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JP5656147B2 - Light control transparent window material - Google Patents
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JP5656147B2 - Light control transparent window material - Google Patents

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Description

本発明は、室内から外側はほぼ完全に見ることができ、夏の太陽光は遮断し、冬の太陽光は取り入れることができる調光透明窓用部材に関するものである。   The present invention relates to a dimming transparent window member that can be seen almost completely from the inside of a room, blocks sunlight from summer, and takes in sunlight from winter.

近年、炭酸ガスの排出量削減が重要な課題となっているが、その中でも特に民生部門における炭酸ガスの排出量は大きく増加しており、その削減が急務となっている。建物や乗り物の冷暖房に使われるエネルギーは、民生部門のエネルギー消費の3分の1近くに達しており、これを低減することができれば、炭酸ガスの排出量削減にも大きく寄与する。建物や乗り物の窓ガラスは、その冷暖房負荷を決定する大きな要因になっており、光や熱の出入りをうまくコントロールすることのできる窓ガラスが実現できれば、冷暖房負荷を大きく低減することができる。   In recent years, the reduction of carbon dioxide emissions has become an important issue. Among them, especially in the consumer sector, the amount of carbon dioxide emissions has greatly increased, and the reduction is urgently needed. The energy used to heat and cool buildings and vehicles reaches nearly one-third of the energy consumption of the consumer sector, and if this can be reduced, it will greatly contribute to the reduction of carbon dioxide emissions. The window glass of buildings and vehicles is a major factor that determines the heating and cooling load, and if a window glass that can control the entrance and exit of light and heat can be realized, the heating and cooling load can be greatly reduced.

太陽光を遮蔽するのに通常用いられるブラインドやカーテン等は、窓ガラスに対する光の入射角に対する選択性はなく、窓に対してあらゆる角度で入射する光をすべて一様に遮って調節する。   Blinds, curtains, and the like that are typically used to shield sunlight have no selectivity for the angle of incidence of light on the window glass, and adjust all light incident at all angles to the window uniformly.

また、最近「エコガラス」として売られている太陽光の熱線成分を反射するような薄膜をコーティングしたガラスや、金属薄膜をコーティングした熱線反射ガラス等は、太陽光をスペクトル的に制御することで冷暖房負荷を下げているが、これらも、本来は太陽光に対してのみ作用すれば十分であるにもかかわらず、窓に対するあらゆる入射光に対して同様に機能するようになっている。しかし、例えば、日本における夏の太陽の高度は高く、南側の面を向いた窓に対しては、70度以上の角度で太陽光が入射するが、これは垂直に設置した窓への入射角にすると上方から見て20度の角度にすぎない。残りの160度の範囲の角度で入射する光については、遮る必要はなく、むしろこれらの光が透過するようにすれば、外の景色はほぼ完全にみえることになる。   In addition, glass that has been coated with a thin film that reflects the heat ray component of sunlight that has recently been sold as “eco-glass”, and heat-reflective glass that has been coated with a metal thin film can be used to spectrally control sunlight. Although the air conditioning load is reduced, these also function in the same way for any incident light on the window, although it is essentially sufficient to act only on sunlight. However, for example, the altitude of the summer sun in Japan is high, and sunlight enters the window facing the south side at an angle of 70 degrees or more. This is the incident angle to a vertically installed window. Then, the angle is only 20 degrees when viewed from above. The remaining light incident at an angle in the range of 160 degrees does not need to be blocked, but if these lights are transmitted, the outside scenery will be almost completely visible.

これまで、太陽光を全反射や屈折を用いて遮断する機能を持った調光ガラスは色々と提案されてきたが、いずれも遮るべき太陽光以外の光がどのように透過するこということが考慮されていなかった。外の景色がよく見えるということは、窓の機能として非常に重要なことであり、太陽光は入射させないという条件と、景色がよく見えるという条件とが両立できれば、これまでに無い新しい省エネルギーガラスになる。   So far, there have been various proposals for dimming glass that has the function of blocking sunlight using total reflection and refraction. It was not considered. The fact that the outside scenery can be seen well is very important as a window function. If both the condition that sunlight does not enter and the condition that the scenery can be seen are compatible, it will be a new energy-saving glass that has never been seen before. Become.

一方、特許文献1には、夏の強い直射日光を防ぎ、冬の弱い光は室内に導き、省エネルギーに利する役割を窓に付加させることを目的として、全反射と鏡面反射とを組み合わせた選択透過反射材が提案されている。この選択透過反射材は、室内側に上下にわたって複数の傾斜部を段状に設け、ステップ部分が鏡面となるように構成されているものである。しかしながら、このような構成のものは、厚みの厚い部分と薄い部分があるため、室内から外を眺めると、屈折により外の景色が浮き上がって見え、また鏡面部分では光が遮られるようになり、窓の本来の役割を果たすことができなくなる。   On the other hand, in Patent Document 1, a combination of total reflection and specular reflection is selected for the purpose of preventing strong direct sunlight in summer, directing weak winter light into the room, and adding a role to save energy to windows. A transflective material has been proposed. This selective transmission / reflection material is configured such that a plurality of inclined portions are provided stepwise on the indoor side and the step portion is a mirror surface. However, in such a configuration, there are thick and thin parts, so when looking out from the room, the outside scenery appears to rise due to refraction, and the mirror part becomes blocked by light, You can no longer play the original role of the window.

また、特許文献2(図14)には、太陽光をその入射角度に応じて選択的に透過、遮断するガラスパネルが提案されている。図7にそのガラスパネルを模式的に断面図で示す。このガラスパネル51は、一対の透明体52、53からなり、透明体52の透明体53と組み合わされる側には縦幅方向にプリズム部54が複数、一定間隔で形成され、透明体53の透明体52と組み合わされる側にも縦幅方向にプリズム部55が複数、一定間隔で形成されている。プリズム部54とプリズム部55は相補形状をなし、透明体52と透明体53が組み合わされると一定間隔の隙間56が形成される。プリズム部54、55は断面が直角となっている。隙間56はたとえば空気層となっている。その場合、透明体52、53の屈折率は空気層からなる隙間56の屈折率より大きくなっている。   Patent Document 2 (FIG. 14) proposes a glass panel that selectively transmits and blocks sunlight according to the incident angle. FIG. 7 schematically shows the glass panel in a sectional view. The glass panel 51 includes a pair of transparent bodies 52 and 53, and a plurality of prism portions 54 are formed at regular intervals on the side of the transparent body 52 to be combined with the transparent body 53. A plurality of prism portions 55 are formed at regular intervals on the side combined with the body 52 in the vertical width direction. The prism portion 54 and the prism portion 55 have a complementary shape, and when the transparent body 52 and the transparent body 53 are combined, a gap 56 with a constant interval is formed. The prism portions 54 and 55 have a right cross section. The gap 56 is an air layer, for example. In that case, the refractive index of the transparent bodies 52 and 53 is larger than the refractive index of the gap 56 formed of the air layer.

このような構成において、ガラスパネル51の入射面57に垂直な方向からの角度が大きい入射光58は透明体53と隙間56の界面での全反射によりガラスパネル51を透過せず、遮断される。一方、ガラスパネル51の入射面57に垂直な方向からの角度が小さい入射光59はガラスパネル51を透過する。このように、光の入射角度に応じて光の取り込み、遮断が選択的に行われるようになる。   In such a configuration, incident light 58 having a large angle from the direction perpendicular to the incident surface 57 of the glass panel 51 does not pass through the glass panel 51 and is blocked by total reflection at the interface between the transparent body 53 and the gap 56. . On the other hand, incident light 59 having a small angle from the direction perpendicular to the incident surface 57 of the glass panel 51 passes through the glass panel 51. In this way, light is captured and blocked selectively according to the incident angle of light.

しかしながら、特許文献2に記載のガラスパネル51では、透明体52、53が先端の角度が直角であるプリズム部54、55を有しているため、その厚みが必然的に厚くなるという問題があった。
また、実際の製造を考えた場合、透明体52、53の内側形状をプリズム状に加工するのは難しく、実用化を阻む大きな要因となっていた。
However, the glass panel 51 described in Patent Document 2 has a problem in that the transparent bodies 52 and 53 have prism portions 54 and 55 each having a right-angled tip, so that the thickness is inevitably increased. It was.
In consideration of actual production, it is difficult to process the inner shape of the transparent bodies 52 and 53 into a prism shape, which has been a major factor hindering practical use.

特開2003−202159号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-202159 欧州特許公開0092322号公報European Patent Publication No. 0092322

本発明は、以上のような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、室内から外を眺めても外の景色が浮き上がったり一部が遮られたりして見えることなく、冬の太陽光は効果的に室内に取り込み、夏の太陽光を効果的に遮断し、冷暖房負荷を大幅に低減することができ、構造が簡単で加工が容易で、より薄型化が可能な調光透明窓用部材を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the actual situation of the prior art as described above. Even when looking outside from the room, the outside scenery does not appear to be lifted or partially blocked, Dimmable transparent window member that can be taken into the room effectively, effectively cuts off sunlight in the summer, greatly reduces the heating and cooling load, has a simple structure, is easy to process, and can be made thinner It is an issue to provide.

上記課題を解決するため、本発明は、第1には、一対の平行な平面を持つ板状もしくはシート状のプラスチック材料からなる透明窓用部材の中に、一定厚みを有する平面形状のスリットからなる空気層が上下方向に複数、一定間隔で透明窓用部材の幅方向に延びるように且つ前記平面に対して傾斜して形成され、前記複数の空気層の上下方向に隣接するもの同士が前記空気層の傾斜角度とは異なる傾斜角度であって水平方向から入射する光は透過させる傾斜角度を有する反対向きのスリットからなる別の空気層で連通されており、室外側の透明窓用部材と前記空気層との界面により、冬場における室外から前記平面に垂直な方向に対し所定角度以下で入射する太陽光は室内に取り込み、夏場における室外から前記平面に垂直な方向に対し所定角度より大きい角度で入射する太陽光を全反射させ、室内への侵入を遮断し、室内から外側は通常の窓ガラスと同様に見ることができることを特徴とする調光透明窓用部材を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, first, the present invention provides a transparent window member made of a plate-like or sheet-like plastic material having a pair of parallel planes, and a planar slit having a certain thickness. A plurality of air layers extending in the vertical direction, extending in the width direction of the transparent window member at regular intervals, and inclined with respect to the plane, wherein the air layers adjacent to each other in the vertical direction are The light incident from the horizontal direction at an inclination angle different from the inclination angle of the air layer is communicated with another air layer composed of oppositely facing slits having an inclination angle to transmit the light, and the transparent window member on the outdoor side. Due to the interface with the air layer, sunlight incident at a predetermined angle or less with respect to the direction perpendicular to the plane from the outdoor in winter is taken into the room and predetermined in the direction perpendicular to the plane from the outdoor in summer. Provided is a dimming transparent window member that totally reflects sunlight incident at an angle greater than 50 degrees, blocks intrusion into the room, and can be seen from the inside to the outside like a normal window glass .

第2には、上記第1の発明において、前記空気層の厚みが2mm以下であることを特徴とする調光透明窓用部材を提供する。 Second, the light control transparent window member according to the first invention, wherein the air layer has a thickness of 2 mm or less .

本発明によれば、上記構成を採用したので、室内から外を眺めても外の景色が浮き上が
ったり、一部が欠けて見えることなく、冬の太陽光は効果的に室内に取り込み、夏の太陽光は効果的に遮断し、冷暖房負荷を大幅に低減することができる。また、本発明によれば、上記効果に加え、薄型で且つシンプルな構造で容易に製造できる調光透明窓用部材の提供が可能となる。
本発明の調光透明窓用部材は、窓ガラスに貼り付けたり、接触するように吊るしたりして用いてもよいし、窓ガラス自体を構成するようにしてもよい。
According to the present invention, since the above-described configuration is adopted, winter sunlight can be effectively taken into the room without being exposed to the outside scenery or partially missing even when viewed from outside the room. Sunlight can be effectively blocked and the heating / cooling load can be greatly reduced. Moreover, according to this invention, in addition to the said effect, the provision of the light control transparent window member which can be easily manufactured with a thin and simple structure is attained.
The dimming transparent window member of the present invention may be used by being attached to a window glass or suspended so as to be in contact with the window glass, or may constitute the window glass itself.

本発明の調光透明窓用部材の基本的な構造を示す図である。It is a figure which shows the basic structure of the member for light control transparent windows of this invention. 臨界角及び全反射の説明図である。It is explanatory drawing of a critical angle and total reflection. 東京で南を向いた窓において太陽光がスリットからなる空気層に入射するときの入射角度を計算した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having calculated the incident angle when sunlight injects into the air layer which consists of a slit in the window which faced the south in Tokyo. スリットからなる空気層に対する入射角の説明図である。It is explanatory drawing of the incident angle with respect to the air layer which consists of a slit. 本発明による実施形態の調光透明窓用部材の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the member for light control transparent windows of embodiment by this invention. 本発明による別の実施形態の調光透明窓用部材の構造説明図である。It is structure explanatory drawing of the member for light control transparent windows of another embodiment by this invention. 太陽光をその入射角度に応じて選択的に透過、遮断する従来のガラスパネルの構造を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the conventional glass panel which selectively permeate | transmits and interrupts sunlight according to the incident angle.

次に、本発明について更に詳細に説明する。   Next, the present invention will be described in more detail.

本発明の調光透明窓用部材(以下、調光部材とも称する)の基本的な構造を図1ないし図5により述べる。この調光部材11は、アクリル樹脂などのプラスチック等の透明材料からなり、室内側に平面12Aを有するとともに、室外側にも平面12Bを有し、平面12Aと平面12Bとは互いに平行となっている。プラスチックの屈折率は一般に1.3〜1.7の範囲にあり、その光透過率は通常のガラスと同様、90%前後と高い。たとえばアクリル樹脂の屈折率は約1.5、光透過率は92〜93%である。調光部材11は、平面12A、12Bに対し一定角度で傾斜した一定の厚みを有する平面形状のスリットからなる空気層13を有している。この空気層13は調光部材11の幅方向に延びるように帯状に形成されている。すなわち、空気層13は上部が室外側に近くなり、下部が室内側に近くなるように傾斜して形成されている。空気層13の傾斜角度αは以下に述べる技術的事項を考慮して設定される。なお、図1では、調光部材11は空気層13により2つのプラスチック構造部11A、11Bに分断されているように示されているが、実際には周辺部の適所において結合し、一体化されている。 The basic structure of a light control transparent window member (hereinafter also referred to as a light control member) according to the present invention will be described with reference to FIGS. The light control member 11 is made of a transparent material such as plastic such as acrylic resin, and has a flat surface 12A on the indoor side and a flat surface 12B on the outdoor side. The flat surface 12A and the flat surface 12B are parallel to each other. Yes. The refractive index of plastic is generally in the range of 1.3 to 1.7, and its light transmittance is as high as about 90%, similar to ordinary glass. For example, an acrylic resin has a refractive index of about 1.5 and a light transmittance of 92 to 93%. Light adjusting member 11 has an air layer 13 consisting of a slit planar shape having a predetermined thickness which is inclined at an angle to the plane 12 A, 12 B. The air layer 13 is formed in a band shape on so that extends in the width direction of the light adjusting member 11. That is, the air layer 13 is formed so as to be inclined so that the upper part is close to the outdoor side and the lower part is close to the indoor side. The inclination angle α of the air layer 13 is set in consideration of the technical matters described below. In FIG. 1, the dimming member 11 is shown as being divided into two plastic structures 11 </ b> A and 11 </ b> B by the air layer 13. ing.

ここでは、調光部材11の透明材料が屈折率1.5のプラスチックである場合を例に説明する。一般に、屈折率が大きい媒体(プラスチック)から小さい媒体に光(空気)が進む場合、図2の右側に示すように、入射角が小さいときには、両者の界面で屈折が生じる。本例の場合、プラスチックの屈折率が1.5で空気の屈折率が1であるので、屈折角は入射角より大きくなる。入射角が次第に大きくなると、屈折角も次第に大きくなる。入射角がある角度になると図2の中央に示すように、屈折角が90゜になり、プラスチックから空気側へ光が進まない状態となる。この角度は臨界角と称されており、ここではθと記す。入射角がさらに大きくなると図2の左に示すように光は界面で全て反射され、全反射と称される状態となる。 Here, a case where the transparent material of the light control member 11 is a plastic having a refractive index of 1.5 will be described as an example. In general, when light (air) travels from a medium (plastic) having a large refractive index to a medium having a small refractive index, refraction occurs at the interface between the two when the incident angle is small, as shown on the right side of FIG. In this example, since the refractive index of plastic is 1.5 and the refractive index of air is 1, the refractive angle is larger than the incident angle. As the incident angle gradually increases, the refraction angle also increases gradually. When the incident angle reaches a certain angle, as shown in the center of FIG. 2, the refraction angle becomes 90 °, and light does not travel from the plastic to the air side. This angle is called the critical angle and is denoted here as θ m . When the incident angle is further increased, as shown on the left side of FIG. 2, all the light is reflected at the interface, resulting in a state called total reflection.

本例の場合、臨界角θと空気及びプラスチックとの間には次のような関係がある。
sinθ=(空気の屈折率)/(プラスチックの屈折率)=1/1.5
したがって、臨界角はθ=41.8゜となる。
In the case of this example, there is the following relationship between the critical angle θ m and air and plastic.
sin θ m = (refractive index of air) / (refractive index of plastic) = 1 / 1.5
Therefore, the critical angle is θ m = 41.8 °.

図1の場合、光線2で示すように、室外側から平面(以下、プラスチック表面とも称する)12Bに小さい入射角で光が入射すると、光はプラスチック表面12Bで屈折した後、プラスチック構造部11B中を進み、プラスチック構造部11Bと空気層13の界面で屈折した後、空気層13を進み、空気層13とプラスチック構造部11Aの界面で屈折した後、プラスチック構造部11A中を進み、プラスチック表面12Aで屈折して、室内側に入射する。   In the case of FIG. 1, when light is incident on a plane (hereinafter also referred to as a plastic surface) 12B from the outdoor side with a small incident angle as shown by the light beam 2, the light is refracted by the plastic surface 12B and then enters the plastic structure portion 11B. After refracting at the interface between the plastic structure portion 11B and the air layer 13, the air layer 13 is advanced, and after being refracted at the interface between the air layer 13 and the plastic structure portion 11A, the plastic surface portion 11A is advanced through the plastic structure portion 11A. The light is refracted and enters the room.

一方、光線1で示すように、室外側から大きな入射角でプラスチック表面12Bに光が入射すると、光はプラスチック表面12Bで屈折した後、プラスチック構造部11Bを進み、プラスチック構造部11Bと空気層13の界面で全反射して、空気層13、プラスチック構造部11A側には透過せず、室内側への進入が遮断される。入射角が次第に大きくなり光が室内側に入射されなくなる角度を、本明細書においては「特定角」と称することとする。   On the other hand, as shown by the light beam 1, when light is incident on the plastic surface 12B from the outdoor side with a large incident angle, the light is refracted by the plastic surface 12B and then travels through the plastic structure portion 11B. Is totally reflected at the interface, and does not transmit to the air layer 13 and the plastic structure 11A side, and is prevented from entering the indoor side. The angle at which the incident angle gradually increases and the light is not incident on the indoor side is referred to as a “specific angle” in this specification.

特定角は、空気層13の傾斜角αに応じて変化させることができる。表1は、調光部材11の透明材料に屈折率1.5のプラスチックを用いた場合の空気層13の傾斜角αと特定角の関係を示す図である。ただし、水平方向の方位角については調光部材に対して垂直に入射する場合を考えている。   The specific angle can be changed according to the inclination angle α of the air layer 13. Table 1 shows the relationship between the inclination angle α of the air layer 13 and the specific angle when a plastic having a refractive index of 1.5 is used for the transparent material of the light control member 11. However, it is considered that the horizontal azimuth angle is perpendicularly incident on the light control member.

例えば、空気層13の傾きを7度にすると、屈折率が1.5の場合、特定角は約60度になる。60度より大きな角度、例えば図1の光線1で示すようなプラスチック表面12Bに垂直な方向からの角度70度で上方から入射した光は、プラスチック表面12Bに入射する際屈折し、斜めの空気層13には45度の角度で入射する。この角度はプラスチック構造部11Bと空気層13との界面の臨界角より大きいため、全反射が起こり、光はこの界面で反射される。反射された光はプラスチック構造部11B内で反射され、空気層13、プラスチック構造部11Aは透過しない。これに対して光線2で示した特定角の60度より小さい角度で入射した光については、空気層13に対してプラスチック構造部11Bと空気層13との界面の臨界角よりも小さい角度でプラスチック構造部11Bから空気層13に入るため、全反射は起こらず屈折する。そして、空気層13からプラスチック構造部11Aに入るときに逆の屈折が起こり、空気層13の幅が小さければ、ほとんど空気層13の影響は受けず通常のガラスと同様に透過する。このため、空気層13の厚みは0.1mm以下であることが望ましい。空気層13の厚みの下限値は空気層13の役割が発揮できる観点から0.01mm程度である。空気層13の厚みが上記範囲であると、室内から室外を見たときに外の景色が通常のガラスと同じように見える。 For example, when the inclination of the air layer 13 is 7 degrees, the specific angle is about 60 degrees when the refractive index is 1.5. Angle greater than 60 degrees, for example, light entering from above at an angle 70 degrees from the direction perpendicular to the plastic surface 12B as shown by ray 1 in Fig. 1 is refracted when entering the plastic surface 12 B, the oblique air It enters the layer 13 at an angle of 45 degrees. Since this angle is larger than the critical angle at the interface between the plastic structure portion 11B and the air layer 13, total reflection occurs and light is reflected at this interface. The reflected light is reflected in the plastic structure portion 11B and does not pass through the air layer 13 and the plastic structure portion 11A. On the other hand, for light incident at an angle smaller than 60 degrees, which is the specific angle indicated by the light beam 2, the plastic is formed at an angle smaller than the critical angle at the interface between the plastic structure portion 11B and the air layer 13 with respect to the air layer 13. since the structural unit 11 B into the air layer 13, the total reflection is refracted not occur. Then, reverse refraction occurs when entering the plastic structure 11A from the air layer 13, and if the width of the air layer 13 is small, it is hardly affected by the air layer 13 and permeates in the same manner as normal glass. For this reason, the thickness of the air layer 13 is desirably 0.1 mm or less. The lower limit of the thickness of the air layer 13 is about 0.01 mm from the viewpoint that the role of the air layer 13 can be exhibited. When the thickness of the air layer 13 is within the above range, the outside scenery looks the same as that of ordinary glass when the outside is viewed from the inside.

また、表1から明らかなように、屈折率が大きい材料を使用すると傾斜角をより小さくできることがわかる。遮光にあたっては、材料の屈折率を考慮することも非常に有効である。   Further, as is clear from Table 1, it can be seen that the tilt angle can be further reduced by using a material having a large refractive index. In light shielding, it is very effective to consider the refractive index of the material.

図3は、プラスチックの屈折率が1.5であり、空気層13の傾斜角が7度である図1のような調光部材を用い、東京で南を向いた窓において太陽光が入射したときの空気層13に対する入射角(図4参照)を計算したものである。この入射角はプラスチック構造部12Bとスリットからなる空間部13との界面に光が達したときの角度で、水平方向の方位角も考慮して3次元的な入射角を計算している。この角度が42.8度以上になると(図3の水平の実線)全反射が起きる。従って、4月から9月の暖かいあるいは暑い時期は太陽光を遮断し、10月から3月までの涼しいあるいは寒い時期は太陽光を透過させることがわかる。本明細書において、夏場とはたとえば東京においては4月から9月、冬場とは10月から3月を意味するものとする。   FIG. 3 shows a case in which sunlight is incident on a window facing south in Tokyo using a light control member as shown in FIG. The incident angle (refer FIG. 4) with respect to the air layer 13 is calculated. This incident angle is an angle when light reaches the interface between the plastic structure portion 12B and the space portion 13 formed of a slit, and the three-dimensional incident angle is calculated in consideration of the horizontal azimuth angle. When this angle exceeds 42.8 degrees (horizontal solid line in FIG. 3), total reflection occurs. Therefore, it can be seen that sunlight is blocked during the warm or hot season from April to September, and the sunlight is transmitted during the cool or cold season from October to March. In this specification, summer means, for example, from April to September in Tokyo, and winter means from October to March.

このような調光部材11を窓ガラス内側に取り付けることより、夏は太陽光を遮断し、冬は太陽光を取り入れるという機能が自動的に発現し、しかも常に外の景色はほぼ完全に見ることができるというこれまでにない新しい窓を実現することができる。ただし、室内側で窓に近づき、60度以上の角度で空を見上げた場合、外は見えないが、これは窓際で空を見上げる場合に限られ、影響は少ない。   By attaching such a light control member 11 to the inside of the window glass, the function of automatically blocking sunlight in summer and taking in sunlight in winter automatically appears, and the outside scenery is always almost completely visible. It is possible to realize an unprecedented new window. However, if you approach the window on the indoor side and look up at the sky at an angle of 60 degrees or more, you cannot see the outside, but this is limited to looking up at the sky at the window and has little effect.

従って、このような構造を持った調光部材を用いると太陽の高度が特定角よりも高いときは室内への太陽光の侵入を防ぐことができる。しかもそれより下方から入射する光については、通常のガラスを透過するのと同様に透過するため、外の景色は通常のガラス窓と同様に見ることができる。   Therefore, when the light control member having such a structure is used, it is possible to prevent sunlight from entering the room when the altitude of the sun is higher than a specific angle. In addition, light incident from below is transmitted in the same manner as normal glass, so that the outside scenery can be seen in the same manner as a normal glass window.

例えば、1m四方の大きな透明プラスチック板で、空気層13の傾斜角が7度になった図1の構造の調光部材11を作ろうとすると、プラスチック板の厚みは12cmとなり現実的ではない。この図1の構造は、横から見てこれと相似の形を持つものであれば、大きさによらず同等の調光機能を持つという特徴があり、縦方向の長さを縮めて周期構造にすることでこの問題を解決することができる。図5はそのような構造を持った透明構造体の断面構造を示した例である。例えば透明アクリル板を用い、レーザー加工か、カッターブレードを用いた加工により図のようなスリットからなる空気層が形成された調光部材を作製すると、図1と同様の機能を持つ構造になる。縦方向の周期の長さを10cmにすると厚みは2cm程度にすることができる。 For example, if the light control member 11 having the structure of FIG. 1 in which the inclination angle of the air layer 13 is 7 degrees is made of a large 1 m square transparent plastic plate, the thickness of the plastic plate is 12 cm, which is not realistic. The structure of FIG. 1 is characterized by having an equivalent dimming function regardless of the size as long as it has a similar shape when viewed from the side. This can solve this problem. FIG. 5 is an example showing a cross-sectional structure of a transparent structure having such a structure. For example, when a light control member in which an air layer formed of slits as shown in the figure is formed by laser processing or processing using a cutter blade using a transparent acrylic plate, a structure having the same function as in FIG. 1 is obtained. When the length of the period in the vertical direction is 10 cm, the thickness can be about 2 cm.

このような構造にすることで、ある特定角より大きい角度で上方から調光部材に入射した光は屈折した後、透明構造体と空気層の界面に達するが、この角度が透明体と空気層の間の特定角より大きい場合、全反射されて室内には透過しない。これに対して、特定角より小さい角度で透明構造体へ入射した光に関しては、空気層との界面で屈折するが、空気層から透明構造体に入る際に逆の屈折が起こってその作用が相殺され、空気層の幅が小さい場合、空気層による影響をほとんど受けずにそのまま透過する。   With this structure, light incident on the light control member from above at an angle larger than a specific angle is refracted and reaches the interface between the transparent structure and the air layer. If it is larger than a specific angle between the two, it is totally reflected and does not penetrate into the room. On the other hand, light incident on the transparent structure at an angle smaller than a specific angle is refracted at the interface with the air layer, but reverse refraction occurs when entering the transparent structure from the air layer. If the air layer is offset and the width of the air layer is small, the air layer is transmitted without being affected by the air layer.

下側の傾斜の角度を40度とすると水平方向から入射する光に対しては、どの部分でも全反射はおこらないため、中に形成した空気層は全く見えず透明なアクリル板と同様に外の景色が見える。この空気層の厚みを2mm以下とすると、光のひずみや分散は小さい。 If the angle of inclination on the lower side is 40 degrees, total reflection does not occur in any part of the light incident from the horizontal direction, so the air layer formed inside is not visible at all, and it is outside like a transparent acrylic plate. You can see the scenery. When the thickness of the air layer is 2 mm or less, light distortion and dispersion are small.

次に本発明による別の実施形態の2例を図6(a)、(b)に斜視図で示す。図6(a)の実施形態の調光部材は、透明なプラスチックの板もしくはシートに横(側部)からレーザーかもしくはカッターブレードによりスリットを入れることによって空気層を形成した例である。図6(b)の実施形態の調光部材は、透明はプラスチックの板もしくはシートに前から後ろへ抜けるようにスリットを入れることにより空気層を形成した例である。この場合には、調光部材の室外側に調光部材と同じ屈折率を持ち厚さが3倍以上ある透明部材を全反射が起こらないように貼り付けることで、図1の調光部材と同等の機能を持つ調光部材を実現できる。   Next, two examples of another embodiment according to the present invention are shown in perspective views in FIGS. 6A is an example in which an air layer is formed by slitting a transparent plastic plate or sheet from the side (side) with a laser or a cutter blade. The light control member of the embodiment of FIG. 6B is an example in which an air layer is formed by slitting a transparent plate or sheet of plastic so as to pass from the front to the back. In this case, by attaching a transparent member having the same refractive index as that of the light control member and having a thickness of three times or more to the outdoor side of the light control member so that total reflection does not occur, the light control member of FIG. A light control member having an equivalent function can be realized.

11、31 調光透明窓用部材(調光部材)
11A、11B プラスチック構造部
12A、12B 平面(プラスチック表面)
13、33 空気層(スリット)
11, 31 Light control transparent window member (light control member)
11A, 11B Plastic structure 12A, 12B Plane (plastic surface)
13, 33 Air layer (slit)

Claims (2)

一対の平行な平面を持つ板状もしくはシート状のプラスチック材料からなる透明窓用部材の中に、一定厚みを有する平面形状のスリットからなる空気層が上下方向に複数、一定間隔で透明窓用部材の幅方向に延びるように且つ前記平面に対して傾斜して形成され、前記複数の空気層の上下方向に隣接するもの同士が前記空気層の傾斜角度とは異なる傾斜角度であって水平方向から入射する光は透過させる傾斜角度を有する反対向きのスリットからなる別の空気層で連通されており、室外側の透明窓用部材と前記空気層との界面により、冬場における室外から前記平面に垂直な方向に対し所定角度以下で入射する太陽光は室内に取り込み、夏場における室外から前記平面に垂直な方向に対し所定角度より大きい角度で入射する太陽光を全反射させ、室内への侵入を遮断し、室内から外側は通常の窓ガラスと同様に見ることができることを特徴とする調光透明窓用部材。 A transparent window member made up of a plurality of planes of slits having a constant thickness in a transparent window member made of a plate-like or sheet-like plastic material having a pair of parallel planes in the vertical direction at regular intervals. The plurality of air layers adjacent to each other in the vertical direction are inclined at a different inclination angle from the inclination angle of the air layer from the horizontal direction. Incident light is communicated by another air layer composed of oppositely facing slits having an inclined angle to transmit light, and is perpendicular to the plane from the outdoor in winter by the interface between the transparent window member on the outdoor side and the air layer. Sunlight incident at a predetermined angle or less with respect to a certain direction is taken into the room, and sunlight incident at an angle larger than the predetermined angle with respect to the direction perpendicular to the plane from outside the room in summer is totally reflected. , Blocked from entering the room, the light transparent window member regulating, characterized in that the chamber outside can see like a normal window glass. 前記空気層の厚みが2mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の調光透明窓用部材。 The light control transparent window member according to claim 1, wherein the air layer has a thickness of 2 mm or less .
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