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JP3513531B2 - 太陽光採光器 - Google Patents

太陽光採光器

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Publication number
JP3513531B2
JP3513531B2 JP07891394A JP7891394A JP3513531B2 JP 3513531 B2 JP3513531 B2 JP 3513531B2 JP 07891394 A JP07891394 A JP 07891394A JP 7891394 A JP7891394 A JP 7891394A JP 3513531 B2 JP3513531 B2 JP 3513531B2
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JP
Japan
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light
sunlight
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ridges
transparent body
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JP07891394A
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JPH07296617A (ja
Inventor
宣夫 大山
Original Assignee
サイエンス・アンド・テクノロジー・インコーポレーテッド
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光の採光器、特に
斜め方向から入射する太陽光の平行光を一方向の拡散光
に変換して光線の利用効率を増大させる採光器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】太陽光の採光に関しては、都市での日照
の問題とからんで各種の装置が開発されている。その代
表的なものに太陽光追尾式採光装置がある。この装置
は、要するに太陽の運行に追尾して受光装置を移動さ
せ、受光装置に採光した光を光ファイバーを通して室内
へ出光させるというものである。また、受光装置に反射
体を用い、その反射体の反射光を室内に照射するもので
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、太陽光
追尾式採光装置は、日の当らない場所に採光することが
目的であって、日の当る場所でその利用効率を高めるた
めのものではない。実際、室の窓に太陽の光が当ってい
ても室内の奥深くまでその光が到達するという状況は、
朝日又は西日の直射を受けて太陽光が窓の正面から入射
する場合に限られ、殆どの時間帯においては、窓の上
方、又は側方の斜め方向から太陽光が入射することにな
って、室の奥深くに到達することはない。
【0004】窓ガラスに当る光によって室を明るくする
最も簡単な方法は、窓ガラスに擦りガラスを用いること
である。擦りガラスに入射した太陽光の散乱光によって
室内を明るくすることができる。しかし、不規則な散乱
光のため、太陽光の利用効率には自ずから限度がある。
太陽光の利用効率を最大に高めるには、プリズムの利用
が考えられるが、プリズムに入射した光の直進方向を規
定することにより室内の奥深くまで光を到達させること
は可能である。しかし、プリズムに入射した光は分光し
て出射されるため、室内が虹色の7色に照らされること
になって、実用にはならない。
【0005】本発明の目的は、プリズムのように分光を
生じさせることなく、室内の奥深くまでたいよう光を到
達させる太陽光の採光器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による太陽光採光器においては、透明体を有
し、太陽光の入射光の方向を変換して出射させる太陽光
採光器であって、透明体は、実質的に平板状を成し、第
1面,第2面を有し、第1面及び第2面は、透明体の表
裏の面であり、第1面又は第2面の少なくも一方の面
に、長さ方向に直交する方向の断面の外縁に円形又は楕
円形の曲面によって形成された曲縁を有する中高状の多
数の突条を互いに接して並列に有し、第1面,第2面の
一方の面は、太陽光の入射面であり、他方の面は出射面
であり、突条は、突条の列と入射面に直交する面内にお
いて単色レーザー光を入射面に入射させたときに、出射
面から出射する透過光突条の列と直交する軸方向にの
み拡散させ、且つ突条の列の方向の入射面に直交する面
内で単色レーザー光の入射角を変化させたときに出射面
から出射する透過拡散光の出射面の法線に対する最多分
布帯の角度変化は、入射面に対する入射角75°では出
射面の法線に対し概ね60°の範囲内、入射角45°で
出射面の法線に対し概ね30°の範囲内、入射角0°
では出射面の法線に対し概ね25°の範囲内にそれぞれ
透過拡散光の概ね50%を分布させるように拡散範囲を
制御するものである。
【0007】また、透明体は、複数のモノフィラメント
又は棒状体を並列に密接に配列されたものであり、各モ
ノフィラメント又は棒状体の周面一部が突条を形成する
ものである。
【0008】また、複数のモノフィラメント又は棒状体
は、透明板又はフィルム上に並列に1層に並べて一体化
され、透明板の面又は複数のモノフィラメント又は棒状
体が露出する面のいずれか一方を選択的に太陽光の入射
面とするものである。
【0009】また、突条は、板状の透明体に一体成形
れたものである。
【0010】
【作用】透明体の一方の面を太陽光の入射面とし、この
面に角度をなして入射した光は、透明体内で回折し、他
方の面より出射することになるが、本発明においては、
図1に示すように入射光L1の方向に対し、出射光L2
突条の列方向に直交する方向の拡散光となって室内の奥
に深く照射する。
【0011】本発明において、円弧状の曲縁とは、円
形、楕円の少なくとも一部によって形成された曲縁であ
り、各突条をその長さ方向に直交する方向の断面の外縁
に形成されたものである。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。図2において、本実施例は、突条に円形断面のモノ
フィラメント,棒状体を用いた例である。複数本のモノ
フィラメント又は棒状体1の複数本を互いに接して並列
に配列する。これによって、各モノフィラメント又は棒
状体の組合せが透明体2となり、その両面には突条3が
形成されることになる。
【0013】複数のモノフィラメント又は棒状体1の単
層の列を一定形態に保型するには、その列を透明板又は
フィルム4に1列に並列に接着すればよい。この場合に
透明板又はフィルム4は、単なるモノフィラメント又は
棒状体の保型用であり、採光器としての機能はない。し
たがって、モノフィラメント又は棒状体1と透明板又は
フィルム4との積層体を採光器として使用するときに
は、透明板又はフィルム4の面又はモノフィラメント,
棒状体が露出する面のいずれか一方の面を第1面P1
し、第1面P1より太陽光を入射させ、他方の第2面P2
より出射させることにより、出射光が発散して図1に示
す採光機能が得られる。
【0014】また、突条3の列は図3のように透明体2
の板面に一体成形することによっても得られる。この場
合においても、いずれか一方の面を第1面P1として太
陽光を入射させるが、透明体の板の両面に突条を一体成
形してもよい。この場合にも、いずれか一方の面を太陽
入射面に選定して太陽光を入射すれば、透過する太陽光
は突条の列方向に直交する方向にのみ拡散出射する。
【0015】図4(a)〜(f)に本発明の施工例を示
す。図4において、5は、本発明の採光器を示し、矢印
は突条の列の方向を示している。本発明の採光器5を窓
ガラス6に貼付けるときには、窓ガラス6の全面に貼付
けてもよいが、図5に示すように窓ガラスの外縁一部に
貼付けることによって有効に採光できる。採光器5の取
付けに際しては、採光器5のいずれか一方の面を窓ガラ
ス6に貼付ければよい。採光器5に照射された平行光
は、図5のように採光器5内を透過し、ガラス6の面に
直交する方向の光を含む拡散光となって出射し、室内7
を深く照射する。特に太陽が上方又は側方に傾いて窓内
に入射するときの採光に有効である。
【0016】斜め方向から窓に入射する光は、窓ガラス
の隅である右縁、下縁あるいは左縁の部分を照射する時
間帯が多い。太陽光が照射する窓ガラス6の隅部(
縁、下縁あるいは左縁の部分)に集中して採光器5を貼
付けることによって室内に長時間明るさを保つことがで
きる。
【0017】(実施例)以下に本発明の実施例を示す。
【0018】(実施例1)径0.25mmのポリマー製
光ファイバーを横1列に互いに接して並べこれに透明な
粘着フィルムを貼り付け固定し、巾10cm,長さ10
cmの採光器を作成した。
【0019】これに市販の赤色レーザーポインターでド
ライアイスによる霧の中で光を照射したところ、図1の
如く、第1面P に照射した照射光は採光器を透過し
第2面P から出射して拡散した。この拡散は、ファイ
バーの列に直交する軸方向にのみ生じた。この場合、フ
ァイバー列の方向と採光器入射面(第1面P に直交
する面内において、入射角を変化させたが、拡散透過光
の最多分布帯の採光器の第2面P 法線に対する変化
は入射角の変化に比べ小さくほぼその半分程度であっ
た。この時の入射角,透過光の割合,拡散光の分布状況
を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】(実施例2)巾60cm,高さ20cm,
奥行2cm,60×20cmの1面が開放されている箱
を用意した。この内壁は全て黒色にし、且つ、20×2
0cmの1面の中心部に10×10cmの窓を設け、透
明アクリル板を貼り付けた。
【0022】一方、箱の開放面に、厚手の黒色布を短冊
状に切ったものを貼り付け、この開放面から入り込む光
が最小になるようにした。これを窓を真南に向け水平に
設置し、ほぼ南中にした太陽光をこの窓より箱の中に導
入し、窓に実施例1の採光器を貼り付けた場合と、これ
を取り付けない場合との照度比較をした。なお、採光器
の突条の方向は、真横になるようにした。照度の測定は
箱の窓より1番遠い面の直前で照度計のセンサー面を窓
に向けて行なった。その結果を表2に示す。
【0023】
【表2】
【0024】(実施例3)採光器として厚さ3mmの透
明アクリル板の一面に径0.25mmに相当する大きさ
の突条を列状に一体成形したものを用いた。この採光器
をもって実施例1及び実施例2と同様の実験を行なった
ところいずれも実施例1,2とほぼ同様の結果が得られ
た。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明によるときには、分
光を起すことなく平板の第1面に入射する太陽光の方向
を突条の列方向に直交する方向にのみ拡散して第2面よ
り出射するものであるため、本発明の採光器を用いて太
陽光を室内に取り込んだときには、特に斜め方向から入
射する太陽光の平行光が特定の方向に規則性を有する拡
散光に変換され、室内の奥深くまで導入して室内の明る
さを確保できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による採光状況を示す図である。
【図2】本発明の一実施例を示す図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す図である。
【図4】(a)〜(f)は採光器の施工例を示す図であ
る。
【図5】室内への採光状況を示す図である。
【符号の説明】
1 モノフィラメント又は棒状体 2 透明体 3 突条 4 透明体又はフィルム 5 採光器 6 窓ガラス 7 室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F21S 11/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明体を有し、太陽光の入射光の方向を
    変換して出射させる太陽光採光器であって、 透明体は、実質的に平板状を成し、第1面,第2面を有
    し、 第1面及び第2面は、透明体の表裏の面であり、 第1面又は第2面の少なくも一方の面に、長さ方向に直
    交する方向の断面の外縁に円形又は楕円形の曲面によっ
    て形成された曲縁を有する中高状の多数の突条を互いに
    接して並列に有し、 第1面,第2面の一方の面は、太陽光の入射面であり、
    他方の面は出射面であり、突条は、 突条の列と入射面に直交する面内において単色
    レーザー光を入射面に入射させたときに、出射面から出
    射する透過光突条の列と直交する軸方向にのみ拡散
    せ、且つ突条の列の方向の入射面に直交する面内で単色
    レーザー光の入射角を変化させたときに出射面から出射
    する透過拡散光の出射面の法線に対する最多分布帯の
    度変化は、入射面に対する入射角75°では出射面の法
    線に対し概ね60°の範囲内、入射角45°では出射面
    の法線に対し概ね30°の範囲内、入射角0°では出射
    面の法線に対し概ね25°の範囲内にそれぞれ透過拡散
    光の概ね50%を分布させるように拡散範囲を制御する
    ものであることを特徴とする太陽光採光器。
  2. 【請求項2】 透明体は、複数のモノフィラメント又は
    棒状体を並列に密接に配列されたものであり、 各モノフィラメント又は棒状体の周面一部が突条を形成
    するものであることを特徴とする請求項1に記載の太陽
    光採光器。
  3. 【請求項3】 複数のモノフィラメント又は棒状体は、
    透明板又はフィルム上に並列に1層に並べて一体化さ
    れ、 透明板の面又は複数のモノフィラメント又は棒状体が露
    出する面のいずれか一方を選択的に太陽光の入射面とす
    るものであることを特徴とする請求項2に記載の太陽光
    採光器。
  4. 【請求項4】 突条は、板状の透明体に一体成形された
    ものであることを特徴とする請求項1に記載の太陽光採
    光器。
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