(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽光パネルの取付工程を容易なものとし、発電量を増やすことを可能にする太陽光パネル装置を提供する。【解決手段】単一の駆動装置の回転軸が回転することで回転軸に設けられたねじ歯車（図示せず）と噛み合っている歯車６５ａが回転することで、歯車６５ａが取り付けられて軸受装置６６に軸支された第一回転軸６７と連結されている支持部材３２とともに支持部材も回転し、太陽光パネル２が回転し、それと同時に、回転軸に取り付けられた歯車６５ａが回転することで、歯車６５ｂが回転し、滑車６１の回転がベルト５５を経て第一伝達部５側へ伝達され、ベルト５５を経て回転が滑車５２に伝達され、滑車５２が回転し、回転は回転軸５３を介して円盤５１に伝達され、円盤５１が回転することで、円盤５１に取り付けられている棒状部材２２に伝達され、棒状部材２２により、太陽光パネル２は回動する。【選択図】図１
2015156779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルを備えた太陽光パネルと、前記太陽光パネルを支持する枠体と、を有し、前記枠体の鉛直方向を回転軸芯とする水平方向の回転と、水平方向を軸芯とする前記太陽光パネルの受光面の向きの回動とが単一の駆動源によって連動して行われることを特徴とする太陽光パネル装置。
【請求項２】
前記太陽光パネルは前記枠体に水平方向を軸芯として回動可能に軸支されると共に作動点が前記枠体に取りつけられる回動機構に連結され、前記枠体の鉛直方向を回転軸芯とする水平方向の回転が前記回動機構の駆動力とされる請求項１に記載した太陽光パネル装置。
【請求項３】
前記枠体に固定された第一回転軸に固定された第一歯車は、単一の駆動装置の回転軸に設けられたねじ歯車と係合し、
前記回動機構が備える第二歯車は、前記枠体の水平方向の回転に伴い転動可能に配置される請求項１に記載した太陽光パネル装置。
【請求項４】
前記回動機構は第一伝達部と第二伝達部とを備え、
前記第一伝達部は、前記太陽光パネルの前記作動点に一端が連結される棒状部材の他端が連結された伝達機構を備え、
前記第二伝達部は、前記第二歯車を有する伝達機構を備え、
前記枠体の水平方向の回転に伴う前記第二歯車の転動によって、前記各伝達機構を介して前記棒状部材が駆動される請求項２又は請求項３に記載した太陽光パネル装置。
【請求項５】
前記第二歯車は、軸受装置に軸支された第一回転軸の周囲に第一回転軸とは切り離して前記軸受装置上面に固定されている第三歯車と噛み合っている請求項２〜請求項４のいずれか一に記載した太陽光パネル装置。
【請求項６】
前記枠体に樹脂材料を用いてなる請求項１〜請求項５のいずれか一に記載の太陽光パネル装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一に記載した太陽光パネル装置を複数配置してなり、複数の前記太陽光パネル装置が単一の駆動源によって駆動されることを特徴とする太陽光発電施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光パネルを簡易に取り付けられる太陽光パネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に太陽光パネルは一般住宅等の屋根に設置されることで、屋根に照射される太陽光を太陽光パネルで受けるという方式がとられていた。そのため、太陽光パネルを屋根に設置するための技術が研究され、多数開示されている。例えば、図５では、屋根１１０は、太陽光パネル部１１８及び瓦部１２０からなり、太陽光パネル部１１８は、屋根１１０の軒側及び妻側に並んで設けられた個々の太陽光パネル１１４によって構成されている。つまり、屋根１１０の基礎となる基礎屋根下地１２４の上に、太陽光パネル部１１８及び瓦部１２０が形成される。具体的には、太陽光パネル部１１８が形成される範囲の基礎屋根下地１２４の上面には、ルーフィング１３８を介して、防水性を有する太陽光パネル下地１４８、例えば、カラーベスト等の葺き材が葺かれる。その後、太陽光パネル下地１４８の上に太陽光パネル１１４が取り付けられることになる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６３６４０（段落００２５から段落００３５、図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のようにして、一般住宅等の屋根１１０に太陽光パネル部１１８が取り付けられることになるが、既存の屋根１１０に対して太陽光パネル部１１８を形成することになるため、太陽光パネル１１４の取付工程が煩雑にならざるを得ない。特に、太陽光パネル１１４を含めた、太陽光パネル１１４を取り付けるための用具等も屋根１１０側へ運ばなくてはならない。また、太陽光パネル１１４を取り付ける作業員も屋根１１０側に上がらなければならないことも多く、作業員のための足場が必要になることもある。太陽光パネル部１１８が取り付けられる一般住宅等の屋根１１０は、基礎となる一般住宅等の大きさによって大きさが決まってくるため、その大きさもおのずと決まってくる。つまり、一般住宅等の屋根１１０に取り付けられた、太陽光パネル部１１８では家庭で使用する程度の発電量しか得られないことが多く、商業用には向き難い。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みなされたものであり、太陽光パネルの取付工程を容易なものとし、発電量を増やすことを可能とする太陽光パネル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の太陽光パネル装置は、複数の太陽電池セルを備えた太陽光パネルと、前記太陽光パネルを支持する枠体と、を有し、前記枠体の鉛直方向を回転軸芯とする水平方向の回転と、水平方向を軸芯とする前記太陽光パネルの受光面の向きの回動とが単一の駆動源によって連動して行われることを特徴とする。
【０００７】
前記太陽光パネルは前記枠体に水平方向を軸芯として回動可能に軸支されると共に作動点が前記枠体に取りつけられる回動機構に連結され、前記枠体の鉛直方向を回転軸芯とする水平方向の回転が前記回動機構の駆動力とされるようにすることができる。
【０００８】
前記枠体に固定された第一回転軸に固定された第一歯車は、単一の駆動装置の回転軸に設けられたねじ歯車と係合し、前記回動機構が備える第二歯車は、前記枠体の水平方向の回転に伴い転動可能に配置されるようにすることができる。
【０００９】
前記回動機構は第一伝達部と第二伝達部とを備え、前記第一伝達部は、前記太陽光パネルの前記作動点に一端が連結される棒状部材の他端が連結された伝達機構を備え、前記第二伝達部は、前記第二歯車を有する伝達機構を備え、前記枠体の水平方向の回転に伴う前記第二歯車の転動によって、前記各伝達機構を介して前記棒状部材が駆動されるようにすることができる。
【００１０】
前記第二歯車は、軸受装置に軸支された第一回転軸の周囲に第一回転軸とは切り離して前記軸受装置上面に固定されている第三歯車と噛み合っているようにすることができる。
【００１１】
また前記枠体に樹脂材料を用いることができ、この太陽光パネル装置を複数配置してなり、複数の前記太陽光パネル装置が単一の駆動源によって駆動される太陽光発電施設を設置することができる。
【００１２】
太陽光パネルの受光面の向きが季節及び時間によって予め設定された受光面の向きに変更されるようにすることができ、太陽光パネルの受光面の向きが太陽光検知センサによって検知されたデータに基づき変更されるようにしてもよい。
【００１３】
従って、第一回転軸に取り付けられた歯車が回転し、枠体に配置した太陽光パネルが水平方向に回転するのに伴い第二歯車の全体が水平方向へ回転する過程で第二歯車は水平方向への回転を駆動力として転動し、その転動によって棒状部材が引っ張られれば、太陽光パネルは一方向へ回動し、押し出されれば、太陽光パネル２は他方向へ回動する。その結果、太陽光パネルは太陽の移動に合わせて向きを変えることができるので太陽光パネルへ効率よく太陽光を受けさせることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、太陽の移動に合わせて太陽光パネルの向きを変えることができるので太陽光パネルへ効率よく太陽光を受けさせることができ、太陽光パネルを通して得られる発電量を増やすことができる。また、土地の大きさに応じて複数の太陽光パネル装置を設置することができ、多大な電気量を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明である太陽光パネル装置の側面方向の概要を示す説明図である。
【図２】本発明である太陽光パネル装置の正面方向の概要を示す説明図である。
【図３】本発明である太陽光パネル装置の側面方向の概要を示す他の説明図である。
【図４】本発明である太陽光パネル装置を土地に設置しての使用例を示す説明図である。
【図５】特許文献１における太陽光パネルを備えた住宅の外観を示す説明図である。（ａ）は、住宅の外観を正面側から概略的に示す説明図である。（ｂ）は、太陽光パネルを備えた屋根を断面方向から示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明の一実施の態様である太陽光パネル装置１は、図１に示すように、太陽光パネル２の受光面の向きを変更することができるように、太陽光パネル２を矢印Ａ方向に回動させ、同時に矢印Ｂ方向に回転させることができる機構となっている。本発明の太陽光パネル装置１で用いられる太陽光パネル２は一般に用いられている太陽光パネルと同じであり、複数の太陽電池セルを備え、強化ガラスや封止材などによって方形状にパッケージされたものである。本例においては、図１及び図２に示すように、太陽光パネル２は長方形状の形状をなしているが、特に長方形状に限定されることなく正方形状の形状等にすることも可能である。この太陽光パネル２を矢印Ａ方向に回動させるために、対向する、棒状の（第一）支持部材３１、３１の間に太陽光パネル２を挟み込んでいる。具体的には、本例では、図２に示すように、太陽光パネル２の側辺に沿う、図示しない枠部の、対向する略中央に形成された穴部に、対向する支持部材３１、３１の一方の端部３１１、３１１側の孔部を通り回転軸４が組み込まれている。
【００１８】
本例のように、必ずしも支持部材３１、３１の一方の端部３１１、３１１側に回転軸４、４を組み込むための孔部を形成することなく、支持部材３１、３１の一方の端部３１１、３１１側に予め凸部を形成し、また、太陽光パネル２の側辺に沿う枠部に予め凹部を形成し、支持部材３１、３１側の凸部と太陽光パネル２の枠部側の凹部を組み合わせる構成をとることも可能である。逆に、支持部材３１、３１側を凹部とし、太陽光パネル２の枠部側の凸部として組み合わせる構成をとることも可能である。以上の構成をとることで、支持部材３１、３１に対して太陽光パネル２が、矢印Ａ方向に沿って回動自在の状態となる。
【００１９】
太陽光パネル２には、太陽光パネル２を挟み込んだ、支持部材３１、３１の一方の端部３１１、３１１側より高い位置に固定具２１が取り付けられている。固定具２１には、棒状部材２２が取り付けられて、その棒状部材２２を引っ張ることで太陽光パネル２を回動させることができ、棒状部材２２によって太陽光パネル２の傾斜面の位置が決定される。
【００２０】
支持部材３１、３１の長手方向の中央側には、支持部材３１に対して垂直方向に（第二）支持部材３２が形成されており、太陽光パネル２と連結される第一伝達部５が設けられている。そして、太陽光パネル２の固定具２１から伸びる棒状部材２２は、第一伝達部５の円盤５１に取り付けられている。棒状部材２２が円盤５１に取り付けられる位置は、図１及び図２に示すように、円盤５１の外周側に固着されて取り付けられている。円盤５１の中心には回転軸５３が組み込まれ、回転軸５３の一方の端部側と円盤５１とが固定されている。回転軸５３の他方の端部側は（第一）滑車５２の中心に組み込まれ、回転軸５３の他方の端部側と滑車５２とが固定されている。従って、円盤５１が回転すれば滑車５２が回転し、滑車５２が回転すれば円盤５１が回転することになる。回転軸５３は、図１及び図２に示すように、支持部材３２に取り付けられた保持具５４で支持されており、保持具５４の中心孔５４１内で回転軸５３は回転することになる。
【００２１】
回転軸５３の他方の端部側に組み込まれた滑車５２の外周にはベルト５５が掛けられており、滑車５２の回転はベルト５５を介して第二伝達部６の（第二）滑車６１に伝わることになる。滑車６１には、図１及び図２に示すように、ベルト５５が掛けられており、滑車５２の回転を受けることになる。滑車６１の中心孔には回転軸６２が組み込まれて固定されている。回転軸６２は、図１及び図２に示すように、保持具６３で支持されており、保持具６３の中心孔６３１内で回転軸６２が回転することになる。図２に示すように、回転軸６２の一方の端部側には保持具６３があり、回転軸６２の他方の端部側に（第二）笠歯車６５ｂが組み込まれている。歯車６５ｂは、図１及び図２に示すように、（第三）歯車６５ｃと噛み合っている（係合している）。（第三）歯車６５ｃは軸受装置６６に軸支された第一回転軸６７の周囲に第一回転軸６７とは切り離して軸受装置６６上面に固定されている。一方、歯車６５ａは、図４に示す駆動装置（モーター）７３の回転軸６４に設けられたねじ歯車（図示せず）と噛み合っている（係合している）。この結果、単一の駆動装置７３によって生じる回転軸６４の回転は回転軸６４に設けられたねじ歯車を介して歯車６５ａに伝達され、歯車６５ａが取り付けられて軸受装置６６に軸支された第一回転軸６７の他方の端部側は、第一伝達部５が設けられた支持部材３２と連結されている。従って、単一の駆動装置７３からの回転により第一伝達部５が設けられた支持部材３２も回転することになる。つまり、太陽光パネル２が、矢印Ｂ方向に沿って回動できることになる。なお、単一の駆動装置７３には、図示しないコンピューターが接続されており、そのコンピューターが単一の駆動装置７３を制御することになる。
【００２２】
つぎに、本実施の形態の太陽光パネル装置１の動作について説明する。
【００２３】
図示しないコンピューターにより信号が単一の駆動装置（モーター）７３に送られ、単一の駆動装置７３駆動連結される回転軸６４が回転する。回転軸６４の回転は回転軸６４に設けられたねじ歯車を介して歯車６５ａに伝達され、軸受装置６６に軸支された第一回転軸６７が回転することによって、第一伝達部５が設けられた支持部材３２とともに支持部材３１も回転し、支持部材３１、３１で挟み込んだ太陽光パネル２が矢印Ｂ方向へ回転する。それと同時に、第二伝達部６に回転が伝達される。具体的には、第一回転軸６７に取り付けられた歯車６５ａが回転し、第一伝達部５が設けられた支持部材３２とともに支持部材３１も回転し、支持部材３１、３１で挟み込んだ太陽光パネル２が矢印Ｂ方向へ回転するとそれと共に第二伝達部６も矢印Ｂ方向へ回転する。これによって保持具６３で支持された回転軸６２及び回転軸６２に軸支された（第二）笠歯車６５ｂの全体が矢印Ｂ方向へ回転する。
その過程で軸受装置６６に軸支された第一回転軸６７の周囲に第一回転軸６７とは切り離して軸受装置６６上面に固定されている（第三）歯車６５ｃと噛み合っている歯車６５ｂは第二伝達部６の矢印Ｂ方向への回転を駆動力として回転し、その回転によって保持具６３の中心孔６３１内で回転軸６２が回転することになる。その歯車６５ｂの回転が回転軸６２を介して滑車６１へ伝達され、滑車６１の回転がベルト５５を経て第一伝達部５側へ伝達される。第一伝達部５側では、ベルト５５を経て伝達される回転が滑車５２に伝達され、滑車５２が回転する。滑車５２の回転は回転軸５３を介して円盤５１に伝達され、円盤５１が回転する。円盤５１の回転が、円盤５１に取り付けられている棒状部材２２に伝達される。その結果、棒状部材２２が円盤５１側に引っ張られれば、太陽光パネル２は矢印Ａ１方向へ回動し、棒状部材２２が押し出されれば、太陽光パネル２は矢印Ａ２方向へ回動する。
【００２４】
これらの太陽光パネル装置１の動作は太陽の位置に追従するために行われるものであり、単一の駆動装置７３を制御する、図示しないコンピューターには、季節及び時間により太陽の状態を予め入力してあり、その入力されたデータに基づく信号が単一の駆動装置７３に送られることになっている。そして、送られた信号によって単一の駆動装置７３を制御し、回転軸６４を介して矢印Ｂ１方向、或いは矢印Ｂ２方向へ回転させて太陽光パネル２を矢印Ａ１方向、或いは矢印Ａ２方向へ回動させることになる。つまり、季節、時間によって変わる太陽の移動位置に太陽光パネル２を追従させている。
【００２５】
また実施の態様によっては太陽光パネルの受光面の向きが図示しない太陽光検知センサによって検知されたデータをコンピュータによって処理し、そのコンピュータによって処理されたデータに基づく信号によって単一の駆動装置７３を制御し、太陽光パネル２を介して矢印Ｂ１方向、或いは矢印Ｂ２方向へ回転させて矢印Ａ１方向、或いは矢印Ａ２方向へ回動させるようにしてもよい。
【００２６】
図３は単一の駆動装置（モーター）７３に駆動連結される回転軸６４によって同時に複数の太陽光パネル装置１が姿勢制御される態様を示す。この様に同時に複数の太陽光パネル装置１が姿勢制御される態様では太陽光パネル２は可及的に軽量であることが望ましく、したがって太陽電池セルを配置するための太陽光パネル２の枠部は例えば繊維強化樹脂等の軽量でかつ必要な強度を備えるものとする。しかしそれ以外の単一の駆動装置（モーター）７３の負荷とはならない部分はむしろ強度を重視した材料が選択される。
【００２７】
太陽光パネル装置１は一般住宅等の屋根に設置することも可能であるが、より大量の発電ということを考えた場合には、地上に設置することも考えられる。太陽光パネル装置１を地上に設置する場合には、図４に示すように、太陽光パネル装置１の単一の駆動装置７３を管理棟７１内に設置し、単一の駆動装置７３に駆動連結された回転軸６４を用いてなる駆動系を形成し、複数の太陽光パネル装置１の歯車６５ａと歯車６５ｂとを同時に連動させることが可能となる。図４では、多数の太陽光パネル装置１を土地７０の一方側７０ａに配置（設置）してあり、多数の太陽光パネル装置１に隣り合って管理棟７１が設けられている。管理棟７１では、個々の太陽光パネル装置１の動作を管理しており、例えば、管理棟７１内に設けられたモニター等により個々の太陽光パネル装置１の動作を確認することになる。そして、この管理棟７１において、多数の太陽光パネル装置１で受けた太陽光により発電した大量の電気を蓄えるということになる。また、作業場７２では、個々の太陽光パネル装置１のメンテナンス等を行うことになる。太陽光パネル装置１を設置する土地の状況にもよるが、本例での土地７０の場合、土地の他方側７０ｂが道路７４に面しているため、土地の他方側７０ｂ近傍を駐車可能な領域とし、その駐車可能な領域に駐車する車両が備えるバッテリーに対する充電設備を配備することもできる。
以上が本発明である太陽光パネル装置１を用いて商業用に大量の電気量を得る一つの使用例であり、土地の状況等によってはさらに効率的な使用方法もある。
【符号の説明】
【００２８】
１…太陽光パネル装置、
２…太陽光パネル、２１…固定具、２２…棒状部材、
３、３１、３２…支持部材、３１１…一方の端部、３１２…他方の端部、
４…回転軸、
５…第一伝達部、５１…円盤、５２…（第一）滑車、５３…回転軸、５４…保持具、５４１…中心孔、５５…ベルト、
６…第二伝達部、６１…（第二）滑車、６２…回転軸、６３…保持具、６３１…中心孔、６４…回転軸、６５…（第二）歯車、６６…軸受装置、６７…回転軸、
７０…土地、７０ａ…土地の一方側、７０ｂ…土地の他方側、７１…管理棟、７２…作業場、７３…駆動装置、７４…道路。      
【図１】
2015156779.tif 000003
【図２】
2015156779.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015156779.tif 000006
【図５】
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