JP2001305473A - 太陽光採光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定度高く、且つ外観性良く屋根上に設置可
能であり、装置直下の屋内空間および装置とは離れた位
置の屋内空間への太陽光採光を同時に実現した、新しい
太陽光採光装置を提供する。 【解決手段】 天窓採光手段の天窓枠材に光ファイバ採
光手段が取り付けられており、天窓採光手段による当該
手段直下への太陽光採光および光ファイバ採光手段によ
る光ファイバ出射端位置への太陽光採光が同時に可能と
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、太陽光採
光装置に関するものである。さらに詳しくは、この出願
の発明は、建物への設置安定度および設置外観性に優
れ、且つ建物内への効果的な太陽光採光を実現すること
のできる、新しい太陽光採光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、太陽光採光装置としては、た
とえば、太陽光をレンズで集光し、その焦点位置に設け
られた光ファイバで屋内空間へ導くようにして、採光す
るもの（以下、光ファイバ採光方式と呼ぶこととする）
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の光ファイバ採光方式の太陽光採光装置には実用上以
下のような問題点があり、その解消が望まれている。

【０００４】すなわち、まず第一に、従来の光ファイバ
採光方式の太陽光採光装置を屋根上に設置する場合、十
分な安定度・耐震性で設置が可能なものが存在していな
かった。十分な安定度・耐震性を確保するには、複雑
で、且つ高価な固定・耐震手段などが別途必要とされ、
設置コストが高くなる要因となっていた。

【０００５】第二に、同様に屋根上に設置される場合、
屋根の外観が損なわれてしまう恐れがあった。従来の光
ファイバ採光方式の太陽光採光装置には、平板台座に複
数の集光用レンズを並べたタイプがあるが、このタイプ
では、レンズ群の中心位置を軸にして駆動した場合に駆
動半径が比較的大きくなる。このため、装置全体の外形
寸法、特に高さ寸法が大きくなり、屋根の外観が損なわ
れてしまう。また当然に、装置が大きくなれば安定度が
悪くなり、重量も増えるので、上記の耐震性に関しても
好ましくない。

【０００６】第三に、レンズ群に起因する別の問題であ
るが、従来の光ファイバ採光方式の太陽光採光装置には
水平設置が条件となっているものがあり、その場合、水
平の平板部材上に複数の集光用レンズを並設すると、太
陽の位置によっては前方の集光レンズの影が後方の集光
レンズの集光を邪魔するといった問題が発生していた。
これは当然、集光・採光量の低下につながる。

【０００７】第四には、従来の太陽光採光装置として
は、上述した光ファイバ採光方式のものの他にも、単に
反射鏡等を利用して装置の直下空間に太陽光を採光する
方式のもの（以下、直下採光方式と呼ぶこととする）が
知られているが、従来では、この直下採光方式と光ファ
イバ採光方式とを組み合わせたものは存在していなかっ
た。採光に対するユーザーの様々なニーズを満たすこと
は常に重要課題である。

【０００８】この出願の発明は、以上の通りの事情に鑑
みてなされたものであり、上記の従来技術の問題点を解
消し、安定度高く、且つ外観性良く屋根上に設置可能で
あり、装置直下の屋内空間および装置とは離れた位置の
屋内空間への太陽光採光を同時に実現した、新しい太陽
光採光装置を提供することを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、太陽光を取り込む天窓採
光手段の天窓枠材に光ファイバ採光手段が取り付けられ
ており、天窓採光手段による当該手段直下への太陽光採
光および光ファイバ採光手段による光ファイバ出射端位
置への太陽光採光が同時に可能とされていることを特徴
とする太陽光採光装置を提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の太陽光採光装置は、上
記のとおり、天窓採光手段および光ファイバ採光手段を
組み合わせた構成を有している。

【００１１】より具体的には、まず天窓採光手段とは、
屋根に設けられた屋外と連通した開口部に天窓枠材が取
り付けられているとともに、その天窓枠材に強化ガラス
製やアクリル製などの天窓体が取り付けられており、天
窓体を透過した太陽光を直下の空間（居住用部屋、地下
室、廊下その他の屋内空間など）へ採光するように構成
された採光手段である。従来より知られている一般的な
天窓の基本構成をその一例とすることができる。

【００１２】この天窓採光手段としては、上記基本構成
に採光に関わる様々な手段や機能を加えた態様のものが
利用可能であることは言うまでもない。たとえば、屋根
の開口部と屋内空間の天井の開口部とを連通した採光用
空洞部に反射鏡などを設けた場合には、反射鏡によって
採光方向を調整することができ、このときの上記直下空
間は調整された採光方向に位置する空間となる。またた
とえば、光拡散手段等が採光用空洞部や天井の開口部な
どに設けられた態様となっていてもよい。

【００１３】他方、光ファイバ採光手段とは、少なくと
も集光レンズおよび集光レンズの焦点位置に入射端が位
置する光ファイバを有し、集光レンズにより集光された
太陽光を光ファイバの出射端が位置されている空間（居
住用部屋、地下室、廊下その他の屋内空間など）へ採光
するように構成された採光手段である。

【００１４】この光ファイバ採光手段としては、上記基
本構成に採光に関わる様々な手段や機能を加えた態様の
ものが利用可能であることは言うまでもない。たとえ
ば、集光レンズの形状、枚数、設置態様、駆動方式、光
ファイバの本数、光ファイバへの集光態様などは限定さ
れるものでなく、また付加機能としては、太陽を自動追
尾する機能などがある。

【００１５】これらの天窓採光手段および光ファイバ採
光手段を組み合わせたこの発明の太陽光採光装置によっ
て、前述した従来の太陽光採光装置の問題点が解消され
る。すなわち、まず、屋根部材と一体に設けられている
天窓採光手段の天窓枠材に光ファイバ採光手段が装着さ
れていることで、光ファイバ採光手段自体の設置も強固
なものとなり十分な耐震性が得られる。

【００１６】また、従来より普及している天窓を利用で
きるため、光ファイバ採光手段独自の屋根の穴開け施工
や防水対策などが不要となり、材料費等も削減でき、安
価な商品価格および容易な施工が実現される。

【００１７】また、天窓採光手段の天窓体によって光フ
ァイバ採光手段の集光レンズなどを覆うようにすること
で、屋根上での外観性も向上される。さらにまた、天窓
体の下方には、屋根の開口部から天井の開口部まで延び
た、天窓体を透過した太陽光が通る採光用空洞部が設け
られており、この空洞部を利用することで外観性をさら
に向上させることができる。すなわち、空洞部内へ光フ
ァイバ採光手段の集光レンズや集光レンズに関わる構成
（たとえば太陽自動追尾機能やレンズ駆動機能、集光レ
ンズ台座などを含む）を太陽光集光に支障がない程度に
納めることで、屋根上へ突出する部位を抑制でき、天窓
体も小型化されて、外観性のさらなる向上が実現され
る。

【００１８】そして、天窓採光手段によるその直下空間
への太陽光採光および光ファイバ採光手段による光ファ
イバ出射端が位置する空間への太陽光採光が同時に可能
となる。この場合当然に、光ファイバ採光手段が天窓採
光手段による太陽光の採光を邪魔しないように取り付け
られることが必要となる。

【００１９】この出願の発明は、以上のとおりの特徴を
持つものであるが、以下に添付した図面に沿って実施例
を示し、さらに詳しくこの出願の発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００２０】

【実施例】［実施例１］図１は、この発明の太陽光採光
装置の一実施例を示したものであり、図２および図３
は、各々、図１に例示した太陽光採光装置のより詳細な
構成を例示したものである。

【００２１】これら図１〜図３に示した本実施例では、
まず、屋根（１７）の野地板（１）に設けられた開口部
（２）に天窓枠材（３）が取り付けられており、この天
窓枠材（３）にはその内周側面に固定されて取付治具
（４）が装着されている。そして、この取付治具（４）
に光ファイバ採光手段が載置される構成となっている。

【００２２】図中、（５）は光ファイバ、（７）および
（８）は集光レンズ（６）の駆動手段としての高度用モ
ータおよび方位用モータである。集光レンズ（６）、高
度用モータ（７）、方位用モータ（８）は装置本体に備
えられ、光ファイバ（５）はその入射端へ集光レンズ
（６）により集光された太陽光が入射するように装置本
体に接続されている。

【００２３】本実施例における取付治具（４）は、図３
に例示したように、十字籠状であり、且つ天窓枠材
（３）よりもある程度下方に落ち込む形状を有してい
る。このため、図１および図２に例示したように、それ
に載置される光ファイバ採光手段は、集光レンズ（６）
による太陽光の集光が妨げられない程度に、野地板
（１）の開口部（２）から下方に延びた空洞部（９）
（図１参照）に納まるようになっている。また、取付治
具（４）は、たとえば、十字籠体の各上端板片に設けら
れた係合部（４１）が天窓枠材（３）の内周側面の所定
位置に配設された突出ネジなどの受け治具（３１）に引
っ掛けられて、天窓枠材（３）に簡単に装着できるよう
になっている。

【００２４】後は、光ファイバ採光手段を覆うようにド
ーム状の天窓体（１０）を天窓枠材（３）に取り付ける
だけでよい。必要があれば通常の天窓と同様に天窓水切
り部材（１１）や天窓周縁カバー（１２）を取り付け、
最後に瓦（１３）を載置する。

【００２５】以上の構成を有するこの発明の太陽光採光
装置は、図１にも例示したように、まず、天窓採光手段
によって、天窓体（１０）を透過した太陽光を、空洞部
（９）を通してその直下に位置する部屋（１４）へ採光
することができ、それと同時に、光ファイバ採光手段に
よって、天窓体（１０）を透過し、集光レンズ（６）に
よって集光された太陽光を、光ファイバ（５）を通して
たとえば階下の部屋（１５）へ採光することができる。
空洞部（９）と連通した部屋（１４）の天井の開口部に
は乳白色の配光板（１９）が備えられており、光ファイ
バ（５）の出射端には光拡散機能等を具備した発光器具
（１６）が備えられている。

【００２６】なお、本実施例では、取付治具（４）が開
口部分の大きい十字籠状を有しているため、その開口部
分を抜けて十分な光量の太陽光が空洞部（９）を通るこ
ととなる。したがって、光ファイバ採光手段が組み合わ
されていても、天窓採光手段による良好な直下採光を確
保することができる。

【００２７】［実施例２］図４は、この発明の太陽光採
光装置の別の一実施例を示したものである。この図４に
示した実施例では、二列の集光レンズ（６）が屋根傾斜
に沿って互いに軒側および棟側に位置するように並設さ
れている。各列は、複数個の集光レンズ（６）が横方向
（＝屋根の流れ方向と直交する方向）に並設されて構成
されている。

【００２８】このように複数の集光レンズ（６）が用い
られている場合でも、上述の実施例１の場合と同様に、
取付治具（４）が天窓枠材（３）よりもある程度下方に
落ち込んだ形状を有しており、光ファイバ採光手段が空
洞部（９）（図１参照）にある程度納まるようになって
いるので、天窓枠材（３）から上方へ突出する部分が少
なく、且つ天窓体（１０）も小型なものでよい。屋根の
外観性を維持できるのである。

【００２９】また、屋根傾斜に沿って複数列の集光レン
ズ（６）が並設されているので、後方（つまり棟側）に
位置する集光レンズ（６）が前方（つまり軒側）に位置
する集光レンズ（６）に邪魔されず、集光率が損なわれ
ることもない。

【００３０】もちろん、この発明は以上の例に限定され
るものではなく、細部については様々な態様が可能であ
ることは言うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、新しい太陽光採光装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の太陽光採光装置の一実施例を示した
概略図である。

【図２】この発明の太陽光採光装置を例示した透過側面
図である。

【図３】この発明の太陽光採光装置の一部構成を例示し
た斜視図である。

【図４】この発明の太陽光採光装置の別の一例を示した
透過斜視図である。

【符号の説明】

１ 野地板 ２ 開口部 ３ 天窓枠材 ３１ 受け治具 ４ 取付治具 ４１ 係合部 ５ 光ファイバ ６ 集光レンズ ７ 高度用モータ ８ 方位用モータ ９ 空洞部 １０ 天窓体 １１ 天窓水切り部材 １２ 天窓周縁カバー １３ 瓦 １４，１５ 部屋 １６ 発光器具 １７ 屋根 １８ 受け治具 １９ 配光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三岡 嘉昭 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 Ｆターム(参考） 2H038 AA53

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天窓採光手段の天窓枠材に光ファイバ採
   光手段が取り付けられており、天窓採光手段による当該
   手段直下への太陽光採光および光ファイバ採光手段によ
   る光ファイバ出射端位置への太陽光採光が同時に可能と
   されていることを特徴とする太陽光採光装置。