| 【発明の名称】 |
配光器およびこの配光器を備えた太陽光採光装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】高澤 正志
|
| 【要約】 |
【課題】光量を増大させなくても、より広い範囲にわたって照度を低下させないで配光することができる配光器およびこの配光器を備えた太陽光採光装置を提供する。
【解決手段】太陽光採光装置１で採光された光の中に反射板１３を設け、この反射板１３で反射する光を振れ回す方向に反射板１３を回転させる構成とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 光源からの光の中に反射板を備え、この反射板で反射する光を振れ回す方向に反射板を回転させる構成としたことを特徴とする配光器。
【請求項２】 光源からの光の中に、モータと、このモータにシャフトを介して連結された反射板とを備え、この反射板の反射面を光の出射方向に対して傾かせ、この反射板で反射する光を振れ回す方向に反射板を回転させる構成としたことを特徴とする配光器。
【請求項３】 前記反射板の回転速度は７０回転／秒以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の配光器。
【請求項４】 前記反射板には回転時の空気抵抗を減少させる風孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の配光器。
【請求項５】 前記反射板は湾曲形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の配光器。
【請求項６】 前記反射板からの反射光を採光して別の空間に搬送するダクトを、当該反射板の周囲に配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の配光器。
【請求項７】 前記ダクトを反射板の周囲に複数設けたことを特徴とする請求項６記載の配光器。
【請求項８】 屋根の開口に採光器本体を備え、この採光器本体を通じて導かれる太陽光の中に反射板を備え、この反射板で反射する光を振れ回す方向に反射板を回転させる構成としたことを特徴とする太陽光採光装置。
【請求項９】 屋根の開口に採光器本体を備え、この採光器本体を通じて導かれる太陽光の中に、モータと、このモータにシャフトを介して連結された反射板とを備え、この反射板の反射面を光の出射方向に対して傾かせ、この反射板で反射する光を振れ回す方向に反射板を回転させる構成としたことを特徴とする太陽光採光装置。
【請求項１０】 前記反射板の回転速度は７０回転／秒以上であることを特徴とする請求項８又は９記載の太陽光採光装置。
【請求項１１】 前記反射板には回転時の空気抵抗を減少させる風孔が形成されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項記載の太陽光採光装置。
【請求項１２】 前記反射板は湾曲形状に形成されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項記載の太陽光採光装置。
【請求項１３】 前記反射板からの反射光を採光して別の空間に搬送するダクトを、当該反射板の周囲に配置したことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項記載の太陽光採光装置。
【請求項１４】 前記ダクトを反射板の周囲に複数設けたことを特徴とする請求項１３記載の太陽光採光装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源から出射される光を配光する配光器およびこの配光器を備えた太陽光採光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、従来の白熱電灯等の照明装置は、白熱電球等の光源から出射される光で効率よく部屋内等を照明するために、光源にシェード等の配光器を被せて上方に向かう光を拡散させ、例えば部屋内のうち照明装置より下方により多くの光が到達するように構成されている。
【０００３】また、従来、太陽光（自然光）を効率よく採光して部屋内を照明する太陽光採光装置が提案されている。
【０００４】図９において、符号５１は従来の太陽光採光装置を示す。この太陽光採光装置５１は、屋根５２に設置され、この屋根５２の上面から突出するドーム形の採光器本体５３と、この採光器本体５３の下方に屋根５２の開口５２ａを貫通して延びる採光ダクト５４と、この採光ダクト５４の下方に設置された配光板（配光器）５５とを備える。
【０００５】この太陽光採光装置５１によって太陽光を採光する場合には、採光器本体５３内に水平方向に配置された２枚の採光プリズム板（図示せず）を太陽の位置に応じてそれぞれ独立して回転させて太陽光の屈折角を変更することにより、太陽の移動に追従して太陽光を採光する。この採光器本体５３で採光された光は、採光ダクト５４内を実線矢印Ｃの方向（下方）に導かれ、配光板５５で拡散されて実線矢印Ｃ´の方向に照射範囲を拡大し、この拡大された照射範囲内で部屋内を照明する。なお、点線矢印Ｄは、配光板５５によって光の照射範囲を拡大させなかった場合の照射範囲を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来の照明装置では、シェード等の配光器を光源に被せることにより照明装置より下方の領域により多くの光が到達するように構成されているが、光源から出射される光の光量は一定であり、しかも光が照明装置の下方領域全体に広がるので、光源から離れた場所では光の密度が小さくなって照度が低下するという問題がある。
【０００７】また、上述した従来の太陽光採光装置５１では、採光された太陽光を光源としているため部屋内を照射できる採光された光量に限界があり、しかも配光板５５による照射範囲の拡大にも限界があって部屋内の水平方向への照射が極端に少ないので、部屋内全体を十分に照明できないという問題がある。仮に、配光板５５によって光の照射範囲が部屋内全体に拡大されたとしても、前記照明装置と同様に、採光された太陽光の光量が一定であるため、太陽光採光装置５１から離れた場所では光の密度が小さくなって照度が低下するという問題が生じる。
【０００８】本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、光源からの光量を増大させなくても、より広い範囲に照度を低下させないで配光することができる配光器およびこの配光器を備えた太陽光採光装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、光源からの光の中に反射板を備え、この反射板で反射する光を振れ回す方向に反射板を回転させる構成としたことを特徴とする配光器である。
【００１０】請求項２記載の発明は、光源からの光の中に、モータと、このモータにシャフトを介して連結された反射板とを備え、この反射板の反射面を光の出射方向に対して傾かせ、この反射板で反射する光を振れ回す方向に反射板を回転させる構成としたことを特徴とする配光器である。
【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記反射板の回転速度は７０回転／秒以上であることを特徴とする配光器である。
【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の発明において、前記反射板には回転時の空気抵抗を減少させる風孔が形成されていることを特徴とする配光器である。
【００１３】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の発明において、前記反射板は湾曲形状に形成されていることを特徴とする配光器である。
【００１４】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の発明において、前記反射板からの反射光を採光して別の空間に搬送するダクトを、当該反射板の周囲に配置したことを特徴とする配光器である。
【００１５】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記ダクトを反射板の周囲に複数設けたことを特徴とする配光器である。
【００１６】請求項８記載の発明は、屋根の開口に採光器本体を備え、この採光器本体を通じて導かれる太陽光の中に反射板を備え、この反射板で反射する光を振れ回す方向に反射板を回転させる構成としたことを特徴とする太陽光採光装置である。
【００１７】請求項９記載の発明は、屋根の開口に採光器本体を備え、この採光器本体を通じて導かれる太陽光の中に、モータと、このモータにシャフトを介して連結された反射板とを備え、この反射板の反射面を光の出射方向に対して傾かせ、この反射板で反射する光を振れ回す方向に反射板を回転させる構成としたことを特徴とする太陽光採光装置である。
【００１８】請求項１０記載の発明は、請求項８又は９記載の発明において、前記反射板の回転速度は７０回転／秒以上であることを特徴とする太陽光採光装置である。
【００１９】請求項１１記載の発明は、請求項８〜１０のいずれか１項記載の発明において、前記反射板には回転時の空気抵抗を減少させる風孔が形成されていることを特徴とする太陽光採光装置である。
【００２０】請求項１２記載の発明は、請求項８〜１１のいずれか１項記載の発明において、前記反射板は湾曲形状に形成されていることを特徴とする太陽光採光装置である。
【００２１】請求項１３記載の発明は、請求項８〜１２のいずれか１項記載の発明において、前記反射板からの反射光を採光して別の空間に搬送するダクトを、当該反射板の周囲に配置したことを特徴とする太陽光採光装置である。
【００２２】請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の発明において、前記ダクトを反射板の周囲に複数設けたことを特徴とする太陽光採光装置である。
【００２３】これらの発明によれば、光源或いは採光器本体を通じて導かれる太陽光からの光の中に反射板を備え、この反射板で反射する光を振れ回す方向に反射板を回転させる構成としたので、反射板の周囲では周期的に照射と非照射が繰り返される。反射板を高速で回転すれば、人間の目の視認性の限界を超え、照射と非照射の繰り返しによるちらつきを感じなくなり、光が反射板の周囲に連続的に照射されているように見える。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】図１において、符号１は本実施形態による配光器を備えた太陽光採光装置を示す。この太陽光採光装置１は、部屋６の上方の屋根２に設置され、この屋根２の上面から突出するドーム形の採光器本体（光源）３と、この採光器本体３の下方に屋根２の開口２ａを貫通して延びる採光ダクト４と、この採光ダクト４の下方に設置された前記配光器５とを備える。太陽光採光装置１によって太陽光が採光される場合には、採光器本体３内に水平方向に配置された２枚の採光プリズム板（図示せず）を太陽の位置に応じてそれぞれ独立して回転させて太陽光の屈折角を変更することにより、太陽の移動に追従して太陽光を採光する。この採光器本体３で採光された光は、ほぼ平行な光であり、採光ダクト３内を鉛直下方に導かれる。
【００２６】配光器５は、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、図１の採光ダクト４内に固定されたモータ１１と、このモータ１１から鉛直下方に延びるシャフト１２と、このシャフト１２の端部に取り付けられた平板状の反射板１３とを備える。この反射板１３は、図２（Ｂ）に示すように、採光器本体３からの光の出射方向、すなわちシャフト１２に対して角度θ（例えば４５度）だけ傾斜させて配置される。
【００２７】モータ１１を回転駆動させると、回転駆動力がシャフト１２を通じて反射板１３に伝達されて、反射板１３がシャフト１２を回転軸１４として矢印Ａの回転方向に回転する。この回転中の反射板１３の反射面１３ａに前記採光器本体３で採光された光が入射する。
【００２８】回転中の反射板１３の一瞬を見た場合、図３に示すように、採光器本体３で採光された光は、採光ダクト３内を通過して反射板１３の反射面１３ａで反射し、この反射光は反射板１３の周囲の一方向（図３では部屋６の一鉛直壁面６ａの方向）だけに向かう。この反射板１３の周囲の一方向に向かう光の密度は、反射板１３の反射面１３ａにおいて光が全反射されるものとすると、反射板１３に入射した光の密度に等しい。
【００２９】この回転中の反射板１３の一瞬が連続すると、図４に示すように、反射板１３の周囲の全方向、すなわち反射板１３の反射面１３ａで反射する光を振れ回す方向に、反射板１３に入射した光密度とほぼ等しい光が照射される。このとき、反射板１３の周囲の一方向（例えば一鉛直壁面６ａ）では反射板１３からの光によって照射と非照射、すなわち点滅が周期的に繰り返されている。本実施形態では、反射板１３を例えば７０回転／秒（約４０００ｒｐｍ）以上の高速で回転させるので、各周囲方向における点滅周期は速くなり、人間の目の視認性の限界を超えて点滅は認識されず、反射板１３から全周囲方向に連続的に光が照射されているように見える。このときの見かけ上の照度は、採光された太陽光を直接照射した場合の照度にほぼ等しい。この実施形態は、例えば蛍光ランプの点灯に類似した原理を利用している。すなわち、蛍光ランプは実際には点滅を繰り返して光を照射するが、人間の目には連続的に照射しているように見える。
【００３０】また、本実施形態による配光器５では、回転軸１４に対して傾斜させた反射板１３を回転させるので、反射板１３で風が生じ、部屋６内で送風を行うことができる。
【００３１】別の実施形態として、図５に示すように、複数の風孔２０が形成された反射板２１をシャフト１２の端部に取り付けてもよい。この風孔２０は、反射板２１で回転時の空気抵抗を減少させるので、回転により生じる送風を抑制することができる。
【００３２】更に別の実施形態として、図６に示すように、光源としての採光器本体３（上方）に向けて突出する湾曲形状に形成された反射板２２をシャフト１２の端部に取り付けてもよい。この湾曲形状の反射板２２で反射した反射光は、反射板２２の周囲の一方向だけに向かうのではなく、矢印Ｂ１〜Ｂ３で示すように、上方を含むより広い方向に向かうので、反射光の照射範囲を拡大することができる。なお、図示を省略したが、下方に向けて突出する湾曲形状に反射板を形成すると、反射板で反射した反射光はそれぞれが集まる方向に向かうので、反射光を集光させて照度アップを図ることができる。
【００３３】また、反射板１３（又は２１、２２）の周囲に、図７に示すように、光を搬送するダクト３２を配置してもよい。このダクト３２は、部屋６の周囲の壁に固定され、太陽光採光装置１を備えた部屋（空間）６から別の部屋６−１に延びる光搬送部３３と、この光搬送部３３の部屋６側の端部に設けられた採光部３４と、この光搬送部３３の部屋６−１側の端部に設けられた照射部３５とで構成される。なお、ダクト３２の代わりに光ファイバを設け、この光ファイバを通じて反射光を搬送させることも可能である。
【００３４】反射板１３（又は２１、２２）で反射した光は、部屋６の採光部３４から採光され、光搬送部３３を通じて照射部３５に搬送され、照射部３５から別の部屋６−１内を照明する。このように反射板１３（又は２１、２２）の周囲に光を搬送するダクト３２（或いは光ファイバ）を設けることにより、太陽光採光装置１を備えた部屋６だけでなく太陽光採光装置１を備えていない部屋６−１を照明できる。
【００３５】また、反射板１３（又は２１、２２）の周囲に、図８に示すように、前記ダクト３２と同様に構成された複数のダクト３２ａ〜３２ｈ（或いは光ファイバ）を設け、各ダクト３２ａ〜３２ｈの採光部３４ａ〜３４ｈを太陽光採光装置１を備えた部屋６に配置し、各ダクト３２ａ〜３２ｈの照射部３５ａ〜３５ｈをそれぞれ別の部屋６−２〜６−９に配置してもよい。このように複数のダクト３２ａ〜３２ｈを設ければ、部屋６で採光部３４ａ〜３４ｈを通じて採光された光が、各ダクト３２ａ〜３２ｈを通じて搬送され、１個の太陽光採光装置で各照射部３５ａ〜３５ｈから各部屋６−２〜６−９を照明することができる。
【００３６】本実施形態によれば、太陽光採光装置１で採光した光の中に反射板１３（又は２１、２２）が設けられ、この反射板１３（又は２１、２２）で反射する光を振れ回す方向に反射板１３（又は２１、２２）を回転させる構成としたので、反射板１３（又は２１、２２）の周囲では周期的に照射と非照射が繰り返される。本実施形態では反射板１３（又は２１、２２）を例えば７０回転／秒以上の高速で回転させているので、人間の目の視認性の限界を超えて照射と非照射の繰り返しによるちらつきを感じなくなり、太陽光採光装置１で採光した光を反射板１３（又は２１、２２）の周囲に直接導いた場合の照度とほぼ等しい見かけ上の照度で、反射板１３（又は２１、２２）の周囲のより広い範囲に光を配光することができる。
【００３７】以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では太陽光採光装置１に配光器５を設けているが、太陽光採光装置１以外の光源、例えば白熱電灯に配光器５を設けて本実施形態と同様の効果を得ることは可能である。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、光源からの光の中に反射板を備え、この反射板で反射する光を振れ回す方向に反射板を回転させる構成としたので、反射板の周囲では周期的に照射と非照射が繰り返される。反射板を高速で回転させれば、人間の目の視認性の限界を超えて照射と非照射の繰り返しによるちらつきは感じなくなり、連続的に照射されているように見えるので、光源からの光を反射板の周囲に直接導いた場合とほぼ等しい見かけ上の照度で反射板の周囲のより広い範囲に配光することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年９月８日（１９９９．９．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１８２３
【弁理士】
【氏名又は名称】櫛渕 昌之 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−７６５１６（Ｐ２００１−７６５１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２３日（２００１．３．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２５３７９９ |
|