JP2000182414A - 採光装置 - Google Patents
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- JP2000182414A JP2000182414A JP10356146A JP35614698A JP2000182414A JP 2000182414 A JP2000182414 A JP 2000182414A JP 10356146 A JP10356146 A JP 10356146A JP 35614698 A JP35614698 A JP 35614698A JP 2000182414 A JP2000182414 A JP 2000182414A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】比較的簡単な構成で1日を通して効率よく且つ
安定した採光量を得る。 【解決手段】2枚の1次反射鏡11,12は、採光口3の
東西両側の各端縁近傍に配設された回動手段4の回動軸
4aに、鏡面1aが上方あるいは採光口3側を向くよう
にして下端が固定されている。したがって、モータ等に
より回動軸4aを回動することで回動軸4aに固定され
ている各1次反射鏡11,12を東西方向に回動させるこ
とができる。而して、1次反射鏡11,12を所定の傾斜
角度で傾斜させて太陽光を水平あるいは水平よりも鉛直
下方に反射すれば、2次反射鏡21,22での反射光は採
光口3を含む平面上で採光口3の東西両端近傍に設定さ
れている焦点よりも2次反射鏡21,22側を通過して採
光口3に入射する。故に、比較的簡単な構成で1日を通
して効率よく且つ安定した採光量が得られる。
安定した採光量を得る。 【解決手段】2枚の1次反射鏡11,12は、採光口3の
東西両側の各端縁近傍に配設された回動手段4の回動軸
4aに、鏡面1aが上方あるいは採光口3側を向くよう
にして下端が固定されている。したがって、モータ等に
より回動軸4aを回動することで回動軸4aに固定され
ている各1次反射鏡11,12を東西方向に回動させるこ
とができる。而して、1次反射鏡11,12を所定の傾斜
角度で傾斜させて太陽光を水平あるいは水平よりも鉛直
下方に反射すれば、2次反射鏡21,22での反射光は採
光口3を含む平面上で採光口3の東西両端近傍に設定さ
れている焦点よりも2次反射鏡21,22側を通過して採
光口3に入射する。故に、比較的簡単な構成で1日を通
して効率よく且つ安定した採光量が得られる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建物に設けられた
採光口に太陽光を導く採光装置に関するものである。
採光口に太陽光を導く採光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、建物の屋上等に設けられた採
光口に設置されて採光口に太陽光を導く採光装置が提供
されている。そして、本発明者は、平板状の1次反射鏡
を所定の傾斜角度に固定して太陽光を受光し、この1次
反射鏡の反射光を採光口の略中央に配設されている放物
面形状の2次反射鏡で反射させて採光口内に入射させる
構造の採光装置を既に提案している(特願平9−314
033号参照)。
光口に設置されて採光口に太陽光を導く採光装置が提供
されている。そして、本発明者は、平板状の1次反射鏡
を所定の傾斜角度に固定して太陽光を受光し、この1次
反射鏡の反射光を採光口の略中央に配設されている放物
面形状の2次反射鏡で反射させて採光口内に入射させる
構造の採光装置を既に提案している(特願平9−314
033号参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例は、太陽高度が南中付近の時に受光面積が最大とな
って最大の採光量が得られるように1次反射鏡の傾斜角
度が設定されているため、太陽の直射光を採光できる有
効な採光時間帯の初期及び終期における採光効率が上記
南中付近(正午頃)に比べて低下してしまう。また、有
効な採光時間帯も、太陽光が1次反射鏡の2次反射鏡側
に入射する時間帯のみであるため、全天空からの採光し
か期待できない朝夕の採光効率が低下してしまう。
来例は、太陽高度が南中付近の時に受光面積が最大とな
って最大の採光量が得られるように1次反射鏡の傾斜角
度が設定されているため、太陽の直射光を採光できる有
効な採光時間帯の初期及び終期における採光効率が上記
南中付近(正午頃)に比べて低下してしまう。また、有
効な採光時間帯も、太陽光が1次反射鏡の2次反射鏡側
に入射する時間帯のみであるため、全天空からの採光し
か期待できない朝夕の採光効率が低下してしまう。
【0004】一方、特開平4−167302号公報に
は、4枚のレンズの中心部空間に端部を露出させながら
配置した光センサからの信号によって駆動手段を駆動
し、レンズの集光面を常に太陽の方向に追尾させるよう
にした採光装置が記載されている。この公報記載の従来
例においては、太陽を追尾することで時間帯による採光
効率の低下を抑制することができるが、レンズを3次元
的に駆動する駆動手段及び制御手段を要するために構造
が複雑になり、重量の増大及びコストが高くなるという
問題があった。
は、4枚のレンズの中心部空間に端部を露出させながら
配置した光センサからの信号によって駆動手段を駆動
し、レンズの集光面を常に太陽の方向に追尾させるよう
にした採光装置が記載されている。この公報記載の従来
例においては、太陽を追尾することで時間帯による採光
効率の低下を抑制することができるが、レンズを3次元
的に駆動する駆動手段及び制御手段を要するために構造
が複雑になり、重量の増大及びコストが高くなるという
問題があった。
【0005】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、比較的簡単な構成で1日を通して効率よく且
つ安定した採光量が得られる採光装置を提供しようとす
るものである。
のであり、比較的簡単な構成で1日を通して効率よく且
つ安定した採光量が得られる採光装置を提供しようとす
るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、建物に設けられた採光口の東西
方向に対向する両端部近傍に下端部が配置され且つ上端
部が東西方向の採光口の外側に傾斜する2枚の1次反射
鏡と、放物面鏡から成り採光口の東西方向略中央部に下
端部が配置されるとともに各1次反射鏡に近接する側に
上端部を有し且つ焦点が東西方向に対して採光口の端部
より内側に位置する2枚の2次反射鏡と、水平面からの
傾斜角度を可変するように2枚の1次反射鏡を回動させ
る回動手段とを備えたことを特徴とし、太陽の動きに応
じて回動手段により1次反射鏡の傾斜角度を変えること
で太陽光を常に効率よく採光口に集光させて採光量を増
加させることができる。しかも、1次反射鏡を1軸で東
西方向にのみ回動させているから、回動手段が簡易化さ
れ、装置全体が軽量且つ安価になるとともに容積が小さ
くできる。
目的を達成するために、建物に設けられた採光口の東西
方向に対向する両端部近傍に下端部が配置され且つ上端
部が東西方向の採光口の外側に傾斜する2枚の1次反射
鏡と、放物面鏡から成り採光口の東西方向略中央部に下
端部が配置されるとともに各1次反射鏡に近接する側に
上端部を有し且つ焦点が東西方向に対して採光口の端部
より内側に位置する2枚の2次反射鏡と、水平面からの
傾斜角度を可変するように2枚の1次反射鏡を回動させ
る回動手段とを備えたことを特徴とし、太陽の動きに応
じて回動手段により1次反射鏡の傾斜角度を変えること
で太陽光を常に効率よく採光口に集光させて採光量を増
加させることができる。しかも、1次反射鏡を1軸で東
西方向にのみ回動させているから、回動手段が簡易化さ
れ、装置全体が軽量且つ安価になるとともに容積が小さ
くできる。
【0007】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、東西方向並びに鉛直方向に平行な平面への太陽光の
正射影と水平面とのなす角度を太陽光入射角度δとし、
採光口の略中央より東側に配置される第1の1次反射鏡
の水平面東方向からの傾斜角度αと、採光口の略中央よ
り西側に配置される第2の1次反射鏡の水平面西方向か
らの傾斜角度βとが、東方向を基準としてδ≦90°の
ときに下記式 1/2×δ≦α<δ (90°−1/2×δ)≦β<90° を満足するとともに、δ>90°のときに下記式 (90°−1/2×δ)≦α<90° 1/2×δ≦β<δ を満足するように回動手段によって第1及び第2の1次
反射鏡を回動させて成ることを特徴とし、請求項1の発
明と同様の作用を奏する。
て、東西方向並びに鉛直方向に平行な平面への太陽光の
正射影と水平面とのなす角度を太陽光入射角度δとし、
採光口の略中央より東側に配置される第1の1次反射鏡
の水平面東方向からの傾斜角度αと、採光口の略中央よ
り西側に配置される第2の1次反射鏡の水平面西方向か
らの傾斜角度βとが、東方向を基準としてδ≦90°の
ときに下記式 1/2×δ≦α<δ (90°−1/2×δ)≦β<90° を満足するとともに、δ>90°のときに下記式 (90°−1/2×δ)≦α<90° 1/2×δ≦β<δ を満足するように回動手段によって第1及び第2の1次
反射鏡を回動させて成ることを特徴とし、請求項1の発
明と同様の作用を奏する。
【0008】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、太陽光入射角度δにかかわらず少なくとも一方の1
次反射鏡での太陽光の反射方向が略水平となるように回
動手段によって第1及び第2の1次反射鏡を回動させて
成ることを特徴とし、請求項2の発明の望ましい実施態
様である。
て、太陽光入射角度δにかかわらず少なくとも一方の1
次反射鏡での太陽光の反射方向が略水平となるように回
動手段によって第1及び第2の1次反射鏡を回動させて
成ることを特徴とし、請求項2の発明の望ましい実施態
様である。
【0009】請求項4の発明は、請求項2の発明におい
て、太陽光入射角度δが90°以下のときに第1の1次
反射鏡の傾斜角度αが太陽光入射角度δの2分の1に略
等しく且つ第2の1次反射鏡の傾斜角度βが90°から
太陽光入射角度δの2分の1の角度を減算した角度に略
等しくなり、太陽光入射角度δが90°よりも大きいと
きに第1の1次反射鏡の傾斜角度αが90°から太陽光
入射角度δの2分の1の角度を減算した角度に略等しく
且つ第2の1次反射鏡の傾斜角度βが太陽光入射角度δ
の2分の1に略等しくなるように回動手段によって第1
及び第2の1次反射鏡を回動させて成ることを特徴と
し、最も効率よく太陽光を集光することができる。
て、太陽光入射角度δが90°以下のときに第1の1次
反射鏡の傾斜角度αが太陽光入射角度δの2分の1に略
等しく且つ第2の1次反射鏡の傾斜角度βが90°から
太陽光入射角度δの2分の1の角度を減算した角度に略
等しくなり、太陽光入射角度δが90°よりも大きいと
きに第1の1次反射鏡の傾斜角度αが90°から太陽光
入射角度δの2分の1の角度を減算した角度に略等しく
且つ第2の1次反射鏡の傾斜角度βが太陽光入射角度δ
の2分の1に略等しくなるように回動手段によって第1
及び第2の1次反射鏡を回動させて成ることを特徴と
し、最も効率よく太陽光を集光することができる。
【0010】請求項5の発明は、請求項2の発明におい
て、1日における太陽光入射角度δの変化範囲をλ<δ
<η(但し、η<2λ)となる複数の領域に分割すると
ともに、各領域において上限値η≦90°のときに第1
の1次反射鏡の傾斜角度αが上限値ηの2分の1に略等
しく且つ第2の1次反射鏡の傾斜角度βが90°から上
限値ηの2分の1の角度を減算した角度に略等しくな
り、上限値η>90°のときに第1の1次反射鏡の傾斜
角度αが90°から上限値ηの2分の1の角度を減算し
た角度に略等しく且つ第2の1次反射鏡の傾斜角度βが
上限値ηの2分の1に略等しくなるように回動手段によ
って第1及び第2の1次反射鏡を回動させて成ることを
特徴とし、請求項2の発明の作用に加えて、さらに回動
手段が簡易化されるとともに装置全体が軽量且つ安価に
なる。
て、1日における太陽光入射角度δの変化範囲をλ<δ
<η(但し、η<2λ)となる複数の領域に分割すると
ともに、各領域において上限値η≦90°のときに第1
の1次反射鏡の傾斜角度αが上限値ηの2分の1に略等
しく且つ第2の1次反射鏡の傾斜角度βが90°から上
限値ηの2分の1の角度を減算した角度に略等しくな
り、上限値η>90°のときに第1の1次反射鏡の傾斜
角度αが90°から上限値ηの2分の1の角度を減算し
た角度に略等しく且つ第2の1次反射鏡の傾斜角度βが
上限値ηの2分の1に略等しくなるように回動手段によ
って第1及び第2の1次反射鏡を回動させて成ることを
特徴とし、請求項2の発明の作用に加えて、さらに回動
手段が簡易化されるとともに装置全体が軽量且つ安価に
なる。
【0011】請求項6の発明は、請求項1〜4の何れか
の発明において、2枚の1次反射鏡を互いのなす角度が
略90°となるように固定して成ることを特徴とし、請
求項1〜4の発明の作用に加えて、2枚の1次反射鏡を
連動させることができることから回動手段をさらに簡素
化できる。
の発明において、2枚の1次反射鏡を互いのなす角度が
略90°となるように固定して成ることを特徴とし、請
求項1〜4の発明の作用に加えて、2枚の1次反射鏡を
連動させることができることから回動手段をさらに簡素
化できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態により詳
細に説明する。
細に説明する。
【0013】(実施形態1)図1に示すように、家屋や
ビルのような建物に各端縁が東西南北の各方向に略平行
となるように設けられた矩形の採光口3の上に本実施形
態の採光装置が設置される。この採光装置は、矩形のア
ルミ板の片面に銀を蒸着して正反射率の高い鏡面1aが
形成された2枚の1次反射鏡11,12と、断面形状が放
物線となる面(以下、このような面を「放物面」と呼
ぶ。)を有する矩形のアルミ板の内側面に銀を蒸着して
正反射率の高い鏡面2aが形成された放物面鏡から成る
2枚の2次反射鏡21,22と、水平面からの傾斜角度を
可変するように2枚の1次反射鏡11,12を回動させる
回動手段4とを備える。
ビルのような建物に各端縁が東西南北の各方向に略平行
となるように設けられた矩形の採光口3の上に本実施形
態の採光装置が設置される。この採光装置は、矩形のア
ルミ板の片面に銀を蒸着して正反射率の高い鏡面1aが
形成された2枚の1次反射鏡11,12と、断面形状が放
物線となる面(以下、このような面を「放物面」と呼
ぶ。)を有する矩形のアルミ板の内側面に銀を蒸着して
正反射率の高い鏡面2aが形成された放物面鏡から成る
2枚の2次反射鏡21,22と、水平面からの傾斜角度を
可変するように2枚の1次反射鏡11,12を回動させる
回動手段4とを備える。
【0014】2枚の1次反射鏡11,12は、採光口3の
東西両側の各端縁近傍に配設された回動手段4の回動軸
4aに、鏡面1aが上方あるいは採光口3側を向くよう
にして下端が固定されている。したがって、モータ等に
より回動軸4aを回動することで回動軸4aに固定され
ている各1次反射鏡11,12を東西方向に回動させるこ
とができる。ここで、以下の説明を簡単にするため、1
次反射鏡11が東側の端縁近傍に配置され、1次反射鏡
12が西側の端縁近傍に配置されているものとする。な
お、1次反射鏡11,12の上端及び下端の幅寸法は、採
光口3の東西両端の長さ寸法と略同一に設定してある。
東西両側の各端縁近傍に配設された回動手段4の回動軸
4aに、鏡面1aが上方あるいは採光口3側を向くよう
にして下端が固定されている。したがって、モータ等に
より回動軸4aを回動することで回動軸4aに固定され
ている各1次反射鏡11,12を東西方向に回動させるこ
とができる。ここで、以下の説明を簡単にするため、1
次反射鏡11が東側の端縁近傍に配置され、1次反射鏡
12が西側の端縁近傍に配置されているものとする。な
お、1次反射鏡11,12の上端及び下端の幅寸法は、採
光口3の東西両端の長さ寸法と略同一に設定してある。
【0015】一方、2次反射鏡21,22は、採光口3の
東西方向略中央に下端が固定して設置され、鉛直線を軸
とし焦点が採光口3の東端並びに西端とそれぞれ一致す
るような放物面を有している。また2次反射鏡2の上端
及び下端の幅寸法は採光口3の南北方向の長さ寸法と略
同一に設定してあり、さらに採光口10を含む平面と2
次反射鏡21,22の上端との距離(高さ)が東西方向に
対向する採光口3端部の長さ寸法に略等しくしてある。
このため、2次反射鏡21,22の上端が採光口3の東西
両端の真上に位置することとなる。なお、1次反射鏡1
1,12及び2次反射鏡21,22は上記材料で形成される
ものに限定されず、しかるべき面に鏡面1a,2aが形
成されればよい。
東西方向略中央に下端が固定して設置され、鉛直線を軸
とし焦点が採光口3の東端並びに西端とそれぞれ一致す
るような放物面を有している。また2次反射鏡2の上端
及び下端の幅寸法は採光口3の南北方向の長さ寸法と略
同一に設定してあり、さらに採光口10を含む平面と2
次反射鏡21,22の上端との距離(高さ)が東西方向に
対向する採光口3端部の長さ寸法に略等しくしてある。
このため、2次反射鏡21,22の上端が採光口3の東西
両端の真上に位置することとなる。なお、1次反射鏡1
1,12及び2次反射鏡21,22は上記材料で形成される
ものに限定されず、しかるべき面に鏡面1a,2aが形
成されればよい。
【0016】而して、図2に示すように、太陽光を1次
反射鏡11,12の鏡面1aで反射(以下、「1次反射鏡
11,12で反射する」といった場合には鏡面1aで反射
することをいうものとする)した反射光を2次反射鏡2
1,22の鏡面2aで反射(以下、「2次反射鏡21,22
で反射する」といった場合には鏡面2aで反射すること
をいうものとする)して採光口3に集光して採光するこ
とができる。ここで、図2(b)に示すように、1次反
射鏡11,12での反射光が水平よりも鉛直上方に進行す
ると、2次反射鏡21,22で反射されないかあるいは反
射されても採光口3に集光されない。故に、1次反射鏡
11,12は、太陽光を水平あるいは水平よりも鉛直下方
に反射するように水平面に対して所定の傾斜角度で傾斜
させる必要がある。すなわち、図2(a)に示すよう
に、1次反射鏡11,12を所定の傾斜角度で傾斜させて
太陽光を水平あるいは水平よりも鉛直下方に反射すれ
ば、2次反射鏡21,22での反射光は採光口3を含む平
面上で採光口3の東西両端近傍に設定されている焦点よ
りも2次反射鏡21,22側を通過して採光口3に入射す
る。これにより、採光装置を採光口3に設置すること
で、採光装置を設置していない単なる採光口3からの採
光量よりも多くの採光量が得られることになる。
反射鏡11,12の鏡面1aで反射(以下、「1次反射鏡
11,12で反射する」といった場合には鏡面1aで反射
することをいうものとする)した反射光を2次反射鏡2
1,22の鏡面2aで反射(以下、「2次反射鏡21,22
で反射する」といった場合には鏡面2aで反射すること
をいうものとする)して採光口3に集光して採光するこ
とができる。ここで、図2(b)に示すように、1次反
射鏡11,12での反射光が水平よりも鉛直上方に進行す
ると、2次反射鏡21,22で反射されないかあるいは反
射されても採光口3に集光されない。故に、1次反射鏡
11,12は、太陽光を水平あるいは水平よりも鉛直下方
に反射するように水平面に対して所定の傾斜角度で傾斜
させる必要がある。すなわち、図2(a)に示すよう
に、1次反射鏡11,12を所定の傾斜角度で傾斜させて
太陽光を水平あるいは水平よりも鉛直下方に反射すれ
ば、2次反射鏡21,22での反射光は採光口3を含む平
面上で採光口3の東西両端近傍に設定されている焦点よ
りも2次反射鏡21,22側を通過して採光口3に入射す
る。これにより、採光装置を採光口3に設置すること
で、採光装置を設置していない単なる採光口3からの採
光量よりも多くの採光量が得られることになる。
【0017】ところで、太陽光を水平あるいは水平より
も鉛直下方に反射することができる1次反射鏡11,12
の傾斜角度は、太陽高度、すなわち太陽光の入射角度に
よって変わることになる。そこで、回動手段4により1
次反射鏡11,12を回動し、太陽光入射角度の変化に応
じて1次反射鏡11,12の傾斜角度を調節すれば、1日
の内で太陽が地上に出ている明け方から夕方までの間で
効率よく且つ安定した採光量を得ることが可能となる。
しかも、1次反射鏡11,12を1軸で東西方向にのみ回
動させているから、従来例のように多軸で太陽光を追尾
する構造に比較して回動手段4が簡易化され、装置全体
が軽量且つ安価になるとともに容積が小さくできるとい
う利点がある。
も鉛直下方に反射することができる1次反射鏡11,12
の傾斜角度は、太陽高度、すなわち太陽光の入射角度に
よって変わることになる。そこで、回動手段4により1
次反射鏡11,12を回動し、太陽光入射角度の変化に応
じて1次反射鏡11,12の傾斜角度を調節すれば、1日
の内で太陽が地上に出ている明け方から夕方までの間で
効率よく且つ安定した採光量を得ることが可能となる。
しかも、1次反射鏡11,12を1軸で東西方向にのみ回
動させているから、従来例のように多軸で太陽光を追尾
する構造に比較して回動手段4が簡易化され、装置全体
が軽量且つ安価になるとともに容積が小さくできるとい
う利点がある。
【0018】本発明者は、本実施形態の採光装置と、採
光装置が設置されない採光口(単純な採光窓)と、1次
反射鏡11,12が所定の傾斜角度に固定された従来の採
光装置とで採光量を比較するシミュレーションを行っ
た。このシミュレーションにおいて、採光口3(採光
窓)は1辺が300〔mm〕の正方形であり、1次反射
鏡11,12の長さ寸法が519〔mm〕であって、採光
口3及び採光装置として代表的なサイズのものを用いて
いる。また、図3及び図4に示すように東西方向並びに
鉛直方向に平行な平面Sへの太陽光の正射影と水平面と
のなす角度を太陽光入射角度δ〔°〕とし、東側の1次
反射鏡11の水平面東方向からの傾斜角度をα〔°〕、
西側の1次反射鏡12の水平面西方向からの傾斜角度を
β〔°〕としている。このような条件で太陽光入射角度
δが30°〜90°の範囲で変化するときに、本実施形
態の採光装置において1次反射鏡11,12の傾斜角度
α,βをそれぞれ0°〜88°まで変化させた場合に採
光口3に入射する光量(採光量)を、採光装置の設置さ
れていない上記採光窓に対して鉛直方向から太陽光が入
射した場合の採光量を1としたときの比率(採光量比
率)で表したシミュレーション結果を図5及び図6に示
す。ここで、図5は東側の1次反射鏡11と2次反射鏡
21による採光量を示し、図6は西側の1次反射鏡12と
2次反射鏡22による採光量を示している。なお、太陽
光入射角度δが90°〜150°の範囲では東側と西側
でのシミュレーション結果が入れ替わるだけであるから
図示は省略する。而して、採光装置の寸法は採光口3の
サイズによって決まるものであるから、太陽光入射角度
δと1次反射鏡11,12の傾斜角度α,βと採光量比率
の関係は採光口3のサイズによらないので、上記シミュ
レーション結果で一般性を保つことができる。
光装置が設置されない採光口(単純な採光窓)と、1次
反射鏡11,12が所定の傾斜角度に固定された従来の採
光装置とで採光量を比較するシミュレーションを行っ
た。このシミュレーションにおいて、採光口3(採光
窓)は1辺が300〔mm〕の正方形であり、1次反射
鏡11,12の長さ寸法が519〔mm〕であって、採光
口3及び採光装置として代表的なサイズのものを用いて
いる。また、図3及び図4に示すように東西方向並びに
鉛直方向に平行な平面Sへの太陽光の正射影と水平面と
のなす角度を太陽光入射角度δ〔°〕とし、東側の1次
反射鏡11の水平面東方向からの傾斜角度をα〔°〕、
西側の1次反射鏡12の水平面西方向からの傾斜角度を
β〔°〕としている。このような条件で太陽光入射角度
δが30°〜90°の範囲で変化するときに、本実施形
態の採光装置において1次反射鏡11,12の傾斜角度
α,βをそれぞれ0°〜88°まで変化させた場合に採
光口3に入射する光量(採光量)を、採光装置の設置さ
れていない上記採光窓に対して鉛直方向から太陽光が入
射した場合の採光量を1としたときの比率(採光量比
率)で表したシミュレーション結果を図5及び図6に示
す。ここで、図5は東側の1次反射鏡11と2次反射鏡
21による採光量を示し、図6は西側の1次反射鏡12と
2次反射鏡22による採光量を示している。なお、太陽
光入射角度δが90°〜150°の範囲では東側と西側
でのシミュレーション結果が入れ替わるだけであるから
図示は省略する。而して、採光装置の寸法は採光口3の
サイズによって決まるものであるから、太陽光入射角度
δと1次反射鏡11,12の傾斜角度α,βと採光量比率
の関係は採光口3のサイズによらないので、上記シミュ
レーション結果で一般性を保つことができる。
【0019】図5及び図6のシミュレーション結果より
明らかなように、太陽光入射角度δ(≦90°)に対し
て東側の1次反射鏡11の傾斜角度αを1/2×δ≦α
<δの範囲とし、西側の1次反射鏡12の傾斜角度βを
(90°−1/2×δ)≦β<90°の範囲とすれば、
傾斜角度α,βがこれ以外の範囲にあるときに比較して
採光量を増加させることができる。なお、太陽光入射角
度δがδ>90°の場合には東西の1次反射鏡11,12
の関係が逆転し、(90°−1/2×δ)≦α<90
°、1/2×δ≦β<δの範囲になるようにすればよい
ことはいうまでもない。
明らかなように、太陽光入射角度δ(≦90°)に対し
て東側の1次反射鏡11の傾斜角度αを1/2×δ≦α
<δの範囲とし、西側の1次反射鏡12の傾斜角度βを
(90°−1/2×δ)≦β<90°の範囲とすれば、
傾斜角度α,βがこれ以外の範囲にあるときに比較して
採光量を増加させることができる。なお、太陽光入射角
度δがδ>90°の場合には東西の1次反射鏡11,12
の関係が逆転し、(90°−1/2×δ)≦α<90
°、1/2×δ≦β<δの範囲になるようにすればよい
ことはいうまでもない。
【0020】ところで、図5及び図6の各折れ線グラフ
における頂点、すなわち傾斜角度αがα=1/2×δ、
傾斜角度βがβ=(90°−1/2×δ)であるときに
最も採光量が増えることになる。つまり、太陽光入射角
度δに応じて傾斜角度α=1/2×δ、傾斜角度β=
(90°−1/2×δ)となるように回動手段4によっ
て1次反射鏡11,12を回動させれば、図7に示すよう
に太陽光を1次反射鏡1 1,12にて常に水平方向に反射
させることができるのである。
における頂点、すなわち傾斜角度αがα=1/2×δ、
傾斜角度βがβ=(90°−1/2×δ)であるときに
最も採光量が増えることになる。つまり、太陽光入射角
度δに応じて傾斜角度α=1/2×δ、傾斜角度β=
(90°−1/2×δ)となるように回動手段4によっ
て1次反射鏡11,12を回動させれば、図7に示すよう
に太陽光を1次反射鏡1 1,12にて常に水平方向に反射
させることができるのである。
【0021】ここで、太陽光入射角度δに応じて傾斜角
度α=1/2×δ、傾斜角度β=(90°−1/2×
δ)となるように回動手段4によって1次反射鏡11,
12を回動させた場合の本実施形態の採光量比率を、採
光窓の採光量比率及び1次反射鏡を固定した従来の採光
装置の採光量比率との比較結果を下記表1及び図8に示
す。
度α=1/2×δ、傾斜角度β=(90°−1/2×
δ)となるように回動手段4によって1次反射鏡11,
12を回動させた場合の本実施形態の採光量比率を、採
光窓の採光量比率及び1次反射鏡を固定した従来の採光
装置の採光量比率との比較結果を下記表1及び図8に示
す。
【0022】
【表1】
【0023】表1及び図8からも明らかなように、本実
施形態の採光装置では、太陽光入射角度δによらずに採
光窓並びに従来の採光装置よりも採光量比率を高くする
ことができる。なお、1次反射鏡11,12の長さ寸法は
上記の値に限定されるものではなく、長くなればなるほ
ど採光量が増加する。また、1次反射鏡11,12の幅寸
法も上記値に限定されるものではなく、幅寸法を大きく
取る程、季節変化による太陽光の南北方向のずれに対し
て安定した採光が可能となる。
施形態の採光装置では、太陽光入射角度δによらずに採
光窓並びに従来の採光装置よりも採光量比率を高くする
ことができる。なお、1次反射鏡11,12の長さ寸法は
上記の値に限定されるものではなく、長くなればなるほ
ど採光量が増加する。また、1次反射鏡11,12の幅寸
法も上記値に限定されるものではなく、幅寸法を大きく
取る程、季節変化による太陽光の南北方向のずれに対し
て安定した採光が可能となる。
【0024】ところで、太陽光入射角度δに応じて回動
手段4により1次反射鏡11,12の傾斜角度α,βを調
節するために、図9に示すように制御部5を備えるよう
にしても良い。この制御部5は、マイクロコンピュータ
を具備して年月日、現在時刻、緯度及び経度の各データ
から現在時刻における太陽光入射角度δの値を算出する
とともに、太陽光入射角度δの値から上記式に従って傾
斜角度α,βの最適値(δ≦90°のときにα=1/2
×δ、β=(90°−1/2×δ)、δ>90°のとき
にα=(90°−1/2×δ)、β=1/2×δ)を求
め、さらに1次反射鏡11,12の傾斜角度α,βが求め
た値と一致するように回動手段4を制御するものであ
る。但し、制御部5において太陽光入射角度δを算出す
る方法は上記の例に限られるものではなく、例えば、適
当なセンサを用いて太陽光入射角度δを検出するように
しても良い。
手段4により1次反射鏡11,12の傾斜角度α,βを調
節するために、図9に示すように制御部5を備えるよう
にしても良い。この制御部5は、マイクロコンピュータ
を具備して年月日、現在時刻、緯度及び経度の各データ
から現在時刻における太陽光入射角度δの値を算出する
とともに、太陽光入射角度δの値から上記式に従って傾
斜角度α,βの最適値(δ≦90°のときにα=1/2
×δ、β=(90°−1/2×δ)、δ>90°のとき
にα=(90°−1/2×δ)、β=1/2×δ)を求
め、さらに1次反射鏡11,12の傾斜角度α,βが求め
た値と一致するように回動手段4を制御するものであ
る。但し、制御部5において太陽光入射角度δを算出す
る方法は上記の例に限られるものではなく、例えば、適
当なセンサを用いて太陽光入射角度δを検出するように
しても良い。
【0025】ところで、本実施形態の採光装置は、図1
0に示すようにガラスのような透光性部材によって天面
が半球状で胴部が略円筒形に形成されたカバー6と、略
台形のアルミ板の片面に銀を蒸着することで鏡面7aが
形成され、その鏡面7aを南側に向けるようにして採光
口3の北端縁に下端が設置された補助反射鏡7とを備え
ている。カバー6は、1次反射鏡11,12、2次反射鏡
21,22、補助反射鏡7並びに採光口3を覆うように配
設される。ここで、1次反射鏡11,12は東西方向にの
み回動するものであるからカバー6の容積が小さくで
き、そのため、装置全体が軽量且つ安価になるとともに
容積が小さくできるという利点がある。而して、補助反
射鏡7を採光口3の北端縁に配置することにより、太陽
光並びに反射光のうちで北側にずれる分を補助反射鏡7
の鏡面7aで反射させて採光口3へ入射する光量(採光
量)を増加させることができる。なお、補助反射鏡7は
上記材料で形成されるものに限定されず、しかるべき面
に鏡面が形成されればよい。
0に示すようにガラスのような透光性部材によって天面
が半球状で胴部が略円筒形に形成されたカバー6と、略
台形のアルミ板の片面に銀を蒸着することで鏡面7aが
形成され、その鏡面7aを南側に向けるようにして採光
口3の北端縁に下端が設置された補助反射鏡7とを備え
ている。カバー6は、1次反射鏡11,12、2次反射鏡
21,22、補助反射鏡7並びに採光口3を覆うように配
設される。ここで、1次反射鏡11,12は東西方向にの
み回動するものであるからカバー6の容積が小さくで
き、そのため、装置全体が軽量且つ安価になるとともに
容積が小さくできるという利点がある。而して、補助反
射鏡7を採光口3の北端縁に配置することにより、太陽
光並びに反射光のうちで北側にずれる分を補助反射鏡7
の鏡面7aで反射させて採光口3へ入射する光量(採光
量)を増加させることができる。なお、補助反射鏡7は
上記材料で形成されるものに限定されず、しかるべき面
に鏡面が形成されればよい。
【0026】本実施形態の採光装置Aは、図11〜図1
6に示すようにして設置される。すなわち、図11は家
屋Hの天井に採光口3を設けて採光装置Aを設置し、天
窓として利用している例を示し、図12は採光装置Aの
採光口3と家屋Hの天井に配設された照明器具Kとの間
を導光ダクトDにより接続している例を示し、図13は
家屋Hの壁面に設けた明かり取り用の窓Wと採光装置A
とを導光ダクトDで接続している例を示している。
6に示すようにして設置される。すなわち、図11は家
屋Hの天井に採光口3を設けて採光装置Aを設置し、天
窓として利用している例を示し、図12は採光装置Aの
採光口3と家屋Hの天井に配設された照明器具Kとの間
を導光ダクトDにより接続している例を示し、図13は
家屋Hの壁面に設けた明かり取り用の窓Wと採光装置A
とを導光ダクトDで接続している例を示している。
【0027】また、図14は家屋Hの壁面に設けた窓の
外側に設置され屋内に開口する開口面10aを有する箱
体10と採光装置Aとを導光ダクトDで接続している例
を示している。なお、図15に示すように箱体10内部
には導光ダクトDから導入される光を前方の開口面10
aに向けて拡散反射する拡散反射シート11が収納され
るとともに、箱体10の開口面10aに障子紙12が貼
着されている。つまり、家屋が隣接している場合に、太
陽光が直接入射しない部屋の壁面に上記箱体10を設置
し、採光装置Aで採光した太陽光を導光ダクトDを介し
て部屋内に照射することで出窓式の疑似窓とすることが
できる。また、図16は採光装置Aと家屋Hの天井に配
設された所謂ライトガイドLGとを導光ダクトDにより
接続している例を示している。但し、本実施形態の採光
装置は上述のような設置例に限定されるものではない。
外側に設置され屋内に開口する開口面10aを有する箱
体10と採光装置Aとを導光ダクトDで接続している例
を示している。なお、図15に示すように箱体10内部
には導光ダクトDから導入される光を前方の開口面10
aに向けて拡散反射する拡散反射シート11が収納され
るとともに、箱体10の開口面10aに障子紙12が貼
着されている。つまり、家屋が隣接している場合に、太
陽光が直接入射しない部屋の壁面に上記箱体10を設置
し、採光装置Aで採光した太陽光を導光ダクトDを介し
て部屋内に照射することで出窓式の疑似窓とすることが
できる。また、図16は採光装置Aと家屋Hの天井に配
設された所謂ライトガイドLGとを導光ダクトDにより
接続している例を示している。但し、本実施形態の採光
装置は上述のような設置例に限定されるものではない。
【0028】(実施形態2)ところで、実施形態1にお
いては制御部5において太陽光入射角度δを算出して2
枚の1次反射鏡11,12を回動手段4により回動させて
傾斜角度α,βを調節するようにしているが、このよう
にすると制御部5で上記処理を常時行う必要があり、回
動手段4としても1次反射鏡11,12を任意の傾斜角度
α,βで保持させなければならず、回動手段4並びに制
御部5の構成が複雑になってしまう。
いては制御部5において太陽光入射角度δを算出して2
枚の1次反射鏡11,12を回動手段4により回動させて
傾斜角度α,βを調節するようにしているが、このよう
にすると制御部5で上記処理を常時行う必要があり、回
動手段4としても1次反射鏡11,12を任意の傾斜角度
α,βで保持させなければならず、回動手段4並びに制
御部5の構成が複雑になってしまう。
【0029】そこで、1日における太陽光入射角度δの
変化範囲をλ<δ<ηとなる複数の領域に分割し、太陽
光入射角度δが各領域内にある時には、1次反射鏡
11,12の傾斜角度α,βをその領域に対応して最大の
採光量が得られる傾斜角度に固定するようにすれば、回
動手段4並びに制御部5の構成を簡素化することが可能
となる。
変化範囲をλ<δ<ηとなる複数の領域に分割し、太陽
光入射角度δが各領域内にある時には、1次反射鏡
11,12の傾斜角度α,βをその領域に対応して最大の
採光量が得られる傾斜角度に固定するようにすれば、回
動手段4並びに制御部5の構成を簡素化することが可能
となる。
【0030】図5に示すように、東側の1次反射鏡11
の採光量は、任意の太陽光入射角度δに対して、傾斜角
度αがα<1/2×δの範囲では低く、α=1/2×δ
で最大となり、α>1/2×δの範囲ではδが大きくな
るにつれて徐々に低下している。このことから、λ<δ
<ηの範囲で採光量が最も大きくなるようにするために
は、δ=ηの時に最大値を取る傾斜角度αm(=1/2
×η)に1次反射鏡1 1を固定すればよい。また、下限
値λをλ<αmとした場合には、太陽光入射角度δが上
記下限値λ近傍の時に太陽光が1次反射鏡11の2次反
射鏡21側(鏡面1a側)に入射しないために充分な採
光量を得ることができない。従って、太陽光入射角度δ
の下限値λは、αm>λとならないような値(λ>1/
2×ηを満足する値)に設定する。
の採光量は、任意の太陽光入射角度δに対して、傾斜角
度αがα<1/2×δの範囲では低く、α=1/2×δ
で最大となり、α>1/2×δの範囲ではδが大きくな
るにつれて徐々に低下している。このことから、λ<δ
<ηの範囲で採光量が最も大きくなるようにするために
は、δ=ηの時に最大値を取る傾斜角度αm(=1/2
×η)に1次反射鏡1 1を固定すればよい。また、下限
値λをλ<αmとした場合には、太陽光入射角度δが上
記下限値λ近傍の時に太陽光が1次反射鏡11の2次反
射鏡21側(鏡面1a側)に入射しないために充分な採
光量を得ることができない。従って、太陽光入射角度δ
の下限値λは、αm>λとならないような値(λ>1/
2×ηを満足する値)に設定する。
【0031】一方、図6に示すように、西側の1次反射
鏡12の採光量は、任意の太陽光入射角度δに対して傾
斜角度βがβ=90°−1/2×δで最大となり、それ
以上では徐々に減少し、またそれ以下では略ゼロとな
る。従って、設定された範囲(λ<δ<η)で採光量が
ゼロとならないようにしつつ最大の採光量を得るために
は、太陽光入射角度δが下限値λに等しいときに最大の
採光量が得られる傾斜角度βm(=90°−1/2×
λ)に1次反射鏡12を固定すればよい。なお、太陽光
入射角度δが下限値λの近傍で採光量が略ゼロになるこ
とが許容されるならば、βmは上記の値に限定されず、
さらに大きくしても良い(但し、βmの最大値はδ=η
のときに最大の採光量が得られる角度(=90°×1/
2×η)である)。
鏡12の採光量は、任意の太陽光入射角度δに対して傾
斜角度βがβ=90°−1/2×δで最大となり、それ
以上では徐々に減少し、またそれ以下では略ゼロとな
る。従って、設定された範囲(λ<δ<η)で採光量が
ゼロとならないようにしつつ最大の採光量を得るために
は、太陽光入射角度δが下限値λに等しいときに最大の
採光量が得られる傾斜角度βm(=90°−1/2×
λ)に1次反射鏡12を固定すればよい。なお、太陽光
入射角度δが下限値λの近傍で採光量が略ゼロになるこ
とが許容されるならば、βmは上記の値に限定されず、
さらに大きくしても良い(但し、βmの最大値はδ=η
のときに最大の採光量が得られる角度(=90°×1/
2×η)である)。
【0032】例えば、太陽光入射角度δを朝(δ=30
°〜60°)、午前(δ=60°〜90°)、午後(δ
=90°〜120°)、夕方(120°〜150°)の
4つの領域に分けた場合には、1次反射鏡11,12の傾
斜角度α,βをそれぞれ朝(α1≒30°,β1≒75
°)、午前(α2≒45°,β2≒60°)、午後(α3
≒60°,β3≒45°)、夕方(α4≒75°,β4≒
30°)と設定すればよい。而して、制御部5は、太陽
光入射角度δに応じて、上記朝の領域では図17(a)
に示すように東側の1次反射鏡11を傾斜角度α1、西側
の1次反射鏡12を傾斜角度β1に固定し、上記午前の領
域では図17(b)に示すように東側の1次反射鏡11
を傾斜角度α2、西側の1次反射鏡12を傾斜角度β2に
固定し、午後の領域では図17(c)に示すように東側
の1次反射鏡11を傾斜角度α3、西側の1次反射鏡12
を傾斜角度β3に固定し、夕方の領域では図17(d)
に示すように東側の1次反射鏡11を傾斜角度α4、西側
の1次反射鏡12を傾斜角度β4に固定する。
°〜60°)、午前(δ=60°〜90°)、午後(δ
=90°〜120°)、夕方(120°〜150°)の
4つの領域に分けた場合には、1次反射鏡11,12の傾
斜角度α,βをそれぞれ朝(α1≒30°,β1≒75
°)、午前(α2≒45°,β2≒60°)、午後(α3
≒60°,β3≒45°)、夕方(α4≒75°,β4≒
30°)と設定すればよい。而して、制御部5は、太陽
光入射角度δに応じて、上記朝の領域では図17(a)
に示すように東側の1次反射鏡11を傾斜角度α1、西側
の1次反射鏡12を傾斜角度β1に固定し、上記午前の領
域では図17(b)に示すように東側の1次反射鏡11
を傾斜角度α2、西側の1次反射鏡12を傾斜角度β2に
固定し、午後の領域では図17(c)に示すように東側
の1次反射鏡11を傾斜角度α3、西側の1次反射鏡12
を傾斜角度β3に固定し、夕方の領域では図17(d)
に示すように東側の1次反射鏡11を傾斜角度α4、西側
の1次反射鏡12を傾斜角度β4に固定する。
【0033】而して、本実施形態においては、予め決め
られた傾斜角度α1〜α4,β1〜β4にのみ回動させるこ
とができればよいから、回動手段4や制御部5の構成が
簡素化できるとともに、装置全体が軽量且つ安価にな
る。
られた傾斜角度α1〜α4,β1〜β4にのみ回動させるこ
とができればよいから、回動手段4や制御部5の構成が
簡素化できるとともに、装置全体が軽量且つ安価にな
る。
【0034】(実施形態3)ところで、実施形態1で説
明したシミュレーション結果において、太陽光入射角度
δに対して最大の採光量が得られる傾斜角度α,βを求
めた結果を下記表2及び図22に示す。
明したシミュレーション結果において、太陽光入射角度
δに対して最大の採光量が得られる傾斜角度α,βを求
めた結果を下記表2及び図22に示す。
【0035】
【表2】
【0036】既に説明しているが、表2及び図5からも
明らかなように、太陽光入射角度δの各値に対して最大
の採光量が得られる傾斜角度α,βは、δ≦90°のと
きにそれぞれα≒1/2×δ,β≒90°−1/2×
δ、δ>90°のときにそれぞれα≒90°−1/2×
δ、β≒1/2×δとなる。ここで、この場合に2枚の
1次反射鏡11,12がなす角度は常に略90°となる。
従って、図18に示すように、2枚の1次反射鏡11,
12を互いのなす角度が略90°となるように固定し、
回動手段4によって一体に回動させて傾斜角度α,βを
同時に調節することが可能である。
明らかなように、太陽光入射角度δの各値に対して最大
の採光量が得られる傾斜角度α,βは、δ≦90°のと
きにそれぞれα≒1/2×δ,β≒90°−1/2×
δ、δ>90°のときにそれぞれα≒90°−1/2×
δ、β≒1/2×δとなる。ここで、この場合に2枚の
1次反射鏡11,12がなす角度は常に略90°となる。
従って、図18に示すように、2枚の1次反射鏡11,
12を互いのなす角度が略90°となるように固定し、
回動手段4によって一体に回動させて傾斜角度α,βを
同時に調節することが可能である。
【0037】そこで、本実施形態においては、図19〜
図21に示すように1次反射鏡11,12の南北方向両端
縁に角筒状の保持ガイド13を設け、この保持ガイド1
3内に角柱状の保持体14を進退自在に挿通するととも
に、各1次反射鏡11,12の南北両側に位置する一対の
保持体14の下端部を互いのなす角度が略90°となる
ように連結固定している。但し、南北両端に位置する両
連結部15は固定されており、一体に移動可能としてあ
る。また、1次反射鏡11,12は回動軸4aによって東
西方向に回動自在に枢支されている。なお、7は採光口
3の北側端縁に配設される補助反射鏡である。
図21に示すように1次反射鏡11,12の南北方向両端
縁に角筒状の保持ガイド13を設け、この保持ガイド1
3内に角柱状の保持体14を進退自在に挿通するととも
に、各1次反射鏡11,12の南北両側に位置する一対の
保持体14の下端部を互いのなす角度が略90°となる
ように連結固定している。但し、南北両端に位置する両
連結部15は固定されており、一体に移動可能としてあ
る。また、1次反射鏡11,12は回動軸4aによって東
西方向に回動自在に枢支されている。なお、7は採光口
3の北側端縁に配設される補助反射鏡である。
【0038】而して、回動手段4によって保持体14の
連結部15を東西方向並びに鉛直方向に移動させれば、
保持体14が保持ガイド13内で進退し互いのなす角度
を略90°に保ったままで2枚の1次反射鏡11,12を
一体且つ同時に回動させて傾斜角度α及びβを調節する
ことができる。なお、太陽光入射角度δに対する傾斜角
度α,βは、実施形態1で説明した範囲あるいは値とな
るように制御部5によって回動手段4を制御するように
すればよい。
連結部15を東西方向並びに鉛直方向に移動させれば、
保持体14が保持ガイド13内で進退し互いのなす角度
を略90°に保ったままで2枚の1次反射鏡11,12を
一体且つ同時に回動させて傾斜角度α及びβを調節する
ことができる。なお、太陽光入射角度δに対する傾斜角
度α,βは、実施形態1で説明した範囲あるいは値とな
るように制御部5によって回動手段4を制御するように
すればよい。
【0039】本実施形態によれば、回動手段4によって
保持体14を移動をさせることで2枚の1次反射鏡
11,12を一体且つ同時に回動させて傾斜角度α及びβ
を調節することができるから、各1次反射鏡11,12毎
に別個独立に回動機構を設ける必要がないことから、回
動手段4がさらに簡素化され、装置全体が軽量且つ安価
になるという利点がある。
保持体14を移動をさせることで2枚の1次反射鏡
11,12を一体且つ同時に回動させて傾斜角度α及びβ
を調節することができるから、各1次反射鏡11,12毎
に別個独立に回動機構を設ける必要がないことから、回
動手段4がさらに簡素化され、装置全体が軽量且つ安価
になるという利点がある。
【0040】(実施形態4)本実施形態は、図23に示
すように東側の1次反射鏡11と2次反射鏡21の間及び
西側の1次反射鏡12と2次反射鏡22の間の採光口3下
方に光電素子等から成る光センサ11を配設し、光セン
サ11の出力が最大となるように回動手段4により各1
次反射鏡11,12の傾斜角度α,βを調節するフィード
バック制御を行う点に特徴がある。なお、その他の構成
は実施形態1と共通であるから説明は省略する。
すように東側の1次反射鏡11と2次反射鏡21の間及び
西側の1次反射鏡12と2次反射鏡22の間の採光口3下
方に光電素子等から成る光センサ11を配設し、光セン
サ11の出力が最大となるように回動手段4により各1
次反射鏡11,12の傾斜角度α,βを調節するフィード
バック制御を行う点に特徴がある。なお、その他の構成
は実施形態1と共通であるから説明は省略する。
【0041】而して、採光口3に入射する光量を光セン
サ11で検出し、この光センサ11の出力が常に最大と
なるように回動手段4によって1次反射鏡11,12の傾
斜角度α,βを調節すれば、太陽光入射角度δの変化に
応じて常時最大の採光量が得られる。
サ11で検出し、この光センサ11の出力が常に最大と
なるように回動手段4によって1次反射鏡11,12の傾
斜角度α,βを調節すれば、太陽光入射角度δの変化に
応じて常時最大の採光量が得られる。
【0042】
【発明の効果】請求項1の発明は、建物に設けられた採
光口の東西方向に対向する両端部近傍に下端部が配置さ
れ且つ上端部が東西方向の採光口の外側に傾斜する2枚
の1次反射鏡と、放物面鏡から成り採光口の東西方向略
中央部に下端部が配置されるとともに各1次反射鏡に近
接する側に上端部を有し且つ焦点が東西方向に対して採
光口の端部より内側に位置する2枚の2次反射鏡と、水
平面からの傾斜角度を可変するように2枚の1次反射鏡
を回動させる回動手段とを備えたので、太陽の動きに応
じて回動手段により1次反射鏡の傾斜角度を変えること
で太陽光を常に効率よく採光口に集光させて採光量を増
加させることができ、しかも、1次反射鏡を1軸で東西
方向にのみ回動させているから、回動手段が簡易化さ
れ、装置全体が軽量且つ安価になるとともに容積が小さ
くできるという効果がある。
光口の東西方向に対向する両端部近傍に下端部が配置さ
れ且つ上端部が東西方向の採光口の外側に傾斜する2枚
の1次反射鏡と、放物面鏡から成り採光口の東西方向略
中央部に下端部が配置されるとともに各1次反射鏡に近
接する側に上端部を有し且つ焦点が東西方向に対して採
光口の端部より内側に位置する2枚の2次反射鏡と、水
平面からの傾斜角度を可変するように2枚の1次反射鏡
を回動させる回動手段とを備えたので、太陽の動きに応
じて回動手段により1次反射鏡の傾斜角度を変えること
で太陽光を常に効率よく採光口に集光させて採光量を増
加させることができ、しかも、1次反射鏡を1軸で東西
方向にのみ回動させているから、回動手段が簡易化さ
れ、装置全体が軽量且つ安価になるとともに容積が小さ
くできるという効果がある。
【0043】請求項2の発明は、東西方向並びに鉛直方
向に平行な平面への太陽光の正射影と水平面とのなす角
度を太陽光入射角度δとし、採光口の略中央より東側に
配置される第1の1次反射鏡の水平面東方向からの傾斜
角度αと、採光口の略中央より西側に配置される第2の
1次反射鏡の水平面西方向からの傾斜角度βとが、東方
向を基準としてδ≦90°のときに下記式 1/2×δ≦α<δ (90°−1/2×δ)≦β<90° を満足するとともに、δ>90°のときに下記式 (90°−1/2×δ)≦α<90° 1/2×δ≦β<δ を満足するように回動手段によって第1及び第2の1次
反射鏡を回動させて成るので、請求項1の発明と同様の
効果を奏する。
向に平行な平面への太陽光の正射影と水平面とのなす角
度を太陽光入射角度δとし、採光口の略中央より東側に
配置される第1の1次反射鏡の水平面東方向からの傾斜
角度αと、採光口の略中央より西側に配置される第2の
1次反射鏡の水平面西方向からの傾斜角度βとが、東方
向を基準としてδ≦90°のときに下記式 1/2×δ≦α<δ (90°−1/2×δ)≦β<90° を満足するとともに、δ>90°のときに下記式 (90°−1/2×δ)≦α<90° 1/2×δ≦β<δ を満足するように回動手段によって第1及び第2の1次
反射鏡を回動させて成るので、請求項1の発明と同様の
効果を奏する。
【0044】請求項3の発明は、太陽光入射角度δにか
かわらず少なくとも一方の1次反射鏡での太陽光の反射
方向が略水平となるように回動手段によって第1及び第
2の1次反射鏡を回動させて成るので、請求項2の発明
と同様の効果を奏する。
かわらず少なくとも一方の1次反射鏡での太陽光の反射
方向が略水平となるように回動手段によって第1及び第
2の1次反射鏡を回動させて成るので、請求項2の発明
と同様の効果を奏する。
【0045】請求項4の発明は、太陽光入射角度δが9
0°以下のときに第1の1次反射鏡の傾斜角度αが太陽
光入射角度δの2分の1に略等しく且つ第2の1次反射
鏡の傾斜角度βが90°から太陽光入射角度δの2分の
1の角度を減算した角度に略等しくなり、太陽光入射角
度δが90°よりも大きいときに第1の1次反射鏡の傾
斜角度αが90°から太陽光入射角度δの2分の1の角
度を減算した角度に略等しく且つ第2の1次反射鏡の傾
斜角度βが太陽光入射角度δの2分の1に略等しくなる
ように回動手段によって第1及び第2の1次反射鏡を回
動させて成るので、最も効率よく太陽光を集光すること
ができるという効果がある。
0°以下のときに第1の1次反射鏡の傾斜角度αが太陽
光入射角度δの2分の1に略等しく且つ第2の1次反射
鏡の傾斜角度βが90°から太陽光入射角度δの2分の
1の角度を減算した角度に略等しくなり、太陽光入射角
度δが90°よりも大きいときに第1の1次反射鏡の傾
斜角度αが90°から太陽光入射角度δの2分の1の角
度を減算した角度に略等しく且つ第2の1次反射鏡の傾
斜角度βが太陽光入射角度δの2分の1に略等しくなる
ように回動手段によって第1及び第2の1次反射鏡を回
動させて成るので、最も効率よく太陽光を集光すること
ができるという効果がある。
【0046】請求項5の発明は、1日における太陽光入
射角度δの変化範囲をλ<δ<η(但し、η<2λ)と
なる複数の領域に分割するとともに、各領域において上
限値η≦90°のときに第1の1次反射鏡の傾斜角度α
が上限値ηの2分の1に略等しく且つ第2の1次反射鏡
の傾斜角度βが90°から上限値ηの2分の1の角度を
減算した角度に略等しくなり、上限値η>90°のとき
に第1の1次反射鏡の傾斜角度αが90°から上限値η
の2分の1の角度を減算した角度に略等しく且つ第2の
1次反射鏡の傾斜角度βが上限値ηの2分の1に略等し
くなるように回動手段によって第1及び第2の1次反射
鏡を回動させて成るので、請求項2の発明の効果に加え
て、さらに回動手段が簡易化されるとともに装置全体が
軽量且つ安価になるという効果がある。
射角度δの変化範囲をλ<δ<η(但し、η<2λ)と
なる複数の領域に分割するとともに、各領域において上
限値η≦90°のときに第1の1次反射鏡の傾斜角度α
が上限値ηの2分の1に略等しく且つ第2の1次反射鏡
の傾斜角度βが90°から上限値ηの2分の1の角度を
減算した角度に略等しくなり、上限値η>90°のとき
に第1の1次反射鏡の傾斜角度αが90°から上限値η
の2分の1の角度を減算した角度に略等しく且つ第2の
1次反射鏡の傾斜角度βが上限値ηの2分の1に略等し
くなるように回動手段によって第1及び第2の1次反射
鏡を回動させて成るので、請求項2の発明の効果に加え
て、さらに回動手段が簡易化されるとともに装置全体が
軽量且つ安価になるという効果がある。
【0047】請求項6の発明は、2枚の1次反射鏡を互
いのなす角度が略90°となるように固定して成るの
で、請求項1〜4の発明の効果に加えて、2枚の1次反
射鏡を連動させることができることから回動手段をさら
に簡素化できるという効果がある。
いのなす角度が略90°となるように固定して成るの
で、請求項1〜4の発明の効果に加えて、2枚の1次反
射鏡を連動させることができることから回動手段をさら
に簡素化できるという効果がある。
【図1】実施形態1を示し、(a)は上方から見た概略
図、(b)は側方から見た概略図である。
図、(b)は側方から見た概略図である。
【図2】(a)及び(b)は同上を説明するための説明
図である。
図である。
【図3】同上を説明するための説明図である。
【図4】(a)及び(b)は同上を説明するための説明
図である。
図である。
【図5】同上のシミュレーション結果を示す図である。
【図6】同上のシミュレーション結果を示す図である。
【図7】(a)〜(c)は同上を説明するための説明図
である。
である。
【図8】同上の採光窓及び従来例との比較結果を示す図
である。
である。
【図9】同上の概略構成図である。
【図10】同上の斜視図である。
【図11】同上の設置例を示す概略構成図である。
【図12】同上の設置例を示す概略構成図である。
【図13】同上の設置例を示す概略構成図である。
【図14】同上の設置例を示す概略構成図である。
【図15】同上の設置例を示す概略構成図である。
【図16】同上の設置例を示す概略構成図である。
【図17】(a)〜(d)は実施形態2を説明するため
の説明図である。
の説明図である。
【図18】(a)及び(b)は実施形態3を説明するた
めの説明図である。
めの説明図である。
【図19】同上の斜視図である。
【図20】同上の要部斜視図である。
【図21】同上の要部斜視図である。
【図22】同上を説明するための説明図である。
【図23】実施形態4の概略構成図である。
11,12 1次反射鏡 21,22 2次反射鏡 3 採光口 4 回動手段
Claims (6)
- 【請求項1】 建物に設けられた採光口の東西方向に対
向する両端部近傍に下端部が配置され且つ上端部が東西
方向の採光口の外側に傾斜する2枚の1次反射鏡と、放
物面鏡から成り採光口の東西方向略中央部に下端部が配
置されるとともに各1次反射鏡に近接する側に上端部を
有し且つ焦点が東西方向に対して採光口の端部より内側
に位置する2枚の2次反射鏡と、水平面からの傾斜角度
を可変するように2枚の1次反射鏡を回動させる回動手
段とを備えたことを特徴とする採光装置。 - 【請求項2】 東西方向並びに鉛直方向に平行な平面へ
の太陽光の正射影と水平面とのなす角度を太陽光入射角
度δとし、採光口の略中央より東側に配置される第1の
1次反射鏡の水平面東方向からの傾斜角度αと、採光口
の略中央より西側に配置される第2の1次反射鏡の水平
面西方向からの傾斜角度βとが、東方向を基準としてδ
≦90°のときに下記式 1/2×δ≦α<δ (90°−1/2×δ)≦β<90° を満足するとともに、δ>90°のときに下記式 (90°−1/2×δ)≦α<90° 1/2×δ≦β<δ を満足するように回動手段によって第1及び第2の1次
反射鏡を回動させて成ることを特徴とする請求項1記載
の採光装置。 - 【請求項3】 太陽光入射角度δにかかわらず少なくと
も一方の1次反射鏡での太陽光の反射方向が略水平とな
るように回動手段によって第1及び第2の1次反射鏡を
回動させて成ることを特徴とする請求項2記載の採光装
置。 - 【請求項4】 太陽光入射角度δが90°以下のときに
第1の1次反射鏡の傾斜角度αが太陽光入射角度δの2
分の1に略等しく且つ第2の1次反射鏡の傾斜角度βが
90°から太陽光入射角度δの2分の1の角度を減算し
た角度に略等しくなり、太陽光入射角度δが90°より
も大きいときに第1の1次反射鏡の傾斜角度αが90°
から太陽光入射角度δの2分の1の角度を減算した角度
に略等しく且つ第2の1次反射鏡の傾斜角度βが太陽光
入射角度δの2分の1に略等しくなるように回動手段に
よって第1及び第2の1次反射鏡を回動させて成ること
を特徴とする請求項2記載の採光装置。 - 【請求項5】 1日における太陽光入射角度δの変化範
囲をλ<δ<η(但し、η<2λ)となる複数の領域に
分割するとともに、各領域において上限値η≦90°の
ときに第1の1次反射鏡の傾斜角度αが上限値ηの2分
の1に略等しく且つ第2の1次反射鏡の傾斜角度βが9
0°から上限値ηの2分の1の角度を減算した角度に略
等しくなり、上限値η>90°のときに第1の1次反射
鏡の傾斜角度αが90°から上限値ηの2分の1の角度
を減算した角度に略等しく且つ第2の1次反射鏡の傾斜
角度βが上限値ηの2分の1に略等しくなるように回動
手段によって第1及び第2の1次反射鏡を回動させて成
ることを特徴とする請求項2記載の採光装置。 - 【請求項6】 2枚の1次反射鏡を互いのなす角度が略
90°となるように固定して成ることを特徴とする請求
項1〜4の何れかに記載の採光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10356146A JP2000182414A (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 採光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10356146A JP2000182414A (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 採光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000182414A true JP2000182414A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18447572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10356146A Withdrawn JP2000182414A (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 採光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000182414A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009259543A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Nippon Light Metal Co Ltd | 採光装置 |
JP2010121299A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Nippon Light Metal Co Ltd | 出窓採光装置 |
JP2010138660A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Nippon Light Metal Co Ltd | 出窓採光装置 |
CN101907244A (zh) * | 2010-07-16 | 2010-12-08 | 华南师范大学 | 一种多功能台灯 |
KR101034477B1 (ko) | 2009-12-31 | 2011-05-17 | (주)현창네오텍 | 자연광을 이용하는 실내조명장치 |
KR101115232B1 (ko) * | 2011-07-25 | 2012-02-15 | 신송철 | 자연 채광 장치 |
-
1998
- 1998-12-15 JP JP10356146A patent/JP2000182414A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009259543A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Nippon Light Metal Co Ltd | 採光装置 |
JP2010121299A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Nippon Light Metal Co Ltd | 出窓採光装置 |
JP2010138660A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Nippon Light Metal Co Ltd | 出窓採光装置 |
KR101034477B1 (ko) | 2009-12-31 | 2011-05-17 | (주)현창네오텍 | 자연광을 이용하는 실내조명장치 |
CN101907244A (zh) * | 2010-07-16 | 2010-12-08 | 华南师范大学 | 一种多功能台灯 |
KR101115232B1 (ko) * | 2011-07-25 | 2012-02-15 | 신송철 | 자연 채광 장치 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060307 |