【手続補正書】
【提出日】平成17年6月7日(2005.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】強化ガラスの製造方法および装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板を軟化点近くまで加熱し、このガラス板の表面を冷却手段を使って冷却することにより、前記ガラス板の表面に残留圧縮応力層を形成しかつ前記ガラス板の内部に残留引張応力層を形成する物理強化による強化ガラスの製造方法において、冷却開始から１ｓｅｃ間は前記冷却手段の冷却能を増加傾向に調整し、１ｓｅｃ〜３ｓｅｃの間は前記冷却手段の冷却能を冷却中の最大の冷却能に達するように調整することを特徴とする強化ガラスの製造方法。
【請求項２】
前記冷却手段の冷却能は、冷却開始から前記最大の冷却能に達するまでの期間の前半の増加量がこの期間の後半の増加量よりも大きい請求項１に記載の強化ガラスの製造方法。
【請求項３】
前記最大の冷却能は、前記ガラス板と同形状かつ同板厚の強化ガラスが破砕したときに、前記強化ガラスの周縁から２０ｍｍの幅の領域と破砕開始点を中心とした半径７５ｍｍの円内とを除いた領域で５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形の枠内に４０〜４５０個の破片を生じさせる残留引張応力層を形成させるのに必要となる冷却能である請求項１または２に記載の強化ガラスの製造方法。
【請求項４】
前記冷却手段は、前記ガラス板に冷媒となる気体を吹き付けるノズル群が配設された風箱と、前記冷媒となる気体を前記風箱内に送風するダクトとを備えた風冷強化装置である請求項１〜３の何れか一項に記載の強化ガラスの製造方法。
【請求項５】
前記最大の冷却能は、前記ガラス板に冷媒として吹き付ける気体による対流熱伝達係数が５００Ｗ／ｍ２Ｋ以上である請求項４に記載の強化ガラスの製造方法。
【請求項６】
前記ガラス板の板厚は、１．５〜５．０ｍｍである請求項１〜５の何れか一項に記載の強化ガラスの製造方法。
【請求項７】
前記ガラス板は、自動車の窓ガラスとして使用される請求項１〜６の何れか一項に記載の強化ガラスの製造方法。
【請求項８】
加熱されたガラス板に冷媒となる気体を吹き付けるノズル群が配設された風箱と、前記冷媒となる気体を前記風箱内に送風するダクトとこのダクトに接続された風圧可変装置とを備え、
前記風圧可変装置は、冷却開始から１ｓｅｃ間における前記風箱内の静圧を増加傾向に調節し、１ｓｅｃ〜３ｓｅｃの間における前記風箱内の静圧を冷却中の最大の圧力に達するように調節することを特徴とする風冷強化装置。
【請求項９】
加熱されたガラス板に冷媒となる気体を吹き付けるノズル群が配設された風箱と、前記冷媒となる気体を前記風箱内に送風するダクトと、前記風箱に前記ガラス板と前記ノズル群先端との距離を調節する駆動装置とを備え、
前記駆動装置は、冷却開始から１ｓｅｃ間における前記風冷強化装置の冷却能を増加傾向に調整し、１ｓｅｃ〜３ｓｅｃの間における前記風冷強化装置の冷却能を冷却中の最大の冷却能に達するように前記ガラス板と前記ノズル先端との距離を制御する手段を備えたことを特徴とする風冷強化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強化ガラスの製造方法および装置に関し、特に自動車窓用の強化ガラスの製造方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題への社会的関心が高まり、自動車業界においては、省燃費の自動車が強く求められている。そのため、車体を軽量化する必要があり、自動車部品の軽量化が今まで以上に求められ、自動車用窓ガラスに対してもその例外ではない。自動車用窓ガラスは、搭乗者の安全を確保するため、合わせガラスや強化ガラスが使用されている。一部の車種を除き、合わせガラスが使用されているフロントガラス以外の窓には強化ガラスが使用されているため、強化ガラスの軽量化を実現することが車体の軽量化を図るには重要である。自動車用強化ガラスの軽量化を図る場合、ガラス板の板厚を現在主流の約２．８〜５ｍｍより薄くする必要があるため、これからは軽量化のための薄板化がいっそう進行すると考えられるが、安全性の面から容易に実現できないのが実状である。
【０００３】
自動車用強化ガラスは、一般的に以下に説明するように風冷強化によって製造される。まず、ガラス板を加熱炉に搬入し、軟化点近くまで加熱する。ガラス板を成形後に炉外に取り出し、または炉外に取り出した後に成形し、直ちに冷媒である空気をガラス板の表面に吹き付けて冷却する。このとき、ガラス板の表面層の方が内部の層よりも温度降下が早いため、断面方向に温度差が発生し、それに起因した表面に引張、内部に圧縮の方向の熱応力が発生する。しかし、ガラス板が粘性流動を起こしているため、応力の緩和現象により熱応力は緩和消失し、ガラス板の断面方向に温度差は存在するがほとんど応力のない状態になる。
【０００４】
冷却が進み最終的にガラス板が室温状態になったとき、高温時に緩和した熱応力の分だけ力の方向が逆転して、ガラス板の表面に残留圧縮応力層が、内部に残留引張応力層が形成される。このように製造された強化ガラスの残留応力は冷却時に形成されるガラス板の断面方向の温度分布に依存する。そのため、ガラス板の板厚が薄いほど、ガラス板の表面とガラス板の内部の温度差を大きくする事が難しい。その結果として自動車用の強化ガラスとして定められた安全規格を満足するために必要となる残留応力を得られない場合が出てくる。
【０００５】
よって、薄板ガラスを強化するには、現在主流の板厚の強化ガラスを製造する時より冷却能を高めなければならない。ここでいう薄板ガラスとは、現在使用されている自動車用の強化ガラスの板厚よりも薄いガラス板のことである。
【０００６】
ここで従来の強化方法における冷却手段の冷却能の履歴を熱伝達係数で表わしたものを図９（ａ）に、冷却中の風冷強化装置の風圧の履歴を図９（ｂ）に、冷却中のガラス板とノズル先端の距離を図９（ｃ）に示す。従来のガラス板の強化方法は、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、風圧や、ガラス板とノズル先端との距離は冷却中ほぼ一定である。よって、図９（ａ）のように冷却開始時から冷却中の最大値に近い冷却能で冷却する。以下に、薄板ガラスを強化するために、単に冷却能を高めた従来の強化方法の問題点を説明する。
【０００７】
軟化点近くまで加熱されたガラス板を冷却すると、ガラス板の表面層と内部の層の温度差に起因してガラス板の表面に引張方向の熱応力が発生する。このとき、ガラス板は粘性流動を起こしているので、応力の緩和現象により、熱応力は緩和消失していく。しかしながら、従来の強化方法では、冷却開始直後に発生する熱応力が大きいため、緩和速度が熱応力の発生速度に追いつかず、ガラス板の表面に緩和しきれなかった熱応力が引張応力として生じている状態になる。それによりガラス板の表面に存在する微細な傷が発展し、ガラス板が破砕してしまう冷却割れと呼ばれる現象が発生することがある。そのため、ガラス板の薄板化に対応して冷却能を高めると、ガラス板の表面に発生する引張応力が増大し、より冷却割れが発生し易くなるという問題が発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって従来の方法のように、冷却開始時から冷却中の最大値に近い冷却能で冷却すると冷却割れが発生し易く、さらに薄板ガラスを強化するには、冷却能を高くしなければならないため、薄板ガラスの製造時は冷却割れが多発するようになる。
【０００９】
一方、冷却開始時のガラス温度を高温化すると、応力緩和の速度が速くなり、ガラス板の表面に発生する引張応力を減少させることができるが、高温ガラスの搬送、成形に起因する光学品質の悪化という別の問題が発生するため、ガラス高温化による冷却割れ防止効果には限界がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、物理強化法による強化ガラスの製造方法において、自動車用強化ガラスの薄板化に伴う高冷却能化に起因するガラス板の冷却割れを減少させることができる強化ガラスの製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は、ガラス板を軟化点近くまで加熱し、このガラス板の表面を冷却手段を使って冷却することにより、前記ガラス板の表面に残留圧縮応力層を形成しかつ前記ガラス板の内部に残留引張応力層を形成する物理強化による強化ガラスの製造方法において、冷却開始から１ｓｅｃ間は前記冷却手段の冷却能を増加傾向に調整し、１ｓｅｃ〜３ｓｅｃの間は前記冷却手段の冷却能を冷却中の最大の冷却能に達するように調整することを特徴とする強化ガラスの製造方法を提供する。
【００１２】
また、前記冷却手段の冷却能は、冷却開始から前記最大の冷却能に達するまでの期間の前半の増加量がこの期間の後半の増加量よりも大きいことが好ましい。
【００１３】
また、前記何れかの強化ガラスの製造方法において、前記最大の冷却能は、前記ガラス板と同形状かつ同板厚の強化ガラスが破砕したときに、前記強化ガラスの周縁から２０ｍｍの幅の領域と破砕開始点を中心とした半径７５ｍｍの円内とを除いた領域で５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形の枠内に４０〜４５０個の破片を生じさせる残留引張応力層を形成させるのに必要となる冷却能であることが好ましい。
【００１４】
また、前記何れかの強化ガラスの製造方法において、前記冷却手段は、前記ガラス板に冷媒となる気体を吹き付けるノズル群が配設された風箱と、前記冷媒となる気体を前記風箱内に送風するダクトとを備えた風冷強化装置であることが好ましい。
【００１５】
また、前記風冷強化装置において、前記最大の冷却能は、前記ガラス板に冷媒として吹き付ける気体による対流熱伝達係数が５００Ｗ／ｍ２Ｋ以上であることが好ましい。
【００１６】
また、前記ガラス板の板厚は、１．５〜５．０ｍｍであることが好ましい。
【００１７】
また、前記ガラス板は、自動車用強化ガラスであることが好ましい。
【００１８】
また、加熱されたガラス板に冷媒となる気体を吹き付けるノズル群が配設された風箱と、前記冷媒となる気体を前記風箱内に送風するダクトとこのダクトに接続された風圧可変装置とを備え、前記風圧可変装置は、冷却開始から１ｓｅｃ間における前記風箱内の静圧を増加傾向に調節し、１ｓｅｃ〜３ｓｅｃの間における前記風箱内の静圧を冷却中の最大の圧力に達するように調節することを特徴とする風冷強化装置を提供する。
【００１９】
また、加熱されたガラス板に冷媒となる気体を吹き付けるノズル群が配設された風箱と、前記冷媒となる気体を前記風箱内に送風するダクトと、前記風箱に前記ガラス板と前記ノズル群先端との距離を調節する駆動装置とを備え、前記駆動装置は、冷却開始から１ｓｅｃ間における前記風冷強化装置の冷却能を増加傾向に調整し、１ｓｅｃ〜３ｓｅｃの間における前記風冷強化装置の冷却能を冷却中の最大の冷却能に達するように前記ガラス板と前記ノズル先端との距離を制御する手段を備えたことを特徴とする風冷強化装置を提供する。
【００２０】
本発明は、従来の冷却開始時から冷却中の最大値に近い冷却能で冷却する場合に比べ、冷却開始直後にガラス板の表面に発生する引張応力を低減させることが出来、つまり急冷中に発生するガラスの冷却割れを減少させ、かつ所望の残留応力を形成させる効果を有する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。実施の形態１は、本発明の製造方法の実施の形態であり、実施の形態２、３は、本発明の製造装置の実施の形態である。
【００２２】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、ガラス板を軟化点近くまで加熱し、このガラス板の表面を冷却手段を使って冷却するときの、前記冷却手段の冷却能の履歴を熱伝達係数で表わしたグラフである。実線が本発明の実施の形態を示し、破線は冷却開始時から冷却中の最大値に近い冷却能で冷却する従来例を示したものである（以下同様）。
【００２３】
図１（ｂ）は、冷却手段がガラス板に冷媒となる気体を吹き付けるノズル群が配設された風箱と、冷媒となる気体を風箱内に送風するダクトとを備えた風冷強化装置の場合において、ガラス板とノズル先端の距離が一定の際に、図１（ａ）の冷却能の履歴となる風冷強化装置の風圧の履歴である。
【００２４】
図１（ｃ）は、冷却手段がガラス板に冷媒となる気体を吹き付けるノズル群が配設された風箱と、冷媒となる気体を風箱内に送風するダクトと、風箱にガラス板とノズル先端との距離を調節する駆動装置とを備えた風冷強化装置の場合において、その風圧が一定の際に、図１（ａ）の冷却能の履歴となるガラス板とノズル先端の距離の履歴である。
【００２５】
Ａは本実施の形態においての粘性流動が発生している期間、Ｂは従来例においての粘性流動が発生している期間である。Ｃの期間は、始点が冷却開始時であり、終点が１ｓｅｃ〜３ｓｅｃの間である。
【００２６】
図２（ｄ）は、本実施の形態と従来例におけるガラス板Ｇの表面層Ｐと中央層Ｒの冷却状態を示した温度履歴、図２（ｅ）は、ガラス板Ｇの表面層Ｐとその内側の層Ｑの冷却状態を示した温度履歴、図２（ｆ）は、ガラス板Ｇの表面層Ｐと中央層Ｒの温度差、図２（ｇ）は、ガラス板Ｇの表面層Ｐの応力発生状態を示したグラフである。ガラス板Ｇの表面層Ｐとは、図３に示すように、板厚がｔであるガラス板Ｇの断面図において、ガラス板Ｇの断面を表面から中心αまで分割した、最も表面側にあるＰ層のことであり、中央層とは最も中心線α側にあるＲ層のことで、表面層Ｐの内側の層とは、表面層Ｐの中心線α側に一つ隣の層であるＱ層のことである。
【００２７】
本実施の形態の冷却は、図１（ａ）に示すように、冷却開始時からＣの期間、冷却手段の冷却能は増加し、冷却中の最大の冷却能となるように調節することである。つまり、冷却開始後１ｓｅｃ間は冷却手段の冷却能を増加傾向に調整し、１ｓｅｃ〜３ｓｅｃの間は冷却手段の冷却能を冷却中の最大の冷却能に達するように調整することである。
【００２８】
Ｃの期間、本実施の形態の冷却能は、従来例の冷却能より小さいため、図２（ｅ）に示すように、本実施の形態は、従来例より表面層Ｐとその内側の層Ｑの温度差が最大となる時間がＤ遅くなる。そのため、冷却開始直後の熱応力の発生速度に緩和速度が追いつかずに表面層Ｐに大きな引張応力が発生するということがなくなる。さらに、その後、本実施の形態の冷却能は上昇していくが、徐々に温度差を発生させているため、表面層Ｐとその内側の層Ｑの温度差の最大値は従来例よりΔＴＸ小さくなり、熱応力が急激に発生することがなく、表面層の引張応力の発生の抑制に繋がる。つまり、本実施の形態では、従来例に比べ、ガラス板Ｇの断面方向に徐々に温度差を増加させているため、発生する熱応力の変化量が小さくなる。そのため、発生する熱応力に応力緩和が追いついて、緩和されずに蓄積されていく熱応力が小さくなる。よって、従来の冷却の冷却開始直後のような大きな引張応力は発生しなくなる。その結果、本実施の形態は、図２（ｇ）のように表面層に発生する引張応力の最大値が従来例よりΔσ低減され、表面層引張応力に起因した冷却割れが減少する。
【００２９】
一方、強化ガラスの残留応力は、熱応力の緩和量に依存している。本実施の形態の表面層Ｐと中央層Ｒの温度差は、図２（ｆ）に示すように、徐々に温度差が増加していき、従来の冷却より最大値となる時間が遅れ，わずかであるが温度差もΔＴＹ小さくなる。しかし、本実施の形態は、温度差ΔＴＹが小さく抑えられているため、従来の冷却とほぼ同等の大きさの表面層Ｐと中央層Ｒの温度差に起因した熱応力が生じている。また、本実施の形態は、温度降下が遅れるが、ガラス板が粘性流動を生じている時間が従来例よりＡ−Ｂの期間長くなるため、冷却時間全体では、熱応力の緩和量は従来例とほぼ同等となる。よって、緩和される熱応力に大きな減少がないため、室温時には所望の残留応力が得られる。
【００３０】
本実施の形態は、図１（ａ）に示すように、Ｃの期間、冷却能が増加傾向を辿るが、冷却能が一時的に減少したり、一定になったり、振動しても構わなく、増加傾向にあればよい。Ｃの期間の前半の冷却能の増加率がＣの期間の後半の増加率よりも大きくなることが、冷却能に対して効率的に残留応力を形成するために好ましい。本実施の形態における好ましい応力の発生状態は、冷却割れが発生しない程度にガラス板の表面層に引張応力が発生した後、発生する熱応力と応力緩和の速度を等しくすることである。また本実施の形態は、風冷、ミスト冷却、接触冷却など、冷却手段は問わない。
【００３１】
（実施の形態２）
図１（ｂ）のように、冷却中の風圧を変化させる強化ガラスの製造方法とその装置についての本発明の実施の形態を図を用いて以下に説明する。図４は、冷媒として気体を用いた風冷強化による強化ガラスの製造方法において、ガラス板３に吹き付ける気体の風圧を制御することにより対流熱伝達係数を変動させる本実施の形態の冷却手段である。図４に示すように、加熱されたガラス板３に冷媒となる気体を吹き付けるノズル群が配設された風箱４、５と、冷媒となる気体を風箱４、５内に送風するダクト６と、このダクト６に接続された風圧可変装置２、風圧可変装置２に接続された制御装置１を備えている。ガラス板３とノズル先端の距離ａは一定である。風圧は風箱４、５内の静圧のことを示し、ガラス板３に吹き付ける気体による対流熱伝達係数で冷却能を表現する。
【００３２】
従来例の強化ガラスの製造方法は、冷媒となる気体を送風するダクト６に配設されたダンパーの開閉により、冷却開始と同時に冷媒となる気体をガラス板に吹き付けるため、風圧を制御することはできなかった。本実施の形態では、図４の制御装置１に本実施の形態の図１（ａ）に基づく冷却能履歴、つまり対流熱伝達係数を入力しておく。加熱されたガラス板３が冷却リング７上に載置されて風箱４、５の間に移動してくると、制御装置１は現在の風圧と気体温度から図１（ａ）の冷却能履歴に基づいた最適な風圧の変動量を計算し、ダクト６に設置している風圧可変装置２に信号を送り、風圧可変装置２は風圧を増加させる、または減少させるように働き、冷却能を制御する。また、現在の風圧と気体の温度を計測する検出装置を風箱４、５に設置して制御装置１に情報を送り、冷却中は、常に最適な風圧となるように管理する。
【００３３】
また本実施の形態は、図１（ａ）の冷却能履歴を実現するように図１（ｂ）に示す風圧履歴通りに風圧を変動させるよう制御装置１に風圧可変装置２の動きを入力しておけば、検出装置がなくとも図１（ａ）の冷却能履歴に従った強化ガラスの製造が実施できる。
【００３４】
（実施の形態３）
図１（ｃ）のように、冷却中のガラス板３とノズル先端との距離ａを変化させた強化ガラスの製造方法とその装置の本発明の実施の形態を図を用いて以下に説明する。図５は、冷媒として気体を用いた風冷強化による強化ガラスの製造方法において、ガラス板３とノズル先端の距離ａを制御することにより対流熱伝達係数を変動させる本実施の形態の冷却手段である。図５に示すように、加熱されたガラス板３に冷媒となる気体を吹き付けるノズル群が配設された風箱４、５と、冷媒となる気体を風箱４、５内に送風するダクトと、ガラス板３とノズル群先端の距離ａの変動用に風箱４、５に駆動装置９とを備えている。風圧は風箱４、５内の静圧のことを示し、ガラス板３に吹き付ける気体による対流熱伝達係数で冷却能を表現する。
【００３５】
従来例の強化ガラスの製造方法は、冷却中に風箱４、５がガラス板３に近づいたり、離れたりすることはなく、一定であった。本実施の形態では、図５の制御装置８に本実施の形態の図１（ａ）に基づく冷却能履歴、つまり熱伝達係数を入力しておく。加熱されたガラス板３が冷却リング７上に載置されて風箱４、５の間に移動してくると、制御装置８は現在の風圧と気体温度、風箱位置（ガラス板３とノズル先端の距離ａ）から図１（ａ）の冷却能履歴に基づいた最適なガラス板３とノズル先端の距離ａの変動量を計算し、風箱４、５に設置している駆動装置９に信号を送り、駆動装置９は、ガラス板３に接近する、または離れるように風箱４、５を動かし、冷却能を制御する。また、現在の風圧と気体温度、ガラス板３とノズル先端の距離ａを計測する検出装置を風箱４、５に設置して制御装置９に情報を送り、冷却中は、常に最適なガラス板３とノズル先端の距離ａとなるように管理する。
【００３６】
ここで、本実施の形態の風箱４、５の動き（ガラス板３とノズル先端の距離ａ）を図６に示す。図６（ａ）は、冷却開始時のガラス板３と風箱４、５の位置関係であり、本実施の形態のように、冷却が進むにつれて冷却能が増加する場合には、冷却が進むと図１（ｃ）のガラス板３とノズル先端の距離の履歴に従って、図６（ｂ）のように風箱４、５がガラス板３に接近していき、最終的には、図６（ｃ）のように図１（ａ）中の最大の冷却能になる位置まで接近する。
【００３７】
また本実施の形態は、図１（ａ）の冷却能履歴を実現するように、風圧が一定であり、図１（ｃ）に示すガラス板３とノズル先端の距離ａの履歴通りに風箱位置を変動させるよう制御装置８に駆動装置９の動きを入力しておけば、検出装置がなくとも図１（ａ）の冷却能履歴に従った強化ガラスの製造は可能である。風圧が一定でなくとも風圧履歴が既知であれば、ガラス板３とノズル先端の距離ａの履歴を予め求めておいて、制御装置８に駆動装置９の動きを入力しておけば、本実施の形態の強化ガラスの製造方法を実施することができる。
【００３８】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図を用いて説明する。図７（ａ）は冷媒として空気を用いた物理強化による強化ガラスの製造方法において、加熱されたガラス板に冷媒となる空気を吹き付けるノズル群が配設された風箱と、前記冷媒となる空気を前記風箱内に送風するダクトを備えた風冷強化装置の冷却能の履歴を、ガラス板に吹き付ける気体による対流熱伝達係数で表現したものである。ここで、点線で示す実施例（１）は冷却中の最大の冷却能に達する時間が１ｓｅｃ、実線で示す実施例（２）は冷却中の最大の冷却能に達する時間が２ｓｅｃ、一点鎖線で示す実施例（３）は冷却中の最大の冷却能に達する時間が３ｓｅｃとなるものを表している。破線で示す比較例（１）は、冷却開始時から冷却中の最大値に近い冷却能で冷却する従来の冷却方法の冷却能の履歴を表したものである。実施例（１）〜（３）と比較例（１）の冷却能の最大値は、板厚が２．５ｍｍ以下のような薄板ガラスを物理強化するのに必要となる高い冷却能で７８１Ｗ／ｍ２Ｋである。二点鎖線で示す比較例（２）は、冷却開始時から冷却中の最大値に近い冷却能で冷却する従来の冷却方法の冷却能の履歴を表したもので、冷却能の最大値が前述の従来例に比べて低く、６２０Ｗ／ｍ２Ｋである。
【００３９】
図７（ａ）において、比較例（１）の対流熱伝達係数は、風箱の静圧が４０ｋＰａ、空気温度５０℃、ガラス板とノズル先端の距離３０ｍｍに相当し、比較例（２）は風箱の静圧２０ｋＰａ、空気温度５０℃、ガラス板とノズル先端の距離３０ｍｍに相当する。本実施例を冷媒となる空気の風圧を制御して実施した場合、実施例（１）は、空気温度５０℃、ガラス板とノズルの距離３０ｍｍで風箱の静圧を１ｓｅｃ後に４０ｋＰａになるよう時間に比例して上昇させた対流熱伝達係数の履歴に相当し、実施例（２）、実施例（３）も同様にそれぞれ２ｓｅｃ後、３ｓｅｃ後に風箱の静圧を４０ｋＰａまで上昇させた対流熱伝達係数の履歴に相当する。図７（ｂ）は、そのときの風圧履歴を示したグラフである。
【００４０】
また、ガラス板とノズル先端の距離を制御して図７（ａ）の冷却能履歴を実施した場合は、風箱静圧３０ｋＰａで一定、空気温度５０℃のときに、図７（ｃ）のガラス板とノズルの距離の履歴通りにノズル位置が移動したときの対流熱伝達係数の履歴に相当する。
【００４１】
図８（ｄ）は、板厚が２．５ｍｍのガラス板を６４０℃まで加熱し、図７（ａ）の実施例（１）〜（３）、比較例（１）、（２）の冷却能の履歴に従って急冷した場合に、ガラス板の表面層とその内側の層の温度差の履歴を示したものである。そのときの表面層と中央層の温度差の履歴が図８（ｅ）であり、表面層に発生する応力の履歴が図８（ｆ）である。ここでのガラス板の表面層とは、図３のように、２．５ｍｍのガラス板を断面方向に中心から表面まで１０分割したガラス板の表面側の層のことであり、その内側の層とは表面層から１つ中心側の層のことであり、中央層とは最も中心側の層のことである。
【００４２】
軟化点近くまで加熱されたガラス板を比較例（１）や比較例（２）のように冷却開始時から冷却中の最大値に近い冷却能で冷却した場合、図８（ｄ）に示すように冷却開始直後に表面層とその内側の層の温度差が最大となり、この温度差に応じた大きさの熱応力が冷却開始直後にガラス板の表面層に発生する。ガラス板が粘性流動を起こしていても、冷却開始直後に発生する熱応力はすべてが緩和されるわけではなく、ガラス板の表面層で緩和されなかった熱応力は図８（ｆ）のように引張応力として表れ、実施例（１）〜（３）に比べ、早い時期に最大となる。
【００４３】
実施例（１）〜（３）のように冷却能が最大となる時間を遅らせた冷却能履歴で冷却した場合、図８（ｄ）に示すように冷却開始直後の表面層とその内側の層の温度差は最大とはならず、実施例（１）、実施例（２）、実施例（３）のそれぞれは、冷却開始後１ｓｅｃ、１．６５ｓｅｃ、１．８５ｓｅｃで最大となる。よって、表面層とその内側の層に徐々に温度差を付けていくことになり、発生する熱応力の変動が小さくなる。そのため、応力緩和の遅れも小さくなり、比較例（１）に比べ、図８（ｆ）に示すようにガラス板の表面層に発生する引張応力を低減でき、冷却割れを減少させる効果を有する。
【００４４】
また、強化ガラスの残留応力値は急冷時にガラス板が粘性流動を起こしているときの熱応力の緩和量に依存している。そのため、ガラス板が粘性流動を起こしている間にガラス板の断面方向に大きな温度差を発生させることで、実施例（１）〜（３）のように冷却能が最大となる時間を遅らせた冷却能履歴で急冷した場合であっても、表面層と中央層の温度差を充分に付けることができ、所望の残留応力を形成できる。
【００４５】
図８（ｆ）に示す最大表面層引張応力と室温時の残留応力である中央残留引張応力を表１に示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
実施例（１）の場合は、比較例（１）の場合と比較して、中央残留引張応力の減少がほとんどなく、最大表面層引張応力を１１．２ＭＰａ減少させることができ、冷却割れを減少させる効果が得られる。また、比較例（２）の場合と比較しても、最大表面層引張応力はほぼ同等で、中央残留引張応力は５．６ＭＰａの増加という結果が得られる。よって、物理強化による強化ガラスの製造方法において、比較例（２）では所望の残留応力が得られず、比較例（１）のように冷却能を上げて残留応力を増加させようとしたが、冷却割れが発生するようになった場合に有効である。
【００４８】
実施例（２）の場合は、比較例（１）の場合と比較して、中央残留引張応力が４．５ＭＰａ減少してしまうが、最大表面層引張応力を２０．９ＭＰａと大幅に減少させることができ、冷却割れの減少に効果が得られる。また、比較例（２）の場合と比較しても、最大表面層引張応力を８．２ＭＰａ低く抑えることができ、中央残留引張応力は２．６ＭＰａ上回ることができ、冷却割れの減少、残留応力の両面で上回る効果が得られる。よって、実施例（１）で冷却割れが減少しない場合、比較例（２）で冷却割れが発生している場合、または残留応力値が小さい場合に有効である。
【００４９】
実施例（３）の場合は、比較例（２）の場合と比較して、最大表面層引張応力を１３．１ＭＰａ減少させることができ、冷却割れの減少に効果が得られ、中央残留引張応力もほぼ同等である。よって、比較例（２）で所望の残留応力が得られているが、冷却割れが発生している場合に有効である。
【００５０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、以下に記載する効果を奏する。物理強化による強化ガラスの製造方法において、ガラス板の急冷強化時に所望の残留応力が得られる範囲で冷却手段の冷却能が最大に達する時間を遅らせることにより、冷却時にガラス板の表面層に発生する引張応力を低減できるため、所望の残留応力を確保し、かつ冷却割れを減少させることができる。また、本発明を用いることにより、自動車用強化ガラスの薄板化を図る際に、所望の残留応力を得るために冷却能を増加させても、強化中の冷却割れを減少させることができるため、従来よりも効率的な生産ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本実施の形態と従来例の冷却能の履歴、（ｂ）図１（ａ）の冷却能の履歴を風圧制御で実施した場合の風圧の履歴、（ｃ）図１（ａ）の冷却能の履歴をガラス板とノズル先端の距離の制御で実施した場合のガラス板とノズル先端の距離の履歴を示したグラフである。
【図２】（ｄ）図１（ａ）の冷却能の履歴でガラス板を急冷強化したときのガラス板の表面層と中央層の温度の履歴、（ｅ）図１（ａ）の冷却能の履歴でガラス板を急冷強化したときのガラス板の表面層とその内側の層の温度差の履歴、（ｆ）図１（ａ）の冷却能の履歴でガラス板を急冷強化したときのガラス板の表面層と中央層の温度差の履歴、（ｇ）図１（ａ）の冷却能の履歴でガラス板を急冷強化したときのガラス板の表面層に発生する応力の履歴を示したグラフである。
【図３】ガラス板を層に分割した断面図である。
【図４】冷却能を風圧で制御するための装置構成を示すブロック図である。
【図５】冷却能をガラス板とノズル先端の距離で制御するための装置構成を示すブロック図である。
【図６】冷却能をガラス板とノズル先端の距離で制御したときの風箱位置を示す概略断面図である。
【図７】（ａ）本実施例と比較例の冷却能の履歴、（ｂ）図７（ａ）の冷却能の履歴を風圧制御で実施した場合の風箱静圧の履歴、（ｃ）図７（ａ）の冷却能の履歴をガラス板とノズル先端の距離の制御で実施した場合のガラス板とノズル先端の距離の履歴で示したグラフである。
【図８】（ｄ）図７（ａ）の冷却能の履歴でガラス板を急冷強化したときのガラス板の表面層とその内側の層の温度差の履歴、（ｅ）図７（ａ）の冷却能の履歴でガラス板を急冷強化した時のガラス板の表面層と中央層の温度差の履歴、（ｆ）図７（ａ）の冷却能の履歴でガラス板を急冷強化した時のガラス板の表面層に発生する応力の履歴である。
【図９】（ａ）従来例の冷却能の履歴、（ｂ）従来例の風圧の履歴、（ｃ）従来例のガラス板とノズル先端の距離の履歴を示したグラフである。
【符号の説明】
Ａ：本実施の形態での粘性流動発生期間
Ｂ：従来例での粘性流動発生期間
Ｃ：本実施の形態の冷却能が最大に達するまでの期間
Ｇ：ガラス板
Ｐ：表面層
Ｑ：内側の層
Ｒ：中央層
ｔ：板厚
α：中心線
ａ：ガラス板とノズル先端の距離
１：制御装置
２：風圧可変装置
３：ガラス板
４、５：風箱
６：冷媒となる気体の供給管
７：冷却リング
８：制御装置
９：駆動装置