JP2017527510A - 断熱ガラスユニット - Google Patents

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Abstract

断熱ガラスユニット（２０）が記載されており、このユニットは、少なくとも第１と第２の板ガラス（２２、３２）および随意的な第３の板ガラス（４２）を備える。板ガラス（２２、３２、４２）のいずれか１つ以上の厚さは、約０．７ｍｍ以下であってよい。ある場合には、板ガラスのいずれか１つ以上が、電子ディスプレイの一部を形成してもよい。この断熱ガラスユニット（２０）は、従来の三重板ガラスの断熱ガラスユニットと比べて、質量が軽く、熱的性能が改善されており、陳列用冷蔵庫のドアに使用するのに特に適している。

Description

関連出願の説明
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１４年６月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／０１７５４７号、および２０１４年１０月３１日に出願された米国仮特許出願第６２／０７３０５９号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
本開示は、広く、断熱ガラスユニットに関し、より詳しくは、陳列用冷蔵庫のドアアセンブリに使用できる改善された多重板ガラス断熱ガラスユニットに関する。
商品、例えば、飲料および生鮮食品を冷えた状態に維持するために、陳列用冷蔵庫が、コンビニエンスストア、食料品店、食品自動販売工程などで使用されている。一般に、そのような陳列用冷蔵庫は、冷蔵区画と、所望の商品を取り出すために消費者が開けることのできるドアにより密閉される開口とを備えている。
陳列用冷蔵庫は、作動中に相当な量の電力を消費する。したがって、冷蔵庫の（特に）運転費を節約し、エネルギー効率を改善し、ＣＯ2排出量を削減するために、陳列用冷蔵庫の電気使用を低下させる技術を採用することが望ましい。電気使用を低下させる方法の１つは、陳列用冷蔵庫自体をより断熱性にすることである。例えば、冷蔵区画により多くの断熱材を加えることができるであろう。しかしながら、陳列用冷蔵庫の物理的設置面積は大抵制約されており、より厚い断熱材は、冷蔵庫内で利用できる全貯蔵空間を減少させ、それにより、冷蔵庫に入れられる販売品目の数を減少させることを意味するであろう。
熱的性能を改善するための別の機構は、陳列用冷蔵庫のドアをより断熱性にすることである。典型的な陳列用冷蔵庫のドアは、断熱ガラスユニット（ＩＧＵ）を取り囲む枠を備えている。ＩＧＵは、一般に、シールにより周縁で密閉された２枚以上のガラスシートを備える。それらのガラスシートは間隔が置かれており、各ガラスシートの間の空間は一旦密閉されると、アルゴンまたはクリプトンなどの不活性ガスをその中に充填することができる。そうすることにより、陳列用冷蔵庫のドアの断熱性能または熱的性能を改善することができる。
熱的性能を改善することに加え、より断熱性である陳列用冷蔵庫のドアのＩＧＵは、他の設計上の制約を満たす必要もある。これらの制約としては以下が挙げられる：（１）ＩＧＵの安定性目的のため、また重さに基づく輸送費の削減のための最小質量；（２）陳列された商品を消費者が見られるようなＩＧＵを通る最大可視透過率；（３）制約された冷蔵庫の設置面積を維持し、既存のハードウェアを使用するために（特に、そのような潜在的な据付けに関する改善された性能向上および経費管理のため）、貯蔵空間が削減される（陳列ドアが一旦閉じられたら）のを防ぐ最小のドアの厚さ；（４）典型的な消費者のそのやり取りと使用の最中にドアが開け閉めされるときにＩＧＵが破損するのを防ぐための頑丈な機械設計；および（５）例えば、既存のハードウェアを使用することによる、最小の製造費。
ＩＧＵの熱的性能を改善する方法の１つは、板ガラスの数を２から３に増やすことである。ＩＧＵに使用される板ガラスの数を増やすと、ＩＧＵの熱的性能を改善することができるが、従来の三重板ガラスのＩＧＵは、他の設計制約、特に、質量と視認性の制約を満たすことができない。
したがって、断熱性が改善され、他の設計制約も満たすことのできる陳列用冷蔵庫のＩＧＵが、当該業界で必要とされている。
本発明の技術の少なくとも１つの実施の形態は、少なくとも１つの板ガラスの厚さが１．５ｍｍ以下、あるいは、０．７ｍｍ以下である、少なくとも第１と第２の板ガラスを有する断熱ガラスユニット（すなわち、ＩＧＵ）を提供する。いくつかの実施の形態において、その板ガラスの厚さは、互いに異なる。
いくつかの実施の形態において、第１の板ガラスと第２の板ガラスの間に第３の板ガラスが配置されることがある。いくつかの実施の形態において、随意的な第４の板ガラスを使用してもよい。参考のために、ここに用いたように、第１と第２の板ガラスは最も外側の板ガラスを構成し、第３および／または第４の板ガラスは、第１の板ガラスと第２の板ガラスの間に配置される。
第３の板ガラスの厚さは、必要に応じて、約０．７ｍｍ以下であってよい。随意的な第４の板ガラスの厚さは、１．５ｍｍ以下または０．７ｍｍ以下であってよい。断熱ガラスユニットは、板ガラス間に画成された間隙をさらに備えている。２枚の板ガラスが使用される場合、第１の板ガラスと第２の板ガラスの間に、第１の間隙が形成される。３枚の板ガラスが使用される場合、間隙（すなわち、第２の間隙および第３の間隙）は、第１の板ガラスと第３の板ガラスの間、および第３の板ガラスと第２の板ガラスの間に配置されるであろう。４枚の板ガラスが使用される場合、間隙は、第１と第３の板ガラスの間、第３と第４の板ガラスの間、および第４と第２の板ガラスの間に配置されるであろう。間隙に、空気、もしくは特に窒素またはアルゴンなどの断熱ガス、もしくはそれらの混合物を充填してもよい。
いくつかの態様において、板ガラスのいずれか１つ以上が強化されており、板ガラスのいずれか１つ以上が、低放射率コーティングまたは他の断熱性コーティングで被覆されてもよい。１つ以上の実施の形態において、板ガラスのいずれか１つ以上が、電子ディスプレイ（例えば、ＬＣＤディスプレイ）の一部、バックライトユニット（ＢＬＵ）の一部を形成しても、導波路または導光板（ＬＧＰ）として機能しても、タッチ機能表面を形成しても、断熱性を提供しても、剛性および／または機械的構造強度を提供しても、それらの組合せをもたらせてもよい。
本発明の技術の別の実施の形態は、断熱ガラスユニット、およびその断熱ガラスユニットを少なくとも部分的に取り囲む枠を備えた陳列用冷蔵庫のドアである。その断熱ガラスユニットは、ここに記載された２枚、３枚または４枚の板ガラスを備えることがある。
追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載された実施の形態を実施することにより認識されるであろう。
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、単なる例示であり、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されているのが理解されよう。添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施の形態を示しており、説明と共に、様々な実施の形態の原理および作動を説明する働きをする。
断熱ガラスユニットを使用した陳列用冷蔵庫のドアの斜視図 １つ以上の実施の形態による三重板ガラスの断熱ガラスユニットの側面図 断熱ガラスユニットの中央板ガラスの１つの実施の形態の正面図 １つ以上の実施の形態による四重板ガラスの断熱ガラスユニットの側面図 １つ以上の実施の形態による四重板ガラスの断熱ガラスユニットの側面図 １つ以上の実施の形態による三重板ガラスの断熱ガラスユニットの側面図 異なる断熱ガラスユニットのＵ値を示すグラフ 異なる断熱ガラスユニットの熱除去要件を示すグラフ
ここで、その例が添付図面に示されている、本発明の技術の様々な非限定的な実施の形態を詳しく参照する。できるときはいつでも、同じまたは同様の部品を指すために、図面に亘り、同じ参照番号が使用される。
図１は、三重板ガラスの断熱ガラスユニット２０を取り囲むドア枠１５を備えた例示の陳列用冷蔵庫のドア１０を提供する。この陳列用冷蔵庫のドア１０は、陳列用冷蔵庫の開口を画成する枠に取り付けることができる。陳列用冷蔵庫のドア１０は、陳列用冷蔵庫の内部空間を代わる代わる密封したり開いたりし、陳列用冷蔵庫内に貯蔵された品物を手にできるように、開いてまたは引いて開け閉めすることができる。
断熱ガラスユニット２０が、図２に示されており、いくつかの実施の形態において、それぞれ、３枚の板ガラス２２、３２、４２を備えることができる。いくつかの実施の形態において、３枚の板ガラスの内の１つを省いて、二重板ガラス構造を提供してもよい。最も外側の板ガラス２２は、その外面２３が周囲の外部環境または陳列用冷蔵庫の「暖かい側」に面するように配置できる。最も内側の板ガラス３２は、その外面３３が陳列用冷蔵庫の内部または「冷えた側」に面するように配置できる。中央板ガラス４２は、板ガラス２２と板ガラス３２の間に配置され、それらから間隔を置くことができる。中央板ガラス４２は、外側と内側の板ガラス２２、３２に対して実質的に平行に位置付けることができる、または外側または内側板ガラス２２、３２から離れるまたはそれに向かうように傾けることができる。板ガラスを２枚しか使用しない場合、中央板ガラス４２を省いてよい。ここに記載された板ガラスは透明として見なされるであろうが、断熱ガラスユニットを構成する各板ガラスの全てのある部分が、半透明、不透明またはほとんど不透明(semi-opaque)であって差し支えない。このように、記載された実施の形態などでの板ガラスの特徴付けは、ここに付随する特許請求の範囲を制限すべきではない。
外側と内側の板ガラス２２および３２は、いくつかの実施の形態において、「厚い」板ガラスであり得る。ある場合には、外側と内側の板ガラス２２および３２の一方は、「厚い」板ガラスである。あるいは、第３および／または第４の板ガラスが使用される場合、それらは「厚い」板ガラスであることがある。「厚い」ガラスは、少なくとも本発明の技術のいくつかの実施の形態について、厚さが約１．７ｍｍから約３．２ｍｍまたはそれより厚い範囲、およびそれらの間の全ての部分的範囲にあるガラスを意味する。厚いガラスの一例にソーダ石灰ガラスがあるが、本発明の技術の実施に、他の種類のガラスも使用して差し支えない。ソーダ石灰ガラスは、一般に、当業者に公知のフロート法を使用して製造される。他の実施の形態において、外側の板ガラス２２は、破損の可能性を最小にするために、例えば、熱的焼き戻し、化学強化などによって、強化することができる。そのような強化法は、当業者に公知である。もちろん、内側の板ガラス３２（または使用される場合、第３および／または第４の板ガラス）も強化されていてもよい。
本発明の技術の少なくとも１つの実施の形態において、外側の板ガラス２２の内面２４は、低放射率コーティング２６などの熱コーティングで被覆されていても差し支えない。低放射率コーティングは、当該技術分野で公知であり、その例としては、制限せずに、高レベルの熱的性能および高い可視光線透過率を与える、スパッタ被覆された熱分解コーティングが挙げられる。そのようなコーティングは、銀、チタン、およびフッ素添加酸化スズを含む、様々な金属および／または金属酸化物から形成することができる。適切な低放射率コーティングの例としては、銀および金属酸化物コーティングが挙げられる。
ここに記載された技術の少なくとも１つの代わりの実施の形態において、内側の板ガラス３２の内面３４も、低放射率コーティング３６が被覆されていて差し支えない。外側の板ガラス２２および内側の板ガラス３２に被覆された低放射率コーティングは、断熱ガラスユニットの所望の性質およびその最終用途に応じて、同じであっても、異なってもよい。コーティングの組合せも使用してよい。
いくつかの実施の形態において、中央板ガラス４２は、「薄いガラス」の板ガラスであって差し支えない。いくつかの代わりの実施の形態において、外側および／または内側の板ガラス２２および３２は、「薄いガラス」の板ガラスであってよい。いくつかの実施の形態において、少なくとも１つの板ガラスは、他の板ガラスと厚さが異なる。例えば、いくつかの実施の形態において、少なくとも１つの板ガラスは「薄いガラス」であってよく、一方で他の板ガラスは薄いガラスではない。「薄いガラス」により、本発明の技術のいくつかの実施の形態について、厚さが約１．５ｍｍ以下、あるいは０．９ｍｍ未満、あるいは０．８ｍｍ未満、あるいは約０．７ｍｍ以下である、あるいは約０．１ｍｍから約１．５ｍｍの範囲、あるいは約０．１ｍｍから約０．７ｍｍの範囲、およびそれらの間の全ての部分的範囲にあるガラスを意味する。この薄い板ガラスは、フュージョン法を使用して製造することができる。そのようなフュージョン成形された薄いガラスに使用してよい非限定的組成物としては、アルミノケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、およびアルミノホウケイ酸塩ガラスが挙げられる。Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから市販されている薄いフュージョン成形されたガラスの例としては、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｗｉｌｌｏｗ（登録商標）ガラス、Ｅａｇｌｅ ＸＧ（登録商標）ガラス、Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ＧｌａｓｓおよびＬｏｔｕｓ（登録商標）Ｇｌａｓｓが挙げられる。例示の実施の形態としては、厚さが約０．１ｍｍから約１．５ｍｍの範囲にある薄いフュージョン成形されたガラスが挙げられるであろう。例えば、いくつかの実施の形態は、厚さが約０．１ｍｍ、約０．２ｍｍ、または約０．３ｍｍであるフュージョン成形されたガラスを含む。いくつかの実施の形態において、薄いフュージョン成形されたガラスの厚さは、約０．４ｍｍから約０．７ｍｍであってよい。いくつかの実施の形態において、薄いフュージョン成形されたガラスの厚さは、約１．５ｍｍ以下（例えば、約０．４ｍｍから約１．５ｍｍ、０．９ｍｍ未満、０．８ｍｍ未満、約０．７ｍｍ未満、約０．５ｍｍ未満、およびそれらの間の全ての部分的範囲）であってよい。板ガラスは、ここで、１枚のガラスシートと称されてきたが、ここに付随の特許請求の範囲は、板ガラスが、ガラス−高分子積層体構造またはガラス−ガラス積層体構造を含む、ガラス積層体構造であって差し支えないので、そのように制限されるべきではないことを留意のこと。適切なガラス−高分子積層体構造としては、高分子フイルムに積層された１枚のガラスシート、中間高分子フイルムを有する２枚のガラスシートなどが挙げられる。適切なガラス−ガラス積層体構造としては、内側ガラスコアおよび１つまたは２つの外側ガラスクラッド層を有する構造体が挙げられる。例示のガラス−ガラス積層体構造およびその製造方法が、共同所有された米国特許第８００７９１３号明細書、米国特許出願公開第２０１３／００１５１８０号および同第２０１３／３１２４５９号の各明細書、並びに国際公開第１４／１８８３８号に記載されており、各々の全てがここに引用される。ここに記載された薄い板ガラスは、フロート法を使用してソーダ石灰ガラスから製造しても差し支えない。フロート法は、約０．７ｍｍ以下の所望の厚さを有するソーダ石灰ガラスの板ガラスを得る様式で行うことができる。あるいは、約１．７から約３．２ｍｍの厚さを有する従来のソーダ石灰ガラスの板ガラスを、約０．７ｍｍ以下の所望の厚さまで研磨しても差し支えない。
いくつかの実施の形態において、中央板ガラスに薄いガラスを使用すると、従来の陳列用冷蔵庫（すなわち、ＩＧＵ）製品により与えられないいくつかの利点が与えられる。例えば、薄いガラス（または薄い板ガラス）は、より厚い中央板ガラスを有する従来の三重板ガラスの断熱ガラスユニットと比べて、質量が低下し、視認性がよりよい。薄いガラスは、制約された厚さが要求される従来の三重断熱ガラスユニットと比べて、断熱性もよりよくできる。その上、それぞれ、より厚い外側と内側の板ガラス２２および３２の間に薄い中央板ガラスを取り囲むことにより、向上した熱効率を提供しつつ、ＩＧＵの破損を最小にする頑丈な機械設計を維持する。いくつかの実施の形態において、外側と内側の板ガラス２２および３２は、薄いガラスを含み、質量をさらに減少させ、改善された光学的要件と強度要件を示すこともある。
中央板ガラス４２および最も外側の板ガラス２２は、間隔が置かれ、それらの間に間隙５２を画成することができ、中央板ガラス４２および最も内側の板ガラス３２は、間隔が置かれ、それらの間に間隔５４を画成する。両方の間隙は、当該技術分野で公知の密封アセンブリにより密封されている。そのような密封アセンブリは、例えば、高分子系シールまたは他のシーリング材から形成できる。断熱ガラスユニットの熱的性能を改善するために、それらの間隙に不活性ガスを充填することができる。適切な不活性ガスとしては、以下に限られないが、アルゴン、クリプトンおよびキセノンが挙げられる。また、不活性ガスの混合物、または１種類以上の不活性ガスと空気との混合物を使用しても差し支えない。適切な混合物としては、９０％のアルゴンおよび１０％の空気の混合物、あるいは９５％のアルゴンおよび５％の空気の混合物、あるいは９５％のクリプトンおよび５％の空気の混合物、あるいは２２％のアルゴン、６６％のクリプトンおよび１２％の空気の混合物が挙げられる。断熱ガラスユニットの所望の熱的性能および最終用途に応じて、他の比率の不活性ガス、または不活性ガスと空気も使用して差し支えない。
ここに記載された技術を使用するに際して、少なくともいくつかの実施の形態において、間隙５２内のガス圧が、間隙５４内のガス圧と異なっても差し支えないことが、当業者に認識されよう。これは、２つの間隙間の平均ガス温度の差によることがある。何故ならば、間隙５２は、断熱ガラスユニットの周囲の側、すなわち暖かい側にあり、一方で、間隙５４は、陳列用冷蔵庫の内部に近い「冷えた」側にあるからである。差圧は、例示の薄い中央板ガラス４２をたわませるのに十分であり得る。たわみが生じるのを防ぐために、間隙５２内のガスが、間隙５４内のガスと接触できるように、中央板ガラス４２に少なくとも１つの通路または開口を設けることができる。これらの間隙の間にガス連通を提供するために、中央板ガラス４２にドリルで１つ以上の孔を開けることが可能であるが、そのような孔開けは、薄い板ガラスでは困難であり得、亀裂または破損を生じ得る。ガスを接触させられる都合のよい方法の１つは、図３に示されるように、中央板ガラスの１つ以上の角を切り取ることなどにより、中央板ガラスの外周形状を変えることである。中央板ガラスの一部を除去するまたは切り取ることにより、外周を変えると、中央板ガラスがより強くなり、亀裂または破損の可能性が低くなる。中央板ガラスを断熱ガラスユニット内に封止するときに、切り取られた角４８により、ガスが暖かい側の間隙５２から冷えた側の間隙５４のガスと接触できるようになる。この接触により、これらの間隙の間の差圧の可能性が除かれ、それにより、たわみが最小になるか、なくなる。
間隙５２および５４の厚さは、様々であって差し支えなく、約８ｍｍから約１８ｍｍに及び得ることも、当業者に認識されよう。いくつかの実施の形態において、間隙５２および５４（またはいずれか他の間隙）のいずれか１つ以上の厚さは、約８ｍｍから約１２ｍｍの範囲、または約１０ｍｍであってよい。いくつかの実施の形態において、間隙５２、５４の厚さは異なって差し支えない。断熱ガラスユニット２０の全厚は、約４０ｍｍ以下、好ましくは約３６ｍｍ以下であり得るが、少なくとも約２６ｍｍであり得る。間隙が約１４ｍｍから約１６ｍｍの範囲にあり、断熱ガラスユニットの全厚が約３６ｍｍから約４０ｍｍである場合、所望の低いＵ値が得られる。いくつかの実施の形態において、例えば、陳列用冷蔵庫の設置面積に制約がある場合、断熱ガラスユニットの全厚は約２６ｍｍから約２８ｍｍであり得る。薄い中央板ガラスを有することのさらに別の効果は、特に制約された厚さを要求する断熱ガラスユニットについて、幅広い間隙が可能になることである。間隙が狭い制約された断熱ガラスユニットの欠点の１つは、間隙内のガスの収縮により、外側の板ガラスがたわみ、中央板ガラスと接触し得るという虞があることである。この結果は、外見上受け入れられないだけでなく、熱が冷蔵庫に直接伝導することが可能になるので、エネルギーの観点からも受け入れられない。より薄い板ガラスを使用すると、より広い間隙が可能になり、したがって、この問題の虞が低下する。
さらなる態様において、本発明の技術の少なくとも１つの代わりの断熱ガラスユニットが、図４に示されている。この実施の形態は、断熱ガラスユニット１２０が、３枚ではなく４枚の板ガラス：外側板ガラス１２２、内側板ガラス１３２、および外側板ガラス１２２と内側板ガラス１３２の中間にある２枚の中央板ガラス１４２と１４４を備えていることを除いて、図２に示された実施の形態と似ている。一例において、外側と内側の板ガラス１２２および１３２は、厚いガラス、例えば、ソーダ石灰ガラスから形成することができ、各々の厚さは、約１．７ｍｍから約３．２ｍｍの範囲にあり得る。別の例において、中央板ガラスは、約０．１ｍｍから約１．５ｍｍ、あるいは約０．１ｍｍから約０．７ｍｍの範囲の厚さを有する薄いガラスである。それに代えて、またはそれに加え、外側と内側の板ガラス１２２および１３２のいずれか１つ以上が、ここに記載されたように、薄い板ガラスから形成されて差し支えない。それに代えて、またはそれに加え、中央板ガラスのいずれか１つ以上が厚い板ガラスであってもよい。
少なくとも１つの実施の形態において、板ガラス（例えば、１２２、１３２、１４２および１４４）のいずれか１つ以上は、熱的焼き戻し、化学強化または別の適切な強化法により強化されていて差し支えない。この実施の形態の外側板ガラス１２２の内面１４２は、低放射率コーティング１２６などの熱コーティングで被覆されていても差し支えない。いくつかの実施の形態において、内側板ガラス１３２の内面１３４も、低放射率コーティング１３６により被覆されていてもよい。内面１２４および内面１３４に選択された低放射率コーティングは、同じであっても、異なってもよい。断熱ガラスユニットの所望の熱的性能および最終用途に応じて、コーティングの組合せも使用してよい。適切な低放射率コーティングは、図２の実施の形態に関して、先に記載されている。
間隙１５２、１５４、および１５６が、それぞれ、外側板ガラス１２２と中央板ガラス１５２の間、２枚の中央板ガラス１４２および１４４の間、および中央板ガラス１４４と内側板ガラス１３２の間に画成されている。それらの間隙の各々は、当該技術分野で公知のように、密封アセンブリにより密封することができ、不活性ガス、空気、または不活性ガスと空気の混合物が充填されていて差し支えない。適切な不活性ガスの例としては、アルゴン、クリプトン、およびキセノンが挙げられる。
中央板ガラスがたわむのを最小にするまたは防ぐために、間隙内のガスの間の接触を可能にし、それにより、差圧の可能性を除くために、中央板ガラス１４２および１４４の各々に、少なくとも１つの通路または開口を設けることができる。いくつかの実施の形態において、中央板ガラスの各々の少なくとも１つの角を切り取ることなどにより、中央板ガラスの外周の形状を変えることによって、通路が設けられる。切り取られた角は、各中央板ガラスについて同じ角であっても、異なった角であっても差し支えない。
間隙１５２、１５４および１５６の厚さは、様々であって差し支えなく、約７ｍｍから約１８ｍｍに及び得る。いくつかの実施の形態において、間隙１５２、１５４、および／または１５６の厚さは、異なって差し支えない。断熱ガラスユニット１２０の４枚の板ガラスの実施の形態の全厚は、約６０ｍｍ以下、好ましくは約５６ｍｍ以下であるが、少なくとも約２６ｍｍであり得る。間隙が約１６ｍｍから約１８ｍｍの範囲にあり、断熱ガラスユニットの全厚が約５４ｍｍから約６０ｍｍである場合、所望の低いＵ値が得られる。
１つ以上の実施の形態において、板ガラスのいずれか１つ以上が、ディスプレイ（例えば、ＬＣＤディスプレイ）の一部を形成しても、断熱性を提供しても、バックライトユニット（ＢＬＵ）を形成しても、タッチで機能を有効にする表面を形成しても、それらの組合せをもたらせてもよい。図５は、断熱ガラスユニット２２０が、少なくとも１つがディスプレイユニットの一部を形成している４枚の板ガラス、およびタッチで機能を有効にする表面を備えることを除いて、図４に示された実施の形態と似ている実施の形態を示している。図５に示されるように、断熱ガラスユニット２２０は、外側板ガラス２２２、内側板ガラス２３２、および外側板ガラス２２２と内側板ガラス２３２の中間にある２枚の中央板ガラス２４２および２４４を備えている。間隙２５２および２５４が、それぞれ、内側板ガラス２２２と中央板ガラス２４４の間、および２枚の中央板ガラス２４４と２４２の間に画成されている。間隙の各々は、当該技術分野で公知のように、密封アセンブリにより密封することができ、不活性ガス、空気、または不活性ガスと空気の混合物が充填されていて差し支えない。適切な不活性ガスの例としては、アルゴン、クリプトン、およびキセノンが挙げられる。
図示された実施の形態において、中央板ガラス２４２および外側板ガラス２２２の間には間隙がなく、その代わりに、中央板ガラス２４２および外側板ガラス２２２は、ＬＣＤ透明ディスプレイ２６０の一部を形成している。図示された実施の形態において、外側板ガラス２２２は、タッチで機能を有効にする表面も備え、その表面（例えば、内面２２４）上に配置されたタッチ機能性を提供するタッチホイル２２６または他の構造体を備えることがある。内側板ガラス２３２は内面２３４を備え、これは、必要に応じて、コーティング（例えば、低放射率コーティングまたは他の断熱性コーティング２３６）を備えてもよい。
内側板ガラス２３２が、ＬＣＤディスプレイの一部およびタッチで機能を有効にする表面を形成してもよいことに留意すべきである。１つ以上の例において、内側板ガラス２３２および／または外側板ガラス２２２は、ここに記載されたような、薄い板ガラスであってよく、必要に応じて化学強化されていてもよい。中央板ガラス２４４は、薄いまたは厚い板ガラスを含んでもよく、それらは必要に応じて、化学強化されていてもよい。中央板ガラス２４４は、必要に応じて、断熱性コーティングを備えてもよい。中央板ガラス２４２は、ＬＣＤディスプレイの一部を形成してもよく、バックライトユニットを提供してもよい。ある場合には、中央板ガラス２４２は導波路を備えてもよい。その導波路を利用して、バックライトを提供してもよい。
図６は、断熱ガラスユニット３２０が、内（冷えた）面３３３、外（暖かい）面３２３および少なくとも１つがディスプレイユニットの一部を形成する３枚の板ガラス、並びにタッチで機能を有効にする表面を備えたことを除いて、図１に示された実施の形態と似ている実施の形態を示している。図６に示されるように、断熱ガラスユニット３２０は、外側板ガラス３２２、内側板ガラス３３２、および外側板ガラス３２２と内側板ガラス３３２の中間の中央板ガラス３４２を備えている。間隙３５２および３５４が、それぞれ、外側板ガラス３２２と中央板ガラス３４２の間、および中央板ガラス３４２と内側板ガラス３３２の間に画成されている。間隙の各々は、当該技術分野で公知のように、密封アセンブリにより密封することができ、不活性ガス、空気、または不活性ガスと空気の混合物が充填されていて差し支えない。適切な不活性ガスの例としては、アルゴン、クリプトン、およびキセノンが挙げられる。
図示された実施の形態において、外側板ガラス３２２がＬＣＤ透明ディスプレイ３６０の一部を形成するにもかかわらず、中央板ガラス３４２と外側板ガラス３２２の間に間隙３５２がある。図示された実施の形態は、２つ以上の間隙を有し、ディスプレイを備えているのが示されているが、ここに付随の特許請求の範囲は、例示の実施の形態は、１つの間隙および電子ディスプレイを備えたＩＧＵを含み得るので、そのように限定されるべきではないことを理解すべきである。したがって、いくつかの実施の形態において、電子ディスプレイとの組合せで、１つの間隙を使用してもよい。例えば、図６において、間隙３５２をなくしてもよく、ただ１つの間隙（３５４）が存在し、中央板ガラス３４２と外側板ガラス３２２が、電子ディスプレイの少なくとも一部を形成してもよい。
図示された実施の形態において、外側板ガラス３２２は、タッチで機能を有効にする表面も備えており、その表面（例えば、内面３２４）上に配置されたタッチ機能性を提供するタッチホイル３２６または他の構造体を備えてもよい。内側板ガラス３３２は内面３３４を備え、これは、必要に応じて、コーティング３３６（例えば、低放射率コーティングまたは他の断熱性コーティング）を備えてもよい。外側板ガラス３２２の代わりに、またはそれに加え、内側板ガラス３３２がＬＣＤディスプレイの一部、およびタッチで機能を有効にする表面を形成してもよいことを留意すべきである。
１つ以上の例において、外側板ガラス３２２は、ここに記載されたような薄い板ガラスであってよく、それは必要に応じて化学強化されていてもよい。中央板ガラス３４２は、薄いまたは厚い板ガラスを含んでもよく、それらは必要に応じて、化学強化されていてもよい。中央板ガラス３４２は、必要に応じて、断熱性コーティングを備えてもよい。中央板ガラス３４２は、バックライトユニットの一部を形成してもよい。ある場合には、中央板ガラス３４２は導波路を備えてもよい。その導波路を利用して、バックライトを提供してもよい。
以下の非限定的実施例により、様々な実施の形態を明確にする。
実施例１：三重板ガラスのソーダ石灰ガラスＩＧＵに対する、薄いガラスを備えた三重板ガラスＩＧＵの比較
この実施例において、異なる変更箇所を有する三重板ガラスの断熱ガラスユニットを、ガラスの質量、可視透過率、Ｕ値、および熱除去特性について比較した。各々３．０ｍｍ厚のソーダ石灰ガラスの３枚の板ガラスを備えた三重板ガラスの断熱ガラスユニットを、比較のための規範事例すなわち対照として調製する。規範事例のＩＧＵの外側（暖かい側）の板ガラスは、焼き戻しすることができ、その内面に低放射率コーティングを有する。例示の低放射率コーティングとしては、以下に限られないが、Ｒｏｙａｌ Ｐｒｏｄｕｉｔｓ ｄｅ ｂａｔｉｍｅｎｔ、Ｑｕａｎｅｘ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｄｅｃｅｕｎｉｎｃｋ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ、Ｇｕａｒｄｉａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｃｏｒｐ．、Ｃａｒｄｉｎａｌ Ｇｌａｓｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．、Ｐｉｌｋｉｎｇｔｏｎ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ、およびＳａｇｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃｓ， Ｉｎｃ．から市販されている、銀および／または金属酸化物含有コーティングが挙げられる。
板ガラスの間の間隙は、各々８．５ｍｍ厚であり、９０％のアルゴンおよび１０％の空気の混合物が充填されている。規範事例のＩＧＵの寸法は、高さが１４６１ｍｍで、幅が７０３ｍｍで、全厚が２６ｍｍである。この規範事例のＩＧＵは、以下の性質を有する：
Figure 2017527510
比較設計として、以下の表１に記載された変更箇所を除いて、規範事例のＩＧＵと同じ基本設計を使用して、三重板ガラスのＩＧＵを調製する。
Figure 2017527510
Figure 2017527510
規範事例のＩＧＵおよび異なる設計のＩＧＵのガラスの質量および可視透過率が、下記の表２に示されている。異なる設計のＵ値および熱除去要件の比較が、それぞれ、図７および８に示されている。
Figure 2017527510
本発明の技術にしたがって調製した設計１Ａの性質を、設計１のものと比較すると、設計１Ａは、設計１よりも、３１％軽いガラスの質量（１５．９ｋｇ対２３．１ｋｇ）および１％良好な可視透過率（７１％対７０％）を有する。設計１Ａは、図７に示されるように、３９ｍｍより薄い全てのＩＧＵの厚さで、設計１より低いＵ値も有する。より低いＵ値（本発明の技術により予期せずに達成されるような）により、図８に示されるように、陳列用冷蔵庫から除去する必要のある熱が少なくなることが当業者に認識されるであろう。
図７に示されるように、設計１Ａの最低のＵ値は、ＩＧＵの全厚が約３６ｍｍであるときに生じる。規範事例のＩＧＵに対して比較すると、設計１Ａは、３６ｍｍの厚さで、非常に控えめな３％低い可視透過率の代償であるが、より大きい厚さ（３６ｍｍ対２６ｍｍ）で、都合よく、著しい熱除去節約（４４％まで、図８参照）およびガラスの質量の節約（３１％）をもたらす。
本発明の技術にしたがって調製した設計２Ａの性質を、設計２のものと比較すると、設計２Ａは、３１％軽いガラスの質量（１５．９ｋｇ対２３．１ｋｇ）および設計２と同じ可視透過率を有する。設計２Ａは、図７に示されるように、全てのＩＧＵの厚さで、設計２よりも低いＵ値を有し、結果として、予期せぬ改善された熱除去節約（図８参照）をもたらす。図７に示されるように、設計２Ａの最低のＵ値は、約３６ｍの全厚で生じる。規範事例のＩＧＵに対して比較すると、設計２Ａは、３６ｍｍの厚さで、３６％低い可視透過率の代償であるが、より大きい厚さ（３６ｍｍ対２６ｍｍ）で、都合よく、著しい熱除去節約（５２％まで、図８参照）およびガラスの質量の節約（２９％）をもたらす。
本発明の技術にしたがって調製した設計３Ａの性質を、設計３のものと比較すると、設計３Ａは、設計３より、４７％軽いガラスの質量および３％低い可視透過率を有する。設計３Ａは、６０ｍｍより薄い全てのＩＧＵの厚さで、設計３よりも低いＵ値を有し（図７参照）、結果として、予期せぬ改善された熱除去節約（図８参照）をもたらす。図７に示されるように、設計３Ａの最低のＵ値は、約５６ｍの全厚で生じる。規範事例のＩＧＵに対して比較すると、設計３Ａは、５６ｍｍの厚さで、控えめな１０％低い可視透過率の代償であるが、より大きい厚さ（５６ｍｍ対２６ｍｍ）で、著しい熱除去節約（５２％まで）およびガラスの質量の節約（２９％）の利点をもたらす。
実施例２：制約された厚さでの、三重板ガラスのソーダ石灰ガラスＩＧＵに対する、薄いガラスを備えた三重板ガラスＩＧＵの比較
この実施例において、要求される厚さが２８ｍｍの三重板ガラスの冷蔵庫のドア用ＩＧＵを、ガラスの質量、可視透過率、および熱侵入について比較した。比較のための規範事例として、三重板ガラスの断熱ガラスユニットを調製し、これは、各々３．０ｍｍ厚のソーダ石灰ガラスの３枚の板ガラスを備える。外側（暖かい側）の板ガラスは、焼き戻しされており、その内面に例示の低放射率コーティングを有する。板ガラスの間の間隙は、各々９．５ｍｍ厚であり、空気が充填されている。規範事例のＩＧＵの寸法は、高さが１４６１ｍｍで、幅が７０３ｍｍで、全厚が２８ｍｍである。
実験的な実施の形態として、以下の設計の変更箇所を除いて、規範事例のＩＧＵと同じ基本設計を使用して、三重板ガラスの断熱ガラスユニットを調製する：例示の低放射率コーティング（設計１参照）が、内側（冷えた側）の板ガラスの内面に加えられている；間隙に、９０％のアルゴンおよび１０％の空気の混合物が充填されている；中央のソーダ石灰ガラスの板ガラスが、薄いフュージョンガラスに置き換えられている；実施の形態Ａについて、フュージョンガラスの厚さは０．５ｍｍであり、間隙は各々１０．７５ｍｍである；実施の形態Ｂについて、フュージョンガラスの厚さは１．０ｍｍであり、間隙の各々１０．５ｍｍである。
規範事例および実験的な実施の形態Ａの性質が、表３に示されている。
Figure 2017527510
実験的な実施の形態Ａは、表３に示されるように、規範事例のＩＧＵと比べて可視透過率が約３％損なわれているが、予期せぬ事に、熱侵入は４２％改善され、ガラスの質量は２８％改善されている。実験的な実施の形態Ｂは、同様の都合よい改善を与える：規範事例のＩＧＵと比べて、熱侵入の４１％の改善およびガラス質量の２２％改善、並びに可視透過率の約３％の損失。
付随する特許請求の範囲により定義される、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、様々な改変および変更を行えることが当業者に明白であろう。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
断熱ガラスユニットにおいて、
外面および内面を有する第１の板ガラス、
外面および内面を有する第２の板ガラス、および
前記第１の板ガラスと前記第２の板ガラスの間に画成された第１の密封間隙、
を備え、
前記第１の板ガラスと前記第２の板ガラスのいずれか１つ以上が、約０．７ｍｍ以下の厚さを有する、断熱ガラスユニット。
実施形態２
前記第１の板ガラスと前記第２の板ガラスの間に配置された第３の板ガラス、
前記第１の板ガラスと前記第３の板ガラスの間に画成された第２の密封間隙、および
前記第２の板ガラスと前記第３の板ガラスの間に画成された第３の密封間隙、
をさらに備える、実施形態１に記載の断熱ガラスユニット。
実施形態３
前記第３の板ガラスの厚さが約０．７ｍｍ以下である、実施形態２に記載の断熱ガラスユニット。
実施形態４
約０．７ｍｍ以下の厚さを有さない、前記第１の板ガラスおよび前記第２の板ガラスのいずれか１つ以上が、約１．７ｍｍから約３．２ｍｍの範囲の厚さを有する、実施形態１から３いずれか１つに記載の断熱ガラスユニット。
実施形態５
前記第１の板ガラスの内面が、少なくとも１つの低放射率コーティングまたはコーティングの組合せで被覆されている、実施形態１から４いずれか１つに記載の断熱ガラスユニット。
実施形態６
前記第１の板ガラス、前記第２の板ガラス、および前記第３の板ガラスのいずれか１つ以上が強化されている、実施形態１から５いずれか１つに記載の断熱ガラスユニット。
実施形態７
前記第２の板ガラスの内面が、少なくとも１つの低放射率コーティングで被覆されている、実施形態１から６いずれか１つに記載の断熱ガラスユニット。
実施形態８
前記第１の密封間隙が、少なくとも１種類の断熱ガスまたはその混合物で満たされている、実施形態１から７いずれか１つに記載の断熱ガラスユニット。
実施形態９
前記第２の密封間隙が、少なくとも１種類の断熱ガスまたはその混合物で満たされており、前記第３の密封間隙が、少なくとも１種類の断熱ガスまたはその混合物で満たされている、実施形態１から８いずれか１つに記載の断熱ガラスユニット。
実施形態１０
前記第２の密封間隙内のガスが、前記第３の板ガラスの少なくとも１つの通路または開口を通じて、前記第３の密封間隙内のガスと連通している、実施形態９に記載の断熱ガラスユニット。
実施形態１１
前記通路または開口が、前記第３の板ガラスの切り取られた角である、実施形態１０に記載の断熱ガラスユニット。
実施形態１２
前記第１の板ガラスと第２の板ガラスの中間に第４の板ガラスをさらに備え、該第４の板ガラスの厚さが約０．７ｍｍ以下の厚さである、実施形態１から１１いずれか１つに記載の断熱ガラスユニット。
実施形態１３
前記第１の板ガラス、前記第２の板ガラス、および前記第３の板ガラスのいずれか１つ以上が、電子ディスプレイ、バックライトユニット（ＢＬＵ）、導波路、導光板（ＬＧ）、およびタッチ機能表面のいずれか１つ以上を備える、実施形態１から１２いずれか１つに記載の断熱ガラスユニット。
実施形態１４
陳列用冷蔵庫のドアにおいて、
断熱ガラスユニットであって、第１の板ガラス、第２の板ガラス、および該第１の板ガラスと該第２の板ガラスの中間にある第３の板ガラスを備え、該第１、第２および第３の板ガラスのいずれか１つの厚さが約０．７ｍｍ以下である、断熱ガラスユニットと、
前記断熱ガラスユニットを少なくとも部分的に取り囲む枠と、
を備えた陳列用冷蔵庫のドア。
実施形態１５
前記断熱ガラスユニットが、前記第１と第３の板ガラスの間に画成された第１の密封間隙、および前記第２と第３の板ガラスの間に画成された第２の密封間隙を有する、実施形態１４に記載の陳列用冷蔵庫のドア。
実施形態１６
前記第１の板ガラス、前記第２の板ガラス、および前記第３の板ガラスのいずれか１つ以上が、１つ以上の熱コーティングで被覆された表面を有する、実施形態１４または１５に記載の陳列用冷蔵庫のドア。
実施形態１７
前記第１の板ガラス、前記第２の板ガラス、および前記第３の板ガラスのいずれか１つ以上が強化されている、実施形態１４から１６いずれか１つに記載の陳列用冷蔵庫のドア。
実施形態１８
前記断熱ガラスユニットが第４の板ガラスをさらに備え、該第４の板ガラスが、約０．７ｍｍ以下の厚さを有し、前記第１と第２の板ガラスの中間にある、実施形態１４から１７いずれか１つに記載の陳列用冷蔵庫のドア。
実施形態１９
前記第１の板ガラス、前記第２の板ガラス、および前記第３の板ガラスのいずれか１つ以上が、電子ディスプレイ、バックライトユニット（ＢＬＵ）、導波路、導光板（ＬＧ）、およびタッチ機能表面のいずれか１つ以上を備える、実施形態１４から１８いずれか１つに記載の陳列用冷蔵庫のドア。
実施形態２０
断熱ガラスユニットにおいて、
第１の板ガラス、
第２の板ガラス、
前記第１の板ガラスと前記第２の板ガラスの中間にある第３の板ガラス、
前記第１の板ガラスと前記第３の板ガラスの間に画成された第１の密封間隙、および
前記第２の板ガラスと前記第３の板ガラスの間に画成された第２の密封間隙、
を備え、
前記第１の板ガラス、前記第２の板ガラス、および前記第３の板ガラスのいずれか１つ以上が、約０．７ｍｍ以下の厚さを有し、
前記第３の板ガラスが、前記第１と第２の密封間隙の間でガスを連通させるように構成された通路または開口を有する、断熱ガラスユニット。
実施形態２１
前記通路または開口が、前記第３の板ガラスの切り取られた角である、実施形態２０に記載の断熱ガラスユニット。
実施形態２２
前記第１と第２の板ガラスの中間に、約０．７ｍｍ以下の厚さを有する第４の板ガラスをさらに備えた、実施形態２０または２１に記載の断熱ガラスユニット。
実施形態２３
前記第４の板ガラスが、隣接する密封間隙の間でガスを連通させるように構成された通路または開口を有する、実施形態２２に記載の断熱ガラスユニット。
実施形態２４
前記第１の板ガラス、前記第２の板ガラス、および前記第３の板ガラスのいずれか１つ以上が、電子ディスプレイ、バックライトユニット（ＢＬＵ）、導波路、導光板（ＬＧ）、およびタッチ機能表面のいずれか１つ以上を備える、実施形態２０から２３いずれか１つに記載の断熱ガラスユニット。
１０ 陳列用冷蔵庫のドア
１５ ドア枠
２０、１２０、２２０、３２０ 断熱ガラスユニット
２２、１２２、２２２、３２２ 外側板ガラス
２６、３６、１２６、１３６ 低放射率コーティング
３２、１３２、２３２、３３２ 内側板ガラス
４２、１４２、１４４、２４２、２４４、３４２ 中央板ガラス
４８ 切り取られた角
５２、５４、１５２、１５４、１５６、２５２、２５４、３５２、３５４ 間隔
２２６ タッチホイル
２３６ 低放射率コーティングまたは断熱性コーティング
２６０、３６０ ＬＣＤ透明ディスプレイ

Claims (5)

  1. 断熱ガラスユニットにおいて、
    外面および内面を有する第１の板ガラス、
    外面および内面を有する第２の板ガラス、および
    前記第１の板ガラスと前記第２の板ガラスの間に画成された第１の密封間隙、
    を備え、
    前記第１の密封間隙が、少なくとも１種類の断熱ガスまたはその混合物で満たされており、
    前記第１の板ガラスと前記第２の板ガラスのいずれか１つ以上が、約０．７ｍｍ以下の厚さを有し、化学強化されている、断熱ガラスユニット。
  2. 前記第１の板ガラスと前記第２の板ガラスの間に配置された第３の板ガラス、
    前記第１の板ガラスと前記第３の板ガラスの間に画成された、少なくとも１種類の断熱ガスまたはその混合物で満たされた第２の密封間隙、および
    前記第２の板ガラスと前記第３の板ガラスの間に画成された、少なくとも１種類の断熱ガスまたはその混合物で満たされた第３の密封間隙、
    をさらに備え、
    前記第３の板ガラスが、約０．７ｍｍ以下の厚さを有し、必要に応じて化学強化されている、請求項１記載の断熱ガラスユニット。
  3. 前記第１の板ガラス、前記第２の板ガラス、および前記第３の板ガラスのいずれか１つ以上が強化されている、請求項１または２記載の断熱ガラスユニット。
  4. 前記第１と第２の板ガラスの中間に第４の板ガラスをさらに備え、該第４の板ガラスが、約０．７ｍｍ以下の厚さを有し、必要に応じて化学強化されている、請求項１から３いずれか１項記載の断熱ガラスユニット。
  5. 前記第１の板ガラス、前記第２の板ガラス、および前記第３の板ガラスのいずれか１つ以上が、電子ディスプレイ、バックライトユニット（ＢＬＵ）、導波路、導光板（ＬＧ）、およびタッチ機能表面のいずれか１つ以上を備える、請求項１から４いずれか１項記載の断熱ガラスユニット。
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