JP4555234B2 - 光照射装置 - Google Patents

Description

本発明は、建築物の室内に光を照射する光照射装置に関する。

従来、建築物、例えば住宅内に太陽光を採り入れて室内に光を照射する光照射装置が開示されている。このような従来の光照射装置として、光を導光する光ダクトの内面に蛍光灯や水銀灯等の発光部（人工灯）を設けて、太陽光と共に発光部から発せられた光を室内に照射し得るものがある（例えば、特許文献１参照）。この光照射装置によれば、太陽光に加えて発光部から発せられた光を室内に照射し得るので、雨天や曇天等、太陽光の光量が少ない（照度が低い）場合でも室内を明るく照明することができる。

特開平９−２９７２７８号公報

前記従来の光照射装置においては、発光部として蛍光灯や水銀灯を用いるので、その発光部（照明器具）の寸法が大きく、光ダクトの横断面の中央部や、光ダクトによって導光された太陽光を室内に放光（照射）する放光部の中央部に発光部を設置すると、その発光部により太陽光が遮られてしまう（遮光されてしまう）。このため、室内を所望の明るさにすることができず、また、発光部により太陽光が遮光されることによって室内に遮光影が生じてしまうこともある。このような理由で、従来の光照射装置では、発光部は、光ダクトの内面や、放光部の端（外側部）に設けられている。

しかしながら、発光部が光ダクトの内面に設けられている場合は、特に光ダクトの長さが長いと、発光部から発せられた光は、光ダクト内で多数回反射して放光部に到達するので、その反射により光が減光してしまい、発光部から発せられた光を効率良く室内に照射することができない。

また、発光部が放光部の端に設けられている場合は、光を室内に均一に照射し難いという欠点がある。

本発明の目的は、太陽光を利用して建築物の室内を照明する光照射装置において、太陽光の光量が少ない場合でも室内を明るく照明することができ、室内に光を効率良く、かつ均一に照射し得る光照射装置を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１） 建築物の外部から太陽光を採光する採光部と、
発光ダイオードと、
前記採光部を介して採光された太陽光および前記発光ダイオードから発せられた光を導光し、内部が通気可能に構成された中空の導光路と、
前記導光路によって導光される光を前記建築物の所定の室内に放光する放光部と、
前記導光路の途中および端部のうちの少なくとも１箇所において、前記導光路の横断面の略中央部に１つの前記発光ダイオードまたは複数の前記発光ダイオードの集合体が位置するように、前記発光ダイオードを保持し、熱伝導性を有する保持手段とを備え、
前記導光路内を通気することにより、前記発光ダイオードの熱が前記保持手段を介して放熱されるよう構成されていることを特徴とする光照射装置。

（２） 建築物の外部から太陽光を採光する採光部と、
前記採光部を介して採光された太陽光を導光し、内部が通気可能に構成された中空の導光路と、
前記導光路によって導光される光を前記建築物の所定の室内に放光する放光部と、
前記放光部に設けられた発光ダイオードと、
前記放光部の略中央部に１つの前記発光ダイオードまたは複数の前記発光ダイオードの集合体が位置するように、前記発光ダイオードを保持し、熱伝導性を有する保持手段とを備え、
前記導光路内を通気することにより、前記発光ダイオードの熱が前記保持手段を介して放熱されるよう構成されていることを特徴とする光照射装置。

（３） 前記導光路を形成する壁部を有し、該壁部は、熱伝導性を有し、前記支持部に接続されており、
前記導光路内を通気することにより、前記発光ダイオードの熱が前記保持部および前記壁部を介して放熱されるよう構成されている上記（１）または（２）に記載の光照射装置。

（４） 前記保持部は、導電性を有し、該保持部を介して前記発光ダイオードに通電するよう構成されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光照射装置。

（５） 前記導光路を形成する壁部を有し、該壁部は、導電性を有し、その壁部を介して前記発光ダイオードに通電するよう構成されている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光照射装置。

（６） 前記保持手段は、曲線または直線の複数の線状体、あるいは複数の板状体が交差した形状をなしている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光照射装置。

（７） 前記発光ダイオードは、前記線状体または前記板状体の交点に配置されている上記（６）に記載の光照射装置。

（８） 前記発光ダイオードを前記保持手段に取り付ける取付補助具を有する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光照射装置。

（９） 前記導光路内に空気を流入する流入部と、前記導光路内から空気を流出する流出部とを有する通気手段を備える上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光照射装置。

（１０） 前記通気手段は、前記導光路内に空気を流す送気装置を有する上記（９）に記載の光照射装置。

（１１） 前記送気装置は、前記流入部および／または前記流出部に設けられている上記（１０）に記載の光照射装置。

（１２） 前記流入部は、前記放光部側に設けられ、前記流出部は、前記採光部側に設けられている上記（９）ないし（１１）のいずれかに記載の光照射装置。

本発明によれば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を有しているので、例えば、雨天や曇天、朝や夕方等、太陽光の光量が少ない（照度が低い）場合でも室内を明るく照明することができ、また、所望の波長（波長領域）の光のみを補うこともできる。

また、人工光源（発光部）として発光ダイオードを用い、その寸法は小さいので、発光ダイオードによる太陽光の遮光面積は小さく、このため、発光ダイオードをいずれの位置に設置しても、その発光ダイオードにより太陽光が遮られてしまう（遮光されてしまう）ことによる影響は、非常に少ない（ほとんどない）。

本発明では、導光路の途中および端部のうちの少なくとも１箇所において、導光路の横断面の略中央部に１つの発光ダイオードまたは複数の発光ダイオードの集合体が位置するように、発光ダイオードを設置する。これにより、発光ダイオードを導光路の内面に設ける場合に比べ、発光ダイオードから発せられた光が放光部に到達するまでの導光路内での反射回数を少なくすることができ、これにより、光の減光を抑制することができ、発光ダイオードから発せられた光を効率良く室内に照射することができる。また、発光ダイオードを導光路の途中において略中央部に設ける場合は、発光ダイオードを放光部に設ける場合に比べ、発光ダイオードにより太陽光が遮光されてしまうことによる影響をさらに小さくすることができ、室内に光を均一に照射することができる。また、発光ダイオードを導光路の端部において略中央部に設ける場合は、発光ダイオードを放光部の略中央部に設ける場合と実質的に同一であり、後述する効果と同様の効果が得られる。

また、本発明では、放光部の略中央部に１つの発光ダイオードまたは複数の発光ダイオードの集合体が位置するように、発光ダイオードを設置する。これにより、発光ダイオードを放光部の端（外側部）に設ける場合に比べ、光を室内に均一に照射することができる。また、発光ダイオードを導光路の途中に設ける場合に比べ、光が導光路内で反射することによる減光がないので、発光ダイオードから発せられた光を効率良く室内に照射することができる。

そして、本発明によれば、発光ダイオードを保持する保持手段が放熱部（放熱手段）を兼ねており、導光路内を通気することにより、発光ダイオードの熱が保持手段を介して放熱されるので、発光ダイオードの温度上昇による発光効率の減少を抑制（または防止）することができ、これにより、室内に光を効率良く照射することができる。

以下、本発明の光照射装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の光照射装置の実施形態が適用された建築物としての住宅の概略構造を示す断面図、図２は、図１に示す光照射装置の作用（機能）を説明するための断面図である。

なお、説明の都合上、図１および図２において、上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」として説明する。

図１に示すように、住宅（建築物）１０は、居住空間等の各室３１、３２、３３、図示しない玄関、図示しない廊下等を画成する躯体２０を有している。躯体２０は、屋根部２１と、外壁部２２と、屋根部２１および外壁部２２の内面に積層された断熱材２３と、基台部２４と、室３１、３２、３３をそれぞれ画成する内壁部２５、２６、２７とを有している。また、躯体２０の内部には、躯体内空間４０が形成されている。

この躯体内空間４０は、小屋空間４１、床下空間４２、ふところ空間４３、および内壁空間（内壁空洞）４４、４５、４６で構成されている。すなわち、躯体内空間４０は、小屋空間４１、床下空間４２、ふところ空間４３、および内壁空間４４、４５、４６が連通して形成される一続きの空間（連通空間）である。

小屋空間４１は、屋根の下方に形成される空間、すなわち、屋根部２１と、室３１の内壁部２５の上部および室３３の内壁部２７の上部との間に形成される空間である。

また、床下空間４２は、基台部２４と、室３２の内壁部２６の下部および室３３の内壁部２７の下部との間に形成される空間である。

また、ふところ空間４３は、隣接する上下の階の間（本実施形態では、１階と２階の間）に形成される空間、すなわち、室３１の内壁部２５の下部と室３２の内壁部２６の上部との間に形成される空間である。

また、内壁空間（内壁空洞）４４、４５、４６は、それぞれ、外壁部２２と、内壁部２５、２６、２７との間に上下方向に沿って形成される空間である。

また、前記住宅１０には、光照射装置５０、６０および７０が、それぞれ設けられている。これら光照射装置５０、６０および７０は、それぞれ、太陽光を利用して住宅１０の室３３、３１および３２内を照明する装置である。以下、各光照射装置５０、６０および７０を順次説明する。

図１に示すように、光照射装置５０は、住宅１０の外部から太陽光（自然光）を採光する太陽光採光開口部（採光部）５１と、太陽光採光開口部５１を介して採光された太陽光（および、後述するＬＥＤパッケージ９１の位置によっては、そのＬＥＤパッケージ９１から発せられた光）を、住宅１０の小屋空間４１において導光する光・エアダクト５２と、光・エアダクト５２によって導光される光を室３３内に照射（放光）する放光部５３とを備える。具体的には、太陽光採光開口部５１は、屋根部２１に設けられており、放光部５３は、室３３の内壁部２７の上部に設けられている。また、光・エアダクト５２は、採光部５１と放光部５３とを接続するように小屋空間４１に形成されている。なお、光・エアダクト５２は、光を導く（導光する）光ダクトおよび空気を導くエアダクトの双方として兼用される。

太陽光採光開口部５１は、屋根部２１において太陽光を十分に光・エアダクト５２内に採り入れるために必要な面積に形成された開口５１ａと、開口５１ａに嵌め込まれ、太陽光を透過する部材からなる太陽光透過部材５１ｂとから構成される。また、太陽光透過部材５１ｂの構成材料としては、例えば、各種ガラスや各種樹脂等を用いることができる。

太陽光採光開口部５１は、住宅１０の屋根部２１において、時間や季節に拘わらず太陽光の直射を受ける位置に配設されており、例えば、南側に面する位置に配設されているのが好ましい。本実施形態においては、太陽光採光開口部５１は、図１において屋根部２１の右側部分に設けられている。

光・エアダクト５２は、筒状をなしており、例えば、内部が中空である四角柱状に形成されている。

この光・エアダクト５２は、その内周部（内側部）に、光を反射する壁部（内壁部）を有している。この壁部により、内部が通気可能に構成された中空の導光路が構成される。

前記壁部としては、反射率の高い反射面を有するものを用いるのが好ましい。具体的には、壁部の反射面の反射率は、９５％以上であるのが好ましく、９８％以上であるのがより好ましい。壁部として反射率の高い反射面を有するものを用いることにより、導光される光の損失を抑制することができ、光の導光を効率良く行なうことができる。

また、光・エアダクト５２の壁部は、本実施形態では、熱伝導性および導電性を有している。すなわち、前記壁部は、高い熱伝導率と、高い導電率（電導率）とを有している。

このような壁部の構成材料としては、例えば、アルミニウムやアルミニウム系合金等の金属材料を用いることができる。

放光部５３は、室３３の内壁部２７の上部に、光・エアダクト５２の先端部（図１中、下側の端部）を収容可能な面積に形成された開口５３ａと、開口５３ａに嵌め込まれ、光を透過する部材からなる光透過部材５３ｂとを有している。この放光部５３には、例えば、光を拡散する拡散板等の光学部品が設けられている。

上述の構成により、この光照射装置５０では、太陽光採光開口部５１により太陽光が光・エアダクト５２内に採光され、光・エアダクト５２によりその太陽光が放光部５３へ導光され、放光部５３によりその太陽光が室３３内に放光される（図２参照）。このように、光照射装置５０は、太陽光採光開口部５１、光・エアダクト５２、および放光部５３を介して室３３内に太陽光を照射する。これにより、室３３内を明るく照明することができる。

また、図１に示すように、光照射装置５０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子９４を有するＬＥＤパッケージ９１と、ＬＥＤパッケージ９１を保持する保持部（保持手段）８１と、光・エアダクト５２（光照射装置５０）内を通気する通気手段としての排気部（流出部）５５および吸気部（流入部）５６とを備える。

ここで、図１および図３に示すように、本実施形態では、光・エアダクト５２の先端部において、保持部８１により４つ（複数）のＬＥＤパッケージ９１が保持されている。また、各ＬＥＤパッケージ９１は、光・エアダクト５２の横断面の略中央部に、これらのＬＥＤパッケージ９１の集合体が位置するように配置されている。この保持部８１およびＬＥＤパッケージ９１については、後に詳述する。

なお、前記のようにＬＥＤパッケージ９１を光・エアダクト５２の端部に配置するのと、ＬＥＤパッケージ９１を放光部５３に配置するのとは、実質的に同一である。

また、ＬＥＤパッケージ９１は、前記光・エアダクト５２の先端部に限らず、光・エアダクト５２の途中の１箇所または複数箇所に配置してもよく、また、光・エアダクト５２の先端部および途中に配置してもよい。

また、保持部８１により保持されるＬＥＤパッケージ９１の数は、複数に限定されず、単数でもよい。また、複数の場合は、４つに限らず、３つ以下でもよく、また、５つ以上でもよい。

この光照射装置５０では、必要時に、ＬＥＤパッケージ９１のＬＥＤ素子９４を発光させることにより、放光部５３を介して室３３内に光を照射することができる。このため、例えば、雨天や曇天、朝や夕方等、太陽光の光量が少ない（照度が低い）場合でも室内を明るく照明することができ、また、所望の波長（波長領域）の光のみを補うこともできる。

排気部５５は、光・エアダクト５２内から空気を排出（流出）する流出部であり、光・エアダクト５２内と小屋空間４１とを連通可能にするように構成されている。

この排気部５５は、本実施形態においては、太陽光採光開口部５１の近傍において光・エアダクト５２に所定の大きさに形成された開口５５ａと、開口５５ａに取り付けられた排気装置（送気装置）５５ｂとから構成されている。排気装置５５ｂは、空気を小屋空間４１側に流すことで、光・エアダクト５２内の空気を外部（小屋空間４１）に排出可能に構成されており、例えば、換気扇等で構成されている。この排気装置５５ｂにより、光・エアダクト５２内の空気を外部に強制的に排気することができる。また、排気部５５は、開口５５ａを密閉可能に構成されている。

吸気部５６は、光・エアダクト５２内に空気を吸入（流入）する流入部であり、光・エアダクト５２内と室３３内とを連通可能にするように構成されている。

この吸気部５６は、本実施形態においては、放光部５３の光透過部材５３ｂに所定の大きさに形成された開口５６ａと、開口５６ａに取り付けられた吸気装置（送気装置）５６ｂとから構成されている。吸気装置５６ｂは、空気を光・エアダクト５２側に流すことで、光・エアダクト５２内に外部（室３３内）から空気を吸入可能に構成されており、例えば、換気扇等で構成されている。この吸気装置５６ｂにより、光・エアダクト５２内に外部から空気を強制的に吸気することができる。また、吸気部５６は、開口５６ａを密閉可能に構成されている。

なお、本実施形態では、排気部５５が太陽光採光開口部５１側、吸気部５６が放光部５３側に設けられているが、これに限らず、排気部５５が放光部５３側、吸気部５６が太陽光採光開口部５１側に設けられていてもよい。

また、本実施形態では、排気部５５および吸気部５６に光・エアダクト５２内に空気を流す送気装置が設けられているが、これに限らず、排気部５５および吸気部５６のうちのいずれか一方のみに送気装置が設けられていてもよく、また、排気部５５および吸気部５６のいずれにも送気装置が設けられていなくてもよい。

また、例えば、光・エアダクト５２内に空気を流す送気装置として、送気方向が変更可能なものを用い、送気方向を変更することにより、排気部５５と吸気部５６とを入れ替えることが可能なように構成されていてもよい。

次に、光照射装置６０について説明する。なお、前述した光照射装置５０との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図１に示すように、光照射装置６０は、住宅１０の外部から太陽光を採光する太陽光採光開口部（採光部）６１と、太陽光採光開口部６１を介して採光された太陽光（および、後述するＬＥＤパッケージ９１の位置によっては、そのＬＥＤパッケージ９１から発せられた光）を、住宅１０の小屋空間４１において導光する光・エアダクト６２と、光・エアダクト６２によって導光される光を室３１内に照射（放光）する放光部６３とを備える。

太陽光採光開口部６１は、開口６１ａと、開口６１ａに嵌め込まれ、太陽光を透過する部材からなる太陽光透過部材６１ｂとから構成され、本実施形態においては、図１において屋根部２１の左側部分に設けられている。

また、放光部６３は、室３１の内壁部２７の上部に形成された開口６３ａと、開口６３ａに嵌め込まれ、光を透過する部材からなる光透過部材６３ｂとを有している。この放光部６３には、例えば、光を拡散する拡散板等の光学部品が設けられている。

また、光・エアダクト６２は、採光部６１と放光部６３とを接続するように小屋空間４１に形成されている。

また、光照射装置６０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子９４を有するＬＥＤパッケージ９１と、ＬＥＤパッケージ９１を保持する保持部（保持手段）８１と、光・エアダクト６２（光照射装置６０）内を通気する通気手段としての排気部（流出部）６５および吸気部（流入部）６６とを備える。

排気部６５は、太陽光採光開口部６１の近傍において光・エアダクト６２に所定の大きさに形成された開口６５ａと、開口６５ａに取り付けられた排気装置（送気装置）６５ｂとから構成されている。また、吸気部５６は、放光部６３の光透過部材６３ｂに所定の大きさに形成された開口６６ａと、開口６６ａに取り付けられた吸気装置（送気装置）６６ｂとから構成されている。

次に、光照射装置７０について説明する。なお、前述した光照射装置５０との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図１に示すように、光照射装置７０は、住宅１０の外部から太陽光を採光する太陽光採光部（採光部）７１と、太陽光採光部７１を介して採光された太陽光を導光する光・エアダクト７２と、光・エアダクト７２によって導光される光を室３２内に照射（放光）する放光部７３とを備える。

放光部７３は、室３２の内壁部２７の上部に形成された開口７３ａと、開口７３ａに嵌め込まれ、光を透過する部材からなる光透過部材７３ｂとを有している。この放光部７３には、例えば、光を拡散する拡散板等の光学部品が設けられている。

また、光・エアダクト７２は、屋根部２１からふところ空間４３の高さまで外壁部２２に沿って住宅１０の外部に取り付けられた縦光・エアダクト７２ａと、この縦光・エアダクト７２ａの下端部に接続されており、ふところ空間４３において室３２の内壁部２６の上面に沿って取り付けられた横光・エアダクト７２ｂとで構成されている。

この光・エアダクト７２の横光・エアダクト７２ｂは、右側の端部において内壁部２６側が開口しており、その開口の部分に放光部６３が接続されている。

また、太陽光採光部７１は、筒状体７１ｃと、筒状体７１ｃの開口７１ａに嵌め込まれ、太陽光を透過する部材からなる太陽光透過部材７１ｂとから構成されている。この太陽光採光部７１は、光・エアダクト７２の縦光・エアダクト７２ａの上端部に接続されている。

また、光照射装置７０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子９４を有するＬＥＤパッケージ９１と、ＬＥＤパッケージ９１を保持する保持部（保持手段）８１と、光・エアダクト７２（光照射装置７０）内を通気する通気手段としての排気部（流出部）７５および吸気部（流入部）７６とを備える。

排気部７５は、太陽光採光部７１の近傍において光・エアダクト７２に所定の大きさに形成された開口７５ａと、開口７５ａに取り付けられた排気装置（送気装置）７５ｂとから構成されている。また、吸気部７６は、放光部７３の光透過部材７３ｂに所定の大きさに形成された開口７６ａと、開口７６ａに取り付けられた吸気装置（送気装置）７６ｂとから構成されている。

また、本実施形態では、各ＬＥＤパッケージ９１は、保持部８１により保持され、放光部７３に設置されている。そして、各ＬＥＤパッケージ９１は、放光部７３の略中央部に、これらのＬＥＤパッケージ９１の集合体が位置するように配置されている。

また、住宅１０の所定の位置（部位）には、光照射装置５０、６０および７０の各部を駆動または制御する図示しないコントロールボックスが、それぞれ、所定の部位に設置されている。

また、光照射装置５０、６０および７０を操作する操作部４７が、例えば、室３３の内部に設置されている。この操作部４７は、前記各コントロールボックスに、図示しない配線を介して電気的に接続されている。

次に、光照射装置５０、６０および７０が夫々備えるＬＥＤパッケージ９１と、ＬＥＤパッケージ９１を保持する保持部８１とを説明する。なお、各光照射装置５０、６０および７０のＬＥＤパッケージ９１および保持部８１の構成は、同じであるので、以下の説明においては、代表的に、光照射装置５０のＬＥＤパッケージ９１および保持部８１について説明する。

図３は、図１に示す光照射装置におけるＬＥＤパッケージおよびＬＥＤパッケージを保持する保持部を示す底面図、図４は、図３中のＡ−Ａ線での断面図、図５は、図３中のＢ−Ｂ線での断面図である。

図３〜図５に示すように、保持部８１は、直線の複数の線状体が交差した形状をなしている。すなわち、保持部８１は、熱伝導性（高い熱伝導率）を有する直線の４つ（複数）の熱伝導線（線状体）８２を交差させて形成したものであり、格子状をなしている。各熱伝導線８２は、各交点において互いに固着されている。また、各熱伝導線８２の両端部は、それぞれ、光・エアダクト７２の壁部に接続（固着）されている。

また、保持部８１、すなわち、各熱伝導線８２は、本実施形態では、さらに導電性（高い導電率（電導率））を有している。

各ＬＥＤパッケージ９１は、それぞれ、この保持部８１の熱伝導線８２の交点に固着されている。

この保持部８１は、ＬＥＤパッケージ９１の熱を放熱する放熱部（放熱手段）およびＬＥＤパッケージ９１に通電する（電力を供給する）ための電源線として機能する。

また、保持部８１には、ＬＥＤパッケージ９１に通電する（電力を供給する）ための電源線８３が、熱伝導線８２に沿って配設されている。また、電源線８３の外周部には絶縁層が設けられている。

また、各ＬＥＤパッケージ９１の後述するプラス電極９７およびマイナス電極９８は、それぞれ、熱伝導線８２および電源線８３に接続されており、この熱伝導線８２および電源線８３を介して各ＬＥＤパッケージ９１に通電し得るようになっている。

なお、電源線８３は、線状のものに限定されず、例えば、面状（例えば、平面状）のものでもよい。

また、保持部８１の形状は、直線の複数の線状体が交差した形状に限定されず、例えば、保持部８１は、曲線の複数の線状体が交差した形状や、曲線および直線の複数の線状体が交差した形状をなしていてもよい。また、面状（例えば、平面状）の部分を有する形状でもよい。

図９には、保持部８１の他の構成例として、光・エアダクト５２を、その内部が中空である円柱状に形成した場合において、保持部８１を、直線の４つの熱伝導線８２および曲線の１つの熱伝導線８２を交差させて形成した例を示す。

また、図１０には、保持部８１の他の構成例が示されており、この保持部８１は、複数の板状体が交差した形状をなしていている。すなわち、保持部８１は、熱伝導性（高い熱伝導率）を有する複数の板状体が交差するように形成したものであり、格子状（厚みのある格子状）をなしている。

各ＬＥＤパッケージ９１は、それぞれ、熱伝導性（高い熱伝導率）を有する取付補助具８４に埋設（保持）され、その取付補助具８４により、保持部８１の板状体の交点に取り付けられている（固定されている）。すなわち、各ＬＥＤパッケージ９１は、それぞれ、取付補助具８４を介して保持部８１の板状体の交点に設置（固定）されている。

図１０（ａ）に示すように、取付補助具８４は、略円柱形状をなし、その図１０中下側には、切り欠き部８４１が形成されている。この切り欠き部８４１は、背面視で（図１０中下側から見たとき）、略十字状（保持部８１に対応する形状）をなしている。

一方、保持部８１の交点（厳密には交点およびその近傍）には、前記取付補助具８４に対応する形状の切り欠き部８１１が形成されている。

これら取付補助具８４と保持部８１とは、互いの切り欠き部８４１、８１１により、互いに嵌合する。すなわち、取付補助具８４の切り欠き部８４１に保持部８１が嵌合し、保持部８１の切り欠き部８１１に取付補助具８４が嵌合する。なお、取付補助具８４を保持部８１に固定する方法は、特に限定されず、例えば、圧入、接着剤による接着、ネジ留め等、各種の方法を用いることができる。

また、保持部８１の切り欠き部８１１の高さ（深さ）ａと、取付補助具８４の切り欠き部８４１より図１０中上側（ＬＥＤパッケージ９１側）の部分の高さｂとは、等しく設定されており、図１０（ｂ）に示すように、保持部８１に各取付補助具８４が装着された状態における図１０中上側の表面（上面）は、段差（凹凸）のない平面（平滑面）をなしている。

なお、前記高さａと前記高さｂとを異ならせて、取付補助具８４の図１０中上側の端部（ＬＥＤパッケージ９１）が保持部８１から突出するようにしてもよく、また、逆に、取付補助具８４の図１０中上側の端部（ＬＥＤパッケージ９１）が保持部８１の図１０中上側の端部よりも下側（保持部８１内）に位置するようにしてもよい。

また、保持部８１を構成する板状体は、図示例では、平面視（背面視）で、直線状をなしているが、これに限らず、例えば、曲線状をなしていてもよい。また、平面視で、直線状をなす板状体と曲線状をなす板状体とを組み合わせて、保持部８１を形成（構成）してもよい。

また、取付補助具８４の形状は、図示例では、平面視で、円形であるが、これに限らず、例えば、四角形、五角形、六角形等の多角形、楕円形等でもよい。

また、取付補助具８４の表面（外面）は、図示例では、平面であるが、これに限らず、例えば、凹凸等が形成されていてもよい。

次に、ＬＥＤパッケージ９１について説明する。
図６は、図１に示す光照射装置におけるＬＥＤパッケージの平面図、図７は、図１に示す光照射装置におけるＬＥＤパッケージの正面図、図８は、図１に示す光照射装置におけるＬＥＤパッケージの断面図である。

図６〜図８に示すように、ＬＥＤパッケージ９１は、矩形板状の基盤９２と、基盤９２の一方の面（図８中上側の面）上に設けられた反射板９３、ＬＥＤ素子９４、蛍光体９５、およびレンズ９６とを備える。

基盤９２は、矩形の金属板が多層に積層されて形成されており、基盤９２には、プラス電極９７とマイナス電極９８とが、その多層の金属板の間に挟まれて取り付けられている（図８参照）。この場合、プラス電極９７とマイナス電極９８とが短絡（ショート）しないようになっている。また、基盤９２の主材料には、ＬＥＤ素子９４の熱を逃がし易い材料、すなわち、熱伝導率の高い、例えば、アルミニウムやアルミニウム系合金等の金属材料が用いられる。

また、反射板９３は、枠状をなし、基盤９２の外周部に設置されており、その内面において光を反射する。

また、ＬＥＤ素子９４は、反射板９３の内側、すなわち、基盤９２の中央部に設置されている。また、ＬＥＤ素子９４は、その下面にプラス電極９４ａおよびマイナス電極９４ｂを有しており、このプラス電極９４ａおよびマイナス電極９４ｂは、それぞれ、基盤９２のプラス電極９７およびマイナス電極９８に接続されている。ＬＥＤ素子９４は、プラス電極９４ａおよびマイナス電極９４ｂを介して低電圧直流電流が供給されることにより点灯（発光）する。

また、蛍光体９５は、ＬＥＤ素子９４を覆うように形成されており（図８参照）、レンズ９６は、反射板９３の内面および蛍光体９５を覆うように形成されている（図８参照）。

このＬＥＤパッケージ９１は、基盤９２の他方の面（図８中下側の面）が保持部８１の熱伝導線８２の交点に固定されて保持部８１に取り付けられている。また、ＬＥＤパッケージ９１のプラス電極９７は、保持部８１の熱伝導線８２に接続され、マイナス電極９８は、電源線８３に接続されている。

ここで、前記光照射装置５０の各部を駆動または制御するコントロールボックスは、ダウントランスと、ダウントランスセンサとを有しており、ダウントランスのプラス端子は、光・エアダクト５２の壁部に接続され、マイナス端子は、電源線８３に接続されている。すなわち、コントロールボックスは、光・エアダクト５２の壁部および熱伝導線８２と、電源線８３とを介して、ＬＥＤパッケージ９１に低電圧直流電流を通電することができるようになっている。このコントロールボックスには、１００〜２４０Ｖ程度の電圧が入力されている。また、コントロールボックスは、ダウントランスセンサによりダウントランスの出力を任意の値に変更し得るように構成されている。

なお、前記光照射装置６０および７０についても、それぞれ、前記光照射装置５０と同様である。

次に、光照射装置５０、６０および７０の動作（作用）について説明する。なお、各光照射装置５０、６０および７０の動作は、略同じであるので、以下の説明においては、代表的に、光照射装置５０の動作について説明する。

住宅１０の居住者等のユーザが操作部４７に対して所定の操作を行うと、ダウントランスが通電状態（電力供給状態）になるとともに、排気部５５の排気装置５５ｂおよび吸気部５６の吸気装置５６ｂが作動する。ここで、上述のように、ＬＥＤ素子９４は、そのプラス電極９４ａが、基盤９２のプラス電極９７、保持部８１の熱伝導線８２、および光・エアダクト５２の壁部を介してコントロールボックスのダウントランスのプラス端子に接続されており、そのマイナス電極９４ｂが、基盤９２のマイナス電極９８、および電源線８３を介してダウントランスのマイナス端子に接続されているので、ダウントランスが通電状態になると、ＬＥＤ素子９４に低電圧直流電流が供給され、ＬＥＤ素子９４が点灯して発光する。この際、コントロールボックスは、ダウントランスセンサによりセンシングを行なって、ＬＥＤ素子９４に最適な電圧値および電流値の電圧および電流をＬＥＤ素子９４に供給する。

図２に示すように、ＬＥＤパッケージ９１から発せられた光は、放光部５３を介して室３３内に照射される。

また、光照射装置５０においては、太陽光採光開口部５１により太陽光が光・エアダクト５２内に採光され、光・エアダクト５２によりその太陽光が放光部５３へ導光され、放光部５３を介してその太陽光が室３３内に照射される。

このように、光照射装置５０では、太陽光に加えて、必要に応じて、ＬＥＤパッケージ９１から発せられた光を室３３内に照射することができる。

また、排気部５５の排気装置５５ｂおよび吸気部５６の吸気装置５６ｂが作動すると、室３３内の空気が吸気部５６から光・エアダクト５２内に吸気され、その光・エアダクト５２内を吸気部５６（放光部５３）側から排気部５５（太陽光採光開口部５１）側に向って流れ、排気部５５から小屋空間４１に排気される（光・エアダクト５２内が通気される）。すなわち、室３３内の換気がなされる。

一方、ＬＥＤパッケージ９１のＬＥＤ素子９４では、熱が発生し、その熱は、保持部８１および光・エアダクト５２の壁部に伝達され、これらＬＥＤパッケージ９１、保持部８１および光・エアダクト５２の壁部は、光・エアダクト５２内を流れる空気によって冷却される。すなわち、前記光・エアダクト５２内の通気により、ＬＥＤパッケージ９１のＬＥＤ素子９４の熱は、保持部８１および光・エアダクト５２の壁部を介して放熱される。

なお、前記光照射装置６０および７０についても、それぞれ、前記光照射装置５０と同様である。

以上説明したように、光照射装置５０によれば、ＬＥＤパッケージ９１を有しているので、例えば、雨天や曇天、朝や夕方等、太陽光の光量が少ない（照度が低い）場合でも室内を明るく照明することができ、また、所望の波長（波長領域）の光のみを補うこともできる。

また、ＬＥＤ素子９４の寸法は小さく、ＬＥＤパッケージ９１の寸法も小さいので、ＬＥＤパッケージ９１による太陽光の遮光面積は小さく、このため、４つのＬＥＤパッケージ９１の集合体を、光・エアダクト５２の横断面の略中央部に配置しても、各ＬＥＤパッケージ９１により太陽光が遮られてしまう（遮光されてしまう）ことによる影響は、非常に少ない（ほとんどない）。

また、ＬＥＤパッケージ９１は軽量であるので、容易にＬＥＤパッケージ９１を光・エアダクト５２の横断面の略中央部に配置することができる。

また、ＬＥＤパッケージ９１を保持する保持部８１および光・エアダクト５２の壁部が放熱部（放熱手段）を兼ねており、光・エアダクト５２内を通気することにより、ＬＥＤパッケージ９１のＬＥＤ素子９４の熱が保持部８１および光・エアダクト５２の壁部を介して放熱されるので、ＬＥＤ素子９４の温度上昇による発光効率の減少を抑制（または防止）することができ、これにより、室３３内に光を効率良く照射することができる。

なお、前記光照射装置６０および７０でも、それぞれ、上記光照射装置５０と同様の各効果が得られる。

また、光照射装置５０では、４つのＬＥＤパッケージ９１の集合体は、光・エアダクト５２の先端部において、光・エアダクト５２の横断面の略中央部に配置されるので、ＬＥＤパッケージ９１を、光・エアダクト５２の先端部において、光・エアダクト５２の内面に配置する場合に比べ、光を室３３内に均一に照射することができる。また、ＬＥＤパッケージ９１を光・エアダクト５２の途中に設ける場合に比べ、光が光・エアダクト５２内で反射することによる減光がないので、ＬＥＤパッケージ９１から発せられた光を効率良く室３３内に照射することができる。なお、前記光照射装置６０でも、上記光照射装置５０と同様の効果が得られる。

また、光照射装置５０では、４つのＬＥＤパッケージ９１の集合体を、光・エアダクト５２の途中において、光・エアダクト５２の横断面の略中央部に配置してもよく、この場合は、ＬＥＤパッケージ９１を、光・エアダクト５２の途中において、光・エアダクト５２の内面に設ける場合に比べ、ＬＥＤパッケージ９１から発せられた光が放光部５３に到達するまでの光・エアダクト５２内での反射回数を少なくすることができ、これにより、光の減光を抑制することができ、ＬＥＤパッケージ９１から発せられた光を効率良く室３３内に照射することができる。また、ＬＥＤパッケージ９１を光・エアダクト５２の先端部や放光部５３に設ける場合に比べ、ＬＥＤパッケージ９１により太陽光が遮光されてしまうことによる影響をさらに小さくすることができ、室３３内に光を均一に照射することができる。なお、前記光照射装置６０でも、上記光照射装置５０と同様の効果が得られる。

一方、光照射装置７０では、４つのＬＥＤパッケージ９１の集合体は、放光部７３の略中央部に配置されるので、ＬＥＤパッケージ９１を放光部７３の端（外側部）に配置する場合に比べ、光を室３２内に均一に照射することができる。また、ＬＥＤパッケージ９１を光・エアダクト７２の途中に設ける場合に比べ、光が光・エアダクト７２内で反射することによる減光がないので、ＬＥＤパッケージ９１から発せられた光を効率良く室３２内に照射することができる。

以上、本発明の光照射装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

次に、光照射装置５０、６０および７０の変形例について説明するが、以下の説明においては、代表的に、光照射装置５０の変形例について説明する。

前記実施形態では、ＬＥＤパッケージ９１のプラス電極９７は、保持部８１の熱伝導線８２に接続され、マイナス電極９８は、電源線８３に接続されているが、これとは逆に、プラス電極９７が電源線８３に接続され、マイナス電極９８が熱伝導線８２に接続されていてもよい。この場合は、コントロールボックスのダウントランスのプラス端子を電源線８３に接続し、マイナス端子を光・エアダクト５２の壁部に接続する。

また、ＬＥＤパッケージ９１のＬＥＤ素子９４と、コントロールボックスとの接続は、前記実施形態の接続には限定されない。すなわち、前記実施形態では、ＬＥＤパッケージ９１のプラス電極９７は、熱伝導線８２および光・エアダクト５２の壁部を介してコントロールボックスのダウントランスのプラス端子に接続されているが、これに限らず、例えば、ＬＥＤパッケージ９１のプラス電極９７は、電源線を介してコントロールボックスのダウントランスのプラス端子に接続されていてもよい。

また、ＬＥＤパッケージ９１の構造は、上述のものに限らず、他の構造であってもよい。例えば、ＬＥＤパッケージ９１の外形形状は、矩形に限らず、例えば、円形等であってもよい。

なお、前記実施形態では、光照射装置５０、６０、７０における放光部５３、６３、７３の数は、それぞれ、１つであるが、本発明では、これに限らず、複数であってもよい。

本発明の光照射装置の実施形態が適用された建築物としての住宅の概略構造を示す断面図である。 図１に示す光照射装置の作用（機能）を説明するための断面図である。 図１に示す光照射装置におけるＬＥＤパッケージおよびＬＥＤパッケージを保持する保持部を示す底面図である。 図３中のＡ−Ａ線での断面図である。 図３中のＢ−Ｂ線での断面図である。 図１に示す光照射装置におけるＬＥＤパッケージの平面図である。 図１に示す光照射装置におけるＬＥＤパッケージの正面図である。 図１に示す光照射装置におけるＬＥＤパッケージの断面図である。 ＬＥＤパッケージを保持する保持部の他の構成例を示す底面図である。 図１に示す光照射装置における保持部（保持手段）の他の構成例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 住宅
２０ 躯体
２１ 屋根部
２２ 外壁部
２３ 断熱材
２４ 基台部
２５、２６、２７ 内壁部
３１、３２、３３ 室
４０ 躯体内空間
４１ 小屋空間
４２ 床下空間
４３ ふところ空間
４４、４５、４６ 内壁空間
４７ 操作部
５０、６０、７０ 光照射装置
５１、６１ 太陽光採光開口部
５１ａ、６１ａ、７１ａ 開口
５１ｂ、６１ｂ、７１ｂ 太陽光透過部材
５２、６２、７２ 光・エアダクト
５３、６３、７３ 放光部
５３ａ、６３ａ、７３ａ 開口
５３ｂ、６３ｂ、７３ｂ 光透過部材
５５、６５、７５ 排気部
５５ａ、６５ａ、７５ａ 開口
５５ｂ、６５ｂ、７５ｂ 排気装置
５６、６６、７６ 吸気部
５６ａ、６６ａ、７６ａ 開口
５６ｂ、６６ｂ、７６ｂ 吸気装置
７１ 太陽光採光部
７１ｃ 筒状体
７２ａ 縦光・エアダクト
７２ｂ 横光・エアダクト
８１ 保持部
８１１ 切り欠き部
８２ 熱伝導線
８３ 電源線
８４ 取付補助具
８４１ 切り欠き部
９１ ＬＥＤパッケージ
９２ 基盤
９３ 反射板
９４ ＬＥＤ素子
９４ａ プラス電極
９４ｂ マイナス電極
９５ 蛍光体
９６ レンズ
９７ プラス電極
９８ マイナス電極

Claims (12)

1. 建築物の外部から太陽光を採光する採光部と、
   発光ダイオードと、
   前記採光部を介して採光された太陽光および前記発光ダイオードから発せられた光を導光し、内部が通気可能に構成された中空の導光路と、
   前記導光路によって導光される光を前記建築物の所定の室内に放光する放光部と、
   前記導光路の途中および端部のうちの少なくとも１箇所において、前記導光路の横断面の略中央部に１つの前記発光ダイオードまたは複数の前記発光ダイオードの集合体が位置するように、前記発光ダイオードを保持し、熱伝導性を有する保持手段とを備え、
   前記導光路内を通気することにより、前記発光ダイオードの熱が前記保持手段を介して放熱されるよう構成されていることを特徴とする光照射装置。
2. 建築物の外部から太陽光を採光する採光部と、
   前記採光部を介して採光された太陽光を導光し、内部が通気可能に構成された中空の導光路と、
   前記導光路によって導光される光を前記建築物の所定の室内に放光する放光部と、
   前記放光部に設けられた発光ダイオードと、
   前記放光部の略中央部に１つの前記発光ダイオードまたは複数の前記発光ダイオードの集合体が位置するように、前記発光ダイオードを保持し、熱伝導性を有する保持手段とを備え、
   前記導光路内を通気することにより、前記発光ダイオードの熱が前記保持手段を介して放熱されるよう構成されていることを特徴とする光照射装置。
3. 前記導光路を形成する壁部を有し、該壁部は、熱伝導性を有し、前記支持部に接続されており、
   前記導光路内を通気することにより、前記発光ダイオードの熱が前記保持部および前記壁部を介して放熱されるよう構成されている請求項１または２に記載の光照射装置。
4. 前記保持部は、導電性を有し、該保持部を介して前記発光ダイオードに通電するよう構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の光照射装置。
5. 前記導光路を形成する壁部を有し、該壁部は、導電性を有し、その壁部を介して前記発光ダイオードに通電するよう構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の光照射装置。
6. 前記保持手段は、曲線または直線の複数の線状体、あるいは複数の板状体が交差した形状をなしている請求項１ないし５のいずれかに記載の光照射装置。
7. 前記発光ダイオードは、前記線状体または前記板状体の交点に配置されている請求項６に記載の光照射装置。
8. 前記発光ダイオードを前記保持手段に取り付ける取付補助具を有する請求項１ないし７のいずれかに記載の光照射装置。
9. 前記導光路内に空気を流入する流入部と、前記導光路内から空気を流出する流出部とを有する通気手段を備える請求項１ないし８のいずれかに記載の光照射装置。
10. 前記通気手段は、前記導光路内に空気を流す送気装置を有する請求項９に記載の光照射装置。
11. 前記送気装置は、前記流入部および／または前記流出部に設けられている請求項１０に記載の光照射装置。
12. 前記流入部は、前記放光部側に設けられ、前記流出部は、前記採光部側に設けられている請求項９ないし１１のいずれかに記載の光照射装置。

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