(57)【要約】【課題】遮音性能に優れるサッシ構造の提供。【解決手段】本発明のサッシ構造１００は、サッシ１１のガラス嵌入溝１１ｍにガラス板１５が嵌めこまれており、ガラス嵌入溝１１ｍの入口付近にガラス板１５とサッシ１１との隙間を埋めるシーリング材１３が配置され、ガラス板１５及びシーリング材１３がガラス嵌入溝１１ｍの入口を閉じることによってサッシ１１内に空洞ＳＨ１が形成されている。サッシ１１内の空洞ＳＨ１には、吸音性繊維１２が充填されている。【選択図】図１
2007211523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サッシのガラス嵌入溝にガラス板が嵌めこまれており、前記ガラス嵌入溝の入口付近に前記ガラス板と前記サッシとの隙間を埋めるように樹脂部材が配置され、前記ガラス板及び前記樹脂部材が前記ガラス嵌入溝の入口を閉じることによって前記サッシ内に空洞が形成されているサッシ構造において、前記空洞に吸音性繊維を充填したことを特徴とするサッシ構造。
【請求項２】
前記吸音性繊維が、ガラス繊維及び金属繊維から選ばれる少なくとも１種である請求項１記載のサッシ構造。
【請求項３】
前記吸音性繊維が、不織布である請求項１又は請求項２に記載のサッシ構造。
【請求項４】
前記ガラス板が、単一ガラス板、複層ガラスからなるガラス板及び合わせガラスからなるガラス板から選ばれる１種である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のサッシ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板とサッシを使ったサッシ構造に関し、特に遮音性能に優れたサッシ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の窓の遮音性能を高める技術として、従来から、二重窓に関する技術（特開２００２−６１４６５号公報）や、複層ガラスに関する技術（特開２００４−２０５９９２号公報）が広く採用されている。これらの技術は、中間の空気層によって音の減衰を図り、優れた遮音性能を得るというものである。また、特殊な中間膜を用いた合わせガラスにより、遮音性能を高める技術も提案されている（特開２００４−６７４２７号公報）。
【特許文献１】特開２００２−６１４６５号公報
【特許文献２】特開２００４−２０５９９２号公報
【特許文献３】特開２００４−６７４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ガラス板をサッシに固定する構造としては、以下のようないくつかの形態がある。第１の形態は、図９に示すごとく、サッシ５１のガラス嵌入溝５１ｍ内に設けたセッティングブロック５３上にガラス板５７を配置し、ガラス板５７とサッシ５１との隙間に樹脂製のシーリング材５５を充填した構造である。第２の形態は、図１０に示すごとく、ガラス板５７に樹脂製のガスケット８３（枠材）を取り付け、ガスケット付きのガラス板５７をサッシ８１のガラス嵌入溝８１ｍに圧入した構造である。
【０００４】
本発明者らは、上記のようなサッシ構造について、音の漏れるメカニズムを詳細に検討した。その結果、音の漏れはガラス板だけでなく、サッシからも発生しているという知見を得た。
【０００５】
前述したように、ガラス板の改善によって遮音性能を高める試みは多くあるが、サッシについては注目度が低く、改善の余地がある。そこで本発明は、遮音性能に優れるサッシ構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、サッシのガラス嵌入溝にガラス板が嵌めこまれており、ガラス嵌入溝の入口付近にガラス板とサッシとの隙間を埋めるように樹脂部材が配置され、ガラス板及び樹脂部材がガラス嵌入溝の入口を閉じることによってサッシ内に空洞が形成されているサッシ構造において、サッシ内の空洞に吸音性繊維を充填したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
従来のサッシ構造によれば、ガラス板を固定するサッシの内部が空洞になっているので、その空洞にガラス板の振動が伝搬し、サッシによる音の透過が顕著となる。上記本発明のごとく、サッシ内の空洞に吸音性繊維を配置すれば、空洞で空気の振動を減衰させることができ、遮音性能の高いサッシ構造を実現することができる。サッシ内の空洞に吸音性繊維を配置するという簡単な構成であるため、設計変更又は部品点数増に基づくコスト上昇の問題も生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のサッシ構造は、サッシのガラス嵌入溝内に配置されたセッティングブロック上にガラス板を載せるとともに、ガラス嵌入溝の入口付近にガラス板とサッシとの隙間を埋めるシーリング材（樹脂部材）が配置されているサッシ構造とすることができる。
【０００９】
ガラス板とサッシとの隙間に配置される樹脂部材の他の例は、ガラス板の周縁部に取り付けられるガスケット（枠材）である。この場合、本発明のサッシ構造は、サッシのガラス嵌入溝にガラス板が嵌めこまれ、ガラス板に取り付けたガスケットがガラス嵌入溝の入口においてガラス板とサッシとの隙間を埋めるとともに、そのガスケットを介してサッシにガラス板を固定するようになっているサッシ構造とすることができる。以下、添付の図面を参照しながらいくつかの実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明のサッシ構造の断面図であって、ガラス板の厚さ方向に垂直な断面を示している。図２は、図１のサッシ構造の正面図であって、サッシの一部を取り除いた状態を示している。サッシ構造１００は、ガラス板１５をサッシ１１に固定することによって構成されている。サッシ１１は、ガラス板１５を嵌めこむ凹状溝、すなわちガラス嵌入溝１１ｍを有している。
【００１１】
サッシ１１の下辺のガラス嵌入溝１１ｍ内には、セッティングブロック１４が配置されている。セッティングブロック１４は、サッシ１１のガラス嵌入溝１１ｍに嵌めこまれたガラス板１５を直接支持している。ガラス嵌入溝１１ｍの入口付近には、ガラス板１５とサッシ１１との隙間を埋めるように、樹脂製のシーリング材１３が配置されている。シーリング材１３はガラス板１５とともにガラス嵌入溝１１ｍの入口を塞いでいる。
【００１２】
サッシ１１は、内部に空洞ＳＨ１が生じた状態で密閉されている。本発明のサッシ構造１００においては、この空洞ＳＨ１に吸音性繊維１２を充填し、サッシ１１に起因した音の漏れを抑制するようにしている。空洞ＳＨ１に吸音性繊維１２を充填することにより、吸音性繊維１２と空気との界面で空気の粘性摩擦が生じ、そのことによって音のエネルギーの一部が熱エネルギーに変換される。この結果として吸音効果が発揮され、ひいてはサッシ構造の音響透過損失を高めることが可能となる。
【００１３】
セッティングブロック１４及びシーリング材１３は、これらを介してガラス板１５がサッシ１１に位置決めされるとともに、ガラス板１５がサッシ１１に直接接することを阻止して、ガラス板１５からサッシ１１に振動が伝搬することを防ぐ。また、地震等が発生した場合にガラス板１５に強い曲げ荷重が懸かることを防止する。シーリング材１３は、水等の異物がサッシ１１の内部に入り込まないように、ガラス嵌入溝１１ｍの入口において、ガラス板１５とサッシ１１との間に隙間なく充填されている。また、セッティングブロック１４を配置していない上辺、左辺および右辺に相当する位置においても、ガラス板１５とサッシ１１との間に吸音性繊維１２が充填されている。つまり、吸音性繊維１２は、サッシ１１の全周にわたって充填されている。また、吸音性繊維１２は、ガラス板１５の周縁部１５ｔに直接接触している。このようにすれば、サッシ１１からの音の漏れを最大限に抑制することが可能である。
【００１４】
上記の吸音性繊維１２は、無機材料からなる無機繊維であってもよいし、有機材料からなる有機繊維であってもよい。さらには、無機繊維及び有機繊維の両方を含むものであってもよい。無機繊維としては、例えば、ガラス繊維及び金属繊維から選ばれる少なくとも１種を使用することができる。有機繊維としては、例えば、木綿、セルロースアセテート繊維、アクリル繊維、モダクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維及びポリプロピレン繊維から選ばれる少なくとも１種を使用することができる。繊維の寸法（長さ、太さ）は特に限定されるものではないが、例えば直径数μｍ〜数百μｍのものを好適に使用することができる。
【００１５】
また、吸音性繊維１２の比重が大きいほど、質量効果による吸音を期待できるので好ましい。高い質量効果を得るためには金属繊維が好適である。金属繊維としては、鉛、鉄及び銅から選ばれる１種の金属を主成分（質量％で最も多く含む成分）とするものを例示できる。これらの金属繊維によれば、安価であるし、繊維形態への加工も容易である。もちろん、これらの金属繊維とガラス繊維とを同時使用することができる。金属繊維を使用することによる重量増が問題となる場合には、その一部をガラス繊維に置き換えるといったことが可能である。
【００１６】
また、空洞ＳＨ１への充填作業のしやすさを考慮して、吸音性繊維１２は、繊維集合体（具体的には不織布）の形態であることが望ましい。吸音性繊維１２が繊維集合体の形態である場合、ガラス板１５の周縁部１５ｔに対し、第一主面側（表面）から第二主面側（裏面）に回りこむように吸音性繊維１２を空洞ＳＨ１に充填することが容易となる。また、繊維集合体の形態とすることにより、空洞ＳＨ１への充填率を容易に高めることができるし、自重によって下の方にズレ落ちていくといったことも防止できる。
【００１７】
図１のサッシ構造１００で採用しているガラス板１５は単一の層からなる単一ガラス板であるが、このような単一ガラス板に代えて、複層ガラスを用いたガラス板又は合わせガラスを用いたガラス板を用いてもよい。サッシ１１は、アルミニウム合金などの金属製である。セッティングブロック１４は、クロロプレンゴムまたは塩化ビニルのような樹脂材料で形成される。また、シーリング材１３にはゴム弾性を有する樹脂、例えばシリコーン樹脂を好適に採用することができる。また、本実施形態では、ガラス板の形状は円形など、方形以外の形状とすることができる。
【００１８】
図３は、サッシ構造の第二実施形態の断面図である。図３に示すサッシ構造２００において、サッシ２３は、サッシ本体２１及び押縁２２を含む。押縁２２は、サッシ本体２１とともにガラス嵌入溝２３ｍを形成している。サッシ２３の下辺に相当する部分には、セッティングブロック２４が配置されている。セッティングブロック２４は、ガラス嵌入溝２３ｍに嵌めこまれたガラス板１５を支持している。ガラス嵌入溝２３ｍの入口付近には、ガラス板１５とサッシ２３との隙間を埋める樹脂部材として、ガスケット２６ａ及びシーリング材２６ｂが配置されている。ガスケット２６ａ及びシーリング材２６ｂは、ガラス板１５とともにガラス嵌入溝２３ｍの入口を閉じている。サッシ２３は、内部に空洞ＳＨ２が生じた状態で密閉される。そして、この空洞ＳＨ２に吸音性繊維１２が充填してある。
【００１９】
図４は、サッシ構造の第三実施形態の断面図である。図４に示すサッシ構造３００は、セッティングブロックを設けていないという点で図１〜図４のサッシ構造１００，２００と異なるが、サッシ３１のガラス嵌入溝３１ｍにガラス板１５を嵌めこんで固定するという基本思想に変更はない。ガラス板１５には、その周縁部１５ｔを包囲するように樹脂製のガスケット３３（枠体）が取り付けられており、そのガスケット付きのガラス板１５をガラス嵌入溝３１ｍに嵌めこんだ形となっている。ガスケット３３は、ガラス板１５とサッシ３１との隙間を埋める樹脂部材であり、ガラス板１５がサッシ３１に直接接することを阻止している。具体的には、クロロプレンゴムのようなエラストマーでガスケット３３を形成することができる。ガスケット３３の開放端部３３ｋは、サッシ３１に嵌めこまれる側よりも厚肉となっており、この厚肉の開放端部３３ｋがガラス嵌入溝３１ｍの入口に引っ掛かることにより、ガラス板１５がサッシ３１に対して位置決め固定されている。先の実施形態と同様、サッシ３１の内部に生じた空洞ＳＨ３には、吸音性繊維１２が充填してある。
【実施例】
【００２０】
［実験１］
本発明の効果を確かめるために、以下に説明するような実験を行った。まず、以下に示す部品を用い、図１で説明したサッシ構造を実施例１として作製した。また、比較例１として、サッシ内に吸音性繊維を充填していないサッシ構造を作製した。
ガラス板：フロート単板ガラス（横１２３０×縦１４８０×厚さ１５（単位：ｍｍ））
サッシ：アルミニウム合金サッシ（横１３４６×縦１６１３（単位：ｍｍ））
シーリング材：シリコーン樹脂
セッティングブロック：クロロプレンゴム
吸音性繊維：グラスウール
【００２１】
次に、各サッシ構造について、ＪＩＳ  Ａ  １４１６：２０００に準じて遮音性能を測定した。測定には、図５に示すような測定装置を用いた。この測定装置６０は、音源装置６３、実験室６４及び受音装置７０を備える。帯域雑音発生器６１で生成した雑音信号を電力増幅器６２にて増幅し、音源側残響室１６４内に配置したスピーカ７６により出力する一方、マイクロホン７７，７８からの受音信号を増幅器７１にて増幅した後、１／３オクターブフィルタ７２にかけて、記録器７３に記録する仕組みである。
【００２２】
実験室６４としては、図５に示したように、タイプＩ試験室（不整形残響室）を用いた。互いに隣接する、音源側残響室１６４と受音側残響室２６４との両室を貫通する試料取付用開口部７５に、測定対象であるサッシ構造を施工配置して、音響透過損失を測定した。試料取付用開口部７５の寸法は、横１３９６×縦１６６３（単位：ｍｍ）とした。
【００２３】
音響透過損失は、次式を用いて算出した。
（数１）
Ｒ＝Ｌ1−Ｌ2＋１０・ｌｏｇ10（Ｓ／Ａ）
Ｒ：音響透過損失（ｄＢ）
Ｌ1：音源室の平均音圧レベル（ｄＢ）
Ｌ2：受音室の平均音圧レベル（ｄＢ）
Ｓ：開放した開口部に等しい広さの試料面積（ｍ2）
Ａ：受音室の等価吸音面積（ｍ2）
【００２４】
受音室の等価吸音面積は、測定した残響時間の平均値を用いて、次式によって算出した。
（数２）
Ａ＝０．１６／Ｔ
Ｖ：受音室の容積（ｍ3）
Ｔ：受音室の残響時間（ｓ）
【００２５】
実施例１及び比較例１の測定結果を図６に示す。サッシ内の空洞にグラスウールを充填した実施例１は、比較例１に比べ、各中心周波数において、表１に示すように音響透過損失が大きくなった。特に、１０００Ｈｚ以上の改善が顕著となった。すなわち、コインシデンス効果による１０００Ｈｚ近傍の音響透過損失の落ち込みが大幅に抑制され、ＪＩＳ  Ａ  ４７０６：２０００に規定された遮音性能評価基準のＴ−２レベルを達成した。
【００２６】
（表１）
───────────────────────
中心周波数（Ｈｚ）    透過損失差（ｄＢ）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
１０００              ３．２
２０００              ６．６
４０００              ５．３
───────────────────────
【００２７】
［実験２］
吸音性繊維として金属繊維の一例である鉛毛を使用し、実施例２のサッシ構造を作製した。鉛毛は、金属鉛を繊維状にしたものであり、不織布の形態のものを使用した。基本構造及び他の部品は、実施例１と同様とした。そして、実験１と同様の方法にて、実施例２のサッシ構造の遮音性能を測定した。結果を図７及び表２に示す。図７には、比較例１の測定結果も併せて示している。
【００２８】
（表２）
───────────────────────
中心周波数（Ｈｚ）    透過損失差（ｄＢ）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
１０００              ８．６
２０００              ７．８
４０００              ７．６
───────────────────────
【００２９】
吸音性繊維として用いた鉛毛は、その比重がグラスウールよりも大きい。したがって、先に説明したメカニズム、すなわち空気の粘性摩擦によるエネルギー変換のメカニズムに加えて、鉛毛の質量効果によって吸音効果が大きくなったといえる。具体的には、ＪＩＳ  Ａ  ４７０６：２０００に規定された遮音性能評価基準のＴ−３レベルを達成した。
【００３０】
［実験３］
上記実験２，３で使用したフロート単板ガラスそのものの遮音性能を、実験１と同様の方法で測定した。測定を行う準備として、実験室における開口部にフロート単板ガラスを直接配置して、その周囲をパテで封止する施工を行った。フロート単板ガラスの両側には、ＪＩＳ  Ａ  １４１６に準じて、６０ｍｍの凹み（ニッシェ）を設けた。結果を図８と表３に示す。図８には比較例１の測定結果も併せて示す。
【００３１】
比較例１との対比から分かるように、通常のサッシ構造の遮音性能は、ガラス板単体の遮音性能に比べて大きく劣っている。この測定結果は、サッシ部分から音が漏れている事実を明確に表している。こうした知見より、本発明のようにサッシ内の空洞に吸音性繊維を充填すれば、サッシ部分からの音の漏れを抑制することができ、遮音性能の低下を大幅に改善することができるといえる。特に、図７と図８とを対比すると分かるように、鉛毛を使用した実施例２は、ガラス板単体の遮音性能よりも高い遮音性能を実現できた。
【００３２】
（表３）
───────────────────────
中心周波数（Ｈｚ）    透過損失差（ｄＢ）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
１０００              ７．７
２０００              ８．０
４０００              ８．５
───────────────────────
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のサッシ構造の断面図。
【図２】図１のサッシ構造の正面図。
【図３】本発明のサッシ構造の第二実施形態の断面図。
【図４】本発明のサッシ構造の第三実施形態の断面図。
【図５】測定装置の概要を示すブロック図。
【図６】実施例１及び比較例１の遮音性能の測定結果を示すグラフ。
【図７】実施例２及び比較例１の遮音性能の測定結果を示すグラフ。
【図８】ガラス板単体の遮音性能の測定結果を示すグラフ。
【図９】従来のサッシ構造の断面図。
【図１０】従来のサッシ構造の別形態の断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１１，２３，３１  サッシ
２１  サッシ本体
２２  押縁
１１ｍ，２３ｍ，３１ｍ  ガラス嵌入溝
１２  吸音性繊維
１３，２６ｂ  シーリング材
２６ａ，３３  ガスケット
１４，２４  セッティングブロック
１５  ガラス板
１５ｔ  ガラス板の周縁部
１００，２００，３００  サッシ構造
ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３  空洞
【図１】
2007211523.tif 000003
【図２】
2007211523.tif 000004
【図３】
2007211523.tif 000005
【図４】
2007211523.tif 000006
【図５】
2007211523.tif 000007
【図６】
2007211523.tif 000008
【図７】
2007211523.tif 000009
【図８】
2007211523.tif 000010
【図９】
2007211523.tif 000011
【図１０】
2007211523.tif 000012