(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密シールされるエンクロージャーであって、該エンクロージャーは、
実質的に合同の形状の少なくとも２つの壁部材と、
前記壁部材間の内部空間を画定するスペーサーシステムと、
前記壁部材の隣接するそれぞれの縁の間に延び、周囲環境から前記内部空間を隔離する、１つ又は複数の柔軟な金属箔層を含むブリッジ部材と、
を備え、
前記ブリッジ部材は、意図した溶接経路に沿って総厚さにおける段差不連続箇所を実質的に有せず、
前記ブリッジ部材は、超音波溶接部によって前記壁部材のそれぞれに接合され、連続的な接合ラインを形成する、エンクロージャー。
【請求項２】
前記壁部材は、ガラスを含む、請求項１に記載のエンクロージャー。
【請求項３】
前記ブリッジ部材は、第１の箔層と、該第１の箔層よりも厚い第２の箔層とを含む、請求項１に記載のエンクロージャー。
【請求項４】
前記第１の箔層は、突き合わせ継手を有する２つの箔片によって画定され、前記第２の箔層は、前記突き合わせ継手の上に重なる、請求項３に記載のエンクロージャー。
【請求項５】
各箔層は、１枚の箔シートから作製される、請求項１に記載のエンクロージャー。
【請求項６】
少なくとも１つの箔層は、別個の箔片を含み、該別個の箔片は、該別個の箔片間の接合部において気密に接合され、前記接合部のうちの少なくとも１つは、前記接合ラインを横切る、請求項１に記載のエンクロージャー。
【請求項７】
前記ブリッジ部材は、複数の接合ラインを形成する超音波溶接部によって接合され、少なくとも１つの接合ラインの少なくとも一部は、それらの隣接する端部において又は隣接する端部の近くで重なり合う複数の超音波溶接セグメントによって画定される、請求項１に記載のエンクロージャー。
【請求項８】
前記ブリッジ部材は、複数の接合ラインを形成する超音波溶接部によって接合され、少なくとも１つの接合ラインの少なくとも一部は、隣接するとともに互いに対して略平行である第１の超音波溶接セグメント及び第２の超音波溶接セグメントを含み、該第２の超音波溶接セグメントは、該第１の超音波溶接セグメントに重なる、請求項１に記載のエンクロージャー。
【請求項９】
少なくとも１つの前記接合ラインが該接合ラインの領域からコーティングを除去することなく、前記壁部材のコーティングされた表面に対して形成される、請求項１に記載のエンクロージャー。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記接合ラインが前記壁部材のコーティングされた表面に対して形成され、化学的なエッジデリーションによって前記接合ラインの領域内の前記コーティングが除去されている、請求項１に記載のエンクロージャー。
【請求項１１】
気密シールされるエンクロージャーを製造する方法であって、該方法は、
実質的に合同の形状の第１の壁部材及び第２の壁部材を組み合わせるとともに、該２つの壁部材を互いから離間させて空間を形成することと、
前記壁部材の隣接するそれぞれの縁の間にブリッジ部材を延設することであって、該ブリッジ部材は、１つ又は複数の柔軟な金属箔層を含み、該ブリッジ部材は、総厚さにおける段差不連続箇所を実質的に有しないことと、
超音波溶接によって前記ブリッジ部材を前記第１の壁部材に接合し、前記第１の壁部材上に連続的な接合部を形成することと、
超音波溶接によって前記ブリッジ部材を前記第２の壁部材に接合し、前記第２の壁部材上に連続的な接合部を形成することと、
を含む、方法。
【請求項１２】
第１の箔層及び第２の箔層を前記第１の壁部材及び前記第２の壁部材のうちの少なくとも一方に接合することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の箔層及び前記第２の箔層のそれぞれは、１枚の箔シートから作製される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の箔層は、突き合わせ継手を有する２つの箔片によって画定され、前記第２の箔層は、前記突き合わせ継手の上に重なる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも１つの箔層が別個の箔片を含み、該別個の箔片は、該別個の箔片間の接合部において気密に接合され、前記接合部のうちの少なくとも１つは、接合ラインを横切る、請求項１１に記載のエンクロージャー。
【請求項１６】
前記ブリッジ部材の少なくとも１つの層は、接合部において気密に接合される別個の片を含み、前記接合部のうちの少なくとも１つは、前記ブリッジ部材を前記第１の壁部材に接合することにより形成される接合ライン又は前記ブリッジ部材を前記第２の壁部材に接合することにより形成される接合ラインを横切る、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記接合部の隣接する端部又は隣接する端部の近くにおいて、該接合部のうちの少なくとも１つに重なる複数の超音波溶接セグメントを形成することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記接合するステップによって形成される少なくとも１つの接合部は、溶接経路の領域からコーティングを除去することなく、壁部材のコーティングされた表面に対して形成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記接合するステップによって形成される少なくとも１つの接合部は、前記壁部材のコーティングされた表面に対して形成され、溶接経路の領域内の前記コーティングは、化学的なエッジデリーションによって除去される、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
第１のフラットパネル部材と、
第２のフラットパネル部材であって、前記第１のフラットパネル部材と該第２のフラットパネル部材とは合同の形状を有する、第２のフラットパネル部材と、
前記第１のフラットパネル部材と前記第２のフラットパネル部材との間に配置され、前記第１のフラットパネル部材を前記第２のフラットパネル部材から離間させる複数のスペーサーと、
前記第１のフラットパネル部材及び前記第２のフラットパネル部材の隣接するそれぞれの縁の間に延び、周囲環境から内部空間を隔離する、１つ又は複数の柔軟な金属箔層を含むブリッジ部材と、
を備える断熱板ガラスユニットであって、
前記ブリッジ部材は、意図した溶接経路に沿って総厚さにおける段差不連続箇所を実質的に有せず、
前記ブリッジ部材は、超音波溶接部によって壁部材のそれぞれに接合され、連続的な接合ラインを形成する、断熱板ガラスユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１４年２月３日に提出された米国仮特許出願第６１／９３５，２５０号の優先権を主張する。この米国仮特許出願の内容全体は、引用することにより本明細書の一部をなす。
【０００２】
本発明は、フラットパネルガラス組立体又は板ガラスユニット（glazing unit）に関し、より詳細には、柔軟なシールシステムを備えるフラットガラスパネル組立体及びこのフラットガラスパネル組立体を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス板から作製される平型エンクロージャーを気密シールすることにより、有害なガスがそのエンクロージャーを出入りすることを阻止する。気密シールされる大型の平型ガラスエンクロージャーは、窓用のアルゴンガス入り防曇複層断熱ガラスユニット、真空断熱板ガラスユニット、フラットパネルディスプレイ及び核物質を検出する中性子検出器のパネルとして使用され得る。
【０００４】
多くの既存の断熱板ガラス部材（例えば、真空断熱ガラスユニット又はガラス組立体）は、互いから或る間隔だけ離間する２枚以上のガラス板を含む。ガラスパネル組立体にわたる温度差は、その組立体の構造に著しい影響を与え、いくつかの場合ではその組立体の不具合を引き起こす可能性がある。より詳細には、外側ガラス板の温度は、通常は外気温に近い（冷気に曝露されると収縮し、熱に曝露されると膨張する）。内側ガラス板は、通常は（例えばビルの）内気温に一致する比較的一定の温度のままである。内側ガラス板に対する外側ガラス板の動き（すなわち収縮又は膨張）は、「ガラス板の示差変形（differential pane movement）」として知られている。
【０００５】
いくつかの既存の真空板ガラスユニットは、通常、ガラス板の示差変形を満足に融通しない比較的剛性な、すなわち弾性のないシールを備える。いくつかのユニットは、はんだシールを用いるが、寒冷な天候では（又は十分な示差変形が生じると）、はんだシールは比較的脆性であるため破断する可能性がある。他の既存の板ガラスユニットには、ガラス板間の間隙をブリッジするいくつかの箔ストリップから作製されるシールが組み込まれる。しかしながら、板ガラスユニットは角部及び／又は湾曲した縁部を有するものであり、板ガラスの示差的な膨張に誘因する複雑な応力パターンが原因で、角部をシールすることが非常に困難になり得る。四角形のガラス板は、ガラス板の質量中心のまわりで均一に膨張及び収縮するとみなすことができる。ガラス板間の最大の相対変形は、質量中心から最も遠い場所、すなわち角部において発生する。更に、角部の変形は、ガラス板の縁に対して垂直ではなく質量中心を通る線に沿うものであり、ガラス板の示差変形は、パネルの大きさに比例して増大する。
【０００６】
角部におけるガラス板の示差変形は、箔ストリップのしわの発生又は破断につながり得る横方向の剪断成分を有する複雑な挙動をシールにもたらす。更に、連続する箔における間隙及び重なり部における急激な箔の厚さ変化により、漏れ経路が生じる傾向がある。有機物を用いてシールされた板ガラスユニットでは、「エッジデリーション（edge deletion）」と称されるプロセスを用いて、シール剤とガラスとの接触領域から低放射性コーティングを取り除かなければならない。これを行わない場合、最終的にシールラインを横切る腐食が起こり、シール剤とガラスとの間に漏れ経路が生じる。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、広範な試行錯誤の試験によって会得された、いくつかの原理に基づくものである。添え継ぎ接合の場合、複数の厚さを有する複数の箔層を用いることで、１つの箔層にある継手に対処し、意図した溶接経路に沿った間隙又は段差等の厚さ不連続箇所を回避するステップを取ることで、依然として気密な溶接部がもたらされる可能性が提供される。そのようなステップとしては、例えば、十分に合致する突き合わせ継手を用いること、又は、少なくとも任意の意図した溶接経路における第１の箔層の継手の場所において、第１の層における継手の上に継ぎ目を有しない第２の箔層を重ねることが挙げられる。いくつかの態様において、例えば、直角の十字溶接を用いることにより、又は、２つのより短い溶接部の端部を重ねることによってそれらのより短い溶接部から長い溶接部を形成することにより、複数の溶接セグメントを重ねて連続的な気密シールを形成することができる。
【０００８】
平行な重ね溶接部（例えば第２の溶接軌道を第１の溶接軌道から溶接部の幅の半分だけオフセットさせることにより、例えば溶接部がそれらの隣接縁において僅かに重なっている）は、各ガラス板への優れた癒着をもたらす。又、箔は、コーティングを除去することなくコーティングガラス（例えば、低放射性コーティングガラス）に溶接することができる。超音波溶接は、溶接ラインにわたるコーティングを破壊し、（互いに隔離される）破片粒子を拡散し、腐食の進行を止める。
【０００９】
本発明は、包括的には、ガラス板の示差変形を融通するように十分に柔軟であるとともに、一方のフラットパネル部材と他方のフラットパネル部材との間の大きい温度差に耐えるシール設計を提供する。柔軟で気密なコーナーシールは、冷間溶接技法（例えば、金属箔のガラスへの超音波溶接）を用いて形成することができ、それにより、高温を必要とするシール形成プロセスにより損傷又は損壊を引き起こすことなく、強化ガラス及び低放射性スパッタコーティングの使用を可能にする。シールは、大気圧において又は真空条件下で作製することができる。
【００１０】
いくつかの態様において、本発明により提供される柔軟なシールは、継ぎ目のない設計を有する（すなわち１枚の箔シートから形成される）ので、十字溶接による接合部の必要性を排除することができる。本発明は又、ガラス板の縁の温度がそのガラス板の中心の温度に近くなることを可能にし、熱損失を最小限にする（すなわち、いわゆる「ウォームエッジ（warm-edge）」として振る舞う）だけでなく、ガラス板の中心よりも実質的に低温である縁において引張応力が蓄積することによりガラス板が自然に破断するリスクを排除する。
【００１１】
１つの実施形態において、本発明は、実質的に合同の形状の少なくとも２つの壁部材と、これらの壁部材の間の内部空間を画定するスペーサーシステムとを備える気密シールされるエンクロージャーに関する。本エンクロージャーは、上記壁部材の隣接するそれぞれの縁の間に延び、周囲環境から内部空間を隔離する、１つ又は複数の柔軟な金属箔層を含むブリッジ部材も備える。ブリッジ部材は、意図した溶接経路に沿って総厚さにおける段差不連続箇所（step discontinuities in total thickness）を実質的に有せず、ブリッジ部材は、超音波溶接部によって壁部材のそれぞれに接合され、連続的な接合ラインを形成する。
【００１２】
別の実施形態において、本発明は、気密シールされるエンクロージャーを製造する方法を提供する。本方法は、実質的に合同の形状の第１の壁部材及び第２の壁部材を組み合わせるとともに、これらの２つの壁部材を互いから離間させて空間を形成することと、これらの壁部材の隣接するそれぞれの縁の間にブリッジ部材を延設することとを含む。ブリッジ部材は、１つ又は複数の柔軟な金属箔層を含み、ブリッジ部材は、総厚さにおける段差不連続箇所を実質的に有しない。本方法は又、超音波溶接によってブリッジ部材を第１の壁部材に接合し、第１の壁部材上に連続的な接合部を形成することと、超音波溶接によってブリッジ部材を第２の壁部材に接合し、第２の壁部材上に連続的な接合部を形成することとを含む。
【００１３】
別の実施形態において、本発明は、第１のフラットパネル部材と、第２のフラットパネル部材と、第１のフラットパネル部材と第２のフラットパネル部材との間に配置され、第１のフラットパネル部材を第２のフラットパネル部材から離間させる複数のスペーサーとを備える断熱板ガラスユニットを提供する。第１のフラットパネル部材と第２のフラットパネル部材とは合同の形状を有する。本板ガラスユニットは、第１のフラットパネル部材及び第２のフラットパネル部材の隣接するそれぞれの縁の間に延び、周囲環境から内部空間を隔離する、１つ又は複数の柔軟な金属箔層を含むブリッジ部材も備える。ブリッジ部材は、意図した溶接経路に沿って総厚さにおける段差不連続箇所を実質的に有せず、ブリッジ部材は、超音波溶接部によって壁部材のそれぞれに接合され、連続的な接合ラインを形成する。
【００１４】
本発明の他の態様は、詳細な説明及び添付図面を検討することにより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１ａ】箔でできたブリッジコーナーシールを示す、壁部材を離間させた例示的なエンクロージャーの一部の立面図である。
【図１ｂ】図１ａの例示的なエンクロージャーの部分断面図である。
【図２ａ】継ぎ目のない単層箔又は多層箔でできたブリッジコーナーシールを備える例示的なエンクロージャーの一部の立面図である。
【図２ｂ】継ぎ目のない単層箔又は多層箔でできたブリッジコーナーシールを示す、図２ａのエンクロージャーの一部の部分断面図である。
【図３ａ】皿形に延伸された、継ぎ目のない単層箔又は多層箔でできたブリッジシールを備える例示的なエンクロージャーの一部の立面図である。
【図３ｂ】皿形に延伸された、継ぎ目のない単層箔又は多層箔でできたブリッジシールを示す、図３ａの例示的なエンクロージャーの一部の断面図である。
【図４】多層箔を壁部材に取り付ける例示的な冷間溶接プロセスを示す図である。
【図５ａ】２層箔添え継ぎ接合部を取り付ける例示的な冷間溶接プロセスを示す図である。
【図５ｂ】一方の層に突き合わせ継手を有する２層箔添え継ぎ接合部を示す、図５ａのプロセスの拡大図である。
【図６ａ】複数の直線重ね溶接部を用いて角部における連続的な気密シールを実現する、多層箔でできたブリッジコーナーシールの立面図である。
【図６ｂ】２層添え継ぎ接合部を示す、複数の直線重ね溶接部を用いて角部における連続的な気密シールを実現する、図６ａの多層箔でできたブリッジコーナーシールの部分断面図である。
【図７ａ】２層添え継ぎ接合部を備え、９０度の円弧に従う溶接部を用いて角部における連続的な気密シールを実現する、多層箔でできたブリッジコーナーシールの立面図である。
【図７ｂ】２層添え継ぎ接合部を示し、９０度の円弧に従う溶接部を用いて角部における連続的な気密シールを実現する、図７ａの多層箔でできたブリッジコーナーシールの部分断面図である。
【図８ａ】後続の閉ループ溶接部の経路を横切る溶接気密シールを形成する、直角の折り重ね部を有する単一のストリップ形態の１つのアルミニウム箔層と第２の箔層とを含む、例示的なエンクロージャーの一部の立面図である。
【図８ｂ】後続の閉ループ溶接部の経路を横切る溶接気密シールを形成する、直角の折り重ね部を有する単一のストリップ形態のアルミニウム箔層と第２の箔層とを示す、図８ａのエンクロージャーの部分断面図である。
【図９ａ】エッジシールの柔軟な部分として単一の薄箔層のみを用いる、２層箔ブリッジシステムの斜視図である。
【図９ｂ】図９ａの２層箔ブリッジシステムの部分断面図である。
【図１０】箔ブリッジが保護されている箔ブリッジシステムを備える例示的なエンクロージャーの部分断面図である。
【図１１ａ】ウォームエッジ二重断熱ガラス及び図１〜図１０のいずれかに係るブリッジシールを備える例示的なエンクロージャーの立面図である。
【図１１ｂ】シールの形成中の断熱ガラスの１つの縁部の部分断面図である。
【図１１ｃ】シールの形成完了後の断熱ガラスの１つの縁部の部分断面図である。
【図１２】ガラスから低放射性コーティングを取り除く化学的なエッジデリーションプロセスの概略図である。
【図１３】箔ブリッジが保護されている箔ブリッジシステムを備える例示的なエンクロージャーの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、以下の説明に記載されるか又は上述の図面に示される構成の詳細及び構成要素の配置にその用途が限定されないことが理解されるべきである。本発明のいかなる実施形態も詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に記載されるか又は添付の図面に示される構成の詳細及び構成要素の配置にその用途が限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、種々の方法で実施又は実行することが可能である。
【００１７】
本明細書で用いる場合、「断熱板ガラスユニット」及び「ガラスパネル組立体」という用語は同義に用いられ、１つ又は複数のガラス部品又はガラス部材（説明のためにガラス板と称される）から形成される窓用板ガラス組立体（window glazing assembly）を示す。上記１つ又は複数のガラス部品又はガラス部材は、少なくとも部分的に電磁放射線に対して透過性であり、それらの平面に沿って実質的に平行であるとともに実質的に合同の形状であり、ガラス板の間に内部空間を形成するように周囲縁がシールされている。これらの用語は、ガラスを含む少なくとも１つの部材と、ガラス、セラミック、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の材料を含み得る別の部材とを備えるフラットパネル組立体も包含する。内部空間は、空気よりも伝熱性が低く、いくつかの構成では粘性が低いガスを少なくとも部分的に充填するか又は（例えば真空引きによって）真空にすることができる。
【００１８】
「ガラス板」という用語は、気密シールされる平型エンクロージャー組立体における壁部材としての使用を意図されるガラス部材を指す。
【００１９】
「ガラス板の示差変形」という用語は、一方のガラス板の温度が他方のガラス板の温度に対して変化する場合に発生する、２つの隣接するガラス板間のガラス板相対変形を指す。この「ガラス板の示差変形」という用語は、機械的な作用又は他の作用（例えば、操作又は使用中の衝撃）によって生じるガラス板の相対変形を指す場合もある。
【００２０】
「気密」という用語は、シール長さ１フィートあたり約１０−８立方センチメートル／秒〜１０−９立方センチメートル／秒（「ｓｃｃ／秒」）までのヘリウム漏れ量しか許容しないシールを指す。
【００２１】
「高気密」という用語は、シール長さ１フィートあたり約１０−９ｓｃｃ／秒まで、好ましくは約１０−１１ｓｃｃ／秒まで、最も好ましくは約１０−１２ｓｃｃ／秒までのヘリウム漏れ量しか許容しないシールを指す。
【００２２】
「柔軟な」及び「コンプライアントな」という用語は、弾性と変形を融通する能力とを有する構造を指す。
【００２３】
「コンプライアントでない」という用語は、「柔軟な」又は「コンプライアントな」とは対照的に、剛性又は脆性を有する構造を指す。
【００２４】
「高延性」という用語は、１０，０００ｐｓｉ以下（例えば５，５００ｐｓｉ以下の）降伏点を有する物体又は材料を指す。
【００２５】
「冷間溶接」という用語は、バルクガラス温度又はバルク箔温度が溶接プロセスの開始時点で室温を実質的に上回ることを必要としない接合プロセス（例えば超音波溶接）によってもたらされる溶接を指す。
【００２６】
「ソノトロード（sonotrode）」という用語は、超音波溶接機によって溶接される基材の組立体に並進運動を伝える、振動する工具チップを指す。
【００２７】
「アンビル」という用語は、超音波溶接機によって溶接される組立体が載置され、その組立体の底部の並進運動を阻止する表面を指す。
【００２８】
溶接ラインの場所に関する「内側（inboard）」という用語は、溶接ラインの、溶接されるガラス板の質量中心に最も近い側の場所を指す。
【００２９】
柔軟なシールに関する「総厚さにおける段差連続箇所を実質的に有しない」という句は、総厚さのばらつきが約０．００１インチまでに制限されることを指す。
【００３０】
図１及び図１ｂは、非圧縮性又は略非圧縮性の材料（例えば、複合材料、プラスチック、ガラス、金属等）製のスペーサー３（図１ｂ）によって離間される２つのフラットパネル部材１、２を備える、例示的な断熱板ガラスユニットの一部を示している。各スペーサー３は、比較的サイズが小さい（例えば、おおよそ直径１００ミクロン、長さ１０００ミクロン）。板ガラスユニットを遠くから見る場合、スペーサー３はサイズが小さいので視覚的に目立たない（すなわち、たいていの照明及び背景条件下では実質的に不可視である）。いくつかの構成において、スペーサー３は、フラットパネル部材１、２のうちの一方又は双方の一部と置き換えることができる。すなわち、一方又は双方のフラットパネル部材１、２を、皿形として形成することができる。
【００３１】
断熱板ガラスユニットは、継ぎ目のない単層箔又は多層箔でできたブリッジコーナーシールによって形成されるエッジシール４も備える。図１ａ、図１ｂ、図２ａ及び図２ｂに示すように、エッジシール４は、同じサイズの第１のフラットパネル部材１及び第２のフラットパネル部材２を備える板ガラスユニット（図１ａ及び図１ｂ）にも、異なるサイズの第１のフラットパネル部材１及び第２のフラットパネル部材２を備える板ガラスユニット（図２ａ、図２ｂ）にも取り付けることができる。双方の例示的な板ガラスユニットにおいて、エッジシール４は、継ぎ目を有しないコンプライアントなシールを提供するエッジシール４をもたらすように、大きい方のガラス板とおおよそ同じサイズの１枚又は複数枚の箔シート（例えばアルミニウムシート）を含む。余剰の箔、例えば窓用板ガラスユニットの意図した視界領域を覆う余剰の箔は、シール形成後に切り離してリサイクルすることができる。ガラス板サイズの箔シートを用いることで、製造プロセス中、余剰の箔を切り離す前及びその組立体から突き出る箔を第２のフラットパネル部材２に溶接する前に、その組立体の点検（例えば漏れ検査）が可能になる。
【００３２】
図３ａ及び図３ｂは、皿形に延伸された箔から形成される、継ぎ目のない単層箔又は多層箔でできたブリッジコーナーシール４を示している。この構成では、箔シール４は皿形に延伸され、エッジフランジが互いからオフセットしている。オフセットの深さは、第２のフラットパネル部材２の厚さと略同じであり、エンクロージャー組立体の外側に向く部材２の外面への冷間溶接を施すことを可能にする。
【００３３】
図４は、第１のフラットパネル部材１に多層箔４を溶接する例示的な冷間溶接プロセスを示している。この構成では、薄い箔３６を第１のフラットパネル部材１と接触させて配置し、より厚い箔３５を薄い箔３６と接触させて配置する。超音波式シーム溶接機（図示せず）のソノトロード３７を用いて、２つの箔層３５、３６を単一の動作で互い及びガラス表面に溶接し、２層の箔４とフラットパネル部材１との間の気密シールを形成する。
【００３４】
図５ａ及び図５ｂは、箔層３６における突き合わせ継手４２を結合又は接合する突き合わせ溶接部４０を有する例示的な２層箔シール４を示している。突き合わせ継手４２を形成するために、２つの箔片３６（「第１の箔」）がアンビル３８上に配置され、２つの箔片３６の添え継ぎを行うために、継手４２を覆うように別の箔片３５（「第２の箔」）が配置される。ソノトロード３７を用いて、添え継ぎされた突き合わせ溶接部４０を形成することができる。
【００３５】
図６ａ及び図６ｂは、図５ａ及び図５ｂに関して図示及び記載した添え継ぎされた柔軟な突き合わせ溶接部４０を有する、接合された多層箔でできた例示的なブリッジコーナーシール４を示している。図６ａ及び図６ｂを参照すると、箔ストリップ４の一方の側部は、第１のフラットパネル部材１の間隙側に接合されている（例えば、コーティングを有しない間隙側の表面を設けることができる）。箔ストリップ４の他方の側部は、必要に応じて低放射性コーティング１４を有することができる第２のフラットパネル部材２に接合されている。図示のように、角部において重ね溶接部４０を使用して、連続的な気密シールが実現される。
【００３６】
図７ａ及び図７ｂは、各２層箔ストリップ４と２層箔トライアングル３９との間に延びる添え継ぎされた柔軟な突き合わせ溶接部４０を有する、箔でできた例示的なブリッジコーナーシール又はストリップ４を示している。得られる箔ストリップ組立体は、シーム溶接部５によって、コーティングされていないフラットパネル部材１の間隙側に接合され、別のシーム溶接部５によって、必要に応じて低放射性コーティング１４を有する第２のフラットパネル部材２にそのコーティング１４を除去することなく接合される。図７ａに示すように、シーム溶接部５は、各角部において９０度の円弧に従い、溶接部の対応する各対の直線セクションを接続して、連続的な気密シールを実現する。
【００３７】
図８ａ及び図８ｂは、箔層（例えば、箔３６）における直角の折り重ね部と、それに重なるより厚い第２の箔層（例えば、箔３５）とを有する例示的な組立体を示している。シーム溶接部４３は、折り重ねられた箔の一方又は双方の縁に沿って、溶接部５を横切る気密シールを形成する。
【００３８】
図９ａ及び図９ｂは、ガラス板の温度の高い（warm）縁から、ガラス板の低温の縁への伝熱を減少させるエッジシール４（すなわち、箔シールは、「ウォームエッジ」シールとして機能する）の柔軟な部分として機能する単一の薄箔層を含む２層箔ブリッジシステムを示している。薄い箔３５の幅広ストリップを含む箔ストリップ組立体は、ブリッジ部材としての役割を果たす。箔３６の２つの幅狭ストリップ（例えば箔３５よりも厚い）は、ブリッジ部材３５の各長縁に重なる。これらの２層の縁は、シーム溶接部５によってそれらのそれぞれのフラットパネル部材１、２に接合される。ガラス板１及び２の角部において、十字溶接を用いて閉ループシールを形成してもよい（例えば図１ａ、図１ｂを参照）が、各角部における９０度の円弧に従うシーム溶接部５が、溶接部５の対応する各対の直線セクションを接続して、連続的な閉ループ気密シールを実現してもよい（例えば図２ａ、図２ｂを参照）。箔ストリップ３６とフラットパネル部材１との実質的な接触は、更なる熱損失をもたらし得るが、箔３５、３６によって形成される箔スタック又はブリッジの公称の総厚さよりも大きい間隙を維持するスペーサー３を部材１、２の間に用いることによって、このような接触が防止される。
【００３９】
図１０は、箔でできた縁部ブリッジを（例えば操作中の）不慮の損壊から保護することができる構造を有する例示的な板ガラスユニットを示している。例示的なユニットは、図９ａ及び図９ｂに関して記載及び図示した箔ブリッジシステムと、接着剤１１を用いて溶接部５の露出した部分に取り付けられる防護ストリップ１０とを備える。防護ストリップ１０は、角部において連続的とするか又は継手によって組み付けることができる。防護ストリップ１０と第２のフラットパネル部材２の縁との間の接合部及び間隙には、シール剤１５を充填することができる。
【００４０】
図１１ａ、図１１ｂ及び図１１ｃは、気密シールされたウォームエッジ二重断熱ガラスを備える板ガラスユニットを示している。図１１ｂは、シール４の形成中の板ガラスユニットの１つの縁部を示し、一方で図１１ｃは、シールの形成完了後の上記縁部を示している。第１のフラットパネル部材１及び第２のフラットパネル部材２は、接着剤ストリップ１１によって各それぞれのフラットパネル部材１、２に接合される、乾燥剤を充填した断熱スペーサー１２によって、平行に保持されるとともに互いとの接触が防止される。アルミニウム箔４の気密溶接部５は、ソノトロード３７を用いてフラットパネル部材１、２に施される。（例えばガス透過性が低い）シール剤１３がフラットパネル部材１、２間の周縁空間に充填される。
【００４１】
図１２は、超音波溶接のための滑らかな表面を残すように第１のフラットパネル部材１から低放射性コーティング１４を除去する、例示的な化学的なエッジデリーションプロセスを示している。このプロセスでは、薬液１７と接触する部材１の一部のコーティング１６を溶解させる反応を引き起こす、好適な薬液１７を使用する。溶解されるコーティングの部分は、容器１８内の薬液１７の液位１９を調整することによって制御することができる。
【実施例】
【００４２】
実施例１：アルミニウム製の四角い窓スクリーン片を９インチ×９インチに裁断し、１０インチ×１０インチの清潔な未強化ソーダ石灰ガラス板の上に共通の中心を有するように取り付け、それらの四角形が略共通の中心を有するようにする。２つの１１００番台アルミニウム箔層と、１つの２ミル層と、１つの１ミル層とを、１２インチ×１２インチの四角形に同時に剪断加工することができるようにともに配置した。
【００４３】
この２層箔組立体を、窓スクリーンの上に共通の中心を有するように配置し、各ガラス板の縁において突き出る箔の量が等しくなるようにした。スクリーンによっては覆われず箔のみによって覆われるガラス板の環状領域は、溶接ラインに適合するために利用可能であった。この積重組立体を、カスタム設計の１００ワットの超音波式シーム溶接機の台（アンビルとしての役割を果たす）に設置した。
【００４４】
９０度の円弧に従って溶接経路が湾曲する、角部を除いた直線状の溶接経路を用いて、単一の連続的な溶接ラインを形成し、ガラス板の縁に隣接するガラス側面に箔を溶接した。溶接ラインの終端はその始点に重なって閉ループを形成した。第１の閉ループ溶接ラインの内側に、第１の閉ループ溶接ラインに平行であるとともに部分的に重なる第２の閉ループ溶接ラインを形成し、それにより、第１の閉ループ溶接ラインよりも幅広の単一の溶接部を形成した。
【００４５】
この組立体は、ガラス板に穿孔された直径８ｍｍの孔を通して真空にされた。窓スクリーンによって、窓スクリーンの縁と二重の溶接部の内側縁との間の環状領域を除き、アルミニウム箔シートの積層組立体がガラス板に接触することが防止された。一晩真空に維持した後、排気された接続部においてスピニングローター真空計によって測定すると、圧力は１ｍＴｏｒｒ未満であった。ヘリウム吹付け法を用いたとき、Vacuum Instruments Corporation製のＭＳ−４０ヘリウム漏れ検出器では、シール長さ１フィートあたり２Ｅ−１０ｓｃｃ／秒を超える漏れは検出されなかった。
【００４６】
実施例２：実施例１において製造され試験された組立体とは異なり、閉ループ溶接部の内側の領域から、１０平方インチのガラス板の外側縁に溶接された継ぎ目のない連続的な２層箔ストリップのみを残して、箔及び窓スクリーンを除去した。同時係属中の特許出願に従い、一方の側部に低放射性スパッタコーティングを有する清潔な１２インチ×１２インチのソーダ石灰ガラス板のそのコーティングされた表面に、２０ｍｍ×２０ｍｍの格子パターンで約１２５ミクロン厚の金属スペーサーを配置した。上記１０平方インチのガラスと箔との組立体を、上記１２平方インチのガラス板のスペーサーの上に、箔がこれらの２枚のガラス板の間に挟まれた状態でこれらの２枚のガラス板が共通の中心を有するように配置し、各ガラス板の縁において突き出る箔の量が等しくなるようにした。大きい方のガラス板の環状領域は、溶接部に適合するために利用可能であった。実施例１に記載の装置及び技法を用いて、この積重組立体をともに接合してエンクロージャーにした。
【００４７】
９０度の円弧に従って溶接経路が湾曲する角部を除き直線状の溶接経路を用いて、単一の連続的な溶接ラインを形成し、上記１２平方インチのガラス板の縁に隣接するガラス側面に箔を溶接した。溶接ラインの終端はその始点に重なって閉ループを形成した。第１の閉ループ溶接ラインの内側に、第１の閉ループ溶接ラインに平行であるとともに部分的に重なる第２の閉ループ溶接ラインを形成し、それにより、第１の閉ループ溶接ラインよりも幅広の単一の溶接部を形成した。
【００４８】
この２枚のガラス板の組立体は、小さい方のガラス板に穿孔された直径８ｍｍの孔を通して真空にされた。スペーサーにより、小さい方のガラス板が大きい方のガラス板に接触することが防止された。接続部においてスピニングローター真空計によって測定される場合に１ｍＴｏｒｒを下回るように、真空引きを行った。ヘリウム吹付け法を用いたとき、Vacuum Instruments Corporation製のＭＳ−４０ヘリウム漏れ検出器では、シール長さ１フィートあたり２Ｅ−１０ｓｃｃ／秒を超える漏れは検出されなかった。
【００４９】
実施例３：図１３を参照すると、１メートル×１メートル×１センチメートルの矩形の中性子検出器エンクロージャーのまわりに、高気密シールが形成されている。エンクロージャーは、アルゴンガスが充填され、検知装置が装填されるように意図されている。エンクロージャーは、２つの平行なガラス板１、２のシールと、ガラスエッジスペーサー４１とを備える。１メートル×１メートルインチのコーティングを有しない透明なソーダ石灰ガラス板をガラス板１として使用し、その一方、０．９７５メートル×０．９７５メートルのコーティングを有しない透明なソーダ石灰ガラス板をガラス板２として使用する。４つのガラスエッジスペーサー４１（例えば、長さ０．９６５メートルであり、１ｃｍ×１ｃｍの断面を有する）は、はんだガラス４２を用いて、それぞれガラス板２の１つの縁に隣接してガラス板２に強固かつ気密に接合される。４つのガラススペーサー４２間の角部の接合部には、同様にはんだガラスが充填され、４５０℃まで加熱すると高気密シールを形成する。
【００５０】
冷却後、溶接経路のために意図されたスペーサー４１の表面を越えて意図したように突き出る、これらの角部の接合部における余剰のはんだガラスは研削され、そのため、残りのはんだガラス４２の表面は、溶接のために意図されたスペーサー表面と面一になり、超音波溶接のために許容可能な仕上がり、すなわち、フロートガラス板１、２の側面に匹敵する仕上がりを得るように研磨される。正確に切断された突き合わせ継手を用いて４つの単層アルミニウム箔ストリップ（例えば、それぞれ幅１３ｍｍ及び厚さ２５ミクロン及び長さ１メートル）が配置され、超音波溶接されて連続的なループを形成する。上記単層アルミニウム箔ストリップは、ガラススペーサー４１のガラス板２とは反対側の表面に沿って厚さ不連続箇所を実質的に有せず、各箔ストリップの内側部分のみが各対応するスペーサー４１と接触するとともに、外側部分は各スペーサー４１の外側縁から離れて片持ち状態であるようになっている。
【００５１】
位置合わせを維持するように適切に固定した後、本発明による９０度の円弧に従って溶接経路が湾曲する角部を除き直線状の溶接経路を用いて、単一の連続的な溶接ラインを形成し、ガラス板２の縁に隣接するガラス側面に箔を溶接する。続けて図１３を参照すると、１組の転動ロッドスペーサー３を用いて、組み付けられたガラス板２とスペーサー４１とがガラス板１に取り付けられる。上記転動ロッドスペーサー３は、ガラススペーサー４１をガラス板１から離間させ、いずれかのガラス板の熱による示差変形のための小さい間隙を設けるように設置される。位置合わせを維持するように適切に固定した後、９０度の円弧に従って溶接経路が湾曲する角部を除き直線状の溶接経路を用いて、単一の連続的な溶接ラインを形成し、ガラス板１の縁に隣接するガラス側面に箔を溶接する。溶接ラインの終端はその始点に重なって閉ループを形成する。第１の閉ループ溶接ラインの内側に、第１の閉ループ溶接ラインに平行であるとともに部分的に重なる第２の閉ループ溶接ラインを形成し、それにより、第１の閉ループ溶接ラインよりも幅広の単一の溶接部を形成する。次に、この２枚のガラス板の組立体は、低真空チャンバーに配置し、小さい方のガラス板に穿孔された直径８ｍｍの孔を通して真空にする。次に、上記チャンバーに、アルゴンガスを再び充填する。
【００５２】
本発明は、本発明の趣旨又は特徴から逸脱することなく、他の詳細な形態を実施すること又は本明細書に記載の実施形態の組合せを組み込むことができることが理解される。詳細な実施形態を図示及び記載したが、本発明の趣旨から大幅に逸脱することなく、他の変更形態を実施することができる。
【００５３】
本発明の種々の特徴は、添付の特許請求の範囲に記載される。
【図１ａ】
0006339689.tif 000002
【図１ｂ】
0006339689.tif 000003
【図２ａ】
0006339689.tif 000004
【図２ｂ】
0006339689.tif 000005
【図３ａ】
0006339689.tif 000006
【図３ｂ】
0006339689.tif 000007
【図４】
0006339689.tif 000008
【図５ａ】
0006339689.tif 000009
【図５ｂ】
0006339689.tif 000010
【図６ａ】
0006339689.tif 000011
【図６ｂ】
0006339689.tif 000012
【図７ａ】
0006339689.tif 000013
【図７ｂ】
0006339689.tif 000014
【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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