(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉内において曲げ型上に載置された板ガラスを加熱して所定の曲げ形状に曲げ成形する板ガラスの曲げ成形装置であって、
供給されたエアを所定の曲げ成形温度まで上昇させるための加熱手段と、この加熱手段で加熱されたエアを前記板ガラスに向けて吹き出すため前記加熱炉内に設けられたエア吹出手段と、前記加熱炉内のエアを吸い込むため前記加熱炉内に設けられたエア吸込手段と、このエア吸込手段で吸い込まれたエアを前記加熱手段経由で前記エア吹出手段に戻す循環加熱装置とを備え、
前記エア吹出手段は、前記曲げ型上に載置された板ガラスの上面全体の上方に設置された複数のチャンバからなる第１の吹出チャンバ群と、前記曲げ型上に載置された板ガラスの下面全体の下方に設置された複数のチャンバからなる第２の吹出チャンバ群とを有し、前記チャンバは、それぞれダンパを備えた枝ダクトと連通し、チャンバ毎に吹き出しエア量が調整可能であることを特徴とする板ガラスの曲げ成形装置。
【請求項２】
前記板ガラスの一部を加熱する局部加熱ヒータを備えた請求項１に記載の板ガラスの曲げ成形装置。
【請求項３】
加熱炉内において曲げ型上に載置された板ガラスを加熱して所定の曲げ形状に曲げ成形する板ガラスの曲げ成形方法であって、
所定の加熱手段で加熱したエアを前記加熱炉内に設けた吹出口から吹き出し、前記加熱炉内のエアを前記加熱炉内に設けた吸込口から吸い込んで前記加熱手段に戻し、前記加熱炉内に強制対流を発生させながら前記加熱炉内の雰囲気温度を所定の曲げ成形温度まで上昇させると共に、前記吹出口から吹き出された加熱エアを、前記板ガラスに対して、前記板ガラスの上下面全体に吹き付け、かつ、板ガラスの領域毎に吹き付けエア量を制御することを特徴とする板ガラスの曲げ成形方法。
【請求項４】
局部加熱ヒータで前記板ガラスの一部を加熱して深曲げ加工を行う請求項３に記載の板ガラスの曲げ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板ガラスの曲げ成形装置および曲げ成形方法に係り、特に自動車用の窓用板ガラスを所定の曲げ形状に曲げ成形する板ガラスの曲げ成形装置および曲げ成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車の窓用板ガラス等の板ガラスを曲げ成形する場合、所定の寸法形状に切断したガラス板を加熱炉内に設けられたリング状の曲げ型上に載置し、曲げ成形が可能なガラス板の軟化温度（通常５５０〜６５０°Ｃ程度）まで加熱する。これにより、板ガラスは自重により変形して曲げ型の形状に沿った形に曲げ成形される。
【０００３】
従来、曲げ成形装置の加熱炉内を加熱する加熱方式としては、電気ヒータ方式とガスバーナ方式の２種類がある。
電気ヒータ方式は、通常、加熱炉内の天井面に設けた上部ヒータと、床面に設けた下部ヒータとで、板ガラスの上面と下面とを輻射加熱する方式である。一方、ガスバーナ方式は、加熱炉内にガスバーナの炎を吹き出し、加熱炉内のエアを温めて自然対流をおこすことにより加熱炉の雰囲気温度を曲げ成形温度まで上昇させ、この雰囲気温度により板ガラスを加熱する方式である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気ヒータ方式は、輻射熱により板ガラスを直接加熱するので板ガラス品温が曲げ成形温度まで上昇する時間が早いという長所がある反面、板ガラスに輻射熱吸収率の異なる例えばセラミックカラー組成物の黒色プリントを施した部分を有している場合には、黒色プリント部分の温度上昇が他の部分よりも速くなる。このため、黒色プリント部分が先に変形してしまうことによりガラス板に歪み（以下、この歪みを見切歪という）を生じ易いという欠点がある。
【０００５】
一方、ガスバーナ方式は、電気ヒータ方式に比べて見切歪が生じにくいという長所がある反面、加熱炉内に温度分布ができ易いと共に、雰囲気温度による間接的な加熱なために板ガラス品温が曲げ成形温度まで上昇するまでの時間が遅いので、曲げ成形に要するタクト時間が長くなり生産効率が低下するという欠点がある。
また、近年、自動車用板ガラスは、その型式によって種々の形状や色のものが採用されており、自動車の車種の多様化に応じて、板ガラスも多品種化する傾向が見られる。特に、板ガラスの色は、従来の白色だけでなく、ブロンズ色、グリーン色が多く見られるようになってきている。
【０００６】
このような、色付きの板ガラスは、当然その色によって熱吸収率が異なり、しかも、色だけでなく板ガラスの厚みが型式毎に異なることによって、色、厚み等の組合せの分だけ板ガラスの成形温度の条件にパターンがある。このように板ガラスの種類が多く異なる型式の板ガラスを成形する場合でも、その成形工程は断続的ではなく連続して行なわれる。このため、ある型式の板ガラスの成形の後に連続して別の型式の板ガラスを成形することがある。
【０００７】
この場合、板ガラスの熱吸収率の違いにより成形温度を変更する必要が生ずる。ところが、従来の上記の電気ヒータ方式やガスバーナ方式ではこうした板ガラス毎に加熱炉内の温度条件の微調整が困難であり、しかも、瞬時に炉内温度を変化させることが困難であった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、板ガラスに輻射熱吸収率の異なる部分を有している場合でも見切歪が発生せず、且つ曲げ成形に要するタクト時間を短縮することのできる板ガラスの曲げ成形装置および曲げ成形方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、加熱炉内において曲げ型上に載置された板ガラスを加熱して所定の曲げ形状に曲げ成形する板ガラスの曲げ成形装置であって、供給されたエアを所定の曲げ成形温度まで上昇させるための加熱手段と、この加熱手段で加熱されたエアを前記板ガラスに向けて吹き出すため前記加熱炉内に設けられたエア吹出手段と、前記加熱炉内のエアを吸い込むため前記加熱炉内に設けられたエア吸込手段と、このエア吸込手段で吸い込まれたエアを前記加熱手段経由で前記エア吹出手段に戻す循環加熱装置とを備え、前記エア吹出手段は、前記曲げ型上に載置された板ガラスの上面全体の上方に設置された複数のチャンバからなる第１の吹出チャンバ群と、前記曲げ型上に載置された板ガラスの下面全体の下方に設置された複数のチャンバからなる第２の吹出チャンバ群とを有し、前記チャンバは、それぞれダンパを備えた枝ダクトと連通し、チャンバ毎に吹き出しエア量が調整可能であることを特徴とする。また、本発明は前記板ガラスの一部を加熱する局部加熱ヒータを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前記目的を達成する為に、加熱炉内において曲げ型上に載置された板ガラスを加熱して所定の曲げ形状に曲げ成形する板ガラスの曲げ成形方法であって、所定の加熱手段で加熱したエアを前記加熱炉内に設けた吹出口から吹き出し、前記加熱炉内のエアを前記加熱炉内に設けた吸込口から吸い込んで前記加熱手段に戻し、前記加熱炉内に強制対流を発生させながら前記加熱炉内の雰囲気温度を所定の曲げ成形温度まで上昇させると共に、前記吹出口から吹き出された加熱エアを、前記板ガラスに対して、前記板ガラスの上下面全体に吹き付け、かつ、板ガラスの領域毎に吹き付けエア量を制御することを特徴とする。また、本発明は局部加熱ヒータで前記板ガラスの一部を加熱して深曲げ加工を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、加熱炉内のエアを循環加熱させて加熱炉内に強制対流を発生させながら加熱炉内の雰囲気温度を曲げ成形温度まで上昇させることができるので、加熱炉内の雰囲気温度を均一化した状態で昇温させることができる。また、加熱エアを板ガラスの少なくとも表面と裏面に直接吹き付けるので、板ガラスへの熱供給量を大きくできる。これにより、板ガラスの品温を均一に且つ高速で曲げ成形温度まで上昇させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る板ガラスの曲げ成形装置および曲げ成形方法の好ましい実施の形態について詳説する。
板ガラスを曲げ成形する工程は、加熱工程、成形工程、冷却工程の３工程から主に構成され、曲げ成形される板ガラスは各工程に順次搬送される。
【００１２】
図１は、本発明の板ガラスの曲げ成形装置１０の第１の実施の形態である加熱工程の加熱炉１２について説明する正面断面図であり、図２は、図１の加熱炉１２の上面断面図である。
図１及び図２に示すように、加熱炉１２内の床１６面には、板ガラス１８の搬送方向にそって一対のレール２０、２０が敷設され、このレール２０上に板ガラス１８を搬送する台車２２が移動自在に支持される。台車２２の駆動機構については特に示さなかったが、台車２２自体に自走動力を設けてもよく、レール２０に沿って図示しないワイヤ等を走行させて、このワイヤに台車２２を連結するようにしてもよい。
【００１３】
台車２２の台板２４には、板ガラス１８を載置する曲げ型２６が着脱自在に取り付けられる。台板２４及び曲げ型２６の構造としては、後述する下側吹出チャンバ３０から板ガラス１８の下面に向かって吹き出すエアの通過を遮断しないように骨組みだけのリング構造が好ましい。曲げ型２６は、板ガラス１８の曲げ形状の相違により複数用意され、複数の用意された曲げ型２６のうちから板ガラス１８の所望の曲げ形状に合った曲げ型２６が台板２４に取り付けられる。
【００１４】
また、曲げ型２６に載置された板ガラス１８の上方には、板ガラス１８の搬送方向に沿って複数の上側吹出チャンバ２８、２８…が並列に設けられると共に、台車２２の台板２４と床１６面との間には、上側吹出チャンバ２８に対向するように複数の下側吹出チャンバ３０、３０…が設けられる。また、板ガラス１８の左右両側にも、上側吹出チャンバ２８及び下側吹出チャンバ３０と平行に右側吹出チャンバ３２（図１の右側）と左側吹出チャンバ３４（図１の左側）が対向して設けられる。それぞれの吹出チャンバ２８、３０、３２、３４の板ガラス１８側である吹出面には多数の吹出口（図示せず）が形成される。これらの吹出チャンバ２８、３０、３２、３４の吹出面と板ガラス１８の距離は１００〜１５０ｍｍ程度が好ましく、４つの吹出チャンバ２８、３０、３２、３４で板ガラス１８をトンネル状に囲むように配置される。
【００１５】
一方、加熱炉１２内の左右の側壁面側にはそれぞれ右側吸込チャンバ３６（図１の右側）と左側吸込チャンバ３８（図１の左側）が設けられ、各吸込チャンバ３６、３８に形成された吸込口３６Ａ、３８Ａには網目スクリーンが装着されている。そして、右側吸込チャンバ３６は、第１の連結ダクト４０を介して第１のバーナ装置４２に接続されると共に、第１のバーナ装置４２はそれぞれ延設された上側給気ダクト４４、４４…により各上側吹出チャンバ２８及び右側吹出チャンバ３２に接続される。一方、左側吸込チャンバ３８は、第２の連結ダクト４８を介して第２のバーナ装置５０に接続されると共に、第２のバーナ装置５０はそれぞれ延設された下側給気ダクト５２、５２…により各下側吹出チャンバ３０及び左側吹出チャンバ３４に接続される。それぞれの吸込チャンバ３６、３８内には吸込口３６Ａ、３８Ａから加熱炉１２内のエアを吸い込み、バーナ装置４２、５０を介して各吹出チャンバ２８、３０に送気する耐熱性のファン５４、５４が配設され、各ファン５４は加熱炉１２外に設けられた減速器５６を介してモータ５８に連結される。ファン５４は、循環エア量を調整するために、ファン回転数が可変できるようになっている。循環エア量を調整する手段としては、ファン５４の回転数に限ることはなく、例えば、図２に示したように、吸込チャンバ３６、３８とバーナ装置４２、５０を繋ぐ連結ダクト４０、４８にそれぞれバルブ６０、６０を設け、加熱炉１２外からバルブ６０の開度を調整するようにしてもよい。これにより、各吸込チャンバ３６、３８のファン５４及び第１、第２のバーナ装置４２、５０を作動させると、バーナ装置４２、５０で加熱されたエアは、各吹出チャンバ２８、３０、３２、３４から加熱炉１２内に吹き出され、加熱炉１２内に吹き出されたエアは吸込チャンバ３６、３８内に吸い込まれて再びバーナ装置４２、５０に戻る循環加熱が行われる。また、各吹出チャンバ２８、３０、３２、３４から吹き出された加熱エアは、それぞれ板ガラス１２の上面、下面、更には左右方向から板ガラス１８に吹きつけられる。
【００１６】
また、加熱炉１２の屋根部分には、加熱炉１２内のエアを排気する排気ダクト６２が形成され、ダンパ６４の開閉により加熱炉１２内の熱を放出できるようになっている。
次に、上記の如く構成された本発明の板ガラスの曲げ成形装置の作用について説明する。
【００１７】
曲げ成形装置の前工程である切断装置で、所定の寸法形状に切断された板ガラス１８は、台車２２に取り付けられた曲げ型２６上に載置され、レール２０に沿って加熱炉１２内を移動する。そして、加熱炉１２内を移動中にガラス板の曲げ成形温度（通常５５０〜６５０°Ｃ程度）まで加熱される。これにより、板ガラス１８が軟化し、自重により曲げ型２６の成形面に沿って曲げ成形される。
【００１８】
この板ガラス１８の加熱において、本発明では、バーナ装置４２、５０で加熱したエアを各吹出チャンバ２８、３０、３２、３４から加熱炉１２内に吹き出し、加熱炉１２内に吹き込んだエアを吸込チャンバ３６、３８内に吸い込みバーナ装置４２、５０に戻す循環加熱を繰り返すことにより、加熱炉１２内の雰囲気温度を曲げ成形温度まで上昇させるようにした。これにより、加熱炉１２内に強制対流を発生させながら加熱炉１２内の雰囲気温度を曲げ成形温度まで上昇させることができるので、この強制対流により、加熱炉１２内の雰囲気温度を均一に維持しながら昇温させることができる。また、加熱炉１２内にエアの強制対流を発生させることにより板ガラス１８の外周に形成される温度境界層が破壊されるので自然対流に比べて板ガラス１８への熱伝達効率が良くなる。
【００１９】
更に、各吹出チャンバ２８、３０、３２、３４で板ガラス１８をトンネル状に囲むようにして、加熱エアを板ガラス１８の表面と裏面に直接吹き付けると共に、両側面からも吹き付けるので、板ガラス１８への熱供給量を大きくできる。
これにより、板ガラス１８の品温を均一に且つ高速で曲げ成形温度まで昇温させることができる。
【００２０】
従って、図３に示すように、板ガラス１８の外周部分に例えば黒色プリントのように輻射熱吸収率の異なる部分があっても、板ガラス１８全体の品温の上昇速度に差がでにくいようにすることができるので、見切歪の発生を防止できる。
また、板ガラス１８の品温が曲げ成形温度に達するまでの時間を短縮することができるので、曲げ成形に要するタクト時間を大幅に短縮することができる。
【００２１】
更に、本発明の板ガラスの曲げ成形装置は、加熱炉１２内のエアを循環加熱して加熱炉内の雰囲気温度を上昇させる方式なので、板ガラス１８の種類により曲げ成形温度が異なる場合でも、ファン５４の回転数を可変するか或いはバルブ６０で循環エア量を調整するだけで短時間で且つ精度良く加熱炉１２内の雰囲気温度を可変することができる。
【００２２】
図４は、本発明の板ガラスの曲げ成形装置の第２の実施の形態で成形工程の加熱炉７０について説明する正面断面図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿った上面断面図である。尚、第１の実施の形態と同じ装置や部材には同符号を付して説明する。
図４及び図５に示すように、成形工程の加熱炉７０には、曲げ成形温度まで加熱した板ガラス１８を自重により曲げ加工する際に、板ガラス１８の深曲げ部の曲げ加工がより容易になるように、板ガラス１８と上側吹出チャンバ２８、２８…との間に複数の局部加熱ヒータ７２、７２…が設けられている。この局部加熱ヒータ７２は、加熱炉７０の側壁両面に形成された開口部７４から加熱炉１２内に挿入配置された作動アーム７６の先端部に水平方向及び垂直方向に回動可能に支持される。また、作動アーム７６の基端部は、開口部７４を遮蔽するように設けられた軸支部材７８により支持され、この軸支部材７８は、作動アーム７６の先端を上下左右及び加熱炉７０内への抜き差し可能に支持する。そして、開口部７４は、加熱炉７０壁面の内側の開口径が外側の開口径より大きなラッパ状に形成され、作動アーム７６の操作を容易にしている。局部加熱ヒータ７２の駆動は、作動アーム７６の基端側端部に設けられた操作ボックス８０を操作することにより操作される。これにより、局部加熱ヒータ７２を板ガラス１８の深曲げ部に正確に位置決めした状態で深曲げ加工を行うことができる。
【００２３】
また、加熱炉７０内には、第１の実施の形態で述べた各吹出チャンバ２８、３０、３２、３４のうち、上側吹出チャンバ２８と下側吹出チャンバ３０とが設けられると共に、上側吹出チャンバ２８と下側吹出チャンバ３０を第１の実施の形態の場合よりも細長状にして数を多くしてある。これらの吹出チャンバ２８、３０への幹ダクト８２には、循環エア調整のためのバルブ８４が設けられる。
【００２４】
上記の如く構成された第２の実施の形態の場合にも、加熱炉７０内のエアを循環加熱させて加熱炉７０内に強制対流を発生させながら加熱炉７０内の雰囲気温度を曲げ成形温度まで上昇させると共に、加熱エアを板ガラス１８の表面と裏面に直接吹き付けるので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、図４に示すように各吹出チャンバ２８、３０の枝ダクト８６、８６…にも、それぞれダンパ８８、８８…が設けると、各吹出チャンバ２８、３０ごとに吹き出しエア量を個別に制御できるので、板ガラス１８の一部を深曲げ加工する場合に、板ガラス１８の深曲げ部位に応じて局部的に熱供給量を多くすることができる。従って、局部加熱ヒータ７２での深曲げ加工を促進することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る板ガラスの曲げ成形装置および曲げ成形方法によれば、板ガラスの外周部分に例えば黒色プリントのように輻射熱吸収率の異なる部分があっても、板ガラス全体の品温の上昇速度に差がでにくいようにすることができるので、見切歪の発生を防止できる。
【００２６】
また、板ガラスの品温が曲げ成形温度に達するまでの時間を短縮することができるので、曲げ成形に要するタクト時間を大幅に短縮することができる。
従って、板ガラスの品質を向上することができると共に、タクト時間が短縮されるので装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る板ガラスの曲げ成形装置の第１の実施の形態を説明する正面断面図
【図２】図１の上面断面図
【図３】輻射熱吸収率の異なる部分がある板ガラスの説明図
【図４】本発明に係る板ガラスの曲げ成形装置の第２の実施の形態を説明する正面断面図
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った上面断面図
【符号の説明】
１０…板ガラスの曲げ成形装置
１２、７０…加熱炉
１８…板ガラス
２２…台車
２６…曲げ型
２８…上側吹出チャンバ
３０…下側吹出チャンバ
３２…右側吹出チャンバ
３４…左側吹出チャンバ
３６、３８…吸込チャンバ
４２、５０…バーナ装置
５４…ファン
５８…モータ
６０、８４…バルブ
７２…局部加熱ヒータ
【図１】
0004012993.tif 000002
【図２】
0004012993.tif 000003
【図３】
0004012993.tif 000004
【図４】
0004012993.tif 000005
【図５】
0004012993.tif 000006