JP2005015326A - ガラス板の曲げ成形装置及び曲げ成形方法並びに湾曲ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】炉外成形装置において成形から風冷強化までの時間を短縮できるガラス板の曲げ成形装置及び曲げ成形方法並びに湾曲ローラを提供する。
【解決手段】本発明によれば、加熱炉１２によって曲げ成形温度まで加熱されたガラス板Ｇは、予備曲げ成形用ローラコンベア２０によって成形位置まで搬送される過程で予備曲げされる。予備曲げされたガラス板は、成形位置においてプレスリング２２に載置されると、プレスリング２２の上昇移動によりモールド２４の成形面２６に押し付けられて所望の曲率に曲げ成形される。この後、プレスリング２２が風冷強化装置１６に向けて移動され、プレスリング２２が所定の強化位置Ｓに挿入されると、上部吹口ヘッド３０及び下部吹口ヘッド３２からガラス板Ｇに向けて冷却エアが噴射され、ガラス板Ｇが風冷強化される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラス板を曲げ成形する曲げ成形装置及び曲げ成形方法並びに、曲げ成形に使用する湾曲ローラに関する。

従来より、自動車の窓ガラスには、様々な形状、曲率をもった湾曲ガラス板が使用されているが、このような湾曲ガラス板は、加熱炉において軟化点近く（６５０〜７００℃）まで加熱したガラス板を成形型に押し付けることにより製造される。

湾曲ガラス板の製造装置としては、加熱炉の外部に成形型が設置された炉外成形装置と、加熱炉の内部に成形型が設置された炉内成形装置とに大別される。

炉内成形装置の場合には、ガラス板は加熱温度が維持された状態で成形されるため、成形時の温度低下による不具合は発生し難い。しかし、炉外成形装置の場合には、ガラス板が外気によって冷やされるため、曲げ成形の精度や強化処理の程度に支障が生じることがあり、加熱処理後の短時間で曲げ成形及び風冷強化を実施することが必要とされている。

一方、炉外成形装置の場合には、加熱炉から搬出されたガラス板を、湾曲ローラによって搬送することにより予備曲げ成形し、次に下部型板（lower mold）にガラス板を載置して上部型板（upper mold）に押し付けることにより所望の形状に曲げ成形し、次いで曲げ成形されたガラス板を湾曲ローラに再び乗せ変えて風冷強化装置に搬送する（特許文献１参照）。
特開昭６０−１７１２３９号（６頁 図２）

特許文献１に開示されているガラス板の曲げ成形装置は、下部型板（lower mold）及び上部型板（upper mold）によるガラス板の成形後に、湾曲ローラの回転によってガラス板を風冷強化装置に向けて搬送する。このため、曲げ成形されたガラス板を下部型板から湾曲ローラに移載するための時間を要し、ガラス板が風冷強化装置に搬送されるまでの時間がかかる。また、湾曲ローラとの接触によって脱熱することにより、ガラス板は風冷強化装置に搬送される前に冷えてしまい、良好な強化処理を行い難いという問題があった。

特に最近では、板厚３ｍｍ以下という薄板の自動車用窓ガラスが要求されてきており、このような薄板ガラスの場合には、厚板（板厚が３ｍｍを超えるもの）ガラスと比較して蓄熱量が少ないため、炉外に搬出されると急激に冷めてしまう。よって、ガラス板が薄くなればなるほど、成形から風冷強化までの時間を短縮することが要求される。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、炉外成形装置において成形から風冷強化までの時間を従来よりも短縮することができ、従来よりも生産性の高いガラス板の曲げ成形装置及び曲げ成形方法並びに湾曲ローラを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、ガラス板を所定の曲げ成形温度まで加熱する加熱炉と、前記加熱炉から搬出されたガラス板をローラ搬送することにより予備曲げする複数本の予備曲げ成形用ローラと、前記予備曲げ成形用ローラによって予備曲げされたガラス板が載置され、このガラス板の周縁部を支持する第１の成形型と、前記第１の成形型に載置されたガラス板を押し付けるための成形面を有する第２の成形型と、前記曲げ成形されたガラス板の表面に冷却媒体を吹き付けることにより、前記ガラス板の強化処理を行う風冷強化装置と、前記曲げ成形されたガラス板が載置された前記第１の成形型を、前記風冷強化装置まで搬送する搬送手段と、を備えたことを特徴とするガラス板の曲げ成形装置を提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のガラス板の曲げ成形装置において、前記予備曲げ成形用ローラは、湾曲ローラであることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１、又は２に記載のガラス板の曲げ成形装置において、前記予備曲げ成形用ローラは、多関節ローラであることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のガラス板の曲げ成形装置において、前記予備曲げ成形用ローラは、水平ローラと、該水平ローラの両端近傍に配設された傾斜ローラとによって構成されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のガラス板の曲げ成形装置において、前記複数本の予備曲げ成形用ローラの各々は、その曲率が前記ガラス板の搬送方向に沿って徐変していることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のガラス板の曲げ成形装置において、前記加熱炉にはガラス板搬送ローラが設けられ、該ガラス板搬送ローラはガラス板を予備曲げするためのローラであることを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載のガラス板の曲げ成形装置において、前記予備曲げ成形用ローラによるガラス板の搬送動作に同期して、前記予備曲げ成形用ローラの曲率を動的に変化させるためのコントローラをさらに備えたことを特徴としている。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載のガラス板の曲げ成形装置において、前記複数本の予備曲げ成形用ローラの湾曲形状を可変するための湾曲駆動装置と、前記複数本の予備曲げ成形用ローラの各々の長さを調整するためのローラ長調整装置とをさらに備え、前記予備曲げ成形用ローラは、その長さが前記ローラ長調整装置によって調整自在に構成されていることを特徴としている。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のガラス板の曲げ成形装置において、前記ローラ長調整装置は、前記複数本の予備曲げ成形用ローラの長さを、前記ガラス板の搬送方向上流側から下流側にかけて徐々に短くなるように調整し、その結果、前記複数本の予備曲げ成形用ローラによって形成される搬送面が円錐又は円柱の側面に近似した形状をなすことを特徴としている。

請求項１０に記載の発明は、ガラス板を加熱炉内で所定の曲げ成形温度まで加熱する工程と、前記加熱炉から搬出されたガラス板を、複数本の予備曲げ成形用ローラで搬送することにより予備曲げする工程と、前記予備曲げされたガラス板を、該ガラス板の輪郭形状に沿った形状の第１の成形型に載置する工程と、前記第１の成形型に載置されたガラス板を、前記第１の成形型と前記第２の成形型とを相対的に近づけることにより、これらの成形型でプレスして所望の形状に曲げ成形する工程と、前記曲げ成形されたガラス板が載置された第１の成形型を、風冷強化装置まで搬送する工程とを有することを特徴とするガラス板の曲げ成形方法を提供する。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のガラス板の曲げ成形方法において、前記予備曲げ成形用ローラによるガラス板の搬送動作に同期して、前記予備曲げ成形用ローラの曲率を動的に変化させる工程をさらに有することを特徴としている。

請求項１２に記載の発明は、軸を中心に回転される円筒状ローラ、及び前記軸の両端部に取り付けられかつ連結部が形成された軸受で構成された複数のローラユニットと、隣接する前記ローラユニットの前記軸同士を連結するフレキシブルカップリングと、隣接する前記ローラユニットの軸受の連結部同士を屈折自在に支持する支持部材とを備えたことを特徴とした湾曲ローラを提供する。

請求項１３に記載発明は、請求項１２に記載の湾曲ローラにおいて、２種類以上の長さの前記ローラユニットが混在して構成されたことを特徴としている。

本発明のガラス板の曲げ成形装置及び曲げ成形方法によれば、プレス成形で用いた第１の成形型によりガラス板を風冷強化装置まで搬送するため、加熱炉から搬出されたガラス板の予備曲げ成形、予備曲げ成形されたガラス板のプレス成形、及びプレス成形されたガラス板の風冷強化といった一連の動作をシームレスに行うことができ、加熱炉から搬出されたガラス板を極めて短時間の内に湾曲強化ガラスに加工することができる。そのため、本発明は、品質（形状の精度及び強化処理の度合い等）の優れた製品を、従来よりも短時間で大量に製造することができる。特に、本発明に係る予備曲げ成形用ローラは、円錐の側面に近似した形状の湾曲ガラス板を容易に作ることができ、意匠性の優れた自動車用リアガラスの提供に大きく貢献するものである。

以下添付図面に従って本発明に係るガラス板の曲げ成形装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１に示すガラス板の曲げ成形装置１０は、自動車用リヤガラスを製造する装置であり、ガラス板Ｇの搬送方向上流側から下流側に向かって加熱炉１２、成形装置１４、及び風冷強化装置１６が順に配置されて構成されている。また、曲げ成形装置１０の各部の動作は、図２のコントローラＣＴＲによって集中制御される。

加熱炉１２内には、直棒状の多数本のシリカロールからなるローラコンベア１８が配設されている。曲げ成形前の平板状ガラス板Ｇは、ローラコンベア１８によって加熱炉１２内を図１の矢印Ａ方向に搬送され、加熱炉１２の出口において軟化点（６８０〜６９０℃）近くまで加熱される。

こうして加熱されたガラス板Ｇは、加熱炉１２の出口から下流側に向けて配設された予備曲げ成形用ローラコンベア２０によって自重により徐々に予備曲げされながら搬送され、不図示のポジショナ装置によって所定の成形位置に位置決めされる。その後、ガラス板Ｇは、予備曲げ成形用ローラコンベア２０の隙間（図２，３参照）に配置されているプレスリング（請求項に記載の第１の成形型に相当）２２に載置され、プレスリング２２の図１の矢印Ｂで示す上昇移動によりプレスリング２２に載置された状態で上昇され、モールド（請求項に記載の第２の成形型に相当）２４に設けられた下向きの凸形状の成形面２６に押し付けられる。これにより、ガラス板Ｇは、成形面２６の曲面形状に沿った所望の形状に曲げ成形される。。このように、予備曲げ成形の段階でモールド２４の成形面２６に近似した形状に成形されるため、その後のプレス成形時にガラス板に対して局所的に強い力が加わることが減少し、最終製品の品質を向上させることができる。

なお、プレスリング２２は、図３の如く枠状かつ図２に示す自動車用リヤガラス板Ｇの輪郭に沿った形状を有する。また、プレスリング２２は、曲げ成形後のガラス板Ｇを載置した状態で風冷強化装置１６に搬送する機能を備え、クエンチリングとしての役割も兼ね備えている。また、ガラス板の表面にプレスリングによる押し跡や傷等が付かないようにするため、プレスリング２２の表面及び／又は成形面２６を、東洋紡績社製のＰＢＯ繊維またはデュポン社製のケブラー繊維で作られたカバーで覆うことが好ましい。

曲げ成形終了したガラス板Ｇは、図１のモールド２４が所定量上昇し、かつプレスリング２２がモールド２４から下方に所定量退避することによってモールド２４から離れる。この後、ガラス板Ｇは、図２のシャトル２８の水平移動によってプレスリング２２に載置された状態で矢印Ｃ方向に移動され、図１の風冷強化装置１６まで搬送される。

風冷強化装置１６は、強化位置Ｓを挟んで上方に上部吹口ヘッド３０と下方に下部吹口ヘッド３２とを備えている。上部吹口ヘッド３０及び下部吹口ヘッド３２にはそれぞれダクト（不図示）が取り付けられ、各ダクトにはブロア（不図示）が連結されている。したがって、ブロアから供給される冷却エアは、ダクトを介して上部吹口ヘッド３０及び下部吹口ヘッド３２に供給されるとともに、これらのヘッドから強化位置Ｓに向けて噴射される。これにより、ガラス板Ｇはその両面が風冷されて強化される。

風冷強化中においてガラス板Ｇは、下部吹口ヘッド３２によるエア圧が上部吹口ヘッド３０によるエア圧よりも高めに設定されているため、エアーフローティング状態で風冷強化される（上部吹口ヘッド３２に支持部材（不図示）を取り付け、これにガラス板をエア圧で押し付けることで保持してもよい）。この間に、プレスリング２２は、図３に示した待機位置（隣接するローラユニット５４同士の隙間）に戻される。また、プレスリング２２の戻り動作に同期して、キャッチリング（不図示）が、風冷強化装置１６の強化位置Ｓに挿入され、風冷強化後のガラス板Ｇがキャッチリングに載置される。キャッチリングは、シャトル（不図示）の移動によって搬出用ローラコンベア（不図示）に向けて移動される。この搬出用ローラコンベアにガラス板Ｇが移載され、次工程の検査工程に向けて搬送される。検査工程でガラス板Ｇは、歪み、皺、及びクラック等の欠陥が検査され、欠陥の無いものは良品工程へ、欠陥が発見されたものは不良品工程へ搬送される。

なお、図１において符号３４は吸引ファンであり、この吸引ファン３４はフレキシブルダクト３６を介してモールド２４の内部空間部に連通している。また、モールド２４の成形面２６には、前記内部空間部に連通する多数の小孔が形成されている。成形面２６にプレスリング２２によって押し付けられたガラス板Ｇは、吸引ファン３４の吸引力により成形面２６に保持される。よって、プレスリング２２の他にクエンチリングを備えた装置の場合には、ガラス板Ｇが成形面２６に吸着保持されている時間を利用して、プレスリング２２が図３の待機位置に退避し、これに同期してクエンチリングがガラス板Ｇの下方に進出し、曲げ成形されたガラス板Ｇを受け取り、クエンチリングの移動によって風冷強化装置１６に搬送する。

また、モールド２４は、吊下部材３８を介してスクリュウジャッキ４０に連結されている。スクリュウジャッキ４０の動作によってモールド２４は昇降され、その上下方向位置￥ｓが調整される。更に、モールド２４に取り付けた電機ヒータによりモールド２４を温める（例えば４００〜５００℃）ことにより、曲げ成形中のガラス板Ｇの温度低下を防止するようにしてよい。

予備曲げ成形用ローラコンベア２０は図３の如く、複数本の湾曲ローラ５０、５０…をガラス板搬送方向に沿って配設することにより構成される。湾曲ローラ５０は、中央に配置された一対の長尺状のローラユニット５２、５２とその両側にそれぞれ配置された３本のローラユニット５４、５４、５４とを棒状に連結した多関節ローラである。中央のローラユニット５２、５２の連結部にはギア５６が設けられ、このギア５６に図４に示すモータ５８の動力が伝達されることにより湾曲ローラ５０が回転駆動される。

モータ５８の動力伝達系は、モータ５８の回転力がスプロケット６０に伝達されることにより周回移動する無端状チェーン６２を有し、このチェーン６２にスプロケット６４が噛合している。スプロケット６４には、動力伝達軸６６を介してギア６８が連結し、このギア６８にギア７０を介してギア７２が噛合している。ギア７２には、２枚のギア７４、７４が噛合し、これらのギア７４、７４が、隣接する湾曲ローラ５０、５０のギア５６、５６にそれぞれ噛合している。よって、モータ５８が駆動されると、チェーン及びギアからなる動力伝達系を介して湾曲ローラ５０が同方向に回転駆動する。

一方、図３の如くプレスリング２２を配置するためにローラユニットが間引かれた複数本の湾曲ローラ５０、５０…において、プレスリング２２の内側に位置するローラユニット５２、５４は前述の動力伝達系により回転駆動するが、プレスリング２２の外側に位置するローラユニット５４、５４…には動力が伝達されないためローラユニット５４、５４…は回転駆動しない。そこで、本実施の形態では、図３の如く、動力が伝達されない前記ローラユニット５４、５４…をギアボックス５５を介して、動力が伝達されている直近のローラユニット５４Ａに連結している。これにより、全ての湾曲ローラ５０の全てのローラユニット５２、５４が回転駆動する。

ローラユニット５２とローラユニット５４とは、その長さが異なるのみで基本的な構成は同一である。よって、ここではローラユニット５４の構成について説明し、ローラユニット５２の構成については省略する。

図５、図６に示すように、ローラユニット５４は、軸８０を中心に回転される円筒状ローラ８２、軸８０の両端部に取り付けられた軸受８４、軸受８４の外輪に嵌合され、外側に向けて一対の連結片（請求項に記載の連結部に相当）８６、８６が突設されたハウジング８８から構成される。また、隣接するローラユニット５４、５４の軸８０、８０同士は、エンジニアリング・プラスチック等で作られた可撓性継手であるフレキシブルカップリング９０を介して連結され、回転力が相互に伝達可能となっている。更に、隣接するローラユニット５４、５４の連結片８６、８６同士は、ピン（請求項に記載の支持部材に相当）９２、９２を介して屈折自在に支持されている。

連結片８６、８６は図６に示すように、軸８０を中心とした対称位置に設けられており、これらを連結するピン９２、９２を介して昇降ロッド９４のＵ字状ジョイント部９５が連結されている。

昇降ロッド９４は、図７に示すように昇降ロッド９４を上下及び左右方向に移動させるパイプ９６に連結されている。このパイプ９６、９６を適宜移動させることにより、例えば図８の如く湾曲ローラ５０を湾曲させることができ、この湾曲面に沿ってガラス板Ｇが搬送されることにより、ガラス板Ｇが自重で予備曲げ成形される。

湾曲ローラ５０の湾曲曲率は、図２に示したコントローラＣＴＲの制御により任意に設定することができるが、搬送方向上流側から下流側に向けて徐々に大きくなるように設定され、その下流端では図１に示したモールド２４の成形面２６の曲率と略等しくなるように設定されることが好ましい。このようにすることで、モールド２４の直下に到達したガラス板Ｇは、既に成形面２６に近い形状に予備曲げされているため、その後のプレス成形によってガラス板Ｇに光学的な歪みや皺が発生することが少なくなる。

なお、図９に示すように、ローラユニット５２に連結されるローラユニット５４において、搬送方向上流側のローラユニット５４Ｂを長尺の１本構成とし、その傾斜角度を小さく設定する。そして、このローラユニット５４Ｂに続くローラユニット５４Ｃを２本構成とし、その傾斜角度をローラユニット５４Ｂよりも大きめに設定する。そして、ローラユニット５４Ｃに続くローラユニット５４を図３に示した３本構成とし、その傾斜角度をローラユニット５４Ｃよりも大きめに設定する。このようにローラユニット５４、５４Ｂ、５４Ｃの長さを変更し、その傾斜角度を調整することによって、湾曲ローラ５０の湾曲曲率を、搬送方向上流側から下流側に向けて徐々に大きくなるように容易に設定できる。

また、図１０の如く、水平ローラ１００と水平ローラ１００の両端近傍に配設された傾斜ローラ１０２、１０２とによって湾曲ローラを構成してもよい。この湾曲ローラを使用することにより、図１１の如く水平ローラ１００に対する傾斜ローラ１０２、１０２の傾斜角度を、搬送方向上流側（ａ）〜下流側（ｆ）に向けて徐々に大きくすることにより、湾曲ローラの湾曲曲率を、搬送方向上流側から下流側に向けて徐々に大きくなるように設定できる。また、可撓性軸材にローラを回転自在に配置し、可撓性軸材を撓ませることにより湾曲面を形成する湾曲ローラは、例えば本願出願人が、特願２００２−２０９１７４号（US20030159469A1 ）等に提案しているので、ここではその詳細な説明は省略する。

図２の如くプレスリング２２は、シャトル２８によって、曲げ成形位置から風冷強化装置１６の強化位置Ｓ（図１参照）までの範囲内で往復移動される。このシャトル２８は、図２の往復動装置１１０（請求項に記載の第１の成形型を風冷強化装置まで搬送する搬送手段に相当）に設けられている。往復動装置１１０は、プレスリング２２の両側にガラス板搬送方向に沿って配設され、これと同様にシャトル２８もプレスリング２２の両側に連結されている。

往復動装置１１０は、シャトル２８の直動ガイド１１２、シャトル２８に連結された無端状ベルト１１４、ベルト１１４を張設するプーリ１１６に回転力を伝達するモータ１８等から構成される。この構成によれば、モータ１１８の回転駆動力は、ギア１２０、２２及び駆動軸１２４を介してプーリ１１６に伝達される。このとき駆動軸１２４は、二点鎖線で示す往復動装置１１０側のプーリ（不図示）にも連結されているので、モータ１１８の回転駆動力は、両側の往復動装置１１０に伝達される。これにより、両側のベルト１１４が同時に周回移動するので両側のシャトル２８が同速度で移動し、これに連動してプレスリング２２が移動する。

シャトル２８には、プレスリング２２を昇降させるためのスクリュウジャッキ１３０が設けられている。スクリュウジャッキ１３０のスクリュウ１３２は、プレスリング２２に連結されたガイド板１３４に螺合され、このガイド板１３４は、直動ガイド１３６、１３６を介してシャトル２８に昇降自在に支持されている。したがって、スクリュウジャッキ１３０が駆動されると、プレスリング２２は図３に示した待機位置から、図１のモールド２４にガラス板Ｇを押し付けることができるプレス位置までの範囲で昇降移動する。

次に、前記の如く構成されたガラス板の曲げ成形装置１０の作用について説明する。まず、加熱炉１２内で曲げ成形温度まで加熱されたガラス板Ｇは、加熱炉１２の出口から予備曲げ成形用ローラコンベア２０に移載される。そして、ガラス板Ｇは、予備曲げ成形用ローラコンベア２０によって成形位置まで搬送される過程において、湾曲ローラ５０、５０…により形成されている湾曲搬送面に沿って自重により予備曲げされる。

次に、予備曲げされたガラス板は、成形位置においてプレスリング２２に載置されると、プレスリング２２の上昇移動によりモールド２４の成形面２６に押し付けられて所望の曲率に曲げ成形される。

この後、プレスリング２２が若干量下方に移動され、曲げ成形後のガラス板Ｇがモールド２４の成形面２６から離される。

次に、プレスリング２２が風冷強化装置１６に向けて移動される。そして、プレスリング２２が強化位置Ｓに挿入されると、上部吹口ヘッド３０及び下部吹口ヘッド３２からガラス板Ｇに向けて冷却エアが噴射され、ガラス板Ｇが風冷強化される。

このように本実施の形態のガラス板の曲げ成形装置１０によれば、曲げ成形されたガラス板Ｇをローラで風冷強化装置１６に搬送するのではなく、成形に寄与したプレスリング２２に載置した状態でプレスリング２２を風冷強化装置１６に移動させることにより風冷強化装置１６に搬送した。したがって、ローラで搬送した場合よりもガラス板の搬送速度を上げることができ、ガラス板Ｇが炉外に搬出されてから風冷強化されるまでの時間を上述の従来技術よりも短縮できる。また、プレス直後のガラス板Ｇがローラと接触して脱熱することもない。したがって、風冷強化装置１６による強化処理を高温状体で行うことができる。

図１２は、予備曲げ成形用ローラコンベア２００の他の実施の形態を示す斜視図である。同図に示す予備曲げ成形用ローラコンベア２００は、多数本の湾曲ローラ２０２、２０２…を、後述する湾曲駆動装置２０４によって湾曲させ、その複数本の湾曲ローラ２０２、２０２…によって形成されるガラス搬送面を、特に円錐の側面に近似した形状にすることにより、加熱炉から搬出されたガラス板を自重により略円錐面状に予備曲げするものである。

また、湾曲駆動装置２０４による多数本の湾曲ローラ２０２、２０２…の湾曲動作は、湾曲ローラ２０２、２０２…によるガラス板の搬送に同期して行われるように、コントローラ２０５によって制御されている。すなわち、湾曲ローラ２０２、２０２…によるガラス板の搬送中において、複数本の湾曲ローラ２０２、２０２…の搬送面の曲率が動的に徐々に大きくなる（徐変する）ように制御され、ガラス板が形成位置に搬送された時に所望の曲率になるように制御される。これにより、ガラス板は、予備曲げ成形用ローラコンベア２００による搬送中に徐々に略円錐面状に予備曲げされながら、形成位置に向けて搬送され、不図示のポジショナ装置によって形成位置に位置決めされた際に、所定の予備曲げ形状に予備曲げされる。この後、ガラス板は、湾曲ローラ２０２、２０２間の所定の隙間に配置されたプレスリング２２に乗載され、プレスリング２２の上昇移動により、プレスリング２２に乗載された状態でモールド（不図示）の略円錐面状の成形面に押し付けられる。このプレス動作によってガラス板は、所望の略円錐面状に曲げ成形される。

次に、湾曲ローラ２０２の構成について説明する。

図１３は、予備曲げ成形用ローラコンベア２００の平面図であり、湾曲動作前のフラットな状態が示されている。同図に示すように湾曲ローラ２０２は、中央に長尺状の水平ローラ２０６が配置されるとともに、水平ローラ２０６を挟んで左右両側に各々４個のローラユニット５４、５４…が連結されて構成される。なお、ローラユニット５４の連結個数は４個に限定されるものではなく、ローラユニット５４、５４…によって湾曲搬送面を形成できる個数であればよい。

図１４は、水平ローラ２０６の構造を示す斜視図である。水平ローラ２０６は、ガラス板を搬送する筒状のローラ本体２０８と、ローラ本体２０８の両端部に挿抜自在に配置されたスプライン軸２１０、２１０とで構成されている。したがって、水平ローラ２０６の全長は、ローラ本体２０８に挿入されるスプライン軸２１０の長さを調整することで可変される。また、各スプライン軸２１０、２１０は、ローラ本体２０８の内周面に形成されたスプライン溝（不図示）にスプライン嵌合されており、これによって、スプライン軸２１０からの回転力がローラ本体２０８に伝達される。スプライン軸２１０に回転力を伝達する動力伝達機構については後述する。

図１５は、ローラユニット５４の断面図である。同図に示すように水平ローラ２０６のスプライン軸２１０が、ローラ本体２０８に対する直近のローラユニット５４に連結される。また、ローラユニット５４、５４同士は、ユニバーサルジョイント等のフレキシブルカップリング９０を介して連結されている。これらのローラユニット５４、５４…は、隣接するローラユニット５４、５４間の傾斜角度が湾曲駆動装置２０４によって調整されることにより、図１５の如く略円弧状に湾曲させられる。したがって、多数本の湾曲ローラ２０２、２０２…の各々のローラユニット５４、５４…が図１５の如く略円弧状に湾曲させられることにより、図１２の如く予備曲げ成形用ローラコンベア２００の搬送面が湾曲面に形成される。なお、ローラユニット５４の構造については、図５に示したローラユニット５４の断面図により既に説明しているため、ここでは詳細な説明は省略する。

次に、湾曲駆動装置２０４について説明する。

湾曲駆動装置２０４は、図１２の如く水平ローラ２０６を挟んで左右両側の対称位置に配置され、水平ローラ２０６を挟んで左右両側に配置されたローラユニット５４、５４…を同時に且つ同曲率で動作させるようにコントローラ２０５によって駆動制御されている。

湾曲駆動装置２０４は、図１５の如く一対の湾曲ロッド２１２、２１２、長尺の支持プレート２１４、２１４…、スタンド２１６、２１６…、及び昇降装置２１８等から構成される。スタンド２１６は、その端部がマグネット・クランプを構成し、平行に配設された２本の支持プレート２１４上に磁力により固定されている。また、図１２に示すように、左右に配置された湾曲駆動装置２０４、２０４の間隔を可変して、湾曲ローラ２０２、２０２…の長さを調整するローラ長調整装置２１９がガラス板の搬送方向上流側に設けられている。ローラ長調整装置２１９の構造については後述する。

図１６は、湾曲ロッド２１２の要部拡大構造図である。同図に示すように湾曲ロッド２１２は、両端部にギア部の形成された複数のリンク部材２２０、２２０…の隣接するリンク部材２２０、２２０同士がギヤ部２２１、２２１を介して揺動自在に連結された第１のリンク構造体と、複数の小判状リンク部材２２２、２２２…の隣接するリンク部材２２２、２２２同士がギヤ部２２３、２２３を介して揺動自在に連結された第２のリンク構造体とから構成される。

隣接するリンク部材２２０−１、２２０−２は、ピン２２４−１、２２４−２がリンク部材２２０−１、２２０−２のピン孔２２５−１、２２５−２を貫通してリンク部材２２２−２に軸支されることにより、ピン２２４−１、２２４−２を介してリンク部材２２２−２に揺動自在に支持される。また、リンク部材２２２は、リンク部材２２０と同一形状を有し、リンク部材２２０に対してリンク部材２２０の半分長ずれた位置に取り付けられ、ピン２２４を介してリンク部材２２０に揺動自在に連結されている。

図１５の如く上下に所定間隔をもって並設された一対の湾曲ロッド２１２、２１２は、図１５の左端部がピン２２６、２２６を介してポール２２８に揺動自在に支持され、また、右端部がピン２３０、２３０を昇降アーム２３２に揺動自在に連結される。ポール２２８は、予備曲げ成形用ローラコンベア２００の下方で水平に設置されたテーブル２３４に垂直方向に立設される。したがって、湾曲ロッド２１２、２１２は、ポール２２８のピン２２６、２２６を支点とし、昇降アーム２３２のピン２３０、２３０を作用点として動作される。

昇降アーム２３２は、湾曲ロッド２１２、２１２にピン２３０、２３０を介して連結されることにより垂直方向に配設され、その下端部がピン２３３を介して駆動アーム２３６の先端部に揺動自在に連結されている。

駆動アーム２３６の基端部は、昇降装置２１８を構成するスライダ２３８にピン２４０を介して揺動自在に支持される。スライダ２３８は、テーブル２３４に水平方向に設置されたレール２４２に沿ってスライド自在に嵌合され、また、その左端部にはラック２４４が水平方向に延設されている。ラック２４４には、テーブル２３４に設置されたモータ２４６のピニオン２４８が噛合されている。

したがって、スライダ２３８は、モータ２４６によって駆動されるピニオン２４８とラック２４４の送り作用によって水平方向に移動される。例えば、スライダ２３８が図１５の右方向に移動されると、その移動に追従する駆動アーム２３６の反時計周り方向の回動により昇降アーム２３２が垂直方向に上昇される。この動作により、一対の湾曲ロッド２１２、２１２の右端のリンク部材２２０にピン２３０、２３０を介して上昇移動の力が付与される。右端のリンク部材２２０に前記力が付与されると、右端のリンク部材２２０がピン２２４を中心に反時計周り方向に回動し、その回動力がギア部２２３、２２３（図１６参照）を介して隣接するリンク部材２２０、２２０、２２２、２２２…に伝達していく。これにより、隣接するリンク部材２２０、２２０、２２２、２２２……間の交差角度が同角度を維持しつつ連鎖により次第に大きくなる。よって、湾曲ロッド２１２、２１２が単一の曲率で湾曲する。

図１５に示すようにポール２２８と昇降アーム２３２との間には２枚の連結プレート２５０、２５０が設けられ、これらの連結プレート２５０、２５０は、各々ピン２５２、２５２を介して一対の湾曲ロッド２１２、２１２に連結されることにより垂直方向に配設される。ポール２２８、昇降アーム２３２、及び連結プレート２５０、２５０の各々の上端部は、図１２に示す一対の湾曲ロッド２１２、２１２の水平姿勢状態において同一高さになるように設定され、各々の上端部に、一対の短冊状板部材からなる支持プレート２１４が取り付けられている。

各支持プレート２１４には、スタンド２１６が立設される。このスタンド２１６は、ピン２１７、２１７（図１４参照）を介して一対の短冊状板部材に鉛直軸を中心に揺動自在に連結されている。また、スタンド２１６の上端部は、ローラユニット５４、５４同士を連結するユニバーサルジョイント等のフレキシブルカップリング９０に連結されている。

このような構成により、図１５の如く湾曲ロッド２１２、２１２が単一の曲率で湾曲動作されると、それに連動して３本のスタンド２１６、２１６が上昇されるので、フレキシブルカップリング９０、９０、９０が図の右上がりに階段状に上方に上昇される。これにより、ローラユニット５４、５４、５４からなる搬送面が単一の曲率に湾曲される。以上が湾曲ローラ２０２の構成及び作用である。

次に、予備曲げ成形用ローラコンベア２００の搬送面を湾曲形成するための構造について説明する。

支持プレート２１４は図１３に示すように、湾曲ローラ２０２に交差するガラス板搬送方向に沿って配置されるとともに、図１３の下側のガラス板搬送方向上流位置から図１３の上側のガラス板搬送方向下流位置に向けて延設されている。

支持プレート２１４には、図１２で示した多数のスタンド２１６、２１６…がピン２１７を介して立設され、これらのスタンド２１６、２１６…に各湾曲ローラ２０２のフレキシブルカップリング９０、９０…が連結されている。

また、各々の支持プレート２１４、２１４…は、ガラス板搬送方向下流位置において、図１５に示した連結構造と同様に、ガラス板搬送方向下流位置に配置された一対の湾曲ロッド２１２、２１２にポール２２８、昇降アーム２３２、及び連結プレート２５０、２５０を介して連結されている。ポール２２８はテーブル２３４に立設され、昇降アーム２３２は昇降装置２１８によって昇降動作される。

したがって、実施の形態の予備曲げ成形用ローラコンベア２００によれば、予備曲げ成形用ローラコンベア２００の四隅部に、図１５で示した湾曲駆動装置２０４が各々配置され、４台の湾曲駆動装置２０４、２０４…を図１２のコントローラ２０５によって駆動制御することにより、湾曲ローラ２０２、２０２…全体を湾曲動作させることができる。これにより、搬送面の曲率を所望の曲率に設定することができる。

次に、搬送面を略円錐形状に形成するための機構について説明する。

図１２に示すローラ長調整装置２１９は、左右に設けられた一対のテーブル２３４、２３４を互いに近づく方向及び離れる方向に移動させ、これらのテーブル２３４、２３４に湾曲駆動装置２０４を介して乗載されている湾曲ローラ２０２の長さを可変する装置である。湾曲ローラ２０２の長さは、図１４に示した水平ローラ２０６のローラ本体２０８に対してスプライン軸２１０、２１０が挿抜されることにより可変される。また、ローラ長調整装置２１９は、ガラス板の搬送方向下流側にも配置されており、上流側と下流側の双方のローラ長調整装置２１９、２１９による調整量が図１２のコントローラ２０５によって制御されている。

ローラ長調整装置２１９は、モータ２６０及び送りねじ２６２、２６２等から構成される。送りねじ２６２は、テーブル２３４のナット２３５に螺合され、テーブル２３４は、基台２６４に設置された直動ガイド２６６にスライド自在に支持されている。したがって、モータ２６０が駆動されると、その回転力がギヤボックス２６８を介して両側の送りねじ２６２、２６２に伝達され、送りねじ２６２とナット２３５との送り作用によってテーブル２３４、２３４が互いに近づく方向及び離れる方向に移動される。

図１７は、上流側及び下流側に配置されたテーブル２３４、２３４…の移動位置に基づく支持プレート２１４、２１４…の姿勢が示されている。この姿勢は、上流側のローラ長調整装置２１９（図１２）によって、上流側のテーブル２３４、２３４を互いに離れる方向に移動させ、下流側のローラ長調整装置２１９によって、下流側のテーブル２３４、２３４を互いに近づく方向に移動させることによってなされる。この動作によって左右両側に配置された支持プレート２１４、２１４は、ハの字状の姿勢に変更され、これにスタンド２１６、２１６を介して乗載されている各湾曲ローラ２０２、２０２は、上流側から下流側に向かうに従ってローラ長が短くなるように動作される。このローラ長の状態で各湾曲ローラ２０２、２０２…が湾曲駆動装置２０４、２０４…によって湾曲動作されると、予備曲げ成形用ローラコンベア２００によって形成される搬送面が、図１２の二点鎖線で示す如く略円錐状に形成される。

また、ローラ長調整装置２１９、２１９によってテーブル２３４、２３４…の位置を適宜変更したり、湾曲駆動装置２０４による湾曲ローラ２０２の曲率を適宜変更したりすることにより、搬送面の形状を容易に変更することができる。よって、予備曲げ成形用ローラコンベア２００は、型式（曲率）の異なる多種類のガラス板を成形できる。よって、ジョブチェンジに伴って湾曲ローラの交換作業を行う必要はない。

ところで、ローラ長調整装置２１９、２１９によってテーブル２３４、２３４…を動作させ支持プレート２１４、２１４…の姿勢（傾き）を変更した場合、予備曲げ成形用ローラコンベア２００の搬送路長（図１７の最下流側及び最上流側に配置された支持体７０，２７０間の距離）が変化する。すなわち、支持プレート２１４、２１４…の姿勢を図１３に示したように湾曲ローラ２０２に対して直交方向に設定した場合、支持プレート２１４の長さがそのまま搬送路長となるが、支持プレート２１４、２１４…の姿勢を図１７に示したように湾曲ローラ２０２に対して傾けていくと、その傾斜角度が大きくなるに従って搬送路長は短くなる。そこで、予備曲げ成形用ローラコンベア２００には、搬送路長の変化に追従して湾曲ローラ２０２を動作させる機構が付加されている。

すなわち、支持プレート２１４、２１４…の傾斜動作に追従して動作するように、ガラス板搬送方向下流側に位置する一対のテーブル２３４、２３４が、ガラス板搬送方向に移動できるように直動ガイドを介して基台に支持されている。また、搬送路長の変化に追従して湾曲ローラ２０２、２０２間のピッチを変更させるために、水平ローラ２０６のローラ本体２０８を支持する支持体２７０（図１７）が、搬送方向と並行に配設された一対のガイドバー２７２、２７２に搬送方向に沿ってスライド移動自在に設けられている。更に、支持プレート２１４、２１４の傾斜角度及び湾曲ローラ２０２、２０２間のピッチの変更に追従するように、図１２の如くスタンド２１６がピン２１７を介して支持プレート２１４、２１４に鉛直軸を中心に回動自在に支持されている。

これにより、搬送路長を変化させる動作に追従して、ガラス板搬送方向下流側に位置する一対のテーブル２３４、２３４がガラス板搬送方向に移動し、湾曲ローラ２０２、２０２間のピッチが変更され、スタンド２１６が鉛直軸を中心に回動されるので、搬送路長の変更動作が円滑に行われる。

次に、各湾曲ローラ２０２に回転力を伝達する動力伝達機構について説明する。この動力伝達機構は、モータからの動力を図１４に示した水平ローラ２０６のスプライン軸２１０に伝達させる機構である。また、図１８には、スプライン軸２１０に回転力を伝達する動力伝達機構の構造図が示されている。

図１４の如く、ローラ本体２０８の端部に連結されたギヤボックス２７４には、図１８のベベルギヤ２７６が内蔵され、このベベルギヤ２７６は、スプライン軸２１０に固定されたベベルギヤ２７８に噛合されている。また、ベベルギヤ２７６は、垂直方向に配設された軸２８０の上端部に取り付けられ、軸２８０の下端部にはベベルギヤ２８２が取り付けられている。このベベルギヤ２８２は、モータ２８４によって回転させる駆動軸２８６ａに取り付けられたベベルギヤ２８８に噛合されている。駆動軸２８６ａは、図１４のギヤボックス２８６内に設置されている。したがって、モータ２８４の動力によって駆動軸２８６ａが回転されると、その回転力は、ベベルギヤ２８８、ベベルギヤ２８２、軸２８０、ベベルギヤ２７６及びベベルギヤ２７８を順次介してスプライン軸２１０に伝達される。その結果、図１４に示したローラ本体２０８が回転し、ガラス板が予備曲げ成形用ローラコンベア２００の搬送路に沿って搬送される。

ギヤボックス２７４は、隣接するギヤボックス２７４との緩衝を避けるため、図１３に示すように搬送路の中心線Ｓを挟んで左右対称位置に互い違いに設けられている。よって、図１８に示したモータ２８４及び駆動軸２８６ａも搬送路の中心線Ｓを挟んで左右対称位置に設置されている。

以上の如く構成された予備曲げ成形用ローラコンベア２００によれば、多数本の湾曲ローラ２０２、２０２…を湾曲駆動装置２０４によって湾曲させてガラス搬送面を円錐の側面（図１９（ａ））に近似した形状に形成することができる。

また、当然のことではあるが、図１９（ｂ）に示すようにガラス搬送面を円柱の側面に近似した形状にすることもできる。なお、図１９（ａ）及び（ｂ）においては、簡便のため湾曲ローラ２０２は直線状に記載しているが、実際は所定の曲率を有し、そのためコンベアによって作られる搬送面は、円錐または円柱の側面に近似した形状を呈する。

また、湾曲ローラ２０２の曲率を可変するタイミングは、図１２のコントローラ２０５によって任意に設定される。例えば、図２０（ａ）に示すようにガラス板が搬送されて来る前に事前に全ての湾曲ローラ２０２の曲率を可変しておいてもよいし、同図（ｂ）に示すようにガラス板Ｇの搬送に同期して順次可変するようにしてもよいし、同図（ｃ）に示すように予備曲げ成形用ローラコンベア２００上にガラス板Ｇが載置されてから一斉に全ての湾曲ローラ２０２の曲率を可変してもよい。

すなわち、同図（ｂ）及び（ｃ）においては、予備曲げ成形用ローラコンベア２００は、湾曲ローラ２０２、２０２…によるガラス板の搬送に同期して、複数本の湾曲ローラ２０２、２０２…の搬送面の曲率が徐々に大きくなるように動的に制御される。このようにガラス板の搬送中にローラを動的に湾曲させることで、ガラス板には自重による力だけでなく、ローラの湾曲動作による強制力が加わるため、短時間で予備曲げ成形されることが期待される。これはガラス板が炉外に搬出されてから風冷強化されるまでの時間短縮につながり、高品質の強化ガラスの製造に貢献するものである。

本発明は、自動車用途だけでなく、鉄道車両、航空機、船舶または建築物で使用される窓ガラスの製造等その他の用途にも適用できることは明らかである。また、本発明に係る予備曲げ成形用ローラは、強化処理を行わないガラス板（合わせガラス用のガラス板等）の曲げ成形にも適用できる。その場合、風冷強化装置の代わりに徐冷ゾーンを設けることになる。

実施の形態のガラス板の曲げ成形装置の構造を示す説明図 予備曲げ成形用ローラコンベアとプレスリング往復動装置を示した斜視図 予備曲げ成形用ローラコンベアの平面図 湾曲ローラへの動力伝達系の構造を示した斜視図 湾曲ローラのローラユニットの構造を示した要部断面図 湾曲ローラのローラユニットの構造を示した要部斜視図 湾曲ローラを湾曲させる機構を示した斜視図 湾曲ローラが湾曲した状態を示した一部断面を含む正面図 長さが異なるローラユニットを使用した場合の湾曲ローラの構造を示した図 水平ローラと傾斜ローラとからなる湾曲ローラの正面図 図１０に示した湾曲ローラの配置図 予備曲げ成形用ローラコンベアの他の実施の形態を示す斜視図 予備曲げ成形用ローラコンベアの平面図 図１２に示された湾曲ローラを構成する水平ローラの構造を示す斜視図 湾曲駆動装置の構造を示した要部構造図 湾曲ロッドの要部拡大構造図 上流側及び下流側に配置されたテーブルの移動位置に基づく支持プレートの姿勢を示した平面図 湾曲ローラに回転力を伝達する動力伝達機構の構造図 （ａ）円柱の側面に近似した予備曲げ成形用ローラの搬送面、（ｂ）円錐の側面に近似した予備曲げ成形用ローラの搬送面をそれぞれ模式的に示した斜視図 （ａ）〜（ｃ）湾曲ローラを湾曲させるタイミングをそれぞれ示した説明図

符号の説明

１０…ガラス板の曲げ成形装置、１２…加熱炉、１４…成形装置、１６…風冷強化装置、１８…ローラコンベア、２０…予備曲げ成形用ローラコンベア、２２…プレスリング、２４…モールド、２６…成形面、２８…シャトル、３０…上部吹口ヘッド、３２…下部吹口ヘッド、５０…湾曲ローラ、５２、５４、５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ…ローラユニット、８０…軸、８２…円筒状ローラ、８４…軸受、８６…連結片、８８…ハウジング、１００…水平ローラ、１０２…傾斜ローラ、１１０…往復動装置、２００…予備曲げ成形用ローラコンベア、２０２…湾曲ローラ、２０４…湾曲駆動装置、２０６…水平ローラ、２１０…スプライン軸、２１２…湾曲ロッド、２１４…支持プレート、２１６…スタンド、２１８…昇降装置、２１９…ローラ長調整装置、２２８…ポール、２３２…昇降アーム、２３４…テーブル、２３６…昇降アーム、２３８…スライダ、２４６…モータ

Claims (13)

1. ガラス板を所定の曲げ成形温度まで加熱する加熱炉と、
   前記加熱炉から搬出されたガラス板をローラ搬送することにより予備曲げする複数本の予備曲げ成形用ローラと、
   前記予備曲げ成形用ローラによって予備曲げされたガラス板が載置され、このガラス板の周縁部を支持する第１の成形型と、
   前記第１の成形型に載置されたガラス板を押し付けるための成形面を有する第２の成形型と、
   前記曲げ成形されたガラス板の表面に冷却媒体を吹き付けることにより、前記ガラス板の強化処理を行う風冷強化装置と、
   前記曲げ成形されたガラス板が載置された前記第１の成形型を、前記風冷強化装置まで搬送する搬送手段と
   を備えたことを特徴とするガラス板の曲げ成形装置。
2. 前記予備曲げ成形用ローラは、湾曲ローラであることを特徴とする請求項１に記載のガラス板の曲げ成形装置。
3. 前記予備曲げ成形用ローラは、多関節ローラであることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス板の曲げ成形装置。
4. 前記予備曲げ成形用ローラは、水平ローラと、該水平ローラの両端近傍に配設された傾斜ローラとによって構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のガラス板の曲げ成形装置。
5. 前記複数本の予備曲げ成形用ローラの各々は、その曲率が前記ガラス板の搬送方向に沿って徐変していることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のガラス板の曲げ成形装置。
6. 前記加熱炉にはガラス板搬送ローラが設けられ、該ガラス板搬送ローラはガラス板を予備曲げするためのローラであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のガラス板の曲げ成形装置。
7. 前記予備曲げ成形用ローラによるガラス板の搬送動作に同期して、前記予備曲げ成形用ローラの曲率を動的に変化させるためのコントローラをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のガラス板の曲げ成形装置。
8. 前記複数本の予備曲げ成形用ローラの湾曲形状を可変するための湾曲駆動装置と、前記複数本の予備曲げ成形用ローラの各々の長さを調整するためのローラ長調整装置とをさらに備え、
   前記予備曲げ成形用ローラは、その長さが前記ローラ長調整装置によって調整自在に構成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のガラス板の曲げ成形装置。
9. 前記ローラ長調整装置は、前記複数本の予備曲げ成形用ローラの長さを、前記ガラス板の搬送方向上流側から下流側にかけて徐々に短くなるように調整し、その結果、前記複数本の予備曲げ成形用ローラによって形成される搬送面が円錐又は円柱の側面に近似した形状をなすことを特徴とする請求項８に記載のガラス板の曲げ成形装置。
10. ガラス板を加熱炉内で所定の曲げ成形温度まで加熱する工程と、
    前記加熱炉から搬出されたガラス板を、複数本の予備曲げ成形用ローラで搬送することにより予備曲げする工程と、
    前記予備曲げされたガラス板を、該ガラス板の輪郭形状に沿った形状の第１の成形型に載置する工程と、
    前記第１の成形型に載置されたガラス板を、前記第１の成形型と前記第２の成形型とを相対的に近づけることにより、これらの成形型でプレスして所望の形状に曲げ成形する工程と、
    前記曲げ成形されたガラス板が載置された第１の成形型を、風冷強化装置まで搬送する工程とを有することを特徴とするガラス板の曲げ成形方法。
11. 前記予備曲げ成形用ローラによるガラス板の搬送動作に同期して、前記予備曲げ成形用ローラの曲率を動的に変化させる工程をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載のガラス板の曲げ成形方法。
12. 軸を中心に回転される円筒状ローラ、及び前記軸の両端部に取り付けられかつ連結部が形成された軸受で構成された複数のローラユニットと、
    隣接する前記ローラユニットの前記軸同士を連結するフレキシブルカップリングと、
    隣接する前記ローラユニットの軸受の連結部同士を屈折自在に支持する支持部材とを備えたことを特徴とした湾曲ローラ。
13. ２種類以上の長さの前記ローラユニットが混在して構成されたことを特徴とする請求項１２に記載の湾曲ローラ。
    

Images