JP2876257B2 - 断熱スペーサを備えた多板断熱ガラスユニット - Google Patents

断熱スペーサを備えた多板断熱ガラスユニット

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Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、窓やドアに使用される多板断熱ガラスユニ
ット、特に断熱ガラスユニットのガラス板を互いに離設
状態に支持するために用いられた外周スペーサを特徴と
するガラスユニットに関するものである。
（発明の背景） 窓やドアの製造に一般的に用いられている形式の断熱
ガラスユニットは、２枚以上の平行な離設ガラス板を有
している。ガラス板は、外周スペーサによって互いに離
されている向き合った表面を備えている。ガラスユニッ
トの熱効率を改善できるように、向き合った表面の１つ
または複数を金属酸化物または他の物質で被覆してもよ
い。スペーサは、金属性の管状の長尺物であることが多
く、ガラス板の外周に沿って延在して、比較的軟質で接
着力のあるシールリボンでガラス板の向き合った表面に
密着されている。
構造的観点からすれば、スペーサは、雷雨や大きな大
気擾乱による正または負の風負荷から、また太陽熱利得
及び気象影響によるガラス板間空間内の温度変化から生
じる応力に対抗してガラス板の対を互いに対して支持し
なければならない。
上記の有機シールリボンはスペーサのうちでもっとも
弱い部分であり、それらが弾性であるため、ガラス板の
板間移動や曲がり移動を抑止しない。
このように、有機シール材を用いたスペーサは、個々
のガラス板に対して「単純支持式」境界状態を与える。
それに対して、従来技術で提案されているセラミックフ
リット及び他の剛性スペーサは、「固定式」境界状態に
近い剛性支持を与える。
固定式境界状態にあるガラス板が風負荷による応力に
よって破損する可能性は、一般的に単純支持式の場合よ
りもはるかに高く、そのため、固定式境界状態を用いた
多板構造は、厚くするか焼入れした（従って高コスト
の）ガラス板の使用を必要とする傾向にある。
スペーサは、断熱ガラスユニットが風、圧力及び温度
差に耐えることができる十分な強度を示すのに加えて、
ガラスユニットの製造、積み込み、運搬及び荷降ろしの
時、また適当なフレーム構造にはめ込む間の取扱い時
に、ガラス板を互いに対して支持しなければならない。
運搬及び製造段階でスペーサが受ける応力は、風負荷
から生じる応力よりも、特にそれぞれのガラス板を互い
に押し合わせ、従ってそれらを分離させているスペーサ
を押しつぶそうとする圧縮力が相当に強くなることがあ
る。
スペーサにはシール機能もある。それらはガラス板間
空間（向き合ったガラス板表面間の空間）を大気から密
封する。ガラス板間空間には一般的に乾燥空気または熱
伝導性が低い不活性ガス、例えばアルゴンが封入されて
おり、ガラス板間空間を水分（凝結することがある）及
び微量でも他の汚染物をほとんど含まない状態に維持す
ることが重要である。
スペーサは、断熱性が非常に高くなければならない。
ガス封入ガラス板間空間は、熱の流れに対して優れた抵
抗を示す。断熱ガラスユニットの周辺部付近の熱の流れ
の大部分は、スペーサを通るものであるが、これはガラ
ス板間空間内のガスよりも熱伝導性がはるかに高いから
である。その結果、冬期状態では、内側すなわち室内側
のガラス板周辺部分（一般的にガラス板の外周に沿った
2.5インチ幅の帯状部分であると見なす）の温度が、特
にユニットの底部付近で、室内側ガラス板付近の空気の
露点より低くなり、望ましくない凝結を生じることがあ
る。
視界面積を最大にするため、理想的には「サイトライ
ン」（ガラス板の縁部からスペーサの内縁部までの距
離）を可能な限り小さくすべきであり、サイトラインの
寸法を3/4インチ未満、または1/2インチ未満にしなけれ
ばならない場合が多い。
このため、理想的スペーサは、ガラス板が曲がること
ができるように、単純支持式（固定式ではない）境界状
態を提供する必要がある。しかし、スペーサは優れた断
熱品質と、ガス透過に対する抵抗とを示す必要がある。
最後に理想的なスペーサ自体は視界面積を不当に制限し
てはならない。
上記形式の管状金属スペーサは、一般的に押し出しま
たは金属曲げ加工によってアルミニウムから製造され、
中空の細長い管状スペーサはほぼ平坦な向き合った側壁
を備え、それらはそれらの縁部付近の向き合ったガラス
板に接着シールリボンによって接着されている。
スペーサは一般的にガラス板の外縁部よりわずかに内
側に配置されて、断熱ガラスユニットの外周に沿ってト
ラフまたは溝を形成している。この外周は、一般的にシ
リコーンゴム等のシール材で密封されている。スペーサ
の、ガラス板間空間に面する壁は、その厚さ方向に溝ま
たはスロットを貫設したり、シリカゲル等の粒状の乾燥
材を包含してもよい。
前述したように運搬及び製造処理中にスペーサが受け
る圧砕負荷に耐えるため、管状スペーサは一般的に比較
的厚いアルミニウム、例えば厚さが0.012インチ以上の
アルミニウムで製造されている。しかし、壁が厚いアル
ミニウムスペーサは、一方のガラス板から他方のガラス
板へ熱を伝達しやすく、従って一般的に断熱品質が低下
する。
管状金属スペーサは、より強度が高く、熱伝導性が低
い素材、例えばステンレス鋼で製造できるが、その場合
でも、スペーサは、運搬及び取扱い処理応力に耐えるこ
とができる十分な圧縮強さを示すため、0.009インチ程
度以上の厚さにしなければならない。ここで使用する
「圧縮強さ」とは、ガラス板の平面に垂直に作用してガ
ラス板間のスペーサを圧砕しようとする圧砕負荷に対す
るスペーサの抵抗力のことである。
上記問題点の深刻度を軽減するため、様々なスペーサ
構造が研究されている。しかしながら、ガラス板対間に
信頼性の高い構造的支持を与え、サイトラインが小さ
く、さらにスペーサを通って一方のガラス板から他方の
ガラス板へ移動する熱の流れを防止できる非常に高い断
熱性を備えたコスト効率が高いスペーサを求める強い要
望があるが、また満たされていない。
（発明の概要） 本発明は、断熱性が非常に高い一方で、風負荷応力に
対する、またガラスユニットの運搬及び取扱い処理中に
スペーサが受ける圧砕応力に対する構造的抵抗力が相当
に強いスペーサを備えた断熱ガラスユニットを提供して
いる。
本発明の断熱ガラスユニットは、請求項の各々に記載
の構成を有しており、具体的には、ほぼ平行に離設され
た一対のガラス板（３枚以上の離設ガラス板を用いても
よい）と、ガラス板を外周で互いに結合するスペーサと
を有しており、ガラス板とスペーサシール材アセンブリ
とによってその間にガス封入ガラス板間空間が形成され
ている。スペーサは、中空内部及び向き合ったほぼ平坦
な側壁を備えた細長いスペーサ長さ部分と、側壁を向き
合ったガラス板表面に密着接合するシール材とを有して
いる。
１つの実施例では、スペーサは、その中空スペーサ内
部の少なくとも一部分内に、それの内部形状に一致して
圧縮力をスペーサの一方の壁から他方へ伝達することに
よって圧縮強さ、すなわち圧砕抵抗力をスペーサに与え
ることができる、好ましくは球形ゼオライトを有する圧
砕抵抗粒子状乾燥材を包含している。望ましくは、細長
いスペーサ長さ部分は、壁厚が0.005インチ以下、好ま
しくは0.0035〜0.005インチのステンレス鋼製であり、
またゼオライト構造成分が、スペーサの圧砕抵抗力（す
なわちスペーサの弾性変形を生じる圧縮応力）を少なく
とも30％、好ましくは30％〜80％増大させる。
別の実施例では、本発明は、望ましくは壁厚が約0.00
5インチ（好ましくは0.0035〜0.005インチ）以下のステ
ンレス鋼で形成されて、断熱ガラスユニットに使用でき
る、変形可能な壁を備えた管状スペーサの直線部分に小
半径のコーナ曲がり部を形成する方法を提供している。
この方法は、直線部分の内部に粒子状の乾燥材または
他の圧砕抵抗充填材を詰め込み、次にスペーサ長さ部分
を直角に曲げることを有しており、粒子状の充填材が、
曲げ作業中にスペーサの壁が押しつぶされるのを防止す
る。
別の実施例では、スペーサが、やはり望ましくは壁厚
が約0.005インチ以下、好ましくは0.0035〜0.005インチ
のステンレス鋼で形成されて、横断面がほぼＵ字または
Ｗ字形であるか、別のひだ状または連続的湾曲形状の第
１の細長い部分を有しており、その形状の脚部分が、向
き合ったガラス板表面に接着されるほぼ平坦な側壁を形
成している。
細長いプレートが、側壁間に延在し、その両縁部が側
壁に取り付けられて、湾曲状部分と共に中空スペーサ内
部を形成する内壁を形成しており、細長いプレート部分
には、ガラス板の向き合った表面に垂直方向に延出した
圧砕強さ付与波形部分が設けられている。望ましくは、
中空スペーサの内部に、その内部形状に一致する圧砕抵
抗粒子状乾燥材を充填して、スペーサの一方の壁から他
方へ圧縮力を伝達することによって圧縮強さをスペーサ
に与えることができるようにする。
さらに別の実施例では、中空スペーサは、側壁間に延
在してガラス板間空間に面する内壁を含み、内壁の細長
部分がそれぞれの側壁から収束状に延出しており、互い
に重合する縁部をその長さ方向に沿った点で結合するこ
とによって、スペーサの内部をガラス板間空間に連通さ
せる複数の開口を形成している。この実施例のスペーサ
は、好ましくは壁厚が約0.005インチ以下のステンレス
鋼で形成され、縁部を溶接で結合させる。
前述したように、上記スペーサを製造するのに好適な
ステンレス鋼板材は、厚さが約0.0035インチ〜約0.005
ンチでよい。0.005インチ台の厚さが最も好ましい。
（図面の簡単な説明） 図１は、典型的な従来形スペーサ付き断熱ガラスユニ
ットの破断横断面図である。
図２は、特殊なスペーサ形状を示す本発明の断熱ガラ
スユニットの破断斜視図である。
図３は、図２のスペーサの一部分の破断斜視図であ
る。
図４は、スペーサの形状及び配置を示す断熱ガラスア
センブリの縁部の横断面図である。
図５は、変更形スペーサ部材を示す本発明の断熱ガラ
スユニットの縁部の横断面図である。
図６は、さらなる変更形スペーサ部材を示す本発明の
断熱ガラスユニットの破断斜視図である。
図７は、図６に示されているスペーサ部材の一部分の
破断平面図である。
図８は、図７に示されているスペーサ部材の破断側面
図である。
図９（ａ）は、さらに別の実施例のスペーサ部材の横
断面図である。
図９（ｂ）及び（ｃ）は、図９（ａ）のスペーサの変
更例を示す破断横断面図である。
図10は、図５のスペーサの長さ方向に沿った位置で取
った横断面図であり、小さい曲げ半径の直角コーナを形
成するために使用される曲げ部材を示している。
図11は、本発明のスペーサ用のジョイントを示す破断
組み付け図である。
図12は、図10の11−11線に沿った横断面図である。
（好適な実施例の詳細な説明） 従来形ガラスユニットが図１に示されており、平行に
離設されたガラス板がＧで示され、アルミニウム製のス
ペーサがＳで示されている。ガラス板の向き合った表面
が、シール材Ａでスペーサに密着されている。スペーサ
Ｓによって形成されたチャネル内には、固まっていない
粒状の乾燥材Ｄが入っている。スペーサＳの形状は、ほ
ぼ管状であって、スペーサの縁部は内壁の中心に沿って
Ｗで突き合わせ溶接されている。微細な穿孔（図示せ
ず）が内壁に形成されて、ガラス板間空間Ｉ内のガスが
乾燥材に接触できるようになっている。別のシール材Ｈ
が、これはシリコーンゴムでよいが、スペーサの外壁Ｏ
とガラス板の向き合った表面の外周縁部付近とによって
定められた空間内に配置されて、熱を一方のガラス板か
ら他方へ伝達する別の熱経路を形成している。
次に、図２及び図３を参照しながら説明すると、本発
明の実施例は、一対の平行に離設されたガラス板10及び
12を有しており、その間にスペーサ14が挟まれている。
このスペーサは、ほぼ管状の薄壁構造体16を有してお
り、図２及び図３の実施例のこの構造体は、厚さが約0.
005インチ以下のステンレス鋼等の１枚の板材から形成
されている。ステンレス鋼の管状構造体16は、圧延また
は他の成形方法で形成でき、外壁18と、平行に向き合っ
た平坦な側壁20とを設けており、側壁の縁部が、ガラス
板を離している空間を横切って互いに接近する方向へ曲
げられて、スペーサ内壁17のガラス板間空間に面する部
分22,24を形成している。
内壁部分22,24には、それぞれ平坦な重合縁部28、30
が設けられており、これらの部分は、図３にわかりやす
く示されているように、部分22,24の平面からスペーサ
の内部側へわずかに窪んでいる。これらの重合部分の向
き合った表面は、公知のレーザ溶接技術によってスペー
サの長さ方向に沿って間隔を置いた位置で溶接されてお
り、溶接部は図３に32で示されている。重合部分28,30
によって形成された接合部は、側壁20の間の中央に位置
するように図示されているが、接合部の位置は側壁間で
所望通りに変更できることは理解されるであろう。
厚さが0.005インチのステンレス鋼板材は非常に弾力
性が高いことは理解されるであろう。スペーサ形成工程
で、内壁部分22,24を互いに正確に高精度で整合させる
ことは困難である。これらの部分22,24は正確に同一平
面上にあることが望ましいが、実際にはこれらの部分の
厚さより大きい距離（壁部分22,24に対して垂直に測定
したもの）だけ互いに対して平面整合からわずかに外れ
ていることが多い。
溶接作業中に押し合わせた時に互いに表面接触する端
部分28,30を設けることによって、強い圧砕抵抗ジョイ
ントが高い正確度及び再現性を伴って形成される。溶接
部32を縁部28,30に沿って間隔を置いて設けることによ
って、溶接部間の空間においてそれぞれの重合縁部28,3
0の向き合った表面34,36間に小さな開口が形成され、こ
れによってガラス板間空間がスペーサの内部26と気体連
通できるようになるが、乾燥材または他の粒子材の微細
粒子でもこれらの開口を通ってスペーサ内部からガラス
板間空間へ移動することはできない。
縁部28,30は、少なくとも0.04インチだけ互いに重合
して、スペーサの内部からガラス板間の空間へ乾燥材等
の微細粒子が逃げないようにする一方で、小さな開口を
通過できる気体あるいは極小の粒子の移動が可能となる
ように、少なくとも縁部28,30の重なり部分の幅、即ち
開口通路の最適長さ寸法を少なくとも0.04インチにする
のが好ましい。開口は、（溶接部間の）幅を好ましくは
0.02インチ以下にして、溶接部間の重合縁部間の距離が
一般的に約0.001インチを越えないようにする。
図２において、ポリイソブチレン等の細長いシーリン
グリボン38が、スペーサの側壁20をガラス板の向き合っ
た表面11に接着している。シーリングリボンは、図面に
示されている各実施例に共通であるが、ポリイソブチレ
ン等の高分子ゴム製であることが好ましい。リボン38
は、厚さが約0.015インチ以下のものを用いるのが望ま
しく、ガラス板の互いに接離する方向へのわずかな回動
移動に対してほとんど抵抗を与えない十分な弾性を備え
ている。このように、本発明のスペーサは、個々のガラ
ス板に対して単純支持式境界状態（固定式境界状態の反
対）を与えている。
やはり図２に示されているように、スペーサの内部26
は、圧砕抵抗力がある粒子状乾燥材組成物でほぼ満たさ
れており、その粒子は図面に42で示されている。わかり
やすくするため、図２及び他の図面には内部26の一部分
だけに乾燥材組成物が充填されているように示されてい
るが、乾燥材組成物はスペーサの内部26にほぼ完全に充
填されており、いずれの場合もスペーサの一方の側壁20
から他方まで延在していることを理解されたい。このた
め、乾燥材組成物の圧砕に対する抵抗力が、スペーサシ
ール材アセンブリ14の側部間の圧縮強さを向上させる。
粒子状シリカゲルを含めて、様々な乾燥材を用いるこ
とができるが、モレキュラーシーブ（微細化した天然ゼ
オライト）が特に好ましい。W.R.グレース（Grace）がL
D−３の商品名で販売しているモレキュラーシーブが適
当な乾燥材である。この物質は、直径が約３オングスト
ロームの細孔を有する16〜30メッシュの小さい球形粒子
で入手できる。
粒子状乾燥材組成物は、ガラス板間空間の水分レベル
を所望通りに制御できるように、十分な量の乾燥材、例
えば完全な円球ではない、ほぼ球形のモレキュラーシー
ブを有しているのが望ましい。
１つの実施例では、スペーサの内部26に、上記のよう
なほぼ球形のモレキュラーシーブが充填される。これら
の微細粒子は、ほぼ汚れがなく、熱エネルギが伝達しや
すくなく、またガラス板間空間から水分子を非常に効果
的に除去できるため、望ましい。モレキュラーシーブ42
を他の粒子状物質、例えばガラスビーズと混合する、す
なわち希釈することもできるが、ガラス板間空間の両側
で互いに向き合うガラス板表面に悪影響を与えるような
汚染物を発生しない物質を選択するように注意する。
スペーサ内部に収容された、乾燥材、カラスビーズま
たは他の物質を有する粒子状組成物は、非常に断熱性が
高い、すなわちそれの体積熱伝導率（すなわち詰め込ま
れた時の組成物の熱伝導率）が、スペーサとガラス板と
の間に用いられたシーリングリボン38または他の高分子
シール材よりも小さいことが望まれる。粒子状組成物の
熱伝導率は好ましくは１以下、さらに好ましくは0.5以
下、最も好ましくは0.2Btu/hr fr2（゜F）以下にする。
図２に示されているスペーサの製造中に、最初にスペ
ーサに溶接部32を形成し、その後に粒子状乾燥材組成物
をスペーサ内部に空気流等によって注ぎ込むか、他の方
法で搬入するするのが一般的に望ましい。
このように、粒子状乾燥材組成物の個々の粒子は他の
粒子に対して自由に移動できるので、妥当な高充填密度
を達成することができる。粒子体はスペーサの内壁によ
って閉じ込められ、密に詰め込まれると、さらにスペー
サの幅方向の側部間圧砕抵抗力を与える。あまり望まし
くない実施例であるが、粒子状乾燥材組成物を、スペー
サの内部断面と同様な断面の挿入可能なスティックとし
て最初に形成して、製造中にそのスティックを一体とし
てスペーサ内へ挿入してもよい。
粒子状乾燥材組成物として、圧砕時に微粉末を発生し
ない粒子が特に望ましい。この特性を備えた粒子状乾燥
材組成物を長いスペーサ長さ部分に注ぎ込み、その後に
スペーサ自体を特定の断熱ガラスユニットの形状及びサ
イズに合わせて適当な角度に曲げる。曲がり部分の領域
の粒子状乾燥材組成物は、曲げ工程中にある程度圧砕さ
れる。乾燥材組成物は、その粒子が詰め込まれている時
でも、曲げ作業中に粒子が圧砕された時に発生する粒子
破片を収容できるかなりの空隙容積を含有していること
は理解されるであろう。必要に応じて、曲げ作業が行わ
れる部分から粒子状乾燥材が飛び散らないようにするた
め、プラグをスペーサ長さ部分内に用いることもでき
る。
また、本発明の断熱ガラスユニットの外周に沿って延
在するスペーサ全体に粒子状乾燥材組成物を充填する必
要はないことも、理解されるであろう。乾燥材組成物
は、スペーサの全体的な圧縮強さを増強するために必要
に応じてスペーサの長さ方向に沿った部分に用いること
ができる。さらに、スペーサのある部分に用いた粒子状
乾燥材組成物とは別の、スペーサに詰め込まれた時に増
大圧縮強さを与える粒子状物質を別のスペーサ部分に用
いることもできる。
図４及び図５は、図２及び図３に示されているスペー
サ16と同様なステンレス鋼製のスペーサを示しており、
同様な部材を示すためには同じ参照番号が用いられてい
る。
しかし、図４及び図５の実施例では、側壁20の各々が
ガラス板間空間の内側（図４では上向き）に延出して、
それから50で示されているように折り返されており、折
り返し壁部分52が側壁20にほぼ平行になって、互いに接
近する方向へ曲がって内壁部分22,24を形成し、それら
は、図２及び図３を参照しながら前述したように、終端
が縁部28,30になっている。
壁52は、それぞれの側壁20に近接しており、これらの
壁の向き合った表面54、56が互いに係合して、さらなる
側部間圧縮強さを与えるようにすることが好ましい。わ
かりやすくするため、図面によっては壁20が壁52からわ
ずかに離れているように示されているが、これらの壁が
接触していることが望ましいことは理解されるであろ
う。壁52には、スペーサの乾燥材包含内部をガラス板間
空間と連通させる小スロットまたは他の穿孔（図示せ
ず）を設けてもよい。
図４及び図５に示されている形状のスペーサの長さ部
分は、以下に詳細に説明するように、断熱ガラスユニッ
トを形成するガラス板のコーナに一致するように特に直
角に曲げることができるようになっている。側壁の内側
（図４では上向き）に延出した部分及び壁52は、コーナ
曲げ工程中に制御しながら容易に変形できるようにする
十分な可撓性を備えている。
図４のスペーサは、前述したように、厚さが約0.005
インチ以下のステンレス鋼製であることが望ましく、ま
たスペーサの圧縮強さを向上させる内部粒子状乾燥材組
成物42を備えていることが望ましく、図２を参照しなが
ら説明したようにして、離設されたガラス板の外周部分
間に用いられることが理解されるであろう。
さらに、外壁18は、図２ではほぼ「Ｕ」字形、図５で
は「Ｍ」または「Ｗ」形の断面に示されているが、図４
に示されているように、さらに繰り返し蛇行させた断面
形状にして、２枚のガラス板の間に壁18によって与えら
れる「熱ブリッジ」の長さを増大させ、それによって熱
の流れに対する抵抗を増大させるようにしてもよい。
図２、図４及び図５に示されているように、外壁18に
は、それぞれのガラス板から外側へ（これらの図面では
下向きに）離れていくように延在した部分19が設けられ
て、ガラス板表面11と外壁部分19とによって外側に開放
したギャップが形成されており、これらのギャップは、
ガラスユニット製造工程中にシリコーンゴム等の高分子
シール材21でほぼ満たされている。
しかし、高分子シール材は、一方のガラス板から他方
まで完全に延在しているわけではない。外壁18には中間
部分23が、望ましくはガラス板表面11からほぼ等距離の
位置に設けられ、両側がシール材から離れており、この
部分はガラス板の間で外表面25に沿って測定した距離が
d1である。
すなわち、図４に示されているスペーサの外壁18を水
平方向に引き延ばして平坦な形状にしたとすると、ガラ
ス板の平面に垂直に測定した点「ｘ」間の距離がd1にな
り、この点「ｘ」は高分子シール材21の境界を表してい
る。もちろん、外壁18のシール材から離れた部分23に
は、壁に平行に測定した熱伝導率を約20％より多く増加
させない高分子保護膜を設けてもよい。シール材から離
れた部分23は、その全長に渡ってほぼ均一の幅であるこ
とが望ましく、またガラスユニットの外周のほぼ全体に
沿って延在していることが好ましい。
側壁20間に延在し、部分22及び24で形成されているよ
うに図２、図４及び図５に示されている内壁17は、側壁
20間で表面に沿った距離がd2であり、この距離は、図５
で点「ｙ」間に延在する距離として示されている。外壁
18は断面が蛇行形であることが望ましいため、距離d1は
一般的に距離d2より大きいが、図２に示されているもの
のように外壁の形状によっては、また高分子シール材21
の様々な幅によっては、距離d1がd2より小さくなる。d1
／d2の比は少なくとも0.2でなければならず、好ましく
は少なくとも0.5、さらに言えば少なくとも0.9、最も好
ましくは少なくとも1.2で、好適な範囲は0.9〜1.4であ
る。
図６（この場合も先の図面のものと同様な構造には同
一の番号が付けられている）に示されているスペーサ16
は、幾つかの注意すべき例外を除いて、図２、図３及び
図４に関連して前述したスペーサに類似している。先行
図面と同様に、スペーサ16は離設ガラス板10,12間に支
持されており、側壁20がシーリングリボン38によってガ
ラス板の向き合った表面に接着されている。
スペーサ16の側壁20は、図４に示されているスペーサ
と同様にして、ガラス板間空間のほぼ内側（第６では上
向き）へ延出してから、図４の場合のように50ですぐに
折り返されて、側壁20に平行に延在する壁部分52を形成
している。壁部分52は、終端が内向きに曲がって、スペ
ーサ16の内部26を横切って互いに接近する方向へわずか
に延出したリップ58になっている。全体を60で示してい
る内壁が、ガラス板間空間に向き合っており、内向きに
曲がったリップ58の上にその縁部方向が載って、点62で
壁52に溶接されている。内壁60は波形であり、波形は図
６に示されているスペーサの側部間に広がっている。図
６に見える正弦波状の波形の頂部が64で示され、溝部が
66で示されている。
内壁60は図７及び図８にさらに詳細に示されており、
その壁は、ステンレス鋼または他の物質から製造され、
頂部64及び溝部66を備えた波形が与えられる。図７を見
れば、１つの実施例では頂部が溝部より幾分広くなって
いることがわかり、点62で壁52に溶接されるのは、頂部
64の縁部であるのが望ましい。溝部66全体に見られる内
壁の狭くなった部分が、ガラス板間空間とスペーサの内
部26との間を連通させる小ギャップになる。しかし、必
要に応じて内壁の幅をそれの長さ方向に沿って均一にし
てもよい。
図６〜図８に示されているように、スペーサ16及びそ
の内壁60は、望ましくはすべて厚さが約0.005インチ未
満のステンレス鋼製にする。波形は適当な寸法にするこ
とができるが、溝部から頂部までの高さが約0.020イン
チ以上であるのが望ましい。理解されるであろうが、内
壁に形成された波形は、壁の側部間の剛度を増大させ、
圧砕に対するスペーサの抵抗力を増大させる。内壁60に
幅が広い部分と狭い部分を設ける場合、その幅の差は0.
014〜0.020インチ程度にすることができる。
先行の実施例と同様に、図６〜図８のスペーサの内部
に粒子状乾燥材組成物を用いて、さらなる側方圧縮強さ
を与えることができる。
前述したように、本発明のスペーサは、望ましくはス
テンレス鋼または他の強い金属、例えばチタンまたはマ
グネシウム合金で形成されるが、ステンレス鋼が好まし
い。金属スペーサの厚さは、望ましくは約0.005インチ
以下であり、好ましくは約0.0035インチ以下で、約0.00
5インチが望ましい。
このため、本発明は、好適な実施例で、非常に薄く、
従って一方の側壁から他方への熱伝達が非常に低いステ
ンレス鋼金属スペーサを用いる。しかしながら、粒子状
乾燥材組成物を含むため、スペーサの圧砕抵抗力が増大
し、その結果、スペーサは発明のガラスユニットの運搬
時、及びユニットを適当なフレームに設置する際に一般
的に生じる応力に押しつぶされないで耐えることができ
る。
図２〜図４の発明のスペーサ内に粒子状乾燥材充填組
成物を用いて、圧砕負荷に対するスペーサの側方抵抗力
を増大させることが特に望ましい。図６〜図８の実施例
に示されているように波形の内壁を用いた時に構造的支
持力がある粒子状乾燥材組成物を使用することは、波形
構造自体が剛性及び圧砕に対する抵抗力を補強するた
め、さほど重要ではない。
図９（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、前述のスペーサの
あるものの変更例である。スペーサ16には、平行に離設
された側壁20が図５に示されているように折り返されて
壁部分52を形成し、その壁部分52の終端が内向きに曲が
って、スペーサの内部を横切って互いに接近する方向へ
わずかに延出したリップ58になっている本体部分が設け
られている。平坦な内壁70が、ガラス板間空間に向き合
っており、内向きに曲がったリップ58の上にその縁部方
向が載って、72で内壁70に溶接されている。スペーサの
内部をガラス板間空間と連通させる小さい空気空間を形
成できるように、溶接部72を内壁70の長さ方向に沿って
間隔を置いて設けることができる。必要に応じて、内壁
70の厚さ方向に狭いスロットを同じ目的で設けてもよ
い。
図９（ａ）では、図６の内壁60の代わりに、直線部分
74及び一対の上向きに曲がった縁部76を備えた内壁70が
用いられ、その縁部76は、折り返し壁52によって形成さ
れた溝内にはまっている。内向きに曲がったリップ58の
縁部と内壁部分74とに溶接部72が形成されている。
図９（ａ）に示されている実施例は、図示の２つの金
属部品を個別に形成してから、内壁70をスペーサの本体
の長手方向に摺動させることによって、この図面に示さ
れている構造が得られる。あるいは、側壁を折り返して
部分52を形成する前に、内壁部分70を側壁20に対して図
示のように配置してもよい。
図９（ｂ）に示されている変更例は、側方折り返し部
分80を設けて側方棚部81を形成し、その上に内壁70が載
るようにした側壁78を提供しており、内壁70の縁部は折
り返し部分82の下側に延在し、図９（ａ）の場合と同様
に、側壁が内壁70に溶接されている。
図９（ｃ）は、図８に示されているリップ58と同様な
内向きに曲がったリップ84を側壁の折り返し部分82の下
端部に設けた点を除いて、図９（ｂ）と同様な実施例を
示している。この場合も、内壁70は、スペーサの長さ方
向に間隔を置いた点72で内向きに曲がったリップ84に溶
接されている。
図９（ｂ）及び９（ｃ）の実施例は、図９（ａ）に関
連して説明したように形成できる。すなわち、内壁70を
スペーサの端部から挿入するか、内向きに曲がったリッ
プ80によって形成された肩部の上に載せた後、折り返し
側壁部分82を形成するだけでもよい。
本発明のスペーサのコーナ、すなわちスペーサが断熱
ガラスユニットの外周に沿って延在する時に、スペーサ
が90度方向変換する地点は容易に形成できる。望ましく
は、各スペーサは、矩形窓ユニットに使用するのに適し
た大きさの矩形形状を与えることができるように３また
は４個の直角の小半径曲がり部を設けた１本の素材で形
成されている。スペーサ材の端部は、スペーサの上部延
在部分、すなわちガラスユニットの上部を形成するスペ
ーサ部分に沿って配置するのが望ましい。
コーナ形成作業が図10に示されており、図５のスペー
サについて説明する。スペーサには外壁18が設けられて
おり、その外壁は２つの外向きに延出した突出部90を有
している。図５では、ほぼ平坦な中央の外壁部分94が、
図４の中央突出部92の代わりになっている。
このようなスペーサのコーナ部分の変更が望まれる
が、本発明のスペーサの底壁18は所望の形状に、例えば
図２、図４、図５及び図９（ａ）に示されているものに
することができる。
図10に示されているように、スペーサ材のコーナ部分
を、向き合った側部分100とインサート102とを備えた曲
げダイの中の側部分の間に入れて、スペーサの内壁部分
22,24に接触してそれを支持できるようにする。ダイ部
分100,102の向き合ったそれぞれの表面104,106の間に隙
間があり、その中に折り返し壁部分52が収容される。突
出部90を含むスペーサの外壁18の形状を表面接触状態で
ほぼ収容できる形状の上表面を有する曲げダイが110示
されている。もちろん、スペーサの内部には、42で示さ
れた粒子状乾燥材または他の圧砕抵抗充填材が詰められ
ている。
成形ダイ110は、スペーサ部分の長さ方向に沿って
（図10の紙面に垂直に）湾曲移動して、スペーサに直角
曲がり部を形成し、ダイ部分100,102が側壁52及び内壁
部分22,24の統合性及び寸法を維持している。曲げ処理
が行われる時、スペーサの可鍛壁、好ましくは前述した
ような薄壁状のステンレス鋼で形成されたものが変形し
て曲がり部に適応し、また粒子状乾燥材または他の物質
がスペーサ内部にあることによって、互いに陥没するこ
とが防止される。内壁の曲げ半径3/8インチ程度にする
ことができる。
スペーサのコーナの曲げ作業中、乾燥材または他の粒
子状物質に加えられる圧砕力は相当に大きく、乾燥材の
一部が圧砕されて粉末状になるので、乾燥材が窓ユニッ
トのガラス板間空間へ逃げ込むことができないようにす
ることが重要である。
図３に示されているシール構造は、溶接工程で形成さ
れた小開口は非常に小さいため、非常に小さい粒子でも
通過させない優れた効果を与えている。もちろん必要な
らば、図３の接合部を曲がり部付近で連続状に溶接して
それらを密着させてもよい。
このように、スペーサのコーナ部分の中空内部内の乾
燥材または他の粒子状物質を密封してガラス板間空間内
へ逃げないようにしてもよい。必要ならば、圧砕時に壊
れて小粒子にならない充填材、例えばプラスチックビー
ズ、強いが曲がることができるプラスチック（例えばポ
リウレタン）フォーム等をスペーサのコーナ部分内に用
いてもよい。
必要ならば、スペーサの目に見えるコーナ部分に所定
の美的に優れたデザインの規則的間隔の隆起を形成でき
るように、波形またはのこ歯形または他の形状にした底
表面108を設けてもよい。
本発明のスペーサを上記のように所望の窓ユニットに
合ったほぼ矩形に形成した後、スペーサの自由端部を突
き合わせ関係に合わせて固定する。
図11及び図12は、この工程を実施する一例を示してい
る。図11に示されているスペーサ形状は図４のものであ
る。スペーサ16の開放端部112内に、全体を120で示した
キーインサートがはめ込まれる。
このインサートは、ABSプラスチックまたは他の熱の
流れに対して抵抗力がある物質で製造するのが望ましい
が、断面がほぼ矩形で、ガラス板間空間に面する表面に
沿って細長いスロット122を設けている。
このスロットは、図４で説明した重合縁部28,30を収
容できる大きさ及び形状である。キー120の長さのほぼ1
/3がスペーサ16の端部から突き出しており、キーは同一
の端部を備えている。望ましくは、キーの本体は124で
中断しており、スペーサはここにそれの中心点を定める
横壁部126を設けて、確実にキーの長さの半分が各スペ
ーサ端部にはめ込まれるようにしている。
キーの底表面121から下向きに、一連の十分な長さの
弾性フィンガ128が互いに間隔をおいて垂下しており、
それらがスペーサの端縁部（すなわち外壁18の縁部）に
接触し、スペーサをスペーサ端部内へ挿入した時に曲が
ってキーをスペーサ端部内に固定できるようにする。キ
ーの端部130は、スペーサの端部へ挿入しやすくするた
め、必要に応じてテーパを付けてもよい。
スペーサの端部間のこのように形成されたジョイント
は、図４のスペーサの本体部分18及び側壁部分20とほぼ
同じ形状に曲げることができるか、望ましくは予め曲げ
られたステンレス鋼または他の金属板材等の可鍛性で気
体を透過しないシートからなる短い長さのクリップ140
（図11）で被覆してもよく、望ましくはそのクリップに
内向きに曲がったリップ142を設けて、図４のスペーサ
の曲がり部50の上に被せる。
クリップ140は、スペーサ16の外側にすべりばめされ
る大きさであり、スペーサの端部間に突き合わせ接合部
の上に配置されて、リップ142をスペーサの側壁52に緊
密状に下向きにかしめることができるようにする。クリ
ップの内径をスペーサ16の外径とほぼ同じにして、リッ
プ142を所定位置にかしめた時、部分140をスペーサの形
状にぴったり合わせる。このようにして、本発明のスペ
ーサの向き合った端部間に突き合わせ接合が迅速に形成
され、このような突き合わせ接合部はほとんど目立たな
い。
好ましくは、ポリイソブリレン等のシーリングコンパ
ウンド114を当接したスペーサ端部の外壁表面の周囲に
設けて、これらの端部と上に重ねたクリップ140との間
に緊密状のシールを形成する。シーリングコンパウンド
114は、当接したスペーサ端部の外壁表面にクリップを
接着して、外壁をシールすると共に、それが水蒸気及び
他のガスをほとんど透過させないようにすることができ
る。
シーリングコンパウンドは、シリコーン被覆剥離ライ
ナーに載せた薄膜（例えば0.015インチ）として供給で
き、接合部付近で当接しているスペーサの側壁及び外壁
にライナーで支持した状態で付着させてから、ライナー
を取り除き、クリップ140を付着させて、図11に示され
ているようにシーリングコンパウンド114をクリップ140
とスペーサの外壁18との間で圧搾する。必要に応じて、
シーリングコンパウンド114をアルミニウムフォイル等
の可鍛性のほとんどガスを透過しないシートに載せた薄
膜として供給してもよく、それは当接接合部を横切るよ
うにスペーサの外表面と緊密状に係合するように形成で
き、これによってシーリングコンパウンドは、フォイル
とスペーサの壁との間に挟まれる。このように、フォイ
ル自体がクリップとして機能する。
以上に本発明の好適な実施例を説明してきたが、発明
の精神及び添付の請求項の範囲内において様々な変更を
加えることができることを理解されたい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E06B 3/66 C03C 27/06 101

Claims (25)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一対のほぼ平行に離設されたガラス板と、
    これらのガラス板間の周囲を取り囲むように延在し、ガ
    ラス板の外周部分を互いに結合させるためのスペーサと
    を備え、前記ガラス板及びスペーサ間にガス封入ガラス
    板間空間を形成している断熱ガラスユニットであって、 前記スペーサは、中空内部及び向き合ったほぼ平坦状の
    側壁を備えた細長いスペーサ長さ部分と、側壁を向き合
    ったガラス板表面に密着させるシール材と、中空のスペ
    ーサ内部に収容されてその少なくとも一部分を満たし、
    その内部形状に一致することによって圧縮力をスペーサ
    の一方の側壁から他方の側壁へ伝達し、それによってス
    ペーサの圧縮強さを向上させるための圧砕抵抗粒子状乾
    燥材組成物とを備えており、 さらに、前記スペーサは、前記それぞれの側壁から延出
    して、その縁部が重合しかつ長さ方向に沿った複数個所
    で固着して結合した細長い部分を有するほぼ平坦状の内
    壁を備え、前記重合した細長い部分の縁部間にスペーサ
    の内部をガラス板間空間に連通させる複数の開口を有す
    ることを特徴とする断熱ガラスユニット。
  2. 【請求項２】前記圧砕抵抗乾燥材粒子は、ほぼ球形のモ
    レキュラーシーブを有していることを特徴とする請求項
    １の断熱ガラスユニット。
  3. 【請求項３】スペーサは、ガラス板間空間に面した内壁
    を備え、この内壁は、スペーサの長手方向に波打つ形で
    延出した強化型の波形を有していることを特徴とする請
    求項１の断熱ガラスユニット。
  4. 【請求項４】前記波形は、前記内壁にその長手方向に向
    って正弦波の波形を与えることを特徴とする請求項３の
    断熱ガラスユニット。
  5. 【請求項５】外壁は、ガラスユニットの周囲をほぼ完全
    に取り囲むように前記ガラス板間に延在するシール材除
    外部分を備えていることを特徴とする請求項１の断熱ガ
    ラスニット。
  6. 【請求項６】シール材除外部分は、ガラスユニットの周
    囲を取り囲むスペーサのほぼ全長に渡って同一幅である
    ことを特徴とする請求項５の断熱ガラスユニット。
  7. 【請求項７】スペーサは、壁厚が0.005インチ以下のス
    テンレス鋼で形成されていることを特徴とする請求項１
    の断熱ガラスユニット。
  8. 【請求項８】一対のほぼ平行に離設されたガラス板と、
    これらのガラス板間の周囲を取り囲むように延在し、ガ
    ラス板の外周部分を互いに結合させるためのスペーサと
    を備え、前記ガラス板及びスペーサ間にガス封入ガラス
    板間空間を形成している断熱ガラスユニットであって、 前記スペーサは、中空内部及び向き合ったほぼ平坦状の
    側壁を備えた細長いスペーサ長さ部分と、側壁を向き合
    ったガラス板表面に密着させるシール材と、中空のスペ
    ーサ内部に収容されてその少なくとも一部分を満たし、
    その内部形状に一致することによって圧縮力をスペーサ
    の一方の側壁から他方の側壁へ伝達し、それによってス
    ペーサの圧縮強さを向上させるための圧砕抵抗粒子状乾
    燥材組成物とを備えており、 さらに、前記スペーサは、ガラス板間空間に面する表面
    を備えた側壁間の内壁と、内壁から間隔を置いて向き合
    った外壁とを有しており、前記側壁の脚部分がそれぞれ
    のガラス板表面に沿って内壁を越えてガラス板間空間の
    内側へ延出していることを特徴とする断熱ガラスユニッ
    ト。
  9. 【請求項９】前記内壁は、側壁間に延在してそれに縁部
    が結合されている細長プレートを有しており、そのプレ
    ートは外壁と共に、前記粒子状乾燥材組成物を収容する
    前記中空スペーサ内部を形成しており、細長プレート部
    分の縁部はプレート部分の長さ方向に沿って間隔を置い
    た位置で側壁に取り付けられて、プレートの縁部と側壁
    との間に複数の開口を形成して、ガラス板間空間とスペ
    ーサの乾燥材含有内部との間を気体連通させることがで
    きることを特徴とする請求項８の断熱ガラスユニット。
  10. 【請求項１０】前記細長プレートは、前記内壁に長手方
    向に延在したほぼ正弦波形の形状を与える横方向波形を
    含むことを特徴とする請求項９の断熱ガラスユニット。
  11. 【請求項１１】前記内壁はほぼ平坦であり、内壁の細長
    い部分がそれぞれの側壁から一方向に延出し、互いに重
    合する縁部をその長さ方向に沿った複数個所で結合する
    ことによって、細長い部分を固着すると共に、スペーサ
    の内部をガラス板間空間に連通させる複数の開口を重合
    した縁部間に形成していることを特徴とする請求項８の
    断熱ガラスユニット。
  12. 【請求項１２】向き合った内表面を備えている一対のほ
    ぼ平行に離設されたガラス板と、これらのガラス板間の
    周囲を取り囲むように延在し、ガラス板の外周部分を互
    いに結合させるためのスペーサとを備え、前記ガラス板
    及びスペーサ間にガス封入ガラス板間空間を形成してい
    る断熱ガラスユニットであって、 スペーサは、約0.005インチ以下の均一な壁厚を有する
    ステンレス鋼で形成され、しかも、中空内部と、向き合
    ったほぼ平坦状の側壁とを備え、側壁の各々には、それ
    を密着させたガラス板表面に沿ってガラス板間空間の内
    側へ延出した部分と、折り返し部分とが設けられてお
    り、内壁が折り返し側壁部分間に延在して、ガラス板間
    空間に面しており、内壁の細長い部分がそれぞれの側壁
    から一方向に延出し、互いに重合する縁部をその長さ方
    向に沿った点で結合することによって、細長い部分を固
    着すると共に、スペーサの内部をガラス板間空間に連通
    させる複数の開口を重合した縁部間に形成していること
    を特徴とする断熱ガラスユニット。
  13. 【請求項１３】前記開口の通路長さが少なくとも0.04イ
    ンチであることを特徴とする請求項12の断熱ガラスユニ
    ット。
  14. 【請求項１４】外壁が、内壁から間隔を置いた位置で側
    壁間に延在しており、外壁の側壁間の部分の断面形状が
    正弦波形をなしていることを特徴とする請求項12の断熱
    ガラスユニット。
  15. 【請求項１５】外壁は、内壁から外側に間隔を置いた位
    置で側壁間に延在して、ガラスユニットの周囲をほぼ完
    全に取り囲むように前記ガラス板間に延在するシール材
    除外部分を備えていることを特徴とする請求項12の断熱
    ガラスユニット。
  16. 【請求項１６】シール材除外部分は、ガラスユニットの
    周囲を取り囲むスペーサのほぼ全長に渡って同一幅であ
    ることを特徴とする請求項15の断熱ガラスユニット。
  17. 【請求項１７】側壁間の内壁の外表面に沿って測定した
    ガラス板間の距離d2に対するシール材除外部分の外表面
    に沿って測定したガラス板間の距離d1の比が、少なくと
    も0.2であることを特徴とする請求項16の断熱ガラスユ
    ニット。
  18. 【請求項１８】中空のスペーサ内部に収容されてその少
    なくとも一部分を満たしており、前記スペーサの内部形
    状に一致することによって圧縮力をスペーサの一方の側
    壁から他方へ伝達し、それによってスペーサの圧縮強さ
    を向上させるための圧砕抵抗粒子状乾燥材組成物を備え
    ていることを特徴とする請求項12の断熱ガラスユニッ
    ト。
  19. 【請求項１９】断熱ガラスユニットに使用される、変形
    可能な壁を備えた管状スペーサの直線部分を直角に曲げ
    て丸コーナを形成する方法であって、 前記管状スペーサの直線部分の内部に圧砕抵抗粒子を詰
    め込み、 次に、前記スペーサの直線部分を直角に曲げて丸コーナ
    にし、 前記圧砕抵抗粒子が曲げ作業中のスペーサの壁の圧壊を
    防止することを特徴とする方法。
  20. 【請求項２０】そのスペーサ部分は、平行に離れた平面
    上にあって、一対の平行に離設されたガラス板の向き合
    った表面に取り付けられる外表面を備えた向き合ったほ
    ぼ平坦状の側壁を備え、曲げ作業中に平行に離れた平面
    から移動しないように側壁を支持するステップを含むこ
    とを特徴とする請求項19の方法。
  21. 【請求項２１】スペーサは、その側壁間に直角曲がり部
    の内表面を形成するほぼ平坦状の表面を備え、曲げ作業
    中に無制御状態で座屈しないように平坦表面を支持する
    ステップを含むことを特徴とする請求項20の方法。
  22. 【請求項２２】向き合った内表面を備えている一対のほ
    ぼ平行に離設されたガラス板と、これらのガラス板間の
    周囲を取り囲むように延在し、ガラス板の外周部分を互
    いに結合させるためのスペーサとを備え、前記ガラス板
    及びスペーサ間にガス封入ガラス板間空間を形成してい
    る断熱ガラスユニットであって、 スペーサは、約0.005インチ以下の均一な壁厚を有する
    ステンレス鋼で形成され、しかも、中空内部と、向き合
    ったほぼ平坦状の側壁と、側壁間に延在してガラス板間
    空間に面している内壁とを備えており、 内壁の細長い部分が、それぞれの側壁から内方に延出
    し、互いに重合する縁部をその長さ方向に沿った複数個
    所で結合することによって、細長い部分を固着すると共
    に、スペーサの内部をガラス板間空間に連通させる複数
    の開口を重合縁部間に形成しており、 スペーサの端部は、突き合わせジョイントで接合され、
    このジョイントが、スペーサのそれぞれの端部内へ延出
    してそれと係合するキーと、スペーサの端部付近のスペ
    ーサ外壁の外表面に密着状に係合するように形成された
    クリップとを備えていることを特徴とする断熱ガラスユ
    ニット。
  23. 【請求項２３】スペーサに設けられた側壁の各々には、
    それを密着させたガラス板表面に沿ってガラス板間空間
    の内側へ延出した外側部分と、折り返し内側部分とが設
    けられており、前記クリップは、スペーサの端部の側壁
    に沿って延在してそれに接触する壁部分を備え、クリッ
    プ壁部分の終端は、スペーサの端部の折り返し部分上で
    折り返されてそれにかしめられるリップ部分になってい
    ることを特徴とする請求項22の断熱ガラスユニット。
  24. 【請求項２４】クリップと端部付近のスペーサ外壁の外
    表面との間にシール材を介在させたことを特徴とする請
    求項22の断熱ガラスユニット。
  25. 【請求項２５】スペーサは、内壁から外側に間隔を置い
    た位置で側壁間に延在している外壁を備え、さらに、前
    記キーには、外向きに延出した弾性フィンガを備えて、
    それが外壁に接触して折り曲げられることによって、前
    記キーをスペーサ端部の中空内部の所定位置に固定する
    ようにしたことを特徴とする請求項24の断熱ガラスユニ
    ット。
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