JPH07504473A - 断熱スペーサを備えた多板断熱ガラスユニット - Google Patents

断熱スペーサを備えた多板断熱ガラスユニット

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 断熱スペーサを備えた多板断熱ガラスユニット(発明の分野) 本発明は、窓やドアに使用される多板断熱ガラスユニット、特に断熱ガラスユニ ットのガラス板を互いに離設状態に支持するために用いられた外周スペーサを特 徴とするガラスユニットに関するものである。
(発明の背景) 窓やドアの製造に一般的に用いられている形式の断熱ガラスユニットは、2枚以 上の平行な離設ガラス板を有している。ガラス板は、外周スペーサによって互い に離されている向き合った表面を備えている。ガラスユニットの熱効率を改善で きるように、向き合った表面の1つまたは複数を金属酸化物または他の物質で被 覆してもよい。スペーサは、金属性の管状の長尺物であることが多く、ガラス板 の外周に沿って延在して、比較的軟質で接着力のあるシールリボンでガラス板の 向き合った表面に密着されている。
構造的観点からすれば、スペーサは、雷雨や大きな大気擾乱による正または負の 風負荷から、また太陽熱利得及び気象影響によるガラス板間空間内の温度変化か ら生じる応力に対抗してガラス板の対を互いに対して支持しなければならない。
上記の有機シールリボンはスペーサのうちでもっとも弱い部分であり、それらが 弾性であるため、ガラス板の板間移動や曲がり移動を抑止しない。
このように、有機シール材を用いたスペーサは、個々のガラス板に対して「単純 支持式」境界状態を与える。
それに対して、従来技術で提案されているセラミックフリット及び他の剛性スペ ーサは、「固定式」境界状態に近い剛性支持を与える。
固定式境界状態にあるガラス板が風負荷による応力によって破損する可能性は、 一般的に単純支持式の場合よりもはるかに高く、そのため、固定式境界状態を用 いた多板構造は、厚くするか焼入れした(従って高コストの)ガラス板の使用を 必要とする傾向にある。
スペーサは、断熱ガラスユニットが風、圧力及び温度差に耐えることができる十 分な強度を示すのに加えて、ガラスユニットの製造、積み込み、運搬及び荷降ろ しの時、また適当なフレーム構造にはめ込む間の取扱い時に、ガラス板を互いに 対して支持しなければならない。
運搬及び製造段階でスペーサが受ける応力は、風負荷から生じる応力よりも、特 にそれぞれのガラス板を互いに押し合わせ、従ってそれらを分離させているスペ ーサを押しつぶそうとする圧縮力が相当に強くなることがある。
スペーサにはシール機能もある。それらはガラス板間空間(向き合ったガラス板 表面間の空間)を大気から密封する。ガラス板間空間には一般的に乾燥空気また は熱伝導性が低い不活性ガス、例えばアルゴンが封入されており、ガラス板間空 間を水分(凝結することがある)及び微量でも他の汚染物をほとんど含まない状 態に維持することが重要である。
スペーサは、断熱性が非常に高くなければならない。
ガス封入ガラス板間空間は、熱の流れに対して優れた抵抗を示す、断熱ガラスユ ニットの周辺部付近の熱の流れの大部分は、スペーサを通るものであるが、これ はガラス板間空間内のガスよりも熱伝導性がはるかに高いからである。その結果 、冬期状態では、内側すなわち室内側のガラス板周辺部分(一般的にガラス板の 外周に沿った2、5インチ幅の帯状部分であると見なす)の温度が、特にユニッ トの底部付近で、室内側ガラス板付近の空気の露点より低くなり、望ましくない 凝結を生じることがある。
視界面積を最大にするため、理想的には「サイトライン」 (ガラス板の縁部か らスペーサの内縁部までの距離)を可能な限り小さくすべきであり、サイトライ ンの寸法を374インチ未満、または1/2インチ未満にしなければならない場 合が多い。
このため、理想的スペーサは、ガラス板が曲がることができるように、単純支持 式(固定式ではない)境界状態を提供する必要がある。しかし、スペーサは優れ た断熱品質と、ガス透過に対する抵抗とを示す必要がある。
最後に、理想的なスペーサ自体は視界面積を不当に制限してはならない。
上記形式の管状金属スペーサは、一般的に押し出しまたは金属曲げ加工によって アルミニウムから製造され、中空の細長い管状スペーサはほぼ平坦な向き合った 側壁を備え、それらはそれらの縁部付近の向き合ったガラス板に接着シールリボ ンによって接着されている。
スペーサは一般的にガラス板の外縁部よりわずかに内側に配置されて、断熱ガラ スユニットの外周に沿ってトラフまたは溝を形成している。この外周は、一般的 にシリコーンゴム等のシール材で密封されている。スペーサの、ガラス板間空間 に面する壁は、その厚さ方向に溝またはスロットを貫設したり、シリカゲル等の 粒状の乾燥材を包含してもよい。
前述したように運搬及び製造処理中にスペーサが受ける圧砕負荷に耐えるため、 管状スペーサは一般的に比較的厚いアルミニウム、例えば厚さが0.012イン チ以上のアルミニウムで製造されている。しかし、壁が厚いアルミニウムスペー サは、一方のガラス板から他方のガラス板へ熱を伝達しやすく、従って一般的に 断熱品質が低下する。
管状金属スペーサは、より強度が高く、熱伝導性が低い素材、例えばステンレス 鋼で製造できるが、その場合でも、スペーサは、運搬及び取扱い処理応力に耐え ることができる十分な圧縮強さを示すため、0.009インチ程度以上の厚さに しなければならない、ここで使用する「圧縮強さ」とは、ガラス板の平面に垂直 に作用してガラス板間のスペーサを圧砕しようとする圧砕負荷に対するスペーサ の抵抗力のことである。
上記問題点の深刻度を軽減するため、様々なスペーサ構造が研究されている。し かしながら、ガラス板対間に信頼性の高い構造的支持を与え、サイトラインが小 さく、さらにスペーサを通って一方のガラス板から他方のガラス板へ移動する熱 の流れを防止できる非常に高い断熱性を備えたコスト効率の高いスペーサをめる 強い要望があるが、まだ満たされていない。
(発明の概要) 本発明は、断熱性が非常に高い一方で、風負荷応力に対する、またガラスユニッ トの運搬及び取扱い処理中にスペーサが受ける圧砕応力に対する構造的抵抗力が 相当に強いスペーサを備えた断熱ガラスユニットを提供している。
本発明の断熱ガラスユニットは、はぼ平行に離設された一対のガラス板(3枚以 上の離設ガラス板を用いてもよい)と、ガラス板を外周で互いに結合するスペー サとを有しており、ガラス板とスペーサシール材アセンブリとによってその間に ガス封入ガラス板間空間が形成されている。スペーサは、中空内部及び向き合っ たほぼ平坦な側壁を備えた細長いスペーサ長さ部分と、側壁を向き合ったガラス 板表面に密着接合するシール材とを有している。
1つの実施例では、スペーサは、その中空スペーサ内部の少なくとも一部分内に 、それの内部形状に一致して圧縮力をスペーサの一方の壁から他方へ伝達するこ とによって圧縮強さ、すなわち圧砕抵抗力をスペーサに与えることができる、好 ましくは球形ゼオライトを有する圧砕抵抗粒子状乾燥材を包含している。望まし くは、細長いスペーサ長さ部分は、壁厚が0.005インチ以下、好ましくは0 .0035〜0.005インチのステンレス鋼製であり、またゼイライト構造成 分が、スペーサの圧砕抵抗力(すなわちスペーサの弾性変形を生じる圧縮応力) を少なくとも30%、好ましくは30%〜80%増大させる。
別の実施例では、本発明は、望ましくは壁厚が約o、 oosインチ(好ましく は0.0035〜0.005インチ)以下のステンレス鋼で形成されて、断熱ガ ラスユニットに使用できる、変形可能な壁を備えた管状スペーサの直線部分に小 半径のコーナ曲がり部を形成する方法を提供している。
この方法は、直線部分の内部に粒子状の乾燥材または他の圧砕抵抗充填材を詰め 込み、次にスペーサ長さ部分を直角に曲げることを有しており、粒子状の充填材 が、曲げ作業中にスペーサの壁が押しつぶされるのを防止する。
別の実施例では、スペーサが、やはり望ましくは壁厚が約0.005インチ以下 、好ましくは0.0035〜0.005インチのステンレス鋼で形成されて、横 断面がほぼ0字またはW字形であるか、別のひだ状または連続的湾曲形状の第1 の細長い部分を有しており、その形状の脚部分が、向き合ったガラス板表面に接 着されるほぼ平坦な側壁を形成している。
細長いプレートが、側壁間に延在し、その両縁部が側壁に取り付けられて、湾曲 状部分と共に中空スペーサ内部を形成する内壁を形成しており、細長いプレート 部分には、ガラス板の向き合った表面に垂直方向に延出した圧砕強さ付与波形部 分が設けられている。望ましくは、中空スペーサの内部に、その内部形状に一致 する圧砕抵抗粒子状乾燥材を充填して、スペーサの一方の壁から他方へ圧縮力を 伝達することによって圧縮強さをスペーサに与えることができるようにする。
さらに別の実施例では、中空スペーサは、側壁間に延在してガラス板間空間に面 する内壁を含み、内壁の細長部分がそれぞれの側壁から収束状に延出しており、 互いに重合する縁部なその長さ方向に沿った点で結合することによって、スペー サの内部をガラス板間空間に連通させる複数の開口を形成している。この実施例 のスペーサは、好ましくは壁厚が約0.005インチ以下のステンレス鋼で形成 され、縁部を溶接で結合させる。
前述したように、上記スペーサを製造するのに好適なステンレス鋼板材は、厚さ が約0.0035インチ〜約0.005ンチでよい。0.005インチ台の厚さ が最も好ましい。
(図面の簡単な説明) 図1は、典型的な従来形スペーサ付き断熱ガラスユニットの破断横断面図である 。
図2は、特殊なスペーサ形状を示す本発明の断熱ガラスユニットの破断斜視図で ある。
図3は、図2のスペーサの一部分の破断斜視図である。
図4は、スペーサの形状及び配置を示す断熱ガラスアセンブリの縁部の横断面図 である。
図5は、変更形スペーサ部材を示す本発明の断熱ガラスユニットの縁部の横断面 図である。
図6は、さらなる変更形スペーサ部材を示す本発明の断熱ガラスユニットの破断 斜視図である。
図7は、図6に示されているスペーサ部材の一部分の破断平面図である。
図8は、図7に示されているスペーサ部材の破断側面図である。
図9(a)は、さらに別の実施例のスペーサ部材の横断面図である。
図9(b)及び(clは、図9(a)のスペーサの変更例を示す破断横断面図で ある。
図1Oは、図5のスペーサの長さ方向に沿った位置で取った横断面図であり、小 さい曲げ半径の直角コーナを形成するために使用される曲げ部材を示している。
図11は、本発明のスペーサ用のジヨイントを示す破断組み付は図である。
図12は、図10の11−11!に沿った横断面図である。
(好適な実施例の詳細な説明) 従来形ガラスユニットが図1に示されており、平行に離設されたガラス板がGで 示され、アルミニウム製のスペーサがSで示されている。ガラス板の向き合った 表面が、シール材Aでスペーサに密着されている。スペーサSによって形成され たチャネル内には、固まっていない粒状の乾燥材りが入っている。スペーサSの 形状は、はぼ管状であって、スペーサの縁部は内壁の中心に沿ってWで突き合わ せ溶接されている。微細な穿孔(図示せず)が内壁に形成されて、ガラス板間空 間■内のガスが乾燥材に接触できるようになっている。別のシール材Hが、これ はシリコーンゴムでよいが、スペーサの外壁Oとガラス板の向き合った表面の外 周縁部付近とによって定められた空間内に配置されて、熱を一方のガラス板から 他方へ伝達する別の熱経路を形成している。
次に、図2及び図3を参照しながら説明すると、本発明の実施例は、一対の平行 に離設されたガラス板10及び12を有しており、その間にスペーサ14が挟ま れている。
このスペーサは、はぼ管状の薄壁構造体16を有しており、図2及び図3の実施 例のこの構造体は、厚さが約0.005インチ以下のステンレス鋼等の1枚の板 材から形成されている。ステンレス鋼の管状構造体16は、圧延または他の成形 方法で形成でき、外壁18と、平行に向き合った平坦な側壁20とを設けており 、側壁の縁部が、ガラス板を離している空間を横切って互いに接近する方向へ曲 げられて、スペーサ内壁17のガラス板間空間に面する部分22.24を形成し ている。
内壁部分22.24には、それぞれ平坦な重合縁部28.30が設けられており 、これらの部分は、図3にわかりやすく示されているように、部分22.24の 平面からスペーサの内部側へわずかに窪んでいる。これらの重合部分の向き合っ た表面は、公知のレーザ溶接技術によってスペーサの長さ方向に沿って間隔を置 いた位置で溶接されており、溶接部は図3に32で示されている。重合部分28 .30によって形成された接合部は、側壁20の間の中央に位置するように図示 されているが、接合部の位置は側壁間で所望通りに変更できることは理解される であろう。
厚さがo、 oosインチのステンレス鋼板材は非常に弾力性が高いことは理解 されるであろう。スペーサ形成工程で、内壁部分22.24を互いに正確に高精 度で整合させることは困難である。これらの部分22.24は正確に同一平面上 にあることが望ましいが、実際にはこれらの部分の厚さより大きい距離(壁部分 22.24に対して垂直に測定したもの)だけ互いに対して平面整合かられずか に外れていることが多い。
溶接作業中に押し合わせた時に互いに表面接触する端部分28.30を設けるこ とによって、強い圧砕抵抗ジヨイントが高い正確度及び再現性を伴って形成され る。溶接部32を縁部28.30に沿って間隔を置いて設けることによって、溶 接部間の空間においてそれぞれの重合縁部28、30の向き合った表面34.3 6間に小さな開口が形成され、これによってガラス板間空間がスペーサの内部2 6と気体連通できるようになるが、乾燥材または他の粒子材の微細粒子でもこれ らの開口を通ってスペーサ内部からガラス板間空間へ移動することはできない。
縁部28,30は、少なくとも0.04インチだけ互いに重合して、スペーサの 内部からガラス板間空間へ逃げるために粒子が移動しなければならないので、少 な(とも0.04インチの通路長さを設けるのが好ましい、開口は、(溶接部間 の)幅を好ましくは0.02インチ以下にして、溶接部間の重合縁部間の距離が 一般的に約o、ootインチを越えないようにする。
図2において、ポリイソブチレン等の細長いシーリングリボン38が、スペーサ の側壁20をガラス板の向き合った表面11に接着している。シーリングリボン は、図面に示されている各実施例に共通であるが、ポリイソブチレン等の高分子 ゴム製であることが好ましい。リボン38は、厚さが約0.015インチ以下の ものを用いるのが望ましく、ガラス板の互いに接離する方向へのわずかな回動移 動に対してほとんど抵抗を与えない十分な弾性を備えている。このように、本発 明のスペーサは、個々のガラス板に対して単純支持式境界状態(固定式境界状態 の反対)を与えている。
やはり図2に示されているように、スペーサの内部26は、圧砕抵抗力がある粒 子状乾燥材組成物でほぼ満たされており、その粒子は図面に42で示されている 。わかりやすくするため、図2及び他の図面には内部26の一部分だけに乾燥材 組成物が充填されているように示されているが、乾燥材組成物はスペーサの内部 26にほぼ完全に充填されており、いずれの場合もスペーサの一方の側壁2゜か ら他方まで延在していることを理解されたい、このため、乾燥材組成物の圧砕に 対する抵抗力が、スペーサシール材アセンブリ14の側部間の圧縮強さを向上さ せる。。
粒子状シリカゲルを含めて、様々な乾燥材を用いることができるが、モレキュラ ーシーブ(微細化した天然ゼオライト)が特に好ましい。W、R,ブレース(G racelがLD−3の商品名で販売しているモレキュラーシーブが適当な乾燥 材である。この物質は、直径が約3オングストロームの細孔を有する16〜3o メツシユの小さい球形粒子で入手できる。
粒子状乾燥材組成物は、ガラス板間空間の水分レベルを所望通りに制御できるよ うに、十分な量の乾燥材、例えば長球モレキュラーシーブを有しているのが望ま しい。
1つの実施例では、スペーサの内部26に、上記のような長球モレキュラーシー ブが充填される。これらの長球粒子は、はぼ汚れがなく、熱エネルギが伝達しゃ す(なく、またガラス板間空間から水分子を非常に効果的に除粒子状物質、例え ばガラスピーズと混合する、すなわち希釈することもできるが、ガラス板間空間 の両側で互いに向き合うガラス扱表面に悪影響を与えるような汚染物を発生しな い物質を選択するように注意する。
スペーサ内部に収容された、乾燥材、ガラスピーズまたは他の物質を有する粒子 状組成物は、非常に断熱性が高い、すなわちそれの体積熱伝導率(すなわち詰め 込まれた時の組成物の熱伝導率)が、スペーサとガラス板との間に用いられたシ ーリングリボン38または他の高分子シール材よりも小さいことが望まれる。粒 子状組成物の熱伝導率は好ましくは1以下、さらに好ましくは0.5以下、最も 好ましくは0.2Btu/hr ft” (” Fl以下にする。
図2に示されているスペーサの製造中に、最初にスペーサに溶接部32を形成し 、その後に粒子状乾燥材組成物をスペーサ内部に空気流等によって注ぎ込むか、 他の方法で搬入するするのが一般的に望ましい。
このように、粒子状乾燥材組成物の個々の粒子は他の粒子に対して自由に移動で きるので、妥当な高充填密度を達成することができる。粒子体はスペーサの内壁 によって閉じ込められ、密に詰め込まれると、さらにスペーサの幅方向の側部間 圧砕抵抗力を与える。あまり望ましくない実施例であるが、粒子状乾燥材組成物 を、スペーサの内部断面と同様な断面の挿入可能なスティックとして最初に形成 して、製造中にそのスティックを一体としてスペーサ内へ挿入してもよい。
粒子状乾燥材組成物として、圧砕時に微粉末を発生しない粒子が特に望ましい。
この特性を備えた粒子状乾燥材組成物を長いスペーサ長さ部分に注ぎ込み、その 後にスペーサ自体を特定の断熱ガラスユニットの形状及びサイズに合わせて適当 な角度に曲げる。曲がり部分の領域の粒子状乾燥材組成物は、曲げ工程中にある 程度圧砕される。乾燥材組成物は、その粒子が詰め込まれている時でも、曲げ作 業中に粒子が圧砕された時に発生する粒子破片を収容できるかなりの空隙容積を 含有していることは理解されるであろう。必要に応じて、曲げ作業が行われる部 分から粒子状乾燥材が飛び敗らないようにするため、プラグをスペーサ長さ部分 内に用いることもできる。
また、本発明の断熱ガラスユニットの外周に沿って延在するスペーサ全体に粒子 状乾燥材組成物を充填する必要はないことも、理解されるであろう。乾燥材組成 物は、スペーサの全体的な圧縮強さを増強するために必要に応じてスペーサの長 さ方向に沿った部分に用いることができる。さらに、スペーサのある部分に用い た粒子状乾燥材組成物とは別の、スペーサに詰め込まれた時に増大圧縮強さを与 える粒子状物質を別のスペーサ部分に用いることもできる。
図4及び図5は、図2及び図3に示されているスペーサ16と同様なステンレス 鋼製のスペーサを示しており、同様な部材を示すためには同じ参照番号が用いら れていしかし、図4及び図5の実施例では、側壁20の各々がガラス板間空間の 内側(図4では上向き)に延出して、それから50で示されているように折り返 されており、折り返し壁部分52が側壁20にほぼ平行になって、互いに接近す る方向へ曲がって内壁部分22.24を形成し、それらは、図2及び図3を参照 しながら前述したように、終端が縁部28,30になっている。
壁52は、それぞれの側壁20に近接しており、これらの壁の向き合った表面5 4.56が互いに係合して、さらなる側部間圧縮強さを与えるようにすることが 好ましい。わかりやすくするため、図面によっては壁20が壁52かられずかに 離れているように示されているが、これらの壁が接触していることが望ましいこ とは理解されるであろう。壁52には、スペーサの乾燥材包含内部をガラス板間 空間と連通させる小スロットまたは他の穿孔(図示せず)を設けてもよい。
図4及び図5に示されている形状のスペーサの長さ部分は、以下に詳細に説明す るように、断熱ガラスユニットを形成するガラス板のコーナに一致するように特 に直角に曲げることができるようになっている。側壁の内側(図4では上向き) に延出した部分及び壁52は、コーナ曲げ工程中に制御しながら容易に変形でき るようにする十分な可撓性を備えている。
図4のスペーサは、前述したように、厚さが約0.005インチ以下のステンレ ス鋼製であることが望ましく、またスペーサの圧縮強さを向上させる内部粒子状 乾燥材組成物42を備えていることが望ましく1図2を参照しながら説明したよ うにして、離設されたガラス板の外周部分間に用いられることが理解されるであ ろう。
さらに、外壁18は1図2ではほぼ「U」字形、図5ではrMJまたはrWJ形 の断面に示されているが、図4に示されているように、さらに繰り返し蛇行させ た断面形状にして、2枚のガラス板の間に壁18によって与えられる「熱ブリッ ジ」の長さを増大させ、それによって熱の流れに対する抵抗を増大させるように してもよい。
図2、図4及び図5に示されているように、外壁18には、それぞれのガラス板 から外側へ(これらの図面では下向きに)離れていくように延在した部分19が 設けられて、ガラス板表面11と外壁部分19とによって外側に開放したギャッ プが形成されており、これらのギャップは、ガラスユニット製造工程中にシリコ ーンゴム等の高分子シール材21でほぼ満たされている。
しかし、高分子シール材は、一方のガラス板から他方まで完全に延在しているわ けではない。外壁18には中間部分23が、望ましくはガラス板表面11からほ ぼ等距離の位置に設けられ、両側がシール材から離れており、この部分はガラス 板の間で外表面25に沿って測定した距離がd、である。
すなわち、図4に示されているスペーサの外壁18を水平方向に引き延ばして平 坦な形状にしたとすると、ガラス板の平面に垂直に測定した点rxJ間の距離が dlになり、この点rxJは高分子シール材21の境界を表している。もちろん 、外壁18のシール材から離れた部分23には、壁に平行に測定した熱伝導率を 約20%より多く増加させない高分子保護膜を設けてもよい。シール材から離れ た部分23は、その全長に渡ってほぼ均一の幅であることが望ましく、またガラ スユニットの外周のほぼ全体に沿って延在していることが好ましい。
側壁20間に延在し、部分22及び24で形成されているように図2、図4及び 図5に示されている内壁17は、側壁20間で表面に沿った距離がd2であり、 この距離は、図5で点ryJ間に延在する距離として示されている。
外壁18は断面が蛇行形であることが望ましいため、距離d、は一般的に距li d、より大きいが、図2に示されているもののように外壁の形状によっては、ま た高分子シール材21の様々な幅によっては、距離d1がd2より小さくなる。
d I/ d !の比は少なくとも0.2でなければならず、好ましくは少なく とも0.5、さらに言えば少なくとも0.9、最も好ましくは少なくとも1.2 で、好適な範囲は0.9〜1.4である。
図6(この場合も先の図面のものと同様な構造には同一の番号が付けられている )に示されているスペーサ16は、幾つかの注意すべき例外を除いて、図2、図 3及び図4に関連して前述したスペーサに類似している。先行図面と同様に、ス ペーサ16は離設ガラス板10.12間に支持されており、側壁20がシーリン グリボン38によってガラス板の向き合った表面に接着されている。
スペーサ16の側壁20は、図4に示されているスペーサと同様にして、ガラス 板間空間のほぼ内側(図6では上向き)へ延出してから、図4の場合のように5 0ですぐに折り返されて、側壁20に平行に延在する壁部分52を形成している 。壁部分52は、終端が内向きに曲がって、スペーサ16の内部26を横切って 互いに接近する方向へわずかに延出したリップ58になっている。全体を60で 示している内壁が、ガラス板間空間に向き合っており、内向きに曲がったリップ 58の上にその縁部方向が載って、点62で壁52に溶接されている。内壁60 は波形であり、波形は図6に示されているスペーサの側部間に広がっている。
図6に見える正弦波状の波形の頂部が64で示され、溝部が66で示されている 。
内壁60は図7及び図8にさらに詳細に示されており、その壁は、ステンレス鋼 または他の物質から製造され、頂部64及び溝部66を備えた波形が与えられる 。図7を見れば、1つの実施例では頂部が溝部より幾分広くなっていることがわ かり、点62で壁52に溶接されるのは、頂部64の縁部であるのが望ましい、 溝部6G全体に見られる内壁の狭(なった部分が、ガラス板間空間とスペーサの 内部26との間を連通させる小ギャップになる。しかし、必要に応じて内壁の幅 をそれの長さ方向に沿って均一にしてもよい。
図6〜図8に示されているように、スペーサ16及びその内壁60は、望ましく はすべて厚さが約o、 oosインチ未満のステンレス鋼製にする。波形は適当 な寸法にすることができるが、溝部から頂部までの高さが約0.020インチ以 上であるのが望ましい。理解されるであろうが、内壁に形成された波形は、壁の 側部間の剛度な増大させ、圧砕に対するスペーサの抵抗力を増大させる。内壁6 0に幅が広い部分と狭い部分を設ける場合、その幅の差は0.014〜0.02 0インチ程度にすることができる。
先行の実施例と同様に、図6〜図8のスペーサの内部に粒子状乾燥材組成物を用 いて、さらなる側方圧縮強さを与えることができる。
前述したように、本発明のスペーサは、望ましくはステンレス鋼または他の強い 金属、例えばチタンまたはマグネシウム合金で形成されるが、ステンレス鋼が好 ましい。金属スペーサの厚さは、望ましくは約o、 oosインチ以下であり、 好ましくは約0.0035インチ以下で、約o、 oosインチが望ましい。
このため、本発明は、好適な実施例で、非常に薄く、従って一方の側壁から他方 への熱伝達が非常に低いステンレス鋼金属スペーサを用いる。しかしながら、粒 子状乾燥材組成物を含むため、スペーサの圧砕抵抗力が増大し、その結果、スペ ーサは発明のガラスユニットの運搬時、及びユニットを適当なフレームに設置す る際に一般的に生じる応力に押しつぶされないで耐えることができる。
図2〜図4の発明のスペーサ内に粒子状乾燥材充填組成物を用いて、圧砕負荷に 対するスペーサの側方抵抗力を増大させることが特に望ましい0図6〜図8の実 施例に示されているように波形の内壁を用いた時に構造的支持力がある粒子状乾 燥材組成物を使用することは、波形構造自体が剛性及び圧砕に対する抵抗力を補 強するため、さほど重要ではない。
図9 fal 、 (bl及び(clは、前述のスペーサのあるものの変更例で ある。スペーサ16には、平行に離設された側壁20が図5に示されているよう に折り返されて壁部分52を形成し、その壁部分52の終端が内向きに曲がって 、スペーサの内部を横切って互いに接近する方向へわずかに延出したリップ58 になっている本体部分が設けられている。平坦な内壁70が、ガラス板間空間に 向き合っており、内向きに曲がったリップ58の上にその縁部方向が截って、7 2で壁52に溶接されている。スペーサの内部をガラス板間空間と連通させる小 さい空気空間を形成できるように、溶接部72を内壁6oの長さ方向に沿って間 隔を置いて設けることができる。必要に応じて、内壁7oの厚さ方向に狭いスロ ットを同じ目的で設けてもよい。
図9(a)では、図6の内壁60の代わりに、直線部分74及び一対の上向きに 曲がった縁部76を備えた内壁7oが用いられ、その縁部は折り返し側壁52に よって形成されたリセスにはまっている。内向きに曲がったリップ58の縁部と 内壁部分74とに溶接部72が形成されている。
図9(a)に示されている実施例は、図示の2つの金属部品を個別に形成してか ら、内壁70をスペーサの本体の長手方向に摺動させることによって、この図面 に示されている構造が得られる。あるいは、側壁を折り返して部分52を形成す る前に、内壁部分70を側壁20に対して図示のように配置してもよい。
図9(b)に示されている変更例は、側方折り返し部分80を設けて側方棚部8 1を形成し、その上に内壁70が載るようにした側壁78を提供しており、内壁 70の縁部は折り返し部分82の下側に延在し、図9(a)の場合と同様に、側 壁が内壁70に溶接されている。
図9(c)は、図8に示されているリップ58と同様な内向きに曲がったリップ 84を側壁の折り返し部分82の下端部に設けた点を除いて、図9(b)と同様 な実施例を示している。この場合も、内壁70は、スペーサの長さ方向に間隔を 置いた点72で内向きに曲がったリップ84に溶接されている。
図9(b)及び9(c)の実施例は、図9(a)に関連して説明したように形成 できる。すなわち、内壁70をスペーサの端部から挿入するか、内向きに曲がっ たリップ80によって形成された肩部の上に載せた後、折り返し側壁部分82を 形成するだけでもよい。
本発明のスペーサのコーナ、すなわちスペーサが断熱ガラスユニットの外周に沿 って延在する時に、スペーサが90度方向変換する地点は容易に形成できる。望 ましくは、各スペーサは、矩形窓ユニットに使用するのに適した大きさの矩形形 状を与λることかできるように3または4個の直角の小半径曲がり部を設けた1 本の素材で形成されている。スペーサ材の端部は、スペーサの上部延在部分、す なわちガラスユニットの上部を形成するスペーサ部分に沿って配置するのが望ま しい。
コーナ形成作業が図1Oに示されており、図5のスペーサについて説明する。ス ペーサには外壁18が設けられており、その外壁は2つの外向きに延出した突出 部90を有している。図5では、はぼ平坦な中央の外壁部分94が、図4の中央 突出部92の代わりになっている。
このようなスペーサのコーナ部分の変更が望まれるが、本発明のスペーサの底壁 18は所望の形状に、例^ば図2、図4、図5及び図9(a)に示されているも のにすることができる。
図1Oに示されているように、スペーサ材のコーナ部分を、向き合った側部分1 00とインサート102とを備えた曲げダイの中の側部分の間に入れて、スペー サの内壁部分22.24に接触してそれを支持できるようにする。ダイ部分10 0.102の向き合ったそれぞれの表面104.106の間に隙間があり、その 中に折り返し壁部分52が収容される。突出部90を含むスペーサの外壁18の 形状を表面接触状態でほぼ収容できる形状の上表面を有する曲げダイが110示 されている。もちろん、スペーサの内部には、42で示された粒子状乾燥材また は他の圧砕抵抗充填材が詰められている。
成形ダイ110は、スペーサ部分の長さ方向に沿って(図1Oの紙面に垂直に) 湾曲移動して、スペーサに直角的がり部を形成し、ダイ部分100.102が側 壁52及び内壁部分22.24の統合性及び寸法を維持している。曲げ処理が行 われる時、スペーサの可鍛壁、好ましくは前述したような薄壁状のステンレス鋼 で形成されたものが変形して曲がり部に適応し、また粒子状乾燥材または他の物 質がスペーサ内部にあることによって、互いに陥没することが防止される。内壁 の曲げ半径は378インチ程度にすることができる。
スペーサのコーナの曲げ作業中、乾燥材または他の粒子状物質に加えられる圧砕 力は相当に大きく、乾燥材の一部が圧砕されて粉末状になるので、乾燥材が窓ユ ニットのガラス板間空間へ逃げ込むことができないようにすることが重要である 。
図3に示されているシール構造は、溶接工程で形成された小開口は非常に小さい ため、非常に小さい粒子でも通過させない優れた効果を与えている。もちろん必 要ならば、図3の接合部を曲がり部付近で連続状に溶接してそれらを密着させて もよい。
このように、スペーサのコーナ部分の中空内部内の乾燥材または他の粒子状物質 を密封してガラス板間空間内へ逃げないようにしてもよい。必要ならば、圧砕時 に壊れて小粒子にならない充填材、例えばプラスチックビーズ、強いが曲がるこ とができるプラスチック(例えばポリウレタン)フオーム等をスペーサのコーナ 部分内に用いてもよい。
必要ならば、スペーサの目に見えるコーナ部分に所定の美的に優れたデザインの 規則的間隔の隆起を形成できるように、波形またはのこ歯形または他の形状にし た底表面108を設けてもよい。
本発明のスペーサを上記のように所望の窓ユニットに合ったほぼ矩形に形成した 後、スペーサの自由端部を突き合わせ関係に合わせて固定する。
図11及び図12は、この工程を実施する一例を示している。図11に示されて いるスペーサ形状は図4のものである。スペーサ16の開放端部112内に、全 体を120で示したキーインサートがはめ込まれる。
このインサートは、ABSプラスチックまたは他の熱の流れに対して抵抗力があ る物質で製造するのが望ましいが、断面がほぼ矩形で、ガラス板間空間に面する 表面に沿って細長いスロット122を設けている。
このスロットは、図4で説明した重合縁部28,30を収容できる大きさ及び形 状である。キー120の長さのほぼ1/3がスペーサ16の端部から突き出して おり、キーは同一の端部を備えている。望ましくは、キーの本体は124で中断 しており、スペーサはここにそれの中心点を定める横壁部126を設けて、確更 にキーの長さの半分が各スペーサ端部にはめ込まれるようにしている。
キーの底表面121から下向きに、一連の十分な長さの弾性フィンガ128が互 いに間隔をおいて垂下しており、それらがスペーサの端縁部(すなわち外壁18 の縁部)に接触し、スペーサをスペーサ端部内へ挿入した時に曲がってキーをス ペーサ端部内に固定できるようにする。
キーの端部130は、スペーサの端部へ挿入しやすくするため、必要に応じてテ ーパを付けてもよい。
スペーサの端部間のこのように形成されたジヨイントは、図4のスペーサの本体 部分18及び側壁部分20とほぼ同じ形状に曲げることができるか、望ましくは 予め曲げられたステンレス鋼または他の金属板材等の可鍛性で気体を透過しない シートからなる短い長さのクリップ140図10)で被覆してもよく、望ましく はそのクリップに内向きに曲がったリップ142を設けて、図4のスペーサの曲 がり部50の上に被せる。
クリップ140は、スペーサ16の外側にすべりばめされる大きさであり、スペ ーサの端部間に突き合わせ接合部の上に配置されて、リップ142スペーサの側 壁52に緊密状に下向きにかしめることができるようにする。クリップの内径を スペーサ16の外径とほぼ同じにして、リップ142を所定位置にかしめた時、 部分140がスペーサの形状にぴったり合わせる。このようにして、本発明のス ペーサの向き合った端部間に突き合わせ接合が迅速に形成され、このような突き 合わせ接合部はほとんど目立たない。
好ましくは、ポリイソブリレン等のシーリングコンパウンド114を当接したス ペーサ端部の外壁表面の周囲に設けて、これらの端部と上に重ねたリップ140 との間に緊密状のシールを形成する。シーリングコンパウンド114は、当接し たスペーサ端部の外壁表面にクリップを接着して、外壁をシールすると共に、そ れが水蒸気及び他のガスをほとんど透過させないようにすることができる。
シーリングコンパウンドは、シリコーン被覆剥離ライナーに載せた薄I!(例え ば0.015インチ)として供給でき、接合部付近で当接しているスペーサの側 壁及び外壁にライナーで支持した状態で付着させてから、ライナーを取り除き、 クリップ140を付着させて、図11に示されているようにそれでコンパウンド をそれとスペーサの向き合った壁との間で圧搾する。必要に応じて、シーリング コンパウンドをアルミニウムフォイル等の可鍛性のほとんどガスを透過しないシ ートに載せた薄膜として供給するしてもよく、それは当接接合部を横切るように スペーサの外表面と緊密状に係合するように形成でき、これによってシーリング コンパウンドは、フォイルとスペーサの壁との間に挟まれる。このように、フォ イル自体がクリップとして機能する。
以上に本発明の好適な実施例を説明してきたが、発明の精神及び添付の請求項の 範囲内において様々な変更を加えることができることを理解されたい。

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.一対のほぼ平行に離設されたガラス板と、ガラス板を互いに外周で結合させ る、周囲を取り囲むスペーサとを備え、前記ガラス板及びスペーサ間にガス封入 ガラス板間空間を形成している断熱ガラスユニットであって、 スペーサは、中空内部及び向き合ったほぼ平坦状の側壁を備えた細長いスペーサ 長さ部分と、側壁を向き合ったガラス板表面に密着させるシール材と、中空スペ ーサ内部に収容されてその少なくとも一部分を満たしており、その内部形状に一 致することによって圧縮力をスペーサの一方の側壁から他方へ伝達し、それによ ってスペーサの圧縮強さを向上させるための圧砕抵抗粒子状乾燥材組成物と、を 有していることを特徴とするガラスユニット。
  2. 2.スペーサは、ほぼ平坦状の内壁を備え、その細長い部分がそれぞれの側壁か ら一方向に延出し、互いに重合する縁部がその長さ方向に沿った点で結合するこ とによって、細長い部分を固着すると共に、スペーサの内部をガラス板間空間に 連通させる複数の開口を重合縁部間に形成していることを特徴とする請求項1の ガラスユニット。
  3. 3.前記圧砕抵抗乾燥材粒子は、長球モレキュラーシーブを有していることを特 徴とする請求項1のガラスユニット。
  4. 4.スペーサは、ガラス板間空間に面した内壁を備え、この内壁は、ガラス板の 平面に直交する方向に延出した強化型の波形を有していることを特徴とする請求 項1のガラスユニット。
  5. 5.前記波形は、前記内壁にその長手方向に向って正弦波の波形を与えることを 特徴とする請求項4のガラスユニット。
  6. 6.前記スペーサは、ガラス板間空間に面する表面を備えた側壁間の内壁と、内 壁から間隔を置いて向き合った外壁とを有しており、前記側壁の脚部分がそれぞ れのガラス板表面に沿って内壁を越えてガラス板間空間の内側へ延出しているこ とを特徴とする請求項1のガラスユニット。
  7. 7.前記内壁は、側壁間に延在してそれに縁部が結合されている細長プレートを 有しており、そのプレートは外壁と共に、前記粒子状乾燥材組成物を収容する前 記中空スペーサ内部を形成しており、細長プレート部分の縁部はプレート部分の 長さ方向に沿って間隔を置いた位置で側壁に取り付けられて、プレートの縁部と 側壁との間に複数の開口を形成して、ガラス板間空間とスペーサの乾燥材含有内 部との間を気体連通させることができることを特徴とする請求項6のガラスユニ ット。
  8. 8.前記細長プレートは、前記内壁に長手方向に延在したほぼ正弦波形の形状を 与える横方向波形を含むことを特徴とする請求項7のガラスユニット。
  9. 9.前記内壁はほぼ平坦であり、内壁の細長い部分がそれぞれの側壁から一方向 に延出し、互いに重合する縁部をその長さ方向に沿った点で結合することによっ て、細長い部分を固着すると共に、スペーサの内部をガラス板間空間に連通させ る複数の開口を重合縁部間に形成していることを特徴とする請求項6のガラスユ ニット。
  10. 10.外壁は、ガラスユニットの周囲をほぼ完全に取り囲むように前記ガラス板 間に延在するシール材除外部分を備えていることを特徴とする請求項2のガラス ユニット。
  11. 11.シール材除外部分は、ガラスユニットの周囲を取り囲むスペーサのほぼ全 長に渡って同一幅であることを特徴とする請求項10のガラスユニット。
  12. 12.スペーサは、壁厚が0.005インチ以下のステンレス鋼で形成されてい ることを特徴とする請求項1〜11のガラスユニット。
  13. 13.向き合った内表面を備えている一対のほぼ平行に離設されたガラス板と、 ガラス板の外周部分を互いに結合させて周囲を取り囲むように延在するスペーサ とを備え、前記ガラス板及びスペーサ間にガス封入ガラス板間空間を形成してい る断熱ガラスユニットであって、 スペーサは、約0.005インチ以下の均一な壁厚を有するステンレス鋼で形成 され、しかも、中空内部と、向き合ったほぼ平坦状の側壁とを備え、側壁の各々 には、それを密着させたガラス板表面に沿ってガラス板間空間の内側へ延出した 部分と、折り返し部分とが設けられており、内壁が折り返し側壁部分間に延在し て、ガラス板間空間に面しており、内壁の細長い部分がそれぞれの側壁から一方 向に延出し、互いに重合する縁部をその長さ方向に沿った点で結合することによ って、細長い部分を固着すると共に、スペーサの内部をガラス板間空間に連通さ せる複数の開口を重合縁部間に形成していることを特徴とするガラスユニット。
  14. 14.前記開口の通路長さが少なくとも0.04インチであることを特徴とする 請求項13のガラスユニット。
  15. 15.外壁が、内壁から間隔を置いた位置で側壁間に延在しており、外壁の側壁 間の部分の断面形状が正弦波形をなしていることを特徴とする請求項13のガラ スユニット。
  16. 16.外壁は、内壁から外側に間隔を置いた位置で側壁間に延在して、ガラスユ ニットの周囲をほぼ完全に取り囲むように前記ガラス板間に延在するシール材除 外部分を備えていることを特徴とする請求項13のガラスユニット。
  17. 17.シール材除外部分は、ガラスユニットの周囲を取り囲むスペーサのほぼ全 長に渡って同一幅であることを特徴とする請求項16のガラスユニット。
  18. 18.側壁間の内壁の外表面に沿って測定したガラス板間の距離d2に対するシ ール材除外部分の外表面に沿って測定したガラス板間の距離d1の比が、少なく とも0.2であることを特徴とする請求項17ガラスユニット。
  19. 19.中空スペーサ内部に収容されてその少なくとも一部分を満たしており、そ の内部形状に一致することによって圧縮力をスペーサの一方の側壁から他方へ伝 達し、それによってスペーサの圧縮強さを向上させるための圧砕抵抗粒子状乾燥 材組成物を備えていることを特徴とする請求項13のガラスユニット。
  20. 20.向き合った内表面を備えている一対のほぼ平行に離設されたガラス板と、 周囲を取り囲むように延在して、ガラス板の外周部分を互いに結合させるスペー サとを備え、前記ガラス板及びスペーサ間にガス封入ガラス板間空間を形成して いる断熱ガラスユニットであって、 スペーサは、中空内部及び向き合ったほぼ平坦状の側壁とを備え、内壁が側壁間 に延在してガラス板間空間に面しており、外壁が、内壁から外側に間隔を置いた 位置で側壁間に延在し、しかも周囲をほぼ完全に取り囲むように前記ガラス板間 に延在するシール材除外部分を備えていることを特徴とするガラスユニット。
  21. 21.シール材除外部分は、ガラスユニットの周囲を取り囲むスペーサのほぼ全 長に渡って同一幅であることを特徴とする請求項20のガラスユニット。
  22. 22.側壁間の内壁の外表面に沿って測定したガラス板間の距離d2に対するシ ール材除外部分の外表面に沿って測定したガラス板間の距離d1の比が、少なく とも0.2であることを特徴とする請求項21のガラスユニット。
  23. 23.前記比が少なくとも0.5であることを特徴とする請求項22のガラスユ ニット。
  24. 24.前記比が少なくとも0.9であることを特徴とする請求項22のガラスユ ニット。
  25. 25.前記比が少なくとも0.5〜1.4であることを特徴とする請求項22の ガラスユニット。
  26. 26.前記比が少なくとも1.2であることを特徴とする請求項22のガラスユ ニット。
  27. 27.中空スペーサ内部に収容されてその少なくとも一部分を満たしており、そ の内部形状に一致することによって圧縮力をスペーサの一方の側壁から他方へ伝 達し、それによってスペーサの圧縮強さを向上させるための圧砕抵抗粒子状乾燥 材組成物を備えていることを特徴とする請求項22のガラスユニット。
  28. 28.前記外壁は、ガラス板から離れていくようにそれそれの側壁から延在する 壁部分を備え、その間にギャップを形成しており、高分子シール材が前記ギャッ プ内に収容されて、前記離れていく壁部分をそれぞれのガラス板に接着している ことを特徴とする請求項22のガラスユニット。
  29. 29.一対のほぼ平行に離設されたガラス板と、周囲を取り囲むように延在して 、ガラス板を互いに外周で結合させるスペーサとを備え、前記ガラス板及びスペ ーサ間にガス封入ガラス板間空間を形成している断熱ガラスユニットであって、 スペーサは、約0.005インチ以下の厚さを有するステンレス鋼で形成され、 中空内部及び向き合ったガラス板表面に密着された向き合ったほぼ平坦状の側壁 とを備えており、内壁が側壁間に延在してガラス板間空間に面する表面を備え、 対向する外壁が、前記内壁から間隔を置いた位置で側壁間に延在しており、スペ ーサは、中空スペーサ内部に収容されてその少なくとも一部分を溝たしており、 その内部形状に一致することによって圧縮力をスペーサの一方の側壁から他方へ 伝達し、それによってスペーサの圧縮強さを向上させるための圧砕抵抗粒子状乾 燥材組成物を備えていることを特徴とするガラスユニット。
  30. 30.前記外壁は、それぞれ隣接のガラス板の向き合った表面から外向きに離れ ていく壁部分を備え、その間にギャップを形成しており、高分子シール材が前記 ギャップをほぼ満たして、外壁に前記ギャップ間に延在するシール材除外部分を 備えていることを特徴とする請求項29のガラスユニット。
  31. 31.側壁間の内壁の外表面に沿って測定したガラス板間の距離d2に対するシ ール材除外部分の外表面に沿って測定したガラス板間の距離d1の比が、少なく とも0.9であることを特徴とする請求項30のガラスユニット。
  32. 32.dl/d2の比が0.9〜1.3であることを特徴とする請求項31のガ ラスユニット。
  33. 33.d1/d2の比が1.2より大きいことを特徴とする請求項31のガラス ユニット。
  34. 34.断熱ガラスユニットに使用される、変形可能な壁を備えた管状スペーサの 直線部分に直角に曲げられた丸コーナを形成する方法であって、 直線部分の内部に圧砕抵抗粒子を詰め込み、次に、そのスペーサ部分を曲げて直 角の丸コーナにし、 粒子が曲げ作業中のスペーサの壁の圧壊を防止することを特徴とする方法。
  35. 35.そのスペーサ部分は、平行に離れた平面上にあって、一対の平行に離設さ れたガラス板の向き合った表面に取り付けられる外表面を備えた向き合ったほぼ 平坦状の側壁を備え、曲げ作業中に平行に離れた平面から移動しないように側壁 を支持するステップを含むことを特徴とする請求項34の方法。
  36. 36.スペーサは、その側壁間に直角曲がり部の内表面を形成するほぼ平坦状の 表面を備え、曲げ作業中に無制御状態で座屈しないように平坦表面を支持するス テップを含むことを特徴とする請求項35の方法。
  37. 37.向き合った内表面を備えている一対のほぼ平行に離設されたガラス板と、 ガラス板の外周部分を互いに結合させる、周囲を取り囲むように延在したスペー サとを備え、前記ガラス板及びスペーサ間にガス封入ガラス板間空間を形成して いる断熱ガラスユニットであって、 スペーサは、約0.005インチ以下の均一な壁厚を有するステンレス鋼で形成 され、しかも、中空内部と、向き合ったほぼ平坦状の側壁と、側壁間に延在して ガラス板間空間に面している内壁とを備えており、内壁の細長い部分が、それぞ れの側壁から一方向に延出し、互いに重合する縁部をその長さ方向に沿った点で 結合することによって、細長い部分を固着すると共に、スペーサの内部をガラス 板間空間に連通させる複数の開口を重合縁部間に形成しており、スペーサの端部 は、突き合わせジョイントで接合され、このジョイントが、スペーサのそれぞれ の端部内へ延出してそれと係合するキーと、スペーサの端部付近の部分の本体の 外表面に密着状に係合するように形成されたクリップとを備えていることを特徴 とするガラスユニット。
  38. 38.スペーサに設けられた側壁の各々には、それを密着させたガラス板表面に 沿ってガラス板間空間の内側へ延出した外側部分と、折り返し内側部分とが設け られており、前記クリップは、スペーサの端部の側壁に沿って延在してそれに接 触する壁部分を備え、クリップ壁部分の終端は、スペーサの端部の折り返し部分 上で折り返されてそれにかしめられるリップ部分になっていることを特徴とする 請求項37の断熱ガラスユニット。
  39. 39.クリップと端部付近のスペーサ本体の外表面との間にシール材を介在させ たことを特徴とする請求項37の断熱ガラスユニット。
  40. 40.スペーサは、内壁から外側に間隔を置いた位置で側壁間に延在している外 壁を備え、さらに、前記キーには、外向きに延出した弾性フィンガを備えて、そ れが外壁に接触して折り曲げられることによって、前記キーをスペーサ端部の中 空内部の所定位置に固定するようにしたことを特徴とする請求項39の断熱ガラ スユニット。
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