JP6431327B2 - 建具 - Google Patents

Description

本発明は、断熱性能の優れた建具に関する。

従来、建具の断熱性を向上するために、枠や框等のフレームをアルミと樹脂の複合材にして伝熱を抑えたり、ガラスを複層ガラスにするなどの対策がとられていた（例えば、非特許文献１参照。）。しかし近年、より高い断熱性能が求められている。

三協立山アルミ株式会社発行のカタログ「マディオＪ・Ｍ 総合カタログ」（カタログＮｏ．ＳＴＪ０６６３Ａ）、２０１１年５月、ｐ．１０００〜１０２１

本発明は以上に述べた実情に鑑み、断熱性能の優れた建具の提供を目的とする。

上記の課題を達成するために請求項１記載の発明による建具は、パネルと、パネルの周囲を囲むフレームとを備え、フレームは、室外側のアルミ部材と室内側の樹脂部材とからなり、内周側が開口したパネル保持溝を有し、パネル保持溝の底部からパネルの小口にわたって、又はパネル保持溝の底部からパネルの小口近傍に向けて設けた断熱性の仕切り部を有し、仕切り部は、アルミ部材の室内側端より室内側に位置することを特徴とする。

請求項２記載の発明による建具は、請求項１記載の発明の構成に加え、断熱性の仕切り部が室内外方向に間隔をおいて複数設けてあることを特徴とする。

請求項１記載の発明による建具は、フレームが室外側のアルミ部材と室内側の樹脂部材とからなり、パネル保持溝の底部からパネルの小口にわたって、又はパネル保持溝の底部からパネルの小口近傍に向けて設けた断熱性の仕切り部を有することで、パネル保持溝内の空気の対流による熱移動が阻害され、さらに仕切り部がアルミ部材の室内側端より室内側に位置することで、暖かい空気を仕切り部の室内側の空間に閉じ込めることができ、アルミ部材を伝って仕切り部よりも室内側に冷気が伝わることもないから、断熱性能が向上する。

請求項２記載の発明による建具は、断熱性の仕切り部が室内外方向に間隔をおいて複数設けてあることで、空間が室内外方向により細かく仕切られるので、断熱性能をより一層向上することができる。

本発明の建具の第１実施形態を示す縦断面図である。 第１実施形態の建具の横断面図である。 第１実施形態の建具の室外側正面図である。 本発明の建具の第２実施形態を示す縦断面図である。 第２実施形態の建具の横断面図である。 本発明の建具の第３実施形態を示す縦断面図である。 第３実施形態の建具の横断面図である。 本発明の建具の第４実施形態を示す縦断面図である。 第４実施形態の建具の横断面図である。 本発明の建具の第５実施形態を示す縦断面図である。 第５実施形態の建具の横断面図である。 第５実施形態の建具の室外側正面図である。 第１実施形態の建具ついて行った熱移動のシミュレーションの結果を示す熱流線図である。 比較例として、パネル保持溝内に仕切り部が無い建具について行った熱移動のシミュレーションの結果を示す熱流線図である。 建具（採風ドア）の縦断面図であって、（ａ）はヒレ片を室外側寄りに設けたもの、（ｂ）はヒレ片を室内外方向のほぼ中央に設けたもの、（ｃ）はヒレ片を室内側寄りに設けたものを示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜３は、本発明の建具の第１実施形態を示している。本建具は、勝手口等に設置される採風ドアであって、躯体開口部に取付けられる枠８に、蝶番９で室外側に開くように支持してあり、上框１０と下框１１と吊元框１２と戸先框１３とを四周框組みして矩形の框体が構成され、框体の開口部に外障子１４と内障子１５とからなる上げ下げ窓１６を設けてある。外障子１４と内障子１５は、ワイヤーと滑車を用いた連動機構（図示省略）により連結され、内障子１５を上げるとこれに連動して外障子１４が下降し、外障子１４の上方と内障子１５の下方に形成される開口部を通じて採風が行える。

枠８は、図１，２に示すように、室内側の見えがかりの部分が樹脂形材１７で構成され、樹脂形材１７の室外側面にドアとの隙間を塞ぐタイト材１８を取付けている。
框体を構成する上框１０と下框１１と吊元框１２と戸先框１３は、図１，２に示すように、室外側がアルミ形材１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄで形成され、室内側が樹脂形材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄで形成してある。各樹脂形材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、内部に仕切り壁２１を多数設け、内部空間を細かく仕切ってある。また各框１０，１１，１２，１３は、内周側に開口して外・内障子１４，１５の周縁部を呑み込む溝７を有している。

外障子１４と内障子１５は、図１，２に示すように、上框２と下框３と左右の竪框４，４とを矩形に框組みし、その枠内に複層ガラス１を装着して構成されている。障子１４，１５の各框２，３，４は、外障子１４の下框３を除いて、室外側がアルミ形材２２ａ，２２ｂ，２２ｃで形成され、室内側が樹脂形材２３ａ，２３ｂ，２３ｃで形成されている。樹脂形材２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、内部に仕切り壁２４を設け、内部空間を細かく仕切ってある。外障子１４の下框３は、内障子１５の上框２の室外側に重なるため、全体がアルミ形材で形成してある。
各框２，３，４は、内周側が開口したパネル保持溝５を有しており、パネル保持溝５の室外側壁５ａと室内側壁５ｂとの間に、ビード２７を介して複層パネル１を保持している。パネル保持溝５の室内側壁５ｂ及び底部５ｃは樹脂で形成されており（外障子１４の下框３を除く）、そのうち上框２と竪框４のパネル保持溝５の室内側壁５ｂは、着脱自在な押縁になっている。
外障子１４及び内障子１５は、複層ガラス１を入れない状態で上框２と下框３と左右の竪框４，４を框組みしてから、上框２と竪框４，４の押縁５ｂを外した状態で、室内側から複層ガラス１をパネル保持溝５内に下側から室外側に回動させるようにして入れるようになっている。そのため、複層ガラス１を入れるときに複層ガラス１の縁が框と当って破損するのを防ぐために、グレイジングチャンネルを介して複層ガラスを嵌め込むような一般的なサッシの障子と比べて、各框２，３，４のガラス保持溝５内の空間が広くなっている。上框２と竪框４のガラス保持溝５内の空間は、下框３のガラス保持溝５内の空間よりも広くなっている。

上框２と竪框４のパネル保持溝５の底部５ｃには、室内外方向の中間部より内周側に向けて突出する軟質樹脂製のヒレ片６を有しており、ヒレ片６の先端部が複層ガラス１の小口１ａに当接している。このヒレ片６は、框２，４を構成する樹脂形材２３ａ，２３ｃと一体成形したものである。またヒレ片６は、室内側に向けて若干傾斜しており、そのため複層ガラス１の小口１ａに当接するヒレ片６の先端部は、常に室内側に曲がるようになっている。ヒレ片６は、框の室外側に配置されたアルミ形材２２ａ，２２ｃよりも室内側に設けてある。このようにパネル保持溝５内にヒレ片６を設けることで、パネル保持溝５内の空間が室内外方向に２つに仕切られている。ヒレ片６によって仕切られた室内側空間３３は、樹脂製のヒレ片６、樹脂形材２３ａ，２３ｃ、樹脂押縁５ｂ及び複層ガラス１の、熱伝導率の小さい部材で囲まれた断熱された空間となっている。

本建具は、枠８や框２，３，４，１０，１１，１２，１３等のフレームの室内側部を樹脂形材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃで形成したことで、フレームを伝っての熱移動が抑えられること、複層ガラス１にしたことによる断熱効果に加え、上述のようにパネル保持溝５の底部５ｃより複層ガラス１の小口１ａにわたって軟質樹脂製のヒレ片６を設け、パネル保持溝５内の空間を室内外方向に仕切ったことで、パネル保持溝５内の空気の対流による熱移動が阻害されるため、断熱性能をより一層向上することができる。特に本実施形態の建具のように、框２，３，４のパネル保持溝５内の空間が広い場合に、このようにヒレ片６を設けることは断熱性能を向上させるのに効果的である。
ヒレ片６が、アルミ形材２２ａ，２２ｃよりも室内側に設けてあることで、暖かい空気を室内側に閉じ込めることができ、断熱性能を高めるのに効果的である。後述するように、ヒレ片６を室内外方向に複数設ける場合には、少なくとも一つのヒレ片６がアルミ形材２２ａ，２２ｃよりも室内側にあればよい。
さらに、ヒレ片６によって分けられた室内側空間３３が樹脂等の熱伝導率の小さい部材で囲まれた断熱された空間となっているので、同空間内に閉じ込めた暖かい空気の熱が周りの壁を伝って逃げるのを防ぎ、断熱性能を高めるのに効果的である。

図１３は、第１実施形態の建具ついて行った熱移動のシミュレーションの結果を示す熱流線図である。シミュレーションは、外部０℃、内部２０℃の条件で行った。図中に表された細い線は熱流線を示し、一本あたりの間隔は０．１Ｗ／ｍである。熱流線が密集していると、移動している熱の量が多いことを意味し、熱流線が離れていると、移動している熱の量が少ないことになる。比較のために、パネル保持溝５内にヒレ片６を設けないものについても、同じようにシミュレーションを行った。その結果を図１４に示す。
図１３と図１４を見比べると、パネル保持溝５内にヒレ片６を設けた図１３のものは、ヒレ片６を設けない図１４のものと比較して、パネル保持溝５内に表れた熱流線の間隔が広く、熱流線の本数も少なくなっており、このことから図１３のものの方が移動している熱の量が少ないこと、すなわち断熱性能が高いことが分かる。図１３，１４において、框の室外側に配置されたアルミ形材２２ｃに熱流線が密集しており、パネル保持溝５内の熱は熱流線が密集したアルミ形材２２ｃに逃げているので、図１３に示すように、その室内側でヒレ片６で仕切ることに意味がある。

以上に述べたように、パネル保持溝５の底部５ｃと複層パネル１の小口１ａとにわたってヒレ片６を設け、パネル保持溝５内の空間を室内外に仕切ることで、パネル保持溝５内の空気の対流による熱移動が阻害されるため、断熱性能を高めることができる。ヒレ片６は軟質樹脂で形成され、柔軟に変形するため、複層ガラス１を取付けるのに何ら支障がなく、ガラス１の小口が破損するおそれもない。また、ヒレ片６は框２，４を構成する樹脂形材２３ａ，２３ｃと一体成形することで、あとからヒレ片６を別途装着する手間が要らず、低コストである。またこのようにパネル保持溝５内にヒレ片６を設けることで、雨水が室内に流れ込むことも防止できるため、水密性能も向上できる。障子１４，１５の下框３のパネル保持溝５内には、パネル保持溝５内に浸入した雨水等の排水を考慮してヒレ片６を設けていないが、下框３のパネル保持溝５内にもヒレ片６を設けることで、断熱性能をさらに向上することができる。この場合、下框３のパネル保持溝５内のヒレ片６に、排水のための孔や切欠き等を設けておけば、排水に支障がない。

上述の実施形態では、ヒレ片６の先端を複層ガラス１の小口１ａに当接しているが、ヒレ片６の先端と複層ガラス１の小口１ａとの間に若干隙間があってもよい。隙間の大きさは２ｍｍ以下であることが好ましい。隙間の大きさが２ｍｍ以下であれば、当接している場合と同様に空気の対流を防ぐことができ、断熱性能を向上できる。

さらに本建具は、図１に示すように、内障子１５の下框３の外周側面（下面）の室内外方向の中間位置に軟質樹脂製のヒレ片２８が垂下して設けてあり、ヒレ片２８は先端がドア本体の下框１１の溝７の底面に当接しており、溝７内の空間がヒレ片２８により室内外に仕切られている。これにより、パネル保持溝５内にヒレ片６を設けた場合と同様に、溝７内の空気の対流による熱移動が阻害されるため、断熱性能が向上する。また、ヒレ片２８により雨水が室内側に流れるのを防ぐことで、水密性能も向上する。ヒレ片２８は、障子１５の下框３を構成する樹脂形材２３ｂと一体成形してあり、そのため後からヒレ片２８を別途装着する手間が要らず、低コストである。ヒレ片２８は柔軟に変形するため、障子１５の開閉を妨げることがない。ヒレ片２８は、框の室外側に配置されたアルミ形材２２ｂよりも室内側に配置されているので、暖かい空気を室内側に閉じ込めることができ、断熱性を高める効果がある。また、ヒレ片２８により分けられた室内側空間３４は、樹脂等の熱伝導率の小さい部材で囲まれた断熱された空間となっているため、同空間３４内に閉じ込めた暖かい空気の熱が周りの壁を伝って逃げるのを防ぎ、断熱性能を高めるのに効果的である。

図４，５は、本発明の建具の第２実施形態を示している。この実施形態では、パネル保持溝５の底部５ｃより複層パネル１の小口１ａに向けて、ヒレ片６ａ，６ｂを室内外方向に間隔をおいて２つ設け、さらにパネル保持溝５の室内側壁５ｂを構成する押縁にもヒレ片６ｃを設け、当該ヒレ片６ｃを複層パネル１の室内側に当接している。すなわち、本実施形態ではパネル保持溝５内にヒレ片６ａ，６ｂ，６ｃが計３つ設けられ、パネル保持溝５内の空間が室内外方向に４つに仕切られている。各ヒレ片６ａ，６ｂ，６ｃは、樹脂形材２３ａ、２３ｃ及び押縁５ｂと一体に形成したものである。
本実施形態によれば、パネル保持溝５内の空間が室内外方向により細かく仕切られるため、断熱性能をより一層向上することができる。

図６，７は、本発明の建具の第３実施形態を示している。この実施形態では、パネル保持溝５の底部５ｃに略半円形断面の軟質突部２９を設け、軟質突部２９の頂部を複層パネル１の小口１ａに当接している。軟質突部２９は、框２，４を構成する樹脂形材２３ａ，２３ｃと一体成形している。
本実施形態によれば、軟質突部２９によりパネル保持溝５内の空間が仕切られることに加え、軟質突部２９の内部の空気が密閉されるため、断熱性能が一層向上する。

図８，９は、本発明の建具の第４実施形態を示している。この実施形態では、パネル保持溝５の底部５ｃにタイト材ホルダー３０を設け、タイト材ホルダー３０に通しこんだタイト材３１に３つのヒレ片６ａ，６ｂ，６ｃを室内外方向に離間して設け、各ヒレ片６ａ，６ｂ，６ｃを複層ガラス１の小口１ａに当接している。
本実施形態によれば、第２実施形態と同様にパネル保持溝５内の空間が室内外方向に細かく仕切られるので、断熱性能が一層向上する。また、パネル保持溝５の全体がアルミで構成されている場合でも、パネル保持溝５内にヒレ片６ａ，６ｂ，６ｃを容易に設置できる。

図１０〜１２は、本発明の建具の第５実施形態を示している。本建具は、勝手口等に設置される框ドアであって、躯体開口部に取付けられる枠８に、蝶番９で室外側に開くように支持してあり、上框１０と下框１１と吊元框１２と戸先框１３とを四周框組みして矩形の框体が構成され、各框１０，１１，１２，１３の内周側に開口して形成されたパネル保持溝５に、グレイジングチャンネル３２を介して複層ガラス１を嵌め込んで構成したものである。
グレイジングチャンネル３２は、図１０，１１に示すように、外周側面に２つのヒレ片６ａ，６ｂが室内外方向に離間して突設され、各ヒレ片６ａ，６ｂがパネル保持溝５の底部５ｃに当接している。
本実施形態の建具も、グレイジングチャンネル３２から突設したヒレ片６ａ，６ｂによりパネル保持溝５内の空間が室内外方向に複数に仕切られることで、断熱性能を向上する効果がある。ヒレ片６ａ，６ｂをグレイジングチャンネル３２と一体に設けたことで、本グレイジングチャンネル３２をガラス１に巻き付けるだけで、全ての窓種の断熱性能を向上できる。

以上に説明した採風ドアの第１〜第４実施形態、框ドアの第５実施形態について、熱貫流率を計算によって求めた。また、比較例１として、採風ドアでパネル保持溝５内のヒレ片６がないもの、比較例２として、框ドアでパネル保持溝５内のヒレ片６がないものについても熱貫流率を求め、各実施形態と比較例との熱貫流率の差を求めた。その結果を以下の表１に示す。

表１より明らかなように、採風ドアの第１実施形態は、ヒレ片６のない比較例１よりも熱貫流率が小さく、断熱性能が優れている。ヒレ片６を複数設けた第２，４実施形態、半円形の軟質突部２９を設けた第３実施形態は、第１実施形態よりもさらに熱貫流率が小さく、断熱性能がより優れている。框ドアの第５実施形態は、ヒレ片６のない比較例２よりも熱貫流率が小さく、断熱性能が優れている。

さらに、ヒレ片６の位置による影響を調べるために、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ヒレ片６を室外側寄りに設けた場合、ヒレ片６を室内外方向のほぼ中央に設けた場合、ヒレ片６を室内側寄りに設けた場合（何れも採風ドア）について、熱貫流率を計算によって求めた。比較のために、ヒレ片６がないものについても熱貫流率を求めた。その結果を以下の表２に示す。

表２より明らかなように、ヒレ片６を室外側寄り、室内外方向のほぼ中央、室内側寄りの何れの位置に設けた場合でも、ヒレ片６がないものと比べて熱貫流率が小さく、断熱性能が向上することが分かる。特に、ヒレ片６を室内外方向のほぼ中央に配置したものは、ヒレ片６を室外側寄りや室内側寄りに配置したものと比べて、その効果が顕著である。このように、空間をヒレ片６によりほぼ半分に仕切ることで、断熱性能をより一層向上することができる。

本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。フレームは、室外側及び室内側がアルミで中間に樹脂製のブリッジ材を設けたもの、全体が樹脂又はアルミで形成されたものであってもよい。パネルは、必ずしも複層ガラスでなくてもよい。本発明は、採風ドアや框ドアに限らず、あらゆる建具に適用することができる。

１ 複層ガラス（パネル、他方の部材）
２ 上框（フレーム、一方の部材）
３ 下框（他方の部材）
４ 竪框（フレーム、一方の部材）
５ パネル保持溝（空間）
６，６ａ，６ｂ，６ｃ ヒレ片（仕切り部）
７ 溝（空間）
１１ 下框（一方の部材）
２８ ヒレ片（仕切り部）
２９ 軟質突部（仕切り部）

Claims (2)

1. パネルと、パネルの周囲を囲むフレームとを備え、フレームは、室外側のアルミ部材と室内側の樹脂部材とからなり、内周側が開口したパネル保持溝を有し、パネル保持溝の底部からパネルの小口にわたって、又はパネル保持溝の底部からパネルの小口近傍に向けて設けた断熱性の仕切り部を有し、仕切り部は、アルミ部材の室内側端より室内側に位置することを特徴とする建具。
2. 断熱性の仕切り部が室内外方向に間隔をおいて複数設けてあることを特徴とする請求項１記載の建具。

Images