JP2009252570A

JP2009252570A - 光ダクト

Info

Publication number: JP2009252570A
Application number: JP2008099999A
Authority: JP
Inventors: Masao Takagi; 正夫高木; Atsushi Shibuya; 篤士渋谷; Tatsuya Kawabata; 達哉川畑; Minoru Suzuki; 稔鈴木; Kinji Tabei; 欣司田部井
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】反射面の平滑度・平面度を長期間に亘って維持することが可能な光ダクトを提供することを課題とする。
【解決手段】複数の平板状パネル材Ｐ，Ｐ，…を組み合わせて形成したダクト本体Ｄを含む光ダクトであって、平板状パネル材Ｐが、ダクト本体Ｄの内面側に配置される内面板１と、ダクト本体Ｄの外面側に配置される外面板２と、内面板１および外面板２の間に介設されるコア材３と、を備えており、内面板１の表面１ａに反射面が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光を建物内へ導くための光ダクトに関する。

太陽光等の光を建物内へ導くための光ダクトとして、筒状に形成したダクト本体の内面側にシート状の鏡面材を取り付けたものが知られている（特許文献１参照）。
特開２００４−５５４２９号公報

特許文献１の光ダクトにおいては、鏡面材に張力を付与することで反射面の歪みや反り等を防止しているが、鏡面材に付与した張力（応力）は、クリープ現象によって不可避的に低下することから、長期間に亘って使用すると、歪みや反り等が発生し、反射面の平滑度・平面度が低下する虞がある。

このような観点から、本発明は、反射面の平滑度・平面度を長期間に亘って維持することが可能な光ダクトを提供することを課題とする。

このような課題を解決する本発明の光ダクトは、複数の平板状パネル材を組み合わせて形成したダクト本体を含む光ダクトであって、前記各平板状パネル材が、前記ダクト本体の内面側に配置される内面板と、前記ダクト本体の外面側に配置される外面板と、前記内面板および前記外面板の間に介設されるコア材と、を備えており、前記内面板の表面に反射面が形成されていることを特徴とする。

この光ダクトによれば、シート状の部材よりも剛性の大きい平板状パネル材（いわゆるサンドイッチパネル）にてダクト本体を形成したので、内面板に張力を付与しなくとも、その表面に形成した反射面の平滑度・平面度を長期間に亘って維持することが可能となる。つまり、本発明によれば、乱反射の発生し難い状態（すなわち、正反射率の高い状態）を簡単に実現することができ、かつ、かかる状態を長期間に亘って維持することが可能となる。

本発明においては、前記内面板および前記外面板をアルミニウム合金製の板材で形成するとともに、前記コア材をアルミニウム合金製のハニカムコアで形成するとよい。このようにすると、平板状パネル材の高強度化・高剛性化を図ることが可能になるので、内面板の平滑度・平面度を長期間に亘って良好に維持することが可能になるとともに、平板状パネル材の軽量化を図ることが可能になるので、運搬や組立作業を迅速且つ効率よく行うことが可能になる。

平板状パネル材をアルミニウム合金製とすれば、耐候性が高まるとともに雨水や湿気による腐食が発生し難くなるので、拭き掃除等の軽微な維持管理を行うだけで、正反射率の高い状態を長期間に亘って維持することが可能となり、ひいては、供用後の維持管理費用を削減することが可能になる。

なお、内面板と外面板の線膨張係数が大きく異なる場合には、温度変化に起因して内面板および外面板に発生するひずみ量に大きな差異が生じ、平板状パネル材に反り等が発生する虞があるが、両者をアルミニウム合金製とすれば、線膨張係数が近似するようになるので、温度変化に起因して内面板および外面板に発生するひずみ量に差異が生じ難くなり、ひいては、平板状パネル材に反り等が発生し難くなる。また、平板状パネル材の製造時において、例えばホットメルトのようにコア材と他の部材（内面板・外面板）とを加熱により接着する場合には、加熱による温度変化で内面板と外面板が膨脹する虞れがあるので、内面板と外面板の線膨張係数が大きく異なる場合には、内面板および外面板に発生するひずみ量に大きな差異が生じる虞があるが、内面板および外面板を同質の素材にて形成すれば、線膨張係数が近似するようになるので、加熱時と加熱後に生じるひずみの差異を緩和することが可能になる。

また、平板状パネル材をアルミニウム合金製とすれば、熱伝導率が高いことから、内面板と外面板との間で生じる温度差が速やかに解消されるようになり、温度差に起因する歪みや反りが生じ難くなる。

なお、内面板と外面板の温度差に起因して発生する歪みや反りよりも、反射面での結露が問題となる場合がある。この場合には、前記内面板と前記コア材との間および前記外面材と前記コア材との間の少なくとも一方に、弾性断熱材を介設するとよい。このようにすると、反射面での結露を防止することが可能となるので、結露の発生しやすい冬季においても、効率よく光を導くことが可能となる。また、内面板と外面板との間の温度差が大きい場合や環境上急激な温度変化が生じた場合には、内面板と外面板が同質の素材からなる場合であっても、内面板と外面板の温度の相違によって発生する両者の伸び量の差異に起因して、平板状パネル材にひずみが生じる虞があるが、弾性断熱材をコア材の内外いずれかに配置しておけば、当該ひずみを弾性断熱材に吸収させることが可能になる。

ちなみに、前記コア材を発泡プラスチック製の板材とすれば、平板状パネル材の軽量化を図りつつ、発泡プラスチック材料の断熱効果によって結露の発生を抑制することが可能となる。

また、平板状パネル材同士の接合部をシール材で密閉しておけば、ダクト本体内に湿気が入り難くなるので、反射面での結露を抑制することが可能となる。

本発明に係る光ダクトによれば、反射面の平滑度・平面度を長期間に亘って維持することが可能となる。

本発明の実施形態に係る光ダクトは、図１に示すように、建物に付設されるダクト本体Ｄを含むものである。なお、図示は省略するが、ダクト本体Ｄの採光口および放光口は、透光性素材（例えば、ガラスやアクリル樹脂など）からなる透光カバーで覆われる。

ダクト本体Ｄは、複数の平板状パネル材Ｐ，Ｐ，…を組み合わせて形成したものであり、平板状パネル材Ｐ同士の接合部は、シール材Ｓにより密閉されている。本実施形態のダクト本体Ｄは、四枚の平板状パネル材Ｐ，Ｐ，…を角筒状に組み合わせてなるユニットｄを、その内空部が他のユニットｄの内空部と連通するように連設して構成したものである。

平板状パネル材Ｐは、図２にも示すように、内面板１と、外面板２と、コア材３と、枠材４とを備えて構成されている。

内面板１は、ダクト本体Ｄ（図１参照）の内面側（内空部側）に配置されるものであって、本実施形態では、アルミニウム合金製の板材からなる。内面板１の表面１ａは、ダクト本体Ｄの内空部に入射した光を反射させる反射面となる。なお、反射面における正反射率が高くなるように、表面１ａには、鏡面加工が施されている。

外面板２は、ダクト本体Ｄ（図１参照）の外面側に配置されるものであって、本実施形態では、内面板１と同一組成のアルミニウム合金製の板材からなる。

コア材３は、内面板１および外面板２の間に介設されるものであって、本実施形態のものは、複数の筒状要素…を集合させた形態のハニカムコアからなる。筒状要素は、アルミニウム合金製の薄板を筒状に成形したものであり、隣接する他の筒状要素と線接触した状態で配置されている。なお、内面板１および外面板２は、接着剤を介してコア材３に固着されている。

枠材４は、内面板１および外面板２の外周縁に沿って配置されていて、コア材３を取り囲んでいる。本実施形態の枠材４は、アルミニウム合金製の中空押出形材からなり、接着剤を介して内面板１および外面板２に固着されている。

図１に示すシール材Ｓは、隣接する平板状パネル材Ｐ，Ｐ間に介設されるものであって、本実施形態では、帯板状を呈している。接合部の気密性を確保できるものであれば、シール材Ｓの材質に制限はないが、例えば、天然ゴムや合成ゴムなどで形成することができる。なお、ダクト本体Ｄの気密性をより一層向上させる場合には、図示は省略するが、ダクト本体Ｄの採光口または放光口と図示せぬ透光カバーとの間にシール材を介設するとよい。

なお、ユニットｄの組立方法に制限はないが、例えば、隣接する平板状パネル材Ｐ，Ｐ間にシール材Ｓを介設しつつ、四枚の平板状パネル材Ｐ，Ｐ，…を角筒状に組み合わせ、隣接する平板状パネル材Ｐ，Ｐをタッピングネジやブラインドリベット等の固着具を用いて接合すればよい。また、ダクト本体Ｄを形成するには、隣接するユニットｄ，ｄの端面間にシール材Ｓを介設しつつ、複数のユニットｄ，ｄ，…を連設し、隣接するユニットｄ，ｄを接着やネジ止め等の手段により接合すればよい。

以上説明した本実施形態の光ダクトによれば、シート状の部材よりも剛性の大きい平板状パネル材Ｐ，Ｐ，…にてダクト本体Ｄを形成したので、内面板１に張力を付与しなくとも、その表面１ａに形成した反射面の平滑度・平面度を長期間に亘って維持することが可能となる。つまり、本実施形態に係る光ダクトによれば、乱反射の発生し難い状態（すなわち、正反射率の高い状態）を簡単に実現することができ、かつ、かかる状態を長期間に亘って維持することが可能となる。

また、本実施形態の光ダクトによれば、内面板１および外面板２を接着剤によりコア材３に固着しているので、ロウ付けなどにより固着する場合に比べて、熱による変形が生じ難くなり、ひいては、歪みや反りの少ない反射面を得ることが可能となる。

さらに、本実施形態の光ダクトによれば、平板状パネル材Ｐを構成する内面板１、外面板２、コア材３および枠材４をアルミニウム合金製としているので、平板状パネル材Ｐの高強度化・高剛性化を図ることが可能になり、ひいては、内面板１の平滑度・平面度を長期間に亘って良好に維持することが可能になる。しかも、平板状パネル材Ｐをアルミニウム合金製とすると、コア材３をハニカムコアとしたことと相俟って、平板状パネル材Ｐの軽量化を図ることができるので、運搬や組立作業を迅速且つ効率よく行うことが可能になる。

また、平板状パネル材Ｐをアルミニウム合金製とすれば、耐候性が高まるとともに雨水や湿気による腐食が発生し難くなるので、拭き掃除等の軽微な維持管理を行うだけで、正反射率の高い状態を長期間に亘って維持することが可能となり、ひいては、供用後の維持管理費用を削減することが可能になる。

また、本実施形態の光ダクトによれば、内面板１および外面板２を同一組成のアルミニウム合金で形成し、両者の線膨張係数を等しくしているので、周囲の温度変化に起因して内面板１および外面板２に発生するひずみ量に差異がなくなり、ひいては、平板状パネル材Ｐに反り等が発生し難くなる。なお、アルミニウム合金は、熱伝導率が高いので、内面板１と外面板２との間で温度差が生じたとしても、当該温度差が速やかに解消されるようになり、温度差に起因する歪みや反りが生じ難くなる。

加えて、本実施形態においては、平板状パネル材Ｐ，Ｐの接合部をシール材Ｓで密閉しているので、ダクト本体Ｄ内に湿気が侵入し難くなり、その結果、反射面（表面１ａ）での結露を防止することが可能となる。また、湿気だけでなく、塵や埃も侵入し難くなるので、反射面への汚れの付着を防止することも可能となる。

ダクト本体Ｄや平板状パネル材Ｐの構成は、適宜変更しても差し支えない。
例えば、前記した実施形態では、断面矩形を呈するダクト本体Ｄを例示したが、ダクト本体Ｄの断面形状を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、ダクト本体Ｄの断面形状を三角形としても差し支えないし、五角形以上の多角形としても差し支えない。

平板状パネル材Ｐをアルミニウム合金製とした場合には、内面板１と外面板２の温度差に起因して発生する歪みや反りよりも、反射面での結露が問題となる場合がある。この場合には、図３の（ａ）に示すように、外面材２とコア材３との間に、弾性断熱材５を介設するとよい。

弾性断熱材５の材質等に制限はないが、発泡スチロール（ビーズ法発泡スチロール、押出ポリスチレン、ポリスチレンペーパなど）、発泡ポリエチレン、発泡ポリ塩化ビニル、硬質発泡ウレタンといった発泡プラスチックなどで形成することができる。ちなみに、弾性断熱材５は、接着剤を介して外面板２およびコア材３に固着するとよい。

平板状パネル材Ｐに弾性断熱材５を内包させると、反射面での結露を防止することが可能となるので、結露の発生しやすい冬季においても、効率よく光を導くことが可能となる。

なお、図示は省略するが、内面板１とコア材３との間に弾性断熱材５を介設してもよいし、内面板１とコア材３との間および外面材２とコア材３との間の両方に弾性断熱材５を介設してもよい。また、ハニカムコアの内空部（筒状要素の内空部）に弾性断熱材を詰め込んでもよい。

また、前記した実施形態では、内面板１および外面板２をアルミニウム合金製の板材で構成した場合を例示したが、アルミニウム合金以外の金属製の板材や合成樹脂製の板材で構成しても差し支えない。なお、本実施形態では、内面板１となるアルミニウム合金製の板材の表面１ａを反射面としたが、内面板１の表面１ａに反射率の高い反射素材を接着・蒸着などして反射面を形成しても勿論差し支えない。

また、前記した実施形態では、平板状パネル材Ｐのコア材３が、断面円形を呈する筒状要素を集合させた形態のハニカムコアである場合を例示したが、ハニカムコアの形態を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、断面多角形を呈する筒状要素を集合させた形態のハニカムコアをコア材３としても差し支えないし、積層した帯状材を展開して形成したハニカムコアをコア材３としても差し支えない。また、前記した実施形態では、ハニカムコアをアルミニウム合金製とした場合を例示したが、ハニカムコアの材質を限定する趣旨ではなく、例えば、非常に軽量な紙製（いわゆるペーパーハニカム）としても差し支えない。

前記した実施形態では、平板状パネル材Ｐのコア材３がハニカムコアからなる場合を例示したが、波形や山形に成形された板材（図示略）をコア材としてもよいし、図３の（ｂ）に示すように、発泡プラスチック製の板材（例えば、発泡スチロールフォーム、発泡ポリエチレンフォーム、発泡ポリ塩化ビニルフォーム、硬質発泡ウレタンフォームなど）をコア材３としても差し支えない。

なお、コア材３を発泡プラスチック製の板材とすれば、平板状パネル材Ｐの軽量化を図りつつ、発泡プラスチック材料の断熱効果によって結露の発生を防止することが可能となる。

また、前記した実施形態では、平板状パネル材Ｐ，Ｐの接合部にシール材Ｓを介設する場合を例示したが、平板状パネル材Ｐ，Ｐを接着や溶接する場合には、シール材Ｓを省略しても差し支えない。

本発明の実施形態に係る光ダクトを示す斜視図である。平板状パネル材の断面図である。（ａ）は平板状パネル材の変形例を示す断面図、（ｂ）は平板状パネル材の他の変形例を示す断面図である。

符号の説明

Ｄダクト本体
Ｐ平板状パネル材
１内面板
２外面板
３コア材
４枠材
５弾性断熱材
Ｓシール材

Claims

複数の平板状パネル材を組み合わせて形成したダクト本体を含む光ダクトであって、
前記各平板状パネル材が、前記ダクト本体の内面側に配置される内面板と、前記ダクト本体の外面側に配置される外面板と、前記内面板および前記外面板の間に介設されるコア材と、を備えており、
前記内面板の表面に反射面が形成されていることを特徴とする光ダクト。
前記内面板および前記外面板が、アルミニウム合金製の板材からなり、
前記コア材が、アルミニウム合金製のハニカムコアからなることを特徴とする請求項１に記載の光ダクト。
前記内面板と前記コア材との間および前記外面材と前記コア材との間の少なくとも一方に、弾性断熱材が介設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ダクト。
前記コア材が、発泡プラスチック製の板材からなることを特徴とする請求項１に記載の光ダクト。
前記平板状パネル材同士の接合部がシール材により密閉されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の光ダクト。