JP2005533204A - 熱粘性損失を有する防音性グレージング・ユニット - Google Patents

Abstract

密封接合部およびスペーサ・フレームを形成し、２枚の基板シート（２，３）と共に、ガスで充満した平坦な空洞（５）を規定するデバイス（４）を用いて、それらの周辺廻りが一緒に接合される少なくとも２枚の基板シート（２，３）を含む防音性グレージング・ユニットであって、少なくとも一つの微細空洞（５ａ，５ｂ）が、空洞（５）の周辺の少なくとも一部の上に形成され、微細空洞が、それらによって空洞（５）の境界がつけられる２枚の基板シート（２，３）の内壁の少なくとも一つに沿って空洞（５）からの熱粘性損失の領域を構成し、微細空洞（５ａ，５ｂ）の寸法が、空洞（５）から微細空洞中への音波の一部の伝播を促進し、熱粘性損失を発生させ、よって前記空洞の音響エネルギーを低減するように選択され、かつ微細空洞（５ａ，５ｂ）から逃げだす音波を包含するために装置（６ｅ）を備えることを特徴とする防音性グレージング・ユニット。

Description

本発明は、改善された防音性能を有するグレージング・ユニットに関する。

建物において、部屋の断熱を改善するために断熱性グレージング・ユニットを用いることは一般的に行われている。当該グレージング・ユニットは、一般に異なる厚さの、それらを一定の間隔を持って保持しそれらの間に空気などのガス層を取り込むスペーサ・フレームによって一緒に重ね合わされた２枚の板ガラスを含む。

ＰＣＴ国際特許出願ＷＯ００／７５４７３号のパンフレットに報告されているように、断熱性グレージング・ユニットの防音性能を改善するための種々の手段が従来提案されている。これらの手段は、特に、グレージング・ユニット周辺に置かれ、いくつかのオリフィスを介して空気層と通じる導波部材からなることが可能であり、この導波部材の形状、断面および位置は、グレージング・ユニットがありがちな音場に置かれる場合、それぞれ、空気層中および板ガラス全体に生じる音波および力学的な波に合わないように決められる。

また、ドイツ特許出願ＤＥ−Ａ−２８０３７４０号公報から、防音性能を改善する目的のため、内部に弾性リンクを介して周辺スペーサ・フレームに結合される追加の接合部分を含む防音性二重グレージング・ユニットも公知である。

この出願の出願人は、こうしたグレージング・ユニットの防音性能をさらに改善することを追及し、スペーサ・フレームに取り付けたかもしくはスペーサ・フレームと組み合わさったセクション（接合部分）の新規なタイプの形態を開発した。接合部分は、透明な基板の壁に対して、音波が、それらの微細空洞の中で、それらの対向する壁に対する摩擦により「消耗される」ことになり、熱粘性損失、すなわち、音波を熱エネルギーに変換することを生じ、その結果音響エネルギーを低減させる微細空洞を形成するものである。本発明によるグレージング・ユニットは、従って、「熱粘性損失効果」を有するグレージング・ユニットと言うことが可能であり、結果として、以下に示すように、防音性能の実質的な改善を達成することが可能となる。

従って、本発明の第１の主題は、密封接合部／スペーサ・フレームを形成し、２枚の基板シートと共に、ガスで充満した平坦な空洞を規定するデバイスを用いて、それらの周辺廻りが一緒に接合される少なくとも２枚の基板シートを含む防音性グレージング・ユニットであって、少なくとも一つの微細空洞が、前記空洞の周辺の少なくとも一部の上に形成され、微細空洞が、それらによって前記空洞の境界がつけられる２枚の基板シートの内壁の少なくとも一つに沿って前記空洞からの熱粘性損失の領域を構成し、微細空洞の寸法が、空洞から微細空洞中への音波の一部の伝播し、熱粘性損失を発生させ、よって前記空洞の音響エネルギーを低減するように選択され、かつ前記微細空洞から逃げだす音波を包含するために装置を備えることを特徴とする防音性グレージング・ユニットにある。

本発明により、グレージング・ユニットの空洞中の一部の音波は、主として、中波および高周波の範囲において吸収される。

有利には、微細空洞は、その幅が包括的に限定して０．２〜１ｍｍの間であり、その有用な高さは少なくとも６ｍｍに等しく、好ましくは少なくとも１１ｍｍに等しい薄層の形態である。

微細空洞の厚さが１ミリメートルを超える場合、空洞の音響エネルギーを減少させる期待の効果が得られない。また、微細空洞の有用な高さが十分であるので、音波のための大きな摩擦領域が存在し、よって音響エネルギー低減の要因であると考えられる熱粘性損失がもたらされるということも重要である。しかし、微細空洞の有用な高さの増加が、透明グレージングの場合に許容可能な日光を保持するための必要性により限定されることは、強調されるべきである。

本発明の一つの有利な実施形態によれば、少なくとも一つの微細空洞は、グレージング・ユニットの少なくとも一つの面上および少なくとも側面の一つの上に形成される；詳細には、少なくとも一つの微細空洞がグレージング・ユニットのそれぞれの面上、とりわけ後者の全体周辺上に形成されるように提供されるであろう。

一つの特定の実施形態において、微細空洞は、基板シートの内壁と空洞の内側の周辺に置かれる接合部分の対向壁間に形成され、前記接合部分の壁に作られる少なくとも一つの開口部を介して微細空洞と連通する内室を規定し、前記内室をして、微細空洞から逃げる音波を包含することを可能にする。詳細には、開口部は、接合部分の全体長さにわたる連続または不連続の縦のスロットにより形成される。不連続なスロットは、接合部分の剛性を保持するために有利であろう。

１個もしくはそれ以上のスロットは、空洞の反対側の接合部分のより低い部分、すなわち、微細空洞の有用な高さ、結局、摩擦表面積部分を最大化するために、できるだけ微細空洞の底の近くに置かれる。用語、微細空洞の「有用な高さ」は、スロットの上部平面と微細空洞が空洞に走りこむ平面間の間隔を意味するものであると理解される。

スロットは、例えば、１ｍｍのオーダーの高さを有することができる。

スロットの機能は、ガス（空気）を微細空洞に強制的に浸透させるためにそのガス（空気）の自然循環を保証することにある。この循環は、構造的にグレージング・ユニットの各面上に微細空洞が与えられる場合に改善され、これが好ましい実施形態を示す。

従って、接合部分は、有利には、その底がガス充満空洞と接触する少なくともＵ形状の断面の要素（部材）により形成され、かつフランジは、内部室を規定し、且つ、それぞれ、基板の対向壁と共に微細空洞を規定し、それらの基礎を介して密封接合部／スペーサ・フレームを形成するデバイスと協同する。

代替的な実施形態によれば、密封接合部／スペーサ・フレームを形成するデバイスは、２枚の対向基板シートの内部の縁に接着する周辺ガスケットと接触する底を有するフレーム、および連続または不連続の結合／密封性ビードの介在により基板シートの反対側に間隔をおいて配置されたフランジからなり、微細空洞形成用のＵ形状接合部分は、前記挿入フレームに結合されるか、さもなければそれと一緒にワンピースとして形成され、その場合に、挿入フレームのフランジは、前記Ｕ形状接合部分のそれらを形成するために延在せしめられる。

別の代替的な実施形態によれば、密封接合部／スペーサ・フレームを形成するデバイスは、２枚の基板シートの縁に接着する周辺ホイルからなり、微細空洞を形成するためのＵ形状接合部分は前記ホイルに接着される。

本発明による二重グレージングまたは多層グレージング・ユニットを形成する基板シートは、モノリスガラス、積層ガラス、または「吸音」積層ガラスと呼ばれるもの、すなわち、板ガラス間に置かれる挿入シートとして、吸音効果を有する特定のプラスチックの少なくとも一つの膜を組み込むものからなることが可能である。この場合、吸音効果を有するこれらの膜による吸音性能は、本発明の「熱粘性損失効果」を有する構造によるそれらに付加される。

本発明の主題をより詳細に説明するため、本発明の特定の実施形態を添付の図面を参照して説明する。

図１を参照すると、防音性二重グレージング・ユニットは、その全体が１と記され、このユニットが密封接合部／スペーサ・フレームを形成する周辺デバイス４によって分離して保持される異なる厚さの２枚の板ガラス２、３を含み、シート２，３およびデバイス４が例えば空気のようなガスを含有する平坦な密閉空洞５を規定していることを見ることが可能である。

デバイス４は、それぞれ縦の結合／密閉性ビード７ａ、７ｂの介在によりそれぞれが対向板ガラスと接触する二つの側壁６ａ、６ｂを含む接合部分からなるスペーサ・フレーム６から構成される。結合／密閉性ビード７ａ、７ｂは、連続したものである。

フレーム６は、金属（例えば、アルミニウム）または複合材料から作製することが可能であり、結合／密閉性ビーズは、例えば、ブチルゴムから作製することが可能である。

二つの側壁６ａ、６ｂは、正面の横壁６ｃにより内側で閉じられ、かつ２枚の対向板ガラス２および３の内部境界に結合されるポリスルフィドから作製される周辺ガスケット８に接着する底部の横壁６ｄにより外側で閉じられる。ガスケットは、グレージング・ユニットを結合しかつ機械的に支持する機能とは別に、ガス、塵埃および液体の水を密封する機能を果たす。なお、水蒸気に対する密封は、ブチルビーズ７ａ、７ｂ、および対向アルミニウム６ｄの存在により提供されることに留意されたい。

接合部分６の二つの壁６ａ、６ｂは、それぞれ、各結合／密閉性ビーズ７ａ、７ｂに平行に、連続または不連続であることが可能である各縦スロット９ａ、９ｂを有する。

こうして、微細空洞５ａは板ガラス２と壁６ａの間に形成され、微細空洞５ｂは板ガラス３と壁６ｂの間に形成され、微細空洞５ａおよび５ｂは空洞５に抜ける薄層の形状を有し、空洞５に含まれるガスは、これらの微細空洞５ａ、５ｂおよびスロット９ａ、９ｂを介して、本発明の一つの態様を構成する「熱粘性損失効果」を有する接合部分をまた構成するスペーサ・フレーム６の内部の室６ｅを循環する。

図１に示される概略図は、寸法通りに示されていない；以下に主要特性寸法を示す：
板ガラス２の厚さ： ４ｍｍ
板ガラス３の厚さ： ６ｍｍ
空洞５の厚さ： ２０ｍｍ
ビード７ａ、７ｂの厚さ／微細空洞５ａ、５ｂの幅： ０．２ｍｍ
壁６ｃと壁６ｄ間の間隔： ２０ｍｍ
壁６ａとスロット９ａ、９ｂの上部境界間の間隔／微細空洞５ａ、５ｂの有用な高さ： １５ｍｍ

図１において矢印Ｆで模式的に示されているものは、微細空洞５ａ中の音波の通路である。本発明の形状は、音波がこの微細空洞を規定する壁に対する摩擦を起こしながらこの微細空洞に移動することを促進する種類のものであり、その音響エネルギーは、これらの熱粘性損失に由来して低減する。

図１による二重グレージング・ユニットに対する周波数の関数としての音響減衰係数は、微細空洞５ａ、５ｂの有用な高さを４．５ｍｍ、６ｍｍ、１１ｍｍおよび１６．５ｍｍと変えることにより、および対照として、横のスロットのない、その壁６ｃがビーズ７ａ、７ｂの上部境界の平面上にある従来型のスペーサ・フレームを取り上げることにより、測定と計算によって得られた（対照：空気）。

これらの曲線から、ＥＮ・ＩＳＯ７１７パート１標準により、対照に対する全体ゲインＲ_A、trおよびゲインＲ_W係数を計算することが可能である：

図１に示される実施形態は、例えば対照二重グレージング・ユニットに用いられるもののような修正されるべき一般的なスペーサ・フレームの高さを必要とする。

図２に示される実施形態を説明するために、図１において類似の要素を表示するために用いたものより１０倍多い参照数字が用いられた。この実施形態は、用いられるものがビーズ１７ａ、１７ｂの上部境界の平面上にある横の壁１６ｆにより終わる一般的なスペーサ・フレームであること、および底１６ｃおよびそれぞれスロット１９ａ、１９ｂを有する二つのフランジ１６ａ、１６ｂを含む接合部分１６がこのフレームに結合されたという事実により図１のそれとは異なる。接合部分１６は、ボンディング、溶接または同時押出成形などのあらゆる手段により標準のスペーサ・フレームに結合することが可能である。

図３に示される実施形態を説明するために、図１において類似の要素を表示するために用いたものより２０倍多い参照数字が用いられた。この実施形態は、デバイス２４が２枚の板ガラス２２および２３の縁に接着する周辺ホイル２８に限定されるという事実により、および底２６ｃおよびそれぞれスロット２９ａおよび２９ｂを有するフランジ２６ａおよび２６ｂを含むＵ形状接合部分２６が、ホイル２８に直接結合されるという事実により図１のそれとは異なる。ホイル２８は、例えば、アルミニウムから作製され、こうして完全な密封体を提供する。

上述の特定の実施形態は、説明を目的として与えられたもので、何らの限定を意図するものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく修正および代替実施形態を行い得るというることが明確に理解されるべきである。

以上、本発明を少なくとも２枚の透明板ガラス基板を含む複層グレージング・ユニットの場合について記載してきた。本発明はまた、基板が必ずしも透明ではなくおよび／またはガラス製ではない複層グレージング・ユニット、例えば金属、ポリカーボネートまたはメタクリル樹脂にも適用される。

本発明の第１の実施形態による二重グレージング・ユニットの、境界領域における概略部分断面図である。 本発明の第２の実施形態による二重グレージング・ユニットの、図１に類似の概略部分断面図である。 本発明の第３の実施形態による二重グレージング・ユニットの、図１に類似の概略部分断面図である。 異なる微細空洞高さに対する周波数の関数としての、かつ微細空洞を有しない対照グレージング・ユニットと比較した、音響減衰係数の曲線である。

Claims (12)

1. 密封接合部／スペーサ・フレームを形成し、２枚の基板シート（２，３；１２，１３；２２，２３）と共に、ガスで充満した平坦な空洞（５；１５；２５）を規定するデバイス（４；１４；２４）を用いて、それらの周辺廻りが一緒に接合される少なくとも２枚の基板シート（２，３；１２，１３；２２，２３）を含む防音性グレージング・ユニットにおいて、
   少なくとも一つの微細空洞（５ａ，５ｂ；１５ａ，１５ｂ；２５ａ，２５ｂ）が、前記空洞（５；１５；２５）の周辺の少なくとも一部の上に形成され、前記微細空洞が、それらによって前記空洞（５；１５；２５）の境界がつけられる２枚の基板シート（２，３；１２，１３；２２，２３）の内壁の少なくとも一つに沿って前記空洞（５；１５；２５）からの熱粘性損失の領域を構成し、微細空洞（５ａ，５ｂ；１５ａ，１５ｂ；２５ａ，２５ｂ）の寸法が、空洞（５；１５；２５）から微細空洞中への音波の一部の伝播を促進し、熱粘性損失を発生させ、よって前記空洞の音響エネルギーを低減するように選択され、かつ前記微細空洞（５ａ，５ｂ；１５ａ，１５ｂ；２５ａ，２５ｂ）から逃げだす音波を包含するために装置（６ｅ；１６ｅ；２６ｅ）を備えることを特徴とする、防音性グレージング・ユニット。
2. 微細空洞（５ａ，５ｂ；１５ａ，１５ｂ；２５ａ，２５ｂ）が、その幅が包括的に限定して０．２〜１ｍｍの間であり、その有用な高さが少なくとも６ｍｍに等しい薄層の形態をとることを特徴とする、請求項１に記載のグレージング・ユニット。
3. 薄層の高さが少なくとも１１ｍｍに等しいことを特徴とする、請求項２に記載のグレージング・ユニット。
4. 少なくとも一つの微細空洞（５ａ，５ｂ；１５ａ，１５ｂ；２５ａ，２５ｂ）が、グレージング・ユニットの少なくとも一つの面上、および少なくとも側面の一つの上に形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のグレージング・ユニット。
5. 少なくとも一つの微細空洞（５ａ，５ｂ；１５ａ，１５ｂ；２５ａ，２５ｂ）が、グレージング・ユニットのそれぞれの面上、とりわけ後者の全体周辺廻りに形成されることを特徴とする、請求項４に記載のグレージング・ユニット。
6. 微細空洞（５ａ，５ｂ；１５ａ，１５ｂ；２５ａ，２５ｂ）が、基板シート（２，３；１２，１３；２２，２３）の内壁と、空洞（５；１５；２５）の内部周辺に置かれる接合部分（６；１６；２６）の対向壁（６ａ，６ｂ；１６ａ，１６ｂ；２６ａ，２６ｂ）との間に形成され、かつ前記接合部分（６；１６；２６）の前記対向壁（６ａ，６ｂ；１６ａ，１６ｂ；２６ａ，２６ｂ）に作られる少なくとも一つの開口部（９ａ，９ｂ；１９ａ，１９ｂ；２９ａ，２９ｂ）を介して微細空洞（５ａ，５ｂ；１５ａ，１５ｂ；２５ａ，２５ｂ）と連通する内室（６ｅ；１６ｅ；２６ｅ）を規定し、前記内室（６ｅ；１６ｅ；２６ｅ）が、微細空洞（５ａ，５ｂ；１５ａ，１５ｂ；２５ａ，２５ｂ）から逃げる音波を包含することを可能とすることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のグレージング・ユニット。
7. 開口部（９ａ，９ｂ；１９ａ，１９ｂ；２９ａ，２９ｂ）が、平坦な空洞（５；１５；２５）の反対側の接合部分のより低い部分に備わった連続または不連続の縦スロットにより形成されることを特徴とする、請求項６に記載のグレージング・ユニット。
8. スロット（９ａ，９ｂ；１９ａ，１９ｂ；２９ａ，２９ｂ）の高さが、１ｍｍのオーダーであることを特徴とする、請求項７に記載のグレージング・ユニット。
9. 接合部分（６；１６；２６）が、その底（６ｃ；１６ｃ；２６ｃ）がガス充満空洞と接触する少なくともＵ形状断面の要素により形成され、フランジ（６ａ，６ｂ；１６ａ，１６ｂ；２６ａ，２６ｂ）が内室（６ｅ；１６ｅ；２６ｅ）を規定し、かつフランジ（６ａ，６ｂ；１６ａ，１６ｂ；２６ａ，２６ｂ）が、それぞれ、基板（２，３；１２，１３；２２，２３）の対向壁と共に微細空洞（５ａ，５ｂ；１５ａ，１５ｂ；２５ａ，２５ｂ）を規定し、かつこれらの基礎を介して密封接合部／スペーサ・フレームを形成するデバイス（４；１４；２４）と協同することを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項に記載のグレージング・ユニット。
10. 密封接合部／スペーサ・フレームを形成するデバイス（４；１４）が、２枚の対向基板シート（２，３；１２，１３）の内部の縁に接着した周辺ガスケット（８；１８）と接触する底（６ｄ；１６ｄ）を有するフレーム（６；１６）、および連続または不連続の結合／密封性ビード（７ａ，７ｂ；１７ａ，１７ｂ）を介在させて基板シート（２，３；１２，１３；）の反対側に置かれたフランジ（６ａ，６ｂ；１６ａ，１６ｂ）からなり、微細空洞を形成するためのＵ形状接合部分が、前記挿入フレーム（１４）に結合されているか、もしくはそれと一緒にワンピースとして形成されており、後者の場合、挿入フレーム（６）のフランジ（６ａ，６ｂ）が前記Ｕ形状接合部分の微細空洞を形成するために伸ばされていることを特徴とする、請求項９に記載のグレージング・ユニット。
11. 密封接合部／スペーサ・フレームを形成するデバイス（２４）が、２枚の基板シート（２２，２３）の縁に接着した周辺ホイル（２８）からなり、微細空洞（２５ａ，２５ｂ）を形成するためのＵ形状接合部分（２６）が前記ホイル（２８）に取り付けられることを特徴とする、請求項９に記載のグレージング・ユニット。
12. 一つの基板シート（２，３；１２，１３；２２，２３）が、モノリスガラス、積層ガラスまたは吸音積層ガラスにより形成されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のグレージング・ユニット。

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