JP5499382B2 - 採光装置 - Google Patents

Description

本発明は、自然光を採光する採光装置に関し、特に、電動ルーバのような可動装置を使用せずに、直射光を広く拡散させ、眩しさを取り除きながら、広い範囲を明るくすることが可能な採光装置に関する。

近年、省エネルギーのために、人工照明のエネルギー消費を低減化し自然光（太陽光）を有効に利用する試みがなされている。自然光の有効利用の一つとして、自然光を採光し、該採光した自然光によってビルの吹き抜け等を照射して明るくするという試みがある。

図１４は、従来の自然光の採光を説明する図である。
図１４に示すように、自然光Ｌ１が採光口１０からビルの吹き抜けＡ等に入射すると、該入射した光は、図１４の矢印の方向に進む。従って、該ビルの吹き抜け等において、該光が直射する範囲だけが眩しすぎるという問題がある。この問題に対処するため、従来は、例えばルーバ、ブラインド、熱線吸収（反射）ガラス、又は金属格子等を採光口１０に設けることで、ビルの吹き抜け等における部分的な眩しさを防ごうとしていた。また、自然光が直射する範囲が眩しい一方で、該自然光が直射しない範囲は暗く、特に、該ビルの吹き抜け等の深い位置においては、ほとんど光が当たらず真っ暗になってしまうという問題がある。この問題に対処するため、例えば、図１４に示す採光口１０に乳白色のガラスやアクリル等の光拡散部材を設け、該光拡散部材によって、入射する自然光を拡散することが考えられる。また、採光口１０に電動ルーバを設け、該電動ルーバが自然光を追尾することで、ビルの吹き抜け等の広い範囲に光を照射することも考えられる。
なお、上記ブラインドに関する技術の例として、下記の特許文献１に、システムの位置における太陽の高度角と方位角とを検出し、該検出された太陽の高度と方位角に応じてブラインドのスラット角を自動制御する技術が記載されている。

特開平６−１６８７８６号公報

図１５は、ビルの吹き抜け等における部分的な眩しさを防ぐための従来の対処方法を説明する図である。
従来、図１５に示すように、ルーバ２０を採光口１０に設け、該採光口１０から入射する自然光を当該ルーバ２０によって反射させて拡散することで、ビルの吹き抜けＡ等における部分的な眩しさを防止しようとしていた。しかし、従来は、図１５に示すように、隣合うルーバ２０により形成される光出射側の開口面積が、光入射側の開口面積と同じであるため、ルーバ２０によって自然光をビルの吹き抜け等の広い範囲に拡散させることができない。従って、図１５に示す従来の対処方法では、ビルの吹き抜け等における部分的な眩しさを防ぐことができない。また、ルーバ２０の替わりに、ブラインドや熱線吸収（反射）ガラス等を採光口１０に設けた場合においても、採光口１０から入射する自然光を十分に広い範囲に拡散することができない。

また、前述した、ビルの吹き抜け等において自然光が直射しない範囲が暗くなってしまうという問題に対処するために、例えば図１４に示す採光口１０に乳白色のガラスやアクリル等の光拡散部材を設けても、入射する自然光を十分に広い範囲に拡散するまでには至らない。また、採光口１０に電動ルーバを設けたのでは、省エネルギーに逆行するだけでなく、該電動ルーバのメンテナンス費用がかかり、コストが高くなるといった問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、電動ルーバのような可動装置を使用せずに、直射光を広く拡散させ、眩しさを取り除きながら、広い範囲を明るくすることが可能な採光装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）可動装置の使用なしに自然光を採光する採光装置を設ける。該採光装置は長手方向が平行に配置された表面が反射面で形成された複数のブレードから構成され、上記ブレードは、隣合うブレードにより形成される光出射側の開口面積が、光入射側の開口面積より広くなるように配置され、上記ブレードの表面は、上記光入射側の開口から上記光出射側の開口にいたる方向の角度をつけて接続した２以上の平面で構成されている。
（２）上記（１）のブレードの表面は鏡面である。
（３）上記（１）のブレードの表面は拡散面である。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）本発明の採光装置は、可動装置の使用なしに、該採光装置が備えるブレードが、隣合うブレードにより形成される光出射側の開口面積が、光入射側の開口面積より広くなるように配置されている。すなわち、本発明の採光装置は、該採光装置に入射した自然光をブレードにより反射するとともに、該反射した光を広く拡散する。従って、本発明の採光装置によれば、電動ルーバのような可動装置を使用せずに、直射光を広く拡散させ、眩しさを取り除きながら、広い範囲を明るくすることが可能となる。
さらに、本発明の採光装置を構成するブレードの表面を、上記光入射側の開口から上記光出射側の開口にいたる方向の角度をつけて接続した２以上の面によって構成することにより、該採光装置が備えるブレードによって拡散される自然光の照射範囲を調整することが可能となる。
（２）本発明の採光装置を構成するブレードの表面を拡散面によって構成することにより、直射光をより広く拡散させることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態（参考形態）の採光装置を示す図である。 本発明の第１の実施の形態（参考形態）の採光装置による自然光の採光を説明する図である。 本発明の第１の実施の形態（参考形態）の採光装置と従来技術との比較を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態（参考形態）の採光装置を示す図である。 本発明の第３の実施の形態（参考形態）の採光装置を示す図である。 本発明の第４の実施の形態の採光装置を示す図である。 本発明の第５の実施の形態（参考形態）の採光装置を示す図である。 本発明の第６の実施の形態（参考形態）の採光装置を示す図である。 本発明の第６の実施の形態（参考形態）の採光装置の変形例を示す図である。 本発明の第７の実施の形態（参考形態）の採光装置を示す図である。 第７の実施の形態（参考形態）においてブレードを直交させて同一面上に配置した場合の構成例を示す図である。 本発明の第８の実施の形態（参考形態）の採光装置を示す図である。 本発明の第８の実施の形態（参考形態）の変形例を示す図である。 従来の自然光の採光を説明する図である。 ビルの吹き抜け等における部分的な眩しさを防ぐための従来の対処方法を説明する図である。

符号の説明

１、２、３、１１ ブレード
１０ 採光口
２０ ルーバ
１００ 太陽

以下、図１〜図１３を用いて、本発明の実施の形態およびその参考形態を説明する。なお、上述したように本発明の実施の形態を示すのは図６である。その他の図１〜図５，図７〜図１３についての「実施の形態」は「参考形態」の意である。
図１は、本発明の第１の実施の形態の採光装置を示す図である。
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態の採光装置の正面図を示し、図１（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態の採光装置を斜めから見た図の一部を示す。図１（Ａ）、（Ｂ）に示す採光装置は、自然光を採光する採光装置であって、長手方向が平行に配置された表面が反射面で形成された複数のブレード１から構成される。また、各ブレード１は、隣合うブレード１により形成される光出射側の開口１−２の面積が、光入射側の開口１−１の面積より広くなるように配置されている。なお、ブレード１の反射面は、例えば、鏡面又は拡散面（例えば、梨地状の面）である。また、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す例では、該ブレード１の反射面は平面である。

図２は、本発明の第１の実施の形態の採光装置による自然光の採光を説明する図である。本発明の第１の実施の形態の採光装置に自然光が入射すると、該採光装置が備えるブレード１が、該入射した光を反射して、図２の矢印に示すように、該反射した光をビルの吹き抜け等の広い範囲に拡散する。

図３は、本発明の第１の実施の形態の採光装置と従来技術との比較を説明する図である。
図３（Ａ）は、従来の採光装置を建物３０の天窓３１に設けた例を示す。図３（Ａ）に示す採光装置が備えるブレード２は、隣合うブレード２により形成される光出射側の開口面積が、光入射側の開口面積と同じになるように配置されている。従って、該建物３０の天窓３１に設けられた採光装置に対して入射した自然光は、該ブレード２に反射して、図３（Ａ）中の矢印に示すように建物３０内に入射する。その結果、該入射した自然光が当たる、該建物の床面３２の一部だけが明るくなり、該自然光が当たらない床面３２の部分は暗い。

図３（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態の採光装置を建物３０の天窓３１に設けた例を示す。建物の天窓に設けられた本発明の第１の実施の形態の採光装置に対して入射した自然光は、該ブレード２に反射して、図３（Ｂ）中の矢印に示すように建物内に入射し、建物内の広い範囲に拡散する。その結果、該入射した自然光によって、該建物の床面の広い範囲が明るくなる。すなわち、本発明の第１の実施の形態の採光装置によれば、直射光を広く拡散させ、眩しさを取り除きながら、広い範囲を明るくすることが可能となる。

図４は、本発明の第２の実施の形態の採光装置を示す図である。
図４に示す本発明の第２の実施の形態の採光装置は、図１を参照して説明した本発明の第１の実施の形態の採光装置と同様に、長手方向が平行に配置された表面が反射面で形成された複数のブレード１から構成される。また、各ブレード１は、隣合うブレード１により形成される光出射側の開口の面積が、光入射側の開口の面積より広くなるように配置されている。本発明の第２の実施の形態の採光装置では、更に、図４に示すように、ブレード１が、点線の楕円部に示す中央のブレード１に対して面対称となるように配置されている。図４に示す本発明の第２の実施の形態の採光装置によれば、東から西に移動する太陽１００がどの位置にある時においても、該太陽１００からの自然光をブレード１によって広い範囲に拡散することができる。

図５は、本発明の第３の実施の形態の採光装置を示す図である。
図５に示す本発明の第３の実施の形態の採光装置は、図５を参照して説明した本発明の第１の実施の形態の採光装置と同様に、長手方向が平行に配置された表面が反射面で形成された複数のブレード１から構成される。また、各ブレード１は、隣合うブレード１により形成される光出射側の開口１−２の面積が、光入射側の開口１−１の面積より広くなるように配置されている。本発明の第３の実施の形態の採光装置では、更に、図５に示すように、ブレード１の表面が曲面である。図５に示す本発明の第３の実施の形態の採光装置によれば、ブレード１の曲面の曲率を適宜変更することで、該採光装置が備えるブレード１によって拡散される自然光の照射範囲を調整することが可能となる。

図６は、本発明の第４の実施の形態の採光装置を示す図である。
図６に示す本発明の第４の実施の形態の採光装置は、図１を参照して説明した本発明の第１の実施の形態の採光装置と同様に、長手方向が平行に配置された表面が反射面で形成された複数のブレード１から構成される。また、各ブレード１は、隣合うブレード１により形成される光出射側の開口１−２の面積が、光入射側の開口１−１の面積より広くなるように配置されている。本発明の第３の実施の形態の採光装置では、更に、図６に示すように、ブレード１の表面が、角度をつけて接続した２つの面から構成されている。本発明の採光装置が備える各ブレード１の表面を構成する面の数は、２つに限定されるものではなく、該各ブレード１の表面が、角度をつけて接続した３以上の任意の数の面から構成されるようにしてもよい。図６に示す本発明の第４の実施の形態の採光装置によれば、ブレード１を構成する面の角度を適宜変更することにより、ブレード１によって拡散される自然光の照射範囲を調整することが可能となる。

図７は、本発明の第５の実施の形態の採光装置を示す図である。
図７に示す本発明の第５の実施の形態の採光装置は、複数のブレード１からなるブレード群が、複数横に並べて配置された構成を有する。図７では、ブレード群Ａ、ブレード群Ｂ、ブレード群Ｃが横に並べて配置された構成例を示す。
本発明の採光装置において、隣合うブレード１により形成される光出射側の開口の面積が光入射側の開口の面積より広くなるようにするために、例えば、ブレード１の角度を徐々に小さくしてブレード１を追加配置していくことで該採光装置を構築することが考えられる。しかし、採光装置を設ける場所の幅が広く、幅の長い採光装置を構築する必要がある場合には、追加配置されるブレード１がほとんど水平に近い角度になり、採光装置に入射した光を光出射側に出射できなくなる。しかし、本発明の第５の実施の形態の採光装置は、複数のブレード群が複数横に並べて配置された構成を有するので、例えば、各々のブレード群を構成する各ブレード１の角度を、入射した光を光出射側に出射することができる角度とすることにより、採光装置を設ける場所の幅が広い場合であっても入射した光を確実に出射側に出射することができる。すなわち、本発明の第５の実施の形態の採光装置によれば、採光装置を設ける場所の幅が広い場合であっても、該採光装置に入射する光を広く拡散させて、広い範囲を明るくすることが可能となる。

図８は、本発明の第６の実施の形態の採光装置を示す図である。
図８に示す本発明の第６の実施の形態の採光装置は、該採光装置が備えるブレード１が、直射光が通過しないように配置されている。すなわち、ブレード１が、採光装置に入射する直射光が少なくとも一回はブレード１に反射するように配置されている。図８に示す本発明の第６の実施の形態の採光装置は、例えば図６を参照して前述した本発明の第４の実施の形態の採光装置に図８中の点線で示すブレード１が追加された構成を有する。例えば、夏至の南中時の太陽１００の仰角は例えば東京では約７８°であるので、図８中の点線で示すブレード１を、太陽１００が約７８°の仰角の位置にある場合に採光装置に入射する自然光が通過できない位置及び角度に配置することによって、太陽１００からの直射光をシャットアウトすることができる。

図９は、本発明の第６の実施の形態の採光装置の変形例を示す図である。
図９に示す採光装置においては、図８に示す採光装置と同様に、ブレード１が、直射光（図９では太陽１００の仰角が約７８°の場合の直射光）が通過しないように配置されており、また、各ブレードの反射面が平面で構成されている。図９に示す採光装置によれば、図８に示す採光装置と同様に、太陽１００からの直射光をシャットアウトすることができる。

図１０は、本発明の第７の実施の形態の採光装置を示す図である。
本発明の第７の実施の形態の採光装置は、図１０の（Ａ）に示す第１のブレード群Ｄと第２のブレード群Ｅとから構成される。第１のブレード群は、隣合うブレード１により形成される光出射側の開口面積が、光入射側の開口面積より広くなるように、かつ長手方向（図１０の（Ａ）中では東西方向）が平行に配置されている。該ブレード１の表面は反射面で形成されている。また、第２のブレード群Ｅは、隣合うブレード３により形成される光出射側の開口面積が、光入射側の開口面積より広くなるように、かつ長手方向（南北方向）が平行に配置されている。該ブレード３の表面は反射面で形成されている。そして、本発明の第７の実施の形態の採光装置は、図１０の（Ａ）の第１のブレード群Ｄのブレード１の長手方向と第２のブレード群Ｅのブレード３の長手方向とが直交するように該第１のブレード群Ｄと第２のブレード群Ｅとが組み合わされた構成を有する。

すなわち、図１０（Ｂ）に示すように、第１のブレード群Ｄのブレード１を第２のブレード群Ｅのブレード３の上に重ね合わせて上下２段に構成する。なお、図１１に示すように第１のブレード群Ｄのブレード１と第２のブレード群Ｅのブレード３とを同一平面上に直交させて配置し採光装置を構成することもできるが、図１０（Ｂ）に示す構成を採る方が、採光装置を容易に製造することができる。
本発明の第７の実施の形態の採光装置によれば、該採光装置を構成する第１のブレード群が、該採光装置に入射した光を例えば南北方向に広く拡散するとともに、第２のブレード群Ｅが、該光を例えば東西方向に広く拡散する。
従って、本発明の第７の実施の形態の採光装置によれば、一つのブレード群からなる構成を採る採光装置と比べて、東西と南北の両方の太陽の動きに対して、入射する光をより広く拡散させて、より広い範囲を明るくすることが可能となる。

図１２は、本発明の第８の実施の形態の採光装置を示す図である。
図１２（Ａ）は該採光装置の斜視図を示す。図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）に示す採光装置を光入射側から見たときの平面図を示す。図１２（Ｃ）は図１２（Ｂ）に示す採光装置のＡＡ線断面図を示す。
本発明の第８の実施の形態の採光装置は、自然光を採光する採光装置であって、図１２（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、並んで配置された複数のブレード１１から構成される。該複数のブレード１１の表面は反射面で形成されている。また、図１２（Ｂ）に示すように、該複数のブレード１１を光入射側から見たときの形状は、曲線状（同心円状）である。そして、図１２（Ｃ）に示すように、該ブレード１１は、隣合うブレード１１により形成される光出射側の開口１１−２の面積が、光入射側の開口１１−１の面積より広くなるように配置されている。図１２に示す採光装置においては、複数のブレード１１を光入射側から見たときの形状が同心円状であり、また、光出射側の開口面積が光入射側の開口面積より広い。従って、該採光装置によれば、どの方向から光が入射しても同じように自然光を効果的に拡散させることができる。

図１３は、本発明の第８の実施の形態の変形例を示す図である。
本発明の第８の実施の形態の採光装置は、該採光装置を構成する複数のブレード１１を光入射側から見たときの形状が、図１３（Ａ）に示すような、同心円が矩形状に変形された形状となるようにしてもよい。
また、本発明の第８の実施の形態の採光装置は、該採光装置を構成する複数のブレード１１を光入射側から見たときの形状が、図１３（Ｂ）に示すような半円状となるようにしてもよい。

Claims (3)

1. 可動装置の使用なしに自然光を採光する採光装置であって、該採光装置は長手方向が平行に配置された表面が反射面で形成された複数のブレードから構成され、
   上記ブレードは、隣合うブレードにより形成される光出射側の開口面積が、光入射側の開口面積より広くなるように配置され、
   上記ブレードの表面は、上記光入射側の開口から上記光出射側の開口にいたる方向の角度をつけて接続した２以上の平面で構成されている
   ことを特徴とする採光装置。
2. 上記ブレードの表面は鏡面である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の採光装置。
3. 上記ブレードの表面は拡散面である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の採光装置。

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