JPS634502A - 太陽光採光装置を用いた照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、太陽光採光Ｗ！　置を用いた照明装置に係わ
り、特に、建築物の内部及び外部に太陽光を導いて照明
効果をもたらす照明装置に関するしのである。

「従来の技術」 従来、太陽光が直接当たらない場所（例えば、地下街や
地下室等の地下設備、あるいは、住宅密集地における家
屋の内部）に、他の場所において集光した太陽光を導く
ことで照明をおこなうことが検討されており、その−例
として、例えば、第７図ないし第８図に示すような購造
を有する採光装置を用いた照明装置が知られている。

該採光装置ｌは、屋外の障害物のない場所に設置される
らので、太陽に向かって設置されかつ太陽光Ｓを一点に
向かって収束させる集光レンズ（例えばフレネルレンズ
）２と、該収束させられた太陽光Ｓを必要箇所に導く１
こめの光ファイバーケ−プル３とを備え、前記光フアイ
バーケーブル３の一端面、すなわち、受光面３ａが前記
太陽光Ｓの収束位置近傍に設置され、また、他端面（図
示略）が、必要箇所に位置させられた概略構成となって
おり、前記集光レンズ２を太陽の移動に追従させながら
、太陽光を収束させるともらに、この収束させられた太
陽光を光フアイバーケーブル３によって、太陽光の照射
を必要とする箇所に伝送するようにしたものである。

「発明が解決しようとする問題点Ｊ しかしながら、前記従来の如き採光装置を用いた照明装
置にあっては、以下に示すような問題点が存在していた
。

即ち、採光された太陽光Ｓは、−旦集光レンズ２で収束
された後に、光フアイバーケーブル３により伝送される
ので、その他端面において広範囲の照明効果をもたらそ
うとする場合、再度フレネルレンズ等の拡散レンズを使
用する必要がある。

しかし、該フレネルレンズはその入光損失が大きく、か
つ実用面に才いてその口径が巨大になるので、不経済で
あり、かつ採光装置ｌのコスト高を招いてしまう、とい
った問題点である。

このような間８点を解消するために、前記集光レンズ２
および光フアイバーケーブル３に代えて、複数の鏡をそ
の反射面を内側にして連結した太陽光採光装置も検討さ
れているか、前記集光レンズ２に相当する鏡を太陽の移
動に追従させた際に、該鏡により反射された太陽光Ｓし
広範囲に移動するため、太陽光を一定の方向に導光さ仕
るような前記光フアイバーケーブル３に相当する鏡の面
積が必然的に増大するといった問題点を有し、有効な解
決手段とはなり得ていない。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前述した従来の問題点を有効に解決し得る太
陽光採光装置を用いた照明装置を提供せんとするもので
、該照明装置は太陽光採光装置と導光装置とからなり、
前記太陽光採光装置は、太陽に向って設置されて太陽光
を導光方向に屈曲させろ鏡と、該鏡を支持すると共にこ
れを経線及び緯線両方向に揺動させる制御機構と、該制
御機構と前記鏡との間に設けられて、前記制御機構の揺
動位置を調節することで前記屈曲された太陽光の導光方
向を常時一定方向となすリンク機構とからなり、また前
記導光装置は、複数個の反射体及びこれらを支持する支
持体から構成されていると共に、前３己各々の反射体は
、その導光方向が屈曲自在でめろように前記支持体に取
り付けられていることを特徴とする。

π実施例」 以下、本発明を第１図〜第５図に示す好適な一実施例に
堪づき詳細に説明する。

第１図中筒号Ａは、本実施例に係わる太陽光採光装置を
用いた、照明装置（以下照明装置と略する）を示す乙の
で、建築物Ｂの屋上等に設置された太陽光採光装置４と
、建５物Ｂの出窓Ｗの外部上方に設置された導光装置３
０とから構成されている。

まず、前記太陽光採光装置１１について詳説すれば、こ
の採光装置４は、太陽に向かって設置されて、太陽光Ｓ
を導光方向に屈曲させる平面鏡５と、該平面鏡５を支持
するとと乙に、これを経線お上び緯線両方向に揺動さ仕
る制御機構６と、該制御機構６と前記平面鏡５との間に
設けられて、前記平面鏡５の揺動立置を調整することに
より、屈曲された太陽光Ｓの導光方向を常時一定方向と
なすリンク機構７とによって概略構成されている。

次いで、これらの詳細について説明すれば、前記制御機
構６は、第１図ないし第２図に示すように、建築物Ｂに
取り付けられる基台ＩＯと、該基台ＩＯ上に載置された
外枠体２４と、前記基台ｌＯ及び外枠体２４に回動自在
に取り付けられた第１の回動部材１１と、該第１の回動
部材１１に、その回動中心線を通る面に沿って回動自在
に取り付けられた第２の回動部材１２．１２（−方の第
２の回動部第１２は図示されていない）と、前記第１の
回動部材１１の回動をなす駆動機構１３とを備えている
。また、前記第２の回動部材１２．１２には、前記平面
鏡５が、その回動中心線を等しくするように固定されて
おり、この平面鏡５には、太陽光Ｓの反射面と反対の面
に、平面鏡５の回動をなす駆動機構１４が取り付けられ
ている。そして、前記第２の回動部材１２．１２及び平
面鏡５が互いに固定されていることより、前記駆動機構
１４により平面鏡５と第２の回動部材１２．１２とは一
体に回動されることとなる。

前記第１の回動部材１１の回動をなす一方の駆動機構１
３は、第１の回動部Ｕｔｔに一体に取り付けられたギア
１６と、前記外枠体２４に取り付けられると共に、前記
ギア１６と噛合してその回動をなす電動モータ１７とか
ら構成され、また、前記平面鏡５の回動をなす他方の駆
動機構１４は、該平面鏡５と回動中心線を平行にするよ
うに取り付けられた電動モータ１８と、該電動モータ１
８の駆動軸であり、かつ先端に螺子部１９ａが刻設され
た駆動ロッド１９と、前記第１の回動部（第１１に取り
付けられ、前記駆動ロッド１９の螺子部１９ａとの螺合
により該駆動ロッド１９をその長さ方向に往復移動させ
るステー２０とから構成されている。

そして、このような構成を有する制御機構６は、前記第
１の回動部材１１の回動軸線か経線を通る面内に位置す
るように設置され、前記−方の駆動機構１３によって第
１の回動部材１１が回動させられることにより、前記平
面鏡５を緯線方向に沿って移動さけ、また、他方の駆動
機構１４によって前記平面鏡５を経線方向に沿って移動
させ、これにより、平面鏡５を経時的に移動する太陽に
追従させるようになっている。

また、前記リンク機構７は、第２図に示すように、前記
平面鏡５の両側端（−方は図示されていない）に取り付
けられたスライダ２１．２１と、該スライダ２１及び前
記第１．第２の回動部材１１．１２を回動自在に連結す
る一対のリンク２２．２２とから構成されている。そし
て、該リンク機構７は、前記平面鏡５の反射面に対して
常時一定角度を成すように、前記第２の回動部材１２の
回動位置を２整し、かつ該第２の回動部ケ１２の向く方
向と事前に設定された導光方向（第１図矢印Ｓ′方向）
との挟角を、前記平面鏡５の反射面に沿った仮想線によ
って常時２等分するように、該平面鏡５の回動位置を調
整するようになっている。

また、本実施例では、前記両部動機構１３．１４の作動
を太陽の移動に合わせて制御して、前記平面鏡５の回動
位置を調整するために、その制御情報を得る太陽追尾セ
ンサ２５．２６が設けられている。

該太陽追尾センサ２５．２６は、その−方が祖調整用と
して前記第１の回動部材１１の頂部に、また他方が微調
整用として前記第２の回動部材１２の先端に取り付けら
れている。これら太陽追尾センサ２５．２６には、その
先端にホトトランジスタ（図示略）が取り付けられてい
ると共に、該ホトトランジスタからの信号に基づき、前
記両部動機構１３．１４へ駆動信号を出力するコントロ
ールユニット２７が付設されている。

一方、本実施例の照明装置が適用された建築物Ｂには、
第１図及び第３図ないし第５図に示すように、前記採光
装置４によって採光された太陽光Ｓ（Ｓ′）を建築物Ｂ
の内部へ導光するための導光装置３０が、出窓Ｗの外部
上方に設置されている。

該導光装置３０は、複数枚の短冊状平面鏡（反射体）３
１．３１、・と、該平面鏡３１．３１．　　・・を支持
する枠体（支持体）３２とから構成されている。前記平
面鏡３１にはその両端に、該平面鏡３１の長さ方向に延
在する取付軸３３．３３が設けられると共に、該取付軸
３３．３３が前記枠体３２に軸支されることで、取付軸
３２を中心として回動自在に支持されている。

また、前記平面鏡３１．３１、・・は、これらが相互に
平行に配設されることで１組のルーバー状に形成され、
更に該ルーバー状に形成された２組の平面鏡３１．３１
、・が、その軸線を相互に直交して組まれることで、全
体として平面視格子状に前記枠体３２に取り付けられる
こととなる。そして、以上の構成により、前記平面鏡３
１．３１．　　・・の回動位置を調整することで、導光
装置３０全体の導光方向が明白自在に構成される。つま
り、第１図においては、導光装置３０上方から照射され
た太陽光Ｓ′か、出窓Ｗを通過して建築物Ｂの内部へと
導かれるように、前記平面鏡３１．３１、・の回動位置
が調整されている。

ここで、前記平面鏡３１．３１の回動位置を調整する機
構は任意であるが、−例として前記平面鏡３１を軸支す
る取付軸３２に、これを駆動する電動モータを取り付け
て、前記平面鏡３１の回動位置を調整すれば良い。

しかして、以上のように構成された本実施例の照明装置
は、第１図に示すように、太陽光Ｓ力く直接当たる屋上
等に、その導光方向（矢印Ｓ′力方向前方に導光装置３
０が位置するように採光装置４を設置することによって
、使用状態となされ、かつ太陽光Ｓの入射方向と前記第
２の回動部材１２の方向が一致するように、第１及び第
２の回動部材１１．１２の回動位置を調整することで、
前記太陽光Ｓを平面鏡５によって集光すると共にその方
向を屈曲させて、前記導光装置３０へと照射することに
よって、該太陽光Ｓを建築物Ｂの内部へ導くことができ
る。

そして、このような採光操作に際して、前記太陽光Ｓは
、平面鏡５によって導光方向に屈曲され、導光装置３０
を介して建築物Ｂの内部へ導かれるのであるから、前記
従来のような光伝送に伴う入光損失が無く、これによっ
て採光効率の向上が図られる。特に、前記導光装置３０
は、その導光方向力（屈曲自在に構成されているので、
該平面鏡３１．３１、・・・の回動位置の調整により、
導光装置３０により屈曲される太陽光Ｓ′を自在に拡散
、絞りを行いつつ、任意の位置に向って導光することが
可能であり、前記従来の如き拡散レンズを用いる必要が
無い。よって、拡散レンズを使用しない分、照明装置全
体のコストを低く抑えることができる。

そして、平面鏡５は、リンク機構７の作用により、該平
面鏡５の反射面に沿った仮想線が、太陽光Ｓの入射方向
と導光方向との挟角を常時２等分するように保持される
ようになっているから、太陽光Ｓの入射角が経時的に変
化した場合にあっても、その反射光の方向が前記導光方
向に一定に保持される。従って、採光装置４に対する導
光装置３０の位置関係が一義的に決定されることになり
、太陽の移動に追従させるための可動部分が減少させら
れて、その分、光伝送系が簡略化されるとともに、光伝
送の経路が極力固定化されて、確実な光伝送が得られる
。

さらに、本実施例では、太陽追尾センサ２５の作用によ
り、前記平面鏡５の位置調整が自動的に行なわれる。

また、第６図は本発明の変形実施例を示す図であり、前
記一実施例の照明装置において、導光装置３０の平面鏡
３１．３１の回動位置を適宜調整すれば、建築物Ｂの北
側に面した庭等日光の当たりにくい屋外への太陽光Ｓの
照射を行うことができる。

なお、前記実施例において示した各構成部材の諸形状や
寸法は一例であって、設置する場所や施設の種類あるい
は設計要求等に基づき種々変更可能である。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように本発明に係わる太陽光採光装
置を用いた照明装置は、太陽光採光装置と導光装置とか
らなり、前記太陽光採光装置は、太陽に向かって設置さ
れて、太陽光を導光方向に屈曲させる鏡と、該鏡を支持
するとともに、これを経線および緯線両方向に揺動させ
る制御機構と、該制御機構と前記鏡との間に設けられて
、前記鏡の揺動位置を調整することにより、屈曲された
太陽光の導光方向を常時一定方向となすリンク機構とか
らなり、また前記導光装置は、複数個の反射体及びこれ
らを支持する支持体から構成されていると共に、前記各
々の反射体は、その導光方向が屈曲自在であるように前
記支持体に取り付けられていることを特徴とするもので
、前記太陽光を鏡によって導光方向に屈曲させて後段の
導光装置へ送り込むものであるから、光伝送に伴う大光
損失を少なくすることができ、これによって、採光効率
を大幅に向上させることができ、また、前記鏡を、リン
ク機構の作用によって、その反射面に沿った仮想線が、
前記太陽光の入射方向と導光方向との間の挟角を常時２
等分するように保持することにより、太陽光の入射角が
経時的に変化した場合にあっても、その反射光の導光方
向を一定方向に保持し、これによって、採光装置に対す
る光伝送手段の位置関係を固定的なものとすることによ
り、鏡を太陽へ追従さ仕るための可動部分を減少さけて
光伝送系の簡略化を図るとともに、光伝送系の経路をも
固定化して、確実な光伝送を得ることができ、さらに、
前記導光装置が太陽光を任意の位置に屈曲することが可
能であるので、従来の太陽光採光装置に用いられていた
フレネルレンズ等の拡散レンズが不必要となり、前記採
光装置を小形に、かつ安価に構成することができる等の
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は一実施例が適用された建築物の概略図、第２図は太
陽光採光装置の概観正面図、第３図は導光装置の平面図
、第４図は同正面図、第５図は同側面図、第６図は本発
明の変形実施例を示すもので、変形実施例が適用された
建築物の概略図、第７図及び第８図は従来の照明装置の
一例を示す概略図で、第６図は採光作用を説明するため
の概略図、第７図は光フアイバーケーブルへの入光状態
を説明するための概略図である。 Ｓ・・・・太陽光、 ４・・・・採光装置、５・・・・・平面鏡（鏡）、６・
・・・・制御機構、７・・・・・リンク機構、３０・・
・・導光装置、３１・・・・平面鏡（反射体）、３２・
・・・・・枠体（支持体　）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太陽光を常時一定方向に導光する太陽光採光装置と、該
   太陽光採光装置の導光方向上に設置され、前記導光され
   た太陽光を所定の位置に向って屈曲させ半導体装置とか
   らなる照明装置であって、前記太陽光採光装置は、太陽
   に向って設置されて太陽光を導光方向に屈曲させる鏡と
   、該鏡を支持すると共にこれを経線及び緯線両方向に揺
   動させる制御機構と、該制御機構と前記鏡との間に設け
   られて、前記制御機構の揺動位置を調節することで前記
   屈曲された太陽光の導光方向を常時一定方向となすリン
   ク機構とからなり、また前記導光装置は、複数個の反射
   体及びこれらを支持する支持体から構成されていると共
   に、前記各々の反射体は、その導光方向が屈曲自在であ
   るように前記支持体に取り付けられていることを特徴と
   する太陽光採光装置を用いた照明装置。