JPS6260766B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽光を建物内まで導いて照明に用い
る太陽光利用照明装置に係り、特に太陽光と共に
人工光をも併用できる太陽光利用照明装置に関す
る。

省エネルギーの観点から太陽光を建物内へ導く
ために天窓等が採用されているが、建物の最上階
以外の階層へは適用不可能である。

また太陽光を単に建物内へ導くことが可能であ
つても、太陽光は光量が不安定であり補助照明装
置が必要となる。この補助照明として従来通り天
井へ電灯配線を施し照明器具を取り付ける構造で
は太陽光導入装置との併用構造が複雑であり、太
陽光利用の本来の目的の一つである省エネルギ効
果が半減する。

本発明はこのような状況を考慮し、太陽光を自
由に建物内部へ導入し、補助光源として人工光を
用いることができ、しかも補助照明として天井の
電灯配線を必要としない太陽光利用照明装置を得
ることが目的である。

本発明に係る太陽光利用照明装置は、集光装置
で集光した太陽光を光フアイバを用いて室内等の
光拡散器へ送ると共に、必要時に供給装置からの
人工光を別個の光フアイバを介して光拡散器へ送
ることにより、太陽光の補助光として人工光を用
いるようになつている。

以下本発明の実施例を図面に従い説明する。

第１図において建築物１０の屋上には集光装置
１２が設置されている。この集光装置１２には建
築物１０へ固定される固定台１４へ移動フレーム
１６が支持されて固定台１４に対して垂直軸回り
（太陽方位方向）に、またこの移動フレーム１６
へ移動フレーム１７が支持されて水平軸回り（太
陽高度方向）に回動可能となつている。

この移動フレーム１７の先端部には第２図に詳
細に示される集光ユニツト１８が複数個取りつけ
られている。この集光ユニツトは軽量金属又はプ
ラスチツクからなる函体の一面に多数の集光レン
ズ２０（凸レンズ、フレネルレンズ等を用いる）
が互に光軸を平行に固着されている。

集光レンズの集光頂部には集光用バンドル光フ
アイバ２４の分岐端末がそれぞれ取りつけられて
入光端面が集光レンズ２０の光軸と一致してい
る。この集光用バンドル光フアイバ２４の他方の
端末は必要に応じて光フアイバコネクタ２６を介
して集光搬送路としてのバンドル光フアイバケー
ブル２８へ接続されている。

従つてこの集光装置１２は太陽光を集光してバ
ンドル光フアイバケーブル２８へ送るようになつ
ている。

なお、固定台１４及び移動フレーム１６にはス
テツプモータ等の移動フレーム駆動装置３０，３
１がそれぞれ設けられており、太陽光位置センサ
ー３２の検出信号により、又はあらかじめ太陽の
移動軌跡を記憶した記憶装置３４からの指令で集
光レンズを常に太陽の動きに追従させるようにな
つている。

前記バンドル光フアイバケーブル２８は建築物
室内の照度確保の点を考慮して光パワー伝送に適
したもの、すなわち波長380〜760μｍの光を通す
のに適したものを主体に、保健上観点から紫外線
の透過性の良好なものを補助として束ねたバンド
ル光フアイバを用いることが好ましい。

このバンドル光フアイバケーブル２８は必要に
応じて中間部に光コネクタ２６が介在されると共
に、先端は建築物１０の各階層で分岐して、各階
層へそれぞれ設けられた供給装置３６の太陽光入
光部である第１入光部３８（第３図）へ接続され
ている。この第１入光部３８では円錐状反射パネ
ル４０の頂天へ光フアイバの端部が、円錐状底部
へレンズ４２がそれぞれ同一光軸上に配置されて
光フアイバからの光をレンズ４２を通して平行光
として光路４４の一端へ送るようになつている。

光路４４の他端は出光部４６へ接続されてお
り、これによつて第１出光部４６が第１入光部３
８と対向している。この出光部４６にはレンズ４
２と同一光軸上に集光レンズ４８反射パネル４９
及びこの集光レンズ４８の焦点にバンドル光フア
イバケーブル５０の各光フアイバの一端が対応し
ている。従つて第１出光部４６では第１入光部３
８からの自然光をバンドル光フアイバケーブル５
０へ移送するようになつている。

この供給装置３６には第１入光部３８に加えて
人工光入光部である第２入光部５２が設けられて
第２出光部４７と対応している。この第２入光部
５２及び第２出光部４７は開口部が対向した円錐
状反射パネル１４０，１４９及びレンズ１４２，
１４８を有しており、反射パネル１４０の円錐頂
部にはそれぞれハロゲンランプ等の高輝度ランプ
５４が設けられている。これらのランプ５４はス
イツチ回路５６内のスイツチ５８を介して分電盤
６０へ接続されている。

この第２出光部４７の反射パネル頂部にはバン
ドル光フアイバケーブル５１の端部がそれぞれ対
応している。従つて第２出光部４７はスイツチ５
８の閉成時にランプ５４の人工光をバンドル光フ
アイバケーブル５１へ送り込むことができるよう
になつている。

このバンドル光フアイバケーブル５０，５１は
バンドル光フアイバケーブル２８と同材質とする
ことが好ましく、また中間部には適宜位置に光カ
プラー２６が介在されている。

なおスイツチ回路５６は操作盤６６を建築物１
０の室内へ面した側壁６８へ設けることにより手
動でランプ５４の光度を調整可能とすることがで
きる。また出光部４６等に光量センサーを設け、
第１入光部３８からの太陽光と第２入光部５２か
らの人工光との合計光量を常に一定に、又は所望
の光量にするようにランプ５４の光量を自動的に
調節する制御装置を設けることもできる。

供給装置３６内の第１、第２入光部３８，５２
及び光路４４は真空状態として光損失を少なくす
ることが好ましい。

また光路４４の中間部には遮へい板を設けて通
常はその開口が光路４４に対応して太陽光移送を
可能とし、駆動装置の作動で第３図上下方向に移
動して光路４４を遮断し太陽光の通過を阻止する
ように構成することができる。この遮へい板に代
えて、光フアイバ２８，５０の光軸を互にずらす
等の他の遮へい手段を用いることもできる。

第４図にも示される如くバンドル光フアイバケ
ーブル５０，５１の他の端部は建築物の天井部で
分岐し、それぞれ必要に応じて設けられる光コネ
クタ７２を介して光拡散器７４へ接続されてい
る。この光拡散器７４は下端が開口したケース７
６へ光透過率の良好な光拡散板７８が固着されて
下端開口部を塞いでおり、この光拡散板７８が天
井壁８０へ固着されている。

ケース７６の上端へ必要に応じて取りつけられ
る光コネクタ７２にはバンドル光フアイバ８２が
接続されてバンドル光フアイバケーブル５０，５
１からの光を受け取るようになつており、この光
フアイバケーブル８２の先端部は光フアイバ８２
Ａに分岐して光拡散板７８のほぼ全域に分散して
光拡散板７８へ取りつけられている。従つて光拡
散板７８は光フアイバケーブル８２からの光を室
内へ広く分散することができる。

このような光拡散器７４は光コネクタ７２をバ
ンドル光フアイバケーブル５０，５１へ結合する
と共に天井８０へ取りつけるのみで施行が完了す
るので、従来の天井板を天井へ取りつける作業と
同様作業で取りつけ可能で工期が短縮され、天井
部への電灯配線が不要で保全性、防爆性が向上し
ている。また従来構造の照明器具が不要となり、
天井部分の軽量化が可能である。

以上の構成より成る本実施例では、日中の晴天
時には集光装置１２で得られる太陽自然光の光量
が充分であり、供給装置３６のランプ５４による
補助光は不要である。太陽光は駆動装置３０，３
１によつて移動フレーム１６，１７が太陽の移動
に追従するため適切に集光され、バンドル光フア
イバケーブル２８、供給装置３６、バンドル光フ
アイバケーブル５０を介して光拡散器７４へ送ら
れ充分に室内照度を得ることができるので人工光
を要せず省エネルギ化が達成できる。

昼間時に室内を暗くする必要が生じた場合に
は、供給装置３６内の光路４４へ遮へい板を挿入
すればよい。

曇天時、雨天時、夜間時にも室内に充分な明る
さを得たい場合には操作盤６６の手動操作で、又
は図示しない制御装置の作動で自動的にランプ５
４が点灯し、第２入光部５２からの人工光がバン
ドル光フアイバケーブル５１を通つて各光拡散器
７４へ送られ人工光のみによつて、又はバンドル
光フアイバケーブル５０からの太陽光と共に室内
照明を行う。

なおこの実施例において、第２出光部４７では
単一のランプ５４からの光を複数の円錐状反射パ
ネル１４９へ送る構造とすることもできる。

次に第５図には本発明の第２実施例が示されて
おり、集光装置１１２から供給装置３６へ光ダク
ト８６が用いられて集光搬送路を形成している。
光ダクト８６は中空ダクト本体８８の屈曲部にそ
れぞれミラー９０が配置されて内部を集光が搬送
されるようになつている。

このダクト本体８８の一端８８Ａは建築物１０
の屋上へ向けて下向に配置されており、他端は建
築物１０内へ導かれており、建築物の各階に対応
して設けられた複数個の分光ミラー９２が集光の
一部を分岐してそれぞれ各階層の供給装置３６へ
送るようになつている。この分光ミラー９２によ
る分光は直接に、又はバンドル光フアイバー９２
を介して第１入光部３８へ送られる構成となつて
いる。

またこの実施例の集光装置１１２は太陽光が集
光レンズ９６，９８を介してミラー１００へ送ら
れ、このミラー１００は太陽光を反射してダクト
本体８８の一端８８Ａへ送るようになつている。
この集光レンズ９６，９８は前記第１実施例と同
様に常に太陽の移動に追従して垂直軸及び水平軸
回りに駆動制御され、ミラー１００もこの移動に
応じて移動し集光レンズ９６，９８からの集光を
常にダクト本体８８の一端８８Ａへ送るようにな
つている。

従つてこの実施例でも太陽光は効率良く供給装
置３６へ送られ、必要に応じて補助照明と共に室
内照明を行うことができる。

次に第６図には本発明の第３実施例が示されて
おり、前記第２実施例の集光装置１１２を用い、
ミラー１００からの反射光を第１実施例と同様の
集光ユニツト１８で集光し、バンドル光フアイバ
ケーブル２８で供給装置へ送るようになつてい
る。但しこの実施例では集光ユニツト１８が建築
物１０の屋上から所定高さに固定されて、集光レ
ンズ２０が下向きに配置されミラー１００へ向い
ている。

従つてこの実施例でも集光装置１１２のミラー
１００が移動する太陽光に追従して傾動し、常に
反射光を集光ユニツト１８へと送るので、光フア
イバケーブル２８は効率良く自然光を供給装置へ
送ることができる。特にこの実施例では集光ユニ
ツト１８が建築物へ固定されるので光フアイバケ
ーブル２８が移動することがなく、耐久性に優
れ、集光レンズ２０へのダスト付着が少い。

次に第７，８図は本発明の第４実施例であり、
集光装置の他の実施例である。この実施例におけ
る集光ユニツト１１８は集合住宅のバルコニーの
柵として多数積み上げて形成されている。このほ
か住宅外壁、屋上等に多数設けることも可能であ
る。

集光ユニツト１１８はガラス又は軽量コンクリ
ート製のブロツク１２０の外表面に多数の集光レ
ンズ２０（凸レンズ、フレネルレンズ等を用い
る）が互に光軸を平行として固着されている。各
集光レンズ２０の裏面は円錐状の真空透過室１２
２であり、円錐頂部には集光用バンドル光フアイ
バ２４の分岐端末がそれぞれ取りつけられて入光
端面が集光レンズ２０の光軸と一致している。こ
の集光用バンドル光フアイバ２４の他方は前記第
１実施例と同様にバンドル光フアイバケーブル２
８を介して供給装置へ接続されている。

従つてこの実施例の集光ユニツトは建築物の一
部として用いることができ、しかも固定式である
ため保守管理が容易である。

なお上記各実施例では太陽光集光装置が移動太
陽に追従する構造及び建物へ固定する構造を示し
たが、必要に応じて移動できる半固定式の集光装
置も適用可能であり、またこれらの集光装置は建
築物の外部へ設置するものに限らず、太陽光を集
光可能な建築物内部へ設けることもできる。

第３図の供給装置３６は第１入光部３８、第１
出光部４６と第２入光部５２、第２出光部４７と
を有しているが、これらを別個の供給装置とし
て、すなわち太陽光制御用の供給装置と別に人工
光制御用の供給装置を設けることができる。また
太陽光は供給装置を介さずに光フアイバ又は光ダ
クトと光フアイバとの組合せで光拡散器へ送るこ
とも可能である。

第１実施例の人工光としては、高輝度ランプを
用いているが、他の人工光源も使用可能であり、
太陽光を光以外のエネルギに蓄積した後に再び光
エネルギに変換した人工光源も使用可能である。

さらに上記実施例の光拡散器は室内天井壁へ取
り付ける構造であるが、側壁等の他の壁面へも取
り付けることができ、場合によつては室内へ立設
されるスタンド形としても適用可能である。

本発明に係る太陽光利用照明装置は、太陽光を
集める集光装置、集光移送用搬送路、人工光を光
フアイバで送る供給装置、太陽光と人工光を拡散
する拡散器とを設けたので、太陽光を有効に利用
して省エネルギ効果を得ると共に、補助照明とし
て人工光を用いるにも拘らず天井の電灯配線を不
要とすることができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る太陽光利用照明装置の第
１実施例を示す断面図、第２図は集光ユニツトを
示す断面図、第３図は供給装置を示す概略図、第
４図は天井壁への拡散器取付状態を示す断面図、
第５図は本発明の第２実施例に係る集光装置及び
光ダクトを示す断面図、第６図は本発明の第３実
施例の集光装置を示す側面図、第７図は本発明の
第３実施例に係る集光装置を示す斜視図、第８図
は第７図に用いる集光ユニツトを示す断面図であ
る。 １０……建築物、１２，１１２……集光装置、
２８……バンドル光フアイバケーブル、３６，１
３６……供給装置、３８……第１入光部、４６…
…第１出光部、４７……第２出光部、５０，５１
……バンドル光フアイバケーブル、５２……第２
入光部、５４……ランプ、７４……光拡散器、８
０……天井壁、８６……光ダクト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 建築物へ取りつけられ太陽光を集める集光装
   置と、この集光を移送する搬送路と、この搬送路
   からの太陽光を第１出光部へ送る太陽光入光部及
   び人工光を第２出光部へ送る人工光入光部が設け
   られた供給装置と、この供給装置の第１、第２の
   出光部へそれぞれ接続される第１、第２のバンド
   ル化された光フアイバと、建築物内へ設けられる
   と共にこれらの第１、第２の光フアイバがそれぞ
   れ接続されて移送された光を拡散放出する拡散器
   とを有する太陽光利用照明装置。 ２ 前記集光装置から供給装置へ集光を送る搬送
   路はバンドル化された光フアイバで形成されるこ
   とを特徴とした特許請求の範囲第１項の太陽光利
   用照明装置。 ３ 前記集光装置から供給装置へ集光を送る搬送
   路はダクト本体の屈曲部へ集光反射ミラーが設け
   られてダクト本体内を通して集光を搬送する光ダ
   クトであることを特徴とした特許請求の範囲第１
   項の太陽光利用照明装置。 ４ 前記供給装置には太陽光入光部と第１出光部
   との間に遮へい手段が設けられたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに
   記載の太陽光利用照明装置。 ５ 建築物へ取りつけられ太陽光を集める集光装
   置と、この集光を移送する搬送路と、人工光を出
   光部へ送る人工光入光部が設けられた供給装置
   と、この供給装置の出光部へ接続された光フアイ
   バと、建築物内へ設けられ前記搬送路及び光フア
   イバが接続されて移送された光を拡散する拡散器
   とを有する太陽光利用照明装置。 ６ 前記搬送路の一部又は全部にバンドル化され
   た光フアイバが用いられることを特徴とした特許
   請求の範囲第５項の太陽光利用照明装置。 ７ 前記搬送路には遮へい手段が設けられること
   を特徴とした特許請求の範囲第５項又は第６項の
   太陽光利用照明装置。