JPH0980351A

JPH0980351A - 太陽光採光装置

Info

Publication number: JPH0980351A
Application number: JP25580895A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takahashi; 一夫高橋; Yoshinori Fujimoto; 宜意冨士本; Kazumi Yamada; 和三山田; Masashi Takazawa; 正志高澤; Katsuji Wakabayashi; 勝二若林; Takashi Kodaira; 隆志小平; Kiyoto Kobayashi; 清人小林
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】室内の広範囲に亙って太陽光を採光できるよ
うにする太陽光採光装置を提供すること。【解決手段】採光部に配置される採光プリズム３、採
光プリズム３の駆動装置４及び採光プリズム３を太陽の
位置に応じた適正な回転角となるように駆動装置４を制
御する制御装置５を備えた太陽光採光装置において、太
陽光採光装置の出射側に出射光を反射可能な角度となる
傾斜部を備えた立体型の室内配光板１０を配置するよう
に構成した。この場合、上記立体型の室内配光板１０
は、シボ状の透明材料又は乳半の材料より成る配光板を
用い、中央に設けられる平面部１０ａの両側に下方に三
角状に突出するような傾斜部１０ｂ、１０ｃを備えた断
面形状に形成するのが望ましい。さらに、室内配光板１
０の傾斜部１０ｂ、１０ｃの平面部１０ａ側の内面にハ
ーフミラーを設けるのが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光採光装置の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の太陽光採光装置は、例えば図４の
ように構成されていた。同図において、１ａは採光部と
なる建物の屋根、１ｂは天井板である。２は太陽光採光
装置で、これは採光部に配置した採光プリズム３、駆動
装置４、制御装置５、導線６、本体配光板７ａ及び室内
配光板７ｂにより構成される。なお、図示しないが採光
プリズム３の下面部には複数個の三角状の微小プリズム
部が形成されているものとする。また、制御装置５は、
採光プリズム３を太陽の位置に応じた適正な回転角（プ
リズム角）となるように制御する信号を駆動装置４に与
えるもので、マイクロコンピュータ等の演算記憶手段で
構成される。なお、本体配光板７ａとしてはシボ状の透
明平板等が、また、室内配光板７ｂとしては乳半の平板
等が用いられる。また、８は屋根１ａと天井板１ｂの間
に設けられた光ダクト等の隔壁である。なお、９は採光
プリズム３等を覆うように設けられるドーム状のカバー
である。同図４中の矢印は太陽光の入射方向及び出射方
向を示し、簡単のため採光部に設けられる採光プリズム
は１枚の場合を示す。上記構成において、制御装置５に
より毎時の月、日、時刻のデータと共に各時刻における
太陽の位置（高度、方位）に対応して採光プリズム３が
適正な回転角となるような制御指令を駆動装置４に与
え、採光プリズム３を回転させて太陽光を平行光として
室内へ適切に採光した上、各配光板７ａ、７ｂを介して
室内側に太陽光を採光・拡散するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の太陽
光採光装置では、本体配光板７ａ、室内配光板７ｂが上
記のように用いられ、太陽光を室内へ採光するに当って
拡散するようにしていたが、次のような問題点があっ
た。（１）各配光板は平板状のものを使用していたため、室
内へ照射させる拡散光には限界があり、天井や壁面まで
太陽光を広く拡散させることができなかった。（２）平板状の配光板からの光の拡散が小さいため、光
源が小さく見え、室内に暗い印象を与えていた。本発明は従来のものの上記課題（問題点）を解決するよ
うにした太陽光採光装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の太陽光採光装置
は、上記課題を解決するために、採光部に配置される採
光プリズム、この採光プリズムの駆動装置及び前記採光
プリズムを太陽の位置に応じた適正な回転角となるよう
に上記駆動装置を制御する制御装置を備えた太陽光採光
装置において、上記太陽光採光装置の出射側に出射光を
反射可能な角度となる傾斜面を備えた立体型の室内配光
板を配置するように構成した。この場合、上記立体型の
室内配光板は、シボ状の透明材料より成る配光板を用
い、中央に設けられる平面部の両側に下方に三角状に突
出するような傾斜部を備えた断面形状に形成するのが望
ましい。或いは、上記立体型の室内配光板としては、シ
ボ状の透明材料に代えて乳半の配光板を用いるようにし
ても良い。さらに、上記立体型の室内配光板において、
断面形状が三角状に形成された配光板の傾斜部の上記平
面部側の内面にハーフミラーを設けるようにするのが望
ましい。本発明の太陽光採光装置は、室内配光板として
出射光を反射可能な角度となる傾斜面を備えた立体型の
室内配光板を配置するようにしたので、採光した太陽光
を室内に広く拡散することができる。この場合、上記立
体型の室内配光板において、断面形状が三角状に形成さ
れた配光板の傾斜部の平面部側の内面にハーフミラーを
設けるようにすれば、この室内配光板から室内の天井、
壁面方向に至る広範囲に亙って、採光された太陽光を平
均的に拡散させることができ、室内全体をより明るくす
ることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図３に示す第１及
び第２の実施の形態により、本発明を具体的に説明す
る。第１の実施の形態：図１は本発明の第１の実施の形態を
示す太陽光採光装置の縦断正面図である。同図におい
て、従来の太陽光採光装置と同等の構成については、図
４と同一の符号を付し、その説明を省略する。１０は従
来の室内配光板７ｂが設けられていた対応位置に設けら
れた立体型の室内配光板で、シボ状の透明材料より成
る。この室内配光板１０は、中央に設けられる平面部１
０ａの両側に下方に三角状に突出するような傾斜部１０
ｂ、１０ｃを備えた断面形状に形成されている。上記の
採光プリズム３、駆動装置４、制御装置５、導線６、本
体配光板７ａ、隔壁８及び立体型の室内配光板１０によ
り本発明の太陽光採光装置２Ａが構成される。ここで、
本発明の立体型の室内配光板１０における太陽光の入射
と反射及び室内への拡散状態を図２を用いて説明する。
図２（Ａ）は、本発明の実施の形態において、本体配光
板７ａとしてシボ状の透明平板が用いられる場合に適合
する立体型の配光板１０の部分を取り出して描いた拡大
縦断断面図であり、太陽光の入射、反射、拡散方向を矢
印により示す。同図において、θは配光板１０の断面形
状が三角状となる傾斜部１０ｂ、１０ｃの中心に入射光
線Ａ₂、Ａ₃がきたときの入射光線とのなす角で、同図に
示すようにθ＝４５゜の角度に形成するのが、後述の反
射の作用のためには望ましい。このため、同図に示すよ
うに、本体配光板７ａから室内配光板１０へ所定の角度
で入射される入射光線Ａ₂、Ａ₃が室内配光板１０で効率
的に反射されるようにするためθ＝４５゜またはその近
傍の角度となるように室内配光板１０の平面部１０ａと
傾斜部１０ｂ、１０ｃの角度と配置を選択し、これらの
平面部１０ａと傾斜部１０ｂ、１０ｃとの連結を行うも
のとする。次に、図１及び図２により第１の実施の形態
の動作を説明する。上記構成において、制御装置５によ
り毎時の月、日、時刻のデータと共に各時刻における太
陽の位置（高度、方位）に対応して採光プリズム３が適
正な回転角となるような制御指令を駆動装置４に与え、
採光プリズム３を回転させて太陽光を平行光として採光
した上、各配光板７ａ、１０を介して室内側に太陽光を
採光し拡散する。この場合、本発明の実施の形態では、
立体型の配光板１０の存在により、次のように室内に採
光され拡散される。先ず、配光板１０の平面部１０ａの
部分では、入射光線Ａ₁の大部分が室内側にｓ₁〜ｓ₃で
示すように透過・拡散され、ごく一部のものがｓ₄〜ｓ₆
で示すように上方に反射され、室内側には透過されない
ロスの光となる。次に、配光板１０の傾斜部１０ｂ、１
０ｃでは、例えば４５°の傾斜面により入射光線Ａ₂、
Ａ₃の可成り多くのものが夫々ｓ₇〜ｓ₉及びｓ₁₄〜ｓ₁₆
に示すように室内側に透過・拡散されると共に、残りの
殆どの光が反射した後、ｓ₁₀〜ｓ₁₂及びｓ₁₇〜ｓ₁₉で示
すように室内側に透過・拡散され、残りのごく僅かの光
はｓ₁₃及びｓ₂₀で示すように夫々上方に反射されて室内
側には透過されないロスの光となる。このように、ｓ₄
〜ｓ₆、ｓ₁₃及びｓ₂₀に示すように一部の光は内部反射
して室内側に透過されないものもあるが、これらの光は
極く僅かな量であるため実用上は差し支えない。従っ
て、本実施の形態のものでは、太陽光採光装置２Ａで採
光された光は、最終的に、図２に示すように室内配光板
１０を経て室内側の略１８０°に亙る天井や壁面上部近
傍の広範囲に拡散することができる。この結果、光源と
なる配光板１０が従来のものよりも大きく見え、室内全
体が明るい印象を与えることができる。

【０００６】ところで、図２（Ａ）の室内配光板１０は
太陽光採光装置２Ａの本体配光板７ａがシボ状の透明平
板であり、その透過光線が拡散光線となるため、同図に
示すように室内配光板１０の傾斜部１０ｂ、１０ｃを平
面部１０ａに対して傾けるように同図に示すような配置
がなされていた。しかし、本体配光板７ａとして透明平
板が用いられると、その透過光線従って室内配光板に対
する入射光線が全て垂直な光線となるから、この点を考
慮して室内配光板の構成を設定する必要がある。図２
（Ｂ）に示した立体型の室内配光板１１は、太陽光採光
装置２Ａの本体配光板７ａとして透明平板が用いられた
ときに適合する室内配光板の構成を示すもので、この場
合も室内配光板１１は平面部１１ａと左、右の傾斜部１
１ｂ、１１ｃを備えて構成される。なお、配光板１１に
入射後の入射光線の透過、反射の状況は図２（Ａ）の場
合に準じて行われる。

【０００７】第２の実施の形態：本発明の第２の実施の
形態で用いる太陽光採光装置の基本構成は、本発明の第
１の実施の形態の構成と同一なので、図１に対応する構
成図は省略する。図３は、本発明の実施の形態に用いら
れる立体型の室内配光板１２の拡大縦断正面図であり、
同図中、第１の実施の形態と同等部分は図２（Ａ）と同
一の符号を付して示す。同図において、１２は本実施の
形態で用いる立体型の室内配光板であり、シボ状の透明
材料より成り、第１の実施の形態と同様、平面部１０ａ
及び傾斜部１０ｂ、１０ｃを備えている。本実施の形態
では、傾斜部１０ｂ、１０ｃの平面部側内面にハーフミ
ラー１３ａ、１３ｂを設けるようにした点に、その構成
上の特徴がある。上記構成において、制御装置５により
毎時の月、日、時刻のデータと共に各時刻における太陽
の位置（高度、方位）に対応して採光プリズム３が適正
な回転角となるような制御指令を駆動装置４に与え、採
光プリズム３を回転させて太陽光を平行光として採光し
た上、各配光板７ａ、１２を介して室内側に太陽光を採
光し拡散する。ところで、本実施の形態では、傾斜部１
０ｂ、１０ｃの平面部側内面にハーフミラー１３ａ、１
３ｂを夫々設けているので、ハーフミラー１３ａ、１３
ｂでは室内に透過して拡散する光と、傾斜部１０ｂ、１
０ｃの対向面へ反射する光との割合が室内側に直接、透
過・拡散される光よりも一旦反射した後、室内側に透過
・拡散される光の方が少し大きな割合となるため、反射
された光はハーフミラー１３ａ、１３ｂと対向する傾斜
部１０ｂ、１０ｃを透過して室内へと広範囲に亙って拡
散される。このように、本発明の実施の形態では、図３
に示すように採光された太陽光を配光板１２によって、
矢印ｕ₁〜ｕ₁₉に示すように１８０゜以上の広範囲に亙
って拡散させていることがわかる。なお、この場合もｕ
₄〜ｕ₆、ｕ₁₃、ｕ₂₀に示すように、一部の光は内部反射
して室内側に透過されないでロスとなるものもあるが、
この量は極く僅かなため実用上は差し支えない。第１の
実施の形態の配光板１０と第２の実施の形態の配光板１
２の動作を比較すると、配光板１２の場合は、ハーフミ
ラー１３ａ、１３ｂが各傾斜部１０ｂ、１０ｃの各平面
部側内面に設けられているので、その部分で透過される
光よりも反射された後、透過される光を増大させるよう
にしたため、第２の実施の形態の方が第１の実施の形態
よりも、配光板１２から室内へ拡散される光は、図３に
示すように天井や壁面上部も含め室内に平均的に拡散す
ることができる。従って、光源となる配光板１２もより
大きく見え、室内全体がより明るい印象を与えることが
できる。なお、ハーフミラー１３ａ、１３ｂもその種類
により透過と反射の割合を自由に選択できるので、室内
の照明の要望により適したものを選択すれば良い。本実
施の形態でも本体配光板７ａとして透明板が用いられた
場合には、室内配光板も図２（Ｂ）の構成の室内配光板
１１の構成とし、この傾斜部１１ｂ、１１ｃの平面部側
内面にハーフミラーを夫々設けるようにすれば良い。ま
た、本発明の第１及び第２の実施の形態では、立体型の
室内配光板の材質として透明材料から成るシボ状のもの
を用いたが、乳半状の材質のものを用いても良い。この
ように、乳半状の材質のものを用いた場合には、室内へ
拡散される光は柔らかなものとなる。

【０００８】

【発明の効果】本発明の太陽光採光装置は、上記のよう
に構成されるので、次のような優れた効果を有する。（１）室内配光板として、太陽光採光装置の出射側に出
射光を反射可能となる傾斜部を備えた立体型の配光板と
することにより、室内の天井や壁面上部にまで採光され
た太陽光を広範囲に拡散することができる。（２）このような配光板としては、中央に設けられる平
面部の両側に下方に三角状に突出するように傾斜部を備
えた断面に形成されるが、さらに、この傾斜部の平面部
側内面にハーフミラーを設けるようにすれば、室内の天
井や壁面上部まで略平均的な強さで採光した太陽光を拡
散することができる。したがって、光源となる配光板自
体を大きく見せることができ、室内全体に明るい印象を
与えることができる。（３）配光板の材質は、シボ状の透明材料や乳半の材料
を照明の用途に応じて選択することにより、適した照明
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の太陽光採光装置の
構成を示す縦断正面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態で用いる立体型の室
内配光板だけを取り出して描いた拡大縦断正面図で、同
図（Ａ）は本体配光板がシボ状の透明平板の場合に、ま
た、同図（Ｂ）は配光板が透明平板の場合に適した立体
型の室内配光板の構成を示すものである。

【図３】本発明の第２の実施の形態で用いる立体型の配
光板の拡大縦断正面図である。

【図４】従来の太陽光採光装置の構成を示す縦断正面図
である。

【符号の説明】

２Ａ：太陽光採光装置１０、１１、１２：立体型の室内配光板１３ａ、１３ｂ：ハーフミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高澤正志大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者若林勝二大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者小平隆志大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者小林清人大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】採光部に配置される採光プリズム、この
採光プリズムの駆動装置及び前記採光プリズムを太陽の
位置に応じた適正な回転角となるように上記駆動装置を
制御する制御装置を備えた太陽光採光装置において、上記太陽光採光装置の出射側に出射光を反射可能な角度
となる傾斜部を備えた立体型の室内配光板を配置するよ
うにしたことを特徴とする太陽光採光装置。
【請求項２】上記立体型の室内配光板は、シボ状の透
明材料より成る配光板を用い、中央に設けられる平面部
の両側に下方に三角状に突出するような傾斜部を備えた
断面形状に形成するようにした請求項１記載の太陽光採
光装置。
【請求項３】上記立体型の配光板としては、シボ状の
透明材料に代えて乳半の配光板を用いるようにした請求
項２記載の太陽光採光装置。
【請求項４】上記立体型の室内配光板において、断面
形状が三角状に形成された配光板の傾斜部の上記平面部
側の内面にハーフミラーを設けるようにした請求項２ま
たは３記載の太陽光採光装置。