JP5321259B2 - ROOF STRUCTURE WITH LIGHTING DEVICE, CARPORT ROOF AND WAITING SPACE ROOF USING THE SAME - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置付屋根構造体およびこれを用いたカーポート用屋根並びに待合スペース用屋根に関する。 The present invention relates to a roof structure with a lighting device, a carport roof using the same, and a waiting space roof.
バス停留所やタクシー乗り場などの待合スペースや、カーポートなどに用いられる屋根構造体としては、光透過性板材と金属形材からなる光透過性板材の枠材とを組み合わせたものが従来より広く普及している。この屋根構造体は、光透過性板材に着色されたポリカーボネートが一般的に使用されており、上方の景色を眺めることができ、快適な環境が得られる。 As a roof structure used for waiting areas such as bus stops and taxi stands, and carports, a combination of a light-transmitting plate and a frame of a light-transmitting plate made of a metal shape has become more popular than before. doing. The roof structure is generally made of polycarbonate colored on a light-transmitting plate, and can be viewed in an upward view, so that a comfortable environment can be obtained.
しかし、バス停留所やタクシー乗り場やカーポートでは、夜間に照明が要求される場合があるが、駅から離れた場所に設置されているバス停留所やタクシー乗り場、あるいは近隣家屋から離れたカーポートなどのように、周辺に照明がなく特に照明が必要とされる場所では、電源を確保することが困難である。よって、夜間に快適な照明を得ることができない。 However, at bus stops, taxi stands, and carports, lighting may be required at night, but bus stops, taxi stands, or carports that are located away from the station are located away from the station. As described above, it is difficult to secure a power source in a place where there is no illumination in the periphery and particularly where illumination is required. Therefore, comfortable illumination cannot be obtained at night.
そこで、電源の確保が困難な場所でも夜間の照明が確保できるように、太陽エネルギーを利用した照明装置を備えた屋根構造体が開発されてきた。特に商用電力を得ることが困難な場所、例えば、カーポート、倉庫、物置などを一時的に明るくする照明装置付の屋根構造体が開発されている(例えば、特許文献1〜3参照)。これらの照明装置は、ソーラーパネルとバッテリーと蛍光灯とを備えており、昼間にソーラーパネルによって発電を行ってバッテリーに蓄電することで、夜間の照明を得ることができる。 In view of this, a roof structure having a lighting device using solar energy has been developed so that nighttime lighting can be secured even in places where it is difficult to secure a power source. In particular, roof structures with lighting devices have been developed that temporarily brighten places where it is difficult to obtain commercial power, for example, carports, warehouses, storerooms, and the like (see, for example, Patent Documents 1 to 3). These lighting devices include a solar panel, a battery, and a fluorescent lamp, and can generate nighttime lighting by generating electricity with the solar panel in the daytime and storing it in the battery.
しかしながら、従来の屋根構造体では、ソーラーパネルが屋根面を覆って設けられているので、日中であっても、屋根面の下方には太陽光が差し込まず、天井面がうす暗くなってしまうので、開放感が得られず、利用者に閉塞感を与えてしまう問題があった。 However, in the conventional roof structure, since the solar panel is provided so as to cover the roof surface, sunlight does not enter below the roof surface even during the daytime, and the ceiling surface becomes dark. Therefore, there is a problem that a feeling of opening is not obtained and a feeling of blockage is given to the user.
そこで、本発明は前記の問題を解決するために案出されたものであって、夜間に快適な照明を得ることができるとともに、昼間でも開放感を得ることができる照明装置付屋根構造体およびこれを用いたカーポート用屋根、待合スペース用屋根を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been devised to solve the above-described problem, and it is possible to obtain a comfortable illumination at night and to have a feeling of opening even during the day, and a roof structure with a lighting device. It is an object to provide a carport roof and a waiting space roof using the same.
前記課題を解決するための手段として、本発明は、上下方向に二枚積層された光透過性板材と、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネルと、上下二枚の前記光透過性板材と前記ソーラーパネルを支持する枠材と、前記ソーラーパネルで変換した電気エネルギーを蓄えるバッテリーと、照明用光源とを備えた照明装置付屋根構造体であって、前記ソーラーパネルは、光透過性のバックシートを備え、上下二枚の前記光透過性板材間に配置されており、下側に配置される前記光透過性板材は、上下両面から光を放射するエッジライト式両面導光板によって構成されていることを特徴とする照明装置付屋根構造体である。 As means for solving the above-mentioned problems, the present invention comprises: a light transmissive plate laminated in two vertical directions; a solar panel that converts solar energy into electric energy; and the two light transmissive plates that are upper and lower. A roof structure with a lighting device, comprising: a frame material that supports the solar panel; a battery that stores electrical energy converted by the solar panel; and a light source for illumination, wherein the solar panel has a light-transmitting back structure. The sheet is provided between the two upper and lower light-transmitting plate members, and the lower light-transmitting plate member is constituted by an edge-light type double-sided light guide plate that emits light from the upper and lower surfaces. It is a roof structure with an illuminating device characterized by having.
このような構成によれば、ソーラーパネルを太陽光の一部が透過することになるので、昼間において屋根面の下方には太陽光が差し込むとともに天井面が明るくなる。したがって、開放感を得ることができる。一方、ソーラーパネルで太陽エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリーに蓄えているので、夜間に照明用光源によって快適な照明を得ることができる。 According to such a structure, since a part of sunlight permeate | transmits a solar panel, sunlight is inserted below the roof surface and the ceiling surface becomes bright in the daytime. Therefore, a feeling of opening can be obtained. On the other hand, since solar energy is converted into electrical energy by the solar panel and stored in the battery, comfortable illumination can be obtained by the illumination light source at night.
そして、本発明は、前記ソーラーパネルが、薄膜系太陽電池セルを備えて構成されていることを特徴とする。 And this invention is characterized by the said solar panel being provided with the thin film type photovoltaic cell.
このような構成によれば、ソーラーパネル全体に薄膜系太陽電池セルを布設することができ、受光面積を大きく確保できる。 According to such a configuration, the thin-film solar battery cell can be installed on the entire solar panel, and a large light receiving area can be secured.
また、本発明は、前記ソーラーパネルが、上側に配置される前記光透過性板材の下面、または下側に配置される前記光透過性板材の上面に布設されて固定されていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the solar panel is laid and fixed on the lower surface of the light transmissive plate material arranged on the upper side or the upper surface of the light transmissive plate material arranged on the lower side. To do.
このような構成によれば、上下二枚の光透過性板材とソーラーパネルを一体的に把持することができ、構造が簡素化され、照明装置付屋根構造体の製造を効率的に行うことができる。 According to such a configuration, the two upper and lower light transmissive plates and the solar panel can be gripped integrally, the structure is simplified, and the roof structure with lighting device can be efficiently manufactured. it can.
さらに、前記ソーラーパネルが、上下二枚の前記光透過性板材によって挟持されて固定されていることを特徴とする。 Furthermore, the solar panel is sandwiched and fixed by the two upper and lower light transmissive plates.
このような構成によれば、上下二枚の光透過性板材とソーラーパネルを一体的に把持することができるとともに、容易にソーラーパネルを支持することができる。これによって、構造がさらに簡素化され、照明装置付屋根構造体の製造をより一層効率的に行うことができる。 According to such a configuration, the two upper and lower light transmissive plate members and the solar panel can be gripped integrally, and the solar panel can be easily supported. As a result, the structure is further simplified, and the roof structure with a lighting device can be manufactured more efficiently.
そして、本発明は、前記ソーラーパネルが、前記光透過性板材の面形状に追従可能なフレキシブルパネルにて構成されていることを特徴とする。 And this invention is comprised by the flexible panel in which the said solar panel can track the surface shape of the said light-transmitting board | plate material, It is characterized by the above-mentioned.
このような構成によれば、平板形状以外の形状の光透過性板材に追従して設けることができるので、屋根形状のデザインの自由度を高めることができる。 According to such a structure, since it can provide following the light transmissive board | plate material of shapes other than flat form, the freedom degree of design of a roof shape can be raised.
また、本発明は、前記ソーラーパネルが、両面で受光して発電可能な太陽電池セルを備えて構成されていることを特徴とする。 In addition, the present invention is characterized in that the solar panel includes solar cells that can receive light on both sides and generate electric power.
このような構成によれば、夜間においても照明用光源からの光を利用して、ソーラーパネルで発電してバッテリーに蓄えることができる。 According to such a configuration, it is possible to generate light with the solar panel and store it in the battery using light from the illumination light source even at night.
さらに、本発明は、前記照明用光源が、前記光透過性板材の周縁部の端面側部に設けられ、前記光透過性板材の少なくとも一方の表面に、前記照明用光源からの光を部分的に反射させる反射手段を設けたことを特徴とする。 Further, according to the present invention, the light source for illumination is provided on an end surface side portion of the peripheral portion of the light transmissive plate member, and the light from the light source for illumination is partially applied to at least one surface of the light transmissive plate member. Reflecting means for reflecting is provided.
このような構成によれば、光透過性板材の端面側部から入射された光の一部が反射することで、光透過性板材の中心部分まで届くので、均一な照度の照明面を得ることができる。 According to such a configuration, a part of the light incident from the end face side portion of the light transmissive plate material is reflected and reaches the central portion of the light transmissive plate material, thereby obtaining an illumination surface with uniform illuminance. Can do.
また、本発明は、前記反射手段が、前記光透過性板材の表面に付設される半透過型反射ドットシートにて構成されていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the reflecting means is constituted by a semi-transmissive reflective dot sheet attached to the surface of the light transmissive plate.
このような構成によれば、ドット部分で光を反射させ、ドット以外の部分で光を透過させることができる。また、半透過型反射ドットシートを光透過性板材に貼り付けるだけで反射手段が構成されるので、比較的大きな面積の光透過性板材であっても反射手段の形成加工が容易である。 According to such a configuration, it is possible to reflect light at the dot portion and transmit light at a portion other than the dot. In addition, since the reflecting means is configured simply by sticking the transflective reflective dot sheet to the light transmissive plate material, the reflecting means can be easily formed even if the light transmissive plate material has a relatively large area.
さらに、本発明は、前記反射手段が、前記光透過性板材の表面に形成される反射ドットにて構成されていることを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that the reflecting means is composed of reflective dots formed on the surface of the light transmissive plate.
このような構成によれば、ドット部分で光を反射させ、ドット以外の部分で光を透過させることができる。 According to such a configuration, it is possible to reflect light at the dot portion and transmit light at a portion other than the dot.
また、本発明は、前記反射手段が、前記光透過性板材の表面に形成される反射溝にて構成されていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the reflecting means is constituted by a reflecting groove formed on a surface of the light transmissive plate.
このような構成によれば、光が反射溝に当たる角度によって光の一部は内側に反射され、一部は外側に出射されることとなる。また、光透過性板材の表面に反射溝を形成するだけで反射手段が構成されるので、比較的大きな面積の光透過性板材であっても反射手段の形成加工が容易である。 According to such a configuration, a part of the light is reflected inward and a part of the light is emitted outward depending on the angle at which the light hits the reflection groove. In addition, since the reflecting means is formed simply by forming the reflection grooves on the surface of the light transmissive plate material, the reflecting means can be easily formed even if the light transmissive plate material has a relatively large area.
さらに、本発明は、前記光透過性板材が、その内部に蛍光体または色素を含有していることを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that the light-transmitting plate material contains a phosphor or a pigment therein.
このような構成によれば、光透過性板材の照度を高めることができる。 According to such a configuration, the illuminance of the light transmissive plate material can be increased.
また、本発明は、前記光透過性板材の周縁部の端面のうち、前記照明用光源が設けられた側の端面に対向する端面には、前記照明用光源からの光を反射させる反射シートが設けられていることを特徴とする。 In the present invention, a reflection sheet that reflects light from the illumination light source is provided on an end surface of the peripheral edge of the light transmissive plate that faces the end surface on the side where the illumination light source is provided. It is provided.
このような構成によれば、光透過性板材の端面から光が漏れ出るのを防止でき、照明用光源からの光を有効に利用することができる。 According to such a configuration, it is possible to prevent light from leaking from the end face of the light-transmitting plate member, and it is possible to effectively use the light from the illumination light source.
さらに、本発明は、前記光透過性板材の下側の表面に、前記照明用光源からの光を拡散させて下方に出射させる拡散シートが設けられていることを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that a diffusion sheet that diffuses light from the illumination light source and emits it downward is provided on the lower surface of the light transmissive plate.
このような構成によれば、光透過性板材の下面から出射される光を拡散させて下方に出射させることで均一化することができる。特に、反射手段が半透過型反射ドットシートの場合に発生する光の反射量の濃淡である輝度斑を低減することができる。 According to such a configuration, the light emitted from the lower surface of the light transmissive plate material can be made uniform by diffusing and emitting the light downward. In particular, it is possible to reduce unevenness in brightness, which is a light reflection amount generated when the reflecting means is a transflective reflective dot sheet.
また、本発明は、前記光透過性板材の下側に、この光透過性板材を覆う光透過性カバーが設けられていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that a light transmissive cover for covering the light transmissive plate material is provided below the light transmissive plate material.
このような構成によれば、光透過性板材の下面から出射された光をさらに拡散することができる。また、光透過性カバーの上面(光透過性板材側面)をマット面とすれば、照明を和らげることもできる。さらに、カバーに顔料を添加すれば、色付きの照明とすることができる。 According to such a structure, the light radiate | emitted from the lower surface of the light transmissive board | plate material can further be spread | diffused. Further, if the upper surface of the light-transmitting cover (side surface of the light-transmitting plate material) is a mat surface, illumination can be reduced. Furthermore, if a pigment is added to a cover, it can be set as colored illumination.
さらに、本発明は、前記照明用光源が設けられた側の前記光透過性板材の周縁部の端面には、前記照明用光源からの光の前記光透過性板材内へ入射角度を調整するプリズムシートが設けられていることを特徴とする。 Furthermore, the present invention provides a prism that adjusts an incident angle of light from the illumination light source into the light transmissive plate at an end face of a peripheral portion of the light transmissive plate on the side where the illumination light source is provided. A sheet is provided.
このような構成によれば、発光手段からの光が光透過性板材に入射する際の入射角度を広げ、導光板の内部に光を均一に入射させることができる。 According to such a configuration, the incident angle when the light from the light emitting means is incident on the light transmissive plate can be widened, and the light can be uniformly incident on the inside of the light guide plate.
また、本発明は、前記照明用光源が、発光ダイオードにて構成されていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the illumination light source is constituted by a light emitting diode.
このような構成によれば、少ない消費電量で明るい照明を得られることができるとともに、発光手段の小型化が達成される。 According to such a configuration, bright illumination can be obtained with a small amount of power consumption, and the light emitting means can be reduced in size.
さらに、本発明は、前記発光ダイオードには、光を前方に反射させるリフレクターが設けられ、このリフレクターの前側開口部には、凸レンズが設けられていることを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that the light emitting diode is provided with a reflector that reflects light forward, and a convex lens is provided at a front opening of the reflector.
このような構成によれば、指向性を有する発光ダイオードからの光をリフレクターによって反射させ、凸レンズによってプリズムシートの位置に集光させることができる。 According to such a structure, the light from the light emitting diode having directivity can be reflected by the reflector and condensed at the position of the prism sheet by the convex lens.
また、本発明は、前記枠材には、前記光透過性板材の周縁部が挿入される把持溝が形成されており、前記照明用光源は、前記把持溝の底部側に収容されていることを特徴とする。 According to the present invention, the frame member is formed with a grip groove into which a peripheral edge of the light-transmitting plate material is inserted, and the illumination light source is accommodated on the bottom side of the grip groove. It is characterized by.
このような構成によれば、照明装置が枠材に強固に固定されるとともに、照明装置の省スペース化が図れる。さらに、光透過性板材が風雨に曝されても、照明用光源を収容する把持溝の内部に雨水が浸入することはない。 According to such a configuration, the lighting device can be firmly fixed to the frame member, and the space of the lighting device can be saved. Furthermore, even if the light-transmitting plate material is exposed to wind and rain, rainwater does not enter the inside of the holding groove that houses the illumination light source.
さらに、本発明は、前記把持溝の底部に、前記照明用光源を固定するためのネジ孔が形成されており、前記照明用光源は、オネジ部を備えており、このオネジ部を前記ネジ孔に螺合することで前記光透過性板材の端面との距離を調整可能に構成されていることを特徴とする。 Further, in the present invention, a screw hole for fixing the illumination light source is formed at the bottom of the gripping groove, and the illumination light source includes a male screw portion, and the male screw portion is connected to the screw hole. The distance between the light transmitting plate member and the end face of the light transmissive plate member can be adjusted.
このような構成によれば、照明用光源の取付けの際の位置決めを容易に行えるとともに、照明用光源と光透過性板材の端面との距離を微調整することができ、光を効率よく利用することができる。 According to such a configuration, it is possible to easily perform positioning when mounting the light source for illumination, and to finely adjust the distance between the light source for illumination and the end face of the light-transmitting plate member, thereby efficiently using light. be able to.
また、本発明は、前記把持溝には、前記光透過性板材の把持位置を規制する位置決めストッパが形成されていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that a positioning stopper for regulating a gripping position of the light transmissive plate material is formed in the gripping groove.
このような構成によれば、光透過性板材を把持溝に固定する際に、容易に正確な位置に固定することができ、照明用光源と光透過性板材の端面との距離を所望の値にすることができる。 According to such a configuration, when the light transmissive plate is fixed to the gripping groove, it can be easily fixed at an accurate position, and the distance between the illumination light source and the end surface of the light transmissive plate can be set to a desired value. Can be.
さらに、本発明は、前記枠材が、陽極酸化皮膜処理が施されたアルミニウムまたはアルミニウム合金製の押出形材にて構成されていることを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that the frame member is made of an extruded shape member made of aluminum or an aluminum alloy subjected to an anodized film treatment.
このような構成によれば、照明装置付屋根構造体全体の軽量化を図ることができるとともに、精度の高い枠材とすることができ、優れた耐候性と美観を備えることができる。 According to such a configuration, it is possible to reduce the weight of the entire roof structure with a lighting device, and to provide a highly accurate frame material, which can be provided with excellent weather resistance and aesthetics.
また、本発明は、前記光透過性板材が、一方向のみに湾曲したアール屋根形状を呈しており、前記照明用光源は、前記光透過性板材の湾曲した端面の側部に設けられていることを特徴とする。 Further, in the present invention, the light-transmitting plate material has a rounded roof shape that is curved in only one direction, and the illumination light source is provided on a side portion of the curved end surface of the light-transmitting plate material. It is characterized by that.
このような構成によれば、湾曲した屋根面であっても、照明用光源の向きが光透過性板材の平面方向に沿うので、照明用光源からの光を無駄なく利用できる。ここで、照明用光源は、複数設けて湾曲した枠材の長手方向に沿って所定間隔で配列すれば、照明用光源を特に加工する必要もなく施工が容易である。 According to such a structure, even if it is a curved roof surface, since the direction of the light source for illumination follows the plane direction of a light transmissive board | plate material, the light from the light source for illumination can be utilized without waste. Here, if a plurality of illumination light sources are provided and arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction of the curved frame member, the illumination light source is not particularly required to be processed and can be easily constructed.
さらに、本発明は、前記枠材を支持する柱材が中空形状に形成されており、前記バッテリーは、前記柱材の内部に収容されていることを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that a pillar material that supports the frame member is formed in a hollow shape, and the battery is housed inside the pillar material.
このような構成によれば、バッテリーが露出することがないので、バッテリーが風雨に晒されるのを防止できるとともに、照明装置付屋根構造体が優れた美観を備えることができる。 According to such a configuration, since the battery is not exposed, the battery can be prevented from being exposed to wind and rain, and the roof structure with a lighting device can have an excellent aesthetic appearance.
また、本発明は、請求項1乃至請求項23のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体を用いたことを特徴とするカーポート用屋根である。 Moreover, this invention is the roof for carports using the roof structure with a illuminating device of any one of Claim 1 thru | or 23.
このような構成によれば、夜間に快適な照明を得ることができるとともに、昼間でも開放感を得ることができるカーポート用屋根を得ることができる。 According to such a configuration, it is possible to obtain a carport roof that can provide comfortable illumination at night and can provide an open feeling even during the daytime.
さらに、本発明は、請求項1乃至請求項23のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体を用いたことを特徴とする待合スペース用屋根である。 Furthermore, this invention is the roof for waiting spaces characterized by using the roof structure with a illuminating device of any one of Claim 1 thru | or 23.
ここで、待合スペースとは、室外におけるバス停留所やタクシー乗り場などをいう。前記構成によれば、夜間に快適な照明を得ることができるとともに、昼間でも開放感を得ることができる待合スペース用屋根を提供することができる。 Here, the waiting space means a bus stop or a taxi stand outside the room. According to the said structure, while being able to obtain comfortable illumination at night, the roof for waiting spaces which can obtain an open feeling also at daytime can be provided.
本発明によれば、照明装置付屋根構造体、カーポート用屋根および待合スペース用屋根において、夜間に快適な照明を得ることができるとともに、昼間でも開放感を得ることができるといった優れた効果を発揮する。 According to the present invention, in the roof structure with a lighting device, the roof for a carport, and the roof for a waiting space, it is possible to obtain an excellent effect that a comfortable illumination can be obtained at night and an open feeling can be obtained even in the daytime. Demonstrate.
(第一実施形態)
まず、第一実施形態に係る照明装置付屋根構造体の構成について説明する。
(First embodiment)
First, the structure of the roof structure with a lighting device according to the first embodiment will be described.
図1および図2に示すように、照明装置付屋根構造体1は、例えばカーポート用屋根として用いられるものであって、上下方向に二枚積層された光透過性板材10,11(下側の光透過性板材11は図2参照)と、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネル30(図2参照)と、光透過性板材10,11およびソーラーパネル30を支持する枠材50と、ソーラーパネル30で変換した電気エネルギーを蓄えるバッテリー70(図4参照)と、照明用光源80(図2参照)とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the roof structure 1 with a lighting device is used as a roof for a carport, for example, and is composed of two
(光透過性板材)
光透過性板材10,11は、照明装置付屋根構造体1の屋根形状に応じてその形状が決定されており、例えば、平面視で略矩形状に形成されている。光透過性板材10,11は、その周縁部が枠材50に支持されて、屋根面を構成している。光透過性板材10,11は、照明装置付屋根構造体1の長手方向(図1中、X軸方向)に沿って直線状に形成され、且つ照明装置付屋根構造体1の短手方向(図1中、Y軸方向)に沿って湾曲したアーチ状に形成されている。上下の光透過性板材10,11は、二枚とも略同形状に形成されている。
(Light transmissive plate)
The shapes of the
二枚のうち、上側に位置する光透過性板材10(以下、「上側光透過性板材」という場合がある)は、例えば、光透過性樹脂板あるいは光透過性硝子板にて構成されている。この上側光透過性板材10は、ソーラーパネル30による発電量を考慮すると、透明なものであるのが好ましい。上側光透過性板材10の材料としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂などが挙げられるが、特にポリカーボネートやアクリル樹脂のように、強度、耐候性に優れた樹脂を用いることが好ましい。本実施の形態では、上側光透過性板材10は、前記の樹脂製の一枚の板状材から構成されているが、前記の任意の樹脂からなる板状材を二枚以上貼り合わせて強化樹脂合板としたものであってもよい。また、上側光透過性板材10は、マット加工などにより表面粗度を高くして樹脂板の表面で太陽光を散乱させる半透明樹脂板としてもよい。
Of the two sheets, the
下側に位置する光透過性板材11(以下、「下側光透過性板材」という場合がある)は、上下両面から光を放射するエッジライト式両面導光板によって構成されている。エッジライト式両面導光板は、その端面(エッジ)より照明用光源80からの光を導入し、この光がエッジライト式両面導光板の中を全反射しながら、エッジライト式両面導光板の平板方向(板が広がる方向)に進んで行くうちに、表面に設けられた後記する反射手段12に当たって向きを変え、全反射臨界角度より大きくなった成分の光がエッジライト式両面導光板の表面に出てくる現象を用いて、照明効果を得るものである。下側光透過性板材11(エッジライト式両面導光板)は、ポリメチルメタクリレート系、ポリカーボネート系、ポリスチレン系またはアクリル系などの光透過性樹脂板にて構成されている。この光透過性樹脂板は、ガラス板と比べると光透過率は低いが、エッジライト式両面導光板としての透過率は十分に確保できる。また、光透過性樹脂板は、強度が高く、軽量であるので、光透過性板材10,11の大面積化に対応することができる。
The
本実施形態では、光透過性板材10,11には、蛍光体が含有されている。蛍光体は、例えば、リン酸カルシウム3Ca3(PO4)2・Ca(F,Cl)2:Sbなどが用いられ、蛍光体を光透過性板材10,11に含有させると、近紫外線や可視光線が蛍光体に照射されて、蛍光を発するので、エッジライト式両面導光板の照度が高くなる。また、光透過性板材10,11には、蛍光体に代えて色素を含有させてもよい。色素を光透過性板材10,11に含有させると、屋根面が所望の色に着色できるので、周辺環境に馴染ませることができ、美観を高めることができる。
In the present embodiment, the
図2および図3に示すように、下側光透過性板材11の少なくとも一方の表面(本実施形態では上面)には、照明用光源80からの光を部分的に反射させる反射手段12が設けられている。反射手段12は、本実施形態では、半透過型反射ドットシートにて構成されており、光透過性板材11の上表面に付設されている。半透過型反射ドットシートは、ポリエチレン・テレフタレート(PET)やポリカーボネートなどの樹脂シート12aに、基材となるチタン白(TiO2)や沈降性硫酸バリウム(BaSO4)などの光学的に吸収がなく、反射率の高い顔料と樹脂バインダーを練り合わせた反射インク12bをスクリーン印刷法によって塗布することで製造されている。半透過型反射ドットシートは、反射インク12bが塗布された部分で光を反射・屈折(一部透過)させ、反射インク12bが塗布されていない部分で光を透過させることで半透過型となる。
As shown in FIGS. 2 and 3, at least one surface (upper surface in the present embodiment) of the lower light-transmitting
反射インク12bは、図3に示すように独特なグラデーションパターンに従って塗布される。具体的には、照明用光源80の光の放射方向に沿っており、照明用光源80に近い部分は小さく、照明用光源80から遠くなるに従って大きくなるように、反射インク12bが塗布される。ところで、本実施形態では、下側光透過性板材11の両側に照明用光源80が設けられているので、中間部分が大きくなるように反射インク12bが塗布されており、下側光透過性板材11の平面的に見て反射量が均一になるように構成されている。半透過型反射ドットシートは、下側光透過性板材11の上面に貼り付けられるために、反射インク12bが印刷された面とは反対面に接着剤が塗布される。すなわち、半透過型反射ドットシートは、反射インク12bが印刷された面が上側になるように配置され、その下面に接着剤が塗布される。接着剤は、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などが使用される。なお、粘着テープなどに使用される接着剤を使用してもよい。
The
なお、本実施形態では、反射手段12として、半透過型反射ドットシートが採用されているが、これに限定されるものではない。例えば、図6の(a)に示すように、下側光透過性板材11の上面に反射インク12cを直接印刷して反射ドットを形成して、これを反射手段としてもよい。この場合、反射インク12cは、下側光透過性板材11の上面にチタン白(TiO2)や沈降性硫酸バリウム(BaSO4)などの光学的に吸収がなく、反射率の高い顔料と樹脂バインダーを練り合わせた反射インク12cをスクリーン印刷法によって塗布することで構成されている。反射ドットの形状は、半透過型反射ドットシートと同様のグラデーションパターンに従って塗布される。
In the present embodiment, a transflective reflective dot sheet is employed as the reflecting means 12, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6A, the
また、反射手段12は、図6の(b)に示すように、下側光透過性板材11の上面に形成される反射溝13にて構成してもよい。反射溝13は、例えば、断面V字状を呈して複数形成されており、下側光透過性板材11の射出成形の際に、型に加工された凸部により一体形成される。また、反射溝13は、下側光透過性板材11の表面に切削加工などによって形成してもよい。このような構成によれば、反射溝13へ入射する光はその入射角によって、光が下方へ反射したり上方へ出射したりするので、反射手段12は半透過型となる。
Moreover, you may comprise the reflection means 12 in the reflective groove |
図2および図3に示すように、下側光透過性板材11の周縁部の端面のうち、少なくとも照明用光源80が配置された側の端面に対向する端面には、反射シート14が設けられている。反射シート14は、下側光透過性板材11の端面から外側へ逃げようとする光を下側光透過性板材11内に戻すために設けられた反射手段である。本実施形態では、照明用光源80は、下側光透過性板材11の両側(図2中、左右方向両側)に設けられているので、反射シート14は、紙面左右方向両側の端面に設けられている。さらに、反射シート14は、紙面表裏方向両端の端面にも設けられており、下側光透過性板材11の周縁部全周に亘って設けられている。反射シート14は、ポリエチレン・テレフタレート(PET)やポリカーボネートなどの光学的に透明度の高い樹脂を発泡させて製造されている。この際に形成される泡の直径は数μm程度であるが、泡の密度が高いほど反射率は高くなる。なお、反射シート14は、下側光透過性板材11よりも光屈折率が低い接着剤によって下側光透過性板材11に接着されている。反射シート14は、下側光透過性板材11の外側からの光は内側へ向かって透過させ、内側からの光は反射させるように構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
下側光透過性板材11の周縁部の端面のうち、照明用光源80が配置された側の端面には、照明用光源80からの光の下側光透過性板材11内への入射角度を調整するプリズムシート17が設けられている。プリズムシート17は、照明用光源80の光照射方向前方に配置され、照明用光源80からの光が下側光透過性板材11に入射する際の入射角度を広げるように構成されている。プリズムシート17は、平面矩形形状を呈しており、樹脂系接着剤によって、下側光透過性板材11の端面で照明用光源80に対向する位置に貼り付けられている。本実施形態では、照明用光源80は、後記するように枠材50の長手方向に沿って所定の間隔で複数設けられているので、プリズムシート17は、各照明用光源80に対向して、下側光透過性板材11の端面に沿って所定の間隔で複数設けられている。下側光透過性板材11の端面のプリズムシート17が設けられる部分では、反射シート14が切り欠かれており、開口部が形成されている。この開口部にプリズムシート17が設けられる。すなわち、照明用光源80の前面に位置する下側光透過性板材11の端面にはプリズムシート17が貼り付けられており、その他の部分の端面には反射シート14が貼り付けられている。
Of the end faces of the peripheral portion of the lower
下側光透過性板材11の下面には、照明用光源80からの光を拡散させて下方に出射させる拡散シート15が布設されている。拡散シート15は、下側光透過性板材11の下面全体を覆うように貼り付けられている。拡散シート15は、ポリエチレン・テレフタレート(PET)やポリカーボネートなどの光学的に透明度の高い樹脂と、この樹脂とは屈折率の異なる樹脂を不均一に混合して形成されている。拡散シート15は、その片側表面(下面)に凹凸を形成したマットタイプのシートとしてもよい。
A
(照明用光源)
図2および図3に示すように、本実施形態では、照明用光源80は、発光ダイオードにて構成されている。発光ダイオードは、電子と正孔の再結合によって可視光あるいは紫外光を発する発光素子を利用するものであれば、どのようなタイプのものであってもよい。発光素子としては、例えば、赤色、緑色、青色ダイオードのいずれの発光ダイオードを使用してもよいし、またこれら3色の発光ダイオードを組み合わせて白色光を発するものとしてもよい。
(Light source for lighting)
As shown in FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, the
本実施形態では、発光ダイオードは、少なくとも発光層が窒化物半導体である発光素子と、この発光素子が発光する光の少なくとも一部を吸収して波長変換することで蛍光を発する無機蛍光体とを有するものである。具体的には、紫外LED発光素子として発光スペクトルが主ピークとして350nm〜390nmに発光可能なものが使用されている。この場合、発光層は、有機金属気相成長法(MOCVD法)などによって、例えばサファイア基板上にAlNなどの低温バッファー層を設け、その上部にAlGaN厚膜、AlGaN系のn型窒化物半導体とp型窒化物半導体の薄膜を形成させてあり、クラッド層としてInAlGaN発光層を形成させたものが挙げられる。勿論、半導体層に用いる材料やその組成によって、発光波長を種々選択することができる。 In the present embodiment, the light-emitting diode includes a light-emitting element in which at least a light-emitting layer is a nitride semiconductor, and an inorganic phosphor that emits fluorescence by absorbing at least part of light emitted from the light-emitting element and converting the wavelength. I have it. Specifically, an ultraviolet LED light emitting element that can emit light at 350 nm to 390 nm as the main peak of the emission spectrum is used. In this case, the light emitting layer is provided with a low-temperature buffer layer such as AlN on a sapphire substrate by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), and an AlGaN thick film, an AlGaN-based n-type nitride semiconductor, A p-type nitride semiconductor thin film is formed, and an InAlGaN light emitting layer is formed as a cladding layer. Of course, various emission wavelengths can be selected depending on the material used for the semiconductor layer and its composition.
また、無機蛍光体としては、白色発光するものとして、例えば、3Ca3(PO4)2・Ca(F,Cl)2:Sbなどが挙げられる。この他、青色、緑色、赤色の各色発光の蛍光体混合物からなる白色発光する混合蛍光体とすることも可能である。これら蛍光物質を利用する場合には、硝子などの透光性無機部材や樹脂などの透光性有機部材中にこれら蛍光物質を適量混合させて形成させても良い。さらにこれら蛍光物質と有機バインダーと溶媒の混合物を硝子などの内壁あるいは外壁に塗布した後、加熱してバインダーと溶媒のみを分解ガス化して飛ばしてもよい。このような発光装置とすれば、無機蛍光体によって発光ダイオードの発する紫外線を効率よく白色光に変換することで、明るい照明を得ることができる。 Examples of the inorganic phosphor that emits white light include 3Ca 3 (PO 4 ) 2 .Ca (F, Cl) 2 : Sb. In addition, a mixed phosphor that emits white light and is composed of a phosphor mixture of blue, green, and red light emission. When these fluorescent materials are used, they may be formed by mixing an appropriate amount of these fluorescent materials in a light-transmitting inorganic member such as glass or a light-transmitting organic member such as resin. Further, after applying a mixture of the fluorescent material, the organic binder, and the solvent to the inner wall or the outer wall of glass or the like, it may be heated to decompose and gasify only the binder and the solvent. With such a light emitting device, bright illumination can be obtained by efficiently converting the ultraviolet rays emitted from the light emitting diodes into white light by the inorganic phosphor.
照明用光源80は、枠材50の長手方向に沿って所定の間隔で複数設けられている(図3参照)。なお、具体的な照明用光源80の固定構造は枠材50の構造を説明する際に後述する。
A plurality of
発光ダイオードからなる照明用光源80の周囲には、リフレクター82が設けられ、このリフレクター82の前側開口部には、凸レンズ83が設けられている。
A
リフレクター82は、耐熱衝撃性に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合金板をプレス加工することで形成されており、その表面(照明面)は、CMP(Chemical Mechanical Polishing(化学・機械的研磨))によって研磨されて、その表面粗さが小さくなっている。リフレクター82は、発光ダイオードを覆うように傘状に形成されており、発光ダイオードから後方に照射された光を、発光ダイオードの正面方向に反射させるようになっている。なお、リフレクター82は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製に限られるものではない。例えば、ガラス板の表面にアルミニウムなどの金属を蒸着させたガラス製リフレクターであってもよい。
The
凸レンズ83は、ガラスあるいは光透過性樹脂にて構成されており、リフレクター82で反射された光を下側光透過性板材11の端面に向かって収束させるようになっている。凸レンズ83は、リフレクター82の前側開口部に接着あるいは嵌合されて固定されている。
The
(ソーラーパネル)
図2および図3に示すように、ソーラーパネル30は、薄膜系太陽電池セル31に、光透過性のバックシート32を布設して構成されている。ソーラーパネル30は、フィルム状を呈して適度な柔軟性を備えており、光透過性板材10,11の面形状に追従可能なフレキシブルパネルとなっている。薄膜系太陽電池セル31は、例えば、光透過性を備えた薄膜シリコン型太陽光発電セルが用いられている。薄膜系太陽電池セル31は、薄く形成されて、光の透過性が高められている。薄膜シリコン型太陽光発電セルは、柔軟性を有する基板の上に、アモルファスシリコン(a−Si:H)や微結晶シリコン(μc−Si:H)等からなる数μmの薄膜を形成して構成されており、一枚ものの大面積に形成されている。薄膜は、CVD(化学気相成長)法等によって形成される。なお、薄膜系太陽電池セル31は、従来の結晶系ウェハ型の太陽光発電セルと比較して発電効率が低いが、大面積に形成することで、発電量を確保している。本実施形態の薄膜系太陽電池セル31は、薄膜が基板の両面に形成されており、両面で受光して発電可能な太陽電池セルとなっている。
(solar panel)
As shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、本実施形態では、厚さが数μmの薄膜を基板上一面に形成してなる薄膜系太陽電池セル31を用いているがこれに限定されるものではない。例えば、図7に示すように、基板35上に、厚さが150〜300μmであるpc−Si型(多結晶Si型)の太陽電池セル36等を所定の隙間を空けて配置するようにしてもよい。この場合、太陽電池セル36自体に光透過性はないが、太陽電池セル36が配置されていない隙間部分を通して光が透過するようになっている。図7では、太陽電池セル36は、紙面上下左右に所定の間隔をあけて配置されているが、その配列形状は図示したものに限定される趣旨ではない。
In this embodiment, the thin film
図2および図3に示すように、バックシート32は、薄膜を保護するために薄膜系太陽電池セル31の表面を覆って布設されるものであって、本実施形態では、薄膜系太陽電池セル31の上下の両表面をそれぞれ覆って布設されている。バックシート32は、太陽光の少なくとも一部を透過するようになっている。具体的には、バックシート32は、三層構造を呈しており、最外層は、耐候性に優れたフィルム、またはシート材料(フッ素樹脂フィルム、フッ素樹脂塗膜、耐熱低オリゴマー、PETフィルム等)にて構成されている。中間層は、水蒸気バリアー性に優れた光透過性の蒸着PETフィルム等を設置して構成されている。最内層は、耐熱性、耐湿性、耐電性等に優れた電気絶縁用PETフィルムにて構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
以上のような構成のソーラーパネル30は、上側光透過性板材10と下側光透過性板材11との間に配置されている。ソーラーパネル30は、上側光透過性板材10の下面、または下側光透過性板材11の上面に接着剤を介して貼り付けて布設されている。なお、ソーラーパネル30は、接着剤を介さずに、上側光透過性板材10と下側光透過性板材11とで挟持するようにしてもよい。
The
ソーラーパネル30には、バッテリー70が接続されている。図4に示すように、
バッテリー70は、枠材50を支持する柱材52の内部に収容されている。柱材52は、中空形状に形成されており、その内部に設置された収容ボックス71に収容されている。柱材52の側面には、開閉蓋63が形成されており、その内部には、板状の載置台64が設けられている。載置台64上には収容ボックス71が載置される。収容ボックス71には、開閉可能な蓋体72と、内部に空気を送る送風ファン73と、排気口74とが設けられている。送風ファン73は、収容ボックス71の上面に設けられ、排気口74は、収容ボックス71の側面の下部に形成されている。
A
The
バッテリー70は、例えば、アルカリ蓄電池、ニッケル-水素蓄電池、リチウムイオン電池などで構成されている。バッテリー70は、前記の電池に限られるものではなく、小型で軽量、高性能の充電式電池であればどのような蓄電池であってもよい。これらの中で、リチウムイオン電池はエネルギー密度が高いため、特に好ましい。一般的には、正極はLiCoO2、負極はC、セパレータとしての電解質にはLiClO4、LiPF6などのLiイオンを含む有機電解液が使用されている。ここでLiイオンは正極、負極の材料の結晶中に出入りすることができ、充電、放電できる仕組みとなっている。Liイオン電池内において、充電中はセパレータを介してLiイオンが正極から負極に移動し、逆に放電中はLiイオンが負極から正極に移動する。
The
バッテリー70は、ソーラーパネル30の薄膜系太陽電池セル31および照明用光源80と接続されており、薄膜系太陽電池セル31で発電された電気を充電しておくとともに、夜間などの照明が必要となる時間帯には、照明用光源80の電源として作動する。
The
バッテリー70および照明用光源80には、制御部(図示せず)が接続されている。制御部は、バッテリー70への過充電を防止するとともに、バッテリー70から照明用光源80へ供給される電力のオン・オフや供給量を制御するものである。制御部には、周囲の明るさに応じて照明用光源80を点灯させる光センサ(図示せず)が設けられている。光センサは、例えば屋根面の上面でソーラーパネル30の受光の妨げにならない位置に設けられている。
A controller (not shown) is connected to the
(枠材)
図1に示すように、枠材50は、金属形材からなる梁材51で格子状の区画を有するように構成されている。梁材51は、柱材52によって支持されている。柱材52は、所定の間隔で地盤に立設されており、その下端部にベースプレート53を有している。ベースプレート53には、地盤の基礎に設けられたアンカーボルト(図示せず)が挿通されて、柱材52を地盤に固定するようになっている。梁材51は、隣り合う柱材52間で架け渡される大梁54と、互いに対向する大梁54,54間に架け渡されるつなぎ梁55とで構成されている。これらの大梁54およびつなぎ梁55は、中空状に形成されており、必要に応じて、内側あるいは外側に補強リブ(図示せず)が形成されている。
(Frame material)
As shown in FIG. 1, the
梁材51および柱材52は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の押出形材にて構成されている。アルミニウム合金製の押出形材は、6063合金をベースとして形成されている。6063合金をベースとした押出形材は、押出後の熱処理によってMg2Siがマトリックス中に微細に析出するため、強度、靭性が高い。さらに、押出形材の表面には、陽極酸化皮膜処理が施されており、耐食性、耐候性に優れている。陽極酸化皮膜処理の工程で、封孔処理前に表面の酸化皮膜中に顔料を含有させることにより、多様な色調の形材として美観を向上することも可能である。なお、本実施の形態では、梁材51および柱材52は中空状(ホロー)に形成されているが、中実状(ソリッド)であってもよい。
The
梁材51によって、屋根面のフレームが構成されている。ここで、梁材51は、図1中に示したY軸方向に延在する大梁54およびつなぎ梁55は円弧状に湾曲して形成され、X軸方向に延在する大梁54およびつなぎ梁55は直線状に形成されている。これによって、屋根面は、一方向(Y軸方向)のみに湾曲したアール屋根形状を呈しており、これにともなって、屋根面を構成する光透過性板材10,11も、それぞれが一方向(Y軸方向)のみに湾曲したアール屋根形状を呈することとなる。Y軸方向に延在する大梁54およびつなぎ梁55は、一旦、直線状の押出形材として成形した後に、湾曲させて形成されている。
The
図2および図3に示すように、梁材51は、光透過性板材10,11の周縁部を支持するようになっている。具体的には、大梁54およびつなぎ梁55の光透過性板材10,11側の側面には、把持溝56がそれぞれ形成されており、この把持溝56に光透過性板材10,11の周縁部が挿入されて支持されることとなる。把持溝56は、中空の梁材51の側面を開口するように成形することで形成され、梁材51の中空部が把持溝56の内部空間を構成することとなる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2に示すように、光透過性板材10,11は、その周縁部が、把持溝56に挿入されて固定されている。光透過性板材10,11の周縁部は、把持溝56の上下枠を構成する上下のプレート部57,57で挟持されている。プレート部57,57の先端には弾性シール部材58,58がそれぞれ設けられている。弾性シール部材58は、ゴムパッキンにて構成されており、上側光透過性板材10の上面と上側のプレート部57の先端部との間、および下側光透過性板材11の下面と下側のプレート部57の先端部との間に、それぞれ圧縮状態で設けられている。これによって、ソーラーパネル30を挟むように配置された光透過性板材10,11を挟持するための適度な押圧力を得ることができるとともに、把持溝56内に雨水や結露水が浸入するのを防止できる。
As shown in FIG. 2, the peripheral portions of the light
把持溝56の底部(奥側)には、照明用光源80を固定するためのネジ孔61が所定の間隔をあけて複数形成されている。一方、照明用光源80は、発光ダイオードの基端部の外周に、ネジ孔61に螺合するオネジ部81を備えている。照明用光源80は、そのオネジ部81をネジ孔61に螺合することで、下側光透過性板材11の端面との距離を調節可能に構成されている。つまり、オネジ部81をネジ孔61に螺合させることで、照明用光源80が軸方向に沿って移動するので、所望の位置で回転を止めることで軸方向位置を調整できる。また、ネジ孔61にオネジ部81を螺合させるといった簡単な作業だけで、照明用光源80の取付けを行うことができるとともに、照明用光源80の取付位置のガイドとすることができる。
A plurality of screw holes 61 for fixing the
本実施形態のように、屋根面が一方向(Y軸方向)のみに湾曲したアール屋根形状を呈している場合、ネジ孔61は、湾曲した枠材50(大梁54およびつなぎ梁55)に形成されており、照明用光源80が、下側光透過性板材11の平面方向(X軸方向)に沿って光を出射するように構成されている。
When the roof surface has a rounded roof shape that is curved only in one direction (Y-axis direction) as in the present embodiment, the
光透過性板材10,11を固定するための把持溝56の下方には、この把持溝56に平行な第二把持溝59が形成されている。第二把持溝59は、光透過性板材10,11の下方に設けられる光透過性カバー16を把持する。光透過性カバー16は、第二把持溝59の上下枠を構成する上下のプレート部57,57で挟持されている。なお、第二把持溝59の上側のプレート部57は,把持溝56の下側のプレート部57と兼用されている。第二把持溝59のプレート部57,57の先端で光透過性カバー16との間には、把持溝56と同様に、弾性シール部材58,58がそれぞれ圧縮状態で設けられており、各プレート部57,57で光透過性カバー16を把持するように構成されている。
A
光透過性カバー16は、下側光透過性板材11の下方で、この下側光透過性板材11を覆うように設けられている。光透過性カバー16は、拡散シート15から出射された光をさらに拡散させるために設けられたものであって、例えば、光透過性樹脂板にて構成されている。光透過性カバー16は、下側光透過性板材11側の表面(上面)に凹凸を形成してマット面が形成されている。これによれば、照明を和らげることができる。
The
枠材50の把持溝56の底部の裏側にも中空スペース60が形成されている。この中空スペース60は、照明用光源80の電力供給用コード(図示せず)が配設される配線スペースとして利用される。このような構成によれば、外部に配線(電力供給用コード)が露出されることなく、配線が雨水などに曝されるのを防止できるとともに、美観を得ることができる。
A
次に、前記構成による照明装置付屋根構造体1の作用について説明する。 Next, the effect | action of the roof structure 1 with an illuminating device by the said structure is demonstrated.
かかる照明装置付屋根構造体1によれば、ソーラーパネル30は、薄膜シリコン型太陽光発電セルからなる薄膜系太陽電池セル31と、光透過性のバックシート32とを備え、上下二枚の光透過性板材10,11間に配置されているので、昼間においては、図5の(a)に示すように、屋根面の下方に太陽光が差し込むとともに天井面が明るくなる。具体的には、太陽光の一部は、図5中、太線で示すように、上側光透過性板材10、ソーラーパネル30、下側光透過性板材11の順で屋根面を透過する。反射手段12を構成する半透過型反射ドットシートでは、太陽光の一部は、反射インク12bが塗布されていない樹脂シート12a部分を透過し、また、反射インク12bが塗布されている樹脂シート12a部分でもある程度透過する。そして、下側光透過性板材11に入射した太陽光は、その内部に含有された蛍光体に照射されて蛍光を発するので、その照度が高くなる。下側光透過性板材11に色素を含有させた場合には、屋根面が所望の色に発光して美観を高めることができる。
According to the roof structure 1 with the lighting device, the
一方、太陽光の一部は、ソーラーパネル30の薄膜系太陽電池セル31の上面で受光されるので、ソーラーパネル30で発電を行い、バッテリー70に蓄電することができる。また、ソーラーパネル30を透過した太陽光の一部は、反射手段12の反射インク12bによって、上方に反射され、薄膜系太陽電池セル31の下面で受光されるので、ソーラーパネル30で発電を行い、バッテリー70に蓄電することができる。
On the other hand, a part of sunlight is received by the upper surface of the thin-film
また、本実施形態では、ソーラーパネル30が、上側光透過性板材10の下面、または下側光透過性板材11の上面に布設されて接着固定されているので、上下二枚の光透過性板材10,11とソーラーパネルを一体的に把持することができ、構造が簡素化され、照明装置付屋根構造体1の製造を効率的に行うことができる。
In this embodiment, since the
一方、ソーラーパネル30が、光を透過可能な薄膜シリコン型太陽光発電セルからなる薄膜系太陽電池セル31を備えて構成されているので、薄膜系太陽電池セル31をソーラーパネル30全体に布設することができ、受光面積を大きく確保できる。また、薄膜系太陽電池セル31はフィルム状で、光透過性板材10,11の面形状に追従可能なフレキシブルパネルにて構成されているので、本実施形態のように、平板形状以外の形状の光透過性板材10,11に追従して設けることができるので、屋根形状のデザインの自由度を高めることができる。
On the other hand, since the
また、ソーラーパネル30で太陽エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリー70に蓄えているので、夜間においても、照明用光源80によって快適な照明を得ることができる。
Moreover, since solar energy is converted into electrical energy by the
具体的には、照明用光源80からの光が下側光透過性板材11の端面からその内部に入射される。ここで、照明用光源80は発光ダイオードにて構成されているので、少ない消費電量で明るい照明を得られることができるとともに、照明用光源80の小型化が達成され、枠材50の薄型化に貢献している。これによって、照明装置付屋根構造体1を見る者に軽快な印象を与えることができる。さらに、発光ダイオードを、枠材50内に所定の間隔をあけて複数設けるようにしているので、枠材50が湾曲している場合であっても、照明用光源80に特殊な加工を施すことなく、照明用光源80を形成することができる。
Specifically, the light from the
また、発光ダイオードの周囲にはリフレクター82が設けられ、このリフレクター82の前側開口部には、凸レンズ83が設けられているので、発光ダイオードからの光は、リフレクター82で前方に反射され、凸レンズ83によって下側光透過性板材11の端面に向かって収束される。したがって、発光ダイオードからの光を無駄にすることなく効率的に利用できる。さらに、照明用光源80は、オネジ部81を備えており、把持溝56の底部に形成されたネジ孔61に螺合するようになっているので、軸方向位置の調整を行うことができ、発光ダイオードの光をプリズムシート17の位置で収束させることができる。そして、このプリズムシート17によって、発光ダイオードからの光が下側光透過性板材11に入射する際の入射角度を広げることができるので、下側光透過性板材11の内部に光を均一に入射することができ、下側光透過性板材11内での光の伝達を好適に行うことができる。
In addition, a
下側光透過性板材11の端面からその内部に入射された光は、下側光透過性板材11の上面と下面との間で全反射を繰り返しながら、他方の端面に進んでいく。その途中で、入射された光は、反射手段12である反射ドットシートの反射インク12bで形成された反射ドットに当たって、反射ドット内で乱反射して、下側光透過性板材11の下面(照明面)またはその反対方向(上面)に向かって放射される。下面に向かって放射された光は、スネルの法則に従って、下面への入射角が全反射の臨界角よりも大きい場合は下面から下側光透過性板材11の下方外部へ放射され、一方、前記入射角が全反射の臨界角よりも小さい場合は下面で上方に反射されて下側光透過性板材11の内部へ戻る。このとき、反射インク12bは、発光ダイオードの配置に応じたグラデーションパターンに従って塗布されているので、効率的に光を反射させることができ、照度を高めることができる。また、下側光透過性板材11に入射された光は、その内部に含有された蛍光体に照射されて蛍光を発するので、下側光透過性板材11の照度が高くなる。さらに、下側光透過性板材11に色素を含有させた場合には、屋根面が所望の色に発光して美観を高めることができる。
The light incident on the inside from the end face of the lower
一方、下側光透過性板材11の上面で反射ドットがない部分に放射された光は、上面への入射角が全反射の臨界角よりも大きい場合に上面から下側光透過性板材11の上方外部へ放射される。ここで、ソーラーパネル30は、薄膜系太陽電池セル31の薄膜が基板の両面に形成されており、両面で受光して発電可能な太陽電池セルとなっているので、下側光透過性板材11から放射される光を利用して発電することが可能である。照明用光源80として使用される発光ダイオードから放射される光のピーク波長、薄膜系太陽電池セル31に用いられる半導体の種類等にもよるが、下側光透過性板材11から上方外部へ放射される光エネルギーのうち5%程度のエネルギーを電気エネルギーとして回収でき、光の損失を低減することができる。
On the other hand, the light emitted to the portion where there is no reflective dot on the upper surface of the lower light-transmitting
また、下側光透過性板材11の周縁部の端面のうち、少なくとも照明用光源80が配置された側の端面に対向する端面に、反射シート14が設けられているので、下側光透過性板材11の端面から外部に出射しようとする光を内側へと反射して、下側光透過性板材11内部に戻すことができ、照明用光源80からの光を無駄にすることなく効率よく利用することができる。特に、本実施の形態では、下側光透過性板材11の端面全周に亘って反射シート14を設けているので、下側光透過性板材11に入射された光は端面から逃げることはない。
Moreover, since the
本実施の形態では、下側光透過性板材11の下面に、照明用光源80からの光を拡散させて下方に出射させる拡散シート15が設けられているので、下側光透過性板材11の下面から出射される光を拡散させて均一化することができ、安定した照度の照明を得ることができる。さらに、光を拡散することで、反射手段12(反射ドットシート)によって発生する光の反射量の濃淡である輝度斑を低減することができ、照明ムラをなくすことができる。
In the present embodiment, since the
さらに、下側光透過性板材11の下方に、この下側光透過性板材11を覆う光透過性カバー16が設けられているので、下側光透過性板材11の下面から出射された光をさらに拡散することができる。また、光透過性カバー16の上面(導光板側面)をマット面とすれば、照明を和らげることもできる。また、光透過性カバー16に顔料を添加すれば、色付きの照明とすることができ、照明装置付屋根構造体1の美観およびデザイン性を高めることもできる。
Further, a
また、本実施形態では、下側光透過性板材11が、エッジライト式両面導光板によって構成されているので、少ない光で大きい照明面を得ることができる。特に、エッジライト式両面導光板は、上下両面から光を放射するので、上方に放射される光を利用してソーラーパネル30で発電することができる。
Moreover, in this embodiment, since the lower side light transmissive board |
また、照明用光源80は、湾曲する枠材50(大梁54およびつなぎ梁55)に設けられており、その枠材50の延出方向の直交方向に光を出射するように構成されてので、湾曲する下側光透過性板材11の内部であっても、照明用光源80からの光は平面方向に伝達されることとなり、その反射角度を一定に保つことができるので、全反射を繰り返すことができる。
The
本実施形態では、屋根面の全体にソーラーパネル30を設けて構成されているが、これに限定されることはない。例えば、図8に示すような種々の配置形状としてもよい。図8の(a)は、屋根面を3行3列に9分割し、中央の1行および1列にソーラーパネル30を上下の光透過性板材10,11で挟んだサンドイッチパネルP1を設け、その他の部分(四隅)には、透明樹脂板からなる透明パネルP2を設けている。このような構成によれば、サンドイッチパネルP1が平面視十字状を呈し、デザイン性が向上するとともに、昼間には透明パネルP2から多くの採光を得られる。図8の(b)は、屋根面を3行3列に9分割し、中央の一枚部分のみにサンドイッチパネルP1を設け、その他の部分には透明パネルP2を設けている。このような構成によれば、昼間における採光量を多くすることができる。図8の(c)は、屋根面を3行3列に9分割し、対角線上位置にサンドイッチパネルP1を設け、その他の部分には透明パネルP2を設けている。このような構成によれば、サンドイッチパネルP1が平面視X字状を呈し、デザイン性が向上している。
In the present embodiment, the
図8の(d)は、屋根面の中心線上に帯状のサンドイッチパネルP1を設け、その両側には略矩形の透明パネルP2を設けている。サンドイッチパネルP1の長手方向両端部に照明用光源80を設けている。このような構成によれば、照明を帯状に形成することによって、照明をデザイン上のアクセントとすることができる。また、照明用光源80は少ない個数で済むので、省エネルギー化および低コスト化が図れる。
In FIG. 8D, a belt-like sandwich panel P1 is provided on the center line of the roof surface, and a substantially rectangular transparent panel P2 is provided on both sides thereof. Illumination
(第二実施形態)
本発明に係る照明装置付屋根構造体の第二実施形態では、図9に示すように、上下の光透過性板材10,11およびソーラーパネル30を一体的に固定する把持溝56内に、光透過性板材10,11の把持位置を規制する位置決めストッパ65が形成されている。位置決めストッパ65は、把持溝56の上下のプレート部57,57の内側の上下面に、互いに向き合うように突出してそれぞれ形成されている。位置決めストッパ65は、把持溝56の長手方向に沿って延在する突条として形成されていてもよく、また把持溝56の長手方向に沿って所定の間隔をあけて複数個所に形成されていてもよい。上下の位置決めストッパ65,65間の隙間は、照明用光源80(発光ダイオード)からの光が通過できる高さとなるように構成されている。このような構成によれば、光透過性板材10,11およびソーラーパネル30を、把持溝56に固定する際に、容易に正確な位置に固定することができ、照明用光源80と下側光透過性板材11の端面との距離を所望の値にすることができる。
(Second embodiment)
In the second embodiment of the roof structure with a lighting device according to the present invention, as shown in FIG. 9, light is provided in the holding
光透過性カバー16を把持する第二把持溝59にも、前記と同等形状の位置決めストッパ65が形成されている。なお、その他の構成については、前記第一実施形態と同様であるので、同じ符号を付してその説明を省略する。
A
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、光透過性板材10,11を構成するエッジライト式両面導光板は、光透過性樹脂板に限られるものではなく、ガラス板で形成してもよい。エッジライト式両面導光板をガラス板で形成すれば、光透過性樹脂板よりも高い透過率を得ることができるので、照度を高めることができる。光透過性樹脂板を採用するかガラス板を採用するかは、要求される照度、構造強度、形状などに応じて適宜決定される。
As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, a design change is possible suitably. For example, the edge light type double-sided light guide plate constituting the light
また、本発明の枠材50や柱材52は、アルミニウム製やアルミニウム合金製に限られるものではなく、必要な強度を有していればスチール、ステンレス、チタンや銅あるいは木材など他の材質であっても適用できるのは勿論である。但し、重量やコストや美観を考慮すると、枠材50や柱材52をアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成するのが好ましい。
Further, the
さらに、前記実施の形態では、枠材50は柱材52に支持されているが、これに限られるものではなく、例えば、隣接する構造物の壁面などに枠材50を直接固定するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
また、本発明に係る照明装置付屋根構造体1は、カーポート用屋根2として利用するのに限られるものではないのは勿論である。例えば、待合スペース用屋根や、公園内の休憩所や住宅のテラスなどで用いることも可能である。 Moreover, it cannot be overemphasized that the roof structure 1 with a illuminating device which concerns on this invention is not restricted to utilizing as the roof 2 for carports. For example, it can be used on a waiting space roof, a resting place in a park, a terrace of a house, or the like.
1 照明装置付屋根構造体
10 光透過性板材
11 光透過性板材
12 反射手段
13 反射溝
14 反射シート
15 拡散シート
16 光透過性カバー
17 プリズムシート
30 ソーラーパネル
32 バックシート
50 枠材
56 把持溝
61 ネジ孔
65 位置決めストッパ
70 バッテリー
80 照明用光源
81 オネジ部
82 リフレクター
83 凸レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Roof structure with illuminating
Claims (25)
前記ソーラーパネルは、光透過性のバックシートを備え、上下二枚の前記光透過性板材間に配置されており、
下側に配置される前記光透過性板材は、上下両面から光を放射するエッジライト式両面導光板によって構成されている
ことを特徴とする照明装置付屋根構造体。 A light transmissive plate laminated in the vertical direction, a solar panel that converts solar energy into electric energy, a frame that supports the two light transmissive plates and the solar panel, and the solar panel A roof structure with a lighting device including a battery for storing converted electrical energy and a light source for lighting,
The solar panel includes a light transmissive back sheet, and is disposed between the two light transmissive plate members on the upper and lower sides.
The said light-transmitting board | plate material arrange | positioned below is comprised by the edge-light type double-sided light-guide plate which radiates | emits light from upper and lower surfaces. The roof structure with an illuminating device characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置付屋根構造体。 The roof structure with a lighting device according to claim 1, wherein the solar panel includes a thin film solar cell.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置付屋根構造体。 The solar panel is laid and fixed on a lower surface of the light-transmitting plate member disposed on the upper side or an upper surface of the light-transmitting plate member disposed on the lower side. Item 3. A roof structure with a lighting device according to Item 2.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置付屋根構造体。 The roof structure with a lighting device according to claim 1 or 2, wherein the solar panel is sandwiched and fixed by the two light-transmitting plate members on the upper and lower sides.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 The said solar panel is comprised with the flexible panel which can follow the surface shape of the said light-transmitting board | plate material. The roof structure with an illuminating device of any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. body.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 The roof structure with a lighting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the solar panel includes solar cells that receive light on both sides and can generate electric power.
前記光透過性板材の少なくとも一方の表面に、前記照明用光源からの光を部分的に反射させる反射手段を設けた
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 The light source for illumination is provided on an end surface side portion of a peripheral portion of the light transmissive plate material,
The reflection means for partially reflecting the light from the illumination light source is provided on at least one surface of the light transmissive plate member. Roof structure with lighting device.
ことを特徴とする請求項7に記載の照明装置付屋根構造体。 The roof structure with a lighting device according to claim 7, wherein the reflecting means is configured by a semi-transmissive reflective dot sheet attached to a surface of the light transmissive plate member.
ことを特徴とする請求項7に記載の照明装置付屋根構造体。 The roof structure with a lighting device according to claim 7, wherein the reflection unit is configured by a reflective dot formed on a surface of the light transmissive plate member.
ことを特徴とする請求項7に記載の照明装置付屋根構造体。 The roof structure with a lighting device according to claim 7, wherein the reflection unit is configured by a reflection groove formed on a surface of the light transmissive plate member.
ことを特徴とする請求項7乃至請求項10のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 The roof structure with a lighting device according to any one of claims 7 to 10, wherein the light transmissive plate member contains a phosphor or a pigment therein.
ことを特徴とする請求項7乃至請求項11のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 A reflection sheet for reflecting light from the illumination light source is provided on an end surface of the peripheral edge of the light transmissive plate opposite to the end surface on the side where the illumination light source is provided. The roof structure with a lighting device according to claim 7, wherein the roof structure has a lighting device.
ことを特徴とする請求項7乃至請求項12のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 The diffusion sheet which diffuses the light from the light source for illumination and emits the light downward is provided on the lower surface of the light transmissive plate member. A roof structure with a lighting device according to Item.
ことを特徴とする請求項7乃至請求項13のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 The roof with a lighting device according to any one of claims 7 to 13, wherein a light-transmitting cover that covers the light-transmitting plate member is provided below the light-transmitting plate member. Structure.
ことを特徴とする請求項7乃至請求項14のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 A prism sheet that adjusts an incident angle of light from the illumination light source into the light transmissive plate is provided on an end face of the peripheral portion of the light transmissive plate on the side where the illumination light source is provided. The roof structure with a lighting device according to any one of claims 7 to 14, wherein the roof structure has a lighting device.
ことを特徴とする請求項7乃至請求項15のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 The roof structure with an illumination device according to any one of claims 7 to 15, wherein the illumination light source is configured by a light emitting diode.
このリフレクターの前側開口部には、凸レンズが設けられている
ことを特徴とする請求項16に記載の照明装置付屋根構造体。 The light emitting diode is provided with a reflector that reflects light forward,
The convex structure is provided in the front side opening part of this reflector. The roof structure with a illuminating device of Claim 16 characterized by the above-mentioned.
前記照明用光源は、前記把持溝の底部側に収容されている
ことを特徴とする請求項7乃至請求項17のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 The frame member is formed with a gripping groove into which a peripheral edge of the light transmissive plate member is inserted,
The roof structure with an illumination device according to any one of claims 7 to 17, wherein the illumination light source is accommodated on a bottom side of the grip groove.
前記照明用光源は、オネジ部を備えており、このオネジ部を前記ネジ孔に螺合することで前記光透過性板材の端面との距離を調整可能に構成されている
ことを特徴とする請求項18に記載の照明装置付屋根構造体。 A screw hole for fixing the illumination light source is formed at the bottom of the grip groove,
The illumination light source includes a male screw portion, and the male screw portion is screwed into the screw hole so that the distance from the end surface of the light-transmitting plate member can be adjusted. Item 19. A roof structure with a lighting device according to Item 18.
ことを特徴とする請求項18または請求項19に記載の照明装置付屋根構造体。 The roof structure with an illuminating device according to claim 18 or 19, wherein a positioning stopper that regulates a gripping position of the light-transmitting plate member is formed in the gripping groove.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項20のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 The lighting device according to any one of claims 1 to 20, wherein the frame member is made of an extruded shape member made of aluminum or an aluminum alloy that has been subjected to an anodized film treatment. Roof structure with roof.
前記照明用光源は、前記光透過性板材の湾曲した端面の側部に設けられている
ことを特徴とする請求項7乃至請求項21のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 The light-transmitting plate material has a rounded roof shape curved in only one direction,
The roof structure with an illumination device according to any one of claims 7 to 21, wherein the illumination light source is provided on a side portion of a curved end surface of the light transmissive plate member.
前記バッテリーは、前記柱材の内部に収容されている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項22のいずれか1項に記載の照明装置付屋根構造体。 The column material supporting the frame material is formed in a hollow shape,
The roof structure with a lighting device according to any one of claims 1 to 22, wherein the battery is accommodated in the column member.
ことを特徴とするカーポート用屋根。 The roof for carports using the roof structure with an illuminating device of any one of Claim 1 thru | or 23.
ことを特徴とする待合スペース用屋根。 The roof for waiting spaces characterized by using the roof structure with a illuminating device of any one of Claim 1 thru | or 23.
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