JP4518954B2 - エネルギ効率の良い窓の密封システム - Google Patents

Description

本発明は、エネルギ効率の良い窓に関し、特に、エネルギ効率の良い窓のための密封システムに関する。

窓又はガラス領域は、気温の高い天候又は気温の低い天候での建物の断熱方式における著しい弱点である。周知の基本的な断熱窓は、剛性のフレーム内に嵌め込まれた２枚の窓ガラスから構成されている。窓ガラス相互間の空間は、断熱作用をもたらす。また、空間を排気し又は空間に空気よりも熱伝導性の低いガス、例えばアルゴンを充填することが知られている。かかる窓の断熱値を高める別の一方法は、空間を広げ、ユニット内の対流による熱伝達を減少させるよう外側窓ガラス相互間に透明な仕切りを設けることにある。
他の技術としては、窓を通る放射による熱伝達を減少させるために選択的に反射性の又は低放射率の被膜を設けることである。さらに、窓ガラスの結合とフレームの設計及び材質の両方において窓フレームの飛躍的な技術改良が行なわれている。断熱ユニット内のグレージングの層は、スペーサにより適当な距離のところに離隔状態に保持されなければならない。窓製造業者は、構造的性質が優れているので、アルミニウム製のスペーサを用いている。残念なことに、アルミニウムは、熱の優れた伝導体であり、大抵の標準型エッジシステムで用いられているアルミニウム製スペーサは、断熱ガラスユニットのエッジのところに著しい熱的「短絡」を生じさせ、それによりグレージングを改良した利点が損なわれる。熱損失の増大に加えて、低温のエッジは凝縮を生じやすい。

エッジ結合部材を備えた配合ガラス要素を有する窓は、米国特許第５，２６０，１１２号明細書（カナダ国特許第２，０２９，１４８号に相当している）に記載されている。エッジ結合部材は、２つの窓ガラスを互いに平行な状態に間隔保持し、窓ガラス相互間の空間を外部から密閉している。適当なエッジ結合部材は、窓ユニットの物理的一体性を確保するために窓ガラス相互間に安定した機械的結合をもたらさなければならない。エッジ結合部材は又、窓ガラス相互間への水蒸気の侵入及びその結果としての窓ガラスユニット内に生じる凝縮を阻止するよう水蒸気を通さないものでなければならない。最後に、エッジ結合部材は、窓ガラス相互間に熱的橋渡し（thermal bridge：サーマルブリッジ）現象を生じさせてはならず、或いは、一方の窓ガラスから他方の窓ガラスへの熱伝達を少なくとも最小限に抑える必要がある。この米国特許明細書のエッジ結合部材では、金属箔バンドが、スペーサに巻き付き、実質的に窓ガラスを橋渡ししている。スペーサは、アクリル樹脂系接着剤で窓ガラスに接着されている。窓ガラスに近い金属バンドの外側エッジのところでは、スペーサは、斜切され、それにより３角形のボイド空間を形成している。ボイド空間には、水蒸気に対する耐性の高いホットメルトブチル系接着剤が充填されている。

このシステムは水蒸気を遮断する課題に対する解決策をもたらしているが、相当大きな問題が別途生じる。スペーサは典型的には、ステンレス鋼バンドよりも熱膨張率が著しく高い熱可塑性材料で作られている。ブチル系接着剤は、プラスチック製スペーサと金属バンドとの間の空間内へクリープする傾向があり、それによりこれら２つを互いにくっつける。熱膨張又は熱収縮を受けた場合、プラスチックと金属では膨張率が異なるので、それによりスペーサが破損する場合があり、或いはブチルシールの一体性が壊される場合がある。
したがって、当該技術分野においては、先行技術の問題点を軽減するスペーサとシールのシステムを有するエネルギ効率のよい窓ユニットが要望されている。本発明は、エッジスペーサ及び密封システムを備えたエネルギ効率のよい窓を提供することを目的としている。

したがって、本発明は、一特徴において、断熱窓であって、（ａ）間に空間を構成する１対の外側窓ガラスを有し、（ｂ）外側窓ガラス相互間に設けられた間隔保持部材を有し、間隔保持部材は、窓ガラスを互いに離隔関係に維持し、間隔保持部材は、互いに反対側に位置すると共に互いに平行な第１の外面と第２の外面を有すると共に第１の外面と第２の外面との間に延びる第３の外面を有し、（ｃ）間隔保持部材は、第１の外面と第３の外面の接合部のところに第１の密封溝を構成すると共に第２の外面と第３の外面の接合部のところに第２の密封溝を構成し、（ｄ）第１及び第２の密封溝内に収容されたガス密シール要素を有し、（ｅ）第３の外面に平行にこれを覆っている金属バンドを有し、金属バンドは、第１及び第２の密封溝内に嵌まり込む縁フランジを有し、それにより第３の外面をシール要素から隔離している、断熱窓を提供する。

好ましい実施形態では、窓は、第３の外面と金属バンドとの間にインタフェース層を更に有する。さらに、シール要素は、ホットメルトブチル系接着剤から成り、金属バンドは、ステンレス鋼箔から成る。また、間隔保持部材は、中央スペーサ及び互いに反対側に位置した側方部材を有し、中央スペーサは、互いに反対側に位置した側方部材を互いに分離し、少なくとも１つの側方部材は、内部フィルムを保持する手段を有する。

次に、添付の単純化され概略的であり、縮尺通りには作成されていない図面を参照して例示の実施形態により本発明を説明する。
本発明は、エネルギ効率のよい断熱設計の窓を提供する。本発明を説明する際、本明細書において定義されていない用語は全て、当該技術分野において一般に認識されている意味を持っている。

図１は、窓ユニット（１０）のエッジスペーサ及び密封システムの断面図である。当業者であれば、図１に断面で示されている部材は、内容積部（１２）を外部から完全に密閉するよう窓ユニット（１０）のエッジの周りに連続して設けられている。
図１に示すように、２重窓ガラス（１４，１６）が、スペーサ組立体によって間隔保持され、このスペーサ組立体は、中央スペーサ（１８）と、第１の側方部材（２０）と、第２の側方部材（２２）とから成っている。第１の側方部材（２０）は、窓ガラス（１４）に当接する第１の外面（２１）を有している。これと同様に、第２の側方部材（２２）は、他方の窓ガラス（１６）に当接する第２の外面（２３）を有している。第１及び第２の側方部材は、当該技術分野において周知にように、接着剤（２４）、例えばアクリル樹脂系接着剤又は他の或る適当な接着剤で窓ガラスに取り付けられている。側方部材（２０，２２）は好ましくは、アルミニウムから押出成形されたものであるのがよく、アルミニウムは、軽量であって剛性が高く、しかも強度が高いので好ましい。

中央スペーサ（１８）は、窓ガラス（１４，１６）の平面に垂直な第３の外面（１９）を有している。好ましい実施形態では、中央スペーサは、乾燥剤で満たされた少なくとも１つ、好ましくは２つの乾燥剤入りチャンバ（２６，２８）を構成している。ベント（３０）により、空気が乾燥剤入りチャンバに出入りして空気内容積部内に流入することができる。中央スペーサ（１８）は、２枚の窓ガラスを互いに間隔保持すると共に平行な関係に維持するために２つの側方部材（２０，２２）と相互係止する。

中央スペーサ（１８）は好ましくは、一方の窓ガラスと他方の窓ガラスとの間の熱的橋渡し効果を最小限に抑えるよう熱伝導率が比較的低いプラスチック材料で作られる。好ましい実施形態では、中央スペーサは、熱可塑性材料、例えばポリ塩化ビニル又はポリアミドから押出成形される。

各側方部材（２０，２２）は、中央スペーサとのその接合部のすぐ隣りに密封材料（３２）で満たされた密封溝を構成する。したがって、密封溝は、図示のように、窓ガラスに沿って中央スペーサの外部に延びる。密封溝には、防湿性のガス密シール（３２）要素が充填されている。好ましくは、シール要素は、防湿性が高いことで周知であるホットメルトブチル系接着剤から成る。適当な防湿性を備えた他の密封材料は、当該技術分野において周知である。密封溝（したがって、シール３２）は、断面が実質的に正方形のものとして示されているが、これは本発明の必須の要件ではない。

キャッピングバンド（３４）が、第３の外面（１９）を覆うために設けられている。しかしながら、窓ガラスまで延びないで、バンド（３４）は、密封溝の輪郭を辿るよういずれかのエッジ（３４Ａ，３４Ｂ）のところが曲げられている。ブチルシール（３２）は、バンド（３４）の外面に接触する。したがって、バンド（３４）は、ホットメルトブチルが中央スペーサ（１８）の第３の外面（１９）とバンドの内面との間へクリープするのを阻止する。バンドは好ましくは、強くて防湿性があると共に耐酸化性があり、しかも熱伝導率の低い材料、例えば薄いステンレス鋼箔で作られる。

図１と図２の両方において、図示の窓ユニットは、内容積部を分割するフィルム（４０）を有している。かかるフィルム（４０）は、窓ユニット（１０）の断熱値を高めるが、本発明の必須の要件ではない。図１に示す実施形態では、単一のフィルム（４０）が示されており、これに対し、図２では、２重フィルム（４０）の実施形態が示されている。いずれの場合においても、フィルムは、引張部材（４２）によって側方部材（２０，２２）から吊り下げられ、この引張部材は、好ましくは螺旋ばねである。複数のばね（４２）が窓ユニット（１０）の周囲に沿って設けられており、それによりフィルム（４０）を各窓ガラスに実質的に平行な状態で内容積部（２１）内に吊り下げている。各ばね（４２）は、側方部材に形成されたチャネル内に設けられている。フィルムを吊り下げる手段を有する各側方部材は、フィルムによって形成されている仕切られた内容積部を密閉するために外方に突き出てフィルム（４０）に接触するリップ（４４）を有している。

図１に示すように、側方部材は、単一の内部フィルムを備えた実施形態の場合であっても製作しやすいよう同一であるのがよく、この場合、側方部材（２０）にはフィルムを吊り下げる手段が設けられない。しかしながら、かかる実施形態では、中央部分（１８）は、図１に示されているように、単一フィルムの非対称の性質に適合するよう僅かに異なるプロフィールを備えなければならない。

当業者には明らかなように、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく上述の特定の開示内容の種々の設計変更、改造及び変形を行なうことができる。説明した本発明の種々の特徴及び要素を本発明の範囲から逸脱することなく、説明した組合せ又は特許請求の範囲に記載された組合せとは異なる仕方で組み合わせることができる。

本発明のエッジスペーサ及び密封システムの断面図である。 本発明の変形実施形態の断面図である。

Claims (2)

1. 断熱窓であって、
   （ａ）間に空気空間を構成する１対のアウターパネルと、
   （ｂ）該アウターパネル間に配置された間隔部材とを有し、該間隔部材は、前記アウターパネルを互いに間隔を隔てた関係に維持し、前記間隔部材は、中央スペーサと、対向する２つの側方部材とを有し、前記中央スペーサが前記対向する２つの側方部材に係合すると共にこれらの側方部材を分離しており、少なくとも１つの側方部材は、内部フィルムを保持するための手段を有し、第１の側方部材は、第１の外面を有し、第２の側方部材は、第２の外面を有し、前記第１の外面と前記第２の外面は、対向し、平行であり、前記中央スペーサは、第１の外面と第２の外面との間に延びる第３の外面を備え、
   （ｃ）前記第１の側方部材は、前記第１の外面と前記第３の外面との接合部に第１の密封溝を構成し、前記第２の側方部材は、前記第２の外面と前記第３の外面との接合部に第２の密封溝を、構成し、
   （ｄ）前記第１密封溝及び第２の密封溝内のそれぞれに収容された気密シール要素と、
   （ｅ）前記第３の外面に平行で、前記第３の外面の上に位置する金属バンドとを有し、該金属バンドは、前記第１の密封溝及び第２の密封溝に嵌合する縁フランジを有し、これにより前記第３の外面を前記シール要素から隔離する、
   ことを特徴とする断熱窓。
2. 前記シール要素はブチル系接着剤から成り、金属バンドはステンレス鋼箔から成る、請求項１記載の断熱窓。

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