JP6635280B1 - 調光電動ロールスクリーン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶調光フィルムからなるスクリーンを備えた、調光電動ロールスクリーン装置を提供する。【解決手段】スクリーン４の上端部に一対の差し込み極１Ｂ，２Ｂを備えたスクリーンプラグ５を設け、モータ内蔵の巻取パイプ６の長尺軸方向外周面の延長上に、スクリーンプラグ５の受けとなる、一対のメスコネクタ１Ｃ，２Ｃを備えた凹型の溝８を設けて、スクリーンプラグ５を凹型の溝８に嵌め込むことにより、メスコネクタ１Ｃ，２Ｃと差し込み極１Ｂ，２Ｂが接続し、さらに、メスコネクタ１Ｃ，２Ｃを接続基端とした二芯伸縮性カールコードを、巻取パイプ６に内蔵されたモータ駆動軸の外周を巻き付くように配置して、外部電源と繋がった、フレームのブラケットのコネクタに接続することで、巻取パイプ６の回転時での配線のねじれ破損を防止した。【選択図】図３

Description

本発明は、液晶調光フィルムからなるスクリーンを用いた、調光電動ロールスクリーン装置に関する。

透明電極を内側に備えた一対の透明基板フィルムの間に、高分子相に液晶相が分散した調光層が挟まれた液晶調光フィルムは、調光層内の液晶分子が、印加する駆動電圧に応答して、光透過率が変化するので、透明と不透明の間の段階的な諧調表示が可能となり、プライバシーの確保、調光可能、スクリーンに映像投射ができるなどの用途があって、調光フィルムとして、住宅やオフィス、商業施設などのインテリア分野に利用されている。

調光フィルムには、既存ガラスに粘着剤を用いて貼り付ける貼るタイプと、耐久性が必要な場合に、調光フィルムの両面に二枚のガラスを貼り合わせたガラスタイプの二種類がある。

近年では、特許文献１に記載があるように、液晶調光フィルムの機能を有するスクリーンを巻取パイプに連結し、この巻取パイプを手動正逆回転することで、スクリーンを垂下展開及び巻き上げ収納できる電子ロールスクリーンが発明された。この電子ロールスクリーンは、巻取パイプ内のスクリーン電極取り出しから外部電源への配線コード間に、ロータリジョイントを接続させ、スクリーン電極から外付けの電源・コントローラに配線が繋がった状態でも、巻取パイプの回転時に、巻取パイプ内の配線コードがねじれることなく、容易にスクリーンの巻き上げ・垂下展開を可能としたものである。

特許６３２２７８６号「電子ロールスクリーン」

上記貼るタイプの場合、消費者が美観を損なわず、フィルムを切り取りカットして、きれいにフィルムをガラスに貼り付け、調光フィルムの取り出し電極から、コントローラ及び外部電源へ配線接続するのは、難しい。

上記ガラスタイプの場合も、建造物の窓や会議室の仕切り等に使用されており、美観を損なわないが、窓ガラス建材として、専門業者の施工が必要であり、部材及び施工のコストが非常に高くつくので、気軽に一般家庭が購入できるものではない。

上記特許文献１の電子ロールスクリーンは、通常のロールスクリーンと同様に、取り付けは簡単であるが、巻取パイプの回転が手動式なので、複数の電子ロールスクリーンを連結して、一斉に操作する時や高窓に設置した場合などのスクリーンの垂下・巻き上げ操作に不便である。また、この電子ロールスクリーンは、巻取パイプとスクリーンが一体化しているので、スクリーン交換や不具合を生じた場合のメンテナンスなどで、スクリーンを分離するのは、かなり厄介な作業になる。

本発明は、上記内容に鑑みて、従来の無線又はリモコン操作による電動ロールスリーンの仕組みを変更することなく、液晶調光フィルムのスクリーンを電動ロールスリーンに組み込み、リモコン操作で、スクリーンの垂下、巻き上げ及び調光制御を可能にするため、次の二つの課題を解決しなければならない。

第一の課題は、上記スクリーンを、外部電源（ＡＣ１００Ｖ）まで通電可能な状態で、如何に電動ロールスクリーンに組み込むかである。そして、第二の課題は、上記スクリーンが外部電源まで通電可能な状態で配線接続された場合でも、巻取パイプの回転時に、巻取パイプ内の配線コードのねじれ破損を防止することにある。上記特許文献１では、巻取パイプ内の配線コードにロータリジョイントを介して、配線コードのねじれを防止しているが、本発明装置の電動ロールスクリーンの場合、巻取パイプ内にはモータセットや駆動軸が内蔵されているので、ロータリジョイントの組み込みは難しい。

本発明に係る調光電動ロールスリーン装置において、第一の課題を解決するために、請求項１記載にあるように、次の手段を用いた。
液晶調光フィルムの機能を有するスクリーンにおいて、上端部分の一対の透明電極面に、電極取り出しとして、導電接着した一対の銅板製の差し込み極を設ける。さらに、その透明電極面と差し込み極の接着面部分を補強するため、弾力性を有するゴム合成樹脂又は熱可塑性樹脂で、スクリーン上端部分を覆い、一対の差し込み極が突き出たスクリーンプラグを設ける。
電動ロールスクリーンにおいては、モータセットが巻取パイプの片側に備えられるので、一対の差し込み極は、スクリーン上端部の横幅中央に設けるのが好ましい。このスクリーンプラグは、スクリーンを折り曲げることなく、通電可能な状態で、巻取パイプとの係合蓋の役目を果たす。

一方、巻取パイプにおいて、長尺軸方向に延長した外周面に開口部を設け、その内側にスクリーンプラグを嵌め込むための、横断面が凹型のプラグ止着溝を設ける。さらに、プラグ止着溝の奥面内側の横幅中央の位置に、スクリーンプラグの一対の差し込み極を受ける一対のメスコネクタを設ける。一対のメスコネクタは、配線コードが巻取パイプ内を通って、モータセットからの駆動軸受けとなるフレームのブラケットのコネクタに繋がり、
前記一対のコネクタは、外部電源（ＡＣ１００Ｖ）に接続した、フレームに外付けされたコントローラに配線が繋がる。

この構成であれば、巻取パイプが長くても、スクリーンプラグは、横断面が凸として、横断面が凹のプラグ止試着溝に対し、開口部から容易に挿入され、しかも着脱可能な状態で止着固定できると同時に、スクリーンと巻取パイプは、スクリーンプラグの一対の差し込み極とプラグ止着溝奥面の着一対のメスコネクタの接続により、通電が可能になる。また、スクリーンプラグを取り付けることにより、通電を必要としない布地などのスクリーンも取り付けることができる。

次に、第二の課題を解決するために、請求項１記載にあるように、前記一対のメスコネクタから巻取パイプ内を通過する配線コードに、二芯の伸縮性カールコードを用いる。伸縮性カールコードは、コードの弾力性を利用して、必要な時だけカールのピッチが広がって、伸長するコードであり、身近な環境から産業用機器まで広く使用されている。

カールの長さＬは、カール巻き数ＮとカールピッチＰの掛け算の下記式（１）で表される。カールの長さが同じ状態で、カールコードの両端を摘み、その一端を、カール円をＸＹ軸とした場合、Ｚ軸の周りをひねり回せば、カールの巻き数Ｎが増える。

このような伸縮性カールコードの特性を利用して、前記カールコードは、二芯コードを接続した前記メスコネクタを接続基端部として、モータセットから突き出た駆動軸の外周を巻き付くように配置して、駆動軸受けとなる固定したフレームのブラケットのコネクタを接続末端とした構成であれば、カールコードの全長Ｚは、円周率をπとして、カールの内径Ｄに対して、下記式（２）で表される。巻取パイプが回転すれば、カールコードの接続基端が捻り回転して、カールのピッチＰが狭くなり、カール内径も小さくなって、カールコードのモータ駆動軸に巻き付いている巻き数Ｎが増える。

この場合、巻取パイプが回転しても、カールの長さＬとカールコードの全長Ｚは、長さは変わらないので、回転数が増えて、カールの内径Ｄが小さくなり、内径Ｄが駆動軸の外径まで達すると、これ以上、カールの巻き付き数Ｎは増えなくなり、巻取パイプは回転できなくなる。

スクリーンの縦幅として、３ｍは十分な長さであり、外径５ｃｍの巻取パイプ２０回転する長さである。従って、カール巻き付き数Ｎが２０増加して、カール内径Ｄが駆動軸の外径と同じになるように、駆動軸の外径を考慮して、十分なカールの長さＬ，ピッチＰ、カール巻き数Ｎ、カールの内径Ｄのカールコードを用いれば、第二の課題は解決できる。

上記コントローラ内部には、スクリーンの調光を制御するための電力調整器が備えられ、上記コントローラに内蔵された無線受信機が、無線発信機からの信号を受けて、スクリーンに供給する電力を制御変換することにより、スクリーンの透過光量を制御できる。

本発明において、液晶調光フィルムからなるスクリーンを、電動ロールスクリーンの巻取パイプに組み込むことによって、必要な時に取り出し、必要でない時には巻き上げ収納ができ、必要に応じてスクリーンを取り換えもできる。さらに、伸縮性カールコードを巻取パイプ内の配線コードに用いることで、巻取パイプの回転数も制御できる。

は本発明装置のスクリーンプラグの斜視図である。 は本発明装置のスクリーンプラグの断面図であり、図２（ａ）は、図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図、図２（ｂ）は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 は本発明装置のスクリーンプラグと巻取パイプが対応した斜視図である。 は本発明装置のスクリーンプラグと巻取パイプが対応した断面図であり、図４（ａ）は、図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４（ｂ）は、図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って、スクリーンプラグがプラグ止着溝に挿入した断面図である。 はスクリーンを省略した巻取パイプの正面断面図である。 は本発明装置の通電経路の全体構成の模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図６に基づいて説明する。

図１は、可撓性を有する長方形の第一の透明基板フィルム１の透明電極層１Ａと第二の透明基板フィルム２の透明電極層２Ａの間に、高分子相内に液晶相が分散した調光層３が挟まれた液晶調光フィルムのスクリーン４の上端部の横幅中央に位置した、一対の銅板製差し込み極１Ｂ，２Ｂを備えた、横断面がほぼ四角形のスクリーンプラグ５を示す。

図２（ａ）は、図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図であり、スクリーンプラグ５は、第二の透明基板フィルム２と調光層３の上端部を部分的に切り取り、透明電極層１Ａの面に差し込み極１Ｂが導電接着され、その接着面部分を絶縁保護及び接着を強化するため、スクリーン４の上端斜線部分が弾力性を有する合成樹脂で熱圧着されたものである。図２（ｂ）は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、第一の透明基板フィルム１と調光層３の上端部を部分的に切り取り、透明電極層２Ａの面に差し込み極２Ｂが導電接着されており、以下、上記図２（ａ）と同様である。

図３に示すように、巻取パイプ６には、長尺軸方向に延長した外周面に開口部７が設けられ、その内側、巻取パイプ６の横断面の直径軸と平行な軸方向に、横断面が凹型のプラグ止着溝８が設けられる。さらに、プラグ止着溝８の奥面内側の横幅中央の位置に、スクリーンプラグ５の一対の差し込み極１Ｂ，２Ｂを受ける一対のメスコネクタ１Ｃ，２Ｃが設けられる。

図４（ａ）に示すように、この構成であれば、巻取パイプ６が長くても、スクリーンプラグ５を容易に巻取パイプ周面の開口部７からプラグ止着溝８へ嵌め込み、差し込み極１Ｂ，２Ｂを一対のメスコネクタ１Ｃ，２Ｃに接続できる。この場合、スクリーンプラグ５の厚さ５Ａは、プラグ止着溝８の深さ８Ａよりもわずかに大きい。

図４（ｂ）は、スクリーンプラグ５がプラグ止着溝に挿入した時の断面図であり、スクリーンプラグ５の厚さ５Ａは、プラグ止着溝８の深さ８Ａよりもわずかに大きいので、スクリーンプラグ５の樹脂はプラグ止着溝８に圧縮された状態で嵌め込まれるので、スクリーンプラグ５は、巻取パイプ８から外れにくくなり、スクリーンプラグ５の横断面長方形の長辺５Ｂが、プラグ止着溝８の横断面台形の上底８Ｂと長さが等しいので、スクリーンプラグ５が巻取パイプ６の外周面に突出して、スクリーン４を巻き上げた時の形状が不体裁にならない。

巻取パイプ６の回転駆動の構成は、図５に示され、巻取パイプ６内の図中モータ側に位置するモータケース１０及び、巻取パイプ６内周面と隙間を有するエンドキャップ１１は、固定軸１２によって、セットフレーム１３のブラケット１３Ｌによって支持され、片持ちはり状態で支持固定される。モータケース１０は、内部にリミットスイッチ、レシーバ、キャパシタ、モータ、ブレーキ、ギアボックス、ピン止めが備えてあり、モータ線１６から電力を得て、モータの回転力をギアで減速した後、駆動軸１４及び駆動体１５を介して、巻取パイプ６に回転を伝達する。そして、上記駆動体１５は、巻取パイプ６に対し、係合構造になっており、巻取パイプ６と一体になって回転する。セットフレーム１３の上部には、コントローラ１７が設置され、外部電源９（ＡＣ１００Ｖ）は、コントローラ１７の電源ジョイント１７Ａに配線接続され、コントローラ１７のモータ線出力端子１７Ｂからモータ線１６を通して、モータケース１０に電力を供給する。

図５に示すように、スクリーンプラグ５と通電接続された一対のコネクタ１Ｃ，２Ｃから、外部電源９への通電経路は、次のようになる。前記カールコード１８は、その二芯コードを接続した前記一対のメスコネクタ１Ｃ，２Ｃを接続基端部として、モータケース１０から突き出た駆動軸１４の外周を巻き付くように配置して、駆動軸受けとなる固定したフレーム１３のブラケット１３Ｒのコネクタ１９を接続末端とする。外部電源９（ＡＣ１００Ｖ）は、コントローラ１７の電力出力端子１７Ｃから、配線コード２０を経由して、上記カールコード１８に繋がり、さらに、上記一対のメスコネクタ１Ｃ，２Ｃ、上記一対の差し込み極１Ｂ，２Ｂを通り、スクリーン４に電力を供給する。

図５の実施例として、スクリーン４の縦の長さが３ｍ、外径が５ｃｍ、駆動軸１４の外径が１．４２ｃｍの巻取パイプ６を用い、カールの長さが５０ｃｍ、カールピッチＰが１ｃｍ、カールの内径Ｄが２ｃｍの前記カールコード１８を用いて、前記一対のメスコネクタ１Ｃ，２Ｃを接続基端部、コネクタ１９を接続末端として、駆動軸１４の外周を５０回巻き付くように配置した。この構成であれば、巻取パイプが２０回転すると、カール巻き付き数Ｎは７０となり、式（１）から、カールの長さＬは変わらないので、カールピッチＰは、約１．４２ｃｍになり、式（２）から、カールの内径Ｄは、駆動軸１４の外径と同じ１．４２ｃｍになり、これ以上、カールの内径Ｄは小さくならないので、巻取パイプは２０回転で止まり、スクリーン４は、長さ３ｍまで垂下する。

本発明の調光電動ロールスクリーン装置全体の通電経路は、図６に示すように、スクリーン４部、巻取パイプ７部、及び、コントローラ１７部の、３部から構成される。スクリーン４部と巻取パイプ７内の通電経路部については、前記に詳しく説明しているので省略する。

コントローラ１７には、コンバータ２１、電力制御装置２２が内蔵されており、アンテナを備えた無線受信機２３が外付けされる。コンバータ２１は、外部電源９（ＡＣ１００Ｖ）に繋がる電源ジョイント１７Ａから供給される交流を直流に変換して、電力制御装置２２及びモータセット１０に直流電力を供給する。電力制御装置２２には、コンデンサ、インバータを備えてあり、コンバータ２１からの直流電力を交流に変換して、調光用の電力をスクリーン４に送る。

コントローラ１７には、無線受信機２３内の受信回路２４にコンバータ２１から直流電力を供給するための電源出力端子２５が設けられ、無線受信機２３には、受信回路２４がその直流電力受ける電源入力端子２６が設けられている。

スクリーン４を調光する場合、図６に示すように、無線送信機２７からの信号は、無線受信機２３が受け取り、受信回路２４が生成した電力制御信号を、電力信号出力端子２８を通して、コントローラ１７の電力信号入力端子２９に経由され、電力制御装置２２に伝わる。電力制御装置２２において、コンバータ２１からの直流電力が交流電力に変換され、スクリーン電力出力端子１７Ｃを経て、巻取パイプ７内の前記カールコード１８を通り、スクリーン４の一対の差し込み極１Ｂ，２Ｂに通電することで、スクリーン４の調光を可能にする。

巻取パイプ７を正逆回転して、スクリーンを垂下・巻き上げる場合、図６に示すように、無線受信機２５が、無線送信機２９からの信号を受け取り、受信回路２４が生成したモータ動作信号が、無線受信機２３のモータ信号出力端子３０からコントローラ１７のモータ信号入力端子３１を経由して、モータ線出力端子１７Ｂからモータセット１０に伝わる。さらに、コンバータ２１からの直流電力も、モータ線出力端子１７Ｂを経由して、モータセット１０に送られ、巻取パイプ６の正逆回転を可能にする。

無線送信機２７は、チャンネルが二つあり、一つはスクリーン４の調光用、もう一つは、スクリーン４の垂下・巻き上げ用であり、一台の無線送信機２７を用いて、前記両方の操作を可能とする。

１：第一の透明基板フィルム、１Ａ：第一の透明基板フィルムの透明電極膜層、１Ｂ：差し込み極、１Ｃ：メスコネクタ（１Ｂに対応）、
２：第一の透明基板フィルム、２Ａ：第一の透明基板フィルムの透明電極膜層、２Ｂ：差し込み極、２Ｃ：メスコネクタ（２Ｂに対応）、
３：調光層、４：スクリーン、
５：スクリーンプラグ、５Ａ：スクリーンプラグの厚み、５Ｂ：スクリーンプラグの横断面の長辺
６：巻取パイプ、７：開口部
８：プラグ止着溝、８Ａ：プラグ止着溝の横断面の隙間、８Ｂ：プラグ止着溝の横断面の上底
９：外部電源、１０：モータケース、１１：エンドキャップ、１２：固定軸、
１３：セットフレーム、１３Ｌ：モータ側ブラケット、１３Ｒ：モータ反対側ブラケット、
１４：駆動軸、１５：駆動体、１６：モータ線、
１７：コントローラ、１７Ａ：電源ジョイント、１７Ｂ：モータ線出力端子、１７Ｃ：スクリーン電力出力端子、
１８：伸縮性二芯カールコード、１９：コネクタ、２０：配線コード、２１：コンバータ、
２２：電力制御装置、２３：無線受信機、２４：受信回路、２５：電源出力端子、２６：電源入力端子、
２７：：無線送信機、２８：電力信号出力端子、２９：電力信号入力端子、
３０：モータ信号出力端子、３１：モータ信号入力端子、

Claims (1)

1. 液晶調光フィルムからなるスクリーンの、垂下及び巻き上げの電動ロールスクリーン装置であって、前記スクリーンの上端部に一対の差し込み極を備えたスクリーンプラグを設け、前記スクリーンを垂下及び巻き上げる、モータ内蔵の巻取パイプの外周面に該巻取パイプの長尺軸に平行に、スクリーンプラグ受けとなる、一対のメスコネクタを備えた凹型の溝を設け、前記スクリーンプラグを前記凹型の溝に嵌め込むことにより、前記メスコネクタと前記差し込み極が接続し、さらに、前記スクリーンと前記巻取パイプが、着脱可能に連結を保持し、前記巻取パイプ内の配線が前記メスコネクタを接続基端として、前記巻取パイプに内蔵されたモータ駆動軸の外周を巻き付くように配置された二芯伸縮性カールコードを経由して、前記巻取パイプのフレームのブラケットのコネクタに接続することで、前記巻取パイプの回転時に、前記メスコネクターからの配線捩れが、前記カールコードの巻き付き回数増加によって緩和され、さらに、コントローラに対し、リモコン遠隔操作により、スクリーンの調光制御を可能にして、スクリーンの垂下及び巻き上げ収納を可能とした、調光電動ロールスクリーン装置。