JP2011016678A - ガラスの成形装置及び強化ガラス製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ガラス成形時に、ガラスの温度を適温に保つことができる技術の提供を課題とする。
【解決手段】第１ヒータ２７が内蔵されガラス１１の縁部５３を支える成形リング２４と、第２ヒータ２８が内蔵されガラス１１を上から押して成形する成形型２９と、成形リング２４の開口１９内にガラス１１の中央部５５を下から温める第３ヒータ４０とからなることを特徴とする。
【効果】これにより、ガラス１１を全面的に温めることができる。ガラス成形時に、ガラス１１の温度低下を防ぎ、ガラス１１の温度を適温に保つことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラスを所定の形状に成形するガラスの成形装置及びこのガラスの成形装置を用いた強化ガラス製造装置に関する。

例えば、車両に用いられるウインドウガラスは、所定の形状に曲げられたガラスが用いられる。所定の形状にガラスを成形するための成形装置、及びこのような成形装置で成形したガラスを冷却することで強化ガラスを得る強化ガラス製造装置が提案されている（例えば、特許文献１（図１）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８に示すように、ガラス製造装置１００は、ガラス１０１の搬送路１０２と、この搬送路１０２上に設けられガラス１０１を加熱する加熱炉１０３と、この加熱炉１０３の下流に設けられ加熱されたガラス１０１を成形する成形装置１０４と、この成形装置１０４の下流に配置され成形されたガラス１０１を冷却する冷却装置１０５とからなる。

成形装置１０４は、加熱炉１０３で加熱されたガラス１０１を支える成形リング１０７と、この成形リング１０７で支えられたガラス１０１を押すことでガラス１０１を所定の形状に成形する成形型１０８とからなる。

このような成形装置１０４で成形されたガラス１０１を、冷却装置１０５で急速に冷却することで強化ガラス１０９を得ることができる。

ところで、このような成形装置１０４によれば、成形リング１０７にガラス１０１が載せられている間に、ガラス１０１の温度が低下する。冷却装置１０５に搬送される際の温度が低すぎると、強化ガラス１０９の品質が低下する。
一方、温度の低下を見込んで、加熱炉１０３での加熱温度を高くすると、ガラス１０１の自重でガラス１０１が必要以上に曲がってしまう。
特に薄いガラス（３．１ｍｍ以下のガラス）でこれらの傾向が顕著である。

ガラス成形時に、ガラスの温度を適温に保つことができる技術の提供が望まれる。

特開平１０−１５２３３３号公報

本発明は、ガラス成形時に、ガラスの温度を適温に保つことができる技術の提供を課題とする。

請求項１に係る成形装置は、第１ヒータが内蔵されガラスの縁部を支える成形リングと、第２ヒータが内蔵され前記ガラスを上から押して成形する成形型と、前記成形リングの開口内に配置され前記ガラスの中央部を下から温める第３ヒータとからなることを特徴とする。

請求項２に係る成形装置は、第１ヒータが内蔵されガラスの縁部を支える成形リングと、第２ヒータが内蔵され前記ガラスを上から押して成形する成形型と、前記ガラスを搬送する複数本の搬送ローラと、これらの搬送ローラの上面が前記成形リングの上面より高い位置から前記成形リングの上面より低い位置まで移動するように前記搬送ローラを昇降させるローラ昇降手段と、平面視で前記搬送ローラと重ならない位置に且つ前記成形リングの開口内に配置され前記ガラスの中央部を下から暖める第３ヒータと、からなることを特徴とする。

請求項３に係る成形装置は、ローラ昇降手段は、搬送ローラの上面が第３ヒータの下面より下位になるまで、搬送ローラを下降させることを特徴とする。

請求項４に係る強化ガラス製造装置は、ガラスの搬送路に沿って、前記ガラスを加熱する加熱炉と、加熱されたガラスに成形を施す成形装置と、成形されたガラスを冷却して強化ガラスを得る冷却装置とがこの順に設けられている強化ガラス製造装置において、
前記成形装置は、第１ヒータが内蔵されガラスの縁部を支える成形リングと、第２ヒータが内蔵され前記ガラスを上から押して成形する成形型と、前記成形リングの開口内に配置され前記ガラスの中央部を下から温める第３ヒータとからなることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、成形リングの開口内にガラスの中央部を下から温める第３ヒータが備えられる。
ガラスの縁部及び上面を温める第１、第２ヒータの他に、ガラスの中央部を下から温める第３ヒータを設ける。これにより、ガラスを全面的に温めることができる。ガラス成形時に、ガラスの温度低下を防ぎ、ガラスの温度を適温に保つことができる。

請求項２にかかる発明でも、成形リングの開口内にガラスの中央部を下から温める第３ヒータが備えられる。
ガラスの縁部及び上面を温める第１、第２ヒータの他に、ガラスの中央部を下から温める第３ヒータを設ける。これにより、ガラスを全面的に温めることができる。ガラス成形時に、ガラスの温度低下を防ぎ、ガラスの温度を適温に保つことができる。

加えて、請求項２は、成形リングの上面より高い位置から成形リングの上面より低い位置まで昇降される搬送ローラを備える。
搬送ローラ上にガラスがある場合に、搬送ローラを降下させることで、ガラスを成形リングへ載せ替えることができる。一方、成形リング上にガラスがある場合に、搬送ローラを上昇させることでガラスを回収することができる。ガラスの載せ替え作業が、搬送ローラの昇降のみで行うことができる。載せ替え作業にかかる時間が短くてすみ、成形作業の作業時間の短縮を図ることができる。

請求項３にかかる発明では、ローラ昇降手段は、搬送ローラの上面が第３ヒータの下面より下位になるまで、搬送ローラを下降させる。搬送ローラを第３ヒータより下位になるまで下降させることで、搬送ローラが第３ヒータから受ける熱の影響を小さくすることができる。これにより、例えば、第３ヒータに断熱材を配置する等の熱対策を最小限にすることができ、第３ヒータをコンパクトにすることができる。

請求項４にかかる発明でも、成形リングの開口内にガラスの中央部を下から温める第３ヒータを備える。
ガラスの縁部及び上面を温める第１、第２ヒータの他に、ガラスの中央部を下から温める第３ヒータを設ける。これにより、ガラスを全面的に温めることができる。ガラス成形時に、ガラスの温度低下を防ぎ、ガラスの温度を適温に保つことができる。これにより、高品質の強化ガラスを製造することができる。

本発明に係る強化ガラス製造装置の平面図である。 本発明に係る成形装置の断面図である。 搬送ローラと第３ヒータとの平面図である。 図３の４−４線断面図である。 図４の作用図である。 本発明の成形装置におけるガラス搬入から成形までを説明する図である。 本発明の成形装置におけるガラス搬出を説明する図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

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。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、強化ガラス製造装置１０は、ガラス１１を搬送する搬送路１２と、この搬送路１２上に設けられガラス１１を加熱する加熱炉１３と、この加熱炉１３の下流に設けられ加熱されたガラス１１に成形を施す成形装置１４と、この成形装置１４の下流に設けられ成形されたガラス１１を冷却して強化ガラス１５を得る冷却装置１６とからなる。

搬送路１２は、加熱炉１３から成形装置１４までガラス１１を搬送する第１搬送手段１７と、この第１搬送手段１７の下流に設けられ成形装置１４内のガラス１１を搬送する第２搬送手段１８と、この第２搬送手段１８の下流に設けられ冷却装置１６内の強化ガラス１５を搬送する第３搬送手段１９とからなる。

第１搬送手段１７はローラテーブルが採用でき、第３搬送手段１９はガラス１１を空気の力で浮上させる浮上搬送手段が採用できる。
第２搬送手段１８は、例えば複数本の搬送ローラ２０と、これらの搬送ローラ２０を一括して支えるローラ支持枠２３とからなる。
そして、ローラ支持枠２３を囲うようにして、ガラス１１の成形時にガラス１１を支持する成形リング２４が設けられている。すなわち、成形リング２４の開口２５内に搬送ローラ２０は配置されている。
成形装置１４の詳細について次図で説明する。

図２に示されるように、成形装置１４は、支柱２６、２６で所定の高さに支持され第１ヒータ２７が内蔵される成形リング２４と、この成形リング２４の上方に配置され第２ヒータ２８が内蔵される成形型２９と、支柱２６、２６の内側に配置されローラ支持枠２３及び搬送ローラ２０を昇降可能に支持する昇降手段３１、３１と、これらの昇降手段３１、３１の間に配置されたテーブル３６と、このテーブル３６に載せられているヒータ支持フレーム３８と、このヒータ支持フレーム３８の上部に設けられガラス１１の中央部５５を下から温める第３ヒータ４０とからなる。

なお、第３ヒータ４０は、次のように支持されることが望ましい。
すなわち、ヒータ支持フレーム３８の上面に第１脚４１を立て、この第１脚４１に上方に開口したチャンネル形状のヒータハウジング４２を載せる。このヒータハウジング４２の底から上に第２脚４３、４３を立て、これらの第２脚４３、４３で、第３ヒータ４０を支持させる。

第３ヒータ４０は、図面表裏方向に延びており、発生熱線は上下、左右に均等に放射される。左右及び下へ向かう熱は、ガラス１１の加熱に寄与しないため、加熱効率が悪くなる。そこで、本実施例では、第３ヒータ４０の下及び左右を、熱反射板４４で囲った。熱反射板４４は熱線を反転させる。

反転させた熱線は、一部が第３ヒータ４０に当たり、残部がガラス１１に向かう。第３ヒータ４０に熱線が当たると、第３ヒータ４０へ供給する電気エネルギーが節約できる。
ただし、熱の一部が熱反射板４４からヒータハウジング４２へ向かう。この熱の流れが加熱効率の低下を招く。対策として、熱反射板４４とヒータハウジング４２との間に断熱材４５を充填した。

ところで、第３ヒータ４０で発生した熱の一部は、第２脚４３、４３及び第１脚４１を通じてヒータ支持フレーム３８に伝わる。この現象は熱伝導現象であるため、熱伝導路の断面積に伝熱量が比例する。そこで、本発明では、細くて断面積の小さな第２脚４３、４３及び第１脚４１で第３ヒータ４０を支えるようにした。第２脚４３、４３及び第１脚４１に係る伝熱量を小さくすることができ、加熱効率を高めることができる。

次に、昇降手段３１について説明する。
昇降手段３１には、油圧、水圧、空圧のシリンダを用いることができる。その他、ピニオン・ラック機構やリンク機構も採用可能であるため、昇降手段３１は任意の形式のものが採用できる。

次に、搬送ローラ２０と第３ヒータ４０との関係について詳細に説明する。
図３に示されるように、ローラ支持枠２３の四隅にそれぞれ昇降手段３１が設けられ、ローラ支持枠２３内に設けられた軸受５１を介して搬送ローラ２０が設けられている。
このように配置されている搬送ローラ２０に対して、平面視で重ならないように、且つ搬送ローラ２０と交互に、第３ヒータ４０が配置されている。

搬送ローラ２０が、上昇限位置にある形態を図４で説明し、下限位置にある形態を図５で説明する。
図４に示されるように、昇降手段３１、３１を延ばすことにより、搬送ローラ２０を、第３ヒータ４０の上面よりも上昇させることができる。

また、図５に示されるように、昇降手段３１、３１を縮めることにより、搬送ローラ２０を、第３ヒータ４０の下方のヒータ支持フレーム３８の側方まで下げることができる。

平面視で、搬送ローラ２０と重ならない位置に第３ヒータ４０を配置している（図３参照）ため、第３ヒータ４０が干渉することなく搬送ローラ２０をヒータ支持フレーム３８の側方まで下げることができる。即ち、昇降手段３１（昇降手段）は、搬送ローラ２０の上面が第３ヒータ４０の下面より下位になるまで、搬送ローラ２０を下降させる。

搬送ローラ２０を第３ヒータ４０より下位になるまで下降させることで、搬送ローラ２０が第３ヒータ４０から受ける熱の影響を小さくすることができる。これにより、例えば、第３ヒータ４０に断熱材を配置する等の熱対策を最小限にすることができ、第３ヒータ４０をコンパクトにすることができる。

次に、成形装置の作用について説明する。
図６（ａ）に示されるように、加熱炉（図１、符号１３）から成形装置１４内にガラス１１が搬送される。
ガラス１１が成形リング２４の上方まで搬送されたら、ガラス１１の搬送を止める。

次に（ｂ）に示されるように、昇降手段３１を作動させ搬送ローラ２０を成形リング２４よりも下げる。すると、搬送ローラ２０に載っていたガラス１１が、成形リング２４に乗り移る。

搬送ローラ２０が成形リング２４の下位にあるため、成形型２９を下げることができる。そこで、（ｃ）に示すように、成形型２９を下ろし、ガラス１１を所定の形状に成形する。
このとき、第１ヒータ２７によって、ガラス１１の下面縁部５３が温められ、第２ヒータ２８によってガラス１１の上面５４が温められ、第３ヒータ４０によってガラス１１の中央部５５が下から温められている。

ガラス１１の縁部５３及び上面５４を温める第１、第２ヒータ２７、２８の他に、ガラスの中央部５５を下から温める第３ヒータ４０を設ける。これにより、ガラス１１を全面的に温めることができる。ガラス成形時に、ガラス１１の温度低下を防ぎ、ガラス１１の温度を適温に保つことができる。
このようにして成形されたガラス１１を、冷却装置（図１、符号１６）に向かって搬送する。このときの作用を次図で説明する。

図７（ａ）に示されるように、成形が終了したら、成形型２９を上げる。
次に、（ｂ）に示すように昇降手段３１を作動させ搬送ローラ２０を上昇させる。すると、成形リング２４に載っていたガラス１１が、搬送ローラ２０に乗り移る。
以降、ガラス１１は、搬送ローラ２０により、冷却装置（図１、符号１６）に向かって搬送される。適温に保った状態で冷却装置に搬送することで、ガラスを急激に冷却することができ、高品質の強化ガラスを製造することができる。

以上に説明したように、成形装置１４は、成形リング２４の上面より高い位置から成形リング２４の上面より低い位置まで昇降される搬送ローラ２０を備えている。
搬送ローラ２０上にガラス１１がある場合に、搬送ローラ２０を降下させることで、ガラス１１を成形リング２４へ載せ替えることができる。一方、成形リング２４上にガラス１１がある場合に、搬送ローラ２０を上昇させることでガラス１１を回収することができる。ガラス１１の載せ替え作業が、搬送ローラ２０の昇降のみで行うことができる。載せ替え作業にかかる時間が短くてすみ、成形作業の作業時間の短縮を図ることができる。

尚、本発明に係る強化ガラス製造装置では、第１搬送手段にローラを用い、第３搬送手段にガラスを空気の力で浮かせて搬送する方法を用いた。しかし、これらの方法は任意に選択することができ、第１搬送手段にガラスを空気の力で浮かせて搬送する方法を用い、第３搬送手段にローラを用いることや、すべての搬送にローラを用いる等、ガラスの搬送方法は限定されない。

本発明の強化ガラス製造装置は、車両に装着されるウインドウガラスの製造に好適である。

１０…強化ガラス製造装置、１１…ガラス、１２…搬送路、１３…加熱炉、１４…成形装置、１５…強化ガラス、１６…冷却装置、２０…搬送ローラ、２４…成形リング、２５…開口、２７…第１ヒータ、２８…第２ヒータ、２９…成形型、３１…昇降手段、４０…第３ヒータ、５３…縁部。

Claims (4)

1. 第１ヒータが内蔵されガラスの縁部を支える成形リングと、第２ヒータが内蔵され前記ガラスを上から押して成形する成形型と、前記成形リングの開口内に配置され前記ガラスの中央部を下から温める第３ヒータとからなることを特徴とするガラスの成形装置。
2. 第１ヒータが内蔵されガラスの縁部を支える成形リングと、第２ヒータが内蔵され前記ガラスを上から押して成形する成形型と、前記ガラスを搬送する複数本の搬送ローラと、これらの搬送ローラの上面が前記成形リングの上面より高い位置から前記成形リングの上面より低い位置まで移動するように前記搬送ローラを昇降させるローラ昇降手段と、平面視で前記搬送ローラと重ならない位置に且つ前記成形リングの開口内に配置され前記ガラスの中央部を下から暖める第３ヒータと、からなることを特徴とするガラスの成形装置。
3. 前記ローラ昇降手段は、前記搬送ローラの上面が前記第３ヒータの下面より下位になるまで、前記搬送ローラを下降させることを特徴とする請求項２記載のガラスの成形装置。
4. ガラスの搬送路に沿って、前記ガラスを加熱する加熱炉と、加熱されたガラスに成形を施す成形装置と、成形されたガラスを冷却して強化ガラスを得る冷却装置とがこの順に設けられている強化ガラス製造装置において、
   前記成形装置は、第１ヒータが内蔵されガラスの縁部を支える成形リングと、第２ヒータが内蔵され前記ガラスを上から押して成形する成形型と、前記成形リングの開口内に配置され前記ガラスの中央部を下から温める第３ヒータとからなることを特徴とする強化ガラス製造装置。

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