JP2008537516A - 半透明壁要素、及び該要素を有する自動車 - Google Patents

Abstract

本発明は、半透明壁要素に係る。当該半透明壁要素は、透明材料を有する第１の板状部材（１）、及び、第１の板状部材（１）の外側側部において第１の板状部材に対して実質的に平行に位置決めされる半透明の材料を有する第２の板状部材（２）を有する。第１の板状部材へと光を結合する手段は、与えられる。第１の板状部材（１）の表面（７）は、第２の板状部材（２）に面する側部において配光手段（８）の点を備えられる。配光手段（８）は、第１の板状部材（１）の他側に向かって光放射を方向付ける。

Description

本発明は、半透明壁要素に係る。当該半透明壁要素は、透明材料を有する第１の板状部材と、第１の板状部材の外側／第１の側部において第１の板状部材に対して実質的に平行に位置付けられる半透明材料を有する第２の板状部材と、を有する。かかる半透明壁要素は、人が存在し得る閉ざされた空間の壁の一部、又は、自動車のパッセンジャーコンパートメントの屋根の一部であり得る。半透明壁要素の内側／第２の側部は、パッセンジャーコンパートメント又は空間の内側に面する側部であり、半透明壁要素の第２の側部は、例えば外側の外気に面する他側である。

２つ又はそれより多い板状部材を有し、共にサンドウィッチ構造を形成する半透明壁要素は、自動車のパッセンジャーコンパートメントに対する通例の半透明壁要素である。係るサンドウィッチ構造は、いずれもガラスを有する板状部材である外側層及び内側層、並びにプラスチック材料を有する層の３つの層を有し得、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）は、ガラスを有するかかる板状部材の間に存在し得る。ガラスの板上部材は、２．１ｍｍである標準的な厚さを有し、ＰＶＢ層は、０．５ｍｍである標準的な厚さを有するため、壁要素は、例えば４．７ｍｍである全体の厚さを有する。

自動車のパッセンジャーコンパートメントにおける雰囲気を向上させるよう、パッセンジャーコンパートメントの屋根は、かかる半透明壁要素を備えられ得、光放射が上方からパッセンジャーコンパートメントに入り得る。光の透過は、第２の板状部材の外側においてコーティングを用いて低減され得るか、あるいは、低透過率ガラスを使用することによって低減され得る。かかる光透過の低減は、自動車のパッセンジャーコンパートメントに入る日光の直接放射を妨げるよう望まれ得る。

しかしながら、外が暗い夜間において、自動車のパッセンジャーコンパートメントの屋根における半透明壁要素は、パッセンジャーコンパートメントにおける雰囲気を向上させず、不便な「ブラックホール（ｂｌａｃｋ ｈｏｌｅ）」を形成することさえあり得る。自動車のパッセンジャーコンパートメントにおける雰囲気は、パッセンジャーコンパートメントの屋根から光放射輝度（ｌｉｇｈｔ ｒａｄｉａｎｃｅ）を生成することによって向上され得る、ことは判明している。

文献ＵＳ−Ａ−２００２／０１６７８２０（特許文献１）は、自動車のパッセンジャーコンパートメントにおける照明状態を向上させる導光システムを記載する。該システムにおいて、板状導光要素は、自動車の屋根の内部ライニング（ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｌｉｎｉｎｇ）の範囲において配置される。光は、導光要素のエッジ部において１つ又はそれより多くの側方表面（ｌａｔｅｒａｌ ｓｕｒｆａｃｅｓ）を介して導光要素へと結合され、光は、導光要素の大きな内側表面（前方表面）を介して自動車のパッセンジャーコンパートメントへと均質に放射される。
ＵＳ−Ａ−２００２／０１６７８２０

本発明は、半透明壁要素を与える、ことを目的とする。当該半透明壁要素は、特に、自動車のパッセンジャーコンパートメントの屋根において取り付けられ、外からの光放射を透過し得、また、半透明壁要素の内側側部から自動車のパッセンジャーコンパートメント、あるいは、場合によっては人が存在し得る空間へと、大部分が放射される、望ましくは実質的に完全に放射される、光放射輝度を放射する。

この目的を達成するよう、第１の板状部材へと光を結合させる手段は、特には第１の板状部材の１つ又はそれより多い側方表面において存在し、第１の板状部材の表面は、第２の板状部材に面する側部（第１の側部）において配光手段の点（ｓｐｏｔ）を備えられる。該配光手段は、第１の板状部材にわたって他側（内側側部）に向かって光放射を方向付け、半透明壁要素の第１の板状部材の内側側部における表面を介して光放射を結合させる。導光する第１の板状部材の第１の側部において配光手段を位置決めすることによって、光放射は、第１の板状部材の第２の側部を介して大部分は結合され、空間の内部、又は自動車のパッセンジャーコンパートメントへと放射されるようにする。

導光する第１の板状部材に対する適切な材料は、透明な熱可塑性物質であり、特にはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、又はポリカーボネート（ＰＣ）である。また、ガラスは、導光材料として使用され得、その場合望ましくは、Ｆｅ_２Ｏ_３はガラス材料から取り除かれる。

望ましい一実施例では、第２の板状部材の材料はガラスである。該ガラスは、望ましくは、それを介する光透過率を低減する手段を備えられる。該手段は例えば、ガラスの外側表面におけるコーティング、又はガラスにおける光吸収材料である。かかる第２の板状部材は、傷又はその他の損傷に対して第１の板状部材の第１の側部を保護し、光透過低減手段は、昼光の透過、特には日光の直接放射の透過を減少させる。

更なる望ましい一実施例では、配光手段は、第１の板状部材の外側表面上における反射材料の点（ｓｐｏｔｓ ｏｆ ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）である。かかる反射材料の点は、白色塗料のドット（ｄｏｔｓ）、又は金属を有する材料を有するドット等であり得る。かかる点は、第１の板状部材の外側表面上に容易に塗布され得る。

他の望ましい実施例では、配光手段は、第１の板状部材の第１の側部上における凹凸のある点（ｒｕｇｇｅｄ ｓｕｐｏｔｓ）である。この場合、外側表面上に材料は塗布されず、外側表面は、材料除去作業、あるいは望ましくは融解作業を用いて、局所的に処理される。第１の板状部材の外側表面における少量の材料は、例えばレーザビームを用いて融解される。

他の望ましい実施例では、配光手段は凹部であり、該凹部の各々は、第１の板状部材の平面に対して傾斜する内側表面を有する。かかる傾斜した表面は、反射される光放射の少なくとも一部が第１の板状部材の第２の側部を介して結合される方向で、導光する第１の板状部において光放射を反射し、空間の内部又は自動車のパッセンジャーコンパートメントへと放射される。

凹部は、たいていの場合は第１の板状部材の第２の側部に対して傾斜される表面を有するいかなる形状も有し得るが、望ましくは円錐形又はピラミッド形を有し得る。第１の板状部材の材料が射出成形工程等を用いて形成される熱可塑性物質である場合、外側表面におけるかかる凹部は、この工程において容易に作られ得る。

望ましい一実施例では、第１の板状部材の表面における配光手段は、可視光に対して不透明である材料の点を有して覆われ、第１の板状部材から半透明壁要素の第１の側部までの光放射を更に低減する。かかるスポットは、望ましくは、配光手段より僅かに大きく、配光手段全体及びそのエッジ範囲を覆う。

該スポットの材料は、望ましくは第１の板状部材を終端とする表面において反射性であるため、光放射は第１の板状部材へと反射し戻され、且つこの部材の他側において結合され得、また、場合によっては、空間の内部又は自動車のパッセンジャーコンパートメントへの放射を増加させる。該スポットの材料は、望ましくは金属であり、より望ましくはアルミニウムである。

更なる望ましい一実施例では、クラッド層、即ちクラッド材料を有する層は、第１の板状部材と第２の板状部材との間において存在する。クラッド層は、望ましくは、少なくとも約１．５μｍである厚さ、即ち光の波長の約２倍である厚さを有する。かかるクラッド材料は、第１の板状部材の屈折率より実質的に更に低い、比較的低い屈折率を有し、第１の板状部材において案内される光放射の有効反射が保証される。かかる反射は、第１の板状部材の表面の他の物体との光学的接触には影響されない。

望ましい一実施例では、望ましくはガラスを有して作られる第３の半透明な板状物質は、第１の板状部材の第２の側部において第１の板状部材に対して実質的に平行に与えられる一方、クラッド材料を有する層は、望ましくは、第１の板状部材と第３の板状部材との間に与えられる。この望ましい実施例において半透明壁要素は、望ましくは、間に導光部材（第１の板状部材）を有する２つのガラスの板（第２及び第３の板状部材）と、外側表面における配光手段と、を有する。クラッド材料を有する層は、導光部材の各側部において与えられる。

本発明はまた、パッセンジャーコンパートメントを有する自動車に係る。パッセンジャーコンパートメントの屋根は、半透明壁要素を備えられる。該半透明壁要素は、透明材料を有する第１の板状部材と、第１の板状部材の第１の側部において第１の板状部材に対して実質的に平行に位置付けられる半透明材料を有する第２の板状部材と、を有する。第１の板状部材へと光を結合させる手段は、与えられる。第１の板状部材の表面は、第２の板状部材に面する側部において配光手段の点を備えられ、該配光手段は、第１の板状部材の第２の側部に向かって光放射を方向付ける。

本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照して明らかに説明される。

図１及び２は、第１の板状部材１を有する半透明壁要素の第１の実施例のごく一部を概略的に示す。該第１の板状部材は、比較的高い屈折率、即ち空気より高く、且つ第１の板状部材１と光学的に接触する周囲材料より高い屈折率を有する透明材料を有して作られ、光放射は、第１の板状部材の透明材料へと結合され、案内され得る。光放射は、第１の板状部材１のエッジ部における側方表面（図示せず）を介して結合され得、第１の板状部材１の第１の側部２０及び第２の側部２１のいずれに対しても反射するため、先行技術において既知である通り、第１の板状部材１の透明材料において維持及び案内される。第１の板状部材１の透明材料は、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）である。この材料は、約１．５０であるガラスの屈折率と実質的に同等である、約１．４８５である屈折率を有する。

ガラスの板状部材２，３は、第１の板状部材１の夫々第１及び第２の側部において、第１の板状部材１に対して平行に与えられる。第２の板状部材２は、第１の板状部材１の第１の側部２０（図中、上方側部）において存在し、第３の板状部材３は、第１の板状部材１の第２の側部２１（下方側部）において存在する。第１の板状部材１、並びに第２及び第３の板状部材２，３は、クラッド層４，５、即ちクラッド材料を有する層を取り囲む。該材料は、第１の板状部材１の材料の屈折率より実質的に更に低い、比較的低い屈折率を有するため、第１の板状部材１において案内される光放射の有効反射は保証され、かかる反射は、第１の板状部材の表面の他の物体との光学的接触によって影響されない。クラッド層４，５は、第１の板状部材１と光学的に接触しなければならない。かかるクラッド材料は、接着剤としても機能して、板状部材１，２，３を併せて維持する、透明なシリコンゴム等であり、半透明壁要素のしっかりとしたサンドウィッチ構造が得られる。例えば、第１の板状部材１によって案内される光線６である光放射は、その入射角が第１の板状部材１の材料及びクラッド層４，５の材料の屈折率に依存する所定の値より大きい、という条件において、第１の板状部材１の表面７において反射される。図１中に示される通り、光線６の入射の角度は、この光線６の反射の角度と同等である。

図１中に示され且つ図２中に拡大されて示される通り、配光手段、即ち白色塗料のドット等である点８は、第１の板状部材１の第１の側部２０（図１中、上方側部）における表面７上に塗布される。ドット８の白色塗料は、第１の板状部材１の材料と光学的に接触するため、かかる白色塗料のドット８に達する光線９は、入射角と同等の角度において反射されず、全ての方向へと散乱される。続いて光放射は、大部分は第１の板状部材１の内側側部２１（図中、下方側部）において結合される。かかる光放射は、第３の板状部材を通過し、半透明壁要素をその内側側部（図中、下方側部）において出る。

ドット８が白色塗料の薄い層のみを有するため、そこから散乱される光放射のなかには、（図中）上方向に方向付けられるものもあり得る。光放射が半透明壁要素を外側側部（図中、上方側部）において出ることを防ぐよう、アルミニウムを有する薄い層１０の点は、上方側部においてドット８を覆う。アルミニウムを有する層１０は、光放射に対して不透明であり、光放射を下方向に反射するため、半透明壁要素の内側側部（下方側部）からの光放射の効率性が高められる。

半透明壁要素が自動車の屋根において使用される場合、第２の板状部材２は、日中は自動車のパッセンジャーコンパートメントに過剰な日光を入れないよう、灰色がかった光吸収性であり得る。外が暗い際、光は第１の板状部材１へと結合され得るため、いくらかの光放射は、上方からパッセンジャーコンパートメントへと入り、車内の乗客にとって便利である。

図３は、第２の実施例における半透明壁要素の一部を示す。ポリカーボネート（ＰＣ）等を有して作られる第１の板状部材１１は、いずれもガラスを有して作られる第２の板状部材１２と第３の板状部材１３との間において位置付けられる。クラッド材料を有する層１４，１５は、第１の板状部材１１と、第２及び第３の板状部材１２，１３との間に与えられる。第１の板状部材１１の外側側部の表面は、凹部１６を備えられ、該凹部１６の各々は、ピラミッド形状を有し、凹部の全ての表面は、第１の板状部材１１の平面に対して傾斜される。凹部１６は、図３中に示される通り、空気又は他の気体を有して充填され得るが、クラッド材料層１４を有して充填されてもよい。

一実施例におけると同様に、光放射は、第１の板状部材１１へと結合され得、かかる光放射が凹部１６のうちの１つの傾斜表面によって反射される際、その少なくとも一部は、下方向（図３中）に方向付けられるため、該光放射は、透明なクラッド層１５及び透明な第３の板状部材１３を通過した後に、第１の板状部材１１及び半透明壁要素を出る。

半透明壁要素の第２の実施例において、第２の板状部材１２の外側側部は、半透明壁要素を介する光透過率を低減するよう、光吸収材料を有するコーティング１７を備えられる。

上述された半透明壁要素の２つの実施例は、単なる例であり、多くの他の実施例及び変形は可能である。

半透明壁要素の第１の実施例の一部の断面図である。 図１中の一部の拡大図である。 半透明壁要素の第２の実施例の一部の断面図である。

Claims (11)

1. 半透明壁要素であって、
   半透明材料を有する第２の板状部材に対して実質的に平行に配置される透明材料を有する第１の板状部材を有し、前記第２の板状部材は、前記第１の板状部材の第１の側部において前記第１の板状部材に面し、
   前記第１の板状部材へと光を結合する手段によって、前記第１の板状部材の前記第１の側部の表面は、配光手段の点を備えられ、該配光手段は、前記第１の板状部材の前記第１の側部に対向する第２の側部に向かって、且つ前記第１の板状部材にわたって、光放射を方向付ける、ことを特徴とする、
   半透明壁要素。
2. 前記第２の板状部材は、光透過低減手段を備えられるガラスを有して作られる、
   ことを特徴とする、
   請求項１記載の半透明壁要素。
3. 前記配光手段は、前記第１の板状部材の前記表面上に反射材料の点を有する、
   ことを特徴とする、
   請求項１又は２記載の半透明壁要素。
4. 前記配光手段は、前記第１の板状部材の前記表面上に凹凸のある点を有する、
   ことを特徴とする、
   請求項１又は３のうちいずれか一項記載の半透明壁要素。
5. 前記配光手段は、凹部を有し、該凹部の各々は、前記第１の板状部材の前記表面に対して傾斜される内側表面を有する、
   ことを特徴とする、
   請求項１又は４のうちいずれか一項記載の半透明壁要素。
6. 前記第１の板状部材の前記表面における前記配光手段は、可視光に対して不透明である材料の第２の点を有して覆われる、
   ことを特徴とする、
   請求項１又は５のうちいずれか一項記載の半透明壁要素。
7. 前記第２の点の前記材料は、前記第１の板状部材の前記第１の側部を終端とする表面において反射性がある、前記点の前記材料は、望ましくは金属であり、より望ましくはアルミニウムである、
   ことを特徴とする、
   請求項６記載の半透明壁要素。
8. 前記第１及び前記第２の板状部材の前記材料の屈折率より更に低い屈折率を有する、クラッド材料を有する層は、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間において存在する、
   ことを特徴とする、
   請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の半透明壁要素。
9. 第３の半透明な板状部材は、前記第１の板状部材の前記第２の側部において与えられ、前記第１の板状部材に対して実質的に平行に配置される、
   ことを特徴とする、
   請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の半透明壁要素。
10. 自動車の屋根のキャノピーであって、
    請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の半透明壁要素を有する、ことを特徴とする、
    自動車の屋根のキャノピー。
11. パッセンジャーコンパートメントを有する自動車であって、
    前記パッセンジャーコンパートメントの屋根は、請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の半透明壁要素を備えられる、
    ことを特徴とする、
    自動車。

Images