JPWO2011096446A1 - ガラス板の徐冷方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

ガラス板に形成されるＩ／Ｔを十分に小さくすることができるガラス板の徐冷方法及びその装置を提供する。本発明のガラス板Ｇの徐冷方法は、加熱されて曲げ成形されたガラス板Ｇが成形型１６に載置されている状態で、まず、ガラス板Ｇの突き上げられる領域を冷却装置２０、２２によって冷却し、突き上げられる領域を歪点以下の低温状態にする。次に、この状態で突き上げ部材３６を駆動し、ロッド３８、３８…によってガラス板Ｇの突き上げられる領域を突き上げて、ガラス板Ｇを成形型１６から引き離す。

Description

本発明はガラス板の徐冷方法及びその装置に係り、特に合わせガラスを構成するガラス板の製造において、加熱されて曲げ成形された高温状態のガラス板を徐冷するガラス板の徐冷方法及びその装置に関する。

合わせガラスは、二枚のガラス板をＰＶＢ（ポリビニールブチラール）製等のプラスチック中間膜を介在させて相互に接合させた積層ガラスであり、自動車のフロントガラスの他、ドアガラスとしても利用されている。この種の合わせガラスは、自動車のボディラインやデザイン上の要請によって湾曲状に製造されている。

合わせガラスに使用されるガラス板の曲げ成形方法としては、所望の湾曲面に対応する曲げ成形面を有する成形型に、平板状のガラス板を載置し、この状態で成形型を加熱炉内に搬入し、加熱炉内でガラス板をガラス軟化点温度付近まで加熱する方法がある。この成形方法によれば、ガラス板は、軟化に伴い自重によって成形型の曲げ成形面に沿って湾曲するため、所望の湾曲面を有するガラス板に製造される。また、他の曲げ成形方法として、加熱したガラス板を成形型に載置した状態で上方よりプレス手段によって押圧して曲げ成形する方法も知られている。

車両用の合わせガラスは、車両のフレームに嵌め込まれて固定されるが、この際に合わせガラスが破損しないように、ガラス板のエッジには平面圧縮応力（以下、本明細書においてガラス板のエッジに形成された平面圧縮応力をエッジコンプレッションといい、以下、Ｅ／Ｃと記す）が形成されている。残留応力が形成されたガラス板には、ガラス板の断面方向において表面に表面圧縮応力、内部に内部引張応力がそれぞれ形成される。平面残留応力は以下のように定義される。ガラス板の断面方向の表面圧縮応力と内部引張応力の積分値において表面圧縮応力の方が大きくなった場合に平面圧縮応力となる。平面圧縮応力の領域に隣接する領域は、平面圧縮応力とバランスをとるように内部引張応力の方が大きくなった平面引張応力の領域となる。つまり、Ｅ／Ｃとバランスをとるようにエッジのすぐ内側には、エッジに沿って平面引張応力（以下、本明細書においてガラス板のエッジのすぐ内側の領域に形成された平面圧縮応力をインナーテンションといい、以下、Ｉ／Ｔと記す）が形成される。このＩ／Ｔは、エッジからガラス板の面内側に向かって約５０ｍｍの範囲内の周部にピークがある。Ｅ／Ｃが大きければ当然にＩ／Ｔも大きい。平面引張応力が大きいと言うことは、その部分のガラス板の断面方向の表面圧縮応力層が薄いことを意味しているため、周部は、エッジや面内に比べると破損しやすい部分となる。

従来の合わせガラスは、樹脂製のモールなどで、ガラス板のエッジ及び周部を被覆していたため、ある程度大きなＩ／Ｔが形成されていても問題はなかった。しかしながら、自動車のデザインとして求められているフラッシュマウント方式（すなわち、車体面とガラス面とがほぼ面一となるようにして合わせガラスを取り付ける方式）では、周部が車外に露出するため、Ｉ／Ｔを小さくすることが求められる。

また、近年では、自動車の軽量化の要請や、衝突時における乗員の安全性確保の見地から、板厚が１．５〜３．２ｍｍ程度という比較的薄い単板のガラス板が合わせガラスに用いられている。このような薄いガラス板を、フラッシュマウント方式を採用して車体側に破損することなく嵌め込むためには、Ｅ／Ｃが十分に大きく、Ｉ／Ｔが十分に小さいガラス板が必要になってきている。本願発明者の知見によれば、Ｅ／Ｃは８ＭＰａ以上、さらには１０ＭＰａ以上、Ｉ／Ｔは３ＭＰａ以下、さらには２．４ＭＰａ以下であることが好ましい。

従来技術である特許文献１には、リング状の成形型を用いて曲げ成形されたガラス板のエッジを、良好に徐冷する徐冷方法が開示されている。この徐冷方法は、成形型で曲げ形成されたガラス板を、そのエッジを除く部位を突き上げ手段により成形型から突き上げて引き離し、エッジを含むガラス板全体を徐冷する方法である。この徐冷方法によれば、リング状成形型からエッジを引き離して徐冷するため、エッジを効率的に冷却でき、十分なＥ／Ｃが形成できるという利点がある。

一方、特許文献２には、単一ガラス板のほぼ全周にわたってエッジからガラス板の面内側に向うに従って、平面残留応力が圧縮応力から引張応力にピークを持たずに単調に変化している合わせガラスが開示されている。特許文献１では、ガラス板の破損がＩ／Ｔのピークの部分から発生していることに鑑みて、そのピークを無くすため、リング状型を用いることなく、そのガラス板を一様に冷却することが開示されている。

特公平７−２９７９３号公報 特開平１１−１１９８９号公報

特許文献１の徐冷方法では、エッジの近傍を突き上げるので、突き上げ部材と接触しているガラス板の突き上げられる領域の冷却速度が、突き上げ部材の熱容量により他の部分よりも遅くなるため、Ｉ／Ｔが大きくなるおそれがあった。また、ガラス板のエッジに沿って突き上げるため、徐冷するガラス板の形状毎に専用の突き上げ部材を用意する必要があった。

特許文献２に開示された冷却方法では、所定の曲率が付与された搬送用ローラやベッドなどをガラス板搬送手段に用いるため、自動車のドアガラスのような一方向に曲率を有するガラス板にしか適用することができなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ガラス板に形成されるＩ／Ｔを十分に小さくすることができるガラス板の徐冷方法及びその装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、曲げ成形されリング状の成形型に載置された、歪点以上の高温のガラス板を、突き上げ部材により突き上げて前記成形型から離間させて徐冷するガラス板の徐冷方法において、前記ガラス板のエッジから面内側に５０ｍｍ以上離れた領域であり、少なくとも前記突き上げ部材が前記ガラス板を突き上げる時に当接する位置を含む領域（以下「突き上げられる領域」という）を、前記ガラス板のエッジより早く歪点以下まで冷却した後に、前記突き上げ部材により前記ガラス板を突き上げることを特徴とするガラス板の徐冷方法を提供する。
また、本発明は、曲げ成形されリング状の成形型に載置された、歪点以上の高温のガラス板を徐冷するガラス板の徐冷方法において、当該徐冷方法は、ガラス板を突き上げ部材により突き上げて前記成形型から離間させる工程を含み、少なくとも前記突き上げ部材により記突き上げられる領域は、前記ガラス板のエッジから面内側に５０ｍｍ以上離れた領域であり、前記突き上げられる領域を前記ガラス板のエッジより早く歪点以下の温度まで冷却した後に、前記突き上げ部材により前記ガラス板を突き上げることを特徴とするガラス板の徐冷方法を提供する。

また、本発明は、前記目的を達成するために、加熱されて曲げ成形されたガラス板が載置されるリング状の成形型と、前記成形型に載置された前記ガラス板を突き上げることにより前記ガラス板を前記成形型から離間させる突き上げ部材と、を備えたガラス板の徐冷装置において、前記成形型に載置された前記ガラス板のエッジから面内側に５０ｍｍ以上離れた領域であり、少なくとも前記突き上げ部材が前記ガラス板を突き上げる時に当接する位置を含む領域（以下「突き上げられる領域」という）の上方又は／及び下方に近接配置された冷却装置を備えたことを特徴とするガラス板の徐冷装置を提供する。

本発明によれば、冷却装置によって歪点以下に冷却された領域を、突き上げ部材で突き上げるので、歪を発生させずにガラス板を成形型から突き上げることができる。

また、本発明は、突き上げ部材の突き上げ位置を、ガラス板のエッジから５０ｍｍ以上離れた領域に設定したので、すなわち、Ｉ／Ｔのピークが存在すると考えられる周部（エッジから面内側に向かって５０ｍｍの範囲）から離れた領域に設定した。このため、突き上げ部材の接触に起因する周部の冷却速度の低下を防止することができ、Ｉ／Ｔを小さくすることができる。このときのエッジの温度は歪点以上であるため、Ｅ／Ｃを十分に高く形成させることができる。なお、突き上げられる領域とは、ガラス板の周部外に存在する領域である。より代表的には、曲げ成形されたガラス板の周部からより内側の領域であり、当該ガラス板の中央領域を含む領域である。

本発明によれば、前記突き上げられる領域を前記ガラス板のエッジより早く歪点より低い温度まで冷却した後、当該ガラス板のエッジから内側１０ｍｍに相当する部分の温度がガラス板の歪点より高い温度である条件のもとで前記ガラス板を突き上げることが好ましい。
本発明によれば、前記突き上げられる領域は、突き上げられる前に、輻射冷却装置によって局所的に冷却されることが好ましい。

本発明の前記冷却装置は、前記突き上げられる領域を局所的に冷却する輻射冷却装置であることが好ましい。

輻射冷却による冷却装置は、所定の領域のみを冷却する機能を備えているので、ガラス板の突き上げられる領域のみを冷却する手段に好適である。これ以外の方法として突き上げられる領域に気体を吹き付けて冷却する手段もある。前述の二つの手段を比較すると、気体を吹き付けて冷却する手段は、ガラス板と衝突した気体がエッジをも冷却するおそれがあり、所望の温度分布を形成し難いので、輻射冷却の方が好ましい。

本発明によれば、前記輻射冷却装置の前記ガラス板に対向する側の表面の温度を３００〜３５０℃となるように制御することにより前記ガラス板の突き上げられる領域を冷却することが好ましい。

輻射冷却装置の表面の温度を３００〜３５０℃にすることが、急速な冷却にならずに局所的に適切に歪点以下まで冷却するのに適している。

本発明の前記輻射冷却装置は、通風路が内部に備えられたケーシングと、該ケーシングの前記通風路にエアを供給するエア供給装置とを備えていることが好ましい。

本発明によれば、エア供給装置からケーシングの通風路にエアを供給し、ケーシングを冷却することにより、輻射冷却が可能となる。つまり、ケーシングのガラスに相対する表面の放射率を高くして、輻射伝熱を促進する事が冷却効率を向上させることができる。

また、前記エア供給装置は、前記通風路に供給するエアの温度を２０〜５０℃に制御するコントローラを備えることが好ましい。ケーシングの通風路に供給するエアの温度を２０〜５０℃に制御することにより、徐冷ステージ内の雰囲気温度において輻射冷却装置のガラス板に対向する側の表面の温度を３００〜３５０℃にコントロールすることが可能である。

本発明の前記ケーシングは、ガラス板のエッジから面内側に１００ｍｍ以上離れた領域、より好ましくはガラス板の全周のエッジの端面から内側方向に１００ｍｍ以上離れた領域に、配置される大きさであることが好ましい。これにより、ガラス板のエッジから５０ｍｍ以上離れた面内のみを局所的に輻射冷却することができる。

本発明の前記突き上げ部材は、少なくとも３本のロッドからなる部材によって構成され、該少なくとも３本のロッドは、ガラス板の突き上げられる領域に対向して配された輻射冷却装置のガラス板側の範囲内、代表的には８００×１２００ｍｍの面積の範囲内にすべてが配置されることが好ましい。突き上げ部材を少なくとも３本のロッドからなる部材によって構成することにより、ガラス板を安定して突き上げることができる。また、上記範囲の重心が同一の３００×３００ｍｍの範囲よりも外側に、各ロッドを、互いの間隔が３００ｍｍ以上離れるように配置することが好ましい。また、ロッドが３本であれば、高さがどの辺からも３００ｍｍ以上となる三角形を形成するように配置することが好ましい。このような態様にすることにより、自動車用のフロントガラス用のガラス板の場合、そのほとんどの形状のガラス板においてガラス板の必要とされる領域を突き上げることが可能となり、ガラス板の型式ごとに突き上げ部材を用意する必要がなくなる。なお、輻射冷却装置のケーシングのガラスに相対する表面の大きさをロッドの配置の範囲と合わせる事で、確実にガラス板の突き上げられる領域を冷却することができる。

さらに、前記突き上げ部材は、ロッドを４本以上にしてもよい。これにより突き上げ時にガラス板をより確実に安定させることができる。ロッドが４本以上であれば、高さがどの辺からも３００ｍｍ以上となる多角形を形成するように配置することが好ましい。また、ロッドのガラス板に当接する先端部には、クッション材が設けられ、クッション材は、ステンレス布、ガラス繊維布、又は他各種の耐熱繊維などからなる耐熱布で構成されていることが好ましい。ロッドの先端にクッション材を設けることにより、突き上げ時にガラス板の表面に歪が発生し難くなる。

本発明によれば、前記リング状の成形型には二枚のガラス板が重ね合わせて載置されることが好ましい。後に重ね合わせて合わせガラスとなる二枚のガラス板を重ねて徐冷することにより、一枚ずつ徐冷するよりも合わせガラス一枚に要する時間を短縮できる。ガラス板が一枚ずつ成形された場合の成形誤差は後に合わせるときにギャップとなるが、そのギャップを緩和できる。

以上説明したように本発明のガラス板の徐冷方法及びその装置によれば、冷却装置によってガラス板の突き上げられる領域が歪点以下に冷却される。その結果、突き上げ部材で突き上げた際に、突き上げられた領域のガラス板部分に歪を発生させずにガラス板を成形型から突き上げることができ、また、Ｉ／Ｔが形成される領域を突き上げないため、Ｉ／Ｔも小さくできる。このときのエッジの温度は歪点以上なので、Ｅ／Ｃを十分に大きく形成させることができる。

本発明のガラス板徐冷装置を備えた合わせガラス用ガラス板の製造装置の図面であり、（Ａ）はその側面の概略を示した側面図、（Ｂ）はその平面の概略を示した平面図。 ガラス板の面内と周部との温度変化を説明したガラス板の平面図。 ガラス板と冷却装置の冷却ボックスとの配置関係を示した斜視図。 突き上げ部材の要部を示した側面図。 ガラス板の温度計測経過時間に対するガラス板のエッジ及び冷却領域の温度履歴を示した例１のグラフ。 ガラス板の温度計測経過時間に対するガラス板のエッジとエッジ内側１０ｍｍ位置との温度差を示した例１のグラフ。 ガラス板の温度計測経過時間に対するガラス板のエッジ及び冷却領域の温度履歴を示した例２のグラフ。 ガラス板の温度計測経過時間に対するガラス板のエッジとエッジ内側１０ｍｍ位置との温度差を示した例２のグラフ。 ガラス板の温度計測経過時間に対するガラス板のエッジ及び冷却領域の温度履歴を示した例３のグラフ。 ガラス板の温度計測経過時間に対するガラス板のエッジとエッジ内側１０ｍｍ位置との温度差を示した例３のグラフ。 ガラス板の温度計測経過時間に対するガラス板のエッジ及び冷却領域の温度履歴を示した例４のグラフ。 ガラス板の温度計測経過時間に対するガラス板のエッジとエッジ内側１０ｍｍ位置との温度差を示した例４のグラフ。 ガラス板の温度計測経過時間に対するガラス板のエッジ及び冷却領域の温度履歴を示した例５のグラフ。 ガラス板の温度計測経過時間に対するガラス板のエッジとエッジ内側１０ｍｍ位置との温度差を示した例５のグラフ。

以下、添付図面に従って本発明に係るガラス板の徐冷方法及びその装置の好ましい実施の形態について説明する。

図１（Ａ）は、本発明の徐冷装置を備えた徐冷炉１０と、徐冷炉１０の前段に設けられた加熱炉１２とを含む合わせガラス用ガラス板の製造装置１４の概略側面図である。図１（Ｂ）は、合わせガラス用ガラス板の製造装置１４の概略平面図である。

合わせガラス用ガラス板の製造装置１４による製造対象のガラス板Ｇは、単板の板厚が１．５〜３．０ｍｍの自動車用フロントガラスであるが、フロントガラスに限定されるものではない。すなわち、ガラス板Ｇは、フロントガラスのように複数の方向に曲率を有する曲率の大きな曲げ形状のガラス板であっても、また、一方向のみに曲率を有する曲率の小さな曲げ形状のサイドガラスであってもよい。このガラス板Ｇは、そのエッジを支持するリング状の成形型１６に載置された状態で加熱炉１２を通過中に加熱されるとともに曲げ成形され、この後、徐冷炉１０に設置された徐冷装置によって徐冷され、合わせガラス用の湾曲したガラス板に製造される。

詳述すると、曲げ成形前の平板状のガラス板Ｇは、台車１８上に載置された自重曲げ用の成形型１６に載置され、適宜の構成の搬送手段によって加熱炉１２に搬入される。この加熱炉１２を通過中にガラス板Ｇは、軟化点温度の近傍（例えば５８０〜７００℃）まで不図示のヒータにより加熱される。そしてガラス板Ｇは、加熱による軟化に伴い自重によってエッジが成形型の曲げ形状に沿って支持された状態で面内が撓むことにより湾曲する。これによって、平板状のガラス板Ｇが所望の湾曲面を有するガラス板に湾曲される。

湾曲成形されたガラス板Ｇは、高温状態のまま成形型１６とともに前記搬送手段によって、加熱炉１２から徐冷炉１０に搬入される。ここでガラス板Ｇは、徐冷装置によって所定の徐冷処理が行われる。この徐冷処理については後述する。この後、ガラス板Ｇは、徐冷炉１０から外部に搬出されて放冷される。このような加熱、曲げ成形、及び徐冷の各工程を経ることによって、平板状のガラス板Ｇが合わせガラス用の湾曲ガラス板Ｇに製造される。なお、成形型１６及び台車１８は、加熱炉１２のガラス板成形温度（５８０〜７００℃）に耐え得る程度の耐熱材で構成されている。なお、ガラス板Ｇの曲げ成形方法は上記の自重曲げ成形に限らず、成形型に載置されたガラス板を成形モールドでプレス成形など、公知の様々な成形方法を適用できる。この場合、成形モールドでプレス成形されたガラス板は、その後、リング状の成形型に移載され、本発明の徐冷方法へ供される。

一方、徐冷炉１０には、ガラス板が載置された成形型１６を搬送する搬送装置に加え、一対の冷却装置２０、２２と、突き上げ部材３６とからなる徐冷装置が設けられている。
図２の左側のガラス板Ｇの二点鎖線Ａは、突き上げ部材３６で突き上げる部分を結んだ外周であり、二点鎖線Ａで囲まれた領域は突き上げられる領域Ａ１を含んでいる。通常、この突き上げられる領域Ａ１は、ガラス板の中央領域を含む領域である。また、Ｇ３はガラス板Ｇのエッジ、すなわちガラス板の周縁の辺を示しており、このエッジＧ３と一点鎖線Ｂとで囲まれる領域Ｇ２がガラス板Ｇの周部を示している。ここにおいて、一点鎖線Ｂは、ガラス板ＧのエッジＧ３から内側の１０ｍｍの部分を結んだ線である。以下、本明細書において、ガラス板ＧのエッジＧ３と一点鎖線Ｂとで囲まれる領域Ｇ２を周部という。

一対の冷却装置２０、２２は、ガラス板Ｇを挟んで上下に配置されており、これらの冷却装置２０、２２によってガラス板Ｇの面内の突き上げ領域が歪点（たとえば５１０℃）以下に冷却される。より好ましくは、前記突き上げ領域を歪点（５１０℃）よりも低い温度に冷却される。
すなわち、冷却装置２０、２２を用いて上記面内を冷却する前のガラス板Ｇは、外周に近い方が放熱し易いため図２の左側のガラス板の突き上げられる領域を含む二点鎖線Ａで囲まれた領域が、周部Ｇ２より高温状態にある。そして、図１の冷却装置２０、２２によって、二点鎖線Ａで囲まれた領域よりも少なくとも同じかそれよりも広い図２の右側に示すガラス板Ｇの二点鎖線で囲まれた冷却領域Ｇ１を局所的に冷却する。それにより、冷却領域Ｇ１が周部Ｇ２よりも速く冷却される。つまり、冷却領域Ｇ１の温度が歪点以下に冷却されたときに、周部Ｇ２は冷却領域Ｇ１よりまだ高温状態であり、少なくともエッジＧ３の温度は歪点以上の状態にあり、ガラス板Ｇのエッジは、歪点以上の温度から冷却が開始される。冷却領域Ｇ１とは、例えばガラス板ＧのエッジＧ３から面内側にａ（ａ＝５０ｍｍ）以上離れた領域であり、突き上げられる領域を含む領域を指している。より確実に周部Ｇ２の冷却を遅らせるためにａを１００ｍｍ以上としたガラス板Ｇの内側領域とするのが好ましい。また、図２の左側に示したガラス板Ｇは、徐冷炉１０に搬入された直後の冷却装置によって冷却される領域（二点鎖線Ａにより囲まれた領域）を示したガラス板Ｇである。図２の右側に示したガラス板Ｇは、後述する突き上げ部材３６によって突き上げられる直前の冷却領域Ｇ１を示したガラス板Ｇである。

図３は、冷却装置２０、２２とガラス板Ｇの位置関係の一例を示した斜視図である。

図示した上方の冷却装置２０の一つの代表的例は、箱型の金属製の冷却ボックス（ケーシング）２４と冷却ボックス２４に冷却用エアを供給するブロア（エア供給装置）２６とから構成されている。冷却ボックス２４は、ガラス板Ｇの上方に所定の隙間をもって配置されるとともに、図２に示した冷却領域Ｇ１を局所冷却できるような直方体形状に構成されている。なお、冷却領域Ｇ１は長方形とは限らず、冷却ボックス２４の形状もガラス板の様々な型式に適用できるように設置される突き上げ部材に対応した汎用的な形状とすることが好ましい。冷却ボックスは縦×横の長さが８００×１２００ｍｍより小さく、好ましくは４００×８００ｍｍより小さくすることで、突き上げ部材に対応した汎用的な冷却装置となる。また、この冷却ボッスク２４は、ガラス板ＧのエッジＧ３から面内側に１００ｍｍ以上離れた領域に配置される大きさである。これにより、ガラス板ＧのエッジＧ３から面内側に５０ｍｍ以上離れた領域（すなわち、ガラス板Ｇの全周のエッジからガラス板Ｇの内側方向に５０ｍｍ以上の離れた線により囲まれた領域）のみ、つまり周部Ｇ２を除く領域を局所的に輻射冷却することができる。

図２に示した冷却領域Ｇ１を局所冷却する場合は、冷却ボックス２４の平面視の形状は、冷却領域Ｇ１の相似形で少し小さい形状を有する。また、その大きさは、冷却ボックス２４とガラス板Ｇとの距離によって決まる。そして、平面視で互いの重心が一致するように冷却ボックス２４は配置される。

冷却ボックス２４の表面温度（ガラス板Ｇと対向する面）を３００〜３５０℃に制御して、この温度で冷却領域Ｇ１を輻射冷却する。これにより、ガラス板Ｇの冷却領域Ｇ１を歪点以下に効率的に冷却することができる。

また、冷却ボックス２４の内部には、３枚の衝立板２８、２８、２８が千鳥状に配置されることにより蛇行した通風路３０が、冷却ボックス２４の内部全域に形成されている。また、冷却ボックスの一側面には、通風路３０の一端部に連通された入口３２が開口されるとともに、通風路３０の他端部に連通された出口３４が開口されている。入口３２にブロア２６が不図示のダクトを介して連通され、出口３４に不図示の排気ダクトが連通されている。

ブロア２６は、外気又は不図示のコントローラにより２０〜５０℃に温度を制御された冷却エアを、前記ダクトを介して前記入口３２に供給する。供給されたエアは、通風路３０を通過中に冷却ボックス２４を冷却する。これにより、ガラス板Ｇからの輻射熱によって加熱された冷却ボックス２４との間で熱交換が行われ、結果的に出口３４において２５０〜３００℃で排出される。この排出されたエアは前記排気ダクトを介して徐冷炉１０の外部に排気される。このように冷却ボックス２４は冷却エアによって冷却されるため、冷却ボッスク２４の表面温度を３００〜３５０℃に制御することが可能となる。

図示した下方の冷却装置２２は、上方の冷却装置２０と同一構成であるため、冷却装置２０と同一の符号を付すことで説明は省略する。なお、上方と下方の冷却装置の両方が必須ということはなく、どちらか一方によって冷却してもよい。以上のように、ガラス板Ｇの冷却領域Ｇ１のみが、冷却装置２０、２２によって歪点以下に冷却される。

なお、実施の形態の冷却装置２０、２２は、輻射冷却によってガラス板Ｇの冷却領域Ｇ１を冷却する方式であるが、冷却領域Ｇ１に気体を吹き付けて冷却領域Ｇ１を冷却する方式であってもよい。しかしながら、気体を吹き付ける冷却方法は、ガラス板Ｇと衝突した気体が周部Ｇ２及びエッジＧ３をも冷却するおそれがあり、ガラス板Ｇに形成される応力分布をコントロールすることが難しい。よって、実施の形態の如く、輻射熱を利用して冷却する冷却装置２０、２２を用いることが好ましい。

冷却領域Ｇ１のみが歪点以下に冷却されたガラス板Ｇは、図１、図４に示す突き上げ部材３６によって、その冷却領域Ｇ１が突き上げられる。ガラス板Ｇは、この状態で所定時間徐冷される。

図４は、突き上げ部材３６の要部を示した側面図である。

突き上げ部材３６は、３本又は４本のロッド３８、３８…と、ロッド３８、３８…を同時に昇降移動させるシリンダ機構４０とから構成される。ロッド３８の上端部には、ガラス板Ｇの下面に当接されるクッション材４２が設けられている。このクッション材４２は、ガラス板Ｇに傷跡を付けないために、ステンレス布、ガラス繊維布、その他各種の耐熱繊維などからなる耐熱布で構成されている。

図４の如く、シリンダ機構４０は、シリンダ４４とピストン４６とを備え、ピストン４６の上端部にフレーム４８が連結され、このフレーム４８の上面にロッド３８、３８…の下端部が固定されている。したがって、シリンダ４４のピストン４６を伸長させるとロッド３８、３８…が上昇し、クッション材４２、４２…がガラス板Ｇの二点鎖線Ａで囲まれた領域（図２）内の下面に当接する。そして、継続して行われるピストン４６の伸長動作によって、ガラス板Ｇが突き上げられ、ガラス板Ｇ全体が成形型１６から上方に引き離される。この状態でガラス板Ｇが徐冷される。なお、シリンダ機構４０は一例であり、サーボモータなど公知の手段によってロッド３８，３８…を上昇させてもよい。

また、図２に示す場合、４本のロッド３８、３８…が、二点鎖線Ａで囲まれた長方形の四隅にそれぞれ配置される。また、二点鎖線Ａで囲まれた長方形は８００×１２００ｍｍ以下であり、重心が同一の３００×３００ｍｍ以上（不図示）の範囲とする。このような態様にすることにより、通常の自動車用のフロントガラス用のガラス板の場合には、汎用性があり、安定してガラス板を突き上げられる。

この突き上げ部材３６は、徐冷炉１０の炉床に設けた開口部を介して出没可能に配設しておくのが好ましいが、必要により、台車１６に一体的に配設することもできる。

以上述べたように、実施の形態のガラス板Ｇの徐冷方法は、歪点以上に加熱されたガラス板Ｇが曲げ成形されて成形型１６に載置されている状態で、まず、ガラス板Ｇの冷却領域Ｇ１を冷却装置２０、２２によって冷却し、エッジＧ３の温度を歪点以上としたまま冷却領域Ｇ１のみを歪点以下の温度状態にする。次に、この状態で突き上げ部材３６を駆動し、ロッド３８、３８…によってガラス板Ｇの冷却領域Ｇ１を突き上げて、ガラス板Ｇを成形型１６から引き離した状態で徐冷炉を通過させてガラス板Ｇを徐冷する。なお、ガラス板Ｇのエッジの温度が歪点−１０℃以下で、成形型１６からガラス板を突き上げた状態を解除してもよい。

このような冷却領域Ｇ１の冷却により、ガラス板Ｇの面内（すなわち突き上げ領域）に歪を発生させずにガラス板Ｇを成形型１６から突き上げることができる。突き上げ部材３６による突き上げられる領域を、ガラス板ＧのエッジＧ３から内側に５０ｍｍ以上離れた面内側の領域に設定したので、すなわち、Ｉ／Ｔのピークが発生する周部から面内側の領域に設定したので、周部の冷却速度の低下を防止することができ、周部のＩ／Ｔを小さくするとともに、十分に大きいＥ／Ｃを形成することができる。

また、冷却領域Ｇ１は略四角形としたが、突き上げられる領域によって適宜変更されてよい。例えば、３本のロッドで突き上げる場合は、冷却領域Ｇ１は略三角形でもよい。図と同様に４本のロッドで突き上げる場合でも、冷却領域Ｇ１をガラス板に接触する４つの領域のみに設けてそれぞれ冷却してもよい。

ガラス板Ｇの徐冷中、冷却領域Ｇ１より周部Ｇ２の冷却速度を遅くすることで、周部Ｇ２の温度が高く保たれる。エッジＧ３は周部Ｇ２より早く冷却される。その過程において、エッジＧ３の温度が徐冷点＋２０℃（例えば５７０℃）のときに、エッジＧ３が、エッジの内側（すなわちエッジの内側１０ｍｍに相当する部分）より温度が３℃以上低い状態を形成させることが好ましい。このような温度制御は、例えば、成形炉から徐冷炉へ移動させることで、エッジＧ３が冷却されることで形成できる。または徐冷炉内の雰囲気温度をコントロールすることで実現できる。エッジＧ３とエッジの内側（すなわちエッジから内側の１０ｍｍに相当する部分。図２において線Ｂに相当する部分）とに徐冷点までに所定の温度差を形成しておくことで、充分な応力緩和が期待できる。なお、上記したガラス板ＧのエッジＧ３の温度とは、ガラス板Ｇの最外層部分（すなわちＧ３で示した端面部分）の温度を示す。

また、エッジＧ３の温度が歪点（例えば５１０℃）のときに、エッジＧ３がエッジの内側より温度が８℃以上低い状態を形成させることが好ましい。この状態は、突き上げ部材３６による突き上げ前後を問わない。歪点時点でエッジＧ３とエッジの内側（１０ｍｍ）とに温度差が前記８℃以上あれば、高いＥ／Ｃを得ることができる。

さらに好ましくは、エッジＧ３が徐冷点（例えば５５０℃）のときに、エッジＧ３がエッジの内側より温度が８℃以上低い状態を形成する。これにより、より確実に高いＥ／Ｃの応力分布を形成することができる。

さらに、エッジＧ３の温度が歪点−１０℃（例えば５００℃）よりも高温のときに、突き上げ部材３６によってガラス板Ｇを突き上げることが好ましい。所定の応力分布を得るには、エッジＧ３の温度が歪点までの間、又は歪点−１０℃ぐらいまでの間に、エッジＧ３がエッジの内側（１０ｍｍ）より温度が８℃以上低い状態を、数秒から数十秒の間、維持する必要があると考えられるからである。なお、エッジＧ３の温度が歪点よりも高温の時点で、ガラス板Ｇを突き上げることにより、歪点のときに温度差をつけ易くなるという効果がある。

さらに好ましくは、エッジＧ３の温度が徐冷点（例えば５５０℃）よりも高温のときに、ガラス板Ｇを突き上げる。これにより、より確実に徐冷点でエッジＧ３とエッジの内側（１０ｍｍ）とに温度差を８℃以上形成することができる。

ガラス板を突き上げ部材によって突き上げる目的は、突き上げ時にエッジＧ３とエッジ内側（１０ｍｍ）で温度差が８℃未満だった場合、突き上げによりエッジＧ３を冷却して、歪点までにエッジＧ３とエッジの内側（１０ｍｍ）とに温度差を８℃以上つけることにある。ガラス板を突き上げなければ、成形型１６の熱容量が大きく、成形型１６の温度が下がりにくいため、成形型１６に接しているエッジＧ３の冷却が遅くなり、エッジＧ３とエッジ内側（１０ｍｍ）で温度差が８℃以上にならない。

また、徐冷ゾーンの雰囲気温度が低いため、ガラス板が徐冷ゾーンに入った瞬間にエッジＧ３とエッジ内側（１０ｍｍ）での温度差が付きやすく、ガラス板の突き上げ時にエッジＧ３とエッジ内側（１０ｍｍ）の温度差がすでに８℃以上のときもある。その場合は、突き上げにより、歪点までエッジＧ３とエッジの内側（１０ｍｍ）との温度差を維持する必要がある。突き上げなければ、成形型１６の温度は下がりにくいため、成形型１６に接しているエッジＧ３の温度も下がりにくくなり、エッジ内側（１０ｍｍ）との温度差が小さくなる。

さらに好ましくは、ガラス板Ｇを徐冷点＋３２℃（例えば５８２℃）以上に加熱した後、徐冷する。このように高温状態を作ることによって、確実に応力を緩和させることができる。

なお、実施の形態では、徐冷点、歪点は、ソーダライムガラスの一例を記載したが、ガラスの組成によって適宜変更されるものである。１枚のガラス板Ｇをリング状の成形型１６に載置して加熱し曲げ成形したが、２枚のガラス板を重ねた状態で成形型１６に載置して加熱してガラス板の自重により曲げ成形してもよい。
２枚のガラス板を重ねた状態で成形型１６に載置して加熱してガラス板の自重により曲げ成形する場合の各種条件も、前述した１枚のガラス板Ｇをリング状の成形型１６に載置して加熱し曲げ成形する場合において説明した各種条件を同様に採用することができる。
なお、２枚のガラス板を重ねた状態で成型型に載置されたガラス板の突き上げられる領域を突き上げ部材によりが突き上げる場合においては、突き上げ部材が当接する側のガラス板、即ち下側のガラス板の突き上げられる領域を、前記ガラス板のエッジより早く歪点以下まで冷却した後に、前記突き上げ部材により前記ガラス板を突き上げることは必要である。載置された２枚のガラス板のうち上側のガラス板の突き上げられる領域も突き上げ部材が当接する前に前記ガラス板のエッジより早く歪点以下まで冷却することが好ましいが、上側のガラス板においては、必ずしも突き上げ部材が当接する前に突き上げられる領域をガラス板のエッジより早く歪点以下まで冷却しなくてもよい。
また、実施の形態では、ガラス板Ｇを成形型１６に載置して加熱し、ガラス板の自重により曲げ成形したが、加熱されたガラス板を成形型に載置した後、プレス手段でガラス板をプレスして曲げ成形してもよい。

図１に示す曲げ成形装置１４において、離型剤を介して板厚が２ｍｍのガラス板を２枚重ねて、ガラス板のエッジを支持するように成形型１６に載置し、加熱炉１２を通過させて、曲げ成形した。続いて、成形したガラス板を徐冷炉１０に搬入し、図３に示すように、ガラス板Ｇの冷却領域Ｇ１を冷却装置２０、２２によって冷却した。次に、突き上げ部材３６を駆動し、図４に示すロッド３８によってガラス板Ｇの冷却領域Ｇ１内を突き上げて、ガラス板Ｇを成形型１６から引き離して冷却した。以上のようにして、表１に示す例１から例３の３つの冷却条件で、成形されたガラス板を徐冷した。ガラス板は、徐冷点が５５０℃、歪点が５１０℃であった。例１から例３は本発明の実施例であり、例４と例５は比較例である。例４は冷却装置２０、２２を用いずに徐冷し、歪点より高い温度でガラス板を突き上げた例であり、例５は突き上げを実施しなかった例である。例４および例５における条件は表１に記載の通りである。

このときの温度履歴について図５から図１４に示す。図５、７、９、１１、１３に示すグラフの縦軸はガラス板のエッジＧ３、及び中心（冷却領域Ｇ１に含まれる）の温度履歴を示し、横軸はガラス板の温度計測経過時間（ガラス板の加熱開始からの経過時間）を示している。なお、温度計測開始のタイミングには意味はなく、各例で一致していない。また、図６、８、１０、１２、１４に示すグラフの縦軸はガラス板のエッジＧ３とエッジ内側（１０ｍｍ位置）との温度差を示し、横軸はガラス板の温度計測経過時間を示している。

表１において、「徐冷点＋２０℃」とは、ガラス板のエッジ温度が徐冷点＋２０℃、つまり本実施例では５７０℃のときの条件であり、「突き上げ時」とは、ガラス板が突き上げ部材によって突き上げられたときの条件である。「歪点」とは、ガラス板のエッジ温度が歪点、つまり本実施例では５１０℃のときの条件である。「タイミング」は、それぞれの場合での温度計測開始後の時間であり、「エッジ」は、エッジＧ３の温度を示し、「エッジ内側」は、エッジＧ３より１０ｍｍ内側（線Ｂに相当する部分）の温度を示す。「温度差」は、「エッジ」と「エッジ内側」との温度差を示す。

また上記の条件でガラス板を徐冷したときの歪の発生と応力分布の結果を表２に示す。

図５、７、９によれば、冷却ボックス２４による冷却でエッジＧ３と中心との温度が、突き上げる前に逆転しており、表２に示すように突き上げ時の中心の温度は歪点以下であった。その結果、例１から例３においては、突き上げ部分に大きな歪は発生しなかった。一方、例４は冷却装置２２、２４を用いていないため、図１１に示すようにエッジＧ３と中心との温度が突き上げる時に逆転していない。そして冷却領域Ｇ１の温度が歪点以上であったため、突き上げ部分に大きな歪が発生していた。

また、応力分布は表２に示すとおりであり、例１から例３は、ガラス板に十分なＥ／Ｃを形成し、Ｉ／Ｔを小さくすることができた。一方、例５はガラス板を突き上げなかったため、歪点時に、エッジＧ３とエッジ内側（１０ｍｍ）に８℃以上の温度差を付けることができず、十分なＥ／Ｃを形成できなかった。

本発明によれば、曲げ成形されリング状の成形型に載置された高温のガラス板をそのエッジから内側に５０ｍｍ以上離れた面内領域を突き上げ部材により突き上げて徐冷する際、ガラス板の突き上げられる領域が歪点以下に冷却されているため、突き上げられた領域のガラス板部分に歪を発生させることがない。また、ガラス板のエッジのすぐ内側の平面圧縮応力（すなわちＩ／Ｔ）が形成される領域を突き上げないため、Ｉ／Ｔの値を小さくすることができる。また、ガラス板が突き上げられる際にガラス板のエッジの温度を歪点以上の温度とすることにより、ガラス板のエッジに形成されるＥ／Ｃの値を大きくすることができ、エッジ強度の高いガラス板を得ることができる。本発明により製造されるガラス板は、合わせガラスを製造する際に使用する２枚の素板ガラスとして最適であり、かかる素板ガラスを用いて合わせガラスを製造すれば、エッジ強度が高く、かつＩ／Ｔの低い合わせガラスを得ることができ、自動車、その他車両の合わせガラスとして有用である。
なお、２０１０年２月３日に出願された日本特許出願２０１０−０２２１２０号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。

１０…徐冷炉、１２…加熱炉、１４…合わせガラス用ガラス板製造装置、１６…成形型、１８…台車、２０…冷却装置、２２…冷却装置、２４…冷却ボックス、２６…ブロア、２８…衝立板、３０…通風路、３２…入口、３４…出口、３６…突き上げ部材、３８…ロッド、４０…シリンダ機構、４２…クッション材、４４…シリンダ、４６…ピストン、４８…フレーム

Claims (12)

1. 曲げ成形されリング状の成形型に載置された、歪点以上の高温のガラス板を、突き上げ部材により突き上げて前記成形型から離間させて徐冷するガラス板の徐冷方法において、
   少なくとも前記突き上げ部材が前記ガラス板を突き上げる時に当接する位置を含む領域（以下「突き上げられる領域」という）は、前記ガラス板のエッジから面内側に５０ｍｍ以上離れた領域であり、前記突き上げられる領域を前記ガラス板のエッジより早く歪点より低い温度まで冷却した後に、前記突き上げ部材により前記ガラス板を突き上げることを特徴とするガラス板の徐冷方法。
2. 曲げ成形されリング状の成形型に載置された、歪点以上の高温のガラス板を徐冷するガラス板の徐冷方法において、当該徐冷方法は、ガラス板を突き上げ部材により突き上げて前記成形型から離間させる工程を含み、少なくとも前記突き上げ部材により突き上げられる領域は、前記ガラス板のエッジから面内側に５０ｍｍ以上離れた領域であり、前記突き上げられる領域を前記ガラス板のエッジより早く歪点以下の温度まで冷却した後に、前記突き上げ部材により前記ガラス板を突き上げることを特徴とするガラス板の徐冷方法。
3. 前記突き上げられる領域を前記ガラス板のエッジより早く歪点以下の温度まで冷却した後、当該ガラス板のエッジから内側１０ｍｍに相当する部分の温度がガラス板の歪点−１０℃よりも高い温度である条件のもとで前記ガラス板を突き上げることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の徐冷方法。
4. 前記突き上げられる領域は、輻射冷却装置によって局所的に冷却される請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス板の徐冷方法。
5. 前記輻射冷却装置の前記ガラス板に対向する側の表面の温度を３００〜３５０℃となるように制御することにより前記ガラス板を冷却する請求項４に記載のガラス板の徐冷方法。
6. 前記リング状の成形型には二枚のガラス板が重ね合わせて載置される請求項１から５のいずれか１項に記載のガラス板の徐冷方法。
7. 加熱されて曲げ成形されたガラス板が載置されるリング状の成形型と、前記成形型に載置された前記ガラス板を突き上げることにより前記ガラス板を前記成形型から離間させる突き上げ部材と、を備えたガラス板の徐冷装置において、
   少なくとも前記突き上げ部材が前記ガラス板を突き上げる時に当接する位置を含む領域（以下「突き上げられる領域」という）は、前記ガラス板のエッジから面内側に５０ｍｍ以上離れた領域であり、前記突き上げられる領域の上方又は／及び下方に近接配置された冷却装置を備えたことを特徴とするガラス板の徐冷装置。
8. 前記冷却装置は、前記突き上げられる領域を局所的に冷却する輻射冷却装置である請求項７に記載のガラス板の徐冷装置。
9. 前記輻射冷却装置は、通風路が内部に備えられたケーシングと、該ケーシングの前記通風路にエアを供給するエア供給装置とを備えた請求項８に記載のガラス板の徐冷装置。
10. 前記エア供給装置は、前記通風路に供給するエアの温度を２０〜５０℃に制御するコントローラを備えた請求項９に記載のガラス板の徐冷装置。
11. 前記ケーシングは、ガラス板のエッジから面内側に１００ｍｍ以上離れた領域に配置される大きさである請求項９又は１０に記載のガラス板の徐冷装置。
12. 前記突き上げ部材は、少なくとも３本のロッドからなる部材によって構成され、該少なくとも３本のロッドは、８００×１２００ｍｍの範囲内にすべてが配置される請求項７から１１のいずれか１項に記載のガラス板の徐冷装置。

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