(57)【要約】【課題】  回転駆動系を用いることなく太陽の向きと高度に合わせて追従する太陽追尾機能付き架台を提供する。【解決手段】  太陽追尾機能付き架台３は、基台２に対して遮光板４１を南側及び東西に配置した支持装置１１〜１３で支持高さ可変に３点支持し、日の出から日の入りの間において南側に配置した第１支持装置１１の支持高さを東西に配置した第２、第３支持装置１２、１３の支持高さ以下に維持し、遮光板４１は、第２支持装置１２と第３支持装置１３に対する太陽光の照射を遮って、午前では第２支持装置１２の支持高さを第３支持装置１３の支持高さに向けて徐々に上昇させ、午後では第３支持装置１３の支持高さを第２支持装置の支持高さよりも徐々に低くなるように降下させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台本体をなす遮光性を有する遮光板と、
前記遮光板を３点でそれぞれ自在継手を介して個々に支持する３つの支持装置とを備え、
２又は３の前記支持装置は、太陽光の照射状態による温度変化で軸方向長さが伸縮し、降温側への温度変化で支持高さが高く、昇温側への温度変化で支持高さが低くなる支持高さ可変手段を有し、
前記遮光板は、前記支持高さ可変手段に対する太陽光の照射状態を変化させる庇をなし、
前記遮光板の上面に形成した閉鎖空間内に多数の球体が前記遮光板の傾動動作に従って転がりながら移動する多数の球体が収納されている太陽追尾機能付き架台と、
前記太陽追尾機能付き架台の遮光板の上面に被乾燥体を設置可能なユニットとを備えることを特徴とする太陽光追尾装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記被乾燥体は、乾物材料、海水、洗濯物又は廃棄物であることを特徴とする太陽光追尾装置。
【請求項３】
架台本体をなす遮光性を有する遮光板と、
前記遮光板を３点でそれぞれ自在継手を介して個々に支持する３つの支持装置とを備え、
２又は３の前記支持装置は、太陽光の照射状態による温度変化で軸方向長さが伸縮し、降温側への温度変化で支持高さが高く、昇温側への温度変化で支持高さが低くなる支持高さ可変手段を有し、
前記遮光板は、前記支持高さ可変手段に対する太陽光の照射状態を変化させる庇をなし、
前記遮光板の上面に形成した閉鎖空間内に多数の球体が前記遮光板の傾動動作に従って転がりながら移動する多数の球体が収納されている太陽追尾機能付き架台と、
前記太陽追尾機能付き架台の遮光板の上面に光合成体を設置可能なユニットとを備えることを特徴とする太陽光追尾装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記光合成体は、植物であることを特徴とする太陽光追尾装置。
【請求項５】
架台本体をなす遮光性を有する遮光板と、
前記遮光板を３点でそれぞれ自在継手を介して個々に支持する３つの支持装置とを備え、
２又は３の前記支持装置は、太陽光の照射状態による温度変化で軸方向長さが伸縮し、降温側への温度変化で支持高さが高く、昇温側への温度変化で支持高さが低くなる支持高さ可変手段を有し、
前記遮光板は、前記支持高さ可変手段に対する太陽光の照射状態を変化させる庇をなし、
前記遮光板の上面に形成した閉鎖空間内に多数の球体が前記遮光板の傾動動作に従って転がりながら移動する多数の球体が収納されている太陽追尾機能付き架台と、
前記太陽追尾機能付き架台の遮光板の上面に、太陽光による蓄熱を行う蓄熱材を設置可能なユニットとを備えることを特徴とする太陽光追尾装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項において、
前記支持高さ可変手段は、降温側への温度変化で軸方向に沿って縮み、昇温側への温度変化で軸方向に沿って伸びるコイル状バイメタルと、
前記コイル状バイメタルの伸縮動作を逆方向の動作に変換し、前記コイル状バイメタルが縮むと前記遮光板の支持高さを高く、前記コイル状バイメタルが伸びると前記遮光板の支持高さを低くする変換機構とを備えることを特徴とする太陽光追尾装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項において、
前記３つの支持装置は、基台に取付けられていることを特徴とする太陽光追尾装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項において、
前記３つの支持装置は、鋭角三角形の各頂点位置に配置されることを特徴とする太陽光追尾装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記鋭角三角形の底辺を東西方向に向けて前記架台を設置し、東西方向の各頂点と南側の頂点に前記支持装置を配置したことを特徴とする太陽光追尾装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項において、
前記多数の球体の移動を前記球体の導電性を利用して電気的に検知し、又は音、振動を検知して認識する認識手段を備えることを特徴とする太陽光追尾装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽の向きと高度に合わせて架台を追尾させる技術に係り、特に、回転駆動系を用いることなく太陽の向きと高度に合わせて追従する太陽追尾機能付き架台及び太陽光発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽追尾装置を備えた架台としては、太陽の方位に合わせて東西方向に移動させる所謂パン駆動するパン駆動系と、上下方向に傾動させる所謂チルド駆動系を備えた構成が提案されている（特許文献１）。パン駆動系とチルト駆動系は緯度等の情報が予め設定されたプログラムを備えた太陽追尾制御装置により別々に回転駆動制御され、太陽の方位と高さに応じて所定方向に移動する。
【０００３】
このような太陽追尾装置付きの架台は、例えばソーラパネルを架台上面に取付け、日の出から日の入りの間でソーラパネルが太陽に向くようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１５４０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の太陽追尾装置付きの架台において、太陽追尾装置は、パン駆動系とチルト駆動系の２つの回転駆動系を必要とする。このため、架台の構成が複雑化し、また電動モータ等を搭載するため重くなる。また、前記２つの駆動系は、駆動に電力を必要とするため、設置の際に電源の確保が必要となる。さらに、前記２つの駆動系の駆動制御には、太陽追尾制御装置を必要とするため、設置個所に合わせて緯度等の情報を事前に入力しなければならず、簡便な利用性に欠ける傾向にある。
【０００６】
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、回転駆動系を用いることなく太陽の向きと高度に合わせて追従する太陽追尾機能付き架台及び太陽光発電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１の太陽追尾機能付き架台は、架台本体をなす遮光性を有する遮光板と、前記遮光板を３点でそれぞれ自在継手を介して個々に支持する３つの支持装置とを備え、２又は３の前記支持装置は、太陽光の照射状態による温度変化で軸方向長さが伸縮し、降温側への温度変化で支持高さが高く、昇温側への温度変化で支持高さが低くなる支持高さ可変手段を有し、前記遮光板は、前記支持高さ可変手段に対する太陽光の照射状態を変化させる庇をなす。
【０００８】
〔発明２〕  さらに、発明２の太陽追尾機能付き架台は、発明１の太陽追尾機能付き架台において、前記支持高さ可変手段は、降温側への温度変化で軸方向に沿って縮み、昇温側への温度変化で軸方向に沿って伸びるコイル状バイメタルと、前記コイル状バイメタルの伸縮動作を逆方向の動作に変換し、前記コイル状バイメタルが縮むと前記遮光板の支持高さを高く、前記コイル状バイメタルが伸びると前記遮光板の支持高さを低くする変換機構とを備える。
【０００９】
〔発明３〕  さらに、発明３の太陽追尾機能付き架台は、発明１及び２のいずれか１の太陽追尾機能付き架台において、前記３つの支持装置は、基台に取付けられている。
【００１０】
〔発明４〕  さらに、発明４の太陽追尾機能付き架台は、発明１乃至３のいずれか１の太陽追尾機能付き架台において、前記３つの支持装置は、鋭角三角形の各頂点位置に配置される。
【００１１】
〔発明５〕  さらに、発明５の太陽追尾機能付き架台は、発明４の太陽追尾機能付き架台において、前記鋭角三角形の底辺を東西方向に向けて前記架台を設置し、東西方向の各頂点と南側の頂点に前記支持装置を配置した。
【００１２】
〔発明６〕  さらに、発明６の太陽追尾機能付き架台は、発明１乃至５のいずれか１の太陽追尾機能付き架台において、前記遮光板の上面に形成した閉鎖空間内に多数の球体が前記遮光板の傾動動作に従って転がりながら移動する多数の球体が収納されている。
【００１３】
〔発明７〕  さらに、発明７の太陽追尾機能付き架台は、発明６の太陽追尾機能付き架台において、前記多数の球体の移動を前記球体の導電性を利用して電気的に検知し、又は音、振動を検知して認識する認識手段を備える。
【００１４】
〔発明８〕  一方、上記目的を達成するために、発明８の太陽光発電機は、発明１乃至７のいずれか１の太陽追尾機能付き架台と、前記太陽追尾機能付き架台の遮光板の上面にソーラパネルを設けたソーラパネルユニットとを備える。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、発明１の太陽追尾機能付き架台によれば、従来のようなパン駆動系とチルト駆動系が不要となり、シンプルな構成の架台を提供でき、また軽量化することができ、電源のない場所でも設置することができる。
【００１６】
さらに、発明２の太陽追尾機能付き架台によれば、コイル状バイメタルの伸縮動作を利用して遮光板を太陽に追尾させることができる。
【００１７】
さらに、発明３の太陽追尾機能付き架台によれば、３つの支持装置を安定して取り付けることができる。
【００１８】
さらに、発明４の太陽追尾機能付き架台によれば、太陽光の向きによって、３つの支持装置に対し、太陽光の照射状況を異ならせることができる。
【００１９】
さらに、発明５の太陽追尾機能付き架台によれば、太陽の日の出から日の入りに渡って遮光板を南向きに傾斜させて太陽に追尾させることができる。
【００２０】
さらに、発明６の太陽追尾機能付き架台によれば、遮光板の太陽追尾動作を補助し、遮光板の滑らかな移動を行うことができる。
【００２１】
さらに、発明７の太陽追尾機能付き架台によれば、ゆっくりと移動する遮光板が太陽の向きと高度に合わせて追尾しているか否かを認識することができる。
【００２２】
一方、発明８の太陽光発電機によれば、架台の太陽追尾動作に電力を不要としてソーラパネルを太陽の向きと高度に追尾させることができ、効率のよい発電が行える。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は本発明による太陽追尾機能付き架台の概要を示す概略分解斜視図で、架台にソーラパネルユニットを装備した太陽光発電機を示す。（ｂ）は（ａ）のＴ−Ｔ線に沿って切断した転球収納部の上面図。（ｃ）はソーラパネルユニットの上面図である。
【図２】図１（ａ）の太陽光発電機に南東方向から太陽光が射した時の架台の動作を示す図で、（ａ）は太陽光の照射方向とソーラパネルユニットの傾斜方向を示す上面図、（ｂ）は球体の転がり方向を示す図、（ｃ）は太陽光発電機を南側から見た図、（ｄ）は太陽光発電機を北側から見た図である。
【図３】図１（ａ）の太陽光発電機に真上から太陽光が射した時の架台の動作を示す図で、（ａ）はソーラパネルユニットに対する太陽光の照射方向を示す上面図、（ｂ）は球体の転がり方向を示す図、（ｃ）は太陽光発電機を南側から見た図、（ｄ）は太陽光発電機を北側から見た図である。
【図４】図１（ａ）の太陽光発電機に南西方向から太陽光が射した時の架台の動作を示す図で、（ａ）は太陽光の照射方向とソーラパネルユニットの傾斜方向を示す上面図、（ｂ）は球体の転がり方向を示す図、（ｃ）は太陽光発電機を南側から見た図、（ｄ）は太陽光発電機を北側から見た図である。
【図５】図１（ａ）の太陽光発電機を傾斜面に設置した場合を示し、（ａ）は屋根に設置した状態、（ｂ）は斜面に設置した状態、（ｃ）は太陽光の照射方向とソーラパネルユニットの傾斜方向を示す上面図、（ｄ）は球体の転がり方向を示す図、（ｅ）は太陽光発電機を南側から見た図、（ｆ）は太陽光発電機を北側から見た図である。
【図６】本発明による太陽追尾機能付き架台を備えた太陽光発電機の実施形態を示す外観斜視図である。
【図７】図６に示す支持装置の側面図で、支持筒及びソーラパネルユニットを縦断面で示す。
【図８】（ａ）は図６に示すソーラパネルユニットの上面図で、ソーラパネルを取り外した状態を示し、（ｂ）は（ａ）のイーイ線断面図である。
【図９】ソーラパネルユニットの方位を示すインジケータを示す。
【図１０Ａ】太陽の向き（東向き）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は東側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【図１０Ｂ】太陽の向き（南東向き）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は東側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【図１０Ｃ】太陽の向き（南向き）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は東側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【図１０Ｄ】太陽の向き（南西向き）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は西側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【図１０Ｅ】太陽の向き（西向き）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は西側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【図１０Ｆ】太陽の向き（真上）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は東側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｆ）は太陽の向きとソーラパネルユニットの傾斜に応じた転球群の片寄状態との関係を示し、（ａ）は太陽が東方向、（ｂ）は太陽が南西方向、（ｃ）は太陽が南方向、（ｄ）は太陽が南西方向、（ｅ）は太陽が西方向、（ｆ）は太陽が真上を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
〔本実施の形態の概要〕
本発明による太陽追尾機能付き架台の概要を図１に基づいて説明し、太陽追尾動作の概要を図２〜図５に基づいて説明する。
【００２５】
図１に示す架台３００には、ソーラパネルユニット４００が装備されて太陽光発電機１００を構成する。架台３００は、ソーラユニットパネル４００を載置する架台本体３１０を３本の支持脚３１１、３１２、３１３により３点支持する構成としている。３本の支持脚の支持点を結ぶと、各支持点は三角形の各頂点に位置する。架台本体３１０を３本の支持脚３１１〜３１３で３点支持する構成は、架台３００を水平面に限らず、傾斜面に設置する場合でも３本の支持脚３１１〜３１３が必ず当接するという特徴がある。また、３本の支持脚３１１〜３１３の長さが異なっても各支持脚３１１〜３１３は必ず当接する。その際、架台本体３１０は傾斜する。
【００２６】
３本の支持脚３１１〜３１３の長さが異なると、架台本体３１０は丈の長い支持脚を上側、丈の低い支持脚を下側として傾斜する傾斜面をなす。このことより、ある支持脚の丈を他の支持脚よりも短くすると、架台本体３１０の傾斜面を丈の短い支持脚側に向かわせることができる。
【００２７】
架台３００の３本の支持脚３１１〜３１３について、支持脚の長さが温度上昇で短くなり、温度低下で長くなるという温度変化による長さ調節機能を備えたものとしている。架台本体３１０を遮光性の板材である遮光板とした場合、太陽の向きによって、３本の支持脚３１１〜３１３の丈に変化が生じる。例えば、太陽光が照射されて温度が上昇した支持脚は丈が短くなり、遮光板である架台本体３１０により太陽光が遮られて温度が低下した支持脚は丈が短くなる。そうすると、太陽に向いた支持脚は丈が短くなり、架台本体３１０は太陽に向かって傾斜することになる。
【００２８】
３本の支持脚３１１〜３１３の上端が架台本体３１０の裏面にしっかりと固定されていると、３本の支持脚３１１〜３１３の丈の変化に応じて架台本体３１０の自由な傾動動作ができない。このため、３本の支持脚３１１〜３１３はそれぞれユニバーサルジョイント（自在継手）３２０を介して架台本体３１０に連結され、台１本体３１０の自由な傾動動作を確保している。架台３００は、ユニバーサルジョイント３２０による架台本体３１０の自由な傾動を可能とすることにより、架台本体３１０を太陽の向きに傾斜させながら追尾させることができるようにしている。
【００２９】
図１において、架台３００は、基台３０１にユニバーサルジョイント３２０を備えた３本の支持脚３１１〜３１３を取り付け、各ユニバーサルジョイント３２０を介して遮光板である架台本体３１０を３本の支持脚３１１〜３１３に連結している。架台本体３１０には、図１（ｂ）に示すように、架台本体３１０の傾動動作を促進する複数の球体３０２を転動可能に収納する転球収納枠部３０３が設けられている。転球収納枠部３０３内における複数の球体３０２の偏り状態で架台本体３１０の傾斜方向が判断可能となる。
【００３０】
転球収納枠部３０３の上に、図１（ｃ）に示すソーラパネルユニット４００が取り付けられる。基台３０１の幅を２ｄとすると、基台３０１の前側で、幅方向中央に第１支持脚３１１、後側の両角部に第２支持脚３１２、第３支持脚３１３を取り付けており、第１支持脚３１１の取付位置を頂点とする二等辺三角形の底辺両端に第２支持脚３１２、第３支持脚３１３を取り付けた構成として以下に説明する。また、図２〜図５において、第１支持脚３１１を南側、第２支持脚３１２を東側、第３支持脚３１３を西側に向けるようにして太陽光発電機１００を配置したものとする。さらに、第１支持脚３１１〜第３支持脚３１１は、同一温度において同一長さとして説明する。
【００３１】
図２は太陽Ｓの向きが南東の場合を示し、図２（ａ）に示すように架台本体３１０上のソーラパネルユニット４００は南東に向けて傾斜する。第１支持脚３１１と第２支持脚３１２と第３支持脚３１３について、架台本体３１０による日陰の影響が最も少ないのは第１支持脚３１１、最も大きいのは第３支持脚３１３、中間は第２支持脚３１２である。したがって、丈の長さは第１支持脚３１１、第２支持脚３１２、第３支持脚３１３の順に長くなる。
【００３２】
図２（ｂ）に示すように、複数の球体３０２は架台本体３１０の傾斜方向である南東方向に集まる。図２（ｃ）に示すように、架台本体３１０の南側前端が低く、西側から東側に傾斜する。図２（ｄ）に示すように、架台本体３１０の北側の後端は、南側前端よりも高く、西側から東方向に傾斜する。
【００３３】
図３は太陽Ｓの向きが真南（真上）の場合を示し、図３（ａ）に示すようにソーラパネルユニット４００はフラットな状態に保持される。第１支持脚３１１と第２支持脚３１２と第３支持脚３１３に対する架台本体３１０による日陰の影響は同一になるので、第１支持脚３１１、第２支持脚３１２、第３支持脚３１３の丈は同一長さとなり、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように架台本体３１０はフラットになる。
【００３４】
図４は太陽Ｓの向きが南西の場合を示し、図２（ａ）に示すように架台本体３１０上のソーラパネルユニット４００は南西に向けて傾斜する。第１支持脚３１１と第２支持脚３１２と第３支持脚３１３について、架台本体３１０による日陰の影響が最も少ないのは第１支持脚３１１、最も大きいのは第２支持脚３１２、中間は第３支持脚３１３である。したがって、丈の長さは第１支持脚３１１、第３支持脚３１３、第２支持脚３１２の順に長くなる。
【００３５】
図４（ｂ）に示すように、複数の球体３０２は架台本体３１０の傾斜方向である南西方向に集まる。図４（ｃ）に示すように、架台本体３１０の南側前端が低く、東側から西側に傾斜する。図４（ｄ）に示すように、架台本体３１０の北側の後端は、南側前端よりも高く、東側から西方向に傾斜する。
【００３６】
太陽光発電機１００は図５（ａ）のように屋根に設置し、又は図５（ｂ）に示すように斜面等に設置することが一般的である。架台３００を図５（ａ）に示す屋根に設置した場合を例にする。架台３００を図５（ｅ）、図５（ｆ）のように東から西に向けて下り傾斜の屋根の傾斜面１０１に設置すると、ソーラパネルユニット４００は東から西に向けて太陽Ｓを追尾する。日の入りから日の出前の間は、３本の支持脚３１１〜３１３は丈が等長なので、架台本体３１０とソーラパネルユニット４００は傾斜面１０１と平行に保持される。太陽Ｓが東から南東方向に移動するに従って、第２支持脚３１２の温度上昇が最も大きく、次いで第１支持脚３１２、殆ど温度変化がないのが第３支持脚３１３となる。このため、架台本体３１０が東側を向くことになる。太陽Ｓの向きが南東方向まで移動すると、第１支持脚３１１の温度が第２支持脚３１２の温度を上回り、南側に面する第１支持脚３１１が第２支持脚３１２よりも丈が低くなり、架台本体３１０が南向きに傾斜することになる。図５（ｄ）に示すように、架台本体３１０の傾斜に合わせて球体３０２は転球収納枠部３０３の南東寄りに集まる。
【００３７】
図１〜図５に基づく架台３００の概要説明において、３本の支持脚３１１〜３１３は基台３０１上に当接させているが、基台３０１を設けずに、３本の支持脚３１１〜３１３を直接地面等に当接させるようにしてもよい。この場合、地面に凹凸があっても架台３００はぐらつくことなく地面等に安定して据え付けられる。このため、架台３００にソーラパネルユニット４００を取り付けた太陽光発電機１００は設置場所の状況に左右されることなく設置することができる。
【００３８】
なお、第１支持脚３１１〜第３支持脚３１３の向きはこれに限定されるものではなく、架台３００をどのような向きに設置しても、太陽に向いた支持脚側を低くなるように架台本体３１０が傾斜するので、太陽追尾が行われる。
【００３９】
〔本実施の形態の構成〕
本発明による架台の概要説明に続き、以下に詳細な構成を説明する。
【００４０】
図６及び図７において、太陽光発電機１は、基台２に前記支持脚に相当する３基の支持装置１０（以下、第１支持装置１１、第２支持装置１２、第３支持装置１３とする）を取り付け、前記台本体に相当する遮光性を有する遮光板４１を第１支持装置１１、第２支持装置１２、第３支持装置１３により３点支持する。基台２と第１支持装置１１と第２支持装置１２と第３支持装置１３と遮光板４１により架台３を構成する。
【００４１】
本実施の形態では、ソーラパネルユニット４０に遮光板４１を設けており、架台３の天板をなす遮光板４１にソーラパネルユニット４０が取り付けられる。
【００４２】
支持装置１０は、太陽光の照射による温度変化により軸方向長さを変化させる支持高さ可変手段の構成部材として例えば帯状のバイメタルをコイル状に巻回して形成されたコイル状バイメタル２１の温度変化に応じた長さ変化に基づき、遮光板４１に対する支持点と基台２との上下方向距離であるの高さを調整する。コイル状バイメタル２１が太陽光により温められると軸方向長さが伸び、温度が低下すると軸方向長さが短くなる特性を有する。
【００４３】
支持装置１０は、支持高さ可変手段の後記する変換機構により、コイル状バイメタル２１が昇温傾向にある、すなわち太陽の高度が高くなり、継続して温められる状況下において支持高さを低くするように動作する。逆に、コイル状バイメタル２１が降温傾向にある、すなわち太陽の高度が低くなり、又は遮光されて温度が低下する状況下において支持高さを高くするように動作する。
【００４４】
本実施の形態において、支持装置１０は、矩形形状の基板２２の一端部にコイル状バイメタル２１を軸方向を上下方向にして下端を固定する。基板２２の他端部には、円筒状の支持筒２３を軸方向を上下方向にして下端を固定する。支持筒２３内に支持部材である支持ロッド２４が上下方向に移動自在に挿通される。支持ロッド２４は、支持筒２３の上端から上方に伸びるロッド上端には自在継手２５が取り付けられ、自在継手２５の取付軸２６がソーラパネルユニット４０の遮光性を有する遮光板４１の裏面に取り付けられる。自在継手２５は、回転ボール２５１に取付軸２６が固定され、回転ボール２５１の回転中心Ｐを中心として取付軸２６が支持ロッド２４に対して任意の向きに移動自在となっている。したがって、ソーラパネルユニット４０は回転中心Ｐを中心に任意の向きに傾斜可能となる。
【００４５】
支持筒２３内に配置される支持ロッド２４の下端部には、連結ピン２７が固定されており、作動レバー２８の先端部に形成した軸方向に沿って細長い長孔２９が連結ピン２７に係合している。作動レバー２８の先端部は、支持筒２３の側面に上下方向に沿って形成した細い長孔で構成されたスリット３０を通して支持筒２３内に装入される。
【００４６】
作動レバー２８の基端部は、コイル状バイメタル２１の上端部に固定された連結軸３１に連結ピン３２を介して連結される。コイル状バイメタル２１と支持筒２３との間に起立して基板２２に固定した支柱３３の上端部に支軸３４を介して作動レバー２８が回転自在に取り付けられ、これらの部材等によってコイル状バイメタル２１の伸縮動作を逆方向に変換する変換機構を構成する。
【００４７】
コイル状バイメタル２１が可動範囲内で最長に伸びた状態で作動レバー２８は支持ロッド２４を下死点位置に下動させ、最も縮んだ状態で作動レバー２８は支持ロッド２４を上死点位置に上動させる。
【００４８】
図７において、支持装置１０は、コイル状バイメタル２１が太陽光を浴びて熱くなると、コイル状バイメタル２１の上端が矢印１００方向に移動し、支持ロッド２４が矢印２００で示す下方に向けて下動し、取付軸２６に取付けられたソーラパネルユニット４０が下方に下がる。
【００４９】
基板２２の裏面側には作動ロッド２４の軸中心線上に回転支軸３５が下方に向けて支出される。基台２の上面には、支持装置１０の取り付け位置に回転支軸３５が回転可能に係合する係合穴２ａが形成されている。支持装置１０は、基板２２にコイル状バイメタル２１と支柱３３と支持筒２３を固定してユニット化した構成としており、図６に示すように、回転支軸３５を中心に時計回り方向（ＣＷ）及び反時計回り方向（ＣＣＷ）に回転し、コイル状バイメタル２１を任意の向きに向けることができる。
【００５０】
太陽光発電機１を設置する地域を北半球とすると、太陽は東から出て、南を通り西に沈むので、ソーラパネルユニット４０を東側に向けて傾斜させ、徐々に南側に向け傾斜させ、さらに西側に向けて傾斜させることで、太陽光を効率よく受光することができる。また、ソーラパネルユニット４０を３基の支持装置１０で３点支持することは、３点の支持高さが異なってもソーラパネルユニットを傾斜状態で安定に支持できる。このため、第１支持装置１１を南側、第２支持装置１２を東側、第３支持装置１３を西側に配置している。
【００５１】
ここで、図７に示すように支持装置１０の作動ロッド２４の中心軸線Ｌが基台２の表面に交わる点を支持点Ｒとすると、図６に示すように、第１支持装置１１の支持点をＲ１、第２支持装置１２の支持点をＲ２、第３支持装置１３の支持点をＲ３とする。支持点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を結ぶ三角形を鋭角三角形とし、本実施の形態では二等辺三角形として支持点Ｒ１を頂点とすると、底辺の両端をＲ２とＲ３としている。各取付軸２６と遮光板４１との取付位置の関係においても前記二等辺三角形と同じ二等辺三角形が形成され、支持点とすることができる。
【００５２】
このように、鋭角三角形の各頂点で、南方向及び東西方向に第１支持装置１１〜第３支持装置１３を配置することにより、太陽が真上に位置する場合を除き、第１支持装置１１〜第３支持装置１３に対する太陽光の照射状態を異ならせることができ、日の出から日の入りに渡って確実に太陽の追尾が行える。
【００５３】
図６〜図８に示すように、ソーラパネルユニット４０は、ソーラパネル取付板４３に複数のソーラパネル４４が取り付けられた構成としている。架台３は、例えば正方形に形成された遮光板４１の上面中央に、平面正方形の転球収納枠部４２が取り付けられた構成とし、転球収納枠部４２の開口上面を外形が正方形のソーラパネル取付板４３で覆っている。転球収納枠部４２と遮光板４１とソーラパネル取付板４３により囲まれた空間を転球収納部４５とし、転球収納部４５内に多数個の球体４６が転がり自在に収納されている。球体４６は鉄等の高比重の材料で形成され、導電性を備えている。
【００５４】
遮光板４１の各辺は転球収納枠部４５よりも外方にそれぞれ幅Ｗだけ延出されており、この延出部分は第１支持装置１１と第２支持装置１２と第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１に対して日光を遮る庇として機能する。
【００５５】
第１支持装置１１の支持点Ｒ１は、遮光板４１の東西方向に沿った長さの中央位置で、幅Ｗの前記延出部分の中央位置としている。第２支持装置１２の支持点Ｒ２と第３支持装置１３の支持点Ｒ３は、遮光板４１の北側の側辺から延出幅Ｗの半分の位置で、それぞれ東及び西側の側辺から延出幅Ｗの半分の位置としている。なお、支持点Ｒ１は東側又は西側に偏ってもよく、支持点Ｒ２と支持点Ｒ３は南北方向においてずれてもよい。
【００５６】
図８に示すように、遮光板４１の中央部分には転球収納枠部４２内において、球面形状の凹部４７が形成されており、凹部４７の中央部分における深さを球体４６が僅かにはまり込む程度としている。また、凹部４７内に全ての球体４６を収納可能とする。ソーラパネルユニット４０が水平状態の場合、殆どの球体４６が凹部４７内に収納され、遮光板４１と一体にソーラパネルユニット４０が傾斜すると、傾斜方向に向けて移動する。その際、多数の重い球体４６が傾斜方向に移動するので、ソーラパネルユニット４０の傾斜側の重量を増加させて傾斜動作を加速させる。
【００５７】
転球収納枠部４２は、東側に面する東枠板４２１と、南側に面する南枠板４２２と、西側に面する西枠板４２３と、北側に面する北枠板４２４とにより構成している。東枠板４２１の南北方向両端部内面側には、端面から僅かな距離を隔てて導電性の第１電極板４８と第２電極板４９が設けられている。同様に南枠板４２２の東西方向両端部内面側に導電性の第３電極板５０と第４電極板５１が設けられ、西枠板４２３の南北方向両端部内面側に導電性の第５電極板５２と第６電極板５３、北枠板４２４の東西方向両端部内面側に導電性の第７電極板５４と第８電極板５５が設けられている。
【００５８】
転球収納枠部４２の各角部に設けられる一対の第１電極板４８と第８電極板５５により第１スイッチＳ１、一対の第２電極板４９と第３電極板５０により第２スイッチＳ２、一対の第４電極板５１と第５電極板５２により第３スイッチＳ３、一対の第６電極板５３と第７電極板５４により第４スイッチＳ４を構成する。第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４において、導電性を備えた球体４６がスイッチ作動体として機能し、各一対の電極に球体４６が接触して導通すると、スイッチオン（ＯＮ）の「１」信号、球体４６が非接触の非導通状態でスイッチオフ（ＯＦＦ）の「０」信号をソーラパネルユニット４０の傾斜方位を示す図４（ａ）に示すソーラパネルユニット４０の移動を確認する確認手段としてのインジケータに出力する。
【００５９】
図９に示すインジケータ６０は、基台２を水平配置した場合を例にするもので、東、南、西の向きにソーラパネルユニット４０が傾斜した状態と、特別な設定の場合に太陽が真上に位置する状態をそれぞれ点灯表示で示す東表示部６１、南表示部６２、西表示部６３、真上表示部６４を有している。各表示部６１〜６４は、点灯回路６５により点灯制御される。点灯回路６５は、第１〜第４ＡＮＤ回路６６〜６９を有する。第１ＡＮＤ回路６６には第1スイッチＳ１と第２スイッチＳ２から「０」又は「１」の信号が入力される。第２ＡＮＤ回路６７には第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３から「０」又は「１」の信号が入力される。第３ＡＮＤ回路６８には第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４から「０」又は「１」の信号が入力される。第４ＡＮＤ回路６９には第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４から「０」又は「１」の信号がそれぞれＮＯＴ回路７０を介して入力される。
【００６０】
第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２が共にオンとなりそれぞれ信号１が第１ＡＮＤ回路６６に出力されると東表示部６１が点灯する。第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３が共にオンとなりそれぞれ信号１が第２ＡＮＤ回路６７に出力されると南表示部６２が点灯する。第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４が共にオンとなりそれぞれ信号１が第３ＡＮＤ回路６８に出力されると西表示部６３が点灯する。
【００６１】
後記するが基台２を水平配置し、第２支持装置１２と第３支持装置１３を回転支軸３５を中心に回転して東西方向に向け、各コイル状バイメタル２１を遮光板４１よりも外側に張り出した場合において、太陽が真南に来た時、第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４が全てオフとなり、それぞれ信号０が各ＮＯＴ回路７０に出力され、各ＮＯＴ回路７０から信号１が第４ＡＮＤ回路６９に出力されると真上表示部６４が点灯する。
【００６２】
図６に示す実施の形態は、説明を容易とするために基台２を水平状態としているが、通常は家屋の傾斜した屋根に設置し、また傾斜した地面に基台２を傾斜して設置する。基台２を設けずに第１支持装置１１〜第３支持装置１３を直接設置個所の設置面に設置するようにしてもよい。例えば凹凸のある地面では基台２を使用すると太陽光発電装置１の姿勢安定性が悪くなるが、第１支持装置１１〜第３支持装置１３による３点支持で太陽光発電機１の姿勢安定性が確保できる。
【００６３】
太陽光発電機１を設置する地域を東京とすると、太陽が真南に来た時の太陽の高度（南中高度）は、冬至では３１．６度、夏至では７８．４度である。したがって、ソーラパネルユニット４０の傾斜角度は夏場に比べて冬場を大きくすることが望ましい。また、緯度が低くなるに従って南中高度が高くなるので、設置地域の緯度が低くなるに従って基台２の傾斜角度を低くするのが好ましい。
【００６４】
〔本実施の形態の動作〕
次に、太陽の向きに応じた太陽光発電機１のソーラパネルユニット４０の動きを図１０Ａ〜図１０Ｆに基づいて説明する。太陽光発電機１は、基台２を水平状態に設置し、第１支持装置１１を南に向け、第１支持装置１１よりも北側において第２支持装置１２を東側、第３支持装置１３を西側に配置したものとする。また、図１０Ａ〜図１０Ｆにおいて、第１支持装置１１のコイル状バイメタルに符号２１Ａを付し、第２支持装置１２のコイル状バイメタルに符号２１Ｂを付し、第３支持装置１３のコイル状バイメタルを符号２１Ｃを付して説明する。さらに、回転ボール２５に固定の取付軸２６は、第１支持装置１１では符号２６Ａを付し、第２支持装置１２では符号２６Ｂを付し、第３支持装置１３では符号２６Ｃを付して説明する。
【００６５】
図１０Ａの（ａ）は、日の出によって東側から太陽光が太陽光発電機１に向けて当たっている状況を示す。第１支持装置１１のコイル状バイメタル２１Ａと第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂは東側面で略全長にわたって太陽光を浴びるため、略同温度に熱せられて軸方向に沿って略等長伸びる。したがって、各支持ロッド２４は各作動レバー２８を介して下方に押し下げられる。しかし、第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃはソーラパネルユニット４０により太陽光が遮られるため熱せられず、軸方向に沿った伸縮はない。
【００６６】
したがって、第３支持装置１３の支持ロッド２４の昇降動作はなく、第１支持装置１１の支持ロッド２４及び第２支持装置１２の支持ロッド２４の高さよりも第３支持装置１３の支持ロッド２４が高い位置にある。
【００６７】
このような状態において、図１０Ａ（ｂ）（ｃ）に示すように、遮光板４１の北西の角が最も高い位置に存在する格好で遮光板４１が傾斜する。第１支持装置１１の支持ロッド２４と第２支持装置１２の支持ロッド２４は東西方向及び南北方向の位置が異なるため、遮光板４１は南東の角を最も下げた状態で傾斜する。遮光板４１が傾斜状態に保持されるのは、遮光板４１を３点支持する取付軸２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃが自在継手２５の各回転ボール２５１により任意の方向に向きが変えられることによる。
【００６８】
したがって、ソーラパネルユニット４０のソーラパネル４４は、東側に向けて傾斜するため、朝の太陽光を効率よく受光することができる。日の出から時間が経過すると、太陽の向きは南側に移動する。第１支持装置１１のコイル状バイメタル２１Ａは遮光板４１の幅Ｗの飛び出た部分（以下、庇とする）よりも南側に張り出ているため、太陽光が遮られることがない。これに対し、第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂ及び第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃは、日の出と日の入りを除けば遮光板４１の庇により部分的に太陽光が遮られる。
【００６９】
第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂは太陽が南東から南に向うに従って、遮光板４１の庇により徐々に太陽光の受光面積が減少して温度低下を招くため、第１支持装置１１のコイル状バイメタル２１Ａが伸び、逆にコイル状バイメタル２１Ｂが縮む。その結果、第１支持装置１１の支持ロッド２４の高さに比べて第２支持装置１２の支持ロッド２４の高さが高くなる。なお、第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃは西側に配置され、遮光板４１の庇により太陽光が遮られているため温度変化がない。したがって、第３支持装置１３の支持ロッド２４が最も高い。つまり、支持ロッド２４は第１支持装置１１が最も短く、次に第２支持装置１２が長い。
【００７０】
このため、遮光板４１は、依然北西の角を最高点としつつ、北東の角から南側への傾斜を大きくしながら第１支持装置１１の取付軸２６Ａを支点として西側に向けてひねられるように傾斜する。したがって、太陽光の向きに追従してソーラパネルユニット４０のソーラパネル４４が向くことになる。
【００７１】
すなわち、第１支持装置１１の支持ロッド２４の先端部に設けられている取付軸２６を支軸として、ソーラパネルユニット４０は、南北方向の傾動と東西方向に傾動する。そして、南北方向の傾動と東西方向の傾動を行う傾動力は、午前中では東側に配置した第２支持装置１２が主として受け持ち、午後は西側に配置した第３支持装置１３が主として受け持つことになる。
【００７２】
第１支持装置１１と第２支持装置１２と第３支持装置１３のこのような動作の理解に基づき、以下図１０Ｂでは太陽の向きが南西の場合、図１０Ｃでは太陽の向きが南、図１０Ｄでは太陽の向きが南西、図１０Ｅでは太陽の向きが西の場合におけるソーラパネルユニット４０の傾斜動作を説明する。
【００７３】
図１０Ｂの（ａ）に示すように太陽が南東に向いている場合、図１０Ａの状態に続いて第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂは遮光板４１の庇により太陽光が遮られて更なる受光面積の減少を招き、温度が低くなってさらに縮む。このため、第２支持装置１２の支持ロッド２４が長くなってソーラパネルユニット４０の南側を下向きにしつつ遮光板４１の南東の角を最も低くして傾斜し、図１０Ａの状態よりもより一層傾斜が大きくなる。したがって、ソーラパネル４４は南東に向くと共に太陽の高度に合わせてソーラパネル４４の受光面を大きく傾斜させる。
【００７４】
図１０Ｃの（ａ）に示すように太陽が真南に向いている場合、第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂと第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃは遮光板４１の庇により同じ遮光条件で太陽光が遮られるため、軸方向に同じ長さとなる。ただし、第１支持装置１１のコイル状バイメタル２１Ａよりも高さが低い状態にある。すなわち、第１支持装置１１の支持ロッド２４が最も短く、第２支持装置１２と第３支持装置１３の各支持ロッド２４が等しい長さとなる。したがって、図１０Ｃ（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ソーラパネルユニット４０は南側を下向きにすると共に、遮光板４１の南側辺を水平にして傾斜する。この傾斜角度は冬場に設定されており、第２支持装置１２と第３支持装置１３の各支持ロッド２４をできるだけ高くし南向き傾斜を大きくしている。
【００７５】
これに対し、第２支持装置１２と第３支持装置１３を支持点Ｑ２、Ｑ３を中心にして外側方向に張り出し、遮光板４１の庇による遮光面積を少なくすると、コイル状バイメタル２１Ｂとコイル状バイメタル２１Ｃの温度が高くなって軸方向に沿って伸びる。このため、第２支持装置１２と第３支持装置１３の支持ロッド２４の高さが低くなり、ソーラパネル４４の傾斜面が小さくなる。
【００７６】
これにより、冬場は図１に示すように第２支持装置１２と第３支持装置１３を南北方向に沿って配置し、夏場は第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂと第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃを遮光板４１の側縁から外側に張り出すように調整する。
【００７７】
図１０Ｄの（ａ）に示すように、太陽が南西に向いている場合、図１０Ｂの（ａ）に示す太陽が南東に向いている場合とは逆に、図１０Ｄの（ｂ）（ｃ）に示すように、第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃが太陽光を浴びて軸方向に沿って伸び、第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂに対してはソーラパネルユニット４０により太陽光が遮られて温度が低下して軸方向に沿って縮む。
【００７８】
したがって、第１支持装置１１の支持ロッド２４が最も短く、第２支持装置１２の支持ロッド２４が最も高く、第３支持装置１３の支持ロッド２４が中間の高さとなる。これにより、遮光板４１は南西の角を最も低くし、南西の角に向けて傾斜し、ソーラパネルユニット４０のソーラパネル４４が太陽の方向である南西方向に向くことになる。
【００７９】
図１０Ｅの（ａ）に示すように、太陽が西に向いている場合、図１０Ａの（ａ）に示す太陽が東に向いている場合とは逆に、第１支持装置１１のコイル状バイメタル２１Ａと第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃの太陽光受光面積が略等しいため、遮光板４１の南西端の角を最も低くし、かつ遮光板４１の北西端の角を図１０Ｄの場合よりも一層低くし、遮光板４１の西側辺を下向きにして傾斜する。したがって、ソーラパネル４４が太陽の方向である西側に傾斜して向くことになる。
【００８０】
図１０Ｆの（ａ）は、太陽光発電機１を赤道直下等の低緯度地域に設置した場合を示す。この場合、基台２を水平配置し、第２支持装置１２と第３支持装置１３を回転支軸３５を中心に回転して東西方向に向け、各コイル状バイメタル２１Ｂ、２１Ｃを遮光板４１よりも外側に張り出した構成としている。
【００８１】
この場合、太陽が東から上り、ある程度の高度に達すると、第１支持装置１１〜第３支持装置１３の各コイル状バイメタル２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは略同じ条件で太陽光を受光するため、太陽光が真上を通過して西に向かい、ある程度の高度までの間において、図１０Ｆの（ｂ）（ｃ）に示すように、各支持ロッド２４は同じ高さを維持し、遮光板４１は水平状態を維持して遮光パネル４４は真上を向く。
【００８２】
図１１は図８及び図９に示す第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４のスイッチング動作を説明する図である。
【００８３】
図１１（ａ）はソーラパネルユニット４０が東向きに傾斜している状態を示し、図１０Ａに対応する。この場合、転球収納部４５内に収納される多数の球体４６は、北東の角から南西の角近くまでの直角三角形で囲まれる領域に密集する。この場合、球体４６の数を適宜調整することにより、第３スイッチＳ３には触れない。したがって、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２が球体４６によりオンとされ、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２は信号１を出力する。
【００８４】
図１１（ｂ）はソーラパネルユニット４０が南東向きに傾斜している状態を示し、図１０Ｂに対応する。この場合、転球収納部４５内に収納される多数の球体４６は、図１１（ａ）の場合よりも南向き傾斜が強くなり、遮光板４１の東辺が少し西側に向けて傾斜するため、全体的に南側に移動し、転球収納部４５の南北方向の略半部分を埋める。この場合、第１スイッチＳ１からは球体４６が外れオフとなり、第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３が球体４６によりオンとなる。
【００８５】
図１１（ｃ）はソーラパネルユニット４０が南向きに傾斜している状態を示し、図１０Ｃに対応する。この場合、転球収納部４５内に収納される多数の球体４６は、図１１（ｃ）の場合と同様に転球収納部４５の南北方向の略半部分を埋める。この場合、第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３が球体４６によりオンとなり、第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３は信号１を出力する。
【００８６】
図１１（ｄ）はソーラパネルユニット４０が南西向きに傾斜している状態を示し、図１０Ｄに対応する。この場合、転球収納部４５内に収納される多数の球体４６は、図１１（ｂ）の場合と東西方向で対称となり、第４スイッチＳ４がオフとなり、第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３が球体４６によりオンとなる。
【００８７】
図１１（ｅ）はソーラパネルユニット４０が西向きに傾斜している状態を示し、図１０Ｅに対応する。この場合、転球収納部４５内に収納される多数の球体４６は、図１１（ａ）の場合と東西方向で対称となり、第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４が球体４６によりオンとなり、第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４は信号１を出力する。
【００８８】
図１１（ｆ）は図１０Ｆに対応し、全ての球体４６は凹部４７内に入っている状態を示す。したがって、第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４は全てオフとなり、各第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４から信号０を出力する。
【００８９】
したがって、ソーラパネルユニット４０が東向きに傾斜した場合には、図９に示す点灯回路６５の第１ＡＮＤ回路６６から信号１が出力されてインジケータ６０の東表示部６１が点灯する。同様に、ソーラパネルユニット４０が南向きに傾斜した場合には、点灯回路６５の第２ＡＮＤ回路６７から信号１が出力されて南表示部６２が点灯する。ソーラパネルユニット４０が西向きに傾斜した場合には、第３ＡＮＤ回路６８から信号１が出力されて西表示部６１が点灯する。
【００９０】
また、ソーラパネルユニット４０が真上を向いた場合には、第４ＡＮＤ回路６９から信号１が出力されて真上表示部６４が点灯する。
【００９１】
〔本実施の形態の効果〕
以上説明したように本実施の形態の架台３によれば、３基の支持装置１１〜１３の支持ロッド２４の昇降動作だけで、太陽の向きと高度に合わせて遮光板４１を追尾させることができる。このため、従来のようなパン駆動系とチルト駆動系が不要となり、シンプルな構成の架台３を提供でき、また軽量化することができ、電源のない場所でも設置することができる。
【００９２】
太陽光発電機１は、架台３を北半球の地域に設置する場合、３本の支持ロッド２４の相対的な高さの差を利用してソーラパネルユニット４０を太陽の向きに合わせて移動させる所謂パン動作と、ソーラパネルユニット４０の南向き傾斜を維持し、太陽の高度が最も高い時に南向き傾斜角度を最も小さく（ソーラパネルユニット４０を寝かせる）、その前後では南向き傾斜角度を大きく（ソーラパネルユニット４０を立たせる）という所謂チルト動作を行うことができる。
【００９３】
つまり、日の出から日の入りの間で、南側に配置した第１支持装置１１の支持ロッド２４の高さが第２支持装置１２と第３支持装置１３の各支持ロッド２４の高さよりも常に低くなってソーラパネルユニット４０が南向きに傾斜する。
【００９４】
午前中は東側に配置した第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂに当たる太陽光が徐々に遮られて第２支持装置１２の支持ロッド２４が徐々に高くなる。ただし、第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃはソーラパネルユニット４０により太陽光が遮られ、第３支持装置１３の支持ロッド２４の高さが最も高い。
【００９５】
このため、太陽の向きが東から南に向けて移動するに従って第２支持装置１２の支持ロッド２４が上昇し、第１支持装置１１の自在継手２５の回転ボール２５１を支点としてソーラパネルユニット４０が東側から西側に向けて徐々に回転し、東側から南に向けて移動するパン動作が行われる。
【００９６】
さらに、午後では午前とは逆に第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃに対して太陽光が徐々に照射され、コイル状バイメタル２１Ｃの温度が徐々に高くなって軸方向に沿って伸びる。このため、第３支持装置１３の支持ロッド２４が徐々に低くなり、第１支持装置１１の自在継手２５の回転ボール２５１を支点としてソーラパネルユニット４０がさらに西側に向けて徐々に回転し、南から西側に向けて移動するパン動作が行われる。
【００９７】
〔変形例〕
なお、上記実施の形態において、架台３にソーラパネルユニット４０を取り付けて太陽光発電機１を構成しているが、これに限らず、例えば、次の構成を採用することもできる。
【００９８】
第１の構成は、太陽を追尾して乾燥効率を高める構成であり、乾物材料（例えば、魚や海苔等の水産物、野菜や果実等の農産物）、食塩の原料となる海水、洗濯物、生ゴミ等の廃棄物その他の被乾燥体を架台３の遮光板４１に設置する。例えば、干物や海苔は、網やすのこに乗せ、これを架台３の遮光板４１に設置する。
【００９９】
第２の構成は、太陽を追尾して成長効率を高める構成であり、植物その他の光合成体を架台３の遮光板４１に設置する。
【０１００】
第３の構成は、太陽を追尾して美容効果又は治療効果を高める構成であり、日焼け用のベッド又は日光浴用のベッド等を架台３の遮光板４１に設置する。
【０１０１】
第４の構成は、太陽を追尾して蓄熱効果を高める構成であり、蓄熱材又は蓄熱装置（例えば特開２０１８−０９１５５４号公報開示の装置）等を架台３の遮光板４１に設置する。
【０１０２】
第５の構成は、太陽を追尾して集光効果を高める構成であり、太陽光を集光する集光装置（例えば特開２０１５−１５３６８１号公報開示の装置）等を架台３の遮光板４１に設置する。
【０１０３】
第６の構成は、太陽を追尾して殺菌効果を高める構成であり、太陽光を利用して殺菌を行う殺菌装置（例えば特開２００６−６８８号公報又は特開２０１５−１６０１４６号公報開示の装置）等を架台３の遮光板４１に設置する。
【０１０４】
また、上記実施の形態及びその変形例において、架台３には、太陽光の入射と遮光を繰り返してコイル状バイメタルを軸方向に沿って伸縮移動させ、コイル状バイメタルの先端に取り付けた永久磁石がコイル内移動することにより、フレミングの右手の法則に従って発電する発電機（実用新案登録第３２２０４３６号公報）、風車にソーラパネルを取り付け、風車発電と太陽光発電を合体させた合体発電機（実用新案登録第３２１８６８９号公報）を搭載するようにしてもよい。
【０１０５】
また、上記実施の形態及びその変形例において、支持装置１０は、昇降駆動源として温度が高くなると軸方向に沿って伸び、温度が低くなると軸方向に沿って縮むコイル状バイメタル２１を用いているため、作動レバー２８と支柱３３を用いて作動ロッド２４の昇降方向をコイル状バイメタル２１との伸縮方向とは逆としている。しかし、コイル状バイメタル２１とは逆に、温度が高くなると軸方向に沿って縮み、温度が低くなると軸方向に沿って伸びる二方向形状記憶コイルばねを用いることができる。この二方向形状記憶コイルばねを昇降駆動源とすると、二方向形状記憶コイルばねに支持ロッド２４を直接接続すればよいので、支持装置１０をシンプルな構成とすることができる。
【０１０６】
二方向形状記憶コイルばねは、特開平３−１３５５１号公報に開示されているように、Ｎｉ−Ｔｉ合金等の形状記憶合金線をコイルばね形状に形成されていて、加熱すると軸方向に沿って縮み、冷やすと軸方向に沿って長くなる特性を備える。
【０１０７】
ソーラパネルユニット４０が傾動していることを移動確認手段としてインジケータ６０により確認できるようにしているが、移動確認手段として転球収納枠部４２に振動センサ、マイクロフォン等を設け、球体４６の転がりによる振動、球体４６同士の衝突を検出することでソーラパネルユニット４０の傾動を確認できるようにしてもよい。
【０１０８】
また、第１支持装置１１は一定の支持高さに維持し、この一定の維持高さを第２支持装置１２と第３支持装置１３の支持高さの下限値以下とすれば、日の出から日の入りの間で遮光板４１を南向き傾斜に維持できる。このことから、第１支持装置１１は支持高さを可変とする機能は不要であり、第２支持装置１２と第３支持装置１３が支持高さを可変とする機能を有すればよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１、１００…太陽光発電機、  ２、３０１…基台、  ２ａ…係合穴、  ３、３００…太陽追尾機能付き架台、  １０１…傾斜面、  １０…支持装置、  １１…第１支持装置、  １２…第２支持装置、  １３…第３支持装置、  ２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）…コイル状バイメタル、  ２２…基板、  ２３…支持筒、  ２４…支持ロッド、  ２５、３２０…ユニバーサルジョイント（自在継手）、  ２５１…回転ボール、  ２６（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ）…取付軸、  ２７…連結ピン、  ２８…作動レバー、  ２９…長孔、  ３０…スリット、  ３１…連結軸、  ３２…連結ピン、  ３３…支柱、  ３４…支軸、  ３５…回転支軸、  ４０、４００…ソーラパネルユニット、  ３１０…架台本体、  ３１１〜３１３…支持脚、  ４１…遮光板、  ４２、３０３…転球収納枠部、  ４２１…東枠板、  ４２２…南枠板、  ４２３…西枠板、  ４２４…北枠板、  ４３…ソーラパネル取付板、  ４４…ソーラパネル、  ４５…転球収納部、  ４６、３０２…球体、  ４７…凹部、  ４８…第１電極板、  ４９…第２電極板、  ５０…第３電極板、  ５１…第４電極板、  ５２…第５電極板、  ５３…第６電極板、  ５４…第７電極板、  ５５…第８電極板、  ６０…インジケータ、  ６１…東表示部、  ６２…南表示部、  ６３…西表示部、  ６４…真上表示部、  ６５…点灯回路、  ６６〜６９…第１〜第４ＡＮＤ回路、  ７０…ＮＯＴ回路、  Ｓ１…第１スイッチ、  Ｓ２…第２スイッチ、  Ｓ３…第３スイッチ、  Ｓ４…第４スイッチ、  Ｐ…回転中心、  ＣＷ…時計回り方向、  ＣＣＷ…反時計回り方向、  Ｌ…中心軸線、  Ｒ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）…支持点
【図１】
2020176505.tif 000003
【図２】
2020176505.tif 000004
【図３】
2020176505.tif 000005
【図４】
2020176505.tif 000006
【図５】
2020176505.tif 000007
【図６】
2020176505.tif 000008
【図７】
2020176505.tif 000009
【図８】
2020176505.tif 000010
【図９】
2020176505.tif 000011
【図１０Ａ】
2020176505.tif 000012
【図１０Ｂ】
2020176505.tif 000013
【図１０Ｃ】
2020176505.tif 000014
【図１０Ｄ】
2020176505.tif 000015
【図１０Ｅ】
2020176505.tif 000016
【図１０Ｆ】
2020176505.tif 000017
【図１１】
2020176505.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月24日(2019.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽の向きと高度に合わせて架台を追尾させる技術に係り、特に、回転駆動系を用いることなく太陽の向きと高度に合わせて追従する太陽追尾装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽追尾装置を備えた架台としては、太陽の方位に合わせて東西方向に移動させる所謂パン駆動するパン駆動系と、上下方向に傾動させる所謂チルド駆動系を備えた構成が提案されている（特許文献１）。パン駆動系とチルト駆動系は緯度等の情報が予め設定されたプログラムを備えた太陽追尾制御装置により別々に回転駆動制御され、太陽の方位と高さに応じて所定方向に移動する。
【０００３】
このような太陽追尾装置付きの架台は、例えばソーラパネルを架台上面に取付け、日の出から日の入りの間でソーラパネルが太陽に向くようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１５４０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の太陽追尾装置付きの架台において、太陽追尾装置は、パン駆動系とチルト駆動系の２つの回転駆動系を必要とする。このため、架台の構成が複雑化し、また電動モータ等を搭載するため重くなる。また、前記２つの駆動系は、駆動に電力を必要とするため、設置の際に電源の確保が必要となる。さらに、前記２つの駆動系の駆動制御には、太陽追尾制御装置を必要とするため、設置個所に合わせて緯度等の情報を事前に入力しなければならず、簡便な利用性に欠ける傾向にある。
【０００６】
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、回転駆動系を用いることなく太陽の向きと高度に合わせて追従する太陽追尾装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１の太陽追尾装置は、架台本体をなす遮光性を有する遮光板と、前記遮光板を３点でそれぞれ自在継手を介して個々に支持する３つの支持装置とを備え、２又は３の前記支持装置は、太陽光の照射状態による温度変化で軸方向長さが伸縮し、降温側への温度変化で支持高さが高く、昇温側への温度変化で支持高さが低くなる支持高さ可変手段を有し、前記遮光板は、前記支持高さ可変手段に対する太陽光の照射状態を変化させる庇をなし、前記遮光板の上面に形成した閉鎖空間内に多数の球体が前記遮光板の傾動動作に従って転がりながら移動する多数の球体が収納されている太陽追尾機能付き架台と、前記太陽追尾機能付き架台の遮光板の上面に被乾燥体を設置可能なユニットとを備える。
【０００８】
〔発明２〕  さらに、発明２の太陽追尾装置は、発明１の太陽追尾装置において、前記被乾燥体は、乾物材料、海水、洗濯物又は廃棄物である。
【０００９】
〔発明３〕  一方、上記目的を達成するために、発明３の太陽追尾装置は、架台本体をなす遮光性を有する遮光板と、前記遮光板を３点でそれぞれ自在継手を介して個々に支持する３つの支持装置とを備え、２又は３の前記支持装置は、太陽光の照射状態による温度変化で軸方向長さが伸縮し、降温側への温度変化で支持高さが高く、昇温側への温度変化で支持高さが低くなる支持高さ可変手段を有し、前記遮光板は、前記支持高さ可変手段に対する太陽光の照射状態を変化させる庇をなし、前記遮光板の上面に形成した閉鎖空間内に多数の球体が前記遮光板の傾動動作に従って転がりながら移動する多数の球体が収納されている太陽追尾機能付き架台と、前記太陽追尾機能付き架台の遮光板の上面に光合成体を設置可能なユニットとを備える。
【００１０】
〔発明４〕  さらに、発明４の太陽追尾装置は、発明３の太陽追尾装置において、前記光合成体は、植物である。
【００１１】
〔発明５〕  一方、上記目的を達成するために、発明５の太陽追尾装置は、架台本体をなす遮光性を有する遮光板と、前記遮光板を３点でそれぞれ自在継手を介して個々に支持する３つの支持装置とを備え、２又は３の前記支持装置は、太陽光の照射状態による温度変化で軸方向長さが伸縮し、降温側への温度変化で支持高さが高く、昇温側への温度変化で支持高さが低くなる支持高さ可変手段を有し、前記遮光板は、前記支持高さ可変手段に対する太陽光の照射状態を変化させる庇をなし、前記遮光板の上面に形成した閉鎖空間内に多数の球体が前記遮光板の傾動動作に従って転がりながら移動する多数の球体が収納されている太陽追尾機能付き架台と、前記太陽追尾機能付き架台の遮光板の上面に、太陽光による蓄熱を行う蓄熱材を設置可能なユニットとを備える。
【００１２】
〔発明６〕  さらに、発明６の太陽追尾装置は、発明１乃至５のいずれか１の太陽追尾装置において、前記支持高さ可変手段は、降温側への温度変化で軸方向に沿って縮み、昇温側への温度変化で軸方向に沿って伸びるコイル状バイメタルと、前記コイル状バイメタルの伸縮動作を逆方向の動作に変換し、前記コイル状バイメタルが縮むと前記遮光板の支持高さを高く、前記コイル状バイメタルが伸びると前記遮光板の支持高さを低くする変換機構とを備える。
【００１３】
〔発明７〕  さらに、発明７の太陽追尾装置は、発明１乃至６のいずれか１の太陽追尾装置において、前記３つの支持装置は、基台に取付けられている。
【００１４】
〔発明８〕  さらに、発明８の太陽追尾装置は、発明１乃至７のいずれか１の太陽追尾装置において、前記３つの支持装置は、鋭角三角形の各頂点位置に配置される。
【００１５】
〔発明９〕  さらに、発明９の太陽追尾装置は、発明８の太陽追尾装置において、前記鋭角三角形の底辺を東西方向に向けて前記架台を設置し、東西方向の各頂点と南側の頂点に前記支持装置を配置した。
【００１６】
〔発明１０〕  さらに、発明１０の太陽追尾装置は、発明１乃至９のいずれか１の太陽追尾装置において、前記多数の球体の移動を前記球体の導電性を利用して電気的に検知し、又は音、振動を検知して認識する認識手段を備える。
【００１７】
〔発明１１〕  一方、上記目的を達成するために、発明１１の太陽追尾機能付き架台は、架台本体をなす遮光性を有する遮光板と、前記遮光板を３点でそれぞれ自在継手を介して個々に支持する３つの支持装置とを備え、２又は３の前記支持装置は、太陽光の照射状態による温度変化で軸方向長さが伸縮し、降温側への温度変化で支持高さが高く、昇温側への温度変化で支持高さが低くなる支持高さ可変手段を有し、前記遮光板は、前記支持高さ可変手段に対する太陽光の照射状態を変化させる庇をなす。
【００１８】
〔発明１２〕  さらに、発明１２の太陽追尾機能付き架台は、発明１１の太陽追尾機能付き架台において、前記支持高さ可変手段は、降温側への温度変化で軸方向に沿って縮み、昇温側への温度変化で軸方向に沿って伸びるコイル状バイメタルと、前記コイル状バイメタルの伸縮動作を逆方向の動作に変換し、前記コイル状バイメタルが縮むと前記遮光板の支持高さを高く、前記コイル状バイメタルが伸びると前記遮光板の支持高さを低くする変換機構とを備える。
【００１９】
〔発明１３〕  さらに、発明１３の太陽追尾機能付き架台は、発明１１及び１２のいずれか１の太陽追尾機能付き架台において、前記３つの支持装置は、基台に取付けられている。
【００２０】
〔発明１４〕  さらに、発明１４の太陽追尾機能付き架台は、発明１１乃至１３のいずれか１の太陽追尾機能付き架台において、前記３つの支持装置は、鋭角三角形の各頂点位置に配置される。
【００２１】
〔発明１５〕  さらに、発明１５の太陽追尾機能付き架台は、発明１４の太陽追尾機能付き架台において、前記鋭角三角形の底辺を東西方向に向けて前記架台を設置し、東西方向の各頂点と南側の頂点に前記支持装置を配置した。
【００２２】
〔発明１６〕  さらに、発明１６の太陽追尾機能付き架台は、発明１１乃至１５のいずれか１の太陽追尾機能付き架台において、前記遮光板の上面に形成した閉鎖空間内に多数の球体が前記遮光板の傾動動作に従って転がりながら移動する多数の球体が収納されている。
【００２３】
〔発明１７〕  さらに、発明１７の太陽追尾機能付き架台は、発明１６の太陽追尾機能付き架台において、前記多数の球体の移動を前記球体の導電性を利用して電気的に検知し、又は音、振動を検知して認識する認識手段を備える。
【００２４】
〔発明１８〕  一方、上記目的を達成するために、発明１８の太陽光発電機は、発明１１乃至１７のいずれか１の太陽追尾機能付き架台と、前記太陽追尾機能付き架台の遮光板の上面にソーラパネルを設けたソーラパネルユニットとを備える。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、発明１乃至１０の太陽追尾装置によれば、従来のようなパン駆動系とチルト駆動系が不要となり、シンプルな構成の架台を提供でき、また軽量化することができ、電源のない場所でも設置することができる。さらに、遮光板の太陽追尾動作を補助し、遮光板の滑らかな移動を行うことができる。
【００２６】
一方、発明１１の太陽追尾機能付き架台によれば、従来のようなパン駆動系とチルト駆動系が不要となり、シンプルな構成の架台を提供でき、また軽量化することができ、電源のない場所でも設置することができる。
【００２７】
さらに、発明１２の太陽追尾機能付き架台によれば、コイル状バイメタルの伸縮動作を利用して遮光板を太陽に追尾させることができる。
【００２８】
さらに、発明１３の太陽追尾機能付き架台によれば、３つの支持装置を安定して取り付けることができる。
【００２９】
さらに、発明１４の太陽追尾機能付き架台によれば、太陽光の向きによって、３つの支持装置に対し、太陽光の照射状況を異ならせることができる。
【００３０】
さらに、発明１５の太陽追尾機能付き架台によれば、太陽の日の出から日の入りに渡って遮光板を南向きに傾斜させて太陽に追尾させることができる。
【００３１】
さらに、発明１６の太陽追尾機能付き架台によれば、遮光板の太陽追尾動作を補助し、遮光板の滑らかな移動を行うことができる。
【００３２】
さらに、発明１７の太陽追尾機能付き架台によれば、ゆっくりと移動する遮光板が太陽の向きと高度に合わせて追尾しているか否かを認識することができる。
【００３３】
一方、発明１８の太陽光発電機によれば、架台の太陽追尾動作に電力を不要としてソーラパネルを太陽の向きと高度に追尾させることができ、効率のよい発電が行える。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は本発明による太陽追尾機能付き架台の概要を示す概略分解斜視図で、架台にソーラパネルユニットを装備した太陽光発電機を示す。（ｂ）は（ａ）のＴ−Ｔ線に沿って切断した転球収納部の上面図。（ｃ）はソーラパネルユニットの上面図である。
【図２】図１（ａ）の太陽光発電機に南東方向から太陽光が射した時の架台の動作を示す図で、（ａ）は太陽光の照射方向とソーラパネルユニットの傾斜方向を示す上面図、（ｂ）は球体の転がり方向を示す図、（ｃ）は太陽光発電機を南側から見た図、（ｄ）は太陽光発電機を北側から見た図である。
【図３】図１（ａ）の太陽光発電機に真上から太陽光が射した時の架台の動作を示す図で、（ａ）はソーラパネルユニットに対する太陽光の照射方向を示す上面図、（ｂ）は球体の転がり方向を示す図、（ｃ）は太陽光発電機を南側から見た図、（ｄ）は太陽光発電機を北側から見た図である。
【図４】図１（ａ）の太陽光発電機に南西方向から太陽光が射した時の架台の動作を示す図で、（ａ）は太陽光の照射方向とソーラパネルユニットの傾斜方向を示す上面図、（ｂ）は球体の転がり方向を示す図、（ｃ）は太陽光発電機を南側から見た図、（ｄ）は太陽光発電機を北側から見た図である。
【図５】図１（ａ）の太陽光発電機を傾斜面に設置した場合を示し、（ａ）は屋根に設置した状態、（ｂ）は斜面に設置した状態、（ｃ）は太陽光の照射方向とソーラパネルユニットの傾斜方向を示す上面図、（ｄ）は球体の転がり方向を示す図、（ｅ）は太陽光発電機を南側から見た図、（ｆ）は太陽光発電機を北側から見た図である。
【図６】本発明による太陽追尾機能付き架台を備えた太陽光発電機の実施形態を示す外観斜視図である。
【図７】図６に示す支持装置の側面図で、支持筒及びソーラパネルユニットを縦断面で示す。
【図８】（ａ）は図６に示すソーラパネルユニットの上面図で、ソーラパネルを取り外した状態を示し、（ｂ）は（ａ）のイーイ線断面図である。
【図９】ソーラパネルユニットの方位を示すインジケータを示す。
【図１０Ａ】太陽の向き（東向き）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は東側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【００３５】
【図１０Ｂ】太陽の向き（南東向き）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は東側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【００３６】
【図１０Ｃ】太陽の向き（南向き）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は東側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【００３７】
【図１０Ｄ】太陽の向き（南西向き）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は西側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【００３８】
【図１０Ｅ】太陽の向き（西向き）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は西側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【００３９】
【図１０Ｆ】太陽の向き（真上）とソーラパネルの傾斜状態の関係を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は東側から見た側面図、（ｃ）は南側から見た正面図である。
【００４０】
【図１１】（ａ）〜（ｆ）は太陽の向きとソーラパネルユニットの傾斜に応じた転球群の片寄状態との関係を示し、（ａ）は太陽が東方向、（ｂ）は太陽が南西方向、（ｃ）は太陽が南方向、（ｄ）は太陽が南西方向、（ｅ）は太陽が西方向、（ｆ）は太陽が真上を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
〔本実施の形態の概要〕
本発明による太陽追尾機能付き架台の概要を図１に基づいて説明し、太陽追尾動作の概要を図２〜図５に基づいて説明する。
【００４２】
図１に示す架台３００には、ソーラパネルユニット４００が装備されて太陽光発電機１００を構成する。架台３００は、ソーラユニットパネル４００を載置する架台本体３１０を３本の支持脚３１１、３１２、３１３により３点支持する構成としている。３本の支持脚の支持点を結ぶと、各支持点は三角形の各頂点に位置する。架台本体３１０を３本の支持脚３１１〜３１３で３点支持する構成は、架台３００を水平面に限らず、傾斜面に設置する場合でも３本の支持脚３１１〜３１３が必ず当接するという特徴がある。また、３本の支持脚３１１〜３１３の長さが異なっても各支持脚３１１〜３１３は必ず当接する。その際、架台本体３１０は傾斜する。
【００４３】
３本の支持脚３１１〜３１３の長さが異なると、架台本体３１０は丈の長い支持脚を上側、丈の低い支持脚を下側として傾斜する傾斜面をなす。このことより、ある支持脚の丈を他の支持脚よりも短くすると、架台本体３１０の傾斜面を丈の短い支持脚側に向かわせることができる。
【００４４】
架台３００の３本の支持脚３１１〜３１３について、支持脚の長さが温度上昇で短くなり、温度低下で長くなるという温度変化による長さ調節機能を備えたものとしている。架台本体３１０を遮光性の板材である遮光板とした場合、太陽の向きによって、３本の支持脚３１１〜３１３の丈に変化が生じる。例えば、太陽光が照射されて温度が上昇した支持脚は丈が短くなり、遮光板である架台本体３１０により太陽光が遮られて温度が低下した支持脚は丈が短くなる。そうすると、太陽に向いた支持脚は丈が短くなり、架台本体３１０は太陽に向かって傾斜することになる。
【００４５】
３本の支持脚３１１〜３１３の上端が架台本体３１０の裏面にしっかりと固定されていると、３本の支持脚３１１〜３１３の丈の変化に応じて架台本体３１０の自由な傾動動作ができない。このため、３本の支持脚３１１〜３１３はそれぞれユニバーサルジョイント（自在継手）３２０を介して架台本体３１０に連結され、台１本体３１０の自由な傾動動作を確保している。架台３００は、ユニバーサルジョイント３２０による架台本体３１０の自由な傾動を可能とすることにより、架台本体３１０を太陽の向きに傾斜させながら追尾させることができるようにしている。
【００４６】
図１において、架台３００は、基台３０１にユニバーサルジョイント３２０を備えた３本の支持脚３１１〜３１３を取り付け、各ユニバーサルジョイント３２０を介して遮光板である架台本体３１０を３本の支持脚３１１〜３１３に連結している。架台本体３１０には、図１（ｂ）に示すように、架台本体３１０の傾動動作を促進する複数の球体３０２を転動可能に収納する転球収納枠部３０３が設けられている。転球収納枠部３０３内における複数の球体３０２の偏り状態で架台本体３１０の傾斜方向が判断可能となる。
【００４７】
転球収納枠部３０３の上に、図１（ｃ）に示すソーラパネルユニット４００が取り付けられる。基台３０１の幅を２ｄとすると、基台３０１の前側で、幅方向中央に第１支持脚３１１、後側の両角部に第２支持脚３１２、第３支持脚３１３を取り付けており、第１支持脚３１１の取付位置を頂点とする二等辺三角形の底辺両端に第２支持脚３１２、第３支持脚３１３を取り付けた構成として以下に説明する。また、図２〜図５において、第１支持脚３１１を南側、第２支持脚３１２を東側、第３支持脚３１３を西側に向けるようにして太陽光発電機１００を配置したものとする。さらに、第１支持脚３１１〜第３支持脚３１１は、同一温度において同一長さとして説明する。
【００４８】
図２は太陽Ｓの向きが南東の場合を示し、図２（ａ）に示すように架台本体３１０上のソーラパネルユニット４００は南東に向けて傾斜する。第１支持脚３１１と第２支持脚３１２と第３支持脚３１３について、架台本体３１０による日陰の影響が最も少ないのは第１支持脚３１１、最も大きいのは第３支持脚３１３、中間は第２支持脚３１２である。したがって、丈の長さは第１支持脚３１１、第２支持脚３１２、第３支持脚３１３の順に長くなる。
【００４９】
図２（ｂ）に示すように、複数の球体３０２は架台本体３１０の傾斜方向である南東方向に集まる。図２（ｃ）に示すように、架台本体３１０の南側前端が低く、西側から東側に傾斜する。図２（ｄ）に示すように、架台本体３１０の北側の後端は、南側前端よりも高く、西側から東方向に傾斜する。
【００５０】
図３は太陽Ｓの向きが真南（真上）の場合を示し、図３（ａ）に示すようにソーラパネルユニット４００はフラットな状態に保持される。第１支持脚３１１と第２支持脚３１２と第３支持脚３１３に対する架台本体３１０による日陰の影響は同一になるので、第１支持脚３１１、第２支持脚３１２、第３支持脚３１３の丈は同一長さとなり、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように架台本体３１０はフラットになる。
【００５１】
図４は太陽Ｓの向きが南西の場合を示し、図２（ａ）に示すように架台本体３１０上のソーラパネルユニット４００は南西に向けて傾斜する。第１支持脚３１１と第２支持脚３１２と第３支持脚３１３について、架台本体３１０による日陰の影響が最も少ないのは第１支持脚３１１、最も大きいのは第２支持脚３１２、中間は第３支持脚３１３である。したがって、丈の長さは第１支持脚３１１、第３支持脚３１３、第２支持脚３１２の順に長くなる。
【００５２】
図４（ｂ）に示すように、複数の球体３０２は架台本体３１０の傾斜方向である南西方向に集まる。図４（ｃ）に示すように、架台本体３１０の南側前端が低く、東側から西側に傾斜する。図４（ｄ）に示すように、架台本体３１０の北側の後端は、南側前端よりも高く、東側から西方向に傾斜する。
【００５３】
太陽光発電機１００は図５（ａ）のように屋根に設置し、又は図５（ｂ）に示すように斜面等に設置することが一般的である。架台３００を図５（ａ）に示す屋根に設置した場合を例にする。架台３００を図５（ｅ）、図５（ｆ）のように東から西に向けて下り傾斜の屋根の傾斜面１０１に設置すると、ソーラパネルユニット４００は東から西に向けて太陽Ｓを追尾する。日の入りから日の出前の間は、３本の支持脚３１１〜３１３は丈が等長なので、架台本体３１０とソーラパネルユニット４００は傾斜面１０１と平行に保持される。太陽Ｓが東から南東方向に移動するに従って、第２支持脚３１２の温度上昇が最も大きく、次いで第１支持脚３１２、殆ど温度変化がないのが第３支持脚３１３となる。このため、架台本体３１０が東側を向くことになる。太陽Ｓの向きが南東方向まで移動すると、第１支持脚３１１の温度が第２支持脚３１２の温度を上回り、南側に面する第１支持脚３１１が第２支持脚３１２よりも丈が低くなり、架台本体３１０が南向きに傾斜することになる。図５（ｄ）に示すように、架台本体３１０の傾斜に合わせて球体３０２は転球収納枠部３０３の南東寄りに集まる。
【００５４】
図１〜図５に基づく架台３００の概要説明において、３本の支持脚３１１〜３１３は基台３０１上に当接させているが、基台３０１を設けずに、３本の支持脚３１１〜３１３を直接地面等に当接させるようにしてもよい。この場合、地面に凹凸があっても架台３００はぐらつくことなく地面等に安定して据え付けられる。このため、架台３００にソーラパネルユニット４００を取り付けた太陽光発電機１００は設置場所の状況に左右されることなく設置することができる。
【００５５】
なお、第１支持脚３１１〜第３支持脚３１３の向きはこれに限定されるものではなく、架台３００をどのような向きに設置しても、太陽に向いた支持脚側を低くなるように架台本体３１０が傾斜するので、太陽追尾が行われる。
【００５６】
〔本実施の形態の構成〕
本発明による架台の概要説明に続き、以下に詳細な構成を説明する。
【００５７】
図６及び図７において、太陽光発電機１は、基台２に前記支持脚に相当する３基の支持装置１０（以下、第１支持装置１１、第２支持装置１２、第３支持装置１３とする）を取り付け、前記台本体に相当する遮光性を有する遮光板４１を第１支持装置１１、第２支持装置１２、第３支持装置１３により３点支持する。基台２と第１支持装置１１と第２支持装置１２と第３支持装置１３と遮光板４１により架台３を構成する。
【００５８】
本実施の形態では、ソーラパネルユニット４０に遮光板４１を設けており、架台３の天板をなす遮光板４１にソーラパネルユニット４０が取り付けられる。
【００５９】
支持装置１０は、太陽光の照射による温度変化により軸方向長さを変化させる支持高さ可変手段の構成部材として例えば帯状のバイメタルをコイル状に巻回して形成されたコイル状バイメタル２１の温度変化に応じた長さ変化に基づき、遮光板４１に対する支持点と基台２との上下方向距離であるの高さを調整する。コイル状バイメタル２１が太陽光により温められると軸方向長さが伸び、温度が低下すると軸方向長さが短くなる特性を有する。
【００６０】
支持装置１０は、支持高さ可変手段の後記する変換機構により、コイル状バイメタル２１が昇温傾向にある、すなわち太陽の高度が高くなり、継続して温められる状況下において支持高さを低くするように動作する。逆に、コイル状バイメタル２１が降温傾向にある、すなわち太陽の高度が低くなり、又は遮光されて温度が低下する状況下において支持高さを高くするように動作する。
【００６１】
本実施の形態において、支持装置１０は、矩形形状の基板２２の一端部にコイル状バイメタル２１を軸方向を上下方向にして下端を固定する。基板２２の他端部には、円筒状の支持筒２３を軸方向を上下方向にして下端を固定する。支持筒２３内に支持部材である支持ロッド２４が上下方向に移動自在に挿通される。支持ロッド２４は、支持筒２３の上端から上方に伸びるロッド上端には自在継手２５が取り付けられ、自在継手２５の取付軸２６がソーラパネルユニット４０の遮光性を有する遮光板４１の裏面に取り付けられる。自在継手２５は、回転ボール２５１に取付軸２６が固定され、回転ボール２５１の回転中心Ｐを中心として取付軸２６が支持ロッド２４に対して任意の向きに移動自在となっている。したがって、ソーラパネルユニット４０は回転中心Ｐを中心に任意の向きに傾斜可能となる。
【００６２】
支持筒２３内に配置される支持ロッド２４の下端部には、連結ピン２７が固定されており、作動レバー２８の先端部に形成した軸方向に沿って細長い長孔２９が連結ピン２７に係合している。作動レバー２８の先端部は、支持筒２３の側面に上下方向に沿って形成した細い長孔で構成されたスリット３０を通して支持筒２３内に装入される。
【００６３】
作動レバー２８の基端部は、コイル状バイメタル２１の上端部に固定された連結軸３１に連結ピン３２を介して連結される。コイル状バイメタル２１と支持筒２３との間に起立して基板２２に固定した支柱３３の上端部に支軸３４を介して作動レバー２８が回転自在に取り付けられ、これらの部材等によってコイル状バイメタル２１の伸縮動作を逆方向に変換する変換機構を構成する。
【００６４】
コイル状バイメタル２１が可動範囲内で最長に伸びた状態で作動レバー２８は支持ロッド２４を下死点位置に下動させ、最も縮んだ状態で作動レバー２８は支持ロッド２４を上死点位置に上動させる。
【００６５】
図７において、支持装置１０は、コイル状バイメタル２１が太陽光を浴びて熱くなると、コイル状バイメタル２１の上端が矢印１００方向に移動し、支持ロッド２４が矢印２００で示す下方に向けて下動し、取付軸２６に取付けられたソーラパネルユニット４０が下方に下がる。
【００６６】
基板２２の裏面側には作動ロッド２４の軸中心線上に回転支軸３５が下方に向けて支出される。基台２の上面には、支持装置１０の取り付け位置に回転支軸３５が回転可能に係合する係合穴２ａが形成されている。支持装置１０は、基板２２にコイル状バイメタル２１と支柱３３と支持筒２３を固定してユニット化した構成としており、図６に示すように、回転支軸３５を中心に時計回り方向（ＣＷ）及び反時計回り方向（ＣＣＷ）に回転し、コイル状バイメタル２１を任意の向きに向けることができる。
【００６７】
太陽光発電機１を設置する地域を北半球とすると、太陽は東から出て、南を通り西に沈むので、ソーラパネルユニット４０を東側に向けて傾斜させ、徐々に南側に向け傾斜させ、さらに西側に向けて傾斜させることで、太陽光を効率よく受光することができる。また、ソーラパネルユニット４０を３基の支持装置１０で３点支持することは、３点の支持高さが異なってもソーラパネルユニットを傾斜状態で安定に支持できる。このため、第１支持装置１１を南側、第２支持装置１２を東側、第３支持装置１３を西側に配置している。
【００６８】
ここで、図７に示すように支持装置１０の作動ロッド２４の中心軸線Ｌが基台２の表面に交わる点を支持点Ｒとすると、図６に示すように、第１支持装置１１の支持点をＲ１、第２支持装置１２の支持点をＲ２、第３支持装置１３の支持点をＲ３とする。支持点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を結ぶ三角形を鋭角三角形とし、本実施の形態では二等辺三角形として支持点Ｒ１を頂点とすると、底辺の両端をＲ２とＲ３としている。各取付軸２６と遮光板４１との取付位置の関係においても前記二等辺三角形と同じ二等辺三角形が形成され、支持点とすることができる。
【００６９】
このように、鋭角三角形の各頂点で、南方向及び東西方向に第１支持装置１１〜第３支持装置１３を配置することにより、太陽が真上に位置する場合を除き、第１支持装置１１〜第３支持装置１３に対する太陽光の照射状態を異ならせることができ、日の出から日の入りに渡って確実に太陽の追尾が行える。
【００７０】
図６〜図８に示すように、ソーラパネルユニット４０は、ソーラパネル取付板４３に複数のソーラパネル４４が取り付けられた構成としている。架台３は、例えば正方形に形成された遮光板４１の上面中央に、平面正方形の転球収納枠部４２が取り付けられた構成とし、転球収納枠部４２の開口上面を外形が正方形のソーラパネル取付板４３で覆っている。転球収納枠部４２と遮光板４１とソーラパネル取付板４３により囲まれた空間を転球収納部４５とし、転球収納部４５内に多数個の球体４６が転がり自在に収納されている。球体４６は鉄等の高比重の材料で形成され、導電性を備えている。
【００７１】
遮光板４１の各辺は転球収納枠部４５よりも外方にそれぞれ幅Ｗだけ延出されており、この延出部分は第１支持装置１１と第２支持装置１２と第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１に対して日光を遮る庇として機能する。
【００７２】
第１支持装置１１の支持点Ｒ１は、遮光板４１の東西方向に沿った長さの中央位置で、幅Ｗの前記延出部分の中央位置としている。第２支持装置１２の支持点Ｒ２と第３支持装置１３の支持点Ｒ３は、遮光板４１の北側の側辺から延出幅Ｗの半分の位置で、それぞれ東及び西側の側辺から延出幅Ｗの半分の位置としている。なお、支持点Ｒ１は東側又は西側に偏ってもよく、支持点Ｒ２と支持点Ｒ３は南北方向においてずれてもよい。
【００７３】
図８に示すように、遮光板４１の中央部分には転球収納枠部４２内において、球面形状の凹部４７が形成されており、凹部４７の中央部分における深さを球体４６が僅かにはまり込む程度としている。また、凹部４７内に全ての球体４６を収納可能とする。ソーラパネルユニット４０が水平状態の場合、殆どの球体４６が凹部４７内に収納され、遮光板４１と一体にソーラパネルユニット４０が傾斜すると、傾斜方向に向けて移動する。その際、多数の重い球体４６が傾斜方向に移動するので、ソーラパネルユニット４０の傾斜側の重量を増加させて傾斜動作を加速させる。
【００７４】
転球収納枠部４２は、東側に面する東枠板４２１と、南側に面する南枠板４２２と、西側に面する西枠板４２３と、北側に面する北枠板４２４とにより構成している。東枠板４２１の南北方向両端部内面側には、端面から僅かな距離を隔てて導電性の第１電極板４８と第２電極板４９が設けられている。同様に南枠板４２２の東西方向両端部内面側に導電性の第３電極板５０と第４電極板５１が設けられ、西枠板４２３の南北方向両端部内面側に導電性の第５電極板５２と第６電極板５３、北枠板４２４の東西方向両端部内面側に導電性の第７電極板５４と第８電極板５５が設けられている。
【００７５】
転球収納枠部４２の各角部に設けられる一対の第１電極板４８と第８電極板５５により第１スイッチＳ１、一対の第２電極板４９と第３電極板５０により第２スイッチＳ２、一対の第４電極板５１と第５電極板５２により第３スイッチＳ３、一対の第６電極板５３と第７電極板５４により第４スイッチＳ４を構成する。第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４において、導電性を備えた球体４６がスイッチ作動体として機能し、各一対の電極に球体４６が接触して導通すると、スイッチオン（ＯＮ）の「１」信号、球体４６が非接触の非導通状態でスイッチオフ（ＯＦＦ）の「０」信号をソーラパネルユニット４０の傾斜方位を示す図４（ａ）に示すソーラパネルユニット４０の移動を確認する確認手段としてのインジケータに出力する。
【００７６】
図９に示すインジケータ６０は、基台２を水平配置した場合を例にするもので、東、南、西の向きにソーラパネルユニット４０が傾斜した状態と、特別な設定の場合に太陽が真上に位置する状態をそれぞれ点灯表示で示す東表示部６１、南表示部６２、西表示部６３、真上表示部６４を有している。各表示部６１〜６４は、点灯回路６５により点灯制御される。点灯回路６５は、第１〜第４ＡＮＤ回路６６〜６９を有する。第１ＡＮＤ回路６６には第1スイッチＳ１と第２スイッチＳ２から「０」又は「１」の信号が入力される。第２ＡＮＤ回路６７には第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３から「０」又は「１」の信号が入力される。第３ＡＮＤ回路６８には第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４から「０」又は「１」の信号が入力される。第４ＡＮＤ回路６９には第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４から「０」又は「１」の信号がそれぞれＮＯＴ回路７０を介して入力される。
【００７７】
第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２が共にオンとなりそれぞれ信号１が第１ＡＮＤ回路６６に出力されると東表示部６１が点灯する。第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３が共にオンとなりそれぞれ信号１が第２ＡＮＤ回路６７に出力されると南表示部６２が点灯する。第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４が共にオンとなりそれぞれ信号１が第３ＡＮＤ回路６８に出力されると西表示部６３が点灯する。
【００７８】
後記するが基台２を水平配置し、第２支持装置１２と第３支持装置１３を回転支軸３５を中心に回転して東西方向に向け、各コイル状バイメタル２１を遮光板４１よりも外側に張り出した場合において、太陽が真南に来た時、第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４が全てオフとなり、それぞれ信号０が各ＮＯＴ回路７０に出力され、各ＮＯＴ回路７０から信号１が第４ＡＮＤ回路６９に出力されると真上表示部６４が点灯する。
【００７９】
図６に示す実施の形態は、説明を容易とするために基台２を水平状態としているが、通常は家屋の傾斜した屋根に設置し、また傾斜した地面に基台２を傾斜して設置する。基台２を設けずに第１支持装置１１〜第３支持装置１３を直接設置個所の設置面に設置するようにしてもよい。例えば凹凸のある地面では基台２を使用すると太陽光発電装置１の姿勢安定性が悪くなるが、第１支持装置１１〜第３支持装置１３による３点支持で太陽光発電機１の姿勢安定性が確保できる。
【００８０】
太陽光発電機１を設置する地域を東京とすると、太陽が真南に来た時の太陽の高度（南中高度）は、冬至では３１．６度、夏至では７８．４度である。したがって、ソーラパネルユニット４０の傾斜角度は夏場に比べて冬場を大きくすることが望ましい。また、緯度が低くなるに従って南中高度が高くなるので、設置地域の緯度が低くなるに従って基台２の傾斜角度を低くするのが好ましい。
【００８１】
〔本実施の形態の動作〕
次に、太陽の向きに応じた太陽光発電機１のソーラパネルユニット４０の動きを図１０Ａ〜図１０Ｆに基づいて説明する。太陽光発電機１は、基台２を水平状態に設置し、第１支持装置１１を南に向け、第１支持装置１１よりも北側において第２支持装置１２を東側、第３支持装置１３を西側に配置したものとする。また、図１０Ａ〜図１０Ｆにおいて、第１支持装置１１のコイル状バイメタルに符号２１Ａを付し、第２支持装置１２のコイル状バイメタルに符号２１Ｂを付し、第３支持装置１３のコイル状バイメタルを符号２１Ｃを付して説明する。さらに、回転ボール２５に固定の取付軸２６は、第１支持装置１１では符号２６Ａを付し、第２支持装置１２では符号２６Ｂを付し、第３支持装置１３では符号２６Ｃを付して説明する。
【００８２】
図１０Ａの（ａ）は、日の出によって東側から太陽光が太陽光発電機１に向けて当たっている状況を示す。第１支持装置１１のコイル状バイメタル２１Ａと第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂは東側面で略全長にわたって太陽光を浴びるため、略同温度に熱せられて軸方向に沿って略等長伸びる。したがって、各支持ロッド２４は各作動レバー２８を介して下方に押し下げられる。しかし、第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃはソーラパネルユニット４０により太陽光が遮られるため熱せられず、軸方向に沿った伸縮はない。
【００８３】
したがって、第３支持装置１３の支持ロッド２４の昇降動作はなく、第１支持装置１１の支持ロッド２４及び第２支持装置１２の支持ロッド２４の高さよりも第３支持装置１３の支持ロッド２４が高い位置にある。
【００８４】
このような状態において、図１０Ａ（ｂ）（ｃ）に示すように、遮光板４１の北西の角が最も高い位置に存在する格好で遮光板４１が傾斜する。第１支持装置１１の支持ロッド２４と第２支持装置１２の支持ロッド２４は東西方向及び南北方向の位置が異なるため、遮光板４１は南東の角を最も下げた状態で傾斜する。遮光板４１が傾斜状態に保持されるのは、遮光板４１を３点支持する取付軸２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃが自在継手２５の各回転ボール２５１により任意の方向に向きが変えられることによる。
【００８５】
したがって、ソーラパネルユニット４０のソーラパネル４４は、東側に向けて傾斜するため、朝の太陽光を効率よく受光することができる。日の出から時間が経過すると、太陽の向きは南側に移動する。第１支持装置１１のコイル状バイメタル２１Ａは遮光板４１の幅Ｗの飛び出た部分（以下、庇とする）よりも南側に張り出ているため、太陽光が遮られることがない。これに対し、第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂ及び第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃは、日の出と日の入りを除けば遮光板４１の庇により部分的に太陽光が遮られる。
【００８６】
第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂは太陽が南東から南に向うに従って、遮光板４１の庇により徐々に太陽光の受光面積が減少して温度低下を招くため、第１支持装置１１のコイル状バイメタル２１Ａが伸び、逆にコイル状バイメタル２１Ｂが縮む。その結果、第１支持装置１１の支持ロッド２４の高さに比べて第２支持装置１２の支持ロッド２４の高さが高くなる。なお、第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃは西側に配置され、遮光板４１の庇により太陽光が遮られているため温度変化がない。したがって、第３支持装置１３の支持ロッド２４が最も高い。つまり、支持ロッド２４は第１支持装置１１が最も短く、次に第２支持装置１２が長い。
【００８７】
このため、遮光板４１は、依然北西の角を最高点としつつ、北東の角から南側への傾斜を大きくしながら第１支持装置１１の取付軸２６Ａを支点として西側に向けてひねられるように傾斜する。したがって、太陽光の向きに追従してソーラパネルユニット４０のソーラパネル４４が向くことになる。
【００８８】
すなわち、第１支持装置１１の支持ロッド２４の先端部に設けられている取付軸２６を支軸として、ソーラパネルユニット４０は、南北方向の傾動と東西方向に傾動する。そして、南北方向の傾動と東西方向の傾動を行う傾動力は、午前中では東側に配置した第２支持装置１２が主として受け持ち、午後は西側に配置した第３支持装置１３が主として受け持つことになる。
【００８９】
第１支持装置１１と第２支持装置１２と第３支持装置１３のこのような動作の理解に基づき、以下図１０Ｂでは太陽の向きが南西の場合、図１０Ｃでは太陽の向きが南、図１０Ｄでは太陽の向きが南西、図１０Ｅでは太陽の向きが西の場合におけるソーラパネルユニット４０の傾斜動作を説明する。
【００９０】
図１０Ｂの（ａ）に示すように太陽が南東に向いている場合、図１０Ａの状態に続いて第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂは遮光板４１の庇により太陽光が遮られて更なる受光面積の減少を招き、温度が低くなってさらに縮む。このため、第２支持装置１２の支持ロッド２４が長くなってソーラパネルユニット４０の南側を下向きにしつつ遮光板４１の南東の角を最も低くして傾斜し、図１０Ａの状態よりもより一層傾斜が大きくなる。したがって、ソーラパネル４４は南東に向くと共に太陽の高度に合わせてソーラパネル４４の受光面を大きく傾斜させる。
【００９１】
図１０Ｃの（ａ）に示すように太陽が真南に向いている場合、第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂと第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃは遮光板４１の庇により同じ遮光条件で太陽光が遮られるため、軸方向に同じ長さとなる。ただし、第１支持装置１１のコイル状バイメタル２１Ａよりも高さが低い状態にある。すなわち、第１支持装置１１の支持ロッド２４が最も短く、第２支持装置１２と第３支持装置１３の各支持ロッド２４が等しい長さとなる。したがって、図１０Ｃ（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ソーラパネルユニット４０は南側を下向きにすると共に、遮光板４１の南側辺を水平にして傾斜する。この傾斜角度は冬場に設定されており、第２支持装置１２と第３支持装置１３の各支持ロッド２４をできるだけ高くし南向き傾斜を大きくしている。
【００９２】
これに対し、第２支持装置１２と第３支持装置１３を支持点Ｑ２、Ｑ３を中心にして外側方向に張り出し、遮光板４１の庇による遮光面積を少なくすると、コイル状バイメタル２１Ｂとコイル状バイメタル２１Ｃの温度が高くなって軸方向に沿って伸びる。このため、第２支持装置１２と第３支持装置１３の支持ロッド２４の高さが低くなり、ソーラパネル４４の傾斜面が小さくなる。
【００９３】
これにより、冬場は図１に示すように第２支持装置１２と第３支持装置１３を南北方向に沿って配置し、夏場は第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂと第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃを遮光板４１の側縁から外側に張り出すように調整する。
【００９４】
図１０Ｄの（ａ）に示すように、太陽が南西に向いている場合、図１０Ｂの（ａ）に示す太陽が南東に向いている場合とは逆に、図１０Ｄの（ｂ）（ｃ）に示すように、第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃが太陽光を浴びて軸方向に沿って伸び、第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂに対してはソーラパネルユニット４０により太陽光が遮られて温度が低下して軸方向に沿って縮む。
【００９５】
したがって、第１支持装置１１の支持ロッド２４が最も短く、第２支持装置１２の支持ロッド２４が最も高く、第３支持装置１３の支持ロッド２４が中間の高さとなる。これにより、遮光板４１は南西の角を最も低くし、南西の角に向けて傾斜し、ソーラパネルユニット４０のソーラパネル４４が太陽の方向である南西方向に向くことになる。
【００９６】
図１０Ｅの（ａ）に示すように、太陽が西に向いている場合、図１０Ａの（ａ）に示す太陽が東に向いている場合とは逆に、第１支持装置１１のコイル状バイメタル２１Ａと第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃの太陽光受光面積が略等しいため、遮光板４１の南西端の角を最も低くし、かつ遮光板４１の北西端の角を図１０Ｄの場合よりも一層低くし、遮光板４１の西側辺を下向きにして傾斜する。したがって、ソーラパネル４４が太陽の方向である西側に傾斜して向くことになる。
【００９７】
図１０Ｆの（ａ）は、太陽光発電機１を赤道直下等の低緯度地域に設置した場合を示す。この場合、基台２を水平配置し、第２支持装置１２と第３支持装置１３を回転支軸３５を中心に回転して東西方向に向け、各コイル状バイメタル２１Ｂ、２１Ｃを遮光板４１よりも外側に張り出した構成としている。
【００９８】
この場合、太陽が東から上り、ある程度の高度に達すると、第１支持装置１１〜第３支持装置１３の各コイル状バイメタル２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは略同じ条件で太陽光を受光するため、太陽光が真上を通過して西に向かい、ある程度の高度までの間において、図１０Ｆの（ｂ）（ｃ）に示すように、各支持ロッド２４は同じ高さを維持し、遮光板４１は水平状態を維持して遮光パネル４４は真上を向く。
【００９９】
図１１は図８及び図９に示す第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４のスイッチング動作を説明する図である。
【０１００】
図１１（ａ）はソーラパネルユニット４０が東向きに傾斜している状態を示し、図１０Ａに対応する。この場合、転球収納部４５内に収納される多数の球体４６は、北東の角から南西の角近くまでの直角三角形で囲まれる領域に密集する。この場合、球体４６の数を適宜調整することにより、第３スイッチＳ３には触れない。したがって、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２が球体４６によりオンとされ、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２は信号１を出力する。
【０１０１】
図１１（ｂ）はソーラパネルユニット４０が南東向きに傾斜している状態を示し、図１０Ｂに対応する。この場合、転球収納部４５内に収納される多数の球体４６は、図１１（ａ）の場合よりも南向き傾斜が強くなり、遮光板４１の東辺が少し西側に向けて傾斜するため、全体的に南側に移動し、転球収納部４５の南北方向の略半部分を埋める。この場合、第１スイッチＳ１からは球体４６が外れオフとなり、第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３が球体４６によりオンとなる。
【０１０２】
図１１（ｃ）はソーラパネルユニット４０が南向きに傾斜している状態を示し、図１０Ｃに対応する。この場合、転球収納部４５内に収納される多数の球体４６は、図１１（ｃ）の場合と同様に転球収納部４５の南北方向の略半部分を埋める。この場合、第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３が球体４６によりオンとなり、第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３は信号１を出力する。
【０１０３】
図１１（ｄ）はソーラパネルユニット４０が南西向きに傾斜している状態を示し、図１０Ｄに対応する。この場合、転球収納部４５内に収納される多数の球体４６は、図１１（ｂ）の場合と東西方向で対称となり、第４スイッチＳ４がオフとなり、第２スイッチＳ２と第３スイッチＳ３が球体４６によりオンとなる。
【０１０４】
図１１（ｅ）はソーラパネルユニット４０が西向きに傾斜している状態を示し、図１０Ｅに対応する。この場合、転球収納部４５内に収納される多数の球体４６は、図１１（ａ）の場合と東西方向で対称となり、第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４が球体４６によりオンとなり、第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４は信号１を出力する。
【０１０５】
図１１（ｆ）は図１０Ｆに対応し、全ての球体４６は凹部４７内に入っている状態を示す。したがって、第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４は全てオフとなり、各第１スイッチＳ１〜第４スイッチＳ４から信号０を出力する。
【０１０６】
したがって、ソーラパネルユニット４０が東向きに傾斜した場合には、図９に示す点灯回路６５の第１ＡＮＤ回路６６から信号１が出力されてインジケータ６０の東表示部６１が点灯する。同様に、ソーラパネルユニット４０が南向きに傾斜した場合には、点灯回路６５の第２ＡＮＤ回路６７から信号１が出力されて南表示部６２が点灯する。ソーラパネルユニット４０が西向きに傾斜した場合には、第３ＡＮＤ回路６８から信号１が出力されて西表示部６１が点灯する。
【０１０７】
また、ソーラパネルユニット４０が真上を向いた場合には、第４ＡＮＤ回路６９から信号１が出力されて真上表示部６４が点灯する。
【０１０８】
〔本実施の形態の効果〕
以上説明したように本実施の形態の架台３によれば、３基の支持装置１１〜１３の支持ロッド２４の昇降動作だけで、太陽の向きと高度に合わせて遮光板４１を追尾させることができる。このため、従来のようなパン駆動系とチルト駆動系が不要となり、シンプルな構成の架台３を提供でき、また軽量化することができ、電源のない場所でも設置することができる。
【０１０９】
太陽光発電機１は、架台３を北半球の地域に設置する場合、３本の支持ロッド２４の相対的な高さの差を利用してソーラパネルユニット４０を太陽の向きに合わせて移動させる所謂パン動作と、ソーラパネルユニット４０の南向き傾斜を維持し、太陽の高度が最も高い時に南向き傾斜角度を最も小さく（ソーラパネルユニット４０を寝かせる）、その前後では南向き傾斜角度を大きく（ソーラパネルユニット４０を立たせる）という所謂チルト動作を行うことができる。
【０１１０】
つまり、日の出から日の入りの間で、南側に配置した第１支持装置１１の支持ロッド２４の高さが第２支持装置１２と第３支持装置１３の各支持ロッド２４の高さよりも常に低くなってソーラパネルユニット４０が南向きに傾斜する。
【０１１１】
午前中は東側に配置した第２支持装置１２のコイル状バイメタル２１Ｂに当たる太陽光が徐々に遮られて第２支持装置１２の支持ロッド２４が徐々に高くなる。ただし、第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃはソーラパネルユニット４０により太陽光が遮られ、第３支持装置１３の支持ロッド２４の高さが最も高い。
【０１１２】
このため、太陽の向きが東から南に向けて移動するに従って第２支持装置１２の支持ロッド２４が上昇し、第１支持装置１１の自在継手２５の回転ボール２５１を支点としてソーラパネルユニット４０が東側から西側に向けて徐々に回転し、東側から南に向けて移動するパン動作が行われる。
【０１１３】
さらに、午後では午前とは逆に第３支持装置１３のコイル状バイメタル２１Ｃに対して太陽光が徐々に照射され、コイル状バイメタル２１Ｃの温度が徐々に高くなって軸方向に沿って伸びる。このため、第３支持装置１３の支持ロッド２４が徐々に低くなり、第１支持装置１１の自在継手２５の回転ボール２５１を支点としてソーラパネルユニット４０がさらに西側に向けて徐々に回転し、南から西側に向けて移動するパン動作が行われる。
【０１１４】
〔変形例〕
なお、上記実施の形態において、架台３にソーラパネルユニット４０を取り付けて太陽光発電機１を構成しているが、これに限らず、例えば、次の構成を採用することもできる。
【０１１５】
第１の構成は、太陽を追尾して乾燥効率を高める構成であり、乾物材料（例えば、魚や海苔等の水産物、野菜や果実等の農産物）、食塩の原料となる海水、洗濯物、生ゴミ等の廃棄物その他の被乾燥体を架台３の遮光板４１に設置する。例えば、干物や海苔は、網やすのこに乗せ、これを架台３の遮光板４１に設置する。
【０１１６】
第２の構成は、太陽を追尾して成長効率を高める構成であり、植物その他の光合成体を架台３の遮光板４１に設置する。
【０１１７】
第３の構成は、太陽を追尾して美容効果又は治療効果を高める構成であり、日焼け用のベッド又は日光浴用のベッド等を架台３の遮光板４１に設置する。
【０１１８】
第４の構成は、太陽を追尾して蓄熱効果を高める構成であり、蓄熱材又は蓄熱装置（例えば特開２０１８−０９１５５４号公報開示の装置）等を架台３の遮光板４１に設置する。
【０１１９】
第５の構成は、太陽を追尾して集光効果を高める構成であり、太陽光を集光する集光装置（例えば特開２０１５−１５３６８１号公報開示の装置）等を架台３の遮光板４１に設置する。
【０１２０】
第６の構成は、太陽を追尾して殺菌効果を高める構成であり、太陽光を利用して殺菌を行う殺菌装置（例えば特開２００６−６８８号公報又は特開２０１５−１６０１４６号公報開示の装置）等を架台３の遮光板４１に設置する。
【０１２１】
また、上記実施の形態及びその変形例において、架台３には、太陽光の入射と遮光を繰り返してコイル状バイメタルを軸方向に沿って伸縮移動させ、コイル状バイメタルの先端に取り付けた永久磁石がコイル内移動することにより、フレミングの右手の法則に従って発電する発電機（実用新案登録第３２２０４３６号公報）、風車にソーラパネルを取り付け、風車発電と太陽光発電を合体させた合体発電機（実用新案登録第３２１８６８９号公報）を搭載するようにしてもよい。
【０１２２】
また、上記実施の形態及びその変形例において、支持装置１０は、昇降駆動源として温度が高くなると軸方向に沿って伸び、温度が低くなると軸方向に沿って縮むコイル状バイメタル２１を用いているため、作動レバー２８と支柱３３を用いて作動ロッド２４の昇降方向をコイル状バイメタル２１との伸縮方向とは逆としている。しかし、コイル状バイメタル２１とは逆に、温度が高くなると軸方向に沿って縮み、温度が低くなると軸方向に沿って伸びる二方向形状記憶コイルばねを用いることができる。この二方向形状記憶コイルばねを昇降駆動源とすると、二方向形状記憶コイルばねに支持ロッド２４を直接接続すればよいので、支持装置１０をシンプルな構成とすることができる。
【０１２３】
二方向形状記憶コイルばねは、特開平３−１３５５１号公報に開示されているように、Ｎｉ−Ｔｉ合金等の形状記憶合金線をコイルばね形状に形成されていて、加熱すると軸方向に沿って縮み、冷やすと軸方向に沿って長くなる特性を備える。
【０１２４】
ソーラパネルユニット４０が傾動していることを移動確認手段としてインジケータ６０により確認できるようにしているが、移動確認手段として転球収納枠部４２に振動センサ、マイクロフォン等を設け、球体４６の転がりによる振動、球体４６同士の衝突を検出することでソーラパネルユニット４０の傾動を確認できるようにしてもよい。
【０１２５】
また、第１支持装置１１は一定の支持高さに維持し、この一定の維持高さを第２支持装置１２と第３支持装置１３の支持高さの下限値以下とすれば、日の出から日の入りの間で遮光板４１を南向き傾斜に維持できる。このことから、第１支持装置１１は支持高さを可変とする機能は不要であり、第２支持装置１２と第３支持装置１３が支持高さを可変とする機能を有すればよい。
【符号の説明】
【０１２６】
１、１００…太陽光発電機、  ２、３０１…基台、  ２ａ…係合穴、  ３、３００…太陽追尾機能付き架台、  １０１…傾斜面、  １０…支持装置、  １１…第１支持装置、  １２…第２支持装置、  １３…第３支持装置、  ２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）…コイル状バイメタル、  ２２…基板、  ２３…支持筒、  ２４…支持ロッド、  ２５、３２０…ユニバーサルジョイント（自在継手）、  ２５１…回転ボール、  ２６（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ）…取付軸、  ２７…連結ピン、  ２８…作動レバー、  ２９…長孔、  ３０…スリット、  ３１…連結軸、  ３２…連結ピン、  ３３…支柱、  ３４…支軸、  ３５…回転支軸、  ４０、４００…ソーラパネルユニット、  ３１０…架台本体、  ３１１〜３１３…支持脚、  ４１…遮光板、  ４２、３０３…転球収納枠部、  ４２１…東枠板、  ４２２…南枠板、  ４２３…西枠板、  ４２４…北枠板、  ４３…ソーラパネル取付板、  ４４…ソーラパネル、  ４５…転球収納部、  ４６、３０２…球体、  ４７…凹部、  ４８…第１電極板、  ４９…第２電極板、  ５０…第３電極板、  ５１…第４電極板、  ５２…第５電極板、  ５３…第６電極板、  ５４…第７電極板、  ５５…第８電極板、  ６０…インジケータ、  ６１…東表示部、  ６２…南表示部、  ６３…西表示部、  ６４…真上表示部、  ６５…点灯回路、  ６６〜６９…第１〜第４ＡＮＤ回路、  ７０…ＮＯＴ回路、  Ｓ１…第１スイッチ、  Ｓ２…第２スイッチ、  Ｓ３…第３スイッチ、  Ｓ４…第４スイッチ、  Ｐ…回転中心、  ＣＷ…時計回り方向、  ＣＣＷ…反時計回り方向、  Ｌ…中心軸線、  Ｒ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）…支持点
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台本体をなす遮光性を有する遮光板と、
前記遮光板を３点でそれぞれ自在継手を介して個々に支持する３つの支持装置とを備え、
２又は３の前記支持装置は、太陽光の照射状態による温度変化で軸方向長さが伸縮し、降温側への温度変化で支持高さが高く、昇温側への温度変化で支持高さが低くなる支持高さ可変手段を有し、
前記遮光板は、前記支持高さ可変手段に対する太陽光の照射状態を変化させる庇をなし、
前記遮光板の上面に形成した閉鎖空間内に多数の球体が前記遮光板の傾動動作に従って転がりながら移動する多数の球体が収納されている太陽追尾機能付き架台と、
前記太陽追尾機能付き架台の遮光板の上面に被乾燥体を設置可能なユニットとを備えることを特徴とする太陽追尾装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記被乾燥体は、乾物材料、海水、洗濯物又は廃棄物であることを特徴とする太陽追尾装置。
【請求項３】
架台本体をなす遮光性を有する遮光板と、
前記遮光板を３点でそれぞれ自在継手を介して個々に支持する３つの支持装置とを備え、
２又は３の前記支持装置は、太陽光の照射状態による温度変化で軸方向長さが伸縮し、降温側への温度変化で支持高さが高く、昇温側への温度変化で支持高さが低くなる支持高さ可変手段を有し、
前記遮光板は、前記支持高さ可変手段に対する太陽光の照射状態を変化させる庇をなし、
前記遮光板の上面に形成した閉鎖空間内に多数の球体が前記遮光板の傾動動作に従って転がりながら移動する多数の球体が収納されている太陽追尾機能付き架台と、
前記太陽追尾機能付き架台の遮光板の上面に光合成体を設置可能なユニットとを備えることを特徴とする太陽追尾装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記光合成体は、植物であることを特徴とする太陽追尾装置。
【請求項５】
架台本体をなす遮光性を有する遮光板と、
前記遮光板を３点でそれぞれ自在継手を介して個々に支持する３つの支持装置とを備え、
２又は３の前記支持装置は、太陽光の照射状態による温度変化で軸方向長さが伸縮し、降温側への温度変化で支持高さが高く、昇温側への温度変化で支持高さが低くなる支持高さ可変手段を有し、
前記遮光板は、前記支持高さ可変手段に対する太陽光の照射状態を変化させる庇をなし、
前記遮光板の上面に形成した閉鎖空間内に多数の球体が前記遮光板の傾動動作に従って転がりながら移動する多数の球体が収納されている太陽追尾機能付き架台と、
前記太陽追尾機能付き架台の遮光板の上面に、太陽光による蓄熱を行う蓄熱材を設置可能なユニットとを備えることを特徴とする太陽追尾装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項において、
前記支持高さ可変手段は、降温側への温度変化で軸方向に沿って縮み、昇温側への温度変化で軸方向に沿って伸びるコイル状バイメタルと、
前記コイル状バイメタルの伸縮動作を逆方向の動作に変換し、前記コイル状バイメタルが縮むと前記遮光板の支持高さを高く、前記コイル状バイメタルが伸びると前記遮光板の支持高さを低くする変換機構とを備えることを特徴とする太陽追尾装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項において、
前記３つの支持装置は、基台に取付けられていることを特徴とする太陽追尾装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項において、
前記３つの支持装置は、鋭角三角形の各頂点位置に配置されることを特徴とする太陽追尾装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記鋭角三角形の底辺を東西方向に向けて前記架台を設置し、東西方向の各頂点と南側の頂点に前記支持装置を配置したことを特徴とする太陽追尾装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項において、
前記多数の球体の移動を前記球体の導電性を利用して電気的に検知し、又は音、振動を検知して認識する認識手段を備えることを特徴とする太陽追尾装置。