JP4856859B2

JP4856859B2 - 電動ブラインドのスラット角度制御装置

Info

Publication number: JP4856859B2
Application number: JP2004205578A
Authority: JP
Inventors: 重高野作
Original assignee: Nichibei Co Ltd
Current assignee: Nichibei Co Ltd
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2024-07-13
Also published as: JP2006028773A

Description

本発明は、上部のスラット群と下部のスラット群とを別々の角度で回転可能な電動ブラインドの各スラット群の回転角度を制御するための電動ブラインドのスラット角度制御装置に関する。

従来、電動ブラインドのスラット角度制御装置として、特許文献１（特許第２６１８２７４号公報）に記載されたものが知られている。この公報に記載のスラット角度制御装置では、太陽高度及び太陽方位角を集中制御ユニットにおいて建物緯度及び経度並びに日時データから演算し、この高度及び方位信号をブラインドに設置された日射制御ユニットに伝送し、日射制御ユニットにおいて、窓の方位と、前記伝送された高度及び方位信号から窓に対する太陽の照射角度を求め最適のスラット角度を計算して、該計算されたスラット角度にブラインドを調節している。こうして、太陽高度及び太陽方位角については、１つの集中制御ユニットで集中的に演算している。

特許第２６１８２７４号公報

しかしながら、上記特許文献１のような電動ブラインドの制御装置では、各ブラインドにおいて、スラットの角度は全て同じ角度になるように制御され、部分的にでも直射があると、全てのスラットを閉じる方向に回転してしまう、という問題がある。特に太陽高度が低い場合には、スラットを全閉になるまで回転させなければ直射を遮ることができないため、全閉になることによって、室内が暗くなってしまう、という問題がある。

本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、上部のスラット群と下部のスラット群とが別々の角度で回転可能な電動ブラインドに対して、それぞれのスラット群の回転角度を効果的に制御して、室内に直射が入ることを防ぎつつ、可能な限り外光を採り込むことができて、外部環境に応じて室内を快適な環境にすることができる電動ブラインドのスラット角度制御装置を提供することをその目的とする。

前述した目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ヘッドボックスから垂下されるラダーコードによって多数のスラットが整列状態に支持され、ラダーコードの前後の垂直コードを相対移動させることによりスラットの傾斜を可変とし、ラダーコードの前後の垂直コードの途中部分に、一つの中段コードが切除されるとともに、この部分における一方の垂直コードが他の部分のスラットのピッチ分寸詰めされて、スラットのピッチを前後で異ならしめる部分が設けられ、スラット群の中でこの部分を境として上部にある上部スラット群と下部にある下部スラット群とが互いに異なる傾斜角度を保持し得るようにした電動ブラインドに対して、上部のスラット群と下部のスラット群との各スラット群の回転角度を決定するスラット角度決定手段と、スラット角度決定手段で決定されたスラット角度にするために前記ラダーコードを制御するための制御信号を生成して電動ブラインドに送信する指令手段と、を備える電動ブラインドのスラット角度制御装置において、
前記スラットのピッチを前後で異ならしめる部分においては、少なくとも一方の垂直コードはスラット１ピッチ分の間隔が、他方の垂直コードはスラット２ピッチ分の間隔がそれぞれ保持されており、
前記スラット角度決定手段は、上部のスラット群は日射を遮蔽する日射遮蔽角度になるように、且つ下部のスラット群は全閉状態になるようにそれぞれのスラット群のスラット角度を決定することを特徴とする。

本発明によれば、外部環境に応じてスラット角度を上下で別々の角度となるように制御することができるため、直射があるからといって、全スラットが全閉に制御されて室内が暗くなるようなことがなく、部分的にでも室内に外光を採り入れることができる。

直射の影響を室内で受けやすい下部のスラット群は全閉とし、上部のスラット群を日射遮蔽角度として、日射を遮蔽しつつ光を採り入れることができる最適な角度とすることにより、室内環境を良好にすることができる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明による電動ブラインドのスラット角度制御装置、図２は図１のスラット角度制御装置によってスラットが制御される電動ブラインドの一例を表す図である。

図２の電動ブラインド１０は、上部のスラット群と下部のスラット群とがそれぞれ別々の角度で回転することができる任意の構成の横型ブラインドとすることができる。この構成としては、例えば、実開昭５５−１１６１９４号公報、特許第２６８８７２２号公報等に記載されたブラインドの機構に基づいたものを使用することができる。

図２において、ヘッドボックス１１から複数のラダーコード１２が垂下されており、ラダーコード１２によって多数のスラット１４及びボトムレール１５が整列状態で支持されている。即ち、ラダーコード１２は、前後の２つの垂直コード１２ａ、１２ａと、前後の垂直コード１２ａ、１２ａを連結する多数の中段コード１２ｂとから構成されて、各中段コード１２ｂにスラット１４が載置される。

また、ヘッドボックス１１から昇降部材である昇降テープ１６が垂下されており、昇降テープ１６は、各スラット１４を挿通して、スラット１４の下方にあるボトムレール１５に連結されている。

ラダーコード１２の前後の垂直コードの上端は、ヘッドボックス１１内の回転ドラム１８に連結されており、昇降テープ１６の上端は、ヘッドボックス１１内の昇降ドラム２０に巻取り及び巻解き可能に連結される。回転ドラム１８及び昇降ドラム２０には、それぞれヘッドボックス１１内を長手方向に伸びるシャフト２２が貫通している。シャフト２２は、ヘッドボックス１１内に配設されるモータ２４によって回転駆動される。

回転ドラム１８は、クラッチバネを介してシャフト２２に連結されており、所定角度の範囲でシャフト２２と共に回転するようになっている一方で、昇降ドラム２０はシャフト２２と相対回転不能となっており、常にシャフト２２と共に回転するようになっている。よって、モータ２４を駆動してシャフト２２を所定方向に回転すると、回転ドラム１８及び昇降ドラム２０が同じ方向に回転する。回転ドラム１８は所定角度まで回転すると、それ以上の回転が阻止され、クラッチバネによって回転ドラム１８はシャフト２２との間で空転する。回転ドラム１８が回転することで、ラダーコード１２の前後の垂直コード１２ａ、１２ａの間に相対運動が発生して、スラット１４が回転する。

図２（ｂ）に示したように、ラダーコード１２の前後の垂直コード１２ａ、１２ａのうちの一方である前側のラダーコード１２ａは、その上下方向途中位置において、一部丈詰めされており、１つの中段コード１２ｂが切除されている。そのため、この部分においては、スラット１４のピッチは、前側は他の部分と同じであるのに対して、後側は他の部分の２倍になっており、この部分を境にして、上部のスラット群１４Ａと、下部のスラット群１４Ｂとは、異なる回転角度に保持し得るようになっている。

また、昇降ドラム２０が回転すると、その回転方向に応じて昇降テープ１６が昇降ドラム２０に巻取られ、または昇降ドラム２０から巻解かれて、ボトムレール１５及びスラット１４が上昇または下降することができるようになっている。

ヘッドボックス１１内には、モータ２４を駆動するための駆動ユニット２６が内蔵されている。

図１に示すように、本発明の電動ブラインドのスラット角度制御装置３０は、複数の電動ブラインド１０を集中制御するものとなっており、一定周期ごとに起動して、最適なスラットの回転角度に制御するための制御信号を生成し、フロア制御装置２８を介して各電動ブラインド１０へと送信する。電動ブラインド１０の駆動ユニット２６では、制御信号を受け取り、モータドライバを介してモータ２４を駆動して、スラット１４を回転させる。但し、スラット角度制御装置３０は各電動ブラインド１０に設けられて個別の電動ブラインド１０のスラット角度制御を行うものとすることもできる。

図１に示したように、スラット角度制御装置３０は、コンピュータで構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有し、データの転送、演算、一時的なデータの格納、メインプログラムの格納を行い、プログラムに従う処理を行う制御回路３２と、各電動ブラインド１０の駆動ユニット２６との間でデータの入出力の制御を行うＩ／Ｏ制御回路３３と、データ及びプログラムの格納を行う記憶手段としてのメモリ３４と、各種データ、条件等の登録を行なう設定装置３６と、屋上などに設置されて外光の照度を得る陽光センサ３７と、を備えている。陽光センサ３７は、異なる方位に向いた複数のセンサから構成することができる。

制御回路３２は、一定周期で電動ブラインド１０の開閉度の自動制御処理を行い、その制御信号を生成して電動ブラインド１０へと送信する指令手段３８と、指令手段３８による周期でスラット回転角度を決定するスラット回転角度決定手段４２と、を備える。

メモリ３４には、各電動ブラインド１０の取付面の方位を表す方位、スラット幅、ピッチ等のブラインド情報のテーブルと、任意の日付及び時刻における各電動ブラインド１０が取り付けられた取付面に対しての太陽の高度及び方位角を表す高度情報のテーブルと、スラットの角度のタイムスケジュールと、晴天、非晴天を判定するための条件の情報と、設定装置３６によって設定されるタイミングの情報が格納されている。但し、太陽の高度は、メモリ３４にてテーブルとして格納する代わりに、緯度、経度、日付、時刻及び取付面の方位から演算によって太陽の高度を求めることも可能である。

設定装置３６は、ブラインドテーブル、タイムスケジュール、晴天・非晴天の判定条件、及び制御タイミング等を設定するために使用される。

次に、本発明によるスラット回転角度決定手段４２が行うスラットの回転角度の決定の原理について説明する。スラット１４の回転角度は、季節及び時間と共に太陽の位置・高度が変化し、または天候が変化することに応じて、変化させる必要がある。

図３及び図４は、本発明の原理を表す図である。この実施形態では、太陽の位置の変化に依存する季節の中で、特に、夏（日本においては例えば６〜９月）と冬（日本においては例えば１０月〜５月）の季節によってスラットの制御を異ならしめる。

まず、夏の一日を時系列的に追っていくと、夜間〜早朝（例えば１９：００〜７：００）にかけては、図３（ａ）に示すように、上部のスラット群１４Ａ、下部のスラット群１４Ｂ共に全閉とする。そして、電動ブラインド１０と窓面との間に熱を閉じ込めて、早朝の室内温度上昇を抑え、空調起動時の負荷を軽減する。

図３（ｂ）に示すように、電動ブラインド１０の取付面に直射のある直達時の晴天時である電動ブラインド１０の日中（例えば７：００〜１９：００）及び電動ブラインド１０の取付面が南面である電動ブラインド１０の真昼以外（例えば７：００〜１０：００、１４：００〜１９：００）の日中において、上部のスラット群１４Ａは太陽高度に合わせて日射を遮蔽する日射遮蔽角度となるように、直射の影響を受けやすい下部のスラット群１４Ｂは全閉または開度が低くなるようにする。日射を遮蔽する日射遮蔽角度は、全閉から全開の角度まで、太陽の高度によって変化させる。こうして、取付面の上部から室内に最適な光を採り入れると共に、取付面の下部からの直射を防ぎ、窓際での作業環境を確保する。

また、図３（ｃ）に示すように、電動ブラインド１０の取付面が南面の晴天時であり下部に直射のない電動ブラインド１０の真昼（例えば１０：００〜１４：００）においては、太陽高度は高く、下部への日射の影響はなく、入射の光エネルギは高い。そのため、熱効率を上げるために、上部のスラット群１４Ａを全閉として日射を遮蔽し、暖かい空気を上部に集める。また、下部のスラット群１４Ｂは水平を含む高い開度として、外光を採り入れ、目線の眺望を確保する。

また、図３（ｄ）に示すように、電動ブラインド１０の取付面が直射のない北面のような非直達面または非晴天時の電動ブラインド１０の日中（例えば７：００〜１９：００）においては、太陽の直射はないため、上部及び下部のスラット群１４Ａ、１４Ｂは、水平を含む適宜の角度とし、上部及び下部からそれぞれ柔らかな自然光を採り入れて、室内空間の居住性を高める。

また、図３（ｅ）に示すように、夕方においては、上部のスラット群１４Ａを開、下部のスラット群１４Ｂを全閉の角度とし、上部からは水平方向からの光を室内の奥まで眩しくならないように採り入れ、下部からの夕日の直射を防ぐ。

次に、冬の一日を時系列的に追っていくと、夜間〜早朝（例えば０：００〜７：００）にかけては、図４（ａ）に示すように、上部のスラット群１４Ａ、下部のスラット群１４Ｂ共に全閉とする。そして、電動ブラインド１０と窓面との間に冷気を閉じ込めて、早朝の室内温度変化を抑え、空調起動時の負荷を軽減する。

図４（ｂ）に示すように、電動ブラインド１０の取付面に直射のある直射時の晴天時である電動ブラインド１０の日中（例えば７：００〜１８：００）において、上部のスラット群１４Ａは太陽高度に合わせて日射を遮蔽する日射遮蔽角度となるように、直射の影響を受けやすい下部のスラット群１４Ｂは全閉または開度が低くなるようにする。日射を遮蔽する日射遮蔽角度は、全閉から全開の角度まで、太陽高度によって変化させる。こうして、取付面の上部から室内に最適な光を採り入れると共に、取付面の下部からの直射を防ぎ、窓際での作業環境を確保する。

図４（ｃ）に示すように、電動ブラインド１０の取付面が直射のない北面のような非直達面または非晴天時の電動ブラインド１０の日中（例えば７：００〜１８：００）においては、太陽の直射はないため、上部及び下部のスラット群１４Ａ、１４Ｂは、水平を含む開度の高い適宜の角度とし、上部及び下部からそれぞれ柔らかな自然光を採り入れて、室内空間の居住性を高める。

図４（ｄ）に示すように、夕方においては、上部のスラット群１４Ａを開、下部のスラット群１４Ｂを全閉の角度とし、上部からは水平方向からの光を室内の奥まで眩しくならないように採り入れ、下部からの夕日の直射を防ぐ。

図４（ｅ）に示すように、夜間（例えば１８：００〜０：００）においては、図４（ａ）と同様に、上部のスラット群１４Ａ、下部のスラット群１４Ｂ共に全閉とし、全スラット面で室内照明を反射し、室内を明るくすると共に、窓面のコールドドラフト現象を防止する。

ここで、太陽高度に合わせて日射を遮蔽する日射遮蔽角度の決定の一例について説明する。図５（ａ）に示すように、スラット１４が水平な回転角度にあるときに、隣り合うスラットの中で、一方のスラットの室外側縁と他方のスラットの室内側縁とを結ぶ直線が水平面となす角度を理論角度ξ_ｔ（＞０）と定義することとする。この理論角度ξ_ｔは、スラット幅Ａ及びスラット１４のピッチＤを用いて、

と表すことができる。

太陽の高度が理論角度ξ_ｔ以上のときには、日射遮蔽角度θ（取付面を基準として、取付面からの角度（＞０）とする）をスラット１４が水平となる全開の回転角度（θ＝９０°）とすることで、太陽の入射なく、最大限の眺望を得ることができる。

一方、太陽の高度が理論角度ξ_ｔよりも小さいときには、スラット１４の日射遮蔽角度θは、図５（ｂ）に示したように、隣り合うスラットの中で、太陽側にあるスラットの室外側縁と、反太陽側にあるスラットの室内側縁とを結ぶ直線の方向が太陽の高度ξと一致する角度とするように、または、太陽の高度ξと一致するよりもスラットがやや閉じる角度とするように決定すると、日射を遮蔽することができ、且つ眺望を得ることができる。

このときのスラット１４の回転角度θと、高度ξとの間には、以下の関係が成り立つ。

（２）式を満足するように、日射遮蔽角度θを決定することができる。

制御回路３２の指令手段３８では、図６に示すフローチャートに従って自動制御処理が行われる。まず、自動制御を行なう周期に相当する時間Ｔを計時し（ステップＳ１０２）、時間Ｔが経過すると、スラット回転角度決定手段４２によるスラットの回転角度θを決定し（ステップＳ１０４）、決定された回転角度に電動ブラインド１０を動作させるためのブラインド制御信号を生成し、出力する（ステップＳ１０６）。ブラインド制御信号は、駆動ユニット２６へと入力されて、スラット１４の回転動作が行われる。

時間Ｔ毎に、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６が繰り返されて、太陽光の高度の変化に追従した自動制御が行なわれる。スラット１４の回転角度制御を行なう周期Ｔは、設定装置３６によってユーザの所望の時間が設定される。あまり頻繁すぎると、耳障りまたは目障りであるという弊害があり、あまり間歇すぎると、太陽の位置・高度の変化、天候の変化に対する追従性が悪くなるため、適当な時間が設定されるとよい。

スラットの回転角度の決定は、図７及び図８に示すフローチャートに従って行なわれる。

まず、現日付を取得し、夏か冬かを判定し（ステップＳ２０２）、図７及び図８に示すスラット制御のいずれを行なうかを決める。

次に、現時刻を取得し、時間帯として、夜間・早朝、夕方、日中のいずれかを判定する（ステップＳ２０４）。

夜間・早朝の場合には図３（ａ）（ステップＳ２０６）、夕方の場合には図３（ｅ）に示したように（ステップＳ２０８）、それぞれ上部及び下部のスラット群１４Ａ、１４Ｂのスラットの回転角度を決定する。

日中の場合には、陽光センサ３７からの照度値Ｉを取得し、晴天か非晴天かを判定する（ステップＳ２１０）。この判定は、照度値Ｉが所定の基準値よりも大きいか否か、または複数の陽光センサ３７から得られる異なる方位からの照度値の偏差の大小により、判定することができ、任意の条件を使用することが可能である。

非晴天の場合には、図３（ｄ）に示したように、それぞれ上部及び下部のスラット群１４Ａ、１４Ｂのスラットの回転角度を決定する（ステップＳ２１２）。

晴天の場合には、現日付及び現時刻から制御するべき電動ブラインド１０の取付面に対する現在の太陽の高度を取得する（ステップＳ２１４）。この太陽の高度は、前述のように、テーブルから求めても、演算によって求めても良い。

次に、制御するべき電動ブラインド１０の取付面の方位を取得して、直射が当たらない非直達面か否かを判定する（ステップＳ２１６）。同じ取付面であっても、時刻によっては、非直達面となったり、ならなかったりする。

非直達面の場合には、図３（ｄ）に示したように、それぞれ上部及び下部のスラット群１４Ａ、１４Ｂのスラットの回転角度を決定する（ステップＳ２１２）。

次に、直射が当たる直達面である場合には、ブラインドテーブルを参照して取付面が南面であるか否かを判定する（ステップＳ２１８）。

南面でない場合には、図３（ｂ）に示したように、それぞれ上部及び下部のスラット群１４Ａ、１４Ｂのスラットの回転角度を決定する（ステップＳ２２０）。上部のスラット群１４Ａの日射遮蔽角度は、前述（２）式で表されるように太陽の高度によって変化する角度である。

次に、南面である場合、現時刻から真昼か否かを判定する（ステップＳ２２２）。

真昼である場合には、図３（ｃ）に示したように、それぞれ上部及び下部のスラット群１４Ａ、１４Ｂのスラットの回転角度を決定する（ステップＳ２２４）。

真昼でない場合には、図３（ｂ）に示したように、それぞれ上部及び下部のスラット群１４Ａ、１４Ｂのスラットの回転角度を決定する（ステップＳ２２０）。

一方、現日付が冬に属する場合には、図８に示すフローチャートによって、スラットの回転角度を決定する。夏と異なり、南面に関する処理が省略されている点を除き、ほぼ、図７と同様であるので、詳細説明を省略する。

こうして、上部のスラット群と下部のスラット群の回転角度の組み合わせを様々に変化させることで、外部環境に応じた適切なスラット角度制御を行なうことができる。

尚、ステップＳ２０２、Ｓ２０４、Ｓ２２０において、現日付及び現時刻に基づいて判定を行っているが、これに限るものではなく、太陽の高度及び方位角に基づき、図３及び図４のいずれの制御を行なうか、夜間・早朝、夕方、日中のいずれの時間帯に該当するか、または真昼か否かを判定するようにしてもよい。

尚、以上の実施形態では、上部のスラット群１４Ａと下部のスラット群１４Ｂとの回転角度を１つのモータ２４のみで制御していたが、これに限るものではなく、上部のスラット群１４Ａと下部のスラット群１４Ｂがそれぞれ異なるモータによって回転が制御されるものであってもよいことは勿論であり（例えば、２台の電動横型ブラインドが上下に連結されたものであってもよい）、その場合には、上部のスラット群１４Ａと下部のスラット群１４Ｂとを全く独立的な回転角度とすることができ、より自由度を持たせることができる。

本発明によるスラット角度制御装置によって制御される電動ブラインドを含む全体構成図である。本発明によるスラット角度制御装置によって制御される電動ブラインドの全体図である。本発明によるスラット角度制御の原理を表す図であり、夏の制御を表す。本発明によるスラット角度制御の原理を表す図であり、冬の制御を表す。日射遮蔽角度の一例であり、（ａ）は理論角度、（ｂ）は理論角度より小さい場合の日射遮蔽角度である。自動制御処理のフローチャートである。スラットの回転角度決定処理のフローチャートであり、夏の制御を表す。スラットの回転角度決定処理のフローチャートであり、冬の制御を表す。

符号の説明

１０電動ブラインド
１４Ａ上部のスラット群
１４Ｂ下部のスラット群
３０スラット角度制御装置
３８指令手段
４２スラット回転角度決定手段

Claims

ヘッドボックスから垂下されるラダーコードによって多数のスラットが整列状態に支持され、ラダーコードの前後の垂直コードを相対移動させることによりスラットの傾斜を可変とし、ラダーコードの前後の垂直コードの途中部分に、一つの中段コードが切除されるとともに、この部分における一方の垂直コードが他の部分のスラットのピッチ分寸詰めされて、スラットのピッチを前後で異ならしめる部分が設けられ、スラット群の中でこの部分を境として上部にある上部スラット群と下部にある下部スラット群とが互いに異なる傾斜角度を保持し得るようにした電動ブラインドに対して、上部のスラット群と下部のスラット群との各スラット群の回転角度を決定するスラット角度決定手段と、スラット角度決定手段で決定されたスラット角度にするために前記ラダーコードを制御するための制御信号を生成して電動ブラインドに送信する指令手段と、を備える電動ブラインドのスラット角度制御装置において、
前記スラットのピッチを前後で異ならしめる部分においては、少なくとも一方の垂直コードはスラット１ピッチ分の間隔が、他方の垂直コードはスラット２ピッチ分の間隔がそれぞれ保持されており、
前記スラット角度決定手段は、上部のスラット群は日射を遮蔽する日射遮蔽角度になるように、且つ下部のスラット群は全閉状態になるようにそれぞれのスラット群のスラット角度を決定することを特徴とする電動ブラインドのスラット角度制御装置。