(57)【要約】【課題】簡易に製造することができる、ガラスユニット及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るガラスユニットは、貫通孔が形成された第１ガラス板と、前記第１ガラス板と所定間隔をおいて対向配置され、前記第１ガラス板との間に内部空間を形成する第２ガラス板と、前記第１ガラス板と第２ガラス板の周縁の隙間を封止する封止材と、前記貫通孔を塞ぐカバーと、前記カバーを前記第１ガラス板に固定する接着剤と、を備え、前記内部空間が真空状態となるように減圧されているか、あるいは前記内部空間に所定のガスが注入されており、前記第１ガラス板と前記カバーは前記接着剤により固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔が形成された第１ガラス板と、
前記第１ガラス板と所定間隔をおいて対向配置され、前記第１ガラス板との間に内部空間を形成する第２ガラス板と、
前記第１ガラス板と第２ガラス板の周縁の隙間を封止する封止材と、
前記貫通孔を塞ぐカバーと、
前記カバーを前記第１ガラス板に固定する接着剤と、
を備え、
前記内部空間が真空状態となるように減圧されているか、あるいは前記内部空間に所定のガスが注入されており、
前記第１ガラス板と前記カバーは前記接着剤により固定されている、ガラスユニット。
【請求項２】
前記貫通孔は、軸方向に連続する小径部と大径部とを有し、
前記小径部が前記内部空間側に配置され、
前記大径部と前記小径部との間の段に、前記接着剤を介して前記カバーが固定されている、請求項１に記載のガラスユニット。
【請求項３】
前記カバーは、前記大径部に収容され、
前記カバーと前記第１ガラス板の表面とが略同一面上にある、請求項２に記載のガラスユニット。
【請求項４】
前記カバーは、前記大径部に収容され、
前記カバーの表面は、前記第１ガラス板の表面より内側に位置している、請求項２のガラスユニット。
【請求項５】
前記大径部の内径は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である、請求項２から４のいずれかに記載のガラスユニット。
【請求項６】
小径部と大径部の径の差が、３〜２０ｍｍである請求項２から５のいずれかに記載のガラスユニット。
【請求項７】
前記大径部の深さと前記カバーの厚みとの差が、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である、請求項２から６のいずれかに記載のガラスユニット。
【請求項８】
前記接着剤は、低融点ガラスを含有している、請求項１から７のいずれかに記載のガラスユニット。
【請求項９】
前記第１ガラス板の熱膨張率と前記接着剤の熱膨張率との差が、２０×１０-7／℃以下である、請求項１から８のいずれかに記載のガラスユニット。
【請求項１０】
前記カバーは、ガラスにより形成されており、
前記カバーと前記第１ガラス板の熱膨張率は同一である、請求項１から９のいずれかに記載のガラスユニット。
【請求項１１】
前記第１ガラス板に積層される中間膜及び第３ガラス板をさらに備え、
前記第１ガラス板、前記中間膜、及び前記第３ガラス板により合わせガラスが構成されている、請求項１から１０のいずれかに記載のガラスユニット。
【請求項１２】
前記接着剤は、ビスマス系の低融点ガラスを含有する、請求項１から８のいずれかに記載のガラスユニット。
【請求項１３】
前記接着剤は、非結晶性である、請求項１０に記載のガラスユニット。
【請求項１４】
前記接着剤は、結晶性である、請求項１０に記載のガラスユニット。
【請求項１５】
前記封止材は、非結晶性の低融点ガラスにより形成されている、請求項１２に記載のガラスユニット。
【請求項１６】
前記封止材及び接着剤は、金属ハンダにより形成されている、請求項１２に記載のガラスユニット。
【請求項１７】
前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の少なくとも一方は、強化ガラスにより形成されている、請求項１１から１４のいずれかに記載のガラスユニット。
【請求項１８】
前記第２ガラス板が強化ガラスにより形成されている、請求項１７に記載のガラスユニット。
【請求項１９】
前記強化ガラスは化学強化ガラスである請求項１７または１８に記載のガラスユニット。
【請求項２０】
前記第１ガラス板及び第２ガラス板の周縁に取り付けられる、周縁部材であって、前記第１ガラス板に接する第１部位と、前記第２ガラス板に接する第２部位と、前記第１部位及び第２部位を連結する連結部とを有する断面Ｕ状に形成された周縁部材をさらに備え、
前記第１部位は、前記カバーを覆うように配置されている、請求項１から１９のいずれかに記載のガラスユニット。
【請求項２１】
前記第１ガラス板及び第２ガラス板の周縁に取り付けられる、周縁部材であって、前記第１ガラス板に接する第１部位と、前記第２ガラス板に接する第２部位と、前記第１部位及び第２部位を連結する連結部とを有する断面Ｕ状に形成された周縁部材をさらに備え、
前記カバーは、前記第１部位に覆われない位置に配置されている、請求項１から１９のいずれかに記載のガラスユニット。
【請求項２２】
軸方向に連続する小径部と大径部とを有する貫通孔が形成された第１ガラス板を準備するステップと、
前記第１ガラス板の小径部側と対向するように、当該第１ガラス板と所定間隔をおいて、前記第２ガラス板を配置するステップと、
前記第１ガラス板及び第２ガラス板の周縁の隙間に封止用材料を配置するステップと、
前記大径部と小径部の間の段に、接着剤が配置されるようにして、当該接着剤を介して前記貫通孔を塞ぐようにカバーを配置するステップであって、前記貫通孔と前記接着剤及びカバーとの間に通気用の通路を形成するステップと、
前記カバーを押圧する錘を配置するステップと、
前記封止用材料を加熱後、冷却することで、当該封止用材料を固化し、前記周縁の隙間を封止する封止材を形成するステップと、
前記通気用の通路から、前記第１ガラス板と第２ガラス板との間の内部空間の減圧を行うステップと、
前記接着剤を加熱することで軟化させ、前記カバーによって前記貫通孔を密閉するステップと、
を備えている、ガラスユニットの製造方法。
【請求項２３】
前記内部空間の減圧を行うステップは、前記封止用材料の冷却の過程において開始する、請求項２２に記載のガラスユニットの製造方法。
【請求項２４】
前記カバーは、前記大径部に収容され、
前記軟化した接着剤を冷却後に、前記カバーの表面を、前記第１ガラス板の表面と略同一面となる位置、または前記第１ガラス板の表面よりも窪んだ位置に、配置する、請求項２２または２３に記載のガラスユニットの製造方法。
【請求項２５】
前記錘を配置するステップに先立って、前記カバーを覆う保護プレートを配置するステップをさらに備え、
前記錘は、前記保護プレートを介して前記カバーが外部から視認可能なように、前記保護プレートを介して前記カバーを押圧する、請求項２２から２４のいずれかに記載のガラスユニットの製造方法。
【請求項２６】
前記保護プレートは、石英ガラスである、請求項２５に記載のガラスユニットの製造方法。
【請求項２７】
前記接着剤は、加熱前に前記段に、少なくとも一つの隙間を有する不連続な形状で、配置される、請求項２２から２６のいずれかに記載のガラスユニットの製造方法。
【請求項２８】
前記接着剤は、ビスマス系のハンダである、請求項２２から２７のいずれかに記載のガラスユニットの製造方法。
【請求項２９】
前記接着剤を前記カバーに取り付けた後、当該カバーを前記第１ガラス板に配置する、請求項２２から２８のいずれかに記載のガラスユニットの製造方法。
【請求項３０】
前記接着剤は仮焼成により前記カバーに取り付けられる、請求項２９に記載のガラスユニットの製造方法。
【請求項３１】
前記接着剤の厚みは０．２ｍｍ以下であり、
印刷により前記カバーに取り付けられる、請求項２２から３０のいずれかに記載のガラスユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスユニット及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建築物等の窓ガラスには、複層ガラスで形成されたガラスユニットが多く採用されている。ガラスユニットは、２以上のガラス板の間に内部空間を形成したものであり、これによって、室内の断熱性を高めることを目的としている。このようなガラスユニットは複数の種類があり、断熱効果をさらに高めるため、内部空間を真空状態に減圧したガラスユニットが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４１１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のガラスユニットでは、一方のガラス板に貫通孔を形成し、この貫通孔を通じて内部空間の減圧を行った後、貫通孔をガラス製のカバーによって閉鎖している。このとき、貫通孔の内周縁とカバーとの接触部分にレーザ光を照射し、これによってカバーを貫通孔に接合している。
【０００５】
しかしながら、この方法では、レーザ光の照射によりガラス製のカバーに局所的な熱が生じ、これによってカバーが割れるおそれがある。また、レーザ光を照射するため、装置が大型化するという問題もある。
【０００６】
本発明は、この問題を解決するためになされたのであり、カバーの割れを防止しつつ、簡易に製造することができる、ガラスユニット及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
項１．貫通孔が形成された第１ガラス板と、
前記第１ガラス板と所定間隔をおいて対向配置され、前記第１ガラス板との間に内部空間を形成する第２ガラス板と、
前記第１ガラス板と第２ガラス板の周縁の隙間を封止する封止材と、
前記貫通孔を塞ぐカバーと、
前記カバーを前記第１ガラス板に固定する接着剤と、
を備え、
前記内部空間が真空状態となるように減圧されているか、あるいは前記内部空間に所定のガスが注入されており、
前記第１ガラス板と前記カバーは前記接着剤により固定されている、ガラスユニット。
【０００８】
項２．前記貫通孔は、軸方向に連続する小径部と大径部とを有し、
前記小径部が前記内部空間側に配置され、
前記大径部と前記小径部との間の段に、前記接着剤を介して前記カバーが固定されている、項１に記載のガラスユニット。
【０００９】
項３．前記カバーは、前記大径部に収容され、
前記カバーと前記第１ガラス板の表面とが略同一面上にある、項２に記載のガラスユニット。
【００１０】
項４．前記カバーは、前記大径部に収容され、
前記カバーの表面は、前記第１ガラス板の表面より内側に位置している、項２のガラスユニット。
【００１１】
項５．前記大径部の内径は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である、項２から４のいずれかに記載のガラスユニット。
【００１２】
項６．小径部と大径部の径の差が、３〜２０ｍｍである項２から５のいずれかに記載のガラスユニット。
【００１３】
項７．前記大径部の深さと前記カバーの厚みとの差が、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である、項２から６のいずれかに記載のガラスユニット。
【００１４】
項８．前記接着剤は、低融点ガラスを含有している、項１から８のいずれかに記載のガラスユニット。
【００１５】
項９．前記第１ガラス板の熱膨張率と前記接着剤の熱膨張率との差が、２０×１０-7／℃以下である、項１から８のいずれかに記載のガラスユニット。
【００１６】
項１０．前記カバーは、ガラスにより形成されており、
前記カバーと前記第１ガラス板の熱膨張率は同一である、項１から９のいずれかに記載のガラスユニット。
【００１７】
項１１．前記第１ガラス板に積層される中間膜及び第３ガラス板をさらに備え、
前記第１ガラス板、前記中間膜、及び前記第３ガラス板により合わせガラスが構成されている、項１から１０のいずれかに記載のガラスユニット。
【００１８】
項１２．前記接着剤は、ビスマス系の低融点ガラスを含有する、項１から８のいずれかに記載のガラスユニット。
【００１９】
項１３．前記接着剤は、非結晶性である、項１０に記載のガラスユニット。
【００２０】
項１４．前記接着剤は、結晶性である、項１０に記載のガラスユニット。
【００２１】
項１５．前記封止材は、非結晶性の低融点ガラスにより形成されている、項１２に記載のガラスユニット。
【００２２】
項１６．前記封止材及び接着剤は、金属ハンダにより形成されている、項１２に記載のガラスユニット。
【００２３】
項１７．前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の少なくとも一方は、強化ガラスにより形成されている、項１１から１４のいずれかに記載のガラスユニット。
【００２４】
項１８．前記第２ガラス板が強化ガラスにより形成されている、項１７に記載のガラスユニット。
【００２５】
項１９．前記強化ガラスは化学強化ガラスである項１７または１８に記載のガラスユニット。
【００２６】
項２０．前記第１ガラス板及び第２ガラス板の周縁に取り付けられる、周縁部材であって、前記第１ガラス板に接する第１部位と、前記第２ガラス板に接する第２部位と、前記第１部位及び第２部位を連結する連結部とを有する断面Ｕ状に形成された周縁部材をさらに備え、
前記第１部位は、前記カバーを覆うように配置されている、項１から１９のいずれかに記載のガラスユニット。
【００２７】
項２１．前記第１ガラス板及び第２ガラス板の周縁に取り付けられる、周縁部材であって、前記第１ガラス板に接する第１部位と、前記第２ガラス板に接する第２部位と、前記第１部位及び第２部位を連結する連結部とを有する断面Ｕ状に形成された周縁部材をさらに備え、
前記カバーは、前記第１部位に覆われない位置に配置されている、項１から１９のいずれかに記載のガラスユニット。
【００２８】
項２２．軸方向に連続する小径部と大径部とを有する貫通孔が形成された第１ガラス板を準備するステップと、
前記第１ガラス板の小径部側と対向するように、当該第１ガラス板と所定間隔をおいて、前記第２ガラス板を配置するステップと、
前記第１ガラス板及び第２ガラス板の周縁の隙間に封止用材料を配置するステップと、
前記大径部と小径部の間の段に、接着剤が配置されるようにして、当該接着剤を介して前記貫通孔を塞ぐようにカバーを配置するステップであって、前記貫通孔と前記接着剤及びカバーとの間に通気用の通路を形成するステップと、
前記カバーを押圧する錘を配置するステップと、
前記封止用材料を加熱後、冷却することで、当該封止用材料を固化し、前記周縁の隙間を封止する封止材を形成するステップと、
前記通気用の通路から、前記第１ガラス板と第２ガラス板との間の内部空間の減圧を行うステップと、
前記接着剤を加熱することで軟化させ、前記カバーによって前記貫通孔を密閉するステップと、
を備えている、ガラスユニットの製造方法。
【００２９】
項２３．前記内部空間の減圧を行うステップは、前記封止用材料の冷却の過程において開始する、項２２に記載のガラスユニットの製造方法。
【００３０】
項２４．前記カバーは、前記大径部に収容され、
前記軟化した接着剤を冷却後に、前記カバーの表面を、前記第１ガラス板の表面と略同一面となる位置、または前記第１ガラス板の表面よりも窪んだ位置に、配置する、項２２または２３に記載のガラスユニットの製造方法。
【００３１】
項２５．前記錘を配置するステップに先立って、前記カバーを覆う保護プレートを配置するステップをさらに備え、
前記錘は、前記保護プレートを介して前記カバーが外部から視認可能なように、前記保護プレートを介して前記カバーを押圧する、項２２から２４のいずれかに記載のガラスユニットの製造方法。
【００３２】
項２６．前記保護プレートは、石英ガラスである、項２５に記載のガラスユニットの製造方法。
【００３３】
項２７．前記接着剤は、加熱前に前記段に、少なくとも一つの隙間を有する不連続な形状で、配置される、項２２から２６のいずれかに記載のガラスユニットの製造方法。
【００３４】
項２８．前記接着剤は、ビスマス系のハンダである、項２２から２７のいずれかに記載のガラスユニットの製造方法。
【００３５】
項２９．前記接着剤を前記カバーに取り付けた後、当該カバーを前記第１ガラス板に配置する、項２２から２８のいずれかに記載のガラスユニットの製造方法。
【００３６】
項３０．前記接着剤は仮焼成により前記カバーに取り付けられる、項２９に記載のガラスユニットの製造方法。
【００３７】
項３１．前記接着剤の厚みは０．２ｍｍ以下であり、
印刷により前記カバーに取り付けられる、項２２から３０のいずれかにに記載のガラスユニットの製造方法。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、カバーの割れを防止しつつ、簡易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るガラスユニットの一例を示す平面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】接着剤が配置されたカバーの例を示す平面図である。
【図４】図１のガラスユニットの製造工程を示す概略断面図である。
【図５】保護プレートの平面図である。
【図６】本発明に係るガラスユニットの他の例を示す断面図である。
【図７】本発明に係るガラスユニットの他の例を示す断面図である。
【図８】本発明に係るガラスユニットの他の例を示す断面図である。
【図９】本発明に係るガラスユニットの他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
＜１．ガラスユニットの概要＞
以下、本発明に係るガラスユニットの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係るガラスユニットの平面図、図２は図１の断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係るガラスユニットは、矩形状の２つのガラス板、つまり第１ガラス板１及び第２ガラス板２を有している。本実施形態においては、図２中の下側に示される第２ガラス板２が、第１ガラス板１よりもやや大きく形成されている。両ガラス板１，２の間には、複数のスペーサ３が配置され、これらスペーサ３によって、両ガラス板１，２の間に所定間隔の隙間が形成される。また、両ガラス板１，２の周縁の隙間は、封止材４によって封止されており、これによって、両ガラス板１，２の間には、密閉された内部空間１００が形成される。さらに、第１ガラス板１には貫通孔１１が形成されており、この貫通孔１１を塞ぐ板状のカバー５が設けられている。このカバー５は、接着剤６を介して第１ガラス板１に固定されている。以下、各部材について説明する。
【００４１】
＜２．第１ガラス板及び第２ガラス板＞
第１ガラス板１を構成する材料は、特には限定されず、公知のガラス板を用いることができる。用途に応じて、例えば、型板ガラス、表面処理により光拡散機能を備えたすりガラス、網入りガラス、線入ガラス板、強化ガラス、倍強化ガラス、低反射ガラス、高透過ガラス板、セラミックガラス板、熱線や紫外線吸収機能を備えた特殊ガラス、又は、これらの組み合わせなど種々のガラス板を用いることができる。第１ガラス板１の厚みは、特には限定されないが、例えば、０．３〜１５ｍｍであることが好ましく、０．５〜８ｍｍであることがさらに好ましい。
【００４２】
第１ガラス板１の端部には、上述した貫通孔１１が形成されている。この貫通孔１１は、内部空間１００側に配置される小径部１１１と、この小径部１１１と連続し外部に開放する大径部１１２とで構成されている。小径部１１１及び大径部１１２は、同軸の円筒状に形成されており、大径部１１２の内径が小径部２１１よりも大きくなっている。そのため、大径部１１２と小径部１１１の間には、外部を向く環状の段１１３が形成されている。
【００４３】
小径部１１１の内径は、例えば、１．０〜３．０ｍｍとすることができる。一方、大径部１１２の内径は、小径部１１１よりも大きく、５〜１５ｍｍとすることができる。５ｍｍ以上とすることで、それに併せて小径部１１１を確保できるため、後述するように、内部空間１００を真空状態にするときの空気の排出を効率的に行うことができる。また、後述するように、接着剤６を載せる段１１３のスペースを確保することができ、これによって接着剤６が溶融前に小径部１１１を塞ぐのを防止することができる。一方、１５ｍｍ以内とすることで、貫通孔１１を目立たなくすることができる。
【００４４】
また、大径部１１２と小径部１１１の径の差は、例えば、３〜２０ｍｍとすることができる。径の差を３ｍｍ以上とすることで、後述するように、接着剤６を配置するスペースを適切に確保することができる。また、径の差が大きすぎると見栄えが悪くなるため、２０ｍｍを上限とすることが好ましい。
【００４５】
また、大径部１１２の深さ、つまり軸方向の長さは、例えば、０．５〜１．５ｍｍとすることができる。
【００４６】
第２ガラス板２は、第１ガラス板１と同じ材料で形成することができる。上述したように、第２ガラス板２は、第１ガラス板１よりもやや大きく、その周縁において、第１ガラス板１からはみ出した部分に、上述した封止材４が配置され、この封止材４によって、両ガラス板１，２の周縁の隙間が封止される。
【００４７】
また、各ガラス板１，２は、化学強化、風冷強化などの強化を施したガラス板であってもよい。特に、第２ガラス板２には、貫通孔が形成されていないため、後述する封止材や接着剤の加熱工程において強化の程度が低下するのを防止することができるため、強化を施すことが好ましい。風冷強化は、コストの観点から化学強化よりも有利であるものの、後述する封止材４や接着剤６の加熱工程で強化の程度が低下するおそれがある。これに対して、化学強化は，加熱工程においても、強化の程度が低下するのを抑制することができる。
【００４８】
なお、両ガラス板１，２の間に配置される複数のスペーサ３は、両ガラス板１，２の間の距離を一定に保つためのものであり、透明または半透明の公知のものを用いることができる。両ガラス板１，２の距離、つまり内部空間１００の厚みは例えば、０．１〜２．０ｍｍとすることができる。
【００４９】
＜３．カバー＞
カバー５は、円板状に形成されており、その外径は、第１ガラス板１の貫通孔１１の大径部１１２のよりも小さく、小径部１１１よりも大きくなっている。したがって、カバー５は、大径部１１２と小径部１１１との間の段１１３に配置されるようになっている。後述するように、減圧工程においては、カバー５と貫通孔１１の間から空気を吸引するため、カバー５の外周面と大径部１１２の内周面との間には、隙間が必要である。そのため、カバー５は、大径部１１２の内径よりも０．２〜１．５ｍｍｍｍ小さい外径とすることが好ましい。
【００５０】
また、カバー５の厚みは、大径部１１２の深さよりも小さくされており、例えば、大径部１１２の深さとカバー５の厚みとの差が０．４〜０．７ｍｍであることが好ましい。後述するように、カバー５の表面は、第１ガラス板１の表面と概ね同一平面上に配置されるため、大径部１１２の深さとカバー５の厚みとの差が、上述した接着剤６の厚みとなる。したがって、例えば、この差が０．４ｍｍよりも小さいと、接着剤６の厚みが小さくなるため、接着強度が低下するおそれがある。一方、この差が０．７ｍｍより大きいと、接着剤６の厚みが大きくなるが、そのようにすると、後述するように接着剤６を溶融させるための熱が接着剤６に均一に伝達されず、接着強度が低下するおそれがある。また、カバー５の厚み、あるいは第１ガラス板１の厚みが薄くなり、割れが生じる可能性がある。
【００５１】
カバー５を構成する材料は、非通気性で、接着剤６及び封止材４を溶融する際の加熱温度よりも高い融点を有していれば、特には限定されないが、第１ガラス板１と同じ熱膨張率を有する材料で形成されていることが好ましく、特に、第１ガラス板１と同じ材料であることが好ましい。これにより、カバー５と接着剤６との熱膨張の差、及び第１ガラス板１と接着剤６との熱膨張の差を同じにすることができ、後述する製造工程において、第１ガラス板１やカバー５が割れるのを防止することができる。
【００５２】
＜４．接着剤＞
接着剤６は、カバー５を第１ガラス板１に接着できるのであれば、特には限定されないが、例えば、低融点ガラス、金属半田を含有したものを用いることができる。低融点ガラスは、例えば、鉛系、リン酸スズ系、ビスマス系、またはバナジウム系を採用することができる。低融点ガラスには、添加剤としてフィラーなどを含有することができる。また、これらは結晶性または非結晶性のいずれであってもよい。非結晶性の低融点ガラスは、後述するように減圧工程において発泡するが、流動性がよいため、カバー５を固定しやすい。一方、結晶性の低融点ガラスは、減圧工程において発泡しがたいため、封止性能が高いが、流動性が低いおそれがある。
【００５３】
なお、非結晶性のバナジウム系の低融点ガラスは、融点が低いため、扱いやすいが、高温下で使用すると、一部が結晶化し、熱膨張率が増大するため、かえって扱いにくくなるおそれがある。一方、非結晶性のビスマス系の低融点ガラスは、融点はバナジウム系の低融点ガラスより高いが、高温下でも結晶化する可能性が低いため、扱いやすいという利点がある。
【００５４】
ここでいう低融点とは、例えば、５００℃以下の融点をいう。接着剤６の融点が５００℃を超えると、後述するヒーター９２での加熱時間が長くなり生産性が低下するおそれがある。また、融点が低すぎると、後述するように、封止材４を溶融するときに接着剤６が溶融してしまい、貫通孔１１が塞がれてしまう。そのため、封止材４の融点よりも、例えば、１０〜５０℃高い融点を有することが好ましい。
【００５５】
また、接着剤６は後述するように、溶融した後、冷却して固化するが、固化したときの接着剤６の収縮により第１ガラス板１が割れるのを防止するため、例えば、室温から３００℃まで温度を上昇させたときに、第１ガラス板１の熱膨張率と接着剤６の熱膨張率との差が、２０×１０-7ｍｍ／℃以下であることが好ましい。なお、上記のように接着剤６にガラスが含有されていると、接着対象となる第１ガラス板１と同質になるため、熱膨張率の差を特に小さくすることができる。これにより、例えば、接着剤６を加熱して固定する場合には、第１ガラス板１との熱膨張率の差が小さいため、割れを抑制することができる。
【００５６】
接着剤６の厚みは、最終製品となったときに、大径部１１２の深さとカバー５の厚みとの差となるようにしておく。後述するように、接着剤６は、加熱して溶融し、その後、冷却して固化させる。そのため、接着剤６の加熱前の厚みは、加熱後よりも大きくすることができる。また、接着剤６が加熱され溶融するときに、例えば、空気が進入することで接着剤６が膨張する場合もある。このような場合は、接着剤６の加熱前の厚みは、加熱後よりも小さくすることができる。
【００５７】
また、接着剤６は、貫通孔１１の段１１３に直接配置してもよいが、予めカバー５に取り付け、そのカバー５を貫通孔１１に取り付けてもよい。この場合、接着剤６は、仮焼成によりカバー５に固定することができる。例えば、接着剤６として、ビスマス系の低融点ガラスを用いる場合には、４２０〜４６０℃程度で、仮焼成することができる。あるいは、インクジェットなどの印刷によってカバー５に取り付けることもできる。印刷による場合には、接着剤６の厚みは、例えば、０．２ｍｍ以下とすることができる。
【００５８】
接着剤６の形状は、貫通孔１１の段１１３に配置されるような位置、形状に形成されていればよいが、特に環状に形成することが好ましい。但し、後述するように、減圧工程での空気の通路を確保するため、不連続な環状、例えば、図３に示すように、Ｃ字状（ａ）、複数の円弧を間隔をおいて組み合わせたもの（ｂ）、放射状に配置したもの（ｃ）など、少なくとも一つの隙間を有するように形成されることが好ましい。
【００５９】
＜５．封止材＞
封止材４は、接着剤６と同様の材料を用いることができる。例えば、封止材４として、非結晶性の低融点ガラスを用いると、流動性が高いため、両ガラス板１，２の隙間に封止材４を流し込みやすく、好ましい。この場合、封止性能を向上するため、封止材４が、第１ガラス板１の端面から、例えば、２〜７ｍｍ入り込むことが好ましい。上限は７ｍｍ入り込む。
【００６０】
上記のように封止材４としては、低融点ガラスまたは金属半田を用いることができるが、後述する製造工程を採用する場合には、接着剤６の融点が、封止材４の融点よりも高いことが必要である。例えば、接着剤６及び封止材４がともに、同種の低融点ガラスである場合には、低融点ガラスの量や添加物であるフィラーなどの量を調整することで、接着剤６の融点を封止材４の融点よりも高くすることができる。
【００６１】
この観点から、例えば、封止材４として低融点ガラスを用いる場合には、接着剤６として、低融点ガラスよりも融点の低い金属半田を用いることはできない。その一方で、封止材４及び接着剤６として、ともに金属半田を用いることもできるが、上述したように、接着剤６の融点が高くなるように調整しておくことが必要である。
【００６２】
＜６．ガラスユニットの製造方法＞
次に、ガラスユニットの製造方法について説明する。まず、図４に示すような構造を組み立てる。すなわち、上記のような貫通孔１１が形成された第１ガラス板１と、第２ガラス板２とを準備する。次に、第２ガラス板２上に複数のスペーサ３を配置した後、その上に第１ガラス板１を配置する。
【００６３】
また、両ガラス板１，２の周縁の隙間を塞ぐように、第２ガラス板２の周縁に封止用材料４０を配置する。これは、溶融、固化する前の封止材４である。
【００６４】
また、上述したように、カバー５の一方の面にＣ字状の接着剤６を仮焼成等により取り付けておく。そして、このカバー５を第１ガラス板１の貫通孔１１に取り付ける。このとき、接着剤６が、貫通孔１１の段１１３に配置されるようにする。続いて、カバー５の上に、貫通孔１１の大径部１１２よりも大きい円板状の保護プレート７を配置し、さらにに、この保護プレート７上に、錘８を配置する。これにより、保護プレート７を介して、錘８によってカバー５が段１１３に押圧される。
【００６５】
このとき、接着剤６は仮焼成され固化しているため、押し潰されることはなく、接着剤６によって、カバー５と段１１３の間には隙間が形成されている。また、保護プレート７の下面には、図５に示すように、十字状の溝７１が形成されている。そのため、ガラスユニットの内部空間１００と外部とは、貫通孔１１の小径部１１１、接着剤６の不連続部分、大径部１１２とカバー５との隙間、及び保護プレート７の溝７１を介して、空気が流通するようになっている。
【００６６】
保護プレート７は、後述するように、熱を通す必要があるため、赤外線の吸収量が少なく、加熱したときの膨張率が低く材料で形成することが好ましい。例えば、石英ガラス、あるいはカバー５やガラス板１，２と同じ材料を用いることができる。なお、保護プレート７は、後述するヒータ−９２による輻射熱で接着剤６を加熱することを阻害しない材質であればよく、透明のほか、不透明であってもよい。
【００６７】
錘８は、カバー５を塞がないように、保護プレート７の周縁部を押圧するような形状とすることができ、例えば、ドーナツ型に形成したものとすることができる。但し、錘８は、上述した空気の流路を確保するような形状とする必要がある。すなわち、保護プレート７の溝７１が外部に開放されるような構造にする必要がある。
【００６８】
このように、保護プレート７と錘８を配置した後、これらを覆うようにカップ状の閉鎖部材９を第１ガラス板１の上面に取り付ける。これにより、貫通孔１１を含む閉鎖部材９で囲まれた空間が密閉される。また、この閉鎖部材９の上部には、開口９１が形成されており、この開口９１は真空ポンプ（図示省略）に接続され、内部空間の減圧を行うようになっている。さらに、閉鎖部材９の内部において、保護プレート７の上方には、タングステン等のヒーター９２が設けられており、このヒーター９２によって、接着剤６が加熱されるようになっている。
【００６９】
こうして、閉鎖部材９が取り付けられた後、これらを加熱炉（図示省略）に配置し、加熱を行う。まず、封止用材料４０の融点以上に加熱を行い、封止用材料４０を溶融する。溶融した封止用材料４０は、両ガラス板１，２の周縁の隙間に入り込む。封止用材料４０として、例えば、ビスマス系低融点ガラスを用いる場合には、４７０℃程度に加熱する。その後、加熱炉の温度を、例えば、３８０〜４６０℃程度まで低下し、封止用材料４０を固化していく。このときの加熱温度は、接着剤６の融点よりも低いため、接着剤６は溶融しない。したがって、上述した空気の流路は確保されている。なお、封止用材料４０を加熱する手段は、特には限定されず、輻射加熱、レーザによる加熱、誘導加熱等を採用することができる。特に、封止用材料４０が金属である場合には、誘導加熱を採用することができる。
【００７０】
続いて、真空ポンプを駆動し、減圧を行う。すなわち、上述した空気の流路を通じて、内部空間１００の減圧が行われる。内部空間１００の圧力が、例えば、０．１Ｐａ以下となれば、真空状態と見なすことができる。
【００７１】
この減圧工程によって、両ガラス板１，２が互いに近接する方向に力が作用し、封止用材料４０も同時に押しつぶされる。これにより、封止用材料４０内部の空隙を消失させることができるため、封止材４を介した気体のリークを防止することができる。したがって、減圧は、封止用材料４０が完全に固化する前の温度で開始することが好ましく、これを考慮して上述した封止用材料を固化するための温度（上記の例では３８０〜４６０℃）を決定することができる。例えば、封止用材料４０の融点よりも５０〜１５０℃低い温度になったときに、減圧を行うことができる。なお、封止用材料４０が、例えば、金属ハンダを用いる場合には、上述の３８０〜４６０℃によらず封止用材料４０を固化させていくことができる。
【００７２】
これに続いて、ヒーター９２を駆動し、接着剤６を加熱する。接着剤６が、例えば、ビスマス系の低融点ガラスにより形成されている場合には、ヒーター９２により、接着剤６の温度が５００℃程度になるようにする。これにより、接着剤６が溶融し、錘８による押圧も手伝って、接着剤６が押し潰されていく。その結果、Ｃ字状の接着剤６が環状に変形し、カバー５と接着剤６により、貫通孔１１の小径部１１１が気密に密閉される。こうして、内部空間１００の真空状態が維持される。その後、ヒーター９２の駆動を停止し、全体を徐冷すると、封止用材料４０が完全に固化し、封止材４として両ガラス板１，２の周縁の隙間を封止する。以上の工程により、ガラスユニットが完成する。なお、接着剤６が加熱できるのであれば、上述したヒーター９２以外の装置を用いてもよい。
【００７３】
＜７．特徴＞
以上のように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）カバー５を接着剤６により第１ガラス板１に固定しているため、従来例のようにカバーに直接レーザ光を照射するのに比べ、第１ガラス板１あるいはカバー５の温度分布の差が生じにくく、割れを防止することができる。また、レーザ光を照射するための大型の装置が不要であり、内部空間１００の減圧と貫通孔１１の閉鎖を簡易に行うことができる。
【００７４】
（２）接着剤６として非結晶性の低融点ガラスを用いた場合、流動性の制御など取り扱いやすく、カバー５によって貫通孔１１をしっかりと塞ぐことができる。その一方で、非結晶性の低融点ガラスは、減圧時に発泡するおそれがあるが、接着剤６は、カバー５と段１１３との間に挟まれているため、発泡が抑制される。そのため、接着性能の低下や、接着剤６からの気体のリークを防止することができる。
【００７５】
（３）上記製造工程において、カバー５全体を覆う保護プレート７を用いると、ヒーター９２による加熱時に、カバー５内の温度分布を概ね均一にすることができる。例えば、保護プレート７を用いることなく、錘８で直接カバー５を押圧すると、カバー５において、錘８が接している部分と接していない部分とで温度の差が生じ、カバー５が割れるおそれがあるが、保護プレート７を用いることで、そのような割れを防止することができる。但し、保護プレート７は必須ではなく、温度分布を考慮し、錘８だけでカバーを押圧することもできる。
【００７６】
＜８．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。なお、以下の変形例は、適宜、組み合わせ可能である。
【００７７】
＜８−１＞
上記実施形態では、カバー５と第１ガラス板１の表面とが概ね同一平面上に位置するように、調整しているが、これに限定されない。すなわち、両者が同一平面上にあれば好ましいが、カバー５が第１ガラス板１の表面からやや突出したり、あるいは貫通孔１１内にやや窪むように配置されてもよい。例えば、カバー５と第１ガラス板１の表面との差が、１．０ｍｍ以内とすることができる。特に、カバー５が第１ガラス板１の表面から内側に位置していると、後述する図７に示す周縁部材５００を取り付けるときの邪魔にならない。
【００７８】
この観点から、例えば、図６に示すように、カバー５の厚みが薄ければ、カバー５を第１ガラス板１の表面に配置することもできる。この場合、カバー５の厚みは、０．３〜０．６ｍｍであることが好ましい。また、接着剤は、上記実施形態と同様に、段１１３に配置されるが、上記工程を採用する場合、空気の流路を確保するため、加熱前の接着剤６の厚みは、大径部１１２の深さよりも大きいことが必要である。
【００７９】
＜８−２＞
貫通孔１１の形状は特には限定されず、少なくとも上記のような段１１３が形成されるように小径部１１１と大径部１１２とを有していればよく、平面形状は円形のほか、多角形状などでもよい。また、カバー５を大径部１１２に収容する態様の場合は、大径部１１２に収容できる形状であればよいが、図６に示すように、第１ガラス板１の表面に配置する場合には、特には限定されない。
【００８０】
＜８−３＞
上記実施形態では、第２ガラス板２を第１ガラス板１よりも大きくしているが、同じ形状であってもよい。この場合、封止材４は、両ガラス板１，２の周縁の隙間に充填される。
【００８１】
＜８−４＞
ガラスユニットの周縁には、グレージングチャネルのような周縁部を保護する周縁部材を取り付けることもできる。例えば、図７に示す周縁部材５００は、第１ガラス板１の周縁部に当接する板状の第１部位５０１と、第２ガラス板２の周縁部に当接する板状の第２部位５０２と、これら第１部位５０１及び第２部位５０２を連結する板状の連結部位５０３を備えた断面Ｕ字状に形成されている。このような周縁部材５００は、接着剤や両面テープなどで各ガラス板の表面あるいは端面に固定される。
【００８２】
また、この周縁部材５００の第１部位５０１は、図７に示すように、カバー５を塞ぐように配置することができる。これにより、カバー５が見えるのを防止することができる。あるいは、図８に示すように、カバー５を塞がないように配置することができる。これにより、例えば、周縁部材５００の取付時に、第１部位５０１によりカバー５が傷ついたり、カバー５が外れたりするのを防止することができる。
【００８３】
＜８−５＞
上記のようにガラスユニットを製造した後、第１ガラス板１上に、中間膜、第３ガラス板をこの順で配置し、公知のオートクレーブによりこれらを固定することで、第１ガラス板１、中間膜、及び第３ガラス板による合わせガラスを形成することもできる。中間膜は、合わせガラスで用いられる公知の樹脂フィルムを用いることができ、第３ガラス板は、第１ガラス板１と同様のガラス板を用いることができる。
【００８４】
上記のように、カバー５が第１ガラス板１の表面と略同一平面上にあれば、カバー５が邪魔にならず、中間膜６０及び第３ガラス板７０を積層することができる。よって、上記のように強化が施された第１ガラス板１を用いる以外に、合わせガラスを形成することで、本発明に係るガラスユニットを安全ガラスとすることができる。
【００８５】
＜８−６＞
第１ガラス板１及び第２ガラス板２の少なくとも一方に、公知のＬｏｗ−Ｅ膜を積層することもできる。
【００８６】
＜８−７＞
両ガラス板１，２の間を所定間隔にする方法は種々の方法があり、上記のように両ガラス板１，２の間に複数のスペーサ３を設けるほか、両ガラス板１，２の周縁部のみにスペーサを設けることもできる。
【００８７】
＜８−８＞
上記実施形態では、両ガラス板１，２の間の内部空間を真空状態に減圧しているが、減圧に代えて、例えば、アルゴン、キセノンなどの不活性ガスを注入することもできる。この場合、内部空間１００の厚みは５ｍｍ程度にすることが好ましい。また、不活性ガスを注入することで、スペーサ３が不要となる効果を奏する。なお、不活性ガスを注入した場合には、真空状態よりもやや遮熱性能が低下するが、実用には耐えうる遮熱性能は維持することができる。
【００８８】
＜８−９＞
上記実施形態では、大径部１１２と小径部１１１との間の段１１３に接着剤６を配置しているが、これに限定されるものではなく、例えば、カバー５の底面全体、カバー５の外周面などに接着剤を配置することもできる。
【００８９】
＜８−１０＞
本発明のガラスユニットは、遮熱性能が要求される建物の窓ガラスのほか、装置（例えば、冷蔵庫などの装置）の外面に装着されるカバーガラスとして用いることができる。また、第１ガラス板１及び第２ガラス板２のいずれを、装着される装置、建物などの外側を向くように配置してもよいが、貫通孔１１が形成された第１ガラス板１は、第２ガラス板２と比べて強度が低いため、第２ガラス板２を外側に向けることが好ましい。
【００９０】
＜８−１１＞
上記実施形態では、貫通孔１１を、軸方向に連続する大径部１１２及び小径部１１１により構成したが、径が一定の貫通孔であってもよい。この場合、図９に示すように、カバー５は、貫通孔１１に挿入される小径部５１と、第１ガラス板１の表面に配置され、貫通孔１１よリも大きい大径部５２とが一体となったものとすることができる。また、接着剤６は、大径部５２の下面に塗布され、第１ガラス板１の表面に接着される。このとき、減圧時の空気の流路を確保するため、小径部５１は、貫通孔１１の内径よりも小さくしたり、あるいは外周面に溝を形成することが好ましい。また、接着剤６も上述したような平面視Ｃ字状に形成して空気の流路を確保することが好ましい。あるいは、小径部をなくし、大径部５２だけでカバー５を構成してもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１  第１ガラス板
１１  貫通孔
１１１  小径部
１１２  大径部
１１３  段
２  第２ガラス板
４  封止材
５  カバー
６  接着剤
【図１】
2020059640.tif 000003
【図２】
2020059640.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020059640.tif 000006
【図５】
2020059640.tif 000007
【図６】
2020059640.tif 000008
【図７】
2020059640.tif 000009
【図８】
2020059640.tif 000010
【図９】
2020059640.tif 000011