JP2001155518A - 光ダクト用可動反射板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で、故障が少なく、かつ安価であ
り、大容量の光を効率的に光ダクト内に取り込むことが
できる光ダクト用可動反射板を提供すること。 【解決手段】 光ダクト４の採光口に主反射板１１と、
可動反射板である東側フラップ１２と西側フラップ１３
を設ける。主反射板１１は南側に面して配置され、東側
フラップ１２、西側フラップ１３は図示しないモータ等
により駆動され、上記主反射板１１に略平行な第１の位
置と、主反射板１１と直交する第２の位置に移動する。
午前中は、図示の位置に東側フラップ１２、西側フラッ
プ１３を移動させ、午後は、東側フラップ１２を第２の
位置に移動させ、西側フラップ１３を第１の位置に移動
させる。これにより光ダクトに取り込まれる光量を増加
させることができる。水平型光ダクト装置の採光口に同
様の構成を持つ反射板を設けることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自然光を建築物内
部に導き建築物内部を照明する光ダクトにおける採光量
増加のための可動反射板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年省エネルギーや二酸化炭素の排出削
減による環境保護の必要性が注目されており、この要望
に応えるための手段のひとつとして太陽光を内面を反射
率の高い部材で構成したダクトを介して室内に取込み照
明用光源として利用する光ダクト照明装置が提案されて
いる。この装置はエネルギーを電気など他のエネルギー
に変換せずそのまま活用するためエネルギー利用効率が
高く省ェネルギーや二酸化炭素排出削減に貢献できる。

【０００３】図９、図１０は、光ダクト装置の概念図で
あり、図９はビルの南側壁面から光を取り込んでオフィ
スなどの照明に利用する水平型光ダクト装置、図１０は
地下や屋上など採光位置と照明位置の高低差がある場合
に光を下方に搬送する部分を持つ垂直型光ダクト装置を
示している。また、図９（ｂ）は水平型ダクト本体の斜
視図である。

【０００４】図９、図１０において、１は自然光（太陽
光）、２は採光口、３は反射板、４は光ダクトである。
光ダクト４は図９（ｂ）に示すように、断面が矩形状
で、内面が反射面で構成され、採光口２から取り入れた
自然光は、光ダクト４内を反射しながら光ダクト奥に搬
送される。また、光ダクト４には、光を取り出すための
放光口８が設けられ、光ダクト４内を搬送された光は放
光口８から室内に放出される。放光口８は必要に応じ
て、光ダクトの下側、両サイド、四方の面（縦ダクトの
場合）に設けることもできる。５はビル壁面、６は室
内、７はガラスカバー、８は上記した放光口であり、例
えば図９（ｂ）に示したように矩形状の開口、あるい
は、所定の幅の連続した開口で構成される。また、９は
屋上または地上である。図９，図１０において、太陽光
１は、採光口２から直接、あるいは反射板３に反射した
後、光ダクト４内部に取り込まれ、内面での反射を繰り
返しながら照射位置まで運ばれ、放光口８から放出され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記光ダクト装置にお
いては、太陽が季節、時間によって位置が変化するた
め、ダクト本体のみや固定式反射板を取り付けただけで
は取り込まれる光の量が大きく変化し、安定した性能を
維持できない。そこで、上記光ダクト装置の採光口２に
可動式追尾装置を備えた反射板を設けることも考えられ
るが、光ダクト装置は構造物に組み込まれ長期にわたっ
て使用されるものであり、大容量の光を取り込み、故障
が少なく、かつ、安価であることが要求され、従来の可
動式追尾装置を備えた反射板ではこれらの要求に答える
ことができなかった。

【０００６】なお、採光のための太陽追尾採光装置とし
て、フレネルレンズやプリズムを組み合わせた装置が複
数実用化されているが、レンズやプリズムの大きさで採
光量が決まってしまい、また、製造技術、およびコス
ト、メンテナンスの問題等からレンズやプリズムの面積
をあまり大きくすることができず、光ダクト用採光量増
加装置としては、採光量不足、コスト高などの理由から
採用できない。本発明は上記事情を考慮してなされたも
のであって、その目的とするところは、構造が簡単で、
故障が少なく、かつ安価であり、大容量の光を効率的に
光ダクト内に取り込むことができる光ダクト用可動反射
板を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
課題を次のようにして解決する。 （１）光ダクト用反射板を、自然光を反射して光ダクト
内に取り込む第１の位置と、ダクトに入射する自然光を
妨げない第２の位置に移動可能な一対の可動反射板から
構成し、太陽の位置に応じて、上記可動反射板を第１の
位置もしくは第２の位置に移動させ、太陽光を光ダクト
内に取り込む。 （２）光ダクト用反射板を、主反射板と、自然光を反射
して光ダクト内に取り込む第１の位置と、ダクトに入射
する自然光を妨げない第２の位置に移動可能な一対の可
動反射板から構成し、上記主反射板は、太陽の位置にか
かわらず自然光を光ダクト内に取り込むことが可能な位
置に配置し、また、上記一対の可動反射板は、上記主反
射板の両側に配置し、太陽の位置に応じて、上記可動反
射板を第１の位置もしくは第２の位置に移動させ、太陽
光を光ダクト内に取り込む。

【０００８】本発明においては、光ダクト用反射板を上
記のように構成したので、極めて簡単な機構と制御回路
を用いて光ダクト内に取り込む光の量を増加させること
ができる。また、装置コスト、ランニングコストを低減
化することができ、故障の発生を少なくし、メンテナン
スを容易にすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例を示
す図であり、本実施例は本発明を前記図１０に示した垂
直型光ダクト装置の採光口に適用した場合を示してお
り、同図は垂直ダクトを真上から見た図である。図１に
おいて、４は光ダクトであり、光ダクト４の採光口には
主反射板１１と、可動反射板である東側フラップ１２と
西側フラップ１３が設けられている。主反射板１１は同
図に示すように南側に面して配置され、東側フラップ１
２、西側フラップ１３は図示しないモータ等により駆動
され、上記主反射板１１に略平行な第１の位置と、主反
射板１１と直交する第２の位置に移動する。なお、図１
では主反射板１１として平面状の板を用い、これを略水
平に配置する場合を示しているが、主反射板１１を傾け
て配置したり主反射板１１を曲面とする等、光ダクト４
内に取り込まれる光量が最大となるような配置、形状と
すればよい。なお、主反射板は別の駆動機構により可動
式にすることもできる。図１は太陽が南と東の間にある
午前中の状態を示しており、東側フラップ１２は主反射
板１１に略平行な位置、西側フラップ１３は主反射板１
１に直交した位置にあり、太陽光は同図中の矢印の経路
で光ダクト４内に導かれる。

【００１０】図１に示した可動反射板を設けることによ
り、図２（ａ）に示すように午前中東側から太陽光があ
たっているとき、図２（ｂ）に示すように西側に西側フ
ラップ１３を追加すると採光量を増加することができ
る。同様に、図２（ｃ）に示すように午後西側から太陽
光があたっているとき、図２（ｄ）に示すように東側に
東側フラップ１２を追加すると採光量を増加することが
できる（図２では図１に示した主反射板は省略されてい
る）。図２から明らかなように、西側フラップ１３は午
前中は有効であるが午後は採光の妨げになり、東側フラ
ップ１２は午後は有効であるが午前中は採光の妨げにな
る。すなわち、東側フラップ１２、西側フラップ１３は
固定のままでは時間帯によって採光の妨げになる。そこ
で、本実施例においては、東側フラップ１２、西側フラ
ップ１３を午前と午後で図２（ｂ）（ｄ）のように移動
させる。これにより、光ダクトの採光量を大幅に増加す
ることができる。

【００１１】図３は上記可動反射板の駆動機構の一例を
示す図であり、同図（ｂ）は（ａ）の側面図である。同
図において、２０は上記可動反射板であり、可動反射板
２０は、ドイツ・アラノッド社製アルミニウム鏡面材ミ
ロ２１と、Ａ５０５２アルミニウム板２２とセラミック
コア２３で形成したハニカムパネルで、可動反射板２０
の回転軸２４は、ステンレスチャンネル支柱２５に固定
された軸受け台２６に設けられたベアリング軸受け２７
に圧入されている。また、欠歯ギヤが２８が上記回転軸
２４に取り付けられ、欠歯ギヤが２８は図示しないギヤ
モータに直結した歯車２９と係合しており、ギヤモータ
を駆動することにより、可動反射板２０は同図の矢印に
示すように１／４回転する。

【００１２】図４は上記東側フラップ１２、西側フラッ
プ１３の作動タイミングチャートを示す図であり、同図
は一例として東京近郊において光ダクト装置が真南に向
きに配置されている場合におけるタイミングチャートを
示したものであり、２４時間タイマと遅延タイマを使用
し、東京の南中時を境に東西のフラップ１２，１３を動
かした場合を示している。

【００１３】図４に示すように東西のフラップ１２，１
３は次のように制御される。 時刻が４時３０分になると、２４時間タイマにより
電源が投入される。これにより東側フラップ１２を駆動
するモータが駆動され、東側フラップ１２は図１に示し
た主反射板１１と同一平面になる位置まで駆動される
（以下、この動作をＤＯＷＮと言う）。また、西側フラ
ップ１３が上記主反射板１１と直交する位置まで駆動さ
れる（以下この動作をＵＰという）。これにより、東西
のフラップ１２，１３は前記図１に示した状態となる。 時刻が１１時３０分になると、西側フラップ１３を
駆動するモータが駆動され、西側フラップ１３は図１に
示した主反射板１１と同一平面になる位置まで駆動され
る（西側フラップＤＯＷＮ）。 時刻が１２時００分になると、東側フラップ１２を
駆動するモータが駆動され、東側フラップ１２は図１に
示した主反射板１１と直交する位置まで駆動される（東
側フラップＵＰ）。 時刻が１２時３０分になると２４時間タイマにより
電源が遮断される。以下同様に上記〜の動作を繰り
返す。

【００１４】図５に上記東西のフラップ１２，１３をＰ
ＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）によ
り制御する場合の制御装置の構成を示し、図６に上記Ｐ
ＬＣ等における処理フローを示す。図５において、３１
は２４時間タイマであり、２４時間タイマ３１は例えば
図４に示したように４時３０分にオンとなり、１２時３
０分にオフとなる。２４時間タイマ３１がオンになると
スイッチング電源３２、および、モータ制御回路３３に
ＡＣ１００Ｖが供給され、ＰＣＬ３４が動作を開始す
る。ＰＬＣ３４には、東側フラップ１２、西側フラップ
１３の上下限位置を検出する近接スイッチ３５ａ〜３５
ｄの出力信号が入力され、ＰＬＣ３４は図６に示す処理
を行って、モータ制御回路３３へ制御信号を出力する。
モータ制御回路はＰＬＣ３４の出力に基づき東側フラッ
プ１２、西側フラップ１３を駆動するモータ３６ａ，３
６ｂを制御して、前記図４で説明したように東側フラッ
プ１２、西側フラップ１３を移動させる。また、２４時
間タイマ３１がオフになるとスイッチング電源３２、モ
ータ制御回路３３の電源がオフとなる。

【００１５】上記制御装置は図６に示す手順で東側フラ
ップ１２、西側フラップ１３を制御する。同図におい
て、時刻が４時３０分になると、電源を投入し、ＰＬＣ
３３は東側フラップ１２のモータ３６ａを駆動して、東
側フラップ１２を、下限検出用近接スイッチ３５ａがオ
ンになるまでＤＯＷＮ方向に移動させる。ついで、西側
フラップ１３のモータ３６ｂを駆動して、西側フラップ
１３を、上限検出用近接スイッチ３６ｄがオンになるま
でＵＰ方向に移動させる。時刻が１１時３０分になる
と、ＰＬＣ３４は西側フラップ１３を、下限検出用近接
スイッチ３６ｃがオンになるまでＤＯＷＮ方向に移動さ
せる。時刻が１２時００分になると、ＰＬＣ３４は東側
フラップ１２を、上限検出用近接スイッチ３６ｂがオン
になるまでＵＰ方向に移動させる。次いで時刻が１２時
３０分になると電源を断する。

【００１６】なお、図６の時限設定は、装置の設置場所
や採光部の方位によって最適な時刻を設定する。また、
季節に応じた最適な時刻を求めて、自動的に最適な時刻
に東側、西側フラップを移動させるようにしてもよい。

【００１７】図７は本発明の第２の実施例を示す図であ
り、本実施例は本発明を前記図９に示した水平型光ダク
ト装置の採光口に適用した場合を示しており、同図
（ａ）は可動反射板をスライドさせる場合の構成例を示
し、（ｂ）は可動反射板を回転させる場合の構成例を示
している。図７において、４は水平型光ダクト、１１は
主反射板、１２は東側フラップ、１３は西側フラップで
あり、本実施例の主反射板１１は光ダクト開口部の幅よ
り長く形成されている。

【００１８】図７（ａ）は可動反射板を同図の矢印方向
にスライドさせて移動させる場合を示しており、午前中
は、東側フラップ１２、西側フラップ１３を同図の点線
位置にスライド移動させ、午後には、東側フラップ１
２、西側フラップ１３を同図の実線位置にスライド移動
させる。図７（ｂ）は可動反射板を同図の矢印方向に回
転させて移動させる場合を示しており、午前中は、東側
フラップ１２、西側フラップ１３を同図の点線位置に回
転移動させ、午後には、東側フラップ１２、西側フラッ
プ１３を同図の実線位置に回転移動させる。なお、図７
に示した可動反射板の移動方法を前記図１に示した垂直
型光ダクト装置の可動反射板に適用し、図７のようにス
ライド移動させたり回転移動させるように構成してもよ
い。

【００１９】図８は、水平型ダクト装置に本実施例を適
用した場合の光を経路を示しており、同図（ａ）（ｃ）
は東側、西側フラップを設けない場合に光ダクトに入射
する光の光路、（ｂ）（ｄ）は東側、西側フラップを設
けｑ場合に光ダクトに入射する光の光路を示している。
同図（ａ）に示すように、午前中東側から太陽光があた
っているとき、図８（ｂ）に示すように西側に西側フラ
ップ１３を追加すると採光量を増加することができる。
同様に、同図（ｃ）に示すように午後西側から太陽光が
あたっているとき、同図（ｄ）に示すように東側に東側
フラップ１２を追加すると採光量を増加することができ
る（図８では図７に示した主反射板は省略されてい
る）。

【００２０】図８から明らかなように、東側フラップ１
２、西側フラップ１３を午前と午後で図８（ｂ）（ｄ）
に示すように移動させることにより、光ダクトの採光量
を大幅に増加することができる。なお、本発明を水平型
ダクトに適用した場合の、作動タイミングチャート、制
御システムの構成、ＰＬＣにおける処理フローは前記図
４〜図６と同じであり、前記第１の実施例で説明したの
と同様な制御を行うことにより、第１の実施例と同様、
光ダクトの採光量を大幅に増加させることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
以下の効果を得ることができる。 （１）自然光を反射して光ダクト内に取り込む第１の位
置と、ダクトに入射する自然光を妨げない第２の位置に
移動可能な一対の可動反射板を用いて、光ダクト内に光
を取り込むようにしているので、極めて簡単な機構と制
御回路を用いて光ダクト内に取り込む光の量を増加させ
ることができ、大容量の採光に容易に対応することがで
きる。 （２）追尾式の採光装置を用いる場合と比較して、装置
コストを大幅に低減化することができる。また、装置構
成が簡単なため故障の発生を少なくし、ランニングコス
トを低減化し、メンテナンスを容易にすることができ
る。さらに、消費電力も少なく一層の省エネルギー化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の垂直型光ダクト装置に適用さ
れる反射板の構成例を示す図である。

【図２】垂直型光ダクト装置の採光口に可動反射板を追
加した場合の採光量の増加を説明する図である。

【図３】可動反射板の駆動機構の一例を示す図である。

【図４】東側フラップ、西側フラップの作動タイミング
チャートを示す図である。

【図５】東西のフラップをＰＬＣにより制御する場合の
構成例を示す図である。

【図６】図５の制御装置における概略処理フローを示す
図である。

【図７】水平型光ダクト装置に適用される反射板の構成
例を示す図である。

【図８】水平型光ダクト装置の採光口に可動反射板を追
加した場合の採光量の増加を説明する図である。

【図９】水平型光ダクト装置の概念図である。

【図１０】垂直型光ダクト装置の概念図である。

【符号の説明】

１ 自然光（太陽光） ２ 採光口 ３ 反射板 ４ 光ダクト ５ ビル壁面 ６ 室内 ７ ガラスカバー ８ 放光口 ９ 屋上または地上 １１ 主反射板 １２ 東側フラップ １３ 西側フラップ ２０ 可動反射板 ３１ ２４時間タイマ ３２ スイッチング電源 ３３ モータ制御回路 ３４ ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントロー
ラ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自然光を照明に利用する光ダクト装置の
   採光量増加のための光ダクト用反射板であって、 自然光を反射して光ダクト内に取り込む第１の位置と、
   ダクトに入射する自然光を妨げない第２の位置に移動可
   能な一対の可動反射板から構成され、 太陽の位置に応じて、上記可動反射板を第１の位置もし
   くは第２の位置に移動させ、太陽光を光ダクト内に取り
   込むことを特徴とする光ダクト用可動反射板。
2. 【請求項２】 自然光を照明に利用する光ダクト装置の
   採光量増加のための光ダクト用反射板であって、 主反射板と、自然光を反射して光ダクト内に取り込む第
   １の位置と、ダクトに入射する自然光を妨げない第２の
   位置に移動可能な一対の可動反射板から構成され、 上記主反射板は、太陽の位置にかかわらず自然光を光ダ
   クト内に取り込むことが可能な位置に配置され、また、
   上記一対の可動反射板は、上記主反射板の両側に配置さ
   れており、 太陽の位置に応じて、上記可動反射板を第１の位置もし
   くは第２の位置に移動させ、太陽光を光ダクト内に取り
   込むことを特徴とする光ダクト用可動反射板。