(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板を弾性シール材を介して支持するガラスシール構造において、前記弾性シール材を充填する箇所に、剛性を有する中間板を少なくとも前記ガラス板の辺の中央部で該ガラス板と重複するように配置すると共に、前記弾性シール材の５０％伸張時の弾性率を１．０×１０-4〜１．０×１０-2ｋｇｆ／ｍｍ2 にしたガラスシール構造。
【請求項２】
前記中間板のガラス板に対する重複量を前記ガラス板の辺の中央部で最も大きくした請求項１に記載のガラスシール構造。
【請求項３】
前記中間板として、前記ガラス板の両側に位置してガラス面に平行な左右一対の中間板を配置した請求項１に記載のガラスシール構造。
【請求項４】
前記左右一対の中間板を連結板を介して一体的に構成した請求項３に記載のガラスシール構造。
【請求項５】
前記左右一対の中間板を前記弾性シール材が充填されるサッシに対して一体的に固定した請求項３に記載のガラスシール構造。
【請求項６】
前記左右一対の中間板を連結板を介して一体的に構成し、かつ左右一対の中間板から前記ガラス板に向かって延長して該ガラス板に係合する左右一対の支持板を設けた請求項３に記載のガラスシール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐震性を向上させたガラスシール構造に関し、さらに詳しくは、地震等による剪断変形に対するガラス板の歪みを効果的に低減すると共に、風のようにガラス面に垂直な方向の圧力に対して十分な抗力を発揮することを可能にしたガラスシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、建物等にガラス板を取り付ける場合、枠状のサッシにガラス板を嵌め込み、その隙間に弾性シール材を充填したガラスシール構造を形成している。
【０００３】
このようなガラスシール構造では、高弾性率の弾性シール材を使用した場合、地震等によりガラス面に平行な方向に剪断変形が発生したとき、その剪断変形がガラス板に直接的に伝達されるためガラス板が割れ易いという問題があった。これに対して、ガラス板の割れを回避するために低弾性率の弾性シール材を使用した場合、上記剪断変形に対するガラス板の歪みを低減可能であるものの、風のようにガラス面に垂直な方向の圧力に対して十分な抗力を発揮することができないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ガラス面に平行な方向の剪断変形に対するガラスの歪みを効果的に低減すると共に、ガラス面に垂直な方向の圧力に対して十分な抗力を発揮することを可能にしたガラスシール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】
上記目的を達成するための本発明のガラスシール構造は、ガラス板を弾性シール材を介して支持するガラスシール構造において、前記弾性シール材を充填する箇所に、剛性を有する中間板を少なくとも前記ガラス板の辺の中央部で該ガラス板と重複するように配置すると共に、前記弾性シール材の５０％伸張時の弾性率を１．０×１０-4〜１．０×１０-2ｋｇｆ／ｍｍ2 にしたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明は耐震性を向上させたガラスシール構造に関するものであり、この耐震性を有するガラスシール構造には、サッシ等の変形に対して柔らかく追従し、応力の集中が少なくてガラス板が割れにくく、しかも風等のガラス面にかかる圧力に対しては十分に強い抗力を示すという特性が要求されている。上記条件を満足するような弾性条件をＦＥＭ解析により検討したところ、ガラス板の辺の端部付近で低弾性の支持構造にする一方で、中央部付近で高弾性の支持構造にすると良いことが判った。しかしながら、ガラス板の辺の端部付近と中央部付近とで弾性率を異ならせるために、１枚のガラス板に対して複数種類の弾性シール材を使用するのは施工上困難である。
【０００７】
そこで、上述のように剛性を有する中間板を少なくともガラス板の辺の中央部で該ガラス板と重複するように配置し、この中間板の配置によって弾性構造を調整することにより、１種類の弾性シール材を使用した場合であっても、ガラス面に平行な方向の剪断変形に対するガラス板の歪みを効果的に低減することができ、しかもガラス面に垂直な方向の圧力に対して十分な抗力を発揮することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１〜図３は本発明の実施形態からなるガラスシール構造を例示するものである。図において、長方形のガラス板１はコ字型の断面形状を有する枠状のサッシ２に嵌め込まれ、これらガラス板１とサッシ２との間に弾性シール材３が充填されている。これにより、ガラス板１を弾性シール材３を介して支持するガラスシール構造を構成している。
【００１０】
上記ガラスシール構造において、弾性シール材３の５０％伸張時の弾性率が１．０×１０-4〜１．０×１０-2ｋｇｆ／ｍｍ2 、より好ましくは５．０×１０-4〜５．０×１０-3ｋｇｆ／ｍｍ2 の範囲にする。この弾性シール材３の弾性率が１．０×１０-4ｋｇｆ／ｍｍ2 未満であると柔らか過ぎるため構造体として不適当であり、逆に１．０×１０-2ｋｇｆ／ｍｍ2 を超えるとガラス面に平行な方向の剪断変形に対してガラス板１の歪みを低減する効果が不十分になる。このような弾性シール材３として、シリコーン、ポリサルファイド、ウレタン等が挙げられる。
【００１１】
弾性シール材３を充填する箇所には、ガラス板１とサッシ２との中間位置に、少なくともガラス板１の辺の中点付近で該ガラス板１と重複するように中間板４が配置されている。中間板４は適度な剛性を有するものであり、その弾性率を５０〜１０００００ｋｇｆ／ｍｍ2 、更に好ましくは１００〜５００００ｋｇｆ／ｍｍ2 の範囲にするとよい。このような中間板４としては、鉄板等の金属板やプラスチック板等を使用することができる。また、中間板４の長さはガラス板１の辺の１０〜５０％程度が適当である。
【００１２】
上述のように弾性シール材３を充填する箇所に中間板４を部分的に配置することにより、その弾性構造を調整することができる。即ち、ガラス板１の辺の中央部では、剛性を有する中間板４の挿入して弾性シール材３の厚さを薄くするため高弾性の支持構造を形成し、ガラス板１の隅部では弾性シール材３の厚さが中央部よりも厚いため弾性シール材３の特性を十分に生かした低弾性の支持構造を形成することができる。
【００１３】
このようにガラス板１の弾性支持構造に異方性を持たせることにより、地震等の外力によりガラスシール構造全体が剪断変形や捻じれ変形を起こした場合、その変形に対してガラスシール構造が柔らかく追従してガラス板１に応力集中が発生することを防ぎ、また風のようにガラス面に垂直な方向の圧力に対しては十分な抗力を示すような構造になる。
【００１４】
次に、上記ガラスシール構造について解析モデルを設定し、そのモデルを使ってＦＥＭ解析によりガラス板が外力を受けた場合の変位や歪みの状態を解析した結果について説明する。解析条件は下記の通りである。
【００１５】
解析モデル：三次元ソリッド
ガラス板の寸法：縦3000mm×横2000mm×厚さ20mm
シール材の寸法：幅30mm（ガラス板との重複量15mm）×厚さ15mm
中間板の寸法：長さ1000mm×幅30mm（ガラス板との重複量15mm）×厚さ 5mm
ガラス板の材料定数：7200kgf/mm2 
標準シール材の弾性率：4.4 ×10-2kgf/mm2 
中間板の弾性率：21000kgf/mm2
ガラス面への圧力： 1.2×10-4kgf/mm2
サッシの剪断変形量：25mm
材料の組み合わせ：表１
【００１６】
【表１】
0004075976.tif 000002
【００１７】
図４は、モデルＡ〜Ｆのガラスシール構造に対してガラス面に垂直な方向の圧力（1.2 ×10-4kgf/mm2 ）をかけたときのガラス板の厚さ方向の変位量（mm）を示すものである。図４から判るように、中間板を挿入していないモデルＡ〜Ｃではシール材を柔らかくするにしたがってガラス板の厚さ方向の変位量が増大している。これに対して、モデルＤ〜Ｆでは中間板を挿入しているためシール材を柔らかくしてもガラス板の厚さ方向の変位量の増大を抑制することができ、最も低弾性のシール材を使った場合でも、標準シール材だけで構成したモデルＡと同等レベルに抑えることができる。
【００１８】
図５は、モデルＡ〜Ｆのガラスシール構造に対してガラス面に平行な方向の剪断変形量（25mm）を与えたときのガラス板に発生する歪み（mm）を示すものである。図５から判るように、中間板を挿入していないモデルＡ〜Ｃではシール材を柔らかくするにしたがってガラス板に発生する歪みが減少している。一方、モデルＤ〜Ｆでは中間板を挿入しているものの、モデルＡ〜Ｃと同様に、シール材を柔らかくするにしたがってガラス板に発生する歪みが減少している。
【００１９】
本発明では、弾性シール材を充填する箇所に、剛性を有する中間板を少なくともガラス板の辺の中央部で該ガラス板と重複するように配置することが必要であるが、その具体的な構成は特に限定されることはなく、種々の形態にすることが可能である。また、弾性シール材を充填する箇所に１枚の中間板を設けてもよく、或いは複数枚の中間板を設けた複層構造にしてもよい。
【００２０】
図６〜図１１は本発明のガラスシール構造の変形例を例示するものである。図６において、ガラス面に平行な左右一対の中間板４は連結板５を介して一体的に構成されている。このように立体構造を有する中間板４はサッシ２内への配置が容易であるため、弾性シール材３の充填作業を容易に行うことが可能になる。図７において、中間板４はサッシ２に対して一体的に固定されている。このように中間板４とサッシ２とを一体構造にすることにより、弾性シール材３の充填作業を容易に行うことが可能になる。図８において、ガラス面に平行な左右一対の中間板４は連結板５を介して一体的に構成され、かつ中間板４の中央部から内側へ延長してガラス板１に係合する左右の支持板６を備えている。このように一体構造の中間板４にガラス板１に係合する支持板６を設けることにより、ガラス板１に対する中間板４の位置決めを容易に行うことが可能になる。
【００２１】
図９において、弾性シール材３を充填する箇所毎に中間板４の寸法が異なるように設定されている。即ち、ガラスシール構造に生じる歪みや応力の程度に基づいて、それら歪みや応力を分散するように中間板４の寸法を設置場所毎に適宜設定してもよい。図１０において、中間板４は半円形に形成されている。このように中間板４は長方形以外に半円形や三角形等に形成することが可能である。この場合、歪みや応力の集中を緩和する最適な形状として、中間板４のガラス板１に対する重複量をガラス板１の辺の中央部で最も大きくすることが好ましい。
【００２２】
また、本発明のガラスシール構造は複数のガラス板同士による支持構造を含むものである。即ち、図１１に示すように、隣り合うガラス板１，１の間に弾性シール材３を充填するようにしたガラスシール構造では、左右一対の中間板４を連結板５を介して一体的に構成し、弾性シール材３を充填する箇所に、左右一対の中間板４を少なくともガラス板１，１の隣接辺の中央部で該ガラス板１，１の双方と重複するように配置するようにすればよい。このようにガラス板１，１同士のガラスシール構造に中間板４を適用した場合であっても、その弾性支持構造に異方性を与えることが可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガラス板を弾性シール材を介して支持するガラスシール構造において、前記弾性シール材を充填する箇所に、剛性を有する中間板を少なくとも前記ガラス板の辺の中央部で該ガラス板と重複するように配置すると共に、前記弾性シール材の５０％伸張時の弾性率を１．０×１０-4〜１．０×１０-2ｋｇｆ／ｍｍ2 にし、前記中間板の配置によって弾性構造を調整することにより、地震等に起因する剪断変形に対するガラスの歪みを効果的に低減することができ、しかも風のようなガラス面に垂直な方向の圧力に対して十分な抗力を発揮することができる。
また、本発明では、段階的な弾性構造を１種類の弾性シール材で実現することができるので、ガラスシール構造の施工が簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなるガラスシール構造を示す側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図２のＹ−Ｙ断面図である。
【図４】各種ガラスシール構造に対してガラス面に垂直な方向の圧力をかけたときのガラス板の厚さ方向の変位量（mm）を示す図である。
【図５】各種ガラスシール構造に対してガラス面に平行な方向の剪断変形量を与えたときのガラス板に発生する歪み（mm）を示す図である。
【図６】本発明のガラスシール構造の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明のガラスシール構造の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明のガラスシール構造の変形例を示す断面図である。
【図９】本発明のガラスシール構造の変形例を示す側面図である。
【図１０】本発明のガラスシール構造の変形例を示す側面図である。
【図１１】本発明のガラスシール構造の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ガラス板
２  サッシ
３  弾性シール材
４  中間板
５  連結板
６  支持板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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