JPS5994301A - 太陽光線を直接利用した照明装置 - 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、太陽光線を他のエネルギーに変換することな
く直接利用して室内を自然光で照明するようにした照明
装置に関するものである。

近時、部会へ人口が集中するのに伴ない建物は益々高層
人型化及び建物の過密化の一途をたどり、当然な事なが
ら、大型の建物の日陰にある建物内では年間を通じて日
照時間が極度に減少し、甚しい場合には全く日照時間が
ないことがちシ、各種公害の内殆んど改善の全く見込み
がない半永久的被害を近隣住民に与えて吟る。この種の
公害に対しては、電気エネルギによる人工照明を用いる
ことが一つの解決策となり得る。しかし、この人工照明
では日陰の明るさを回復するご′とはできるが、太陽が
地球上に降シそそぐ太陽エネルギによって与えられる全
一てを回復し得ないことは光質からしても明らかでアリ
、人工照明では日照に関する公害を抜本的に解決するこ
とは到底不可能である。

また、建物が大型化されれば、他の建物の日陰にならず
とも、部屋の位置によっては太陽光線が全く照射されな
い場所がおり、この場合にも前述したと同様に日照時電
気エネルギによる人工照明を用いることになるが、その
ことは抜本的な解決策にならない。日照に関する公害を
解決するため電気エネルギを用いることの仕事効率は極
めて悪く、大量の電気エネルギを無駄に消費してしまう
ものであり、したがって、夜間以外は人工照明による解
決策は省資源の時代に全く逆行するものであるため、好
ましくないものである。

本発明は、無尽蔵の太陽エネルギを直接照明に利用する
装置であって、時々刻々変化する太陽の運行に集光器を
自動的に追従させ、集光器に捕えた太陽光線を光ケーブ
ルで伝送し、建物間又は建物内で照明を必要とする箇所
に散光させて自然光による照明を行なうようにしたこと
を特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例を図によって説明する。

不発明は太陽エイ・ルキを利用するもので心って、太陽
光線を集光器で集光し陳その光を建物内の各部屋−まで
伝送し照明するものである。ところで、太陽光線は十行
光親てあり、捷だ地球の自転とともに一年を辿し又は−
日の日照時１…内でも太陽の位置は時々刻々変化するも
のであるから、集光器を固′、ｔした状態で太陽光線を
集光すると、太陽光線の集光器に対する入射角が時々刻
々変化するのに伴なって変動してし捷い、太陽光線を効
率的に十分集光させることは不可能である。したがって
、太陽の運行に応じて集光器の姿勢を自動的に制御して
集光器に対する太陽光線の入射角を調節する必要がある
。

そこで、第１図′、第２図に示すように、集光器１はそ
の姿勢を太陽の運行に追従させて角変位する架台２に支
持させて太陽光線の直射音受ける位置例えば建物Ｂの屋
上に設置する。具体的な集光器１の一実施例を第２図に
示す。すなわち、架台２の上端に環状の凹面状とした反
射面乙を水平軸５ａを中心にして回動可能に装架し、環
状反射面３の軸芯上でかつその前方に位置させて二次反
射面４の凸面部を反射面乙に対面させ、二次反射面４の
凸Ｉ吊部の焦点位置に集光レンズ５を設置する。

捷７ｊ、、　１ｊｉＪ記架台２の下端を基台６上に水平
面内に回動可能に設置するとともに、内歯ｍ車７を架台
２と同心円上でかつ架台２の外径より大径の位置に設置
し、架台２にパルスモータ等の小型モータ８を組付けて
該モータ８の出力４１１］に固着したビニオン９を内歯
歯車７に噛合させる。また反射面３を軸支させる水平軸
６ａにウオームホイール１０を固着し、一方架台２にノ
シルスモータ等の小１１１ｑモータ１１を１Ｆｌｉ（τ
」けて該モータ１１の出力軸に固着したウオーム歯車１
２を水平軸３ａのウオームホイール１０に噛合させる。

使用時点での一年を通じての日照時間、その日照時間内
での太陽の位ｉ？を及び軌跡、その太陽位置において太
陽光線を集光レンズ５に巣中妊せるための反射面３，４
に対する太陽光線の入射角さらには季節毎に変化する太
陽光線の仰角、その仰角に対する反射面ろ。

４の姿勢等の必要なテークをプログラムによってコンピ
ュータ等の記憶装置１３に格納しておき、太陽の日出か
ら日入１での間記憶装置１３からその必要なう−夕を再
生してモータ８，１１を駆動し１境々刻々変化する太陽
の位置に応じて反射面６゜４の姿ｖｊ−を制御して反射
面６，４に対する太陽光にＩＡの入射角を調節する。−
また、太陽光線の仰角について・ｙ要なテークを記憶装
置１３から再生しその出力でモータ８，１１を駆動し太
陽光線の軌跡の変化に伴ないその仰角が変化することに
よる太陽の位置のずれに応じて反射面６，４に対する太
陽光線の入射角を調節し、これら太陽光線の入射角を調
節して集光レンズ５により最大量の太陽光線を集光させ
るのである。−また記憶装置６１３とモータ８，１１と
で形成される電路中には光電スイッチ１４を接続し、該
スイッチ１４で日照時のみ通電する。尚実施例では太陽
の運行に応じて集光器の姿勢を自動的に制御して集光器
に対する太陽光線の入射角を調節する機構として内歯歯
車７、ピニオン９、モータ８．１１の組合せを用いたが
、これに限定されるものでなく、他の調節機構を用いる
ことは勿論できるものである。

第３し１は光ケーブルとして光ファイノくコードを用い
た例である。該光フアイバコード１５を建物内の照明を
必要とする箇所と集光レンズとの間を配線する。すなわ
ち、集光レンズ５で集光、した太陽光線を導光する突起
５ａと、光ファイノくコード１５の端末に結合したアタ
ッチメント１６との間を光エネルギの損失を低く抑えて
接続する。光フアイバコード１５は第６図に示すように
、光ファイバ１７と、該光ファイバ１７を外装する一次
被覆１８及び二次被覆１９と、両被覆１８．１９間に介
装した緩衝層２ｏとがらなり、各光ファイバ１７　ニア
、ａ　ノｆメ７１・１６を通して集合レンズ５の導光用
突起５ａを結合させる。そして光コネクタ２１で光フア
イバコード１５を継ぎ足し、必要に応じ−ご光フアイバ
コード１５に光減衰器２２を取付けて建物内寸で配線し
、光分岐回路２６で光ファイバ１７を分岐してこれを日
陰部分例ヱば建物の各部屋内に配線する。また光フアイ
バコード１５には光フアイバ１７内を伝送する太陽光線
をＶ’ｆｆ　＆ｊｅさせる光スィッチ２４を介装する。

尚、実施例では光コイ・フタ２１、光減衰器２２、光分
岐回路２３、光スィッチ２４の全てを光伝送回路中に設
置したが、これらの部品の全ては必ずしも必要とするも
のでなく、使用箇所に応じて適用すれば良いものである
。また、本発明において、光ケーブルとして用いる光フ
アイバコード１５は短距離用でしかも超太容酸のファイ
バ例えば石英系、ガラス偏波面保存、８Ｍ光フアイバ等
を用いることが望寸シい。分岐回路２３で主回路から分
岐させた九ノーアイバ１７の末瑞には複数本の各光ファ
イバ１／にそれぞれ融着した発光端子２５を同一面内で
突き合せて球面状に配列しこれをブロック化して放射状
発光面を形成し、第３図及び第４図に示すようにその発
光端子２５のねじ部２５ａに中空のグローブ２６をねじ
込んで該グローブ２６で発光面を覆って照明治具となす
。グローブ２６の内面は球面状をしており、球面状の発
光面から太陽光線を散光させて乱反射させ照明を行なう
。また、グローブ２６の球面状をした内面には必要に応
じて赤外線、紫外線等の不可視光線を波長を変えて可視
光線とする螢光膜２７を塗布して発光効率を改善しても
良い。

第５図及び第６図は光ケーブルとして光束筒を用いた場
合の実施例を示す。すなわち、集光レンズ５にフンキン
プル管２８で直管の光束筒２９を直結し、該光束筒２９
から分岐管３０を分岐して該分岐管６０からさらに端末
管６１を分岐しこれを建物内の照明を必要とする箇所に
配管する。又これに用いる光束筒は内面を光損失の少な
い金属メッキ等を施して鏡面仕上げして導光損失を減少
するようにしである。そして、光束筒２９と分岐管６０
、及び分岐管３ｏと端末管６１の分岐位置に分岐反射鏡
３２を光路に対してその反射面を傾斜させて設置し、分
岐反射鏡３２で光束筒２９がら分岐層３０に、１グこ分
岐管６ｏがら端末管３１にそれぞれ太陽光線を分岐させ
る。また光束筒２９、分岐管３０からなる光束回路中に
光量を遮断、開閉制碑して調節する調節鏡３３を据付け
、また光束回路中の光路屈曲部分には屈曲反射鏡３４を
据・［τ」ける。さらに、端末管３１の開口端には散光
レンズ３５を据付けて端末管３１の開口端を中空なグ「
］−ブ２６円に直接開口し、集光レンズ５で集光され光
束筒で伝送さＪ′Ｌだ太陽光線を散光レンズ３１で拡散
させてグローブ２６の球面状内面で乱反射により散光さ
せて照明する。

以上のように、本発明によれば、集光器により！Ｊニ尤
した太陽光線を光ケーブルで建物内、建物間その他照明
を必四とする箇所に伝送しその箇所で１攻先さ亡て自然
光による照明を行なうようにしたので、太陽光線が全く
照射しない日陰部分特に建物内の日照問題を解消でき、
さらに無尽蔵の太陽エネルギを、電気エネルギーやその
他のエネルギーに変換することなく直接利用するもので
あるから、変換のためのエネルギー損失がなく、省資源
時代に適うものであり、しかも太陽エネルギをそのｉｔ
使用しているものであるから建物内で自然の健康的恵み
を受けることができ、日照に関する公害を完全に解決す
る策として最適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を建物に設置した一実施例を示す構
成図、第２図は集光器を支持させる架台の拡大断面図、
第３図は本発明装置の一実施例を示す構成図、第４図、
第６図は照明器具の断面図、第５図は本発明装置の第二
実施例を示す構成図である。 １・・・集光器　　　　　　　　２・・・架台１５・・
・光フアイバコード　　２５・・・発光端子２９・・・
光束筒　　　　　　　３ｏ・・・分岐管６１・・・端末
管　　　　　　　３５・・・赦光レンズ第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　太陽光線の直射を受ける場所に太陽の運行に
   追従して角変位する架台を設憶し、該架台上に集光器を
   支持させ、さらに該集光器に光ケーブルを結合し、該ケ
   ーブルを延長させてこれを８蔭部分、建物内などの照明
   を必要とする箇所に配線し、光ケーブル内に伝送された
   太陽光線を散光させる照明器具を光ケーブルの特定箇所
   に備え付けたことを特徴とする太陽光線を直接利用した
   照明装置。