JP2004526077A - 窓部材 - Google Patents

Abstract

互いに離れて配置された少なくとも２枚のガラスパネル（１００，１０１）を封入するフレーム構造（１１０）を備えた窓部材であって、中間の空間（１０３）は２枚のガラスパネルの距離によって規定され、少なくとも１つの照明手段（１０２）を持つ照明装置が設けられ、前記照明装置はフレーム構造の領域に配置されて基本的に前面表面から照明光を照射し、この照明光は照射方向にほぼ垂直に少なくとも部分的に偏向し、照明光が窓部材のガラスパネルのうち１枚を通して内側および／または外側に通るようになり、そのためガラスパネルのうち少なくとも１枚は光拡散素子として働き、その目的のために前記ガラスパネルは少なくとも１つの面に印刷、サンドブラスト、エッチング、塗布、彫刻または貼付を施されるか、または内部に不適構造を持ち、そのために照明手段は少なくとも部分的にガラスパネルのうち１枚の前面表面の正面に配置され、少なくともこのガラスパネルの前面表面に照明光を照射し、前記照明光は少なくとも部分的にこのガラスパネルの表面にわたって外側に発せられる。

Description

【０００１】
本発明はフレーム構造を備えた窓部材に関するものであり、フレーム構造は、互いに離れて配置された少なくとも２枚のガラスパネルを含み、内部の空間がこれら２枚のパネル間の距離によって規定され、少なくとも１つの照明手段を有する照明装置が設けられ、前記照明装置はフレーム構造の領域に配置されて、実質的に前面からの光を照射し、この光は照射方向にほぼ垂直に少なくとも部分的に偏向し、光が窓部材のガラスパネルのうちの一方を介して内側および／または外側に向けられ、ガラスパネルのうち少なくとも１枚は光拡散素子として働き、その目的のために前記ガラスパネルは少なくとも１つの面に印刷、サンドブラスト、エッチング、塗布、彫刻または貼付を施されるかまたは内部に不適構造を有する。
【０００２】
上述した種類の窓部材は、未公開のＤＥ ２００ ２２ ３３２ １に開示されている。基本的に、この窓部材は互いに離れて配置された少なくとも２枚のガラスのパネルまたは合成ガラスのパネルを有し、照明手段が２枚のパネルの間の中間の空間に設けられ、光が前面表面から、この中間の空間に照射されるようにされた一種の断熱窓を表す。広範な実験によって、基本的にこの種の窓部材が必要に合わせて照明することができる窓として実際に使用され得ることが示された。この場合、前面表面から中間の空間へ放射された光は、少なくともパネルのうち１枚の光拡散表面によって、所望の方法で偏向され、基本的にパネルの表面にわたって、どちらか一方の面へ放射される。しかし、光の収率、すなわちこの種の窓部材の光の効率は未だ最適でないことがわかっている。
【０００３】
本発明の目的は、導入部に記述した種類の窓部材であって、基本的には類似の光学的原理に基づいていながら、同時に、より高い光の収率を可能にする窓部材を提供することにある。
【０００４】
本課題の解決法は、メインクレームの導入部において言及された種類の発明であって、メインクレームに記載の特徴を有する発明に従う窓部材によって提供される。本発明と関連した実験の一環として、光が、中間の空間へではなく、（ガラス）パネルのうち１枚の前面表面に直接照射されれば、より高い光の収率が可能となることが実証されている。互いに離れて配置された少なくとも２枚の（ガラス）パネルが、その縁部がはめられるフレーム構造によってはめ込まれている断熱ガラス窓の基本構造設計は本発明の一部として保持されるので、両方のガラスパネル（２枚以上のガラスパネルが存在し得る）用の一般的な封入フレーム構造を使用した場合、ガラスパネルのうち少なくとも１枚の前面表面へ照射をさせるためにはどこに照明手段を設けるべきかという問題が生じる。本発明の第１の実施の形態に従えば、この問題は、好適には、照明手段が照射する少なくとも１枚のガラスパネルが、窓部材の少なくとも１枚の他のパネルに比べて長さおよび／または幅を短くして設計されることによって解決される。好適には、照明手段は短くしたガラスパネルの前面表面とフレーム構造との間の空いた空間に収容されるのが好ましい。この方法によって、短くしたガラスパネルの面積の寸法と照明手段の寸法の合計は短くしていないガラスパネルの寸法とほぼ等しくされることができる。こうすれば、照明手段が短くしたガラスパネルの前面に直接押付けられて配置されながら、しかも、フレーム構造がたとえば窓枠の普通の溝に収容され得るような、直線の縁を持つ一般的で簡単な構造のガラスパネル用封入フレーム構造を使用することができる。
【０００５】
望ましくは、断面がほぼＵ字型であるフレーム形材が、そのようなフレーム構造用に使われる。そのようなフレーム形材は、望ましくはそれぞれが少なくとも１枚のガラスパネルがはめ込まれる２つの脚部と、これらの２つの脚部にほぼ垂直に伸びてそれらを連結している横材とを有する。そうして照明手段はフレーム形材の脚部上に配置され得る。そうするにあたって、照明手段は、ガラスパネルの少なくとも１枚の、横または縦どちらかの前面表面に収容される。原則的に、照明手段を縦辺と横辺両方の前面表面に配置することももちろん可能であると思われる。
【０００６】
本発明の本第１の実施の形態においては、たとえばＬＥＤ−ＳＭＤあるいは類似の異なる設計のＬＥＤが照明手段として好ましくは使用されるが、それはそれらの照明手段が極く小さい型の構造で存在し、少しの電流しか消費しないからである。これらの照明手段はたとえば大量に列状に配列して、そのような窓部材のフレーム構造に、省スペースな方式で収容されることができる。
【０００７】
さらに、本発明の枠組みの中で、好ましくは列状に配列された照明手段を使用していくつかの窓部材のガラスパネルの前面表面に光を照射することももちろん可能である。この場合、多くの光学的可能性がある。たとえば、ガラスパネルの１枚に照明光を照射する照明手段を、基本的に白色光を発するように制御し、もう１枚のガラスパネルに照明光を照射する照明手段を、基本的に色付きの光を発するように制御することができる。この場合、窓部材が従来の窓のようにビルの外壁に取付けられるものである場合、白色光は窓部材の表面にわたって基本的に一方の方面へ、色付きの光は他方の方面へ、すなわち、白色光が内側へ、色付きの光が外側へ（またはその逆）発せられてもよい。この場合、部屋に面した内部の表面を持つ窓部材は部屋を照らしたり、または部屋の照明を補助するよう働くと同時に、色付きの光は外側に発せられ、窓に色がついているように見せて装飾的効果を生む。適切な制御素子によって照明手段の照明の色が意のままに変えられるという事実によりさらなる可能性が提供される。適切な制御を可能とする、たとえばＬＥＤ−ＳＭＤあるいは類似の異なる設計のＬＥＤが照明手段として使用される。さらに、これらの照明手段には、ガラスパネルの１枚の前面の表面とフレーム構造との間の比較的狭い利用可能なスペースに収容されることができるという利点がある。さらに、これらの照明手段には、蛍光灯や白熱電球等の従来の照明手段に比べて極く僅かな電力消費であることと寿命がたいへん長いという利点がある。さらに、これらの照明手段は実質的にメンテナンス不要である。
【０００８】
本発明の一部としてガラスパネルを検討するとき、パネルは純粋な、好ましくは透明なガラスか合成ガラスかのどちらかで出来ていると理解しなければならない。適切な合成材料は、たとえば光ファイバー導体として適切であって光吸収が低い、たとえばポリアクリル、ポリメタクリルまたは類似の特性を持つ合成物質である。
【０００９】
本発明に従えば、照明手段を、色だけでなく、たとえば、入射日光に依存して（調光機能）および／または在室しているまたは部屋に近づいてくる人物に依存して（動作センサ等によって）、または任意に指定された（たとえば１日のうちの時間に依存した）プログラムによって変化させるために、好ましくは制御装置が使用される。
【００１０】
ガラスパネルの表面にわたって所望の光拡散効果と光の偏向を生み出すために、規則的なグリッド、線グリッドまたは類似のグリッドが好ましくは使用され、それは少なくとも１つのガラスパネルの少なくとも１つの側面に施され、それらは印刷、貼り付け、エッチング、サンドブラスト、塗布または彫刻によって形成されることができる。一方のガラスパネルの一方表面の領域に光拡散効果を実現するための選択肢として、ガラスパネルの内側の確定した領域に、たとえば適切に焦点を定めたレーザー照射によって、不適構造が生成されてもよい。ガラスパネルの表面一面の拡散光の放射もこの手段によって実現される。
【００１１】
本発明の第２の実施の形態に従えば、照明手段は一種の細片またはプリント回路基板へ鋳込まれるよう意図されている。たとえば透明プラスチックに鋳込まれることができる、好ましくは異なる設計のＬＥＤたとえばＬＥＤ−ＳＭＤまたは類似の発光ダイオードが再び使用される。照明手段を含んだそのようなスレート型の細片は、小型の長方形のブロックの形状を持つことができ、同様に照明手段を非常に省スペースなやり方で収容することを可能にする。照明手段が防水され、気候や機械的影響から保護されるように収容されるという更なる利点もある。さらに、そのような照明細片は故障の場合必要ならば、迅速に交換することができ、取付け費用を省く。照明細片へのアクセスは、たとえば、フレームの形材を外すか開くかしてフレーム構造から行うことができる。
【００１２】
そのような照明細片（ＬＥＤ細片）はガラスパネルのうち１枚の前面表面より幅広くあってよい。細片は、たとえば、少なくとも２つのガラスパネルの２つの前面表面と、それらの間の距離を規定している中間の空間にわたって延長してもよい。そのような構造上の解決策によって、上述の実施形態とは異なり、ガラスパネルのうち１枚の長さや幅の寸法を短く設計することは必要なく、照明細片はガラスパネルの前面表面の下側、すなわち、これらのガラスパネルとフレーム構造の間に配置されてよい。同時に、光を両方のガラスパネルへ照射する必要はない。むしろ、照明手段はどちらか照明細片のひとつの面のみへ導かれて、１つのガラスパネルの前面表面のみを照明するようにできる。あるいは、２つのガラスパネルそれぞれの前面表面下側の細片に照明手段を配置し、これらを要求に応じて切替えることによって、１つのガラスパネルの前面表面のみ、あるいは両方のガラスパネルに要求に応じて光を送ることができる。
上述の照明細片は好ましくは異なる設計のＬＥＤか類似の発光ダイオードを装備したプリント回路基板であり、その場合照明手段は透明な材料に鋳込まれ、それによって保護される。本発明のこの実施の形態では、照明細片と少なくとも２枚のガラスパネルのそれぞれの端部も好ましくはフレーム形材を通例備えたフレーム構造によって封入されている。このフレーム形材は、断面がほぼＵ字型であるように設計され、フレーム構造の前面表面を形成する横材のひとつと、ガラスパネルの端部を封入する２つの脚部を備えていてよい。ＬＥＤの鋳込み工程も、フレーム形材の中で直接行われてよい。これによって、照明手段のより正確な位置決めとより良い固定が可能となり、予想される交換を簡便にする。ガラスパネルのほうは純粋なガラスか合成ガラス製でよい。２枚またはそれ以上のガラスパネル間の中間の空間は好ましくはスペーサ要素によって規定され、スペーサ要素はこれらのガラスパネルの間に配置され、通例照明細片がガラスパネルの前面表面の下側にあり、スペーサ要素の下側にあるようにする。
【００１３】
サブクレームに記載の特徴は、本発明に従う課題を解決する手段の好適な改良に関する。本発明のさらなる利点は以下の詳細な説明から理解することができる。
【００１４】
以下、本発明を典型的実施の形態に基づき添付の図を参照して詳細に説明する。
まず、図１で第１の形態を参照する。本発明による、窓部材の縦方向の、概略的な部分断面略図である。基本的に、これは、断熱ガラス窓のように、２つのパネル間に中間の空間１０３が設けられるように互いから一定の距離をおいて配置されたガラスまたは合成ガラス製の２枚のパネル１００，１０１を持つということが理解される。
【００１５】
３枚以上のパネル（たとえば３枚の復層ガラスのように）が存在してもよい。通常気圧の空気か、アルゴンなどの良好で安定した吸収特性を持つガスが中間の空間１０３に存在してよい。原則としてさらなる封止機能を有するスペーサ構造１０５が、パネル１００，１０１の両方の縁部にスペーサとして使用されるか、または別個の封止化合物が設けられる。
【００１６】
図からわかるように、本代表的実施例では、ガラスパネル１００，１０１の一方は、他方のガラスパネル１０１に比べて、少なくとも１つの延長方向（縦方向または横方向）において短くなるよう設計されている。その結果、このガラスパネル１００の前面表面１０８とフレーム構造１１０との間には空間１１２がある。照明手段１０２はこの空間１１２の領域に収容される。原則として、これはLEDなどの列を構成し、該LEDは互いに並んだ、または、（図の面の奥行方向に見て）互いに前後した羽根板状に配置される。これらの照明手段１０２は、前面表面１０８ごしに直接ガラスパネル１００へ照明光を照射し、照明光はガラスパネル内で案内され、少なくとも部分的にほぼ直角に偏向する。この偏光・光拡散作用は、ガラスパネル１００に、この場合はその外側の表面に、たとえば規則的なグリッド１０７またはその他の偏光組織を印刷することによって実現され、照明光は、図１の矢印で示されるガラスパネルの表面にわたって拡散光として発せられる。
【００１７】
ガラスパネルに外側から押付けられて配置されている横材１１１と、ほぼそれに垂直な２つの脚部１０８と１０９を持つほぼＵ字型のフレーム形材が２枚のガラスパネル１００，１０１を封入するフレーム構造１１０として使われる。
【００１８】
本発明によるもうひとつの窓部材の実施の形態を図２と図３を参照して説明する。図２は、本発明による、窓部材の下方部分の縦方向の部分断面略図である。純粋なガラスまたは合成ガラスで作成されることができるガラスパネル１２，１３が設けられる。２枚のガラスパネル１２，１３の間の中間の空間１０３はスペーサ構成１８によって規定される。該スペーサ構成１８は、たとえば延長した長方形をしているので、断面は長方形になっている。フレーム構造１４が再び設けられ、ガラスパネル１２，１３と両方の底部の端および照明細片１０を平坦な長方形の断面で閉じていることが見て取れる。フレーム形材１４は、ガラスパネル１２，１３の１枚に外側から押し付けられて配置されこれらを封入する２つの脚部１７，１５と、また、２つの脚部１７，１５を連結し２枚のガラスパネル１２，１３の２つの前面表面１１に平行にあり、またそれから離れている横材１６をもってほぼＵ字型を呈している。照明細片１０は２枚のガラスパネルの前面表面１１と横材１６との間に配置される。本代表的実施例では、照明細片１６は、ＬＥＤが２枚のガラスパネル１２の１つの前面表面１１の下部の１側面にのみ配置されるよう設計され、照明手段がガラスパネル１２の前面表面に照明光を発するようにしている。たとえばガラスパネル１２の表面の１つに規則的なグリッドが印刷されているという事実によって、照明光は図２に示す矢印の方向にガラスパネル１２の表面にわたって外側に発せられる。ＬＥＤ１０２は、透明な材料製のＬＥＤ細片１０に鋳込まれ、その結果天候の影響から保護される。第２のガラスパネル１３の前面表面１１が配置されるところに、さらなるＬＥＤが配置されてもよく、必要に応じここで前面表面に照明光を照射できる可能性があるようにする。その際に、照明手段は、照明手段の列の一方または他方のみが選択的に点灯されるか、または、必要ならば白色光か、場合によっては異なった、または変化する色付きの光のいずれかが発せられるように制御され得る。このようにして、色付きの照明効果を生み出し、窓部材から内側と外側に向けて発せられる照明光の色を変化させることができる。輝度も照明手段の適切な制御によって変更可能である。
【００１９】
図３は、図２による窓部材の代表的実施例に使用され得るような、ＬＥＤ細片１０の拡大斜視図を例として示す。照明細片（ＬＥＤ細片）１０は比較的平坦で、延長した長方形を呈していることが見て取れる。その結果、実装された高さは極く低い。照明細片１０は透明プラスチック材料製であり、その中に照明手段１０２と必要な供給リード線２０が鋳込まれている。照明手段１０２は一種のプリント回路基板２１上に配置され、プリント回路には個々の照明手段１０２（発光ダイオード）に導く導電路２２が通例備わっている。照明手段１０２は図３に示すようにグループに組み込むことができる列状に配列されることができる。通例、各照明手段は電子的に駆動されてよい。プリント回路基板２１全体は透明なプラスチック製ブロックに鋳込まれ、そのブロックの正面から主電源供給リード線ののケーブル２０が出ていてよい。この結果、図２による窓部材の、図３に示すような照明細片を簡便かつ迅速に接続し、必要ならば交換することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態による、窓部材の縦方向の概略的な部分断面略図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による、窓部材の縦方向の相似の概略的な断面略図である。
【図３】本発明による照明細片の斜視図である。

Claims (22)

1. 互いに離れて配置された少なくとも２枚のガラスパネルをはめ込むフレーム構造を備えた窓部材であって、中間の空間は該２枚のガラスパネルの距離によって規定され、少なくとも１つの照明装置を持つ照明装置が配設され、前記照明装置は該フレーム構造の領域に配置されて基本的に前面表面から光を照射し、該光はこの照射方向にほぼ垂直に少なくとも部分的に偏向し、光が窓部材のガラスパネルのうちの一方を介して内側および／または外側に向けられ、ガラスパネルのうち少なくとも１枚は光拡散素子として働き、その目的のために前記ガラスパネルは少なくとも１つの面に印刷、サンドブラスト、エッチング、塗布、彫刻または貼付を施されるかまたは内部に欠陥構造を持つ窓部材において、該照明手段は少なくとも部分的には、一方のガラスパネルの前面の正面に配置され、少なくともこのガラスパネルの前面内に光を照射し、前記光はこのガラスパネルの表面にわたって少なくとも部分的に外側に発せられることを特徴とする窓部材。
2. ＬＥＤ，ＬＥＤ−ＳＭＤその他の発光ダイオードなどが該フレーム構造の正面側に配設され、照明手段として使用されることを特徴とする、請求項１に記載の窓部材。
3. 照明手段（１０２）が照射するガラスパネル（１００）の長さおよび／または幅が、該窓部材の少なくとももう１つのガラスパネル（１０１）に比べて短い（狭い）ことを特徴とする、請求項２に記載の窓部材。
4. 照明手段（１０２）が、短くされたガラスパネル（１００）の前面表面（１０８）とフレーム構造（１１０）との間の空いた空間（１１２）に配設されることを特徴とする請求項１〜３に記載の窓部材。
5. フレーム構造（１１０）が、断面が実質的にＵ字型のフレーム形材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の窓部材。
6. フレーム構造（１１０）が、２つの脚部（１０９,１０６）を有するフレーム形材であって、各脚部には少なくとも１枚のガラスパネル（１００または１０１）がはめ込まれ、これらの２つの脚部にほぼ垂直に伸びてそれらを連結している横材（１１１）を有するフレーム形材を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の窓部材。
7. 照明手段（１０２）がフレーム形材の横材（１１１）の上に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の窓部材。
8. ガラスパネルのうち１枚（１０１）が実質的に該フレーム形材（１１０）の該横材（１１１）まで伸びている一方、少なくとももう１枚のガラスパネル（１００）はこの横材（１１１）に達しない空間で終わっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の窓部材。
9. ＬＥＤまたはＬＥＤ−ＳＭＤが鋳込まれたＬＥＤ細片（プリント回路基板）（１０）が照明手段として使われることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の窓部材。
10. ＬＥＤ細片（１０）がガラスパネル（１２）の１枚の前面表面（１１）より幅広であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の窓部材。
11. ＬＥＤ細片（１０）が少なくとも２枚のガラスパネル（１２，１３）の２つの前面表面を覆う幅を有し、ＬＥＤ細片（１０）によって照明が少なくともガラスパネルのうち１枚か、または２枚のガラスパネル（１３）の前面表面に同時に照射されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の窓部材。
12. ＬＥＤ細片（１０）が、透明な材料に鋳込まれた、ＬＥＤを装備したプリント回路基板を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の窓部材。
13. ＬＥＤ細片と少なくとも２枚のガラスパネル（１２，１３）のそれぞれの端部が、フレーム形材（１４）を備えたフレーム構造にはめられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の窓部材。
14. フレームの形状（１４）が、断面がほぼＵ字型であるように設計され、フレーム構造の前面表面を形成する横材（１６）と、ガラスパネル（１２，１３）の端部がはめられる２つの脚部（１５，１７）とを備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の窓部材。
15. ＬＥＤ細片（１０）が、フレーム形材（１４）と、少なくとも２枚のガラスパネル（１２，１３）の前面表面（１１）との間に配置されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の窓部材。
16. 中間の空間（１０３）を規定する少なくとも１つのスペーサ構成（１０５）が少なくとも２枚のガラスパネル（１００，１０１）の間に配置されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の窓部材。
17. １枚以上のガラスパネル（１００，１０１）が純粋なガラスか合成ガラス製であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の窓部材。
18. 照明手段（１０２）が要求に応じて白色光または色付きの光を発するように制御するために、照明手段に制御装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の窓部材。
19. 色付きの光または白色光を発する第１量の照明手段（１０２）と、該第１量の照明手段（１０２）と比べて異なる色付きの光を発する少なくとも１量の第２のまたは更なる照明手段とが設けられることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の窓部材。
20. 照明手段（１０２）を、入射日光や、在室または部屋に近づいてくる人物に依存して、または任意に指定されたプログラムによって制御する制御装置および／またはセンサが設けられることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の窓部材。
21. 光拡散効果を作り出すために、ガラスパネルの少なくとも１枚の、少なくとも１つの面に、規則的なグリッド、線グリッドや類似のグリッドが印刷、サンドブラスト、エッチング、塗布、彫刻または貼付されていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の窓部材。
22. 少なくとも１枚のガラスパネル（１００）が、ガラスパネルの表面にわたって拡散光を発して光拡散効果を生み出すために、内側の特定の領域に、レーザー照射によって作られた欠陥構造を有することを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の窓部材。