JP4168390B2 - 複層ガラスの共鳴用部材保持構造及び保持部材並びに該保持部材を用いた複層ガラスの製造方法 - Google Patents
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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用いる、共鳴用部材を備えた複層ガラスの共鳴用部材保持構造及び保持部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室内外の遮音性能を高めるために２枚のガラス板（壁体）間にヘルムホルツ共鳴器を備えた遮音構造が開示されている（例えば特許文献１）。この遮音構造は、ガラス板の周縁部に所定間隔で貫通した小孔を有する棒状の共鳴用部材を配し、その外側に空気層部を有する吸音部を配してヘルムホルツ共鳴器を形成するものである。このとき、所望の共鳴周波数が得られるように共鳴用部材の位置や小孔の間隔及び長さ等が設定される。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の遮音構造では、共鳴用部材が熱伸縮した場合、共鳴用部材が湾曲する等して変形あるいは損傷する。また、共鳴用部材がガラス板に接着されていても熱収縮により接着剤が剥離して共鳴用部材が変形あるいは損傷し、共鳴用部材の位置がずれたり変形したりするので、共鳴のためのパラメータが変化してしまい、ヘルムホルツの共鳴作用が十分に得られなくなり共鳴器による遮音効果が滅殺され、さらに共鳴用部材の変形、接着剤の剥離による見栄えの悪化が生じていた。特に、その透視性を考慮して共鳴用部材に一般的に用いられるアクリル樹脂は温度変化に弱く、連続使用される実使用時の温度である−２０〜８０℃においては、この現象が顕著である。また、接着剤の化学成分による複層ガラス耐久性機能の低下が生じる。
【０００４】
また、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提案されている（例えば特許文献２）。この複層ガラスは、中空層内部で起こる定在波という音波モードの共鳴振動数における遮音性能の低下を抑制するために複層ガラスの中空層周辺部に筒型形材からなる導波管（共鳴用部材）を配置し、その隅部に孔を開口させたものである。しかし、特許文献２に記載の複層ガラスでは、環状の直角接続部材の翼部を筒型形材の端部に嵌入して連続的なフレームの形態に組み立てるものであり、筒形形材の熱伸縮は考慮されていない。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３５６９３４号公報
【特許文献２】
特表２００３−５０１５７２号公報
【０００６】
【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り、ガラス板間に取付けた共鳴用部材の熱伸縮による変形が生じても共鳴用部材自体やガラス板その他の部品を損傷させることなく共鳴作用を支障なく得ることのできる複層ガラスの共鳴用部材保持構造及び保持部材並びに製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【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、複層ガラスを構成する複数枚のガラス板のうち任意の隣り合うガラス板間に共鳴用部材を配置し、前記共鳴用部材端部の長手方向の微小変形を弾性的に吸収し得る弾性保持部で該共鳴用部材端部を保持することを特徴とする複層ガラスの共鳴用部材保持構造を提供する。
【０００８】
この構成によれば、複層ガラス使用時に共鳴用部材が熱により長手方向に伸長しても、その微小変形を弾性保持部が弾性的に受止め変形に追従するため、共鳴用部材の熱膨張による熱応力を逃がすことができるので、共鳴用部材が湾曲する等の変形あるいは損傷する等の弊害を防止できる。したがって、複層ガラス本来の遮音性能や外観の低下を防止できる。
【０００９】
好ましい構成例においては、前記弾性保持部は略Ｕ字形状部を有することを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、弾性保持部のＵ字形状部の各辺が弾性を有するためこれらの各辺に共鳴用部材端部を取り付けることにより、隣り合う２本の共鳴用部材の熱膨張による伸長を同時に吸収できる。
【００１１】
好ましい構成例においては、前記弾性保持部に嵌め込まれた前記共鳴用部材と前記ガラス板間に配置されるスペーサとで形成される空洞部に、前記共鳴用部材と前記スペーサとに当接する支持脚を備えることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、共鳴用部材の中間部分を支持脚を介して剛性の高いスペーサで支えるため、共鳴用部材が自重たわみ及び窓開閉時の慣性力や衝撃力等により湾曲変形したり、脱落したりするのを防止できる。
【００１３】
好ましい構成例においては、前記弾性保持部を複層ガラスの隅部に配置して、前記共鳴用部材端部を保持することを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、複層ガラスの隅部に配置されるコーナーキー（スペーサ接合部材）と弾性保持部を一体的に構成でき、部品点数の削減と複層ガラスの組み立て簡略化が可能となる。
【００１５】
さらに、本発明では、複層ガラスを構成する複数枚のガラス板のうち任意の隣り合うガラス板間に共鳴用部材とともに配置され、前記共鳴用部材端部を保持するとともに該共鳴用部材端部の長手方向の微小変形を弾性的に吸収し得る弾性保持部を有する複層ガラスの共鳴用部材保持部材を提供する。
【００１６】
この構成によれば、複層ガラス使用時に共鳴用部材が熱により長手方向に伸長しても、その微小変形を弾性保持部が弾性的に受止め変形に追従するため、共鳴用部材の熱膨張による熱応力を逃がすことができるので、共鳴用部材が湾曲する等の変形あるいは損傷する等の弊害を防止できる。したがって、複層ガラス本来の遮音性能や外観の低下を防止できる。
【００１７】
さらに、本発明では、４辺のスペーサを共鳴用保持部材と一体化されたコーナーキーを介して連結し、前記スペーサの一側面をガラス板に取り付けた後に前記共鳴用保持部材の溝に共鳴用部材を差込み、前記スペーサの反対側の一側面にガラス板を取り付け、前記２枚のガラス板とスペーサとで囲まれた中空層にガスを封入し、前記スペーサの外側に二次シールを配してシールすることを特徴とする複層ガラスの製造方法を提供する。
【００１８】
この構成によれば、ガラス板の辺に沿って設けられる共鳴用部材の端部を保持する保持部材とスペーサ端部を封止するコーナーキーとを一体化し、このコーナーキーと一体化された共鳴用部材の保持部材を介して４辺のスペーサを連結して矩形枠体を形成し、このスペーサの枠体に１枚目のガラス板を接合し、その状態で共鳴用部材を装着し、その後２枚目のガラス板を接合し、その後コーナーキー及びこれと一体の保持部材の孔を通してガスを封入するため、ガラス板の接合や共鳴部材の装着及びガス封入作業が効率よく円滑に行われ、複層ガラス製造作業の作業性が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）は本発明に係る複層ガラスの共鳴用部材保持構造を用いた複層ガラスの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
複層ガラス１には、所定間隔で貫通する複数の小孔１０を有する棒状の共鳴用部材２と、アルミニウムの押出材からなるスペーサ３とが、２枚のガラス板９，９間に配置される。スペーサ３の両側面は一次シール１２でガラス板９に接着され、複層ガラス１の周縁端部側は二次シール１３でシールされる。
【００２０】
ガラス板９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ガラス板も使用できる。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、合わせガラスも使用でき、片側のガラス板９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ガラス板を組合わせて使用することもできる。また、無機質のガラス板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。
【００２１】
なお、複層ガラス１としては、２枚のガラス板９，９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１４を有する構成に限られるものではなく、３枚以上のガラス板９，９、・・・を隣り合うガラス板９，９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１４を有する構成であってもよい。
【００２２】
スペーサ３は角筒型（または、各ガラス板９との接触面を両側に有する多角形その他の断面形状の筒型）であり、内部に乾燥剤１１が充填される。この乾燥剤１１により複層ガラス１内部の中空層１４及び共鳴用部材２とスペーサ３との間の複層ガラス１周縁部側の空洞部１５の除湿を図る。このため、スペーサ３の空洞部１５側には孔２０が所定間隔で複数個設けられる。複層ガラス１の４辺の周縁部に配設される共鳴用部材２及びスペーサ３はそれぞれ、前者は共鳴用部材保持部材４で、後者はコーナーキー６で保持され、複層ガラス１の隣り合う２辺に配設される共鳴用部材２及びスペーサ３とそれぞれ連結される。なお、共鳴用部材２は１辺のみ又は２辺あるいは３辺に設ける構成としてもよい（図では４辺）。なお、本例では、共鳴用部材保持部材４を複層ガラス１内部の隅部（コーナー部）に設置しているが、隅部以外の位置（例えば、複層ガラス１の各辺の長手中央部付近等）に設置してもよい。
【００２３】
空洞部１５には両端面が共鳴用部材２およびスペーサ３と当接する支持脚２１が設けられる。これにより、共鳴用部材２が、この支持脚２１を介して剛性の大きいスペーサ３で安定して支持されるため、複層ガラス１の例えば下辺側に取付ける共鳴用部材２が熱収縮して共鳴用部材保持部材４の保持手段（溝５（図２））から外れかけてもその自重により下側に湾曲変形したり、脱落することを防止できる。特にこの現象が顕著である大型の複層ガラスの場合に効果的である。支持脚２１と共鳴用部材２及びスペーサ３の当接部分は接着等により固定してもよい。これにより複層ガラス１に内在する共鳴用部材２の自重たわみや窓開閉時の慣性力や衝撃力等による湾曲変形、脱落を防止することができる。
【００２４】
なお、接着する場合、熱膨張差による支持脚２１の剥離を防止するため、支持脚２１を共鳴用部材２の長手方向中央部分に設ける場合又は共鳴用部材２とスペーサ３の熱膨張率が同じもしくは近い場合にのみ接着剤を用いることが好ましい。共鳴用部材２の長手方向中央部分は自重たわみや窓開閉時の慣性力や衝撃力及び熱等による湾曲変形量が大きく、長手方向への伸縮量は少ないため、共鳴用部材２の長手方向中央部分に支持脚２１を固定するのが好ましい。なお、支持脚２１の設置数、設置位置は適宜設定可能であり、その形状等も共鳴用部材２を支持する形状であれば自由に選択できる。
【００２５】
共鳴用部材２の小孔１０と、空洞部１５とによりヘルムホルツ共鳴器が形成される。この場合、小孔１０の直径や間隔、共鳴用部材２の厚さや空洞部１５の幅や高さ（共鳴用部材２とスペーサ３の距離）等のパラメータを適宜選択して所望の共鳴周波数が得られるように設定し、複層ガラス１による防音・遮音を図る。
【００２６】
図２は図１の複層ガラス内のコーナー部分の拡大断面図であり、図３は共鳴用部材保持部材の斜視図である。
共鳴用部材保持部材４は共鳴用部材２を保持する略Ｕ字形状の弾性保持部（略Ｕ字形状部）２２と基台部２３とで構成される。弾性保持部２２の端部には共鳴用部材２を嵌め込み可能な２つの溝５，５を有している。これらの溝５，５はその嵌め込み方向が互いに直角をなしており、各溝５に共鳴用部材２端部が差込まれて保持される。この共鳴用部材保持部材４を複層ガラス１の隅部に配置することにより、共鳴用部材２が両端で共鳴用部材保持部材４に保持される。なお、本例では、共鳴用部材保持部材４は、連結部材７を介してコーナーキー（スペーサ接合部材）６と一体的に構成されている。
【００２７】
弾性保持部２２をＵ字形に形成することにより、Ｕ字の各片が、各々の溝部５に嵌め込まれる共鳴用部材２の長手方向にそれぞれ独立して弾性変形可能となる。したがって、共鳴用部材２の熱膨張に伴う熱応力を逃がし、共鳴用部材２を安定して保持できる。また、共鳴用部材保持部材４の厚さ（２枚のガラス板間の幅方向）を共鳴用部材２及びスペーサ３の厚さと整合させておくことにより、共鳴用部材２をガラス板９，９間に圧着してほぼ隙間なく取付けることができる。このため、共鳴用部材２をガラス板９に接着する等の作業が不要となり、作業性がよくなる。
【００２８】
また、溝５は嵌め込み方向が互いに直角をなすようにそれぞれ開口して２ヵ所設けられるため、１つの共鳴用部材保持部材４で複層ガラス１の隣り合う２辺の周縁部付近に配設される２本の共鳴用部材２の端部を保持できる。なお、共鳴用部材保持部材４とコーナーキー６を別体として形成し、別々にガラス板９，９間に取付けてもよい。基台部２３とスペーサ３の間には必要に応じて板材２４が取付けられる。これにより、後述するように共鳴用部材保持部材４が弾性により変形しても安定して共鳴用部材保持部材４を固定できる。この場合、板材２４はスペーサ３に接着される。なお、この板材２４は予め共鳴用部材保持部材４と一体的に形成しておいて、ガラス板９，９間に取付けてもよい。
【００２９】
共鳴用部材２端部を溝５に嵌め込んだ際、共鳴用部材２の長手方向の端面と溝５の底面とには所定間隔の隙間１６が形成されるように溝５の嵌め込み方向の深さを設定してもよい。これにより、共鳴用部材２が熱により長さ方向に伸長しても、この隙間１６にその伸長分を収めることができるので、熱膨張による熱応力を逃がすことができ、製造上の誤差により、共鳴用部材２の寸法が若干大きすぎても、その寸法誤差を吸収できる。これにより、本発明の略Ｕ字形状の弾性保持部２２の弾性変形のみで共鳴用部材２の熱膨張を吸収する場合に比べ、隙間１６の分だけ共鳴用部材２の熱膨張を吸収できるので弾性保持部２２の撓みを小さくできる。
【００３０】
このように共鳴用部材２の両端部を溝５により保持することにより、共鳴用部材２をガラス板９へ接着する必要がない。したがって共鳴用部材２の熱伸縮が生じて接着剤が剥離する問題がなくなり、さらに上述した支持脚２１と組合わせて保持することにより、熱伸縮による共鳴用部材２の湾曲等の変形を確実に防止できる。また、共鳴用部材２が熱収縮してもその分を支えることができるように溝５の深さを予め設定しておけば、常に安定して確実に共鳴用部材２を保持できる。
【００３１】
溝５に共鳴用部材２を嵌め込んだ状態のその嵌め込み長さ（共鳴用部材２端部の溝５への掛かり代）Ｄは、ガラス板９と共鳴用部材２との線熱膨張率の差を考慮して求められる。例えば長さ２００ｃｍの共鳴用部材２をアクリル樹脂材とした場合には、ガラス板９との線膨張率の差は９０×１０−６［Ｋ−１］程度となるため、２０℃の気温環境下で製作した複層ガラス内に配設したアクリル樹脂材は−１０℃の気温環境下では５．４ｍｍつまり片側２．７ｍｍ縮み、＋５０℃の気温環境下では５．４ｍｍつまり片側２．７ｍｍ伸びることが計算される。ここで、溝５に共鳴用部材２を嵌め込んだ状態での隙間１６の長さ２ｍｍとし、嵌め込み長さを３ｍｍとすれば、２．７ｍｍの伸び量を隙間１６の長さと保持部２２の弾性による変形追従機能で吸収し、２．７ｍｍの縮み量を共鳴用部材２の溝５への嵌め込み深さ３ｍｍでカバーできる。
【００３２】
スペーサ３内に乾燥剤１１を充填した後にスポンジ等の蓋部材１７により蓋をし、さらに樹脂製のコーナーキー（スペーサ接合部材）６の端部をスペーサ３端部の中空孔に嵌入する。これにより、乾燥剤１１がスペーサ３内に封止されるとともに、２本のスペーサ３の端部が連結されて保持される。このコーナーキー６を嵌入する際、コーナーキー６端部にひも状のブチルゴムあるいはブチルテープを螺旋状に巻く等して、コーナーキー６とスペーサ３との密着力を高めてもよい。コーナーキー６を嵌入した後に外側からブチルテープ等で嵌入部分を覆ってもよい。コーナーキー６は略Ｌ字形状であり、その両端をスペーサ３に嵌入できるので、１つのコーナーキー６で２本のスペーサ３を保持できる。
【００３３】
上述したように、共鳴用部材保持部材４を連結部材７を介してコーナーキー６と一体化しておけば、コーナーキー６の端部をスペーサ３端部の中空孔に嵌入することにより共鳴用部材保持部材４の弾性保持部２２の溝５の位置がスペーサ３に対して定まる。したがって、予めこの溝５とコーナーキー６との距離を設定して共鳴用部材保持部材４とコーナーキー６とを一体化することにより、共鳴用部材２の位置決め作業をすることなく共鳴用部材２をスペーサ３から所定距離に配置できる。これにより位置決め作業が簡略化し、効率よく組立作業を行うことができる。なお、共鳴用部材２、スペーサ３及び共鳴用部材保持部材４は複層ガラス１の外観向上のため、透明材料を用いて形成することが好ましい。
【００３４】
コーナーキー６には、コーナーキー６の屈曲角部の外周面側から内部側に貫通するガス封入用の貫通孔２８が設けられる。この貫通孔２８は共鳴用部材保持部材４の貫通孔１８と連通する。この共鳴用部材保持部材４の貫通孔１８は、中空層１４に臨んで開口する。この貫通孔１８は、共鳴用部材保持部材４内で分岐し、共鳴用部材２とスペーサ３との間の空洞部１５に通じる２方向の分岐孔１９が備わる。これにより、例えば複層ガラス１の断熱効果を上げるために不活性ガス（例えばＡｒガス）等を封入するときに、中空層１４に効率よく短時間でガスを充填できる。さらに、ガスは分岐孔１９から空洞部１５にもガスが充填されるため、複層ガラス１内のガス濃度に偏りが出ることなく、均一にできる。なお、貫通孔１８，２８は実際には直線状に連通する１本の貫通孔として形成すればよい。
【００３５】
また、分岐孔１９を設けることに代えて、弾性保持部２２のＵ字の各片の一部を中空層１４の幅（厚さ）より幅狭としたり、Ｕ字の各片の一部に切り欠きを設けたりして、空洞部１５へガスが効率よく充填されるようにしてもよい。
【００３６】
本発明に係る複層ガラスの共鳴用部材保持部材４を用いて複層ガラス１を形成する際、まずスペーサ３端部の中空孔に共鳴用部材保持部材４と一体化したコーナーキー６端部を嵌入し、４辺のスペーサ３を連結する。これらのスペーサ３と一方のガラス板９とを一次シール１２を介して取付ける。この際、樹脂製の共鳴用部材保持部材４は、ガラス板９に圧着するのみでもよい。この後、共鳴用部材保持部材４の弾性保持部２２の各片の先端部の溝５に共鳴用部材２の両端部を差込む。次に先に取付けたガラス板９と反対側のガラス板９を取付ける。この際、スペーサ３の側面には一次シール１２を施し、共鳴用部材保持部材４及び共鳴用部材２はガラス板９に圧着するのみでもよい。次に、複層ガラス１のコーナー部分（隅部）のコーナーキー６の貫通孔２８から断熱効果あるいは遮音性能等を考慮したガスを封入する。複層ガラス１内にガスが充填された後、コーナーキー６の外側から貫通孔２８に対してブチルを塗布したキャップ（不図示）で栓をしてガスを封止し、スペーサ３の外側の複層ガラス１の周縁部に２次シール１３を配してシールする。
【００３７】
なお、共鳴用部材保持部材４の弾性保持部２２による共鳴用部材２の保持構造は、保持部２２を略Ｕ字形状にして弾性を得る構造に限らず、例えば溝５の底面にバネを備えたり、各々別の板バネ等で各共鳴用部材２を支持する等、保持する共鳴用部材２の長手方向に弾性を有する構造であれば、どのような構造を採択してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、複層ガラス使用時に共鳴用部材が熱により長さ方向に伸長しても、弾性保持部の弾性によりその微小変形を受止め変形に追従するため、共鳴用部材の熱膨張による熱応力を逃がすことができ、共鳴用部材が湾曲する等の変形あるいは損傷する等の弊害を防止できる。したがって、複層ガラス本来の遮音性能や外観の低下を防止できる。また、溝の深さ（共鳴用部材の溝への掛かり代）を共鳴用部材が熱収縮しても共鳴用部材端部を支えることができる程度の長さとすれば、共鳴用部材が溝から脱落するのを防止できる。
【００３９】
また、弾性保持部を略Ｕ字形状にすることにより、弾性保持部のＵ字形状部の各片が弾性を有するためこれらの各片に共鳴用部材端部を取り付けることにより、隣り合う２本の共鳴用部材の熱膨張による伸長を同時に吸収できる。
【００４０】
また、共鳴用部材とスペーサとに当接する支持脚を備えることにより、共鳴用部材の中間部分を支持脚を介して剛性の高いスペーサで支えるため、共鳴用部材が自重たわみ及び窓開閉時の慣性力や衝撃力等により湾曲変形したり、脱落したりするのを防止できる。
【００４１】
また、弾性保持部を複層ガラスの隅部に配置することにより、複層ガラスの隅部に配置されるコーナーキー（スペーサ接合部材）と弾性保持部を一体的に構成でき、部品点数の削減と複層ガラスの組立の簡略化が可能となる。
【００４２】
また、ガラス板の辺に沿って設けられる共鳴用部材の端部を保持する保持部材とスペーサ端部を封止するコーナーキーとを一体化し、このコーナーキーと一体化された共鳴用部材の保持部材を介して４辺のスペーサを連結して矩形枠体を形成し、このスペーサの枠体に１枚目のガラス板を接合し、その状態で共鳴用部材を装着し、その後２枚目のガラス板を接合し、その後コーナーキー及びこれと一体の保持部材の孔を通してガスを封入することにより、ガラス板の接合や共鳴部材の装着及びガス封入作業が効率よく円滑に行われ、複層ガラス製造作業の作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）は本発明に係る複層ガラスの共鳴用部材保持構造を用いた複層ガラスの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図２】 図１の複層ガラス内のコーナー部分の拡大断面図。
【図３】 共鳴用部材保持部材の斜視図。
【符号の説明】
１：複層ガラス、２：共鳴用部材、３：スペーサ、４：共鳴用部材保持部材、
５：溝、６：コーナーキー（スペーサ接合部材）、７：連結部材、
９：ガラス板、１０：小孔、１１：乾燥剤、１２：一次シール、
１３：二次シール、１４：中空層、１５：空洞部、１６：隙間、１７：蓋部材、
１８：貫通孔、１９：分岐孔、２０：孔、２１：支持脚、２２：弾性保持部、
２３：基台部、２４：板材、２８：貫通孔。
【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用いる、共鳴用部材を備えた複層ガラスの共鳴用部材保持構造及び保持部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室内外の遮音性能を高めるために２枚のガラス板（壁体）間にヘルムホルツ共鳴器を備えた遮音構造が開示されている（例えば特許文献１）。この遮音構造は、ガラス板の周縁部に所定間隔で貫通した小孔を有する棒状の共鳴用部材を配し、その外側に空気層部を有する吸音部を配してヘルムホルツ共鳴器を形成するものである。このとき、所望の共鳴周波数が得られるように共鳴用部材の位置や小孔の間隔及び長さ等が設定される。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の遮音構造では、共鳴用部材が熱伸縮した場合、共鳴用部材が湾曲する等して変形あるいは損傷する。また、共鳴用部材がガラス板に接着されていても熱収縮により接着剤が剥離して共鳴用部材が変形あるいは損傷し、共鳴用部材の位置がずれたり変形したりするので、共鳴のためのパラメータが変化してしまい、ヘルムホルツの共鳴作用が十分に得られなくなり共鳴器による遮音効果が滅殺され、さらに共鳴用部材の変形、接着剤の剥離による見栄えの悪化が生じていた。特に、その透視性を考慮して共鳴用部材に一般的に用いられるアクリル樹脂は温度変化に弱く、連続使用される実使用時の温度である−２０〜８０℃においては、この現象が顕著である。また、接着剤の化学成分による複層ガラス耐久性機能の低下が生じる。
【０００４】
また、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提案されている（例えば特許文献２）。この複層ガラスは、中空層内部で起こる定在波という音波モードの共鳴振動数における遮音性能の低下を抑制するために複層ガラスの中空層周辺部に筒型形材からなる導波管（共鳴用部材）を配置し、その隅部に孔を開口させたものである。しかし、特許文献２に記載の複層ガラスでは、環状の直角接続部材の翼部を筒型形材の端部に嵌入して連続的なフレームの形態に組み立てるものであり、筒形形材の熱伸縮は考慮されていない。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３５６９３４号公報
【特許文献２】
特表２００３−５０１５７２号公報
【０００６】
【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り、ガラス板間に取付けた共鳴用部材の熱伸縮による変形が生じても共鳴用部材自体やガラス板その他の部品を損傷させることなく共鳴作用を支障なく得ることのできる複層ガラスの共鳴用部材保持構造及び保持部材並びに製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【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、複層ガラスを構成する複数枚のガラス板のうち任意の隣り合うガラス板間に共鳴用部材を配置し、前記共鳴用部材端部の長手方向の微小変形を弾性的に吸収し得る弾性保持部で該共鳴用部材端部を保持することを特徴とする複層ガラスの共鳴用部材保持構造を提供する。
【０００８】
この構成によれば、複層ガラス使用時に共鳴用部材が熱により長手方向に伸長しても、その微小変形を弾性保持部が弾性的に受止め変形に追従するため、共鳴用部材の熱膨張による熱応力を逃がすことができるので、共鳴用部材が湾曲する等の変形あるいは損傷する等の弊害を防止できる。したがって、複層ガラス本来の遮音性能や外観の低下を防止できる。
【０００９】
好ましい構成例においては、前記弾性保持部は略Ｕ字形状部を有することを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、弾性保持部のＵ字形状部の各辺が弾性を有するためこれらの各辺に共鳴用部材端部を取り付けることにより、隣り合う２本の共鳴用部材の熱膨張による伸長を同時に吸収できる。
【００１１】
好ましい構成例においては、前記弾性保持部に嵌め込まれた前記共鳴用部材と前記ガラス板間に配置されるスペーサとで形成される空洞部に、前記共鳴用部材と前記スペーサとに当接する支持脚を備えることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、共鳴用部材の中間部分を支持脚を介して剛性の高いスペーサで支えるため、共鳴用部材が自重たわみ及び窓開閉時の慣性力や衝撃力等により湾曲変形したり、脱落したりするのを防止できる。
【００１３】
好ましい構成例においては、前記弾性保持部を複層ガラスの隅部に配置して、前記共鳴用部材端部を保持することを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、複層ガラスの隅部に配置されるコーナーキー（スペーサ接合部材）と弾性保持部を一体的に構成でき、部品点数の削減と複層ガラスの組み立て簡略化が可能となる。
【００１５】
さらに、本発明では、複層ガラスを構成する複数枚のガラス板のうち任意の隣り合うガラス板間に共鳴用部材とともに配置され、前記共鳴用部材端部を保持するとともに該共鳴用部材端部の長手方向の微小変形を弾性的に吸収し得る弾性保持部を有する複層ガラスの共鳴用部材保持部材を提供する。
【００１６】
この構成によれば、複層ガラス使用時に共鳴用部材が熱により長手方向に伸長しても、その微小変形を弾性保持部が弾性的に受止め変形に追従するため、共鳴用部材の熱膨張による熱応力を逃がすことができるので、共鳴用部材が湾曲する等の変形あるいは損傷する等の弊害を防止できる。したがって、複層ガラス本来の遮音性能や外観の低下を防止できる。
【００１７】
さらに、本発明では、４辺のスペーサを共鳴用保持部材と一体化されたコーナーキーを介して連結し、前記スペーサの一側面をガラス板に取り付けた後に前記共鳴用保持部材の溝に共鳴用部材を差込み、前記スペーサの反対側の一側面にガラス板を取り付け、前記２枚のガラス板とスペーサとで囲まれた中空層にガスを封入し、前記スペーサの外側に二次シールを配してシールすることを特徴とする複層ガラスの製造方法を提供する。
【００１８】
この構成によれば、ガラス板の辺に沿って設けられる共鳴用部材の端部を保持する保持部材とスペーサ端部を封止するコーナーキーとを一体化し、このコーナーキーと一体化された共鳴用部材の保持部材を介して４辺のスペーサを連結して矩形枠体を形成し、このスペーサの枠体に１枚目のガラス板を接合し、その状態で共鳴用部材を装着し、その後２枚目のガラス板を接合し、その後コーナーキー及びこれと一体の保持部材の孔を通してガスを封入するため、ガラス板の接合や共鳴部材の装着及びガス封入作業が効率よく円滑に行われ、複層ガラス製造作業の作業性が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）は本発明に係る複層ガラスの共鳴用部材保持構造を用いた複層ガラスの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
複層ガラス１には、所定間隔で貫通する複数の小孔１０を有する棒状の共鳴用部材２と、アルミニウムの押出材からなるスペーサ３とが、２枚のガラス板９，９間に配置される。スペーサ３の両側面は一次シール１２でガラス板９に接着され、複層ガラス１の周縁端部側は二次シール１３でシールされる。
【００２０】
ガラス板９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ガラス板も使用できる。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、合わせガラスも使用でき、片側のガラス板９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ガラス板を組合わせて使用することもできる。また、無機質のガラス板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。
【００２１】
なお、複層ガラス１としては、２枚のガラス板９，９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１４を有する構成に限られるものではなく、３枚以上のガラス板９，９、・・・を隣り合うガラス板９，９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１４を有する構成であってもよい。
【００２２】
スペーサ３は角筒型（または、各ガラス板９との接触面を両側に有する多角形その他の断面形状の筒型）であり、内部に乾燥剤１１が充填される。この乾燥剤１１により複層ガラス１内部の中空層１４及び共鳴用部材２とスペーサ３との間の複層ガラス１周縁部側の空洞部１５の除湿を図る。このため、スペーサ３の空洞部１５側には孔２０が所定間隔で複数個設けられる。複層ガラス１の４辺の周縁部に配設される共鳴用部材２及びスペーサ３はそれぞれ、前者は共鳴用部材保持部材４で、後者はコーナーキー６で保持され、複層ガラス１の隣り合う２辺に配設される共鳴用部材２及びスペーサ３とそれぞれ連結される。なお、共鳴用部材２は１辺のみ又は２辺あるいは３辺に設ける構成としてもよい（図では４辺）。なお、本例では、共鳴用部材保持部材４を複層ガラス１内部の隅部（コーナー部）に設置しているが、隅部以外の位置（例えば、複層ガラス１の各辺の長手中央部付近等）に設置してもよい。
【００２３】
空洞部１５には両端面が共鳴用部材２およびスペーサ３と当接する支持脚２１が設けられる。これにより、共鳴用部材２が、この支持脚２１を介して剛性の大きいスペーサ３で安定して支持されるため、複層ガラス１の例えば下辺側に取付ける共鳴用部材２が熱収縮して共鳴用部材保持部材４の保持手段（溝５（図２））から外れかけてもその自重により下側に湾曲変形したり、脱落することを防止できる。特にこの現象が顕著である大型の複層ガラスの場合に効果的である。支持脚２１と共鳴用部材２及びスペーサ３の当接部分は接着等により固定してもよい。これにより複層ガラス１に内在する共鳴用部材２の自重たわみや窓開閉時の慣性力や衝撃力等による湾曲変形、脱落を防止することができる。
【００２４】
なお、接着する場合、熱膨張差による支持脚２１の剥離を防止するため、支持脚２１を共鳴用部材２の長手方向中央部分に設ける場合又は共鳴用部材２とスペーサ３の熱膨張率が同じもしくは近い場合にのみ接着剤を用いることが好ましい。共鳴用部材２の長手方向中央部分は自重たわみや窓開閉時の慣性力や衝撃力及び熱等による湾曲変形量が大きく、長手方向への伸縮量は少ないため、共鳴用部材２の長手方向中央部分に支持脚２１を固定するのが好ましい。なお、支持脚２１の設置数、設置位置は適宜設定可能であり、その形状等も共鳴用部材２を支持する形状であれば自由に選択できる。
【００２５】
共鳴用部材２の小孔１０と、空洞部１５とによりヘルムホルツ共鳴器が形成される。この場合、小孔１０の直径や間隔、共鳴用部材２の厚さや空洞部１５の幅や高さ（共鳴用部材２とスペーサ３の距離）等のパラメータを適宜選択して所望の共鳴周波数が得られるように設定し、複層ガラス１による防音・遮音を図る。
【００２６】
図２は図１の複層ガラス内のコーナー部分の拡大断面図であり、図３は共鳴用部材保持部材の斜視図である。
共鳴用部材保持部材４は共鳴用部材２を保持する略Ｕ字形状の弾性保持部（略Ｕ字形状部）２２と基台部２３とで構成される。弾性保持部２２の端部には共鳴用部材２を嵌め込み可能な２つの溝５，５を有している。これらの溝５，５はその嵌め込み方向が互いに直角をなしており、各溝５に共鳴用部材２端部が差込まれて保持される。この共鳴用部材保持部材４を複層ガラス１の隅部に配置することにより、共鳴用部材２が両端で共鳴用部材保持部材４に保持される。なお、本例では、共鳴用部材保持部材４は、連結部材７を介してコーナーキー（スペーサ接合部材）６と一体的に構成されている。
【００２７】
弾性保持部２２をＵ字形に形成することにより、Ｕ字の各片が、各々の溝部５に嵌め込まれる共鳴用部材２の長手方向にそれぞれ独立して弾性変形可能となる。したがって、共鳴用部材２の熱膨張に伴う熱応力を逃がし、共鳴用部材２を安定して保持できる。また、共鳴用部材保持部材４の厚さ（２枚のガラス板間の幅方向）を共鳴用部材２及びスペーサ３の厚さと整合させておくことにより、共鳴用部材２をガラス板９，９間に圧着してほぼ隙間なく取付けることができる。このため、共鳴用部材２をガラス板９に接着する等の作業が不要となり、作業性がよくなる。
【００２８】
また、溝５は嵌め込み方向が互いに直角をなすようにそれぞれ開口して２ヵ所設けられるため、１つの共鳴用部材保持部材４で複層ガラス１の隣り合う２辺の周縁部付近に配設される２本の共鳴用部材２の端部を保持できる。なお、共鳴用部材保持部材４とコーナーキー６を別体として形成し、別々にガラス板９，９間に取付けてもよい。基台部２３とスペーサ３の間には必要に応じて板材２４が取付けられる。これにより、後述するように共鳴用部材保持部材４が弾性により変形しても安定して共鳴用部材保持部材４を固定できる。この場合、板材２４はスペーサ３に接着される。なお、この板材２４は予め共鳴用部材保持部材４と一体的に形成しておいて、ガラス板９，９間に取付けてもよい。
【００２９】
共鳴用部材２端部を溝５に嵌め込んだ際、共鳴用部材２の長手方向の端面と溝５の底面とには所定間隔の隙間１６が形成されるように溝５の嵌め込み方向の深さを設定してもよい。これにより、共鳴用部材２が熱により長さ方向に伸長しても、この隙間１６にその伸長分を収めることができるので、熱膨張による熱応力を逃がすことができ、製造上の誤差により、共鳴用部材２の寸法が若干大きすぎても、その寸法誤差を吸収できる。これにより、本発明の略Ｕ字形状の弾性保持部２２の弾性変形のみで共鳴用部材２の熱膨張を吸収する場合に比べ、隙間１６の分だけ共鳴用部材２の熱膨張を吸収できるので弾性保持部２２の撓みを小さくできる。
【００３０】
このように共鳴用部材２の両端部を溝５により保持することにより、共鳴用部材２をガラス板９へ接着する必要がない。したがって共鳴用部材２の熱伸縮が生じて接着剤が剥離する問題がなくなり、さらに上述した支持脚２１と組合わせて保持することにより、熱伸縮による共鳴用部材２の湾曲等の変形を確実に防止できる。また、共鳴用部材２が熱収縮してもその分を支えることができるように溝５の深さを予め設定しておけば、常に安定して確実に共鳴用部材２を保持できる。
【００３１】
溝５に共鳴用部材２を嵌め込んだ状態のその嵌め込み長さ（共鳴用部材２端部の溝５への掛かり代）Ｄは、ガラス板９と共鳴用部材２との線熱膨張率の差を考慮して求められる。例えば長さ２００ｃｍの共鳴用部材２をアクリル樹脂材とした場合には、ガラス板９との線膨張率の差は９０×１０−６［Ｋ−１］程度となるため、２０℃の気温環境下で製作した複層ガラス内に配設したアクリル樹脂材は−１０℃の気温環境下では５．４ｍｍつまり片側２．７ｍｍ縮み、＋５０℃の気温環境下では５．４ｍｍつまり片側２．７ｍｍ伸びることが計算される。ここで、溝５に共鳴用部材２を嵌め込んだ状態での隙間１６の長さ２ｍｍとし、嵌め込み長さを３ｍｍとすれば、２．７ｍｍの伸び量を隙間１６の長さと保持部２２の弾性による変形追従機能で吸収し、２．７ｍｍの縮み量を共鳴用部材２の溝５への嵌め込み深さ３ｍｍでカバーできる。
【００３２】
スペーサ３内に乾燥剤１１を充填した後にスポンジ等の蓋部材１７により蓋をし、さらに樹脂製のコーナーキー（スペーサ接合部材）６の端部をスペーサ３端部の中空孔に嵌入する。これにより、乾燥剤１１がスペーサ３内に封止されるとともに、２本のスペーサ３の端部が連結されて保持される。このコーナーキー６を嵌入する際、コーナーキー６端部にひも状のブチルゴムあるいはブチルテープを螺旋状に巻く等して、コーナーキー６とスペーサ３との密着力を高めてもよい。コーナーキー６を嵌入した後に外側からブチルテープ等で嵌入部分を覆ってもよい。コーナーキー６は略Ｌ字形状であり、その両端をスペーサ３に嵌入できるので、１つのコーナーキー６で２本のスペーサ３を保持できる。
【００３３】
上述したように、共鳴用部材保持部材４を連結部材７を介してコーナーキー６と一体化しておけば、コーナーキー６の端部をスペーサ３端部の中空孔に嵌入することにより共鳴用部材保持部材４の弾性保持部２２の溝５の位置がスペーサ３に対して定まる。したがって、予めこの溝５とコーナーキー６との距離を設定して共鳴用部材保持部材４とコーナーキー６とを一体化することにより、共鳴用部材２の位置決め作業をすることなく共鳴用部材２をスペーサ３から所定距離に配置できる。これにより位置決め作業が簡略化し、効率よく組立作業を行うことができる。なお、共鳴用部材２、スペーサ３及び共鳴用部材保持部材４は複層ガラス１の外観向上のため、透明材料を用いて形成することが好ましい。
【００３４】
コーナーキー６には、コーナーキー６の屈曲角部の外周面側から内部側に貫通するガス封入用の貫通孔２８が設けられる。この貫通孔２８は共鳴用部材保持部材４の貫通孔１８と連通する。この共鳴用部材保持部材４の貫通孔１８は、中空層１４に臨んで開口する。この貫通孔１８は、共鳴用部材保持部材４内で分岐し、共鳴用部材２とスペーサ３との間の空洞部１５に通じる２方向の分岐孔１９が備わる。これにより、例えば複層ガラス１の断熱効果を上げるために不活性ガス（例えばＡｒガス）等を封入するときに、中空層１４に効率よく短時間でガスを充填できる。さらに、ガスは分岐孔１９から空洞部１５にもガスが充填されるため、複層ガラス１内のガス濃度に偏りが出ることなく、均一にできる。なお、貫通孔１８，２８は実際には直線状に連通する１本の貫通孔として形成すればよい。
【００３５】
また、分岐孔１９を設けることに代えて、弾性保持部２２のＵ字の各片の一部を中空層１４の幅（厚さ）より幅狭としたり、Ｕ字の各片の一部に切り欠きを設けたりして、空洞部１５へガスが効率よく充填されるようにしてもよい。
【００３６】
本発明に係る複層ガラスの共鳴用部材保持部材４を用いて複層ガラス１を形成する際、まずスペーサ３端部の中空孔に共鳴用部材保持部材４と一体化したコーナーキー６端部を嵌入し、４辺のスペーサ３を連結する。これらのスペーサ３と一方のガラス板９とを一次シール１２を介して取付ける。この際、樹脂製の共鳴用部材保持部材４は、ガラス板９に圧着するのみでもよい。この後、共鳴用部材保持部材４の弾性保持部２２の各片の先端部の溝５に共鳴用部材２の両端部を差込む。次に先に取付けたガラス板９と反対側のガラス板９を取付ける。この際、スペーサ３の側面には一次シール１２を施し、共鳴用部材保持部材４及び共鳴用部材２はガラス板９に圧着するのみでもよい。次に、複層ガラス１のコーナー部分（隅部）のコーナーキー６の貫通孔２８から断熱効果あるいは遮音性能等を考慮したガスを封入する。複層ガラス１内にガスが充填された後、コーナーキー６の外側から貫通孔２８に対してブチルを塗布したキャップ（不図示）で栓をしてガスを封止し、スペーサ３の外側の複層ガラス１の周縁部に２次シール１３を配してシールする。
【００３７】
なお、共鳴用部材保持部材４の弾性保持部２２による共鳴用部材２の保持構造は、保持部２２を略Ｕ字形状にして弾性を得る構造に限らず、例えば溝５の底面にバネを備えたり、各々別の板バネ等で各共鳴用部材２を支持する等、保持する共鳴用部材２の長手方向に弾性を有する構造であれば、どのような構造を採択してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、複層ガラス使用時に共鳴用部材が熱により長さ方向に伸長しても、弾性保持部の弾性によりその微小変形を受止め変形に追従するため、共鳴用部材の熱膨張による熱応力を逃がすことができ、共鳴用部材が湾曲する等の変形あるいは損傷する等の弊害を防止できる。したがって、複層ガラス本来の遮音性能や外観の低下を防止できる。また、溝の深さ（共鳴用部材の溝への掛かり代）を共鳴用部材が熱収縮しても共鳴用部材端部を支えることができる程度の長さとすれば、共鳴用部材が溝から脱落するのを防止できる。
【００３９】
また、弾性保持部を略Ｕ字形状にすることにより、弾性保持部のＵ字形状部の各片が弾性を有するためこれらの各片に共鳴用部材端部を取り付けることにより、隣り合う２本の共鳴用部材の熱膨張による伸長を同時に吸収できる。
【００４０】
また、共鳴用部材とスペーサとに当接する支持脚を備えることにより、共鳴用部材の中間部分を支持脚を介して剛性の高いスペーサで支えるため、共鳴用部材が自重たわみ及び窓開閉時の慣性力や衝撃力等により湾曲変形したり、脱落したりするのを防止できる。
【００４１】
また、弾性保持部を複層ガラスの隅部に配置することにより、複層ガラスの隅部に配置されるコーナーキー（スペーサ接合部材）と弾性保持部を一体的に構成でき、部品点数の削減と複層ガラスの組立の簡略化が可能となる。
【００４２】
また、ガラス板の辺に沿って設けられる共鳴用部材の端部を保持する保持部材とスペーサ端部を封止するコーナーキーとを一体化し、このコーナーキーと一体化された共鳴用部材の保持部材を介して４辺のスペーサを連結して矩形枠体を形成し、このスペーサの枠体に１枚目のガラス板を接合し、その状態で共鳴用部材を装着し、その後２枚目のガラス板を接合し、その後コーナーキー及びこれと一体の保持部材の孔を通してガスを封入することにより、ガラス板の接合や共鳴部材の装着及びガス封入作業が効率よく円滑に行われ、複層ガラス製造作業の作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）は本発明に係る複層ガラスの共鳴用部材保持構造を用いた複層ガラスの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図２】 図１の複層ガラス内のコーナー部分の拡大断面図。
【図３】 共鳴用部材保持部材の斜視図。
【符号の説明】
１：複層ガラス、２：共鳴用部材、３：スペーサ、４：共鳴用部材保持部材、
５：溝、６：コーナーキー（スペーサ接合部材）、７：連結部材、
９：ガラス板、１０：小孔、１１：乾燥剤、１２：一次シール、
１３：二次シール、１４：中空層、１５：空洞部、１６：隙間、１７：蓋部材、
１８：貫通孔、１９：分岐孔、２０：孔、２１：支持脚、２２：弾性保持部、
２３：基台部、２４：板材、２８：貫通孔。
Claims (6)
- 複層ガラスを構成する複数枚のガラス板のうち任意の隣り合うガラス板間に共鳴用部材を配置し、
前記共鳴用部材端部の長手方向の微小変形を弾性的に吸収し得る弾性保持部で該共鳴用部材端部を保持することを特徴とする複層ガラスの共鳴用部材保持構造。 - 前記弾性保持部は略Ｕ字形状部を有することを特徴とする請求項１に記載の複層ガラスの共鳴用部材保持構造。
- 前記弾性保持部に嵌め込まれた前記共鳴用部材と前記ガラス板間に配置されるスペーサとで形成される空洞部に、前記共鳴用部材と前記スペーサとに当接する支持脚を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の複層ガラスの共鳴用部材保持構造。
- 前記弾性保持部を複層ガラスの隅部に配置して、前記共鳴用部材端部を保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複層ガラスの共鳴用部材保持構造。
- 複層ガラスを構成する複数枚のガラス板のうち任意の隣り合うガラス板間に共鳴用部材とともに配置され、
前記共鳴用部材端部を保持するとともに該共鳴用部材端部の長手方向の微小変形を弾性的に吸収し得る弾性保持部を有する複層ガラスの共鳴用部材の保持部材。 - 矩形ガラス板の４辺にスペーサを介して２枚のガラス板を接合し、
４辺のスペーサの端部同士をコーナーキーで連結し、
４辺のうち少なくとも１辺に共鳴用部材を設け、
該共鳴用部材の保持部材は前記コーナーキーと一体化された部材である複層ガラスの製造方法であって、
４辺のスペーサを前記共鳴用部材保持部材を介して連結し、
前記連結した矩形状のスペーサの一側面を１枚目のガラス板に取り付けた後に前記保持部材に共鳴用部材を取付け、
前記スペーサの反対側の側面に２枚目のガラス板を取り付け、
前記２枚のガラス板とスペーサとで囲まれた中空層に前記保持部材に形成した孔を通してガスを封入し、
前記スペーサの外側に二次シールを配してシールすることを特徴とする複層ガラスの製造方法。
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