(57)【要約】【課題】            従来、少なくともソーラーパネルを備え付けた支持ポールにメッセージを表示する表示部、特に電光式の表示部を併設しようとした場合、その表示部を作動させるために十分な電力を得ることができず、実現ができなかったという点であり、十分な電力を得るため、従来の太陽追跡方法は構成が複雑となり、円滑な作動を長期に亘り、故障なく維持することは困難だったという点である。【解決手段】        メッセージ表示装置は少なくとも一以上の太陽追尾式のソーラーパネルを固定された支持ポールに備え、その支持ポールの一部に前記したソーラーパネルによる蓄電を電源とする電光式のメッセージ表示部を備えていることとし、前記したメッセージ表示部は複数個のＬＥＤより構成されることとする。【選択図】          図１
2008026455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一以上の太陽追尾式のソーラーパネルを固定された支持ポールに備え、その支持ポールの一部に前記したソーラーパネルによる蓄電を電源とする電光式のメッセージ表示部を備えていることを特徴とするメッセージ表示装置。
【請求項２】
前記したメッセージ表示部は複数個のＬＥＤより構成されることを特徴とする請求項１に記載のメッセージ表示装置。
【請求項３】
前記したメッセージ表示部はエレクトロルミネッセンスにより構成されることを特徴とする請求項１に記載のメッセージ表示装置。
【請求項４】
前記したソーラーパネルは固定された支持ポールに、一部に回転機構を装備した取り付けアームを一体的に突設し、前記回転機構には駆動モータと、その駆動モータのモータ軸に備えられた小歯車と、その小歯車に噛合された大歯車と、その大歯車の中心に挿通されたシャフトと、そのシャフトの一端に固定された回転テーブルと、その回転テーブルに固定されたブラケットと、そのブラケットに仰角調整自在に備えられたホルダと、そのホルダに固着されたフレームの表面に固定され、前記取り付けアームはエルボ状のものとし、その先端に座板を一体的に設け、その座板の上面周縁にはカバーを固定し、前記回転機構をこのカバー内に収容してあり、前記した座板上にブレーキホルダーを設け、そのブレーキホルダーにはコイルスプリングを備え、そのコイルスプリングの上部に前記した大歯車の底面に押圧するブレーキシューを備えていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載のメッセージ表示装置。
【請求項５】
前記した大歯車は少なくともブレーキシューとの摺接面となる底面は防錆処理を施してあることもしくは不錆金属で構成されていることを特徴とする請求項４に記載のメッセージ表示装置。
【請求項６】
前記した小歯車は回転角度の検出用エンコーダを備え、そのエンコーダの回転角度を読み取る高周波センサーを備え、その高周波センサーと前記した駆動モータの取り付けベースとの間にスペーサを備えていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のメッセージ表示装置。
【請求項７】
前記したシャフトの下端には大歯車の押え板を備え、その押え板に、固定されるリミットスイッチの入力釦を操作する屈曲板を先端に備えた回動アームを取り付け、前記したリミットスイッチは原点位置、終点位置及び原点位置に略１０〜２０度を加えたバックアップ用の三箇所に配してあることを特徴とする請求項４、請求項５または請求項６に記載のメッセージ表示装置。
【請求項８】
前記した支持ポールの一部には風力発電用の風車を備えていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７に記載のメッセージ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主として太陽光を利用して電力を得るソーラーパネルを利用して、屋外におけるメッセージ、特に広告、宣伝のメッセージを電光表示するメッセージ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地上に固定した支持ポールにソーラーパネルや風力発電装置を備えた設備が知られている。この設備を利用し、屋外に各種のメッセージ特に店舗の広告、宣伝を表示することが考えられる。しかしながら、従来のソーラーパネルやそれと併せての風力発電装置にあっては広告、宣伝を行なうための灯具類に対して十分大きな電力を確保することは困難であった。
【０００３】
これはソーラーパネルが固定されている場合、太陽光の入射角度との関係で効率が十分となる発電、充電即ち電力が得られなかったことによる。
【０００４】
そこで、十分な効率を得るため従来よりソーラーパネルの設置に関しては太陽追跡機能を持たせたり、各月の各時刻における太陽の位置とその太陽光の入射角度をメモリーに入力しておき、このメモリーからの出力でソーラーパネルの位置を可変とすること等が提案されている。
【０００５】
しかしながら、従来知られている太陽追跡機能は熱膨張体を駆動源として利用するため、曇天や雨天等の太陽光の照射がなく、駆動源に熱を与えることができない状況ではソーラーパネルを取り付けた軸の周りを回動させることは困難となる。また、別の従来例では軸とピストンロッドの２箇所が回動部分となっており、円滑な摺動、回動を長期に亘って維持することは困難で、加えて回動箇所が外気に露呈されているので雨水等の原因で腐食が生じることがあり、製品寿命が短いものとなってしまう。
【０００６】
また、従来知られている別の太陽追跡方法の場合には、各月の各時刻に対応させて連続的、二次元的にソーラーパネルを変位させるため制御が非常に複雑となり、ソーラーパネルの設置場所も駆動源となるモータは商業電源により作動させる必要があり、屋根上等に限定されざるを得ないものとなっている。また、ソーラーパネルの変位のための摺動箇所も数多く必要となって円滑な作動を長期に亘って故障なく維持することは困難なものとなっている。
【特許文献１】特願２００６−２１７２０号出願書類
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする問題点は、従来、少なくともソーラーパネルを備え付けた支持ポールにメッセージを表示する表示部、特に電光式の表示部を併設しようとした場合、その表示部を作動させるために十分な電力を得ることができず、実現ができなかったという点であり、十分な電力を得るため、従来の太陽追跡方法は構成が複雑となり、円滑な作動を長期に亘り、故障なく維持することは困難だったという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この問題点を解決するために、本発明に係るメッセージ表示装置は少なくとも一以上の太陽追尾式のソーラーパネルを固定された支持ポールに備え、その支持ポールの一部に前記したソーラーパネルによる蓄電を電源とする電光式のメッセージ表示部を備えていることを特徴とし、前記したメッセージ表示部は複数個のＬＥＤより構成されることを特徴とし、前記したメッセージ表示部はエレクトロルミネッセンスにより構成されることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係るメッセージ表示装置は前記したソーラーパネルは固定された支持ポールに、一部に回転機構を装備した取り付けアームを一体的に突設し、前記回転機構には駆動モータと、その駆動モータのモータ軸に備えられた小歯車と、その小歯車に噛合された大歯車と、その大歯車の中心に挿通されたシャフトと、そのシャフトの一端に固定された回転テーブルと、その回転テーブルに固定されたブラケットと、そのブラケットに仰角調整自在に備えられたホルダと、そのホルダに固着されたフレームの表面に固定され、前記取り付けアームはエルボ状のものとし、その先端に座板を一体的に設け、その座板の上面周縁にはカバーを固定し、前記回転機構をこのカバー内に収容してあり、前記した座板上にブレーキホルダーを設け、そのブレーキホルダーにはコイルスプリングを備え、そのコイルスプリングの上部に前記した大歯車の底面に押圧するブレーキシューを備えていることを特徴とし、前記した大歯車は少なくともブレーキシューとの摺接面となる底面は防錆処理を施してあることもしくは不錆金属で構成されていることを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明に係るメッセージ表示装置は前記した小歯車は回転角度の検出用エンコーダを備え、そのエンコーダの回転角度を読み取る高周波センサーを備え、その高周波センサーと前記した駆動モータの取り付けベースとの間にスペーサを備えていることを特徴とし、前記したシャフトの下端には大歯車の押え板を備え、その押え板に、固定されるリミットスイッチの入力釦を操作する屈曲板を先端に備えた回動アームを取り付け、前記したリミットスイッチは原点位置、終点位置及び原点位置に略１０〜２０度を加えたバックアップ用の三箇所に配してあることを特徴とし、前記した支持ポールの一部には風力発電用の風車を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るメッセージ表示装置は上記したように構成されている。そのため、ソーラーパネルや風力発電装置から十分な電力を得ることができ、電光式のメッセージ表示部を支障なく稼動させることができるものとなっている。
【００１２】
ソーラーパネルの回動装置は上記したように構成されているので、大歯車をディスクとしてブレーキ機構が付加されているため、回転機構の精度はより向上され、この回転機構はカバー内に収納されるとはいえ、屋外設置となり、その起動頻度は一時間に一回でしかも夜間の待機時間は平均的に十二時間であるため、湿度や外気の関係から錆が発生しやすいが、本発明の構成によって、その錆の発生を未然に防止し、さらに精度の向上が図られている。
【００１３】
また、本発明に係るソーラーパネルの回動装置によれば、モータによるエンコーダにより回転角度の制御がなされるが、リミットスイッチを操作する回動アームに外力がかかったり、その他不測の原因で信号を捕らえられなくなった際のバックアップ、修正が可能とされ、制御の面での精度も一層の向上が図られている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図として示す実施例のように構成することで実現した。
【実施例１】
【００１５】
次に、本発明の好ましい実施の例を図面を参照して説明する。図１は本発明を実施したメッセージ表示装置を示す正面図、図２は同じく第二の例を示す正面図、図３は同じく第三の例を示す正面図、図４は同じく第四の例を示す側面図、図５は同じく第五の例を示す側面図、図６は同じくソーラーパネルの回動装置の回動機構を示す断面図、図７は同じく要部を示す図、図８は同じく制御系の回動アームとリミットスイッチの配置を示す平面図である。
【００１６】
これらの図にあって１は中空状をした支持ポールを示しており、この支持ポール１は屋外の地表面にコンクリートによる基礎を打ち、その基礎上に下端のフランジ１ａのボルト孔を介してアンカーボルトによって固定立設されることとなる。尚、図中鎖線で示す１ｂは埋設部である。
【００１７】
また、支持ポール１の上端には風力発電用の風車装置４０が基軸を嵌入状態として備えられている。この風車装置４０は得ようとする電力に応じ、前後端の両方に回転羽根を設ける構成とすることができ、この風力発電は後述するソーラーパネルと併せ、自然エネルギーを利用して電力を得ることができるものとしており、種々の電源として十分な出力を確保できるものとしている。この風車４０は回転羽根が一ヶ所で１６０Ｗ、二ヶ所で３００Ｗに対応できる。
【００１８】
この支持ポール１の中程、あるいは中程よりやや下方位置にはエルボ状とした取り付けアーム２が一体的に突設されている。この取り付けアーム２は図１、図３に示すように一つでも、あるいは図２、図４に示すように対称的に二つ、あるいは図５に示すように上下位置で二つ備える等バリエーションに富んで必要に応じた配置とすることができる。
【００１９】
この取り付けアーム２、２‥の支持ポール１への取り付け部分には環状のフランジ３が形成され、このフランジ３の外方面には取り付けアーム２の基端を補強するリブ４、４‥が放射状に設けられている。このフランジ３は支持ポール１の外周壁面に設けられた受フランジ５と面当接され、ボルト等の固定手段により固定されている。この受フランジ５にも支持ポール１との支持を補強するリブ４、４‥が設けられている。
【００２０】
また、取り付けアーム２の略直角に上方に曲折された先端部分には補強リブ４、４‥を介して座板６が一体的に設けられており、この座板６の上面周縁にはカバー７がパッキンを介してネジ止め固定されている。このカバー７は天面中央に透孔が形成され、その透孔に円筒状をしたケーシング８が挿通されて備えられている。このケーシング８の外周上方寄りには環状の係止段部８ａが一体に形成されており、その係止段部８ａと係合させ、上方より固定フランジ９をパッキンを介してカバー７にネジ止めすることでケーシング８の位置決めがなされている。尚、１０はカバー７内の点検用窓孔を開閉する窓蓋を示している。
【００２１】
前記したケーシング８内の中央には上下端部を各々突出させて回転シャフト１１が挿通されている。この回転シャフト１１の上下突出部の外周にはＳ形のオイルシール１２、１２が取り付けられるとともに、ケーシング８内の上下位置ではベアリング１３、１３がベアリング押え１４、１４により摺接され、回転を補助されている。
【００２２】
回転シャフト１１の上方突出端には回転テーブル１５が、その下方の筒状部により被冠状態で装着され、その筒状部に対し、回転シャフト１１の側面からネジ１５ａによって固着され、この回転テーブル１５を回転シャフト１１と同期して回転するように構成している。
【００２３】
また、前記したカバー７の上面にはその透孔と対応させ、メカニックを風雨や塵埃から防護するキャップカバー１６が取り付けられており、このキャップカバー１６の天面には、下端に取り付けフランジを有するブラケット１７が前記取り付けフランジにネジを挿通し締結することで固着されている。このブラケット１７の上縁は略４５度のテーパ状とされ、その壁面には弧状に配列したネジ孔１７ａ、１７ａ‥が穿設されている。
【００２４】
前記したブラケット１７には１つで２００Ｗのソーラーパネル１８のホルダ１９が使用するネジ孔１７ａ、１７ａ‥を選択する事により、任意の仰角度を持ってネジ止め固定される。このホルダ１９の他側にはフランジ１９ａが設けられ、そのフランジ１９ａを介してソーラーパネル１８が取り付けられたフレーム２０が固着されることとなる。
【００２５】
一方、前記した回転シャフト１１の下端には大歯車２１の中心部が嵌着されている。２２はその大歯車２１の押え板である。この大歯車２１はモータ２３のモータ軸に備えられた小歯車２４と噛合され、減速回転しながら回転シャフト１１を回転させ、その回転力を伝達させて最終的にソーラーパネル１８を回動させることとなる。２３ａはモータ２３の取り付けベースを示している。
【００２６】
また、前記した回転機構には回転角度を検出するためのエンコーダ２５が小歯車２４に装着されて備えられており、２６はそのエンコーダ２５と対応する高周波センサーである。この高周波センサー２６はモータ２３の取り付けベース２３ａに備えられた金具により取り付けられるが、本実施例にあってこの金具２６ａは取り付けベース２３ａと高周波センサー２６との間隔を常に適正に保持するためのスペーサとしても効を奏するようになっている。
【００２７】
さらに、前記した座板６上にはブレーキホルダー２７が固定され、このブレーキホルダー２７にはコイルスプリング２８が収容され、そのコイルスプリング２８の先端には大歯車２１の底面と当接摺接するように押し付けられるブレーキシュー２９が取り付けられている。このブレーキ機構により大歯車２１をディスクとして回転が制御されるので回転機構としての精度はさらに向上する。また、防錆のため、少なくとも大歯車２１の底面には防錆処理加工を施すか、大歯車２１自体を防錆の金属で成形することとなる。
【００２８】
そして、図中３０は座板６の周縁端部近くに固着されている取り付け金具であり、この取り付け金具３０の上面にはリミットスイッチ３１が取り付けられている。一方、前記した押え板２２の下面には回動アーム３２の基端が固着されており、この回動アーム３２の先端には前記したリミットスイッチ３１を操作する屈曲板もしくは操作子３３が備えられている。即ち、回動アーム３２は大歯車２１と同期して回動し、一定角度の回転をするとリミットスイッチ３１を操作してその回動を制御することができるものとしている。
【００２９】
また、本実施例にあってリミットスイッチ３１は回転機構の回動原点（０度）位置、及び終点（１５７．５度）位置、及び非常停止用として原点プラス１５度の位置の三箇所に配してあり、正常に作動しない場合の誤動作の防止と修正を図っている。
【００３０】
ここで、本実施例におけるソーラーパネルの回動装置の制御系について説明すると、ソーラーパネル１８による電力や風車４０の風力発電による電力はともにコントローラに入力され、インバータで変換されて、支持ポール１に取り付けられる後述するメッセージ表示器４１の稼動やその他パイロット等用のＬＥＤ発光に利用される。また、コントローラから入力された電力はその一部をシール型鉛蓄電池に充電して確保する構成としてあり、このコントローラ、インバータ、鉛蓄電池等は支持ポール１の近傍に設置されるアースをとられた制御ボックス内に収容される。
【００３１】
また、ソーラーパネル１８の回動角度制御について、エンコーダ２５はモータ２３による回転駆動となるが、標準的に取り付けアーム２に対し、右側に原点センサー、左側に終点センサーが設けられ、標準的に日照時間を午前６時〜午後６時を時間的駆動範囲とするが、夏冬やそれぞれ補正を行うことが可能とされる。
【００３２】
前記した原点センサー、終点センサーが入力されて活性化されると、その信号は原点センサーの信号発生器と角度検出センサー（高周波センサー２６）の角度パルス発生器に入力され、所定電圧パルスを発生させる。エンコーダ２５の回転は角度検出センサーで逐次検出して角度パルス発生器に入力し、そのパルス信号を角度検出カウンターで計測する。鉛蓄電池からの出力はインバータで変換されてモータ２３に与えられる。
【００３３】
ソーラーパネル１８の初期設定は当該時の太陽位置を緯度経度で算出してなされ、その時刻と合わせてセットし、時間設定スイッチと補正スイッチを用いて時間と位置の設定を終了する。時間監視タイマは水晶発振器で励起されるもので、その一時間毎のパルス信号と一時間歩進タイマとのアンドを理論上とって、フリップフロップのセット信号とする。角度検出カウンターは３６０度を２４時間で割った角度である１５度となるまでパルス信号は発生しないため、正転信号としてモータ２３を駆動する。
【００３４】
この正転信号でモータ２３は１５度（一時間分）回動して停止する。この時、時間監視タイマ以外では電力を使うことなく省電力となる。時間監視タイマから一時間経過の信号が入力されると歩進タイマは直前の時間に一時間を加えた時間信号とのアンドによるセット信号となり、再び１５度回動して停止する。
【００３５】
上記した動作を逐次繰り返して、ソーラーパネル１８は午後６時の位置、即ち終点センサーの位置まで回動する。この終点センサーによって終点信号発生器から逆転のための準備としてフリップフロップの前段アンド回路へ入力され、歩進タイマからのセット信号となって逆転を開始し、初期の原点センサー位置まで復元して停止する。この時点で翌日の日の出の待機状態となる。
【００３６】
ここで、回動アーム３２（ソーラーパネル１８の位置）が原点（０度：午前６時の位置）で信号を捕らえることができなかった場合、この回動アーム３２はこの原点位置を過ぎて回動してしまうが、バックアップ用として、その原点位置に１５度をプラスした角度位置にもリミットスイッチ３３を配備したことで、これを修正し、正規の位置に戻してやることができるようになり、誤動作を未然に防止することができる。
【００３７】
また、正常運転中にソーラーパネル１８に何らかの外力が加わり、原点側へ移動させられた時、絶対時間と装置内部の時計（時間）に遅れが生じてしまう。そして、さらに移動して、午後６時の終点位置で信号が出なかった時、絶対時間の午後７時で原点に復帰する動作とし、原点信号を確認して停止する。その後、待機状態で午前６時まで停止を保持する絶対時間優先処理、即ち、時間差を修正して絶対時間に合わせこみ正常運転とする。
【００３８】
上記の制御はソーラーパネル１８が終点側に移動させられた時にも対処し、この場合、内部時計１時間に進みが生じるが、そのまま移動して終点信号を確認すると原点に戻る動作をし、原点信号を確認して停止する。そして、絶対時間の午前６時まで停止状態を保持し、時間差を修正して再び起動するものとしている。
【００３９】
更に、ソーラーパネル１８の動作が原点と終点の間で停止してしまった際には絶対時間の午後７時で直ちに原点に戻り待機状態とし、その停止状態を保持する。
【００４０】
そして、ソーラーパネル１８が終点信号を捕らえず、その終点を過ぎてしまった時は、午後７時３０分（１５７．５度）のリミットスイッチ３０が入力され、原点に戻り、絶対時間の午後７時以降翌朝の午前６時まで待機し、午前７時で正常回転を開始する。
【００４１】
また、前記したメッセージ表示器４１は特に外食産業店舗における広告、宣伝用として利用することが考えられ、ＬＥＤをその光源として用いるが、このＬＥＤは既存の信号機の構成から換算して約１２００個の使用が可能となり、フラッシュ点滅や文字列が流れるシリアル出力も可能となる。本実施例におけるメッセージ表示器４１は矩形とした固定タイプとしてあり、その一面のみならず、各周面にメッセージを表示することができる。
【００４２】
さらに、このメッセージ表示器４１はＬＥＤに代えＥＬ（エレクトロルミネッセンス）を用いることもでき、広告、宣伝のほか、ニュース等を表示することも勿論可能なものとなる。ＬＥＤを用いた場合、実験したところ、少なくとも９時間〜１２時間に亘る使用が可能となる。そして、外食産業の場合、バッテリールーム等を設置することもでき、より一層使い勝手がよくなり、商業電源を直接用いての表示も勿論可能とされる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本実施例に係るメッセージ表示装置は上記のように構成されている。本実施例では支持ポール１を地表に固定立設させたものとし、ソーラーパネル１８を水平回動させるようにしてあるが、これにこだわらず、支持ポール１を横方向に架設し、取り付けアームを立設、垂設する等の設計変更も可能で、かかる構成では幅広く、空中位置における電光表示等を可能とし、一時的な災害地での利用や種々の電源、情報伝達手段として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を実施したメッセージ表示装置を示す正面図である。
【図２】第二の例を示す正面図である。
【図３】第三の例を示す正面図である。
【図４】第四の例を示す側面図である。
【図５】第五の例を示す側面図である。
【図６】ソーラーパネルの回動装置の回動機構を示す断面図である。
【図７】要部を示す図である。
【図８】制御系の回動アームとリミットスイッチの配置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    支持ポール
２    取り付けアーム
３    フランジ
４    補強リブ
５    受フランジ
６    座板
７    カバー
８    ケーシング
９    固定フランジ
１０  窓蓋
１１  回転シャフト
１２  オイルシール
１３  ベアリング
１４  ベアリング押え
１５  回転テーブル
１６  キャップカバー
１７  ブラケット
１８  ソーラーパネル
１９  ホルダ
２０  フレーム
２１  大歯車
２２  押え板
２３  モータ
２４  小歯車
２５  エンコーダ
２６  高周波センサー
２６ａ  取り付け金具
２７  ブレーキホルダー
２８  コイルスプリング
２９  ブレーキシュー
３０  固定金具
３１  リミットスイッチ
３２  回動アーム
３３  操作子
４０  風車
４１  メッセージ表示器
【図１】
2008026455.tif 000003
【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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