(57)【要約】  断熱ガラスユニットのスペーサフレーム用接続具（３１）。接続具（３１）は溶着可能材料で作製されている。中空スペーサプロファイル本体（１）内に挿入されるときに、接続具（３１）は、その弾性突起（３１ｔ、３１ｆ、３２ｒ、３２ｔ、３２ｕ）によって正しい位置に保持され、最終的に溶着によって少なくとも部分的に接続される。接続具（３１）は、スペーサプロファイルの直線及びコーナー接続に用いることができる。接続具片を溶着することによって、スペーサフレームを製造する方法、及びそのプロセスを行う装置も特許請求されている。
2009502720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペーサプロファイル本体（１）と接続具（３１、３２）を備えており、
スペーサプロファイル本体（１）は、第１の方向（Ｚ）に延びるとともに第１の方向（Ｚ）に直交する平面（Ｘ、Ｙ）内に所定の断面を有しており、
前記所定の断面が、第１の方向（Ｚ）に直交する平面（Ｘ、Ｙ）内に所定寸法を有しているスペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）を規定し、
接続具（３１、３２）は、所定の許容範囲において中空内部空間（７）を限定するスペーサプロファイル本体の断面に対応する第１の方向（Ｚ）に直交する断面形状を有することによって、スペーサプロファイル本体の中空内部空間（７）内に第１の方向（Ｚ）に挿入されるように構成されている接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）を有しており、
溶着可能材料、好適には溶融することによって溶着可能な材料で作製された接続具部分を挿入した後に、少なくとも接続具部分の外面が、スペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）の内面に面し、
接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）がスペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）内に挿入されるとともに、互いに面する接続具部分の外面とスペーサプロファイル本体の内面とが溶着によって少なくとも部分的に接続されることを特徴とする断熱ガラスユニット用のスペーサフレーム装置。
【請求項２】
前記スペーサが有刺歯構造を備えており、
突起（３１ｔ、３１ｆ、３２ｒ、３２ｔ、３２ｕ）が接続具本体（３１ｃ、３２ｃ）から突出しており、
それらの突起が、弾性であるとともに、接続具部分をスペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）に挿入した後に、所定の許容範囲において中空内部空間（７）を限定するスペーサプロファイル本体の断面に対応する第１の方向（Ｚ）に直交する断面形状の接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）を生じるように構成された形状を有するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記スペーサプロファイル本体が、少なくとも内部空間（７）を限定する内側では、非金属溶着可能材料、好適にはプラスチック材料によって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記スペーサプロファイル本体が、少なくとも内部空間（７）を限定する内側では、金属材料により形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項５】
接続具（３１、３２）の接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）を、中空スペーサプロファイル本体（１）を有するスペーサ内に挿入し、
接続具部分とスペーサプロファイル本体の中空内部空間の内面とを溶着することによって、スペーサと接続具とを接合する方法であり、
中空スペーサプロファイル本体（１）は、第１の方向（Ｚ）に延びるとともに第１の方向（Ｚ）に直交する平面（Ｘ、Ｙ）内に所定の断面を有しており、
前記所定の断面が、第１の方向（Ｚ）に直交する平面（Ｘ、Ｙ）内に所定寸法を有しているスペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）を規定し、
接続具部分が、所定の許容範囲において中空内部空間（７）を限定するスペーサプロファイル本体の断面に対応する第１の方向（Ｚ）に直交する断面形状を有することによって、スペーサプロファイル本体の中空内部空間（７）内に第１の方向（Ｚ）に挿入されるように構成されており、
溶着可能材料、好適には溶融することによって溶着可能な材料で作製された接続具部分を挿入した後に、少なくとも接続具部分の外面が、スペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）の内面に面することを特徴とする断熱ガラスユニット用のスペーサフレーム装置の製造方法。
【請求項６】
前記溶着が、低温溶着によって、好適には３１５℃未満の溶着温度で達成されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記溶着が、摩擦溶接、超音波又はＲＦ（マイクロ波を含む）溶接、化学薬品を用いる表面処理、粘着剤、接着剤、又はシーラントを用いることによる接着、放射熱の利用、熱風加熱の利用、熱の直接印加の利用のうちの１つによって達成されることを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
スペーサフレーム装置保持手段（１１０、１２０）と溶着装置（１３０）を備えており、
スペーサフレーム装置保持手段（１１０、１２０）は、
中空スペーサプロファイル本体（１）と、中空スペーサプロファイル本体（１）内に挿入された接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）を有する接続具（３１、３２）とを備えるスペーサフレーム装置を保持するように構成されており、
溶着装置（１３０）は、
スペーサフレーム装置保持装置（１１０、１２０）によって保持されたスペーサフレーム装置内で、接続具（３１、３２）と中空スペーサプロファイル本体（１）の内側とを溶着するように構成されていることを特徴とする断熱ガラスユニット用のスペーサフレーム装置の製造装置。
【請求項９】
前記溶着装置が、中空スペーサプロファイル本体（１）がスペーサフレーム装置保持装置（１１０、１２０）によって保持されたときに、中空スペーサプロファイル本体（１）の外側に熱を印加するように構成された加熱装置（１３０）であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記スペーサフレーム装置保持装置が、固定保持部（１１０）と、第１の方向（Ｆ）に往復移動されるように構成されている可動保持手段（１２０）とを備えており、
溶着装置（１３０）が、中空スペーサプロファイル本体（１）内に挿入された接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）が中空スペーサプロファイル本体の内側に接する位置において、スペーサフレーム装置保持部によって保持された中空スペーサプロファイル本体（１）と接するために移動されるように配置された熱伝導部端（１３３ｈ）を備えていることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱ガラスユニット用の溶着可能接続具を有するスペーサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
断熱ガラスユニット（以下、ＩＧユニットと称する）の分野では、ＩＧユニットを形成するガラス板を分離するために管状スペーサバーを使用することが、長年に亘って窓産業で普及している。矩形のＩＧユニットを作製するときに、スペーサバーを特定の長さに切断し、４つのスペーサ片を、ある種の接続装置又はコーナーキーで接続してＩＧユニットのスペーサバー装置（フレーム）の角部を形成することは一般的なことである。スペーサ片を接続して正方形コーナー又は他の角度コーナーを形成するために使用される装置は、コーナーキーと呼ばれる。スペーサ材料を節約するために、様々な長さのスペーサバーが、直線スペーサキー装置に接続されることが多い。コーナーキーの構造とその材料の選択は、長年に亘って変化してきた。典型的には、コーナーキーは、型打ち金属部品、鋳造合金片又は射出成形プラスチック材料である。他の材料も試されてきたが、コーナーキーの材料は、上記のものが最も一般的な材料選択肢である。コーナーキーの構造に関して、その形状及び／又はその断面は、各設計者が挿入容易性及び耐引き抜き性の最適値を研究することによって大幅に変化してきた。また、あるスペーサキーは、乾燥剤が通過可能になるように設計され、他のスペーサキーは、スペーサをキーに機械的に圧着することが容易になるように設計されてきた。また、鋼スペーサコーナー部のために、高温溶接が用いられてきた。
【０００３】
当然のことながらスペーサ接続具は、ＩＧユニットの重要な構成要素である。スペーサ接続具は、直線スペーサ片の間の機械的な接続部として機能する。そのため、機能的管状スペーサ又はガラス隔離体が、完成したＩＧユニットの一体部として用いられるように形成される。典型的に、スペーサバー片を接続して閉じた矩形フレームを形成した後に、乾燥剤充填スペーサが、シーラントによってガラス表面に接着される。最も費用効果のあるＩＧ製造プロセスを求めて、ＩＧユニット組み立て工程のバリエーションが、窓割り産業の探求で開発されてきた。例えば、スペーサ形成プロセスが直線プロセスにできるように、折り畳み式のコーナーキーが開発された。また、コーナーキーをなくすために、「コーナー屈曲」の技術が開発された。しかしながら、この場合、スペーサフレームを完成させるために、通常、直線キーがまだ必要である。加えて、インラインスペーサ製造に関する遮断ＩＧ技術は、スペーサ作製の経済性をかなり費用効果のよいものにしてきた。このスペーサ技術のほとんどは、最近の数年にわたり開発されており、スペーサ製造プロセスを継続的に向上させるために、研究が続けられている。
【０００４】
テクノフォーム（Ｔｅｃｈｎｏｆｏｒｍ）によるＴＧＩスペーサは、プラスチック金属複合スペーサであり、スペーサプロファイルの内側は、プラスチックで製造されている（例えば、米国特許出願公開第２００５／０１００６９１  Ａ１号明細書、又は欧州特許第１  ５２９  ９２０  Ａ２号明細書を参照）。
【０００５】
従来の金属スペーサは、スペーサプロファイルの内側が金属で作製されるように、アルミニウム又はステンレス鋼等などの金属で作製することができる（例えば、米国特許第６，３３９，９０９号明細書の図１６を参照）。
【０００６】
接続具又はキーは、挿入を容易にするとともに抜き出し又は引き抜きを困難にするために設計された有刺歯を有する金属又はナイロンのような片で作製されてきた。コーナーキー及び直線キーの両方とも利用可能である。これらの接続具又はキーは、かなり良好な働きをするように思われるが、１片が高価であるとともにスペーサフレーム毎に複数の片が必要となる場合がある。また、これらの接続具又はキーは、特別な条件／環境下でスペーサ片を一緒に保持するのに効果的でない虞がある。また、これらの接続具又はキーは、把持歯をスペーサ断面の内面の中に押し込んだり、把持歯をスペーサ断面に沿って押したりしなければならないので、挿入することが困難である虞がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来のスペーサ接続具の使用することによって直面する欠点の少なくともいくつかを克服しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記したように、スペーサは、金属内面又はプラスチック内面を有していることがある。
（１）スペーサキャビティ内に容易に挿入するための形状とサイズ許容範囲を有し、
（２）ＴＧＩスペーサ内部ライニングとほぼ同様に、低コストプラスチックで構成され、さらに、
（３）スペーサ断面の内面に溶着された、
スペーサ接続具を用いることが提案される。
【０００９】
この最後の特徴（３）は、優れた接着力と利便性のために接続具をスペーサに接着するという独自の概念であるので、特別な重要性を有している。この提案は、比較的に低温溶着プロセスを伴う、すなわち、室温から約６００°Ｆ（およそ３１５℃）の温度範囲を伴うので重要である。この意味での溶着は、プラスチック内面を有するスペーサの場合、溶融材料が混合して冷却後に不可逆材料接続を有するような、スペーサのプラスチック内面と接続具のプラスチック外面の溶融によって材料接続が発生することによる溶着を含む。さらに溶着は、金属内面を有するスペーサの場合、スペーサの金属内面への強力な接着及び/又は結合が冷却後に発生するような、接続具のプラスチック外面を溶融することによって発生する強力な接着を含む。
【００１０】
従来のスペーサキーは、その機械的接続が緩んで、スペーサ片同士を分離させることが多い。
【００１１】
これは、開放接合部において、水分が進入することによる不良ＩＧユニットを生じる。提案の接着によると、スペーサ接合部が一緒に溶着されるとともに、接合部開放を防止する強力な溶接接合部として働く。
【００１２】
つまり低コスト接続具を、ＩＧスペーサ用の「接着構成要素」として利用するということを提案する。
【００１３】
コーナーキー又は直線キーなどのキーと、スペーサとの間にこの溶着接続を作製するいくつかの方法がある。
【００１４】
いくつかの方法を以下に提示するが、もちろん以下のリストが全てであることを意図するものではない。
（１）熱可塑性接続具と、熱可塑性もしくは金属のスペーサライナとを溶着するために、伝導熱による熱の直接印加。この伝導熱は、ヒータと接合部領域の間を直接接触させて印加することもできる。
（２）接合部を加熱するために、炎又はＩＲランプからの放射熱の利用。
（３）強力なヘアドライヤ等の装置からの熱風加熱の利用。
（４）互いに対して接合部を迅速に移動させて、溶着接合が生じる摩擦熱を発生させる溶接装置が利用可能であるので、摩擦溶接の利用。
（５）超音波又はＲＦ（マイクロ波を含む）溶接の利用。これにより、材料分子が振動し、この振動が熱を発生し、この熱が材料を軟化させて結合させる。
（６）表面同士を溶着させる部品の表面上における化学薬品の利用。プラスチックパイプの接着がこの方法の一例である。
（７）所望の接合部を完成するための粘着剤、接着剤、シーラントの利用。
【００１５】
上記の方法は、スペーサ接続具をスペーサバーに溶着することができる方法のほんの数例である。要約すると、低温溶着スペーサ接続の利用は、現在の接続具の課題、あるいは、欠点を解決する独自の手法である。
【００１６】
利点の要約
＊接続具とスペーサの接合強度の増加。
＊生産ラインにおける挿入労力の低減。
＊ＩＧユニット分野の問題の低減。
＊ＩＧ部品コストの低減。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照して接続具の実施形態及びその適用を説明する。
【００１８】
図１、図２に示すように、窓ガラス２３が平行に延びて、窓ガラス空間２４をＸ−Ｚ方向に平行な平面に確定している。空間２４の外周は、（円筒状、好適には中空の）スペーサプロファイル１、１’と粘着材料２１と封止材料２２によって作製されたスペーサフレームで確定されている。詳細は米国特許出願公開第２００５／０１００６９１Ａ１号明細書に記載されている。
【００１９】
上記のスペーサプロファイルフレームを提供するために、例えば図３又は図５に示すような１つ又は複数の直線接続具、及び／又は、例えば図４又図は６に示すような９０°コーナー接続具を用いることができる。
【００２０】
上記したように、ＴＧＩスペーサプロファイルは、プラスチックス金属複合スペーサを代表するスペーサプロファイルの一例である。このようなプラスチック金属複合スペーサの他の例は、米国特許第６，３３９，９０９号明細書に記載されている。
【００２１】
このようなプロファイルの内側（内部ライニング）は、米国特許出願公開第２００５／０１００６９１Ａ１号明細書の段落［００１０］、［００１１］及び［００５８］に記載されたような弾塑性変形可能材料で作製されている。すなわち、好適な弾塑性変形可能材料には、屈曲材料の弾性復元力を越えた後に可塑性、不可逆変形する合成又は天然の素材がある。このような好適な材料において、スペーサプロファイルが見かけの降伏点を越えて変形（屈曲）した後、実質的に弾性復元力が有効であることはない。代表的プラスチック材料はまた、約５Ｗ／（ｍＫ）未満、より好適には約１Ｗ／（ｍＫ）未満、さらに好適には約０．３Ｗ／（ｍＫ）未満の熱伝導率などの、比較的低い熱伝導率を示すことが好ましい（すなわち、好適な材料は断熱材料である）。プロファイル体にとって特に好適な材料は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド及び／又はポリカーボネートを始めとする熱可塑性合成材料であるが、これらに限定されない。プラスチック材料は、一般的に用いられる充填材（例えば、繊維性材料）、添加剤、染料、ＵＶ保護剤等も含まれることがある。プロファイル体にとって好適な材料は、プロファイルの強化材料の熱伝導値の少なくとも約１０分の１、より好適には強化材料の熱伝導値の約５０分の１、最も好適には強化材料の熱伝導値の約１００分の１を示す場合もある。このようなプロファイルの内側は、ポリプロピレン、ノボーレン（Ｎｏｖｏｌｅｎ）１０４０Ｋ、タルク２０％を含むポリプロピレンＭＣ２０８Ｕ、ヘテロ相コポリマであるポリプロピレンＢＡ１１０ＣＦ（ポリプロピレンＭＣ２０８ＵとポリプロピレンＢＡ１１０ＣＦは、デンマーク、コンゲンス  リンビー（Ｋｏｎｇｅｎｓ  Ｌｙｎｇｂｙ，Ｄｅｎｍａｒｋ）のボレアリス（Ｂｏｒｅａｌｉｓ）Ａ／Ｓから入手可能である）、ポリプロピレン・ホモポリマであるアドスティフ（Ａｄｓｔｉｆ）（登録商標）ＨＡ８４０Ｋ（バセル・ポリオレフィンズ・カンパニー（Ｂａｓｅｌｌ  Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ）ＮＶから入手可能である）を備えることがある。
【００２２】
コーナー接続具３１又は直線接続具３２の材料は、少なくともスペーサプロファイル１の内面に面する外面において、ナイロン（Ｎｙｌｏｎ）（登録商標）６、又はスペーサプロファイルの内側と同じ材料であることが好ましい。この点で上記の説明部分において、米国特許出願公開第２００５／０１００６９１Ａ１号明細書の部分も接続具の材料選択に該当する。スペーサプロファイル１の内側材料との溶着界面を形成するのに適合する他の材料も、接続具３１、３２用の全体の材料として、又は、少なくとも接続具３１、３２の外面用の材料として選択することができる。接続具３１、３２はポリアミドで作製されることが好ましく、ナイロン（Ｎｙｌｏｎ）（登録商標）６又はポリプロピレンで作製されることが最も好ましい。
【００２３】
図４、図６及び図７を参照すると、９０°コーナー接続具３１は、互いに接続されて接続具３１を形成する２つの挿入部３１ａ、３１ｂを備える。図３、図５及び図７を参照すると直線接続具３２は、互いに接続されて接続具３２を形成する２つの挿入部３２ａ、３２ｂを備える。スペーサプロファイル１ａ、１ｂ及び１ｃ、１ｄを、夫々接続具３１、３２を用いて接続する場合、夫々挿入部３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂを、夫々スペーサプロファイル部（又は片）１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ内に挿入する。
【００２４】
スペーサプロファイル１の内部空間７内に挿入される接続具３１、３２の部分３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂは、挿入の方向に直交する断面形状を有している。その断面形状は、スペーサプロファイルの内部空間７の断面形状に対応し、好適には、スペーサの内部空間７内への容易な挿入を可能にする部分的に若干小さい寸法を有する。好適には、接続具の残りの部分は、上記のような界面の溶着が可能であるように、スペーサの内側に近い、すなわち、スペーサの内側と少なくとも部分的に接する断面寸法を有する。例えば、図１に示すＸ方向に１５．５ｍｍの幅を有するＴＧＩスペーサの場合、内部空間７のＸ方向の最大幅はおよそ１３．５ｍｍであり、Ｙ方向の内部空間７の高さはおよそ４．９ｍｍである。このような場合、内部空間７内に挿入される接続具３１、３２の断面の下回り寸法は、０．２ｍｍの範囲であることが好ましい。下回り寸法は、当然全スペーサ寸法に応じて０．５〜５％、好適には１〜４％の範囲内になければならない。
【００２５】
好適には、接続具は、挿入方向に先細になる若干円錐形状を有する。すなわち、接続具は、スペーサプロファイル内に挿入された接続具の先端において、より小さい断面を有する。円錐形状によって、断面の寸法は少なくとも部分的に下回り寸法を有することができる。
【００２６】
相互に対応する断面形状と組み合わせたこのような円錐形状（寸法適合）によって、断面形状の製造公差の問題を克服できる。
【００２７】
図３〜図６の接続具３１、３２は、突起／歯３１ｔ、３１ｆ、３２ｒ、３２ｔ、３２ｕが接続具本体３１ｃ、３２ｃ上に設けられた断面形状を有する。
【００２８】
接続具３１、３２は有刺歯構造を有する。すなわち、挿入後にスペーサの内側に面する１つ又は複数の外面に、歯の形状の突起が設けられている。その歯は、挿入の方向に対して傾斜を有する。すなわち、突起の先端が、スペーサ内に挿入される接続具の先端から離れる方向を指している。
【００２９】
この構造でも接続具は、接続具が内部空間に挿入された後のスペーサプロファイルの内部空間７の断面形状にほぼ対応する、挿入の方向に直交する断面形状を有する。その理由は、突起が挿入中に挿入の方向とは反対方向に屈曲されるように弾力性を有するように形成されているからである。ここで、接続具が内部空間の断面形状にほぼ対応する断面を有するように突起が形成されている場合、突起／歯が対応して屈曲すると、接続具の断面形状は、挿入前は内部空間の断面形状に対応しないが、挿入後に内部空間の断面形状にほぼ対応する断面形状に変形される。
【００３０】
図３〜図６を参照すると、幅ｗ１、ｗ２（図１、図２に示すスペーサプロファイル１、１’内への挿入を考える場合には、Ｘ方向の幅）と高さｈ（図１、図２のＹ方向の高さ）が、挿入後に断面の大体の対応が達成されるように選択されるということを示している。例えば、図３において、突起／歯３２ｔ、３２ｕは全体高さｈを超えて設けられてはいない。その結果、このような接続具が図１、図２に示すような断面プロファイルの内に挿入される場合には、プロファイル１、１’の非矩形断面に対するより良好な適合が可能である。
【００３１】
さらに、図３及び図４に示す有刺歯構造接続具も、スペーサプロファイル内に挿入される先端の円錐形状を有しており、図３のコーナー接続具の場合、前歯３１ｆも挿入中に生じるよりも小さい高さを有するように形成されることに留意しなければならない。
【００３２】
当然のことながら、有刺歯構造により加えられる力は、従来の有刺歯構造に必要な力よりはるかに小さくすることができる。この力は、溶着プロセスが溶着接続を生じるまでの間、接続具の外面とスペーサプロファイルの内面との間に十分な接触を確立するのに十分であればよい。溶着によって保持力が得られるので、得られるＩＧユニットの寿命にわたって歯とスペーサ内部との間の摩擦により強力な保持力を確保する必要はない。
【００３３】
図３に示す接続具３２は、Ｕ字形状本体３２ｃの側壁に突起３２ｔ、３２ｕを備えている。図１、図２のプロファイルの断面形状と図３ｃ）の断面形状との比較から明らかであるように、接続具の高さｈ（ｙ）が空間内のプロファイルの高さに好適に密接に対応する一方で、幅（ｗ１（ｘ））は、挿入後に突起が屈曲して溶着されるためにプロファイルの内側と接するように、スペーサ内のプロファイルの幅より好適に大きい。図４に示す接続具３１は、コーナー接続具３１の本体３１ｃを形成する棒状挿入部３１ａ、３１ｂの一方（下方）側（図１、図２のプロファイルに挿入されている姿勢で見る場合には下側）に突起３１ｔ、３１ｆを備える。また、図１、図２のプロファイルの断面形状とコーナーキーの断面形状との比較から、挿入部３１ａ、３１ｂの幅（ｗ１（ｘ））がプロファイル内部空間の幅に好適に密接に対応する一方で、高さｈ（ｙ）は、挿入後に突起３１ｔ、３１ｆが屈曲して溶着されるためにプロファイルの内側と接するように、プロファイル内部空間の高さより好適に大きいことが明らかである。従って、突起が突出している方向における接続具の寸法は、プロファイル（スペーサ）内部空間の対応寸法より大きくてもよく、突起が突出している方向に直交する方向における接続具の寸法は、プロファイル内部空間の寸法に好適に密接に対応している。図５に示す直線接続具３２の実施形態は、図３に示した接続具３２のような直線接続具であるが、側面に突出する突起の代わりに（図４のコーナー接続具と同じように）下側に突起３２ｔを有する。突起が同一の「姿勢」なので、図５の接続具３２の寸法に対して、図４のコーナー接続具に対して上述した内容と同様のことが当てはまる。図５の接続具３２は、各挿入部３２ａ、３２ｂにおいて６つの突起を備える。挿入部３２ａ、３２ｂの先端における突起３２ｔ１は第１の高さｈ１を有しており、その第１の高さｈ１は、プロファイル内部空間の高さとほぼ同等であることが好ましい。突起の高さ（ｈ２〜ｈ５）は接続具の中心に向かって増大する（ｈ２＜ｈ３＜ｈ４＜ｈ５）。各サイドにおける２つの最も内側の突起３２ｔ５と３２ｔ６は、同じ（最大の）高さｈ５を有する。図５ｂ）に見られるように、接続具３２はその中心に、両側の先端における第１の突起３２ｔ１と同じ高さを有する箱状突起３２ｍを備える。加えて、図５の接続具３２は、その上側（＝図５の下側）において（突起３２ｔよりも）小さいフック状の突起３２ｒ（各々の端において、その長さのおよそ３分の１を超える）を備える。図６に示すコーナー接続具３１の実施形態は、図５の直線接続具の突起の基本構造を備えているが、各々の挿入部３１ａ、３１ｂにおいて、６つの突起に代えて５つの突起３１ｔ１〜３１ｔ５を有する。箱状突起３１ｍが、最も内側の突起として各挿入部３１ａ、３１ｂ上に設けられている。当接突起３１ｐが、図４の接続具と同様な方法で接続具の両側面に設けられている。
【００３４】
図５及び図６の直線及びコーナー接続具の下側の突起３１ｔ１・・・は、およそ３０°の傾斜角を有する。
【００３５】
図３〜図５に示す４つの接続具の特徴を組み合わせてもよいが、図５及び図６に示す実施形態がプロファイルと接続具とを溶着するのに好適である。この点で再度、得られるＩＧユニットの寿命に亘って歯（突起）とスペーサ内部との間の摩擦によって強力な保持力を確保する必要がないということを言及しておくが、それらの溶着を可能にして溶着することが必要である。この用途のために、図５及び図６に示す突起の形状が好ましい。
【００３６】
以下に、断熱ガラスユニット用のスペーサフレーム装置を製造する方法と装置を説明する。このようなスペーサフレーム装置を製造するための装置１００が、図７〜図１０に示されている。装置１００は、基板１０１（図９を参照）を備えている。この実施形態におけるスペーサ支持ブロックとして実施されるスペーサ支持手段１１０が、ホルダ１０２を介して基板１０１上に載置されている。溶着処理中にスペーサプロファイルを保持するスペーサ保持装置（スペーサ保持手段）１２０と加熱装置（加熱手段）１３０が、直線ガイド１４０ａ、１４０ｂを介して、矢印Ｆの方向に直線移動可能であるように基板１０１上に載置されている。各直線ガイドは、バーホルダ１４２によって基板に固定されたガイドバー１４１を備えている。
【００３７】
空気圧シリンダ１５２を備える作動手段１５０が、基板１０１上に載置されている。空気圧シリンダ１５２のシリンダロッド１５１は、作動手段が加熱装置１３０を矢印Ｆの方向に往復移動させるアクチュエータに適合するように、加熱装置１３０に接続されている。作動手段１５０のさらなる部品として、つる巻きばね１５６とばねガイドバー１５７とを備える付勢装置１５５が設けられている。ばねガイドバー１５７は、スペーサ保持装置１２０に固定されているとともに、ばねガイドバーが、加熱装置１３０に対して矢印Ｆの方向に、図７に示すスペーサ保持装置１２０と加熱装置１３０との間の最大距離Ｄから、つる巻きばね１５６の完全圧縮状態までの範囲で移動できるように、加熱装置１３０を貫通している。最大距離Ｄに対する距離の制限は、ばねガイドバー１５７の自由端における当接突起１５７ａによって達成される。
【００３８】
スペーサ支持ブロック１１０は、上から見て正方形状であって高さｈ１１０を有する。２つの隣接側面に、以下にさらに説明するようなスペーサプロファイル形状に適合する形状を有する溝１１１が設けられている。
【００３９】
スペーサ保持装置１２０は、ガイドバー１４１上を矢印Ｆの方向に直線移動可能である支持ブロック１２１を備える。支持ブロック１２１の上側に、２つの保持ロール１２２が載置されている。保持ロール１２２、１２２は、矢印Ｆに直交する水平方向において、互いの間に距離を有する。スペーサ支持ブロック１１０は、正方形状を上から見て考えると、正方形状の対角線の一方が２つの保持ロール１２２、１２２間の接続線の中心で交差するように配置されている。その結果、スペーサ保持装置が矢印Ｆの方向に移動されるときに、２つの保持ロール１２２が、スペーサ支持ブロック１１０から常に同じ距離を有する。図７の平面図において、溝１１１は、保持ロール１２２に面する２つの隣接側面内に設けられている。
【００４０】
加熱装置１３０は、ガイドバー１４１上を矢印Ｆの方向に直線移動可能である支持ブロック１３１を備える。支持ブロック１３１の上側に加熱装置１３２が配置されている。加熱装置は銅本体１３３を備える。銅本体は、熱伝導部がスペーサ保持装置１２０に向かって突出するような形状を有する。本実施形態では、熱伝導部は、図７のように上から見たときに、９０°の角度の熱伝導部端１３３ｈを有する２つの突出部の間に凹部１３３ｒを有するフォーク状の形状を有する。
【００４１】
装置の上記実施形態は、以下の動作の説明から明らかになるように、コーナー接続具を有するスペーサフレーム装置を製造するのに適している。
【００４２】
直線接続具を有するスペーサフレーム装置を製造するように装置が構成されているときは、スペーサホルダブロック１１０の姿勢を、上面図で４５°回転させなければならない。さらに、図７〜図１０に示すスペーサ保持ブロック１１０の寸法を考えると、保持ロール１２２、１２２間の距離を減少させなければならないか、又は、矢印Ｆに直交する方向のスペーサ保持ブロック１１０の対応水平寸法を増加させなければならない。さらにまた、熱伝導部の形状を、熱伝導縁１３３ｈが矢印Ｆに直交して水平に延びるように構成しなければならない。
【００４３】
以下において図７〜図１０に示す装置の動作を説明する。図７の平面図において、シリンダロッド１５１は、加熱装置１３０がその後退位置にあるように、空気圧シリンダ１５２内に後退する。つる巻きばね１５６の付勢力のため、スペーサ保持装置１２２は最大距離Ｄにある。
【００４４】
図１１に示しているものと同様の方法でコーナー接続具が挿入された２つのスペーサプロファイル部１で構成されているスペーサフレーム装置が、図１０に示すようにスペーサ保持ブロック１１０の溝１１１内に挿入される。スペーサプロファイルが図１に示すような断面形状であると仮定すると、溝１１１は、そのスペーサプロファイルの挿入を可能にする断面形状を有する。換言すると、高さｈ１１１は、図１のスペーサプロファイルのＸ方向の幅よりも若干大きい。
【００４５】
このスペーサプロファイル装置において、スペーサプロファイル部１とコーナー接続具がまだ溶着されておらずスペーサ保持ブロック１１０の溝１１１内に挿入された状態で、ロッド１５１が矢印Ｆ１の方向に押されるように、空気圧シリンダ１５２が作動される。その結果、加熱装置１３０が矢印Ｆ１の方向に押され、つる巻きばね１５６によってスペーサ保持装置１２０が矢印Ｆ１の方向に押される。
【００４６】
まず、スペーサ保持装置１２０の保持ロール１２２が、ばね１５６によって加えられる力に相当する保持力で、スペーサプロファイル部１と接触する。図１０に示すように、熱伝導部端１３３ｈがスペーサプロファイル部１の外側と接触するまで、シリンダロッド１５１が矢印Ｆ１の方向に移動される。
【００４７】
この位置において、スペーサプロファイル部内に挿入されたコーナー接続具は、スペーサプロファイル部の内側と接している。加熱装置が動作されて、熱が、熱伝導部端１３３ｈを介して、スペーサプロファイル部１の外側に伝導される。その結果、スペーサプロファイル部の内側の材料と接続具の材料が部分的に溶融される。
【００４８】
その後、加熱装置は、矢印Ｆ２の方向に数ミリメートル若干後退する。しかしながら、つる巻きばね１５６がなおスペーサ保持装置１２０に力を加えるので、スペーサプロファイル装置はなお保持ロール１２２によってスペーサ保持ブロック１１０内に保持される。数秒という短時間後、スペーサプロファイル内部の溶融部と接続具の溶融部が冷却されて溶着される。
【００４９】
ここで、シリンダロッド１５１は、溶着されたスペーサプロファイル装置をスペーサ保持ブロック１１０から取り外すことができるように、図７に示す位置に完全に後退する。
【００５０】
図８と図９において、装置は図１０と同じ位置に示されているが、スペーサプロファイル装置がない。当然当業者にとって、このような状況では、支持ブロック１２１がばね１５６により加えられる力によってホルダ１０２に当接するまで、保持装置１２０がさらに移動することも明らかである。しかしながら図９及び図１０では、動作位置を明瞭に示すために、スペーサプロファイル装置が図１０に示されるように存在するかのように、保持装置１２０の「凍結」位置が示されている。
【００５１】
図７〜図１０に示す装置の構造とは異なり、スペーサプロファイル部と接続具との間の接続が溶着によって得られるスペーサプロファイル装置を製造するために、接続具とスペーサプロファイル部の内側とがさらに上記に示した方法のいずれかの溶着による接合部である方法を適用することができる。
【００５２】
金属スペーサプロファイル１’と接続している溶着可能な接続具のさらに有利な用途を、図１２に関連して説明する。スペーサフレームが少なくとも１つの位置で金属スペーサプロファイル１’で形成される場合、金属スペーサプロファイル１’の２つの端部は、例えば直線接続具によって接続されなければならない。このような状況が図１２ａ）に示されており、断面形状が図１２ｂ）に示されている金属スペーサプロファイル１’の２つの端部ｌｅ１とｌｅ２が、互いに接している。図１２ｂ）の視点の方向は、図１２ｂ）における矢印Ａの方向である。２つの端部の一方、この場合端部ｌｅ１において、金属ラッチ１ｌ（エル）が、スペーサプロファイルの長手方向の端部から突出して設けられている。例えば、プレス／パンチングによって、このような金属ラッチを金属プロファイルの対応する端部に、製造プロセス中に容易に設けることができる。ラッチ１２は、その先端１ｌｔに近いラッチ１ｌの一部分１ｌｗが、その基部１ｓに近い他の部分１ｌｓよりも幅広い形状を有することが好ましい。ラッチ１ｌは波形の形状を有することが好ましい。図１２ｃ）は図１２ｂ）の右側からの側面図を示す。
【００５３】
このラッチ１ｌを他端部ｌｅ２内に容易に挿入することができることは明らかである。本発明による溶着可能な接続具を用いてこのようなラッチで２つの端部を接続する場合には、溶着可能な接続具の溶融は、溶着可能な接続具とラッチの形状適合を生じさせて、接合強度を増加させる。加えて、他端部ｌｅ２の内部に窪みを設けることが可能であり、窪みは接続具の溶融材料とのさらなる形状適合を生じさせ、さらに接合強度を増す。
【００５４】
従って、本出願は断熱ガラスユニット用スペーサのための溶着可能な接続具を教示し、スペーサが第１の方向に延びるとともに第１の方向に直交する平面内に所定の断面を有する中空スペーサプロファイル本体を有し、その所定の断面が第１の方向に直交する平面内に所定の寸法を有するスペーサプロファイル本体の中空内部空間を規定し、接続具が、所定の許容範囲で中空内部空間を限定するスペーサプロファイル本体の断面に対応する第１の方向に直交する断面形状を有することによってスペーサプロファイル本体の中空内部空間内に第１の方向に挿入されるように構成された接続具部分を備え、溶着可能材料、好適には溶融することによって溶着可能な材料で作製された接続具部分を挿入した後に、少なくとも接続具部分の外面が、スペーサプロファイル本体の中空内部空間の内面に面する。このような接続具は、挿入方向に先細になる円錐形状を有してもよい。このような接続具は、挿入方向に直交する平面に所定の下回り寸法を有する、接続具の断面形状を有していてもよい。
【００５５】
本明細書及び／又は特許請求の範囲に開示された特徴はすべて、当初の開示の目的のため、ならびに実施形態及び／又は特許請求の範囲の特徴の構成から独立した請求の範囲に記載されている発明を限定する目的のため、互いに別々に及び独立して開示されることを意図するものであることを明記する。当初の開示の目的のため、ならびに請求の範囲に記載されている発明を特に数値範囲の限度として限定する目的のため、構成要素群のすべての数値範囲又は表示が、各可能な中間値又は中間構成要素を開示することを明記する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】米国特許出願公開第２００５／０１００６９１Ａ１号明細書の図２に対応し、ＩＧユニットの部分断面図内のＴＧＩスペーサプロファイル１の断面図を示す。
【図２】米国特許第６，３３９，９０９号明細書の図１６に対応し、ＩＧユニットの部分断面図内の金属スペーサプロファイル１’の断面図を示す。
【図３】有刺歯構造の溶着可能直線接続具形状の実施形態を示し、ａ）に平面図、ｂ）にａ）の左側からの側面図、ｃ）にａ）の上部から見た正面図を示す。
【図４】有刺歯構造の９０°コーナー接続具の実施形態を示し、ａ）に側面図、ｂ）にａ）の上部からの平面図を示す。
【図５】有刺歯構造の溶着可能直線接続具形状の実施形態を示し、ａ）に幅広側の平面図、ｂ）にａ）の上部からの側面図、ｃ）にｂ）の右側から見た正面図、ｄ）にｂ）の円Ａで囲まれた部分の拡大図に示す。
【図６】有刺歯構造の９０°コーナー接続具の実施形態を示し、ａ）に側面図、ｂ）にａ）の右側からの正面図、ｃ）にａ）の円Ｂで囲まれた部分の拡大図に示す。
【図７】断熱ガラスユニット用のスペーサフレーム装置を製造する装置の平面図を示す。
【図８】スペーサ固定装置と加熱装置が溶着動作位置である図７の装置の平面図を示す。
【図９】図８に示す装置の側面図を示す。
【図１０】スペーサフレーム装置を備えた図８の平面図に対応する装置の平面図を示す。
【図１１】スペーサバープロファイルが溶着された２つの実施形態を示す。
【図１２】溶着可能接続具と一緒に好適に用いられる金属スペーサプロファイル用の端部接続構造の実施形態を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年4月10日(2008.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペーサプロファイル本体（１）と接続具（３１、３２）を備えており、
スペーサプロファイル本体（１）は、第１の方向（Ｚ）に延びるとともに第１の方向（Ｚ）に直交する平面（Ｘ、Ｙ）内に所定の断面を有しており、
前記所定の断面が、第１の方向（Ｚ）に直交する平面（Ｘ、Ｙ）内に所定寸法を有しているスペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）を規定し、
スペーサプロファイル本体が、少なくとも内部空間（７）を限定する内側では、熱可塑性材料によって形成されており、
接続具（３１、３２）は、所定の許容範囲において中空内部空間（７）を限定するスペーサプロファイル本体の断面に対応する第１の方向（Ｚ）に直交する断面形状を有することによって、スペーサプロファイル本体の中空内部空間（７）内に第１の方向（Ｚ）に挿入されるように構成されている接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）を有しており、
スペーサプロファイル体の内側材料と溶着界面を形成するのに適しており、３１５℃未満の温度で溶融する熱可塑性材料で作製された接続具部分を挿入した後に、少なくとも接続具部分の外面が、スペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）の内面に面し、
接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）がスペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）内に挿入されるとともに、互いに面する接続具部分の外面とスペーサプロファイル本体の内面とが溶融溶着によって少なくとも部分的に接続されることを特徴とする断熱ガラスユニット用のスペーサフレーム装置。
【請求項２】
前記スペーサが有刺歯構造を備えており、
突起（３１ｔ、３１ｆ、３２ｒ、３２ｔ、３２ｕ）が接続具本体（３１ｃ、３２ｃ）から突出しており、
それらの突起が、弾性であるとともに、接続具部分をスペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）に挿入した後に、所定の許容範囲において中空内部空間（７）を限定するスペーサプロファイル本体の断面に対応する第１の方向（Ｚ）に直交する断面形状の接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）を生じるように構成された形状を有するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
接続具（３１、３２）の接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）を、中空スペーサプロファイル本体（１）を有するスペーサ内に挿入し、
接続具部分とスペーサプロファイル本体の中空内部空間の内面とを３１５℃未満の溶着温度で溶融溶着することによって、スペーサと接続具とを接合する方法であり、
中空スペーサプロファイル本体（１）は、第１の方向（Ｚ）に延びるとともに第１の方向（Ｚ）に直交する平面（Ｘ、Ｙ）内に所定の断面を有しており、
前記所定の断面が、第１の方向（Ｚ）に直交する平面（Ｘ、Ｙ）内に所定寸法を有しているスペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）を規定し、
スペーサプロファイル本体が、少なくとも内部空間（７）を限定する内側では、熱可塑性材料によって形成されており、
接続具部分が、所定の許容範囲において中空内部空間（７）を限定するスペーサプロファイル本体の断面に対応する第１の方向（Ｚ）に直交する断面形状を有することによって、スペーサプロファイル本体の中空内部空間（７）内に第１の方向（Ｚ）に挿入されるように構成されており、
スペーサプロファイル体の内側材料と溶着界面を形成するのに適しており、３１５℃未満の温度で溶融する熱可塑性材料で作製された接続具部分を挿入した後に、少なくとも接続具部分の外面が、スペーサプロファイル本体（１）の中空内部空間（７）の内面に面することを特徴とする断熱ガラスユニット用のスペーサフレーム装置の製造方法。
【請求項４】
前記溶着が、摩擦溶接、超音波又はＲＦ（マイクロ波を含む）溶接、放射熱の利用、熱風加熱の利用、熱の直接印加の利用のうちの１つによって達成されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
スペーサフレーム装置保持手段（１１０、１２０）と溶着装置（１３０）を備えており、
スペーサフレーム装置保持手段（１１０、１２０）は、
中空スペーサプロファイル本体（１）と、中空スペーサプロファイル本体（１）内に挿入された接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）を有する接続具（３１、３２）とを備えるスペーサフレーム装置を保持するように構成されており、
溶着装置（１３０）は、
スペーサフレーム装置保持装置（１１０、１２０）によって保持されたスペーサフレーム装置内で、接続具（３１、３２）と中空スペーサプロファイル本体（１）の内側とを溶着するように構成されていることを特徴とする断熱ガラスユニット用のスペーサフレーム装置の製造装置。
【請求項６】
前記溶着装置が、中空スペーサプロファイル本体（１）がスペーサフレーム装置保持装置（１１０、１２０）によって保持されたときに、中空スペーサプロファイル本体（１）の外側に熱を印加するように構成された加熱装置（１３０）であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記スペーサフレーム装置保持装置が、固定保持部（１１０）と、第１の方向（Ｆ）に往復移動されるように構成されている可動保持手段（１２０）とを備えており、
溶着装置（１３０）が、中空スペーサプロファイル本体（１）内に挿入された接続具部分（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）が中空スペーサプロファイル本体の内側に接する位置において、スペーサフレーム装置保持部によって保持された中空スペーサプロファイル本体（１）と接するために移動されるように配置された熱伝導部端（１３３ｈ）を備えていることを特徴とする請求項５又は６に記載の装置。
【国際調査報告】
2009502720.tif 000015
2009502720.tif 000016
2009502720.tif 000017