JP2003020236A

JP2003020236A - ガラス板の自重曲げ分割成形型の設計方法

Info

Publication number: JP2003020236A
Application number: JP2001203279A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Matsushita; 嘉光松下; Chie Fukushima; 知絵福島; Koichi Tsujiuchi; 孝市辻内
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-01-24
Also published as: US20040236447A1; US7024264B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ソリッドモデルを扱える３次元ＣＡＤを用い
て、簡便な操作によって短時間にガラス板の自重曲げ成
形型の設計を行う方法を提供する。【解決手段】ガラス形状交換手段２６を用いて、新た
なガラス板の形状に一致するように、既存ソリッドモデ
ル記憶部３１に格納された成形型のソリッドモデルのリ
ングフレームを変形させる。そして、変更パラメータ反
映手段２７を用いて、ソリッドモデルの変更可能なパラ
メータの変更を変形後のソリッドモデルに反映させ、パ
ラメータの適正化を行う。次に、ソリッドモデルのデー
タに拘束条件を加え、回転モーメント解析手段２９を用
いて、分割成形型の回転フレームを回転させる回転モー
メントを算出する。算出された回転モーメントが不適切
な場合には、変更パラメータ反映手段２７を用いて回転
モーメントに影響を与えるパラメータの変更をモデルに
反映し、所望の回転モーメントを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソリッドモデルを
扱える３次元ＣＡＤを用いた、ガラス板の自重曲げ分割
成形型の設計方法に関し、特に、自重曲げ分割成形型の
設計済みのソリッドモデルを利用して新たな分割成形型
の設計を行う、ガラス板の自重曲げ分割成形型の設計方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、ＣＡＤについて説明する。ＣＡＤ
（Computer Aided Design）システムは、広く設計の業
務に用いられている。設計後の製図作業の支援にも用い
られている。またＣＡＤシステムは、コンピュータの発
達と共に、より高度な作業を可能としている。さらに、
ＣＡＤシステムの特徴を最大限に活用しているケースと
しては、既存の設計された形状を修正して活用する場合
が挙げられる。

【０００３】また２次元ＣＡＤのみならず、３次元ＣＡ
Ｄも実用に供されている。この３次元ＣＡＤにおける形
状モデルとしては、ワイヤフレームモデル、サーフェイ
スモデル、ソリッドモデルがある（図２８参照）。

【０００４】まず、ワイヤフレームモデルは、３次元空
間の稜線と頂点による立体で、形状を表現する方法であ
る。２次元の図形にＺ値を付け加えて、３次元空間で取
り扱えるようにしたものと考えてもよい。

【０００５】つぎにサーフェイスモデルは、面を構成す
る「稜線列」で貼り合わされた立体によって、形状を表
現する方法である。つまり、面の境界を構成している稜
線列の情報によって面を定義し、面の組み合わせで立体
を表現する方法である。

【０００６】このように面の情報を持つことによって、
曲面加工への応用や断面図の作成が可能になるなど、そ
の適用範囲は格段に広がりを見せている。

【０００７】以上、簡単に説明したワイヤフレームモデ
ルとサーフェイスモデルでは、立体は線あるいは面とし
て表現されており、その実体がどこにあるかを表す情報
は持っていない。例えば、サーフェイスモデルで作成さ
れたモデルでは、その立体形状の中身が中空なのか、中
実なのかの区別がつけられない。

【０００８】これに対して、ソリッドモデルでは、中身
の詰まった立体によって、形状を表現する方法であり、
その実体がどこにあるかを表す情報を持っており、立体
を完全に表現することができる。

【０００９】ソリッドモデルを使って作成された３次元
形状は、例えば比重のデータを与えるだけで、重量や重
心などのマスプロパティ計算や、部品間の干渉のチェッ
ク、ＮＣプログラミング、機構解析、シェーディング、
隠線消去表示、２次元図面の作成など様々な利用におい
て、非常に有効である。

【００１０】なおソリッドモデルでは、データ構造が複
雑となり、形状の変更や表示のためにコンピュータの計
算負荷が大きく、処理時間が長くなる、という実用面で
の制約を受けることがある。

【００１１】またＣＡＤシステムにおいては、例えば相
似形で、寸法だけが異なるような部品の設計には、パラ
メトリック設計手法なる機能が開発されている。これ
は、寸法値を変更するだけで自動的に図形を再構築する
方法である。

【００１２】さらに設計作業においては、繰り返し使わ
れる図形や部品が数多くある。これらは、「パーツ」や
「フィギュア」などと呼ばれている。ソリッドモデラに
おいては、これらのパーツを別画面で組み合わせて最終
的な設計を行う。

【００１３】つぎに、ウインドシールドガラスについて
説明する。自動車用のウインドシールドガラスは、破損
時におけるドライバーの視界確保のために、合わせガラ
スで構成されている。この合わせガラスは、２枚のガラ
ス板を、例えばポリビニルブチラールなどの熱可塑性樹
脂からなる中間膜を介して、接着したものである（図２
９参照）。

【００１４】この合わせガラスを構成する２枚のガラス
板は、貼り合わせるために、ほぼ同一形状を有している
必要がある。

【００１５】そこで、この２枚のガラス板は、フロート
法により製造された平坦な素板より所定寸法に切断され
た後、リング状の成形型に載せられて、加熱炉内に搬入
される。そして２枚のガラス板は、炉内にて軟化温度ま
で加熱され、その自重によって変形し、所定の形状が付
与される。このとき、２枚のガラス板の形状は互いにほ
ぼ同一となり、合わせガラスを構成するのに好適であ
る。

【００１６】なお、多く用いられているウインドシール
ドガラスの形状においては、左右の両端部の曲がりの大
きなことが多い。平坦なガラス板をこのような形状に成
形するには、単なるリング状の成形型では不十分な場合
が多く、左右両端部が分割されたリング状の成形型が開
発され、実用に供されている（図３０参照）。

【００１７】ところで、乗用車ではその大きさや形態が
変化しても、ウインドシールドガラスの形状そのものは
あまり変化しない。その大きさが相似的に変化するか、
特定部分の寸法が変化する場合がほとんどである。

【００１８】したがって、新たなウインドシールドガラ
スを製造しようとするとき、すでに作製されたモデルを
修正して、新たな成形型のモデルを作製することが可能
となる。

【００１９】一方、自動車の開発においては、その開発
期間のますますの短縮化が求められている。特に、プラ
ットホーム（車台）を共通とする車種においては、その
開発期間が、新たにプラットホームを開発する自動車の
場合よりもさらに短くなっている。このため、ウインド
シールドガラスの製造においても、より短納期での対応
が求められている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】そこで、既存の成形型
のモデルを修正して対応することが有効な手段となる。
しかし、３次元ＣＡＤを用いて成形型のモデルを修正す
る場合、成形型を構成する個々のパーツを修正条件にし
たがい、一つ一つ修正変更していたのでは、非常に効率
の悪い作業となる。

【００２１】また、各パーツ間の相互干渉など拘束条件
も考慮しなければならず、その修正変更作業を短時間で
やり遂げることは、困難である場合が多い。

【００２２】さらに、あるパーツの寸法等を変更した場
合に、その影響を他のパーツへ正確に反映させるために
は、多くの工数が必要になるという問題がある。従っ
て、既存の成形型のモデルに修正を加えた場合に、修正
の結果が所定の設計目標を達成するか否か評価すること
が容易でない。

【００２３】そこで本発明は、上述した状況を鑑みなさ
れたものであって、ソリッドモデルを扱える３次元ＣＡ
Ｄを用いた、ガラス板の自重曲げ分割成形型の設計方法
において、簡便な操作によって短時間に成形型の設計を
行いうる方法を提供する。

【００２４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、ソリ
ッドモデルを扱える３次元ＣＡＤを用いた、ガラス板の
自重曲げ分割成形型の設計方法において、設計しようと
する成形型の対象となるガラス板の曲げ形状データが与
えられ、自重曲げ分割成形型の既存ソリッドモデルを、
ソリッドモデル・データベースから取り出し、取り出し
た既存ソリッドモデルを構成するリングフレームの、少
なくとも寸法と形状とを決定しているガラス板の曲げ形
状データと、与えられたガラス板の曲げ形状データとを
置き換え、取り出した既存ソリッドモデルが有する設計
値に対して、ガラス板の曲げ形状データの置き換えによ
って変更が必要となる設計値を自動的に変更し、変更が
必要とならない設計値を自動的に引き継いで取り出した
既存ソリッドモデルを作り替え、与えられたガラス板用
の自重曲げ分割成形型のソリッドモデルを生成し、取り
出した既存ソリッドモデルから生成したソリッドモデル
が引き継いだ設計値のうち、変更可能な所定のパラメー
タの値が所定の設計基準を満たすか否か判断し、所定の
パラメータの値が、所定の設計基準を満たさない場合に
は、所定のパラメータの値を変更し、所定のパラメータ
の値の変更によって変更が必要となる他の設計値を自動
的に変更し、所定の設計基準を満たすまで、所定のパラ
メータの値の変更を繰り返し、所定のパラメータの値
が、所定の設計基準を満たす場合には、ソリッドモデル
のデータに基づいて自動的に図面を作成するようにし
た。

【００２５】また、本発明は、ソリッドモデルを扱える
３次元ＣＡＤを用いた、ガラス板の自重曲げ分割成形型
の設計方法において、設計しようとする成形型の対象と
なるガラス板の曲げ形状データが与えられ、設計しよう
とする成形型と基本構造を同一とする自重曲げ分割成形
型の既存ソリッドモデルを、ソリッドモデル・データベ
ースから取り出し、取り出した既存ソリッドモデルを構
成するリングフレームの、少なくとも寸法と形状とを決
定しているガラス板の曲げ形状データと、与えられたガ
ラス板の曲げ形状データとを置き換え、取り出した既存
ソリッドモデルが有する設計値に対して、ガラス板の曲
げ形状データの置き換えによって変更が必要となる設計
値を自動的に変更し、変更が必要とならない設計値を自
動的に引き継いで取り出した既存ソリッドモデルを作り
替え、与えられたガラス板用の自重曲げ分割成形型のソ
リッドモデルを生成し、取り出した既存ソリッドモデル
から生成したソリッドモデルが引き継いだ設計値のう
ち、変更可能な所定のパラメータの値が所定の設計基準
を満たすか否か判断し、所定のパラメータの値が、所定
の設計基準を満たさない場合には、所定のパラメータの
値を変更し、所定のパラメータの値の変更によって変更
が必要となる他の設計値を自動的に変更し、所定の設計
基準を満たすまで、所定のパラメータの値の変更を繰り
返し、所定のパラメータの値が、所定の設計基準を満た
す場合には、ソリッドモデルのデータに基づいて自動的
に図面を作成するようにした。

【００２６】さらに、これらの場合において、ソリッド
モデル・データベースは、成形型の対象となるガラス板
の形状上の特徴に基づいて分類された複数の分割成形型
の既存ソリッドモデルを格納し、ソリッドモデル・デー
タベースから取り出された自重曲げ分割成形型の既存ソ
リッドモデルは、与えられたガラス板の曲げ形状との類
似度が高い形状のガラス板用に設計された自重曲げ分割
成形型の既存ソリッドモデルであるようにした。

【００２７】また、上記の場合において、所定のパラメ
ータの値が、所定の設計基準を満たす場合には、ソリッ
ドモデルを構成する各構成部品の動きを拘束する拘束条
件を与えて解析モデルを作成し、解析モデルを用いて分
割成形型の解析を行い、ガラス板の自重曲げ分割成形型
が備える回転フレームを、所定の回転軸を中心として回
転させる回転モーメントを算出し、算出した回転モーメ
ントが、所定の設計基準モーメントを満たすか否か判断
し、算出した回転モーメントが、所定の設計基準モーメ
ントを満たさない場合には、所定のパラメータの値を変
更し、所定のパラメータの値の変更によって変更が必要
となる他の設計値を自動的に変更し、所定の設計基準モ
ーメントを満たすまで、所定のパラメータの値の変更を
繰り返すようにした。

【００２８】さらに、回転フレームと、この回転フレー
ムを所定の回転軸を中心として回転させる回転モーメン
トを調整するためのカウンタウエイトとを備えるガラス
板の自重曲げ分割成形型において、上記の所定のパラメ
ータの値が、所定の設計基準を満たす場合には、ソリッ
ドモデルを構成する各構成部品の動きを拘束する拘束条
件を与えて解析モデルを作成し、解析モデルを用いて分
割成形型の解析を行い、回転モーメントを算出し、算出
した回転モーメントが、所定の設計基準モーメントを満
たすか否か判断し、算出した回転モーメントが、所定の
設計基準モーメントを満たさない場合には、カウンタウ
エイトのバランスを調整し、所定の設計基準モーメント
を満たすまで、カウンタウエイトのバランスの調整を繰
り返すようにした。

【００２９】なお、本明細書において設計値とは、ソリ
ッドモデルを定義するための設計情報である。例えば、
ソリッドモデルの構成部品の寸法，位置，形状等の情報
が該当する。

【００３０】また、本明細書における手段は、ハードウ
ェア、ソフトウェアまたはハードウェアおよびソフトウ
ェアの組み合わせにより実現可能である。ハードウェア
およびソフトウェアの組み合わせによる実行は、例え
ば、所定のプログラムを有するコンピュータ・システム
における実行が該当する。

【００３１】そして、１つの手段が有する機能が２つ以
上のハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェアお
よびソフトウェアの組み合わせにより実現されても、２
つ以上の手段の機能が１つのハードウェア、ソフトウェ
アまたはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせ
により実現されても良い。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態として、ま
ず、本発明に係る分割成形型の設計方法によって設計さ
れるガラス板の自重曲げ分割成形型について説明する。
なお、以下の説明においては、自動車ガラス（ウインド
シールドガラス）を、ガラス板の例として用いて説明す
る。

【００３３】（第１の分割成形型）まず、第１の分割成
形型を用いて、自重曲げ分割成形型の基本的な構成およ
び動作を説明する。ここで、図１は、第１の自重曲げ分
割成形型の構成を示す構成図であり、図２は、第１の自
重曲げ分割成形型のリングフレームにおける最終的な形
状を模式的に示す図である。なお、図１に示されたＡの
方向を分割成形型の前側として説明する。

【００３４】図１に示されるように、第１の自重曲げ分
割成形型は、ベースフレーム２と、このベースフレーム
２上に設けられたリングフレーム１とから構成される。

【００３５】リングフレーム１は、図２に示されるよう
に、所定の自動車ガラスの湾曲形状（製品形状）に対応
した成形面１１を上面側に有し、この成形面１１は、載
置されるガラス板の周縁部を支持する。

【００３６】そして、リングフレーム１は、所定の分割
位置Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓで分割される。その結果、全体のリ
ングフレーム１は、図１に示されるように、前側中央フ
レーム３Ａと、後側中央フレーム３Ｂと、中央フレーム
３Ａ，３Ｂの長さ方向の両側に配置された左側回転フレ
ーム４および右側回転フレーム５とから構成される。な
お、左側回転フレーム４および右側回転フレーム５の双
方は、図示されるようにコの字形状を有する。

【００３７】前側中央フレーム３Ａは、ベースフレーム
２に設けられた支柱６Ａ，６Ａによって支持されてお
り、そして、後側中央フレーム３Ｂは、ベースフレーム
２に設けられた支柱６Ｂ，６Ｂによって支持されてい
る。

【００３８】また、ベースフレーム２の前側梁部材２Ａ
の両端部付近には、支柱７Ａと、支柱９Ａとが設けられ
ており、ベースフレーム２の後側梁部材２Ｂの両端部付
近には、支柱７Ｂと、支柱９Ｂとが設けられている。左
側回転フレーム４は、支柱７Ａ，７Ｂによって回転可能
に支持される。そして、右側回転フレーム５は、支柱９
Ａ，９Ｂによって回転可能に支持される。

【００３９】また、この例においては、左側回転フレー
ム４は、支点８Ａ−８Ｂを結ぶ軸を回転軸として回転可
能であり、右側回転フレーム５は、支点１０Ａ−１０Ｂ
を結ぶ軸を回転軸として回転可能である。加えて、回転
方向としては、リングフレーム１の中心方向に対して、
正逆両方向に回転可能である。以下においては、このリ
ングフレーム１の中心方向への回転を、リングフレーム
１の内側への回転と称し、リングフレーム１の中心方向
とは逆方向への回転を、リングフレーム１の外側への回
転と称する。

【００４０】次に、第１の自重曲げ分割成形型の動作に
ついて説明する。ここで、図３および図４は、第１の自
重曲げ分割成形型の動作を説明する図である。

【００４１】まず、左側回転フレーム４および右側回転
フレーム５をリングフレーム１の外側へ回転させ、図３
に示されるように、リングフレーム１が分割位置近傍で
屈曲した屈曲状態を得る。この状態において、曲げ成形
前のガラス板（平板）１２が、リングフレーム１の成形
面１１上に載置され、載置されたガラス板１２の周縁部
の一部がリングフレーム１の一部と接することによっ
て、ガラス板が略水平に支持される（リングフレームの
この状態を、以下平板載置状態という）。

【００４２】次に、ガラス板１２を載置した分割成形型
を図示しない加熱炉に搬入し、ガラス板１２を軟化温度
まで加熱する。ガラス板１２が軟化するにつれて、左側
回転フレーム４および右側回転フレーム５が、リングフ
レーム１の内側へ回転していく。そして、最終的には、
リングフレーム１の成形面１１が、図４に示されるよう
にガラス板１２の製品形状を有することとなる。

【００４３】分割成形型は、この製品形状の成形面１１
によってガラス板１２を成形し、所望の製品形状をガラ
ス板１２に付与する。

【００４４】このようにして、自重曲げ分割成形型は、
平板状のガラス板に曲げ成形を加えることにより、ガラ
ス板に所望の湾曲形状を付与する。しかしながら、種々
の要因により、回転フレームの回転が不適切になること
がある。

【００４５】例えば自動車ガラス（ウィンドシールドガ
ラス）の中央部分の曲率が小さく、左右周辺部分の曲率
が急激に大きくなる場合には、ガラス板が十分に軟化し
た場合であっても、回転フレームが、リングフレーム１
の内側へ回転しきれないことがある。

【００４６】このような場合には、回転フレームをリン
グフレームの内側へ回転させる回転モーメントを調整す
ることにより、回転フレームを適切に回転させてガラス
板を成形するとよい。

【００４７】（第２の分割成形型）次に、第２の自重曲
げ分割成形型について、図５および図６を参照して説明
する。図５は、第２の自重曲げ分割成形型の構成を示す
構成図であり、分割成形型を前側から見た正面図であ
る。また、図６は、第２の自重曲げ分割成形型の構成を
示す構成図であり、分割成形型の平面図である。なお、
第１の自重曲げ分割成形型の構成要素と同じ要素につい
ては、同一の符号を付す。

【００４８】図５および図６に示されるように、第２の
自重曲げ分割成形型は、前側に、支柱７Ａに設けられた
吊りプレート１３Ａと、支柱９Ａに設けられた吊りプレ
ート１７Ａとを備え、後側に、支柱７Ｂに設けられた吊
りプレート１３Ｂと、支柱９Ｂに設けられた吊りプレー
ト１７Ｂとを備える。

【００４９】吊りプレート１３Ａの一端は、回転軸を介
して回転可能に支柱７Ａに接続されている。また、吊り
プレート１７Ａの一端は、回転軸を介して回転可能に支
柱９Ａに接続されている。すなわち、吊りプレート１３
Ａは、支点１６Ａを中心に回転可能であり、吊りプレー
ト１７Ａは、支点２０Ａを中心に回転可能である。

【００５０】そして、吊りプレート１３Ａの他端は、回
転軸を介して相互に回転可能に左側回転フレーム４に接
続されている。また、吊りプレート１７Ａの他端は、回
転軸を介して相互に回転可能に右側回転フレーム５に接
続されている。すなわち、吊りプレート１３Ａと左側回
転フレーム４とは、支点１５Ａを中心に相互に回転可能
であり、吊りプレート１７Ａと右側回転フレーム５と
は、支点１９Ａを中心に相互に回転可能である。

【００５１】同様に、吊りプレート１３Ｂの一端は、回
転軸を介して回転可能に支柱７Ｂに接続されている。ま
た、吊りプレート１７Ｂの一端は、回転軸を介して回転
可能に支柱９Ｂに接続されている。すなわち、吊りプレ
ート１３Ｂは、支点１６Ｂを中心に回転可能であり、吊
りプレート１７Ｂは、支点２０Ｂを中心に回転可能であ
る。

【００５２】そして、吊りプレート１３Ｂの他端は、回
転軸を介して相互に回転可能に左側回転フレーム４に接
続されている。また、吊りプレート１７Ｂの他端は、回
転軸を介して相互に回転可能に右側回転フレーム５に接
続されている。すなわち、吊りプレート１３Ｂと左側回
転フレーム４とは、支点１５Ｂを中心に相互に回転可能
であり、吊りプレート１７Ｂと右側回転フレーム５と
は、支点１９Ｂを中心に相互に回転可能である。

【００５３】さらに、左側回転フレーム４の前側は、回
転軸を介して相互に回転可能に前側中央フレーム３Ａに
連結されている。また、左側回転フレーム４の後側も、
回転軸を介して相互に回転可能に後側中央フレーム３Ｂ
に連結されている。同様に、右側回転フレーム５の前側
は、回転軸を介して相互に回転可能に前側中央フレーム
３Ａに連結されている。また、右側回転フレーム５の後
側も、回転軸を介して相互に回転可能に後側中央フレー
ム３Ｂに連結されている。

【００５４】すなわち、左側回転フレーム４と、中央フ
レーム３Ａおよび３Ｂとは、支点１４Ａ−１４Ｂを結ぶ
軸を回転軸として相互に回転可能である。また、右側回
転フレーム５と、中央フレーム３Ａおよび３Ｂとは、支
点１８Ａ−１８Ｂを結ぶ軸を回転軸として相互に回転可
能である。

【００５５】次に、第２の自重曲げ分割成形型の動作に
ついて説明する。第２の自重曲げ分割成形型の動作は、
第１の自重曲げ分割成形型の動作と基本的に共通する。

【００５６】すなわち、左側回転フレーム４および右側
回転フレーム５をリングフレーム１の外側へ回転させ、
図５に示されるような屈曲状態を得る。この状態におい
て、曲げ成形前のガラス板（平板）１２が、リングフレ
ーム１の成形面１１上に載置され、載置されたガラス板
１２の周縁部の一部がリングフレーム１の一部と接する
ことによって、ガラス板が略水平に支持される。

【００５７】次に、ガラス板１２を載置した分割成形型
を図示しない加熱炉に搬入し、ガラス板１２を軟化温度
まで加熱する。ガラス板１２が軟化するに従って、左側
回転フレーム４および右側回転フレーム５が、リングフ
レーム１の内側へ回転していく。そして、最終的には、
リングフレーム１の成形面１１が、ガラス板１２の製品
形状を有することとなる。

【００５８】なお、第２の自重曲げ分割成形型において
は、左側回転フレーム４を、支点１４Ａ−１４Ｂを結ぶ
軸を回転軸として回転させる回転モーメント、および、
右側回転フレーム５を、支点１８Ａ−１８Ｂを結ぶ軸を
回転軸として回転させる回転モーメントが存在する。

【００５９】支点１４Ａ，１４Ｂ，１８Ａおよび１８Ｂ
（以下連結点という）の位置、分割位置（Ｐ，Ｑ，Ｒ，
Ｓ）、支点１５Ａ，１５Ｂ，１９Ａおよび１９Ｂ（以下
吊り点という）の位置等が、これらの回転モーメントを
決定する決定要素である。

【００６０】従って、これらの決定要素の値を変更する
ことより、回転モーメントを調整することができる。

【００６１】（第３の分割成形型）次に、第３の自重曲
げ分割成形型について、図７を参照して説明する。図７
は、第３の自重曲げ分割成形型の構成を示す構成図であ
り、分割成形型を前側から見た正面図である。なお、第
１および第２の自重曲げ分割成形型の構成要素と同じ要
素については、同一の符号を付す。

【００６２】図７に示されるように、第３の自重曲げ分
割成形型においては、前側中央フレーム３Ａは、ベース
フレーム２に設けられた支柱６Ａ，６Ａによって固定さ
れており、そして、後側中央フレーム３Ｂは、ベースフ
レーム２に設けられた支柱６Ｂ，６Ｂによって固定され
ている。

【００６３】また、左側回転フレーム４の前側は、回転
軸を介して回転可能に前側中央フレーム３Ａに連結され
ている。また、左側回転フレーム４の後側も、回転軸を
介して回転可能に後側中央フレーム３Ｂに連結されてい
る。同様に、右側回転フレーム５の前側は、回転軸を介
して回転可能に前側中央フレーム３Ａに連結されてい
る。また、右側回転フレーム５の後側も、回転軸を介し
て回転可能に後側中央フレーム３Ｂに連結されている。

【００６４】すなわち、左側回転フレーム４は、支点１
４Ａ−１４Ｂを結ぶ軸を回転軸として回転可能である。
また、右側回転フレーム５は、支点１８Ａ−１８Ｂを結
ぶ軸を回転軸として回転可能である。

【００６５】さらに、左側回転フレーム４は、カウンタ
ウエイト２１を備えており、右側回転フレーム５は、カ
ウンタウエイト２２を備えている。

【００６６】次に、第３の自重曲げ分割成形型の動作に
ついて説明する。第３の自重曲げ分割成形型の動作は、
第１の自重曲げ分割成形型の動作と基本的に共通する。

【００６７】すなわち、左側回転フレーム４および右側
回転フレーム５をリングフレーム１の外側へ回転させ、
図７に示されるような屈曲状態を得る。この状態におい
て、曲げ成形前のガラス板（平板）１２が、リングフレ
ーム１の成形面１１上に載置され、略水平に支持され
る。

【００６８】次に、ガラス板１２を載置した分割成形型
を図示しない加熱炉に搬入し、ガラス板１２を軟化温度
まで加熱する。ガラス板１２が軟化するに従って、左側
回転フレーム４および右側回転フレーム５が、リングフ
レーム１の内側へ回転していく。そして、最終的には、
リングフレーム１の成形面１１が、ガラス板１２の製品
形状を有することとなる（図中の２点鎖線で示され
る）。

【００６９】なお、第３の自重曲げ分割成形型において
は、左側回転フレーム４を、支点１４Ａ−１４Ｂを結ぶ
軸を回転軸として回転させる回転モーメント、および、
右側回転フレーム５を、支点１８Ａ−１８Ｂを結ぶ軸を
回転軸として回転させる回転モーメントが存在する。

【００７０】連結点１４Ａ，１４Ｂ，１８Ａおよび１８
Ｂの位置、分割位置（Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ）、カウンタウエ
イトのバランス（重量，位置）等が、これらの回転モー
メントを決定する決定要素である。

【００７１】従って、これらの決定要素の値を変更する
ことより、回転モーメントを調整することができる。

【００７２】なお、以上において説明したガラス板の自
重曲げ分割成形型は例示にすぎず、本発明を、これらに
限定する意ではない。

【００７３】（３次元ＣＡＤシステムの構成）次に、本
発明の実施の形態に係るガラス板の自重曲げ分割成形型
の設計方法に用いられる３次元ＣＡＤシステムについ
て、添付した図面を参照して説明する。ここで、図８
は、本発明の実施の形態に係る３次元ＣＡＤシステムの
構成を示すブロック図である。

【００７４】図８に示されるように、本発明の実施の形
態に係る３次元ＣＡＤシステムは、入力手段２５と、ガ
ラス形状交換手段２６と、変更パラメータ反映手段２７
と、平板載置状態算出手段２８と、回転モーメント解析
手段２９と、設計図面作成手段３０と、既存ソリッドモ
デル記憶部３１と、拘束条件記憶部３２とを備える。

【００７５】入力手段２５は、キーボード，マウス，タ
ッチパネル等の入力装置、あるいは、所定のネットワー
クを介して他のコンピュータからデータを受け取る通信
手段等によって実現される。この入力手段２５から入力
されたデータは、図示しない入出力インターフェースを
介して図示しないメインメモリ等に伝送される。

【００７６】また、ガラス形状交換手段２６，変更パラ
メータ反映手段２７，平板載置状態算出手段２８，回転
モーメント解析手段２９および設計図面作成手段３０
は、例えば所定のプログラムをコンピュータ上で実行す
ることによって実現可能である。

【００７７】そして、既存ソリッドモデル記憶部３１お
よび拘束条件記憶部３２は、例えば主記憶装置，補助記
憶装置等の記憶装置を用いることによって実現可能であ
る。

【００７８】既存ソリッドモデル記憶部３１には、既に
設計された分割成形型のソリッドモデルが、既存ソリッ
ドモデル・データとして格納されている。

【００７９】ここで、既存ソリッドモデル記憶部３１に
格納される分割成形型の既存ソリッドモデルについて図
を参照して説明する。ここで、図９は、分割成形型で成
形されるウィンドシールドガラスの代表的な形状を示す
図である。

【００８０】既存ソリッドモデル記憶部３１に格納され
る既存ソリッドモデルは、一つであってもよく、複数で
あってもよい。そして、複数の既存ソリッドモデルを格
納する場合には、例えば、各々の基本構造が異なる複数
の成形型の既存ソリッドモデルを格納してもよい。さら
に、各基本構造ごとに、（例えば、成形型の対象となる
ガラス板の形状上の特徴に従って分類される）複数の成
形型の既存ソリッドモデルを格納してもよい。

【００８１】具体的には、成形型の基本構造は、例え
ば、分割成形型，非分割の成形型に分類でき、分割成形
型の中で、３分割された分割成形型，２分割された分割
成形型等に分類できる。また、吊りプレートの有無，カ
ウンタウエイトの有無等によって分類することもでき
る。さらに、自動車ガラス用，建築ガラス用等に分類す
ることもできる。そして、自動車ガラスの中で、ウイン
ドシールドガラス用，ドアガラス用，リアウインドガラ
ス用等に分類することもできる。

【００８２】また、成形型の対象となるガラス板の形状
は、上下左右辺の長さの比率，コーナー部分の曲率等の
形状上の特徴に基づいて分類することができる。例えば
乗用車用のウインドシールドガラスの形状は、図９に示
されるように、いくつかの代表的な形状に分類すること
ができる。

【００８３】従って、例えば、ウインドシールドガラス
用の成形型の場合には、３分割された分割成形型を基本
構造とし、この基本構造において、ウインドシールドガ
ラスの代表的な形状の類型に従って分類される複数の分
割成形型の既存ソリッドモデルを格納するようにしても
よい。

【００８４】（ソリッドモデルの作成）次に、３次元Ｃ
ＡＤを用いて、既存ソリッドモデル記憶部３１に格納さ
れる分割成形型のソリッドモデルを作成する方法につい
て、図面を参照して説明する。ここで、図１０は、自動
車ガラス（ウインドシールドガラス）の形状例を示す図
であり、図１１〜図１８は、ソリッドモデルの定義例を
説明する図である。

【００８５】ソリッドモデルの作成は、そのソリッドモ
デルを構成する構成部品を定義することによって行われ
る。構成部品は、形状，寸法，位置等の設計値を用いて
定義される。

【００８６】この設計値は、属性に基づいて、固定設計
値，変更可能なパラメータ，従属設計値に分類される。

【００８７】固定設計値とは、ソリッドモデル内におい
て、所定の構成部品の変化しない設計値をいう。例え
ば、ベースフレームの横幅は、分割成形型が搬入される
加熱炉の寸法に合わせて固定される。また、支柱の形状
および寸法等も固定設計値に該当する。

【００８８】次に、変更可能なパラメータとは、所定の
構成部品の任意に変更可能な設計値をいう。例えば、リ
ングフレームの分割位置は、変更可能なパラメータとし
て定義される。これにより、分割位置を任意に変更する
ことが可能となる。

【００８９】また、従属設計値とは、ある設計値（基礎
設計値）を基準とし、この基礎設計値を、設定された所
定の公式，関数等に与えることによって求められる設計
値をいう。例えば、ある構成部品の位置を基準として定
まる他の構成部品の位置が該当する。

【００９０】具体的には、リングフレームの形状および
寸法は、ガラス板の曲げ形状および寸法を基準として決
定される。また、吊りプレートの位置は、吊り点の位置
を基準として決定される。

【００９１】なお、基礎設計値が変更可能なパラメータ
の場合には、パラメータの変更に従って従属設計値も変
更することとなる。

【００９２】次に、上記で説明した第２の自重曲げ分割
成形型を例として、ソリッドモデル作成方法の一例を説
明する。まず、分割成形型の設計対象となるガラス板の
形状データとして、例えば、図１０に示されるような自
動車ガラス（ウインドシールドガラス）の形状データが
与えられる。

【００９３】次に、構成部品として、この自動車ガラス
の形状に沿ったリングフレーム１を作成する。作成され
たリングフレーム１においては、図１１に示されるよう
に、成形面１１が自動車ガラスの周縁部と同一の形状を
有することとなる。

【００９４】次に、分割位置Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓを決定す
る。分割位置は、例えば図１２に示されるように、リン
グフレーム１の前後方向に中心線Ｌ−Ｌ１を引き、この
中心線から所定の距離（ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２）に設
定する。図１２においては、ａ１＝Ｐ，ａ２＝Ｑ，ｂ１
＝Ｒ，ｂ２＝Ｓとなる。

【００９５】なお、これらのａ１，ａ２，ｂ１およびｂ
２の値は、変更可能なパラメータとして設定する。この
ようにすることにより、ａ１，ａ２，ｂ１およびｂ２の
値を変更することによって分割位置Ｐ，Ｑ，ＲおよびＳ
の位置を変更することができる。

【００９６】次に、連結点１４Ａ，１４Ｂ，１８Ａおよ
び１８Ｂの位置を決定する。連結点の位置は、例えば図
１３に示されるように、リングフレーム１の中心線Ｌ−
Ｌ１から所定の距離（ａ３，ａ４，ｂ３，ｂ４）に設定
する。そして、高さ方向の位置は、例えばリングフレー
ム１の上面の所定の位置を基準として設定する。図１３
においては、ａ３＝１４Ａ，ａ４＝１４Ｂ，ｂ３＝１８
Ａ，ｂ４＝１８Ｂとなる。

【００９７】なお、これらのａ３，ａ４，ｂ３およびｂ
４の値は、変更可能なパラメータとして設定する。この
ようにすることにより、ａ３，ａ４，ｂ３およびｂ４の
値を変更することによって連結点１４Ａ，１４Ｂ，１８
Ａおよび１８Ｂの位置を変更することができる。

【００９８】次に、吊り点１５Ａ，１５Ｂ，１９Ａおよ
び１９Ｂの位置を決定する。吊り点の位置は、例えば図
１４に示されるように、リングフレーム１の中心線Ｌ−
Ｌ１から所定の距離（ａ５，ａ６，ｂ５，ｂ６）の外形
線上に設定する。そして、高さ方向の位置は、例えばリ
ングフレーム１の下面の所定の位置を基準として設定す
る。図１４においては、ａ５＝１５Ａ，ａ６＝１５Ｂ，
ｂ５＝１９Ａ，ｂ６＝１９Ｂとなる。

【００９９】なお、これらのａ５，ａ６，ｂ５およびｂ
６の値は、変更可能なパラメータとして設定する。この
ようにすることにより、ａ５，ａ６，ｂ５およびｂ６の
値を変更することによって吊り点１５Ａ，１５Ｂ，１９
Ａおよび１９Ｂの位置を変更することができる。

【０１００】次に、吊りプレート１３Ａ，１３Ｂ，１７
Ａおよび１７Ｂを設定する。吊りプレートは、例えば所
定の寸法の直方体とする。そして、吊りプレートの位置
は、吊り点の位置を基準として決定される。例えば図１
５に示されるように、吊り点１５ＡからＸ１外側の位置
ｍ１を吊りプレート１３Ａの下側回転軸の中心とする。
次に、この下側回転軸の中心ｍ１から鉛直線上にＹ１上
方の位置ｎ１を吊りプレート１３Ａの上側回転軸の中心
とする。

【０１０１】同様にして、他の吊りプレート１３Ｂ，１
７Ａおよび１７Ｂも、吊り点１５Ｂ，１９Ａおよび１９
Ｂの位置を基準として設定される。

【０１０２】次に、支点１６Ａ，１６Ｂ，２０Ａおよび
２０Ｂ（以下、支柱接続点という）の位置を決定する。
支柱接続点の位置は、吊りプレートの上側回転軸の中心
位置を基準として決定される。例えば図１６に示される
ように、支柱接続点１６Ａの位置は、吊りプレート１３
Ａの上側回転軸の中心ｎ１からＸ２外側の位置に設定さ
れる。同様にして、他の支柱接続点１６Ｂ，２０Ａおよ
び２０Ｂの位置も設定される。

【０１０３】次に、支柱の位置を決定する。支柱の位置
は、支柱接続点の位置を基準とし、これらの支柱接続点
が支柱内の所定の範囲に含まれるような位置に決定され
る。例えば、支柱は、図１７に示されるように、支柱接
続点が支柱の鉛直方向の中心線上の所定の高さに含まれ
るような位置に設定される。

【０１０４】次に、ベースフレーム２の寸法が決定され
る。ベースフレーム２は、例えば幅が一定の４本の梁部
材からなり、矩形形状を有する。ベースフレーム２の寸
法は、支柱の位置を基準として決定される。例えば図１
８に示されるように、ベースフレーム２の外周寸法は、
支柱７Ａ，７Ｂ，９Ａおよび９Ｂの各々がベースフレー
ム２の外縁から所定の距離（図中のＸ３およびＹ３）に
位置するように、決定される。

【０１０５】次に、拘束条件記憶部３２に格納された拘
束条件について説明する。拘束条件とは、分割成形型の
ソリッドモデルを用いて分割成形型の動特性を解析する
ために必要なデータである。具体的には、回転フレー
ム，中央フレーム，吊りプレート等の分割成形型の各構
成部品の動きを拘束する条件であり、各構成部品間の境
界条件が該当する。

【０１０６】拘束条件は、この他に、各構成部品の比
重，材料特性、各構成部品間の結合条件、および各構成
部品の動きの方向等が該当する。

【０１０７】（ガラス形状交換手段）次に、各手段につ
いて説明する。まず、ガラス形状交換手段２６は、入力
された既存ソリッドモデルを変形して他のソリッドモデ
ルを構築する機能を有する。すなわち、既存ソリッドモ
デルを構築するための基礎となったガラス板の形状デー
タと、入力手段２５から入力された新たなガラス板の形
状データとを置き換えて、新たなソリッドモデルを構築
する機能を有する。

【０１０８】具体的には、新たなガラス板の形状データ
に基づいて、既存ソリッドモデルのリングフレームを新
たなガラス板の形状に沿ったリングフレームに作り替え
る。

【０１０９】一方、既存ソリッドモデルの分割位置，連
結点の位置，吊り点の位置等の任意に変更可能なパラメ
ータについては、既存ソリッドモデルの値を引き継ぐ。

【０１１０】そして、リングフレームの形状等に従属す
る従属設計値を、新たなリングフレームの形状等を基準
として変更する。この従属設計値には、例えば、吊りプ
レートの位置，支柱の位置，ベースフレームの寸法等が
含まれる。

【０１１１】（変更パラメータ反映手段）次に、変更パ
ラメータ反映手段２７は、ガラス形状交換手段２６によ
って構築された新たなソリッドモデルに対して、入力手
段２５から入力された変更可能なパラメータの値を反映
する機能を有する。

【０１１２】すなわち、入力されたパラメータの値に従
って、ソリッドモデル内の各変更可能なパラメータ（分
割位置等）を変更する。そして、変更されたパラメータ
を基準として設定される従属設計値の値も変更する。

【０１１３】具体的には、分割位置が変更された場合に
は、ソリッドモデル内の中央フレームおよび回転フレー
ムの分割位置を変更する。また、連結点の位置が変更さ
れた場合には、ソリッドモデル内の連結点の位置を変更
する。

【０１１４】さらに、吊り点の位置が変更された場合に
は、ソリッドモデル内の吊り点の位置を変更し、変更さ
れた吊り点に従属する吊りプレートの位置，吊りプレー
トの位置に従属する支柱接続点の位置，支柱接続点の位
置に従属する支柱の位置，支柱の位置に従属するベース
フレームの寸法等を変更する。

【０１１５】ここで、入力手段２５から入力されるパラ
メータは、分割位置，連結点の位置等に限られるもので
はない。分割成形型を構成する設計値であって、修正ま
たは変更が許容される設計値であればよい。例えば、上
述の第３の自重曲げ分割成形型においては、カウンタウ
エイトのバランスが該当する。

【０１１６】そして、この修正または変更が許容される
設計値は、分割成形型の仕様等に基づいて適宜設定する
ことが可能である。

【０１１７】（平板載置状態算出手段）次に、平板載置
状態算出手段２８は、回転フレームをリングフレームの
外側に回転してガラス板（平板）を載置した状態（平板
載置状態）を算出する機能を有する。

【０１１８】ソリッドモデル内の分割位置および連結点
の位置等が特定されることにより、図５に示されるよう
に、連結点を回転軸として回転フレームを回転させた屈
曲状態における、回転フレームおよび中央フレームの位
置と傾きとが算出可能となる。

【０１１９】具体的には、平板載置状態算出手段２８
は、図１９に示されるように、平板載置状態におけるリ
ングフレーム上の所定の点Ｇ，Ｈの位置を算出する。そ
して、水平に置かれたと仮定したガラス板１２と、これ
らの点ＧおよびＨとの距離を算出する。例えば、この算
出された距離がゼロであれば、ガラス板は水平に支持さ
れることを意味する。なお、図１９は、図５に示された
分割成形型を図中のＢの方向から見た側面図である。

【０１２０】（回転モーメント解析手段）次に、回転モ
ーメント解析手段２９は、分割成形型の動特性の解析を
行い、分割成形型の回転フレームを、所定の回転軸を中
心として回転させる回転モーメントを算出する機能を有
する。

【０１２１】すなわち、上記第２の自重曲げ分割成形型
においては、左側回転フレーム４を、連結点１４Ａ−１
４Ｂを結ぶ軸を回転軸として回転させる回転モーメント
と、右側回転フレーム５を、連結点１８Ａ−１８Ｂを結
ぶ軸を回転軸として回転させる回転モーメントとを算出
する。

【０１２２】具体的には、入力されたソリッドモデルの
データに、拘束条件記憶部３２から取り出された拘束条
件を加えて解析モデルを作成する。そして、この解析モ
デルを用いて、図５に示されるような、回転フレームを
リングフレームの外側に回転させた（リングフレーム
の）屈曲状態を求める。次に、この屈曲状態において、
回転フレームをリングフレームの内側へ回転させる回転
モーメントを求める。

【０１２３】次に、設計図面作成手段３０は、入力され
た分割成形型のソリッドモデルのデータに基づいて設計
図面を作成する機能を有する。

【０１２４】具体的には、設計図面作成手段３０は、ソ
リッドモデルに含まれる寸法，形状，配置等の設計情報
に基づいて、３次元のソリッドモデルから２次元の設計
図面を作成する。

【０１２５】（設計方法の手順）次に、上記の３次元Ｃ
ＡＤシステムを用いて、ガラス板の自重曲げ分割成形型
を設計する方法について、図面を参照して説明する。こ
こで、図２０は、ガラス板の自重曲げ分割成形型を設計
する方法を説明するフローチャートであり、図２１は、
設計対象となるガラス板の形状例を示す図であり、図２
２は、既存ソリッドモデルの構成例を示す図であり、図
２３は、ガラス形状交換手段によって再構築されたソリ
ッドモデルの構成例を示す図であり、図２４は、パラメ
ータの変更を反映したソリッドモデルの構成例を示す図
である。なお、ここでは、上記で説明した第２の自重曲
げ分割成形型を例として説明する。

【０１２６】まず、図２１に示されるような、成形型設
計の対象となる新たなガラス板（ウインドシールドガラ
ス）が与えられる。オペレータは、既存ソリッドモデル
記憶部３１を検索し、既存ソリッドモデルを選択し、取
り出す（ステップ１０１）。

【０１２７】具体的には、複数の既存ソリッドモデルが
既存ソリッドモデル記憶部３１に格納されている場合に
は、例えば設計しようとする成形型と基本構造を同一と
する自重曲げ分割成形型（例えば、ウインドシールドガ
ラスの場合には、３分割された分割成形型）の既存ソリ
ッドモデルを取り出す。

【０１２８】また、新たなガラス板の形状に従って、新
たなガラス板の形状との類似度が高い形状を有するガラ
ス板用の分割成形型の既存ソリッドモデルを取り出して
もよい。

【０１２９】次に、新たなガラス板の形状データと、図
２２に示されるような、既存ソリッドモデル記憶部３１
から取り出された既存ソリッドモデルのデータとが、ガ
ラス形状交換手段２６に入力される（ステップ１０
２）。ここで、図２２中のａ１，ａ２，ｂ１およびｂ２
は、分割位置を示し、ｄは、ベースフレームの前後方向
の寸法を示す。

【０１３０】また、この入力の際には、既存ソリッドモ
デル構築時に基準としたガラス板の形状データと、新た
なガラス板の形状データとを対応させる。具体的には、
既存ソリッドモデルに定義されたガラス板の上下左右辺
と、新たなガラス板の外周を構成する四辺とを対応させ
る。そして、新たなガラス板がリングフレームと接する
側の面を指定し、両者に共通の基準点を設定する。

【０１３１】ガラス形状交換手段２６は、新たなガラス
板の形状データに基づいて、既存ソリッドモデルのリン
グフレームを、この新たなガラス板の形状に沿ったリン
グフレームに作り替える。そして、分割位置，連結点の
位置，吊り点の位置等の任意に変更可能なパラメータに
ついては、既存ソリッドモデルの値を引き継ぐ。例え
ば、分割位置は、リングフレームの前後方向の中心線か
ら所定の距離（ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２）のままとな
る。

【０１３２】また、吊りプレートの位置，支柱接続点の
位置，支柱の位置，ベースフレームの寸法等について
は、新たなガラス板の形状データに基づいて変更を行い
（例えば、ベースフレームの前後方向の寸法は、ｄから
ｄ１に変更される（ｄ＜ｄ１））、図２３に示されるよ
うな新たなソリッドモデルを構築する（ステップ１０
３）。

【０１３３】このようにすることにより、成形型設計の
対象となるガラス板の形状を、既存のソリッドモデルに
容易に反映させることができる。また、既存のソリッド
モデルの変形を、短時間で行うことができる。

【０１３４】次に、オペレータは、新たなソリッドモデ
ル内の変更可能なパラメータが、所定の設計基準を満た
すか否か判断する（ステップ１０４）。具体的には、例
えば分割位置が設計基準上適切か否か判断する。

【０１３５】分割位置が不適切な場合には、オペレータ
は、入力手段２５を用いて新たな分割位置の値を入力す
る（ステップ１０５）。

【０１３６】分割位置が変更された場合には、変更パラ
メータ反映手段２７は、入力された値に従って、新たな
ソリッドモデル内の中央フレームおよび回転フレームの
分割位置を変更する。

【０１３７】そして、分割位置が適切な場合には、分割
位置が決定される（ステップ１０６）。

【０１３８】次に、平板載置状態算出手段２８は、新た
なソリッドモデルの平板載置状態を算出する。オペレー
タは、算出された平板載置状態に基づいて、平板載置状
態が適切か否か判断する（ステップ１０７）。

【０１３９】具体的には、平板載置状態算出手段２８
は、屈曲状態のリングフレーム上の所定の点と、水平に
置かれたと仮定したガラス板との距離を算出する。オペ
レータは、算出された所定の点とガラス板との距離が、
所定の設計基準の範囲内か否か判断する。

【０１４０】この距離が不適切な場合には、平板載置状
態を決定する決定要素となるパラメータ（例えば連結点
の位置）を変更する。オペレータは、入力手段２５を用
いて新たな連結点の位置の値を入力する（ステップ１０
８）。また、連結点の位置の変更だけでは、平板載置状
態を適切にすることができない場合には、決定要素であ
る他のパラメータ（分割位置等）を変更する。分割位置
を変更した場合には、変更した値がモデルに反映されて
ステップ１０４へ戻る。

【０１４１】連結点の位置が変更された場合には、変更
パラメータ反映手段２７は、入力された値に従って、新
たなソリッドモデル内の中央フレームと回転フレームと
の連結点の位置を変更する。

【０１４２】そして、平板載置状態が適切な場合には、
連結点の位置が決定される（ステップ１０９）。

【０１４３】このようなステップにより、例えば分割位
置および連結点の位置のパラメータをリングフレームの
内側へ変更すると、図２４に示されるように、ソリッド
モデルの分割位置Ｒ，Ｓおよび連結点１８Ａ，１８Ｂの
位置が変更される。

【０１４４】このようにすることにより、既存のソリッ
ドモデルを容易に利用することができる。また、設計の
変更をソリッドモデル上に容易に反映させることがで
き、変更の結果を短時間で確認することができる。従っ
て、所望の設計基準を満たすパラメータの値を簡便な手
続きで求めることができる。

【０１４５】（回転モーメントの解析）次に、図２５お
よび図２６を参照して、回転モーメントの適正化方法に
ついて説明する。ここで、図２５は、回転モーメント適
正化の手順を説明するフローチャートであり、図２６
は、パラメータの変更を反映したソリッドモデルの構成
例を示す図である。

【０１４６】図２５に示されるように、まず、新たなソ
リッドモデルのデータと、拘束条件記憶部３２に格納さ
れた拘束条件とが、回転モーメント解析手段２９に入力
される（ステップ２０１）。

【０１４７】回転モーメント解析手段２９は、入力され
たソリッドモデルのデータに、拘束条件を加えて解析モ
デルを作成する。そして、この解析モデルを用いて分割
成形型の動きの解析を行い、例えば回転フレームを外側
に開いた屈曲状態を演算する。そして、この屈曲状態に
おいて、回転フレームをリングフレームの内側へ回転さ
せる回転モーメントを算出する（ステップ２０２）。

【０１４８】ここでいう回転モーメントとは、例えば、
回転フレームを外側に開いた屈曲状態において、各々の
回転フレームが、リングフレームの内側へ閉じようとす
る力と表現することもできる。

【０１４９】さらに具体的には、解析モデルを用いた回
転モーメントの算出は、例えば、解析モデルにおける回
転フレームの所定の箇所に、回転フレームを外側に回転
させる荷重を加えた場合の、その箇所での反力として計
算することができる。

【０１５０】オペレータは、算出された回転モーメント
が適切か否か判断する。具体的には、所定の設計基準の
範囲内か否か判断する（ステップ２０３）。

【０１５１】回転モーメントが不適切な場合には、回転
モーメントを決定する決定要素となるパラメータ（例え
ば吊り点の位置）を変更する。オペレータは、入力手段
２５を用いて新たな吊り点の位置の値を入力する（ステ
ップ２０４）。また、吊り点の位置の変更だけでは、回
転モーメントを適切にすることができない場合には、決
定要素である他のパラメータ（分割位置，連結点の位置
等）を変更して上記のステップ１０４または１０７へ戻
る。

【０１５２】吊り点の位置が変更された場合には、変更
パラメータ反映手段２７は、入力された値に従って、新
たなソリッドモデル内の吊り点の位置を変更する。そし
て、変更された吊り点に従属する吊りプレートの位置，
吊りプレートの位置に従属する支柱接続点の位置，支柱
接続点の位置に従属する支柱の位置等を変更する。

【０１５３】このようなステップにより、吊り点等の位
置を変更すると、図２６に示されるように、ソリッドモ
デルの吊り点１９Ａ，１９Ｂの位置、吊りプレート１７
Ａ，１７Ｂの位置、支柱接続点の位置、支柱９Ａ，９Ｂ
の位置が変更される。

【０１５４】一方、回転モーメントが適切な場合には、
吊り点の位置が決定される（ステップ２０５）。そし
て、設計図面作成手段３０は、入力された分割成形型の
ソリッドモデルのデータに基づいて設計図面を作成する
（ステップ２０６）。

【０１５５】このようにすることにより、プロトタイプ
によるテスト等を行わずに、分割成形型の回転モーメン
トの正確な値を算出することができる。また、所望の回
転モーメントを満たすパラメータの値を簡便な手続きで
求めることができる。

【０１５６】（第３の分割成形型を用いた設計方法の手
順）次に、上述した第３の自重曲げ分割成形型を用い
て、本発明の設計方法を説明する。なお、上記のステッ
プ１０１〜ステップ１０９は、第２の分割成形型の場合
と同一であるので説明を省略する。ここでは、回転モー
メントの解析について図２７を参照して説明する。

【０１５７】ここで、図２７は、回転モーメント適正化
の手順を説明するフローチャートである。図２７に示さ
れるように、まず、新たなソリッドモデルのデータと、
拘束条件記憶部３２に格納された拘束条件とが、回転モ
ーメント解析手段２９に入力される（ステップ３０
１）。

【０１５８】回転モーメント解析手段２９は、入力され
たソリッドモデルのデータに、拘束条件を加えて解析モ
デルを作成する。そして、この解析モデルを用いて分割
成形型の動きの解析を行い、例えば回転フレームを外側
に開いた屈曲状態を演算する。そして、この状態におい
て、回転フレームをリングフレームの内側へ回転させる
回転モーメントを算出する（ステップ３０２）。

【０１５９】オペレータは、算出され回転モーメントが
適切か否か判断する。具体的には、所定の設計基準の範
囲内か否か判断する（ステップ３０３）。

【０１６０】回転モーメントが不適切な場合には、回転
モーメントを決定する決定要素となるパラメータ（例え
ばカウンタウエイトのバランス）を変更する。オペレー
タは、入力手段２５を用いて新たなカウンタウエイトの
バランスの値を入力する（ステップ３０４）。また、カ
ウンタウエイトのバランスの変更だけでは、回転モーメ
ントを適切にすることができない場合には、決定要素で
ある他のパラメータ（分割位置，連結点の位置等）を変
更して上記のステップ１０４または１０７へ戻る。

【０１６１】カウンタウエイトのバランスが変更された
場合には、変更パラメータ反映手段２７は、入力された
値に従って、新たなソリッドモデル内のカウンタウエイ
トのバランスを変更する。

【０１６２】一方、回転モーメントが適切な場合には、
カウンタウエイトのバランスが決定される（ステップ３
０５）。そして、設計図面作成手段３０は、入力された
分割成形型のソリッドモデルのデータに基づいて設計図
面を作成する（ステップ３０６）。

【０１６３】なお、上記の説明においては、設計しよう
とする成形型と基本構造を同一とする成形型、あるい
は、新たなガラス板の形状との類似度が高い形状を有す
るガラス板用の成形型のソリッドモデルを選択する判断
と、ソリッドモデル内の変更可能なパラメータが所定の
設計基準を満たすか否かの判断と、平板載置状態が適切
か否かの判断と、回転モーメントが適切か否かの判断と
は、オペレータによって行われる構成とした。

【０１６４】しかしながら、本発明はこれに限られるも
のではない。これらの判断の一部あるいは全部を、コン
ピュータによって実現される所定の判断手段によって行
う構成に変更することもできる。また、このような変更
は、本発明の範囲に含まれる。

【０１６５】以上、合わせガラスで構成された自動車の
ウインドシールドガラスを用いて本発明を説明してき
た。しかしながら、本発明はこれに限られるものではな
い。合わせガラスの他に強化ガラス等であってもよい。
また、ウインドシールドガラスの他に、ドアガラス，リ
アウインドガラス等であってもよい。さらに、自動車の
ガラスだけでなく他のガラス板（建物の窓ガラス等）の
分割成形型の設計にも本発明を適用可能であることは言
うまでもない。

【０１６６】また、リングフレームが（中央フレームお
よび左右の回転フレームの３つの部分に）３分割された
分割成形型を例として用いて本発明を説明した。しかし
ながら、成形型の分割の態様はこれに限られない。例え
ば、リングフレームが２分割された分割成形型の設計に
も本発明の技術的思想は適用可能であり、このような適
用も本発明の範囲に含まれる。

【０１６７】さらに、自重曲げ分割成形型を対象として
本発明を説明してきた。しかしながら、本発明の技術的
思想は、非分割の自重曲げ成形型の設計においても適用
可能である。また、本発明に係る方法を非分割の自重曲
げ成形型に適用した場合も本発明の範囲に含まれる。

【０１６８】

【発明の効果】本発明によれば、分割成形型のソリッド
モデルを簡略な手順で修正し、所定の設計条件を満たす
分割成形型のソリッドモデルを作成することができる。

【０１６９】また、新しい形状を有するガラス板に対し
て、簡便な手続きで、短時間に分割成形型の設計を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の自重曲げ分割成形型の構成を示す構成図
である。

【図２】第１の自重曲げ分割成形型のリングフレームに
おける最終的な形状を模式的に示す図である。

【図３】第１の自重曲げ分割成形型の動作を説明する図
である。

【図４】第１の自重曲げ分割成形型の動作を説明する図
である。

【図５】第２の自重曲げ分割成形型の構成を示す正面図
である。

【図６】第２の自重曲げ分割成形型の構成を示す平面図
である。

【図７】第３の自重曲げ分割成形型の構成を示す正面図
である。

【図８】本発明の実施の形態に係る３次元ＣＡＤシステ
ムの構成を示すブロック図である。

【図９】ウィンドシールドガラスの代表的な形状を示す
図である。

【図１０】自動車ガラスの形状例を示す図である。

【図１１】ソリッドモデルのリングフレームの定義例を
説明する図である。

【図１２】ソリッドモデルの分割位置の定義例を説明す
る図である。

【図１３】ソリッドモデルの連結点の位置の定義例を説
明する図である。

【図１４】ソリッドモデルの吊り点の位置の定義例を説
明する図である。

【図１５】ソリッドモデルの吊りプレートの定義例を説
明する図である。

【図１６】ソリッドモデルの支柱接続点の位置の定義例
を説明する図である。

【図１７】ソリッドモデルの支柱位置の定義例を説明す
る図である。

【図１８】ソリッドモデルのベースフレームの定義例を
説明する図である。

【図１９】図５に示された分割成形型を図中のＢの方向
から見た側面図である。

【図２０】ガラス板の自重曲げ分割成形型を設計する方
法を説明するフローチャートである。

【図２１】設計対象となるガラス板の形状例を示す図で
ある。

【図２２】既存ソリッドモデルの構成例を示す図であ
る。

【図２３】ガラス形状交換手段によって再構築されたソ
リッドモデルの構成例を示す図である。

【図２４】パラメータの変更を反映したソリッドモデル
の構成例を示す図である。

【図２５】回転モーメント適正化の手順を説明するフロ
ーチャートである。

【図２６】パラメータの変更を反映したソリッドモデル
の構成例を示す図である。

【図２７】回転モーメント適正化の手順を説明するフロ
ーチャートである。

【図２８】３次元ＣＡＤの形状モデルの種類を説明する
図である。

【図２９】合わせガラスの構成を説明する図である。

【図３０】従来の分割成形型を示す図である。

【符号の説明】

１リングフレーム２ベースフレーム２Ａ，２Ｂ梁部材３Ａ，３Ｂ中央フレーム４，５回転フレーム６Ａ，６Ｂ支柱７Ａ，７Ｂ，９Ａ，９Ｂ支柱８Ａ，８Ｂ，１０Ａ，１０Ｂ支点１１成形面１２ガラス板１３Ａ，１３Ｂ，１７Ａ，１７Ｂ吊りプレート１４Ａ，１４Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ連結点１５Ａ，１５Ｂ，１９Ａ，１９Ｂ吊り点１６Ａ，１６Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ支柱接続点２０入力装置２１，２２カウンタウエイト２５入力手段２６ガラス形状交換手段２７変更パラメータ反映手段２８平板載置状態算出手段２９回転モーメント解析手段３０設計図面作成手段３１既存ソリッドモデル記憶部３２拘束条件記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者辻内孝市大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号日本板硝子株式会社内Ｆターム(参考） 4G015 AA03 AB05 AB10 5B046 AA05 FA04 FA18 KA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ソリッドモデルを扱える３次元ＣＡＤを用
いた、ガラス板の自重曲げ分割成形型の設計方法におい
て、設計しようとする成形型の対象となるガラス板の曲げ形
状データが与えられるステップと、自重曲げ分割成形型の既存ソリッドモデルを、ソリッド
モデル・データベースから取り出すステップと、前記取り出した既存ソリッドモデルを構成するリングフ
レームの、少なくとも寸法と形状とを決定しているガラ
ス板の曲げ形状データと、前記与えられたガラス板の曲
げ形状データとを置き換えるステップと、前記取り出した既存ソリッドモデルが有する設計値に対
して、前記ガラス板の曲げ形状データの置き換えによっ
て変更が必要となる設計値を自動的に変更し、変更が必
要とならない設計値を自動的に引き継いで前記取り出し
た既存ソリッドモデルを作り替え、前記与えられたガラ
ス板用の自重曲げ分割成形型のソリッドモデルを生成す
るステップと、前記取り出した既存ソリッドモデルから前記生成したソ
リッドモデルが引き継いだ設計値のうち、変更可能な所
定のパラメータの値が所定の設計基準を満たすか否か判
断するステップと、前記所定のパラメータの値が、前記所定の設計基準を満
たさない場合には、前記所定のパラメータの値を変更
し、前記所定のパラメータの値の変更によって変更が必
要となる他の設計値を自動的に変更し、前記所定の設計
基準を満たすまで、前記所定のパラメータの値の変更を
繰り返すステップと、前記所定のパラメータの値が、前記所定の設計基準を満
たす場合には、前記ソリッドモデルのデータに基づいて
自動的に図面を作成するステップとを含むガラス板の自
重曲げ分割成形型の設計方法。
【請求項２】ソリッドモデルを扱える３次元ＣＡＤを用
いた、ガラス板の自重曲げ分割成形型の設計方法におい
て、設計しようとする成形型の対象となるガラス板の曲げ形
状データが与えられるステップと、前記設計しようとする成形型と基本構造を同一とする自
重曲げ分割成形型の既存ソリッドモデルを、ソリッドモ
デル・データベースから取り出すステップと、前記取り出した既存ソリッドモデルを構成するリングフ
レームの、少なくとも寸法と形状とを決定しているガラ
ス板の曲げ形状データと、前記与えられたガラス板の曲
げ形状データとを置き換えるステップと、前記取り出した既存ソリッドモデルが有する設計値に対
して、前記ガラス板の曲げ形状データの置き換えによっ
て変更が必要となる設計値を自動的に変更し、変更が必
要とならない設計値を自動的に引き継いで前記取り出し
た既存ソリッドモデルを作り替え、前記与えられたガラ
ス板用の自重曲げ分割成形型のソリッドモデルを生成す
るステップと、前記取り出した既存ソリッドモデルから前記生成したソ
リッドモデルが引き継いだ設計値のうち、変更可能な所
定のパラメータの値が所定の設計基準を満たすか否か判
断するステップと、前記所定のパラメータの値が、前記所定の設計基準を満
たさない場合には、前記所定のパラメータの値を変更
し、前記所定のパラメータの値の変更によって変更が必
要となる他の設計値を自動的に変更し、前記所定の設計
基準を満たすまで、前記所定のパラメータの値の変更を
繰り返すステップと、前記所定のパラメータの値が、前記所定の設計基準を満
たす場合には、前記ソリッドモデルのデータに基づいて
自動的に図面を作成するステップとを含むガラス板の自
重曲げ分割成形型の設計方法。
【請求項３】前記ソリッドモデル・データベースは、成
形型の対象となるガラス板の形状上の特徴に基づいて分
類された複数の分割成形型の既存ソリッドモデルを格納
し、前記ソリッドモデル・データベースから取り出された自
重曲げ分割成形型の既存ソリッドモデルは、前記与えら
れたガラス板の曲げ形状との類似度が高い形状のガラス
板用に設計された自重曲げ分割成形型の既存ソリッドモ
デルである請求項１または２に記載のガラス板の自重曲
げ分割成形型の設計方法。
【請求項４】前記所定のパラメータの値が、前記所定の
設計基準を満たす場合には、前記ソリッドモデルを構成
する各構成部品の動きを拘束する拘束条件を与えて解析
モデルを作成し、前記解析モデルを用いて分割成形型の
解析を行い、前記ガラス板の自重曲げ分割成形型が備え
る回転フレームを、所定の回転軸を中心として回転させ
る回転モーメントを算出するステップと、前記算出した回転モーメントが、所定の設計基準モーメ
ントを満たすか否か判断するステップと、前記算出した回転モーメントが、前記所定の設計基準モ
ーメントを満たさない場合には、前記所定のパラメータ
の値を変更し、前記所定のパラメータの値の変更によっ
て変更が必要となる他の設計値を自動的に変更し、前記
所定の設計基準モーメントを満たすまで、前記所定のパ
ラメータの値の変更を繰り返すステップとを、さらに含
む請求項１〜３のいずれかに記載のガラス板の自重曲げ
分割成形型の設計方法。
【請求項５】前記ガラス板の自重曲げ分割成形型は、回
転フレームと、この回転フレームを所定の回転軸を中心
として回転させる回転モーメントを調整するためのカウ
ンタウエイトとを備えており、前記所定のパラメータの値が、前記所定の設計基準を満
たす場合には、前記ソリッドモデルを構成する各構成部
品の動きを拘束する拘束条件を与えて解析モデルを作成
し、前記解析モデルを用いて分割成形型の解析を行い、
前記回転モーメントを算出するステップと、前記算出した回転モーメントが、所定の設計基準モーメ
ントを満たすか否か判断するステップと、前記算出した回転モーメントが、前記所定の設計基準モ
ーメントを満たさない場合には、前記カウンタウエイト
のバランスを調整し、前記所定の設計基準モーメントを
満たすまで、前記カウンタウエイトのバランスの調整を
繰り返すステップとを、さらに含む請求項１〜３のいず
れかに記載のガラス板の自重曲げ分割成形型の設計方
法。