(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽に対しての運動を、ほぼ全方向で、正対させるように装置を設計し、受光効率の最大化を目指し、かつ受光量を比較的費用少で増加する。【解決手段】発電パネル１の取付け域についての、動かせない範囲を少なくする。ふたつのヒンジの交差部の強度信頼性を高いものする。水平ヒンジの鋼管に穴を作らない工夫をし、強度信頼性と、生産性の高いものにする。装置については、２台の１００Ｗ程度のギアモーターを、約１５分毎に動かす。装置の自動運転については、プログラムをパソコンで処理し、ギアモーターへの供給電力をＯＮ・ＯＦＦ、回転方向変えの制御をする。発電パネル１の太陽光取得について、反射板を付け受光面積を増やす。温度上昇に伴うパネルの効率ダウンを防ぐ散水をする。【選択図】図１
2012256827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電パネルおよび各部材に生じる風、自重、地震による応力を、枝受材、幹受材、水平ヒンジへの連結材、水平ヒンジ、２軸結合部、鉛直ヒンジ、鉛直ヒンジ基着部、支柱、基礎へと伝達させ、水平ヒンジおよび鉛直ヒンジの回転について、高度角度および方角角度を、自動制御のモータ駆動により調整し、応力をウォームギアセットに負担させるところの装置におけるような、水平ヒンジの設置またはその駆動と制止の形態、または鉛直ヒンジの設置またはその駆動と制止の形態。
【請求項２】
水平ヒンジおよび鉛直ヒンジの構成部材として、外管および内管があり、その間に総玉配置のベアリング球で２箇所以上支持され、鉛直ヒンジ内管の下部は総ベタ配置のベアリング球で支持され、外管が固定で、内管が円滑に回転するもので、水平ヒンジの外管の長さや鉛直ヒンジの外管の長さを、軸受としての奥行き寸法と見ることができるところの、長い奥行き寸法の軸受の設置またはその形態。
【請求項３】
ウォームギアセットを、鉛直ヒンジ内管の底部または水平ヒンジの内管の任意の箇所に直接設置すると、単純化を図れるので、ウォームホイールの中央を中心にして内側管に合わせた寸法で繰り抜く加工をし、内管の欠損を伴わない方法で実現する。
この方法での設置またはその形態および量産品にしたもの。
【請求項４】
強風や地震に対して、ダメージを受けない為の、制動機能を、ウォームホイールに対するウォームギアの数で実現し、ブレーキと関連補設備を不要にする方法またはその形態。
【請求項５】
太陽光発電パネルの支持、または反射材の支持をし、水平全長にわたる幹受材に対して、直交または反射材に適した角度を有するところの、幹受材でのみ支持される枝受材の設置またはその形態。
【請求項６】
太陽光発電パネルの温度上昇による発電効率の低下を減少させる為の、水平に連続し、散水量の調整ネジを有する散水口の設置またはその形態。
【請求項７】
発電パネルを取付る枝受材を支持する幹受材と、水平全長にわたる回転軸材との連結をする為のもので、トラス部材として、中心に押し材の長ねじボルト、帯鋼自身の継ぎ合わせを貫通する長ねじボルトの片方の端付近を継ぎ合わせとし水平全長にわたる回転軸材を巡る帯鋼と、この帯鋼の継ぎ合わせから最も離れた帯鋼での位置に設けたナットとボルトに、よる押し込みと長ねじボルトの回し締めにより帯鋼に引張力を発生させ、回転軸材への摩擦固定をさせて実現する。回転軸材を巡る帯鋼には圧縮力も働くので山形鋼を添えて増強する。山形鋼と幹受材を条鋼で接続し幹受材の捻れに対して補強する。回転軸材の内側に帯鋼片を十字形に配し圧縮力に対して補強する。帯鋼片は回転材全長にわたる条鋼で位置固定をさせる。このような複合材からなる結合用の部品。回転軸材を巡る帯鋼は切れ目を入れた山形鋼で単純化させることがある。
【請求項８】
建物の壁面や塔状構築物に、持出材を介し、鉛直ヒンジまたは水平ヒンジを配すること。
【請求項９】
軽溝形鋼の組合せと鋼板にて外殻を構成し、軽量形鋼の短辺にボルトを配し締付け固定し、その内側に充填硬化材と鉄筋材または補強材としてのボルトを配するところの、水平ヒンジおよび鉛直ヒンジの２軸結合部の設置またはその形態。
【請求項１０】
次の８個の短文の表現により実現になる反射型集光材。
受光パネルの表面に相当する長方形から、同じ平面で所定の離れを持った線分を想定する。
この線分の内長い線分を回転軸とする二つの長方形と、短い線分を回転軸とする二つの長方形を想定する。
二組で四つの長方形の、回転軸に垂直な長さは、回転軸を始端とし、短辺長程度からその３倍程度までの範囲とする。
二組で四つの長方形の一部分として、受光パネルに近い側に、機能を持つ隙間を有する。
二組で四つの長方形の一部分である反射板は、ほぼ受光パネルの表面に相当する長方形の範囲にのみ反射光を集める為に、反射後の太陽光の受光パネルへの入射角、反射板の先端位置、受光パネルの投影長さ、機能を持つ隙間の大きさにより決める。
二組で四つの長方形の隣り合う間に、８枚以上の、４辺形の反射板を持ち、その反射板幅の中央位置では、受光パネルの表面に相当する長方形の範囲にのみ反射光を集め、反射板の幅の他の位置では、若干の長方形から出入りの状態で反射光を集める為に、４辺形の反射板は、反射後の太陽光の受光パネルへの入射角、反射板の先端位置、受光パネルの投影長さ、機能を持つ隙間の大きさにより決める。
受光パネルの表面に相当する長方形と各反射板の間に存在する隙間に、冷却用散水材を設置し、そして樋材を設置し、そして通風隙間として機能させる。
反射集光部材を太陽指向装置に載せて、昼間は太陽にほぼ正対させ、高い集光効率を得る。
【請求項１１】
請求項１０における、全ての反射板の形態のみを、正多角錐の斜面の内側の面の形態の一部分に置き換え、反射板が、ほぼ受光パネルの表面に相当する長方形の範囲にのみ反射光を集める為に、全ての反射板は、反射後の太陽光の受光パネルへの入射角、反射板の先端位置、受光パネルの投影長さ、機能を持つ隙間の大きさにより決めるところの反射集光材。
【請求項１２】
発電パネルの上辺と下辺に沿って、隙間を持ち、それの上側と下側に反射板を備え、発電パネルの太陽側の所定の離れた場所に副反射板を備え、反射板、副反射板、発電パネルへと太陽光を集光するところの、通常は太陽指向の自動制御の運動をし、しかし指定の時刻から指定の時刻までの間には、上側の反射板の反射光を、指定の場所に導く自動制御の運動をするところの、水平で長い散水口と水平で長い水受材を発電パネルの冷却用に備えた装置。発電パネルには、指定の場所に導く運動をしている間もある程度は日照があるので、その間も発電の機能を有することは言うまでもなく存在するところの装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電パネルを昼間時に常に太陽にほぼ正対させる為、または発電効率を向上させる為、の装置についてのものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電用指向装置は太陽光追尾装置とも称呼されているものとほぼ同様だが、現実には太陽に近ずく訳ではないのでこの称呼のほうがふさわしいと考えられる。  
同装置には、小型のもの、複数の発電パネル面群を動かすもの、大きな１面のパネルを動かすもの等がすでに発表されている。
【０００３】
後掲文献のＴＥＣ有限会社テック岡崎のものでは、1.6〜2倍の値とのことである。
【０００４】
後掲文献の光機械のものでは、発電効率が30〜35％UPとのことである。
【０００５】
後掲文献の大同特殊鋼のものは最も実用化が進んでいると思われる。
【０００６】
後掲文献のWATTSUN社のトラッカーでは、地上からの高さ５ｍ未満のものが標準と思われる。一部の材料は、購入者負担である。
http://www.wattsun.com/residential_gallery.html
【０００７】
後掲文献の空調機器管理株式会社の特許第４５１４８２７号において、図１８では、１日の発電量の固定型と追尾型のグラフ比較ができ、追尾型の方が６０％多いことが読み取れる。
また太陽に正対から４５度程度ずれていても、効率はほとんど変わらないことも、明細書に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４５１４８２７号
【特許文献１】特許第３１８４６６０号
【特許文献２】特開２０１０−２５８３６９
【非特許文献】
【０００９】
“新制建築計画  オーム社  昭和３９年４月１０日  第１６版１２〜１４ページ  太陽位置”
【００１０】
“アセット・マネジメント・コンサルティング株式会社  太陽赤緯、均時差、太陽時角、太陽高度及び太陽方位角の計算  http://.am-consulting.co.jp/topmenu/data/0002 000114
taiyoukoudo.html”
【００１１】
“中川清隆@立正大学地球環境学部環境システム学科  太陽方位、高度、大気外日射量の計算  http://es.ris.ac.jp~nakagawa/met_cal/solar.html”
【００１２】
“ＴＥＣ有限会社テック岡崎  ＳＰＳ高能率ソーラー発電システム
http://www.tec-okcom/”
【００１３】
“株式会社光機械製作所  太陽光発電、太陽追尾装置  http://hikarikikai.co.jp/06solar/tracker.html”  
【００１４】
“三菱電機  三菱住宅用太陽光発電システムhttp://www.mitsubishielectric.co.jp/service/taiyo/jutaku/product/module/  ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
先例で効率の良いものでは、装置の構造が大掛かりで費用対効果に懸念がある。２階建て住宅の屋根上に設置できるものが無い。
よって実用的な高さ・大きさで発電効率を良いものを実現させる。  
太陽に対しての移動を、ほぼ全方向で、正対させるように装置により、受光効率の最大化を目指し、かつ受光量を比較的費用少で増す。
温度上昇によるパネルの発電効率減少への対処。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
発電パネル部の、可動範囲を多くし、パネル面積当りの発電量ほぼ２倍強を目ざす。
ふたつのヒンジの交差部の強度信頼性を高いものする。
水平ヒンジの鋼管に穴を作らない工夫をし、強度信頼性と、生産性の高いものにする。
装置については、２台の１００Ｗ程度のギアモーターを、約１５分毎に動かす。
装置の自動運転については、プログラムをパソコンで処理し、ギアモーターへの供給電力をＯＮ・ＯＦＦ、回転方向変えの制御をする。
発電パネルの太陽光取得について、反射板を付け受光面積を増やすことも進める。
温度上昇に伴うパネルの効率ダウンを防ぐ散水の方策を講じる。
【発明の効果】
【００１７】
単純構造による製作の容易化・入手容易部材の使用・加工工数減の取組みにより低費用化が可能である。
パネル固定型と同出力で、パネル枚数半減をめざす。その分の費用をある程度下回る装置費用であれば、採用のメリットがでる。
駆動モーターは間隔有り運転なので、連続運転に比べ省電力になる。
建物の南壁面からの複数段の、持出し材でその先に当装置を取付けて、発電に寄与できる。
塔状構造物からの、多数段の持出し材でその先に当装置を取付けて、発電に寄与できる。
山の南尾根に多数設置できる、また北尾根でも効率は減少になるが有用である。
屋外駐車場等で利用すると、日陰の生成により夏場の涼しさ確保にも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
全図共通で、一部の細かい部品やボルト等は省いてある。
全図共通で、説明文字は説明主旨に沿うものだけにしている。
全図共通で、特に記述がなければ、可動部については起動姿勢合せの状態で表示するが、通常運動中では無い状態である。
全図共通で、全体という形容修飾は、支柱の下部と基礎を無視することがある。
一部の図で、陰線処理の図とワイヤーフレームの図を共に使っている。
【図１】図１は当装置全体の南西向きのアイソメ図である。（実施例１）
【図２】図２は当装置全体の南西向きのアイソメ図である。電気分電盤、コンディショナー、蓄電池、パソコン、基礎等の大きさ・位置等は目安である。（実施例１）
【図３】図３は当装置の要部の南西向きのアイソメ図である。図１の一部を拡大して説明を付加したものである。枝受材は非表示にしている。（実施例１）
【図４】図４は当装置の要部の北東向きのアイソメ図である。枝受材は非表示にしている。説明は図２で漏れているものについて付与してある。（実施例１）
【図５】図５は当装置要部の平面図である。（実施例１）
【図６】図６は当装置要部の南向き立面図である。（実施例１）
【図７】図７は当装置要部の東向き立面図である。（実施例１）
【図８】図８は当装置の上部の南西向きのアイソメ図である。冬至での代表時刻の形態を示している。（実施例１）
【図９】図９は当装置の上部の南西向きのアイソメ図である。春分の日での代表時刻の形態を示している。（実施例１）
【図１０】図１０は当装置の上部の南西向きのアイソメ図である。夏至での代表時刻の形態を示している。（実施例１）
【図１１】図１１は東西の離れ１０ｍ南北の離れ８ｍの４組のパネルの太陽光線方向の斜視図である。冬至での代表時刻の形態を示していて、長方形の重なり部はパネルにできる隣のパネルの影である。（実施例１）
【図１２】図６は東西の離れ１０ｍ南北の離れ８ｍの４組のパネルの太陽光線方向の斜視図である。夏至での代表時刻の形態を示していて、長方形の重なり部はパネルにできる隣のパネルの影である。（実施例１）
【図１３】図１３は当装置の水平ヒンジの南西向きアイソメ図である。（実施各案共通）
【図１４】図１４は当装置の鉛直ヒンジの南西向きアイソメ図である。（実施各案共通）
【図１５】図１５は２ヒンジ結合部の外殻材の加工形と組合せの様子を示している。（実施各案共通）
【図１６】図１６は散水についての概略と、水平ヒンジへの連結材の側面の形状を示している。（実施各案共通）
【図１７】図１７は散水材と水平ヒンジへの連結部の詳細である。（実施各案共通）
【図１８】図１８は水平ヒンジ内鋼管とウォームホイールの固定部の詳細である。（実施各案共通）
【図１９】図１９は強風検知リミットＳＷの詳細である。（実施各案共通）
【図２０】図２０は運動限度検知リミットＳＷの詳細である。（実施各案共通）
【図２１】図２１は部品名称等番表である。（実施各案共通）。一部の範囲の符号リストは図２８にもある。
【図２２】図２２は制御フローである。これに沿ってプログラムを作る。（実施各案共通）
【図２３】図２３は当装置を建物南側の壁や、搭状構造物への設置案の南西向き全体アイソメ図である。支柱の下部に曲がり部の補強継ぎ手を持ち、そこからは持出し角鋼管になる。その先は基着材で固定となる。鋼管相互の連結材は図に示してしていない。（実施例２）
【図２４】図２４は当装置のパネル域の変形案である、持ち出し型の、南西向き全体アイソメ図である。実施例１から枝受材、先端平準材を除去し、幹受材、水平ヒンジ内管、水平ヒンジへの連結材を減らしてある。（実施例３）
【図２５】図２５は当装置のパネル域の変形案である、反射板斜面型の、西向き断面図である。実施例１から枝受材、先端平準材を除去し、幹受材、水平ヒンジ内管、水平ヒンジへの連結材を減らしてある。（実施例３）
【図２６】図２６は当装置のパネル域の変形案である、反射板斜面型の、西向き部分詳細図である。実施例１から枝受材、先端平準材を除去し、幹受材、水平ヒンジ内管、水平ヒンジへの連結材を減らしてある。（実施例３）
【図２７】図２７は当装置のパネル域の変形案である、反射板全周型の、西南向き全体アイソメ図である。実施例１から枝受材、先端平準材を除去し、幹受材、水平ヒンジ内管、水平ヒンジへの連結材を減らしてある。（実施例４）
【図２８】図２８は当装置のパネル域の変形案である、反射板全周型の、パネル域断面図である。（実施例４）
【図２９】図２９は当装置のパネル域の変形案である、反射板全周型の、投影関係説明図である。（実施例４）
【図３０】図３０は当装置のパネル域の変形案である、反射板全周型の、平面図と投影図である。（実施例４）
【図３１】図３１は当装置のパネル域の変形案である、反射板全周型の、反射材の詳細図である。（実施例４）
【図３２】図３２は当装置のパネル域の変形案である、反射板多角錐斜面型の、西南向き全体アイソメ図である。（実施例５）
【図３３】図３３は傾斜固定受光と太陽指向の直達日射量の比較で２枚の内の１枚目である。
【図３４】図３４は傾斜固定受光と太陽指向の直達日射量の比較で２枚の内の２枚目である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明における、発電パネルの取付け域の大きさは、水平長さ6.6ｍ程度、斜め長さ3.９ｍ程度、装置の最高高さは10.3ｍ程度を基本とする。発電パネルは装置に含めない。
装置固定の場合では2.8ＫＷ程度の最大出力、昼間の発電量は11ＫＷＨ程度と認識。装置を太陽に昼間中ほぼ正対させること、および反射板で受光量増、パネルの温度下げで発電量ほぼ2倍強を目指す。装置は2台の100Ｗ程度のギアモーターを約15分毎に必要な秒数自動運転させて動かす。
【００２０】
ギアモーターは、日の出時と日没時の間に、太陽方角と太陽高度を指向して動かす。
この角度について、日時と設置地の緯度・高度による計算式が広く知られている。
コンピュータのＯＳから日付と時刻のデータを得、緯度・経度の渡しで瞬時に算出させ、その都度、日の出時刻からの約15分毎の累計角度を算出し、直前の累計時刻での角度との差を算出し、その角度に見合った秒数の運転信号を出す。なおギアモーターの回転数、減速比、ウォームギアの減速比から運転秒数と動かす角度の関連値を設定する。        
誤差は累計時に解消の目論見だが、実測検証に基づいて補正する。
ギアモータの回転数は、無負荷で毎分1750、減速比は215、出力トルクは10.8Kgmf、ウォームギアセットの減速比は15、ウォームホイールの働き直径は240mmと想定すると、鉛直軸の回転は、１秒間で3.255度になる。（1750/60/215/15*360）
USBIOボードでは、0.1〜25.5秒をコントロールできるので、当装置の１５分間隔では、3.75度に対して1.2秒の動作になる、日没後の回転戻し90度では27.7秒なので、２回に分けて動作させる場合が多い。
鉛直ヒンジ中心から、枝受材の端までの最短距離を375mmとして、
ピーク風荷重を170Kg/m2とすると、鉛直軸のモーメントは192.5Kgm
(3.9*6.9*SIN(6.483)*170*0.375*COS(6.483)=192.5)
これはウォームホイールの働き部の応力すると、3208Kgになる。(192.5/0.06)
鉛直ヒンジの場合は、２条タイプ、ウォームホイール直径60mm、ギアモジュール3、ギア幅35、材質FC200で、曲げモーメント、せん断力について検討すると、2個使用すれば、問題なくブレーキとして機能する。
鉛直ヒンジの場合、１条タイプ、ギアモジュール3.5、ギア幅35mm、材質FC200で、曲げモーメント、せん断力について同様に検討すると、3個使用すれば、問題なくブレーキとして機能する。
ギアモータのトルクについては、風に対しての耐力の検討は不要である。始動動トルクは出力トルクの2.4倍、ヒンジの摩擦を推測して問題ないと考える。風の抵抗がある時には、リミットSWが断になるので、復帰条件を考慮して自動復帰させる。元のＮＦＢが断になった場合は、手動復帰とする。
【００２１】
太陽光発電の効率の1例として、平方m当りの放射照度1000Ｗにおいて、190Ｗの性能が示されている。平方m当りの放射照度1000Ｗは、平方m当りの日射量859.8Ｋｃａｌに相当する。
晴天の日における太陽正対面での、直達日射量は、大気圏外での太陽エネルギーである平方m当り1164Ｋｃａｌと、Ｐ値のＳＩＮ（ｈ）の逆数によるべき乗の値の積である。
Ｐ値は大気通過率で天気類別で異なる。晴から不安定なうす晴で0.83から0.52までの幅がある。直達日射量は、中間値0.66だと夏至南中時で、平方m当り760Ｋｃａｌにしかならない。春分南中時では平方m当り680Ｋｃａｌ。日平均だとこの約70％と推定できる。
そのような推定から、通常は190Ｗの性能の55％ぐらいの、日射量しか得られないことになる。
しかし太陽指向装置、反射板等での、対策では、発電パネルの性能の70％に近い値が確保できるものと期待できる。
そして直達日射量の他に、天空日射量があるので、更に10％程度上乗せになる。
加えて散水による直接・気化熱による温度上昇を少なくし、効率低下を少なくする。パネル温度検知センサーの状態で、給水ポンプを動作させ、パネルへの散水間隔を制御する。
例 えば60℃、80℃の温度ＳＷで給水ポンプをＯＮ・ＯＦＦさせる。
【００２２】
日没後は、発電パネルの高度の向きをほぼ天頂に、方角を南にしておき、夜間の突風に備える。この状態を初期状態とする。いかなる姿勢でも突風にも耐える設計にするが、より装置寿命を長くするため、無用の長期間の不利側の状態を避ける。また強風が予想される場合には、姿勢を初期状態にするべくコンピュータ操作メニューに手動選択を入れる。
また昼間のどの時刻からでも手動で、初期状態からその時刻に合った角度に、動かせるようにも、プログラミングする。
【００２３】
プログラムの出力をモーターに作動時刻と秒数を渡す方法のひとつとして、一般的なことであるが、通信コマンドにデータを渡し、そのデータを有効に受け取れるリレーを組込んだＵＳＢＩＯボードに渡す、そしてそれから渡される電気信号で、更に大きな電流をＯＮ・ＯＦＦできるリレーを動作させ行う。なお作動時刻と秒数以外に、初期化、モーター逆転とその正逆時刻差、動き制限リミットＳＷ、風速制限リミットＳＷの動作時の処理等、ならびにメンテナンス用手動もコントロールできるようにプログラミングする。図１０に制御フロー例を示す。
【実施例１】
【００２４】
図１の全体斜視を念頭に説明する。
発電用パネルは枝受材に固定、枝受材は幹受材に固定、幹受材は水平ヒンジへの連結材で、水平ヒンジ内管に連結する。
水平ヒンジ内管と、水平ヒンジ外管は滑らかに回転する軸受の機能を持たせる。
水平ヒンジ外管は、２軸結合材を介して、鉛直ヒンジ内管に固定する。
鉛直ヒンジ内管と、鉛直ヒンジ外管は滑らかに回転する軸受の機能を持たせる。
鉛直ヒンジ外管は、鉛直ヒンジ外管基着材を介して、支柱に固定する。
支柱は４本の角鋼管の組合せとし、地面下の基礎に固定にする。
水平ヒンジ内管は、ベベルギアセット、ウォームギアセット、を介して、高度モータで回転させる。
鉛直ヒンジ内管は、平ギアセット、ベベルギアセット、ウォームギアセットを介して、方角モータで回転させる。
ウォームギアセットは、ウォームホイールギアからウォームギアへ伝わる回転力が発生しない種類のものを使用し、モータ回転時以外での固定と、風ほかの荷重に対する抵抗負担材の機能を持たせる。
【００２５】
発電用パネル、枝受材、幹受材相互の取付はボルト・ナット・座金で行う。先端平準材は枝受材先端の並びを揃えるもので、取付方法は同様。
【００２６】
幹受材と水平ヒンジ内管を連結するものが水平ヒンジへの連結材で、全ネジ棒、ナット、座金、曲げ加工の帯鋼、折加工の帯鋼、帯鋼片、山形鋼、ボルトからなり、水平ヒンジ内管を巡った曲げ加工帯鋼とナットに全ネジ棒を通して、水平ヒンジ内管の手前の帯鋼に至らせる。
この状態でナットを固定して全ネジ棒を締める。曲げ加工帯鋼の全長のほぼ真ん中で曲げ帯鋼内側のナットと、ボルトを締めて、曲げ帯鋼を仮固定させる。
水平内鋼管内部においては、帯鋼片で圧縮力に耐えさせる。小径の角パイプを位置決め固定材とする。
曲げ帯鋼には、圧縮力も発生するので、山形鋼を沿わせる。ボルト締めで固定。
この山形鋼に、折帯鋼をボルト締め固定し、幹受材の捻れ補強を担わせる。
【００２７】
幹受材３本の内の真ん中のものを、仮固定が全部済んだ状態の水平ヒンジへの連結材の、全ネジ棒にナットで締め付ける。これで水平ヒンジへの連結材の位置も揃う。
この状態で、仮固定のボルトの本締めをする。
【００２８】
幹受材の残りを真ん中の幹受材にボルトで取付ける。折帯鋼ともボルト締めする。
【００２９】
水平ヒンジ内管は、必要断面量を確保する為に、元部で３重。その先は２重とする。
図では水平ヒンジ内管（大）水平ヒンジ内管（中）水平ヒンジ内管（小）で示す。
水平ヒンジ外管に、水平ヒンジ内管（大）、続けて、太い管から順に、滑らかに動く支持台に乗せて、挿入する。  
隙間には、４本の帯鋼を挿入する。帯鋼の両端で帯鋼同士の位置固定をする。
内鋼管同士の固定については、元部の鋼管の外から４箇所程度のタップ穴で、ボルトを捻じ込み摩擦固定する。先の鋼管同士は、両先端で同様に摩擦固定する。
【００３０】
水平ヒンジ内管（大）の外には、ベアリング球支承ガイド曲げ帯鋼を固定する。曲げ帯鋼の両端は契り欠き込みつなぎとする。８箇所程度のタップ穴で、頭無しのボルトを平ドライバーで締込み、摩擦固定とする。そうすると曲げ帯鋼の緩みも解消する。
曲げ帯鋼の数はベアリング球の径分の隙間で３本とし、２箇所のベアリング球は総玉配置にする。
この位置は、水平ヒンジ外管の先端と２軸結合材の端に合わせ、４箇所とする。
水平ヒンジ内管の外側に、押引ベアリング球軸受を設ける。これのガイド曲げ帯鋼を水平ヒンジ内管（大）に固定する。方法は前出と同様。
水平ヒンジ外管の外側に押引ベアリング球の囲み帯鋼を設置する。これには他と同様のベアリング球入れ込み穴を作る。囲み帯鋼は、水平ヒンジ外管の支承部補強も果たす。
【００３１】
ベアリング球は、水平ヒンジ外管に作った４箇所のタップ穴から、位置合せをしておいて、落とし入れる。この穴は水平ヒンジ外管の内側に突出しないように加工したボルトを捻じ込んで固定する。この穴は潤滑剤の補充にも使う。
ベアリング球入れは、水平ヒンジ内管（大）を挿入する前にする。
【００３２】
２軸結合部は、軽量溝型鋼、鋼板、ボルト、ナット、座金からなる。図ではボルト、ナット、座金を表示していない。
水平ヒンジ外管と、鉛直ヒンジ外管に合わせた穴を持つ。水平位置固定の為に、ガイド曲げ帯鋼を他と同様に設ける。
高度ブラケット基着材用のタップ穴、電気ケーブル保護配管用の穴を持つ。
充填材流入用の穴と蓋を持つ。充填材凝固後、強度が発現する。
貫通補強ボルト用の穴を持つ。
【００３３】
鉛直ヒンジ内管に、水平ヒンジ外管が乗る。
鉛直ヒンジ内管の上部と下部の端に、ベアリング球支承を設ける。要領は水平ヒンジのものと同様。ベアリング球の落し込みが、押込みに変わる。
【００３４】
鉛直ヒンジ内管の下に円形鋼板、ウォームホイール、支え補材鋼管、円形鋼板、ベアリング球、囲み鋼管、連結帯鋼を設ける。
鉛直ヒンジ内管と円形鋼板、円形鋼板とウォームホイールは、タップ穴・ボルトで固定する。
円形鋼板、ウォームホイールほかを貫通させて芯ボルトを設ける。二重ナット同士は締め付けるが隙間を持たせる。
支え補材鋼管と囲み鋼管は、円形鋼板にあけた、タップ穴に頭無しのボルトを平ドライバーで締めこんだもの４本で水平ズレ止めにする。
ベアリング球は、総べた配置とし、鉛直ヒンジ下受材で支える。
【００３５】
鉛直ヒンジ外管は、鉛直力を負担せず、水平力のみを負担する。
鉛直ヒンジ外管は、溝形鋼片からなる、鉛直ヒンジ外管基着材で４本の支柱に固定する。ボルト締め。
鉛直ヒンジ外管の中に、鉛直ヒンジ内管を挿入する。
【００３６】
高度モータは、高度モータビームにボルト締めする。高度モータビームは、高度共用ビームコネクタに、高度共用ビームコネクタは、高度持出ビームに取付ける。
３本の高度軸は高度軸軸受で支持する。高度軸軸受は高度軸軸受ホルダに、高度軸軸受ホルダは、高度共用ビームに、高度共用ビームは、高度共用ビームコネクタに、高度共用ビームコネクタは、高度持出ビームに、高度持出ビームは高度ブラケットに、高度ブラケットは高度ブラケット基着材に、高度基着材は、２軸結合材に取付ける。
【００３７】
高度モータは高度モータカプラで芯合せしつつ、高度軸に結合する。1:1比の高度ベベルギアセットを２箇所で連動させる。軸への固定は、マザー溝の代わりに、タップ穴を軸とギア穴の境界位置に作り、ボルトを締めこむことで実現させる。この案の軸はM20の全ネジ棒で、ベベルギアの穴は径20mmなのでクリアランス少ない。
高度ウォームギアは高度モータ軸１本ごとに、貫通取付けし、ギアボス部に４個のタップ穴を作り、ボルト締めで芯合せしつつ、固定する。芯ブレ消しに楔材と戻り止めのタップ穴を作りビスで締める。
【００３８】
軸受には、ベアリング球使用の回転台部材を使用する。その部材と軸穴調整鋼板をタップ穴、皿ボルト、ナット、座金で固定する。回転台部材のもう一方の側は、高度軸受ホルダに押し当てる。１本の高度軸に２個の軸受を設けるが、押引のウォームギアのスラスト荷重に抵抗できる勝手にする。
高度軸受ホルダとウォームホイールのクリアランス確保の為と、ウォームギアスラスト荷重受けの為に、クリアランス円形鋼板を密着介在させる。
【００３９】
高度ウォームホイールギアは、高度ウォームホイールの中央を中心にして水平ヒンジ内側管(大)に合わせた寸法で繰り抜く加工をし、ギア近くの縁に合せた円形鋼板を両側に取付ける。繰り抜き加工には、700W程度のジグソーで約２時間を要する。
高度ウォームホイールと２枚の円形鋼板は穴あけ、ボルト締めで固定する。
水平ヒンジ内側管(大)には、曲げ帯鋼を締め固定し、それと、円形鋼板を山形鋼片でタップ穴、ボルト締めの方法で固定する。芯調整は、楔・ビス締めで行う。曲げ帯鋼の両端は契り欠き込みつなぎとし、タップ穴にボルトを締めて摩擦固定する。
内管の欠損を伴わない方法で実現する為にこのような細工をする。
【００４０】
方角モータは、方角モータ基着材を介して、支柱にあけた穴にボルトて締付け固定する。
方角モータ軸、２本の平ギア軸、２本の方角ウォームギア軸がある。
それぞれの軸は２箇所以上の軸受で支持する。スラスト荷重のないものも、軸方向のがたつきをさせない為に、クリアランス円形鋼板を密着介在させる。
軸受は軸受けホルダ、軸受けホルダ基着材で、支柱にあけた穴にボルトで締め付け固定する。
【００４１】
方角モータは、方角モータカプラで方角モータ軸に結合させ、平ギアセットを回転させる。平ギアは、楔固定、タップ穴、ビス締めを、両側から行う。
その先に方角ベベルギアセットがある、それぞれで勝手が異なる理由は、ウォームギアホイールを同じ方向に回転させる為である。方角ベベルギアの固定方法は、高度ベベルギアと同様である。
【００４２】
方角ウォームギア軸は、支柱を貫通する。
その先でウォームギア、クリアランス円形鋼板、軸受、軸穴調整鋼板を貫通し、さらに支柱を貫通し、その先の、軸受、軸穴調整鋼板、軸受ホルダ、端締めボルトに至る。
ウォームギアセットは、収容できるウォームホイールの径の制約の為、小径ではあるが２条タイプを使用し、ギアへの風荷重の負担をカバーしている。
【００４３】
以上が装置のあらましであるが、ここまでの説明で抜けていたことを補う。
図21部品名称等番号表には、明細書に使っていないもの、図にも使わなかったものがあるが、存在図番の欄に、前者は”−“、後者は空白で分かるようにしてある。
図2における全体状況では、商用電気が停止で、日照の無い場合でもある程度の100V電気が使える為の、蓄電池、インバータ、制御機器を示している。蓄電池への充電をパワーコンディショナからか、または発電パネル側からの直接にするかは、選べるような回路にする。
図8〜図10におけるアイソメ図では、可動部分の運動形態に問題がないことを示している。
図11〜図12における斜視図では、装置を並べて設置した場合に、長方形の重なりにより影が別のパネルにできる様子を示している。装置の設置間隔によって異なるが、南北8m東西10mの場合、冬至で10時〜15時には、夏至で7時〜17時には影がほとんどできない。多数設置の場合はこのようにして、効果を予測できる。東経137度0分12秒    北緯35度23分21秒にて作図。
図33、図34において傾斜した固定受光面での直達日射量を算出している。太陽指向の受光面での直達日射量に、傾斜した固定受光面の法線と太陽光のなす実角のCOS値を乗じて算出している。傾斜角度が10度から50度ではあまり差が無い。また通年平均で太陽指向のものと比べて35%程度の違いである。太陽指向のメリットが期待より小さいことは否めない。
よって反射集光により、効率向上を進めるものである。とは言え太陽光を獲得する反射材の見付広さは、受光面を減らすことになるので、効率は向上しても、発電量は減ることになる。整理すると、太陽光を無駄にせず、費用の分のメリットを得ることが肝要で、発電パネルの費用と効率向上の為の装置の費用の試算と、電気料金の試算を合わせたもので判断することになる。
耐久性を向上させる為に、雨除けのカバーで覆うことが好ましい。
プログラムの不具合他により、ギアモータの運転が異常になった場合はリミットSWで給電をストップする。当装置では、支柱角鋼管またはそれに付けてある方角モータや、高度モータと発電パネルの枝受材、または先端平準材のぶつかりを、回転中心に対する角度5度手前に設定し、クッション材を付けることで、ダメージを減らす。停止過程でのモータへの電流値の過多をNFBの動作で防ぐ。
電線、給水については図化していない。電気では信号、給電、発電のケーブルがある。水では給水と復水がある。可動部である高度モータや2ヒンジ結合材に至るものについては、十分な自由長さを確保したケーブル、ホースを懸垂する方法とする。
以降に、基本形態からの変化形を示す。
実施案2は、持出し型の形態である。
実施案3〜5は、反射集光で、発電パネルの面積当りの効率向上を目指した形態である。
部品等の例をあげる。
ウォームギア、ウォームホイール、ベベルギア、平ギア：青木精密工業  ,WS40S, WS40D, HF4060S, WS40D, BSM3025, SSA4024
ギアモータ：友機械工業  ,アルタックスNEO
CNHM01-5097DR-CB-215
ステンレス球：有限会社舟辺精工
充填硬化材：ABC商会  ,ノンシュリンク  ライトグラウト  ライトパット
防錆塗料：ローバル株式会社,  ローバルR
市販USBIOボード：株式会社ワイツー,
USB接続リレーボード RBIO-2U
言語：有限会社  電脳組
,BASIC/98 forwindoes Version4
パソコン：NEC LaVie
,PCLG21 FSEGM
CAD：キャノンＩＴソリューションズ,  TurboCad プロフェッショナルVer.10  
【実施例２】
【００４４】
当装置を建物南側の壁や、搭状構造物への設置するものである。実施例１の支柱角鋼管の下部に曲がりの形態の剛接継ぎ手をもち、そこからは持出し角鋼管になる。その端は剛接基着材とベースプレート、アンカーボルトで固定となる。鋼管相互の連結材は図に示していない。
持出し角鋼管の長さや、取付の高さにより、断面量を増やす必要がある場合は、角鋼管のサイズアップ、肉厚アップ、カバープレートの増やし等によって対処する。
【実施例３】
【００４５】
実施例１の発電パネルの量を減らし、その分の面積に反射材を設けるものである。反射材は、上側と下側にそれぞれ１列とする。
発電パネルと反射材の間には、実施例１と同様の水平に長い散水口と水受及び隙間を持つ。
反射材表面材は、ステンレス板で厚さ0.3mmで、ステンレスビスで下地に締め付ける。
下地は厚さ0.3mm程度のカラー焼付け鋼板を折り曲げ加工し、リップ溝形鋼のような形状にし、リップ部を枝材にステンレスビスで締め付ける。実施例３と同様とする。
【実施例４】
【００４６】
実施例１の発電パネル、枝材、先端平準材の替わりに、反射集光用の枝材、孫材、反射材を設け、発電パネルをそれらで囲まれた内側に設けられるようにしたものである。
発電パネルと反射材の間には、実施例１と同様の水平に長い散水口と水受及び隙間を持つ。
【００４７】
図28,29,30において、反射集光装置部の仕組みを説明する。
受光面に相当する長方形を以降では、受光長方形（９３０）と称する。
受光長方形（９３０）の隣り合う２辺の延長線を想定し、受光長方形の隅の直角の対頂角に相当する範囲を外隅部と称する。
受光長方形（９３０）に直交する方向の、平行光線を受光した時に、受光長方形（９３０）の内側にのみ集光することと、
受光長方形（９３０）に直交する方向の、平行光線を受光した時に、受光長方形（９３０）の内側にほぼ均一に集光すること、
を実現する為に、受光長方形（９３０）への入射角（９３９）と、反射集光部装置の投影所定寸法（９３３）と、隙間寸法（９３４）を指定して、反射板（９３１）への入射角（９３２）と反射板の端の位置（９４０）を決める。
この寸法の関係は、外隅部における、受光長方形（９３０）の四隅を通る法線（９３５）を含む各切断面にても同様に適用できる。
【００４８】
前項での寸法関係を含む基本的なことを更に説明をする。選択図は図６と図１０である。
受光長方形（９３０）には、太陽に正対する面積分の太陽光の直接照射がある。
反射板（９３１）には、反射板（９３１）の受光長方形（９３０）と垂直の向きの投影の投影面積分の、太陽光の直接照射がある。
反射板（９３１）で、入射角と同じ大きさの反射角（９３７）で、反射光（９３８）となる。
反射光（９３８）は受光長方形（９３０）に、入射角度（９３９）で照射となる。
次に反射集光装置部の寸法決めの順について説明。
Ｅ，Ｇの決定
Ｌ，Ｈ，Ｂの決定・・・・Ｌ，ＨにＢが従属  、Ｌ，ＢにＨが従属、Ｈ，ＢにＬが従属。任意に選択。
Ｊ，Ｋ，Ｍ，Ｆ，Ｐ，Ａが上記２行（Ｅ，Ｇ，Ｌ，Ｈ，Ｂ）に従属
Ｅ，Ｇ，Ｌ，Ｈ，Ｂの決定に続き、左の円内の角度Ｂを二等分線作図する。
この線を点Ｑへ平行移動する。Ｃが得られる。ＭとＴ、ＮとＴは同位角、対頂角によって同じ。
ＭとＮは言うまでも無く同じ。よって  ９０°−Ｂ／２  ＝Ｃである。
一方、Ｃ＝９０°−Ｔ、Ｖ＝９０°−Ｔ、よってＶ＝Ｃ
ＶとＡは対頂角により同じ。よって  Ｃ＝Ａ。
言い換えれば  Ａ＝９０°−Ｂ／２。Ｂ＝２（９０°−Ａ）も言える。
引き続き、Ｊ，Ｋ，Ｍ，Ｐの寸法を既知の角を使って得る。
なお、ＥとＦには、ＣＯＳ（Ｂ）＝Ｆ／Ｅの関係がある。
半径Ｆの円と半径Ｅの円を作図し、線分９３５を作図する。半径Ｆの円と線分９３５の交点を、線分９３８が通る。Ｂの大きさを変えたり、Ｅ、Ｆの長さを変えても、この関係は変わらない。
【００４９】
図１において、隅部反射板短辺の中心を結ぶ線を想像線で示してあるが、この線からの類推で、短辺の形状を調整すると、反射光の受光長方形からの出入りを、少なくすることができる。
【００５０】
図１３に反射板（９３１）の構造の一例を示す。
反射材表面材（９４１）はステンレス板で厚さ０．３ｍｍ程度でステンレスビス（９４２）で下地（８４２）に締め付ける。下地（８４２）は厚さ０．３ｍｍ程度のカラー焼付け鋼板を折り曲げ加工し、リップ溝形鋼のような形状にし、リップ部を取付用枝材（８１）にビス（９４３）で締付ける。
下地（８４２）には取付用の穴（９４５）を作るが、反射材表面材（９４１）の裏になるので、穴の処理はしない。
隣り合う長方形反射板間の反射板表面材（９４１）の下地（９４６）は、変則寸法になるが、４枚の長方形反射板下地（８４２）と同様とする。これは取付用孫材（８５１）にビスで締付ける。
取付用孫材（８５１）は鋼板厚４．５ｍｍ程度を切断加工と曲げ加工をし、取付用枝材（８１）にクリップアングル（８２）を介してボルト締めする。
【００５１】
太陽指向装置については、当特許の出願人が先に出願済みの特願２０１１−８２２６６の装置を基本として採用する。修正する部分は次のとおり。
特願２０１１−８２２６６における反射材（８５）、副反射材（８７）については、下地も共に除外したものとする。
特願２０１１−８２２６６における枝材（８０）、先端平準材（８３）については、除外し、別の材料を配する。
特願２０１１−８２２６６における幹材（９０）、主鋼管（５２）、内鋼管（５３）、ヒンジ連結材（１００）については長さ・数を減らす。
【００５２】
当発明が、先例  特許第３１８４６６０号  の請求範囲を侵していないことを説明する。
先例の請求項１から請求項５には、太陽光と常に正対しているとの言及が無い。
詳細な説明の０００６においては、太陽追尾装置を使用しなくて済む方法しての記述が、ある。
詳細な説明の００１４においては、追尾装置を設けると更に効率が良くなるとの記述が、あるが、必要条件にされていない。
５．８倍等の比較数値の言及が００１１ではあるが、特定の時間の範囲でのことに過ぎず、太陽追尾または太陽指向の装置との組み合わせがないと効果が少ないのに、太陽追尾または太陽指向の装置との組み合わせになっていない。
【００５３】
先例の図１から図１２の全図において、受光器と反射板との間に隙間が無い。詳細説明にも言及が無い。
【００５４】
先例においては、反射板は長方形と三角形で構成されている。
【００５５】
当発明では、太陽指向装置と組合せを必須としている。
当発明では、受光パネル位置と反射板の間に機能的な隙間を有している。
当発明では、隣り合う長方形反射板間の反射板（９１３）は８枚以上の４辺形である、または反射面を正多角錐の斜面内側の部分の形状を持つ。
よって  当発明は、先例の請求範囲を侵していない、別の発明である。
【実施例５】
【００５６】
実施例４の反射材の形状を、多角錐の斜面の内側の面の形態の一部分に置き換え、反射材が、ほぼ受光パネルの表面に相当する長方形の範囲にのみ反射光を集める為に、すべての反射材は、反射後の太陽光の受光パネルへの入射角、反射材の先端位置、受光パネルの投影長さ、機能を持つ隙間の大きさにより決めたものである。
発電パネルと反射材の間には、実施例１と同様の水平に長い散水口と水受及び隙間を持つ。
図32にあらましの形を示すが、枝材、孫材、散水口、水受等を略し表示していない。
【図１】
2012256827.tif 000003
【図２】
2012256827.tif 000004
【図３】
2012256827.tif 000005
【図４】
2012256827.tif 000006
【図５】
2012256827.tif 000007
【図６】
2012256827.tif 000008
【図７】
2012256827.tif 000009
【図８】
2012256827.tif 000010
【図９】
2012256827.tif 000011
【図１０】
2012256827.tif 000012
【図１１】
2012256827.tif 000013
【図１２】
2012256827.tif 000014
【図１３】
2012256827.tif 000015
【図１４】
2012256827.tif 000016
【図１５】
2012256827.tif 000017
【図１６】
2012256827.tif 000018
【図１７】
2012256827.tif 000019
【図１８】
2012256827.tif 000020
【図１９】
2012256827.tif 000021
【図２０】
2012256827.tif 000022
【図２１】
2012256827.tif 000023
【図２２】
2012256827.tif 000024
【図２３】
2012256827.tif 000025
【図２４】
2012256827.tif 000026
【図２５】
2012256827.tif 000027
【図２６】
2012256827.tif 000028
【図２７】
2012256827.tif 000029
【図２８】
2012256827.tif 000030
【図２９】
2012256827.tif 000031
【図３０】
2012256827.tif 000032
【図３１】
2012256827.tif 000033
【図３２】
2012256827.tif 000034
【図３３】
2012256827.tif 000035
【図３４】
2012256827.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月24日(2011.11.24)
【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、太陽光発電パネルを昼間時に常に太陽にほぼ正対させる為、または発電効率を向上させる為、の装置についてのものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電用指向装置は太陽光追尾装置とも称呼されているものとほぼ同様だが、現実には太陽に近ずく訳ではないのでこの称呼のほうがふさわしいと考えられる。  
同装置には、小型のもの、複数の発電パネル面群を動かすもの、大きな１面のパネルを動かすもの等がすでに発表されている。
【０００３】
後掲文献のＴＥＣ有限会社テック岡崎のものでは、1.6〜2倍の値とのことである。
【０００４】
後掲文献の光機械のものでは、発電効率が30〜35％UPとのことである。
【０００５】
発表されている大同特殊鋼のものは最も実用化が進んでいると思われる。
【０００６】
発売されているWATTSUN社のトラッカーでは、地上からの高さ５ｍ未満のものが標準と思われる。一部の材料は、購入者負担である。
http://www.wattsun.com/residential_gallery.html
【０００７】
後掲文献の空調機器管理株式会社の特許第４５１４８２７号において、図１８では、１日の発電量の固定型と追尾型のグラフ比較ができ、追尾型の方が６０％多いことが読み取れる。
また太陽に正対から４５度程度ずれていても、効率はほとんど変わらないことも、明細書に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４５１４８２７号
【特許文献１】特許第３１８４６６０号
【特許文献２】特開２０１０−２５８３６９
【非特許文献】
【０００９】
“新制建築計画  オーム社  昭和３９年４月１０日  第１６版１２〜１４ページ  太陽位置”
【００１０】
“アセット・マネジメント・コンサルティング株式会社  太陽赤緯、均時差、太陽時角、太陽高度及び太陽方位角の計算  http://.am-consulting.co.jp/topmenu/data/0002 000114
taiyoukoudo.html”
【００１１】
“中川清隆@立正大学地球環境学部環境システム学科  太陽方位、高度、大気外日射量の計算  http://es.ris.ac.jp~nakagawa/met_cal/solar.html”
【００１２】
“ＴＥＣ有限会社テック岡崎  ＳＰＳ高能率ソーラー発電システム
http://www.tec-okcom/”
【００１３】
“株式会社光機械製作所  太陽光発電、太陽追尾装置  http://hikarikikai.co.jp/06solar/tracker.html”  
【００１４】
“三菱電機  三菱住宅用太陽光発電システムhttp://www.mitsubishielectric.co.jp/service/taiyo/jutaku/product/module/  ”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
先例で効率の良いものでは、装置の構造が大掛かりで費用対効果に懸念がある。２階建て住宅の屋根上に設置できるものが無い。
よって実用的な高さ・大きさで発電効率を良いものを実現させる。  
太陽に対しての移動を、ほぼ全方向で、正対させるように、装置により、受光効率の最大化を目指し、かつ受光量を比較的費用少で増す。
温度上昇によるパネルの発電効率減少への対処。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
発電パネル部の、可動範囲を多くし、パネル面積当りの発電量ほぼ２倍強を目ざす。
ふたつのヒンジの交差部の強度信頼性を高いものする。
水平ヒンジの鋼管に穴を作らない工夫をし、強度信頼性と、生産性の高いものにする。
装置については、２台の１００Ｗ程度のギアモーターを、約１５分毎に動かす。
装置の自動運転については、プログラムをパソコンで処理し、ギアモーターへの供給電力
のＯＮ・ＯＦＦ、回転方向変えの制御をする。
発電パネルの太陽光取得について、反射板を付け受光面積を増やすことも進める。
温度上昇に伴うパネルの効率ダウンを防ぐ散水の方策を講じる。
【発明の効果】
【００１７】
単純構造による製作の容易化・入手容易部材の使用・加工工数減の取組みにより低費用化が可能である。
パネル固定型と同出力で、パネル枚数半減をめざす。その分の費用をある程度下回る装置費用であれば、採用のメリットがでる。
駆動モーターは間隔有り運転なので、連続運転に比べ省電力になる。
建物の南壁面からの複数段の、持出し材でその先に当装置を取付けて、発電に寄与できる。
塔状構造物からの、多数段の持出し材でその先に当装置を取付けて、発電に寄与できる。
山の南尾根に多数設置できる、また北尾根でも効率は減少になるが有用である。
屋外駐車場等で利用すると、日陰の生成により夏場の涼しさ確保にも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
全図共通で、一部の細かい部品やボルト等は省いてある。
全図共通で、説明文字はおもに説明主旨に沿うものだけにしている。
全図共通で、特に記述がなければ、可動部については、通常運動中では無い状態である、真南水平向きでの、起動姿勢合せの状態で、表示する。
全図共通で、全体という形容修飾は、支柱の下部と基礎を無視することがある。
一部の図で、陰線処理の図とワイヤーフレームの図を共に使っている。
【図１】図１は当装置全体の南西向きのアイソメ図である。（実施例１）
【図２】図２は当装置全体状況の北東向きのアイソメ図である。電気分電盤、パワーコンディショナ、蓄電池、パソコン、基礎等の大きさ・位置等は目安である。（実施例１）
【図３】図３は当装置の要部の南西向きのアイソメ図である。図１の一部を拡大して説明を付加したものである。枝受材は非表示にしている。（実施例１）
【図４】図４は当装置の要部の北東向きのアイソメ図である。幹受材、枝受材は非表示にしている。説明はおもに図3で漏れているものについて付与してある。（実施例１）
【図５】図５は当装置要部の平面図である。（実施例１）
【図６】図６は当装置要部の東向き立面図である。（実施例１）
【図７】図７は当装置要部の南向き立面図である。（実施例１）
【図８】図８は当装置全体の南西向きのアイソメ図である。冬至での代表時刻の運動形態を示している。（実施例１）
【図９】図９は当装置全体の南西向きのアイソメ図である。春分の日での代表時刻の運動形態を示している。（実施例１）
【図１０】図１０は当装置全体の南西向きのアイソメ図である。夏至での代表時刻の運動形態を示している。（実施例１）
【図１１】図１１は東西の離れ１０ｍ南北の離れ８ｍの４組のパネルの太陽光線方向の斜視図である。冬至での代表時刻の形態を示していて、長方形の重なり部はパネルにできる隣のパネルの影である。（実施例１）
【図１２】図６は東西の離れ１０ｍ南北の離れ８ｍの４組のパネルの太陽光線方向の斜視図である。夏至での代表時刻の形態を示していて、長方形の重なり部はパネルにできる隣のパネルの影である。（実施例１）
【図１３】図１３は当装置の水平ヒンジの南西向きアイソメ図である。（実施各案共通）
【図１４】図１４は当装置の鉛直ヒンジの東向きワイヤーフレーム図と南西向きアイソメ図である。（実施各案共通）
【図１５】図１５は２ヒンジ結合部の外殻材の加工形と組合せの様子を示しているアイソメ図である。（実施各案共通）
【図１６】図１６は散水についてのイメージと、水平ヒンジへの連結材の側面の形状を示している。（実施各案共通）
【図１７】図１７は散水材の詳細断面図と水平ヒンジへの連結部のアイソメ図である。（実施各案共通）
【図１８】図１８は水平ヒンジ内鋼管とウォームホイールの固定部の断面詳細図である。（実施各案共通）
【図１９】図１９は強風検知リミットＳＷの詳細である。（実施各案共通）
【図２０】図２０は運動限度検知リミットＳＷの詳細である。（実施各案共通）
【図２１】図２１は部品名称等番号表である。（実施各案共通）。一部の範囲の符号リストは図２８にもある。
【図２２】図２２は制御フローである。これに沿ってプログラムを作る。（実施各案共通）
【図２３】図２３は当装置を建物南側の壁や、搭状構造物への設置案の、南西向き全体アイソメ図である。支柱の下部に曲がり部の補強継ぎ手を持ち、そこからは持出し角鋼管になる。その先は基着材で固定となる。鋼管相互の連結材は図に示してしていない（実施例２）持出し型と称する。
【図２４】図２４は当装置のパネル域の変形案である反射斜面型の、南西向き全体アイソメ図である。実施例１から枝受材、先端平準材を直してある。（実施例３）
【図２５】図２５は当装置のパネル域の変形案である反射板斜面型の、西向き断面図である。実施例１から枝受材、先端平準材を直してある。（実施例３）
【図２６】図２６は当装置のパネル域の変形案である反射板斜面型の、西向き部分詳細図である。実施例１から枝受材、先端平準材を直してある。（実施例３）
【図２７】図２７は当装置のパネル域の変形案である反射板全周型の、西南向き全体アイソメ図である。実施例１から枝受材、先端平準材を直してある。（実施例４）
【図２８】図２８は当装置のパネル域の変形案である反射板全周型の、パネル域断面図である。（実施例４）
【図２９】図２９は当装置のパネル域の変形案である反射板全周型の、投影関係説明図である。（実施例４）
【図３０】図３０は当装置のパネル域の変形案である反射板全周型の、平面図と投影図である。（実施例４）
【図３１】図３１は当装置のパネル域の変形案である反射板全周型の、反射材の詳細図である。（実施例４）
【図３２】図３２は当装置のパネル域の変形案である反射板多角錐斜面型の、西南向き全体アイソメ図である。（実施例５）
【図３３】図３３は傾斜固定受光と太陽指向の直達日射量の比較で２枚の内の１枚目である。(実施各案共通)
【図３４】図３４は傾斜固定受光と太陽指向の直達日射量の比較で２枚の内の２枚目である。(実施各案共通)
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明における、発電パネルの取付け域の大きさは、水平長さ6.6ｍ程度、斜め長さ3.9ｍ程度で、装置の最高高さは10.3ｍ程度を基本とする。発電パネルは装置に含めない。
装置固定の場合では春分時2.8ＫＷ程度の最大出力、昼間の発電量は11ＫＷＨ程度と認識している。
装置を太陽に昼間中ほぼ正対させること、および反射板で受光量を増し、パネルの温度下げで発電量ほぼ2倍強を目指す。装置は2台の100Ｗ程度のギアモータを約15分毎に必要な秒数自動運転させて動かす。
【００２０】
発電パネル他の可動部はギアモータで、日の出時と日没時の間に、太陽方角と太陽高度を指向して動かす。
太陽方角、太陽高度の角度について、日時と設置地の緯度・高度による計算式が広く知られている。
コンピュータのＯＳから日付と時刻のデータを得、緯度・経度の渡しで瞬時に算出させ、その都度、日の出時刻からの約15分毎の累計角度を算出し、直前の累計時刻での角度との差を算出し、その角度に見合った秒数の運転信号を出す。なおギアモータの回転数、減速比、ウォームギアの減速比から運転秒数と動かす角度の関連値を設定する。        
誤差は累計時に解消の目論見だが、実測検証に基づいて補正する。
ギアモータの回転数は、無負荷で毎分1750、減速比は215、ウォームギアセットの減速比は15、と想定すると、鉛直軸の回転は、１秒間で3.255度になる。（1750/60/215/15*360）
USBIOボードでは、0.1〜25.5秒をコントロールできるので、当装置の１５分間隔に合う角度の3.75度に対して1.2秒の動作になる、日没後の回転戻し90度では27.7秒なので、２回に分けて動作させる場合があるので、プログラムにて対処する。
鉛直ヒンジ中心から、枝受材の端までの最短距離を375mmとして、ピーク風荷重を170Kg/m2とすると、鉛直軸のモーメントは184.1Kgmとなる。(3.9*6.6*SIN(6.483)*170*0.375*COS(6.483)=184.1)
これは直径120mmの鉛直ウォームホイールの働き部の応力にすると、3069Kgになる。  (184.1/0.06)  
ウォームギアセット２条タイプ、ギアモジュール3、ギア幅35、材質FC200で、曲げモーメント、せん断力について検討すると、2個使用すれば、問題なくブレーキとして機能する。
水平ヒンジの場合、１条タイプ、ウォームホイール直径240mm、ギアモジュール3.5、ギア幅35mm、材質FC200で、曲げモーメント、せん断力について同様に検討すると、3個使すれば、問題なくブレーキとして機能する。
ギアモータの出力トルクについては、10.4kgmfと想定。風が強い時には、リミットSWが断になるので、復帰条件を考慮して自動復帰させる。元のNFBが断になった場合は、手動復帰とする。始動トルクは出力トルクの2.4倍あれば、ヒンジの摩擦を考えても問題ないと考える。
【００２１】
太陽光発電の効率の1例として、0014において、平方m当りの放射照度1000Ｗでは、190Ｗの性能が示されている。平方m当りの放射照度1000Ｗは、平方m当りの日射量859.8Ｋｃａｌに相当する。
晴天の日における太陽正対面での、直達日射量は、大気圏外での太陽エネルギーである平方m当り1164Ｋｃａｌと、Ｐ値のＳＩＮ（ｈ）の逆数による、べき乗の値の積である。
Ｐ値は大気通過率で天気類別で異なる。晴から不安定なうす晴で0.83から0.52までの幅がある。直達日射量は、P値の中間値0.66だと夏至南中時で、平方m当り760Ｋｃａｌにしかならない。春分南中時では平方m当り680Ｋｃａｌ。日平均だとこの約70％と推定。
そのような推定から、通常は190Ｗの性能の55％ぐらいの、日射量しか得られないことになる。
しかし太陽指向装置、反射板等での、対策では、発電パネルの性能の70％に近い値が確保できるものと期待できる。
そして直達日射量の他に、天空日射量があるので、更に10％程度上乗せになる。
加えて散水による直接・気化熱による温度上昇を少なくし、効率低下を少なくする。パネル温度検知センサーの状態で、給水ポンプを動作させ、パネルへの散水間隔を制御する。
例えば60℃、80℃の温度ＳＷで給水ポンプをＯＮ・ＯＦＦさせる。パソコン制御から外して動作させても問題ない。
【００２２】
日没後は、発電パネルの高度の向きをほぼ天頂に、方角を南にしておき、夜間の突風に備える。この状態を退避状態とする。強風が予想される場合には、姿勢を退避状態にするコンピュータ操作メニューに、手動選択を入れる。
どの時刻からでも手動で、初期状態からその時刻に合った角度に、動かせるようにも、プログラミングする。
【００２３】
プログラムの出力をモーターに、作動時刻や秒数を渡す方法のひとつとして、一般的なことであるが、通信コマンドにデータを渡し、そのデータを有効に受け取れるリレーを組込んだＵＳＢＩＯボードに渡す、そしてそれから渡される電気信号で、更に大きな電流をＯＮ・ＯＦＦできるリレーを動作させ行う。なお作動時刻と秒数以外に、初期化、モーター逆転とその正逆時刻差、動き制限リミットＳＷ、風速制限リミットＳＷの動作時の処理等、ならびにメンテナンス用手動もコントロールできるようにプログラミングする。図24に制御フロー例を示す。
【実施例１】
【００２４】
図１の全体アイソメ図を念頭に説明する。
発電用パネル(1)は枝受材(76)に固定、枝受材は幹受材(75)に固定、幹受材は水平ヒンジへの連結材(78,79)で、水平ヒンジ内管(62,63)に連結する。
水平ヒンジ内管と、水平ヒンジ外管(58)には滑らかに回転する軸受の機能を持たせる。
水平ヒンジ外管は、２ヒンジ結合材(44〜49)を介して、鉛直ヒンジ内管(34)に固定する。
鉛直ヒンジ内管と、鉛直ヒンジ外管(28)には滑らかに回転する軸受の機能を持たせる。
鉛直ヒンジ外管は、鉛直ヒンジ外管基着材(29)を介して、支柱角鋼管(20)に固定する。
支柱は４本の角鋼管の組合せとし、地面下の基礎に固定にする。
水平ヒンジ内管(62)は、ベベルギアセット(119)、ウォームギアセット(120,124)、を介して、高度モータ(115)で回転させる。
鉛直ヒンジ内管(34)は、平ギアセット(91)、ベベルギアセット(97)、ウォームギアセット(102,108)を介して、方角モータ(88)で回転させる。
ウォームギアセットは、ウォームホイールギア(108,124)からウォームギア(102,120)へ伝わる回転力が発生しない条件のものを使用し、モータ回転時以外での固定と、風ほかの荷重に対する抵抗負担材の機能を持たせる。
【００２５】
発電用パネル(1)、枝受材(76)、幹受材(75)相互の取付はボルト・ナット・座金で行う。先端平準材(77)は枝受材先端の並びを揃えるもので、取付方法は同様。
【００２６】
幹受材と水平ヒンジ内管(62,63)を連結するものが水平ヒンジへの連結材(78,79)で、長ねじボルト(167)、締めナット(169)、丸座金(171)、締め帯鋼(163)、折帯鋼(164)、帯鋼(160,161)、添えアングル(165)、締め用押しボルト(166)からなり、水平ヒンジ内管(62,63,64)を巡った締め帯鋼(163)と締めナット(169)に長ねじボルト(167)を通して、水平ヒンジ内管の手前の長ねじボルトガイド(168)に至らせる。
この状態で締めナット(169)を固定して長ねじボルト(167)を、50Kgmf程度のトルクで締める。締め帯鋼(163)の全長のほぼ真ん中で締め帯鋼(163)内側のナットと、締め用押しボルト(166)も軽く締めて、締め帯鋼を仮固定させる。
水平内鋼管小(64)内部においては、帯鋼片(160,161)で圧縮力に耐えさせる。小径の角パイプを位置決め固定材(162)とする。
締め帯鋼には、圧縮力も発生するので、添えアングル(165)を沿わせる。ボルト締めで固定。
この添えアングル(165)に、折帯鋼(164)をボルト締め固定し、幹受材(75)の捻れ補強を担わせる。
【００２７】
幹受材(75)３本の内の真ん中のものを、仮固定が全部済んだ状態の水平ヒンジへの連結材(78,79)の、長ねじボルト(167)にナットで締め付ける。これで水平ヒンジへの連結材(78,79)の位置も揃う。
この状態で、水平ヒンジへの連結材(78,79)の仮締め状態の締め用押しボルト(116)の本締めをする。
【００２８】
幹受材(75)の残りを真ん中の幹受材にボルトで取付ける。折帯鋼(164)ともボルト締めする。
【００２９】
水平ヒンジ内管(62,63,64)は、必要断面量を確保する為に、元部で３重。その先は２重とする。
水平ヒンジ外管に、水平ヒンジ内管大、続けて、太い管から順に、滑らかに動く支持台に乗せて、挿入する。  
隙間には、４本の間隔保持用帯鋼(69)を挿入する。帯鋼の両端で帯鋼(69)同士の位置固定をする。
内鋼管(62,63)同士の固定については、元部の鋼管の外から４箇所程度のタップ穴で、ボルトを捻じ込み摩擦固定する。先の鋼管(63,64)同士は、両先端で同様に摩擦固定する。
【００３０】
水平ヒンジ内管大(62)の外には、曲げ帯鋼のベアリング球ガイド(61)を固定する。曲げ帯鋼の両端は契り欠き込みつなぎとする。８箇所程度のタップ穴で、頭無しのボルトを平ドライバーで締込み、摩擦固定とする。そうすると曲げ帯鋼の緩みも解消する。
ベアリング球ガイド(61)の数はベアリング球(59)の径分離して2本、ベアリング球(59)は総玉配置とする。
水平ヒンジベアリング球用穴ボルト(60)からベアリング球を入れ込む。上と下に設け、下のものは、メンテナンス時の排出用である。
ベアリング球ガイド(61)の位置は、水平ヒンジ外管(58)の先端と２ヒンジ結合材小口材(47)に合わせ、4箇所とする。
水平ヒンジ内管大(62)の外側に、内管ストッパベアリング球(65)を配する。これ(65)のストッパベアリング球ガイド(67)を水平ヒンジ内管大(62)に固定する。方法は前出と同様。
水平ヒンジ外管(58)の外側に内管ストッパベアリング球の外囲い材(68)を設置する。これ(68)には他と同様のベアリング球用穴ボルト(66)を作る。外囲い材(68)は、水平ヒンジ外管(58)のベアリング当たり部の補強も果たす。
【００３１】
ベアリング球(59)は、水平ヒンジ外管に作った４箇所のタップ穴から、位置合せをしておいて、落とし入れる。この穴は水平ヒンジ外管の内側に突出しないように加工したボルトを捻じ込んで固定する。この穴は潤滑剤の補充にも使う。
ベアリング球入れは、水平ヒンジ内管大(62)を挿入してから行う。
【００３２】
２ヒンジ結合部(44〜49)は、軽量溝型鋼、鋼板、ボルト、ナット、座金からなる。図ではボルト、ナット、座金を表示していない。
２ヒンジ結合部小口材(47)には、水平ヒンジ外管(58)に、２ヒンジ結合材中底材、底材(45,46)には鉛直ヒンジ外管(28)に合わせた穴を作る。
２ヒンジ結合部(44〜49)は、高度ブラケット基着材(135)用のタップ穴、電気ケーブル保護配管用の穴を持つ。
２ヒンジ結合部天材(44)は、充填硬化材(54)流入用の穴と蓋を持つ。充填材凝固後、強度が発現し、増強になる。鉛直ヒンジ内管(34)にも充填硬化材(54)流入用の穴をあけ、充填できるようにする。
２ヒンジ結合部(44〜49)は、鉄筋または、貫通補強ボルトで補強することがある。その為の穴を持つ。
【００３３】
鉛直ヒンジ内管(34)に、水平ヒンジ外管(58)が乗る。
鉛直ヒンジ内管(34)の上部と下部の端に、ベアリング球を配する。要領は水平ヒンジのものと同様。ベアリング球の落し込みが、押込みに変わる。
【００３４】
鉛直ヒンジ内管(34)の下に円形鋼板(36)、ウォームホイール(108)、支え補材鋼管(112)、円形鋼板(109)、ベアリング球(110)、囲み材(111)、内管底コネクタ(38)を設ける。
鉛直ヒンジ内管(34)と内管底コネクタ(38)と円形鋼板(36)、そして円形鋼板(36)とウォームホイールは(108)は、タップ穴・ボルトで固定する。
円形鋼板(36,109)、ウォームホイール(108)ほかを貫通させて芯鋼管(39)を設ける。二重ナット同士は締め付けるが隙間を持たせる。
支え短鋼管(112)は、ウォームホイル(108)に、囲い材(111)は鉛直ヒンジ下受材(40)に、あけたタップ穴に、頭無しのボルトを平ドライバーで締めこんだもの４本で水平ズレ止めにする。
ベアリング球は、総べた配置とし、鉛直ヒンジ下受材(40)で支える。芯鋼管(39)はベアリング球の内側の仕切りの役割を果たす。別に仕切りを設けることもある。
【００３５】
鉛直ヒンジ外管(28)は、鉛直力を負担せず、水平力のみを負担する。
鉛直ヒンジ外管(28)は、溝形鋼片からなる、鉛直ヒンジ外管基着材(29)で４本の支柱に固定する。ボルト締め。必要に応じ楔(30)を使用する。
鉛直ヒンジ外管(28)の中に、鉛直ヒンジ内管(34)を挿入する。
鉛直ヒンジ内管は必要に応じて、厚さ増、内への管の追加で補強する。
【００３６】
高度モータ(115)は、高度モータビーム(116)にボルト締めする。高度モータビームは、高度共用ビームコネクタ(132)に取付ける。
３本の高度ギア軸(118)は高度ギア軸軸受(121)で支持する。高度ギア軸軸受は高度ギア軸軸受ホルダ(122)に、高度ギア軸軸受ホルダは、高度共用ビーム(131)に、高度共用ビームは、高度共用ビームコネクタ(132)に、高度共用ビームコネクタは、高度持出ビーム(133)に、高度持出ビームは高度ブラケット(134)に、高度ブラケットは高度ブラケット基着材(135)に、高度ブラケット基着材は、２軸結合材側面材(49)に取付ける。
【００３７】
高度モータ(115)は高度モータカプラ(117)で芯合せしつつ、高度ギア軸(118)に結合する。1:1比の高度ベベルギアセット(119)を２箇所で連動させる。軸への固定は、マザー溝の代わりに、タップ穴を軸とギア穴の境界位置に作り、ボルトを締めこむことで実現させる。この高度ギア軸(118)はM20の長ねじボルトである。ベベルギアの穴は径20mmなのでクリアランスが少なく好ましい。
高度ウォームギア(120)は高度モータ軸１本ごとに、貫通取付けし、ギアボス部に４個のタップ穴を作り、ボルト締めで芯合せしつつ、固定する。芯ブレ消しに楔材と戻り止めのタップ穴を作りビスで締める。
【００３８】
高度ギア軸軸受(121)には、ベアリング球使用の回転台部材を使用する。その部材と軸穴調整鋼板(136)をタップ穴、皿ボルト、ナット、座金で固定する。回転台部材のもう一方の側は、高度ギア軸軸受ホルダ(122)に押し当てる。１本の高度軸に２個の軸受を設けるが、ウォームギアのスラスト荷重に抵抗できる勝手にする。
高度ギア軸軸受ホルダ(122)とウォームホイール(124)のクリアランス確保の為と、ウォームギア(120)のスラスト荷重受けの為に、高度ギア軸軸受隙間調整板(123)を密着介在させる。
【００３９】
高度ウォームホイール(124)は、高度ウォームホイールの中央を中心にして水平ヒンジ内管大(62)に合わせた寸法で繰り抜く加工をし、ウォームホイール(124)の縁に合せた補強円形穴有鋼板(125)を両側に取付ける。繰り抜き加工には、700W程度のジグソーで約２時間を要する。
高度ウォームホイール(124)と２枚の円形鋼板(125)は穴あけ、ボルト締めで固定する。
水平ヒンジ内側管大(62)には、高度ウォームホイール固定角鋼(126)を締め固定し、それと、円形鋼板(125)をボルト締めの方法で固定する。芯調整は、楔・ビス締めで行う。固定角鋼の両端は相欠き込みねじ締めし、水平ヒンジ内管大(62)に向かっては、タップ穴に押しボルト(127)を締めて摩擦固定する。僅かにドリルで凹みに削り、摩擦力を強くする。
内管(62)の欠損を伴わない方法で実現する為にこのような細工をする。
【００４０】
方角モータ(88)は、方角モータ基着材(98)を介して、支柱角鋼管(20)にあけた穴にボルトて締付け固定する。
近辺には、方角モータ軸(90)、２本の平ギア軸(92)、２本の方角ウォーム軸(101)がある。
それぞれの軸は２箇所以上の軸受で支持する。スラスト荷重のないものも、軸方向のがたつきをさせない為に、軸受隙間調整円形鋼板(104)を密着介在させる。
軸受は軸受けホルダ(95,105)、軸受けホルダ基着材で(106)、支柱角鋼管(20)にあけた穴にボルトで締め付け固定する。
【００４１】
方角モータ(88)は、方角モータカプラ(89)で方角モータ軸(90)に結合させ、平ギアセット(91)を回転させる。平ギアは、楔固定、タップ穴、ビス締めを、両側から行う。
その先に方角ベベルギアセット(97)がある、それぞれで勝手を違えてあるが、その理由は、ウォームホイールギア(108)での回転を合わせる為である。方角ベベルギアセット(97)の固定方法は、高度ベベルギアセット(119)と同様である。
【００４２】
方角ウォームギア軸(101)は、支柱角鋼管(20)を貫通する。
その先でウォームギア(102)、軸受隙間調整円形鋼板(104)、軸受(103)、軸穴調整鋼板(107)を貫通し、さらに支柱角鋼管(20)を貫通し、その先の、軸受(103)、軸穴調整鋼板(107)、軸受ホルダ(105)、端締めナットに至る。端締めナットは1mm程度の隙間を持たせ、緩み止めナットとは共に堅く締める。
ウォームギアセット(102,108)は、収容できるウォームホイールの径の制約の為、小径ではあるが２条タイプを使用し、ギアへの風荷重の負担をカバーしている。
【００４３】
以上が装置のあらましであるが、ここまでの説明で抜けていたことを補う。
図21部品名称等番号表には、明細書に使っていないもの、図にも使わなかったものがあるが、存在図番の欄に、前者は”−“、後者は空白で分かるようにしてある。
図2における全体状況では、商用電気が停止で、日照の無い場合でもある程度の100V電気が使える為の、蓄電池、インバータ、制御機器を示している。蓄電池への充電をパワーコンディショナからか、または発電パネル側からの直接にするかは、選べるような回路にする。
図8〜図10におけるアイソメ図では、可動部分の運動形態に問題がないことを示している。
図11〜図12における斜視図では、装置を並べて設置した場合に、長方形の重なりにより影が別のパネルにできる様子を示している。装置の設置間隔によって異なるが、南北8m東西10mの場合、冬至で10時〜15時には、夏至で7時〜17時には影がほとんどできない。多数設置の場合はこのようにして、効果を予測できる。東経137度0分12秒、北緯35度23分21秒の場所での場合の作図。
図33、図34において傾斜した固定受光面での直達日射量を算出している。太陽指向の受光面での直達日射量に、傾斜した固定受光面の法線と太陽光のなす実角のCOS値を乗じて算出している。傾斜角度が10度から50度ではあまり差が無い。また通年平均で太陽指向のものと比べて35%程度の違いである。太陽指向のメリットが期待より小さいことは否めない。
よって反射集光により、効率向上を進めるものである。とは言え太陽光を獲得する反射材の見付広さは、ダイレクトな受光面を減らすことになるので、効率は向上しても、発電量は減ることになる。整理すると、太陽光を無駄にせず、費用の分のメリットを得ることが肝要で、発電パネルの費用と効率向上の為の装置の費用の試算と、電気料金の試算を合わせたもので判断することになる。
耐久性を向上させる為に、雨除け、埃除けのカバーで覆うことが好ましい。
プログラムの不具合他により、ギアモータの運転が異常になった場合はリミットSWで給電をストップする。当装置では、支柱角鋼管または、それに付けてある方角モータや高度モータと、発電パネルの枝受材、または先端平準材のぶつかりを、回転中心に対する角度5として度手前に設定し、クッション材を付けることで、ダメージを減らす。停止過程でのモータへの電流値の過多をNFBの動作で防ぐ。
電線、給水については図化していない。
電気では信号、給電、発電のケーブルがある。
水では給水と復水がある。
可動部である高度モータや2ヒンジ結合材に至るものについては、十分な自由長さを確保したケーブル、ホースを懸垂する方法とする。
以降に、基本形態からの変化形を示す。
実施案2は、持出し型の形態である。
実施案3〜5は、反射集光で、発電パネルの面積当りの効率向上を目指した形態である。
部品等の例をあげる。
ウォームギア、ウォームホイール、ベベルギア、平ギア：青木精密工業  ,WS40S, WS40D, HF4060S, WS40D, BSM3025, SSA4024
ギアモータ：住友機械工業  ,アルタックスNEO CNHM01-5097DR-CB-215
ステンレス球：有限会社舟辺精工
充填硬化材：ABC商会  ,ノンシュリンク  ライトグラウト  ライトパット
防錆塗料：ローバル株式会社,  ローバルR
市販USBIOボード：株式会社ワイツー, USB接続リレーボード RBIO-2U
言語：有限会社  電脳組 ,BASIC/98 forwindoes Version4
パソコン：NEC LaVie ,PCLG21 FSEGM
CAD：キャノンＩＴソリューションズ,  TurboCad プロフェッショナルVer.10  
【実施例２】
【００４４】
当装置を建物南側の壁や、搭状構造物への設置するものである。実施例１の支柱角鋼管(20)の下部に曲がりの形態の剛接接合材(180)をもち、そこからは持出し角鋼管(179)になる。その端でベース剛接合材(181)と、ベースプレート(182)、アンカーボルト(183)で固定となる。鋼管相互の連結材は図に示していないが必要である。
持出し角鋼管(179)の長さや、取付の高さにより、断面量を増やす必要がある場合は、角鋼管のサイズアップ、肉厚アップ、カバープレートの増やし等によって対処する。
鋼構造に取付ける場合は、アンカーボルトを高強度ボルトに置き換える。
日の出から日没まで240度の回転運動を可能にしているが、180度にした場合は、持出し角鋼管(179)の上部に容易に効果的な構造を確保できる。
【実施例３】
【００４５】
実施例１の発電パネルの量を減らし、その分の面積に反射材を設けるものである。反射材(187)は、上側と下側にそれぞれ１列とする。(反射材斜面型と称する)
発電パネルと反射材の間には、実施例１と同様の水平に長い散水材(139)と水受材(148)及び隙間を持つ。
反射材(187)の表面材は、ステンレス板で厚さ0.3mmで、ステンレスビスで下地に締め付ける。
下地は厚さ0.3mm程度のカラー焼付け鋼板を折り曲げ加工し、リップ溝形鋼のような形状にし、リップ部を枝材にステンレスビスで締め付ける。実施例4と同様とする。
【実施例４】
【００４６】
実施例１の発電パネル、枝材、先端平準材の替わりに、反射集光用の枝材、孫材、反射材を設け、発電パネルをそれらで囲まれた内側に設けられるようにしたものである。
発電パネルと反射材の間には、実施例１と同様の水平に長い散水口と水受及び隙間を持つ。
【００４７】
図28,29,30において、反射集光装置部の仕組みを説明する。
受光面に相当する長方形を以降では、受光長方形（９３０）と称する。
受光長方形（９３０）の隣り合う２辺の延長線を想定し、受光長方形の隅の直角の対頂角に相当する範囲を外隅部と称する。
受光長方形（９３０）に直交する方向の、平行光線を受光した時に、受光長方形（９３０）の内側にのみ集光することと、
受光長方形（９３０）に直交する方向の、平行光線を受光した時に、受光長方形（９３０）の内側にほぼ均一に集光すること、
を実現する為に、受光長方形（９３０）への入射角（９３９）と、反射集光部装置の投影所定寸法（９３３）と、隙間寸法（９３４）を指定して、反射板（９３１）への入射角（９３２）と反射板の端の位置（９４０）を決める。
この寸法の関係は、外隅部における、受光長方形（９３０）の四隅を通る法線（９３５）を含む各切断面にても同様に適用できる。
【００４８】
前項での寸法関係を含む基本的なことを更に説明をする。選択図は図28〜30である。
受光長方形（９３０）には、太陽に正対する面積分の太陽光の直接照射がある。
反射板（９３１）には、反射板（９３１）の、受光長方形（９３０）と垂直の向きの投影の投影面積分の、太陽光の直接照射がある。
反射板（９３１）で、入射角と同じ大きさの反射角（９３７）で、反射光（９３８）となる。
反射光（９３８）は受光長方形（９３０）に、入射角度（９３９）で照射となる。
次に反射集光装置部の寸法決めの順について説明。
Ｅ，Ｇの決定
Ｌ，Ｈ，Ｂの決定・・・・Ｌ，ＨにＢが従属  、Ｌ，ＢにＨが従属、Ｈ，ＢにＬが従属。任意に選択。
Ｊ，Ｋ，Ｍ，Ｆ，Ｐ，Ａが上記２行（Ｅ，Ｇ，Ｌ，Ｈ，Ｂ）に従属
Ｅ，Ｇ，Ｌ，Ｈ，Ｂの決定に続き、左の円内の角度Ｂを二等分線作図する。
この線を点Ｑへ平行移動する。Ｃが得られる。ＭとＴ、ＮとＴは同位角、対頂角によって同じ。
ＭとＮは言うまでも無く同じ。よって  ９０°−Ｂ／２  ＝Ｃである。
一方、Ｃ＝９０°−Ｔ、Ｖ＝９０°−Ｔ、よってＶ＝Ｃ
ＶとＡは対頂角により同じ。よって  Ｃ＝Ａ。
言い換えれば  Ａ＝９０°−Ｂ／２。Ｂ＝２（９０°−Ａ）も言える。
引き続き、Ｊ，Ｋ，Ｐの寸法を既知の角を使って得る。
なお、ＥとＦには、ＣＯＳ（Ｂ）＝Ｆ／Ｅの関係がある。
半径Ｆの円と半径Ｅの円を作図し、線分(９３０と平行)を作図する。半径Ｆの円と線分(９３０と平行)の交点を、線分９３８が通る。Ｂの大きさを変えたり、Ｅ、Ｆの長さを変えても、この関係は変わらないので、点Ｑを早く得ることができる。
【００４９】
図27において、隅部反射板短辺の中心を結ぶ線を想像線で示してあるが、この線からの類推で、短辺の形状を調整すると、反射光の受光長方形からの出入りを、少なくすることができる。
【００５０】
図31に反射板(913)の構造の一例を示す。
反射材表面材(196)はステンレス板で厚さ0.3mm程度でステンレスビス(200)で下地(198)に締め付ける。下地(198)は厚さ0.3mm程度のカラー焼付け鋼板を折り曲げ加工し、リップ溝形鋼のような形状にし、リップ部を取付用孫受材(197)にビス(201)で締付ける。
下地(198)には取付用の穴(202)を作るが、反射材表面材(196)の裏になるので、穴の処理はしない。
反射材(931)の場合も、孫受材(197)を枝受材(76)に代えて、同様とする。
【００５１】
欠番
【００５２】
当発明が、先例  特許第３１８４６６０号  の請求範囲を侵していないことを説明する。
先例の請求項１から請求項５には、太陽光と常に正対しているとの言及が無い。
先例の詳細な説明の０００６においては、太陽追尾装置を使用しなくて済む方法としての記述がある。
先例の詳細な説明の００１４においては、追尾装置を設けると更に効率が良くなるとの記述が、あるが、必要条件にされていない。
先例で５．８倍等の比較数値の言及が００１１ではあるが、特定の時間の範囲でのことに過ぎず、太陽追尾または太陽指向の装置との組み合わせがないと効果が少ないのに、太陽追尾または太陽指向の装置との組み合わせになっていない。
【００５３】
先例の図１から図１２の全図において、受光器と反射板との間に隙間が無い。詳細説明にも言及が無い。
【００５４】
先例においては、反射板は長方形と三角形で構成されている。
【００５５】
当発明では、太陽指向装置と組合せを必須としている。
当発明では、受光パネル位置と反射板の間に機能的な隙間を有している。
当発明では、隣り合う長方形反射板間の反射板（９１３）は８枚以上の４辺形である、または反射面を正多角錐の斜面内側の部分の形状を持つ。
よって  当発明は、先例の請求範囲を侵していない、別の発明である。
【実施例５】
【００５６】
実施例４の反射材の形状を、多角錐の斜面の内側の面の形態の一部分に置き換え、反射材が、ほぼ受光パネルの表面に相当する長方形の範囲にのみ反射光を集める為に、すべての反射材は、反射後の太陽光の受光パネルへの入射角、反射材の先端位置、受光パネルの投影長さ、機能を持つ隙間の大きさにより決めたものである。
発電パネルと反射材の間には、実施例１と同様の水平に長い散水口と水受及び隙間を持つ。
図32にあらましの形を示すが、枝材、孫材、散水口、水受等は略し、表示していない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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