サッシ
【課題】 フレームを通じて換気を行いつつ断熱性能を高めることのできるサッシの提供。
【解決手段】 断熱性のフレーム２を備え、断熱性のフレーム２は、室内外に連通する通気路５と、通気路５を流れる空気に熱を伝達する伝熱部２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、通気路５を流れる空気に抵抗を与える抵抗付与部６とを有する。
【解決手段】 断熱性のフレーム２を備え、断熱性のフレーム２は、室内外に連通する通気路５と、通気路５を流れる空気に熱を伝達する伝熱部２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、通気路５を流れる空気に抵抗を与える抵抗付与部６とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱性に優れたサッシに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高気密・高断熱の建物では、窓部からの熱のロスが大きいのが問題となっている。窓部の断熱性を高めるために、窓のフレームとして樹脂製のフレームやアルミと樹脂の複合構造のフレームも知られているが、そのような断熱性のフレームであっても熱貫流率をゼロにすることはできず、冬季にはフレームを通じて室内の熱が室外に逃げ、夏季にはフレームを通じて室外の熱が室内に入ってくるため、窓部を大きくすればするほど冷暖房のコストが増大する。
【０００３】
特許文献１には、窓のフレームの内部と二重ガラス間の隙間に空気を通して換気を行い、空調負荷の軽減を図るものが記載されている。しかしこの窓はフレームが断熱構造になっておらず、冬季にはフレームを伝わって室内の熱が逃げる上、フレーム内を通じて室外の空気を室内に導入したとすると、冷たい外気によって室内が冷やされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８５１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上に述べた実情に鑑み、フレームを通じて換気を行いつつ断熱性能を高めることのできるサッシの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を達成するために請求項１記載の発明によるサッシは、断熱性のフレームを備え、断熱性のフレームは、室内外に連通する通気路と、通気路を流れる空気に熱を伝達する伝熱部と、通気路を流れる空気に抵抗を与える抵抗付与部とを有することを特徴とする。
ここで「フレーム」には、窓枠を構成する上枠、下枠及び竪枠の他、方立や無目、障子の框等が含まれる。断熱性のフレームとしては、例えば全体を樹脂等の非金属で形成したもの、樹脂等の非金属とアルミ等の金属を組合わせたものとすることができる。伝熱部と抵抗付与部は、別々に設けることもできるが、伝熱部が抵抗付与部を兼ねるものとすることもできる。
【０００７】
請求項２記載の発明によるサッシは、請求項１記載の発明の構成に加え、断熱性のフレームは、室内側が金属製であり、室外側が非金属製であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明によるサッシは、請求項１記載の発明の構成に加え、断熱性のフレームは、室内側が金属製であり、室内外方向の中間部が非金属製であり、抵抗付与部が、フレームの室内側の金属製の部分よりも室外側に設けてあることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明によるサッシは、請求項２又は３記載の発明の構成に加え、フレームの室内側の金属製の部分に伝熱部が設けてあり、伝熱部よりも室外側に抵抗付与部が設けてあることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明によるサッシは、請求項１，２，３又は４記載の発明の構成に加え、通気路を開閉する蓋を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によるサッシは、断熱性のフレームを備えることで、フレーム自体の室内外の熱移動を抑えられることに加え、フレームの通気路を通じて換気を行うことができ、しかも伝熱部と抵抗付与部により、通気路を流れる空気に効率良く熱が伝達されることで、空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられるので、極めて高い断熱性能を発揮する。また冬季には、室内に流入する外気が室温に近い温度となるため、フレームの室内側の結露を防止できる。フレームに通気路を設けたので、壁に換気のための穴を開けずにすみ、新築以外にも戸建て住宅のリフォームやマンションのリフォーム等、気密住宅に幅広く対応できる。
【００１２】
請求項２記載の発明によるサッシは、フレームの室内側が金属製であることで、フレームの室内側が室温に近い温度となり、通気路を流れる空気により効率よくフレームの熱を伝達できるため、上述の空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱の効果を高めることができる。また、フレームの室外側が非金属製であるため、フレーム自体の室内外の熱移動を抑えられる。
【００１３】
さらに請求項３記載の発明によるサッシは、フレームの室内側が金属製であることで、フレームの室内側が室温に近い温度となり、尚且つフレームの室内側の金属製の部分よりも室外側に抵抗付与部が設けてあることで、抵抗付与部により空気の流れをゆっくりにしてから室内側の金属製の部分を空気が通過することで、通気路を流れる空気により効率よくフレームの熱を伝達できるため、上述の空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱の効果をより一層高めることができる。また、フレームの室内外方向の中間部が非金属製であるため、フレーム自体の室内外の熱移動を抑えられる。
【００１４】
請求項４記載の発明によるサッシは、フレームの室内側の金属製の部分に伝熱部が設けてあり、伝熱部よりも室外側に抵抗付与部材が設けてあるので、抵抗付与部によって勢いが抑えられた空気がフレーム室内側の金属製の部分に流れ込み、伝熱部によって効率良くフレームの熱が伝えられるため、上述の空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱の効果をより一層高めることができる。
【００１５】
請求項５記載の発明によるサッシは、通気路を開閉する蓋を有しているので、強風時に通気路を蓋で塞ぐことで、冷たい外気が室内に流れ込むのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のサッシのフレーム（上枠）の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明のサッシの一実施形態を示す室外側正面図である。
【図３】同サッシの縦断面図である。
【図４】同サッシの横断面図である。
【図５】本発明のサッシが組み込まれた住宅の縦断面図である。
【図６】本発明のサッシのフレーム（上枠）の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図７】第１・第２実施形態のフレームと図１７に示す比較例のフレームの解析結果を示す表である。
【図８】本発明のサッシのフレーム（上枠）の第３実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本発明のサッシのフレームのさらに別の実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】図９に示す各フレームの解析結果を示す表である。
【図１１】本発明のサッシの他の実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】同サッシの横断面図である。
【図１３】第１実施形態のフレームを用いたサッシについて、ガラスを含めたサッシ全体の熱貫流率の解析結果を示す表である。
【図１４】本発明のサッシのさらに別の実施形態を示す縦断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は本発明のサッシのフレームの実施例を示す縦断面図であり、（ｄ）は比較例の縦断面図である。
【図１６】図１５に示す各フレームについての解析結果を示す表である。
【図１７】サッシのフレームの比較例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２〜４は、本発明のサッシ１の一実施形態を示し、図１はそのサッシ１の上枠２を拡大した縦断面図であり、図５はそのサッシ１が組み込まれた住宅を示している。図５に示すように、本住宅は床１０と壁１１と天井１２とで室内が仕切られ、床１０と壁１１と天井１２には断熱材を埋め込んで断熱性を高めてある。一方の壁１１には窓開口部１３を設けてサッシ１を取付けてあり、他方の壁１１には換気用の開口部１４を設けて送風機１５が取付けてある。サッシ１は、窓枠１６に室内外に連通する通気路５を備えており、送風機１５を運転して室内の空気を屋外に吸い出すことで室内を負圧に調整し、それに伴い室外の空気を窓枠１６の通気路５から室内に取り込み、２４時間換気を行っている。
また、住宅には公知の冷暖房設備を備え、冷暖房設備により室内の気温を２０℃前後の快適な温度に保っている。図５は、冷暖房設備としてヒートポンプ１７を採用した場合を示している。ヒートポンプ１７は、室内側ユニット１７ａと室外側ユニット１７ｂとを備え、内蔵する熱交換器と冷媒回路により室内外の空気間で熱交換を行い、室内側ユニット１７ａの送風口１７ｃより冬季には温風を、夏季には冷風を室内に噴き出す。なおヒートポンプ１７は、冬季には送風機１５から排出される室内の空気をダクト１８を通して室外側ユニット１７ｂに送り、その空気から熱を回収することで、暖房コストを節約できるようにしている。
【００１８】
サッシ１は、図２〜４に示すように、上枠２と下枠３と左右の竪枠４，４とを方形に枠組みして窓枠１６が構成され、窓枠１６内には３枚のガラス板１９を間隔をおいて保持した複層ガラスを取付けてあり、いわゆる嵌め殺し窓となっている。
上枠２は、図１に示すように、アルミニウム合金の押出形材よりなる室外側枠材２０と室内側枠材２１とを、樹脂製の断熱材２２，２２にかしめ連結した構造になっており、断熱材２２により室内外の熱の伝達を防いでいる。室外側枠材２０は、室外側壁と室内側壁に開口２３ａ，２３ｂを設けてあり、室外側壁の開口２３ａは、雨や強風が吹き込むのを防ぐためにカバー２４を取付けて覆ってある。断熱材２２，２２間には、抵抗付与部としてのポーラス材６が埋め込んである。ポーラス材６としては、グラスウールを用いている。
室内側枠材２１は、内周側に凹部２５を形成し、凹部２５に換気ユニット２６が取付けてあり、室外側壁と内周側壁とに開口２３ｃ，２３ｄを形成し、室外側から導入された空気を換気ユニット２６の排気口２６ａよりガラス板１９に沿うように噴き出すようにしている。このように通気路５を内周側に曲げ、且つ換気ユニット２６に空気を通過させることで、通気路５の室内側を長く複雑化している。なお、室内側上枠材２１の通気路５に面した壁２１ａ，２１ｂ，２１ｃ全体が、通気路５を通過する空気に室内の熱を伝達する伝熱部に相等する。また換気ユニット２６は、抵抗付与部及び伝熱部として機能する。換気ユニット２６内には、排気口２６ａを開閉する蓋２７を有している。図１は、蓋２７が開いた状態を示しており、台風などの強風時には、図示しない操作部を操作することで蓋２７を排気口２６ａに密着させ、排気口２６ａを塞ぐことができる。
【００１９】
冬季には、室内側枠材２１は熱伝導率のよいアルミニウム合金製のため室内の温度と略同じ温度に暖められ、室外側枠材２０との間に断熱材２２が介在しているため、室内側枠材２１の熱が室外側に伝わるのが遮断される。室外側枠材２０の開口２３ａより侵入した室外の冷たい空気は、ポーラス材６の内部を通過することで流速が抑えられ、その後、室温に暖められた室内側枠材２１の内部の壁２１ａ，２１ｂ，…と換気ユニット２６の内部に接触することで熱が空気に効率よく伝わり、室温に近い温度に暖められて排気口２６ａより室内に排出される。これにより空気の流入する方向とは逆方向である室内側から室外側への熱輸送が妨げられ、極めて高い断熱性を発揮し、上枠２の熱貫流率Ｕ（Ｗ／ｍ２Ｋ）をほぼゼロにすることができる。また、室内に流入する外気が室温に近い温度になるため、上枠２の室内側に結露が生ずるのを防止できる。また、室外側にカバー２４を設け、空気を下から取り込むようにしたので、雨水の浸入を防止して水密性を確保できる。さらに、室内側の排気口２６ａを内周側に向けて設けたので、風が人体に直接あたらない。
【００２０】
これまで上枠２について説明したが、下枠３と竪枠４も上枠２と同様の構造となっており、上述の通気路５を流れる空気にフレームの熱を伝えることで、空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱効果により、下枠３と竪枠４の熱貫流率Ｕもほぼゼロになっている。
【００２１】
図６は、上枠２の第２実施形態を示している。この上枠は、樹脂製の室外側枠材２８と、アルミニウム合金製の室内側枠材２１とを結合した構造となっており、室外側枠材２８の通気路５内部にポーラス材６を埋め込んでいる。他の点は、図１に示す第１実施形態と同様である。
【００２２】
図１に示す第１実施形態のフレーム（上枠２）と図６に示す第２実施形態のフレームについて、室外側の気温が０℃、室内側の気温が２０℃で、通気路５を通過する空気の流量を変化させたときに、フレームの室内側と室外側の表面温度、出入口の空気温度、内外圧力差、フレームの熱貫流率Ｕｆを解析によって求めた。また比較のために、図１７に示すように、フレーム９０全体がアルミニウム合金製で、ポーラス材６がフレーム９０の通気路５内に埋め込んでいないものについても同様に解析を行った。解析結果を図７に示す。
【００２３】
図７に示すように、第１・第２実施形態のフレームでは、通気路５内にポーラス材６を埋め込んだことで、内外圧力差が比較例のものより大きくなり、フレームの熱貫流率Ｕｆは比較例ではおよそ１〜５であるのに対して、第１・第２実施形態のものはほぼゼロになった。ちなみに、通気路が無い通常のサッシのフレームの熱貫流率Ｕｆは、アルミフレームで７〜９、アルミ断熱フレーム（室外側と室内側のアルミフレームを樹脂で連結したもの）で３．５〜４、室外側がアルミで室内側が樹脂の複合フレームで３〜４、樹脂フレームで２〜２．５である。
【００２４】
図１に示す第１実施形態のフレームを用いたサッシ１について、室外側の気温が０℃、室内側の気温が２０℃で、通気路５を通過する空気の流量を変化させたときの、ガラス１９を含めたサッシ全体の熱貫流率Ｕｗを解析により求めた。サッシ１は、フレームの面積が０．４ｍ２、ガラスの面積が１．６ｍ２、総面積が２ｍ２である。解析結果を図１３に示す。
【００２５】
図１３に示すように、サッシ全体の熱貫流率Ｕｗは、フレームの熱貫流率Ｕｆと比べて大きくなる。これは、ガラスの熱貫流率Ｕｇが０．８であり、ガラスがサッシの面積の大半を占めているため、その影響を受けるためである。サッシ全体の熱貫流率Ｕｗは、流量が増加するにつれて小さくなり、流量が５．５ｍ３／ｈ以上ではガラスの熱貫流率Ｕｇ（０．８）より小さくなった。
【００２６】
図８は、本発明のサッシ１のフレーム（上枠２）の第３実施形態を示している。図１に示す第１実施形態と異なる点について説明すると、換気ユニット２６内に風量調整羽根２９を内蔵しており、風量調整羽根２９はバネ３０で付勢して内外周方向に移動可能に設けてあり、風圧を受けると内周側に移動して流量を調節する。風が強いときには、仮想線で示すように風量調節羽根２９が内周側に移動して排気口２６ａを塞ぐ。また換気ユニット２６には、排気口２６ａを開閉する手動式の蓋３１も備えている。排気口２６ａには網戸３２が取付けてある。
本実施形態によれば、第１・第２実施形態と同様に、通気路５を流れる空気にフレームの熱を伝えることで、空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱効果により、フレームの熱貫流率をほぼゼロにできることに加え、風の強さに応じて室内に流入する空気の量を自動的に調節でき、また台風などの強風時には排気口２６ａを自動的に閉鎖して、冷気が室内に流入するのを防止できる。
【００２７】
第１〜第３実施形態のサッシは、フレームがアルミと樹脂を組み合わせたものとなっているが、フレーム全体を樹脂で形成することもできる。
【００２８】
図９（ａ）は、本発明のサッシのフレーム７の第４実施形態を示しており、フレーム７は樹脂で形成され、フレーム７内にはアルミ製の板状のフィン８が室内外方向に間隔をおいて、且つフレーム７の内周側と外周側の壁から交互に延出するように配置され、フィン８，８，…によりフレーム７内に室内外に連通する通気路５が迷路のように形成されている。本実施形態では、フィン７が伝熱部と抵抗付与部の両方の役割を担い、空気が通気路５を通過する間に室温付近に暖められて室内に流入する。
図９（ｂ）は、本発明のサッシのフレーム７の第５実施形態を示している。フレーム７は、室外側の部分７ａが樹脂製で、室内側の部分７ｂがアルミニウム合金製となっており、室内側の部分７ｂには室内の熱を吸収しやすいようにフランジ部３３が設けてある。フレーム７内部には、第４実施形態と同様に複数のフィン８，８，…が設けてある。本実施形態は、フレーム７の室内側の部分７ｂをアルミニウム合金製としたことで、通気路５内を通過する空気に対してフィン８からの伝熱が促進される。
図９（ｃ）は、本発明のサッシのフレーム７の第６実施形態を示している。フレーム７は、室外側の部分７ａと室内側の部分７ｂがアルミニウム合金製となっており、中間部７ｃが樹脂製となっている。室外側と室内側のアルミニウム合金製の部分７ａ，７ｂの内部にはフィン８が設けてあり、中間の樹脂製の部分７ｃにはポーラス材６が埋め込んである。本実施形態によれば、中間部７ｃに埋め込んだポーラス材６により通気路５内を通過する空気の流速が抑えられ、その後にアルミニウム合金製の室内側の部分７ｂの通気路５内壁とフィン８とから効率よく熱が伝達されるため、空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱効果をより一層高められる。
図９（ｄ）は、本発明のサッシのフレーム７の第７実施形態を示しており、フレーム７は樹脂で形成され、フレーム７内にはアルミ製のパンチングパネル９，９，…が室内外方向に間隔をおいて配置されている。本実施形態では、パンチングパネル９が伝熱部と抵抗付与部の両方の役割を担い、空気が室外側からパンチングパネル９を順次通過する間に流速が次第に抑えられると同時に、パンチングパネル９から熱が伝達され、室温付近に暖められて室内に流入する。パンチングパネル９は、隣接するもので孔９ａの位置をずらしたり、孔９ａの大きさや開口率を異ならせたりすることで、抵抗の強さを簡便に調節できる。
図９（ｅ）は、本発明のサッシのフレーム７の第８実施形態を示している。フレーム７は、室外側の部分７ａと室内側の部分７ｂがアルミニウム合金製となっており、中間部７ｃが樹脂製となっており、室内側の部分７ｃには室内の熱を吸収しやすいようにフランジ部３３が設けてある。フレーム７内部には、第７実施形態と同様にパンチングパネル９，９，…が室内外方向に間隔をおいて配置してある。本実施形態は、フレーム７の室内側の部分７ｂをアルミニウム合金製としたことで、通気路５内を通過する空気に対してパンチングパネル９からの伝熱が促進される。
図９（ｆ）は、本発明のサッシのフレーム７の第９実施形態を示している。フレーム７は、室外側の部分７ａと室内側の部分７ｂがアルミニウム合金製となっており、中間部７ｃが樹脂製となっている。室外側と室内側のアルミニウム合金製の部分７ａ，７ｂの内部にはフィン８が設けてあり、さらに室内側の部分７ｂの内部にパンチングパネル９を設けてある。中間の樹脂製の部分７ｃにはポーラス材６が埋め込んである。本実施形態によれば、中間部に埋め込んだポーラス材６により通気路５内を通過する空気の流速が抑えられ、その後にアルミニウム合金製の室内側の部分７ｂの通気路５内壁とフィン８及びパンチングパネル９とから効率よく熱が伝達されるため、空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱効果をより一層高められる。
【００２９】
上述の第４〜第９実施形態のフレーム７についても、室外側の気温が０℃、室内側の気温が２０℃で、通気路を通過する空気の流量を変化させたときに、フレームの室内側と室外側の表面温度、出入口の空気温度、出入口風速、圧力、フレームの熱貫流率Ｕｆを、解析によって求めた。解析結果を図１０に示す。
【００３０】
図１０に示すように、いずれのフレーム７も熱貫流率Ｕｆはゼロに近い値となった。フレーム７の室内側の部分７ｂをアルミニウム合金製とした第５，６実施形態と第８，９実施形態は、フレーム７全体が樹脂製の第４，７実施形態と比較して、出口の空気温度が高くなった。また通気路５内にポーラス材６を配置した第６，９実施形態は、ポーラス材６を配置しないものと比較して室内外の圧力差が大きくなった。
【００３１】
次に、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、通気路５内に複数のフィン８を室内外方向に間隔をおいて互い違いに設けた同一の断面形状のフレーム７について、室外側の気温が０℃、室内側の気温が２０℃で、通気路を通過する空気の流量を変化させたときに、フレーム７の材質の違いにより、フレーム室内側表面温度、出口空気温度、フレームの熱貫流率Ｕｆがどのように変化するか解析を行った。図１５（ａ）は、フレーム７全体が樹脂で形成されたオール樹脂フレームであり、図１５（ｂ）は、フレーム７の室外側の部分７ａと室内側の部分７ｂがアルミで、室内外方向の中間部７ｃが樹脂で形成されたアルミ−樹脂−アルミフレームであり、図１５（ｃ）は、フレーム７の室外側の部分７ａが樹脂で形成され、室内側の部分７ｂがアルミで形成された樹脂−アルミフレームであり、図１５（ｄ）は、フレーム７全体がアルミで形成されたオールアルミフレームである。解析結果を図１６に示す。
【００３２】
図１６に示すように、オール樹脂フレームは熱伝導率が小さいため、熱貫流率Ｕｆが最も小さくなり、また室内側表面温度が最も高くなり、室内側の結露を防止する効果が高い。室内側の部分７ｂがアルミで形成されたアルミ−樹脂−アルミフレームと樹脂−アルミフレームは、熱貫流率Ｕｆがオール樹脂フレームとほとんど変わらない小さい値となり、出口空気温度がオール樹脂フレームよりも高くなる。
【００３３】
図１１，１２は、本発明のサッシ１の他の実施形態を示している。本サッシ１は、たてすべり出し窓に適用したものであり、上枠２と下枠３と左右の竪枠４，４とを枠組みした窓枠１６に、障子３４が金具３５，３５を介して室外側にすべり出しながら回動して開くように取付けてある。
上枠２と下枠３と竪枠４は、アルミニウム合金の押出形材よりなる室外側枠材２０と室内側枠材２１を樹脂製の断熱材２２で連結して構成してあり、内部に室内外に連通する通気路５が形成され、断熱材２２，２２間にポーラス材６が埋め込んである。空気の吹き出し口３６は、内周側に向けて開口している。空気の取り込み口３７は室外側に向けて開口し、雨が入らないようにカバー２４で覆ってある。
【００３４】
障子３４は、上框３８と下框３９と竪框４０，４０とを四周框組みし、その内側に複層ガラス４１を納めて構成してある。上框３８と下框３９と竪框４０は、上枠２と下枠３と竪枠４と同様に、アルミニウム合金の押出形材よりなる室外側框材４２と室内側框材４３を樹脂製の断熱材４４で連結して構成してあり、内部に室内外に連通する通気路５が形成され、断熱材４４，４４間にポーラス材６が埋め込んである。空気の吹き出し口４５は、内周側に向けて開口している。空気の取り込み口４６は室外側に向けて開口し、雨が入らないようにカバー４７で覆ってある。
【００３５】
本サッシ１は、窓枠１６だけでなく障子３４の框３８，３９，４０内にも通気路５が設けられ、空気が通気路５を通過する間に室内側框材４３から熱が伝わって温められることで、空気の流入する方向と逆方向である室内側から室外側への熱輸送が妨げられることによる優れた断熱効果を発揮し、これにより框３８，３９，４０の熱貫流率Ｕもほぼゼロとすることができる。
【００３６】
図１４は、本発明のサッシ１のさらに別の実施形態を示している。図１に示す第１実施形態とは、フレーム（上枠２）の室外側に設けたカバー２４の内部に、フレームの室外側壁の開口２３ａを覆うように、抵抗付与部としてのポーラス材４８を設けている点が異なっている。このポーラス材４８は、着脱自在である。
冬期など、内外温度差が大きい場合、窓の上下で圧力差がつき、上枠部で温度差換気による逆流が生じるおそれがある。また、外部風による窓面の風圧は大きく異ならないが、風の乱れなどにより窓枠の場所により圧力差が生じ、逆流が起きるおそれがある。本実施形態のように、枠の逆流が起きやすい箇所の室外側に適宜ポーラス材４８を埋め込んで抵抗を与えることで、圧力差による逆流を防止することができる。これにより四周の枠から均一に空気を取り込むことが可能になり、室内外気圧差が過度に大きくなり過ぎず、ドアの開閉などに支障をきたすこともない。
【００３７】
これまで冬季の場合について説明したが、本サッシは夏季においても冬季と同様に優れた断熱性能を発揮する。夏季の場合は、送風機１５により室内を正圧に調整し、フレームの通気路５を空気が室内側から室外側に流れるようにする。室内の空気の温度は室外よりも低いので、通気路５内を空気が室内側から室外側に流れる間に空気にフレームの熱が伝達され、空気が流出する方向とは逆方向である室外側から室内側への熱輸送が妨げられることによる優れた断熱効果を発揮して、室内が涼しく保たれる。
【００３８】
本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。通気路５は、上枠２と下枠３と左右の竪枠４，４のうち、少なくとも一箇所に設けてあればよい。伝熱部は、通気路５内を通過する空気に熱を伝えられればよく、パンチングパネル９やフィン８に限らず、その形態は適宜変更することができる。ポーラス材６は、多孔質の材料であればよく、グラスウールの他、ウレタンフォーム、絨毯等を適宜選択して用いることができ、その材質と設置する場所によっては抵抗付与部としての機能に加え、伝熱部として機能させることもできる。伝熱部と抵抗付与部の配置は、適宜変更することができる。フレームの金属製の部分は、アルミの他、ステールやマグネシウム合金等とすることができ、フレームの非金属製の部分は、金属製の部分よりも熱伝導率が低い材質であればよく、樹脂の他に木材等を用いることができる。本発明のサッシは、嵌め殺し窓やたてすべり出し窓の他、引違い窓、開き窓等、あらゆる窓種に適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１ サッシ
２ 上枠（フレーム）
３ 下枠（フレーム）
４ 竪枠（フレーム）
５ 通気路
６ ポーラス材（抵抗付与部）
７ フレーム
８ フィン（伝熱部兼抵抗付与部）
９ パンチングパネル（伝熱部兼抵抗付与部）
２０ 室外側枠材（フレームの金属製の部分）
２１ 室内側枠材（フレームの金属製の部分）
２２ 断熱材（フレームの非金属製の部分）
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 室内側枠材の通気路に面した壁（伝熱部）
２６ 換気ユニット（伝熱部兼抵抗付与部）
２７，３１ 蓋
２９ 風量調整羽根（蓋）
４８ ポーラス材（抵抗付与部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱性に優れたサッシに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高気密・高断熱の建物では、窓部からの熱のロスが大きいのが問題となっている。窓部の断熱性を高めるために、窓のフレームとして樹脂製のフレームやアルミと樹脂の複合構造のフレームも知られているが、そのような断熱性のフレームであっても熱貫流率をゼロにすることはできず、冬季にはフレームを通じて室内の熱が室外に逃げ、夏季にはフレームを通じて室外の熱が室内に入ってくるため、窓部を大きくすればするほど冷暖房のコストが増大する。
【０００３】
特許文献１には、窓のフレームの内部と二重ガラス間の隙間に空気を通して換気を行い、空調負荷の軽減を図るものが記載されている。しかしこの窓はフレームが断熱構造になっておらず、冬季にはフレームを伝わって室内の熱が逃げる上、フレーム内を通じて室外の空気を室内に導入したとすると、冷たい外気によって室内が冷やされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８５１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上に述べた実情に鑑み、フレームを通じて換気を行いつつ断熱性能を高めることのできるサッシの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を達成するために請求項１記載の発明によるサッシは、断熱性のフレームを備え、断熱性のフレームは、室内外に連通する通気路と、通気路を流れる空気に熱を伝達する伝熱部と、通気路を流れる空気に抵抗を与える抵抗付与部とを有することを特徴とする。
ここで「フレーム」には、窓枠を構成する上枠、下枠及び竪枠の他、方立や無目、障子の框等が含まれる。断熱性のフレームとしては、例えば全体を樹脂等の非金属で形成したもの、樹脂等の非金属とアルミ等の金属を組合わせたものとすることができる。伝熱部と抵抗付与部は、別々に設けることもできるが、伝熱部が抵抗付与部を兼ねるものとすることもできる。
【０００７】
請求項２記載の発明によるサッシは、請求項１記載の発明の構成に加え、断熱性のフレームは、室内側が金属製であり、室外側が非金属製であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明によるサッシは、請求項１記載の発明の構成に加え、断熱性のフレームは、室内側が金属製であり、室内外方向の中間部が非金属製であり、抵抗付与部が、フレームの室内側の金属製の部分よりも室外側に設けてあることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明によるサッシは、請求項２又は３記載の発明の構成に加え、フレームの室内側の金属製の部分に伝熱部が設けてあり、伝熱部よりも室外側に抵抗付与部が設けてあることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明によるサッシは、請求項１，２，３又は４記載の発明の構成に加え、通気路を開閉する蓋を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によるサッシは、断熱性のフレームを備えることで、フレーム自体の室内外の熱移動を抑えられることに加え、フレームの通気路を通じて換気を行うことができ、しかも伝熱部と抵抗付与部により、通気路を流れる空気に効率良く熱が伝達されることで、空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられるので、極めて高い断熱性能を発揮する。また冬季には、室内に流入する外気が室温に近い温度となるため、フレームの室内側の結露を防止できる。フレームに通気路を設けたので、壁に換気のための穴を開けずにすみ、新築以外にも戸建て住宅のリフォームやマンションのリフォーム等、気密住宅に幅広く対応できる。
【００１２】
請求項２記載の発明によるサッシは、フレームの室内側が金属製であることで、フレームの室内側が室温に近い温度となり、通気路を流れる空気により効率よくフレームの熱を伝達できるため、上述の空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱の効果を高めることができる。また、フレームの室外側が非金属製であるため、フレーム自体の室内外の熱移動を抑えられる。
【００１３】
さらに請求項３記載の発明によるサッシは、フレームの室内側が金属製であることで、フレームの室内側が室温に近い温度となり、尚且つフレームの室内側の金属製の部分よりも室外側に抵抗付与部が設けてあることで、抵抗付与部により空気の流れをゆっくりにしてから室内側の金属製の部分を空気が通過することで、通気路を流れる空気により効率よくフレームの熱を伝達できるため、上述の空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱の効果をより一層高めることができる。また、フレームの室内外方向の中間部が非金属製であるため、フレーム自体の室内外の熱移動を抑えられる。
【００１４】
請求項４記載の発明によるサッシは、フレームの室内側の金属製の部分に伝熱部が設けてあり、伝熱部よりも室外側に抵抗付与部材が設けてあるので、抵抗付与部によって勢いが抑えられた空気がフレーム室内側の金属製の部分に流れ込み、伝熱部によって効率良くフレームの熱が伝えられるため、上述の空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱の効果をより一層高めることができる。
【００１５】
請求項５記載の発明によるサッシは、通気路を開閉する蓋を有しているので、強風時に通気路を蓋で塞ぐことで、冷たい外気が室内に流れ込むのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のサッシのフレーム（上枠）の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明のサッシの一実施形態を示す室外側正面図である。
【図３】同サッシの縦断面図である。
【図４】同サッシの横断面図である。
【図５】本発明のサッシが組み込まれた住宅の縦断面図である。
【図６】本発明のサッシのフレーム（上枠）の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図７】第１・第２実施形態のフレームと図１７に示す比較例のフレームの解析結果を示す表である。
【図８】本発明のサッシのフレーム（上枠）の第３実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本発明のサッシのフレームのさらに別の実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】図９に示す各フレームの解析結果を示す表である。
【図１１】本発明のサッシの他の実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】同サッシの横断面図である。
【図１３】第１実施形態のフレームを用いたサッシについて、ガラスを含めたサッシ全体の熱貫流率の解析結果を示す表である。
【図１４】本発明のサッシのさらに別の実施形態を示す縦断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は本発明のサッシのフレームの実施例を示す縦断面図であり、（ｄ）は比較例の縦断面図である。
【図１６】図１５に示す各フレームについての解析結果を示す表である。
【図１７】サッシのフレームの比較例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２〜４は、本発明のサッシ１の一実施形態を示し、図１はそのサッシ１の上枠２を拡大した縦断面図であり、図５はそのサッシ１が組み込まれた住宅を示している。図５に示すように、本住宅は床１０と壁１１と天井１２とで室内が仕切られ、床１０と壁１１と天井１２には断熱材を埋め込んで断熱性を高めてある。一方の壁１１には窓開口部１３を設けてサッシ１を取付けてあり、他方の壁１１には換気用の開口部１４を設けて送風機１５が取付けてある。サッシ１は、窓枠１６に室内外に連通する通気路５を備えており、送風機１５を運転して室内の空気を屋外に吸い出すことで室内を負圧に調整し、それに伴い室外の空気を窓枠１６の通気路５から室内に取り込み、２４時間換気を行っている。
また、住宅には公知の冷暖房設備を備え、冷暖房設備により室内の気温を２０℃前後の快適な温度に保っている。図５は、冷暖房設備としてヒートポンプ１７を採用した場合を示している。ヒートポンプ１７は、室内側ユニット１７ａと室外側ユニット１７ｂとを備え、内蔵する熱交換器と冷媒回路により室内外の空気間で熱交換を行い、室内側ユニット１７ａの送風口１７ｃより冬季には温風を、夏季には冷風を室内に噴き出す。なおヒートポンプ１７は、冬季には送風機１５から排出される室内の空気をダクト１８を通して室外側ユニット１７ｂに送り、その空気から熱を回収することで、暖房コストを節約できるようにしている。
【００１８】
サッシ１は、図２〜４に示すように、上枠２と下枠３と左右の竪枠４，４とを方形に枠組みして窓枠１６が構成され、窓枠１６内には３枚のガラス板１９を間隔をおいて保持した複層ガラスを取付けてあり、いわゆる嵌め殺し窓となっている。
上枠２は、図１に示すように、アルミニウム合金の押出形材よりなる室外側枠材２０と室内側枠材２１とを、樹脂製の断熱材２２，２２にかしめ連結した構造になっており、断熱材２２により室内外の熱の伝達を防いでいる。室外側枠材２０は、室外側壁と室内側壁に開口２３ａ，２３ｂを設けてあり、室外側壁の開口２３ａは、雨や強風が吹き込むのを防ぐためにカバー２４を取付けて覆ってある。断熱材２２，２２間には、抵抗付与部としてのポーラス材６が埋め込んである。ポーラス材６としては、グラスウールを用いている。
室内側枠材２１は、内周側に凹部２５を形成し、凹部２５に換気ユニット２６が取付けてあり、室外側壁と内周側壁とに開口２３ｃ，２３ｄを形成し、室外側から導入された空気を換気ユニット２６の排気口２６ａよりガラス板１９に沿うように噴き出すようにしている。このように通気路５を内周側に曲げ、且つ換気ユニット２６に空気を通過させることで、通気路５の室内側を長く複雑化している。なお、室内側上枠材２１の通気路５に面した壁２１ａ，２１ｂ，２１ｃ全体が、通気路５を通過する空気に室内の熱を伝達する伝熱部に相等する。また換気ユニット２６は、抵抗付与部及び伝熱部として機能する。換気ユニット２６内には、排気口２６ａを開閉する蓋２７を有している。図１は、蓋２７が開いた状態を示しており、台風などの強風時には、図示しない操作部を操作することで蓋２７を排気口２６ａに密着させ、排気口２６ａを塞ぐことができる。
【００１９】
冬季には、室内側枠材２１は熱伝導率のよいアルミニウム合金製のため室内の温度と略同じ温度に暖められ、室外側枠材２０との間に断熱材２２が介在しているため、室内側枠材２１の熱が室外側に伝わるのが遮断される。室外側枠材２０の開口２３ａより侵入した室外の冷たい空気は、ポーラス材６の内部を通過することで流速が抑えられ、その後、室温に暖められた室内側枠材２１の内部の壁２１ａ，２１ｂ，…と換気ユニット２６の内部に接触することで熱が空気に効率よく伝わり、室温に近い温度に暖められて排気口２６ａより室内に排出される。これにより空気の流入する方向とは逆方向である室内側から室外側への熱輸送が妨げられ、極めて高い断熱性を発揮し、上枠２の熱貫流率Ｕ（Ｗ／ｍ２Ｋ）をほぼゼロにすることができる。また、室内に流入する外気が室温に近い温度になるため、上枠２の室内側に結露が生ずるのを防止できる。また、室外側にカバー２４を設け、空気を下から取り込むようにしたので、雨水の浸入を防止して水密性を確保できる。さらに、室内側の排気口２６ａを内周側に向けて設けたので、風が人体に直接あたらない。
【００２０】
これまで上枠２について説明したが、下枠３と竪枠４も上枠２と同様の構造となっており、上述の通気路５を流れる空気にフレームの熱を伝えることで、空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱効果により、下枠３と竪枠４の熱貫流率Ｕもほぼゼロになっている。
【００２１】
図６は、上枠２の第２実施形態を示している。この上枠は、樹脂製の室外側枠材２８と、アルミニウム合金製の室内側枠材２１とを結合した構造となっており、室外側枠材２８の通気路５内部にポーラス材６を埋め込んでいる。他の点は、図１に示す第１実施形態と同様である。
【００２２】
図１に示す第１実施形態のフレーム（上枠２）と図６に示す第２実施形態のフレームについて、室外側の気温が０℃、室内側の気温が２０℃で、通気路５を通過する空気の流量を変化させたときに、フレームの室内側と室外側の表面温度、出入口の空気温度、内外圧力差、フレームの熱貫流率Ｕｆを解析によって求めた。また比較のために、図１７に示すように、フレーム９０全体がアルミニウム合金製で、ポーラス材６がフレーム９０の通気路５内に埋め込んでいないものについても同様に解析を行った。解析結果を図７に示す。
【００２３】
図７に示すように、第１・第２実施形態のフレームでは、通気路５内にポーラス材６を埋め込んだことで、内外圧力差が比較例のものより大きくなり、フレームの熱貫流率Ｕｆは比較例ではおよそ１〜５であるのに対して、第１・第２実施形態のものはほぼゼロになった。ちなみに、通気路が無い通常のサッシのフレームの熱貫流率Ｕｆは、アルミフレームで７〜９、アルミ断熱フレーム（室外側と室内側のアルミフレームを樹脂で連結したもの）で３．５〜４、室外側がアルミで室内側が樹脂の複合フレームで３〜４、樹脂フレームで２〜２．５である。
【００２４】
図１に示す第１実施形態のフレームを用いたサッシ１について、室外側の気温が０℃、室内側の気温が２０℃で、通気路５を通過する空気の流量を変化させたときの、ガラス１９を含めたサッシ全体の熱貫流率Ｕｗを解析により求めた。サッシ１は、フレームの面積が０．４ｍ２、ガラスの面積が１．６ｍ２、総面積が２ｍ２である。解析結果を図１３に示す。
【００２５】
図１３に示すように、サッシ全体の熱貫流率Ｕｗは、フレームの熱貫流率Ｕｆと比べて大きくなる。これは、ガラスの熱貫流率Ｕｇが０．８であり、ガラスがサッシの面積の大半を占めているため、その影響を受けるためである。サッシ全体の熱貫流率Ｕｗは、流量が増加するにつれて小さくなり、流量が５．５ｍ３／ｈ以上ではガラスの熱貫流率Ｕｇ（０．８）より小さくなった。
【００２６】
図８は、本発明のサッシ１のフレーム（上枠２）の第３実施形態を示している。図１に示す第１実施形態と異なる点について説明すると、換気ユニット２６内に風量調整羽根２９を内蔵しており、風量調整羽根２９はバネ３０で付勢して内外周方向に移動可能に設けてあり、風圧を受けると内周側に移動して流量を調節する。風が強いときには、仮想線で示すように風量調節羽根２９が内周側に移動して排気口２６ａを塞ぐ。また換気ユニット２６には、排気口２６ａを開閉する手動式の蓋３１も備えている。排気口２６ａには網戸３２が取付けてある。
本実施形態によれば、第１・第２実施形態と同様に、通気路５を流れる空気にフレームの熱を伝えることで、空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱効果により、フレームの熱貫流率をほぼゼロにできることに加え、風の強さに応じて室内に流入する空気の量を自動的に調節でき、また台風などの強風時には排気口２６ａを自動的に閉鎖して、冷気が室内に流入するのを防止できる。
【００２７】
第１〜第３実施形態のサッシは、フレームがアルミと樹脂を組み合わせたものとなっているが、フレーム全体を樹脂で形成することもできる。
【００２８】
図９（ａ）は、本発明のサッシのフレーム７の第４実施形態を示しており、フレーム７は樹脂で形成され、フレーム７内にはアルミ製の板状のフィン８が室内外方向に間隔をおいて、且つフレーム７の内周側と外周側の壁から交互に延出するように配置され、フィン８，８，…によりフレーム７内に室内外に連通する通気路５が迷路のように形成されている。本実施形態では、フィン７が伝熱部と抵抗付与部の両方の役割を担い、空気が通気路５を通過する間に室温付近に暖められて室内に流入する。
図９（ｂ）は、本発明のサッシのフレーム７の第５実施形態を示している。フレーム７は、室外側の部分７ａが樹脂製で、室内側の部分７ｂがアルミニウム合金製となっており、室内側の部分７ｂには室内の熱を吸収しやすいようにフランジ部３３が設けてある。フレーム７内部には、第４実施形態と同様に複数のフィン８，８，…が設けてある。本実施形態は、フレーム７の室内側の部分７ｂをアルミニウム合金製としたことで、通気路５内を通過する空気に対してフィン８からの伝熱が促進される。
図９（ｃ）は、本発明のサッシのフレーム７の第６実施形態を示している。フレーム７は、室外側の部分７ａと室内側の部分７ｂがアルミニウム合金製となっており、中間部７ｃが樹脂製となっている。室外側と室内側のアルミニウム合金製の部分７ａ，７ｂの内部にはフィン８が設けてあり、中間の樹脂製の部分７ｃにはポーラス材６が埋め込んである。本実施形態によれば、中間部７ｃに埋め込んだポーラス材６により通気路５内を通過する空気の流速が抑えられ、その後にアルミニウム合金製の室内側の部分７ｂの通気路５内壁とフィン８とから効率よく熱が伝達されるため、空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱効果をより一層高められる。
図９（ｄ）は、本発明のサッシのフレーム７の第７実施形態を示しており、フレーム７は樹脂で形成され、フレーム７内にはアルミ製のパンチングパネル９，９，…が室内外方向に間隔をおいて配置されている。本実施形態では、パンチングパネル９が伝熱部と抵抗付与部の両方の役割を担い、空気が室外側からパンチングパネル９を順次通過する間に流速が次第に抑えられると同時に、パンチングパネル９から熱が伝達され、室温付近に暖められて室内に流入する。パンチングパネル９は、隣接するもので孔９ａの位置をずらしたり、孔９ａの大きさや開口率を異ならせたりすることで、抵抗の強さを簡便に調節できる。
図９（ｅ）は、本発明のサッシのフレーム７の第８実施形態を示している。フレーム７は、室外側の部分７ａと室内側の部分７ｂがアルミニウム合金製となっており、中間部７ｃが樹脂製となっており、室内側の部分７ｃには室内の熱を吸収しやすいようにフランジ部３３が設けてある。フレーム７内部には、第７実施形態と同様にパンチングパネル９，９，…が室内外方向に間隔をおいて配置してある。本実施形態は、フレーム７の室内側の部分７ｂをアルミニウム合金製としたことで、通気路５内を通過する空気に対してパンチングパネル９からの伝熱が促進される。
図９（ｆ）は、本発明のサッシのフレーム７の第９実施形態を示している。フレーム７は、室外側の部分７ａと室内側の部分７ｂがアルミニウム合金製となっており、中間部７ｃが樹脂製となっている。室外側と室内側のアルミニウム合金製の部分７ａ，７ｂの内部にはフィン８が設けてあり、さらに室内側の部分７ｂの内部にパンチングパネル９を設けてある。中間の樹脂製の部分７ｃにはポーラス材６が埋め込んである。本実施形態によれば、中間部に埋め込んだポーラス材６により通気路５内を通過する空気の流速が抑えられ、その後にアルミニウム合金製の室内側の部分７ｂの通気路５内壁とフィン８及びパンチングパネル９とから効率よく熱が伝達されるため、空気の流入する方向とは逆方向の熱輸送が妨げられることによる断熱効果をより一層高められる。
【００２９】
上述の第４〜第９実施形態のフレーム７についても、室外側の気温が０℃、室内側の気温が２０℃で、通気路を通過する空気の流量を変化させたときに、フレームの室内側と室外側の表面温度、出入口の空気温度、出入口風速、圧力、フレームの熱貫流率Ｕｆを、解析によって求めた。解析結果を図１０に示す。
【００３０】
図１０に示すように、いずれのフレーム７も熱貫流率Ｕｆはゼロに近い値となった。フレーム７の室内側の部分７ｂをアルミニウム合金製とした第５，６実施形態と第８，９実施形態は、フレーム７全体が樹脂製の第４，７実施形態と比較して、出口の空気温度が高くなった。また通気路５内にポーラス材６を配置した第６，９実施形態は、ポーラス材６を配置しないものと比較して室内外の圧力差が大きくなった。
【００３１】
次に、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すように、通気路５内に複数のフィン８を室内外方向に間隔をおいて互い違いに設けた同一の断面形状のフレーム７について、室外側の気温が０℃、室内側の気温が２０℃で、通気路を通過する空気の流量を変化させたときに、フレーム７の材質の違いにより、フレーム室内側表面温度、出口空気温度、フレームの熱貫流率Ｕｆがどのように変化するか解析を行った。図１５（ａ）は、フレーム７全体が樹脂で形成されたオール樹脂フレームであり、図１５（ｂ）は、フレーム７の室外側の部分７ａと室内側の部分７ｂがアルミで、室内外方向の中間部７ｃが樹脂で形成されたアルミ−樹脂−アルミフレームであり、図１５（ｃ）は、フレーム７の室外側の部分７ａが樹脂で形成され、室内側の部分７ｂがアルミで形成された樹脂−アルミフレームであり、図１５（ｄ）は、フレーム７全体がアルミで形成されたオールアルミフレームである。解析結果を図１６に示す。
【００３２】
図１６に示すように、オール樹脂フレームは熱伝導率が小さいため、熱貫流率Ｕｆが最も小さくなり、また室内側表面温度が最も高くなり、室内側の結露を防止する効果が高い。室内側の部分７ｂがアルミで形成されたアルミ−樹脂−アルミフレームと樹脂−アルミフレームは、熱貫流率Ｕｆがオール樹脂フレームとほとんど変わらない小さい値となり、出口空気温度がオール樹脂フレームよりも高くなる。
【００３３】
図１１，１２は、本発明のサッシ１の他の実施形態を示している。本サッシ１は、たてすべり出し窓に適用したものであり、上枠２と下枠３と左右の竪枠４，４とを枠組みした窓枠１６に、障子３４が金具３５，３５を介して室外側にすべり出しながら回動して開くように取付けてある。
上枠２と下枠３と竪枠４は、アルミニウム合金の押出形材よりなる室外側枠材２０と室内側枠材２１を樹脂製の断熱材２２で連結して構成してあり、内部に室内外に連通する通気路５が形成され、断熱材２２，２２間にポーラス材６が埋め込んである。空気の吹き出し口３６は、内周側に向けて開口している。空気の取り込み口３７は室外側に向けて開口し、雨が入らないようにカバー２４で覆ってある。
【００３４】
障子３４は、上框３８と下框３９と竪框４０，４０とを四周框組みし、その内側に複層ガラス４１を納めて構成してある。上框３８と下框３９と竪框４０は、上枠２と下枠３と竪枠４と同様に、アルミニウム合金の押出形材よりなる室外側框材４２と室内側框材４３を樹脂製の断熱材４４で連結して構成してあり、内部に室内外に連通する通気路５が形成され、断熱材４４，４４間にポーラス材６が埋め込んである。空気の吹き出し口４５は、内周側に向けて開口している。空気の取り込み口４６は室外側に向けて開口し、雨が入らないようにカバー４７で覆ってある。
【００３５】
本サッシ１は、窓枠１６だけでなく障子３４の框３８，３９，４０内にも通気路５が設けられ、空気が通気路５を通過する間に室内側框材４３から熱が伝わって温められることで、空気の流入する方向と逆方向である室内側から室外側への熱輸送が妨げられることによる優れた断熱効果を発揮し、これにより框３８，３９，４０の熱貫流率Ｕもほぼゼロとすることができる。
【００３６】
図１４は、本発明のサッシ１のさらに別の実施形態を示している。図１に示す第１実施形態とは、フレーム（上枠２）の室外側に設けたカバー２４の内部に、フレームの室外側壁の開口２３ａを覆うように、抵抗付与部としてのポーラス材４８を設けている点が異なっている。このポーラス材４８は、着脱自在である。
冬期など、内外温度差が大きい場合、窓の上下で圧力差がつき、上枠部で温度差換気による逆流が生じるおそれがある。また、外部風による窓面の風圧は大きく異ならないが、風の乱れなどにより窓枠の場所により圧力差が生じ、逆流が起きるおそれがある。本実施形態のように、枠の逆流が起きやすい箇所の室外側に適宜ポーラス材４８を埋め込んで抵抗を与えることで、圧力差による逆流を防止することができる。これにより四周の枠から均一に空気を取り込むことが可能になり、室内外気圧差が過度に大きくなり過ぎず、ドアの開閉などに支障をきたすこともない。
【００３７】
これまで冬季の場合について説明したが、本サッシは夏季においても冬季と同様に優れた断熱性能を発揮する。夏季の場合は、送風機１５により室内を正圧に調整し、フレームの通気路５を空気が室内側から室外側に流れるようにする。室内の空気の温度は室外よりも低いので、通気路５内を空気が室内側から室外側に流れる間に空気にフレームの熱が伝達され、空気が流出する方向とは逆方向である室外側から室内側への熱輸送が妨げられることによる優れた断熱効果を発揮して、室内が涼しく保たれる。
【００３８】
本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。通気路５は、上枠２と下枠３と左右の竪枠４，４のうち、少なくとも一箇所に設けてあればよい。伝熱部は、通気路５内を通過する空気に熱を伝えられればよく、パンチングパネル９やフィン８に限らず、その形態は適宜変更することができる。ポーラス材６は、多孔質の材料であればよく、グラスウールの他、ウレタンフォーム、絨毯等を適宜選択して用いることができ、その材質と設置する場所によっては抵抗付与部としての機能に加え、伝熱部として機能させることもできる。伝熱部と抵抗付与部の配置は、適宜変更することができる。フレームの金属製の部分は、アルミの他、ステールやマグネシウム合金等とすることができ、フレームの非金属製の部分は、金属製の部分よりも熱伝導率が低い材質であればよく、樹脂の他に木材等を用いることができる。本発明のサッシは、嵌め殺し窓やたてすべり出し窓の他、引違い窓、開き窓等、あらゆる窓種に適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１ サッシ
２ 上枠（フレーム）
３ 下枠（フレーム）
４ 竪枠（フレーム）
５ 通気路
６ ポーラス材（抵抗付与部）
７ フレーム
８ フィン（伝熱部兼抵抗付与部）
９ パンチングパネル（伝熱部兼抵抗付与部）
２０ 室外側枠材（フレームの金属製の部分）
２１ 室内側枠材（フレームの金属製の部分）
２２ 断熱材（フレームの非金属製の部分）
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 室内側枠材の通気路に面した壁（伝熱部）
２６ 換気ユニット（伝熱部兼抵抗付与部）
２７，３１ 蓋
２９ 風量調整羽根（蓋）
４８ ポーラス材（抵抗付与部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性のフレームを備え、断熱性のフレームは、室内外に連通する通気路と、通気路を流れる空気に熱を伝達する伝熱部と、通気路を流れる空気に抵抗を与える抵抗付与部とを有することを特徴とするサッシ。
【請求項２】
断熱性のフレームは、室内側が金属製であり、室外側が非金属製であることを特徴とする請求項１記載のサッシ。
【請求項３】
断熱性のフレームは、室内側が金属製であり、室内外方向の中間部が非金属製であり、抵抗付与部が、フレームの室内側の金属製の部分よりも室外側に設けてあることを特徴とする請求項１記載のサッシ。
【請求項４】
フレームの室内側の金属製の部分に伝熱部が設けてあり、伝熱部よりも室外側に抵抗付与部が設けてあることを特徴とする請求項２又は３記載のサッシ。
【請求項５】
通気路を開閉する蓋を有することを特徴とする請求項１，２，３又は４記載のサッシ。
【請求項１】
断熱性のフレームを備え、断熱性のフレームは、室内外に連通する通気路と、通気路を流れる空気に熱を伝達する伝熱部と、通気路を流れる空気に抵抗を与える抵抗付与部とを有することを特徴とするサッシ。
【請求項２】
断熱性のフレームは、室内側が金属製であり、室外側が非金属製であることを特徴とする請求項１記載のサッシ。
【請求項３】
断熱性のフレームは、室内側が金属製であり、室内外方向の中間部が非金属製であり、抵抗付与部が、フレームの室内側の金属製の部分よりも室外側に設けてあることを特徴とする請求項１記載のサッシ。
【請求項４】
フレームの室内側の金属製の部分に伝熱部が設けてあり、伝熱部よりも室外側に抵抗付与部が設けてあることを特徴とする請求項２又は３記載のサッシ。
【請求項５】
通気路を開閉する蓋を有することを特徴とする請求項１，２，３又は４記載のサッシ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１９３６０２（Ｐ２０１２−１９３６０２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３１３４９（Ｐ２０１２−３１３４９）
【出願日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【出願人】（０００１７５５６０）三協立山株式会社 (529)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【出願人】（０００１７５５６０）三協立山株式会社 (529)
【Ｆターム（参考）】
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