JP2014503463A - 真空ガラス部材の連続加工装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、真空ガラス部材の連続加工装置を開示した。当該装置は、ガラス板の進行方向に沿って順次にガラス板載置台、前端補助真空室、主真空室、後端補助真空室、ガラス板取出し台を備え、さらに、ガラス板搬送構造や電気制御システムをも備え、ガラス板搬送構造は、前記加工装置でガラス板を送るために用いられ、各真空室は互いに独立し、それぞれ真空獲得システムと真空検出装置を有し、前端補助真空室の真空度と後端補助真空室の真空度とは主真空室の真空度に等しいか、又はより小さく、両補助真空室はそれぞれ主真空室前後端に過渡真空空間を提供する。主真空室の中に合体装置と封着装置を設置し、この両装置を用いて主真空室中のガラス板に対し合体と封着操作を行う。電気制御システムは真空封着プロセスと設備作動流れシステム制御のために用いる。
【選択図】図５

Description

本発明は、真空ガラス部材を連続的に加工可能な装置に関する。

複数枚のガラス板の複合によって形成される真空ガラス部材は、その優れた遮音性能及び断熱性能により人々に注目され、様々な真空ガラス製造方法及び対応する真空ガラス製品が提案された。本出願人が以前発明した真空ガラスの構造は図１〜図３に示す。図中の１４aは上部ガラス板、１４ｂは下部ガラス板、１４ｃは中間支持物、１４ｄは封着物である。中間支持物１４ｃは下部ガラス板１４ｂ上に予め配置され、封着物１４ｄは上下二枚のガラス板上に予め配置した、互いに直接ろう付けしている金属層により形成され、低融点ガラス粉末により形成されてもよく、また断面がＵ字形の金属封着シートと、上下ガラス板上に予め配置された金属層とをろう付けしていることで形成され、加熱によって上下ガラス板を封着できる物質で形成されてもよい。従来、真空ガラス部材を製造する場合、真空形成方式は、主に以下の二種類に分けられる。一種類目は、ガラス板に吸気口１４ｅを予め設置し、真空ガラス部材の周縁を気密封着した後、吸気口により真空ガラス中の空間を真空化し、所定の真空度に達した後、吸気口を密閉し、真空ガラス部材の製造を完成させる。もう一種類の方法は、まず真空ガラス部材を構成する各ガラス板を互いに一体になるよう組立て、組立てたガラス板を真空室に送り、真空化させ、真空室中の真空度が所定値に達した後、真空室中で一体になるよう組立てたガラス板を封着し、真空ガラス部材の製造を完成させる。

上記二つの真空ガラス部材の製造方法について、組立てた隣接のガラス板間の間隔は小さく、数十ミクロンしかない場合もある。このような狭い空間を真空化するためには、長い時間が必要なだけでなく、高い真空度を得ることも難しい。かつ、上記二つの方法とも連続生産を実現することができないので、高真空度の真空ガラス部材の連続生産装置が必要である。

（特になし）

上記従来技術に存在した問題に対し、本発明は、真空ガラス部材の連続加工装置を提供することを目的とする。

本発明は、真空ガラス部材の連続加工装置を提供し、当該装置は、ガラス板の進行方向に沿って、順次、ガラス板載置台、前端補助真空室、主真空室、後端補助真空室及びガラス板取出し台を備え、さらに、当該装置はガラス板搬送装置や電気制御システムを備え、ガラス板載置台上のガラス板は、ガラス板搬送装置によって、順次、前端補助真空室、主真空室、後端補助真空室及びガラス板取出し台に送られ、電気制御システムは真空ガラス封着プロセスと設備作動制御のために用いられ、各真空室は互いに独立し、それぞれ真空獲得システムと真空検出装置を有し、前端補助真空室の真空度と後端補助真空室の真空度とは主真空室の真空度に等しいか、又は主真空室の真空度より小さく、両補助真空室はそれぞれ主真空室前後端に過渡真空空間を提供し、主真空室の中には合体装置と封着装置とが設置され、当該両装置を用いて主真空室中のガラス板に対し合体及び封着操作が行われ、合体装置の搬入口及び搬出口はそれぞれその上流及び下流に位置する前記ガラス板搬送装置に連結される。主真空室の真空度は１〜５×１０^−３Ｐaである。前端補助真空室と後端補助真空室とはモジュール化された構造であり、主真空室前後端は、必要に応じてそれぞれ一つ又は複数の補助真空室が配置され、複数の前端補助真空室と複数の後端補助真空室とを配置する場合、前端補助真空室の真空度は主真空室に接近することに伴って徐々に向上し、後端補助真空室の真空度は主真空室から離れることに伴って徐々に低下する。

さらに、ガラス板の進行方向に沿って、前記各真空室は開閉可能の隔離ドアを設置することによって隣接する上流加工室及び下流加工室と気密隔離される。

さらに、前記加工装置はさらに洗浄設備を備え、当該洗浄設備は前記前端補助真空室中に設置される。

さらに、前記合体装置は、少なくとも二つのガラス板搬送機構を備え、当該合体装置は一台の搬送機構に搬送されたガラス板が搬送後に、他の搬送機構に搬送されたガラス板上に自動的に積み重ねられるように、各搬送機構に搬送されたガラス板が自動的に一体になるよう組立てられる。

さらに、前記搬送機構は、ローラー式搬送機構又はベルト式搬送機構であり、その内、前記ローラー式搬送機構は互いに平行かつ間隔を置いて配列された複数のガラス板搬送ローラーによって構成され、前記ベルト式搬送機構は軸受ローラー及びその上に巻付けられる搬送ベルトによって構成される。

さらに、前記各ガラス板搬送機構は、互いに上下に間隔を置いて配置され、各搬送機構のガラス板の搬送方向は一致し、上部の各層の搬送機構によって搬送されたガラス板は最終的に底層搬送機構上に積み重ねられ、ガラス板は自動的に互いに一体になるよう組立てられる。

さらに、前記上部各ガラス板搬送機構に搬送されたガラス板の、底層搬送機構への積層順序は以下の通りである。即ち、上から下への順序に従って、第一層搬送機構に搬送されたガラス板は、第二層搬送機構に搬送されたガラス板上に積み重ねられ、積み重ねられた二枚のガラス板は共に第二層搬送機構から搬送されて、第三層搬送機構に搬送されたガラス板上に積み重ねられ、このような工程が繰り返され、すべてのガラス板が底層搬送機構上に下ろされ積み重ねられる。

さらに、前記上部各ガラス板搬送機構に搬送されたガラス板の、底層搬送機構への積層順序は以下の通りである。即ち、下から上への順序に従って、まず第二層搬送機構に搬送されたガラス板は、底層（第一層）搬送機構上に、又は底層（第一層）搬送機構に搬送されたガラス板上に積み重ねられ、そして、第三層搬送機構に搬送されたガラス板は、上記の搬送された底層（第一層）搬送機構上のガラス板上に下ろされて積み重ねられ、このように各搬送機構に搬送されたガラス板がすべて底層（第一層）搬送機構上に下ろされて積み重ねられるまで繰り返される。

さらに、前記ガラス板搬送機構では、低層搬送機構の上方の各搬送機構に搬送されたガラス板は、上下のガラス板の位置関係を変えない状態で、同時に底層搬送機構上に積み重ねられるか、又は底層搬送機構に搬送されたガラス板上に積み重ねられ、ガラス板は互いに一体になるよう組立てられる。

さらに、前記ガラス板搬送機構では、ガラス板を他の搬送機構に搬送するための搬送機構の後部部分のガラス板搬送面が傾いて設置され、前記ガラス板搬送面は、ガラス板の進行方向に向かって搬送されたガラス板を受取る前記他の搬送機構のガラス板搬送面に徐々に接近する。

さらに、前記ガラス板搬送機構には、ガラス板のガイド装置も設置されており、当該ガイド装置によって、本搬送機構に搬送されたガラス板の、ガラス板の進行方向とは垂直な方向の位置を制限する。

さらに、前記ガラス板搬送機構では、他の搬送機構に搬送されたガラス板を受取る搬送機構に、ガラス板の位置決め装置又は調整装置も設置されており、位置決め装置によってその上のガラス板の横方向位置及び縦方向位置を制限し、又は調整装置によってその上のガラス板の横方向位置及び縦方向位置を調整することによって、ガラス板の互いの組立精度を保証する。

前記合体装置は支持装置付きの小車及び支持ローラーを備え、当該小車は支持ローラー上に移動可能に取り付けられ、前記真空ガラス部材中の下部ガラス板は小車の底板上に配置され、上部ガラス板は前記支持装置によって下部ガラス板の上方に配置され、上下ガラス板周囲の真空度が前記主真空室の真空度と同じになるように、上下ガラス板の間は互いに平行し、如何なる形式でも接触しないか、又は上部ガラス板の一端が下部ガラス板の同じ側端上に支持されることによって、下部ガラス板と局部接触し、上下ガラス板の間隔は十分な距離又は十分な大きさの夾角を有し、ガラス板合体の時、前記支持装置は、前記上部ガラス板を下部ガラス板上に設置し、ガラス板合体の操作を完成させる。

さらに、前記合体装置は支持装置付きの小車及び支持ローラーから構成され、当該小車は支持ローラー上に移動可能に取り付けられ、前記真空ガラス部材中の各ガラス板は立ち上がるように小車に設置され、各ガラス板の中間部分又は端部は前記支持装置に寄りかかっており、各ガラス板周囲の真空度は前記主真空室の真空度と同じになるように、隣接するガラス板は互いに平行であるか又は局部的に接触し、隣接する二枚のガラス板の間隔は十分な距離又は十分な大きさの夾角を有し、各ガラス板によって傾いた支持装置の操作によって、各ガラス板合体の操作を完成させる。

さらに、前記封着装置は誘導式加熱ヘッドであり、当該誘導式加熱ヘッドは、その操作機構によって移動し、真空ガラス部材の封着操作を完成させる。

さらに、前記スリット式真空ガラス封着装置に、封着しようとするガラス部材を通るスリットが設置され、スリットを囲んで誘導加熱コイルが配置され、封着しようとするガラス部材がスリットを通ることに伴って、封着を完成させ、前記スリット式真空封着装置には加圧ローラー又は加圧輪が設置され、封着しようとするガラス部材が確実に封着されるように、加圧ローラー又は加圧輪により封着しようとするガラス部材は互いに加圧した状態でスリットを通過する。

さらに、前記封着装置は、主真空室外部に設置されたレーザー加熱装置であり、主真空室のハウジングに透明な窓が設置され、前記レーザー加熱装置は前記透明な窓を通して主真空室中で組立てられ合体されたガラス部材を封着する。

本発明中に開示された真空ガラス部材の連続加工装置には、以下の利点がある。即ち、
１．本発明中の装置を用いて真空ガラスを加工する場合、真空ガラスの全部の封着工程はすべて常温下で行われるため、高温排気や溶接時の高温の影響で強化ガラスがアニールされることを防ぐことができる。
２．本装置は各形式の真空ガラス部材の封着に適用可能である。
３．主真空室の前後に補助真空室が配置されることによって、主真空室と外部大気との間に階段状の真空過渡区域が設置される。そのため、作業工程中、主真空室は最初から最後まで高真空度に保持され、生産効率が向上し、生産コストを低減させることができる。
４．補助真空室と主真空室とは互いに独立し、各真空室はモジュール式構造であり、補助真空室の数は生産量の需要に従って決定される。
５．真空ガラス部材を形成する各ガラス板が合体される前、ガラスの各基板の表面の真空度と配置された真空室の真空度とは等しく、そのため、合体した真空ガラス部材の高真空度を保証することができる。
６．真空室の内部空間は、最大規格の真空ガラス部材を生産できることに基づいて作られ、小規格の真空ガラス部材を生産する場合、合理的なガラス板の並びによって生産ラインの稼働率が最大化され、真空ガラス部材の生産効率を保証するだけでなく、生産コスト及び運転コストが低減される。

図１は第一種構造形式の真空ガラスの概略図である。 図２は第二種構造形式の真空ガラスの概略図である。 図３は第三種構造形式の真空ガラスの概略図である。 図４は連続式真空ガラス部材の加工プロセスの流れ図である。 図５は本発明中の連続式ガラス部材封着装置構造の概略図である。 図６は本発明中の第一種合体装置構造の概略図である。 図７は本発明中の第二種合体装置構造の概略図である。 図８は本発明中の第三種合体装置構造の概略図である。 図９は本発明中の第四種合体装置構造の概略図である。 図１０は本発明中の第五種合体装置構造の概略図である。 図１１は本発明中の第六種合体装置構造の概略図である。 図１２は本発明中の第七種合体装置構造の概略図である。 図１３は本発明の第一種封着装置構造の概略図である。 図１４は図１３に示す封着装置中の加圧ローラー又は加圧輪の第一種の設置方式の概略図である。 図１５は図１３に示すスリット封着装置中の加圧ローラー又は加圧輪の第二種の設置方式の概略図である。 図１６は図１３に示すスリット封着装置中の加圧ローラー又は加圧輪の第三種の設置方式の概略図である。 図１７は本発明の第二種封着装置構造の概略図である。 図１８は本発明の第三種封着装置構造の概略図である。

図４に示すように、連続式真空ガラス部材の加工プロセスは、通常、ガラス板の前処理、ガラス板のイオン洗浄、合体、真空封着などのステップを備える。本発明中のガラス板に対する前処理は、上下ガラスの基板上の封着箇所に封着材料を予め配置し、下部基板上に支持部品を配置することなどを含む。その予め配置する封着材料は以下のものであってもよい。即ち、１．低融点ガラス粉末封着材料である。２．ガラス板と共に固着した金属層であり、かつ二枚のガラス板が少なくともそのうちの一枚の金属層上にろう付けろう材がプレコートされるか、又は金属層にろう付けろう材箔テープが固定される。３．二枚のガラス板表面上に金属封着シートを予め固定し、かつ、金属封着シートはガラス板の外に伸長し、こうして、二枚のガラスを互いに一体になるよう組立てた後、封着装置によってガラス板を封着することができる。

図５に示すように、本発明における真空ガラス部材の連続加工装置は、前処理を経たガラス板に対してイオン洗浄、合わせ合体、真空脱気、真空封着及び排出などのプロセスが行われる。当該装置は主に以下の部分を含む、即ち、ガラス板の進行方向に沿って順に設置された載置台（図示せず）、入口緩衝室１、真空抽出室２、主真空室３、空気注入過渡室４、出口緩衝室５と取出し台（図示せず）、及びガラス板搬送装置９と電気制御システム１０である。入口緩衝室１と真空抽出室２は前端補助真空室であり、空気注入過渡室４と出口緩衝室５は後端補助真空室であり、各補助真空室はモジュール式構造が用いられており、必要に応じて主真空室３の前後端に任意の数の補助真空室が設置される。

各補助真空室と主真空室３の入口端と出口端に、すべて真空ドアロック７が設置される。補助真空室と主真空室にもそれぞれ真空獲得システム６、真空検出装置８が設置される。真空ドアロック７を閉鎖すると、各真空室を密閉して隔離することができ、各真空室に独立した真空度が保持される。各室真空獲得システム６は各室に独立した真空を提供することができる。真空検出装置８は各室の真空度を検出するために用いられる。ガラス板搬送装置９は各室にガラス部材などを搬送するために用いられ、従来技術中の平板状の物体を搬送することができる各種構造を用いることができる。例えば、ローラー構造又はベルト搬送構造などである。電気制御システム１０は全部の真空封着プロセス工程及び上記各設備の作動制御のために用いられる。

補助真空室の主な作用は、主真空室３の前後両端に、一定の真空度を有する真空緩衝空間を提供し、各補助真空室中の真空度は主真空室３に等しいか、又は主真空室より低い。主真空室３の両端に設置された真空室の数が二つ又は二つよりも多い場合、前端補助真空室の真空度は主真空室３に接近することに伴って徐々に高くなり、後端補助真空室は主真空室３から離れることに伴って徐々に低くなる。

図５に示す真空ガラス部材の連続加工装置を例として、ガラス板は、まず入口緩衝室１中に進入し、その後、入口緩衝室１の真空度が真空抽出室２の真空度に達するように、入口緩衝室１が真空化される。その後、入口緩衝室１と真空抽出室２との間の真空ドアロック７が開錠され、ガラス板が真空抽出室２中に進入すると、入口緩衝室１と真空抽出室２との間の真空ドアロック７が閉鎖される。真空抽出室２の真空度が主真空室３中の真空度に達するように、真空抽出室２が真空化される。その後、真空抽出室２と主真空室３との間の真空ドアロック７が開錠され、ガラス板は主真空室３中に進入する。ガラス板は主真空室３中で加工されて真空ガラス部材になる。空気注入過渡室４中の真空度が主真空室３の真空度と同じになるように高められ、空気注入過渡室４と主真空室３との間の真空ドアロック７が開錠され、真空ガラス部材は主真空室３から空気注入過渡室４中に進入し、主真空室３と空気注入過渡室４との間の真空ドアロック７が閉鎖される。空気注入過渡室４が所定の真空度に低下され、同時に出口緩衝室５の真空度が空気注入過渡４の真空度と同じになるように高められ、出口緩衝室５と空気注入過渡４との間の真空ドアロック７が開錠され、真空ガラス部材は出口緩衝室５中に進入し、空気注入過渡室４と出口緩衝室５との間の真空ドアロック７が閉鎖される。出口緩衝室５を常圧に低下させ、出口緩衝室５の真空ドアロック７が開錠され、真空ガラス部材は取出し台に搬送され、取出し台を介して次の工程に進入する。

真空抽出室２中にはイオン洗浄設備が設置されており、作業時、このイオン洗浄設備によってガラス板の表面に残留する気体分子や水分子が除去される。

主真空室３中には合体装置と封着装置が設置されている。また、封着装置も選択された実施形態よって、主真空室３の内部又は主真空室３の外部に設置される。

主真空室３中の真空度は1〜５×１０^−３Ｐａであるか、又はそれよりも高い。

図６に示すのは本発明の真空ガラス部材の連続加工装置で用いられる第一構造形式の合体装置である。このガラス板合体装置は、二つのガラス板搬送機構から構成され、上層搬送機構２１と下層搬送機構２２は互いに上下間隔を置いて配置され、その内、上層搬送機構２１は、二層構造のガラス部材１４中の上部ガラス板１４ａを搬送するために用いられ、下層搬送機構２２は、下部ガラス板１４ｂを搬送するために用いられる。上下層搬送機構２１、２２はすべてローラー搬送機構であり、各搬送機構は互いに平行配列された、複数のガラス板搬送ローラーによって構成される。下層搬送機構２２上の下部ガラス板１４ｂの搬送面は水平に設置されている。そして、上部ガラス板１４ａを安定、且つ、順調に下部ガラス板１４ｂ上に下ろす（積み重ねる）ことができるようにするために、上層搬送機構２１の後部部分のガラス板搬送面は下に傾いて設置され、下層搬送機構２２のガラス板の搬送面に徐々に接近している。

二層構造のガラス部材の合体操作を例として、上記合体装置の作動時、上層搬送機構２１と下層搬送機構２２はそれぞれ外部から搬送された上下ガラス板１４ａ、１４ｂを受取り、二枚のガラス板をそれぞれ下流に搬送し、その内、上部ガラス板１４ａは上層搬送機構２１の末端を離脱した後、下層搬送機構２２に搬送された下部ガラス板１４ｂ上に自動的に下ろされ、これにより下部ガラス板１４ｂと自動的に互いに一体になるよう組立てられ、上下の二枚のガラス板１４ａ、１４ｂの合体操作が完成される。

上部ガラス板１４ａを所定の位置に従って下部ガラス板１４ｂ上に下ろし、双方の組立て後の相対位置を保証するため、上下ガラス板１４ａ、１４ｂの位置を合体前に制御する必要がある。具体的な制御方式は以下の通りであってもよい。

（１）上下の二枚のガラス板１４ａ、１４ｂが上下層搬送機構２１、２２上にある時の横方向位置（即ち、ガラス板の進行方向に垂直な方向の位置）を制御し、それにより二枚のガラス板の横方向位置が一致する。上下搬送機構２１、２２の搬送速度によって、上下の二枚のガラス板１４ａ、１４ｂが各搬送機構上にある時の初期縦方向位置（即ち、ガラス板の進行方向に沿う位置）を制御し、それによって上層搬送機構２１の末端を離脱する上部ガラス板１４ａは、丁度所定の相対縦方向位置に従って下層ガラス板１４ｂ上に下ろされる。

（２）上下層搬送機構２１、２２上にガイド装置を設置し、ガイド装置を用いて上下ガラス板１４ａ、１４ｂをその進行方向と垂直な横方向位置で制限し、ガラス板の双方の横方向位置を一致させた状態で互いに組立て、下層搬送機構２２上に縦方向位置決め装置を設置し、位置決め装置を用いて進行中の下部ガラス板１４ｂを適切な位置に留め、上層搬送機構２１上から下ろされた上部ガラス板１４ａを受取り、上部ガラス板１４ａを所定の相対縦方向の位置に従って下部ガラス板１４ｂと互いに一体になるよう組立てる。位置決め装置は位置センサーであってもよく、又はローラーの搬送面の外へ伸長した、上向きの可動バッフル板などであってもよい。

（３）上部ガラス板１４ａを確実に下部ガラス板１４ｂ上に下ろすことを保証すると同時に、下層搬送機構２２に調整装置を設置し、調整装置によって一体に重なる上下ガラス板１４ａ、１４ｂの縦方向と横方向の相対位置を調整し、ガラス板の双方を所定の相対位置に従って互いに一体になるよう組立てる。調整装置はガラス板の縦方向と横方向とをそれぞれ調整するための二対の押し板であってもよい。この押し板はシリンダー又は油圧シリンダーで駆動されていてもよく、その他の適当な駆動機構で駆動されていてもよい。

上記三種のガラス板位置の具体的な制御方式は、単独に用いてもよく、組み合わせて使用してもよい。

図７に示すのは本発明の第二種合体装置であり、上記第一種合体装置よりも、当該合体装置は互いに上下に間隔を置いて配置された三層ガラス板搬送機構から構成され、三層搬送機構のガラス板の搬送方向は一致し、その内、上部二層搬送機構はベルト式搬送機構２７であり、底層搬送機構の前半部分はベルト式搬送機構２７であり、底層搬送機構の後半部分はローラー式搬送機構であり、底層搬送機構のガラス板の搬送面は水平に設置され、上部二層搬送機構の二層のガラス板搬送面は下向きに斜めに設置され、ガラス板の進行方向に沿って底層搬送機構のガラス板の搬送面に徐々に接近している。

作動時、三層ガラス板搬送機構の三層は、それぞれ多層構造ガラス部材の上部ガラス板、中部ガラス板、及び下部ガラス板を搬送し、上部二層搬送機構に搬送されたガラス板は、各自の搬送機構の末端を離脱した後、共に底層搬送機構に搬送されたガラス板上に自動的に下ろされ、これにより互いに自動的に一体になるよう組立てられる。

所定の相対位置関係に従って一体になるよう上部ガラス板、中部ガラス板及び下部ガラス板の三枚のガラス板を組立てるために、第二種合体装置における各ガラス板の位置を、上記の第一種合体装置において記載された制御方式を用いることによって制御してもよい。

図８に示すのは本発明の第三種合体装置であり、この合体装置では、四つのガラス板搬送機構は互いに上下に間隔を置いて配置され、四つの搬送機構のガラス板の搬送方向は一致し、四層構造のガラス合体装置を構成する。底層搬送機構のガラス板の搬送面は水平に設置され、上部三層の搬送機構の後部のガラス板搬送面は下向きに斜めに設置され、ガラス板の進行方向に沿って底層搬送機構のガラス板の搬送面に徐々に接近している。四つの搬送機構はすべてローラー式搬送機構である。

作動時、四層ガラス板搬送機構は、それぞれ四層構造ガラス部材中の相応する層のガラス板を搬送し、かつ、各層のガラス板の間の組立ては以下の通り、上から下へ順番に行われる。まず最上層搬送機構に搬送されたガラス板は、上から下へ第二層搬送機構に搬送されたガラス板上に自動的に下ろされ、これにより互いに一体になるよう組立てられる。その後、積み重ねられた二枚のガラス板は、第二層搬送機構の末端を離脱した後、第三層搬送機構に搬送されたガラス板上に自動的に下ろされる。最後に、一体になるよう組立てられた三枚のガラス板は、第三層搬送機構の末端から底層搬送機構に搬送されたガラス板上に自動的に下ろされ、互いに一体になるよう組立てられ、最終的に四層構造のガラス部材の合体操作が完成される。

図９に示すのは本発明の第四種合体装置であり、もう一種の四層構造のガラス合体装置であり、第三種合体装置中の四層構造のガラス板の合体装置と比較して、その区別は以下の通りである。即ち、四層搬送機構に搬送されたガラス板の組立ては、下から上へ順番に行われる。即ち、第二層搬送機構に搬送されたガラス板は、まず下から上へ底層搬送機構に搬送されたガラス板上に自動的に下ろされ、これにより互いに一体になるよう組立てられる。その後、第三層搬送機構に搬送されたガラス板は、底層搬送機構に搬送され、かつ、一体になるよう組立てられた二枚のガラス板上に自動的に下ろされ、最後に、第四層搬送機構（最上層搬送機構）に搬送されたガラス板は、底層搬送機構に搬送された、一体になるよう組立てられた三枚のガラス板上に下ろされ、最終的に四枚のガラス板の相互組立てが完成される。

第一種合体装置と同じなのは、各ガラス板を所定の相対位置関係に従って一体になるよう組立てる目的で、第三、第四種合体装置おいて、ガラス板の位置を制御するために、上記の第一種合体装置で説明された制御方式を用いてもよい。さらに、第三、第四種合体装置中の合体装置は同様に第二種合体装置中のベルト式搬送機構から構成されてもよい。

さらに、言及すると、第二種合体装置を用いて二層構造のガラス部材を組立ててもよく、その場合、その上部の二層搬送機構はそれぞれ組立てようとする上下二枚のガラス板を搬送することに用いられ、底層搬送機構は二枚のガラス板を組立て、及び組立てたガラス板を搬送するために用いられる。同様に、第四種合体装置を用いて三層構造のガラス部材を組立ててもよく、その場合、その底層搬送機構はガラス板を組立て、及び組立てたガラス板を搬送するためだけに用いられる。

上記合体装置は、主真空室中に配置されたガラス板搬送機構９の一部であってもよく、ガラス板搬送機構９は、合体機構と同じ層数のガラス板搬送面を有する。又は、ガラス板搬送機構９は一層の搬送面のみを有し、その搬送面は上記各合体機構の底層搬送機構（最低層搬送機構）の搬入端又は搬出端である。その場合、ロボットハンドなどの操作装置が各合体機構の搬入端に設置され、ガラス板搬送装置９によって搬送された複数のガラス板は、その操作装置を使用することによって合体機構中の各層搬送機構に搬送される。

図１０に示すのは合体装置の第五種構造形式であり、当該合体装置は小車３０及び支持ローラー３２を備える。小車３０は支持装置２９を有する。小車３０は支持ローラー３２上を移動することができる。支持ローラー３２の搬入端及び搬出端は、それぞれその上流及び下流に位置する搬送装置９と連結される。

支持装置２９は小車３０中に設置され、ガラス板の支持のために用いられる。下部ガラス板１４ｂは小車３０の底板上に配置され、上部ガラス板１４ａは支持装置２９上に設置され、上下の二枚のガラス板は互いに平行し、上下二枚のガラス板間の距離は、二枚のガラス板の間が真空室中と同じ真空度を有することを保証するのに十分な距離を有し、その距離は好ましくは５ｍｍより大きい。小車３０は主真空室３中の適当な位置を移動した時、支持装置２９は上部ガラス１４ａを下部ガラス板１４ｂ上に下ろし、合体の操作を完成させる。

図１１に示すのは合体装置の第六種構造形式であり、当該合体装置は同様に小車３０及び支持ローラー３２を備える。小車３０は同様に支持装置２９を有する。支持装置２９は小車３０中に設置され、ガラス板の支持のために用いられる。小車３０は支持ローラー３２上を移動することができる。支持ローラー３２の搬入端及び搬出端は、それぞれその上流及び下流に位置するガラス板搬送装置９と連結される。下部ガラス板１４ｂは小車３０の底板上に配置され、上部ガラス板１４ａの一端は下部ガラス板１４ｂ上に支持され、かつ下部ガラス板１４ｂの対応する端部と揃えられ、上部ガラス板１４ａの他端は支持装置２９上に設置され、二枚のガラス板はＶ字型の状態になり、Ｖ型開口箇所の大きさは二枚のガラス板の間に十分に大きい夾角を有することができ、二枚のガラス板の間が真空室中と同じ真空度を有することを保証する。小車３０は主真空室３中の適切な位置に移動した時、支持装置２９は上部ガラス板１４ａを下部ガラス板１４ｂ上に下ろし、合体操作を完成させる。

図１２に示すのは合体装置の第七種構造形式であり、当該合体装置は小車３０及び支持ローラー３２を備える。小車３０は支持装置３１を有する。二枚のガラス板１４ａ、１４ｂは支持装置３１に寄り掛かかることによって、小車３０上に縦向きに置かれ、上記第六種合体装置と同じように、二枚のガラス板の間の距離又は夾角は、二枚のガラス板の間が真空室中と同じ真空度を有することを保証する。二枚ガラス板の間の合体操作は、支持装置３１の移動操作によって完成させる。このような合体装置において、上下ガラス板は小車３０上に置かれているので、別途位置調整装置を使用しなくても、二枚ガラス板の間の相対位置を保証することができる。

各ガラス板が互いに一体になるよう組立てられる前、上記すべての種類の合体装置は、各ガラス板が真空雰囲気中で互いに独立して位置していることを保証する。即ち、各ガラス板の周囲の真空度は真空室中と同じであることを保証することができ、これにより真空ガラス部材中の真空空間は、真空ガラス部材の組立中の真空雰囲気（真空室）と全く同じ真空度を有する。

図１３に示すのは本発明に用いられる封着装置である。この封着装置はスリット式誘導加熱装置であり、その全体は細長い帯状を呈し、ハウジング４６の高さ方向の中間部分にハウジング４６の長さ方向に延伸するスリット４２が設置され、ハウジング４６中には、従来の方式でスリット４２の周囲に誘導加熱コイル４３が配置され、誘導加熱コイル４３の端子はハウジングの一端に設置される。

また、封着しようとする真空ガラス部材１４がスリット４２を通る時、封着しようとする真空ガラス部材１４の封着（溶接）しようとする箇所に対する誘導加熱コイル４３による通常の加熱に影響を及ぼさない条件下で、その周辺の封着しようとする箇所が確実に溶接され連結されることを保証するため、スリット４２中にガラス板の加圧ローラー又は加圧輪が設置されていてもよい。図１４に示すのはスリット４２に加圧ローラー又は加圧輪４４が設置される場合の第一種方式の概略図であり、図１４中の符号４６は封着装置のハウジング、符号４３はスリット４２を囲んで設置される高周波誘電加熱コイル、符号４４は加圧ローラー又は加圧輪、符号４５は加圧ばねであり、加圧ローラー又は加圧輪４４は高周波数誘導加熱コイル４３の間に設置される。作動時、封着しようとする真空ガラス部材１４が上下加圧ローラー又は加圧輪４４の間に進入することに伴って、真空ガラス部材１４中の二枚のガラス板は互いに押え付けられ、加圧状態で互いに溶接連結され、二枚のガラス板の周辺が確実に気密封着されることを保証する。

加圧ローラー又は加圧輪４４は、図１４に示す設置方式以外に、図１５に示すように誘導加熱コイル４３の一方側に設置してもよく、図１６に示すように誘電コイル４３の両側に設置してもよい。

上記スリット式誘導加熱装置を封着装置として用いる以外に、本発明では、高周波誘導ヘッド、レーザーヘッドなどを用いて真空ガラス部材の封着を行ってもよい。図１７に示す封着装置は複数の加熱ヘッド５１及び操作装置から構成され、加熱ヘッド５１は３次元空間中を移動することができ、加熱ヘッド５１の数量は１〜４個であってもよく、通常２個である。加熱ヘッド５１を用いて真空ガラス部材１４を封止する場合、加熱ヘッド５１を操作して、加熱ヘッド５１を真空ガラス部材１４上の封着しようとする箇所に沿って移動させてもよく、あるいは、加熱ヘッド５１は移動させずに、真空ガラス部材１４のほうを操作して移動させてもよい。

図１７中の加熱ヘッド５１は真空室中に設置されている。レーザーヘッドを加熱ヘッド５１として用いる場合、図１８に示すように、主真空室３の頂部の上方に透明な窓５２を設置し、加熱ヘッド５１は窓５２を透過して主真空室３中の真空ガラス部材１４に対して加熱封着を行う。

真空ガラス部材１４の各工程の加工状況をより良く監視する目的で、全部の加工過程の監視をリアルタイムに行うための一つ又は多数の工業用監視カメラを主真空室３及び各補助真空室中に設置してもよい。

本発明の連続加工装置が作動する時、入口緩衝室１の入口端の真空ドアロック７が開錠され、載置台に予め処理されたガラス板が入口緩衝室１中に進入すると、入口緩衝室１の入口端と出口端の二つの真空ドアロック７が閉鎖され、真空獲得システムを用いて入口緩衝室１が真空化される。入口緩衝室１中の真空度が真空抽出室２の真空度と同じになった時、入口緩衝室１と真空抽出室２との間の真空ドアロック７が開錠され、ガラス板が真空抽出室２中に進入すると、入口緩衝室１と真空抽出室２との間の真空ドアロック７が閉鎖され、真空抽出室２が真空化され、同時にガラス板に対してイオン洗浄が行われ、ガラス板の表面に残留する気体分子や水分子が除去される。真空抽出室２の真空度が主真空室３の真空度と同じになった後、主真空室３と真空抽出室２との間の真空ドアロック７が開錠され、ガラス板が主真空室３中に進入すると、主真空室３と真空抽出室２との間の真空ドアロック７が閉鎖され、その時、主真空室３中の真空度は１〜５×１０^−３Ｐａであり、勿論、必要に応じて、当該主真空室はさらに高い真空度を有してもよい。主真空室３では、合体装置を用いてガラス板に対して合体操作が行われ、その後、封着装置を用いてガラス板が封着され、所定の真空ガラス部材１４が製造される。空気注入過渡室４が真空化され、その真空度を主真空室３中と同じようにし、主真空室３と空気注入過渡室４との間の真空ドアロック７が開錠され、真空ガラス部材１４は空気注入過渡室４中に進入する。主真空室３と空気注入過渡室４との間の真空ドアロック７が閉鎖され、空気注入過渡室４の真空度を低下させ、空気注入過渡室４の真空度を出口緩衝室５の真空度と同じようにする。空気注入過渡４と出口緩衝室５との間の真空ドアロック７が開錠され、真空ガラス部材が出口緩衝室５中に進入すると、出口緩衝室５と空気注入過渡室４との間の真空ドアロック７が閉鎖され、出口緩衝室５の真空度をさらに大気と同じように低下させ、出口緩衝室５の真空ドアロック７が開錠され、真空ガラス部材１４が取出し台に搬送される。

主真空室３に進入する前、各ガラス板は離間して設置され、ガラス板の周囲の真空度は主真空室３中の真空度と同じであり、合体後のガラス板の間の真空度は主真空室３中の真空度と同じであるため、高真空度の真空ガラス部材を製造することができる。例えば、主真空室３中の真空度が１〜５×１０^−３Ｐａである場合、加工された真空ガラス部材の真空度は１〜３×１０^−２Ｐａに達することができる。この真空度は従来真空ガラス部材の真空度基準の要求を大幅に超える。

本発明に開示された真空ガラス部材連続加工装置は、主真空室の前後の両端に補助真空室（前端補助真空室：入口緩衝室１、真空抽出室２、後端補助真空室：空気注入過渡室４、出口緩衝室５）が設置される。作動過程で、各室が連続設置され、主真空室と外部雰囲気とを隔離するために主真空室の両端に階段状の真空分布が形成される。主真空室に提供される構造上の形態と比較して、作動のエネルギーの消耗を大幅に低下させるだけでなく、真空ガラス部材のライン化生産を実現することができ、生産効率を向上し、生産コストを抑制することができる。

本発明中の各層ガラス板は、合体前にそれぞれ搬送され、二枚のガラス板が一定の空間距離を有し、その距離は二枚のガラス板の表面の真空度が真空室中と同じであることを保証する。各ガラス板を平行に設置する場合、その間隔は好ましくは５ｍｍより大きい。このような設置方式により、ガラス板の合体前の表面周囲の真空度は主真空室中とほぼ同じであることを保証することができ、合体後のガラス板の間のスリットが小さ過ぎて真空化する時間が長く、真空化が不十分となることを防止できる。

主真空室の前端の二つの補助真空室にも加熱設備を設置してもよく、ガラス板は主真空室に進入する前に予め加熱し、ガラス表面の排気及び後続の封着工程を順番に行う。主真空室の後端の二つの補助真空室中には加熱設備を設置せず、封着したガラス部材を二つの室中で徐々に冷却し、より良い作動機能を実現する。

Claims (17)

1. 真空ガラス部材の連続加工装置であって、
   当該装置は、ガラス板の進行方向に沿って、順次、ガラス板載置台、前端補助真空室、主真空室、後端補助真空室及びガラス板取出し台を備え、当該装置は、さらに、ガラス板搬送装置及び電気制御システムも備え、前記ガラス板載置台上のガラス板は、前記ガラス板搬送装置によって、順次、前記前端補助真空室、前記主真空室、前記後端補助真空室及び前記ガラス板取出し台に送られ、前記電気制御システムは真空封着プロセスと設備作動制御のために用いられ、前記各真空室は互いに独立し、それぞれ真空獲得システムと真空検出装置とを有し、前記前端補助真空室の真空度と前記後端補助真空室の真空度とは、前記主真空室の真空度と等しいか、又は前記主真空室の真空度よりも小さく、前記前端補助真空室及び前記後端補助真空室はそれぞれ前記主真空室の前端及び後端に過渡真空空間を提供し、前記主真空室の中には合体装置と封着装置とが設置されており、前記合体装置及び前記封着装置を用いて前記主真空室中のガラス板に対し合体と封着の操作が行われ、前記合体装置の搬入口及び搬出口はそれぞれその上流及び下流に位置する前記ガラス板搬送装置と連結されており、前記前端補助真空室と前記後端補助真空室とはモジュール化された構造であり、前記主真空室の前端及び後端には、必要に応じてそれぞれ一つ又は複数の補助真空室が配置されており、複数の前端補助真空室と複数の後端補助真空室とが配置される場合、前記前端補助真空室の真空度は前記主真空室に接近するにつれて徐々に向上し、前記後端補助真空室の真空度は前記主真空室から離れるにつれて徐々に低下することを特徴とする真空ガラス部材の連続加工装置。
2. ガラス板の進行方向に沿って、前記各真空室は、開閉可能な隔離ドアを設置することにより、隣接する上流加工室及び下流加工室と気密隔離されることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材の連続加工装置。
3. 前記加工装置はさらに洗浄設備を備え、当該洗浄設備は前記前端補助真空室中に設置されることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材の連続加工装置。
4. 前記合体装置は、少なくとも二つのガラス板搬送機構を備え、当該合体装置は一台の搬送機構によって搬送されたガラス板が、他の搬送機構によって搬送されたガラス板上に自動的に積み重なるように、各搬送機構によって搬送されたガラス板を自動的に一体になるよう組立てることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材の連続加工装置。
5. 前記搬送機構は、ローラー式搬送機構又はベルト式搬送機構であり、前記ローラー式搬送機構は互いに平行かつ間隔を置いて配列された複数のガラス板搬送ローラーから構成され、前記ベルト式搬送機構は軸受ローラー及びその軸受ローラー上に巻付けられる搬送ベルトによって構成されることを特徴とする請求項４に記載の真空ガラス部材の連続加工装置。
6. 前記各ガラス板搬送機構は、互いに上下に間隔を置いて配置され、前記各ガラス板搬送機構のガラス板搬送方向は一致しており、上部の各層のガラス板搬送機構によって搬送されるガラス板は最終的に底層ガラス板搬送機構上に積み重ねられ、ガラス板は自動的に互いに一体になるよう組立てられることを特徴とする請求項５に記載の合体装置。
7. 前記上部の各ガラス板搬送機構によって搬送されたガラス板の底層搬送機構への積層順序は、上から下への順序に従って、第一層搬送機構によって搬送されたガラス板は、第二層搬送機構によって搬送されたガラス板上に積み重ねられ、その二枚の積み重ねられたガラス板は共に第二層搬送機構から搬送されて、第三層搬送機構によって搬送されたガラス板上に積み重ねられ、この工程が繰り返され、すべてのガラス板が底層ガラス板搬送機構上に下ろされ積み重ねられることを特徴とする請求項６に記載の合体装置。
8. 前記上部の各ガラス板搬送機構によって搬送されたガラス板の底層搬送機構への積層順序は、下から上への順序に従って、まず第二層搬送機構によって搬送されたガラス板は、底層（第一層）搬送機構上に、又は底層（第一層）搬送機構によって搬送されたガラス板上に積み重ねられ、そして、第三層搬送機構によって搬送されたガラス板は、上記の底層（第一層）搬送機構のガラス板上に積み重ねられ、この工程が繰り返され、各搬送機構に搬送されたガラス板はすべて底層（第一層）搬送機構上に下ろされ積み重ねられることを特徴とする請求項６に記載の合体装置。
9. 前記ガラス板搬送機構において、前記底層搬送機構の上方の各搬送機構によって搬送されたガラス板は、上下のガラス板の位置関係を変えない状態で、同時に、底層搬送機構上に積み重ねられるか、又は底層搬送機構によって搬送されたガラス板上に積み重ねられ、それらのガラス板は互いに一体になるよう組立てられることを特徴とする請求項６に記載の合体装置。
10. 前記ガラス板搬送機構において、ガラス板を他の搬送機構に搬送するためのガラス板搬送機構の後部部分のガラス板搬送面は傾いて設置されており、当該ガラス板搬送面は、ガラス板の進行方向に向かって搬送されたガラス板を受取る前記他の搬送機構のガラス板搬送面に徐々に接近することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の合体装置。
11. 前記ガラス板搬送機構には、ガラス板のガイド装置も設置されており、当該ガイド装置は、前記ガラス板搬送機構によって搬送されたガラス板の、ガラス板の進行方向とは垂直な方向における位置を制限することを特徴とする請求項１０に記載の合体装置。
12. 前記ガラス板搬送機構において、他の搬送機構によって搬送されたガラス板を受取る搬送機構には、ガラス板の位置決め装置又はガラス板の調整装置も設置されており、前記位置決め装置によってガラス板の横方向位置及び縦方向位置が制限されることによって、又は前記調整装置によってガラス板の横方向位置及び縦方向位置が調整されることによって、ガラス板の互いの組立て精度が保証されることを特徴とする請求項１０に記載の合体装置。
13. 前記合体装置は支持装置付きの小車及び支持ローラーを備え、当該小車は前記支持ローラー上に移動可能に取り付けられ、前記真空ガラス部材の下部ガラス板は前記小車の底板上に配置され、前記真空ガラス部材の上部ガラス板は前記支持装置によって前記下部ガラス板の上方に配置され、前記上下ガラス板周囲の真空度が前記主真空室の真空度と同じになるように、前記上下ガラス板の間は如何なる形式でも接触することなく互いに平行であるか、又は前記上部ガラス板の一端が前記下部ガラス板の同じ側端上に支持されることで、前記上部ガラス板の一端は前記下部ガラス板と局部接触し、前記上下ガラス板の間隔は十分な距離を有しているか又は十分な大きさの夾角を有しており、ガラス板合体の時、前記支持装置によって、前記上部ガラス板は前記下部ガラス板上に設置され、ガラス板合体の操作が完成されることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材の連続加工装置。
14. 前記合体装置は支持装置付きの小車及び支持ローラーを備え、当該小車は前記支持ローラー上に移動可能に取り付けられ、前記真空ガラス部材の各ガラス板は立ち上がるように小車に設置され、各ガラス板の中間部分又は端部は前記支持装置に寄り掛かっており、各ガラス板周囲の真空度が前記主真空室の真空度と同じになるように、隣接のガラス板は互いに平行であるか又は局部的に接触しており、隣接するガラス板の間隔は十分な距離を有しているか又は十分な大きさの夾角を有しており、前記支持装置の操作によって、各ガラス板の合体の操作を完成させることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材の連続加工装置。
15. 前記封着装置は誘導式加熱ヘッドであり、当該誘導式加熱ヘッドは、その操作機構によって移動し、真空ガラス部材の封着操作を完成させることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材の連続加工装置。
16. 前記スリット式真空ガラス封着装置には、封着しようとするガラス部材が通るスリットが設置され、前記スリットの周囲に誘導加熱コイルが配置され、封着しようとするガラス部材が前記スリットを通ることによって封着が完成され、前記スリット式真空封着装置には加圧ローラー又は加圧輪が設置され、封着しようとするガラス部材が確実に封着されるように、前記加圧ローラー又は加圧輪により封着しようとするガラス部材が互いに加圧された状態で前記スリットを通ることを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材の連続加工装置。
17. 前記封着装置は、前記主真空室外部に設置されたレーザー加熱装置であり、前記主真空室のハウジングには透明な窓が設置され、前記レーザー加熱装置は前記透明な窓を通して、前記主真空室中で組立てられ合体されたガラス部材の封着を行うことを特徴とする請求項１に記載の真空ガラス部材の連続加工装置。

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