JP5918901B2 - 柱状曲面強化ガラス加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、柱状曲面強化ガラスを製造するための装置に関する。

実際に人々が使用している柱状曲面強化ガラスは、図１に示す均等弧柱状曲面強化ガラス、即ち、断面形状が円弧状である柱状曲面強化ガラスと、図２（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）に示す非均等弧柱状曲面強化ガラス、即ち、断面曲線が若干曲率の異なるアーチ形セグメント及び／又は直線セグメントが含まれる柱状曲面強化ガラスと、の２種類が存在する。

人々は、均等弧柱状曲面強化ガラスを加工する場合、通常、ローラテーブル型曲げ成形装置を使用する。このような成形装置は、ローラテーブル型成形機構とエアグリッド冷却機構を含み、ローラテーブル型成形機構のローラテーブルがエアグリッド冷却機構の上エアグリッドと下エアグリッドの間に位置する。その中のローラテーブル型成形機構は、動作モードによって以下の２種類に分かれる。図３、図４に示すように、高温平板ガラスを載置するローラテーブルの各支持ローラを平面配列から空間において成形すべきガラスの形状に対応する曲面配列に変更させることで、載置されたガラスを曲げて変形させるような成形機構は、以下では第一の種類と呼ばれる。図３は、変形前の概略図であり、図４は、変形後の概略図であり、１が支持ローラであり、２がガラス板であり、３がエアグリッドである。図５、図６、図７に示すように、高温平板ガラスを載置するローラテーブルの各支持ローラの軸線自体を曲げることで、載置されたガラスを曲げて変形させるような成形機構は、以下では第二の種類と呼ばれる。図５は変形前の側面図であり、図６は、変形後の端面図である。図７は、変形後の図面である。図面において軸線自体が曲げられることが可能な支持ローラは、柔らかい支持ローラから構成されてよく、間隔を空けて配列する複数のホイールで接続装置によって組み合わせられてもよい（図示せず）。

製造する場合には、まず平板ガラスを加熱炉に送り込んで加熱し、次に加熱された高温平板ガラス２を成形装置に送り込んで曲げ成形及び強化を行う。成形装置中の成形機構のローラテーブルに送り込まれた後、高温平板ガラスは、まず曲げ成形され、次に冷却機構によって冷却して強化される。冷却して強化する場合、ガラスの上下面及び同じ面の各部位の強化効果ができるだけ一致することを保証するために、冷却強化機構中の冷却エアグリッドは、同様に各エアグリッドとガラス面との距離が同じになることを保証するように、空間において曲げ成形された曲面ガラスに対応する形状に応じて配列する必要があり、同時に、支持ローラ又は支持ユニットのガラスの下面の冷却強化に対する影響を避けるように、支持ローラ又は支持ユニットを往復回転し続けてガラスを揺動させる必要がある。最後、第一の種類の成形機構については、ガラス板への強化成形が終了した場合、各支持ローラをリセットして水平に置いた後、ローラテーブルによって曲面ガラス完成品を送り出すが、第二の種類の成形機構については、直接ローラテーブルによって曲面ガラス完成品を送り出す。
第一の種類の成形機構については、冷却強化場合の曲げ成形された曲面ガラスが支持ローラに垂直に揺動するので、均等弧曲面ガラスを加工する場合、揺動している曲面ガラスは、常に支持ローラ及びその上、下に位置するエアグリッドアレイと互いに平行する状態を維持するが、非均等弧曲面ガラスを加工する場合、揺動している曲面ガラスは、ロールとエアグリッドアレイと平行しない状態になり、これは、曲面ガラスの精確成形に影響を与えることだけではなく、揺動している曲面ガラスは、その上にあるエアグリッドに衝突して壊れてしまう。したがって、人々は、非均等弧曲面強化ガラスを加工するには第二の種類の成形機構しか使えない。

第二の種類の成形機構を使用して非均等弧曲面強化ガラスを加工する場合には、曲面ガラスが冷却されて揺動する時にその上にあるエアグリッドアレイに衝突する問題が解消されるが、高温平板ガラスの曲げがローラテーブルの間隔を空けて配列する複数の支持ローラによって動かされて完了されるので、成形後の曲面ガラスの各支持ローラと接続する両側が明らかに波状に変形する場合が多く、高品質の曲面ガラス製品の要求を満たすことが困難となる。当然、第二の種類の成形機構を使用して均等弧曲面強化ガラスを加工する場合には、曲面ガラスの各支持ローラと接続する両側も同様に波状に変形する問題がある。

また、高温平板ガラスの前後端は、カラス加熱炉から離れる時間が異なり、外部での冷却時間が異なる。したがって、高温平板ガラスは、成形機構に入った後、その前端から後端に温度勾配が存在し、ガラスの前端の温度が後端の温度より低く、しかもガラスの前後方向のサイズが大きいほど、その前後方向の温度勾配が大きく、ガラスが曲げられる前の温度が直接その曲げ成形結果に繋がり、温度の高い後端が温度の低い前端より容易に曲げられるので、曲げ成形後の曲面強化ガラスのその前端に近く曲率がその後端に近く曲率より少し小さく、これによって曲面強化ガラス製品の品質に影響を与える。

従来技術の問題に対して、本発明は、新しい柱状曲面強化ガラス加工装置を提供する。当該装置を使用して柱状曲面強化ガラスを製造すると、その成形品質を向上させることができる。

上記目的を達成するために、本発明に係る柱状曲面強化ガラス加工装置は、主に順次接続されているガラス加熱炉、ガラス曲げ成形機構、ガラス冷却強化機構を含み、ガラス曲げ成形機構中のガラス載置ローラテーブルの各支持ローラの相対垂直位置が調整可能であり、成形すべきガラス形状に対応する曲面に配列することで載置されたガラスを曲げて変形させ、当該成形機構のローラテーブル隙間に、成形された曲面ガラスを支持ローラの軸線方向に沿って搬送する搬送機構が設置されている。

さらに、前記搬送機構は、ホイール、又は、搬送ベルトから構成される。

さらに、前記曲げ成形された曲面ガラスは、通過式強化処理方式を利用して強化処理されるものであり、前記曲面ガラスが前記ガラス冷却強化機構に入ると直ちに冷却強化され始め、前記ガラス冷却強化機構を通過するのに伴って冷却強化が完了される。

さらに、前記ガラス曲げ成形機構は、成形すべき柱状曲面ガラスに対応する状態に予め設定され、高温平板ガラスがガラス曲げ成形機構に入ると直ちに曲げ成形され始め、全てがガラス曲げ成形機構に入った際に曲げ成形が完了され、高温平板ガラスに対する通過式曲げ成形が実現される。

さらに、前記ガラス曲げ成形機構のローラテーブルの上に複数本の補助加圧ローラが設置され、当該補助加圧ローラを下部のローラテーブルの支持ローラとマッチングさせることにより、挟み方式で高温ガラスが、成形機構に送り込まれながら曲げて変形されるように駆動し、同時に前記補助加圧ローラは、高温ガラスの曲げ成形プロセスに関与して、曲面ガラスの成形精度を向上させる。

さらに、前記ガラス曲げ成形機構の曲面ガラス出力端にゲート型精確成形機構が接続され、当該精確成形機構においてその間に曲面ガラスが通過するためのチャネルの上下にそれぞれ成形すべきガラスの上下面の形状に一致する成形部材が設置され、当該成形部材は、ガラスの幅方向に沿って配列する複数のホイールから構成される、又は、その軸線が曲げられて変形できる柔らかい支持ローラから構成される。

本発明は、高温平板ガラスへの曲げ成形と冷却強化を２つのステーションに分けて完了することにより、従来の曲げ成形と冷却強化が１つの成形装置に統合されて行われる通常の手順を行わず、成形後の曲面ガラスをその柱状延び方向に沿って出力することで、成形ステーションから強化ステーションへの曲面ガラスのスムーズな転送を実現する。本発明は、均等弧曲面強化ガラス製品を製造することができるだけではなく、非均等弧曲面強化ガラスの製造のために新しい技術的な方法を提供する。

本発明は、通過式成形方式を利用して高温平板ガラスを曲げて変形させることにより、ガラスの前後方向の全長範囲で曲げ成形する場合の温度の一致性を保証し、さらにガラス曲げ成形の品質を向上させる。通過式強化処理方式を利用して成形されたガラスを強化することにより、さらに曲面ガラスの成形品質と強化処理の品質を保証する。
本発明において成形装置の出力端に精確成形機構を設置することにより、曲面ガラスの成形品質をさらに向上させることができる。

均等弧柱状曲面強化ガラスの断面形状を示す図である。 ４種類の非均等弧柱状曲面強化ガラスの断面形状を示す図である。 従来の第一の種類のガラス曲げ成形機構の変形前の状態を示す図である。 図３における成形機構の変形後の状態を示す図である。 従来の第二の種類のガラス曲げ成形機構の変形前の状態を示す図である。 図５におけるガラス曲げ成形機構の側面図である。 図５におけるガラス曲げ成形機構の変形後の状態を示す図である。 本発明の実施例１における各ステーションの配列状態を示す図である。 本発明を実施する場合、高温平板ガラスが曲げ成形機構に搬送された時の状態を示す図である。 図９における高温平板ガラスの曲げ成形後の状態を示す図である。 本発明において通過式成形方式を利用する場合に使用された補助ローラ付のガラス曲げ成形機構の構造を示す図である。 曲げ成形後の曲面ガラスが冷却されて強化された場合の動作状態を示す図である。 別の構造形態の冷却強化機構の動作状態を示す図である。 本発明の実施例２における各ステーションの配列状態を示す図である。 精確成形機構の第一の構造を示す図である。 精確成形機構の第二の構造を示す図である。

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。

実施例１
本発明の柱状曲面強化ガラス加工装置における各ステーションの配列状態は、図８に示すように、順次接続されている上部搭載機６、加熱炉７、ガラス曲げ成形機構８、冷却強化機構９、下部搭載機１０が配置され、ガラス曲げ成形機構により成形された曲面ガラスが成形機構８から冷却強化機構９へ出力する方向は、高温平板ガラスが加熱炉７から出力される方向に直交する。

曲げ成形機構８は、前記第一の種類の成形機構を使用し、即ち、高温平板ガラスを載置するローラテーブルの各支持ローラを、平面配列から空間において成形すべきガラス形状に対応する曲面配列に変更させることで、載置されたガラスを曲げて変形させ、且つ隣り合う支持ローラ１の間に搬送ホイール５が設置される。冷却強化機構９は、冷却エアグリッド３と上下エアグリッドの間のガラスを搬送するためのローラテーブルから構成される。
柱状曲面強化ガラスを加工する場合、図９、図１０、図１１、図１２に示すように、加熱炉７によって加熱された高温平板ガラス２は、まず曲げ成形機構８に搬送されて曲げ成形され、次に曲げ成形機構８における搬送ホイール５によって、成形された曲面ガラスを曲面ガラスの柱状延び方向に沿って冷却強化機構９に搬送して冷却して強化し、最後、柱状曲面強化ガラス完成品が下部搭載機１０によって取り出される。当然、成形機構における搬送ホイール５は、他のタイプの搬送機構、例えば搬送ベルト式搬送機構から構成されてもよい。

図１２において冷却強化機構９中の搬送ローラテーブルが搬送ホイール５から構成され、その中の搬送ローラテーブルは、図１３に示す柔らかい支持ローラから構成されてもよい。
例において製造された曲面ガラスは、非均等弧柱状曲面強化ガラスであり、当然、本発明の装置は、均等弧柱状曲面強化ガラスを製造することもできると説明すべきである。
実施例２図１４に示すように、柱状曲面強化ガラスの成形精度を向上させるために、成形機構８と冷却強化機構９の間に精確成形機構１１を設置することができ、このようにして、成形機構８により成形された曲面ガラスは、精確成形機構１１によって精確に成形されてから冷却強化機構９に送り込まれる。

図１５又は図１６に示すように、精確成形機構１１に、曲面ガラスの上下面を挟みながら曲面ガラスを搬送していく搬送ホイール５又は柔らかい支持ローラが設置されている。精確成形機構中のホイール又は支持ローラは、曲面ガラスの所定の形状に応じて配列され、上流での初期成形された曲面ガラスがそれを通過するとさらなる精確成形を完了する。
上記の例において、冷却強化機構９は、曲面ガラスが入力される前に動作状態にあることができ、このようにして、曲面ガラスは、入ると直ちに冷却されて強化され始め、冷却強化機構９を通過した直後に冷却強化を完了し、これにより、曲面ガラスに対する通過式冷却強化を実現する。曲面ガラスが全部で冷却強化機構に搬送された後、それに対して冷却強化処理を行うこともできる。冷却強化機構は、この２種類の動作モード以外、このように動作することもでき、即ち、曲面ガラスが入力される前に動作状態にあり、曲面ガラスが入ると直ちに冷却されて強化され始め、冷却強化を完了するまで、ガラスが全て入った後に揺動しながら冷却されて強化される。

上記の例における曲げ成形機構８は、高温平板ガラスが全部で入った後にそれを曲げ成形させることができ、図１１に示すように、ガラス曲げ成形機構を、成形すべき曲面ガラス形状に対応する状態に予め設定することもでき、このようにして、高温平板ガラスが成形機構に入ると直ちに曲げ成形され始め、これにより、高温平板ガラスに対する通過式曲げ成形を実現する。

通過式成形方式でガラスを曲げ成形する場合、高温平板ガラスがスムーズに成形機構に入ることを保証するために、ガラス支持用の支持ローラの上に複数本の補助加圧ローラ４を平行に設置することが好ましく、当該補助加圧ローラ４を下部のローラテーブルの支持ローラ１とマッチングさせることにより、挟み方式で高温ガラスが、成形機構に送り込まれながら曲げて変形されるように駆動し、同時に補助加圧ローラ４は、高温ガラスの曲げ成形プロセスに関与して、曲面ガラスの成形品質を向上させる。

上記は、本発明を説明するためのものだけであるが、本発明は、以上の実施例に限られなく、本発明の思想に沿った様々な変形形態は、いずれも本発明の保護範囲に含まれると理解すべきである。

符号の説明
１：支持ローラ、２：ガラス、３：冷却エアグリッド、４：補助加圧ローラ、５：搬送ホイール、６：上部搭載機、７：加熱炉、８：ガラス曲げ成形機構、９：冷却強化機構、１０：下部搭載機、１１：精確成形機構

Claims (6)

1. 柱状曲面強化ガラス加工装置であって、
   主に順次接続されているガラス加熱炉、ガラス曲げ成形機構、ガラス冷却強化機構を含み、ガラス曲げ成形機構中のガラス載置ローラテーブルの各支持ローラの相対垂直位置が調整可能であり、成形すべきガラス形状に対応する曲面に配列することで載置されたガラスが曲げ変形されるものであり、前記ガラス曲げ成形機構のガラス載置ローラテーブルの上方に複数本の補助加圧ローラが前記支持ローラと平行に設置され、前記補助加圧ローラを下方の前記ガラス載置ローラテーブルの前記支持ローラとマッチングさせて垂直位置を調整するように駆動することで、挟み方式で高温ガラスが前記ガラス曲げ成形機構に送り込まれながら変形される構成としており、前記ガラス曲げ成形機構の前記ガラス載置ローラテーブルの前記各支持ローラの隙間に、成形された曲面ガラスを前記支持ローラの軸線方向に沿って搬送する搬送機構であって、前記支持ローラの垂直位置に対応して垂直位置が調整可能である搬送機構が設置されていることを特徴とする柱状曲面強化ガラス加工装置。
2. 前記搬送機構は、ホイール、又は、搬送ベルトから構成されることを特徴とする請求項１に記載の柱状曲面強化ガラス加工装置。
3. 前記曲げ成形された曲面ガラスは、通過式強化処理方式を利用して強化処理されるものであり、前記曲面ガラスが前記ガラス冷却強化機構に入ると直ちに冷却強化され始め、前記ガラス冷却強化機構を通過するのに伴って冷却強化が完了されることを特徴とする請求項１に記載の柱状曲面強化ガラス加工装置。
4. 前記ガラス曲げ成形機構は、成形すべき柱状曲面ガラスに対応する状態に予め設定され、高温平板ガラスがガラス曲げ成形機構に入ると直ちに曲げ成形され始め、全てがガラス曲げ成形機構に入った際に曲げ成形が完了され、高温平板ガラスに対する通過式曲げ成形が実現されることを特徴とする請求項１に記載の柱状曲面強化ガラス加工装置。
5. 前記補助加圧ローラテーブルは、高温ガラスの曲げ成形プロセスに関与して、曲面ガラスの成形精度を向上させることを特徴とする請求項１に記載の柱状曲面強化ガラス加工装置。
6. 前記ガラス曲げ成形機構の曲面ガラス出力端にゲート型精確成形機構が接続され、当該精確成形機構においてその間に曲面ガラスが通過するためのチャネルの上下にそれぞれ成形すべきガラスの上下面の形状に一致する成形部材が設置され、当該成形部材は、ガラスの幅方向に沿って配列する複数のホイールから構成される、又は、その軸線が曲げられて変形できる柔らかい支持ローラから構成されることを特徴とする請求項１に記載の柱状曲面強化ガラス加工装置。

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