(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送過程で加熱を行う加熱炉用ヒータの支持構造であって、
板状の電気抵抗発熱体と前記電気抵抗発熱体に通電する通電手段とを備えたヒータと、
前記電気抵抗発熱体が装着される被装着物と、
前記被装着物の表面に所定の距離を隔てて配設され、前記電気抵抗発熱体の縁部を支持する電気的絶縁性の第１および第２の支持体と、
を備え、
前記電気抵抗発熱体は、前記被装着物側に凸の形状を有し、かつ前記被装着物から離隔して配設され、
前記電気抵抗発熱体は、弾性を有し、かつ湾曲によって生じた反発力により縁部が前記第１および第２の支持体に支持され、
前記第１および第２の支持体と前記電気抵抗発熱体とで一つのユニットを構成し、複数の前記ユニットを、各ユニットが互いに並列するように配設してなり、
前記湾曲を有した電気抵抗発熱体は、輻射熱をフォーカスする湾曲面を備え、該湾曲面は、該電気抵抗発熱体の長手方向と平行な軸を中心とする円弧面であり、前記各ユニットが互いに並列配設されることにより、前記湾曲面が複数備えられていることを特徴とするヒータ支持構造。
【請求項２】
隣接した二つの前記電気抵抗発熱体は、一つの前記支持体によって共通して支持され、
前記各ユニットは、前記支持体によって区切られている請求項１に記載のヒータ支持構造。
【請求項３】
前記電気抵抗発熱体は、一定の間隔で設けられた複数のスリットを有する金属シートからなり、蛇行状の抵抗線を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒータ支持構造。
【請求項４】
ガラス板を載置するための曲げ型が配設され、前記ガラス板を加熱手段によって加熱し所定形状に曲げ成形する加熱炉であって、
前記加熱炉には、前記ガラス板を搬送する搬送手段を備え、
前記加熱手段は、請求項１〜３のいずれか一つに記載のヒータ支持構造を含むことを特徴とするガラス板曲げ成形のための加熱炉。
【請求項５】
前記加熱炉がガラス板の搬送方向に沿って複数のゾーンに分割されている請求項４に記載のガラス板曲げ成形のための加熱炉。
【請求項６】
前記複数のゾーンは温度制御がなされており、所定の温度分布が形成されるように制御されている請求項５に記載のガラス板曲げ成形のための加熱炉。
【請求項７】
前記加熱手段の前記ヒータ支持構造によって支持される各電気抵抗発熱体には、温度センサが設けられ、該温度センサの検出値に基づいて前記各電気抵抗発熱体への供給電圧量が制御されている請求項４〜６のいずれかに記載のガラス板曲げ成形のための加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒータ支持構造及びガラス板曲げ成形のための加熱炉に関し、特に自動車の風防ガラスに使用される合わせガラス用素板ガラスの曲げ成形に好適なヒータ支持構造及びガラス板曲げ成形のための加熱炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の風防ガラスは、所定の寸法形状に切断されたガラス板を曲げ型上に載置し、加熱炉内で軟化点付近（５５０〜６５０℃）の温度まで加熱することにより自重で所定形状に曲げ成形している。
【０００３】
ここで、ガラス板を加熱する加熱炉は、内部が複数のゾーンに区分けされており、各ゾーンにはそれぞれ複数のブロックに細分化されたヒータが設けられている。そして、各ヒータはブロックごとに個別に温度制御がなされており、所定の温度分布が形成されるように制御されている。ガラス板は、この細分化されたヒータに加熱されることによりガラス面内に温度分布が形成され、所定の形状に曲げ成形される。
【０００４】
ところで、従来の加熱炉の各ゾーンの天井面に配設されている天井ヒータは、円筒状に形成された発熱体を支持フレームに複数並列して配置することにより構成されている。
【０００５】
しかしながら、従来のように円筒状の発熱体を並列配置した構成の天井ヒータは、熱がこもり各発熱体間で伝熱しやすく、明確な温度分布の形成が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決し、温度制御に優れたヒータ支持構造及び炉内の温度分布生成能力を向上できるガラス板曲げ成形のための加熱炉を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、搬送過程で加熱を行う加熱炉用ヒータの支持構造であって、板状の電気抵抗発熱体と前記電気抵抗発熱体に通電する通電手段とを備えたヒータと、前記電気抵抗発熱体が装着される被装着物と、前記被装着物の表面に所定の距離を隔てて配設され、前記電気抵抗発熱体の縁部を支持する電気的絶縁性の第１および第２の支持体と、を備え、前記電気抵抗発熱体は、前記被装着物側に凸の形状を有し、かつ前記被装着物から離隔して配設され、前記電気抵抗発熱体は、弾性を有し、かつ湾曲によって生じた反発力により縁部が前記第１および第２の支持体に支持され、前記第１および第２の支持体と前記電気抵抗発熱体とで一つのユニットを構成し、複数の前記ユニットを、各ユニットが互いに並列するように配設してなり、前記湾曲を有した電気抵抗発熱体は、輻射熱をフォーカスする湾曲面を備え、該湾曲面は、該電気抵抗発熱体の長手方向と平行な軸を中心とする円弧面であり、前記各ユニットが互いに並列配設されることにより、前記湾曲面が複数備えられていることを特徴とするヒータ支持構造を提供する。
【０００８】
また、本発明の態様として以下に示すものを提供する。すなわち、隣接した二つの前記電気抵抗発熱体は、一つの前記支持体によって共通して支持され、前記各ユニットは、前記支持体によって区切られている上記のヒータ支持構造を提供する。また、前記湾曲を有した電気抵抗発熱体は、輻射熱をフォーカスする湾曲面を備え、該湾曲面は、該電気抵抗発熱体の長手方向と平行な軸を中心とする円弧面であり、前記各ユニットが互いに並列配設されることにより、前記湾曲面が複数備えられているヒータ支持構造を提供する。また、前記電気抵抗発熱体は、一定の間隔で設けられた複数のスリットを有する金属シートからなり、蛇行状の抵抗線を備えているヒータ支持構造を提供する。
【０００９】
さらに、ガラス板を載置するための曲げ型が配設され、上記ガラス板を加熱手段によって加熱し所定形状に曲げ成形する加熱炉であって、前記加熱炉には、前記ガラス板を搬送する搬送手段を備え、前記加熱手段は、上記ヒータ支持構造を含むことを特徴とするガラス板曲げ成形のための加熱炉を提供する。
また、前記加熱炉がガラス板の搬送方向に沿って複数のゾーンに分割されているガラス板曲げ成形のための加熱炉を提供する。
また、前記複数のゾーンは温度制御がなされており、所定の温度分布が形成されるように制御されているガラス板曲げ成形のための加熱炉を提供する。
また、前記加熱手段の前記ヒータ支持構造によって支持される各電気抵抗発熱体には、温度センサが設けられ、該温度センサの検出値に基づいて前記各電気抵抗発熱体への供給電圧量が制御されているガラス板曲げ成形のための加熱炉を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るヒータ支持構造及びガラス板曲げ成形のための加熱炉の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１１】
図１は、本発明に係るヒータが適用された合わせガラス用素板ガラスの曲げ成形装置の一例を示す全体構成図である。本例において、合わせガラス用素板ガラスの曲げ成形装置１０は２階建てに構築されており、その両端部において１階部分と２階部分とがエレベータ２２、２４によって連結されている。この合わせガラス用素板ガラスの曲げ成形装置１０の１階部分は曲げ型２０の復路１０Ａを構成しており、２階部分が加熱炉１０Ｂを構成している。
【００１２】
加熱炉１０Ｂは、ガラス板の搬送方向に沿って５つのゾーンに分割されている。すなわち、ガラス板を常温から軟化温度付近まで加熱する加熱ゾーンＮｏ．１〜Ｎｏ．２と、実際にガラス板を曲げ成形する成形ゾーンＮｏ．３〜Ｎｏ．４と、曲げ成形されたガラス板を除冷する除冷ゾーンＮｏ．５とに分割されている。そして、この加熱炉１０Ｂの各ゾーンには、それぞれ天井面、床面及び両側面にヒータが設置されており、各々個別にコンピュータ１２によって温度管理がなされている。
【００１３】
曲げ成形前のガラス板（図示せず）は、エレベータ２２上で曲げ型２０の上に載置され、その後、曲げ型２０とともにエレベータ２２の上昇移動によって待機室２８まで搬送される。そして、曲げ型２０とともに搬送コンベア３０によって加熱ゾーンＮｏ．１〜Ｎｏ．２と成形ゾーンＮｏ．３〜Ｎｏ．４とをタクト搬送され、その搬送過程で加熱されることによって軟化される。
【００１４】
ここで、ガラス板が載置されている曲げ型２０は、曲げ成形するガラス板の輪郭形状に沿ったリング状に形成されている。このため、ガラス板は加熱によって軟化することにより、その重力作用によって曲げ型２０に沿った形状に曲げ成形される。
【００１５】
曲げ成形されたガラス板は搬送コンベア３２によって除冷ゾーンＮｏ．５に搬送され、ここで所定の温度まで冷却された後、出口室３４に搬送される。出口室３４に搬送されたガラス板はエレベータ２４によって下降され、取り出し用のアーム３６上に載せられた後、アーム３６の搬送動作によって図示しない後工程に搬送される。
【００１６】
ガラス板が取り外された曲げ型２０は、１階に設けられた搬送コンベア３８によって上述の経路とは逆方向に搬送され、エレベータ２２の位置まで搬送される。そして、エレベータ２２上で曲げ成形前のガラス板が載置されるまで待機する。
【００１７】
なお、エレベータ２２は、ガラス板が加熱ゾーンＮｏ．１に搬送されると１階まで下降し、搬送コンベア３８で搬送されてきた曲げ型２０が載置されるまでその位置に待機する。
【００１８】
図２は、加熱炉１０Ｂの各ゾーンＮｏ．１〜Ｎｏ．５の天井部分に配置される天井ヒータ４０の一部を下方から見た図である。同図に示すように、天井ヒータ４０は、複数の電気抵抗発熱体４２、４２、…を被装着物である支持フレーム４４に並列配置することにより構成されている。支持フレーム４４は、加熱炉１０Ｂの天井部分に、配置、固定されている。
【００１９】
図３は、図２の３−３線断面図である。天井ヒータ４０を構成する電気抵抗発熱体４２は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金やニッケルクロム合金等の電気抵抗及び弾性を有する材料で形成され、その形状は板状であり、少なくとも天井ヒータとして支持された状態では、支持フレーム４４側に凸の円弧状（または放物形状などの湾曲形状）をなしている。また、この電気抵抗発熱体４２は、その両縁部に一定の間隔をもって複数のスリット４２ａ、４２ａ、…が交互に形成されており、蛇行状の回路を構成している。
【００２０】
また、各電気抵抗発熱体４２はセラミック等で形成された電気的絶縁性を有する支持碍子４６を介して支持フレーム４４に取り付けられている。支持碍子４６は、各電気抵抗発熱体４２、４２、…の間に配置されており、各電気抵抗発熱体４２、４２、…の両側部を全長に渡って支持する。この支持碍子４６は板状に形成されており、その先端両側面部に長手方向に沿って支持溝４８、４８が形成されている（支持フレーム４４の両端に位置する支持碍子４６は一方側の側面にのみ支持溝４８が形成されている）。各電気抵抗発熱体４２、４２、…は、この支持碍子４６、４６、…の支持溝４８、４８、…に、その両側部を嵌め合わせることにより、隣り合う電気抵抗発熱体４２、４２、…同士が分離された状態で支持される。
【００２１】
このように一つの電気抵抗発熱体４２とそれを支持する二つの支持碍子４６とで一つのユニットが構成され、各加熱ゾーンには複数ユニットが配設されている。各電気抵抗発熱体４２は、湾曲によって生じた反発力を利用して支持溝４８に支持され、この湾曲によって生じた凸形状（電気抵抗発熱体４２の断面形状）が支持フレーム４４側に位置するように配設されている。電気抵抗発熱体４２は、その面積に対して厚さが薄くかつ複数のスリット４２ａを有する金属シートで形成されているため、本実施例のように、スリット４２ａの長手方向に沿って円弧状に湾曲させることができる。このようにして、形状を保持したまましっかりと支持することができる。また、各電気抵抗発熱体４２と天井面４４ａとの間には一定の空間が保持されているため、各電気抵抗発熱体４２による発熱が支持フレーム４４の天井面４４ａに直接伝わることがない。そのため、電気抵抗発熱体４２の周辺構造（支持フレーム４４やその天井面４４ａなど）への蓄熱を抑制でき、各ヒータの放射熱量を応答性よく変更できる。
【００２２】
各支持碍子４６はホルダ５０、５０を介して支持フレーム４４に着脱自在に取り付けられている。支持碍子４６の上部にはホルダ５０、５０に取り付けるための取付部５２、５２が形成されている。この取付部５２、５２は支持碍子４６の上部両側面部から張り出して形成されている。支持碍子４６は、この取付部５２、５２を同じ断面形状を有するホルダ５０、５０の開口部５０ａに嵌め合わせることによりホルダ５０、５０に取り付けられる。ホルダ５０の上面部には、ボルト５４が一体的に固着されており、このボルト５４を支持フレーム４４の天井面４４ａに形成されたボルト孔５６に挿通し、ナット６０で固定することにより、ホルダ５０は支持フレーム４４に取り付けられる。
【００２３】
なお、図４は図３の４−４線断面図を示す。リード線６２は支持フレーム４４上に一体成形されたリード線支持フレーム６４にリード線支持碍子６６、６６を介して支持されている。各電気抵抗発熱体４２の両端部には、このリード線６２が連結されており、このリード線６２から供給される電圧量を制御することにより、各電気抵抗発熱体４２の発熱量が制御される。
【００２４】
また、図３、４において、各電気抵抗発熱体４２には温度センサ６８が設けられている。各電気抵抗発熱体４２は、この温度センサ６８の検出値に基づいて供給電圧量が制御される。
【００２５】
上記のごとく構成された本実施例の合わせガラス用素板ガラスの曲げ成形装置の天井ヒータの作用は次の通りである。
【００２６】
加熱炉１０Ｂの各ゾーンＮｏ．１〜Ｎｏ．５に配置されている天井ヒータ４０は、曲げ成形しようとするガラス板の形状に基づいて所定の温度分布が形成されている。すなわち、各天井ヒータ４０は、各電気抵抗発熱体４２、４２、…の温度が個別に制御されており、曲げ成形するガラス板の形状に合致した温度分布が形成されている。ガラス板は、この所定の温度分布が形成された加熱炉１０Ｂの各ゾーンＮｏ．１〜Ｎｏ．５を搬送される過程で加熱されて軟化し、曲げ型２０に沿った形状に曲げ成形される。
【００２７】
この際、天井ヒータ４０は、各電気抵抗発熱体４２、４２、…が板状に形成されているため、放熱性が高く、熱が籠もりにくい構造となっている。また、各天井ヒータ４０は、隣り合う電気抵抗発熱体４２、４２、…同士が支持碍子４６、４６、…によって分離されているため、隣り合う電気抵抗発熱体４２、４２、…間で伝熱しにくい構造となっている。さらに各電気抵抗発熱体４２は、支持フレーム４４側に凸の円弧状をなしているため、熱輻射をガラス板の局所にフォーカスできる。このため、境界部で明確な温度分布が形成でき、ガラス板を所定形状に正確に曲げ成形できる。
【００２８】
また、各天井ヒータ４０は、上記のように放熱性が高く、熱が籠もりにくい構造であるため、設定温度の変化に対して応答性が高く、迅速に所望の温度分布を成形できる。したがって、曲げ形状が異なるガラス板が順次搬送されてくる場合であっても、それに対応する温度分布を迅速に成形できるので、生産性が向上する。
【００２９】
上記の実施態様では、ヒータをガラス板曲げ成形のための加熱炉用ヒータとして使用する例を示した。しかしながら、本発明の適用分野はこれに限られるものでなく、ヒータ群の各ヒータに温度分布を設ける種々の用途に使用できる。また、上記実施例では、蛇行状の形状を有した電気抵抗発熱体を用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、碍子によって支持可能な形状であればその他のものであってもよいことは明らかである。すなわち、スリットの入れ方は上記に限られないし、電気抵抗発熱体が部分的に折れ曲がるなどしてもよい。また、加熱炉内におけるヒータの配置位置および加熱ゾーンの位置は、ユーザの用途に応じて、適宜決めることができる。また、上記実施態様では、電気抵抗発熱体は支持フレームを介して加熱炉の天井部分に取り付けられているが、加熱炉の天井面に直接取り付けられていてもよい。その場合は、加熱炉の天井が、被装着物に相当する。なお、支持フレームを介して電気抵抗発熱体を支持フレームに取り付ければ、ガラス板とヒータとの距離を調整できるため、好ましい。
【００３０】
本発明によれば、天井ヒータを構成する発熱体を板状に形成し、被装着物から離隔して設置することにより、発熱体の放熱性が向上し、熱が籠もりにくくなるとともに、応答性が向上する。また、各発熱体間を支持体によって分離することにより、各発熱体間で伝熱しにくくなる。さらに各電気抵抗発熱体４２は、支持フレーム４４側に凸の円弧状をなしているため、熱輻射をガラス板の局所にフォーカスできる。これにより、各発熱体間の境界部で明確な温度差を形成でき、正確な温度分布が生成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】合わせガラス用素板ガラスの曲げ成形装置の全体構成図である。
【図２】天井ヒータの一部を下方から見た図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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