KR101723425B1 - 복층창 구조 - Google Patents

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KR101723425B1
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토모노리 카마카
요지 시모카와
스스무 이나가키
히로히코 가키누마
이와오 사토
도모아키 기토
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도호 시트 프레임 가부시키가이샤
홋까이도료카쿠데츠도 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 복층창 구조는, 유리로 이루어진 한쪽 창판; 폴리카보네이트로 이루어지고, 상기 한쪽 창판보다 세로 폭과 가로 폭이 모두 작으며, 5㎜∼30㎜의 두께로 형성된 다른 한쪽 창판; 상기 한쪽 창판 및 상기 다른 한쪽 창판의 둘레를 따라 연재하도록 배치되고, 상기 한쪽 창판 및 상기 다른 한쪽 창판 사이의 공기층에 대향하는 구멍을 갖는 중공 고리상의 스페이서; 및, 상기 한쪽 창판 및 상기 다른 한쪽 창판의 둘레를 따라 연재함과 함께, 상기 한쪽 창판과 상기 스페이서 사이 및 상기 다른 한쪽 창판과 상기 스페이서 사이에 배치된, 두께가 0.5㎜ 이상이면서 폭이 6㎜ 이상인 탄성체로 이루어진 1차 실링재를 구비한다.

Description

복층창 구조{MULTI-LAYERED WINDOW STRUCTURE}
본 발명은 복층창 구조에 관한 것이다.
근래에, 고속으로 주행하는 철도 차량의 창 구조로서, 방음성 및 단열성의 관점에서 2장의 투명판 사이에 공기층을 형성한 복층창이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 이러한 복층창은, 그 공기층의 내부 압력과 외부 압력 사이에 있어서의 압력차 변동이 크기 때문에, 틀재로 지지되어 있다. 또한, 틀재와 복층창 사이에는 공기층을 기밀하게 하기 위해 실링재나 고분자 피막 등이 장전되어 있다.
또한, 근래에는 철도 차량의 고속화가 진행됨과 함께, 차량 내부로부터의 경관의 관점에서 대형 창판이 요구되고 있다. 그러나, 한랭지에서의 고속 주행에 있어서는, 창판의 파손이나 결로가 생기기 쉽다는 문제가 발생되고 있다. 예를 들면, 한랭지에서의 주행에 있어서는 철도 차량 아래에 눈이 부착되는데, 이 철도 차량이 터널 안을 주행하면 상승 기류가 발생하여, 철도 차량 아래의 눈에 선로 주위의 돌이 부착되는 경우가 있다. 그 경우, 돌이 상승 기류에 의해 휘말려 올라가 유리제 창판에 충돌하여, 유리제 창판이 파손된다는 문제가 발생하고 있었다. 이 문제에 대해, 유리제 창판의 외측에 비산 방지 필름을 첩부(貼付)하는 방법이 채용되고 있었지만, 유리제 창판의 파손을 완전하게 막을 수는 없었다. 그래서 현재는, 유리제 창판과 폴리카보네이트제 창판을 조합한 복층창이 널리 채용되고 있다.
이러한 복층창은, 폴리카보네이트제 창판을 차량의 외측을 향하게 설치함으로써, 돌의 충돌에 의한 균열은 막을 수 있지만, 유리제 창판과 폴리카보네이트제 창판 사이에 결로가 생기기 쉽다는 문제가 있었다. 특히 한랭지에서 사용되는 대형 복층창의 경우는 차량 내외의 온도차가 크기 때문에 결로가 발생하기 쉬웠다.
이것을 해결하는 방법으로는, 한쪽 창판과 다른 한쪽 창판 사이에 건조재를 배치하는 것이 알려져 있다(특허문헌 2 참조).
특허문헌 2에 나타낸 바와 같이, 유리 창판(한쪽 창판)과 폴리카보네이트 창판(다른 한쪽 창판) 사이에는, 스페이서가 한쪽 창판 및 다른 한쪽 창판의 각 둘레를 따라 연재(延在)하도록 배치되어 있다. 또한, 스페이서 및 한쪽 창판 사이와 스페이서 및 다른 한쪽 창판 사이에는, 실링재가 각각 밀착되도록 배치되어 있어, 스페이서와 한쪽 창판 및 다른 한쪽 창판을 일체화하고 있다. 이러한 구성에 의해, 밀폐된 공기층이 한쪽 창판과 다른 한쪽 창판 사이에 형성되어 있다. 스페이서는 중공(中空) 고리형상이며, 건조재가 충전되어 있다. 또한, 스페이서의 공기층측의 측벽에는, 복수의 슬릿상의 구멍이 형성되어 있어, 스페이서 안과 공기층이 연통되어 있다. 이로써, 공기층 안은 건조재에 의해 제습된다.
일본 공개특허공보 소62-96167호 일본 공개특허공보 2008-068707호
그러나, 폴리카보네이트는 수분을 투과시키기 때문에, 건조재를 배치해도 한쪽 창판과 다른 한쪽 창판 사이의 결로를 충분히 막을 수 없다. 또한, 폴리카보네이트와 유리는 열팽창율에 차이가 있기 때문에, 한랭지와 같이 차량 내외의 온도차가 큰 환경하에서는, 유리제인 한쪽 창판과 폴리카보네이트제인 다른 한쪽 창판 사이에 있어서의 열팽창 차가 커진다. 이 때문에, 다른 한쪽 창판의 둘레부가 크게 뒤틀려, 실링재에 응력이 가해진다. 그 결과, 다른 한쪽 창판에 대한 실링재의 접착면이 벗겨지거나, 실링재가 잡아 당겨져 균열이나 단열이 생길 우려가 있다. 이러한 경우, 공기층 안에 수분이 비집고 들어가, 한쪽 창판과 다른 한쪽 창판 사이에 결로가 발생한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 한 쌍의 창판 사이의 결로 발생을 방지할 수 있는 복층창 구조의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 채용하였다.
즉, (1) 본 발명의 일 태양에 따른 복층창 구조는, 유리로 이루어진 한쪽 창판; 폴리카보네이트로 이루어지고, 상기 한쪽 창판보다 세로 폭과 가로 폭이 모두 작으며, 5㎜∼30㎜의 두께로 형성된 다른 한쪽 창판; 상기 한쪽 창판 및 상기 다른 한쪽 창판의 각 둘레를 따라 연재하도록 배치되고, 상기 한쪽 창판 및 상기 다른 한쪽 창판 사이의 공기층측의 측벽에 구멍을 갖는 중공 고리상의 스페이서; 및, 상기 한쪽 창판 및 상기 다른 한쪽 창판의 각 둘레를 따라 연재함과 함께, 상기 한쪽 창판과 상기 스페이서 사이 및 상기 다른 한쪽 창판과 상기 스페이서 사이에 배치된, 두께가 0.5㎜ 이상이면서 폭이 6㎜ 이상인 탄성체로 이루어진 1차 실링재를 구비한다.
(2) 상기 (1)에 기재된 복층창 구조에서는, 상기 스페이서 안에 건조재가 충전되어 있는 것이 바람직하다.
(3) 상기 (1)에 기재된 복층창 구조에서는, 상기 1차 실링재가 부틸 고무로 이루어지는 것이 바람직하다.
(4) 상기 (1)에 기재된 복층창 구조에서는, 상기 한쪽 창판 및 상기 다른 한쪽 창판의 각 둘레에 밀착하여 연재함과 함께, 상기 스페이서의 둘레를 둘러싸도록 밀착되는 탄성체로 이루어진 2차 실링재를 추가로 갖는 것이 바람직하다.
(5) 상기 (1)에 기재된 복층창 구조에서는, 상기 다른 한쪽 창판의 상기 공기층측의 둘레부에 흑색의 도막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
(6) 상기 (1)∼(5) 중 어느 한 항에 기재된 복층창 구조에서는, 기온이 18℃∼25℃인 조건하에서, 상기 다른 한쪽 창판의 중앙이, 당해 다른 한쪽 창판의 주변부로부터 상기 한쪽 창판의 반대측을 향해 0.1㎜∼3.0㎜ 돌출되도록 휘어져 있는 것이 바람직하다.
상기 (1)의 태양에 따르면, 폴리카보네이트로 이루어진 다른 한쪽 창판을, 유리로 이루어진 한쪽 창판보다 세로 폭과 가로 폭이 모두 작게 형성함으로써, 다른 한쪽 창판이 열팽창했을 때의 둘레부의 뒤틀림 폭이 억제된다. 또한, 다른 한쪽 창판을 5㎜∼30㎜의 두께로 형성함으로써, 공기층 안으로의 수분의 투과를 막을 수 있다. 또한, 1차 실링재의 크기를 두께가 0.5㎜ 이상이면서 폭이 6㎜ 이상으로 함으로써, 다른 한쪽 창판의 열팽창에 따라 1차 실링재에 응력이 가해져도, 1차 실링재의 균열이나 단열의 발생을 막을 수 있다. 이들에 의해, 다른 한쪽 창판을 통한 수분의 투과와, 1차 실링재의 균열 혹은 단열에 의한 수분의 투과를 막을 수 있다. 이상에 의해, 한쪽 창판과 다른 한쪽 창판 사이의 결로 발생을 막을 수 있다.
상기 (2)의 경우, 스페이서 안에 건조재가 충전되어 있음으로써, 한쪽 창판과 다른 한쪽 창판과 스페이서에 의해 밀폐된 공기층 중의 수분을 제거할 수 있다. 이 때문에, 한쪽 창판과 다른 한쪽 창판 사이의 결로 발생을 보다 효과적으로 막을 수 있다.
상기 (3)의 경우, 1차 실링재가 부틸 고무로 이루어짐으로써, 수분이 1차 실링재를 투과하는 것을 막을 수 있다. 또한, 1차 실링재에 응력이 가해져도 균열이나 단열이 생기기 어렵기 때문에, 한쪽 창판과 다른 한쪽 창판 사이의 결로 발생을 보다 효과적으로 막을 수 있다.
상기 (4)의 경우, 탄성체로 이루어진 2차 실링재가, 다른 한쪽 창판 및 한쪽 창판의 둘레에 밀착하여 연재함과 함께, 스페이서의 둘레를 둘러싸도록 밀착됨으로써, 공기층 중으로의 수분의 투과를 보다 효과적으로 막을 수 있다.
상기 (5)의 경우, 다른 한쪽 창판의 공기층측의 둘레부에 흑색의 도막이 형성되어 있음으로써, 1차 실링재의 일광 노출을 막을 수 있다. 이 때문에, 일광에 의한 1차 실링재의 열화와, 그에 기인하는 균열이나 단열을 막을 수 있다.
상기 (6)의 경우, 18℃∼25℃인 조건하에서, 상기 다른 한쪽 창판의 중앙이, 당해 다른 한쪽 창판의 주변부보다 상기 한쪽 창판의 반대측으로 0.1㎜∼3.0㎜ 돌출되도록 휘어져 있음으로써, 열팽창에 의해 다른 한쪽 창판이 내측으로 휘는 것을 막을 수 있다. 이 때문에, 한쪽 창판과 다른 한쪽 창판이 밀착되어 외부 공기의 열이 직접 한쪽 창판에 전해지는 경우가 없다. 이 때문에, 한쪽 창판과 다른 한쪽 창판의 밀착에 기인하는 결로의 발생을 보다 확실히 막을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 복층창 구조를 구비한 철도 차량의 측면도이다.
도 2는 당해 복층창 구조가 설치된 창틀 패널을 외측에서 본 정면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 4의 부분 확대도이다.
도 6은 창판의 두께와 수증기 투과도의 관련성을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 복층창 구조를 철도 차량(1)에 적용한 예에 대하여, 도면을 참조해 설명한다. 또한 이하의 설명에 있어서 참조하는 도면은, 특징을 알기 쉽게 하기 위해 편의상 특징이 되는 부분을 확대하여 도시하는 경우가 있어, 각 구성 요소의 치수 비율 등은 실제와 동일하다고는 할 수 없다. 또한, 이하의 설명에 있어서 예시되는 원료, 치수 등은 일례로서, 본 발명은 이들만으로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 변경하지 않는 범위에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
본 실시형태의 복층창 구조(20)는, 예를 들면 철도 차량(1)에 적용된다.
우선, 본 실시형태의 복층창 구조(20)를 적용하는 철도 차량(1)의 개략적인 구성에 대해 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 철도 차량(1)의 차량 구조체(2)는, 지붕 구조체(3)와 한 쌍의 측면 구조체(5), 언더프레임(7), 엔드 구조체(9)로 개략 구성되어 있다. 이들 중, 언더프레임(7)은 바닥부를 구성하고, 언더프레임(7)의 양측부에는 각 측면 구조체(5)가 접합되어 있다. 지붕 구조체(3)에는, 차량 실내의 냉난방을 행하기 위한 에어컨이나 팬터그래프가 설치되어 있다.
측면 구조체(5)는, 예를 들면 알루미늄 합금의 중공 압출형재를 사용한 더블스킨 구조의 막 패널(13)과 창틀 패널(15), 허리 패널(19)을 구비하여 구성되어 있다. 또한 측면 구조체(5)에 있어서, 창틀 패널(15)은 막 패널(13)과 허리 패널(19) 사이에 끼워지도록 배치되어 있다. 또한 각 패널(막 패널(13), 창틀 패널(15), 허리 패널(19))은 서로 접합되어 있다.
［복층창 구조(20)］
다음으로, 본 실시형태의 복층창 구조(20)에 대해 설명한다. 도 2에 창틀 패널(15)을 외측에서 본 정면도, 도 3에 도 2의 A-A선에 따른 단면도, 도 4에 도 2의 B-B선에 따른 단면도, 도 5에 도 4의 부분 확대도를 도시한다. 복층창 구조(20)는, 창틀 패널(15)과 복층창 유닛(17)으로 개략 구성되어 있다. 이하, 각각에 대해 상세히 설명한다.
＜창틀 패널(15)＞
도 1, 2에 나타낸 바와 같이, 창틀 패널(15)은, 차량 구조체(2)의 외측에 배치되는 외판(15a)과 차량 구조체(2)의 내측에 배치되는 내판(15b), 이들 외판(15a) 및 내판(15b) 사이에 설치된 리브부(15c)로 개략 구성되어 있다. 이 중에, 도 2에 나타낸 바와 같이, 외판(15a)에는 대략 직사각형의 창개구(R)가 형성되어 있다. 또한 도 3, 4에 나타낸 바와 같이, 외판(15a)에는 창개구(R)의 가장자리를 따라 연재하는, 직사각형이면서 고리상의 창 유지부(15f)가 설치되어 있다.
도 2, 3에 나타낸 바와 같이, 창틀 패널(15)의 외판(15a) 및 창 유지부(15f)는, 차량 구조체(2)의 외측에서 보아, 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23)의 각 둘레를 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한 도 2, 4에 나타낸 바와 같이, 외판(15a)의 차량 외측에는, 판상의 부재(40a)를 개재하여 창 누름쇠(41)가 배접되어 있다.
도 2, 4에 나타낸 바와 같이, 창 누름쇠(41), 부재(40a) 및 외판(15a)에는, 두 군데에 볼트(40)를 통과시키는 구멍(15h)이 형성되어 있다. 창 누름쇠(41)는 볼트(40)의 조임에 의해, 부재(40a), 외판(15a)(창 유지부(15f)), 제3 탄성체(31c), 제1 틀부(25a) 및 제2 탄성체(31b)를 개재하여 다른 한쪽 창판(23)을 차량 내측 방향으로 가압한다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 다른 한쪽 창판(23)의 네 귀퉁이에는 폴리에틸렌 폼제의 백업재(45)가 배치되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 클램프 대(34)는, 복층창 유닛(17)의 상단부 및 하단부를 따라 수평으로 연재한다. 또한 클램프 대(34)는 그 연재 방향에 수직인 단면으로 보았을 경우에 대략 U자 형상이며, 그 단부는 창틀 패널(15)에 용접되어 있다.
<복층창 유닛(17)>
도 3, 4에 나타낸 바와 같이, 복층창 유닛(17)은, 한쪽 창판(21)과 다른 한쪽 창판(23), 스페이서(27), 1차 실링재(33a), 2차 실링재(33b), 제1 틀재(25)를 구비하고 있다. 복층창 유닛(17)은, 정면에서 본 경우에, 예를 들면 대략 직사각형이며, 창개구(R)를 막도록 하여 장착되어 있다.
(한쪽 창판(21))
한쪽 창판(21)은, 예를 들면 세로 986㎜×가로 2036㎜×두께 4㎜ 정도의, 대략 직사각형 모양을 갖는 투명한 유리이다. 한쪽 창판(21)은, 다른 한쪽 창판(23)과 대향하도록 배치되고, 철도 차량(1)에 복층창 구조(20)를 장착할 때, 차량 내측에 설치된다.
(다른 한쪽 창판(23))
다른 한쪽 창판(23)은, 예를 들면 세로 984㎜×가로 2033㎜×두께 8㎜ 정도의, 투명한 폴리카보네이트로 이루어진 대략 직사각형의 창판이다. 다른 한쪽 창판(23)은, 철도 차량(1)에 복층창 구조(20)를 장착할 때, 차량 외측에 설치된다.
다른 한쪽 창판(23)의 둘레부(단차면(23b))는, 예를 들면 폭 185㎜의 범위에 걸쳐서 두께 5㎜로 형성되어 있고, 이 다른 한쪽 창판(23)의 중앙 부분보다 3㎜ 얇게 되어 있다. 또한 다른 한쪽 창판(23)의 둘레부(단차면(23b))와 창 유지부(15f) 사이에는, 고무판으로 이루어진 제2 탄성체(31b)가 배치되고, 간극을 더욱 막을 수 있게 실리콘계의 4차 실링재(43)가 충전되어 있다.
또한, 다른 한쪽 창판(23)은, 한쪽 창판(21)에 대해, 예를 들면 8㎜ 정도 이간되어 배치되어 있고, 이들 사이에는 밀폐된 공기층(AR)이 형성되어 있다.
도 3, 4에 나타낸 바와 같이, 다른 한쪽 창판(23)은, 한쪽 창판(21)보다 세로 폭과 가로 폭이 모두 작게 형성되어 있다. 이 때문에, 다른 한쪽 창판(23)이 열팽창해도, 다른 한쪽 창판(23)의 둘레부가 한쪽 창판(21)의 둘레부보다 외측으로 돌출하는 일이 없다. 이 때문에, 열팽창으로 인한 다른 한쪽 창판(23)의 둘레부의 비틀림을 억제함과 함께, 1차 실링재(33a)에 대한 응력을 억제할 수 있다. 즉, 다른 한쪽 창판(23)의 둘레부 주위에, 이 다른 한쪽 창판(23)의 열팽창을 허용하는 여유 부분을 확보할 수 있으므로, 열팽창시에 있어서 다른 한쪽 창판(23)의 둘레부의 움직임을 제한하지 않는다. 따라서, 둘레부에 있어서의 뒤틀림 발생을 저지할 수 있다. 또한, 1차 실링재(33a)가 크게 잡아 당겨지는 일이 없기 때문에, 균열이나 단열의 발생이 억제된다.
본 실시형태의 다른 한쪽 창판(23)은, 5㎜∼30㎜의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 다른 한쪽 창판(23)의 두께가 5㎜ 미만이면, 수분이 다른 한쪽 창판(23)을 투과하기 쉬워져, 그 결과로 공기층(AR)의 습도가 올라가기 때문에, 한쪽 창판(21)과 다른 한쪽 창판(23) 사이에 결로가 발생하기 쉽다. 또한, 다른 한쪽 창판(23)의 두께가 30㎜를 초과하면, 창 누름쇠(41)와 창 유지부(15f)의 사이즈가 지나치게 커져서 복층창 구조(20)의 중량 증가를 야기하므로, 바람직하지 않다.
또한, 본 실시형태의 다른 한쪽 창판(23)은, 기온이 18℃∼25℃인 조건하에서, 다른 한쪽 창판(23)의 중앙이 차량 외측으로 0.1㎜∼3.0㎜ 돌출되도록 휘어져 있다. 다른 한쪽 창판(23)을 이렇게 구성함으로써, 다른 한쪽 창판(23)이 열팽창에 의해 신축해도, 다른 한쪽 창판(23)이 내측(한쪽 창판(21)쪽)으로 휘는 일이 없다. 이 때문에, 다른 한쪽 창판(23)의 신축에 의해 다른 한쪽 창판(23)과 한쪽 창판(21)이 밀착하는 일이 없다.
또한, 다른 한쪽 창판(23)의 내측(한쪽 창판(21)측)의 둘레부에는, 흑색의 도막으로 이루어진 흑색부(BK)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 후술하는 1차 실링재(33a)에 대한 일광의 조사가 차단된다.
(스페이서(27))
도 5에 나타낸 바와 같이, 스페이서(27)는, 예를 들면 단면 형상이 세로 7㎜×가로 7㎜정도의 중공 고리상이며, 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23) 사이에 배치되어 있다. 스페이서(27)는, 1차 실링재(33a)를 개재하여 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23)에 접착되어 있고, 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23)의 둘레를 따라 연재하고 있다. 이로써, 스페이서(27), 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23)은 일체화되고, 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23) 사이에 공기층(AR)을 형성하고 있다.
스페이서(27)의 공기층(AR)측의 측벽에는, 스페이서(27) 안과 공기층(AR)을 연통시키기 위한 복수의 구멍(27a)이 형성되어 있다. 또한, 스페이서(27) 안에는, 공기층(AR) 안을 제습하기 위한 건조재(29)가 충전되어 있다. 스페이서(27) 안에 건조재(29)가 충전되어 있음으로써, 공기층(AR) 안의 수분은 구멍(27a)을 통과하여 건조재(29)에 의해 제거된다.
(1차 실링재(33a))
도 5에 나타낸 바와 같이, 1차 실링재(33a)는 한쪽 창판(21)과 스페이서(27) 사이와, 다른 한쪽 창판(23)과 스페이서(27) 사이에 각각 하나씩 배치되어 있다. 1차 실링재(33a)는 탄성체로 이루어지고, 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23)의 둘레를 따라 연재함과 함께, 스페이서(27)의 측면에 밀착되어 있다. 이러한 구성으로 인해, 스페이서(27)와 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23)은 일체화되어 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 1차 실링재(33a)의 단면 형상의 크기로는, 두께(d1)가 0.5㎜ 이상, 폭(d2)이 6㎜ 이상인 것이 바람직하다. 1차 실링재(33a)의 단면 형상으로는, 예를 들면 두께(d1)가 0.5㎜, 폭(d2)이 6㎜ 정도이다. 종래의 1차 실링재(33a)는, 제조 공정상 두께(d1)가 0.3㎜, 폭(d2)이 3㎜ 정도로 형성되어 있었던 것에 비해, 본 실시형태의 1차 실링재(33a)는 상기 범위의 크기로 형성되어 있음으로써, 신축폭이 종래의 것보다 커진다.
이 때문에, 다른 한쪽 창판(23)의 둘레부가 열팽창에 의해 비틀려, 1차 실링재(33a)에 응력이 가해져도 박리나 균열이 잘 생기지 않는다. 이 때문에, 공기층(AR) 안으로의 수분의 투과를 방지하여, 한쪽 창판(21)과 다른 한쪽 창판(23) 사이의 결로 발생을 막을 수 있다.
또한, 1차 실링재(33a)의 재료로는, 부틸 고무를 사용하는 것이 바람직하다. 부틸 고무는 내습성이 우수하기 때문에, 수분이 1차 실링재(33a)를 투과하는 것을 막을 수 있다. 또한 부틸 고무는 신축성이 뛰어나기 때문에, 1차 실링재(33a)의 균열이나 단열이 생기기 어렵다.
(2차 실링재(33b))
도 5에 나타낸 바와 같이, 탄성체로 이루어진 2차 실링재(33b)는, 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23) 사이에 배치되어 있다. 또한, 2차 실링재(33b)의 단면 형상은 사다리꼴이며, 한쪽 창판(21)측의 가로 폭이 15㎜ 정도, 다른 한쪽 창판(23)측의 가로 폭이 13.5㎜ 정도, 세로 치수가 8㎜ 정도로 되어 있다. 또한 2차 실링재(33b)는, 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23)의 둘레에 밀착하여 연재함과 함께, 스페이서(27)의 둘레를 둘러싸도록 밀착되어 있다. 이로써, 1차 실링재(33a)와 스페이서(27)의 각 둘레부는, 2차 실링재(33b)에 의해 덮인 상태가 된다.
(제1 틀재(25))
도 3, 4에 나타낸 바와 같이, 제1 틀재(25)는, 예를 들면 알루미늄 합금으로 이루어진 직사각형 모양의 부재이며, 한쪽 창판(21)과 다른 한쪽 창판(23) 및 2차 실링재(33b)의 각 둘레를 둘러싸도록 배치되어 있다. 제1 틀재(25)의 단면은 L자 형상이며, 다른 한쪽 창판(23)의 외면(23a)측 가장자리(단차면(23b))에 제2 탄성체(31b)를 개재하여 서로 겹치는 고리상의 제1 틀부(25a)와, 제1 틀부(25a)의 외주단으로부터 한쪽 창판(21)과 직교하는 방향으로 연재하는 제2 틀부(25b)로 구성되어 있다.
제1 틀재(25)의 제1 틀부(25a)는, 외판(15a) 및 창 유지부(15f)의 내측에 제3 탄성체(31c)를 개재하여 배치되어 있다. 제1 틀부(25a)와 다른 한쪽 창판(23) 사이에는 제2 탄성체(31b)가 배설되어 있다.
제2 틀부(25b)와 한쪽 창판(21) 사이에는, 제1 탄성체(31a)가 배설되어 있다. 제2 틀부(25b)와 2차 실링재(33b) 사이에는 실리콘계의 3차 실링재(33c)가 배설되어 있다.
이러한 구성에 의해, 한쪽 창판(21), 다른 한쪽 창판(23), 1차 실링재(33a), 스페이서(27), 2차 실링재(33b), 제1 틀재(25) 및 3차 실링재(33c)는 일체화되어, 복층창 유닛(17)을 구성하고 있다.
제2 틀재(36)는, 단면이 대략 L자 형상이며, 외판(15a)을 따라 상하 방향으로 연재하고 있다. 또한 제2 틀재(36)의 내연부(36a)의 단면 형상은, 예를 들면 길이가 20㎜ 정도이며, 고무판으로 이루어진 라이너(39)를 개재하여 한쪽 창판(21)의 내면(21a)을 가압하고 있다. 또한 제2 틀재(36)의 외연부(36b)의 단면 형상은, 예를 들면 길이가 23㎜ 정도이며, 제2 틀부(25b)와의 사이에는 실리콘계의 4차 실링재(38)가 장전되어 있다.
이러한 구성에 의해, 복층창 유닛(17)은 제2 틀재(36)와 외판(15a)에 의해, 한쪽 창판(21)의 내면(21a)과 다른 한쪽 창판(23)의 외면(23a)(단차면(23b))의 양면으로부터 가압, 유지되고 있다.
이상에서 설명한 구성을 갖는 본 실시형태의 복층창 구조(20)에 의하면, 폴리카보네이트로 이루어진 다른 한쪽 창판(23)을, 유리로 이루어진 한쪽 창판(21)보다 세로 폭과 가로 폭 모두 작게 형성함으로써, 다른 한쪽 창판(23)이 열팽창했을 때의 둘레부의 뒤틀림 폭이 억제된다. 또한, 다른 한쪽 창판(23)의 판두께를 5㎜∼30㎜로 종래의 다른 한쪽 창판보다 두껍게 형성함으로써, 공기층(AR) 안으로의 수분의 투과를 막을 수 있다. 또한, 1차 실링재(33a)의 단면 형상을, 종래의 1차 실링재(33)보다 크게, 두께가 0.5㎜ 이상이면서 폭이 6㎜ 이상으로 형성함으로써, 다른 한쪽 창판(23)의 열팽창에 따라 1차 실링재(33a)에 응력이 가해져도, 1차 실링재(33a)의 균열이나 단열의 발생을 막을 수 있다. 이 때문에, 다른 한쪽 창판(23)을 통한 수분의 투과와, 1차 실링재(33a)의 균열이나 단열로 인한 수분의 투과를 막을 수 있다.
다른 한쪽 창판(23)은, 기온이 18℃∼25℃인 조건하에서, 다른 한쪽 창판(23)의 중앙(CP)이 차량 외측을 향해 0.1㎜∼3.0㎜ 돌출되도록 휘어져 있기 때문에, 다른 한쪽 창판(23)이 열팽창에 의해 신축해도, 다른 한쪽 창판(23)이 내측(한쪽 창판(21)측)으로 휘는 일이 없다. 이 때문에, 외부 공기의 열이 다른 한쪽 창판(23)을 통해서 직접 한쪽 창판(21)으로 전해지지 않아, 한쪽 창판(21)과 다른 한쪽 창판(23)의 밀착에 기인하는 결로의 발생을 막을 수 있다.
또한, 다른 한쪽 창판(23)의 내측(한쪽 창판(21)측)의 둘레부에, 흑색의 도막으로 이루어진 흑색부(BK)가 형성되어 있음으로써, 일광의 조사에 의한 1차 실링재(33a)의 열화를 막을 수 있다. 이 때문에, 1차 실링재(33a)의 균열 발생을 막을 수 있음과 함께, 내용(耐用)기간을 길게 하는 것이 가능해진다.
또한, 스페이서(27) 안에 건조재(29)가 충전되어 있음으로써, 공기층(AR) 안의 수분은 구멍(27a)을 통과하여 건조재(29)에 의해 제거된다. 이 때문에, 한쪽 창판(21)과 다른 한쪽 창판(23) 사이에 있어서의 결로 발생을 막을 수 있다.
또한, 1차 실링재(33a)의 재료로 신축성이 우수한 부틸 고무를 사용함으로써, 1차 실링재(33a)의 균열이나 단열을 막을 수 있다. 이 때문에, 한쪽 창판(21)과 다른 한쪽 창판(23) 사이의 결로 발생을 막을 수 있다.
1차 실링재(33a)와 스페이서(27)의 각 둘레부를 2차 실링재(33b)로 덮음으로써, 공기층(AR) 중으로의 수분의 투과를 막을 수 있다. 또한, 2차 실링재(33b)가 스페이서(27)의 둘레측을 지지함으로써, 1차 실링재(33a)의 균열이나 단열을 막을 수 있다. 이로써, 한쪽 창판(21)과 다른 한쪽 창판(23) 사이의 결로 발생을 막을 수 있다.
이상에 의해, 한쪽 창판(21)과 다른 한쪽 창판(23) 사이의 결로 발생을 막을 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명을 각 실시예에 기초하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
실시예 1에 있어서, 상기 실시형태에서 설명한 구성을 갖는 복층창 구조(20)를 제조하였다. 또한 복층창 구조(20)를 구성하는 복층창 유닛(17)의 구성 조건은 이하와 같다.
한쪽 창판(21)으로는, 세로 986㎜×가로 2036㎜×두께 4㎜의 대략 직사각형의 투명한 유리를 사용했다. 다른 한쪽 창판(23)으로는, 세로 984㎜×가로 2033㎜×두께 8㎜의, 투명한 폴리카보네이트로 이루어진 대략 직사각형의 창판을 사용했다. 다른 한쪽 창판(23)의 둘레부(단차면(23b))는, 폭 185㎜ 범위에 걸쳐서 두께를 5㎜로 하고, 다른 한쪽 창판(23)의 중앙 부분보다 3㎜ 얇게 형성했다. 또한, 18℃∼25℃인 조건하에서, 다른 한쪽 창판(23)의 중앙(CP)을, 한쪽 창판(21)의 반대측을 향해 다른 한쪽 창판(23)의 주변부보다 0.1㎜∼3.0㎜ 돌출되도록 휘어지게 했다.
또한, 한쪽 창판(21)과 다른 한쪽 창판(23) 사이에는, 단면 형상이 세로 7㎜×가로 7㎜ 정도인 중공 고리상 스페이서(27)를 배치하였다. 스페이서(27)에는 복수의 구멍(27a)을 형성하고, 또한 내부에 건조재(29)를 충전시켰다.
한쪽 창판(21)과 스페이서(27) 사이와, 다른 한쪽 창판(23)과 스페이서(27) 사이에는, 단면 형상이 두께 0.5㎜, 폭 6㎜인 부틸 고무로 이루어진 1차 실링재(33a)를 각각 배치해, 스페이서(27), 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23)을 일체화시켰다. 또한, 스페이서(27)의 둘레부의 한쪽 창판(21) 및 다른 한쪽 창판(23) 사이에는, 부틸 고무로 이루어진 2차 실링재(33b)를 배치했다.
이상의 조건으로 제조한 복층창 유닛(17)을 갖는 복층창 구조(20)를 사용하여, JIS 기준(JIS R 3209)의 복층 유리의 가속 내구성 시험을 실시하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112012092174831-pct00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 복층창 구조(20)는, 1류와 2류 및 3류의 시험을 연속하여 실시해도, 결로가 발생하는 일이 없었다. 또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 다른 한쪽 창판(23)의 두께와 수증기 투과도의 관련성을 조사한 결과, 본 실시형태의 다른 한쪽 창판(23)의 두께 범위내에서는, 수증기를 거의 투과시키지 않는 것이 확인되었다.
본 발명의 복층창 구조는, 철도 차량 뿐만 아니라, 차량이나 배에도 적용할 수 있다.
1 : 철도 차량
2 : 차량 구조체
3 : 지붕 구조체
5 : 측면 구조체
7 : 언더프레임
9 : 엔드 구조체
13 : 막 패널
15 : 창틀 패널
15a : 외판
15b : 내판
15c : 리브부
15f : 창 유지부
15h : 구멍
17 : 복층창 유닛
19 : 허리 패널
20 : 복층창 구조
21 : 한쪽 창판
21a : 한쪽 창판의 내면
23 : 다른 한쪽 창판
23a : 다른 한쪽 창판의 외면
23b : 단차면
25 : 제1 틀재
25a : 제1 틀부
25b : 제2 틀부
27 : 스페이서
31a : 제1 탄성체
31b : 제2 탄성체
31c : 제3 탄성체
33a : 1차 실링재
33b : 2차 실링재
33c : 3차 실링재
36 : 제2 틀재
36a : 내연부
36b : 외연부
38 : 4차 실링재
40 : 볼트
40a : 부재
41 : 창 누름쇠
43 : 4차 실링재
R : 창개구
SP : 스페이스
BK : 흑색부
AR : 공기층
d1 : 두께
d2 : 폭
CP : 창판 중앙

Claims (6)

  1. 유리로 이루어진 한쪽 창판;
    폴리카보네이트로 이루어지고, 상기 한쪽 창판보다 세로 폭과 가로 폭이 모두 작으며, 5㎜∼30㎜의 두께로 형성된 다른 한쪽 창판;
    상기 한쪽 창판 및 상기 다른 한쪽 창판의 각 둘레를 따라 연재하도록 배치되고, 상기 한쪽 창판 및 상기 다른 한쪽 창판 사이의 공기층측의 측벽에 구멍을 갖는 중공 고리상의 스페이서;
    상기 한쪽 창판 및 상기 다른 한쪽 창판의 각 둘레를 따라 연재함과 함께, 상기 한쪽 창판과 상기 스페이서 사이 및 상기 다른 한쪽 창판과 상기 스페이서 사이에 배치된, 두께가 0.5㎜ 이상이면서 폭이 6㎜ 이상인 탄성체로 이루어진 1차 실링재; 및
    상기 다른 한쪽 창판의 외면측 가장자리에 제2 탄성체를 개재하여 서로 겹치는 고리상의 제1 틀부와, 상기 제1 틀부의 외주단으로부터 상기 한쪽 창판과 직교하는 방향으로 연재하고, 상기 한쪽 창판에 제1 탄성체를 개재하여 서로 겹치는 제2 틀부를 구비하는 제1 틀재를 구비하고,
    상기 한쪽 창판, 상기 다른 한쪽 창판, 상기 스페이서, 상기 1차 실링재 및 상기 제1 틀재는 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 복층창 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서 안에 건조재가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 복층창 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 실링재가 부틸 고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복층창 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 한쪽 창판 및 상기 다른 한쪽 창판의 각 둘레에 밀착하여 연재함과 함께, 상기 스페이서의 둘레를 둘러싸도록 밀착되는 탄성체로 이루어진 2차 실링재를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 복층창 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다른 한쪽 창판의 상기 공기층측의 둘레부에 흑색의 도막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복층창 구조.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기온이 18℃∼25℃인 조건하에서, 상기 다른 한쪽 창판의 중앙이, 당해 다른 한쪽 창판의 주변부로부터 상기 한쪽 창판의 반대측을 향해 0.1㎜∼3.0㎜ 돌출되도록 휘어져 있는 것을 특징으로 하는 복층창 구조.
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