(57)【要約】【課題】光を再帰反射する再帰反射状態と、光を吸収する集熱状態とが切り替えられて、室内の温熱環境を改善することができる調光構造体を提供する。【解決手段】エレクトロクロミック層３００への通電により当該エレクトロクロミック層３００の光学特性を変化させることによって、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロクロミック層への通電により当該エレクトロクロミック層の光学特性を変化させることによって、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられることを特徴とする調光構造体。
【請求項２】
再帰反射形状をなす基材を有し、
前記エレクトロクロミック層は、前記基材の形状に倣って形成されており、通電により、光を反射する鏡状態と、光を吸収する着色状態とが切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の調光構造体。
【請求項３】
前記基材は、光を透過する透明体から構成され、
前記エレクトロクロミック層は、鏡状態の場合に、前記透明体と協働して前記入射光を再帰反射することを特徴とする請求項２に記載の調光構造体。
【請求項４】
前記基材は、複数の球状の透明体から構成され、
前記エレクトロクロミック層は、前記基材の光入射面と対向する面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の調光構造体。
【請求項５】
前記基材は、複数のプリズム状の透明体から構成され、
前記エレクトロクロミック層は、前記基材の光入射面と対向する面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の調光構造体。
【請求項６】
前記着色状態は、前記エレクトロクロミック層の透過率が５％以下かつ反射率が４０％以下の状態であり、前記鏡状態は、反射率が５０％以上の状態であることを特徴とする請求項２に記載の調光構造体。
【請求項７】
前記エレクトロクロミック層は、マグネシウムとニッケルの合金層、触媒層、電解質層、およびプロトン蓄積層を有することを特徴とする請求項２に記載の調光構造体。
【請求項８】
前記エレクトロクロミック層は、光の入射側から、マグネシウムとニッケルの合金層、触媒層、電解質層、およびプロトン蓄積層が順次に積層されたことを特徴とする請求項７に記載の調光構造体。
【請求項９】
前記プロトン蓄積層と接するように、当該プロトン蓄積層を覆う電極層がさらに積層されたことを特徴とする請求項８に記載の調光構造体。
【請求項１０】
前記電極層は、金属からなることを特徴とする請求項９に記載の調光構造体。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の調光構造体を表皮層として用いたことを特徴とする表皮形成材。
【請求項１２】
請求項１１に記載の表皮形成材を表皮として用いたことを特徴とする車両用内装材。
【請求項１３】
エレクトロクロミック層への通電により当該エレクトロクロミック層の光学特性を変化させることによって、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられる調光構造体と、
前記エレクトロクロミック層への通電を制御して、前記調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替える制御部と、
を有することを特徴とする調光装置。
【請求項１４】
前記制御部は、外部温度に基づいて、前記調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替えることを特徴とする請求項１３に記載の調光装置。
【請求項１５】
調光についての指示を受け付ける指示部をさらに有し、
前記制御部は、受け付けた前記調光についての指示に基づいて、前記調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替えることを特徴とする請求項１３に記載の調光装置。
【請求項１６】
前記調光構造体の金属からなる電極層および当該電極層に接続される配線のうち少なくとも一方を含み、集熱された熱を前記調光装置の外部に伝達する伝熱部をさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の調光装置。
【請求項１７】
内装材の表皮層として用いられ、エレクトロクロミック層への通電により当該エレクトロクロミック層の光学特性を変化させることによって、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられる調光構造体と、
前記エレクトロクロミック層への通電を制御して、前記調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替える制御部と、
を有することを特徴とする車両。
【請求項１８】
車室内の温度を検出する温度検出部をさらに有し、
前記制御部は、前記検出される温度に基づいて、前記調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替えることを特徴とする請求項１７に記載の車両。
【請求項１９】
調光についての指示を受け付ける指示部をさらに有し、
前記制御部は、受け付けた前記調光についての指示に基づいて、前記調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替えることを特徴とする請求項１７に記載の車両。
【請求項２０】
前記調光構造体の金属からなる電極層および当該電極層に接続される配線のうち少なくとも一方を含み、集熱された熱を車両の他の部位に伝達する伝熱部をさらに有することを特徴とする請求項１７に記載の車両。
【請求項２１】
前記内装材が、インストルメントパネルの少なくとも一部に用いられていることを特徴とする請求項１７に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光構造体、または調光構造体を用いた表皮形成材、車両用内装材、調光装置、および車両に関する。特に、本発明は、再帰反射機能および集熱機能を有する調光構造体、または前記調光構造体を用いた表皮形成材、車両用内装材、調光装置、および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建築物および自動車などにおいて、室内への光および／または熱の侵入経路としては、ガラスおよび大面積の壁などが挙げられる。特に、自動車の場合、天井、フロントガラス、リアガラス、サイドガラス、およびサンルーフからの光および／または熱の侵入が大きい。これらの部位から侵入した光および／または熱によって、インストルメントパネル、シート、ドアトリム、リアパーセル、ハンドル、およびセンターコンソールなどの内装材が暖められる。
【０００３】
これらの暖まった内装材から放出される熱は、室内の空気を暖める。夏季の炎天下における駐車車両の場合、車室内は７０℃以上の高温になり、乗車直後の乗員に不快感を与えるのみならず、車室内を快適な状態にするために稼動させるエアコンの負荷による追加的な燃料消費および二酸化炭素の排出量増加などの問題を有する。
【０００４】
近年、これらの現象を鑑み、車内に流入する光および熱エネルギーを遮蔽し、車室内の温度上昇および冷房負荷を低減させるための技術が各種車両に採用されている。下記の特許文献１には、表皮層に再帰反射材を用いた内装材が開示されている。このような構成にすると、入射光を散乱させることなく、再帰反射することが可能となり、室内の温度を低下させ、人体への温熱負荷を低減するとともにクールダウン時の空調器負荷を低減することができる。このような内装材は、夏季のように車室内が暑くなる時期において、フロントガラスおよびサイドガラスなどからの入射光を受ける部位には望ましいものである。
【特許文献１】特開２００４−１９６０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の内装材は、入射光を再帰反射してしまうため、ガラスを透過して室内に流入する光および／または熱エネルギーを活用して室内を暖めることが望まれる冬季において、室内に入った光および／または熱を保持することができない。その結果、冬場の寒天下においては、室内の温熱環境を改善することができない。
【０００６】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、光を再帰反射する再帰反射状態と、光を吸収する集熱状態とが切り替えられて、室内の温熱環境を改善することができる調光構造体、または調光構造体を用いた表皮形成材、車両用内装材、調光装置、および車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００８】
本発明の調光構造体は、エレクトロクロミック層への通電により当該エレクトロクロミック層の光学特性を変化させることによって、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられることを特徴とする。
【０００９】
本発明の表皮形成材は、前記調光構造体を表皮層として用いたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の車両用内装材は、前記表皮形成材を表皮として用いたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の調光装置は、エレクトロクロミック層への通電により当該エレクトロクロミック層の光学特性を変化させることによって、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられる調光構造体と、前記エレクトロクロミック層への通電を制御して、前記調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替える制御部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両は、内装材の表皮層として用いられ、エレクトロクロミック層への通電により当該エレクトロクロミック層の光学特性を変化させることによって、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられる調光構造体と、前記エレクトロクロミック層への通電を制御して、前記調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替える制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の調光構造体、表皮形成材、および車両用内装材によれば、光を再帰反射する再帰反射状態と、光を吸収する集熱状態とが切り替えられ、炎天下においては、入射光を再帰反射することができ、寒天下においては、入射光を吸収することができる。したがって、調光構造体が設けられる室内の温熱環境が改善される。
【００１４】
本発明の調光構造体を用いた調光装置および車両によれば、炎天下においては、入射光を再帰的に室外に反射することができ、寒天下においては、入射光を室内に吸収することができる。したがって、炎天下および寒天下における室内の温度環境が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明の調光装置を車両に適用した場合を例にとって説明する。図中、同様の部材には同一の符号を用いた。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態における調光装置を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示されるとおり、本実施の形態における調光装置１０は、調光構造体１００、制御部１１０、および指示部１２０を有する。また、調光装置１０には、温度検出部２０が接続されている。
【００１８】
調光構造体１００は、入射光を再帰反射する再帰反射機能と、入射光を吸収する集熱機能とを有するものである。調光構造体１００は、制御部１１０によって、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられる。調光構造体１００についての詳細な説明は後述する。
【００１９】
制御部１１０は、調光構造体１００への通電を制御して、調光構造体１００の再帰反射状態と集熱状態とを切り替えるものである。より具体的には、制御部１１０は、調光構造体１００に含まれるエレクトロクロミック層への通電を制御して、当該エレクトロクロミック層の光学特性を制御する。制御部１１０は、エレクトロクロミック層の光学特性が変化する向きに応じて、ＤＣ電源（不図示）からエレクトロクロミック層へ供給する電圧の極性を切り替えて、エレクトロクロミック層への通電状態を制御する。
【００２０】
指示部１２０は、外部からの調光についての指示を受け付けるものである。より具体的には、指示部１２０は、たとえば、切り替えスイッチに接続されていて、ユーザからの調光についての指示を受け付ける。
【００２１】
次に、本実施の形態の調光構造体１００について詳細に説明する。図２および図３は、本実施の形態の調光構造体を示す断面図であり、図４は、図２の部分拡大図である。
【００２２】
本実施の形態における調光構造体１００は、再帰反射形状をなす透明基材２００と、透明基材２００の光入射面と対向する面に倣って形成されたエレクトロクロミック層３００と、を有する。本実施の形態における調光構造体１００は、車両の内装材の表皮層として、たとえば、接着剤などを用いてインストルメントパネル４００上に設けられる。
【００２３】
透明基材２００は、図２に示されるとおり、複数の球状の透明体であるガラスビーズおよび／または樹脂ビーズから構成されている。エレクトロクロミック層３００は、ビーズの光入射面と対向する面に設けられている。透明基材２００は、たとえば、直径１０μｍ〜１ｍｍ程度で大きさの均一な複数のビーズから構成される。
【００２４】
エレクトロクロミック層３００は、通電時間の経過に応じて光学特性が変化するものであり、透過率が上昇すれば反射率が低下し、反射率が上昇すると透過率が低下する反射型のエレクトロクロミック層である。エレクトロクロミック層３００は、透過率が高い状態から反射率が高い状態に変化する間に、吸収率の高い着色状態を有する。本実施の形態では、この外観が黒色の着色状態を利用する。エレクトロクロミック層３００の光学特性が吸収率の高い着色状態または反射率の高い鏡状態へ変化する向きは、印加される電圧の極性によって制御される。さらに、通電を休止した場合、エレクトロクロミック層３００は、通電が休止される直前の光学特性状態を維持することができる。エレクトロクロミック層３００の詳細については後述する。
【００２５】
なお、本実施の形態の調光構造体１００とは異なり、調光構造体は、図３に示される構成を有していてもよい。図３（Ａ）は、複数のプリズム状の透明体である立体プリズムから構成される透明基材を有する調光構造体を示す図である。この場合、エレクトロクロミック層は、当該立体プリズムの光入射面と対向する面に倣って設けられる。
【００２６】
立体プリズムは、３面、４面、または６面の三角形が、相互に向き合って構成される。各面の大きさは、およそ０．０５〜０．５ｍｍである。３面からなる立体プリズムは、図３（Ｂ）に示されるとおり、立方体の一隅を切り取った形の互いに垂直な３つの平面をもち、再帰反射状態において、光は３面で１回ずつ正反射した後、再び入射方向に出る。立体プリズム２１０の三角形の面は、入射光の入射方向に関係なく反射する機能を持っており、ガラスおよび樹脂ビーズよりも高い再帰反射性能が得られる。
【００２７】
上記のビーズおよび立体プリズムは、樹脂から形成されることができる。樹脂で形成することで、加工性、経済性、市場入手性、およびリサイクル性などの点で、ガラス、金属、およびセラミクスなどの材料よりも優位である。形成に用いられる樹脂は、主に、熱可塑性樹脂であり、たとえば、スチレン、メチルメタクリレート、アクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリブタジエン、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、テトラメチレングリコールエーテルの熱可塑性ポリウレタン、ナイロン６６といった脂肪族ポリアミド、ポリエチレンテレフタレートといったポリエステル、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン、およびポリプロピレンなどである。
【００２８】
以上のとおり、構成される調光構造体１００によれば、図２の矢印で示されるとおり、エレクトロクロミック層３００は、鏡状態の場合に、透明基材２００と協働して入射光を再帰反射する。また、エレクトロクロミック層３００は、着色状態の場合に、入射光を吸収する。
【００２９】
次に、図４を参照して、本実施の形態のエレクトロクロミック層３００について詳細に説明する。
【００３０】
図４に示されるとおり、本実施の形態のエレクトロクロミック層３００は、透明基材２００の光入射面と対向する面に形成されている。エレクトロクロミック層３００は、第１電極層３１０、マグネシウム−ニッケル合金層３２０、触媒層３３０、電解質層３４０、プロトン蓄積層３５０、および第２電極層３６０を有する。また、第２電極層３６０上には、基板２２０が形成されている。
【００３１】
第１電極層３１０は、透明基材２００上に形成され、光を透過するとともに電流を流すことができるものである。第１電極層３１０は、たとえば、インジウム−錫酸化物、アンチモニー−錫酸化物、酸化錫、および酸化亜鉛などからなる。第１電極層３１０の表面抵抗はエレクトロクロミック層３００の応答性に影響し、その値は低いことが好ましい。望ましくは、第１電極層３１０の表面抵抗は、５０Ω／□以下である。また、第１電極層３１０が透明基材２００に形成された部材の透過率（可視光透過率）は高いほどよく、好ましくは、７０％以上である。
【００３２】
マグネシウム−ニッケル合金層３２０は、プロトンの吸蔵量に応じて吸収率の高い着色状態と反射率の高い鏡状態との間を光学特性が変化するものである。より具体的には、マグネシウム−ニッケル合金層３２０にプロトンが供給される場合、鏡状態のマグネシウム−ニッケル合金がプロトンを吸蔵して着色状態の水素化物に変化する。一方、マグネシウム−ニッケル合金層３２０からプロトンが放出される場合、マグネシウム−ニッケル合金が着色状態から鏡状態に変化する。すなわち、着色状態は、マグネシウム−ニッケル合金層３２０にプロトンが部分的に存在している状態であり、具体的には、Ｍｇ２ＮｉＨ４粒子がその中で成長過程にあるＭｇ２ＮｉＨ０．３層（混合層、低反射率）とＭｇ２ＮｉＨ０．３層のみの層（低透過率）の２つの層が並存している状態である。また、鏡状態は、マグネシウム−ニッケル合金層３２０にプロトンが実質的に存在しない状態である。なお、マグネシウム−ニッケル合金層３２０の厚みは、１００〜５０００ｎｍ程度あることが望ましい。厚みが１００ｎｍ以下であると繰り返し耐久性に欠け、５０００ｎｍ以上であると鏡状態と着色状態との間の変化速度が遅い。
【００３３】
触媒層３３０は、マグネシウム−ニッケル合金層３２０とプロトン蓄積層３５０との間でのプロトンの受け渡しを媒介するものである。触媒層３３０の材質は、プロトンを取り込む透過能力の高さから、パラジウムまたはパラジウム−金が好ましい。
【００３４】
電解質層３４０は、プロトン蓄積層３５０が触媒層３３０およびマグネシウム−ニッケル合金層３２０に接触することを防止するバリア層である。プロトン蓄積層３５０は酸性であるため、触媒層３３０およびマグネシウム−ニッケル合金層３２０に接触した場合、触媒層３３０およびマグネシウム−ニッケル合金層３２０を溶解してしまう。また、プロトン電解質層３４０の材質は、液漏れによる破損や劣化を考慮すると、固形のものが好ましい。固形のプロトン電解質としては、有機物、無機物、およびこれらの混合物を適用することができる。また、マグネシウム−ニッケル合金層３２０の酸化による劣化を防止する見地から、プロトン電解質は無水のものである必要がある。プロトン電解質層３４０は、たとえば、酸化タンタルおよび酸化ジルコニウムなどからなる。あるいは、プロトン電解質層３４０は、スルホン化ポリエーテルケトンのポリマーからなることもできる。
【００３５】
プロトン蓄積層３５０は、マグネシウム−ニッケル合金層３２０に供給されるプロトンを貯蔵するものである。プロトン蓄積層３５０の材質は、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、および酸化バナジウムなどの金属酸化物が好ましい。より好ましくは、プロトン蓄積層３５０は、酸化タングステンからなる。
【００３６】
第２電極層３６０は、プロトン蓄積層３５０上に形成され、電流を流すことができるものである。本実施の形態において、第２電極層３６０は、熱伝導性の良好な金属から形成される。本実施の形態において、第２電極層３６０は、プロトン蓄積層３５０に接するように、プロトン蓄積層３５０を実質的に覆っている。このような構成にすると、エレクトロクロミック層３００全体へ電圧を印加することができ、再帰反射状態と集熱状態とがスムーズに切り替えられる。また、エレクトロクロミック層３００が高温になりやすい集熱状態において、吸収された熱がエレクトロクロミック層３００から除去されて、更に集熱しやすくなる。
【００３７】
基板２２０は、エレクトロクロミック層３００へ水および酸素が侵入することを防止するものである。基板の材質は、たとえば、樹脂シートであって、コストおよび耐熱性などの見地から、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ナイロン、およびアクリルなどが好ましい。また、透明基材２００と第１電極層３１０の間にも、透明基板（不図示）が設けられることが望ましい。このような構成にすると、２枚の基板に挟み込まれることによって、エレクトロクロミック層の耐久性が確保される。
【００３８】
なお、エレクトロクロミック層３００を形成する各層の形成方法としては、たとえば、真空蒸着、イオンプレーティング、およびスパッタリングなどが用いられる。また、エレクトロクロミック層３００を、透明基材２００の下部に倣って形成する方法としては、たとえば、基板３１０上にエレクトロクロミック層を予め形成した後に、透明基材２００の下部に接着することができる。
【００３９】
また、本実施の形態のエレクトロクロミック層３００とは異なり、エレクトロクロミック層は、図５に示される構成を有していてもよい。図５は、図４に示されるエレクトロクロミック層３００から第１電極層３１０を取り除いたものである。この場合、第１電極層３１０に代わって、マグネシウム−ニッケル合金層３２０に電圧が印加される。このようにすると、エレクトロクロミック層３００の形成プロセスを簡略化することができる。
【００４０】
以上のとおり、構成される本実施の形態の調光構造体１００は、エレクトロクロミック層３００の鏡状態と着色状態とが切り替えられることにより、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられる。以下、本実施の形態における切り替え処理について述べる。
【００４１】
図６は、本実施の形態における調光装置の切り替え処理を示すフローチャートである。図６に示す処理では、ユーザからの調光に関する指示を受けて、調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とが切り替えられる。
【００４２】
まず、図６に示されるとおり、調光についての指示が入力される（ステップＳ１０１）。本実施の形態では、たとえば、黒色の集熱状態にある調光構造体を再帰反射状態に切り替えるために、ユーザが切り替えスイッチをオンにする。
【００４３】
次に、入力された指示にしたがって、調光構造体１００への通電が開始される（ステップＳ１０２）。より具体的には、吸収率の高い着色状態から反射率の高い鏡状態にエレクトロクロミック層３００の状態が変化するように、エレクトロクロミック層３００に３〜１０Ｖの電圧が印加される。
【００４４】
そして、エレクトロクロミック層３００の光学特性が検出されつつ（ステップＳ１０３）、目標の状態（たとえば、鏡状態）に到達したか否かが判断される（ステップＳ１０４）。本実施の形態では、たとえば、日射センサを用いて、エレクトロクロミック層３００の光学特性が検出されて、目標の光学特性状態に到達したか否かが判断される。なお、光学特性を検出することなく、通電時間を計測することによって、目標の状態に到達したか否かを判断することもできる。
【００４５】
エレクトロクロミック層３００が目標の状態に到達していない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、目標の状態に到達するまで通電状態が維持される。一方、エレクトロクロミック層３００が目標の状態に到達した場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、通電が休止されて処理が終了される（ステップＳ１０５）。その結果、エレクトロクロミック層３００の通電休止時の鏡状態が維持され、調光構造体１００は、再帰反射状態をなすことができる。
【００４６】
以上のとおり、図６に示すフローチャートでは、ユーザ（乗員）からの調光についての指示にしたがって、調光構造体１００の集熱状態と再帰反射状態とが切り替えられる。しかしながら、外部の温度にしたがって、調光構造体１００の集熱状態と再帰反射状態とが切り替えられることもできる。
【００４７】
図７は、本実施の形態における調光装置の切り替え処理の変形例を示すフローチャートである。図７に示す処理では、外部の温度検出部からの出力を受け付けて、調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とが切り替えられる。
【００４８】
まず、図７に示されるとおり、温度検出部からの出力が受信される（ステップＳ２０１）。本実施の形態における温度検出部は、車両に設けられたインカーセンサである。次に、受信された温度検出部の出力が所定の温度以上か否かが判断される（ステップＳ２０２）。受信された温度検出部の出力が所定の温度未満の場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、所定の温度以上となるまで待機する。一方、温度検出部の出力が所定の温度以上の場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、集熱状態から再帰反射状態に切り替えるために、エレクトロクロミック層３００への通電が開始される（ステップＳ２０３）。
【００４９】
そして、エレクトロクロミック層３００の光学特性が検出されつつ（ステップＳ２０４）、目標の状態に到達したか否かが判断される（ステップＳ２０５）。エレクトロクロミック層３００が目標の状態（鏡状態）に到達していない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、目標の状態に到達するまで通電状態が維持される。一方、エレクトロクロミック層３００が目標の状態に到達した場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、通電が休止されて処理が終了される（ステップＳ２０６）。その結果、エレクトロクロミック層３００の通電休止時の鏡状態が維持され、調光構造体１００は、再帰反射状態をなすことができる。
【００５０】
以上のとおり、図７に示すフローチャートでは、外部の温度に応じて、調光構造体１００の集熱状態と再帰反射状態とが切り替えられる。したがって、たとえば、車室内の温度が上昇した場合、内装材が集熱状態から再帰反射状態に自動的に切り替えられ、入射光の吸収が抑制される。その結果、車室内の温度上昇が抑制される。なお、インカーセンサの温度出力に加えて、ナビゲーションシステムを用いて車両の位置および向きを推定するとともに、時刻から入射方向を推定することによって、日射センサにより窓ガラスの受光量を感知できるならば、それらを更に統合して制御に利用することも可能である。
【００５１】
次に、図８を参照しつつ、本実施の形態の調光装置の効果について説明する。図８は、本実施の形態における調光構造体を表皮層として用いた内装材とその周辺部位を示した模式図である。
【００５２】
まず、調光構造体の再帰反射状態について述べる。図８（Ａ）は、調光構造体が再帰反射状態である場合の模式図である。図８（Ａ）に示されるとおり、調光構造体が再帰反射状態である場合、車両のフロントガラス４０２から車内に侵入する入射光は、内装材の表皮層で再帰反射される。すなわち、入射光は、車室内で乱反射することなく、入射経路とほぼ同一の経路で、フロントガラス４０２から外部に反射される。したがって、内装材が入射光を吸収せず、さらには、車室内の他の内装材（たとえば、天井板４０１の内装材）が散乱光を吸収することもないため、光の吸収による車室内の温度上昇が抑制される。
【００５３】
一方、図８（Ｂ）は、調光構造体が集熱構造である場合の模式図である。図８（Ｂ）に示されるとおり、調光構造体１００が黒色の集熱状態である場合、ガラス４０２を透過した入射光が調光構造体１００によって吸収される。さらに、調光構造体１００に吸収された光による熱は、プロトン蓄積層３５０に近接している第２電極層３６０および／または第２電極層３６０に接続されている配線１１１を介して、車両内の他の部位へ伝達されることができる。
【００５４】
このような構成にすると、冬場のように寒い環境で、太陽光の熱を集熱状態の表皮から車室内の他の部位（たとえば、足元付近の部材）に伝達することで、乗員が車両に乗り込んだときにすぐに暖かく感じる状態にできる。
【００５５】
以上のとおり、第２電極層３６０は、単にエレクトロクロミック層に電圧を印加する機能を有するだけでなく、集熱状態において熱を受け取り、更に、調光構造体の外部へ伝熱するための熱の通路である伝熱手段としても機能する。なお、集熱状態では、３００〜２５００ｎｍの波長を効率的に吸収できることが好ましい。さらに、透明基材２００において、光が複数回反射されることになり、平滑な面よりも更に光の吸収効率が高くなる。
【００５６】
図９は、再帰反射状態を有さない一般的な内装材とその周辺部位を比較例として示した模式図である。一般的な内装材は、ガラス透過光を吸収してそれ自体の温度が上昇して、室内に赤外線を放射するとともに、近傍空気を加熱する。赤外線放射により直接日射があたらない室内部位を加熱することになるとともに、近傍空気の加熱は室内空気全体の加熱の原因となる。いずれの加熱も夏場においては乗員にとって不快な状態を招いている。また、本発明の適用のない一般的な車両では、冬場、吸収された熱が車外へ容易に放熱されてしまい、室内が暖まりにくい。
【００５７】
以上のとおり、説明された本実施の形態における調光構造体を表皮層として用いた表皮形成材は、図１０に示されるとおり、車両のインストルメントパネル４２１、シート４２２、ドアトリム４２３、リアパーセル４２４、ハンドル４２５、およびセンターコンソール４２６の中から選択される少なくとも一ヶ所に、その部品面積に対して一部またはすべてに用いられることができる。これらの部位は、上述したとおり、車室内の内装材のうち、直接的に日射が照射される部位である。好ましくは、光のロスを低減する見地から、入熱源により近い部位に、本実施の形態における内装材が用いられることが好ましい。
【００５８】
図１１は、表皮形成材の変形例を示す図である。図１１に示されるとおり、本実施の形態の調光構造体を表皮層として用いた表皮形成材および車両用内装材の変形例では、調光構造体上に光線透過層５００が積層される。本実施の形態における光線透過層５００は、透明な樹脂（日射透過率６０％以上）である。このような構成にすると、調光構造体１００にゴミおよび埃などが吸着することが防止される。さらに、表皮層が平滑化されて、清掃などが容易になる。
【００５９】
なお、本実施の形態において、エレクトロクロミック層の着色状態は、エレクトロクロミック層の透過率が５％以下かつ反射率が４０％以下の状態であり、鏡状態は、反射率が５０％以上の状態である。また、本明細書中に用いられる透過率（可視光透過率）および反射率（可視光反射率）は、ＪＩＳ  Ｒ  ２１０６（板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法）に基づいて求められたものである。
【００６０】
以上のとおり、説明された本実施の形態は、以下の効果を奏する。
【００６１】
本実施の形態の調光構造体は、エレクトロクロミック層への通電により当該エレクトロクロミック層の光学特性を変化させることによって、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられる。したがって、光を再帰反射する再帰反射状態と、光を吸収する集熱状態とが切り替えられ、炎天下においては、入射光を再帰反射することができ、寒天下においては、入射光を吸収することができる。その結果、調光構造体が設けられる室内の温熱環境が改善される。
【００６２】
本実施の形態の調光構造体は、再帰反射形状をなす基材を有し、エレクトロクロミック層は、基材の形状に倣って形成されており、通電により、光を反射する鏡状態と、光を吸収する着色状態とが切り替えられる。したがって、エレクトロクロミック層の鏡状態と着色状態とを切り替えることにより、調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替えることができる。
【００６３】
基材は、光を透過する透明体から構成され、エレクトロクロミック層は、鏡状態の場合に、透明体と協働して入射光を再帰反射する。したがって、透明体の光入射面と対向する面にエレクトロクロミック層を形成することにより、入射光を再帰反射することができる。
【００６４】
基材は、複数の球状の透明体から構成され、エレクトロクロミック層は、基材の光入射面と対向する面に形成されている。したがって、ビーズにエレクトロクロミック層を形成することによって、容易に調光構造体を形成することができる。
【００６５】
基材は、複数のプリズム状の透明体から構成され、エレクトロクロミック層は、基材の光入射面と対向する面に形成されている。したがって、立体プリズムにエレクトロクロミック層を形成することによって、容易に調光構造体を形成することができる。
【００６６】
着色状態は、エレクトロクロミック層の透過率が５％以下かつ反射率が４０％以下の状態であり、鏡状態は、反射率が５０％以上の状態である。したがって、着色状態において光を吸収することができ、鏡状態において光を反射することができる。
【００６７】
エレクトロクロミック層は、マグネシウムとニッケルの合金層、触媒層、電解質層、およびプロトン蓄積層を有する。したがって、通電を制御することより、着色状態と鏡状態とを容易に切り替えることができる。
【００６８】
エレクトロクロミック層は、光の入射側から、マグネシウムとニッケルの合金層、触媒層、電解質層、およびプロトン蓄積層が順次に積層されている。したがって、透明基材と協働して、入射光を再帰反射状態することができる。
【００６９】
プロトン蓄積層と密接するように、当該プロトン蓄積層を覆う電極層がさらに積層されている。したがって、プロトン蓄積層全体に電圧を印加することができる。その結果、再帰反射状態と集熱状態とがスムーズに切り替えられることができる。
【００７０】
電極層は、金属からなる。したがって、調光構造体が吸収した熱を外部に伝達することができる。その結果、調光構造体の集熱効率の低下が抑制される。
【００７１】
本実施の形態の表皮形成材は、調光構造体を表皮層として用いている。したがって、表皮形成材を用いた室内の温熱環境が改善される。
【００７２】
本実施の形態の車両用内装材は、表皮形成材を表皮として用いている。したがって、皮形成材を表皮として用いた車室内の温熱環境が改善される。
【００７３】
本実施の形態の調光装置は、エレクトロクロミック層への通電により当該エレクトロクロミック層の光学特性を変化させることによって、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられる調光構造体と、エレクトロクロミック層への通電を制御して、調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替える制御部と、を有する。したがって、炎天下においては、入射光を再帰的に室外に反射することができ、寒天下においては、入射光を室内に吸収することができる。その結果、炎天下および寒天下における室内の温度環境が改善される。
【００７４】
制御部は、外部温度に基づいて、調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替える。したがって、室内の温度が高い場合に、調光構造体を集熱状態から再帰反射状態に切り替えることができる。また、室内の温度が低い場合に、調光構造体を再帰反射状態から集熱状態に切り替えることができる。
【００７５】
本実施の形態の調光装置は、調光についての指示を受け付ける指示部をさらに有し、制御部は、受け付けた調光についての指示に基づいて、調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替える。したがって、ユーザの意思に基づいて、調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替えることができる。
【００７６】
本実施の形態の調光装置は、調光構造体の金属からなる電極層および当該電極層に接続される配線のうち少なくとも一方を含み、集熱された熱を調光装置の外部に伝達する伝熱部をさらに有する。したがって、調光構造体が吸収した熱を、室内の他の部分に伝達することができる。
【００７７】
本実施の形態の車両は、内装材の表皮層として用いられ、エレクトロクロミック層への通電により当該エレクトロクロミック層の光学特性を変化させることによって、入射光を再帰反射する再帰反射状態と、入射光を吸収する集熱状態とが切り替えられる調光構造体と、エレクトロクロミック層への通電を制御して、調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替える制御部と、を有する。したがって、炎天下においては、入射光を再帰的に室外に反射することができ、寒天下においては、入射光を車室内に吸収することができる。その結果、炎天下および寒天下における車室内の温度環境が改善される。
【００７８】
本実施の形態の車両は、車室内の温度を検出する温度検出部をさらに有し、制御部は、検出される温度に基づいて、調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替える。したがって、車室内の温度が高い場合に、調光構造体を集熱状態から再帰反射状態に切り替えることができる。また、車室内の温度が低い場合に、調光構造体を再帰反射状態から集熱状態に切り替えることができる。
【００７９】
本実施の形態の車両は、調光についての指示を受け付ける指示部をさらに有し、制御部は、受け付けた調光についての指示に基づいて、調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替える。したがって、乗員の意思に基づいて、調光構造体の再帰反射状態と集熱状態とを切り替えることができる。
【００８０】
本実施の形態の車両は、調光構造体の金属からなる電極層および当該電極層に接続される配線のうち少なくとも一方を含み、集熱された熱を車内の他の部位に伝達する伝熱部をさらに有する。したがって、調光構造体が吸収した熱を、車室内の他の部分に伝達することができる。その結果、たとえば、足元付近を暖めることができる。
【００８１】
内装材が、インストルメントパネルの少なくとも一部に用いられている。したがって、フロントガラスから侵入する日光を再帰反射することができる一方で、日光を吸収することができる。
【００８２】
以上のとおり、説明した実施の形態において、本発明の調光構造体、または調光構造体を用いた表皮形成材、車両用内装材、調光装置、および車両を説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、省略することができることはいうまでもない。
【００８３】
たとえば、本実施の形態において、再帰反射形状をなす基板は、光を透過する透明体から構成される。しかしながら、再帰反射構造をなす基板は、再帰反射形状をなすものであれば透明体に限定されず、当該再帰反射形状をなす基材上に、エレクトロクロミック層を設けることによって、同様の機能を実現することができる。この場合、エレクトロクロミック層を保護するための、保護基板をエレクトロクロミック層上に設けることが望ましい。
【００８４】
また、本実施の形態において、調光構造体の集熱状態と再帰反射状態とは、エレクトロクロミック層の着色状態と鏡状態とを切り替えることにより実現された。しかしながら、エレクトロクロミック層の着色状態と透明状態とを切り替えることによっても実現される。この場合、金属からなる第２電極層が透明基材と協働して、入射光を再帰反射する鏡面層として機能する。第２電極層は、たとえば、銅、アルミ、および銀などから形成される。さらに、調光構造体は、上述した反射型のエレクトロクロミック層のみならず、着色状態と透明状態とを切り替えることができる調光構造体が使用される。調光構造体としては、ＩＴＯ／ＷＯ３／電解質／ＮｉＯ／金属、ＩＴＯ／ＷＯ３／電解質／ＩｒＯ／金属、ＩＴＯ／ＷＯ３／電解質／プルシアンブルー／金属、およびＩＴＯ／ＷＯ３／電解質／ポリアニリン／金属などである。このとき、電解質は、固体電解質（Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、およびＭｇＦ２などの無機物、ポリエチレンオキシドとカリウムイソチアナートとの結晶性錯合体、Ｌｉ−ポリエチレンオキシド−ポリウレタン系、ならびにＬｉ−シロキサン（Ｓｉｌｏｘａｎｅ）などを適用することができる。
【００８５】
また、調光構造体の集熱状態と再帰反射状態とは、エレクトロクロミック層の鏡状態と透明状態とを切り替えることによっても実現される。この場合、透明状態のエレクトロクロミック層の下方に、当該エレクトロクロミック層に代わって光を吸収する吸収層が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施の形態における調光装置を示すブロック図である。
【図２】図１に示される調光構造体の断面図である。
【図３】図２に示される調光構造体の変形例である。
【図４】図２の部分拡大図である。
【図５】図４に示されるエレクトロクロミック層の変形例である。
【図６】図１に示される調光装置の切り替え処理を示すフローチャートである。
【図７】図６に示される切り替え処理の変形例を示すフローチャートである。
【図８】図１に示される調光構造体を表皮層として用いた内装材とその周辺部位を示した模式図である。
【図９】再帰反射機能を有さない一般的な内装材とその周辺部位を比較例として示した模式図である。
【図１０】図８に示される内装材の適用部位を示す図である。
【図１１】図８に示される表皮形成材の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００    調光構造体、
２００    エレクトロクロミック層、
３００    透明基材、
４００    インストルメントパネル。
【図１】
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【図２】
2007279595.tif 000004
【図３】
2007279595.tif 000005
【図４】
2007279595.tif 000006
【図５】
2007279595.tif 000007
【図６】
2007279595.tif 000008
【図７】
2007279595.tif 000009
【図８】
2007279595.tif 000010
【図９】
2007279595.tif 000011
【図１０】
2007279595.tif 000012
【図１１】
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