JP2015187333A - 複層ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ素子に電力を供給するための配線を考慮した設計をする必要がなく設計の自由度が高く、耐久性等の複層ガラスの性能も損なわれることもない複層ガラスを提供する。【解決手段】第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１の周縁部には導電性の第１スペーサー１２と第２スペーサー２２が設けられ、前記スペーサーが互いに接触しないように絶縁体５を介して並列してなり、前記スペーサー上には絶縁体を跨ぐようにＬＥＤ素子６が設けられ、ＬＥＤ素子６の正極（陽極）と負極（陰極）がそれぞれ前記スペーサーに接続され、前記スペーサーの外側で、かつ第１ガラス板１１と第２ガラス板２１とに挟まれた空間が封止材８で封止され、前記スペーサーに通電することによってＬＥＤ素子６を発光させる複層ガラス１。【選択図】図１

Description

本発明は、第１ガラスと第２ガラスとの空間にＬＥＤ素子が配置されてなる複層ガラスに関する。

従来、コンビニエンスストアなどにおける冷蔵ショーケース又は冷凍ショーケースに用いられるガラスユニットとして、庫内の温度を一定に保つ観点から複層ガラスが採用されている。また、建具のガラスユニットにも、省エネ性や居住性を向上させる観点から複層ガラスが採用されている。近年、複層ガラスとＬＥＤとを組み合わせた照明付き複層ガラスが注目されている。

特許文献１には、建築物の開口部に設置され、間隔を隔てて対向配置された複数のガラス板と、少なくとも１つのＬＥＤ光源を有する照明装置とを備える照明付き建具であって、前記ＬＥＤ光源は、前記隣り合う２つのガラス板の間の空間に位置している照明付き建具が記載されている。また、特許文献１には、ＬＥＤ光源がスペーサーに設置されることが記載されている。これにより、美的効果や防犯効果が得られると共に、建具の結露を防止することができる照明付き建具を提供できるとされている。

しかしながら、上記照明付き建具において、スペーサーに設置されたＬＥＤ光源を発光させるためには、ＬＥＤ光源に電力を供給する必要がある。この場合、２枚のガラス板の間にはＬＥＤ光源に電力を供給するための配線が必要になるため、配線を考慮した設計をしなければならず設計の自由度が低下する問題があった。また、ＬＥＤ光源が増えれば増えるほど配線も複雑になり、配線用の穴をスペーサーに設けると複層ガラスの耐久性が損なわれるという問題もあった。

特許文献２には、導電性ガラス若しくは導電性フィルムを有し、該導電性ガラス若しくは導電性フィルムに通電するようになした複層ガラスに於いて、そのスペーサーを少なくとも対向辺が電気絶縁された導電材よりなるスペーサーとなし、該スペーサーを導電性接着剤により前記導電性ガラス若しくは導電性フィルムの導電層に接着すると共に、該スペーサーの対向辺にリード線を接続し通電するようになした複層ガラスが記載されている。

しかしながら、特許文献２に記載の複層ガラスは、導電性ガラスあるいは導電性フィルムに通電して加熱することによって、結露を防止することを目的とするものであり、複層ガラスにＬＥＤ素子を設けることについての記載も示唆もなかった。

特開２００７−１８２７０４号公報 実開昭６１−７６０８３号公報

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ＬＥＤ素子に電力を供給するための配線を考慮した設計をする必要がなく設計の自由度が高く、耐久性等の複層ガラスの性能も損なわれることもない複層ガラスを提供することを目的とする。

上記課題は、第１ガラス板と第２ガラス板との空間にガスが封入されてなる複層ガラスであって；前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の周縁部の少なくとも一辺にはシール材を介して導電性のスペーサーが設けられ、前記スペーサーは第１スペーサーと第２スペーサーとからなり、前記第１スペーサーと前記第２スペーサーとは、互いに接触しないように絶縁体を介して並列してなり、前記スペーサー上には前記絶縁体を跨ぐようにＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子が設けられ、前記ＬＥＤ素子の正極（陽極）と負極（陰極）の一方は前記第１スペーサーに接続され、他方は前記第２スペーサーに接続され、前記第１スペーサー及び前記第２スペーサーの外側で、かつ前記第１ガラス板と前記第２ガラス板とに挟まれた空間が封止材で封止され、前記第１スペーサー及び前記第２スペーサーに通電することによって前記ＬＥＤ素子を発光させることを特徴とする複層ガラスを提供することによって解決される。

このとき、前記第１スペーサーと前記第２スペーサーとの間に段差が設けられてなることが好ましい。前記シール材及び前記絶縁体がブチルゴムからなることも好ましい。

冷蔵ショーケース又は冷凍ショーケースに用いられることが本発明の好適な実施態様である。

本発明の複層ガラスは、ＬＥＤ素子に電力を供給するための配線を考慮した設計をする必要がなく設計の自由度が高い。また、耐久性等の複層ガラスの性能も損なわれることがない。

本発明の複層ガラスの断面概略図である。 本発明の複層ガラスにおいて、第１スペーサーと第２スペーサーとの間に段差を設けた一例を示す断面概略図である。 本発明の複層ガラスにおいて、第１スペーサーと第２スペーサーとの間に段差を設け、かつスペーサーとＬＥＤ素子の間にチップ型抵抗を挟んだ一例を示す断面概略図である。 本発明の複層ガラスの平面図である。 ＬＥＤ素子が設けられたスペーサーユニットを示す図である。 実施例１における複層ガラスを示した写真である。

本発明は、第１ガラス板と第２ガラス板との空間にＬＥＤ素子が配置されてなる複層ガラスである。一般に複層ガラスはペアガラスやマルチガラスと称されることもある。本発明は、導電性のスペーサー上にＬＥＤ素子を設け、当該スペーサーに通電することによってＬＥＤ素子を発光させることを特徴とするものである。本発明におけるスペーサーはＬＥＤ素子に電力を供給するための導線を兼ねているため、ＬＥＤ素子に電力を供給するための配線を考慮した設計をする必要がなく設計の自由度が高い。また、スペーサー自体が導線となるため、ＬＥＤ素子に電力を供給するための配線用の穴をスペーサーに設ける必要がなく、耐久性等の複層ガラスの性能も損なわれることもない。

本明細書における「ＬＥＤ素子」とは、ＬＥＤパッケージだけでなく当該ＬＥＤパッケージが回路基板に実装された電子部品を含むものである。ＬＥＤパッケージとは、光源であるＬＥＤチップと封止樹脂と躯体等からなり通電により発光する最小部品単位のことをいう。

ＬＥＤ素子の種類は特に限定されない。ＬＥＤ素子としては、躯体がリードフレームやステムからなるスルーホール型のＬＥＤパッケージや、躯体が基板やケースからなる表面実装型のＬＥＤパッケージが挙げられる。ＬＥＤ素子の形状も特に限定されない。スルーホール型のＬＥＤパッケージとしては、砲弾型、角型、Ｆｌｕｘ型を挙げることができる。表面実装型のＬＥＤパッケージとしては、ＴｏＰ Ｖｉｅｗ型、傾斜タイプ、Ｓｉｄｅ Ｖｉｅｗ型を挙げることができる。

ＬＥＤ素子が発する光は特に限定はされず、可視光であってもよいし紫外光であってもよい。ＬＥＤ素子が発する光が可視光の場合、光の色は白色であってもよく、赤色、青色、緑等の任意の色であってもよい。

以下、図面を用いて本発明の複層ガラスについて説明する。各図面において、図１と同じ構成については、参照符号を省略することがある。

図１は、本発明の複層ガラス１の断面概略図である。図１に示すように、本発明の複層ガラス１は、第１ガラス板１１と第２ガラス板２１との空間３にガスが封入されてなるものである。第１ガラス板１１側には第１シール材１３を介して導電性の第１スペーサー１２が設けられる。第２ガラス板２１側には第２シール材２３を介して導電性の第２スペーサー２２が設けられる。そして、これらスペーサー上には絶縁体５を跨ぐようにＬＥＤ素子６が設けられる。

第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１の種類は特に限定されない。本発明で用いられる第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１としては、フロートガラス、合わせガラス、型板ガラス、網入りガラス、線入板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、低反射ガラス（AR（Anti-Reflection）ガラス）、低放射ガラス（ＬｏｗＥ(Low emissivity)ガラス）、高透過板ガラスなどが挙げられ、複層ガラス１の使用目的に応じて適宜選択できる。ガラスの材質も特に限定されず、ソーダライムガラスが好適に使用される。第１ガラス板１１と第２ガラス板２１の少なくとも一方は、意匠性を向上させるなどの目的で透光性を大きく阻害しない範囲内で着色することも可能である。第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１の板厚は、複層ガラス１の用途によって適宜選択されるが、好適には、それぞれ０．５〜１９ｍｍである。第１ガラス板１１と第２ガラス板２１とで、ガラス種類、材質、板厚は、同じであってもよいし、異なってもよい。

第１ガラス板１１と第２ガラス板２１との空間３に封入されるガスとしては、空気、窒素、アルゴン、クリプトンなどを挙げることができる。上記ガスは、乾燥していることが好ましい。断熱性をより向上させる観点から、空間３には、アルゴン及びクリプトンからなる群から選択される少なくとも１種のガスが実質的に封入されていることが好ましく、中でも、クリプトンのみからなるガスが実質的に封入されていることがより好ましい。ここで、「実質的に」とは、アルゴン及びクリプトンからなる群から選択される少なくとも１種のガス、又はクリプトンのみからなるガスが９０％以上の充填率で空間３に封入されていることを示す。

複層ガラス１において、空間３の厚みｔが６〜２５ｍｍであることが好ましい。厚みｔが２５ｍｍを超えると封入されたガスに対流が発生し、厚みｔを厚くすることによる断熱性の向上が望めないおそれがある。一方、厚みｔが６ｍｍ未満であると断熱性が低下するおそれがある。空間３の厚みｔが８〜１８ｍｍであることがより好ましい。

第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２の素材としては、導電性を有するものであれば特に限定されず、金属、合金、導電性セラミックス、導電性プラスチックなどを挙げることができる。金属としては、鉄、銅、アルミニウムを挙げることができる。合金としては、鉄、銅、アルミニウムを少なくとも１種類含む合金を挙げることができる。導電性セラミックス、導電性プラスチックとしては、表面に導電性塗料が塗布されたものや、めっきなどにより導電性の皮膜が形成されたものを用いることができる。導電性プラスチックとしては、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）や発泡樹脂の表面を金属箔や金属薄板（例えばステンレス板）で被覆したものも挙げることができる。スペーサーは、第１ガラス板１１と第２ガラス板２１との間に空間３を形成するために設けられるものであるため、強度が高いものであることが好ましい。この観点から、スペーサーの素材は金属又は合金であることが好ましい。スペーサー上にＬＥＤ素子６を直接半田付けすることができる観点から、スペーサーの素材は、鉄又は鉄を主成分とする合金であることが好ましい。ここで、「主成分とする」とは５０重量％以上鉄を含有するという意味である。

第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２の形状は特に限定されないが、図１に示すように、第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２が筒状であれば内部に乾燥剤４を入れることができるので、第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２は筒状であることが好ましい。第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２の厚み（幅）は、複層ガラス１において所望の強度が得られる厚み（幅）であれば特に限定されないが、それぞれ４〜８ｍｍであることが好ましい。第１スペーサー１２と第２スペーサー２２とで、そのスペーサーの素材や厚み（幅）は、同じであってもよいし、異なってもよい。

第１スペーサー１２と第２スペーサー２２との間には絶縁体５が介在される。絶縁性や耐湿性に優れている観点から、絶縁体５がブチルゴムからなることが好ましい。絶縁体５の厚みは、第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２に通電したときに短絡しない厚みであれば特に限定されず、スペーサー上に設置されるＬＥＤ素子６のサイズに合わせて適宜調節される。

本発明において、第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２上には絶縁体５を跨ぐようにＬＥＤ素子６が設けられている。そして、第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２は導電性のスペーサーである。したがって、このような構成を採用する意義がある。

ＬＥＤ素子６の正極（陽極）と負極（陰極）の一方は第１スペーサー１２に接続され、他方は第２スペーサー２２に接続される。接続に際しては、半田や導電性接着剤を用いることができる。図１では、半田７を用いてＬＥＤ素子６とスペーサーとを直接接続した例を示したが、ＬＥＤ素子６の発光強度を調整するために、ＬＥＤ素子６とスペーサーとの間に抵抗を挟んでもかまわない。

図１に示すように、第１シール材１３及び第２シール材２３は、空間３に外気が侵入することを防ぐために設けられる。そのため、第１シール材１３及び第２シール材２３には、ガラス板とスペーサーとの密着性や、耐湿性に優れていることが求められる。これらの要求を満たすシール材であれば、その素材は特に限定はされないが、第１シール材１３及び第２シール材２３がブチルゴムからなることが好ましい。第１シール材１３及び第２シール材２３の厚みは特に限定されないが、それぞれ０．０５〜１０ｍｍであることが好ましい。第１シール材１３と第２シール材２３とで、シール材の素材や厚みは、同じであってもよいし、異なってもよい。

そして、図１に示すように、第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２の外側で、かつ第１ガラス板１１と第２ガラス板２１とに挟まれた空間が封止材８で封止される。用いられる封止材８は、ガラス板やスペーサーと接着性が良好なものであれば特に限定されない。封止材８としては、サルファイド樹脂（例えば、商品名「ハマタイトＳＭ−９０００」）、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂を挙げることができる。

本発明において、第１スペーサー１２と第２スペーサー２２とは互いに接触しないように絶縁体５を介して並列してなる。図２に示すように、第１スペーサー１２と第２スペーサー２２との間に段差が設けられていることが好ましい。図２では、第１スペーサー１２を複層ガラス１の空間３方向にずらす又は第２スペーサー２２を複層ガラス１の空間３と逆の方向にずらして、第１スペーサー１２と第２スペーサー２２との間に段差を設けた例を示した。このスペーサー上にＬＥＤ素子６を設けると、ＬＥＤ素子６は第２ガラス板２１側に傾くことになる。このように、第１スペーサー１２と第２スペーサー２２との間に段差を設けることでＬＥＤ素子６の向きを調整することができる。

また、ＬＥＤ素子６とスペーサーとの間に抵抗を挟むことで第１スペーサー１２と第２スペーサー２２との間に段差を設けずにＬＥＤ素子６の向きを調整することもできる。ＬＥＤ素子６とスペーサーとの間に抵抗を挟み、かつＬＥＤ素子６の向きをスペーサーと平行にしたい場合には、図３に示すように、第１スペーサー１２と第２スペーサー２２との間に段差を設けて、その段差にチップ型抵抗１６を設けることもできる。

そして、導線（正極）１４及び導線（負極）２４から電力を供給して、第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２に通電することによって、ＬＥＤ素子６を発光させることができる。

図４は本発明の複層ガラス１の平面図である。ＬＥＤ素子６が設けられたスペーサーは導電性であるため、図４に示した辺Ａのどの箇所からもＬＥＤ素子６に給電が可能である。また、辺Ｂにおけるスペーサーが導電性のスペーサーであれば、導線９を用いることにより、図４に示した辺Ｂのどの箇所からもＬＥＤ素子６に給電が可能である。このように、本発明の複層ガラス１は、自由な場所からＬＥＤ素子６に給電することが可能になる。図４に示すように、導線９は第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２の外側で、かつ第１ガラス板１１と第２ガラス板２１とに挟まれた空間において両スペーサーを接続することが好ましい。また、その後、封止材８で導線９とともに前記空間が封止されることが好ましい。

図４では、第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１の周縁部の辺Ａにのみ導電性のスペーサーを設け、当該スペーサー上にＬＥＤ素子６を設けているがこれに限定されない。ＬＥＤ素子６が設けられた導電性のスペーサーは、第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１の周縁部の二辺、三辺、全辺のいずれに設けられていてもかまわない。スペーサー上に設けられるＬＥＤ素子６の個数は限定されず、１個だけもよく、複数個であってもよい。コーナー部の係合には、絶縁体からなるコーナー部材１０が好適に用いられる。

本発明の複層ガラス１はＬＥＤ素子６が設置され、かつ耐熱性等の複層ガラスに要求される性能を満足するものである。このような特徴を生かして、本発明の複層ガラス１は冷蔵ショーケース又は冷凍ショーケースに好適に用いられる。冷蔵ショーケース又は冷凍ショーケースは、一般的に、品物を陳列する陳列室をガラスなどによって外気と遮断したクローズタイプと、品物を直接取り出すことが可能なオープンタイプとに分類される。オープンタイプのショーケースには、アイランドタイプのショーケースも含まれる。本発明の複層ガラス１はいずれのショーケースにも好適に用いることができる。

また、本発明の複層ガラス１は建具に好適に用いられる。本発明の複層ガラス１の内側に導光板（例えば、商品名「パネビー」）を設けることで、側面から入れた光を拡散させ、表面に光を出すことができる。

本発明の複層ガラス１において、第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１の少なくとも一方を光触媒ガラスにすることもできる。これにより光触媒ガラスは、太陽光（紫外光）を吸収して、ガラス表面に着した汚れや臭いの原因物質を触媒反応で分解することができる。そのため、太陽光（紫外光）が当たらない場所では十分な触媒効果が得られないことがあった。本発明の複層ガラス１において、第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１の少なくとも一方を光触媒ガラスにする。このとき、光触媒がコーティングされている面が外側（外気と触れる側）になるように設置し、ＬＥＤ素子６は紫外光を発するものを用いることが好ましい。こうすることによって、複層ガラス１の内側から光触媒ガラスに紫外光が当たり、日射量の少ない場所や日陰となる室内においても光触媒の効能（抗菌効果や脱臭効果）を得ることが可能になる。

本発明の複層ガラス１において、第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１の少なくとも一方を、蓄光塗料が塗布されたガラス板にすることもできる。これにより蓄光塗料は、太陽光や蛍光灯の光を吸収して暗闇で光を発することができる。第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１の少なくとも一方を、蓄光塗料が塗布されたガラス板にすることで、ＬＥＤ素子６が停電等で消灯したとしてもガラス板に描かれた文字や模様（例えば避難経路表示などの各種標識）を表示させることができる。この場合、蓄光塗料保護の観点から、蓄光塗料が塗布された面が空間３側であることが好ましい。

複層ガラスの製造方法としては、２枚のガラス板の間にスペーサーを設置してガラス板間の幅を所定間隔にセットし、その後封止材で封止するという方法が一般的である。このとき、生産効率の観点から、図５に示すように、ＬＥＤ素子６が設けられたスペーサーユニット１７を予め作製しておいてもよい。

以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。

実施例１
ブチルゴムからなる絶縁体５（厚さ１ｍｍ）を介して第１スペーサー１２と第２スペーサー２２とを設置した。このとき、両スペーサーの間に段差ができないように並列に設置した。次いで、絶縁体５を跨ぐようにしてＬＥＤ素子６を設置し、半田７を用いてＬＥＤ素子６の正極を第１スペーサー１２に接続し、ＬＥＤ素子６の負極を第２スペーサー２２に接続した。次いで、第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２の内部に乾燥剤４を充填して、図５に示すようなスペーサーユニット１７を作製した。ここで、第１スペーサー１２及び第２スペーサー２２は、長さ２７５ｍｍ、幅６ｍｍのスチール製のスペーサーである。ＬＥＤ素子６は、日亜化学工業株式会社製の表面実装型ＬＥＤ素子である。

次いで、スペーサーユニット１７を第１ガラス板１１と第２ガラス板２１との間に設置した。このとき、図１に示すように、第１ガラス板１１と第１スペーサー１２との間には第１シール材１３を介在させ、第２ガラス板２１と第２スペーサー２２との間には第２シール材２３を介在させた。ここで、第１シール材１３及び第２シール材２３は、厚さ１ｍｍのブチルゴムである。第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１は、ソーダライムガラスであり、縦３００ｍｍ、横３００ｍｍ、厚さ３ｍｍのガラス板である。なお、図４に示すように、スペーサーユニット１７は第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１の周縁部の一辺にのみ設置し、残りの周縁部にはスチール製のスペーサーを設置した。

次いで、上下のスペーサーに穴をあけて、下側の穴からクリプトンガスを注入し上側の穴から空間３の空気を抜くことで空間にクリプトンガスを封入した。その後、スペーサーの穴をビス留めした。

次いで、第１スペーサー１２に導線（正極）１４を接続し、第２スペーサー２２に導線（負極）２４を接続した。封止材８として横浜ゴム株式会社製の商品名「ハマタイトＳＭ−９０００」を用いて、第１ガラス板１１及び第２ガラス板２１の外側で、かつ両ガラス板に挟まれた空間を封止することで、厚みｔが1５ｍｍの複層ガラス１を得た。

導線１４（正極）及び導線２４（負極）に通電することによって、図６に示すように、ＬＥＤ素子６を発光させることができることを確認した。また、複層ガラス１の内側に導光板１５（株式会社きもと製の商品名「パネビー」）を設けることで、ＬＥＤ素子６によって側面から入れられた光を拡散させ面発光させることができることも確認した。

１ 複層ガラス
１１ 第１ガラス
１２ 第１スペーサー
１３ 第１シール材
１４ 導線（正極）
１５ 導光板
１６ チップ型抵抗
１７ スペーサーユニット
２１ 第２ガラス
２２ 第２スペーサー
２３ 第２シール材
２４ 導線（陰極）
３ 空間
４ 乾燥剤
５ 絶縁体
６ ＬＥＤ素子
７ 半田
８ 封止材
９ 導線
１０ コーナー部材

Claims (4)

1. 第１ガラス板と第２ガラス板との空間にガスが封入されてなる複層ガラスであって；
   前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の周縁部の少なくとも一辺にはシール材を介して導電性のスペーサーが設けられ、
   前記スペーサーは第１スペーサーと第２スペーサーとからなり、
   前記第１スペーサーと前記第２スペーサーとは、互いに接触しないように絶縁体を介して並列してなり、
   前記スペーサー上には前記絶縁体を跨ぐようにＬＥＤ素子が設けられ、
   前記ＬＥＤ素子の正極（陽極）と負極（陰極）の一方は前記第１スペーサーに接続され、他方は前記第２スペーサーに接続され、
   前記第１スペーサー及び前記第２スペーサーの外側で、かつ前記第１ガラス板と前記第２ガラス板とに挟まれた空間が封止材で封止され、
   前記第１スペーサー及び前記第２スペーサーに通電することによって前記ＬＥＤ素子を発光させることを特徴とする複層ガラス。
2. 前記第１スペーサーと前記第２スペーサーとの間に段差が設けられてなる請求項１に記載の複層ガラス。
3. 前記シール材及び前記絶縁体がブチルゴムからなる請求項１又は２に記載の複層ガラス。
4. 冷蔵ショーケース又は冷凍ショーケースに用いられる請求項１〜３のいずれかに記載の複層ガラス。