CN102143920A - 玻璃板的风冷强化装置及风冷强化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供可在不提高玻璃板的加热温度、不提高空气喷射孔的风压的情况下对经弯曲成形的具有复合弯曲面的玻璃板适当地进行强化的玻璃板的风冷强化装置及风冷强化方法。本发明的风冷强化装置的下部喷口构件由前端面上排列设置有多个空气喷射孔的梳齿状的多个刀片状构件构成。此外，刀片状构件构成前端面朝下方弯曲成凸状的形状，以使多个空气喷射孔与经弯曲成形的玻璃板G的间隙大致均等。而且，在俯视时，设置于各刀片状构件的前端面上的多个空气喷射孔的排列在其两侧部分以规定的角度朝一个方向弯折。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃板的风冷强化装置及风冷强化方法，特别涉及对经弯曲成形的处于高温状态下的弯曲玻璃板的两面喷射空气来对玻璃板进行风冷强化的玻璃板的风冷强化装置及风冷强化方法。
背景技术
以往已知利用加热炉将玻璃板加热至软化点附近，利用成形模具或玻璃板的自重对该玻璃板进行弯曲成形后，用风冷强化装置进行退火，藉此制造汽车用窗玻璃板的方法。所述风冷强化装置由设置于上部喷口构件的多个上部喷嘴室和设置于下部喷口构件的多个下部喷嘴室构成，从多个上部喷嘴室的空气喷射孔对经弯曲成形的玻璃板的上表面喷射空气，并且从多个下部喷嘴室的空气喷射孔对玻璃板的下表面喷射空气，藉此对玻璃板进行风冷强化。
日本专利特表2006-521274号公报(下称专利文献1)中揭示的风冷强化装置如图7所示，包括上下夹住玻璃板来对其进行退火的上部喷口构件(喷射头)1和下部喷口构件(喷射头)2，这些喷口构件1、2由隔开一定间隔的多个刀片状构件(送气室)3、3…以梳齿状构成，这些刀片状构件3、3…的前端面如图8所示，形成为使多个空气喷射孔4、4…分散存在。为了获得空气的发散喷射流，这些空气喷射孔4、4…彼此倾斜地形成于刀片状构件3的前端面，而刀片状构件3沿着与图8的箭头A所示的玻璃板G的搬运方向正交的方向直线延伸，因此分散存在于一块刀片状构件3的前端面上的多个空气喷射孔4、4…俯视时排列成一直线。此外，空气喷射孔4、4…的排列沿着在刀片状构件3的延伸方向上弯曲的线延伸，且其排列的曲率与经弯曲成形的玻璃板G的平均局部曲率相适应。即，专利文献1的风冷强化装置中，刀片状构件3、3…构成为使多个空气喷射孔4、4…与经弯曲成形的玻璃板G的间隙大致均等。
发明的揭示
但是，专利文献1的风冷强化装置中，多个空气喷射孔4、4…的排列俯视时呈一直线，且只具有一个方向上的曲率，因此虽然对于只在一个方向上弯曲的单一弯曲玻璃板可很好地进行强化，但对于如图9所示在两个方向上弯曲的复合弯曲玻璃板G，却存在无法很好地进行强化的缺点。
图9(A)是所述玻璃板G的立体图，为便于理解，用虚线来描绘曲面；图9(B)是沿图9(A)的A-A线(下称“单一弯曲方向”)的剖视图；图9(C)是沿图9(A)的B-B线(下称“复合弯曲方向”)的剖视图。由图9(B)、图9(C)可知，该玻璃板G在单一弯曲方向和复合弯曲方向这两个方向上弯曲。
利用如图8所示的空气喷射孔排列成一直线的专利文献1的风冷强化装置对复合弯曲玻璃板进行冷却的情况下，虽然可将空气喷射孔配置成使空气喷射孔的轴心沿着空气喷射孔的排列与玻璃板表面成直角，但却无法使空气喷射孔的轴心在与空气喷射孔的排列方向正交的方向上也与玻璃板表面成直角。这是因为如下原因：为了以所要的风速对玻璃板喷射空气，需要有助跑距离，因此如果考虑到与周围的空气喷射孔的间隔，则无法使空气喷射孔的轴心朝与空气喷射孔的排列方向正交的方向倾斜。
将空气以直角喷射至玻璃表面时的冷却能力设为“1”时，认为空气以例如45°的角度喷射至玻璃表面时的冷却能力为“0.5”。总之，随着空气相对于玻璃表面的碰撞角度的减小，冷却能力逐渐下降，强化不良的发生率也随之逐渐增加。即，已知复合弯曲玻璃板与单一弯曲玻璃板相比冷却能力更低。
强化是指在玻璃板的厚度方向上在表面形成残留压缩应力层、在内部形成残留拉伸应力层的处理，未被适当地强化的玻璃板中，表面的残留压缩应力小，因此不满足必要的强度，或者内部的残留拉伸应力小，因此在破碎试验中进行破碎时，其碎片数不满足标准，因而被作为次品处理。
为了解决上述强化不良的问题，以往是提高加热炉内的玻璃板的加热温度，或者提高空气喷射孔的风压，或者缩短空气喷射孔到玻璃板的距离，在满足上述标准的受限条件下进行生产。还有，如果提高玻璃板的加热温度来进行应对，则玻璃板容易弯曲，因此存在难以控制成形形状的弊端。此外，如果提高空气喷射孔的风压或者缩短空气喷射孔到玻璃板的距离，则存在玻璃板容易发生应变的弊端。
本发明是鉴于上述事实而完成的发明，其目的在于提供可在不提高玻璃板的加热温度、不提高空气喷射孔的风压的情况下对经弯曲成形的具有复合弯曲面的玻璃板适当地进行强化的玻璃板的风冷强化装置及风冷强化方法。
为达到上述目的，本发明提供一种风冷强化装置，该装置包括对经弯曲成形的处于高温状态下的玻璃板的上表面喷射冷却空气的上部喷口构件和对所述玻璃板的下表面喷射冷却空气的下部喷口构件，其特征在于，所述上部喷口构件和所述下部喷口构件分别包括多个喷嘴室，所述多个喷嘴室以与所述玻璃板相对向的方式设置有多个空气喷射孔；所述多个喷嘴室包括俯视时所述空气喷射孔沿着第一方向排列的部分和俯视时所述空气喷射孔沿着相对于所述第一方向弯折的第二方向排列的部分。
根据本发明，将设置在喷嘴室的与玻璃板相对向的面上的多个空气喷射孔的排列构成为俯视时从第一方向沿着第二方向弯折地排列。藉此，即使是复合弯曲玻璃板，也可使沿着第二方向排列的部分的空气喷射孔的轴心与玻璃板表面大致成直角。
汽车用窗玻璃中有沿着第一方向大幅弯曲的窗玻璃，特别是有在将窗玻璃水平摆放的状态下、其两侧的端部相对于水平面以较大的接近90°的角度弯曲的窗玻璃。对于复合弯曲玻璃板，在与第一方向正交的方向上也相对于水平面大幅弯曲。特别是对于俯视时呈玻璃板的侧面向上方弯曲的形状的如图9所示的玻璃板，与玻璃板的中央附近的上边相比，玻璃板的侧面的上边相对于水平面沿与第一方向正交的方向以更大的幅度弯曲。即，玻璃板的上边侧的弯曲幅度比下边侧大，例如在将玻璃板设置于车体时，形成上边侧的两侧朝车内侧大幅弯折而覆盖车内的形状。此时，如果是现有的风冷强化装置，则即使在第一方向上空气喷射孔的轴心与玻璃板的表面正交，在与第一方向正交的方向上，空气喷射孔的轴心与玻璃板的表面也会形成与正交相距甚远的角度。
如果是本发明，则通过沿着第二方向使空气喷射孔的轴心与玻璃板的表面大致正交，虽然在第一方向上看，空气喷射孔的轴心与玻璃板的表面之间产生若干不正交的部分，但却可使空气喷射孔的轴心与玻璃板的表面形成接近于直角的状态。例如，在某一点上，虽然空气喷射孔的轴心在第一方向上与玻璃板所成的角度从原来的90°变成80°，但在与第一方向正交的方向上与玻璃板所成的角度从原来的45°变成80°。即，在与第一方向正交的方向上，空气喷射孔的轴心与玻璃板的表面的角度从45°改善为80°，冷却能力提高。
藉此，可在不提高玻璃板的加热温度、不提高空气喷射孔的风压的情况下对经弯曲成形的复合弯曲玻璃板适当地进行强化。
此外，较好的是所述喷嘴室是刀片状构件，所述上部喷口构件和所述下部喷口构件分别通过将多个所述喷嘴室以规定的间隔排列设置而构成；所述刀片状构件包括俯视时沿所述第一方向延伸的部分和俯视时沿所述第二方向延伸的部分。
根据本发明，通过由多个排列设置的刀片状构件构成喷嘴室，可确保从风箱到空气喷射孔的空气通路，通过在空气通路中进行整流，可减少压力损失，将空气输送至空气喷射孔。此外，在风冷强化过程中发生了冷却开裂的情况下，可容易地使该碎玻璃从下部喷口构件的刀片状构件间的间隙排出(下落)，因此较佳。
另外，较好的是所述喷嘴室形成有用于将空气导向所述空气喷射孔的导向流路，该导向流路形成为使该导向流路的轴心与作为风冷强化对象的玻璃板的表面正交。
根据本发明，通过形成用于将空气导向空气喷射孔的导向流路，使该导向流路的轴心与作为风冷强化对象的玻璃板的表面正交，可在将空气喷射孔内的压力损失控制得较小的情况下喷射经导向流路整流的空气而使该空气到达玻璃板的表面。藉此，可减少空气喷射孔内的压力损失，防止冷却能力的下降。
此外，较好的是所述导向流路的长度在100mm以上。
根据本发明，通过设置具有足以对从风箱供给的空气进行整流的100mm以上的长度的导向流路，可减少空气喷射孔内的压力损失，防止冷却能力的下降。
此外，较好的是所述喷嘴室通过将多个筒状喷嘴排列成线状而构成，所述上部喷口构件和所述下部喷口构件分别通过将多个所述喷嘴室以规定的间隔排列设置而构成；所述多个筒状喷嘴包括俯视时沿着所述第一方向排列的部分和俯视时沿着所述第二方向排列的部分。
根据本发明，即使是由多个筒状喷嘴构成的喷嘴室，通过使多个筒状喷嘴的排列从第一方向朝第二方向弯折，对于复合弯曲玻璃板，可使筒状喷嘴的轴心与玻璃板的表面大致成直角，较佳。
另外，较好的是所述空气喷射孔的排列以如下所述的空气喷射孔为起点从所述第一方向朝所述第二方向弯折：在俯视时，该空气喷射孔对作为风冷强化对象的玻璃板的中央的上边或下边朝玻璃板的侧面向上方或下方大幅弯曲的部位附近喷射所述冷却空气。
对于复合弯曲玻璃板，特别是在汽车用窗玻璃的设计上，多数情况下都形成玻璃板的上边侧自如上所述的玻璃板的中央的上边或下边朝玻璃板的侧面向上方或下方大幅弯曲的部分起朝侧面覆盖车内这样的形状，因此在与第一方向正交的方向上空气喷射孔的轴心无法成直角的问题变得显著。因此，根据本发明，通过在该部分使空气喷射孔的排列朝第二方向弯折，可追随着玻璃板的弯曲形状对复合弯曲玻璃板适当地进行强化。
此外，较好的是所述空气喷射孔的排列以如下所述的空气喷射孔为起点从所述第一方向朝第三方向弯折：该空气喷射孔对俯视时与作为风冷强化对象的玻璃板的中央的上边或下边朝玻璃板的侧面向上方或下方大幅弯曲的所述部位附近不同的同样是中央的上边或下边朝玻璃板的侧面向上方或下方大幅弯曲的部位附近喷射所述冷却空气。
例如，空气喷射孔以从沿第一方向排列的空气喷射孔的列的一端朝第二方向弯折的方式排列的情况下，也可以使空气喷射孔的排列自沿第一方向排列的空气喷射孔的列的另一端的玻璃板的中央的上边或下边朝玻璃板的侧面向上方或下方大幅弯曲的部分起朝侧面朝第三方向弯折。通过如上所述使空气喷射孔的排列朝第三方向弯折，即使玻璃板的两侧具有中央的上边或下边朝玻璃板的侧面向上方或下方大幅弯曲的形状，也可追随着玻璃板的弯曲形状对复合弯曲玻璃板适当地进行强化。
此外，较好的是空气喷射孔的排列为：弯折后的相邻的空气喷射孔的排列朝端部在同一方向上排列。例如，通过使空气喷射孔的排列自中央的上边或下边朝玻璃板的侧面向上方或下方大幅弯曲的部分起朝端部仅沿着第二方向这一个方向排列，相邻的喷嘴室的空气喷射孔的间隔恒定，因此可无偏差地对整块玻璃板均匀地进行强化。
为达到上述目的，本发明提供一种玻璃板的风冷强化方法，其特征在于，利用加热炉将玻璃板加热至规定的温度，利用成形单元对该经加热的玻璃板进行弯曲成形，利用本发明的风冷强化装置对该经弯曲成形的玻璃板进行风冷强化。
根据本发明，可在不提高玻璃板的加热温度、不提高空气喷射孔的风压的情况下对复合弯曲玻璃板适当地进行强化。
根据本发明，通过使设置于喷嘴室的与玻璃板相对向的面上的多个空气喷射孔的排列在俯视时从第一方向朝第二方向弯折，使空气喷射孔与玻璃板的弯曲形状相匹配地排列，可使空气以合适的方式喷射至玻璃板，从而提高冷却效率。藉此，可在不提高玻璃板的加热温度、不提高空气喷射孔的风压的情况下对经弯曲成形的复合弯曲玻璃板适当地进行强化。
附图的简单说明
图1是表示设置有实施方式的风冷强化装置的玻璃板成形装置的结构的立体图。
图2是表示实施方式的风冷强化装置的外观的立体图。
图3是表示下部喷口构件的结构的立体图。
图4是在两侧部分以规定的角度朝一个方向弯折的刀片状构件的俯视图。
图5是刀片状构件的剖视图。
图6是表示筒状喷嘴结构的喷嘴室的主要部分的立体图。
图7是表示现有的风冷强化装置的外观的立体图。
图8是表示现有的风冷强化装置的空气喷射孔的排列的俯视图。
图9是用于说明具有复合弯曲面的弯曲玻璃板的图。
图10是确定刀片状构件的弯折角度的方法的说明图。
图11是确定刀片状构件的弯折角度的方法的说明图。
图12是表示玻璃板的碎片形状的照片。
图13是表示玻璃板的碎片形状的照片。
实施发明的最佳方式
下面，按照附图对本发明的玻璃板的风冷强化装置及风冷强化方法的优选实施方式进行说明。
图1是表示包括实施方式的玻璃板的风冷强化装置10的玻璃板成形装置12的整体结构的立体图，该玻璃板成形装置12是汽车用后窗玻璃的弯曲成形装置。图1所示的玻璃板成形装置12是在加热部14的内侧对玻璃板G进行弯曲成形的炉内弯曲成形装置，但也可使用在加热部14的外侧对玻璃板G进行弯曲成形的炉外弯曲成形装置。此外，进行弯曲成形的玻璃板G不限于汽车用后窗玻璃，也可以是前窗玻璃、侧窗玻璃，此外也不限于汽车用。
加热部14内配置有辊式输送机16。将要进行弯曲成形的玻璃板G藉由辊式输送机16在加热部14内沿图中的箭头A方向搬运，并同时在该加热部14内搬运的过程中被加热至规定的弯曲成形温度。
加热部14的出口处设置有成形炉20，该成形炉的内部与加热部14连通而保持高温状态。在加热部14内被加热至弯曲成形温度的玻璃板G被辊式输送机22搬入成形炉20内。
成形炉20内设置有成形模具24。该成形模具24通过4根吊杆(未图示)从成形炉20的顶部侧吊下，从而设置于成形炉20内。该成形模具24的下表面形成有形状与将要成形的玻璃板的弯曲形状大体一致的成形面。
这里，“大体”表示如下含义。即，刚弯曲成形好的玻璃板尚处于高温状态，中央有时会因自重而下垂。此外，弯曲成形后的冷却工序中，有时会因收缩而导致玻璃板的弯曲形状与弯曲成形时相比发生一些变化。成形模具24的成形面的形状有时会与将要成形的玻璃板的弯曲形状相差上述变化的估计量。将这样的差异称作“大体”。
此外，成形模具24通过未图示的升降装置沿竖直方向上下移动。而且，成形模具24的上部连结有吸引管25。该吸引管25与吸引装置(未图示)连结。这里，该成形模具24的成形面形成有多个吸引孔(未图示)，从该吸引孔吸引空气，藉此将玻璃板G吸附保持于成形面。
此外，在成形模具24的下方位置，在辊式输送机22之下设置有喷气式提升机(lift jet)(未图示)。该喷气式提升机朝藉由辊式输送机22向其上方位置搬运来的玻璃板G喷出热风。玻璃板G受到该热风，从而从辊式输送机22上浮起，然后，该浮起的玻璃板G受到吸引而吸附于成形模具24的成形面，并且在该成形模具24和弯曲环(bending ring)26之间被加压而弯曲成形为规定的弯曲形状。
该弯曲环26具有与将要成形的弯曲玻璃板G的弯曲形状大体一致的玻璃板的周缘形状，设置于弯曲环支承框架27上。弯曲环支承框架27设置于弯曲穿梭件(bending shuttle)28上，弯曲穿梭件28被驱动机构(未图示)驱动而在轨道29上往返移动。另外，通过该弯曲穿梭件28的往返移动，从而使弯曲环26在成形炉20内的成形位置和成形炉外的待机位置之间往返移动。
另一方面，风冷强化装置10具有淬火穿梭件(quenching shuttle)60。淬火穿梭件60隔着成形炉20设置于弯曲穿梭件28的相反侧的位置，被驱动机构(未图示)驱动而在轨道62上往返移动。该淬火穿梭件60上介以淬火环支承框架64设置有淬火环66。
淬火环66是接受在成形炉20内弯曲成形好的玻璃板G的构件，具有与将要成形的弯曲玻璃板的弯曲形状大体一致的玻璃板的周缘形状。通过淬火穿梭件60的移动，从而使该淬火环66在成形炉20内的接受位置和成形炉外的风冷强化位置之间往返移动。即，如果弯曲环26返回至侧面的待机位置，则成形炉20的相反侧的侧面的门打开，淬火穿梭件60从炉外移动至成形模具24的下方。然后，通过解除成形模具24对玻璃板G的吸附，在成形模具24内成形好的玻璃板G被转移至淬火环66，该玻璃板G藉由淬火穿梭件60被搬运至风冷强化装置10。在风冷强化装置10中风冷强化好的玻璃板20藉由淬火穿梭件60被搬运至后续工序。
图9是在成形模具24内弯曲成形好的玻璃板G的说明图。
该玻璃板G通过弯曲成形，从而形成与在单一弯曲方向(图9中的左右方向；第一方向)和复合弯曲方向(图9中的上下方向；与第一方向正交的方向)这两个方向上弯曲的规定的后窗玻璃的形状相对应的形状。图9的例子中，玻璃板G的外形具有侧面较长的形状，具有从中央朝侧面向上方大幅弯曲的部分5、5。因此，侧面的上边或下边与中央附近的上边或下边相比位于更上方。因为是侧面较长的形状，所以在单一弯曲方向上，在将玻璃板水平摆放的状态下，侧面相对于水平面大幅弯曲。在复合弯曲方向上，所有部分均以大致相同的曲率成形，而因为玻璃板G具有图9的例子那样的外形，所以在将玻璃板水平摆放的状态下，侧面的上边相对于水平面大幅弯曲。
本发明不限于图9所示的玻璃板的形状，对于在复合弯曲方向上曲率朝侧面逐渐增大的形状也有效，这样的形状例如为如下所示的形状：玻璃板的上边侧的弯曲幅度比下边侧大，在侧边部附近以上边侧被覆盖的方式弯曲。如果要说极端的例子，则对于将长方形玻璃板的侧面沿斜向强烈弯折的形状也有效。
弯曲成形结束后的玻璃板G如上所述藉由淬火环66被搬运至本实施方式的风冷强化装置10。该风冷强化装置10以图2的风冷强化区域28为间隔，在上方具有上部喷口构件30，在下方具有下部喷口构件32。
上部喷口构件30和下部喷口构件32分别连结有管道34，这些管道34与未图示的鼓风机连结。因此，如果驱动鼓风机，则由鼓风机产生的空气通过管道34供给至上部喷口构件30和下部喷口构件32。然后，空气从如图2所示形成于构成上部喷口构件30的多个刀片状构件(喷嘴室)36、36…的前端面(图2中的下表面)上的多个空气喷射孔以及形成于构成下部喷口构件32的多个刀片状构件(喷嘴室)38、38…的前端面(图2中的上表面)上的图3、图4的多个空气喷射孔40、40…向图2所示的风冷强化区域28喷出。藉此，支承于淬火环66的玻璃板G的两面受到冷却而被风冷强化。
藉由风冷强化装置10进行了风冷强化的玻璃板G通过淬火穿梭件60的移动而被搬运至未图示的检查工序。这里，对玻璃板G检查开裂等缺陷，没有缺陷的玻璃板被搬运至合格品工序，而发现缺陷的玻璃板则被搬运至次品工序。
接着，以下部喷口构件32的结构为例，对实施方式的风冷强化装置10的特征进行说明。还有，关于上部喷口构件30的结构，因为其结构是与将下部喷口构件32上下翻转后的结构大致相同的结构，所以这里对下部喷口构件32的特征进行说明，而省略对上部喷口构件30的结构的说明。
下部喷口构件32如图3、图4所示，由前端面上排列设置有多个空气喷射孔40、40…的梳齿状的多个刀片状构件38、38…构成。
此外，这些刀片状构件38、38…构成为前端面朝下方弯曲成凸状的形状，以使多个空气喷射孔40、40…与经弯曲成形的玻璃板G的间隙大致均等。
而且，多个刀片状构件38、38…在其两侧部分以规定的角度朝一个方向(一者是第二方向，另一者是第三方向)弯折。具体而言，在如图2所示的水平面方向上使两侧部分以角度α弯折来设置。即，在俯视时如图4所示，设置于各刀片状构件38、38…的前端面上的多个空气喷射孔40、40…的排列在其两侧部分相对于第一方向以规定的角度朝一个方向(一者是第二方向，另一者是第三方向)弯折。具体而言，如图4所示，以线段P为边界线，使其外侧的两侧部分的空气喷射孔40、40的排列在图中相对于第一方向以角度α弯折。此时，如本例所述的两侧部分的形状左右对称的玻璃板G中，第二方向和第三方向上的角度α的大小相同。如上所述，多个刀片状构件38、38…的向上方弯曲的两侧部分在俯视时朝与第一方向不同的方向弯折。在玻璃板G的两侧使排列方向弯折的空气喷射孔40、40…朝刀片状构件38、38…的端部沿着玻璃板G的形状形成，以使空气喷射孔40、40的轴心与玻璃板G的表面大致正交。
如图3所示，对玻璃板的中央附近进行冷却的多个空气喷射孔40、40…的排列、即刀片状构件38、38…设置成以对玻璃板的外形的中央的上边朝玻璃板的侧面向上方大幅弯曲的弯折部5附近进行冷却的空气喷射孔为起点，朝端部沿上翘的方向延伸设置，并且在水平面上以角度α弯折。
藉此，刀片状构件38、38…的两端侧的空气喷射孔沿着第二方向和/或第三方向形成，空气喷射孔40、40…的轴心与玻璃板G的表面大致正交，因而虽然在单一弯曲方向上看空气喷射孔的轴心与玻璃板G的表面之间产生若干不成直角的部分，但在复合弯曲方向上却可使玻璃板G的表面与空气喷射孔40、40…的轴心以接近于正交的状态相交。即，进行了改进，使得在复合弯曲方向上处于玻璃板G的表面与空气喷射孔的轴心所成的角接近于直角的状态，冷却能力提高。
藉此，利用实施方式的风冷强化装置10，可在不提高玻璃板G的加热温度、不提高空气喷射孔40的风压的情况下对经弯曲成形的具有复合弯曲面5的玻璃板G适当地进行强化。
此外，实施方式的风冷强化装置10由多个排列设置的刀片状构件38、38…构成喷嘴室，因此可确保从风箱到空气喷射孔40、40…的空气通路，通过在空气通路中进行整流，可减少压力损失，将空气输送至空气喷射孔40、40…。此外，在风冷强化过程中发生了冷却开裂的情况下，可容易地使该碎玻璃从刀片状构件间的间隙排出(下落)。
另外，如图4所示，自被风冷强化的玻璃板G的外形的中央的上边朝玻璃板的侧面向上方大幅弯曲的部分起朝着端部，在与第一方向正交的方向上空气喷射孔的轴心与玻璃板的表面不正交这点变得显著。因此，利用实施方式的风冷强化装置10，通过在该部分使空气喷射孔的排列弯折，可追随着玻璃板G的弯曲形状对复合弯曲玻璃板适当地进行强化。
另外，实施方式的风冷强化装置10如图3、图4所示，空气喷射孔40、40…的排列朝同一方向弯折，因此相邻的刀片状构件38、38…的空气喷射孔40、40…的间隔恒定。藉此，可无偏差地对整块玻璃板均匀地进行强化。与之相对，如果例如以线段P为边界使刀片状构件朝端部朝两个方向(V字形)弯折，则位于空气喷射孔40、40…的排列方向发生改变的边界部的2块刀片状构件38、38的空气喷射孔40、40…的间隔比别处更宽，因此无法无偏差地对整块玻璃板均匀地进行强化，不理想。
另一方面，刀片状构件38的空气喷射孔40、40…如图5所示，通过将多个喷嘴组46、46…隔开一定间隔排列而形成。即，在喷嘴组46、46…之间形成有用于将空气导向空气喷射孔40、40…的导向流路48、48…，导向流路48形成为使导向流路48的轴心O朝向与作为风冷强化对象的玻璃板G的表面正交的方向。
藉此，从空气喷射孔40、40…喷射的空气以直角喷射至玻璃板G的表面，因此可理想地对复合弯曲玻璃板进行强化。
此外，喷嘴组46形成有倾斜的导向面52、52，使开口50的截面从刀片状构件38侧向导向流路48逐渐减小。
藉此，空气被顺畅地沿着导向面52、52从导向流路48引导至空气喷射孔40，因此空气喷射孔40内的压力损失小，冷却效率提高，玻璃板G的强化作用提高。
较好的是所述导向流路48的长度在100mm以上。即，因为设置了具有足以对从风箱供给的空气进行整流的100mm以上的长度的导向流路48，可减少空气喷射孔40、40…内的压力损失，防止冷却能力的下降。
接着，参照图10对优化冷却能力、确定刀片状构件38的弯折角度α和弯折起点的方法进行说明。即，该方法是以使由刀片状构件38的弯折角度α决定的空气喷射孔的轴心与玻璃表面正交或接近于正交的方式选择角度α和弯折起点的方法。图10中，虚线是作为风冷强化对象的玻璃板G的俯视时的形状。刀片状构件38表示所有的刀片状构件38的外形。
首先，假设通过玻璃板G的中心并沿左右方向(图中的上下方向)延伸的中心线CA、以及使中心线CA上的刀片状构件38从第一方向朝第二方向或/和第三方向弯折的起点E。然后，例如每次1°地改变刀片状构件38的弯折角度α，并且例如每次10mm地改变起点E与玻璃板G的中心的距离d，对于这些条件的每种组合，如下所述求出玻璃板的表面的法线与空气喷射孔的轴心的角度。
(1)求出沿着刀片状构件38的延伸方向而形成的面与玻璃板G相交的曲线，求出该曲线上的法线(称作刀片侧法线)。
(2)求出与求得刀片侧法线的点相对应的玻璃板G表面的法线(称作玻璃侧法线)。
(3)求出刀片侧法线与玻璃侧法线所成的角(空气喷射孔的轴心与玻璃表面的法线的角度差)。
(4)以同一条件在对象区域的玻璃板G的表面上与上述同样地求出角度，求出该区域内的最大值。
如上所述制成与角度α和距离d的每种组合相对应的玻璃表面的法线与空气喷射孔的轴心所成的角的最大值的表。由该表确定玻璃表面的法线与空气喷射孔的轴心所成的角的最大值达到最小的角度α和距离d的组合。通过用计算机来计算这些，可迅速地求出最合适的角度α和距离d。
按照相邻刀片状构件38的间隔相等的条件，根据刀片状构件38的弯折角度α和弯折的起点E求出使刀片状构件38弯折的线段P。
如果是汽车用后窗玻璃，则将角度α设为5°以上来使刀片状构件38弯折时较为有效，以10°以上弯折时更为有效。
此外，也可根据玻璃板G的形状来确定弯折的起点。图10的虚线所示的玻璃板G的上边侧的弯曲幅度比下边侧大的情况下，对在玻璃板G的左右方向(图中的上下方向)的上边侧以直线连接至两边侧的截面、即图10中的上边基准线U处的截面与下边侧的截面、即图10中的通过下边的两个角部的直线S处的截面进行比较。将玻璃板G摆放于水平面上的情况下，上边侧的截面的弯曲幅度比下边侧的截面大，因此这两个截面的距离从玻璃板G的中央向侧边逐渐增大。将该距离增大的位置的上边侧的点作为弯折的起点。两个截面的间距的基准根据玻璃板G的大小来确定，如果是汽车用后窗玻璃，则较好为5mm以上。
此外，也可根据玻璃板G的俯视时的外形来确定弯折的起点。对如图10的虚线所示的玻璃板G的上边和下边朝侧面向上方弯曲的左右对称的形状的情况进行说明。
假设上边基准线U，该上边基准线U与通过玻璃板G的中心沿上下方向(图中的左右方向)延伸的中心线CB正交，且与玻璃板G的上边相交。玻璃板G的上边与上边基准线U的距离从中心线CB向侧面(图中的上下方向)逐渐增大。将该距离增大的位置作为弯折的起点D。如果是汽车用后窗玻璃，则该间距的基准较好为6mm以上。
此外，也可根据玻璃板G的俯视时的外形来确定刀片状构件38的弯折角度α。对如图10的虚线所示的玻璃板G的上边和下边朝侧面向上方弯曲的左右对称的形状的情况进行说明。
首先，预先确定刀片状构件38的弯折起点。例如为弯折起点D的情况下，在使上边相对于上边基准线U的距离从起点D向玻璃板的侧面(图中的上下方向)逐渐增大的同时使上边逐渐弯曲，到达其与玻璃板G的侧边的角部。用直线连结该角部和起点D，将该直线与上边基准线U所成的角作为刀片状构件38的弯折角度α。或者取接近于该角度的角度。
通过根据玻璃板G的俯视时的外形来确定角度α和弯折的起点，可在不增加刀片状构件38的数量的情况下从玻璃板G中央附近的刀片状构件38对复合弯曲形状有效地进行冷却。
此外，也可以如图11所示，使刀片状构件38相对于第一方向朝第二方向或/和第三方向弯折后，再使其朝第四方向或/和第五方向弯折。刀片状构件38相对于通过玻璃板G的上下方向中心的中心线CA1在线段P1处以角度α朝第二方向和第三方向弯折，弯折后的刀片状构件38沿与CA2平行的方向延伸。然后，刀片状构件38在线段P2处以角度β朝第四方向和第五方向弯折，弯折后的刀片状构件38沿与CA3平行的方向延伸。图11中，在P1、P2两处弯折，但也可以在三处以上弯折。
还有，作为实施方式的刀片状构件38的替代品，也可将日本专利特开平11-199257号公报中记载的如图6所示的多个筒状喷嘴42、42排列起来以构成喷嘴室。该筒状喷嘴42的前端面上形成有多个空气喷射孔44、44…，如果用筒状喷嘴42对玻璃板进行风冷强化，则可在玻璃板上形成特殊的应力分布形式。如果风冷强化对象是例如图4所示的玻璃板，则在俯视时该筒状喷嘴42、42…的排列朝向端部的位置，以线段P为边界，使该筒状喷嘴42、42…在一方朝第二方向以规定的角度弯折，在另一方朝第三方向以规定的角度弯折。藉此，像图3、图4所示的空气喷射孔40、40…的排列那样，筒状喷嘴42的轴心与玻璃板的表面大致正交，在复合弯曲玻璃板上也可形成所要的特殊的应力分布形式。
此外，即使是由上述的多个筒状喷嘴42、42…构成的喷嘴室，通过使多个筒状喷嘴42、42…的排列弯折，对于复合弯曲玻璃板，可使筒状喷嘴42的轴心与玻璃板G的表面大致正交。
实施例
将玻璃板加热至660℃～680℃，通过加压成形将玻璃板成形为图9、图10(虚线)所示的形状，采用如图2、图4和图10所示的本发明的冷却装置(实施例)以及如图7和图8所示的现有的冷却装置(比较例)进行风冷强化，通过破碎试验确认是否适当地进行了强化。实施例和比较例中，除冷却装置外，采用相同的试验条件来实施。
玻璃板的形状具有图10的虚线所示的外形，是如图9所示的在左右方向和上下方向上具有曲率的复合弯曲形状的汽车用后窗玻璃。玻璃板的主要尺寸如下所述。
·横向长度(图10中的上下方向)：1593mm
·纵向长度(图10中的左右方向)：591mm
·中央的纵向深度(中央相对于图9(C)所示的左右侧的深度)：12.2mm
·侧边的纵向深度(侧边相对于图9(C)所示的左右侧的深度)：15.8mm
对于该玻璃板，通过以下方法设定实施例的冷却装置。按照图10的说明每次2°地改变刀片状构件38的弯折角度α，每次50mm地改变玻璃板G的中心与起点E的距离d，求出此时的玻璃板的表面与空气喷射孔所成的角的最大值。以4°的间隔选取角度α，其结果示于表1(单位为“°”)。
[表1]
如上所述选择玻璃表面的法线与空气喷射孔的轴心所成的角的最大值达到最小的组合，结果刀片状构件的弯折角度α为16°，弯折的起点E为自玻璃板的中心起朝侧面(图10中的上下方向)300mm的点。基于该结果制造实施例的冷却装置。实施例、比较例的冷却条件均如下所述。
冷却条件：
·上喷口风压：15.6kPa
·下喷口风压：15.4kPa
·喷口间隔(上部喷口构件与玻璃板上表面的间隔/下部喷口构件与玻璃板下表面的间隔)：50mm/50mm
〔破碎试验〕
基于以JIS R 3212为基准的“强化玻璃破坏试验”实施。即，将玻璃板的一个表面用掩模带全部贴住，以未粘贴带的一侧的表面的玻璃板的靠近重心的位置为冲击点来破坏玻璃板。评价基准(标准)为：50mm×50mm的正方形区域内的碎片数在碎片最大的位置为40个以上的评为合格。
〔结果〕
分别准备5块在实施例、比较例中进行了风冷强化的玻璃板，实施破碎试验。通过比较例进行了风冷强化的玻璃板中，在玻璃板的上边侧的角部周围碎片最大，碎片数为10～40个，与之相对，通过实施例进行了风冷强化的玻璃板中，在玻璃板的上边侧的角部周围碎片最大，碎片数为60～150个。
此外，以下所示为该结果的一例。在玻璃板的4个角部、即图10所示的区域M1、M2、M3、M4中，测定了50mm×50mm的正方形范围内的碎片数。由该结果可知，上边侧的角部这两处得到了改善。
[表2]
| 测定部位 | 实施例[个] | 比较例[个] |
| M1 | 147 | 29 |
| M2 | 87 | 71 |
| M3 | 74 | 100 |
| M4 | 109 | 39 |
此外，破碎的玻璃板的区域M1内的碎片形状示于图12、图13。图12是实施例的碎片形状，图13是比较例的碎片形状。由该碎片形状也可知，实施例得到了改善。
因此，利用本发明的风冷强化装置，即使在玻璃板的碎片最大的角部周围也可确信进行了适当的强化，可观察到强化情况的大幅改善。还有，利用现有的风冷强化装置，碎片数不满足评价基准值，因此必须通过提高玻璃板的加热温度等措施来应对。
产业上利用的可能性
本发明适合用于玻璃板的风冷强化，特别适合用于具有复合弯曲的汽车用窗玻璃和车辆用窗玻璃等的风冷强化。
另外，在这里引用2008年9月9日提出申请的日本专利申请2008-231039号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。
符号的说明
G…玻璃板，1…上部喷口构件，2…下部喷口构件，3…刀片状构件，4…空气喷射孔，5…复合弯曲面，10…风冷强化装置，12…玻璃板成形装置，14…加热部，16…辊式输送机，18…加热炉，20…成形炉，22…辊式输送机，24…成形模具，25…吸引管，26…弯曲环，27…弯曲环支承框架，28…弯曲穿梭件，29…轨道，30…上部喷口构件，32…下部喷口构件，34…管道，36…刀片状构件，38…刀片状构件，40…空气喷射孔，42…筒状喷嘴，44…空气喷射孔，46…喷嘴组，48…导向孔，50…冷却风流路，52…导向面，60…淬火穿梭件，62…轨道，64…淬火环支承框架，66…淬火环。
Claims (9)
1.玻璃板的风冷强化装置，该装置包括对经弯曲成形的处于高温状态下的玻璃板的上表面喷射冷却空气的上部喷口构件和对所述玻璃板的下表面喷射冷却空气的下部喷口构件，其特征在于，
所述上部喷口构件和所述下部喷口构件分别包括多个喷嘴室，所述多个喷嘴室以与所述玻璃板相对向的方式设置有多个空气喷射孔；
所述多个喷嘴室包括俯视时所述空气喷射孔沿着第一方向排列的部分和俯视时所述空气喷射孔沿着相对于所述第一方向弯折的第二方向排列的部分。
2.如权利要求1所述的玻璃板的风冷强化装置，其特征在于，
所述喷嘴室是刀片状构件，所述上部喷口构件和所述下部喷口构件分别通过将多个所述喷嘴室以规定的间隔排列设置而构成；
所述刀片状构件包括俯视时沿所述第一方向延伸的部分和俯视时沿所述第二方向延伸的部分。
3.如权利要求1或2所述的玻璃板的风冷强化装置，其特征在于，所述喷嘴室形成有用于将空气导向所述空气喷射孔的导向流路，该导向流路形成为使该导向流路的轴心与作为风冷强化对象的玻璃板的表面正交。
4.如权利要求3所述的玻璃板的风冷强化装置，其特征在于，所述导向流路的长度在100mm以上。
5.如权利要求1所述的玻璃板的风冷强化装置，其特征在于，
所述喷嘴室通过将多个筒状喷嘴排列成线状而构成，所述上部喷口构件和所述下部喷口构件分别通过将多个所述喷嘴室以规定的间隔排列设置而构成；
所述多个筒状喷嘴包括俯视时沿着所述第一方向排列的部分和俯视时沿着所述第二方向排列的部分。
6.如权利要求1～5中的任一项所述的玻璃板的风冷强化装置，其特征在于，所述空气喷射孔的排列以如下所述的空气喷射孔为起点从所述第一方向朝所述第二方向弯折：该空气喷射孔对作为风冷强化对象的玻璃板的中央的上边或下边朝玻璃板的侧面向上方或下方大幅弯曲的部位附近喷射所述冷却空气。
7.如权利要求1～6中的任一项所述的玻璃板的风冷强化装置，其特征在于，所述空气喷射孔的排列以如下所述的空气喷射孔为起点从所述第一方向朝第三方向弯折：该空气喷射孔对俯视时与作为风冷强化对象的玻璃板的中央的上边或下边朝玻璃板的侧面向上方或下方大幅弯曲的所述部位附近不同的同样是中央的上边或下边朝玻璃板的侧面向上方或下方大幅弯曲的部位附近喷射所述冷却空气。
8.如权利要求1～7中的任一项所述的玻璃板的风冷强化装置，其特征在于，所述空气喷射孔的排列为：弯折后的相邻的空气喷射孔的排列朝端部在同一方向上排列。
9.玻璃板的风冷强化方法，其特征在于，利用加热炉将玻璃板加热至规定的温度，利用成形单元对该经加热的玻璃板进行弯曲成形，利用权利要求1～8中的任一项所述的风冷强化装置对该经弯曲成形的玻璃板进行风冷强化。
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