(57)【要約】【課題】照明装置付屋根構造体の構造の簡略化および小型化を図れるとともに、設置作業を容易に行う。【解決手段】光透過性板材１０と、この光透過性板材を支持する枠材２０と、照明装置３０とを備えた照明装置付屋根構造体１であって、照明装置３０は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネル３２と、このソーラーパネル３２で変換した電気エネルギーを蓄えるバッテリー３３とを備える電源部３１と、バッテリー３３からの電力供給を制御する制御部４１と、バッテリー３３から供給される電力で点灯する発光ダイオード５２にて構成された発光部５１とを一体的に有しており、ソーラーパネルが光透過性板材の下面に対向するように配置される。【選択図】図１
2007224673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性板材と、この光透過性板材を支持する枠材と、照明装置とを備えた照明装置付屋根構造体であって、
前記照明装置は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネルと、このソーラーパネルで変換した電気エネルギーを蓄えるバッテリーとを備える電源部と、
前記バッテリーからの電力供給を制御する制御部と、
前記バッテリーから供給される電力で点灯する発光ダイオードにて構成された発光部とを一体的に有しており、
前記ソーラーパネルが前記光透過性板材の下面に対向するように配置される
ことを特徴とする照明装置付屋根構造体。
【請求項２】
前記光透過性板材は、少なくとも太陽光の一部を透過する材質にて形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項３】
前記光透過性板材は、光透過性樹脂板にて構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項４】
前記光透過性板材は、光透過性硝子板にて構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項５】
前記枠材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の押出形材にて構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項６】
前記押出形材は、その表面に陽極酸化皮膜処理が施された
ことを特徴とする請求項５に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項７】
前記発光部は、少なくとも発光層が窒化物半導体である発光素子と、この発光素子が発光する光の少なくとも一部を吸収して波長変換することで蛍光を発する無機蛍光体とを有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項８】
前記照明装置は、最上部に前記ソーラーパネルが配置された前記電源部と前記制御部と前記発光部とが、上から順次配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項９】
前記発光部の周囲に、前記発光部からの光を反射させるリフレクターを設けた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項１０】
前記リフレクターは、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項１１】
前記リフレクターは、高純度アルミニウム層とアルミニウム合金層からなるクラッド層を有する
ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項１２】
前記クラッド層は、高純度アルミニウム層が表面側に配置され、
前記高純度アルミニウム層の表面が研磨されてその表面粗さが小さくされた
ことを特徴とする請求項１１に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項１３】
前記ソーラーパネルの周囲に、上方に湾曲する凹面鏡を設け、
この凹面鏡の上方に、凹面鏡で反射されて集光された太陽光を前記ソーラーパネルへ向けて反射させるための凸面鏡を設けた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項１４】
前記凹面鏡は、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成されている
ことを特徴とする請求項１３に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項１５】
前記凹面鏡の表面に、赤外線吸収シートを貼り付けた
ことを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項１６】
前記ソーラーパネルおよび前記凹面鏡は、前記光透過性板材の下方に所定の間隔をあけて配置され、
前記凸面鏡は、前記光透過性板材の下面に固定された
ことを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項１７】
前記ソーラーパネルの上方に、太陽光を前記ソーラーパネルへと集光させるためのフレネルレンズを設けた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項１８】
前記フレネルレンズは、前記光透過性板材の上面あるいは下面に固定され、
前記ソーラーパネルは、前記光透過性板材の下方に所定の間隔をあけて配置された
ことを特徴とする請求項１７に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項１９】
前記フレネルレンズの、平坦面側に赤外線吸収シートを敷設した
ことを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項２０】
前記発光部の下方に、前記発光部を覆うカバーを設けた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１９のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項２１】
前記照明装置に、周囲の明るさに応じて発光部を点灯させる光センサを設けた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項２０のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項２２】
前記照明装置は、前記光透過性板材に固定される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項２１のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項２３】
前記照明装置は、前記枠材に固定される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項２１のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体。
【請求項２４】
請求項１乃至請求項２３のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体を用いた
ことを特徴とするカーポート用屋根。
【請求項２５】
請求項１乃至請求項２３のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体を用いた
ことを特徴とする待合スペース用屋根。
【請求項２６】
太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネルと、このソーラーパネルで変換した電気エネルギーを蓄えるバッテリーとを備える電源部と、
前記バッテリーからの電力供給を制御する制御部と、
前記バッテリーから供給される電力で点灯する発光部とを一体的に設けた
ことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置付屋根構造体およびこれを用いたカーポート用屋根、待合スペース用屋根並びに照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バス停留所やタクシー乗り場などの待合スペースや、カーポートなどに用いられる屋根構造体としては、光透過性板材と金属形材からなる光透過性板材の枠材とを組み合わせたものが従来より広く普及している。この屋根構造体は、光透過性板材に着色されたポリカーボネートが一般的に使用されており、上方の景色を眺めることができ、快適な環境が得られる。
【０００３】
しかし、バス停留所やタクシー乗り場やカーポートでは、夜間に照明が要求される場合があるが、駅から離れた場所に設置されているバス停留所やタクシー乗り場、あるいは近隣家屋から離れたカーポートなどのように、周辺に照明がなく特に照明が必要とされる場所では、電源を確保することが困難である。よって、夜間に快適な照明を得ることができない。
【０００４】
そこで、電源の確保が困難な場所でも夜間の照明が確保できるように、太陽エネルギーを利用した照明装置が開発されてきた。特に商用電力を得ることが困難な場所、例えば、カーポート、倉庫、物置などを一時的に明るくする照明装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この照明装置は、ソーラーパネルとバッテリーと蛍光灯とを備え、さらに、バッテリーから供給される直流電流を交流電流に変換するために工夫がなされた蛍光灯インバータ回路を備えており、省電力化を実現している。
【０００５】
さらに、その他の照明装置としては、例えば、特許文献２に示すようなものもある。かかる照明装置は、太陽電池、蓄電池および蛍光灯を備えており、蛍光灯の始動時には、インバータの出力を低周波で高デューディ比の交流とし、蛍光灯が点灯した後は、インバータの出力を高周波で低デューティ比の交流とするように構成されている。これによれば、蓄電池を、電圧が低い領域で使用することができるので、点灯可能時間を長くでき、さらにはランプ効率も向上させることができる。
【特許文献１】特開平１０−２２０８８号公報
【特許文献２】特開平１０−１８９２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記のような充電型蛍光灯照明装置では、オン・オフ時の電力消費を抑えることができるが、インバータ回路が複雑となってしまう問題があった。また、蛍光灯の電力も必要であるため、蓄電池の更なる小型化が必要であった。
【０００７】
一方、ソーラーパネルは直射太陽光の得やすい屋根上に設置して、バッテリーや蓄電池は加熱昇温を防止するために日陰に設置し、蛍光灯などはカーポートの屋根下や倉庫軒下、屋内の天井や壁面に設置されている。したがって、各部材をそれぞれ別個に取り付けるとともに、各部材を接続する必要があるため、設置作業に多くの手間と時間を要する。
【０００８】
そこで、本発明は前記の問題を解決するために案出されたものであって、構造の簡略化および小型化が図れるとともに、容易に設置作業が行える照明装置付屋根構造体およびこれを用いたカーポート用屋根、待合スペース用屋根並びに照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための請求項１に係る発明は、光透過性板材と、この光透過性板材を支持する枠材と、照明装置とを備えた照明装置付屋根構造体であって、前記照明装置は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネルとこのソーラーパネルで変換した電気エネルギーを蓄えるバッテリーとを備える電源部と、前記バッテリーからの電力供給を制御する制御部と、前記バッテリーから供給される電力で点灯する発光ダイオードにて構成された発光部とを一体的に有しており、前記ソーラーパネルが前記光透過性板材の下面に対向するように配置されることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、発光部が発光ダイオードにて構成されているので、直流で作動するとともに、オン・オフ点滅の繰り返しに強く、オン・オフ時に消費電力が極端に増加するのを防止できる。そのため、従来の蛍光灯を用いた場合のように、インバータ制御の必要もなく、複雑なインバータ回路を設ける必要はなく構成の簡略化が達成できる。さらに、電力消費量を低減できるので、ソーラーパネルの受光面積の低減やバッテリーの小型化も達成でき、照明装置全体の小型化が図れる。また、発光部の長寿命化も達成できる。一方、照明装置が一体的に形成されているので、現場での配線を行う必要がなく、屋根構造体への設置作業を容易に行うことができる。さらに、照明装置は、ソーラーパネルが光透過性板材の下面に対向するように配置されているので、照明装置が雨に濡れるのを防止できるとともに、ソーラーパネルで光透過性板材を透過した太陽光を効率的に受光することができ、発光部で消費する電力を確実に確保することができる。
【００１１】
請求項２に係る照明装置付屋根構造体は、前記光透過性板材が、少なくとも太陽光の一部を透過する材質にて形成されていることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、ソーラーパネルで太陽光を受光できるので、効率的に発電を行うことができる。
【００１３】
請求項３に係る照明装置付屋根構造体は、前記光透過性板材が、光透過性樹脂板にて構成されていることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、照明装置付屋根構造体の重量を低減させることができ、構造的に有利となる。
【００１５】
請求項４に係る照明装置付屋根構造体は、前記光透過性板材が、光透過性硝子板にて構成されていることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、光透過性板材の強度を高めることができるので、照明装置の取付けなどを容易に行うことができる。
【００１７】
請求項５に係る照明装置付屋根構造体は、前記枠材が、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の押出形材にて構成されていることを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、屋根構造体の軽量化を図ることができるとともに、耐錆性能を確保することができる。
【００１９】
請求項６に係る照明装置付屋根構造体は、前記押出形材が、その表面に陽極酸化皮膜処理が施されたことを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、耐錆性能をさらに高めることができるとともに、着色も可能となるので、デザイン性に優れた照明装置付屋根構造体を提供できる。
【００２１】
請求項７に係る照明装置付屋根構造体は、前記発光部が、少なくとも発光層が窒化物半導体である発光素子と、この発光素子が発光する光の少なくとも一部を吸収して波長変換することで蛍光を発する無機蛍光体とを有することを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、簡単な構成で白色光を発光させることができ、長寿命で明るい照明装置を提供できる。
【００２３】
請求項８に係る照明装置付屋根構造体は、前記照明装置が、最上部に前記ソーラーパネルが配置された前記電源部と前記制御部と前記発光部とが、上から順次配置されていることを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、各部材間の配線を短くでき、照明装置の小型化および低コスト化を達成できる。
【００２５】
請求項９に係る照明装置付屋根構造体は、前記発光部の周囲に、前記発光部からの光を反射させるリフレクターを設けたことを特徴とする。
【００２６】
このような構成によれば、発光部からの光を効率的に、照射することができ、少ない電力消費量で明るい照明装置を提供できる。
【００２７】
請求項１０に係る照明装置付屋根構造体は、前記リフレクターが、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成されていることを特徴とする。
【００２８】
このような構成によれば、リフレクターの軽量化を達成できる。
【００２９】
請求項１１に係る照明装置付屋根構造体は、前記リフレクターが、高純度アルミニウム層とアルミニウム合金層からなるクラッド層を有することを特徴とする。
【００３０】
このような構成によれば、リフレクター本体をアルミニウムまたはアルミニウム合金以外のもので形成しても、表面反射率の高いリフレクターを提供できる。
【００３１】
請求項１２に係る照明装置付屋根構造体は、前記クラッド層が、高純度アルミニウム層が表面側に配置され、前記高純度アルミニウム層の表面が研磨されてその表面粗さが小さくされたことを特徴とする。
【００３２】
このような構成によれば、リフレクターの表面反射率をさらに高めることができる。
【００３３】
請求項１３に係る照明装置付屋根構造体は、前記ソーラーパネルの周囲に、上方に湾曲する凹面鏡を設け、この凹面鏡の上方に、凹面鏡で反射されて集光された太陽光を前記ソーラーパネルへ向けて反射させるための凸面鏡を設けたことを特徴とする。
【００３４】
このような構成によれば、凹面鏡で反射されて集光された太陽光を、凸面鏡で反射させてソーラーパネルで受光することができるので、ソーラーパネルによる受光量を大幅に増大でき、発電効率を向上させることができる。
【００３５】
請求項１４に係る照明装置付屋根構造体は、前記凹面鏡が、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成されていることを特徴とする。
【００３６】
このような構成によれば、凹面鏡の軽量化が図れるとともに、凹面鏡が放熱可能となり、太陽光の熱を空気中に放熱するので、照明装置が過熱されるのを防止できる。
【００３７】
請求項１５に係る照明装置付屋根構造体は、前記凹面鏡の表面に、赤外線吸収シートを貼り付けたことを特徴とする。
【００３８】
このような構成によれば、凹面鏡が、可視光線および紫外線を凸面鏡へ反射させるとともに、赤外線を効率的に吸収して放熱することができる。
【００３９】
請求項１６に係る照明装置付屋根構造体は、前記ソーラーパネルおよび前記凹面鏡が、前記光透過性板材の下方に所定の間隔をあけて配置され、前記凸面鏡が、前記光透過性板材の下面に固定されたことを特徴とする。
【００４０】
このような構成によれば、凹面鏡から離間して設けられる凸面鏡の設置を容易に行うことができる。
【００４１】
請求項１７に係る照明装置付屋根構造体は、前記ソーラーパネルの上方に、太陽光を前記ソーラーパネルへと集光させるためのフレネルレンズを設けたことを特徴とする。
【００４２】
このような構成によれば、広い面積で受光した太陽光を、効率的に集光できるので、ソーラーパネルによる受光量を大幅に増大でき、発電効率を向上させることができる。
【００４３】
請求項１８に係る照明装置付屋根構造体は、前記フレネルレンズが、前記光透過性板材の上面あるいは下面に固定され、前記ソーラーパネルが、前記光透過性板材の下方に所定の間隔をあけて配置されたことを特徴とする。
【００４４】
このような構成によれば、フレネルレンズの設置を容易に行うことができる。
【００４５】
請求項１９に係る照明装置付屋根構造体は、前記フレネルレンズの平坦面側に赤外線吸収シートを敷設したことを特徴とする。
【００４６】
このような構成によれば、フレネルレンズが、可視光線および紫外線を集光しつつ、赤外線を効率的に吸収して放熱することができる。
【００４７】
請求項２０に係る照明装置付屋根構造体は、前記発光部の下方に、前記発光部を覆うカバーを設けたことを特徴とする。
【００４８】
このような構成によれば、発光部を風雨から遮断できるとともに、照明の明るさや向きを調整することができる。
【００４９】
請求項２１に係る照明装置付屋根構造体は、前記照明装置に、周囲の明るさに応じて発光部を点灯させる光センサを設けたことを特徴とする。
【００５０】
このような構成によれば、照明装置のオン・オフが自動的に行われるので、スイッチを設ける必要はない。また、無駄な電力消費を抑えることができるので、照明装置のさらなる小型化が図れる。
【００５１】
請求項２２に係る照明装置付屋根構造体は、前記照明装置が、前記光透過性板材に固定されることを特徴とする。
【００５２】
このような構成によれば、照明装置が風雨に晒されるのを防止できるとともに、光透過性板材を透過した太陽光を効率的に受光できるので、確実に電力を確保できる。
【００５３】
請求項２３に係る照明装置付屋根構造体は、前記照明装置が、前記枠材に固定されることを特徴とする。
【００５４】
このような構成によれば、照明装置の重量が比較的大きい場合でも、強度の大きい枠材によって照明装置を確実に保持することができる。
【００５５】
請求項２４に係る発明は、請求項１乃至請求項２３のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体を用いたことを特徴とするカーポート用屋根である。
【００５６】
このような構成によれば、構造の簡略化および小型化が図れるとともに、容易に設置作業が行えるカーポート用屋根を提供することができる。
【００５７】
請求項２５に係る発明は、請求項１乃至請求項２３のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体を用いたことを特徴とする待合スペース用屋根である。
【００５８】
ここで、待合スペースとは、室外におけるバス停留所やタクシー乗り場などをいう。前記構成によれば、構造の簡略化および小型化が図れるとともに、容易に設置作業が行える待合スペース用屋根を提供することができる。
【００５９】
請求項２６に係る発明は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネルとこのソーラーパネルで変換した電気エネルギーを蓄えるバッテリーとを備える電源部と、前記バッテリーからの電力供給を制御する制御部と、前記バッテリーから供給される電力で点灯する発光部とを一体的に設けたことを特徴とする照明装置である。
【００６０】
このような構成によれば、直流で作動するとともに、オン・オフ点滅の繰り返しに強く、オン・オフ時に消費電力が極端に増加するのを防止できる。そのため、インバータ制御の必要もなく、複雑なインバータ回路を設ける必要はなく構成の簡略化が達成できる。さらに、電力消費量を低減できるので、ソーラーパネルの受光面積の低減やバッテリーの小型化も達成でき、照明装置全体の小型化が図れる。また、発光部の長寿命化も達成できる。一方、照明装置が一体的に形成されているので、現場での配線を行う必要がなく、屋根構造体などへの設置作業を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００６１】
本発明によれば、照明装置付屋根構造体の構造の簡略化および小型化が図れるとともに、設置作業が容易に行えるといった優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
［第一実施形態］
本発明に係る照明装置付屋根構造体を実施するための最良の第一の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では、照明装置付屋根構造体をカーポート用屋根として利用した場合を例に挙げて説明する。
【００６３】
図１は本発明に係る照明装置付屋根構造体を実施するための最良の第一の形態を示した斜視図、図２は本発明に係る照明装置付屋根構造体を示した上面図、図３は本発明に係る照明装置付屋根構造体を示した側面図、図４は本発明に係る照明装置付屋根構造体を示した側面図、図５は本発明に係る照明装置付屋根構造体の内部を示した底面図、図６は図２のＡ−Ａ線断面図、図７は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【００６４】
まず、本実施の形態に係る照明装置付屋根構造体の構成について説明する。
【００６５】
図１に示すように、かかる照明装置付屋根構造体１は、例えばカーポート用屋根２として用いられるものであって、光透過性板材１０と枠材２０と照明装置３０とを備えている。
【００６６】
（光透過性板材）
光透過性板材１０は、例えば、略矩形状に形成されており、その周縁部が枠材２０に支持されて、屋根面を構成している。光透過性板材１０は、照明装置付屋根構造体１の屋根形状に応じてその形状が決定されている。光透過性板材１０は、少なくとも太陽光の一部を透過する材質にて形成されている。このような材質であれば、どのような板材であってよく、例えば、光透過性樹脂板１１であってもよいし、光透過性硝子板であってもよい（本実施の形態では、光透過性樹脂板１１が採用されている。
【００６７】
光透過性樹脂板１１の材料としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂などが挙げられるが、特にポリカーボネートやアクリル樹脂のように、強度、耐候性に優れた樹脂を用いることが好ましい。本実施の形態では、光透過性樹脂板１１は、前記の樹脂製の一枚の板材から構成されているが、前記の任意の樹脂からなる板材を二枚以上張り合わせて強化樹脂としたものであってもよい。また、光透過性樹脂板１１は、各種顔料を含ませて着色樹脂板としてもよいし、表面粗度を高くして樹脂板の表面で太陽光を散乱させる半透明樹脂板としてもよい。光透過性樹脂板１１の場合、光の透過に大きく影響を及ぼすのが、高分子の有している光吸収特性である。この光吸収特性のひとつとして、可視・紫外領域において生じる「電子遷移吸収」があり、光のエネルギーが電子を励起状態とするために使われる。他方、光吸収特性のひとつとして、赤外領域で生じる「分子振動吸収」があり、光のエネルギーがＣ−Ｈ、Ｏ−Ｈ結合などの回転・振動エネルギーに変換される。幸いにも前述のポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂などの樹脂材料は、可視光領域の太陽光の大部分を透過する。
【００６８】
光透過性板材１０を光透過性硝子板とした場合は、以下のような構成となる。光透過性硝子板は、珪砂、ソーダ灰、石灰石、硼砂、水酸化アルミニウム等の粉体混合物をガス炉に挿入して１５５０℃で溶解し、この液体状の硝子をフロートバスという細長い通路で溶けた錫の上に流して冷却したものである。硝子はＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏが主成分であるため、一般的に太陽光に対して透過率が高い。光透過性硝子板には、表面を急冷して強化硝子としたもの、あるいは二枚の硝子板の間に樹脂シートを挟んで合わせ硝子とした複合強化硝子板なども光透過性硝子板に含めるものとする。さらに鉄、コバルト、ニッケルなど遷移金属元素を添加して、特定の波長の光だけを吸収させる色硝子についても光透過性硝子板に含めるものとする。また、表面粗度を高くして、硝子表面において太陽光を散乱させる、いわゆるスリガラスとしたものも、光透過性硝子板に含めるものとする。特に硝子板の主成分である石英ガラスは、絶縁体であるため、バンド理論における価電子帯と導電帯の間のバンドギャップが大きく、前記「電子遷移吸収」の吸収端が紫外領域でも短波長側に存在する。さらに石英ガラスはアモルファスであり結晶粒界が存在しないため光の散乱も少なく、前記「分子振動吸収」に相当する「格子振動吸収」の吸収端も赤外領域の長波長側に存在する。すなわち、石英ガラスは太陽光の大部分を透過する極めて貴重な材料である。したがって、幸いにも殆どの硝子板材料は、可視光領域の太陽光の大部分を透過する。
【００６９】
（枠材）
図１に示すように、枠材２０は、金属形材からなる梁材２２とで構成されている。梁材２２は、柱材２１によって支持されている。柱材２１は、所定の間隔で立設されており、その下端部にベースプレート２３を有している。ベースプレート２３には、地盤の基礎に設けられたアンカーボルト（図示せず）が挿通されて、柱材２１を地盤に固定するようになっている。梁材２２は、隣り合う柱材２１間で架け渡される大梁２４と、柱材２１の上部に固定されて片持ち支持される片持ち梁２５と、隣り合う片持ち梁２５の先端部間に架け渡されるつなぎ梁２６とで構成されている。これらの大梁２４、片持ち梁２５およびつなぎ梁２６は、中空状に形成されており、必要に応じて、内側あるいは外側に補強リブ（図示せず）が形成されている。
【００７０】
大梁２４は、並列された柱材２１のうち両端を除く各柱材２１の上面にそれぞれ連結されており、柱材２１の並列方向に延びる通し梁となって、美観を向上させている。両端の柱材２１の上面には、片持ち梁２５が連結されており、この片持ち梁２５を介して大梁２４が柱材２１に連結されている。また、つなぎ梁２６は、各片持ち梁２５の先端部にそれぞれ連結されており、大梁２４と同様に柱材２１の並列方向に延びる通し梁となって、美観を向上させている。両端の片持ち梁２５の先端面は、つなぎ梁２６の外側面（柱材２１から遠い側の面）と面一となっている。各枠材２０同士および柱材２１の連結は、ボルトとナット（ともに図示せず）を用いて行われている。なお、連結の態様は、これに限られるものではなく、例えば、柱材２１を中空状に形成して、梁材２２を中実状に形成し、梁材２２を柱材２１に嵌め込んで、ゴム製パッキン（図示せず）を介して柱材２１と梁材２２とを、ボルトとナットで固定してもよい。また、必要に応じて、各柱材２１と梁材２２とを固定させるための補強材を用いてもよい。
【００７１】
以上のように互いに連結された梁材２２（大梁２４、片持ち梁２５およびつなぎ梁２６）によって、屋根のフレームが構成され、光透過性板材１０の周縁部を支持するようになっている。具体的には、大梁２４、片持ち梁２５およびつなぎ梁２６の光透過性板材１０側の側面には、支持溝２７がそれぞれ形成されており、この支持溝２７に光透過性板材１０の周縁部が挿入されて光透過性板材１０が支持されることとなる。梁材２２の組立手順としては、例えば柱材２１に大梁２４と片持ち梁２５を連結した後、光透過性板材１０の周縁部を支持溝２７に挿入しながら片持ち梁２５の先端側から基端側へと押し込んだ後に、片持ち梁２５の先端部につなぎ梁２６を連結するようにすればよい。
【００７２】
枠材２０および柱材２１は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の押出形材にて構成されている。アルミニウム合金製の押出形材は、６０６３合金をベースとして形成されている。６０６３合金をベースとした押出形材は、押出後の熱処理によってＭｇ２Ｓｉがマトリックス中に微細に析出するため、強度、靭性が高い。さらに、押出形材の表面には、陽極酸化皮膜処理が施されており、耐食性、耐候性に優れている。陽極酸化皮膜処理の工程で、封孔処理前に表面の酸化皮膜中に顔料を含有させることにより、多様な色調の形材として美観を向上することも可能である。なお、本実施の形態では、枠材２０および柱材２１は中空状（ホロー）に形成されているが、中実状（ソリッド）であってもよい。但し、中空状の方が、軽量で効率的に強度を得られるので好ましい。また、柱材２１と梁材２２（片持ち梁２５）とを、一体成形した押出曲げ材としてもよい。
【００７３】
（照明装置）
図６および図７に示すように、照明装置３０は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーパネル３２と、このソーラーパネル３２で変換した電気エネルギーを蓄えるバッテリー３３とを備える電源部３１と、バッテリー３３からの電力供給を制御する制御部４１と、バッテリー３３から供給される電力で点灯する発光ダイオード５２にて構成された発光部５１とを一体的に有している。ソーラーパネル３２は、光透過性板材１０の下面に対向するように配置されている（図１参照）。照明装置３０は、ケーシング６１を有しており、このケーシング６１内に、最上部にソーラーパネル３２が配置された電源部３１と制御部４１と発光部５１とが、上から順次配置されている。ケーシング６１は、図７の左右両側に位置する一対の側フレーム６１ａ，６１ａと、図６の左右両側（図７の紙面表裏方向）に位置する一対のエンドカバー６１ｂ，６１ｂとで構成されている。側フレーム６１ａは、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の押出形材から構成されており、ソーラーパネル３２や後述するリフレクター５５、カバー５６を一体的に支持するように構成されている。エンドカバー６１ｂは、樹脂成形品にて構成されており、図２のＡ−Ａ線方向に延びる側フレーム６１ａの両端部を覆うように配置されている。エンドカバー６１ｂは、ビス６１ｃ（図４参照）によって、側フレーム６１ａに固定されている。
【００７４】
〈電源部〉
図２にも示すように、電源部３１のソーラーパネル３２は、複数の太陽電池３２ａを並設することで構成されている。ソーラーパネル３２は、照明装置３０の最上部に配置されている。ソーラーパネル３２を構成する太陽電池３２ａとしては、硝子やプラスチックフィルムを基板として、例えば高周波プラズマＣＶＤによって、ａ−Ｓｉ：Ｈやａ−ＳｉＧｅ：Ｈの多層薄膜を形成させ、基板上に形成された複数個の光電変換セルを直列接続したものが挙げられる。太陽光は、紫外線、可視光線（４００〜７６０ｎｍ波長の光）、赤外線と幅広いスペクトルを含むが、光電変換セルを持つ太陽電池３２ａでは、ある波長の光のみを電気に変換する。例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈの光電変換層を有する太陽電池３２ａでは、４００〜６００ｎｍ付近の可視光線を電気に変換する。ソーラーパネル３２は、これら太陽電池３２ａを複数個取り付けることで、所定の電圧を得るように構成されている。なお、図２中、３２ｂは、太陽電池３２ａを上から押える押え部材を示す。
【００７５】
太陽光のエネルギー密度は、日中で１ｍ２当たり１ｋＷ程度である。太陽電池３２ａのエネルギー変換効率を１０％とすると、太陽電池３２ａの発電容量は１ｍ２当たり１００Ｗ程度である。光透過性板の太陽光に対する透過率が必ずしも１００％ではなく材料によって低下する値であること、太陽光の光透過性板１０への入射角によっては表面で反射される場合もあること、また曇りの日や雨の日には太陽光の一部が雲によって反射、分散され、地上におけるエネルギー密度が低下すること、地球の緯度や季節、時間によって太陽の角度が変化すること、などを考慮すると、日中に照明装置付屋根構造体１に備えられた照明装置３０のソーラーパネル３２から得られる電力は、１ｍ２当たり５０Ｗ程度と推定される。
【００７６】
例えば、２００ｍｍ×２００ｍｍの有効太陽電池面を有するソーラーパネル３２を備える照明装置３０からは、日中に２Ｗの電力が得られ８時間充電できるとして、バッテリー３３の蓄電・発電効率などの影響を除外すれば、一日当たり２Ｗ×８ｈｒ＝１６Ｗ・ｈｒの電気量がバッテリー３３に蓄えられることになる。
【００７７】
カーポートなど一時的な照明で足りる場合には、照明装置３０の使用時間を１時間／日として、１６Ｗの電力に等しい。したがって、カーポート用屋根１つ当たりに照明装置３０を１台設置すれば、十分な照明を得ることができる。なお、本実施の形態では、明るさを増すために照明装置３０を３台設けた例を示している。
【００７８】
一方、バス停留所またはタクシー乗り場などに設置されている待合スペース用屋根の場合には、照明装置３０の使用時間を４時間／日として、４Ｗの電力に等しい。したがって、待合スペース用屋根１つ当たりに照明装置３０を４台程度設置すれば、十分な照明を得ることができる。
【００７９】
図６および図７に示すように、電源部３１のバッテリー３３は、ソーラーパネル３２の下方で、制御部４１の側部に配置されている。バッテリー３３は、アルカリ蓄電池、ニッケル-水素蓄電池、リチウムイオン電池などで構成されている。バッテリー３３は、前記の電池に限られるものではなく、小型で軽量、高性能の充電式電池であればどのような蓄電池であってもよい。これらの中で、リチウムイオン電池はエネルギー密度が高いため、特に好ましい。一般的には、正極はＬｉＣｏＯ２、負極はＣ、セパレータとしての電解質にはＬｉＣｉＯ４、ＬｉＰＦ６などのＬｉイオンを含む有機電解液が使用されている。ここでＬｉイオンは正極、負極の材料の結晶中に出入りすることができ、充電、放電できる仕組みとなっている。Ｌｉイオン電池内において、充電中はセパレータを介してＬｉイオンが正極から負極に移動し、逆に放電中はＬｉイオンが負極から正極に移動する。
【００８０】
ＬｉＣｏＯ２を正極、炭素材料を負極とする二次電池の充電と放電時において起こる反応は以下の（１）式および（２）式のようになる。
【００８１】
【数１】
2007224673.tif 000003
【００８２】
バッテリー３３は、ソーラーパネル３２の太陽電池３２ａと接続されており、各太陽電池３２ａで発電された電気を充電しておくとともに、夜間などの照明が必要となる時間帯には、発光部５１の電源として作動する。
【００８３】
〈制御部〉
制御部４１は、ソーラーパネル３２の下方で、発光部５１の上部に配置されている。制御部４１は、バッテリー３３および発光部５１に接続されており、バッテリー３３から発光部５１へ供給される電力のオン・オフや供給量を制御するものである。制御部４１には、周囲の明るさに応じて発光部５１を点灯させる光センサ（図示せず）が設けられている。光センサは、例えば照明装置３０の上面でソーラーパネル３２の受光の妨げにならない位置に設けられている。
【００８４】
〈発光部〉
発光部５１には、発光ダイオード５２が用いられている。発光ダイオード５２は、電子と正孔の再結合によって可視光あるいは紫外光を発する発光素子を利用するものであれば、どのようなタイプのものであってもよい。発光素子としては、例えば、赤色、緑色、青色ダイオードのいずれの発光ダイオードを使用してもよいし、またこれら３色の発光ダイオードを組み合わせて白色光を発するものとしてもよい。図５乃至図７に示すように、発光ダイオード５２は、制御部４１の下側で所定の間隔で直線状に配設されている。
【００８５】
本実施の形態では、発光部５１の発光ダイオード５２は、少なくとも発光層が窒化物半導体である発光素子と、この発光素子が発光する光の少なくとも一部を吸収して波長変換することで蛍光を発する無機蛍光体とを有するものである。具体的には、紫外ＬＥＤ発光素子として発光スペクトルが主ピークとして３５０ｎｍ〜３９０ｎｍに発光可能なものが使用されている。この場合、発光層は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）などによって、例えばサファイア基板上にＡｌＮなどの低温バッファー層を設け、その上部にＡｌＧａＮ厚膜、ＡｌＧａＮ系のｎ型窒化物半導体とｐ型窒化物半導体の薄膜を形成させてあり、クラッド層としてＩｎＡｌＧａＮ発光層を形成させたものが挙げられる。勿論、半導体層に用いる材料やその組成によって、発光波長を種々選択することができる。
【００８６】
また、無機蛍光体としては、白色発光するものとして、例えば、３Ｃａ３（ＰＯ４）２・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）２：Ｓｂ、ＹＶＯ４：Ｄｙなどが挙げられる。この他、青色、緑色、赤色の各色発光の蛍光体混合物からなる白色発光する混合蛍光体とすることも可能である。これら蛍光物質を利用する場合には、硝子などの透光性無機部材や樹脂などの透光性有機部材中にこれら蛍光物質を適量混合させて形成させても良い。さらにこれら蛍光物質と有機バインダーと溶媒の混合物を硝子などの内壁あるいは外壁に塗布した後、加熱してバインダーと溶媒のみを分解ガス化して飛ばしてもよい。このような発光装置とすれば、無機蛍光体によって発光ダイオード５２の発する紫外線を効率よく白色光に変換することで、明るい照明を得ることができる。
【００８７】
図５および図７に示すように、発光部５１の周囲には、発光部５１からの光を反射させるリフレクター５５が設けられている。リフレクター５５は、耐熱衝撃性に優れたアルミニウム板またはアルミニウム合金板をプレス加工することで形成されており、その表面（照明面）は、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ（化学・機械的研磨））によって研磨されて、その表面粗さが小さくなっている。リフレクター５５は、図２のＢ−Ｂ断面における中央部が所定の曲率で窪んだ凹条部が形成されている。この凹条部の中央部には、発光部５１の複数の発光ダイオード５２が直線状に配置されており、それら発光ダイオード５２の先端が下方に突出するように設けられている。発光ダイオード５２から前記Ｂ−Ｂ断面の水平方向に照射された可視光は、リフレクター５５で反射されて下方へと屈曲する。リフレクター５５は、Ｂ−Ｂ断面の両端の周縁部５５ａが、ケーシング６１の側フレーム６１ａに形成された支持溝６２に嵌め込まれて支持されている（図７参照）。リフレクター５５の上部には、アルミニウム製の押出形材からなる取付板４１ｂを介して制御部４１が固定されている。すなわち、制御部４１と発光部５１は、リフレクター５５を介してケーシング６１に支持されることとなる。言い換えれば、リフレクター５５は、制御部４１と発光部５１を支持する機能も有している。
【００８８】
なお、リフレクター５５は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製に限られるものではない。例えば、ガラス板の表面にアルミニウムなどの金属を蒸着させたガラス製リフレクターであってもよい。
【００８９】
このようなリフレクター５５を設けたことによって、発光ダイオード５２から照射された可視光がリフレクター５５の表面のアルミニウムに当たると、その表面のごく薄い層に存在する金属イオン、自由電子などが、光のエネルギーを吸収して共鳴振動を起し、その振動のエネルギーを表面より放出する。発光装置の周囲にアルミニウム製またはアルミニウム合金製のリフレクター５５を備えることにより、照明の明るさが増すと同時に、照明装置３０の軽量化を実現することができる。
【００９０】
ところで、アルミニウム合金板の金属組織中には、その組成にもよるが、α-Ａｌマトリックス以外に鋳造時に晶出したＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ、Ｍｇ２Ｓｉ、Ａｌ−（Ｆｅ・Ｍｎ）−Ｓｉ、Ａｌ６Ｍｎ等の金属間化合物や、中間焼鈍など熱処理時に析出したＭｇ２Ｓｉ等の非常に微細な析出物が多数存在する。このため、アルミニウム合金板の表面を研磨した場合、α-Ａｌマトリックス以外にこれら金属間化合物や析出物が研磨面に存在するため、アルミニウム合金板から製造されたリフレクター５５では、研磨によって表面粗度を小さくしてもこれら金属間化合物や析出物の可視光に対する表面反射率がα−Ａｌに比べて低いため、表面反射率の向上には限度がある。そこで、例えば３ＮＡｌ（９９．９質量％Ａｌ）を原料とする高純度アルミニウム板でリフレクター５５を製造することが考えられる。しかし、高純度アルミニウム板では、プレス成形が難しく、板厚にもよるがリフレクター５５として強度が低すぎるため実用的ではない。しかも、高純度アルミニウムは高価であるため、多くを使用すると大幅なコストアップを招いてしまう。
【００９１】
そこで、アルミニウム合金層と高純度アルミニウム層からなるクラッド層を構成するリフレクター５５とすればより一層好ましい。具体的には、１．８ｍｍ厚みの３００３合金層と０．２ｍｍ厚みの高純度アルミニウム層からなるクラッド層を構成するリフレクター５５を成形して、高純度アルミニウム層の照明面側をＣＭＰ（化学・機械的研磨）によって研磨する。研磨によって表面粗さは、Ｒａ０．１μｍ以下とするとよく、より好ましくは、表面粗さＲａ０．０５μｍ以下とすることが望ましい。このように高純度アルミニウム層の照明面側を研磨して、表面粗さを小さくすることにより、表面反射率の高いリフレクター５５となる。なお、クラッド層の厚みは特に限定しない。プレス成形が可能で、しかも成形後にリフレクター５５として使用できる厚みであればよい。クラッド層の層数は特に限定されるものではなく、２層であってもよいし、３層、４層あるいはそれより多くてもよい。少なくとも片面〈照明面〉が高純度アルミニウム層からなるクラッド層であればよい。また、クラッド層の厚みについても特に限定しない。少なくとも、所定の研磨後に高純度アルミニウム層が残存するように研磨代を考慮した厚み構成であればよい。
【００９２】
また、上記リフレクター５５および上記クラッド層の製造方法も限定しない。例えば、複数枚のアルミニウム合金板と高純度アルミニウム板をプレス加工して貼り合わせると同時にリフレクター５５を成形してもよいし、複数のアルミニウム合金スラブと高純度アルミニウムスラブを貼り合わせて、熱間圧延、冷間圧延することにより、所定の厚みのクラッド板を製造し、そのクラッド板を更にプレス加工してリフレクター５５を成形してもよい。
【００９３】
照明面の研磨方法についても、ＣＭＰに限定しない。研磨盤を使用する機械式砥粒研磨、バフ研磨であってもよいし、電解研磨であってもよい。あるいはこれら研磨方法を組み合わせた方法であってもよいし、これら研磨方法を同時に行う方法であってもよい。
【００９４】
このように照明面側に高純度アルミニウム層を配置するクラッド層を構成し、前記高純度アルミニウム層の表面が研磨されたリフレクター５５を採用することで、リフレクター５５が軽量で耐熱衝撃性に優れ、表面反射率が向上して明るい照明を得ることができる。
【００９５】
発光部５１の下方には、この発光部５１およびリフレクター５５を覆うカバー５６が設けられている。カバー５６は、例えば樹脂板にて構成されており、その周縁部５６ａが、ケーシング６１に形成された支持溝６３に嵌め込まれて支持されている。この支持溝６３は、リフレクター５５を支持するための支持溝６２に沿ってその下側に形成されている。カバー５６の周縁部５６ａと支持溝６３との間には例えばゴム製のガスケット（図示せず）が介設されており、防水性を確保している。カバー５６は、各種顔料を含ませて着色樹脂板としてもよいし、透明であってもよい。さらには、表面粗度を高くして樹脂板の表面で可視光を散乱させる半透明樹脂板としてもよい。
【００９６】
図２および図３に示すように、ケーシング６１の一対の側フレーム６１ａ，６１ａの上部には、図２のＢ−Ｂ線方向の両外側に広がる鍔部６４がそれぞれ形成されている。鍔部６４は、図２のＡ−Ａ線方向に延出するように形成されている。鍔部６４上には、上下両面に接着層が形成されたパッキン６５が固定されている。パッキン６５の下面は鍔部６４に接着され、パッキン６５の上面は光透過性板材１０（図１参照）の下面に接着されることで、照明装置３０が、光透過性板材１０の下面に固定されることとなる。パッキン６５は、一定の厚さを有しており、鍔部６４に沿って所定の間隔をあけて固定されている。これによって、ソーラーパネル３２と光透過性板材１０との間に隙間が形成されることとなり、ソーラーパネル３２の表面に通気性を確保することができる。これによって、ソーラーパネル３２上での結露を防止することができるので、太陽光の受光を妨げる要因を削除できる。
【００９７】
なお、パッキン６５と、照明装置３０および光透過性板材１０との接合は、接着剤に限られるものではない。例えば、図８に示すように、ネジ６７あるいはボルト・ナット（図示せず）を用いて固定するようにしてもよい。この場合、ネジ６７あるいはボルトが光透過性板材１０を貫通することとなるので、ネジ６７の頭部と光透過性板材１０との間に、ゴム製のパッキン６８とワッシャ６９を介設して、防水性を確保するようにする。
【００９８】
次に、前記構成の照明装置付屋根構造体１、照明装置３０およびカーポート用屋根２の作用を説明する。
【００９９】
このような構成の照明装置付屋根構造体１および照明装置３０によれば、照明装置３０の発光部５１が発光ダイオード５２にて構成されているので、直流で作動するとともに、オン・オフ点滅の繰り返しに強く、オン・オフ時に消費電力が極端に増加するのを防止できる。そのため、従来の蛍光灯を用いた場合のように、インバータ制御の必要もなく、複雑なインバータ回路を設ける必要はなく、制御部４１の小型化を図れ、構成の簡略化が達成できる。さらに、電力消費量を低減できるので、ソーラーパネル３２の受光面積の低減やバッテリー３３の小型化も達成でき、照明装置３０全体の大幅な小型化が図れる。また、発光ダイオード５２を採用したことで発光部５１の長寿命化も達成でき、発光部５１の交換回数を低減できるので、メンテナンスの手間を低減できる。
【０１００】
一方、照明装置３０が一体的に形成されているので、照明装置３０の簡略化が図れるとともに、現場での配線を行う必要がなく、屋根構造体への設置作業を容易に行うことができる。特に、本実施の形態では、パッキン６５を介して光透過性板材１０の下面に接着することで固定しているので、設置作業の手間を大幅に低減できる。
【０１０１】
さらに、照明装置３０は、光透過性板材１０の下側に配置され、ソーラーパネル３２が光透過性板材１０の下面に対向するように配置されているので、照明装置３０が雨に濡れるのを防止できる。さらに、光透過性板材１０は、少なくとも太陽光の一部を透過する材質にて形成されているので、上方に対向しているソーラーパネル３２で、光透過性板材１０を透過した太陽光を効率的に受光することができ、発光部５１で消費する電力を確実に確保することができる。
【０１０２】
また、本実施の形態では、光透過性板材１０が光透過性樹脂板１１で構成されているので、照明装置付屋根構造体１の重量を低減させることができ、構造的に有利となる。これによって、柱材２１や梁材２２の寸法を小さくすることができるので、狭い設置スペースであっても、車の出し入れを行いやすいカーポート用屋根２を提供することができる。
【０１０３】
一方、光透過性板材１０を光透過性硝子板で構成した場合には、光透過性板材の強度を高めることができるので、照明装置の取付けなどを容易に行うことができるとともに、さらに大型の照明装置（図示せず）を設置することができるので照明を明るくできる。あるいは複数個に形成されている照明装置３０を大型の照明装置にまとめることができるので、照明装置の設置工程を低減できる。
【０１０４】
枠材２０や柱材２１がアルミニウムまたはアルミニウム合金の押出形材にて構成されているので、照明装置付屋根構造体１全体の軽量化を図ることができるとともに、耐錆性能を確保することができる。また、アルミニウムまたはアルミニウム合金の押出形材は、寸法精度が高いので、ズレのない正確な枠材２０や柱材２１を形成できるとともに、細かい寸法であっても精度の高い製品を容易に製造することができる。さらに、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の表面には、陽極酸化皮膜処理が施されているので、耐錆性能をさらに高めることができるとともに、柱材２１や梁材２２（枠材２０）に着色も可能となるので、デザイン性に優れた照明装置付屋根構造体を提供できる。
【０１０５】
また、本実施の形態に係る発光部５１は、少なくとも発光層が窒化物半導体である発光素子と、この発光素子が発光する光の少なくとも一部を吸収して波長変換することで蛍光を発する無機蛍光体とを有しているので、簡単な構成で白色光を発光させることができ、長寿命で明るい照明装置３０を提供できる。
【０１０６】
照明装置３０は、最上部にソーラーパネル３２が配置された電源部３１と制御部４１と発光部５１とが、上から順次配置されているので、各部材間の距離が短い合理的な配置とすることができ、各部材同士を繋ぐ配線を短くでき、照明装置３０の小型化および低コスト化を達成できる。
【０１０７】
発光部５１の周囲には、発光部５１からの光を反射させるリフレクター５５が設けられているので、発光部５１からの可視光を、効率的に反射させて下方に照射することができ、少ない電力消費量で明るい照明装置３０を提供できる。また、リフレクター５５は、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成されているので、リフレクター５５の軽量化を達成できるとともに、可視光の反射効率が高い。
【０１０８】
一方、リフレクター５５を、高純度アルミニウム層とアルミニウム合金層からなるクラッド層を有する構成とすれば、アルミニウムまたはアルミニウム合金以外の材質で形成しても、発光部５１からの可視光を効率的に反射させることができる。
【０１０９】
さらに、クラッド層を、高純度アルミニウム層が表面側に配置され、高純度アルミニウム層の表面がＣＭＰ（化学・機械的研磨）によって研磨されてその表面粗さが小さくされるように構成すれば、リフレクター５５の表面反射率をさらに高めることができる。
【０１１０】
また、発光部５１の下方には、これを覆うカバー５６が設けられているので、発光部５１を風雨から遮断できるので、さらなる長寿命化を発生できるとともに、照明の明るさや向きを調整することができる。
【０１１１】
さらに、照明装置３０の制御部４１には、周囲の明るさに応じて発光部５１を点灯させる光センサ（図示せず）が設けられているので、照明装置３０（発光部５１）のオン・オフが自動的に行われる。したがって、発光部５１を点灯させるためのスイッチを設ける必要はなく、照明装置３０の構造の簡略化が達成できる。また、無駄な電力消費を抑えることができるので、ソーラーパネル３２やバッテリー３３のさらなる小型化が図れる。
【０１１２】
照明装置３０は、光透過性板材１０の下面に固定されているので、照明装置３０が風雨に晒されるのを防止できるとともに、光透過性板材を透過した太陽光を効率的に受光できるので、確実に電力を確保できる。
【０１１３】
［第二実施形態］
図９は本発明に係る照明装置付屋根構造体を実施するための最良の第二の形態を示した斜視図である。
【０１１４】
本実施の形態では、照明装置付屋根構造体を待合スペース用屋根として利用した場合を例に挙げて説明する。ここで、待合スペースとは、室外におけるバス停留所やタクシー乗り場などをいう。
【０１１５】
図９に示すように、かかる照明装置付屋根構造体１は、待合スペース用屋根３として用いられるものであって、光透過性板材１０と枠材２０と照明装置３０とを備えている。待合スペース用屋根３は、図１のカーポート用屋根２と比較して、明るさが要求される場合が多く、大きい照明装置３０が必要となる。
【０１１６】
（枠材）
枠材２０は、梁材２２にて構成されている。梁材２２は柱材２１にて支持されている。本実施の形態では、梁材２２は、隣り合う柱材２１間に架け渡される大梁２４と、並列する大梁２４間に架け渡される小梁２８と、大梁２４間に架け渡され光透過性板材１０を支持する支持部材２９とで構成されている。支持部材２９は円弧状に形成されており、小梁２８の上方で湾曲するように配置されている。支持部材２９の側面と大梁２４の上面には、支持溝２７がそれぞれ形成されており、この支持溝２７に光透過性板材１０の周縁部が挿入されて、梁材２２に光透過性板材１０が支持されている。
【０１１７】
（光透過性板材）
光透過性板材１０は、光透過性樹脂板あるいは光透過性硝子板から構成されている。光透過性板材１０は、支持部材２９の曲率に合わせてアーチ状に湾曲して形成されている。光透過性樹脂板および光透過性硝子板の材質・成分は、第一実施形態のものと同様である。
【０１１８】
（照明装置）
照明装置３０は、第一実施形態の照明装置３０と同様の構成である。なお、本実施の形態では、第一実施形態と比較して、求められる明るさが明るいので、ソーラーパネル３２が大きく形成され、バッテリーおよび発光ダイオード（ともに図示せず）も多数設けられている。
【０１１９】
ところで、本実施の形態では、枠材２０に照明装置３０が固定されている。具体的には、小梁２８の側面には、照明装置３０を固定するための支持アーム２８ａが固定されている。支持アーム２８ａは、その両端にフランジ部２８ｂが形成されている。一方のフランジ部２８ｂを小梁２８の側面に当接してボルト（図示せず）等を挿通させることで、支持アーム２８ａが小梁２８に固定されている。他方のフランジ部２８ｂは、照明装置３０のケーシング６１に当接されボルト（図示せず）等が挿通されることで、照明装置３０が支持アーム２８ａに固定されている。照明装置３０は、隣り合う小梁２８，２８間の両内側にそれぞれ固定されている。照明装置３０は、ソーラーパネル３２が上方に向いており、上方に位置する光透過性板材１０の下面に対向するように構成されている。
【０１２０】
本実施の形態によれば、第一実施形態で得られる作用効果以外に、照明装置３０を光透過性板材１０よりも強度の大きい枠材２０に固定するようにしたことによって、支持可能重量が大きい。したがって、第一実施形態よりも重量の重い照明装置３０を支持することができ、明るさを多く確保することができる。これによって、待合スペース用屋根３としての明るさを十分に確保することができる。また、照明装置３０は、小梁２８の側部に設けられているので、ソーラーパネル３２が小梁２８の陰にならず、太陽光の受光が妨げられることはない。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、かかる照明装置付屋根構造体１を待合スペース用屋根３として利用しているが、これをカーポート用屋根２として用いても何ら問題はない。また、待合スペース用屋根３の形態は、本実施の形態に限られるものではない。例えば、第一実施形態のように片持ち梁形状であってもよい。また、屋根の形状が、切妻屋根形状や片流れ屋根形状や寄棟屋根形状などでもよく、屋根面に光透過性板材が設けられ太陽光を内側に採り込めることができれば、形状は自由である。さらに、枠材２０や柱材２１の外形や断面形状も所定の強度を得られれば自由に決定することができる。
【０１２２】
［第三実施形態］
図１０は本発明に係る照明装置付屋根構造体を実施するための最良の第三の形態を示した斜視図、図１１は照明装置を示した断面図である。
【０１２３】
図１０および図１１に示すように、本実施の形態では、照明装置３０’が集光効果を高めるために工夫されている。なお、図示されている照明装置付屋根構造体１は、カーポート用屋根２であるが、本実施形態の照明装置３０’は、待合スペース用屋根としても採用可能であるのは勿論である。
【０１２４】
図１１に示すように、照明装置３０’は、円筒状に形成されたケーシング６１の内部に、最上部に設けられたソーラーパネル３２を有する電源部３１と、制御部４１と、発光部５１とが、上から順次配置されて構成された照明装置本体部３４を有している。制御部４１の周囲には、電源部３１のバッテリー３３が配置されている。また、発光部５１の周囲にはリフレクター５５が設けられており、その下方には、カバー５６が設けられている。照明装置本体部３４の各部の取付け構造などは、第一実施形態および第二実施形態の照明装置３０と同様である。
【０１２５】
照明装置３０’は、ソーラーパネル３２の周囲に、上方に湾曲する凹面鏡３５が設けられており、この凹面鏡３５の上方に、凹面鏡３５で反射されて集光された太陽光ｓをソーラーパネル３２へ向けて反射させるための凸面鏡３６が設けられている。凹面鏡３５は、平面視円形に形成されており、その中心部でソーラーパネル３２を囲むように配置され、照明装置本体部３４のケーシング６１の上端部に固定されている。照明装置本体部３４および凹面鏡３５は、光透過性板材１０の下方に所定の間隔をあけて配置されており、凸面鏡３６は、光透過性板材１０の下面に固定されている。照明装置本体部３４は、片持ち梁２５の側面に固定された支持アーム２８ａを介して枠材２０に固定されている。
【０１２６】
凹面鏡３５は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の板材をプレス加工して形成されている。なお、凹面鏡３５は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製に限られるものではなく、太陽光ｓを反射できるものであればよい。例えば、ガラス板の表面にアルミニウムなどの金属を蒸着させたガラス製のものであってもよい。凸面鏡３６は、表面（下側）が球面状を呈する樹脂板の表面にアルミニウムを蒸着させて構成されている。凸面鏡３６の裏面（上面）は、光透過性板材１０の下面に当接しており、接着剤などによって固定されている。
【０１２７】
凹面鏡３５は、凹面鏡３５に入射された太陽光ｓ（図１１参照）が、凸面鏡３６に向かって反射するような形状に形成されている。一方、凸面鏡３６は、凹面鏡３５から反射された太陽光ｓが、ソーラーパネル３２に向かって反射するような形状に形成されている。これによって、ソーラーパネル３２では、単位面積当たりにおける受光量を大幅に増大させることができる。これによって、ソーラーパネル３２による発電効率を大幅に向上することができるので、必要な明るさを確保できるとともに、ソーラーパネル３２の小型化を達成でき、照明装置３０’の軽量化を図ることができる。
【０１２８】
凹面鏡３５の表面には、赤外線吸収シート３７が貼り付けられている。これによって、凹面鏡３５は、可視光線および紫外線を凸面鏡３６へ向けて反射させる一方で、赤外線を効率的に吸収して、凸面鏡３６やソーラーパネル３２が過度に加熱されるのを防止できる。また、凹面鏡３５をアルミニウムまたはアルミニウム合金などの熱伝導率の高い材質で形成すれば、凹面鏡３５の裏面（下面）から、吸収した赤外線の熱エネルギーｈを放熱することができ、照明装置本体部３４が過度に加熱されるのを防止できる。なお、赤外線吸収シートは、凸面鏡３６に設けてもよい。これによれば、ソーラーパネル３２の過度の加熱を防止できる。但し、吸収した赤外線ｈの放熱効率を考えると、赤外線吸収シートは、凹面鏡３５に貼り付けるのが好ましい。
【０１２９】
本実施の形態では、前記したような構成によって、ソーラーパネル３２の受光効率を向上させているが、図１２に示すような照明装置３０”でも受光効率を向上させることができる。
【０１３０】
図１２に示すように、かかる照明装置３０”は、第三実施形態の照明装置３０’と同様に、支持アーム２８ａを介して梁材２２に固定された照明装置本体部３４を有している。照明装置本体部３４は、光透過性板材１０の下方に所定の間隔をあけて配置されている。光透過性板材１０の、照明装置本体部３４の上方位置には、フレネルレンズ３８が設けられている。フレネルレンズ３８は、図１２（ａ）に示すように、光透過性板材１０の上面に固定されている。フレネルレンズ３８は、通常の凸レンズの曲面部分を同心円状に細分割して切り取り、平面に並べて形成されたものであって、図１２（ｂ）に示すように、平面視で複数の同心円が形成されている。図１２におけるフレネルレンズ３８は、光透過性板材１０に当接する側の面（下面）が、平坦に形成されており、この平坦面に接着剤などを塗布して光透過性板材１０に固定されている。フレネルレンズ３８は、アクリル樹脂、ポリカーボネート、高密度ポリエチレンなどのプラスチック樹脂から構成されており、射出成形加工あるいはプレス加工などによって成形されている。なお、フレネルレンズ３８は、プラスチック樹脂以外にもガラスによっても形成可能である。
【０１３１】
フレネルレンズ３８の、平坦面側には、赤外線吸収シート３７が敷設されている。具体的には、光透過性板材１０の、フレネルレンズ３８が固定された位置の下面に、赤外線吸収シート３７が貼り付けられている。
【０１３２】
以上のように、フレネルレンズ３８を照明装置本体３４の上方に配置したことによって、フレネルレンズ３８の面積分に相当する広い範囲に渡る太陽光ｓを効率的に集光してソーラーパネル３２へと照射することができる。さらに、フレネルレンズ３８を採用したことによって、大型の凸レンズとなんら遜色のない集光機能を得ることができるとともに、レンズの厚さを薄くできるので、大幅な軽量化を達成できる。また、フレネルレンズ３８は、明るいレンズを形成することができるので、透過する可視光線および紫外線の損失を最低限に抑えることができ、ソーラーパネル３２による発電効率を高めることができる。さらに、アクリル樹脂でフレネルレンズ３８を形成すれば、耐候性に優れ、屋外に設置しても変色や変形等のないフレネルレンズ３８を提供できる。また、フレネルレンズ３８は、光透過性板材１０の上面に設けられているので、接着施工を容易に行うことができる。
【０１３３】
さらに、赤外線吸収シート３７を設けたことによって、光透過性板材１０で赤外線を効率的に吸収して、ソーラーパネル３２が過度に加熱されるのを防止できる。なお、赤外線吸収シート３７の設置位置は、光透過性板材１０の下面に限られるものではなく、光透過性板材１０の上面で、光透過性板材１０とフレネルレンズ３８との間であってもよい。
【０１３４】
フレネルレンズ３８は、図１３に示すように、光透過性板材１０の下面に固定してもよい。この場合、赤外線吸収シート３７は、光透過性板材１０の上面に貼り付ける。このような構成によっても、図１２の構成と同様に、集光機能を得ることができ、発電効率を高めることができる。さらに、図１３の構成では、フレネルレンズ３８が下方に向いているので、埃や雨水などが溜まり難いといった作用効果も得ることができる。
【０１３５】
図１２および図１３におけるフレネルレンズ３８は、平面視円形であるが、図１４に示すようにフレネルレンズの中間部を直線状に延出させた平面視長円状の集光レンズ３９を用いてもよい。これによれば、長方形状のソーラーパネル３２（図１４中、破線にて外形を示す）を有する照明装置に向けて太陽光を効率的に集光することができる。
【０１３６】
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、本発明の枠材２０や柱材２１やリフレクター５５は、アルミニウム製やアルミニウム合金製に限られるものではなく、必要な強度を有していればスチール、ステンレス、チタンや銅あるいは木材など他の材質であっても適用できるのは勿論である。
【０１３７】
また、前記実施の形態では、照明装置３０は、光透過性板材１０または梁材２２に取り付けられているが、柱材２１に固定するようにしてもよい。この場合、柱材２１間に光透過性板材１０を設ければ、照明装置３０が風雨に晒されるのを防止できる。
【０１３８】
さらに、前記実施の形態では、枠材２０は柱材２１に支持されているが、これに限られるものではなく、例えば、隣接する構造物の壁面などに枠材２０を直接固定するようにしてもよい。
【０１３９】
また、本発明に係る照明装置付屋根構造体１は、カーポート用屋根２や待合スペース用屋根３として利用するのに限られるものではないのは勿論である。例えば、公園内の休憩所や住宅のテラスなどで用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明に係る照明装置付屋根構造体を実施するための最良の第一の形態を示した斜視図であって、照明装置付屋根構造体をカーポート用屋根として利用した状態を示している。
【図２】本発明に係る照明装置を示した上面図である。
【図３】本発明に係る照明装置を示した側面図である。
【図４】本発明に係る照明装置を示した側面図である。
【図５】本発明に係る照明装置の内部を示した底面図である。
【図６】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】照明装置の光透過性板材への取付け構造を示した断面図である。
【図９】本発明に係る照明装置付屋根構造体を実施するための最良の第二の形態を示した斜視図であって、照明装置付屋根構造体を待合スペース用屋根として利用した状態を示している。
【図１０】本発明に係る照明装置付屋根構造体を実施するための最良の第三の形態を示した斜視図であって、照明装置付屋根構造体をカーポート用屋根として利用した状態を示している。
【図１１】本発明に係る照明装置を示した断面図である。
【図１２】（ａ）は本発明に係る他の照明装置を示した断面図、（ｂ）はフレネルレンズを示した平面図である。
【図１３】本発明に係る他の照明装置を示した断面図である。
【図１４】他の形状の集光レンズを示した（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１      照明装置付屋根構造体
２      カーポート用屋根
３      待合スペース用屋根
１０    光透過性板材
１１    光透過性樹脂板
２０    枠-材
３０    照明装置
３０’  照明装置
３０”  照明装置
３１    電源部
３２    ソーラーパネル
３３    バッテリー
３５    凹面鏡
３６    凸面鏡
３７    赤外線吸収シート
３８    フレネルレンズ
４１    制御部
５１    発光部
５２    発光ダイオード
５５    リフレクター
５６    カバー
【図１】
2007224673.tif 000004
【図２】
2007224673.tif 000005
【図３】
2007224673.tif 000006
【図４】
2007224673.tif 000007
【図５】
2007224673.tif 000008
【図６】
2007224673.tif 000009
【図７】
2007224673.tif 000010
【図８】
2007224673.tif 000011
【図９】
2007224673.tif 000012
【図１０】
2007224673.tif 000013
【図１１】
2007224673.tif 000014
【図１２】
2007224673.tif 000015
【図１３】
2007224673.tif 000016
【図１４】
2007224673.tif 000017