KR20070118159A - 반투명 벽 요소 및 이러한 요소를 포함하는 자동차 - Google Patents

Abstract

본 발명의 반투명 벽 요소는 투명 재료로 된 제1 판형 부재(1) 및 상기 제1 판형 부재(1)의 외측에 위치되고 상기 제1 판형 부재에 대체로 평행한 반투명 재료로 된 제2 판형 부재(2)를 포함한다. 상기 제1 판형 부재에 광을 커플링하기 위한 수단이 존재한다. 상기 제1 판형 부재(1)의 표면(7)은 제2 판형 부재(2)와 대면하는 측에 광 분배 수단(8)의 스폿을 갖는다. 광 분배 수단(8)은 상기 제1 판형 부재(1)의 다른 측을 향해 방사광을 유도한다.

판형 부재, 투명 재료, 반투명 재료, 광 방사, 광 분배 수단

Description

반투명 벽 요소 및 이러한 요소를 포함하는 자동차 {TRANSLUCENT WALL ELEMENT AND MOTOR VEHICLE COMPRISING SUCH AN ELEMENT}

본 발명은 투명 재료로 된 제1 판형 부재와, 상기 제1 판형 부재의 외부측/제1 측에 위치되고 상기 제1 판형 부재에 대체로 평행한, 반투명 재료로 된 제2 판형 부재를 포함하는 반투명 벽 요소에 관한 것이다. 이러한 반투명 벽 요소는 사람이 존재할 수 있는 밀폐된 방(enclosed room)의 벽의 일부, 또는 자동차의 객실의 지붕의 일부일 수 있다. 반투명 벽 요소의 내부측/제2 측은 객실 또는 방의 내부를 향한 측이고, 반투명 벽 요소의 제2 측은 예를 들어, 옥외를 향한 다른 측이다.

함께 샌드위치식 구조를 형성하는 두 개 이상의 반투명 판형 부재를 포함하는 반투명 벽 요소는 자동차의 객실을 위한 통상적인 반투명 벽 요소이다. 이러한 샌드위치식 구조는 세 개의 층, 즉 모두가 유리로 된 판형 부재인 외부층 및 내부층과, 유리로 된 상기 판형 부재들 사이에 존재할 수 있는 폴리비닐 부티랄(PVB)과 같은 플라스틱 재료로 된 층을 포함할 수 있다. 상기 벽 요소가 예를 들어, 총 4.7mm 두께를 갖도록, 유리 판형 부재의 평균 두께는 2.1mm이고, PVB 층의 평균 두께는 0.5mm이다.

자동차의 객실의 분위기를 개선시키기 위해서, 객실의 지붕은 방사광이 위로부터 객실로 들어올 수 있도록 이러한 반투명 벽 요소를 구비할 수 있다. 광 전달은 제2 판형 부재의 외부 측(외부 유리판)의 코팅으로 인해, 또는 저 전달 유리를 이용하여 감소될 수 있다. 광 전달의 이러한 감소는 자동차의 객실로 들어오는 태양광의 직접적인 방사를 방지할 수 있다.

그러나, 외부가 어두운 밤에, 자동차의 객실의 지붕의 반투명 벽 요소는 객실의 분위기를 개선시키지 않고, 불편한 "블랙 홀(black hole)"을 형성할 수 있다. 자동차의 객실 분위기는 객실의 지붕으로부터 광휘(light radiance)를 발생시킴으로 개선될 수 있다.

미국 출원 제2002/0167820호는 판형 광 안내 부재 요소가 차량 지붕의 내부 라이닝(lining)의 영역에 배열되는, 자동차의 객실의 조명 상태를 개선하기 위한 광 안내 시스템을 개시한다. 광은 광 안내 요소의 모서리의 하나 이상의 측면을 통해 광 안내 요소에 커플링되고, 광 안내 요소의 넓은 내부면(전면)을 통해 균일한 방식으로 자동차의 객실로 방사된다.

본 발명의 목적은 반투명 벽 요소를 제공하는 것이고, 더 구체적으로는 자동차의 객실의 지붕에 장착되고 외부로부터의 방사광을 전달할 수 있고, 경우에 따라서는, 반투명 벽 요소의 내부 측면으로부터 자동차의 객실로 또는 사람이 존재할 수 있는 방으로 대부분이 방사되고 바람직하게는 대체로 완전하게 방사되는 광휘를 방사할 수 있는 반투명 벽 요소를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해서, 광을 상기 제1 판형 부재에 커플링하기 위한 수단이 특히 상기 제1 판형 부재의 하나 이상의 측면에 제공되며, 상기 제1 판형 부재의 표면은 제2 판형 부재와 대면하는 측(제1 측)에 광 분배 수단의 스폿을 구비하고, 상기 광 분배 수단은 상기 제1 판형 부재를 가로질러 다른 측(내부 측)을 향해 방사광을 유도하여 반투명 벽 요소의 제1 판형 부재의 내부 측의 표면을 통해 방사광을 커플링한다. 방사광이 자동차의 객실로 또는 방의 내부로 방사되도록, 광 안내 제1 판형 부재의 제1 측에 광 분배 수단을 위치시킴으로, 방사광은 주로 제1 판형 부재의 제2 측을 통해서 커플링될 것이다.

광 안내 제1 판형 부재용으로 적합한 재료는 투명한 열가소성 플라스틱, 특히 폴리비닐 부티랄(PVB), 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 또는 폴리카보네이트(PC)이다. 또한 유리가 광 안내 재료로 사용될 수 있으며, 이 때 바람직하게는 Fe₂O₃가 유리 재료로부터 제거된다.

일 양호한 실시예에서, 상기 제2 판형 부재의 재료는 바람직하게는 광 전달을 감소시키기 위한 수단, 예를 들어, 유리의 광 흡수 재료 또는 제2 판형 부재의 외부면에 코팅을 구비한 유리이다. 이러한 제2 판형 부재는 긁힘과 다른 손상에 대해 제1 판형 부재의 제1 측을 보호하고, 광 전달 감소 수단은 태양광의 전달, 특히, 태양광의 직접 방사의 전달을 감소시킨다.

다른 양호한 실시예에서, 상기 광 분배 수단은 제1 판형 부재의 외부면상의 반사 재료로 된 스폿이다. 반사 재료로 된 이러한 스폿은 백색 페인트의 점, 또는 금속 등을 포함하는 재료의 점 등일 수 있다. 이러한 스폿은 제1 판형 부재의 외부면에 용이하게 도포될 수 있다.

다른 양호한 실시예에서, 상기 광 분배 수단은 제1 판형 부재의 제1 측상의 주름진 스폿이다. 이 경우, 재료가 외부면에 도포되지는 않고, 상기 외부면은 재료 제거 작업에 의해, 또는, 바람직하게는 용융 작업에 의해 국부적으로 처리되고, 제1 판형 부재의 외부면에서 재료 중 적은 부분이 레이저 비임과 같은 수단에 의해 용융된다.

다른 양호한 실시예에서, 상기 광 분배 수단은 각각이 제1 판형 부재의 평면에 대해 경사진 내부 표면을 갖는 리세스이다. 이러한 경사면은 반사된 방사광 중 적어도 일 부가 광 안내 제1 판형 부재 내에서 상기 제1 판형 부재의 제2 측을 통해 커플링되는 방향으로 방사광을 반사시켜서, 방사광이 자동차의 객실 또는 방의 내부로 방사된다.

리세스는 대체로 제1 판형 부재의 제2 측에 대해 경사진 표면을 갖는 임의의 형상을 가질 수 있지만, 원뿔 또는 피라미드형인 것이 바람직하다. 제1 판형 부재의 재료가 예를 들어, 사출 성형 공정에 의해 열가소적으로 형성되면, 외부면의 이러한 리세스는 이러한 공정에서 용이하게 제조될 수 있다.

일 양호한 실시예에서, 제1 판형 부재의 표면의 광 분배 수단은 제1 판형 부재로부터 반투명 벽 요소의 제1 측으로의 방사광을 더 감소시키도록 가시광을 통과시키지 않는 재료의 스폿으로 덮어진다. 이러한 스폿은 전체 광 분배 수단 및 이들의 모서리 영역을 덮도록 광 분배 수단보다 약간 큰 것이 바람직하다.

상기 스폿의 재료는 방사광이 제1 판형 부재로 다시 반사되어 제1 판형 부재의 다른 측에서 커플링될 수 있도록, 제1 판형 부재에 인접한 표면에서 반사적인 것이 바람직하고, 경우에 따라서는, 자동차의 객실 또는 방의 내부로의 방사를 증가시킨다. 상기 스폿의 상기 재료는 바람직하게는 금속이며, 더 바람직하게는 알루미늄이다.

다른 양호한 실시예에서, 상기 제1 판형 부재와 상기 제2 판형 부재 사이에 클래팅(즉, 클래팅 재료의 층)이 존재한다. 클래딩의 두께는 적어도 약1. 5μm 즉, 광 파장의 두 배인 것이 바람직하다. 제1 판형 부재에서 안내되는 방사광의 효과적인 반사가 보장되도록 이러한 클래딩 재료는 제1 판형 부재의 재료의 굴절률보다 대체로 낮은, 상대적으로 낮은 굴절률을 갖고, 이러한 반사는 제1 판형 부재의 표면과 다른 물체의 광학적 접촉에 의해 영향받지 않을 것이다.

일 양호한 실시예에서, 바람직하게는 유리로 이루어진 제3 반투명 판형 부재는 상기 제1 판형 부재에 대체로 평행한 상기 제1 판형 부재의 제2 측에 제공되고, 클래팅 재료의 층은 상기 제1 판형 부재와 상기 제3 판형 부재 사이에 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 양호한 실시예에서, 반투명 벽 요소는 사이에 광 안내 부재(제1 판형 부재)를 구비하고 외부면에 광 분배 수단을 구비한 유리로 된 두 개의 판(제2 및 제3 판형 부재)을 포함하는 것이 바람직하고, 클래딩 재료의 층은 광 안내 부재의 각각의 측에 제공된다.

또한 본 발명은 객실을 갖는 자동차에 관한 것으로서, 객실의 지붕은 투명한 재료의 제1 판형 부재 및 상기 제1 판형 부재에 대체로 평행하게 상기 제1 판형 부재의 제1 측에 위치되는 반투명 재료의 제2 판형 부재를 포함하는 반투명 벽 요소를 구비하고, 상기 제1 판형 부재로 광을 커플링하기 위한 수단이 제공되며, 상기 제1 판형 부재의 표면은 제2 판형 부재와 대면한 측에서 상기 제1 판형 부재의 제2 측을 향해 방사광을 유도하는 광 분배 수단의 스폿을 구비한다.

본 발명의 여러 태양은 이후에 기재되는 실시예로부터 명백해질 것이고 이를 참조하여 명료해질 것이다.

도1은 반투명 벽 요소의 제1 실시예의 일부의 단면도이고,

도2는 도1의 일부의 확대도이고,

도3은 반투명 벽 요소의 제2 실시예의 일부의 단면도이다.

도1 및 도2는 방사광이 투명 재료로 된 제1 판형 부재(1)에 커플링되고, 안내될 수 있도록, 상대적으로 높은 굴절률 즉, 공기보다 높고 제1 판형 부재(1)와 광학적 접촉을 하는 주변 재료보다 높은 굴절율을 갖는 투명 재료로 이루어진 제1 판형 부재(1)를 포함하는 반투명 벽 요소의 제1 실시예의 일 부분을 개략적으로 나타낸다. 종래 기술에 공지된 바와 같이, 방사광은 제1 판형 부재(1)의 모서리(도면에 도시되지 않음)의 측면을 통해 커플링될 수 있고, 투명 재료로 된 제1 판형 부재(1)에 유지 및 안내될 수 있도록 제1 판형 부재(1)의 제1 측(20) 및 제2 측(21) 모두에 대해 반사한다. 제1 판형 부재(1)의 투명 재료는, 예를 들어, 폴리비닐 부티랄(PVB)이다. 이러한 재료는 약1.50만 유리의 굴절률과 대체로 동일한 약 1.485의 굴절률을 갖는다.

유리로 된 판형 부재(2, 3)는 제1 판형 부재(1)의 각각의 제1 측과, 제2 측에, 제1 판형 부재(1)와 평행하게 존재한다. 제2 판형 부재(2)는 제1 판형 부재(1)의 제1 측(20)(도면의 상부 측)에 존재하고, 제3 판형 부재(3)는 제1 판형 부재(1)의 제2 측(21)(하부 측)에 존재한다. 제1 판형 부재(1)와, 제2 및 제3 판형 부재(2, 3)는 클래딩(4, 5) 즉, 제1 판형 부재(1)의 재료의 굴절률보다 대체로 낮은, 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 클래딩 재료의 층을 둘러싸서 제1 판형 부재에서 안내되는 방사광의 효과적인 반사가 보장되고, 이러한 반사는 다른 물체와 제1 판형 부재의 표면의 광학적 접촉에 의해 영향받지 않을 것이다. 클래딩(4, 5)은 제1 판형 부재(1)와 광학적 접촉을 해야한다. 이러한 클래딩 재료는 예를 들어, 접착제와 같은 기능을 하는 투명 실리콘 고무이어서 판형 부재(1, 2, 3)를 함께 유지되도록 하고, 이로 인해 견고한 샌드위치식 구조의 반투명 벽 요소가 얻어진다. 방사광, 예를 들어, 제1 판형 부재(1)에 의해 안내되는 광선(6)은 방사광의 투사각이 제1 판형 부재(1)의 재료 및 클래딩(4, 5)의 재료의 굴절률에 따라 결정되는 소정의 값보다 더 크면, 판형 부재(1)의 표면(7)에서 반사될 것이다. 도1에 도시된 바와 같이, 광선(6)의 투사각은 이러한 광선(6)의 반사각과 동일하다.

도1에 도시되고 도2에 확대되어 도시된 바와 같이, 광 분배 수단(도1의 상부 측) 즉, 백색 페인트의 점과 같은 스폿(8)은 제1 판형 부재(1)의 제1 측(20)의 표면(7)에 도포된다. 백색 페인트의 점(8)은 제1 판형 부재(1)의 재료와 광학적으로 접촉을 해서, 이러한 백색 페인트의 점(8)에 도달하는 광선(9)이 투사각과 같은 각 으로 반사되지 않고, 모든 방향으로 확산되게 할 것이다. 그 후 방사광은 주로 제1 판형 부재(1)의 내부 측(21)(도면의 하부 측)에서 커플링된다. 이러한 방사광은 제3 판형 부재(3)를 통과해서, 제3 판형 부재의 내부 측(도면의 하부 측면)에서 반투명 벽 요소를 이탈할 것이다.

점(8)은 박층의 백색 페인트만을 포함하기 때문에, 스폿으로부터 확산된 일부 방사광은 (도면의) 상향으로도 유도될 수 있다. 방사광이 외측(도면의 상부 측)에서 반투명 벽 요소를 이탈하는 것을 막기 위해, 알루미늄으로 된 박층(10)의 스폿은 상부 측면의 점(8)을 덮는다. 알루미늄으로 된 층(10)은 방사광을 통과시키지 않고, 방사광을 하향으로 반사시켜, 반투명 벽 요소의 내부 측(하부 측)으로부터의 방사광의 유효성을 증가시킨다.

반투명 벽 요소가 차량의 지붕에 사용된다면, 제2 판형 부재(2)는 낮 동안 차량 객실에 너무 많은 태양광을 들이지 않기 위해 광을 흡수할 수 있고, 회색 빛이 돌 수 있다. 외부가 어두울 때, 광은 제1 판형 부재(1)에 커플링될 수 있어 일부 방사광이 위로부터 객실로 들어와서 차량 내의 승객을 편안하게 한다.

도3은 상기 제2 실시예의 반투명 벽 요소의 일부를 나타낸다. 예를 들어, 폴리카보네이트(PC)로 이루어진 제1 판형 부재(11)는 모두 유리로 제조된 제2 판형 부재(12)와 제3 판형 부재(13) 사이에 위치된다. 클래딩 재료의 층(14, 15)은 제1 판형 부재(11)와, 제2 및 제3 판형 부재(12, 13) 사이에 존재한다. 제1 판형 부재(11)의 외측의 표면은 리세스(16)를 갖고, 각각의 리세스(16)는 모든 표면이 제1 판형 부재(11)의 평면에 대해 경사져 있는 피라미드형을 갖는다. 리세스(16)는 도 3에 도시된 바와 같이 공기 또는 다른 가스로 충진될 수 있지만, 층(14)의 클래딩 재료로도 충진될 수도 있다.

제1 실시예와 유사하게, 방사광은 상기 제1 판형 부재(11)에 커플링될 수 있고, 이러한 방사광이 리세스(16) 중 하나의 경사면에 의해 반사될 때, 방사광 중 적어도 일부가 하향 유도되어서(도3에 도시) 투명한 클래딩(15) 및 투명한 제3 판형 부재(13)를 통과한 후에 제1 판형 부재(11) 및 반투명 벽 요소를 이탈한다.

반투명 벽 요소의 제2 실시예에서, 제2 판형 부재(12)의 외측은 반투명 벽 요소를 통한 광 전달을 감소시키기 위해 광 흡수 재료의 코팅(17)을 갖는다.

전술된 바와 같은 반투명 벽 요소의 두 가지 실시예는 단지 예시일 뿐이고, 매우 많은 다른 실시예 및 변형물이 가능하다.

Claims (11)

1. 투명 재료로 된 제1 판형 부재(1)를 포함하고, 상기 제1 판형 부재의 제1 측(20)에서 제1 판형 부재를 대면하는 반투명 재료로 된 제2 판형 부재(2)에 대체로 평행하게 배열되는 반투명 벽 요소에 있어서,

   상기 제1 판형 부재의 제1 측의 표면이 상기 제1 판형 부재의 제1 측에 대향하는 제2 측(21)을 향해 상기 제1 판형 부재를 가로지르도록 방사광을 유도하는 광 분배 수단(8)의 스폿을 구비한, 상기 제1 판형 부재에 광을 커플링하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반투명 벽 요소.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 판형 부재는 광 전달 감소 수단을 구비한 유리로 이루어진 것을 특징으로 하는 반투명 벽 요소.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광 분배 수단은 상기 제1 판형 부재의 표면에 반사 재료로 된 스폿을 포함하는 것을 특징으로 하는 반투명 벽 요소.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 분배 수단은 상기 제1 판형 부재의 표면에 주름진 스폿을 포함하는 것을 특징으로 하는 반투명 벽 요소.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 분배 수단은 각각이 상 기 제1 판형 부재의 표면(7)에 대해 경사진 내부면을 갖는 리세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투명 벽 요소.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 판형 부재의 표면의 광 분배 수단은 가시 광을 통과시키지 않는 재료로 된 제2 스폿으로 덮여지는 것을 특징으로 하는 반투명 벽 요소.
7. 제6항에 있어서, 상기 제2 스폿의 재료는 상기 제1 판형 부재의 제1 측에 인접하는 표면에서 반사적이며, 상기 제2 스폿의 재료는 바람직하게는 금속, 더 바람직하게는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 반투명 벽 요소.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 판형 부재의 재료의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 클래딩 재료의 층이 상기 제1 판형 부재와 상기 제2 판형 부재 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는 반투명 벽 요소.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 반투명 판형 부재는 상기 제1 판형 부재의 제2 측에 제공되고 상기 제1 판형 부재에 대체로 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 반투명 벽 요소.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 반투명 벽 요소를 포함하는 것을 특 징으로 하는 자동차 지붕 덮개.
11. 객실을 갖는 자동차이며,

    상기 객실의 지붕은 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 반투명 벽 요소를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차.

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