(57)【要約】      （修正有）【課題】照明効率と部材強度を確保しつつ低コストである太陽光照明器を提供する。【解決手段】透明材料板１５に多数のスリット１６を加工することで従来の太陽光照明器と同じ機能を得ながら製作コストを低減する。また、スリット端部径を大きくすること及びスリット中間に１か所以上の柱状部１７を設けてスリット長を抑制することで破損を防止する。また、要素部材の断面高さを断面幅の０．９倍から１・４倍の範囲として強度を確保しつつ照明効率を向上する。【選択図】図７
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
透明材料板に多数本の水平スリットを設けることにより、断面が四角形断面である要素部材が各スリットをはさんで上下に繰り返し並んでいる断面形態を形成し、窓に取り付けたときに、入射した直達太陽光を屈折と反射により室内天井方向に導く機能を持つ太陽光照明器。
【請求項２】
請求項１に記載された太陽光照明器において、スリットの長さを分割し、中間に１か所以上の柱状のスリットのない部分を設けることで各スリットの長さを抑制することにより、外力あるいは加速度が加わった際の要素部材のたわみを少なくし、破損が起きにくいよう構成された太陽光照明器。
【請求項３】
請求項１に記載された太陽光照明器において、スリット端部の径をスリット幅以上として沿面距離をのばすことで、外力が加わった際の端部への応力集中を避け、破損が起きにくいよう構成された太陽光照明器。
【請求項４】
請求項１に記載された太陽光照明器において、要素部材の断面高さを断面幅の０．９倍から１．４倍の範囲とし、照明効率を向上させながら部材強度を確保した太陽光照明器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、窓から入る太陽光を天井方向に導き、照明に用いる太陽光照明器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  日中、室外に強い太陽光がありながら、建物はそれを遮断して室内に人工照明を施すことは、省エネルギーの観点から矛盾があった。そのため従来から、大型反射鏡を用いて太陽光を室内に導き室内照明の補助とする設備があった。（非特許文献１ｐ５５〜５７参照）【０００３】  以上に述べた設備では、室外に大きな構造物を設ける必要があり、窓の視野を遮る美観上の問題があるほか、太陽追尾のためミラー等を水平回転する必要があり、スペースを取り設置費用もかさみ、一般的な普及に至っていない。【０００４】  工事を要せず、室内に設置でき、窓としての視界を確保しながら、窓から入る太陽光を天井方向に導き室内照度を向上させる太陽光照明器が考えられたが、構造上、製作コストが高く普及に至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】  特開２００９−２６６７９４
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】  「太陽生活入門」，パワー社，２００２年，ｐ．５５〜５７
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】  本考案は、窓から入る太陽光を天井方向に導き照明に用いる太陽光照明器において、従来の欠点であった製作の高コストを解決し、低価格で製品を提供する事を目的としている。【０００８】  また上記により製作コストを低減しても、耐久性やエネルギー効率が低下しないようにするための改良を合わせて目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  太陽光照明器は、透明材料で作られた複数の四角形断面の要素部材（９）で構成されている。この要素部材に太陽光線（２）が入射すると、入射光側（１２）の境界面で屈折し、反射面（１０）で全反射した後、出射光側（１３）の境界面で再び屈折し、天井（７）方向に向かう。なお、反射面（１０）で全反射させるために、要素部材間の空隙（１４）は必須である。【００１０】  要素部材を集積した太陽光照明器（５）に太陽光線（２）が入射すると１本ずつの要素部材が前項の働きをし、その集積としての太陽光照明器も太陽光を天井方向（６）に向かわせる。【００１１】  天井（７）が白色その他光反射率の高い面であれば、天井面の反射光（８）により晴天の日中においては室内の照度が充分上がり、人工照明を消灯もしくは減灯することが可能になる。天井が反射率の高い面でなければ、天井（７）に反射率の高い反射板を設置することにより室内の照度を上げることができる。【００１２】要素部材（９）の入射光側（１２）の面と出射光側（１３）の面は平行かつ平滑な面であり、室内にいる人の視点（１１）から太陽光照明器で妨げられることなく外の景色（３）の視界が得られる。【００１３】  しかしながら従来の太陽光照明器では要素部材の製作に１本ずつの研磨加工を要し、また、集積するための部材や組み立ての工数も相まって高コストであった。【００１４】  本考案では、従来の要素部材の集積の代わりに、１枚の透明材料板（１５）に多数の水平スリット（１６）を設けることで、上下２本のスリット（１６）ではさまれた部分が要素部材（９）となり、要素部材を多数集積する従来方式と同等の断面構造を実現し、従来と同等の機能が得られた。なお、水平スリット（１６）は図４の空隙（１４）と同じ働きをなす。【００１５】  多数本の水平スリットを設ける方法は、機械加工、レーザー加工、成形等、選択肢が多く、寸法や目的に合わせて最適の加工法を選択できる。また、この方法によれば集積のための部材や組み立ても不要になるため、トータルコストも低減する。【００１６】  また、材料の透明材料板（１５）に透明アクリル板等一般的な規格材を用いれば両面が平行かつ平滑であり、従来と同様、外の景色（３）のクリアな視界が得られる。【００１７】  多数の水平スリットを設ける太陽光照明器は、このように機能を維持しつつ、軽量化、省資源化、低コスト化を可能にしたが、改良すべき点として、製品に強い力が加わった場合、従来の要素部材の集積方式に比べると破損しやすい点があげられる。【００１８】  破損が起きにくい構造とするため、本考案ではスリット端部形状を改良した。一般的なスリット加工（１６）の形状では端部（２１）の幅がスリット（１６）の幅よりも狭くなり、ねじれ等の強い力が加わった時に応力が集中し、端部からのひび割れ破損（２２）が起きやすい。【００１９】  本考案の構造により、スリット端部の径をスリット幅よりも大きくした端部（２３）とすると端部の沿面距離が長くなり応力が分散されるので、ねじれ等の力が加わっても破損が起きにくい。【００２０】  また、スリットはそのピッチに対して横幅が長く、図５のように透明材料板の横幅一杯にスリットを設けた場合には特に顕著であり、製品の落��等の強い衝撃が加わると要素部材のたわみにより端部が破損しやすい。【００２１】  本考案の構造では、スリットの中間に１か所以上のスリット加工をしない柱状部（１７）を設けたことにより、スリットの長さを制限し要素部材のたわみを減少させ破損が起きにくい。製品の横幅が長い場合、柱状部（１７）は２か所以上とすると更に効果的である。【００２２】  要素部材の断面の高さは低すぎると太陽光を十分に取り入れられない。北緯３５度地域の夏至の南中時刻の太陽光（２４）では、最も効率よく太陽光を取り入れる断面高さは断面幅の約０．９倍である。この数値は春分、秋分では約０．７倍となる。逆に断面高さが高いと要素部材の強度は増し、スリット加工本数も減るが、反射せず直接透過する光量が多くなり照明効率が低下する。【００２３】  要素部材の断面高さは、幅に対し夏至の最適値０．９倍を下限とし、春分、秋分の最適値の２倍、すなわち幅に対し１．４倍程度を上限とすると照明効率が良く、部材強度も確保できる。【００２４】  透明板にスリットを設ける方式では、四角形以外の形状の太陽光照明器の製作も容易で、例として円板状太陽光照明器（１８）を作り、それを回転させることにより、太陽方位角が移動しても一定方位に太陽光を反射させる照明器が実現する。
【考案の効果】
【００２５】  本考案の太陽光照明器使用により、晴天の日中には、導入した太陽光（６）により室内照度を上げることができ、人工照明の消灯もしくは減灯が可能になるので省エネルギー効果が大きく、ＣＯ２ガス排出削減にも寄与する。また、従来の太陽光採光装置と異なり、窓の視界を遮らないので外を見るという窓本来の機能も阻害されない。【００２６】  また、本考案の透明板に多数本の水平なスリットを形成させる形態により従来の要素部材を積層組立する方式に比べ、加工費が低減し、また、薄型軽量化も可能となり、製品を安価に提供できる。【００２７】  また、本考案のスリット端部径をスリット幅よりも広くする形態により、製品にねじれ等の強い力がかかっても破損しにくい。【００２８】  また、本考案のスリットの中間に、スリット加工しない柱状部を設ける形態により、落下等の強い力がかかっても要素部材のたわみが小さく、要素部材端部の破損も起きにくい。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２９】  図７に示すように、透明材料に多数の水平スリットを形成し、スリットではさまれた要素部材の断面高さは材料板厚の０．９倍から１．４倍の範囲とする。【００３０】  スリットの端部の径を、スリット幅以上とした端部（２３）とする。【００３１】  スリットの中間部１か所以上にスリット加工をしない柱状部（１７）を設ける。
【考案の効果】
本考案により、室内に設置でき、スペースを取らず、視界を確保しながら効果的に太陽光を室内導入し照明に利用することができる太陽光照明器において、下記の効果が得られる。
【００３２】  請求項１の構成要件により、従来の要素部材積層組立方式より、低い加工コスト、少ない材料で製作でき、安価に製品を提供できる。
【００３３】  請求項２の構成要件により、製品にねじれ等の強い力がかかっても破損しにくくなる。
【００３４】  請求項３の構成要件により、製品に落下等の衝撃が加わっても破損しにくくなる。
【００３５】  請求項４の構成要件により、要素部材強度を確保しつつ、照明効率の最大化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】  本発明の太陽光照明器は、新築建物はもちろん既存建物にも容易に適用でき、照明の省エネルギー化や居住室内環境の改善が実現する。住宅のみならず、部屋が大きく奥行きのあるオフィスビルや学校等でも大きな省エネルギー効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】  本考案の太陽光照明器を建物に取り付けた状態を示す見取り図。
【図２】  本考案の照明器の構成を示す見取り図。
【図３】  本考案の太陽光照明器の構成を示す断面図。
【図４】  本考案の太陽光照明器を構成する要素部材の断面図。
【図５】  透明材料板に多数本のスリットを形成し、要素部材の積層と同じ断面形態を得る本考案の太陽光照明器。
【図６】  本考案の太陽光照明器のスリット部断面図。
【図７】  スリット加工しない柱状部を設けた本考案の太陽光照明器。
【図８】  太陽方位角追尾が可能な太陽光照明器の見取り図。
【図９】  スリット端部の一般的形状。
【図１０】  端部より破損が発生したスリット。
【図１１】  端部径のスリット幅をより大きくした本考案のスリット形状。
【図１２】  要素部材を通る光路と、最適の幅、高さの比率を持つ要素部材。
【符号の説明】
【００３８】１．  太陽
２．  太陽光線
３．  外の景色
４．  建物の窓
５．  太陽光照明器
６．  天井方向に導かれた太陽光
７．  天井
８．  天井面での反射光
９．  透明材料で作られた要素部材
１０．  反射面
１１．  室内に居る人の視点
１２．  入射光側の面
１３．  出射光側の面
１４．  空隙
１５．  透明材料板
１６．  スリット
１７．  スリットのない柱状部
１８．  円板状太陽光照明器
１９．  ローラー
２０．  モーター
２１．  スリット端部
２２．  スリット端部からのひび割れ
２３．  スリット幅より大きくした端部
２４．  夏至南中時刻の太陽光
【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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