特開 2024-51873 日射遮蔽装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024051873

(43)【公開日】2024-04-11

(54)【発明の名称】日射遮蔽装置

(51)【国際特許分類】

   E06B 9/42 20060101AFI20240404BHJP

   E06B 5/00 20060101ALI20240404BHJP

   E06B 9/264 20060101ALI20240404BHJP

   E06B 9/68 20060101ALI20240404BHJP

   H01L 31/042 20140101ALI20240404BHJP

【ＦＩ】

E06B9/42 Z

E06B5/00 A

E06B9/264 B

E06B9/42 B

E06B9/68

H01L31/04 500

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022158247

(22)【出願日】2022-09-30

(71)【出願人】

【識別番号】504163612

【氏名又は名称】株式会社ＬＩＸＩＬ

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】石井 久史

【テーマコード（参考）】

2E042

2E043

2E239

5F151

5F251

【Ｆターム（参考）】

2E042AA06

2E042BA01

2E042CA01

2E042CB01

2E042CB02

2E043AA01

2E043BC01

2E043DA02

2E043DA05

2E239AA01

5F151JA30

5F251JA30

(57)【要約】

【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

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
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。

【請求項2】

前記給電ポートの差込口は、前記日射遮蔽体の上方に向かって開口している、請求項１に記載の日射遮蔽装置。

【請求項3】

前記給電ポートから出力される電力を制御するための制御基板が前記ボトムレールに設けられる、請求項１または２に記載の日射遮蔽装置。

【請求項4】

前記制御基板は、ＭＰＰＴ制御基板を含む、請求項３に記載の日射遮蔽装置。

【請求項5】

当該日射遮蔽装置は、ロールスクリーン装置であり、
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。

【請求項6】

前記スクリーン部を巻き取るための巻取ドラムと、
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。

【請求項7】

当該日射遮蔽装置は、ブラインド装置であり、
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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１７９１９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係るロールスクリーン装置の概略正面図である。

【図2】ロールスクリーン装置の構成を説明するための図である。

【図3】ロールスクリーン装置の概略縦断面図である。

【図4】第２実施形態に係るブラインド装置の概略正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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。

【0009】

（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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

（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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【符号の説明】

【0048】

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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】