JP2010077719A - Shutter device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shutter device which can be simply installed without the need for a large amount of time and huge costs. <P>SOLUTION: This shutter device includes: a frame body which has an opening corresponding to an opening of a building frame: a shutter curtain for opening/closing the opening of the frame body; a first sensor 31 for detecting the incident direction of sunlight; and a second sensor 32 for detecting a direction in a rectangular coordinate system comprising three axes orthogonal to one another. The first sensor 31 comprises an aperture 38 in which an opening 40 for limiting an incident area of the sunlight is formed, and a two-dimensional position detecting element 39 which has a photoresponse area 41 and which is arranged in such a manner that the photoresponse area 41 faces the opening 40 of the aperture 38. The first and second sensors 31 and 32 are provided in a prescribed positional relationship in the frame body, and an operating state of the shutter curtain is changed on the basis of output from the first and second sensors 31 and 32. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、シャッター装置に関する。   The present invention relates to a shutter device.

シャッター装置として、太陽位置に基づいてスラットの昇降及び角度を自動制御するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のシャッター装置では、ディップスイッチにシャッター装置が設置される窓面の地球上の位置及び方位を設定し、所定の時間間隔で、窓面の緯度、経度、方位の設定値及び日時に基づいて窓面に対する太陽位置を計算し、太陽位置計算値に基づいてスラット角度を計算し、スラット角度計算値に基づいてスラット角度調整制御を行なっている。
特開2006−161309号公報
As a shutter device, one that automatically controls the elevation and angle of a slat based on the sun position is known (see, for example, Patent Document 1). In the shutter device described in Patent Document 1, the position and orientation of the window surface on the earth on which the shutter device is installed is set to the dip switch, and the set values of the latitude, longitude, and orientation of the window surface are set at predetermined time intervals. The sun position relative to the window surface is calculated based on the time of day, the slat angle is calculated based on the calculated sun position, and the slat angle adjustment control is performed based on the calculated slat angle.
JP 2006-161309 A

特許文献1に記載のシャッター装置を住居等の複数の窓にそれぞれ設置する際には、シャッター装置毎に各ディップスイッチを操作して窓面の地球上の位置及び方位を設定しなければならない。このため、各シャッター装置での窓面の地球上の位置及び方位の設定に手間が掛かり、また、設置作業に関する作業者への教育や作業者の熟練度が要求され、設置作業に多大な時間と費用を要する。   When the shutter device described in Patent Document 1 is installed in each of a plurality of windows such as a residence, the position and orientation of the window surface on the earth must be set by operating each dip switch for each shutter device. For this reason, it takes a lot of time to set the position and orientation of the window surface on the earth in each shutter device, and it requires training for workers regarding the installation work and the skill level of the workers. And costly.

本発明は、多大な時間と費用を要することなく、簡易に設置することが可能なシャッター装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a shutter device that can be easily installed without requiring a great deal of time and cost.

本発明は、建物躯体の開口部の屋外側に設けられるシャッター装置であって、建物躯体に取り付けられ、建物躯体の開口部に対応する開口部を有する枠体と、枠体の開口部を開閉するシャッターカーテンと、太陽光の入射方向を検知する第1のセンサと、方位を検知する第2のセンサと、を備え、第1のセンサは、太陽光の入射領域を制限するための開口が形成された部材と、光感応領域を有すると共に該光感応領域が部材の開口に対向するように配置された2次元位置検出素子と、を有しており、第1及び第2のセンサが所定の位置関係にて枠体に設けられており、シャッターカーテンの作動状態が第1及び第2のセンサからの出力に基づいて変更されることを特徴とする。   The present invention is a shutter device provided on the outdoor side of an opening of a building frame, and is attached to the building frame and has a frame having an opening corresponding to the opening of the building frame, and opens and closes the opening of the frame A shutter curtain, a first sensor for detecting an incident direction of sunlight, and a second sensor for detecting an azimuth, and the first sensor has an opening for limiting an incident area of sunlight. A formed member and a two-dimensional position detecting element having a light sensitive region and disposed so that the light sensitive region is opposed to the opening of the member, and the first and second sensors are predetermined. The shutter curtain is operated based on the outputs from the first and second sensors.

本発明では、太陽光の入射方向を検知する第1のセンサと方位を検知する第2のセンサとが所定の位置関係にて枠体に設けられており、第1及び第2のセンサからの出力に基づいてシャッターカーテンの作動状態が変更されるので、シャッター装置を設置する際に、特許文献1に記載のシャッター装置のように、シャッター装置毎に各ディップスイッチを操作して地球上の位置や方位等を設定する必要はない。このため、多大な時間と費用を要することなく、シャッター装置を簡易に設置することができる。   In the present invention, the first sensor that detects the incident direction of sunlight and the second sensor that detects the azimuth are provided in the frame body in a predetermined positional relationship, and the first sensor and the second sensor Since the operating state of the shutter curtain is changed based on the output, when the shutter device is installed, each dip switch is operated for each shutter device as in the shutter device described in Patent Document 1, and the position on the earth. There is no need to set the direction or direction. For this reason, it is possible to easily install the shutter device without requiring much time and cost.

ところで、第1のセンサは、光感応領域が水平となるように配置されることが好ましい。光感応領域が水平となっていると、太陽光が、開口を通して光感応領域に適切に入射することとなり、2次元位置検出素子から、光感応領域に入射した太陽光の位置に基づく信号が安定して出力されることとなる。これにより、シャッターカーテンの作動状態を変更したいという要求が高い時間帯において、太陽光の入射方向をより一層精度良く検知することができる。   By the way, it is preferable that the first sensor is arranged so that the photosensitive region is horizontal. If the photosensitive area is horizontal, sunlight will enter the photosensitive area appropriately through the aperture, and the signal based on the position of the sunlight incident on the photosensitive area will be stable from the two-dimensional position detection element. Will be output. Thereby, the incident direction of sunlight can be detected with higher accuracy in a time zone in which there is a high demand for changing the operating state of the shutter curtain.

しかしながら、シャッター装置を設置した際に、設置位置のばらつき等により、光感応領域が水平となるように第1のセンサが配置されないこともある。本発明では、第2のセンサが、互いに直交する3つの軸からなる直交座標系での方位を検知するので、光感応領域が水平となるように第1のセンサが配置されない場合でも、第1のセンサの出力を第2のセンサからの出力を用いて補正することで、光感応領域が水平となるように第1のセンサが配置されている場合と同様に、太陽光の入射方向を精度良く検知することができる。   However, when the shutter device is installed, the first sensor may not be arranged so that the photosensitive region is horizontal due to variations in the installation position. In the present invention, since the second sensor detects an orientation in an orthogonal coordinate system composed of three axes orthogonal to each other, even if the first sensor is not arranged so that the photosensitive region is horizontal, the first sensor By correcting the output of the second sensor using the output from the second sensor, the incident direction of sunlight is accurately detected, as in the case where the first sensor is arranged so that the photosensitive region is horizontal. It can be detected well.

好ましくは、シャッターカーテンが、上下方向に併置された複数のスラットを有しており、複数のスラットが揺動自在であり、その作動状態として各スラットの角度が変更される。   Preferably, the shutter curtain has a plurality of slats juxtaposed in the vertical direction, the plurality of slats are swingable, and an angle of each slat is changed as an operating state thereof.

本発明によれば、多大な時間と費用を要することなく、簡易に設置することが可能なシャッター装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a shutter device that can be easily installed without requiring much time and cost.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.

図1を参照して、本実施形態に係るシャッター装置Sの構成を説明する。図1は、本実施形態に係るシャッター装置の概略構成を示す斜視図である。シャッター装置Sは、図1に示されるように、枠体1と、シャッターカーテン10と、駆動部20と、センサ部30と、制御部50とを備えている。シャッター装置Sは、建物躯体Bの窓W(開口部)の屋外側に設けられている。   With reference to FIG. 1, the structure of the shutter device S according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a shutter device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the shutter device S includes a frame 1, a shutter curtain 10, a drive unit 20, a sensor unit 30, and a control unit 50. The shutter device S is provided on the outdoor side of the window W (opening) of the building frame B.

枠体1は、建物躯体Bに取り付けられており、上枠部3、下枠部5、及び、一対の縦枠部7を有している。各縦枠部7は、上枠部3及び下枠部5の対応する端部を連結するように配置されている。上枠部3は、巻き取られたシャッターカーテン10を収容する収容部(シャッターケース)として機能する。各縦枠部7は、シャッターカーテン10の左右両端部をガイドするガイドレールとして機能する。枠体1は、上枠部3、下枠部5、及び、一対の縦枠部7により画成される開口部9を有する。枠体1は、開口部9が窓Wに対応して位置するように、建物躯体Bに取り付けられている。   The frame body 1 is attached to the building frame B, and has an upper frame portion 3, a lower frame portion 5, and a pair of vertical frame portions 7. Each vertical frame portion 7 is arranged so as to connect corresponding end portions of the upper frame portion 3 and the lower frame portion 5. The upper frame portion 3 functions as a housing portion (shutter case) for housing the wound shutter curtain 10. Each vertical frame portion 7 functions as a guide rail that guides both left and right end portions of the shutter curtain 10. The frame body 1 has an opening 9 defined by an upper frame portion 3, a lower frame portion 5, and a pair of vertical frame portions 7. The frame body 1 is attached to the building frame B so that the opening 9 is positioned corresponding to the window W.

シャッターカーテン10は、上下方向に併置され且つ一対の縦枠部7の間にわたるように伸びている複数のスラット11を有しており、枠体1の開口部9を開閉する。各スラット11は、揺動自在に支持されている。   The shutter curtain 10 has a plurality of slats 11 juxtaposed in the vertical direction and extends so as to extend between the pair of vertical frame portions 7, and opens and closes the opening 9 of the frame body 1. Each slat 11 is supported in a swingable manner.

駆動部20は、シャッターカーテン10の作動状態を変更させる駆動手段であって、上枠部3内に設けられている。駆動部20は、シャッターカーテン10を巻き上げる及び繰り出すための巻取軸21と、巻取軸21を回転駆動する駆動モータ23等を有している。駆動部20は、シャッターカーテン10を巻き上げるあるいは繰り出すことにより、上記作動状態として、シャッターカーテン10の開閉範囲を変更させる。更に、駆動部20は、各スラット11を揺動させることにより、上記作動状態として、各スラット11の角度を変更させる。   The drive unit 20 is a drive unit that changes the operating state of the shutter curtain 10, and is provided in the upper frame unit 3. The drive unit 20 includes a winding shaft 21 for winding and unwinding the shutter curtain 10, a drive motor 23 for rotating the winding shaft 21, and the like. The drive unit 20 changes the open / close range of the shutter curtain 10 as the operating state by winding or unwinding the shutter curtain 10. Further, the drive unit 20 swings each slat 11 to change the angle of each slat 11 as the operation state.

枠体1、シャッターカーテン10、及び駆動部20の構成及び動作は、当該技術分野では既知であり(例えば、特開2004−84387号公報、特開2006−132149号公報、特開2004−3251号公報、及び、特開2001−271574号公報等に記載されている。)、これ以上の詳細な説明を省略する。   The configurations and operations of the frame 1, the shutter curtain 10, and the drive unit 20 are known in the technical field (for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2004-84387, 2006-132149, and 2004-3251). The detailed description will be omitted.).

センサ部30は、図1に示されるように、上枠部3内に設けられている。上枠部3には、センサ部30に太陽光が入射するように、開口4が形成されている。開口4は、太陽光を透過させる保護窓にて覆われていてもよい。   The sensor part 30 is provided in the upper frame part 3 as FIG. 1 shows. An opening 4 is formed in the upper frame part 3 so that sunlight enters the sensor part 30. The opening 4 may be covered with a protective window that transmits sunlight.

センサ部30は、図2〜図4に示されるように、太陽光の入射状態(本実施形態では、太陽光の入射方向及び日射量)を検知するための第1のセンサ31と、互いに直交する3つの軸(X軸、Y軸、及びZ軸)からなる直交座標系での方位を検知する第2のセンサ32と、外気温を検知する第3のセンサ33と、回路基板34と、防水機能を有するハウジング35と、を有している。図2は、センサ部の構成を示す平面図である。図3は、センサ部の構成を説明するための模式図である。図4は、本実施形態に係るシャッター装置の制御システム系の構成を説明するためのブロック図である。   As shown in FIGS. 2 to 4, the sensor unit 30 is orthogonal to the first sensor 31 for detecting the incident state of sunlight (in this embodiment, the incident direction of sunlight and the amount of solar radiation). A second sensor 32 for detecting an orientation in an orthogonal coordinate system composed of three axes (X axis, Y axis, and Z axis), a third sensor 33 for detecting outside air temperature, and a circuit board 34, And a housing 35 having a waterproof function. FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the sensor unit. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the configuration of the sensor unit. FIG. 4 is a block diagram for explaining a configuration of a control system system of the shutter device according to the present embodiment.

ハウジング35には、開口35aが形成されていると共に、太陽光を透過させる保護窓36が開口35aを覆うように設けられている。第1のセンサ31と第2のセンサ32とは、回路基板34に配置された状態で、ハウジング35内に配置されている。ハウジング35には、回路基板34からの出力信号をセンサ部30の外部に取り出す、及び、センサ部30(第1のセンサ31、第2のセンサ32、第3のセンサ33、及び回路基板34)に電力を供給するための防水コネクタ37が設けられている。保護窓36は、ガラスやポリカーボネイト等により構成することができる。回路基板34には、信号処理部34aが設けられている。   An opening 35a is formed in the housing 35, and a protective window 36 that transmits sunlight is provided so as to cover the opening 35a. The first sensor 31 and the second sensor 32 are disposed in the housing 35 in a state of being disposed on the circuit board 34. In the housing 35, an output signal from the circuit board 34 is taken out of the sensor unit 30, and the sensor unit 30 (first sensor 31, second sensor 32, third sensor 33, and circuit board 34). A waterproof connector 37 is provided to supply power. The protective window 36 can be made of glass, polycarbonate, or the like. The circuit board 34 is provided with a signal processing unit 34a.

第1のセンサ31は、アパーチャ38と、2次元位置検出素子(2次元PSD)39とを有している。アパーチャ38は、ハウジング35の開口35aに対応するように、保護窓36におけるハウジング35の内側面に配置されている。アパーチャ38には、開口40が形成されており、この開口40により、太陽光の入射領域を制限される。   The first sensor 31 includes an aperture 38 and a two-dimensional position detection element (two-dimensional PSD) 39. The aperture 38 is disposed on the inner surface of the housing 35 in the protective window 36 so as to correspond to the opening 35 a of the housing 35. An opening 40 is formed in the aperture 38, and the sunlight incident area is limited by the opening 40.

2次元位置検出素子39は、光感応領域41を有しており、光感応領域41に入射したときの該光感応領域41上の2次元入射位置を検出する。すなわち、2次元位置検出素子39は、開口40を通して光感応領域41に入射する太陽光の位置、すなわち太陽光の入射位置に基づく信号を出力する。2次元位置検出素子39は、光感応領域41がアパーチャ38に平行且つ所定の間隔を有した状態でアパーチャ38に形成された開口40に対向するように、回路基板34の一方の主面上に配置されている。ここで、「太陽光」とは、太陽からの直接光のみならず、隣接する建築物等による反射光又は拡散光、雲による拡散光といった間接光も含む。   The two-dimensional position detection element 39 has a light sensitive region 41 and detects a two-dimensional incident position on the light sensitive region 41 when it enters the light sensitive region 41. That is, the two-dimensional position detection element 39 outputs a signal based on the position of sunlight that enters the photosensitive region 41 through the opening 40, that is, the incident position of sunlight. The two-dimensional position detection element 39 is formed on one main surface of the circuit board 34 so that the photosensitive region 41 faces the opening 40 formed in the aperture 38 in a state where the photosensitive region 41 is parallel to the aperture 38 and has a predetermined interval. Has been placed. Here, “sunlight” includes not only direct light from the sun but also indirect light such as reflected light or diffused light from adjacent buildings or the like, or diffused light from clouds.

2次元位置検出素子39の構成は、既知であり(例えば、特開平4−104019号公報等)、詳細な説明は省略するが、光感応領域41と、4つの信号取出電極とを有しており、光感応領域41に入射した光の二次元位置を、4つの信号取出電極(アノード電極)からの各出力電流に基づいて検知することができる。第1のセンサ31(2次元位置検出素子39)の各出力電流は、電流電圧変換部(図示せず)により電圧信号に変換されて、信号処理部34aに入力される。   The configuration of the two-dimensional position detection element 39 is known (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-104019), and detailed description thereof is omitted. However, the two-dimensional position detection element 39 includes a photosensitive region 41 and four signal extraction electrodes. Thus, the two-dimensional position of the light incident on the photosensitive region 41 can be detected based on the output currents from the four signal extraction electrodes (anode electrodes). Each output current of the first sensor 31 (two-dimensional position detection element 39) is converted into a voltage signal by a current-voltage converter (not shown) and input to the signal processor 34a.

上記電流電圧変換部は、ゲインを切り換えられるように構成されており、信号処理部34aからの切り換え信号に基づいて、そのゲインが切り換えられる。具体的には、太陽光の入射角度が低い時間帯では、日射量自体が減少して、第1のセンサ31からの各出力電流が小さくなるため、ゲインを大きい値に切り換える。信号処理部34aからの切り換え信号の出力は、例えば、内蔵された時計による時刻に基づいて行うことができる。   The current-voltage conversion unit is configured to be able to switch the gain, and the gain is switched based on a switching signal from the signal processing unit 34a. Specifically, in a time zone in which the incident angle of sunlight is low, the amount of solar radiation itself decreases and each output current from the first sensor 31 decreases, so the gain is switched to a large value. The output of the switching signal from the signal processing unit 34a can be performed, for example, based on the time by a built-in clock.

第2のセンサ32は、例えば、既知の3軸型の電子コンパス等を用いることができる。第2のセンサ32は、回路基板34の他方の主面上に配置されている。本実施形態では、図5の(a)及び(b)に示されるよう、2次元位置検出素子39と第2のセンサ32とは、2次元位置検出素子39のX軸及びY軸と第2のセンサ32のX軸及びY軸とが同軸であり且つ第2のセンサ32のZ軸が2次元位置検出素子39の光感応領域41と直交するように、配置されている。第2のセンサ32の出力信号は、信号処理部34aに入力される。第2のセンサ32は、3軸型の電子コンパス以外にも、2軸型の電子コンパスにて構成してもよく、また、複数の一軸型の電子コンパスにて構成してもよい。   For example, a known triaxial electronic compass can be used as the second sensor 32. The second sensor 32 is disposed on the other main surface of the circuit board 34. In the present embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, the two-dimensional position detection element 39 and the second sensor 32 include the X-axis and Y-axis of the two-dimensional position detection element 39 and the second axis. The X axis and the Y axis of the sensor 32 are coaxial, and the Z axis of the second sensor 32 is arranged so as to be orthogonal to the photosensitive region 41 of the two-dimensional position detection element 39. The output signal of the second sensor 32 is input to the signal processing unit 34a. The second sensor 32 may be composed of a biaxial electronic compass other than the triaxial electronic compass, or may be composed of a plurality of uniaxial electronic compasses.

信号処理部34aは、マイクロコンピュータ等により構成され、第1のセンサ31からの出力に基づいて、太陽光の入射方向(仰角及び入射角)及び日射量を得る。太陽光の入射位置に基づいて太陽光の入射方向を得る手法は、既知であり(例えば、特開平4−104019号公報又は特開平6−123654号公報等)、図6及び図7を参照して、簡潔に説明する。   The signal processing unit 34 a is configured by a microcomputer or the like, and obtains the incident direction (elevation angle and incident angle) of sunlight and the amount of solar radiation based on the output from the first sensor 31. A method of obtaining the incident direction of sunlight based on the incident position of sunlight is known (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-104019 or Japanese Patent Laid-Open No. 6-123654), and refer to FIG. 6 and FIG. Briefly.

開口40を通して2次元位置検出素子39(光感応領域41)に入射した太陽光の位置(x,y)は、4つの信号取出電極からの各出力電流Ix1,Ix2,Iy1,Iy2との関係において、それぞれ下記(1)式及び(2)式にて表される。ただし、光感応領域41の各辺の長さ(2次元位置検出素子39の受光面長)を「L」とする。   The position (x, y) of sunlight that has entered the two-dimensional position detection element 39 (photosensitive region 41) through the opening 40 is related to the output currents Ix1, Ix2, Iy1, and Iy2 from the four signal extraction electrodes. Are represented by the following formulas (1) and (2), respectively. However, the length of each side of the photosensitive region 41 (the light receiving surface length of the two-dimensional position detection element 39) is “L”.


仰角θは、上記位置(x,y)との関係において、下記(3)式にて表される。ここで、「d」は光感応領域41とアパーチャ38との間隔である。   The elevation angle θ is expressed by the following equation (3) in relation to the position (x, y). Here, “d” is the distance between the photosensitive region 41 and the aperture 38.


入射角φは、位置(x,y)との関係において、下記(4)〜(6)式にて表される。   The incident angle φ is expressed by the following equations (4) to (6) in relation to the position (x, y).


日射量は、各電圧信号を合算して得られた信号を、予め定められた特性に基づいて換算することにより演算することができる。ここで、予め定められた特性とは、例えば、CIE標準光源A(色温度2856K)による全放射照度の実測値から求められる特性であり、この場合、日射量は照度として表されることとなる。   The amount of solar radiation can be calculated by converting a signal obtained by adding up the voltage signals based on a predetermined characteristic. Here, the predetermined characteristic is, for example, a characteristic obtained from an actual measurement value of total irradiance by the CIE standard light source A (color temperature 2856K). In this case, the amount of solar radiation is expressed as illuminance. .

信号処理部34aは、上述した入射角φと第2のセンサ32の出力とに基づいて、太陽方位を得る。この太陽方位は、絶対方位上での太陽の位置(太陽光の入射方向)であり、2次元位置検出素子39(光感応領域41)における基準軸(例えば、Y軸)の絶対方位上における方位を第2のセンサ32の出力に基づいて求めておき、入射角φを絶対方位にて表すことにより得る。信号処理部34aは、上述したようにして得た太陽光の仰角及び太陽方位を、信号として出力する。ここでは、太陽方位の算出絶対方位を真北を0°として東、南、西回りに360°と定義する。   The signal processing unit 34a obtains the solar orientation based on the above-described incident angle φ and the output of the second sensor 32. This solar azimuth is the position of the sun on the absolute azimuth (the incident direction of sunlight), and the azimuth on the absolute azimuth of the reference axis (for example, the Y axis) in the two-dimensional position detection element 39 (photosensitive region 41). Is obtained based on the output of the second sensor 32, and is obtained by expressing the incident angle φ in an absolute direction. The signal processing unit 34a outputs the elevation angle and the sun direction of sunlight obtained as described above as signals. Here, the calculated absolute azimuth of the sun azimuth is defined as 360 ° around the east, south, and west with true north as 0 °.

信号処理部34aは、第3のセンサ33の出力に基づいて、外気温を演算し、外気温に関する信号を出力する。   The signal processing unit 34a calculates the outside air temperature based on the output of the third sensor 33, and outputs a signal related to the outside air temperature.

制御部50は、シャッターカーテン10の作動状態(本実施形態においては、スラット11の角度や、シャッターカーテン10の巻き上げ及び繰り出し等)を変更させるように駆動部20を制御する制御手段であって、マイクロコンピュータ等により構成されている。センサ部30の出力は制御部50に接続されており、制御部50には、太陽光の仰角に関する信号、太陽方位に関する信号、日射量に関する信号、及び外気温に関する信号が入力される。制御部50は、上枠部3内に設けられている。   The control unit 50 is a control unit that controls the drive unit 20 so as to change the operating state of the shutter curtain 10 (in this embodiment, the angle of the slat 11, the winding and feeding of the shutter curtain 10, etc.), It is composed of a microcomputer or the like. The output of the sensor unit 30 is connected to the control unit 50, and a signal related to the elevation angle of sunlight, a signal related to the solar direction, a signal related to the amount of solar radiation, and a signal related to the outside air temperature are input to the control unit 50. The control unit 50 is provided in the upper frame portion 3.

制御部50は、入力された太陽光の仰角に関する信号、太陽方位に関する信号、日射量に関する信号、及び外気温に関する信号に基づいてスラット11の角度を求め、スラット11の角度が求めた角度となるように、駆動部20(駆動モータ23)に制御信号を出力する。   The control unit 50 obtains the angle of the slat 11 based on the input signal relating to the elevation angle of sunlight, the signal relating to the solar azimuth, the signal relating to the amount of solar radiation, and the signal relating to the outside air temperature, and the angle of the slat 11 becomes the obtained angle. Thus, a control signal is output to the drive unit 20 (drive motor 23).

図8を参照して、センサ部30及び制御部50における処理動作について説明する。図8は、センサ部30及び制御部50における処理動作を説明するためのフローチャートである。   Processing operations in the sensor unit 30 and the control unit 50 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart for explaining processing operations in the sensor unit 30 and the control unit 50.

処理動作が開始すると、まず、センサ部30の信号処理部34aは、2次元位置検出素子39の出力から日射量(照度)を得て、日射量に関する信号を制御部50に出力する(S101)。   When the processing operation starts, first, the signal processing unit 34a of the sensor unit 30 obtains the amount of solar radiation (illuminance) from the output of the two-dimensional position detection element 39, and outputs a signal related to the amount of solar radiation to the control unit 50 (S101). .

制御部50は、センサ部30からの日射量に関する信号に基づいて、照度が100lx未満、100lux以上且つ1000lux未満、1000lux以上であるか否かを判断する(S103)。照度が100lux未満である場合、制御部50は、シャッターカーテン10を繰り出してシャッターカーテン10を閉じるように駆動部20に制御信号を出力する(S105)。   The control unit 50 determines whether the illuminance is less than 100 lx, 100 lux or more, less than 1000 lux, or 1000 lux or more based on the signal related to the amount of solar radiation from the sensor unit 30 (S103). When the illuminance is less than 100 lux, the control unit 50 outputs a control signal to the drive unit 20 so as to extend the shutter curtain 10 and close the shutter curtain 10 (S105).

照度が100lux以上且つ1000lux未満である場合、制御部50は、時刻情報を参照して、時刻が日出時刻から約1.5時間後であるか、又は、日没時刻の約1.5時間前であるかを判定する(S107)。日出時刻から約1.5時間以内、又は、日没時刻の約1.5時間以内である場合、S105に進み、制御部50はシャッターカーテン10を閉じるように駆動部20に制御信号を出力する。時刻が日出時刻から約1.5時間後である、又は、日没時刻の約1.5時間前である場合、制御部50は、シャッターカーテン10を巻き上げてシャッターカーテン10を開けるように駆動部20に信号を制御出力する(S109)。上述した日出及び日没時刻は、実際の日出及び日没時刻に限られず、使用者が適宜設定した時刻であってもよい。また、S103での判定に使用した100luxや1000lux等の照度も、使用者が適宜設定した照度であってもよい。   When the illuminance is 100 lux or more and less than 1000 lux, the control unit 50 refers to the time information and the time is about 1.5 hours after the sunrise time or about 1.5 hours of the sunset time. It is determined whether it is before (S107). When it is within about 1.5 hours from the sunrise time or within about 1.5 hours of sunset time, the process proceeds to S105, and the control unit 50 outputs a control signal to the drive unit 20 so as to close the shutter curtain 10. To do. When the time is about 1.5 hours after the sunrise time or about 1.5 hours before the sunset time, the controller 50 drives the shutter curtain 10 to wind up and open the shutter curtain 10. A signal is controlled and output to the unit 20 (S109). The above-mentioned sunrise and sunset times are not limited to actual sunrise and sunset times, and may be times set by the user as appropriate. Also, the illuminance such as 100 lux or 1000 lux used for the determination in S103 may be the illuminance appropriately set by the user.

次に、センサ部30の信号処理部34aは、2次元位置検出素子39の出力から太陽光の入射方向(仰角及び入射角)を得ると共に、第2のセンサ32の出力から絶対方位を得る(S111〜S115)。S111では、信号処理部34aは、太陽光の仰角に関する信号を制御部50に出力する。   Next, the signal processing unit 34a of the sensor unit 30 obtains the incident direction (elevation angle and incident angle) of sunlight from the output of the two-dimensional position detection element 39, and obtains the absolute direction from the output of the second sensor 32 ( S111 to S115). In S111, the signal processing unit 34a outputs a signal related to the elevation angle of sunlight to the control unit 50.

また、信号処理部34aは、2次元位置検出素子39からの太陽光の入射角及び第2のセンサ32からの絶対方位に基づいて、太陽方位を得て、太陽方位に関する信号を制御部50に出力する(S117)。このとき、信号処理部34aは、第2のセンサ32からの出力に基づいて、枠体1が向いている方位に関する信号も制御部50に出力する。   Further, the signal processing unit 34 a obtains the solar azimuth based on the incident angle of sunlight from the two-dimensional position detection element 39 and the absolute azimuth from the second sensor 32, and sends a signal related to the solar azimuth to the control unit 50. It outputs (S117). At this time, the signal processing unit 34 a also outputs a signal related to the direction in which the frame body 1 is directed to the control unit 50 based on the output from the second sensor 32.

また、信号処理部34aは、第3のセンサ33から外気温を得て、外気温に関する信号を制御部50に出力する(S119)。   Further, the signal processing unit 34a obtains the outside air temperature from the third sensor 33, and outputs a signal related to the outside air temperature to the control unit 50 (S119).

制御部50は、日射量に関する信号、太陽光の仰角に関する信号、太陽方位に関する信号、枠体1が向いている方位に関する信号、及び外気温に関する信号を得ると、これらの信号に基づいて、スラット11の角度を演算する(S121)。そして、制御部50は、演算したスラット11の角度となるように、駆動部20に制御信号を出力する(S123)。これにより、スラット11の角度が所望の角度に調整されることとなる。   When the control unit 50 obtains a signal relating to the amount of solar radiation, a signal relating to the elevation angle of sunlight, a signal relating to the solar azimuth, a signal relating to the azimuth in which the frame 1 is directed, and a signal relating to the outside air temperature, the control unit 50 slats based on these signals. 11 is calculated (S121). And the control part 50 outputs a control signal to the drive part 20 so that it may become the calculated angle of the slat 11 (S123). Thereby, the angle of the slat 11 is adjusted to a desired angle.

以上のように、本実施形態によれば、2次元位置検出素子39と第2のセンサ32とが所定の位置関係にて枠体1に設けられており、2次元位置検出素子39と第2のセンサ32からの出力に基づいてシャッターカーテン10の作動状態が変更されるので、シャッター装置Sを設置する際に、特許文献1に記載のシャッター装置のように、シャッター装置毎に各ディップスイッチを操作して地球上の位置や方位等を設定する必要はない。このため、多大な時間と費用を要することなく、シャッター装置Sを簡易に設置することができる。   As described above, according to the present embodiment, the two-dimensional position detection element 39 and the second sensor 32 are provided in the frame body 1 in a predetermined positional relationship, and the two-dimensional position detection element 39 and the second sensor 32 are provided. Since the operating state of the shutter curtain 10 is changed based on the output from the sensor 32, when the shutter device S is installed, each dip switch is set for each shutter device as in the shutter device described in Patent Document 1. There is no need to operate to set the position or orientation on the earth. For this reason, the shutter device S can be easily installed without requiring much time and cost.

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

上述した実施形態では、2次元位置検出素子39と第2のセンサ32との配置位置は、上述した実施形態での配置位置に限られない。   In the embodiment described above, the arrangement position of the two-dimensional position detection element 39 and the second sensor 32 is not limited to the arrangement position in the above-described embodiment.

例えば、図9の(a)及び(b)に示されるように、2次元位置検出素子39のZ軸と第2のセンサ32のZ軸とが同軸であり、2次元位置検出素子39のXY軸が第2のセンサ32のXY軸に対し所定角度(θxy)回転して配置されていてもよい。また、図10の(a)及び(b)に示されるように、2次元位置検出素子39が第2のセンサ32に対し、XY軸方向に所定距離(m,n)平行移動して配置されていてもよい。また、図11の(a)及び(b)に示されるように、2次元位置検出素子39が第2のセンサ32に対し、XY軸方向に所定距離(m,n)平行移動し且つ2次元位置検出素子39のXY軸が第2のセンサ32のXY軸に対し所定角度(θxy)回転して配置されていてもよい。 For example, as shown in FIGS. 9A and 9B, the Z axis of the two-dimensional position detection element 39 and the Z axis of the second sensor 32 are coaxial, and the XY of the two-dimensional position detection element 39. The axis may be arranged to rotate by a predetermined angle (θ xy ) with respect to the XY axis of the second sensor 32. Further, as shown in FIGS. 10A and 10B, the two-dimensional position detection element 39 is arranged to be translated by a predetermined distance (m, n) in the XY axis direction with respect to the second sensor 32. It may be. Further, as shown in FIGS. 11A and 11B, the two-dimensional position detection element 39 moves in parallel to the second sensor 32 by a predetermined distance (m, n) in the XY axis direction and is two-dimensional. The XY axis of the position detection element 39 may be arranged to rotate by a predetermined angle (θ xy ) with respect to the XY axis of the second sensor 32.

図9〜図11に示された位置関係において、2次元位置検出素子39(光感応領域41)に入射した太陽光の位置(x,y,z)は、下記(7)式により補正される。

In the positional relationship shown in FIGS. 9 to 11, the position (x, y, z) of sunlight that has entered the two-dimensional position detection element 39 (photosensitive region 41) is corrected by the following equation (7). .

第2のセンサ32は、図12の(a)及び(b)に示されるように、回路基板34の一方の主面側に、一方の主面と第2のセンサ32のY軸が直交するように配置されていてもよい。もちろん、第2のセンサ32は、一方の主面と第2のセンサ32のX軸が直交するように配置されていてもよい。これらの場合、上記(7)式に角度90°分の補正を行えばよい。   As shown in FIGS. 12A and 12B, the second sensor 32 has one main surface orthogonal to the Y axis of the second sensor 32 on one main surface side of the circuit board 34. It may be arranged as follows. Of course, the second sensor 32 may be arranged such that one main surface and the X axis of the second sensor 32 are orthogonal to each other. In these cases, correction for an angle of 90 ° may be performed in the above equation (7).

ところで、2次元位置検出素子39は、光感応領域41が水平となるように配置されることが好ましい。光感応領域41が水平となっていると、太陽光が、開口を通して光感応領域に適切に入射することとなり、2次元位置検出素子39から、光感応領域41に入射した太陽光の位置に基づく信号が安定して出力されることとなる。これにより、シャッターカーテン10の作動状態を変更したいという要求が高い時間帯(例えば、南中時刻±3〜4時間程度の範囲)、すなわち太陽の仰角の所望の範囲において、太陽光の入射方向をより一層精度良く検知することができる。   By the way, the two-dimensional position detection element 39 is preferably arranged so that the photosensitive region 41 is horizontal. When the photosensitive region 41 is horizontal, sunlight is appropriately incident on the photosensitive region through the opening, and is based on the position of the sunlight that has entered the photosensitive region 41 from the two-dimensional position detection element 39. The signal is output stably. Thereby, the incident direction of sunlight is changed in a time zone (for example, a range of about ± 3 to 4 hours in the south / central time) in which a request to change the operating state of the shutter curtain 10 is high, that is, in a desired range of the elevation angle of the sun. It is possible to detect with higher accuracy.

しかしながら、シャッター装置Sを設置した際に、設置位置のばらつき等により、光感応領域41が水平となるように2次元位置検出素子39が配置されないこともある。本実施形態では、第2のセンサ32が、互いに直交する3つの軸からなる直交座標系での方位を検知するので、図13の(a)〜(c)に示されるように、光感応領域41が水平となるように2次元位置検出素子39が配置されない場合でも、2次元位置検出素子39の出力を第2のセンサ32からの出力を用いて補正することで、光感応領域41が水平となるように2次元位置検出素子39が配置されている場合と同様に、太陽光の入射方向を精度良く検知することができる。   However, when the shutter device S is installed, the two-dimensional position detection element 39 may not be arranged so that the photosensitive region 41 is horizontal due to variations in the installation position. In the present embodiment, since the second sensor 32 detects the orientation in an orthogonal coordinate system composed of three axes orthogonal to each other, as shown in (a) to (c) of FIG. Even when the two-dimensional position detection element 39 is not arranged so that 41 is horizontal, the light sensitive region 41 is horizontal by correcting the output of the two-dimensional position detection element 39 using the output from the second sensor 32. As in the case where the two-dimensional position detection element 39 is arranged so as to be, the incident direction of sunlight can be detected with high accuracy.

図13の(a)〜(c)に示されるように、Z軸が角度θxz傾いている場合、X軸方向での移動距離はm・sinθxzで表され、Z軸が角度θyz傾いている場合、Y軸方向での移動距離はn・sinθyzで表される。このため、2次元位置検出素子39(光感応領域41)に入射した太陽光の位置(x,y,z)は、下記(8)式により補正される。 As shown in FIGS. 13A to 13C, when the Z-axis is inclined by the angle θ xz , the movement distance in the X-axis direction is represented by m · sin θ xz and the Z-axis is inclined by the angle θ yz. The movement distance in the Y-axis direction is expressed by n · sin θ yz . For this reason, the position (x, y, z) of sunlight incident on the two-dimensional position detection element 39 (light sensitive region 41) is corrected by the following equation (8).


本実施形態においては、センサ部30が上枠部3内に設けられているが、これに限られない。例えば、センサ部30は、上枠部3上に設けられていてもよい。また、センサ部30は、上枠部3以外の、下枠部5や縦枠部7等に設けられていてもよい。   In the present embodiment, the sensor unit 30 is provided in the upper frame unit 3, but is not limited thereto. For example, the sensor unit 30 may be provided on the upper frame unit 3. Further, the sensor unit 30 may be provided in the lower frame unit 5, the vertical frame unit 7, or the like other than the upper frame unit 3.

制御部50は、日射量に関する信号、太陽光の仰角に関する信号、太陽方位に関する信号、枠体1が向いている方位に関する信号、及び外気温に関する信号に基づいて、シャッターカーテン10の停止位置を求め、シャッターカーテン10の停止位置が求めた位置となるように、駆動部20に制御信号を出力してもよい。この場合、シャッターカーテン10の開閉範囲が、自動的に調整されることとなる。   The control unit 50 obtains the stop position of the shutter curtain 10 based on a signal related to the amount of solar radiation, a signal related to the elevation angle of sunlight, a signal related to the solar azimuth, a signal related to the azimuth in which the frame 1 is directed, and a signal related to the outside air temperature. The control signal may be output to the drive unit 20 so that the stop position of the shutter curtain 10 is the calculated position. In this case, the opening / closing range of the shutter curtain 10 is automatically adjusted.

アパーチャ38に形成された開口40の形状は、真円に限られることなく、楕円、矩形、星型、×形状等、重心が中心に位置する点対称な形状であればよい。   The shape of the opening 40 formed in the aperture 38 is not limited to a perfect circle, and may be any shape that is point-symmetric with the center of gravity located at the center, such as an ellipse, a rectangle, a star, or an X shape.

本実施形態に係るシャッター装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the shutter apparatus which concerns on this embodiment. センサ部の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a sensor part. センサ部の構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of a sensor part. 本実施形態に係るシャッター装置の制御システム系の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the control system system of the shutter apparatus which concerns on this embodiment. 2次元位置検出素子と第2のセンサとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a two-dimensional position detection element and a 2nd sensor. 太陽光の入射位置の算出原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation principle of the incident position of sunlight. 太陽光の仰角の算出原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation principle of the elevation angle of sunlight. センサ部及び制御部における処理動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the processing operation in a sensor part and a control part. 2次元位置検出素子と第2のセンサとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a two-dimensional position detection element and a 2nd sensor. 2次元位置検出素子と第2のセンサとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a two-dimensional position detection element and a 2nd sensor. 2次元位置検出素子と第2のセンサとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a two-dimensional position detection element and a 2nd sensor. 2次元位置検出素子と第2のセンサとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a two-dimensional position detection element and a 2nd sensor. 光感応領域41が水平面から傾斜している場合における、太陽光の入射位置の算出原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation principle of the incident position of sunlight in case the photosensitive region 41 inclines from the horizontal surface.

符号の説明Explanation of symbols

1…枠体、9…開口部、10…シャッターカーテン、11…スラット、20…駆動部、23…駆動モータ、30…センサ部、31…第1のセンサ、32…第2のセンサ、34…回路基板、34a…信号処理部、38…アパーチャ、39…2次元位置検出素子、40…開口、41…光感応領域、50…制御部、B…建物躯体、S…シャッター装置、W…窓。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Frame body, 9 ... Opening part, 10 ... Shutter curtain, 11 ... Slat, 20 ... Drive part, 23 ... Drive motor, 30 ... Sensor part, 31 ... 1st sensor, 32 ... 2nd sensor, 34 ... Circuit board 34a ... Signal processing unit 38 ... Aperture 39 ... Two-dimensional position detecting element 40 ... Opening 41 ... Photosensitive region 50 ... Control unit B ... Building housing S ... Shutter device W ... Window

Claims (2)

建物躯体の開口部の屋外側に設けられるシャッター装置であって、
建物躯体に取り付けられ、建物躯体の開口部に対応する開口部を有する枠体と、
前記枠体の前記開口部を開閉するシャッターカーテンと、
太陽光の入射方向を検知する第1のセンサと、
互いに直交する3つの軸からなる直交座標系での方位を検知する第2のセンサと、を備え、
前記第1のセンサは、太陽光の入射領域を制限するための開口が形成された部材と、光感応領域を有すると共に該光感応領域が前記部材の前記開口に対向するように配置された2次元位置検出素子と、を有しており、
前記第1及び第2のセンサが所定の位置関係にて前記枠体に設けられており、前記シャッターカーテンの作動状態が前記第1及び第2のセンサからの出力に基づいて変更されることを特徴とするシャッター装置。
A shutter device provided on the outdoor side of the opening of the building frame,
A frame attached to the building housing and having an opening corresponding to the opening of the building housing;
A shutter curtain that opens and closes the opening of the frame;
A first sensor for detecting the incident direction of sunlight;
A second sensor for detecting an orientation in an orthogonal coordinate system composed of three axes orthogonal to each other,
The first sensor has a member in which an opening for limiting an incident area of sunlight is formed, a light sensitive region, and the light sensitive region is disposed so as to face the opening of the member. A dimension position detecting element,
The first and second sensors are provided in the frame body in a predetermined positional relationship, and the operating state of the shutter curtain is changed based on outputs from the first and second sensors. A featured shutter device.
前記シャッターカーテンが、上下方向に併置された複数のスラットを有しており、
前記複数のスラットが揺動自在であり、前記作動状態として前記各スラットの角度が変更されることを特徴とする請求項1に記載のシャッター装置。
The shutter curtain has a plurality of slats juxtaposed vertically;
The shutter device according to claim 1, wherein the plurality of slats are swingable, and an angle of each slat is changed as the operating state.
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