JP6548108B2 - 熱線遮蔽ユニット及び熱線遮蔽方法 - Google Patents

Description

本発明は、赤外線（熱線）を効果的に遮蔽する熱線遮蔽ユニット及び熱線遮蔽方法に関し、特に、季節に応じて赤外線遮蔽性を制御することができる熱線遮蔽ユニット及び熱線遮蔽方法に関する。

建物の側面に設けられた採光窓等に適用され、熱線を遮蔽する機能を有する熱線遮蔽材が種々提案されている。例えば、特許文献１には、全体が、太陽光を透過する光透過性材料からなる光透過性部と、太陽光を吸収する光吸収材料からなる遮光部群とからなる光制御シートであって、その遮光部群が、シート内の一方向に、所定ピッチで、光吸収材料からなる遮光部を複数配列させて形成されているものが開示されている。この光制御シートの場合、南中高度の変化に応じて太陽光の取り込み量を変化させることができるため、夏季は室内への太陽光の取り込みを遮断する一方で、冬季は太陽光の取り込みを多く行うことが可能になる。

しかしながら、上述した光制御シートの場合、遮光部群によって太陽光全体が遮蔽されるため、夏季では熱線のみではなく可視光線の取り込み量も減ってしまい、十分な明るさを確保することができないという問題がある。勿論、遮光部群が形成される領域を減らすことによって明るさの確保を図ることも可能であるが、その場合、熱線の取り込み量も増えてしまうため、赤外線遮蔽性が損なわれることになる。

これに対し、特許文献２には、一方の表面に複数本の溝部を有する光透過部と、その溝部内に形成され、黒色粒子及び可視光線を透過する透明熱線吸収粒子を有する熱線吸収部とを備える熱線制御シートが開示されている。この熱線制御シートによれば、太陽光の入射角度の大きい夏季においては、適度な量の可視光線を取り込みつつ、熱線吸収粒子により熱線の取り込みを遮断することができる。他方、太陽光の入射角度の小さい冬季においては、熱線制御シート面に対して垂直に近い角度から太陽光が入射するため、光透過部において可視光線及び熱線の取り込みを十分に行うことができる。

特開２０１０−２５９４０６号公報 特開２０１４−０８５４０８号公報

上述したように、特許文献２における熱線制御シートでは、太陽光の入射角度に応じて可視光線及び熱線の双方の取り込み量を制御することができるため、夏季では可視光線の取り込み量を適度に確保した上で熱線を遮断し、冬季では可視光線のみではなく熱線も十分に取り込む等、季節に応じた熱線遮蔽性及び可視光線透過性を得ることができる。しかしながら、このような効果は、当該熱線制御シートが設置される地点によっては減退することが考えられる。すなわち、太陽の南中高度は緯度により異なるため、同じ夏季又は冬季であっても緯度の異なる地点においては太陽光の入射角度は異なることとなり、特定の地点においては適切な熱線遮蔽性及び可視光線透過性を実現することができたとしても、当該地点とは緯度が異なる他の地点においては同様の効果を得ることができないという問題が生じ得る。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、上記課題を解決することができる熱線遮蔽ユニット及び熱線遮蔽方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の一の態様の熱線遮蔽ユニットは、太陽光を透過する光透過板が直接又は間接的に複数積層されてなる熱線遮蔽ユニットであって、前記光透過板のそれぞれには、可視光に対して透明な導電性金属酸化物微粒子からなる複数の帯状の熱線遮蔽部が互いに平行するように形成されており、複数の前記光透過板の少なくとも１つが、前記熱線遮蔽部の並列方向に位置調節可能に構成されている。

上記態様において、複数の前記光透過板間の距離を調節可能に構成されていてもよい。

また、上記態様において、複数の前記光透過板間に空隙が設けられていてもよい。

また、上記態様において、複数の前記光透過板のそれぞれの表面に前記熱線遮蔽部が形成されており、複数の前記光透過板は、前記熱線遮蔽部が形成されている面が対向するように積層されていてもよい。

また、上記態様において、前記光透過板の位置調節に供せられる目盛を更に備えていてもよい。

また、上記態様において、複数の前記光透過板の少なくとも１つに形成されている複数の熱線遮蔽部の少なくとも一部が連結されていてもよい。

また、上記態様において、前記導電性金属酸化物微粒子が、ＡＴＯ微粒子及びＩＴＯ微粒子からなる群より選択される１種以上であってもよい。

また、上記態様において、複数の前記光透過板が中間膜を介して積層されていてもよい。

また、上記態様において、前記熱線遮蔽部が、前記光透過板の表面に形成された複数の溝部に前記導電性金属酸化物微粒子が充填されてなるようにしてもよい。

さらに、上記態様において、複数の前記光透過板が、着離自在に構成されていてもよい。

また、本発明の一の態様の熱線遮蔽方法は、太陽光を透過する光透過板が直接又は間接的に複数積層されてなる熱線遮蔽ユニットを用いて熱線を遮蔽する熱線遮蔽方法であって、前記光透過板のそれぞれには、可視光に対して透明な導電性金属酸化物微粒子からなる複数の帯状の熱線遮蔽部が互いに平行するように形成されており、 複数の前記光透過板の少なくとも１つを、前記熱線遮蔽部の並列方向に位置調節することによって熱線の遮蔽を制御する。

本発明によれば、可視光線透過率を確保しつつ、季節に応じて熱線の取り込み量を変化させることができる。

本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す正面図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 図１のＢ−Ｂ線断面図。 本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットにおける太陽光の取り込みの様子を模式的に示す断面図。 本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットにおける太陽光の取り込みの様子を模式的に示す断面図。 本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図。 本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図。 本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの変形例の構成を示す側面断面図。 本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの変形例の構成を示す側面断面図。 本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの変形例の構成を示す側面断面図。 本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの変形例の構成を示す側面断面図。 本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの変形例の構成を示す側面断面図。 本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの変形例の構成を示す側面断面図。 本発明のその他の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図。 本発明のその他の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図。 本発明のその他の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図。 本発明のその他の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図。 本発明のその他の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図。 本発明のその他の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図。 本発明のその他の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図。 本発明のその他の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す各実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための熱線遮蔽ユニットを例示するものであって、本発明の技術的思想は下記のものに限定されるわけではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において種々の変更を加えることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る熱線遮蔽ユニットの構成を示す正面図である。また、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。なお、以下では、図１の紙面の上下方向を熱線遮蔽ユニットの上下方向とする。
図１乃至図３に示すとおり、熱線遮蔽ユニット１は、対向して配置された２枚の長方形状の光透過板３ａ，３ｂと、これら光透過板３ａ，３ｂの周縁を挟持する外枠材２とを備えている。光透過板３ａ，３ｂは、これら光透過板３ａ，３ｂ間の適宜の箇所に設けられた直方体状のスペーサ３４によって所定距離を隔てて配設されており、これによって光透過板３ａ，３ｂ間には空隙４１が設けられている。この空隙４１は空気層であるため、断熱効果が得られる。スペーサ３４は、透明なシリコン樹脂等で構成されており、可視光線に対して高い透過性を有している。なお、スペーサ３４は直方体状に限定されず、円柱状又は球状等、様々なものを採用することができる。

光透過板３ａ，３ｂ間の距離は、光透過板３ａ，３ｂの材質及び厚み等に応じて適宜設定される。例えば、光透過板３ａ，３ｂがフロートガラスであって、その厚みが３ｍｍの場合、光透過板３ａ，３ｂ間の距離は光透過板３ａ，３ｂの厚みの１乃至２倍程度、すなわち３ｍｍ乃至６ｍｍ程度に設定される。なお、後述するように、この光透過板３ａ，３ｂ間の距離は、所望の熱線遮蔽性及び可視光線透過性を得るために適宜調節することも可能である。

光透過板３ａ，３ｂは、太陽光を透過する材質、例えばアクリル及びポリカーボネート等の透光性樹脂板又はガラス板等で構成されており、３ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の厚みを有している。ここで、これらの光透過板３ａ，３ｂは同一の材質で構成されていてもよく、異なる材質で構成されていてもよい。例えば、熱線遮蔽ユニット１が建物の採光窓として設置される場合は、その建物の内側に設けられる光透過板は透光性樹脂板で、建物の外側、すなわち太陽光を直接受ける側に設けられる光透過板はガラス板とすること等が想定される。なお、本実施の形態において、光透過板３ａ，３ｂに太陽光が照射された場合、両者間に設けられている空隙４１により放熱が図られる。そのため、光透過板３ａ及び３ｂの少なくとも何れか一方がガラス板で構成されている場合であっても、熱割れによる破損等が生じることを抑制することが可能になる。

光透過板３ａ，３ｂの一方の面には、断面視で上下方向に長い矩形状の複数の溝が、光透過板３ａ，３ｂの短辺方向に沿って互いに平行するように延設されており、熱線に対して透過率が低い熱線遮蔽部３１がその溝内に埋設されている。本実施の形態においては、光透過板３ａにおける複数の帯状の熱線遮蔽部３１，３１，…と光透過板３ｂにおける複数の帯状の熱線遮蔽部３１，３１，…とが同じピッチで設けられている。但し、これらが異なるピッチで設けられていてもよい。

各熱線遮蔽部３１は、透明な導電性金属酸化物微粒子を溶媒中に分散して得た分散液を当該溝内に充填して固化させることにより形成されている。ここで、透明な導電性金属酸化物微粒子としては、酸化アンチモンスズ（ＡＴＯ）微粒子を用いることができる。但し、これに限定されるわけではなく、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、及び酸化タングステン等を主成分とする金属酸化物の微粒子を用いることができる。なお、これらの金属酸化物は、単独で用いられてもよく、また、２種以上が混合されて用いられてもよい。

なお、上記の分散液には、繊維径が１乃至１００ｎｍ程度のセルロースナノファイバーが含まれていてもよい。可視光線の波長よりも細かいセルロースナノファイバーを分散液に含めることによって、可視光線を散乱させることなく透過した上で、熱線遮蔽部３１の強度を保つことができる。

本実施の形態において、熱線遮蔽部３１は、太陽光に含まれる波長のうち赤外線領域（７８０ｎｍ程度以上）の範囲内にある波長を反射する性質を有している。熱線遮蔽部３１を形成する導電性金属酸化物微粒子は、当該範囲の波長領域の光に対してミー散乱を生じさせる程度の平均粒子径（粒度分布の平均値）を有している。ミー散乱は、粒子の大きさが光の波長と同程度（光の波長の１／１０より大きい）の場合に生じる光の散乱である。本実施の形態では、７８０ｎｍ乃至２．５μｍ程度の波長の光に対してミー散乱を生じさせることを想定しているため、導電性金属酸化物微粒子の平均粒子径は、７８ｎｍ乃至２．５μｍ程度である。

光透過板３ａ，３ｂは、熱線遮蔽部３１が形成されている面が対向するように配設されている。これにより、熱線遮蔽部３１は熱線遮蔽ユニット１内に閉じ込められる。この場合、熱線遮蔽部３１が外部に露出することがないため、損傷等の不具合が熱線遮蔽部３１に生じることを回避することができる。

なお、複数の熱線遮蔽部３１，３１，…は、互いに実質的に平行に形成されていればよく、完全に平行に形成されてなくてもよい。

図３に示すように、光透過板３ａの下端側及び光透過板３ｂの上端側には、その高さを自在に変化させることができる位置調節部材３３，３３がそれぞれ設けられている。これにより、光透過板３ａは、光透過板３ｂに対して位置調節部材３３の高さ分だけ上方に位置することになる。そのため、図２及び図３に示すように、光透過板３ａと３ｂとでは、熱線遮蔽部３１が、光透過板３ａ及び３ｂの長辺方向において位置調節部材３３の高さ分だけずれて配置されることになる。本実施の形態では、位置調節部材３３の高さが熱線遮蔽部３１の高さの３分の２程度となっており、光透過板３ａの熱線遮蔽部３１と光透過板３ｂの熱線遮蔽部３１とが正面視で高さ方向に３分の１程度重なるようにずれている。

なお、上述したとおり本実施の形態では位置調節部材３３によって光透過板３ａ，３ｂの相対的な位置を調節しているが、それ以外にも、様々な公知の位置調節機構を採用することができる。また、外枠材２の挟持によって光透過板３ａ，３ｂを固定することができる場合は位置調節部材３３を設けなくてもよい。

図４Ａ及び図４Ｂは、太陽光が照射された場合の太陽光の取り込みの様子を模式的に示す断面図である。これらの図４Ａ及び図４Ｂにおいては、紙面に向かって右側から左側へ太陽光が照射されている。太陽光のうち、可視光線は熱線遮蔽部３１を通過し、熱線は熱線遮蔽部３１によって吸収又は反射される。図４Ａ及び図４Ｂにおける破線の矢符は、その熱線を示している。

図４Ａと図４Ｂとを比較すると分かるように、太陽光の入射角度が大きい場合（図４Ａ）、入射角度が小さい場合（図４Ｂ）と比べて、多くの量の熱線が熱線遮蔽部３１によって吸収又は反射される。換言すると、太陽光の入射角度が小さい場合は、同じく大きい場合と比べて、多くの量の熱線が光透過板３ａ及び３ｂを通過する。そのため、南中高度が高い夏季における熱線が比較的多く遮蔽されることになり、同じく低い冬季においては比較的多くの量の熱線が光透過板３ａ及び３ｂを通過することになる。その一方で、可視光線については、夏季の方が冬季と比べて熱線遮蔽部３１を通過する量が増えるため少し透過率が低くなるものの、夏季及び冬季の何れにおいても十分な量が光透過板３ａ及び３ｂを通過する。これにより、可視光線の透過率を高く保持した上で、熱線の取り込み量を季節に応じて制御することが可能になる。

なお、熱線遮蔽部３１は、熱線の透過率が低いもののゼロではない。そのため、熱線の一部は熱線遮蔽部３１を通過する。このように光透過板３ａの熱線遮蔽部３１を通過した熱線のうち、光透過板３ｂの熱線遮蔽部３１に衝突しない分は熱線遮蔽ユニット１を通過することになるが、光透過板３ｂの熱線遮蔽部３１に衝突する分は、その熱線遮蔽部３１によってその多くが吸収又は反射される。つまり、本実施の形態の場合、光透過板３ａの熱線遮蔽部３１及び光透過板３ｂの熱線遮蔽部３１が二重の遮蔽領域として機能することになる。

上述したとおり、本実施の形態では、光透過板３ａ及び３ｂを、各光透過板における熱線遮蔽部３１の並列方向に相対的にずらすことによって、光透過板３ａにおける熱線遮蔽部３１と光透過板３ｂにおける熱線遮蔽部３１とを当該並列方向にずらしている。図１に示す熱線遮蔽ユニット１の場合、光透過板３ａにおける熱線遮蔽部３１と光透過板３ｂにおける熱線遮蔽部３１とが正面視で高さ方向（熱線遮蔽部３１の並列方向）に３分の２程度重なるようにずれている。しかし、これは単なる例示であって、そのずれ量は、熱線遮蔽ユニット１がどの程度の緯度の地点に設置されるか、どのような角度で設置されるのか、及びどの程度の熱線遮蔽性を実現すべきか等によって適宜決定される。すなわち、太陽の入射角度は緯度により異なるため、緯度が異なる複数の地点において同様の熱線遮蔽性を実現しようとする場合、その緯度に応じたずれ量で光透過板３ａ及び３ｂを設置する必要がある。また、熱線遮蔽ユニット１を、例えば建物の側面に採光窓として設置する場合と建物の屋根面に天窓又は太陽光発電用ガラス等として設置する場合とでは、その設置角度が異なり、熱線遮蔽部３１の好適なずれ量も異なってくる。さらに、用途によりどの程度の熱線遮蔽性が必要になるかが異なる場合があり、当該ずれ量をその用途により適宜変更できることが好ましい。このように、熱線遮蔽部３１の好適なずれ量は様々な要因により変わるものであるので、その要因に対応するために、当該ずれ量の調節ができることが好ましい。そこで、本実施の形態では、位置調節部材３３の高さを変化させることにより任意のずれ量を実現する。その高さを大きくした場合、その分だけ光透過板３ａが上方に押し上げられることになり、ずれ量が大きくなる。図５は、そのようにして熱線遮蔽部３１のずれ量が増えた場合の熱線遮蔽ユニット１の構成を示す断面図である。この図５に示す例では、光透過板３ａの熱線遮蔽部３１と光透過板３ｂの熱線遮蔽部３１とが正面視で重なる領域がなくなる程度にずれている。この場合、可視光線の透過率は下がるものの、熱線遮蔽性をより一層高めることができる。また、図６に示すように、ずれ量をゼロにすることにより、それぞれの熱線遮蔽部３１，３１が正面視で完全に重なるようにしてもよい。

なお、熱線遮蔽部３１のずれ量は、熱線遮蔽ユニット１を工場等で製造する際に固定されて、その後は調節することができなくてもよく、出荷後に設置される際等に調節できるように構成されていてもよい。

図１に示すように、光透過板３ａの表面下端の左側には、長辺方向に沿って所定の間隔で目盛３２が印刷されている。また、図示しないが、光透過板３ｂの表面にも同様の目盛が印刷されている。これらの光透過板３ａ及び３ｂの目盛３２を用いることにより、精確な位置調節を行うことが可能になる。例えば、緯度の高低に応じて各地域をグループ分けし、そのグループ毎に熱線遮蔽部３１の好適なずれ量を算出し、そのずれ量を実現可能な目盛合わせのルール（光透過板３ａのどの目盛と光透過板３ｂのどの目盛とを合わせるか）を予め規定しておく。そして、熱線遮蔽ユニット１を設置する際に、その設置箇所の地域が属するグループに対して定められた目盛合わせのルールにしたがって位置調節部材３３の高さを調整する。これにより、各グループに適した熱線遮蔽部３１のずれ量を実現することが可能になる。

なお、光透過板３ａ及び３ｂが熱膨張率の異なる材質でそれぞれ構成されている場合、太陽光が照射されると熱線遮蔽部３１のずれ量が変化する。吸熱量が大きい場合にそのずれ量が大きくなり、その結果熱線を遮蔽する領域が広がり、熱線遮蔽性が高まることになる。このように、光透過板３ａ及び３ｂを熱膨張率の異なる材質で構成することにより、熱線遮蔽性を自己調整することが可能な熱線遮蔽ユニットを得ることができる。

また、光透過板３ａ及び３ｂ間に設けられたスペーサ３４が熱膨張する場合、これら光透過板３ａと３ｂとの間の距離が広がる現象が生じ得る。この場合、吸熱量が大きくなると当該距離がより広がり、その結果厚み方向において熱線を遮蔽する領域が広がり、熱線遮蔽性を高めることが可能になる。これによっても、熱線遮蔽性を自己調整することが可能な熱線遮蔽ユニットを得ることができる。

なお、光透過板３ａと３ｂとの間の距離が広がると、光透過板３ａにおける熱線遮蔽部３１と光透過板３ｂにおける熱線遮蔽部３１との間の距離が広がることになり、可視光線の散乱光が通過しやすくなる。そのため、熱線遮蔽性を保持した上で、可視光線透過性を高めることができる。したがって、熱線遮蔽ユニット１を、高い可視光線透過性が必要となる箇所に設置する場合は、光透過板３ａと３ｂとの間の距離を大きくすることが望ましい。

上記のとおり、光透過板３ａ及び３ｂ間の距離に応じて熱線遮蔽性及び可視光線透過性が変化し得る。そのため、設置箇所又は用途等に応じて光透過板３ａ及び３ｂ間の距離を適宜設定することが好ましい。この距離の設定は、外枠材の形状及びスペーサのサイズ等を変更することによって容易に実現することができる。熱線遮蔽性及び可視光線透過性の制御は、上述したように熱線遮蔽部３１のずれ量の調節によって行ってもよく、それに代えて、または、それと共に、光透過板３ａ及び３ｂ間の距離の調節によって行ってもよい。

（熱線遮蔽部の形状）
上述した実施の形態では、熱線遮蔽部３１が断面視で上下方向に長い矩形状をなしているが、この形状に限定されるわけではなく、様々な形状を採用することができる。例えば、図７に示すように、熱線遮蔽部３１が断面視で三角形状をなしていてもよい。また、図８に示すように、熱線遮蔽部３１が断面視で略半円状をなしていてもよい。その他、様々な多角形状又は曲線を有する形状等とすることが可能である。何れの形状を採用した場合であっても、上述した場合と同様に光透過板３ａ及び３ｂの位置調節を行うことによって、熱線遮蔽部３１の所望のずれ量を得ることができ、可視光線の透過率及び熱線遮蔽性を制御することが可能になる。

また、光透過板３ａ及び３ｂのそれぞれが、異なる形状の熱線遮蔽部３１を有してもよい。例えば、図９に示すように、光透過板３ａの熱線遮蔽部３１が断面視で上下方向に長い矩形状をなしており、光透過板３ｂの熱線遮蔽部３１が同じく厚み方向に長い矩形状をなしていてもよい。これ以外にも、図１０に示すように、光透過板３ａの熱線遮蔽部３１が断面視で矩形状をなしており、光透過板３ｂの熱線遮蔽部３１が同じく三角形状をなしていてもよい。何れの組み合わせであったとしても、上述した場合と同様に光透過板３ａ及び３ｂの位置調節を行うことによって、熱線遮蔽部３１の所望のずれ量を得ることができ、可視光線の透過率及び熱線遮蔽性を制御することが可能になる。

（中間層）
上述した実施の形態では、光透過板３ａと３ｂとの間の中間層として空隙４１が設けられているが、このような中間層を設けなくてもよい。図１１は、そのように中間層が設けられていない場合の熱線遮蔽ユニットの構成を示す断面図である。図１１に示すように、光透過板３ａと３ｂとが接するような構成であっても構わない。この場合、例えば光透過板３ａを光透過板３ｂの表面上で摺動させることにより、上下方向の位置調節を行うことができる。

また、光透過板３ａと３ｂとの間に、透明な樹脂製等の中間膜を設けるようにしてもよい。図１２は、そのような中間膜を備えた熱線遮蔽ユニットの構成を示す断面図である。図１２に示す例では、光透過板３ａと３ｂとの間には中間膜４２が設けられている。この中間膜４２は、緩衝材として機能すると共に、光透過板３ａ，３ｂが破損した場合にその飛散を防止する機能も果たすことができる。

（製造方法）
光透過板３ａ及び３ｂに対して熱線遮蔽部３１を形成する方法としては、様々なものを採用することができる。例えば、レーザーにより光透過板３ａ及び３ｂの表面に溝を形成した後、当該溝内に導電性金属酸化物微粒子を含む分散液を充填して固化させることにより、熱線遮蔽部３１を形成することができる。また、プレス型・熱ローラー等を用いたパターン成形により溝を形成し、当該溝に同様にして分散液を充填して固化させることによって熱線遮蔽部３１を形成するようにしてもよい。

（その他の実施の形態）
熱線遮蔽ユニットに太陽光が照射されることによって、当該熱線遮蔽ユニットを構成する光透過板の中央付近と周縁部分とで温度差が生じて熱割れが生じるおそれがある。このような熱割れの発生を抑制するために、熱線遮蔽ユニットにおいては放熱対策が施されていることが好ましい。その放熱対策の一つとして、ゼーベック効果を利用して、吸収した熱を電力エネルギーに変換して放出することが考えられる。図１３は、そのような熱エネルギーを電力エネルギーに変換して放出することを可能にする熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図である。図１３に示すように、この変形例の場合、光透過板３ｂ側にその上下方向に延びる線状の熱線遮蔽部３２が設けられており、この熱線遮蔽部３２によって光透過板３ｂにおける複数の熱線遮蔽部３１，３１，…が連結されている。この場合、熱線遮蔽部３２により連結されている熱線遮蔽部３１，３１，…が熱電素子として機能し、高温になっている熱線遮蔽部３１と低温になっている熱線遮蔽部３１との間に電流が流れて放熱が図られる。なお、上記のように光透過板３ｂではなく、光透過板３ａ側の熱線遮蔽部３１，３１，…が連結されていてもよく、光透過板３ａ及び３ｂの両方の熱線遮蔽部３１，３１，…が連結されていてもよい。また、光透過板におけるすべての熱線遮蔽部３１，３１，…が連結されていなくてもよく、その一部のみが連結される構成であってもよい。すなわち、少なくとも一方の光透過板における熱線遮蔽部３１，３１，…の少なくとも一部が連結されていればよい。

なお、熱線遮蔽部３１がＡＴＯを含んで構成されている場合、ＡＴＯはアンチモン及びスズで構成されているため、これらの二種類の金属によって上記のゼーベック効果が奏されると考えられる。同様に、熱線遮蔽部３１がＩＴＯを含んで構成されている場合、ＩＴＯはインジウム及びスズで構成されているため、これらの二種類の金属によって上記のゼーベック効果が奏されると考えられる。ゼーベック効果をより一層高めるためには、熱電対の材料として一般的に用いられている、銅、鉄、クロメル及びコンスタンタン等を熱線遮蔽部３１に含ませるようにするとよい。

また、上述した実施の形態の熱線遮蔽ユニットでは、熱線遮蔽部３１が形成されている面が対向するように光透過板３ａ及び３ｂが配設されているが、この態様に限定されるわけではない。例えば、図１４に示すように、光透過板３ａが、熱線遮蔽部３１が形成されている面が外側になるように配設されていてもよい。勿論、光透過板３ｂが同様に配設されていてもよい。

また、上述した実施の形態の熱線遮蔽ユニットは光透過板を２枚備えているが、本発明はこの枚数に限定されるわけではなく、複数枚備えていればよい。例えば、図１５に示すように、光透過板３ａ及び３ｂに加えて、もう１枚の光透過板３ｃを備えるようにしてもよい。この場合、光透過板３ａ乃至３ｃに形成されている熱線遮蔽部３１の相互のずれ量を適宜調節することによって、設置地点の緯度等に応じて適した可視光線の透過率及び熱線遮蔽性を得ることが可能になる。

また、上述した実施の形態では熱線遮蔽部３１が光透過板３ａ，３ｂの表面に設けられた溝内に埋設されているが、図１６に示すように、帯状の熱線遮蔽部３１が光透過板３ａ，３ｂの表面上に固着されていてもよい。この場合に、図１７に示すように、上述した中間膜４２が光透過板３ａ，３ｂ間に設けられていてもよい。図１７には、光透過板３ａ側に設けられた第１中間膜４２ａと、光透過板３ｂ側に設けられた第２中間膜４２ｂとによって中間膜４２が構成された例が示されている。この構成の場合、例えば光透過板３ａと第１中間膜４２ａとが一体的に上下方向に位置調節されることによって、熱線遮蔽部３１のずれ量の調整を行うことが可能である。これらの第１中間膜４２ａ及び第２中間膜４２ｂの貼り合わせ面に貼着可能な粘着剤が塗布されていると、位置調節後における第１中間膜４２ａ及び第２中間膜４２ｂの接着性が高まるため好ましい。なお、光透過板３ａ，３ｂの何れか一方のみに中間膜が形成されるような構成であってもよい。

また、上述した各実施の形態では、光透過板３ａ，３ｂが長方形状をなしているが、これに限られるわけではなく、正方形及び円形等、様々な形状を採用することが可能である。また、光透過板３ａ，３ｂの主面は平面であっても曲面であってもよい。

また、上述した各実施の形態では、各熱線遮蔽部３１が、光透過板３ａ，３ｂの短辺方向の一方の端部から他方の端部まで連続する帯状をなしているが、その一部が途切れた不連続な帯状をなしていても構わない。

また、上述した各実施の形態では、熱線遮蔽ユニット１が単体で建物の開口部等に設けられる態様が例示されているが、熱線遮蔽ユニット１が既存の採光窓等と隣り合うように設けられていてもよい。この場合、熱線遮蔽ユニット１が当該採光窓等に貼り付けられる等して固定されるようにしてもよい。

また、上述した各実施の形態において複数の光透過板間に設けられるスペーサ３４の両端部又は一方の端部に、光透過板の表面に吸着する吸盤が設けられていてもよい。この吸盤を用いることにより、光透過板を上下方向に移動させた場合に、その移動後の位置に当該光透過板を固定することが可能になる。その場合、図３に示す位置調節部材３３を設けなくてもよい。

また、上述した各実施の形態では、光透過板が、アクリル板、ポリカーボネート板又はガラス板等のように硬質の材料で構成されているが、シリコン樹脂等のように軟質の材料で構成されていてもよい。この場合、複数の光透過板間には空隙が設けられず、それらの２枚が直接貼り合わせられるか、又は中間膜を介して貼り合わせられる。そして、これらの光透過板は、上述した各実施の形態の場合のように外枠材で挟持されず、何れか一方の光透過板が既存の採光窓に貼り合わせられることによって使用される。図１８乃至図２０は、そのような軟質の材料で光透過板が構成されている場合の熱線遮蔽ユニットの構成を示す側面断面図である。図１８に示す例では、厚みが１ｍｍ程度の透明なシリコン樹脂で構成された光透過板５ａ及び５ｂのそれぞれに、上述した各実施の形態と同様にして熱線遮蔽部５１が形成されている。そして、熱線遮蔽部５１が形成されていない面に貼着可能な粘着材が塗布されており、熱線遮蔽部５１のずれ量が適切になるように位置調節が行われた後に当該面同士が貼り合わせられることによって、光透過板５ａ及び５ｂが貼り合わせられる。なお、この粘着材は再貼着可能となっており、光透過板５ａを光透過板５ｂから剥がして熱線遮蔽部５１のずれ量の再調節を行った後に、光透過板５ａ及び５ｂを再び貼り合わせることもできる。つまり、光透過板５ａ及び５ｂは着離自在に構成されている。また、光透過板５ｂに形成されている熱線遮蔽部５１の表面にも貼着可能な粘着材が塗布されており、その粘着材によって既存の採光窓等に熱線遮蔽ユニットが貼着される。これにより、当該採光窓に熱線遮蔽ユニットが固着され、適切な熱線遮蔽性及び可視光線透過性を得ることができる。なお、この例では、熱線遮蔽部５１が光透過板５ａ及び５ｂの表面上に形成されているが、図２等に示す例のように、熱線遮蔽部５１が光透過板５ａ及び５ｂ内に埋設されていてもよい。

図１９に示す例では、光透過板５ａ及び５ｂの各貼り合わせ面の適宜の箇所に、熱線遮蔽部５１と平行するように複数の溝５２が延設されている。光透過板５ａ及び５ｂが貼り合わせられた場合、溝５２内に空気が入り込み、その結果溝５２内が空気層となる。この空気層により放熱が図られる。また、溝５２が形成されている場合、光透過板５ａ及び５ｂを貼り合わせるときの空気抜き用の孔などを別途設ける必要がないという利点も生じる。なお、この例では光透過板５ａ及び５ｂの両方に溝５２が形成されているが、何れか一方のみに形成されていてもよい。

また、図２０に示す例では、光透過板５ａ及び５ｂの間に透明な中間膜５３が設けられている。この中間膜５３は、光透過板５ａの熱線遮蔽部５１が形成されていない面に貼着されている。そして、熱線遮蔽部５１のずれ量が適切になるように位置調節が行われた後に、光透過板５ｂの熱線遮蔽部５１が形成されていない面と中間膜５３とが貼り合わせられることによって、熱線遮蔽ユニットが構成される。光透過板５ｂには溝５２が設けられており、この溝５２によって空気層が形成されるため、放熱が図られることになる。

なお、上述したように光透過板がシリコン樹脂等の軟質な材料で構成されている場合、熱線遮蔽ユニットをロール状にして保管することができるため、保管の際の省スペース化を図ることができる。また、適宜のサイズへの加工が容易になる等、作業性を向上させることができる。

なお、上述した各実施の形態を組み合わせて新たな実施の形態を得ることができる。

本発明の熱線遮蔽ユニットは、例えば建物に設けられる採光窓又は自動車のフロントガラスなどとして有用である。また、本発明の熱線遮蔽方法は、それらの採光窓又はフロントガラスから取り込まれる熱線の量を制御するための熱線遮蔽方法などとして有用である。

１ 熱線遮蔽ユニット
２ 外枠材
３ａ，３ｂ，３ｃ 光透過板
３１ 熱線遮蔽部
３２ 目盛
３３ 位置調節部材
３４ スペーサ
４１ 空隙
４２ 中間膜
５ａ，５ｂ 光透過板
５１ 熱線遮蔽部
５２ 溝
５３ 中間膜

Claims (12)

1. 太陽光を透過する光透過板が直接又は間接的に複数積層されてなる熱線遮蔽ユニットであって、
   前記光透過板のそれぞれには、可視光に対して透明な導電性金属酸化物微粒子からなる複数の帯状の熱線遮蔽部が互いに平行するように形成されており、
   複数の前記光透過板の少なくとも１つが、前記熱線遮蔽部の並列方向に位置調節可能に構成されている、
   熱線遮蔽ユニット。
2. 複数の前記光透過板間の距離を調節可能に構成されている、
   請求項１に記載の熱線遮蔽ユニット。
3. 複数の前記光透過板間に空隙が設けられている、
   請求項１又は２に記載の熱線遮蔽ユニット。
4. 複数の前記光透過板のそれぞれの表面に前記熱線遮蔽部が形成されており、
   複数の前記光透過板は、前記熱線遮蔽部が形成されている面が対向するように積層されている、
   請求項１乃至３の何れかに記載の熱線遮蔽ユニット。
5. 前記光透過板の位置調節に供せられる目盛を更に備える、
   請求項１乃至４の何れかに記載の熱線遮蔽ユニット。
6. 複数の前記光透過板の少なくとも１つに形成されている複数の熱線遮蔽部の少なくとも一部が連結されている、
   請求項１乃至５の何れかに記載の熱線遮蔽ユニット。
7. 前記導電性金属酸化物微粒子が、ＡＴＯ微粒子及びＩＴＯ微粒子からなる群より選択される１種以上である、
   
   請求項１乃至６の何れかに記載の熱線遮蔽ユニット。
8. 複数の前記光透過板が中間膜を介して積層されている、
   請求項１乃至７の何れかに記載の熱線遮蔽ユニット。
9. 前記熱線遮蔽部が、前記光透過板の表面に形成された複数の溝部に前記導電性金属酸化物微粒子が充填されてなる、
   請求項１乃至８の何れかに記載の熱線遮蔽ユニット。
10. 複数の前記光透過板が、相互に異なる熱膨張率の材質で構成されている、
    請求項１乃至９の何れかに記載の熱線遮蔽ユニット。
11. 複数の前記光透過板が、着離自在に構成されている、
    請求項１に記載の熱線遮蔽ユニット。
12. 太陽光を透過する光透過板が直接又は間接的に複数積層されてなる熱線遮蔽ユニットを用いて熱線を遮蔽する熱線遮蔽方法であって、
    前記光透過板のそれぞれには、可視光に対して透明な導電性金属酸化物微粒子からなる複数の帯状の熱線遮蔽部が互いに平行するように形成されており、
    複数の前記光透過板の少なくとも１つを、前記熱線遮蔽部の並列方向に位置調節することによって熱線の遮蔽を制御する、
    熱線遮蔽方法。

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