(57)【要約】　【構成】　吸込エアと加熱エアとが混合された混合エアを、ケーシング３２に昇降自在に支持された吹出ノズル３４から吹き出して窓用板ガラス１８を加熱する。そして、加熱炉内の雰囲気温度及び輻射源温度をモニタし、これらのモニタ値に基づいて求められた上部熱量と下部熱量とが均一になるように、吹出ノズル３４の高さを調整して、窓用板ガラス１８の上方の上部雰囲気温度及び上部輻射源温度を変更する。【効果】　吹出ノズルから加熱された混合エアを吹き出して加熱炉内の上方に対流を発生させるので、加熱炉内の雰囲気温度の低下を防止することができる。また、雰囲気温度と輻射源温度に基づいて熱量を調整するようにしたので、下部熱量が均一になるように上部熱量を正確に調整することができる。従って、窓用板ガラスを高温加熱する場合に窓用板ガラスの下面と上面の吸収熱量を均一に保つことができるので、窓用板ガラスの反りを防止することができる。【選択図】　　図４
2004067509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　加熱炉内のエアをケーシング内に吸引して加熱用バーナからの加熱エアと前記ケーシング内にて混合したエアを、前記ケーシングに昇降自在に支持された吹出ノズルから吹き出して搬送ローラで前記加熱炉内を搬送中の板状材の上面を加熱し、同時に前記搬送ローラの下方に設けられた下部加熱手段で前記板状材の下面を加熱する工程と、
　前記板状材の上方の上部雰囲気温度及び上部輻射源温度、並びに前記板状材の下方の下部雰囲気温度及び下部輻射源温度をモニタする工程と、
　前記上部雰囲気温度及び上部輻射源温度に基づいて求められた上部熱量と、前記下部雰囲気温度及び下部輻射源温度に基づいて求められた下部熱量とを比較する工程と、
　前記上部熱量が下部熱量と異なる場合、前記吹出ノズルの高さを調整して、前記上部熱量が下部熱量と均一になるように前記上部雰囲気温度及び上部輻射源温度を変更する工程と、
　を備えた加熱炉の熱量調整方法。
【請求項２】
　加熱炉内の板状材を搬送する搬送ローラの上方に加熱用バーナが設けられると共に前記搬送ローラの下方に下部加熱手段が設けられ、前記加熱用バーナ及び下部加熱手段で前記板状材の上面及び下面を加熱する加熱炉の熱量調整装置において、
　前記加熱用バーナの吹出口が収納されると共に前記加熱炉内に開口した吸込口が形成されたケーシングと、
　該ケーシングに設けられ、前記加熱炉内のエアを前記ケーシング内に吸い込んで前記加熱用バーナから前記ケーシング内に吹き出された加熱エアと混合して吹き出すファンと、
　該ケーシングに昇降自在に支持され、吹出口が前記板状材の上面に対向して開口され、前記ファンから吹き出されたエアを前記板状材の上面に吹き出す吹出ノズルと、
　該吹出ノズルを昇降する昇降手段と、
を備えた加熱炉の熱量調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は窓用板ガラス等の板状材を搬送する搬送ローラの上方に加熱用バーナが設けられると共に搬送ローラの下方に加熱用ヒータが設けられ、加熱用バーナ及び加熱用ヒータで板状材を加熱する加熱炉の熱量調整方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　一般に自動車の窓用板ガラス等の板状材を曲げ成形する場合、板状材は曲げ成形される前に加熱炉で曲げ成形が可能な温度まで加熱される。この場合、使用される加熱炉としてローラハース炉が知られている。ローラハース炉は搬送ローラを備えていて、搬送ローラは駆動モータで回転される。これにより、搬送ローラに載置された板状材がローラハース炉内に搬入される。また、ローラハース炉内には搬送ローラの上方に上部ヒータが取り付けられていて、搬送ローラの下方には下部ヒータが取り付けられている。従って、搬送ローラでローラハース炉内を搬送されている板状材は、上方から上部ヒータの輻射熱で加熱されると共に下方から下部ヒータの輻射熱で加熱されて、曲げ成形が可能な温度まで加熱される。
【０００３】
　ところで、板状材は搬送ローラに載置されているので板状材の下面は搬送ローラに接触している。従って、板状材の下面には搬送ローラの熱量が直接伝達されて、板状材の下面の温度は上面の温度より高くなるので、板状材が上側に反るという問題点がある。この問題点を解消するための一例として、搬送ローラの外周に一定間隔をおいて環状溝を形成して搬送ローラから板状材の下面側に直接伝達される熱量を抑制し、かつ、板状材の上方に圧縮空気を注入して板状材の上方に対流を生じさせて上部ヒータの輻射熱を効率良く板状材の上面に伝達して、板状材の下面と上面に吸収される熱量を均一に保つ方法が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　しかしながら、板状材の上方に対流を生じさせるために圧縮空気を使用すると、加熱炉内の雰囲気温度が低下する。従って、板状材を高温に加熱することが困難になるので、従来の方法では板状材の下面と上面の吸収熱量を均一に保ちながら板状材を高温に加熱することが困難であるという問題点がある。
【０００５】
　また、板状材の下面と上面の吸収熱量を均一に保つために、板状材の上方で発生する上部熱量と板状材の下方で発生する下部熱量を均一に調整する必要があり、この調整は一般に加熱炉内の雰囲気温度を変更して行われる。しかしながら、加熱炉内で発生する熱量は雰囲気温度及び輻射源温度で設定されるので、雰囲気温度だけで発生熱量を調整した場合、発生熱量を正確に調整したことにならない。
【０００６】
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、板状材を高温加熱する場合に板状材の下面と上面の吸収熱量を均一に保つことにより、板状材の反りを防止することができ、かつ加熱炉内の発生熱量を正確に調整することができる加熱炉の熱量調整方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　本発明は、加熱炉内のエアをケーシング内に吸引して加熱用バーナからの加熱エアと前記ケーシング内にて混合したエアを、前記ケーシングに昇降自在に支持された吹出ノズルから吹き出して搬送ローラで前記加熱炉内を搬送中の板状材の上面を加熱し、同時に前記搬送ローラの下方に設けられた下部加熱手段で前記板状材の下面を加熱する工程と、前記板状材の上方の上部雰囲気温度及び上部輻射源温度、並びに前記板状材の下方の下部雰囲気温度及び下部輻射源温度をモニタする工程と、前記上部雰囲気温度及び上部輻射源温度に基づいて求められた上部熱量と、前記下部雰囲気温度及び下部輻射源温度に基づいて求められた下部熱量とを比較する工程と、前記上部熱量が下部熱量と異なる場合、前記吹出ノズルの高さを調整して、前記上部熱量が下部熱量と均一になるように前記上部雰囲気温度及び上部輻射源温度を変更する工程と、を備えた加熱炉の熱量調整方法、及び、それを実施するための装置である。
【０００８】
　本発明によれば、加熱用バーナの吹出口が収納されると共に加熱炉内に開口した吸込口が形成されたケーシングを備え、このケーシングにファンを設けた。ファンは吸込口を介してケーシング内に吸い込こんだ吸込エアと加熱用バーナからケーシング内に吹き出された加熱エアとをケーシング内で混合する。また、ケーシングには吹出ノズルが昇降自在に支持されていて、吹出ノズルはケーシング内で混合された混合エアを板状材の上面に吹き出す。この吹出ノズルは昇降手段で高さが調整される。
【０００９】
　また、本発明によれば、板状材の加熱中に、板状材の上方の上部雰囲気温度及び上部輻射源温度、並びに板状材の下方の下部雰囲気温度及び下部輻射源温度をモニタし、上部雰囲気温度及び上部輻射源温度に基づいて求められた上部熱量と、下部雰囲気温度及び下部輻射源温度に基づいて求められた下部熱量とを比較する。そして、比較した結果、上部熱量が下部熱量と異なる場合、吹出ノズルの高さを調整して、上部熱量が下部熱量と均一になるように上部雰囲気温度及び上部輻射源温度を変更する。
【００１０】
　このように、吹出ノズルから加熱された混合エアを吹き出して加熱炉内の上方に対流を発生させるので、加熱炉内の雰囲気温度の低下を防止することができる。また、雰囲気温度と輻射源温度に基づいて熱量を調整するようにしたので、下部熱量と均一になるように上部熱量を正確に調整することができる。
【発明の効果】
【００１１】
　本発明に係る加熱炉の熱量調整方法及び装置によれば、ケーシング内に吸い込こまれた吸込エアと加熱用バーナからケーシング内に吹き出された加熱エアとを混合して、ケーシングに昇降自在に支持された吹出ノズルから板状材の上面に吹き出す。これにより板状材が加熱される。そして、板状材の加熱中に、板状材の上方の上部雰囲気温度及び上部輻射源温度、並びに板状材の下方の下部雰囲気温度及び下部輻射源温度をモニタし、これらのモニタ値に基づいて求められた上部熱量と下部熱量とを比較する。比較した結果、上部熱量が下部熱量と異なる場合、吹出ノズルの高さを調整して、上部熱量が下部熱量と均一になるように上部雰囲気温度及び上部輻射源温度を変更する。
【００１２】
　このように、吹出ノズルから加熱された混合エアを吹き出して加熱炉内の上方に対流を発生させるので、加熱炉内の雰囲気温度の低下を防止することができる。また、雰囲気温度と輻射源温度に基づいて熱量を調整するようにしたので、下部熱量が均一になるように上部熱量を正確に調整することができる。従って、板状材を高温加熱する場合に板状材の下面と上面の吸収熱量を均一に保つことにより、板状材の反りを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
　以下添付図面に従って本発明に係る加熱炉の熱量調整方法及び装置について詳説する。図１は本発明に係る加熱炉の熱量調整装置が適用された加熱炉の正面図、図２はその側面図、図３は本発明に係る加熱炉の熱量調整装置の要部拡大図である。加熱炉１０は加熱炉本体１２を備えていて、加熱炉本体１２には搬送ローラ１４が設けられている。搬送ローラ１４はモータ１６（図２参照）に回転力が伝達可能に連結されている。従って、モータ１６が駆動すると搬送ローラ１４が回転して、搬送ローラ１４に載置されている窓用板ガラス１８が加熱炉１０内で図１の矢印方向に搬送される。
【００１４】
　搬送ローラ１４の下方には下部加熱手段として加熱用ヒータ２０が設けられていて、搬送ローラ１４の上方には加熱用バーナ２２、２２…が設けられている。本実施例では、下部加熱手段としてヒータを用いたが、バーナを用いて窓用板ガラスを加熱してもよい。なお、本実施例では、下部加熱量の上下限の範囲を広くすることが容易である点に鑑みて、下部加熱手段としてヒータを用いた。加熱用バーナ２２、２２…と搬送ローラ１４との間には熱量調整装置３０が設けられている。熱量調整装置３０はケーシング３２、ファン３８、吹出ノズル３４、３４…及び昇降手段３６を備えている。ケーシング３２は上面に開口穴３２Ａ、３２Ａ…（図３参照）が形成されていて、開口穴３２Ａ、３２Ａ…には加熱用バーナ２２、２２…の吹出口２２Ａ、２２Ａ…が嵌入されている。
【００１５】
　また、ケーシング３２の下面中央には吸込口３２Ｂ（図３、図４参照）が形成されていて、吸込口３２Ｂの上方のケーシング３２内にはファン３８が回動自在に支持されている。ファン３８は吸込口３２Ｂを介して炉内から吸い込んだ吸気エアをケーシング３２内に拡散する。これにより、吸込口３２Ｂから吸い込んだ吸気エアと加熱用バーナ２２の吹出口２２Ａから吹き出された加熱エアとがケーシング３２内で混合される。
【００１６】
　さらに、ケーシング３２の下面に形成された開口穴３２Ｃ、３２Ｃ…には、吹出ノズル３４の連通管３４Ａ、３４Ａが移動自在に支持されていて、連通管３４Ａ、３４Ａの下端部にはノズル３４Ｂが取り付けられている。従って、ノズル３４Ｂは上下方向に移動することができる。また、ノズル３４Ｂは連通管３４Ａ、３４Ａを介してケーシング３２内に連通されている。ノズル３４Ｂの吹出口は矩形状に形成されていて、この吹出口は窓用板ガラス１８に対向して開口されている。
【００１７】
　このように構成されている吹出ノズル３４は一定間隔をおいてケーシング３２の下面に昇降自在に複数個配設されていて、これらの吹出ノズル３４、３４…は連結ロッド（図示せず）で一体的に連結されている。従って、吹出ノズル３４、３４…の吹出口は窓用板ガラス１８の上面全域に配置されるので、ケーシング３２内の加熱エアと吸気エアとの混合エアが吹出ノズル３４のノズル３４Ｂ、３４Ｂ…の吹出口から吹き出されると、混合エアが窓用板ガラス１８の上面全域に吹き付けられる。
【００１８】
　また、昇降手段３６のシャフト３８Ａ、３８Ｂが加熱炉本体１２の上部に回動自在に支持されている。シャフト３８Ａにはモータ（図示せず）が回転力を伝達可能に連結されている。シャフト３８Ａの両端部にはスプロケット４０、４０が固定されていて、シャフト３８Ｂの両端部にはスプロケット４２、４２が固定されている。そして、一方のスプロケット４０、４２にはチェーン４４Ａが噛み合わされていて、他方のスプロケット４０、４２にはチェーン４４Ｂが噛み合わされている。
【００１９】
　図４に示すようにチェーン４４Ａ、４４Ｂの一端部は右側部のノズル３４Ｂと連結されていて、チェーン４４Ａ、４４Ｂの他端部は左側部のノズル３４Ｂと連結されている。従って、モータを駆動するとシャフト３８Ａを介してスプロケット４０、４０が回動するので、チェーン４４Ａ、４４Ｂを介してスプロケット４２、４２が回動する。これにより、スプロケット４０、４２に噛み合っているチェーン４４Ａ、４４Ｂは、スプロケット４０、４２に巻取り、巻戻しされて吹出ノズル３４、３４…が昇降する。従って、吹出ノズル３４、３４…を所定の高さに調整することができる。
【００２０】
　前記の如く構成された本発明に係る加熱炉の熱量調整装置の作用について説明する。
【００２１】
　先ず、加熱用ヒータ２０を通電状態にして、加熱用バーナ２２、２２…を作動させる。さらに、ファン３８を作動させて炉内から吸い込んだ吸気エアと加熱用バーナ２２の吹出口２２Ａから吹き出された加熱エアとをケーシング３２内で混合し、この混合エアを吹出ノズル３４のノズル３４Ｂ、３４Ｂ…の吹出口から吹き出させる。これにより、搬送ローラで搬送されている窓用板ガラス１８の上面全域に混合エアが吹き付けられ、窓用板ガラス１８の上面に対流が生じる。また、窓用板ガラス１８の下面は加熱用ヒータ２０の輻射熱で加熱される。
【００２２】
　この状態で、昇降手段３６のモータを駆動してチェーン４４Ａ、４４Ｂをスプロケット４０、４２に巻取り、巻戻しし、吹出ノズル３４、３４…を昇降させて所定位置に位置決めする。これにより、窓用板ガラス１８の上面に吸収される熱量が調整されて、窓用板ガラス１８の上面と下面に与えられる熱量が均一になる。
【００２３】
　次に、加熱炉の熱量調整装置を使用して窓用板ガラス１８の上面と下面に同一の熱量を与える加熱炉の熱量調整方法について説明する。先ず、窓用板ガラス１８の上方から窓用板ガラス１８に加えられる上部熱量ｄq upper は次式（１）で表わされる。
【００２４】
　ｄq upper ＝ｄq (conv)upper ＋ｄq (rad)upper    …（１）
　　　但し、ｄq (conv)upper ：上部雰囲気熱量
　　　　　　ｄq (rad)upper　：上部輻射源熱量
この場合、上部雰囲気熱量ｄq (conv)upper はα（Ｔg −Ｔa(upper)）で表わされ、上部輻射源熱量ｄq (rad)upperはεσ（Ｔg 4 −ＴH(upper)4 ）で表わされる。従って、上部熱量ｄq upper は次式（２）で表わされる。
【００２５】
　ｄq upper ＝α（Ｔg −Ｔa(upper)）＋εσ（Ｔg 4 −ＴH(upper)4 ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（２）
　　　但し、α：窓用板ガラスに向かって吹き付けられるエアの流速や、窓用板　　　　　　　　ガラス上を流れるエアの流速から決定される定数
　　　　　　ε：輻射源や窓用板ガラス等の材質から決定される定数
　　　　　　σ：ボルツマン定数
　　　　　　Ｔg ：窓用板ガラス１８の温度
　　　　　　Ｔa(upper)：上部雰囲気温度
　　　　　　ＴH(upper)：上部輻射源温度
尚、吹出ノズル３４は上部輻射源の構成部材であり、上部輻射源温度ＴH(upper)は吹出ノズル３４の昇降で変化する。
【００２６】
　一方、窓用板ガラス１８の下方から窓用板ガラス１８に加えられる下部熱量ｄq lower は次式（３）で表わされる。
【００２７】
　ｄq lower ＝ｄq (conv)lower ＋ｄq (rad)lower    …（３）
　　　　ｄq (conv)lower ：下部雰囲気熱量
　　　　ｄq (rad)lower  ：下部輻射源熱量
この場合、下部雰囲気熱量ｄq (conv)lower はα（Ｔg −Ｔa(lower)）で表わされ、上部輻射源熱量ｄq (rad)lowerはεσ（Ｔg 4 −ＴH(lower) 4）で表わされる。従って、上部熱量ｄq lower は次式（４）で表わされる。
【００２８】
ｄq lower ＝α（Ｔg −Ｔa(lower)）＋εσ（Ｔg 4 −ＴH(lower) 4）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（４）
　　　Ｔa(lower)：下部雰囲気温度
　　　　ＴH(lower)：下部輻射源温度
（２）、（４）に基づいて、Ｔa(upper)、ＴH(upper)、Ｔa(lower)及びＴH(lower)をモニタして次式（４）に示すように上部熱量ｄq upper が下部熱量ｄq lower と等しくなるように上部雰囲気温度Ｔa(upper)、上部輻射源温度ＴH(upper)の温度を制御する。
【００２９】
ｄq upper ＝ｄq lower 　　　　　　　…（５）
これにより、窓用板ガラス１８の上面と下面に同一の熱量が与えられる。
【００３０】
　すなわち、例えば窓用板ガラス１８の搬送速度や搬送ローラ１４に載置された窓用板ガラス１８同士の間隔等が変更されて、加熱炉１０内を搬送されている窓用板ガラス１８、１８…の吸収熱量が変化した場合、窓用板ガラス１８、１８…に適切な熱量を与えるように上部熱量ｄq upper 及び下部熱量ｄq lower を制御する必要がある。
【００３１】
　この場合、窓用板ガラス１８、１８…の下面には搬送ローラ１４から直接熱量が伝達されるので、従来のように窓用板ガラス１８の上面に向けて吹き出された圧縮空気で対流を生じさせると、圧縮空気で雰囲気温度が低下する。従って、下部熱量ｄq lower が低い場合にはｄq upper ＝ｄq lower の関係が成立するように上部熱量ｄq upper を制御することができるが、下部熱量ｄq lower が高い場合にはｄq upper ＝ｄq lower の関係を成立するように上部熱量ｄq upper を制御することができない。
【００３２】
　しかしながら、本発明に係る加熱炉の熱量調整装置は圧縮空気を使用せずに、を吹出ノズル３４のノズル３４Ｂ、３４Ｂ…の吹出口から窓用板ガラス１８の上面に混合エア（温風）を吹き出して窓用板ガラス１８の上面に対流を生じさせるので、窓用板ガラス１８の上方の雰囲気温度の低下を防止することができる。従って、下部熱量ｄq lower が高い場合でもｄq upper ＝ｄq lower の関係が成立するように上部熱量ｄq upper を制御することができる。即ち、本発明に係る加熱炉の熱量調整装置によれば、下部熱量ｄq lower が高い場合でも、モニタされたＴa(upper)、ＴH(upper)、Ｔa(lower)及びＴH(lower)の値に基づいて、上部熱量ｄq upper が下部熱量ｄq lower と等しくなるように、吹出ノズル３４、３４…の高さを調整して、上部雰囲気温度Ｔa(upper)、上部輻射源温度ＴH(upper)の値を制御することが可能になる。これにより、窓用板ガラス１８の上面と下面に同一の熱量が与えられる。
【００３３】
　前記実施例では吹出ノズル３４、３４…の高さを調整して上部雰囲気温度Ｔa(upper)、上部輻射源温度ＴH(upper)の値を制御する場合について説明したが、これに限らず、例えば、加熱用バーナ２２の燃焼状態の調整等のその他の方法で上部雰囲気温度Ｔa(upper)、上部輻射源温度ＴH(upper)の値を制御してもよい。
【００３４】
　前記実施例では本発明に係る加熱炉の熱量調整装置を使用して、自動車用の窓用板ガラス１８の上面と下面とに吸収される熱量を均一に制御する場合についてを算出する場合について説明したが、これに限らず、フロントガラス以外のガラスや、合成樹脂等のその他の材質の板状材に使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る加熱炉の熱量調整装置が適用された加熱炉の正面図
【図２】図１の側面図
【図３】本発明に係る加熱炉の熱量調整装置の底面図
【図４】本発明に係る加熱炉の熱量調整装置の概略斜視図
【符号の説明】
【００３６】
　１０…加熱炉
　１４…搬送ローラ
　１８…窓用板ガラス（板状材）
　２０…加熱用ヒータ
　２２…加熱用バーナ
　２２Ａ…加熱用バーナの吹出口
　３０…加熱炉の熱量調整装置
　３２…ケーシング
　３２Ｂ…吸込口
　３４…吹出ノズル
　３４Ｂ…吹出口
　３６…昇降手段
　３８…ファン
　
【図１】
2004067509.tif 000003
【図２】
2004067509.tif 000004
【図３】
2004067509.tif 000005
【図４】
2004067509.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月22日(2003.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　加熱炉よりケーシング内に吸引した吸込エアと加熱用バーナからの加熱エアとを前記ケーシング内にて混合した混合エアを、前記ケーシングに昇降自在に支持された吹出ノズルから吹き出して搬送ローラで前記加熱炉内を搬送中の板状材の上面を加熱し、同時に前記搬送ローラの下方に設けられた下部加熱手段で前記板状材の下面を加熱する工程と、
　前記板状材の上方の上部雰囲気温度及び上部輻射源温度、並びに前記板状材の下方の下部雰囲気温度及び下部輻射源温度をモニタする工程と、
　前記上部雰囲気温度及び上部輻射源温度に基づいて求められた上部熱量と、前記下部雰囲気温度及び下部輻射源温度に基づいて求められた下部熱量とを比較する工程と、
　前記上部熱量が下部熱量と異なる場合、前記上部熱量が下部熱量と略等しくなるように前記上部雰囲気温度及び上部輻射源温度を変更する工程と、
　を備えた加熱炉の熱量調整方法。
【手続補正２】
【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】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は窓用板ガラス等の板状材を搬送する搬送ローラの上方に加熱用バーナが設けられると共に搬送ローラの下方に加熱手段が設けられ、加熱用バーナ及び加熱手段で板状材を加熱する加熱炉の熱量調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　一般に自動車の窓用板ガラス等の板状材を曲げ成形する場合、板状材は曲げ成形される前に加熱炉で曲げ成形が可能な温度まで加熱される。この場合使用される加熱炉として、ローラハース炉が知られている。ローラハース炉は搬送ローラを備えていて、搬送ローラは駆動モータで回転される。これにより、搬送ローラに載置された板状材がローラハース炉内に搬入される。また、ローラハース炉内には搬送ローラの上方に上部ヒータが取り付けられていて、搬送ローラの下方には下部ヒータが取り付けられている。従って、搬送ローラでローラハース炉内を搬送されている板状材は、上方から上部ヒータの輻射熱で加熱されると共に下方から下部ヒータの輻射熱で加熱されて、曲げ成形が可能な温度まで加熱される。
【０００３】
　ところで、板状材は搬送ローラに載置されているので板状材の下面は搬送ローラに接触している。従って、板状材の下面には搬送ローラの熱量が直接伝達されて、板状材の下面の温度は上面の温度より高くなるので、板状材が上側に反るという問題点がある。この問題点を解消するための一例として、搬送ローラの外周に一定間隔をおいて環状溝を形成して搬送ローラから板状材の下面側に直接伝達される熱量を抑制し、かつ、板状材の上方に圧縮空気を注入して板状材の上方に対流を生じさせて上部ヒータの輻射熱を効率良く板状材の上面に伝達して、板状材の下面と上面とに吸収される熱量を略等しく保つ方法が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　しかしながら、板状材の上方に対流を生じさせるために圧縮空気を使用すると、加熱炉内の雰囲気温度が低下する。従って、板状材を高温に加熱することが困難になるので、従来の方法では板状材の下面と上面の吸収熱量を略等しく保ちながら板状材を高温に加熱することが困難であるという問題点がある。
【０００５】
　また、板状材の下面と上面の吸収熱量を略等しく保つために、板状材の上方で発生する上部熱量と板状材の下方で発生する下部熱量とを略等しく調整する必要があり、この調整は一般に加熱炉内の雰囲気温度を変更して行われる。しかしながら、加熱炉内で発生する熱量は雰囲気温度及び輻射源温度で設定されるので、雰囲気温度だけで発生熱量を調整した場合、発生熱量を正確に調整したことにならない。
【０００６】
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、板状材を高温加熱する場合に板状材の下面と上面の吸収熱量を略等しく保つことにより、板状材の反りを防止することができ、かつ加熱炉内の発生熱量を正確に調整することができる加熱炉の熱量調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　本発明は、加熱炉よりケーシング内に吸引した吸込エアと加熱用バーナからの加熱エアとを前記ケーシング内にて混合した混合エアを、前記ケーシングに昇降自在に支持された吹出ノズルから吹き出して搬送ローラで前記加熱炉内を搬送中の板状材の上面を加熱し、同時に前記搬送ローラの下方に設けられた下部加熱手段で前記板状材の下面を加熱する工程と、前記板状材の上方の上部雰囲気温度及び上部輻射源温度、並びに前記板状材の下方の下部雰囲気温度及び下部輻射源温度をモニタする工程と、前記上部雰囲気温度及び上部輻射源温度に基づいて求められた上部熱量と、前記下部雰囲気温度及び下部輻射源温度に基づいて求められた下部熱量とを比較する工程と、前記上部熱量が下部熱量と異なる場合、前記上部熱量が下部熱量と略等しくなるように前記上部雰囲気温度及び上部輻射源温度を変更する工程と、を備えた加熱炉の熱量調整方法である。
【０００８】
　本発明によれば、加熱用バーナの吹出口が収納されると共に加熱炉内に開口した吸込口が形成されたケーシングを備え、このケーシングにファンを設けている。ファンは吸込口を介してケーシング内に吸い込んだ吸込エアと加熱用バーナからケーシング内に吹き出された加熱エアとをケーシング内で混合する。また、ケーシングには吹出ノズルが昇降自在に支持されていて、吹出ノズルはケーシング内で混合された混合エアを板状材の上面に吹き出す。この吹出ノズルは昇降手段で高さが調整される。
【０００９】
　また、本発明によれば、板状材の加熱中に、板状材の上方の上部雰囲気温度及び上部輻射源温度、並びに板状材の下方の下部雰囲気温度及び下部輻射源温度をモニタし、上部雰囲気温度及び上部輻射源温度に基づいて求められた上部熱量と、下部雰囲気温度及び下部輻射源温度に基づいて求められた下部熱量とを比較する。そして、比較した結果、上部熱量が下部熱量と異なる場合、吹出ノズルの高さを調整して、上部熱量が下部熱量と均一になるように上部雰囲気温度及び上部輻射源温度を変更する。
【００１０】
　このように、吹出ノズルから加熱された混合エアを吹き出して加熱炉内の上方に対流を発生させるので、加熱炉内の雰囲気温度の低下を防止することができる。また、雰囲気温度と輻射源温度とに基づいて熱量を調整するようにしたので、下部熱量と略等しくなるように上部熱量を正確に調整することができる。
【発明の効果】
【００１１】
　本発明に係る加熱炉の熱量調整方法によれば、ケーシング内に吸い込こまれた吸込エアと加熱用バーナからケーシング内に吹き出された加熱エアとを混合して、ケーシングに昇降自在に支持された吹出ノズルから板状材の上面に吹き出す。これにより板状材が加熱される。そして、板状材の加熱中に、板状材の上方の上部雰囲気温度及び上部輻射源温度、並びに板状材の下方の下部雰囲気温度及び下部輻射源温度をモニタし、これらのモニタ値に基づいて求められた上部熱量と下部熱量とを比較する。比較した結果、上部熱量が下部熱量と異なる場合、吹出ノズルの高さを調整して、上部熱量が下部熱量と略等しくなるように上部雰囲気温度及び上部輻射源温度を変更する。
【００１２】
　このように、吹出ノズルから加熱された混合エアを吹き出して加熱炉内の上方に対流を発生させるので、加熱炉内の雰囲気温度の低下を防止することができる。また、雰囲気温度と輻射源温度に基づいて熱量を調整するようにしたので、下部熱量が略等しくなるように上部熱量を正確に調整することができる。従って、板状材を高温加熱する場合に板状材の下面と上面の吸収熱量を略等しく保つことにより、板状材の反りを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
　以下添付図面に従って本発明に係る加熱炉の熱量調整方法について詳説する。図１は本発明に係る加熱炉の熱量調整方法が適用された加熱炉の正面図、図２はその側面図、図３は加熱炉の熱量調整装置の要部拡大図である。加熱炉１０は加熱炉本体１２を備えていて、加熱炉本体１２には搬送ローラ１４が設けられている。搬送ローラ１４はモータ１６（図２参照）に回転力が伝達可能に連結されている。従って、モータ１６が駆動すると搬送ローラ１４が回転して、搬送ローラ１４に載置されている窓用板ガラス１８が加熱炉１０内で図１の矢印方向に搬送される。
【００１４】
　搬送ローラ１４の下方には下部加熱手段として加熱用ヒータ２０が設けられていて、搬送ローラ１４の上方には加熱用バーナ２２、２２…が設けられている。本実施例では、下部加熱手段としてヒータを用いたが、バーナを用いて窓用板ガラスを加熱してもよい。なお、本実施例では、下部加熱量の上下限の範囲を広くすることが容易である点に鑑みて、下部加熱手段としてヒータを用いた。加熱用バーナ２２、２２…と搬送ローラ１４との間には熱量調整装置３０が設けられている。熱量調整装置３０はケーシング３２、ファン３８、吹出ノズル３４、３４…及び昇降手段３６を備えている。ケーシング３２は上面に開口穴３２Ａ、３２Ａ…（図３参照）が形成されていて、開口穴３２Ａ、３２Ａ…には加熱用バーナ２２、２２…の吹出口２２Ａ、２２Ａ…が嵌入されている。
【００１５】
　図４は熱量調整装置３０を斜め下方から見た斜視図である。ケーシング３２の下面中央には吸込口３２Ｂ（図３、図４参照）が形成されていて、吸込口３２Ｂの上方のケーシング３２内にはファン３８が回動自在に支持されている。ファン３８は吸込口３２Ｂを介して炉内から吸い込んだ吸込エアをケーシング３２内に拡散する。これにより、吸込口３２Ｂから吸い込んだ吸込エアと加熱用バーナ２２の吹出口２２Ａから吹き出された加熱エアとがケーシング３２内で混合される。
【００１６】
　さらに、ケーシング３２の下面に形成された開口穴３２Ｃ、３２Ｃ…には、吹出ノズル３４の連通管３４Ａ、３４Ａが移動自在に支持されていて、連通管３４Ａ、３４Ａの下端部には吹出口３４Ｂが取り付けられている。従って、吹出口３４Ｂは上下方向に移動することができる。また、吹出口３４Ｂは連通管３４Ａ、３４Ａを介してケーシング３２内に連通されている。吹出口３４Ｂは矩形状に形成されていて、この吹出口は窓用板ガラス１８に対向して開口されている。
【００１７】
　このように構成されている吹出ノズル３４は一定間隔をおいてケーシング３２の下面に昇降自在に複数個配設されていて、これらの吹出ノズル３４、３４…は連結ロッド（図示せず）で一体的に連結されている。従って、吹出ノズル３４、３４…の吹出口は窓用板ガラス１８の上面全域に配置されるので、ケーシング３２内の加熱エアと吸込エアとの混合エアが吹出ノズル３４の吹出口３４Ｂ、３４Ｂから吹き出されると、混合エアが窓用板ガラス１８の上面全域に吹き付けられる。
【００１８】
　また、昇降手段３６のシャフト３８Ａ、３８Ｂが加熱炉本体１２の上部に回動自在に支持されている。シャフト３８Ａにはモータ（図示せず）が回転力を伝達可能に連結されている。シャフト３８Ａの両端部にはスプロケット４０、４０が固定されていて、シャフト３８Ｂの両端部にはスプロケット４２、４２が固定されている。そして、一方のスプロケット４０、４２にはチェーン４４Ａが噛み合わされていて、他方のスプロケット４０、４２にはチェーン４４Ｂが噛み合わされている。
【００１９】
　図４に示すようにチェーン４４Ａ、４４Ｂの一端部は右側部の吹出口３４Ｂと連結されていて、チェーン４４Ａ、４４Ｂの他端部は左側部の吹出口３４Ｂと連結されている。従って、モータを駆動するとシャフト３８Ａを介してスプロケット４０、４０が回動するので、チェーン４４Ａ、４４Ｂを介してスプロケット４２、４２が回動する。これにより、スプロケット４０、４２に噛み合っているチェーン４４Ａ、４４Ｂは、スプロケット４０、４２に巻取り、巻戻しされて吹出ノズル３４、３４…が昇降する。従って、吹出ノズル３４、３４…を所定の高さに調整することができる。
【００２０】
　前記の如く構成された本発明に係る加熱炉の熱量調整装置の作用について説明する。
【００２１】
　先ず、加熱用ヒータ２０を通電状態にして、加熱用バーナ２２、２２…を作動させる。さらに、ファン３８を作動させて炉内から吸い込んだ吸込エアと加熱用バーナ２２の吹出口２２Ａから吹き出された加熱エアとをケーシング３２内で混合し、この混合エアを吹出ノズル３４の吹出口３４Ｂ、３４Ｂから吹き出させる。これにより、搬送ローラで搬送されている窓用板ガラス１８の上面全域に混合エアが吹き付けられ、窓用板ガラス１８の上面に対流が生じる。また、窓用板ガラス１８の下面は加熱用ヒータ２０の輻射熱で加熱される。
【００２２】
　この状態で、昇降手段３６のモータを駆動してチェーン４４Ａ、４４Ｂをスプロケット４０、４２に巻取り、巻戻しし、吹出ノズル３４、３４…を昇降させて所定位置に位置決めする。これにより、窓用板ガラス１８の上面に吸収される熱量が調整されて、窓用板ガラス１８の上面と下面に与えられる熱量が略等しくなる。
【００２３】
　次に、加熱炉の熱量調整装置を使用して窓用板ガラス１８の上面と下面に同一の熱量を与える加熱炉の熱量調整方法について説明する。先ず、窓用板ガラス１８の上方から窓用板ガラス１８に加えられる上部熱量ｄq upper は次式（１）で表わされる。
【００２４】
　ｄq upper ＝ｄq (conv)upper ＋ｄq (rad)upper    …（１）
　　　但し、ｄq (conv)upper ：上部雰囲気熱量
　　　　　　ｄq (rad)upper　：上部輻射源熱量
この場合、上部雰囲気熱量ｄq (conv)upper はα（Ｔg −Ｔa(upper)）で表わされ、上部輻射源熱量ｄq (rad)upperはεσ（Ｔg 4 −ＴH(upper)4 ）で表わされる。従って、上部熱量ｄq upper は次式（２）で表わされる。
【００２５】
　ｄq upper ＝α（Ｔg −Ｔa(upper)）＋εσ（Ｔg 4 −ＴH(upper)4 ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（２）
　　　但し、α：窓用板ガラスに向かって吹き付けられるエアの流速や、窓用板　　　　　　　　ガラス上を流れるエアの流速から決定される定数
　　　　　　ε：輻射源や窓用板ガラス等の材質から決定される定数
　　　　　　σ：ボルツマン定数
　　　　　　Ｔg ：窓用板ガラス１８の温度
　　　　　　Ｔa(upper)：上部雰囲気温度
　　　　　　ＴH(upper)：上部輻射源温度
尚、吹出ノズル３４は上部輻射源の構成部材であり、上部輻射源温度ＴH(upper)は吹出ノズル３４の昇降で変化する。
【００２６】
　一方、窓用板ガラス１８の下方から窓用板ガラス１８に加えられる下部熱量ｄq lower は次式（３）で表わされる。
【００２７】
　ｄq lower ＝ｄq (conv)lower ＋ｄq (rad)lower    …（３）
　　　　ｄq (conv)lower ：下部雰囲気熱量
　　　　ｄq (rad)lower  ：下部輻射源熱量
この場合、下部雰囲気熱量ｄq (conv)lower はα（Ｔg −Ｔa(lower)）で表わされ、下部輻射源熱量ｄq (rad)lowerはεσ（Ｔg 4 −ＴH(lower) 4）で表わされる。従って、下部熱量ｄq lower は次式（４）で表わされる。
【００２８】
ｄq lower ＝α（Ｔg −Ｔa(lower)）＋εσ（Ｔg 4 −ＴH(lower) 4）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（４）
　　　Ｔa(lower)：下部雰囲気温度
　　　　ＴH(lower)：下部輻射源温度
（２）、（４）に基づいて、Ｔa(upper)、ＴH(upper)、Ｔa(lower)及びＴH(lower)をモニタして次式（４）に示すように上部熱量ｄq upper が下部熱量ｄq lower と等しくなるように上部雰囲気温度Ｔa(upper)、上部輻射源温度ＴH(upper)の温度を制御する。
【００２９】
ｄq upper ＝ｄq lower 　　　　　　　…（５）
これにより、窓用板ガラス１８の上面と下面に同一の熱量が与えられる。
【００３０】
　すなわち、例えば窓用板ガラス１８の搬送速度や搬送ローラ１４に載置された窓用板ガラス１８同士の間隔等が変更されて、加熱炉１０内を搬送されている窓用板ガラス１８、１８…の吸収熱量が変化した場合、窓用板ガラス１８、１８…に適切な熱量を与えるように上部熱量ｄq upper 及び下部熱量ｄq lower を制御する必要がある。
【００３１】
　この場合、窓用板ガラス１８、１８…の下面には搬送ローラ１４から直接熱量が伝達されるので、従来のように窓用板ガラス１８の上面に向けて吹き出された圧縮空気で対流を生じさせると、圧縮空気で雰囲気温度が低下する。従って、下部熱量ｄq lower が低い場合にはｄq upper ＝ｄq lower の関係が成立するように上部熱量ｄq upper を制御することができるが、下部熱量ｄq lower が高い場合にはｄq upper ＝ｄq lower の関係を成立するように上部熱量ｄq upper を制御することができない。
【００３２】
　しかしながら、本発明に係る加熱炉の熱量調整装置は圧縮空気を使用せずに、吹出ノズル３４の吹出口３４Ｂ、３４Ｂから窓用板ガラス１８の上面に混合エア（熱風）を吹き出して窓用板ガラス１８の上面に対流を生じさせるので、窓用板ガラス１８の上方の雰囲気温度の低下を防止することができる。従って、下部熱量ｄq lower が高い場合でもｄq upper ＝ｄq lower の関係が成立するように上部熱量ｄq upper を制御することができる。即ち、本発明に係る加熱炉の熱量調整装置によれば、下部熱量ｄq lower が高い場合でも、モニタされたＴa(upper)、ＴH(upper)、Ｔa(lower)及びＴH(lower)の値に基づいて、上部熱量ｄq upper が下部熱量ｄq lower と等しくなるように、吹出ノズル３４、３４…の高さを調整して、上部雰囲気温度Ｔa(upper)、上部輻射源温度ＴH(upper)の値を制御することが可能になる。これにより、窓用板ガラス１８の上面と下面に同一の熱量が与えられる。
【００３３】
　前記実施例では吹出ノズル３４、３４…の高さを調整して上部雰囲気温度Ｔa(upper)、上部輻射源温度ＴH(upper)の値を制御する場合について説明したが、これに限らず、例えば、加熱用バーナ２２の燃焼状態の調整等のその他の方法で上部雰囲気温度Ｔa(upper)、上部輻射源温度ＴH(upper)の値を制御してもよい。
【００３４】
　前記実施例では本発明に係る加熱炉の熱量調整装置を使用して、自動車用の窓用板ガラス１８の上面と下面とに吸収される熱量を略等しく制御する場合について説明したが、これに限らず、窓用板ガラス以外のガラスや、合成樹脂等のその他の材質の板状材に使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る加熱炉の熱量調整方法が適用された加熱炉の正面図
【図２】図１の側面図
【図３】加熱炉の熱量調整装置の底面図
【図４】加熱炉の熱量調整装置の概略斜視図
【符号の説明】
【００３６】
　１０…加熱炉
　１４…搬送ローラ
　１８…窓用板ガラス（板状材）
　２０…加熱用ヒータ
　２２…加熱用バーナ
　２２Ａ…加熱用バーナの吹出口
　３０…加熱炉の熱量調整装置
　３２…ケーシング
　３２Ｂ…吸込口
　３４…吹出ノズル
　３４Ｂ…吹出口
　３６…昇降手段
　３８…ファン