(57)【要約】【課題】二重透光フィルム全体の光透過率を高めるとともに、パネルフレーム部分で遮られる領域も同時に減少する二重の透光フィルムまたは二重の透光板を用いた農業用ハウスを提供すること。【解決手段】空気断熱層を形成し、透光フィルムまたは透光板のうち、ハウスの外側に位置する透光フィルムまたは透光板のハウスの内側の面が、傾斜角が５度から４５度を有する斜面と、傾斜角が３０度から８５度を有する斜面とによる不等辺三角形状断面で構成される複数の稜または溝を有することを特徴とする。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気断熱層を形成する二重の透光フィルムまたは二重の透光板を有する農業用ハウスであって、
前記透光フィルムまたは前記透光板のうち、ハウスの外側に位置する前記透光フィルムまたは前記透光板の前記ハウスの内側の面が、傾斜角が５度から４５度を有する斜面と、傾斜角が３０度から８５度を有する斜面とによる不等辺三角形状断面で構成される複数の稜または溝を有することを特徴とする二重の透光フィルムまたは二重の透光板を用いた農業用ハウス。
【請求項２】
前記ハウスの外側に位置する前記透光フィルムまたは前記透光板の前記ハウスの外側の面が、傾斜角が２度から４５度でかつ前記ハウスの内側の面より小さな角度の斜面を有する不等辺三角形状断面で構成される複数の稜または溝を有することを特徴とする請求項１に記載の二重の透光フィルムまたは二重の透光板を用いた農業用ハウス。
【請求項３】
前記不等辺三角形状断面の稜または溝は直線であり、その直線方向が前記ハウスの屋根面において概ね東西方向に配置され、傾斜角が３０度から８５度を有する斜面が概ね南方向に配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二重の透光フィルムまたは二重の透光板を用いた農業用ハウス。
【請求項４】
前記不等辺三角形状断面の稜または溝が、前記透光フィルムまたは前記透光板の両端に渡る一直線ではなく途中で分割された線分あるいは曲線などで構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二重の透光フィルムまたは二重の透光板を用いた農業用ハウス。
【請求項５】
並行して形成される複数の前記不等辺三角形状断面の稜または溝が互いに角度を有する２方向あるいは３方向に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二重の透光フィルムまたは二重の透光板を用いた農業用ハウス。
【請求項６】
二重の前記透光フィルムまたは二重の前記透光板によって構成される屋根面が独立したパネル構造になっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二重の透光フィルムまたは二重の透光板を用いた農業用ハウス。
【請求項７】
前記透光フィルムまたは前記透光板のうち、前記ハウスの内側に位置する前記透光フィルムまたは前記透光板の前記ハウスの内側の面が、傾斜角が５度から４５度を有する斜面と、傾斜角が３０度から８５度を有する斜面とによる不等辺三角形状断面で構成される複数の稜または溝を有することを特徴とする請求項１に記載の二重の透光フィルムまたは二重の透光板を用いた農業用ハウス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用ビニールハウスにおいて保温性を高めるために用いる二重透光フィルムあるいは透光板による被覆の構造に関する。フィルムあるいは板というのは厚みと固さにおいて異なるだけであり、空気を遮断し光は概ね透過させるという機能面において違いは無く、本明細書において、「フィルム」という表現を用いる場合はいわゆる「板」をも含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
農業用ビニールハウスとは、透明なビニールフィルムを金属などで構成されるフレームに展張することで太陽熱を閉じ込めてハウス内部を保温し、作物の生育を促進したり、収穫時期をずらせることで高値取引を実現しようとするものであるが、フィルム一枚の場合はフィルムの熱伝導によって夜間のハウス内気温は外気温とほぼ同等まで低下してしまい、これらの狙いは十分に実現できるものではなかった。そこでフィルムを二枚重ねて展張し、それらの間にある程度の厚みの空気層を持たせることで、二枚のフィルムの間の空気を断熱層として保温性の良いビニールハウスを構築することが行われている。その従来技術としては、特許文献１のように、二重フィルムを張るためにフィルム留め部材を二重に設けてそれぞれにフィルムを張って断熱層を形成する方法、また、特許文献２のように二重フィルムの間に電動ファンによって送風することで断熱層を形成する方式、予め一定の厚みのあるフレームに二重フィルムを展張したパネルを農業用ハウスの屋根面に取り付ける特許文献３などがある（図１、図２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−５７９８号公報
【特許文献２】特開２０１２−７５４０５号公報
【特許文献３】特願２０１３−１６９３９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの二重透光フィルムを用いた農業用ハウスは、保温性が非常に良いが、ハウス内に取り込める光量が低下するので、作物の光合成量が減少し、温度は確保できても収穫量が減少、あるいは徒長して病害虫に弱くなる、という問題点があった。
その要因は大きく２つある。第１の要因は、透光フィルムを２枚、合計４つの屈折面におけるフレネル反射光のために光線透過率が落ちるというものである。特に冬場の太陽高度が低い季節においては透光フィルムへの入射角が大きくなるためにフレネル反射率が高くなり、光線透過率が著しく低下するというものである。屈折率n＝１．５２の透光フィルム（農業用ポリオレフィン系特殊フィルム）を用いて冬場を想定した光線入射角θ１＝７５°のときに、二重透光フィルムの光線透過率はわずか３０％程度となってしまう（図５）。
第２の要因は二重透光フィルムを展張したパネルを使用する場合もしくはフィルム留め部材等を用いて二重透光フィルムを設ける場合において、これら二重透光フィルムの間隔を保つための構造材の影による光量低下である。二重透光フィルムの間隔を保つためのフレームは剛性を保ちつつ遮光する面積を小さくするためフレーム幅（図２のＷまたはＬ１）に対し断熱性が確保できる一定のフレーム高さ（パネル厚みに相当する：図２のｔ）の構造体で構成されるが、冬場の太陽高度が低い季節においては太陽高度が高い季節よりパネル厚みの影響が大きくなる。フレームにより光線が遮られてしまう領域Ｄは、パネル厚みｔ、透光フィルム面に対する光線入射角θ１に対して、透光フィルム厚みが十分薄いと仮定するとＤ＝ｔ×ｔａｎθ１となる。一例としてパネル厚みｔ＝３８ｍｍとすると冬場を想定した光線入射角θ１＝７５°のときにＤ＝１４１ｍｍにも達し、パネルのフレームとフレームの間隔（パネルの幅Ｗ）を１ｍとすると１４%の光量低下になる（図３）。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
二重透光フィルムの外側に位置する透光フィルムの内側の面に、不等辺三角形状を有するプリズム状の微細形状を形成することによって光線角度を制御し、全部で４面ある屈折面のうち、第２屈折面以降の３つの屈折面における入射角を小さくすることで屈折面におけるフレネル反射率を低下させることで二重透光フィルム全体の光透過率を高めるとともに、パネルフレーム部分で遮られる領域も同時に減少することによって、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００６】
この技術を用いると、冬場に、二重透光フィルムによる保温性の向上とともに、ハウス内光強度も高く維持されるので、無加温または小型の暖房機または少量の燃料で各種作物の最適生育環境を実現し、収穫量を高く維持することができるので、農業経営において非常に有益であり、かつ地球温暖化などの地球環境の観点においても有意義な施設園芸を営むことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】二重透光フィルムパネル構造を平張り型ハウスの天井部分に適用した実施例
【図２】図１における天井部分のパネル部材の斜視図
【図３】従来技術の二重透光フィルムにおける光線の進み方を示す図
【図４】本発明による、ハウス外側に位置する透光フィルムの内側の面に微細プリズム形状を有する場合の光線の進み方を示す図
【図５】光線の入射角によるハウス内へ採り込める光量の変化（農業用ポリオレフィン系特殊フィルムの場合）を示す図
【図６】本発明による季節ごとの太陽光線の進み方（農業用ポリオレフィン系特殊フィルム  Ａ＝１５°Ｂ＝４５°の場合）を示す図
【図７】二重透光フィルムの外側透光フィルムの内側にＡ＝１５°のプリズムを、内側透光フィルムの内側にＡ＝１５°のプリズムを設けた例
【図８】二重透光フィルムの外側透光フィルムの外側にＡ１＝８°のプリズムを、外側透光フィルムの内側にＡ１＝２０°のプリズムを設けた例
【図９】光線の入射角によるハウス内へ採り込める光量の変化（フッ素フィルムの場合）を示す図
【図１０】不等辺三角形状の稜の角部、または溝の隅部を丸みを付けた形状の例
【図１１】奥行き方向が南北に建設されたハウスの例
【図１２】奥行き方向が東西に建設されたハウスの例
【図１３】不等辺三角形状断面の稜あるいは溝の形状を短い直線で構成される線分とし、これらを千鳥に配置した例
【図１４】不等辺三角形状断面の稜あるいは溝の形状を短い緩曲線で構成される線分とし、これらを千鳥に配置した例
【図１５】不等辺三角形状断面の稜あるいは溝の形状を２つの角度を交互に繰り返すジグザグ模様とした例
【図１６】不等辺三角形状断面の稜あるいは溝の形状を緩い曲線などで構成される波型模様とした例
【図１７】並行して形成される複数の不等辺三角形状断面の稜あるいは溝を、互いに角度を有する２方向の稜あるいは溝で構成した例
【図１８】図１７において稜線および溝線の両方を表現した図。およびその部分拡大断面図。
【図１９】並行して形成される複数の不等辺三角形状断面の稜あるいは溝を、互いに角度を有する３方向の稜あるいは溝で構成した例
【図２０】図１９において稜線および溝線の両方を表現した図。およびその部分拡大断面図
【図２１】農業用ポリオレフィン系特殊フィルムを使用した場合の本発明による光線の屈折角の計算例を示す表
【実施例１】
【０００８】
屈折率n＝１．５２の農業用ポリオレフィン系特殊フィルムを用いて、外側の透光フィルムの内面にＡ＝１５°の微細プリズム形状を形成し、内側の透光フィルムは通常の透光フィルムを用いた場合、冬場を想定した入射角θ１＝７５°の光線におけるハウス内への光線透過率は６１%となり、従来技術の光線透過率３０%に対して約２倍となる（図５）。
また光線が遮られてしまう領域Ｄは、パネル厚みｔ、フィルム面に対する光線入射角θ１、１枚目の透光フィルムの透過光の光線角度θ３に対してフィルム厚みが十分薄いと仮定するとＤ＝ｔ×ｔａｎθ３となる。一例としてパネル厚みｔ＝３８ｍｍとすると冬場を想定した入射角θ１＝７５°のときにθ３＝５４°、Ｄ＝５２ｍｍとなり従来技術の１４１ｍｍに対して大幅な軽減となる（図４）。
【実施例２】
【０００９】
二重透光フィルムのうち、ハウスの外側に位置する透光フィルムのみならずハウス内側の透光フィルムにおいてもハウス内面を傾斜角が５度から４５度を有する斜面と、傾斜角が３０度から８５度を有する斜面による不等辺三角形状断面で構成される複数の稜または溝を設けても良い。
２枚の透光フィルムとも屈折率n＝１．５２の農業用ポリオレフィン系特殊フィルムを用い、内側にＡ＝１５°の微細プリズム形状を形成した場合、冬場を想定した入射角θ１＝７５°の光線におけるハウス内への光線透過率は６３%となり、外側の透光フィルムにのみ不等辺三角形状断面で構成される複数の稜または溝を設けたケースの光線透過率６１%よりもさらに向上する（図７）。
【実施例３】
【００１０】
屈折率n＝１．３４のフッ素フィルムを用いた従来技術による二重透光フィルムの場合、冬場を想定した入射角θ１＝７５°の光線におけるハウス内への光線透過率は３８%である。
外側の透光フィルムの外面にＡ１＝８°の微細プリズム形状を形成し、外側の透光フィルムの内面にＡ２＝２０°の微細プリズム形状を形成した場合、光線透過率は７３%となり、外側の透光フィルムの外面を平坦とし、外側の透光フィルムの内面にＡ＝２０°の微細プリズム形状を形成した場合の光線透過率７０%よりさらに向上する（図８、図９）。
図８において、ハウスの外側に位置する透光フィルム４のハウスの内側の面は、傾斜角Ａ２が５度から４５度を有する斜面、ハウスの外側に位置する透光フィルム４のハウスの外側の面は、傾斜角Ａ１が２度から４５度でかつハウスの内側の面より小さな角度の斜面とすることが好ましい。
【実施例４】
【００１１】
実施例１から実施例３において、不等辺三角形状を有する透光フィルムあるいは透光板の不等辺三角形状の高さが透光フィルムあるいは透光板の平均厚みの１／５０〜１／２とすれば透光フィルムの強度を保ちつつ効果的な屈折特性を得ることができる。
【実施例５】
【００１２】
実施例１から実施例３において、不等辺三角形状の稜の角部、または溝の隅部を丸みを付けた形状とすることにより透光フィルムの強度を保ちつつ効果的な屈折特性を得ることができる（図１０）。
またこの場合、丸みを付けた部分で生じた散乱光がハウス室内に入ることになり、影が出にくくなるため作物群落としての受光量が増加する。
【実施例６】
【００１３】
実施例１から実施例３において、透光フィルムの片面あるいは両面に、錘体状、半球状、柱状、または放物面体状のいずれかの形状を有する微細な凹部または凸部から構成される微細パターンを設けることにより透光フィルムの光透過率をさらに高めることができる。
微細パターンは概ね、ピッチが３０nｍ〜５μｍであり、凹部または凸部の幅が３０nｍ〜５μｍであり、凹部または凸部のアスペクト比が０．２〜１５の形状で構成される。
【実施例７】
【００１４】
実施例１から実施例３の二重透光フィルムのうち、ハウスの外側に位置する透光フィルムを耐候性の良いフッ素フィルムとし、ハウス内側の透光フィルムに安価な農業用ポリオレフィン系特殊フィルムを使うことにより長寿命すなわちフィルム交換を頻繁に行わずにすむ農業ハウスが安価に実現できる。
【実施例８】
【００１５】
一般に奥行き方向が南北に建設されるハウスの方が、奥行き方向が東西に建設されるハウスより太陽の入射角度が大きくなる傾向があり、その差は特に冬季に顕著になるが、本発明はどちらの方角に建てられたハウスでもハウス室内への光線透過率を高めることができる（図１１、図１２）。
【実施例９】
【００１６】
実施例１から実施例３において、不等辺三角形状断面の稜あるいは溝が透光フィルムの両端に渡る一直線ではなく途中で分割された短い線分あるいは緩い曲線を千鳥に配置した例、若しくは２つの角度を交互に繰り返すジグザグ模様または緩い曲線などで構成される波型模様とした場合、透光フィルムの引き裂き強度が向上するとともに、分割された端面による散乱光や、様々な方向を向いた屈折面によって様々な方向に光線が向かうことになり、ハウス内で影が出にくくなるため作物群落としての受光量が増加する（図１３〜１６）。
【実施例１０】
【００１７】
実施例１から実施例３において、並行して形成される複数の不等辺三角形状断面の稜あるいは溝を、互いに角度を有する２方向の稜あるいは溝あるいは３方向の稜あるいは溝で構成した場合、太陽方位による効果の減少を防ぐことができる。
２方向の稜あるいは溝で構成した場合は四角錐の突起あるいは窪みとなり、３方向の稜あるいは溝で構成した場合は三角錐の突起あるいは窪みとなる。
この場合も様々な方向を向いた光線がハウス内に入ることになり実施例９と同様な効果も同時に得られる（図１７〜図２０）。
【００１８】
以上どの実施例においても、透光フィルムまたは透光板の材質として、フッ素フィルム、ポリオレフィン系特殊フィルム、ポリカーボネート板、アクリル板など、どのような材質であっても同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００１９】
１  屋根パネル部材
２  農業ハウス構造部材
３  パネルのフレーム部材
４  農業ハウス外側の透光フィルム部材
５  農業ハウス内側の透光フィルム部材
６  不等辺三角形状断面の稜線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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