(57)【要約】【課題】従来、ガラス板をマイクロ波で加熱し、同時に空気で冷却することは知られていたが、マイクロ波がエアダクトで邪魔され、均一加熱ができなかった。【解決手段】マイクロ波を、多重反射させることで散乱マイクロ波４６にする。この散乱マイクロ波４６を、エアダクト４１Ｂ、４１Ｂ間の隙間４４を通じてガラス板Ｇに照射する。【効果】散乱マイクロ波であるからエアダクトの陰の部分であっても照射量が確保でき、ガラス板の均一加熱が可能となる。すなわち、隣合うエアダクトの隙間を通じてマイクロ波を照射しつつ、エアダクトでエア冷却を行うので、マイクロ波加熱とエア冷却との双方が同時に行える。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送ローラ上のガラス板を加熱炉で所定温度まで加熱する工程と、ガラス板の搬送方向に略等間隔で配置した、急冷強化装置の複数本のエアダクトから搬送ローラに当てずに、ガラス板の片面又は両面に冷却エアを吹き付けると共に、隣合うエアダクトの間の隙間を通じてガラス板の片面又は両面に散乱マイクロ波若しくは収束マイクロ波を照射する工程と、を有してなることを特徴とするガラス板の急冷強化方法。
【請求項２】
前記マイクロ波の周波数は、１８ＧＨｚ〜３００ＧＨｚである請求項１記載のガラス板の急冷強化方法。
【請求項３】
前記収束マイクロ波は、揺動ミラーにより走査させた走査型収束マイクロ波である請求項１又は請求項２記載のガラス板の急冷強化方法。
【請求項４】
前記収束マイクロ波は、ガラス板の幅に相当する長さの帯に収束させた帯状収束マイクロ波である請求項１又は請求項２記載のガラス板の急冷強化方法。
【請求項５】
前記ガラス板の厚さは、１．２ｍｍ〜２．５ｍｍである請求項１又は請求項２記載のガラス板の急冷強化方法。
【請求項６】
搬送ローラ上を走行させるガラス板を、所定温度まで加熱する加熱炉に続いて設置するガラス板の急冷強化装置において、
このガラス板の急冷強化装置は、ガラス板の上方及び／又は下方に略ドーム状で且つ内面を反射面としたチャンバーを備え、前記略ドームの中心近傍にリフレクターを備え、前記リフレクターに向かってマイクロ波を導く導波管をチャンバーに備え、ガラス板の上面及び／又は下面をエアで急冷するためにガラス板の走行方向に沿って略等間隔で配置し、相互間にマイクロ波を通す隙間を有する複数のエアダクトを備え、
マイクロ波を前記リフレクターで一次反射し、前記ドーム状のチャンバーの内面で二次反射させることで、マイクロ波をガラス板へ照射できるように構成したことを特徴とするガラス板の急冷強化装置。
【請求項７】
搬送ローラ上を走行させるガラス板を、所定温度まで加熱する加熱炉に続いて設置するガラス板の急冷強化装置において、
このガラス板の急冷強化装置は、ガラス板の上方及び／又は下方に内面を乱反射面としたチャンバーを備え、前記チャンバー内にリフレクターを備え、前記リフレクターに向かってマイクロ波を導く導波管をチャンバーに備え、ガラス板の上面及び／又は下面をエアで急冷するためにガラス板の走行方向に沿って略等間隔で配置し、相互間にマイクロ波を通す隙間を有する複数のエアダクトを備え、
マイクロ波を前記リフレクターで反射してチャンバーの内面に向かわせ、前記チャンバーの内面で乱反射させることで、マイクロ波をガラス板へ照射できるように構成したことを特徴とするガラス板の急冷強化装置。
【請求項８】
前記リフレクターは、前記導波管の中心軸を回転中心として回転させる回転手段を備えている請求項６又は請求項７記載のガラス板の急冷強化装置。
【請求項９】
前記エアダクトのうち、下部エアダクトは、搬送ローラの直下に配置し、この下部エアダクトに複数のノズルを備え、これらのノズルは吹出したエアが前記搬送ローラに当らぬように配置した請求項６、請求項７又は請求項８記載のガラス板の急冷強化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフラット強化ガラス板のための急冷強化方法及び同装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、加熱後のガラス板に、空気などの冷却媒体を吹き付けて急冷することで強化ガラス板を得ることとが知られている。そのための、加熱手段は各種のものが実用に供されているが、近年、その一つとしてマイクロ波の利用が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許５，８２７，３４５号明細書（ＦＩＧ  １）
【０００４】
図１２は特許文献１（米国特許５，８２７，３４５号明細書のＦＩＧ  １）の再掲図であり、符号１１はガラス板、符号２２は導波管、符号２８はハウジング、符号３０は扉、符号３２、３４は上下のエアブロー管、符号３８はアームである。
【０００５】
扉３０を上げ、アーム３８に載せたガラス板１１をハウジング２８に投入し、導波管２２を通じて供給するマイクロ波で加熱し、同時にガラス板１１に上下のエアブロー管３２、３４から空気を吹き付けることで、急冷し、強化ガラスを得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１は、マイクロ波を利用したガラス板の急冷強化装置を開示するものであるが、上のエアブロー管３２が、ガラス板１１の上面を被っているため、マイクロ波がエアブロー管３２に遮断され、ガラス板１１に十分な量のマイクロ波が到達しない。そのために、所望の強化ガラスが得られないことになる。
【０００７】
また、ガラス板を支えるアーム３８は、ガラス板の縁を抑える形式のものが普通に採用される。この場合は、支えられていないガラスの中央部分が自重により撓む。平坦精度を要求されるフラットガラス板の強化には特許文献１は不適当であると言える。
特許文献１から、冷却能力を高めようとすると、エアブロー管が大型化し、マイクロ波を遮断することとなり、良好な急冷強化が行えないことになる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、マイクロ波での加熱を前提として、急冷強化において冷却性能と加熱性能の両方を高めることのできる技術を提供することにある。特に、強い冷却が必要とされる薄板強化ガラスを好ましく製造することのできる技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、搬送ローラ上のガラス板を加熱炉で所定温度まで加熱する工程と、ガラス板の搬送方向に略等間隔で配置した、急冷強化装置の複数本のエアダクトから搬送ローラに当てずに、ガラス板の片面又は両面に冷却エアを吹き付けると共に隣合うエアダクトの間の隙間を通じてガラス板の片面又は両面に散乱マイクロ波若しくは収束マイクロ波を照射する工程と、を有してなることを特徴とするガラス板の急冷強化方法である。
【００１０】
マイクロ波で加熱することにより、ガラス板の中心の温度が高まる。そして、冷却エアで冷却することにより、ガラス板の表面の温度が下がる。この結果、表面と中心との間に大きな温度差が発生し、薄いガラス板であっても強化ガラス板とすることができる。
その際に、ガラス板を隣合うエアダクトの隙間を通じてマイクロ波を照射しつつ、エアダクトでエア冷却を行うので、マイクロ波加熱とエア冷却との双方が同時に行える。
散乱マイクロ波とは、多重反射による散乱させたマイクロ波をいい、多重反射により障害物の陰の部分であっても照射量が確保できる。
【００１１】
請求項２では、マイクロ波の周波数は、１８ＧＨｚ〜３００ＧＨｚであることを特徴とする。
１８ＧＨｚ未満では、ケーシングなどを構成する金属部分にアークが発生する。また、３００ＧＨｚを超えると、マイクロ波発振器が特殊になり、極めて高価なものとなる。そこで、アークの発生を抑えつつ装置費用を抑えるために散乱マイクロ波の周波数は、１８ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲が好ましい。
このような周波数のマイクロ波の発振には、ジャイロトロンと呼ばれる発振器を用いると良い。マイクロ波の発振器としては、このほか、マグネトロンやクライストロンがあるが、実用的な発振周波数が１１〜３００ＧＨｚであるジャイロトロンが好適である。
【００１２】
請求項３では、収束マイクロ波は、揺動ミラーにより走査させた走査型収束マイクロ波であることを特徴とする。
揺動ミラーでマイクロ波ビームをガラス板に均等に照射する。この結果、ビームでありながら、ガラス板の進行と共に広い面積のガラス板を均一に加熱することができる。
【００１３】
請求項４では、収束マイクロ波は、ガラス板の幅に相当する長さの帯に収束させた帯状収束マイクロ波であることを特徴とする。
帯状マイクロ波でガラス板を照射する。揺動ミラーは不要であるから、揺動ミラーの作動不良などのトラブルを心配する必要が無くなる。
【００１４】
請求項５では、ガラス板の厚さは、１．２ｍｍ〜２．５ｍｍであることを特徴とする。
１．２ｍｍ未満では中心と表面との温度差が大きくなると割れが発生しやすく、製品歩留まりが悪くなる。また、２．５ｍｍを超える厚いガラス板であれば、比較的容易に温度差がつき、既存の急冷強化装置で対応可能である。したがって、本発明は、１．２〜２．５ｍｍの厚さのガラス板に好ましく適用される。
【００１５】
請求項６は、搬送ローラ上を走行させるガラス板を、所定温度まで加熱する加熱炉に続いて設置するガラス板の急冷強化装置において、
このガラス板の急冷強化装置は、ガラス板の上方及び／又は下方に略ドーム状で且つ内面を反射面としたチャンバーを備え、前記略ドームの中心近傍にリフレクターを備え、前記リフレクターに向かってマイクロ波を導く導波管をチャンバーに備え、ガラス板の上面及び／又は下面をエアで急冷するためにガラス板の走行方向に沿って略等間隔で配置し、相互間にマイクロ波を通す隙間を有する複数のエアダクトを備え、
マイクロ波を前記リフレクターで一次反射し、前記ドーム状のチャンバーの内面で二次反射させることで、マイクロ波をガラス板へ照射できるように構成したことを特徴とする。
【００１６】
マイクロ波をリフレクターで一次反射し、ドーム状のチャンバーの内面で二次反射させる。リフレクターをドームのほぼ中心に設けたため、二次反射された後のマイクロ波は、ほぼガラス板の面に垂直に入射し、ガラス板に照射される。したがって、ガラス板を効果的に加熱することができる。
【００１７】
マイクロ波で加熱することにより、ガラス板の中心の温度が高まる。そして、冷却エアで冷却することにより、ガラス板の表面の温度が下がる。この結果、表面と中心との間に大きな温度差が発生し、薄いガラス板であっても強化ガラス板とすることができる。
その際に、ガラス板を隣合うエアダクトの隙間を通じてマイクロ波を照射しつつ、エアダクトでエア冷却を行うので、マイクロ波加熱とエア冷却との双方が同時に行える。
【００１８】
請求項７は、搬送ローラ上を走行させるガラス板を、所定温度まで加熱する加熱炉に続いて設置するガラス板の急冷強化装置において、
このガラス板の急冷強化装置は、ガラス板の上方及び／又は下方に内面を乱反射面としたチャンバーを備え、前記チャンバー内にリフレクターを備え、前記リフレクターに向かってマイクロ波を導く導波管をチャンバーに備え、ガラス板の上面及び／又は下面をエアで急冷するためにガラス板の走行方向に沿って略等間隔で配置し、相互間にマイクロ波を通す隙間を有する複数のエアダクトを備え、
マイクロ波を前記リフレクターで反射してチャンバーの内面に向かわせ、前記チャンバーの内面で乱反射させることで、マイクロ波をガラス板へ照射できるように構成したことを特徴とする。
【００１９】
マイクロ波をリフレクターで反射してチャンバーの内面に向かわせ、チャンバーの内面で乱反射させる。マイクロ波は乱反射の形態でガラス板に向かう。乱反射させているので、マイクロ波をガラス板の隅々まで照射させることができ、ガラス板を効果的に加熱することができる。
【００２０】
マイクロ波で加熱することにより、ガラス板の中心の温度が高まる。そして、冷却エアで冷却することにより、ガラス板の表面の温度が下がる。この結果、表面と中心との間に大きな温度差が発生し、薄いガラス板であっても強化ガラス板とすることができる。
その際に、ガラス板を隣合うエアダクトの隙間を通じてマイクロ波を照射しつつ、エアダクトでエア冷却を行うので、マイクロ波加熱とエア冷却との双方が同時に行える。
【００２１】
請求項８では、リフレクターは、導波管の中心軸を回転中心として回転させる回転手段を備えていることを特徴とする。
リフレクターを回転させることで、マイクロ波を先ずチャンバー内に均一に反射させ、その後の多重反射の効果を加え、ガラス板をより均一に加熱することができる。
【００２２】
請求項９では、エアダクトのうち、下部エアダクトは、搬送ローラの直下に配置し、この下部エアダクトに複数のノズルを備え、これらのノズルは吹出したエアが搬送ローラに当らぬように配置したことを特徴とする。
【００２３】
搬送ローラの直下に下部エアダクトを配置することにより、マイクロ波を下部エアダクト同士の間並びに搬送ローラ同士の間を通じてガラス板へ照射させることができる。したがって、マイクロ波による加熱効率の低下を抑えることができる。
また、下部エアダクトから吹出したエアが搬送ローラに当ることは好ましくない。そこで、ノズルを用いて吹出したエアが搬送ローラに当らぬようにした。この結果、下部エアダクトで効果的にガラス板の下面を冷却することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る強化ガラス製造設備の原理図であり、強化ガラス製造設備１０は、ガラス板を水平に搬送する搬送ローラ１１・・・（・・・は複数を示す。以下同様）と、ガラス板を所定温度まで加熱する加熱炉１２と、この加熱炉１２に続いて設けたガラス板の急冷強化装置２０と、この急冷強化装置２０に続いて設けた二次冷却装置１３とからなる。
【００２５】
前記所定の温度とは、ガラス板の急冷強化可能な温度を言う。本発明では、急冷中にガラス板をマイクロ波で加熱する。
【００２６】
急冷強化装置２０の詳細な構造は後述するが、急冷強化装置２０では、マイクロ波によりガラス板の中心部を強化に必要な温度まで加熱しつつ、ガラス板の表面をエア冷却し、中心−表面に温度差をつけることにより、強化処理する。
ガラス板は強化残留応力が生成された後も高温であり残熱を含むため、二次冷却装置１３で十分に冷却する。二次冷却装置１３は簡単な空冷装置で差し支えないため、構造の説明は省略する。
【００２７】
図２は本発明に係る急冷強化装置の拡大図であり、急冷強化装置２０は、上部エアブローユニット２１、下部エアブローユニット２２を、各々上部・下部チャンバー２３、２４で囲い、これらのチャンバー２３、２４をドーム形状にすると共に内面を反射面２５、２５とし、ドームの中心近傍にリフレクター２６、２８を配置し、これらのリフレクター２６、２８を回転手段３１、３２で回転できるようにし、上部・下部導波管３３、３４をチャンバー２３、２４に接続すると共に、チャンバー２３、２４から排気管３５、３６を延ばし、これらの排気管３５、３６の出口に安全カバー３７、３８を被せてなる。
【００２８】
エアブローユニット２１、２２により多量のエアをチャンバー２３、２４に吹込むするため、チャンバー２３、２４の内圧が上がる。そこで、排気管３５、３６を設け、これらの排気管３５、３６で吹込みエアをチャンバー２３、２４の外へ排出できるようにした。排気管３５、３６に排気ファンを設け強制排気できるようしてもよい。
なお、排気管３５、３６を通じて、マイクロ波が漏れるため、安全カバー３７、３８を被せることで、操作員や作業者が直接マイクロ波に曝されることを防止する。
【００２９】
導波管３３、３４は、チャンバー２３、２４内に一定長さ突き出すことが望ましい。一定長さ突き出すことにより、マイクロ波の過度な広がりを抑え、導波管３３、３４からチャンバー２３、２４内へ導いたマイクロ波を、リフレクター２６、２８に効果的に当てることができるからである。前記一定長さは、チャンバー２３、２４内面とリフレクター２６、２８との中間点に達する長さが好ましい。
【００３０】
リフレクター２６、２８は多面体が好ましく、さらにはリフレクター２６、２８は、例えば減速機付モータなどの回転手段３１、３２により、導波管３３、３４の中心軸回りに回転させることが望ましい。これにより、マイクロ波の照射を均一化させることができるからである。
【００３１】
図３は図２の３−３線断面図であり、急冷強化装置２０の入口（及び出口）は、チャンバー２３、２４共に半円断面であることを示す。半円であるから、反射面２５、２５で反射したマイクロ波はチャンバー内で多重反射させることができる。
【００３２】
加えて、上部エアブローユニット２１は、図面表裏方向に延びたサイドダクト部３９、３９と、これらのサイドダクト部３９、３９間に掛け渡したエアダクト４１と、このエアダクト４１に取付けたノズル４２、４３とからなる。なお、エアダクトは、均一な冷却を可能とするために、略等間隔に配置する。さらに、等間隔に配置するのが好ましい（図２参照）。
下部エアブローユニット２２も同様である。
【００３３】
図４は図２の４−４線断面図であり、図２での説明と重複するが、急冷強化装置２０は、上部エアブローユニット２１、下部エアブローユニット２２を、各々上部・下部チャンバー２３、２４で囲い、これらのチャンバー２３、２４をドーム形状にすると共に内面を反射面２５、２５とし、ドームの中心近傍にリフレクター２６、２８を配置し、これらのリフレクター２６、２８を回転手段３１、３２で回転できるようにし、上部・下部導波管３３、３４をチャンバー２３、２４に接続すると共に、チャンバー２３、２４から排気管３５、３６を延ばし、これらの排気管３５、３６の出口に安全カバー３７、３８を被せてなる。
【００３４】
加えて、上部エアブローユニット２１は、図面表裏方向に延びたサイドダクト部３９、３９と、これらのサイドダクト部３９、３９間に掛け渡したエアダクト４１と、このエアダクト４１に取付けたノズル４２、４３とからなる。下部エアブローユニット２２も同様である。
【００３５】
図５は図２の５部拡大図であり、下のエアダクト４１Ａ（上下を区別する必要があるときにＡ又はＢを添える。）は、搬送ローラ１１の真下に配置したことを特徴とする。下から見上げると、搬送ローラ１１はエアダクト４１Ａの陰になって見ることができない。すなわち、下からガラス板Ｇに向かわせるマイクロ波は、搬送ローラ１１に当ることはない。
【００３６】
また、下のエアダクト４１Ａに傾斜した前ノズル４２Ａ及び後ノズル４３Ａを設け、これらのノズル４２Ａ，４３Ａから吹き上げたエアが搬送ローラ１１に当ることなく、直接、ガラス板Ｇに到達するように工夫した。
【００３７】
さらに、ガラス板Ｇにおける冷却エアの冷却中心点に注目し、均一な冷却を可能とするために、中心点のピッチが一定のＰ１の等間隔になるようにノズル４３Ａ、４３Ｂを配置する。なお、ピッチは、実質的に等間隔であればよい。
【００３８】
そして、下のエアダクト４１Ａ、４１Ａ同士のピッチを２×Ｐ１にする。エアダクト４１Ａの幅ＷをＰ１に合わせれば、エアダクト４１Ａ、４１Ａ間にＰ１の長さの隙間４４が確保できる。
上のエアダクト４１Ｂ、４１Ｂは、ガラス板Ｇを間にして下のエアダクト４１Ａ、４１Ａに対称（線対称）に配置する。このため、エアダクト４１Ｂ、４１Ｂ間にもＰ１の長さの隙間４４が確保できる。
【００３９】
エアダクト４１Ａ、４１Ｂの内圧は３００００Ｐａ、好ましくは５００００Ｐａの高圧に保つ。このように高圧にしたのは、エアダクト４１Ａ、４１Ｂの幅Ｗを極力小さくするためである。
【００４０】
また、ガラス板Ｇを上下対称に配置したノズル４２Ａ、４３Ａや４２Ｂ、４３Ｂでエア噴射すれば、下向き力と上向き力が相殺され、ガラス板Ｇが浮き上がる心配がない。
さらに、エアダクト４１Ａ、４１Ｂに供給する空気は、乾燥空気が望ましい。湿った空気は微細な水の粒を含んでおり、水の粒がマイクロ波を吸収し、減衰させるからである。そのために、空気は露点が２０℃以下、好ましくは５℃以下の乾燥空気を使用することが望ましい。
【００４１】
上述の乾燥空気を得るには、ヒータで空気を暖めることや乾燥剤で脱湿することが一般的であるが、圧縮機による方法も有力である。すなわち、圧縮機では圧縮動作に伴って空気中の水分が凝縮し、ドレインとなって除去される。したがって、圧縮機により、空気の高圧化と水分除去との双方が達成できる。
【００４２】
図６は図５の６−６矢視図であり、前ノズル４２Ｂと後ノズル４３Ｂとは千鳥配置したことを示す。これにより、ガラス板をより均一に冷却することができる。
【００４３】
図７は本発明の急冷強化装置におけるマイクロ波の照射経路の説明図であり、下のエアダクト４１Ａ、４１Ａの間の隙間４４及び上のエアダクト４１Ｂ、４１Ｂの間の隙間４４を通って、マイクロ波４６のかなりの量がガラス板Ｇに到達する。エアダクト４１Ａ、４１Ｂをステンレス鋼で造り、鏡面仕上げすることで外面を反射面にすることができる。この結果、マイクロ波の一部はエアダクト４１Ａ、４１Ｂに当った後にガラス板Ｇに到達する。
【００４４】
このようにエアダクト４１Ａ、４１Ｂの幅Ｗとほぼ等しい幅の隙間４４、４４をエアダクト４１Ａ、４１Ａ間並びに４１Ｂ、４１Ｂ間に確保したことにより、マイクロ波４６、４６の大部分をガラス板Ｇに到達させることができるようになった。エアダクト４１Ａ、４１Ｂの外面を反射面にすることで、到達量を増加することが可能となった。
【００４５】
図８（ａ）、（ｂ）はマイクロ波の照射形態を示す図である。
（ａ）は方向性のある照射形態を示す図である。（ｂ）は散乱照射の形態を示す図である。図２の如くドーム状のチャンバーを採用し、リフレクターをドームの中心近傍に置けば、マイクロ波４６はガラス板Ｇの面を均一に照射できる。
【００４６】
本発明は均一で且つ散乱照射を目指す。その形態を発生させるには、チャンバー内での多重反射が有効であり、乱反射面が更に効果的に働く。
図９は乱反射面の一例の断面図であり、チャンバー２３、２４の内面に半球鏡面体４７・・・を設けることで、乱反射面にすることができる。
乱反射面によりマイクロ波を乱反射させれば、マイクロ波はチャンバー内で多重反射するので、チャンバー２３、２４は、必ずしもドームや球形にする必要はなく、箱形であってもよい。
【００４７】
以上の実施の形態では、導波管→リフレクター→反射面→ガラス板の順に照射するマイクロ波と、導波管→リフレクター→乱反射面→ガラス板の順で照射するマイクロ波と、を説明した。しかし、それ以外にマイクロ波は次の様にガラス板へ照射させることもできる。
【００４８】
図１０は揺動ミラーと収束マイクロ波を組合わせた別実施例図であり、符号４８は収束マイクロ波であり、この収束マイクロ波４８は、電磁発生器で発生したマイクロ波を準光学的反射鏡で構成した反射収束系により収束されたビームである。
【００４９】
この収束マイクロ波４８をチャンバー内に設けた揺動ミラー４９に反射させることにより、ガラス板Ｇを筋状に加熱することができる。θは揺動ミラー４９の揺動角である。この揺動角θは任意に変更できるため、例えばガラス板Ｇの幅が変わった場合に容易に対応させることができる。また、収束マイクロ波４８は、エネルギー密度が格段に大きいため、例えば中央を遅く、縁を早くする如くに揺動速度に変化をつければ、中央部を他の部位よりも強く加熱することができる。
【００５０】
また、図示しないが、収束マイクロ波は、曲線ミラーを用いることにより、帯状ビームに代えることができる。図１０の揺動ミラーを固定式曲線ミラーに代えることでも達成できる。そうすれば、帯状収束マイクロ波でガラス板を加熱することができる。
【００５１】
収束マイクロ波を採用すれば、リフレクターが不要となり、チャンバーをドーム形状にする必要もないので、急冷強化装置の構造を簡略化することができる。
しかし、収束マイクロ波を採用した場合であっても、ガラス板に反射した収束マイクロ波を再度反射させてガラス板に向かわせることを目的にチャンバーをドーム形状にする若しくはチャンバーの内面を乱反射面にすることは有効である。
【００５２】
図１１はチャンバーの変形例を示す図であり、チャンバー２３、２４はドーム形状の他に、図のように正十二面体５１又はこれに類する多面体であってもよい。ドーム形状は加工コストが嵩むが、多面体であれば平板の組合わせであるから、加工コストを下げることができる。
【００５３】
尚、急冷強化装置は実施例では上下にチャンバーを設けたが、上チャンバー又は下チャンバーのみでも効果を発揮させることができる。
また、ガラス板Ｇは自動車用曲げガラス板に限らず、産業用の曲げ強化ガラス板、高強度強化ガラス板、高耐熱強化ガラス板であってもよい。
【００５４】
さらに、ガラス板の厚さは任意であるが、本発明は、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍのガラス板に適用することが望ましい。１．５ｍｍ未満では中心と表面との温度差が大きくなると割れが発生しやすく、製品歩留まりが悪くなる。また、２．５ｍｍを超える厚いガラス板であれば、比較的容易に温度差がつき、既存の急冷強化装置で対応可能であるからである。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１によれば、マイクロ波で加熱することにより、ガラス板の中心の温度が高まる。そして、冷却エアで冷却することにより、ガラス板の表面の温度が下がる。この結果、表面と中心との間に大きな温度差が発生し、薄いガラス板であっても強化ガラス板とすることができる。
その際に、ガラス板を隣合うエアダクトの隙間を通じてマイクロ波を照射しつつ、エアダクトでエア冷却を行うので、マイクロ波加熱とエア冷却との双方が同時に行える。
加えて、ガラス板を搬送ローラにより進行させながら処理するため、ガラス板の平坦性を維持させることができ、高い品質のフラット強化ガラス板を提供することができる。
すなわち、散乱マイクロ波であるから隣合うエアダクトの隙間を通じて照射することができ、ガラス板の均一加熱が可能となる。
【００５６】
請求項２では、マイクロ波の周波数は、１８ＧＨｚ〜３００ＧＨｚであることを特徴とする。
１８ＧＨｚ未満では、ケーシングなどを構成する金属部分にアークが発生する。また、３００ＧＨｚを超えると、マイクロ波発振器が特殊になり、極めて高価なものとなる。そこで、アークの発生を抑えつつ装置費用を抑えるために散乱マイクロ波の周波数は、１８ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲が好ましい。
【００５７】
請求項３では、収束マイクロ波は、揺動ミラーにより走査させた走査型収束マイクロ波であることを特徴とする。
揺動ミラーでマイクロ波ビームをガラス板に均等に照射する。この結果、ビームでありながら、ガラス板の進行と共に広い面積のガラス板を均一に加熱することができる。
【００５８】
請求項４では、収束マイクロ波は、ガラス板の幅に相当する長さの帯に収束させた帯状収束マイクロ波であることを特徴とする。
帯状マイクロ波でガラス板を照射する。揺動ミラーは不要であるから、揺動ミラーの作動不良などのトラブルを心配する必要が無くなる。
【００５９】
請求項５では、ガラス板の厚さは、１．２ｍｍ〜２．５ｍｍであることを特徴とする。
１．２ｍｍ未満では中心と表面との温度差が大きくなると割れが発生しやすく、製品歩留まりが悪くなる。また、２．５ｍｍを超える厚いガラス板であれば、比較的容易に温度差がつき、既存の急冷強化装置で対応可能である。したがって、本発明は、１．２〜２．５ｍｍの厚さのガラス板に好ましく適用される。
【００６０】
請求項６によれば、マイクロ波をリフレクターで一次反射し、ドーム状のチャンバーの内面で二次反射させる。リフレクターをドームのほぼ中心に設けたため二次反射された後のマイクロ波は、ほぼガラス板の面に鉛直に入射し、ガラス板に照射される。したがって、ガラス板を効果的に加熱することができる。
【００６１】
マイクロ波で加熱することにより、ガラス板の中心の温度が高まる。そして、冷却エアで冷却することにより、ガラス板の表面の温度が下がる。この結果、表面と中心との間に大きな温度差が発生し、薄いガラス板であっても強化ガラス板とすることができる。
その際に、ガラス板を隣合うエアダクトの隙間を通じてマイクロ波を照射しつつ、エアダクトでエア冷却を行うので、マイクロ波加熱とエア冷却との双方が同時に行える。
加えて、ガラス板を搬送ローラにより進行させながら処理するため、ガラス板の平坦性を維持させることができ、高い品質のフラット強化ガラス板を提供することができる。
【００６２】
請求項７では、マイクロ波をリフレクターで反射してチャンバーの内面に向かわせ、チャンバーの内面で乱反射させる。マイクロ波は乱反射の形態でガラス板に向かう。乱反射させているので、マイクロ波をガラス板の隅々まで照射させることができ、ガラス板を効果的に加熱することができる。
【００６３】
マイクロ波で加熱することにより、ガラス板の中心の温度が高まる。そして、冷却エアで冷却することにより、ガラス板の表面の温度が下がる。この結果、表面と中心との間に大きな温度差が発生し、薄いガラス板であっても強化ガラス板とすることができる。
その際に、ガラス板を隣合うエアダクトの隙間を通じてマイクロ波を照射しつつ、エアダクトでエア冷却を行うので、マイクロ波加熱とエア冷却との双方が同時に行える。
加えて、ガラス板を搬送ローラにより進行させながら処理するため、ガラス板の平坦性を維持させることができ、高い品質のフラット強化ガラス板を提供することができる。
【００６４】
請求項８では、リフレクターは、導波管の中心軸を回転中心として回転させる回転手段を備えていることを特徴とする。
リフレクターを回転させることで、マイクロ波を先ずチャンバー内に均一に反射させ、その後の多重反射の効果を加え、ガラス板をより均一に加熱することができる。
【００６５】
請求項９では、エアダクトのうち、下部エアダクトは、搬送ローラの直下に配置し、この下部エアダクトに複数のノズルを備え、これらのノズルは吹出したエアが搬送ローラに当らぬように配置したことを特徴とする。
【００６６】
搬送ローラの直下に下部エアダクトを配置することにより、マイクロ波を下部エアダクト同士の間並びに搬送ローラ同士の間を通じてガラス板へ照射させることができる。したがって、マイクロ波による加熱効率の低下を抑えることができる。
また、下部エアダクトから吹出したエアが搬送ローラに当ることは好ましくない。そこで、ノズルを用いて吹出したエアが搬送ローラに当らぬようにした。この結果、下部エアダクトで効果的にガラス板の下面を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る強化ガラス製造設備の原理図
【図２】本発明に係る急冷強化装置の拡大図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】図２の５部拡大図
【図６】図５の６−６矢視図
【図７】本発明の急冷強化装置におけるマイクロ波の照射経路の説明図
【図８】マイクロ波の照射形態を示す図
【図９】乱反射面の一例の断面図
【図１０】揺動ミラーと収束マイクロ波を組合わせた別実施例図
【図１１】チャンバーの変形例を示す図
【図１２】特許文献１（米国特許５，８２７，３４５号明細書のＦＩＧ  １）の再掲図
【符号の説明】
１１…搬送ローラ、２０…空冷強化装置、２３、２４…チャンバー、２５…反射面、２６、２８…リフレクター、３１、３２…回転手段、３３、３４…導波管、４１，４１Ａ、４１Ｂ…エアダクト、４２、４３…ノズル、４４…隙間、４６…マイクロ波、４７…乱反射面としての半球鏡面体、４８…収束マイクロ波、４９…揺動ミラー、Ｇ…ガラス板。
【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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