JP3559052B2 - ガラス板の曲げ方法およびガラス板の曲げ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガラス板の移動方向において湾曲した輪郭を有する経路に沿って配置された一連の成形ロッドから構成される成形ベッド上をガラス板を通過させることによってガラス板を曲げる技術を扱う。本発明は特に、湾曲されかつ場合によっては強化された自動車用板ガラスの製造に適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
上述の技術は、特に仏国特許ＦＲ−Ｂ−２，２４２，２１９号およびＦＲ−Ｂ−２，５４９，４６５号から公知である。この技術は、水平炉内で加熱されたガラス板を、曲線状の輪郭に沿って配置されかつ最後の強化区域を通過する二層のローラ、または他の回転要素の間を通過させることからなる。側方窓ガラス、開放型屋根、または円筒形状をなす他の板ガラスの製造において、上述のローラの層は一般的に、円形輪郭に沿って配置されたまっすぐな円筒状のロッド群から形成される。この技術は非常に高い生産能力を可能にする。なぜならば、一方ではガラス板は広く間隔を隔てられる必要がないからであり、すぐ前のガラス板の処理がまだ終わらない内に次のガラス板が問題なく成形区域に入ることができる。また他方では、ローラの長さが許容するならば、二つ又は三つのガラス板が同時に並行して処理されることができるからである。
【０００３】
大多数の場合に自動車用板ガラスはその内面上、即ち凹面側の表面上にエナメルが付けられた領域を有する。炉のコンベヤを汚さないようにするために、かつ間接的に他のガラス板を汚さないようにするために、このエナメルは、炉内で上向きに位置する方のガラス板の表面上に施される必要がある。その結果ガラス板の経路は上昇していかなければならず、かつ成形ベッドは上方に凹をなす。このような状況下ではガラス板は成形ベッドの各ローラ毎に一段ずつ登っていくことになる。
【０００４】
ガラスがこの段を登ることを助けるために、仏国特許ＦＲ−Ｂ−２，５４９，４６５号では成形ベッドに沿って並んだ上側ローラの組体を使用することが提案されている。これらの上側ローラには、ガラス上への過度の圧迫作用を防止するようにばねが取り付けられている。この目的は、単純に前進を補助する作用を得ることにあり、決して回転効果または押圧効果を得ることにはない。しかしながらこれは、上側ローラが絶対的に正確に所定の位置に調節されている場合にのみ可能なことであり、このことはかなり複雑な機械を必要条件とする。また欧州特許ＥＰ−Ｂ−２６０，０３０号には、ガラス板の移動速度が大きい、より正確には少くとも１０ｃｍ／秒、好ましくは１５ｃｍ／秒から１８ｃｍ／秒のオーダであれば、これらの上側ローラが除去されることができるということが示されている。
【０００５】
通過速度を増大させることにより、ガラス板の所与の点がその点が二つのローラ間にあるために支持されない時間は減少される。このため、小さな波の形成により光学的欠陥および膨らみが生成される危険性が低減される。あらゆる事柄が、あたかもローラ又は他の均等な回転要素が互いにもっと接近して配置されているかのように起こる。一方、ローラを物理的に接近させることは、特にピニオンおよび回転移動のための他の伝達機構の寸法から帰着する技術的制限のために、およびローラの変形を防止するのに適した最小の直径から帰着する技術的制限のために、本質的に許容されない。
【０００６】
１５ｃｍ／秒から１８ｃｍ／秒のオーダの好ましい移動速度はまた、ローラに対するガラスのスリップの危険性を制限することによってガラスとローラ間の良好な接触を可能にする。
【０００７】
ガラス板の通過速度の増大は更に第２の臨界因子によって制限される。実際、生産速度の増大自体は好ましいが、板ガラスは、正規に強化されずに曲げ及び強化機械を離れることがあってはならない。上述のようにこのタイプの曲げ／強化技術では、板ガラスが通過するにつれて強化が実施され、このときガラス板は曲げ区域における速度と同じ速度で移動される。従って吹き付けの所与の条件下で強化時間は、ガラス板の移動速度と、強化区域の長さと、ガラス板が強化区域内に入るときのガラスの温度との直接的な関数となる。
【０００８】
強化区域においてより高温なガラスを処理するということは明らかに曲げ区域におけるより高温なガラスを意味し、上述の小さな波の形の変形の現象が引き立たせられる。更に、いずれにしてもこのタイプの設備では強化区域用に利用可能な長さは、ガラス板に与えられるべき曲率半径が低減された場合にはより短く形成されなければならない。なぜならば、曲げ／強化機械からのガラス板の放出は、遅くともガラス板が１／４回転だけ移動した後に、従ってガラス板が後方に戻る前に実施されなければならないからである。曲率半径が１メートルの場合には曲げ区域の長さは３０センチメートルのオーダでなければならず、高々約１．２５ｍの長さが残されることがわかる。
【０００９】
比較的標準的な吹き付け条件において、かつ、安全ガラスの承認、および車両およびトレーラに嵌め込まれるようになっている板ガラス用の材料の承認に関する欧州規則第４３条の要件に従わなければならない３．２ｍｍの厚さのガラス板に対して、強化応力は、破壊の場合に板ガラスが、５×５ｃｍの任意の正方形内において４０より小さくなくかつ３５０（この数は、２．５ｍｍ以下の厚さの板ガラスに対しては４００に上げられる）より大きくない個数の破片を呈するようになっていなければならない。更にこれらの要件によれば、板ガラスの周辺部に沿った２ｃｍの幅の帯部内および衝撃点の周りの半径７．５ｃｍの領域内を除いて、どの破片も３．５ｃｍ^２ より大きくてはならず、また長さが７．５ｃｍより長い細長い破片が存在すべきではない。
【００１０】
このため、曲げ機械の強化区域は少くとも５秒間通過されなければならず、これは、２５ｃｍ／秒というガラス板の限界通過速度の計算値につながる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の好ましい移動速度と比較すると、これは明らかに楽な作動上の余裕を与え、かつこの要件は矩形またはほぼ矩形をなす板ガラスに対して効果的に適合される。ここで、矩形またはほぼ矩形をなす板ガラスでは、ローラによって支持されない２点間の最大距離がこれらのローラの中心間距離に対応する。対照的に、板ガラスが斜めに延びる縁部を有し、この斜めの縁部がこの斜めの縁部の各点においてガラス板の移動方向に対して角度をなす場合には、上述の距離はこの角度の余弦（コサイン）に反比例して増大する。３０°をなす縁部では、縁部の点に対する同一の支持を得るためには３０ｃｍ／秒から３６ｃｍ／秒の間の移動速度、従って許容できない移動速度が仮定される。斯くして計算によれば、角度が４５°よりも小さくなるや否や２５センチメートル／秒という限界速度に到達することが示され、これにより、縁部においてスカラップ形の欠陥が現われることが説明される。また、この移動方向に対してガラス板の位置を変更することによってこの問題を克服することは不可能であることが自明である。なぜならば、この移動方向はまたガラス板に与えられる曲率の主方向をも決定するからである。
【００１２】
本発明の目的は、製造される板ガラスの曲率の品質および光学的品質を新たに改良するために、特に三角形をなす板ガラスまたは斜めの縁部を有する任意の形状の板ガラスの場合に縁部がスカラップ形にされる作用を除去するために、上述の曲げ／強化技術に変更を施すことにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの問題は、曲げ温度に予め加熱されたガラス板の曲げ方法であって、成形ベッド上をガラス板を通過させる工程からなり、この成形ベッドは、成形ベッドの長手方向に見てほぼ円形または回転対称錐形をなす輪郭を有し、この成形ベッドは、ガラス板を引きずるようになっている回転要素の組体と、少くとも曲げ区域の第１の部分内においてガラス板に作用する少くとも一つの高温空気クッションとから構成される、ガラス板の曲げ方法によって解決される。
【００１４】
上述の規定からわかるように、ガラス板は高温空気クッションによって本質的に成形される。このクッションはガラス板の下面、上面、または両面に作用することができる。
【００１５】
ガラス板の下面にのみ作用する高温空気クッションが用いられる場合には、ガラス板が曲げ機械を通るように駆動されることを確保する回転要素と協働してガラス板を保持するのに適した上側手段、例えば小さなローラタイプの上側手段を設けることが必要である。上述の理由のためにこれらの上側手段は不利点を構成するが、それにも拘らず高温空気クッションは成形の品質を高めるのに寄与する。実際にはこの下側の高温空気クッションは、例えばまっすぐなロッドタイプ又は反対に曲がった（ｃｏｎｔｒａｆｌｅｘｅｄ）ロッドタイプの回転要素間の隙間空間内に夫々取り付けられた一連の高温空気クッションから構成されることができるという点に注意されたい。
【００１６】
より有利な第２の場合は、ガラス板の上面に作用する高温空気クッションを用いる場合である。この場合には高温空気クッションは重力の効果がわずかに増大されることを可能にし、このため高温空気クッションは成形ベッドの回転要素の駆動能力を改善する。このため、スリップ（滑り）の危険性を増大させずにガラスの通過速度を増大させることが可能になり、斯くしてガラス板の移動速度が、熱的強化に当てられることができる時間の関数として体系的に最適化されることができる。このような条件下においてガラス板の移動速度は２５ｃｍ／秒のオーダの値に達することが可能であり、これは光学的品質のために特に好ましい。更に、高温空気クッションは接触するガラスの表面、即ち一般的にエナメルが付けられた（引かれた）ガラスの上面に光学的に傷跡などを付ける危険をもたらさない。高温空気という用語は、ここではガラス板の曲げ温度に比較的近い温度に昇温された空気を意味するものとして理解されたい。この高温空気は本発明のもう一つの特に有利な効果、即ち曲げシーケンスの間におけるガラス板の冷却を低減させるという効果を導く。その結果、強化作用を危くすることなく且つガラス板のより高い剛性によりうねりの危険性を低減させるように、炉の出口においてわずかに冷却されたガラスを操作する可能性がもたらされる。
【００１７】
大気中における曲げ機械では、ガラスの冷却速度は曲げ工程の間に１秒当たり７℃から８℃のオーダ、または１０℃以上であるということが強調されるべきである。また、考慮される温度においてこのような冷却は三つより多い要因によって粘性の増大をもたらし、これは曲げ工程にとって確実に不利となる。
【００１８】
ガラス板が再加熱炉の最後のローラ群によってまだかなり大きな程度まで引きずられている間の曲げ区域の初めの部分において、ガラス板に正確に作用を及ぼすことがとりわけ重要である。これらのローラは水平平面内に確実に配置され、その結果ガラス板はその平坦な後部部分によって確かな剛性を有する。しかしながら、高温空気の熱的効果から最大限に利益を得るためだけであれば、上側の高温空気クッションが曲げ区域全体をおおうことが好ましい。
【００１９】
本発明のこの変形例は最も一般的な次のような場合、即ち上側ノズルおよび下側ノズルを介してガラスの両面上に吹き付けられる冷却ガスの噴流（ジェット）による熱強化工程が曲げ工程に続く場合に特に好ましい。上側ノズルおよび下側ノズルは、成形ベッドの最後の部分に配置された回転要素間の空所内に配置される。
【００２０】
本発明のもう一つの特に有利な実施例によれば、二つの高温空気クッションがガラス板の両側に作用する。このようにして熱的効果が更に改善される。また特に、上側の高温空気クッションによってローラに対して保持された状態にあるガラス板を駆動するのに障害を及ぼさずに、ローラによって支持されない状態にあるガラスに対して補足的な支持が与えられることができる。斯くして下側の高温空気クッションは或る個数の補足的な支持点を生成し、これらの支持点は縁部がスカラップ形にされることを制限する。更に、上側の高温空気クッションによって可能ならしめられる高い速度により光学的品質が保証される。従ってこの形態の実施例では、ガラス板は高温空気クッション間で成形され、ローラはガラス板の機械的な駆動のためにのみ役立ち、ガラスの重量は空気クッションによって支持されると考えられることができる。副次的な機能としてこれらのローラは正確な基準点を与え、基準点の機械的な正確さが、空気クッションの単純な均等物を有さないローラの位置決めに適用されることができる。
【００２１】
好ましくは高温空気クッションは、ガラス板に与えることが望まれる横方向の曲率（湾曲）と同一のわずかな横方向の曲率を有することができる。
【００２２】
本発明はまたその主題として、回転要素、特にローラタイプの回転要素の組体から構成される成形ベッドを具備し、これらの回転要素は、成形ベッドの長手方向に見てほぼ円形またはほぼ回転対称錐形をなす輪郭に沿って配置され、更に、成形ベッドの上方および／または下方に高温空気クッションを発生させるための少くとも一つの手段を具備する曲げ装置を有する。
【００２３】
高温空気クッションを発生させるためのこれらの手段は、例えば一連の横長の中空部材であり、これらの横長の中空部材は、多分上側空気クッションを形成するように並置されかつ多孔性材料で形成された壁によって閉鎖され、この壁は好ましくは機械加工により形成されることができ、上述の横長の部材は好ましくは、板ガラスが破壊した場合に多孔性の壁を保護する耐高温性繊維からなる織物（ｆａｂｒｉｃ）内に包まれる。
【００２４】
本発明により使用される高温空気クッションは低いリフト高さ、好ましくは０．２ｍｍから２ｍｍの間のリフト高さを有するべきであり、かつ比較的堅いべきである。即ち、ガラス板の通過が空気クッションの深さにほとんど影響を及ぼさないようにすべきである。
本発明の他の利点および特徴は、添付図面を参照しながら本発明の実施例に関する以下の記載を読むことにより明らかになるであろう。
【００２５】
【実施例】
図１は本発明による曲げ工程の基本原理を示す。この場合には曲げ工程は、成形ベッドを具備する曲げ機械に適用されている。成形ベッドの成形ロッド１は、好ましくはまっすぐな円筒状ローラタイプのものである。これらの成形ロッド１は、矢印Ｆで示されるガラス板の移動方向に、弧形部材２によって形成される円形輪郭に沿って配置される。ベッドは上方に凹をなす。この曲げ機械は、曲げ温度に加熱されたガラス板を送るための平面コンベヤのすぐ下流に配置される。ガラス板が辿る経路の不連続性によって生じる光学的変形を避けるために、成形ベッドの湾曲はこの送りコンベヤ（図示しない）に対して接線状をなす。この場合には、円筒状の板ガラスを得るためにローラは互いに並行に配置される。これらのローラは例えば、ローラの端部に取り付けられかつ駆動軸から駆動されるピニオン上に作用する一組のチェーンによって回転駆動される。
【００２６】
曲げ機械の最初の７個のローラは成形区域を形成する。これに続くローラ群は強化区域の一部を形成し、これらのローラ間に吹き付けノズル３が配置される。吹き付けノズル３は吹き付け用ボックス４から供給を受ける。吹き付けノズル３は、ガラス板の下面に向けて冷却ガス、一般的には空気を発射する。下側の吹き付けノズルの反対側に上側の吹き付けノズル（図面の明瞭化のため図示しない）が設けられる。これら上側の吹き付けノズルはガラス板の上面に向けて冷却ガスを発射する。強化用空気の良好な放出を可能にするために、強化区域のローラは、少くともこの強化区域の第１の部分の下流側において、従ってガラスがその形状が固められるのに既に十分に冷却された瞬間から、より広く間隔を隔てて配置される。更に、この強化区域では成形ベッドの各ローラに対応して上側のローラ（図示しない）が配置される。実際、この強化区域では上側のローラを省略しないことが好ましい。なぜならば、ガラス板の前進が冷却ガスの吹き付けによって遅らせられ、いずれにしてもここでのガラスはより低温であり、従って上側のローラはもはや有害な効果を有し得ないからである。
【００２７】
図１からわかるように、曲げ機械の最初の７個のローラには協働する上側のローラが設けられていない。上側のローラの欠如は、欧州特許ＥＰ−Ｂ−２６３，０３０号に示されているように少くとも１０ｃｍ／秒、好ましくは１５ｃｍ／秒から２５ｃｍ／秒の間のガラス板の移動速度によって補償され、スリップを防止する上側の空気クッションによって可能ならしめられ、ガラス板が薄くなるほど移動速度が大きくされる。しかしながら、ガラス板が斜めをなす縁部を有する場合、及び／又は曲げ機械の曲率半径が特に小さい場合には、曲率に関する欠陥が現れる可能性がある。本発明の著者によれば、これらの欠陥は、上側の空気クッション５によって重力作用をわずかに増大させることにより補償され得ることがわかった。この場合、上側の空気クッション５は一連の要素６を並置することによって生成され、これら一連の要素６は共通の管７から供給を受ける。
【００２８】
強化区域に接近するところで、この上側の空気クッションは、下側ローラの上方の上側ローラのための空間を可能にするために中断されるべきであり、これらの上側ローラは、連続的に吹かれる冷却ガスによって発生せしめられる反対向きの力にも拘らずガラスが強化区域に入ることを助ける。極限において唯一または二つの上側ローラが強化区域の第１の部分内に設けられ、これらの上側ローラは、冷却ガスが曲げ区域内に侵入することに対する障壁として役立つということに注意されたい。また、曲げ区域内にも上側ローラを設けることが可能であるが、その場合にはこの曲げ区域の上側ローラの各々の間に空気クッションを維持するようにする。円筒状の曲げに対してはこの解決法は好ましくない。しかしながら、ローラが形状付きのローラである場合、または特に鋭く湾曲された角度を有する板ガラスを製造するために補助ローラが設けられる場合には、この解決法が有利であることが証明されることができる。
【００２９】
この点は、図１に示す実施例のように空気クッション８が同様に成形ベッドの下側ローラ間に設けられる場合に特に重要である。実際問題としてこれら下側の空気クッションはガラス板を持ち上げる傾向を持ち、これは、もし反対向きの力が及ぼされないならばガラス板を上側ローラに押し付けてしまう危険につながる恐れがある。
【００３０】
成形ベッドの最後のローラ９には、例えば仏国特許ＦＲ−Ａ−２，５４９，４６５号に記載されているような傾斜組体が設けられる。この傾斜組体は、曲げられかつ強化されたガラス板をほぼ平面状をなすコンベヤ上に引渡し、このコンベヤは二次冷却用の吹き付け区域を通過することができる。
【００３１】
図２からより詳細にわかるように、この空気クッション又は種々の空気クッションは高温空気供給装置１１に連結された横長の中空部材１０から生成されることが好ましい。これらの中空部材１０は、必要ならば機械加工によって正しく調整された多孔性の壁１２によって閉鎖される。このような材料の使用により、完全には円筒状をなさない成形ベッド、および例えば極くわずかの横方向の曲率を有する成形ベッドに適した空気クッションを得ることが非常に容易になる。この場合には成形ベッドはまっすぐな円筒状のロッドから形成されず、成形ベッドは、例えば膨らんだローラ又はディアボロ用こまの形状をなすローラから形成される。
【００３２】
また、本発明は上側の要素が省略されることを効果的に許容するので、上述のような場合に本発明が特に有利であるということに注意されたい。下側ローラによる駆動が十分に有効である場合にのみ、上側の要素をなくすことが可能となる。
【００３３】
万一板ガラスが強化工程中に破壊された場合にこの多孔性の壁１２が損傷を受けないように、横長の部材１０は、空気を通しかつ耐高温性繊維で形成された保護布１３内に包まれることが好ましい。
【００３４】
好ましくはこれらの横長の部材１０は標準化された部材として構成され、成形区域における上側空気クッションは、単純に所望の個数の部材１０を並置することによって生成される。このような配置は、摩損された構成要素の交換の問題を単純化することを可能にする。
【００３５】
一つの指標として、例えば、幅（空気クッションを形成する壁面の幅）が１５ｍｍの横長の部材を、５０ｍｍの中心間距離で取り付けられた３０ｍｍの直径のまっすぐなローラ間でかつガラス板から５ｍｍの位置に配置することにより曲げ機械を構成することができた。下側空気クッションおよび上側空気クッションの双方が設けられる場合には、この中心間距離は、板ガラスの品質に影響を及ぼすことなく更に増大されることができ、ローラは基本的には基準点を固定するのに役立つ。使用される空気クッションは、ボックス内の空気圧とクッションの空気圧との間の比が少くとも４であれば、大きな剛性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による曲げ装置の部分斜視図である。
【図２】図１の詳細を示す図である。
【符号の説明】
１…成形ロッド
３…吹き付けノズル
５…上側の空気クッション
８…下側の空気クッション
１０…横長の中空部材
１２…多孔性の壁
１３…保護布

Claims (10)

1. 成形ベッド上をガラス板を通過させることによって、曲げ温度に予め加熱されたガラス板を曲げる方法であって、該成形ベッドは、成形ベッドの長手方向に見てほぼ円形またはほぼ回転対称錐形をなす輪郭を有する、ガラス板の曲げ方法において、該成形ベッドは、ガラス板を引きずるようになっている回転要素の組体と、曲げ区域の第１の部分内でガラス板に作用する少くとも一つの高温空気クッションとから構成されることを特徴とする、ガラス板の曲げ方法。
2. 上記高温空気クッションが曲げ区域全体をおおうことを特徴とする、請求項１に記載のガラス板の曲げ方法。
3. 更に、特にガラス板を熱的に強化するために、成形ベッドの後半部分内に配置された回転要素間に挿入された上側ノズルおよび下側ノズルによって吹き付けられるガス噴流によるガラス板の冷却段階を具備する、請求項１または２に記載のガラス板の曲げ方法。
4. 上記高温空気クッションがガラス板の下側に配置され、上記回転要素と接触するようにガラス板を保持する上側手段が設けられることを特徴とする、請求項１，２又は３に記載のガラス板の曲げ方法。
5. 上記高温空気クッションがガラス板の上側に配置されることを特徴とする、請求項１，２又は３に記載のガラス板の曲げ方法。
6. 上側の高温空気クッションと、曲げ区域の回転要素間に挿入された下側の高温空気クッションとによって特徴付けられる、先行する請求項のいずれか一項に記載のガラス板の曲げ方法。
7. ガラス板の曲げ装置であって、特にローラタイプの回転要素の組体から構成される成形ベッドを具備し、該回転要素は、該成形ベッドの長手方向に見てほぼ円形またはほぼ回転対称錐形をなす輪郭に沿って配置され、更に、該成形ベッドの上方および／または下方に高温の空気クッションを発生させるための少なくとも一つの手段を具備する、ガラス板の曲げ装置。
8. 空気クッションを発生させるための上記手段は、多孔性の壁によって閉鎖された横長の中空部材から構成されることを特徴とする、請求項７に記載のガラス板の曲げ装置。
9. 上記横長の部材が、耐高温性繊維からなる織物内に包まれることを特徴とする、請求項８に記載のガラス板の曲げ装置。
10. 上記多孔性の壁と、該多孔性の壁と向かい合うガラス板の表面との間の距離が０．２ｍｍから２ｍｍまでであることを特徴とする、請求項８又は９に記載のガラス板の曲げ装置。

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