JPS5958405A - 採光装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は集光系部材にて集光された太陽光を光ファイバ
ーにて屋内へ導入する採光装置に門する。

〔発明の技術的背景〕

従来、この種の採光装置としては特開昭５５−５３３１
０号公報に記載のものが知られている。

これは“光ファイバーの光導入端面を集光レンズの焦点
の近傍に位置させて集光具を形成し、Ｆｎｌｎｌ光レン
ズにこの集光レンズの光軸と平行な太陽光が入射したと
き、前記集光レンズにて集光された太陽光が全て大ファ
イバーの光導入端面に入射する構造となっている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、とのよ５な構造では太陽がわずかに移動
しただけでも集光レンズにて集光された太陽光は光ファ
イバーの光導入端面からずれてしまい、光導入端面には
光が入射されなくなる。

このため、常に太陽光を採光するためには、このような
蓼光具を数多く設けるか、あるいは集光具の数を少なく
する場合は常に太陽光が集光レンズの光軸と平行に入射
するように集光具にて太陽を追尾しなければならない。

しかしながら、前者の場合は集光具を多数必要とするた
め高価になり、後者の場合は太陽を追尾するための太陽
追尾装置を必要としこのため機構が複雑になり故障の原
因となるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、安価でかつ可
動部を必要とせず故障の発生しにくい採光装置を提供す
るものである。

〔発明の概要〕

本発明は、集光具の数を少数とし、かつこれら集光具を
太陽の動きに応じて回動させる必要がない構造が考えら
れた。このためには固定された１つの集光具において、
集光系部材にて集光された太陽光が長時間光ファイバー
の光導入端面に入射し続けなければならない。つまり太
陽光が集光系部材の光軸に平行でなくなった場合でも、
光ファイバーの光導入端面が集光パターン内に位置する
ことが必要となる。

そこで本発明の採光装置は、太陽光を集光する集光系部
材と、光導入端面を前記各集光系部材の光軸上でかつ焦
点より前方または後方に配置し前記集光系部材にて集光
された光を屋内に導入する光ファイバーとを備えたこと
を特徴とする構造としたものである。

〔発明の実施例〕

次に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は採光装置を照明装置に用いた場合を示すもので
ある。この図において、（１）は集光具で、造営物の屋
上などの日当りのよい場所に図示しないポールなどの支
持体にて複数、この実施例の場合は３個設けられている
。これら各集光具（１）はそれぞれ異なる時間帯の太陽
の高度および方位に応じた向きに配置されている。

（２）は光ファイバーで、光導入端は集光具（１）内部
に配置され、集光具（１）にて集光された光を拡散具（
３）に導くもので、光導入端側が直径２　ｖｔｓのバル
クファイバーを２５本束ねた３つのバンドルファイバー
（４）にて成形され、光導出端側が直径１１！ｍのバル
クファイバー（５）を２７７本束ねたバンドルファイバ
ー（６）にて形成されており、これらは図示しないコネ
クタにて接続されている。また、光導入端側の集光具（
１）の近傍では前記ポール内に挿通されている。

前記拡散具（３）は、下面にアルミニウムを蒸着して鏡
面を形成した図示しない円盤状のアクリル製ミラーと、
透明アクリル板にて球面の一部からなる曲面状に成形さ
れ前記ミラーの下面を覆う透明部材（７）と、前記ミラ
ーに挿通され下面に突出された後分割され透明部材（力
の中心から放射状に配置されその各位置における法線に
活って透明部材（力に挿通固着されたバルクファイバー
（５）とにて形成され、屋内の天井面（８）に固着され
ている。

次に集光具（１）の構造を第２図に基づいて詳述する。

０ωは支持枠で、円筒状の局面部（１１）とこの周面部
ＯＤに連続成旅された後面部α２とからなり、周面部（
１１）の前端縁には係合縁（１３１が形成され、後面部
Ｑりの中央には係合孔０４）が開口されている。この支
持枠００の前面には集光系部材としてのフレネルレンズ
θ９が係合ｔｕ３１に係合されて固着されている。また
、後面部Ｑ２の係合孔（Ｉ４）にはバンドルファイバー
（４）の光導入端が挿通され係合支持されている。そし
てこのバンドルファイバー（４）の光導入端面（４ｅｌ
）の中心はフレネルレンズａ９の光軸（α）上でかつこ
のフレネルレンズ０９の焦点■より前方に位置している
。

次にこの実施例の作用を説明する。

太陽の昼勤に応じて集光具（１）に入射される太陽光の
入射角は変化し、このためフレネルレンズα９にて集光
される集光パターンも変化する。しかし、バンドルファ
イバー（４）の光導入端面（４ａ）はフレネルレンズ０
■の焦点（ト）より前方に位置しているため、この光導
入端面（４ａ）と同一平面上での集光パターンは光導入
端面（４（Ｌ）の面積よりはるかに広くなる。

このため太陽の移動に応じて集光パターンがある程度変
化しても光導入端面（４ａ）は集光パターン内に位置す
ることになり、光ファイバー（２）に太陽光が導入され
ることになる。

例えば第２図において、正午の集光パターンを実線にて
、午前１１時の集光パターンを２点鎖線にて、午後１時
の集光パターンを点線にて示すものとする。このそれぞ
れの時刻での光導入端面（４ａ）と同一平面上での集光
状態は３１３図（石）（σ）（Ｃ）に示すようになり、
いずれの場合でも光導入端面（４ｚ）は集光パターン内
に位置１〜でいる。すなわち１つの集光具（１）にて２
時間の量大陽光を導入できることになる。

このため、太陽光を導入する時間帯が重複しないように
集光具（１）の向きを適当に配置すれば、牙１図に示す
ように３個の集光具（１）にて６時間の量大陽光を導入
できる。

なお、１つの集光具（１）にて太陽光を集光して屋内へ
導入できる時間帯は太陽の高度および方位の変化により
変化するため、太陽の高度および方位の変化する季節毎
に向きを補正すれば常に同一の集光具（１）で同一時間
帯の太陽光を集光して屋内へ導入できる。

本尖施例においてはバンドルファイバー（４）の光導入
端面（４ａ）をフレネルレンズ（１５１の焦点（ト）の
前方に設けた場合について説明したが、焦点（ト）の後
方に設けた場合でも同様の作用を呈する。

また、焦点ψ）からの距離を大きくすれば１つの集光具
（１）において集光された太陽光がバンドルファイバー
（４）の光導入端面（匂）に入射される時間帯も長くで
きる。ただしこの場合、入射される光景は減少する。

なお、集光系部材はフレネルレンズα■に限られるもの
ではなく、他のレンズまたは牙４図に示すように反射板
（２Ｉ）を用いてもよい。この場合、バンドルファイバ
ー（４）の光導入端面（４ａ）は反射板０１）の開口端
中央光軸上でかつこの反射板（２１）の焦点ω）より前
方に配置する。すると矢印ＱＯの方向から入射される太
陽光は反射板（２１）に反射されバンドルファイバー（
４）の光導入端面（匂）に集光される。この反射光と光
導入端面（４ａ）の関係は前記説、明した第３図に示す
ものと同一である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光ファイバーの光導入端面を集光系部
材の光軸上でかつ焦点より前方または後方に配置し、光
導入端面と同一平面上に集光される太陽光を光導入端面
より大きく広がるよ５にしたため、太陽の高度および方
位が変化し集光系部材に入射される太陽光の入射角が変
化しても光導入端面は集光された太陽光の集光パターン
内に位置することになり、１組の集光系部材と光ファイ
バーとにて長時間太陽光を採光できる。このため同一時
間の量大陽光を採光する場合は従来に比べ集光系部材お
よび光ファイバーとを備えた集光具の数を少なくでき、
しかも太陽追尾装置などを必要とせず、簡単な機構で安
価に製造できるとともに故障も防止できる。

【図面の簡単な説明】

矛１図は本発明の採光装置の一実施例を示す概略図、；
ｊ−２図は同上集光具の断面図、牙３図は集光パターン
と光ファイバーの光導入端面との関係を示す説明図、第
４図は本発明の他の実施例を示す説明図である。 （２）・・光ファイバー、（４ａ）・・光導入端面、０
→・・集光系部材としてのフレネルレンズ、　（２＋１
・・集光系部材としての反射板、■・・焦点。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）太陽光を集光する集光系部材と、光導入端面を前
   記各集光系部劇の光軸上でかつ焦点より前方または後方
   に変位させて配置し前記集光系部材にて集光された光を
   屋内に導入する光ファイバーとを具備したことを特徴と
   する採光装置。
2. （２）集光系部材として集光レンズを用いたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の採光装置。
3. （３）集光系部材として反射板を用いたことを特徴とす
   る特許