专利名称：窗用双层玻璃的制作方法
技术领域：
本发明涉及窗用双层玻璃的改进。
背景技术：
使2块玻璃板的一块的厚度与另一块的厚度不同的结构的双层玻璃，已公开的有特开平7-42451号的“建筑物用双层玻璃”、特公昭60-4146号的”透光性板”及特开平2-289451号的“车辆用隔音窗玻璃”。
上述特开平7-42451号公报所揭示的双层玻璃，其特征是内侧玻璃板的板厚设得较薄，其板厚为内侧具有反射性膜的外侧玻璃板的板厚的70％以下。封入一对玻璃板之间的气体产生热膨胀时，使内侧玻璃板产生的挠曲大，这样，便抑制外侧玻璃板的挠曲，结果，可抑制反射膜的挠曲，解决了反射图像变形的问题。
上述特公昭60-4146号公报所揭示的透光性板，是将具有规定间距的2块玻璃中的一块玻璃的单位面积的质量设成另一块玻璃的1.2倍以上的双层玻璃。与用相同厚度的玻璃板构成的双层玻璃相比，隔音特性显著提高。
上述特开平2-289451号公报揭示了由厚度相差20％以上的2块单片玻璃构成的窗玻璃及由厚度至少相差40％的2块单片玻璃构成的窗玻璃。与上述特公昭60-4146号一样，可获得同样良好的隔音特性。
将上述特开平7-42451号、特公昭60-4146号及特开平2-289451号公报所揭示的双层玻璃用于一方的玻璃板直接向外面的窗玻璃的场合，风负荷(风压)直接作用在该一方的玻璃板上。但是，这些双层玻璃对于风负荷完全没有考虑。风负荷是在建筑基准法中规定的，是由比台风产生的风速大得多的风速导致的风压力。
如上所述，上述特开平7-42451号公报的双层玻璃具有封入气体的膨胀对策，上述特开昭60-4146号和特开平2-289451号公报是为了提高隔音性能而提出双层玻璃方案的，但都必须将板厚增加到能耐风负荷的厚度。因为若不这样做就不能用作窗玻璃。
但是，若单纯地增加板厚，双层玻璃自身加重，窗的施工费用增大，并且包括中间空气(气体)层的总厚度增大，窗框的厚度增大，存在对建筑物的影响大的问题。
本发明的目的在于提供一种窗用双层玻璃结构，该窗用双层玻璃结构既可保持窗玻璃所要求的耐风压强度，又可抑制总厚度。
发明内容
根据本发明的概念，提供一种窗用双层玻璃，将2块玻璃板以一定间距平行地配置，在中空层内封入经干燥过的气体，上述玻璃板的周围用衬垫和密封材料堵塞，并且将一方的玻璃板设成厚玻璃板，另一方的玻璃板设成薄玻璃板，其特征在于，上述厚玻璃板是用比薄玻璃板的机械强度高的玻璃板构成的。
在本发明的双层玻璃上，风负荷由2块玻璃分担。众所周知，这时负荷分担的比例为各玻璃板的厚度的3次方之比。因此，厚玻璃板的负荷分担率非常高。为了提高耐风压强度，若使厚玻璃进一步增厚，则双层玻璃的总厚度增加，但有效的耐风压强度不增大。于是，采取这样的方法，即控制厚玻璃板的进一步增厚，代之以将机械强度高的玻璃、例如双倍强度玻璃和强化玻璃用于厚玻璃板。这样，双层玻璃既具有高的耐风压强度，又可抑制双层玻璃的总厚度。
上述薄玻璃板是浮法玻璃和嵌丝玻璃中的任意一种，厚玻璃板是双倍强度玻璃和强化玻璃中的任意一种。双倍强度玻璃，与同样厚度的浮法玻璃和嵌丝玻璃相比，具有约2倍的机械强度，强化玻璃具有2倍以上、例如3-5倍的机械强度。浮法玻璃、嵌丝玻璃、双倍强度玻璃及强化玻璃的流通量多，容易得到，故可以抑制双层玻璃的成本上升。
图的简单说明
图1是本发明窗用双层玻璃的、局部为剖面的轴测图。
图2A和图2B是图1所示的双层玻璃的作用说明图。
实施发明的最佳形式以下，根据附图，对本发明的优选实施例详细地进行说明。
参照图1，窗用双层玻璃(以下称为“双层玻璃”)10制成将板厚较薄的玻璃板11和比该薄的玻璃板11机械强度高且厚的玻璃板12以一定的间隔D保持平行的结构。在两玻璃11、12之间的中空层13内封入干燥的气体。玻璃板11、12周围的中空层13用放入干燥剂的衬垫15和密封剂16塞住。
具体的一例，将薄玻璃板11制成浮法玻璃或嵌丝玻璃时，将厚玻璃板12制成双倍强度玻璃或强化玻璃。上述双倍强度玻璃与浮法玻璃和嵌丝玻璃相比具有约2倍的机械强度。强化玻璃具有大于双倍强度玻璃的机械强度。浮法玻璃、嵌丝玻璃、双倍强度玻璃及强化玻璃的流通量多，容易得到，因此，可以抑制双层玻璃的成本上升。
下面，根据图2A和图2B，对双层玻璃10的作用加以说明。虽然表示的例子是在这些图所示的双层玻璃10上，作为一例直接受到风压的玻璃是厚玻璃板12，但本发明不局限于此，即使薄玻璃板11直接受到风压，作为双层玻璃10整体来说，可以得到同样的效果。即不是必须将厚玻璃板12设在窗的外侧、薄玻璃板11设在内侧，并没有室内外的区别。
图2A中，双层玻璃10以示意性表示的厚度为t1的厚玻璃板12和厚度为t2(t2＜t1)的薄玻璃板11作为基本要素。
双层玻璃受到风压力P时，如图2B所示，玻璃板12产生δ1挠曲，玻璃板11产生δ2挠曲。挠曲δ1、δ2是由于风压力P的分担风压力P1、P2分别作用于玻璃板12、11而产生的。挠曲与负荷成正比，与板厚的3次方成反比，用(1)式表示。
δ1＝m(P1/t13)δ2＝m(P2/t23)……(1)在此，t1、t2为玻璃板12、11的板厚，m为常数。由于P1、P2为风压力P的分担风压力，故(2)式成立。
P＝P1+P2………(2)另外，构成双层玻璃的2块玻璃板的间隔十分狭小，认为可以无视在这里的容积变化，假设上述δ1、δ2近似相等。
δ1＝δ2………(3)因此，根据(1)式、(2)式及(3)式，可以得到(4)式。P1=P×t13t13+t23,P2=P×t23t13+t23---(4)]]>由(4)式可知，玻璃板12分担的风压力P1与玻璃板11分担的风压力P2之比为各玻璃板的厚度的3次方之比。
1块玻璃板的容许风压力PP可用(5)式表示。PP=KFA(t+t24)---(5)]]>在此，K为表示玻璃板的机械强度的、根据玻璃品种不同而不同的常数，F为安全系数，A为玻璃板的面积，t为板厚。将它分别应用于双层玻璃的玻璃板12、11，则成为下式。PP1=K1FA(t1+t124),PP2=K2FA(t2+t224)---(6)]]>这里，PP1、PP2为玻璃板12、11承受的风压力的允许值。也就是说，是玻璃板12、11单独使用时的容许风压力。K1、K2为表示玻璃板12、11的机械强度的常数。关于安全系数F和玻璃板的面积A，玻璃板12、11设为相同的。
玻璃板12、11作为双层玻璃而组合起来的情况下，双层玻璃所承受的总风压力与玻璃板12、11各自承受的分担风压力之间存在(4)式的关系，故根据(4)式和(6)式，可以得到(7)式和(8)式。PP′=K1FA(t1+t124)(1+t23t13)---(7)]]>PP′′=K2FA(t2+t224)(1+t13t23)---(8)]]>这里，PP’为容许风压力PP1作用于玻璃板12时的双层玻璃的总风压力，PP”为容许风压力PP2作用于玻璃板11时的双层玻璃的总风压力。对于整个双层玻璃进行考虑时，玻璃板12、11都必须满足容许风压力，因此，作为双层玻璃的容许风压力PP采用(7)式和(8)式的值中较小的值，以(9)式表示。
PP＝min(PP’，PP”)……(9)以下，用(7)～(9)式继续进行说明。
首先，指定玻璃板12、11的具体材质，调查容许风压力。
关于厚玻璃板12，研究了浮法玻璃(比较例)、双倍强度玻璃(实施例)、强化玻璃(实施例)3种玻璃。另一方面，薄玻璃板11制成浮法玻璃和嵌丝玻璃(比较例、实施例)，将数值代入上述式中，求PP’、PP”。计算容许风压力时，玻璃板12、11的安全系数F、玻璃板的面积A设成相同的值，按符号进行处理。表示玻璃板机械强度的常数K1、K2，考虑各玻璃品种的机械强度化，浮法玻璃和嵌丝玻璃用常数K0，双倍强度玻璃用K0的2倍表示，强化玻璃用K0的3倍表示，K0按符号处理。
首先，表示薄玻璃板11采用浮法玻璃时的例子。
比较例1基本构成同6mm和3mm的玻璃板构成双层玻璃。
·厚玻璃板玻璃的种类 浮法玻璃6mmt1＝6K1＝K0·薄玻璃板玻璃的种类 浮法玻璃3mmt2＝3K2＝K0PP′=16.875K0FA]]>PP′′=47.250K0FA---(10)]]>将PP’、PP”中的较小的值设为容许风压力，故在该例中，PP如(11)式所示。PP=16.875K0FA---(11)]]>实施例1基本构成由6mm和3mm的玻璃板构成的双层玻璃。
·厚玻璃板玻璃的种类 双倍强度玻璃6mmt1＝6K1＝2×K0·薄玻璃板玻璃的种类 浮法玻璃3mmt2＝3K2＝K0PP′=33.750K0FA]]>PP′′=47.250K0FA---(12)]]>
由于将PP’、PP”中的较小的值作为容许风压力，故在该例中，PP以(13)式表示。PP=33.750K0FA---(13)]]>实施例2基本构成由6mm和3mm的玻璃板构成的双层玻璃。
·厚玻璃板玻璃的种类 强化玻璃6mmt1＝6K1＝3×K0·薄玻璃板玻璃的种类 浮法玻璃3mmt2＝3K2＝K0PP′=50.625K0FA]]>PP′′=47.250K0FA---(14)]]>将PP’、PP”中的较小的值作为容许风压力，故在该例子中，PP为(15)式所示。PP=47.250K0FA---(15)]]>将浮法玻璃相互组合起来的比较例1的容许风压力为16.875(K0/FA)，而将浮法玻璃与双倍强度玻璃组合起来的实施例1的容许风压力增大到33.750(K0/FA)，将浮法玻璃与强化玻璃组合起来的实施例2的容许风压力增大到47.250(K0/FA)。
将浮法玻璃相互组合起来的双层玻璃的容许风压力增加到与实施例1、实施例2相同的有效方法，有增加厚玻璃板的厚度的方法，以下对其具体例子加以说明。
比较例2基本构成由10mm和3mm的玻璃板构成的双层玻璃。
·厚玻璃板玻璃的种类 浮法玻璃10mmt1＝10
K1＝K0·薄玻璃板玻璃的种类 浮法玻璃3mmt2＝3K2＝K0PP′=35.945K0FA]]>PP′′=199.694K0FA---(16)]]>将PP’、PP”中的较小的值作为容许风压力，故在该例子中，PP如(17)式所示。PP=35.945K0FA---(17)]]>比较例2通过增加浮法玻璃的板厚，可得到与上述实施例1相同的容许风压力。但是，上述实施例1若将中间层的间隔设为12mm，则双层玻璃的总厚度为21mm(＝6+12+3)。而比较例2的双层玻璃的总厚度为25mm(＝10+12+3)。
并且，如PP”＝199.694(K0/FA)那样，估计薄玻璃板上可承受极大的容许风压力，但不能将它作为真正的容许风压力，不得不说从整体上看该实例有浪费或平衡差。
比较例3基本构成由12mm和3mm的玻璃板构成的双层玻璃。
·厚玻璃板玻璃的种类 浮法玻璃12mmt1＝12K1＝K0·薄玻璃板玻璃的种类 浮法玻璃3mmt2＝3K2＝K0PP′=48.750K0FA]]>PP′′=341.250K0FA---(18)]]>将PP’、PP”中的较小的一方作为容许风压力，故在该例子中，PP为(19)式所示。PP=48.750K0FA---(19)]]>比较例3通过增加浮法玻璃的板厚，可得到与上述实施例2相同的容许风压力。但是，上述实施例2若将中间层的间隔设为12mm，同双层玻璃的总厚度为21mm(＝6+12+3)。而比较例3的双层玻璃的总厚度为27mm(＝12+12+3)。
并且，如PP”＝341.250(K0/FA)那样，估计薄玻璃板上可承受极大的容许风压力，但不能将它作为真正的容许风压力，不得不说从整体上看该实例有浪费或平衡差。
另外，浮法玻璃板为标准产品的情况下，12mm的下一个规格为15mm，若将15mm用于厚玻璃板，则可以得到PP＝71.820(K0/FA)。
下面表示薄玻璃板11采用嵌丝玻璃的场合的例子。
比较例4基本构成由12mm和6.8mm的玻璃板构成的双层玻璃。
·厚玻璃板玻璃的种类 浮法玻璃12mmt1＝12K1＝K0·薄玻璃板玻璃的种类 嵌丝玻璃6.8mmt2＝6.8K2＝K0PP′=56.734K0FA]]>PP′′=119.260K0FA---(20)]]>将PP’、PP”中的较小的值作为容许风压力，故在该例中，PP如(21)式所示。PP=56.734K0FA---(21)]]>实施例3基本构成由12mm和6.8mm的玻璃板构成的双层玻璃。
·厚玻璃板玻璃的种类 双倍强度玻璃12mm
t1＝12K1＝2K0·薄玻璃板玻璃的种类 嵌丝玻璃6.8mmt2＝6.8K2＝K0PP′=113.468K0FA]]>PP′′=119.260K0FA---(22)]]>将PP’、PP”中的较小值作为容许风压力，故在该例中，PP为(23)式所示。PP=113.468K0FA---(23)]]>将浮法玻璃和嵌丝玻璃组合起来的比较例4的容许风压力为56.734(K0/FA)，而将双倍强度玻璃和嵌丝玻璃组合起来的实施例3的容许风压力增大到113.468(K0/FA)。
将浮法玻璃和嵌丝玻璃组合而成的双层玻璃的容许风压力增加到与实施例3一样的有效方法，有增加浮法玻璃的板厚的方法，下面对具体例子进行说明。
比较例5基本构成由19mm和6.8mm的玻璃板构成的双层玻璃。
·厚玻璃板玻璃的种类 浮法玻璃19mmt1＝19K1＝K0·薄玻璃板玻璃的种类 嵌丝玻璃6.8mmt2＝6.8K2＝K0PP′=114.258K0FA]]>PP′′=418.864K0FA---(24)]]>将PP’、PP”中的较小值作为容许风压力，故在该例中，PP如(25)式所示。PP=114.258K0FA---(25)]]>比较例5通过增加浮法玻璃的板厚，可得到与上述实施例3一样的容许风压力。但是，上述实施例3若将空间的间隔设为12mm，则双层玻璃的总厚度为30.8mm(＝12+12+6.8)。而比较例5的双层玻璃的总厚度为37.8mm(＝19+12+6.8)。
并且，如PP”＝418.864(K0/FA)那样，估计薄玻璃板上可承受极大的容许风压力，但不能将它作为真正的容许风压力，不得不说从总体上看该实例有浪费、或平衡差。
对以上的比较例1～5和实施例1～3进行研究，可以得出以下几点。
第1，由不同厚度的玻璃板构成的双层玻璃，若由机械强度相同程度的材料构成两玻璃板(浮法玻璃相互之间、浮法玻璃和嵌丝玻璃、双倍强度玻璃相互之间等)，则真正的容许风压力由厚玻璃板决定。这意味着虽然双层玻璃的总厚度增大，但真正的容许风压力不增加。
第2，由于2块玻璃板按厚度的3次方之比分担风压力，故应控制厚玻璃板进一步增厚。改为用机械强度高的玻璃板代替是有效的。
第3，薄玻璃板可以选择数值K小的玻璃材料，厚玻璃板可以选择数值K大的玻璃材料。
构成本发明的双层玻璃的玻璃板厚度，薄玻璃板可从3mm、4mm、5mm、6mm、6.8mm、8mm、10mm、12mm、15mm、19mm的规格中选择，对特别的订货品，可自由地设成任意的数值，将该薄玻璃板厚度加上适当的尺寸作为厚玻璃板的厚度即可，2块玻璃板的厚度并不是特别规定的。
产业上利用的可能性如上所述，根据本发明的双层玻璃，使2块玻璃板的厚度不同，厚玻璃板选择比薄玻璃板的机械强度高的玻璃。即，为了增加耐风压强度，若使厚玻璃进一步增厚，则双层玻璃的总厚度增加，但有效的耐风压强度不增加。于是，控制厚玻璃板进一步增厚，取而代之的是将机械强度高的玻璃、例如双倍强度玻璃和强化玻璃用于厚玻璃板。这样，可以抑制双层玻璃的总厚度，产生较大的耐风压强度。由于控制厚玻璃板的进一步增厚，故可以抑制双层玻璃的总重量的增加，可以抑制伴随着重量增加而使预算的施工费用增加，作为建筑物、特别是高层建筑物等的窗玻璃是有用的。
另外，根据本发明，若薄玻璃板选择浮法玻璃或嵌丝玻璃，厚玻璃选择双倍强度玻璃或强化玻璃，则由于浮法玻璃、嵌丝玻璃、双倍强度玻璃及强化玻璃的流通量多，容易得到，故可以抑制双层玻璃的成本上升。
权利要求
1.一种窗用双层玻璃，该窗用双层玻璃(10)的2块玻璃板相隔一定的间距平行地配置，在中空层(13)中封入干燥的气体，上述玻璃板的周围用衬垫(15)和密封材料(16)堵塞，并且一方的玻璃板设成较厚的玻璃板(12)，另一方的玻璃板设成较薄的玻璃板(11)，其特征在于，上述厚玻璃板(12)用比上述薄玻璃板(11)的机械强度更高的玻璃板构成。
2.根据权利要求1所述的双层玻璃，其特征在于，上述薄玻璃板(11)是浮法玻璃和嵌丝玻璃中的任意一种，厚玻璃板(12)是双倍强度玻璃和强化玻璃中的任意一种。
全文摘要
提供一种窗用的双层玻璃(10)，该双层玻璃由夹着中空层(13)、具有一定间距的2块板状玻璃构成。一方的玻璃板(12)的板厚较厚，另一方的玻璃板(11)比该厚的玻璃板的板厚要薄。一方的玻璃板(12)比将板厚设为相同时的另一方的玻璃板(11)具有更高的机械强度。厚的玻璃板(12)采用双倍强度玻璃或强化玻璃。薄的玻璃板(11)采用浮法玻璃或嵌丝玻璃。这样，双层玻璃(10)既具有高的耐风压强度，又可控制双层玻璃的总厚度。
文档编号C03C27/06GK1418177SQ01806714
公开日2003年5月14日 申请日期2001年1月17日 优先权日2000年1月28日
发明者加藤英美, 木下泰斗 申请人:日本板硝子株式会社