| 【発明の名称】 |
太陽光採光システム |
| 【発明者】 |
【氏名】宮本 哲雄
【氏名】新木 新二
【氏名】沼尾 正信
【氏名】山田 和三
【氏名】高澤 正志
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| 【要約】 |
【課題】採光プリズムの制御の基礎情報となる日時のデータを簡単、かつ正確に保つことができる太陽光採光装置を提供する。
【解決手段】採光装置本体１０は、２枚の採光プリズム１１ａ、１１ｂ、回転駆動装置１２ａ、１２ｂ、本体側時計回路１３ａ、本体側補正回路１３ｂ、本体側送受信回路１３ｃ、制御装置１４を備える。リモコン装置１５は、設定部１５ａ、表示部１５ｂ、リモコン側時計回路１５ｃ、リモコン側送受信回路１５ｄ等を備えている。本体側送受信回路１３ｃがリモコン装置１５側からリモコン側時計回路１５ｃの日時情報を受信すると、この情報は本体側送受信回路１３ｃから本体側補正回路１３ｂに伝達され、補正回路１３ｂが本体側時計回路１３ａの設定日時を受信した日時情報に基づいて補正する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 太陽光を室内に取り込む採光装置本体と、前記採光装置本体を遠隔操作するためのリモコン装置とを備える太陽光採光システムにおいて、前記リモコン装置は、日時を計時するリモコン側時計手段と、前記採光装置本体に対する作動指令を入力するための入力手段と、前記時計手段の日時情報、および前記入力手段により入力された指令情報を送信するリモコン側送信手段とを備え、前記採光装置本体は、日時を計時する本体側時計手段と、前記リモコン装置からの情報を受信する本体側受信手段と、前記本体側受信手段により受信された前記日時情報に基づいて前記本体側時計手段の日時を補正する本体側補正手段と、前記本体側受信手段により受信された前記指令情報に基づいて作動する制御手段とを備えることを特徴とする太陽光採光システム。
【請求項２】 前記採光装置本体は、太陽光を室内に取り込む採光用光学部材として、１枚の採光プリズム又は所定間隔を隔てて配置される複数枚の採光プリズムを用い、また、この採光プリズムの回転駆動装置により前記採光プリズムを回転駆動することにより入射する太陽光の屈折方向を変化させることを特徴とする請求項１に記載の太陽光採光システム。
【請求項３】 前記採光装置本体は、前記本体側時計手段の日時情報を送信する本体側送信手段を備え、前記リモコン装置は、前記本体側時計手段の日時情報を受信するリモコン側受信手段と、前記リモコン側受信手段により受信された日時情報を表示する表示手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光採光システム。
【請求項４】 前記リモコン装置は、標準電波を受信して日時情報を出力する標準電波受信手段と、前記標準電波受信手段から出力される日時情報に基づいて前記リモコン側時計手段の設定日時を補正するリモコン側補正手段とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽光採光システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽の動きに追随して太陽光が室内に取り込まれるようにその方向を制御する追尾型の太陽光採光システムに関し、特に、屋根に取り付けられる装置本体とリモコン装置とを含む太陽光採光システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在実用化されている太陽光採光装置としては、上下一対の採光プリズムと、これらの採光プリズムを独立して回転駆動する回転駆動装置と、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回転駆動装置を制御する制御装置とを備えるものが知られている。
【０００３】制御装置は、設置場所の地理的位置と設置状態の方位、および日時とに基づいて太陽の現在位置を計算し、その計算結果に基づいて採光プリズムの方向を決定して回転駆動装置を制御する。日時は、太陽光採光装置の設置時に初期設定された後、制御装置内の水晶発振器を利用した時計回路により計時されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に、水晶発振器を利用した時計は月差±数秒〜３０秒程度の誤差を生ずるため、設置から長年経過して誤差が累積されると、採光プリズムの方向を的確に制御することができなくなり、採光効率が低下する。特に、太陽光採光装置は家屋の屋根に設置されており、水晶発振器の発信周波数は温度に依存して変化するため、装置内の時計回路は外気の大きな温度変化による影響を受けて誤差を生じやすい。
【０００５】本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、採光プリズムの制御の基礎情報となる日時のデータを正確に保つことができる太陽光採光システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる太陽光採光システムは、太陽光を室内に取り込む採光装置本体と、採光装置本体を遠隔操作するためのリモコン装置とを備える太陽光採光システムにおいて、リモコン装置は、日時を計時するリモコン側時計手段と、採光装置本体に対する作動指令を入力するための入力手段と、時計手段の日時情報、および入力手段により入力された指令情報を送信するリモコン側送信手段とを備え、採光装置本体は、日時を計時する本体側時計手段と、リモコン装置からの情報を受信する本体側受信手段と、本体側受信手段により受信された日時情報に基づいて本体側時計手段の日時を補正する補正手段と、本体側受信手段により受信された指令情報に基づいて作動する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】上記の構成によれば、温度変化の幅が小さい室内に配置されたリモコン装置内のリモコン側時計手段から送られる日時情報に基づいて、温度変化の幅が大きい屋根に取り付けられた採光装置本体内の本体側時計手段の日時を補正することができる。一般に時計回路の精度は温度変化の幅が小さい方が高くなるため、上記構成により本体側時計手段の設定日時を正確に保つことができる。
【０００８】採光装置本体は、太陽光を室内に取り込む採光用光学部材として、屈折により太陽光の射出方向を変化させる１枚の採光プリズム又は所定間隔を隔てて配置される複数枚の採光プリズムを用いることができる。この場合、これらの採光プリズムを駆動する回転駆動装置を用いることができる。
【０００９】本体側時計手段により計時される日時に基づいて採光プリズムが太陽の位置に応じた適正な回転角となるように回転駆動装置を制御することにより、太陽光を室内に有効に導くことができる。また、採光用光学部材としては、プリズムに代え、反射により太陽光の射出方向を変化させるもの、例えば、ミラー等を用いることもできる。
【００１０】採光装置本体に本体側時計手段の日時情報を送信する本体側送信手段を設け、リモコン装置に本体側時計手段の日時情報を受信するリモコン側受信手段と、リモコン側受信手段により受信された日時情報を表示する表示手段とを設けることができる。この場合には、室内に配置されたリモコン装置側で本体側時計手段の日時情報を確認することができる。
【００１１】さらに、リモコン装置には、標準電波を受信して日時情報を出力する標準電波受信回路と、標準電波受信回路から出力される日時情報に基づいてリモコン側時計手段の設定日時を補正する補正手段とを設けることができる。これにより、リモコン装置内の時計手段の日時情報を自動的に正確な日時に合わせることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる太陽光採光システムの一実施の形態を説明する。
【００１３】図１は、本発明の一実施の形態にかかる太陽光採光システムを制御系の構成を主体に示す説明図である。図１に示す太陽光採光システム１は、家屋の屋根に取り付けられて太陽光を室内に取り込む採光装置本体１０と、採光装置本体１０を遠隔操作するためのリモコン装置１５とから構成されている。
【００１４】採光装置本体１０には、変位により入射する太陽光の射出方向を変化させる採光用光学部材として、所定間隔離れて配置された２枚の採光プリズム１１ａ、１１ｂが設けられている。さらに、採光装置本体１０は、採光プリズム１１ａ、１１ｂを回転駆動する回転駆動装置１２ａ、１２ｂと、日時を計時する本体側時計回路１３ａと、本体側時計回路１３ａの日時を補正する本体側補正回路１３ｂと、リモコン装置１５との間で情報の受信／送信を行う本体側送受信回路１３ｃと、採光プリズム１１ａ、１１ｂを太陽の位置に応じた適正な回転角となるように回転駆動装置１２ａ、１２ｂを制御する制御装置１４とを備えている。
【００１５】採光プリズム１１ａ、１１ｂは、微少な帯状のプリズムが多数配列して構成される巨視的に平板状のプリズムであり、入射した光を所定の角度屈折させて射出させる。上記のように２枚の採光プリズムを組み合わせてその回転方向を独立して定めることにより、任意の方向から入射する太陽光を室内に向けた一定方向に合わせることができる。なお、採光用光学部材としては、この例のように２枚の採光プリズムを設けるほか、１枚の採光プリズムのみを設けることもでき、さらには採光プリズムに代えてミラーを用いることもできる。
【００１６】制御装置１４は、マイクロコンピュータを主体に構成され、太陽の運行に伴う採光プリズムの制御データが予め記憶されており、設置場所の地理的位置と設置状態の方位、および水晶発振器を利用して日時を計時する本体側時計回路１３ａにより計時される日時とに基づいて各採光プリズム１１ａ、１１ｂの回転角度が太陽の位置に応じて常に最適な角度となるよう回転駆動装置１２ａ、１２ｂのモータを制御するようにしている。
【００１７】一方、リモコン装置１５は、採光装置本体１０に対する作動指令を入力する入力手段としての設定部１５ａと、設定状態等を表示するための表示部１５ｂと、日時を計時するリモコン側時計回路１５ｃと、採光装置本体との間で情報の受信／送信を行うリモコン側送受信回路１５ｄとを備えている。リモコン側時計回路１５ｃには、日時を手動調整のための手段が設けられている。
【００１８】なお、本実施の形態では、リモコン側時計回路１５ｃの設定時間を手動操作により調整する構成としているが、リモコン装置１５内に、図１に破線で示したように標準電波(ＪＪＹ)を受信して日時情報を出力する標準電波受信回路１５ｅと、標準電波受信回路１５ｅから出力される日時情報に基づいてリモコン側時計回路１５ｃの設定日時を補正するリモコン側補正回路１５ｆとを設け、時計回路を自動的に補正するようにしてもよい。
【００１９】標準電波(ＪＪＹ)は、郵政省通信総合研究所標準周波数局が日本標準時(ＪＳＴ)を広く国の内外に知らせるために運用している電波である。標準時は、セシウムビーム型原子周波数標準器をはじめとする原子時計群により非常に正確に保たれている。標準電波受信回路１５ｅから出力される時刻データは、この標準時に一致した正確なデータとなる。
【００２０】このように標準電波受信回路１５ｅとリモコン側補正回路１５ｆとを設ける場合、リモコン側補正回路１５ｆは、１〜３カ月のインターバルで標準電波に載せられた時刻データに基づいてリモコン側時計回路１５ｃの設定時刻を自動的に補正することが望ましい。標準電波受信回路１５ｅは、この補正のタイミングに合わせて必要な期間だけ起動して標準電波を受信し、補正が終了すると次の補正のときまで停止するようにする。一般に、水晶発振器を利用した安価な時計回路の精度は月差±１５〜３０秒程度であるため、上記の１〜３カ月といったインターバルで補正をかけることにより、実用上十分な精度を確保することができる。また、標準電波受信回路１５ｅを常時起動しておく場合と比較すると、電力の消費を抑えることができる。
【００２１】ここで、本体側送受信回路１３ｃとリモコン側送受信回路１５ｄとの間の通信による情報の授受と、送受信される情報に基づく各回路の作動とについて説明する。まず、リモコン側送受信回路１５ｄから送信される情報について説明する。送信情報は、採光装置本体１０の作動用の指令情報と、リモコン側時計回路１５ｃにより計時される日時情報、そしてその他の初期設定用の情報とに分けることができる。指令情報は、例えば通常運転あるいは試運転の開始／停止、弱光運転の指示等であり、後述する設定部１５ａに配置された各スイッチが操作された際に送信される。日時情報は、運転開始の指令情報を送信する際に、指令情報に続けて自動的に送信され、あるいは、特定の補正用のスイッチを手動操作した際に送信される。さらに、初期設定用の情報は、設定部１５ａにより入力された経度・緯度、方位等の設置場所に関する情報であり、一般的には太陽光採光システムの設置時に一度だけ送信される。
【００２２】そして、上記の指令情報、日時情報、初期設定用の情報がリモコン側送受信回路１５ｄから送信され、本体側送受信回路１３ｃがこれらを受信すると、採光装置本体１０側では以下の制御が行われる。初期設定用の情報は、制御装置１４内のメモリ回路(図示せず)に記憶され、太陽光の入射方向に応じた採光プリズムの回転位置を求める際の基礎データとして使用される。また、指令情報は、送受信回路１３ｃから制御装置１４に伝達され、制御装置１４は指令情報に基づいて作動する。例えば、休止中に通常運転開始の指令情報が受信された際には、制御装置１４が起動し、本体側時計回路１３ａから入力される日時情報に基づいて太陽光の入射方向を求めると共に、この方向から入射する太陽光を室内に効率よく導くための採光プリズム１１ａ、１１ｂの回転位置を求め、各採光プリズムを求められた回転位置に一致させるよう回転駆動装置１２ａ、１２ｂを制御する。
【００２３】本体側送受信回路１３ｃがリモコン装置１５側から日時情報を受信すると、この情報は本体側送受信回路１３ｃから本体側補正回路１３ｂに伝達され、本体側補正回路１３ｂが本体側時計回路１３ａの設定日時を受信した日時情報に基づいて補正する。リモコン装置１５が配置される室内は採光装置本体１０が配置される屋外と比較して温度変化が小さい。一般に、時計回路は温度変化が小さい方が誤差が小さい傾向があり、特に水晶発振器を利用した時計回路は温度変化に対して２次の負の関数で表される誤差を生じる。このため、リモコン側時計回路１５ｃの精度は本体側時計回路１３ａの精度より高いものとみなすことができる。そこで、室内に配置されたリモコン装置１５内のリモコン側時計回路１５ｃから送られる精度の高い日時情報に基づいて屋根に取り付けられた採光装置本体１０内の本体側時計回路１３ａの日時を補正することにより、本体側時計回路１３ａの設定日時を正確に保つことができる。
【００２４】一方、本体側送受信回路１３ｃからは、本体側時計回路１３ａの日時情報がリモコン装置１５側に送信される。リモコン装置１５側では、本体側から日時情報が送信されてリモコン側送受信回路１５ｄがこれを受信すると、表示部１５ｂにこの日時情報を表示する。これにより、リモコン装置１５側で採光装置本体１０内に設けられた本体側時計回路１３ａの設定時間を容易に把握することができる。この表示機能は、日時情報を手動操作により送信する場合に、補正の要否を判断する材料として特に有効である。
【００２５】次に、図１に示す実施の形態の構成を実用システムとしての太陽光採光システムに組み込んだ具体例を図２乃至図４に基づいて説明する。図２は採光装置本体１０の平面図、図３はその側面からの断面図、図４はリモコン装置１５の外観を示す説明図である。
【００２６】図２及び図３に示されるように、円板状の採光プリズム１１ａの周囲には、その外周より大径で外周面にギヤが形成された金属製の回転リング１６ａが配置されており、採光プリズム１１ａは保持具を介して回転リング１６ａに固定されている。回転リング１６は、その外周上の例えば３箇所に設けられたガイド部材１７ａと回転駆動装置１２ａとにより円周方向に沿って回転可能に支持されている。
【００２７】回転駆動装置１２ａ、１２ｂは、それぞれ制御装置１４からの指令により回転駆動されるモータ、モータの回転を減速して伝達する減速ギア列、このギア列に噛み合う駆動ギアを備えており、駆動ギアが各回転リング１６ａ、１６ｂの外周に形成されたギアに噛み合っている。回転駆動装置１２ａを作動させると、駆動ギアの回転により回転リング１６ａが回転し、回転リング１６ａに支持された採光プリズム１１ａの方向が変化する。
【００２８】なお、図示は省略するが、他方の採光プリズム１１ｂも同様の回転リング１６ｂに固定されており、この回転リング１６ｂはガイド部材１７ｂと回転駆動装置１２ｂとにより支持され、回転駆動装置１２ｂのピニオンの回転により回転してプリズムの方向が変化する。
【００２９】採光プリズム１１ａ、１１ｂは、平面正方形の枠体１８ａ内に配置されている。この枠体１８ａの外周には、スカート状の水切り枠１８ｂが一体に取り付けられている。制御装置１４、本体側時計回路１３ａ、本体側補正回路１３ｂ、および本体側送受信回路１３ｃは、枠体１８ａ内の単一のコーナー部にまとめて配置されている。
【００３０】採光プリズム１１ａ、１１ｂの上面は、図３に示されるように、ドーム状の透明なカバー１９に覆われており、下面は、採光プリズム１１ａ、１１ｂにより屈折された太陽光を散乱させて室内に導く配光板２０により覆われている。これらのカバー１９および配光板２０も、枠体１８ａに固定されている。
【００３１】リモコン装置１５は、図４に示されるように、運転／停止を含む各種の設定をするための複数のボタンが設けられた設定部１５ａと、設定状態を表示するための表示部１５ｂとを備えており、内部には前述のようにリモコン側時計回路１５ｃ、リモコン側送受信回路１５ｄ等が設けられている。
【００３２】設定部１５ａには、試運転ボタン１５ａ1、設置場所の地理的位置を入力するための経度・緯度ボタン１５ａ2、設置場所の方位を入力するための方位ボタン１５ａ3、アドレスボタン１５ａ5、設定ボタン１５ａ6、取り消しボタン１５ａ7、入力された数値を採光装置側に送信するための送信ボタン１５ａ8、弱光運転ボタン１５ａ9、アップボタン１５ａ10、ダウンボタン１５ａ11、 そして通常運転ボタン１５ａ12、停止ボタン１５ａ13等が配置されている。
【００３３】一方、表示部１５ｂには、弱光運転表示部１５ｂ1、通常運転表示部１５ｂ2、停止状態表示部１５ｂ3、経度・方位表示部１５ｂ4、緯度・時刻・アドレス表示部１５ｂ5、試運転表示部１５ｂ6、調整状態表示部１５ｂ7とが設けられており、設定部１５ａの設定状態等を表示する。採光装置本体１０側から送信された日時情報は、緯度・時刻・アドレス表示部１５ｂ5に表示される。
【００３４】
【発明の効果】本発明の太陽光採光システムは、上記のように構成されるから、次に述べるような優れた効果を有する。
【００３５】（１）請求項１の構成によれば、室内に配置されたリモコン装置内のリモコン側時計手段から送られる精度の高い日時情報に基づいて屋根に取り付けられた採光装置本体内の本体側時計手段の日時を補正することができ、本体側時計手段の設定日時を正確に保つことができる。
【００３６】（２）請求項２の構成によれば、太陽光を室内に取り込む採光用光学部材として採光プリズムを用いることにより、回転駆動装置を含めた採光部分を比較的小さく構成することができる。
【００３７】（３）請求項３の構成によれば、採光装置本体から送信された本体側時計手段の日時情報をリモコン装置側で受信して表示することにより、室内に配置されたリモコン装置側で本体側時計手段の日時情報を確認することができる。したがって、使用者は屋根に配置された採光装置本体に近づくことなく、容易に採光制御に利用される本体側時計手段の日時情報を確認することができる。
【００３８】（４）請求項４の構成によれば、標準電波受信回路から出力される日時情報に基づいてリモコン側時計手段の設定日時を補正することにより、リモコン装置内の時計手段の日時情報を自動的に正確な日時に合わせることができる。したがって、使用者はリモコン装置内の日時の補正に関してはなんら操作が要求されず、補正の手間を省くことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）５月２８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】安富 耕二 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３３９５１８ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１２月１０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１４７３９２ |
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