(57)【要約】【課題】省スペースかつ低コストで簡易に施工可能な採光装置を提供する。【解決手段】採光装置１は、太陽光１０を採光する採光部３と、採光した光を照明部９まで伝送する伝送部７からなる。伝送部７では、複数の光ファイバ５１により、採光した光の伝送を行う。採光部３は、導光性を有する透明の樹脂製シートからなる基材層３３と、プリズム形状を形成したプリズム層３１、および、可視光線１１を反射しかつ赤外線１３を透過する基材下部層３５よりなる。伝送部７の複数の光ファイバ５１は、一列に隣接して並べ、基材層３３の端面に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
採光を行うシート状の採光部と、
前記採光部により採光された光を伝送する伝送部とを有し、
前記伝送部には、光ファイバが用いられることを特徴とする採光装置。
【請求項２】
前記光ファイバは、プラスチック製のものであることを特徴とする請求項１記載の採光装置。
【請求項３】
前記採光部は、
透明の樹脂製シートからなる基材層と、
前記基材層の下に設けられた、可視光線を反射し赤外線を透過する基材下部層と、
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の採光装置。
【請求項４】
前記基材層の上に、プリズム形状を形成したプリズム層が設けられることを特徴とする請求項３に記載の採光装置。
【請求項５】
前記基材層の端面の、前記光ファイバとの接続箇所以外の部分に、可視光線を反射する反射部が設けられることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の採光装置。
【請求項６】
前記伝送部は複数の光ファイバを有し、
前記複数の光ファイバを隣接して並べて前記採光部の前記基材層の端面に接続することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の採光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、効率的に採光を行うための採光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を効率的に屋内に取り込むために、従来から、種々の採光装置が提案されている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００３】
例えば、特許文献１は、屋外の採光部に複数本の採光用光ファイバを設置し、採光した太陽光を導光ファイバで所望の場所に導光するものである。特許文献２には、採光部に凹面鏡を配し、反射した光を凸面鏡で再び反射させ、受光器で受けた光をプラスチックファイバで伝送する装置が記載されている。
【０００４】
また、特許文献３、４に記載されている太陽光採光装置は、長尺の１枚の導光シートを用いて屋外から屋内へ太陽光を取り込むものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−５７５２６号公報
【特許文献２】特開２００２−２１６５１７号公報
【特許文献３】特開２００３−２３２９３１号公報
【特許文献４】特開２００９−２７２１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の採光装置は、採光用の光ファイバのコストが高いという問題がある。また、特許文献２では、鏡を用いた大型の装置が必要になる問題がある。
【０００７】
また、特許文献３、４に記載されている太陽光採光装置は、１枚の導光シートで太陽光の採光と屋内への伝送を行うため、大型の導光シートを屋内に挿入するために建物に穴をあける等の施工が必要であり、設置面積が広く大掛かりである等の問題がある。
【０００８】
本発明は、前述の問題点に鑑みてなされたもので、省スペースかつ低コストで簡易に施工可能な採光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達するための本発明は、採光を行うシート状の採光部と、前記採光部により採光された光を伝送する伝送部とを有し、前記伝送部には、光ファイバが用いられることを特徴とする採光装置である。
【００１０】
本発明では、採光部を採光用のシートによって構成し、伝送部には光ファイバを用いる。採光部に採光用のシートを用いることで、光ファイバや凹面鏡などを用いる場合に比べ低コストで済む。また、伝送部に光ファイバを用いることで、省スペースとなり簡易に施工できるようになり、施工場所等が限定されることなく、また遠距離の照明部にも容易に光を伝送できる。
【００１１】
前記光ファイバは、プラスチック製のものであることが望ましい。
プラスチック製の光ファイバを用いると、曲げたりすることも可能になり施工の自由度が高まる。また、ガラス等に比べ低コストである利点もある。
【００１２】
前記採光部は、透明の樹脂製シートからなる基材層と、前記基材層の下に設けられた、可視光線を反射し赤外線を透過する基材下部層と、を有することが望ましい。
これにより、採光時に赤外線を除去して、可視光線のみを伝送することが可能になる。よって、照明部において、温度上昇を抑えることが可能である。さらに、伝送部の光ファイバの過熱による損傷を抑えることもできる。
【００１３】
前記基材層の上に、プリズム形状を形成したプリズム層が設けられることが望ましい。
採光時に、このプリズム形状で光の入射角度を調整することにより、採光効率を向上させることができる。
【００１４】
また、前記基材層の端面の、前記光ファイバとの接続箇所以外の部分に、可視光線を反射する反射部が設けられることも好ましい。これにより、採光した光の漏れを防ぐことができる。
【００１５】
さらに、前記伝送部は複数の光ファイバを有し、前記複数の光ファイバを隣接して並べて前記採光部の前記基材層の端面に接続することも好ましい。このようにして複数の光ファイバと採光部の接続を行うことで、効率よく光を伝送できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、省スペースかつ低コストで簡易に施工可能な採光装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】採光装置１について示す図
【図２】採光部３について示す図
【図３】接続部７ａおよび光ファイバ束部７ｂについて示す図
【図４】採光装置１による採光を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
（採光装置１の概略構成）
図１は、本実施形態に係る採光装置１の概略構成について示す図である。図に示すように、採光装置１は、大きく採光部３と伝送部７から構成される。この採光装置１は、屋外にある採光部３で太陽光１０を採光し、採光した光を、伝送部７によって屋内の任意の場所にある照明部９まで伝送し照明に用いるものである。
【００２０】
（採光部３の構成）
採光部３は、シート状のものである。図２は、採光部３について示す図である。図２（ａ）は図１の線ａ−ａに沿った断面図、図２（ｂ）は図１の矢印ｂに示す方向から見た側面図である。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、採光部３は、上から順に、プリズム層３１、基材層３３、基材下部層３５からなる３層の構成を採る。
【００２２】
基材層３３は、入射した太陽光１０を内部で進行させ、伝送部７へと伝えるためのものである。基材層３３としては、例えば特許文献３、４等に記載されているような、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート等、適当な屈折率を持ち所望の導光性を有する透明な樹脂製のシートを用いることができる。しかしながら、基材層３３がこれらに限ることはない。
【００２３】
また、基材層３３の端面のうち、後述する伝送部７の接続部７ａの光ファイバ５１との接続箇所以外には、可視光線を反射する反射部５５を設けておく。反射部５５には、例えば内面を鏡としたものを用いることができる。
【００２４】
プリズム層３１は、太陽光１０を効率よく採光するために、透明の樹脂製シートの上部にプリズム形状を形成したものである。樹脂製シートとしては、基材層３３と同様、適当な屈折率を有するＰＥＴ等のシートを用いることができる。
【００２５】
図に示すように、本実施形態では、複数の三角柱状のプリズム形状を、軸方向（図２（ｂ）の紙面法線方向）が平行となるよう並べて形成する。このようなプリズム形状により、基材層３３に入射する太陽光１０の角度を調整し、太陽光１０が効率よく採光および伝送されるようにする。このような効果を有するものであれば、プリズム形状は様々に考えられる。例えばプリズム形状の斜面の角度は、採光効率を考慮して様々に変更することが可能である。
【００２６】
基材下部層３５は、可視光線を反射し赤外線を透過する層である。これにより、採光した太陽光１０から赤外線領域の成分（赤外線）を取り除き、可視光領域の成分（可視光線）のみを採光する。
【００２７】
基材下部層３５には、コールドミラー等を使用することができる。コールドミラーは、ガラス上に、例えば特開２００７−３２２８９１号公報等に記載されているように、ＳｉＯ2の低屈折率の酸化膜と、Ｎｂ2Ｏ5の高屈折率の酸化膜とを交互に形成して得ることができる。ただし、基材下部層３５は、可視光を反射し赤外線を透過する層であればよく、このようなコールドミラーに限ることはない。
【００２８】
採光部３は以上のように構成される。採光部３の平面の面積や、採光部３の各層および全体の厚み等は、照明に必要な光量、採光効率、設置条件等に応じて種々定めることができる。
【００２９】
（伝送部７の構成）
伝送部７は、複数の光ファイバにより、採光した太陽光１０の可視光線を照明部９まで伝送するものであり、図１に示すように、接続部７ａと光ファイバ束部７ｂを有する。上記の光ファイバとしては、可とう性を有するプラスチック製のものが用いられる。
【００３０】
図３は、接続部７ａおよび光ファイバ束部７ｂについて示す図である。図３（ａ）は、接続部７ａおよび光ファイバ束部７ｂを上から見た図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の範囲ｄを示す図である。
【００３１】
図３に示すように、接続部７ａでは、採光部３の基材層３３の端面に、複数の光ファイバ５１が一列に隣接して並べて接続される。なお、光ファイバ５１の直径と基材層３３の厚さはほぼ同一となっている。これにより、基材層３３内を進行する光の伝送効率を高める。
【００３２】
接続部７ａの光ファイバ５１は、カバー５３で覆われて保護される。なお、説明のために、図ではカバー５３内部の光ファイバ５１の表示を行っている。
【００３３】
光ファイバ束部７ｂでは、複数の光ファイバ５１が束ねてまとめられる。これら複数の光ファイバ５１は、樹脂等の可とう性を有する筒体に通される。光ファイバ束部７ｂは面積をとらず、自由に曲げることも可能であり、施工の自由度が高い。従って、屋内の照明部９までの施工が簡易である。例えば、建物において、既設のエアコン用等に開けた穴を利用して屋外から屋内へ挿入したり、雨どいと平行に敷設して目立たないように施工することも可能である。
【００３４】
（採光装置１による採光）
次に、図４を参照して、採光装置１による採光について説明する。図４は、図１の線ｃ−ｃに沿った採光部３等の断面構成を示す図である。なお、図ではカバー５３等の図示は省略した。
【００３５】
図４に示すように、採光部３に太陽光１０が当たると、太陽光１０は、図の点線で示すように、プリズム層３１で入射角度を調整され、基材層３３を透過して、基材下部層３５に到達する。
【００３６】
太陽光１０を構成する可視光領域の光線（可視光線１１）は、基材下部層３５で反射する。その後、基材層３３の上面や基材下部層３５などでの反射を繰り返しつつ、基材層３３内を進行する。
【００３７】
なお、前記したように、基材層３３の端面では、接続部７ａの光ファイバ５１との接続箇所を除き、反射部５５が設けられている。従って、端面に到達した可視光線１１が外へ漏洩せず、採光効率が向上する。
【００３８】
この可視光線１１は、接続部７ａ側（図の右側）の基材層３３の端面から、光ファイバ５１へと伝わる。そして、この光ファイバ５１により伝送されて、接続部７ａと光ファイバ束部７ｂを経由し、照明部９による照明に用いられる。
【００３９】
一方、太陽光１０を構成する赤外線領域の光線（赤外線１３）は、基材下部層３５を透過して、採光部３の下部から放射されるので、屋内の照明部９付近が高温となったり、伝送部７の光ファイバ５１が過熱により損傷等するのが防がれる。
【００４０】
以上に示したように、本実施形態の採光装置１は、採光部３を採光用のシートによって構成し、伝送部７には光ファイバ５１を用いる。採光部３に採光用のシートを用いることで、従来のように光ファイバや凹面鏡などを用いる場合に比べ低コストで済む。また、伝送部７に光ファイバ５１を用いることで、省スペースとなり簡易に施工できるようになるので、施工場所等が限定されることなく、また遠距離の照明部９にも容易に光を伝送できる。
【００４１】
また、光ファイバ５１は、プラスチック製のものであるので、曲げたりすることも可能であり、施工の自由度が高まる。また、ガラス等に比べ低コストである利点もある。
【００４２】
さらに、採光部３は、透明の樹脂製シートからなる基材層３３と、可視光を反射し赤外線を透過する基材下部層３５を有するので、採光時に赤外線１３を除去して、可視光線１１のみを伝送することが可能になる。よって、照明部９における屋内の温度上昇を抑えることが可能である。さらに、伝送部７の光ファイバ５１の過熱による損傷を抑えることもできる。
【００４３】
また、基材層３３の上に、プリズム形状が形成されたプリズム層３１が設けられるので、プリズム形状で光の入射角度を調整することにより、採光効率を向上させることができる。
【００４４】
また、基材層３３の端面の、光ファイバ５１との接続箇所以外の部分には、可視光を反射する反射部５５が設けられるので、採光した光の漏れを防ぐことができる。
【００４５】
加えて、伝送部７は複数の光ファイバ５１から成り、この複数の光ファイバ５１を隣接して並べて採光部３の基材層３３の端面に接続する。このようにして複数の光ファイバ５１と採光部３の接続を行うことで、効率よく光を伝送できる。本実施形態では、図３に示すように１列に並べているが、２列等、上下方向で複数列に並べることも可能である。
【００４６】
なお、本発明は上記した実施形態に限ることはない。例えば、本実施形態では、プリズム層３１を基材層３３と分離した層とし、これらを重ねている。しかし、これに限らず、基材層３３の上面にプリズム形状を成型して、基材層３３とプリズム層３１の一体型の構成を採るようにしてもよい。
【００４７】
また、本実施形態では、採光部３全体の平面形状を図１等に示すように長方形状としているが、これに限ることはなく、設置箇所や採光効率を考慮して定めることができる。例えば、台形等の他の形状であってもよい。
【００４８】
また、採光部３の基材下部層３５側に太陽熱温水器等を設けておき、透過した赤外線１３を給湯用の水の温度を上昇させるために用いることも可能である。これにより、より効率的な太陽光利用が可能になる。
【００４９】
加えて、本実施形態では、複数の光ファイバ５１を１つの光ファイバ束部７ｂでまとめているが、複数の光ファイバ束部７ｂでまとめて、複数の照明部９に光を伝送することも可能である。
【００５０】
以上、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５１】
１：採光装置
３：採光部 
７：伝送部 
７ａ：接続部
７ｂ：光ファイバ束部
９：照明部 
１０：太陽光 
１１：可視光線 
１３：赤外線 
３１：プリズム層
３３：基材層 
３５：基材下部層 
５１：光ファイバ
５５：反射部 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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