(57)【要約】【課題】効率的かつ自律的に太陽電池パネルを可動させる太陽光発電装置を提供する。【解決手段】太陽光発電装置１０は、太陽電池パネル１が発電した電力で駆動される第１モータ１ｍ及び第２モータ２ｍが回転することにより、これらの回転力を蓄勢する第１渦巻きばね１ｓ及び第２渦巻きばね２ｓを備える。第１渦巻きばね１ｓ及び第２渦巻きばね２ｓのいずれか一方を開放することにより、太陽電池パネル１の傾斜角度を調整できる。太陽光発電装置１０は、互いに連携し、比較的少ない電力で作動する電磁クラッチ及び電磁ソレノイドで構成された一組の第１駆動装置Ｍ１・第２駆動装置Ｍ２を備え、従来の太陽光発電装置のように外部電源に依存することなく、効率的かつ自律的に太陽電池パネル１を可動させることができる。【選択図】図１
2013197253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部が一対の支持脚に回動自在に支持され、受光面と反対側に固定された回動軸を有する太陽電池パネルと、
前記回動軸を一方の方向に回動させて、前記太陽電池パネルの受光面が太陽に向かう傾斜状態から、当該太陽電池パネルの受光面に少なくとも積雪が困難な垂直状態に前記太陽電池パネルを変位させる第１駆動装置と、
前記回動軸を他方の方向に回動させて、前記太陽電池パネルの受光面に少なくとも積雪が困難な垂直状態から、当該太陽電池パネルの受光面が太陽に向かう傾斜状態に前記太陽電池パネルを変位させる第２駆動装置と、
前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置の動作を制御する制御部と、
前記制御部に接続され、降雪量信号を出力する降雪センサと、を備え、
前記第１駆動装置は、
前記太陽電池パネルが発電した電力で駆動し、一方の方向に回転可能な第１出力軸を設けた第１モータと、
通電した場合に前記第１出力軸の回転を第１伝動軸に伝動する接続状態と、電流を遮断した場合に前記第１出力軸が前記第１伝動軸と切り離される遮断状態に切り換え可能な第１電磁クラッチと、
前記第１伝動軸に装着され、当該第１伝動軸が一方の方向に回転する力を蓄勢する第１渦巻きばねと、を有し、
前記第２駆動装置は、
前記太陽電池パネルが発電した電力で駆動し、他方の方向に回転可能な第２出力軸を設けた第２モータと、
通電した場合に前記第２出力軸の回転を第２伝動軸に伝動する接続状態と、電流を遮断した場合に前記第２出力軸が前記第２伝動軸と切り離される遮断状態に切り換え可能な第２電磁クラッチと、
前記第２伝動軸に装着され、当該第２伝動軸が他方の方向に回転する力を蓄勢する第２渦巻きばねと、を有し、
前記制御部は、前記降雪センサの降雪量信号に基づいて、前記第１渦巻きばねの復元力が前記回動軸の一方の端部に伝動される状態と、前記第２渦巻きばねの復元力が前記回動軸の他方の端部に伝動される状態に切り換える太陽光発電装置。
【請求項２】
前記第１駆動装置は、
前記第１伝動軸に連結された第１原動車の回転を第１無端体ベルトで第１従動車に伝動する第１巻掛伝動装置と、
通電した場合に前記第１従動車に連結された第３伝動軸の回転を第４伝動軸に伝動する接続状態と、電流を遮断した場合に前記第３伝動軸が前記第４伝動軸と切り離される遮断状態に切り換え可能な第３電磁クラッチと、
前記第４伝動軸に連結された第１伝動車の回転を第２無端体ベルトで前記回動軸の一方の端部に連結された第２伝動車に伝動する第２巻掛伝動装置と、を更に備え、
前記第２駆動装置は、
前記第２伝動軸に連結された第２原動車の回転を第３無端体ベルトで第２従動車に伝動する第３巻掛伝動装置と、
通電した場合に前記第２従動車に連結された第５伝動軸の回転を第６伝動軸に伝動する接続状態と、電流を遮断した場合に前記第５伝動軸が前記第６伝動軸と切り離される遮断状態に切り換え可能な第４電磁クラッチと、
前記第６伝動軸に連結された第３伝動車の回転を第４無端体ベルトで前記回動軸の他方の端部に連結された第４伝動車に伝動する第４巻掛伝動装置と、を更に備え、
前記制御部は、
前記第１渦巻きばねの復元力が前記回動軸の一方の端部に伝動されて、前記回動軸を一方の方向に回動させているときは、前記第４電磁クラッチを遮断状態に切り換え、
前記第２渦巻きばねの復元力が前記回動軸の他方の端部に伝動されて、前記回動軸を他方の方向に回動させているときは、前記第２電磁クラッチを遮断状態に切り換える請求項１記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記太陽電池パネルが発電した電力を蓄電する蓄電池を更に備え、
この蓄電池は、前記第１電磁クラッチ、前記第２電磁クラッチ、前記第３電磁クラッチ、及び前記第４電磁クラッチに電力を供給する請求項２記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記第１伝動軸に連結し、当該第１伝動軸が一方の方向に回転しているときに、他方の方向に逆回転することを防止する第１逆回転防止装置と、
前記第２伝動軸に連結し、当該第２伝動軸が他方の方向に回転しているときに、一方の方向に逆回転することを防止する第２逆回転防止装置と、を更に備える請求項１から３のいずれかに記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記第１逆回転防止装置は、
前記第１伝動軸と同軸上に固定した第１平歯車と、
前記第１平歯車の歯先に当接して当該第１平歯車が一方の方向に回転することを許容する送り状態と、前記第１平歯車の歯元に当接して当該第１平歯車が他方の方向に逆回転することを阻止する戻り止め状態とに変位可能な第１爪と、
この第１爪の回動軸に連結して、当該第１爪を送り状態又は戻り止め状態に変位させる第１電磁ソレノイドと、を有し、
前記第２逆回転防止装置は、
前記第２伝動軸と同軸上に固定した第２平歯車と、
前記第２平歯車の歯先に当接して当該第２平歯車が一方の方向に回転することを許容する送り状態と、前記第２平歯車の歯元に当接して当該第２平歯車が他方の方向に逆回転することを阻止する戻り止め状態とに変位可能な第２爪と、
この第２爪の回動軸に連結して、当該第２爪を送り状態又は戻り止め状態に変位させる第２電磁ソレノイドと、を有する請求項４記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記降雪センサの降雪量信号に基づいて、前記第１渦巻きばねと前記第２渦巻きばねのいずれか一方を開放する請求項１から５のいずれかに記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電装置に関する。特に、太陽電池パネルに積雪することを防止するため、太陽電池パネルを可動させる太陽光発電装置において、効率的かつ自律的に太陽電池パネルを可動させる太陽光発電装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽光発電装置は、太陽光によるエネルギーを効率よく利用できるように、太陽電池パネルを水平状態、又は太陽に向かって所定の傾斜角度に配置している。しかし、積雪の多い地域などでは、上述したように配置された太陽電池パネルに積雪すると、太陽光の入射を阻害し、太陽電池パネルの発電効率を大幅に低下させるという不具合がある。又、太陽電池パネル上の積雪を排除又は融雪するまでは、発電効率が復活しないという不具合がある。
【０００３】
上述した不具合を解消するため、発電した電力を用いて、ヒーターを通電し、太陽電池パネル上の雪を解かすヒーター付き太陽電池パネルが開発されているが、定常的に電力を消費してしまうことから、定常的に電力を消費せず、積雪による発電効率の低下を防止する太陽光発電装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１による太陽光発電装置は、上部側が一対の支持脚に回転自在に連結され、傾斜配置された太陽電池パネルと、太陽電池パネルの下端部を支持するフックと、太陽電池パネルの下部に一端が結合されたロープと、を備え、太陽電池パネルへの積雪が所定の荷重以上になると、フックが外れて、太陽電池パネルが垂直状態に変位し、着雪を落下できる、としている。
【０００５】
又、積雪荷重による太陽電池パネルの破損や劣化を防止するため、積もった雪の重さに対応した信号を出力する積雪量計を用いて、太陽電池パネルの仰角を可変できる太陽光発電装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２による太陽光発電装置は、積雪量計による計測値が所定値を超えた場合には、第１巻上げ装置及び第２巻上げ装置を駆動して、架台にリンク結合した太陽電池パネルを傾斜した姿勢から積雪の影響を受け難い垂直姿勢に可変できる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２６９５２４号公報
【特許文献２】特開平７−８６６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１による太陽光発電装置は、太陽電池パネルへの積雪が開始してから次第に発電効率が低下し、太陽電池パネルが垂直状態に変位した状態では、発電効率が最も低下していると想定される。一方、太陽電池パネルを垂直状態から傾斜状態に復帰させるためには、発電効率が低下した状態から、ロープの他端をまき掛けしたモータを駆動する必要がある。したがって、特許文献１による太陽光発電装置は、自身が発電した電力でモータを駆動できる可能性が低く、外部電源を必要とする可能性が高いという問題がある。
【０００９】
特許文献２による太陽光発電装置も同様である。特許文献２による太陽光発電装置は、太陽電池パネルを垂直姿勢から傾斜姿勢に復帰させるためには、発電効率が低下した状態から、第１巻上げ装置（第１モータ）及び第２巻上げ装置（第２モータ）を駆動する必要があるので、外部電源を必要とする可能性が高いという問題がある。太陽電池パネルを可動させる太陽光発電装置において、外部電源を必要とせず、効率的かつ自律的に太陽電池パネルを可動させる太陽光発電装置が求められている。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、外部電源に依存することなく、効率的かつ自律的に太陽電池パネルを可動させる太陽光発電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】
【００１１】
本発明者らは、太陽電池パネルで発電した電力により駆動したモータの回転エネルギーを渦巻きばねによる機械エネルギーとして蓄勢し、太陽電池パネルを可動させるときには、渦巻きばねによる機械エネルギーを放出することにより、効率的かつ自律的に太陽電池パネルを可動させる太陽光発電装置が可能と考え、これに基づいて、以下のような新たな太陽光発電装置を発明するに至った。
【００１２】
（１）本発明による太陽光発電装置は、両端部が一対の支持脚に回動自在に支持され、受光面と反対側に固定された回動軸を有する太陽電池パネルと、前記回動軸を一方の方向に回動させて、前記太陽電池パネルの受光面が太陽に向かう傾斜状態から、当該太陽電池パネルの受光面に少なくとも積雪が困難な垂直状態に前記太陽電池パネルを変位させる第１駆動装置と、前記回動軸を他方の方向に回動させて、前記太陽電池パネルの受光面に少なくとも積雪が困難な垂直状態から、当該太陽電池パネルの受光面が太陽に向かう傾斜状態に前記太陽電池パネルを変位させる第２駆動装置と、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置の動作を制御する制御部と、前記制御部に接続され、降雪量信号を出力する降雪センサと、を備え、前記第１駆動装置は、前記太陽電池パネルが発電した電力で駆動し、一方の方向に回転可能な第１出力軸を設けた第１モータと、通電した場合に前記第１出力軸の回転を第１伝動軸に伝動する接続状態と、電流を遮断した場合に前記第１出力軸が前記第１伝動軸と切り離される遮断状態に切り換え可能な第１電磁クラッチと、前記第１伝動軸に装着され、当該第１伝動軸が一方の方向に回転する力を蓄勢する第１渦巻きばねと、を有し、前記第２駆動装置は、前記太陽電池パネルが発電した電力で駆動し、他方の方向に回転可能な第２出力軸を設けた第２モータと、通電した場合に前記第２出力軸の回転を第２伝動軸に伝動する接続状態と、電流を遮断した場合に前記第２出力軸が前記第２伝動軸と切り離される遮断状態に切り換え可能な第２電磁クラッチと、前記第２伝動軸に装着され、当該第２伝動軸が他方の方向に回転する力を蓄勢する第２渦巻きばねと、を有し、前記制御部は、前記降雪センサの降雪量信号に基づいて、前記第１渦巻きばねの復元力が前記回動軸の一方の端部に伝動される状態と、前記第２渦巻きばねの復元力が前記回動軸の他方の端部に伝動される状態に切り換える。
【００１３】
（２）前記第１駆動装置は、前記第１伝動軸に連結された第１原動車の回転を第１無端体ベルトで第１従動車に伝動する第１巻掛伝動装置と、通電した場合に前記第１従動車に連結された第３伝動軸の回転を第４伝動軸に伝動する接続状態と、電流を遮断した場合に前記第３伝動軸が前記第４伝動軸と切り離される遮断状態に切り換え可能な第３電磁クラッチと、前記第４伝動軸に連結された第１伝動車の回転を第２無端体ベルトで前記回動軸の一方の端部に連結された第２伝動車に伝動する第２巻掛伝動装置と、を更に備え、前記第２駆動装置は、前記第２伝動軸に連結された第２原動車の回転を第３無端体ベルトで第２従動車に伝動する第３巻掛伝動装置と、通電した場合に前記第２従動車に連結された第５伝動軸の回転を第６伝動軸に伝動する接続状態と、電流を遮断した場合に前記第５伝動軸が前記第６伝動軸と切り離される遮断状態に切り換え可能な第４電磁クラッチと、前記第６伝動軸に連結された第３伝動車の回転を第４無端体ベルトで前記回動軸の他方の端部に連結された第４伝動車に伝動する第４巻掛伝動装置と、を更に備え、前記制御部は、前記第１渦巻きばねの復元力が前記回動軸の一方の端部に伝動されて、前記回動軸を一方の方向に回動させているときは、前記第４電磁クラッチを遮断状態に切り換え、前記第２渦巻きばねの復元力が前記回動軸の他方の端部に伝動されて、前記回動軸を他方の方向に回動させているときは、前記第２電磁クラッチを遮断状態に切り換えることが好ましい。
【００１４】
（３）本発明による太陽光発電装置は、前記太陽電池パネルが発電した電力を蓄電する蓄電池を更に備え、この蓄電池は、前記第１電磁クラッチ、前記第２電磁クラッチ、前記第３電磁クラッチ、及び前記第４電磁クラッチに電力を供給することが好ましい。
【００１５】
（４）本発明による太陽光発電装置は、前記第１伝動軸に連結し、当該第１伝動軸が一方の方向に回転しているときに、他方の方向に逆回転することを防止する第１逆回転防止装置と、前記第２伝動軸に連結し、当該第２伝動軸が他方の方向に回転しているときに、一方の方向に逆回転することを防止する第２逆回転防止装置と、を更に備えることが好ましい。
【００１６】
（５）前記第１逆回転防止装置は、前記第１伝動軸と同軸上に固定した第１平歯車と、前記第１平歯車の歯先に当接して当該第１平歯車が一方の方向に回転することを許容する送り状態と、前記第１平歯車の歯元に当接して当該第１平歯車が他方の方向に逆回転することを阻止する戻り止め状態とに変位可能な第１爪と、この第１爪の回動軸に連結して、当該第１爪を送り状態又は戻り止め状態に変位させる第１電磁ソレノイドと、を有し、前記第２逆回転防止装置は、前記第２伝動軸と同軸上に固定した第２平歯車と、前記第２平歯車の歯先に当接して当該第２平歯車が一方の方向に回転することを許容する送り状態と、前記第２平歯車の歯元に当接して当該第２平歯車が他方の方向に逆回転することを阻止する戻り止め状態とに変位可能な第２爪と、この第２爪の回動軸に連結して、当該第２爪を送り状態又は戻り止め状態に変位させる第２電磁ソレノイドと、を有することが好ましい。
【００１７】
（６）前記制御部は、前記降雪センサの降雪量信号に基づいて、前記第１渦巻きばねと前記第２渦巻きばねのいずれか一方の復元力を開放することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による太陽光発電装置は、太陽電池パネルが発電した電力で駆動される第１及び第２モータが回転することにより、これらの回転力を蓄勢する第１及び第２渦巻きばねを備えている。そして、第１及び第２渦巻きばねのいずれか一方を開放することにより、太陽電池パネルの傾斜角度を調整できる。本発明による太陽光発電装置は、外部電源に依存することなく、効率的かつ自律的に太陽電池パネルを可動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による太陽光発電装置の構成を示す平面図である。
【図２】前記実施形態による太陽光発電装置の構成を示す正面図である。
【図３】前記実施形態による太陽光発電装置の構成を示す左側面図である。
【図４】前記実施形態による太陽光発電装置の構成を示す右側面図である。
【図５】前記実施形態による太陽光発電装置に備わる第１及び第２渦巻きばね及び第１及び第２逆回転防止装置の構成を示す斜視分解組立図である。
【図６】前記実施形態による太陽光発電装置の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
［太陽光発電装置の構成］
最初に、本発明の一実施形態による太陽光発電装置の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態による太陽光発電装置の構成を示す平面図である。図２は、前記実施形態による太陽光発電装置の構成を示す正面図である。
【００２１】
図３は、前記実施形態による太陽光発電装置の構成を示す左側面図である。図４は、前記実施形態による太陽光発電装置の構成を示す右側面図である。図５は、前記実施形態による太陽光発電装置に備わる第１及び第２渦巻きばね及び第１及び第２逆回転防止装置の構成を示す斜視分解組立図である。図６は、前記実施形態による太陽光発電装置の構成を示す機能ブロック図である。
【００２２】
（全体構成）
図１から図４を参照すると、本発明の一実施形態による太陽光発電装置１０は、太陽電池パネル１、第１駆動装置Ｍ１、及び第２駆動装置Ｍ２を備えている。又、図６を参照すると、太陽光発電装置１０は、制御部７ａを備えている。制御部７ａは、第１駆動装置Ｍ１及び第２駆動装置Ｍ２の動作を制御する。
【００２３】
図１から図４を参照すると、太陽電池パネル１は、その受光面と反対側に固定された回動軸１１を備えている。回動軸１１は、その両端部１１ａ・１１ｂが一対の支持脚９ｆ・９ｆに回動自在に支持されている。太陽電池パネル１は、アルミニウムなどで形成された基板１ｂに複数の太陽電池（セル）を配列している。基板１ｂは、複数のＣ形チャンネル部材１ｃで補強されている。そして、Ｃ形チャンネル部材１ｃと固定金具１ｄが回動軸１１を挟持することで、太陽電池パネル１を回動軸１１に固定できる。
【００２４】
図３を参照して、第１駆動装置Ｍ１は、基台Ｋ１に設置されている。第１駆動装置Ｍ１は、回動軸１１を一方の方向（図３のＲ方向）に回動できる。そして、太陽電池パネル１の受光面が太陽に向かう傾斜状態から、太陽電池パネル１の受光面に少なくとも積雪が困難な垂直状態に、太陽電池パネル１を変位できる。なお、図３では、２点鎖線（想像線）で示すように、太陽電池パネル１を水平状態に配置している。
【００２５】
一方、図４を参照して、第２駆動装置Ｍ２は、基台Ｋ２に設置されている。第２駆動装置Ｍ２は、回動軸１１を他方の方向（図４のＲ方向）に回動できる。そして、太陽電池パネル１の受光面に少なくとも積雪が困難な垂直状態から、太陽電池パネル１の受光面が太陽に向かう傾斜状態に、太陽電池パネル１を変位できる。なお、図３では、実線で示すように、太陽電池パネル１を水平状態に配置している。
【００２６】
（第１駆動装置の構成）
次に、第１駆動装置Ｍ１の構成を説明する。図１又は図３を参照すると、第１駆動装置Ｍ１は、第１モータ１ｍを備えている。第１モータ１ｍは、太陽電池パネル１が発電した電力で駆動できる（図６参照）。又、第１モータ１ｍは、第１出力軸１ｓｈを設けている。図３を参照して、第１出力軸１ｓｈは、一方の方向（図中Ｌ方向）に回転できる。
【００２７】
図１を参照すると、第１駆動装置Ｍ１は、第１電磁クラッチ１ｅｃを備えている。第１電磁クラッチ１ｅｃは、自在継手１ｃｆを介して、第１出力軸１ｓｈを一端側に連結している。又、第１電磁クラッチ１ｅｃは、第１伝動軸１ｔｒを他端側に連結している。
【００２８】
図１を参照すると、第１電磁クラッチ１ｅｃは、電磁クラッチ板（図示せず）を内部に備えている。第１電磁クラッチ１ｅｃを通電すると、電磁クラッチ板が作動して第１出力軸１ｓｈと第１伝動軸１ｔｒを連結し、第１出力軸１ｓｈの回転を第１伝動軸１ｔｒに伝動する接続状態にできる。一方、第１電磁クラッチ１ｅｃへの電流を遮断すると、電磁クラッチ板が復帰して第１出力軸１ｓｈと第１伝動軸１ｔｒの連結が解除され、第１出力軸１ｓｈと第１伝動軸１ｔｒとが切り離される遮断状態に切り換えることができる。
【００２９】
図１又は図２及び図５を参照すると、第１駆動装置Ｍ１は、第１渦巻きばね１ｓを備えている。図５を参照すると、第１渦巻きばね１ｓは、一組の分割フレーム１ｄｆ・１ｄｆの内部に収容されている。そして、第１渦巻きばね１ｓの一端部（巻き始め）は、第１伝動軸１ｔｒに装着されている。又、第１渦巻きばね１ｓの他端部（巻き終わり）は、第１一組の分割フレーム１ｄｆ・１ｄｆの内壁に装着されている。
【００３０】
図１又は図３及び図５を参照すると、第１渦巻きばね１ｓは、第１伝動軸１ｔｒを他方の方向（図３のＬ方向）に回転させて、第１伝動軸１ｔｒが一方の方向（図３のＲ方向）に回転する力を蓄勢することができる。そして、第１渦巻きばね１ｓの復元力を回動軸１１の一方の端部１１ａに伝動することができる（図３参照）。
【００３１】
図１から図３を参照すると、第１駆動装置Ｍ１は、第１巻掛伝動装置１ｗｒを備えている。第１巻掛伝動装置１ｗｒは、タイミングプーリからなる第１原動車１ｈｐ、タイミングプーリからなる第１従動車１ｓｐ、第１原動車１ｈｐと第１従動車１ｓｐを巻き掛けするタイミングベルトからなる第１無端体ベルト１ｖで構成している。そして、第１巻掛伝動装置１ｗｒは、第１伝動軸１ｔｒに連結された第１原動車１ｈｐの回転を第１無端体ベルト１ｖで第１従動車１ｓｐに伝動できる。
【００３２】
図１又は図２を参照すると、第１駆動装置Ｍ１は、第３電磁クラッチ３ｅｃを備えている。第３電磁クラッチ３ｅｃは、第１従動車１ｓｐに連結された第３伝動軸３ｔｒを一端側に連結している。又、第３電磁クラッチ３ｅｃは、自在継手２ｃｆを介して、第４伝動軸４ｔｒを他端側に連結している。
【００３３】
図１又は図２を参照すると、第３電磁クラッチ３ｅｃは、電磁クラッチ板（図示せず）を内部に備えている。第３電磁クラッチ３ｅｃを通電すると、電磁クラッチ板が作動して第３伝動軸３ｔｒと第４伝動軸４ｔｒを連結し、第３伝動軸３ｔｒの回転を第４伝動軸４ｔｒに伝動する接続状態にできる。一方、第３電磁クラッチ３ｅｃへの電流を遮断すると、電磁クラッチ板が復帰して第３伝動軸３ｔｒと第４伝動軸４ｔｒの連結が解除され、第３伝動軸３ｔｒと第４伝動軸４ｔｒとが切り離される遮断状態に切り換えることができる。なお、第４伝動軸４ｔｒは、軸受台１ｂｓによって回転自在に支持されている。
【００３４】
図１から図３を参照すると、第１駆動装置Ｍ１は、第２巻掛伝動装置２ｗｒを備えている。第２巻掛伝動装置２ｗｒは、タイミングプーリからなる第１伝動車１１ｐ、タイミングプーリからなる第２伝動車２１ｐ、第１伝動車１１ｐと第２伝動車２１ｐを巻き掛けするタイミングベルトからなる第２無端体ベルト２ｖで構成している。そして、第２巻掛伝動装置２ｗｒは、第４伝動軸４ｔｒに連結された第１伝動車１１ｐの回転を第２無端体ベルト２ｖで第２伝動車２１ｐに伝動できる。
【００３５】
図１から図３を参照すると、第２伝動車２１ｐは、回動軸１１の一方の端部１１ａに固定されている。そして、第１渦巻きばね１ｓの復元力を回動軸１１の一方の端部１１ａ（第２伝動車２１ｐ）に伝動して、太陽電池パネル１を傾斜状態から垂直状態に変位できる。
【００３６】
（第２駆動装置の構成）
次に、第２駆動装置Ｍ２の構成を説明する。図１又は図４を参照すると、第２駆動装置Ｍ２は、第２モータ２ｍを備えている。第２モータ２ｍは、太陽電池パネル１が発電した電力で駆動できる（図６参照）。又、第２モータ２ｍは、第２出力軸２ｓｈを設けている。図４を参照して、第２出力軸２ｓｈは、他方の方向（図中Ｌ方向）に回転できる。
【００３７】
図１を参照すると、第２駆動装置Ｍ２は、第２電磁クラッチ２ｅｃを備えている。第２電磁クラッチ２ｅｃは、自在継手３ｃｆを介して、第２出力軸２ｓｈを一端側に連結している。又、第２電磁クラッチ２ｅｃは、第２伝動軸２ｔｒを他端側に連結している。
【００３８】
図１を参照すると、第２電磁クラッチ２ｅｃは、電磁クラッチ板（図示せず）を内部に備えている。第２電磁クラッチ２ｅｃを通電すると、電磁クラッチ板が作動して第２出力軸２ｓｈと第２伝動軸２ｔｒを連結し、第２出力軸２ｓｈの回転を第２伝動軸２ｔｒに伝動する接続状態にできる。一方、第２電磁クラッチ２ｅｃへの電流を遮断すると、電磁クラッチ板が復帰して第２出力軸２ｓｈと第２伝動軸２ｔｒの連結が解除され、第２出力軸２ｓｈと第２伝動軸２ｔｒとが切り離される遮断状態に切り換えることができる。
【００３９】
図１又は図２及び図５を参照すると、第２駆動装置Ｍ２は、第２渦巻きばね２ｓを備えている。図５を参照すると、第２渦巻きばね２ｓは、一組の分割フレーム１ｄｆ・１ｄｆの内部に収容されている。そして、第２渦巻きばね２ｓの一端部（巻き始め）は、第１伝動軸１ｔｒに装着されている。又、第２渦巻きばね２ｓの他端部（巻き終わり）は、第１一組の分割フレーム１ｄｆ・１ｄｆの内壁に装着されている。なお、第１渦巻きばね１ｓと第２渦巻きばね２ｓは、同じものであるが、説明の便宜上、順位数と符号を変えて区別した。
【００４０】
図１又は図４及び図５を参照すると、第２渦巻きばね２ｓは、第２伝動軸２ｔｒを一方の方向（図４のＬ方向）に回転させて、第２伝動軸２ｔｒが他方の方向（図４のＲ方向）に回転する力を蓄勢することができる。そして、第２渦巻きばね２ｓの復元力を回動軸１１の他方の端部１１ａに伝動することができる（図４参照）。
【００４１】
図１又は図２及び図４を参照すると、第２駆動装置Ｍ２は、第３巻掛伝動装置３ｗｒを備えている。第３巻掛伝動装置３ｗｒは、タイミングプーリからなる第２原動車２ｈｐ、タイミングプーリからなる第２従動車２ｓｐ、第２原動車２ｈｐと第２従動車２ｓｐを巻き掛けするタイミングベルトからなる第３無端体ベルト３ｖで構成している。そして、第３巻掛伝動装置３ｗｒは、第２伝動軸に連結された第２原動車２ｈｐの回転を第３無端体ベルト３ｖで第２従動車２ｓｐに伝動できる。なお、第１巻掛伝動装置１ｗｒと第３巻掛伝動装置３ｗｒは、同じものであるが、説明の便宜上、順位数と符号を変えて区別した。
【００４２】
図１又は図２を参照すると、第２駆動装置Ｍ２は、第４電磁クラッチ４ｅｃを備えている。第４電磁クラッチ４ｅｃは、第２従動車２ｓｐに連結された第５伝動軸５ｔｒを一端側に連結している。又、第４電磁クラッチ４ｅｃは、自在継手４ｃｆを介して、第６伝動軸６ｔｒを他端側に連結している。なお、第１電磁クラッチ１ｅｃと第２電磁クラッチ２ｅｃ、及び第３電磁クラッチ３ｅｃと第４電磁クラッチ４ｅｃは、同じものであるが、説明の便宜上、順位数と符号を変えて区別した。
【００４３】
図１又は図２を参照すると、第４電磁クラッチ４ｅｃは、電磁クラッチ板（図示せず）を内部に備えている。第４電磁クラッチ４ｅｃを通電すると、電磁クラッチ板が作動して第５伝動軸５ｔｒと第６伝動軸６ｔｒを連結し、第５伝動軸５ｔｒの回転を第６伝動軸６ｔｒに伝動する接続状態にできる。一方、第４電磁クラッチ４ｅｃへの電流を遮断すると、電磁クラッチ板が復帰して第５伝動軸５ｔｒと第６伝動軸６ｔｒの連結が解除され、第５伝動軸５ｔｒと第６伝動軸６ｔｒとが切り離される遮断状態に切り換えることができる。なお、第６伝動軸６ｔｒは、軸受台２ｂｓによって回転自在に支持されている。
【００４４】
図１又は図２及び図４を参照すると、第２駆動装置Ｍ２は、第４巻掛伝動装置４ｗｒを備えている。第４巻掛伝動装置４ｗｒは、タイミングプーリからなる第３伝動車３１ｐ、タイミングプーリからなる第４伝動車４１ｐ、第３伝動車３１ｐと第４伝動車４１ｐを巻き掛けするタイミングベルトからなる第４無端体ベルト４ｖで構成している。そして、第４巻掛伝動装置４ｗｒは、第６伝動軸６ｔｒに連結された第３伝動車３１ｐの回転を第４無端体ベルト４ｖで第４伝動車４１ｐに伝動できる。なお、第２巻掛伝動装置２ｗｒと第４巻掛伝動装置４ｗｒは、同じものであるが、説明の便宜上、順位数と符号を変えて区別した。
【００４５】
図１又は図２及び図４を参照すると、第４伝動車４１ｐは、回動軸１１の他方の端部１１ｂに固定されている。そして、第２渦巻きばね２ｓの復元力を回動軸１１の他方の端部１１ａ（第４伝動車４１ｐ）に伝動して、太陽電池パネル１を垂直状態から傾斜状態に変位できる。
【００４６】
（逆回転防止装置の構成）
次に、実施形態による太陽光発電装置１０に備わる逆回転防止装置の構成を説明する。図１又は図２及び図５を参照すると、第１駆動装置Ｍ１は、第１渦巻きばね１ｓの逆回転を防止する第１逆回転防止装置１ｄｅを備えている。又、第２駆動装置Ｍ２は、第２渦巻きばね２ｓの逆回転を防止する第２逆回転防止装置２ｄｅを備えている。なお、第１逆回転防止装置１ｄｅと第２逆回転防止装置２ｄｅとは、おなじものであるが説明の便宜上、順位数と符号を変えて区別した。
【００４７】
図１又は図２及び図５を参照すると、第１逆回転防止装置１ｄｅは、第１平歯車１ｇ、第１爪１ｐａ、及び第１電磁ソレノイド１ｅｓを備えている。第１平歯車１ｇは、第１伝動軸１ｔｒと同軸上に固定されている。第１平歯車１ｇは、ベースフレーム１ｂｆとカップリング１ｃｒの間に収容されている。ベースフレーム１ｂｆは、内部が中空になっている。カップリング１ｃｒは、ベースフレーム１ｂｆの一端面に固定されている。
【００４８】
図５を参照すると、第１爪１ｐａは、その先端部が第１平歯車１ｇの外周に設けた歯に係合するように配置されている。第１爪１ｐａは、その基端部に回動軸ｐａ１を有している。第１爪１ｐａは、回動軸ｐａ１に巻回されたねじりコイルばね１ｔｓを有している。ねじりコイルばね１ｔｓは、第１爪１ｐａの先端部が第１平歯車１ｇの外周に当接する力を付勢している。
【００４９】
図３を参照して、第１伝動軸１ｔｒが一方の方向（Ｌ方向）に回転しているときは、すなわち、第１渦巻きばね１ｓが回転力を蓄勢しているときは、第１爪１ｐａの先端部が第１平歯車１ｇの歯先に当接して、第１平歯車１ｇが一方の方向に回転することを許容する送り状態になっている（図５参照）。一方、第１渦巻きばね１ｓが第１伝動軸１ｔｒを逆回転する力が作用すると、第１爪１ｐａの先端部が第１平歯車１ｇの歯元に当接して、第１平歯車１ｇが他方の方向に逆回転することを阻止する戻り止め状態に変位できる。そして、第１平歯車１ｇが他方の方向（図３のＲ方向）に逆回転することを防止できる。
【００５０】
図５を参照すると、回動軸ｐａ１の端部には、揺動レバーｐａ２を固定している。揺動レバーｐａ２の先端部は、第１電磁ソレノイド１ｅｓの可動鉄心１ｒｆに連結している。第１電磁ソレノイド１ｅｓを励磁すると、可動鉄心１ｒｆを吸磁して、回動軸ｐａ１を一方の方向に回転するので、第１爪１ｐａの先端部を第１平歯車１ｇから離間できる。そして、第１平歯車１ｇを他方の方向に回転できる。一方、第１電磁ソレノイド１ｅｓを消磁すると、可動鉄心１ｒｆを解放して、回動軸ｐａ１を他方の方向に回転するので、第１爪１ｐａの先端部を第１平歯車１ｇに当接できる。そして、第１平歯車１ｇの逆回転を防止する状態に復帰できる。
【００５１】
図１又は図２及び図５を参照すると、第１伝動軸１ｔｒの末端部には、回転検出板１ｒｐを固定している。回転検出板１ｒｐは、遠心方向に複数のスリットを等角に形成している（図５参照）。又、回転検出板１ｒｐを囲う一対の光センサを配置しており、これらの光センサが前記スリットの有無を検出することで、第１伝動軸１ｔｒの回転角度を検出できる。
【００５２】
図１又は図２及び図５を参照すると、第２逆回転防止装置２ｄｅは、第２平歯車２ｇ、第２爪２ｐａ、及び第２電磁ソレノイド２ｅｓを備えている。第２平歯車２ｇは、第２伝動軸２ｔｒと同軸上に固定されている。第２平歯車２ｇは、ベースフレーム１ｂｆとカップリング１ｃｒの間に収容されている。ベースフレーム１ｂｆは、内部が中空になっている。カップリング１ｃｒは、ベースフレーム１ｂｆの一端面に固定されている。
【００５３】
図５を参照すると、第２爪２ｐａは、その先端部が第２平歯車２ｇの外周に設けた歯に係合するように配置されている。第２爪２ｐａは、その基端部に回動軸ｐａ１を有している。第２爪２ｐａは、回動軸ｐａ１に巻回されたねじりコイルばね１ｔｓを有している。ねじりコイルばね１ｔｓは、第２爪２ｐａの先端部が第２平歯車２ｇの外周に当接する力を付勢している。
【００５４】
図４を参照して、第２伝動軸２ｔｒが他方の方向（Ｌ方向）に回転しているときは、すなわち、第２渦巻きばね２ｓが回転力を蓄勢しているときは、第２爪２ｐａの先端部が第２平歯車２ｇの歯先に当接して、第２平歯車２ｇが他方の方向に回転することを許容する送り状態になっている（図５参照）。一方、第２渦巻きばね２ｓが第２伝動軸２ｔｒを逆回転する力が作用すると、第２爪２ｐａの先端部が第２平歯車２ｇの歯元に当接して、第２平歯車２ｇが他方の方向に逆回転することを阻止する戻り止め状態に変位できる。そして、第２平歯車２ｇが他方の方向（図４のＲ方向）に逆回転することを防止できる。
【００５５】
図５を参照すると、回動軸ｐａ１の端部には、揺動レバーｐａ２を固定している。揺動レバーｐａ２の先端部は、第２電磁ソレノイド２ｅｓの可動鉄心２ｒｆに連結している。第２電磁ソレノイド２ｅｓを励磁すると、可動鉄心２ｒｆを吸磁して、回動軸ｐａ１を一方の方向に回転するので、第２爪２ｐａの先端部を第２平歯車２ｇから離間できる。そして、第２平歯車２ｇを一方の方向に回転できる。一方、第２電磁ソレノイド２ｅｓを消磁すると、可動鉄心２ｒｆを解放して、回動軸ｐａ１を他方の方向に回転するので、第２爪２ｐａの先端部を第２平歯車２ｇに当接できる。そして、第２平歯車２ｇの逆回転を防止する状態に復帰できる。
【００５６】
図１又は図２及び図５を参照すると、第２伝動軸２ｔｒの末端部には、回転検出板２ｒｐを固定している。回転検出板２ｒｐは、遠心方向に複数のスリットを等角に形成している（図５参照）。又、回転検出板２ｒｐを囲う一対の光センサを配置しており、これらの光センサが前記スリットの有無を検出することで、第２伝動軸２ｔｒの回転角度を検出できる。
【００５７】
（電気回路の構成）
次に、実施形態による太陽光発電装置１０に備わる電気回路の構成を説明する。図６を参照すると、太陽電池パネル１には、接続箱７ｂを接続している。接続箱７ｂは、パワーコンディショナ７ｃを接続している。そして、太陽電池パネル１の出力は、接続箱７ｂを経由して、パワーコンディショナ７ｃから取り出される。
【００５８】
図６を参照すると、接続箱７ｂは、制御部７ａに接続されている。制御部７ａは、蓄電池７ｄを含んでいる。蓄電池７ｄは、太陽電池パネル１が発電した電力を蓄電している。制御部７ａは、第１モータ１ｍ及び第２モータ２ｍに接続している。そして、第１モータ１ｍ及び第２モータ２ｍは、太陽電池パネル１が発電した電力で駆動できる。
【００５９】
図６を参照すると、蓄電池７ｄは、制御部７ａを経由して、第１電磁クラッチ１ｅｃ・第２電磁クラッチ２ｅｃ・第３電磁クラッチ３ｅｃ・第４電磁クラッチ４ｅｃに接続している。そして、第１電磁クラッチ１ｅｃ・第２電磁クラッチ２ｅｃ・第３電磁クラッチ３ｅｃ・第４電磁クラッチ４ｅｃは、蓄電池７ｄに蓄電された電力で駆動できる。
【００６０】
又、図６を参照すると、蓄電池７ｄは、制御部７ａを経由して、第１電磁ソレノイド１ｅｓ・第２電磁ソレノイド２ｅｓに接続している。そして、第１電磁ソレノイド１ｅｓ・第２電磁ソレノイド２ｅｓは、蓄電池７ｄに蓄電された電力で駆動できる。
【００６１】
図３又は図６を参照すると、太陽光発電装置１０は、降雪センサ３を更に備えている。降雪センサ３は、降雪量信号を出力できる。図６を参照すると、降雪センサ３は、制御部７ａに接続している。降雪センサ３は、市販の降雪センサを使用できる。例えば、受雪板に降った雪の水分量と温度から降雪量を電気信号に変換して出力できる。そして、制御部７ａは、降雪センサ３の降雪量信号に基づいて、第１渦巻きばね１ｓと第２渦巻きばね２ｓのいずれか一方を開放できる。
【００６２】
［太陽光発電装置の作用］
次に、実施形態による太陽光発電装置１０の動作を説明しながら、太陽光発電装置１０の作用及び効果を説明する。
【００６３】
図４を参照して、太陽電池パネル１の受光面が太陽に向かう傾斜状態では、つまり、太陽電池パネル１が発電している間に、第１モータ１ｍを駆動して、第１渦巻きばね１ｓが一方の方向（図３のＬ方向）に回転する力を蓄勢しておく（図１又は図２及び図５参照）。この場合、第１電磁クラッチ１ｅｃを接続状態（通電状態）にすると共に、第３電磁クラッチ３ｅｃを遮断状態（非通電状態）にしておく。又、第１モータ１ｍは、歯車減速機を設けることが好ましく、高トルクで第１伝動軸１ｔｒを回転できる。
【００６４】
次に、図１又は図２及び図５を参照して、第１渦巻きばね１ｓに所定の回転力が蓄勢されると、つまり、回転検出板１ｒｐで第１伝動軸１ｔｒの所定の回転数（回転角度を含む）を検出すると、第１モータ１ｍを停止する。又、第１電磁クラッチ１ｅｃを遮断状態（非通電状態）にする。なお、第１伝動軸１ｔｒが一方の方向に回転している間は、第１逆回転防止装置１ｄｅが作動しているので、第１渦巻きばね１ｓの逆回転が防止される。
【００６５】
同様に、図４を参照して、太陽電池パネル１の受光面が太陽に向かう傾斜状態では、つまり、太陽電池パネル１が発電している間に、第２モータ２ｍを駆動して、第２渦巻きばね２ｓが一方の方向（図４のＬ方向）に回転する力を蓄勢しておく（図１又は図２及び図５参照）。この場合、第２電磁クラッチ２ｅｃを接続状態（通電状態）にすると共に、第４電磁クラッチ４ｅｃを遮断状態（非通電状態）にしておく。又、第２モータ２ｍは、歯車減速機を設けることが好ましく、高トルクで第２伝動軸２ｔｒを回転できる。
【００６６】
次に、図１又は図２及び図５を参照して、第２渦巻きばね２ｓに所定の回転力が蓄勢されると、つまり、回転検出板２ｒｐで第２伝動軸２ｔｒの所定の回転数（回転角度を含む）を検出すると、第２モータ２ｍを停止する。又、第２電磁クラッチ２ｅｃを遮断状態（非通電状態）にする。なお、第２伝動軸２ｔｒが他方の方向に回転している間は、第２逆回転防止装置２ｄｅが作動しているので、第２渦巻きばね２ｓの逆回転が防止される。
【００６７】
図６を参照して、降雪センサ３が所定値以上の降雪量信号を出力すると、第１電磁ソレノイド１ｅｓを駆動（励磁）して、第１渦巻きばね１ｓを開放する。この場合、第１電磁クラッチ１ｅｃを遮断状態（非通電状態）にすると共に、第２電磁クラッチ２ｅｃを接続状態（通電状態）にすることで、第１渦巻きばね１ｓの復元力が第１巻掛伝動装置１ｗｒ→第２巻掛伝動装置２ｗｒの経路を経て、回動軸１１の一方の端部１１ａに伝動し、太陽電池パネル１を傾斜状態から垂直状態に変位できる（図３参照）。
【００６８】
図１又は図２及び図５を参照して、第１渦巻きばね１ｓの復元力が回動軸１１の一方の端部１１ａに伝動されて、回動軸１１を一方の方向に回動させているときは、第４電磁クラッチ４ｅｃを遮断状態（非通電状態）にしておく。これにより、回動軸１１の回転が第２渦巻きばね２ｓに伝動することを防止できる。
【００６９】
一方、図３に示された状態から、降雪センサ３が所定値未満の降雪量信号を出力すると（図６参照）、第２電磁ソレノイド２ｅｓを駆動（励磁）して、第２渦巻きばね２ｓを開放する。この場合、第２電磁クラッチ２ｅｃを遮断状態（非通電状態）にすると共に、第４電磁クラッチ４ｅｃを接続状態（通電状態）にすることで、第２渦巻きばね２ｓの復元力が第３巻掛伝動装置３ｗｒ→第４巻掛伝動装置４ｗｒの経路を経て、回動軸１１の他方の端部１１ｂに伝動し、太陽電池パネル１を垂直状態から傾斜状態に変位できる（図４参照）。
【００７０】
図１又は図２及び図５を参照して、第２渦巻きばね２ｓの復元力が回動軸１１の他方の端部１１ｂに伝動されて、回動軸１１を他方の方向に回動させているときは、第３電磁クラッチ３ｅｃを遮断状態（非通電状態）にしておく。これにより、回動軸１１の回転が第１渦巻きばね１ｓに伝動することを防止できる。
【００７１】
実施形態による太陽光発電装置１０は、太陽電池パネル１が発電した電力で駆動される第１モータ１ｍ及び第２モータ２ｍが回転することにより、これらの回転力を蓄勢する第１渦巻きばね１ｓ及び第２渦巻きばね２ｓを備えている。そして、第１渦巻きばね１ｓ及び第２渦巻きばね２ｓのいずれか一方を開放することにより、太陽電池パネル１の傾斜角度を調整できる。
【００７２】
実施形態による太陽光発電装置１０は、互いに連携し、比較的少ない電力で作動する電磁クラッチ及び電磁ソレノイドで構成された一組の駆動装置を備えており、従来の太陽光発電装置のように外部電源に依存することなく、効率的かつ自律的に太陽電池パネル１を可動させることができる。
【００７３】
実施形態による太陽光発電装置１０は、降雪センサの降雪量信号に基づいて、作動する駆動装置を開示したが、別に照度計を設けて、夜間や曇天時に太陽電池パネル１を傾斜状態から垂直状態に変位してもよく、昼間や晴天時に太陽電池パネル１を垂直状態から傾斜状態に変位してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  太陽電池パネル
１ｍ・２ｍ  第１モータ・第２モータ
１ｓｈ・２ｓｈ  第１出力軸・第２出力軸
１ｅｃ・２ｅｃ  第１電磁クラッチ・第２電磁クラッチ
１ｔｒ・２ｔｒ  第１伝動軸・第２伝動軸
１ｓ・２ｓ  第１渦巻きばね・第２渦巻きばね
Ｍ１・Ｍ２  第１駆動装置・第２駆動装置
３  降雪センサ
７ａ  制御部
１０  太陽光発電装置
１１  回動軸
１１ａ  回動軸の一方の端部
１１ｂ  回動軸の他方の端部
９ｆ・９ｆ  一対の支持脚
【図１】
2013197253.tif 000003
【図２】
2013197253.tif 000004
【図３】
2013197253.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013197253.tif 000007
【図６】
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