JP2007230790A - ガラス板の曲げ成形方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、変形量が大きい複雑な曲げ形状の湾曲ガラスを製造するために、ガラス板の成形領域を所定の成形温度まで加熱しても、所定の形状となるガラス板の領域が、非接触のまま良好な表面品質を維持しながら、曲げ成形工程までガラス板を落下させることなく搬送することができるガラス板の曲げ成形方法及びその装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のガラス板の曲げ成形装置１０は、ガラス板Ｇの成形領域Ａを、成形／トリミングゾーン１６において実施される成形時まで非接触を保ちつつ軟化点近傍の成形温度まで容易に加熱させるための搬送治具３０を有している。ガラス板Ｇは、搬送治具３０に載置された状態で加熱ゾーン１４にて軟化点近傍まで加熱される。成形／トリミングゾーン１６にて、雌モールド３６により成形され、トリミング用カッター３８によって湾曲ガラスに切り出される。
【選択図】図１

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、特に複雑な曲げ形状を実現するためのガラス板の曲げ成形方法及びその装置に関する。

近年の建築物や自動車用の窓ガラスは、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。特に、自動車用リヤガラスでは、自動車のルーフ及び両サイドへ深く回り込んだデザインとなるために、縦断面及び横断面が折れ曲がったような、変形量が大きく且つその変形量が一部の領域に限定された複雑な曲げ形状の湾曲ガラスが要求されている。

湾曲ガラスを製造する装置の一例として、加熱炉内におけるプレス成形装置（例えば、特許文献１）が知られている。このプレス成形装置は、ローラハース炉におけるガラス板のローラ搬送中に、ガラス板を軟化点より低い温度（約６４０°Ｃ）まで加熱し、これをプレスリングに載置した後、プレスリングと雄モールドとによってプレスすることにより、雄モールドの湾曲成形面に沿った形状にガラス板を曲げ成形する。

ところで、特許文献１の成形装置では、ガラス板を軟化点より低い温度までしか加熱できないローラハース炉を用いた成形装置なので、成形可能な形状にも限界があり、折曲したような深曲げ形状の湾曲ガラスを製造することは困難である。このようなガラス板を製造する場合には、ガラスの粘度を下げるために成形温度レベルを上げて成形、すなわち、ガラス板を軟化点近傍まで加熱して成形すればよい。しかしながら、ガラス板をローラ搬送するローラハース炉では、ローラ搬送時の小さな衝撃でも表面に傷、歪みが簡単に生じ、ガラス板自体の品質が低下するので、成形温度レベルを軟化点近傍まで上げることはできない。

そこで、このような不具合を解消するガラス板の曲げ成形装置が特許文献２に開示されている。この曲げ成形装置は、常温の保持ゾーンにおいてガラス板を、平板状のガラスキャリアに載置するとともに、ガラス板の成形領域を囲む枠状のクランプ板によってガラス板をガラスキャリアに固定する。ガラスキャリアには、ガラス板の成形領域を成形時まで非接触を保ちつつ軟化点以上の成形温度まで容易に加熱させるために、成形領域に対応する部分に開口部が形成されている。加熱ゾーンにおいてガラス板は、クランプ板によってガラスキャリアに固定された状態で、その成形領域が非接触を保ちつつ軟化点近傍まで加熱（例えば、ソーダライムガラスでは、およそ６７０℃〜８３０℃に加熱）され、ここで粘度が１０⁵ Ｐａ・ｓ以上１０⁸ Ｐａ・ｓ以下の軟化したガラス板となる。この後、成形／トリミングゾーンにおいてガラス板の成形領域が、所定の曲げ成形面を有する雌モールドに押し付けられることにより、成形面に接触して形成面に沿った曲げ成形が行われ、この後、カッターによって不要な部分がトリミングされる。

これにより、特許文献２の曲げ成形装置によれば、ガラス板をガラスキャリアに固定し、ガラス板の成形領域を非接触状態を保ちながら軟化させて雌モールドの成形面に密着させたので、雌モールドの成形面に沿った複雑な曲げ形状の湾曲ガラスであって、傷、歪みの無い良質の湾曲ガラスを製造できる。
特開昭６４−５２６２８号公報 特開２００５−１７０７６６号公報

しかしながら、特許文献２の曲げ成形装置は、ガラス板をクランプ板によってガラスキャリアに固定した状態で加熱するため、加熱時に生じるガラス板の変形を逃がすことができず、これに起因して、ガラス板の所定の位置に応力が集中しガラス板が破損するという虞があった。

このような不具合は、ガラス板をガラスキャリアに載置した状態で加熱すれば解消できるが、加熱によりガラス板が軟化しているため、ガラス板が成形／トリミングゾーンに搬送される前に、軟化したガラス板がガラスキャリアの開口部から落下するという問題があった。なお、この問題は、ガラス板の成形領域の外側に位置する周縁領域を、成形領域に対して十分に大きくすることにより解消できるが、これではトリミングされる周縁領域が無用に大きくなるため、ガラスが無駄になるとともにガラスキャリアが大型重量物になるという問題が生じる。

本発明は、このような課題を解決するものであり、変形量が大きい複雑な曲げ形状の湾曲ガラスを製造するために、ガラス板の成形領域を所定の成形温度まで加熱しても、所定の形状となるガラス板の領域が、非接触のまま良好な表面品質を維持しながら、曲げ成形工程までガラス板を落下させることなく搬送することができるガラス板の曲げ成形方法及びその装置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、成形領域と周縁領域とを有するガラス板を、搬送治具に載置した状態で加熱する加熱工程と、前記加熱工程で加熱されたガラス板を前記搬送治具により成形型まで搬送する搬送工程と、前記成形型により前記ガラス板の成形領域を所望の形状に曲げ成形する曲げ成形工程と、曲げ成形した前記ガラス板の周縁領域をトリミングするトリミング工程とを備えたガラス板の曲げ成形方法において、前記搬送治具は、平面視で前記ガラス板の輪郭よりも小さく構成されるとともに前記周縁領域に対応するリング状部分を有し、該リング状部分によって前記周縁領域の少なくとも一部を支持した状態でガラス板を搬送し、前記成形工程において、前記ガラス板の前記周縁領域の少なくとも一部をクランプ部材と前記成形型の周部とで挟持し固定した後、前記成形領域に対応する前記成形型によって前記成形領域を成形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、前記目的を達成するために、成形領域と周縁領域とを有するガラス板を、搬送治具に載置した状態で加熱する加熱部と、前記加熱部で加熱されたガラス板を前記搬送治具により成形型まで搬送する搬送部と、前記成形型により前記ガラス板の成形領域を所望の形状に曲げ成形する曲げ成形部と、曲げ成形した前記ガラス板の周縁領域をトリミングするトリミング部とを備えたガラス板の曲げ成形装置において、前記搬送治具は、平面視で前記ガラス板の輪郭よりも小さく構成されるとともに前記周縁領域に対応するリング状部分が形成され、前記成形部には、クランプ部材が設けられ、前記ガラス板の前記周縁領域の少なくとも一部が該クランプ部材と前記成形型の周部とで挟持されて固定された後、前記成形領域に対応する前記成形型によって前記成形領域が成形され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。

請求項１、１１に記載のガラス板の曲げ成形方法及びその装置によれば、搬送治具のリング状部分にガラス板を載置した状態で軟化点近傍まで加熱するため、ガラス板の熱変形に起因した応力集中によるガラス板の破損を防止できる。また、軟化点近傍まで加熱すると、リング状部分の内側に位置するガラス板の成形領域が自重によって垂れ下がるとともに、リング状部分の外側に位置するガラス板の周縁領域も自重により垂れ下がる。これにより、ガラス板の周縁領域がリング状部分に係止する（引っ掛かる）ため、ガラス板がリング状部分の内側から落下するのを防止できる。よって、ガラス板は曲げ成形工程まで落下することなく搬送治具に安定的に保持された状態で加熱工程まで搬送される。

したがって、本発明によれば、変形量が大きい複雑な曲げ形状の湾曲ガラスを製造するために、ガラス板の成形領域を所定の成形温度まで加熱しても、所定の形状となるガラス板の領域が、非接触のまま良好な表面品質を維持しながら、曲げ成形工程までガラス板を落下させることなく搬送することができる。

また、この搬送治具によれば、リング状部材の水平面に投射した形状が、最終的に取り出すガラス形状の輪郭よりも大きく、かつ加熱前のガラス板の輪郭よりは小さい形状を満たせばよいので、成形するガラス板の形状ごとに搬送治具を製作する必要がなく、成形する形状の大きさがある程度近いガラス板のグループで共通利用することができる。

請求項２に記載のガラス板の曲げ成形方法の発明は、請求項１において、前記搬送治具の前記リング状部分は、板載せ時における平面状のガラス板の輪郭よりも、少なくとも一部が平面視で３０ｍｍ以上小さいことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、搬送治具のリング状部分の少なくとも一部が、板載せ時における平面状のガラス板の輪郭よりも平面視で３０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ以上小さくする。小さくすることにより、ガラス板のサイズに関係なく、ガラス板の周縁領域をリング状部分に引っ掛かける係止作用を生じさせることができる。

請求項３に記載のガラス板の曲げ成形方法の発明は、請求項１又は２において、前記加熱工程において、前記ガラス板の粘度が１０⁵ Ｐａ ・ｓ以上１０⁸ Ｐａ・ｓ以下の成形温度に到達するまで前記ガラス板を加熱することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、加熱工程においてガラス板は、粘度が１０⁵ Ｐａ ・ｓ以上１０⁸ Ｐａ・ｓ以下となるような軟化点近傍の成形温度（例えば、自動車用ガラスのソーダライムガラスでは、およそ６７０℃〜８３０℃）に到達するまで加熱される。この範囲の粘度となるようにガラス板を加熱することにより、成形型の複雑形状に沿った良質の湾曲ガラスを製造できる。また、加熱に際して、電気ヒーターだけでなくガスバーナーによってガラス板の成形領域を強制的に加熱してもよい。更に、粘度が１０⁸ Ｐａ・ｓよりも大きいレベルまで（例えば６７０℃以下の範囲で）、別途設けた加熱装置によりガラス板を予備加熱した後、このガラス板を搬送治具に載置し、加熱工程において粘度が１０⁵ Ｐａ ・ｓ以上１０⁸ Ｐａ・ｓ以下の成形温度となるように加熱しても良い。

請求項４に記載のガラス板の曲げ成形方法の発明は、請求項１、２又は３において、前記加熱工程又は加熱工程の前段工程において、前記ガラス板の成形領域の粘度が１０¹¹Ｐａ・ｓとなる成形温度に到達する前に、前記周縁領域のガラス温度を粘度が１０¹⁰Ｐａ・ｓ以下となる温度以上に到達させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、加熱工程又は加熱工程の前段工程において、ガラス板の周縁領域の温度上昇を先行させる。本発明の如く、成形領域のガラス粘度が１０¹¹Ｐａ・ｓに到達する前に、周縁領域のガラス温度を粘度が１０¹⁰Ｐａ・ｓ以下になる条件を設定すると、周縁領域の自重変形が促進され、ガラス板の周縁領域が確実にリング状部分に係止するので、リング状部分の内側からのガラス板の落下を確実に防止できる。よって、軟化点近傍まで加熱されたガラス板を、搬送治具に安定的に保持することができる。これにより、用意する平板状ガラス板の、搬送治具に対するはみ出し量を最小限にできるので、最小サイズの平板状ガラス板を用いて曲げ成形ができる。

請求項５に記載のガラス板の曲げ成形方法の発明は、請求項１、２、３又は４において、前記搬送治具の前記リング状部分は、断面が円形に形成されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、最終的に取り出すガラス板の成形領域は、ガラス板の搬送治具のリング状部分よりも小さいため、リング状部材の形状精度が成形領域に直接反映することはない。したがって、リング状部材の形状精度はガラス製品に要求される寸法精度のレベルほど求められないため、リング状部分の構造を単純化することができ、具体的には汎用の素材として用いられる中実丸棒を曲げ加工して製作することができる。更に、この搬送治具によれば、リング状部分を有するのみの簡単な構造なので、加熱工程における加熱搬送治具として利用するために複数製作しても、製造コストが安価であり、また、加熱搬送治具の重量低減に起因する熱容量激減により、加熱工程の省エネルギー化にも貢献できる。

請求項６に記載のガラス板の曲げ成形方法の発明は、請求項１、２、３、４又は５において、前記搬送治具は、ステンレス等の耐熱鋼で製作され、その表面には、前記ガラス板との固着を防止するために離型材が塗布され、又は離型性が良好なコーティングが施されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、搬送治具は、高温となる加熱ゾーン、成形／トリミングゾーンで使用されるため、ステンレスのような耐熱鋼で製作される。さらに、搬送治具の表面には、離型材が塗布され、又は離型性が良好なコーティングが施されているので、加熱搬送時にガラス板との固着を防止することができる。

請求項７に記載のガラス板の曲げ成形方法の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６において、前記クランプ部材は、環状に形成されるとともに前記成形型の周部に対向する面に凸部が形成され、前記成形型の周部には、前記クランプ部材の前記凸部に対応した凹部が形成され、凸部と凹部とを嵌合させるように、クランプ部材と成形型の周部とでガラス板を挟持し成形型の周部に固定することを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、凸部と凹部とを嵌合させるようにクランプ部材と成形型の周部とでガラス板を挟持するので、クランプ部材と成形型の周部とでガラス板を挟持した時のシール性が向上し、成形時間の短縮を含めた精度の高い成形を行うことができる。

請求項８に記載のガラス板の曲げ成形方法の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６において、前記ガラス板の前記成形型に対向する側の面の周縁領域にリング状シール部材を載置し、前記クランプ部材と成形型の周部とでガラス板を挟持することにより、ガラス板を前記リング状シール部材を介して成形型の周部に固定することを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、クランプ部材と成形型の周部とでガラス板を挟持すると、ガラス板がリング状シール部材を介して成形型の周部に固定されるので、クランプ部材と成形型の周部とでガラス板を挟持した時のシール性が向上し、成形時間の短縮を含めた精度の高い成形を行うことができる。

請求項９に記載のガラス板の曲げ成形方法の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８において、前記成形工程は、前記ガラス板の前記成形領域を、バキューム及び／又はブローによって前記成形型の成形面に沿って成形することを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、ガラス板の成形領域と、成形型（雌型）の成形面とで密閉空間を形成するために、成形／トリミングゾーンに設置されたリング状のクランプ部材と成形型とが接近し、成形型の周部に対応するガラス板の周縁領域をクランプ部材と成形型の周部とが強制的に挟持する。その後、この密閉空間内のエアを、成形型に連結した吸引装置によりバキュームすることにより、成形領域を成形型の成形面に強制的に沿わせて成形する。また、成形型に排気穴を設け、ガラス板の下面から、ブロー圧を与えることにより、成形領域を成形面に強制的に沿わせて成形することもできる。

請求項１０に記載のガラス板の曲げ成形方法の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９において、前記成形工程は、前記ガラス板の前記成形領域を、雄型を押し付けることによって前記成形型の成形面に沿って成形することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明によれば、ガラス板の周縁領域を成形時に固定するために、成形／トリミングゾーンに設置されたリング状のクランプ部材と、成形型（雌型）とが接近し、成形型の周部に対応するガラス板の周縁領域をクランプ部材と成形型の周部とが強制的に挟持する。その後、成形型の成形面に概略一致した成形面を持つ雄型を、成形型に向けて接近させ、強制的に押し付けることにより、成形領域を成形型の成形面に沿った形状に成形する。

本発明に係るガラス板の曲げ成形方法及びその装置によれば、変形量が大きい複雑な曲げ形状の湾曲ガラスを製造するために、ガラス板の成形領域を所定の成形温度まで加熱しても、所定の形状となるガラス板の領域が、搬送治具に非接触のまま良好な表面品質を維持しながら、曲げ成形工程までガラス板を落下させることなく搬送するので精度の高い湾曲ガラスを製造することができる。

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方法及びその装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、実施の形態のガラス板の曲げ成形装置１０の構成を模式的に示した側断面図、図２は、図１に示した曲げ成形装置１０の要部拡大図である。この曲げ成形装置１０は、図１に示すように、ガラスの成形工程上流側から板載せゾーン１２、加熱ゾーン（加熱工程、加熱部）１４、及び成形／トリミングゾーン１６（曲げ成形工程、トリミング工程、曲げ成形部、トリミング部）等から構成され、この成形／トリミングゾーン１６の下流側には、成形後の湾曲ガラスを風冷強化する風冷強化ゾーン１８が設置される。

また、この曲げ成形装置１０によれば、板載せゾーン１２から加熱ゾーン１４へのガラス移送、及び加熱ゾーン１４内におけるガラス移送は、チェーンコンベア２０によって行われ、加熱ゾーン１４から成形／トリミングゾーン１６へのガラス移送は、リフト機構を有する移送装置２２によって行われる。成形／トリミングゾーン１６から風冷強化ゾーン１８へのガラス移送は、移送装置２４によって行われる。また、移送装置２２の移送に連動して、成形／トリミングゾーン１６の上流側扉２６が開閉動作することにより成形／トリミングゾーン１６へのガラス移送が行われ、また、移送装置２４の移送に連動して、成形／トリミングゾーン１６の下流側扉２８が開閉動作することにより風冷強化ゾーン１８へのガラス移送が行われる。更に、風冷強化ゾーン１８は、上部吹出部１８Ａ及び下部吹出部１８Ｂとから構成され、上部吹出部１８Ａ及び下部吹出部１８Ｂの間に搬送されてきたガラス板Ｇは、上部吹出部１８Ａ及び下部吹出部１８Ｂから吹き出される冷却エアによって風冷強化される。

板載せゾーン１２において、平板状のガラス板Ｇは図３（Ａ）に示す搬送治具３０に常温状態で保持される。この搬送治具３０は、ガラス板Ｇを乗載支持する矩形状のリング状部分３２とチェーンコンベア２０に係止される棒状の係止部材３４、３４…とから構成される。ガラス板Ｇは、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、その矩形状の成形領域Ａが、搬送治具３０のリング状部分３２より平面視で内側となるようにリング状部分３２に載置される。すなわち、ガラス板Ｇは、平面視で搬送治具３０のリング状部分３２より大きいため、成形領域Ａの外側に位置するガラス板Ｇの周縁領域Ｂの少なくとも一部が搬送治具３０のリング状部分３２に支持される。これにより、ガラス板Ｇは、自重によって搬送治具３０から落下することなく搬送治具３０上に載置される。

また、搬送治具３０は、ガラス板Ｇの成形領域Ａを、成形／トリミングゾーン１６において実施される成形時まで非接触を保ちつつ軟化点近傍の成形温度まで容易に加熱させるために、成形領域Ａに対応する部分はすべて開口部となっている。なお、図３（Ｃ）では、成形領域Ａを実線で示したが、これはあくまで領域を示したもので、ガラス板Ｇに実線が付されているものではない。

ところで、ガラス板Ｇは、ガラス粘度が１０¹¹Ｐａ・ｓよりも小さくなると（例えば５８０℃を超えると）、軟化が始まり、自重変形によるたわみが生じる性質がある。しかしながら、平板状のガラス板Ｇは、平面視で搬送治具３０のリング状部分３２より大きいため、ガラス板Ｇの成形領域Ａと周縁領域Ｂが共にリング状部分３２を境として自重で下向きにたわむ。この現状によって、周縁領域Ｂがリング状部分３２に引っ掛かる（係止される）状態となるので、成形領域Ａがリング状部分３２の内側の開口部から落下することなく、ガラス板Ｇは、軟化点近傍の成形温度に到達するまで搬送治具３０上に安定的に保持される。

また、搬送治具３０のリング状部分３２は、板載せ時におけるガラス板Ｇの輪郭よりも、少なくとも一部が平面視で３０ｍｍ以上小さく、好ましくは一部が平面視で５０ｍｍ以上小さく構成されている。前記一部とは、図３（Ｂ）のＰで示す寸法を指している。

このように、搬送治具３０のリング状部分３２の少なくとも一部を、板載せ時におけるガラス板Ｇの輪郭よりも平面視で３０ｍｍ以上小さく、好ましくは５０ｍｍ以上小さくすることにより、ガラス板Ｇのサイズに関係なく、ガラス板Ｇの周縁領域Ｂをリング状部分３２に引っ掛かける係止作用を生じさせることができる。

ガラス板Ｇは、図１の加熱ゾーン１４において、チェーンコンベア２０に搬送されながら、粘度が１０⁵ Ｐａ ・ｓ以上１０⁸ Ｐａ・ｓ以下の成形温度（例えば６７０℃〜８３０℃）まで加熱される。加熱ゾーン１４は、電気ヒータを内部に配列して構成された加熱炉であるが、電気ヒーターだけでなくガスバーナーによってガラス板Ｇの成形領域Ａを強制的に加熱してもよい。また、ガラス板Ｇを粘度が１０⁸ Ｐａ・ｓよりも大きいレベルまで（例えば６７０℃以下の範囲で）、別途設けた加熱装置により予備加熱した後、このガラス板Ｇを搬送治具３０に載置し、加熱ゾーン１４において粘度が１０⁵ Ｐａ ・ｓ以上１０⁸ Ｐａ・ｓ以下の成形温度となるように加熱しても良い。

前記成形温度に到達したガラス板Ｇは、図２に示す加熱ゾーン１４の下流位置において、移送装置２２により搬送治具３０と共に成形／トリミングゾーン１６に移送される。

成形／トリミングゾーン１６は、その室内の上方に雌モールド（成形型）３６が配置され、雌モールド３６の下方には、ガラス板Ｇの成形領域Ａを切り出すトリミング用カッター３８が配置されるとともに、このトリミング用カッター３８を囲むようにリング状のクランプ部材４０が配置される。

トリミング用カッター３８、及びリング状のクランプ部材４０は、不図示のシリンダ装置により雌モールド３６に対して進退（上下）移動するように構成される。図４（Ａ）の如くリング状のクランプ部材４０が雌モールド３６に向けて進出移動することにより、雌モールド３６の下方位置に位置しているガラス板Ｇの周縁領域Ｂがクランプ部材４０によって押し上げられ、ガラス板Ｇの周縁領域Ｂが雌モールド３６の成形面３７の周部に強制的に押し付けられる。また、クランプ部材４０の雌モールド３６の周部に対向する面には凸部４２が形成され、雌モールド３６の周部には、凸部４２と嵌合する凹部４４が形成される。したがって、クランプ部材４０は、図４（Ｂ）の如く、凹部４４に凸部４２が嵌合するようにガラス板Ｇの周縁領域Ｂを雌モールド３６の周部に押圧する。したがって、この後に行われるバキューム成形時のシール性が向上し、成形時間の短縮を含めた精度の高い成形が可能となる。

また、図５（Ａ）の如く、ガラス板Ｇの雌モールド３６に対向する側の面（上面）の周縁領域ＢにＯリング（リング状シール部材）４６を載置し、図５（Ｂ）の如くクランプ部材４０によってガラス板Ｇを雌モールド３６の周部に押圧することにより、ガラス板ＧをＯリング（リング状シール部材）４６を介して雌モールド３６の周部に固定することもできる。なお、図４、図５で示した符号４８は、トリミング用カッター３８の刃先が入り込む溝である。

一方、図２の如く雌モールド３６には、成形面３７に連通するバキューム用のエア通路５０、５０…が複数形成されている。これらのエア通路５０、５０…は、不図示のバルブを介して吸引ポンプに連結され、バルブを開放することにより、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）の如くガラス板Ｇの成形領域Ａが雌モールド３６の成形面３７に強制的に密着される。この吸引動作によって成形領域Ａが曲げ曲率の大きい湾曲ガラスに成形される。なお、バキューム動作によって成形領域Ａを成形面３７に密着させてもよいが、雌モールド３６に排気穴を設け、ガラス板Ｇの下面から、ブロー圧を与えることにより、成形領域Ａを成形面３７に強制的に密着させて湾曲成形してもよい。

この後、トリミング用カッター３８が上方移動することにより、雌モールド３６によって曲げ成形後のガラス板Ｇがトリミングされ（ガラス板Ｇから成形領域Ａが切り出され）る。カッター３８は、湾曲ガラスの周縁（輪郭）に沿った形状に形成されている。

カッター３８が下方に退避した後、切り出された湾曲ガラスは、前記バルブを大気開放側に操作して雌モールド３６のバキュームを解除することにより、風冷強化ゾーン１８から送り込まれた移送装置２４の、湾曲ガラスの周縁部に概略一致したリング（不図示）上に載置され、風冷強化ゾーン１８に移送される。ここで風冷強化された後、湾曲ガラスは梱包工程又は検査工程に移送される。また、搬送治具３０は、切り離された周縁領域Ｂを載せたまま不図示の排出装置により室外に排出される。なお、実施の形態の成形／トリミングゾーン１６では雌モールド３６を上方に、トリミング用カッター３８及びクランプ部材４０を下方に設置したが、これらの一連の装置がすべて上下逆の配置となった場合でも、前記成形操作が可能である。

次に、前記の如く構成された曲げ成形装置１０の作用について説明する。

板載せゾーン１２にてガラス板Ｇが、吸着パッドを有するロボット等の機械装置によって搬送治具３０に乗載される。この時、ガラス板Ｇは、図３（Ｃ）に示すように、成形領域Ａが搬送治具３０のリング状部分３２より平面視で内側となるようにリング状部分３２に載置される。これにより、ガラス板Ｇは、成形領域Ａの外側に位置するガラス板Ｇの周縁領域Ｂの少なくとも一部が搬送治具３０のリング状部分３２に支持されるため、自重によって搬送治具３０から落下することない。

また、搬送治具３０の成形領域Ａに対応する部分が開口部となっているので、成形領域Ａは、成形／トリミングゾーン１６において実施される成形時まで非接触を保ちつつ軟化点近傍の成形温度まで容易に加熱されることになる。

搬送治具３０に載置されたガラス板Ｇは、加熱ゾーン１４の搬送中に、電気ヒータ等の加熱装置によってガラス粘度が１０⁵ Ｐａ ・ｓ以上１０⁸ Ｐａ・ｓ以下の成形温度（例えば６７０℃〜８３０℃）まで加熱される。

この成形温度に到達したガラス板Ｇは、移送装置２２によって搬送治具３０と共に成形／トリミングゾーン１６に移送され、雌モールド３６の下方に位置されるとともに若干量上昇されて、図４（Ａ）の如く周縁領域Ｂが雌モールド３６の周縁部に当接される。

この後、クランプ部材４０が上方移動することにより、雌モールド３６の下方位置に位置しているガラス板Ｇの周縁領域Ｂがクランプ部材４０によって押し上げられ、周縁領域Ｂが雌モールド３６の成形面３７の周部に強制的に押し付けられる。このとき、クランプ部材４０は、図４（Ｂ）の如く凹部４４に凸部４２が嵌合するようにガラス板Ｇの周縁領域Ｂを雌モールド３６の周部に押圧するので、この後に実施されるバキューム時のシール性が向上されている。

次に、雌モールド３６のエア通路５０、５０…に連結されたバルブを開放して、雌モールド３６にバキューム作用を発生させ、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）の如くガラス板Ｇの成形領域Ａを雌モールド３６の成形面３７に強制的に吸引密着させる。この吸引動作によって成形領域Ａが曲げ曲率の大きい湾曲ガラスに成形される。

次いで、トリミング用カッター３８を上方移動させ、雌モールド３６によって曲げ成形されたガラス板Ｇをトリミングする。

この後、カッター３８を下方に退避させるとともに、雌モールド３６のバキュームを解除し、切り出された湾曲ガラスを、強化ゾーン１８から送り込まれた移送装置２４の、湾曲ガラスの周縁部に概略一致したリング上に載置し、この後、移送装置２４によって湾曲ガラスを強化ゾーン１８に移送する。湾曲ガラスは、ここで風冷強化された後、梱包工程又は検査工程に移送される。

このように実施の形態の曲げ成形装置１０によれば、搬送治具３０のリング状部分３２にガラス板Ｇを載置した状態で軟化点近傍まで加熱するため、ガラス板Ｇの熱変形に起因した応力集中によるガラス板の破損を防止できる。また、軟化点近傍まで加熱すると、リング状部分３２の内側に位置するガラス板Ｇの成形領域Ａが自重によって垂れ下がるとともに、リング状部分３２の外側に位置するガラス板Ｇの周縁領域Ｂも自重により垂れ下がる。これにより、ガラス板の周縁領域Ｂがリング状部分に係止する（引っ掛かる）ため、ガラス板Ｇがリング状部分３２の内側から落下するのを防止できる。よって、ガラス板Ｇは成形／トリミングゾーン１６まで落下することなく搬送治具３０に安定的に保持された状態で加熱ゾーン１４内で搬送される。

したがって、変形量が大きい複雑な曲げ形状の湾曲ガラスを製造するために、ガラス板Ｇの成形領域Ａを軟化点近傍の成形温度まで加熱しても、成形領域Ａが、非接触のまま良好な表面品質を維持しながら、成形／トリミングゾーン１６までガラス板Ｇを落下させることなく搬送することができる。

また、この搬送治具３０によれば、リング状部材３２の水平面に投射した形状が、最終的に取り出すガラス形状の輪郭よりも大きく、かつ加熱前のガラス板Ｇの輪郭よりは小さい形状を満たせばよいので、成形するガラス板Ｇの形状ごとに搬送治具３０を製作する必要がなく、成形する形状の大きさがある程度近いガラス板のグループで共通利用することができる。

更に、加熱ゾーン１４又は加熱ゾーン１４の前段工程において、ガラス板Ｇの周縁領域Ｂの温度上昇を先行させることが好ましい。このように、成形領域Ａのガラス粘度が１０¹¹Ｐａ・ｓに到達する前に、周縁領域Ｂのガラス温度を粘度１０¹⁰Ｐａ・ｓ以下になる条件を設定すると、周縁領域Ｂの自重変形が促進され、ガラス板Ｇの周縁領域Ｂが確実にリング状部分３２に係止する。したがって、リング状部分３２の内側からのガラス板Ｇの落下を確実に防止できる。よって、軟化点以上に加熱されたガラス板Ｇを、搬送治具３０に安定的に保持することができる。また、用意する平板状のガラス板Ｇの、搬送治具３０に対するはみ出し量を最小限にできるので、最小サイズのガラス板Ｇを用いて曲げ成形ができる。

一方、搬送治具３０のリング状部分３２は、断面が円形に形成されている。これは以下の理由からである。すなわち、最終的に取り出す湾曲ガラスの成形領域Ａは、ガラス板Ｇの搬送治具３０のリング状部分３２よりも小さいため、リング状部材３２の形状精度が成形領域Ａに直接反映することはない。したがって、リング状部材３２の形状精度はガラス製品に要求される寸法精度のレベルほど求められないため、リング状部分３２の構造を単純化することができ、具体的には汎用の素材として用いられる中実丸棒を曲げ加工して製作することができる。また、この搬送治具３０によれば、リング状部分３２と係止部材３４、３４…とからなる簡単な構造なので、加熱ゾーン１４における加熱搬送治具として利用するために複数製作しても、製造コストが安価であり、また、加熱搬送治具の重量低減に起因する熱容量激減により、加熱工程の省エネルギー化にも貢献できる。

また、搬送治具３０は、高温となる加熱ゾーン１４、成形／トリミングゾーン１６で使用されるため、ステンレス等の耐熱鋼で製作されている。更にまた、搬送治具３０の表面には、ガラス板Ｇとの固着を防止するために離型材が塗布され、又は離型性が良好なコーティングが施されている。これにより、加熱搬送時にガラス板Ｇとリング状部分３２との固着を防止することができる。

また、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、クランプ部材４０によってガラス板Ｇの周縁領域Ｂを雌モールド３６の周部に強制的に押し付け、この後、雌モールド３６の成形面３７に概略一致した成形面を持つ雄型５２を、雌モールド３６の成形面３７に強制的に押し付けることにより、成形領域Ａを雌モールド３６の成形面３７に沿った形状に成形することもできる。雄型５２の周部には、トリミング用カッター５４が設けられ、これによって、雄型５２による成形動作とカッター５４によりトリミング動作を同時に実施できる。

なお、本発明は自動車用の各種のガラス板（リヤガラス、ドアガラス、フロントガラス）等の成形だけでなく、鉄道車両、航空機、船舶又は建築用のガラス板の成形にも適用できることは明らかである。

本実施の形態のガラス板の曲げ成形装置の構造を示した側面図 図１に示した曲げ成形装置の要部拡大断面図 図１に示した曲げ成形装置に使用される搬送治具の平面図 図１に示した曲げ成形装置の成形動作を示す拡大断面図 曲げ成形装置の他の成形動作を示す拡大断面図 曲げ成形装置の他の成形動作を示す拡大断面図

符号の説明

１０…ガラス板の曲げ成形装置、１２…板載せゾーン、１４…加熱ゾーン、１６…成形／トリミングゾーン、１８…風冷強化ゾーン、２０…チェーンコンベア、２２、２４…移送装置、３０…搬送治具、３２…リング状部分、３６…雌モールド、３７…成形面、３８…トリミング用カッター、４０…クランプ部材、４２…凸部、４４…凹部、４６…Ｏリング、５０…エア通路

Claims (11)

1. 成形領域と周縁領域とを有するガラス板を、搬送治具に載置した状態で加熱する加熱工程と、前記加熱工程で加熱されたガラス板を前記搬送治具により成形型まで搬送する搬送工程と、前記成形型により前記ガラス板の成形領域を所望の形状に曲げ成形する曲げ成形工程と、曲げ成形した前記ガラス板の周縁領域をトリミングするトリミング工程とを備えたガラス板の曲げ成形方法において、
   前記搬送治具は、平面視で前記ガラス板の輪郭よりも小さく構成されるとともに前記周縁領域に対応するリング状部分を有し、該リング状部分によって前記周縁領域の少なくとも一部を支持した状態でガラス板を搬送し、
   前記成形工程において、前記ガラス板の前記周縁領域の少なくとも一部をクランプ部材と前記成形型の周部とで挟持し固定した後、前記成形領域に対応する前記成形型によって前記成形領域を成形することを特徴とするガラス板の曲げ成形方法。
2. 前記搬送治具の前記リング状部分は、板載せ時における平面状の前記ガラス板の輪郭よりも、少なくとも一部が平面視で３０ｍｍ以上小さい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方法。
3. 前記加熱工程において、前記ガラス板の粘度が１０⁵ Ｐａ ・ｓ以上１０⁸ Ｐａ・ｓ以下の成形温度に到達するまで前記ガラス板を加熱す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曲げ成形方法。
4. 前記加熱工程又は加熱工程の前段工程において、前記ガラス板の成形領域の粘度が１０¹¹Ｐａ・ｓとなる成形温度に到達する前に、前記周縁領域のガラス温度を粘度が１０¹⁰Ｐａ・ｓ以下となる温度以上に到達させることを特徴とする請求項１、２又は３のうちいずれか一つに記載のガラス板の曲げ成形方法。
5. 前記搬送治具の前記リング状部分は、断面が円形に形成されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４のうちいずれか一つに記載のガラス板の曲げ成形方法。
6. 前記搬送治具は、ステンレス等の耐熱鋼で製作され、その表面には、前記ガラス板との固着を防止するために離型材が塗布され、又は離型性が良好なコーティングが施されていることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５のうちいずれか一つに記載のガラス板の曲げ成形方法。
7. 前記クランプ部材は、環状に形成されるとともに前記成形型の周部に対向する面に凸部が形成され、
   前記成形型の周部には、前記クランプ部材の前記凸部に対応した凹部が形成され、凸部と凹部とを嵌合させるように、クランプ部材と成形型の周部とでガラス板を挟持し成形型の周部に固定することを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６のうちいずれか一つに記載のガラス板の曲げ成形方法。
8. 前記ガラス板の前記成形型に対向する側の面の周縁領域にリング状シール部材を載置し、
   前記クランプ部材と成形型の周部とでガラス板を挟持することにより、ガラス板を前記リング状シール部材を介して成形型の周部に固定することを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６のうちいずれか一つに記載のガラス板の曲げ成形方法。
9. 前記成形工程は、前記ガラス板の前記成形領域を、バキューム及び／又はブローによって前記成形型の成形面に沿って成形することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８のうちいずれか一つに記載のガラス板の曲げ成形方法。
10. 前記成形工程は、前記ガラス板の前記成形領域を、雄型を押し付けることによって前記成形型の成形面に沿って成形することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９のうちいずれか一つに記載のガラス板の曲げ成形方法。
11. 成形領域と周縁領域とを有するガラス板を、搬送治具に載置した状態で加熱する加熱部と、前記加熱部で加熱されたガラス板を前記搬送治具により成形型まで搬送する搬送部と、前記成形型により前記ガラス板の成形領域を所望の形状に曲げ成形する曲げ成形部と、曲げ成形した前記ガラス板の周縁領域をトリミングするトリミング部とを備えたガラス板の曲げ成形装置において、
    前記搬送治具は、平面視で前記ガラス板の輪郭よりも小さく構成されるとともに前記周縁領域に対応するリング状部分が形成され、
    前記成形部には、クランプ部材が設けられ、前記ガラス板の前記周縁領域の少なくとも一部が該クランプ部材と前記成形型の周部とで挟持されて固定された後、前記成形領域に対応する前記成形型によって前記成形領域が成形されることを特徴とするガラス板の曲げ成形装置。

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