(57)【要約】【課題】本発明は外部電源からの給電が導通不良によりなされなくなることにより調光装置が機能しなくなる虞が無い調光機能を備えた引き戸を提供することを課題とする。【解決手段】引き戸の車輪２に備えられた発電機１と、発電機により発電された交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣ変換器３と、ＡＣ−ＤＣ変換器が出力した直流電力を効率的に蓄電可能な直流電圧に制御する充電コントローラ４と、充電コントローラから出力される直流電力を蓄電するバッテリー５と、バッテリーの出力のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うスイッチ６と、スイッチによってＯＮ・ＯＦＦ制御されたバッテリーの直流電力を交流電力に変換するＤＣ−ＡＣ変換器７と、ＤＣ−ＡＣ変換器から出力される交流電力を制御する調光コントローラ８と、調光コントローラから出力される交流電力によって光の透過度を制御する調光素子９と、を備えていることを特徴とする調光機能を備えた引き戸１０。【選択図】図１
2019131997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
引き戸の車輪に備えられた発電機と、
発電機により発電された交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣ変換器と、
ＡＣ−ＤＣ変換器が出力した直流電力を効率的に蓄電可能な直流電圧に制御する充電コントローラと、
充電コントローラから出力される直流電力を蓄電するバッテリーと、
バッテリーの出力のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うスイッチと、
スイッチによってＯＮ・ＯＦＦ制御されたバッテリーの直流電力を交流電力に変換するＤＣ−ＡＣ変換器と、
ＤＣ−ＡＣ変換器から出力される交流電力を制御する調光コントローラと、
調光コントローラから出力される交流電力によって光の透過度を制御する調光素子と、を備えていることを特徴とする調光機能を備えた引き戸。
【請求項２】
前記発電機が、ハブダイナモであることを特徴とする請求項１に記載の調光機能を備えた引き戸。
【請求項３】
前記調光素子がリバースモードの調光素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の調光機能を備えた引き戸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光機能を備えた引き戸に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶層などの調光層を透明電極付の透明基板や透明樹脂シートなどの透明電極付基材の透明電極側に挟み込んだ調光合わせガラスや調光フィルムは、調光層に印加する交流電圧を大きくしたり小さくしたりすることにより、光の散乱度（ヘイズとも言う。）を変化させ、光の透過度をコントロールすることができる。
【０００３】
その調光機能を利用して、例えば事務所や打合せスペースなどの衝立や窓ガラスに使用し、通常は透明な状態にしておき、必要な時には不透明にして（あるいはその逆にして）、仕切った空間を形成したり、見通しができる空間にする衝立や窓として使用されている。
【０００４】
この様な衝立や建物の窓などに使用される調光装置には、商用電源からの配線を通して電源が供給される。例えば建物内部の窓に使用する場合は、壁の中に電気配線を通して調光装置に供給することができる。打合せスペースに設置した衝立型の調光装置の場合には、事務所の壁にあるコンセントや事務所の床下を通して電源を供給することができる。
【０００５】
近年、このようなスライド式ドアや障子などスライドして開け閉めする引き戸に調光機能を持たせる提案がなされている。例えば特許文献１には、通電によりスライドする障子の光の透過率の変更が可能な開口部装置を提供することを課題としている。そして、その課題解決のために、枠体と、枠体の枠内に配置されスライドして移動可能な障子と、を有する開口部装置が開示されている。この開口部装置においては、障子は、透明なパネルと、そのパネルに貼合された、通電により光の透過率を変更可能な調光層と、を備え、枠体又は障子の一方には導電性の回転機構を有する回転電極が具備されており、回転電極が具備されない側の枠体又は障子には、回転電極が転がりながら接触しつつ移動する直線状の電極が備えられている。そのため、スライド式ドアなどの引き戸においても商用電源を使用して調光装置を駆動可能とするものである。
【０００６】
しかしながらこの技術においては、直線状の電極と、その上を転動する回転電極と、の間に埃やゴミが介在したり、何らかの原因で絶縁性被膜が形成することで導通がとれなくなる虞があった。そのため、スライド式ドアなどの引き戸に備えられた調光装置において、外部電源からの導通が取れなくなり、調光装置が機能しなくなる虞が無い調光機能を備えた引き戸が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−１６６１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の事情に鑑み、本発明は外部電源からの給電が導通不良によりなされなくなることにより調光装置が機能しなくなる虞が無い、調光機能を備えた引き戸を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決する手段として、本発明の第一の態様は、引き戸の車輪に備えられた発電機と、
発電機により発電された交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣ変換器と、
ＡＣ−ＤＣ変換器が出力した直流電力を効率的に蓄電可能な直流電圧に制御する充電コントローラと、
充電コントローラから出力される直流電力を蓄電するバッテリーと、
バッテリーの出力のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うスイッチと、
スイッチによってＯＮ・ＯＦＦ制御されたバッテリーの直流電力を交流電力に変換するＤＣ−ＡＣ変換器と、
ＤＣ−ＡＣ変換器から出力される交流電力を制御する調光コントローラと、
調光コントローラから出力される交流電力によって光の透過度を制御する調光素子と、を備えていることを特徴とする調光機能を備えた引き戸である。
【００１０】
本発明の調光機能を備えた引き戸をスライドさせる度に、引き戸の車輪に備えられた発電機が交流電力を発電する。発電された交流電力をＡＣ−ＤＣ変換器（ＡＣ−ＤＣコンバータとも称する。）によって直流電力に変換する。この直流電力を、充電コントローラを介して適切な充電条件の下に、バッテリーに効率的に充電を行うことができる。この様にして、効率的に充電された直流電力はスイッチによってＯＮ／ＯＦＦ可能となっている。スイッチをＯＮする事によって、直流電力はＤＣ−ＡＣ変換器（ＤＣ−ＡＣインバータとも称する。）を通して交流電力に変換される。交流電力が調光コントローラに供給されると、調光コントローラによって制御された交流電力が調光素子に供給されることにより、調光素子は印加された交流電力に対応した光の透過度となる。スイッチをＯＦＦすると調光素子に交流電力が供給されなくなり、調光素子は電圧が印加されていない状態に戻る。
【００１１】
また、第二の態様は、前記発電機がハブダイナモであることを特徴とする第一の態様に記載の調光機能を備えた引き戸である。
【００１２】
発電機として自転車などに使用されているハブダイナモを使用することで、低回転であっても所定の電圧での発電が可能であるため、引き戸の車輪の回転を使用した発電を行うのに適している。
【００１３】
また、第三の態様は、前記調光素子がリバースモードの調光素子であることを特徴とする第一または第二の態様に記載の調光機能を備えた引き戸である。
【００１４】
調光素子としてリバースモードの調光素子を使用することで、調光素子を駆動するための消費電力を低減可能である。そのため、少ない発電量で長時間、調光素子を駆動することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、調光機能を備えた引き戸の車輪に発電機を備えており、引き戸をスライドさせる度にその発電機が発電した電力をバッテリーに充電しておき、そのバッテリーの電力を使用して調光素子を駆動するため、外部電源からの電力を使用する必要がない。そのため、外部電源との接続が不要となるため、導通不良などにより調光機能が使用できなくなる虞がない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の引き戸を例示する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の調光機能を備えた引き戸について、図１を用いて説明する。
本発明の調光機能を備えた引き戸１０は、引き戸の車輪２に備えられた発電機１と、発電機１により発電された交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣ変換器３と、ＡＣ−ＤＣ変換器３が出力した直流電力を効率的に蓄電可能な直流電圧に制御する充電コントローラ４と、充電コントローラ４から出力される直流電力を蓄電するバッテリー５と、バッテリー５の出力のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うスイッチ６と、スイッチ６によってＯＮ・ＯＦＦ制御されたバッテリー５の直流電力を交流電力に変換するＤＣ−ＡＣ変換器７と、ＤＣ−ＡＣ変換器７から出力される交流電力を制御する調光コントローラ８と、調光コントローラ８から出力される交流電力によって光の透過度を制御する調光素子９と、を備えている。
【００１８】
（引き戸）
引き戸とは、スライド式のドアや障子などを指す。本発明の調光機能を備えた引き戸１０は、スライド式のドアや障子の開口部に調光素子９を備えている。調光素子９の光透過度を変化させることにより、引き戸の内部を見えるようにしたり、見えなくなる様にしたり、或いはその中間的な透明性を与えたりすることができる機能を備えた引き戸となっている。
【００１９】
（調光素子）
調光素子９としては、光の透過度を印加する電圧などによって変更できるものであれば特に限定する必要は無い。例えば、液晶材料からなる調光層を、透明電極を備えた２枚の透明基材で、透明電極側を液晶材料に接触する形で積層した積層体からなる調光素子を好適に使用することができる。エレクトロクロミック素子を使用しても良い。
透明基材としてはガラス基板でも良いし、透明樹脂フィルムや透明樹脂基板であっても良い。
透明電極としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）薄膜を好適に使用できるが、これに限定する必要はない。必要な表面抵抗や光透過率を備えた透明電極であれば使用する事ができる。
また、透明電極を備えた２枚の透明樹脂フィルムで調光層を積層した調光フィルムを１枚のガラス基板に接着した構成であっても構わない。
【００２０】
（調光コントローラ）
調光コントローラ８としては、使用する調光素子９の光透過度を不透明な状態から透明な状態にまで変更できる交流電圧を出力できるものであれば如何なるものであっても構わない。交流電圧としては例えば、正弦波、三角波、矩形波、ノコギリ波、など交流電圧であれば良く、波形は特に限定する必要はないが、０ボルトを基準としてプラス方向とマイナス方向に交番する電圧で有れば使用することができる。望ましくは、０ボルトを基準にして、プラス方向の電圧の実効値とマイナス方向の電圧の実効値が等しい事が好ましい。プラス方向またはマイナス方向のいずれかの実効値が大きいと、液晶材料を使用した調光層の場合、液晶分子の配向状態に偏りが生じるため、調光コントローラ８によって調整可能な光透過度の範囲が狭くなる可能性がある。
【００２１】
（ＤＣ−ＡＣ変換器）
ＤＣ−ＡＣ変換器７は、ＤＣ−ＡＣコンバータとも称するものであり、バッテリー５の直流（ＤＣ）電力（電圧としても良い。）を交流（ＡＣ）電力（電圧としても良い。）に変換する装置である。変換後の交流電圧の振幅は直流電圧の大きさより大きくすることも可能である。また、交流電圧の波形としては、如何なる波形の交流電圧でも作り出す事が可能であるが、ＤＣ−ＡＣ変換器７の規模の制限から、予め作り出す交流電圧の波形を設定し、ＤＣ−ＡＣ変換器７の規模を最小限にして置く事が製造コストの面から好ましい。
【００２２】
（スイッチ）
スイッチ６は、単に電気的な接点の接続を機械的に切り替えるものであっても良いし、トランジスタやサイリスタの様に半導体素子を用いて電気的な接続を切り替えるものであっても構わない。また、手動で切り替え操作するものであっても良いし、遠隔操作で電磁的に切り替えるものであっても良い。例えば無線通信を用いたリモコンを用いて操作するスイッチであっても良い。
【００２３】
（バッテリー）
各種の二次電池が本発明のバッテリー５として使用可能である。ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、など二次電池であれば特に限定されないが、小型で入手し易いニッケル水素電池やリチウムイオン電池を好適に使用することができる。
【００２４】
（充電コントローラ）
ニッケル水素電池用やリチウムイオン電池用として実用されている充電コントローラを適用することができる。ＡＣ−ＤＣ変換器３によって作り出された直流電力をバッテリー５に効率的に充電可能な電圧に設定し充電を実施する。
【００２５】
（ＡＣ−ＤＣ変換器）
ＡＣ−ＤＣ変換器３としては特に限定する必要はなく、交流から直流に変換する従来から使用されてきたＡＣ−ＤＣコンバータなどを使用することができる。発電機１が発生する交流電力をまず整流回路を介して脈動成分が多く含まれる直流に変換する。整流回路の出力端子に並列にキャパシタを接続することにより、脈動を抑制した直流電力に変換することができる。また、充電コントローラ４の入力端子に供給する直流電圧を適合させるためには、発電機１が発生した交流電力の段階で、トランスを用いて昇圧または降圧した上で、上記と同様に、その交流電力を整流し、脈動の少ない直流電力に変換すれば良い。
【００２６】
（車輪）
車輪２としては特に限定する必要は無く、引き戸１０を円滑にスライド移動させる機能を有している周知のものを採用することができる。車輪２には発電機１が発電可能に設けられている。具体的には、発電機１のローターを回転させる軸を、車輪２が回転させるように機械的接続がなされている。最も単純な機構としては、両者の回転軸を同一にした構成である。また車輪２の回転数を複数のギアを使用して高回転にして、または低回転にして、発電機１のローターを回転させるものであっても良い。また、上記の機能を備えていれば、車輪２は引き戸１０の上側に備えられていても良いし、下側に備えられていても良い。
【００２７】
（発電機）
発電機１としては特に限定する必要は無い。単極の永久磁石を回転子（ローター）の回転軸を延伸させた軸に取り付けた部材をタイヤの側面に押し当てて回転させて発電するものや、ハブダイナモと呼ばれる３２個の磁極を備えた発電機で、ローターを自転車などの車輪の車軸に直結させて発電するものなど、発電機能を備えていれば如何なるものでも使用することができる。
【００２８】
以上、本発明の調光機能を備えた引き戸１０の構成について説明した。説明した構成は最低限必要な構成要素を説明したものであり、説明した構成要素以外の構成要素が付加されていても構わない。
【００２９】
また、本発明の調光機能を備えた引き戸１０の製造方法については、従来の引き戸の製造方法を好適に適用することができる。異なる点は、作製する引き戸に、調光素子９とその調光素子９を駆動するためのＡＣ−ＤＣ変換器３、充電コントローラ４、バッテリー５、スイッチ６、ＤＣ−ＡＣ変換器７、調光コントローラ８などの電子部品を中心として部材間を配線で接続したユニットを引き戸の一部に収納する収納部に設置し、その収納部の調光コントローラ８から出た配線を調光素子９に接続する配線を引き回し、半田付けなどによって接続する。同様に、車輪２に備えられている発電機１とも配線を引き回して、接続することによって本発明の調光機能を備えた引き戸１０を作製することができる。
【００３０】
上記のように構成することにより、外部電源を用いることなく引き戸周辺のみで調光素子の駆動を実現することができる。従って、外部電源が不要になるだけでなく、外部電源から引き戸本体への配線も不要となり簡素な構成で、ユーザニーズに応える調光機能を備えた引き戸が提供される。また、本構成にすることにより、停電時等にも駆動が保障されるため安全性も担保される。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・発電機
２・・・車輪
３・・・ＡＣ−ＤＣ変換器
４・・・充電コントローラ
５・・・バッテリー
６・・・スイッチ
７・・・ＤＣ−ＡＣ変換器
８・・・調光コントローラ
９・・・調光素子
１０・・・引き戸
【図１】
2019131997.tif 000003