JP4068024B2 - グレチャン付き複層ガラス - Google Patents

Description

住宅用サッシ窓等に用いられる複層ガラスの周縁部を囲繞し、ガラス端部を保護するとともにサッシに嵌め込む際の嵌め込み手段であるグレチャン（グレージングチャンネル）を有するグレチャン付き複層ガラスに関する。

近年、屋外との断熱や遮音等を行って、より快適な室内環境を得るため、住宅の窓等に優れた断熱性能と遮音性能を付与する複層ガラスの普及が高まっている。

例えば、住宅メーカーによって施工販売される一戸建て注文住宅においては、複層ガラスが標準使用されることが多い。このような状況の中で、複層ガラスの耐久性の向上、即ち、複層ガラス中空部に水分が入り曇ることを防止するためのシール性の向上、または複層ガラスが破損することなきよう端部を保護するとともに、複層ガラスのサッシ枠への組み付け施工作業をより簡便で効率よく行うことが望まれている。

複層ガラスのガラス板端部を保護するとともにサッシに嵌め込む際の手段として、ガラス板の周縁部を囲繞させるものにグレチャンがある。通常、グレチャンは、柔軟で弾力性があるポリ塩化ビニール樹脂（以後、塩ビと略す。）を用い、押し出し成型で作製される。

図４は、グレチャンを介して、複層ガラスをサッシに組み付けた一例の主要部の断面図である。

図４に示すように、複層ガラスＧの周縁部側壁面および端面を囲繞する断面略コ字状の硬質部材１と、前記硬質部材１の開口部近傍で内接する複層ガラスとの当接部分に軟質部材２が一体的に設けられたグレチャンＧＬは、複層ガラスＧを挟み込み挟持するとともに複層ガラスＧを囲繞し、サッシ枠ＳとグレチャンＧＬに設けられた凹部とが嵌合し、嵌合した際、柔軟な軟質部材２がガラス面に隙間なきよう押しつけられ外部からの水の浸入なきよう水密性を得た状態で、セッティングブロックを介して複層ガラスＧがサッシ枠Ｓに確実に組み付けられる。尚、通常、硬質部材１は、弾力性はあるが硬い塩ビからなり、軟質部材２は、前記硬質部材１より柔らかく柔軟性のある軟質塩ビからなり、グレチャンＧＬは共押し出し成型により前記形状に作られる。

また、複層ガラスＧの全周縁部面および端面に組み付ける際、最も破損しやすい複層ガラスＧのコーナー部の周縁部面および端面保護のため、コーナー部で周縁部面および端面が露出すること無きよう、グレチャンＧＬをコーナー部に囲繞させる必要がある。

図５は複層ガラスのコーナー部をグレチャンで囲繞する手順を説明するための側面図である。

通常、グレチャンＧＬの複層ガラスＧへの囲繞作業は、図５に示すように、予め、複層ガラスの内側に向けて小さくなるようにグレチャンＧＬを４５度の角度に切断し、グレチャンＧＬの切断面３に接着剤を塗布した後、切断面３を突合せて接着している。従来、グレチャンＧＬの複層ガラスＧのコーナー部への囲繞作業は、接着剤を塗布した切断面３を突合せた後、当着した状態に固定して接着しており、充分な接着強度を得るまでに時間がかかり、コーナー部の囲繞が律速となっている。特に、住宅用等のアルミサッシ窓に複層ガラスＧを使用するために、矩形の複層ガラスＧにグレチャンＧＬを囲繞させる際のコーナー部の囲繞作業は、アルミサッシ窓用のグレチャンＧＬの底壁および側壁の厚みが１ｍｍ程度と薄いことより、切断面３への接着剤の塗布およびグレチャンＧＬを突合せての接着等を、慎重に手作業で行わざるを得なかった。

接着剤を用いる従来の複層ガラスＧのコーナー部の囲繞作業は、手作業で行わざるを得ず、手間がかかるととともに、接着剤が固化しグレチャンＧＬが完全に接合するまでに時間がかかり、効率がよいものでなく、グレチャン付き複層ガラスのコストアップの要因となっており、また、該接着剤に初期接着力が強い速乾性の接着剤を用いたとしても、接着部の耐久性に問題があり、経時により接着部が外れ易いという問題があった。特にグレチャンのコーナー部における硬質部材背部４が外れ易く、隙間となりやすい。

このような、隙間を生じさせないために、コーナー部において、硬質部材背部４に接着テープを貼着して連結したアタッチメント付き複層ガラス、言い換えれば、グレチャン付き複層ガラスが特許文献１に記載されている。

一方、手間を掛けることなく、グレチャンを迅速に接合する手段として、ハンディ型超音波溶着機を使って、グレチャンコーナー部を溶着させて接合することが挙げられる。ハンディ型超音波溶着機を用いると、複層ガラスにグレチャンを囲繞させる際に、作業者が超音波振動子から発生した振動エネルギーを伝えるホーンをグレチャンコーナー部の溶着部に押しつけることで、塩ビ等からなるグレチャンの接合境界面で摩擦熱を発生させ、瞬時にコーナー部を溶着接合することが可能となる。しかし、超音波溶着する際の溶着部面積が小さいと十分な強度が得られない。

そこで、本出願人は特許文献２にて、矩形ガラス板の周縁部面および端面を囲繞しコーナー部において４５度の角度に切断した後に対向するコーナー部を突合せるグレチャンであって、断面略コ字状の硬質部材の開口部近傍で内接するガラス板との当接部分に軟質部材が一体的に設けられ、断面略コ字状の硬質部材の側壁を、中空部を擁する二重構造とし、中空部を擁する側壁の一部分を対向するコーナー部の側壁の中空部に挿入可能な形状に残して側壁を４５度の角度にカットし、残した側壁部分が対向するコーナー部の側壁の中空部に挿入されてなる重なり部を超音波溶着することを特徴とする超音波溶着用グレチャンを開示した。
登録実用新案第３０３６４７８号公報 特開２００３−１２０１３５号公報

特許文献１に記載の、コーナー部において、硬質部材背部に接着テープを貼着して連結したアタッチメント付き複層ガラスは、硬質部材背部の切断面を接着したアタッチメント付き複層ガラスに比べ、接着面積が広く接合強度に優れるが、接着部の経時劣化により外れ、コーナー部に隙間が開く懸念が解決されたわけではない。

特許文献２に記載のグレチャンは、超音波溶着用に技術的創作をしたものであり、グレチャン側壁に中空部を設けた二重構造である。

本発明は、グレチャン側壁に中空部を設けた二重構造とすることなしに、従来のグレチャンを用いてグレチャンコーナー部を十分な接合強度に超音波溶着したグレチャン付き複層ガラスを提供することを目的とする。

更に、本発明は、複層ガラスにグレチャンを囲繞させてグレチャン付き複層ガラスを作製する際に、従来の、切断したグレチャンを突合せて接着剤を用い接着することで行う手間および時間がかかっていたコーナー部囲繞作業を軽減し、超音波溶着機を用いることで作製が簡便なグレチャン付き複層ガラスを提供することを目的とする。

本発明は、複層ガラスの周縁部側壁面および端面を囲繞する断面略コ字状の硬質部材と、前記硬質部材の開口部近傍で内接するガラス板との当接部分に軟質部材が一体的に設けられたグレチャンで囲繞されたグレチャン付き複層ガラスであって、コーナー部において、硬質部材先端とＬ字型部材を嵌合する形状とし該嵌合部を超音波溶着し、隣り合う硬質部材背部とＬ字型部材の嵌合部が、Ｌ字型部材に設けた凸部と断面略コの字状の硬質部材背部の穴部または切り込みからなり、凸部先端は穴部または切り込みから露出するように嵌合させた後、露出した凸部先端を超音波にて溶融してなり、前記硬質部材側壁が重なる部位において、硬質部材背部と硬質部材側壁との間に切込みを入れ、コーナー部で重ならないように軟質部材末端のみを斜めに切断し、硬質部材側壁は重なるようにカットし、硬質部材側壁の重なり部を超音波溶着して囲繞されてなることを特徴とするグレチャン付き複層ガラスである。

本発明のグレチャン付き複層ガラスは、複層ガラスのコーナー部にグレチャンを囲繞させ作製する際に、切断したグレチャンを突合せて接着剤を用い接着することで行う手間および時間がかかっていた従来のコーナー部囲繞作業を、超音波溶着機を用い行うので短時間で簡便に済ますことができ、且つ作業性がアップする等、作製が簡便となり、しかもコーナー部において充分な接合強度が得られる。

本発明は、複層ガラスの周縁部側壁面および端面を囲繞する断面略コ字状の硬質部材と、前記硬質部材の開口部近傍で内接するガラス板との当接部分に軟質部材が一体的に設けられたグレチャンで囲繞されたグレチャン付き複層ガラスであって、コーナー部において、前記断面略コの字状の硬質部材背部に嵌合するL字型部材を用い隣り合う硬質部材背部とを嵌合させた後、隣り合う硬質部材背部とL字型部材の嵌合部を超音波溶着してグレチャンを接合し囲繞されてなることを特徴とするグレチャン付き複層ガラスである。

図１は、グレチャンを構成する断面略コの字状の硬質部材背部末端の形状の例を示す平面図である。

本発明のグレチャン付き複層ガラスにおいて、断面略コの字状の硬質部材背部４がＬ字型部材と嵌合するように、図１に示すように、断面略コの字状の硬質部材背部４を穴部５または切込み６を有する構造とする。穴部５の形状には図１の（Ａ）に示す複数の穴５、または（Ｂ）に示す細長い穴５等、切込み６の形状には、（Ｃ）に示すの切込み６等が挙げられる。

図２は、本発明のグレチャン付き複層ガラスにおいて、コーナー部の接合に用いるＬ字型部材の例の斜視図である。

図２の（Ａ）、（Ｂ）に示したＬ字型部材７は、図１の（Ａ）に示した断面略コの字状の硬質部材背部４の穴５に嵌合する凸部８を設けたＬ字型部材７である。嵌合する際、断面略コの字状硬質部材背部の穴５に該凸部８を挿入して嵌合させた後に、超音波溶着し隣り合う硬質部材背部４をＬ字型部材７で連結して、コーナー部を接合する。

その際、Ｌ字型部材７を、図２の（Ｂ）のような断面略コの字状硬質部材背部４の末端と嵌合しない形状にしてもよいが、好ましくは図２の（Ａ）のように、断面略コの字状の硬質部材背部４の先端とＬ字型部材７が嵌合する形状に嵌合部９を設け、断面略コの字状の硬質部材背部４の先端とＬ字型部材７を嵌合させた後、超音波溶着すると更に丈夫な接合となる。尚、Ｌ字型部材７の材料は、グレチャンＧＬと同様に塩ビを用いてもよいが、ポリプロピレン等の融端が低く適度な弾力性を持ち超音波溶着樹脂でもよい。

図３は、本発明のグレチャン付き複層ガラスにおいて、グレチャンによるコーナー部の囲繞手順を説明する側面図である。

図３に示すように、複層ガラスＧに、図１の（Ａ）に示した複数の穴５を加工した背部末端を有するグレチャンＧＬ、および図２の（Ａ）に示したＬ字型部材７を用いてコーナー部を囲繞させる手順は、グレチャンＧＬの断面略コの字状の硬質部材背部４の末端をＬ字型部材の嵌合部９に嵌合させ、次いで、Ｌ字型部材の凸部８をグレチャンＧＬの断面略コの字状の硬質部材背部４の穴５に嵌合させた後、コーナー部形状に合わせた超音波溶着機のホーン１０を近づけ、超音波を発振しつつコーナー部に押しつけて、接合部９および凸部８を超音波で溶かして硬質部材背部４とＬ字型部材７を超音波溶着にて接合する。

図３に示すように、コーナー部を嵌合させる際、Ｌ字型部材７に設けた凸部８の先端を、グレチャンＧＬの断面略コの字状の硬質部材背部４の穴５から露出するように嵌合させ、露出部を超音波溶着機で溶融させれば、溶融部がつぶれて広がり突起部が穴部を塞ぎ、穴から抜け難くなることで強く接合した丈夫な接合となる。このようにすれば、硬質部材１の切断面を突合せ、接着剤にて接着しコーナー部にグレチャンＧＬを囲繞させていた従来の方法に比べ、遥かに接合強度に優れたものとなり、硬質部材１の接合部が剥離する懸念がなくなる。また、グレチャンＧＬの断面略コの字状の硬質部材背部４の末端をＬ字型部材の嵌合部９に嵌合させた部位も接合強度の向上のため、超音波溶着することが好ましい。

硬質部材側壁部および軟質部材は、ともに４５度の角度に切断し、従来のように接着剤にて接着することも考えられるが、コーナー部で重ならないように軟質部材２の末端のみを斜めに切断し、複層ガラスＧの周縁部側壁を囲繞する断面略コの字状の硬質部材側壁部１１は重なるようにカットし、硬質部材側壁１１の重なり部を超音波溶着すると、接合手段が超音波溶着のみとなるので、グレチャン付き複層ガラスの作製作業が簡便である。

また、前記硬質部材側壁１１が重なる部位において、硬質部材背部４と硬質部材側壁部８との間に切込み１２を入れると、複層ガラスＧのコーナー部を囲繞する際の斜めにカットした軟質部材２のズレを修正し、隙間がなきよう軟質部材２を重ねることが容易になり、軟質部材２を接着しないですむようになる。

次いで、本発明で使用する超音波溶着機について説明する。

振動エネルギーによる面どうしの摩擦により境界面を溶かして、グレチャンＧＬの硬質部材１を溶着させて接合する超音波溶着機は、超音波発振器、超音波振動子、加圧機構、制御システム、ホーン、受治具等から構成される。

超音波溶着機の種類には、大きく２つに分けて、溶着する対象に作業者が手で押し当てられるように、振動エネルギーを与えるホーン部を手持ち可能とした小出力のハンディ型超音波溶着機、ホーン部が受治具に固定されエアープレスにて、受治具の所定の場所に置いた溶着対象に加圧しつつ振動エネルギーを与える大出力のエアープレス型超音波溶着機がある。

本発明のグレチャン付き複層ガラスを作製する際に、短時間で充分な接合強度を得ること、および複層ガラスＧにグレチャンＧＬを囲繞する作業の簡便さにおいて、現場での作業が可能なハンディ型超音波溶着機を用いることが好ましい。エアープレス型はガラス板ＧにグレチャンＧＬを組み付ける際に、エアープレス受治具の所定の場所に設置しなければならない。尚、市販されているハンディ型超音波溶着機の最大出力は２００Ｗ程度、エアープレス型超音波溶着機の最大出力は１８００Ｗ程度である。超音波溶着する硬質部材背部４の末端の嵌合部、および側壁８の重なり部を、ハンディ型超音波溶着機を用い瞬時に溶着することで、本発明のグレチャン付き複層ガラスが短時間で簡便に作製される。

また、本発明のグレチャン付き複層ガラスに使用する板ガラスは、強化ガラス、曲げガラス、各種機能性膜付きガラス、および着色ガラス等が挙げられ、板ガラスの材質は無機質でも有機質でもそれらの組み合わせたものであっても構わない。

図４に主要断面図を示した複層ガラスＧ、即ち、一対の呼び厚さ、３ミリ、実寸、２．７ｍｍ、サイズ、５００ｍｍ×８００ｍｍのフロートガラス（通称ＦＬ３）１３、１３´を離間させた周縁部にアルミスペーサー１４を挟み込んで、周縁部をシール材１５でシールしてなる複層ガラスＧを用意した。

次いで、図４に示した断面略コ字状の硬質部材１と、前記硬質部材の開口部近傍で内接する複層ガラスとの当接部分に軟質部材２が一体的に設けられた前記複層ガラスＧを囲繞させるためのグレチャンＧＬを用意した。

前記複層ガラスＧのコーナー部を囲繞させるために、図１の（Ａ）に示すように、断面略コの字状の硬質部材背部４末端に、複数の穴部５を有する構造となるように穴あけ加工した。次いで、図２の（Ａ）に示す前記穴部５に嵌合する凸部８を有するＬ字型部材７をポリプロピレンにて作製した。コーナー部で嵌合する際、Ｌ字型部材７の凸部８は、穴部５より先端が露出する長さとした。また、図３に示すように、コーナー部で重ならないように軟質部材２の末端のみを斜めに切断し、複層ガラスＧの周縁部側壁を囲繞する断面略コの字状の硬質部材側壁１１は重なるようにした。また、前記重なり部を超音波溶着する際に、斜めに切断した軟質部材２のズレを修正しつつ軟質部材２を隙間がないように突合せることが容易となり、軟質部材２を接着しないですむように、硬質部材背部４と硬質部材側壁８との間に切込み１２を入れた。

複層ガラスＧにグレチャンＧＬを用いてコーナー部を囲繞させる手順を説明する。

図３に示すように、まず、断面略コの字状の硬質部材４背部の末端をＬ字型部材７の嵌合部９に嵌合させ、次いで、Ｌ字型部材の凸部８を先端が断面略コの字状の硬質部材背部の穴部５から露出するように嵌合させた後、コーナー部形状に合わせた超音波溶着機のホーン１０を近づけ、超音波を発振しつつコーナー部に押しつけて、硬質部材背部４を超音波溶着した。尚、超音波溶着機には、ハンディ型超音波溶着機（商品名、超音波ウェルダー、型番、Ｓｏｎｏｐｅｔ２５０Ｂ、精電舎電子工業（株）製）を用い、出力、２００Ｗでホーン１０をコーナー部に５秒間押し当てた。

次いで、図３に示すように、斜めに切断した軟質部材２のズレを修正しつつ、軟質部材２を隙間がないように突合せた状態で、断面略コの字状の硬質部材側壁１１の重なり部に、ホーン１０が平面で当たるようにホーン１０の形状を変えた前記超音波溶着機のホーン１０を出力、２００Ｗで５秒間押し当て押し当て、硬質部側壁１１を超音波溶着した。以上の複層ガラスへのグレチャン囲繞作業を、コーナー四角に行い、本名発明のグレチャン付き複層ガラスを得た。

グレチャンを構成する断面略コの字状の硬質部材背部末端の形状の例を示す平面図である。 本発明のグレチャン付き複層ガラスにおいて、コーナー部の接合に用いるＬ字型部材の例の斜視図である。 図３は、本発明のグレチャン付き複層ガラスにおいて、グレチャンによるコーナー部の囲繞手順を説明する側面図である。 グレチャンを介して、複層ガラスをサッシに組み付けた一例の主要部の断面図である。 複層ガラスのコーナー部をグレチャンで囲繞する手順を説明するための説明図である。

符号の説明

ＧＬ グレチャン
Ｇ 複層ガラス
１ 硬質部材
２ 軟質部材
３ 切断面
４ 硬質部材背部
５ 穴部
６ 切込み
７ Ｌ字型部材
８ 凸部
９ 嵌合部
１０ ホーン
１１ 硬質部材側壁
１２ 切込み
１３、１３´ ガラス
１４ アルミスペーサー
１５ シール材

Claims (1)

1. 複層ガラスの周縁部側壁面および端面を囲繞する断面略コ字状の硬質部材と、前記硬質部材の開口部近傍で内接するガラス板との当接部分に軟質部材が一体的に設けられたグレチャンで囲繞されたグレチャン付き複層ガラスであって、コーナー部において、硬質部材先端とＬ字型部材を嵌合する形状とし該嵌合部を超音波溶着し、隣り合う硬質部材背部とＬ字型部材の嵌合部が、Ｌ字型部材に設けた凸部と断面略コの字状の硬質部材背部の穴部または切り込みからなり、凸部先端は穴部または切り込みから露出するように嵌合させた後、露出した凸部先端を超音波にて溶融して接合してなり、前記硬質部材側壁が重なる部位において、硬質部材背部と硬質部材側壁との間に切込みを入れ、コーナー部で重ならないように軟質部材末端のみを斜めに切断し、硬質部材側壁は重なるようにカットし、硬質部材側壁の重なり部を超音波溶着して囲繞されてなることを特徴とするグレチャン付き複層ガラス。

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