JP2010222885A - スラット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より正確に理想的なスラット角度を設定できるスラット装置、或いは多様な要求や環境変化に対応して理想的なスラット角度を設定することができるスラット装置を提供すること。
【解決手段】上下方向に沿って配列され連動して揺動ないし開閉自在な複数のスラット１と、複数のスラット１のスラット角度θを設定する制御部２と、を有し、スラット角度θに応じて直射光を遮蔽及び取込自在であって、制御部２は、スラット１が直射日光を遮蔽しつつスラット角度θが最大となるよう、太陽高度φ、スラット幅ｂ及びスラットピッチｐ、さらに、スラット厚みｔに基づいて、スラット角度θを設定するモードを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スラット装置に関し、特に、自動的に開閉されるスラット装置に関し、中でも、十分なスラット厚みを備えることにより高い防犯性を有するスラット装置に関する。

特許文献１には、電子ブラインドのスラット（羽根板）の角度を制御するシステムであって、直射光を遮蔽しかつ外光を室内に導入するよう、理想スラット角度をスラット幅、スラットピッチ（スラット間隔）および太陽高度（直射光入射角度、ブラインド垂直入射角）に基づいて、設定する電子ブラインドシステムが提案されている。

特許文献２には、天候による日照の変化及び周囲の外的要因に応じて窓から入射する光の量を自動的に調節するブラインド制御機構が提案されている。

特許文献３には、太陽光に含まれる直射光の検出によりブラインドの昇降とスラット角度（羽根角）を制御し、在室者に眩しさを感じさせない快適な視環境のもとで太陽光を室内に取り入れ、照明の調光による照明電力の削減を可能にする照明制御装置が提案されている。

特開平１０−２０５２５４号公報（請求項１、段落００４０の式１２参照） 特開平４−４４５８９号公報（第２頁右上欄第８〜１０行参照） 特開平８−６４０１７号公報（要約書の目的の欄参照）

従来、直射光を遮蔽しつつ間接光を室内に取り入れるための理想的なスラット角度は、スラットを厚みのない平面と仮定したモデルを用いて算出している。しかしながら、スラットは少なくとも数ミリの厚さを有し、まして、最近は、防犯性能を向上させるため、１０数ミリ以上の十分な厚みを有するスラットが好まれている。したがって、従来のモデルによって算出される理想的なスラット角度によれば、直射光を遮蔽できなかったり、反対に、室内に間接光や日射エネルギーを十分に取り入れることができなかったりする不都合が発生する。

一般的な室内用のブラインド装置のスラットは薄いため、上記モデルに依拠しても、大きな問題は生じなかったと考えられるが、特に、防犯性や強度が必要な室外用ブラインドシャッター装置のスラットには、相応の厚みが要求されるため、上記モデルは適切ではない場合があると考えられる。

また、従来の装置によれば、単一のモードないしモデルに基づいて、スラット角度を設定しているため、室内の明るさや室温に関する多様な要求に対して、十分に応答することが困難であるという問題がある。

本発明の目的は、より正確に理想的なスラット角度を設定できるスラット装置を提供することである。本発明の別の目的は、多様な要求や環境変化に対応して理想的なスラット角度を設定することができるスラット装置を提供することである。

本発明は、第１の視点において、上下方向に沿って配列され連動して揺動ないし開閉自在な複数のスラットと、前記複数のスラットのスラット角度を設定する制御部と、を有し、該スラット角度に応じて直射光を遮蔽及び取込自在なスラット装置であって、前記制御部は、前記スラットが直射日光を遮蔽しつつ前記スラット角度が最大となるよう、太陽高度、スラット幅、スラットピッチ及びスラット厚みに基づいて、スラット角度を設定するモードを有するスラット装置を提供する。

本発明は、第２の視点において、上下方向に沿って配列され連動して揺動ないし開閉自在な複数のスラットと、前記複数のスラットのスラット角度を設定する制御部と、を有し、該スラット角度に応じて直射光を遮蔽及び取込自在なスラット装置であって、前記制御部は、前記太陽高度又は季節或いはそれらに準じるパラメータに応じて、下記の三種のモードのいずれか一を選択し、該選択したモードに従って前記スラット角度を設定することを特徴とするスラット装置を提供する：
直射光を可及的に遮蔽する第１のモード；
前記スラットが直射日光を遮蔽しつつ前記スラット角度が最大となるよう、太陽高度、スラット幅、スラットピッチ及びスラット厚みに基づいて、スラット角度を設定する第２のモード；
直射光の一部を取り込む第３のモード。

（１）本発明によれば、スラットの厚みを考慮して理想的なスラット角度を設定することにより、例えば、複数のスラットにより直射光を完全に遮蔽しつつ、複数のスリット間の隙間から間接光や日射エネルギーを最大限、室内に取り込むことができる。
（２）本発明によれば、スラットの厚みを考慮して理想的なスラット角度を設定することにより、防犯性能を向上させるため、スラットを厚く形成している場合においても、理想的なスラット角度を設定することができる。
（３）本発明によれば、季節等に応じて複数のモードから適切なモードを選択することにより、季節等に応じて理想的なスラット角度を設定して、季節等に応じた適切な環境を提供することができる。すなわち、本発明によれば、多様な要求や環境変化に対応して理想的なスラット角度が設定される。

（Ａ）は、本発明の一実施例に係るスラット装置の構成を説明するためのブロック図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した複数のスラットの諸元を説明する図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施例に係る第１及び第２の遮蔽モデルをそれぞれ説明する図である。 本発明の一実施例に係るスラット装置において、スラット角度の変化によって、スラットの直射光を遮蔽する部分が変わることを示す図である。 本発明の一実施例に係るスラット装置において、スラットの厚み等を考慮して理想的なスラット角度を設定するルーチンを示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係るスラット装置において、季節に応じて理想的なスラット角度を設定するルーチンを示すフローチャートである。

本発明の実施の形態において、前記制御部は、前記モードにおいて、前記スラットを矩形ないし長方形に近似して前記スラット角度を設定する。

本発明の実施の形態において、前記制御部は、前記モードにおいて、下記の第１及び第２の遮蔽モデルから算出される前記スラット角度のうち、前記太陽高度に基づいていずれか一方のスラット角度を選択する：
上下方向に隣接する複数のスラットにおいて、上の該スラットの下部室内側角部（後角
）と、下の該スラットの上部室外側角部（前角）で直射光を遮蔽する第１の遮蔽モデル；
上下方向に隣接する複数のスラットにおいて、上の該スラットの下部室外側角部（前角）と、下の該スラットの上部室内側角部（後角）で直射光を遮蔽する第２の遮蔽モデル。
この形態によれば、複数のスラットにより直射光を完全に遮蔽しつつ、複数のスリット間の隙間から間接光や日射エネルギーが最大限、室内に取り込まれる。

好ましくは、第１のモデルに基づいて算出されたスラット角度が太陽高度よりも大きいか同じである場合、第１のモデルによるスラット角度を選択し、第１のモデルに基づいて算出されたスラット角度が太陽高度よりも小さい場合、すなわち、直射光を遮蔽できない場合、第２のモデルに基づいて算出されたスラット角度を選択する。

本発明の実施の形態においては、季節に応じて複数のモードから適切なモードを選択することにより、季節に応じて理想的なスラット角度を設定して、季節に応じた適切な環境を提供することができる。また、季節に対応するパラメータとして、太陽高度、日時や気温を参照することもでき、さらに、気温や照度を参照してきめ細かい制御を実行することもできる。

本発明の実施の形態においては、夏季には、直射光を可及的に遮蔽する前記第１のモード、春秋季には、直射日光を遮蔽しつつスラット角度が最大とする前記第２のモード、冬季には、直射光の一部を取り込む前記第３のモード、にそれぞれ基づいて、理想的なスラット角度が設定される。

前記第１のモードにおいて、好ましくは、直射光に対してスラット面が直角になるよう設定される。前記第３のモードにおいて、直射光の少なくとも一部が複数のスラット間の隙間から室内に入射するよう、例えば、複数のスラットが直射光と平行となるよう、スラット角度が設定される。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。図１（Ａ）は、本発明の一実施例に係るスラット装置の構成を説明するためのブロック図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した複数のスラットの諸元を説明する図である。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を参照すると、このスラット装置は、上下方向に沿って配列され連動して揺動ないし開閉自在な複数のスラット１と、複数のスラットのスラット角度θを設定する制御部２と、制御部２からの指令に基づいて複数のスラット１を駆動して設定されたスラット角度θにする駆動部３と、を有している。このスラット装置は、建物の外壁等に形成された開口部に装着され、スラット角度に応じて、直射光を遮蔽自在であり、又室内に直射光ないし間接光或いは外気を取込自在である。

複数のスラット１は、こじ開け等を防止するため、十分な強度を有することが好ましい。そのため、複数のスラット１は十分なスラット厚みｔを有することが好ましい。

制御部２は、スラット角度θを設定して駆動部３を駆動制御するマイクロコンピュータ２ａと、マイクロコンピュータ２ａに内蔵又は外付けされるタイマ２ｂと、マイクロコンピュータ２ａがアクセス自在なメモリ２ｃと、を有している。

メモリ２ｃには、スラット幅ｂ、スラットピッチｐ及びスラット厚みｔ等の定数、日時に対応する太陽高度φのデータ（日時と太陽高度φの対応表）が記憶されている。なお、太陽高度φのデータは、スラット装置の設置場所（緯度等）に応じて、更新できることが好ましい。

マイクロコンピュータ２ａは、タイマ２ｂからの信号に基づいてメモリ２ｃにアクセスして現在の太陽高度φを読み取る。なお、太陽高度φを検知するセンサをマイクロコンピュータ２ａに接続して、現在の太陽高度φを入手してもよい。また、マイクロコンピュータ２ａは、メモリ２ｃからスラット厚みｔ等の定数、及び、太陽高度φ等の変数を読み出し、所定の計算を実行して理想的なスラット角度θを設定するモードを実行自在である。

なお、制御部２ないしマイクロコンピュータ２ａに、室外ないし室内の気温を検知する温度センサ４ａ、及び／又は、室外ないし室内の照度を検知する照度センサ４ｂを接続し、マイクロコンピュータ２ａが、気温ないし照度に応じて所定のモードを選択したり、スラット角度θのきめ細かい設定をしたりすることができるようにしてもよい。

駆動部３は、マイクロコンピュータ２ａからの指令によって駆動されるモータ３ａと、モータ３ａと複数のスラット１の間に接続され、開口枠等に枢支された複数のスラット１に偏心して接続されるリンク機構３ｂと、を含んで構成することができる。

次に、本発明の一実施例に係るスラット装置において、スラット角度θを直射光が室内に入射しない（直射光を遮蔽可能な）最大角度まで大きくして、室内に日射エネルギー（間接光）を最大限に導入するため、“スラット厚みｔ”を考慮して、真に理想的なスラット角度θを設定するモードについて説明する。このモードにおいて、制御部２は、複数のスラット１をそれぞれ矩形ないし長方形に近似してスラット角度θを設定することになる。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、本発明の一実施例に係るスラット装置が理想的なスラット角度を算出する上で利用する第１及び第２の遮蔽モデルをそれぞれ説明する図である。図３は、本発明の一実施例に係るスラット装置において、スラット角度の変化によって、スラットの直射光を遮蔽する部分が変わることを示す図である。

図２（Ａ）を参照すると、複数のスラット１がそれぞれ比較的大きく開いて、スラット角度θが大きい場合、上のスラット１の下部室内側角部（後角）１ｂと、下のスラット１の上部室外側角部（前角）１ａとが、直射光を遮蔽する第１の遮蔽モデルを考えると、直射光を完全に遮蔽しつつ、スラット角度θを可及的に大きくして上下のスラット１間の隙間を最大限に拡げて間接光を室内に最大限に導入することができる。

図２（Ｂ）を参照すると、複数のスラット１が比較的小さく開いて、スラット角度θが小さい場合、上のスラット１の下部室外側角部（前角）１ａと、下のスラット１の上部室外側角部（後角）１ｂとが、直射光を遮蔽する第２の遮蔽モデルを考えると、直射光を完全に遮蔽しつつ、スラット角度θを大きくして上下のスラット１間の隙間を最大限に拡げて間接光を室内に最大限に導入することができる。

結局、図３を参照すると、連動する複数のスラット１は、図１（Ｂ）に示したスラット厚みｔをそれぞれ有することにより、スラット角度θによってスラット１の直射光を遮蔽する部分が変わる。したがって、太陽高度φに対する理想的なスラット角度θは、複数の式から適切な式を選択して算出されなければならない。

すなわち、図１（Ａ）に示した制御部２（マイクロコンピュータ２ａ）は、所定のモードにおいて、太陽高度φに基づいて、特に、スラット角度θが太陽高度φと同じか大きくなり、直射光が遮蔽されるよう、図２（Ａ）の第１の遮蔽モデルに対応する下記の“式１”から算出される角度θ１、図２（Ｂ）に示す第２の遮蔽モデルに対応する下記の“式２”から算出される角度θ２、のいずれか一方をスラット角度θとして選択する。

・スラット角度が大きい場合
φ=tan^−１［{p-(bcosθ1+tsinθ1)}/{bsinθ1-tcosθ1}］ ・・・（式１）
・スラット角度が小さい場合
φ=tan^−１［{p-(bcosθ2-tsinθ2)}/{bsinθ2+tcosθ2}］ ・・・（式２）

ここで、マイクロコンピュータ２ａが、上記のように、スラット角度θを設定する際のルーチンの一例を説明する。図３は、本発明の一実施例に係るスラット装置において、スラットの厚み等を考慮して理想的なスラット角度を設定するルーチンを示すフローチャートである。

図１（Ａ）及び図３を参照すると、マイクロコンピュータ２ａは、ステップＳ１で、上記“式１”に基づいてスラット角度θ１を算出し、ステップＳ２で、太陽高度φと算出したスラット角度θ１を比較して、太陽高度φよりもスラット角度θ１が小さい場合には、結局、直射光が遮蔽できない又は遮蔽が十分でない場合には、ステップＳ４に移行し、そうでない場合には、ステップＳ３に移行して、複数のスラット１のスラット角度θがいずれも理想的なスラット角度θ１となるよう、スラット角度θ１を目標に、駆動部３を制御する。マイクロコンピュータ２ａは、ステップＳ４で、今度は、上記“式２”に基づいてスラット角度θ２を算出し、ステップＳ５で、複数のスラット１のスラット角度θがいずれも理想的なスラット角度θ２となるよう、スラット角度θ２を目標に、駆動部３を制御する。

なお、マイクロコンピュータ２ａは、上述した式１又は式２を逐一解く代わりに、予め、式１及び式２から太陽高度φに対する角度θ１，θ２をそれぞれ算出しておき、さらに、図４に示したルーチンに従って、角度θ１と角度θ２のいずれか適切な一方を理想的なスラット角度θとして選択して、メモリ２ｃに太陽高度φと理想的なスラット角度θを対応付けした、φとθの対応テーブルを記憶させておいてもよい。

次に、図１（Ａ）に示した制御部２が、少なくとも季節に応じて、異なるモードを選択的に実行して、季節等に応じて理想的なスラット角度を設定する例を説明する。図５は、本発明の一実施例に係るスラット装置において、季節に応じて理想的なスラット角度を設定するルーチンを示すフローチャートである。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）並びに図５を参照すると、ステップＳ１及びＳ２において、制御部２は、メモリ２ｃから読み出した日付データに基づいて、現在の季節を判定する。夏の場合には、ステップＳ４に処理が移行して、第１のモードが実行される。夏でも冬でもない場合、すなわち、春秋の場合には、図１（Ａ）に示した温度センサ４ａによって検知される室外又は室内の気温に応じて第２のモードが選択的に実行される。冬の場合には、ステップＳ６に処理が移行して、第３のモードが実行される。

夏の場合（第１のモード）、ステップＳ４において、制御部２は、スラット角度θを太陽高度φと設定する、すなわち、複数のスラット１をそれぞれ直射光に対して垂直にして、直射光を可及的に全反射して、室内側に直射光が入射しないようにする。

春秋の場合、制御部２は、ステップＳ３において気温を判定し、高気温の場合には、第２のモードを実行するステップＳ５に移行し、低気温の場合には、冬用の第３のモードを実行する前述のステップＳ６に移行する。

春秋において高気温の場合（第２のモード）、ステップＳ５において、制御部２は、メモリ２ｃから日時に対応する太陽高度φを読み出し、さらに、太陽高度φに対応する理想的なスラット角度θを読み出して、それをスラット角度θとして設定する。なお、上述したように、メモリ２ｃには、予め、式１から算出される角度θ１と式２から算出される角度θ２のいずれか適切な一方が、スラット角度θとして、太陽高度φと関連付けられてテーブルとして記憶されている。

冬の場合（第３のモード）、ステップＳ６において、制御部２は、スラット角度θを太陽高度φ＋９０度とする、すなわち、複数のスラット１をそれぞれ直射光に対して平行にして、直射光を室内側に可及的に入射させる。

ステップＳ４〜Ｓ６に続くステップＳ７及びＳ８においては、制御部２は、スラット角度θが過度に大きくならないよう、ステップＳ４〜Ｓ６においてスラット角度θが１１０度よりも大きく設定された場合には、スラット角度θを１１０度に制限し、そうでない場合には、ステップＳ４〜Ｓ６において設定されたスラット角度θにしたがって、駆動部３を介して、スラット１を回動させて、理想的なスラット角度θを実現する。

以上、季節及び気温に応じて、第１〜第３のモードのいずれかを選択して、理想的なスラット角度θを設定する方法を説明したが、さらに、図１（Ａ）に示した照度センサ４ｂによって検出される室外又は室内の照度に応じて、理想的なスラット角度θを設定してもよい。表１は、本発明の一実施例に係るスラット装置が実行可能な四季の変化、気温及び照度によるスラット角度θの設定マトリックスを示す表である。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）並びに表１を参照すると、制御部２は、下記のように複数のスラット１のスラット角度θを設定する：
（１）照度不足（５００ルクス以下）の場合には、それほど、直射光の室内側への導入が見込めないため、複数のスラット１を地面に平行にする；
（２）照度が中間範囲（５００〜１万ルクス）の場合、暑い場合には、複数のスラット１を地面に水平にして直射光の全ては室内側に導入せず、寒い場合には、複数のスラット１を日射に水平にして直射光の全てを室内側に導入する。
（３）照度が十分（１万ルクス以上）である場合、基本的には、図５を参照して説明した処理、すなわち、第１〜第３のモードのいずれかを選択して、季節及び気温に応じて理想的なスラット角度θを設定する。なお、制御部２は、春秋季で寒い場合には、図５に示したように、第３のモードを実行して、スラット角度θを日射に水平にしてもよい。

本発明のスラット装置は、ブラインドシャッター装置、ブラインドカーテン装置、又はルーバー装置に好適に組み込まれる。本発明のスラット装置は、特に、自動化されたブラインドシャッター装置等に好適に組み込まれる。本発明のスラット装置は、室内と室外を仕切る壁或いはその他の開口部に好適に設置される。

１ 複数のスラット
１ａ 上部室外側角部（前角）
１ｂ 下部室内側角部（後角）
２ 制御部
２ａ マイクロコンピュータ
２ｂ タイマ
２ｃ メモリ
３ 駆動部
３ａ モータ
３ｂ リンク機構
４ａ 温度センサ
４ｂ 照度センサ
φ 太陽高度
θ スラット角度
ｂ スラット幅
ｔ スラット厚み
ｐ スラットピッチ

Claims (4)

1. 上下方向に沿って配列され連動して揺動ないし開閉自在な複数のスラットと、前記複数のスラットのスラット角度を設定する制御部と、を有し、該スラット角度に応じて直射光を遮蔽及び取込自在なスラット装置であって、
   前記制御部は、前記スラットが直射日光を遮蔽しつつ前記スラット角度が最大となるよう、太陽高度、スラット幅、スラットピッチ及びスラット厚みに基づいて、スラット角度を設定するモードを有する、ことを特徴とするスラット装置。
2. 前記制御部は、前記モードにおいて、前記スラットを矩形に近似して前記スラット角度を設定する、ことを特徴とする請求項１記載のスラット装置。
3. 前記制御部は、前記モードにおいて、下記の第１及び第２の遮蔽モデルから算出される前記スラット角度のうち、前記太陽高度に基づいていずれか一方のスラット角度を選択することを特徴とする請求項１又は２記載のスラット装置：
   上下方向に隣接する複数のスラットにおいて、上の該スラットの下部室内側角部と、下の該スラットの上部室外側角部で直射光を遮蔽する第１の遮蔽モデル；
   上下方向に隣接する複数のスラットにおいて、上の該スラットの下部室外側角部と、下の該スラットの上部室内側角部で直射光を遮蔽する第２の遮蔽モデル。
4. 上下方向に沿って配列され連動して揺動ないし開閉自在な複数のスラットと、前記複数のスラットのスラット角度を設定する制御部と、を有し、該スラット角度に応じて直射光を遮蔽及び取込自在なスラット装置であって、
   前記制御部は、前記太陽高度又は季節或いはそれらに準じるパラメータに応じて、下記の三種のモードのいずれか一を選択し、該選択したモードに従って前記スラット角度を設定することを特徴とするスラット装置：
   直射光を可及的に遮蔽する第１のモード；
   前記スラットが直射日光を遮蔽しつつ前記スラット角度が最大となるよう、太陽高度、スラット幅、スラットピッチ及びスラット厚みに基づいて、スラット角度を設定する第２のモード；
   直射光の少なくとも一部を取り込む第３のモード。

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