JP5894207B2 - 採光装置 - Google Patents

Description

この発明は、太陽光を建物内へ導入するのに用いられる採光装置に関し、この発明は特に、窓部より太陽光を建物内に導入するための採光装置に関する。

近年、室内の採光を確保するために、図７に示すように、建物１の外側に「ライトシェルフ」と呼ばれる採光用の反射板９を設けることが提案されている。この反射板９は、その上面で太陽光を窓１１に向けて反射させ、その反射光を窓１１の上部より建物１の内部に導くためのものであり、建物１の外壁面１０より張り出すようにして取り付けられている。

窓の上部位置に、採光や換気のための高窓が設けられる場合があるが、高窓があるというだけでは十分な採光が行われ難い。窓と高窓との境界位置に上記の反射板９を設置すれば、太陽光は反射板９の上面で高窓に向けて反射するので、その反射光を高窓より室内に取り込むことができる。これにより、高窓からの採光量が格段に高められ、室内の照明が太陽光によって補われる。

反射板９を窓１１の上部や窓と高窓との境界位置に設置するのに、窓枠に反射板９の取付金具を取り付けるのは難しく、そのために、反射板９の両端部を窓１１の両側より外壁面１０上まで突出させ（図７参照）、その突出部分を建物１の外壁面１０に取り付けた取付金具９１によって支持するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３―３８０１３号公報

しかし、特許文献１に記載された反射板９の設置方法では、耐荷重性が十分でないばかりか、窓１１の両側に取付金具９１を取り付けるための壁面スペースが必要であり、そのような壁面スペースが存在しない建物には、反射板９を設置するのが困難である。

例えば、図８に示す建物は、窓１１の周囲が両側の柱部１３，１３と上下の梁部１４，１４とで囲まれた外壁構造になっており、窓１１の両側の壁面が柱部１３によって前方へ突き出ている。このため、窓１１と高窓１２との境界位置に反射板９を設置しようとしても、柱部１３の出っ張りによって反射板９の両端部を突出させることができず、図７に示した取付金具９１によって反射板９を支持することは困難である。

上記した外壁構造は学校の校舎などに広く採用されている。学校の校舎の場合、図９に示すように、教室１７は広くて奥行きがあり、しかも、教室１７の奥に通路幅の大きな廊下１８が存在している。この廊下１８の存在などにより教室１７内は暗く、上記の反射板９を用いて高窓１２からの採光（図中、一点鎖線で示す。）の量を増大させることはきわめて有効である。近年特に、校舎の窓などに採光装置を設けることが要望され、採光のための反射板９の最適な設置方法の検討が待たれている。

この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、窓の両側の壁面が前方へ突き出るような外壁構造の建物に設置するのに好適な耐荷重性に優れた採光装置を提供することを目的とする。

この発明による採光装置は、建物の外壁面より内側に後退した位置にある窓部より建物内に太陽光を導入するためのものであって、前記窓部を挟んで左右に対向する壁面に左右一対の支持具が対向して取り付けられ、各支持具により上面が光を拡散させて反射する粗面になっている金属製の反射板の両端部が支持されることにより窓部位置に前記反射板が位置決め固定されており、前記反射板の上面には、入射光を上面から下面へ導きかつ反射板での反射光を下面から上面へ導くための導光板が重ねられて固定されてなるものである。ここで、「粗面」とは光を正反射させる「鏡面」に対する概念であり、粗面に当たった光は拡散して四方へ反射する。そして、好ましい実施態様においては、前記反射板は、両端部の全幅が前記の各支持具により支持されている。

上記した構成の採光装置によると、窓部の両側の外壁面が前方へ突き出るような外壁構造の建物であっても、窓部を挟んで左右に対向する壁面にそれぞれ支持具を取り付けることで、反射板を窓部の適所に設置することが可能である。そして、好ましい実施態様においては、反射板は両端部の全幅が左右の各支持具により支持されるので、耐荷重性が高められている。
この採光装置において、導光板の上面に照射された太陽光は導光板を透過して下面より出射され、その出射光は反射板の粗面で拡散されて反射する。その反射光は導光板を前記と逆方向に透過して導光板の上面より出射され、窓部に向かう光は窓部より建物内に進入するので、反射板を窓と高窓との境界位置に設置したとき、高窓からの採光量が格段に高められ、太陽光によって室内の照明が補われる。

この発明の好ましい実施態様においては、前記の各支持具は、前記対向する壁面に固定される背板部と、前記背板部の前面より突出し前記反射板の端部を上下より挟持する上側の支持板部および下側の支持板部とをそれぞれ備えており、さらに好ましい実施態様においては、前記の下側の支持板部は、前記背板部と一体に形成され、前記の上側の支持板部は、後端部が前記背板部の前面に着脱可能な押え金具により構成されている。
この実施態様によると、反射板の設置に際し、下側の支持板部上に反射板の端部を支持させた後、押え金具の後端部を背板の前面に取り付けることで、反射板の端部が上下から挟持され、反射板の設置が容易である。

好ましい実施態様の導光板は、上面が平坦面、下面が上面からの入射光を窓部に向かう方向へ拡散させて出射する凹凸面に形成されている。

この実施態様の導光板によると、導光板の上面に照射された太陽光は導光板を透過し、その下面で窓部に向かう方向へ拡散されて出射する。その出射光は反射板の粗面でさらに拡散されて反射し、その反射光は導光板を前記と逆方向へ透過して導光板の上面より出射される。導光板からの出射光は窓部に向かう方向へ広がっているので、室内の奥深くまで進入する。

上記反射板は、設置される窓部の大きさに応じて長さおよび幅が設定されるが、長さまたは幅の大きな反射板は荷重が増すので、ポールによって反射板を上方より吊持する。このポールを用いることで反射板の耐荷重性が一層高められる。

この発明によると、窓部を挟む両側の壁面が前方へ突き出るような外壁構造の建物についても反射板の設置が可能となり、そのうえ、反射板の耐荷重性も高められる。また、高窓などからの採光量が格段に高められるので、太陽光によって室内の照明が補われる。

この発明の一実施例である採光装置が設置された状態を示す正面図である。 図１の採光装置の平面図である。 図１の採光装置の側面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 導光板の断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う中間を省略した断面図である。 従来の採光装置の設置状態を示す斜視図である。 窓を挟む両側の壁面が前方へ突出する外壁構造を示す建物の正面図である。 校舎の内部構造を示す説明図である。

図１〜図３は、この発明の一実施例である採光装置２を建物１に設置した例を示している。図中、１１は窓、１２は窓１１の上方に設けられた高窓であり、窓１１および高窓１２により窓部が構成されている。図示の建物１は、窓部の周囲が両側の柱部１３，１３と上下の梁部１４，１４とで囲まれた外壁構造のものであり、窓部が建物１の外壁面より内側に後退した位置にある。窓１１と高窓１２との境界位置には、採光装置２を構成する反射板３が設置されている。窓部を挟んで左右に対向する壁面、すなわち、柱部１３の壁面１３ａの同じ高さ位置に支持具５，５が対向して取り付けられている。各支持具５に反射板３の端部の全幅が支持され、これにより窓１１と高窓１２との境界位置に反射板３が位置決め固定される。

この実施例の反射板３は、図４に示すように、アルミニウムの押出加工により形成された３個の帯板材３Ａ，３Ｂ，３Ｃの側縁を順次連結して構成されている。隣り合う帯板材３Ａ，３Ｂおよび３Ｂ，３Ｃが突き合わされる側縁部分には、図４に示すように、互いに係脱することが可能な連結部３１，３２が形成されている。この実施例の反射板３は、わずかに後下がりの傾斜状態、すなわち、前端に対して後端が低くなるような傾斜状態で設置されている。窓に近い内側位置の帯板材３Ａの内側縁には雨水が溜まる上面開口の樋溝部３３が形成されている。なお、反射板３は、傾斜させずに水平な姿勢で設置してもよく、この場合は外側位置の帯板材３Ｃの外側縁にも樋状部を形成するのが望ましい。

反射板３の上面、すなわち、各帯板材３Ａ，３Ｂ，３Ｃの上面は太陽光を拡散させて反射する粗面３０になっている。この反射板３の上面には、入射光を上面から下面へ導きかつ反射板３での反射光を下面から上面へ導くための導光板４が重ねられている。
なお、上記の反射板３は単一の板材により構成してもよく、２個の帯板材、さらには４個以上の帯板材を連結して構成してもよい。また、反射板３は、上面が光を拡散させて反射する粗面になっていれば、アルミニウム以外の金属材を用いて形成してもよい。さらにまた、反射板３は、上面が粗面になっているものに限定されず、上面が光を正反射させる鏡面になっているものも使用することが可能である。

上記の導光板４は、透光性を有する透明の合成樹脂板により形成されている。導光板４の上面は、図５に示すように平坦面４０であり、一方、下面は上面からの入射光Ｌ１を前後方向へ拡散させて出射する凹凸面４１に形成されている。図示例の凹凸面４１は、互いに平行な複数の突条４２により構成されており、突条４２の長さ方向が高窓１２の開口面と平行となるように、すなわち、入射光Ｌ１が高窓１２に向かう方向へ拡散するように、導光板４が反射板３上に固定されている。この実施例における各突条４２は、突条４２の長さ方向に対して直交する方向の断面形状が、頂部が鈍角をなす二等辺三角形に形成されているが、突条４２はそのような断面形状のものに限らず、例えば、半球状ないしは凸曲面状のものであってもよい。

この実施態様の導光板４によると、導光板４の上面の平坦面４０に入射した入射光Ｌ１は導光板４を透過し、その下面の凹凸面４１において前後方向へ拡散されて出射される。その出射光は反射板３の粗面３０でさらに拡散されて反射し、その反射光は導光板４を前記と逆方向へ透過して導光板４の上面の平坦面４０より外部へ出る。導光板４の上面からの出射光Ｌ２は前後方向に広がっているので、室内の奥深くまで進入し、奥行きのある部屋であっても光が十分に奥まで届く。

導光板４の両方の端部は、図６に示すように、反射板３の上面に対して止水材４３を介在させた状態で金属製の押え板４４および止め金具４５により全長にわたってビス４８により固定されている。また、導光板４の外側縁部は、図４に示すように、反射板３の上面に対して止水材４６を介在させた状態で金属製の押え板４７により全長にわたってビス４９ａ，４９ｂにより固定されている。なお、導光板４の反射板３の上面への固定には接着剤を用いることもできる。

前記の各支持具５は、反射板３の幅とほぼ一致する長さを有するもので、アルミニウムの押出加工により形成されている。図６に例示する各支持具５は、前記柱部１３の壁面１３ａに背面を当接させて複数のボルト８３により固定される背板部５０を有し、この背板部５０の前面の下端部に上下に対向する支持板部６１，５１が突出するものである。上下の支持板部６１，５１間は支持溝５３を構成しており、この支持溝５３に反射板３の端部が入り込んで上下の支持板部６１，５１により挟持されている。前記背板部５０にはボルト８３，８４を通す複数のボルト挿通孔５７，５８が形成されている。

上下の支持板部６１，５１のうち、下側の支持板部５１は背板部５０と一体に形成されている。この支持板部５１の先端縁は上方へ向き、反射板３の下面を支える第１の支持部５２を構成している。支持板部５１の幅中央部には内部が中空の第２の支持部５４が全長にわたって一体形成されている。この第２の支持部５４は支持板部５１の上面より第１の支持部５２と同じ高さだけ突出し、その上壁部は反射板３の下面を支えるための平坦な支持面となっている。

第２の支持部５４の中空内部はボルト８の頭部８０を支持板部５１の長さ方向へ摺動自由に支持するガイド溝５５になっている。第２の支持部５４の上壁部にはボルト８の軸部８１を長さ方向へ摺動自由とするガイド孔５６が形成されている。このガイド孔５６はガイド溝５５と連通しており、ボルト８を反射板３の端部に形成された貫通孔３４，３５の位置に合わせて移動させて位置決めすることが可能である。

上側の支持板部６１は、アングル材より成るＬ形の押え金具６によって構成されている。この支持板部６１には前記ボルト８の軸部８１を通すボルト挿通孔６３が複数個形成されている。押え金具６は、支持板部６１の後端部に背板部５０の前面に当接させて固定される取付板部６２を一体に備えたものである。この押え金具６の取付板部６２には背板部５０のボルト挿通孔５８に連通させるボルト挿通孔６４が形成されている。位置合わせされたボルト挿通孔５８，６４にボルト８４を一連に通して壁面１３ａにねじ込むことにより押え金具６が固定されるとともに、押え金具６の支持板部６１と下側の支持板部５１の第１、第２の各支持部５２，５４との間で反射板３の端部が挟持される。前記ボルト８の軸部８１を反射板３の端部の貫通孔３４，３５とボルト挿通孔６３とに通してナット８２で締め付けることにより反射板３の端部が上下の支持板部６１，５１間で挟持された状態で固定される。
なお、この実施例の支持具５は、下側の支持板部５１のみが背板部５０と一体に形成されているが、下側の支持板部５１のみならず上側の支持板部６１も背板部５０と一体に形成されたものであってもよい。

前記支持具５の上面は支持具５と同じ長さを有するカバー体７により覆われている。また、支持具５の両側端面は端板５９により塞がれている（図２参照）。カバー体７は前端縁および後端縁にそれぞれ係合部７１，７２が屈曲形成されている。後端縁の係合部７２は背板部５０の上端に形成された係合突部５０ａに係合させる。前端縁の係合部７１は前記導光板４の端部を固定する止め金具４５に一体形成された係合部４５ａに係合させる。

この実施例では、反射板３の耐荷重性をさらに高めるために、図３に示すように、反射板３の長さ中央部がポール１００によって支持されている。ポール１００は、長さ調節が可能な金属製パイプより成るポール本体１０１の両端にネジ軸１０２，１０３を介して取付金具１０４，１０５がそれぞれ取り付けられたものである。各ネジ軸１０２，１０３は一端部に取付金具１０４，１０５が取り付けられ、他端部はポール本体１０１の両端に装着されたナット部材（図示せず）にねじ込まれている。下端部側の取付金具１０４は反射板３の上面にネジ止めされ、上端部側の取付金具１０５は建物の外壁面にアンカーボルトにより固定されている。

ポール１００の各ネジ軸１０２，１０３はネジの方向が逆方向になっている。ポール本体１０１を一方向へ回転させると、各ネジ軸１０２，１０３がポール本体１０１の両端より突き出てポール１００の長さが長くなる。一方、ポール本体１０１を反対方向へ回転させると、ネジ軸１０２，１０３がポール本体１０１の内部へ入り込んでポール１００の長さが短くなる。

上記した構成の採光装置２によると、窓部の両側の壁面が柱部１３によって前方へ突き出るような外壁構造になっていても、窓部を挟んで左右に対向する壁面１３ａの同じ高さ位置にそれぞれ支持具５，５を対向して取り付けることで、反射板３を窓１１と高窓１２との境界位置に設置することが可能である。また、各支持具５，５の上側の支持板部６１は、背板部５０の前面に着脱可能なＬ形の押え金具６により構成されているので、反射板３の設置に際し、下側の支持板部５１上に反射板３の端部を支持させた後、押え金具６の取付板部６２を背板部５０の前面に取り付けることで、押え金具５の支持板部６１と下側の支持板部５１との間で反射板３の端部が挟持され、さらに、ボルト８とナット８２との締め付けにより反射板３は上下の支持板部６１，５１間で挟持された状態で固定される。このように、反射板３の両端部の全幅が左右の支持具５，５により支持されるので、反射板３の耐荷重性が高められている。なお、反射板３の上面には導光板４が重ねられて固定されている。

上記した採光装置２において、入射光Ｌ１は反射板３の上面で反射され、高窓１２に向かう反射光は高窓１２より建物１内に進入する。これにより高窓１２からの採光量が格段に高められ、太陽光によって室内の照明が補われる。この実施例では、反射板３の上面に導光板４が重ねられているので、導光板４の上面からの入射光Ｌ１は導光板４を透過して下面より出射され、その出射光は反射板３の粗面３０で拡散されて反射する。その反射光は導光板４を前記と逆方向に透過して導光板４の上面より出射され、高窓１２に向かう出射光Ｌ２は高窓１２より建物１内に進入する。

１ 建物
２ 採光装置
３ 反射板
４ 導光板
５ 支持具
１１ 窓
１２ 高窓
３０ 粗面
４０ 平坦面
４１ 凹凸面
５０ 背板部
５１，６１ 支持板部
１００ ポール

Claims (6)

1. 建物の外壁面より内側に後退した位置にある窓部より建物内に太陽光を導入するための採光装置であって、前記窓部を挟んで左右に対向する壁面に左右一対の支持具が対向して取り付けられ、各支持具により上面が光を拡散させて反射する粗面になっている金属製の反射板の両端部が支持されることにより窓部位置に前記反射板が位置決め固定されており、前記反射板の上面には、入射光を上面から下面へ導きかつ反射板での反射光を下面から上面へ導くための導光板が重ねられて固定されてなる採光装置。
2. 前記反射板は、両端部の全幅が前記の各支持具により支持されている請求項１に記載された採光装置。
3. 前記の各支持具は、前記対向する壁面に固定される背板部と、前記背板部の前面より突出し前記反射板の端部を上下より挟持する上側の支持板部および下側の支持板部とをそれぞれ備えている請求項１または２に記載された採光装置。
4. 前記の下側の支持板部は、前記背板部と一体に形成され、前記の上側の支持板部は、後端部が前記背板部の前面に着脱可能な押え金具により構成されている請求項３に記載された採光装置。
5. 前記導光板は、上面が平坦面、下面が上面からの入射光を窓部に向かう方向へ拡散させて出射する凹凸面に形成されている請求項１に記載された採光装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載された採光装置であって、前記反射板を上方より吊持するポールをさらに備えている採光装置。

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