位方向H及び高度方向Vの姿勢を制御 できるため、センサーの設置作業が容易であ る。

 以上の実施形態においては、太陽追尾集 装置1として、太陽光線Lを凹面鏡Mの光軸Kと 平行に受けて、凹面鏡Mの焦点にスターリン エンジン13などの受光部を設置するタイプを 例にしたが、太陽光線Lを凹面鏡Mの光軸Kに対 して斜めに受け、凹面鏡Mとは異なる位置に 定された集光部へ太陽光線Lを集光させるタ プのものでも良い。また、回転方式として ミラー構成体5を方位方向H及び高度方向Vへ 転させる経緯台方式を例にしたが、極軸を 心にして回転させる赤道儀方式でも良い。

発明の効果
 本発明の第1~第3の特徴によれば、駆動力伝 手段をチェーンと回転ブロックによるチェ ンブロック方式にしたため、砂が混入して 、砂はチェーン自体を通り抜けられるし、 転ブロックの凹部からも容易に排出される 従って、砂漠地帯などの野外で使用しても ミラー構成体を円滑に回転させることがで る。また、チェーンブロック方式は、給油 不要で、多少錆びても回転駆動力伝達性能 は影響ないため、メンテナンス性の面でも れる。更に、チェーンは引っ張り方向での 度が強く、大きな回転駆動力を伝達するこ ができるため、大型の太陽追尾集光装置へ 適用にも好適である。

 本発明の第4の特徴によれば、ベース部の 円柱部中央に形成した軸部を中心に、ミラー 構成体を載せたフレーム体を回転自在に支持 し、円柱部の側面に掛け回したチェーンにフ レーム体に形成した回転ブロックを係合させ たため、回転ブロックを回転させることによ り、フレーム体がチェーンに沿った状態で方 位方向に回転する。チェーンの引っ張り方向 に働く張力を利用して回転駆動力を伝達する ため、チェーンに大きな回転駆動力を加えて も、破損、変形することなくフレーム体を回 転させることができる。チェーンの両端が所 定の角度範囲でオーバラップしているため、 フレーム体を方位方向で正逆方向へそれぞれ 180°以上回転させることができる。

 本発明の第5の特徴によれば、回転ブロッ クを正逆方向へ回転させることにより上下に 移動するアーム部のチェーンに、一端を中心 に傾動自在なミラー構成体の他端を結合した ため、回転ブロックを回転させることにより 、ミラー構成体の高度方向における傾動角度 を変化させることができる。アーム部のチェ ーンの引っ張り方向に働く張力を利用して回 転駆動力を伝達するため、チェーンに大きな 回転駆動力を加えても、破損、変形すること なくミラー構成体を傾動させることができる 。

(米国指定) 
 本国際特許出願は米国指定に関し、2007年11 26日に出願された日本国特許出願第2007-304966 号(2007年11月26日出願)について米国特許法第11 9条(a)に基づく優先権の利益を援用し、当該 示内容を引用する。