JP4139218B2 - 積層品脱気装置 - Google Patents

Description

本発明は、異なる形、厚さ、およびサイズの多層積層品を脱気するのに簡単に使用することができる装置に関する。今日、多層積層品は、工業製品および消費者製品に広く使用されている。例えば、自動車のフロントガラスおよびいくつかの建物の窓は、安全性または保全性を改良するため、合わせガラスでできている。通常のガラスとは異なり、衝突の際に、合わせガラスは飛散せず、破損したり亀裂が入ったりするだけである。

合わせガラスは普通、２枚のガラスシートに結合された、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などの１枚または複数枚の熱可塑性材料シートからできており、いわゆる「サンドイッチ」構造を形成する。例えば自動車のフロントガラスとして使用するには、合わせガラスを光学的に透明にしなければならない。一般に、内部ポリマーの表面は平坦ではなく、積層中にシートが一緒に押されると、気泡が平坦でない部分に閉じ込められて、最終製品の透明度が低くなる。有害な気泡を取り除くには、多層積層品を「脱気」するように真空排気システムを構成しなければならない。

典型的な脱気技術では、アセンブリは、流体不浸透性材料（ゴムなど）の１つまたは複数のチャネル形成された部材を備える閉リング内に封入される。種々のタイプの脱気リングが知られている。

Ｄｒａｋｅの米国特許第１，８７０，２８４号は、ガラスと内層シートのアセンブリの隣り合った２側面に対して吸込みを行って、積層中に空気をシート間の境界面から排気する、剛性のある周方向排気チャンバの使用を開示している。アセンブリの外側主表面と係合する可撓性リップがないので、これらの排気チャンバを、アセンブリの側面と正確に位置合せして、完全に厚さが一致しなければならなかった。

Ｋｅｉｍの米国特許第２，９４８，６４５号は、湾曲ガラスシートおよび可撓性内層シートの積層されるアセンブリの外側縁部に嵌合する可撓性リップを有する、無端状の可撓性で、空気不浸透性のチャネル形成された部材を備える脱気リングを使用することを開示している。この特許は、排気チャネルがアセンブリの周面を完全に延びている必要がある。したがって、積層されるアセンブリはそれぞれ異なる外形であることにより、排気チャンバを画定するチャネル形成された部材用に異なる形が必要である。

積層されるアセンブリの周縁部を、可撓性チャネル部材を備える脱気リングのリップ内に封じ込めることを記載した他の特許として、Ｌｉｔｔｌｅの米国特許第３，０７４，４６６号および同第３，０７４，８３８号、Ｂｏｉｃｅｙ他の米国特許第３，１００，１７３号、Ｍｏｒｒｉｓの米国特許第３，２３４，０６２号、Ｂｏｉｃｅｙの米国特許第３，２４９，４７９号、Ｊａｍｅｓｏｎの米国特許第３，２８１，２９６号、Ｐｌｕｍａｔ他の米国特許第３，７５２，１３６号、およびＡｓｈ他の米国特許第４，６２４，７３１号が挙げられる。

これらの特許では、可撓性チャネル部材は、積層されるアセンブリの周面まわりに連続して延びる。このアプローチには、異なるサイズのリングを異なるサイズの積層品に使用する必要がある点において、欠点がある。リングは積層品の周面を囲み、次いで真空ポンプに取り付けらなければならないので、このリングは積層品のサイズを変更する際に、ガラスとの気密連結を行うのにもはや十分ではない。したがって、各製造パターン用の可撓性チャネル部材の在庫を維持する必要がある。保管および在庫の問題は大きい。また、このようなチャネル部材を製造するには費用がかかり、チャネル部材が一体に作られている場合、または加硫処理ステップの後にいくつかの金型から、チャネル部材がいくつかの部分で作られている場合、各パターン用の別の金型が必要である。

さらに、前に挙げた特許に記載されたシステムでは、リング構成物の固有部分であっても、固有部分でなくともよいが、特定の一体型リングの隅部品なしで、鋭い隅部を得るのに使用することができないと考えられる。さらに、従来技術の真空チャネルを備える材料および／または真空チャネルの形は、嵌合したリング隅部品なしで鋭い隅部が得られることにより、空気流が遮断されるか、もしくは真空の損失を招く可能性のあるリングとガラスとの間の密着シールを除く可能性が高く、それによって排気システムを備える目的に反する。

米国特許第２，９９２，９５３号（Ｔａｌｂｕｒｔｔ）は、積層品の周面の大部分のまわりに巻き付けられた可撓性チャネル付配管と、積層品の残りの露出縁部に取り付けられた溝付支持ストリップとからなる脱気リングを記載している。Ｔａｌｂｕｒｔｔの脱気リングが、特定のサイズに限定されていない点、および他の特許の無端状リングほど使用するのが困難であったりまたは時間がかかったりしないと主張されている点において、この特許に含まれる発明は、他の特許の無端状リングより改良されている。その代わりに、Ｔａｌｂｕｒｔｔの脱気リングは、アセンブリの底縁部を溝付支持ストリップに取り付け、可撓性チャネル配管をアセンブリ周面の残りの部分のまわりに使用し、可撓性チャネル配管の適切な部分を溝付支持ストリップの端部に締め付けることによって使用される。可撓性チャネル配管の一部は、各締付け部を越えて残っている。異なるパターンでは、積層されるアセンブリの周囲の長さに応じて、異なる長さの可撓性チャネル配管が残っている。

しかし、Ｔａｌｂｕｒｒｔの発明は、溝付支持ストリップで受け入れられるのに十分真っ直ぐな縁部と、鋭い隅部の付近に配管バックルがないアセンブリの周面に、可撓性チャネル配管を取り付けることができる十分丸みのある構造の隅部を有する、自動車のフロントガラスへの使用に限定されている。Ｔａｌｂｕｒｒｔの脱気リングは、建物に使用するような鋭い隅部を有する、方形または多角形構造の窓を積層するのには適していない可能性が高い。

米国特許第４，３９８，９７９号（Ｃａｔｈｅｒｓ他）は、鋭い隅部を有する大きい可変サイズの窓を作るのに伴う、前述の多くの問題を解消することを試みている。この特許は、複数のチャネル形成された部材を使用し、かつ積層品の周面に全て取り付けられたチャネル形成された連結部品を連結する、積層方法を記載している。しかし、Ｃａｔｈｅｒｓ他の特許には、まだ欠点がある。この特許では、異なる形およびサイズの各積層品用に新しいチャネル形成された連結部材が必要である。このことにより製造コストが漸増し、保管の必要性が増し、かつ別の積層を行うために古い部材を交換するのに必要な時間が長くなる。１つの積層品でも、積層を行うためには多数の部材が必要である。例えば、方形積層品には４つのチャネル形成された部材と、この特定の積層品の角度および寸法に特に合うようになっていなければならない４つの連結部材とが必要である。また、このアプローチにより、多数の連結部品が使用されるので、空気／真空漏れに対する可能性が明らかに増大する。

合わせガラスを使用することが広まった。異なる形、サイズ、および厚さの積層品に合うように簡単に調節できる、費用効率の良い新しい脱気装置に対する緊急の需要がある。特に、鋭い隅部を有する積層品と大きな建築窓パネルとを脱気する装置が必要である。本発明はこのような必要性を満たしている。

本発明は脱気リングを対象としている。この脱気リングは、ａ）積層品の周面まわりに噛み合うように取り付けることができ、中に埋め込んだ長手方向チャネルを有する可撓性真空リングと、ｂ）可撓性真空リングの一端部に取り付けた雄コネクタと、ｃ）長手方向チャネルと連通する少なくとも１つの真空連結口とを備える。雄コネクタは、長さに沿ってどんな場所でも真空リングの長手方向チャネルと摺動するように係合して、多層積層品のアセンブリの周面まわりにリングを封じ込めながら、気密シールを形成し、かつ積層品の周面まわりに取り付けられた可撓性真空リングを通る気体流を与えるような構成および形状になっている。

また、異なる形、サイズ、および厚さの積層品を脱気する装置が提供され、雄コネクタはさらに、可撓性真空リングの一端部で長手方向チャネルと流体係合して、気体流を積層品の周面まわりに取り付けられた可撓性真空リングを通過させる、コネクタチャネルを備える。

本発明は、異なる形、サイズ、および厚さの積層品を簡単に脱気する装置を対象とする。

合わせガラス９は、普通はＰＶＢであり、２枚のガラスシート６、８の両側に結合された１枚または複数枚のポリマーシート７でできている（図２）。合わせガラスを製造するには、ポリマーシート７とガラスシート６、８との間にある空気を排気しなければならない。本発明は、積層中に迅速かつ費用効率よく脱気が可能な装置を提供し、この単一の装置はまた、異なる形状、サイズ、および厚さの多層積層品に容易に対応し、かつこの積層品に適用することができる。この装置は、例えば接着、溶接、成形などにより可撓性真空リング２の一端部１４に取り付けられた雄コネクタ１を備えている。リング２の端部１４を雄コネクタ１に結合させる溶接線１７を、図１に示す。雄コネクタ１のストッパ部１ａが、リング２と約３０°から約１５０°、好ましくは約４５°から約１３５°、さらに好ましくは約９０°、すなわちストッパ部１ａが図１に示す取付点においてリング２とほぼ直角であるような角度を形成するように、雄コネクタ１がリング２に取り付けられてもよい。任意にかつ好ましくは、雄コネクタ１をリング４に取り付けるまたはその取付けを助長するように、支持体４を使用してもよい。支持体４は、雄コネクタ１の一体部であってもよい、すなわちストッパ部１ａおよび支持体４は、例えば一体成形された部品であってもよく、もしくはサポート４および雄ストッパ１ａは、例えば接着、溶接、または留め具により一緒に結合された２つの部品であってもよい。

リングは、図１および２に示すように長手方向チャネル３を有し、このチャネルは、積層品９の周囲部を受けるような大きさであるが、この周囲部に必ずしも正確に一致するものではない。可撓性真空リング２は、リングの一端部１４から始まる積層品９の周面全体まわりに徐々に取り付けられる。

空気を積層品９から排気するには、積層品まわりに閉システムを設けなければならない。図３および４から分かるように、雄コネクタ１は、長手方向チャネル３の形とほぼ一致する形をしている。したがって、可撓性真空リング２が積層品９を完全に囲む場合、可撓性真空リングは、その長さに沿ってどの点でも雄コネクタ１を摺動することができ、積層品９まわりに取り付けられた長手方向チャネル３の一部を通るように、積層品の周面まわりに気体流システムを維持しながら、気密シールを形成する。

長手方向チャネル３のあらゆる部分が、雄コネクタ１で摺動することができるので、この装置を、特定の積層品と一致する特定の長さに制限する必要はなく、したがって異なる形、サイズ、および厚さの積層品に適用することができる。可撓性真空リング２の延長端部１５を使用して、積層品の周面まわりと完全に合うようにリングを摺動して調節することができる。可撓性真空リング２および長手方向チャネル３のサイズは、装置が可変厚さの積層品に対応することができるような大きさである。さらに、脱気装置を構成するのに使用する材料の特性により、リング２が、空気流を遮断することなく、また必ず真空の損失を招くリングとガラスとの間の密着シールを壊すことなく、丸みのない鋭角の積層品隅部を得ることが可能になる。したがって、本発明に特徴的な構成および構成材料により、提案された他の脱気システムに必要であった、固定サイズのリングまたは特定の多数の隅部品の必要性がなくなる。

装置を迅速かつ簡単に使用することができるように、また真空チャネル３が雄コネクタ１によって完全にシールされるように、本発明の好ましい実施形態は、図１および２に示すように、雄コネクタ１の一部品として支持部材４を有する。支持部材は、雄コネクタ１の真空リング２への連結の一体性を高めるように働き、どんな形またはサイズであってもよい。支持部材４は三角形であり、弾性のある可撓性材料でできていることが好ましい。このような材料としては、これに限るものではないが、シリコーンゴム、天然ゴム、オレフィンゴム、エラストマーなどが挙げられる。

リング２を積層品９に嵌合した後、空気を排気する必要がある。このため、リング２は、長手方向チャネル３と連通する少なくとも１つの真空連結口５を有する。本発明の好ましい実施形態では、真空連結口５は、図１に示すように、雄コネクタ１に隣接または近接する可撓性真空リング２の一端部１４に、または一端部に近接して配置される。吸込源（図示せず）、好ましくは真空ポンプが、真空連結口５に連結される。吸込源は次いで、残りの空気を除去するために係合され、積層品を、有害な気泡やポリマー内層に溶解された過剰空気なしに製造することができる。長手方向チャネルは、積層品まわりに連続経路が設けられているが、またその連続経路を、例えば雄コネクタで遮断できることが好ましい。

本発明は、方形、多側面形、または湾曲したシートおよび平坦なシートの組合せなど、異なる寸法の積層品を脱気する手段を提供する。比較的大きな周面を有する積層品を加工することができるように、リングは少なくとも３フィート（０．９メートル）、望ましくは６フィート（１．８メートル）より長いことが好ましい。図４に示すように、最適の形の長手方向チャネル３により、リングが、循環を遮断することなく、または真空によって壊されることなく、曲線または鋭角を有する積層品を加工し、ガラスの周面まわりの気密嵌合を維持することが可能になる。もちろん、真空シールが積層品で維持される限り、異なる形の長手方向チャネルを使用することができる。特に、本発明は、約３０°から約１５０°、好ましくは約４５°から約１３５°の鋭い隅角度を有する積層品に使用することができる。可撓性真空リング２は、デュロメータ硬さが２０から４５ユニットの間であるゴムでできていることが好ましい。

別の実施形態では、コネクタチャネル１１が雄コネクタ１の一部として、図５に示すように、長手方向チャネル３に流体係合する。この実施形態では、雄コネクタ１のリングストッパ部１ａは、図１に示す実施形態の雄コネクタ１とリング２に関して前に述べたのと同様な角度範囲で、コネクタ部１ｂとの角度を形成することができる。コネクタチャネル１１が中に組み込まれたコネクタ部１ｂは、雄コネクタ１のリングストッパ部１ａとほぼ垂直であることが好ましい。別の好ましい実施形態では、支持部材４は、ストッパ部１ａおよびコネクタ部１ｂを連結して、雄コネクタ１の鋭敏さが増加することになる。本実施形態の雄コネクタ１の支持および弾性が加わったことにより、速度が改善されて、それによって装置の可撓性を犠牲にすることなく、またその適用性の範囲を狭めることなく、積層品に適用することができる。

この実施形態において、コネクタチャネル１１は、長手方向チャネル３と実質的に同一の形である。このことにより、雄コネクタ１のコネクタ部１ｂが、可撓性真空リング２と同様の方法で積層品の周面まわりに噛み合うことが可能になる。リングの一端部１４は、雄コネクタ１のコネクタ部１ｂに取り付けられる。コネクタクランプ１８を使用して、このような連結を行うことができる。同様に、コネクタ部１ｂは、所望するような連結を行うように、リング２の端部１４を受けるスリーブを含むことができる。したがって、リングをガラス積層品まわりに徐々に取り付け、次いで雄コネクタ１のストッパ部１ａの上を摺動させると、閉システムが保持される。しかし、完全循環システムは必要ないことに留意されたい。積層品の周面の実質的部分に対して吸い込みを行うことができる限り、長手方向チャネル３が、積層品の周面に沿って１点または複数の点で遮断されたとしても、装置はまだ機能する。

前に述べたように、真空連結口５は、リング２から延びていてもよい。別法では、図６Ｂに示すようにコネクタ部１ａを貫通して長手方向穴が掘られている場合、真空連結口５は、図６Ａに示すようにコネクタ部１ｂ、またはストッパ部１ａのいずれかから延びていてもよい。同様に、真空連結口５もまた、図１に示す実施形態の支持体４またはストッパ部１ａを貫通できることは明らかであろう。

本発明はまた、長手方向チャネル３と流体連通する多数の真空連結口を有している可能性がある脱気装置を提供する。このことにより、排気することができるアセンブリのサイズを制限することなく、大型の窓を積層することが可能になる。この実施形態は、自動車または建築物のグレイジングに使用されることが好ましい。

本発明は、上述の実施形態に限定または制限されるものではなく、他の変更形態および変形形態が可能であることがわかる。

本発明による装置の斜視図である。 積層品と噛み合った場合の、本発明による装置の斜視図である。 本発明による雄コネクタの断面図である。 本発明による可撓性真空リングチャネルの断面図である。 本発明の別の実施形態を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態を示す斜視図である。

Claims (10)

1. 異なる形、サイズ、および厚さの積層品を脱気する装置であって、
   積層品の周面まわりに噛み合うように取り付けることができ、中に埋め込まれた長手方向チャネルを有する可撓性真空リングと、
   前記可撓性真空リングの一端部に取り付けた雄コネクタとを備え、
   前記雄コネクタは、前記可撓性真空リングの長さに沿ったどんな位置でも前記可撓性真空リングの長手方向チャネルと摺動して係合するような形状であり、前記可撓性真空リングとの気密シールを形成し、かつ前記積層品の周面まわりに取り付けられた前記可撓性真空リングを通る気体流を与え、装置がさらに、
   前記長手方向チャネルと連通する少なくとも１つの真空連結口を備える装置。
2. 吸込源が前記真空連結口に連結される、請求項１に記載の装置。
3. 前記吸込源が真空ポンプである、請求項２に記載の装置。
4. 前記長手方向チャネルが、デュロメータ硬さが２０から４５ユニットの間であるゴムでできている、請求項１に記載の装置。
5. 前記長手方向チャネルが、３０°から１５０°の角度を得る際に、長手方向チャネルの中の気体流が遮断されないような形である、請求項１に記載の装置。
6. 前記雄コネクタが、コネクタチャネルを備え、前記コネクタチャネルは、前記可撓性真空リングの一端部で前記長手方向チャネルと流体係合して、積層品の周面まわりに取り付けられた前記可撓性真空リングを通る気体流を与える、請求項１に記載の装置。
7. 少なくとも１つの前記真空連結口が前記可撓性真空リングに位置する、請求項１に記載の装置。
8. 前記真空連結口が前記コネクタチャネルに位置する、請求項６に記載の装置。
9. 前記真空連結チャネルが前記積層品の周面の一部と噛み合うような形をしている、請求項６に記載の装置。
10. 前記雄コネクタがさらに、支持部材を備える、請求項１に記載の装置。

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