(57)【要約】  パネル駆動装置は、太陽光を受けるパネルを有するパネル構造体の傾きを変えるように前記パネル構造体を回動させ、又は前記パネル構造体を垂直軸回りに旋回するためのものであって、回転可能な回転部を有する駆動源と、前記パネル構造体に接続される接続部を有し、前記回転部の回転運動を、直線運動に変換することなく、前記パネル構造体の回動又は旋回に変換する伝達機構と、を備え、前記接続部は、前記回転部の回転軸からオフセットされた位置に設けられている。
2016121614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を受けるパネルを有するパネル構造体の傾きを変えるように前記パネル構造体を回動させ、又は前記パネル構造体を垂直軸回りに旋回するためのパネル駆動装置であって、
回転可能な回転部を有する駆動源と、
前記パネル構造体に接続される接続部を有し、前記回転部の回転運動を、直線運動に変換することなく、前記パネル構造体の回動又は旋回に変換する伝達機構と、を備え、
前記接続部は、前記回転部の回転軸からオフセットされた位置に設けられている、パネル駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパネル駆動装置において、
前記回転部の回転軸は、前記パネル構造体の回動又は旋回の軸に対して平行である、パネル駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパネル駆動装置において、
前記伝達機構は、前記パネル構造体と一体的に回転するパネル側回転部と、前記パネル側回転部と前記回転部との間で動作を伝達する伝達部と、を有し、
前記パネル側回転部の回転半径は、前記回転部の回転半径よりも大きい、パネル駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のパネル駆動装置において、
前記伝達機構は、リンク機構である、パネル駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のパネル駆動装置において、
前記駆動源は、駆動軸を有していてその駆動軸を回転させるモータと、前記駆動軸の回転速度を減速し、その減速した回転速度で前記回転部を回転させる減速機とを有し、
前記減速機は、内歯車と、前記内歯車の内側で前記内歯車に噛み合いながら回転する外歯車とを有し、前記内歯車と前記外歯車との歯数差に応じて前記駆動軸の回転速度を減速するように構成されている、パネル駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパネル駆動装置において、
前記減速機は、偏心揺動型減速機であり、この偏心揺動型減速機は、前記外歯車が係合された偏心部を有するとともに前記駆動軸の回転が伝達されて回転するクランク軸を備え、前記クランク軸の回転に伴って前記外歯車が偏心揺動しつつ回転するように構成されている、パネル駆動装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のパネル駆動装置において、
前記減速機は、固定的に設けられたケースを有し、
前記回転部は、前記ケース内で回転可能に支持されるキャリアと、前記伝達機構に連結され、前記キャリアと一体的に回転する駆動側回転部とを有し、
前記キャリアは、当該キャリアの回転軸の方向において前記ケースの外側へ突出している突出部を有し、
前記駆動側回転部は、前記突出部が前記ケースから突出した側の位置で前記ケースの径方向に延びるとともに前記突出部に結合している、パネル駆動装置。
【請求項８】
請求項４に記載のパネル駆動装置において、
前記リンク機構に取り付けられたカウンタウェイトをさらに備え、
前記リンク機構は、前記回転部の回転運動を、前記パネル構造体の傾きを変える前記パネル構造体の回動に変換するように構成され、
前記カウンタウェイトは、前記パネルが起き上がる方向への前記パネル構造体の回動に対して抵抗力となる一方、前記パネルが倒伏する方向への前記パネル構造体の回動に対してアシスト力となる荷重を前記リンク機構に付与するように構成されている、パネル駆動装置。
【請求項９】
任意の場所に立設される支柱と、
太陽光を受けて反射するミラーからなるパネルを有し、前記支柱の上端で支持されるパネル構造体と、
請求項１〜８のいずれか１項に記載のパネル駆動装置とを備える、ヘリオスタット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を受けるパネルを有するパネル構造体を回動又は旋回させるためのパネル駆動装置、及び、そのようなパネル駆動装置を備えるヘリオスタットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽熱発電設備や太陽光発電設備に用いられるパネル駆動装置が知られている。このパネル駆動装置は、太陽光を受けるパネルの太陽に対する向きを調節するために、当該パネルを回動又は旋回させるものである。下記特許文献１には、そのようなパネル駆動装置の一例が示されている。【０００３】
特許文献１は、太陽光発電装置におけるパネル駆動装置として、パネルを水平軸回りに回動させるための傾斜用歯車伝動装置と、パネルを鉛直軸回りに旋回させるための旋回用歯車伝動装置とを備えた装置を開示している。【０００４】
旋回用歯車伝動装置は、立設された支柱の上端に取り付けられている。その旋回用歯車伝動装置の上に、傾斜用歯車伝動装置が取り付けられている。太陽光発電装置は、支柱の両側に分かれて配置された一対のパネルを備えている。また、一対のシャフトが、傾斜用歯車伝動装置の両側に分かれて配置されるとともに水平方向において互いに同軸状に延びるように配置されている。一対のシャフトは、それらの間に配置された傾斜用歯車伝動装置に接続されている。各シャフトには、それぞれ対応するパネルが取り付けられている。傾斜用歯車伝動装置は、各シャフトをそれらの軸心回りに回転させる。それによって、各パネルは、傾きが変わるように対応するシャフトの軸心回りに回動する。【０００５】
この特許文献１のパネル駆動装置の構成では、パネルの自重やパネルが受ける風により、パネルを支持するシャフトに曲げモーメントが発生する。この曲げモーメントは、シャフトをその軸心回りに回動させるための傾斜用歯車伝動装置に直接かかるため、この点が問題となる。下記特許文献２には、このような問題を解消可能な構造を備えたパネル駆動装置が示されている。【０００６】
特許文献２は、太陽光発電装置におけるパネル駆動装置の一例として、太陽の動きに合わせて太陽電池パネルの向きを調節する追尾駆動部を開示している。追尾駆動部は、太陽の高度に対応するように太陽電池パネルを水平方向の傾倒回転軸回りに回動させて太陽電池パネルの傾きを調節する機構と、太陽の方位角に対応するように太陽電池パネルを鉛直方向の旋回回転軸回りに旋回させて太陽電池パネルの旋回角度を調節するためのウォーム減速機とを備えている。【０００７】
ウォーム減速機は、地面に立設された支柱の上端に設けられている。太陽電池パネルは、傾倒回転軸回りに回動可能となるようにウォーム減速機に取り付けられている。太陽電池パネルの傾きを調節する機構は、駆動部としてのパワーシリンダを備えている。パワーシリンダは、傾斜した姿勢でウォーム減速機に取り付けられている。パワーシリンダの先端は、太陽電池パネルの裏面に接続されている。そして、パワーシリンダの伸縮により、太陽電池パネルが傾倒回転軸回りに回動し、それにより太陽電池パネルの傾きが調節される。【０００８】
この特許文献２の追尾駆動部の構成では、駆動部としてのパワーシリンダが傾倒回転軸からオフセットしている。このため、太陽電池パネルの自重及び太陽電池パネルが受ける風に起因して傾倒回転軸に曲げモーメントが生じた場合であっても、その曲げモーメントがパワーシリンダに直接かかるのを回避できる。【０００９】
しかしながら、パワーシリンダのように直動型の駆動部を用いたパネル駆動装置では、駆動部の直動方向の寸法が大きくなる。すなわち、パワーシリンダでは、その伸縮方向の寸法が大きくなる。このことに起因して、装置サイズが増大するという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−４８３３７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９３３１号公報
【発明の概要】
【００１１】
本発明の目的は、太陽光を受けるパネルを有するパネル構造体を回動又は旋回させるためのパネル駆動装置の駆動源に曲げモーメントが直接かかるのを回避しつつ、そのパネル駆動装置の小型化を図ることである。
【００１２】
本発明の一局面に従うパネル駆動装置は、太陽光を受けるパネルを有するパネル構造体の傾きを変えるように前記パネル構造体を回動させ、又は前記パネル構造体を垂直軸回りに旋回するためのパネル駆動装置であって、回転可能な回転部を有する駆動源と、前記パネル構造体に接続される接続部を有し、前記回転部の回転運動を、直線運動に変換することなく、前記パネル構造体の回動又は旋回に変換する伝達機構と、を備え、前記接続部は、前記回転部の回転軸からオフセットされた位置に設けられている。
【００１３】
本発明の別の局面に従うヘリオスタットは、任意の場所に立設される支柱と、太陽光を受けて反射するミラーからなるパネルを有し、前記支柱の上端で支持されるパネル構造体と、前記のパネル駆動装置とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態によるパネル駆動装置を用いた受光装置の斜視図である。
【図２】図１に示した受光装置の側面図である。
【図３】パネル駆動装置の軸方向に沿った断面図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿ったパネル駆動装置の断面図である。
【図５】パネル駆動装置の伝達機構のリンク機構を模式的に示した図である。
【図６】本発明の第１変形例によるパネル駆動装置を用いた受光装置の斜視図である。
【図７】図６に示した第１変形例による受光装置の側面図である。
【図８】図６に示した第１変形例による受光装置をパネルの裏面側から見た平面図である。
【図９】本発明の第２変形例によるパネル駆動装置を用いた受光装置の斜視図である。
【図１０】本発明の第３変形例によるパネル駆動装置を用いた受光装置の側面図である。
【図１１】図１に示した一実施形態の一変形例によるパネル駆動装置の軸方向に沿った断面図である。
【図１２】図１に示した一実施形態の別の変形例によるパネル駆動装置を用いた受光装置の斜視図である。
【図１３】図１２に示した受光装置の側面図である。
【図１４】本発明のさらなる変形例による受光装置をパネルの裏面側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態によるパネル駆動装置１を用いた受光装置１００について説明する。
【００１６】
受光装置１００は、太陽熱発電設備又は太陽光発電設備に用いられるものである。太陽熱発電設備は、上部に集光部を有するタワーと、太陽の動きを追尾してタワーの集光部へ太陽光を反射させる受光装置１００と、タワーの集光部に集められた光の熱を利用して発電を行う発電装置とを備えている。この太陽熱発電設備に用いられる受光装置１００は、いわゆるヘリオスタットである。このヘリオスタットである受光装置１００は、タワーから離れてその周囲に配設され、タワーの集光部へ太陽光を集めるために集光部へ向けて太陽光を反射するものである。また、太陽光発電設備に用いられる受光装置１００は、太陽電池を備えており、受けた太陽光を太陽電池により電気エネルギに変換して発電を行うものである。
【００１７】
受光装置１００は、図１に示すように、パネル構造体５と、パネル駆動装置１と、支柱６と、旋回駆動装置８とを備えている。
【００１８】
パネル構造体５は、パネル２、固定部３（図２参照）及び支持軸４を有する。
【００１９】
パネル２は、太陽光を受けるものである。パネル２は、太陽光が入射する入射面２ａ（図２参照）と、その入射面２ａと反対側の面である裏面２ｂとを有する。太陽熱発電設備に用いられるヘリオスタットとしての受光装置１００では、パネル２は、受けた太陽光をタワーの集光部へ向けて反射するミラーからなる。この場合には、入射面２ａは太陽光を反射するミラーの反射面に相当する。また、太陽光発電設備に用いられる受光装置１００では、入射面２ａに入射した太陽光を電気エネルギに変換する多数の太陽電池が配列された太陽電池パネルがパネル２として用いられる。
【００２０】
固定部３（図２参照）は、パネル２の裏面２ｂから突出するように裏面２ｂに結合されている。この固定部３のパネル２と反対側の端部に支持軸４が結合されている。すなわち、支持軸４は、固定部３を介してパネル２の裏面２ｂに取り付けられている。
【００２１】
支持軸４は、円筒状に形成されている。支持軸４は、パネル２の裏面２ｂから離間してパネル２と平行且つ水平方向に延びる姿勢で配置されている。支持軸４は、固定部３を介してパネル２を支える。本実施形態では、支持軸４は、パネル２の回転軸として機能する。パネル２を含むパネル構造体５は、全体として、支持軸４の軸心回り、すなわち水平軸回りに回動するようになっている。
【００２２】
支柱６は、鉛直方向に延びるように地面に立設されている。旋回駆動装置８は、この支柱６の上端部に設けられている。
【００２３】
旋回駆動装置８は、パネル駆動装置１及びパネル構造体５を鉛直軸回りに旋回させて太陽に対するパネル２の鉛直軸回りの向きを調節するものである。旋回駆動装置８は、図２に示すように、旋回駆動部１８と、被旋回部２０とを有する。
【００２４】
旋回駆動部１８は、その大部分が支柱６の上端部内に収容された状態で支柱６に固定されている。旋回駆動部１８の上端は、支柱６の上端から突出している。
【００２５】
被旋回部２０は、旋回駆動部１８の上端から上方へ突出するように設けられている。被旋回部２０は、支柱６の軸心に一致する鉛直軸回りに旋回可能となるように旋回駆動部１８によって支持されている。被旋回部２０は、旋回駆動部１８が生成する駆動力によって鉛直軸回りに旋回される。被旋回部２０が旋回駆動部１８によって旋回されることにより、パネル駆動装置１、支持台１０及びその支持台１０に支持されたパネル構造体５が被旋回部２０と一体的に鉛直軸回りに旋回するようになっている。
【００２６】
パネル駆動装置１は、本実施形態では、パネル構造体５を支持軸４の軸心回りに回動させるためのものである。具体的には、パネル駆動装置１は、パネル構造体５を支持軸４の軸心回りに回動させて太陽に対するパネル２の水平軸回りの向きを調節するためのものである。換言すれば、パネル駆動装置１は、水平軸回りのパネル構造体５の傾きを変えるようにパネル構造体５を回動させるものである。以下、このパネル駆動装置１の具体的な構造について説明する。
【００２７】
パネル駆動装置１は、図１及び図２に示すように、支持台１０と、駆動源２７と、伝達機構１４と、を備える。
【００２８】
支持台１０は、支持軸４の軸心回りにパネル構造体５が回動可能となるように当該パネル構造体５を支持する。すなわち、支持台１０は、パネル２の傾きを変える当該パネル構造体５の回動が可能となるように当該パネル構造体５を支持する。支持台１０は、被旋回部２０の上に固定されている。支持台１０は、支柱６の軸心に一致する鉛直軸回りに被旋回部２０と一体的に旋回可能となっている。支持台１０は、支持軸４を支持する一対の軸支部２４を有する。
【００２９】
一対の軸支部２４は、第１軸支部２４ａと第２軸支部２４ｂからなる。第１及び第２軸支部２４ａ，２４ｂは、水平方向である支持軸４の軸方向に互いに離間して配置されている。各軸支部２４には、貫通孔２４ｃ（図２参照）がそれぞれ形成されている。支持軸４は、その貫通孔２４ｃに挿通されている。支持軸４は、貫通孔２４ｃの内周面で保持されることにより、当該支持軸４の軸心回りに回転可能となるように支持されている。
【００３０】
また、支持台１０は、パネル駆動装置１の駆動源２７を支持する支持部２６を有する。具体的には、支持部２６は、駆動源２７の後述するモータ２９及び減速機３０を支持する。支持部２６は、第１軸支部２４ａ近傍に配置されている。支持部２６は、支持軸４の軸方向と直交する水平方向に沿って第１軸支部２４ａから突出している。支持部２６には、図３に示すように挿通孔２６ａが形成されている。
【００３１】
駆動源２７は、電動モータ２９（以下、単にモータ２９と称する）と、減速機３０と、回転可能な駆動側回転部８２と、を有する。
【００３２】
モータ２９と減速機３０は、図１に示すように、支持軸４の軸心方向に対応する方向に並んで配置されている。モータ２９は、支持部２６に対して第２軸支部２４ｂ側に配置されている。モータ２９は、駆動側回転部８２を回転させるための駆動力を発生するものである。モータ２９は、駆動軸２９ａを有しており、この駆動軸２９ａを回転させる。モータ２９は、駆動軸２９ａが挿通孔２６ａ（図３参照）に挿通された状態で支持部２６に固定されている。
【００３３】
減速機３０は、モータ２９の駆動軸２９ａの回転速度を減速し、その減速した回転速度で駆動側回転部８２を回転させるものである。本実施形態では、減速機３０は、偏心揺動型減速機である。減速機３０は、モータ２９の駆動力を利用して、パネル２を含むパネル構造体５を水平軸回りに回転させるための回転駆動力を生成する。減速機３０は、図１及び図２に示すように、支持軸４からその支持軸４の径方向外側へオフセットした位置に配置されている。具体的には、減速機３０は、支持軸４の軸心方向と直交する方向において支持軸４から離間した位置に配置されている。その位置において、減速機３０は、モータ２９の駆動軸２９ａの回転速度を所定の比率で減速させた回転速度でキャリア３３を回転させる。減速機３０は、パネル２の回転軸である支持軸４からオフセットした位置に配置されたキャリア３３を回転させる。
【００３４】
減速機３０は、支持部２６を挟んでモータ２９と反対側に配置されて支持部２６に固定されている。減速機３０は、図３に示すように、ケース３２と、キャリア３３と、入力軸３６と、減速機構３８と、を有する。
【００３５】
ケース３２は、略円筒状に形成されている。ケース３２の内周面には、多数のピン溝３２ｃ（図４参照）が形成されている。この多数のピン溝３２ｃは、ケース３２の内周面の周方向に等間隔に配置されている。各ピン溝３２ｃには、ピン状の内歯４４がそれぞれ嵌め込まれている。すなわち、多数のピン溝３２ｃに嵌め込まれた多数のピン状の内歯４４により内歯車が構成されている。ケース３２は、その軸心方向が支持軸４（図１及び図２参照）の軸心方向と一致する姿勢、すなわち支持軸４と平行に延びる姿勢で配置されている。
【００３６】
ケース３２の外周部には、フランジ部３２ａ（図３及び図４参照）が一体的に設けられている。フランジ部３２ａには、周方向に等間隔に複数のボルト挿通孔３２ｂが設けられている。図３に示すように、各ボルト挿通孔３２ｂに挿通されたボルト４１が支持部２６の対応するねじ穴２６ｃに螺合されることにより、ケース３２が支持部２６に締結されている。
【００３７】
キャリア３３は、略円柱状に形成されている。キャリア３３は、ケース３２に対して同軸状に回転可能となるように当該ケース３２内で支持されている。具体的に、キャリア３３は、ケース３２の軸心方向に間隔をおいて配置された一対の主軸受４６によってケース３２に支持されている。これにより、キャリア３３は、ケース３２に対して同軸状に回転可能となっている。すなわち、キャリア３３は、ケース３２の軸心Ｏ１回りにケース３２に対して相対的に回転可能となっている。キャリア３３は、その軸心方向が支持軸４の軸心方向と一致する姿勢で配置されている。すなわち、キャリア３３の軸心は、支持軸４の軸心と平行に延びている。また、キャリア３３は、モータ２９の駆動軸２９ａと同軸状に配置されている。すなわち、キャリア３３の軸心方向はモータ２９の駆動軸２９ａの軸心方向と同方向であり、キャリア３の軸心と駆動軸２９ａとは互いに一致している。
【００３８】
キャリア３３は、端板部５０と、基板部５２と、複数のシャフト部５３と、覆部５４とを有する。
【００３９】
端板部５０は、円板状に形成されている。端板部５０は、ケース３２の軸心方向の一端側、すなわち支持部２６側に配置されている。端板部５０には、その中央をキャリア３３の軸心方向に貫通する貫通孔５０ｂが形成されている。また、端板部５０には、中央の貫通孔５０ｂの周囲にその貫通孔５０ｂの周方向に等間隔に配置された複数の貫通孔５０ｃが形成されている。
【００４０】
基板部５２は、ケース３２の軸心方向の他端側、すなわち支持部２６と反対側に配置されている。基板部５２には、その中央をキャリア３３の軸心方向に貫通する貫通孔５２ａが形成されている。また、基板部５２には、中央の貫通孔５２ａの周囲にその貫通孔５２ａの周方向に等間隔に配置された複数の貫通孔５２ｂが形成されている。中央の貫通孔５２ａと複数の貫通孔５２ｂは、基板部５２の端板部５０と反対側の端面５２ｃにおいて互いに繋がっており、一つの空間として形成されている。
【００４１】
複数のシャフト部５３は、基板部５２の端板部５０側の面に設けられている。各シャフト部５３は、それが設けられた基板部５２の面から端板部５０側へ延びている。複数のシャフト部５３は、キャリア３３の周方向に等間隔に配設されている。シャフト部５３と端板部５０とは、シャフト部５３の先端面が端板部５０に当接した状態でボルト５５によって互いに締結されている。この状態で、基板部５２と端板部５０との間には軸方向に所定幅を有する空間が形成されている。
【００４２】
覆部５４は、円板状に形成されている。覆部５４は、基板部５２の端板部５０と反対側の端面５２ｃを覆うように基板部５２に取り付けられている。
【００４３】
キャリア３３は、当該キャリア３３の軸心（回転軸）の方向においてケース３２の外側へ突出した突出部３３ａを有する。この突出部３３ａは、覆部５４と基板部５２の覆部５４側の端部とを含む。すなわち、覆部５４と基板部５２の覆部５４側の端部とが、キャリア３３の軸心の方向においてケース３２の支持部２６と反対側の端部から外側へ突出している。
【００４４】
駆動側回転部８２は、本発明における駆動源の回転部の一例である。この駆動側回転部８２は、キャリア３３と一体的に回転するものであり、伝達機構１４に連結されている。駆動側回転部８２は、キャリア３３の突出部３３ａに結合（固定）されており、それによってキャリア３３と一体的にキャリア３３の軸心回りに回転可能となっている。駆動側回転部８２は、キャリア３３の突出部３３ａがケース３２から突出した側の位置で突出部３３ａからケース３２の径方向外側へ延びている。駆動側回転部８２は、ケース３２の支持部２６側と反対側の端部から突出したキャリア３３の端部に相当する覆部５４に固定されている。駆動側回転部８２は、ボルト８５（図３参照）によって覆部５４に締結されている。
【００４５】
入力軸３６の基端部は、モータ２９の駆動軸２９ａに結合され、それによって、入力軸３６は、駆動軸２９ａと同軸状に配置されている。入力軸３６の先端部は、基板部５２の貫通孔５２ａ内に位置している。入力軸３６の先端部には、外歯車からなる駆動歯車６２が一体的に設けられている。
【００４６】
減速機構３８は、複数の伝達歯車６４と、複数のクランク軸６６と、第１揺動歯車６８ａと、第２揺動歯車６８ｂと、を備えている。
【００４７】
各伝達歯車６４は、中央の貫通孔５２ａと複数の貫通孔５２ｂが繋がって形成された空間内において各貫通孔５２ｂに対応する部分に配置されている。各伝達歯車６４は、対応するクランク軸６６の基板部５２側の端部に結合されている。各伝達歯車６４は、駆動歯車６２と噛み合っている。従って、各クランク軸６６には、モータ２９の駆動軸２９ａの回転が入力軸３６、駆動歯車６２及び対応する伝達歯車６４を介して伝達され、それにより各クランク軸６６が回転する。
【００４８】
各クランク軸６６は、入力軸３６と平行に配置されている。各クランク軸６６は、端板部５０の対応する貫通孔５０ｃと基板部５２の対応する貫通孔５２ｂに挿通されている。そして、各クランク軸６６は、貫通孔５０ｃ内に設けられた第１クランク軸受７１を介して端板部５０に支持されるとともに貫通孔５２ｂ内に設けられた第２クランク軸受７２を介して基板部５２に支持されている。これにより、各クランク軸６６は、回転自在となっている。
【００４９】
各クランク軸６６は、軸本体６６ｃ（図４参照）と、この軸本体６６ｃに一体的に形成された第１偏心部６６ａ及び第２偏心部６６ｂと、を有する。
【００５０】
第１及び第２偏心部６６ａ，６６ｂは、軸本体６６ｃの軸心に相当するクランク軸心Ｏ２に対して偏心している。第１偏心部６６ａと第２偏心部６６ｂは、互いに位相角がずれている。すなわち、クランク軸心Ｏ２に対する第１偏心部６６ａの偏心方向と、クランク軸心Ｏ２に対する第２偏心部６６ｂの偏心方向とは、互いに異なる方向となっている。また、各クランク軸６６の第１偏心部６６ａの偏心方向が一致するとともに、各クランク軸６６の第２偏心部６６ｂの偏心方向が一致している。第１及び第２偏心部６６ａ，６６ｂは、第１クランク軸受７１と第２クランク軸受７２との間で軸方向に互いに隣接して配置されている。第１偏心部６６ａは第１クランク軸受７１に隣接し、第２偏心部６６ｂは第２クランク軸受７２に隣接している。
【００５１】
第１及び第２揺動歯車６８ａ，６８ｂは、基板部５２と端板部５０との間の空間に配置されている。この第１及び第２揺動歯車６８ａ，６８ｂは、本発明における外歯車の一例である。各揺動歯車６８ａ，６８ｂには、それぞれ、入力軸３６が挿通される第１貫通孔６８ｃと、シャフト部５３が挿通される第２貫通孔６８ｄと、各クランク軸６６の偏心部６６ａ，６６ｂが挿通される複数の第３貫通孔６８ｅとが形成されている。各揺動歯車６８ａ，６８ｂは、内歯４４に噛み合う外歯を有する。各揺動歯車６８ａ，６８ｂの外歯は、滑らかな波形曲線状に形成されている。また、各揺動歯車６８ａ，６８ｂの外歯の数は、内歯４４の数よりもわずかに少ない。これにより、各揺動歯車６８ａ，６８ｂが揺動しつつ少しずつ回転するバックラッシのない外歯と内歯４４の噛み合いが実現されている。減速機３０は、ケース３２の内周に設けられた内歯４４の数と第１揺動歯車６８ａの外歯の数との差、及び、ケース３２の内周に設けられた内歯４４の数と第２揺動歯車６８ｂの外歯の数との差に応じてモータ２９の駆動軸２９ａの回転速度を減速するように構成されている。
【００５２】
第１及び第２偏心部６６ａ，６６ｂには、ころ軸受７５がそれぞれ取り付けられている。この状態で、第１偏心部６６ａが第１揺動歯車６８ａの第３貫通孔６８ｅに挿通され、第２偏心部６６ｂが第２揺動歯車６８ｂの第３貫通孔６８ｅに挿通されている。すなわち、第１揺動歯車６８ａは、対応するころ軸受７５を介して第１偏心部６６ａに係合し、第２揺動歯車６８ｂは、対応するころ軸受７５を介して第２偏心部６６ｂに係合している。第１及び第２揺動歯車６８ａ，６８ｂは、各クランク軸６６が回転して第１及び第２偏心部６６ａ，６６ｂが偏心回転するのに伴って、ケース２３の内周の複数の内歯４４に噛み合いながら回転し、偏心揺動する。
【００５３】
伝達機構１４（図２参照）は、駆動側回転部８２の回転運動を、直線運動に変換することなく、支持軸４の軸心回りのパネル構造体５の回動に変換するものである。伝達機構１４は、駆動側回転部８２の回転運動を支持軸４へ伝達する。
【００５４】
伝達機構１４は、接続リンク材８１と、伝達リンク材８３と、第１リンクピン８７と、第２リンクピン８８と、第１リンクピン８７を受ける図略の第１軸受と、第２リンクピン８８を受ける図略の第２軸受とを有するリンク機構である。接続リンク材８１は、本発明におけるパネル側回転部の一例である。伝達リンク材８３は、本発明における伝達部の一例である。
【００５５】
接続リンク材８１は、直線的に延びる部材である。接続リンク材８１は、支持軸４の径方向に延びるように支持軸４に固定されている。接続リンク材８１は、支持軸４の外周面からその径方向外側へ突出して延びている。この接続リンク材８１は、第１軸支部２４ａに対して第２軸支部２４ｂと反対側で且つ第１軸支部２４ａに隣接した位置において支持軸４に固定されている。接続リンク材８１は、パネル構造体５の支持軸４と一体的に支持軸４の軸心回りに回転可能となっている。
【００５６】
接続リンク材８１は、パネル構造体５の支持軸４に接続される接続部８１ａを有する。接続部８１ａは、駆動側回転部８２の回転軸からオフセットした位置、すなわちキャリア３３の回転軸からオフセットした位置に設けられている。接続部８１ａは、減速機３０及びキャリア３３の全体からオフセットされた位置に設けられている。支持軸４には、当該支持軸４の径方向において接続リンク材８１が挿通される孔が形成されている。この孔に接続リンク材８１が挿通された状態で、支持軸４の孔の周縁部が当該接続リンク材８１の接続部８１ａに溶接されている。これにより、接続部８１ａが支持軸４に固定されている。
【００５７】
伝達リンク材８３は、接続リンク材８１と駆動側回転部８２との間で回転駆動力を伝達するものである。伝達リンク材８３は、直線的に延びる部材である。伝達リンク材８３の一端部は第１リンクピン８７により接続リンク材８１にピン結合されており、伝達リンク材８３の他端部は第２リンクピン８８により駆動側回転部８２にピン結合されている。第１リンクピン８７と接続リンク材８１の端部との間もしくは第１リンクピン８７と伝達リンク材８３の一端部との間には、図略の第１軸受が介装されている。この第１軸受により、第１リンクピン８７がその軸心回りに回転自在となるように軸支されている。また、第２リンクピン８８と駆動側回転部８２の端部との間もしくは第２リンクピン８８と伝達リンク材８３の他端部との間には、図略の第２軸受が介装されている。この第２軸受により、第２リンクピン８８がその軸心回りに回転自在となるように軸支されている。なお、第１軸受及び第２軸受として、砂や埃等の微細な異物の侵入を防ぐことが可能なシール付軸受が用いられている。
【００５８】
第１及び第２リンクピン８７，８８は、支持軸４の軸心と平行に延びるように配置されている。伝達リンク材８３は、第１リンクピン８７を軸として接続リンク材８１に対して相対回転可能となっているとともに、第２リンクピン８８を軸として駆動側回転部８２に対して相対回転可能となっている。
【００５９】
接続リンク材８１についての回転半径Ａは、駆動側回転部８２についての回転半径Ｂよりも大きく設定されている。接続リンク材８１についての回転半径Ａは、接続リンク材８１の回転中心である支持軸４の軸心と第１リンクピン８７との間の距離に相当する。駆動側回転部８２についての回転半径Ｂは、駆動側回転部８２の回転中心であるキャリア３３の軸心（ケース３２の軸心）と第２リンクピン８８との間の距離に相当する。
【００６０】
伝達機構１４のリンク機構は、駆動側回転部８２と支持軸４を同じ方向に回転させるように構成されている。また、伝達機構１４のリンク機構は、支持軸４を、駆動側回転部８２の回転角度に対して回転半径Ａと回転半径Ｂとの比に応じた回転角度で回転させる。
【００６１】
以上のように構成されたパネル駆動装置１は、以下のような動作を行う。
【００６２】
まず、モータ２９が作動して駆動軸２９ａが回転する。駆動軸２９ａの回転は入力軸３６に付与され、それによって入力軸３６が回転する。入力軸３６の回転により駆動歯車６２を介して各伝達歯車６４が回転し、各伝達歯車６４とともに各クランク軸６６が回転する。各クランク軸６６が回転すると、第１偏心部６６ａの回転に伴って第１揺動歯車６８ａが内歯４４に噛み合いながら回転し、第２偏心部６６ｂの回転に伴って第２揺動歯車６８ｂが内歯４４に噛み合いながら回転する。これにより、キャリア３３がケース３２に対して相対的に回転する。このキャリア３３の回転数は、入力軸３６の回転数、換言すればモータ２９の駆動軸２９ａの回転数に対して所定の比率で減速された回転数となっている。
【００６３】
このようにして、モータ２９及び減速機３０による回転駆動力の生成が行われる。その生成された回転駆動力は、駆動側回転部８２から伝達機構１４を介して支持軸４へ伝達される。
【００６４】
具体的には、駆動側回転部８２がキャリア３３の軸心を中心として回転し、それに伴って、駆動側回転部８２は、第２リンクピン８８を介して伝達リンク材８３を動作させる。これにより、伝達リンク材８３は、第１リンクピン８７を介して接続リンク材８１を支持軸４の軸心回りに回動させる。その結果、支持軸４が接続リンク材８１とともに当該支持軸４の軸心回りに回転し、パネル構造体５全体が支持軸４の軸心回りに回動する。このような動作により、水平軸回り、すなわち支持軸４の軸心回りのパネル２の傾きが調節される。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によるパネル駆動装置１は、駆動側回転部８２の回転運動をパネル構造体５の回動に変換する伝達機構１４を備えていて、パネル構造体５に接続される伝達機構１４の接続部８１ａが駆動側回転部８２の回転軸からオフセットされた位置に設けられている。このため、パネル２の自重やパネル２が受ける風により支持軸４に曲げモーメントが発生する場合であっても、その曲げモーメントが駆動源２７に直接かかるのを回避できる。
【００６６】
また、本実施形態のパネル駆動装置１では、伝達機構１４が駆動側回転部８２の回転運動を直線運動に変換することなくパネル構造体５の回動に変換するため、従来の直動型の駆動源を用いたパネル駆動装置に比べて寸法を低減できる。具体的には、直動型の駆動源として直動シリンダやボールねじ等が従来知られている。直動シリンダでは伸縮方向の寸法が非常に大きくなり、ボールねじではねじ軸の軸方向の寸法が非常に大きくなる。これに対し、本実施形態の駆動源２７は、それらの直動型の駆動源の直動方向の寸法よりも全体的に小さい寸法とすることができる。このため、パネル駆動装置１を小型化することができる。その結果、パネル駆動装置１の運搬し易さや組立て易さを向上できる。
【００６７】
また、本実施形態では、パネル構造体５と一体的に回転する接続リンク材８１についての回転半径Ａが、減速機３０のキャリア３３と一体的に回転する駆動側回転部８２についての回転半径Ｂよりも大きい。このため、パネル２が風を受けて支持軸４にその軸心回りの回転モーメントが生じたときに伝達機構１４を介して駆動源２７（減速機３０）にかかる負荷を低減できる。
【００６８】
図５は、伝達機構１４のリンク機構の構成を模式的に示している。この図５を参照して減速機３０にかかる負荷が低減可能な理由について説明する。
【００６９】
パネル２が風を受けることによって支持軸４に回転モーメントが生じ、その結果、支持軸４にトルクＴｉｎが付加されているとする。このとき、減速機３０にかかる負荷トルク、換言すればキャリア３３から出力する必要があるトルクをＴｏｕｔとする。また、トルクＴｉｎに起因して接続リンク材８１から第１リンクピン８７を介して伝達リンク材８３にかかる力をＦｉｎとする。また、トルクＴｏｕｔに起因して駆動側回転部８２から第２リンクピン８８を介して伝達リンク材８３にかかる力をＦｏｕｔとする。
【００７０】
この場合、力Ｆｉｎは次式（１）で求められ、力Ｆｏｕｔは次式（２）で求められる。
【００７１】
Ｆｉｎ＝Ｔｉｎ／Ａｓｉｎθｉｎ・・・（１）
Ｆｏｕｔ＝Ｔｏｕｔ／Ｂｓｉｎθｏｕｔ・・・（２）
【００７２】
伝達リンク材８３において力Ｆｉｎと力Ｆｏｕｔは釣り合うため、以下の関係式（３）が成り立つ。
【００７３】
Ｔｉｎ／Ａｓｉｎθｉｎ＝Ｔｏｕｔ／Ａｓｉｎθｏｕｔ・・・（３）
【００７４】
この関係式（３）から次式（４）が得られる。
【００７５】
Ｔｏｕｔ＝（Ｂｓｉｎθｏｕｔ／Ａｓｉｎθｉｎ）×Ｔｉｎ・・・（４）
【００７６】
この式（４）から、接続リンク材８１についての回転半径Ａが駆動側回転部８２についての回転半径Ｂよりも大きくなる程、減速機３０にかかる負荷に相当するトルクＴｏｕｔが小さくなることが判る。従って、本実施形態では、パネル２が風を受けて支持軸４に回転モーメントが生じたときに伝達機構１４及び駆動側回転部８２を介して減速機３０にかかる負荷を低減可能であることが判る。
【００７７】
また、本実施形態では、伝達機構１４がリンク機構であるので、伝達機構１４のメンテナンスの負担を削減できる。具体的に、例えば、駆動源の駆動側回転部から支持軸に設けられたパネル側回転部へタイミングベルトやチェーンを介して回転駆動力を伝達する伝達機構では、稼働時間の経過に伴ってタイミングベルトやチェーンに伸びが生じる。このため、伝達機構のメンテナンスとしてタイミングベルト又はチェーンの交換作業が必要になる。このため、メンテナンスの負担が増大する。これに対し、リンク機構では、リンクピン及びそのリンクピンを受ける軸受として、パネル駆動装置１の設計寿命に見合った寿命を有するもの、すなわちパネル駆動装置１の設計寿命以上の寿命を有するものが用いられる。これにより、リンク機構のメンテナンスがほぼ必要ない。このため、メンテナンスの負担を削減できる。
【００７８】
また、タイミングベルトやチェーンを用いた伝達機構では、砂等の微細な異物がベルト又はチェーンと回転部との間に入り込んで作動不良の原因になるのを防ぐため、カバーで周囲を遮蔽して保護する必要がある。これに対し、リンク機構では、リンクピンを受ける軸受としてシール付軸受が用いられることにより微細な異物の侵入による作動不良がほぼ生じないため、カバーによる遮蔽が不要である。このため、パネル駆動装置１の構成を簡略化できる。
【００７９】
また、本実施形態では、減速機３０が上記のように構成された偏心揺動型減速機である。このため、バックラッシのない高精度なパネル２の回動角度の調節を行うことができる。具体的には、高精度なパネル２の傾きの調節を行うことができる。例えばボールねじを駆動部として用いたパネル駆動装置では、ボールねじの構造上、バックラッシが発生し、それに起因してパネルの回動角度の高精度な調節が難しい。これに対し、偏心揺動型減速機である減速機３０では、発生するバックラッシがボールねじに比べて微小であるため、パネル２の回転角度の高精度な調節を行うことができる。特に、集光式の太陽熱発電設備では、ミラーからなるパネル２で太陽光を反射してタワーの集光部に集光させるため、太陽の動きに合わせてパネル２の向きを精密に調節して集光部に正確に集光することが発電効率の向上のために重要である。本実施形態のパネル駆動装置１によれば、パネル２の回動角度の高精度な調節が可能であることから、タワーの集光部に正確に集光するようにパネル２の向きを太陽の動きに合わせて精密に調節でき、発電効率を向上できる。
【００８０】
また、本実施形態では、伝達機構１４に連結される駆動側回転部８２が、キャリア３３の突出部３３ａがケース３２から突出した側の位置でケース３２の径方向に延びるとともに突出部３３ａに結合している。このため、減速機３０がケース３２に対してキャリア３３をその回転軸回りに相対回転させるときに、駆動側回転部８２がケース３２と干渉してその駆動側回転部８２の回動範囲が制限されるのを防ぐことができる。
【００８１】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８２】
例えば、図６〜図８に示される本発明の第１変形例のように、パネル２の回転軸、換言すればパネル構造体５の回転軸が支持軸４とは別に設けられていてもよい。すなわち、この第１変形例では、パネル２の回転軸として軸ピン９０が設けられている。
【００８３】
具体的に、この第１変形例では、パネル構造体５は、支持軸４の外周面に突設された一対の軸係合部４ａを有する。一対の軸係合部４ａは、支持軸４の軸心方向に間隔をあけて配置されている。また、支持台１０は、一対の軸支部２５を有する。一対の軸支部２５は、一対の軸係合部４ａに対応するように支持軸４の軸心方向に間隔をあけて配置されている。
【００８４】
各軸係合部４ａと各軸支部２５には、それぞれ、対応する貫通穴が形成されている。一方の軸係合部４ａと対応する軸支部２５は、支持軸４の軸心方向から見て互いに重なった状態でそれらの貫通穴に軸ピン９０が挿嵌されることによって連結されている。また、他方の軸係合部４ａと対応する軸支部２５も同様に連結されている。軸係合部４ａと軸支部２５を連結する軸ピン９０は、支持軸４の軸心方向、すなわち水平方向に延びている。一対の軸ピン９は、同軸状に配置されている。パネル構造体５は、一対の軸ピン９０の軸心回りに支持台１０に対して相対的に回動可能となっている。
【００８５】
この第１変形例では、減速機３０が、支持軸４からオフセットした位置に配置されているとともに、パネル２の回転軸としての一対の軸ピン９０からオフセットした位置に配置されている。
【００８６】
また、この第１変形例では、伝達機構１４が駆動側回転部８２を介して減速機３０のケース３２に繋がっている。具体的に、この第１変形例では、軸ピン９０の軸心方向における支持台１０の一方の外側面に、減速機３０の図略のキャリアが固定されている。減速機３０のケース３２及びキャリアは、それらの軸心方向が軸ピン９０の軸心方向に一致する姿勢で配置されている。ケース３２は、支持台１０に固定されたキャリアに対して当該ケース３２の軸心回りに回転するようになっている。ケース３２の回転軸、すなわち駆動側回転部８２の回転軸は、パネル構造体５の回動の軸である軸ピン９の軸心に対して平行である。ケース３２の外周面に、駆動側回転部８２が結合されて固定されている。駆動側回転部８２は、ケース３２の外周面からそのケース３２の径方向外側へ延びている。また、モータ２９が、減速機３０に対して支持台１０と反対側に配置されている。
【００８７】
この第１変形例では、減速機３０において生成された回転駆動力がケース３２から出力される。すなわち、ケース３２がキャリアに対して当該ケース３２の軸心回りに回転し、そのケース３２と一体的に駆動側回転部８２がケース３２の軸心回りに回転する。
【００８８】
また、この第１変形例では、図８に示されているように、支柱６の軸心と一致するパネル駆動装置１及びパネル構造体５の旋回軸（鉛直軸）とパネル構造体５の傾倒軸（水平方向に延びる回動軸）の両方に対して垂直な方向から見て、伝達機構１４（リンク機構）は、支柱６の径方向の幅の範囲内に配置されている。
【００８９】
また、本発明のパネル駆動装置の構成は、パネル構造体を鉛直軸回りに旋回させる旋回駆動装置に適用してもよい。図９には、そのような適用例である第２変形例の受光装置１００が示されている。
【００９０】
この第２変形例による受光装置１００は、パネル構造体５と、支柱６と、基部９３と、旋回駆動装置８とを備える。
【００９１】
この第２変形例では、パネル構造体５は、パネル２、支持軸４、一対の軸係合部４ａ、一対の軸支部２５、一対の軸ピン９０、支持台１０、及び、軸部９２を含む。軸部９２は、支持台１０の上面から上方へ突出するように軸部９２が設けられている。この軸部９２は、支柱６と同軸状に配置されている。
【００９２】
基部９３は、支柱６の上端に固定されている。支持台１０が、この基部９３上に設けられている。基部９３は、鉛直軸である支柱６の軸心回りに回動可能にパネル構造体５の支持台１０を支持している。
【００９３】
この第２変形例では、旋回駆動装置８が本発明のパネル駆動装置に相当する。旋回駆動装置８は、駆動源２７と、伝達機構１４と、を備える。
【００９４】
駆動源２７は、図略のモータと、減速機３０と、駆動側回転部８２とを有する。図略のモータ及び減速機３０は、支持台１０に設けられている。
【００９５】
減速機３０は、そのケース３２とキャリア３３の軸心方向が支柱６の軸心方向に一致するように配置されている。キャリア３３は、支持台１０の上面に固定されている。ケース３２は、キャリア３３と同軸状にそのキャリア３３の外周を囲むように設けられている。ケース３２は、キャリア３３に対して当該ケース３２の軸心回りに回転可能となっている。駆動側回転部８２は、ケース３２の外周面に結合されている。駆動側回転部８２は、それが結合したケース３２の外周面からケース３２の径方向外側へ延びている。
【００９６】
伝達機構１４の接続リンク材８１の接続部８１ａは、軸部９２に結合されている。接続部８１ａは、駆動側回転部８２の回転軸からオフセットされた位置、すなわちケース３２の回転軸からオフセットされた位置に設けられている。接続リンク材８１は、軸部９２の外周面から軸部９２の径方向外側へ延びている。
【００９７】
駆動源２７が回転駆動力を生成することにより、減速機３０のケース３２はその軸心回りにキャリア３３に対して回転する。これにより、駆動側回転部８２はケース３２とともに回転し、その駆動側回転部８２の回転が伝達リンク材８３を介して接続リンク材８１へ伝達される。それによって、軸部９２が、接続リンク材８１とともに当該軸部９２の軸心回り、すなわち支柱６の軸心回りに回転する。その結果、パネル構造体５が支柱６の軸心回りに旋回する。
【００９８】
また、駆動源の回転部とパネル構造体との間で駆動力を伝達するために、複数段のリンク機構からなる伝達機構を用いてもよい。図１０には、そのような伝達機構の一例が用いられた第３変形例のパネル駆動装置１を有する受光装置１００が示されている。
【００９９】
この第３変形例における伝達機構１４は、接続リンク材８１、第１伝達リンク材９４、第２伝達リンク材９５、第３伝達リンク材９６、第１リンクピン８７、第２リンクピン８８、第３リンクピン９７、第４リンクピン９８、及び、支持ピン９９からなるリンク機構である。
【０１００】
接続リンク材８１は、パネル構造体５の支持軸４に取り付けられている。
【０１０１】
第１伝達リンク材９４の一端は、第１リンクピン８７により接続リンク材８１にピン結合されている。第１伝達リンク材９４は、第１リンクピン８７を軸として接続リンク材８１に対して相対回転可能となっている。
【０１０２】
第２伝達リンク材９５の一端は、第２リンクピン８８により駆動側回転部８２にピン結合されている。第２伝達リンク材９５は、第２リンクピン８８を軸として駆動側回転部８２に対して相対回転可能となっている。
【０１０３】
第３伝達リンク材９６は、第１伝達リンク材９４の他端及び第２伝達リンク材９５の他端と接続されている。具体的に、第３伝達リンク材９６の一端が第３リンクピン９７により第２伝達リンク材９５の他端とピン結合されているとともに、第３伝達リンク材９６の一端と他端との間の中間部が第４リンクピン９８により第１伝達リンク材９４の他端とピン結合されている。これにより、第１伝達リンク材９４の他端は、第４リンクピン９８を軸として第３伝達リンク材９６に対して相対回転可能となっているとともに、第２伝達リンク材９５の他端は、第３リンクピン９７を軸として第３伝達リンク材９６に対して相対回転可能となっている。
【０１０４】
また、第３伝達リンク材９６の他端は、支持ピン９９を介して支持台１０に支持されている。第３伝達リンク材９６は、支持ピン９９を軸として回転可能となっている。
【０１０５】
第２リンクピン８８、第２伝達リンク材９５、第３リンクピン９７、第３伝達リンク材９６及び支持ピン９９により１段目のリンク機構１４ａが構成され、第３伝達リンク材９６、第４リンクピン９８、第１伝達リンク材９４、第１リンクピン８７及び接続リンク材８１により２段目のリンク機構１４ｂが構成されている。
【０１０６】
１段目のリンク機構１４ａにおいて、第３伝達リンク材９６についての回転半径Ａ１は、駆動側回転部８２についての回転半径Ｂ１よりも大きく設定されている。第３伝達リンク材９６についての回転半径Ａ１は、第３伝達リンク材９６の回転中心である支持ピン９９と第３リンクピン９７との間の距離に相当する。駆動側回転部８２についての回転半径Ｂ１は、駆動側回転部８２の回転中心であるケース３２の軸心、すなわちキャリア３３の軸心と第２リンクピン８８との間の距離に相当する。
【０１０７】
また、２段目のリンク機構１４ｂにおいて、接続リンク材８１についての回転半径Ａ２は、第３伝達リンク材９６についての回転半径Ｂ２よりも大きく設定されている。接続リンク材８１についての回転半径Ａ２は、接続リンク材８１の回転中心である支持軸４の軸心と第１リンクピン８７との間の距離に相当する。第３伝達リンク材９６についての回転半径Ｂ２は、第３伝達リンク材９６の回転中心である支持ピン９９と第４リンクピン９８との間の距離に相当する。
【０１０８】
以上のようなリンク機構１４ａ，１４ｂの構成により、パネル２が風を受けて支持軸４に回転モーメントが生じたときに伝達機構１４を介して駆動源２７（減速機３０）にかかる負荷を、２段目のリンク機構１４ｂにおいて回転半径Ａ２と回転半径Ｂ２との比率に応じて低減でき、さらに１段目のリンク機構１４ａにおいて回転半径Ａ１と回転半径Ｂ１との比率に応じて低減できる。このため、駆動源２７（減速機３０）にかかる負荷をより低減できる。
【０１０９】
また、本発明の伝達機構は、リンク機構を用いたものに必ずしも限定されない。例えば、歯車装置を用いた伝達機構や、プーリとタイミングベルトを用いた伝達機構などを、本発明の伝達機構として採用してもよい。
【０１１０】
歯車装置を用いた伝達機構では、例えば、パネル構造体の支持軸に第１歯車を同軸状に設けるとともに、減速機のキャリア又はケースに第２歯車を同軸状に設け、さらに中間歯車を第１歯車及び第２歯車の両方と噛み合うように設ける。この構成では、駆動力が、第２歯車から中間歯車を介して第１歯車へ伝達されるとともにその第１歯車から支持軸へ付与され、それによってパネル構造体が回転駆動される。
【０１１１】
また、プーリとタイミングベルトを用いた伝達機構では、例えば、パネル構造体の支持軸に第１プーリを同軸状に設けるとともに、減速機のキャリア又はケースに第２プーリを同軸状に設け、タイミングベルトを第１及び第２プーリに掛け回す。この構成では、駆動力が第２プーリからタイミングベルトを介して第１プーリへ伝達されるとともに第１プーリから支持軸へ付与され、それによってパネル構造体が回転駆動される。
【０１１２】
上記実施形態では、減速機３０のケース３２が固定され、その固定されたケース３２に対してキャリア３３が回転し、駆動側回転部８２がキャリア３３に結合されている。つまり、ケース３２が固定部で、キャリア３３が減速機３０の回転部となっている。これに代え、上記実施形態において、キャリア３３を固定し、その固定したキャリア３３に対してケース３２を回転させるようにし、ケース３２に駆動側回転部８２を結合させるとともにその駆動側回転部８２を介して伝達機構１４のリンク材を連結させるようにしてもよい。つまり、キャリア３３が固定部で、ケース３２が減速機３０の回転部となっていてもよい。このような変形例の構成が図１１に示されている。図１１に示した変形例において上記実施形態と同じ符号を付した構成要素は、その符号が同じ上記実施形態の構成要素と対応するものである。
【０１１３】
また、減速機は、揺動歯車を１つのみ又は３つ以上備えていてもよい。その場合、クランク軸は、揺動歯車の数に対応する数の偏心部を備えていればよい。
【０１１４】
また、図１２及び図１３に示すように、パネル駆動装置１は、伝達機構１４（リンク機構）に取り付けられてパネル構造体５の水平軸回りの回動に関する負荷バランスを調整するためのカウンタウェイト１０２を備えていてもよい。カウンタウェイト１０２は、パネル２が起き上がる方向へのパネル構造体５の水平軸回りの回動に対して抵抗力となる一方、パネル２が倒伏する方向へのパネル構造体５の水平軸回りの回動に対してアシスト力となる荷重をリンク機構に付与するものである。
【０１１５】
具体的に、カウンタウェイト１０２は、第２リンクピン８８を中心としてその第２リンクピン８８に対して相対的に回転自在となるように取り付けられている。カウンタウェイト１０２は、駆動側回転部８２が回転するとともに伝達リンク材８３が移動するときに、図１３に示す姿勢を維持するように第２リンクピン８８を中心として駆動側回転部８２及び伝達リンク材８３に対して相対的に回転する。すなわち、カウンタウェイト１０２は、それを支持する第２リンクピン８８に対して当該カウンタウェイト１０２の重心が鉛直方向において下方に位置する状態を維持する。
【０１１６】
図１３に示すように、パネル２の裏面２ｂに風Ｗが当たって水平面に対するパネル２の傾角を増大させる方向への力、すなわちパネル２を起き上がらせる方向への力をパネル２が受ける場合がある。この場合、パネル構造体５及び接続リンク材８１は、それらを図１３中のＤ方向へ回動させる力を受ける。その際、カウンタウェイト１０２の荷重は、第２リンクピン８８、伝達リンク材８３及び第１リンクピン８７を介して接続リンク材８１のＤ方向への回動を阻止する抵抗力として作用する。このため、パネル２が水平軸回りに起き上がる方向への意図しないパネル２の回動が抑制される。
【０１１７】
一方、モータ２９及び減速機３０が、水平面に対するパネル２の傾角を減少させるために、駆動側回転部８２を図１３中のＥ方向へ回転させてパネル構造体５をＦ方向へ回動させるときには、カウンタウェイト１０２の荷重は、駆動側回転部８２のＥ方向への回転をアシストする力として作用する。すなわち、カウンタウェイト１０２の荷重は、Ｆ方向へのパネル構造体５の回動をアシストする力として作用する。パネル構造体５の自重及び風Ｗは、Ｆ方向へのパネル構造体５の回動に対する負荷として作用し、この負荷はモータ２９及び減速機３０にかかる。この場合において、上記のようにカウンタウェイト１０２の荷重がパネル構造体５の回動をアシストする力として作用することにより、モータ２９及び減速機３０にかかる負荷を軽減できる。
【０１１８】
なお、カウンタウェイト１０２は、必ずしも第２リンクピン８８に取り付けなくてもよい。例えば、カウンタウェイト１０２を、駆動側回転部８２のうち減速機３０の径方向外側に位置する部位に対してキャリア３３の軸心と平行な軸回りに相対的に回転自在となるように取り付けてもよい。また、カウンタウェイト１０２を、第１リンクピン８７に対して、第２リンクピン８８に取り付けた場合と同様に取り付けてもよい。また、カウンタウェイト１０２を、支持軸４の径方向外側で且つ支持軸４と干渉しない位置において、接続リンク材８１に対して支持軸４の軸心と平行な軸回りに相対的に回転自在となるように取り付けてもよい。
【０１１９】
また、カウンタウェイト１０２は、それを取り付ける被取付部位に対して必ずしも直接取り付けなくてもよい。例えば、カウンタウェイト１０２をワイヤ等の索状体を介して被取付部位に取り付けてもよい。
【０１２０】
また、伝達機構１４の設置位置として、上記のような位置以外の位置を採用してもよい。例えば、図１４に示すように、パネル構造体５の回動中心となる軸方向、すなわち支持軸４の軸心方向において、伝達機構１４（リンク機構）の中心の位置がパネル２の幅の中心の位置、一対の軸支部２５間の中心の位置及び支柱６の軸心の位置に一致するような位置に伝達機構１４（リンク機構）が設けられてもよい。この構成によれば、パネル構造体５を水平軸回りに回動させるための力を伝達機構１４（リンク機構）からパネル構造体５に対して支持軸４の軸心方向において偏りなく付与することができる。
【０１２１】
なお、伝達機構１４（リンク機構）の中心の位置、パネル２の幅の中心の位置、一対の軸支部２５間の中心の位置及び支柱６の軸心の位置のうちのいずれか１つが、支持軸４の軸心方向にずれていてもよい。
【０１２２】
また、本発明で用いる減速機は、必ずしも、上記のように構成された偏心揺動型減速機に限定されない。例えば、減速機として、公知の遊星歯車減速機を用いてもよい。また、減速機として、クランク軸がケースの軸心に対応する位置に配置されたセンタークランク方式の偏心揺動型減速機を用いてもよい。
【０１２３】
また、本発明における駆動源は、必ずしも減速機を備えていなくてもよい。すなわち、駆動源のモータの駆動軸と駆動側回転部との間に減速機が介在していなくてもよい。この場合、駆動源のモータの駆動軸に駆動側回転部が固定されていればよい。
【０１２４】
［実施の形態の概要］
前記実施形態をまとめると、以下の通りである。
【０１２５】
すなわち、前記実施形態に係るパネル駆動装置は、太陽光を受けるパネルを有するパネル構造体の傾きを変えるように前記パネル構造体を回動させ、又は前記パネル構造体を垂直軸回りに旋回するためのパネル駆動装置であって、回転可能な回転部を有する駆動源と、前記パネル構造体に接続される接続部を有し、前記回転部の回転運動を、直線運動に変換することなく、前記パネル構造体の回動又は旋回に変換する伝達機構と、を備え、前記接続部は、前記回転部の回転軸からオフセットされた位置に設けられている。
【０１２６】
このパネル駆動装置は、駆動源の回転部の回転運動をパネル構造体の回動又は旋回に変換する伝達機構を備えていて、パネル構造体に接続される当該伝達機構の接続部が回転部の回転軸からオフセットされた位置に設けられている。このため、パネルの自重やパネルが受ける風により曲げモーメントが発生する場合であっても、その曲げモーメントが駆動源に直接かかるのを回避できる。しかも、このパネル駆動装置では、伝達機構が駆動源の回転部の回転運動を直線運動に変換することなくパネル構造体の回動又は旋回に変換するため、従来の直動型の駆動源を用いたパネル駆動装置のように駆動源の直動方向の寸法が増大するという問題が生じない。このため、パネル駆動装置を小型化できる。
【０１２７】
前記パネル駆動装置において、前記回転部の回転軸は、前記パネル構造体の回動又は旋回の軸に対して平行であることが好ましい。
【０１２８】
前記パネル駆動装置において、前記伝達機構は、前記パネル構造体と一体的に回転するパネル側回転部と、前記パネル側回転部と前記回転部との間で動作を伝達する伝達部と、を有し、前記パネル側回転部の回転半径は、前記回転部の回転半径よりも大きいことが好ましい。
【０１２９】
この構成によれば、パネルが風を受けて回転モーメントが生じたときに伝達機構を介して回転部及び駆動源にかかる負荷を接続部と回転部の回転半径比に応じて低減できる。
【０１３０】
前記パネル駆動装置において、前記伝達機構は、リンク機構であることが好ましい。
【０１３１】
この構成では、伝達機構がメンテナンスのほぼ必要ないリンク機構であるので、伝達機構のメンテナンスにかかる負担を削減できる。
【０１３２】
前記パネル駆動装置において、前記駆動源は、駆動軸を有していてその駆動軸を回転させるモータと、前記駆動軸の回転速度を減速し、その減速した回転速度で前記回転部を回転させる減速機とを有し、前記減速機は、内歯車と、前記内歯車の内側で前記内歯車に噛み合いながら回転する外歯車とを有し、前記内歯車と前記外歯車との歯数差に応じて前記駆動軸の回転速度を減速するように構成されていることが好ましい。
【０１３３】
この構成では、モータの駆動軸の回転速度を減速機によって所望の回転速度に減速し、その減速した回転速度で回転部を回転させてパネル構造体を回動又は旋回させることができる。
【０１３４】
この場合において、前記減速機は、偏心揺動型減速機であり、この偏心揺動型減速機は、前記外歯車が係合された偏心部を有するとともに前記駆動軸の回転が伝達されて回転するクランク軸を備え、前記クランク軸の回転に伴って前記外歯車が偏心揺動しつつ回転するように構成されていることが好ましい。
【０１３５】
従来知られている、ボールねじを用いたパネル駆動装置の駆動部では、ボールねじにバックラッシが発生してパネルの回動角度又は旋回角度の高精度な調節が難しくなる。これに対し、本構成では、前記のように構成された偏心揺動型減速機が、減速した回転速度で回転部を回転させ、その回転部の回転に伴ってパネル構造体が回動又は旋回されることになり、その結果、発生するバックラッシがボールねじに比べて微小となる。このため、本構成では、パネルの回動角度又は旋回角度の高精度な調節を行うことができる。
【０１３６】
前記パネル駆動装置が減速機を備える構成において、前記減速機は、固定的に設けられたケースを有し、前記回転部は、前記ケース内で回転可能に支持されるキャリアと、前記伝達機構に連結され、前記キャリアと一体的に回転する駆動側回転部とを有し、前記キャリアは、当該キャリアの回転軸の方向において前記ケースの外側へ突出している突出部を有し、前記駆動側回転部は、前記突出部が前記ケースから突出した側の位置で前記ケースの径方向に延びるとともに前記突出部に結合していることが好ましい。
【０１３７】
この構成では、伝達機構に連結される駆動側回転部が、キャリアの突出部がケースから突出した側の位置でケースの径方向に延びるとともに突出部に結合している。このため、減速機がケースに対してキャリアをその回転軸回りに相対回転させるときに、駆動側回転部がケースと干渉してその駆動側回転部の回動範囲が制限されるのを防ぐことができる。
【０１３８】
前記伝達機構がリンク機構である構成において、パネル駆動装置は、前記リンク機構に取り付けられたカウンタウェイトをさらに備え、前記リンク機構は、前記回転部の回転運動を、前記パネル構造体の傾きを変える前記パネル構造体の回動に変換するように構成され、前記カウンタウェイトは、前記パネルが起き上がる方向への前記パネル構造体の回動に対して抵抗力となる一方、前記パネルが倒伏する方向への前記パネル構造体の回動に対してアシスト力となる荷重を前記リンク機構に付与するように構成されていることが好ましい。
【０１３９】
この構成によれば、パネルを起き上がらせる方向に風がパネルに当たった場合には、その風によってパネル構造体が水平軸回りに起き上がる方向に回動する。このとき、カウンタウェイトによってリンク機構に付与される荷重が抵抗力となるので、パネルが起き上がる方向へのパネル構造体の意図しない回動を抑制できる。また、パネルを起き上がらせる方向に風がパネルに当たっている状態でパネルを倒伏させる方向にパネル構造体を水平軸回りに回動させる場合には、カウンタウェイトによってリンク機構に付与される荷重はパネル構造体の回動をアシストする力となる。この場合には、パネルを倒伏させる方向へのパネル構造体の回動のために駆動源にかかる負荷を軽減できる。
【０１４０】
また、前記実施形態に係るヘリオスタットは、任意の場所に立設される支柱と、太陽光を受けて反射するミラーからなるパネルを有し、前記支柱の上端で支持されるパネル構造体と、前記のパネル駆動装置とを備える。
【０１４１】
このヘリオスタットでは、前記パネル駆動装置による効果と同様の効果が得られる。
【０１４２】
以上説明したように、前記実施形態によれば、パネル構造体を回動させるパネル駆動装置の駆動部分に曲げモーメントが直接かかるのを回避しつつ、そのパネル駆動装置の小型化を図ることができる。
【０１４３】
また、前記実施形態に係るパネル駆動装置は、パネルを回転駆動するパネル駆動装置であって、前記パネルの回転軸からオフセットした位置に配置された回転部を回転させる回転駆動部と、前記回転部の回転を受けて前記パネルを前記回転軸回りに回転させる伝達手段と、を備えたものであってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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