JP2017078316A - ルーバー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ルーバーを薄く軽量にしても確実に動作させ、安定して閉位置と開位置に移動させる。
【解決手段】ルーバー装置は、互いに平行な姿勢で同一平面上に等間隔で配置された複数のルーバー１と、ルーバー１と平行に配置された複数本の回転軸２と、回転軸２にルーバー１を連結してなる複数の支持部３と、複数の回転軸２を回転自在に支持する軸受け部４と、複数の回転軸２を同期して回転させる駆動機構５とを備える。駆動機構５は、回転軸２を回転させる駆動歯車１１と、駆動歯車１１を回転させるとウオーム歯車１２と、ウオーム歯車１２を回転させる駆動軸１３と、駆動軸１３を回転させる駆動モータ１４とを備える。ルーバー装置は、駆動機構５で複数の回転軸２が同期して回転されて、各々の回転軸２に固定してなるルーバー１を回転軸２を中心軸とする円弧の軌跡に沿って移動させて、各々のルーバー１を閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、複数のルーバーを備えるルーバー装置の改良に関し、とくに、多数のルーバーを確実に安定して、閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に正確に同期して移動できるルーバー装置に関する。

開閉自在な複数のルーバーを備えるルーバー装置は、建物の窓等に設置されて便利に使用される。従来のルーバー装置は、互いに平行に配置された複数のルーバーを備えており、各ルーバーをその両端において一対の縦枠に回転自在に連結して、手動または電動により複数のルーバーを同時に回転させて開閉する構造としている。各ルーバーは、帯状に延びるルーバーの本体部の両端から突出する回転軸を備えており、この回転軸を両側に設けた縦枠に回転自在に連結している。さらに、ルーバー装置は、複数のルーバーを同時に回転させるために、ルーバーの本体部または回転軸に連結アームを介してコンロッドを連結し、このコンロッドを往復運動させることで全てのルーバーを同時に回動できるようにし、あるいは、ルーバーの本体部の両端から突出する回転軸を駆動機構で同時に回転させて、全てのルーバーを同時に回動させる構造としている（特許文献１及び２参照）。

以上のルーバー装置は、ルーバーの本体部を一対の縦枠の間に所定の姿勢で配置しながら回転させるので、ルーバーの本体部に回転板としての強度が要求される。言い換えると、ルーバーの本体部は、一対の縦枠の間に配置された状態では、所定の形状に保持されて、しかも外部からの負荷に対して変形しない剛性が求められる。このため、従来のルーバー装置では、ルーバー本体を所定の強度とするために厚く成形する必要があり、ルーバーを軽量にできず、製造コストが高くなる問題点があった。とくに、長いルーバーや幅の広いルーバーにあっては、外部から作用する風等の外的要因による変形や歪みを防止するために、厚くて強靭な構造が要求されて、厚く重くなる欠点があった。

ところで、近年、太陽電池パネルを利用した発電システムの需要が高くなってきている。このような、太陽光発電では、太陽の位置が日の出から日の入りまでの間に移動することに加えて、太陽高度も変化するので、太陽電池パネルに安定して太陽光を入射させるのが難しく、発電効率を向上できない問題点があった。太陽電池パネルに対する太陽光の入射角が大きくなると発電効率が低下するからである。

このような問題点を解消するために、太陽の１日の動きに合わせて、仰角や水平面内での向きを変更可能な太陽追跡装置が開発されている（特許文献３参照）。この太陽追跡装置は、太陽の動きに応じて、太陽電池パネルの向きを変えるでので、太陽電池パネルによる発電効率を向上できる。ただ、この太陽追跡装置は、太陽電池パネルの向きを変えるための構造が複雑で安価に製造できない問題点がある。とくに、複数の太陽電池パネルの向きを同期して変更させる機構が複雑になる問題点があった。さらに、屋外に設置される太陽電池パネルを設けているルーバーは、台風などにおいて外部から極めて強い力が作用して変形し、あるいは破損する等の弊害が発生しやすいという問題点もあった。

特開２０１０−２６５７１４号公報 特開２０１０−２１６０８１号公報 特開２００９−０４４０２２号公報

本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、ルーバーを薄くして軽量にしても、ルーバーに負担をかけることなく確実に動作させて、複数のルーバーを安定して閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動でき、さらに、ルーバー間の隙間を調整して通過する風量や光量をコントロールできるルーバー装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、簡単な構造で閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動できるルーバーに太陽電池パネルを備えることで、太陽電池パネルの向きを容易に変更して発電効率を向上できるルーバー装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のルーバー装置は、互いに平行な姿勢で同一平面上に等間隔に配置された複数のルーバー１と、ルーバー１と平行に配置されてなる複数本の回転軸２と、回転軸２にルーバー１を連結してなる複数の支持部３と、複数の回転軸２を回転自在に支持する軸受け部４と、複数の回転軸２を同期して回転させて、隣接するルーバー間の隙間２８を最小とする閉位置からルーバー間の隙間２８を最大とする開位置に移動させる駆動機構５、５０とを備えている。回転軸２は、ルーバー１の開位置において、ルーバー間に配置されて、支持部３を介して一方のルーバー１に連結されている。駆動機構５、５０は、回転軸２に固定されて、回転軸２を回転させる駆動歯車１１と、駆動歯車１１と噛み合って、回転軸２に固定してなる各々の駆動歯車１１を同期して回転させる複数のウオーム歯車１２と、ウオーム歯車１２が固定されて、ウオーム歯車１２を回転させる駆動軸１３と、駆動軸１３を回転させる駆動モータ１４とを備えている。ルーバー装置は、駆動機構５、５０で複数の回転軸２が同期して回転されて、各々の回転軸２に固定してなるルーバー１を回転軸２を中心軸とする円弧の軌跡に沿って移動させて、各々のルーバー１を閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させる。

上記構成により、ルーバーを薄くして軽量にしても、ルーバーに負担をかけることなく確実に動作させて、複数のルーバーを安定して閉位置から開位置、また開位置から閉位置にに移動できる特徴がある。それは、本発明のルーバー装置が、従来のようにルーバーを回転板として直接に回転させるのではなく、複数の支持部を介してルーバーが連結された回転軸を回転させて、ルーバーを閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させるからである。この構造のルーバー装置は、回転される回転軸に支持部を介してルーバーを固定するので、ルーバー自体には回転板としての強度が要求されない。したがって、ルーバーに薄くて軽い部材を使用しても、ルーバーに負担をかけることなく確実に動作させて、複数のルーバーを安定して閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動できる。

さらに、上記構成のルーバー装置は、駆動機構が、複数のウオーム歯車が固定された駆動軸を駆動モータで回転させて、これ等のウオーム歯車と噛み合う駆動歯車を回転させることで、複数の回転軸を同期して回転させるので、多数のルーバーを備える構造においても、駆動機構を簡単な構造としながら、各ルーバーを正確に同期して閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動できる。とくに、回転軸を駆動する駆動機構の負荷を小さくして多数のルーバーを楽に移動できる。このルーバー装置は、駆動機構で複数のルーバーを同期して閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させることにより、ルーバー間の隙間を調整して通過する風量や光量をコントロールできる。

本発明のルーバー装置は、ルーバー１を、弾性変形可能なようにプラスチック板または金属板で成形することができる。
上記構成により、ルーバーを可能な程度まで薄く成形することができる。とくに、プラスチック板のルーバーは軽くでき、金属板のルーバーは薄くて強くできる。

本発明のルーバー装置は、ルーバー１が、両端部と中間部を複数の支持部３で回転軸２に連結することができる。
このルーバー装置は、支持部の個数と連結位置を調整して、薄くて変形しやすいルーバーを確実に回転軸に連結できる。

本発明のルーバー装置は、ルーバー１を、回転軸２に固定された複数の支持部３に対して橋渡し状態に固定して、互いに隣接する支持部３の中間において、ルーバー１を撓む方向に弾性変形させることができる。
上記構成により、回転軸に固定された複数の支持部に対して、橋渡し状態に固定されたルーバーを、その中間において、面と交差する方向に撓む状態で弾性変形させることで、外部から作用する負荷、例えば風や衝撃を吸収して耐久性を向上できる。

本発明のルーバー装置は、回転軸２を、ルーバー１の幅方向の中央部との対向位置に配置することができる。
上記構成により、回転軸を中心軸とする円弧に沿って移動するルーバーを左右対称に閉位置と開位置とに移動できる。

本発明のルーバー装置は、駆動歯車１１を、回転軸２の中央部に固定することができる。
上記構成により、駆動機構は、回転軸の中央部を駆動して回転させるので、長い回転軸であっても中央部で駆動することで負荷を軽くしながらバランス良く回転できる。

本発明のルーバー装置は、ルーバー１が表面に太陽電池パネル９を備えて、太陽光による発電機能を備える発電システムとして使用することができる。
上記構成により、複数のルーバーの表面に太陽電池パネルを備えることで、太陽光による発電機能を備える発電システムに兼用して便利に使用できる。

本発明のルーバー装置は、駆動機構５、５０が、駆動モータ１４の回転を制御するコントロール回路１５を備えて、コントロール回路１５は、ルーバー１に固定された太陽電池パネル９が太陽の方向を向くようにルーバー１を閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させることができる。
上記構成により、ルーバーに固定された太陽電池パネルが太陽の方向に向くようにルーバーを閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させるので、太陽電池パネルによる発電効率を向上できる。

本発明のルーバー装置は、コントロール回路１５が、閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動するルーバー１が回転軸周りに回転する回転角αを、太陽の南中方向に対して±６０度以内とすることができる。
上記構成により、閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動するルーバーの回転軸周りの回転角を太陽の南中方向に対して±６０度以内とすることで、多数のルーバーを無理なく安定して閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動できる。とくに、日中における太陽の位置をルーバーで追跡することで、太陽電池パネルにより効率よく発電できる。

本発明の一実施の形態に係るルーバー装置の斜視図である。 図１に示すルーバー装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１に示すルーバー装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図２に示すルーバー装置の中央部を示す拡大断面図である。 図２に示すルーバー装置の端部を示す拡大断面図である。 図１に示すルーバー装置の駆動機構を示す拡大斜視図である。 図３に示すルーバー装置のルーバーが回転軸周りに移動する状態を示す概略図である。 図１に示すルーバー装置の設置方向を示す概略図である。 図１に示すルーバー装置の設置状態を示す概略図である。 本発明の他の実施の形態に係るルーバー装置の斜視図である。 図１０に示すルーバー装置のＸＩ−ＸＩ線断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るルーバー装置の斜視図である。 図１２に示すルーバー装置のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのルーバー装置を例示するものであって、本発明はルーバー装置を以下に特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

本発明のルーバー装置は、建物の窓や開口部に設置されて、閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動するルーバーによって通過する光や風の量を調整するルーバー装置として使用され、あるいは、ルーバーの表面に太陽電池パネルを備えることで、太陽光による発電機能を備える発電システムに兼用されるルーバー装置として使用される。

（実施形態１）
本発明の一実施の形態に係るルーバー装置を図１〜図６に示す。これ等の図に示すルーバー装置１００は、ルーバー１の表面に太陽電池パネル９を備えており、太陽光による発電機能を備える発電システムとして使用される例を示している。このルーバー装置１００は、屋内外を問わず太陽光が照射される場所に設置されて、ルーバー１に設けた太陽電池パネル９に入射する太陽光により発電する。とくに、このルーバー装置１００は、太陽の動き（日周運動）に合わせてルーバー１を閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させることで太陽電池パネル９による発電効率を向上できる構造としている。

図１〜図６に示すルーバー装置１００は、互いに平行な姿勢で同一平面上に等間隔に配置された複数のルーバー１と、このルーバー１と平行に配置された複数本の回転軸２と、この回転軸２にルーバー１を連結してなる複数の支持部３と、複数の回転軸２を回転自在に支持する軸受け部４と、複数の回転軸２を同期して回転させて、隣接するルーバー間の隙間２８を最小とする閉位置からルーバー間の隙間２８を最大とする開位置に移動させる駆動機構５とを備えている。

（ルーバー１）
ルーバー１は、帯状に延長されたプレート状としている。帯状のルーバー１は、横幅を２〜２０ｃｍ、好ましくは３〜１５ｃｍ、さらに好ましくは３〜１０ｃｍとし、長さを３０〜５００ｃｍ、好ましくは４０〜４００ｃｍ、さらに好ましくは５０〜３００ｃｍとすることができる。図１と図３に示すルーバー装置１００は、複数枚のルーバー１を、互いに平行な姿勢で同一平面上に等間隔に配置している。このルーバー装置１００は、幅を約４．５ｃｍ、長さを約１００ｃｍとする９枚のルーバー１を約６ｃｍの間隔で配列しており、隣接するルーバー間には約１．５ｃｍの隙間２８を設けて配置している。ただ、ルーバー装置は、その用途に応じて、ルーバーの幅や長さ、配列するルーバーの枚数、及びその間隔や隙間が決定される。例えば、窓用のルーバー装置においては、設置される窓の左右の幅と上下の幅に応じて決定される。

ここで、図３に示すルーバー装置１００は、隣接するルーバー間の隙間２８を最小とする閉位置にある状態を示している。ルーバー装置１００は、図３に示す状態から、回転軸２を中心軸とする円弧の軌跡に沿ってルーバー１を移動させて、ルーバー間の隙間２８が最大となる開位置に移動させる。図３に示す複数のルーバー１は、所定の間隔Ｋで配置されており、各々のルーバー１が閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動する状態では、図７に示すように、隣接するルーバー１同士が接触することなく、その動作に悪影響を与えることがないように配置される。したがって、ルーバー装置１００は、これ等のことを考慮して各ルーバー１の間隔Ｋ及び幅Ｗ、ルーバー間の隙間２８の幅Ｄを最適な値に特定する。

ルーバー１は、プラスチックまたは金属を薄く成形して形成される。図１〜図６のルーバー１はプラスチック製で、例えば、ポリカーボネート等のプラスチックを、厚さを１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下と薄く成形したものを使用している。プラスチック製のルーバー１は、太陽光を受ける環境で使用する用途においては、紫外線の影響を低減できる素材が好適に使用できる。また、金属製のルーバー１は、例えば、厚さを２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下と薄く成形された金属板が使用できる。金属製のルーバー１は、ステンレスやアルミ等の防サビ効果に優れた金属板が好適に使用できる。このように、薄く成形される帯状のルーバー１は、軽量にして、製造コストを低減できる。また、後述する駆動機構５で、容易に駆動できる。

さらに、図１〜図６に示すルーバー１は、表面に太陽電池パネル９を固定している。太陽電池パネル９は、現在一般的に使用されているものが使用できる。図１〜図６に示すルーバー１は、幅方向の中心部であって、長さ方向に延長して太陽電池パネル９を帯状に配置して固定している。図３に示すルーバー１は、幅方向の中央部に配置される太陽電池パネル９の幅Ｈをルーバー全体の幅Ｗの４０％〜６０％としている。ここで、ルーバー１の幅方向の中央部に太陽電池パネル９を配置する構造は、図７に示すように、ルーバー１を閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させる状態で、傾斜するルーバー１の陰が、隣接する太陽電池パネル９に被るのを低減させて、太陽電池パネル９の発電効率が低下するのを防止できる。ただ、ルーバーは、必ずしも幅方向の中央部にのみ太陽電池パネルを配置する構造には特定せず、ルーバーの表面のほぼ全面に配置することもできる。このルーバー装置は、ルーバーが閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動する状態では、隣接するルーバーの陰が隣のルーバーに影響しないように、好ましくは、ルーバー間の隙間２８の幅Ｄを広くし、あるいはルーバー１の幅Ｗを小さくする。したがって、ルーバー１は、幅方向の中央部に配置される太陽電池パネル９の幅Ｈを、ルーバー全体の幅Ｗの４０％〜１００％とすることができる。

（回転軸２）
各ルーバー１の裏面側には、各々回転軸２が配置されている。回転軸２は、ルーバー１の長手方向に延長して設けられている。回転軸２は、ルーバー１の幅方向の中央部との対向位置に、ルーバー１と平行な姿勢で配置されている。図３に示す回転軸２は、ルーバー１の幅方向の中心線ｍと対向する位置であって、図において水平姿勢にあるルーバー１の中心線ｍの真下に配置されている。このように、ルーバー１の中心線ｍに対向して回転軸２を配置する構造は、回転軸２を中心軸として左右に回転されるルーバー１を左右対称に首振りさせる状態で閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動できる特徴がある。ただ、回転軸２は、必ずしも中心線ｍの真下の位置には特定されず、ルーバー１の中心線ｍに対して偏心して配置することもできる。例えば、ルーバー１の裏面側に対向して配置される回転軸２の位置は、ルーバー１の幅Ｗを１００％とすると、中心線ｍから±２５％の範囲とすることができる。回転軸２は金属ロッドで、ルーバー１よりも長く形成されている。回転軸２は、複数の軸受け部４を介して、所定の姿勢に支持されると共に、回転自在に支持されている。

（支持部３）
各回転軸２には、軸方向に離れて複数の支持部３が固定されている。支持部３は、ルーバー１を回転軸２に固定するための固定部材であって、図に示す支持部３は板状としている。板状の支持部３は、複数枚が離された状態で配置されて、回転軸２に固定されている。ルーバー１は、両端部と中間部を複数の支持部３を介して回転軸２に連結される。図２に示す回転軸２は、左右の両端部と、中央部の両端の合計４箇所に支持部３が固定されている。４個の支持部３は、これ等を貫通する状態で回転軸２が挿通されて、固定軸２の定位置に固定されている。

回転軸２に固定された複数の支持部３は、先端面にルーバー１が固定される。ルーバー１は、図５に示すように、止ネジ等の固定具２４を介して支持部３に固定される。先端面にルーバー１が固定される支持部３は、ルーバー１を回転軸２から離した位置に配置する。図３と図４に示す支持部３は、互いに平行に配置されたルーバー１と回転軸２との間隔Ｌを所定の間隔としている。ここで、ルーバー１と回転軸２との間隔Ｌを大きくすると、回転軸２に固定される駆動歯車１１の外形を大きくすることができるが、装置全体が大きくなると共に、回転軸２を中心軸として軸周りに移動するルーバー１の左右方向への移動量が大きくなる。反対に、ルーバー１と回転軸２との間隔Ｌを小さくすると、装置全体を小さくして、ルーバー１の左右方向への移動量を小さくできるが、回転軸２に固定される駆動歯車１１の外形を大きくするのが難しくなる。したがって、支持部３は、これ等のことを考慮して、ルーバー１と回転軸２との間隔Ｌが最適となるように設計される。ここで、図３に示すルーバー装置は、幅Ｗを約４．５ｃｍとするルーバー１に対して、ルーバー１と回転軸２との間隔Ｌを約２ｃｍとしている。ただ、ルーバー１と回転軸２との間隔Ｌは、１ｃｍ〜４ｃｍとすることもできる。

さらに、図３と図６に示す支持部３は、先端面の両端に凸部２５を設けており、対向する凸部２５の間を位置決め凹部２６として、ルーバー１を嵌合させて定位置に配置できるようにしている。ただ、支持部３は、必ずしも先端面の横幅を、ルーバー１の幅Ｗよりも大きくし、あるいは等しくする必要はない。支持部は、先端面の横幅をルーバー１の幅Ｗよりも小さくすることもできる。図示しないが、ルーバー装置は、ルーバーの幅Ｗを、支持部の先端面の横幅よりも大きくして、互いに隣接するルーバー間の隙間を狭くし、あるいは隙間をなくすこともできる。このルーバー装置は、ルーバーが閉位置にある状態では、隣接するルーバー間の隙間を狭くして、ここを通過する風量や光量を抑制できる。

ルーバー１は、図２に示すように、左右の両端と、中央部の両端の４箇所において支持部３に固定されている。この構造は、支持部３の数を少なくしながら、帯状の長いルーバー１を所定の姿勢で回転軸２に固定できる。図２に示すルーバー１は、左右の両端に配置される支持部３と、中央部の両端に配置される支持部３との間隔を広くして、これ等の支持部３に対して、橋渡しする状態で固定できる。この構造は、橋渡しされる部分の中央部を撓ませて弾性変形し易くできる。このため、長いルーバー１を弾性変形させることで、風等の外力を吸収することができ、優れた耐久性を実現できる。ただ、ルーバーは、さらに多くの支持部を介して回転軸に固定することもできる。ルーバーを回転軸に固定する支持部の数は、ルーバーの全長、幅、厚さ等によって種々に変更することができる。

（軸受け部４）
支持部３を介してルーバー１が固定された回転軸２は、軸受け部４を介して所定の姿勢で支持される。図１〜図６に示すルーバー装置１００は、複数の回転軸２を所定の姿勢で配置する基台６を備えており、この基台６に設けた軸受け部４を介して複数の回転軸２を所定の姿勢で回転自在に支持している。図１と図３に示す基台６は、回転軸２の下方に対向して配置される複数列の底面プレート２０と、これ等の底面プレート２０の両端を連結してなる端面プレート２１とを備えている。底面プレート２０は、ルーバー１とほぼ等しい幅であって、互いに隣接する底面プレート２０同士の間には隙間２２を設けている。この構造の基台６は、材料を低減して軽量かつ低コストにできると共に、底面プレート２１を設置面から離して配置する用途においては、この隙間２２を換気隙間として空気を換気できる。

基台６の両端に配置される端面プレート２１は、回転軸２の両端を挿入して支持する貫通孔２１ａを開口している。端面プレート２１は、この貫通孔２１ａに挿通された回転軸２を回転できるように支持しており、回転軸２の両端を回転自在に支持する軸受け部４としている。さらに、基台６は、回転軸２の中央部においても、回転軸２を支持できるようにしている。図４と図６に示す基台６は、底面プレート２０の中央部に、回転軸２の中間部を回転自在に支持する支持壁２３を設けている。図４と図６に示す基台６は、回転軸２の中央部と対向する位置であって、固定軸２の中央部に固定された一対の支持部３の内側に位置して一対の支持壁２３を設けている。支持壁２３は、回転軸２を貫通させる貫通孔２３ａを開口しており、この貫通孔２３ａに挿通される回転軸２を回転自在に支持する軸受け部４としている。以上の基台６は、回転軸２を回転自在に支持する複数の軸受け部４を介して、複数の回転軸２を互いに平行な姿勢で、等間隔に配置している。

さらに、図４と図５に示す回転軸２は、両端の端面プレート２１と、中間の支持壁２３とで支持される回転軸２が軸方向に移動するのを防止できるように、回転軸２の複数箇所にストッパ７を設けている。図に示すストッパ７は、回転軸２が挿通される筒体で、回転軸２を貫通させた状態でネジ止めすることにより、回転軸２の定位置に固定されるようにしている。このように、回転軸２にストッパ７を固定することで、回転軸２を軸方向に移動しない構造として、軸受け部４の定位置に配置できる。

以上のルーバー装置は、従来のように、ルーバーを回転板として直接回転させるのではなく、図２に示すように、ルーバー１に沿って配置された回転軸２を回転させる構造として、この回転軸２に離間して固定された複数の支持部３を介してルーバー１を固定している。このため、ルーバー１には回転板としての強度は要求されず、薄く形成してもルーバー１に負担をかけることなく、確実に動作させることができる。回転する回転軸２に対して、支持部３を介して固定されるからである。このように、薄く成形することが可能な帯状のルーバー１は、長さ方向の中間において面と交差する方向に撓むことができる弾性を有することで、外部から作用する負荷、例えば風や衝撃を吸収して耐久性を向上できる。

（駆動機構５）
駆動機構５は、基台６の定位置に配置された複数の回転軸２を同期して回転させる。駆動機構５は、図３、図４、及び図６に示すように、回転軸２に固定されて、回転軸２を回転させる駆動歯車１１と、駆動歯車１１と噛み合って、回転軸２に固定してなる各々の駆動歯車１１を同期して回転させる複数のウオーム歯車１２と、ウオーム歯車１２が固定されて、ウオーム歯車１２を回転させる駆動軸１３と、駆動軸１３を回転させる駆動モータ１４とを備えている。

（駆動歯車１１）
駆動歯車１１は、その中心に回転軸２が挿通されて、回転軸２の定位置に固定されている。図４と図６に示す駆動歯車１１は、回転軸２の中央部であって、回転軸２を支持する軸受け部４である一対の支持壁２３の間に位置して固定されている。このように回転軸２の中央部に固定される駆動歯車１１は、左右のバランス良く回転軸２を回転できる。ただ、駆動歯車は、回転軸の端部に固定することもできる。あるいは、駆動歯車は、１本の回転軸に対して複数個を固定して、これ等の駆動歯車を同期して回転させることもできる。駆動歯車１１は、図３と図４に示すように、回転軸２に固定された状態でルーバー１の裏面側に位置して、ルーバー１に接触しない位置に配置される。各回転軸２に固定される駆動歯車１１は、１本の駆動軸１３に設けたウオーム歯車１２で駆動されるように、一直線上であって、駆動軸１３を含む面と同一平面内に位置するように配置される。

回転軸２を回転させる駆動歯車１１は、歯車の外径や歯数により回転速度や回転トルクが調整される。ここで、駆動歯車１１は、回転速度を小さくし、回転トルクを大きくするために、好ましくは外径を大きくし、歯数を多くする。ただ、駆動歯車は、外径を大きくすると、ルーバーの下方に設けた所定のスペースに配置するのが難しくなるので、これ等のことを考慮して最適な大きさに特定される。

（ウオーム歯車１２）
回転軸２に固定された駆動歯車１１は、回転するウオーム歯車１２によって駆動される。図３に示す駆動機構５は、駆動歯車１１を駆動するウオーム歯車１２を駆動軸１３に固定している。図３の駆動機構５は、複数のルーバー１を同期して閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させるために、複数の回転軸２を同期して回転できるようにしている。図３に示す駆動軸１３は、各駆動歯車１１と対向する位置にウオーム歯車１２を固定して、複数の駆動歯車１１を同時に回転できるようにしている。この駆動機構５は、回転する駆動軸１３に固定されたウオーム歯車１２が駆動歯車１１と噛み合うことにより、全ての駆動歯車１１を同期して回転させる。このように、駆動歯車１１をウオーム歯車１２で駆動する構造は、駆動軸１３の回転数に対して駆動歯車１１の回転数を抑制できるので、ルーバー１の回転軸周りの回転角αを理想的に微調整できる。

（駆動軸１３）
駆動軸１３は、複数の回転軸２の下方であって、複数の回転軸２を含む面に対して平行な姿勢で、かつ平面視において、複数の回転軸２に直交する姿勢で配置されている。図３に示す駆動軸１３は、底面プレート２１に対して平行な姿勢であって、底面プレート２１から離れた位置に配置されている。図３に示す駆動軸１３は、底面プレート２１に固定された軸受け１６を介して回転自在に配置されている。図３に示す軸受け１６はブロック状で、駆動軸１３を貫通させる貫通孔１６ａを開口しており、この貫通孔１６ａに挿通される駆動軸１３を回転自在に支持している。図３の軸受け１６は、少なくとも駆動軸１３の両端部に位置して配置されており、底面プレート２１に対して駆動軸１３を定位置に支持できるようにしている。図３に示す駆動軸１３も、軸方向に移動しないようにストッパ１７を介して軸受け１６に連結されている、このストッパ１７には、前述のストッパ７と同じ構造の筒体が使用できる。このように、複数の回転軸２の下方に配置される駆動軸１３は、各回転軸２に固定された駆動歯車１１を回転できる位置にウオーム歯車１２を固定している。図１〜図６に示すルーバー装置１００は、９枚のルーバー１を備えており、９本の回転軸２を同期して回転させるので、駆動軸１３には、駆動歯車１１と対向する位置に９個のウオーム歯車１２を固定している。ただ、駆動軸は、長いウオーム歯車を固定して、１つのウオーム歯車で複数の駆動歯車を回転させることもできる。

（駆動部１８）
駆動軸１３は、駆動モータ１４を備える駆動部１８で回転される。駆動部１８は、駆動モータ１４を、回転数を制御できるモータとして、駆動モータ１４で直接に駆動軸１３を回転させることができる。このような駆動モータ１４として、例えば、誘導モーターや同期モーターが使用できる。誘導モーターや同期モーターは、インバーター回路で周波数や電圧を制御して回転数を制御することができる。この構造は、安価なモーターを使用して製造コストを低減できる。

ただ、駆動部１８は、駆動モータ１４で直接に駆動軸を回転させることなく、歯車機構等を介して駆動軸１３を回転させる構造とすることもできる。この駆動部は、歯車機構のギヤ比を調整することで、駆動モータ１４の回転数を所定の回転数に変換して出力することができる。ここで、回転数を細かく制御可能なモーターを使用する構造は、コストが高くなるが、歯車機構により回転数を調整する構造では、安価なモーターを使用しながら回転数を調整できる。例えば、駆動部は、駆動軸を回転駆動させる歯車機構のギア比を大きくして、モーターの回転数に対する駆動軸の回転数を十分に小さくすることで、安価なモータを使用しながら、モーターのオン時間を調整して駆動軸の回転を制御できる。

以上の駆動機構５は、以下のようにして複数の回転軸２を同期して回転させる。
（１）駆動モータ１４がオン状態に制御されて駆動されると、駆動軸１３が回転される。
（２）回転する駆動軸１３は、ウオーム歯車１２を回転させ、さらに、回転するウオーム歯車１２は、対向する駆動歯車１１と噛み合って、各々の駆動歯車１１を同期して回転させる。
（３）同期して回転する複数の駆動歯車１１は、各々の回転軸２を回転させる。
（４）回転軸２が回転されると、回転軸２に固定されたルーバー１が、回転軸２を中心軸とする円弧の軌跡に沿って移動して閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動する。複数の回転軸２は、同期して回転されるので、各ルーバー１は、軸周りの回転角αが等しくなるように等しい角度で移動する。

（コントロール回路１５）
さらに、図３に示す駆動機構５は、駆動モータ１４の回転を制御するコントロール回路１５を備えている。図に示すコントロール回路１５は、ルーバー装置１００が設置される設置場所やその用途に応じて、最適な状態で複数のルーバー１を閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動できるように駆動モータ１４の回転をコントロールする。コントロール回路１５は、ルーバー装置の用途に応じて閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動するルーバー１の回転軸周りの回転状態をコントロールすることができる。

ここで、図１〜図７に示すルーバー装置１００は、ルーバー１の表面に太陽電池パネル９を設けて、太陽光による発電機能を備える発電システムに兼用される。したがって、このルーバー装置１００のコントロール回路１５は、ルーバー１に固定された太陽電池パネル９が太陽の方向を向くようにルーバー１を閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させることで、太陽電池パネル９による発電効率を向上できる。このコントロール回路１５は、太陽の日周運動に対応して複数のルーバー１を閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させることができる。

このルーバー装置１００は、以下のようにして、各太陽電池パネル９が太陽の方向を向くようにルーバー１を閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させることがきる。例えば、図８に示すように、複数列のルーバー１の配列方向を東西方向とし、各ルーバー１の延長方向を南北方向ないし垂直方向とする姿勢で設置されるルーバー装置１００においては、ルーバー１の法線方向（図７において矢印ｎで表示）が太陽の方向を向くように、すなわち、東→南→西と移動する太陽に対して、ルーバー１の表面が常に太陽の方向を向くように、ルーバー１の移動をコントロールする。ルーバー装置１００は、図７に示すように、閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動するルーバー１の法線方向ｎが太陽の南中方向ｓとなす角を回転軸周りの回転角αとして、この回転角αが所定の角度となるように、ルーバー１の移動状態、言い換えると、回転角度や回転速度を制御する。ここで、コントロール回路１５によるルーバー１の移動状態の調整は、太陽の日周運動に対応して行われるが、その一例を以下に示す。なお、以下の説明において、ルーバー１の法線方向ｎが太陽の南中方向ｓとなす回転角αは、真南を０度として、西向きをプラス、東向きをマイナスとして表すものとする。

春分や秋分においては、太陽は真東から昇って真西に沈むので、昼と夜の長さが等しくなる。したがって、ルーバー装置１００は、各時刻におけるルーバー１の回転角αが以下となるようにルーバー１の移動状態をコントロールすることができる。
午前８時頃………回転角α＝約−６０度
午前１０時頃……回転角α＝約−３０度
正午頃……………回転角α＝０度
午後２時頃………回転角α＝約＋３０度
午後４時頃………回転角α＝約＋６０度
なお、以上の制御では、ルーバー１の回転速度は、約０．２５度／分となる。
以上のようにして、日中における太陽の動きを追跡する状態でルーバー１を移動できる。

また、夏至（６月２１日前後）になると、太陽の日の出の位置は真東から北に移動し、日の入りの位置は真西から北に移動して、昼の長さが夜の長さに比べて長くなる。反対に冬至（１２月２２日前後）になると、太陽の日の出の位置は真東から南に移動し、日の入りの位置は真西から南に移動して、昼の長さが夜の長さに比べて短くなる。したがって、コントロール回路１５は、これ等のことを考慮して、すなわち、季節に応じてルーバー１の移動状態を微調整することもできる。ただ、いずれの場合においても、正午頃におけるルーバー１の回転角αは約０度となるようにする。

さらに、図１に示すルーバー装置１００は、図９に示すように、水平面Ｐに対して傾斜する姿勢で設置することで、ルーバー１の放線方向ｎを太陽の方向と一致させてさらに発電効率を向上できる。図９は、正午頃における太陽、すなわち南中時における太陽とルーバー装置１００との位置関係を模式的に示したものである。この図に示すように、ルーバー装置１００は、ルーバー１の法線方向ｎが水平面Ｐとなす角が太陽の南中高度βと一致するように設置することで効率よく発電できる。ここで、図に示すルーバー装置１００は、所定の傾斜角γとなるように、底面側に傾斜角調整手段３０を備えている。この傾斜角調整手段３０は、ルーバー装置１００が設置される設置面３１が水平面Ｐとなす傾斜角γを季節に応じて変更できる構造としている。

なお、傾斜角調整手段３０の設置面３１が水平面Ｐとなす角γは、太陽の南中角度をβとすると、９０度−βで特定される。また、季節による太陽の南中角度βは、以下のように特定される。
春分・秋分における太陽の南中高度β……９０度−北緯
夏至における太陽の南中高度β……………９０度−北緯＋２３．４度
冬至における太陽の南中高度β……………９０度−北緯−２３．４度
また、春分・秋分、夏至、冬至以外における太陽の南中高度は、これ等の値に基づいて推定することができる。

以上のように、コントロール回路１５は、ルーバー装置１００の設置場所や設置角度、季節等に応じて最適な状態でルーバー１を移動できるように駆動モータ１４の回転をコントロールする。

以上のルーバー装置１００は、９列のルーバー１を備えているが、本発明のルーバー装置は、ルーバーを２〜８列とし、あるいは１０列以上とすることもできる。例えば、建物や施設の窓等に配置されるルーバー装置においては、互いに平行に並べて配置されるルーバーの数を多くすることで、ルーバー装置が設置される窓や開口部の全面をカバーすることができる。さらに、建物や施設の窓に配置されるルーバー装置は、窓の大きさや形状、向き等に応じて種々の構造とすることができる。また、ルーバーの表面に太陽電池パネルを備えるルーバー装置においては、ルーバーの数を多くすることで、発電量を多くすることができる。

（実施形態２及び３）
図１０〜図１３に示すルーバー装置２００、３００は、本発明の他の実施形態に係るルーバー装置であって、建物の窓に設置されるルーバー装置を示している。ここで、図１０と図１１は、互いに平行に配置される複数のルーバー１が垂直な姿勢で、すなわち各ルーバー１が起立姿勢で配置される例を示し、図１２と図１３は、互いに平行に配置される複数のルーバー１が水平な姿勢で配置される例を示している。

これ等の図に示すルーバー装置は、互いに平行に配置されるルーバー１の数を多くすることで、窓全体をルーバー１でカバーできる構造としている。さらに、図１０〜図１３に示すルーバー装置２００、３００は、複数の回転軸２を支持する基台６０を、窓枠（図示せず）に沿う矩形状の枠形としている。矩形状の基台６０は、左右の縦枠６１と上下の横枠６２を各々の端部で連結して全体の形状を矩形状としている。

図１０と図１１に示すルーバー装置２００は、複数のルーバー１及び回転軸２を、垂直姿勢で支持するので、回転軸２の両端を、上下に配置される横枠６２に連結して、回転自在に支持している。すなわち、上下の横枠６２を軸受け部４として、回転軸２を回転自在に支持している。さらに、基台６０は、一対の縦枠６１の上下の中間に位置して中間枠（図示せず）を水平な姿勢で連結している。この中間枠に回転軸２を貫通させることで、この中間枠を軸受け部として、回転軸２の中間を回転自在に支持している。

さらに、図１１に示すルーバー装置２００は、各々の回転軸２を回転させるための駆動機構５０を、上下方向に配置された回転軸２の下端部に配置している。ただ、駆動機構は、上下方向に配置された回転軸の上端部に配置することもできる。図１１に示す駆動機構５０は、垂直姿勢で配置された回転軸２の下端部に固定された駆動歯車１１を、水平方向に配置された駆動軸１３に固定されたウオーム歯車１２で駆動させて、複数の回転軸２を同期して回転させる。駆動軸１３は、横枠６２に固定された軸受け１６を介して回転自在に支持されている。図に示す駆動軸１３は、一方の端部に設けた駆動部１８を介して回転駆動される。図に示す駆動部１８は、駆動モータ１４と、この駆動モータ１４の回転軸と駆動軸１３とを所定のギア比で連結する歯車機構１９とを備えている。この駆動機構５０も、駆動モータ１４がオン状態に制御されて駆動軸１３が回転されると、駆動軸１３に固定されたウオーム歯車１２が複数の駆動歯車１１を同期して回転させる。複数の回転軸２が同期して回転されると、複数のルーバー１は、同期して閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動する。

図１２と図１３に示すルーバー装置３００は、複数のルーバー１及び回転軸２を、水平姿勢で支持するので、回転軸２の両端を、左右に配置される縦枠６１に連結して、回転自在に支持している。すなわち、左右の縦枠６１を軸受け部４として、回転軸２を回転自在に支持している。さらに、基台６０は、一対の横枠６２の上下の中間に位置して中間枠（図示せず）を垂直な姿勢で連結している。この中間枠に回転軸２を貫通させることで、この中間枠を軸受け部として、回転軸２の中間を回転自在に支持している。

さらに、図１３に示すルーバー装置３００は、各々の回転軸２を回転させるための駆動機構５０を、水平方向に配置された回転軸２の一方の端部に配置している。図１３に示す駆動機構５０は、水平姿勢で配置された回転軸２の一方の端部に固定された駆動歯車１１を、上下方向に配置された駆動軸１３に固定されたウオーム歯車１２で駆動させて、複数の回転軸２を同期して回転させる。駆動軸１３は、縦枠６１に固定された軸受け１６を介して回転自在に支持されている。図に示す駆動軸１３は、下端部に設けた駆動部１８を介して回転駆動される。ただ、駆動部は、上下方向に配置された回転軸の上端部に配置することもできる。図に示す駆動部１８は、駆動モータ１４と、この駆動モータ１４の回転軸と駆動軸１３とを所定のギア比で連結する歯車機構１９とを備えている。この駆動機構５０も、駆動モータ１４がオン状態に制御されて駆動軸１３が回転されると、駆動軸１３に固定されたウオーム歯車１２が複数の駆動歯車１１を同期して回転させる。複数の回転軸２が同期して回転されると、複数のルーバー１は、同期して閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動する。

以上のように、建物や施設の窓等に配置されるルーバー装置２００、３００は、複数のルーバー１を所定のタイムテーブルに基づいて移動させることで、ルーバー間の隙間の広さを調整して、通過する風量や光量を調整することができる。このような、ルーバー１の移動の調整は、コントロール回路でコントロールされる。さらに、建物や施設の窓等に配置されるルーバー装置は、必ずしもタイムテーブルに基づいてルーバー１の移動を調整する必要はなく、ユーザーがリアルタイムに駆動モータ１４のオンオフを操作してルーバー１を移動させて、ルーバー間の隙間を調整し、通過する風量や光量を調整することもできる。

さらに、建物や施設の窓等に配置されるルーバー装置２００、３００においても、ルーバー１の表面に太陽電池パネル９を設けて、発電機能を備えることができる。このようなルーバー装置２００、３００においても、図１１と図１３に示すように、ルーバー１の移動をコントロールすることで太陽電池パネル９による発電効率を向上できる。

図１１に示すルーバー装置２００は、南向きの窓に設置する例を示している。このルーバー装置２００は、東から西へと移動する太陽の１日の動きに対応してルーバー１を移動させることで、ルーバー１に設けた太陽電池パネル９を太陽の方向に向けて発電効率を向上できる。

また、図１３に示すルーバー装置３００も、南向きの窓に設置する例を示している。このルーバー装置３００は、季節によって南中高度が変化する太陽の位置に応じてルーバー１を移動させることで、ルーバー１に設けた太陽電池パネル９を太陽の方向に向けて発電効率を向上できる。

なお、窓に設置されるルーバー装置は、必ずしも南向きの窓に設置されるとは限らない。真南よりも東寄りであったり、西寄りであることもある。このような場合においても、コントロール回路は、太陽電池パネルに対して最も効率よく太陽光が入射するように、ルーバーの移動状態を調整する。

本発明のルーバー装置は、ルーバーに薄くて軽い部材を使用しても、ルーバーに負担をかけることなく確実に動作させて、複数のルーバーを安定して閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動できるので、多数のルーバーを簡単な構造で閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動できるルーバー装置に好適に使用できる。本発明のルーバー装置は、例えば、建物の窓等に配置されるルーバー装置や、ルーバーの表面に太陽電池パネルを備える発電システムとして使用される。

１００、２００、３００…ルーバー装置
１…ルーバー
２…回転軸
３…支持部
４…軸受け部
５…駆動機構
６…基台
７…ストッパ
９…太陽光パネル
１１…駆動歯車
１２…ウオーム歯車
１３…駆動軸
１４…駆動モータ
１５…コントロール回路
１６…軸受け
１６ａ…貫通孔
１７…ストッパ
１８…駆動部
１９…歯車機構
２０…底面プレート
２１…端面プレート
２１ａ…貫通孔
２２…隙間
２３…支持壁
２３ａ…貫通孔
２４…固定具
２５…凸部
２６…位置決め凹部
２８…隙間
３０…傾斜角調整手段
３１…設置面
５０…駆動機構
６０…基台
６１…縦枠
６２…横枠
Ｐ…水平面
ｍ…中心線
ｎ…法線方向
ｓ…南中方向

Claims (9)

1. 互いに平行な姿勢で同一平面上に等間隔に配置された複数のルーバー(1)と、
   前記複数のルーバー(1)と平行に配置されてなる複数本の回転軸(2)と、
   前記回転軸(2)に前記ルーバー(1)を連結してなる複数の支持部(3)と、
   前記複数の回転軸(2)を回転自在に支持する軸受け部(4)と、
   前記複数の回転軸(2)を同期して回転させて、隣接するルーバー間の隙間(28)を最小とする閉位置から前記ルーバー間の隙間(28)を最大とする開位置に移動させる駆動機構(5;50)とを備え、
   前記回転軸(2)は、前記ルーバー(1)の開位置において、前記ルーバー間に配置されて、前記支持部(3)を介して一方のルーバー(1)に連結され、
   前記駆動機構(5;50)は、
   前記回転軸(2)に固定されて、該回転軸(2)を回転させる駆動歯車(11)と、
   前記駆動歯車(11)と噛み合って、前記回転軸(2)に固定してなる各々の駆動歯車(11)を同期して回転させる複数のウオーム歯車(12)と、
   前記ウオーム歯車(12)が固定されて、該ウオーム歯車(12)を回転させる駆動軸(13)と、
   前記駆動軸(13)を回転させる駆動モータ(14)と
   を備えており、
   前記駆動機構(5;50)で前記複数の回転軸(2)が同期して回転されて、各々の回転軸(2)に固定してなる前記ルーバー(1)を前記回転軸(2)を中心軸とする円弧の軌跡に沿って移動させて、各々のルーバー(1)を閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させるようにしてなるルーバー装置。
2. 請求項１に記載されるルーバー装置であって、
   前記ルーバー(1)が、弾性変形可能なようにプラスチック板または金属板で成形されてなるルーバー装置。
3. 請求項２に記載されるルーバー装置であって、
   前記ルーバー(1)が、両端部と中間部を複数の前記支持部(3)で回転軸(2)に連結してなるルーバー装置。
4. 請求項３に記載されるルーバー装置であって、
   前記ルーバー(1)が、前記回転軸(2)に固定された前記複数の支持部(3)に対して橋渡し状態に固定されており、互いに隣接する前記支持部(3)の中間において、前記ルーバー(1)が撓む方向に弾性変形するルーバー装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載されるルーバー装置であって、
   前記回転軸(2)が、前記ルーバー(1)の幅方向の中央部との対向位置に配置されてなるルーバー装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載されるルーバー装置であって、
   前記駆動歯車(11)が、前記回転軸(2)の中央部に固定されてなるルーバー装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載されるルーバー装置であって、
   前記ルーバー(1)が、表面に太陽電池パネル(9)を備えており、太陽光による発電機能を備える発電システムとして使用されるルーバー装置。
8. 請求項７に記載されるルーバー装置であって、
   前記駆動機構(5;50)が、前記駆動モータ(14)の回転を制御するコントロール回路(15)を備えており、
   前記コントロール回路(15)は、前記ルーバー(1)に固定された前記太陽電池パネル(9)が太陽の方向を向くように該ルーバー(1)を閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動させるルーバー装置。
9. 請求項８に記載されるルーバー装置であって、
   前記コントロール回路は、閉位置から開位置に、また開位置から閉位置に移動する前記ルーバー(1)が前記回転軸(2)周りに回転する回転角αを、太陽の南中方向に対して±６０度以内とするルーバー装置。

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