JPWO2009072530A1 - ガラス板の曲げ成形方法及びガラス板の曲げ成形装置 - Google Patents

Abstract

予備成形工程において、ガラス板の位置決めを容易にするとともに、あおり機構によるヒンジ跡の発生と曲がりすぎる部分の発生を同時に防止する。加熱軟化したガラス板をその縁部を支持する予備成形用支持型に載置し、この予備成形用支持型に載置された状態で前記ガラス板を予備成形用モールドの成形面に押し付けることにより所望の予備曲げ形状に成形する予備成形工程と、この予備曲げ形状に成形されたガラス板をその縁部を支持する本成形用支持型に移載し、この本成形用支持型に載置された状態で前記ガラス板を本成形用モールドの成形面に押し付けることにより所望の最終曲げ形状に成形する本成形工程と、を備えたガラス板の曲げ成形方法において、前記予備成形用支持型は、外型と該外型の内側に併設されたガラス板載置面が外型よりも平らである内型とを備え、前記本成形用支持型は、その内側に、前記本成形モールドと対向する成形面を有する下部モールドを備え、前記予備成形工程は、前記加熱軟化したガラス板を前記内型に載置する工程と、前記内型上のガラス板を該内型から前記外型に移載する工程と、前記外型に載置された前記ガラス板を前記予備成形用モールドの成形面に押し付ける工程と、前記予備曲げ形状に成形された前記ガラス板を前記予備成形用モールドに保持する工程とを含み、前記本成形工程は、前記予備曲げ形状に成形されたガラス板を前記本成形用支持型に移載する工程と、該本成形用支持型に載置された状態で前記ガラス板の下側表面を前記下部モールドの成形面で支持しながら前記ガラス板を前記本成形用モールドの成形面に押し付ける工程とを含むことを特徴とするガラス板の曲げ成形方法。

Description

本発明は、ガラス板の曲げ成形方法及びその装置に関し、特に軟化点近傍の温度に加熱されたガラス板を任意の複曲面形状に成形するのに好適なガラス板の曲げ成形方法及びその装置に関する。

近年の自動車用窓ガラスは、デザインの変化に伴って様々な形状、曲率を持つものが求められている。例えば、リアガラスでは、縦断面が略Ｊ字状又はＳ字状といった、より変形量が大きく、かつその変形量が一部の領域に限定された複雑形状又は深曲げ形状の複曲面を有する湾曲ガラスが要求されている。

従来、この種のガラス板の曲げ成形方法として、加熱軟化されたガラス板に対して予備成形を行い、前記予備成形されたガラス板に対して本成形を行うことにより最終の曲げ形状を成形するガラス板の曲げ成形方法及び装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

この特許文献１記載のガラス板の曲げ成形方法及び装置について、図１４を参照しながら説明する。図１４は、従来のガラス板の曲げ成形方法を実施するための装置構成について説明するための図である。

同装置は、フラットモールド３５’、予備成形用支持フレーム６４’（予備成形用リングともいう）、予備成形用モールド７２’、本成形用支持フレーム８４’（本成形用リングともいう）、及び、本成形用モールド８８’等を備えている。

フラットモールド３５’は、加熱軟化したガラス板Ｇを吸引保持して移動し、所定位置においてその吸引保持を解除する。これにより、加熱軟化したガラス板Ｇを、所定位置に位置した予備成形用支持フレーム６４’上に移載する。

次に、ガラス板Ｇが載置された予備成形用支持フレーム６４’は、予備成形用モールド７２´直下まで走行する。

次に、予備成形用支持フレーム６４’に載置されたガラス板Ｇを、昇降機構（図示せず）により下降させられる予備成形用モールド７２’により予備成形（プレス成形）する。すなわち、最終の曲げ形状よりも緩い曲げ形状（平板形状のガラス板が最終形状に変形されるまでの変形量の２０〜８０％）に成形する。

次に、その予備成形されたガラス板を本成形用支持フレーム８４’に載置する。ガラス板が載置された本成形用支持フレーム８４’は、本成形用モールド８８’直下まで走行する。

次に、本成形用支持フレーム８４’に載置されたガラス板Ｇを、昇降機構（図示せず）により下降させられる本成形用モールド８８’に押しつけ、これにより、ガラス板Ｇを最終の曲げ形状に成形する（本成形）。

以上のように、特許文献１記載のガラス板の曲げ成形方法によれば、本成形前に、予備成形用支持フレームと予備成形用モールドとを用いて予備曲げ成形を行うので、従来技術では製造が困難であった光学的に高品質で、かつ複雑形状及び深曲げ形状のガラス板Ｇの製造を高い生産効率で実現できる。
特開２００５−２０６４５８号公報

特許文献１に記載の装置においては、最終形状が深い曲げ形状の場合、次の二つの課題を生ずる。

まず、第一の課題について説明する。最終形状が深い曲げ形状の場合、予備成形工程でも最終形状に近い形状まで曲げることになるので、その深い曲げ形状にあわせて大きく曲がった形状の予備成形用支持フレーム（リングともいう）が必要となる。しかし、平らなガラス板を、ガラス板載置面が大きく曲がった形状の予備成形用支持フレームに適正姿勢で載置するのは困難である。このため、予備成形用支持フレームに対するガラス板の載置位置がずれ、ガラス板の成形精度がばらつく。また、予備成形用支持フレームに対してガラス板が平面ではなく角で接触するため、載置の際の落下の衝撃でガラス板が割れやすい。以上がガラス板を予備成形用支持フレームに載置する際に発生する第一の課題である。さらに、ガラス板を局所的に大きく曲げる場合は、あおり機構付き成形リングを使用することが知られている。
しかし、このあおり機構付き成形リングを予備整形用の支持フレームとして採用した場合、ガラス板をあおり機構付き成形リングに移載する際に、ガラス板があおり機構付き成形リングのヒンジ部分に接触するとガラス板にヒンジ跡が発生するおそれがある。

次に、第二の課題について説明する。最終形状が深い曲げ形状もしくは複雑な曲げ形状（例えば、複数方向に曲げ成形をする必要がある形状）である場合、効率的に成形しないとガラス板表面にシワができる。このため、予備成形工程でもある程度深曲げが必要となる。また本成形用支持フレームに移載する際に位置ずれが発生しないように、予備成形工程でガラス板をある程度（位置ズレをおこさない程度）曲げる必要がある。

しかし、予備成形工程でガラス板を大きく曲げようとすると曲がって欲しくない部分まで大きく曲がったり、シワが発生する。このため、予備成形工程で成形できる形状に制限があった（なお、自重曲げのように、ゆっくり曲げると成形可能範囲は広がるが、生産効率が大きく低下する）。その結果、ガラス板を２段プレス成形する場合の成形可能形状も制限されていた。以上が成形範囲の制限に関する第二の課題である。

上記第一の課題については、二重リング（受けリング（内型）及び成型用リング（外型））を設け、受けリング（内型）上に平らなガラス板を位置決め載置し、この受けリング（内型）から成形用リング（外型）にガラス板を乗り移らせることにより、解決することが考えられる。

上記第二の課題については、曲がりすぎる部分に対応させてモールドを設け、このモールドでガラス板を受け止めることにより、解決することが考えられる。

しかし、モールドの設置位置は受けリング（内型）の設置位置と一部一致するので、上記第一の課題を解決するべく二重リング（受けリング（内型）及び成型用リング（外型））を設けると、受けリング（内型）の設置位置にモールドを設置するスペースがないため、すべての曲がりすぎる部分をモールドで押さえることができないことがある。

つまり、ガラス板を２段プレスで深曲げをする場合は、上記第一の課題を解決するために二重リング（受けリング（内型）及び成型用リング（外型））が有効であるが、二重リングを設けると上記第二の課題を解決できないという問題が新たに発生する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、本発明は、予備成形工程において、平らなガラス板を予備成形用支持フレームに容易に位置決めするとともに、ガラス板を予備成形支持フレームに載置する際のガラス板の破損を防ぐという上記第一の課題、及び、ガラス板を大きく曲げる際に曲がりすぎる部分が発生するという上記第二の課題を同時に解決することができるガラス板の曲げ成形方法及び装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、加熱軟化したガラス板をその縁部を支持する予備成形用支持型に載置し、この予備成形用支持型に載置された状態で前記ガラス板を予備成形用支持型の成形面に押し付けることにより所望の予備曲げ形状に成形する予備成形工程と、この予備曲げ形状に成形されたガラス板をその縁部を支持する本成形用支持型に移載し、この本成形用支持型に載置された状態で前記ガラス板を本成形用モールドの成形面に押し付けることにより所望の最終曲げ形状に成形する本成形工程と、を備えたガラス板の曲げ成形方法において、前記予備成形用支持型は、外型と該外型の内側に併設された外型よりも平らである内型とを備え、前記本成形用支持型は、前記本成形モールドと対向する成形面を有する下部モールドを備え、前記予備成形工程は、前記加熱軟化したガラス板を前記内型に載置する工程と、前記内型上のガラス板を該内型から前記外型に載置する工程と、前記外型に載置された前記ガラス板を前記予備成形用モールドの成形面に押し付ける工程と、前記予備曲げ形状に成形された前記ガラス板を前記予備成形用モールドに保持する工程とを含み、前記本成形工程は、前記予備曲げ形状に成形されたガラス板を前記本成形用支持型に移載する工程と、該本成形用支持型に載置された状態で前記ガラス板の下側表面を前記下部モールドの成形面で支持しながら前記ガラス板を前記本成形用モールドの成形面に押し付ける工程とを含むことを特徴とするガラス板の曲げ成形方法を提供する。

本発明によれば、外型と該外型の内側に併設された、ガラス板載置面が外型よりも平らである内型とを備えた予備成形用支持型を採用し、まず加熱軟化したガラス板を内型に載置し、次に内型上のガラス板を内型から外型に移載するようにしたので、ガラス板をいきなり外型に載置する場合と比較して、ガラス板の外型に対する載置位置を容易に位置決めできる。

また、内型上である程度自重で曲がるため、外型に移載する際にガラス板の角と接触することがなく、また、落下の衝撃も低減されるため、ガラスの破損を防ぐことができる。

また、本成形用支持型は、その内側に、本成形用モールドと対向する成形面を有する下部モールドを備えており、本成形用支持型に載置された状態でガラス板の下側表面を下部モールドの成形面で支持しながらガラス板を本成形用モールドの成形面に押し付けるので、予備成形工程において発生するガラス板の曲がりすぎる部分を押さえる、または、押し返すことができる。さらに、本成形工程において、曲げ成形中に曲がりすぎる部分が発生しないように押さえる効果もある。

すなわち、本発明によれば、予備成形工程において、平らなガラス板を予備成形用支持型に容易に位置決めできるとともにガラス板を予備成形支持型に載置する際のガラス板の破損を防ぐという上記第一の課題、及び、ガラス板を大きく曲げる際に曲がりすぎる部分が発生するという上記第二の課題を同時に解決することができる。

本発明は、上記第一の課題を解決するべく１段目に内型と外型を備えた予備成形用支持型を設け、予備成形工程において、曲がりすぎる部分が発生しても可としてガラス板を成形することとした。そして、２段目では、その曲がりすぎる部分に対応する部分に下モールドを設置した。これにより、２段目に設置された下モールドがその曲がりすぎた部分を押し返すこと、さらに次のプレスでガラス板が過度に押し曲げられるのをおさえることができる。

また、従来の成形方法は成形できる形状に制限があったが、本発明によれば、従来の２段プレス、１段プレスで成形できなかった形状を成形することが可能になる。すなわち、公知である１段プレスでの内型と外型を備えた支持フレームによる深曲げ形状の成形では、内型の設置位置にモールドを設置するスペースがないため、モールドでおさえる必要のある形状を成形することは困難であった。

また、公知の２段プレスでは、予備成形支持フレームの代わりに雌モールドを設置することがあるが、深曲げ形状であると、雌モールドへのガラス板の載置位置が問題となるため、雌モールド上に正確に位置決めできる程度の深曲げ形状の予備成形しかできなかった。最終曲げ形状は、予備曲げ形状に依存するところが大きいため、深曲げ形状であっても成形できる形状の範囲は限られていた。

しかし、本発明によれば、本成形用支持型は、その内側に、本成形用モールドと対向する成形面を有する下部モールドを備えており、本成形工程において、本成形用支持型に載置された状態でガラス板の下側表面を下部モールドの成形面で支持しながらガラス板を本成形用モールドの成形面に押し付けるので、内型と外型を備えた予備成形用支持型を利用して深曲げ形状を成形する場合であっても、予備成形工程の自由度が向上する。また、雌モールドでの位置決めが困難であった形状を成形することも可能となる。なお、本発明でいう最終曲げ形状とは、本成形工程完了後の形状であり、本成形工程後の自重での変形や冷却時の変形を妨げるものではない。

また、本発明の一態様において、前記最終曲げ形状は少なくとも２方向に曲率を有し、前記予備成形工程は、前記ガラス板を少なくとも前記最終曲げ形状の曲率の大きい方向に曲げて前記予備曲げ形状に予備成形することが好ましい。

つまり、予備曲げ形状が、平面視でその予備曲げをした曲率が大きい方向に対応する輪郭部分と該輪郭部分に対応する前記最終曲げ形状の輪郭部分とが略一致する形状となる。

これにより、予備成形後のガラス板が本成形用支持型に適正姿勢で載置しやすい形状となるので、予備成形後のガラス板の本成形用支持型に対する載置位置の位置ずれが発生しにくくなる。

例えば、最終曲げ形状が一方向に大きく曲がったディープウイングという形状であれば、予備成形工程において、１段目でその方向に大きく曲げることにより、平面視でその曲げた方向に対応する方向の輪郭は、前記最終曲げ形状の輪郭と略同一形状となる。その他の方向の曲げについては２段目で実施する。このように成形することにより、ガラス板の大きく曲げる部分にシワ等が発生することも防止できる。

また、本発明の一態様において、前記予備成形工程は、前記ガラス板を前記最終の曲げ形状の平面視での輪郭と略一致する形状になるように予備成形することが好ましい。

つまり、予備曲げ形状は、平面視での輪郭は最終の曲げ形状と略一致しているが、ガラス板の面内が側面視で最終の曲げ形状よりも緩く曲がっている形状となる。

これによって、予備成形後のガラス板が本成形用支持型に適正姿勢で載置しやすい形状となるので、予備成形後のガラス板の本成形用支持型に対する載置位置の位置ずれが発生しにくくなる。例えば、最終曲げ形状が全体的に深く曲がった後述のエッグという形状を成形する一例として、予備成形工程において、１段目で予備成形後のガラス板の輪郭が本成形用支持型の輪郭とほぼ同一となるように周縁部を成形し、中央部の深い曲げは２段目で実施する。このように成形することにより、シワが発生することも防止できる。

また、本発明の一態様において、前記予備成形工程は、前記予備成形型の前記外型が、固定フレームと前記固定フレームの少なくとも一方の端部に枢設された可動フレームとを備えたあおり機構付きであり、前記外型に載置されたガラス板を前記可動フレームによりあおる工程を含むことが好ましい。

ガラス板を深く曲げるときは一気に曲げるとシワが発生するが、あおり機構を用い、効率的な予備成形として、ゆっくりと深く曲げていくことにより、シワの発生を防止することができる。また、内型上のガラス板を内型から外型に移載するようにしたので、外型としてあおり機構付き外型を採用したとしても、ガラス板をいきなり外型に載置する場合と比較して、あおり機構付き外型のあおり機構によるヒンジ跡をガラス板に発生させることを防止できる。

また、本発明の一態様において、前記本成形工程は、前記下部モールドの成形面が、エア吸引手段と連通する複数の孔を有し、前記エア吸引手段により前記複数の孔からエアが吸引されることで、前記ガラス板の成形を促進する工程を含むことが好ましい。

このように下部モールドに吸引手段を設けることで、搬送中にガラス板を吸引することが可能になり、さらにゆっくりと深く曲げていくことができ、成形可能形状がさらに広がる。

一方、本発明は、加熱軟化したガラス板の縁部を支持する予備成形用支持型と、この予備成形用支持型に載置された状態の前記ガラス板を所望の予備曲げ形状にプレス成形する予備成形用モールドと、予備曲げ形状に成形されたガラス板の縁部を支持する本成形用支持型と、この本成形用支持型に載置された状態の前記ガラス板を所望の最終曲げ形状にプレス成形する本成形用モールドとを備えたガラス板の曲げ成形装置において、前記予備成形用支持型は、外型と該外型の内側に併設された、ガラス板載置面が外型よりも平らである内型と、前記内型上のガラス板を該内型から前記外型に移載する移載手段とを備え、前記本成形用支持型は、前記本成形用モールドと対向するように成形面を有する下部モールドを備えることを特徴とするガラス板の曲げ成形装置を提供する。

本発明によれば、ガラス板載置面が外型よりも平らである内型を外型の内側に併設した予備成形用支持型にしたことにより、加熱軟化したガラス板を内型に載置し、次に内型上のガラス板を内型から外型に移載することが可能となる。例えば、外型はリング状のフレームからなり、内型はガラス板を載置する略水平な面を有するリング状のフレームからなる。また例えば、予備成形用支持型は、予備下部モールドから形成され、内型が予備下部モールドの中央部を分離して形成されており、予備下部モールドの外周が外型として機能する形態でもよい。

また、本成形用支持型の内側に、本成形モールドと対向する成形面を有する下部モールドを備えたことにより、本成形用支持型に載置された状態でガラス板の下側表面を下部モールドの成形面で支持しながらガラス板を本成形用モールドの成形面に押し付けることが可能となる。例えば、本成形用支持型は、支持フレームと下部モールドとが分離して設けられていてもよいし、下部モールドと一体的に支持フレームが設けられていてもよい。

また、本発明の一態様において、前記本成形用支持型は少なくとも２方向に曲率を有する前記最終曲げ形状の周縁形状に略一致し、前記予備成形用支持型の外型の平面視での輪郭の少なくとも対向する２辺は、前記本成形用支持型の平面視での輪郭の少なくとも前記予備成形用支持型の外型の対向する２辺に対応する２辺と略一致することが好ましい。

これにより、最終曲げ形状が２方向以上に曲率を有していても、予備成形において、予備成形後のガラス板が本成形用支持型に適正姿勢で載置しやすい形状に成形することが可能となる。

また、本発明の一態様において、前記予備成形用支持型の外型の平面視での輪郭は、前記本成形用支持型の平面視での輪郭と略一致することが好ましい。

これによって、最終曲げ形状が全体的に深く曲がった形状（エッグ形状）であっても、予備成形において、予備成形後のガラス板を本成形用支持型に適正姿勢で載置しやすい形状に成形することが可能となる。

また、本発明の一態様において、前記予備成形用支持型の前記外型は、固定フレームと該固定フレームの少なくとも一方の端部に枢設された可動フレームとを備えたあおり機構付きであることが好ましい。

このような、あおり機構により、効率的な予備成形として、ガラス板をゆっくりと深く曲げていくことが可能となる。

また、本発明の一態様において、前記下部モールドは、エア吸引手段と、該下部モールドの成形面に前記エア吸引手段と連通する複数の孔を有することが好ましい。

このように下部モールドにエア吸引手段を設けることで、搬送中のバキュームによる成形が可能になる。

以上説明したとおり、本発明によれば、従来、製造が困難とされていた深く曲げた形状のガラス板、例えば、一方向に大きく曲がったディープウイングという形状及びガラス板面内に向かって全体的に深く曲がったエッグという形状のガラス板を、光学的に高品質でかつ高い生産効率を維持したまま製造できる。

本発明の一実施形態であるガラス板の曲げ成形装置の一部を透視して示した斜視図である。 図１に示した曲げ成形装置の構造を模式的に示した側面図である。 予備成形用下部成形装置２００の詳細を示す側面図である。 内型固定フレーム２３７及び内型可動フレーム２３９を説明するための図である。 内型から外型へのガラス板の移載を説明するための側面図である。 予備成形用モールドでのプレス成形を説明するための側面図である。 （ａ）予備成形により曲がって欲しくない部分まで大きく曲がったガラス板部分を説明するための図である。（ｂ）図７（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 予備成形後のガラス板と本成形用下部成形装置との関係を説明するための図である。 本成形用モールドでのプレス成形を説明するための図である。 （ａ）予備成形前、予備成形後、本成形後のガラス板（ディープウイング形状のガラス板）の形状を説明するための図である。（ｂ）図１０（ａ）に示したガラス板のＣ´−Ｃ´断面図である。（ｃ）図１０（ａ）に示したガラス板のＣ−Ｃ断面図である。 （ａ）予備成形前、予備成形後、本成形後のガラス板（エッグ形状のガラス板）の形状を説明するための図である。（ｂ）図１１（ａ）に示したガラス板のＤ´−Ｄ´断面図である。（ｂ）図１１（ａ）に示したガラス板のＤ−Ｄ断面図である。 図３とは別の形態の予備成形用下部成形装置２００を示す斜視図である。 図８とは別の形態の本成形用下部成形装置を示す断面図である。 従来のガラス板の曲げ成形装置を説明するための図である。

符号の説明

１０…加熱炉、２０…成形炉、３０…風冷強化装置、４０…搬出用ローラコンベア、６０…予備成形装置、６２…本成形装置、１００…ガラス板の曲げ成形装置、２００…予備成形用下部成形装置、５００…本成形用下部成形装置、２３０…あおり機構付き内型、２３７…内型固定フレーム、２３８…内型ヒンジ部、２３９…内型可動フレーム、２４０…あおり機構付き成形用リング、２４２…固定フレーム、２４３…ヒンジ部、２４４…可動フレーム、３００…予備成形用上部成形装置、６００…本成形用上部成形装置、３０２…予備成形用モールド、４１８，７１８…移動ローラ、５２０…下部モールド、５４０…本成形用支持型、６０２…本成形用モールド、Ｍ１…サーボモータ、Ｇ…ガラス板

本発明の一実施形態であるガラス板の曲げ成形装置１００及びこれを用いたガラス板Ｇの曲げ成形方法について図面を参照しながら説明する。
〔ガラス板の曲げ成形装置１００の詳細〕
図１、図２は、本実施形態のガラス板の曲げ成形装置の構成について説明するための図である。

ガラス板の曲げ成形装置１００は、主にガラス板Ｇの搬送上流側から、加熱炉１０（本発明の加熱手段に相当）、成形炉２０、風冷強化装置３０、及び搬出用ローラコンベア４０で構成されている。

加熱炉１０は、耐火煉瓦等で作られた炉壁を有し、その内壁面に天井ヒータ１１、炉床ヒータ１２及び側壁ヒータ１３が設置された電気加熱炉である。また、加熱炉１０内の炉床上方には、複数の耐熱性シリカローラで構成されたローラコンベア１４が設置され、ローラコンベア１４上を搬送されるガラス板Ｇは、上記ヒータによって所望の曲げ成形可能温度（６５０〜７２０°Ｃ）に加熱される。

加熱炉１０の下流には、加熱炉１０同様の電気加熱炉である成形炉２０が設置され、ガラス板Ｇの搬入口直後には、搬送されてきたガラス板Ｇをエアーフローティング支持するためのハースベッド２１が設置されている。なお、加熱炉１０は電気加熱炉に限定されるものではなく、ガス加熱炉を用いることもできる。

ハースベッド２１はガラス板Ｇの載置面に複数の孔（図示せず）を有し、これらの孔から加熱されたエアを吹き出すことにより、ガラス板Ｇを浮上させて支持する。ハースベッド２１の下流側には、エアーフローティング支持されたガラス板Ｇの位置決めを行うための一対のポジショナー２２が設置されている。

また、ハースベッド２１上方には、Ｘ方向及びその逆向きに水平移動可能なフラットモールド２３が設置されている。フラットモールド２３は、ガラス板Ｇと同等またはそれ以上の大きさを有する定盤であり、その平坦な下側表面には多数のエア吸引／噴射孔が密に形成されている。

フラットモールド２３の下部には、これらのエア吸引／噴射孔に連通するエア取入口が形成され、このエア取入口に炉外のダンパーを介してブロワー及びエア吸引手段が連結されている（いずれも図示せず）。エア吸引／噴射孔毎にエアの吸引／噴射を制御することにより、ガラス板Ｇを非接触で支持することができる。成形炉２０内には、予備成形装置６０と本成形装置６２が配置されている。
〔予備成形装置６０〕
予備成形装置６０は、フラットモールド２３から移載されたガラス板Ｇに対して予備成形を行うためのものであり、予備成形用下部成形装置２００と予備成形用上部成形装置３００とを備えている。

図２に示すように、予備成形用下部成形装置２００は、ガラス板Ｇが載置される下型としてあおり機構付き内型２３０、及び、このあおり機構付き内型２３０の周囲に配置されたあおり機構付き外型２４０（あおり機構付き成形リングともいう）を備えた予備成形用支持型を備えている。

この予備成形用下部成形装置２００は、床下に設置されたレール２５上を転動する移動ローラ４１８を有する架台２１０上に設置されており、移動ローラ４１８がサーボモータ（図示せず）により回転駆動されることにより、このレール２５に案内されて自走する。

図３、図４に示すように、あおり機構付き内型２３０は、内型固定フレーム２３７、及び、この内型固定フレーム２３７の両端にヒンジ部２３８を介して連結された内型可動フレーム２３９を備えたリング状に構成されている。なお、あおり機構付き内型２３０の大きさは、曲げ成形前のガラス板Ｇの外形よりも小さめの大きさを有し、ガラス板Ｇの外周から若干内側の位置を支える構成とされている。

基台２３５はサーボモータＭ１により鉛直方向に昇降させられる可動ロッド２５２に連結されており、可動ロッド２５２の昇降動作に伴って昇降させられる。内型固定フレーム２３７は、支持フレーム２３４により基台２３５に固定されているので、可動ロッド２５２の昇降動作に伴って、基台２３５とともに昇降させられる。一方、内型可動フレーム２３９と架台２１０とは、ロッド２５１、及び、架台２１０に設けられたヒンジ部２３１ａを中心に回転可能に支持されたポール２３２を介して連結されている。

このため、内型可動フレーム２３９は、基台２３５及び内型固定フレーム２３７の昇降動作に伴って、内型固定フレーム２３７に対してヒンジ部２３８を中心に揺動させられる。この内型可動フレーム２３９の揺動動作をあおりという。

内型固定フレーム２３７と内型可動フレーム２３９は、基台２３５及び内型固定フレーム２３７を上昇させると略水平な状態となり、後述するあおり機構付き成形用リング２４０の固定フレーム２４２及び可動フレーム２４４よりも上方に位置する（図３参照）。一方、内型固定フレーム２３７と内型可動フレーム２３９は、基台２３５及び内型固定フレーム２３７を下降させると、内型可動フレーム２３９が内型固定フレーム２３７に対してヒンジ部２３８を中心に揺動させられ、後述するあおり機構付き成形用リング２４０の固定フレーム２４２及び可動フレーム２４４よりも下方に位置する。すなわち、基台２３５及び内型固定フレーム２３７を下降させると、図５に示すように、あおり機構付き内型２３０に載置されたガラス板を内型可動フレーム２３９によりあおりながら、あおり機構付き内型２３０があおり機構付き外型２４０に徐々に接近する。そして、最終的に、あおり機構付き内型２３０に載置されたガラス板Ｇをあおり機構付き外型２４０に乗り移らせる。

あおり機構付き内型２３０においては、図５に示すように、ガラス板Ｇが載置された状態で内型可動フレーム２３９があおられることにより、ガラス板Ｇが内側に向けて曲げられ、ガラス板Ｇは予備成形される。なお、内型固定フレーム２３７及び内型可動フレーム２３９は、載置されたガラス板Ｇに傷を付けないようにするため、ステンレス等からなる耐熱性クロスまたは耐熱性不織布を覆う構成としてもよい。ここでは、あおり機構付き内型２３０について説明したが、外型へスムーズに移載できる程度の予備曲げ形状であれば、内型にあおり機構がない固定フレームのみで構成されていてもよい。

図３、図４に示すように、あおり機構付き外型２４０は、外型固定フレーム２４２、及び、この外型固定フレーム２４２の両端にヒンジ部２４３を介して連結された外型可動フレーム２４４を備えたリング状に構成されている。

外型固定フレーム２４２は、支持フレーム２４１により架台２１０に固定されている。一方、外型可動フレーム２４４とサーボモータにより昇降される可動ロッド２５３とは、外型可動フレーム２４４に固定されたロッド２５５及び受圧部２５５ａを介して接続されている。このため、外型可動フレーム２４４は、可動ロッド２５３の昇降動作に伴って、外型固定フレーム２４２に対してヒンジ部２４３を中心に揺動させられる。この外型可動フレーム２４４の揺動動作をあおりという。

なお、本実施形態では図３、４に示すように内型２３０のさらに内側に予備下部モールド２２０を配置している。予備下部モールド２２０には、予備成形用モールド３０２と対向する成形面を有し、その成形面には多数の孔が空いており、ポンプ（図示せず）により吸引することにより、各孔からエアが吸引され、ガラス板Ｇの予備成形をさらに促進する。また、予備下部モールド２２０の成形面は、ステンレス等からなる耐熱性クロスまたは耐熱性不織布で覆われている。
また、図１２に示すように予備成形用下部成形装置２００は、内型３３０と、この内型３３０の周囲に配置された外型３４０とを備えた予備下部モールドと一体的に形成されたモールドタイプの予備成形用支持型であってもよい。ガラス板Ｇは内型３３０に載置され、内型３３０が下降することによって、外型３４０にガラス板Ｇを載置する。内型３３０及び外型３４０の成形面は、ステンレス等からなる耐熱性クロスまたは耐熱性不織布で覆われている。

予備成形用上部成形装置３００は、成形炉２０の天井に設置されており、ダクト３０４が接続された予備成形用モールド３０２を備えている。

予備成形用モールド３０２は、その内部が中空の金属製（鋳物）モールドであり、ガラス板Ｇと当接する面（以下、成形面という）が所定の湾曲形状に形成されている。予備成形用モールド３０２の成形面には多数の孔が空いており、ダクト３０４を介して吸引することにより、各孔からエアがモールド内に吸引され、プレス成形後のガラス板Ｇを吸引保持する。また、その逆にダクト３０４を介してエアを吹き出すこともできる。なお、予備成形用モールド３０２の成形面は、ステンレス等からなる耐熱性クロスまたは耐熱性不織布で覆われている。

予備成形装置６０により、ガラス板Ｇは最終的に成形される形状にあわせて大きく曲がった形状に予備成形される。例えば、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、最終曲げ形状がＣ−Ｃ方向に大きく曲がっており、かつ、Ｃ−Ｃ方向に直交するＣ’−Ｃ’方向に小さく曲がったディープウイングという形状のガラス板Ｇの場合、あおり機構付き外型２４０は、曲率の大きい方向であるＣ−Ｃ方向にガラス板Ｇを曲げて、最終の曲げ形状の平面視での輪郭（本成形用支持型５４０の平面視での輪郭）と略一致する形状に予備成形する。同様に、例えば、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、最終曲げ形状がＤ−Ｄ方向に大きく曲がっており、かつ、Ｄ−Ｄ方向に直交するＤ’−Ｄ’方向に小さく曲がった（ただし、図１０（ａ）に示したＣ−Ｃ方向に直交する方向よりは大きく曲がっている）エッグという形状のガラス板Ｇの場合、あおり機構付き外型２４０は、曲率の大きい方向であるＤ−Ｄ方向にガラス板Ｇを曲げて、最終の曲げ形状の平面視での輪郭（本成形用支持型５４０の平面視での輪郭）と略一致する形状に予備成形する。

このようにガラス板Ｇを予備成形し、該ガラス板Ｇの平面視での輪郭を、最終の曲げ形状の平面視での輪郭（本成形用支持型５４０の平面視での輪郭）と略一致させることにより、予備成形後のガラス板Ｇが本成形用支持型５４０に適正姿勢で載置しやすい形状となる。従って、予備成形後のガラス板Ｇの本成形用支持型５４０に対する載置位置の位置ずれが発生しにくくなる。なお、本成形用支持型５４０と外型２４０は略一致する大きさであり、例えば、本成形用支持型５４０の平面視での輪郭と外型２４０の平面視での輪郭は略一致する大きさとなっている。または、外型２４０の平面視での輪郭の少なくとも対向する２辺（例えば図４中の固定フレーム２４２、２４２）は、本成形用支持型５４０の平面視での輪郭の少なくとも前記外型２４０の対向する２辺に対応する２辺（図示略）と略一致するようになっている。
〔本成形装置６２〕
図１、図２に示すように、本成形装置６２は、予備成形装置６０により予備成形されたガラス板Ｇに対して本成形を行うためのものであり、本成形用下部成形装置５００と本成形用上部成形装置６００とを備えている。

本成形用下部成形装置５００は、本成形用支持型５４０、及び、本成形用支持型５４０の内側に配置された下部モールド５２０を備えている。

この本成形用下部成形装置５００は、床下に設置されたレール２５上を転動する移動ローラ７１８を有する架台５１０上に設置されており、移動ローラ７１８がサーボモータ（図示せず）により回転駆動されることにより、このレール２５に案内されて自走する。

図８に示すように、下部モールド５２０は、その内部が中空の金属製（鋳物）モールドであり、ガラス板Ｇと当接する面（以下、成形面という）が所定の湾曲形状に形成されている。本実施形態では、下部モールド５２０及び本成形用支持型５４０は、ガラス板Ｇの最終曲げ形状が少なくとも２方向（図１０では、Ｃ−Ｃ方向、及び、Ｃ−Ｃ方向に直交するＣ’−Ｃ’方向の２方向を例示、図１１では、Ｄ−Ｄ方向、及び、Ｄ−Ｄ方向に直交するＤ’−Ｄ’方向の２方向を例示）に曲率を有する形状となるような形状とされている。

下部モールド５２０の成形面には多数の孔が空いており、ポンプ（図示せず）により吸引することにより、各孔からエアが吸引され、ガラス板Ｇの成形を促進する。また、その逆にポンプにより各孔からエアを吹き出すこともできる。なお、下部モールド５２０の成形面は、ステンレス等からなる耐熱性クロスまたは耐熱性不織布で覆われている。
また、図１３に示すように本成形用下部成形装置は、下部モールド６２０と本成形用支持型６４０が一体的に形成されていてもよい。下部モールド６２０に本成形用支持型として機能するモールドタイプの本成形用支持型６４０が設けられている。下部モールド６２０及び本成形用支持型６４０の成形面は、ステンレス等からなる耐熱性クロスまたは耐熱性不織布で覆われている。

本成形用上部成形装置６００は、成形炉２０の天井に設置されており、ダクト６０４が接続された本成形用モールド６０２を備えている。本成形用モールド６０２は、その内部が中空の金属製（鋳物）モールドであり、ガラス板Ｇと当接する面（以下、成形面という）が所定の湾曲形状に形成されている。本成形用モールド６０２の成形面には多数の孔が空いており、ダクト６０４を介して吸引することにより、各孔からエアがモールド内に吸引され、プレス成形後のガラス板Ｇを吸引保持する。また、その逆にダクト６０４を介してエアを吹き出すこともできる。なお、本成形用モールド６０２の成形面は、ステンレス等からなる耐熱性クロスまたは耐熱性不織布で覆われている。
〔ガラス板の曲げ成形装置１００の動作〕
次に、上記構成のガラス板の曲げ成形装置１００における、ガラス板Ｇの曲げ形成方法について説明する。

まず、フラットモールド２３は、加熱軟化したガラス板Ｇを吸引保持して移動し、所定位置においてその吸引保持を解除する。これにより、加熱軟化したガラス板Ｇを、所定位置に位置した予備成形用下部成形装置２００の平らな内型２３０（内型固定フレーム２３７と内型可動フレーム２３９が略水平状態とされたあおり機構付き内型２３０）上に移載する（図２、図３参照）。

次に、ガラス板Ｇが載置された予備成形用下部成形装置２００は、予備成形用モールド３０２直下まで自走する。その走行の間、図５に示すように、内型２３０を徐々に下降させてあおり機構付き外型２４０に接近させる。そして、最終的に、内型２３０に載置されたガラス板Ｇをあおり機構付き外型２４０に乗り移らせる。すなわち、基台２３５及び内型固定フレーム２３７を下降させることにより、あおり機構付き内型２３０に載置されたガラス板を内型可動フレーム２３９によりあおりながら、あおり機構付き内型２３０をあおり機構付き外型２４０に徐々に接近させる。そして、最終的に、あおり機構付き内型２３０に載置されたガラス板Ｇをあおり機構付き外型２４０に乗り移らせる。

このように、ガラス板Ｇを内型２３０からあおり機構付き外型２４０に徐々に乗り移らせるので、ガラス板Ｇをいきなりあおり機構付き外型２４０に載置する場合と比較して、平らなガラス板Ｇのあおり機構付き外型２４０に対する載置位置を容易に位置決めできる。すなわち、平らなガラス板Ｇを内型２３０で僅かに曲げながらあおり機構付き外型２４０に適正姿勢で載置することが可能となる。これにより、ガラス成形精度のばらつきを抑えることができる。また、ガラス板Ｇを内型２３０からあおり機構付き外型２４０に徐々に乗り移らせるので、ガラス板Ｇを落下させ直接あおり機構付き外型２４０に載置する場合と比較して、落下の衝撃でガラス板が割れるのを防止できる。また、あおり機構付き外型２４０のあおり機構のヒンジ跡がガラス板Ｇに発生することを防止できる。また、本実施形態では、内型２３０のさらに内側に、予備下部モールド２２０を配置しており、内型２３０が存在するため、曲がりすぎる部分をおさえることはできないが、ガラス板の中央部を下からおさえることが可能となる。

次に、あおり機構付き外型２４０に載置されたガラス板Ｇを、図６に示すように、あおり機構付き外型２４０と昇降機構（図示せず）により下降させられる予備成形用モールド３０２とによりあおり機構付き外型２４０の可動フレーム２４４をあおりながら予備成形（プレス成形）する。図６は、あおり機構付き外型２４０と予備成形用モールド３０２とによりプレスした状態を示している。

図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、最終曲げ形状がＣ−Ｃ方向に大きく曲がっており、かつ、Ｃ−Ｃ方向に直交するＣ’−Ｃ’方向に小さく曲がったディープウイングという形状のガラス板Ｇの場合、この予備成形により、ガラス板Ｇは、曲率の大きい方向であるＣ−Ｃ方向に曲げられ、最終の曲げ形状の平面視での輪郭（本成形用支持型５４０の平面視での輪郭）と略一致する形状に予備成形される。同様に、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、最終曲げ形状がＤ−Ｄ方向に大きく曲がっており、かつ、Ｄ−Ｄ方向に直交するＤ’−Ｄ’方向に小さく曲がった（ただし、図１０（ａ）に示したＣ−Ｃ方向に直交するＣ’−Ｃ’方向よりは大きく曲がっている）エッグという形状のガラス板Ｇの場合、この予備成形により、ガラス板Ｇは、曲率の大きい方向であるＤ−Ｄ方向にガラス板Ｇを曲げられ、最終の曲げ形状の平面視での輪郭（本成形用支持型５４０の平面視での輪郭）と略一致する形状に予備成形される。なお、エッグという形状のガラス板Ｇについては、最終の曲げ形状の曲げの程度によっては、あおり機構の無い内型２３０を用いて予備成形するようにしてもよい（すなわち、外型２４０のみであおる）。

あおり機構付き外型２４０や予備成形用モールド３０２は最終的に成形される形状にあわせて大きく曲がった形状に形成されている。このため、上記予備成形により、ガラス板Ｇは、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、大きく曲げられ、曲がって欲しくない部分まで大きく曲がった出っ張り部ｍやシワが発生する。つまり、図７（ａ）に示す点線で囲った出っ張り部ｍは、該出っ張り部ｍを含む図７（ａ）のＢ−Ｂ断面図である図７（ｂ）から分かるように、二点鎖線部分の所望の形状に対して、出っ張り部ｍのように大きく曲がった形状になる。

次に、予備成形用モールド３０２の成形面に設けられている多数の孔から吸引することにより、ガラス板Ｇを成形面に吸引保持し、可動フレーム２４４を外側に開きながら予備成形用上部成形装置３００と予備成形用下部成形装置２００とを離間させる。その後、予備成形用下部成形装置２００をフラットモールド２３直下のガラス板Ｇが移載される位置に向け自走させると共に、本成形用下部成形装置５００を予備成形用上部成形装置３００の直下位置まで自走させる。

次に、その予備成形されたガラス板Ｇを吸引保持した予備成形用モールド３０２は、本成形用下部成形装置５００の本成形用支持型５４０に接近し、続いてその吸引保持を解除する。これにより、予備成形されたガラス板Ｇを落下させ、本成形用下部成形装置５００（本成形用支持型５４０）に載置する。

上記のようにガラス板Ｇを予備成形し、該ガラス板Ｇの平面視での輪郭を、最終の曲げ形状の平面視での輪郭（本成形用支持型５４０の平面視での輪郭）と略一致させることにより、予備成形後のガラス板Ｇが本成形用支持型５４０に適正姿勢で載置しやすい形状となる。従って、予備成形後のガラス板Ｇの本成形用支持型５４０に対する載置位置の位置ずれが発生しにくくなる。

このように予備成形されたガラス板Ｇが載置された本成形用支持型５４０を備えた本成形用下部成形装置５００は本成形用上部成形装置６００の直下まで自走する。図８は、本成形での本成形用支持型５４０、下部モールド５２０、ガラス板Ｇの形状を表した図である。図８では、説明の都合上、下部モールド５２０とガラス板Ｇを離間させた状態で描いている。下部モールド５２０の成形面には多数の孔が空いており、ポンプ（図示せず）により吸引することにより、各孔からエアが吸引され、搬送中にガラス板を吸引することが可能になる。このため、本成形用下部成形装置５００が本成形用上部成形装置６００の直下まで自走する間に、さらにゆっくりと深く曲げていくことが可能である。

さらに出っ張り部ｍを支持してガラス板の自重によりさらに曲がることを防止する。または最終曲げ形状に合致するように出っ張り部ｍを上方に押し返すことも可能である。

本成形装置６２においては、本成形用支持型５４０に載置されたガラス板Ｇの下側表面を下部モールド５２０の成形面により支持しながら本成形用モールド６０２で押し付けて本成形（プレス成形）する。図９は、プレスする直前の本成形用支持型５４０に載置されたガラス板Ｇと本成形用モールド３０２を示した図である。ガラス板Ｇは図１０（ｂ）で示される予備成形後の断面の状態、または図１１（ｂ）で示される予備成形後の断面の状態であり、この後、ガラス板Ｇの上側面が本成形用モールド６０２に押し付けられて本成形（プレス成形）される。

本成形用モールド６０２にガラス板が押し付けられている状態のときに、下部モールド５２０は、各孔からのエアの吸引をエアの吹き出し切り替えることによって、下部モールド５２０からガラス板を離し、本成形用モールド６０２に押し付ける。

これにより、予備成形により大きく曲げたことにより発生した出っ張り部ｍやシワを解消することが可能となる。さらに下部モールド５２０により、本成形での所望以上に曲がりすぎる部分やシワなどの発生を防止する。

以上のように、本実施形態のガラス板の曲げ成形装置１００によれば、内型２３０、及び、この内型２３０の周囲に配置されたあおり機構付き外型２４０を備えた予備成形用支持型を採用したので、ガラス板Ｇのあおり機構付き外型２４０に対する載置位置を容易に位置決めできるとともに、落下による破損、あおり機構付き外型２４０のあおり機構のヒンジ跡がガラス板Ｇに発生するのを防止できる。さらに、本成形用支持型５４０の内側に配置された下部モールド５２０を採用したので、予備成形時に発生する出っ張り部ｍを下部モールド５２０により押さえることで、解消することが可能となる。さらには、２段目のプレス（本成形）でガラス板Ｇが膨らむのを押さえることができる。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。例えば、予備成形用下部成形装置と予備成形用モールド、及び本成形用下部成形装置と本成形用モールドは、一方が他方に対して相対的に昇降してガラス板をプレス成形すればよい。

本発明は、ガラス板を複雑形状及び深曲げ形状に曲げ成形するのに好適し、このような形状を有する自動車用ガラス、車両用ガラス及び産業用ガラスの製造に利用できる。

なお、２００７年１２月４日に出願された日本特許出願２００７−３１３５５８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、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (10)

1. 加熱軟化したガラス板をその縁部を支持する予備成形用支持型に載置し、この予備成形用支持型に載置された状態で前記ガラス板を予備成形用支持型の成形面に押し付けることにより所望の予備曲げ形状に成形する予備成形工程と、
   この予備曲げ形状に成形されたガラス板をその縁部を支持する本成形用支持型に移載し、この本成形用支持型に載置された状態で前記ガラス板を本成形用モールドの成形面に押し付けることにより所望の最終曲げ形状に成形する本成形工程と、
   を備えたガラス板の曲げ成形方法において、
   前記予備成形用支持型は、外型と該外型の内側に併設されたガラス板載置面が外型よりも平らである内型とを備え、
   前記本成形用支持型は、前記本成形モールドと対向する成形面を有する下部モールドを備え、
   前記予備成形工程は、前記加熱軟化したガラス板を前記内型に載置する工程と、前記内型上のガラス板を該内型から前記外型に載置する工程と、前記外型に載置された前記ガラス板を前記予備成形用モールドの成形面に押し付ける工程と、前記予備曲げ形状に成形された前記ガラス板を前記予備成形用モールドに保持する工程とを含み、
   前記本成形工程は、前記予備曲げ形状に成形されたガラス板を前記本成形用支持型に移載する工程と、該本成形用支持型に載置された状態で前記ガラス板の下側表面を前記下部モールドの成形面で支持しながら前記ガラス板を前記本成形用モールドの成形面に押し付ける工程とを含む
   ことを特徴とするガラス板の曲げ成形方法。
2. 前記最終曲げ形状は少なくとも２方向に曲率を有し、前記予備成形工程は、前記ガラス板を少なくとも前記最終曲げ形状の曲率の大きい方向に曲げて前記予備曲げ形状に予備成形する請求項１に記載のガラス板の曲げ形成方法。
3. 前記予備成形工程は、前記ガラス板を前記最終の曲げ形状の平面視での輪郭と略一致する形状になるように曲げて前記予備曲げ形状に予備成形する請求項１または２に記載のガラス板の曲げ成形方法。
4. 前記予備成形工程は、前記予備成形用支持型の前記外型が、固定フレームと前記固定フレームの少なくとも一方の端部に枢設された可動フレームとを備えたあおり機構付きであり、前記外型に載置されたガラス板を前記可動フレームによりあおる工程を含む請求項１から３のいずれかに記載のガラス板の曲げ成形方法。
5. 前記本成形工程は、前記下部モールドの成形面が、エア吸引手段と連通する複数の孔を有し、前記エア吸引手段により前記複数の孔からエアが吸引されることで、前記ガラス板の成形が促進される工程を含む請求項１から４のいずれかに記載のガラス板の曲げ成形方法。
6. 加熱軟化したガラス板の縁部を支持する予備成形用支持型と、この予備成形用支持型に載置された状態の前記ガラス板を所望の予備曲げ形状にプレス成形する予備成形用モールドと、予備曲げ形状に成形されたガラス板の縁部を支持する本成形用支持型と、この本成形用支持型に載置された状態の前記ガラス板を所望の最終曲げ形状にプレス成形する本成形用モールドとを備えたガラス板の曲げ成形装置において、
   前記予備成形用支持型は、外型と該外型の内側に併設されたガラス板載置面が外型よりも平らである内型と、前記内型上のガラス板を該内型から前記外型に移載する移載手段とを備え、
   前記本成形用支持型は、前記本成形用モールドと対向するように成形面を有する下部モールドを備えることを特徴とするガラス板の曲げ成形装置。
7. 前記本成形用支持型は少なくとも２方向に曲率を有する前記最終曲げ形状の周縁形状に略一致し、前記予備成形用支持型の外型の平面視での輪郭の少なくとも対向する２辺は、前記本成形用支持型の平面視での輪郭の少なくとも前記予備成形用支持型の外型の対向する２辺に対応する２辺と略一致する請求項６に記載のガラス板の曲げ成形装置。
8. 前記予備成形用支持型の外型の平面視での輪郭は、前記本成形用支持型の平面視での輪郭と略一致する請求項６に記載のガラス板の曲げ成形装置。
9. 前記予備成形用支持型の前記外型は、固定フレームと該固定フレームの少なくとも一方の端部に枢設された可動フレームとを備えたあおり機構付きである請求項６から８のいずれかに記載のガラス板の曲げ成形装置。
10. 前記下部モールドは、エア吸引手段と、該下部モールドの成形面に前記エア吸引手段と連通する複数の孔を有する請求項６から９のいずれかに記載のガラス板の曲げ成形装置。

Images