JP7023982B2 - 真空ガラス製品 - Google Patents

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Description

本発明は、真空ガラスの技術分野に関し、特に、真空ガラス製品に関する。
真空ガラスは、新たなガラス種類であり、一般的には、２枚のガラスで構成され、２枚のガラスの間には真空層があり、この真空層の存在により真空ガラスが防音、断熱、結露防止の面で良好な性能を示すが、省エネルギー、環境保護に対する国の発展要求にもより適している。
真空ガラスの封止接合の品質は、真空ガラスの性能に直接に影響を与える。現在、真空ガラスの封止接合は、主に、低融点ガラス粉による封止接合、金属による封止接合という二つの方法を採用している。金属による封止接合の場合、２枚のガラス基板の対向するエッジ箇所に金属層を設け、その後、ろう付けプロセスにより金属層とハンダとの間を強固に接続することにより、２枚のガラス基板の気密封止接合を実現する。
封止接合過程において、高周波誘導加熱によりロウ材を加熱することができ、高周波誘導溶接ヘッドは高周波誘導コイルが巻きついたものである。溶接過程において、高周波誘導溶接ヘッドの中心線を溶接ストリップの中線に合わせるように、高周波誘導溶接ヘッドが溶接ストリップの中線に沿って等速に前進し、真空ガラスの周辺の気密溶接を実現する。
ハンダと金属層は、共に封止接合領域に存在するので、高周波誘導溶接ヘッドの作業時に、ハンダだけでなく、封止接合領域内の金属層も加熱される。図１を参照すると、実際の製造過程において、ガラス基板は、そのコーナー領域５において金属層３の過度焼結現象が多く現れ、これによって金属層３とガラス基板の接合強度が大幅に低下することが見出された。例えば、金属層がガラス基板に焼結された銀膜層である場合、ガラス基板のコーナー領域の銀膜における銀は過度加熱につれて、ロウ材に溶け込み、製造された真空ガラスのコーナー箇所における溶接強度が大幅に低下し、真空ガラス溶接の信頼性と耐用年数に影響をもたらす。
誘導加熱溶接によって、真空ガラスのコーナーにおける溶接強度が低下するという従来技術に存在する問題に対し、発明者の研究によって、高周波誘導溶接ヘッドは、コーナー領域において必ず減速－方向変更－加速の過程が存在するので、真空ガラスのコーナー領域の内角箇所の誘導加熱時間が長すぎるとともに、加熱過程において金属層のエッジ部の加熱速度が明らかに金属層の中心の加熱速度より大きいことは、コーナー領域の金属層の過度焼結を引き起こす主な原因であり、コーナー領域の内角箇所の過度焼結が特にひどいことが見出された。
また、発明者の研究によって、高周波誘導溶接ヘッドの中心の移動軌跡と金属層の幅方向中線の相対的な位置を変えることにより、高周波誘導溶接ヘッドの中心の移動軌跡と金属層の幅方向中線をずらし、コーナー領域内の金属層の誘導パワーを低下させることで、コーナー領域の金属層に過度焼結現象が現れることを回避することが見出された。
高周波誘導溶接ヘッドの中心の移動軌跡と金属層の幅方向中線の相対的な位置を変える方法としては、金属層がコーナー領域の内縁と外縁においていずれも弧形となるように金属層の形状を変える方法がある。この際、高周波誘導溶接ヘッドがコーナー領域において移動する時に金属層の幅方向中線に沿って移動することになり、コーナー領域の金属層の過度焼結の問題が回避された。上記の封止接合方法に基づいて、真空ガラス製品を得ることができる。当該真空ガラス製品は、以下の構造を有する。
第１ガラス基板と、前記第１ガラス基板に対向して配置される第２ガラス基板と、第１ガラス基板と前記第２ガラス基板との間に設けられ、第１ガラス基板と第２ガラス基板のエッジに近接して第１ガラス基板と第２ガラス基板を気密接合し、真空キャビティを形成するための封止構造と、前記真空キャビティ内に設けられ、第１ガラス基板と第２ガラス基板の圧力を受けるための支持体と、を備える真空ガラス製品であって、前記封止構造は、第１ガラス基板と第２ガラス基板の対向面にそれぞれ強固に接合される金属層と、二つの前記金属層を接続する中間ハンダ層と、を含み、前記金属層は、ガラス基板のコーナー領域において弧形トランジション構造を呈する真空ガラス製品である。
さらに、二つの前記金属層と前記中間ハンダ層は、幅が一致する。
さらに、前記第１ガラス基板又は前記第２ガラス基板には、吸気口が設けられている。
さらに、前記真空キャビティ内には、残留ガスを吸着するためのガス吸着剤が設けられている。
さらに、前記金属層は、金属ペーストによって前記第１ガラス基板と前記第２ガラス基板にそれぞれ焼結されたものである。
さらに、前記金属層の直線部分の幅をｄ、金属層のコーナー領域の内縁における弧形半径をｒ、金属層のコーナー領域の外縁における弧形半径をＲとするとき、ｄ＝Ｒ－ｒである。
さらに、前記金属層の直線部分の幅が８ｍｍであり、金属層のコーナー領域の内縁における弧形半径が３ｍｍであり、金属層のコーナー領域の外縁における弧形半径が１１ｍｍである。
本発明は、ガラス基板のコーナー領域における封止構造の形状を変え、先端面取り部の代わりに弧形トランジションを使用することにより、誘導溶接時に、溶接ストリップの内角部分を繰り返して加熱する時間を減少させ、溶接ストリップがコーナー領域においてより均一に加熱され、封止効果により優れたガラス製品が得られる。
従来技術における真空ガラスの溶接ストリップの模式図である。 矩形真空ガラスの構造模式図である。 真空ガラス製品のエッジ部封止構造図である。 三角形真空ガラスの構造模式図である。
以下では、添付図面と実施例を組み合わせることで本発明の原理と特徴をより全面的に説明する。本発明は、様々な異なる形態として具現することができ、ここで述べた例示的な実施例に限定されると理解すべきではない。
説明の便宜上、ここでは、図示される１つの部材や特徴と別の部材や特徴との関係を説明するための「上」、「下」、「左」、「右」などのような相対的空間用語を使用することがある。図示される方向位置のほか、空間用語は、装置の使用や操作中の異なる方向位置を含むことを意図すると理解すべきである。例えば、図における装置が逆さまに配置されると、他の部材や特徴の「下」に位置すると述べられた部材は、他の部材や特徴の「上」に位置することになる。そのため、例示的な用語である「下」は、上方向位置と下方向位置の両者を含むことができる。装置は、その他の方式で位置付けすることができ（９０度回転するか、他の方向位置に位置する）、ここで用いられる相対的空間の説明は、相応的に解釈できる。
実施例１
図２と図３に示すように、本実施例の真空ガラス製品は、幅面形状がいずれも矩形である第１ガラス基板６と第２ガラス基板１０とを備え、第１ガラス基板６と第２ガラス基板１０が上下に重なって配置され、第１ガラス基板６又は第２ガラス基板１０には、吸気口が設けられている。第１ガラス基板６と第２ガラス基板１０との間には、封止構造が設けられており、封止構造は、第１ガラス基板６と第２ガラス基板１０のエッジに接近して設けられ、封止構造１２は、第１ガラス基板６と第２ガラス基板１０を気密接合して真空キャビティ１１を形成するためのものである。真空キャビティ１１内には、残留ガスを吸着するためのガス吸着剤と、第１ガラス基板６と第２ガラス基板１０の圧力を受けるための複数の支持体２が設けられている。
具体的には、封止構造１２は、第１金属層７と、中間ハンダ層８と、第２金属層９と、を含み、第１金属層７、第２金属層９および中間ハンダ層８は、幅が一致し、第１金属層７は、金属ペーストによって焼結プロセスにより第１ガラス基板６の下表面に固設されたものであり、第２金属層９は、金属ペーストによって焼結プロセスにより第２ガラス基板９の上表面に固設されたものであり、中間ハンダ層８は、高周波誘導ヘッドにより第１属層７と第１金属層９に溶接される。この封止構造１２は、ガラス基板のコーナー領域において弧形トランジション構造４を呈する。
金属層の直線部分の幅をｄ、金属層のコーナー領域の内縁における弧形半径をｒ、金属層のコーナー領域の外縁における弧形半径をＲとするとき、ｄ＝Ｒ－ｒである。例えば、金属層の直線部分の幅が８ｍｍであり、金属層のコーナー領域の内縁における弧形半径が３ｍｍであり、金属層のコーナー領域の外縁における弧形半径が１１ｍｍである。
実施例２
図３と図４に示すように、本実施例は、実施例１の構造と殆ど同じであり、その差異は、本実施例における第１ガラス基板６と第２ガラス基板１０は幅面が三角形であり、ガラス製品の完成品は三角形の真空ガラスであることにある。
以上で、添付図面を組み合わせて本願の幾つかの好ましい実施例のみを述べたが、本願はこれらに限定されず、本分野の通常の技術者が本願の精神を逸脱せずになされたいかなる改良及び／又は変形は全て本願の保護範囲に属する。
１ ガラス基板
２ 支持体
３ 金属層
４ 弧形トランジション構造
５ コーナー領域
６ 第１ガラス基板
７ 第１金属層
８ 中間ハンダ層
９ 第２金属層
１０ 第２ガラス基板
１１ 真空キャビティ
１２ 封止構造

Claims (6)

  1. 第１ガラス基板と、
    前記第１ガラス基板に対向して配置される第２ガラス基板と、
    第１ガラス基板と前記第２ガラス基板との間に設けられ、第１ガラス基板と第２ガラス基板のエッジに近接し、第１ガラス基板と第２ガラス基板を気密接合して真空キャビティを形成するための封止構造と、
    前記真空キャビティ内に設けられ、第１ガラス基板と第２ガラス基板の圧力を受けるための支持体と、
    を備える真空ガラス製品であって、
    前記封止構造は、第１ガラス基板と第２ガラス基板の対向面にそれぞれ強固に接合される金属層と、二つの前記金属層を接続する中間ハンダ層と、を含み、前記金属層は、ガラス基板のコーナー領域において弧形トランジション構造を呈し、
    前記金属層の直線部分の幅をｄ、金属層のコーナー領域の内縁における弧形半径をｒ、金属層のコーナー領域の外縁における弧形半径をＲとするとき、ｄ＝Ｒ－ｒであることを特徴とする真空ガラス製品。
  2. 二つの前記金属層と前記中間ハンダ層は、幅が一致することを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス製品。
  3. 前記第１ガラス基板又は前記第２ガラス基板には、吸気口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス製品。
  4. 前記真空キャビティ内には、残留ガスを吸着するためのガス吸着剤が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス製品。
  5. 前記金属層は、金属ペーストによって前記第１ガラス基板と前記第２ガラス基板にそれぞれ焼結されたものであることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス製品。
  6. 前記金属層の直線部分の幅が８ｍｍであり、金属層のコーナー領域の内縁における弧形半径が３ｍｍであり、金属層のコーナー領域の外縁における弧形半径が１１ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス製品。
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