JP5359887B2

JP5359887B2 - ガラス板成形用加熱装置及びガラス板の曲げ成形方法

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Publication number: JP5359887B2
Application number: JP2009548113A
Authority: JP
Inventors: 辰雄矢島; 彰菅原; 宏山川; 明生今市
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: JPWO2009084674A1; CN101910074B; KR20100112547A; KR101528948B1; WO2009084674A1; EP2233443B1; US8418502B2; EP2233443A1; US20100257900A1; CN101910074A; EP2233443A4

Description

本発明は、ガラス板成形用加熱装置及びガラス板の曲げ成形方法に係り、特に、加熱源からの輻射熱線によりガラス板を所定の温度分布が形成されるように加熱するうえで好適なガラス板成形用加熱装置、及び、その加熱後にガラス板を曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法に関する。

従来、加熱源からの輻射熱線によりガラス板を所定の温度分布が形成されるように加熱する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、加熱源と加熱源により加熱されるガラス板との間においてそのガラス板の表面に対して略垂直に配設された熱遮蔽板を備えている。この熱遮蔽板は、加熱源からの輻射熱線のうちガラス板の表面に対して斜め方向に入射するものを遮蔽する。従って、上記した装置によれば、ガラス板内に急峻な温度勾配を持たせることができ、所望の温度分布を形成することが可能となる。
特開２００５−３４３７４７号公報

しかしながら、上記した特許文献１記載の装置において、熱遮蔽板は、上記の如く、加熱源からの輻射熱線のうちガラス板の表面に対して斜め方向に入射するものを遮蔽する機能を有するが、ガラス板の表面に対して垂直方向に入射するものを遮断する機能をほとんど有しない。この点、かかる熱遮蔽板のみが設置される加熱装置では、熱遮蔽板の真下・直近に位置しないガラス板の部位には真上からの輻射熱線が入射される一方で斜め方向からの輻射熱線の入射が制限的となる。しかし、熱遮蔽板の直下・直近に位置するガラス板の部位においては、真上及び斜め上方からの加熱源による輻射熱線の入射があまり制限的にならないため、その熱遮蔽板の存在に起因してその直下・直近のガラス板の温度が周囲に比べて高温になり、その境界部位にヒータ歪みが発生することとなる。特に、ガラス板の温度分布を精度良くするために加熱源とガラス板との間の距離を短くすればするほど、発生するヒータ歪みは顕著になる。従って、上記した特許文献１記載の装置では、温度分布を形成するための熱遮蔽板の存在がガラス板における所望の温度分布形成を阻害する一因となっている。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、温度分布を形成するための熱遮蔽板が存在してもガラス板に所望の温度分布を形成することが可能なガラス板成形用加熱装置及びガラス板の曲げ成形方法を提供することを目的とする。

上記の目的は、加熱炉内に搬送されてくるガラス板を加熱する加熱源と、前記加熱源と前記加熱源により加熱されるガラス板との間に配置され、かつ前記加熱源から前記ガラス板の搬送面に向けて延設されることで前記加熱源から前記ガラス板へ向けて斜め方向に照射される輻射熱線の一部を遮蔽して、前記ガラス板の表面に所定の温度分布が形成されるように加熱領域を複数の領域に区切る温度分布用熱遮蔽体と、を備えるガラス板成形用加熱装置であって、前記温度分布用熱遮蔽体に設けられた、前記加熱源により加熱されるガラス板の表面のうち前記温度分布用遮蔽体に対する直近部位へ向けて発せられた輻射熱線の一部を遮蔽する熱線調整用熱遮蔽体を備えるガラス板成形用加熱装置により達成される。

これらの態様の発明において、熱線調整用遮蔽体は、加熱源により加熱されるガラス板の表面のうち温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位へ向けて発せられた加熱源からの輻射熱線を減らす。かかる熱線調整用遮蔽体が無ければ、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位への加熱源による輻射熱線の入射が直上や直下及び斜め方向の双方から許容されるので、その直近部位に入射される輻射熱線は、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位以外の周辺部位に入射される輻射熱線に比べてあまり制限的とならない。これに対して、上記した熱線調整用遮蔽体が有れば、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位に入射される輻射熱線が減らされるので、温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位以外の周辺部位に入射される輻射熱線と同等にすることが可能である。従って、本発明によれば、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位にヒータ歪みが発生するのを防止することができるので、温度分布を形成するための熱遮蔽体が存在してもガラス板に所望の温度分布を形成することができる。このため、本発明のガラス板の曲げ成形方法によれば、枠状の曲げ型に載置されたガラス板が局所的に高温になるのを防ぎ、ヒータ歪みの発生しないガラス板成形を実現することができる。

この態様の発明において、加熱源により加熱されるガラス板の表面のうち温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位に到達する加熱源からの輻射熱線の減少は、その加熱源からガラス板の表面のうち温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位へ向けて発せられた輻射熱線の一部を遮蔽する熱線調整用熱遮蔽体により実現される。従って、本発明によれば、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位にヒータ歪みが発生するのを防止することができるので、温度分布を形成するための熱遮蔽体が存在してもガラス板に所望の温度分布を形成することができる。

また、上記したガラス板成形用加熱装置において、前記熱線調整用熱遮蔽体の大きさ及び配置位置は、前記加熱源により加熱されるガラス板の表面のうち、前記温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位に到達する輻射熱線を発する前記加熱源の有効面積が、該直近部位以外の周辺部位に到達する輻射熱線を発する前記加熱源の有効面積に略一致するように定められることが好ましい。さらに具体的には、前記温度分布用熱遮蔽体によって区切られた領域の中央直下の部位に到達する輻射熱線を発する前記加熱源の有効面積に略一致するように定められるのがよい。

これらの態様の発明においては、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位に入射される輻射熱線が、温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位以外の周辺部位、具体的には前記温度分布用熱遮蔽体によって区切られた領域の中央直近の部位に入射される輻射熱線と同等になる。従って、本発明によれば、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位にヒータ歪みが発生するのを防止することができるので、温度分布を形成するための熱遮蔽体が存在してもガラス板に所望の温度分布を形成することができる。

ところで、上記したガラス板成形用加熱装置において、前記温度分布用熱遮蔽体は、前記加熱源により加熱されるガラス板の搬送面に対して略垂直に配設されており、前記熱線調整用熱遮蔽体は、前記温度分布用熱遮蔽体に固定され、前記加熱源により加熱されるガラス板の搬送面に対して略平行に配設されていることとしてもよい。

この態様の発明においては、ガラス板の搬送面に対して略垂直に配設された温度分布用熱遮蔽体が存在しても、そのガラス板の搬送面に対して略平行に配設された熱線調整用熱遮蔽体により、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位にヒータ歪みが発生するのを防止することができるので、ガラス板に所望の温度分布を形成することができる。
また、前記熱線調整用熱遮蔽体の長さＬ及び配置位置Ｈ（前記温度分布用熱遮蔽体の先端からの距離）は、前記加熱源から前記ガラス板の表面までの距離をａ、前記加熱源の幅をｂ、前記温度分布用熱遮蔽体の長さをｃ、前記温度分布用熱遮蔽体の厚さをｔ_１、前記熱線調整用熱遮蔽体の厚さをｔ_２として、以下の式を満たすこととしてもよい。

この態様の発明においては、適切な大きさ及び位置で熱線調整用熱遮蔽体を設置することが可能となり、前記温度分布用熱遮蔽体によって区切られた領域の中央直下の部位に入射される輻射熱線を減少させることなく、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位にヒータ歪みが発生するのを防止することができるので、熱量を必要以上に無駄にすることなくガラス板に所望の温度分布を形成することができる。

本発明によれば、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位にヒータ歪みが発生するのを防止することができるので、温度分布を形成するための熱遮蔽体が存在してもガラス板に所望の温度分布を形成することができる。

本発明の一実施例であるガラス板成形用加熱装置を備える加熱炉の全体構成図である。本実施例のガラス板成形用加熱装置により加熱される成形ゾーンの有する一セクションにおける加熱領域を表した図である。本実施例のガラス板成形用加熱装置の要部の斜視図である。図３に示すガラス板成形用加熱装置をIII−IIIで切断した際の断面図である。本実施例のガラス板成形用加熱装置の要部構成図である。本実施例のガラス板成形用加熱装置において加熱源が発する輻射熱線の様子を模式的に表した図である。本実施例のガラス板成形用加熱装置による効果を説明するための図である。本発明の変形例であるガラス板成形用加熱装置の要部の断面図である。本実施例の補助熱遮蔽板の大きさ及び設置位置を説明するための図である。本発明の変形例であるガラス板成形用加熱装置を説明するための図である。

符号の説明

１０ガラス板成形用加熱装置（加熱装置）
１２加熱炉
１４加熱素子
２０熱遮蔽板
２２熱遮蔽体
Ｇガラス板
Ｘ領域
Ｙ加熱領域
Ｚ２成形ゾーン

以下、図面を用いて、本発明に係るガラス板成形用加熱装置及びガラス板の曲げ成形方法の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例であるガラス板成形用加熱装置（以下、単に加熱装置と称す）１０を備える加熱炉１２の全体構成図を示す。本実施例の加熱炉１２は、加熱装置１０を用いて、自動車や鉄道などの輸送機器や建物などに使用されるガラス板Ｇを、所定方向（例えば、搬送方向及びその搬送方向に直交する直交方向の二方向）に曲げ成形するうえで加熱する。

本実施例において、加熱炉１２は、トンネル状に形成されており、図１に示す如く、予熱ゾーンＺ１と、成形ゾーンＺ２と、徐冷ゾーンＺ３と、により構成されている。ガラス板Ｇは、予熱ゾーンＺ１、成形ゾーンＺ２、及び徐冷ゾーンＺ３の順に搬送コンベアにより搬送される。尚、ガラス板Ｇの搬送は、ガラス板Ｇを載置する、そのガラス板Ｇの所望の曲げ形状に略合致した湾曲形状を有する曲げ型（図５に示す）１６の搬送により実現される。なお、図５では、曲げ型１６にガラス板Ｇが沿っているが、これは模式的に示したものであり、成形していく課程で徐々になじんでいくものである。

各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３はそれぞれ、搬送方向に並んだ複数のセクション（図１においては、予熱ゾーンＺ１が４セクション、成形ゾーンＺ２が８セクション、徐冷ゾーンＺ３が４セクション）を有している。各セクションはそれぞれ、一つのガラス板Ｇが搬入される大きさ（面積）を有している。

各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３の各セクションにはそれぞれ、ガラス板Ｇを加熱する加熱装置１０が設けられている。予熱ゾーンＺ１は、ガラス板Ｇに与える加熱温度がガラス板Ｇの搬送方向に進むに従って高くなるゾーンであり、成形ゾーンＺ２は、ガラス板Ｇに与える加熱温度が一定に維持されるゾーンであり、また、徐冷ゾーンＺ３は、ガラス板Ｇに与える加熱温度がガラス板Ｇの搬送方向に進むに従って低くなるゾーンである。各セクションの加熱装置１０は、それぞれ独立して加熱量の大きさを制御できるように構成されている。

加熱装置１０は、天井に設けられた天井ヒータ１０ａ、炉床に設けられた炉床ヒータ１０ｂ、側壁に設けられた側壁ヒータ１０ｃなどを有している。これらのヒータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃはそれぞれ、加熱炉１２の内壁面に保持部材を介して保持された加熱素子により構成されており、その加熱素子を用いて炉内を加熱する機能を有している。また特に、成形ゾーンＺ２の加熱装置１０において、天井ヒータ１０ａ又は炉床ヒータ１０ｂは、水平に搬送されるガラス板Ｇの上面及び下面に対して略垂直上方又は下方に設置された複数の加熱素子１４を有している。これらの加熱素子１４は、搬送されるガラス板Ｇの主に直近（直下又は直上）の表面部位を加熱する。

図２は、本実施例の加熱装置１０により加熱される成形ゾーンＺ２の有する一セクションにおける加熱領域Ｙを表した図を示す。尚、図２には、一セクションをガラス板Ｇの搬送方向に直交する上方向から見た際の図を示す。図３は、本実施例の加熱装置１０の要部の斜視図を示す。また、図４は、図３に示す加熱装置１０をIII−IIIで切断した際の断面図を示す。尚、図３及び図４には、各セクションの有する加熱領域Ｙを構成する区切られた領域Ｘが４つ並んだ状況を示す。更に、図５は、本実施例の加熱装置１０の要部構成図を示す。尚、図５には、曲げ成形されるガラス板Ｇが搬送される場合における加熱装置１０を搬送方向側から見た際の図を示す。

成形ゾーンＺ２の各セクションはそれぞれ、図２に示す如く、一つのガラス板Ｇが搬入可能な大きさ（面積）の加熱領域Ｙを有している。各セクションの加熱領域Ｙはそれぞれ、複数（例えば２００個程度）の領域Ｘに区切られている。この加熱領域Ｙにおいて、領域Ｘは、上下方向から見て予め定められたパターンで井桁状に並ぶように設けられている。一つの領域Ｘは、例えば一辺が５０〜２００ｍｍ程度の正方形若しくは長方形の形状を有している。加熱領域Ｙにおける領域Ｘのパターンは、一枚のガラス板Ｇに所望の温度分布を生じさせることが可能となるように定められる。また、この成形ゾーンＺ２の各セクションの加熱装置１０は、加熱領域Ｙの領域Ｘごとに、加熱素子１４を有しており、それぞれ独立して加熱量の大きさを制御できるように構成されている。

成形ゾーンＺ２の各セクションの加熱装置１０はそれぞれ、一つの加熱領域Ｙを複数の領域Ｘに区切るための熱遮蔽板２０を備えている。熱遮蔽板２０は、例えばガラス繊維やステンレス，カーボンクロス等を素材として形作られており、加熱炉１２の内壁面（天井又は炉床）に保持部材を介して取り付けられている。熱遮蔽板２０は、天井又は炉床に対してすなわち加熱素子１４により加熱されるガラス板Ｇが載置される水平面に対して略垂直下方又は上方に延びており、加熱領域Ｙが井桁状に並ぶ複数の領域Ｘに区切られるように上下方向から見て井桁状に配設されている。

加熱炉１２の内壁面に取り付けられる熱遮蔽板２０は、その内壁面からガラス板Ｇの搬送面へ向けて延びており、所定の上下方向長さ（例えば１００ｍｍ）を有している。また、熱遮蔽板２０の取り付けられた内壁面側とは反対側の端部（下端又は上端）とガラス板Ｇの表面とは、その距離がガラス板Ｇの全表面に亘って上下方向で所定の距離（例えば１００ｍｍ）となるように設定されている。熱遮蔽板２０は、天井又は炉床の加熱素子１４から発せられる輻射熱線の一部（主に斜め方向に照射される輻射熱線）を遮蔽する機能を有している。

かかる熱遮蔽板２０を備えた加熱装置１０において、天井や炉床の加熱素子１４から発せられる輻射熱線のうちガラス板Ｇの表面に対して斜め方向に入射する輻射熱線がその熱遮蔽板２０により遮蔽される。このため、ある領域Ｘについての加熱素子１４から発せられた輻射熱線が、隣接する領域Ｘに入射され難くなり、その入射が抑制される。また、加熱領域Ｙは、領域Ｘごとにそれぞれ独立して加熱量の大きさを制御可能とされる。従って、本実施例においては、成形ゾーンＺ２において加熱領域Ｙの温度分布を領域Ｘごとに木目細かく制御することが可能であるので、ガラス板Ｇに所望の温度分布を付与することができ、また、その温度分布の境界をシャープに付けることができる。

各領域Ｘの加熱素子１４はそれぞれ、搬送されてくるガラス板Ｇの曲げ形状に応じた上下位置に配置されている。すなわち、ガラス板Ｇの表面と各領域Ｘの加熱素子１４との距離は、その曲げ成形されるガラス板Ｇの全表面に亘って略一定に保たれている。搬送されてくるガラス板Ｇが平らなガラス板である場合は、各領域Ｘの加熱素子１４は、すべて同じ上下位置で水平方向に並ぶように配置される。一方、図５に示す如く、搬送されてくるガラス板Ｇが湾曲したガラス板である場合は、各領域Ｘの加熱素子１４は、そのガラス板Ｇの曲げ形状に応じて互いに異なる上下位置で留まるように配置される。

尚、湾曲したガラス板Ｇが搬送される場合は、加熱炉１２の各セクションの加熱領域Ｙにはそれぞれ、領域Ｘごとに或いは所定複数の領域Ｘごとに昇降装置（図示せず）が配設され、各領域Ｘの加熱素子１４はそれぞれ、コントローラの指令による各昇降装置の動作によって加熱炉１２の内壁面に保持されながら上下動されることとするのがよい。この場合、コントローラは、ガラス板Ｇが曲げ成形される形状に応じて各昇降装置それぞれに対応の加熱素子１４を適当に上下動させる指令を発する。かかる構成と処理制御とによれば、搬送されてくるガラス板Ｇの曲げ形状に応じて各領域Ｘの加熱素子１４を上下動させることで、その曲げ形状が変化してもその変化に追従して各領域Ｘの加熱素子１４とガラス板Ｇの表面との距離を一定に保つことが可能となるので、ガラス板Ｇに所望の温度分布を付与し易くなる。尚、この場合には、加熱素子１４の上下動に追従して、熱遮蔽板２０も加熱炉１２の内壁面（天井又は炉床）に保持されながらその内壁面に対して上下動されるのがよい。
なお、加熱素子１４は、必ずしも曲げ形状の変化に追従して上下動する必要はなく、ガラス板の成形中は固定していてよく、オフライン時に各セクション毎に加熱素子１４の位置を自由に設定できるように構成されているだけでもよい。そのようにすることで形状の違うガラス板を成形する場合であっても、容易に加熱素子１４を再配置することが可能である。
また、連続的にガラス板が搬送されてくる場合は、上方及び下方、もしくはどちらか一方の加熱素子１４全体を、例えば加熱領域Ｙ全体がひとつのラックに接続され、このラックを昇降させることで、一度に昇降可能に構成されることが好ましい。このように構成することにより、ガラス板を各セクションに搬入されるときに、上下の熱遮蔽板の間隔を素早く広げることが可能で、ガラス板の搬入を容易にできる。

上記した本実施例の構成においては、ガラス板Ｇは、所定の形状に切り出された後、曲げ型１６の上に一枚又は複数枚重ねて載置され、加熱炉１２に搬入される。加熱炉１２に搬入されたガラス板Ｇは、搬入後、セクションごとに停止するように断続的に搬送される。そして、予熱ゾーンＺ１でまず約５００℃程度まで加熱され、その後、成形ゾーンＺ２で予め定められたセクションに停止する間に所望の温度分布が形成されるように加熱される。かかる温度分布がガラス板Ｇに形成されると、そのガラス板Ｇは、自重（重力）により曲げ型１６に沿った形状に曲げられ、所望の形状に成形される。そして、所望の形状に成形されたガラス板Ｇは、その後、徐冷ゾーンＺ３で徐々に冷却される。

図６は、本実施例の加熱装置１０において加熱素子１４が発する輻射熱線の様子を模式的に表した図を示す。また、図７は、本実施例の加熱装置１０による効果を説明するための図を示す。尚、図７（Ａ）には加熱領域Ｙの一部を平面方向から見た際の図を、また、図７（Ｂ）には図７（Ａ）に示す加熱領域ＹのIV−IV線での温度分布を後述の補助熱遮蔽板２２が有る場合（実線）と無い場合（破線）とで比較した図を、それぞれ示す。

ところで、本実施例において、成形ゾーンＺ２の各セクションの加熱装置１０はそれぞれ、また、補助熱遮蔽板２２を備えている。補助熱遮蔽板２２は、熱遮蔽板２０と同様に、例えばガラス繊維やステンレス，カーボンクロス等を素材として作られている。補助熱遮蔽板２２は、４つの熱遮蔽板２０により囲まれた、加熱領域Ｙの有する断面四角状の各領域Ｘごとに、その領域Ｘの内部空間の一部分、例えばその上下方向における所定位置の水平断面積を狭めるように熱遮蔽板２０の内壁全周にその熱遮蔽板２０に一体的に取り付け固定されている。補助熱遮蔽板２２は、熱遮蔽板２０の内壁面からその熱遮蔽板２０に対して垂直方向に延在して設けられており、加熱炉の天井又は炉床に対してすなわち加熱素子１４により加熱されるガラス板Ｇが載置される水平面に対して略平行になるように配設されている。

尚、補助遮蔽板２２の熱遮蔽板２０への取り付けは、その補助遮蔽板２２の存在により、加熱素子１４からガラス板Ｇの熱遮蔽板２０直近の部位へ達する総輻射熱線を減らして、その周辺部位に達する総輻射熱線と略一致させることができれば、その熱遮蔽板２０の内壁全周に設けなくてもよい。つまり、領域Ｘの一辺、もしくはその一部でもよい。

領域Ｘごとの補助熱遮蔽板２２の大きさ及び熱遮蔽板２０への配置位置は、加熱素子１４により加熱されるガラス板Ｇの表面のうち、熱遮蔽板２０の直近（直下又は直上）に位置する部位（熱遮蔽板２０を上下方向に延ばして交わる部位；以下、熱遮蔽板２０に対する直近部位とする）に到達する輻射熱線を発する加熱素子１４の有効面積が、その直近部位以外の周辺部位（中央部位）に到達する輻射熱線を発する加熱素子１４の有効面積に略一致するように設定されている。そして、この領域Ｘごとの補助熱遮蔽板２２の大きさ及び熱遮蔽板２０への配置位置は、熱遮蔽板２０の向かい合う内壁間の距離やガラス板Ｇまでの距離に応じて異なるものとなる。

例えば、ガラス板の熱遮蔽板２０間の中央直近である中央部位Ｇ１とガラス板の熱遮蔽板２０の直近である部位Ｇ２とに到達する輻射熱線において、これらの輻射熱線を発する加熱素子１４の有効面積を等しくする場合、加熱素子１４とガラス板Ｇの表面との距離をａ、加熱素子１４の幅をｂ、熱遮蔽板２０の長さをｃとして、補助熱遮蔽板２２の水平方向の長さＬと、熱遮蔽板２０の先端からの距離Ｈは、以下の式によって求められる。

この場合、加熱素子１４とガラス板Ｇの表面との上下方向の間隔ａが２５０ｍｍ、過熱素子の幅ｂが１００ｍｍ、熱遮蔽板２０の上下方向長さｃが１００ｍｍであるとすると、補助熱遮蔽板２２は、一熱遮蔽板２０に取り付けられる水平方向の長さＬが１２．５ｍｍ程度となり、その配置位置が熱遮蔽板２０の下端又は上端から３７．５ｍｍ程度の位置となるように構成されている。なお、求めたＬ及びＨは、本願の効果を損なわない程度近傍の値であればよい。
また、熱遮蔽板２０の厚さｔ_１及び補助熱遮蔽板２２の厚さｔ_２を考慮する必要がある場合は、以下の式によって求められる。なお、符号の関係は図９に示すとおりである。

補助熱遮蔽板２２は、加熱素子１４から加熱されるべきガラス板Ｇの表面のうち熱遮蔽板２０に対する直近部位へ向けて発せられた輻射熱線の一部を遮蔽することにより、その直近部位に到達する加熱素子１４からの輻射熱線を減らす機能を有している。具体的には、補助熱遮蔽板２２は、ガラス板Ｇの表面のうち熱遮蔽板２０に対する直近部位への真上や真下に位置する加熱素子１４による輻射熱線の入射を制限し、所定の斜め方向に位置する加熱素子１４による輻射熱線の入射を許容する機能を有している。

加熱装置１０がかかる補助熱遮蔽板２２を備えず熱遮蔽板２０のみを備えるものとすると、その熱遮蔽板２０の直近のガラス板Ｇへ輻射熱線が入射される加熱素子１４の有効面積が過大となるため、その熱遮蔽板２０の存在に起因してその直近のガラス板Ｇにヒータ歪みが発生するおそれがある（図７（Ｂ）に破線で示す温度分布；特に点線で囲まれる領域を参照）。

これに対して、上記した補助熱遮蔽板２２を備えた加熱装置１０においては、ガラス板Ｇの表面のうち熱遮蔽板２０に対する直近部位Ｇ２以外の部位（中央部位Ｇ１）に入射される加熱素子１４からの輻射熱線は、その補助熱遮蔽板２２の有無に応じて影響を受け難い一方、ガラス板Ｇの表面のうち熱遮蔽板２０に対する直近部位Ｇ２に入射される加熱素子１４からの輻射熱線は、かかる補助熱遮蔽板２２を備えないものに比べて減らされるので、その直近部位Ｇ２以外の中央部位Ｇ１に入射される輻射熱線とほぼ同等にすることが可能である。つまり、ガラス板Ｇの熱遮蔽板２０に対する直近部位Ｇ２に入射される輻射熱線を発する加熱素子１４の有効面積を、その直近部位Ｇ２以外の中央部位Ｇ１に入射される輻射熱線を発する加熱素子１４の有効面積に略一致させることが可能である。

従って、本実施例の加熱装置１０によれば、ガラス板Ｇに温度分布を形成するための熱遮蔽板２０の存在に起因してその熱遮蔽板２０の直近に位置するガラス板Ｇの直近部位Ｇ２の近傍にヒータ歪みが発生するのを防止することが可能となる。このため、本実施例の加熱装置１０によれば、ガラス板Ｇに温度分布を形成するための熱遮蔽板２０が存在しても、その熱遮蔽板２０に取り付けられた補助熱遮蔽板２２の存在によりガラス板Ｇに所望の温度分布を形成することが可能であり、その結果として、ガラス板Ｇを所望の形状に成形することができる。

尚、上記の実施例においては、加熱素子１４が請求の範囲に記載した「加熱源」に、熱遮蔽板２０が請求の範囲に記載した「温度分布用熱遮蔽体」に、補助熱遮蔽板２２が請求の範囲に記載した「熱線調整用熱遮蔽体」に、それぞれ相当している。
ところで、上記の実施例においては、加熱素子１４から加熱されるべきガラス板Ｇの表面のうち熱遮蔽板２０に対する直近部位へ向けて発せられた輻射熱線の一部を遮蔽する補助熱遮蔽板２２を、熱遮蔽板２０にその内壁面から熱遮蔽板２０に対して垂直方向に延在しかつ加熱素子１４により加熱されるガラス板Ｇの表面に対して略水平方向に延在するように取り付けられている。しかし、かかる補助熱遮蔽板２２はこの形状に限定されるものではなく、加熱素子１４により加熱されるガラス板Ｇの表面のうち、熱遮蔽板２０の直近（熱遮蔽板２０の直下又は直上）に位置する直近部位に到達する輻射熱線を発する加熱素子１４の有効面積が、その直近部位以外の周辺部位に到達する輻射熱線を発する加熱素子１４の有効面積に略一致するようなものであれば、熱遮蔽板２０にその付け根部位から斜め方向に延在するように取り付けられることとしてもよい。図８は、このような補助熱遮蔽板２２を備える加熱装置１０の要部の断面形状を示す。かかる変形例においても、ガラス板Ｇの表面のうち熱遮蔽板２０に対する直近部位Ｇ２に入射される加熱素子１４からの輻射熱線が減らされるので、熱遮蔽板２０の直近に位置するガラス板Ｇの直近部位Ｇ２の近傍にヒータ歪みが発生するのを防止することが可能となる。

また、上記の実施例においては、加熱されるべきガラス板Ｇの表面のうち熱遮蔽板２０に対する直近部位に到達する加熱素子１４からの輻射熱線を減らすのに、加熱素子１４からその直近部位へ向けて発せられた輻射熱線の一部を遮蔽する補助熱遮蔽板２２を設けることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ガラス板Ｇの表面のうち熱遮蔽板２０に対する直近部位以外の部位に到達する加熱素子１４からの輻射熱線を減らすことなく、その直近部位に到達する加熱素子１４からの輻射熱線を減らすことが可能な熱線調整手段を設けることとすればよい。
以下のような例が挙げられる。図１０に示すように、加熱素子１４とガラス板Ｇの表面との距離ａが、熱遮蔽板２０の長さｃの正の整数倍である場合、中央部位Ｇ１と直近部位Ｇ２とに入射されるそれぞれの輻射熱線は、補助熱遮蔽板２２を備えていなくとも略同等である。しかし、これは、一方向のみを考慮した場合であり、図７（Ａ）に示されるように領域Ｘを形成する熱遮蔽板２０の、直交する方向の長さが異なれば、その他の方向で中央部位Ｇ１と直近部位Ｇ２とにそれぞれ入射される輻射熱線は異なるため、本願の補助熱遮蔽板２２が必要となる。
つまり熱線調整の一つの手段として、熱線遮蔽板２０によって区切られた領域Ｘを平面視で正方形とし、加熱素子１４とガラス板Ｇの表面との距離ａを、熱遮蔽板２０の長さｃの正の整数倍とすれば、中央部位Ｇ１と直近部位Ｇ２とに入射されるそれぞれの輻射熱線を略同等にすることが可能であり、本願の課題を解決することができる。

本発明は、ガラス板を厳密な温度分布に加熱して曲げ成形するのに適合し、自動車や鉄道などの輸送機器や建物などに使用されるガラス板に利用できる。
なお、２００７年１２月２８日に出願された日本特許出願２００７−３４０８２６号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
（付記）
本発明の目的は、ガラス板を枠状の曲げ型の上に載置し、加熱源からガラス板へ向けて発せられる輻射熱線の一部を、加熱領域を複数の領域に区切る温度分布用熱遮蔽体によって遮蔽してガラス板に所定の温度分布が形成されるように該ガラス板を加熱し、ガラス板の自重によってガラス板を曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法であって、前記加熱源によりガラス板を加熱しながら、該ガラス板の表面のうち前記温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位に到達する前記加熱源からの輻射熱線を減少させる熱線調整工程を備えるガラス板の曲げ成形方法により達成される。
この態様の発明において、熱線調整工程は、加熱源により加熱されるガラス板の表面のうち温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位へ向けて発せられた加熱源からの輻射熱線を減らす。かかる熱線調整工程による処理が無ければ、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位への加熱源による輻射熱線の入射が直上や直下及び斜め方向の双方から許容されるので、その直近部位に入射される輻射熱線は、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位以外の周辺部位に入射される輻射熱線に比べてあまり制限的とならない。これに対して、上記した熱線調整工程による処理が有れば、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位に入射される輻射熱線が減らされるので、温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位以外の周辺部位に入射される輻射熱線と同等にすることが可能である。従って、本発明によれば、ガラス板の温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位にヒータ歪みが発生するのを防止することができるので、温度分布を形成するための熱遮蔽体が存在してもガラス板に所望の温度分布を形成することができる。このため、本発明のガラス板の曲げ成形方法によれば、枠状の曲げ型に載置されたガラス板が局所的に高温になるのを防ぎ、ヒータ歪みの発生しないガラス板成形を実現することができる。
また、上記したガラス板の曲げ成形方法において、前記熱線調整工程は、前記ガラス板の表面のうち前記温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位に到達する前記加熱源からの輻射熱線が、該直近部位以外の周辺部位に到達する輻射熱線に略一致するように前記ガラス板を加熱することとしてもよい。さらに具体的には、前記温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位に到達する前記加熱源からの輻射熱線が、前記温度分布用熱遮蔽体によって区切られた領域の中央直下の部位に到達する輻射熱線に略一致するように前記ガラス板を加熱することとしてもよい。

Claims

加熱炉内に搬送されてくるガラス板を加熱する加熱源と、前記加熱源と前記加熱源により加熱されるガラス板との間に配置され、かつ前記加熱源から前記ガラス板の搬送面に向けて延設されることで前記加熱源から前記ガラス板へ向けて斜め方向に照射される輻射熱線の一部を遮蔽して、前記ガラス板の表面に所定の温度分布が形成されるように加熱領域を複数の領域に区切る温度分布用熱遮蔽体と、を備えるガラス板成形用加熱装置であって、
前記温度分布用熱遮蔽体に設けられた、前記加熱源により加熱されるガラス板の表面のうち前記温度分布用遮蔽体に対する直近部位へ向けて発せられた輻射熱線の一部を遮蔽する熱線調整用熱遮蔽体を備えることを特徴とするガラス板成形用加熱装置。
前記熱線調整用熱遮蔽体の大きさ及び配置位置は、前記加熱源により加熱されるガラス板の表面のうち、前記温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位に到達する輻射熱線を発する前記加熱源の有効面積が、該直近部位以外の周辺部位に到達する輻射熱線を発する前記加熱源の有効面積に略一致するように定められる請求項１に記載のガラス板成形用加熱装置。
前記熱線調整用熱遮蔽体の大きさ及び配置位置は、前記加熱源により加熱されるガラス板の表面のうち、前記温度分布用熱遮蔽体に対する直近部位に到達する輻射熱線を発する前記加熱源の有効面積が、前記温度分布用熱遮蔽体によって区切られた領域の中央直近の部位に到達する輻射熱線を発する前記加熱源の有効面積に略一致するように定められる請求項１に記載のガラス板成形用加熱装置。
前記温度分布用熱遮蔽体は、前記加熱源により加熱されるガラス板の搬送面に対して略垂直に配設されており、
前記熱線調整用熱遮蔽体は、前記温度分布用熱遮蔽体に固定され、前記加熱源により加熱されるガラス板の搬送面に対して略平行に配設されている請求項１から３のいずれかに記載のガラス板成形用加熱装置。
前記熱線調整用熱遮蔽体の長さＬ及び配置位置Ｈ（前記温度分布用熱遮蔽体の先端からの距離）は、前記加熱源から前記ガラス板の表面までの距離をａ、前記加熱源の幅をｂ、前記温度分布用熱遮蔽体の長さをｃ、前記温度分布用熱遮蔽体の厚さをｔ_１、前記熱線調整用熱遮蔽体の厚さをｔ_２として、以下の式を満たす請求項４に記載のガラス板成形用加熱装置。
ガラス板を枠状の曲げ型の上に載置し、請求項１から５のいずれかに記載のガラス板成形加熱装置を用いて、前記ガラス板に所定の温度分布が形成されるように該ガラス板を加熱し、ガラス板の自重によってガラス板を曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法。