(57)【要約】【課題】ガラス窓付きパネルにおいて、一枚のガラスを用いた構造としてコスト抑制を図りつつ、遮音性能にも優れたパネルを提供すること。【解決手段】パネル本体１０の略中央部領域にガラス板１１を配置してパネルＰが形成されている。ガラス板１１の外周側表裏各面側には、弾性係数がそれぞれ異なる表裏一対の第１の弾性体２０，２０が配置されているとともに、この第１の弾性体２０の外側に、弾性係数の異なる第２の弾性体が配置されている。また、パネル本体１０を形成する一対の表面材１５，１６の内面側には、板材２５や遮音シート２７が部材追加され、凹部２６が加工によって形成されている。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル本体の面内にガラス板の配置領域を形成し、当該配置領域内に一枚のガラス板を配置したパネルの遮音構造において、
前記ガラス板の外周側に弾性係数の異なる数種の弾性体を配置して当該ガラス板の振動を抑制することを特徴とするパネルの遮音構造。
【請求項２】
前記弾性体は、ガラス板の外周側各面をサンドイッチするように配置された第１の弾性体と、前記ガラス板の面方向に沿って前記第１の弾性体よりも外側に配置された第２の弾性体とにより構成されていることを特徴とする請求項１記載のパネルの遮音構造。
【請求項３】
前記第１の弾性体は、ガラス板の各面に対応して配置される分割型とされ、分割された各弾性体の各弾性係数が相互に異なることを特徴とする請求項１又は２記載のパネルの遮音構造。
【請求項４】
前記ガラス板は、コインシデンス周波数と一致する周波数で板材として共振しないように縦、横寸法が制限されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載のパネルの遮音構造。
【請求項５】
前記ガラス板を除くパネル本体面は、所定の空間を形成する一対の表面材を備えて構成され、これら表面材に部材追加又は加工が施されていることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載のパネルの遮音構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パネルの遮音構造に係り、特に、ガラス窓を備えたパネルにおけるガラス板特有のコインシデンス効果による遮音欠損を防止することのできるパネルの遮音構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ドアパネル等に見られるように、パネル本体の面内にガラス板を配置したガラス窓付きのパネルが知られている。図４（Ａ）、（Ｂ）には、従来のガラス窓付きパネルの概略横断面図が示されている。図４（Ａ）に示されるタイプのパネル４０は、パネル本体４１と、このパネル本体４１の面内に配置されたガラス板４２とを備えて構成されている。パネル本体４１には、その中央部に縦長の略方形をなす打ち抜き形状の配置領域４４が設けられており、この配置領域４４を画成する額縁４５の溝４５Ａにガラス板４２の外周側を挟み込んで当該ガラス板４２が固定されている。この一方、図４（Ｂ）に示されるタイプのパネル４０は、実質的に図４（Ａ）と同様のパネル本体４１を備え、額縁４５の内側領域には、相互に略平行となる二枚のガラス板４２，４２が空気層Ｃを形成する状態で配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４（Ａ）に示されるタイプのパネル４０にあっては、一般的に、中高音域においてコインシデンス効果によりガラス部分に遮音欠損が生じるという不都合がある。また、図４（Ｂ）に示される複層ガラスタイプのパネル４０にあっては、低周波域において共鳴透過現象による遮音欠損が生じるという不都合がある。この場合、各ガラス板４２，４２の厚みを相互に異ならせることでコインシデンス周波数での透過損失の落ち込みを少なくすることができるが、このような板厚変化は、構造の簡易化には逆行することとなる。しかも、二枚のガラス板４２を用いる構造は、少なくとも単層ガラス構造に比べてコスト的な不利益を免れない。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、単層ガラス構造を基本としてコスト抑制を図りつつ、遮音性能にも優れたパネルの遮音構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、パネル本体の面内にガラス板の配置領域を形成し、当該配置領域内に一枚のガラス板を配置したパネルの遮音構造において、
前記ガラス板の外周側に弾性係数の異なる数種の弾性体を配置して当該ガラス板の振動を抑制する、という構成を採っている。このような構成とすれば、一枚のガラス板を用いたパネルであっても、広範囲の周波数帯域において、ガラス板の振動を抑制若しくは減衰させることがでる。
【０００６】
本発明において、前記弾性体は、ガラス板の外周側各面をサンドイッチするように配置された第１の弾性体と、前記ガラス板の面方向に沿って前記第１の弾性体よりも外側に配置された第２の弾性体とにより構成することができる。このような構成とすることで、パネル本体とガラス板相互間における振動を減衰させることが可能となる。
【０００７】
また、前記第１の弾性体は、ガラス板の各面に対応して配置される分割型とされ、分割された各弾性体の各弾性係数が相互に異なるように設けられる、という構成を採ってもよい。
【０００８】
更に、前記ガラス板は、コインシデンス周波数と一致する周波数で板材として共振しないように縦、横寸法を制限するとよく、これによって、一枚のガラス板を窓としたパネル構造における中高周波数での遮音欠損を発生し難くすることができる。
【０００９】
更に、本発明において、前記ガラス板を除くパネル本体面は、所定の空間を形成する一対の表面材を備えて構成され、これら表面材に部材追加又は加工が施される、という構成も併せて採用することができる。このような構成により、パネル全体としての遮音性能を向上させることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に示されるように、本発明に係るガラス窓付きのパネルＰは、パネル本体１０と、このパネル本体１０の面内略中央部に配置された略方形のガラス板１１とにより構成されている。パネル本体１０は、角柱材等を用いて略方形の輪郭を形成するように組み合わされた外側枠体１３及び内側枠体１４と、これら外側枠体１３及び内側枠体１４のパネル厚み方向（図２中左右方向）に沿う各外側面に固定されて中間に空間Ｃ１を形成するように配置された一対の表面材１５，１６と、前記内側枠体１４の内周側に位置してガラス板１１の配置領域Ｓを形成する額縁１７とにより構成されている。
【００１１】
前記パネル本体１０は、平面サイズが（４５０ｍｍ×９００ｍｍ）〜（９００ｍｍ×２０００ｍｍ）程度の大きさに設けられている。表面材１５，１６は、厚み５ｍｍ〜１５ｍｍ程度、ヤング率３００〜３０００Ｋｇｆ／ｍｍ２程度の木質板などにより形成されている。また、外側及び内側枠体１３，１４の厚みすなわち表面材１５，１６間の空間Ｃ１の厚みは、４０ｍｍ程度に設けられている。この空間Ｃ１の厚みは、２０ｍｍ〜１００ｍｍとすることが好ましい。２０ｍｍ未満ではパネル全体が薄くなりすぎる一方、１００ｍｍを越えるとパネル全体の厚みが大きくなりすぎて実用的でなくなるためである。なお、これら寸法等の緒条件は、限定的なものではなく、一般に流通しているタイプのものと同程度のものであればよい。また、表面材の材質の組み合わせは任意である。
【００１２】
前記配置領域Ｓに設けられたガラス板１１は４ｍｍ程度の板厚を有し、この場合には、少なくとも縦方向寸法が１．３ｍ以下、幅方向寸法が０．３２５ｍ以下のものが採用され、当該ガラス板１１のコインシデンス周波数とされる３０００Ｈｚの周波数で共振しないようになっている。ここで、ガラス板１１の縦方向寸法が１．３ｍ以下、幅方向寸法が０．３２５ｍ以下としたのは、前記４ｍｍ厚において、ガラス中の３０００Ｈｚの波長は１．３ｍ、半波長は０．６５ｍ、１／４波長は０．３２５とされているため、これらの波長よりも小さくすることで共振を防止しようとするためである。
【００１３】
前記ガラス板１１は、図２に示されるように、パネル本体１０の厚み方向に沿う額縁１７の略中間部に支持されている。額縁１７には、ガラス板１１の外周側における左右各面との間に第１の弾性体２０，２０を介在させることのできる隙間が形成されており、当該隙間に第１の弾性体２０，２０が配置されている。これら第１の弾性体２０，２０はガラス板１１の外周各辺に沿ってそれぞれ直線状に延びる片状をなし、表面材１５側と表面材１６側において一対をなす分割型とされている。ここで、図２中左側に位置する第１の弾性体２０は、例えば、ゴム系の弾性体により構成されており、その弾性係数は、１〜５０Ｋｇｆ／ｍｍ２程度のものが用いられる一方、同図中右側に位置する弾性体２０の弾性係数は、例えば、ポリエチレン系発泡弾性体で０．０１〜５Ｋｇｆ／ｍｍ２程度のものが用いられ、これにより、広範囲の周波数帯域においてガラス板１１の振動を抑制若しくは減衰させることが可能となっている。
【００１４】
また、前記内側枠体１４のパネル厚み方向に沿う略中間部には、第２の弾性体２２が介装されている。この第２の弾性体２２も直線状に延びる片状をなして第１の弾性体２０の外周側に配置されている。第２の弾性体２２は、例えば、メラミン系発泡弾性体で０．０１〜５Ｋｇｆ／ｍｍ２程度のものが用いられる。この第２の弾性体２２は、前記第１の弾性体２０と相互に作用して、パネル本体１０とガラス板１１に生ずる振動が相互に伝達されることを抑制するように作用する。
【００１５】
本実施形態では、前記構成に加え、パネル本体１０側にも、所定の防振構造が採用されている。すなわち、一方（図２中右側）の表面材１５の内面側に板材２５が部材追加されているとともに、表面材１５の内面を部分的に加工した凹部２６が設けられている。また、他方（図２中左側）の表面材１６の内面側には遮音シート２７が設けられている。
【００１６】
前記板材２５はガラス板１１の上部位置において、表面材１５の内面側に取り付けられている。この板材２５は、特に限定されるものではないが、厚さ１０ｍｍ程度を有し、且つ、正面視略円形、楕円形、四角形等の多角形状に設けられ、これにより、表面材１５側において部分的な剛性を大きくしてコインシデンス周波数を低い方向にずらすことができ、更に、質量付加の効果によって意図した周波数以外での遮音性を向上させることができる。板材２５の材質としては、木製、金属若しくは樹脂板を使用することができる。この板材２５の個数は限定的なものではないが、本実施形態では、表面材１５の上部内面側に一個配置されている。
【００１７】
前記凹部２６は、ガラス板１１の下部位置において表面材１５の内面を部分的に加工することによって形成されている。この凹部２６は、正面視略円形、楕円形、四角形等の多角形状に設けられ、実質的に板材２５と略同様の外縁形状をなすようになっている。本実施形態では、凹部２６は、表面材１５の剛性を小さくすることにより、コインシデンス周波数を高い方向にずらすように作用する。
【００１８】
前記遮音シート２７は、アスファルトや軟質塩化ビニル樹脂オレフィンなどの樹脂に鉄粉等の高比重成分を混入したものからなる柔軟性を有するシート材によって形成されている。この遮音シート２７は、厚み１ｍｍ程度のオレフィン樹脂に鉄粉を混入したものが用いられている。また、遮音シート２７は、外側枠体１３の内周面及び内側枠体１４の上下各縁との間に若干の隙間をおいた状態で表面材１６に接着等の手段によって固定されている。この遮音シート２７は、図２中紙面直交方向両端が開放する状態で、縦断面形状が略円弧状を形成して表面材１６との間に空気層Ｃ２を形成するようにようになっている。ここで、空気層Ｃ２の最大厚さ（図２中左右方向幅）は、３ｍｍ〜５０ｍｍ程度とするとよい。３ｍｍ未満では遮音性能向上の効果が小さく、５０ｍｍを越えるとパネル全体の厚みが大きくなりすぎるためである。
【００１９】
なお、前記板材２５、凹部２７及び遮音シート２７は、パネル１０の共鳴透過周波数、コインシデンス周波数、表面材の共振周波数の各振幅最大位置に略対応する領域に配置するとよく、これにより、表面材１５，１６に様々な振動特性を付与してパネル本体１０自体の遮音性能を上げることができる。なお、遮音シート２７は、表面材１６に対する取り付け部位が、前記最大振幅位置に略対応する位置に設定される。
【００２０】
図３には、本発明に係るパネル１０の遮音効果を確認するための実験結果が示されている。この実験は、所定音源（帯域雑音（ピンクノイズ）をスピーカーから発生）が設置された音源室（容積５０ｍ３）と、音響透過損失が測定される受音室（容積５０ｍ３）との間の仕切壁の一部として、高さ方向寸法が約２０００ｍｍ、幅方向寸法が約９００ｍｍ、厚みが約６０ｍｍとなるパネル１０を二枚並べた場合と、これと同一サイズとなる図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す従来例のパネル４０，４０をそれぞれ二枚並べた場合の音響透過損失を測定したものである。また、本実施例では、表面材１５．１６の厚みが１０ｍｍ、空気層Ｃ１の厚みが４０ｍｍ、Ｃ２の最大厚みが２０ｍｍ、木製の板材２５、凹部２６は、それぞれ四角形で幅６００ｍｍ、高さ３００ｍｍ、厚み、凹みをそれぞれ５ｍｍとし、これらの配置は、図２に示される場合と略同一とした。また、ガラス板１１は、厚さ４ｍｍで、縦方向寸法が１２００ｍｍ、横方向寸法が２００ｍｍのものを用い、表面材１５側の第１の弾性体２０は、弾性係数が３Ｋｇ／ｍｍ２のゴム系弾性材を用いる一方、表面材１６側の第１の弾性体２０は、弾性係数が０．０５Ｋｇ／ｍｍ２のポリエチレン系発泡弾性材を用いた。そして、第２の弾性体２２は、弾性係数が０．５Ｋｇ／ｍｍ２のメラミン系発泡弾性材を用いた。また、パネル１に対して予め行った実測、解析に基づいて、板材２５は、共振周波数となる２００Ｈｚの振幅最大位置に対応して表面材１５の幅方向中央部に一個取り付け、凹部２６は、コインシデンス周波数近傍となる１０００〜２０００Ｈｚの振幅最大位置に対応して表面材１５の幅方向中央部に一個形成した。更に、表面材１６における上部の遮音シート２７は共鳴周波数となる４００Ｈｚの振幅最大位置を節として取り付け、下部の遮音シート２７は、１００Ｈｚの振幅最大位置を節として取り付けた。
【００２１】
図４に示されるように、本実施例に係るパネルによれば、従来例Ａ１，Ａ２に比べ、略全周波数域において、遮音性能が向上していることが明らかに認められる。これは、ガラス板１１の外周側各面にそれぞれ弾性係数が相違する第１の弾性体２０，２０を設けるとともに、その外周側に弾性係数が相違する第２の弾性体２２を設けたこと、及び板材２５，凹部２６及び遮音シート２７を前述した周波数における振幅最大位置に対応して設けたことにより、各表面材が複雑な振動特性を有するようになって振動を減衰してガラス板１１への振動伝達を効果的に抑制した結果によるものと推測される。なお、パネル本体１０に前記板材２５、凹部２６及び遮音シート２７を設けない場合においても、前述した厚み及び平面サイズを有するガラス板１１としたり、当該ガラス板１１の外周側に弾性係数の異なる複数の弾性体２０，２２を設けること等により、ガラス板１１の振動が抑制でき、また、コインシデンス効果による遮音欠損の防止を推定することができる。
【００２２】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対し、形状、材料、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材料などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
例えば、前記説明では、板材２５及び凹部２６は、表面材１５の幅方向中央部に設けた場合を示したが、幅方向に沿う複数箇所に複数設けてもよく、また、一枚の長円状をなす板材を固定することもできる。また、第１及び第２の弾性体の材質としては、前記以外に、ウレタン系、シリコン系、ゴム系発泡材等を用いることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、一枚のガラス板により窓を形成したパネルであっても、広い周波数帯域においてガラス板の振動を抑制して期待する遮音性能を得ることが可能な従来にない優れたパネルの遮音構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のガラス窓付きのパネルの概略正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。
【図３】実験例を従来例と共に示す線図。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来のガラス窓付きのパネルの縦断面図。
【符号の説明】
１０…パネル本体、１１…ガラス板、１５，１６…表面材、２０…第１の弾性体、２２…第２の弾性体、２５…板材、２６…凹部、２７…遮音シート、Ｐ…パネル、Ｓ…配置領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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