JPH02111636A - ガラス板の加熱曲面形成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガラス板を加熱して重力で曲げる技術、特に自
動車用ガラス板の製造に適する技術に関する。

プラスチックシートで接着し積層して安全ガラスを構成
する複数のガラス板を同時に曲げるために、加熱して重
力で曲げる方法が現在行われている。この方法は、１枚
または複数枚のプラスチックシートと組み合わせる単一
のガラス板を形成するだめにも同様に使用され、また焼
入れ処理をする単一のガラス板を形成するためにも使用
されている。

重力による曲面形成工程において、所望の形に切り取っ
たガラス板を、高温において変形せずに担持できる材料
、たとえばステンレス鋼から゛なる台車上に平らに置く
。この台車は、トンネル炉の炉室を順次、間欠的に移動
して各炉室に所定のサイクルの時間だけ滞留する。時間
の経過につれて、ガラス板の温度は次第に上昇して、つ
いに変形温度にまで達する。ガラス板は、自重によって
変形して金属の支持剛体に接近し、この形状に一致する
。この剛体はスケ１トンと呼ばれ、必要に応じてガラス
の変形を容易にし、またこの変形を積極的に助けるよう
に連結されている（欧州特許８７−４０１３４４号参照
）。

ガラス板を担持する台車が内部を移動する炉は、台車が
順次滞留する２種類の炉室を有し、各室は適切に加熱を
制御する。まず予熱室は、ガラス板をできるだけ急速に
加熱し、次に曲面形成室は、ガラス板を所望の形状とす
るようにすべての部分で温度を微細に制御する必要があ
る。この曲げ工程においては、通常「キャンドル」と呼
ばれる加熱部材を、ガラス板との距離をガラス板の部分
によって変えて近づける。こうして距離が異なるので、
ガラス板の部分によって加熱を変えることができる。こ
の装置は、たとえば風防ガラスのように変化した曲面を
得ることができるばかりでなく、台車から台車へとガラ
ス板とキャンドルの間の距離を変えて曲面形状を順次変
えることができる。

この方法は単純であって、極めて柔軟性があるので、同
一の装置で、順次界なるタイプの製品を得ることができ
る。しかし、必要な条件として、ガラス板は最初の曲面
形成室に入ったときに、全体の温度が、曲面形成に適切
でなければならない。

もし温度が低過ぎると、曲げ工程において受は取るエネ
ルギーが局部的に不足して所望の曲面を得ることができ
ず、また高過ぎると、キャンドルを遠ざけなければ、ガ
ラス板のたわみを制御することができない。

このように、ガラス板が予熱室を離れるときに、その温
度を適切にするという微妙な問題がある。

順次処理されるガラス板が同一である場合は、予熱の終
わりに得られる適切な温度を確保する手段として、重量
があり、熱容量の大きい耐火材を少なくとも部分的に設
けて温度が実際に安定にするようにした炉室を有する炉
を使用して、各台車が一つの炉室に滞留する時間すなわ
ちサイクルの時間を常に同一とし、各可動部分に供給す
る熱量を同一の程度とし、サイクルの終わり、すなわち
炉室を出るときの温度を同一とする。

しかし、同一の炉で異なる曲面ガラス板を製造するとき
は、各可動部分が必要とする熱量は異なる。たとえば、
ある風防ガラスは厚さ２ｍａ＋のガラス板を厚さ１．５
　ｆｆｌのガラス板に積層するが、他の風防ガラスは厚
さ２．５　ｔａの２枚のガラス板を積層する。多様なタ
イプではその表面が極めて異なっており、また実際に製
造すべき風防ガラスの重量は１０ｋｇから２５ｋｇまで
変化している。同一タイプの風防ガラス製造工程が長（
継続すれば、炉は安定して、そのタイプの製造に適切な
熱条件を選択することができる。しかし、車輌の生産が
少ないか、または需要が極めて多様であって、製品のタ
イプを変えたいことがあり、また製造の都合で、−時的
に製造計画を変更し、製造工程において計画した１つの
風防ガラスを最後に導入するか、または取り止めること
もある。このようなときは異なる製品に対して適切なよ
うに一時的に炉の条件を変えなければならない。炉内の
台車が多様であると仮定して、もしサイクルを変更すれ
ば、すべての台車に同時に影響するので、サイクルの継
続時間を変えることはできない。ガラス板加熱炉の制御
に提案された従来の解決方法は、一般に炉内を順次進行
するガラス板が同一であることを前提としており、たと
えば一つの系列から他の系列に移行するときに速度を変
えるか、指定の温度を変えるか、または他の系列が炉室
に達したときにこの炉室の圧力を変える。たとえば欧州
特許００４７６８２号に記載する炉のように、炉の反応
時間を短縮するためにこれらの変更を予想しておくこと
もてきる。

もし、多様なタイプのガラス板を製造するときに、継続
しておきる様式を考慮しなければ、得られる結果が違っ
てしまう。すなわちさきに提案された制御方法は、反応
時間が是過ぎるので、炉内を進行するガラス板材の重要
でかつ不安定な多様性を受は容れることができない。特
に、炉壁の一部分または全部が耐火材からなる炉室を有
する炉では、温度の急速な変化に対応できないので、軽
い風防ガラスがこれより重いガラスに続くときは、軽い
ガラスは１ｉｆｔ応なしに過熱され、またこれと反対の
場合には逆な結果となる。

本発明はこの課題を解決する手段を提案するものであっ
て、炉壁の熱容量を、ガラス板を担持する台車からなる
可動部分の熱容量より小さい値に制限する。厚みのすべ
てが熱変化に関与するのではないから、熱容量は炉壁全
体について考慮しなくともよい。考慮すべき炉壁の部分
はその厚みをミリメートルで表した１０　／　ｆｆ（式
中Ｃが炉壁の材料の熱量で、λが熱伝導率であり、Ｃは
Ｗ・ｈ／ｋｇ−にで、λはＷ／ｍ−にで表される）に等
しくする。

具体的に、この目的は、炉室の壁から煉瓦やセメントの
ような耐火材を除外するか、または制限することによっ
て達成することができる。

さらに補足すれば、本発明は、炉室の壁に取り付けられ
た電気抵抗体の温度を一定に保持して、炉内の熱の入力
を制限することを提案する。

加熱時間を短縮して制御を容易にするために、炉内を通
過する可動部材の熱容量をできるだけ小さ（することが
重要である。これを達成するには、ガラス板を移送する
ことができ、回転手段を有する台車の部分を炉の外部に
配置する。

炉室の熱慣性すなわち熱容量を小さくすると、特に低温
の空気の循環のような派生的熱効果によって影響を受け
る。本発明は、炉の高温部と、低温部すなわち上流では
炉の外部、下流では曲面形成室に続く、これより低温の
炉室との間に緩衝室を設ける。

本発明の実施態様において、回転手段を有する台車の低
温部分が炉の下方に出ており、これは炉内でガラス板を
担持する架台と結合部材を介して結合している。この結
合部材は炉の長手方向に開口する炉床のスリットを貫通
する。この結合部材がスリットの間隙を塞いで、炉内の
気密性を達成する。さらに炉床はスリットの両側に分か
れた２つの部分から構成して、これらの部分を分離する
ようにすることができる。

本発明の他の実施態様においては、炉内の空間をできる
だけ小さくするために、スリットの両側に分かれた炉床
の２つの部分を内方に傾斜させ、炉の側壁の高さをでき
るだけ短くする。

次に添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する
。

次に例示する本発明の炉は、３つの予熱室と２つの曲面
形成室を有するが、この例は本発明を限定するものでは
なく、本発明の炉は予熱および曲面形成のための炉室を
数個有する。

さて、第２図は風防ガラスを形成するために、後にプラ
スチック板と積層する２枚のガラス板を加熱して曲げる
従来技術の炉室の配置を示す。炉（１）は３つの予熱室
（３）と、２つの曲面形成室（４）と、１つの送風室（
５）を有する。送風室（５）の作用は、所望であれば、
風防ガラスの周辺に、軽いプレストレスが存在する領域
を設ける、すなわち、−度焼きなましを終えたガラスに
硬さを与えることもできる。このＮ域によって、機械的
または熱的の衝撃によるガラスの破損を軽減することが
できる。また炉は冷却室（６）を含む。炉の入口には、
対流による熱損失を減少させるための門（２）がある。

第３ａ図は、ガラス′４Ｉｉ、（７）を支持するスケμ
トンと呼ばれる金属体（８）がある。スケμトン（８）
は剛体枠（９）によって担持され、またこの枠（９）は
、ガラス板を加熱、曲げおよび冷却する間に、炉室から
炉室へと移送する台車（１０）によって担持されている
。この台車は一般に炉床のレール上を回転する車輪によ
って移動する、たとえば図示しないチェーンまたはジヤ
ツキのような機械的手段によって駆動される。

第４図は本発明の炉の配置を示す。この炉（１１）は、
−例として、３つの予熱室（１２）と、２つの曲面形成
室（１３）の他に、１つの送風室（１４）と２つの冷却
室（１５）を有する。冷却室（１５）は、ガラス板を破
損させることなく、取り扱うことができる温度に戻すこ
とができる。

さらに本発明の実施態様において、炉（１１）は２つの
緩衝室を有する。第１緩衝室（１６）は予熱室（１２）
の上流にあって、２つの門があり、これらは同時には開
かないので低温の空気が最初の予熱室に流入することを
防ぐ。第２緩衝室（１７）は同様に２つの門があって、
これらも同時には開かない。この室は、高温の最後の曲
面形成室と、これより低温の炉室、たとえば比較的冷た
い空気を吹き込む送風室（１４）との間を塞ぎ、また冷
たい空気の流入を防いで、熱慣性の小さい炉の熱量がゆ
らがないようにする。

第５図は本発明の台車の実施態様を示す。これは、常に
炉の外にあって車輪を有する下部（１９）と、高温の炉
内にある架台を構成する上部（Ｉ８）とからなる。

第６図は台車の他の例を示す。台車は枠（９）を担持し
、スケμトン（８）にガラス板（７）を取り付ける。台
車の下部（１９）と上部（１８）の間に、結合剛体（２
０）があり、これはできるだけ薄いが、長さは炉室の長
さと実質的に等しくて、炉室のスリットとの間隙を塞ぐ
。これは２つの部分、すなわち支持部（２１）と断熱材
充填部（２２）からなる。第７図は結合剛体の１つの態
様を示す。上方および下方に２つの薄板（２３）を有す
る箱状体であり、これに圧縮ファイバからなる薄材（２
４）をはめこみ、中央部に、たとえば密度１００ｋｇ／
％のアルミナセラミックファイバからなる断熱材（２５
）を充填する。

と側壁（２７）は、図示しないスケμトンに取り付けら
れ、炉の外殻（２８）を構成する薄板は、図示しない外
部の金属スケμトンに取り付けられている。１つの特殊
な態様として、炉壁は外部から内部に向けて順次、比重
１１０ｋｇ／ｒｒｌのロックウール（２９）２００ｍｍ
、次にたとえば比重１００ｋｇ／ｍのけい酸アルミニウ
ムのセラミックファイバ（３０）　５０ｍｎ＋を断熱材
とする。これらの断熱材は通常の方法すなわち金属の棒
および平板によって壁に取り付ける。この壁、特に内面
の性質は、「有効な」熱慣性が想定される問題に対応で
きるように選択する。

有効な熱慣性とは、炉室内を周期的に通過する低温の物
体とこれより高温の壁との間で有効に熱変化サイクルを
行う、壁の厚みの熱慣性を意味する。

ここで問題となる壁の厚みは、Ｗ、Ｔｒｉｎｋｓ、「工
業用炉」（Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　ａｎｄ　５ｏｎｓ、
　ニューヨーク；フランス語釈Ｄｕｎｏｄｔパリ　１９
５７）に発表されたような５ｃｂａｉｄｔの方法によっ
て計算する。たとえば５００℃の均一な温度の壁を急に
１００°Ｃの環境に置いて、壁の表面温度が極めて速や
か、実質的に１分以内で安定すること、かつこの物体の
厚みが、この時間が経過する間の熱変化に関係して限定
されることを実証した。

上述の壁に類似する壁は、熱伝導率λ＝０．１３Ｗ／ｍ
−Ｋ、熱１ｉＣ＝０．２９Ｗ−ｈ／ｋｇ−Ｋとして、１
分間で熱変化するには、厚みが３６閣であった。

またけい酸アルミニウム材料の耐火煉瓦の°壁は、λ＝
０．９５Ｗ／ｍ−に、　Ｃ＝０．２７Ｗ−ｈ／ｋｇ−に
として、厚みが１９鵬であった。この２つの場合に、壁
を通して損失する熱量は、ファイバでは４６Ｗ・ｈ／ｒ
ｒｒ、耐火煉瓦では３９８Ｗ　−ｈ／ｒｒｒであった。

熱量の計算を考慮して、物体の熱特性、特にλＣの積が
作用する熱拡散に依存する値に、壁の厚みを限定するこ
とが必要であり、ミリメートルで表したｅ＝１０／、／
””ｒＣ−が厚みを定義するのにもっとも便宜と考えら
れる。いま問題とする例では、有効な厚みがファイバ壁
については５０ｍｍ、耐火煉瓦については正確に１９ｍ
ｍである。

再び第１図の説明に続くが、セラミックファイバ（３０
）はその表面に、炉内の空気に直接露出する電気抵抗体
（３１）を取り付けである。

この例では、炉床（３２）が２つの部分からなり、移動
手段（３３）によって移動する。正常位置においては、
第５図に示す結合剛体（２ｏ）が高温の上部（１８）と
、低温の下部（１９）を結合して台車（１０）を構成し
、スリット（３４）を貫通して、スリットの間隙をほと
んど満たしている。炉床（３２）は炉の他の壁と同一材
料から構成され、電気抵抗体（３１）も取り付けである
。

第８図は炉床（３２）と側壁（２７）を示す。炉床（３
２）は移動手段（３３）の上にあって移動するが、傾斜
しているので、側壁（２７）から分離でき、開いた所か
ら近づいて、破損したガラス片を取り出すことができる
。

本発明の利益は次の比較例によって明らかになるであろ
う。

第２図に示す従来技術の炉を炉Ａとした。

この炉の予熱室（３）の内側は次のとおりであった。

天井：　２．１０ｍ　Ｘｌ、２５ｍ 側壁：　１．２５ｍ　Ｘｏ、９０ｍ 床　　：　２．１０ｍＸ１．２５ｍ 天井および側壁の材料は本発明の炉と同一であって、セ
ラミックファイバ５０胴゛の内側にロックウール２００
ｆｆＩ１１を付けてあった。床は厚み８０ｍｍのけい酸
アルミニウム耐火煉瓦がらなり、その上に断面が５０ｍ
ｍＸ２０ｍｍの２本のレールがある。

炉への内を通過する台車は５０ｋｇのステンレス鋼であ
った。

炉Ｂは第４図に類似する本発明の炉であった。

この炉の予熱室は第１図の炉室に類似しており、その内
側は次のとおりであった。

長さ：　１．２５ｍ 幅：　２．１０ｍ 高さ：　０．５５ｍ 炉Ｂ内を通過する台車は、上部が２５ｋｇであった。

また、炉Ａは、炉Ｂと同様に、スヶレトン支持体および
スケレトンは１５ｋｇのステンレス鋼の集合体であった
。ガラスも同一であり、１５ｋｇと想定した。

次表は各炉について「有効な」熱量■の計算を要約した
ものである。

以］傘白 各炉の可動部分については、 た。

次のとおりであっ 本発明の炉Ｂは有効熱容量が８．７４Ｗ　−ｈ　／にで
あって、この炉の可動部分の１１．５Ｗ−ｈ／により少
ないことが実証された。これに対して従来技術の炉Ａは
有効熱容量が５０．１０Ｗ　−ｈ／にであって、可動部
分の１５．４０Ｗ　−ｈ　／　Ｋより多く、また炉Ｂの
有効熱容量より多い。

炉Ｂの場合は、本発明で予測される条件を考慮すれば、
炉の熱条件をゆらぐことなしに、ガラスの寸法、その重
量および熱容量を変えることができる。実際、ガラスは
上述の例において１５ｋｇであるが、２０ｋｇとすると
、熱容量、従って低温物体に供給すべき熱は５　ｘ　０
．２９＝　１．４５Ｗ　−ｈ　／　Ｋ、すなわち１３％
だけが増加する。電気抵抗体の温度は速やかに変化する
ので、その加熱に使用する電力を直ちに増加すればよい
。これに対して、炉Ａにおいては、耐火物体が緩衝体を
構成するので、これが炉Ｂと同様な迅速な反応の制御を
妨げ、般に制御の「ポンプ効果」、従って、熱条件の不
安定性があり、これが予熱室を出るガラス板の温度を正
確な曲面形成に適合しなくすることを理解できるであろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ガラスを担持する台車を有する本発明の炉室
の断面図であり、 第２図は、従来技術の曲面形成炉を構成する多数の炉室
の配置図であり、 第３ａ図は、従来の炉のスケ１トンに取り付けて曲面を
形成したガラスの斜視図であり、第３ｂ図は従来の炉内
を通過する台車に載せた、曲面を形成したガラスとスケ
１トンとの集合体の側面図であり、 第４図は本発明の曲面形成炉を構成する炉室の配置図で
あり、 第５図は、曲面を形成するガラスを担持する架台を有す
る本発明の台車の斜視図であり、第６図は、曲面を形成
したガラスを担持した本発明の台車の斜視図であり、 第７図は、台車の結合剛体の断面図であり、第８図は、
第１図の炉室の炉床が開放された状態を示す断面図であ
る。 ２・・・門、 ４．１３・・・曲面形成室、 ６．１５・・・冷却室、 ８・・・スケ１トン、 １０・・・台車、 １８・・・台車の上部、 ２０・・・結合剛体、 ２２・・・断熱材充填部、 ｌ、１１・・・炉、 ３．１２・・・予熱室、 ５．１４・・・送風室、 ７・・・ガラス板、 ９・・・剛体枠、 １６　、１７・・・緩衝室、 １９・・・台車の下部、 ２１・・・支持部、 ２３・・・薄板、 ２４・・・圧縮ファイバ薄材、 ２５・・・ファイバ断熱材、２６・・・天井、す７・・
・側壁、　　　　　２８・・・外殻、２９・・・ロック
ウール、 ３０・・・セラミックファイバ、 ３１・・・電気抵抗体、　　３２・・・炉床、３３・・
・移動手段、　　　３４・・・スリット。 以下余白 手 続 補 正 書 （方式） ６、補正の対象 図　　　面 平成１年 月

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気抵抗体で加熱される、少なくとも１つの予熱室
   と少なくとも１つの曲面形成室とを有する炉の内部で、
   ガラス板を担持する可動物体が、１つの炉室から他の炉
   室にガラス板を移送し、ガラス板を加熱して重力によっ
   て曲げる方法であって、炉内の可動物体の熱容量が、各
   炉室の内壁を構成する材料の熱容量の合計より大きく、
   かつこの材料の厚みが次式 ｅ＝１０／√（λＣ） （式中、λはＷ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率、ＣはＷ・
   ｈ／ｋｇ・Ｋで表される熱量）によって計算されるミリ
   メートルで表されることを特徴とする方法。 ２、炉の内壁（３０）が、機械的または電気的な作用を
   するすべての物体を除いて、断熱ファイバ材料から構成
   されている、請求項１記載の方法。 ３、炉底（３２）が、内側をファイバ材料で被覆されて
   いる、請求項２記載の方法。 ４、炉の内壁に電気抵抗体を設け、炉の温度を一定に保
   持するようにこの抵抗体に通す電流を制御する、請求項
   １記載の方法。 ５、遮断作用をする緩衝室によって、最後の予熱室を炉
   の外部から分離して、外部との熱交換を制限する、請求
   項１記載の方法。 ６、遮断作用をする緩衝室によって、最初の曲面形成室
   をこれより低温の次の炉室から分離する、請求項１記載
   の方法。 ７、炉壁（２７）の内面（３０）に設けられた電気抵抗
   体（３１）で加熱される、少なくとも１つの予熱室と少
   なくとも１つの曲面形成室とを有する炉の内部で、ガラ
   ス板を担持する可動物体が１つの炉室から他の炉室にガ
   ラス板を移送し、ガラス板を加熱して重力によって曲げ
   る装置であって、ガラス板を担持する可動物体が２つの
   部分からなる台車であり、この部分が、ガラス板を担持
   して炉の高温部内を移動する架台（１８）と、この架台
   に機械的に結合されて常に炉の外部に位置し回転して移
   動する手段（１９）とからなることを特徴とする、装置
   。 ８、移動手段（１９）が、ガラス板を担持する架台（１
   ８）の下方に位置する、請求項７記載の装置。 ９、可動物体である台車の２つの部分が結合剛体（２０
   ）を介して機械的に結合され、この結合剛体が台車の進
   行方向に対して直角な方向の厚みによって可動物体の剛
   性を保持し、この結合剛体が炉の長手方向に開口する炉
   床（３２）のスリット（３４）を貫通して移動できるよ
   うに設けられている、請求項８記載の装置。 １０、スリット（３４）が台車に取り付けられた手段に
   よって気密性を保持されている、請求項９記載の装置。 １１、結合剛体（２０）が各炉室の長さに実質的に等し
   い長さを有し、かつこの剛体が貫通して移動できるスリ
   ット（３４）の幅より僅かに狭い幅を有する、請求項９
   記載の装置。 １２、結合剛体（２０）が剛性を保持する支持体（２１
   ）を有し、かつスリットの空間をすべて満たすように断
   熱材を配置した断熱材充填部（２２）を有する、請求項
   １１記載の装置。 １３、スリット（３４）の両側に位置する炉床（３２）
   の２つの部分の少なくとも１つが、実質的に水平面を移
   動できる移動手段（３３）を有する、請求項９記載の装
   置。 １４、スリット（３４）の両側に位置する炉床（３２）
   の２つの部分の内面が、水平に対して傾斜しており、も
   っとも低い側面がスリット（３４）に近接している、請
   求項９記載の装置。