JP2020007772A - シェードユニット及びシェードシステム - Google Patents

Abstract

【課題】縦横方向のいずれの方向に対しても角度調節が自在であり、遮光効果や太陽光の追従効果が高いシェードユニット及びそれを用いたシェードシステムを提供すること。【解決手段】フレームと、パネル回動用部材と、シェードパネルと、制御部とを有し、パネル回動用部材は、パネル回動用部材をその直径方向を回転軸として回転させるための回動部を具備すると共に、パネル回動用部材をその周方向に回転させる送り部を具備し、回転部と該送り部に駆動力を供給する駆動部材を有する保持部を介して上記フレームに設けられており、制御部の指示に従って、保持部の駆動力がパネル回動用部材に伝達されて、パネル回動用部材がその周方向に回転すると共に周方向と垂直な方向に回転することにより、シェードパネルが、水平方向及び鉛直方向において所望の角度に向きを変更可能となされているシェードユニット。【選択図】図１

Description

本発明は、シェードユニット及びシェードシステムに関し、さらに詳しくは、シェードパネルを縦横自在に回転させることができ、遮光効果、太陽光発電パネル搭載時の発電効果に優れた、シェードユニット及びシェードシステムに関するものである。

建物における調光の観点から建物壁面にシェードシステムを設置すること、及び壁面を有効に活用した太陽光発電システム等の普及に従い、パネルの向きを自在に変更できるシステムが近年種々提案されている。
たとえば、特許文献１には、簡易な機構で太陽に正対させることができる簡易型太陽追尾装置として、太陽光パネルを載設するパネル架台と、パネル架台の水平方向の回動中心に立設する固定軸と、パネル架台の垂直方向の回動中心を前記パネル架台の両端で軸支する支柱と、上方に向けて支柱が立設され、周縁部で下方に向けて少なくとも１つの車輪が垂設され、固定軸を中心に水平方向に回動自在に設置された基台フレームと、車輪のうちの一つの車輪の接地面となる外周面をローラーにより押圧しながら、外周面にローラーの回転運動を伝達させることにより車輪を回転させる車輪駆動手段と、車輪駆動手段を制御することにより基台フレームの水平方向の回動を制御する制御手段と、パネル架台の垂直方向の回動機構とパネル架台の回動後の傾斜状態の保持機構とを有し、回動機構と保持機構とが分離形成された垂直方向の回動保持手段と、を備える簡易型太陽追尾装置が提案されている。
また、特許文献２には、太陽光を受光又は集光するパネルの負の仰角を大きくすることができ、パネルの受光面又は集光面に堆積した砂埃を効率的に落とすことができる追尾装置として、支柱と、支柱に支持され、太陽光を受光又は集光するパネルと、太陽の高度及び方位角の少なくとも一方に追尾するようにパネルを駆動する駆動装置と、を備え、パネルは、支柱を通過可能な開口部を有し、パネルが地面に対向する際、支柱が開口部を通過するように構成された装置が提案されている。

特開２０１６−２１３９９８号公報 特開２０１５−１８１３２４号公報

しかしながら、遮光や太陽光の追従に際しては縦横方向のいずれにおいても自在に方向を変更できることが必要であるが、上述の提案に係る装置では縦横方向のいずれについても自在に角度調節可能ではないため、遮光効果や太陽光の追従効果が不十分であるという問題がある。

したがって、本発明の目的は、縦横方向のいずれの方向に対しても角度調節が自在であり、遮光効果や太陽光の追従効果が高いシェードユニット及びそれを用いたシェードシステムを提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解消すべく鋭意検討した結果、シェードパネルを直接角度変更するのではなく、シェードパネルの角度を間接的に変更できる中間部材を介在させることで、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の各発明を提供するものである。
１．フレームと、該フレームに回転自在に設けられたパネル回動用部材と、該パネル回動用部材の内部に取り付けられたシェードパネルと、該シェードパネルの動作を制御する制御部とを有するシェードユニットであって、
上記パネル回動用部材は、該パネル回動用部材をその直径方向を回転軸として回転させるための回動部を具備すると共に、該パネル回動用部材をその周方向に回転させる送り部を具備し、該回転部と該送り部に駆動力を供給する駆動部材を有する保持部を介して上記フレームに設けられており、
上記制御部の指示に従って、上記保持部の駆動力が上記パネル回動用部材に伝達されて、上記パネル回動用部材がその周方向に回転すると共に周方向と垂直な方向に回転することにより、上記シェードパネルが、水平方向及び鉛直方向において所望の角度に向きを変更可能となされている、
ことを特徴とするシェードユニット。
２．１記載のシェードユニットを複数個整列させてなり、複数個のシェードユニットをそれぞれ個別に制御して、複数の上記シェードパネルがそれぞれ任意の方向を向くように設定可能となされていることを特徴とするシェードシステム。

本発明のシェードユニットは、縦横方向のいずれの方向に対しても角度調節が自在であり、遮光効果や太陽光の追従効果が高いものである。
また、本発明のシェードシステムは、本発明のシェードユニットが複数連設されてなるので、シェードユニットごとに角度を変えて、遮光や太陽光の追従をより精度よく行うことが可能である。

図１は、本発明のシェードユニットの１実施形態を示す斜視図である。 図２は、図１のII方向矢視図である（ただし制御部は省略して示す）。 図３は、図１のIII方向矢視図である（ただし制御部は省略して示す）。 図４は、図１のIV部拡大図である。 図５は、図１のＶ部拡大図である。 図６は、本発明のシェードシステムの１実施形態を示す斜視図である。 図７は、図６に示すシェードシステムの使用態様を示す斜視図である。

１ シェードユニット；１０ フレーム；２０ パネル回動用部材；２１ 基本体；２６ 上方回転盤；２８ 下方回転盤；３０ シェードパネル；４０ 制御部；５０ 保持部；５２ 回動部；５６ 送り部

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
＜全体構造＞
本発明のシェードユニット１は、図１に示すように、フレーム１０と、フレーム１０に回転自在に設けられたパネル回動用部材２０と、パネル回動用部材２０の内部に取り付けられたシェードパネル３０と、シェードパネル３０の動作を制御する制御部４０とを有する。なお、本明細書において上方とは図２における上側を意味し、下方とは図２における下側を意味する。
以下、詳細に説明する。
なお、図４及び５においては、図面が複雑となりわかりにくくなることを考慮して、一部の歯車を単なる円盤として表している。

＜フレーム＞
フレーム１０は、棒状の部材をコの字状に連結してなる枠体である。なお、フレーム１０はコの字状に限定されるものではなく、四角形状、三角形状、左右両側の２本の棒状体からなる形状等種々形状とすることができる。

＜パネル回動用部材＞
パネル回動用部材２０は、図１〜３に示すように、円形で、上下一対で設けられた、２つの基本体２１、これらの基本体２１の外方（一方の基本体２１の上方）に設けられ、輪状でその内周側においてシェードパネル３０が固定されており、且つ外周縁２６ａに歯が形成されている上方回転盤２６、及びこの基本体２１の間に位置する下方回転盤２８からなる。基本体２１は、２つ間隔を空けて平行に配置されている。これら２つの輪状の基本体２１は、後述する保持部５０を介して、間隔を空け且つ平行にフレーム１０に取り付けられている。このため基本体２１の直径軸で対向する位置に保持具との取り付けのための凸部２４ａが形成されている。上方回転盤２６は、下方回転盤２８よりも外周縁が外側に位置するように大きく形成されており、その外周縁２６ａに形成されている歯は後述する係合部５６ｅと嵌合して、モーターからの回転力が付与されるようになされている。モーターからの伝達経路については後述する。また、上方回転盤２６及び下方回転盤２８の内周縁は基本体２１の内周縁よりも内方側に位置するように形成されており、この内周縁においてシェードパネル３０をボルト等の締結部材を用いて固定している。
また、基本体２１のうち上方に位置する内周部２２には複数の長方形状の開口部（図示せず）が設けられており、この開口部にベアリングからなる回転体２２ｂが、内周部２２の周方向をその長手方向（径方向）として設けられている。この回転体２２ｂはその上端において上方回転盤２６に下端において下方回転盤２８と接している。これにより上方回転盤２６を周方向に回動自在に基本体２１の上部にて保持している。また上方回転盤２６は、それらの内周縁が基本体２１における内周縁よりも内方側に位置するようになされており、この内方側に位置する内周縁側において、上方回転盤２６と下方回転盤２８とがビスなどの締結部材２２ｃをもって連結されている。また、上方の基本体２１の外周縁側に固定軸２２ｄが下方回転盤側に向けて配されており、この固定軸２２ｄの先端にはベアリング２２ｅが設けられており、このベアリング２２ｅが下方回転盤の外周縁において下方回転盤２８が回動できるように接触して、固定軸２２ｄを介して基本体２１が下方回転盤２８及び下方回転盤２８に連結された上方回転盤２６を回転自在に保持している。

＜保持部＞
保持部５０は、パネル回動用部材２０の左右両側に設けられ、パネル回動用部材２０の左右両側においてパネル回動用部材とフレーム１０とを連結している。
保持部５０は、図２〜４に示すようにパネル回動用部材２０をその直径方向を回転軸として回転させるための回動部５２を、一方、図２における左側に具備する。また、パネル回動用部材２０をその周方向に回転させる送り部５６を、他方、図２における右側に具備する。また、保持部５０は、回転部５２と送り部５６に駆動力を供給する駆動部材としてのステッピングモータ５１，５１を左右両側それぞれに有する。このステッピングモータ５１，５１は、本実施形態においては、パネル回動用部材２０の左右両側の回動部５２及び送り部５６のそれぞれに対応してフレーム１０の外側に設けられている。すなわち、本実施形態において、保持部材５０は、パネル回動用部材２０の左右両側において、一方は、パネル回動用部材２０をその直径方向を回転軸として回転させるようにパネル回動用部材２０をフレーム１０に連結した状態で保持し、他方は、パネル回動用部材２０をその周方向に回転させるようにパネル回動用部材２０をフレーム１０に連結した状態で保持する。
ステッピングモータ５１，５１は、左右いずれも、フレーム１０の外側に取り付けられるモータ本体５１ａと、モータ本体５１ａから延出された回転軸５１ｂ（送り部５６側においては図示せず）と、その先端に設けられたギア５１ｃとからなる。
そして、回動部５２においては、図２及び４に示すように、別に、パネル回動用部材２０の基本体２１における凸部２４ａの先端（周方向外方側の端部）において上下の基本体２１を連結する連結板５４が設けられており、この連結板５４の中心に設けられ、連結板に回転力を伝達する回転軸５４ａと、回転軸５４ａのパネル回動用部材２０内方側の端部に設けられ、基本体２１に当接して回転軸５４ａの回転力を補助的に基本体２１に、ひいてはシェードパネル３０に伝達する、円柱状の内部側係止部５４ｂと、フレーム１０の外側において回転軸５４ａの先端に設けられた押さえ部５４ｃと、回転軸５４ａに連結され、円盤状であり、連結板５４に固着されており且つギア５１ｃと係合する平歯車からなる回転ギア５４ｄとにより形成されている。回転軸５４ａは、フレーム１０により回動自在に保持されており、回転軸５４ａにより基本体２１は回転自在に軸支されている。なお、連結板５４は通常のビスやボルトなどの締結部材を用いて基本体２１に連結されている（図示せず）。
ステッピングモータ５１の回転により、ギア５１ｃが回転し、その回転力が回転ギア５４ｄに伝達されると、回転軸５４ａが回転し、その回転力が連結板５４及び内部側係止部５４ｂにより基本体２１を通じてパネル回動用部材２０に伝達されて、パネル回動用部材２０の直径方向を回転軸としてパネル回動用部材２０を回転させる。これによりシェードパネル３０もパネル回動用部材２０の直径方向を回転軸として回転させることができる。

また、送り部５６においては、図２、図３及び図５に示すように、パネル回動用部材２０の基本体２１における凸部２４ａの先端側（周方向外側）においてフレーム１０に回転軸体５６ｆ（図５参照）を介して回転自在に固定された平歯車５６ａ及びネジ歯車５６ｂが設けられている。この平歯車５６ａはモーターの回転軸の先端に設けられたギア５１ｃに係合するように配置されている。ネジ歯車５６ｂは平歯車５６ａよりも小さく、凸部２４ａにおける上下の基本体２１間に位置するように配されている。また、凸部２４ａにおける上下の基本体２１の間にはこのネジ歯車５６ｂに係合するネジ歯車５６ｃが配されている。このネジ歯車５６ｃは軸体５６ｄと一体となっており、ネジ歯車５６ｂと嵌合している。軸体５６ｄには基本体２１の上方において上方回転盤２６の外周縁と嵌合する平歯車からなる係合部５６ｅが設けられている。
ステッピングモータ５１の回転により、ギア５１ｃが回転し、その回転力が平歯車５６ａに伝達されると平歯車が回転し、その回転力が回転軸を介してネジ歯車５６ｂに伝達される。すると、ネジ歯車５６ｂの回転により軸体５６ｄがパネル回動用部材２０の軸方向を回転軸として回転し、それにより係合部５６ｅが回転して、その回転力が上方回転盤２６に伝達される。これにより上方回転盤２６と上方回転盤２６に連結された下方回転盤２８が、パネル回動用部材２０の周方向に回転する。それに伴い、上方回転盤２６及び下方回転盤２８に連結されたシェードパネル３０がパネル回動用部材２０の周方向に回転する。

＜シェードパネル＞
シェードパネル３０は、正方形体の中央部分の両側を切り欠いたＩ字状の形状である。 また、本実施形態では特に図示しないが、シェードパネル３０は太陽光発電パネルにより形成することができる。

＜制御部＞
制御部４０は、保持部５０のステッピングモータ５１に指示を出して、保持部５０の駆動力がパネル回動用部材２０に伝達されて、パネル回動用部材２０がその周方向に回転すると共に周方向と垂直な方向に回転することにより、シェードパネル３０が、水平方向及び鉛直方向において所望の角度に向きを変更可能とするための部位である。本実施形態においては、図１に示すように、所定のプログラムが格納されたコンピュータ４２と、このコンピュータの指示を受けてステッピングモータ５１に指示信号を伝達すると共に必要な電力を供給する伝線４４とから構成されている。なお、図１以外の図において制御部４０は省略する。また、コンピュータ４２は、通常の中央処理演算装置（ＣＰＵ）、メモリー、ハードディスク（ＨＤＤ）等の記録媒体を具備するコンピュータである。
そして、制御部４０において、例えば、シェードパネル３０の角度を水平方向に３０°、垂直方向に１５°変更したい場合には、その旨の命令の指示信号を回動部５２及び送り部５６のステッピングモータ５１に送り、それぞれのステッピングモータ５１の回転軸を回転させることでパネル回動用部材２０を、径方向を軸として回動させると共に周方向に回転させることにより所定の角度に回転させることができる。

＜作用効果、材料等＞
以上、説明したように、本実施形態のシェードシステムは、制御部４０から所定の信号を送ることにより、回動部５２及び送り部５６のステッピングモータ５１，５１を動作させ、その駆動力により、パネル回動用部材２０をその径方向を回転軸として回転させると共に、この径方向の回転とは独立して、その周方向に回転させる。これによりパネル回動用部材２０に連結されたシェードパネル３０が制御部４０より指示された方向に回転する。
具体的には、図１〜５に示すように、回動部５２側のステッピングモータ５１が回転することにより、ギア５１ｃが回転し、その回転力により回転ギア５４ｄが回転する。この回転ギア５４ｄの回転により連結板５４が回転し、連結板５４に連結された基本体２１がその直径を回転軸として回転する。それに伴い、基本体２１に上方回転盤２６を介して連結されたシェードパネル３０が回転する。また、送り部５６側のステッピングモータ５１が回転することにより、ギア５１ｃが回転し、その回転力により平歯車５６ａが回転する。平歯車５６ａが回転することで回転軸体５６ｆが回転し、その先端に設けられているネジ歯車５６ｂが回転し、ネジ歯車５６ｂに係合するネジ歯車５６ｃが回転する。これにより軸体５６ｄ及び係合部５６ｅが回転し、係合部５６ｅに係合している上方回転盤２６がその周方向に回転する。上方回転盤２６が回転することにより、上方回転盤２６と連結された基本体２１が回転する。
本実施形態におけるシェードユニットの各構成部材は通常この種の装置の形成に用いられる金属材料やプラスチック材料を用いて形成することができる。

＜シェード壁面システム＞
本実施形態のシェード壁面システム１００は、図６に示すように、シェード壁面ユニット１を複数個整列させて、複数個のシェード壁面ユニット１をそれぞれ個別に制御して、複数のシェードパネル３０がそれぞれ任意の方向を向くように設定可能となされている。
シェード壁面ユニット１００は、各フレーム１０が上下方向のみに延びるフレームであり、各フレーム１０間に、各保持部５０（回動部５２及び送り部５６）をフレーム１０に固定することにより、パネル回動用部材２０及びシェードパネル３０がそれぞれ高さ方向に互い違いに位置するように構成されている。
また、特に図示しないが、建物に固定するための固定部材が、このシステムと建物との間に設けられている。
このように構成された本実施形態のシェード壁面システムにおいては、全てのシェード壁面ユニットにおけるシェードパネルを一様に同方向に向けて回動させることもできるし、また図７に示すように、それぞれ別個に指示を出して各シェードパネルをそれぞれ別の方向に向けて回動させることもできる。

本発明は上述した実施形態に何ら制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
例えば、回転体２２ｂは、ベアリングで形成されている必要はなく、車輪など回転可能なものであれば特に制限なく、用いて形成することができる。

Claims (2)

1. フレームと、該フレームに回転自在に設けられたパネル回動用部材と、該パネル回動用部材の内部に取り付けられたシェードパネルと、該シェードパネルの動作を制御する制御部とを有するシェードユニットであって、
   上記パネル回動用部材は、該パネル回動用部材をその直径方向を回転軸として回転させるための回動部を具備すると共に、該パネル回動用部材をその周方向に回転させる送り部を具備し、該回転部と該送り部に駆動力を供給する駆動部材を有する保持部を介して上記フレームに設けられており、
   上記制御部の指示に従って、上記保持部の駆動力が上記パネル回動用部材に伝達されて、上記パネル回動用部材がその周方向に回転すると共に周方向と垂直な方向に回転することにより、上記シェードパネルが、水平方向及び鉛直方向において所望の角度に向きを変更可能となされている、
   ことを特徴とするシェードユニット。
   
2. 請求項１記載のシェードユニットを複数個整列させてなり、複数個のシェードユニットをそれぞれ個別に制御して、複数の上記シェードパネルがそれぞれ任意の方向を向くように設定可能となされていることを特徴とするシェードシステム。