JPH0678145U - 窓板及びそれを用いた窓構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 壁面構造体の表面と同一平面に取り付けがで
き、強度が大きく軽量化でき、低温時でも結露が生じな
いようにする。大きな風圧がかかっても飛び出さないよ
うに保持でき、安全で且つ信頼性の優れた取り付け構造
とする。 【構成】 外側のガラス板１０と内側のガラス板１２と
を、スペーサ１４を介して複層化した窓板である。スペ
ーサはガラス製の枠状体で、且つその外周近傍が外側及
び内側のガラス板の端縁よりも張り出しており、外側の
ガラス板とスペーサとの接合部、及びスペーサと内側の
ガラス板との接合部を低融点ガラスで封着しした一体構
造である。ガラス板は、複数枚貼り合わせた構成でもよ
い。窓板のスペーサの張出部分を、車体側壁２０と車内
側のガラス押さえ２２との間に配置し、弾性スペーサ２
４と充填した弾性接着剤２６によって固定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、外側のガラスと内側のガラスとの間にガラス製スペーサを入れ、各 々の接合部を低融点ガラスで封着一体化し、スペーサ外周部が張り出すようにし た窓板、及びスペーサの張出部分を利用して壁面構造体に取り付ける窓構造に関 するものである。この技術は、特に限定されるものではないが、例えば高速で走 行する鉄道車両の分野などに好適である。

【０００２】

【従来の技術】

特に高速で走行する鉄道車両用の窓板としては、車外側のガラスと車内側のガ ラスとの間にスペーサを入れて複層化し、中間の空気層で断熱と防音を図る構造 が用いられている。スペーサは、一般にアルミニウム製のチャンネル型成形体か らなり、スペーサとガラスとの接合面にブチルゴムなどを介在させてシールし、 弾性接着剤で接着している。そして前記チャンネル部分に乾燥剤を充填して、内 部の空気が結露しないようにしてある。

【０００３】 このような窓板は、窓板外面と車体側壁の表面が同一平面になるように平滑化 した状態で取り付けられる。車体回りに凹凸があると、風切り音が起こり易く、 また空力特性が悪くなるので、高速で走行する車両の窓構造としては不適当だか らである。そこで、車外側ガラスに貼り合わせガラスを用い、その最外部のガラ スの外周を小さくして窓板の端部を全周にわたって段付き構造とし、その段差部 分を車体側壁の窓枠の刃の部分で受けて窓板全体の荷重を支える構造が提案され ている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記の窓構造では、走行時のすれ違いやトンネル出入口を通過する際に発生す る風圧力を窓枠の刃の部分で受けることになり、刃の厚みは車両の速度が大きく なるほど厚くする必要がある。新幹線程度の高速車両になると、その厚みは４mm 程度となり、ガラスの最小厚みはパッキン代も考慮すると５mm以上になる。その ためガラス重量は大きくなる。また、この最外部のガラスは飛び石で割れる恐れ があるため、強度部材として考慮することができない。従って、その内側のガラ スが風圧を受け持つように設計する必要があり、双方の厚みを加えると全体の重 量は非常に大きくなってしまう。なお車内側のガラスは弾性のシール材で接して いるだけなので、強度に寄与しうる割合は少ない。

【０００５】 更に、上記のように窓板に風圧がかかると、ガラスは内外に撓む。車体表面と 窓板外面を同一平面にするため、内側のガラスのみ周辺を固定しており、そのた め外側のガラスの周辺付近は変曲点となり、ガラスを接着している中間膜の界面 に大きな力がかかる。また中間膜端面と外部との距離が近いため湿度の影響を受 け易い。それらの理由で、貼り付けたガラスが剥がれ易い欠点がある。

【０００６】 また脈動荷重によって合わせガラスは厚さが膨らんだり、縮んだりする。この 呼吸作用にも似た動作で、周辺をシールしているブチルゴムなどが合わせガラス 内に引き込まれ、シール機構が破壊される恐れがある。もしシール機構が破壊さ れると、低温時にガラス面に結露が生じることになる。

【０００７】 本考案の目的は、壁面構造体の表面と同一平面に取り付けができ、強度が大き く軽量化でき、低温時でも結露が生じない窓板、及び大きな風圧がかかっても飛 び出さないように保持でき、安全で且つ信頼性の優れた窓構造を提供することで ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、外側のガラス板と内側のガラス板とを、スペーサを介して複層化し た窓板である。ここで、前記スペーサはガラス製の枠状体で、且つその外周近傍 が外側及び内側のガラス板の端縁よりも張り出しており、外側のガラス板とスペ ーサとの接合部、及びスペーサと内側のガラス板との接合部を低融点ガラスで封 着し一体化した構造である。外側のガラス板及び内側のガラス板は、一枚の構成 でもよいし、複数枚貼り合わせた構成でもよい。

【０００９】 また本考案は、上記の窓板のスペーサの張出部分を、壁面構造体と内側のガラ ス押さえとの間に配置し、弾性スペーサと充填した弾性接着剤によって固定する 窓構造である。

【００１０】

【作用】

両側のガラス板をスペーサを介して低融点ガラスで融着した一体構造である窓 板は、強度の指数である断面係数を大きくし、薄いガラス板を用いた場合でも充 分な剛性が生じる。そのため風圧による撓みが少なくなり、更に最外部にガラス を接着する場合でも、中間膜界面にかかる力を減少し、剥離し難くする。この窓 板は、そのスペーサの外周張出部分を利用して強固に挾持され、大きな風圧がか かっても壁面構造体（例えば車体側壁）より飛び出すことはなく、また壁面と同 一平面で取り付けることが可能となる。

【００１１】

【実施例】

図１は本考案に係る窓板の一実施例を示す説明図であり、特に高速鉄道用とし て好適なものである。この車両用窓板は、車外側のガラス板１０と車内側のガラ ス板１２とを、スペーサ１４を介して複層化した構造である。スペーサ１４は、 ガラス製の枠状体で、且つその外周近傍が車外側のガラス板１０及び車内側のガ ラス板１２の端縁よりも大きく張り出る形状である。そして、車外側のガラス板 １０とスペーサ１４との接合部、及びスペーサ１４と車内側のガラス板１２との 接合部を低融点ガラスで封着し（封着部を太線で示し、符号１６で表す）一体化 してなる。

【００１２】 ここで、車外側のガラス板１０は、第１の車外側ガラス１０ａと第２の車外側 ガラス１０ｂとを、ポリウレタンやポリビニルブチラール等の熱可塑性樹脂から なる中間膜１８で貼り付けたものであり、第２の車外側ガラス１０ｂはやや外周 が大きい。この合わせ構造によって、車外側のガラス板の飛び石によるガラス割 れ後の飛散を防ぐ。車内側のガラス板１２も、第１の車内側ガラス１２ａに第２ の車内側ガラス（ここでは強化ガラス）１２ｂを上記と同様の熱可塑性樹脂から なる中間膜１９で貼り付けた構造である。この第２の車内側ガラス１２ｂは、第 １の車内側ガラス１２ａを保護しており、万一破損しても全体の強度は一体化構 造の部分が受け持つため、それ以上破損する恐れはない。封止されている中間の 空間部分には乾燥空気が入れられている。

【００１３】 このような車両用窓板は、例えば次のような〜の工程で製造する。 ガラス切断 各々のガラス板を所定の外形寸法に切断する。 曲げ及び強化 曲面ガラスの場合は、強化ガラスを除き、重ねて曲げ加工を施す。強化ガラス は、別工程で曲げ強化する。 スペーサのくり抜き スペーサの内部をくり抜く。 ガラスセット ガラスを重ね、各々の間に低融点ガラスシートを挾み、排気管をセットする。 低融点ガラスとしては、低温から高温に至るまでソーダガラスと熱膨張率の等し いものがよい。例えばＰｂＯ・Ｂ₂ Ｏ₃ を主成分とする複合系材料は封着強度が 高く（約５００kg／cm² 以上）、耐熱衝撃性も大きく、封着工程時間が短いため 好ましい。ガラスシートに代えて、ガラス粉末を含むペーストを塗布してもよい が、ペーストは仮焼成が必要なこと、融点の関係で曲げ工程後にペーストを付着 することを考慮すると、プレキャストしたシート状のものが使い易い。 封着 予め必要に応じて遮光用のセラミック層などを仮焼成した上記ガラスを炉に入 れ、各々融着する。融着は、４００〜４５０℃で約１０分間程度行う。 ガラス貼り付け ポリビニルブチラール等の熱可塑性樹脂で第２の車外側ガラス１０ｂや第２の 車内側ガラス１２ｂを貼り付ける。貼り付けに使用する材料としては、透過率が 高く耐候性の優れたものがよい。そのため、前記のようなポリビニルブチラール の他、ウレタンなどがよい。エチレンビニルアセテートでもよいが、若干硬いこ とが難点である。 乾燥空気入れ 融着一体化したガラス構造体の内部空間の空気を乾燥空気と入れ換えた後、排 気管に栓をする。

【００１４】 この窓板は、低融点ガラスによって車外側のガラス板と車内側のガラス板が一 体化されているので、スペーサの厚みにより異なるが、断面係数が大幅に向上す る。従って、窓板に発生する応力もそれに反比例して小さくなり、ガラス厚みを 薄くしても充分な強度が得られ、軽量化が可能となる。また、この窓板は、封着 材がガラスであるため湿気を通さず、且つ封着部が剛接合であるため風圧による 呼吸作用が無く、シール部が破壊される恐れは全く無い。更に、車外側のガラス 板１０における接着層１８を厚くすると、衝撃を緩和でき割れ難くなる。

【００１５】 この車両用窓板を用いた窓構造の一例を図２に示す。車両用窓板１０は、その スペーサ１４の外周張出部分を、車体側壁２０と車内側のガラス押さえ２２との 間に配置し、弾性スペーサ２４を挾み、弾性接着剤２６を充填する。ガラス押さ え２２は、車体側壁２０から張り出した胴縁２８に止めネジ３０を用いて固定す る。これによりスペーサ１４は、弾性スペーサ２４を介して車体側壁２０に押し 付けられているため、振動の発生を防止し、風圧による衝撃力を吸収している。 第２の車外側ガラス１０ｂと車体側壁２０との隙間はシリコーンゴムなどのシー ル材３２でシールされ、第２の車外側ガラス１０ｂの内面に形成した遮光用のセ ラミック層３４と共に、第２の車外側ガラス１０ｂの剥離防止用に充填した内部 の弾性接着剤３６を保護している。

【００１６】 実際の組み立てにおいては、ガラス押さえ２２の上にはみ出し防止用ダム３８ を設けておき、スペーサ１４とガラス押さえ２２などで形成される空間に弾性接 着剤２６を充填する。次に第１の車外側ガラス１０ａとスペーサ１４との間に弾 性接着剤３６を充填し乾燥させる。弾性接着剤としては、ウレタン系、チオコー ル系、シリコーン系などがある。これらは建築用や自動車用などに使用実績があ り、適切な使用方法を採用すれば充分耐久性がある。またスペーサ１４と車体側 壁２０の間をシールするシール材３２は、耐久性の点でシリコーンゴムが望まし いが、チオコール系やウレタン系の材料も使用可能である。ウレタン系材料を用 いる場合は、耐候性の良好な塗料で塗装する必要がある。

【００１７】 この窓構造では、窓板の剛性が高いため撓みが少なくなり、第２の車外側ガラ ス１０ｂの接着面にかかる力が少なくなり、剥離耐久性が向上する。また第２の 車外側ガラス１０ｂを第１の車外側ガラス１０ａよりも寸法を大きくしてスペー サ１４との間に溝を設け、その間にウレタン等の弾性接着剤３６を充填し、外部 と中間膜１８端部との距離を離すと共に、ウレタン系の弾性接着剤による接着力 により中間膜１８の周辺近傍の剥離を防止している。その他、第２の車外側ガラ ス１０ｂの周辺の内面にセラミック層３４が印刷されており、充填したウレタン 等の弾性接着剤３６に直接日光が当たらないようにして劣化を防止したり、第２ の車外側ガラス１０ｂと車体側壁２０との間に耐候性の良いシリコーンゴム３２ を充填して内部のウレタン弾性接着剤３６を劣化させないように構成している。 なおウレタン弾性接着剤３６は伸縮性が良好であるため中間膜１８への湿度の影 響が少ない。更にその接着力は第２の車外側ガラス１０ｂの中間膜１８が剥離し ようとする動きを抑える方向に働くため剥離し難い。

【００１８】 図３のＡ〜Ｃは、本考案の他の実施例を示す車両用窓構造である。基本的な取 り付け構造は、いずれも前記図２に示すものとほぼ同様であるので、説明を簡略 化するため、対応する部材に同一符号を付す。図３のＡは中速車用であり、窓板 ４０を構成している車外側ガラスと車内側ガラスがそれぞれ１枚である。それら が枠状のスペーサに融着され封止されている点は同じである。弾性スペーサ２４ をＬ型にしてそれを車体側壁２０と窓板４０のスペーサで挾み、該スペーサとガ ラス押さえ２２との間には弾性接着剤２６を充填する。

【００１９】 図３のＢ及びＣに示す例は高速車用である。図３のＢでは、窓板５０は、２枚 貼り合わせた車外側ガラスと１枚の車内側ガラス、及びスペーサからなる。窓板 ５０の支持構造は、図２の場合と全く同様である。図３のＣはその変形例であっ て、図３のＢと同様の窓板６０の更に車内側に強化ガラス６１を配置している。 この強化ガラスは車内側ガラスとは間隔をおいて設けられており、それらの間に 乾燥剤入りシーリング材６４を配置して、内部空間の封止と乾燥を行っている。 この構成では、強化ガラスを使用しても、曲面窓に対応できる。

【００２０】 上記の各実施例は、いずれも鉄道用に有用な構造であるが、本考案の窓材は、 建築用や自動車用などにも使用できる。特に建築用窓材では、露点温度が下がら ないことと、軽量化が可能なことのため、有用である。その場合には、飛び石に よる破損防止用のガラスは不要であるので、外側及び内側とも１枚のガラス板か らなる最も単純な構成でよい。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は上記のように、外側と内側のガラス板をスペーサで挾んで低融点ガラ スで融着一体化した構造であるので、断面係数が非常に大きくなり、窓板にかか る応力が小さくなり、ガラスの厚みを薄くでき全体を軽量化できる。またシール 部がガラスであるため、透湿性は無くシール性能は低下しない（結露温度が上昇 しない）。

【００２２】 また本考案は、この窓材のスペーサ外周部分を壁面構造体と内側のガラス押さ えとの間に配置し、弾性スペーサと充填した弾性接着剤によって固定した窓構造 であるので、高速鉄道用として用いた場合、車体側壁と窓材外面とを同一平面に できるため、騒音（風切り音）が発生し難く、また例え接着剤の接着力が低下し ても車体から離脱する危険性はなく、安全性並びに信頼性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る車両用窓板の一実施例を示す斜視
図。

【図２】本考案に係る車両用窓構造の一実施例を示す断
面図。

【図３】本考案に係る車両用窓構造の他の実施例を示す
断面図。

【符号の説明】

１０ 車外側のガラス板 １０ａ 第１の車外側ガラス １０ｂ 第２の車外側ガラス １２ 車内側のガラス板 １２ａ 第１の車内側ガラス １２ｂ 第２の車内側ガラス １４ スペーサ １６ 融着部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０６Ｂ 3/66

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側のガラス板と内側のガラス板とを、
   スペーサを介して複層化した窓板において、前記スペー
   サはガラス製の枠状体で、且つその外周近傍が外側及び
   内側のガラス板の端縁よりも張り出しており、外側のガ
   ラス板とスペーサとの接合部、及びスペーサと内側のガ
   ラス板との接合部を共に低融点ガラスで封着し一体化し
   た窓板。
2. 【請求項２】 請求項１記載の窓板のスペーサ張出部分
   を、壁面構造体と内側のガラス押さえとの間に配置し、
   弾性スペーサと充填した弾性接着剤によって固定した窓
   構造。