JP4329111B2 - ガラス板の冷却装置および急冷強化方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス板の急冷強化用冷却風を供給するガラス板の冷却装置およびガラス板の急冷強化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両用窓ガラスは、所定の寸法形状に切断したガラス板を曲げ成形温度（例えば６００〜７００℃）まで加熱し、次いでプレス曲げ成形、自重曲げ成形、ロール成形等の各種曲げ方法により湾曲させ、次いでこの湾曲ガラス板を急冷強化して形成される。
【０００３】
図５は、このようなガラス板の急冷強化装置を構成する冷却風の噴出装置を示す。この冷却風噴出装置１は、図示しない送風ダクトに接続された風箱２とその底面に設けられた多数のノズルチャンバ３とにより構成される。ノズルチャンバ３は、図面に垂直方向にガラス板（図示しない）の幅に対応した幅を有し、その先端に複数のノズル孔（図示しない）が連続的に形成されている。図示しない送風ファンから送風ダクトを通して冷却空気が風箱２に供給され、各ノズルチャンバ３内に流入してその先端のノズル孔から噴出し、矢印Ａのように搬送されるガラス板を冷却する。この場合、ガラス板の上下両面を冷却するために、この冷却風噴出装置１がガラス板の下面側にも設置される。図は上側の冷却風噴出装置のみを示す。
【０００４】
図６（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ、従来の冷却風噴出装置のノズルチャンバ部分の断面図および底面図である。
【０００５】
冷却風の流路を構成する各ノズルチャンバ３は、その両側の側板３ａと底板３ｃとからなり、底板３ｃに複数のノズル孔４が、（Ｂ）に示すように、連続的に点在して形成される。隣接するノズルチャンバ３間には排気空間５が形成される。ノズル孔４から噴出した冷却風はガラス板に衝突してこれを冷却して温度上昇し、温度上昇した冷却風はこの排気空間５を通して排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の冷却風噴出装置においては、ノズル孔４がノズルチャンバ３の端面を形成する平坦な板材に穿孔されて設けられるため、このノズル孔４を通して噴出する冷却風の圧力損失が大きくなり、風量や風速の低下により冷却効率を低下させ、ガラス板の強化能力を低下させる。
【０００７】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、ノズル孔部分の圧力損失を低く抑えて冷却効率の向上を図り急冷強化作用を高めたガラス板の冷却装置およびガラス板の急冷強化方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、曲げ成形温度まで加熱されたガラス板の両面に配される一対の風箱と、該風箱のガラス板に対向する側に設けられたノズル群と、該ノズル群の各々のノズルの先端に設けられたノズル孔とを備え、風箱に供給された冷却風をノズル孔からガラス板に向けて噴出するガラス板の冷却装置において、前記風箱とノズル孔との間の冷却風流路に、風箱側からノズル孔に向けて冷却風流路の開口断面が小さくなるように傾斜した案内面を有し、前記ノズル群は、互いに略平行に配された櫛歯状のノズルチャンバからなり、各ノズルチャンバの冷却風流路の先端に複数のノズル孔が連続して点在し、各ノズル孔の配列方向の両側に、傾斜した案内面を有することを特徴とするガラス板の冷却装置を提供する。
【０００９】
この構成によれば、冷却風流路における傾斜案内面に沿って冷却風がノズル孔にガイドされるため、ノズル孔での圧力損失が小さくなり冷却効率が大きくなってガラス板の強化作用が高められる。
【００１１】
さらに好ましい構成例では、前記案内面は、鋸歯状のブロック部材の各歯の側面により形成され、各歯の間に前記ノズル孔が貫通して設けられ、このブロック部材の両側を板材で挟んで前記冷却風流路が形成されていることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、鋸歯状のブロック部材の歯の側面で構成されるほぼＶ形状の案内面に沿ってその底部のノズル孔に向かって冷却風がガイドされ、冷却風の流れが円滑になって圧力損失が小さくなる。
また本発明では、ガラス板を曲げ成形温度まで加熱する工程と、前記ガラス板を請求項１又は２に記載のガラス板の冷却装置に搬送する工程と、前記ガラス板の冷却装置に設けられたノズル孔から前記ガラス板に向けて冷却風を噴出する工程とを含むガラス板の急冷強化方法を提供する。この構成によれば、急冷強化作用を高めたガラス板の急冷強化が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ、本発明の実施の形態に係るノズルチャンバ部分の側面図、ノズルブロックの斜視図およびノズルチャンバ部分の断面図である。
【００１４】
この実施形態では、鋸歯状のブロック部材であるノズルブロック９が、冷却風の流路となるノズルチャンバ３の先端に装着される。このノズルブロック９は、角材状の基材６の上面に歯７を連続して有する鋸歯形状であり、各歯７間の基材６を貫通してノズル孔８が形成される。このノズル孔８は、リーマ加工により内面を滑らかに仕上げておくことが望ましい。このノズルブロック９の各歯７の側面７ａは、ノズル孔８に向かって傾斜し、ノズル孔８へ冷却風を導く案内面を構成する。
【００１５】
このようなノズルブロック９は、（Ｃ）に示すように、その両側からノズルチャンバ３の両側板３ａ間に挟まれて保持される。各ノズルチャンバ３間には、排気空間５が形成され、ノズル孔８から噴出した冷却風が排出される通路を構成する。
【００１６】
このような構成のノズルブロック９を装着したノズルチャンバ３は、風箱２に櫛歯状に設けられて、図５に示した冷却風噴出装置１のノズルチャンバ部分を構成する。そして図１（Ａ）の矢印に示すように各ノズル孔８から冷却風を噴出する。この場合、ノズルチャンバ３の底面３ｂは、搬送されるガラス板（図示しない）の曲面に合わせて湾曲した形状に形成してもよい。
【００１７】
この冷却風噴出装置と同様の冷却風噴出装置が、天地逆転した状態で冷却風噴出装置の下方に配置される（図示しない）。こうして、上下両冷却風噴出装置間に搬送されてきたガラス板に、ノズル孔から冷却風が吹き付けられてガラス板の強化処理が行われる。
【００１８】
図２（Ａ）（Ｂ）は、本発明の冷却風噴出装置の下側の風箱の上面図およびそのＢ−Ｂ断面図である。前述のように、冷却風の案内面となる櫛歯状ノズルブロック９の各歯７の両側の傾斜した側面７ａに沿って冷却風がガイドされて流れ、ノズル孔８から噴出する。この冷却風案内面を形成する隣接する歯７の傾斜側面７ａ間の開き角度αは、約１０〜５０°であることが円滑な流れを得る上で望ましい。上側の風箱についても同様である。
【００１９】
本発明の参考例として、ノズル孔での冷却風の圧力損失を低減する種々の形態がある。例えば、ノズル群の構造としては次のようなものもあげられる。すなわち、風箱から直接突出した複数の円筒状のノズルからなるノズル群を備えたガラス板の冷却装置にて、本発明を適用することができる。この場合、各ノズルの風箱に当接する側の冷却風流路に、風箱から各ノズルに向かって冷却風流路の開口が狭くなるような円錐状（ただし頂部が切り取られた形状）の傾斜面が設けられる。これにより、冷却風の圧力損失を低減できる。なお、このようなノズル群の例に付いては、図３、図４を用いて後述する。
【００２０】
一方で、先の例で説明した構造のノズル群のように、櫛歯状のノズルチャンバに複数のノズル孔が設けられるように、各ノズルチャンバ毎にノズルブロックを装着させる構造は特に好ましい。すなわち、各ノズルチャンバと風箱との間における冷却風流路の開口が大きいので、この部分で発生する圧力損失を抑えることができ、しかも、ノズルブロックにより設けられる傾斜面でも圧力損失を低減できる。そのため、送風量等の能力を上げる手段によらず、冷却効率を効果的に高めることができるからである。
【００２１】
また、ガラス板の上下に配される冷却風噴出装置のうち、一方を本発明における傾斜面を設けた構成にすることもできる。ガラス板の両面を均等な冷却効率で冷却させる点に鑑みると、上下両冷却風噴出装置とも、こうした傾斜面を有する構造とすることが好ましい。
【００２２】
図３は、本発明の参考例の実施の形態に係る風箱の斜視図である。
【００２３】
この実施形態の風箱１０は、その底板１１に多数の孔１２が千鳥配列あるいは格子状配列で形成され、各孔１２に円筒状ノズル１３が装着されたものである。各ノズル１３の入り口部分は、円錐状あるいはラッパ状に滑らかに広がる（風箱側からノズル内部に向かって狭まる）形状である。
【００２４】
図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、このようなノズル１３の形状例を示す。
【００２５】
（Ａ）は、円筒状ノズル１３の入り口部に、ラッパ状に滑らかに拡開するフランジ部１３ｂを形成してその内面に湾曲ガイド面１３ａを形成し、下端部を噴出孔１３ｃとしたものである。フランジ部１３ｂを風箱の底板１１の孔１２の縁に係止して接着剤あるいはかしめ加工等により固定する。この場合、孔１２の縁やノズル１３のフランジ部１３ａの厚さや形状を適宜加工することにより、滑らかに拡開する湾曲ガイド面１３ａの形状を持った状態で、フランジ部１３ａの上面と底板１１の上面とを同一面とすることもできる。
【００２６】
（Ｂ）は、ノズル１３の入り口部を底板１１から突出させ、ノズル１３の中間部を底板１１の孔１２部分に接着材等で接合したものである。この場合にも、上記（Ａ）の場合と同様に、ノズル１３の入り口部にはラッパ状に滑らかに拡開する湾曲ガイド面１３ａが形成される。
【００２７】
（Ｃ）は、ノズル１３の入り口部に円錐状のテーパ部１３ｄを形成し、その端部にさらに滑らかに拡開する湾曲ガイド面１３ａを有するフランジ部１３ｂを形成したものである。底板１１の孔１２の径と対応する径のテーパ部１３ｄの中間部で、孔１２内にテーパ部１３ｄが保持され接着材等により固定される。孔１２の径を変えることにより、風箱の底板１１上へのノズル入り口部の突出長さを変えることができる。
【００２８】
図７は、このような本発明の冷却風噴出装置によりガラス板の強化作用向上の効果を示す実験結果であり、図１に示した本発明の冷却風噴出装置と従来の冷却風噴出装置とを比較して、各種型式のガラス板の破壊したときの破砕数を示すものである。この実験において、送風ファンからの送風圧力、送風量等の各種条件は、吹口の構造の違い以外、全て同一とした。（Ａ）は最も粗い部分の一定面積内の破砕数を示し、（Ｂ）は最も密な部分の一定面積内の破砕数を示す。横軸はガラス板の型式及び厚さを示し、縦軸は破砕数を示す。実線が本発明、破線が従来を示す。なお、この破砕数の測定は、ＪＩＳ Ｒ３２１２に示す「強化ガラス破砕試験」に基づき行った。
【００２９】
両グラフに示されるように、各型式および厚さにおいて密な部分および粗い部分ともに本発明の冷却風噴出装置の場合の破砕数が従来の冷却風噴出装置の場合より多く、細かく破砕されることが分かり強化作用が高められていることが確認される。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、冷却風流路における傾斜案内面に沿って冷却風がノズル孔にガイドされるため、ノズル孔での圧力損失が小さくなり冷却効率が大きくなってガラス板の強化作用が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態に係るノズルチャンバ部分の側面図、ノズルブロックの斜視図およびノズルチャンバ部分の断面図。
【図２】 本発明のノズルブロックの傾斜案内面の傾斜角度の説明図。
【図３】 本発明の参考例の実施の形態の斜視図。
【図４】 図３の実施形態のノズル形状例を示す図。
【図５】 冷却風噴出装置の側面図。
【図６】 （Ａ）（Ｂ）はそれぞれ、従来の冷却風噴出装置のノズルチャンバ部分の断面図および底面図。
【図７】 本発明の効果を示すグラフ。
【符号の説明】
１：冷却風噴出装置、２：風箱、３：ノズルチャンバ、３ａ：側板、
３ｂ：底面、３ｃ：底板、５：排気空間、６：基材、７：歯、７ａ：側面、
８：ノズル孔、９：ノズルブロック

Claims (3)

1. 曲げ成形温度まで加熱されたガラス板の両面に配される一対の風箱と、
   該風箱のガラス板に対向する側に設けられたノズル群と、
   該ノズル群の各々のノズルの先端に設けられたノズル孔とを備え、
   風箱に供給された冷却風をノズル孔からガラス板に向けて噴出するガラス板の冷却装置において、
   前記風箱とノズル孔との間の冷却風流路に、風箱側からノズル孔に向けて冷却風流路の開口断面が小さくなるように傾斜した案内面を有し、
   前記ノズル群は、互いに略平行に配された櫛歯状のノズルチャンバからなり、各ノズルチャンバの冷却風流路の先端に複数のノズル孔が連続して点在し、各ノズル孔の配列方向の両側に、傾斜した案内面を有することを特徴とするガラス板の冷却装置。
2. 前記案内面は、鋸歯状のブロック部材の各歯の側面により形成され、各歯の間に前記ノズル孔が貫通して設けられ、このブロック部材の両側を板材で挟んで前記冷却風流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス板の冷却装置。
3. ガラス板を曲げ成形温度まで加熱する工程と、
   前記ガラス板を請求項１又は２に記載のガラス板の冷却装置に搬送する工程と、
   前記ガラス板の冷却装置に設けられたノズル孔から前記ガラス板に向けて冷却風を噴出する工程と、
   を含むガラス板の急冷強化方法。

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