JP2005003524A

JP2005003524A - 太陽追尾型センサ

Info

Publication number: JP2005003524A
Application number: JP2003167679A
Authority: JP
Inventors: Kuniharu Sasaki; 邦治佐々木; Kiyoshi Tanii; 清谷井; Shinichi Ibata; 晋一井端
Original assignee: Tachikawa Blind Manufacturing Co Ltd; Mitsubishi Jisho Sekkei Inc
Current assignee: Tachikawa Blind Manufacturing Co Ltd; Mitsubishi Jisho Sekkei Inc
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-06-12
Also published as: JP4216130B2

Abstract

【課題】直射光を精度よく遮光可能とした太陽追尾型センサを提供する。
【解決手段】太陽追尾装置に第一の照度計４ａを搭載して太陽軌跡を追尾可能とし、第一の照度計４ａの受光角を直射光を受光するために必要とする狭い角度とし、第二の照度計４ｂを直射光を受光不能に設置し、第一の照度計４ａと第二の照度計４ｂの検出照度との比較値を演算部１０で算出して出力する
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽の直射光を検出して、その直射光を自動的に遮るようにスラットの角度を制御する電動ブラインドの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動ブラインドの制御装置の一種類として、太陽の直射光の有無を検出して、ブラインドのスラット角度を制御する構成としたものが提案されている。このような制御装置では、直射光が室内に入射するような条件下では、ブラインドのスラットを深く回転させて直射光を遮断し、太陽の直射光がない場合には、スラットを水平方向に回転させて、十分な採光量を確保するように構成される。
【０００３】
直射光の有無は、天空の明るさを検知する照度センサで検出される。その照度センサは、例えば光軸を中心に±４５°程度の受光角を備えた３台の受光素子の取付方向を９０°ずつ変化させて、天空の明るさを検知する。
【０００４】
そして、制御装置は、照度センサで検出された天空の明るさが所定値以上であれば直射光があるものと判断し、所定値以下であれば直射光がないものと判断して、スラットの角度を調整する。
【０００５】
図６は、照度センサで検出された照度Ｐと、直射光の有無を判定する境界値Ｘとの関係を示す。照度Ｐは、通常、日の出から正午にかけて徐々に増大し、正午から日没にかけて徐々に減少する。
【０００６】
そして、制御装置は照度Ｐがあらかじめ設定された境界値Ｘを越えるまでは、スラットを水平方向に維持し、照度Ｐが境界値Ｘを越えると、スラットを回動させて直射光を遮光する。
【０００７】
また、特許文献１には全方向からの光を受光する第一のセンサと、北側からの光のみを受光する第二のセンサとの受光量の差に基づいて、直射光の有無を検出するようにした照度センサが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１９３６７７
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すような境界値Ｘに基づいて直射光の有無を検出する制御装置では、照度Ｐが境界値Ｘを越えると、自動的に直射光遮蔽制御が行われる。
【００１０】
ところが、曇天あるいは小雨の場合、直射光がなくても、照度Ｐが境界値Ｘを越えることがあり、このような場合にも直射光遮蔽制御が行われてしまう。従って、十分な採光量を確保することができないという問題点がある。
【００１１】
また、日没間際では、照度Ｐが低下して境界値Ｘを下回るため、スラットは水平方向に回動され、西日が直射光として室内に入射する。従って、目に眩しく感じられる西日を遮ることができないという問題点がある。
【００１２】
西日を確実に遮光するためには、境界値Ｘを下方に設定すればよい。しかし、境界値Ｘを下方に設定するほど、曇天あるいは小雨時に直射光がないにも関わらず、直射光遮蔽制御を行う範囲が拡大されてしまい、十分な採光量を得られないという問題点がある。
【００１３】
特許文献１に記載された照度センサでは、第一のセンサの受光角が広いため、直射光の有るときと無いときとの測定値の差が小さい。従って、直射光の有無を精度よく検出することができないという問題点がある。
【００１４】
この発明の目的は、直射光を精度よく検出し得る太陽追尾型センサを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１では、太陽追尾装置に第一の照度計を搭載して太陽軌跡を追尾可能とし、前記第一の照度計の受光角を直射光を受光するために必要とする狭い角度とし、第二の照度計を前記直射光を受光不能に設置し、前記第一の照度計と第二の照度計の検出照度との比較値を演算部で算出して出力する。
【００１６】
請求項２では、前記第二の照度計の受光角を前記第一の照度計の受光角と同一とした。
請求項３では、前記第二の照度計を前記第一の照度計に対し所定の角度差を設けて前記太陽追尾装置に搭載し、前記第二の照度計は直射光を受光不能とするとともに、太陽付近の天空の照度を検出可能とした。
【００１７】
請求項４では、前記第一及び第二の照度計の受光角は、０．５°〜２０°とした。
請求項５では、前記第一及び第二の照度計の受光角は、１５°とした。
【００１８】
請求項６では、前記第一の照度計の受光範囲の中心と、前記第二の照度計の受光範囲の中心との角度差を１５°とした。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。図１に示すブラインド制御装置は、ビルの各フロアに設置された多数のブラインド１がパソコン等で構成される制御部２に接続される。制御部２は、あらかじめ設定されたプログラムに基づいて、各ブラインド１のスラットの昇降動作及び角度調節動作を制御する。
【００２０】
前記制御部２には、太陽追尾型センサ３が接続されている。そして、制御部２は太陽追尾型センサ３の出力信号に基づいて、各ブラインド１のスラットの角度調節動作を制御する。
【００２１】
前記太陽追尾型センサ３を構成する照度計４を図２に示す。同図に示すように、照度計４は円筒状のケース５の底部に受光部６が設けられる。ケース５の上端は、蓋７が取着され、その蓋７の中央部には外光を取り入れるための円形の取入れ孔８が形成されている。
【００２２】
前記ケース５の長さは１００ｍｍ、取入れ孔８の径は２０ｍｍに設定されて、受光部６の受光角は約１５°に設定されている。
前記太陽追尾型センサ３では、このような照度計４を２本使用し、公知の太陽追尾装置（図示しない）に設置する。太陽追尾装置は、あらかじめ設定されたプログラムと日付及び時刻に基づいて、太陽の高度及び方位角を演算し、その演算値に基づいて太陽を追尾するものである。
【００２３】
そして、２本の照度計４のうち、図３に示す第一の照度計４ａは、太陽に相対するように設置され、第二の照度計４ｂは第一の照度計４ａより１５°上方を向くように設置される。
【００２４】
従って、太陽の直射光が存在する場合には、第一の照度計４ａでのみ直射光を受光可能であるので、図４に示すように、第一の照度計４ａで受光した第一の検出照度Ａと、第二の照度計４ｂで受光した第二の検出照度Ｂとの差が大きくなる。
【００２５】
また、直射光が存在しない場合には、第一の検出照度Ａと第二の検出照度Ｂとの差はほとんどなくなる。
図３は、前記太陽追尾型センサ３の電気的構成を示す。前記第一及び第二の照度計４ａ，４ｂの出力信号は、ＡＤ変換器９ａ，９ｂにそれぞれ入力される。ＡＤ変換器９ａ，９ｂは、アナログ値で出力される第一及び第二の照度計４ａ，４ｂの出力信号をデジタル値に変換して、演算部１０に出力する。
【００２６】
前記演算部１０は、各ＡＤ変換器９ａ，９ｂの出力信号を一定時間毎にそれぞれ取り込んで所定数の取り込みデータをラッチする。そして、各ＡＤ変換器毎の所定数の取り込みデータの平均値を算出し、次いでその差を比較値として演算して送信部１１に出力する。送信部１１は、演算部１０の出力信号を前記制御部２に出力する。
【００２７】
制御部２は、演算部１０の出力値が所定値以上であるとき、すなわち第一の検出照度Ａと第二の検出照度Ｂとの差が所定値以上であるとき、直射光を遮るように各ブラインド１のスラットを角度調節する。また、演算部１０の出力値が所定値以下であるとき、スラットを水平方向に角度調節する。
【００２８】
次に、上記のように構成されたブラインド制御装置の作用を説明する。太陽の直射光が存在する場合には、図４に示すように、日の出とともに、第一の検出照度Ａと第二の検出照度Ｂとの差が大きくなる。そして、第一の検出照度Ａと第二の検出照度Ｂとの差があらかじめ設定された所定値（例えば３０００ルックス）を越えると、直射光を遮るようにスラットが角度調節される。
【００２９】
日中において、直射光が弱くなったり、あるいはほとんどなくなると、第一の検出照度Ａと第二の検出照度Ｂとの差が所定値を下回る。すると、各ブラインド１では外光を採り入れるようにスラットが水平方向に回動される。
【００３０】
夕方において、西日が差し込むとき、第一及び第二の照度計４ａ，４ｂで受光する照度は日中に比べて低下するが、第一の照度計４ａでは直射光を受光するので、第一の検出照度Ａと第二の検出照度Ｂとの差は所定値以上となり、スラットは引き続いて直射光を遮蔽するように制御される。
【００３１】
また、日没から夜間には、あらかじめ設定されたプログラムに基づいて、例えばスラットが全閉となるように制御される。
上記のように構成された電動ブラインドの制御装置では、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）第一及び第二の照度計４ａ，４ｂの受光角を約１５°と小さく設定した。従って、直射光が存在するとき、太陽を追尾するように設置した第一の照度計４ａでは、直射光による照度を検出することができる。また、第二の照度計４ｂでは、直射光を受光しない角度で、かつ第一の照度計４ａの取付角度に近い角度で設置される。従って、直射光が存在するときは、第一の照度計４ａでの検出照度と第二の照度計４ｂでの検出照度との差を十分に確保することができるとともに、直射光が存在しないときは、第一及び第二の照度計４ａ，４ｂの検出照度に差はなくなる。このような構成により、直射光の有無を確実に検出することができる。
（２）西日による直射光が存在しているとき、天空の照度は小さくなっているが、第一及び第二の照度計４ａ，４ｂの検出照度の差を十分に確保することができるので、直射光の有無を確実に検出することができる。
（３）直射光の有無を確実に検出することができるので、日中あるいは西日により直射光が存在するときは、その直射光を遮るようにスラットを角度調節することができる。また、曇天や小雨時に天空の照度が十分高くても、直射光が存在しないときには、スラットを水平方向に角度調節して、窓外からの採光量を十分に確保することができる。
（４）前記従来例では、直射光が存在するか否かを判定する境界値を２００００ルックス程度に設定する必要があるが、この実施の形態では、第一及び第二の照度計４ａ，４ｂの検出照度差を３０００ルックス〜１０００ルックス程度に設定しても、直射光の有無を検出することができる。従って、照度の低い夕方でも、直射光の有無を容易に検出することができる。
（５）第一の照度計４ａを太陽追尾装置に搭載して太陽軌跡を追尾し、かつ第一の照度計４ａの受光角を直射光を受光するために必要とする狭い角度としたので、直射光がある場合とない場合との検出照度の差を十分に確保することができる。
（６）第一の照度計４ａと第二の照度計４ｂの両方を太陽追尾装置に搭載して、第二の照度計４ｂで常に太陽付近の照度を検出可能としたので、太陽が雲におおわれているか否か等、太陽の付近の天候を正確に判断でき、照度の低い夕方でも直射光の有無を正確に検出することができる。
【００３２】
上記実施の形態は、次に示すように変更することもできる。
・第一及び第二の照度計４ａ，４ｂの受光角は、太陽追尾装置の精度を確保することができれば、太陽の径に相当する０．５°としてもよい。太陽追尾装置の現実的な精度を考慮すれば、０．５°から２０°程度の範囲に設定することが望ましい。
・演算部１０は、第一及び第二の照度計４ａ，４ｂの検出照度の差を演算すること以外に、検出照度を除算した値を出力するようにしてもよい。
・第二の照度計４ｂは、太陽追尾装置に搭載することなく、受光方向を固定してもよい。この場合、その受光方向を太陽軌跡が交差しない北側とすればよい。
・第二の照度計４ｂの受光角を第一の照度計４ａの受光角とは異なる角度としてもよい。この場合には、各照度計４ａ，４ｂの検出照度を受光角の差に基づく感度比で補正して、照度差を算出する。
・第二の照度計４ｂを、第一の照度計４ａと同一の受光方向で太陽追尾装置に搭載してもよい。この場合には、図５に示すように、蓋７の中央部からずれた位置に取入れ孔１２を形成すれば、直射光を受光しないようにすることができる。
・第一及び第二の照度計４ａ，４ｂの出力信号を各ブラインド１のヘッドボックスに内蔵されるブラインド制御部に直接入力し、第一及び第二の照度計４ａ，４ｂの検出照度に基づく演算を各ブラインド制御部で行うようにしてもよい。
【００３３】
上記実施の形態から得られる前記請求項以外の技術思想を以下に述べる。
請求項１乃至６のいずれかに記載の太陽追尾型センサの出力信号に基づいてスラットの角度調節を行うことを特徴とする電動ブラインドの制御装置。このような電動ブラインドでは、直射光を精度よく遮光することができる。
【００３４】
請求項１乃至６のいずれかに記載の第一及び第二の照度計の検出照度を、電動ブラインドに内蔵されるブラインド制御部に入力して演算し、その演算値に基づいてスラットを角度調節することを特徴とする電動ブラインドの制御装置。このような電動ブラインドでは、各電動ブラインドのブラインド制御部により直射光の有無の判定と、スラットの角度調節制御を行って、直射光を精度よく遮光することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明は直射光を精度よく検出し得る太陽追尾型センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動ブラインドの制御装置を示す概要図である。
【図２】照度計を示す断面図である。
【図３】太陽追尾型センサの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】照度計の検出照度を示す説明図である。
【図５】第二の照度計の別例を示す断面図である。
【図６】従来の電動ブラインドの制御を示す説明図である。
【符号の説明】
４ａ第一の照度計
４ｂ第二の照度計
１０演算部

Claims

太陽追尾装置に第一の照度計を搭載して太陽軌跡を追尾可能とし、前記第一の照度計の受光角を直射光を受光するために必要とする狭い角度とし、第二の照度計を前記直射光を受光不能に設置し、前記第一の照度計と第二の照度計の検出照度との比較値を演算部で算出して出力することを特徴とする太陽追尾型センサ。
前記第二の照度計の受光角を前記第一の照度計の受光角と同一としたことを特徴とする請求項１記載の太陽追尾型センサ。
前記第二の照度計を前記第一の照度計に対し所定の角度差を設けて前記太陽追尾装置に搭載し、前記第二の照度計は直射光を受光不能とするとともに、太陽付近の天空の照度を検出可能としたことを特徴とする請求項２記載の太陽追尾型センサ。
前記第一及び第二の照度計の受光角は、０．５°〜２０°としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽追尾型センサ。
前記第一及び第二の照度計の受光角は、１５°としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽追尾型センサ。
前記第一の照度計の受光範囲の中心と、前記第二の照度計の受光範囲の中心との角度差を１５°としたことを特徴とする請求項５記載の太陽追尾型センサ。