专利名称：太阳光利用面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及配备使具有太阳光的受光面的面板朝向太阳倾斜和旋转的跟踪机构的太阳光利用面板。另外，本发明中所说的太阳光利用面板是指配备具有平面状的受光面的面板的太阳光利用面板，面板除了太阳电池模块以外还包含反射镜和聚光透镜等。
背景技术：
在太阳光面板等的太阳光利用面板中，公知有这样的太阳光利用面板为了更有效地利用太阳光，搭载了按照太阳的移动使面板倾斜或旋转的跟踪机构(例如参照专利文献1) O这样的太阳光利用面板由于专门在室外使用，因而尘埃附着在面板的受光面上而容易脏。由于将其放置不管而导致发电效率和聚光率等的性能下降，因而经常使用设有受光面的清扫装置的太阳光利用面板。作为该清扫装置，例如在专利文献2中公开了这样的结构在太阳光面板体上设置通过电机在太阳光面板体的表面上进行回转移动的刷和海绵等的清扫部件。并且，在专利文献3中公开了通过电机驱动刮擦器型的冲洗单元的结构。专利文献1日本实用新案登录第3085803号公报专利文献2日本实用新案登录第3153488号公报专利文献3日本实开平5-38919号公报上述清扫装置由于都采用与跟踪机构分开的电机用于清扫部件的动作，因而有必要搭载包含电机的专用驱动装置，太阳光利用面板整体的结构复杂而招致成本上升。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种无需搭载专用的驱动装置用于清扫，能以低成本赋予清扫功能的太阳光利用面板。为了达到上述目的，发明1所述的发明是一种太阳光利用面板，其特征在于，在框架上设置能以水平旋转的旋转中心位置为中心在面板上回转的清扫部件，在清扫部件与框架之间设置将清扫部件连接到框架侧的连接单元，另一方面，在支撑体与清扫部件之间设置有解除单元和第二连接单元，解除单元在面板的水平姿势下解除由连接单元进行的清扫部件与框架的连接，第二连接单元在面板的水平姿势下将清扫部件连接到支撑体侧，在通过解除单元解除清扫部件与框架的连接，并通过第二连接单元将清扫部件连接到支撑体侧的状态下，通过跟踪机构使水平姿势的面板水平旋转，从而能使清扫部件在面板上相对回转而清扫受光面。另外，这里“使清扫部件与框架侧连接”当然是与框架自身的连接，还包含与一体组装于框架上的单独部件的连接。同样，“使清扫部件与支撑体侧连接”也当然是与支撑体自身的连接，还包含与一体组装于支撑体上的单独部件的连接。发明2所述的发明，其特征在于，在发明1的结构中，连接单元由止动器、施力单元和被卡定部形成，止动器设置在清扫部件侧，能向框架侧进出，施力单元对该止动器向突出位置施力，被卡定部设置在框架侧，由突出位置的止动器卡定，解除单元由卡合部和抵接部件形成，卡合部突出设置在止动器上，抵接部件设置在支撑体侧，在面板的水平姿势下与卡合部抵接，限制止动器向突出位置移动，第二连接单元是限制部件，该限制部件设置在支撑体侧，保持止动器，限制清扫部件的水平旋转。这里也与发明1的主旨相同，止动器当然设置在清扫部件自身上，也可以设置在一体组装于清扫部件的单独部件上，被卡定部也当然设置在框架自身上，也可以设置在一体组装于框架的单独部件上。抵接部件和限制部件也一样，当然分别设置在支撑体自身上， 也可以设置在一体组装于支撑体的单独部件上。发明3所述的发明，其特征在于，在发明2的结构中，卡合部是突出设置在止动器上的销，抵接部件和限制部件是一对限制板，该一对限制板在面板的水平姿势下位于止动器的两外侧，上端与销抵接。发明4所述的发明，其特征在于，在发明1 3中的任意一项的结构中，在框架中的旋转中心位置可旋转地设置有齿轮箱，齿轮箱在轴心具有固定于框架侧的中心轴，清扫部件是旋转刷，旋转刷具有芯棒和刷部，芯棒可旋转地连接到齿轮箱而与中心轴齿轮接合， 刷部形成在该芯棒的外周，在面板水平旋转时，通过将中心轴的旋转传递给芯棒，使旋转刷在旋转的同时在面板上相对回转。根据发明1所述的发明，通过附加连接单元，能利用现有的跟踪机构，实现由清扫部件进行的清扫。因此，无需搭载专用的驱动装置用于清扫，能以低成本赋予清扫功能。并且，由于使处于等待状态的水平姿势的面板旋转来进行清扫，因而不会花费白天的太阳光利用时间用于清扫，不会对太阳光利用面板的本来性能造成障碍。根据发明2所述的发明，不仅具有发明1的效果，而且连接单元和解除单元、以及第二连接单元都能分别以简单的结构获得。根据发明3所述的发明，不仅具有发明2的效果，而且还得到这样的合理结构当面板处于水平姿势时，同时通过限制板进行止动器与被卡定部的卡定解除和由止动器的保持引起的清扫部件的旋转限制，限制板兼用作抵接部件和限制部件。根据发明4所述的发明，不仅具有发明1 3中的任意一项的效果，而且作为清扫部件，可采用利用面板旋转来进行旋转的旋转刷，能合适地清扫受光面。
图1是太阳光面板的立体图。
图2是太阳光面板的立体图。
图3是太阳光面板的立体图。
图4是跟踪机构部分的侧面图。
图5是从正面观察跟踪机构的剖面说明图。
图6是从上面观察跟踪机构的剖面说明图。
图7是止动器部分的立体图。
图8的(A)、(B)是示出面板处于水平姿势时的止动器的动作的立体图。
图9是面板处于水平姿势的太阳光面板的立体图。
图10的(A) (C)是示出清扫动作的立体图。图11是示出清扫部件和解除单元、第二连接单元的变更例的说明图。标号说明1 太阳光面板；2 支柱；3 跟踪机构；4 回转用齿轮电机部；5 倾倒用齿轮电机部；6 框架；7 面板；8 支轴；11,18 电机；27 齿轮箱；28 旋转刷；29 支撑臂；30 芯棒； 31 刷部；35 连接片；36 止动器；40 滑动销；43 卡定销；44 螺旋弹簧；45 托杆；46 卡定孔；47 固定臂；48 限制板；49 销；50 控制箱；52 刷；55 卡合片；56 槽。
具体实施例方式以下，根据
本发明的实施方式。图1 图3是示出太阳光利用面板的一例的太阳光面板的立体图，该太阳光面板 1在作为垂设于地面的支撑体的支柱2的上端，如图4所示，经由构成跟踪机构3的回转用齿轮电机部4和倾倒用齿轮电机部5支撑方形的框架6，在该框架6上支撑一对面板7、7。 该面板7、7使用太阳电池模块而分别形成为矩形，并被支撑在框架6上，以便在短边方向在两个面板7、7之间产生预定间隔。在支柱2的上端，如图5所示，同轴垂设设有齿轮9的支轴8，支轴8被轴支撑在内设有回转用齿轮电机部4的下壳体10内。回转用齿轮电机部4在电机11的输出轴12和支轴8之间，对具有齿轮15和小齿轮16的垂直方向的一对减速轴13、14进行轴支撑，使减速轴14的小齿轮16与支轴8的齿轮9啮合。因此，当电机11的输出轴12旋转时，下壳体10以支轴8为中心按照减速后的转速进行水平旋转。并且，倾倒用齿轮电机部5也如图6所示，内设在组装于下壳体10的上部的上壳体17中，在电机18的输出轴19与在其相反侧被轴支撑在水平方向上的旋转轴20之间，对具有齿轮M和小齿轮25的水平方向的一对减速轴22、23进行轴支撑，使减速轴22的小齿轮25与设在旋转轴20上的齿轮21啮合。因此，当电机18的输出轴19旋转时，旋转轴20按照减速后的转速进行旋转。由于旋转轴20的两端经由托架沈、26与框架6连接，因而框架6伴随旋转轴20的旋转而倾倒。另外，通过形成于支轴8的轴心的中空部，从上下壳体10、17之间向外部引出，进行向面板7和电机11、18的布线。另一方面，在框架6上，在面板7、7之间长度方向的中央位置，从面板7、7的受光面突出且可旋转地设有圆筒状的齿轮箱27，在该齿轮箱27的侧面，在以齿轮箱27为中心的点对称位置呈直线状设有作为清扫部件的一对旋转刷观、28。该旋转刷观由芯棒30(图4 示出)和刷部31形成，芯棒30由一端固定于齿轮箱27的侧面的长尺状的支撑臂四可旋转地进行轴支撑，刷部31由朝该芯棒30的外周面呈放射状嵌设的多个刷束构成，刷部31 的直径在侧面视图中具有与面板7、7的表面(受光面)抵接的大小。并且，将旋转刷观、28 加在一起的两端长度比将面板7、7加在一起形成的正方形状的对角线长。并且，各旋转刷观的芯棒30贯通齿轮箱27的侧面而突出到内部，并分别固着有斜齿轮32、32。在齿轮箱27内的中央突出设置有固定于框架6侧的中心轴33，在该中心轴 33的上端固着有与芯棒30侧的斜齿轮32、32啮合的斜齿轮34。因此，当中心轴33旋转时，芯棒30、30经由斜齿轮34和斜齿轮32、32彼此朝相反方向旋转。不过，在斜齿轮32和斜齿轮34之间设定了芯棒30的转速比中心轴33的转速大的变速比。然后，在一个支撑臂四的自由端的外面，如图7所示，向外呈延长状突出设置有连接片35，在该连接片35上设有止动器36。该止动器36具有向上的U字状的外板37，其左右端部38、38与面板7正交；一对滑动销40、40，其在该外板37的内侧贯通连接片35，其轴方向的前后端与连接板41、42连接，一个连接板41与外板37的基端部39连接；以及向下突出设置的卡定销43，其在外板37的基端部39的中央与面板7正交。在滑动销40中的连接片35和连接板41之间分别卷绕有作为施力单元的螺旋弹簧44。因此，止动器36通过滑动销40、40相对于连接片35的滑动，可朝与弹簧7正交的方向滑动，在常态下由于螺旋弹簧44、44的施力，连接片35与连接板42抵接，卡定销43被维持在朝向面板7侧的下限位置(突出位置)。45是与在框架6中设有止动器36 —侧的支撑臂四平行连接的托杆，在托杆45的前端上面设有作为在下限位置由止动器36的卡定销43卡定的被卡定部的卡定孔46。通过利用该卡定销43对卡定孔46的卡定，支撑臂四经由止动器36与托杆45连接，旋转刷 28,28被保持在面板7、7之间。该止动器36和托杆45的卡定孔46是本发明的连接单元。另一方面，在支柱2上设有从下方绕入框架6和面板7且上端在其外侧向上突出的L字状的固定臂47。在该固定臂47的上端，与外板37的端部38平行安装有一对限制板 48,48,当在托杆45与固定臂47平行的相位，面板7、7处于水平姿势时，该一对限制板48、 48位于止动器36的两外侧。并且，外板37的上端与成为卡合部的销49呈正交状连接，销49的两端从端部38 分别突出到外侧，当在托杆45处于固定臂47的正上方的相位，面板7、7转移到水平姿势时，如图8的(A)所示，首先销49的两端与成为抵接部件的限制板48、48连接，从而克服螺旋弹簧44、44的施力而限制止动器36朝下限位置滑动，如图8的(B)所示，卡定销43不卡定在托杆45的卡定孔46。该限制板48和销49是本发明的解除单元。而且，在面板7、7的水平姿势下，不仅支撑臂四和托杆45的连接解除，而且由于限制板48、48位于止动器36的外板37的两外侧，因而在水平旋转方向，止动器36与固定臂47连接。即，通过止动器36限制支撑臂四和旋转刷观、28的水平旋转。因此，限制板 48也作为构成本发明的第二连接单元的限制部件执行功能。然后，50是设在支柱2上的控制箱，该控制箱与回转用齿轮电机部4和倾倒用齿轮电机部5的电机11、18分别连接，根据预先设定的跟踪程序，控制电机11、18的驱动来使框架6和面板7如图1 图3所示进行倾倒且水平旋转，以便在从日出到日落期间面板7、 7维持指向太阳的状态。在该追踪动作时，支撑臂四由于与托杆45连接且总是使旋转刷 28,28位于面板7、7之间，因而旋转刷28不会遮挡太阳光。并且，控制箱50在一天的跟踪动作结束时，考虑风的影响而使面板7、7处于水平姿势进行等待，并在该等待状态执行通过旋转刷观、观清扫面板7、7的受光面的清扫动作。 以下对该清扫动作进行详述。首先，使面板7、7如图9所示在托杆45位于固定臂47的正上方的相位处于水平姿势。由此，如上所述，止动器36向下限位置的滑动被限制，支撑臂观和托杆45的连接被解除。另一方面，由于止动器36位于固定臂47的限制板48、48之间，因而支撑臂28和旋
6转刷28、28的旋转被限制。 当在该状态下，驱动回转用齿轮电机部4的电机11，使面板7、7进行水平旋转时， 如图10的(A) (C)所示，在保留旋转刷28、28的状态下，面板7、7在平面视图中朝逆时针方向水平旋转。由此，由于中心轴33与旋转刷28 —起在被限制旋转的齿轮箱27内旋转， 因而斜齿轮34的旋转分别传递给斜齿轮32、32，使芯棒30、30互为反向旋转。因此，各旋转刷28在其下方旋转的面板7、7的受光面上旋转的同时相对回转，可去除附着在受光面上的尘埃等。另外，各旋转刷28的旋转方向为相对地朝成为前进侧的受光面进行扫除的方向。这样当面板7、7进行360°水平旋转时，回复到图9所示的最初相位，由旋转刷 28,28对面板7、7的受光面整体进行的清扫完成。然后，在日出时，面板7、7从等待状态立起使受光面指向太阳。当伴随该立起动作，止动器36从固定臂47的限制板48、48之间朝上方退避时，销49从限制板48分离后的止动器36由于螺旋弹簧44、44的施力而回复到下限位置，因而卡定销43再次卡定在托杆 45的卡定孔46而使支撑臂29和托杆45连接。因此，在面板7、7跟踪太阳的期间，旋转刷 28,28总是位于两个面板7、7之间。这样，根据上述方式的太阳光面板1，在旋转刷28和框架6之间，在二分割后的面板7、7之间设置使旋转刷28、28与框架6侧连接的连接单元，另一方面，在支柱2和旋转刷 28、28之间设置解除单元和第二连接单元，解除单元在面板7、7的水平姿势下解除由连接单元进行的旋转刷28、28和框架6的连接，第二连接单元在面板7、7的水平姿势下使旋转刷28、28与支柱2侧连接，在通过解除单元解除旋转刷28、28和框架6的连接，并通过第二连接单元使旋转刷28、28与支柱2侧连接的状态下，通过跟踪机构3使水平姿势的面板7、 7水平旋转，从而可使旋转刷28、28在面板7、7上相对回转而清扫受光面。由此，能利用已有的跟踪机构3来实现由旋转刷28、28进行的清扫。因此，无需搭载专用的驱动装置用于清扫，能以低成本赋予清扫功能。并且，由于使处于等待状态的水平姿势的面板7、7旋转来进行清扫，因而不会花费白天的太阳光利用时间用于清扫，不会对太阳光面板1原来的性能造成障碍。特别是这里，连接单元由止动器36、螺旋弹簧44和托杆45的卡定孔46形成，止动器36设置在旋转刷28侧且可向框架6侧进出，螺旋弹簧44使该止动器36向突出位置施力，托杆45的卡定孔46设置在框架6侧，由突出位置的止动器36卡定，解除单元由卡合部(销49)和抵接部件(限制板48)形成，卡合部突出设置在止动器36上，抵接部件设置在支柱2侧，在面板7、7的水平姿势下与销49卡合来限制止动器36向突出位置移动，第二连接单元是限制部件(限制板48)，该限制部件设置在支柱2侧，保持止动器36来限制旋转刷28、28的水平旋转，因而连接单元和解除单元、以及第二连接单元可分别以简单的结构获得。而且，卡合部是突出设置在止动器36上的销49，限制部件是一对限制板48、48，该一对限制板48、48在面板7、7的水平姿势下位于止动器36的两外侧，上端与销49抵接，因而采用以下合理的结构在面板7、7处于水平姿势的同时，通过限制板48、48进行止动器 36和卡定孔46的卡定解除以及由止动器36的保持引起的旋转刷28的旋转限制，限制板 48兼用作抵接部件和限制部件。然后，在框架6中的旋转中心位置可旋转地设置齿轮箱27，齿轮箱27在轴心具有固定于框架6侧的中心轴33，清扫部件是旋转刷观，旋转刷观具有芯棒30和刷部31，芯棒 30与齿轮箱27可旋转地连接来与中心轴33齿轮接合，刷部31形成在该芯棒30的外周，在面板7、7水平旋转时，通过将中心轴33的旋转传递给芯棒30，在使旋转刷观旋转的同时， 使旋转刷观在面板7、7上相对回转。因此，作为清扫部件，可采用利用面板7、7的旋转来旋转的旋转刷观，能对受光面适当地进行清扫。另外，作为清扫部件，不限于上述方式的旋转刷，例如如图11所示，还可以采用在面板7、7的旋转中心位置与固定于框架6侧的中心轴51连接的刷52。该刷52由呈正交状与中心轴51的上端连接的刷臂53、和嵌设在该刷臂53中的夹住中心轴51的左右两侧的下面上的一对刷部M54构成，伴随面板7、7的水平旋转，各刷部M54在受光面上相对回转的同时对受光面进行清扫。当然，除此以外，还可以采用以海绵等作为刷部的滚刷、橡胶制擦拭器等作为清扫部件。在该情况下，还可以考虑将支撑臂共用而可拆装种类不同的清扫部件，根据受光面的污染程度进行更换。并且，无需从旋转中心位置设置一对清扫部件，也可以仅使用其中任意一方。而且，还能搭载储箱或者连接外部导管等，在清扫中使水或冲洗液从清扫部件流到面板的受光面。这样，受光面的清扫效果提高，而且还获得面板的冷却效果。并且，图11还一并示出解除单元和第二连接单元的变更例。这里的止动器36是向外朝成为卡合部的卡合片阳突出设置的L字状，朝连接片35可上下滑动地设置，由设置在连接片35和卡合片55之间的螺旋弹簧44向下限位置施力。另一方面，在固定臂47的上端形成有槽56，该槽56在面板7、7的水平姿势下与卡合片55卡合来限制止动器36朝下限位置移动。即，分别构成在槽56的底面进行止动器36的移动限制的解除单元、和在槽 56的左右内面进行止动器36的旋转限制的第二连接单元。因此，在该变更例中，在与上述方式相同的作用下，在跟踪动作中，止动器36与托杆45连接，在等待状态下面板7、7处于水平姿势的同时，止动器36和托杆45的卡定孔46 的卡定被解除，刷52经由止动器36与固定臂47连接。并且，除了该变更例以外，还可以将止动器直接设置在上述刷臂那样的清扫部件上，或者根据框架的形式去除托杆而将卡定孔等的被卡定部直接设置在框架上，或者将解除单元和第二连接单元分别设置在不同部位。这样，连接单元、解除单元、第二连接单元也不限于上述形式，可以适当变更设计。并且，在上述形式中，使水平姿势的面板旋转360 °来进行清扫，然而为了提高清扫效果，也可以进行多次旋转，也能进行反向旋转。并且，如上述形式那样清扫部件是一对直线状的情况下，可通过180°旋转来清扫整个受光面，因而也可以在180°旋转后，进行反转来返回。并且，框架、跟踪机构、支撑体的结构也不限于上述形式而能适当变更，而且除了使用太阳电池模块的太阳光面板以外，本发明还能应用于将面板用作反射镜或聚光透镜的其它太阳光利用面板。因此，面板不限于正方形，也可以采用圆形状。当然，面板不限于进行二分割，也可以是四分割等的其它分割形式，反之即使是不被分割的面板，只要将齿轮箱等贯通的贯通孔形成在面板上，就能进行清扫部件的支撑。
权利要求
1.一种太阳光利用面板，该太阳光利用面板在支撑体上具有具有太阳光的受光面的面板、支撑该面板的框架以及使该框架倾倒和水平旋转来使所述面板跟踪太阳的跟踪机构，该太阳光利用面板的特征在于，在所述框架上设置能以所述水平旋转的旋转中心位置为中心在所述面板上回转的清扫部件，在所述清扫部件与框架之间设置将所述清扫部件连接到所述框架侧的连接单元， 另一方面，在所述支撑体与清扫部件之间设置有解除单元和第二连接单元，该解除单元在所述面板的水平姿势下解除由所述连接单元进行的所述清扫部件与框架的连接，该第二连接单元在所述面板的水平姿势下将所述清扫部件连接到所述支撑体侧，在通过所述解除单元解除所述清扫部件与框架的连接，并通过所述第二连接单元将所述清扫部件连接到所述支撑体侧的状态下，通过所述跟踪机构使所述水平姿势的面板水平旋转，从而能使所述清扫部件在所述面板上相对回转而清扫所述受光面。
2.根据权利要求1所述的太阳光利用面板，其特征在于，所述连接单元由止动器、施力单元和被卡定部形成，该止动器设置在所述清扫部件侧， 能向所述框架侧进出，该施力单元对该止动器向突出位置施力，该被卡定部设置在所述框架侧，由所述突出位置的所述止动器卡定，所述解除单元由卡合部和抵接部件形成，该卡合部突出设置在所述止动器上，该抵接部件设置在所述支撑体侧，在所述面板的水平姿势下与所述卡合部抵接，限制所述止动器向所述突出位置移动，所述第二连接单元是限制部件，该限制部件设置在所述支撑体侧，保持所述止动器，限制所述清扫部件的水平旋转。
3.根据权利要求2所述的太阳光利用面板，其特征在于，所述卡合部是突出设置在所述止动器上的销，所述抵接部件和限制部件是一对限制板，该一对限制板在所述面板的水平姿势下位于所述止动器的两外侧，上端与所述销抵接。
4.根据权利要求1 3中的任意一项所述的太阳光利用面板，其特征在于，在所述框架中的所述旋转中心位置可旋转地设置有齿轮箱，该齿轮箱在轴心具有固定于所述框架侧的中心轴，所述清扫部件是旋转刷，该旋转刷具有芯棒和刷部，该芯棒可旋转地连接到所述齿轮箱而与所述中心轴齿轮接合，该刷部形成在该芯棒的外周，在所述面板水平旋转时，通过将所述中心轴的旋转传递给所述芯棒，使所述旋转刷在旋转的同时在所述面板上相对回转。
全文摘要
本发明提供一种太阳光利用面板，不用搭载专用的驱动装置用于清扫，能以低成本赋予清扫功能。在太阳光面板(1)中，在旋转刷(28)和框架(6)的托杆(45)之间设置连接单元，连接单元在面板(7、7)之间使旋转刷(28、28)与框架侧连接，另一方面，在支柱(2)和旋转刷之间设置解除单元和第二连接单元，解除单元在面板的水平姿势下解除由连接单元进行的旋转刷和框架的连接，第二连接单元在面板的水平姿势下使旋转刷与支柱侧连接，在通过解除单元解除旋转刷和框架的连接，并通过第二连接单元使旋转刷与支柱侧连接的状态下，使水平姿势的面板水平旋转，从而使旋转刷在面板上相对回转而能清扫受光面。
文档编号B08B11/00GK102263147SQ201110137018
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月25日 优先权日2010年5月28日
发明者杉浦和伸, 村松笃史, 海野宽 申请人:株式会社日精