JP4602485B2 - 湾曲ガラス板冷却装置 - Google Patents

Description

この発明は、湾曲ガラス板冷却装置に関するものである。更に具体的には、ガラス板をその走行中に冷却する装置に関するものであり、言いかえれば、ガラス板は冷却されながら前進する。しかし本発明はそのような装置に限定されず、ガラス板が動く方向にプロファイルが湾曲しているローラーコンベア上を動くガラス板を曲げ、強化するための技術に関してもより詳しく述べる。
上記技術は特にフランス特許ＦＲ−Ｂ−２，２４２，２１９及びＦＲ−Ｂ−２，５４９，４６５により知られており、その技術はガラス板を製造することにある。ガラス板は水平加熱室内で加熱され、曲線を成すプロファイルに並べられた２層のローラ間或いは他の回転構成要素の間を通り、更に、ガラス板を強化させる区域のターミナルを通過する。サイドウインドウ、サンルーフまたは特に円筒形状の他の窓材の製造に関して、ローラの層は、例えば円形のプロファイルに並べられたまっすぐな円柱ロッドで構成される。層は円錐形要素或いはディアボロ／樽型といった第２の曲面を窓材に与える構成要素から構成されていても良い。この技術は、一方ではガラス板に広い間隔をあける必要がなく、完成していない先行するガラス板の処理中に、１枚のガラス板が何の問題もなく形成区域に入ることができることから、また一方では、ローラの長さが許せば、横に並べられた２枚或いは３枚のガラス板が同時に処理されることから、超高速製造能力を達成することができる。
ガラス板或いはプレートの走行速度は１０ｃｍ／ｓ以上で、約１５〜２５ｃｍ／ｓである。十分な強化時間を許すため、通常その速度は３０ｃｍ／ｓを超えない。
比較的標準的な送風状態のもと、３．２ｍｍの厚さのガラス板については、安全ガラス窓や、自動車やそのトレーラーに取りつけられることを想定した窓材の承認に関するヨーロッパ規則Ｎｏ．４３の必要条件を満たさねばならず、上記技術は完全に満足のいくものである。上記条例の必要条件によれば、強化応力は５×５ｃｍ平方の窓が万が一割れた場合には４０個未満でなくまた３５０個（この数は、厚さ２．５ｍｍ以下の窓では、４００個に上る）より多くない数のかけらに割れなければならないようなものである。また、これらの必要条件によれば、窓の周囲から２ｃｍ幅及び衝撃のポイントから半径７．５ｃｍの範囲内を除いて３．５ｃｍ²より大きいかけらがあってはならず、長さ７．５ｃｍ以上の長いかけらがあってはならない。
ガラスシートの厚さが薄くなったとき、同じ強化基準を満たす為に、熱交換率はおおきく上昇しなければならない。標準の強化設備、即ち所定の径を有するノズルを有する設備に関して、熱交換率は送風速度を上げることによって改善される。これはガラス板の廻りの空気の速度を大きくすることにつながる。
そのような構造はまず、要求された送風速度を作り出す為に、ブースターや更に強力な新しい設備が必要になるという問題点を有する。これらの設備は大変高価である。さらに、この結果、上方にへこんだコンベア上を動くシートの場合、特に上側の面上で局部的な圧力超過や空気の閉じ込めが生じ、この空気は簡単には逃げることができない。そのような閉じ込めは反対に熱交換率を低くすることになる。
もう１つの解決策は、一定の流速において空気の速度を上げるためにノズルの径を減少させることにある。この場合、ノズルの径の減少は、ガラス板の表面において要求された速度を維持する為に開口部がガラス板に近接しなければならないことを意味する。しかし、そのような結果を得る為に、特にコストの理由によって産業の立場から受け入れられない、非常に大きな圧力損失となる非常に長いノズルを使うことが必要である。
従って本発明の目的は、現在の技術に比べ、使用の立場から更に融通の利く湾曲ガラス板を冷却する新規な装置を提供することであり、その装置は上記問題点を未然に防ぎながら熱交換率を上昇させることができ、更に詳しくは、基本的には、異なった高価な工場設備を必要としない装置を得ることである。
この目的は本発明によれば、ローラコンベヤ上にある湾曲ガラス板を冷却する装置によって達成される。前記装置はローラの間に挿入された吹きつけボックスを有し、このボックスガラス板から３０ｍｍ未満の距離、望ましくは１０ｍｍ未満の距離をもってガラス板と対向する面を持つ。その面には、いくつかの穴があけられ、その穴からガラス面に向けて空気が吹きつけられる。
ローラは、その形状及び／又はその配列のために、ガラス板に湾曲を与えることができる軸対象要素のいかなるタイプをも意味していることを理解すべきである。それらは例えば、円柱、ディアボロ／樽型の装置、円錐システム及び中央部が盛り上がったシステム（ホグドシステム:hogged system）であり、特にそれらは欧州特許ＥＰ−Ｂ−０，２６３，０３０及びＥＰ−Ｂ−０，４７４，５３１に述べられている。
本発明によるそのような装置は、特に、高い送風速度を得る目的で、基本的な冷却設備を維持したままブースターを必要とせずに熱交換率を効果的に上昇させることが可能である。普通の作業状態では送風速度は上昇しないので、局部的に圧力超過になるという恐れ及び空気の閉じ込めの恐れは避けられる。更に、穴があけられたプレートを有するボックスの構造は、特に吹き付けノズルを形成するチューブ内の空気の流れに対する圧力損失をかなり制限する。
本発明の好ましい実施形態によれば、特に湾曲ガラス板を強化する場合において、ボックスはガラス板の搬送経路の上方及び下方に位置される。
さらに好ましくは、穴の径は２〜８ｍｍの間であり、有利には、５ｍｍ未満である。また、穴は２０ｍｍ未満のピッチで分布しており、望ましくは、３〜６ｍｍのピッチである。この好ましい実施形態では、特に所定の送風速度に関して、熱交換率を通常の冷却技術に対して上昇させるだけでなく、ガラス板の表面の冷却を更に均一的に分布させる。このことは、通常の冷却設備と比較して、吹き付け開口部が互いに近接して、ガラス板の表面に吹き付けの大きな均一性をもたらすことになる。普通の冷却設備は通常３０ｍｍより広いピッチで分布したノズルで構成されており、それは結果の点からは受け入れることができるガラス面の冷却を行なうが、その冷却は、本発明で提案された装置での冷却より明らかに均一ではない。
本発明の有利な実施形態によれば、装置は、水柱の３０００ｍｍ未満の吹き付け圧力と組み合わさって、ガラスに対して少なくとも８００Ｗ／ｍ²・Ｋ、好ましくは少なくとも１０００Ｗ／ｍ²・Ｋの熱交換率を与える。ブースターといった非常に高価な手段と結びつかないかぎり、現在の技術では、熱交換率は８００Ｗ／ｍ²・Ｋを超えることはできない。
本発明の別の形態によれば、装置は冷却区域の最初に用いられ、区域の残りは標準の構成のままである。このようにして、ガラス板はコンベアに沿って走行し、２つの段階で冷却される。そして、熱交換率は第１の段階中に大きくなる。
そのような実施形態はガラスを強化させる場合において特に有利である。このことは強化の最初で高い熱交換率を与え、その後熱交換率を下げるためである。発明者は所定のガラス板を強化させることに関して、最初は高い熱交換率で、その後は、熱交換率を下げるという調節された強化は、強化という点から、全部で同じエネルギーコストに関して、一定の熱交換率を与えることより優れているという結果を導くという事実に対して証拠を持っている。
本発明を形成する別の形態によれば、２つの面の間でガラス板の差異冷却（differential cooling）をすることが可能である。詳しくは、ガラス板の一方の面にのみ対向して、本発明による冷却ユニットを装備することが可能である。他方の面は標準的な装置で冷却される。このようにして２つの面の一方に関して高い熱交換率を得ることができる。特に、強化の場合、そのような技術は湾曲ガラス板の曲率を変更させることができる。
同様の結果を達成する為に、本発明はまた、同じ面で所定の瞬間に熱交換率を変更することを提案する。このために本発明は、有利にはガラスの一方の面に対向し全て同じサイズではない穴があけられたボックスの面を設ける。本発明の好ましい実施形態によれば、吹き出し穴は開口度を変更できる穴であり、一部或いは全体的に穴が隠される移動可能な構成要素で得られてもよい。
本発明の好ましい実施形態によれば、コンベアのローラは、上方にへこんだ曲線状のプロファイルに沿って配置されている。本発明によって述べられた装置は、フランス特許ＦＲ−Ｂ−２，２４２，２１９及びＦＲ−Ｂ−２，５４９，４６５で述べられているタイプの設備において有利に湾曲ガラス板を強化することに向けられている。これらの文献に述べられている技術では、複数のローラは通常２０〜３０ｍｍの径を有しており、それらは４０〜１３０ｍｍのピッチで離れている。吹き付けられた空気の引き出しの問題の懸念のため、本発明の装置のような、特に小径穴の場合に、ガラス板の表面に非常に近接しなければならない装置をこれらの設備内に入れることは自明でない。試験は、吹きつけ穴がガラス表面に密接しているにもかかわらず、空気は適切に引き出され、熱交換率は標準の強化設備で得られるよりも高い値になる。
このタイプの設備における本発明の装置の使用は、このタイプの設備で通常に強化させるより一層薄いガラス板を湾曲させたり強化させたりすることができる。このことは現在の設備が通常強化させることができるガラス板の最小の厚さが３．１５ｍｍであり、熱交換率はほぼ６００Ｗ／ｍ²・Ｋに対応するからである。何の改良もなしに本発明の装置は２．８５ｍｍの厚さのガラス板を或いは２．５ｍｍの厚さの、ガラス板でさえも強化させることを可能にする。これは１０００Ｗ／ｍ²・Ｋに相当する熱交換率に対応する。
本発明は厚さ方向に貫通した穴を有するガラス板を強化させる為に通常得られた結果を、特に生産性の見地から、向上させることができる。自動車備え付け用及び開けることができるように摺動状態で組み込まれたガラス板がこのタイプの穴を有する場合は頻繁にある。
本発明の装置はまたガラス板の光学特性を向上させることができ、この装置は通常の技術より優れた均一な吹き付け分布を得ることができる。このガラス板の光学特性の向上は、層状ガラス組立体の生産性をさらに向上する。これは２枚のガラス板あるいは更に一般的には２枚の透明な材質を結合することが光学的な見地から欠点が追加されたことを意味することにならず、むしろ光学特性を更に向上させるからである。
ＤＩＮ ３２ ３０５規格は、自動車産業用サイドウインドウのための「光学特性」を規定している。
本発明は、６０ＭＰａより大きい表面圧力を有する少なくとも１枚のガラス板からなる層状ガラス組立体を作ることができ、その層状ガラス組立体はＤＩＮ ３２ ３０５規格に適合している。
特に、本発明は１００ＭＰａより大きい表面圧力、好ましくは約１３０ＭＰａを有する少なくとも１枚の強化ガラス板からなる層状ガラス組立体の生産を与え、その層状ガラス組立体はＤＩＮ ３２ ３０５規格に従っている。
このタイプの層状ガラス組立体は特に耐衝撃機能に有利である。これらの層状ガラス組立体は、どんな厚さでも１枚或いはそれ以上のガラス板を有する。しかし、本発明はまた、厚さが３ｍｍ未満、好ましくは２ｍｍ未満のガラス板を用いた層状ガラス組立体を作ることを可能にし、層状ガラス組立体は、自動車に現在使われているモノリシックなガラス組立体の厚さを有することが可能になる。
本発明の更なる詳細及び有利な特性は以下に説明する図面を参照にして実施例の記載から以下に明らかにする。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による装置の使用に適合した生産ラインを示す図である。
第２図は、本発明による装置が挿入される、第１図の生産ラインの一部の部分を示す図である。
第３図は、本発明による装置の一実施例の部分斜視図である。
第１図，第２図，第３図は発明を示した図に過ぎず、設備の詳細全てを含めているわけではなく、また発明の理解を簡単にする為に縮尺は示されていない。
さらに、これらの第１図、第２図、第３図は本発明を制限するものと解するべきではない。
第１図にはより明瞭にする為に搬送構成要素のみが示されている。第１図は特許ＦＲ−Ｂ−２，２４２，２１９から特には知られるこの技術に従って作動する設備内で、ガラス板が追随する経路を示す。この技術によれば、ガラス板１はまず駆動ローラの連続で構成される水平コンベアによって搬送される加熱区域２内を通過する。加熱区域２を出ると、ガラス板の温度はガラス板を湾曲する時の温度以上になっており、ガラス板は曲げ区域３の第１部分に入る。そこではローラは半径Ｒの円柱形状のプロファイルに縦方向に取りつけられる。従って、ローラは成形台、好ましくは、上方にへこんだ成形台を形成し、ガラス板を成形台上で（第１図の左から右へ）搬送する。ガラス板は従って重力或いは設置可能な上方の構成要素、或いは搬送速度、或いはこれらの要因の２つまたはそれ以上を組み合わせたものの働きによって曲率Ｒの半径を有する円柱湾曲を得る。
曲げ区域３の第１部分は冷却区域である第２部分に続く。そこでは、ローラは同様に半径Ｒの円形状に並べられている。冷却手段は複数の吹きつけボックス４からなり、ローラの各々の側に配置されている。従って、ボックスは窓材の両面に作用し、それでこれらのボックス４の間を通過することにより、またガラス板の厚さ機能として選ばれた吹きつけ圧に基づくことにより、湾曲ガラス板は強化され或いは単に曲げ位置にセットされる。冷却されたガラス板は最後に第２の冷却区域を通過する平坦なコンベア５によって移動させられる。任意の傾け装置６はガラス板が冷却区域から離れるのを容易にする。
任意には、ガラス板は半径Ｒの主の曲率に対して直交で、ストレートエッジに平行な半径ｒの第２の曲率が与えられていても良い。半径ｒは好ましくは５ｍより大きく、この制限は形成されたローラの構造に関する技術的考慮に基づくものである。この場合、ローラは、特許出願ＥＰ−Ａ−４１３，６１９に開示されているように好ましくはホギング装置を備えており、形成台はさらにガラス板の上側面に作用し、ガラスが前方に移動するのを助ける第２のローラのセットを有する。これらの上方の構成要素は形成台が正確な、非円柱状の、円錐状の部分に従うときにも用いられる。
このタイプの通常の設備では吹き付けノズルとボックス４は結合している。以前に述べたように、吹きつけ圧力が事実上上がるかも知れないが、これらの設備は、制限された熱交換率のために、特にガラス板の厚さに関して、その強化における制限に直面する。
本発明によれば、第２図及び第３図に示されるボックス４は曲げ区域３の第２部分にあるコンベアの複数のローラ８間に挿入される他のボックス７と組み合せられる。
図２は基本的にローラ８からなる曲げ区域３の下方部の詳細を示したものであり、ローラ８の並びに沿ってガラス板が方向Ｆに動く。
この例によれば、初めの３本または４本のローラ８がガラス板に事実上の曲げを達成するに十分である。曲げ区域の第２部分ではガラス板は冷却され、例えば、ガラス板を強化させる。本発明によるボックス７は、ローラ８の並びに沿って走行するガラス板の上に吹き込み空気を吹きかける複数の穴１０があけられた面９を有する。第２図に示す場合において、上記例の本発明による装置は冷却区域の最初においてのみ与えられる。本例によれば、冷却区域の最後は従来のノズル１１が取りつけられる。本実施例によれば、一定のエネルギーコストに対してガラス板の強化を向上させることができる
他の例によれば、本発明による装置は冷却区域の全体に取りつけられる。
第３図はローラ８の間に挿入される本発明による装置の詳細について示している。
この第３図において、供給ボックス４は通常使われているものであり、吹き込みノズルが連結されている。これは本発明の自明な経済的有利性であり、それによって現実に存在する設備を維持することが可能になり、本発明による装置はそれらの設備に簡単に適合する。この適合は簡単に、しかもすぐに固定される取付フランジ１２によって達成される。取付フランジ１２は冷却装置を変えることができ、従来の吹き付けノズルから本発明による装置への迅速な移行を可能とする。空気は、圧力低下を避けるのに十分な断面を有するプロファイルドチューブ１３を介してボックス４からボックス７に導かれる。ボックス７は吹き付け穴１０を有するプレート９によって他端が閉められており、それらの穴から空気がコンベアのローラ８に沿って走行するガラス板１の表面に吹き付けられる。第３図は２つのボックス７が、２つのローラ８の間に挿入されていることを示している。この装置は限定された態様に判断されるべきではなく、ローラ８間の空間に基づいて２つのローラ８の間に１つ或いはそれ以上のボックス７を有する実施例が実現できる
試験は図に示したタイプの設備で実施された。装置は以下の特徴を有する。ボックス７を閉めるプレート９は、幅が１５ｍｍで直径が２．５ｍｍの穴が２列並んでいる。２つの穴の間隔は４ｍｍであり、吹き付けられた空気の２つのジェットの「くっつき（sticking）」は発生しない。２つのボックス７の間隔は少なくとも２０ｍｍである。ガラス板からプレート９の間隔は７ミリであり、４ｍｍの許容範囲がある。示された装置、特に穴の列の数は限定された態様に判断されてはならず、１列或いは２列より多くの列の穴を有するプレート９が使われることが可能である。
水柱３０００ｍｍの吹き付け圧力と組み合わされた記載の装置は厚さ２．５５ｍｍの湾曲ガラス板を、安全ガラス窓に関連するヨーロッパ条例Ｎｏ．４３の必要条件に従って強化することができる。標準的な技術を用いて強化されるガラス板の最小の厚さは、３．１５ｍｍである。
本発明による装置は、高い熱交換率を得ることによって薄いガラス板を強化することができる。もし、少なくとも３．１５ｍｍの厚さのガラス板が本発明による装置を用いて強化された場合、ガラス板の走行速度を２５ｃｍ／ｓより大きくすることが考えられ、強化はより迅速に行われる。走行速度が上がらない場合、強化区域を離れる際にガラス板を傾けるシステムを不要にすることが可能である。というのは、これらのガラス板はより迅速に得られるので、強化が生じることを可能にする硬化区域によって移動させられた距離は減少する。従って、使用することがやっかいなシステムなしでガラス板を得ることが可能である。

Claims (21)

1. ローラ（８）から成るコンベア上を走行するガラス板（１）を曲げて冷却して熱的に強化あるいは硬化する装置であって、コンベアが、曲線のプロファイルに沿って配置された２組のローラ（８）を備えており、ガラス板（１）は、曲げられてから冷却されるために、２組のローラ（８）の間を搬送され、前記ローラ（８）が前記ガラス板の両面に作用し、前記装置は、冷却のために、前記ガラス板の両面を冷却する複数の吹き付けボックスを含んでおり、ローラ（８）の間に挿入された各ボックス（７）が、ガラス板から３０ｍｍ未満の距離を置いてガラス板（１）に対向する面（９）を有しており、該面にはいくつかの穴（１０）があけられており、これらの穴からガラス板に向けて空気が吹き込まれることを特徴とする前記装置。
2. ローラ（８）の間に挿入されており、ガラス板から３０ｍｍ未満の距離を置いてガラス板（１）に対向すると共に、ガラス板に向けて空気を吹き込むいくつかの穴（１０）があけられた面（９）を有する、各ボックス（７）が、ガラス板の搬送経路の上方及び下方に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
3. ローラ（８）の間に挿入されており、ガラス板から３０ｍｍ未満の距離を置いてガラス板（１）に対向すると共に、ガラス板に向けて空気を吹き込むいくつかの穴（１０）があけられた面（９）を有する、各ボックス（７）により、前記装置が一面のみに対向して備えられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
4. 前記ローラ（８）は上方にへこんだ曲線のプロファイルに沿って配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載の装置。
5. ガラス板から３０ｍｍ未満の距離を置いてガラス板（１）に対向すると共に、ガラス板に向けて空気を吹き込むいくつかの穴（１０）があけられた面（９）を有する、各ボックス（７）が、上方のローラ（８）の間に挿入されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の装置。
6. 各ボックス（７）が、ガラス板から１０ｍｍ未満の距離を置いてガラス板（１）に対向する面（９）を有していることを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記ローラ（８）は、円柱、ディアボロ／樽型装置、円錐システム、ホグドシステムといった、軸対称構成要素であることを特徴とする請求の範囲第１項から第６項のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記穴（１０）の直径は、２ｍｍから８ｍｍでありピッチが３ｍｍから６ｍｍで分布していることを特徴とする請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記ローラ（８）の直径が２０ｍｍから３０ｍｍであることを特徴とする請求の範囲第１項から第８項のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記ローラ（８）が４０ｍｍから１３０ｍｍの間隔をあけて離れていることを特徴とする請求の範囲第１項から第９項のいずれか一項に記載の装置。
11. ガラス板（１）を曲げて冷却するために請求の範囲第１項から第１０項のいずれか一項に記載の装置を使用する方法。
12. 前記装置に、水柱３０００ｍｍ未満の吹き付け圧力が供給され、ガラスとの少なくとも８００Ｗ／ｍ²・Ｋの熱交換率を実現することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の方法。
13. 実現される熱交換率が、少なくとも１０００Ｗ／ｍ²・Ｋであることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の方法。
14. 前記装置を、冷却区域の最初で、曲げのために用いることを特徴とする請求の範囲第１１項から第１３項のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記装置により、ガラス板（１）の両面に対して異なる冷却を行うことを特徴とする請求の範囲第１１項から第１４項のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記装置により、ガラス板（１）の同一面に対して異なる冷却を行うことを特徴とする請求の範囲第１１項から第１５項のいずれか一項に記載の方法。
17. １００ＭＰａより大きい表面圧力を有する、曲げられて強化されたガラス板（１）を製作するための、請求の範囲第１１項から第１６項のいずれか一項に記載の方法。
18. ガラス板（１）が３ｍｍ未満の厚さを有することを特徴とする請求の範囲第１１項から第１７項のいずれか一項に記載の方法。
19. ガラス板（１）が２．８ｍｍ未満の厚さを有することを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の方法。
20. ６０ＭＰａより大きな表面圧力を有する少なくとも１枚の湾曲ガラス板からなり、ＤＩＮ ３２ ３０５規格に適合している、請求の範囲第１１項から第１９項のいずれか一項に記載の方法によって得られた層状ガラス組立体。
21. １００ＭＰａより大きい表面圧力を有する少なくとも１枚の湾曲ガラス板からなり、ＤＩＮ ３２ ３０５規格に適合している、請求の範囲第１１項から第１９項のいずれか一項に記載の方法によって得られた層状ガラス組立体。

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