JPH0617933B2 - Solar lighting - Google Patents

Solar lighting

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JPH0617933B2
JPH0617933B2 JP61016349A JP1634986A JPH0617933B2 JP H0617933 B2 JPH0617933 B2 JP H0617933B2 JP 61016349 A JP61016349 A JP 61016349A JP 1634986 A JP1634986 A JP 1634986A JP H0617933 B2 JPH0617933 B2 JP H0617933B2
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light
light receiving
curved mirror
receiving element
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、太陽光の採光装置に係わり、特に、建築物の
内部に太陽光を導く際に用いて好適な採光装置に関する
ものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a daylighting device for sunlight, and more particularly to a daylighting device suitable for use when guiding sunlight into a building.

「従来の技術」 従来、太陽光が直接当たらない場所(例えば、地下街や
地下室等の地下設備、あるいは、住宅密集地における家
屋の内部)に、他の場所において集光した太陽光を導く
ことが検討されており、その一例として、例えば、第6
図に示す構造を有する採光装置が知られている。
“Conventional technology” Conventionally, it is possible to guide sunlight that has been concentrated in other places to a place where sunlight does not hit directly (for example, underground facilities such as underground malls and basements, or inside houses in densely populated houses). It has been studied, and as an example, for example, the sixth
A daylighting device having a structure shown in the figure is known.

該採光装置1は、屋外の障害物のない場所に設置される
もので、太陽に向かって設置されかつ太陽光Sを一点に
向かって収束させる集光レンズ(例えばフレネルレン
ズ)2と、該収束させられた太陽光Sを必要箇所に導く
ための光ファイバーケーブル3とを備え、前記光ファイ
バーケーブル3の一端面、すなわち、受光面3aが前記太
陽光Sの収束位置近傍に設置され、また、他端面(図示
略)が、必要箇所に位置させられた概略構成となってお
り、前記集光レンズ2を太陽の移動に追従させながら、
太陽光を収束させるとももに、この収束させられた太陽
光を光ファイバーケーブル3によって、太陽光の照射を
必要とする箇所に伝送するようにしたものである。
The daylighting device 1 is installed outdoors in a place where there is no obstacle, and is installed toward the sun and condensing the sunlight S toward one point (for example, Fresnel lens) 2 and the converging lens 2. An optical fiber cable 3 for guiding the sunlight S to a required location, one end surface of the optical fiber cable 3, that is, a light-receiving surface 3a is installed near the converging position of the sunlight S, and the other end surface (Not shown) has a schematic configuration in which it is positioned at a required position. While allowing the condenser lens 2 to follow the movement of the sun,
When the sunlight is converged, the converged sunlight is transmitted to the place where the sunlight irradiation is required by the optical fiber cable 3.

「考案が解決しようとする問題点」 本考案は、前述した従来の技術における次のような問題
点を解消せんとするものである。
"Problems to be Solved by the Invention" The present invention is intended to solve the following problems in the above-described conventional technology.

すなわち、前述した採光装置1にあっては、太陽光Sを
光ファイバーケーブル3へ確実に入光させるために、該
光ファイバーケーブル3の受光面3aが形成された側の端
部と前記集光レンズ2とを固定して、前記受光面3aと集
光レンズ2との相対的な位置関係を拘速る必要がある
が、前記集光レンズ2を太陽の移動に追従させた際に、
該集光レンズ2がほぼ180度の範囲で移動させられる
ことから、前記光ファイバーケーブル3が大きく折曲さ
せられてしまい、これによって、伝送途中において太陽
光Sが漏れてしまい伝送ロスが大きくなってしまうとい
った問題点である。また、太陽光Sを光ファイバーケー
ブル3にその受光面3aを介して入光させる場合、該受光
面3aに対する太陽光Sの入射角が一定でないことから、
第7図に示すように、太陽光Sの一部が受光面3aにおい
て反射させられて入光損失が増加してしまい、採光効率
の低下を招いてしまいやすいといった問題点である。更
に、太陽光Sを一点に収束する前記集光レンズ2には、
従来フレネルレンズが用いられているが、該フレネルレ
ンズは太陽光Sの収束時の入光損失が大きく、かつ実用
面においてその口径も巨大になり、該フレネルレンズの
コスト高を、そして、ひいては前記採光装置1をコスト
高を招いてしまうといった問題点である。
That is, in the above-mentioned daylighting device 1, in order to reliably enter the sunlight S into the optical fiber cable 3, the end portion of the optical fiber cable 3 on the side where the light receiving surface 3a is formed and the condensing lens 2 are provided. It is necessary to fix and to fix the relative positional relationship between the light receiving surface 3a and the condenser lens 2, but when the condenser lens 2 is made to follow the movement of the sun,
Since the condensing lens 2 is moved within a range of about 180 degrees, the optical fiber cable 3 is largely bent, whereby the sunlight S leaks during the transmission and the transmission loss increases. The problem is that it will end up. Further, when the sunlight S is incident on the optical fiber cable 3 through the light receiving surface 3a, the incident angle of the sunlight S on the light receiving surface 3a is not constant,
As shown in FIG. 7, a part of the sunlight S is reflected on the light-receiving surface 3a to increase the incident light loss, which tends to cause a decrease in the light-collecting efficiency. Further, in the condenser lens 2 that converges the sunlight S into one point,
Conventionally, a Fresnel lens has been used, but the Fresnel lens has a large light input loss at the time of converging the sunlight S and has a large aperture in practical use, which increases the cost of the Fresnel lens, and thus the above-mentioned. This is a problem that the cost of the daylighting device 1 is increased.

このような問題点を解消するために、前記集光レンズ2
および光ファイバーケーブル3に代えて、複数の鏡をそ
の反射面を内側にして連結した太陽光採光装置も検討さ
れていてるが、前記集光レンズ2に相当する鏡を太陽の
移動に追従させた際に、該鏡により反射された太陽光S
も広範囲に移動するため、太陽光を一定の方向に導光さ
せるような前記光ファイバーケーブル3に相当する鏡の
面積が必然的に増大するといった問題点を有し、有効な
解決手段とはなり得ていない。
In order to solve such a problem, the condenser lens 2
Also, a solar light collecting device in which a plurality of mirrors are connected with their reflecting surfaces inside instead of the optical fiber cable 3 has been studied, but when the mirror corresponding to the condenser lens 2 is made to follow the movement of the sun. And the sunlight S reflected by the mirror
Since it also moves in a wide range, there is a problem that the area of the mirror corresponding to the optical fiber cable 3 that guides sunlight in a certain direction inevitably increases, and it may be an effective solution. Not not.

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前述した従来の問題点を有効に解決し得る太
陽光採光装置を提供せんとするもので、該太陽光採光装
置は、太陽に向かって設置されて、太陽光を導光方向に
屈曲させるとともに一点に収束させる曲面鏡と、該曲面
鏡を支持するとともに、これを経線および緯線両方向に
揺動させる制御機構と、該制御機構と前記曲面鏡との間
に設けられたリンク機構に連結され、太陽光の入射方向
に一致することにより前記曲面鏡で屈曲された太陽光の
導光方向の一定方向となす位置調整機構とを具備し、該
位置調整機構には、先端側に傾斜面が形成され基端側に
フランジが形成された略円柱状をなすとともに、先端面
に一つの受光素子を有し、傾斜面およびフランジ面に周
方向に所定ピッチで複数の受光素子を有する太陽追尾セ
ンサが設けられており、該太陽追尾センサの先端面およ
び傾斜面に設けられた受光素子からの信号により、前記
制御機構を駆動して先端面および傾斜面の受光素子の受
光量差に変化がなくなる方向または先端面の受光素子の
受光量が最大とる方向に前記位置調整機構を向ける粗調
整を行った後、前記フランジに設けられた受光素子から
の信号により前記制御機構を駆動して、前記フランジに
設けられた受光素子の受光量がすべて均一となる方向に
前記位置調整機構を向ける微調整を行って該位置調整機
構を太陽光の入射方向に一致させるコントロールユニッ
トを設けてなることを特徴とする。
"Means for Solving Problems" The present invention is to provide a sunlight collecting device that can effectively solve the above-mentioned conventional problems, and the sunlight collecting device is installed toward the sun. The curved mirror that bends the sunlight in the light guiding direction and converges it to a single point, the control mechanism that supports the curved mirror and swings it in both the longitude and latitude directions, and the control mechanism and the curved mirror. And a position adjusting mechanism which is connected to a link mechanism provided between the position adjusting mechanism and a fixed direction of the light guiding direction of the sunlight which is bent by the curved mirror by matching the incident direction of the sunlight. The position adjusting mechanism has a substantially columnar shape with an inclined surface formed on the distal end side and a flange formed on the proximal end side, and has one light-receiving element on the distal end surface. Has multiple light receiving elements at a predetermined pitch A sun tracking sensor is provided, and the control mechanism is driven by a signal from a light receiving element provided on the tip surface and the inclined surface of the sun tracking sensor, and the received light amount difference between the light receiving elements on the tip surface and the inclined surface is driven. After the coarse adjustment is performed by directing the position adjusting mechanism in the direction in which there is no change or in the direction in which the amount of light received by the light receiving element on the tip end surface is maximized, the control mechanism is driven by a signal from the light receiving element provided on the flange. And a control unit for aligning the position adjusting mechanism with the incident direction of sunlight by performing fine adjustment by directing the position adjusting mechanism in a direction in which all the light receiving amounts of the light receiving elements provided on the flange become uniform. It is characterized by

「作用」 本発明は、曲面鏡で収束させた太陽光を、リンク機構に
よって常時一定方向へ向けて導光することにより、光伝
送部の動きを極力少なくするとともにに、集光した太陽
光の拡散を抑制して、伝送処理を簡便かつ効率良くする
ものである。しかも、コントロールユニットが、太陽追
尾センサの先端面および傾斜面に設けられた受光素子か
らの信号により、制御機構を駆動して先端面および傾斜
面の受光素子の受光量差に変化がなくなる方向または先
端面の受光素子の受光量が最大となる方向に位置調整機
構を向ける粗調整を行った後、フランジに設けられた受
光素子からの信号により制御機構を駆動して、フランジ
に設けられた受光素子の受光量がすべて均一となる方向
に位置調整機構を向ける微調整を行って該位置調整機構
を太陽光の入射方向に一致させることにより、曲面鏡で
の屈曲された太陽光の導光方向が、自動的に、曲面鏡の
最小限の動作で短時間に精度良く調整され常時一定方向
に維持されることになる。
"Operation" The present invention minimizes the movement of the light transmitting section by guiding the sunlight converged by the curved mirror in a constant direction by the link mechanism at the same time, It is intended to suppress diffusion and make transmission processing simple and efficient. Moreover, the control unit drives the control mechanism in response to the signals from the light receiving elements provided on the tip surface and the inclined surface of the sun tracking sensor to prevent the difference in the amount of light received by the light receiving elements on the tip surface and the inclined surface from changing. After the coarse adjustment is performed by directing the position adjustment mechanism in the direction that maximizes the amount of light received by the light receiving element on the tip surface, the control mechanism is driven by the signal from the light receiving element provided on the flange, and the light receiving provided on the flange is received. Direct the position adjustment mechanism to the direction in which all the light received by the element is uniform, and adjust the position adjustment mechanism to the incident direction of sunlight to make the curved light guide direction of the sunlight in the curved mirror. However, the curved mirror is automatically and accurately adjusted in a short time with the minimum movement of the curved mirror, and is constantly maintained in a constant direction.

「実施例」 以下、本発明を第1図〜第5図に示す好適な一施例に基
づき詳細に説明する。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on a preferred example shown in Figs. 1 to 5.

第1図中符号4は、本実施例に係わる太陽光採光装置
(以下採光装置と略する)を示すもので、建築物Bの屋
上等に設置されている。
Reference numeral 4 in FIG. 1 indicates a solar lighting device according to this embodiment (hereinafter abbreviated as a lighting device), which is installed on the roof of the building B or the like.

該採光装置4は、太陽に向かって設置されて、太陽光S
を導光方向にに屈曲させるとともに一点に収束させる曲
面鏡5と、該曲面鏡5を支持するとともに、これを経線
および緯線両方向に揺動させる制御機構6と、該制御機
構6と前記曲面鏡5との間に設けられて、前記曲面鏡5
の揺動位置を調整することにより、屈曲された太陽光S
の導光方向を常時一定方向となすリンク機構7とによっ
て概略構成されている。
The daylighting device 4 is installed toward the sun and receives sunlight S
Curved mirror 5 that bends in the light guiding direction and converges at one point, a control mechanism 6 that supports the curved mirror 5 and swings it in both meridian and latitude directions, the control mechanism 6 and the curved mirror. 5 is provided between the curved mirror 5 and
By adjusting the swing position of the
And a link mechanism 7 which always makes the light guiding direction of the same constant direction.

次いで、これらの詳細について説明すれば、前記制御機
構6は、第1図および第2図に示すように、建築物B上
に取り付けられる基台10と、該基台10に回動自在に取り
付けられた第1の回動部材11と、該第1の回動部材11
に、その回動中心線を通る面に沿って回動自在に取り付
けられた第2の回動部材12・12(一方の第2の回動部材
12は図示されていない)と、これらの両回動部材11・12
の回動をなす一対の駆動機構13・14と、これら一対の駆
動機構13・14を制御する目的で、第2の回動部材12と等
しい回動中心線を持つように回動自在に取り付けられた
位置調整構15とを備えている。また、前記第2の回動部
材12・12には、前記曲面鏡5が、その回動中心線が等し
くなるように、固定されて取り付けられている。
Next, these will be described in detail. The control mechanism 6 is, as shown in FIGS. 1 and 2, a base 10 mounted on a building B and a rotatably mounted base 10. The first rotating member 11 and the first rotating member 11
To the second rotating member 12.12 (one of the second rotating members is rotatably attached along a plane passing through the rotation center line).
12 is not shown), and both of these rotating members 11 and 12
For the purpose of controlling the pair of drive mechanisms 13 and 14 that make the rotation of the pair, and the pair of drive mechanisms 13 and 14, rotatably attached so as to have the same rotation center line as the second rotation member 12. The position adjustment mechanism 15 is provided. The curved mirror 5 is fixedly attached to the second rotating member 12 so that the center lines of rotation thereof are the same.

前記第1の回動部材11の駆動をなす一方の駆動機構13
は、第1の回動部材11に一体に取り付けられたギア16
と、前記基台10に取り付けられるとともに、前記ギア16
と噛合してその回動をなす電動モータ17とから成り、ま
た、前記第2の回動部材12の駆動をなす他方の駆動機構
14は、第2の回動部材12の回転軸に取り付けられたはす
歯歯車18と、前記第1の回動部材11に取り付けられると
ともに、前記はす歯歯車18と噛合してその回動をなす電
動モータ19とから構成されている。
One drive mechanism 13 for driving the first rotating member 11
Is a gear 16 integrally attached to the first rotating member 11.
And is attached to the base 10 and the gear 16
The other drive mechanism for driving the second rotation member 12 and an electric motor 17 that meshes with and rotates.
Reference numeral 14 denotes a helical gear 18 attached to the rotary shaft of the second rotating member 12, and a helical gear 18 attached to the first rotating member 11 and meshes with the helical gear 18 to rotate the same. And an electric motor 19 forming the.

そして、このような構成を有する制御機構6は、前記第
1の回動部材11の回動軸線が経線を通る面内に位置する
ように設置され、前記一方の駆動機構13によって第1の
回動部材11が回動させられることにより前記曲面鏡5を
緯線方向に沿って移動させ、また、他方の駆動機構14に
よって第2の回動部材12が回動させられることにより前
記曲面鏡5を経線方向に沿って移動させ、これによっ
て、曲面鏡5を経時的に移動する太陽に追従させるよう
になっている。
The control mechanism 6 having such a configuration is installed so that the rotation axis of the first rotation member 11 is located in the plane passing through the meridian line, and the first rotation mechanism 13 drives the first rotation mechanism. The curved member 5 is moved along the latitudinal direction by rotating the moving member 11, and the curved member 5 is moved by rotating the second rotating member 12 by the other driving mechanism 14. The curved mirror 5 is moved along the meridian direction so that the curved mirror 5 follows the moving sun.

前記リンク機構7は、第2図に示すように、前記第2の
回動部材12に取り付けられたスライダー20と、該スライ
ダー20と前記第1の回動部材11と位置調整機構15とを回
動自在に連結る一対のリンク21・21とから構成されてい
る。そして、該リンク機構7は、前記曲面鏡5の反射面
の中心に対する垂直線に対して常時一定角度を成すよう
に位置調整機構15の回動位置を調整し、かつ該位置調整
機構15の向く方向と導光方向との挾角を、前記曲面鏡5
の中心を通りかつこの中心に接する仮想線によって常時
2等分するように、前記曲面鏡5の回動位置を調整する
ようになっている。
As shown in FIG. 2, the link mechanism 7 rotates the slider 20 attached to the second rotating member 12, the slider 20, the first rotating member 11, and the position adjusting mechanism 15. It is composed of a pair of links 21 that are movably connected. Then, the link mechanism 7 adjusts the rotational position of the position adjusting mechanism 15 so as to always form a constant angle with respect to a vertical line with respect to the center of the reflecting surface of the curved mirror 5, and faces the position adjusting mechanism 15. The angle between the direction of light and the direction of light guiding is determined by the curved mirror 5
The turning position of the curved mirror 5 is adjusted so that the curved mirror 5 is always divided into two equal parts by an imaginary line passing through and in contact with the center.

また、本実施例では、前記両駆動機構13・14の作動を太
陽の移動に合わせて制御して、前記曲面鏡5の回動位置
を調整るために、その制御情報を得る太陽追尾センサ25
が設けられている。
Further, in this embodiment, the sun tracking sensor 25 that obtains the control information in order to adjust the rotational position of the curved mirror 5 by controlling the operation of both drive mechanisms 13 and 14 according to the movement of the sun.
Is provided.

該太陽追尾センサ25は、第3図および第4図に示すよう
に、前記位置調整機構15の先端部に取り付けられるもの
で、円柱状に形成された本体26と、該本体26の基端部に
設けられたフランジ27と、前記本体26の先端部に取り付
けられた複数の粗調整用のホトトランジスタ28と、前記
フランジ27の本体26が設けられた側の端面に取り付けら
れた複数の微調整用のホトトランジスタ29と、これらの
ホトトランジスタ28・29からの信号に基づき、前記両駆
動機構13・14へ駆動信号を出力するコントロールユニッ
ト30とから構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the sun tracking sensor 25 is attached to the tip end portion of the position adjusting mechanism 15, and has a columnar main body 26 and a base end portion of the main body 26. A flange 27 provided on the main body 26, a plurality of phototransistors 28 for coarse adjustment attached to the tip of the main body 26, and a plurality of fine adjustments attached to the end face of the flange 27 on the side where the main body 26 is provided. And a control unit 30 that outputs a drive signal to both drive mechanisms 13 and 14 based on signals from these phototransistors 28 and 29.

前記本体26の先端部の角部には、ほぼ45度の角度を有す
る傾斜面26aが形成されており、該傾斜面26aと先端面26
bとに前記粗調整用のホトトランジスタ28が設けられて
いる。すなわち、該ホトトランジスタ28は、前記本体26
の先端面26bの中央部に設けられたメインホトトランジ
スタ28aと、前記傾斜面26aに、本体26の周方向に90度の
間隔をおいて設けられた4個のサブホトトランジスタ28
bとから構成されている。また、前記微調整用のホトト
ランジスタ29は、前記サブホトトランジスタ28bと同ピ
ッチで4個設けられ、かつ、前記本体26の周壁の至近位
置に設けられている。
An inclined surface 26a having an angle of about 45 degrees is formed at a corner portion of the tip of the main body 26, and the inclined surface 26a and the tip surface 26 are formed.
The phototransistor 28 for rough adjustment is provided at b and. That is, the phototransistor 28 includes the body 26
Of the main phototransistor 28a provided in the central portion of the front end face 26b of the main body 26 and four subphototransistors 28 provided on the inclined face 26a at intervals of 90 degrees in the circumferential direction of the body 26.
It consists of b and. Further, the four fine adjustment phototransistors 29 are provided at the same pitch as the sub-phototransistor 28b, and are provided in the vicinity of the peripheral wall of the main body 26.

一方、本実施例の採光装置4が適用された建築物Bに
は、第1図および第2図に示すように、前記採光装置4
によって採光された太陽光Sを建築物Bの内部へ導くた
めの反射鏡31が設けられている。
On the other hand, in the building B to which the daylighting device 4 of the present embodiment is applied, as shown in FIG. 1 and FIG.
A reflecting mirror 31 is provided for guiding the sunlight S that has been collected by the inside of the building B.

しかして、このように構成された本実施例の太陽光採光
装置4は、第1図に示すように、太陽光Sが直接当たる
屋上等に、その導光方向前方に反射鏡31が位置するよう
に設置することによって使用状態となされ、太陽光Sの
入射方向と前記位置調整機構15の方向が一致するよう
に、第1および第2の回動部材11・12の回動位置を調整
することにより、前記太陽光Sを曲面鏡5によって集光
するとともにその方向を屈曲させて、前記反射鏡31へ照
射することによって、該太陽光Sを建築物Bの内部へ導
くことができる。
Thus, in the sunlight collecting device 4 of the present embodiment configured in this way, as shown in FIG. 1, the reflecting mirror 31 is located in front of the light guide direction on the roof or the like where the sunlight S directly hits. Is installed, the rotating position of the first and second rotating members 11 and 12 is adjusted so that the incident direction of the sunlight S and the direction of the position adjusting mechanism 15 coincide with each other. Thereby, the sunlight S can be guided to the inside of the building B by collecting the sunlight S by the curved mirror 5, bending the direction thereof, and irradiating the reflecting mirror 31.

そして、このような採光操作に際して、前記太陽光S
は、曲面鏡5によって一旦収束させられながら導光方向
に屈曲され、反射鏡31を介して建築物Bの内部へ導かれ
るのであるから、前記従来のような、集光レンズ2およ
び光ファイバーケーブル3の受光面3a等での光伝送に伴
う入光損失が無く、これによって、採光効率の向上が図
られる。
Then, in such a lighting operation, the sunlight S
Is bent in the light guide direction while being converged by the curved mirror 5 and guided to the inside of the building B through the reflecting mirror 31, so that the condensing lens 2 and the optical fiber cable 3 as in the conventional case are used. There is no incident light loss due to optical transmission on the light receiving surface 3a of the above, and thereby the light collection efficiency is improved.

また、曲面鏡5は、実用面において、前記フレネルレン
ズ等の集光レンズ2よりも小形に、かつ安価に構成可能
であり、よって、採光装置4全体のコストを低く抑える
ことができる。
Further, the curved mirror 5 can be constructed in a smaller size and at a lower cost than the condenser lens 2 such as the Fresnel lens in terms of practical use, so that the cost of the whole daylighting device 4 can be kept low.

そして、曲面鏡5は、リンク機構7の作用により、該曲
面鏡5の中心を通りかつ中心に接する仮想線が、太陽光
Sの入射方向と導光方向との挾角を常時2等分するよう
に保持されるようになっているから、太陽光Sの入射角
が経時的に変化した場合にあっても、その反射光の方向
が前記導光方向に保持される。したがって、採光装置4
に対する反射鏡31の位置関係が一義的に決定されること
になり、太陽の移動に追従させるための可動部分が減少
させられて、その分、光伝送系が簡略化されるととも
に、光伝送の経路が極力固定化されて、確実な光伝送が
得られる。
Then, in the curved mirror 5, an imaginary line passing through and in contact with the center of the curved mirror 5 always divides the included angle between the incident direction of the sunlight S and the light guide direction into two by the action of the link mechanism 7. Thus, even if the incident angle of the sunlight S changes with time, the direction of the reflected light is retained in the light guide direction. Therefore, the lighting device 4
The positional relationship of the reflecting mirror 31 with respect to will be uniquely determined, the number of movable parts for following the movement of the sun will be reduced, and the optical transmission system will be simplified correspondingly, and the optical transmission The route is fixed as much as possible, and reliable optical transmission can be obtained.

さらに、本実施例では、太陽追尾センサ25の作用によ
り、前記曲面鏡5の位置調整が自動的に行なわれる。
Further, in this embodiment, the position of the curved mirror 5 is automatically adjusted by the action of the sun tracking sensor 25.

ここで、前記太陽追尾センサ25の作用について説明すれ
ば、以下のとおりである。
The operation of the sun tracking sensor 25 will be described below.

該太陽追尾センサ25の本体26の先端部に設けられた粗調
整用のホトトランジスタ28は、本体26の先端面26bに設
けられたメインホトトランジスタ28aと傾斜面26aに設け
られた複数のサブホトトランジスタ28bとが、それぞれ
異なる方向に向けられていることから、太陽光Sに対し
て前記本体26が傾斜した状態にあると、太陽光Sと対向
位置にあるサブホトトランジスタ28bの受光量に対して
メインホトトランジスタ28aの受光量が減少し、また、
フランジ27に設けられた微調整用の複数のホトトランジ
スタ29の内のいくつかが、前記本体26の影になって太陽
光Sの受光が妨げられることにより、各ホトトランジス
タ29の受光量が不均一な状態となされ、このような各ホ
トトランジスタ28・29における受光量の情報が、電気信
号として前記コントロールユニット30へ継続的に入力さ
れる。
The phototransistor 28 for coarse adjustment provided at the tip of the main body 26 of the sun tracking sensor 25 includes a main phototransistor 28a provided at the tip surface 26b of the body 26 and a plurality of subphotos provided at the inclined surface 26a. Since the transistor 28b and the transistor 28b are directed in different directions, when the main body 26 is inclined with respect to the sunlight S, the amount of light received by the sub-phototransistor 28b facing the sunlight S is As a result, the amount of light received by the main phototransistor 28a decreases, and
Since some of the plurality of fine-tuning phototransistors 29 provided on the flange 27 are shaded by the main body 26 to prevent the sunlight S from receiving light, the amount of light received by each phototransistor 29 becomes unclear. A uniform state is obtained, and information on the amount of light received by each of the phototransistors 28 and 29 is continuously input to the control unit 30 as an electric signal.

そして、まず、前記各ホトトランジスタ28・29からの情
報に基づき、該コントロールユニット30において前記メ
インホトトランジスタ28aとサブホトトランジスタ28bと
の受光量の比較が行なわれるとともに、該コントロール
ユニット30から前記駆動機構13・14へ駆動信号が出力さ
れることにより、前記メインホトトランジスタ28aの受
光量が大きくなるように、前記両駆動機構13・14が作動
させられるとともに第1および第2の回動部材11・12が
回動させられて、前記太陽追尾センサ25の本体26が太陽
光Sとの交差角度を小さくする方向へ移動させられる。
ここで前記太陽追尾センサ25と曲面鏡5の反射面の中心
の垂直線が常時一定角度を成すように構成されているか
ら、曲面鏡5もその反射面の中心の垂直線と太陽光Sと
の交差角度を小さくする方向へ移動させられることにな
りこれによって粗調整が行なわれる。
Then, first, based on the information from each of the phototransistors 28 and 29, the control unit 30 compares the amount of light received between the main phototransistor 28a and the sub-phototransistor 28b, and the control unit 30 drives the drive. By outputting a drive signal to the mechanisms 13 and 14, both the drive mechanisms 13 and 14 are operated so that the amount of light received by the main phototransistor 28a is increased, and the first and second rotating members 11 are operated. 12 is rotated so that the main body 26 of the sun tracking sensor 25 is moved in a direction to reduce the angle of intersection with the sunlight S.
Here, since the sun tracking sensor 25 and the vertical line at the center of the reflecting surface of the curved mirror 5 are always arranged to form a constant angle, the curved mirror 5 also has a vertical line at the center of the reflecting surface and the sunlight S. Therefore, the coarse adjustment is performed by moving in the direction of decreasing the intersection angle of.

このような粗調整操作は、前記両ホトトランジスタ28a
・28b間の受光量の差に変化がなくなるか、あるいは、
メインホトトランジスタ28aの受光量が最も大きくなっ
た時点で、コントロールユニット30からの信号に基づき
停止される。
Such a rough adjustment operation is performed by the both phototransistors 28a.
・ There is no change in the difference in received light between 28b, or
When the amount of light received by the main phototransistor 28a becomes maximum, the main phototransistor 28a is stopped based on a signal from the control unit 30.

前述したような粗調整が完了すると、前記コントロール
ユニット30において、前記粗調整用のホトトランジスタ
28からの情報に代わる微調整用のホトトランジスタ29か
らの情報に基づき、微調整用の駆動信号が各駆動機構13
・14へ出力されて微調整操作が開始される。
When the rough adjustment as described above is completed, the phototransistor for the rough adjustment in the control unit 30.
Based on the information from the phototransistor 29 for fine adjustment instead of the information from 28, the drive signal for fine adjustment is sent to each drive mechanism 13
・ It is output to 14 and the fine adjustment operation is started.

すなわち、この微調整操作は、前記各ホトトランジスタ
29が、本体26の側壁に近接した状態で設置されて、該本
体26の軸心線と太陽光Sとの交差角度が微少であって
も、該本体26の影が何れかのホトトランジスタ29の受光
機能に影響を与えてしまうことを利用したもので、前記
各ホトトランジスタ29における受光量が均一となるよう
に第1および第2の回動部材11・12を回動させることに
より、本体26の軸心線と太陽光Sとの角度が高精度に調
整される。
That is, this fine adjustment operation is performed by each phototransistor.
29 is installed close to the side wall of the main body 26, and even if the intersecting angle between the axis line of the main body 26 and the sunlight S is small, the shadow of the main body 26 is in any phototransistor 29. By utilizing the fact that it affects the light receiving function of the main body, the main body is rotated by rotating the first and second rotating members 11 and 12 so that the amount of light received by each phototransistor 29 becomes uniform. The angle between the axis line of 26 and the sunlight S is adjusted with high accuracy.

そして、このような調整操作は、太陽の移動に伴い継続
して行なわれ、前記サブホトトランジスタ28bが周方向
に間隔をおいて複数設けられ、かつ、本体26の傾斜面26
aに設けられて該本体26から外方へ放射状に向けられて
いるから、太陽光Sの受光範囲が広く、これによって広
範囲に亙る調整が可能である。
Then, such an adjusting operation is continuously performed with the movement of the sun, a plurality of the sub-phototransistors 28b are provided at intervals in the circumferential direction, and the inclined surface 26 of the main body 26 is provided.
Since it is provided in a and is directed radially outward from the main body 26, the light receiving range of the sun light S is wide, which allows adjustment over a wide range.

なお、前記実施例において示した各構成部材の諸形状や
寸法は一例であって、設置する場所や施設の種類あるい
は設計要求等に基づき種々変更可能である。
It should be noted that the shapes and dimensions of the respective constituent members shown in the above embodiment are merely examples, and can be variously changed based on the place of installation, the type of facility, design requirements, and the like.

「発明の効果」 以上詳細に説明したように本発明に係わる太陽光採光装
置は、太陽に向かって設置されて、太陽光を導光方向に
屈曲させるとともに一点に収束させる曲面鏡と、該曲面
鏡を支持するとともに、これを経線および緯線両方向に
揺動させる制御機構と、該制御機構と前記曲面鏡との間
に設けられたリンク機構に連結され、太陽光の入射方向
に一致することにより前記曲面鏡で屈曲された太陽光の
導光方向を一定方向となす位置調整機構とを具備し、該
位置調整機構には、先端側に傾斜面が形成され基端側に
フランジが形成された略円柱状をなすとともに、先端面
に一つの受光素子を有し、傾斜面およびフランジに周方
向に所定ピッチで複数の受光素子を有する太陽追尾セン
サが設けられており、該太陽追尾センサの先端面および
傾斜面に設けられた受光素子からの信号により、前記制
御機構を駆動して先端面および傾斜面の受光素子の受光
量差にに変化がなくなる方向または先端面の受光素子の
受光量が最大となる方向に前記位置調整機構を向ける粗
調整を行った後、前記フランジに設けられた受光素子か
らの信号により前記制御機構を駆動して、前記フランジ
に設けられた受光素子の受光量がすべて均一とる方向に
前記位置調整機構を向ける微調整を行って該位置調整機
構を太陽光の入射方向にに一致させるコントロールユニ
ットを設けてなることを特徴とするもので、前記太陽光
を曲面鏡によって一旦収束させながら導光方向に屈曲さ
せて後段の光伝送手段へ送り込むものであるから、光伝
送に伴う入光損失を少なくすることができ、これによっ
て、採光効率を大幅に向上させることができる。しか
も、コントロールユニットが、太陽追尾センサの先端面
および傾斜面に設けられた受光素子からの信号により、
制御機構を駆動して先端面および傾斜面の受光素子の受
光量差に変化がなくなる方向または先端面の受光素子の
受光量が最大となる方向に位置調整機構を向ける粗調整
を行った後、フランジに設けられた受光素子からの信号
により制御機構を駆動して、フランジに設けられた受光
素子の受光量がすべて均一となる方向に位置調整機構を
向ける微調整を行って該位置調整機構を太陽光の入射方
向に一致させることにより、曲面鏡で屈曲された太陽光
の導光方向を、自動的に、曲面鏡の最小限の動作で短時
間に精度良く調整し常時一定方向に維持することができ
る。また、これによって後段の光伝送手段の位置を固定
的なものとすることができる。さらに、従来の太陽光採
光装置に用いられていたフレネルレンズ等の集光レンズ
が不必要であることにより、前記採光装置を小形に、か
つ安価に構成することができる等の優れた効果を奏す
る。
[Advantages of the Invention] As described in detail above, the sunlight collecting device according to the present invention is installed toward the sun, bends the sunlight in the light guide direction, and converges the curved mirror into one point, and the curved surface. By supporting the mirror and connecting it to a control mechanism that swings the mirror in both the longitude and latitude directions, and a link mechanism provided between the control mechanism and the curved mirror, and matching the incident direction of sunlight, A position adjusting mechanism that makes the light guide direction of the sunlight bent by the curved mirror a constant direction is provided, and the position adjusting mechanism has an inclined surface on the distal end side and a flange on the proximal end side. A sun tracking sensor is provided which has a substantially cylindrical shape and has one light receiving element on the front end surface, and a plurality of light receiving elements at a predetermined pitch in the circumferential direction on the inclined surface and the flange, and the front end of the sun tracking sensor. Face and tilt The signal from the light receiving element provided on the inclined surface drives the control mechanism so that there is no change in the light receiving amount difference between the light receiving elements on the tip surface and the inclined surface, or the light receiving amount on the light receiving element on the tip surface is maximized. After performing the coarse adjustment to orient the position adjusting mechanism in the direction, the control mechanism is driven by the signal from the light receiving element provided on the flange so that the light receiving amount of the light receiving element provided on the flange becomes uniform. It is characterized by comprising a control unit for finely adjusting the position adjusting mechanism in a direction to match the position adjusting mechanism with the incident direction of sunlight, and the sunlight is once converged by a curved mirror. Since it bends in the light guide direction and sends it to the optical transmission unit in the subsequent stage while making it possible, it is possible to reduce the light loss due to optical transmission, which greatly improves the lighting efficiency. It is possible to improve. Moreover, the control unit receives a signal from the light receiving elements provided on the tip surface and the inclined surface of the sun tracking sensor,
After performing the coarse adjustment by driving the control mechanism and directing the position adjustment mechanism in the direction in which there is no change in the light receiving amount difference between the light receiving elements on the tip surface and the inclined surface or in the direction in which the light receiving amount on the light receiving element on the tip surface becomes maximum, The control mechanism is driven by a signal from the light receiving element provided on the flange, and the position adjusting mechanism is finely adjusted by directing the position adjusting mechanism in a direction in which all the light receiving amounts of the light receiving elements provided on the flange become uniform. By aligning with the incident direction of sunlight, the light guide direction of the sunlight bent by the curved mirror is automatically and accurately adjusted in a short time with the minimum operation of the curved mirror and always maintained in a constant direction. be able to. In addition, this makes it possible to fix the position of the optical transmission unit in the subsequent stage. Further, since the condenser lens such as the Fresnel lens used in the conventional sunlight collecting device is unnecessary, the above-mentioned collecting device can be miniaturized and can be inexpensively produced. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図〜第5図は本発明の一実施例を示すもので、第1
図は一実施例が適用された建築物の概略図、第2図は一
実施例の概観斜視図、第3図は太陽追尾センサの側面
図、第4図は太陽追尾センサの平面図、第5図は採光作
用を説明するための概略図、第6図および第7図は従来
の太陽光採光装置の一例を示す概略図で、第6図は採光
作用を説明するための概略図、第7図は光ファイバーケ
ーブルへの入光状態を説明するための概略図である。 4……採光装置、5……曲面鏡、6……制御機構、7…
…リンク機構、S……太陽光。
1 to 5 show an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a schematic view of a building to which an embodiment is applied, FIG. 2 is a schematic perspective view of the embodiment, FIG. 3 is a side view of a sun tracking sensor, FIG. 4 is a plan view of a sun tracking sensor, and FIG. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the daylighting action, FIGS. 6 and 7 are schematic diagrams showing an example of a conventional solar lighting device, and FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the daylighting action. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a light entering state into the optical fiber cable. 4 ... Lighting device, 5 ... Curved mirror, 6 ... Control mechanism, 7 ...
… Link mechanism, S… Sunlight.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】太陽に向かって設置されて、太陽光を導光
方向に屈曲させるとともに一点に収束させる曲面鏡と、 該曲面鏡を支持するとともに、これを経線および緯線両
方向に揺動させる制御機構と、 該制御機構と前記曲面鏡との間に設けられたリンク機構
に連結され、太陽光の入射方向に一致することにより前
記曲面鏡で屈曲された太陽光の導光方向を一定方向とな
す位置調整機構とを具備し、 該位置調整機構には、先端側に傾斜面が形成され基端側
にフランジが形成された略円柱状をなすとともに、先端
面に一つの受光素子を有し、傾斜面およびフランジに周
方向に所定ピッチで複数の受光素子を有する太陽追尾セ
ンサが設けられており、 該太陽追尾センサの先端面および傾斜面に設けられた受
光素子からの信号により、前記制御機構を駆動して先端
面および傾斜面の受光素子の受光量差に変化がなくなる
方向または先端面の受光素子の受光量が最大となる方向
に前記位置調整機構を向ける粗調整を行った後、前記フ
ランジに設けられた受光素子からの信号により前記制御
機構を駆動して、前記フランジに設けられた受光素子の
受光量がすべて均一となる方向に前記位置調整機構を向
ける微調整を行って該位置調整機構を太陽光の入射方向
に一致させるコントロールユニットを設けてなることを
特徴とする太陽光採光装置。
1. A curved mirror that is installed toward the sun and that bends the sunlight in the light guiding direction and converges at one point; and a control that supports the curved mirror and swings it in both the longitude and latitude directions. Mechanism and a link mechanism provided between the control mechanism and the curved mirror, and the light guide direction of the sunlight bent by the curved mirror is set to a fixed direction by matching the incident direction of the sunlight. The position adjusting mechanism has a substantially cylindrical shape with an inclined surface formed on the distal end side and a flange formed on the proximal end side, and has one light receiving element on the distal end surface. A sun tracking sensor having a plurality of light receiving elements at a predetermined pitch in the circumferential direction is provided on the inclined surface and the flange, and the control is performed by signals from the light receiving elements provided on the tip surface and the inclined surface of the sun tracking sensor. Mechanism After the rough adjustment is performed by directing the position adjusting mechanism in such a direction that the difference in the amount of light received by the light-receiving element on the tip surface and the inclined surface does not change or the direction in which the amount of light received by the light-receiving element on the tip surface becomes maximum, the flange The position adjustment is performed by driving the control mechanism by a signal from the light receiving element provided in the position adjustment unit and finely adjusting the position adjusting mechanism so that the light receiving amount of the light receiving element provided on the flange becomes uniform. A solar lighting device comprising a control unit for matching the mechanism to the incident direction of sunlight.
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