(57)【要約】【課題】複数の太陽光採光装置を連動させることにより、省エネルギー化や軽量化を図った太陽光採光システムを提供する。【解決手段】受光した太陽光を所望の位置に導くための採光部３と、採光部３を傾動可能に支持する軸線Ｏ２回りに回転可能な支持軸部２とを備える太陽光採光装置Ｂが、複数並設されてなる太陽光採光システムＡであって、支持軸部２に設けられたプーリー１１と、複数のプーリー１１に巻き掛けられた伝動部材１２と、伝動部材１２を回動させて複数の支持軸部２を、プーリー１１を介して軸線Ｏ２回りに回転させる第一駆動部１４とからなる第一連動機構２３を具備する。また、一つの採光部３を傾動させる第二駆動部１９と、複数の太陽光採光装置Ｂの隣り合う採光部３を繋ぐように連設され、第二駆動部１９の駆動によって傾動した採光部３に連動して他の採光部３を傾動させる伸縮可能な伸縮部材１０とからなる第二連動機構２４を具備する。【選択図】図１
2008112606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光した太陽光を所望の位置に導くための採光部と、該採光部を傾動可能に支持するとともに軸線回りに回転可能に設けられた支持軸部とを備える太陽光採光装置が、複数並設されてなる太陽光採光システムであって、
複数の前記太陽光採光装置のそれぞれの前記支持軸部を連動して回転させるための第一連動機構と、複数の前記太陽光採光装置のそれぞれの前記採光部を連動して傾動させるための第二連動機構とを備え、
前記第一連動機構が、複数の前記太陽光採光装置のそれぞれの前記支持軸部に同軸に設けられたプーリーと、複数の前記プーリーに巻き掛けられた伝動部材と、前記伝動部材を回動させる第一駆動部とを備えて構成され、
前記第二連動機構が、一つの前記太陽光採光装置に設けられて該一つの太陽光採光装置の前記採光部を傾動させる第二駆動部と、複数の前記太陽光採光装置の隣り合う前記採光部を繋ぐように連設され、前記第二駆動部の駆動によって複数の前記採光部を傾動させる伸縮可能な伸縮部材とを備えて構成されていることを特徴とする太陽光採光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光した太陽光を反射、屈折または透過させて、該太陽光を建築物の内部や中庭などの所望の位置に導光するための太陽光採光装置を複数備えてなる太陽光採光システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば建築物の屋根や屋上などに設置され、受光した太陽光を反射、屈折もしくは透過させつつその光軸方向を変化させて、建築物の居住空間（内部）や中庭などの所望の位置に太陽光を導く太陽光採光装置が用いられている。この種の太陽光採光装置は、太陽光を受光して所望の位置に導くための反射鏡やプリズム、レンズなどを備えた採光部を支持する支持軸部が第一駆動機構によって軸線回りに回転することで、採光部の受光面の方位が変化する。また、第二駆動機構の駆動によって採光部が傾動することで、採光部の受光面の傾斜角（仰角）が変化する。そして、第一及び第二駆動機構を随時制御しながら駆動することで、採光部の受光面を、太陽を追尾するように移動させることができ、高度や方位、角度が変化する太陽の光を、確実に受光して下方の建築物の居住空間や中庭などの所望の位置に導光できる（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−８１７６０号公報
【特許文献２】特開２００５−２１５５０９号公報
【特許文献３】特開２００１−１３３６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の太陽光採光装置を建築物の屋根や屋上などに複数設置して太陽光を導光することが一般的であり、この場合には、複数の太陽光採光装置がそれぞれの第一及び第二駆動機構によって個別に動作するため、導光した採光領域を拡大させたり、逆に絞ったりすることが困難であった。また、それぞれに第一及び第二駆動機構を備えることで、それぞれ個別に動作用電源が必要になったり、エネルギー消費量が多くなり、さらに複数の太陽光採光装置からなる太陽光採光システム全体の重量が増大するという問題があった。
【０００４】
一方、建築物の屋内に太陽光を導光するための太陽光採光システムには、例えば特開平１１−１４８２８１号公報に開示されるような、複数の反射板（スラット）を吊り下げ紐で上下段に吊り下げ支持した反射ルーバを備えて構成したものもある。この太陽光採光システムにおいては、反射ルーバを建築物の窓ガラスに沿って設置することによって、反射板に照射した太陽光を屋内に反射させることができる。また、このとき、吊り下げ紐を操作することで複数の反射板の仰角を連動して変化させることができ、所望の位置に向けて太陽光を反射させ導光することができる。しかしながら、この太陽光採光システムにおいては、建築物の窓ガラスに沿って設置して使用するものであるため、複数の反射板の仰角のみが制御できるように構成されており、ある限られた方位からの太陽光しか導光することができない。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑み、複数の太陽光採光装置を連動させることにより、省エネルギー化や軽量化を図った太陽光採光システム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】
【０００６】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００７】
本発明の太陽光採光システムは、受光した太陽光を所望の位置に導くための採光部と、該採光部を傾動可能に支持するとともに軸線回りに回転可能に設けられた支持軸部とを備える太陽光採光装置が、複数並設されてなる太陽光採光システムであって、複数の前記太陽光採光装置のそれぞれの前記支持軸部を連動して回転させるための第一連動機構と、複数の太陽光採光装置のそれぞれの前記採光部を連動して傾動させるための第二連動機構とを備え、前記第一連動機構が、複数の前記太陽光採光装置のそれぞれの前記支持軸部に同軸に設けられたプーリーと、複数の前記プーリーに巻き掛けられた伝動部材と、前記伝動部材を回動させる第一駆動部とを備えて構成され、前記第二連動機構が、一つの前記太陽光採光装置に設けられて該一つの太陽光採光装置の前記採光部を傾動させる第二駆動部と、複数の前記太陽光採光装置の隣り合う前記採光部を繋ぐように連設され、前記第二駆動部の駆動によって複数の前記採光部を傾動させる伸縮可能な伸縮部材とを備えて構成されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明においては、第一駆動部を駆動することによって、複数の太陽光採光装置の複数の支持軸部を連動して回転させることができる。これにより、複数の太陽光採光装置の採光部の方位を連動して制御することが可能になる。
【０００９】
また、第二駆動部を駆動して一つの太陽光採光装置の採光部を傾動させると、伸縮部材を介して他の太陽光採光装置の採光部を連動して傾動させることができる。これにより、複数の太陽光採光装置の採光部の仰角を連動して制御することが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の太陽光採光システムによれば、複数の太陽光採光装置の採光部の方位や仰角を連動して制御できるため、従来の太陽光採光システムのように、それぞれの太陽光採光装置に個別に採光部の方位や仰角を調整するための駆動機構を備える必要がないため、それぞれの太陽光採光装置に個別に動作用電源を備えることを不要にできるとともに、省エネルギー化を図ることが可能になる。また、複数の太陽光採光装置に個別に駆動機構を備える必要がないため、太陽光採光システム全体の軽量化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係る太陽光採光システムについて説明する。本実施形態は、例えば、建築物の屋根や屋上などに設置されて、太陽光を屋内の所望の位置に導光するための太陽光採光システムに関するものである。
【００１２】
本実施形態の太陽光採光システムＡは、図１に示すように、複数の太陽光採光装置Ｂを備えて構成されている。各太陽光採光装置Ｂは、図１から図３に示すように、台座部１と、台座部１に下端を接続して立設した棒状の支持軸部２と、支持軸部２の上端に上下方向に回動可能（傾動可能）に接続して支持された採光部３とを備えて構成されている。
【００１３】
採光部３は、略円板状の反射鏡（採光板）４と、反射鏡４の反射面（受光面３ａ）と反対に位置する背面３ｂに、反射鏡４の中心Ｈを挟んで取り付けられた一対の支持部材５と、反射鏡４の径方向に軸線Ｏ１方向を配して設けられ、一対の支持部材５のそれぞれに軸線Ｏ１方向両端のそれぞれが支持された回動軸６とを備えて形成されている。この採光部３は、反射鏡４の中心Ｈに位置する回動軸６が、その軸線Ｏ１を支持軸部２の軸線Ｏ２に直交させた状態で、回動軸６の軸線Ｏ１方向中央部分を支持軸部２の上端に接続させて回動可能に設けられている。また、反射鏡４には、採光部３が回動した際に、反射鏡４と支持軸部２が接触することを防止するように、外周端から径方向に延びて凹む凹部７が形成されている。さらに、このように形成された採光部３をそれぞれ備える複数の太陽光採光装置Ｂからなる本実施形態の太陽光採光システムＡには、隣り合う太陽光採光装置Ｂの採光部３を繋ぐように、伸縮可能な伸縮ロッド（伸縮部材）１０が連設されている。
【００１４】
一方、各太陽光採光装置Ｂの支持軸部５には、互いの軸線Ｏ２を同軸上に配した状態でプーリー１１が取り付けられており、本実施形態の太陽光採光システムＡでは、それぞれの太陽光採光装置Ｂのプーリー１１に、無端状の伝動ベルト（伝動部材）１２が巻き掛けられている。
【００１５】
また、複数の太陽光採光装置Ｂのうち、一つの太陽光採光装置Ｂ１には、採光部３の上端側（反射鏡４の上端側）にＧＰＳアンテナ１３が取り付けられ、このＧＰＳアンテナ１３によって、その装置Ｂ１の緯度・経度及び時刻のデータが取得される。そして、この取得データを下に、反射鏡４の受光面３ａが向くべき方向の方位や角度（傾斜角度、仰角）などを演算し、太陽光採光装置Ｂ１の採光部３の位置を制御する。また、前記一つの太陽光採光装置Ｂ１には、方位角駆動用モータ（第一駆動部）１４が台座部１上に設けられ、この方位角駆動用モータ１４の回転軸に設けられた歯車１５が、支持軸部２にプーリー１１とともに設けられた歯車１６に噛合している。さらに、前記一つの太陽光採光装置Ｂ１には、支持軸部２に取り付けられたネジボルト支持部材１７によって支持軸部２を貫通しつつ一端側が中心軸Ｏ３方向に進退自在に支持されたネジボルト１８と、採光部３の背面３ｂ側に回動自在に設けられ、ネジボルト１８の他端が接続されてこのネジボルト１８を中心軸Ｏ３回りに回転させる仰角駆動用モータ（第二駆動部）１９とからなる傾動機構２０が設けられている。また、前記一つの太陽光採光装置Ｂ１には、支持軸部２に、方位角駆動用モータ１４及び仰角駆動用モータ１９の駆動を制御する制御部２１が取り付けられている。さらに、台座部１に、ＧＰＳアンテナ１３、方位角駆動用モータ１４、仰角駆動用モータ１９制御部２１に電力を供給するための電源差込口２２が設けられている。
【００１６】
ここで、本実施形態の太陽光採光システムＡにおいては、それぞれの支持軸部２に取り付けられた複数のプーリー１１と、これらプーリー１１に巻き掛けられた伝動ベルト１２と、伝動ベルト１２を回動させるための方位角駆動用モータ１４とによって第一連動機構２３が構成されている。また、ネジボルト１８及び仰角駆動用モータ１９を備えた傾動機構２０と、伸縮ロッド１０とによって第二連動機構２４が構成されている。
【００１７】
ついで、上記の構成からなる太陽光採光システムＡの作用及び効果について説明する。
【００１８】
本実施形態の複数の太陽光採光装置Ｂによって、反射鏡４の受光面３ａに照射された太陽光を建築物の屋内の所望の位置に導光する際には、高度や方位、角度が変化する太陽を追尾するように、複数の太陽光採光装置Ｂのそれぞれの支持軸部２を軸線Ｏ２回りに回転させて、採光部３の受光面３ａが向く方向の方位を調整する。また、太陽光の光軸方向に対する受光面３ａの角度を所定の角度に保持するように採光部３を傾動させる。
【００１９】
このとき、本実施形態では、演算結果を基に、受光面３ａが向くべき方向に制御部２１が方位角駆動用モータ１４を駆動させると、前記一つの太陽光採光装置Ｂ１の支持軸部２が軸線Ｏ２回りに回転するとともに、この支持軸部２に設けられたプーリー１１が回転して伝動ベルト１２が回動する。そして、この伝動ベルト１２が巻き掛けられた他の太陽光採光装置Ｂ２の支持軸部２が、プーリー１１を介して、それぞれ伝動ベルト１２の回動量に応じた量で連動して軸線Ｏ２回りに回転する。このように、一つの太陽光採光装置Ｂ１の支持軸部２を一つの方位角駆動用モータ１４によって回転させると、他の太陽光採光装置Ｂ２の支持軸部２が連動して回転するため、全ての太陽光採光装置Ｂの採光部３が、それぞれの受光面３ａを同時に所定の方位に向けるように連動して回転する。
【００２０】
また、採光部３の仰角を調整する際には、受光面３ａの角度を合わせるために、制御部２１が傾動機構２０の仰角駆動用モータ１９を駆動させると、ネジボルト１８が回転しつつその回転方向に応じて進出移動あるいは退避移動して、一つの太陽光採光装置Ｂ１の採光部３がその仰角を所定の角度とするように傾動する。このとき、複数の太陽光採光装置Ｂの隣り合う採光部３が伸縮ロッド１０によって繋げられているため、一つの太陽光採光装置Ｂ１の採光部３が傾動すると、隣り合う採光部３に繋がる伸縮ロッド１０の張力が変化してこの張力の変化に応じて隣り合う採光部３も同時に傾動する。そして、順次他の太陽光採光装置Ｂ２の隣り合う採光部３同士を繋ぐ伸縮ロッド１０の張力が変化し、同様に、他の採光部３が連動して傾動する。このように、一つの太陽光採光装置Ｂ１に設けた一つの仰角駆動用モータ１９の駆動によって、他の太陽光採光装置Ｂ２の採光部３が連動して傾動するため、全ての太陽光採光装置Ｂの採光部３が、受光面３ａの仰角を同時に所定の角度とするように傾動する。
【００２１】
上記のように複数の太陽光採光装置Ｂの受光面３ａを連動して回転及び傾動させることで、確実にそれぞれの受光面３ａの方位や仰角が精度よく合わされて調整され、下方に位置する屋内に導光した太陽光を、確実に所望の位置に照射することが可能になる。また、複数の太陽光採光装置がそれぞれ個別に駆動機構を備えた従来の太陽光採光システムと比較して、それぞれの受光面３ａの方位や仰角を任意の方位や仰角に精度よく合わせて調整することもでき、このように任意の方位や仰角に複数の受光面３ａを同時に精度よく調整できることで、導光した採光領域を拡大させたり、逆に絞ったりすることを容易に行なうことが可能になる。
【００２２】
また、上記のように一つの太陽光採光装置Ｂ１のそれぞれ一つの方位角駆動用モータ１４及び仰角駆動用モータ１９によって、他の太陽光採光装置Ｂ２を連動させることができるため、従来の全ての太陽光採光装置に駆動機構を備えた場合と比較して、大幅に太陽光採光システムＡ全体の重量を低減させることが可能になる。さらに、一つの太陽光採光装置Ｂ１に、方位角駆動用モータ１４と仰角駆動用モータ１９を駆動させるための電力を供給すればよいため、大幅に省エネルギー化を図ることが可能になる。
【００２３】
以上、本発明に係る太陽光採光システムの実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、採光部３が反射鏡（採光板）４を備えて形成されているものとしたが、採光板は、例えばプリズムやレンズなどであってもよく、また、反射鏡とプリズムとレンズなどを適宜組み合わせて形成されてもよい。
【００２４】
また、本実施形態では、採光部３を傾動させる傾動機構２０が、ネジボルト１８と第二駆動部（仰角駆動用モータ）１９とを備え、このネジボルト１８を中心軸Ｏ３回りに回転させることで採光部３が傾動するものとしたが、第二駆動部１９の駆動によって採光部３が傾動する構成であれば、傾動機構２０は、ネジボルト１８を備えぬ他の構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽光採光システムを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽光採光システムが備える太陽光採光装置の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る太陽光採光システムが備える太陽光採光装置の側面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      台座部
２      支持軸部
３      採光部
３ａ    受光面
３ｂ    背面
４      反射鏡（採光板）
１０    伸縮ロッド（伸縮部材）
１１    プーリー
１２    伝動ベルト（伝動部材）
１３    ＧＰＳアンテナ
１４    方位角駆動用モータ（第一駆動部）
１８    ネジボルト
１９    仰角駆動用モータ（第二駆動部）
２０    傾動機構
２１    制御部
２２    電源差込口
２３    第一連動機構
２４    第二連動機構
Ａ      太陽光採光システム
Ｂ      太陽光採光装置
Ｂ１    一つの太陽光採光装置
Ｂ２    他の太陽光採光装置
Ｏ２    支持軸部の軸線
【図１】
2008112606.tif 000003
【図２】
2008112606.tif 000004
【図３】
2008112606.tif 000005