特許 7153260 太陽光発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-05

(45)【発行日】2022-10-14

(54)【発明の名称】太陽光発電装置

(51)【国際特許分類】

   H02S 20/32 20140101AFI20221006BHJP

   H02S 20/30 20140101ALI20221006BHJP

   H02S 20/10 20140101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

H02S20/32

H02S20/30 A

H02S20/10 Q

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2017123660

(22)【出願日】2017-06-23

(65)【公開番号】P2019009903

(43)【公開日】2019-01-17

【審査請求日】2020-06-22

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「新エネルギーベンチャー技術革新事業」による委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】516303174

【氏名又は名称】株式会社サンマリオン

(73)【特許権者】

【識別番号】304021288

【氏名又は名称】国立大学法人長岡技術科学大学

(72)【発明者】

【氏名】中谷 誠和

(72)【発明者】

【氏名】山田 昇

【審査官】河内 悠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０９５２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５６８０７７８（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｓ ２０／３２

Ｈ０２Ｓ ２０／３０

Ｈ０２Ｓ ２０／１０

Ｆ２４Ｓ ３０／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベース部と、
前記ベース部の上に配置され、前記ベース部に設けられた駆動機構によって、前記ベース部を構成する外枠部と平行に移動可能かつ、水平方向に移動可能な移動部と、
前記移動部の上に配置され、前記移動部に設けられた、軸部と、前記軸部が貫通する軸受部材を含んだ追尾機構に取り付けられた複数の太陽電池パネルとを備え、
前記駆動機構は、
前記移動部を前記ベース上に支持するための第１可動支持部及び第２可動支持部と、
前記第１可動支持部を第１方向に移動させる第１駆動部、及び前記第２可動支持部を前記第１方向に対して垂直方向である第２方向に移動させる第２駆動部とを含み、
前記移動部の移動に対応して、前記追尾機構を介して前記複数の太陽電池パネルが傾くように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。

【請求項2】

前記追尾機構は、前記移動部に支持され、上方に延びる前記軸部を含み、
前記軸部は、前記移動部の移動に対応して、該移動方向に傾くように構成されており、
前記複数の太陽電池パネルは、前記軸部の傾きに対応して傾くように前記追尾機構に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。

【請求項3】

ベース部と、
前記ベース部の上に配置され、前記ベース部に設けられた第１駆動機構によって、前記ベース部を構成する外枠部と平行に移動可能かつ、水平方向に移動可能な第１移動部と、
前記第１移動部の上に配置され、前記第１移動部に設けられた第２駆動機構によって、前記ベース部を構成する前記外枠部と平行に移動可能かつ、水平方向に移動可能な第２移動部と、
前記第２移動部の上に配置され、前記第２移動部に設けられた、軸部と、前記軸部が貫通する軸受部材を含んだ追尾機構に取り付けられた複数の太陽電池パネルとを備え、
前記第１駆動機構は、前記第１移動部を支持する第１可動支持部と、前記第１可動支持部を第１方向に移動させる第１駆動部とを含み、
前記第２駆動機構は、前記第２移動部を支持する第２可動支持部と、前記第２可動支持部を前記第１方向に対して垂直方向である第２方向に移動させる第２駆動部とを含み、
前記第２移動部の移動に対応して、前記追尾機構を介して前記複数の太陽電池パネルが傾くように構成されていることを特徴とする太陽光発電装置。

【請求項4】

前記追尾機構は、前記第２移動部に取り付けられ、上方に延びる前記軸部を含み、
前記軸部は、前記第２移動部の移動に対応して、該移動方向に傾くように構成されており、
前記複数の太陽電池パネルは、前記軸部の傾きに対応して傾くように前記追尾機構に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電装置。

【請求項5】

前記第１駆動部は、前記第１方向に延びる第１移動軸と、前記第１移動軸に沿って前記第１可動支持部を移動させるための駆動装置とを含み、
前記第２駆動部は、前記第２方向に延びる第２移動軸と、前記第２移動軸に沿って前記第２可動支持部を移動させるための駆動装置とを含むことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。

【請求項6】

前記第１駆動部は、回転部材及び直線移動部材を有し且つ前記回転部材の回転動作を前記直線移動部材の第１方向の直線動作に変換する変換機構と、回転部材に回転入力を加えるモータとを含み、
前記第１可動支持部は、前記第１駆動部における前記直線移動部材と共に移動するように該直線移動部材に取り付けられており、
前記第２駆動部は、回転部材及び直線移動部材を有し且つ前記回転部材の回転動作を前記直線移動部材の第２方向の直線動作に変換する変換機構と、回転部材に回転入力を加えるモータとを含み、
前記第２可動支持部は、前記第２駆動部における前記直線移動部材と共に移動するように該直線移動部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項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し、特に、太陽軌道を追尾するように太陽電池パネルを駆動する太陽光発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、太陽光を利用して電力を発生させる太陽光発電装置が知られている。近年には、太陽光による発電量を向上するために、種々の太陽光発電装置の構成が提案されている。

【0003】

特許文献１～３には、太陽軌道を追尾するように太陽電池パネルを駆動させる追尾制御を行うことで、太陽光による発電量を向上させることを目的とした追尾装置付の太陽光発電装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－３２４２１０号公報

【文献】特開２０１２－６９６１０号公報

【文献】特開２０１４－９５２８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般的な追尾装置は、耐風性に優れた構造を実現するために装置が大がかりであるが、その割には太陽電池の積載量が多くない。そのため、分散可動型の追尾装置も提案されているが、該追尾装置は、機構が複雑であり、コストが上昇してしまう。また、該追尾装置は、設置時や搬送時の不具合が大きい。

【0006】

さらに、追尾装置には太陽電池パネルを搭載する追尾子が備えられているが、従来の一
般的な追尾装置の場合、該追尾子の追尾機構が一部の方向で円滑に動き難く、太陽軌道の
追尾が不充分となることがある。

【0007】

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、分散可動型であって、小型で簡易な構造であり、設置時の利便性や搬送時の可搬性に優れるだけでなく、広範囲な方向に動きが円滑で、太陽軌道の追尾性能にも優れており、低コストでの実現が可能な追尾装置を備えた太陽光発電装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態に係る太陽光発電装置は、
ベース部と、
前記ベース部の上に配置され、前記ベース部に設けられた駆動機構によって、前記ベース部を構成する外枠部と平行に移動可能かつ、水平方向に移動可能な移動部と、
前記移動部の上に配置され、前記移動部に設けられた、軸部と、前記軸部が貫通する軸受部材を含んだ追尾機構に取り付けられた複数の太陽電池パネルとを備え、
前記駆動機構は、
前記移動部を前記ベース上に支持するための第１可動支持部及び第２可動支持部と、
前記第１可動支持部を第１方向に移動させる第１駆動部、及び前記第２可動支持部を前記第１方向に対して垂直方向である第２方向に移動させる第２駆動部とを含み、
前記移動部の移動に対応して、前記追尾機構を介して前記複数の太陽電池パネルが傾くように構成されていることを特徴とする。

【0009】

本実施形態に係る太陽光発電装置によると、簡易な構造であり、広範囲な方向に動きが円滑で、太陽軌道の追尾性能にも優れており、低コストでの実現が可能な追尾装置を備えた太陽光発電装置が得られる。

【0010】

本発明の一実施形態に係る太陽光発電装置において、
前記追尾機構は、前記移動部に支持され、上方に延びる軸部を含み、
前記軸部は、前記移動部の移動に対応して、該移動方向に傾くように構成されており、
前記複数の太陽電池パネルは、前記軸部の傾きに対応して傾くように前記追尾機構に取り付けられていることが好ましい。

【0011】

このようにすると、簡便な構造で、移動部の移動に対応して、複数の太陽電池パネルが傾くように構成できる。

【0012】

本発明の他の実施形態に係る太陽光発電装置は、
ベース部と、
前記ベース部の上に配置され、前記ベース部に設けられた第１駆動機構によって、前記ベース部を構成する外枠部と平行に移動可能かつ、水平方向に移動可能な第１移動部と、
前記第１移動部の上に配置され、前記第１移動部に設けられた第２駆動機構によって、前記ベース部と平行に移動可能かつ、水平方向に移動可能な第２移動部と、
前記第２移動部の上に配置され、前記第２移動部に設けられた、軸部と、前記軸部が貫通する軸受部材を含んだ追尾機構に取り付けられた複数の太陽電池パネルとを備え、
前記第１駆動機構は、前記第１移動部を支持する第１可動支持部と、前記第１可動支持部を第１方向に移動させる第１駆動部とを含み、
前記第２駆動機構は、前記第２移動部を支持する第２可動支持部と、前記第２可動支持部を前記第１方向に対して垂直方向である第２方向に移動させる第２駆動部とを含み、
前記第２移動部の移動に対応して、前記追尾機構を介して前記複数の太陽電池パネルが傾くように構成されていることを特徴とする。

【0013】

本実施形態に係る太陽光発電装置によると、上記一実施形態に係る太陽光発電装置と同様に、簡易な構造であり、広範囲な方向に動きが円滑で、太陽軌道の追尾性能にも優れており、低コストでの実現が可能な追尾装置を備えた太陽光発電装置が得られる。

【0014】

本発明の他の実施形態に係る太陽光発電装置において、
前記追尾機構は、前記第２移動部に取り付けられ、上方に延びる軸部を含み、
前記軸部は、前記第２移動部の移動に対応して、該移動方向に傾くように構成されており、
前記複数の太陽電池パネルは、前記軸部の傾きに対応して傾くように前記追尾機構に取り付けられていることが好ましい。

【0015】

このようにすると、簡便な構造で、移動部の移動に対応して、複数の太陽電池パネルが傾くように構成できる。

【0016】

上記各実施形態に係る太陽光発電装置において、
前記第１駆動部は、前記第１方向に延びる第１移動軸と、前記第１移動軸に沿って前記第１可動支持部を移動させるための駆動装置とを含み、
前記第２駆動部は、前記第２方向に延びる第２移動軸と、前記第２移動軸に沿って前記第２可動支持部を移動させるための駆動装置とを含むことが好ましい。

【0017】

このようにすると、第１可動支持部及び第２可動支持部が互いに垂直な方向に安定して移動でき、それにより移動部を円滑に移動できるので、太陽電池パネルを円滑に駆動することが可能となる。

【0018】

上記各実施形態に係る太陽光発電装置において、
前記第１駆動部は、回転部材及び直線移動部材を有し且つ前記回転部材の回転動作を前記直線移動部材の第１方向の直線動作に変換する変換機構と、回転部材に回転入力を加えるモータとを含み、
前記第１可動支持部は、前記第１駆動部における前記直線移動部材と共に移動するように該直線移動部材に取り付けられており、
前記第２駆動部は、回転部材及び直線移動部材を有し且つ前記回転部材の回転動作を前記直線移動部材の第２方向の直線動作に変換する変換機構と、回転部材に回転入力を加えるモータとを含み、
前記第２可動支持部は、前記第２駆動部における前記直線移動部材と共に移動するように該直線移動部材に取り付けられていることが好ましい。

【0019】

より具体的には、
前記第１駆動部は、前記変換機構である前記第１方向に延びるねじ軸、ナット及びボールからなるボールねじと、前記ナットが前記ねじ軸に沿って移動するように該ねじ軸を回転させるためのギア部及び該ギア部に接続されたモータとを含み、
前記第１可動支持部は、前記第１駆動部における前記ナットと共に移動するように該ナットに取り付けられており、
前記第２駆動部は、前記変換機構である前記第２方向に延びるねじ軸、ナット及びボールからなるボールねじと、前記ナットが前記ねじ軸に沿って移動するように該ねじ軸を回転させるためのギア部及び該ギア部に接続されたモータとを含み、
前記第２可動支持部は、前記第２駆動部における前記ナットと共に移動するように該ナットに取り付けられていることが好ましい。

【0020】

このようにすると、上記第１可動支持部及び第２可動支持部の移動を簡便な構造で達成することができる。

【0021】

また、上記各実施形態に係る太陽光発電装置において、
前記第１駆動部は、前記変換機構である前記第１方向に延びるラックギア及びピニオンギアからなるラックアンドピニオンと、前記ラックギアを前記第１方向に移動させるように前記ピニオンギアを回転させるためのモータとを含み、
前記第１可動支持部は、前記第１駆動部における前記ラックギアと共に移動するように該ラックギアに取り付けられており、
前記第２駆動部は、前記変換機構である前記第２方向に延びるラックギア及びピニオンギアからなるラックアンドピニオンと、前記ラックギアを前記第２方向に移動させるように前記ピニオンギアを回転させるためのモータとを含み、
前記第２可動支持部は、前記第２駆動部における前記ラックギアと共に移動するように該ラックギアに取り付けられていてもよい。

【0022】

このようにしても、上記構成と同様に、上記第１可動支持部及び第２可動支持部の移動を簡便な構造で達成することができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明に係る集光型太陽光発電装置によると、分散可動型であって、小型で簡易な構造であり、設置時の利便性や搬送時の可搬性に優れるだけでなく、広範囲な方向に動きが円滑で、太陽軌道の追尾性能にも優れており、低コストでの実現が可能な追尾装置を備えた太陽光発電装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置を示す正面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置を示す左側面図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置を示す右側面図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置のベース部の構成を示す斜視図である。

【図5】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置のベース部の構成を示す平面図である。

【図6】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置のベース部の構成を示す正面図である。

【図7】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置のベース部の構成を示す右側面図である。

【図8】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置のベース部の上に移動部が設けられた状態の構成を示す斜視図である。

【図9】図８の状態から移動部が第１方向に移動された状態を示す斜視図である。

【図10】図９の状態から移動部が第２方向に移動された状態を示す斜視図である。

【図11】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置の移動部に設けられる追尾機構の構成を示す斜視図である。

【図12】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置の移動部に設けられる追尾機構の構成を示す平面図である。

【図13】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置の移動部に設けられる追尾機構の構成を示す正面図である。

【図14】本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置の移動部に設けられる追尾機構の構成を示す右側面図である。

【図15】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置を示す正面図である。

【図16】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置を示す右側面図である。

【図17】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置のベース部の構成を示す平面図である。

【図18】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置のベース部の構成を示す背面図である。

【図19】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置のベース部の上に第１移動部が設けられた状態の構成を示す平面図である。

【図20】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置のベース部の上に第１移動部が設けられた状態の構成を示す背面図である。

【図21】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置のベース部の上に第１移動部及び第２移動部が設けられた状態の構成を示す平面図である。

【図22】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置のベース部の上に第１移動部及び第２移動部が設けられた状態の構成を示す背面図である。

【図23】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置の追尾機構の図示を省略した平面図である。

【図24】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置の追尾機構の構成を示す正面図である。

【図25】本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置の追尾機構の構成を示す右側面図である。

【図26】本発明の第３の実施形態に係る太陽光発電装置の駆動機構の構成を示す斜視図である。

【図27】本発明の第３の実施形態に係る太陽光発電装置の駆動機構の構成を示す平面図である。

【図28】図２７の状態からすべりねじのナットがねじ軸の一端にまで移動された状態を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用方法或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0030】

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る太陽光発電装置について図１～図１４を参照しながら説明する。

【0031】

図１～図３に示すように、本実施形態の太陽光発電装置は、大きく分けて下段部１０、中段部３０及び上段部５０により構成されている。下段部１０は、第１方向に延びる２本のフレーム部１２ａ、１２ｂと、第１方向に対して垂直な方向である第２方向に延びる２本のフレーム部１２ｃ、１２ｄとが枠状に接続されて構成された外枠部１２を含む。中段部３０は、後に説明する移動部３１を含む。上段部５０は、下段部１０の外枠部１２に対応するように４本のフレーム部５０ａ～５０ｄによって枠状に構成されている。下段部１０の四隅と上段部５０の四隅とはそれぞれ４本の垂直フレーム部２０ａ～２０ｄにより接続されており互いに固定されている。なお、各フレーム部同士の接続は、フレーム部同士が直接に締結部材により接続されてもよく、コーナーピース等の他の部材を介して締結されていてもよい。以下に、下段部１０、中段部３０及び上段部５０の構成について詳細に説明する。

【0032】

図４～図７に示すように、下段部１０はベース部１１により構成されている。ベース部１１は、上述の通り外枠部１２を含む。また、ベース部１１は、フレーム部１２ｃに沿うようにフレーム部１２ｃの内側に接続された補助フレーム部１３ａと、補助フレーム部１３ａ及びフレーム部１２ｄに両端部が接続された第１方向に延びる第１内側フレーム部１３ｂと、第１内側フレーム部１３ｂ及びフレーム部１２ａに両端部が接続された第２方向に延びる第２内側フレーム部１３ｃとをさらに含む。

【0033】

第１内側フレーム部１３ｂの上には、第１方向に延びる第１駆動部としての第１ボールねじ１４が配置されている。第１ボールねじ１４は第１方向に延びるねじ軸１４ａ、ねじ軸１４ａに沿って移動可能なナット１４ｂ、及びボール（図示せず）からなる。第１ボールねじ１４のねじ軸１４ａの一端部にはギア部（図示せず）を介してねじ軸１４ａを回転させるためのモータ１５が補助フレーム部１３ａ上に設けられている（図１～図３を参照。図４～図７ではモータ１５を省略している。）。モータ１５によりねじ軸１４ａが回転すると、ナット１４ｂは第１方向に移動する。ナット１４ｂの上には、後に説明する移動部を支持する第１可動支持部１６が設けられており、第１可動支持部１６はナット１４ｂの移動に伴って移動する。なお、第１可動支持部１６は第２方向に延びている。

【0034】

第２内側フレーム部１３ｃの上には、第２方向に延びる第２駆動部としての第２ボールねじ１７が配置されている。第２ボールねじ１７は第２方向に延びるねじ軸１７ａ、ねじ軸１７ａに沿って移動可能なナット１７ｂ、及びボール（図示せず）からなる。第２ボールねじ１７のねじ軸１７ａの一端部にはギア部（図示せず）を介してねじ軸１７ａを回転させるためのモータ１８がフレーム部１２ａ上に設けられている（図１～図３を参照。図４～図７ではモータ１８を省略している。）。モータ１８によりねじ軸１７ａが回転すると、ナット１７ｂは第２方向に移動する。ナット１７ｂの上には、後に説明する移動部を支持する第２可動支持部１９が設けられており、第２可動支持部１９はナット１７ｂの移動に伴って移動する。なお、第２可動支持部１９は第１方向に延びている。

【0035】

なお、モータ１５、１８は、外部の制御装置に接続されており、そのＯＮ／ＯＦＦや回転方向が制御されている。制御装置は、人がマニュアル操作することによりモータのＯＮ／ＯＦＦや回転方向を制御するような構成であってもよく、また、太陽軌道のデータに基づいて、自動的に太陽電池パネルが太陽軌道を追尾するように、モータのＯＮ／ＯＦＦや回転方向を制御するようにプログラムされていてもよい。

【0036】

図８に示すように、下段部１０の上に配置された中段部３０は、移動部３１によって構成されている。具体的に、移動部３１は、第１方向に延びる２本のフレーム部３２ａ、３２ｂと、第２方向に延びる２本のフレーム部３２ｃ、３２ｄとが枠状に接続されて構成された外枠部３２を含む。外枠部３２は、第１可動支持部１６の上に配設された、第１可動支持部１６に沿った形状の第１支持フレーム部３３ａと、第２可動支持部１９の上に配設された、第２可動支持部１９に沿った形状の第２支持フレーム部３３ｂとに支持されている。具体的には、第１可動支持部１６がフレーム部３２ｂを支持し、第２可動支持部１９がフレーム部３２ｃ、３２ｄを支持している。

【0037】

このような構成により、移動部３１は、上記第１駆動部及び第２駆動部の駆動によって、第１方向及び第２方向に移動する。具体的に、図９に示すように、第１ボールねじ１４のねじ軸１４ａがモータ１５（図９では図示せず）により回転されるとナット１４ｂが第１方向に移動し、その結果、ナット１４ｂ上に第１可動支持部１６及び第１支持フレーム部３３ａを介して設けられた移動部３１が第１方向に移動する。また、図１０に示すように、第２ボールねじ１７のねじ軸１７ａがモータ１８（図１０では図示せず）により回転されるとナット７４ｂが第２方向に移動し、その結果、ナット１７ｂ上に第２可動支持部１９及び第２支持フレーム部３３ｂを介して設けられた移動部３１が第２方向に移動する。従って、移動部３１は、第１ボールねじ１４及び第２ボールねじ１７によって、水平方向に自在に移動可能である。

【0038】

図１～図３に示すように、移動部３１の上には複数の太陽電池パネルを配置すると共に、当該複数の太陽電池パネルを太陽の方向に追尾させるための追尾機構５１が設けられている。具体的に、追尾機構５１は、移動部３１の第２方向に延びるフレーム部３２ｃ及び３２ｄに跨るように設けられている。

【0039】

図１１～図１４に示すように、追尾機構５１は、移動部３１のフレーム部３２ｃ、３２ｄにそれぞれ接続されて追尾機構５１を移動部３１に接続するための２つの接続部材５２を有する。接続部材５２は図１や図１１に示すように、正面視凸形状の部材であり、両側のフランジ部に貫通孔５２ａが設けられている。ねじ等の締結部材（図示せず）が貫通孔５２ａを通ってフレーム部３２ｃ、３２ｄに締結されることによって、接続部材５２がフレーム部３２ｃ、３２ｄに固定される。また、接続部材５２の背面側には、図１１及び図１２に示すように、窪み部５２ｂが設けられており、該窪み部５２ｂには窪み部５２ｂ内で第１方向を回転軸として回転可能な第１軸受部材５３が収容されている。第１軸受部材５３は窪み部５２ｂ内に収容可能な径の収容部５３ａと窪み部５２ｂ外に位置し、収容部５３ａよりも径が拡大された拡大部５３ｂを有する。

【0040】

図１４に示すように、拡大部５３ｂの収容部５３ａと反対側の面には支持部材５４が設けられており、支持部材５４を挟むように２枚の長尺状の板状部材５５が設けられている。具体的に、２枚の板状部材５５は、２つの第１軸受部材５３にそれぞれ設けられた支持部材５４を両端部分で挟むように設けられているため、第１方向に延びている。

【0041】

２つの板状部材５５の間には、２枚の挟持部材５６を介して、第２方向を回転軸として回転可能な第２軸受部材５７が挟み込まれている。従って、第１軸受部材５３と第２軸受部材５７とは回転方向が垂直である。第２軸受部材５７には、該第２軸受部材５７を上下方向に貫通するように軸部５８が設けられている。

【0042】

軸部５８の上部には、第１方向に貫通された貫通孔５９ａを有する吊下部５９が設けられており、各吊下部５９の貫通孔５９ａを通るように吊下棒６０が設けられている。従って吊下棒６０は第１方向に延びている。吊下棒６０の両端部は、取付部材６１を介して第２方向に延びる上段部５０のフレーム部５０ａ、５０ｂにそれぞれ取り付けられている（図１～図３を参照）。ここで、吊下棒６０は上記フレーム部５０ａ、５０ｂに固定されており、吊下部５９は吊下棒６０に対して軸方向に摺動不能に固定されている。また、吊下部５９は、軸部５８の上部を第２軸受部材５７と同一方向に回動可能に保持している。このため、移動部３１が第１方向に移動すると、軸部５８の上部位置が固定された状態で軸部５８の下部のみが第１方向に移動するため、第２軸受部材５７が回転して軸部５８が第１方向に傾斜することとなる。一方、吊下部５９は吊下棒６０を軸として回転可能に取り付けられているため、移動部３１が第２方向に移動すると、軸部５８の上部位置が固定された状態で軸部５８の下部のみが第２方向に移動しようとすると共に、第１軸受部材５３が回転して板状部材５５が第２方向に傾斜して軸部５８も第２方向に傾斜することとなる。

【0043】

軸部５８における吊下部５９と第２軸受部材５７との間には、軸部５８に固定され、軸部５８を中心として軸部５８の伸長方向に対して垂直方向両側に腕部６２ａを有する保持部材６２が設けられている。保持部材６２の両腕部６２ａには、それぞれ太陽電池パネル（図示せず）の取付枠６３ａを有する取付部材６３が保持されている。

【0044】

以上のような構成により、移動部３１が第１方向に移動すると、上述の通り軸部５８が第１方向に傾斜するので取付部材６３も第１方向に傾斜し、一方、移動部３１が第２方向に移動すると、上述の通り軸部５８が第２方向に傾斜するので取付部材６３も第２方向に傾斜することとなる。従って、本実施形態に係る太陽光発電装置によると、取付部材６３に取り付けられた太陽電池パネルを移動部３１の移動により所望の方向に傾斜できるため、太陽の方向に太陽電池パネルを追尾することが可能となる。

【0045】

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置について図１５～図２５を参照しながら説明する。

【0046】

図１５及び図１６に示すように、本発明の第２の実施形態に係る太陽光発電装置は、大きく分けて下段部１１０、第１中段部１３０、第２中段部１５０及び上段部１７０により構成されている。図１７及び図１８に示すように、下段部１１０は、第１方向に延びる２本のフレーム部１１２ａ、１１２ｂと、第１方向に対して垂直な方向である第２方向に延びる２本のフレーム部１１２ｃ、１１２ｄとが枠状に接続されて構成された外枠部１１２を含む。第１中段部１３０は、後に説明する第１移動部１３１を含み、第２中段部１５０は、後に説明する第２移動部１５１を含む。上段部１７０は、下段部１１０の外枠部１１２に対応するように第１方向に延びる２本のフレーム部１７０ａ、１７０ｂ及び第２方向に延びる２本のフレーム部１７０ｃ、１７０ｄによって枠状に構成されている。下段部１１０の四隅と上段部１７０の四隅とはそれぞれ４本の垂直フレーム１２０ａ～１２０ｄにより接続されており互いに固定されている。以下に、下段部１１０、第１中段部１３０、第２中段部１５０及び上段部１７０の構成について詳細に説明する。

【0047】

図１５～図１８に示すように、下段部１１０はベース部１１１により構成されている。ベース部１１１は、上述の通り外枠部１１２を含む。また、ベース部１１１は、第２方向に延びるフレーム部１１２ｃと１１２ｄとの間に第２方向に延びるフレーム部１１２ｅを有する。フレーム部１１２ｅの上にはモータ１１３が設けられている。さらにフレーム部１１２ｅの上には、モータ１１３に対してギア部（図示せず）を介して回転可能に接続されたねじ軸１１４ａと該ねじ軸に沿って移動可能なナット１１４ｂを有するボールねじ１１４が設けられている。ボールねじ１１４は第２方向に延びるように配置されている。また、フレーム部１１２ｅの両側に配置されたフレーム部１１２ｃ、１１２ｄのそれぞれの上には、フレーム部１１２ｃ、１１２ｄに沿って延びるバー１１５ａと、バー１１５ａに対して摺動可能に取り付けられた２つの摺動部材１１５ｂ、１１５ｃを含むリニアガイド１１５が設けられている（図１７、図１８ではリニアガイド１１５を省略している、図１９及び図２０を参照。）。

【0048】

図１５、図１６、図１９及び図２０に示すように、下段部１１０の上には、上述の通り第１中段部１３０が設けられており、第１中段部１３０は第１移動部１３１を含む。第１移動部１３１は、第１方向に延びて互いに並行に配列された３本のフレーム部１３１ａ～１３１ｃと、第２方向に延びて当該フレーム部１３１ａ～１３１ｃを挟むように配置された２本のフレーム部１３１ｄ、１３１ｅで構成されている（図１９、図２０では１３１ａ、１３１ｃを省略している）。第２方向に延びるフレーム部１３１ｄは、下段部１１０のフレーム部１１２ｃに設けられたリニアガイド１１５の２つの摺動部材１１５ｂ、１１５ｃの上に支持されており、もう一方の第２方向に延びるフレーム部１３１ｅは、下段部１１０のフレーム部１１２ｄに設けられたリニアガイド１１５の２つの摺動部材１１５ｂ、１１５ｃの上に支持されている。また、第１方向に延びる３本のフレーム部１３１ａ～１３１ｃのうち中央に位置するフレーム部１３１ｂは、下段部１１０のフレーム部１１２ｅに設けられたボールねじ１１４のナット１１４ｂ上に支持されている。ここで、各フレーム部は、ナット１１４ｂや摺動部材１１５ｂ、１１５ｃに直接に支持されていてもよいが、第１の実施形態のように、別途第１可動支持部を介して支持されていてもよい。ナット１１４ｂや摺動部材１１５ｂ、１１５ｃが直接に支持する場合は、これらが第１可動支持部として機能する。

【0049】

このような構成により、モータ１１３の駆動によりナット１１４ｂが第２方向に移動したときに、ナット１１４ｂ上に支持されたフレーム部１３１ｂも第２方向に移動する。このとき、フレーム部１３１ｂに接続して第２方向に延びる２本のフレーム部１３１ｄ、１３１ｅは、第２方向に摺動可能な摺動部材１１５ｂ、１１５ｃの上に支持されているため、第２方向に移動する。結果として、第１移動部１３１全体が第２方向に移動することとなる。

【0050】

第１移動部１３１の第１方向に延びる３本のフレーム部１３１ａ～１３１ｃのうち中央に位置するフレーム部１３１ｂの上には、モータ１３２が設けられている。さらにフレーム部１３１ｂの上には、モータ１３２に対してギア部（図示せず）を介して回転可能に接続されたねじ軸１３３ａと該ねじ軸に沿って移動可能なナット１３３ｂを有するボールねじ１３３が設けられている。ボールねじ１３３は第１方向に延びるように配置されている。また、フレーム部１３１ｂの両側に配置されたフレーム部１３１ａ、１３１ｃのそれぞれの上には、フレーム部１３１ａ、１３１ｃに沿って延びるバー１３４ａと、バー１３４ａに対して摺動可能に取り付けられた２つの摺動部材１３４ｂ、１３４ｃを含むリニアガイド１３４が設けられている（図１９及び図２０では省略している、図２１を参照）。

【0051】

図１５、図１６、図２１及び図２２に示すように、第１中段部１３０の上には、上述の通り第２中段部１５０が設けられており、第２中段部１５０は第２移動部１５１を含む。第２移動部１５１は、第１方向に延びて互いに並行に配列された２本のフレーム部１５１ａ、１５１ｂと、第２方向に延びて当該フレーム部１５１ａ、１５１ｂを挟むように配置された２本のフレーム部１５１ｃ、１５１ｄで構成されている。第２方向に延びるフレーム部１５１ｃは、第１中段部１３０のフレーム部１３１ａ、１３１ｃにそれぞれ設けられた２つのリニアガイド１３４の摺動部材１３４ｂの上にそれぞれ支持されており、もう一方の第２方向に延びるフレーム部１５１ｄは、第１中段部１３０のフレーム部１３１ａ、１３１ｃにそれぞれ設けられた２つのリニアガイド１３４の摺動部材１３４ｃの上にそれぞれ支持されている。また、当該第２方向に延びるフレーム部１５１ｃは、第１中段部１３０のフレーム部１３１ｂに設けられたボールねじ１３３のナット１３３ｂ上に支持されている。ここで、各フレーム部は、ナット１３３ｂや摺動部材１３４ｂに直接に支持されていてもよいが、第１の実施形態のように、別途第２可動支持部を介して支持されていてもよい。ナット１３３ｂや摺動部材１３４ｂが直接に支持する場合は、これらが第２可動支持部として機能する。

【0052】

このような構成により、モータ１３２の駆動によりナット１３３ｂが第１方向に移動したときに、ナット１３３ｂ上に支持されたフレーム部１５１ｃも第１方向に移動する。このとき、２本のフレーム部１５１ｃ、１５１ｄは、第１方向に摺動可能な摺動部材１３４ｂ、１３４ｃの上に支持されているため、第１方向に移動する。結果として、第２移動部１５１全体が第１方向に移動することとなる。また、第２移動部１５１は第１移動部１３１の上に該第１移動部１３１に接続して配置されているため、第１移動部１３１の第２方向の移動に伴って、第２移動部１５１も第２方向に移動する。すなわち、モータ１１３の駆動によるボールねじ１１４におけるナット１１４ｂの第２方向への移動と、モータ１３２の駆動によるボールねじ１３３におけるナット１３３ｂの第１方向への移動とによって、第２移動部１５１は水平方向に自在に移動可能である。

【0053】

第２移動部１５１の第２方向に延びるフレーム部１５１ｃ、１５１ｄの外側面にはそれぞれボール１５２ａを有する玉受部１５２が取り付けられている。なお、ボール１５２ａには、後に説明する軸部１７３が貫通されている。

【0054】

図２３に示すように、第２中段部１５０の上には、上述の通り上段部１７０が設けられており、上段部１７０は４本のフレーム部１７０ａ～１７０ｄによって枠状に構成されている。上段部１７０において、その枠の中に第２方向に延びる２本のフレーム部１７０ｅ、１７０ｆが設けられている。具体的に、上段部１７０には、第２方向に延びるフレーム部１７０ｃ、１７０ｅ、１７０ｆ、１７０ｄが順次並行に配列されている。また、フレーム部１７０ｃとフレーム部１７０ｅとの間には２枚の挟持部材１７１を介して軸受部材１７２が設けられている。軸受部材１７２は２枚の挟持部材１７１の間で一方向に回転可能な第１回転部１７２ａと、第１回転部１７２ａの中に収容され、第１回転部の回転軸に対して垂直な方向を回転軸とする第２回転部１７２ｂとを有する。第２回転部１７２ｂには、上述のボール１５２ａを貫通する軸部１７３が貫通されている。軸部１７３のボール１５２ａと反対側の端部には、太陽電池パネルを取り付けるための取付部材１７４が設けられている。取付部材１７４は、軸部１７３と接続する矩形状の板状部材１７４ａと、板状部材１７４ａの四隅から上方に延びるポール１７４ｂと、該４本のポール１７４ｂに四隅が貫通された矩形状の取付板１７４ｃとを含む。取付板１７４ｃに太陽電池パネルが取り付けられることとなる。

【0055】

本実施形態において、上述した玉受部１５２、挟持部材１７１、軸受部材１７２、軸部１７３及び取付部材１７４によって太陽に対して太陽電池パネルを追尾させる追尾機構１７５が構成される。以下に、本実施形態における追尾機構１７５の動作について図２４及び図２５を参照して説明する。

【0056】

図２４及び図２５に示すように、軸部１７３の一端側は、玉受部１５２のボール１５２ａに貫通している。また、軸部１７３は軸受部材１７２にも貫通している。上述の通り、玉受部１５２は第２移動部１５１のフレーム部１５１ｃ、１５１ｄに取り付けられているため、玉受部１５２は第２移動部１５１の移動に伴って移動する。一方、軸受部材１７２は上段部１７０に設けられているため、第１移動部１３１や第２移動部１５１が移動しても、軸受部材１７２は移動しない。従って、軸部１７３は、第２移動部の移動に伴って傾斜し、具体的に、第２移動部１５１が第１方向に移動すれば軸部１７３は第１方向に傾斜し、第２移動部１５１が第２方向に移動すれば軸部１７３は第２方向に傾斜する。その結果、軸部１７３に取り付けられた取付部材１７４も、軸部１７３の傾斜に従って傾斜するため、取付部材１７４に取り付けられた太陽電池パネルを太陽に追尾することが可能となる。

【0057】

第１の実施形態及び第２の実施形態において、第１駆動部及び第２駆動部にボールねじを用いたが、これに限らず、モータによる回転入力を受けた回転部材の回転を直線移動部材の直線動作に変換できるもの（変換機構）であればよく、例えばすべりねじ又は台形ねじやラックアンドピニオン等を用いることも可能である。

【0058】

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る太陽光発電装置について図２６～図２８を参照しながら説明する。本実施形態は、例えば上記第１の実施形態や第２の実施形態の太陽光発電装置のボールねじやすべりねじ又はラックアンドピニオン等の駆動機構に関するものである。具体的には、複数の駆動機構の位置ずれを正して初期化する機構に関するものであり、例えば第１の実施形態や第２の実施形態の太陽光発電装置に組み込むことが可能な初期化機構に関する。従って、本実施形態に係る太陽光発電装置は、そのような初期化機構を含むこと以外は、上記第１の実施形態や第２の実施形態の太陽光発電装置と同一であるため、その初期化機構についてのみ説明する。

【0059】

本実施形態に係る初期化機構は、すべりねじ又はボールねじやモータといった駆動機構と組み合わされる。具体的に、図２６及び図２７に示すように、駆動機構としてのすべりねじ２００は、ねじ軸２０１と、該ねじ軸２０１に沿って移動可能に取り付けられたナット２０２とを含む。ねじ軸２０１の一端２０１ａには図示しないギアを介して図示しないモータに接続されている。これによってねじ軸２０１は回転可能であり、その結果、ナット２０２はねじ軸２０１の軸方向に移動可能である。また、ねじ軸２０１の他端２０１ｂには付勢部材としてのばね部材２０３が設けられている。

【0060】

すべりねじ２００の傍には、ねじ軸２０１に沿って延びるシャフト２０４が配置されている。シャフト２０４は、ねじ軸２０１よりも長く、その両端はねじ軸２０１の両端の外側に位置する。また、シャフト２０４の両端部には、それぞれシャフト２０４に貫通される支持部２０５が設けられている。支持部２０５は、例えば上述した太陽光発電装置のフレーム部上に搭載されてシャフト２０４を支持する。また、支持部２０５のそれぞれは、ねじ軸２０１の両端部よりも軸方向外側に配置される。シャフト２０４における２つの支持部２０５の間には、シャフト２０４に貫通され、シャフト２０４をその軸方向に摺動可能な摺動部材２０６が設けられている。

【0061】

すべりねじ２００のナット２０２及び摺動部材２０６の上には、それらに跨るように棒状の接続部材２０７が設けられている。接続部材２０７は、ねじ軸２０１及びシャフト２０４の軸方向に対して垂直な方向が長手方向となるように配置される。このため、ナット２０２と摺動部材２０６とは、ねじ軸２０１及びシャフト２０４の軸方向の位置が同一となる。接続部材２０７の上には、第１の実施形態や第２の実施形態で説明した移動部を支持するための可動支持部２０８が設けられている。

【0062】

以上のような構成であるため、モータにより、ねじ軸２０１が回転されるとナット２０２がねじ軸２０１の軸方向に移動すると共に、ナット２０２に接続部材２０７を介して接続された摺動部材２０６も移動する。特に、ナット２０２と摺動部材２０６とは常に軸方向位置が同等になるように移動する。また、ナット２０２がねじ軸２０１の他端２０１ｂ側に過剰に移動させられると、ナット２０２はねじ軸２０１から外れるが、ねじ軸２０１よりも長いシャフト２０４に設けられた摺動部材２０６により支持されるため、ナット２０２はねじ軸２０１の他端２０１ｂに維持される（図２８を参照）。また、このときナット２０２は、ねじ軸２０１の他端２０１ｂに設けられたばね部材２０３により一端２０１ａ側に付勢される。この状態において、ねじ軸２０１を逆回転させると、ばね部材２０３によりねじ軸２０１の一端２０１ａ側に付勢されたナット２０２がねじ軸２０１に嵌り、一端２０１ａ側に移動する。

【0063】

このような構成の駆動機構を複数有する太陽光発電装置において、全ての駆動機構におけるナット２０２をねじ軸２０１の他端２０１ｂ側に過剰に駆動させる、すなわち全ての駆動機構におけるナット２０２がねじ軸２０１の他端２０１ｂに達し、さらに当該他端２０１ｂを通過する方向に駆動させると、全ての駆動機構におけるナット２０２が、ばね部材２０３により一端２０１ａ側に付勢された状態でねじ軸２０１の他端２０１ｂに位置することとなる。この状態から、全ての駆動機構におけるナット２０２をねじ軸２０１の一端２０１ａ側に移動させると、全ての駆動機構におけるナット２０２の軸方向位置のばらつきが除かれ、軸方向位置が揃うこととなり、すなわち初期化することができる。

【0064】

本実施形態では、すべりねじを例として説明したが、同様にボールねじやラックアンドピニオン等の駆動機構であってもこのような初期化機構を達成することができる。なお、ボールねじを用いる場合は、ボールの脱落対策を講じたボールねじを用いることが好ましい。

【符号の説明】

【0065】

１０ 下段部
１１ ベース部
１４ 第１ボールねじ（第１駆動部）
１６ 第１可動支持部
１７ 第２ボールねじ（第２駆動部）
１９ 第２可動支持部
３０ 中段部
３１ 移動部
５０ 上段部
５１ 追尾機構
５８ 軸部
１１０ 下段部
１１１ ベース部
１１４ ボールねじ（第１駆動部）
１１４ｂ ナット（第１可動支持部）
１３０ 第１中段部
１３１ 第１移動部
１３３ ボールねじ（第２駆動部）
１３３ｂ ナット（第２可動支持部）
１５０ 第２中段部
１５１ 第２移動部
１７０ 上段部
１７３ 軸部
１７５ 追尾機構
２００ すべりねじ（駆動機構）
２０１ ねじ軸
２０２ ナット
２０３ ばね部材（付勢部材）
２０４ シャフト
２０５ 支持部
２０６ 摺動部材
２０７ 接続部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】