JP5564574B2 - 太陽光ブラインド・ウィンドウ - Google Patents

Description

本発明は、ＢＩＰＶシステム（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ）に関するもので、より詳細には、電動式ブラインドに太陽電池を適用した太陽光ブラインド・ウィンドウに関するものである。

一般に、ＢＩＰＶは、建築物に装着され、建築物の外装材の役割と太陽光発電装置の役割を同時に行うようになる。ところが、従来のＢＩＰＶは、外壁と屋根に限定されている場合が多い。

また、建築物には室内の採光量を調節するためのブラインドが設置され、断熱効果を向上させるための複層ガラスの使用が増加しており、ウィンドウに熱線を設置して熱を発生させる発熱ウィンドウの需要も増加しつつある。

発熱ウィンドウ、ブラインド・ウィンドウのように電力が必要である場合、必要な電力をもたらすために、ウィンドウの内部にホールのような任意的な変形を与えなければならなく、ウィンドウの外部との電線連結が必要であるので、建築物にも特殊な装置を設置しなければならないという煩雑さがあった。

本発明は、複層ガラスと電動式ブラインドとを結合すると同時に、電動式ブラインド及び発熱ガラスに要する電力を自体的に生産できるだけでなく、生産された電力を外部機器に供給できる太陽光ブラインド・ウィンドウを提供するためのものである。

特開２００６−１４０４２０号公報

本発明の目的は、電動式ブラインドが自体的に電力を生産できるように太陽電池セルを備えており、また、生成された電力を用いてブラインドを駆動させることによって、建築物に設置するときに別途の配線や設備が必要でない太陽光ブラインド・ウィンドウを提供することにある。

本発明の他の目的は、多くの太陽電池セルを連結する配線がスラット（ｓｌａｔ）のティルティング作動や昇・下降作動に干渉しないように処理された太陽光ブラインド・ウィンドウを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、生産した電力を外部に供給できる太陽光ブラインド・ウィンドウを提供することにある。

本発明は、一対の板ガラスの枠をスペーサーで連結し、板ガラス間に内部空間を形成した複層ガラス；前記複層ガラスの内部空間に収納され、複数のスラットが駆動モーターの回転によって昇・下降又はティルティング作動をする電動式ブラインド；前記スラットの少なくとも一面に配置される複数の太陽電池セル；及び前記太陽電池セルで発生した電力を貯蔵する蓄電池；を含み、前記スラットでは、長さ方向の両側に極性の異なる電極がそれぞれ引き出され、上下のスラットで対応する位置にある電極の極性が異なり、上下のスラットが直列に連結され、最下層のスラットから側方に引き出された電極であって上方のスラットの電極と連結されないものは、上方の各スラットの、太陽電池セルとは別途にスラットを長さ方向に横切るダミーラインを介してブラインドの上端のハウジングまで連結されることを特徴とする、太陽光ブラインド・ウィンドウを提供する。

前記蓄電池は、前記駆動モーターに電力を供給し、太陽光ブラインド・ウィンドウが外部から電源を受けないようにすることが望ましい。

前記太陽電池セルは、一つのスラットで互いに直列又は並列に連結することができる。前記太陽電池セルは、一つのスラットで隣接した太陽電池セルと同一の極性が互いに並列に連結される場合、前記スラットの長さ方向両側にそれぞれ陽極と陰極が引き出されたり、又は、一つのスラットで隣接した太陽電池セルと反対の極性が互いに直列に連結され、前記スラットの長さ方向両側にそれぞれ陽極と陰極が引き出されるようにすることができる。

そして、上下のスラットが互いに直列に連結される場合、それぞれのスラットには、太陽電池とは別途にスラットを長さ方向に横切るダミーラインを含み、最下層のスラットに連結される配線は、ダミーラインを通して連結させ、配線がスラットのティルティングや昇・下降動作に干渉しないようにすることが望ましい。

本発明に係る太陽光ブラインド・ウィンドウは、電力を自体的に生産して使用できるように構成され、ブラインドの駆動電力及び発熱ウィンドウの必要電力を外部との電線連結なく独自に生産できるようにし、その結果、建築物にウィンドウとの連結のための配線や別途の設備が必要でないので、施工が簡便で、維持補修が容易であるという効果をもたらす。

また、本発明に係る太陽光ブラインド・ウィンドウは、複数のスラットを連結する配線が上下間のスラットのみを連結するように構成することによって、配線がスラットのティルティング作動やスラットの昇・下降作動に干渉しないという効果をもたらす。

また、本発明に係る太陽光ブラインド・ウィンドウは、生産された電力を外部に供給できるという効果ももたらす。

本発明に係る太陽光ブラインド・ウィンドウの分離斜視図である。 電動式ブラインドの作動状態を示した断面図である。 一つのスラットでの複数の太陽電池セルの連結方法を示した平面図である。 複層のスラットが互いに直列に連結された状態を示した図である。 複層のスラットが互いに直列に連結された状態を示した図である。 複層のスラットが互いに並列に連結された状態を示した図である。 複層のスラットが互いに並列に連結された状態を示した図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の太陽光ブラインド・ウィンドウについて説明する。

本発明の長所、特徴、及びそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に説明する各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現可能である。ただし、本実施例は、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全般にわたって同一の参照符号は、同一の構成要素を示す。

また、図面で発明を構成する各構成要素の大きさは、明細書の明確性のために誇張して記述したものであり、一つの構成要素が他の構成要素の「内部に存在したり、連結されて設置される」と記載した場合、前記一つの構成要素が前記他の構成要素と接して設置されたり、これら構成要素が所定の離隔距離を置いて設置されることもあり、離隔距離を置いて設置される場合は、前記一つの構成要素を前記他の構成要素に固定・連結するための第３の手段に対する説明を省略することもできる。

図１は、本発明に係る太陽光ブラインド・ウィンドウの分離斜視図である。

図示したように、本発明に係る太陽光ブラインド・ウィンドウは、一対の板ガラス１０２の枠をスペーサー１０５で連結し、板ガラス間に内部空間を形成した複層ガラス１００と、前記複層ガラス１００の内部空間に収容される電動式ブラインド２００とを含む。

板ガラス１０２としては、透明な一般の板ガラス、強化ガラス、合板ガラスなどを使用することができ、電熱線が備えられた発熱ウィンドウを板ガラスとして使用することもできる。

２枚の板ガラス１０２の３面がスペーサー１０５で密閉され、開放された上部面を通して電動式ブラインド２００が挿入され、開放された上部面は電動式ブラインド２００のハウジングによって密閉される。

電動式ブラインド２００は、複数のスラット２１０が駆動モーター（図示せず）の回転によって昇・下降又はティルティング作動をする。

電動式ブラインド２００の内部には蓄電池（図示せず）が備えられ、この蓄電池には、後述する太陽電池セルで生産された電力が貯蔵され、貯蔵された電力は、駆動モーター（図示せず）の動作に使用されたり、発熱ウィンドウの動作に使用される。そして、蓄電池に充電された電力を外部に供給できるように外部連結配線を備えて、生産された電力をブラインド駆動に使用する他に、外部の他の設備に電源を供給できるようにすればより望ましい。

このために、前記蓄電池と連結されてウィンドウの外部に露出する電源端子をさらに含むことが望ましい。

また、電動式ブラインド２００の操作のためのスィッチを一側に設置することもでき、別途のリモコンを通した操作も可能である。

図２は、電動式ブラインドの作動状態を示した断面図である。

複数のスラット２１０は、３個の連結ワイヤ２１、２２、２３で連結されている。中央の連結ワイヤ２２は、各スラット２１０の昇・下降を調節するようになり、左右の連結ワイヤ２１、２３は、各スラット２１０の傾斜角度を調節するようになる。

図２の（ａ）は、スラット２１０の左側の連結ワイヤ２１が下降し、右側の連結ワイヤ２３が上昇し、スラット２１０が左側に下向きに傾斜してティルティングされた状態を示したものである。

図２の（ａ）のような状態で右側の連結ワイヤ２３を下降させ、左側の連結ワイヤ２１を上昇させると、図２の（ｂ）のような状態になり、図２の（ｂ）のような状態で右側の連結ワイヤ２３をさらに下降させ、左側の連結ワイヤ２１をさらに上昇させると、スラット２１０が右側に下向きに傾斜してティルティングされた状態になる。

図２の（ｃ）は、中央連結ワイヤ２２を巻き上げ、各スラット２１０をハウジング２２０の内部に収納した状態を示したものである。図示したように、各スラット２１０は、上側に全て密着されると、ハウジング２２０に収納されて外部に露出しないようにすることが望ましい。

図３は、一つのスラットでの複数の太陽電池セルの連結方法を示した平面図である。

太陽電池セルは、太陽光を受けると、後面が（＋）電極を有し、太陽光を受ける正面が（−）電極を有するようになる。

ところが、一つのスラット全体が単一太陽電池セルで形成されるのではなく、複数の太陽電池セルが付着されるので、一つのスラット２１０に配置される太陽電池セル２１２が互いに連結されなければならない。

図３の（ａ）と（ｂ）は、一つのスラット２１０に配置される複数の太陽電池セル２１２を直列に連結した状態を示したもので、図３の（ｃ）は、一つのスラット２１０に配置される複数の太陽電池セル２１２を並列に連結した状態を示したものである。図示した図面は、太陽電池セル２１２を前面から見た状態を示したもので、実線は、リボン２１５が太陽電池セル２１２の上部面に連結されたことを意味し、点線は、リボン２１５が太陽電池セル２１２の背面側に連結されたことを意味する。

各太陽電池セル２１２は互いにリボン２１５で連結される。ここで、リボン２１５とは、スズ、銀、銅などが含有された電極線を意味する。

図３の（ａ）と（ｂ）は、一つのスラット２１０に配置される複数の太陽電池セル２１２を直列に連結するもので、高い電圧を得るために使用される連結方法である。上述したように、太陽電池セルは、光を受ける方向によって極性が決定されるもので、直列連結のためには、隣接した太陽電池セルの前後面を交互に連結する。隣接した太陽電池セルの前後面を交互に連結するためには、リボン２１５を折り曲げ、隣接した太陽電池セルの反対面を互いに連結することが望ましい。このようにリボンを折って隣接した太陽電池セル２１２の反対面を連結しない場合、隣接した太陽電池セル２１２の上下電極を異なるように形成するための別途のタビング（ｔａｂｂｉｎｇ）工程などの追加的な工程が要求されることがあり、結果的に生産効率が低下するという問題が発生する。

一つの太陽電池セル２１２が１.２Ｖの電圧を発生させる場合、図示したように、４個の太陽電池セル２１２が直列に連結されると、４.８Ｖの電圧が出力される。

図３の（ｃ）は、それぞれの太陽電池セル２１２を並列に連結したもので、それぞれの太陽電池セル２１２の前面同士、背面同士を互いに連結したものである。並列に連結する場合、電圧はそのまま１.２Ｖになる。

図４〜図７では、スラット相互間の連結方法を説明する。

図４及び図５は、複層のスラット２１０が互いに直列に連結された状態を示したものである。一つのスラット２１０では、図３に示すように、複数の太陽電池セル２１２を直列又は並列に連結することができ、複層のスラット２１０も直列又は並列に連結することができる。

図４を参照すると、スラット２１０を直列に連結する場合、それぞれのスラット２１０には長さ方向に形成されたダミーライン２１７を備える。ダミーライン２１７は、最下層のスラット２１０を電動ブラインドの上端の蓄電池と連結するためのものである。直列に連結される上層のスラット２１０と下層のスラット２１０には互いに異なる極性の電極が連結されなければならないので、上層のスラット２１０の右側に（＋）電極が引き出された場合、下層のスラット２１０の右側に（−）電極が引き出され、互いに異なる極性の電極が上下に連結される。

最下層のスラット２１０の場合、その上層のスラット２１０との間に（＋）電極が連結されている場合、（−）電極はハウジングの内部に連結されなければならない。このために、最下層のスラット２１０で直接ハウジングの内部に連結される場合、スラット２１０の昇降時に配線の処理が難しく、長期間使用するときに連結線が干渉され、耐久性が低下するという致命的な問題が発生する。特に、上下方向に昇降する垂直型ブラインドの場合、ダミーラインが重力によって下方に垂れる現象が発生し、連結線の干渉がより頻繁に発生する。

したがって、本発明は、それぞれのスラットにダミーライン２１７を配置し、各層のダミーライン２１７を通して最下層のスラットとハウジングの内部とを連結する構造を提供する。ここで、ダミーライン２１７は、それぞれのスラットに配置された太陽電池セルとは連結されなく、最下層のスラットとハウジングの内部とを連結する役割をする。

このとき、ダミーライン２１７は、図４及び図５に示すように、スラット２１０の長さ方向に沿って前後に交互に配置されることが望ましい。このように配置する場合、スラット２１０の昇降時、ダミーライン２１７はそれぞれのスラットと共に昇降するので、上下のスラット２１０との配線干渉なく最下層のスラット２１０と連結することができる。

スラット２１０間の連結配線としては、柔軟性があり、耐久性に優れたＦＰＣＢ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）を使用することが望ましい。このようなスラット２１０間の連結配線は、スラット２１０のティルティング作動や昇・下降作動に全く影響を与えなく、外観上、きれいな配線処理が可能である。

図６及び図７は、複層のスラットが互いに並列に連結された状態を示したものである。

図６に示したように、それぞれのスラット２１０は、長さ方向の両側にそれぞれ（＋）電極と（−）電極が引き出されるように形成されており、全ての層のスラット２１０の両側に同一の極性が引き出される。図６の場合、スラット２１０の左側には（＋）電極が引き出されており、右側には（−）電極が引き出されている。

並列連結の場合、引き出された同一の極性の電極を互いに連結すればよいので、上述した直列連結の場合とは異なり、ダミーラインが必要でない。すなわち、一側に一つの電極のみが引き出され、引き出された各電極も上下間に直接連結すればよいので、直列連結の場合と同様に、電極を連結する配線がスラット２１０のティルティング作動や昇・下降作動に全く影響を与えなくなる。

以上説明したように、本発明に係る太陽光ブラインド・ウィンドウは、複層ガラスの内部に電動式ブラインドを収納し、電動式ブラインドのスラットに太陽電池セルを配置し、配置された太陽電池セルは両側の連結線を通して上下のスラット間のみに連結される構造を提供するので、配線の処理がきれいで、各配線がスラットのティルティング作動や昇・下降作動に干渉しないという効果をもたらす。

また、太陽電池セルで生産された電力は、蓄電池に貯蔵された後、電動式ブラインドの動作や発熱ウィンドウの動作に使用することによって、電動式ブラインドが自体的に電力を生産して使用できるようにし、建築物に別途の配管や設備が必要でないという効果をもたらす。

以上、添付の図面を参照して本発明の各実施例を説明したが、本発明は、前記各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で製造することができ、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば本発明の技術的思想や必須な特徴を変更せずとも他の具体的な形態で実施可能であることを理解できるだろう。したがって、上述した各実施例は、全ての面で例示的なものであって、限定的なものでないと理解しなければならない。

１００：複層ガラス、２００：電動式ブラインド、２１２：太陽電池セル

Claims (11)

1. 一対の板ガラスの枠をスペーサーで連結し、板ガラス間に内部空間を形成した複層ガラス；
   前記複層ガラスの内部空間に収納され、複数のスラットが駆動モーターの回転によって昇・下降又はティルティング作動をする電動式ブラインド；
   前記スラットの少なくとも一面に配置される複数の太陽電池セル；及び
   前記太陽電池セルで発生した電力を貯蔵する蓄電池；を含み、
   前記スラットでは、長さ方向の両側に極性の異なる電極がそれぞれ引き出され、上下のスラットで対応する位置にある電極の極性が異なり、上下のスラットが直列に連結され、
   最下層のスラットから側方に引き出された電極であって上方のスラットの電極と連結されないものは、上方の各スラットの、太陽電池セルとは別途にスラットを長さ方向に横切るダミーラインを介してブラインドの上端のハウジングまで連結されることを特徴とする、太陽光ブラインド・ウィンドウ。
2. 前記蓄電池は、前記駆動モーターに電力を供給することを特徴とする、請求項１に記載の太陽光ブラインド・ウィンドウ。
3. 前記蓄電池と連結されてウィンドウの外部に露出する電源端子をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光ブラインド・ウィンドウ。
4. 前記太陽電池セルは、一つのスラットで互いに直列又は並列に連結されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光ブラインド・ウィンドウ。
5. 前記太陽電池セルは、一つのスラットで隣接した太陽電池セルと同一の極性が互いに並列に連結され、前記スラットの長さ方向両側にそれぞれ陽極と陰極が引き出されることを特徴とする、請求項４に記載の太陽光ブラインド・ウィンドウ。
6. 前記太陽電池セルは、一つのスラットで隣接した太陽電池セルと反対の極性が互いに直列に連結され、前記スラットの長さ方向両側にそれぞれ陽極と陰極が引き出されることを特徴とする、請求項４に記載の太陽光ブラインド・ウィンドウ。
7. 前記太陽電池セルは、隣接した太陽電池セルとリボンで連結され、
   前記リボンは、隣接した太陽電池セルの前面及び後面を交互に連結し、隣接した太陽電池セルを直列に連結することを特徴とする、請求項６に記載の太陽光ブラインド・ウィンドウ。
8. 前記スラットに形成されるダミーラインは、複層のスラットに対して前後に交互に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光ブラインド・ウィンドウ。
9. 前記スラットは上下方向にＦＰＣＢで連結されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光ブラインド・ウィンドウ。
10. 一対の板ガラスの枠をスペーサーで連結し、板ガラス間に内部空間を形成し、少なくとも一つの板ガラスは電熱線を備えた発熱ウィンドウで構成される複層ガラス；
    前記複層ガラスの内部空間に収納され、複数のスラットが駆動モーターの回転によって昇・下降又はティルティング作動をする電動式ブラインド；
    前記スラットの少なくとも一面に配置される複数の太陽電池セル；及び
    前記太陽電池セルで発生した電力を貯蔵し、前記発熱ウィンドウ及び前記駆動モーターに電源を供給する蓄電池；を含み、
    前記スラットでは、長さ方向の両側に極性の異なる電極がそれぞれ引き出され、上下のスラットで対応する位置にある電極の極性が異なり、上下のスラットが直列に連結され、
    最下層のスラットから側方に引き出された電極であって上方のスラットの電極と連結されないものは、上方の各スラットの、太陽電池セルとは別途にスラットを長さ方向に横切るダミーラインを介してブラインドの上端のハウジングまで連結されることを特徴とする、太陽光ブラインド・ウィンドウ。
11. 前記太陽電池セルは、一つのスラットで互いに直列又は並列に連結されることを特徴とする、請求項１０に記載の太陽光ブラインド・ウィンドウ。

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