(57)【要約】【課題】太陽を追跡しつつも、雲が太陽にかかる場合でも最も明るい方向を探し、しかし、煩雑に装置が動くことを防止し、かつ毎朝自動で太陽を受感でき、さらに、移動可能である太陽追跡暴露装置を提供すること。【解決手段】方位検出器と高度検出器と照度検出器とを有する検出部、方位追尾モータと高度追尾モータとを有する駆動部、太陽電池パネルとバッテリーとを有する電源部、駆動部を制御する制御部を有し、照度検出器の受光量がＴルクス以上であるときは、方位検出器・高度検出器の各２つの受光素子がそれぞれ同量の光を受感するように駆動部を制御し、照度検出器の受光量がＴルクス未満であるときは、試料面が、方位は真南で高度は測定地点の緯度である方向を向くように駆動部を制御し、Ｔの値が４０００以上６０００以下であり、また、商用電源に接続する必要がなく、移動可能である太陽追跡暴露装置。【選択図】  図１
2004251811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を暴露面に並べて太陽光で屋外暴露試験を行う太陽追跡暴露装置であって、
（ア）（ｉ）受光素子、遮光板、受光素子の順で前記暴露面に対し左右方向に並べた方位検出器と、（ｉｉ）受光素子、遮光板、受光素子の順で前記暴露面に対し前後方向に並べた高度検出器と、（ｉｉｉ）１の受光素子を有する照度検出器とを有する、前記暴露面と平行に設けた検出部、
（イ）方位追尾モータと高度追尾モータとを有する駆動部、
（ウ）前記暴露面と平行に並べた太陽電池パネルと、バッテリーとを有する電源部、
（エ）前記検出部と前記駆動部とに接続され、アンプ及びサーボアンプを有する制御部
を有し、
照度検出器が受感した受光量がＴルクス以上であるときは、方位検出器の２つの受光素子が同じ量の光を受感するように方位追尾モータを制御し、かつ、高度検出器の２つの受光素子が同じ量の光を受感するように高度追尾モータを制御し、照度検出器が受感した受光量がＴルクス未満であるときは、試料面が、方位は真南で高度は測定地点の緯度である方向を向くように方位追尾モータ及び高度追尾モータを制御し、
Ｔの値が４０００以上６０００以下であることを特徴とする太陽追跡暴露装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料を暴露面に並べて太陽光で屋外暴露試験を行う太陽追跡暴露装置に関する。さらに詳細には、南面に固定せずに、原則的には太陽を追跡して屋外暴露試験を行う太陽追跡暴露装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、太陽光による屋外暴露試験装置には、４５°に傾斜した台枠を南面に固定し、その上に試料をおいて試験するものがあったが、より短時間で暴露させるため、太陽の運行軌道に従う暴露試験装置が開発された（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭４８−６８３７号公報（第１頁第１欄）
【０００４】
太陽の運行軌道に従う暴露試験装置としては、軌道計算により算出された太陽高度と方位の方向を向くようにした上記暴露試験装置のほか、追跡用にフードつきの狭角受感部とこれを中心として対照的に取付けられた太陽電池つき広角受感部等を有し、照射面が常に明るくなるようにした太陽追跡用受感部が開発された（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献２】
実公昭４９―４３５６１号公報（第２頁第４欄）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の、太陽の運行軌道に従う暴露試験装置では、太陽に雲がかかっているときに、暴露面が、最も明るい方向を向かず、効率が悪くなるという問題があった。また、上記太陽追跡用受感部を用いてもフードにより受光できる範囲が小さくなり、太陽に雲がかかると、太陽の位置を探して煩雑に装置が動くことになり、また、曇天時も最も直接光と拡散光が得られる場所を探して煩雑に装置が動くことになり、また、西を向いていると真後ろの東から太陽が昇っても受光できないために毎朝手動で東を向ける必要があるという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題を鑑みてなされたものであり、したがって、本発明の目的は、太陽を追跡しつつも、雲が太陽にかかる場合でも最も明るい方向を探し、しかし、煩雑に装置が動くことを防止し、かつ毎朝自動で太陽を受感でき、さらに、移動可能である太陽追跡暴露装置を提供することにある。本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の太陽追跡暴露装置は、試料を暴露面に並べて太陽光で屋外暴露試験を行う太陽追跡暴露装置であって、（ア）（ｉ）受光素子、遮光板、受光素子の順で前記暴露面に対し左右方向に並べた方位検出器と、（ｉｉ）受光素子、遮光板、受光素子の順で前記暴露面に対し前後方向に並べた高度検出器と、（ｉｉｉ）１の受光素子を有する照度検出器とを有する、前記暴露面と平行に設けた検出部、（イ）方位追尾モータと高度追尾モータとを有する駆動部、（ウ）前記暴露面と平行に並べた太陽電池パネルと、バッテリーとを有する電源部、（エ）前記検出部と前記駆動部とに接続され、アンプ及びサーボアンプを有する制御部を有し、照度検出器が受感した受光量がＴルクス以上であるときは、方位検出器の２つの受光素子が同じ量の光を受感するように方位追尾モータを制御し、かつ、高度検出器の２つの受光素子が同じ量の光を受感するように高度追尾モータを制御し、照度検出器が受感した受光量がＴルクス未満であるときは、試料面が、方位は真南で高度は測定地点の緯度である方向を向くように方位追尾モータ及び高度追尾モータを制御し、Ｔの値が４０００以上６０００以下であることを特徴とするものである。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施例１の構成図である。また、図２は、本発明の実施例１の斜視図である。図１及び図２に示したように、本発明の実施例１の太陽追跡暴露装置（１）は、検出部（２）、駆動部（３）、電源部（４）、制御部（５）を有する。本体（６）正面側に設けられた暴露面（１４）には、試料（１３）を並べることができる。
【００１１】
電源部（４）は、太陽電池パネル（１５）と、バッテリー（１６）を有する。太陽電池パネル（１５）は、暴露面（１４）と平行に並べてあり、したがって、発電効率が常に最大の状態で動作する。バッテリー（１６）は、太陽電池パネル（１５）から得た電気を蓄積する役目をする。
【００１２】
太陽電池パネル（１５）の出力は、接続したチャージコントローラ（２１）によって、バッテリー（１６）を過充電、過放電とならないような最適な電圧に保つよう制御される。バッテリー（１６）に蓄積された電気は、検出部（２）、駆動部（３）及び制御部（５）に送ることができる。
【００１３】
検出部（２）は、太陽追跡暴露装置（１）の本体（６）の上部に前記暴露面と平行に設けてあり、方位検出器（８）、高度検出器（９）、照度検出器（１０）を有する。
【００１４】
方位検出器（８）は、受光素子（１７ａ）、遮光板（１８ａ）、受光素子（１７ｂ）の順で暴露面（１４）に対し左右方向に並べたものである。図３は、本発明の方位検出器の上面図である。また、図４は、本発明の方位検出器の断面図である。本発明の方位検出器（８）は、筒状にしたり、覆いを設けたりすることはしない。したがって、受光素子（１７ａ、１７ｂ）は、受光面に対して、入射角が０°に近くても感知することができる。よって、太陽の高度が暴露面（１４）に対し、真上や真下付近に位置する場合にも十分感知できる。
【００１５】
高度検出器（９）は、受光素子（１７ｃ）、遮光板（１８ｂ）、受光素子（１７ｄ）の順で暴露面（１４）に対し前後方向に並べたものである。本発明の高度検出器（９）は、筒状にしたり、覆いを設けたりすることはしない。したがって、受光素子（１７ｃ、１７ｄ）は、受光面に対して、入射角が０°に近くても感知することができる。よって、太陽の方位が暴露面（１４）に対し、真横付近に位置する場合にも十分感知できる。
【００１６】
照度検出器（１０）は、受光素子（１７ｅ）を有する。本発明の照度検出器（１０）は、筒状にしたり、覆いを設けたりすることはしない。したがって、太陽の高度が暴露面（１４）に対し、真上や真下付近に位置する場合にも、また、太陽の方位が暴露面（１４）に対し、真横付近に位置する場合にも十分感知できる。
【００１７】
検出部（２）には、制御部（５）が接続されている。制御部（５）は、アンプ（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）とサーボアンプ（２０ａ、２０ｂ）を有する。
【００１８】
制御部（５）は、また、駆動部（３）にも接続されている。
【００１９】
駆動部（３）は、方位追尾モータ（１１）と高度追尾モータ（１２）を有する。
【００２０】
方位追尾モータ（１１）は、制御部（５）のアンプ（１９ａ）及びサーボアンプ（２０ａ）を介して、検出部（２）の方位検出器（８）に接続されている。
【００２１】
また、高度追尾モータ（１２）は、制御部（５）のアンプ（１９ｂ）及びサーボアンプ（２０ｂ）を介して、検出部（２）の高度検出器（９）に、接続されている。
【００２２】
受光素子（１７ａ）と受光素子（１７ｂ）における受光量は、電気信号として、それぞれアンプ（１９ａ）で増幅され、サーボアンプ（２０ａ）に送られる。サーボアンプ（２０ａ）には、受光素子（１７ｅ）における受光量が、電気信号として、アンプ（１９ｃ）で増幅されて送られてくる。
【００２３】
また、受光素子（１７ｃ）と受光素子（１７ｄ）における受光量は、電気信号として、それぞれアンプ（１９ｂ）で増幅され、サーボアンプ（２０ｂ）に送られる。サーボアンプ（２０ｂ）には、受光素子（１７ｅ）における受光量が、電気信号として、アンプ（１９ｃ）で増幅されて送られてくる。
【００２４】
受光素子（１７ｅ）において、Ｔルクス以上の光を受感したときは、サーボアンプ（２０ａ）は、方位追尾モータ（１１）に対し、受光素子（１７ａ）と受光素子（１７ｂ）における受光量が同一となるように正転又は逆転の制御信号を送る。例えば、暴露面（１４）を正面として向かって左側にある受光素子（１７ａ）の方が右側にある受光素子（１７ｂ）よりも受光量が多い場合は、暴露面（１４）の方位を右側に移動させる。そして受光素子（１７ａ）と受光素子（１７ｂ）における受光量が同一であるとき、方位追尾モータ（１１）は停止状態にする。
【００２５】
また、受光素子（１７ｅ）において、Ｔルクス以上の光を受感したときは、サーボアンプ（２０ｂ）は、高度追尾モータ（１２）に対し、受光素子（１７ｃ）と受光素子（１７ｄ）における受光量が同一となるように正転又は逆転の制御信号を送る。例えば、暴露面（１４）を正面として向かって手前側にある受光素子（１７ｃ）の方が奥側にある受光素子（１７ｄ）よりも受光量が多い場合は、暴露面（１４）の仰角を低くするように移動させる。そして受光素子（１７ｃ）と受光素子（１７ｄ）における受光量が同一であるとき、高度追尾モータ（１２）は停止状態にする。
【００２６】
Ｔの値は４０００以上６０００以下が望ましい。快晴時において、地上で得られる照度は１０００００ルクス以上になる。しかし、辺り一面厚い雲がたちこめているときの照度は４０００ルクス以下になる。かろうじて肉眼で太陽の位置が判別できる程度の薄い雲がかかっているときの照度は６０００ルクス程度である。青空が広がっているが、太陽が雲に隠れているときは、太陽の位置以外の明るいところで７０００〜９０００ルクス程度の照度を得られる。
【００２７】
４０００ルクス未満の光では、受光する太陽エネルギー量は非常に少なく、追跡暴露の意味がほとんどない。したがって、Ｔの値を４０００未満にすると、電力の無駄である。一方、Ｔの値を６０００より大きくした場合は、太陽の位置が判別できるにもかかわらず追尾しないこととなり、暴露促進の観点から、不適当となる。本発明の実施例１においては、Ｔを６０００とした。
【００２８】
一方、受光素子（１７ｅ）において、Ｔルクス未満の光しか受感できないときは、サーボアンプ（２０ａ）は、方位追尾モータ（１１）に対して、真南を向くように制御信号を送る。また、高度追尾モータ（１２）に対して、高度が測定地点の緯度である方向を向くように制御信号を送る。例えば、東京で測定する場合の高度は３５°となる。したがって、一面に雲がかかっていて空全体の照度が低い場合（本発明の実施例１では、６０００ルクスより低い場合）、煩雑に向きを変えずに暴露させることができる。日没になり、辺りが暗くなったのちも、同様に真南の３５°高度の方向を向いて停止することになる。
【００２９】
本発明においては、受光素子（１７）が筒状等に覆われていないため、真南高度３５°方向を向いて停止しているとき、真東の低高度の位置に太陽の光が昇ってきた場合でも、感知して太陽の方向を向くことができる。東京で観測する場合、夏至の時で真東から約３０°程度北から太陽が昇ってくるが、受光素子（１７）が筒状等に覆われていないため感知可能である。
【００３０】
尚、従来の太陽暴露試験装置においては、電源として商用電源を接続する必要があったが、本発明においては、電源は太陽電池パネル（１５）から得られるので、商用電源を接続する必要がない。したがって、コンセントがないところでも試験ができ、移動可能である。
【００３１】
図５は、本発明の実施例２の斜視図である。本発明の実施例２においては、さらに本体（６）下部に車輪（７）がついており、自在に移動が可能となる。移動させないときは車輪（７）にストッパーをつければ足りる。また、本発明の実施例２においては、電源部（４）のチャージコントローラ（２１）とバッテリー（１６）、及び制御部（５）は、本体（６）内でなく、別置きであるため、本体（６）の軽量化ができ、さらに移動性が向上する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の太陽追跡暴露装置は、上述したとおりであるので、太陽を追跡しつつも、雲が太陽にかかる場合でも最も明るい方向を探し、しかし、煩雑に装置が動くことを防止し、かつ毎朝自動で太陽を受感でき、さらに、移動可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の構成図である。
【図２】本発明の実施例１の斜視図である。
【図３】本発明の方位検出器の上面図である。
【図４】本発明の方位検出器の断面図である。
【図５】本発明の実施例２の斜視図である。
【符号の説明】
１  太陽追跡暴露装置
２  検出部
３  駆動部
４  電源部
５  制御部
６  本体
７  車輪
８  方位検出器
９  高度検出器
１０  照度検出器
１１  方位追尾モータ
１２  高度追尾モータ
１３  試料
１４  暴露面
１５  太陽電池パネル
１６  バッテリー
１７  受光素子
１８  遮光板
１９  アンプ
２０  サーボアンプ
２１  チャージコントローラ
【図１】
2004251811.tif 000003
【図２】
2004251811.tif 000004
【図３】
2004251811.tif 000005
【図４】
2004251811.tif 000006
【図５】
2004251811.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月17日(2003.6.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
試料を暴露面に並べて太陽光で屋外暴露試験を行う太陽追跡暴露装置であって、
（ア）（ｉ）受光素子、遮光板、受光素子の順で前記暴露面に対し左右方向に並べた方位検出器と、（ｉｉ）受光素子、遮光板、受光素子の順で前記暴露面に対し前後方向に並べた高度検出器と、（ｉｉｉ）１の受光素子を有する照度検出器とを有する、前記暴露面と平行に設けた検出部、
（イ）方位追尾モータと高度追尾モータとを有する駆動部、
（ウ）前記暴露面と平行に並べた太陽電池パネルと、バッテリーとを有する電源部、
（エ）前記検出部と前記駆動部とに接続され、アンプ及びサーボアンプを有する制御部
を有し、
かつ、当該方位検出器、当該高度検出器及び当該照度検出器が、覆いを有しないものであって、
太陽がどの方位・高度にあっても太陽の位置を検出して暴露面を太陽の方向に向けることができ、さらに、
照度検出器が受感した受光量がＴルクス以上であるときは、方位検出器の２つの受光素子が同じ量の光を受感するように方位追尾モータを制御し、かつ、高度検出器の２つの受光素子が同じ量の光を受感するように高度追尾モータを制御し、照度検出器が受感した受光量がＴルクス未満であるときは、試料面が、方位は真南で高度は測定地点の緯度である方向を向くように方位追尾モータ及び高度追尾モータを制御し、
Ｔの値が４０００以上６０００以下であることを特徴とする太陽追跡暴露装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の太陽追跡暴露装置は、試料を暴露面に並べて太陽光で屋外暴露試験を行う太陽追跡暴露装置であって、
（ア）（ｉ）受光素子、遮光板、受光素子の順で前記暴露面に対し左右方向に並べた方位検出器と、（ｉｉ）受光素子、遮光板、受光素子の順で前記暴露面に対し前後方向に並べた高度検出器と、（ｉｉｉ）１の受光素子を有する照度検出器とを有する、前記暴露面と平行に設けた検出部、（イ）方位追尾モータと高度追尾モータとを有する駆動部、（ウ）前記暴露面と平行に並べた太陽電池パネルと、バッテリーとを有する電源部、（エ）前記検出部と前記駆動部とに接続され、アンプ及びサーボアンプを有する制御部を有し、かつ、当該方位検出器、当該高度検出器及び当該照度検出器が、覆いを有しないものであって、太陽がどの方位・高度にあっても太陽の位置を検出して暴露面を太陽の方向に向けることができ、さらに、照度検出器が受感した受光量がＴルクス以上であるときは、方位検出器の２つの受光素子が同じ量の光を受感するように方位追尾モータを制御し、かつ、高度検出器の２つの受光素子が同じ量の光を受感するように高度追尾モータを制御し、照度検出器が受感した受光量がＴルクス未満であるときは、試料面が、方位は真南で高度は測定地点の緯度である方向を向くように方位追尾モータ及び高度追尾モータを制御し、Ｔの値が４０００以上６０００以下であることを特徴とするものである。