JP2002504639A

JP2002504639A - スペーサー

Info

Publication number: JP2002504639A
Application number: JP2000532614A
Authority: JP
Inventors: エンジンガー，ビルフリート
Original assignee: エンジンガー，ビルフリート
Priority date: 1998-02-21
Filing date: 1999-01-23
Publication date: 2002-02-12
Also published as: WO1999042693A1; DE19807454A1; EP1056919A1; CA2320090A1; US6537629B1

Abstract

(57)【要約】本発明の目的は、長手方向剛性及び直線性が十分であり、伝熱を過剰に増加させず又は製造コストを大きく増加させないスペーサーを提供することである。この目的のために、本発明は側壁（１６）の厚さに対する脚（２０，２２）の厚さの比を０．８又はそれ未満にし、及び／又は脚（２０，２２）の熱抵抗率を側壁（１６）の熱抵抗率よりも大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、ガラス構成要素、壁パネル、又は同様な物体を分離するプラスチッ
クスペーサーに関する。例えばそのようなスペーサーを使用して、絶縁ガラス板
でガラス板を互いに平行に維持し、またシーラントと組み合わせてガラス板の縁
の間に作られた領域をシールして乾燥剤を保持する。

【０００２】スペーサーは、金属中空形材（ステンレス鋼又はアルミニウム）の形で使用す
ることが多い。この形材は、ガラス板と接触する２つの平行な側壁と、これらの
側壁の間に延びる２つの脚を持つ。この脚は、中空形材の側壁に対して本質的に
直角に延び、これらの側壁を互いに結びつけている。

【０００３】従来のシーラントとの結合特性、及び外側から板間の領域に透過する水蒸気に
対するシール性に関しては、これらは要求値を満たす。しかしながら、金属材料
に依存する板の端部での熱流束は過剰である。シート間の領域を不活性ガス、例
えばキセノン又はクリプトンで満たした場合であっても、絶縁品質の深刻な損失
が、特に窓又はファザードのフレームにする境界領域で観察される。

【０００４】金属材料の代わりにプラスチックを使用することは、例えばドイツ国特許出願
公開第３３０２６５９号明細書で示されている。ドイツ国特許出願公開第１２７
７３９号、ヨーロッパ特許出願公開第０４３０８８９号、及び同第０６０１４８
８号明細書は当然に、絶縁ガラス構成要素の周縁部における断熱性に関する改良
を行っていた。しかしながらこれを行うことによって、プラスチックの特性に関
する深刻な問題がもたらされた。これらの問題は、金属材料から作ったスペーサ
ーと比較して、プラスチックスペーサーの長手方向の剛性及び直線性が不適当で
あることである。このことは、かなりの製造コストと、製造の間の多くの廃棄を
もたらす。この問題は、形材の壁の厚さを増加させることによって、ある程度対
処することができる。しかしながらこのことは、比較的厚いプラスチック壁を通
る過剰な伝熱、及び材料の消費量が多いことによる製造コストの増加をもたらす
。

【０００５】本発明の目的は、プラスチックに基づく材料のスペーサーを使用して、上述の
相いれない問題の一般的な解を提供することである。

【０００６】本発明は、側壁の厚さに対する脚の厚さの割合を０．８若しくはそれ未満に選
択すること、及び／又は脚の熱抵抗を側壁の熱抵抗よりも大きくすることによっ
て、初めに説明したスペーサーの問題を解決することを意図している。

【０００７】側壁に対する脚の厚さの割合を０．８又それ未満に制限することは、脚の厚さ
を中空形材の横断方向安定性に必要とされる大きさに制限しながら、従ってこの
形材の長さ方向に対して直角な、１つの側壁から他方の側壁への伝熱を最少に維
持しながら、壁厚さ又は側壁厚さを増加させることによって、長手方向剛性を改
良する更なる自由度を提供する。

【０００８】脚における比較的大きい熱抵抗の選択は、形材の長さ方向に直角の伝熱を減少
させる（脚面で）。脚が伝熱性能の制限要因であるので、長手方向剛性の改良に
関しては、伝熱にあまり関係がない側壁のプラスチックの強化を考慮して行うこ
とができる。従って、プラスチック／強化材の組み合わせを使用することが可能
である。これらは、伝熱容量へのそれらの影響に関わらず、改良された機械的な
性質と共に、結合性能に関して最適であり、特に合成材料と強化材料との結合に
関して最適でなければならない。

【０００９】本発明のスペーサーの構造の原理は、プラスチックに関する伝熱を減少させる
利点を提供し、更に脚の比較的薄い構造によって伝熱を最少化しながら、側壁の
厚さを増加させる自由度によって、絶縁ガラスの製造の間に中空形材を扱うため
に必要とされる適当な長手方向剛性を得ることである。

【００１０】幅が２０ｍｍのスペーサーの中空形材の側壁厚さは、好ましくは例えば３ｍｍ
又はそれ未満である。

【００１１】プラスチックの強化材及び／又は壁厚さの比の選択は、長手方向剛性を増加さ
せ、好ましくはそれによって、側壁面における形材の曲げが最大で約１００ｍｍ
／（形材長さｍ）であるようにする。金属スペーサーの従来の装置を使用できる
ので、これは無駄な出費を抑える。

【００１２】更に、中空形材に必要とされる横断方向安定性は、風がガラス板製品間に引っ
張り負荷及び／又は圧縮負荷をかける場合であっても、脚の厚さ、すなわち特定
の間隔で絶縁ガラス構成要素の両方のガラス板を支持及び維持する中空形材の能
力に主に依存している。

【００１３】意外にも、プラスチックに固有の弾力性と脚の壁厚さが比較的薄いことによっ
て、中空形材は横断方向で中空形材の断面を少なくとも部分的に、ガラス板のね
じれ（風の力の効果）に対応させることを可能にする。更に、この脚は、横断方
向で弾性的に延びること又は縮まることを可能にし、それによって中空形材の側
壁の位置を少なくとも部分的に、ガラス板の曲げ又はねじれに従わせることがで
きるようにする。

【００１４】これは、ガラス板に引っ張り及び圧縮を行うときの、スペーサーとガラス板と
の間に配置されたシール部材への要求を減少させる効果を持つ。このことは、シ
ール部材自身の長期間の安定性に関して良好であるだけでなく、ガラス／シール
部材及びシール部材／スペーサーの境界領域の分離の傾向をかなり防ぐ。

【００１５】厚さの比を０．６若しくはそれ未満、又は０．４若しくはそれ未満に制限する
と、伝熱が更に減少し、それによって上述の更なる利点が達成され又は同時に改
良される。

【００１６】側壁に平行な空洞の内側に１又は複数の連結部を配置することによって、相当
する長手方向剛性を維持しながら、側壁及び特に脚の厚さを減少させることがで
きる。これらの連結部を中空形材の高さ全体にわたって延ばし、この様式で両方
の脚を互いにつなげることができる。あるいは、この連結部は、形材に沿って脚
から盛り上がったリブであってもよい。

【００１７】プラスチックを強化して、硬さ、特に長手方向剛性を維持しながら又は増加さ
せつつ、壁の厚さを更に減少させることができる。

【００１８】更に、側壁のプラスチックにおける強化材料の割合は、脚における強化材料の
割合よりも高い。このことは、多くの好ましい強化材料の比熱伝導率が、プラス
チック自身の熱伝導率よりも大きいことによる。脚のプラスチックも強化するこ
とによって、その厚さを更に減少させることができる。しかしながら、これを行
うことによる中空形材の熱伝導率への影響を考慮すると、強化材料の割合を任意
に増加させることはできない。プラスチックの熱伝導率に関しては、コスト及び
強化材料の最適な割合を求めることが有益である。

【００１９】脚の伝熱性能を最少化することに関しては、これらを部分的にのみ強化するこ
とが好ましい。これに関して、中空形材の長さ方向に平行なストリップ型の領域
を強化する選択肢が存在し、これらが存在する場合には脚及び側壁から分離して
維持する。この解は、機械的に比較的弱い脚の領域を強化し、且つ側壁及び必要
であれば連結部に脚の強化していない領域を隣接させることによって、脚を通る
伝熱を制限する。

【００２０】強化繊維は、強化材料の第１の選択肢である。好ましくは強化繊維は、ガラス
繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、及び／又は天然繊維から選択する。これら
は、短繊維、長繊維、若しくは必要な場合は連続繊維、又はこれらの任意の組み
合わせとして挿入することができる。

【００２１】強化繊維に加えて、及び必要な場合は強化繊維に加えて、粒子状材料、すなわ
ち特に粒状又はディスク状材料でプラスチックを強化することも可能である。こ
れに関連して、ケイ灰石、マイカ及びタルクを、粒子状材料として挙げることが
できる。

【００２２】強化のために、前記側壁及び必要な場合に連結部に強化材料を組み込む場合、
これらはプラスチックに組み込むこと、好ましくは中空形材に沿ってプラスチッ
クに組み込むことが有利である。

【００２３】脚を強化するために繊維を使用する場合、これらを互いに交差させて配置する
ことが有利である。これは、このことが個々の強化繊維における伝熱経路を比較
的長くすること、つまり中空形材の伝熱容量を比較的小さくすることによる。

【００２４】必要に応じて繊維を、結合した材料、例えば繊維マット又はネットの形で使用
して、強化繊維を交差させて配置することが好ましい。

【００２５】上述の面から、重量分率での強化材料の割合は、脚でよりも側壁で比較的高い
。これは、場合によっては中空形材の空洞に配置する側壁に平行な連結部に、等
しく適用可能である。

【００２６】側壁に対して並行に配置されたシート状金属ストリップは、側壁を強化するた
めに、費用対効果が特に良好である。これらのストリップは、特に接着によって
、形材の外側に適用することができる。しかしながら、シート状金属ストリップ
は、側壁のプラスチックに埋め込んで、初めの腐食の問題、シール部材及び結合
部材との結合性の問題、又は初めにシート状金属ストリップを伴わずに製造され
る形材を扱う問題を避けることが好ましい。更に、この手法で製造段階での結合
プロセスを避けることができる。

【００２７】孔の開いたシート状金属ストリップを使用することが有利である。これは、側
壁のプラスチックとの特に良好な結合性を可能にする。

【００２８】しかしながら、他の様式で製造したくぼみ又は表面の凹凸を更に具備している
シート状金属ストリップは、特に側壁に組み込んだときに、周りのプラスチック
との機械的結合性に、孔の開いたシート状金属ストリップと全く同様な影響は与
えないが、有利である。

【００２９】シート状金属ストリップを製造する金属材料の熱伝導率が比較的大きいにも関
わらず、これらは、中空形材の伝熱量をせいぜいわずかに増加させるだけである
。

【００３０】典型的なシート状金属の厚さは、０．１〜１．０ｍｍであり、このシート状金
属ストリップを側壁に埋め込む場合は、このシート状金属の厚さは、側壁の厚さ
の半分以下であることが好ましい。

【００３１】シート状金属ストリップを独立に使用して、形材の連結部を強化することも好
ましい。

【００３２】合成発泡体材料を伴う形材によって、伝熱を更に減少させることが好ましい。
あるいは、この目的のために又はこれを補うために、いくらかの気体容積を有す
る強化材料／充填材料、例えば中空ガラスボール、中空繊維等を考慮することが
可能である。

【００３３】本発明のスペーサーが、側壁の外側表面に長手方向及び／又は横断方向の溝を
有することが有益である。これによれば、シール部材とスペーサーとの結合性を
改良することが可能である。

【００３４】シール部材を側壁の外側表面に擬似機械的固着させるために、保持体、特にく
ぼみ、凹凸、又は切り込みの形の保持体を提供することによって、本発明のスペ
ーサーで同様な効果を達成することが可能である。シート状金属ストリップを外
側に配置して側壁を強化する場合、シート状金属ストリップの外側表面にこれを
行うことが等しく可能である。

【００３５】保護層を使用することは、プラスチックスペーサーの化学的耐久性に関する重
要な工程である。ここで、この保護層は、例えばエポキシ層又は無機／有機化合
物層であり、これらは他の機能、すなわちシーラントと中空形材との結合性と共
に、ある程度の紫外線に対する保護を提供する。これは、特にプラスチックのた
めに調製されたシール部材を過剰に使用する必要性をなくす。同時に、そのよう
な層は更なる断熱性を提供する。

【００３６】スペーサー製造に関する使用するプラスチック選択への厳密な制限は、シール
部材及び結合部材、例えばブチル結合部材、ポリスルフィド、ポリウレタン、及
びシリコーンシール部材に対する化学的耐久性、並びにガスを発生させる材料を
放出する傾向（曇りの問題）、並びにそれらの拡散性（蒸気拡散シール性）に関
してもたらされる。この点で非常に良好なプラスチックは、スチロール−アクリ
ロニトリル−コポリマーである。有意に比較的安価なプラスチック、例えばＰＶ
Ｃ、ポリアクリル、ポリエステル、ポリスチロール、又はポリプロピレンの適当
な層を使用することも可能である。

【００３７】適当に選択すると、保護層は蒸気拡散バリアーとしての機能も達成することが
できる。そのような蒸気バリアーは、ガラス板間の空間に水蒸気が入るのを避け
るために、従って絶縁ガラス構成要素の内側に凝縮を結果としてもたらす中空形
材内の乾燥剤の早すぎる枯渇を避けるために、多くのプラスチックに関して非常
に好ましい。

【００３８】従来好ましいとされていた金属箔と比較した場合、蒸気バリアーとしての上述
のエポキシ層は、形材に埋め込まれた又は形材に取り付けられた金属箔よりもク
ラック発生に対する抵抗が大きく且つ剥離が起こりにくい点で有利である。更に
、これは熱膨張率が大きく異なることに関連する問題（バイメタル効果）を避け
る。

【００３９】上述の本発明の保護層は、シーラントに対する化学的な耐性を改良し、それに
よって長く観察されてきた引っ張り破損腐食問題を解決することができる。

【００４０】外側脚の外側には、金属気相堆積物又は無機／有機化合物のいずれかでコーテ
ィングしたプラスチック箔、ステンレス鋼箔又はアルミニウム箔の形の薄い拡散
バリアーを具備させることができる。

【００４１】この拡散バリアーは、脚のプラスチックに直接に付着させること、及び必要に
応じてエポキシ層で包むことができる。更なる選択肢は、押出処理の間に金属箔
をプラスチックに導入することである。

【００４２】拡散バリアーと脚の外側表面との間にエポキシ層を配置することも可能である
。

【００４３】絶縁ガラスフレーム構成要素のための金属スペーサーの従来の製造方法では、
内側脚を引っ張りながら、予め切断した中空形材押出物を曲げて角を作る。この
技術をプラスチックスペーサーに適用すると、元の形状に戻ろうとするプラスチ
ックの弾性の結果として、解決することが難しい製造に関する問題、例えば許容
できない配置が発生し、角の領域に偏差をもたらす。更に、曲げる領域を暖めた
としても、過剰なねじれ、遅延、クラック、及び長い製造時間がもたらされる。
この様式で処理する角領域に拡散バリアーコーティングが存在すると、損傷を与
えることがあり、また完全に破壊してしまうことさえも多い。

【００４４】加えて、金属と比較した場合のプラスチックの性質ために、曲げ領域を比較的
大きく選択しなければならないので、中空形材の内側は有意に収縮し、これは形
材の１又は複数の空洞に乾燥剤を充填することを非常に難しくし、またシール表
面積を減少させる。

【００４５】本発明の多角形フレームの製造は、このことを防ぐ。ここでは、中空形材のフ
レームのそれぞれの角を形成する領域はＶ字型のあきを持ち、このＶ字型のあき
は外側脚を本質的にそのままで残しながら内側脚を取り、側壁をこの角に向かっ
てテーパーにすることによって作る。側壁のＶ字型のあきの切断した縁又は接触
領域は、内側に折り込んでフレームを作る。

【００４６】あるいは、多角形型のフレームを形成するスペーサーは、あきのある外側脚に
三角形のふたを具備して角を形成することができる。ここでは、中空形材のフレ
ームのそれぞれの角を形成する領域は、Ｖ字型のあきを持ち、このあきは外側脚
の全幅に拡がっており、且つ本質的に側壁の高さ全体にわたる。また、Ｖ字型の
あきの頂点は内側脚に存在している。

【００４７】両方の態様において、角領域を作る接合部は、好ましくは突き合わせ、レーザ
ー、超音波若しくは高周波の溶接、又は接着によって互いにしっかりと接合させ
る。

【００４８】本発明のこれらの及び更なる利点は、図を利用して以下で更に説明する。

【００４９】図１は、本発明のスペーサーを示す。これは一般に参照番号１０で示され、２
つのガラス板１２及び１４の間に配置され、且つ所定の空間を維持している。

【００５０】スペーサー１０は、断面が本質的に直角の中空形材であり、これは２つの側壁
１６及び１８並びに２つの脚２０及び２２によって作られている。両方の側壁１
６，１８は、ガラス板１２，１４に対して並行に配置されており、２つの脚２０
、２２によって互いにつなげられて、空洞２４を形成している。この空洞２４は
、乾燥剤２６を保持している。図１ではこの乾燥剤は、数個の粒子として示され
ているが、通常はこの空洞２４全体を満たしている。本発明では、側壁１６，１
８に対する脚２０，２２の厚さの比は約０．３５である。中空形材の長手方向の
剛性は、例えば側壁に組み込まれる形材の長手方向に平行な強化繊維２８によっ
て、この設計では強化されている（単純さのためにいくつかの繊維のみを示して
いる）。本質的に同じ形状のこれらの強化繊維は、側壁の断面にわたって均一に
分散させることが好ましい。

【００５１】本発明のスペーサーにおける強化繊維の割合の選択は本質的に自由であり、本
発明のスペーサーにおいて、強化繊維２８の熱伝導率がそれを取り囲むプラスチ
ックの熱伝導率よりもかなり大きい場合であっても、絶縁ガラス構成要素を通る
伝熱容量は、脚２０，２２が比較的薄いという事実によって効果的に制限される
。これは、脚２０，２２におけるある種の強化繊維成分も可能にする。これにつ
いては、図６と関連して、以下でより詳細に示す。

【００５２】外側脚２２が閉じた表面を形成する一方で、絶縁ガラス構成要素の内側に配置
された脚２０は、多くの非連続部位３０を持つ。この非連続部位３０は、両方の
ガラス板１２，１４の間の空間をスペーサー−中空形材の空洞２４とつなげる。
この様式では、この空間に捕らわれた水蒸気が乾燥剤２６に達して吸収される。

【００５３】拡散によってスペーサーのプラスチックを通って水蒸気が更に入るのを可能な
限り防ぐために、例えば薄い金属箔によって作った蒸気バリアー３２を、脚２２
の外側に配置する。蒸気バリアー３２は図１において示しており、ここでは明確
さのためにかなり拡大して示してある。脚２２の外側の金属気相堆積物層は、適
当な防蒸気性質を持つ。

【００５４】スペーサー１０は、シール部材３４、例えばポリスルフィドシール部材、及び
結合部材３５、例えばブチル結合部材によってガラス板に結合しており、それに
よってスペーサー１０の脚２２を経由して側壁１６の本質的に全高さに拡がり、
且つまた反対側で側壁１８の本質的に全高さに拡がるシール／結合部材の釣り合
いをもたらしている。

【００５５】シール部材３４（ポリスルフィド、ポリウレタン、又はシリコーンで作ること
が多い）又は（ブチル）結合部材３５とプラスチックスペーサー１０との結合性
を改良し、且つ同時にスペーサー１０の太陽光に露出される部分（脚２０の外側
表面）の紫外線保護を行うために、スペーサー中空形材の全外側表面にエポキシ
コーティング３６を具備させる。上述の蒸気バリアー３２を、脚２２に直接に適
用したエポキシコーティング３６に付着させる。しかしながらこれは必須ではな
く、好ましくない影響なしで層３２と３６の順序を逆にすることもできる。この
目的のために、金属気相堆積をエポキシコーティングの前に行い、又は蒸気バリ
アー３２の金属箔を脚２２に付着させる。

【００５６】ガス形成材料の透過を可能にし又はガス形成材料を放出することが知られてい
るプラスチックをスペーサー製造のために選択する場合、エポキシコーティング
を有する中空形材の内側表面を提供して、いわゆる曇りに対する効果的な影響を
与えることが有利である。

【００５７】図２は、本発明のスペーサーの第２の設計４０を示している。これは、図１の
スペーサーの変形を示している。この目的のために、平行連結部４６を両方の側
壁４２と４４の間に配置する。この連結部４６は、スペーサーの中空形材の全高
さにわたって延びて、両方の側壁４２，４４と共に、両方の脚４８と５０とをつ
なげる。これは、側壁４２，４４に関して両方の脚４８，５０の厚さを更に減少
させることを可能にし、それによって絶縁性質を改良する。連結部４６は、長手
方向の剛性も改良する。連結部４６は、スペーサー４０の中空形材を２つの空洞
５２と５４とに分ける。これら空洞５２，５４は、非連続部位５６及び５８を経
由させて、任意の所定のときに絶縁ガラス構成要素のガラス板間の空間につなげ
る。空洞５２，５４には、上述の場合の空洞２４のように乾燥剤を満たす。脚４
８，５０にストリップ型の強化材料を具備させて、機械的安定性を改良すること
ができる。図２では、ストリップ型の繊維マット４９ａ，４９ｂ，５１ａ及び５
１ｂとして示されている。強化材料は通常はプラスチックに組み込まれている。
図２の説明では、繊維マット４９ａ，４９ｂ、５１ａ及び５１ｂは、明確に示す
ためにのみ描かれている。

【００５８】図３は、２つのガラス板６２と６４との間に結合されたスペーサー６０を示し
ている。スペーサー６０の構造は、図１に関して既に説明したものにほぼ対応し
ている。従って、図１と異なる部分のみをここでは示している。

【００５９】スペーサー６０の外側形状はスペーサー１０のそれと異なっている。この違い
は、ガラス板６２，６４の間に作られた空間の反対側を向く長手方向の縁６６，
６８が斜めになっていることである。これはシール表面を増加させ、且つシール
部材のための容積を増加させる。更に、これは結合部材７０（ブチル結合部材）
と共に使用するための適当な材料の選択であるので、スペーサー６０はエポキシ
樹脂コーティングを必要としない。また、蒸気バリアー７４を、中間コーティン
グなしで、スペーサー６０の外側脚７２に取り付ける。最後に、絶縁ガラス構成
要素の組立の間に、スペーサー６０の外側表面（蒸気バリアー７４）にはシーラ
ント７６をコーティングする。このシーラント７６は通常、ポリスルフィドをベ
ースとして使用して作る。

【００６０】ここで、上述の及び以下で説明する他の設計の例のように、例えばＡ１２０３
、ＳｉＯ₂、及びアモルファス、ダイヤモンドタイプカーボンのような層部材を
含む無機−有機ハイブリットネットワークタイプの多層プラスチック箔は、金属
箔又は金属気相堆積物の代わりに拡散又は蒸気バリアーとして機能することがで
きる。合成箔又はスペーサーに直接に適用する金属箔は、気相堆積（単層又は多
層）、ガルヴァーニ電流、スパッタリング、火炎スプレー、アーク、プラズマス
プレー、プラズマ重合等によって付着させることができる。

【００６１】図４は、本発明のスペーサー中空形材の更なる態様をスペーサー８０として示
している。繰り返しを防ぐために、ここでもスペーサー１０との違いのみを説明
する。スペーサー８０の側壁８２及び８４は、その外側表面に長手方向の溝を具
備している。これらは、スペーサー表面とシール部材との結合性を改良する。更
に、これらの長手方向の溝を、この目的のためのこれらと垂直な横断方向の溝と
組み合わせることができる。この横断方向の溝は特定の用途のために単独で使用
して、スペーサー表面への結合性に適当な改良を提供することもできる。あるい
は、この目的のために、粗面化された側壁８２，８４の表面と共に、又は一般に
、切り込み領域によってシール部材とスペーサー表面との機械的な結合性を提供
する保持体と共に機能させることも可能である。ストリップ型領域の８１ａ，８
３ａによって脚８１，８３は強化されている。この領域は、側壁と離れており、
スペーサー８０の中空形材の長さ方向に対して平行に配置されている。

【００６２】図５は、スペーサー９０による保持体の更なる態様を示している。このスペー
サー９０の側壁９２，９４は異なる形状の態様を示すためだけに描かれている。
側壁９２は強化リブ９５，９６を持つことが示されており、これは同時にシール
部材に刺さっており、固定材として機能し、シール部材との機械的な結合を提供
する。側壁９２，９４は、ガラス板の間に作られた空間の反対側を向くそれらの
端部９８，９９において鋭く傾斜して、シール表面積とシーラント容積を大きく
している。これは、中空形材の内側を向く側壁９２，９４の表面の定められた形
状に沿っていて、側壁９２，９４のこの領域における適当な壁厚さを保証する。
穿孔されているシート状鋼鉄ストリップ９３ａ、９３ｂは剛性のために、中空形
材の全長さにわたって側壁９２，９４のプラスチックに組み込まれている。

【００６３】図６は、単純な直角の形状の本発明のスペーサー１００を示している。強化繊
維による強化の影響は、この図を使用して説明する。この図の他の全ての設計は
既に説明したものとおそらく同じである。スペーサー１００の中空形材は、側壁
１０２，１０４と脚１０６，１０８によって作る。スペーサー１００の空洞は、
連結部１１０（図において点線で示している）によって独立に分けることができ
る。このことは、脚１０６，１０８の厚さを減少させることを可能にする。プラ
スチックスペーサーを使用することに関する大きな問題のうちの１つは、図１に
関連して既に説明したように、縦方向の剛性が比較的小さいことであるので、ス
ペーサー１００の長さ方向に対して平行に配置した強化繊維１１２によって、側
壁部分のプラスチックを強化することが有益である。本質的に求められる方向で
、つまり長手方向剛性を改良する方向で、プラスチック中の強化繊維部材を幅広
い範囲で変化させることができる。本発明の脚１０６，１０８の構造は比較的薄
いので、側壁１０２，１０４における比較的多い強化繊維の割合は、中空形材全
体を真っ直ぐに通る側壁１０２，１０４を通過する熱の増加に有意の影響を与え
ない。確かに、スペーサーの中空形材の設計において、脚１０６，１０８の構造
設計の結果としての伝熱性能は非常に重要である。これらの脚１０６，１０８は
中空形材の長手方向剛性に必ずしも影響を与えず、側壁１０２，１０４は既に長
手方向繊維１１２によって既に強化されているので、脚１０６，１０８は明らか
にそれらの機能を満たすように設計する。これは、図５に示すように側壁１０２
，１０４をシート状鋼鉄ストリップによって強化する場合に、等しく適用可能で
ある。

【００６４】脚１０６，１０８の機能は、単に、側壁１０２，１０４を特定の間隔で維持す
ることと、絶縁ガラス構成要素のガラス板を通してスペーサー形材に作用する力
、特に風の圧力又は風の吸い込みによる力を吸収することである。壁の厚さを更
に減少させながらそのような役割を果たすことができるようにするために、脚１
０６，１０８を、特に強化繊維で強化することができる。脚は横断方向の力を吸
収しなければならないので、そのような力を吸収することができる強化材が有益
である。スペーサーに沿って鋭い角度で横断するように配置した強化繊維の使用
は、脚１０６，１０８の伝熱容量を可能な限り低い値に維持するために特に適当
であることが分かった。この角度は好ましくは４０°〜６０℃であるべきである
。この角度では、一方で横方向の力を適当に吸収し、且つ他方で、伝熱経路（片
側から他方への線維長さ）が長くなったことによって、比熱伝導率が比較的大き
い強化繊維で、比較的小さい伝熱容量を達成することが可能になる。しかしなが
ら明らかに利用可能であれば、脚１０６，１０８のプラスチックにおける強化繊
維の割合は、側壁における割合よりも明らかに低いべきである。これは、強化繊
維の割合が増加すると当然に、熱伝導容量が直接増加することによる。壁の厚さ
を更に薄くし、脚１０６，１０９における強化繊維の割合を更に増加させる選択
肢では、伝熱容量の増加を絶対的に補償することはできない。従って、最適値を
決定する選択が存在する。これは、繊維の比熱伝導率及び脚のプラスチックの伝
熱容量、強化繊維の強化効果の考慮、並びに選択した形材の幅を参照する壁の厚
さの選択に依存している。

【００６５】強化繊維による強化の影響の例は以下の表に示す。

【００６６】図１に典型的に示される中空形材の断面に関して、表は様々な壁厚さ及び強化
繊維の割合と、本発明の中空形材の長手方向剛性で達成可能な値とを比較してい
る。またこの表１では、通常のアルミニウム形材（例１）との比較も行っている
。

【００６７】例２及び例３は、完全に強化していないプラスチックを使用する形材に関する
。例４，５，１１及び１２では、側壁のみをガラス繊維で強化し、脚では一般に
強化繊維及び強化材料を使用していない。ガラス繊維の割合の値及びガラス繊維
のタイプは、表の括弧の中に入れて、これらの詳細を明確にしている。

【００６８】例６，７，８及び９は比較のための形材を示し、脚及び側壁のプラスチックに
おける強化繊維の相対的な分配を与えている。例１５及び１６においては、側壁
及び脚のプラスチックも同じ様式で強化している。これらの例から、脚における
ストリップ状強化材は、側壁面における形材の長手方向剛性（ｆ_y）に更に好ま
しい影響を与えることが推論される。

【００６９】最後に、例１３及び１４はもう１つの強化原理を適用している。ここでは、側
壁において、シート状金属ストリップを、図５に示されるのと同様な様式で材料
に組み込んでいる。しかしながら、表で与えられる値は、穿孔を持たないシート
状金属ストリップに関する。この例では、シート状金属ストリップの高さは６．
０ｍｍである。これらの例は、単純な（鋼鉄）シート状金属ストリップで側壁を
強化すると、長手方向剛性が有意に得られることを示している。例えば強化材と
して１．０ｍｍの厚さのシート状金属ストリップを使用する例１４では、長手方
向剛性は、７０成分ｗｔ％の含有率で達成することができる強化効果に相当する
（例１１及び１２と比較）。当然に、製造コストは、シート状金属ストリップを
使用して強化した中空形材でのほうがかなり良好である。この形材において、シ
ート状金属強化ストリップに隣接させて、繊維を独立にプラスチックと組み合わ
せることもできる。このことは、長手方向剛性に追加の好ましい影響を与えるこ
とが期待される。

【００７０】幅／外側（Ｂ）及び幅／内側（ｂ）の大きさは、脚面２０，２２に対して平行
に測定した形材の大きさに言及しており、高さ／外側（Ｈ）及び高さ／内側（ｈ
）の値は側壁１６，１８の面に平行な形材の大きさを示している。

【００７１】壁厚さｄ_vは、側壁１６，１８の厚さに言及しており、壁厚さｄ_hは脚２０，
２２の厚さに言及している。曲げｆ_yは、片側を押えた条件での、側壁１６，１
８に対して平行な面の長さ１ｍの中空形材の曲げを示しており、ｆ_xは、対応す
るパラメーターで繰り返してこの条件で形材を９０°回転させて、脚２０，２２
に対して平行な面で曲げを行っている。

【００７２】

【表１】

【００７３】表において使用した製品の記載は以下のものを示す。ＬｕｒａｎＳ７９７ＳＥ：ＢＡＳＦＡＧのアクリル酸−スチロ
ール−アクリロニトリル（ＡＳＡ）コポリマーＬｕｒａｎＳＫＲ２８５８Ｇ３：ＢＡＳＦＡＧのＡＳＡコポリマー、
短い（０．２〜０．３ｍｍ）のガラス繊維を含む（繊維直径＝１０〜１５μｍ）ＰＰＥＧＦ７０：連続ガラス繊維で強化したポリプロピ
レン樹脂（繊維直径＝１０〜１５μｍ）ＵＰＥＧＦ７０：連続ガラス繊維で強化したポリエステ
ル樹脂（繊維直径＝１０〜１５μｍ）ＰＰ：強化していないポリプロピレン樹脂

【００７４】最後に、図７ａ／ｂ及び図８ａ／ｂは、絶縁ガラス構成要素のための予め製造
した直角フレームの好ましい２つの態様を示している。

【００７５】図７ａで示すように、外側の脚をそのままにしてスペーサー形材１０の領域に
Ｖ字型の切れ込みを作り、これを使用して角を作る。側壁１６，１８の切断表面
１２４，１２６は、互いに９０°の角度であり、それぞれが脚２２及び脚２０の
表面に対して４５°傾斜し、且つ脚の固定された角の部分１２２から外側に向か
っている。

【００７６】図７ａに示すようにして形材の角領域を調製した後で、角１２２の左右の形材
部材を曲げて、切断表面１２４と１２６とが互いに接触するまで近付ける。この
様にして作った突き合わせ接合部１２８は、接合、レーザー、超音波、又は高周
波の溶接によって溶接し又は接着し、硬質でシールされた正確な大きさの接合部
を作る。形材部材を曲げて角１２２の左右にするときに、必要であれば加熱によ
って曲げプロセスを促進することができる。特に本発明のように脚２２の厚さを
比較的薄くし、且つ大きさを比較的小さくするために必要とされる繊維強化材を
提供することによって、必要に応じて脚２２に提供される蒸気バリアー及び保護
層に損傷を与えずに、この領域を曲げて角領域を作ることがかなり容易になる。

【００７７】図８ａ及びｂで示すような他の方法では、脚２０を完全にそのままに維持して
、脚２２を斜めに切って、脚２２の一部分を取り除いてＶ字型の切れ込み１３０
を作る。角１３２の左右両方の形材部材が互いに離れるように曲げて、側壁１６
，１８の切断表面１３４，１３６が直線を作るようにし、上述の技術を使用して
角部分１３８を固定して結合させる。角部分１３８が、スペーサーの中空形材に
入ってしっかりと固定されて、この角部分を更に安定化させる２つの直角の管を
持つ場合に、これは有利である。内側脚が壊されていないので、直角フレーム部
材は結合を維持する。角部分を中空体として作り、スペーサー１０の中空形材と
同じ蒸気バリアー及びコーティングを具備させる場合、第１の態様の場合と同様
に、この角部分１３８をスペーサー形材１０に溶接又は接着した後で、連続的な
蒸気を通さない角を与える。予め作った角部分は、乾燥剤のための充填口１４４
を既に有していてよく、これは中空形材をうまく充填した後でしっかりとシール
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の設計によるスペーサーを有する絶縁ガラス構成要素の
一部の断面図である。

【図２】図２は、本発明の第２のスペーサーの設計の等角投影図である。

【図３】図３は、本発明の第３のスペーサーの設計の断面図である。

【図４】図４は、本発明の第４のスペーサーの設計の等角投影図である。

【図５】図５は、本発明の第５のスペーサーの設計の断面図である。

【図６】図６は、本発明の繊維強化スペーサーの等角投影図である。

【図７ａ】図７ａは、本発明のスペーサーで作った本発明のフレームの角領域である。

【図７ｂ】図７ｂは、本発明のスペーサーで作った本発明のフレームの角領域である。

【図８ａ】図８ａは、本発明のスペーサーからフレームの角領域を作る本発明のもう１つ
の態様である。

【図８ｂ】図８ｂは、本発明のスペーサーからフレームの角領域を作る本発明のもう１つ
の態様である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス板又は同様な物体と接触する互いに平行な２つの別個
の側壁、及びこれらの側壁に対して主に直角にこれらの側壁の間に延びる２つの
脚を有し、ガラス板又は同様な物体を絶縁する中空形材状のプラスチックスペー
サーであって、前記側壁の厚さに対する前記脚の厚さの割合が、０．８若しくは
それ未満であること、及び／又は脚における熱抵抗率が側壁の熱抵抗率よりも大
きいことを特徴とするプラスチックスペーサー。
【請求項２】前記厚さの比が０．６又はそれ未満であることを特徴とする
請求項１に記載のスペーサー。
【請求項３】前記厚さの比が０．４又はそれ未満であることを特徴とする
請求項１に記載のスペーサー。
【請求項４】前記側壁に平行な１又は複数の平行連結部が、空洞に配置さ
れていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項５】前記プラスチックの少なくとも一部が、強化材によって強化
されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項６】前記側壁及び使用する場合の前記連結部のプラスチックにお
ける強化材の重量分率が、前記脚における強化材の重量分率よりも大きいことを
特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項７】前記強化材が線維を含むことを特徴とする請求項５又は６の
いずれかに記載のスペーサー。
【請求項８】前記強化線維を、ガラス、カーボン、アラミド、及び／又は
天然の繊維から選択することを特徴とする請求項７に記載のスペーサー。
【請求項９】前記強化材が、必要に応じて強化繊維と組み合わせて、粒状
材料を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項１０】前記粒状材料を、ケイ灰石、マイカ、及び／又はタルクか
ら選択することを特徴とする請求項９に記載のスペーサー。
【請求項１１】前記側壁における前記強化繊維が、主に前記中空形材の長
手方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記
載のスペーサー。
【請求項１２】前記中空形材に沿うストリップ状強化領域に平行な前記脚
が、側壁及び使用する場合の連結部によって分離されていることを特徴とする請
求項５〜１１のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項１３】前記脚の前記強化繊維が、主に交差パターンで配置されて
いることを特徴とする請求項７〜１２のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項１４】主に交差パターンで配置した前記強化繊維が、個々の短線
維、長線維、又は結合繊維若しくは繊維格子を作る材料であることを特徴とする
請求項１３に記載のスペーサー。
【請求項１５】シート状金属ストリップを、前記側壁の強化材料にしてい
ることを特徴とする請求項５〜１４のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項１６】前記シート状金属ストリップに孔が開いていることを特徴
とする請求項１５に記載のスペーサー。
【請求項１７】前記プラスチックが発泡体であることを特徴とする請求項
１〜１６のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項１８】前記プラスチックが熱伝導率を低下させる充填材、特に中
空ガラスボール又は中空ガラス繊維の形の充填材を含むことを特徴とする請求項
１〜１７のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項１９】前記中空形材が、前記側壁の外側表面及び必要に応じて外
側脚の外側表面に、保護層を具備していることを特徴とする請求項１〜１８のい
ずれかに記載のスペーサー。
【請求項２０】前記保護層が、蒸気バリアー層、腐食保護層、結合体層、
及び／又は紫外線保護層として作られていることを特徴とする請求項１〜１９の
いずれかに記載のスペーサー。
【請求項２１】前記保護層が、結合ペイントプライマー層として作られて
いることを特徴とする請求項１９又は２０に記載のスペーサー。
【請求項２２】前記保護層が、急結性エポキシ樹脂で作られていることを
特徴とする請求項１９〜２１のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項２３】薄い無機−有機化合物層でコーティングされたプラスチッ
ク箔、金属気相堆積プラスチック箔、ステンレス鋼箔、アルミニウム箔の形の拡
散バリアーが、前記外側脚に配置されていることを特徴とする請求項１〜２２の
いずれかに記載のスペーサー。
【請求項２４】薄い無機−有機化合物層でコーティングされたプラスチッ
ク箔、金属気相堆積プラスチック箔、ステンレス鋼箔、アルミニウム箔の形の拡
散バリアーが、前記脚のプラスチックに組み込まれていることを特徴とする請求
項１〜２２のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項２５】層の形の拡散バリアーが、前記外側脚に直接に取り付けら
れていることを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項２６】エポキシ層が前記拡散バリアーを包んでいることを特徴と
する請求項２３〜２５のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項２７】エポキシ層が、前記拡散バリアーと前記脚との間に存在す
ることを特徴とする請求項２３又は２５に記載のスペーサー。
【請求項２８】前記側壁が、その外側表面に長手方向の溝及び／又は横断
方向の溝を持つことを特徴とする請求項１〜２７のいずれかに記載のスペーサー
。
【請求項２９】前記側壁がその外側表面に保持体、特にくぼみ、凹凸、及
び切れ込みの形の保持体を有して、シーラントを固定することを特徴とする請求
項１〜２７のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項３０】多角形フレームのそれぞれの角を形成する領域であって、
前記内側脚を取り除き且つ前記外側脚を本質的にそのままにすることによって作
られたＶ字型のあきを有する領域を伴い、内側に折り込んで前記フレームを形成
する前記Ｖ字型のあきの切断表面を有する前記角に向かって、前記側壁自身がテ
ーパーになっている、多角形フレームを形成することを特徴とする請求項１〜２
９のいずれかに記載のスペーサー。
【請求項３１】多角形フレームのそれぞれの角を形成する領域であって、
前記側壁の本質的に全高さにわたって前記外側脚の全幅を取り除くことによって
作られたＶ字型のあきを有する領域を伴い、前記Ｖ字型のあきの頂点が前記内側
脚にあり、三角形のふたが前記外側脚のあきに配置されて前記フレームを形成す
る、多角形フレームを形成することを特徴とする請求項１〜２９のいずれかに記
載のスペーサー。
【請求項３２】前記角の合わせ目を、突き合わせ、レーザー、超音波若し
くは高周波の溶接、又は接着によってしっかりと固定することを特徴とする請求
項３０又は３１に記載のスペーサー。