JPS6140609B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガス焼入れの使用によるガラス板の
強化に関する。

ガラス板を強化するための在来の工程は、ガラ
ス板を炉内で約593.3℃乃至676.7℃（約1100〓乃
至1250〓）の温度範囲に加熱し、次に加熱したガ
ラス板を焼入れ装置に移して、この焼入れ装置で
加圧焼入れガスの噴流をガラス板の両面に当てる
ことを含む。かかる焼入れは、ガラス板の外面を
その中心部よりも早く急速に冷却し、従つて冷却
が完了すると表面は圧縮応力を受け、一方中心部
は引張られる。表面の圧縮応力によつて、強化ガ
ラス板は、なましガラスよりも大変破れにくい。
また、破れた際、強化ガラス板は、なましガラス
の場合のように大きな鋭い破片ではなく粉々にな
つて無害な比較的にぶい小片になる。

対向したブラストヘツド、例えば米国特許第
3936291号によつて開示された型式の対向したブ
ラストヘツドが、在来、ガラス板の強化中、焼入
れガスを供給するのに利用されている。かかる強
化は、建築用ガラスを作るために、例えば米国特
許第3806312号、第3907132号、第3934970号、第
3947242号及び第3994711号によつて開示された仕
方で、平らなガラス板に行なわれる。加えて、ガ
ラス板は、乗物用ガラスを作るために、在来、例
えば米国特許第4282026号に開示された仕方で曲
げられ、次に対向したブラストヘツドの間で強化
される。

比較的薄いガラス板は、厚いガラス板よりも大
変強化しにくい。何故ならば、表面と中心部との
間に温度勾配を作るためにガラス板の表面を大変
急速に冷却しなければならないからである。通
常、ガラス板の厚さが約３mm（1/3インチ）又は
それ以下の場合に問題が顕著になる。

薄いガラスを強化するのに必要な急速な冷却
は、在来的には、焼入れガスを厚いガラス板につ
いて利用されるよりも大変大きな圧力で対向した
ブラストヘツドに供給することによつてなされて
いる。かくして、可成りのエネルギが、薄いガラ
スを強化するために、特に高さが低い場合よりも
空気の密度が大変小さくなるような高い高さに位
置した設備で焼入れガスを加圧するのに必要とさ
れる。加えて、薄いガラスのガス焼入れは、使用
する焼入れガスの高い圧力のために厚いガラスの
場合よりも一層やかましい。

本発明の目的は、加熱したガラス板を強化する
ための改良方法及び焼入れ装置を提供するにあ
る。この目的を実施するにあたつて、開示した強
化方法及び焼入れ装置は、比較的薄いガラス板
を、在来型式のガス焼入れについて必要であるよ
りも大変少ないエネルギで強化することができ
る。加えて、本発明によれば、これまで可能であ
つたよりも薄いガラス板の強化を行なうことがで
きる。また、開示した改良ガス焼入れは、薄いガ
ラス板を強化するのに利用される場合、在来の焼
入れよりも大変静かである。さらに今日までの実
験では、破れが起らないことを示している。

本発明による加熱したガラス板の強化方法は、
焼入れガス（例えば、空気）を、加熱したガラス
板が大気圧以上の圧力の室力にある間にガラス板
の両面にあてることによつて行なわれる。焼入れ
が大気圧よりも大きな圧力で行なわれるときに
は、焼入れガスと加熱したガラス板との間に大変
大きな熱伝達度があることが分つている。それだ
けで、強化を行なうのに必要なエネルギは在来の
ガス焼入れ装置に必要とされるよりも少ない。こ
れまで可能であつたよりも薄いガラス板の強化
を、大きな熱伝達が起こることによつて成し得
る。また、室内で焼入れを行なうことにより、環
境騒音を減少させ、それによつてさらに望ましい
操作を提供する。加えて、今日までの実験では、
焼入れが加圧室内で行なわれる場合破れが起らな
いことがわかつた。

強化方法の好ましい実施にあたつては、焼入れ
ガスを、室内に受入れた対向したブラストヘツド
を通して供給し、ガラス板の表面に焼入れガスが
当つた後使用済み焼入れガスによつて室内に大気
圧以上の圧力が維持される。加熱したガラス板と
急冷ガスとの衝突に先だつて大気圧以上の圧力の
ガスによつて室を初めに加圧し、又は強化が始ま
るとき使用済み焼入れガスによつて室を加圧する
ことができる。使用済み焼入れガスは、室内のガ
ス圧力を所定水準以下に維持するために室から除
去される。ガスを室から周囲環境へ単純に逃すこ
とができるが、ガスを冷却しかつ加圧し、これを
次いで再循環の仕方でブラストヘツドに戻すこと
によつてエネルギの節約が達成される。

本発明を実施するガラス板の焼入れ装置は加熱
したガラス板を強化するために、間に位置決めさ
れる加熱したガラス板に焼入れガスを当てるため
の対向したブラストヘツドを包含する。本発明に
よれば、焼入れ装置は室を形成するブラストヘツ
ドの包囲体を包含し、この室はブラストヘツドを
受入れ且つ強化中、大気圧以上の圧力で加圧され
る。

焼入れ装置のブラストヘツドの包囲体は、出入
り口を包含し、この出入り口を通つて加熱された
ガラス板をブラストヘツドの間の位置まで室の中
へ移動させる。その後、焼入れ装置のドアが出入
り口を閉じ、強化が始まるので、使用済み焼入れ
ガスが室を大気圧以上の圧力に維持するのを可能
にする。使用済み焼入れガスは、室内のガス圧を
所定水準以下に維持するための装置をなす圧力逃
げ弁か再循環ガス供給装置かのいずれかによつて
室から除去される。

また、焼入れ装置は、好ましくは、ガス供給装
置を包含するものとして開示され、このガス供給
装置は、室から除去されたガスを冷却及び加圧
し、次に冷却及び加圧したガスを、エネルギの節
約を行なうために再循環の仕方で室内のブラスト
ヘツドに戻す。

強化中、ガラス板は、垂直又は水平に延びる向
きのいづれかに配置される。また、平らなガラス
板と曲つたガラス板の両方を、開示した方法及び
焼入れ装置によつて強化することができる。

本発明の目的、特徴及び利点は、添付図面と関
連して読み取るとき、本発明を実施するための最
良の形態の以下の詳細な説明から容易に明らかで
ある。

第１図を参照すると、ガラス板を強化するため
の焼入れ装置が、参照数字１０によつて示され、
加圧焼入れガスを送り出すための出口１４を有す
る対向したブラスヘツド１２を包含している。ブ
ラストヘツド１２によつて送り出された焼入れガ
スは、ブラストヘツドの間に位置決めされた加熱
ガラス板Ｇに当てられる。任意の適当な型式の支
持体、例えば、サスペンシヨントング又は適当な
取付具を利用してブラストヘツドの間に示した垂
直に延びる向きにガラス板Ｇを位置決めするのが
良い。

本発明によれば、焼入れ装置１０は、ブラスト
ヘツド１２を受入れる室１８を構成するブラスト
ヘツド包囲体１６を包含する。以下にさらに十分
に説明するように、強化作業中、室１８は大気圧
以上の圧力で加圧される。

大気圧以上の圧力の室１８内にある間に加熱し
たガラス板Ｇの両面に焼入れガスを当てる方法の
結果として、独得な利点が達成されることが分つ
ている。達成される優れた熱伝達が２つの要因か
ら生じるものと考えられる。第１に、熱伝達率は
大量のガス流量に依存するので、大気圧以上の圧
力の濃いガスは、大気圧の同一体積のガスよりも
多量の熱伝達を提供する。第２に、室１８内の大
気圧以上の圧力は、ガラス板と移動している焼入
れガスとの間の熱流の妨げを減ずるように、ガラ
ス表面のガスの静的な境界層に影響するものと考
えられる。

達成される優れた熱伝達により、これまで可能
であつたよりも薄いガラス板を強化することがで
きる。加えて、薄いガラス板の強化を、在来のガ
ス焼入れで行なうよりももつと効果的に行なうこ
とができる。また、比較的静かな焼入れ操作が包
囲体１６のおかげで達成され、この包囲体の中で
強化が行なわれる。さらに、今日までの試験で、
焼入れが加圧室１８の中で行なわれる場合には破
損がほとんど生じないことがわかつた。

引続いて、第１図を参照すると、ブラストヘツ
ドの包囲体１６は出入り口２０を包含し、この出
入り口を通して加熱したガラス板Ｇを室１８の中
へ移動させる。加熱したガラス板を室１８内に受
入れてから、包囲体のドア２２を適当な作動器２
３によつて開放位置から図示した閉鎖位置へ移動
させる。焼入れ装置の概略的に図示したガス供給
装置２４は出口導管２６を有し、この出口導管
は、強化作業を行なうために加圧ガスを対向した
ブラストヘツド１２に送る。焼入れガスがブラス
ヘツド１２から送出されそしてガラス板Ｇに当て
られると、使用済み焼入れガスは包囲体１６を加
圧して室１８の圧力を大気圧以上にする。強化が
完了したら、ドア２２を開いて、強化ガラス板Ｇ
を室１８から取出す。

また、室１８をブラストヘツド１２とは無関係
にガス供給装置２４又は独立したガス供給装置の
導管２７を通して送出される大気圧以上の圧力の
ガスによつて初めに加圧することも可能である。
最初に、焼入れが始まると、使用済み焼入れガス
が、室１８の中の圧力を大気圧以上の圧力に維持
する。

第１図に示すように焼入れ装置１０は又、圧力
逃し弁２８を包含し、この逃し弁は包囲体１６に
よつて形成された室１８に導管３０によつて連結
されている。逃し弁２８は使用済み焼入れガスを
室１８から除去し、室内のガス圧力を所定水準以
下に維持するための装置を提供している。どれく
らいの圧力を選択するべきであるかを決定するに
あたつて、室１８内の圧力を大気圧以上に増すこ
とにより、強化が行なわれるときガラス板の冷却
を増すことに注目すべきである。しかしながら、
在来の焼入れ装置と比較して、この焼入れ装置に
伴なう費用を経済的に正当化するほどの高い冷却
を提供するためには、圧力は大気圧より少なくと
も724.8ｇ／cm²（10ポンド／平方インチ）高いも
のであることが望ましい。同様に、大きな圧力に
耐えるように包囲体１６を設計するにあたつて伴
なう費用が是認されそうにないので圧力は大気圧
以上約7248ｇ／cm²（100ポンド／平方インチ）よ
り大きくするべきではない。今日までの実験で
は、大気圧以上約2899.2ｇ／cm²（約40ポンド／平
方インチ）の圧力が好結果をもたらすことを示し
ている。

圧力逃し弁２８からガスを周囲環境に逃がすこ
とができるが、ガスを再循環させることによつて
エネルギ、それ故に費用を節約し得る。図示する
ように、圧力逃し弁２８の出口は、ガス供給装置
２４に連結されている導管３２に通じている。焼
入れ装置の操作中、ガス供給装置２４はガスを冷
却して強化中に得た熱を除去し且つガスを加圧し
てブラストヘツドによつて送出される際に起こる
圧力低下及び漏れによるいかなる圧力低下をも補
償する。冷却且つ加圧されたガスは、ガラス板に
当てるために、供給装置２４によつて導管２６を
通つて再循環の仕方で室１８内のブラストヘツド
１２に戻される。

使用済み焼入れガスを、圧力逃し弁なしにガス
供給装置２４に供給することも可能である。かか
る場合、一定体積のガスが焼入れ装置内に受入れ
られそして供給装置２４は定容圧縮機を包含し、
この圧縮機はその作動で、加圧したガスを室１８
内のブラストヘツド１２に送り、かつ又使用済み
焼入れガスを除去し、それによつて室内の大気圧
以上の圧力を所定水準以下に維持するための装置
を提供する。

焼入れガスの分配をなすために、ブラストヘツ
ド１２の出口１４と強化すべきガラス板Ｇとの間
に相運動を与えるのが最も良い。かかる相対運動
は、ガラス板を矢印３４で図示しているように両
方向に移動させることによつてもたらされる。加
えて、相対運動をもたらすためにガラス板を静止
状態に保持しブラスヘツド１２を移動させること
も可能である。

第２図を参照すると、焼入れ装置１０の別の実
施態様が、先に説明した実施態様と同様な構成を
有し、従つて、焼入れ装置１０の同様な構成要素
には同様な参照数字が付けられており、先の説明
の多くが適用でき、従つて説明の繰返しは不必要
である。焼入れ装置１０ａは、水平位置で平らな
ガラス板を強化するように設計されている。加熱
が行なわれる炉３６はローラコンベヤ３８を包含
し、このローラコンベヤのロール４０が焼入れ装
置への移送前に、加熱中、ガラス板Ｇを運ぶ。炉
３６に隣接した焼入れ装置の包囲体１６は、入口
出入り口２０を包含し、この出入り口は、ドア作
動器２３の操作でドア２２によつて開閉される。
焼入れ装置のローラコンベヤ４２はロール４４を
包含し、このロールは上方のブラストヘツド１２
と下方のブラストヘツド１２との間で焼入れ装置
に沿つて間隔をへだてている。焼入れ装置１０ａ
の包囲体１６は又出口出入り口２０′を包含し、
この出入り口は関連したドア作動器２３′の操作
で関連したドア２２′によつて開閉される。送り
出しコンベヤ４６が出口出入り口２０′から下流
に設置されそしてコンベヤロール４８を包含し、
このコンベヤロールは強化工程後強化ガラス板を
受ける。

第２図に示した焼入れ装置１０ａの操作中、入
口ドア２２と出口ドア２２′の両方が移送サイク
ルの開始にあたつて開き、加熱されたガラス板が
炉コンベヤ３８から焼入れ装置のコンベヤ４２に
送られ、そして先に強化したガラス板が、同時に
焼入れ装置のコンベヤから送り出しコンベヤ４６
に送られる。次に入口ドア２２と出口ドア２２′
の両方は閉じそして焼入れ装置のコンベヤ４２が
矢印３４によつて図示されるようにガラス板を前
後に往復させて焼入れガスの分配を行なうとき先
に説明した加圧焼入れ操作が行なわれる。強化工
程が完了してから、入口ドア２２と出口ドア２
２′の両方が開き、次に、移送が始まつて次にサ
イクルを始める。

第３図を参照すると、焼入れ装置の別の実施態
様１０ｂが、先に説明した２つの実施態様に類似
し、従つて焼入れ装置の同様な構成要素には同様
な参照数字が付けられており、先の説明の多くが
繰返しの必要がないように適用できる焼入れ装置
１０ｂは曲つたガラス板を本発明に従つて強化す
るように設計されている。加熱且つ曲つてガラス
板は、曲げ装置５０例えば米国特許第4282026号
によつて開示された型式の曲げ装置から焼入れ装
置１０ｂによつて受入れられる。曲つたガラス板
は、ガラス板の周囲に係合する開放センタリング
型式の型５２によつて運ばれる。型５２は枠５４
によつて支持され、この枠は任意の適当な仕方、
例えば焼入れ装置のコンベヤ４２で運搬によつて
移動される。型５２が焼入れ装置に運ばれてか
ら、入口ドア２２と出口ドア２２′の両方が閉
じ、そして焼入れ装置のコンベヤ４２がガラス板
を矢印３４によつて図示するように前後に移動さ
せて焼入れガスを分配するとき、加圧焼入れが上
述の方法で行なわれ曲つたガラス板を強化する。
強化が完了すると、入口ドア２２と出口ドア２
２′の両方が開き、強化したガラス板が焼入れ装
置から送り出しコンベヤ４６に運ばれる。

ブラストヘツド１２の出口１４が室内にありさ
えすれば、ブラストヘツド１２の全体を包囲体１
６内に位置決めする必要はないことが認識される
べきである。或る設計においては、ブラストヘツ
ド１２は、包囲体１６の外側にマニホルドを、又
焼入れガスを送出するため室１８の中へ延びる出
口導管を有するのが望ましい。かかる設計は、本
発明の目的にために、包囲体によつて形成された
室内に受入れられたブラストヘツドであると考え
られる。というのは、ブラストヘツドのマニホル
ドの位置は室内の圧力に影響を及ぼさないからで
ある。

本発明を実施するための最良の形態を詳細に説
明したが、本発明に関する当業者は、特許請求の
範囲で特定した発明を実施するための種々の別の
設計及び実施態様を実現するであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従つて構成されそして本発
明の強化方法を実施するのに利用される焼入れ装
置を図示する概略図である。第２図は、ローラコ
ンベヤ上の平らなガラス板の強化を実施するため
の焼入れ装置の別の実施態様を図示する概略図で
ある。第３図は、曲つたガラス板を強化するため
の焼入れ装置のさらに別な実施態様の概略図であ
る。 Ｇ……ガラス板、１０……焼入れ装置、１２…
…対向したブラストヘツド、１６……ブラストヘ
ツドの包囲体、１８……室、２０……出入り口、
２２……ドア、２４……ガス供給装置、２８……
圧力逃げ弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱したガラス板が、大気圧以上の圧力の室
   内にある間に焼入れガスを加熱したガラス板の両
   面に当てることを特徴とする加熱したガラス板の
   強化方法。 ２ 室内の大気圧以上の圧力は使用済み焼入れガ
   スによつて維持されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の強化方法。 ３ 加熱したガラス板に焼入れガスを当てて強化
   を行なう前に、室は初めに大気圧以上の圧力のガ
   スによつて加圧することを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の強化方法。 ４ 室内のガスの圧力を所定水準以下に維持する
   ために使用済み焼入れガスが室から除去されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項
   記載の強化方法。 ５ 室から除去された使用済み焼入れガスを冷却
   しそして加圧し、次に室内に加熱したガラス板に
   当てるように戻すことを特徴とする特許請求の範
   囲第４項記載の強化方法。 ６ ガラス板を強化するために間に位置決めした
   加熱したガラス板に焼入れガスを当てるための対
   向したブラストヘツドを包含するガラス板の焼入
   れ装置において、ブラストヘツドを受入れ且つ強
   化中大気圧以上の圧力で加圧される室を形成する
   ブラストヘツドの包囲体を有することを特徴とす
   る焼入れ装置。 ７ ブラストヘツドの包囲体は、加熱したガラス
   板を室の中へ移動させる出入り口と、強化が始ま
   ると使用済み焼入れガスが室を大気圧以上の圧力
   に維持するようにするために出入り口を閉じるた
   めのドアとを包含することを特徴をする特許請求
   の範囲第６項記載の焼入れ装置。 ８ ブラストヘツドとは無関係に初めに室を加圧
   するガス供給装置を更に包含することを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項記載の焼入れ装置。 ９ 室内の使用済み焼入れガスの圧力を所定水準
   以下に維持するための弁を更に包含することを特
   徴とする特許請求の範囲第６項記載の焼入れ装
   置。 １０ 室内の圧力を所定水準以下に維持するため
   に使用済み焼入れガスを室から受入れるガス供給
   装置を更に包含し、このガス供給装置は、室から
   受入れたガスを冷却しそして加圧し、次に冷却及
   び加圧したガスを室内のブラストヘツドに戻すこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の焼入
   れ装置。