JP2009272110A

JP2009272110A - 太陽光照明装置

Info

Publication number: JP2009272110A
Application number: JP2008121032A
Authority: JP
Inventors: Yukimatsu Shakunaga; 幸松釈永
Original assignee: Kuraray Kiko KK
Current assignee: Kuraray Kiko KK
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】設備の制作費や取り付け費用が安く、かつメンテナンスも容易で、一般家庭に普及が可能な安価な太陽光照明設備を提供すること。
【解決手段】集光部、光伝送部、照明部からなる太陽光照明装置であって、集光部、光伝送部、照明部を樹脂製の一枚の長尺シートとし、集光部の一面と照明部の一面以外を鏡面とした太陽光照明装置により上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は太陽光照明装置に関する。さらに詳しくは、集光部、光伝送部、照明部からなる太陽光照明装置であって、集光部、光伝送部、照明部を樹脂製の一枚の長尺シートとし、集光部の一面と照明部の一面以外を鏡面とした太陽光照明装置に関する。

太陽光照明装置は地球環境面から、すなわち省エネルギ面からの要求、および人間に優しい自然光に対する要求を満足するため古くから開発が進められてきた。一部では実用化が進められているが、それらは経済的な課題を放置したままで、地球環境対策の宣伝的な目的にまたは趣味的な目的で採用されているものが殆どである。

これまでに実用化されている太陽光照明装置としては、管路（ダクト）式、集光レンズや光反射式（ミラー式）、光ケーブル式などを活用したものが多く提案されている。例えば、管路を利用するものとして、地上及び地下室内に両端を配置して管路を設け、この管路内面を反射面として外光を地下室内に導くようにした地下室照明装置が知られている（特許文献１）。しかしながら、この方式では、地上と地下とを連結する管路を埋設する工事が必要であり、採光効率を上げるためには大きな管路が必要となる。また、土砂の流入を防ぐことも必要となる。
特開昭５８−２３１０２号公報

一方、採光ダクトに、太陽光を屋内に導く反射板と、屋内を照明する電灯を設け、太陽光による照明と電灯による照明とを切り替える照明装置が知られている（特許文献２）。この照明装置は特許文献１に記載された照明装置を改善するものであるが、装置としては煩雑であり、太陽光による照明と電灯による照明とを切り替えるための駆動エネルギーが必要である。
特開平４−２７４１０２号公報

また、集光レンズや光反射式（ミラー式）として、内周面を鏡面とした断面が円形又は多角形状の反射筒体の周壁下面に、軸方向の長孔を設け、該反射筒体の下方に、断面が放物線状の反射面を有する反射板体を並設した太陽光線の集束伝送装置が知られている（特許文献３）。この装置によれば、従来よりも太陽光線を多量に集光することができ、省エネルギー装置として優れることが記載されている。
特開昭５８−１５９５１２号公報

また、特殊な太陽光収集カプセルを使用した太陽光照明方式が提案されており（特許文献４）、さらに、採光部を、太陽光集光部と集光した光を平行光線とする反射部とで構成し、採光部に太陽追尾をするための２つの回転軸を設けた太陽光採光システムが知られている（特許文献５）。しかしながら、これらはいずれも装置として簡単なものであるとは言い難く、装置の制作費が高いこと、また集光設備などが大きいためその取り付け工事費が高価になり、経済的に普及が困難な状況にある。また、取り付け建屋自体の改造までも必要な場合が多く、さらには太陽光追尾装置などのメンテナンスが必要なこともあり、普及のためにはそれらに対する解決策が必要である。また、光導体ケーブルを利用する太陽光照明装置も知られているが（特許文献６）、高コストとなり、実用性の点で問題である。
特開昭５８−１９７６０２号公報特開平１−２２９２１６号公報特開平８−２４９９０９号公報

したがって、本発明の目的は、前述したような従来の制約を解決すること、すなわち設備の制作費や取り付け費用が安く、かつメンテナンスも容易な設備を開発することによって、一般家庭に普及が可能な安価な太陽光照明設備を提供することにある。

本発明者は上記目的を達成すべく、上記のような、従来の発想とは全く異なる発想で検討を始め、最終的には一枚のシートを用いることにより、上記目的を達成することが可能なことを見出し本発明に至った。すなわち、本発明は、集光部、光伝送部、照明部からなる太陽光照明装置であって、集光部、光伝送部、照明部を樹脂製の一枚の長尺シートとし、集光部の一面と照明部の一面以外を鏡面としたことを特徴とする太陽光照明装置である。

本発明により、安価な太陽光照明装置が供給でき、さらにメンテナンスフリーとなるため、コスト的に見合うようになる。従って、従来の地球環境対策の啓蒙的な、または趣味的な目的から経済的な目的にも合致するので、一般家庭にも広く普及が可能になる。

以下、図を用いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の太陽光照明装置を示す断面概略図であり、集光部１、光伝送部および照明部は樹脂製の一枚の長尺シートで構成される。図１において、１は集光部であり、入射した太陽光が集光される。矢印は太陽光の入射方向を示す。２は集光された太陽光が伝送される光伝送部であり、３は伝送された太陽光を室内などに供給するための照明部である。矢印は太陽光が放射される方向を示す。

図２は、図１の平面図であり、ハッチング部は集光部における光の入射面と照明部における放射面を示している。図２は、集光効率を上げるために集光部の面積を大きくした例である。光の入射面と放射面以外は鏡面になっているが、該鏡面は、反射シートの貼り付け、アルミコーティングまたはアルミ溶射などにより容易に加工することが出来る。鏡面は、部分的にアルミ板の貼り付けでも可能であり、高温場所や粉塵場所などでの使用の場合はアルミ板がシートの保護および冷却に役立つ場合もある。

長尺シートとしては、アクリル樹脂、透明塩化ビニル樹脂、ポリカーボネートなどの導光性樹脂が使用可能であるが、コスト、透明性などの面からアクリル樹脂が光透過性の点で好ましい。またシート厚みは薄い方が樹脂コストの面、加工の容易性から望ましいが、製造工程や取り付け工事工程のハンドリング性を考えて０．２〜５ｍｍとするのが好ましい。長尺シートが薄手の場合、加工が容易であり、部屋の構成に対応可能である。図１は、樹脂として薄手のシートを採用した例であり、屈曲させたシートを４〜７のブランケットで取り付けた例である。シートを捻ることにより、光伝送路を曲線状にすることも可能である。

また、集光部および／または照明部の表面を粗面加工しておくと効率よく集光および／または照明を行うことができる。粗面の凹凸の高さは５０〜５００μｍとするのがよく、このような粗面加工は例えばレーザーで実施することができる。

集光部は、ハーフミラーなどのビームスプリッター方式の導光シートまたは光散乱方式の導光シートとするのが好ましく、照明部は光散乱方式の導光シートとするのが好ましい。ハーフミラーシートは正確なプリズム加工をすれば集光率を向上させることが出来るが、加工精度を上げれば当然製造コストが高くなるので、成型加工程度の加工精度で実用上は十分である。光拡散シートはシート内に光拡散粒子を分散させたものが望ましいが、シートをランダムに孔加工しても、ある程度の光拡散は可能である。

集光部および／または照明部は複数枚のシートから構成するとさらに集光率を向上させることができる。図３はこのような例であり、８はカバーシート、９はハーフミラーシート、１０は光伝送シート、１１は光拡散シートであり、例えばこのように組み合わせることで、集光率は１０％以上にすることが出来る。

照明部は光伝送シートのままでも照明、つまり光放射が可能であるが、必ずしも全面に均一に放射できないことがあるので、均一な光放射が得られる点で照明部を光拡散シートにするのが好ましい。照明部は、所望に応じて面発光、線発光、点発光など適宜種々の形態とすればよい。

本シートの実用化に際しては、シートの冷却および静電気対策が必要な場合があり、取り付けブラケットは金属製としブラケットを利用して冷却や静電気除去を行うのがよい。

実施例
図１において、集光部を厚さ２ｍｍ、幅４００ｍｍ（図２のくびれの無いもの）、長さ４０００ｍｍのアクリル樹脂製一体型シートで、集光部および照明部をレーザーで租面加工したものを用いて太陽光を集光し、室内照明を行ったところ、最高で１０％近くまでの集光率を実現することができた。

本発明による太陽光照明装置は、地球環境面から家庭用や大型ビルや工場などに普及するのみならず、さらに自然光による安息を図るため、医療設備や休養設備などにおいても普及が可能である。

本発明の太陽光照明装置の一例を示す断面概略図である。図１の平面図である。本発明の太陽光照明装置の別の例を示す断面概略図である。

符号の説明

１集光部
２光伝送部
３照明部
４直線部取り付けブラケット
５曲がり部取り付けブラケット
６曲がり部取り付けブラケット
７直線部取り付けブラケット
８カバーシート
９ハーフミラーシート
１０光伝送シート
１１光拡散シート

Claims

集光部、光伝送部、照明部からなる太陽光照明装置であって、集光部、光伝送部、照明部を樹脂製の一枚の長尺シートとし、集光部の一面と照明部の一面以外を鏡面としたことを特徴とする太陽光照明装置。
該樹脂製の長尺シートがアクリル樹脂製のシートである請求項１記載の太陽光照明装置。
集光部および／または照明部が、粗面加工された請求項１または２記載の太陽光照明装置。
集光部が、ビームスプリッター方式の導光シートまたは光散乱方式の導光シートからなる請求項１〜３いずれかに記載の太陽光照明装置。
照明部が、光散乱方式の導光シートからなる請求項１〜４いずれかに記載の太陽光照明装置。
集光部および／または照明部が複数枚のシートからなる請求項１〜５いずれかに記載の太陽光照明装置。
該鏡面が、表面をアルミ蒸着した鏡面である請求項１〜６いずれかに記載の太陽光照明装置。