(57)【要約】【課題】コストを抑えながら、追尾体の原点定義動作を迅速に終了することを可能にした移動体追尾駆動装置を提供する。【解決手段】追尾体１００がメカニカル端点３０１，３０２に突き当たる直前に追尾体１００がメカニカル端点に近づいたことを知らせるためにメカニカル端点近くの追尾体の通過経路に配置された検知スイッチ２５１，２５２を有し、検知スイッチが追尾体の存在を検出した時に、追尾体駆動装置の原点定義動作に必要なステッピングモータのパルス数を予め仮設定された追尾体駆動装置の原点定義動作用のパルス数から追尾体の検知スイッチ２５１，２５２までの移動量に応じたパルス数を減算したパルス数の代わりに、検知スイッチ２５１，２５２からメカニカル端点３０１，３０２に到達し、ステッピングモータの脱調を終えるのに必要なパルス数に変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータの駆動で移動する追尾体と、
原点にメカニカル端点を有し、当該メカニカル端点に前記追尾体を当接させた後、前記ステッピングモータを脱調させることで、原点定義動作を行う制御手段を備えた移動体追尾駆動装置において、
前記追尾体が前記メカニカル端点に突き当たる直前に当該追尾体が前記メカニカル端点に近づいたことを知らせるために前記メカニカル端点近くの前記追尾体の通過経路に配置された検知スイッチを有し、
前記検知スイッチが前記追尾体の存在を検出した時に、前記追尾体駆動装置の原点定義動作に必要なステッピングモータのパルス数を予め仮設定された前記追尾体駆動装置の原点定義動作用のパルス数から前記追尾体の前記検知スイッチまでの移動量に応じたパルス数を減算したパルス数の代わりに、前記検知スイッチから前記メカニカル端点に到達し、前記ステッピングモータの脱調を終えるのに必要なパルス数に変更することを特徴とする移動体追尾駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検知スイッチがＯＮを検知した状態で追尾体駆動装置の原点定義動作を開始した場合に、前記追尾体を検知スイッチがＯＦＦの状態になるまで原点とは逆の方向に移動させ、前記検知スイッチがＯＦＦの状態になった時に前記追尾体の移動方向を反転させるように追尾体駆動装置の原点定義動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の移動体追尾駆動装置。
【請求項３】
前記追尾体駆動装置の原点定義終了時、前記検知スイッチは常にＯＮの状態であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動体追尾駆動装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記追尾体が前記検知スイッチをＯＦＦの状態からＯＮの状態に変化させた後に前記追尾体が前記メカニカル端点に到達し、脱調が起こり、追尾体駆動装置の原点定義を終了するまで前記ステッピングモータの駆動トルクを下げることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の移動体追尾駆動装置。
【請求項５】
前記追尾体の回転方向は、水平回転方向及び仰角回転方向からなり、それぞれの方向に関して追尾体の独立した制御手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の移動体追尾駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め定まった軌道上を移動する移動体を追尾する移動体追尾駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば太陽光発電システムを構成するにあたって、太陽などの予め定まった軌道上を移動する移動体を追尾する際にステッピングモータを使用した移動体追尾駆動装置を利用することは従来から知られている。移動体追尾駆動装置は、その構造上一般的に例えば突然の停電等などの意図しない電力停止が突然発生した場合その現在位置が認識できなくなるため、このような場合においては必ず原点まで復帰させて原点位置定義を行う必要がある。
【０００３】
一方、ステッピングモータを使用した駆動装置の原点位置定義に関して様々な工夫がなされている（例えば特許文献１及び２参照）。ここで特許文献１においては、正確な原点定義を行うことを目的とし、ステッピングモータにより回転部材が原点ストッパーに当接する位置を位置決め基準の原点とする原点補正を行うようになっている。そして、その手段として、回転部材が原点ストッパーに当接するときに跳ね返り逆回転を防止すべく回転部材が原点ストッパーの近傍から原点ストッパーに到達するまでの間にステッピングモータの駆動エネルギーを小さくするようにしている。
【０００４】
また、特許文献２においては、ステッピングモータを使用した駆動装置の原点復帰させる際に、ステッピングモータを所定の速度で駆動させ、近原点位置の配置されたセンサにて検知した時後、速度を下げ、さらに原点に配置されたセンサが検知したら、モータを停止させる制御処理が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１３５５９５号公報
【特許文献２】特開平１−１８５１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した移動体追尾駆動装置にステッピングモータを用いた場合、オープンループ制御によって移動体を追尾する追尾体の移動を制御できる。これによって、低コストで正確な追尾体の原点復帰が可能となる。しかし、追尾体が太陽光発電ソーラーパネル駆動装置や太陽熱発電用ミラー装置などの発電システムの場合、それらのパネルやミラーが上述した追尾体となるが、停電などの意図しない電力停止が突然発生した場合、ステッピングモータを使用した追尾体駆動装置が復旧時にどの位置に停止しているのか分からない為、追尾体駆動装置の原点定義が必要となる。
【０００７】
また、発電システムの性質上、夜間はこれらの移動体追尾駆動装置に電力を供給しないのが一般的である。そのため、夜間に強風等によりパネルやミラーの位置がずれてしまうことがある。また、これらの発電システムを例えば砂漠などの殆ど雨が降らない乾燥地帯に設置する場合、このような設置環境において生じる砂嵐等によって巻き上がる砂でパネルやミラーの表面が汚れないようにするために、夜間ではパネルやミラーを特定の方向に向けたままとすることがある。このような場合、翌日に再びパネルやミラー等の追尾体即ちこれを駆動する追尾体駆動装置を原点復帰させて原点定義動作を行わなければならない。
【０００８】
ステッピングモータを用いた場合、追尾体駆動装置の原点定義動作を行うに際して、具体的には、追尾体の原点を定義するメカニカルストッパであるメカニカル端点に向けて追尾体を付き当てるための所定パルスを発生させると共に、追尾体が端点に突き当たった後の一定時間追尾体が完全に端点に突き当たった状態のままステッピングモータを駆動し続けるいわゆる脱調を行うための規定のパルス数を発生させた後、ステッピングモータを停止する追尾体駆動装置の原点定義動作作業を毎回行う必要がある。
【０００９】
従来技術の場合に見られるように、このような追尾体駆動装置の原点定義動作を行うためのステッピングモータのパルス数を定めるにあたって、追尾体が端点から最も遠い位置にある場合を想定してこのパルス数を定めているのが一般的である。しかしながら、仮に追尾体が端点からさほど離れていない位置にある場合に上述した予め定めたパルス数で原点定義動作を行うと、追尾体が端点につきあたり脱調がおこり、原点定義が終了しているにもかかわらず、脱調が起こった後も引き続き、残りのかなりのパルスをステッピングモータに加えるために、ステッピングモータが動作音を発生し続け、操作者に不快感を生じさせると共に、無駄な時間が発生する。
【００１０】
なお、上述したステッピングモータを用いたオープンループ制御の代わりに、通常のサーボモータ等の一般的なモータと追尾体の絶対位置検出用センサを用いたフィードバック制御により移動体追尾駆動装置を構成することも考えられる。しかしながら、センサ自体が高精度でなければならず、高価な上、追尾体の駆動制御がフィードバック制御となる点でシステム自体の構成が複雑となりコスト高になると共に、センサ検出精度やセンサの取り付け位置の僅かなずれにより追尾体を正確に追尾することが難しくなる。
【００１１】
本発明の目的は、移動体を正確に追尾することを可能にする為の手段として、コストを抑えながら、追尾体駆動装置の原点定義動作を迅速に終了することを可能にした移動体追尾駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の移動体追尾駆動装置は、
ステッピングモータの駆動で移動する追尾体と、
原点にメカニカル端点を有し、当該メカニカル端点に前記追尾体を当接させた後、前記ステッピングモータを脱調させることで、原点定義動作を行う制御手段を備えた移動体追尾駆動装置において、
前記追尾体が前記メカニカル端点に突き当たる直前に当該追尾体が前記メカニカル端点に近づいたことを知らせるために前記メカニカル端点近くの前記追尾体の通過経路に配置された検知スイッチを有し、
前記検知スイッチが前記追尾体の存在を検出した時に、前記追尾体駆動装置の原点定義動作に必要なステッピングモータのパルス数を予め仮設定された前記追尾体駆動装置の原点定義動作用のパルス数から前記追尾体の前記検知スイッチまでの移動量に応じたパルス数を減算したパルス数の代わりに、前記検知スイッチから前記メカニカル端点に到達し、前記ステッピングモータの脱調を終えるのに必要なパルス数に変更することを特徴としている。
【００１３】
請求項１に係る移動体追尾駆動装置がこのような構成、即ち検知スイッチが追尾体の存在を検出した時に、追尾体駆動装置の原点定義動作に必要なステッピングモータのパルス数を予め仮設定した追尾体駆動装置の原点定義動作用のパルス数から追尾体の検知スイッチまでの移動量に応じたパルス数を減算したパルス数の代わりに、検知スイッチからメカニカル端点に到達し、ステッピングモータの脱調を終えるのに必要なパルス数に変更するようになっていることで、移動体追尾駆動装置の原点定義動作を従来の移動体追尾駆動装置の場合よりもはるかに早く終了することができるようになる。また、従来の移動体追尾駆動装置のように追尾体がメカニカル端点に突き当たった後、必要以上のパルス数でステッピングモータを駆動する必要がないので、脱調状態を速やかに終えることができると共に、脱調後に生じるステッピングモータの動作音を長時間発生せずに済む。これによって、操作者に不快感や不安感を与えずに済む。
【００１４】
また、本発明の請求項２に係る移動体追尾駆動装置は、請求項１に記載の移動体追尾駆動装置において、
前記制御手段は、前記検知スイッチがＯＮを検知した状態で追尾体駆動装置の原点定義動作を開始した場合に、前記追尾体を検知スイッチがＯＦＦの状態になるまで原点とは逆の方向に移動させ、前記検知スイッチがＯＦＦの状態になった時に前記追尾体の移動方向を反転させるように追尾体駆動装置の原点定義動作を行うことを特徴としている。
【００１５】
移動体追尾駆動装置の追尾体が検知スイッチをＯＮにした状態で追尾体駆動装置の原点定義動作を開始した場合であっても、追尾体駆動装置の原点定義動作開始時に検知スイッチがＯＦＦの状態において追尾体駆動装置の原点定義動作を行なった場合と同様の精度で、移動体追尾駆動装置の原点定義動作を確実にかつ極力早く終了することができるようになる。
【００１６】
また、本発明の請求項３に係る移動体追尾駆動装置は、請求項１または請求項２に記載の移動体追尾駆動装置において、
前記追尾体駆動装置の原点定義終了時、前記検知スイッチは常にＯＮの状態であることを特徴としている。
【００１７】
追尾体駆動装置の原点定義終了時、検知スイッチを常にＯＮの状態としておくことで、請求項１や請求項２に記載した作用を確実に発揮することができるようにする。
【００１８】
また、本発明の請求項４に係る移動体追尾駆動装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の移動体追尾駆動装置において、
前記制御手段は、前記追尾体が前記検知スイッチをＯＦＦの状態からＯＮの状態に変化させた後に前記追尾体が前記メカニカル端点に到達し、脱調が起こり、追尾体駆動装置の原点定義を終了するまで前記ステッピングモータの駆動トルクを下げることを特徴としている。
【００１９】
追尾体が検知スイッチをＯＦＦの状態からＯＮの状態に変化させた後に追尾体がメカニカル端点に到達し、脱調が起こり、追尾体駆動装置の原点定義を終了するまでステッピングモータの駆動トルクを下げることで、ステッピングモータの脱調時にメカニカル端点に突き当たった際に追尾体のはね返りが生じないようにすると共に、ステッピングモータの脱調時にメカニカル端点からの追尾体の僅かなはね返りも防止する。これによって、移動体追尾駆動装置の原点定義動作の際に検出した原点位置に誤差が生じないようにし、追尾体駆動装置の原点定義動作をより正確に行うようにする。
【００２０】
また、本発明の請求項５に係る移動体追尾駆動装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の移動体追尾駆動装置において、
前記追尾体の回転方向は、水平回転方向及び仰角回転方向からなり、それぞれの方向に関して追尾体の独立した制御手段を備えていることを特徴としている。
【００２１】
追尾体の回転方向が水平回転方向と仰角回転方向の２方向であっても、係る移動体追尾駆動装置の原点復帰を従来の移動体追尾駆動装置に比較してより迅速かつ確実に終了することができるようになる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、移動体を正確に追尾することを可能にする為の手段として、コストを抑えながら、追尾体駆動装置の原点定義動作を迅速に終了することを可能にした移動体追尾駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る太陽追尾駆動装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示した太陽追尾駆動装置の水平方向の原点定義動作を説明する平面図である。
【図３】図１に示した太陽追尾駆動装置の原点定義動作を説明するフローチャート及びこのフローチャートの各ルーチンに対応した追尾体とメカニカルスイッチ及び端点との相対位置関係を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の要旨である太陽追尾駆動装置の原点定義動作を説明する。なお、以下の実施形態の説明では、太陽熱発電システムにおける太陽熱発電用ミラーを太陽に追尾させる際の太陽追尾駆動装置の原点定義動作について説明するが、太陽光発電システムにおける太陽光発電用ソーラーパネルを太陽に追尾させる場合においても同様である。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る太陽追尾駆動装置を概略的に示すブロック図である。また、図２は、図１に示した太陽追尾駆動装置の水平方向の原点定義動作を説明する平面図である。
【００２６】
本実施形態に係る太陽追尾駆動装置（移動体追尾駆動装置）１は、いわゆるヘリオスタットと呼ばれるもので、図１に示すように、移動する太陽を追尾する追尾体１００と、追尾体駆動機構２００と、追尾体作動指令部３００を有している。追尾体駆動機構２００は、追尾体駆動回転軸２１０と、回転軸駆動部２２０と、回転軸駆動制御部２３０とを有している。追尾体作動指令部３００は、各追尾体駆動機構２００に対して指令信号を送る機能を有している。
【００２７】
追尾体駆動回転軸２１０は、太陽の位置に合わせて追尾体１００の水平方向の向きを調整する水平方向回転軸（第１の回転軸）２１１と、太陽の位置に合わせて追尾体１００の仰角（図１における角度θ参照）を調整する仰角方向回転軸（第２の回転軸）２１２からなる。また、回転軸駆動部２２０は、水平方向回転軸２１１を回転させる水平方向回転軸駆動部（第１の駆動部）２２１と、仰角方向回転軸２１２を回転させる仰角方向回転軸駆動部（第２の駆動部）２２２とを有している。
【００２８】
なお、本実施形態の場合、水平方向回転軸駆動部２２１及び仰角方向回転軸駆動部２２２は、それぞれＨＢ（ハイブリッド）型のステッピングモータ２２１，２２２から構成されている。
【００２９】
回転軸駆動制御部２３０は、水平方向回転軸駆動部２２１と仰角方向回転軸駆動部２２２にそれぞれ対応して備わったモータ駆動回路２３１，２３２と、各ドライバを制御するモータ制御回路２３５，２３６とを有している。
【００３０】
モータ制御回路２３５，２３６には、スイッチ検出部２３５ａ，２３６ａがメカニカルスイッチ（検知スイッチ）２５１，２５２にそれぞれ対応して設けられると共に、モータ制御部２３５ｂ，２３６ｂが、モータ駆動回路２３１を介した水平方向回転軸駆動部のステッピングモータ２２１及びモータ駆動回路２３２を介した仰角方向回転軸駆動部のステッピングモータ２２２にそれぞれ対応して設けられている。
【００３１】
上述したように本実施形態においてステッピングモータ２２１，２２２を用いることで、構成の複雑なクローズドループ制御を行うことなくオープンループ制御で水平方向回転軸２１１と仰角方向回転軸２１２を回転させることができる。
【００３２】
以下に、本実施形態の特徴的部分である太陽追尾駆動装置１の原点定義動作を行う構成について説明する。なお、太陽追尾駆動装置１を作動させるごとに、最初に追尾体１００を原点であるメカニカル端点まで高速移動させながら復帰させて原点定義動作を行う。この原点定義動作においては、原点を定義する所定の初期位置までのステッピングモータを高速移動させるにあたって、追尾体駆動機構２００の回転軸駆動制御部２３０が回転軸駆動部２２０を駆動させることで行う。
【００３３】
図２は、図１に示した太陽追尾駆動装置１の水平方向の原点定義動作を説明する平面図である。本実施形態に係る太陽追尾駆動装置１は、水平方向回転駆動で駆動される追尾体１００の太陽追尾駆動装置１の原点定義動作と仰角方向回転駆動部で駆動される追尾体１００の太陽追尾駆動装置１の原点定義動作を共に行うようになっている。なお、以下の説明においては、水平方向回転駆動部で駆動される追尾体１００に関する太陽追尾駆動装置１の原点定義動作と仰角方向回転駆動部で駆動される追尾体１００に関する太陽追尾駆動装置１の原点定義動作とは等価的な構成となっているので、符号に関しては後者をカッコ書きで示すものとする。
【００３４】
太陽追尾駆動装置１の原点定義動作を行うための構成は、ステッピングモータ２２１（２２２）の駆動で所定経路を回転移動する追尾体１００と、原点定義動作の原点に配置されたメカニカル端点３０１（３０２）を有すると共に、追尾体１００の移動経路途中で追尾体１００の存在を検出するように配置されたメカニカルスイッチ２５１（２５２）と、モータ制御回路２３５（２３６）に内蔵されたスイッチ検出部２３５ａ（２３６ａ）及びモータ制御部２３５ｂ（２３６ｂ）を備えている。
【００３５】
メカニカル端点３０１（３０２）は、例えば金属製のしっかりとした剛体でヘリオスタットの土台に固定されており、追尾体１００が突き当たってもその位置が全くずれないようになっている。
【００３６】
メカニカルスイッチ２５１（２５２）は、メカニカル端点近傍に配置され、追尾体１００がメカニカル端点３０１（３０２）に突き当たる直前に追尾体１００がメカニカル端点３０１（３０２）に近づいたことを検出するようになっている。なお、メカニカルスイッチ２５１（２５２）は、本実施形態では、レバーが備わり追尾体が通過することでこのレバーが撓んでスイッチ内部のプランジャを超すことにより出力がＯＦＦからＯＮに変更するようないわゆるリミットスイッチが用いられている。なお、メカニカルスイッチ２５１及び２５２が追尾体１００に当る位置は、当然のことながら異なる位置となる。
【００３７】
モータ制御回路２３５（２３６）は、上述したようにスイッチ検出部２３５ａ（２３６ａ）とモータ制御部２３５ｂ（２３６ｂ）を有し、メカニカルスイッチ２５１（２５２）が追尾体１００の存在を検出した時に、スイッチ検出部２３５ａ（２３６ａ）がモータ制御部２３５ｂ（２３６ｂ）に信号を送り、モータ制御部２３５ｂ（２３６ｂ）においてステッピングモータ２２１（２２２）の、太陽追尾駆動装置１の原点定義動作に必要なパルス数を変更する指令信号を、モータ駆動回路内のスイッチ検出部２３５ａ（２３６ａ）からモータ制御部２３５ｂ（２３６ｂ）を介してモータ駆動回路２３１（２３２）に伝える。これによって、原点定義動作開始時に仮設定された原点定義動作に必要な所定のパルス数からメカニカルスイッチ２５１（２５２）に達するまでの追尾体１００の移動量に応じたパルス数を減算したパルス数の代わりに、メカニカルスイッチ２５１（２５２）からメカニカル端点３０１（３０２）に到達し、ステッピングモータ２２１（２２２）の脱調を終えるのに必要な距離分に相当するパルス数に変更するようになっている。
【００３８】
続いて、本実施形態に係る太陽追尾駆動装置１の原点定義動作についてフローチャートに基づいて説明する。図３は図１に示した太陽追尾駆動装置１の原点定義動作を説明するフローチャート及びこのフローチャートの各ルーチン対応した追尾体１００とメカニカルスイッチ２５１（２５２）及びメカニカル端点３０１（３０２）との相対位置関係を示す概略説明図である。
【００３９】
図３のフローチャートに示すように最初に太陽追尾駆動装置１の原点定義動作を開始する（ステップＳ１０）。次いで、メカニカルスイッチ２５１（２５２）（図３のフローチャートでは単に「スイッチ」とする）がＯＦＦであるかＯＮであるかを判断する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、メカニカルスイッチ２５１（２５２）がＯＦＦではない、即ちＯＮであると判断した場合は、追尾体１００（図３のフローチャートでは「ミラー」とする）をメカニカルスイッチ２５１（２５２）の原点とは逆方向にメカニカルスイッチ２５１（２５２）がＯＦＦになるまで移動させる（ステップＳ１２）。一方、ステップＳ１１で、メカニカルスイッチ２５１（２５２）がＯＦＦであると判断した場合には、メカニカルスイッチ２５１（２５２）の方向に追尾体１００の移動を開始する。（ステップＳ１３）この状態は、図３におけるステップＳ１３の右側に示された（ａ）の状態に相当している。次いで、追尾体１００がメカニカルスイッチ２５１（２５２）のレバーを押してメカニカルスイッチ２５１（２５２）がＯＮであることを検出した時点で（ステップＳ１４）、予め仮設定されたステッピングモータ２２１（２２２）の、太陽追尾駆動装置１の原点定義動作用のパルスカウント値を変更させて、原点定義動作時間短縮用の新たなパルスカウント数とする。この状態は、図３におけるステップＳ１４の右側に示された（ｂ）の状態に相当している。これと同時に、ステップＳ１４においてメカニカルスイッチ２５１（２５２）がＯＮであることを検出した時点でステッピングモータ２２１（２２２）の速度はそれまでと同速度としたまま、ステッピングモータ２２１（２２２）に流す電流を下げてステッピングモータ２２１（２２２）の回転トルクを低下させた状態で追尾体１００をメカニカル端点３０１（３０２）に向けて移動させる（ステップＳ１５）。この状態は、図３におけるステップＳ１５の右側に示された（ｃ）の状態に相当している。次いで、追尾体１００がメカニカル端点３０１（３０２）に到達した時に、ステッピングモータ２２１（２２２）に脱調が発生する。（ステップＳ１６）。この状態は、図３におけるステップＳ１６の右側に示された（ｄ）の状態に相当している。そして、残りのパルス数をステッピングモータ２２１（２２２）に流した後にステッピングモータ２２１（２２２）を停止させ、この位置を太陽追尾駆動装置１の原点として定義し、精度の高いステッピングモータの原点定義動作を完了する。
【００４０】
本実施形態に係る太陽追尾駆動装置１がこのような構成を有することで、水平方向及び仰角方向に移動する追尾体１００の太陽追尾駆動装置１の原点定義動作をそれぞれの方向ごとに行うにあたって、メカニカルスイッチ２５１（２５２）が追尾体１００の存在を検出した時に、太陽追尾駆動装置１の原点定義動作に必要なパルス数を予め仮設定した太陽追尾駆動装置１の原点定義動作用のステッピングモータのパルス数からメカニカルスイッチ２５１（２５２）に至るまでの追尾体１００の移動量に応じたパルス数を減算したパルス数の代わりに、追尾体１００がメカニカルスイッチ２５１（２５２）からメカニカル端点３０１（３０２）に到達し、ステッピングモータの脱調を終えるのに必要な距離分に相当するパルス数に変更する。これによって、太陽追尾駆動装置１の原点定義動作を従来の移動体追尾駆動装置よりもはるかに早く終了することができるようになる。また、従来の太陽追尾駆動装置のように追尾体がメカニカル端点に突き当たった後、ステッピングモータを必要以上のパルス数で駆動する必要がないので、脱調後の太陽追尾駆動装置１の原点定義動作を速やかに終了することができるとともに、脱調後に生じるステッピングモータの動作音長時間発生させずに済む。これによって、操作者に不快感や不安感を与えずに済む。
【００４１】
また、本実施形態に係る太陽追尾駆動装置１は、追尾体１００がメカニカルスイッチ２５１（２５２）をＯＦＦの状態からＯＮの状態に変化させた後にステッピングモータに流す電流を下げることで、追尾体１００がメカニカル端点３０１（３０２）に到達し、脱調が起こり、太陽追尾駆動装置１の原点定義を終了するまでのステッピングモータの駆動トルクを下げるようになっているので、追尾体１００がメカニカル端点３０１（３０２）に突き当たったときのはね返りを防止すると共に、ステッピングモータの脱調時におけるメカニカル端点３０１（３０２）からの追尾体１００のわずかなはね返りも生じないようにし、移動体追尾駆動装置の原点定義動作の際に検出した原点位置に誤差が生じるのを回避し、脱調後の原点定義動作をより正確に行うようにできる。
【実施例】
【００４２】
本発明を利用した太陽追尾駆動装置（移動体追尾駆動装置）の実施例（以下「本実施例」とする）と従来の移動体追尾駆動装置（以下「本比較例」とする）とを比較したので、その比較結果を以下に説明する。本実施例においては、２軸の太陽追尾機構において、水平面方向を変える軸回転に対しては、メカニカル原点から２２度、仰角を変える軸回転に対しては、メカニカル原点から４度離れた箇所にメカニカルスイッチを配した機構を使用した。そして、各々の軸の最大動作角度は約９０度、ギア比は３７４：１、駆動に使用するＨＢモータのステップ角度は１ステップ＝１．８度とした。
【００４３】
本比較例の場合は、単に原点（メカニカル端点）に当て止めして太陽追尾駆動装置１の原点定義動作を行う際は、追尾体がどこに位置しようと、原点定義終了まで、ステッピングモータを駆動するにあたって、毎回最低、９０／（１．８／３７４）＝１８７００パルス数で駆動する必要がある。更には、ステッピングモータを確実に脱調させる分の追加パルスが必要になる。
【００４４】
しかしながら、本実施例のようにメカニカルスイッチを配することで、スイッチから原点までの距離が特定できるため、メカニカルスイッチがＯＦＦの時は、通常の前記の１８７００パルス数で動作をさせ、メカニカルスイッチがＯＮとなった時点で、以下のパルス数に変更することで、脱調時間が短く、最短で原点に到達できた。具体的には、水平軸回転については２２／（１．８／３７４）＝４５７１パルス＋追加パルス（機構１度分＝２０８パルス）によって原点復帰とステッピングモータの脱調を終えて停止するまで、仰角軸回転については、４／（１．８／３７４）＝８３２パルス＋追加パルス（機構１度分＝２０８パルス）によって原点復帰とステッピングモータの脱調を終えてステッピングモータを停止させ、太陽追尾駆動装置１の原点定義動作を完了させることができた。その結果、比較例において必要とされる１８７００パルスに対して少ないパルス数で原点復帰とステッピングモータの脱調を終えて太陽追尾駆動装置１の原点定義動作を完了可能であることを確認できた。
【００４５】
なお、上述したステッピングモータの駆動トルクを下げるために、本実施形態のような手法をとらずに、ステッピングモータの構成を利用して別の手法を取っても実現可能である。具体的には、例えば追尾体がメカニカルスイッチをＯＦＦの状態からＯＮの状態に変化させた後にステッピングモータに流す電流は一定のままステッピングモータを駆動するパルスレートを上げることでステッピングモータの回転速度を高め、結果的にステッピングモータのトルクを低下させても良い。このような手法によっても移動体追尾駆動装置の原点復帰の際に検出した原点位置に誤差が生じるのを防止できる、これに加えてメカニカルスイッチから端点までの追尾体の速度が早まるので太陽追尾駆動装置１の原点定義動作をより迅速に終了するようにできるようになる。
【００４６】
なお、上述の実施形態とは異なり、ステッピングモータを用いて追尾体を駆動する移動体追尾駆動装置であれば、本発明を適用することによって移動体追尾を行うごとにその直前において必ず必要とされる追尾体の原点復帰を短い時間で完了することができるので、例えば追尾体が衛星であってこの衛星を追尾するための反射鏡を追尾体とする衛星追尾駆動装置にも本発明を適用可能である。さらには、予め定まった軌道上を移動する追尾体を追尾する如何なるものにも本発明に係る移動体追尾駆動装置を適用可能である。
【００４７】
また、上述した実施例においては追尾体検知スイッチとしてメカニカルスイッチを用いたが、この代わりに磁気センサ、近接センサ、光学センサ、赤外線センサなどを用いても良い。
【００４８】
また、上述の実施形態は、追尾体の駆動軸を２軸備え、これに対応するモータ及びメカニカルスイッチをそれぞれ１組ずつ合計２組備えていたが、追尾体の駆動軸が１軸だけ備わっており、これに対応するモータ及びメカニカルスイッチが１組だけ備わっている移動体追尾駆動装置であっても本発明を適用可能であることは言うまでもない。したがって、追尾体の駆動軸が１軸だけ備わったようなヘリオスタッドにも本発明を適用可能である。
【００４９】
また、上述した実施形態の説明では、太陽熱発電システムにおける太陽熱発電用ミラーを太陽に追尾させる際の制御方法について説明したが、太陽光発電システムにおける太陽光発電用ソーラーパネルを太陽に追尾させる場合においても本発明を適用可能である。
【００５０】
なお、上述の実施形態は本発明の作用を発揮する具体的な一例を示したものであり、本発明の作用を発揮する範囲内であれば上述の実施形態とは異なる形態であっても構わないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５１】
１    太陽追尾駆動装置
１００    追尾体（ミラー）
２００    追尾体駆動機構
２１０    追尾体駆動回転軸
２１１    水平方向回転軸（第１の回転軸）
２１２    仰角方向回転軸（第２の回転軸）
２２０    回転軸駆動部
２２１    水平方向回転軸駆動部（第１の駆動部）
２２２    仰角方向回転軸駆動部（第２の駆動部）
２２１，２２２    ステッピングモータ
２３０    回転軸駆動制御部
２３１，２３２    モータ駆動回路
２３５，２３６    モータ制御回路
２３５ａ，２３６ａ    スイッチ検出部
２３５ｂ，２３６ｂ    モータ制御部
２５１，２５２    メカニカルスイッチ（検知スイッチ）
３００    追尾体作動指令部
３０１，３０２    メカニカル端点
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013172527.tif 000005