JP3933761B2 - 捻りに抗するために側壁を強化した断熱ユニット用スペーサ・フレーム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペーサ素材および／またはスペーサ・フレームに関し、また、このスペーサ・フレームを使って作った複数シート窓ガラスユニット、そして、特に捻りに抗するために側壁を強化したスペーサ・フレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
それぞれ、１９９０年９月４日、１９９０年９月４日および１９９１年４月１８日出願の米国特許出願第５７８，６９７号、第５７８，６９６号および第６８６，９５６号、そして米国特許第５，５３１，０４７号に基づく、ヨーロッパ特許出願公開番号０４７５２１３Ａ１、１９９２年３月１８日発行、公報９２／１２（以下“ＥＰ出願”と称する）は、熱伝導率が低い縁組立体を有する断熱窓ガラスユニットおよびその製造方法を開示している。一般的に、このＥＰ出願は、縁組立体の周りに且つそれに密封した１対のガラスシートを含み、これらのシートの間に密封した隔室を作る断熱窓ガラスユニットを開示し、米国特許第５，５３１，０４７号は、更にシートの間の縁組立体のスペーサ・フレームの中にガラスシートがあるのを開示している。この縁組立体は、全体としてＵ字形断面のスペーサ・フレームを含み、直立脚の各外面上に、および任意にスペーサ・フレームのベース（基部）の外面上に密封剤を有し、スペーサ・フレームのベースの内面に乾燥剤入りの粘着性押縁が接着されている。
【０００３】
米国特許第５，３１３，７６１号は、断熱ユニット用のスペーサ・フレームであって、断面が全体としてＵ字形で、スペーサ・フレームの直立脚の部分をこのスペーサ・フレームのベース上で互いの方に曲げたスペーサ・フレームを開示している。
【０００４】
このＥＰ出願並びに米国特許第５，３１３，７６１号および第５，５３１，０４７号に開示されているスペーサ・フレームの設計は、許容できるが、欠点がある。更に詳しく言うと、スペーサ・フレームの角の間の側面は、スペーサ・フレームの外脚がベースによってしか相互連結されていないので、捻れが大きい。分るように、スペーサ・フレームの角の間の側面の長さが増すと、隣接する角間のスペーサ・フレームの側面の捻れの程度が増す。
【０００５】
１９９５年９月１５日、アルバートＥトンプソン、ジュニヤーの名前で出願した米国特許出願第０８／５２９，１８０号は、断熱ユニットを製造する際に使用するためのスペーサ素材および／またはスペーサ・フレームを開示し、それは、全体としてＵ字形の断面で、スペーサ・フレームの側面の回転捻れの程度を減ずるために“Ｔ”字形の補強部材を有するベースを含む。この補強部材は、直立脚の間でベース上に取付けられたインサートまたはスペーサ素材および／またはスペーサ・フレームと一体の補強部材でもよい。
【０００６】
米国特許出願第０８／５２９，１８０号に開示されたインサートおよび／または補強部材を使うと捻れを減少するが、それには欠点がある。更に詳しくは、スペーサ・フレームのベースと一体に作った補強部材は、連続するスペーサ素材からスペーサ・フレームを作るとき、ベースの部分を切り欠く必要があり、更に、捻りに抗するためのインサートは、このインサートをスペーサ素材またはスペーサ・フレームに取付けてインサートの在庫を抱えるという余分な段階を要する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
複数シート窓ガラスユニットの製造技術に精通した者には分るように、現在入手できるスペーサ・フレームの欠点がなく、スペーサ・フレームの側面の捻れを除去とまではいかないとしても最小にするスペーサ・フレームの設計を提供することは有益だろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、１対の離間した直立脚を相互連結するベースを有し、全体としてＵ字形断面のスペーサ素材および／またはスペーサ・フレームに関する。各直立脚は、捻れを除去とまではいかないとしても最小にするために作られている。本発明の一実施例では、これらの直立脚は断面がヘアピン形状になるように結合された第１部材および第２部材を有し、第１部材がスペーサ・フレームのベースに結合され、第２部材がベースから離間した丸みの付いた端を有する。
【０００９】
更に、本発明は、本発明のスペーサ・フレームによって互いから離間し、例えば、密封剤によってスペーサ・フレームの脚の第１部材の外面に固着された１対のシートを有する窓ガラスユニットに関する。
【００１０】
なお更に、本発明は、本発明のスペーサ素材および／またはスペーサ・フレームの製造方法および／または本発明のスペーサ素材および／またはスペーサ・フレームを使用する複数シート窓ガラスユニットの製造方法に関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のスペーサ素材および／またはスペーサ・フレームの種々の実施例を、ここに参考までに援用するこのＥＰ出願または米国特許第５，３５１，４５１号に開示されている技術を使って決める、縁の熱伝導が少ない複数シート窓ガラスユニットの構成で議論する。分るように、本発明は、断熱および／または縁の熱伝導が少ない窓ガラスユニットに限定されず、本発明の実施例を断熱特性がどうであれそれに関係なく複数シート窓ガラスユニットに使うことができる。以下の議論では、他に指示しなければ、類似の番号は類似の要素を指す。
【００１２】
図１は、断熱ユニット２０を示し、図２は、本発明の特徴を具体化したスペーサ・フレーム２２を有する断熱ユニット２０の断面図を示す。図２を特に参照すると、ユニット２０は、１対の外側シート２４および２６の間にスペーサ・フレーム２２を含み、それらに固着されてそれらの間に隔室２８を形成する。隔室２８をガス、例えば空気、湿気および／または埃（以後個々にまとめて“環境空気”と称する）の出入り、および／または断熱ガス、例えばアルゴンが出るのを以下に議論する方法で封止するのが好ましいが、それは本発明を限定しない。
【００１３】
以下の議論では、シート２４および２６がガラスシートであるが、明らかになるように、これらのシートは、どんな材料、例えばガラス、プラスチック、金属および／または木材で作ってもよく、材料の選択は、本発明を限定しない。更に、これらのシートは、全て同じ材料でも異なる材料でもよく、その上、一つのシートが単体シートで、他のシートが例えば一つ以上の単体シートを通常の方法で互いに積層して作った積層シートでもよい。その上、一つ以上のシートの一つ以上の表面を塗被してもよく、例えば、ガラスまたはプラスチックの透明シートにスパンドレルを作る際に使用する種類の不透明被膜、または所定の波長範囲の光を選択的に通すための環境被膜を付けてもよい。参考までにここに援用する米国特許第４，６１０，７１１号、第４，８０6 ，２２０号、第４，８５３，２５６号、第４，１７０，４６０号、第４，２３９，８１６号および第４，７１９，１２７号は、本発明の実施に使うことができる塗装シートを開示しているが、分るように、本発明はそれらに限定されない。更に、本発明を実施する際に、ガラスシートの一つ以上を、例えば、参考までにここに援用する米国特許第４，８７３，２０６号、第４，７９２，５３６号、第５，０３０，５９３号および第５，２４０，８８６号に開示されている種類の色付きシートに塗装したおよび／または塗装しない着色シートでもよいが、それに限定されない。
【００１４】
外側シート２４および２６は、周辺形状および寸法が同じであるのが好ましいが、外側シートの一つが他より大きくてもよく、シートの一つの形状が他と異なってもよい。
【００１５】
図２を続けて参照すると、スペーサ・フレーム２２は、ベース３４に固定された１対の離間した外脚３０および３２を含み、このスペーサ・フレームの断面を全体としてＵ字形にする。図２に示すように外脚の各々は、断面で形状がヘアピン形であり、上方に長く伸びる第１の部材３６を含み、その底部３８がスペーサ・フレーム２２のベース３４に結合され、上部が接合点４０で下方に長く伸びる第２の部材４２に結合されている。第２部材４２の端部４４は、ベース３４の上で折返し、他の外脚３２の第２部材４２の端部４４と向合う。本発明を実施する際に、外脚３０および３２を単体から作るのが好ましいが、外脚３０および３２を別の部品から作って互いに接合し、図２に示す断面形状にして長い外脚３０および３２を設けてもよいことが分るだろう。
【００１６】
続けて図２を参照して、不透湿性密封剤、例えば、密封した隔室を有する複数シート窓ガラスユニットを作る技術で使用する種類の粘着性密封材料の層４６をスペーサ・フレーム２２の外脚３０および３２の外面４８に設けて、外側シート２４および２６、例えばこれらのシートの縁部をそれぞれスペーサ・フレーム２２の外脚３０および３２の外面４８に固着し、隔室２８を出入りする環境空気から密封する。
【００１７】
本発明を限定しないが、密封剤または粘着性密封剤の層５０をスペーサ・フレーム２２のベース３４の外面５２全体に設けてもよい。この層５０は、層４６の材料と類似の材料でもよいが、層５０の材料は、非粘着性でこのユニット２０を立てて保管または出荷するとき、支持面に粘着しないのが好ましい。更に、層５０を有するユニットは、スペーサ・フレーム２２が外側シート２４および２６の周辺縁５４から離間し、図２に示すように層５０で満たされた溝を作るのが好ましい。もう、複数シート窓ガラスユニットを作る技術に精通した者には分るように、層５０を有する溝は、例えば図３に示すように、スペーサ・フレーム２２のベース３４の外面５２をシート２４および２６の周辺縁５４と同じ高さ、またはシート２４および２６の周辺縁５４を越えるように設定することによって除くことができる。
【００１８】
この技術に精通した者には分るように、隔室２８は、通常断熱ガス、例えばアルゴンで満たし、従って、密封剤層４６を薄く（層４６の厚さは、シートの隣接する主面と第１部材３６の隣接する外面の間で測定）且つ長く（層４６の長さは、外側シート２４および２６の周辺縁５４から、図２で見て上方に隔室２８の方へ測定）して、断熱ガスがユニット２０の隔室２８から外に拡散し、環境空気がユニット２０の隔室２８に流れ込むのを減らすことを推奨する。層４６の材料は、透湿率がＡＳＴＭ Ｆ ３７２−７３の手順で測定して２０ｇ・ｍｍ／ｍ² ・日未満であるのが好ましく、５ｇ・ｍｍ／ｍ² ・日未満が更に好ましい。本発明は、シートを脚に押付けた後の密封剤層４６の厚さを約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）ないし約０．３２ｃｍ（０．１２５インチ）、好ましくは約０．０２５ｃｍ（０．０１０インチ）ないし０．０７６ｃｍ（０．０３０インチ）および更に好ましくは約０．０５１ｃｍ（０．０２０インチ）にして実施することができる。シートを脚に押付けた後の層４６の長さまたは高さは、図２で見て約０．０２５ｃｍ（０．０１０インチ）ないし約１．２７ｃｍ（０．５０インチ）、好ましくは約０．３２ｃｍ（０．１２５インチ）ないし約１．２７ｃｍ（０．５０インチ）および更に好ましくは約０．５０ｃｍ（０．２００インチ）である。もう、分るだろうが、本発明を限定せずに、層４６の高さは、外脚３０および３２の高さを越えないのが好ましい。
【００１９】
本発明の実施に使うことができる密封剤には、ブチル、シリコン、ポリウレタン接着剤、常温加硫性接着剤並びに好ましくはＨ．Ｂ．フラー１１９１、Ｈ．Ｂ．フラー１０８１ＡおよびＰＰＧインダストリーズ社の４４４２ブチル密封剤のようなブチルおよびブチルホットメルトがあるが、それらに限定されない。
【００２０】
図２の参照を続けると、乾燥剤６２入り透湿性材料の押縁６０がスペーサ・フレーム２２のベース３４の内面６４の部分に設けられている。乾燥剤６２入り押縁６０の材料は、複数シートの断熱窓ガラスユニットの製造または設計技術で隔室２８内の湿気、例えば外側シートをスペーサ・フレームに固着してから隔室内にとらえた湿気を吸収するために知られたどの材料でもよい。流動性材料を使うことは、ベース上への押縁６０の配置および／またはこのユニットの組立の自動化を容易にする。本発明を実施する際に押縁に使うことができる材料は、ヨーロッパ出願並びに米国特許第５，３５１，４５１号および第５，５３１，０４７号で教示される種類の材料である。米国特許第５，３５１，４５１号および第５，５３１，０４７号の開示をここに参考までに援用する。分るように、押縁６０は、スペーサ・フレームの内面６４に沿って連続して若しくは離間した部分にあってもよく、またはスペーサ・フレームの脚３０および３２の任意の選択した面上にあってもよい。更に、分るように、押縁６０の中の乾燥剤６２の量は、本発明を限定しないが、隔室２８内の湿気を吸収するに十分であって、この押縁のスペーサ・フレームへの密着性を減じない乾燥剤が存在すべきである。本発明の実施の際に、通常乾燥剤とマトリックス材料の全重量の４０〜６０％が乾燥剤である。
【００２１】
本発明のスペーサ・フレームは、捻りに対する抵抗があれば、どんな材料でどんな形状に作ってもよい。このスペーサ・フレームは、ユニット２０をサッシまたはカーテンウォールシステムに固着するために斜めの力を加えたとき、外側ガラスシート２４および２６を互いに離間した関係に維持する構造的安定性を有するのが好ましいが、本発明はそれに限定されない。本発明のスペーサ・フレームは、任意の材料、例えば、木材、プラスチック、ボール紙、圧縮紙、金属、例えばステンレス鋼またはアルミニウム、被覆金属、例えば亜鉛めっき鉄または錫めっき鋼で作ってもよいが、本発明の実施の際は、スペーサ・フレームを金属で作るのが好ましく、低熱伝導金属、例えばステンレス鋼、亜鉛めっき鉄または錫めっき鋼で作り、スペーサ・フレームの熱伝導率が低いようにするのが最も好ましい。更に詳しくは、本発明の実施の際、スペーサ・フレーム２２、層４６、層５０（有る場合には）および乾燥剤６２（有る場合には）入り押縁６０を含む、ユニットの縁組立体が、米国特許第５，５３１，０４７号に開示されているように測定して熱伝導度が低く、またはＲＥＳ値が高い。
【００２２】
更に、分るように、スペーサ・フレーム２２は、湿気および／またはガス不浸透性材料で作り、環境空気が隔室２８に入りおよび断熱ガスが隔室２８から抜けるのを防ぐのが好ましい。本発明の実施の際に使うことができる湿気および／またはガス不浸透性材料には、金属、例えば亜鉛めっき鋼、錫めっき鋼およびステンレス鋼、ハロゲン化ポリマ材料および／またはガス浸透性コアを有し不浸透性フィルム、例えば金属または塩化ビニリデンフィルムで覆われたスペーサ・フレームがあるが、それらに限定されない。
【００２３】
低熱伝導率の縁組立体に関して、アルミニウムで作ったスペーサ・フレームは、金属被覆鋼、例えば亜鉛または錫めっき鋼で作ったスペーサ・フレームより多くの熱を伝え、金属被覆鋼で作ったスペーサ・フレームは、ステンレス鋼で作ったスペーサ・フレームより多くの熱を伝え、ステンレス鋼で作ったスペーサ・フレームは、プラスチックで作ったスペーサ・フレームより多くの熱を伝える。プラスチックは、低熱伝導率という観点からは、よいスペーサ・フレームが作れるが、多くの場合金属がプラスチックより成形容易であり、自動化を容易にし、ガス抜けし難いので、スペーサ・フレームには金属を推奨する。
【００２４】
本発明の議論および請求項では、ＲＥＳ値を縁組立体の単位周囲長当りの熱流に対する抵抗と定義する。本発明の複数シートユニットの熱伝導の低い縁に対しては、ＲＥＳ値約１０以上が許容でき、約５０以上の値が好適であり、ＲＥＳ値約１００以上が更に好適である。
【００２５】
さて、議論を本発明の捻れを減少するための特徴に向ける。捻れ度とは、長い部品、例えば、スペーサ・フレームの側面の隣接する角間またはスペーサ素材の端間、の捻れを記述するために使う用語である。実例として、長さ５．０８ｃｍ（２インチ）のスペーサ・フレームの側面に１ラジアンの捻れがあるとする。長さが５．０８ｃｍ（２インチ）増す毎に、このスペーサ・フレームの側面の捻れが１ラジアンずつ増す。従って、長さ２５．４ｃｍ（１０インチ）のスペーサ・フレームの側面に対しては、捻れ量が５ラジアンである。
【００２６】
捻れ量は、スペーサ・フレームまたはスペーサ素材の断面形状の物理的特性と考慮中のスペーサ・フレームの側面の長さまたは考慮中のスペーサ素材の長さの関数である。例えば、断面がＵ字形（図２参照）のスペーサ・フレームまたはスペーサ素材に対して、捻れラジアンは、ベースおよび外脚の厚さ、スペーサ・フレームの側面の長さ、外脚の高さ並びにベースの外脚間の距離の関数である。他のパラメータを一定に保ちながら外脚の高さを増すと、捻れ度が減り、逆もまた同様である。他のパラメータを一定に保ちながらベースの外脚間の距離を増すと、捻れ度が増し、逆もまた同様である。他のパラメータを一定に保ちながら直立脚の壁厚を増すと、捻れ度が減り、逆もまた同様である。他のパラメータを一定に保ちながらスペーサ・フレームの側面の長さを増すと、捻れ度が増し、逆もまた同様である。他のパラメータを一定に保ちながらベースの厚さを増すと、捻れ度が減り、逆もまた同様である。
【００２７】
図２を再び参照すると、部材３６および４２、並びに外脚３０および３２の端部４０は、捻りに抗するためにヘアピン形状に形作られている。本発明を実施する際、外脚３０および３２の捻れは、第１部材３６、接合点４０、第２部材４２および端部４４（以下“議論中の要素”と称する）の厚さ、高さおよび長さの関数である。議論中の要素の厚さが増し、高さおよび長さが一定のままであれば、捻れは減り、逆もまた同様で、議論中の要素の高さが増し、厚さおよび長さが一定のままであれば、捻れは増し、逆もまた同様で、スペーサ・フレームの側面の長さが増し、議論中の要素の厚さおよび高さが一定のままであれば、捻れは増し、逆もまた同様である。分るように、スペーサ・フレームの端部４４とベース３４の内面６４の間の距離が減ると（図２が内面６４から離間した端部４４を示し；図３が内面６４と接触した端部４４を示す）、これらの端部がスペーサ・フレームのベースの内面と係合して捻りに抵抗するので、捻れが減る。
【００２８】
一般的に、３０４ステンレス鋼で作り、第１部材３６だけの外脚を有し、各第１部材の高さが０．６３ｃｍ（０．２５０インチ）、ベース３４の幅が０．６４ｃｍ（０．２５４インチ）、およびベースと第１部材の厚さが０．０２５ｃｍ（０．０１０インチ）のスペーサ・フレームは、このスペーサ・フレームまたは素材の長い側面の２．５４ｃｍ（１インチ）当り約０．１６６Ｔラジアンの捻れがあると予想され、但しＴは、加えるトルクｋｇ・ｃｍ×１．１５２（ポンド・インチ単位でのトルク）である。例であって、本発明を限定しないが、１０４０鋼に対して、捻れは、２．５４ｃｍ（１インチ）当り０．１４５Ｔラジアンである。本発明を実施する際、３０４ステンレス鋼で作ったスペーサ素材に対して、端から端までの捻れ（端から端までとは、スペーサ・フレームの長さまたは１本のスペーサ素材の両端間の長さである）は、２．５４ｃｍ（１インチ）当り０．１５ラジアン（２．５４ｃｍ当り８．６°）未満が許容でき、２．５４ｃｍ当り０．０７５ラジアン（２．５４ｃｍ当り４．３°）が好ましく、捻れ無しまたはゼロ捻れが最も好ましい。ステンレス鋼に対しては、最大捻れ２．５４ｃｍ当り０．２３ラジアンが許容でき、２．５４ｃｍ当り０．１１５ラジアンが好ましく、ゼロ捻れが最も好ましい。分るように、上の例は、説明のために呈示したのであって、本発明を限定しない。他の金属および非金属に対する許容捻れは、当業者が上の情報から決めることができる。
【００２９】
本発明を実施する際、捻れは、剪断応力がこのスペーサ・フレームの降伏点を超え、またはスペーサ素材またはスペーサ・フレームの側面、例えば、脚３０および３２（図２参照）を座屈することによって、スペーサ素材の側面を永久変形するような大きさでないのが望ましい。
【００３０】
再び図２を参照すると、部材３６および４２が互いから離間し、端部４４がベースから離間して、このスペーサ・フレームの熱伝導路を小さくし、このユニットの縁の熱伝導を低くする。図３を参照すると、スペーサ・フレーム７０は、外脚７４および７５の第２部材７３に取付けられた端部７２がベース７７の内面７６に接触する。スペーサ・フレーム７０の端部７２がベース７７の内面７６に接触するので、端部７２と４４の位置を除いて、全てのことが等しいが、図３のスペーサ・フレーム７０は、図２のスペーサ・フレーム２２ほど熱伝導路が小さくなく、従って図３に示すユニット７８は、図２に示すユニット２０よりＲＥＳ値が低く、縁の熱伝導が高い。
【００３１】
本発明は、スペーサ・フレーム２２の外脚３０および３２並びにスペーサ・フレーム７０の外脚７４および７５の形状に限定されず、それで外脚は、捻りに抗するか捻れを軽減すれば、どんな形状でも良い。例えば、図４に示すように、スペーサ・フレーム８４の外脚８０および８２は、これらの外脚８０および８２の第１部材８７と第２部材８８の間に、図２に示すような丸みの付いた接合点４０ではなく、平らな接合点８６を有する。更に、外脚８０および８２の第２部材８８に結合され端部８９は、図２に示す端部４４のように丸みが付いていなくて平らである。
【００３２】
図５を参照すると、スペーサ・フレーム９０が図示されている。スペーサ・フレーム９０の外脚９２および９４は、互いに表面接触した第１部材９５および第２部材９６を有する。図６を参照すると、外脚１１２および１１４が一体に作られ、それらの厚さがベース１１６の厚さより厚いスペーサ・フレーム１１０が図示されている。例であって、本発明を限定しないが、脚１１２および１１４の厚さは、このスペーサ・フレームの側面の捻りに抵抗を与えながらこのスペーサ・フレームの熱伝導率を下げるために、ベース１１６の厚さの約５倍でもよく、ベース１１６の厚さの３倍が好ましく、ベース１１６の厚さの２倍が最も好ましい。分るように、ベースは、捻りに抗するために脚より厚く作ってもよいが、しかしこの構成は、熱伝導率に対する抵抗が小さい。
【００３３】
本発明を実施する際、図２ないし図４に示す外脚の設計は、第１および第２部材が互いから離間して熱伝導路を小さくするので、好ましい。図２および図４に示す外脚の設計は、図３の外脚の設計より熱伝導路が小さいことに加えて、スペーサ・フレームのベースの内面上の押縁６０を端部とベースの内面との間の隙間によって機械的に然るべき場所に保持するので、更に好ましい。乾燥剤を有する材料が接着剤である場合、この押縁は、先に議論したように機械的に然るべき場所に保持されることに加えて、ベースの内面に接着剤によっても固着される。もう分るように、図２および図４に示すスペーサ・フレームの設計を使えば、押縁６０は、非接着性多孔質材料または、過剰な、例えば接着性に不利に影響する、重量で６０％以上の乾燥剤を有する接着材料で作ってもよい。
【００３４】
図２および図４に示すスペーサ・フレームの設計は、押縁６０を機械的に固定することに加えて、端部４４（図２）および端部８９（図４）がベースの内面から離間し、第１部材および第２部材が互いから離間していて、図３、図５および図６に示すスペーサ・フレームの設計より熱伝導の少ないスペーサ・フレームを作るので、本発明を実施する際に最も好ましい。
【００３５】
もう分るように、捻りに抗するために外脚を強化した、本発明のスペーサ・フレームは、捻りに抗するための他の技術と組合わせて、例えば、米国特許出願第０８／５２９，１８０号に開示する補強部材と組合わせて使ってもよい。図７を参照すると、外脚３０および３２を有し、端部４４がベース１２２から離間したスペーサ・フレーム１２０が図示されている。補強部材１２４は、断面が全体としてＴ字形であり、ベ−ス１２２と一体である。更に、分るように、本発明のスペーサ・フレームは、米国特許第５，５３１，０４７号に開示されている種類の三重窓ガラスを作るために使ってもよい。例えば、図３を参照して、乾燥剤入り押縁６０に溝１３０を設けて中間シート１３２の周辺縁部を受け、シート２６と１３２の間に隔室１３４を、およびシート２４と１３２の間に隔室１３６を作る。これらの隔室１３４および１３６は、図２に示す隔室２８と機能が同じである。なおその上に、本発明のスペーサ・フレーム二つを隣接するシートの間に配置し、ＥＰ出願の図２０に示す種類の三重窓ガラスユニットを作ってもよい。
【００３６】
捻りに対する抵抗力を有する、本発明のスペーサ・フレームは、例えば米国特許第５，３５１，４５１号に開示されている種類の、連続角に作ってもよいし、または、複数シート断熱窓ガラスユニット製造技術で知られるように、角キーを使って若しくは溶接によって、部品若しくはスペーサ素材の部分の端を接合することによって作ってもよい。ここで使う連続角というのは、スペーサ素材の部分の端を例えば角キーによりまたは溶接により一緒に接合するのと違って、少なくともスペーサ・フレームのベースがこのスペーサ・フレームの選択した角の周りに連続する（直立脚３０および３２の部分を連続でもよい）角である。
【００３７】
さて、議論を本発明の特徴を具体化したスペーサ素材の形成に、およびその後に、スペーサ・フレームの形成に向ける。
【００３８】
図８を参照すると、端２０２のあるスペーサ素材２００が図示されている。複数のスペーサ素材２００（図８には、スペーサ素材一つだけを示す）の端２０２を都合のよい何れかの方法で、例えば、溶接により、角キーによりまたは接着剤により、接合してスペーサ・フレームを作る。更に詳しくは、複数のスペーサ素材２００は、端２０２を互いに接合したとき、閉じたスペーサ・フレームが出来るように、端２０２が斜めにまたは留め継ぎ面に切られ、例えば、平行六面体のスペーサ・フレームを作るためには４５°に、五角形のスペーサ・フレームを作るためには５４°に切られている。分るように、これらの端２０２が９０°で、角キーを使って接合してもよい。
【００３９】
本発明を限定しないが、図８および図９を参照して、スペーサ素材２００を作る手法の一つは、平らなステンレスストリップを通常の何れかの方法で打抜いて図９に示す様なストリップ２１０を作ることである。ストリップ２１０の端２１１は、その端部２１２がこのストリップの側面から内方に傾斜し、その端部２１６は、外方に傾斜して一端が端部２１２に、他端が平らな端部２１８に結合されている。傾斜した端部２１２および２１６は、ストリップ２１０をスペーサ素材２００に成形したとき、斜めに切られた端２０２となる。このストリップ２１０を、例えばロールフォーミングによって、仮想線２３０に沿って曲げて図２に示す端部４４を作り、仮想線２３２および２３４に沿って曲げて外脚３０および３２の第１部材３６および第２部材３８を結合する接合点４０を作り、そして仮想線２３６に沿って曲げて外脚の第１部材をベースに結合する部分３８を作る。ベース３４の内面６４は、これらの仮想線２３６の間にある。図８に示すスペーサ素材２００は、図２に示す断面形状を有する。分るように、図８に示すスペーサ素材２００の端２０２が９０°である場合、図９に示すストリップ２１０の端２１１は平らである。
【００４０】
本発明の特徴を具体化したスペーサ素材および／またはスペーサ・フレームを作るためのもう一つの手法は、長いストリップを成形して、曲げて閉じたスペーサ・フレームを作るに十分な長さのスペーサ素材の一つの区分を作ることである。スペーサ・フレームに角があるとき、例えばスペーサ・フレームが平行六面体形であるとき、このスペーサ・フレームは、連続角を有し、例えば、少なくともベースと任意に外脚の部分が、少なくとも一つの角で、好ましくは少なくとも三つの角で、連続である。この種のスペーサ・フレームは、米国特許第５，３５１，４５１号に開示されている。
【００４１】
本発明を実施する際、連続角を有るスペーサ・フレームを作るのが好ましい。連続角を有るスペーサ・フレームを備える、図１に示すユニット２０に類似する窓ガラスユニットを作るように、本発明を議論する。外側シート２４および２６の各々は、長さ約１０８．９ｃｍ（４２⁷/₈ インチ）、幅約５０．１７ｃｍ（１９³/₄ インチ）の透明ガラスシートである。各シートの厚さは、約０．２２９ｃｍ（０．０９０インチ）である。
【００４２】
ガラスシート２４または２６の一つを被覆し、その被覆剤は、ＰＰＧインダストリーズが登録商標サンゲート１００コートガラスで販売する種類のものである。シート２４または２６の被覆面は、隔室２８に向ける。
【００４３】
必要に応じて図１０および図１１を参照して、錫めっきした鋼ストリップ（図示せず）を打抜いて、図１０に示すストリップ２３８の形状にする。このストリップ２３８は、長さが端２４０および２４２間で計って約３２０ｃｍ（１２６インチ）、幅が側面２４４および２４６間で計って約５．０８ｃｍ（２インチ）および厚さが約０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）である。ストリップ２３８の端２４０は、斜めに切られ且つ孔２５４を有し、端２４２は、孔２５６を有する。図１１も参照して、孔２５４および２５６（図１０にだけ示す）は、図１１のスペーサ素材２６２をスペーサ・フレームに成形してから、このスペーサ素材２６２の端２６０をスペーサ素材２６２の端２６２に挿入すると、整列する。図１０に戻って参照すると、端２４０から約３．８ｃｍ（１．５インチ）、約５３．６５ｃｍ（２１¹/₈ インチ）、約１６２．２４ｃｍ（６３⁷/₈ インチ）、および約２１２．０９ｃｍ（８３¹/₂ インチ）で、側面２４４および２４６から材料を除去して、それぞれ切り欠き２７０，２７２，２７４および２７６の対の集合を作る。切り欠いた領域２７０，２７２，２７４および２７６は、それぞれ、図１１に示すスペーサ素材２６２の角位置２８０，２８２，２８４および２８６並びに図１に示すスペーサ・フレームの角を作る。切り欠いた領域の各々には、折目線２９０，２９２および２９４があって、スペーサ素材２６２を曲げてスペーサ・フレームを作るとき、角で外脚のこれらの折目線２９０，２９２および２９４によって拘束される部分を互いの方へ曲げる。直立脚のこれらの折目線の間の部分の位置を図２に数字２９６で示す。
【００４４】
切り欠いた領域２７２，２７４および２７６は、図１０で見て側面２４４または２４６から始り、ストリップ２３８の縦中心の方へ伸びる垂直縁３０４を有する。図１０に示すように、仮想線３０５で、これらの垂直縁３０４が傾斜壁部３０６と結合し、それらの壁部が折目線２９０および２９４と共に“Ｖ”字形をなす。切り欠き２７０は、傾斜壁部３０６および３０７を有する。分るように、傾斜３０７の長さは、スペーサ・フレームを形成するとき、スペーサ素材の端２６０を端２６４に挿入するような高さになっている。図１１を参照すると、ストリップ２６２の成形後の縁３０４は、点線３０８で示し、折目線２９０および２９４に達しない。この様にして、スペーサ素材２６２を曲げるとき、直立脚の部分は、外脚の第２脚（図２参照）に係合することなく、容易に内方に動く。分るように、側部３０４は、その隣接する縁２４４または２４６に対してどんな角度でもよい。それぞれの折目線を含む縁３０４の各々は、長さが約０．８９ｃｍ（０．３５０インチ）で、それは、図２で見て、スペーサ・フレームの外脚３０または３２の第２脚４２および丸みの付いた端４４の高さにほぼ等しい。丸みの付いた端４４と接合点３０は、各々半径が約０．３２ｃｍ（０．１２５インチ）である。仮想線３１２間の距離、即ち、Ｖ形折目線の間の距離は、約１．２７ｃｍ（０．５００インチ）で、外脚間の距離が約１．２７ｃｍ（０．５００インチ）のベースを作る。図９に示すストリップ２１０は、分りやすくするために、図１０に示すストリップ２３８より仮想線が多いこと、およびストリップ２３８を類似の仮想線にそって曲げて図２に示す断面を得てもよいことが分るだろう。
【００４５】
ストリップ２３８を何か都合の良い方法で成形して、図２に示す断面を有する、図１１に示すスペーサ素材２６２を作る。スペーサ素材２６２を作ってから、乾燥剤入りのＨ．Ｂ．フラーＨＬ−５１０２−Ｘ−１２５ブチルホットメルトマトリックスの押縁６０をベース３４の内面６４上に押出す（図２参照）。
【００４６】
粘着性密封剤層４６を外脚３０および３２の外面４８上に押出す。この層４６の粘着性密封剤は、Ｈ．Ｂ．フラー１１９１ホットメルトブチルとして市販されている種類のものでよい。層４６の塗布厚さは、約０．１０ｃｍ（０．０４０インチ）、高さ約０．６３ｃｍ（０．２５０インチ）で、ガラスシートを外脚に押付けた後の層４６の厚さは、約０．０５ｃｍ（０．０２０インチ）、高さ約０．７６ｃｍ（０．３００インチ）となる。
【００４７】
分るように、乾燥剤６２入りの押縁６０は、層４６を脚３０および３２の外面４８上に押出す前、後、またはその最中に、スペーサ素材のベース上に押出してもよく、押縁６０および／または層６４は、ストリップ２３８（図１０）をスペーサ素材２６２（図１１）に成形中または後に付けてもよい。
【００４８】
スペーサ素材２６２を角部２８４および２８６で曲げて、角部２８２で曲げ、その後、角部２８０で曲げ、一方斜め端２６０は、スペーサ素材２６２の端２６４に入れ子にして、連続角のスペーサ・フレームを作る。
【００４９】
孔２５４および２５６は、互いに整列し、ポリイソブチレンで密封するか、および／または閉端リベット若しくはねじで結合してもよい。その後、外側ガラスシート２４および２６を層４６上に配置し、層４６が流れるように互いの方に押付けて、これらの外側ガラスシートをスペーサ・フレームの脚３０および３２に固着する。その後、粘着性密封剤５０を外側シート２４および２６の縁部とスペーサ・フレーム２２のベース３４の外面５２が作る溝に流し込む。
【００５０】
図１２を参照すると、本発明のスペーサ素材のもう一つの実施例が図示されている。図１２のスペーサ素材３２０は、予定する角３２２に“Ｖ”字形切り欠きを有する。この配置では、図１１のスペーサ素材２６２で議論したように、ベースに折返される側壁の部分がなくなる。図１２にも、数字３２４で指す点線で、外脚の第１部材に達せずに終る外脚の第２部材の端が示されている。分るように、スペーサ・フレームの予定する角で第１部材と第２部材の間の距離が離れることは、本発明を限定しない。
【００５１】
もう分るように、呈示した発明の実施例は、説明の為だけであって、本発明を限定せず、本発明は、請求範囲内で他の実施例も意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を具体化した複数シート窓ガラスユニットの、明瞭にするために一部破断した正面図である。
【図２】捻りに抗するための本発明のスペーサ・フレームの実施例を示す、図１の線２−２による断面図である。
【図３】スペーサ・フレームのベース上の密封剤の外側層を除去した、捻りに抗するための本発明のスペーサ・フレームの他の実施例を示す、図２に類似する図である。
【図４】外側シートと密封剤層を除去し、スペーサ・フレーム内に中間シートがある、捻りに抗するための本発明のスペーサ・フレームの更に他の実施例を示す、図３に類似する図である。
【図５】中間シートと乾燥剤入り接着剤を除去した、捻りに抗するための本発明のスペーサ・フレームの更なる実施例を示す、図４に類似する図である。
【図６】捻りに抗するための本発明のスペーサ・フレームのなお更なる実施例を示す、図５に類似する図である。
【図７】捻りに抗するための本発明のスペーサ・フレームの他の実施例を示す、図５に類似する図である。
【図８】図９に示す成形ストリップから作った、捻りに抗するための本発明の特徴を有するスペーサ素材の部分の側面図である。
【図９】打抜き後で、図８に示すスペーサ素材の部分に成形する前のストリップの平面図である。
【図１０】打抜き後で、図１１に示すスペーサ素材に成形する前のストリップの平面図である。
【図１１】図１０のストリップから作ったスペーサ素材の、曲げて、連続角を有し、捻りに抗するための本発明の特徴を有するスペーサ・フレームを作る前の側面図である。
【図１２】連続ベースおよび捻りに抗するための本発明の特徴を有する、図１１に類似する図である。
【符号の説明】
２０ 断熱ユニット
２２ スペーサ・フレーム
２４ シート
２６ シート
３０ 第１脚
３２ 第２脚
３４ ベース
３６ 第１部材
４０ 丸みの付いた部分
４２ 第２部材
４４ 端
４６ 固着手段
４８ 外面
６０ 押縁
６２ 乾燥剤
６４ 表面
７０ フレーム
７２ 端
７３ 第２部材
７４ 脚
７５ 脚
７６ 内面
７７ ベース
７８ 断熱ユニット
９５ 第１部材
９６ 第２部材
１１２ 第１部材
１１４ 第２部材
１１６ ベース
１２４ Ｔ形部材
１３２ シート
２００ スペーサ素材
２１０ ストリップ
２３８ ストリップ
２６２ スペーサ素材
２７０ 切り欠き
２７２ 切り欠き
２７４ 切り欠き
２７６ 切り欠き
２８０ 角位置
２８２ 角位置
２８４ 角位置
２８６ 角位置
２９０ 弱め線
２９２ 弱め線
２９４ 弱め線
２９６ 折曲げ部
３２０ スペーサ素材
３２２ 角

Claims (31)

1. 断熱ユニットのシートを分離するためのスペーサ・フレームを製造する際に使用する長いスペーサ素材であって：
   細長いベース；
   互いに結合されてほぼＵ字形断面形状を呈する第１部材と第２部材を有する第１脚、及び
   互いに結合されてほぼＵ字形断面形状を呈する第１部材と第２部材を有する第２脚；
   を含み、
   この第１脚及び第２脚は互いに離隔されて非接触状態とされ全体としてＵ字形の断面を構成するように前記細長いベースに結合され且つベースによってのみ互いに接続されて、該Ｕ字形の断面は前記第１、第２脚及び前記細長いベースにより形成されたＵ字形の第１方向の開放端を有し、前記第１脚のＵ字形は第２方向に開放し、前記第２脚のＵ字形は第２方向に開放し、前記第１方向と第２方向は互いに反対向きであるスペーサ素材。
2. 請求項１のスペーサ素材に於いて、前記第１及び第２脚の第１部材は丸みの付いた部分によって前記第１及び第２脚の第２部材に接合されているスペーサ素材。
3. 請求項２のスペーサ素材に於いて、前記第１及び第２脚の前記第１部材および第２部材が互いから離間しているスペーサ素材。
4. 請求項３のスペーサ素材に於いて、前記第１及び第２脚の前記第２部材の端に丸みが付けられているスペーサ素材。
5. 請求項４のスペーサ素材に於いて、前記第１及び第２脚の前記第２部材の丸みの付いた端が前記第１脚と第２脚の間で前記ベースの表面に接触しているスペーサ素材。
6. 請求項４のスペーサ素材に於いて、前記第１及び第２脚の前記第２部材の丸みの付いた端が前記第１脚と第２脚の間で前記ベースの表面から離間しているスペーサ素材。
7. 請求項１のスペーサ素材に於いて、前記第１及び第２脚のそれぞれの前記第１部材と第２部材が互いに接触しているスペーサ素材。
8. 断熱ユニットのシートを分離するためのスペーサ・フレームを製造する際に使用する長いスペーサ素材であって：
   ベース；
   該ベースに結合された第１脚；および
   前記ベースに結合されて前記第１脚から離隔されて非接触状態とされた第２脚；
   を含み、この第１脚、第２脚が前記ベースによってのみ互いに接続されて全体としてＵ字形の断面のスペーサ素材を構成するように結合され、第１脚および第２脚が前記スペーサ素材の捻れを減らすように前記ベースの厚さよりも厚くされているスペーサ素材。
9. 請求項１のスペーサ素材に於いて、このスペーサ素材のベースが連続し、このスペーサ素材を曲げてスペーサ・フレームにするとき、このスペーサ素材に沿って角を形成する位置で第２部材の部分が除去されているスペーサ素材。
10. 請求項９のスペーサ素材に於いて、前記第１部材が角に全体として“Ｖ”字形になるように配置された弱め線を有するスペーサ素材。
11. 請求項９のスペーサ素材に於いて、前記第１部材が、このスペーサ素材を曲げてスペーサ・フレームにするとき、このスペーサ素材に沿って角を形成する位置に切り欠きを有するスペーサ素材。
12. 請求項１のスペーサ素材であって、前記ベースは、前記第１脚と第２脚の間で上方に延在するＴ字形の断面の部材を含み、この部材は前記第１脚と第２脚から離隔されて非接触状態とされているスペーサ素材。
13. 断熱ユニットのシートを分離するためのスペーサ・フレームであって：
    ベース；
    該ベースに結合された第１脚；および
    前記ベースに結合された第２脚；
    を含み、前記第１脚は、全体としてＵ字形の断面を有するように互いに接合されている第１及び第２部材を有し、前記第２脚は、全体としてＵ字形の断面を有するように互いに接合されている第１及び第２部材を有し、
    前記第１脚及び第２脚は互いに離隔されて非接触状態とされ全体としてＵ字形の断面のスペーサ・フレームを構成するように前記ベースに結合され且つベースによってのみ互いに接続され、該Ｕ字形の断面は第１方向の開放端を有し、前記第１及び第２脚のＵ字形は第２方向に開放し、前記第１方向と第２方向は互いに反対向きとされて捻れを減らすように作られているスペーサ・フレーム。
14. 請求項１３のスペーサ・フレームに於いて、第１部材が丸みの付いた部分によって第２部材に接合されているスペーサ・フレーム。
15. 請求項１４のスペーサ・フレームに於いて、前記第１脚および第２脚が各々：
    全体としてヘアピン形状になるように第２部材に接合された第１部材を含み、この第 １部材が前記ベースに接合されているスペーサ・フレーム。
16. 請求項１５のスペーサ・フレームに於いて：
    前記第２部材の端に丸みが付けられていて、この第２部材の丸みの付いた端が前記ベ ースに接触していないスペーサ・フレーム。
17. 請求項１３のスペーサ・フレームに於いて、このスペーサ・フレームが角を有し、前記ベースがこのスペーサ・フレームの角の周りに連続しているスペーサ・フレーム。
18. 請求項１７のスペーサ・フレームに於いて、外脚の部分が前記ベースの上に互いの方に曲げられているスペーサ・フレーム。
19. 請求項１８のスペーサ・フレームに於いて、前記第２部材の部分が角で除去され、前記第１部材の部分が前記ベースの上に曲げられているスペーサ・フレーム。
20. 請求項１６のスペーサ・フレームに於いて、乾燥剤入り透湿性材料の押縁が、ベースの内面と定義する、前記第１脚と第２脚の間の前記ベースの表面上に付着され、この押縁が前記第１脚および第２脚の第２部材の丸みの付いた端と前記ベースの内面の間の部分を有するスペーサ・フレーム。
21. 断熱ユニットであって：
    １対のシート；
    このシートの対の間にあるスペーサ・フレームで：
    ベース；
    第１脚；および
    第２脚；
    を含み、前記第１脚及び第２脚は互いに離隔されて非接触状態とされ全体としてＵ字形の断面のスペーサフレームを構成するように前記ベースに結合され且つベースによってのみ互いに接続され、該Ｕ字形の断面は第１方向に向く開放端を有し、前記第１及び第２脚はそれぞれ第１のＵ字形の部材を有し、該第１のＵ字形の部材は２つの端部を有し、一端は前記ベースに取り付けられ、他端は丸みの付いた部分によって前記第２部材に接合されて両部材が全体としてＵ字形の断面の形状となるように接合され、該Ｕ字形の断面は第２方向の開放端を有し、前記第１方向と第２方向は互いに反対向きとされて捻れを減らすように作られているスペーサ・フレーム、並びに
    前記シートをスペーサ・フレームに固着するための手段；
    を含む断熱ユニット。
22. 請求項２１の断熱ユニットに於いて、前記固着手段が前記シートを前記スペーサ・フレームの第１脚および第２脚に固着する不透湿性密封剤を含む断熱ユニット。
23. 請求項２０の断熱ユニットであって、更に、前記第１脚と第２脚の間で前記ベースの表面上に取付けられた乾燥剤入り透湿性材料の押縁を含む断熱ユニット。
24. 請求項２１の断熱ユニットに於いて、前記第１脚および第２脚が各々：
    全体としてヘアピン形状になるように第２部材に接合された第１部材を含み、この第 １部材が前記ベースに接合され、前記第２部材の端が前記ベースに関連して配置されて いる断熱ユニット。
25. 請求項２４の断熱ユニットに於いて、前記第１部材が丸みの付いた部分によって前記第２部材に接合されている断熱ユニット。
26. 請求項２５の断熱ユニットに於いて：
    前記第１部材および第２部材が互いから離間して、前記第１脚および第２脚の断面形 状をヘアピンにし；
    前記第２部材の端に丸みが付けられていて、この丸みの付いた端が前記ベースから離 間して接触していない断熱ユニット。
27. 請求項２６の断熱ユニットに於いて、この断熱ユニットが角を有し、前記ベースがこれらの角の周りに連続している断熱ユニット。
28. 請求項２３の断熱ユニットに於いて、押縁が前記第２部材の端と前記ベースの内面の間にある断熱ユニット。
29. 請求項２８の断熱ユニットに於いて、前記押縁が透湿性接着剤である断熱ユニット。
30. 請求項２９の断熱ユニットに於いて、熱伝導の少ない縁を有する断熱ユニット。
31. 請求項２９の断熱ユニットであって、更に、フレーム内の脚の間に取付けられたシートを含む断熱ユニット。

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