JP7217567B1 - 太陽追尾装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乱流などによりフレームが揺れたとしても、その揺れを停止させることができる太陽追尾装置を提供する。
【解決手段】太陽追尾装置であって、太陽電池パネルを支持するフレームと、フレームを南北方向に回転させるための仰角回転軸を有する南北回転機構と、フレームを東西方向に回転させるための方位角回転軸を有する東西回転機構と、支柱とを備え、南北回転機構により太陽電池パネルのパネル面の南北方向の角度が調整され、東西回転機構により太陽電池パネルのパネル面の東西方向の角度が調整され、仰角回転軸と方位角回転軸はねじれの位置関係にあり、南北回転機構と東西回転機構の各々のトラス構造によりフレームが保持され、フレームの揺れ発生時に該揺れを自動的に停止させるブレーキシューをさらに備えている太陽追尾装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池パネルを備えた太陽追尾装置に関する。

従来の太陽光発電の追尾型の方式（経緯台方式）は、太陽高度軸と太陽方位軸とが互いに軸中心で交叉するもので、現在、この方式によるものが主として普及している。これに対して、二軸がねじれて交叉（両軸の各軸がそれぞれの軸受けに一本の軸として貫通することなく交叉）させることにより太陽電池パネル（太陽光パネル）の面を回転させる水平位置を自由に選択できる型（特許文献１）が、従来とは異なる原理による全く新しい追尾方式の設備として考案された（ＣＲＯＡＳ型）。

ＣＲＯＡＳ追尾型太陽光発電装置の架台部分の二つの東西軸と南北軸の各軸は、それぞれの軸受けに一本の通し軸として貫通することなく、それぞれの２つの軸受を仮想的に一本の通し軸で回転する機構となっているので、これらの軸受の位置は自由に選択でき、そのため二軸をねじれて直交して交叉させることが出来る。従って、仮想的に二本の直線状の通し軸の交点からの距離（δ）を自由に選んで、ねじれて交差させることができるという特徴がある。

このような特徴を利用すれば、組立工程においては、ＣＲＯＡＳ型は太陽電池パネルを、パネルを支持するフレームにフラットに設置した後に、追尾架台に取り付けることが可能であり、そのために、事前に地面上において太陽電池パネルと支持フレームへの取り付けを容易かつ迅速に組み立てることができる。またこの組立工程を追尾架台の組立や支柱工事と並行して進めることにより、工期を短縮でき、工事費の大幅な低減ができる。

特許第６５３５４０２号

しかし、特許文献１に記載されている構造のうち、南北軸の軸受を支える支柱（東西軸受支柱）とパネル支持架台のスパン部とは、南北軸でつながっているだけであるので、南北方向に不安定に揺れることができ、特に強風時に乱流が発生する場合にはパネル面が東西の両方向に大きくずれて振動する。

このように従来装置では、例えば乱流発生時に太陽電池パネルを支持するフレームが前後左右に揺れが発生してしまう。しかもその揺れがなかなか収まらずにいた。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、乱流などによりフレームが揺れたとしても、その揺れを停止させることができる太陽追尾装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、太陽電池パネルを１枚以上備え、該太陽電池パネルのパネル面の角度を太陽の動きに追従させて調整する太陽追尾装置であって、
前記太陽電池パネルを支持するフレームと、
該フレームを南北方向に回転させるための東西方向を軸方向とする仰角回転軸を有する南北回転機構と、
前記フレームを東西方向に回転させるための南北方向を軸方向とする方位角回転軸を有する東西回転機構と、
前記フレームを支持する支柱とを備えており、
前記南北回転機構により、前記仰角回転軸を回転軸として、前記フレームと、前記太陽電池パネルとが一体的に南北方向に回転されることで、前記フレームに支持された太陽電池パネルのパネル面の南北方向の角度が調整されるものであり、
前記東西回転機構により、前記方位角回転軸を回転軸として、前記フレームと、前記太陽電池パネルとが一体的に東西方向に回転されることで、前記フレームに支持された太陽電池パネルのパネル面の東西方向の角度が調整されるものであり、
前記仰角回転軸と前記方位角回転軸はねじれの位置関係にあり、
前記南北回転機構と前記東西回転機構は、各々、トラス構造を有しており、該トラス構造により前記フレームが保持されているものであり、
前記フレームの揺れ発生時に該フレームの揺れを自動的に停止させるブレーキシューをさらに備えているものであることを特徴とする太陽追尾装置を提供する。

このように本発明の太陽追尾装置は、仰角回転軸と方位角回転軸はねじれの位置関係にあるため直交しておらず（すなわち、三次元的に交差していない）、南北回転機構および東西回転機構の両方において、フレームを回転および保持する機構として、トラス構造の形成が可能になる。そして実際にそのような双方のトラス構造によってフレームを保持するものであるので、フレーム（太陽電池パネル）を安定して保持することが可能である。そのため、風荷重による破壊が生じるのを抑制することができる。

また特には上記のようなブレーキシューを備えているため、強風時に乱流が発生するなどして太陽電池パネルおよびそれを支持するフレームが揺れたとしても、ブレーキシューによりその揺れを最小限にし、かつ、自動的に即時に停止させることができる。それによって、フレームの回転機構（東西回転機構、南北回転機構）への負荷を軽減することができる。

また、前記南北回転機構は、
前記支柱を貫通して東西方向に揺動可能な中心横棒と、該中心横棒と前記フレームとを連結する南北回転用連結部材と、前記中心横棒と前記フレームとを連結する南北回転用アクチュエータとを有しており、
該南北回転用アクチュエータの伸縮により前記フレームが南北方向に回転されるものであり、
前記南北回転機構におけるトラス構造は、
前記南北回転用連結部材と前記フレームの連結部、前記中心横棒と前記南北回転用アクチュエータの連結部、前記南北回転用アクチュエータと前記フレームの連結部の３点により形成されているものとすることができる。
また、前記東西回転機構は、
前記支柱に一端側が回転可能に連結された東西回転部材と、該東西回転部材の他端側と前記フレームとを連結する東西回転用連結部材と、前記東西回転部材の前記他端側と前記支柱とを連結する東西回転用アクチュエータとを有しており、
該東西回転用アクチュエータの伸縮により前記フレームが東西方向に回転されるものであり、
前記東西回転機構におけるトラス構造は、
前記東西回転部材と前記支柱との連結部、前記支柱と前記東西回転用アクチュエータの連結部、前記東西回転用アクチュエータと前記東西回転部材の前記他端側の連結部の３点により形成されているものとすることができる。

これらのようなものであれば、各アクチュエータの伸縮によりフレーム（および太陽電池パネル）を南北方向、東西方向に効果的に回転可能である。しかも、より確実に上記トラス構造を形成し、フレームをより堅固に保持することができる。

また、前記支柱は筒状であり、該支柱に形成された２つの対向する開口部を通って前記中心横棒が前記支柱を貫通しており、
前記ブレーキシューは、
前記筒状の支柱の内周面および外周面のうち少なくとも一つの面に固定配置されており、かつ、前記中心横棒に沿って前記支柱から突き出ている第１ブレーキ板を１つ以上有しており、
前記フレームの揺れ発生時における、前記第１ブレーキ板と前記中心横棒との対向面同士の接触摩擦により、前記中心横棒に連結された前記フレームの揺れを停止させるものとすることができる。
また、前記ブレーキシューは、
前記南北回転用連結部材に固定配置された第２ブレーキ板を有しており、
該第２ブレーキ板を介して前記南北回転用連結部材に前記フレームが回転可能に連結されており、
前記フレームの揺れ発生時における、前記第２ブレーキ板と前記フレームとの対向面同士の接触摩擦により、前記フレームの揺れを停止させるものとすることができる。

これらのようなブレーキシューであれば、フレームの揺れの自動停止を簡便に行うことができる。

また、前記方位角回転軸が、前記支柱の頂点を通過しているものとすることができる。

方位角回転軸と支柱の頂点の位置関係が上記関係のものとすることができる。

以上のように、本発明によれば太陽電池パネルを安定保持することができ、風荷重による装置の破壊を効果的に防ぐことができる。また、乱流などが生じて太陽電池パネルおよびフレームが揺れたとしてもその揺れを最小限に抑え、瞬時に自動停止させることが可能である。

本発明のヘリオスタット装置の一例を示す下側からの斜視図である。 東西回転機構と南北回転機構の一例を示す部分拡大図である。 太陽電池パネルの構成の一例を示す上面説明図である。 ブレーキシュー（東西ブレーキシュー）の一例を示す説明図である。 東側から見た東西ブレーキシューの一例をしめす説明図である。 南側から見た東西ブレーキシューの一例をしめす説明図である。 支柱の内周面に第１ブレーキ板を固定した場合の例を示す説明図である。 ブレーキシュー（南北ブレーキシュー）の一例を示す説明図である。

以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
特許文献１の従来の太陽追尾装置では、太陽電池パネルが強風などを受けて太陽電池パネルおよびそれを支持するフレームが揺れ続けてしまっていた。
本発明者らは、上記のような場合に、両軸（仰角回転軸、方位角回転軸）周りの動きを摩擦力による制動によって停止させることができる構造について鋭意検討した。そしてブレーキシューを備えていれば強風時の乱流などによる不安定なフレーム揺れを完全にすぐに自動停止させることが可能であることを見出し、本発明を完成させた。さらには制動性能が極めて強く発生する力学的な関係について鋭意検討し、効果的なブレーキシューの形態を見出した。

図１、２に本発明の太陽追尾装置（ヘリオスタット装置）の一例を示す。
図１は装置下側からの斜視図である。図２は図１の部分拡大図であり、東西回転機構と南北回転機構を示す。

図１、２に示すように、本発明の太陽追尾装置１（以下、単に装置１ともいう）は、太陽電池パネル２と、該太陽電池パネル２を支持するフレーム３と、該フレーム３を南北方向に回転させるための東西方向を軸方向とする仰角回転軸４を有する南北回転機構５と、フレーム３を東西方向に回転させるための南北方向を軸方向とする方位角回転軸６を有する東西回転機構７と、フレーム３を支持する支柱８とを備えている。南北回転機構５と東西回転機構７により、太陽の動きに追従させて太陽電池パネル２の角度調整が可能である。さらにはブレーキシュー３０を備えている。
以下、各部の構成について詳述するが、これらの構成は一例であり、特に限定されるものではない。

（太陽電池パネル、フレーム、支柱）
太陽電池パネル２は１枚以上であればよく、その数や大きさは特に限定されない。図３に太陽電池パネル２の一例を示す（上面図）。ここでは長方形の４枚の太陽電池パネル２が備えられている。その４枚の太陽電池パネル２の組み合わせにより、全体がロの字型の形状となっている。
なお図１は前述したように下側からの斜視図であり、太陽電池パネル２の裏面が表示されている。この裏面の反対側面（表面）が図３であり、実際に太陽光を受けるパネル面２Ａとなっている。

フレーム３は、例えば南北方向に沿う２本の南北フレーム部材９と、東西方向に沿う４本の東西フレーム部材１０からなっている。これらは例えば角柱部材とすることができる。そして、このフレーム３は太陽電池パネル２を下方から支持している。
このため、南北回転機構５（東西回転機構７）により、仰角回転軸４（方位角回転軸６）を回転軸として、フレーム３と太陽電池パネル２とが一体的に南北方向（東西方向）に回転されることで、フレーム３に支持された太陽電池パネル２のパネル面２Ａの南北方向（東西方向）の角度が調整される。

また支柱８は特に限定されないが、例えば筒状（支柱本体１１）とすることができる。また、後に詳述する中心横棒２１が貫通可能なように、東西側の外周面に２つの開口部１２が対向して設けられている。

（東西回転機構）
また、東西回転機構７は、例えば支柱８に一端側が回転可能に連結された東西回転部材１３と、該東西回転部材１３の他端側とフレーム３とを連結する東西回転用連結部材１４と、東西回転部材１３の他端側と支柱８とを連結する東西回転用アクチュエータ１５とを有している。
なお、より具体的には、図１、２に示す例においては東西回転用連結部材１４は中心横棒２１と連結されており、東西回転部材１３の他端側は中心横棒２１と連結されている。したがって、東西回転部材１３の他端側は、中心横棒２１と東西回転用連結部材１４とを介してフレーム３と連結されている。
また、この例では方位角回転軸６は支柱８の頂点（すなわち、東西回転部材１３の一端側と支柱８との連結部）を通過している。

このような機構により、東西回転用アクチュエータ１５の伸縮によって、方位角回転軸６を中心にして東西回転部材１３が東西方向に回転する。同時に、東西回転用連結部材１４を介して東西回転部材１３と連結しているフレーム３が一体となって東西方向に回転する。

しかも、東西回転機構７は、東西方向の回転面内において、上記のような構成によりフレーム３を保持するトラス構造を形成している。具体的には、図２に示すように、東西回転部材１３と支柱８との連結部Ｏ、支柱８と東西回転用アクチュエータ１５の連結部Ｐ、東西回転用アクチュエータ１５と東西回転部材１３の他端側の連結部Ｑの３点によりトラス構造ＯＰＱが形成されている。

この東西回転機構７は、図１、２に示す例では東側かつ南側に１つ、西側かつ北側に１つ、それぞれ設けられている。しかしながらこれに限定されず、東西のどちらか一方に１つだけ設けても良いし、西側かつ南側に１つ、東側かつ北側に１つ、それぞれ設けることもできる。

（南北回転機構）
次に、南北回転機構５は、例えば支柱８を貫通して東西方向に揺動可能な中心横棒２１と、該中心横棒２１とフレーム３とを連結する南北回転用連結部材２２と、中心横棒２１とフレーム３とを連結する南北回転用アクチュエータ２３とを有している。
なお、図１、２に示す例では南北回転用連結部材２２は東西回転用連結部材１４と同じ部材である。ただしこれに限定されず、別部材とすることも可能である。
南北回転用アクチュエータ２３は直接的に中心横棒２１と連結されていてもよいが、前述したように南北回転用連結部材２２（東西回転用連結部材１４）が中心横棒２１と連結されていることから、南北回転用アクチュエータ２３が直接的には南北回転用部材２２と連結しており、該南北回転用部材２２を介して中心横棒２１と連結している構成とすることもできる。
また、仰角回転軸４はフレーム３と南北回転用連結部材２２との連結部を通過している。
このような機構により、南北回転用アクチュエータ２３の伸縮によって、仰角回転軸４を中心にしてフレーム３が南北方向に回転可能になっている。

しかも、南北回転機構５は、南北方向の回転面内において、上記のような構成によりフレーム３を保持するトラス構造を形成している。具体的には、図２に示すように、南北回転用連結部材２２とフレーム３（南北フレーム部材９）の連結部Ｒ、中心横棒２１と南北回転用アクチュエータ２３の連結部Ｓ、南北回転用アクチュエータ２３とフレーム３（南北フレーム部材９）の連結部Ｔの３点によりトラス構造ＲＳＴが形成されている。

この南北回転機構５は、図１、２に示す例では東側と西側に１つずつ設けられている。しかしながらこれに限定されず、東西のどちらか一方に１つだけ設けても良い。

上記のように、南北回転機構５と東西回転機構７の両方においてフレーム３を保持するためのトラス構造ＯＰＱ、ＲＳＴが形成されているが、これは南北回転機構５における仰角回転軸４と、東西回転機構７における方位角回転軸６とがねじれの位置関係（三次元的に交差していない）にあるためである。
このような位置関係とすることで、双方の回転機構において同時にトラス構造という安定した構造を容易に形成することができる。これにより、フレーム３、さらには太陽電池パネル２を極めて安定して保持することができる。したがって、風が吹いても堅固にフレーム３を保持することができ、風の荷重によって装置１の部材が破壊されてしまうのを効果的に防ぐことができる。

なお、東西回転用アクチュエータ１５と南北回転用アクチュエータ２３に関して、それらの配設向きは特に限定されないが、伸縮するロッド部が下方を向くように配設するのが好ましい。雨水等が各アクチュエータ内に入り込んで故障を引き起こすのを効果的に防ぐことができるためである。

（ブレーキシュー）
次にブレーキシュー３０について説明する。このブレーキシュー３０は、フレーム３（および太陽電池パネル２）の揺れ発生時にその揺れを自動的に停止させるためのものである。ブレーキシュー３０の例としては、支柱８に設けるもの（東西ブレーキシュー）と、南北回転用連結部材２２（ここでは東西回転用連結部材１４でもある）に設けるもの（南北ブレーキシュー）が挙げられる。

まず前者の東西ブレーキシューについて説明する。
図４に東西ブレーキシューの一例を示す（南東からの斜視図）。また図５は東側から見た説明図であり、図６は南側から見た説明図である。
前述したように筒状の支柱８は、支柱本体１１に、東西方向に沿った中心横棒２１が貫通する開口部１２が２つ設けられたものとなっている。
そしてブレーキシュー３０は、支柱８の内周面および外周面のうち少なくとも一つの面に固定配置された第１ブレーキ板３１を有している。この第１ブレーキ板３１は、支柱８を貫通する中心横棒２１に沿って支柱８から突き出ている。
なお、ここでは南側と北側に１つずつ第１ブレーキ板が配置されているが、これに限定されず、南側と北側のうちいずれか一方の側だけに配置してもよい。南北両側に配置した方がより効果的にフレーム３の揺れを停止させることができる。

以下では主に南側に配置した第１ブレーキ板について説明するが、北側に配置した第１ブレーキ板も向き等が異なるだけで実質的に同様である。
南側の第１ブレーキ板３１は、東側と西側において、南方向に突き出た２つのフランジ３２を有している（図４ではフランジ３２の記載は省略している）。第１ブレーキ板３１は支柱８の２つの開口部１２を通って支柱８を東西方向に貫通しており、中心横棒２１と開口部１２の縁との間に位置するように固定配置されている。具体的には前述した２つのフランジ３２が、支柱本体１１の外周面３３（東側外周面と西側外周面）に例えばビス等を用いて固定されている。

前述したように中心横棒２１は南北回転用連結部材２２（ここでは東西回転用連結部材１４でもある）を介してフレーム３と連結されており、フレーム３が揺れたとき中心横棒２１も揺れる。このときブレーキシュー３０（第１ブレーキ板３１）が存在することで、第１ブレーキ板３１と中心横棒２１との対向面同士の接触摩擦により、中心横棒２１の揺れを即座に軽減して停止させることができる。その結果、中心横棒２１に連結されたフレーム３の揺れを停止させることができる。

なお、第１ブレーキ板３１の大きさや長さは特に限定されないが、中心横棒２１のサイズ等に応じて適宜調整可能であり、中心横棒２１と対向する面積（接触面積）ができるだけ大きくなるようなものを用いるのが好ましい。さらには、中心横棒２１（さらには、太陽電池パネル２のパネル面２Ａ）が最大角度（水平面に対して±４５°）回転して傾いた場合においても十分な接触面積が得られるようなものが好ましい。
また、支柱本体１１の東側外周面と西側外周面へフランジ３２を取り付け固定する際には、その固定位置を調整することで、第１ブレーキ板３１と中心横棒２１との隙間の大小を調整することができる。第１ブレーキ板３１と中心横棒２１との位置関係が、無風状態で僅かに隙間があるような場合であっても、乱流等によるひねりを有する揺れで第１ブレーキ板３１と中心横棒２１とが面接触することになる。
あるいは上記取付固定時に、第１ブレーキ板３１と中心横棒２１とを最初から面接触させておき、その接触圧を調整することもできる。
これらの調整により、揺れが生じたときの摩擦力（ブレーキ）の度合いを調整可能である。

また他の固定方法として、筒状の支柱８の内周面に第１ブレーキ板３１を固定した例を図７に示す。図７は開口部１２付近を上側から見た説明図である。ここでも南側の第１ブレーキ板３１のみ説明するが、これに限定されず北側にも配置することもできる。
開口部１２を通り、中心横棒２１と支柱本体１１との間に位置する第１ブレーキ板３１は、筒状の支柱８内において、支柱本体１１の内周面３４に向かって突き出た凸部を有しており、該凸部においてビス等により内周面３４に固定されている。

次に南北ブレーキシューについて説明する。
図８に南北ブレーキシューの一例を示す。
ここでのブレーキシュー３０は、南北回転用連結部材２２に固定配置された第２ブレーキ板３５を有している。そして、この第２ブレーキ板３５を介して南北回転用連結部材２２にフレーム３が回転可能に連結されている。
より具体的には第２ブレーキ板３５は鍔３６を有しており、該鍔３６の部分がビス等により南北回転用連結部材２２に固定されている。
フレーム３が揺れたとき、ブレーキシュー３０（第２ブレーキ板３５）が存在することで、第２ブレーキ板３５とフレーム３との対向面同士の接触摩擦により、フレーム３の揺れを即座に軽減して停止させることができる。

なお、第２ブレーキ板３５の大きさや長さは特に限定されない。フレーム３のサイズ等に応じて適宜調整可能であり、フレーム３と対向する面積（接触面積）ができるだけ大きくなるようなものを用いるのが好ましい。さらには、フレーム３（さらには、太陽電池パネル２のパネル面２Ａ）が最大角度（水平面に対して±４５°）回転して傾いた場合においても十分な接触面積が得られるようなものが好ましい。
また、南北回転用連結部材２２に第２ブレーキ板３５を面接触させて固定するとともに、該第２ブレーキ板３５とフレーム３も面接触させて連結し、これら三者の連結の締め付け具合を適宜調整することができる。
これにより、揺れが生じたときの摩擦力（ブレーキ）の度合いを調整可能である。

以上のような本発明の装置１であれば、ブレーキシュー３０の存在により、強風時の乱流の発生を起因とする太陽電池パネル２およびフレーム３の揺れが生じても、最小限の揺れに抑え、直ぐに自動停止させることができるので実に簡便である。そのため、フレーム３の各回転機構（特に東西回転用アクチュエータ１５、南北回転用アクチュエータ２３）への負荷を軽減することができ、故障の発生を防止できる。

以下、本発明の装置１で得られる効果についてさらに詳述する。
無風状態の時には乱流は発生しない。微風であれば摩擦力は小さいが揺れはほとんどない。また、乱流が発生するような強風時には、揺れ方向に瞬時にアンバランスとなって風荷重が強くかかるが、ブレーキシューに接する構造体（中心横棒２１やフレーム３）との面接触のために（特には第１ブレーキ板３１、第２ブレーキ板３５のサイズ等が大きな場合は接触面が大きいために）、ブレーキシューの接触部で局所的なせん断力が発生しないで摩擦力による制動がかかり、制動がかかった瞬間において回転軸中心モーメントのバランスが崩れて揺れ方向が反転する。そのために反転が繰り返され一定の振幅範囲で振り子運動（揺れ）を繰り返すようになるものの、それでも従来装置の場合に比べて極めて速やかに停止する。

つまり、強風による乱流で風荷重が強くかかったとしても、ブレーキシューの接触部で局所的なせん断力が発生しない範囲で、ブレーキシューに接する構造体との摩擦力での制動が掛かって損傷やせんだん破損を起こすことなく、太陽電池パネルが一定の範囲で一旦揺れはするが、揺れ幅は最小にすることができるし、短時間で自動停止させることができる。

ＣＲＯＡＳ（特許文献１）の基本構造に取り付けてある２つのアクチュエータには、両軸の中心モーメントがバランスしているので、理論的には２つのアクチュエータのストローク方向に掛かる荷重はゼロである。しかし強風時の乱流によって両軸の中心モーメントがアンバランスとなってアクチュエータのストローク方向に荷重が発生する。ここでブレーキシューがない場合にはアンバランスとなって発生する風荷重が大きくストローク方向に発生（ストローク方向風荷重）することになるが、本発明のようにブレーキシューがあれば、ブレーキシューに生ずる摩擦力によってストローク方向風荷重を軽減することができる。

強風時には振り子運動（揺れ）を繰り返すので、ストローク方向の風荷重は振り子振動の加速度に依存する。しかしパネル支持架台スパン（すなわち、中心横棒２１）が南北軸（すなわち、仰角回転軸４）からの距離があるので振動数が低い。そのため加速度が大きくならないことから、ストローク方向の風荷重は強風の割には小さく設定することが出来、アクチュエータの推力を小さくすることができる効果がある。

本明細書は、以下の態様を包含する。
［１］： 太陽電池パネルを１枚以上備え、該太陽電池パネルのパネル面の角度を太陽の動きに追従させて調整する太陽追尾装置であって、
前記太陽電池パネルを支持するフレームと、
該フレームを南北方向に回転させるための東西方向を軸方向とする仰角回転軸を有する南北回転機構と、
前記フレームを東西方向に回転させるための南北方向を軸方向とする方位角回転軸を有する東西回転機構と、
前記フレームを支持する支柱とを備えており、
前記南北回転機構により、前記仰角回転軸を回転軸として、前記フレームと、前記太陽電池パネルとが一体的に南北方向に回転されることで、前記フレームに支持された太陽電池パネルのパネル面の南北方向の角度が調整されるものであり、
前記東西回転機構により、前記方位角回転軸を回転軸として、前記フレームと、前記太陽電池パネルとが一体的に東西方向に回転されることで、前記フレームに支持された太陽電池パネルのパネル面の東西方向の角度が調整されるものであり、
前記仰角回転軸と前記方位角回転軸はねじれの位置関係にあり、
前記南北回転機構と前記東西回転機構は、各々、トラス構造を有しており、該トラス構造により前記フレームが保持されているものであり、
前記フレームの揺れ発生時に該フレームの揺れを自動的に停止させるブレーキシューをさらに備えているものである太陽追尾装置。
［２］： 前記南北回転機構は、
前記支柱を貫通して東西方向に揺動可能な中心横棒と、該中心横棒と前記フレームとを連結する南北回転用連結部材と、前記中心横棒と前記フレームとを連結する南北回転用アクチュエータとを有しており、
該南北回転用アクチュエータの伸縮により前記フレームが南北方向に回転されるものであり、
前記南北回転機構におけるトラス構造は、
前記南北回転用連結部材と前記フレームの連結部、前記中心横棒と前記南北回転用アクチュエータの連結部、前記南北回転用アクチュエータと前記フレームの連結部の３点により形成されているものである上記［１］の太陽追尾装置。
［３］： 前記支柱は筒状であり、該支柱に形成された２つの対向する開口部を通って前記中心横棒が前記支柱を貫通しており、
前記ブレーキシューは、
前記筒状の支柱の内周面および外周面のうち少なくとも一つの面に固定配置されており、かつ、前記中心横棒に沿って前記支柱から突き出ている第１ブレーキ板を１つ以上有しており、
前記フレームの揺れ発生時における、前記第１ブレーキ板と前記中心横棒との対向面同士の接触摩擦により、前記中心横棒に連結された前記フレームの揺れを停止させるものである上記［２］の太陽追尾装置。
［４］： 前記ブレーキシューは、
前記南北回転用連結部材に固定配置された第２ブレーキ板を有しており、
該第２ブレーキ板を介して前記南北回転用連結部材に前記フレームが回転可能に連結されており、
前記フレームの揺れ発生時における、前記第２ブレーキ板と前記フレームとの対向面同士の接触摩擦により、前記フレームの揺れを停止させるものである上記［２］または上記［３］の太陽追尾装置。
［５］： 前記東西回転機構は、
前記支柱に一端側が回転可能に連結された東西回転部材と、該東西回転部材の他端側と前記フレームとを連結する東西回転用連結部材と、前記東西回転部材の前記他端側と前記支柱とを連結する東西回転用アクチュエータとを有しており、
該東西回転用アクチュエータの伸縮により前記フレームが東西方向に回転されるものであり、
前記東西回転機構におけるトラス構造は、
前記東西回転部材と前記支柱との連結部、前記支柱と前記東西回転用アクチュエータの連結部、前記東西回転用アクチュエータと前記東西回転部材の前記他端側の連結部の３点により形成されているものである上記［１］から上記［４］のいずれかの太陽追尾装置。
［６］： 前記方位角回転軸が、前記支柱の頂点を通過しているものである上記［１］から上記［５］のいずれかの太陽追尾装置。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

上記例では、南北回転機構における中心横棒や、東西回転機構における東西回転部材などの具体的な部材を挙げて説明したが、これらの部材・構成に限定されるものではない。仰角回転軸と方位角回転軸がねじれの位置関係にあり、各回転機構におけるフレームを支持するためのトラス機構や、フレームの揺れを自動停止可能なブレーキシューが備わっているものであれば良い。

１…本発明の太陽追尾装置（ヘリオスタット装置）、 ２…太陽電池パネル、
２Ａ…パネル面、 ３…フレーム、 ４…仰角回転軸、
５…南北回転機構、 ６…方位角回転軸、
７…東西回転機構、 ８…支柱、
９…南北フレーム部材、 １０…東西フレーム部材、
１１…支柱本体、 １２…開口部、
１３…東西回転部材、 １４…東西回転用連結部材、
１５…東西回転用アクチュエータ、
２１…中心横棒、 ２２…南北回転用連結部材、
２３…南北回転用アクチュエータ、
３０…ブレーキシュー、 ３１…第１ブレーキ板、 ３２…フランジ、
３３…支柱の外周面、 ３４…支柱の内周面、 ３５…第２ブレーキ板、 ３６…鍔、
ＯＰＱ…東西回転機構におけるトラス構造、
ＲＳＴ…南北回転機構におけるトラス構造。

Claims (8)

1. 太陽電池パネルを１枚以上備え、該太陽電池パネルのパネル面の角度を太陽の動きに追従させて調整する太陽追尾装置であって、
   前記太陽電池パネルを支持するフレームと、
   該フレームを南北方向に回転させるための東西方向を軸方向とする仰角回転軸を有する南北回転機構と、
   前記フレームを東西方向に回転させるための南北方向を軸方向とする方位角回転軸を有する東西回転機構と、
   前記フレームを支持する支柱とを備えており、
   前記南北回転機構により、前記仰角回転軸を回転軸として、前記フレームと、前記太陽電池パネルとが一体的に南北方向に回転されることで、前記フレームに支持された太陽電池パネルのパネル面の南北方向の角度が調整されるものであり、
   前記東西回転機構により、前記方位角回転軸を回転軸として、前記フレームと、前記太陽電池パネルとが一体的に東西方向に回転されることで、前記フレームに支持された太陽電池パネルのパネル面の東西方向の角度が調整されるものであり、
   前記仰角回転軸と前記方位角回転軸はねじれの位置関係にあり、
   前記南北回転機構と前記東西回転機構は、各々、トラス構造を有しており、該トラス構造により前記フレームが保持されているものであり、
   前記フレームの揺れ発生時に該フレームの揺れを自動的に停止させるブレーキシューをさらに備えているものであることを特徴とする太陽追尾装置。
2. 前記南北回転機構は、
   前記支柱を貫通して東西方向に揺動可能な中心横棒と、該中心横棒と前記フレームとを連結する南北回転用連結部材と、前記中心横棒と前記フレームとを連結する南北回転用アクチュエータとを有しており、
   該南北回転用アクチュエータの伸縮により前記フレームが南北方向に回転されるものであり、
   前記南北回転機構におけるトラス構造は、
   前記南北回転用連結部材と前記フレームの連結部、前記中心横棒と前記南北回転用アクチュエータの連結部、前記南北回転用アクチュエータと前記フレームの連結部の３点により形成されているものであることを特徴とする請求項１に記載の太陽追尾装置。
3. 前記支柱は筒状であり、該支柱に形成された２つの対向する開口部を通って前記中心横棒が前記支柱を貫通しており、
   前記ブレーキシューは、
   前記筒状の支柱の内周面および外周面のうち少なくとも一つの面に固定配置されており、かつ、前記中心横棒に沿って前記支柱から突き出ている第１ブレーキ板を１つ以上有しており、
   前記フレームの揺れ発生時における、前記第１ブレーキ板と前記中心横棒との対向面同士の接触摩擦により、前記中心横棒に連結された前記フレームの揺れを停止させるものであることを特徴とする請求項２に記載の太陽追尾装置。
4. 前記ブレーキシューは、
   前記南北回転用連結部材に固定配置された第２ブレーキ板を有しており、
   該第２ブレーキ板を介して前記南北回転用連結部材に前記フレームが回転可能に連結されており、
   前記フレームの揺れ発生時における、前記第２ブレーキ板と前記フレームとの対向面同士の接触摩擦により、前記フレームの揺れを停止させるものであることを特徴とする請求項２に記載の太陽追尾装置。
5. 前記ブレーキシューは、
   前記南北回転用連結部材に固定配置された第２ブレーキ板を有しており、
   該第２ブレーキ板を介して前記南北回転用連結部材に前記フレームが回転可能に連結されており、
   前記フレームの揺れ発生時における、前記第２ブレーキ板と前記フレームとの対向面同士の接触摩擦により、前記フレームの揺れを停止させるものであることを特徴とする請求項３に記載の太陽追尾装置。
6. 前記東西回転機構は、
   前記支柱に一端側が回転可能に連結された東西回転部材と、該東西回転部材の他端側と前記フレームとを連結する東西回転用連結部材と、前記東西回転部材の前記他端側と前記支柱とを連結する東西回転用アクチュエータとを有しており、
   該東西回転用アクチュエータの伸縮により前記フレームが東西方向に回転されるものであり、
   前記東西回転機構におけるトラス構造は、
   前記東西回転部材と前記支柱との連結部、前記支柱と前記東西回転用アクチュエータの連結部、前記東西回転用アクチュエータと前記東西回転部材の前記他端側の連結部の３点により形成されているものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の太陽追尾装置。
7. 前記方位角回転軸が、前記支柱の頂点を通過しているものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の太陽追尾装置。
8. 前記方位角回転軸が、前記支柱の頂点を通過しているものであることを特徴とする請求項６に記載の太陽追尾装置。

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