JP2008063833A - 合わせガラス支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】適正な薄い板厚のガラスを、フラットサーフェイスで供給することが可能なガラス支持構造を提供すること。
【解決手段】合わせガラスを構成する外ガラス板１のストレート孔１Ａに環状の緩衝部材４を嵌合させ、これに支持ボルト５の頭部５Ａを嵌合させることにより、支持ボルト部品５によって合わせガラスの自重を支持する。内ガラス板２は、合わせガラスの製作誤差を吸収するために、支持ボルト部品５の径より大きく加工され、支持ボルト部品５は、クリアランスを持ってセットされる。頭部５Ａと固定ナット６とにより内ガラス板２が締め込み保持されているため風圧力にも対応できる。また、合わせガラスの製作誤差は、内ガラス板２と支持ボルト部品５との間のクリアランスで対応できるため、外ガラス板１と緩衝部材４との間にはシーリング材等が不要であり、すっきりした外観意匠が実現できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は合わせガラス支持構造に係り、特に強化ガラス、倍強度ガラス等の２枚のガラス板をポリビニルブチラール（ＰＶＢ）やエチレン-ビニルアルコール共重合体（ＥＶＡ）製等の中間膜を介して接着固定された合わせガラスを、所定の支持部に支持させるための合わせガラス支持構造に関する。

近年、建築物はＤＰＧ（Dot Point Glazing）構法に代表されるように、サッシを用いることなく多数枚のガラス板を躯体に支持させて透明感の高い外壁を構築している例が増えている。

また、安全性確保のため、あるいは、目地部にシーリング材を施工しないガラススクリーン的な使用方法の増加のため、ＤＰＧ構法に使用されるガラス板として、合わせガラスが多用されている。

また、ＤＰＧ構法においては、テンポイント（旭硝子（株）：商品名）で代表されるように、皿孔加工されたガラス板に、ガラス板の支持部品であるロチュール（特殊ヒンジボルト）をセットすることにより、ガラス板の表面をフラット（フラットサーフェイス）に仕上げることが多く、その意匠性及びゴミがたまらない等のメリットが広く受け入れられている。

フラットサーフェイスの利点は多いが、皿孔加工するため、板厚が一定厚さ以上必要であり、板厚が不足すると強度上問題があるという問題を有していた。多用される皿孔加工は、皿部深さ５ｍｍの皿孔であるが、実験結果では、ガラス板の板厚（ＪＩＳで規定されている厚さであり、「呼び厚さ」とも呼ばれる。例えば、フロート板ガラスにおいてはＪＩＳ Ｒ３２０２、強化ガラスにおいてはＪＩＳ Ｒ３２０６、倍強度ガラスにおいてはＪＩＳ Ｒ３２２２が例示される。単位は「ミリ」と表記する。本明細書において、以下同様。）が１０ミリ以下の使用においては、強度上の問題があるとの結果が出ている。そのため、ガラス板の板厚としては、強度的に１０ミリを必要としない場合でも皿孔加工の条件から最低板厚が決定されていた。

また、安全性の観点から、合わせガラスとする場合も多いが、合わせガラスの場合では、さらにこの傾向は顕在化する。すなわち、合わせガラスは２枚のガラス板の合計板厚に近い強度を有しているが、皿孔加工の制限のため、片側のガラス板厚を１０ミリ以下にすることができず、設計風圧が小さい場合には、常に過剰な板厚構成が必要となっていた。

また、ＤＰＧ構法において、特許文献１には単板のガラス板に皿孔部を有する貫通孔を設け、その貫通孔に支持部材を取り付ける例が開示されている。

更に、ＤＰＧ構法を合わせガラスに適用した例としては、特許文献２、特許文献３に開示されている。すなわち、特許文献２では、合わせガラスを構成する２枚の板ガラスの両方を貫通する孔を設けて支持部材を取り付けている。一方、特許文献３では、一方のガラス板のみに皿孔部を有する貫通孔を設け、他方のガラス板には孔を開けず、一方のガラス板に設けられた貫通孔に支持部材が取り付けられた状態で製造された合わせガラスを用いて、その支持部材を躯体に取り付けている。

しかしながら、これらの方法は何れも皿孔を設ける必要があることから、所定の強度を確保するために、皿孔を設ける側のガラス板の板厚を一定以上（１０ミリ以上）としなければならず不経済であった。

一方、風圧荷重等の面外方向からの荷重に対して皿孔加工によってガラス板の板厚が薄くなる分だけ面外方向の強度が弱くなる不都合を解消する方法として、特許文献４が提案されている。特許文献４では、合わせガラスを構成する外部側ガラス板、及び内部側ガラス板ともに皿孔ではなくストレート孔を開口して双方のストレート孔を合致させ、内部側ガラス板のみを締付部材とナットとで締め付けて挟持することにより、合わせガラス全体を支持している。
特開平５−１７９７３９号公報 特開平５−２１４７８１号公報 特開平６−３２２８６７号公報 特許第３４０８１６８号公報

しかしながら、特許文献４は、内部側ガラス板のストレート孔を基準として支持部材を合わせガラスに対して位置決めし、外部側ガラス板のストレート孔と支持部材（締付部材の鍔部）との間の間隙にシール材を充填する構造のため、外部側ガラス板のストレート孔と支持部材（締付部材の鍔部）との偏心が外部から容易に見えることとなり、外観上好ましくない。

また、特許文献４は、合わせガラスの重量とガラスの面外方向の荷重の両方を内部側ガラス板のみで支持する構造なので、内部側ガラス板の板厚を所定以上としなければならず、外部側ガラス板と内部側ガラス板との板厚がアンバランスになることがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、外部側ガラス板と内部側ガラス板とで合わせガラスの重量と面外方向の荷重とをバランスよく支持でき、外部側ガラス板と支持部材との偏心がない外観に優れたフラットなサーフェイスを構築することができる合わせガラス支持構造を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、室外に位置する外部側ガラス板と室内に位置する内部側ガラス板とを中間膜で接着してなる合わせガラスであって、該合わせガラスの隅部に開口された取付用ストレート孔を用いて合わせガラスが固定される合わせガラス支持構造において、合わせガラスは、外部側ガラス板と内部側ガラス板の双方に前記ストレート孔が加工され、該ストレート孔は、合わせガラス面内の同じ位置であって、外部側ガラス板のストレート孔の孔径が、内部側ガラス板のストレート孔の孔径より大径であり、かつ、双方の孔中心が合致するように加工され、外部側ガラス板のストレート孔に、外部側ガラス板とほぼ同厚で、かつ、外部側ガラス板のストレート孔に内接する外周部を有する環状の緩衝部材が設けられ、前記緩衝部材の内側に、支持ボルト部品が設置され、該支持ボルト部品は、緩衝部材に当接する頭部と内部側ガラス板のストレート孔に遊離して貫通されるネジ部を有し、該ネジ部にナットが螺着されることにより、内部側ガラス板が緩衝部材を介して支持ボルト部品の頭部と前記ナットとによって締め付け固定されることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、合わせガラスを構成する外部側ガラス板と内部側ガラス板の双方にストレート孔を設けるとともに、外部側ガラス板のストレート孔を基準として緩衝部材、及び支持ボルト部品を取り付けるので、外部側ガラス板のストレート孔と支持ボルト部品の頭部との中心が一致する。これにより、合わせガラスの外観は損なわず、また、内部側ガラス板のストレート孔と締付ボルトとの間には所定の隙間を有する構成のため、合わせガラスの重量は外部側ガラス板で支持し、ガラス板の面外方向変位を内部側ガラス板で支持することとなるので、これらの荷重を外部側ガラス板と内部側ガラス板とで分担して支持することができる。よって、外部側ガラス板と内部側ガラス板の板厚のバランスをとることができ、同じ厚さとすることができる。合わせガラスを構成するガラス板としては強化ガラス、倍強度ガラスを使用することが強度の観点から好ましく、また、中間膜としてはＰＶＢやＥＶＡ製の膜を例示できる。

また、本発明では、使用するガラス板の板厚は４ミリ、５ミリ、６ミリ、８ミリであり、これらの板厚の組み合わせによる合わせガラスを使用できる。これにより、従来技術では対応できなかった薄い板厚でのフラットなサーフェイスを提供することができる。従来のロチュールは、表面をフラットとするために皿孔加工を施し、この皿孔加工のためにガラス板厚は、標準で１２ミリ（最小で１０ミリ）必要であったが、安全性の向上のため、合わせガラスを採用されることが増えてきている。使用条件によっては、１０ミリまでの板厚が必要ない場合も多い。このような場合に、非常に効果的である。また、ファサードをＤＰＧ構法によりガラス板によって構築する場合には、ガラス板の板厚はその強度の観点から規定（例えば１０ミリ以上）されているが、それほどの強度を要求されることのないガラス製手摺り、ガラス製看板、ガラス製装飾品等のガラス製内装品には８ミリ以下の板厚のガラス板を使用しても強度的な問題は生じない。このため、本発明の合わせガラス支持構造は、このような用途で使用される内装品に特に有効に適用できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記緩衝部材は、前記外部側ガラス板のストレート孔の径と前記内部側ガラス板のストレート孔の径との差によって生ずる内部側ガラス板の中間膜側表面部を覆う底部を有し、該底部に前記支持ボルトの頭部が当接されることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、外部側ガラス板の表面側から挿入される支持ボルト部品の頭部により緩衝部材の底部が支持されるので、緩衝部材を外部側ガラス板のストレート孔に接着等で固定する必要がない。更に、中間膜を挟み込む形で、緩衝部材を介して固定ナットにより締め込んだ場合、ガラス破損時の保持性能が向上する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記緩衝部材の前記支持ボルトの頭部が当接される底部と前記内部側ガラス板との間に弾性緩衝材が配置されるとともに、内部側ガラス板と前記固定ナットとの間に弾性緩衝材が配置されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、弾性緩衝材を用いることにより、ガラス板の発生応力を低減させることが可能となるので、より大サイズのガラス板への対応、より高風圧条件への対応が可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記支持ボルト部品のネジ部は、支持ボルト部品の頭部に対して揺動自在に連結されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、揺動機構を有するネジ部を用いることで、ガラス板の発生応力を低減させることが可能となるので、より大サイズのガラス板への対応、より高風圧条件への対応が可能となる。

本発明に係る合わせガラス支持構造によれば、外部側ガラス板と内部側ガラス板とで合わせガラスの重量と面外方向の荷重とをバランスよく支持できるので、板厚が比較的薄いほぼ同厚のガラス板で構成される合わせガラスを好適に使用できる。また、外部側ガラス板のストレート孔には、製作誤差を吸収するクリアランスが不要であるため、従来技術では必要とされた弾性シーリング材等が不要となり、施工性が向上し、すっきりとした意匠性の高いガラス壁面を実現でき、外部側ガラス板と支持部材との偏心がない外観に優れたフラットなサーフェイスが構築できる。更に、ストレート孔にシーリング材が不要なので、シーリング材に起因するガラス面の汚れを防止でき、合わせガラス中間膜との化学反応の懸念も生じない。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を詳説する。なお、本発明は実施の形態で示す構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。

図１は、実施の形態に係る合わせガラス支持構造が、ガラス製手摺りに適用された例を示す斜視図である。同図に示すガラス製手摺り１０は、地下鉄のコンコースの通路１２に沿って設けられたもので、棒状の手摺り本体１４と、この手摺り本体１４を通路に沿って配設する複数の柱１６、１６…と、これらの柱１６、１６…に沿って配設されたガラス製パネル１８とから構成される。ガラス製パネル１８が、以下に説明する合わせガラスであり、この合わせガラスが実施の形態の支持構造を介して柱１６に支持されている。

図２は、前記ガラス製パネル１８を構成する合わせガラスの断面図であって、孔明き強化ガラスのストレート孔における合わせガラス支持構造の第１の実施の形態の断面図が示されている。

図２において、符号１が外部側ガラス板であり、符号２が内部側ガラス板である。外部側ガラス板１には、外部側ガラス板単品状態において、比較的大径のストレート孔１Ａが形成される。また、内部側ガラス板２には、内部側ガラス板単品状態において、外部側ガラス板１のストレート孔１Ａよりも小径のストレート孔２Ａが形成される。符号３はＥＶＡ等の中間膜であり、ストレート孔１Ａが形成された外部側ガラス板１とストレート孔２Ａが形成された内部側ガラス板２とは中間膜３を介して接着されて一体化されている。外部側ガラス板１及び内部側ガラス板２は、これらのストレート孔１Ａ、２Ｂの中心が合わされて合わせガラスに製造される。そして、合わせガラスに製造された外部側ガラス板１のストレート孔１Ａに、外部側ガラス板１の表面側（外側）から環状（又は中空円柱状）の緩衝部材４が隙間なく嵌入される。

実施の形態では、製造手順として、まず、内部側ガラス板２をテーブルに載置し、次に、中間膜３を内部側ガラス板２の上面に載置する。ここで、中間膜３は、内部側ガラス板２の外形形状に合わせて切断される。次に、外部側ガラス板１が中間膜３の上面に載置される。次いで、ストレート孔１Ａを介して内部側ガラス板２の表面の中間膜３が、外部側ガラス板１のストレート孔１Ａの形状に合わせて切断され、この後、合わせガラスに製造される。

工場または現場において、外部側ガラス板１のストレート孔１Ａに嵌合される緩衝部材４の材質はアルミニウム、プラスチック、ゴム等が好適である。

緩衝部材４には、緩衝部材４の内径と同じ外径の頭部（鍔部）５Ａを有する支持ボルト部品５が、外部側ガラス板１の表面側より挿入される。支持ボルト部品５の頭部５Ａの外径は、緩衝部材４の内径と合致しているため、外部側ガラス板１、緩衝部材４、支持ボルト部品５の間は、最小クリアランスで構成されている。また、支持ボルト部品５の頭部５Ａと緩衝部材４とは全体として外部側ガラス板１と同厚であるため、外部側ガラス板１の表面はフラットサーフェイスとなっている。

合わせガラスは、前述のような製造工程を経るため、外部側ガラス板１、内部側ガラス板２の製作公差、及び外部側ガラス板１と内部側ガラス板２を中間膜３を介して接着する際の製作誤差が生じる。実施の形態では、支持ボルト部品５と内部側ガラス板２のストレート孔２Ａとの隙間で、この製作誤差を吸収している。そのため、支持ボルト部品５の胴体部５Ｂは、内部側ガラス板２のストレート孔２Ａを貫通遊離している状態となっている。

ストレート孔を用いた合わせガラス支持構造の従来技術としては、前述した特許文献４を上げることができる。特許文献４では、ガラス板の支持部を室内側の内部側ガラス板のストレート孔を基準としているため、前記の合わせガラスの製作誤差が、介装部材と室外側の外部側ガラス板のストレート孔との隙間に生じる。そのため、この従来技術では、介装部材と外部側ガラス板のストレート孔部との隙間を不定形シーリング材で埋めることで対応せざるを得なかった。

別の従来技術としては、実開平６−７４７１２号公報を上げることができる。同じくストレート孔加工による合わせガラスであり、前記の事例と同じく、室内側ガラスで支持するため、合わせガラスの製作誤差は、外部側ガラスの孔とフランジとの間に設置されたシリコーンゴム製のパッキンによって吸収している。

実施の形態の合わせガラス支持構造は、外部側ガラス板１のストレート孔１Ａと緩衝部材４との間、及び緩衝部材４と支持ボルト部品５の頭部５Ａとの間は、実質的にほとんど隙間が生じない構成とすることができ、その結果、外観意匠が優れた合わせガラス（ガラス製手摺りのパネル１８）を提供できる。この点で、実施の形態の合わせガラス支持構造は、前述した従来技術とは本質的に異なる。また、実施の形態の合わせガラス支持構造では、外部側ガラス板１のストレート孔１Ａ周辺に弾性シーリング材が無いため、施工性に優れ、かつ、シリコーンシーリング材に起因するガラス壁面の汚れも防止できる。

また、シーリング材の材質によっては、合わせガラスの中間膜３との化学反応を起こし、中間膜３が黄色に変化する現象が生じることもあるが、実施の形態の合わせガラス支持構造では、こうした心配は皆無である。

更に、実施の形態の合わせガラス支持構造では、外部側ガラス板１によって合わせガラスの自重を支持し、内部側ガラス板２によって風圧力等の荷重を負担するため、全てを内部側ガラス板で負担する従来技術と比較して、ガラス板にかかる応力の発生を低減できる。

一方、支持ボルト部品５は、そのネジ部５Ｃに固定ナット６を締め込むことにより、内部側ガラス板２を、緩衝部材４を介して支持ボルト部品５の頭部５Ａと固定ナット６とによって締め込み固定することができる。よって、合わせガラスの自重は、外部側ガラス板１のストレート孔１Ａと内接する緩衝部材４を通じて、支持ボルト部品５に伝達される。止水性を高めるために、内部側ガラス板２のストレート孔２Ａと支持ボルト部品５の本体部５Ｂとの隙間に弾性シーリング材を充填してもよい。なお、内部側ガラス板２と固定ナット６との間に、固定ナット６と略同径のドーナツ状緩衝材７を介在させる。緩衝材７としては、ポリアセタール等のプラスチックなどが好適である。

図３は、合わせガラス支持構造の第２の実施の形態を示す断面図であり、図２に示した合わせガラス支持構造と同一又は類似の部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図３に示す合わせガラス支持構造は、内部側ガラス板２のストレート孔２Ａの径で中間膜３を切断し、緩衝部材４と固定ナット５とにより、中間膜３を含めて、内部側ガラス板２を挟み込み固定した例である。かかる構成により、ガラス板破損時の保持性能を向上することができる。

図４は、合わせガラス支持構造の第３の実施の形態を示す断面図であり、図２に示した合わせガラス支持構造と同一又は類似の部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図４に示す合わせガラス支持構造は、内部側ガラス板２と固定ナット６との間に、固定ナット６と同径のドーナツ状弾性緩衝材７を介在させるとともに、緩衝部材４と内部側ガラス板２との間に、緩衝部材４と同径のドーナツ状弾性緩衝材７を介在させることにより、弾性緩衝材７を用いて内部側ガラス板２を挟み込み支持する例が示されている。弾性緩衝材７としては、ゴム硬度６０度程度のシリコーンゴムなどが好適に用いられる。支持ボルト部品５が、弾性緩衝材７の作用により、微小に回転できるため、ストレート孔１Ａの応力集中を緩和することができ、より大きなガラスサイズへの対応も可能となる。

風荷重に関しては、外部側ガラス板１、及び内部側ガラス板２が、それぞれ板厚に応じた荷重を分担する形で負担することになる。そこで、外部側ガラス板１及び内部側ガラス板２の板厚をそれぞれ４ミリとし、ストレート孔１Ａの直径を２８ｍｍ、ストレート孔２Ａの直径を２０ｍｍとし、ガラスサイズを１３００ｍｍ角として、設計風圧力２０００Ｐａとした場合のＦＥＭ解析を実施した。その結果、十分対応可能であることが判明した。

図５は、合わせガラス支持構造の第４の実施の形態を示す断面図であり、図２に示した合わせガラス支持構造と同一又は類似の部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図５に示す合わせガラス支持構造は、支持ボルト部品として揺動機構を有する支持ボルト部品８を用いることで、合わせガラスの発生応力を大幅に軽減したものである。この支持ボルト部品８は、支持ボルト部品８の頭部８Ａとネジ部８Ｂとを別部品で構成し、頭部８Ａの内側に形成された球面凹部８Ｃに、ネジ部８Ｂの球体部８Ｄを揺動自在に嵌合させることにより構成される。

手摺りに適用された合わせガラス支持構造の斜視図 図１に示した合わせガラス支持構造であって第１の実施の形態を示す断面図 合わせガラス支持構造の第２の実施の形態を示す断面図 合わせガラス支持構造の第３の実施の形態を示す断面図 合わせガラス支持構造の第４の実施の形態を示す断面図

符号の説明

１…外部側ガラス板（孔明き強化ガラス）、２…内部側ガラス板（孔明き強化ガラス）、３…合わせガラスの中間膜、４…緩衝部材、５…支持ボルト部品、６…固定ナット、７…（弾性）緩衝材、８…揺動機構を有する支持ボルト、９…Ｏリング

Claims (4)

1. 外部側ガラス板と内部側ガラス板とを中間膜で接着してなる合わせガラスであって、該合わせガラスの隅部に開口された取付用ストレート孔を用いて合わせガラスが固定される合わせガラス支持構造において、
   合わせガラスは、外部側ガラス板と内部側ガラス板の双方に前記ストレート孔が加工され、該ストレート孔は、合わせガラス面内の同じ位置であって、外部側ガラス板のストレート孔の孔径が、内部側ガラス板のストレート孔の孔径より大径であり、かつ、双方の孔中心が合致するように加工され、
   外部側ガラス板のストレート孔に、外部側ガラス板とほぼ同厚で、かつ、外部側ガラス板のストレート孔に内接する外周部を有する環状の緩衝部材が設けられ、
   前記緩衝部材の内側に、支持ボルト部品が設置され、該支持ボルト部品は、緩衝部材に当接する頭部と内部側ガラス板のストレート孔に遊離して貫通されるネジ部を有し、
   該ネジ部にナットが螺着されることにより、内部側ガラス板が緩衝部材を介して支持ボルト部品の頭部と前記ナットとによって締め付け固定されることを特徴とする合わせガラス支持構造。
2. 前記緩衝部材は、前記外部側ガラス板のストレート孔の径と前記内部側ガラス板のストレート孔の径との差によって生ずる内部側ガラス板の中間膜側表面部を覆う底部を有し、該底部に前記支持ボルトの頭部が当接されることを特徴とする請求項１に記載の合わせガラス支持構造。
3. 前記緩衝部材の前記支持ボルトの頭部が当接される底部と前記内部側ガラス板との間に弾性緩衝材が配置されるとともに、内部側ガラス板と前記固定ナットとの間に弾性緩衝材が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の合わせガラス支持構造。
4. 前記支持ボルト部品のネジ部は、支持ボルト部品の頭部に対して揺動自在に連結されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の合わせガラス支持構造。

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