JP2008112606A - Sunlight-collecting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受光した太陽光を反射、屈折または透過させて、該太陽光を建築物の内部や中庭などの所望の位置に導光するための太陽光採光装置を複数備えてなる太陽光採光システムに関する。 The present invention is a solar lighting system comprising a plurality of solar lighting devices for reflecting, refracting, or transmitting received sunlight and guiding the sunlight to a desired position such as the interior of a building or a courtyard. About the system.
従来、例えば建築物の屋根や屋上などに設置され、受光した太陽光を反射、屈折もしくは透過させつつその光軸方向を変化させて、建築物の居住空間(内部)や中庭などの所望の位置に太陽光を導く太陽光採光装置が用いられている。この種の太陽光採光装置は、太陽光を受光して所望の位置に導くための反射鏡やプリズム、レンズなどを備えた採光部を支持する支持軸部が第一駆動機構によって軸線回りに回転することで、採光部の受光面の方位が変化する。また、第二駆動機構の駆動によって採光部が傾動することで、採光部の受光面の傾斜角(仰角)が変化する。そして、第一及び第二駆動機構を随時制御しながら駆動することで、採光部の受光面を、太陽を追尾するように移動させることができ、高度や方位、角度が変化する太陽の光を、確実に受光して下方の建築物の居住空間や中庭などの所望の位置に導光できる(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
しかしながら、上記の太陽光採光装置を建築物の屋根や屋上などに複数設置して太陽光を導光することが一般的であり、この場合には、複数の太陽光採光装置がそれぞれの第一及び第二駆動機構によって個別に動作するため、導光した採光領域を拡大させたり、逆に絞ったりすることが困難であった。また、それぞれに第一及び第二駆動機構を備えることで、それぞれ個別に動作用電源が必要になったり、エネルギー消費量が多くなり、さらに複数の太陽光採光装置からなる太陽光採光システム全体の重量が増大するという問題があった。 However, it is common to install a plurality of the above-described solar lighting devices on the roof or rooftop of a building to guide the sunlight, and in this case, the plurality of solar lighting devices are the first ones. And since it operates individually by the second drive mechanism, it is difficult to enlarge the light-collecting light-guided region or conversely. In addition, by providing the first and second drive mechanisms for each, an individual operation power source is required, energy consumption is increased, and the entire solar lighting system comprising a plurality of solar lighting devices There was a problem that the weight increased.
一方、建築物の屋内に太陽光を導光するための太陽光採光システムには、例えば特開平11−148281号公報に開示されるような、複数の反射板(スラット)を吊り下げ紐で上下段に吊り下げ支持した反射ルーバを備えて構成したものもある。この太陽光採光システムにおいては、反射ルーバを建築物の窓ガラスに沿って設置することによって、反射板に照射した太陽光を屋内に反射させることができる。また、このとき、吊り下げ紐を操作することで複数の反射板の仰角を連動して変化させることができ、所望の位置に向けて太陽光を反射させ導光することができる。しかしながら、この太陽光採光システムにおいては、建築物の窓ガラスに沿って設置して使用するものであるため、複数の反射板の仰角のみが制御できるように構成されており、ある限られた方位からの太陽光しか導光することができない。 On the other hand, in a daylighting system for guiding sunlight into a building, a plurality of reflectors (slats), such as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-148281, are hung with a hanging string. Some have a reflective louver suspended and supported on the lower stage. In this sunlight lighting system, the sunlight irradiated to the reflecting plate can be reflected indoors by installing the reflecting louver along the window glass of the building. At this time, by operating the hanging string, the elevation angles of the plurality of reflectors can be changed in conjunction with each other, and sunlight can be reflected and guided toward a desired position. However, in this solar lighting system, since it is installed and used along the window glass of a building, it is configured so that only the elevation angle of a plurality of reflectors can be controlled, and it has a limited orientation. Only sunlight from can be guided.
本発明は、上記事情を鑑み、複数の太陽光採光装置を連動させることにより、省エネルギー化や軽量化を図った太陽光採光システムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a solar lighting system that achieves energy saving and weight reduction by linking a plurality of solar lighting devices.
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
本発明の太陽光採光システムは、受光した太陽光を所望の位置に導くための採光部と、該採光部を傾動可能に支持するとともに軸線回りに回転可能に設けられた支持軸部とを備える太陽光採光装置が、複数並設されてなる太陽光採光システムであって、複数の前記太陽光採光装置のそれぞれの前記支持軸部を連動して回転させるための第一連動機構と、複数の太陽光採光装置のそれぞれの前記採光部を連動して傾動させるための第二連動機構とを備え、前記第一連動機構が、複数の前記太陽光採光装置のそれぞれの前記支持軸部に同軸に設けられたプーリーと、複数の前記プーリーに巻き掛けられた伝動部材と、前記伝動部材を回動させる第一駆動部とを備えて構成され、前記第二連動機構が、一つの前記太陽光採光装置に設けられて該一つの太陽光採光装置の前記採光部を傾動させる第二駆動部と、複数の前記太陽光採光装置の隣り合う前記採光部を繋ぐように連設され、前記第二駆動部の駆動によって複数の前記採光部を傾動させる伸縮可能な伸縮部材とを備えて構成されていることを特徴とする。 A solar light daylighting system of the present invention includes a daylighting part for guiding received sunlight to a desired position, and a support shaft part rotatably supported about the axis while supporting the daylighting part in a tiltable manner. A solar light daylighting system in which a plurality of solar daylighting devices are arranged side by side, a first interlocking mechanism for interlockingly rotating the support shafts of the plurality of solar light daylighting devices, A second interlocking mechanism for interlocking and tilting each of the daylighting units of the solar lighting device, and the first interlocking mechanism is coaxial with each of the support shafts of the plurality of solar lighting devices. A plurality of pulleys provided, a transmission member wound around the plurality of pulleys, and a first drive unit that rotates the transmission member, wherein the second interlocking mechanism is a single piece of the sunlight. The one provided in the device A second drive unit that tilts the daylighting unit of the sunlight daylighting device and a plurality of the daylighting units adjacent to each other of the plurality of daylighting units are connected to each other. It is characterized by comprising an extendable / contractible elastic member that tilts the part.
この発明においては、第一駆動部を駆動することによって、複数の太陽光採光装置の複数の支持軸部を連動して回転させることができる。これにより、複数の太陽光採光装置の採光部の方位を連動して制御することが可能になる。 In this invention, by driving the first drive unit, it is possible to rotate the plurality of support shafts of the plurality of solar lighting devices in conjunction with each other. Thereby, it becomes possible to control the azimuth | direction of the lighting part of a several sunlight lighting apparatus interlockingly.
また、第二駆動部を駆動して一つの太陽光採光装置の採光部を傾動させると、伸縮部材を介して他の太陽光採光装置の採光部を連動して傾動させることができる。これにより、複数の太陽光採光装置の採光部の仰角を連動して制御することが可能になる。 Moreover, if the 2nd drive part is driven and the lighting part of one sunlight lighting apparatus is tilted, the lighting part of another sunlight lighting apparatus can be tilted interlockingly via an expansion-contraction member. Thereby, it becomes possible to control the elevation angles of the daylighting units of the plurality of sunlight daylighting apparatuses in conjunction with each other.
本発明の太陽光採光システムによれば、複数の太陽光採光装置の採光部の方位や仰角を連動して制御できるため、従来の太陽光採光システムのように、それぞれの太陽光採光装置に個別に採光部の方位や仰角を調整するための駆動機構を備える必要がないため、それぞれの太陽光採光装置に個別に動作用電源を備えることを不要にできるとともに、省エネルギー化を図ることが可能になる。また、複数の太陽光採光装置に個別に駆動機構を備える必要がないため、太陽光採光システム全体の軽量化を図ることが可能になる。 According to the daylighting system of the present invention, since the azimuth and elevation angle of the daylighting units of a plurality of daylighting devices can be controlled in conjunction with each other, each individual daylighting device is individually controlled as in a conventional daylighting system. Since there is no need to provide a drive mechanism for adjusting the azimuth and elevation angle of the daylighting unit, it is possible to eliminate the need for providing an individual operation power source for each solar lighting device and to save energy. Become. Moreover, since it is not necessary to provide a drive mechanism for each of the plurality of solar lighting devices, it is possible to reduce the weight of the entire solar lighting system.
以下、図1から図3を参照し、本発明の一実施形態に係る太陽光採光システムについて説明する。本実施形態は、例えば、建築物の屋根や屋上などに設置されて、太陽光を屋内の所望の位置に導光するための太陽光採光システムに関するものである。 Hereinafter, a solar lighting system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The present embodiment relates to a sunlight lighting system that is installed on, for example, a roof or a roof of a building and guides sunlight to a desired position indoors.
本実施形態の太陽光採光システムAは、図1に示すように、複数の太陽光採光装置Bを備えて構成されている。各太陽光採光装置Bは、図1から図3に示すように、台座部1と、台座部1に下端を接続して立設した棒状の支持軸部2と、支持軸部2の上端に上下方向に回動可能(傾動可能)に接続して支持された採光部3とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the sunlight daylighting system A of the present embodiment includes a plurality of sunlight daylighting apparatuses B. As shown in FIGS. 1 to 3, each solar lighting device B includes a
採光部3は、略円板状の反射鏡(採光板)4と、反射鏡4の反射面(受光面3a)と反対に位置する背面3bに、反射鏡4の中心Hを挟んで取り付けられた一対の支持部材5と、反射鏡4の径方向に軸線O1方向を配して設けられ、一対の支持部材5のそれぞれに軸線O1方向両端のそれぞれが支持された回動軸6とを備えて形成されている。この採光部3は、反射鏡4の中心Hに位置する回動軸6が、その軸線O1を支持軸部2の軸線O2に直交させた状態で、回動軸6の軸線O1方向中央部分を支持軸部2の上端に接続させて回動可能に設けられている。また、反射鏡4には、採光部3が回動した際に、反射鏡4と支持軸部2が接触することを防止するように、外周端から径方向に延びて凹む凹部7が形成されている。さらに、このように形成された採光部3をそれぞれ備える複数の太陽光採光装置Bからなる本実施形態の太陽光採光システムAには、隣り合う太陽光採光装置Bの採光部3を繋ぐように、伸縮可能な伸縮ロッド(伸縮部材)10が連設されている。
The
一方、各太陽光採光装置Bの支持軸部5には、互いの軸線O2を同軸上に配した状態でプーリー11が取り付けられており、本実施形態の太陽光採光システムAでは、それぞれの太陽光採光装置Bのプーリー11に、無端状の伝動ベルト(伝動部材)12が巻き掛けられている。
On the other hand, the
また、複数の太陽光採光装置Bのうち、一つの太陽光採光装置B1には、採光部3の上端側(反射鏡4の上端側)にGPSアンテナ13が取り付けられ、このGPSアンテナ13によって、その装置B1の緯度・経度及び時刻のデータが取得される。そして、この取得データを下に、反射鏡4の受光面3aが向くべき方向の方位や角度(傾斜角度、仰角)などを演算し、太陽光採光装置B1の採光部3の位置を制御する。また、前記一つの太陽光採光装置B1には、方位角駆動用モータ(第一駆動部)14が台座部1上に設けられ、この方位角駆動用モータ14の回転軸に設けられた歯車15が、支持軸部2にプーリー11とともに設けられた歯車16に噛合している。さらに、前記一つの太陽光採光装置B1には、支持軸部2に取り付けられたネジボルト支持部材17によって支持軸部2を貫通しつつ一端側が中心軸O3方向に進退自在に支持されたネジボルト18と、採光部3の背面3b側に回動自在に設けられ、ネジボルト18の他端が接続されてこのネジボルト18を中心軸O3回りに回転させる仰角駆動用モータ(第二駆動部)19とからなる傾動機構20が設けられている。また、前記一つの太陽光採光装置B1には、支持軸部2に、方位角駆動用モータ14及び仰角駆動用モータ19の駆動を制御する制御部21が取り付けられている。さらに、台座部1に、GPSアンテナ13、方位角駆動用モータ14、仰角駆動用モータ19制御部21に電力を供給するための電源差込口22が設けられている。
Moreover, the
ここで、本実施形態の太陽光採光システムAにおいては、それぞれの支持軸部2に取り付けられた複数のプーリー11と、これらプーリー11に巻き掛けられた伝動ベルト12と、伝動ベルト12を回動させるための方位角駆動用モータ14とによって第一連動機構23が構成されている。また、ネジボルト18及び仰角駆動用モータ19を備えた傾動機構20と、伸縮ロッド10とによって第二連動機構24が構成されている。
Here, in the sunlight lighting system A of the present embodiment, a plurality of
ついで、上記の構成からなる太陽光採光システムAの作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of the sunlight lighting system A having the above configuration will be described.
本実施形態の複数の太陽光採光装置Bによって、反射鏡4の受光面3aに照射された太陽光を建築物の屋内の所望の位置に導光する際には、高度や方位、角度が変化する太陽を追尾するように、複数の太陽光採光装置Bのそれぞれの支持軸部2を軸線O2回りに回転させて、採光部3の受光面3aが向く方向の方位を調整する。また、太陽光の光軸方向に対する受光面3aの角度を所定の角度に保持するように採光部3を傾動させる。
When the sunlight irradiated to the
このとき、本実施形態では、演算結果を基に、受光面3aが向くべき方向に制御部21が方位角駆動用モータ14を駆動させると、前記一つの太陽光採光装置B1の支持軸部2が軸線O2回りに回転するとともに、この支持軸部2に設けられたプーリー11が回転して伝動ベルト12が回動する。そして、この伝動ベルト12が巻き掛けられた他の太陽光採光装置B2の支持軸部2が、プーリー11を介して、それぞれ伝動ベルト12の回動量に応じた量で連動して軸線O2回りに回転する。このように、一つの太陽光採光装置B1の支持軸部2を一つの方位角駆動用モータ14によって回転させると、他の太陽光採光装置B2の支持軸部2が連動して回転するため、全ての太陽光採光装置Bの採光部3が、それぞれの受光面3aを同時に所定の方位に向けるように連動して回転する。
At this time, in the present embodiment, when the
また、採光部3の仰角を調整する際には、受光面3aの角度を合わせるために、制御部21が傾動機構20の仰角駆動用モータ19を駆動させると、ネジボルト18が回転しつつその回転方向に応じて進出移動あるいは退避移動して、一つの太陽光採光装置B1の採光部3がその仰角を所定の角度とするように傾動する。このとき、複数の太陽光採光装置Bの隣り合う採光部3が伸縮ロッド10によって繋げられているため、一つの太陽光採光装置B1の採光部3が傾動すると、隣り合う採光部3に繋がる伸縮ロッド10の張力が変化してこの張力の変化に応じて隣り合う採光部3も同時に傾動する。そして、順次他の太陽光採光装置B2の隣り合う採光部3同士を繋ぐ伸縮ロッド10の張力が変化し、同様に、他の採光部3が連動して傾動する。このように、一つの太陽光採光装置B1に設けた一つの仰角駆動用モータ19の駆動によって、他の太陽光採光装置B2の採光部3が連動して傾動するため、全ての太陽光採光装置Bの採光部3が、受光面3aの仰角を同時に所定の角度とするように傾動する。
Further, when adjusting the elevation angle of the
上記のように複数の太陽光採光装置Bの受光面3aを連動して回転及び傾動させることで、確実にそれぞれの受光面3aの方位や仰角が精度よく合わされて調整され、下方に位置する屋内に導光した太陽光を、確実に所望の位置に照射することが可能になる。また、複数の太陽光採光装置がそれぞれ個別に駆動機構を備えた従来の太陽光採光システムと比較して、それぞれの受光面3aの方位や仰角を任意の方位や仰角に精度よく合わせて調整することもでき、このように任意の方位や仰角に複数の受光面3aを同時に精度よく調整できることで、導光した採光領域を拡大させたり、逆に絞ったりすることを容易に行なうことが可能になる。
By rotating and tilting the light receiving surfaces 3a of the plurality of sunlight daylighting apparatuses B as described above, the azimuths and elevation angles of the respective
また、上記のように一つの太陽光採光装置B1のそれぞれ一つの方位角駆動用モータ14及び仰角駆動用モータ19によって、他の太陽光採光装置B2を連動させることができるため、従来の全ての太陽光採光装置に駆動機構を備えた場合と比較して、大幅に太陽光採光システムA全体の重量を低減させることが可能になる。さらに、一つの太陽光採光装置B1に、方位角駆動用モータ14と仰角駆動用モータ19を駆動させるための電力を供給すればよいため、大幅に省エネルギー化を図ることが可能になる。
In addition, as described above, the other solar lighting device B2 can be interlocked by each one azimuth
以上、本発明に係る太陽光採光システムの実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、採光部3が反射鏡(採光板)4を備えて形成されているものとしたが、採光板は、例えばプリズムやレンズなどであってもよく、また、反射鏡とプリズムとレンズなどを適宜組み合わせて形成されてもよい。
As mentioned above, although embodiment of the sunlight lighting system which concerns on this invention was described, this invention is not limited to said one Embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. For example, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、採光部3を傾動させる傾動機構20が、ネジボルト18と第二駆動部(仰角駆動用モータ)19とを備え、このネジボルト18を中心軸O3回りに回転させることで採光部3が傾動するものとしたが、第二駆動部19の駆動によって採光部3が傾動する構成であれば、傾動機構20は、ネジボルト18を備えぬ他の構成であってもよい。
In the present embodiment, the
1 台座部
2 支持軸部
3 採光部
3a 受光面
3b 背面
4 反射鏡(採光板)
10 伸縮ロッド(伸縮部材)
11 プーリー
12 伝動ベルト(伝動部材)
13 GPSアンテナ
14 方位角駆動用モータ(第一駆動部)
18 ネジボルト
19 仰角駆動用モータ(第二駆動部)
20 傾動機構
21 制御部
22 電源差込口
23 第一連動機構
24 第二連動機構
A 太陽光採光システム
B 太陽光採光装置
B1 一つの太陽光採光装置
B2 他の太陽光採光装置
O2 支持軸部の軸線
DESCRIPTION OF
10 Telescopic rod (expandable member)
11
13
18
20
Claims (1)
複数の前記太陽光採光装置のそれぞれの前記支持軸部を連動して回転させるための第一連動機構と、複数の前記太陽光採光装置のそれぞれの前記採光部を連動して傾動させるための第二連動機構とを備え、
前記第一連動機構が、複数の前記太陽光採光装置のそれぞれの前記支持軸部に同軸に設けられたプーリーと、複数の前記プーリーに巻き掛けられた伝動部材と、前記伝動部材を回動させる第一駆動部とを備えて構成され、
前記第二連動機構が、一つの前記太陽光採光装置に設けられて該一つの太陽光採光装置の前記採光部を傾動させる第二駆動部と、複数の前記太陽光採光装置の隣り合う前記採光部を繋ぐように連設され、前記第二駆動部の駆動によって複数の前記採光部を傾動させる伸縮可能な伸縮部材とを備えて構成されていることを特徴とする太陽光採光システム。 A plurality of solar daylighting devices provided in parallel with a daylighting unit for guiding received sunlight to a desired position, and a support shaft unit that supports the daylighting unit so as to be tiltable and rotatable about an axis. A solar daylighting system,
A first interlocking mechanism for interlockingly rotating the support shafts of the plurality of solar lighting devices, and a first interlocking mechanism for tilting the lighting portions of the solar lighting devices. With two interlocking mechanisms,
The first interlocking mechanism turns a pulley provided coaxially on each of the support shafts of the plurality of solar lighting devices, a transmission member wound around the plurality of pulleys, and the transmission member A first drive unit, and
The second interlocking mechanism is provided in one of the daylighting devices and tilts the daylighting unit of the one daylighting device, and the daylighting of the plurality of daylighting devices adjacent to each other. A solar lighting system, comprising: a telescopic member that is connected so as to connect the first and second members, and that can extend and contract the plurality of daylighting units by driving the second driving unit.
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JP4527803B1 (en) * | 2009-11-06 | 2010-08-18 | 浩光 久野 | Lightweight and thin solar concentrator that can be easily expanded in a plane |
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2006
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