JPS5880202A - 太陽光利用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽光を建物内まで導いて照明に用い゛る太陽
光利用照明装置に係砂、特に太陽光と共に人工光を４併
用できる太陽光利用照明装置に関する。

省エネルギ化の観点から太陽光を建物内へ導く丸めに大
患等が採用されているが、建物の最上階以外の階層へは
適用不可能である。

また太陽光を単に建物内へ導くことが可能であっても、
太陽光は光量が不安定であシ補助照明装置が必要となる
。この補助照明として従来通や天井へ電灯配線を施し照
明器具を取〉付ける構造では太陽光導入装置との併用構
造が複雑であゆ、太陽光利用の本来の目的の一つである
省エネルギ効果が半減する。

本発明はこのような状況を考慮し、太陽光を自由に建物
内部へ導入し、補助光源として人工光を用いることがで
き、しかも補助照明として天井の電灯配線を必要としな
い太陽光利用照明装置を得ることが目的である。

本発明に係る太陽光利用照明装置は、集光装置で集光し
丸太陽光を供給装置の第１人光部へ導びき、この供給装
置では第１人光部からの太陽光及び第２人光１部°から
の人工光を出光部へ送る構造とし、この出光部からの光
をバンドル化された光ファイバを通して建物内の拡散器
へ送ることにより太陽光と人工光を併せ用いるようにな
っている。

以下本発明の実施例を図面に従い説明する。

第１図において建築物１０の屋上には集光装置１２が設
置されている。この集光装置１２には建築物１０へ固定
される固走台１４へ移動７レーム１６が支持されて固定
台１４に対して垂直軸回り（太陽方位角方向）に、また
この移動フレーム１６へ移動フレーム１７が支持されて
水平軸回り（太陽高度方向）Ｋ回動可能でなっている。

この移動フレーム１７の先端部には第２図に詳細に示さ
れる集光ユニット１８が複数個取りつけられている。こ
の集光ユニットは軽量金属又はプラスチックからなる面
体の一面に多数の集光し／ズ２０（凸レンズ、７レネル
レンズ等を用いる）が互に光軸を平行に固着されている
。

集光レンズの集光頂部には集光用バンドル光ファイバ２
４の分妓端亨がそれぞれ取りつけられて入党端面が集光
レンズ２００光軸と一致している。

この集光用バンドル光ファイバ２４の他方の端末は必要
に応じて光７アイパコネクタ２６を介して集光搬送路と
してのバンドル光フアイバケーブル２８へ接平されてい
る。

従ってこの集光装置１２は太陽光を集光してバンドル光
フアイバケーブル２８へ送るようになっている。

なお、固定台１４及び移動フレーム１６にはステップモ
ータ等の移動フレーム駆動装置３０．３１がそれぞれ設
けられており、太陽位置センサー３２の検出信号により
、又はあらかじめ太陽の移動軌跡を記憶した記憶装置３
４からの指令で集光レンズを常に太陽の動きに追従させ
るようになっている。

前記バンドル光フアイバケーブル２８は建築物室内の照
度確保の点を考慮して光パワー伝送に適したもの、すな
わち波長龜８０．〜７６０μｍの光を通すのに適したも
のを主体に、保健上観点から紫外線の透過性の喪好なも
のを補助として束ねた／（ンドル光ファイバを用いるこ
とが好ましい。

このバンドル光フアイバケーブル２８は必要に応じて中
間部に光コネクタ２６が介在されると共に、先端、は建
築物１０の各階層で分岐して、′各階層へそれぞれ設け
られた供給装置３６の第１人光部３８（第３図）へ接続
されている。この第１人光部３８では円錐状反射パネル
４０の頂点へ光ファイバの端部が、円錐状底部へレンズ
４２がそれぞれ同一光軸上に配置されて光７アイパから
の光をレンズ４２を通して平行光として光路４４の一端
へ送るように′＆っていす。

光路４４の他端は出光ｌＩ４６へ接続されてお如、これ
Ｋよって出光部４６が第１人光部３８と対向している。

この出光部４１１にはレンズ４２と同一光軸上に集光し
／ズ４ｓ及びこの集光レンズ４８の焦点にバンドル光フ
アイバケーブルＩｓＯの各光７アイパの一端が対応して
いる。従って出光部４６では第１人光部３＄からの自然
光をノ（ンドル光ファイバケーブルＳＯへ移層するＬ沙
になっている。

このバンドル光フアイバケーブル５０は）（ンドル光フ
ァイバケーブル２８と同材質でおることが好ましい。

この供給装置３６で線第１人光部３ＢＫ加えて第２人光
部ｓ２が設けられており、第１人光部３８と共に出光部
４６に対応している。この第２人光部５２は第１人光部
３８と同様に円錐状反射パネル４０及びレンズ４２を有
しているが、し／ズ４２の焦点、すなわち反射パネル４
００円錐頂部にはハロゲンランプ等の高輝度ランプ５４
が設けられている。このランプ５４はスイッチ四路５６
内のスイッチ５８を介して分電盤６０へ接続されておシ
、分電盤６０は図示しない電気室から供電されるように
なっている。

第２人光部５２のレンズ４２は光路４４に対して傾斜し
た光路６２を介して出光部４６の集光レンズ６４と対向
しており、この集光レンズ６４は集光レンズ４８と同様
にバンドル光フアイバケーブル５０の各光７アイパの端
末と対応している。

これによって出光部４６へは両入党部３８．５２からの
光が異る入射角で入光されるので、第１人光部３８から
の太陽光に加え・てスィッチ５８０閉成時にランプ５４
の人工光をバンドル光フアイバケープ、ル５０へ送シ込
むことができるようになっている。このバンドル光フア
イバケーブル５０の中間ＩＩＫは必ｌＩＫ応じて光コネ
クタ２６を設ける。

なおスイッチ回路Ｓ＠社操作盤６６を建築物１０の室内
へ面し九側壁６８へ設けることＫより手動でランプ５４
の光度を調整可能とすることができる。壜九出光部４６
等に光量センサーを設け、亀１人光部３＄からの太陽光
と第２人光部５２からの人工光との合計光量を常に一定
Ｋ、又は所望の光量にするようにランプｓ４の光量を自
動的に、調節する制御装置を設け、＆こともできる。

供給装置３６内の第１、第２人光部３８．５２及び光路
４４．６２は真空状態として光損失を少なくすることが
好ましい、ｔた出光部４６では入光部と同様に円錐形又
鉱これに類似の反射パネル７０を設けて光損失を少くし
ている。

さらに光路４４には、必要時に出光部４６への光移送を
ＩＩＩｖＦｒする層へい板を設けることができる。

第４園にも示される如くバンドル光フアイバケーブル５
０の傭の端部唸建簗物の天井部で分岐し、それぞれ必要
に応じて設けられる光コネクタ７２を介して光拡散器１
４へ接続されている。この光拡散器７４は下端が開口し
九ケース７６へ光透過率の良好な光拡散板７８が固着さ
れて下端開口部を塞いでおり、この光拡散板７８が天井
壁８０へ固着されている。

ケース７６の上端へ必要に応じてＷＲｈつけられる光コ
ネクタ７２にはバンドル光ファイバ８２が接続されてバ
ンドル光フアイバケーブル５０からの光を◆け取るよう
Ｋなっており、この光フアイバケーブル８２の先端部は
光ファイバ８２ＡＫ分岐して光拡散板７８のはぼ全域に
分散して光拡散板７８へ取りつけられている。従って光
拡散板７８は光フアイバケーブル８２からの光を室内へ
広く分散することができる。

このような光拡散器７４は光コネクタ７２をバンドル光
フアイバケーブル５０へ結合すると共に天井８０−；取
シつけるのみで施行が完了するので、従来の天井板を天
井へ取シつける作業と同様作業で取りつけ可能で工期が
短縮され、天井部への電灯配線、が不要で保全性、防爆
性が向上してい、る。

を九従来構造の照明器具が不要となり、天井部分の軽量
化が可能である。

以上の構成より成る本実施例で拡、日中の晴天時には集
光装置１２で得られる太陽自然光の光量が充分であり、
供給装置８６のランプ５４による補助光は不要である。

太陽光は駆動装置３’　０　、３１によって移動フレー
ム１１．１７が太陽の移動に追従する丸め適切に集光さ
れ、バンドル光フアイバケーブル２８、供給装置３６、
バンドル光フアイバケーブルｓＯを介して光拡散器７４
へ送られ充分ＫＩＩ内ｗＡＩＩを得ることができるので
人工光を要せず省エネルギ化が達成できる。昼間時に室
内を暗くする必要が生じ丸場舎Ｋｄ、供給装置３６内の
光路４４へ鐘へい板を介在させればよい。ま九第１人光
部３ｓと出光部４６との光軸を互にずらすことＫよって
も太陽光の遮断が可能である。

曇天時、雨天時、夜間時等にも室内に充分な明るさを＊
九い場合には操作盤６６の手動操作により、又は図示し
ない制御装置の作動で自動的にランプ５４が点灯し、第
２八光部５２からの人工光が単独で、又は第１入党部３
８からの自然光と釡成゛■れて出光部４６へ送られ、バ
ンドルファイバケーブル５０を介して光拡散器７４へ至
り室、内のＩｌｌ明を行う。

次に第５図には本発明の第２実施例に係る供給装置１３
６が示されている。この実施例では第２人光部５２０光
軸が第１人光部３８の光軸と直角とされており、この第
２人光部５２からの光路１６２社第１入党部３Ｂからの
光路と直交している。この直交部には光路４４の光軸に
対して４５度傾斜して配置され九ハーフミラ−８４が配
置されており、第１人光部３８からの自然光を出光部４
６へ透過し、第２人光部５２からの人工光を出光部４６
へ反射できるようＫなっている。

従って第２人光部からの光路１６２は出光部４６側が光
路４４と同一光路となってお抄、太陽光と人工光はバン
ドル光フアイバケーブル５ｏへの入射角が等しくなって
いる。

なお、この第２実施例の構成とは逆に１第２人光部５２
からの光路を直線状に配し、この光路内へハーフミラゝ
−を設けて第１人光部３８からの太陽光をハーフはラー
で反射させて出光部へ送る構造にすることも可能である
。

次に第６図には本発明の第３実施例が示されており、集
光装置１１２から供給装置３６へ光ダクト８６が用いら
れて集光搬送路を形成している。

光ダクト８６は中空ダクト本体８８の屈曲部にそれぞれ
ミラー°９０が配置されて内部を集光が搬送されるよう
罠なっている。

このダクト本体８８の一端８８Ａは建築物１０の屋上へ
向けて下向に配置されており、他端は建築物１０内へ導
かれておシ、建築物の各階に対応して中間部に設けられ
九豪数個の分光ミラー９２は集光の一部を分岐してそれ
ぞれ各階層の供給装ｄ１３ｇへ送るようＫなっている。

この分光ミラー９２による分光は直接に、又はバンドル
光ファイバー９４を介して第１人光部３８へ送られる構
成となっている。

ま九この実施例の集光装置１１２は太陽光が集光ｖｙｉ
９６．９Ｂを介してミラー１００へ送うれ、このミラー
１００は太陽光を反射してダクト本体８８の一端８８Ａ
へ送るようになっている。

この集光レンズ９６．９８は前記第１実施例と同様に常
に太陽の移動に追従して垂直軸及び水平軸回Ｆ）Ｋ駆動
制御され、ミラー１００もこの移動に応じて移動し集光
レンズ９６．９８からの集光を常にダクト本体８Ｂの一
端８８Ａへ送るようになっている。

従ってこの実施例でも太陽光は効率喪〈供給装置３６へ
送られ、必要に応じて補助照明と共に室内照明を行うこ
とができる。

次に第７図には本発明の第４１ｊｌ施例が示されており
、前記第３実施例の集光装置１１２を用い、ミラー１０
０からの反射光を第１爽施例と同様の集光ユニット１８
で集光し、バンドル光フアイバケーブル２Ｂで供給装置
へ送るようになっている。

但し、この実施例では集光ユニット１８が建築物１０の
屋上から所定高さに固定されて、集光レンズ２０が下向
ＩＫ配装されミラー１００へ向いている。

従ってこの実施例でも集光装置１１２のξ２−１００が
移動する太陽光に追従して傾動し、常に反射光を集光ユ
ニット１８へと送るので、光ファイバケーブル２８社効
率喪〈自然光を供給装置へ送ることができる。４１にこ
の実施例では集光ユニット１８がａｍ物へ固定されるの
で光フアイバケーブル２８が移動することがなく、耐久
性に優れ、集光レンズ２０へのダスト付着が少い。

次に第８．９図は本発明の第５実施例であり、集光装置
の他の実施例であゐ、この実施例における集光ユニット
１１８は集会住宅のバルコニーの柵として多数積み上げ
て形成されている。このほか住宅外壁、屋上等に多敷設
けることも可能である。

集光ユニット１１８ａガラス又社軽量コンクリート製の
ブロック１２０の外表面に多数の集光レンズ２０（凸レ
ンズ、７レネルレンズ等を用いる）が互に光軸を平行と
して固着されている。各集光レンズ２０の裏面は円錐状
の真空透過室１２２であ抄、円錐頂部には集光用バンド
ル光ファイバ２４０分岐端末がそれぞれ＊ｂつけられて
入光端面が集光レンズ２０の光軸と一致している。この
集光用バンドル光ファイバ２４の他方は前記第１実施例
と同様にバンドル光フアイバケーブル２８を介して供給
装置へ接続されている。

従ってこの実施例の集光ユニットは建築物の一部として
用いることができ、しかも固定式である丸め保守管理が
答易である。

なお上記各実施的では太陽光集光装置が移動太陽に追従
する構造及び建物へ固定する構造を示し九が必要に応じ
て移動できる半固定式の集光装置も適用可能であり、ま
九これらの集光装置は建築物の外部へ設置する亀のに限
らず、太陽光を集光可能な建築物内部へ設けること４で
きる。

上記実施例の人工光は高輝度う／グを用いているが、他
の人工光源も使用可能であ抄、太陽光を光風外のエネル
ギに蓄積した後に再び光エネルギに変換した人工光源も
使用可能である。

さらに上記実施的の光拡散器は室内天井壁へ取り付ける
構造であるが、側壁等の他の壁面へも取抄付けることが
でき、場合によっては室内へ立設されるスタンド形とし
ても適用可能である。

本溌明に係る太陽光利用照明装置は、集光装置からの自
然光と、人工光源からの人工光とを供給装置で建物内の
拡散器へ送るので太陽光を有効に利用して省エネルギ効
果を得、補助照明として人工光を用いるに４拘らず天井
の電灯配線を不要とすることができる優れ九効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る太陽光利用照明装置の第１！Ｊ施
例を示す断面図Ｓ第２図は集光ユニットを示す断面図、
第３図は供給装置を示す概略図、第４図は天井壁への拡
散器取付状部を示す断面図。 第５図は本発明の嬉２１ｉＩ施例に係る供給装置を示す
概略図％第６図は本発明の嬉３１１施例に係る集光装置
及び光ダクトを示す断面図、第７図は本発明の第４実施
例の集光装置を示す側面図、第８図は本発明の第５夾施
例に係る集光装置を示す斜視図、第９＠は第８図に用い
る集光ユニットを示す断面図である。 ｌＯ・・・建築物　１２，１１２・・・集光装置２８・
・・バンドル光７アイパケーブル第４、図 第５図 Ｌ−、＋　　　　　＋

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　Ｊｌｉｉ！業物へ取りつけられ太陽光を集め
   る集光装置と、この集光を移送する搬送路と、この搬送
   路からの集光を出光部へ送る第１人光部及び必要時に人
   工光を出光部へ送る第２人光部を設は友供給装置と、一
   端がこの供給装置の出光部へ接続きれて出西部からの光
   を移送するバンドル化された光ファイバと、建築物内へ
   設けられると共に前記光ファ、４　ハの他の一端が接続
   されて移送された光を拡散放出する拡散器とを有する太
   陽光利用照明装置。
2. （２）前記第１人光部からの光と第２人光部からの光は
   互に異る入射角で光ファイバの一端へ入党されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項の太陽光利用照明装置
   へ
3. （３）部上第１入党部から出光部までの光路又は第２人
   光部から出光部まで６光路のいずれか一方にはハーフミ
   ラ−が設けられ、他方の光路嬬このハーフミラ−で屈曲
   されて両党路の出光部側が同一光路となることを特徴と
   し九特許請求の範囲第１′項の太陽光利用照明装置。
4. （４）前記集光装置から供給装置へ集光を送る搬送路は
   ダクト本体の屈龜部へ集光反射ミラーが設けられて集光
   を搬送する光ダクトであることを％像とじ九特許請求の
   範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の太陽光利用照
   明装置。
5. （５）前記集光装置から供給装置へ集光を送る搬送路は
   バンドル化され九光７アイパで形成されることを特徴と
   した特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載
   の太陽光利用照明装置。