JP2022146352A - 複層ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】框体を有さずに建具を構成できる強度を有し、かつ断熱性を確保できる複層ガラスを提供すること。【解決手段】少なくとも２枚のガラス板がスペーサを介して隔置され、ガラス板同士の間隙に中空層が形成された複層ガラスにおいて、ガラス板同士の間隙の周縁部、かつスペーサよりもガラス板の端縁側に、補強部材を配置する。補強部材は、ガラス板以上の弾性強度を有し、繊維強化プラスチックにより構成される。これにより、複層ガラスの強度を向上でき、かつ断熱性を確保できる。【選択図】図２

Description

本開示は、複層ガラスに関する。

従来、断熱性や防音性を向上させる観点から、建物の開口部に配置されるガラス窓として複層ガラスが用いられている。複層ガラスは、例えば、少なくとも２枚のガラス板とスペーサとを有する。スペーサは２枚のガラス板間の周縁部に配置され、２枚のガラス板を隔置する。スペーサとガラス板との間には、封着材が配置される。これによって、ガラス板で挟まれる中空層が封止され、複層ガラスが構成される。

複層ガラスを用いて引き違い窓等の建具を製造する場合、矩形に枠組みされた框体に複層ガラスを嵌め込むことで、建具を製造することが一般的である。これによって、建具としての十分な強度が得られる。一方、複層ガラス自体に形状維持性及び長期耐久性を付与する技術として、ガラス板同士の間隙に、従来のスペーサに加え、樹脂スペーサや金属スペーサを配置する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６－２７３７０５号公報

意匠性向上の観点から、複層ガラスの強度を向上させ、框体のガラス表面への掛かり代を極力小さく、もしくは框体を有さずに建具を構成できることができれば好ましい。しかし、上記目的を達成するため、特許文献１に開示されているように樹脂スペーサを単に配置する場合、建具の十分な強度が得られない。一方、金属スペーサを配置する場合、建具の断熱性が低下するという課題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、框体を小さくできる、もしくは框体を有さずに建具を構成できる強度を有し、かつ断熱性を確保できる複層ガラスを提供することを目的とする。

本開示は、少なくとも２枚のガラス板がスペーサを介して隔置され、前記ガラス板同士の間隙に中空層が形成された複層ガラスにおいて、前記ガラス板同士の間隙の周縁部、かつ前記スペーサよりも前記ガラス板の端縁側もしくは内周側に、補強部材が配置され、前記補強部材は、前記ガラス板以上の弾性強度を有する繊維強化プラスチックにより構成される、複層ガラスに関する。

第１実施形態に係る複層ガラスを示す斜視図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 図２の拡大断面図である。 第２実施形態に係る複層ガラスを示す拡大断面図である。 第３実施形態に係る複層ガラスを示す拡大断面図である。 第４実施形態に係る複層ガラスを示す拡大断面図である。

《第１実施形態》
本実施形態に係る複層ガラス１は、複数のガラス板であるガラス板２１、ガラス板２２、及びガラス板２３と、補強部材３と、スペーサ４１及びスペーサ４２と、フィルム５と、を有する。以下の説明では、Ｘ方向とは、複層ガラス１の厚さ方向を示し、Ｙ方向とは、Ｘ方向に直交する複層ガラス１の幅方向を示し、Ｚ方向とは、Ｘ方向及びＹ方向に直交する複層ガラス１の高さ方向を示す。

複層ガラス１は、図１及び図２に示すように、矩形状の３枚のガラス板２１、ガラス板２２、及びガラス板２３と、上記ガラス板同士の間隙の周縁部に配置される枠状のスペーサ４１及びスペーサ４２と、を有する。ガラス板２１、ガラス板２２、及びガラス板２３は、スペーサ４１及びスペーサ４２によって隔置される。上記構成によって、中空層６が封止される。

ガラス板２１、ガラス板２２、及びガラス板２３は、特に限定されず、材質としてはフロート法によって製造されるフロートガラス、強化ガラス等により構成できる。また、合わせガラス、型板ガラス、網入りガラス等であってもよい。本実施形態の複層ガラス１が有するガラス板の枚数は３枚であるが、これに限定されず、２枚以上であればよい。複層ガラスの外表面に配置されるガラス板は、後述するフィルム５を挟んで形成される合わせガラスであることが好ましい。フィルム５により、スペーサや補強部材が配置される複層ガラスの周縁部を好ましく加飾できるためである。また、フィルム５に紫外線防止フィルムを用いればスペーサや補強部材の紫外線による劣化を防ぐことができる。本実施形態において、複層ガラス１の外表面に配置されるガラス板２１及びガラス板２３は合わせガラスであり、複層ガラス１の内部に配置されるガラス板２２は単板のガラス板である。ガラス板２２は、ガラス板２１及びガラス板２３よりも、Ｙ方向の長さが短く、段違いに配置される。これによって、補強部材３を配置するスペースを広く確保できる。上記に加えて、一組の補強部材３によって、３枚のガラス板を補強できる。

補強部材３は、複層ガラス１の撓みを抑制し、強度を確保する部材である。補強部材３は、ガラス板同士の間隙の周縁部に配置され、複数のガラス板をＸ方向に隔置する。補強部材３は、例えばガラス板同士の互いに対向する内面に当接して配置される。補強部材３は、後述するスペーサ４１及びスペーサ４２よりも、ガラス板の端縁側に配置される。補強部材３は、スペーサ４１及びスペーサ４２との間に間隔を有して配置されていてもよい。

補強部材３は、ガラス板が３枚以上である場合、複数形成されるガラス板同士の間隙の全てに配置されることが好ましい。補強部材３は、少なくとも複層ガラス１のＹ方向及びＺ方向のうち、少なくともいずれかの方向の両端部に配置されることが好ましく、Ｙ方向及びＺ方向の両方向の両端部に配置されることがより好ましい。補強部材３は、スペーサ及び中空層６を囲うように枠状に配置されることが更に好ましい。これによって、複層ガラス１の構造が、複数のガラス板と補強部材３とが一体化したモノコック構造を有するため、各部材の強度を単に足し合わせた強度よりも高い強度を得ることができる。つまり、通常はガラス端部に用いる框体（図示しない）でガラス強度を保っていたところ、この框体のガラス１の室内外のＸ－Ｙ面に露出する幅を小さくすることができる。もしくは框体を用いずにガラス１のみとすることができる。このため、框体を枠内に収めることができ室内外から框体が見えないあるいは框体が無い仕様の建具を提供可能となる。

補強部材３は、繊維強化プラスチックにより構成される。これによって、複層ガラス１に框体を有さずに建具を構成できる強度を持たせることができ、かつ断熱性を確保できる。繊維強化プラスチックの例としては、例えば、炭素繊維を補強繊維とし、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂を含侵させて硬化させた炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ－Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）や、ガラス繊維を補強繊維として有するガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ－Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等が挙げられる。繊維強化プラスチックを構成する補強繊維としては、上記以外に、アラミド繊維、ボロン繊維等であってもよい。繊維強化プラスチックは、等方性及び直交異方性繊維強化プラスチック、並びに一方向繊維強化プラスチック複合材料のうちいずれであってもよい。補強部材３は、例えばシート状の繊維強化プラスチックを貼り合わせ、オートクレーブ等で加熱することで製造できる。

補強部材３は、ガラス板以上の弾性強度を有する。本明細書において、弾性強度とは、ヤング率を指し、ガラス板のヤング率はおおよそ７１６００ＭＰａである。ヤング率の測定は、ＪＩＳ Ｋ ７１６１に規定する通則に基づき、繊維強化プラスチックの種類に応じて、ＪＩＳ Ｋ ７１６４（等方性及び直交異方性繊維強化プラスチック）、及びＪＩＳ Ｋ ７１６５（一方向繊維強化プラスチック複合材料）のうちいずれかの規定に準拠して行うことができる。

補強部材３は、図３に示すように、第１補強部材３１ａと、第２補強部材３２と、を有する。図３は、図１のＡ－Ａ線断面図の一部を拡大した断面図である。第１補強部材は、ガラス板の互いに対向する内面に接着されて固定される。第１補強部材は、ガラス板が３枚以上である場合、少なくとも外表面に配置される２枚のガラス板に固定されるものであればよい。本実施形態では、第１補強部材３１ａは、ガラス板２１及びガラス板２３の互いに対向する内面に対して、それぞれ接着剤Ａにより固定される２つの部材である。第１補強部材は、一部材で構成されていてもよい。第１補強部材３１ａは、ガラス面の面方向に沿って配置される面と、ガラス板の厚み方向に沿って配置される面からなる板状部材であり、図３に示すように、断面がＬ字形状を有する。

第２補強部材３２は、第１補強部材３１ａに接着されて固定される。第２補強部材３２の形状は、特に限定されないが、例えば略直方体形状を有する。第２補強部材３２のいずれかの一面が、第１補強部材３１ａのガラス板の厚み方向に沿って配置される面に対して、接着剤Ａにより固定される。第２補強部材３２は、２つの第１補強部材３１ａに対してそれぞれ接着されて固定される。これによって、ガラス板２１及びガラス板２３にそれぞれ固定された２つの第１補強部材３１ａに対して、第２補強部材３２が固定され、ガラス板と補強部材とが一体化される。

第１補強部材３１ａと第２補強部材３２とを有する補強部材３の上記構成により、複層ガラス１の製造工程を簡略化できる。例えば、補強部材３を一部材で構成した場合には、補強部材３をガラス板の間に挿入し、接着剤で固定することは、補強部材３を挿入する際に接着剤を削ぎ取るように移動させる事態が生じるため困難である。補強部材３の上記構成により、従来手法によりガラス板２１、ガラス板２２、及びガラス板２３の間にスペーサ４１及びスペーサ４２を配置した後に、第１補強部材３１ａをガラス板に固定し、第２補強部材３２を第１補強部材３１ａに固定できるため、容易に補強部材３をガラス板の間に接着して固定できる。

スペーサ４１及びスペーサ４２は、ガラス板同士の間隙に中空層６を形成する。スペーサ４１及びスペーサ４２は、補強部材３と同様に、ガラス板同士の間隙の周縁部に、ガラス板同士の互いに対向する内面に当接して配置される。スペーサ４１は、ガラス板２１及びガラス板２２を、スペーサ４２は、ガラス板２２及びガラス板２３をＸ方向に隔置する。ガラス板２１とガラス板２２との間隙、及びガラス板２２とガラス板２３との間隙にそれぞれ中空層６が形成される。スペーサ４１及びスペーサ４２は、図２及び図３に示すように、補強部材３よりもガラス板の内周側に配置される。これによって、ガラス板同士の間隙のスペーサよりも外周側に、補強部材３を配置するスペースを確保できる。上記に加えて、従来手法により複層ガラス１同士の間にスペーサ４１及びスペーサ４２を配置した後に、補強部材３を配置することができる。

スペーサ４１及びスペーサ４２は、従来公知のものを使用できる。スペーサ４１及びスペーサ４２は、例えば、内部にゼオライト等の乾燥材が充填された中空のパイプ材と、ガラス板に対向する両側面に配置される第一シール材と、ガラス板の端縁側に配置される第二シール材により構成されるものであってもよい。上記以外に、スペーサ４１及びスペーサ４２は、樹脂系材料により一体に形成されるものであってもよい。

フィルム５は、合わせガラスを構成する、２枚のガラス板の間に挟持されて配置される。本実施形態において、複層ガラス１の外表面に配置される、ガラス板２１及びガラス板２３が合わせガラスである。フィルム５は、着色されたフィルムであり、ガラス板２１及びガラス板２３の周縁部に配置される。フィルム５が配置されることで、スペーサ４１、スペーサ４２及び補強部材３がＸ方向から視認しづらいように隠蔽することができる。これによって、複層ガラス１の意匠性を向上できる。また、フィルム５に紫外線防止フィルムを用いればスペーサや補強部材の紫外線による劣化を防ぐことができる。フィルム５を合わせガラスの間に配置することで、フィルム５の剥がれや劣化を抑制できるため好ましい。フィルム５は、合わせガラスの間ではなく、例えばガラス板の外側に配置されていてもよい。

中空層６は、ガラス板２１及びガラス板２２の間隙、並びにガラス板２２及びガラス板２３の間隙に形成される。中空層６は、スペーサ４１及びスペーサ４２によって封止される。中空層６に封入されるガスは、例えば、空気、又はアルゴンガス、クリプトンガス等の不活性ガスである。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。第１実施形態と同様の構成については、説明を省略する場合がある。

《第２実施形態》
図４は、本実施形態に係る複層ガラス１ａの構成を示す概略断面図である。図４は、図１におけるＡ－Ａ断面図のＹ方向端部を拡大した図である。本実施形態に係る複層ガラス１ａは、図４に示すように、段違いに配置された３枚のガラス板を有する。ガラス板２１及びガラス板２２は、ガラス板２３よりもＹ方向の長さが短い。上記ガラス板は全て単板のガラス板である。複層ガラス１ａは、補強部材３ａを有する。補強部材３ａは、第１補強部材３１ａ及び３１ｂと、第２補強部材３２と、を有する。

第１補強部材３１ｂは、ガラス板の面方向に沿って配置される面と、ガラス板の厚み方向に沿って配置される面からなる板状部材であり、図４に示すように、断面がＴ字形状を有する。第１補強部材３１ｂの、ガラス板の面方向に沿って配置される面は、外部に露出し、ガラス板２１の外表面に対して接着剤Ａで固定される。このような第１補強部材３１ｂにより、上記第１補強部材３１ａと同様の効果が得られる。上記に加えて、第１補強部材３１ｂにより、スペーサ４１、スペーサ４２及び補強部材３がＸ方向から視認しづらいように隠蔽することができる。このため、フィルム５を用いない場合であっても、複層ガラス１ａの意匠性を向上できる。本実施形態において、第１補強部材のうち一方がＴ字形状を有する第１補強部材３１ｂであり、他方がＬ字形状を有する第１補強部材３１ａであるが、両方が第１補強部材３１ｂであってもよい。

《第３実施形態》
図５は、本実施形態に係る複層ガラス１ｂの構成を示す概略断面図である。図５は、図１におけるＡ－Ａ断面図のＹ方向端部を拡大した図である。複層ガラス１ｂは、図５に示すように、Ｙ方向の長さが等しいガラス板２１、ガラス板２２、及びガラス板２３を有する。上記ガラス板は全て単板のガラス板である。複層ガラス１ｂは、補強部材３ｂを有する。補強部材３ｂは、第１補強部材３１ａ及び第２補強部材３２と、を有する。第１補強部材３１ａ及び第２補強部材３２は、ガラス板２１とガラス板２２との間、及びガラス板２２とガラス板２３との間にそれぞれ配置される。上記の点以外は、第１補強部材３１ａ及び第２補強部材３２は、第１実施形態における構成と同様の構成を有する。

本実施形態に係る複層ガラス１ｂは、複数のガラス板の間にそれぞれ補強部材が配置されているため、複層ガラス１ｂの強度をより向上できる。また、同一サイズのガラス板のみを用いて複層ガラス１ｂを構成できるため、複層ガラス１ｂの製造コストを低減できる。

《第４実施形態》
図６は、本実施形態に係る複層ガラス１ｃの構成を示す概略断面図である。図６は、図１におけるＡ－Ａ断面図のＹ方向端部を拡大した図である。複層ガラス１ｃのガラス板２１、ガラス板２２、及びガラス板２３の構成は、図６に示すように、第３実施形態に係る複層ガラス１ｂと同様である。複層ガラス１ｃは、補強部材３ｃを有する。補強部材３ｃは、一対の第１補強部材３１ｂを有する。一対の第１補強部材３１ｂは、ガラス板２１とガラス板２２との間、及びガラス板２２とガラス板２３との間にそれぞれ配置される。

第１補強部材３１ｂは、図６に示すように断面が略Ｌ字形状を有し、ガラス板の互いに対向する内面に接着剤Ａで固定される面と、傾斜面３１１とを有する。一対の第１補強部材３１ｂは、同一形状を有する２つの第１補強部材３１ｂを、互いの傾斜面３１１を当接させて配置される。一対の第１補強部材３１ｂの当接する傾斜面３１１同士は、接着剤Ａにより接着されて固定される。

一対の第１補強部材３１ｂを配置する手順を以下に説明する。まず、一方の第１補強部材３１ｂを、傾斜面３１１がガラス板の端部方向から見える配置で、ガラス板の内面に接着剤Ａで接着して固定する。次に、他方の第１補強部材３１ｂを、一方の第１補強部材３１ｂに対して傾斜面３１１同士が当接するように接着剤Ａで接着すると共に、ガラス板の内面に対しても接着剤Ａで接着する。この際に、傾斜面３１１同士が当接し、ガラス板の内面には当接しない状態から他方の第１補強部材３１ｂを傾斜面３１１に沿ってスライド移動させ、ガラス板の内面に当接する位置に移動させることが好ましい。これにより、接着剤Ａが削ぎ取られることなく、一対の第１補強部材３１ｂをガラス板の互いに対向する内面に接着して固定できる。

本実施形態に係る複層ガラス１ｃによれば、第３実施形態に係る効果に加えて、以下の効果が奏される。複層ガラス１ｃは、第２補強部材を有さず、同一形状を有する２つの第１補強部材３１ｂにより補強部材３ｃが構成されるため、複層ガラス１ｃの製造コストを低減できる。

本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、変形、改良等は本開示に含まれる。上記第１～第４実施形態では補強部材をスペーサよりもガラス端縁側に用いた場合を例示したが、ガラスの端部において補強部材をスペーサの内周側（スペーサが補強部材のガラス端縁側）にもちいてもよい。また、第２実施形態、第３実施形態、及び第４実施形態では、複層ガラスを構成するガラス板として、単板のガラス板であるものとしたが、上記に限定されない。第２実施形態、第３実施形態、及び第４実施形態の構成と、フィルム５を有する合わせガラスの構成を組み合わせて用いてもよい。第２実施形態において、ガラス板の外表面に接着される第１補強部材３１ｂを、Ｔ字形状を有するものとして説明したが、上記に限定されない。ガラス板の外表面に接着される第１補強部材３１ｂとして、Ｌ字形状を有するものを用いてもよい。

１、１ａ、１ｂ 複層ガラス、２１、２２、２３ ガラス板、３、３ａ、３ｂ、３ｃ 補強部材、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ 第１補強部材、３２ 第２補強部材、４１、４２ スペーサ、５ フィルム、６ 中空層

Claims (4)

1. 少なくとも２枚のガラス板がスペーサを介して隔置され、前記ガラス板同士の間隙に中空層が形成された複層ガラスにおいて、
   前記ガラス板同士の間隙の周縁部、かつ前記スペーサよりも前記ガラス板の端縁側もしくは内周側に、補強部材が配置され、
   前記補強部材は、前記ガラス板以上の弾性強度を有する繊維強化プラスチックにより構成される、複層ガラス。
2. 前記スペーサは、前記ガラス板の端縁よりも内周側に配置され、
   前記補強部材は、前記ガラス板に固定される第１補強部材と、前記第１補強部材に固定される第２補強部材と、を有する、請求項１に記載の複層ガラス。
3. 前記第１補強部材は、Ｌ字形状又はＴ字形状を有する、請求項２に記載の複層ガラス。
4. 前記ガラス板は、フィルムが挟持された合わせガラスであり、
   前記スペーサは、前記ガラス板同士の間隙の周縁部に配置され、
   前記フィルムは、前記ガラス板の周縁部に配置される、請求項１～３いずれかに記載の複層ガラス。

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