JP2015174810A - 複層ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】直達光の遮断と天空光の透過を両立できる複層ガラスを提供する。
【解決手段】複層ガラス１０は、離間した状態で対向配置された第１ガラス板１１および第２ガラス板１２と、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２との間に設けられたプリズムパネル構造体２０とを備える。プリズムパネル構造体２０は、プリズムが形成された第１プリズム形成面２１ａを有する第１プリズムパネル２１と、プリズムが形成された第２プリズム形成面２２ａを有する第２プリズムパネル２と、第１プリズム形成面２１ａと前記第２プリズム形成面２２ａとが対向するように第１プリズムパネル２１と第２プリズムパネル２２を保持する第１保持部材２３および第２保持部材２４と、第１プリズム形成面２１ａと第２プリズム形成面２２ａとの間に気体層を形成するためのプリズム間気体層形成部材２５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複層ガラスに関する。

従来より、一対のガラス板の間に空間を設け、該空間に乾燥空気を封入した複層ガラスが知られている。複層ガラスでは、一対のガラス板と、その間の空気層とにより、光の透過性を保ちつつ、断熱効果を得ることができる（複層ガラスについては、例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−２０７４５８号公報

複層ガラスは、防眩や遮熱のためにブラインドやカーテン等と併せて用いられる場合が多い。ブラインドやカーテンを用いることで太陽からの直達光を遮断できるが、同時に天空光も遮断されるため、室内空間が暗くなりがちである。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、直達光の遮断と天空光の透過を両立できる複層ガラスを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の複層ガラスは、離間した状態で対向配置された第１ガラス板および第２ガラス板と、第１ガラス板と第２ガラス板との間に設けられたプリズムパネル構造体とを備える。プリズムパネル構造体は、第１プリズム形成面を有する第１プリズムパネルと、第２プリズム形成面を有する第２プリズムパネルと、第１プリズム形成面と第２プリズム形成面とが対向するように第１プリズムパネルと第２プリズムパネルを保持する保持部材と、第１プリズム形成面と第２プリズム形成面との間に気体層を形成するためのプリズム間気体層形成部材とを備える。

プリズム間気体層形成部材は、円柱形状または球状であってもよい。

プリズムパネル構造体は、対向する第１ガラス板と第１プリズムパネルとの間および対向する第２ガラス板と第２プリズムパネルとの間に断熱気体層を形成するための断熱気体層形成部材をさらに備えてもよい。

第１ガラス板と第２ガラス板との間に、複数組の第１プリズムパネルおよび第２プリズムパネルが平面状に配列されてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、直達光の遮断と天空光の透過を両立できる複層ガラスを提供できる。

本発明の実施形態に係る複層ガラスの断面図を示す図である。 プリズムパネル構造体の平面図を示す図である。 プリズムパネル構造体の部分斜視図である。 図４（ａ）および（ｂ）は、第２保持部材を説明するための図である。 プリズムパネル構造体の構成を説明するための図である。 図６（ａ）および（ｂ）は、プリズム間気体層形成部材の形状を示す図である。 プリズム間気体層形成部材の配置位置の一例を示す図である。 プリズムパネル構造体の作用を説明するための図である。 プリズムパネル構造体の効果を説明するための図である。 第１保持部材と第２保持部材の変形例を説明するための図である。

図１は、本発明の実施形態に係る複層ガラス１０の断面図を示す。

複層ガラス１０は、離間した状態で対向配置された第１ガラス板１１および第２ガラス板１２と、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２の間に配置されたスペーサ１３とを備える。

スペーサ１３は、第１ガラス板１１および第２ガラス板１２の周縁部に配置されており、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２との間に空間を形成している。スペーサ１３は、薄い金属板（例えばアルミ板）をロールフォーミングにより筒状に形成したものであり、内部に第１ガラス板１１と第２ガラス板１２との間の空間内での結露を防止するための乾燥剤１４が入れてある。乾燥剤は、例えばシリカゲルであってよい。スペーサ１３は、第１ガラス板１１および第２ガラス板１２の内側面に、一次シール１５により接着されている。一次シール１５は、例えばブチルゴムであってよい。スペーサ１３の外側の第１ガラス板１１および第２ガラス板１２の間には、二次シール１６が充填されており、この二次シール１６により第１ガラス板１１および第２ガラス板１２の間に密閉された空間が形成されている。二次シール１６は、シリコン系封止剤やチオコール系封止剤であってよい。この空間内には、気体（例えば乾燥空気）が封入されている。

さらに、本実施形態に係る複層ガラス１０は、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２との間の空間に設けられたプリズムパネル構造体２０を備える。図２は、プリズムパネル構造体２０の平面図を示す。

プリズムパネル構造体２０は、プリズムパネルを２枚合わせることにより、所定の角度範囲で入射する光を再帰反射させるものである。例えばビル等の建築物に本実施形態に係る複層ガラス１０を用いることにより、室内への直達光を遮断することができ、防眩効果および遮熱効果が得られる。さらに、所定の角度範囲外で入射する光を透過するため、天空光を好適に室内に取り込むことができ、室内空間の明るさを確保することができる。

プリズムパネル構造体２０は、プリズムが形成された第１プリズム形成面２１ａを有する第１プリズムパネル２１と、プリズムが形成された第２プリズム形成面２２ａを有する第２プリズムパネル２２と、第１プリズム形成面２１ａと第２プリズム形成面２２ａとの間に気体層（例えば空気層）を形成するためのプリズム間気体層形成部材２５と、第１プリズム形成面２１ａと第２プリズム形成面２２ａとが対向するように第１プリズムパネル２１と第２プリズムパネル２２を保持する第１保持部材２３および第２保持部材２４とを備える。

プリズムパネル構造体２０を構成する第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２は、例えばポリカーボネートやアクリルなどの透明樹脂材料で形成される。また、第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２も、例えばポリカーボネートやアクリルなどの透明樹脂材料で形成される。

図２に示すように、プリズムパネル構造体２０は、複数組の第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２を平面状に配列することで形成されている。プリズムパネルは製造上大きさの限界があり、広面積のものを製造するのが難しいが、このような構造を採用することで、広面積の複層ガラスに対応することができる。第１保持部材２３および第２保持部材２４は、複数組の第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２を互いに固定する機能も有する。

図２に示すように、第１保持部材２３は、平面状に配列された複数組の第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２の周縁部に設けられる。図３は、プリズムパネル構造体２０の部分斜視図である。図１乃至図３に示すように、第１保持部材２３は、断面Ｕ字状の長尺体であり、第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２の周縁部を挟み込むことでそれらを対向保持する。また、第１保持部材２３は、隣接する第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２の周縁部を互いに固定する。

第２保持部材２４は、図２に示すように、隣接する４組の第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２の角部に設けられる。図４（ａ）および（ｂ）は、第２保持部材２４を説明するための図である。第２保持部材２４は、所定距離離間した２つの板状の側面部２４ａ，２４ｂを結合部材２４ｃで結合したものである。第２保持部材２４は、図４（ａ）に示すような丸形ボビン形状であってもよいし、図４（ｂ）に示すような角形ボビン形状であってもよい。一つの第２保持部材２４の４組の第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２の角部を差し込むことで、第１プリズムパネル２１と第２プリズムパネル２２が対向保持されるとともに、４組の第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２が互いに固定される。

このように、本実施形態では、第１保持部材２３と第２保持部材２４を組み合わせて用いることで、第１プリズムパネル２１と第２プリズムパネル２２を対向保持するとともに、複数組の第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２を互いに固定し、プリズムパネル構造体２０を形成している。

図５は、プリズムパネル構造体２０の構成を説明するための図である。第１プリズムパネル２１の一方の面（第１プリズム形成面２１ａ）には、断面形状が二等辺三角形状の長尺の複数のプリズム２１ｂが並設されている。第１プリズムパネル２１における第１プリズム形成面２１ａの裏面２１ｃは、平坦面とされている。同様に、第２プリズムパネル２２の一方の面（第２プリズム形成面２２ａ）には、断面形状が二等辺三角形状の長尺の複数のプリズム２２ｂが並設されている。第２プリズムパネル２２における第２プリズム形成面２２ａの裏面２２ｃは、平坦面とされている。プリズム２１ｂ，２２ｂにおける二等辺三角形の頂角は例えば４５度、高さは例えば０．５ｍｍであってよい。

第１プリズム形成面２１ａと第２プリズム形成面２２ａとの間には、プリズム間気体層形成部材２５が配置される。プリズム間気体層形成部材２５は、第１プリズム形成面２１ａと第２プリズム形成面２２ａとの間に挟み込まれる。プリズム間気体層形成部材２５を第１プリズム形成面２１ａと第２プリズム形成面２２ａの間に挟み込んだ状態で、第１保持部材２３および第２保持部材２４を用いて第１プリズムパネル２１と第２プリズムパネル２２を対向保持することで、プリズム間気体層形成部材２５は第１プリズムパネル２１と第２プリズムパネル２２により押さえつけられ、その位置が固定される。プリズム間気体層形成部材２５を設けることにより、対向するプリズム間の密着が防止されるため、プリズム間に確実に空気層を形成することができる。プリズム間に空気層を設けることで、プリズムパネル構造体２０の再帰反射性能を確保することができる。

図６（ａ）および（ｂ）は、プリズム間気体層形成部材２５の形状を示す。プリズム間気体層形成部材２５は、図６（ａ）に示すように球状であってもよいし、図６（ｂ）に示すように円柱状体であってもよい。安定して極薄の空気層をプリズム間に形成するために、球の直径または円柱の底面の直径αは、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。プリズム間気体層形成部材２５の材質は透明なものであれば特に限定されないが、第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２に傷が付くのを防止するために、表面硬度が低いものが好ましい。好適な材質としては、例えばナイロン線材のような透明化学繊維糸や、透明化学ファイバーなどを例示できる。

図７は、プリズム間気体層形成部材２５の配置位置の一例を示す。図７に示すように、プリズム間気体層形成部材２５は、第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２の周縁部に配置される。さらに、プリズム間気体層形成部材２５は第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２の中央部に配置されてもよい。プリズム間気体層形成部材２５の配置位置は特に限定されず、プリズムパネルの大きさや材質等に応じて適宜設定される。

図８は、プリズムパネル構造体２０の作用を説明するための図である。図８に示すように、プリズムパネル構造体２０は、所定の入射角度範囲θ内の角度で入射した光を再帰反射するとともに、入射角度範囲θ外の角度で入射した光を透過する。すなわち、プリズムパネル構造体２０は、入射角度範囲θ内の角度で入射した光に対してはミラー状態となり、入射角度範囲θ外の角度で入射した光に対してはガラス状態となる。

図９は、プリズムパネル構造体２０の効果を説明するための図である。図９に示すように、プリズムパネル構造体２０を建築物の窓に用いられる複層ガラス内に設けることで、所定の角度範囲で入射する太陽からの直達光を、プリズムパネルとパネル間の気体層との界面で再帰反射させることができる。これにより防眩効果および遮熱効果が得られる。また、プリズムパネル構造体２０は所定の角度範囲外で入射する天空光（拡散光）を透過するため、天空光を好適に室内に取り込むことができ、室内空間の明るさを確保することができる。これにより、室内照明の点灯を不要または少なくとも低減できるので、省エネルギー化に貢献できる。さらに、プリズムパネル構造体２０によれば、外部空間への視認性を確保することができる。

図１に戻るが、本実施形態に係る複層ガラス１０において、第１保持部材２３および第２保持部材２４は、第１プリズムパネル２１と第２プリズムパネル２２を保持する保持部材としての役割と複数組の第１プリズムパネル２１および第２プリズムパネル２２を結合する結合部材としての役割の他に、第１ガラス板１１と第１プリズムパネル２１の間および第２ガラス板１２と第２プリズムパネル２２の間に断熱気体層（例えば空気層）２６，２７を形成する断熱気体層形成部材としての役割を有する。すなわち、断面Ｕ字状の第１保持部材２３の側面部２３ａ，２３ｂおよびボビン形状の第２保持部材２４の側面部２４ａ，２４ｂを第１ガラス板１１と第１プリズムパネル２１の間および第２ガラス板１２と第２プリズムパネル２２の間に介在させることにより、プリズムパネルとガラス板が密着することが防止され、安定した断熱気体層２６，２７を形成することができる。このように断熱気体層２６，２７を形成することで、従来の複層ガラスが元来有していた断熱性能を維持することができる。第１保持部材２３の側面部２３ａ，２３ｂおよび第２保持部材２４の側面部２４ａ，２４ｂの厚さを変えることで、断熱気体層２６，２７の層厚を調整することができ、所望の断熱性能を得ることができる。

図１０（ａ）および（ｂ）は、第１保持部材２３と第２保持部材２４の変形例を説明するための図である。図１０（ａ）に示す第１保持部材２３では、側面部２３ａ，２３ｂの外側に突出部２３ｃ，２３ｄが設けられている。また、図１０（ｂ）に示す第２保持部材２４では、側面部２４ａ，２４ｂの外側に突出部２４ｄ，２４ｅが設けられている。これらの突出部は、ガラス板とプリズムパネルとの間に断熱気体層を形成する役割を有する。突出部の高さを変えることで、断熱気体層の層厚を調整することができ、所望の断熱性能を得ることができる。

例えば複層ガラスをトップライトに用いた場合、ガラス板の自重によるたわみ等でプリズムパネルとガラス板が密着して虹彩現象（すなわち、モワレ（干渉縞模様））が生じるおそれがある。このモワレは視認性を低下させるおそれがある。本実施形態によれば、プリズムパネルとガラス板との間に第１保持部材２３および第２保持部材２４を介在させることで、安定してガラス板とプリズムパネルの間に断熱気体層２６，２７を形成することができるため、虹彩現象を回避でき、良好な視認性を確保することができる。

本実施形態に係る複層ガラス１０においては、樹脂製のプリズムパネルが熱膨張により多少変形したとしても、プリズムパネルは第１保持部材２３および第２保持部材２４により固定されているため、断熱気体層２６，２７は大きくバランスを崩すことはない。複層ガラス内部の樹脂素材は一体化されているため、熱膨張のためのクリアランスもとりやすい。

また、本実施形態に係る複層ガラス１０においては、第１プリズムパネル２１と第２プリズムパネル２２の間の封止空間にプリズムパネル構造体２０を設けているため、プリズムパネル構造体２０に対し特別なメンテナンスが不要である。通常の複層ガラスと同様に、ガラス板の両面清掃を行うだけでよいので、メンテナンス性に優れる。

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、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ 複層ガラス、 １１ 第１ガラス板、 １２ 第２ガラス板、 １３ スペーサ、 １４ 乾燥剤、 １５ 一次シール、 １６ 二次シール、 ２０ プリズムパネル構造体、 ２１ 第１プリズムパネル、 ２１ａ 第１プリズム形成面、 ２１ｂ プリズム、 ２２ 第２プリズムパネル、 ２２ａ 第２プリズム形成面、 ２２ｂ プリズム、 ２３ 第１保持部材、 ２４ 第２保持部材、 ２５ プリズム間気体層形成部材、 ２６ 断熱気体層。

Claims (4)

1. 離間した状態で対向配置された第１ガラス板および第２ガラス板と、
   前記第１ガラス板と前記第２ガラス板との間に設けられたプリズムパネル構造体と、
   を備える複層ガラスであって、
   前記プリズムパネル構造体は、
   第１プリズム形成面を有する第１プリズムパネルと、
   第２プリズム形成面を有する第２プリズムパネルと、
   前記第１プリズム形成面と前記第２プリズム形成面とが対向するように前記第１プリズムパネルと前記第２プリズムパネルを保持する保持部材と、
   前記第１プリズム形成面と前記第２プリズム形成面との間に気体層を形成するためのプリズム間気体層形成部材と、
   を備えることを特徴とする複層ガラス。
2. 前記プリズム間気体層形成部材は、円柱形状または球状であることを特徴とする請求項１に記載の複層ガラス。
3. 前記プリズムパネル構造体は、対向する前記第１ガラス板と前記第１プリズムパネルとの間および対向する前記第２ガラス板と前記第２プリズムパネルとの間に断熱気体層を形成するための断熱気体層形成部材をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の複層ガラス。
4. 前記第１ガラス板と前記第２ガラス板との間に、複数組の前記第１プリズムパネルおよび前記第２プリズムパネルが平面状に配列されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の複層ガラス。

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