特許 5772496 照明装置付屋根構造体並びにこれを用いたカーポート用屋根および待合スペース用屋根

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5772496

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】照明装置付屋根構造体並びにこれを用いたカーポート用屋根および待合スペース用屋根

(51)【国際特許分類】

   E04D 13/18 20140101AFI20150813BHJP

   E04H 6/02 20060101ALI20150813BHJP

   E04H 1/12 20060101ALI20150813BHJP

   H01L 31/054 20140101ALI20150813BHJP

   H01L 31/055 20140101ALI20150813BHJP

   H01L 31/075 20120101ALI20150813BHJP

   H02S 20/10 20140101ALI20150813BHJP

   H02S 20/20 20140101ALI20150813BHJP

   H02S 40/38 20140101ALI20150813BHJP

   F21S 9/03 20060101ALI20150813BHJP

   F21Y 101/02 20060101ALN20150813BHJP

【ＦＩ】

   E04D13/18

   E04H6/02 C

   E04H1/12 306B

   E04H1/12ETD

   H01L31/04 620

   H01L31/04 622

   H01L31/06 500

   H02S20/10 C

   H02S20/10 H

   H02S20/10 U

   H02S20/20 200

   H02S40/38

   F21S9/03

   F21Y101:02

【請求項の数】24

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2011-232518(P2011-232518)

(22)【出願日】2011年10月24日

(62)【分割の表示】特願2006-215246(P2006-215246)の分割

【原出願日】2006年8月8日

(65)【公開番号】特開2012-36729(P2012-36729A)

(43)【公開日】2012年2月23日

【審査請求日】2011年10月24日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004743

【氏名又は名称】日本軽金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【復代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(74)【復代理人】

【識別番号】100129067

【弁理士】

【氏名又は名称】町田 能章

(72)【発明者】

【氏名】内田 勝也

(72)【発明者】

【氏名】岡村 克也

(72)【発明者】

【氏名】土屋 和夫

(72)【発明者】

【氏名】青木 一男

【審査官】 西村 直史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１９４９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３０８５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０１６８０９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｄ １３／１８

Ｅ０４Ｈ １／１２

Ｅ０４Ｈ ６／０２

Ｆ２１Ｓ ９／０３

Ｈ０１Ｌ ３１／０５４

Ｈ０１Ｌ ３１／０５５

Ｈ０１Ｌ ３１／０７５

Ｈ０２Ｓ ２０／１０

Ｈ０２Ｓ ２０／２０

Ｈ０２Ｓ ４０／３８

(57)【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、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、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、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を備える電源部と、前記バッテリーから供給される直流の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前記照明装置の外殻を構成する一体のケーシング内に設けており、
前記枠材は、前記光透過性板材を支持する支持部材と、その下方に配置された梁とを備えており、
前記照明装置は、前記梁に固定されて、上方に位置する前記光透過性板材の下面に対向するように構成されており、
前記光透過性板材は、上に凸となる湾曲部のみを備えてなり、
前記ソーラーパネルは、前記光透過性板材の形状に追従可能であるとともに前記光透過性板材の下面に布設されている
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、前記電源部が前記発光部の上部に配置されている
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】

前記発光部の上部に、前記発光部で発生する熱を放熱させる放熱部材を設けた
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】

前記放熱部材は、前記発光部に当接する基板と、この基板に取り付けられた放熱フィンとを備えた
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】

前記放熱部材は、銅または銅合金にて形成されている
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】

前記基板は、銅または銅合金にて形成され、
前記放熱フィンは、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成された
ことを特徴とする請求項１４に記載の照明装置付屋根構造体。

【請求項17】

前記照明装置の外殻を構成するケーシングに、内部の空気を流通させるための換気口を設けた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１６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】

前記換気口は、互いに対向するケーシングの壁面に少なくとも一対設けられており、
この一対の前記換気口の少なくとも一方に、ファンを設けた
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】

光透過性板材と、この光透過性板材を支持する枠材と、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、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、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を備える電源部と、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いるとともに、
前記照明装置は、前記枠材に固定されて、上方に位置する前記光透過性板材の下面に対向するように構成されており、
前記ソーラーパネルは、前記光透過性板材の下面に対向するように当該下面に布設されており、
前記ソーラーパネルが布設された位置の前記光透過性板材には、蛍光体を含有する光透過性樹脂シートが貼付されている
ことを特徴とする照明装置付屋根構造体。

【請求項20】

光透過性板材と、この光透過性板材を支持する枠材と、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、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、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を備える電源部と、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いるとともに、
前記照明装置は、前記枠材に固定されて、上方に位置する前記光透過性板材の下面に対向するように構成されており、
前記ソーラーパネルは、前記光透過性板材の下面に対向するように当該下面に布設されており、
前記ソーラーパネルが布設された位置の前記光透過性板材には、前記ソーラーパネルに太陽光を集光させるプリズムシートが貼付されている
ことを特徴とする照明装置付屋根構造体。

【請求項21】

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】

請求項１乃至請求項２２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24】

請求項１乃至請求項２２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。

【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並びにこれを用いたカーポート用屋根および待合スペース用屋根に関する。

【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、特に透明な光透過性板材では、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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【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

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

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、消費電力が大きく、蓄電池が大型化してしまうので、蓄電池の更なる小型化が必要であった。

【0008】

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手間がかかるとともに、各部材を接続する手間も要していた。また、ソーラーパネルは屋根上に設置されているため、風雨に晒されて短時間で劣化してしまうといった問題もあった。

【0009】

さらに、照明装置の照度を高めるために、太陽光発電による発電量を増加することも望まれている。

【0010】

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、照明装置の構造の簡略化および小型化が図れるとともに、太陽光発電の発電量が大きく、かつ容易に設置作業が行える照明装置付屋根構造体並びにこれを用いたカーポート用屋根および待合スペース用屋根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】

【0011】

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、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、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、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を備える電源部と、前記バッテリーから供給される直流の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前記照明装置の外殻を構成する一体のケーシング内に設けており、前記枠材は、前記光透過性板材を支持する支持部材と、その下方に配置された梁とを備えており、前記照明装置は、前記梁に固定されて、上方に位置する前記光透過性板材の下面に対向するように構成されており、前記光透過性板材は、上に凸となる湾曲部のみを備えてなり、前記ソーラーパネルは、前記光透過性板材の形状に追従可能であるとともに前記光透過性板材の下面に布設されていることを特徴とする照明装置付屋根構造体である。

【0012】

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がなく、複雑なインバータ回路を設ける必要もないので、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、バッテリーの小型化を達成でき、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、現場での配線は、ソーラーパネルと照明装置の間のみで済み、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、ソーラーパネルは、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、ソーラーパネルが風雨に晒されるのを防止でき、ソーラーパネルの劣化を遅らせることができる。さらに、光透過性板材を透過した太陽光を、ソーラーパネルで効率的に受光することができるとともに、大面積のソーラーパネルを設置できるので、発光部で消費する電力を大量に確保することができ、照明装置の照度を高めることができる。また、ソーラーパネルの光透過性板材への固定を容易に行うことができるとともに、ソーラーパネルの設置スペース（厚さ）を小さくすることができ、光透過性板材の下部の空間を大きく確保できる。さらに、ソーラーパネルを湾曲した形状の光透過性板材に沿わせて布設することができる。

【0017】

請求項２に係る発明は、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請求項１に記載の照明装置付屋根構造体である。

【0018】

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。

【0019】

請求項３に係る発明は、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である。

【0020】

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。

【0021】

請求項４に係る発明は、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である。

【0022】

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、構造設計の自由度が高まるとともに、照明装置の取付けなどを容易に行うことができる。

【0023】

請求項５に係る発明は、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である。

【0024】

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。

【0025】

請求項６に係る発明は、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請求項５に記載の照明装置付屋根構造体である。

【0026】

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。

【0027】

請求項７に係る発明は、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である。

【0028】

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。

【0029】

請求項８に係る発明は、前記照明装置の前記電源部が前記発光部の上部に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である。

【0030】

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。

【0031】

請求項９に係る発明は、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である。

【0032】

このような構成によれば、発光部からの照明光を、下方に効率的に照射することができ、照明効率の高い照明装置を提供できる。

【0033】

請求項１０に係る発明は、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請求項９に記載の照明装置付屋根構造体である。

【0034】

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。

【0035】

請求項１１に係る発明は、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である。

【0036】

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。

【0037】

請求項１２に係る発明は、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である。

【0038】

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。

【0039】

請求項１３に係る発明は、前記発光部の上部に、前記発光部で発生する熱を放熱させる放熱部材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である。

【0040】

このような構成によれば、発光ダイオード（発光部）から発生する熱を効率的に周囲に放熱することができる。

【0041】

請求項１４に係る発明は、前記放熱部材が、前記発光部に当接する基板と、この基板に取り付けられた放熱フィンとを備えた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である。

【0042】

このような構成によれば、発光部からの熱を、放熱フィンを介して、さらに効率的に周囲に放熱させることができる。

【0043】

請求項１５に係る発明は、前記放熱部材が、銅または銅合金にて形成されている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である。

【0044】

このような構成によれば、発光部からの熱を効率的に吸収して周囲に放熱することができる。

【0045】

請求項１６に係る発明は、前記基板は、銅または銅合金にて形成され、前記放熱フィンは、アルミニウムまたはアルミニウム合金にて形成されたことを特徴とする請求項１４に記載の照明装置付屋根構造体である。

【0046】

このような構成によれば、放熱部材の軽量化を図りつつ、発光部からの熱を効率的に周囲に放熱させることができる。

【0047】

請求項１７に係る発明は、前記照明装置の外殻を構成するケーシングに、内部の空気を流通させるための換気口を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の照明装置付屋根構造体である。

【0048】

このような構成によれば、照明装置内部の換気を行うことができ、照明装置内部の温度上昇を防止することができる。

【0049】

請求項１８に係る発明は、前記換気口が、互いに対向するケーシングの壁面に少なくとも一対設けられており、この一対の前記換気口の少なくとも一方に、ファンを設け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である。

【0050】

このような構成によれば、照明装置内部の空気を強制的に流通させることができ、照明装置内部の温度上昇を確実に防止することができる。

【0051】

請求項１９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、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、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、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を備える電源部と、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いるとともに、前記照明装置は、前記枠材に固定されて、上方に位置する前記光透過性板材の下面に対向するように構成されており、前記ソーラーパネルは、前記光透過性板材の下面に対向するように当該下面に布設されており、前記ソーラーパネルが布設された位置の前記光透過性板材には、蛍光体を含有する光透過性樹脂シートが貼付されていることを特徴とする照明装置付屋根構造体である。

【0052】

このような構成によれば、光透過性板材を透過する太陽光のうち、近紫外線領域の光を可視光線に変換することができ、ソーラーパネルによる発電効率（エネルギー変換効率）を向上させることができる。

【0053】

請求項２０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、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、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、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を備える電源部と、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いるとともに、前記照明装置は、前記枠材に固定されて、上方に位置する前記光透過性板材の下面に対向するように構成されており、前記ソーラーパネルは、前記光透過性板材の下面に対向するように当該下面に布設されており、前記ソーラーパネルが布設された位置の前記光透過性板材には、前記ソーラーパネルに太陽光を集光させるプリズムシートが貼付されていることを特徴とする照明装置付屋根構造体である。

【0054】

このような構成によれば、太陽光が光透過性板材の上面で全反射するのを防止することができ、太陽光エネルギーの利用効率を高めることができる。

【0055】

請求項２１に係る発明は、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である。

【0056】

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。

【0057】

請求項２２に係る発明は、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である。

【0058】

このような構成によれば、周囲の明るさに応じて照明装置のオン・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。

【0059】

請求項２３に係る発明は、請求項１乃至請求項２２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。

【0060】

このような構成によれば、照明装置の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、かつ発電容量の大きいカーポート用屋根を提供することができる。

【0061】

請求項２４に係る発明は、請求項１乃至請求項２２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。

【0062】

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、かつ発電容量の大きい待合スペース用屋根を提供することができる。

【発明の効果】

【0063】

本発明によれば、照明装置の構造の簡略化および小型化が図れるとともに、太陽光発電の発電量が大きく、かつ容易に設置作業が行えるといった優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【0064】

【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参考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】参考実施形態に係る照明装置付屋根構造体の照明装置を示した上面図である。

【図3】参考実施形態に係る照明装置付屋根構造体の照明装置を示した側面図である。

【図4】参考実施形態に係る照明装置付屋根構造体の照明装置を示した側面図である。

【図5】参考実施形態に係る照明装置付屋根構造体の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】参考実施形態に係る照明装置付屋根構造体の放熱部材を示した斜視図である。

【図9】照明装置の光透過性板材への取り付け状態を示した斜視図である。

【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参考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。

【発明を実施するための形態】

【0065】

［参考実施形態］
本発明に係る照明装置付屋根構造体を実施するための参考の形態について、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。

【0066】

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参考の形態を示した斜視図、図２は参考実施形態に係る照明装置付屋根構造体の照明装置を示した上面図、図３は参考実施形態に係る照明装置付屋根構造体の照明装置を示した側面図、図４は参考実施形態に係る照明装置付屋根構造体の照明装置を示した側面図、図５は参考実施形態に係る照明装置付屋根構造体の照明装置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、図８は参考実施形態に係る照明装置付屋根構造体の放熱部材を示した斜視図である。

【0067】

まず、参考実施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。

【0068】

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、この光透過性板材１０を支持する枠材２０と、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７０と、ソーラーパネル７０で発電された電力によって点灯する照明装置３０とを備えている。

【0069】

（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、照明装置付屋根構造体１の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（図示せず）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）。

【0070】

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、可視光線・紫外線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、赤外線領域で生じる「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、可視光線領域の太陽光の大部分を透過する。

【0071】

図１に示すように、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ＳｉＯ_２、ＣａＯ、Ｎａ_２Ｏ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。光透過性硝子板は、特に、白板ガラスとすること好ましい。白板ガラスは、近紫外線（波長：３２０ｎｍ）から近赤外線（波長：２．５μｍ）の領域の光を効率的に透過させることができる。

【0072】

ソーラーパネル７０が布設された位置の光透過性板材１０には、蛍光体を含有する光透過性樹脂シート１２が貼付されている。なお、ソーラーパネル７０が布設されない部分の光透過性板材１０にも光透過性樹脂シート１２を貼付してもよい。光透過性樹脂シート１２は、光透過性板材１０の上面あるいは下面（本実施の形態では上面）に貼付されている。なお、図示しないが、光透過性樹脂シート１２を光透過性板材１０の下面に貼付する場合は、光透過性樹脂シート１２の下面にソーラーパネル７０がさらに布設されることとなる。

【0073】

光透過性樹脂シート１２は、光透過性樹脂板などの基材を備えており、この基材に無機蛍光体が含有されている。この光透過性樹脂シート１２は、紫外線領域の光を可視光線領域の光に変換させるものであって、白色、青色、緑色、赤色などに発光するものがある。例えば、白色発光する無機蛍光体としては、リン酸カルシウム（３Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２・Ｓｂ）などが挙げられる。無機蛍光体は、各色発光のものを混合させて、混合蛍光体として使用することもできる。光透過性樹脂板の原料に無機蛍光体を適量混合させて、成型することで光透過性樹脂シート１２が形成される。

【0074】

（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。

【0075】

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。本実施の形態では、片持ち梁２５は、先端に向かうに連れて下方に湾曲する形状となっている。なお、この湾曲形状は一例であって、どのような形状であってもよい。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。

【0076】

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。

【0077】

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Ｍｇ_２Ｓｉ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。

【0078】

（ソーラーパネル）
ソーラーパネル７０は、太陽光を半導体に当てることで電子を放出させ、その電子を外部に取り出すことで発電するように構成されている。図１に示すように、ソーラーパネル７０は、その受光面が、光透過性板材１０の下面（太陽が位置する方向とは逆側）に対向するように設けられている。特に、本実施の形態では、ソーラーパネル７０は、光透過性板材１０の下面に受光面（ソーラーパネル７０の上側面）が沿うように布設されている。ソーラーパネル７０は、変形可能なフレキシブルソーラーパネル７１（フレキシブルパネル）にて構成されており、湾曲した光透過性板材１０の形状に追従可能になっている。

【0079】

ソーラーパネル７０に用いられるシリコン系半導体材料としては、例えば、単結晶Ｓｉ系（ｃ−Ｓｉ）薄膜、多結晶Ｓｉ系（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）薄膜、アモルファスＳｉ系（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）薄膜、アモルファスＳｉＧｅ系（ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ）薄膜などが挙げられる。なお、近年では、前記構造の太陽電池の他にも化合物半導体を利用した太陽電池や色素増感型の太陽電池も実用化されつつある。

【0080】

本実施の形態のフレキシブルソーラーパネル７１は、耐熱性の高い透明樹脂シートを備えており、プラズマＣＶＤ法によって、各種アモルファス系薄膜を前記透明樹脂シートに形成することで、製造されている。ここで、一例としてａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜の製造方法を説明する。水素（Ｈ_２）とシランガス（ＳｉＨ_４）を原料として、このガスをプラズマＣＶＤ装置内に導入し、高周波電圧を印加する。これによって、シランガスおよび水素が分解した気体、いわゆるプラズマが電極間に発生する。そして、プラズマ中の化学種が基板上に析出してアモルファスシリコンの薄膜が生成される。さらに詳しくは、透明かつ低抵抗なＳｎＯ_２などで、透明電極を形成させたポリイミドなどの透明樹脂の基板上に、プラズマＣＶＤ法で、アモルファスシリコンのｐ型半導体層、ｉ型半導体層、ｎ型半導体層を順次堆積させる。原料のシランにジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）あるいはホスフィン（ＰＨ_３）などを混合しておくと、薄膜中に硼素（Ｂ）あるいは燐（Ｐ）をドーピングすることができ、それぞれｐ型、ｎ型のａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜が得られる。そして最後に、アルミニウムなどの金属で第２の透明電極を形成させる。なお、ａ−ＳｉＣ：Ｈ薄膜の製造においては、原料ガスとしてさらにメタン（ＣＨ_４）が必要となり、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ薄膜の製造においては、原料ガスとしてさらに水素化ゲルマニウム（ＧｅＨ_４）が必要となる。

【0081】

ところで、太陽光のエネルギー密度は、日中で１ｍ^２当たり１ｋＷ程度である。ソーラーパネル７０のエネルギー変換効率を１０％とすると、ソーラーパネル７０の発電容量は１ｍ^２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材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７０から得られる電力は、１ｍ^２当たり５０Ｗ程度と推定される。

【0082】

なお、フィルム型の色素増感型太陽電池を製造するに際しては、透明樹脂フィルムをロールによって送り出し、例えば、ＴｉＯ_２ペースト印刷染色工程、およびラミネート工程を連続して施すことが可能である。これによって、今後、低価格のフレキシブルソーラーパネルが、提供される可能性もある。

【0083】

フレキシブルソーラーパネル７１は、接着剤を介して光透過性板材１０に貼り付けられている。接着剤は、例えば、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）にて構成されている。フレキシブルソーラーパネル７１を、光透過性板材１０に貼り付けるに際しては、フレキシブルソーラーパネル７１の表面全体に、接着剤を塗布した後に、光透過性板材１０の下面から当接させて貼り付ける。

【0084】

（照明装置）
図６および図７に示すように、照明装置３０は、図１に示したソーラーパネル７０（フレキシブルソーラーパネル７１）で変換した電気エネルギーを蓄えるバッテリー３３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にて構成される発光部５１とを一体的に有している。照明装置３０は、その外殻を構成するケーシング６１を有しており、このケーシング６１内に、制御部４１と電源部３１と発光部５１とが設けられている。電源部３１は、発光部５１の上部（太陽が位置する側）に配置されている。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（図３も参照）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（図４も参照）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、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。

【0085】

〈電源部〉
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、制御部４１の下方で、後記する放熱部材７２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ＬｉＣｏＯ_２、負極はＣ、セパレータとしての電解質にはＬｉＣｉＯ_４、ＬｉＰＦ_６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。

【0086】

ＬｉＣｏＯ_２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。

【0087】

【数1】

【0088】

バッテリー３３は、ソーラーパネル７０の太陽電池（図示せず）と接続されており、各太陽電池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。

【0089】

〈制御部〉
図６および図７に示すように、制御部４１は、照明装置３０の上部で、バッテリー３３および発光部５１の上方に配置されている。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の下面で発光部５１の照明の妨げにならない位置に設けられている。

【0090】

〈発光部〉
図６および図７に示すように、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、所定の間隔で直線状に複数配設されている。

【0091】

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。

【0092】

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、３Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）_２：Ｓｂ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。

【0093】

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されている。リフレクター５５は、図７に示すように、中央部が所定の曲率で上方に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、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）。

【0094】

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。

【0095】

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。

【0096】

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、Ｍｇ_２Ｓｉ、Ａｌ−（Ｆｅ・Ｍｎ）−Ｓｉ、Ａｌ_６Ｍｎ等の金属間化合物や、中間焼鈍など熱処理時に析出したＭｇ_２Ｓｉ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。

【0097】

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の構成であればよい。

【0098】

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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

図６乃至図８に示すように、発光部５１の上部のリフレクター５５の上部には、発光部５１で発生する熱を空気中に放熱させる放熱部材７２が設けられている。放熱部材７２は、発光部５１のリフレクター５５に当接して接合される基板７３と、この基板７３に取り付けられた放熱フィン７４とを備えている。放熱フィン７４は、発光ダイオード５２の配列方向と直交する方向（図６の紙面表裏方向）に延出するように配置され、立設されており、発光ダイオード５２の配列方向（図６の紙面左右方向）に所定の間隔をあけて複数並列されている。基板７３は、銅または銅合金にて形成され、放熱フィン７４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。アルミニウムまたはアルミニウム合金製の放熱フィン７４を、銅または銅合金製の基板７３に取り付けるに際しては、基板７３の表面に放熱フィン７４を当接させて固定して、基板７３の裏面から、円周方向に回転する円盤状の接合ツールの周面を押し当てる。すなわち、放熱フィン７４は、摩擦振動接合（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、基板７３に接合する。

【0102】

図３、図６および図７に示すように、照明装置３０の外殻を構成するケーシング６１には、内部の空気を流通させるための換気口６７が設けられている。換気口６７は、互いに対向するケーシング６１の壁面（本実施の形態では、側フレーム６１ａ，６１ａ）に一対設けられている。一対の換気口６７，６７は、放熱部材７２と対応する高さに配置されており、放熱フィン７４の延出方向の両端側に形成されている。これによって、空気は放熱フィン７４の延長方向に沿って流れやすくなり、放熱効率が向上する。また、発光ダイオード５２の配列方向とは直交する方向に放熱フィン７４が延出していることによって、空気は発光ダイオード５２の配列方向とは直交する方向に流れる。なお、換気口６７は、互いに対向する側フレーム６１ａ，６１ａに、少なくとも一対設けられていればよく、複数対設けてもよいし、向かい合う側フレーム６１ａ，６１ａで異なる個数を設けてもよい。

【0103】

一対の換気口６７，６７の少なくとも一方（本実施の形態では両方）には、内部の空気を強制的に流通させるためのファン６８，６８が設けられている。これらのファン６８，６８は、一方が吸気用ファンで、他方が排気用ファンとなっており、ケーシング６１の内部の空気が効率よく換気されるようになっている。なお、換気口が多数設けられた場合は、ファンは全ての換気口に設けてもよいし、選択的に設けてもよい。

【0104】

図６および図７に示すように、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。

【0105】

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。本実施の形態では、図１に示すように、ソーラーパネル７０が布設されていない光透過性板材１０の下面に固定されている。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、照明装置３０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、照明装置３０の表面に通気性を確保することができる。これによって、照明装置３０上での結露を防止することができ、防錆性能を向上させることができる。

【0106】

なお、照明装置３０は、図９に示すように、ソーラーパネル７０が布設された光透過性板材１０に固定するようにしてもよい。この場合は、照明装置３０のパッキン６５が相当する位置に、開口部７５を形成し、光透過性板材１０の下面を露出させる。そして、その露出された光透過性板材１０の下面にパッキン６５を接着剤で固定する。

【0107】

また、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、ネジ（図示せず）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、ネジの頭部と光透過性板材１０との間に、ゴム製のパッキンとワッシャを介設して、防水性を確保するのが好ましい。

【0108】

次に、前記構成の照明装置付屋根構造体１およびカーポート用屋根２の作用を説明する。

【0109】

このような構成の照明装置付屋根構造体１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はなく、複雑なインバータ回路を設ける必要もなく、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、バッテリー３３の小型化も達成でき、照明装置３０全体の小型化が図れる。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。さらに、本発明では、ソーラーパネル７０を光透過性板材１０の下面に布設しているので、大きな受光面積を得ることができる。したがって、大きな発電量を得ることができる上に、発光ダイオード５２は少ない電力量で発光できるので、照度が非常に大きい照明を長時間に亘って提供することができる。

【0110】

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の簡略化および小型化が図れる。さらに、現場での配線は、ソーラーパネル７０と照明装置３０との間だけで済むので、ソーラーパネル７０および照明装置３０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、設置作業の手間をさらに低減できる。

【0111】

また、本発明では、ソーラーパネル７０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、ソーラーパネル７０が風雨に晒されるのを防止でき、ソーラーパネル７０の劣化を遅らせることができる。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、ソーラーパネル７０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。さらに、ソーラーパネル７０は、大きい受光面積を確保できるので、発電量を大幅に増加させることができる。

【0112】

さらに、ソーラーパネル７０が布設された位置の光透過性板材１０には、蛍光体を含有する光透過性樹脂シート１２が貼付されているので、蛍光体によって、太陽光のうち、紫外領域の光を、可視光領域の光に変換してソーラーパネル７０に照射させることができる。これによって、効率的なエネルギー変換を行うことができ、ソーラーパネル７０における発電量を増加させることができる。

【0113】

また、ソーラーパネル７０は、光透過性板材１０の下面に接着剤を介して、布設されているので、光透過性板材１０に容易に固定することができる。さらに、ソーラーパネル７０の設置スペース（厚さ）を小さくすることができ、光透過性板材１０とソーラーパネル７０を備える屋根部分の厚さを薄くすることができる。したがって、光透過性板材１０の下部の空間を大きく確保することができる。

【0114】

さらに、ソーラーパネル７０が、フレキシブルソーラーパネル７１にて構成されているので、本実施の形態のように、光透過性板材１０が湾曲した形状であっても、ソーラーパネル７０を、光透過性板材１０の下面に追従させて、確実に接着して布設することができる。

【0115】

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。

【0116】

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、ソーラーパネル７０や照明装置３０の取付けなどを容易に行うことができる。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。

【0117】

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。

【0118】

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。

【0119】

一方、照明装置３０の電源部３１が発光部５１の上部に配置されているので、ソーラーパネル７０と電源部３１との配線を短くすることができ、また、電源部３１と発光部５１との配線も短くできる合理的な配置とすることができ、照明装置３０の小型化および低コスト化を達成できる。

【0120】

また、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。

【0121】

そして、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。

【0122】

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。

【0123】

発光部５１の上部のリフレクター５５の上部に、放熱部材７２を設けたことによって、発光ダイオード５２（発光部５１）から発生する熱を効率的に周囲に放熱することができる。特に、放熱部材７２は、リフレクター５５を介して発光部５１に当接する基板７３と、この基板７３に取り付けられた放熱フィン７４とを備えているので、発光部５１からの熱を、放熱フィン７４を介して、さらに効率的に周囲に放熱させることができる。

【0124】

特に、基板７３は、銅または銅合金にて形成され、放熱フィン７４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、放熱フィン７４は、摩擦振動接合によって、基板７３に接合できる。これによれば、接合境界部の熱伝導率は２５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることができ、非常に放熱性能が高く、また、取り付けに際してロウ付けで必要となるフラックスを用いる必要はないので、環境に配慮した放熱部材７２を提供できる。さらに、放熱フィン７４にアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いているので、放熱部材７２の軽量化が達成され、照明装置３０全体の軽量化を達成することができる。

【0125】

照明装置３０のケーシング６１に、内部の空気を流通させるための換気口６７を設けたことによって、照明装置３０内部の換気を行うことができ、照明装置３０内部の温度上昇を防止することができる。換気口６７は、互いに対向するケーシング６１の壁面に少なくとも一対設けられているので、換気効率が高い。一対の換気口６７，６７は、放熱部材７２と対応する高さに配置されており、放熱フィン７４の延出方向の両端側に形成されているので、空気は放熱フィン７４の延長方向に沿って流れやすくなり、放熱効率が向上する。また、発光ダイオード５２の配列方向とは直交する方向に放熱フィン７４が延出していることによって、空気は発光ダイオード５２の配列方向とは直交する方向に流れる。そのため、一つの放熱フィン７４と接する発光ダイオード５２は、単数であるので、冷却効率が高く、確実に冷却できる。

【0126】

さらに、換気口６７，６７には、内部の空気を強制的に流通させるためのファン６８，６８が設けられているので、ケーシング６１の内部の空気を強制的に流通させて換気することができ、さらに放熱効率を高めることができる。

【0127】

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期待できるとともに、照明の明るさや向きを調整することができる。

【0128】

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、バッテリー３３のさらなる小型化が図れる。

【0129】

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。

【0130】

なお、本実施の形態では、ソーラーパネル７０が布設された位置の光透過性板材１０に、蛍光体を含有する光透過性樹脂シート１２が貼付されているが、光透過性樹脂シート１２に代えて、プリズムシート（図示せず）を貼付するようにしてもよい。プリズムシートを設けることによって、太陽光が光透過性板材で全反射するのを防止できるとともに、太陽光を均一に透過させ、ソーラーパネル７０の発電効率を向上させることができる。

【0131】

［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形態を示した斜視図である。

【0132】

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。

【0133】

図１０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とソーラーパネル７０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。

【0134】

（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。

【0135】

（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、参考実施形態のものと同様である。

【0136】

（照明装置）
照明装置３０は、参考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、参考実施形態と比較して、求められる明るさが明るいので、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。

【0137】

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、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。

【0138】

（ソーラーパネル）
本実施の形態におけるソーラーパネル７０も、参考実施形態のソーラーパネル７０と同等の構成である。すなわち、ソーラーパネル７０は、その受光面が、光透過性板材１０の下面に受光面が当接するように布設されている。ソーラーパネル７０は、変形可能なフレキシブルソーラーパネル７１（フレキシブルパネル）にて構成されており、湾曲した光透過性板材１０の形状に沿って追従するように布設されている。フレキシブルソーラーパネル７１は、接着剤を介して光透過性板材１０の下面に貼り付けられている。
本実施の形態によれば、参考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、参考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の容量が大きいので、ソーラーパネル７０の受光面積を大きくして発電容量を大きくしたことがより有効となる。

【0139】

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、参考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。

【0140】

以上、本発明を実施するため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、前記の参考実施形態および本発明の実施形態では、ソーラーパネル７０がフレキシブルソーラーパネル７１にて構成され、湾曲した光透過性板材１０に追従して布設されるようになっているが、光透過性板材が平板状の場合には、ソーラーパネルは、フレキシブルである必要はなく、硬い平板状のパネルであってもよい。

【0141】

また、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。

【0142】

さらに、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。

【0143】

また、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。

【0144】

さらに、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。

【符号の説明】

【0145】

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
３１ 電源部
３３ バッテリー
５１ 発光部
５２ 発光ダイオード
５５ リフレクター
５６ カバー
６１ ケーシング
６７ 換気口
６８ ファン
７０ ソーラーパネル
７１ フレキシブルソーラーパネル（フレキシブルパネル）
７２ 放熱部材
７３ 基板
７４ 放熱フィン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】