JP2003501572A - 隔壁のある導波管を備えた遮音ガラス壁 - Google Patents

隔壁のある導波管を備えた遮音ガラス壁

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Abstract

(57)【要約】 本発明は遮音ガラス壁に関する。ガラス壁は、外周部がシールされた結合体（１６3）と介在フレーム（１６1）とを形成するユニット（１６）を用いて組み立てられており、介在フレームが、ガスで満たされた平坦な空洞部を間に画定している２枚のガラス板（１２、１４）と、ガラス板の間において介在フレームの内側に固定された導波管と、を備えている。導波管は、ガスで満たされた空洞部の外周部においてガラス壁の一辺に沿って配置された少なくとも１つの直線状の管状形材（２０、２２、２４、２６）から形成されている。また、形材は、長手方向に形成横断壁（２８）を備え、乱すことを所望されている空洞部の音響タイプに従って形材の長い部分に配置されている。さらに、壁は、壁の両側に２つの室（３０、３１）を画定し、形材の端部を介して空洞部と連通するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、ガラス壁の遮音に関する。
【０００２】 建物では、通常、その建物の局部の断熱性を向上させるために断熱ガラス壁が
用いられている。ガラス壁は、一般に、介在フレームを用いて所定の距離離した
２枚のガラス板を備えている。２枚のガラス板の間には、空気層又はガス層が閉
じ込められている。例えば、その２枚のガラス板は厚さを４ｍｍにして、その２
枚のガラス板を概略６ｍｍから２４ｍｍの間の厚さの空気層又はガス層によって
離すことができる。しかし、このように構成されたガラス壁の遮音性は限定され
、全体の単位面積当たりの質量が同じ一体のガラス板の遮音性よりも顕著に性能
が劣る。特に、４ｍｍの２枚のガラス板からなる二重ガラス壁は、遮音性がよく
ない。
【０００３】 この業界では、こうした遮音ガラス壁の遮音性を向上させるため、さまざまな
手段が用いられている。最も一般的に用いられる手段は、ガラス板の厚さを増加
させることであるが、この方法は効果が限られているだけでなく、ガラス壁の重
量も増加させてしまう。
【０００４】 別の手段は、空気層の厚さを増加させることであるが、その効果は、空気層の
厚さが数センチメートルにならないと顕著には現われない。そのため、シールさ
れた遮音ガラス壁を実現することはできない。
【０００５】 ヨーロッパ特許第０ １００ ７０１号公報により、特殊なポリマーフィルムを
組み込んだ特別なガラス板で構成されたガラス壁が公知になっている。このタイ
プのガラス壁を用いると、通常の遮音ガラス壁と比べて格段に遮音性が向上する
が、費用も同様に非常に高くなる。
【０００６】 いくつかの出版物において、標準的な厚さの複数の一体ガラス板から形成され
たガラス壁が提案されている。このガラス壁の外部には、ガラス板の間に閉じ込
められた空気層の共鳴振動数に周波数が合致するヘルムホルツ共鳴器が、ガラス
壁に接続された状態で設置されている。ヘルムホルツ共鳴器は、狭い穴を通じて
外部と連通する空洞部から構成されていることを思い起こされたい。音圧がその
穴に作用すると、空洞部内の空気が所定の振動数で振動させられる。この振動数
は、空洞部の寸法の関数になっている。ヘルムホルツ共鳴器は、低振動数の振動
を減衰させるために用いられる。その効率は、共鳴振動数並びにその倍音付近で
最大となる。
【０００７】 この方法の一例が、特許出願第ＷＯ−Ａ−８５ ０２６４０号に記載されてい
る。この出願は、球形のヘルムホルツ共鳴器を外部に備えており且つ小さな断面
積の通路を通じて内部の空洞部と連通している箱型容器に関するものである。し
かしながら、このシステムは、遮音ガラス壁にはまったく適していない。という
のも、外部球形共鳴器を実現するには費用がかかるだけでなく、製造することも
難しいからである。さらに、こうした共鳴器は、ガラス壁の空気層の体積と比べ
て比較的かさばるため、全体の大きさが大きくなってしまう。
【０００８】 ドイツ国特許第３ ４０１ ９９６号公報は、上記のシステムをガラス壁に適用
した態様の一例である。ここでは、ヘルムホルツ共鳴器が１つしか用いられてい
ない。位置はやはりガラス壁の外部であり、ガラス壁の周囲に取りつけられてい
る。共鳴器の空洞部は、連続したスリットを介して空気層と連通している。しか
しこのシステムは、上記のシステムと同じ欠点を有する。
【０００９】 最後に、ヨーロッパ特許第０ ５７９ ５４２号公報により、複数の穴を介して
空気層と連通している導波管を周囲に有するガラス壁が公知になっている。穴の
形、断面積、位置は、ガラス壁を入射音波場に置いたときに空気層の中で生じる
音波とガラス板の表面で生じる機械的振動が共鳴しないように決定される。
【００１０】 この導波管は、単一の形材によって実現される。この形材は、介在フレームの
各辺に沿って配置されており、この介在フレームの内側に来るようにして遮音ガ
ラス壁の周囲を取り囲んでいる。この形材には、導波管の内部と空気層が連通し
ているようにするため、好ましくは各辺の中央に穴が設けられている。別の態様
では、この導波管は、まっすぐな複数の形材で構成されている。形材の端部が突
き合わせになっていないため、導波管の内部と空気層の間に付加的な連通路がで
きている。
【００１１】 どのような実施形態であれ、遮音性はかなり限られており、導波管の形材を所
定の位置に配置するのは難しい。
【００１２】 本発明は、上記の従来技術の欠点をなくすことを目指しており、２枚の一体ガ
ラス板などで形成されていて、遮音性が向上しており、広い透明部が維持され、
サイズが小さく、製造が容易で、費用が従来の遮音ガラス壁よりもわずかに高い
だけの遮音ガラス壁を提供することを目的とする。
【００１３】 本発明は、２枚のガラス板から形成されており入射音波による励起に晒された
ガラス壁は、複数の音響振動モードの中心となるが、一方のガラス板から他方の
ガラス板へ最も多くのエネルギーを運ぶ音響振動モードの１つはλ／２のモード
であるという事実を検証したことに基づいている。したがって、このλ／２のモ
ードを大きく減衰させれば、一方のガラス板から他方のガラス板へ伝達される音
響エネルギーの大部分が除かれることになる。
【００１４】 本発明は、ヨーロッパ特許第０ ５７９ ５４２号公報に記載されているタイプ
の遮音ガラス壁に関する。すなわち、外周部の介在フレームによって離された２
枚のガラス板から形成されており、該介在部材が、最も一般的なのは空気である
ガスで満たされた空洞部をその２枚のガラス板の間に画定し、内部に導波管を有
する遮音ガラス壁において、この導波管が、空洞部の外周部においてガラス壁の
一辺に沿って配置された少なくとも１つの直線状の管状形材から構成され、この
形材が、減衰させたい音響モードによって決まる形材に沿った長さ位置に配置さ
れておりこの形材を長手方向に閉鎖する横断隔壁を備えていることを特徴とする
遮音ガラス壁に関する。
【００１５】 したがって、ガラス壁は、大幅に減衰させることを所望される音波モードの波
長に合うように調整された管状のヘルムホルツ二重共鳴器をガラス壁と組み合わ
せられる。例えば、λ／２の振動モードを乱したいのであればλ／２に調整し、
λ／ｉ（ｉは整数）の振動モードを乱したいのであれば他の振動モードに調整す
る。λは式λ＝ｃ／ｌによって与えられることが知られている。ここで、ｃはガ
ラス壁の内部空洞内の音速であり、ｌは管状ヘルムホルツ共鳴器の長さであり、
λは隔壁の位置の関数となっている。
【００１６】 効率を向上させるためには、長方形の遮音ガラス壁の外周部において、空洞部
内にこのガラス壁の各辺に沿って４つの形材を配置し、それぞれの形材には横断
隔壁が設けられていることが望ましい。
【００１７】 隔壁の位置は、乱したい音響モードによって異なる。すなわち、隔壁を形材の
長さのほぼ中央に配置してλ／２のモードに作用を及ぼすか、あるいは隔壁を長
さの１／３の位置に配置してλ／３の音響モードの同調を狂わせる。
【００１８】 中央の隔壁は、任意の適切な方法によって実現されることができる。この隔壁
は、形材を押し出すときに形材と同時に製造することもできれば、特に、長さが
ガラス壁の一辺の半分よりもわずかに短い２つの形材に隔壁接続具（すなわち隔
壁を備えた接合部材）を嵌入することによって、あるいはまた、熱可塑性材料か
らなる形材の場合には、断面をくびれさせて溶接することによって、後から実現
することもできる。さらに、隔壁は、滑らかな形材の内部で滑らせたり固定した
りすることもできる。
【００１９】 他方で、導波管内に吸音性材料を挿入して音響性能を向上させることが可能で
ある。その場合には、隔壁の代わりにこの吸音材を利用して隔壁として機能させ
ることが適当である。この場合、導波管は、例えば内部が滑らかな管状の形材に
よって実現され、形材の内部に吸音性材料からなる栓を挿入して、望みの位置、
特に各形材の長さの中央に配置される。
【００２０】 吸音性材料を挿入した接続具を嵌入する形材の原理も実用上興味深い。 導波管を形成する形材は、分離することが可能であり、その場合、隔壁の両側
に画定される内部室は、隔壁の反対側にある形材の開放端部を通じてガラス壁の
空洞部と連通する。
【００２１】 形材は、管状の直角接続部材を用いて組み立てることもできる。その場合、直
角接続部材の翼部が形材の端部に嵌入する。直角接続部材又は形材と向かい合う
壁面には穴が設けられており、形材の内部空間とガラス壁の空洞部をガラス壁の
隅部において連通させるようになっている。
【００２２】 別の実施形態では、凹部のあるまっすぐな形材を曲げることによってフレーム
を実現する。フレームの隅部において、ガラス壁の内部空洞の方向を向くことに
なる壁に穴を設ける。 添付の図面を参照して、いくつかの実施形態に関する説明を読むことにより、
本発明をさらに明確に理解できよう。
【００２３】 始めに、図１及び図２を参照すると、示されているガラス壁１０は、公知のよ
うに、結合体と気密な介在フレームとを備える組立体によって周囲全体にわたっ
て互いに接続された２枚のガラス板１２、１４を備えており、この組立体は、全
体を参照番号１６で示されており、２枚のガラス板を離れた状態に保ちながら、
その間に空気及び／又はガスを収容することのできる平坦な空洞部１８を形成し
ている。この組立体１６は、一般に、ガラス板１２、１４に接着された介在フレ
ームを形成する剛性形材１６１を含んでいる。
【００２４】 形材１６１は、ガラス板と接触しているそれぞれの側面に、ブチルゴムからな
る接着及びシール（密封）用の帯状体１６２と、２枚のガラス板１２、１４の内
縁部に接着剤で接合されている周縁部シール用結合体１６３とを備えている。
【００２５】 本発明によれば、ガラス壁の遮音性を増大させるため、ガラス壁の周辺部で組
立体１６の内側に、適切な位置にされた穴を介して空洞部１８と通じる導波管を
実現する。この導波管は、チューブ形状の複数のまっすぐな形材２０、２２、２
４、２６で構成されており、これらの形材が２枚のガラス板と組立体１６の内面
とに接着剤で接合されている。
【００２６】 これら形材は、介在フレーム１６１形成する各形材と同じ高さの長方形断面を
有しており、端部が開放されている。これら形材は、例えば、長さ方向の中央部
に中央隔壁２８を備えており、その両側に２つの室３０、３１を形成している。
これら形材は突き合わせにはなっていないため、室３０、３１は形材の開放端部
を介して空洞部１８と連通している。
【００２７】 上記に説明したように、長さ方向の中央部に隔壁を備えたこのような形材は、
入射音波場のエネルギーの大部分を運ぶλ／２の音響モードを乱す特性を有した
ヘルムホルツ共鳴器として振る舞う。
【００２８】 長さがそれぞれＬとｌの２対の形材を使用した図１の長方形ガラス壁の場合に
は、導波管は、２つの波長λ１／２とλ２／２を減衰させることができ、λ１と
λ２はそれぞれｃ／Ｌとｃ／ｌに等しい。
【００２９】 他の音響モード、例えばλ／３の音響モードを乱させたいならば、隔壁２８を
設置するのはその形材の長さ方向の別の位置、例えば、形材２０、２２、２４、
２６の長さの１／３の位置となる。 導波管の効果は、内部の室３０、３１内に音波吸収性材料３２を挿入すること
によって増大され得る。
【００３０】 遮音ガラス壁の分野で公知となっているように、介在フレームを形成する形材
１６１内には乾燥剤３４を配置することが望ましく、これら形材１６１に穿孔さ
れ導波管の形材２０、２２、２４、２６の内部に達する穴３６により、導波管の
形材２０、２２、２４、２６を介して乾燥剤３４が空洞部１８の空気と連通する
ようにする。
【００３１】 図３と図４によって示されている実施形態は、導波管の管状でまっすぐな複数
の形材２０、２２、２４、２６が、同時に、２枚のガラス板を離間した状態に維
持するために使用されている剛性を有した介在フレームの形材１６１もとしても
機能している点においてのみ上記の実施形態と異なっている。したがって、ガラ
ス壁の実現がより簡単であり、このガラス壁の透明部の割合が大きくなる。
【００３２】 この実施形態では、特に図４にはっきりと示されているように、ガラス板との
間の気密性を確立するブチルゴム製の帯状体１６２は、導波管の各形材の側縁部
に配置されており、乾燥剤３４並びに必要に応じて使用され得る吸音材３２は、
これら形材の内部に配置されている。
【００３３】 図４に示されているように、管状形材２０、２２、２４、２６の側部には、ブ
チルゴム製の帯状体１６２と空洞部１８との間で長手方向に沿った溝３３が設け
られている。これらの溝は、重力、温度、又は振動の影響を受けて、ブチルゴム
、あるいは一般に接着用マスチックが空洞部１８の透明部分に移動する可能性が
あるのでそれを防止する貯蔵部として機能するためのものである。
【００３４】 隔壁は、さまざまな方法で実現することができる。例えば、形材の対向する２
つの壁面（図５）又は形材の１つの壁面だけ（図６）を押しつぶすことによって
得られるくびれ部３８によって形成され得る。これは、形材２０、２２、２４、
２６が熱可塑性材料から作成されている場合に特に実用的である。この場合には
、形材は押しつぶされて、熱溶接される。隔壁は、吸音性が非常に高い栓３９に
よって形成されることもできる（図７）。
【００３５】 隔壁は、図８に示されているように、隔壁接続具４０を用いて実現することも
できる。この接続具は、長さがより短く、例えば約２から５ｃｍであり、断面積
が導波管の形材２０、２２、２４、２６の断面積よりもわずかに小さいが形状は
同じである管状形材４１の各部品によって構成されており、この接続具が形材２
０、２２、２４、２６に嵌入するようになっている。接続具は、長手方向の中央
部に隔壁２８を備え、外周には、例えば隔壁２８と並んで、表面に対して浮き上
がっていて高さが形材２０、２２、２４、２６の壁の厚さに等しいリブ４２を備
えている。
【００３６】 したがって、この接続具が中に嵌めこまれた長さが半分の２つの形材を用いる
と、隔壁２８を備え滑らかな外側表面を有した導波管の形材を容易に構成するこ
とができよう。吸音材を接続具４０内において隔壁２８の各側に配置できること
にも注意されたい。 図８に示されている隔壁接続具は、形材２０、２２、２４、２６の内側に向か
って突出しているリブ３７を受容するための長手方向溝４３を備えている。
【００３７】 図９は、形材２０、２２、２４、２６を組み立てるために使用される直角接続
部材５０の斜視図である。この直角接続部材５０によって、二重ガラス壁の内部
における形材の設置を容易にさせるとともに、特に、図３及び図４に示されてい
るように、形材２０、２２、２４、２６が同時に介在フレーム１６１としても機
能している限りは、二重ガラス壁の介在フレームの連続性及び一体性を保証する
ようになっている。
【００３８】 それぞれの直角接続部材５０は、中央本体部５１と、形材の外側断面と同じ断
面を有した２つの翼部５３、５５とを備えている。これら翼部は、断面積が小さ
くなった先端部５６、５８で終端しており、形材の端部の内部に嵌入するように
なっている。直角接続部材には内側の隅部に窓５４があり、導波管の内部を空洞
部１８と連通させている。
【００３９】 図３の遮音ガラス壁の製造は以下のようにして行われる。最初に、隔壁接続具
４０とそれが嵌入する管状形材の各部品を用いて、４つの形材２０、２２、２４
、２６を形成する。このようにして形成された４つの形材２０、２２、２４、２
６内に吸音材３２と乾燥剤３４とを導入し、次に、直角接続部材５０を用いてこ
れらの形材を組み立て、図１０に示されているフレームを得るようにする。形材
の長さは、製造したいガラス壁の寸法に応じて選択される。次に、このようにし
て形成された介在フレームの側面にブチルゴム製の帯状体１６２を配置し、２枚
のガラス板１２、１４を介在フレームに接着剤で接合する。次に、ガラス壁の外
周に形成された溝内に、不浸透性のプラスチック材料からなる帯状体１６３を注
入する。
【００４０】 直角接続部材の先端部５６、５８と本体部５１との間に形成される肩部６０が
、先端部が形材内に導入される長さをちょうどよい値に制限するならば、形材の
組み立ては非常に簡単であり、試行錯誤なしにできることがわかるであろう。ま
た、介在フレームの上面と下面が全領域にわたって平坦であり、突出したところ
を持たないこともわかるであろう。したがって２枚のガラス板は、これらの面全
領域にわたって均一に支持される。
【００４１】 導波管は、注文されたときに、例えば、形成されるガラス壁の形状及び寸法に
合わせて管状の長い形材を折り曲げ、このようにして実現したフレームの２つの
端部を溶接するか、別の方法で組み立てることによって、望む寸法の単一の部材
として製造することもできることは言うまでもない。
【００４２】 次に、フレームの内部が空洞部１８と接続させるために、このフレームの内側
の隅部に穴を穿孔する。この場合にも、隔壁２８は、上記で説明した方法のうち
の１つによって、例えば、形材を折り曲げる前に、その形材内に４つの吸音性の
栓を導入し、形材を折り曲げた後に、導波管の４つの辺の中央に位置するように
栓を配置することによって、あるいは、特に熱可塑性の形材の場合に、形材を所
望される位置で押しつぶして熱溶接することによって、実現できよう。
【００４３】 図１及び図２に示されている変形実施形態のガラス壁を実現するためには、例
えばチューブと隔壁接続具を用いて形材２０、２２、２４、２６を形成するする
。次に、このようにして形成された各形材２０、２２、２４、２６の側面にブチ
ルゴム製の帯状体を配置する。次に、これら形材を、すでに下方のガラス板１２
とこのガラス板１２に接着剤で接合された剛性介在フレーム１６１とを備えてい
る製造の途中のガラス壁の内部に配置する。形材２０、２２、２４、２６が所定
の位置にあり、介在フレームのそれぞれの辺に沿って並置されているとき、第２
のガラス板１４を所定の位置に置いてガラス壁を閉じる。
【００４４】 本発明のこのようなガラス壁は、空気層の厚さが１６ｍｍから２４ｍｍの場合
に特に効果的となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガラス壁の半分の厚さまで部分的に切り取った状態になった、本発明の第１の
実施形態による遮音ガラス壁の平面図である。
【図２】 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った拡大断面図である。
【図３】 本発明の第２の実施形態による遮音ガラス壁に関する図１と類似の断面図であ
る。
【図４】 図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【図５】 形材の内部にある中央隔壁の３つの実施形態の１つを長手方向断面図で示して
いる。
【図６】 形材の内部にある中央隔壁の３つの実施形態の１つを長手方向断面図で示して
いる。
【図７】 形材の内部にある中央隔壁の３つの実施形態の１つを長手方向断面図で示して
いる。
【図８】 隔壁接続具を示している。
【図９】 形材を相互に接続するための直角接続部材の斜視図である。
【図１０】 図９の直角接続部材と図８の隔壁接続具とを用いて相互に結合された形材によ
って作製された長方形のフレームの形態をした導波管の斜視図である。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 −外周部が、気密性結合体（１６３）と介在フレーム（１６ １ ）とを形成する組立体（１６）を用いて組み立てられており、該介在フレーム
    が、ガスで満たされた平坦な空洞部（１８）を間に画定している２枚のガラス板
    （１２、１４）と、 −該ガラス板の間において介在フレームの内側に固定された導波管と、 を備えるタイプの遮音ガラス壁において、 前記導波管が、ガスで満たされた前記空洞部（１８）の外周部において前記ガ
    ラス壁の一辺に沿って配置された少なくとも１つの直線状の管状形材（２０、２
    ２、２４、２６）から形成され、該形材が、乱すことを所望されている前記空洞
    部の音響モードによって決まる前記形材に沿った長さ位置に配置されており該形
    材を長手方向に閉鎖する横断隔壁（２８）を備え、該隔壁が、該隔壁の両側に、
    前記形材の端部を介して前記空洞部（１８）と連通する２つの室（３０、３１）
    を画定していることを特徴とする遮音ガラス壁。
  2. 【請求項２】 前記空洞部（１８）の各辺の長さ方向に沿って配置された、
    導波管の複数の形材、特に４つの形材（２０、２２、２４、２６）を備えること
    を特徴とする請求項１に記載のガラス壁。
  3. 【請求項３】 前記形材の各々の隔壁（２８）が、前記形材の長さ方向のほ
    ぼ中央部に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガラ
    ス壁。
  4. 【請求項４】 前記形材の各々の隔壁（２８）が、前記形材の長さ方向の１
    ／３又は１／４の位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
    のガラス壁。
  5. 【請求項５】 前記隔壁が、隔壁接続具（４０）と、熱可塑性を有した形材
    における熱溶接されたくびれ部（３８）と、吸音性材料からなる栓（３９）と、
    形材内を滑る隔壁とからなるグループに属する手段のうちの１つによって実現さ
    れることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガラス壁。
  6. 【請求項６】 前記遮音ガラス壁の介在フレーム（１６１）と前記導波管の
    形材（２０、２２、２４、２６）が独立したものであり、並置されていることを
    特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガラス壁。
  7. 【請求項７】 前記導波管の形材（２０、２２、２４、２６）が、同時に、
    前記介在フレーム（１６１）の機能を果たしていることを特徴とする請求項１か
    ら請求項５のいずれか一項に記載のガラス壁。
  8. 【請求項８】 前記導波管の形材（２０、２２、２４、２６）が、ガラス板
    （１２、１４）と接触する面に沿って長手方向の溝（３３）を備え、該溝が流出
    を防止するための貯蔵部を形成しており、前記ガラス板（１２、１４）を介在フ
    レーム（１６１）に接着する機能を果たす材料（１６２）が流れた場合に該材料
    を保持することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のガラ
    ス壁。
  9. 【請求項９】 前記形材が前記ガラス壁と同じ形状を有した連続的なフレー
    ムの形態に組み立てられており、開口部（５４）が該フレームの内側の隅部に設
    けられ、前記形材の内部室を前記空洞部（１８）と連通させるようになっている
    ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のガラス壁。
  10. 【請求項１０】 前記形材（２０、２２、２４、２６）が分離されており、
    該形材の内部室（３０、３１）が、該形材の開放端部を通じて前記空洞部（１８
    ）と連通していることを特徴とする請求項１に記載のガラス壁。
  11. 【請求項１１】 前記形材（２０、２２、２４、２６）が管状の直角接続部
    材（５０）を用いて組み立てられ、該直角接続部材の翼部（５６、５８）が前記
    形材の端部に嵌入し、該直角接続部材は内側の隅部に穴（５４）を備えており、
    前記形材の内部空間を前記ガラス壁の前記空洞部と連通させるようになっている
    ことを特徴とする請求項９に記載のガラス壁。
  12. 【請求項１２】 前記導波管が吸音性材料（３２）を含むことを特徴とする
    請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のガラス壁。
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