(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱により軟化したガラス板を高温のジェットエア流によって下方より圧力をかけて浮上させ、上方に設けた曲げ型の下面に押しつけて曲げ成形するエアノズルにおいて、該エアノズルの外形形状を小径円柱部と大径円柱部を螺合させた段付の円柱状とし、該大径円柱部の外周端部に設けた円筒状突起部の内周面と、該小径円柱部の外周面間に形成される隙間を大径円柱部内のエア導入路と連通させて、該隙間より小径円柱部の外周面に沿ってジェットエアを噴射させてガラス板面への圧力分布を均一化させたことを特徴とするガラス板成形用エアノズル。
【請求項２】
前記大径円柱部と小径円柱部の螺合する長さを調整することにより螺合部に設けたエア連通孔の流路が制限され、前記隙間から噴射されるジェットエアの流量が調節可能となることを特徴とする請求項１記載のガラス板成形用エアノズル。
【請求項３】
前記大径円柱部の外周端部に設けた円筒状突起部を小径円柱部の外周面先端まで延ばした形状としたことを特徴とする請求項１乃至２記載のガラス板成形用エアノズル。
【請求項４】
前記大径円柱部の外周端部に設けた円筒状突起部の側面に炉内ガスを隙間に吸引可能な炉内エア取入孔を設けるようにしたことを特徴とする請求項３記載のガラス板成形用エアノズル。
【請求項５】
加熱したガラス板を高温のジェットエア流によって下方より圧力をかけて浮上させ、上方に設けた曲げ型の下面に押しつけて曲げ成形する方法において、請求項１乃至４記載のエアノズルを搬送ロール間に複数本設け、前記エアノズルより噴出されたジェットエア流に、炉内の高温ガスを巻き込みながらガラス板の下面に向けて拡散させ、ガラス板下面に噴射したジェットエア流の圧力分布が均一化されるようにしたことを特徴とするガラス板の曲げ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱したガラス板の下面に高温のジェットエア流を吹き付けて浮上させ、曲げ型下面に押しつけてガラス板を曲げ成形させるエアノズル、および該エアノズルを用いてガラス板を曲げ成形する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の窓ガラスは車体形状とのマッチングを図るために湾曲していることが多く、一般的にはこの様な窓ガラスを成形する方法としては、曲率を有した耐火物上を搬送しながら曲げるガスハース法や、ガラス板を吊り具により支持して軟化温度付近まで加熱後プレス型で成形するプレス法、或いは加熱炉内で軟化させたガラス板をジェットエアーによって浮上させ、曲げ型に押しつけて曲げ成形するクイックサグベンド法と呼ばれている方法等が知られている。
【０００３】
上記各種方法の内、クイックサグベンド法は、後部窓ガラスやサイド窓ガラスを製造する場合に良く用いられ、さらに詳述すれば、加熱炉内を搬送ロールによってガラス板を搬送しながら加熱軟化させ、加熱炉内の上部の曲げ型のある所定位置で停止させたフラットなガラス板を、搬送ロールの下方に配したエアノズルより上方に向けて噴射する高温のジェットエアーによって浮上させて、軟化したガラス板をその上部に配した曲げ型の下面の湾曲面に押しつけて曲げ成形させる方法である。
【０００４】
ガラス板を浮上させる上記エアノズルとしては、従来より直噴型ノズルやアスピレータ型ノズルと呼ばれるエアノズルが良く用いられていた。
【０００５】
前記直噴型ノズルは円筒状の先端がテーパー状に細くなっており、その中心からジェットエアを噴射させるものである。
【０００６】
また、アスピレータ型ノズルは、図７に示すように、外形形状として先端側をテーパー形状とした小径テーパー部４１の雌ねじ部４２ａと大径円柱部４３の中央突起部４４の外周に設けた雄ねじ部４４ａを螺合させたものであり、該大径円柱部４３の外周の端部に設けた円筒状の外周突起部４７の内周面と、前記小径テーパー部４１の外周面間の円形状の隙間を大径円柱部４３内のエア導入路４５とエア連通孔４６を介して連通させたノズル４０である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
クイックサグベンド法によってガラス板を曲げ成形する場合、エアノズルから上方に向けて噴射されるジェットエアによって、ガラス板を曲げ型の下面に押し付けた時に、ガラス板とエアノズル間にはガラス板を搬送するための複数本の搬送ロールが設けられているために、搬送ロールの下方に設けたノズルから噴射したジェットエアによってガラス板を浮上かつ曲げ型に押し付けようとすれば、必然的にジェットエアは搬送ロール間をすり抜けて上方に噴射されることになる。
【０００８】
この場合に、ガラス板の下面に噴射されるジェットエアーの圧力分布は、ガラス板の周端辺の一部の辺が搬送ロールと交差するような位置関係となる場合に、その搬送ロールと交差するガラス板の端辺近傍において、搬送ロールによってジェットエアのガラス面への噴射圧力がばらつき、均一とならない場合があり、ガラス板を比較的所望の形状近くに曲げ成形できるものの、該ガラス板の周辺と搬送ロールの長手方向とが交差する部分に若干光学歪み等の発生する場合が見受けられた。
【０００９】
一方、車両用の後部窓ガラス等を曲げ成形する場合は、通常、図８に示されるように、略台形状の該ガラス板１の上辺と下辺が搬送ロール５の長手方向と交差することになり、ガラス板１の両翼のウイングと呼ばれる部分の曲げ深さが深いので、曲げ型に沿って該ガラス板１の両翼部分が湾曲するに従ってエアノズルから遠ざかり、遠ざかった状態でもジェットエアが充分にガラス面に分布するように、ガラス板の両翼部分の搬送ロール５を１本程度取り外し、さらにエアノズル４０、４０・・の間隔を狭めて本数を増やす等の対策を行っていた。
【００１０】
しかし、前記のガラス板１の上辺と下辺については前記したように搬送ロール５と交差する位置関係となるので、上辺と下辺を曲げ成形するエアノズル４０は搬送ロール５、５間に設けざるを得ず、炉内の条件等を調整しても光学歪みの発生を完全に除去するのは困難であった。
【００１１】
さらに、クイックサグベンド法において、ガラス板面に局部的に高温のジェットエアーを吹き付けると、軟化したガラス板が変形して波打ち状の光学歪みが発生しやすいという問題点があり、ロールとロールとの間隔が数十ミリと狭く、その隙間からガラス面に均一なエアーを吹き付けることは困難であった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点の解決を図る、すなわちクイックサグベンド法による車両用窓ガラスの製造時に、搬送ロールと交差するガラス板の周辺部に高温のジェットエアを均一に吹き付けることができ、光学歪みの発生も防止できることを目的としたものである。
【００１３】
すなわち、本発明は、加熱により軟化したガラス板を高温のジェットエア流によって下方より圧力をかけて浮上させ、上方に設けた曲げ型の下面に押しつけて曲げ成形するノズルにおいて、該エアノズルの外形形状を小径円柱部と大径円柱部を螺合させた段付の円柱状とし、該大径円柱部の外周端部に設けた円筒状突起部の内周面と、該小径円柱部の外周面間に形成される隙間を大径円柱部内のエア導入路と連通させて、該隙間より小径円柱部の外周面に沿ってジェットエアを噴射させてガラス板面への圧力分布を均一化させたガラス板成形用エアノズルである。
【００１４】
あるいは、本発明は、前記大径円柱部と小径円柱部の螺合する長さを調整することにより螺合部に設けたエア連通孔の流路が制限され、前記隙間から噴射されるジェットエアの流量が調節可能となる上述のガラス板成形用エアノズルである。
【００１５】
あるいはまた、本発明は、前記大径円柱部の外周端部に設けた円筒状突起部を小径円柱部の外周面先端まで延ばした形状とした上述のガラス板成形用エアノズルである。
【００１６】
あるいはまた、本発明は、前記大径円柱部の外周端部に設けた円筒状突起部の側面に炉内ガスを隙間に吸引可能な炉内エア取入孔を設けるようにした上述のガラス板成形用エアノズルである。
【００１７】
そして、本発明は、加熱したガラス板を高温のジェットエア流によって下方より圧力をかけて浮上させ、上方に設けた曲げ型の下面に押しつけて曲げ成形する方法において、上述のエアノズルを搬送ロール間に複数本設け、前記エアノズルより噴出されたジェットエア流に、炉内の高温ガスを巻き込みながらガラス板の下面に向けて拡散させ、ガラス板下面に噴射したジェットエア流の圧力分布が均一化されるようにしたガラス板の曲げ成形方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は、図１に示すように、外形形状を小径円柱部２１と大径円柱部２３を螺合させた段付の円柱状とし、該大径円柱部２３の外周端部に設けた円筒状突起部２７の内周面と、前記小径円柱部２１の外周面間に形成される円形状の隙間Ｓ1を大径円柱部２３内のエア導入路２５と連通させた円柱型ノズル２０である。
【００１９】
前記小径円柱部２１は、小径円柱部２１の中心を軸として、同心円状に内径が異なる段付き穿孔部２２を設けた。また、該段付き穿孔部２２は、下部側の開口側から上端側に向かって段階的に内径が小となっており、中間部分と上端側のそれぞれの内径には螺刻部を設け、雌ねじ部２２ａを形成した。
【００２０】
一方、前記大径円柱部２３は、その上端側に中央突起部２４を設け、該中央突起部２４の外周に螺刻部を設けた雄ねじ部２４ａとした。
【００２１】
また、前記大径円柱部２３の上端の外周側には円筒状の外周突起部２７を設け、さらに、大径円柱部２３の中心にはエア導入路２５を下端開口部から中央突起部２４の内部まで設け、該エア導入路２５より中央突起部２４の外周側に通じるエア連通孔２６を中央突起部２４に設けた。
【００２２】
前記小径円柱部２１の雌ねじ部２２ａと大径円柱部２３の雄ねじ部２４ａを螺合させ、前記大径円柱部２３の外周突起部２７の円筒状の内面と、前記小径円柱部２１の下端側外周面との間に隙間Ｓ1を設けた。
【００２３】
また、大径円柱部２３の中央突起部２４と外周突起部２７間に形成される凹部と、前記小径円柱部２１の下端との間には隙間Ｓ2が形成され、エア連通孔２６からのエアは該隙間Ｓ2を通り抜け、前記隙間Ｓ1に連通しており、該隙間Ｓ1と前記エア導入路２５とはエア連通孔２６および隙間Ｓ2によって連通されている。
【００２４】
該隙間Ｓ2については、必ずしもなくても良いが、無くす場合は小径円柱部２１の下端側に隙間Ｓ1と連通できる孔をいくつか設けるようにすればよい。
【００２５】
小径円柱部２１の段付き穿孔部２２の頂部側開口部にはボルト２８を螺合させ、上端開口部を閉塞すると共に、ボルト２８の先端を大径円柱部２３の中央突起部２４に当接させて、大径円柱部２３と小径円柱部２１の螺合部分が緩まないようにした。
【００２６】
また、前記エアノズル２０の大径円柱部２３と小径円柱部２１の螺合する長さを調整することにより、前記大径円柱部２３の雄ねじ部２４ａからエア導入孔２５にかけて設けたエア連通孔２６の流路を螺合する小径円柱部２１の雌ねじ部２２ａによって全開から部分的に塞ぐ等の調節ができるため、流量を変化させることになり、エア導入路２５からの供給エアａの流量を調整でき、前記隙間Ｓ1から噴出されるジェットエア圧力を調節可能にしたものである。
【００２７】
このようなガラス板成形用の円柱型ノズル２０によれば、大径円柱部の中心に設けたエア導入路２５に送り込まれた高温の供給エアａは、エア連通孔２６と隙間Ｓ2を経由して大径円柱部２３の外周の端部に設けた円筒状突起部２７の内周面と、前記小径円柱部２１の外周面間の隙間Ｓ1よりジェットエアとして噴射される。
【００２８】
該ジェットエアは、小径円柱部２１の円筒状の外面に沿って小径円柱部２１の先端まで直進する過程で炉内のガスｂを巻き込み、ジェットエアとして小径円柱部２１の先端より拡散することによって、ガラス板面へ噴射されるエアの圧力分布を均一化させることができる。
【００２９】
また、図２に示す変形実施例においては、前記大径円柱部２３の外周端部に設けた円筒状の外周突起部２７を小径円柱部２１の先端まで延ばした形状とし、前記大径円柱部２３の円筒状の外周突起部２７の側面に炉内エア取入孔２９を設けるようにした。
【００３０】
このような円柱型ノズル２０によれば、大径円柱部２３の中心に設けたエア導入路２５に送り込まれた高温の供給エアａは、エア連通孔２６と隙間Ｓ2’を経由して、大径円柱部２３の外周の端部に設けた円筒状突起部２７の内周面と、前記小径円柱部２１の外周面間の隙間Ｓ1’よりジェットエアとして噴射される。
【００３１】
噴射される該ジェットエアは小径円柱部２１の円筒状の外面と大径円柱部２３の外周端部に設けた円筒状の外周突起部２７間に沿って小径円柱部２１の先端まで直進する過程で、外周突起部２７の側面に設けた炉内エア取入孔２９から炉内ガスｂを巻き込み、ジェットエアとして小径円柱部２１の先端より噴射され拡散することによって、ガラス板面へ噴射されるエアの圧力分布を均一化させることができる。
【００３２】
続いて、図３に示す変形実施例においては、小径円柱部３１の中央部に中央突起部３２を設け、その外周に雄ねじ部３２ａを設け、大径円柱部３５に前記雄ねじ部３２ａと螺合する雌ねじ部３６ａを設けるようにした円柱型ノズル３０としても良い。この場合、大径円柱部３５の雌ねじ部３６ａと小径円柱部３１の雄ねじ部３２ａとの螺合時の緩み防止策として、大径円柱部３５の側面より小径円柱部の中央突起部をボルト３８によって締付固定しても良い。
【００３３】
この場合の円柱型ノズル３０においても、大径円柱部３５の中心に設けたエア導入路３３に送り込まれた高温の供給エアａは、小径円柱部３１の中央突起部３２に設けたエア連通孔３４および隙間Ｓ2”を経由して、大径円柱部３５の外周の端部に設けた円筒状突起部３７の内周面と、前記小径円柱部３１の外周面間の隙間Ｓ1”よりジェットエアとして噴射される。
【００３４】
噴射される該ジェットエアは小径円柱部３１の円筒状の外面に沿って小径円柱部３１の先端まで直進する過程で炉内ガスｂを巻き込み、ジェットエアとして小径円柱部３１の先端より拡散することによって、ガラス板面へ噴射されるエアの圧力分布を均一化させることができる。
【００３５】
以上好適な実施の形態について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の応用が考えられるものである。
【００３６】
続いて以下に、本発明の使用方法を説明する。
図５に示すように、搬送ロール５によって加熱曲げ炉内を搬送しながら軟化点温度に達したフラットなガラス板１を所定位置で停止させ、ガラス板の下方に配置し、上方に噴射する複数のエアノズルによって高温のジェット流を噴射させて該ガラス板１を浮上させ、浮上した該ガラス板１の上方に配置され下方に凸状に湾曲した曲げ型（モールド）４の下面にガラス板１を押しつけて、前記曲げ型４の下面形状に合わせた湾曲ガラス１を製造する。
【００３７】
前記曲げ型４の下面には図示しないが複数の吸引孔が設けられ、別途設けられた図示しない吸引装置に連通しており、ガラス板１を曲げ型４の下面に吸着させるものである。
【００３８】
また、前記複数のエアノズルは、図４に示すように、ガラス板１の下面のほぼ全域に亘ってジェット流を上方に噴射する複数のエアノズルが設けられているが、特に搬送ロールによって取付本数に制約を受ける位置、つまり搬送ロールの長手方向と交差する上辺と下辺に設けるエアノズルについては、図１乃至図３に示すような本発明の円柱型ノズル２０を配置させ、その他の位置については図７に示すような従来型のアスピレータ型ノズル４０を配置し、それぞれのエアノズル２０、４０に高温のジェットエアーを供給した。
【００３９】
前記加熱により軟化したフラットなガラス板１は、複数の円柱型ノズル２０、およびアスピレータ型ノズル４０によって上方に噴出されるジェットエアーにより浮上し、曲げ型４の下面に押しつけられるが、自動車用後部窓ガラスのようなガラス板１の両翼部周辺は湾曲度が大きいので、曲がるに従ってエアノズルから遠ざかるため、エアノズルから噴出されるジェットエアの噴出圧力も強くする必要があり、エアノズル間のピッチも狭くして本数を増やしたアスピレータ型ノズル４０を用いる。
【００４０】
一方、搬送ロール５によって搬送されるガラス板１が、搬送ロール５と交差する上辺と下辺に向けて噴射させるエアノズルについては、搬送ロール５、５間に設けざるを得ないため本数も制限され、エアの噴出圧力が局部的に強いと、該部分の圧力分布が高くなり、エアの当たらない部分との差が大きくなって、凹み状の光学歪みとなり易い。
【００４１】
このため、ガラス板１の上辺エッジと下辺エッジ近傍に本発明の円柱型ノズル２０を設け、拡散型のエアノズルとしたことによって、圧力分布の強いところと弱いところが減少し、ガラス板１面に噴出されるエア圧力が分散して均一に分布するようにした。
【００４２】
該フラットなガラス板１は、下方からのジェットエアによって上方に設けた曲げ型４の凸面形状の下面に押しつけると共に、曲げ型４の下面に設けた複数の吸引孔によって曲げ型４の下面に吸着保持されるが、ガラス板１は軟化しているので曲げ型４の下面の湾曲面形状に沿って湾曲化する。
【００４３】
このようにしてガラス板１を曲げ型４の下面に密着させ、一定時間経過により所望の形状に曲げると、曲げ型４に吸着保持されたガラス板１の下部に側方部よりコールドリングとよばれる湾曲した高温のガラス板１の受取枠を挿入し、受取枠の挿入直後曲げ型４の吸引解除と下方からのジェットエアの停止によって曲げ成形されたガラス板１は、コールドリング上に落下し、コールドリングと共に次工程である急冷強化工程に搬送され、急冷強化され、所望の形状に湾曲した強化ガラスが得られる。
【００４４】
図６に示す図は、従来の直噴型ノズルとアスピレータ型ノズル４０、および本発明の円柱型ノズル２０について、エアノズルの先端からガラス板面までの距離１５ｍｍ、３０ｍｍ、６０ｍｍ、１２０ｍｍのそれぞれに応じて噴射されるエアの圧力分布について、比較した結果を示したものである。
【００４５】
従来の直噴型ノズルの場合は、エアノズルの先端の中心部分よりジェットエアが噴出されるものであり、ガラス板面までの距離が６０ｍｍの場合に、小範囲で局部的に高いエア圧力となっているが、その周辺部については非常に低い圧力分布となっている。
【００４６】
また、アスピレータ型ノズル４０の場合は、直噴型よりやや広がりを持っているが、圧力分布はやや低くなっている。
【００４７】
さらに、本発明の円柱型ノズル２０の場合は、従来のエアノズルに比べて、大きな広がりを持って比較的均一に圧力が分布しているが、圧力はやや低くなっているのが分かる。
【００４８】
これらのエアノズルについて、エアの拡散性についてまとめると、
本発明の円柱型ノズル  ＞  アスピレータ型ノズル  ＞  直噴型ノズル
の順に良いが、到達圧力はエアー拡散性が良いほど小さいことが判る。
【００４９】
また、エアノズルからガラス面までの距離を約７０ｍｍとした場合、直噴型ノズルとアスピレータ型ノズルでは薄板ガラスにおいて凹み状の光学歪みが発生する可能性が高い。
【００５０】
これらのエアノズルを用いて成形したガラス板の曲率および反射像比較を行ったところ、本発明のエアノズルをガラス板の上辺と下辺に用いて成形したガラス板は、従来のエアノズルを用いた場合に比べて、大きな逆反り状の光学歪み、鍋底状光学歪みもなく良好であった。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、自動車用窓ガラスを曲げ成形するときに、ガラス板を搬送する搬送ロールと交差するガラス板の端辺、特に後部用窓ガラスについていえば上辺と下辺について、搬送ロールによって配置が充分できなくても、該ガラス板面部分に噴射されるエアーの圧力分布を均一とさせることができ、ガラス板の該部分の成形時の光学歪みの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の円柱型ノズルの縦断面図。
【図２】本発明の円柱型ノズルの変形例の縦断面図。
【図３】本発明の円柱型ノズルの別の変形例の縦断面図。
【図４】本発明の円柱型ノズルを配置したリフトジェット枠の平面図。
【図５】本発明の円柱型ノズルの周辺を示した側面図。
【図６】本発明の円柱型ノズルと従来のエアノズルのガラス面への圧力分布を説明する図。
【図７】従来のアスピレータ型ノズルの縦断面図。
【図８】従来のアスピレータ型ノズルを配置したリフトジェット枠の平面図。
【符号の説明】
ａ          供給エア
ｂ          炉内ガス
１          ガラス板
４          曲げ型（モールド）
５          搬送ロール
１０          リフトジェット枠
２０          円柱型ノズル
２１          小径円柱部
２２          段付き穿孔部
２２ａ        雌ねじ部
２３          大径円柱部
２４          中央突起部
２４ａ        雄ねじ部
２５          エア導入路
２６          エア連通孔
２７          外周突起部
２９          炉内エア取入孔
３０          円柱型ノズル
３１          小径円柱部
３２          中央突起部
３２ａ        雄ねじ部
３３          エア導入路
３４          エア連通孔
３５          大径円柱部
３６          穿孔部
３６ａ        雌ねじ部
３７          外周突起部
４０          アスピレータ型ノズル
４１          小径テーパー部
４２          段付き穿孔部
４２ａ        雌ねじ部
４３          大径円柱部
４４          中央突起部
４４ａ        雄ねじ部
４５          エア導入路
４６          エア連通孔
４７          外周突起部
【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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