WO2019220823A1 - プリズム窓及び多段型プリズム窓 - Google Patents

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WO2019220823A1
WO2019220823A1 PCT/JP2019/015715 JP2019015715W WO2019220823A1 WO 2019220823 A1 WO2019220823 A1 WO 2019220823A1 JP 2019015715 W JP2019015715 W JP 2019015715W WO 2019220823 A1 WO2019220823 A1 WO 2019220823A1
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prism
layer
transparent plate
sliding
predetermined angle
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PCT/JP2019/015715
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拓樹 中村
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矢崎エナジーシステム株式会社
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    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B5/00—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • F21S11/00—Non-electric lighting devices or systems using daylight
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/12—Reflex reflectors

Definitions

  • the present invention relates to a prism window and a multistage prism window.
  • Patent Documents 1 to 3 Conventionally, retroreflective windows that retroreflect the direct light from the sun toward the sun by providing a prism between a plurality of transparent plates or integrally with the transparent plates have been proposed (Patent Documents 1 to 3). reference). Furthermore, indoor use windows have also been proposed that use a prism to reflect direct light and illuminate the indoor ceiling side (see Patent Documents 4 to 6).
  • Patent Documents 1 to 6 are not appropriate depending on the season because the state of retroreflecting sunlight, the state of illuminating the indoor ceiling side, and the like are fixed.
  • retroreflective windows that retroreflect sunlight retroreflecting sunlight in summer can suppress the reduction of cooling efficiency without taking in sunlight indoors, but improve heating efficiency in winter I can't. Therefore, the present inventor is researching a window for retroreflecting direct light in the summer and taking the direct light into the room in the winter by using the difference in solar altitude between the summer and winter.
  • FIG. 10 is a graph showing the correlation between the south-middle altitude for one year and the minimum and maximum temperatures.
  • the south and middle altitudes are the same at about 55 degrees on the day of spring equinox and the day of fall equinox.
  • the minimum and maximum temperatures differ by about 15 degrees between Equinox Day and Equinox Day.
  • Equinox Day is colder than Equinox Day. End up.
  • a prism window or the like that can be in an appropriate state according to the surrounding environment such as temperature is desired instead of depending only on the solar altitude.
  • the present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a prism window and a multistage prism window that can be in an appropriate state according to the surrounding environment. It is in.
  • the prism window according to the present invention includes a first transparent plate member, a second transparent plate member, a prism portion that is provided at a predetermined angle with a soft resin, and a second transparent plate member.
  • An opposing prism portion that is provided on the side of the conductive plate material and that has a soft resin and is arranged opposite to the prism portion via an air layer, wherein at least one of the first and second transparent plate materials is mutually
  • the prism portion can be slid while maintaining the parallel relationship, and the prism portion has a predetermined angle setting changed between when sliding and when not sliding.
  • the prism window of the present invention since the angle setting of the prism portion is changed between when sliding and when not sliding, the total reflection condition of the light reaching the air layer via the prism portion is also changed. It becomes. Therefore, it is possible to provide a prism window that can be in an appropriate state according to the surrounding environment by switching between sliding and non-sliding.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a prism window according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state when the first transparent plate and the second transparent plate are slid in the prism window shown in FIG. 3 (a) and 3 (b) are conceptual diagrams showing an optical path of direct light from the sun incident on the prism window according to the first embodiment, and FIG. 3 (a) shows a non-sliding state.
  • FIG. 3B shows a sliding state.
  • 4 (a) and 4 (b) are conceptual diagrams showing the optical path of direct light from the sun incident on the first modification of the prism window according to the first embodiment, and FIG. The time of sliding is shown, and FIG. 4B shows the time of sliding.
  • FIG. 5B are conceptual diagrams showing an optical path of direct light incident from the sun incident on the second modification of the prism window according to the first embodiment, and FIG. The time of sliding is shown, and FIG. 5B shows the time of sliding.
  • FIG. 6 is an exploded cross-sectional view showing a prism window according to the second embodiment.
  • 7 (a) and 7 (b) are conceptual diagrams showing an optical path of direct light from the sun incident on the prism window according to the second embodiment, and FIG. 7 (a) shows a non-sliding state.
  • FIG. 7B shows a sliding state.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a multi-stage prism window according to the third embodiment, and shows a non-sliding state.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a multi-stage prism window according to the third embodiment, and shows a sliding state.
  • FIG. 10 is a graph showing the correlation between the south-middle altitude for one year and the minimum and maximum temperatures.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a prism window according to the first embodiment.
  • the prism window 1 shown in FIG. 1 includes roughly two transparent plate members 10, a sealing member 20, a thin film 30, and a soft resin 40.
  • the two transparent plate materials 10 are transparent plate materials such as a glass material and a resin material arranged substantially in parallel with each other.
  • the two transparent plate members 10 include a first transparent plate member 10a and a second transparent plate member 10b.
  • plate material 10a is arrange
  • plate material 10b is arrange
  • the sealing member 20 is interposed between the two transparent plate members 10 at the peripheral ends of the two transparent plate members 10. By providing the sealing member 20 at the peripheral end portions of the two transparent plate members 10, an internal space closed by the two transparent plate members 10 and the sealing member 20 is formed, and a thin film is formed in the internal space. A film 30 and a soft resin 40 are provided.
  • the thin film 30 is a transparent film disposed between the first transparent plate 10a and the second transparent plate 10b.
  • the thin film 30 is made of, for example, a PET (Polyethylene terephthalate) film, and is arranged in a zigzag shape with a predetermined angle in a cross-sectional view.
  • the thin film 30 is disposed in a zigzag shape so as to extend in the vertical direction along the first transparent plate material 10a and the second transparent plate material 10b.
  • the thin film 30 has an air layer AL interposed therebetween.
  • the thin film 30 includes a plurality of individual films 31 having a Z-shaped cross section.
  • the plurality of individual films 31 are arranged such that the Z-shaped end sides overlap with other individual films 31 adjacent in the vertical direction via the air layer AL.
  • the thin film 30 will be made into the zigzag shape with which Z character continued, interposing the air layer AL.
  • the soft resin 40 is made of, for example, silicone gel, and is filled between the thin film 30 and the first transparent plate 10a and between the thin film 30 and the second transparent plate 10b. .
  • the soft resin 40 is filled between the thin film 30 and the first transparent plate member 10a.
  • the prism portion 41 includes the thin film 30 on the outdoor side of the thin film 30.
  • the soft resin 40 is filled between the thin film 30 and the second transparent plate member 10b.
  • the image recovery prism (opposing prism portion) 42 including the thin film 30 is provided on the indoor side of the thin film 30. Will be formed.
  • the prism portion 41 and the image restoration prism 42 are set to a predetermined angle determined by the shape of the thin film 30.
  • a soft resin 40 having an appropriate refractive index is selected.
  • the prism portion 41 is a transparent prism (that is, a triangular prism-shaped prism) that is triangular in cross section. These prism portions 41 are arranged to face the first transparent plate member 10a so that the first side 41a is along the first transparent plate member 10a.
  • the second side 41b and the third side 41c of the prism part 41 extend with a predetermined angle with respect to the first side 41a.
  • the second side 41b is a side located on the vertically lower side than the third side 41c.
  • the third side 41c is in contact with the air layer AL.
  • the thin film 30 has a reflecting member 32.
  • the reflection member 32 is a member that does not transmit sunlight, and blocks the optical path to the room.
  • the reflecting member 32 is a member having, for example, a visible light and infrared reflectance of 70% or more.
  • the reflecting member 32 is formed by applying white or silver paint on the intermediate side of the Z-shaped individual film 31. For this reason, the reflecting member 32 is provided on the second side 41 b (predetermined surface) of the prism portion 41.
  • the reflecting member 32 is not restricted to the case comprised by coating.
  • the prism window 1 according to the first embodiment is provided with predetermined means so that the state can be maintained after sliding.
  • the sliding method may be manual or electric.
  • the sliding direction is the extending direction (vertical direction) of the thin film 30 in a sectional view.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state when the first transparent plate member 10a and the second transparent plate member 10b are slid in the prism window 1 shown in FIG.
  • the first transparent plate 10a is slid upward and the second transparent plate 10b is slid downward.
  • the zigzag angle (predetermined angle) of the thin film 30 changes when the soft resins 40 are pressed against each other.
  • each individual film 31 does not expand or contract, but the angle changes flexibly in the Z-shaped peaks and valleys, and the zigzag angle changes.
  • the angle setting of the prism unit 41 is also changed.
  • the air layer AL may be exposed in a portion that is not sandwiched between the individual films 31, but in this case as well, the air layer AL is basically made of the soft resin 40. The area is maintained without being affected by the viscosity. Therefore, when returning to the state shown in FIG. 1, the air layer AL is again sandwiched between the individual films 31 except when the soft resin 40 is aged.
  • FIG. 3 (a) and 3 (b) are conceptual diagrams showing the optical path of direct light from the sun incident on the prism window 1 according to the first embodiment, and FIG. 3 (a) shows a non-sliding state.
  • FIG. 3B shows a sliding state.
  • the prism portion 41 is a direct light in which the angle with respect to the normal N of the two transparent plate members 10 is a predetermined angle ⁇ (for example, 45 degrees) or more.
  • the refractive index and the triangular interior angle are set so that OP (for example, direct light in summer) is condensed on the reflecting member 32 and retroreflected.
  • the refractive index and the triangular interior angle are set so that the incident angle of the direct light OP on the third side 41c is not less than the critical angle.
  • the refractive index and the triangular interior angle are set so that the prism portion 41 transmits light (light SL such as reflected light from the ground) whose angle with respect to the normal N is less than the predetermined angle ⁇ .
  • the direct light OP shown in FIG. 3A first reaches the third side 41c of the prism portion 41. If the refractive index and the triangular interior angle are set as described above, first, Even direct light that reaches the second side 41b is retroreflected in the same manner.
  • the light is transmitted almost like a normal window.
  • the user sets the prism window 1 in a non-sliding state (the state shown in FIG. 1 or FIG. 3A) in a warm environment such as summer or early autumn.
  • a non-sliding state the state shown in FIG. 1 or FIG. 3A
  • direct light direct light with an angle with respect to the normal line N equal to or larger than the predetermined angle ⁇
  • the direct light OP passes through the first transparent plate 10 a and reaches the prism portion 41.
  • the direct light OP reaching the prism part 41 includes the following 1) to 2). 1) A reflection member 32 that is totally reflected only by the third side 41c and provided to the second side 41b. 2) One that directly reaches the reflecting member 32 provided for the second side 41b. All of these lights are retroreflected using the reflection at the reflecting member 32. That is, these lights are emitted from the first transparent plate 10a toward the sun at an angle similar to the incident angle.
  • the direct light OP is provided for the second side 41b of the adjacent prism portion 41 or the like after being totally reflected by the third side 41c and then totally reflected by the surface of the first transparent plate 10a. Some of them reach the reflecting member 32. Such light is also retroreflected using the reflection at the reflecting member 32.
  • the user sets the prism window 1 to the sliding state (the state shown in FIG. 2 or FIG. 3B).
  • the sliding state it is assumed that direct light from the sun in winter or early spring (direct light in which the angle with respect to the normal N is equal to or greater than the predetermined angle ⁇ ) is incident on the first transparent plate member 10a.
  • the direct light OP passes through the first transparent plate 10a to reach the prism portion 41, and passes through the prism portion 41 to reach the indoor side.
  • light eg, light SL
  • the light passes through the prism portion 41 and reaches the indoor side.
  • the direct light OP having a predetermined angle ⁇ or more can be retroreflected when not sliding, and the direct light OP can be transmitted like a normal window when sliding. Therefore, by switching between the sliding state and the non-sliding state, the prism window 1 that can be in an appropriate state according to the surrounding environment can be obtained.
  • FIG. 4 (a) and 4 (b) are conceptual diagrams showing the optical path of direct light OP incident from the sun incident on the first modification of the prism window 1 according to the first embodiment, and FIG. 4 (a). Indicates a non-sliding time, and FIG. 4B shows a sliding time.
  • the prism portion 41 according to the first modification is an obtuse triangle when viewed in cross section.
  • the prism portion 41 is configured such that the obtuse angle portion faces the outdoor side, and the second side 41b which is the lower side is slightly inclined toward the indoor side.
  • the prism unit 41 condenses the direct light OP (for example, direct light in winter) on the reflecting member 32 so that the angle with respect to the normal line N of the two transparent plates 10 is a predetermined angle ⁇ (for example, 28 degrees) or more. Let it reflect to the indoor ceiling side. More specifically, in the prism portion 41, the refractive index and the triangular interior angle are set so that the incident angle of the direct light OP on the third side 41c is equal to or greater than the critical angle.
  • the refractive index and the triangular interior angle are set so that the prism unit 41 transmits light (light SL such as reflected light from the ground) whose angle with respect to the normal N is less than the predetermined angle ⁇ . .
  • the prism portion 41 according to the first modified example except the region where the reflection member 32 is provided by changing the angle between the peak portion and the valley portion of the thin film 30.
  • the light is transmitted almost like a normal window.
  • the prism window 1 according to the first modification can reflect the direct light OP having a predetermined angle ⁇ or more toward the indoor ceiling when not sliding, and transmit the direct light OP like a normal window when sliding. Therefore, by switching between the sliding state and the non-sliding state, the prism window 1 that can be in an appropriate state according to the surrounding environment can be obtained.
  • FIGS. 5A and 5B are conceptual diagrams showing the optical path of the direct light OP incident from the sun incident on the second modification of the prism window 1 according to the first embodiment, and FIG. Indicates a non-sliding time, and FIG. 5B shows a sliding time.
  • the prism window 1 according to the second modification includes a heat absorbing member 33 instead of the reflecting member 32.
  • the heat absorbing member 33 receives sunlight and absorbs heat.
  • the heat absorbing member 33 is, for example, a member having a visible light and infrared absorption ratio of 70% or more.
  • the absorption coefficient is large in the sunlight wavelength region (0.3 to 2.5 ⁇ m), and the infrared wavelength region (3 0.0 to 20 ⁇ m) corresponds to a selective absorption member having a reduced emissivity.
  • the heat absorbing member 33 is formed by applying a black paint to the intermediate side of the Z-shaped individual film 31 (the second side 41b of the prism portion 41). Note that the heat absorbing member 33 is not limited to being formed by painting.
  • the prism portion 41 according to the second modified example has direct light in which the angle with respect to the normal line N of the two transparent plate members 10 is equal to or larger than a predetermined angle ⁇ (for example, 28 degrees).
  • ⁇ for example, 28 degrees.
  • the refractive index and the triangular interior angle are set so that the prism unit 41 transmits light (light SL such as reflected light from the ground) whose angle with respect to the normal N is less than the predetermined angle ⁇ . .
  • the prism portion 41 according to the second modification has the third side 41c shown in FIG. 3 (a) by changing the angle between the peak portion and the valley portion of the thin film 30.
  • the angle setting is the same as that shown in a). Therefore, direct light such as during summer in the middle of the summer is condensed on the heat absorbing member 33 and causes a heating effect in the room. For this reason, such direct light is blocked by, for example, providing a retroreflective window that retroreflects high-angle direct light on the outdoor side of the prism window 1 or using a wall of a building. It becomes.
  • the prism window 1 according to the second modification can use the direct light OP having a predetermined angle ⁇ or more for radiant heating when not sliding, and can transmit light like a normal window except for a high angle when sliding. . Therefore, by switching between the sliding state and the non-sliding state, the prism window 1 that can be in an appropriate state according to the surrounding environment can be obtained.
  • the angle of the thin film 30 (angle setting of the prism portion 41) is changed between when sliding and when not sliding.
  • the total reflection condition of the light reaching the air layer AL through the film 30 (prism portion 41) is also changed. Therefore, the prism window 1 which can be made into an appropriate state according to the surrounding environment by switching between a slide and a non-slide can be provided.
  • the prism portion 41 and the image recovery prism 42 can be formed relatively easily.
  • the thin film 30 has a plurality of individual films 31 having a Z-shaped cross section, and each individual film 31 overlaps the adjacent individual films 31 with the Z-shaped end sides through the air layer AL.
  • each individual film 31 overlaps the adjacent individual films 31 with the Z-shaped end sides through the air layer AL.
  • it is zigzag-shaped, and the amount of overlap with the adjacent individual film 31 changes during sliding. For this reason, the possibility that the thin film 30 is stretched and ruptured at the time of sliding can be reduced.
  • the multistage prism window according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but a part of the configuration is different.
  • the same or similar elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the prism window according to the second embodiment.
  • FIGS. 7A and 7B are views from the sun incident on the prism window according to the second embodiment.
  • FIGS. 7A and 7B are conceptual diagrams showing the optical path of the direct light, and FIG. 7B shows a non-sliding state and FIG. 7B shows a sliding time.
  • the prism window 2 is different from that of the first embodiment in the thin film 30.
  • the thin film 30 is composed of two individual films 34.
  • the two individual films 34 extend in a zigzag shape (a concept including a substantially zigzag shape including a part of a curved surface) to the vicinity of the upper and lower ends of the prism window 2.
  • the side 3 (specific surface) 41c and the side (specific surface) OS1 opposite to the side 3 overlap each other with the air layer AL interposed therebetween.
  • the thin film 30 has innumerable irregularities on the surface when viewed microscopically, and when air enters between the irregularities, the thin film 30 is in contact with each other but the air layer AL is interposed. ing.
  • the two individual films 34 are provided with the reflecting member 32 and the heat absorbing member 33 on the second side (second specific surface) 41 b of the prism portion 41.
  • the second side (second specific surface) 41b of the prism portion 41 and the side (second specific surface) OS2 opposite to the second side (second specific surface) OS2 are spaced apart from each other.
  • the gap has a substantially oval cross section when the sides 41b of the two individual films 34 and the OS2 overlap each other.
  • the gap shape is not limited to this.
  • the prism portion 41 has an angle with respect to the normal line N of the two transparent plate members 10 at a predetermined angle ⁇ (as in FIGS. 3A and 5A).
  • the angle setting is changed so that the direct light OP having 45 degrees or more is condensed on the reflecting member 32 or the heat absorbing member 33.
  • the direct light OP can be retroreflected, or heat can be absorbed from the direct light OP and used for radiation heating.
  • the prism window 2 similarly to the first embodiment, the prism can be brought into an appropriate state according to the surrounding environment by switching between sliding and non-sliding.
  • a window 2 can be provided.
  • the prism portion 41 and the image recovery prism 42 can be formed relatively easily.
  • the gap shape formed by the side OS2 facing the second side 41b is not displaced by frictional force between the side OS1 facing the third side 41c during sliding. Change. For this reason, the angle of the thin film 30 at the time of sliding can be changed using the absorptivity by the change of the gap shape.
  • the multistage prism window according to the third embodiment has the prism window 1 of the first embodiment.
  • the same or similar elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 8 and 9 are cross-sectional views of the multi-stage prism window according to the third embodiment.
  • FIG. 8 shows a non-sliding state
  • FIG. 9 shows a sliding state.
  • the multistage prism window 3 shown in FIGS. 8 and 9 includes a first layer L1 and a second layer L2 configured by the prism window 1 shown in the first embodiment (including the first and second modifications). And has a structure in which the second layer L2 is laminated on the indoor side of the first layer L1.
  • the thin film 30 may be comprised by the two separate films 34 for the 1st layer L1 and the 2nd layer L2.
  • the second transparent plate 10b of the first layer L1 and the first transparent plate 10a of the second layer L2 are shared so as to form a single plate.
  • a plate material 50 is configured.
  • plate material 50 is not restricted to being shared so that it may become one board
  • the plate 10a may be integrated with a connector or the like.
  • the first layer L ⁇ b> 1 is provided with a reflection member (non-transmission member) 32 that does not transmit light on the second side 41 b of the prism portion 41.
  • the second layer L2 includes a reflecting member (indoor use member) 32 and a heat absorbing member (indoor use member) on the second side 41b of the prism portion 41. ) 33 is provided. More specifically, in the second layer L2, the upper side of the plurality of prism portions 41 is a reflecting prism portion 41A, and the reflecting member 32 is provided on the second side 41b of the reflecting prism portion 41A.
  • the lower side of the plurality of prism portions 41 is the heat absorption prism portion 41B, and the heat absorption member 33 is provided for the second side 41b of the heat absorption prism portion 41B.
  • the prism portions 41 of the first layer L1 and the second layer L2 are set to appropriate refractive indexes and angles as in the above-described embodiment.
  • the multistage prism window 3 is configured such that the intermediate plate member 50 is slidable, and a thermosensitive thermostat (temperature sensitive member) 60 is connected to the lower portion of the intermediate plate member 50.
  • a specific medium such as CaCl2-6H2O that liquefies and expands at a specific temperature (for example, 32 degrees) or more and solidifies and contracts at a temperature lower than the specific temperature is enclosed in a container.
  • the thermostat 60 expands and slides the intermediate plate member 50 upward when the ambient temperature becomes equal to or higher than the specific temperature.
  • the thermostat 60 contracts when the ambient temperature becomes lower than the specific temperature, and slides the intermediate plate 50 downward (sets to a non-sliding state).
  • the prism portion 41 of the first layer L1 is in the same state as shown in FIG. 3A when the intermediate plate 50 is slid.
  • the prism portion 41 of the first layer L1 condenses the direct light OP1 whose angle with respect to the normal line N becomes the first predetermined angle ⁇ 1 (for example, 58 degrees) when the intermediate plate 50 is slid on the reflecting member 32 and recursively. Reflecting and transmitting light whose angle with respect to the normal N is less than the first predetermined angle ⁇ 1.
  • the reflective prism portion 41A of the second layer L2 is in the same state as shown in FIG. 4B when the intermediate plate 50 is slid. Further, the endothermic prism portion 41B of the second layer L2 is in the same state as shown in FIG. 5B when the intermediate plate 50 is slid. That is, the reflection prism portion 41A and the heat absorption prism portion 41B have the exception of the region where the reflection member 32 or the heat absorption member 33 is provided by changing the angle between the peak portion and the valley portion of the thin film 30 when the intermediate plate 50 is slid. Light is transmitted almost like a normal window.
  • the endothermic member 33 of the second layer L2 is used for direct light such as in summertime in the middle of summer. Therefore, it is possible to prevent a room from having a heating effect.
  • the prism portion 41 of the first layer L1 is in the same state as shown in FIG. 3B when the intermediate plate 50 is not slid. That is, when the intermediate plate member 50 is not slid, the prism portion 41 transmits light like a substantially normal window except for the region where the reflecting member 32 is provided.
  • the reflecting prism portion 41A of the second layer L2 is in the same state as shown in FIG. 4A when the intermediate plate 50 is not slid.
  • the reflecting prism portion 41A condenses the direct light OP2 having an angle with respect to the normal line N to the second predetermined angle ⁇ 2 (for example, 28 degrees) when the intermediate plate 50 is not slid on the reflecting member 32 to the indoor ceiling side. Reflecting and transmitting light whose angle with respect to the normal line N is less than the second predetermined angle ⁇ 2.
  • the endothermic prism portion 41B of the second layer L2 is in the same state as shown in FIG. 5A when the intermediate plate 50 is not slid. That is, the endothermic prism portion 41B condenses the direct light OP2 whose angle with respect to the normal line N becomes the second predetermined angle ⁇ 2 when the intermediate plate 50 is not slid on the heat absorption member 33 and uses it for radiant heating. The light whose angle with respect to is less than the second predetermined angle ⁇ 2 is transmitted.
  • the thermostat 60 puts the intermediate plate 50 in the sliding state (state shown in FIG. 9).
  • direct light direct light in which the angle with respect to the normal N is equal to or greater than the first predetermined angle ⁇ 1
  • OP1 direct light in which the angle with respect to the normal N is equal to or greater than the first predetermined angle ⁇ 1
  • the direct light OP1 is retroreflected by using the reflection of the reflection member 32 of the first layer L1.
  • light for example, light SL
  • the light at this time passes through the first layer L1 and also passes through the second layer L2. Therefore, most of the light SL or the like enters the room except for the light that is blocked by the reflecting member 32 and the heat absorbing member 33.
  • the thermostat 60 places the intermediate plate 50 in a non-sliding state (the state shown in FIG. 8). In this state, it is assumed that direct light (direct light in which the angle with respect to the normal N is equal to or greater than the second predetermined angle ⁇ 2) OP2 is incident on the first transparent plate 10a in the winter or early spring. At this time, the direct light OP2 passes through the first layer L1 and reaches the second layer L2. The light reaching the second layer L2 is condensed on the reflecting member 32 and the heat absorbing member 33 of the second layer L2 and reflected on the indoor ceiling side or used for radiation heating.
  • the multistage prism window 3 when the intermediate plate 50 is not slid, the multistage prism window 3 according to the third embodiment reflects the direct light OP2 of the second predetermined angle ⁇ 2 or more to the indoor ceiling side or uses it for radiation heating. Sometimes the direct light OP1 having the first predetermined angle ⁇ 1 or more can be retroreflected. Therefore, by switching between the sliding state and the non-sliding state, the multistage prism window 3 that can be in an appropriate state according to the surrounding environment can be obtained.
  • the multistage prism window 3 according to the third embodiment, as in the first embodiment, by switching between sliding and non-sliding, an appropriate state can be obtained according to the surrounding environment.
  • a multistage prism window 3 can be provided. Further, it is possible to reduce the possibility that the thin film 30 is stretched and broken during sliding.
  • the first layer L1 condenses and retroreflects the light having the first predetermined angle ⁇ 1 or more on the reflection member 32
  • the second layer L2 has the second predetermined angle ⁇ 2 or more.
  • the light is condensed on the reflecting member 32 and the heat absorbing member 33 and used for radiant heating indoors, or sunlight is reflected to the indoor ceiling side.
  • the intermediate plate member 50 it is possible to switch between a state where the direct light is not directly used indoors in the first layer L1 and a state where the direct light is used indoors in the second layer L2. .
  • the thermostat 60 is provided to change the intermediate plate 50 between the slid state and the non-slide state depending on whether or not the temperature is higher than a specific temperature, the direct light is not directly used indoors according to the ambient temperature. It is possible to automatically switch between indoor use state.
  • the present invention has been described based on the embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be modified within the range not departing from the gist of the present invention, and appropriately implemented within the possible range. You may combine the technique of forms. Furthermore, known or well-known techniques may be combined within a possible range.
  • the present invention is not limited thereto, and the prism windows may be provided on the roof surface.
  • the sliding state and the non-sliding state may be reversed. Therefore, for example, in the prism window 1 according to the first embodiment, the direct light OP having a predetermined angle ⁇ or more is transmitted when not sliding, and the direct light OP having the predetermined angle ⁇ or more is retroreflected when sliding. Also good.
  • the second layer L2 includes the reflecting prism portion 41A and the heat absorbing prism portion 41B, but not limited thereto, and includes only one of them. May be. In this case, the second layer L2 includes only one of the reflecting member 32 and the heat absorbing member 33.
  • the multistage prism window 3 according to the third embodiment includes the thermosensitive thermostat 60.
  • the present invention is not limited to this, and the intermediate plate 50 is simply moved manually or electrically. You may make it raise and lower.
  • the intermediate plate member 50 or the like may be appropriately subjected to low radiation treatment to make it difficult for the heat of the heat absorbing member 33 to escape to the outside.
  • the first layer L1 of the prism windows 1 and 2 and the multi-stage prism window 3 according to the first to third embodiments is not limited to the reflecting member 32 that retroreflects sunlight, but, for example, provides an optical path to sunlight indoors. If it is set as the interruption
  • the sealing member 20 has elasticity that can cope with a change in thickness. The same applies to other embodiments.
  • the prism window 2 according to the second embodiment includes two individual films 34 (thin film 30).
  • the soft resin 40 is not sticky and can maintain its shape. If so, the prism portion 41 and the image recovery prism 42 may be formed only by the soft resin 40 without having the thin film 30.
  • the soft resin 40 also has innumerable irregularities on the surface when viewed microscopically, and the air layer AL of the soft resin 40 is in contact with each other by the air entering between the irregularities. It is possible to realize an intervening state.
  • Multi-stage prism window 10a 1st transparent plate material 10b: 2nd transparent plate material 30: Thin film films 31 and 34: Individual film 32: Reflective member (impermeable member, indoor use member) 33: Endothermic member (indoor use member) 40: soft resin 41: prism portion 41A: reflecting prism portion 41B: endothermic prism portion 41b: second side (second specific surface) 41c: 3rd side (specific surface) 42: Image recovery prism (opposing prism) 50: Intermediate plate material 60: Thermostat (temperature sensitive member) AL: Air layer L1: First layer L2: Second layer N: Normal line OP, OP1, OP2: Direct light OS1, OS2: Opposite sides (specific surface) (second specific surface) ⁇ : predetermined angle ⁇ 1: first predetermined angle ⁇ 2: second predetermined angle

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Abstract

プリズム窓（１）は、第１及び第２透明性板材（１０ａ，１０ｂ）と、第１及び第２透明性板材（１０ａ，１０ｂ）の間に配置された透明性の薄膜フィルム（３０）と、薄膜フィルム（３０）の両側に充填された透明性の軟質樹脂（４０）とを備えている。薄膜フィルム（３０）は、断面視して所定の角度を有してジグザグ状に配置され空気層ＡＬを介在させている。また、第１及び第２透明性板材（１０ａ，１０ｂ）の少なくとも一方は互いの平行関係を維持したままスライド可能であり、薄膜フィルム（３０）は、スライド時と非スライド時とで所定の角度が変更される。

Description

プリズム窓及び多段型プリズム窓
　本発明は、プリズム窓及び多段型プリズム窓に関する。
　従来、複数の透明性板材の間に、又は透明性板材と一体にプリズムを設けることで、太陽からの直達光を太陽側に再帰反射させる再帰反射窓が提案されている（特許文献１～３参照）。さらに、プリズムを利用して直達光を反射させて室内天井側を照明する室内利用窓も提案されている（特許文献４～６参照）。
日本国特開２０１５－２１０３１９号公報 日本国特開２０１５－１７４８１０号公報 日本国特開２０１７－２１１４４２号公報 日本国特開２０１７－２１４８２２号公報 日本国特開２０１７－１６１６９２号公報 日本国特開２０１７－１５１２４９号公報
　しかし、特許文献１～６に記載のものは、太陽光を再帰反射させる状態や、室内天井側を照明する状態等が固定化されているため、季節によっては適切なものでなくなってしまう。例えば太陽光を再帰反射させる再帰反射窓では、夏場の太陽光を再帰反射させることで室内に太陽光を取り込むことなく冷房効率の低下を抑えることができるが、冬場においては暖房効率を向上させることができない。そこで、本件発明者は、夏場と冬場との太陽高度の差を利用して、例えば夏場に直達光を再帰反射させ、冬場に直達光を室内に取り込む窓を研究している。しかし、太陽高度の差を利用する場合には以下の問題があった。
　図１０は、１年間の南中高度と最低気温及び最高気温との相関を示すグラフである。図１０に示すように、南中高度は、春分の日及び秋分の日で約５５度で同じとなる。一方、最低気温及び最高気温は、春分の日と秋分の日とで約１５度の差が発生してしまい、太陽高度が同じにもかかわらず春分の日の方が秋分の日よりも寒くなってしまう。このため、晩秋には太陽高度が４５度に落ちるまで直達光を室内利用したくなく、一方で春には太陽高度が６５度になるまで直達光を室内利用したいという状態となり、両者に要求の際が発生してしまう。よって、太陽高度のみに依存するのではなく、温度等の周囲環境に応じて適切な状態とできるプリズム窓等が望まれることとなる。
　本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、周囲環境に応じて適切な状態とすることができるプリズム窓及び多段型プリズム窓を提供することにある。
　本発明に係るプリズム窓は、第１及び第２透明性板材と、第１透明性板材に対して設けられ、軟質樹脂を有して所定の角度設定で形成されたプリズム部と、第２透明性板材側に対して設けられ、軟質樹脂を有してプリズム部と空気層を介した対向配置とされた対向プリズム部と、を備え、第１及び第２透明性板材の少なくとも一方は互いの平行関係を維持したままスライド可能であり、プリズム部は、スライド時と非スライド時とで所定の角度設定が変更される。
　本発明に係るプリズム窓によれば、スライド時と非スライド時とでプリズム部の角度設定が変更されるため、プリズム部を介して空気層に到達した光の全反射条件についても変更されることとなる。よって、スライドと非スライドとを切り替えることで、周囲環境に応じて適切な状態とすることができるプリズム窓を提供することができる。
図１は、第１実施形態に係るプリズム窓を示す断面図である。 図２は、図１に示したプリズム窓において第１透明性板材及び第２透明性板材をスライドしたときの状態を示す断面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係るプリズム窓に入射する太陽からの直達光の光路を示す概念図であり、図３（ａ）は非スライド時を示し、図３（ｂ）はスライド時を示している。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１実施形態に係るプリズム窓の第１変形例に入射する太陽からの直達光の光路を示す概念図であり、図４（ａ）は非スライド時を示し、図４（ｂ）はスライド時を示している。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係るプリズム窓の第２変形例に入射する太陽からの直達光の光路を示す概念図であり、図５（ａ）は非スライド時を示し、図５（ｂ）はスライド時を示している。 図６は、第２実施形態に係るプリズム窓を示す分解状態の要部断面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第２実施形態に係るプリズム窓に入射する太陽からの直達光の光路を示す概念図であり、図７（ａ）は非スライド時を示し、図７（ｂ）はスライド時を示している。 図８は、第３実施形態に係る多段型プリズム窓の断面図であり、非スライド時を示している。 図９は、第３実施形態に係る多段型プリズム窓の断面図であり、スライド時を示している。 図１０は、１年間の南中高度と最低気温及び最高気温との相関を示すグラフである。
　以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
　図１は、第１実施形態に係るプリズム窓を示す断面図である。図１に示すプリズム窓１は、概略的に２枚の透明性板材１０と、封止部材２０と、薄膜フィルム３０と、軟質樹脂４０とを備えている。
　２枚の透明性板材１０は、互いに略平行配置されるガラス材や樹脂材等の透明性の板材である。２枚の透明性板材１０は第１透明性板材１０ａと第２透明性板材１０ｂとからなる。第１透明性板材１０ａは室外側に配置され、第２透明性板材１０ｂは第１透明性板材１０ａよりも室内側に配置されている。
　封止部材２０は、２枚の透明性板材１０の周端部において２枚の透明性板材１０の間に介在するものである。２枚の透明性板材１０の周端部に封止部材２０が設けられることによって、２枚の透明性板材１０と封止部材２０とによって閉じられた内部空間が形成され、この内部空間に薄膜フィルム３０と軟質樹脂４０とが設けられる。
　薄膜フィルム３０は、第１透明性板材１０ａと第２透明性板材１０ｂとの間に配置された透明性のフィルムである。この薄膜フィルム３０は、例えばＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）フィルムによって構成され、断面視して所定の角度を有してジグザグ状に配置されている。この薄膜フィルム３０は、第１透明性板材１０ａ及び第２透明性板材１０ｂに沿って、上下方向に延びるようにジグザグ状に配置されている。また、薄膜フィルム３０は空気層ＡＬを介在させている。
　詳細に説明すると、第１実施形態において薄膜フィルム３０は、断面Ｚ字形状の複数の個別フィルム３１を有して構成されている。複数の個別フィルム３１は、Ｚ字の端辺が、上下に隣接する他の個別フィルム３１に空気層ＡＬを介して重なるように配置されている。これにより、薄膜フィルム３０は空気層ＡＬを介在させつつＺ字が連続したジグザグ状とされることとなる。
　軟質樹脂４０は、例えばシリコーンゲルによって構成され、薄膜フィルム３０と第１透明性板材１０ａとの間、及び、薄膜フィルム３０と第２透明性板材１０ｂとの間の双方に充填されるものである。第１実施形態に係るプリズム窓１は、薄膜フィルム３０と第１透明性板材１０ａとの間に軟質樹脂４０が充填される結果、薄膜フィルム３０の室外側に薄膜フィルム３０を含んでプリズム部４１を形成し、薄膜フィルム３０と第２透明性板材１０ｂとの間に軟質樹脂４０が充填される結果、薄膜フィルム３０の室内側に薄膜フィルム３０を含んで像回復プリズム（対向プリズム部）４２を形成することとなる。これらプリズム部４１及び像回復プリズム４２は薄膜フィルム３０の形状によって決定された所定の角度設定とされる。なお、軟質樹脂４０は適切な屈折率を有するものが選択されている。
　プリズム部４１は、それぞれが断面視して三角形状とされた透明性のプリズム（すなわち三角柱形状のプリズム）となっている。これらのプリズム部４１は、第１の辺４１ａが第１透明性板材１０ａに沿うように第１透明性板材１０ａに面して配置されている。プリズム部４１の第２の辺４１ｂと第３の辺４１ｃは、第１の辺４１ａに対して所定の角度を有して延びている。第２の辺４１ｂは、第３の辺４１ｃよりも鉛直下方側に位置する辺である。なお、第３の辺４１ｃは空気層ＡＬに接するようになっている。
　また、薄膜フィルム３０は反射部材３２を有している。反射部材３２は、太陽光を不透過とする部材であって、室内への光路を遮断状態とするものである。第１実施形態において反射部材３２は、例えば可視光及び赤外線の反射率が７０％以上となる部材である。この反射部材３２は、Ｚ字形状の個別フィルム３１の中間辺に対して白色や銀色系の塗装が施されることで形成されている。このため、反射部材３２は、プリズム部４１の第２の辺４１ｂ（所定面）に設けられることとなる。なお、反射部材３２は塗装によって構成される場合に限るものではない。
　ここで、第１透明性板材１０ａ及び第２透明性板材１０ｂの少なくとも一方は互いの平行関係を維持したままスライド可能となっている。第１実施形態に係るプリズム窓１は、所定の手段が設けられており、スライド後にはその状態を維持できるようになっている。スライド方法は手動でもよいし電動等であってもよい。なお、以下においては、第１透明性板材１０ａ及び第２透明性板材１０ｂの双方がスライドされる例を説明する。また、スライド方向は断面視状態で薄膜フィルム３０の延在方向（上下方向）となっている。
　図２は、図１に示したプリズム窓１において第１透明性板材１０ａ及び第２透明性板材１０ｂをスライドしたときの状態を示す断面図である。図２に示すように、例えば第１透明性板材１０ａを上方向にスライドさせ、第２透明性板材１０ｂを下方向にスライドさせたとする。これにより、軟質樹脂４０同士が押し合うことにより、薄膜フィルム３０のジグザグ角度（所定の角度）が変化することとなる。この際、各個別フィルム３１は、伸び縮みはしないが、Ｚ字の山部及び谷部において柔軟に角度変化して、ジグザグ状の角度が変化することとなる。この結果、プリズム部４１の角度設定も変更される。また、各個別フィルム３１は、隣接する個別フィルム３１に対する重なり量が変化する。このため、個別フィルム３１が引き伸ばされて破断してしまうことが防止されている。なお、個別フィルム３１同士の重なり量が減少すると、個別フィルム３１同士によって挟まれない部分に空気層ＡＬが露出する可能性もあるが、この場合においても空気層ＡＬは基本的に軟質樹脂４０の粘性によって領域が侵されることなく維持される。よって、図１に示す状態に戻った場合、軟質樹脂４０の経年劣化時等を除き、空気層ＡＬは再度個別フィルム３１同士によって挟持されることとなる。
　図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係るプリズム窓１に入射する太陽からの直達光の光路を示す概念図であり、図３（ａ）は非スライド時を示し、図３（ｂ）はスライド時を示している。
　図３（ａ）に示す非スライド時において、第１実施形態に係るプリズム部４１は、２枚の透明性板材１０の法線Ｎに対する角度が所定角度θ（例えば４５度）以上となる直達光ＯＰ（例えば夏場の直達光）を反射部材３２に集光させて再帰反射させるように、屈折率及び三角形状の内角が設定されている。具体的に説明すると、プリズム部４１は、直達光ＯＰの第３の辺４１ｃへの入射角が臨界角以上となるように、屈折率及び三角形状の内角が設定されている。
　さらに、プリズム部４１は、法線Ｎに対する角度が所定角度θ未満となる光（地面からの反射光等の光ＳＬ）について透過させるように、屈折率及び三角形状の内角が設定されている。
　なお、図３（ａ）に示す直達光ＯＰは、まずプリズム部４１の第３の辺４１ｃに到達しているが、上記の如く屈折率及び三角形状の内角が設定されていれば、最初に第２の辺４１ｂに到達する直達光であっても、同様に再帰反射されることとなる。
　また、図３（ｂ）に示すスライド時において、第１実施形態に係るプリズム部４１は、薄膜フィルム３０の山部と谷部の角度が変化することにより、反射部材３２が設けられる領域を除き、略通常の窓のように光を透過することとなる。
　次に、図１～図３（ｂ）を参照して、第１実施形態に係るプリズム窓１の作用を説明する。
　まず、夏場や初秋等の暖かい環境下においてユーザはプリズム窓１を非スライド状態（図１や図３（ａ）の状態）とする。この状態で、夏場や初秋等の太陽からの直達光（法線Ｎに対する角度が所定角度θ以上となる直達光）ＯＰが第１透明性板材１０ａに入射したとする。このとき、直達光ＯＰは第１透明性板材１０ａを透過してプリズム部４１に至る。
　プリズム部４１に至った直達光ＯＰは、次の１）～２）がある。１）第３の辺４１ｃのみで全反射して第２の辺４１ｂに対して設けられる反射部材３２に至るもの。２）直接第２の辺４１ｂに対して設けられる反射部材３２に至るもの。これらの光は全て反射部材３２での反射を利用して再帰反射される。すなわち、これらの光は入射角と同様の角度で第１透明性板材１０ａから太陽側に向けて出射されることとなる。なお、直達光ＯＰには、３）第３の辺４１ｃで全反射した後に第１透明性板材１０ａの表面で全反射して隣接するプリズム部４１等の第２の辺４１ｂに対して設けられる反射部材３２に至るものもある。このような光についても反射部材３２での反射を利用して再帰反射される。
　また、法線Ｎに対する角度が所定角度θ未満となる光（例えば光ＳＬ）が第１透明性板材１０ａに入射したとすると、この光は、大凡がプリズム部４１を透過して室内側に至ることとなる。
　一方、冬場や初春等の寒い環境下においてユーザはプリズム窓１をスライド状態（図２や図３（ｂ）の状態）とする。この状態で、冬場や初春等の太陽からの直達光（法線Ｎに対する角度が所定角度θ以上となる直達光）ＯＰが第１透明性板材１０ａに入射したとする。このとき、直達光ＯＰは第１透明性板材１０ａを透過してプリズム部４１に至り、プリズム部４１を透過して室内側に至ることとなる。また、法線Ｎに対する角度が所定角度θ未満となる光（例えば光ＳＬ）についても同様に、大凡がプリズム部４１を透過して室内側に至ることとなる。
　以上により、非スライド時には所定角度θ以上の直達光ＯＰを再帰反射させ、スライド時には直達光ＯＰを通常の窓のように透過させることができる。よって、スライド状態と非スライド状態とを切り替えることで、周囲環境に応じて適切な状態とすることができるプリズム窓１とすることができる。
　図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１実施形態に係るプリズム窓１の第１変形例に入射する太陽からの直達光ＯＰの光路を示す概念図であり、図４（ａ）は非スライド時を示し、図４（ｂ）はスライド時を示している。
　図４（ａ）に示す非スライド時において、第１変形例に係るプリズム部４１は、断面視して鈍角三角形となっている。このプリズム部４１は、鈍角部分が室外側に向くようにされており、下側となる第２の辺４１ｂがやや室内側に傾斜した状態となっている。この状態においてプリズム部４１は、２枚の透明性板材１０の法線Ｎに対する角度が所定角度θ（例えば２８度）以上となる直達光ＯＰ（例えば冬場の直達光）を反射部材３２に集光させて室内天井側に反射させる。具体的に説明すると、プリズム部４１は、直達光ＯＰの第３の辺４１ｃへの入射角が臨界角以上となるように、屈折率と三角形状の内角とが設定されている。
　さらに、プリズム部４１は、法線Ｎに対する角度が所定角度θ未満となる光（地面からの反射光等の光ＳＬ）について透過させるように、屈折率と三角形状の内角とが設定されている。
　また、図４（ｂ）に示すスライド時において、第１変形例に係るプリズム部４１は、薄膜フィルム３０の山部と谷部の角度が変化することにより、反射部材３２が設けられる領域を除き、略通常の窓のように光を透過することとなる。
　よって、第１変形例に係るプリズム窓１は、非スライド時には所定角度θ以上の直達光ＯＰを室内天井側に反射させ、スライド時には直達光ＯＰを通常の窓のように透過させることができる。よって、スライド状態と非スライド状態とを切り替えることで、周囲環境に応じて適切な状態とすることができるプリズム窓１とすることができる。
　図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係るプリズム窓１の第２変形例に入射する太陽からの直達光ＯＰの光路を示す概念図であり、図５（ａ）は非スライド時を示し、図５（ｂ）はスライド時を示している。
　第２変形例に係るプリズム窓１は反射部材３２に代えて吸熱部材３３を備えている。吸熱部材３３は、太陽光を受光して熱吸収するものである。この吸熱部材３３は、例えば可視光及び赤外線の吸収率が７０％以上となる部材であって、例えば太陽光波長領域（０．３～２．５μｍ）では吸収率が大きく、赤外線波長領域（３．０～２０μｍ）では放射率が小さくされた選択吸収部材が該当する。この吸熱部材３３は、Ｚ字形状の個別フィルム３１の中間辺（プリズム部４１の第２の辺４１ｂ）に対して黒色系の塗装が施されることで形成されている。なお、吸熱部材３３は塗装によって構成される場合に限るものではない。
　図５（ａ）に示す非スライド時において、第２変形例に係るプリズム部４１は、２枚の透明性板材１０の法線Ｎに対する角度が所定角度θ（例えば２８度）以上となる直達光ＯＰ（例えば冬場の直達光）を吸熱部材３３に集光させて室内暖房（軟質樹脂４０と第２透明性板材１０ｂを介した輻射暖房）に利用できるように、屈折率と三角形状の内角とが設定されている。
　さらに、プリズム部４１は、法線Ｎに対する角度が所定角度θ未満となる光（地面からの反射光等の光ＳＬ）について透過させるように、屈折率と三角形状の内角とが設定されている。
　また、図５（ｂ）に示すスライド時において、第２変形例に係るプリズム部４１は、薄膜フィルム３０の山部と谷部の角度が変化することにより、第３の辺４１ｃが図３（ａ）に示すものと同様の角度設定となる。よって、夏場の南中時等の直達光については吸熱部材３３に集光して室内に暖房効果をもたらしてしまう。このため、このような直達光については、例えばプリズム窓１の更に室外側に高角度の直達光を再帰反射させる再帰反射窓を設けたり、建物の庇を利用等したりして、遮断することとなる。
　よって、第２変形例に係るプリズム窓１は、非スライド時には所定角度θ以上の直達光ＯＰを輻射暖房に利用し、スライド時には高角度を除き光を通常の窓のように透過させることができる。よって、スライド状態と非スライド状態とを切り替えることで、周囲環境に応じて適切な状態とすることができるプリズム窓１とすることができる。
　このようにして、第１実施形態に係るプリズム窓１によれば、スライド時と非スライド時とで薄膜フィルム３０の角度（プリズム部４１の角度設定）が変更されるため、軟質樹脂４０及び薄膜フィルム３０（プリズム部４１）を介して空気層ＡＬに到達した光の全反射条件についても変更されることとなる。よって、スライドと非スライドとを切り替えることで、周囲環境に応じて適切な状態とすることができるプリズム窓１を提供することができる。
　また、薄膜フィルム３０を備え、その室外側及び室内側に軟質樹脂４０を充填するため、プリズム部４１と像回復プリズム４２とを比較的容易に形成することができる。
　また、薄膜フィルム３０は断面Ｚ字状の複数の個別フィルム３１を有し、各個別フィルム３１は、隣接する個別フィルム３１に対してＺ字の端辺同士が空気層ＡＬを介して重なるように配置されることでジグザグ状とされ、スライド時において隣接する個別フィルム３１との重なり量が変化する。このため、スライド時に薄膜フィルム３０が引き伸ばされて破断してしまう可能性を減じることができる。
　次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る多段型プリズム窓は第１実施形態のものと同様であるが、一部構成が異なっている。なお、以下の説明において第１実施形態と同一又は同様の要素には同じ符号を付して説明を省略する。
　図６は、第２実施形態に係るプリズム窓を示す分解状態の要部断面図であり、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第２実施形態に係るプリズム窓に入射する太陽からの直達光の光路を示す概念図であり、図７（ａ）は非スライド時を示し、図７（ｂ）はスライド時を示している。
　図６、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、プリズム窓２は、薄膜フィルム３０が第１実施形態のものと異なっている。第２実施形態において薄膜フィルム３０は、２枚の個別フィルム３４によって構成されている。
　２枚の個別フィルム３４は、プリズム窓２の上下端近傍までジグザグ状（一部に曲面を含む略ジグザグ状を含む概念である）に延在しており、断面視してプリズム部４１の第３の辺（特定面）４１ｃと、これに対向する辺（特定面）ＯＳ１とが空気層ＡＬを介在させた状態で互いに重なり合っている。薄膜フィルム３０は微視的に見ると表面に無数の凹凸を有しており、この凹凸間に空気が入り込むことで、薄膜フィルム３０同士が接触しているものの空気層ＡＬが介在した状態となっている。
　また、２枚の個別フィルム３４は、プリズム部４１の第２の辺（第２特定面）４１ｂに反射部材３２や吸熱部材３３が設けられている。また、プリズム部４１の第２の辺（第２特定面）４１ｂと、これに対向する辺（第２特定面）ＯＳ２とは空隙を有して離間状態となっている。空隙は、２枚の個別フィルム３４の辺４１ｂ，ＯＳ２同士が重なり合うことで断面略長円形状となる。なお、空隙形状はこれに限られるものではない。
　このような第２実施形態に係るプリズム窓２は、図７（ａ）に示す非スライド時において、反射部材３２が設けられる領域を除いて略通常の窓のように光を透過するように、屈折率と三角形状の内角とが設定されている。
　一方、図７（ｂ）に示すスライド時においてプリズム部４１は、図３（ａ）や図５（ａ）と同様に、２枚の透明性板材１０の法線Ｎに対する角度が所定角度θ（例えば４５度）以上となる直達光ＯＰを反射部材３２や吸熱部材３３に集光させるように、角度設定が変化する。これにより、直達光ＯＰを再帰反射させたり、直達光ＯＰから熱吸収して輻射暖房に利用したりすることができる。
　このようにして、第２実施形態に係るプリズム窓２によれば、第１実施形態と同様に、スライドと非スライドとを切り替えることで、周囲環境に応じて適切な状態とすることができるプリズム窓２を提供することができる。また、薄膜フィルム３０を備え、その室外側及び室内側に軟質樹脂４０を充填するため、プリズム部４１と像回復プリズム４２とを比較的容易に形成することができる。
　さらに、第２実施形態によれば、スライド時において第３の辺４１ｃと対向する辺ＯＳ１とが摩擦力によりズレることなく、第２の辺４１ｂと対向する辺ＯＳ２とによって形成される空隙形状が変化する。このため、空隙形状の変化による吸収性を利用してスライド時における薄膜フィルム３０を角度変化させることができる。
　次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態に係る多段型プリズム窓は第１実施形態のプリズム窓１を有するものである。なお、以下の説明において第１実施形態と同一又は同様の要素には同じ符号を付して説明を省略する。
　図８及び図９は、第３実施形態に係る多段型プリズム窓の断面図であり、図８は非スライド時を示し、図９はスライド時を示している。
　図８及び図９に示す多段型プリズム窓３は、第１実施形態（第１及び第２変形例を含む）に示したプリズム窓１によって構成された第１層Ｌ１と第２層Ｌ２とを有し、第１層Ｌ１の室内側に第２層Ｌ２を積層した構造となっている。なお、第１層Ｌ１及び第２層Ｌ２は、第２実施形態にて示したように、２枚の個別フィルム３４によって薄膜フィルム３０が構成されていてもよい。
　このような多段型プリズム窓３においては、第１層Ｌ１の第２透明性板材１０ｂと、第２層Ｌ２の第１透明性板材１０ａとが１枚の板材となるように共通化されて中間板材５０を構成している。なお、中間板材５０は、１枚の板材となるように共通化される場合に限らず、別体として設けられる第１層Ｌ１の第２透明性板材１０ｂと第２層Ｌ２の第１透明性板材１０ａとが連結具等によって一体化されたものであってもよい。
　ここで、第１層Ｌ１は、例えば図３（ａ）に示したように、プリズム部４１の第２の辺４１ｂに光を不透過とする反射部材（不透過部材）３２が設けられている。また、第２層Ｌ２は、図４（ａ）や図５（ａ）に示したように、プリズム部４１の第２の辺４１ｂに反射部材（室内利用部材）３２及び吸熱部材（室内利用部材）３３が設けられている。より詳細に第２層Ｌ２は、複数のプリズム部４１のうち上部側が反射プリズム部４１Ａとなっており、この反射プリズム部４１Ａの第２の辺４１ｂに対して反射部材３２が設けられている。一方、複数のプリズム部４１のうち下部側が吸熱プリズム部４１Ｂとなっており、この吸熱プリズム部４１Ｂの第２の辺４１ｂに対して吸熱部材３３が設けられている。なお、第１層Ｌ１及び第２層Ｌ２のプリズム部４１は上記した実施形態と同様に適切な屈折率及び角度設定とされている。
　また、第３実施形態において多段型プリズム窓３は中間板材５０がスライド可能とされており、中間板材５０の下部に感温性のサーモスタット（感温部材）６０が連結されている。サーモスタット６０は、特定温度（例えば３２度）以上で液化して膨張し特定温度未満で固化して収縮するＣａＣｌ２-６Ｈ２Ｏ等の特定の媒体が容器内に封入されている。このため、サーモスタット６０は、周囲温度が特定温度以上となると膨張して中間板材５０を上方スライドさせる。一方、サーモスタット６０は、周囲温度が特定温度未満となると収縮して中間板材５０を下方スライドさせる（非スライド状態とする）。
　さらに、第１層Ｌ１のプリズム部４１は、図９に示すように、中間板材５０のスライド時において、図３（ａ）に示した状態と同じ状態となる。すなわち、第１層Ｌ１のプリズム部４１は、中間板材５０のスライド時において法線Ｎに対する角度が第１所定角度θ１（例えば５８度）となる直達光ＯＰ１を反射部材３２に集光させて再帰反射させ、法線Ｎに対する角度が第１所定角度θ１未満となる光を透過させる。
　一方、第２層Ｌ２の反射プリズム部４１Ａは、中間板材５０のスライド時において、図４（ｂ）に示した状態と同じ状態となる。また、第２層Ｌ２の吸熱プリズム部４１Ｂは、中間板材５０のスライド時において、図５（ｂ）に示した状態と同じ状態となる。すなわち、反射プリズム部４１Ａ及び吸熱プリズム部４１Ｂは中間板材５０のスライド時において薄膜フィルム３０の山部と谷部の角度が変化することにより、反射部材３２又は吸熱部材３３が設けられる領域を除き、略通常の窓のように光を透過することとなる。
　なお、この場合において第２層Ｌ２には、法線Ｎに対する角度が第１所定角度θ１未満の光しか到達しないため、夏場の南中時等の直達光については第２層Ｌ２の吸熱部材３３に集光されてしまうことがなく、室内に暖房効果をもたらすことが防止されている。
　また、第１層Ｌ１のプリズム部４１は、図８に示すように、中間板材５０の非スライド時において、図３（ｂ）に示した状態と同じ状態となる。すなわち、プリズム部４１は中間板材５０の非スライド時において、反射部材３２が設けられる領域を除き略通常の窓のように光を透過することとなる。
　一方、第２層Ｌ２の反射プリズム部４１Ａは、中間板材５０の非スライド時において、図４（ａ）に示した状態と同じ状態となる。すなわち、反射プリズム部４１Ａは、中間板材５０の非スライド時において法線Ｎに対する角度が第２所定角度θ２（例えば２８度）となる直達光ＯＰ２を反射部材３２に集光させて室内天井側に反射させ、法線Ｎに対する角度が第２所定角度θ２未満となる光を透過させる。
　また、第２層Ｌ２の吸熱プリズム部４１Ｂは、中間板材５０の非スライド時において、図５（ａ）に示した状態と同じ状態となる。すなわち、吸熱プリズム部４１Ｂは、中間板材５０の非スライド時において法線Ｎに対する角度が第２所定角度θ２となる直達光ＯＰ２を吸熱部材３３に集光させて輻射暖房に利用し、法線Ｎに対する角度が第２所定角度θ２未満となる光を透過させる。
　次に、図８及び図９を参照して、第３実施形態に係る多段型プリズム窓３の作用を説明する。
　まず、夏場や初秋等の暖かい環境下においてはサーモスタット６０が中間板材５０をスライド状態（図９の状態）とする。この状態で、夏場や初秋等の太陽からの直達光（法線Ｎに対する角度が第１所定角度θ１以上となる直達光）ＯＰ１が第１透明性板材１０ａに入射したとする。このとき、直達光ＯＰ１は第１層Ｌ１の反射部材３２での反射を利用して再帰反射される。また、法線Ｎに対する角度が第１所定角度θ１未満となる光（例えば光ＳＬ）が第１透明性板材１０ａに入射したとする。このときの光は、第１層Ｌ１を透過すると共に、第２層Ｌ２についても透過する。よって、光ＳＬ等は、反射部材３２や吸熱部材３３に遮られるものを除き、大凡が室内に入射することとなる。
　一方、冬場や初春等の寒い環境下においてはサーモスタット６０が中間板材５０を非スライド状態（図８の状態）とする。この状態で、冬場や初春等の太陽からの直達光（法線Ｎに対する角度が第２所定角度θ２以上となる直達光）ＯＰ２が第１透明性板材１０ａに入射したとする。このとき、直達光ＯＰ２は第１層Ｌ１を透過して第２層Ｌ２に至る。第２層Ｌ２に至った光は、第２層Ｌ２の反射部材３２や吸熱部材３３に集光されて室内天井側に反射されたり輻射暖房に利用されたりする。
　以上により、第３実施形態に係る多段型プリズム窓３は、中間板材５０の非スライド時には第２所定角度θ２以上の直達光ＯＰ２を室内天井側に反射させたり輻射暖房に利用したりし、スライド時には第１所定角度θ１以上の直達光ＯＰ１を再帰反射させることができる。よって、スライド状態と非スライド状態とを切り替えることで、周囲環境に応じて適切な状態とすることができる多段型プリズム窓３とすることができる。
　このようにして、第３実施形態に係る多段型プリズム窓３によれば、第１実施形態と同様に、スライドと非スライドとを切り替えることで、周囲環境に応じて適切な状態とすることができる多段型プリズム窓３を提供することができる。また、スライド時に薄膜フィルム３０が引き伸ばされて破断してしまう可能性を減じることができる。
　さらに、第３実施形態によれば、第１層Ｌ１は第１所定角度θ１以上となる光を反射部材３２に集光させて再帰反射させ、第２層Ｌ２は第２所定角度θ２以上となる光を反射部材３２や吸熱部材３３に集光させ、室内への輻射暖房に利用したり室内天井側へ太陽光を反射させたりする。このため、中間板材５０を制御することで、第１層Ｌ１にて直達光を直接的に室内利用をしない状態と、第２層Ｌ２にて直達光を室内利用する状態とを切り替えることができる。
　また、特定温度以上であるか否かに応じて中間板材５０をスライド状態と非スライド状態とで変移させるサーモスタット６０を備えるため、周囲温度に応じて直達光を直接的に室内利用をしない状態と、室内利用する状態とを自動的に切り替えることができる。
　以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜実施形態同士の技術を組み合わせてもよい。さらに、可能な範囲で公知又は周知の技術を組み合わせてもよい。
　例えば、上記実施形態においては、プリズム窓１，２や多段型プリズム窓３が立面に用いられる例を説明したが、これに限らず、屋根面に設けられてもよい。
　また、上記実施形態においてはスライド状態と非スライド状態とは逆になっていてもよい。このため、例えば第１実施形態に係るプリズム窓１においては、非スライド時に所定角度θ以上の直達光ＯＰを透過させ、スライド時に所定角度θ以上の直達光ＯＰを再帰反射させるようになっていてもよい。
　さらに、第３実施形態に係る多段型プリズム窓３は、第２層Ｌ２が反射プリズム部４１Ａと吸熱プリズム部４１Ｂとを備えているが、これに限らず、いずれか一方のみを備えるものであってもよい。この場合、第２層Ｌ２は、反射部材３２及び吸熱部材３３のいずれか一方のみを備えることとなる。
　また、第３実施形態に係る多段型プリズム窓３は、感温性のサーモスタット６０を備えているが、これに限らず、単に手動や電動等によりカム機構を動作させる等して中間板材５０を上下させるようにしてもよい。
　また、中間板材５０等に適宜低放射処理を施して吸熱部材３３の熱を室外に逃がし難くしてもよい。
　さらに、第１～３実施形態に係るプリズム窓１，２及び多段型プリズム窓３の第１層Ｌ１は、太陽光を再帰反射させる反射部材３２に限らず、例えば太陽光について室内への光路を遮断状態とするのであれば、例えば光エネルギーを利用して発電を行う太陽電池パネル（光電変換部材）を備えていてもよい。この場合において、太陽電池パネルで得られた電力については、プリズム窓１，２や多段型プリズム窓３の外部に送出されて、冷房機器の運転等に利用されてもよい。また、再帰反射させる反射部材３２に代えて太陽熱を利用して熱媒を加熱する集熱管（集熱部材）を備えていてもよい。この場合において、集熱管で加熱された熱媒については吸収式冷凍機の運転等に利用されてもよいし、熱媒が水である場合にはそのまま給湯利用されてもよい。
　加えて、第１実施形態において透明性板材１０のスライド時には、プリズム窓１の厚みが変化する傾向がある。このため、封止部材２０は厚みの変化に対応可能な弾力性を有するものが好ましい。他の実施形態についても同様である。
　また、第２実施形態に係るプリズム窓２は２枚の個別フィルム３４（薄膜フィルム３０）を有しているが、これに限らず、軟質樹脂４０が粘着性を有さず形状維持可能なものであれば、薄膜フィルム３０を有することなく、プリズム部４１と像回復プリズム４２とを軟質樹脂４０のみによって形成するようにしてもよい。この場合において、軟質樹脂４０についても微視的に見ると表面に無数の凹凸を有しており、この凹凸間に空気が入り込むことで、軟質樹脂４０同士が接触しているものの空気層ＡＬが介在した状態を実現することが可能である。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、2018年5月16日出願の日本特許出願（特願2018－094214）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１，２　：プリズム窓
３　　　：多段型プリズム窓
１０ａ　：第１透明性板材
１０ｂ　：第２透明性板材
３０　　：薄膜フィルム
３１，３４　　：個別フィルム
３２　　：反射部材（不透過部材、室内利用部材）
３３　　：吸熱部材（室内利用部材）
４０　　：軟質樹脂
４１　　：プリズム部
４１Ａ　：反射プリズム部
４１Ｂ　：吸熱プリズム部
４１ｂ　：第２の辺（第２特定面）
４１ｃ　：第３の辺（特定面）
４２　　：像回復プリズム（対向プリズム部）
５０　　：中間板材
６０　　：サーモスタット（感温部材）
ＡＬ　　：空気層
Ｌ１　　：第１層
Ｌ２　　：第２層
Ｎ　　　：法線
ＯＰ，ＯＰ１，ＯＰ２　　：直達光
ＯＳ１，ＯＳ２　：対向する辺（特定面）（第２特定面）
θ　　　：所定角度
θ１　　：第１所定角度
θ２　　：第２所定角度

Claims (6)

  1. 　第１透明性板材と、
    　前記第１透明性板材に対して前記第１透明性板材よりも室内側で略平行配置される第２透明性板材と、
    　前記第１透明性板材に対して設けられ、透明性の軟質樹脂を有して所定の角度設定で形成されたプリズム部と、
    　前記第２透明性板材に対して設けられ、前記軟質樹脂を有して前記プリズム部と空気層を介した対向配置とされた対向プリズム部と、を備え、
    　前記第１及び第２透明性板材の少なくとも一方は、互いの平行関係を維持したままスライド可能であり、
    　前記プリズム部は、スライド時と非スライド時とで前記所定の角度設定が変更される
    　プリズム窓。
  2. 　前記第１及び第２透明性板材の間に配置され、断面視して所定の角度を有してジグザグ状に配置され空気層を介在させた透明性の薄膜フィルムをさらに備え、
    　前記軟質樹脂は、前記薄膜フィルムと前記第１透明性板材との間、及び、前記薄膜フィルムと前記第２透明性板材との間の双方に充填され、
    　前記プリズム部は、スライド時と非スライド時とで前記薄膜フィルムの前記所定の角度が変更されることで、前記所定の角度設定が変更される
    　請求項１に記載のプリズム窓。
  3. 　前記薄膜フィルムは、断面Ｚ字状の複数の個別フィルムを有し、
    　各個別フィルムは、隣接する個別フィルムに対してＺ字の端辺同士が空気層を介して重なるように配置されることでジグザグ状とされ、スライド時において隣接する個別フィルムとの重なり量が変化する
    　請求項２に記載のプリズム窓。
  4. 　前記プリズム部と前記対向プリズム部とは、特定面同士が空気層を介在させた状態で互いに重なり合い、前記特定面以外の第２特定面において空隙を有して離間状態となっており、スライド時において前記特定面同士が摩擦力によりズレることなく、前記第２特定面における空隙形状が変化する
    　請求項１又は請求項２に記載のプリズム窓。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプリズム窓を有した第１層と、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプリズム窓を有した第２層とを備え、前記第１層の室内側に前記第２層を積層した多段型プリズム窓であって、
    　前記第１層の前記第２透明性板材と前記第２層の前記第１透明性板材とは、共通化又は一体化されて中間板材を構成し、
    　前記第１層は、
    　　当該第１層のプリズム部の所定面に光を不透過とする不透過部材を有し、
    　　前記中間板材のスライド時と非スライド時の一方において、当該第１層の前記第１透明性板材の法線に対する角度が第１所定角度以上となる光を前記不透過部材に集光させて室内への光路を遮断状態とし、前記第１所定角度未満となる光を透過させ、
    　前記第２層は、
    　　当該第２層のプリズム部の所定面に太陽光を受光して熱吸収する吸熱部材、又は、太陽光を反射する反射部材である室内利用部材を有し、
    　　前記中間板材のスライド時と非スライド時の他方において、当該第２層の前記第２透明性板材の法線に対する角度が第２所定角度以上となる光を前記室内利用部材に集光させ、前記室内利用部材が前記吸熱部材であるときには室内への輻射暖房に利用し、前記室内利用部材が前記反射部材であるときには室内天井側へ太陽光を反射させ、前記第２所定角度未満となる光を透過させる
    　多段型プリズム窓。
  6. 　周囲温度が特定温度以上であるか否かに応じて前記中間板材をスライド状態と非スライド状態とで変移させる感温部材をさらに備える
    　請求項５に記載の多段型プリズム窓。
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