JP2015095345A - 光ダクト構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の平鏡面板状部を接続して一体化した光ダクト構造体において、当該平鏡面板状部の折り曲げ加工の折り角度の拡大化を抑えて内側鏡面部分や外側母材の割れ発生の防止化と、一体化した後の被接続部分における固定化作業の簡単化，確実化とを図る。【解決手段】隣同士となる平鏡面板状部の縁側被接続部分について、一方の平板状折り部分３ｂ，４ｂ，５ｂが、他方の袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃの中に入り込むようにし、かつ、折り曲げ対象外の本体部分３ａ，４ａ，５ａに対する、当該平板状折り部分および当該袋状折り部分それぞれの折り角度α１とα２とを等価な状態にした。また、縁側被接続部分を組み合わせた後、袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃを凹凸のダイ・ポンチで挟んでハトメ留め作用させる固定方法も開示している。【選択図】図１

Description

本発明は、入射自然光が、それぞれ方形状平板部分からなる平鏡面板状部の長手方向縁側部分同士を接続した形の、角筒状の光ダクト構造体の内部空間域を、その内周面で反射しながら伝播する光ダクト構造体に関する。

特に、組立後に隣同士となる平鏡面板状部の長手方向縁側部分をそれぞれ折り曲げ加工してから係合接続させ、かつ、当該縁側部分の個々の折り角度の大きさを、折り曲げにともなう内側鏡面部分や外面部分の割れが発生しないように設定した光ダクト構造体に関する。

なお、本明細書では必要に応じて、一個または複数の、例えば一個〜三個の方形状平板からなる少なくとも片面側が鏡面仕様の平鏡面板状部を単に「平鏡面板状部」という。

従来、家屋，マンション，ビルなどの建物に光ダクト装置を配設して、屋根や壁などから採光した自然光を建物内部まで積極的に送ることが広くおこなわれている。

光ダクト装置を構成する光ダクト構造体としては、
・気密性
・軽量かつ強度
・内面の高い光反射性
・組立てやすさ
・耐使用環境性
などでの良好化が要求される。

これらの要求を満たす構成要素として、
・アルミ薄板にアルミ蒸着または銀蒸着の加工処理をした平鏡面板状部
・亜鉛鋼板にメッキ処理をした平鏡面板状部
・アルミ薄板，亜鉛鋼板，木製薄板，プラスチック薄板などにプラスチックフィルムを貼り付けた平鏡面板状部
などが用いられる。

そして、複数の平鏡面板状部それぞれの長手方向縁側部分を折り曲げ加工してから互いに接続した形の角筒状の、例えば四角筒状部の光ダクト構造体が用いられている（特許文献１の図２(b)，(c)参照）。

ここで隣同士の平鏡面板状部での接続相手となる一対の長手方向縁側部分は、その一方が平板状に折り曲げ加工され、その他方が袋状に折り曲げ加工されている。

すなわち、隣同士の平鏡面板状部それぞれの接続対象である一対の長手方向縁側部分は、平板状折り部分と袋状折り部分との組み合わせからなっている。

特許文献１の図２(b)，(c)で開示される各折り部分の折り角度は、平板状折り部分が略９０度に、また、袋状折り部分の光ダクト構造体の内部空間域に近い側が略１８０度にそれぞれ設定されている。

国際公開２００９／０５２０３４号公報

従来の四角筒状の光ダクト構造体の場合、その隣同士の平鏡面板状部の接続対象部分に形成される袋状折り部分の折り角度（光ダクト構造体の内部空間域に近い側の折り角度）は、略１８０度となっている。

このように平鏡面板状部に形成される袋状折り部分は、その光ダクト構造体内部に近い側が略１８０度といういわば真反対方向に折り曲げられているため、当該折り部の内側鏡面部分に割れが生じやすくなる。また、折り部外側のいわば母材も割れやすくなる。

そして、この内側鏡面部分の割れ発生により、光ダクト構造体内部での入射光の伝播性能が損なわれてしまうという問題点があった。また、折り部外側の母材の割れにより平鏡面板状部自体の強度が劣化するという問題点があった。

そこで、本発明では、それぞれの縁側部分の折り曲げ加工後に接続されて隣同士となる第一，第二の平鏡面板状部の、光ダクト構造体内部に近い側の各折り角度を等価な形に設定して、これら折り角度の拡大化を抑えることを目的とする。

すなわち、平鏡面板状部の折り曲げ被接続部分における個々の折り角度の平均化を図り、折り角度が特段に大きくなる部分が生じないようにして、光ダクト構造体の折り曲げ加工にともなう内側鏡面部分や外側母材の割れ発生の防止化を図ることを目的とする。

例えば、上記特許文献と同じ態様の四角筒状部からなる、本発明の光ダクト構造体の場合、接続対象の第一，第二の平鏡面板状部の被接続縁側部分の折り角度はともに略４５度（被接続部分の対応内角９０度の略１／２）に設定される。

また、第一，第二の平鏡面板状部の折り曲げ後の被接続部分それぞれを、凹凸変形加工に基づくハトメ留め作用により固定して、この被接続部分の固定化作業の簡単化，確実化を図ることを目的とする。

本発明は、以上の課題を次のようにして解決する。
（１）入射した自然光が、方形状平板部分からなる第一，第二の平鏡面板状部（例えば後述のフラットタイプ平鏡面板状部３，Ｌタイプ平鏡面板状部４およびＵタイプ平鏡面板状部５，平鏡面板状部Ｄ１，Ｄ２）それぞれの長手方向縁側部分（例えば後述の被接続部分Ｄ１′，Ｄ２′）を接続した形の、角筒状の内部空間域（例えば後述の導光部１ｂ）を、その内周面で反射しながら伝播する光ダクト構造体（例えば後述の光ダクト構造体２）において、
前記第一，第二の平鏡面板状部の接続部分は、
組立後に隣同士となる前記長手方向縁側部分それぞれの折り曲げにより形成される、一方の平板状折り部分（例えば後述の平板状折り部分３ｂ，４ｂ，５ｂ）が、他方の袋状折り部分（例えば後述の袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃ）の中に入り込み、かつ、
折り曲げ対象外の本体部分（例えば後述の本体部分３ａ，４ａ，５ａ）に対する、当該平板状折り部分および当該袋状折り部分それぞれの折り角度が等価な状態に、設定された、
構成態様のものを用いる。
（２）上記（１）において、
前記袋状折り部分は、
前記本体部分から連続する平板状基部（例えば後述の平板状基部３ｄ，４ｄ，５ｄ）と、
当該平板状基部の先端側から戻り方向に連続する平板状折り返し部（例えば後述の平板状折り返し部３ｅ，４ｅ，５ｅ）とからなる、
構成態様のものを用いる。
（３）上記（１），（２）において、
前記第一，第二の平鏡面板状部は、それぞれ、
前記平板状折り部分からなる一方の前記長手方向縁側部分と、
前記袋状折り部分からなる他方の前記長手方向縁側部分と、を備えた、
構成態様のものを用いる。
（４）上記（１）〜（３）において、
前記平板状折り部分、およびこれが入り込んだ状態の前記袋状折り部分は、
それぞれの対向部分の凹凸変形加工に基づくハトメ留め作用により固定された、
構成態様のものを用いる。

以上の構成からなる光ダクト構造体を本発明の対象としている。

本発明は以上の課題解決手段により、
(11)折り曲げ加工後の縁側部分同士が接続される第一，第二の平鏡面板状部それぞれの個々についての折り角度の拡大化を抑え、
(12)光ダクト構造体の折り曲げ加工による内側鏡面部分や外側母材の割れ発生の防止化を図り、
(13)第一，第二の平鏡面板状部それぞれを折り曲げて一体化した後の被接続部分における固定化作業の簡単化，確実化を図る、
ことなどができる。

光ダクト構造体の平板状折り部分および袋状折り部分それぞれの折り曲げの様子を示す説明図である。 四個のフラットタイプ平鏡面板状部が、それぞれの平板状折り部分と袋状折り部分との結合作用で接続された角筒状の光ダクト構造体（その１）を示す説明図である。 二個のＬタイプ平鏡面板状部が、それぞれの平板状折り部分と袋状折り部分との結合作用で接続された角筒状の光ダクト構造体（その２）を示す説明図である。 一個のフラットタイプ平鏡面板状部および一個のＵタイプ平鏡面板状部が、それぞれの平板状折り部分と袋状折り部分との結合作用で接続された角筒状の光ダクト構造体（その３）を示す説明図である。 組立後の、第一の平鏡面板状部の平板状折り部分と、第二の平鏡面板状部の袋状折り部分とを、ポンチおよびダイによるハトメ留め加工で固定する様子(a)と、当該ハトメ留め加工後の斜視状態(b)を示す説明図である。 採光部に入射する自然光を地下のエレベータホールへ伝播させる光ダクト装置を示す説明図である。

図１〜図６を用いて本発明を実施するための形態を説明する。

図１〜図６で用いる「数字＋アルファベット」の参照番号の構成要素（例えば採光部１ａ）は、原則として当該参照番号の数字部分の構成要素（例えば光ダクト装置１）の一部であることを示している。

図１〜図６において、
１は例えばビルの地下エレベータホールに自然光を導くための光ダクト装置，
１ａは当該光ダクト装置の自然光入射用の採光部，
１ｂは採光部１ａの下流側に続く導光部，
１ｃは導光部１ｂの伝播自然光を地下エレベータホールに出射するための放光部，
２は導光部１ｂの構成要素単位としての四角筒状部からなる光ダクト構造体，
をそれぞれ示している。

また、
３は一つの方形状平板部分からなり、光ダクト構造体２を構成する横断面直線状のフラットタイプ平鏡面板状部，
３ａは折り曲げ対象外の本体部分，
３ｂは平板状折り部分，
３ｃは袋状折り部分，
３ｄは袋状折り部分３ｃの構成要素であって本体部分３ａから連続する平板状基部，
３ｅは袋状折り部分３ｃの構成要素であって平板状基部３ｄの先端側から戻り方向に連続する平板状折り返し部，
をそれぞれ示している。

また、
４は二つの方形状平板部分からなり、光ダクト構造体２を構成する横断面Ｌ字状のＬタイプ平鏡面板状部，
４ａは折り曲げ対象外の本体部分，
４ｂは平板状折り部分，
４ｃは袋状折り部分，
４ｄは袋状折り部分４ｃの構成要素であって本体部分４ａから連続する平板状基部，
４ｅは袋状折り部分４ｃの構成要素であって平板状基部４ｄの先端側から戻り方向に連続する平板状折り返し部，
をそれぞれ示している。

また、
５は三つの方形状平板部分からなり、光ダクト構造体２を構成する横断面Ｕ字状のＵタイプ平鏡面板状部，
５ａは折り曲げ対象外の本体部分，
５ｂは平板状折り部分，
５ｃは袋状折り部分，
５ｄは袋状折り部分５ｃの構成要素であって本体部分５ａから連続する平板状基部，
５ｅは袋状折り部分５ｃの構成要素であって平板状基部５ｄの先端側から戻り方向に連続する平板状折り返し部，
をそれぞれ示している。

また、
６は平板状折り部分３ｂ，４ｂ，５ｂをそれぞれ袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃの中に配設した状態で、両者を打設してハトメ留め加工をおこなうためのポンチ，
７はポンチ６により押し出される袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃの凸状部を受けて設定するダイ（治具），
をそれぞれ示している。

また、
Ｄ１，Ｄ２は光ダクト構造体２の隣同士の構成要素で互いに接続対象となる平鏡面板状部（フラットタイプ平鏡面板状部３，Ｌタイプ平鏡面板状部４，Ｕタイプ平鏡面板状部５など）
Ｄ１′，Ｄ２′は平鏡面板状部Ｄ１，Ｄ２の縁側被接続部分，
α１は縁側被接続部分Ｄ１′における折り角度（略４５度），
α２は縁側被接続部分Ｄ２′における折り角度（略４５度），
βは光ダクト構造体２の横断面の折り角度α１，α２のいわば対頂角に相当する対応内角（略９０度），
をそれぞれ示している。

図示の光ダクト構造体２の基本的特徴は、各種タイプの平鏡面板状部３，４，５の縁側被接続部分における折り角度α１，α２を、光ダクト構造体組立後の横断面における当該折り角度全体の対応内角βの略半分に設定した、ことである。

すなわち、各種タイプの平鏡面板状部の接続対象となる縁側被接続部分同士を折り曲げて合致させるための、当該縁側被接続部分それぞれの折り角度の一方が他方に対して過大設定されないようにしている。

ここで、各種平鏡面板状部の隣同士となる縁側被接続部分それぞれを折り曲げて一体化した状態での折り角度α１，α２の合計は、これら平鏡面板状部による光ダクト構造体組立後の横断面の対応内角βに略等しい。

このように、上述の各種平鏡面板状部の縁側被接続部分の接続に際しては、この一対の縁側被接続部分を、互いに近づく方向に、全体として光ダクト構造体組立後における隣同士の平鏡面板状部の対応内角（図１のβに相当）だけ折り曲げている。

本発明の光ダクト構造体２は、全体としてこの対応内角βに相当する、隣同士の縁側被接続部分それぞれの折り角度α１，α２（β≒α１＋α２）を、いわば等価な状態で負担している。

この「等価な状態で負担する」とは、光ダクト構造体の組立てのとき、隣同士となる平鏡面板状部の縁側被接続部分それぞれ（平板状折り部分３ｂ，４ｂ，５ｂおよび袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃ）の折り角度のいわばアンバランスをなくす意である。

なお、袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃについて平鏡面板状部組立後の対応内角の等価負担対象となるのは、本体部分３ａ，４ａ，５ａから直に連続する平板状基部３ｄ，４ｄ，５ｄのみである。

それは、この本体部分から平板状基部への折り部が光ダクト構造体２の光反射内面の一部となりえ、当該一部やその近くの内側鏡面部分が割れるのを阻止するためである。

このように、光ダクト構造体２の隣同士となる各種の平鏡面板状部の縁側被接続部分について、そのいずれか一方の過大な折り角度状態の発生を抑えることにより、光ダクト構造体組立て時の折り曲げ加工にともなう内側鏡面部分や外側母材の割れ発生を阻止している。

図示の光ダクト構造体２は、その横断面が方形（長方形，正方形）の四角筒状部を前提としている。

ただ、それ以外の任意のｎ角形の横断面からなる角筒状部のときも、上述の隣同士の縁側被接続部分は、それぞれの折り曲げに際して平鏡面板状部組立後の対応内角βを等価な状態で負担する。このｎ角形には正ｎ角形以外の多角形も含まれる。

図１は、光ダクト構造体２（平鏡面板状部Ｄ１，Ｄ２）の平板状折り部分３ｂ，４ｂ，５ｂおよび袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃそれぞれの、本体部分３ａ，４ａ，５ａに対する折り曲げの様子を示している。

ここでは、光ダクト構造体２を構成する隣同士の平鏡面板状部Ｄ１，Ｄ２それぞれの本体部分３ａ，４ａ，５ａの間の対応内角βが９０度に設定されている。

平鏡面板状部Ｄ１，Ｄ２の対応内角βに相当するだけの折り曲げを、平鏡面板状部Ｄ１の平板状折り部分３ｂ，４ｂ，５ｂの折り角度α１と、平鏡面板状部Ｄ２の袋状折り部分における平板状基部３ｄ，４ｄ，５ｄの折り角度α２と、で等価負担している。なお、α１，α２およびβは、略「β＝α１＋α２」の関係にある。

図１の場合、この折り角度α１，α２はともに略４５度（＝β／２）である。
折り角度α１は平鏡面板状部Ｄ１の図示左縁側の被接続部分Ｄ１′に対する時計方向への折り状態に対応し、折り角度α２は平鏡面板状部Ｄ２の図示上縁側の被接続部分Ｄ２′に対する反時計方向への折り状態に対応する。

図示の折り角度α１，α２，βは説明の便宜上、α１およびα２がともにβ／２の４５度としている。

本発明にかかる光ダクト構造体の基本的特徴は、上述したように両方合わせてβの内角分だけ折り曲げられる、被接続部分Ｄ１′，Ｄ２′の折り角度α１，α２の一方が大きくなりすぎないようにすることである。

すなわち、折り角度α１，α２（α１＋α２≒β）それぞれの大きさは同一でなくてもよい。

本件出願人は、アルミ薄板にアルミ蒸着処理または銀蒸着処理をおこなった厚さ0.5ｍｍのフラットタイプ平鏡面板状部３，Ｌタイプ平鏡面板状部４およびＵタイプ平鏡面板状部５の折り角度の大きさと、そのときの内側鏡面部分や外側母材での割れ発生との関連を検証した。

なお、隣同士の平鏡面板状部の組立後の対応内角βを９０度とし、折り角度α１，α２はその合計が９０度となるようにそれぞれ変化させながら設定した。例えば折り角度α１が４３度のとき、折り角度α２は４７度に設定した。

この検証の結果、折り角度α１，α２が少なくとも４０度〜５０度の範囲では、各平鏡面板状部の内側鏡面の折り部分などに割れが発生しないことを確認した。

図２は、四個のフラットタイプ平鏡面板状部３を、それぞれの平板状折り部分３ｂと袋状折り部分３ｃとで接続した形の光ダクト構造体２（その１）を示している。

図３は、二個のＬタイプ平鏡面板状部４を、それぞれの平板状折り部分４ｂと袋状折り部分４ｃとで接続した形の光ダクト構造体２（その２）を示している。

図４は、一個のフラットタイプ平鏡面板状部３および一個のＵタイプ平鏡面板状部５を、それぞれの平板状折り部分３ｂ，５ｂと袋状折り部分５ｃ，３ｃとで接続した形の光ダクト構造体２（その３）を示している。

図２〜図４のフラットタイプ平鏡面板状部３，Ｌタイプ平鏡面板状部４およびＵタイプ平鏡面板状部５は、それぞれ左右一対の長手方向縁側部分の一方が平板状折り部分３ｂ，４ｂ，５ｂに設定され、他方が袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃに設定されている。

図５は、平鏡面板状部の組立後の、平鏡面板状部Ｄ１の平板状折り部分３ｂ，４ｂ，５ｂと、平鏡面板状部Ｄ２の袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃとを、ポンチ６およびダイ７によるハトメ留め加工で固定する様子を示している。

なお、ハトメ留め加工に先だって、この平板状折り部分３ｂ，４ｂ，５ｂと袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃとを組み合わせて一体化するには、当該袋状折り部分の長手方向内側に当該平板状折り部分をいわばスライドさせながら入れていけばよい。

図６は、光ダクト構造体２からなり、採光部１ａに入射する自然光を地下のエレベータホールへ伝播させる光ダクト装置１を示している。

ビル屋上の採光部１ａに入射した自然光は、導光部１ｂ（光ダクト構造体２）の内側鏡面部分で反射しながら下方に進み、エレベータホールの天井部分に配設された放光部１ｃからホール空間へ出射する。

本発明の光ダクト構造体が以上の実施形態に限定されるものでないことは勿論であり、例えば、
(21)方形状の平鏡面板状部Ｄ１，Ｄ２それぞれの左右一対の長手方向縁側部分を、いずれも平板状折り部分３ｂ，４ｂ，５ｂまたは袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃに設定する、
(22)平鏡面板状部Ｄ１の平板状折り部分３ｂ，４ｂ，５ｂと、平鏡面板状部Ｄ２の袋状折り部分３ｃ，４ｃ，５ｃとの固定手段として、ネジ止め，リベット止め，接着などを用いる、
ようにしてもよい。

１：光ダクト装置
１ａ：採光部
１ｂ：導光部
１ｃ：放光部
２：光ダクト構造体

３：横断面直線状のフラットタイプ平鏡面板状部
３ａ：折り曲げ対象外の本体部分
３ｂ：平板状折り部分
３ｃ：袋状折り部分
３ｄ：平板状基部
３ｅ：平板状折り返し部

４：横断面Ｌ字状のＬタイプ平鏡面板状部
４ａ：折り曲げ対象外の本体部分
４ｂ：平板状折り部分
４ｃ：袋状折り部分
４ｄ：平板状基部
４ｅ：平板状折り返し部

５：横断面Ｕ字状のＵタイプ平鏡面板状部
５ａ：折り曲げ対象外の本体部分
５ｂ：平板状折り部分
５ｃ：袋状折り部分
５ｄ：平板状基部
５ｅ：平板状折り返し部

６：ポンチ
７：ダイ（治具）

Ｄ１，Ｄ２：平鏡面板状部（３，４，５）
Ｄ１′，Ｄ２′：平鏡面板状部の被接続部分
α１：被接続部分Ｄ１′における折り角度
α２：被接続部分Ｄ２′における折り角度
β：折り角度α１，α２の対応内角

Claims (4)

1. 入射した自然光が、方形状平板部分からなる第一，第二の平鏡面板状部それぞれの長手方向縁側部分を接続した形の、角筒状の内部空間域を、その内周面で反射しながら伝播する光ダクト構造体において、
   前記第一，第二の平鏡面板状部の接続部分は、
   組立後に隣同士となる前記長手方向縁側部分それぞれの折り曲げにより形成される、一方の平板状折り部分が、他方の袋状折り部分の中に入り込み、かつ、
   折り曲げ対象外の本体部分に対する、当該平板状折り部分および当該袋状折り部分それぞれの折り角度が等価な状態に、
   設定されている、
   ことを特徴とする光ダクト構造体。
2. 前記袋状折り部分は、
   前記本体部分から連続する平板状基部と、
   当該平板状基部の先端側から戻り方向に連続する平板状折り返し部とからなる、
   ことを特徴とする請求項１記載の光ダクト構造体。
3. 前記第一，第二の平鏡面板状部は、それぞれ、
   前記平板状折り部分からなる一方の前記長手方向縁側部分と、
   前記袋状折り部分からなる他方の前記長手方向縁側部分と、を備えている、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の光ダクト構造体。
4. 前記平板状折り部分、およびこれが入り込んだ状態の前記袋状折り部分は、
   それぞれの対向部分の凹凸変形加工に基づくハトメ留め作用により固定されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ダクト構造体。

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