JP2011074705A - 電動ブラインド - Google Patents

Abstract

【課題】 夏季または冬季において、室内の冷暖房効率を向上させることのできる電動ブラインドを提供する。
【解決手段】 遮熱塗料をスラットの表面に、断熱塗料をスラットの裏面に塗布する。制御回路３は電波時計を組み込み、電波時計で受信した標準電波に基づく日付情報から四季を判別する。また、リモコン４から入力される緯度，経度情報から刻々変化する太陽光の入射角度を算出する。夏季においては、ブラインド１のスラット角度が太陽光の入射角度と直交するよう制御信号を電動機４に出力する。冬季においては、スラット３の表面で反射した太陽光がスラット３の裏面に照射するスラット角度の制御信号を電動機４に出力する。春季または秋季においては、スラット角度がリモコン装置６による手動操作可能となるよう自動切換えを行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽光の入射角度や季節に応じてブラインドの角度を自動調節し、太陽光の室内への採光量を調節することによって、室内の冷暖房効率を向上させることを目的とした電動ブラインドに関するものである。

太陽光の室内への採光量を調節する手段としてはブラインドが広く利用されている。多くの施設に設置されているブラインドは、使用者が適宜ブラインドに付属する操作細棒を回転操作する等して、スラット角度を調節している。

また、近年、使用者が上記のようにスラット角度を調節する方法に代えて、自動でスラット角度を調節して太陽光の採光量を調節するものが普及し始めている。上記自動でスラット角度を調節するものとしては、例えば、太陽の位置や天候に基づいて、ブラインドのスラット角度を自動調節するもの（特許文献１参照）が知られている。

前記特許文献１記載の発明は、ブラインドを昇降させる電動機とブラインドのスラット角度を調節する電動機を備えて構成されており、窓面に設置した照度計により検出した照度が所定値を超える場合は、直射光を遮断しつつ眺望が最大となる角度にスラットを調整し、また、曇天又は雨天若しくは窓面が日陰となった場合は、スラットを上昇させて全開とするものである。

特開２００６−１６１３０９号

近年、環境保全の見地から省エネルギーに対する要求が高まりつつある。特に一般家庭や企業等で冷暖房に消費される電力は相当量に達し、特に夏季や冬季における電力消費量の増加は顕著であり、これを削減することが望まれる。

この点、前記特許文献１記載の発明は、夏季においては眺望を確保しつつ、太陽光の直射光が室内に入射することを防止できるので、冷房効率を向上することができ、また、曇天や雨天等の場合は、ブラインドを全開として可能な限りの太陽光を室内に取り入れることができるので、冬季における暖房効率を高めることができ、省エネルギーの面からも有効な技術である。

然るに、夏季や冬季において、より一層、冷暖房効率を向上させることが可能であれば、環境保全に基づく省エネルギーを推進する上で有効であり、使用電力量の減少は、発電時に生じる二酸化炭素の発生量を減少させ、地球温暖化を防止する上で各国に課せられている二酸化炭素排出量の削減に貢献できることは明らかである。

そこで、本発明は、夏季や冬季において、冷暖房に使用される電力量を極力削減することのできる電動ブラインドを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、電波時計によって受信した標準電波に基づく日付情報より四季を判別する四季判別手段と、外部入力される緯度，経度情報および組み込まれた電波時計の時刻情報より、太陽光の入射角度を算出する太陽光入射角度算出手段を備え、夏季、ブラインドのスラット角度が太陽光の入射角度と直交するように自動調節し、冬季、スラットの表面に反射した太陽光が当該スラットの上段に位置するスラットの裏面に照射されるようにスラット角度を調節する自動スラット角度調節手段を備えて構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ブラインドの表面に遮熱塗料を塗布し、該ブラインドの裏面に断熱塗料を塗布して構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２の何れかに記載の発明において、前記ブラインドに温度検出手段を具備し、前記自動スラット角度調節手段は、前記温度検出手段で検出したスラット温度が予め決定した所定温度以上に加熱された場合、スラット角度を太陽光の入射角度と直交する角度以外に調節して、スラットの過熱を防止することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、夏季において太陽光の直射光が室内に入射することなく室外へ反射させ、かつ、室外の眺望も一定量確保することができる。また、冬季においては、太陽光をスラットの裏面に照射することにより、スラットを加熱することができ、室内の暖房効果を高めることができる。

また、請求項１記載の発明によれば、夏季において、太陽光をスラット表面により宇宙へ反射させることで、室外の地表に照射される太陽光の割合を減少させることができるので、地表温度の上昇を抑制できるとともに、屋外を歩行等する人にスラットによって反射した太陽光が照射して不快感を与えることは無い。

請求項２記載の発明によれば、スラットの表面に塗布した遮熱塗料により太陽光の反射率を向上させ、また、スラットの裏面に塗布した断熱塗料によってスラットの加熱効率を向上させることができる。

請求項３記載の発明によれば、夏季、人体が火傷する温度以上にスラットが過熱されることを確実に阻止することができるので、過熱されたスラットに人体が接触することによって火傷等する危険を確実に防止することができる。

本発明に係る電動ブラインドの夏季におけるスラット角度調節を説明する説明図である。 本発明に係る電動ブラインドの冬季におけるスラット角度調節を説明する説明図である。 本発明に係る電動ブラインドに利用されるリモコンの例示である。 本発明に係る電動ブラインドの制御動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図１乃至図４を用いて説明する。図１は本発明に係る電動ブラインドの構成を示すブロック図である。本発明の電動ブラインドＡは、窓面等に設置されるブラインド１を開閉するための電動機２とブラインド１のスラット３の角度を可変するための電動機４と、電動機２，４を制御する制御回路５と、電動機２，４を手動操作等するリモコン装置６を備えて構成されている。

また、ブラインド１のスラット３には、スラット３の温度を検出する温度検出手段として、例えば、サーミスタ７が止着されており、前記制御回路５においてサーミスタ７の抵抗値の変化に基づき、スラット３の温度変化を検出する。

前記リモコン６には、例えば、図３に示すように、ブラインド１の開閉およびスラット３の角度調節を自動および手動間で切り換えるスイッチ（自動スイッチ８と手動スイッチ９）と、ブラインド１の開閉とスラット３の角度調節を切り換えるスイッチ（ブラインドスイッチ１０とスラット角度スイッチ１１）、ブラインド１の開閉またはスラット３の角度調節を行う開閉スイッチ１２ａ，１２ｂ、各種設定を行うテンキー類１３、および、各種情報を表示するディスプレイ１４と、前記電波時計による標準電波を任意に受信する受信スイッチ１５を備えて構成されている。

なお、前記テンキー類１３は、後述する日付情報や緯度，経度情報を入力するためのものであり、ディスプレイ１４には、例えば、入力した日付情報や緯度，経度情報、電波時計による日付情報および時刻情報、スラット温度やスラット角度、モードの別が表示される。

制御装置５は、電動機２，４を自動またはリモコン装置６の操作に応じて制御するものであり、基準時間を計時する電波時計と、電波時計によって受信した標準電波又はリモコン装置６から入力した日付情報から四季を判別する四季判別回路と、リモコン装置６から入力された緯度，経度情報を記憶するメモリ、当該メモリから読み出した緯度，経度情報と電波時計による日付情報および時刻情報から太陽の方位、高度を算出し、ブラインド１が設置された窓面への太陽光の入射角度を算出する太陽光入射角度算出回路、および、上記各情報に基づきブラインド１のスラット３の角度を自動調節する自動スラット角度調節回路と、リモコン装置６から受信したスラット角度調節信号に基づき電動機４を正・逆回転させる手動スラット角度調節回路と、当該自動スラット角度調節回路と手動スラット角度調節回路間で切り換えを行う切換回路（何れも図示せず）を備えて構成されている。

次に、図１に示す電動ブラインドAの動作について説明する。まず、利用者が本発明に係る電動ブラインドAを利用するに当たっては、リモコン装置６によりブラインド１が設置される窓面等の緯度および経度情報を入力する。これは、各市区町村等毎に出荷時に番号を設定しておき、利用者が当該ブラインド１を設置する市区町村等に対応した番号をリモコン装置６から入力することにより実現してもよい。

一方、リモコン装置６は、前記制御装置５の電波時計が受信した標準電波に基づく日付情報をディスプレイ１４（図３参照）に表示することで、その後の電波時計の計時にしたがい、当該ディスプレイ１４の視認により毎日の日付情報を把握することができる。なお、何らかの理由により、電波時計による標準電波の受信ができない場合は、利用者がリモコン装置６のテンキー１３を操作して日付情報を入力することも可能である。

上記事前準備が完了したら、本発明の電動ブラインドＡの動作制御に移行する。まず、図４に示すステップＳ１において、制御装置５（図１参照）は利用者が図３に示すリモコン装置６の自動スイッチ８か手動スイッチ９の何れを押しているかを検出する。

その結果、自動スイッチ８を押していた場合は、図４に示すステップＳ２において、ブラインド１の開閉状態を確認する。確認した結果、全閉状態であればステップＳ５へ移行するが、全閉状態でない場合、つまり、全開若しくは中間位置である場合は、ステップＳ４において、図１に示す電動機２に駆動信号を送出し、ブラインド１を全閉状態とする。

次に、制御装置５は、図示しない電波時計から日時情報を読み出し、四季判別回路で四季を判別する（ステップＳ６）。つづいて、ステップＳ７（図４参照）において、メモリから先に入力した緯度，経度情報を読み出し、日時情報を合わせて太陽光入射角度算出回路において、太陽の方位および高度を算出する。

算出の方法としては、太陽赤緯と均時差を近似式で求めることができる。このような近似式は種々提案されているが、例えば、中川清隆氏＠立正大学地球環境科学部環境システム学科（http://www.es.ris.ac.jp/~nakagawa/met_cal/solar.html）に掲載されている式により求めることができる。

太陽の方位および高度が算出できたら、この算出結果に基づき、図１に示すブラインド１を設置した窓面に対する太陽光の入射角度を算出する（ステップＳ８）。

次に、ステップＳ９（図４参照）において、季節が夏季であるか否かを判定する。夏季であった場合は、ステップＳ１０に移行して、自動スラット角度調節回路の制御モードを夏季モードに設定する。夏季モードにおいては、前記自動スラット角度調節回路は、図１に示す電動機４に対して、ブラインド１のスラット３の表面が太陽光の入射角度と直交する角度（以後、θ１°という）となるように制御信号を出力する。

これにより、電動機４は、スラット３の角度を調節し、図１に示すように、太陽光の入射角度とスラット３の表面の角度が直行する状態（θ１°）に移行する。これにより、スラット３の表面に入射した太陽光は、スラット３の表面にて全反射され、宇宙空間に反射される。

この結果、太陽光はブラインド１に反射して窓面周辺の地表に照射されることがなくなるので、太陽光の照射により地表が過度に加熱されることを防止でき、窓面近傍の温度環境を快適に保つことができる。

つまり、ブラインド１を設置した窓面近傍を歩行等する人（人体）に対して、反射光が照射されることを防止でき、周囲温度の上昇および反射光の眩しさによる不快感を与えることはない。

なお、前記スラット３の表面には、遮熱塗料が塗布されており、太陽光の反射率を向上させている。反射率の向上により、スラット３における太陽光の吸収を防止できるので、スラット３が太陽光により過度に加熱されることを防止できる。

また、太陽光がスラット３において全反射されるため、室内への太陽光の入射量を抑制することができ、夏季における室内の冷房効率を向上させることができる。

そして、スラット３の角度は、窓面を全閉する角度と相違するため、室内からは屋外の眺望を一定程度確保することができ、室内の明るさを一定程度確保することが可能となり、室内照明で消費される電力量を削減できる効果を奏する。

つづいて、ステップＳ１２（図４参照）において、図１に示すスラット３の温度を検出する。スラット３には、図１に示すように、温度検出手段（以下、サーミスタという）７が取り付けられており、制御装置５は、当該サーミスタ７の抵抗値の変化に基づき、スラット３の温度変化を検出することができる。

したがって、制御装置５は、サーミスタ７によってスラット３の温度を検出した結果、過熱状態を検出した場合（ステップＳ１３）は、ステップＳ１４において、過熱保護動作を実行する。一方、スラット３の過熱状態を検出しない場合は、ステップＳ１まで戻り、前述したのと同様の動作を繰り返し実行する。

前記過熱保護動作（ステップＳ１４）は、ステップＳ１５に示すように、図１に示すブラインド１のスラット３の角度をθ３°に調節する。θ３°とは、ステップＳ１１において角度調節したθ１°以外の角度をいう。つまり、スラット３の角度がθ１°であるとき、スラット３の太陽光照射面積が最大となるので、これ以外の角度（θ３°：好ましくは、スラット３の太陽光照射表面積が最小となる角度であり、太陽光の入射角度に平行な角度）にスラット３を調節することにより、太陽光の照射面積を減少させることができ、スラット３の過熱状態を解消することが可能となる（ステップＳ１５）。

そして、過熱状態が解消されない間（ステップＳ１６）、利用者が図３に示すリモコン装置６の手動スイッチ９を押さない限り、スラット３の角度がθ３°となるように自動制御を継続し、ステップＳ１６とステップＳ１７（図４参照）の動作を繰り返し行う。

前記スラット３の表面には、前述したように、遮熱塗料が塗布されており、熱の吸収が抑制される構造となっているが、長時間太陽光に晒されることにより、スラット３が過度に過熱された場合は、制御装置５がサーミスタ７の抵抗値の変化からスラット３の過熱状態を即座に検知して、当該スラット３の角度を太陽の当たりにくい角度へ可変することにより、この過熱状態を解消するのである。

これにより、夏季において、スラット３が過熱されることはなく、室内の冷房効率を向上させることができる。

一方、ステップＳ１６（図４参照）において、スラット３の過熱状態が解消した場合は、ステップＳ１まで戻り、前述したのと同様の動作を繰り返し実行する。

また、前記ステップＳ９において、季節が夏季でなかった場合は、ステップＳ１８に移行して、季節が冬季であるか否かを判定する。そして、季節が冬季であった場合は、ステップＳ１９において、自動スラット角度調節回路の制御モードを冬季モードに設定する。冬季モードにおいては、前記自動スラット角度調節回路は、電動機４に対して、ブラインド１のスラット３の角度がθ２°となるように制御信号を出力する。

θ２°とは、図２に示すように、太陽光の入射光がスラット３の表面に反射して、反射したスラット３の一段上に位置するスラット３の裏面に照射する角度である。図２においては、ちょうど水平となった状態を示しているが、太陽の方位および高度から算出される太陽光の入射角度によって刻々変化する。

この結果、太陽光はスラット３の裏面に照射され、当該部分を暖めることができる。スラット３の裏面には、太陽光による熱を充分に蓄積できるよう断熱塗料が塗布されており、スラット３は太陽光による熱を充分吸収することが可能となる。

つまり、冬季において、スラット３は太陽光の熱により充分暖められ、当該熱を室内へ放熱するので、室内の暖房効率を高めることが可能となり、暖房において消費される電力量を極力削減することができる。

一方、ステップＳ１８において、季節が冬季でないと判断された場合、つまり、春季または秋季と判定された場合は、ステップＳ２１まで戻り、ブラインド１の手動操作に移行する。

そして、ステップＳ１において、利用者が図３に示すリモコン装置６の自動スイッチ８を押すまでの間、ブラインド１は利用者によって手動操作される。

したがって、利用者は、リモコン装置６のブラインドスイッチ１０を押した後、開閉スイッチ１２ａ，１２ｂを操作することにより、ブラインド１の開閉操作を行うことができ、また、スラット角度スイッチ１１を押した後、開閉スイッチ１２ａ，１２ｂを操作することにより、スラット３の角度を任意の角度に調節することができる。

リモコン装置６による手動操作は、ステップＳ１（図４参照）において、利用者がリモコン装置６の自動スイッチ８を押すまで繰り返し実行される。

以上の制御が実行されることにより、利用者はブラインド１の開閉およびスラット３の角度調節を自動で、又は、リモコン装置６による手動で操作することができ、自動操作する場合、夏季においては、ブラインド１を全閉した後、スラット３の角度を太陽光の入射角度と直交する角度に調節することにより、太陽光をスラット３の表面において全反射することができ、室内への太陽光の入射量を抑制し、冷房効率の向上を図ることができる。

また、スラット３の表面にて全反射された太陽光は宇宙空間に向けて反射されるので、ブラインド１を設置した窓面近傍の地表に太陽光が照射して地表の過熱を防止できるとともに、窓面近傍の歩行者等が当該反射光により不快感を感じることはない。

また、スラット３の表面には、遮熱塗料が塗布されているので、スラット３の表面における太陽光の反射率を向上させることができ、スラット３に太陽光が蓄積され、過度に過熱することを抑制できる。

また、冬季においては、太陽光のスラット３の表面に反射して、一段上のスラット３の裏面に照射される角度（θ２°）にスラット３の角度調節することにより、断熱塗料を塗布したスラット３の裏面には、太陽光の熱が効率的に蓄積される。

スラット３に太陽光の熱が蓄積し、これを室内へ放熱することにより効率的に室内を暖めることができ、冬季における暖房効率を高めることができる。この結果、暖房に消費する電力量を抑制することができ、省エネルギーの促進を図ることが可能となる。

ブラインドのスラット角度を自動調節して、夏季または冬季における室内の冷暖房効率を向上させることを目的とした電動ブラインドを提供するものである。

１ ブラインド
２，４ 電動機
３ スラット
５ 制御装置
６ リモコン装置
７ 温度検出手段（サーミスタ）
８ 自動スイッチ
９ 手動スイッチ
１０ ブラインドスイッチ
１１ スラット角度スイッチ
１２ａ，１２ｂ 開閉スイッチ
１３ テンキー類
１４ ディスプレイ

Claims (3)

1. 電波時計によって受信した標準電波に基づく日付情報より四季を判別する四季判別手段と、外部入力される緯度，経度情報および組み込まれた電波時計の時刻情報より、太陽光の入射角度を算出する太陽光入射角度算出手段を備え、夏季、ブラインドのスラット角度が太陽光の入射角度と直交するように自動調節し、冬季、スラットの表面に反射した太陽光が当該スラットの上段に位置するスラットの裏面に照射されるようにスラット角度を調節する自動スラット角度調節手段を備えて構成したことを特徴とする電動ブラインド。
2. 前記ブラインドの表面には、遮熱塗料を塗布し、該ブラインドの裏面には、断熱塗料を塗布して構成したことを特徴とする請求項１記載の電動ブラインド。
3. 前記ブラインドに温度検出手段を具備し、前記自動スラット角度調節手段は、前記温度検出手段で検出したスラット温度が予め決定した所定温度以上に加熱された場合、スラット角度を太陽光の入射角度と直交する角度以外に調節して、スラットの過熱を防止することを特徴とする請求項１，２記載の電動ブラインド。

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