JP2004210553A - 複層ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】所定の共鳴周波数を有する共鳴器を備えた複層ガラスにおける外観の向上を考慮した複層ガラスを提供する。
【解決手段】板ガラスの周縁に配設したスペーサ３により所定間隔を隔てて重ね合わされた２枚の板ガラス２と、該２枚の板ガラス２間に前記スペーサ３と平行に配設された共鳴用棒材５とを備え、該棒材５とスペーサ３間に空洞部７を形成するとともに、前記共鳴用棒材５に前記２枚の板ガラス間の空間４と前記空洞部７とを連通する複数個の貫通孔を設けた複層ガラスにおいて、前記共鳴用棒材５の前記貫通孔の位置に前記空洞部７内に突出する筒状部材６を備えた。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物、車両、船舶及び航空機等に使用する共鳴器を備えた複層ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複層ガラスにおける遮音性能の良否は、コインシデンス効果と共鳴透過現象との如何に依存するとされている。このうち、コインシデンス効果による遮音性能の低下は、使用する板ガラスの密度や縦弾性係数のほか、その時々の気温等にも関係するとされており、単板ガラスのみならず複層ガラスにも発生する共通の現象である。
【０００３】
一方、低音域での共鳴透過現象は、等間隔で隔置された２枚の板ガラスが共鳴することにより発生する複層ガラスに特有の現象である。
【０００４】
図３は従来の共鳴用棒材を備えた複層ガラスの部分断面図である。
図示したように、複層ガラス３１は、２枚の板ガラス３２、３２をスペーサ３３によって、板ガラス３２とスペーサ３３との間に一次シール３８を介して所定の間隔に保持し、板ガラス３２の周縁部内部とスペーサ３３の外周面とで形成された凹部に二次シール３９を配して周縁部をシールしたものである。
【０００５】
スペーサ３３の中空層側には貫通孔４５が所定間隔で複数個設けられ、スペーサ３３の中空部分には乾燥剤４４が充填される。
【０００６】
中空層３４内にはスペーサ３３に平行にスペーサ３３と所定距離を隔てて棒状の共鳴用棒材３５が配設される。共鳴用棒材３５、スペーサ３３及び板ガラス３２、３２で空洞部３７が形成される。共鳴用棒材３５は例えば矩形断面の角材又は板材である。共鳴用棒材３５は中空層３４と空洞部３７とを連通する複数個の貫通孔３６が所定ピッチ間隔毎に設けられる。
【０００７】
共鳴用棒材３５と空洞部３７とにより共鳴器が構成される。したがって、空洞部３７は複層ガラスに配設される共鳴器の共鳴周波数に対応した容積が必要である。したがって、板ガラス３２、３２間の幅Ｗが定まると空洞部３７の高さ方向の距離Ｈが定まり、この共鳴周波数に対応した所定の距離Ｈを確保しなければならない。また、共鳴周波数設定のパラメータとなる開口長さは、貫通孔３６の長さに対応する。したがって、この貫通孔３６の長さ（棒材３５の厚み）についても、所定の共鳴周波数とするために所定の必要な長さを確保しなければならない。
【０００８】
このようにして形成された複層ガラス３１は、セッティングブロック４１及び固定材４３を介して額縁４２に取付けられる。
【０００９】
共鳴用棒材３５は板ガラス３２の開口面の縁部に露出して外部から見える。すなわち、この棒材３５は額縁４２の固定材４３よりも板ガラス３２の開口面の中央部側に突出して形成されるため、外部から見える。したがって、複層ガラス３１の透視性や外観を考慮するとできるだけ固定材４３からの突出長さが短いほうが好ましい。しかし、従来の複層ガラス３１は、共鳴器を設けていない同一仕様の複層ガラスが持つ固有の共鳴透過周波数に対応する共鳴周波数を有する共鳴器を配設する。この場合、貫通孔３６を共鳴用棒材３５に設けて遮音性能を高める必要があるため、空洞部３７の上下長さＨを確保するとともに共鳴用棒材３５はある程度の厚みＤが必要である。この板ガラス３２の端縁から共鳴用棒材３５の中空層３４側端面までの距離が複層ガラス３１の外観を損う要因となっていた。
【００１０】
一方、遮音性能を高めるために共鳴作用を利用した複層ガラスが開発されている（例えば特許文献１）。しかし、特許文献１に記載の複層ガラスはガラス板の共鳴振動域における防音性能の低下を抑制するために複層ガラスの内部空間に筒型格子辺からなる組格子を配在してこれに貫通孔を開口させたものであり、複層ガラスの透視性が考慮されてなく、見栄えが悪いものである。
【００１１】
また、ヘルムホルツ共鳴器を利用した複層ガラスが特許文献２に開示されている。しかし、この特許文献２の遮音構造は前述の図３に示した従来例と同様に共鳴用棒材に貫通孔を設けこの貫通孔の長さ（棒材の厚さ）により必要な共鳴周波数が得られるように構成している。したがって共鳴器を構成する棒材は所定の厚さが必要になる。このため、この共鳴器を窓ガラスの周縁に設けると、共鳴用の棒材が窓ガラスの内側に大きく露出し、見栄えが悪くなる。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−１１６２８６号公報
【特許文献２】
特開２００２−３５６９３４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、所定の共鳴周波数を有する共鳴器を備えた複層ガラスにおける外観向上のため、共鳴用棒材の厚みを薄くし、その配設位置を板ガラスの端縁側に近づけることができる複層ガラスの提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、板ガラスの周縁に配設したスペーサにより所定間隔を隔てて重ね合わされた少なくとも２枚の板ガラスと、該板ガラス間に中空層を有し、該板ガラス間に前記スペーサの少なくとも１つと平行に配設された共鳴用棒材とを備え、該棒材とスペーサ間に空洞部を形成するとともに、前記共鳴用棒材に前記板ガラス間の中空層と前記空洞部とを連通する複数個の貫通孔を設けた複層ガラスであって、前記共鳴用棒材の前記貫通孔の位置に前記空洞部内に突出する筒状部材を備えたことを特徴とする複層ガラスを提供する。
【００１５】
この構成によれば、所定の共鳴周波数を得るために演算で求められた値を基に空洞部の容積に対応した共鳴用棒材とスペーサとの間隔距離や貫通孔の径や長さ等のパラメータが定められて形成された共鳴器において、筒状部材を空洞部内に突出させて、この筒状部材により共鳴周波数に必要な開口長さを確保するため、共鳴用棒材とスペーサとの間隔距離を変えずに共鳴用棒材の厚みをほぼ筒状部材の長さ分薄くしてこの共鳴用棒材の配設位置（板ガラスの端縁から共鳴用棒材の中空層側端面までの距離）を板ガラスの端縁側に近づけることができる。このため、筒状部材を用いない場合に比べ、複層ガラス側縁における共鳴用棒材をより目立たなく配設できるため複層ガラスの外観が向上する。
【００１６】
好ましい構成例においては、前記共鳴用棒材及び筒状部材は透明材料からなることを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、窓ガラスの縁部に沿って露出する共鳴用棒材及び筒状部材が透明材料で形成されるため、窓ガラスの透視性を損なわず、また外観上も違和感が少なくなり見栄えがよくなる。
【００１８】
好ましい構成例においては、前記スペーサと共鳴用棒材が連結部材を介して一体化されたことを特徴としている。
【００１９】
この構成によれば、共鳴用棒材を連結部材とともに押出し成型加工等により一体成形することができ、共鳴用棒材の厚みを極力薄くできるとともに例えばスペーサと接合一体化して２枚の板ガラス間に確実に装着して保持できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る複層ガラスの部分断面図、図２は共鳴用棒材の部分上面図である。
【００２１】
複層ガラス１は、２枚の板ガラス２、２をスペーサ３によって、板ガラス２とスペーサ３との間に一次シール８を介して所定の間隔に保持し、板ガラス２の周縁部内部とスペーサ３の外周面とで形成された凹部に二次シール９を配して周縁部をシールしたものである。このようにして形成された複層ガラス１は、セッティングブロック１１及び固定材１３を介して額縁１２に取付けられる。なお、固定材１３の代わりに、シリコーン．シーラントのようなコーキング材等を使って額縁４２に取付けてもよい。
【００２２】
板ガラス２としては、建築用に一般的に使用されるソーダライムシリカガラス（例えば、旭硝子社製、商品名：ＡＳ）が代表的であるが、これに限られずその他の組成の板ガラスも使用できる。同様に通常のソーダライムシリカガラス以外にも、強化ガラスや網入り板ガラス、合わせガラスが使用でき、片側の板ガラス２を合わせガラスとし、他方を通常のソーダライムシリカガラスとする等種類や厚さの異なる板ガラスを組み合わせて使用することもできる。また、無機質の板ガラスのみならず有機質の板状体、例えばポリカーボネート、アクリル樹脂等も使用できる。
【００２３】
スペーサ３は、板ガラス２、２の相互の間隔が所定値に確保できれば材質、形状は限定されないが、図示のような断面矩形状が好ましい。このスペーサ３は押出し成型又はプレス成型等を用いて製造される。スペーサ３の中空部分には乾燥剤１４が充填され、スペーサ３の中空層側には貫通孔１５が所定間隔で複数個設けられる。
【００２４】
一次シール８としては主に耐透湿性及び粘着力を発揮できる材質が好ましく、たとえば、ポリイソブチレンが好適に使用できる。二次シール９としては主に接着力を発揮できる材質が好ましく、たとえば、ポリスルフィド、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂が好適に使用できる。
【００２５】
なお、複層ガラス１としては、２枚の板ガラス２、２をその間に設けたスペーサ３で所定間隔を隔てて重ね合わせ、単一の中空層４を有する構成に限られるものではなく、３枚以上の板ガラス２、・・・、２を隣り合う板ガラス２、２間にスペーサ３を設けて所定間隔を隔てて重ね合わせ、複数の中空層４を有する構成であってもよい。
【００２６】
中空層４内にはスペーサ３に平行にスペーサ３と所定距離Ｈの間隔を隔てて棒状の共鳴用棒材５が配設される。共鳴用棒材５の幅は、板ガラス２、２の相互の間隔Ｗと略等しく、片側ないしは両側縁に断面Ｌ字状の連結部材１０を共鳴用棒材５の全長に亘って連続的あるいは断続的に有し、スペーサ３上に接着剤等を用いて固定され一体化される。共鳴用棒材５、スペーサ３および２枚の板ガラス２あるいは共鳴用棒材５に備わる連結部材１０で空洞部７が形成される。共鳴用棒材５は矩形断面の角材又は板材である。この例では共鳴用棒材５と連結部材１０は押出し成型加工により一体成形されている。また、共鳴用棒材５は板ガラス２の４辺全周に沿って設けてもよいし１辺にのみ沿って設けてもよい。
【００２７】
共鳴用棒材５には中空層４と空洞部７とを連通する直径ｄ、長さＬの複数個の筒状部材６が所定ピッチ間隔Ｐ毎に空洞部７に突出して設けられる（図２参照）。共鳴用棒材５、筒状部材６及び連結部材１０は、額縁１２の固定材１３よりも板ガラス２の開口面の中央部側に露出する場合、窓ガラスとしての透視性を妨げないために外観上透明材料で形成することが好ましい。
【００２８】
また、所望の共鳴周波数を有する共鳴器が構成できれば、種々の寸法の共鳴用棒材５、筒状部材６を使用可能であるが、外観上や製造上の観点から、長さＬが２〜２０ｍｍ、直径ｄが１〜５ｍｍ、ピッチ間隔Ｐが１０〜１００ｍｍ、スペーサ３と共鳴用棒材５の距離Ｈが５〜５０ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００２９】
共鳴用棒材５の材質としては、各種の材料が使用できるが、硬質樹脂、ゴム、金属材料、等が吸音性が少なくて好ましい。また、共鳴用棒材５の表面、すなわち、共鳴用棒材５の上下面および筒状部材６の周壁面は、平滑に仕上げてあることが、吸音性が少なくて好ましい。
【００３０】
この共鳴用棒材５と空洞部７及び筒状部材６により、共鳴器が形成される。この場合、筒状部材の径や間隔及び共鳴用棒材の寸法や組込み位置等のパラメータに応じて共鳴周波数が変わる。この共鳴周波数は演算で求めることができる。したがって、必要な共鳴周波数が設定され、かつあるパラメータ（例えばスペーサと共鳴用棒材５との間隔である距離Ｈやガラス間の間隔Ｗ等）が固定された場合、必要とする共鳴周波数が得られるように他のパラメータ（例えば筒状部材の径や間隔及び長さ）を演算で求めることができる。
【００３１】
したがって、本発明の図１と従来の図３を比べた場合、必要な共鳴周波数を得るための空洞部（７，３７）の容積が同じでかつ筒状部材６の長さＬと貫通孔３６の長さＤ（図３）を例えば５ｍｍとして同じにすれば、空洞部の上下間隔（距離Ｈ）がほぼ同じで、本発明の共鳴用棒材５の厚みＤ（図１）を１ｍｍとし、従来の棒材３５の厚みＤ（図３）より小さくできる。
【００３２】
このように、共鳴用棒材５に筒状部材６を備えて共鳴器を形成することにより、共鳴用棒材５を貫通する貫通孔を用いて共鳴器を構成する従来の構成に比べて、同一の共鳴周波数を得る場合に共鳴用棒材５の薄型化を図るとともに共鳴用棒材を極力窓ガラスの端縁に近づけて窓ガラスの縁に沿って現れる共鳴器部分を小さくすることができる。したがって複層ガラス１の中空層４側への共鳴器の露出部分を小さくすることができ、複層ガラス１全体としての外観が向上し、ガラス周辺部の違和感を抑えることができる。
【００３３】
なお、共鳴用棒材５はスペーサ３と一体化せずに独立分離した状態で、すなわち連結部材１０を備えることなくスペーサ３から所定間隔を隔てて組込んでもよい。
【００３４】
本発明の他の実施の形態として、少なくとも１枚の板ガラスが合わせガラスである複層ガラスが挙げられる。このように、合わせガラスが使用されたり、板ガラスの外側にフィルムや樹脂等が接着された複層ガラスは、安全面に優れ、複層ガラスとしての機能向上に寄与できる。
【００３５】
本発明のさらに他の実施の形態として、中空層に六フッ化硫黄ガス、アルゴンガスまたはクリプトンガスを封入した複層ガラスが挙げられる。通常の複層ガラスは、中空層に乾燥空気または窒素ガスが封入される構成が一般的であるが、これの代わりに、断熱性能を上げることを主たる目的で上記ガスを封入すると、媒体間の音速の違いによる波動的エネルギー損失を生じ、遮音性能が向上する効果が得られる。
【００３６】
本発明のさらに他の実施の形態として、貫通孔の少なくとも一方の開口部には音響抵抗材（不図示）が配されてなる構成が挙げられる。このような構成であれば、音響抵抗材が貫通孔の前後での気体の摩擦運動を促進し、広い周波数範囲の吸音の効果が得られる。
【００３７】
なお、音響抵抗材とは、気体振動（空気振動）により自ら励振されやすい物質であり、たとえば、グラスウール、ロックウール等の繊維材、フィルム等の膜状材、等が挙げられる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、所定の共鳴周波数を得るために演算で求められた値を基に空洞部の容積に対応した共鳴用棒材とスペーサとの間隔距離や貫通孔の径や長さ等のパラメータが定められて形成された共鳴器において、筒状部材を空洞部内に突出させて、この筒状部材により共鳴周波数に必要な開口長さ（厚さ）を確保するため、共鳴用棒材とスペーサとの間隔距離を変えずに共鳴用棒材の厚みをほぼ筒状部材の長さ分薄くしてこの共鳴用棒材の配設位置を板ガラスの端縁側に近づけることができる。このため、筒状部材を用いない場合に比べ、複層ガラス周縁部における共鳴用棒材をより目立たなく配設できるため複層ガラスの外観が向上する。
【００３９】
また、共鳴用棒材及び筒状部材を透明材料とすることにより、窓ガラスの透視性を損なわず、また外観上も違和感が少なくなり見栄えがよくなる。
【００４０】
また、スペーサと共鳴用棒材を連結部材を介して一体化することにより、共鳴用棒材を連結部材とともに押出し成型加工等により一体成形することができ、共鳴用棒材の厚みを極力薄くできるとともに例えばスペーサと接合一体化して２枚の板ガラス間に確実に装着して保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る複層ガラスの部分断面図。
【図２】共鳴用棒材の部分上面図。
【図３】従来の共鳴用棒材が配設された複層ガラスの部分断面図。
【符号の説明】
１：複層ガラス、２：板ガラス、３：スペーサ、４：中空層、
５：共鳴用棒材、６：筒状部材、７：空洞部、８：一次シール、
９：二次シール、１０：連結部材、１１：セッティングブロック、
１２：額縁、１３：固定材、１４乾燥剤、１５：貫通孔。

Claims (3)

1. 板ガラスの周縁に配設したスペーサにより所定間隔を隔てて重ね合わされた少なくとも２枚の板ガラスと、
   該板ガラス間に中空層を有し、
   該板ガラス間に前記スペーサの少なくとも１つと平行に配設された共鳴用棒材とを備え、
   該棒材とスペーサ間に空洞部を形成するとともに、
   前記共鳴用棒材に前記板ガラス間の中空層と前記空洞部とを連通する複数個の貫通孔を設けた複層ガラスであって、
   前記共鳴用棒材の前記貫通孔の位置に前記空洞部内に突出する筒状部材を備えたことを特徴とする複層ガラス。
2. 前記共鳴用棒材及び筒状部材は透明材料からなることを特徴とする請求項１に記載の複層ガラス。
3. 前記スペーサと共鳴用棒材が連結部材を介して一体化されたことを特徴とする請求項１に記載の複層ガラス。

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