JP4264420B2 - 真空複層ガラスの構造改良 - Google Patents
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Description
本発明は、真空複層ガラスの構造改良に関する。真空複層ガラスは、縁部の周囲を、内部が真空状態となるように密封した2枚の板ガラスからなる。これら板ガラス間の分離を、大気圧による大きな力の影響下において維持するために、板ガラスの表面に非常に小さな支持ピラーの列が配設される。
真空複層ガラスの構成には、熱性能と応力との間の複数の複雑なトレードオフが関係している。特に、支持ピラーは大気圧による力を集中させる作用を有し、これによって、支持ピラーの近傍においてガラスに高いレベルの応力が作用する。このような応力によって、ガラスが部分的に破損する可能性がある。更に、板ガラスが支持ピラー上で湾曲することによって、支持ピラーの真上に位置する板ガラスの外面に引張り応力が作用する領域が発生する。更に、ピラー自身が高いレベルの応力を受けるので、これらのピラーは非常に高い圧縮強度を有する材料から形成しなければならない。最後に、支持ピラー自身が両板ガラス間の熱架橋として作用して、複層ガラスを通じて熱流が発生する。
支持ピラーは、大気圧による力を集中させ、これによってガラスとピラーとに高い応力が作用する。この応力集中の性質は周知である。集中された力による破損の可能性は、ガラスの押し込み破損に関する文献を参照することによって判断可能である。真空複層ガラスの構成アプローチにおいて、ピラー列の大きさの選択は、支持ピラーによってガラスに古典的な円錐状の押し込み破損が発生することがないように行われる。
典型的な真空複層ガラスは、約1500個/m2の多数の機械的支持ピラーを有する。これらのピラーは、自動化技術を使用して複層ガラスの表面上に載置されなければならない。これらの支持ピラーの典型的な寸法は、直径0.2〜0.3mm、高さ0.1〜0.2mmである。十分な真空複層ガラスとするには、すべての支持ピラーの高さが、ほぼ同じであることが必要である。さもなければ、近傍の支持ピラーよりも僅かに高い支持ピラーの接触部の近くで複層ガラスの板ガラス中に大きな応力が発生してしまう。円形の端部(円筒)又は四角形の端部(正方柱または長方柱)を有する支持ピラーを備えた真空複層ガラスが製造されている。
真空複層ガラスの製造においては、ソルダーガラス縁部シールの形成中において、前記複層ガラスを形成する板ガラスの温度を高い値に保持しなければならない。この方法によって、実質的に、複層ガラスの製造に熱強化(heat tempered)ガラスの使用が妨げられる。というのは、高温の縁部密封工程によって、ガラスから大半の焼き戻し(temper)が除去されるからである。又、複層ガラス用として従来式のラミネートガラスを使用することも不可である。というのは、縁部のシールを形成するために必要な温度によってラミネートガラス中のプラスチック接着剤が劣化してしまうからである。
発明の要旨
第1の態様によれば、現在考えられているものにおいて、本発明は、縁部の周囲を、内部が真空状態となるように密封した2枚の板ガラスと、これら板ガラス間に接触状態に配置された支持ピラー列とを有する真空複層ガラスにおいて、前記支持ピラーが、高圧縮強度材から形成された中央体(コア)と、好ましくは、ニッケル、鉄、クローム、銅、銀、金、アルミニウム、これら金属の合金などからなるグループから選択された軟質金属材、又は軟質炭素からなる少なくとも1つの接触層とからなる一体部材であり、前記接触層が、前記中央体の端部の少なくとも1つにおいて、前記接触領域の支持ピラー−板ガラスにおける剪断力を吸収するべく一体的な(integral)境界面を提供するように配置されているもの、を提供する。この構造の支持ピラーは、該支持ピラーの片方又は両方の端部に設けられる軟質材の接触層を比較的薄くすることによって全体として非常に高い圧縮強度を有するものとすることができる。しかし、剪断力の存在下にあっては、前記軟質材接触層は、前記コアよりも容易に変形可能であるので、僅かな量の側方移動が可能である。これによって、板ガラス内の応力の大きさが減少し、従って、応力亀裂の形成の可能性が少なくなるのである。
発明の要旨
更に別の態様によれば、現在考えられているものにおいて、本発明は真空複層ガラス用の支持ピラーであって、これら支持ピラーが板ガラス上に載置されたときに、確実に前記平担面の一方の上に落下し、その後、この面上に配置されるように、安定した均衡状態を提供するように形成された2つの平担な平行端部と、不安定な均衡状態を提供するように形成された側部とを有するものを提供する。前記両側部は、外側に向いた尖端状(カスプ状 cuspodial)、もしくは、外側に向けてテーパ状に湾曲形成可能である。このカスプ状又はテーパ形状は、支持ピラーの両側に対して対称とするか、あるいは、支持ピラーの一方の面が他方の面よりも大きな非対称形状とすることができる。
発明の要旨
更に別の態様によれば、現在考えられているものにおいて、本発明は、更に、内部が真空状態となるように縁部の周囲をソルダーガラス縁シール部によって密封した2枚の板ガラスと、これら板ガラス間に設けられた支持ピラー列とを有する真空複層ガラスであって、前記板ガラスの少なくとも一方が、前記真空複層ガラスの製造後に別の板ガラスをラミネート加工してあるものが提供される。
前記ラミネート加工は、所望の場合、複層ガラスの片側のみに行ってもよいし、あるいは、その両側に行ってもよい。この製造方法によって、ラミネートガラスが高温の縁部密封工程に耐えることが出来ないという問題が克服される。しかし、前記真空複層ガラス自身でも、前記ラミネート加工工程中における両板ガラス間の結合の形成に伴う比較的低い温度には十分に耐えることができる。
以下、本発明の具体例を、添付の図面を参照して説明する。図面において、
図1aは従来の真空複層ガラスの斜視図、図1bは図1aの複層ガラスの断面図である、
図2は剪断力による三日月状の亀裂の形成を示す略断面図である、
図3は本発明の第1の態様を示す略断面図である、
図4は高強度材と軟質材とからなるラミネートシートから本発明の第1の態様のための複合ピラーを製造する方法を示す、
図5は独立した高強度コアから、本発明の第1の態様のための複合ピラーを製造する方法を示す、
図6a,b,c及びdは本発明の更に別の態様を実施する支持ピラーの構造の具体例を示す、
図7a,b及びcはラミネート加工真空複層ガラスの製造方法の工程を示す。
さて、図1において、真空複層ガラス1は、その縁部の周囲を、真空を包囲形成するためのソルダーガラスシール4によって密封された2枚の板ガラス2,3を有している。これら板ガラスの間には、複数の支持ピラー5の列が配設され、大気圧による大きな力からその分離状態を維持している。これら板ガラスの一方または両方に、内部透明低放射率コーティングを設けて、放射熱の伝達を低レベルに抑えるようにしてもよい。
次に図3において、前記支持ピラー5は、高圧縮強度コア13と軟質端部14とを有する複合構造をなす。この支持ピラーは、そのいずれかの端部の軟質材の層を比較的薄く形成することによって、全体として非常に高い圧縮強度を有する。しかしながら、剪断力の存在下において、前記軟質材が変形することができ、これによって、僅かな量の側方移動を許容し、両板ガラス中の応力の大きさを減少させ、剪断亀裂発生の可能性を低減する。
前記複数の支持ピラー5の内のいくつかを融着ソルダーガラスから形成し、これら支持ピラーの多数を、セラミックや高強度金属などの高い圧縮強度を有する材料から形成することができる。前記融着ソルダーガラスピラーは、両板ガラスの周部の周りに密封ソルダーガラス縁部シールを形成するのと同じ工程中に形成可能である。
次に図6において、前記支持ピラー5は、これら支持ピラーが板ガラス上に載置されたときに、確実に前記平担面の一方の上に落下し、その後、この面上に配置されるように、安定した均衡状態を提供するように形成された2つの平担な平行端部15,16と、不安定な均衡状態を提供するように形成された側部17とを有する。
図7において、ラミネート真空パネルを製造する工程が示されている。先ず、真空パネルが、図7(a)に示されるように製造される。次に、この複層ガラスの一方の面上に、プラスチックラミネート材の層20が載置される。そして、この材料上に、更に図7(b)に示すように、別の板ガラス21が載置される。このアセンブリ全体を互いに押し付けて、次に、前記プラスチック材20が軟化し、図7(c)に示すように、両方の板ガラス2及び21に結合する温度にまで加熱される。このラミネート加工工程を、複層ガラスの片側または両側に対して行うことによってラミネート真空パネルが製造される。
2、3 板ガラス
5 支持ピラー
20 プラスチック材
21 追加の板ガラス
Claims (3)
- 内部が真空状態となるように縁部の周囲をソルダーガラス縁シール部によって密封した2枚の板ガラスと、これら板ガラス間に設けられた支持ピラー列とを有する真空複層ガラスの製造方法であって、
前記ソルダーガラス縁シール部が形成されている間、板ガラスを高い温度に保持する縁部密封工程を行った後、
前記両板ガラスの少なくとも一方に、別の板ガラスをラミネートするラミネート加工工程を行う真空複層ガラスの製造方法。 - 前記ラミネート加工工程は、
一方の板ガラスの表面上にプラスチック材の層を載置して別の板ガラスを前記プラスチック材の上に載置する積層処理と、
全アセンブリを互いに押し付ける押付処理と、
前記プラスチック材を軟化させて両板ガラスに結合する温度に加熱するプラスチック材軟化処理と、を有する請求項1に記載の真空複層ガラスの製造方法。 - 前記ラミネート加工工程は、前記真空複層ガラスの両側に対して行われる請求項2に記載の真空複層ガラスの製造方法。
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