(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然光を照明に利用する光ダクト装置の採光量増加のための光ダクト用反射板であって、
自然光を反射して光ダクト内に取り込む第１の位置と、ダクトに入射する自然光を妨げない第２の位置に移動可能な一対の可動反射板から構成され、
太陽の位置に応じて、上記可動反射板を第１の位置もしくは第２の位置に移動させ、太陽光を光ダクト内に取り込む
ことを特徴とする光ダクト用可動反射板。
【請求項２】
自然光を照明に利用する光ダクト装置の採光量増加のための光ダクト用反射板であって、
主反射板と、自然光を反射して光ダクト内に取り込む第１の位置と、ダクトに入射する自然光を妨げない第２の位置に移動可能な一対の可動反射板から構成され、
上記主反射板は、太陽の位置にかかわらず自然光を光ダクト内に取り込むことが可能な位置に配置され、また、上記一対の可動反射板は、上記主反射板の両側に配置されており、
太陽の位置に応じて、上記可動反射板を第１の位置もしくは第２の位置に移動させ、太陽光を光ダクト内に取り込む
ことを特徴とする光ダクト用可動反射板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然光を建築物内部に導き建築物内部を照明する光ダクトにおける採光量増加のための可動反射板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年省エネルギーや二酸化炭素の排出削減による環境保護の必要性が注目されており、この要望に応えるための手段のひとつとして太陽光を内面を反射率の高い部材で構成したダクトを介して室内に取込み照明用光源として利用する光ダクト照明装置が提案されている。
この装置はエネルギーを電気など他のエネルギーに変換せずそのまま活用するためエネルギー利用効率が高く省ェネルギーや二酸化炭素排出削減に貢献できる。
【０００３】
図９、図１０は、光ダクト装置の概念図であり、図９はビルの南側壁面から光を取り込んでオフィスなどの照明に利用する水平型光ダクト装置、図１０は地下や屋上など採光位置と照明位置の高低差がある場合に光を下方に搬送する部分を持つ垂直型光ダクト装置を示している。また、図９（ｂ）は水平型ダクト本体の斜視図である。
【０００４】
図９、図１０において、１は自然光（太陽光）、２は採光口、３は反射板、４は光ダクトである。光ダクト４は図９（ｂ）に示すように、断面が矩形状で、内面が反射面で構成され、採光口２から取り入れた自然光は、光ダクト４内を反射しながら光ダクト奥に搬送される。また、光ダクト４には、光を取り出すための放光口８が設けられ、光ダクト４内を搬送された光は放光口８から室内に放出される。放光口８は必要に応じて、光ダクトの下側、両サイド、四方の面（縦ダクトの場合）に設けることもできる。
５はビル壁面、６は室内、７はガラスカバー、８は上記した放光口であり、例えば図９（ｂ）に示したように矩形状の開口、あるいは、所定の幅の連続した開口で構成される。また、９は屋上または地上である。
図９，図１０において、太陽光１は、採光口２から直接、あるいは反射板３に反射した後、光ダクト４内部に取り込まれ、内面での反射を繰り返しながら照射位置まで運ばれ、放光口８から放出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記光ダクト装置においては、太陽が季節、時間によって位置が変化するため、ダクト本体のみや固定式反射板を取り付けただけでは取り込まれる光の量が大きく変化し、安定した性能を維持できない。
そこで、上記光ダクト装置の採光口２に可動式追尾装置を備えた反射板を設けることも考えられるが、光ダクト装置は構造物に組み込まれ長期にわたって使用されるものであり、大容量の光を取り込み、故障が少なく、かつ、安価であることが要求され、従来の可動式追尾装置を備えた反射板ではこれらの要求に答えることができなかった。
【０００６】
なお、採光のための太陽追尾採光装置として、フレネルレンズやプリズムを組み合わせた装置が複数実用化されているが、レンズやプリズムの大きさで採光量が決まってしまい、また、製造技術、およびコスト、メンテナンスの問題等からレンズやプリズムの面積をあまり大きくすることができず、光ダクト用採光量増加装置としては、採光量不足、コスト高などの理由から採用できない。
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、その目的とするところは、構造が簡単で、故障が少なく、かつ安価であり、大容量の光を効率的に光ダクト内に取り込むことができる光ダクト用可動反射板を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記課題を次のようにして解決する。
（１）光ダクト用反射板を、自然光を反射して光ダクト内に取り込む第１の位置と、ダクトに入射する自然光を妨げない第２の位置に移動可能な一対の可動反射板から構成し、太陽の位置に応じて、上記可動反射板を第１の位置もしくは第２の位置に移動させ、太陽光を光ダクト内に取り込む。
（２）光ダクト用反射板を、主反射板と、自然光を反射して光ダクト内に取り込む第１の位置と、ダクトに入射する自然光を妨げない第２の位置に移動可能な一対の可動反射板から構成し、上記主反射板は、太陽の位置にかかわらず自然光を光ダクト内に取り込むことが可能な位置に配置し、また、上記一対の可動反射板は、上記主反射板の両側に配置し、太陽の位置に応じて、上記可動反射板を第１の位置もしくは第２の位置に移動させ、太陽光を光ダクト内に取り込む。
【０００８】
本発明においては、光ダクト用反射板を上記のように構成したので、極めて簡単な機構と制御回路を用いて光ダクト内に取り込む光の量を増加させることができる。また、装置コスト、ランニングコストを低減化することができ、故障の発生を少なくし、メンテナンスを容易にすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施例を示す図であり、本実施例は本発明を前記図１０に示した垂直型光ダクト装置の採光口に適用した場合を示しており、同図は垂直ダクトを真上から見た図である。
図１において、４は光ダクトであり、光ダクト４の採光口には主反射板１１と、可動反射板である東側フラップ１２と西側フラップ１３が設けられている。主反射板１１は同図に示すように南側に面して配置され、東側フラップ１２、西側フラップ１３は図示しないモータ等により駆動され、上記主反射板１１に略平行な第１の位置と、主反射板１１と直交する第２の位置に移動する。なお、図１では主反射板１１として平面状の板を用い、これを略水平に配置する場合を示しているが、主反射板１１を傾けて配置したり主反射板１１を曲面とする等、光ダクト４内に取り込まれる光量が最大となるような配置、形状とすればよい。なお、主反射板は別の駆動機構により可動式にすることもできる。
図１は太陽が南と東の間にある午前中の状態を示しており、東側フラップ１２は主反射板１１に略平行な位置、西側フラップ１３は主反射板１１に直交した位置にあり、太陽光は同図中の矢印の経路で光ダクト４内に導かれる。
【００１０】
図１に示した可動反射板を設けることにより、図２（ａ）に示すように午前中東側から太陽光があたっているとき、図２（ｂ）に示すように西側に西側フラップ１３を追加すると採光量を増加することができる。同様に、図２（ｃ）に示すように午後西側から太陽光があたっているとき、図２（ｄ）に示すように東側に東側フラップ１２を追加すると採光量を増加することができる（図２では図１に示した主反射板は省略されている）。
図２から明らかなように、西側フラップ１３は午前中は有効であるが午後は採光の妨げになり、東側フラップ１２は午後は有効であるが午前中は採光の妨げになる。すなわち、東側フラップ１２、西側フラップ１３は固定のままでは時間帯によって採光の妨げになる。
そこで、本実施例においては、東側フラップ１２、西側フラップ１３を午前と午後で図２（ｂ）（ｄ）のように移動させる。これにより、光ダクトの採光量を大幅に増加することができる。
【００１１】
図３は上記可動反射板の駆動機構の一例を示す図であり、同図（ｂ）は（ａ）の側面図である。
同図において、２０は上記可動反射板であり、可動反射板２０は、ドイツ・アラノッド社製アルミニウム鏡面材ミロ２１と、Ａ５０５２アルミニウム板２２とセラミックコア２３で形成したハニカムパネルで、可動反射板２０の回転軸２４は、ステンレスチャンネル支柱２５に固定された軸受け台２６に設けられたベアリング軸受け２７に圧入されている。
また、欠歯ギヤが２８が上記回転軸２４に取り付けられ、欠歯ギヤが２８は図示しないギヤモータに直結した歯車２９と係合しており、ギヤモータを駆動することにより、可動反射板２０は同図の矢印に示すように１／４回転する。
【００１２】
図４は上記東側フラップ１２、西側フラップ１３の作動タイミングチャートを示す図であり、同図は一例として東京近郊において光ダクト装置が真南に向きに配置されている場合におけるタイミングチャートを示したものであり、２４時間タイマと遅延タイマを使用し、東京の南中時を境に東西のフラップ１２，１３を動かした場合を示している。
【００１３】
図４に示すように東西のフラップ１２，１３は次のように制御される。
▲１▼  時刻が４時３０分になると、２４時間タイマにより電源が投入される。これにより東側フラップ１２を駆動するモータが駆動され、東側フラップ１２は図１に示した主反射板１１と同一平面になる位置まで駆動される（以下、この動作をＤＯＷＮと言う）。また、西側フラップ１３が上記主反射板１１と直交する位置まで駆動される（以下この動作をＵＰという）。これにより、東西のフラップ１２，１３は前記図１に示した状態となる。
▲２▼  時刻が１１時３０分になると、西側フラップ１３を駆動するモータが駆動され、西側フラップ１３は図１に示した主反射板１１と同一平面になる位置まで駆動される（西側フラップＤＯＷＮ）。
▲３▼  時刻が１２時００分になると、東側フラップ１２を駆動するモータが駆動され、東側フラップ１２は図１に示した主反射板１１と直交する位置まで駆動される（東側フラップＵＰ）。
▲４▼  時刻が１２時３０分になると２４時間タイマにより電源が遮断される。
以下同様に上記▲１▼〜▲４▼の動作を繰り返す。
【００１４】
図５に上記東西のフラップ１２，１３をＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）により制御する場合の制御装置の構成を示し、図６に上記ＰＬＣ等における処理フローを示す。
図５において、３１は２４時間タイマであり、２４時間タイマ３１は例えば図４に示したように４時３０分にオンとなり、１２時３０分にオフとなる。２４時間タイマ３１がオンになるとスイッチング電源３２、および、モータ制御回路３３にＡＣ１００Ｖが供給され、ＰＣＬ３４が動作を開始する。
ＰＬＣ３４には、東側フラップ１２、西側フラップ１３の上下限位置を検出する近接スイッチ３５ａ〜３５ｄの出力信号が入力され、ＰＬＣ３４は図６に示す処理を行って、モータ制御回路３３へ制御信号を出力する。
モータ制御回路はＰＬＣ３４の出力に基づき東側フラップ１２、西側フラップ１３を駆動するモータ３６ａ，３６ｂを制御して、前記図４で説明したように東側フラップ１２、西側フラップ１３を移動させる。また、２４時間タイマ３１がオフになるとスイッチング電源３２、モータ制御回路３３の電源がオフとなる。
【００１５】
上記制御装置は図６に示す手順で東側フラップ１２、西側フラップ１３を制御する。
同図において、時刻が４時３０分になると、電源を投入し、ＰＬＣ３３は東側フラップ１２のモータ３６ａを駆動して、東側フラップ１２を、下限検出用近接スイッチ３５ａがオンになるまでＤＯＷＮ方向に移動させる。
ついで、西側フラップ１３のモータ３６ｂを駆動して、西側フラップ１３を、上限検出用近接スイッチ３６ｄがオンになるまでＵＰ方向に移動させる。
時刻が１１時３０分になると、ＰＬＣ３４は西側フラップ１３を、下限検出用近接スイッチ３６ｃがオンになるまでＤＯＷＮ方向に移動させる。
時刻が１２時００分になると、ＰＬＣ３４は東側フラップ１２を、上限検出用近接スイッチ３６ｂがオンになるまでＵＰ方向に移動させる。
次いで時刻が１２時３０分になると電源を断する。
【００１６】
なお、図６の時限設定は、装置の設置場所や採光部の方位によって最適な時刻を設定する。また、季節に応じた最適な時刻を求めて、自動的に最適な時刻に東側、西側フラップを移動させるようにしてもよい。
【００１７】
図７は本発明の第２の実施例を示す図であり、本実施例は本発明を前記図９に示した水平型光ダクト装置の採光口に適用した場合を示しており、同図（ａ）は可動反射板をスライドさせる場合の構成例を示し、（ｂ）は可動反射板を回転させる場合の構成例を示している。
図７において、４は水平型光ダクト、１１は主反射板、１２は東側フラップ、１３は西側フラップであり、本実施例の主反射板１１は光ダクト開口部の幅より長く形成されている。
【００１８】
図７（ａ）は可動反射板を同図の矢印方向にスライドさせて移動させる場合を示しており、午前中は、東側フラップ１２、西側フラップ１３を同図の点線位置にスライド移動させ、午後には、東側フラップ１２、西側フラップ１３を同図の実線位置にスライド移動させる。
図７（ｂ）は可動反射板を同図の矢印方向に回転させて移動させる場合を示しており、午前中は、東側フラップ１２、西側フラップ１３を同図の点線位置に回転移動させ、午後には、東側フラップ１２、西側フラップ１３を同図の実線位置に回転移動させる。
なお、図７に示した可動反射板の移動方法を前記図１に示した垂直型光ダクト装置の可動反射板に適用し、図７のようにスライド移動させたり回転移動させるように構成してもよい。
【００１９】
図８は、水平型ダクト装置に本実施例を適用した場合の光を経路を示しており、同図（ａ）（ｃ）は東側、西側フラップを設けない場合に光ダクトに入射する光の光路、（ｂ）（ｄ）は東側、西側フラップを設けｑ場合に光ダクトに入射する光の光路を示している。
同図（ａ）に示すように、午前中東側から太陽光があたっているとき、図８（ｂ）に示すように西側に西側フラップ１３を追加すると採光量を増加することができる。同様に、同図（ｃ）に示すように午後西側から太陽光があたっているとき、同図（ｄ）に示すように東側に東側フラップ１２を追加すると採光量を増加することができる（図８では図７に示した主反射板は省略されている）。
【００２０】
図８から明らかなように、東側フラップ１２、西側フラップ１３を午前と午後で図８（ｂ）（ｄ）に示すように移動させることにより、光ダクトの採光量を大幅に増加することができる。
なお、本発明を水平型ダクトに適用した場合の、作動タイミングチャート、制御システムの構成、ＰＬＣにおける処理フローは前記図４〜図６と同じであり、前記第１の実施例で説明したのと同様な制御を行うことにより、第１の実施例と同様、光ダクトの採光量を大幅に増加させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）自然光を反射して光ダクト内に取り込む第１の位置と、ダクトに入射する自然光を妨げない第２の位置に移動可能な一対の可動反射板を用いて、光ダクト内に光を取り込むようにしているので、極めて簡単な機構と制御回路を用いて光ダクト内に取り込む光の量を増加させることができ、大容量の採光に容易に対応することができる。
（２）追尾式の採光装置を用いる場合と比較して、装置コストを大幅に低減化することができる。また、装置構成が簡単なため故障の発生を少なくし、ランニングコストを低減化し、メンテナンスを容易にすることができる。さらに、消費電力も少なく一層の省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の垂直型光ダクト装置に適用される反射板の構成例を示す図である。
【図２】垂直型光ダクト装置の採光口に可動反射板を追加した場合の採光量の増加を説明する図である。
【図３】可動反射板の駆動機構の一例を示す図である。
【図４】東側フラップ、西側フラップの作動タイミングチャートを示す図である。
【図５】東西のフラップをＰＬＣにより制御する場合の構成例を示す図である。
【図６】図５の制御装置における概略処理フローを示す図である。
【図７】水平型光ダクト装置に適用される反射板の構成例を示す図である。
【図８】水平型光ダクト装置の採光口に可動反射板を追加した場合の採光量の増加を説明する図である。
【図９】水平型光ダクト装置の概念図である。
【図１０】垂直型光ダクト装置の概念図である。
【符号の説明】
１    自然光（太陽光）
２    採光口
３    反射板
４    光ダクト
５    ビル壁面
６    室内
７    ガラスカバー
８    放光口
９    屋上または地上
１１  主反射板
１２  東側フラップ
１３  西側フラップ
２０  可動反射板
３１  ２４時間タイマ
３２  スイッチング電源
３３  モータ制御回路
３４  ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）
【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】
0004274654.tif 000009
【図９】
0004274654.tif 000010
【図１０】
0004274654.tif 000011