JPWO2004035492A1 - 曲げ強化ガラス板の製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも一方向において湾曲した強化ガラスを製造する方法を提供する。この方法は、加熱炉（２１）で軟化温度近くまで加熱したガラス板（１１）を所定形状に曲げ成形する。その後、冷却・成形機構（４０）で曲げガラス板（１２）の上下面を冷却能力に差を付けて強制冷却することにより、更なる曲げを得、所望の曲げ形状をした強化ガラス板（１０）を製造する。

Description

本発明は、ガラス板を軟化点近くまで加熱し、加熱したガラス板を所定の形状に曲げ成形し、曲げ成形したガラス板を風冷強化処理する曲げ強化ガラス板の製造方法およびその装置に関する。

自動車の窓ガラスや家具のガラスとして、曲げ強化ガラス板が広く使用されている。この曲げ強化ガラス板を製造する際には、先ずフラットなガラス板を所定の形状に切断し、切断したガラス板の周縁を研磨する。次にガラス板を加熱炉で軟化点近くまで加熱して所定の形状に曲げ成形し、曲げ成形したガラス板を風冷強化処理することにより曲げ強化ガラス板を得る。
例えば、自動車は車体形状が多様であり、それぞれの車体形状に合わせて多種の曲げ強化ガラス板を用意することが必要である。しかしながら、多種の曲げ強化ガラス板を用意するためには、それぞれの曲げ強化ガラス板の形状に対応する成形型を用意する必要があり、設備費が嵩み、曲げ強化ガラス板のコストアップを招く虞がある。
この不具合を解消する一例として、ガラス板を予め曲げ成形しておき、この曲げ成形したガラス板の片側の面を強く冷却して、予め曲げ成形したガラス板をさらに深く曲げたり、浅く曲げたりする方法が知られている（例えば、特公昭４４−１４８３２号公報）。
更に、フラットなガラス板の下面を強く冷却して湾曲状に成形する装置も知られている（例えば、特開昭５２−１１０７１９号公報）。
特公昭４４−１４８３２号公報の曲げ成形は、ベッドから吹き上げたガスでガラス板をフローティング状態に支持し、この状態でガラス板を搬送しながら加熱、曲げ成形した後、冷却工程においてガラス板の一方の面を他方の面より強く冷却することで、前工程で曲げ成形したガラス板をさらに深く曲げるか、あるいは浅く曲げるかの曲げ調整を行うようにした方法である。このため、冷却の強さを調整するだけで、多種の曲げ強化ガラス板を成形でき、曲げ強化ガラス板の形状が異なる毎に、その形状に対応する個別の成形型を用意する必要はない。
このように、上記曲げ成形方法では、冷却工程でガラス板を曲げる際に、前工程でガラス板を所定形状に予め曲げておくために、ガラス板を深く曲げることは可能である。
しかし、冷却によるガラス板の曲げを、ガラス板を拘束しないで行うために、ガラス板は冷却した部分毎に変形が生じてしまい、ガラス板の曲げ形状をガラス面の全域に亘って、設計した所望の形状に合致させることは難しい。すなわち、冷却で曲げ成形したガラス板は、ある部分では設計した所望形状より深く曲がり過ぎたり、またある部分では設計した所望形状より浅くしか曲がらない場合が多い。
特開昭５２−１１０７１９号公報に開示の曲げ成形は、軟化温度近くまで加熱したフラットなガラス板を上下のコンベアロールで拘束して搬送しながら冷却する際、フラットなガラス板の下面に高い圧力の空気を吹きつけて強く冷却する方式である。この冷却中に、フラットなガラス板は下向き凸状に湾曲しようとする。しかし、ガラス板は上下のコンベアロールで拘束されているので、湾曲状に変形することはできない。
その後、フラットなガラス板を上下のコンベアロール間から搬出して、上下のコンベアロールによるガラス板の拘束を解除することにより、ガラス板を下向き凸状の湾曲状に成形する。このため、冷却の強さを調整するだけで、多種の曲げ強化ガラス板を成形することができ、曲げ強化ガラス板の形状が異なる毎に、その形状に対応する個別の成形型を用意する必要はない。
このように、上記特開昭５２−１１０７１９号の曲げ成形では、フラットなガラス板を上下のコンベアロールで拘束しながら、ガラス板の下面を強く冷却して湾曲状に成形する。このため、フラットなガラス板をガラス面全域に亘って、設計した所望の形状に合致させることが可能となる。具体的には、フラットなガラス板の下面を強く冷却した場合、ガラス板の全周縁に沿ってそりが発生するため、フラットなガラス板はごく浅い球面状に曲がる。
しかし、フラットなガラス板を冷却のみで曲げ成形するので、ガラス板をごく浅い球面状に曲げることは可能であるが、ガラス板を深く曲げることは難しい。このため、フラットなガラス板を、自動車の昇降可能なサイドウインドガラスなどに用いられる少なくとも一方向に湾曲したガラスを製造することは難しい。

本発明の目的は、ａ）多種の曲げガラス板形状に対応することができること、ｂ）ガラス板の曲げ形状をガラス面全域に亘り、設計した所望の形状に合致させることができること、ｃ）自動車の昇降可能なサイドウインドガラスなどに用いられる少なくとも一方向において湾曲したガラスを製造することができる曲げ強化ガラス板の製造方法およびその装置を提供することにある。
本発明においては、ガラス板を加熱炉で軟化温度近くまで加熱する工程と、加熱したガラス板を所定形状に曲げ成形する工程と、曲げ成形した曲げガラス板を上下の複数の曲面支持ローラで拘束して実質的に水平方向に搬送しながら、曲げガラス板の上下面を冷却能力に差をつけて強制冷却することにより、曲げガラス板の曲げ形状を変える工程と、を含む曲げ強化ガラス板の製造方法が提供される。
ガラス板を所定形状に曲げ成形した後、冷却の強さを調整して、所定形状に曲げ成形した曲げガラス板の曲げ形状を変える。このため、従来技術のように曲げ強化ガラス板の形状に合わせて個別の成形型を用意する必要はない。
また、ガラス上下面の冷却能力を調整して曲げガラス板の曲げ形状を変える前に、ガラス板をある程度の深さに曲げている。このように、ガラス板を所定形状に曲げ成形する工程と、冷却能力の差で曲げガラス板の曲げ形状を変える工程との２工程でガラス板を曲げ成形することができる。このように、２工程で曲げることによりガラス板を深いあるいは浅い曲がり形状に成形することができる。
さらに、所定形状に曲げ成形した曲げガラス板の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却する際にはガラス板を全域で機械的に拘束している。このように、曲げガラス板は全域で機械的に拘束されているので、部分的に変形することを防止でき、全域に亘り均一に変形するような曲げ応力を蓄えることになる。そして、ガラス面全域に亘って曲げ応力を蓄えた後、ガラス板の拘束を解除することで、ガラス面全域に蓄えた曲げ応力で曲げガラス板を均一に曲げることができる。これにより、ガラス面全域に亘って設計した所望の形状の曲げ強化ガラス板が得られる。
前記上下の複数の曲面支持ローラは、好適には、各々の曲面支持ローラの軸に複数の大径ローラを設け、これら大径ローラの各々の表面を耐熱材で被覆されている。このように、上下の複数の曲面支持ローラの各々は、多数の大径ローラを有しているため、多数の大径ローラの表面で、所定形状に曲げ成形した曲げガラス板を支えることができる。このため、曲げガラス板の冷却中に、曲げガラス板の部分的変形を防止でき、かつガラス全域にエアを効率よく吹きつけて、曲げガラス板を好適に冷却することができる。更に、大径ローラの表面に耐熱材を設けることで、曲げガラス板表面の接触による転写跡が防止される他、大径ローラの耐久性が向上する。
前記曲げガラス板の曲げ形状を変える工程において、好ましくは、前記冷却能力に差をつけるために曲げガラス板の上下面に吹きつけるエア圧を異ならせて、曲げガラス板の形状を変える。このように、曲げガラス板の冷却能力をエア圧で調整できるようにすれば、比較的簡単な構成で冷却能力を調整することができる。
更に、本発明においては、好適には、前記ガラス板を所定形状に曲げ成形する工程において、前記ガラス板の搬送面上方に曲げ型を配置し、この曲げ型に沿わせた耐熱性ベルトをガラス板の搬送方向に回転させ、この耐熱性ベルトをガラス板に押し付けることにより、ガラス板を搬送しながら所定形状に曲げ成形する。このように、ガラス板を搬送しながら所定形状に曲げ成形することができるので、ガラス板の搬送を停止させる必要がない。よって、ガラス板を効率よく所定形状に曲げ成形することができる。
更にまた、本発明方法においては、前記上下の複数の曲面支持ローラ間の前半部の間隔Ｔ１を、ガラス板厚さｔに第１クリアランスα１を加えた（ｔ＋α１）とするとともに、後半部の間隔Ｔ２を、ガラス板厚さｔに第２クリアランスα２を加えた（ｔ＋α２）としたとき、α１＜α２である。
ここで、上下の曲面支持ローラで曲げガラス板を拘束しながら強制冷却すると、ガラス面全域に均一な曲げ応力を蓄えることになるので、この曲げ応力で曲げガラス板を曲げようとする。このとき、曲げガラス板は曲面支持ローラの形状より深く、または浅く曲がろうとし、破損しないが曲げ力は大きくなり、両面支持ローラの形状を変えてしまい、ローラの回転などに支障を生じる。
そこで、前述したように上下の曲面支持ローラ間の間隔を、前半部でガラス板厚ｔよりも大きくするために第１クリアランスα１を持たせ、後半部で第２クリアランスα２を持たせる。これにより、ガラス板のある程度の変形を許容して、ガラス板に蓄えた曲げ応力を減少させることにより、ローラ形状の変形を抑えることができる。
前半部と比較して後半部においてガラス板の固化は進んでいる。このため、後半部の第２クリアランスα２を前半部の第１クリアランスα１より大きくすることで、固化が進んだガラス板の破損をより確実に防ぐことができ、かつ固化が進んだガラス板の搬送に支障が生じることをより確実に防ぐことができる。
上記第１クリアランスα１は、好適には、０ｍｍ≦α１≦３ｍｍである。
前半部の第１クリアランスα１が３ｍｍを超えると、上下の曲面支持ローラ間の間隔が大きくなりすぎて、冷却用のエア圧で曲げガラス板が浮き上がったり、振動したりすることがある。これにより、ガラス面内に上下の曲面支持ローラ跡の微少な凹凸が発生する虞がある。また、上下の曲面支持ローラ間の間隔が大きくなりすぎると、曲げガラス板と上下の曲面支持ローラがスリップして、曲げガラス板の搬送方向が変化する虞がある。曲げガラス板の搬送方向が変化すると、ガラス板がローラに対して正規の位置からずれてしまい、例えばまだ強制冷却されていない曲げガラス板後端の搬送方向が変わり、曲げガラス板の曲がり形状が所定形状から外れてしまうことがある。
そこで、上述したように、第１クリアランスα１を０ｍｍ≦α１≦３ｍｍとすれば、曲げ強化ガラス板の反射ひずみや透視ひずみをより抑え、さらに曲げ強化ガラス板後端の変形をなくすことができる。
更に、本発明においては、ガラス板を軟化温度近くまで加熱する加熱炉と、この加熱炉で加熱したガラス板を所定形状に曲げ成形する曲げ機構と、この曲げ機構で曲げ成形した曲げガラス板を上下の曲面支持ローラで拘束して実質的に水平方向に搬送しながら、曲げガラス板の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却することにより、曲げガラス板の曲げ形状を変える冷却・成形機構と、を備えている曲げ強化ガラス板の製造装置が提供される。
曲げ機構でガラス板を所定形状に曲げ成形した後、冷却の強さを調整して曲げガラス板の曲げ形状を変える冷却・成形機構を備える。このため、従来技術のように曲げ強化ガラス板の形状に合わせて個別の成形型を用意する必要はない。
また、冷却・成形機構でガラス上下面の冷却能力を調整して曲げガラス板の曲げ形状を変える前に、曲げ機構でガラス板をある程度の深さに曲げている。このように、ガラス板を所定形状に曲げ成形する曲げ機構と、冷却能力の差で曲げガラス板の曲げ形状を変える冷却・成形機構とを備えることでガラス板を深いあるいは浅い曲がり形状に成形することができる。
さらに、冷却・成形機構において曲げガラス板の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却する際にガラス板を全域で機械的に拘束している。このように、曲げガラス板は全域で機械的に拘束されているので、部分的に変形することを防止でき、全域に亘り均一に変形するような曲げ応力を蓄えることになる。そして、ガラス面全域に亘って曲げ応力を蓄えた後、ガラス板の拘束を解除することで、ガラス面全域に蓄えた曲げ応力で曲げガラス板を均一に曲げることができる。
本発明装置においては、好ましくは、冷却・成形機構は、前記冷却能力に差をつけるために曲げガラス板の上下面に吹きつけるエア圧を異ならせて、曲げガラス板の形状を変える強制冷却手段を備えている。このように、曲げガラス板の冷却能力を強制冷却手段のエア圧で調整できるので、比較的簡単な設備で冷却能力を調整することができる。
更に、本発明装置においては、好適には、上下の複数の曲面支持ローラ間の前半部の間隔Ｔ１を、ガラス板厚さｔに第１クリアランスα１を加えた（ｔ＋α１）とするとともに、後半部の間隔Ｔ２を、ガラス板厚さｔに第２クリアランスα２を加えた（ｔ＋α２）としたとき、α１＜α２に調整可能な昇降手段を備えている。昇降手段で上下の曲面支持ローラ間の間隔を調整することで、前半部でガラス板厚ｔよりも大きくするために第１クリアランスα１を持たせ、後半部で第２クリアランスα２を持たせた。これにより、ガラス板のある程度の変形を許容して、ガラス板に蓄えた曲げ応力を減少させることにより、ローラ形状の変形を抑えることができる。
また、前半部と比較して後半部においては、ガラス板の固化は進んでいる。このため、後半部の第２クリアランスα２を前半部の第１クリアランスα１より大きくすることで、固化が進んだガラス板の破損をより確実に防ぐことができ、かつ固化が進んだガラス板の搬送に支障が生じることをより確実に防ぐことができる。

図１は、本発明の幾つかの実施例により製造された曲げ強化ガラス板の斜視図、
図２は、本発明の第１実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造装置の斜視図、
図３は、図２に示した製造装置の側面図、
図４は、図３の４−４線断面図、
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の第１実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造方法を示し、加熱されたガラス板を曲げ機構により曲げる状態を示した図、
図６Ａ及び図６Ｂは、図５Ａで曲げられた曲げガラスが上下の複数の曲面支持ローラ間に搬入し、強制冷却される状態を示した図、
図７Ａ及び図７Ｂは、冷却・成形機構から搬出し、曲げ強化ガラスが得られた状態を示した図、
図８は、本発明の第２実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造装置の側面図、
図９Ａ及び図９Ｂは、第２実施例と第１実施例とを比較した図、
図１０Ａは、図８の１０Ａ−１０Ａ線に沿った断面図であり、図１０Ｂは、図８の１０Ｂ−１０Ｂ線に沿った断面図、
図１１Ａ及び図１１Ｂは、第２実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造方法であって、曲げ・成形機構の前半部に曲げガラスが搬入した状態を示した図、
図１２Ａ及び図１２Ｂは、図１１Ａに示した状態から後半部に曲げガラスが搬送された状態を示した図、
図１３、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ及び図１５Ｂは、本発明の第３実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造方法であって、曲げガラスを冷却する際、上方からのエア圧Ｐ１と、下方からのエア圧Ｐ２との関係をＰ１＞Ｐ２とした例を示した図、
図１６、図１７及び図１８は、本発明の第４実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造装置の側面図及び工程図であって、冷却・成形機構をその入口部を中心として上下に揺動できるようにした例を示した図である。

図１は、本発明の第１実施例に係る製造装置で製造された曲げ強化ガラス板を示している。以下、曲げ強化ガラス板の代表例として、二方向曲げガラス板を例に説明するが、曲げ強化ガラス板はこれに限定するものではなく、その他の曲げガラス板に適用することができる。
曲げ強化ガラス板１０の代表例として示す二方向曲げガラス板は、図１における長手方向（後述する搬送方向）の曲がりをガラスのどの位置においても同じ半径Ｒ１と、前記長手方向に直交する幅方向（後述する搬送方向に直交する方向）の曲がりをガラスのどの位置においても同じ半径Ｒ２とを有する。半径Ｒ１は、一例として約３０，０００ｍｍであり、半径Ｒ２は、一例として約１，３００ｍｍである。曲げ強化ガラス板１０の板厚ｔは、一例として約３〜４ｍｍである。
上記曲げ強化ガラス板１０は、例えば自動車のサイドガラス（図示しない）に適用される。
以下、この曲げ強化ガラス板１０を製造する第１実施例に係る装置、及び方法について、図２〜図７に基づいて説明する。
図２〜図４は、第１実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造装置を示している。
図２を参照するに、曲げ強化ガラス板の製造装置２０は、加熱ゾーンＺ１に設けられた加熱炉２１と、加熱ゾーンＺ１の下流に位置する曲げゾーンＺ２に設けられた曲げ機構２４と、曲げゾーンＺ２の下流に位置する冷却・成形ゾーンＺ３に設けられた冷却・成形機構４０とを備える。
加熱炉２１の下流位置に設けられた曲げ機構２４は、複数本の曲げローラ、この図においては第１〜第５の曲げローラ２５〜２９を含む。曲げ型３０は、これら曲げローラ２５〜２９の上方に配置される。さらに曲げ型３０の曲げ面３１に沿って、ループ状で無限軌道を形成する耐熱性ベルト３２が配置される。複数のテンションローラ３３は、上記耐熱性ベルト３２にテンションを付与する。曲げ機構２４は、無端状の耐熱性ベルト３２を曲げ面３１に接触させた状態で、複数本の曲げローラ２５〜２９に所定間隔をおいて対向する。
第１〜第５の曲げローラ２５〜２９は、搬送方向に対して所定間隔をおいて配置され、上流から下流に向けて各ローラ２５〜２９の軸方向の曲がりが漸次大きくなっている。具体的には、第１〜第５の曲げローラ２５〜２９のうちの最上流位置の第１曲げローラ２５は直線状のローラとし、最下流側の第５曲げローラ２９は半径（Ｒ２＋ｔ）の円弧状のローラとした。第１及び第２の曲げローラ２５，２９間に配置された第２〜第４の曲げローラ２６〜２８は、上流から下流に向かうにしたがい軸方向の曲がりが漸次大きくなっている。これらの曲げローラ２５〜２９のそれぞれの中央は、半径（Ｒ１＋ｔ）の円弧状に沿って配置される。
この実施例では、第５曲げローラ２９を半径（Ｒ２＋ｔ）の円弧状とした例について説明したが、第５曲げローラ２９の曲げは円弧に限らないで、凸状の湾曲形状であってもよい。
これらの第１〜第５の曲げローラ２５〜２９は、所定形状に湾曲したローラ軸（図示しない）と、これらローラ軸の各々の外周に被覆した筒状のスリーブ３４とから構成される。各々のスリーブ３４は、回転駆動装置（図示しない）に連結され、該回転駆動装置で回転される。該スリーブ３４は、ガラス板１１と接触する外周を耐熱性の材質で被覆した部材である。
前記曲げ型３０はほぼ矩形体であり、その下面に曲げ面３１を有する。該曲げ面３１は、直線状に形成された上流位置にある前縁３５と、半径Ｒ２の円弧状に形成された下流位置にある後縁３６とを有する。前縁３５から後縁３６に向かうにしたがい搬送方向に直交する方向の曲がりは漸次大きくなっている。曲げ面３１の中央は、搬送方向に向けて半径Ｒ１の円弧状に形成されている。
複数の曲げローラ２５〜２９は、半径（Ｒ１＋ｔ）の搬送路に円弧状に配置される。曲げ面３１は半径Ｒ１の円弧状に形成されているので、曲げ型３０と曲げローラ２５〜２９との間には、ガラス板厚ｔに相当する間隔ｔが形成される。
この実施例では、曲げ面３１の後縁３６を半径Ｒ２の円弧とした例について説明したが、後縁３６の形状は円弧に限らないで、凸形の湾曲形状であればよい。
上記曲げ面３１と、ループ状の無限軌道に形成された耐熱性ベルト３２とは、接触する。複数のテンションローラ３３は、耐熱性ベルト３２に対して好適にテンションを付与する。前記テンションローラ３３の少なくとも１本は、駆動源（図示しない）に連結され、耐熱性ベルト３２を回転する。この耐熱性ベルト３２と各曲げローラ２５〜２９とで板ガラス１１を挟持しながら搬送することで、ガラス板１１を搬送しながら所定形状に曲げ成形する。
冷却・成形機構４０は、曲げ機構２４の下流に配置される。この冷却・成形機構４０は、曲げ機構２４で所定形状に曲げた曲げガラス板１２の上下面を拘束するため上下に配置された複数の曲面支持ローラ４１，４２を有する。強制冷却手段４３は、上下の曲面支持ローラ４１，４２で搬送中の曲げガラス板１２を強制的に冷却する。ガラス板１１、曲げガラス板１２の板厚はｔである。
複数の下曲面支持ローラ４２で形成される搬送面は、半径（Ｒ１＋ｔ）の円弧状である。複数の上曲面支持ローラ４１で形成される搬送面は、半径｛（Ｒ１＋ｔ）−ｇ）の円弧状である。前記下曲面支持ローラ４２で形成される前記搬送方向と直交する面（幅方向の面）は、半径（Ｒ２＋ｔ）の円弧状である。上曲面支持ローラ４１で形成される前記搬送方向と直交する面（幅方向の面）は、半径｛（Ｒ２＋ｔ）−ｇ｝の円弧状である。すなわち、上曲面支持ローラ４１と下曲面支持ローラ４２との間に間隔ｇが形成されている。この間隔ｇについては図３で詳しく説明する。
この実施例では、上曲面支持ローラ４１の前記幅方向の面を半径｛（Ｒ２＋ｔ）−ｇ｝、下曲面支持ローラ４２の前記幅方向の面を半径（Ｒ２＋ｔ）の円弧とした例について説明したが、上下の曲面支持ローラ４１，４２のそれぞれの幅方向の面は円弧に限らず、凸形の湾曲形状であってもよい。
前記複数の上曲面支持ローラ４１の各々は、所定形状に湾曲した回転軸４４（図４参照）と、該回転軸４４に所定間隔をおいて配列された多数のリングローラ（大径ローラ）４５と、これらの大径ローラ４５の表面４５ａに設けられたクッション性の耐熱材５０とを備えている。大径ローラ４５は駆動機構（図示せず）に連結され回転される。
前記複数の下曲面支持ローラ４２の各々は、所定形状に湾曲した回転軸４６（図４参照）と、該回転軸４６に所定間隔をおいて配列された多数のリングローラ（大径ローラ）４７と、これらの大径ローラ４７の表面４７ａに設けられたクッション性の耐熱材５０とを備えている。大径ローラ４７は駆動機構（図示せず）に連結され回転される。
強制冷却手段４３は、上曲面支持ローラ４１側に設けられた上冷却ボックス４８と、下曲面支持ローラ４２側に設けられた下冷却ボックス４９とを備える。
上側冷却ボックス４８は、一例として、下部に凸形湾曲状のエア噴出面５１を備える。具体的には、エア噴出面５１は、複数のエアノズル５２で形成され、かつ曲げガラス板１２から所定間隔をおいて非接触状態になるよう形成されている。
下側冷却ボックス４９は、一例として、上部に凹形湾曲状のエア噴出面５３を備える。具体的には、エア噴出面５３は、複数のエアノズル５４で形成され、かつ曲げガラス板１２から所定間隔をおいて非接触状態になるよう形成されている。
上冷却ボックス４８は、エア供給流路５５を介して上エア供給ポンプ５６に連通する。つまり、複数のノズル５２は、上冷却ボックス４８の中空部４８ａおよびエア供給流路５５を介してエア供給ポンプ５６に連通する。
下冷却ボックス４９は、エア供給流路５７を介して下エア供給ポンプ５８に連通する。つまり、複数のノズル５４は、下冷却ボックス４９の中空部（図示しない）およびエア供給流路５７を介して下部エア供給ポンプ５８に連通する。
上下のエア供給ポンプ５６，５８を駆動して上・下の複数のノズル５２、５４から、曲げガラス板１２の上下面に向けてエアを噴出すことにより、曲げガラス板１２を強制冷却する。
このように、上下のエア供給ポンプ５６，５８を個別に備えているため、上下のエア供給ポンプ５６，５８からのエア吐出量を個別に調整することで、上下のエアノズル５２，５４のエアの噴射圧（エア圧）は、個別に調整される。
以上のように、強制冷却手段４３は、上下のエアノズル５２，５４の各々のエア圧が調整可能であるため、曲げガラス板１２をその上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却することができる。
この際、上曲面支持ローラ４１の回転軸に多数の大径ローラ４５が配列され、下曲面支持ローラ４２の回転軸に多数の大径ローラ４７が配列されているため、多数の大径ローラ４５，４７の表面で、所定形状に曲げた曲げガラス板１２を支持し、拘束することができる。このため、曲げガラス板１２の冷却中に、曲げガラス板１２の部分的変形を防止でき、かつ曲げガラス板１２全域にエアを効率よく吹きつけて、曲げガラス板１２を好適に冷却することができる。
各々の大径ローラ４５，４７の表面に、例えばアラミド繊維からなる織物あるいはフェルトなどの繊維状の耐熱材５０を設けることで、曲げガラス板１２表面の接触による転写跡の発生が防止される他、大径ローラ４５，４７の耐久性が向上する。
図３を参照するに、加熱炉２１は、炉２１内のガラス板１１を水平に搬送するための複数の搬送ローラ２２を有する。該搬送ローラ２２は、搬送中のガラス板１１を軟化温度近くまで加熱する。
曲げ機構２４は、加熱炉２１で軟化温度近くまで加熱したガラス板１１（板厚ｔ）を、第１〜第５の曲げローラ２５〜２９と耐熱性ベルト３２で挟持しながら搬送することにより、加熱したガラス板１１を所定形状に曲げ成形する。
冷却・成形機構４０は、曲げ機構２４で所定形状に曲げた曲げガラス板１２（図２参照）の上下面を上下の曲面支持ローラ４１，４２で拘束しながら、曲げガラス板１２の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却する。
冷却・成形機構４０は、前半部４０ａと後半部４０ｂとに区分けされる。前半部４０ａに配置された上下の曲面支持ローラ４１，４２の隙間ｇは所定間隔Ｔ１になるよう保たれる。後半部４０ｂに配置された上下の曲面支持ローラ４１，４２の隙間ｇは所定間隔Ｔ２になるよう保たれる。すなわち、上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔ｇは、前半部４０ａで所定間隔Ｔ１となり、後半部４０ｂで所定間隔Ｔ２となる。後半部４０ｂの上曲面支持ローラ４１は、昇降手段６０で上下方向に移動自在に支持される。
昇降手段６０は、上冷却ボックス４８の左右側壁４８ａ，４８ａ（奥側の４８ａは図４に示す）に取付けられた左右の支持部材６１，６１のベース６２，６２を含む。左右のベース６２，６２から下方に向けて複数の脚部６３が延びている。該脚部６３の各々は、その下端部に形成された長孔６４を有する。これらの長孔６４に上曲面支持ローラ４１の回転軸４４の左右端部４４ａ、４４ａを嵌入する。これらの上曲面支持ローラ４１は、ボールねじなどの昇降機構（図示しない）で昇降可能に支持される。
図４に示すように、回転軸４４の左右端部４４ａ，４４ａは、ベース６２，６２の脚部６３，に形成された長孔６４，６４に軸受６５，６５を介して昇降自在に支持される。よって、回転軸４４を図示しない昇降機構で昇降することで、上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２は任意に変更可能となる。
この実施例では、それぞれの回転軸４４を長孔６４に沿って昇降させることで、上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２を調整する例について説明したが、これに限らず、左右の支持部材６１を昇降させることで回転軸４４をまとめて昇降するようにしてもよい。
図３に示すように、前半部４０ａの上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１と、後半部４０ｂの上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２とを同一（Ｔ１＝Ｔ２）としたとき、間隔Ｔ１，Ｔ２を、曲げガラス板１２（図２参照）の厚さｔに第１クリアランスα１を加えた（ｔ＋α１）とする。ここで、第１クリアランスα１を０ｍｍ≦α１≦３ｍｍとする。
第１クリアランスα１が３ｍｍを超えると、冷却用のエア圧で曲げガラス板１２が浮き上がったり、振動したりして、ガラス面内に上下の曲面支持ローラ４１，４２跡の微少な凹凸が発生し、反射ひずみや透視ひずみの悪化が発生する虞がある。更に、上下の曲面支持ローラ４１，４２が曲げガラス板１２に対してスリップすることがあり、曲げガラス板１２の搬送方向が変化する虞もあり、これによりまだ強制冷却されていない曲げガラス板１２後端が搬送路から外れて所定形状とならないこともある。
そこで、第１クリアランスα１を０ｍｍ≦α１≦３ｍｍと設定することによって、曲げガラス板１２の反射ひずみや透視ひずみを抑え、さらに曲げガラス板１２後端の望ましくない変形をなくす。
次に、第１実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造方法について、図３及び図５Ａ〜図７Ｂに基づいて説明する。この実施例の製造方法においては、板厚ｔが４ｍｍ未満のガラス板１１を適用した例について述べる。
先ず、後半部４０ｂの上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２を、前半部４０ａの上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１と同一、すなわちＴ１＝Ｔ２に調整する。
この状態で、図３に示す加熱炉２１内のガラス板１１を搬送ローラ２２で搬送しながら軟化温度近傍まで加熱する。この加熱したガラス板１１を曲げ機構２４の第１〜第５の曲げローラ２５〜２９に向けて搬送する。
図５Ａにおいて、軟化温度近傍まで加熱されたガラス板１１は、曲げ機構２４の第１〜第５の曲げローラ２５〜２９と耐熱性ベルト３２とで挟持されながら矢印Ａで示す方向に搬送される。
図５Ｂに示すように、第１〜第５の曲げローラ２５〜２９（曲げローラ２９のみ図示する）と耐熱性ベルト３２で加熱されたガラス板１１を挟持しながら搬送することで、該加熱されたガラス板１１は、半径Ｒ２（１，３００ｍｍ）の所定形状に曲げ成形され、曲げガラス板１２が得られる。
図６Ａにおいて、所定形状に曲げ成形され曲げガラス板１２は、曲げ機構２４から搬出し、冷却・成形機構４０の上下の曲面支持ローラ４１，４２間に矢印Ｂの如く搬入する。
ここで、上冷却ボックス４８の多数のエアノズル５２（図３参照）から噴射するエアの噴射圧（エア圧）をＰ１とし、下冷却ボックス４９の多数のエアノズル５４（図３参照）から噴射するエアの噴射圧（エア圧）をＰ２とする。エア圧Ｐ１、Ｐ２との関係は、Ｐ１＜Ｐ２である。これにより、所定形状に曲げた曲げガラス板１２の上面の冷却能力より、下面の冷却能力を大きくして、曲げガラス板１２の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却する。
図６Ｂにおいて、曲げガラス板１２の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却する際に、曲げガラス板１２を上下の曲面支持ローラ４１，４２で拘束している。よって、曲げガラス板１２は部分的に変形することを防止され、冷却後の曲げガラス板１２は全域に亘り均一に変形するような曲げ応力を蓄えることになる。
ここで、図６Ａに示す前半部４０ａの上下の曲面支持ローラ４１，４１間の間隔Ｔ１と、後半部４０ｂの上下の曲面支持ローラ４１，４１間の間隔Ｔ２とが同一となるよう設定されている。さらに間隔Ｔ１および隙間Ｔ２が曲げガラス板１２の厚さｔに第１クリアランスα１を加えた（ｔ＋α１）とされ、第１クリアランスα１が０ｍｍ≦α１≦３ｍｍとされている。
第１クリアランスα１を０ｍｍ≦α１≦３ｍｍと設定することで、曲げ強化ガラス板１０（図１参照）の反射ひずみや透視ひずみを抑え、さらに曲げ強化ガラス板１０後端の望ましくない変形をなくすことができる。
図６Ａに示すように、曲げガラス板１２を実線の位置（前半部４０ａ）から想像線の位置（後半部４０ｂ）まで矢印Ｃの如く搬送し、続いて後半部４０ｂの上下の曲面支持ローラ４１，４２から搬送ローラに向けて搬出する。
図７Ａにおいて、冷却・成形機構４０の後半部４０ｂから曲げガラス板１２を矢印の如く搬送ローラ６７に搬出して、上下の曲面支持ローラ４１，４２による曲げガラス板１２の拘束を解除する。曲げガラス板１２のガラス面全域に蓄えた曲げ応力で曲げガラス板１２を曲げることができる。
図７Ｂにおいて、曲げガラス板１２のガラス面全域に蓄えた曲げ応力で曲げガラス板１２を曲げることで、曲げガラス板１２を、ガラス面全域に亘って設計した所望の形状に合わせた曲げ強化ガラス板１０とすることができる。
具体的には、前述したように曲げガラス板の下面の冷却能力を上面の冷却能力より大きくしたので、曲げ強化ガラス板１０を小さな曲げ半径Ｒ３（１，１００ｍｍ）にすることができ、曲げ半径Ｒ３を半径Ｒ２（１，３００ｍｍ）より小さくすることができる。すなわち、冷却・成形機構４０によって、曲げガラス板１２をさらに深く曲げてガラス面全域に亘って設計した所望の形状に合わせた曲げ強化ガラス板１０とすることができる。
次に、第１実施の変形例について説明する。
第１実施例では、上側のエア圧Ｐ１、下側のエア圧Ｐ２の関係をＰ１＜Ｐ２として曲げガラス板１２の下面側の冷却能力を大きくした例について説明したが、変形例では、上側のエア圧Ｐ１、下側のエア圧Ｐ２の関係をＰ１＞Ｐ２として曲げガラス板１２の上面側の冷却能力を大きくした例について説明する。
すなわち、Ｐ１＞Ｐ２として曲げガラス板１２の上面側の冷却能力を大きくした状態で、第１実施例の製造方法と同じ工程を実施することにより、曲げ強化ガラス板１０を大きな曲げ半径（１，６００ｍｍ）にすることができ、曲げ半径を半径Ｒ２（１，３００ｍｍ）より大きくすることができる。
このように、冷却・成形機構４０によって、曲げガラス板１２の曲げが小さくなるように曲げてガラス面全域に亘って設計した所望の形状に合わせた曲げ強化ガラス板１０とすることができる。
以上説明したように、第１実施例の曲げ強化ガラス板の製造方法によれば、曲げガラス板１２の上下面の冷却能力を異ならせることで、曲げガラス板１２（板厚ｔが３ｍｍ未満で、半径Ｒ２が１，３００ｍｍのもの）から、曲げ半径を１，１００〜１，６００ｍｍに変えた曲げ強化ガラス板１０を得ることができる。
第１実施例によれば、ガラス板１１を所定形状に曲げ成形した曲げガラス１２を得た後、冷却の強さを調整して、前記所定形状に曲げた曲げガラス板１２を更に所定形状の曲がり形状に成形することができる。このため、従来技術のように曲げ強化ガラス板に合わせて個別の成形型を用意する必要はない。
さらに、曲げガラス板１２の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却する際には曲げガラス板１２を拘束している。よって、曲げガラス板１２が部分的に変形することを防止でき、冷却後の曲げガラス板１２は全域に亘り均一に変形するような曲げ応力を蓄えることになる。
そして、ガラス面全域に亘って曲げ応力を蓄えた後、曲げガラス板１２の拘束を解除することで、ガラス面全域に蓄えた曲げ応力で曲げガラス板１２をさらに曲げることができる。よって、所定形状である曲げ強化ガラス板１０を、ガラス面全域に亘って設計した所望の形状に合わせることができる。
次に、第２〜第５実施例に係る製造装置及び製造方法について、図８〜図１８に基づいて説明する。なお、第２〜第５実施例において、第１実施例と同一部材については同一符号を付してその説明を省略する。
図８は、本発明の第２実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造装置を示している。
図８に示した第２実施例の曲げ強化ガラス板の製造装置２０は、冷却・成形機構４０の後半部４０ｂに備えた上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２を、前半部４０ａに備えた上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１より大きく、すなわちＴ１＜Ｔ２となるように設定した点で第１実施例と異なるだけで、その他の構成については第１実施例と同じである。
以下、図９Ａ及び図９Ｂを参照して、第１実施例と第２実施例との相違について説明する。図９Ａは第２実施例を示し、図９Ｂは第１実施例を示している。
図９Ａにおいて、冷却・成形機構４０の後半部４０ｂに備えた上曲面支持ローラ４１の回転軸４４を、ボールねじなどの昇降機構（図示しない）で上昇させて長孔６４の上部に配置する。よって、後半部４０ｂの上曲面支持ローラ４１を上方に配置することができ、後半部４０ｂの曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２を大きく確保することができる。これにより、後半部４０ｂの曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２と、前半部４０ａの曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１（図８参照）との関係をＴ１＜Ｔ２とすることができる。
図９Ｂにおいて、冷却・成形機構４０の後半部４０ｂに設けられた上曲面支持ローラ４１の回転軸４４を長孔６４の下部に配置する。後半部４０ｂの曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２は、図９Ａに示した第２実施例の間隔Ｔ２よりも小さくなる。これにより、前半部４０ａの曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１と、後半部４０ｂの曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２（図８参照に示す）との関係はＴ１＝Ｔ２に保たれる。
図１０Ａ及び図１０Ｂは、図８に示した第２実施例に係る冷却・成形機構４０の前半部４０ａと後半部４０ｂを示している。
図１０Ａは、冷却・成形機構４０の前半部４０ａに備えた上下の曲面支持ローラ４１，４２間を間隔Ｔ１とした状態を示している。間隔Ｔ１は、第１実施例と同様に、曲げガラス板１２の厚さｔに第１クリアランスα１を加えた（ｔ＋α１）とし、第１クリアランスα１は０ｍｍ≦α１≦３ｍｍに設定される。
第１クリアランスα１を０ｍｍ≦α１≦３ｍｍとすることで、第１実施例と同様に、図１に示す曲げ強化ガラス板１０の反射ひずみや透視ひずみを抑え、さらに該曲げ強化ガラス板１０の後端の望ましくない変形をなくすことができる。
図１０Ｂは、冷却・成形機構４０の後半部４０ｂに設けられた上下の曲面支持ローラ４１，４２間を間隔Ｔ２とした状態を示している。間隔Ｔ２を曲げガラス板１２の厚さｔに第２クリアランスα２を加えた（ｔ＋α２）とする。第１クリアランスα１と第２クリアランスα２との関係は、α１＜α２とする。
α１＜α２（Ｔ１＜Ｔ２）とした理由について、以下に説明する。
上下の異なる冷却力により、上下の曲面支持ローラ４１，４２の形状と異なる形状に曲げガラス板１２を曲げるとき、冷却中に曲げガラス板１２は上下の曲面支持ローラ４１，４２の湾曲状態よりも更に湾曲し、あるいは緩やかに湾曲しようとする。しかしながら、上下の曲面支持ローラ４１，４２が曲げガラス板１２を拘束するので、曲げガラス板１２は曲がることができず、曲げガラス板１２に曲げ応力が発生する。
曲げガラス板１２に発生する曲げ応力がガラスの強度を超えると曲げガラス板１２は破損する。この傾向は、曲げガラス板１２の板厚が厚い程、又は曲げガラス板１２１の更なる曲がりが大きい程、更には曲げガラス板１２の寸法が大きい程顕著に現れる。曲げガラス板１２の厚さｔが厚いときは、曲げガラス板１２が破損しなくても、曲げガラス板１２の曲げる力が大きくなるので、上下の曲面支持ローラ４１，４２を変形させることになり、上下の曲面支持ローラ４１，４２の回転などに支障が生じる。
そこで、上下の曲面支持ローラ４１，４２間において、後半部４０ｂの隙間Ｔ２を構成する第２クリアランスα２を、前半部４０ａの隙間Ｔ１を構成する第１クリアランスα１よりも大きくすることで、曲げガラス板１２のある程度の変形を許容して、曲げガラス板１２を曲げようとする力を小さくするようにした。これにより、曲げガラス板１２の破損や、曲げガラス板１２の搬送に支障が生じることを防ぐことができる。
このように上下の曲面支持ローラ４１，４２間の隙間Ｔ２を後半部４０ｂで大きくしても、所定形状である曲げ強化ガラス板１０を、ガラス面全域に亘って設計した所望の形状に合わせることができる。
次に、第２実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造方法について、図８および図１１Ａ〜図１２Ｂに基づいて説明する。この第２実施例においては、板厚ｔが４ｍｍ以上のガラス板１１を適用した例について説明する。
先ず、図８に示す後半部の上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２が、前半部の上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１より大きくなるよう、つまりＴ１＜Ｔ２の関係となるよう調整する。
この状態で、加熱炉２１内のガラス板１１を搬送ローラ２２で搬送しながら、ガラス板１１を軟化温度近傍まで加熱する。この加熱したガラス板１１を曲げ機構２４の第１〜第５の曲げローラ２５〜２９に向けて搬送する。
加熱されたガラス板１１は、図５Ａに示すように曲げ機構２４の第１〜第５の曲げローラ２５〜２９と耐熱性ベルト３２で挟持されながら下流に向けて搬送される。
加熱されたガラス板１１は、第１〜第５の曲げローラ２５〜２９と耐熱性ベルト３２で挟持されながら搬送されることで、図５Ｂに示すようにガラス板１１を半径Ｒ２（１，３００ｍｍ）の所定形状に湾曲した曲げガラス板１２となる。
図１１Ａにおいて、所定形状に曲げ成形した曲げガラス板１２は、曲げ機構２４から搬出して、冷却・成形機構４０の上下の曲面支持ローラ４１，４２間に矢印Ｄの如く進入する。
ここで、上冷却ボックス４８（図８参照）の多数のエアノズル５２から噴射するエアの噴射圧（エア圧）をＰ１とし、下冷却ボックス４９（図８参照）の多数のエアノズル５４から噴射するエアの噴射圧（エア圧）をＰ２とする。エア圧Ｐ１、Ｐ２との関係は、Ｐ１＜Ｐ２である。これにより、所定形状に曲げた曲げガラス板１２の上面側の冷却能力より、下面側の冷却能力を大きくして、曲げガラス板１２の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却することができる。
図１１Ｂにおいて、曲げガラス板１２の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却する際に、曲げガラス板１２を上下の曲面支持ローラ４１，４２で拘束している。よって、曲げガラス板１２の冷却中に曲げガラス板１２の冷却した部分毎に変形することを防いで、曲げガラス板１２のガラス面全域に亘って曲げ応力を蓄えることができる。
前半部４０ａの上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１は、曲げガラス板１２の厚さｔに第１クリアランスα１を加えた（ｔ＋α１）に設定され、α１は０ｍｍ≦α１≦３ｍｍに設定されている。第１クリアランスα１を０ｍｍ≦α１≦３ｍｍとすることで、曲げ強化ガラス板１０の反射ひずみや透視ひずみを抑え、さらに曲げ強化ガラス板１０後端の望ましくない変形をなくすことができる。
図１２Ａに示すように、曲げガラス板１２を前半部４０ａから後半部４０ｂに矢印Ｅの如く搬送する。冷却・成形機構４０の後半部４０ｂに設けられた上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２は曲げガラス板１２の厚さｔに第２クリアランスα２を加えた（ｔ＋α２）である。第１クリアランスα１と第２クリアランスα２は、α１＜α２の関係を有する。
図１２Ｂにおいて、α１＜α２、すなわちＴ１＜Ｔ２とすることで、上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２を大きくする。これにより、曲げガラス板１２のある程度の変形を許容して、曲げガラス板１２内に残留する曲げ力をある程度発散させてることで、曲げガラス板１２の破損や、曲げガラス板１２の搬送に支障が生じることを防ぐ。
ここで、前述したように曲げガラス板１２の下面の冷却能力を上面の冷却能力より大きくしたので、曲げガラス板１２の曲げ半径Ｒ４が小さくなり、曲がりは深くなる。
図１２Ａに示すように、曲げガラス板１２を後半部４０ｂの上下の曲面支持ローラ４１，４２から下流に配置された複数の搬送ローラ６７（図７Ａ参照）に向けて搬出する。
前記複数の搬送ローラ６７に曲げガラス板１２を搬出することで、上下の曲面支持ローラ４１，４２による曲げガラス板１２の拘束を完全に解除する。よって、曲げガラス板１２のガラス面全域に蓄えた曲げ応力でもって曲げガラス板１２は曲がる。これにより、強化ガラス１２は、図７Ｂに示すようにガラス面全域に亘って設計した所望の形状に合う曲げ強化ガラス板１０となる。
具体的には、前述したように曲げガラス板の下面の冷却能力を上面の冷却能力より大きくしたので、曲げ強化ガラス板１０を小さな曲げ半径Ｒ３（１，１００ｍｍ）にすることができ、曲げ半径Ｒ３を半径Ｒ２（１，３００ｍｍ）より小さくすることができる。すなわち、冷却・成形機構４０によって、曲げガラス板１２をさらに急激に曲げてガラス面全域に亘って設計した所望の形状に合った曲げ強化ガラス板１０を得る。
第２実施例においても、曲げ強化ガラス板１０を、ガラス面全域に亘って設計した所望の形状に合わせることができる。
以上説明したように、第２実施例においても第１実施例と同様の効果を得る。
更に、第２実施例によれば、前半部４０ａの上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１と、後半部４０ｂの上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２との関係を、Ｔ１＜Ｔ２とした。これにより、曲げガラス板１２の板厚が厚い場合、曲げガラス板１２の追加曲がりが大きい場合、または曲げガラス板１２の寸法が大きい場合でも、冷却の際に曲げガラス板１２が破損することがない。
曲げガラス板１２の板厚ｔが厚いときには、曲げガラス板１２の曲げる力が大きくなり、上下の曲面支持ローラ４１，４２の回転などに支障をきたすことが考えられるが、間隔Ｔ１および間隔Ｔ２の関係をＴ１＜Ｔ２とすることで、この不具合も解消される。
次に、第３実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造方法について、図８及び図１３〜図１５Ｂに基づいて説明する。第３実施例においては、図１３に示すように、上側のエア噴射圧Ｐ１と、下側のエア噴射圧Ｐ２との関係をＰ１＞Ｐ２とした点で第２実施例と異なるだけで、その他の構成は第２実施例と同一である。第３実施例においては、板厚ｔが４ｍｍ以上のガラス板１１を用いる。
先ず、第２実施例と同様に、図８に示す後半部４０ｂの上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２が、前半部の上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１より大きくなるよう、つまりＴ１＜Ｔ２となるよう調整する。
この状態で、加熱炉２１内のガラス板１１を複数の搬送ローラ２２で搬送しながら、ガラス板１１を軟化温度近傍まで加熱する。この加熱したガラス板１１を曲げ機構２４の第１〜第５の曲げローラ２５〜２９に向けて搬送する。
軟化温度近傍まで加熱したガラス板１１は、図１３に示すように、曲げ機構２４の第１〜第５の曲げローラ２５〜２９と耐熱性ベルト３２で挟持しながら矢印Ｆの如く搬送される。
第１〜第５の曲げローラ２５〜２９と耐熱性ベルト３２とで挟持しながら搬送することで、図５Ｂに示したように、加熱したガラス板１１を半径Ｒ２（１，３００ｍｍ）の所定形状に曲げ成形し、曲げガラス板１２を得る。
図１４Ａにおいて、所定形状に曲げ成形した曲げガラス板１２を、曲げ機構２４から搬出して、冷却・成形機構４０の上下の曲面支持ローラ４１，４２間に矢印Ｇの如く搬入する。
ここで、上冷却ボックス４８（図８参照）の多数のエアノズル５２から噴射するエアの噴射圧（エア圧）をＰ１とし、下冷却ボックス４９（図８参照）の多数のエアノズル５４から噴射するエアの噴射圧（エア圧）をＰ２とする。ここで、Ｐ１＞Ｐ２の関係とする。これにより、所定形状に曲げた曲げガラス板１２の下面側の冷却能力より、上面側の冷却能力を大きくして、曲げガラス板１２の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却する。
図１４Ｂにおいて、曲げガラス板１２の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却する際に、曲げガラス板１２を上下の曲面支持ローラ４１，４２で拘束している。よって、曲げガラス板１２の冷却中に曲げガラス板１２の冷却した部分毎に変形することを防いで、曲げガラス板１２のガラス面全域に亘って曲げ応力を蓄えることができる。
前半部の上下の曲面支持ローラ間の間隔Ｔ１は、曲げガラス板１２の厚さｔに第１クリアランスα１を加えた（ｔ＋α１）に設定され、α１は０ｍｍ≦α１≦３ｍｍに設定されている。第１クリアランスα１を０ｍｍ≦α１≦３ｍｍとすることで、曲げ強化ガラス板１０の反射ひずみや透視ひずみを抑え、さらに曲げ強化ガラス板１０後端の望ましくない変形をなくすことができる。
図１５Ａにおいて、曲げガラス板１２を前半部から後半部に矢印Ｈの如く搬送する。冷却・成形機構４０の後半部に備えた上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２は曲げガラス板１２の厚さｔに第２クリアランスα２を加えた（ｔ＋α２）であり、α１＜α２である。
図１５Ｂにおいて、α１＜α２とすることで、曲げガラス板１２のある程度の変形を許容して、曲げガラス板１２内に残留する曲げ力をある程度発散させてることで、ガラスの破損や、ガラスの搬送に支障が生じることを防ぐことができる。
ここで、前述したように曲げガラス板１２の上面の冷却能力を下面の冷却能力より大きくしたので、曲げガラス板１２の曲げ半径Ｒ５が大きくなり、曲がり曲がりは浅くなる。
図１５Ａに示したように、曲げガラス板１２を後半部４０ａの上下の曲面支持ローラ４１，４２から図７Ａに示した複数の搬送ローラ６７に搬出する。
複数の搬送ローラ６７に曲げガラス板１２を搬出することで、上下の曲面支持ローラ４１，４２による曲げガラス板１２の拘束を完全に解除する。よって、曲げガラス板１２のガラス面全域に蓄えた曲げ応力で曲げガラス板１２を曲げることができる。これにより、強化ガラス１２を、図７Ｂに示したようにガラス面全域に亘って設計した所望の形状に合わせた曲げ強化ガラス板１０とすることができる。
具体的には、前述したように曲げガラス板の上面の冷却能力を下面の冷却能力より大きくしたので、曲げ強化ガラス板１０の曲げ半径Ｒ５（例えば１，６００ｍｍ）を、半径Ｒ２（１，３００ｍｍ）より大きくすることができる。
すなわち、冷却・成形機構４０によって、曲げガラス板１２の曲げ曲率半径を大きく変えることでガラス面全域に亘って設計した所望の形状に合わせた曲げ強化ガラス板１０とすることができる。
第３実施例の場合でも、所定形状である曲げ強化ガラス板を、ガラス面全域に亘って設計した所望の形状に合わせることができる。
以上説明したように、第３実施例においても、第１及び第２実施例と同様の効果を得る。
第３実施例によれば、第２実施例と同様に、前半部４０ａの上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１と、後半部４０ｂの上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２との関係を、Ｔ１＜Ｔ２とした。これにより、曲げガラス板１２の板厚が厚い場合、または曲げガラス板１２の寸法が大きい場合でも、冷却の際に曲げガラス板１２が破損することを防止することができる。
曲げガラス板１２の板厚ｔが厚い場合には、曲げガラス板１２を深くあるいは浅く追加曲げすることで、上下の曲面支持ローラ４１，４２の回転などに支障をきたすことが考えられるが、間隔Ｔ１および間隔Ｔ２の関係をＴ１＜Ｔ２とすることで、この不具合を解消することも可能である。
以上説明したように、第２、第３の実施例の曲げ強化ガラス板の製造方法によれば、曲げガラス板１２の上下の面側の冷却能力を異ならせることで、曲げガラス板１２（板厚ｔが４ｍｍ以上、半径Ｒ２が１，３００ｍｍ）から、曲げ半径を１，１００〜１，６００ｍｍに変えた曲げ強化ガラス板１０を得ることができる。
上述した第１〜第３実施例の冷却能力を調整して曲げ強化ガラス板を製造する方法では、搬送方向に直交する方向の曲がりを好適に調整することが可能であるが、搬送方向の曲がりについては改良の余地が残されている。
そこで、第４実施例において搬送方向の曲がりを好適に調整することができる製造方法について、図１６〜図１８に基づいて説明する。
図１６は、本発明の第４実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造装置を示している。
第４実施例の曲げ強化ガラス板の製造装置７０は、第１実施例の曲げ強化ガラス板の製造装置２０に冷却・成形機構４０の揺動手段（図示しない）を備えている。この冷却・成形機構４０の揺動手段は、冷却・成形機構４０の入口７２を回転中心として冷却・成形機構４０を矢印Ｘ方向（上方）と、矢印Ｙ方向（下方）とに揺動可能にしている。
冷却・成形機構４０を矢印Ｘ方向（上方）に揺動すると、曲げガラス板１２（図２参照）の搬送方向に対する曲げを深くすることができる。
冷却・成形機構４０を矢印Ｙ方向（下方）に揺動すると、曲げガラス板１２（図２参照）の搬送方向に対する曲げを浅くすることができる。
次に、図１７及び図１８を参照しながら、第４実施例に係る曲げ強化ガラス板の製造方法について説明する。
先ず、図１７に示すように、冷却・成形機構４０の後半部４０ｂに設けられた上下の曲面支持ローラ４１，４２間を間隔Ｔ２を、前半部４０ａに設けられた上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１よりも大きくする。
次に、冷却・成形機構の揺動手段で、冷却・成形機構４０の入口７２を回転中心として冷却・成形機構４０を矢印Ｘの如く上方に揺動する。
この状態において、加熱炉２１で軟化温度近傍まで加熱したガラス板１１を、加熱炉２１から曲げ機構２４に矢印Ｊの如く搬送する。このガラス板１１を曲げ機構２４の曲げローラ２５〜２９と耐熱性ベルト３２で挟持しながら搬送することで、第１〜第３実施形態と同様に、ガラス板１１を所定形状に曲げ成形する。
この所定形状に曲げた曲げガラス板１２を、曲げ機構２４から搬出して、冷却・成形機構４０の上下の曲面支持ローラ４１，４２間に矢印Ｋの如く搬入する。
冷却・成形機構４０は入口７２を回転中心として矢印Ｘの如く上方に揺動されているため、曲げガラス板１２が上下の曲面支持ローラ４１，４２間に進入すると、進入した部位は上方に持ち上げられる。
持ち上げられた部位の曲げガラス板１２の上下面に、それぞれ上下のエアノズル５２，５４からエアを吹きつけて曲げガラス板１２を強制冷却して、曲げガラス板１２を搬送方向に対して深く曲げることができる。
この曲げガラス板１２が、冷却・成形機構４０の前半部４０ａから後半部４０ｂに到達するころには、曲げガラス板１２は搬送方向に深く曲げられた状態で固化されている。このため、後半部４０ｂにおいて上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２を、前半部の間隔Ｔ１より大きくすることで、搬送方向に深く曲げた曲げガラス板１２を固化した状態で良好に搬送することができる。
次に、加熱したガラス板１１を搬送方向に対して浅く曲げる方法について、図１８に基づいて説明する。
先ず、冷却・成形機構４０の後半部４０ｂに設けられた上下の曲面支持ローラ４１，４２間を間隔Ｔ２を、前半部４０ａに設けられた上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ１より大きくする。
次に、冷却・成形機構の揺動手段で、冷却・成形機構４０の入口７２を回転中心として冷却・成形機構４０を矢印Ｙの如く下方に向けて揺動する。
この状態において、加熱炉２１で軟化温度近傍まで加熱したガラス板１１を、加熱炉２１から曲げ機構２４に矢印Ｌの如く搬送する。このガラス板１１を曲げ機構２４の曲げローラ２５〜２９と耐熱性ベルト３２で挟持しながら搬送することで、第１〜第３実施例と同様に、ガラス板１１を所定形状に曲げ成形する。
この所定形状に曲げた曲げガラス板１２を、曲げ機構２４から搬出して、冷却・成形機構４０の上下の曲面支持ローラ４１，４２間に矢印Ｍの如く搬入する。
冷却・成形機構４０は、入口７２を回転中心として矢印Ｙの如く下方に向けて揺動されているため、曲げガラス板１２が上下の曲面支持ローラ４１，４２間に進入すると、進入した部位は下方に下げられる。
下方に下げられた部位の曲げガラス板１２の上下面に、それぞれ上下のエアノズル５２，５４からエアを吹きつけて曲げガラス板１２を強制冷却して、曲げガラス板１２の搬送方向の曲げを浅くすることができる。
この曲げガラス板１２が、冷却・成形機構４０の前半部４０ａから後半部４０ｂに到達するころには、曲げガラス板１２の搬送方向への曲げを浅くした状態で固化されている。このため、後半部４０ｂにおいて上下の曲面支持ローラ４１，４２間の間隔Ｔ２を、前半部４０ａの間隔Ｔ１より大きくすることで、搬送方向の曲げを浅くした曲げガラス板１２を固化した状態で良好に搬送することができる。
第１〜第４実施例の曲げ強化ガラス板１０では、搬送方向に直交する方向の凹形湾曲状の曲げを、半径Ｒ２の円弧とした例について説明したが、搬送方向に直交する方向の曲げは凹状の円弧に限らない。すなわち、二方向曲げガラス板１０の搬送方向に直交する方向の曲げは凸形の湾曲状であってもよい。

所定形状に曲げ成形した曲げガラス板の上下面を冷却する際、冷却能力に差を付けて強制冷却すると共に、ガラスいたを全域で機械的に拘束して所望形状に湾曲した強化ガラスが得られる。この曲げ強化ガラス板は、例えば自動車のサイドウインドガラスに適用するのに有用である。

Claims (9)

1. ガラス板を加熱炉で軟化温度近くまで加熱する工程と；
   加熱したガラス板を所定形状に曲げ成形する工程と；
   曲げ成形した曲げガラス板を上下の複数の曲面支持ローラで拘束して実質的に水平方向に搬送しながら、曲げガラス板の上下面を冷却能力に差をつけて強制冷却することにより、曲げガラス板の曲げ形状を変える工程と；
   を含む曲げ強化ガラス板の製造方法。
2. 前記上下の複数の曲面支持ローラは、各々の曲面支持ローラの軸に複数の大径ローラを設け、これら大径ローラの各々の表面を耐熱材で被覆したことを特徴とする請求項１記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
3. 前記曲げガラス板の曲げ形状を変える工程において、前記冷却能力に差をつけるために曲げガラス板の上下面に吹きつけるエア圧を異ならせて、曲げガラス板の形状を変えることを特徴とする請求項１記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
4. 前記ガラス板を所定形状に曲げ成形する工程において、前記ガラス板の搬送面上方に曲げ型を配置し、この曲げ型に沿わせた耐熱性ベルトをガラス板の搬送方向に回転させ、この耐熱性ベルトをガラス板に押し付けることにより、ガラス板を搬送しながら所定形状に曲げ成形することを特徴とする請求項１記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
5. 前記上下の複数の曲面支持ローラ間の前半部の間隔Ｔ１を、ガラス板厚さｔに第１クリアランスα１を加えた（ｔ＋α１）とするとともに、後半部の間隔Ｔ２を、ガラス板厚さｔに第２クリアランスα２を加えた（ｔ＋α２）としたとき、α１＜α２であることを特徴とする請求項１記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
6. 前記第１クリアランスα１は、０ｍｍ≦α１≦３ｍｍであることを特徴とする請求項５記載の曲げ強化ガラス板の製造方法。
7. ガラス板を軟化温度近くまで加熱する加熱炉と；
   この加熱炉で加熱したガラス板を所定形状に曲げ成形する曲げ機構と；
   この曲げ機構で曲げ成形した曲げガラス板を上下の曲面支持ローラで拘束して実質的に水平方向に搬送しながら、曲げガラス板の上下面の冷却能力に差をつけて強制冷却することにより、曲げガラス板の曲げ形状を変える冷却・成形機構と；
   を備えている曲げ強化ガラス板の製造装置。
8. 前記冷却・成形機構は、前記冷却能力に差をつけるために曲げガラス板の上下面に吹きつけるエア圧を異ならせて、曲げガラス板の形状を変える強制冷却手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載の曲げ強化ガラス板の製造装置。
9. 前記上下の曲面支持ローラ間の前半部の間隔Ｔ１を、ガラス板厚さｔに第１クリアランスα１を加えた（ｔ＋α１）とするとともに、後半部の間隔Ｔ２を、ガラス板厚さｔに第２クリアランスα２を加えた（ｔ＋α２）としたとき、α１＜α２に調整可能な昇降手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載の曲げ強化ガラス板の製造装置。

Images