JP2024051873A - Sunshade device - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽電池セルを備えた日射遮蔽装置において、発電した電力を有効に利用する。【解決手段】建物の開口部に配置されるロールスクリーン装置10は、シート状に構成されるスクリーン部12と、スクリーン部12に設けられた太陽電池セル20と、スクリーン部12の下端に設けられたボトムレール18と、ボトムレール18に設けられた、太陽電池セル20で発電された電力を外部に出力するための給電ポート32とを備える。【選択図】図2[Problem] To effectively utilize the generated electricity in a solar shading device equipped with solar cells. [Solution] A roll screen device 10 to be placed at an opening of a building is equipped with a sheet-shaped screen portion 12, solar cells 20 provided on the screen portion 12, a bottom rail 18 provided at the lower end of the screen portion 12, and a power supply port 32 provided on the bottom rail 18 for outputting the electricity generated by the solar cells 20 to the outside. [Selected Figure] Figure 2
Description
本発明は、ロールスクリーン装置やブラインド装置などの日射遮蔽装置に関し、特に太陽電池セルを備えた日射遮蔽装置に関する。 The present invention relates to a solar shading device such as a roller screen device or a blind device, and in particular to a solar shading device equipped with solar cells.
従来、発電可能な日射遮蔽装置として、スクリーン部分に太陽電池セルを設けたロールスクリーン装置が知られている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, a roll screen device with solar cells installed in the screen portion has been known as a solar radiation shading device capable of generating electricity (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示されるような従来の発電機能を備えるロールスクリーン装置では、発電した電力をどのように利用するのか開示されていない。 However, in conventional roll screen devices equipped with a power generation function such as that disclosed in Patent Document 1, there is no disclosure of how the generated electricity is utilized.
本開示は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、太陽電池セルを備えた日射遮蔽装置において、発電した電力を有効に利用することのできる技術を提供することにある。 This disclosure was made in consideration of these issues, and its purpose is to provide technology that can effectively utilize the electricity generated in a solar shading device equipped with solar cells.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の日射遮蔽装置は、建物の開口部に配置される日射遮蔽装置であって、日射遮蔽体と、日射遮蔽体に設けられた太陽電池セルと、日射遮蔽体の下端に設けられたボトムレールと、ボトムレールに設けられた、太陽電池セルで発電された電力を外部に出力するための給電ポートと、を備える。 In order to solve the above problems, one embodiment of the solar shading device of the present invention is a solar shading device that is placed at an opening of a building, and includes a solar shading body, a solar cell provided on the solar shading body, a bottom rail provided at the lower end of the solar shading body, and a power supply port provided on the bottom rail for outputting electricity generated by the solar cell to the outside.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。以下の構成は本開示を理解するための例示を目的とするものであり、本開示の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ定まる。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。また、本開示において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」等の方向を表す用語が用いられる場合、それらは日射遮蔽装置が建物に取り付けられたときの姿勢における方向を意味する。 The present invention will be described below with reference to the drawings based on preferred embodiments. The following configuration is for illustrative purposes to help understand the present disclosure, and the scope of the present disclosure is determined only by the appended claims. The same or equivalent components and parts shown in each drawing are given the same reference numerals, and duplicated explanations are omitted as appropriate. The dimensions of the parts in each drawing are enlarged or reduced as appropriate to facilitate understanding. Some parts that are not important for explaining the embodiment are omitted in each drawing. In addition, when terms indicating directions such as "up," "down," "front," "back," "left," "right," "inside," and "outside" are used in this disclosure, they refer to the directions in the position in which the solar shading device is installed on the building.
(第1実施形態)
第1実施形態では、日射遮蔽装置として、ロールスクリーン装置を示す。図1は、第1実施形態に係るロールスクリーン装置10の概略正面図である。このロールスクリーン装置10は、建物の開口部100に取り付けて使用される。図1に示す例においては、縦方向に延びる方立(縦枠)101,102および横方向に延びる無目(横枠)103,104などの枠材によって建物の開口部100が形成されている。
First Embodiment
In the first embodiment, a roller blind device is shown as the solar radiation shading device. Fig. 1 is a schematic front view of a roller
建物の開口部100の室外側には、ガラスパネル105が配置されている。ガラスパネル105は、構造シーラント等の所定の支持手段により、方立101,102および無目103,104に取り付けられてよい。ロールスクリーン装置10は、建物の開口部100の室内側に配置される。
A
ロールスクリーン装置10は、日射遮熱体としてのスクリーン部12と、スクリーン部12を吊り下げ保持する保持部14とを備える。
The roller
保持部14は、スクリーン部12を巻き取るための巻取ドラム16と、巻取ドラム16の上方に設けられた上部フレーム15とを備える。上部フレーム15は、中空の角材であり、長手方向が巻取ドラム16の長手方向と平行になるように配置される。上部フレーム15は、長手方向に垂直な断面がコの字形状の部材であってもよい。上部フレーム15の左右両端には支持部材17が設けられている。巻取ドラム16は、支持部材17を介して上部フレーム15に支持されている。
The
スクリーン部12は、可撓性を有する長方形のシート状体に構成される。このスクリーン部12は、その長手方向の上端部が巻取ドラム16に連結され、下端部にボトムレール18が設けられている。
The
ボトムレール18は、スクリーン部12を下方向に引き降ろす方向に力を加えると共に、スクリーン部12に張力を付与して平面性を高める作用を及ぼす。
The
スクリーン部12は、ファブリック層と、ファブリック層上に設けられた複数の太陽電池セル20とを備える。ファブリック層は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステルなどの繊維類やプラスチック類(合成樹脂)で形成されてよい。
The
図1に示す例では、複数の平面視正方形の太陽電池セル20がマトリクス状に並べて配列されているが、太陽電池セル20のサイズ、形状、配列方法については特に限定されず、自由なサイズ、形状、配列が可能である。例えば、平面視長方形の複数の太陽電池セルがスクリーン部12の上下方向に並べて配置されていてもよい。一般に、結晶系シリコン太陽電池セルにおいてはマトリクス配置が多用されている。太陽電池セル20は光起電力効果を利用し、光エネルギーを電力に変換するように構成される。
In the example shown in FIG. 1, multiple
ロールスクリーン装置10は、スクリーン部12の左右両端に、スクリーン部12の昇降を案内する一対のガイドレールを備えてもよい。ガイドレールは、スクリーン部12の端部を挟み込むように構成されてよい。ガイドレールとスクリーン部12の隙間はモヘヤなどで塞いでもよい。ガイドレールを設けることにより、スクリーン部12の横側からの光漏れおよび熱漏れを防ぐことができるので、遮光性能、遮熱性能および断熱性能を向上することができる。また、スクリーン部12の皺を抑制する効果も期待できる。
The roller
図2は、ロールスクリーン装置10の構成を説明するための図である。なお、図2では、説明のために上部フレーム15、巻取ドラム16、スクリーン部12およびボトムレール18の内部を透視的に図示している。
Figure 2 is a diagram for explaining the configuration of the roller
上述したように、スクリーン部12は、マトリクス状に配置された複数の太陽電池セル20を備える。各太陽電池セル20には、正と負の取り出し電極が形成されている。各太陽電池セル20に形成された正の取り出し電極は、正極用リボン線21により互いに接続される。同様に、各太陽電池セル20に形成された負の取り出し電極は、負極用リボン線22により互いに接続される。複数の太陽電池セル20は、このように正極用リボン線21および負極用リボン線22により互いに接続される。配線形式は直列、並列を問わず配置可能であり、ここでは、それを限定するものではない。
As described above, the
リボン線は薄厚のものが用いられ、例えばリボン線の厚さは50μm~300μmであってよい。リボン線の材質は、例えば銅であってよく、表面がメッキされていてもよい。銅の種類としては無酸素銅、タフピッチ銅、リン脱酸銅などの純銅などが好ましい。銅以外の材質としては、アルミニウム又はアルミニウム合金も利用できる。この場合も表面処理されていてもよい。 A thin ribbon wire is used, and the thickness of the ribbon wire may be, for example, 50 μm to 300 μm. The material of the ribbon wire may be, for example, copper, and the surface may be plated. As the type of copper, oxygen-free copper, tough pitch copper, phosphorus-deoxidized copper, and other pure copper are preferable. As a material other than copper, aluminum or an aluminum alloy may also be used. In this case, the surface may be treated.
スクリーン部12の下端部において、正極用リボン線21および負極用リボン線22にはそれぞれ、正極用リード線23および負極用リード線24が接続されている。正極用リード線23および負極用リード線24は、スクリーン部12の下端部から外部に引き出されている。正極用リード線23および負極用リード線24は、ボトムレール18の内部に引き込まれている。
At the lower end of the
本実施形態に係るロールスクリーン装置10において、ボトムレール18は中空の棒状体である。ボトムレール18の長手方向に垂直な外形断面は矩形であってもよいし、円形であってもよい。中空の棒状体は、2つに分割された部材同士を例えば嵌合などで組み合わせることにより構成されてもよい。
In the roller
本実施形態に係るロールスクリーン装置10においては、太陽電池セル20で生じた電力の制御を行うための制御基板がボトムレール18内に収容されている。
In the roller
制御基板には、MPPT(Maximum Power Point Tracking)制御基板26と、充放電制御基板28と、給電基板30とが含まれる。これらの制御基板は、正極用リード線23および負極用リード線24を介して入力される電力の制御を行う。これらの基板は、別々の基板として構成されてもよいし、一枚の基板として構成されてもよい。一枚の基板で構成した場合、基板間の配線を削減できるので、生産工程を削減でき、コストを低減できる。
The control boards include an MPPT (Maximum Power Point Tracking)
MPPT制御基板26は、気象状況の変化に応じて、発電時最大動作点をリアルタイムに追従するための制御基板である。充放電制御基板28は、太陽電池セル20で生じた電力の充電および放電の制御ための制御基板である。給電基板30は、給電ポート32を介した外部への電力の供給を制御する基板である。
The
図3は、ロールスクリーン装置10の概略縦断面図である。図3において、スクリーン部12よりも左側が室外側であり、スクリーン部12よりも右側が室内側である。
Figure 3 is a schematic vertical cross-sectional view of the
本実施形態に係るロールスクリーン装置10においては、電力を外部に出力するための給電ポート32がボトムレール18に設けられている。給電ポート32は、例えばUSBポートやDCジャックであってよい。本実施形態においては、図3に示すように、給電ポート32の差込口32aは、スクリーン部12よりも室内側において、スクリーン部12の上方に向かって開口している。言い換えると、ボトムレール18の上面におけるスクリーン部12よりも室内側に、給電ポート32の差込口32aが設けられている。充電ケーブルのコネクタ50をボトムレール18の上方から給電ポート32の差込口32aに差し込むことにより、スマートフォンなどの携帯端末の充電を行うことができる。埃の侵入防止のために、差込口32aには蓋やシャッターが設けられてもよい。
In the
次に、保持部14の構成について説明する。上述したように、保持部14は、スクリーン部12を巻き取るための巻取ドラム16と、巻取ドラム16の上方に設けられた上部フレーム15とを備える。図2に示すように、巻取ドラム16内には、巻取ドラム16を回転させるための管状モータ34が配置されている。管状モータ34の駆動により、スクリーン部12を昇降することができる。
Next, the configuration of the holding
図2に示すように、上部フレーム15内には、管状モータ34を制御するためのモータ制御基板36、スマートフォン等の携帯端末との通信制御を行う通信制御基板38、およびコンセントから電源線41を介して入力される交流電圧を直流電圧に変換するAC/DC変換基板40が収容されている。これらの基板は、別々の基板として構成されてもよいし、一枚の基板として構成されてもよい。一枚の基板で構成した場合、基板間の配線を削減できるので、生産工程を削減でき、コストを低減できる。
As shown in FIG. 2, the
以上、第1実施形態に係るロールスクリーン装置10の構成について説明した。このロールスクリーン装置10によれば、ボトムレール18に給電ポート32を設けたことにより、配線長が短くなり、太陽電池セル20で発電した電力を低損失で外部に出力できるので、発電した電力を有効に利用することができる。
The configuration of the
ボトムレール18は、スクリーン部12の昇降に合わせて上下に移動するが、発電時にはスクリーン部12は降りた状態であり、ボトムレール18は開口部100の下方に位置すると想定される。従って、給電ポート32へのコネクタ50の接続が容易である。
The
また、第1実施形態に係るロールスクリーン装置10では、給電ポート32の差込口32aが、スクリーン部12の上方に向かって開口している。ボトムレール18の左右の端部や、ボトムレールの下面に給電ポートの差込口が設けられている場合、建物の方立や無目が妨げになり、コネクタ50の接続が難しい場合がある。第1実施形態においては、スクリーン部12の上方からコネクタ50を差し込むことができるので、他の物体が妨げになることはない。また、正面視では給電ポート32の差込口32aを視認し難いため、通常のロールスクリーンと同様の外観を提供できるという利点もある。
In addition, in the
別の実施形態では、ボトムレール18に設けられた給電ポート32の差込口32aは、スクリーン部12の正面方向に向かって開口していてもよいし、スクリーン部12の下方に向かって開口していてもよい。
In another embodiment, the
第1実施形態に係るロールスクリーン装置10では、スクリーン部12の昇降を行うための構成および太陽電池セル20で発電した電力を外部に出力するための構成が全て一体となっている。ロールスクリーン装置10を建物の開口部100に設置する際には、まず、上側の無目103にブラケット106を取り付ける。そして、ブラケット106を介して上部フレーム15を無目103に固定し、ロールスクリーン装置10の全体を開口部100に設置する。最後に電源線を建物のコンセントに差し込むことで、設置が完了する。建物への特別の工事や多くの結線作業は必要なく、工場で組み立てたロールスクリーン装置10を建物の開口部に取り付けるだけでよいため、非常に設置が容易である。
In the
(第2実施形態)
第2実施形態では、日射遮蔽装置として、ブラインド装置を示す。図4は、第2実施形態に係るブラインド装置60の概略正面図である。ブラインド装置60は、日射遮熱体として、横方向に長尺な複数(ここでは8枚)のスラット62を備える。複数のスラット62は、縦方向にすだれ状に配列される。各スラット62は、例えば横長の略矩形状に形成される。各スラット62には、太陽電池セル63が設けられる。
Second Embodiment
In the second embodiment, a blind device is shown as the solar radiation shading device. Fig. 4 is a schematic front view of a
ブラインド装置60はさらに、ヘッドボックス64と、ボトムレール66と、ラダーコード68と、昇降コード67とを備える。
The
ヘッドボックス64は複数のスラット62の上段に設けられブラインド装置60の最上段を構成する。ヘッドボックス64は、ブラケット(図示せず)を介して、開口部の上側の無目(図示せず)に固定される。ヘッドボックス64にはスラット62の角度調整機構(図示せず)および昇降機構(図示せず)などが内蔵される。
The
ボトムレール66は、複数のスラット62の下段に設けられ、ブラインド装置60の最下段を構成する。
The
ラダーコード68は、スラット62の角度を調節するためのコード部材である。ラダーコード68は、各スラット62の幅方向の両サイドに結合される。ラダーコード68の上端は、ヘッドボックス64内の角度調整機構(図示せず)に連結される。
The
昇降コード67は、ボトムレール66を引き上げることで複数のスラット62を畳んで引き上げ、ボトムレール66を降下させることで複数のスラット62を開いて降下させるためのコード部材である。昇降コード67の下端はスラット62に穿設された通孔69を通ってボトムレール66に連結される。昇降コード67の上端はヘッドボックス64内の昇降機構に連結される。
The
各スラット62の太陽電池セル63には電力取り出し用のリード線(図示せず)が接続されており、リード線はボトムレール66の内部に引き込まれている。ボトムレール66は中空の棒状体である。ボトムレール66の長手方向に垂直な外形断面は、平らな矩形であってよい。中空の棒状体は、2つに分割された部材同士を例えば嵌合などで組み合わせることにより構成されてもよい。
A lead wire (not shown) for extracting power is connected to the
本実施形態に係るブラインド装置60においても、太陽電池セル63で生じた電力の制御を行うための制御基板がボトムレール66内に収容されている。制御基板には、MPPT制御基板、充放電制御基板および給電基板(いずれも図示せず)が含まれる。これらの基板は、別々の基板として構成されてもよいし、一枚の基板として構成されてもよい。一枚の基板で構成した場合、基板間の配線を削減できるので、生産工程を削減でき、コストを低減できる。
In the
本実施形態に係るブラインド装置60においても、電力を外部に出力するための給電ポート70がボトムレール66に設けられている。給電ポート70は、例えばUSBポートやDCジャックであってよい。本実施形態においては、図4に示すように、給電ポート70の差込口70aは、ブラインド装置60の正面方向(室内側)に向かって開口している。充電ケーブルのコネクタを給電ポート70の差込口70aに差し込むことにより、スマートフォンなどの携帯端末の充電を行うことができる。埃の侵入防止のために、差込口70aには蓋やシャッターが設けられてもよい。
In the
以上、第2実施形態に係るブラインド装置60の構成について説明した。このブラインド装置60によれば、ボトムレール66に給電ポート70を設けたことにより、配線長が短くなり、太陽電池セル63で発電した電力を低損失で外部に出力できるので、発電した電力を有効に利用することができる。
The configuration of the
別の実施形態では、ボトムレール66に設けられた給電ポート70の差込口70aは、ブラインド装置60の上方または下方に向かって開口していてもよい。
In another embodiment, the
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。 The present invention has been described above based on an embodiment. This embodiment is merely an example, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the scope of the claims of the present invention, and that such modifications and changes are also within the scope of the claims of the present invention. Therefore, the descriptions and drawings in this specification should be treated as illustrative rather than restrictive.
例えば、別の実施形態では、ボトムレールに蓄電池およびその制御基板を収容し、太陽電池セルで発電された電力を蓄電できるように構成してもよい。この場合、蓄電池に蓄えられた電力を給電ポートから取り出して利用することができる。 For example, in another embodiment, the bottom rail may house a storage battery and its control board, allowing the storage of electricity generated by the solar cell. In this case, the electricity stored in the storage battery can be extracted from the power supply port and used.
10 ロールスクリーン装置、 12 スクリーン部、 14 保持部、 15 上部フレーム、 16 巻取ドラム、 18,66 ボトムレール、 20,63 太陽電池セル、 26 MPPT制御基板、 28 充放電制御基板、 30 給電基板、 32 給電ポート、 34 管状モータ、 36 モータ制御基板、 38 通信制御基板、 40 AC/DC変換基板、 41 電源線、 50 コネクタ、 60 ブラインド装置、 62 スラット。 10 Roller screen device, 12 Screen section, 14 Holding section, 15 Upper frame, 16 Winding drum, 18, 66 Bottom rail, 20, 63 Solar cell, 26 MPPT control board, 28 Charge/discharge control board, 30 Power supply board, 32 Power supply port, 34 Tubular motor, 36 Motor control board, 38 Communication control board, 40 AC/DC conversion board, 41 Power line, 50 Connector, 60 Blind device, 62 Slat.
Claims (7)
日射遮蔽体と、
前記日射遮蔽体に設けられた太陽電池セルと、
前記日射遮蔽体の下端に設けられたボトムレールと、
前記ボトムレールに設けられた、前記太陽電池セルで発電された電力を外部に出力するための給電ポートと、
を備える日射遮蔽装置。 A solar shading device to be placed in an opening of a building,
A solar radiation shield;
A solar cell provided on the solar radiation shield;
A bottom rail provided at a lower end of the solar radiation shield;
a power supply port provided on the bottom rail for outputting the power generated by the solar cell to an outside;
A solar shading device comprising:
前記日射遮蔽体は、シート状に構成されるスクリーン部を含む、請求項1から4のいずれかに記載の日射遮蔽装置。 The solar shading device is a roller screen device,
The solar shading device according to claim 1 , wherein the solar shading body includes a screen portion formed in a sheet shape.
前記巻取ドラムを回転させるためのモータと、
前記巻取ドラムの上方に設けられた上部フレームと、
をさらに備え、
前記上部フレームに、前記モータを制御するためのモータ制御基板が設けられる、請求項5に記載の日射遮蔽装置。 A winding drum for winding up the screen portion;
A motor for rotating the winding drum;
An upper frame provided above the winding drum;
Further equipped with
The solar shading device according to claim 5 , wherein a motor control board for controlling the motor is provided on the upper frame.
前記日射遮蔽体は、縦方向に配列される、横方向に延びる複数のスラットを含む、請求項1から4のいずれかに記載の日射遮蔽装置。 The solar shading device is a blind device,
5. The solar shading device of claim 1, wherein the solar shading body comprises a plurality of laterally extending slats arranged vertically.
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- 2022-09-30 JP JP2022158247A patent/JP2024051873A/en active Pending
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