JP7232538B2 - 光発電部付き織物 - Google Patents

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Description

本発明は、太陽光等の光を受けて光発電を行うことのできる光発電部付きの織物に関する。
織物等の布帛に機能部を付与せしめた機能性布帛が知られている。例えば、乗物用シートの表面の情報をより正確に検知するためのセンサ部が設けられてなるシートが公知である（特許文献１参照）。
また、紐状の太陽電池を備えたものとして、複数のソーラセルが隣接するソーラセルとの間に所定間隔あけて１列に整列され、複数のソーラセルの各対の正電極と負電極を結ぶ導電方向を列方向と直交方向に向けて揃え且つ複数のソーラセルの複数の正電極及び複数の負電極が夫々列方向に１列に並ぶ状態に整列され、複数のソーラセルを並列接続する可撓性のある１対の金属製の裸の導電性線材を設け、全部のソーラセルと、１対の導電性線材を埋め込み状に被覆する可撓性のある合成樹脂製の透明な被覆材を設け、可撓性のある紐状の太陽電池が知られている（特許文献２参照）。
特開２０１７－４７７５６号公報 特開２００７－２１４５９９号公報
しかしながら、特許文献２に記載の半導体機能素子付き機能糸（紐状の太陽電池）を糸の一部に用いて織成してなる織物は、受光により発電が可能になるものの、布帛としての柔軟性や伸長性に劣るという問題があった。特に、半導体機能素子付き機能糸を合成樹脂で被覆するので、該機能糸が剛性の高いものになって、布帛としての柔軟性や伸長性が低下するという問題があった。
本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、光発電部を備えていて太陽光等の光により光発電を行うことができると共に、柔軟性を備えた光発電部付き織物を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
［１］経糸と緯糸で構成される織物であって、
少なくとも１本の緯糸に光発電部付き機能糸が用いられ、
前記光発電部付き機能糸は、光発電部と、該光発電部の正極に接続された正極導電線材と、前記光発電部の負極に接続された負極導電線材と、を含み、
少なくとも２本の経糸に導電糸が用いられ、経糸としての一方の導電糸が前記正極導電線材と接触し、経糸としての他方の導電糸が前記負極導電線材と接触していることを特徴とする光発電部付き織物。
［２］前記正極導電線材と接触する経糸としての導電糸が２本並列して配置され、
前記負極導電線材と接触する経糸としての導電糸が２本並列して配置されている前項１に記載の光発電部付き織物。
［３］前記正極導電線材と接触する経糸としての導電糸が２本隣り合わせで並列して配置されると共に、前記負極導電線材と接触する経糸としての導電糸が２本隣り合わせで並列して配置されている前項１に記載の光発電部付き織物。
［４］前記正極導電線材と接触する経糸としての導電糸は、前記正極導電線材の上下のうちいずれか一方側に接触すると共に、前記正極導電線材の両隣の緯糸に対して上下のうちの他方側に織り込まれてこれら両隣の緯糸の該他方側に接触し、
前記負極導電線材と接触する経糸としての導電糸は、前記負極導電線材の上下のうちいずれか一方側に接触すると共に、前記負極導電線材の両隣の緯糸に対して上下のうちの他方側に織り込まれてこれら両隣の緯糸の該他方側に接触している前項１～３のいずれか１項に記載の光発電部付き織物。
［５］経糸と緯糸で構成される織物であって、
少なくとも２本の緯糸に光発電部付き機能糸が用いられ、
前記光発電部付き機能糸は、光発電部と、該光発電部の正極に接続された正極導電線材と、前記光発電部の負極に接続された負極導電線材と、を含み、
緯糸としての第１光発電部付き機能糸および第２光発電部付き機能糸が互いに経方向に離間して配置され、これら２本の光発電部付き機能糸は、一方の機能糸の正極導電線材と他方の機能糸の負極導電線材が、光発電部に対して緯方向の同じ側にあるように配置され、
前記第１光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触すると共に、前記第２光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触する、経糸としての第１導電糸が配置され、
前記第１光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触すると共に、前記第２光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触する、経糸としての第２導電糸が配置され、
前記第１導電糸および第２導電糸のうちのいずれか一方の導電糸が、前記第１光発電部付き機能糸と前記第２光発電部付き機能糸の間に対応する領域で電気的に分断されていて、前記第１光発電部付き機能糸の光発電部と、前記第２光発電部付き機能糸の光発電部とが直列に接続されていることを特徴とする光発電部付き織物。
［６］経糸と緯糸で構成される織物であって、
少なくとも２本の緯糸に光発電部付き機能糸が用いられ、
前記光発電部付き機能糸は、光発電部と、該光発電部の正極に接続された正極導電線材と、前記光発電部の負極に接続された負極導電線材と、を含み、
緯糸としての第１光発電部付き機能糸および第２光発電部付き機能糸が互いに経方向に離間して配置され、これら２本の光発電部付き機能糸は、一方の機能糸の正極導電線材と他方の機能糸の負極導電線材が、光発電部に対して緯方向の同じ側にあるように配置され、
前記第１光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触すると共に、前記第２光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触する、経糸としての第１導電糸が配置され、
前記第１光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触し、前記第２光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触しない、経糸としての第２導電糸が配置され、
前記第２光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触し、前記第１光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触しない、経糸としての第３導電糸が配置され、
前記第１光発電部付き機能糸の光発電部と、前記第２光発電部付き機能糸の光発電部とが直列に接続されていることを特徴とする光発電部付き織物。
［７］経糸と緯糸で構成される織物であって、
少なくとも２本の緯糸に光発電部付き機能糸が用いられ、
前記光発電部付き機能糸は、光発電部と、該光発電部の正極に接続された正極導電線材と、前記光発電部の負極に接続された負極導電線材と、を含み、
緯糸としての第１光発電部付き機能糸および第２光発電部付き機能糸が互いに経方向に離間して配置され、これら２本の光発電部付き機能糸は、一方の機能糸の正極導電線材と他方の機能糸の正極導電線材が、光発電部に対して緯方向の同じ側にあるように配置され、
前記第１光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触すると共に、前記第２光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触する、経糸としての第１導電糸が配置され、
前記第１光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触すると共に、前記第２光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触する、経糸としての第２導電糸が配置され、
前記第１光発電部付き機能糸の光発電部と、前記第２光発電部付き機能糸の光発電部とが並列に接続されていることを特徴とする光発電部付き織物。
［８］経糸と緯糸で構成される織物であって、
少なくとも１本の経糸に光発電部付き機能糸が用いられ、
前記光発電部付き機能糸は、光発電部と、該光発電部の正極に接続された正極導電線材と、前記光発電部の負極に接続された負極導電線材と、を含み、
少なくとも２本の緯糸に導電糸が用いられ、緯糸としての一方の導電糸が前記正極導電線材と接触し、緯糸としての他方の導電糸が前記負極導電線材と接触していることを特徴とする光発電部付き織物。
［１］の発明では、光発電部を備えていて太陽光等の光により光発電を行うことができると共に、柔軟性を備えた光発電部付き織物を提供できる。
［２］の発明では、正極導電線材と導電糸との十分な電気的接続を確保できると共に、負極導電線材と導電糸との十分な電気的接続を確保できる。
［３］の発明では、正極導電線材と導電糸とのより十分な電気的接続を確保できると共に、負極導電線材と導電糸とのより十分な電気的接続を確保できる。
［４］の発明では、正極導電線材と導電糸との電気的接続を安定して確実に確保できると共に、負極導電線材と導電糸との電気的接続を安定して確実に確保できる。
［５］の発明では、少なくとも２つの光発電部が直列に接続されてなる光発電部付き織物を提供できる。
［６］の発明では、少なくとも２つの光発電部が直列に接続されてなる光発電部付き織物を提供できる。
［７］の発明では、少なくとも２つの光発電部が並列に接続されてなる光発電部付き織物を提供できる。
［８］の発明では、光発電部を備えていて太陽光等の光により光発電を行うことができると共に、柔軟性を備えた光発電部付き織物を提供できる。
本発明に係る光発電部付き織物の第１実施形態を示す平面図である。 本発明に係る光発電部付き織物の第２実施形態を示す平面図である。 本発明に係る光発電部付き織物の第３実施形態を示す平面図である。
本発明に係る光発電部付き織物の第１実施形態の平面図を図１に示す。この光発電部付き織物１は、経糸（絶縁糸）３０と緯糸（絶縁糸）２０とで構成される織物である。これらの経糸（絶縁糸）３０と緯糸（絶縁糸）２０とは、基本的に平織りで織られている。そして、本実施形態では、２本の緯糸に光発電部付き機能糸１０が用いられている。これら２本の光発電部付き機能糸１０の間には６本の緯糸（絶縁糸）２０が配置されている（図１参照）。即ち、緯糸としての第１光発電部付き機能糸１０および第２光発電部付き機能糸１０が互いに経方向に離間して（緯糸６本分離間して）配置されている。なお、図１において、符号が付されていない緯糸は、緯糸（絶縁糸）２０であり、符号が付されていない経糸は、経糸（絶縁糸）３０であり、後の図２においても同様である。
前記光発電部付き機能糸１０は、光発電部１１と、該光発電部１１の正極に接続された正極導電線材１２と、前記光発電部１１の負極に接続された負極導電線材１３と、からなる構成である（図１参照）。前記２本の光発電部付き機能糸１０、１０は、一方の機能糸１０の正極導電線材１２と他方の機能糸１０の負極導電線材１３が、光発電部１１に対して緯方向の同じ側にあるように配置されている。例えば、図１では、図面上側の光発電部付き機能糸１０の正極導電線材１２と、図面下側の光発電部付き機能糸１０の負極導電線材１３とが、中央の光発電部１１に対して左側に配置されている。また、図面上側の光発電部付き機能糸１０の負極導電線材１３と、図面下側の光発電部付き機能糸１０の正極導電線材１２とが、中央の光発電部１１に対して右側に配置されている（図１参照）。前記光発電部１１は、その受光面に太陽光等の光が照射されることによって電気を発生させることができる部材であり、例えば、有機薄膜太陽電池、ペロブスカイト型太陽電池、色素増感太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、ＣＩＳ太陽電池、ＣＩＧＳ太陽電池等が用いられる。前記ＣＩＳ太陽電池は、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、セレン（Ｓｅ）を原料とした太陽電池であり、前記ＣＩＧＳ太陽電池は、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、セレン（Ｓｅ）、ガリウム（Ｇａ）を原料とした太陽電池である。
しかして、経糸としての一対の第１導電糸（図１で左側の２本の導電糸）４０が、前記図面上側の第１光発電部付き機能糸１０の正極導電線材１２と接触して導通されていると共に、図面下側の第２光発電部付き機能糸１０の負極導電線材１３と接触して導通されている（図１参照）。前記一対の第１導電糸（図１で左側の２本の導電糸）４０は、他の緯糸（絶縁糸）２０に対して平織り態様で織り込まれている。
また、経糸としての一対の第２導電糸（図１で右側の２本の導電糸）４０が、図面上側の第１光発電部付き機能糸１０の負極導電線材１３と接触して導通されていると共に、図面下側の第２光発電部付き機能糸１０の正極導電線材１２と接触して導通されている（図１参照）。前記一対の第２導電糸（図１で右側の２本の導電糸）４０は、他の緯糸（絶縁糸）２０に対して平織り態様で織り込まれている。
更に、前記一対の第１導電糸（図１で左側の２本の導電糸）４０は、前記第１光発電部付き機能糸１０の正極導電線材１２と前記第２光発電部付き機能糸１０の負極導電線材１３との間に対応する領域において切断されている（図１参照）。図１において、５１が、第１導電糸４０の切断位置である（５１の位置で緯糸は切断されていない）。このような切断構造により、前記２つの光発電部１１が、前記一対の第２導電糸（図１で右側の２本の導電糸）４０を介して直列に接続された構成になっている。本実施形態の光発電部付き織物は、上記のような直列接続された２つの光発電部１１を備えているので、光発電部１１への光照射（太陽光等）により電気を発生させることができる。従って、本発明の光発電部付き織物１で例えばカーテンを構成すれば、光発電機能を備えたカーテンを提供できる。
本発明に係る光発電部付き織物の第２実施形態の平面図を図２に示す。右側の２本の導電糸４０Ａ、４０Ｂのうち最も右側の導電糸４０Ｂの負極導電線材１３や正極導電線材１２に対する織り込み構造が異なると共に、左側の２本の導電糸４０Ｃ、４０Ｄのうち最も右側の導電糸４０Ｄの正極導電線材１２や負極導電線材１３に対する織り込み構造が異なっている以外は、前記第１実施形態と同様の織り構造である。
即ち、本第２実施形態では、右側の２本の導電糸４０Ａ、４０Ｂのうち最も右側の導電糸４０Ｂは、図面上側の第１光発電部付き機能糸１０の負極導電線材１３の上側に接触する一方、この負極導電線材１３の両隣の緯糸（絶縁糸）２０、２０の下側に織り込まれて、これら両隣の緯糸（絶縁糸）２０、２０の下側に接触している織り構造になっている（図２参照；矢印箇所）。同様に、右側の２本の導電糸４０Ａ、４０Ｂのうち最も右側の導電糸４０Ｂは、図面下側の第２光発電部付き機能糸１０の正極導電線材１２の上側に接触する一方、この正極導電線材１２の両隣の緯糸（絶縁糸）２０、２０の下側に織り込まれて、これら両隣の緯糸（絶縁糸）２０、２０の下側に接触している織り構造になっている（図２参照；矢印箇所）。このような織り構造により、導電糸４０Ｂと、負極導電線材１３及び正極導電線材１２との電気的導通を十分に確保できる。
また、左側の２本の導電糸４０Ｃ、４０Ｄのうち最も右側の導電糸４０Ｄは、前記第１光発電部付き機能糸１０の正極導電線材１２の上側に接触する一方、この正極導電線材１２の両隣の緯糸（絶縁糸）２０、２０の下側に織り込まれて、これら両隣の緯糸（絶縁糸）２０、２０の下側に接触している織り構造になっている（図２参照）。同様に、左側の２本の導電糸４０Ｃ、４０Ｄのうち最も右側の導電糸４０Ｄは、前記第２光発電部付き機能糸１０の負極導電線材１３の上側に接触する一方、この負極導電線材１３の両隣の緯糸（絶縁糸）２０、２０の下側に織り込まれて、これら両隣の緯糸（絶縁糸）２０、２０の下側に接触している織り構造になっている（図２参照）。このような織り構造により、導電糸４０と、正極導電線材１２及び負極導電線材１３との電気的導通を十分に確保することができる。
次に、本発明に係る光発電部付き織物の第３実施形態の平面図を図３に示す。この光発電部付き織物１は、経糸（絶縁糸）３０と緯糸（絶縁糸）２０とで構成される織物である。これらの経糸（絶縁糸）３０と緯糸（絶縁糸）２０とは、基本的に平織りで織られている。そして、本実施形態では、６本の緯糸に光発電部付き機能糸１０が用いられている。これら６本の光発電部付き機能糸１０のそれぞれの間には４本の緯糸（絶縁糸）２０が配置されている（図３参照）。なお、図３において、符号が付されていない緯糸は、緯糸（絶縁糸）２０であり、符号が付されていない経糸は、経糸（絶縁糸）３０である。
前記光発電部付き機能糸１０は、光発電部１１と、該光発電部１１の正極に接続された正極導電線材１２と、前記光発電部１１の負極に接続された負極導電線材１３と、からなる構成である（図３参照）。図面上方側の３本の光発電部付き機能糸１０では、正極導電線材１２が光発電部１１に対して左側に配置され、負極導電線材１３が光発電部１１に対して右側に配置されている（図３参照）。
また、図面下方側の３本の光発電部付き機能糸１０では、正極導電線材１２が光発電部１１に対して右側に配置され、負極導電線材１３が光発電部１１に対して左側に配置されている（図３参照）。このように上方側の３本の光発電部付き機能糸１０と下方側の３本の光発電部付き機能糸１０とでは、正極導電線材１２の配置位置が左右逆になるように配置されている（即ち負極導電線材１３の配置位置も左右逆になるように配置されている）。
そして、経糸としての一対の第１導電糸（図３で左側の２本の導電糸）４０Ｅ、４０Ｅが、図面上方側の３つの光発電部付き機能糸１０の正極導電線材１２と接触して導通されていると共に、下方側の３つの光発電部付き機能糸１０の負極導電線材１３と接触して導通されている（図３参照）。前記一対の第１導電糸（図３で左側の２本の導電糸）４０Ｅ、４０Ｅは、他の緯糸（絶縁糸）２０に対して平織り態様で織り込まれている。
また、経糸としての４本の導電糸（図３で右側の４本の導電糸）４０Ｆ、４０Ｆ、４０Ｇ、４０Ｇが、光発電部１１の右側に配置されている。これらのうち左側の２本の第２導電糸４０Ｆ、４０Ｆは、図面上方側の３つの光発電部付き機能糸１０の負極導電線材１３に接触して導通されている一方、図面下方側の３つの光発電部付き機能糸１０の正極導電線材１２に対しては非接触となされている（正極導電線材１２の下側に離間して非接触に配置されている）（図３参照）。
一方、右側の２本の第３導電糸４０Ｇ、４０Ｇは、図面下方側の３つの光発電部付き機能糸１０の正極導電線材１２に接触して導通されている一方、図面上方側の３つの光発電部付き機能糸１０の負極導電線材１３に対しては非接触となされている（負極導電線材１３の下側に離間して非接触に配置されている）（図３参照）。なお、４本の導電糸（図３で右側の４本の導電糸）４０Ｆ、４０Ｆ、４０Ｇ、４０Ｇの互いの間には、図示していないが、他の経糸（絶縁糸）３０が配置されている。
上記のような織り構造により、図面上方側の３つの光発電部１１が並列に接続されて第１群の光発電部が形成されると共に、図面下方側の３つの光発電部１１が並列に接続されて第２群の光発電部が形成され、前記第１群の光発電部と前記第２群の光発電部とが第１導電糸４０Ｅ、４０Ｅを介して直列に接続された構成になっている。このとき、右側の２本の第２導電糸４０Ｇ、４０Ｇの上端が正極側になり、左側の２本の第２導電糸４０Ｆ、４０Ｆの上端が負極側になる（図３参照）。
前記第３実施形態の光発電部付き織物は、上記のような並列及び直列接続された６つの光発電部１１を備えているので、光発電部１１への光照射（太陽光等）により電気を発生させることができる。従って、本発明の光発電部付き織物１で例えばカーテンを構成すれば、光発電機能を備えたカーテンを提供できる。
本発明において、前記正極導電線材１２としては、特に限定されるものではないが、例えば、金線、銅線、金属めっき繊維、導電性高分子糸等が用いられる。また、前記負極導電線材１３としては、特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス線、銅線、アルミニウム線、金属めっき繊維、導電性高分子糸等が用いられる。前記光発電部１１としては、特に限定されるものではないが、例えば、太陽電池等が用いられる。前記導電糸としては、特に限定されるものではないが、例えば、金属線、金属めっき繊維、導電性高分子糸、金属カバリング糸等が用いられる。また、前記緯糸（絶縁糸）２０としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート糸（ＰＥＴ糸）、ナイロン糸、ポリプロピレン糸、アクリル糸、レーヨン糸、麻糸、綿糸、ウール糸等が挙げられる。また、前記経糸（絶縁糸）３０としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート糸（ＰＥＴ糸）、ナイロン糸、ポリプロピレン糸、アクリル糸、レーヨン糸、麻糸、綿糸、ウール糸等が挙げられる。
なお、第１～３実施形態において、光発電部１１から左方および右方に導出されている正極導電線材１２や負極導電線材１３は、光発電部１１から４本目までの経糸（絶縁糸）３０に対して織り込まれていない（浮き状態）構造になっているが、特にこのような構造に限定されるものではなく、例えば平織り状等に織り込まれていてもよい。
また、第１～３実施形態において、光発電部１１に対して経糸（絶縁糸）３０が上側を覆うように配置されているが、特にこのような構造に限定されるものではなく、例えば、経糸（絶縁糸）３０が平織り状等に織り込まれていてもよいし、或いは経糸（絶縁糸）３０が下側に配置されていて光発電部１１の上側の受光面を十分に露出させるようになっていてもよい。
なお、図１～３において、説明、理解の容易化のために、各糸（経糸、緯糸）同士の間は、隙間があるように記載しているが、実際には糸同士は接触している。
本発明に係る光発電部付き織物は、例えば、カーテン等のインテリア用品、衣料用品、雑貨等に用いられるが、特にこれら例示の用途に限定されるものではない。
１…光発電部付き織物
１０…光発電部付き機能糸（緯糸等）
１１…光発電部
１２…正極導電線材
１３…負極導電線材
２０…緯糸（絶縁糸）
３０…経糸（絶縁糸）
４０…導電糸（経糸等）
５１…導電糸の切断位置

Claims (2)

  1. 経糸と緯糸で構成される織物であって、
    少なくとも２本の緯糸に光発電部付き機能糸が用いられ、
    前記光発電部付き機能糸は、光発電部と、該光発電部の正極に接続された正極導電線材と、前記光発電部の負極に接続された負極導電線材と、を含み、
    緯糸としての第１光発電部付き機能糸および第２光発電部付き機能糸が互いに経方向に離間して配置され、これら２本の光発電部付き機能糸は、一方の機能糸の正極導電線材と他方の機能糸の負極導電線材が、光発電部に対して緯方向の同じ側にあるように配置され、
    前記第１光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触すると共に、前記第２光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触する、経糸としての第１導電糸が配置され、
    前記第１光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触すると共に、前記第２光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触する、経糸としての第２導電糸が配置され、
    前記第１導電糸および第２導電糸のうちのいずれか一方の導電糸が、前記第１光発電部付き機能糸と前記第２光発電部付き機能糸の間に対応する領域で電気的に分断されていて、前記第１光発電部付き機能糸の光発電部と、前記第２光発電部付き機能糸の光発電部とが直列に接続されていることを特徴とする光発電部付き織物。
  2. 経糸と緯糸で構成される織物であって、
    少なくとも２本の緯糸に光発電部付き機能糸が用いられ、
    前記光発電部付き機能糸は、光発電部と、該光発電部の正極に接続された正極導電線材と、前記光発電部の負極に接続された負極導電線材と、を含み、
    緯糸としての第１光発電部付き機能糸および第２光発電部付き機能糸が互いに経方向に離間して配置され、これら２本の光発電部付き機能糸は、一方の機能糸の正極導電線材と他方の機能糸の負極導電線材が、光発電部に対して緯方向の同じ側にあるように配置され、
    前記第１光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触すると共に、前記第２光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触する、経糸としての第１導電糸が配置され、
    前記第１光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触し、前記第２光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触しない、経糸としての第２導電糸が配置され、
    前記第２光発電部付き機能糸の正極導電線材と接触し、前記第１光発電部付き機能糸の負極導電線材と接触しない、経糸としての第３導電糸が配置され、
    前記第１光発電部付き機能糸の光発電部と、前記第２光発電部付き機能糸の光発電部とが直列に接続されていることを特徴とする光発電部付き織物。
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