| 【発明の名称】 |
窓用光制御透明板及び窓ガラス |
| 【発明者】 |
【氏名】長井 智彦
【氏名】御園生 雅郎
【氏名】田中 啓介
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| 【要約】 |
【課題】窓としての透視性を損なわず且つ特別なスペースを必要とせず、室内奥部まで自然光で照明することができる窓用光制御透明板及び窓ガラスを提供する。
【解決手段】部屋１０の垂直壁には窓１１が設けられており、この窓１１には、室外側の板ガラス１２と、室内側のプラスチック板１３とからなる二重窓ガラスが取付けられている。窓１１には太陽光１４が当たっている。プラスチック板１３には、水平方向に延びるスリット２０が多数形成されている。これらのスリット２０は、上下方向に一定間隔で配列されている。室内における所定高さのＯ点より上のスリット２０は、それらの延長面が該Ｏ点に向かって下方に傾斜するように、該Ｏ点より下のスリット２０は、それらの延長面が該Ｏ点に向かって上方に傾斜するように配置されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一の方向に延びる複数のスリットが該一の方向に垂直な方向に配列して形成された窓用光制御透明板において、前記複数のスリットが前記透明板の表面に対して、前記垂直な方向において傾斜度が変化するように傾斜していることを特徴とする窓用光制御透明板。
【請求項２】 前記複数のスリットは、それらの延長面が前記透明板から室内側に所定距離離れた位置で交わるように前記透明板の表面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１記載の窓用光制御透明板。
【請求項３】 前記複数のスリットのうち、前記透明板の前記垂直な方向における一側部分のスリットと他側部分のスリットとはそれらの延長面が前記垂直な方向に関して夫々反対側部分に向けて傾斜していることを特徴とする請求項１記載の窓用光制御透明板。
【請求項４】 前記透明板がプラスチック又は板ガラスから成ることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の窓用光制御透明板。
【請求項５】 板ガラスと、一の方向に延びる複数のスリットが該一の方向に垂直な方向に配列して形成された窓用光制御透明板とを備えることを特徴とする組合わせガラス。
【請求項６】 前記透明板が前記板ガラスに貼付けられていることを特徴とする請求項５記載の組合わせ窓ガラス。
【請求項７】 前記板ガラスが複層ガラスからなり、前記透明板が前記複層ガラスの空気層内に配置されていることを特徴とする請求項５記載の組合せ窓ガラス。
【請求項８】 前記透明板がプラスチック又は板ガラスから成ることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の組合せ窓ガラス。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定間隔で配列されたスリットを備える窓用光制御透明板及び窓ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】多くのビル等のオフィスや一般住居では、昼間でも蛍光灯等による照明により室内の明るさを確保している。これは、室内窓付近では明るいが室内奥部では明るさが不足するからである。また、窓から室内に入って来る太陽光は熱負荷となり空調装置の負担となっている。
【０００３】そこで、室内の窓付近の熱負荷を低減しつつ室内奥部を太陽光で照明することができる窓ガラスが望まれるようになっている。このような要請に応ずるために、窓に設けた採光部で直接太陽光を屈折させたり反射させたりして室内奥部まで光が届くようにする方法は従来より知られており、光を屈折させる方法としては、プリズムの利用（例えば、特開平６−７３９６８号公報）又はフレネルレンズの利用（例えば、特開昭５６−１１１８０３号公報）、ホログラムの利用、及び乳白拡散板の利用等があり、光を反射させる方法としては、反射型ブラインドの利用（例えば、特開昭５８−５４５０９号公報、特開昭５８−４１１７８号公報）、平面ミラーの利用等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光を屈折させる方法によると、プリズム若しくはフレネルレンズ、ホログラム装置、又は乳白拡散板が窓に配置され屈折を利用して光を拡散するので、窓が不透視になり透明性が失われ、窓を通しての視界は犠牲にせざるを得ない。
【０００５】また、上記光を反射させる方法によると、窓の不透視は避けられるものの、室内又は室外に反射型プラインド、平面ミラー等の反射材の設置スペースが必要になる。上記反射型ブラインドを複層ガラスの間に設置することも可能であるが、ブラインドのスラットの幅を確保するために複層ガラスの空気層の厚さとして２０数ｍｍ以上を要し、複層ガラスが高価なものになる本発明の目的は、窓としての透視性を損なわず且つ特別なスペースを必要とせず、室内奥部まで自然光で照明することができる窓用光制御透明板及び窓ガラスを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成するために、請求項１記載の窓用光制御透明板は、一の方向に延びる複数のスリットが該一の方向に垂直な方向に配列して形成された窓用光制御透明板において、前記複数のスリットが前記透明板の表面に対して、前記垂直な方向において傾斜度が変化するように傾斜していることを特徴とする。
【０００７】請求項１記載の窓用光制御透明板によれば、一の方向に延びる複数のスリットが透明板の表面に対して、該一の方向に垂直な方向において傾斜度が変化するように傾斜しているので、透明板を該垂直な方向が鉛直方向になるように窓に取付けたときに、該透明板に当たる太陽光を全体として室内の天井に向かって反射させることができ、窓としての透明性を損なわずに且つ特別なスペースを必要とせず、室内奥部まで自然光で照明することができる。
【０００８】請求項２記載の窓用光制御透明板は、請求項１記載の窓用光制御透明板において、前記複数のスリットは、それらの延長面が前記透明板から室内側に所定距離離れた位置で交わるように前記透明板の表面に対して傾斜していることを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の窓用光制御透明板によれば、透明板を該垂直な方向が鉛直方向になるように窓に取付けたときに、該透明板に当たる太陽光は全体として室内天井に向かって反射するので透明板の室内側付近の熱負荷を低減することができ、加えて、透明板から室内側に所定距離離れた位置より上において該透明板に当たる太陽光は室内奥部の天井に向かって反射すると共に、透明板から室内側に所定距離離れた位置より下において該透明板に当たる太陽光は室内窓付近の天井に向かって反射するので、室内窓付近の熱負荷を低減しつつ室内天井をその全体に亘って太陽光で照射することができる。
【００１０】請求項３記載の窓用光制御透明板は、請求項２記載の窓用光制御透明板において、前記複数のスリットのうち、前記透明板の前記垂直な方向における一側部分のスリットと他側部分のスリットとはそれらの延長面が前記垂直な方向に関して夫々反対側部分に向けて傾斜していることを特徴とする。
【００１１】請求項３記載の窓用光制御透明板によれば、透明板を該垂直な方向が鉛直方向になるように窓に取付けたときに、該透明板に当たる太陽光は全体として室内天井に向かって反射するので透明板の室内側付近の熱負荷を低減することができ、加えて、該垂直な方向における一側部分の該透明板に当たる太陽光は室内奥部の天井に向かって反射すると共に、該垂直な方向における他側部分の該透明板に当たる太陽光は室内窓付近の天井に向かって反射するので、室内窓付近の熱負荷を低減しつつ室内天井をその全体に亘って太陽光で照射することができる。
【００１２】請求項４記載の窓用光制御透明板は、請求項１から３のいずれか１項に記載の窓用光制御透明板において、前記透明板がプラスチック又は板ガラスから成ることを特徴とする。
【００１３】請求項４記載の窓用光制御透明板によれば、該透明板へのスリットの加工を容易に行うことができる。
【００１４】本発明の上記目的を達成するために、請求項５記載の組合わせ窓ガラスは、板ガラスと、一の方向に延びる複数のスリットが該一の方向に垂直な方向に配列して形成された窓用光制御透明板とを備えることを特徴とする。
【００１５】請求項５記載の窓ガラスによれば、室内窓付近の熱負荷を低減しつつ室内奥部を太陽光で照射することができるという窓用光制御透明板による作用効果に加えて、板ガラスにより窓としての気密性、水密性、耐風圧性を発揮することができる。
【００１６】請求項６記載の窓ガラスは、請求項５記載の窓ガラスにおいて、前記透明板が前記板ガラスに貼付けられていることを特徴とする。
【００１７】請求項６記載の窓ガラスによれば、窓用光制御透明板の強度を板ガラスにより増大させることができる。
【００１８】請求項７記載の窓ガラスは、請求項５記載の窓ガラスにおいて、前記板ガラスが複層ガラスからなり、前記透明板が前記複層ガラスの空気層内に配置されていることを特徴とする。
【００１９】請求項７記載の窓ガラスによれば、前記透明板のスリット内に塵埃が付着するのを防止することができる。
【００２０】請求項８記載の窓ガラスは、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の窓ガラスにおいて、前記透明板がプラスチック又は板ガラスから成ることを特徴とする。
【００２１】請求項８の窓ガラスによれば、該透明板へのスリットの加工を容易に行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る窓用光制御透明板を図を参照して説明する。
【００２３】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る窓用光制御透明板が設置された部屋の断面図である。
【００２４】部屋１０の垂直壁には窓１１が設けられており、この窓１１には、室外側の板ガラス１２と、室内側のプラスチック板１３とからなる二重窓ガラスが取付けられている。また、窓１１には太陽光１４が上方から当たっている。なお、図１において、窓の室外側を左側に、室内側を右側に示しているが、以下の図において同様である。
【００２５】図２は窓１１の拡大断面図である。板ガラス１２及びプラスチック板１３は、部屋１０の垂直壁に取り付けられた窓枠１５にそれぞれ嵌められている。ここで、プラスチック板１３の厚さは５〜１０ｍｍであり、板ガラス１２及びプラスチック板１３間の空気層の厚さは６〜１２ｍｍである。
【００２６】プラスチック板１３には、その正面図である図３（ａ）に示すように、水平方向に延びるスリット２０が多数形成されている。これらのスリット２０は、上下方向に一定間隔で配列されている。
【００２７】各スリット２０の幅は０．２〜０．８ｍｍであり、この値は後述するスリット２０のレーザ加工が行われる際の加工性から決定される。また、スリット２０間のピッチは２〜１２ｍｍが好ましく、上記スリット２０の幅が０．２〜０．８ｍｍであることを考慮すると、スリット２０間のピッチが２ｍｍ未満ではプラスチック板１３の強度を確保することができず、１２ｍｍを越えると光制御の効果が低下する。
【００２８】プラスチック板１３に当たった太陽光は、プラスチック板１３の部分拡大断面図である図４に示すように、スリット２０の上側面（加工面）２０ａを規定する部分で室内側に反射する（全反射）。
【００２９】また、これらのスリット２０は、プラスチック板１３の表面に対して傾斜している。具体的には、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である図３（ｂ）に示すように、室内における所定位置Ｏ点より上のスリット２０は、それらの延長面が該Ｏ点に向かって下方に傾斜するように、該Ｏ点より下のスリット２０は、それらの延長面が該Ｏ点に向かって上方に傾斜するように配置されている。上記Ｏ点の位置は、プラスチック板１３の室内側の面からの距離をＡ、プラスチック板１３の下端からのＯ点までの垂直距離をＢ，Ｏ点からプラスチック板１３の上端までの垂直距離をＣとすれば、Ｃ／Ｂ＝０．２５〜４，Ａ／Ｂ＝４〜２０となるように設定される。
【００３０】これにより、図１に示されるように、プラスチック板１３に当たる太陽光は全体として天井１６に向かって反射するので室内の窓１１付近の熱負荷を低減することができ、加えて、プラスチック板１３の上部に当たる太陽光は、室内奥部の天井に向かって反射すると共に、プラスチック板１３の下部に当たる太陽光は、室内窓付近の天井に向かって反射するので、反射光を天井１６の全体に亘って配分して採光効率を向上させることができる。
【００３１】上記プラスチック板１３としては、アクリル板（ポリメチルメタクリレート：ＰＭＭＡ）、ポリカ板（ポリカーボネート）、又は硬質塩ビ板（ポリ塩化ビニル）が好ましく、上記板ガラス１２としては、一般の板ガラスでもよいが、特に、可視光は透過するが赤外光を遮断する遮熱タイプＬｏｗ−Ｅガラスを使用するのが好ましい。
【００３２】プラスチック板１３へのスリット２０の加工法としては、ＣＯ２又はエキシマレーザー加工法が使用される。スリット２０の加工面２０ａは、鏡面よりも若干の凹凸（０．０１〜０．５ｍｍ）があるのが好ましい。室内への採光上スリット２０の加工面における全反射に若干の散乱を伴った方が光の明暗模様がなくなり好ましいからである。
【００３３】次に、本実施の形態における窓用光制御透明板と普通ガラスの照度比較の実験結果を図５を参照して説明する。
【００３４】図５は、本発明の実施の形態に係る窓用光制御透明板と通常ガラスの照度比較結果を示すグラフであり、このグラフは、上記プラスチック板１３と普通ガラスの照度比較として、横軸に９月のある日の１２時１６分から同３０分における室内の照度Ｌｘを時刻毎に示す。照度Ｌｘの計測は、プラスチック板１３と普通ガラスとについて、夫々、室内窓付近、室内中央、室内奥部において行われた。
【００３５】室内窓付近では、プラスチック板１３は普通ガラスよりも概ね７００〜１５００ルックス低い照度であるにも拘わらず、室内中央では、プラスチック板１３は普通ガラスの約１５００ルックスに対して約５００ルックス高い照度（約３３％増）、室内奥部では、プラスチック板１３は普通ガラスの約１０００ルックスに対して約２００ルックス高い照度（約２０％増）を示している。このことから、プラスチック板１３は、普通ガラスに対して、入射した太陽光の室内中央及び奥部への導入量を確実に増加させることができたと云える。
【００３６】プラスチック板１３に形成されるスリット２０は、上記のような傾斜をつけずに全てプラスチック板１３の表面に対して直角であってもよく、プラスチック１３の面に対するスリット２０の傾斜をすべて一定としてもよく、プラスチック板１３の表面に対して中央部のスリット２０のみ直角、上部のスリット２０には室内側下方への傾斜、下部のスリット２０には室内側上方への傾斜をつけてもよい。
【００３７】上記実施の形態では、プラスチック板１３を板ガラス１２との二重窓ガラスとして構成したが、プラスチック板１３を、図６に示すように中間剤２１により板ガラス１２に貼り付けた合わせガラスを窓枠１５に取付けてもよい。中間剤２１の材料としては、ポリビニルブチラール（ＰＶＡ）が使用され、その厚さは、０．３８ｍｍ又は０．７７ｍｍである。他の材料としては、エチレンビニルアルコール（ＥＶＡ）があり、の厚さは、０．２５ｍｍ又は０．４ｍｍである。
【００３８】上記実施の形態においては、プラスチック板１３の外側に設けられた板ガラス１２により、窓としての気密性、水密性、耐風圧性を発揮することができる。
【００３９】また、プラスチック板１３を、図７に示すように２枚の板ガラス１２から成る複層ガラス３０の空気層内に配置してもよく、図８に示すように２枚の板ガラス１２の間に挟み上記中間剤２１により合わせガラス３１としてもよい。これらの変形例において、板ガラス１２及びプラスチック板１３の構造、各部寸法、材料は上記実施の形態のものと同様である。図７の複層ガラス３０及び図８の合わせガラス３１によれば、プラスチック板１３のスリット２０に塵埃が付着するのを防止することができる。
【００４０】上記実施の形態において、上記プラスチック板１３を一般の板ガラスで構成してもよい。この場合は、スリット２０をレーザ加工の他に薄刃ダイヤモンドソー加工によって形成することができる。
【００４１】以下、図９及び図１０を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る窓用光制御用透明板を説明する。
【００４２】図９は、本発明の第２の実施の形態に係る窓用光制御用透明板を有する窓の断面図である。図９の窓には、室外側の板ガラス１１２と、室内側のプラスチック板１１３とからなる二重窓ガラスが窓枠１１５を介して取り付けられている。プラスチック板１１３は、スリット１２０をプラスチック板１１３の表面に対して全て直角に設け、このプラスチック板１１３の上部及び下部を室内側にやや折り曲げることによって形成される。このときのプラスチック板１１３の折り曲げ角度は、窓のサイズ、室の大きさ等によって決定される。
【００４３】このプラスチック板１１３は、上部におけるスリット１２０はそれらの延長面が下方に傾斜し、下部におけるスリット１２０はそれらの延長面が上方に傾斜しているので、上記プラスチック板１３と同様の効果を奏することができる。
【００４４】プラスチック板１１３は、上記第１の実施の形態のプラスチック板１３の場合と同様に、図１０に示すように２枚の板ガラス１１２から成る複層ガラス１３０の空気層内に配置してもよい。図１０の複層ガラス１３０によれば、上記窓用光制御透明板による作用効果に加えて、プラスチック板１１３のスリット１２０に塵埃が付着するのを防止することができる。本実施の形態において、板ガラス１１２及びプラスチック板１１３の基本的構造、各部寸法、材料は上記実施の形態のものと同様である。
【００４５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、 請求項１記載の窓用光制御透明板によれば、一の方向に延びる複数のスリットが透明板の表面に対して、該一の方向に垂直な方向において傾斜度が変化するように傾斜しているので、透明板を該垂直な方向が鉛直方向になるように窓に取付けたときに、該透明板に当たる太陽光を全体として室内の天井に向かって反射させることができ、窓としての透明性を損なわずに且つ特別なスペースを必要とせず、室内奥部まで自然光で照明することができる。
【００４６】請求項２記載の窓用光制御透明板によれば、透明板を該垂直な方向が鉛直方向になるように窓に取付けたときに、該透明板に当たる太陽光は全体として室内天井に向かって反射するので透明板の室内側付近の熱負荷を低減することができ、加えて、透明板から室内側に所定距離離れた位置より上において該透明板に当たる太陽光は室内奥部の天井に向かって反射すると共に、透明板から室内側に所定距離離れた位置より下において該透明板に当たる太陽光は室内窓付近の天井に向かって反射するので、室内窓付近の熱負荷を低減しつつ室内天井をその全体に亘って太陽光で照射することができる。
【００４７】請求項３記載の窓用光制御透明板によれば、透明板を該垂直な方向が鉛直方向になるように窓に取付けたときに、該透明板に当たる太陽光は全体として室内天井に向かって反射するので透明板の室内側付近の熱負荷を低減することができ、加えて、該垂直な方向における一側部分の該透明板に当たる太陽光は室内奥部の天井に向かって反射すると共に、該垂直な方向における他側部分の該透明板に当たる太陽光は室内窓付近の天井に向かって反射するので、室内窓付近の熱負荷を低減しつつ室内天井をその全体に亘って太陽光で照射することができる。
【００４８】請求項４記載の窓用光制御透明板によれば、該透明板へのスリットの加工を容易に行うことができる。
【００４９】請求項５記載の窓ガラスによれば、室内窓付近の熱負荷を低減しつつ室内奥部を太陽光で照射することができるという窓用光制御透明板による作用効果に加えて、板ガラスにより窓としての気密性、水密性、耐風圧性を発揮することができる。
【００５０】請求項６記載の窓ガラスによれば、窓用光制御透明板の強度を板ガラスにより増大させることができる。
【００５１】請求項７記載の窓ガラスによれば、前記透明板のスリット内に塵埃が付着するのを防止することができる。
【００５２】請求項８の窓ガラスによれば、該透明板へのスリットの加工を容易に行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１５６９３８
【氏名又は名称】関西電力株式会社
【識別番号】０００００４００８
【氏名又は名称】日本板硝子株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月１８日（１９９９．３．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１８８０
【弁理士】
【氏名又は名称】渡部 敏彦
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２６８６１０（Ｐ２０００−２６８６１０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月２９日（２０００．９．２９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−７３３８２ |
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