JP2012158478A - 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

【課題】搬送方向に曲率が異なる２つの面を有し、これらの面の交差線が、ガラス板の搬送方向に非平行である湾曲形状の面をガラス板に成形する。
【解決手段】複合湾曲面Ｃを形成する複数のローラのうち、奇数列の複数のローラを第１のローラ群として略円筒状の面Ｆ１を形成する。そして、偶数列の複数のローラを第２のローラ群として略円錐台状の面Ｆ２を形成する。そして、略円筒状の面Ｆ１と略円錐台状の面Ｆ２とを交差させ、ガラス板１４の搬送方向上流側に位置する第１の領域Ｃ１を略円筒状の面とし、搬送方向下流側に位置する第２の領域Ｃ２を略円錐台状の面とする。略円筒状の面と略円錐台状の面とからなる複合湾曲面Ｃを、ガラス板１４の搬送に合わせて波が伝播するように進行させる。
【選択図】図３

Description

本発明はガラス板の曲げ成形方法及びガラス板の曲げ成形装置に係り、特に自動車の窓用に使用されるガラス板を複合湾曲面に曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法及びガラス板の曲げ成形装置に関する。

自動車用窓ガラスを曲げ成形する技術として、本願出願人は特許文献１において、加熱炉で軟化点近くまで加熱したガラス板を、所望の曲率のガラス板に曲げ成形する曲げ成形方法を提案している。この曲げ成形方法は、加熱炉内で加熱されたガラス板を、ローラコンベアの複数の直棒状ローラで形成される搬送面に沿って搬送する。そして、これらのローラをガラス板の搬送位置に応じて上下動させることにより、搬送面の一部をガラス板搬送方向に湾曲させてガラス板を自重により所望の曲率に曲げ成形する。この曲げ成形方法は、ガラス板の搬送方向にのみ曲率を有する単曲の曲げ成形に好適な装置である。

また、本願出願人は特許文献２において、ローラコンベアの複数のローラを湾曲ローラとし、これらのローラをガラス板の搬送位置に応じて上下動させる曲げ成形方法も提案している。この曲げ成形方法は、ガラス板の搬送方向と搬送方向に直交する方向の二方向に曲率を有する複曲の曲げ成形に好適な装置である。

更に、本願出願人は特許文献３において、ローラコンベアの複数のローラを直棒状ローラとし、これらのローラを水平面に対して傾斜させるとともに隣り合うローラの傾斜方向が交互に異なるように配置した曲げ成形装置を提案している。この曲げ成形装置によれば、ガラス板の搬送方向と直交する方向にガラス板を曲げ成形することができる。なお、この曲げ成形装置は、湾曲ローラの代用として直棒状ローラを使用し、前記二方向にガラス板を曲げ成形する装置である。

なお、本明細書において、「搬送方向に（沿って）曲げ成形される」とは、曲げ成形されたガラス板の形状が、搬送方向に直交する軸のまわりに湾曲した形状になることを意味する。換言すると、曲げ成形されたガラス板は、搬送方向に直交する軸に垂直な断面が湾曲形状となる。また、「搬送方向に直交する方向に曲げ成形される」とは、曲げ成形されたガラス板の形状が、搬送方向軸のまわりに湾曲した形状になることを意味する。換言すると、曲げ成形されたガラス板は、搬送方向軸に垂直な断面が湾曲形状となる。

以下に示す複数のローラで形成される湾曲面の形状についても、「搬送方向に（沿って）曲がった」、「搬送方向に湾曲した」等の説明は「搬送方向に（沿って）曲げ成形される」の意味と同旨である。搬送方向に直交する方向に関する湾曲面の説明も「搬送方向に直交する方向に曲げ成形される」の意味と同旨である。また、本明細書における「・・・方向に直交」は、水平面上であって・・・方向に垂直な方向を意味する。本明細書における「上」、「下」は、水平面に対しそれぞれ「上」、「下」を意味する。

国際公開第９９／６５８３３号パンフレット 特開２００４−９９３３２号公報 特開２００１−２４３１号公報

特許文献３の曲げ成形方法は、湾曲ローラの代替技術であるため、搬送方向に直交する方向（ローラの軸方向）には、単一の曲率の単純な湾曲面しか成形することができない。また、特許文献３の曲げ成形方法では、曲げ成形後のガラス板の搬送方向に沿った中央部分に、両側の曲面の交差線が形成されるが、この交差線はガラス板の搬送方向に沿ってのみ形成されるものである。

すなわち、特許文献３の曲げ成形方法では、ガラス板を曲げ成形するその形状に制約があるので、所望の形状に曲げ成形できないという欠点があった。つまり、特許文献３の曲げ成形方法では、所望の湾曲形状、例えば、搬送方向に曲率が異なる２つの面を有し、これらの面の交差線が、ガラス板の搬送方向に非平行である湾曲形状の面を成形することができないという問題があった。もちろんであるが、特許文献１、２の曲げ成形方法でも、このような湾曲形状にガラス板を曲げ成形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、ガラス板を、搬送方向に曲率が異なる２つの面に曲げ成形することができるとともに、２つの面の交差線が、ガラス板の搬送方向に非平行となるガラス板の曲げ成形方法及びガラス板の曲げ成形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、加熱されたガラス板を、搬送方向に対し直交方向に配置された複数の搬送ローラからなるローラコンベアによって搬送しながら、各搬送ローラを上下動させ搬送面に前記搬送方向に曲率を有する所定の湾曲面を形成させて、該湾曲面上に前記ガラス板を位置させ、搬送方向下流側の各搬送ローラを順次上下動させることにより前記ガラス板の移動に連動して該湾曲面を前記搬送方向へ移動させる上下動成形工程を含むガラス板の曲げ成形方法において、前記複数の搬送ローラは、第１のローラ群と第２のローラ群とを有し、前記上下動成形工程と同時に、前記第１のローラ群を水平面に対して傾斜させることで、前記湾曲面の第１の領域を第１の曲率に湾曲させるとともに、該第１の領域と前記第２のローラ群によって形成される前記湾曲面の第２の領域との境界線を水平面に投影した線が前記搬送方向に対して傾斜している複合湾曲面を形成させ、搬送方向下流側の前記第１のローラ群を水平面に対して順次傾斜させることにより前記ガラス板の移動に連動して前記複合湾曲面を前記搬送方向へ移動させる傾斜工程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。

これにより、ガラス板は、ガラス板の自重によって搬送方向に曲率が異なる第１の領域と第２の領域とによって曲げ成形される。また、２つの面の交差線は、ガラス板の搬送方向に対して非平行となる。この交差線は、第１の領域と第２の領域との曲面形状にもよるが、搬送方向に直交した方向、又は搬送方向に傾斜した方向となる。

なお、本発明は、ガラス板の自重のみを利用した曲げ成形に限定するものではなく、搬送ローラの上方に配した成形ローラと搬送ローラとでガラス板を挟み込んで成形してもよいし、上方の成形ローラの代わりにガラス板の所望の曲げ形状に沿った表面を有するプレスモールドであってもよい。

また、ローラコンベアの複数のローラは、軸心方向がガラス板の搬送方向に直交する方向になるように配置されている。すなわち、ローラコンベアの複数のローラは、隣接するローラと平行に配置されている。また、ローラは平面視において平行を維持した状態で傾動、及び上下動を行う。

本発明は、前記第１のローラ群と前記第２のローラ群とは、搬送方向に沿って交互に配置されることが好ましい。

本発明によれば、湾曲面を形成する複数のローラのうち、例えば、奇数列の複数のローラを第１のローラ群として第１の曲率の面を形成するとともに、偶数列の複数のローラを第２のローラ群として第２の曲率の面を形成する。そして、第１の曲率の面と第２の曲率の面とを交差させ、例えば、ガラス板の搬送方向上流側に位置する第１の領域を第１の曲率の面とし、搬送方向下流側に位置する第２の領域を第２の曲率の面とする。

つまり、第１の領域においては、第１のローラ群の高さを第２のローラ群の高さよりも高くして第１の曲率の面を曲げ成形面として優先させる。第２の領域においては、第２のローラ群の高さを第１のローラ群の高さよりも高くして第２の曲率の面を曲げ成形面として優先させる。

これにより、第１の曲率の面と第２の曲率の面とが交差し、搬送方向上流側に位置する第１の領域が第１の曲率の面となり、搬送方向下流側に位置する第２の領域が第２の曲率の面となる。そして、第１の曲率の面と第２の曲率の面とからなる湾曲面を、ガラス板の搬送位置に対応させて、ローラコンベアの上流側から下流側に向けて波が伝播するように進行させる。

これにより、ガラス板は、搬送方向に曲率が異なる第１の曲率の面と第２の曲率の面とによって曲げ成形される。そして、第１の曲率の面と第２の曲率の面との交差線は、ガラス板の搬送方向に対して非平行となる。

本発明は、前記第１の領域の曲面が、略円錐台状に形成されていることが好ましい。

自動車用のサイドガラスは、車体の天井部に対する納まりをよくするために、その上部は曲率の大きい略円錐台状に形成され、また、上部を除く他の部分は、前記略円錐台状の曲率よりも小さい、車体形状に合わせた略円筒状に形成されることが好ましい。

このような形状にガラス板を曲げ成形する場合には、例えば第１の領域を略円筒状に湾曲させる。これにより、自動車用のサイドガラスとして好ましい形状にガラス板を曲げ成形することができる。

また、本発明は、前記傾斜工程が、前記上下動成形工程と同時に、前記第２のローラ群を水平面に対して傾斜させることで、前記湾曲面の第２の領域を第２の曲率に湾曲させて前記複合湾曲面を形成させ、搬送方向下流側の前記第２のローラ群を水平面に対して順次傾斜させることにより前記ガラス板の移動に連動して前記複合湾曲面を前記搬送方向へ移動させることが好ましい。

これにより、２つの略円錐台状の湾曲面を組み合わせた複合湾曲面を形成させることができる。

なお、本発明の湾曲面の組み合わせは、略円錐台状と略円筒状又は略円錐台状同士に限定されるものではなく、曲率の異なる略円筒状同士でもよい。

湾曲面の第１の領域を略円錐台状に湾曲させるためには、第１の領域に対応する複数のローラを、ガラス板の搬送位置に応じて、水平を維持した状態で上下動させる。これにより、第１の領域の複数の搬送ローラによって下に凸形状の円弧状の湾曲面が形成される。これに加えて、ガラス板の搬送位置に応じて、各ローラを斜めに傾斜させる。これにより、第１の領域の複数のローラによって、円弧状の湾曲面に斜めに傾斜した略円錐台状の湾曲面が形成される。そして、この略円錐台状の湾曲面を、ローラコンベアの上流側から下流側に向けて波が伝播するように進行させる。これにより、第１の領域で搬送されるガラス板の一部が、ローラコンベアによって搬送されながら、自重により略円錐台状に曲げ成形される。

また、本発明は、前記複合湾曲面の前記第１の曲率は、ガラス板の搬送方向下流に向かうに従って大きくなるように前記複合湾曲面を形成させることが好ましい。一例として、最下流の位置よりも上流に位置する各ローラで形成される湾曲面は、最下流の位置での各ローラで形成される湾曲面よりも大きな曲率半径を有する。さらに上流へいくに従って、上流位置の各ローラで形成される湾曲面はさらに大きな曲率半径を有する。

このように搬送方向下流に向かうに従って複合湾曲面の湾曲面の曲率を大きくなるようにすることによって、ガラス板が下流側に搬送されるに従って、湾曲面が深くなるため、徐々に曲げ成形することができ、歪みが発生しにくい。

また、本発明は、前記搬送ローラとして、前記搬送方向に直交した方向に湾曲した湾曲ローラを用いることが好ましい。

直棒状ローラを水平面に対して上下動させた場合にはガラス板を下に凸形状に曲げ形成することができる。一方、湾曲ローラを使用した場合には、複合湾曲面に中央部が膨らんだ樽形形状に曲げ成形することができる。

前記湾曲ローラの構成としては、可撓自在に構成されたフレキシブルシャフトと、前記フレキシブルシャフトを回転軸とする複数のリングローラと、前記フレキシブルシャフトを所望の曲率に撓ませることにより、複数のリングローラで形成される前記搬送面を湾曲させる搬送面湾曲手段と、を有していることが好ましい。

本発明は、前記目的を達成するために、ガラス板を曲げ成形可能な温度まで加熱する加熱手段と、搬送方向に対し直交方向に配置された複数の搬送ローラからなるローラコンベアと、各搬送ローラを上下動させる上下動駆動手段と、各搬送ローラを上下動させることによって前記搬送方向に曲率を有する所定の湾曲面を形成させ、該湾曲面上に前記ガラス板を位置させ、搬送方向下流側の各搬送ローラを順次上下動させることにより前記ガラス板の移動に連動して該湾曲面を前記搬送方向へ移動させる制御手段と、を含むガラス板の曲げ成形装置において、前記複数の搬送ローラは第１のローラ群と第２のローラ群とを含み、かつ水平面に対して傾斜させる傾斜手段を備え、前記制御手段は、前記上下動駆動手段により前記各搬送ローラを順次上下動させるのと同時に、前記傾斜手段により前記第１のローラ群を水平面に対して傾斜させることで、前記湾曲面の第１の領域を第１の曲率に湾曲させるとともに、該第１の領域と前記第２のローラ群によって形成される前記湾曲面の第２の領域との境界線を水平面に投影した線が前記搬送方向に対して傾斜している複合湾曲面を形成させ、搬送方向下流側の前記第１のローラ群を水平面に対して順次傾斜させることにより前記ガラス板の移動に連動して前記複合湾曲面を前記搬送方向へ移動させるように制御す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。

本発明の曲げ成形装置によれば、ガラス板を、搬送方向に曲率が異なる２つの面に曲げ成形することができるとともに、２つの面の交差線が、ガラス板の搬送方向に非平行である湾曲形状の面に曲げ成形することができる。

本発明のローラコンベアの各々のローラの上下動は、鉛直方向における初期位置から下降→上昇を経て初期位置に戻る動きを、一周期の動きとする。この場合、各ローラは、（ａ：初期状態）一単位のガラス板の搬送方向前辺が搬送されてきた時を下降の始まりとし、（ｂ）一単位のガラス板が通過している間を下降→上昇の一周期の動きとし、（ｃ：終状態）一単位のガラス板の搬送方向後辺が搬送されてきた時にもとの位置に戻る。こうして、一単位のガラス板があるローラ上を通過する間に、そのローラは初期状態から終状態までの一周期の上下動を行う。複数のガラス板を連続的に曲げ成形する際には、一単位のガラス板が順次搬送されてくるので、次単位以降のガラス板に対し、各ローラを（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に繰り返し上下動させる。

こうした各ローラの上下動により下に凸形状の湾曲面を形成する場合、一単位のガラス板は次のように搬送される。ガラス板の搬送方向前辺及び搬送方向後辺があるローラ上に位置する時、そのローラは初期状態（終状態）にある。そのため、ガラス板の搬送方向前辺及び搬送方向後辺の鉛直方向位置は、各ローラの初期状態の位置に保たれる。初期状態にある各ローラで形成される仮想面（水平状態にある）の鉛直方向の高さレベルを、「搬送レベル」と呼ぶ。一方、ガラス板の搬送方向前辺と搬送方向後辺との間の部分であるガラス板の中央部分が位置する各ローラは、一周期の上下動のうちの中間状態にある。そのため、ガラス板の中央部分は搬送レベルよりも下方に位置する（中央部分が下方に垂れ下がる）。したがって、一単位のガラス板は、搬送方向前辺と搬送方向後辺とが搬送レベルに保たれながら、中央部分が搬送レベルよりも下方に位置するように搬送される。

なお、「一単位のガラス板」とは、通常は１枚のガラス板を意味する。必要に応じて２枚以上のガラス板を積層した状態で搬送すると、２枚以上のガラス板を同時に曲げ成形できる。このように、「一単位のガラス板」は２枚以上のガラス板が積層された状態で搬送される場合を含む。そして、本発明のガラス板の曲げ成形装置及び方法は、一単位のガラス板の曲げ成形を順次連続的に行い、複数単位のガラス板を連続的に曲げ成形できる。一単位のガラス板が１枚のガラス板であるかガラス板が複数枚積層された状態であるかは、本発明のガラス板の曲げ成形方法及び装置の基本的な動作に大きな影響を与えない。そこで、本明細書では、「一単位」なる語を省略する。

ところで、ローラが上下動した場合、ガラス板の水平方向成分の搬送速度は、ローラの上下位置に依存することとなる。この場合、複数のローラの角速度が一定であると、水平方向成分の搬送速度は、下方側のローラの方が上方側のローラよりも速くなる。このような速度のアンバランス現象が生じると、ローラとガラス板との間でスリップが発生し、ガラス板に疵が付く場合がある。そこで、複数のローラを独立して回転させる回転駆動手段を備え、そして、制御手段によりガラス板の水平方向成分の搬送速度が等しくなるように前記回転駆動手段を制御することが好ましい。これにより、前記不具合は解消するので、疵のないガラス板を得ることができる。

各ローラによって形成される所望の湾曲面とは、ガラス板を搬送しているローラの位置に応じて必要とされる湾曲面である。具体的には、ガラス板を曲げ成形するゾーンのうちの最下流の位置では、この位置の各ローラで形成される湾曲面は、ガラス板の搬送方向についての最終的に得ようとするガラス板の曲げ形状に概略一致した湾曲形状を有する。

本発明によれば、ガラス板を、搬送方向に曲率が異なる２つの面に曲げ成形することができるとともに、２つの面の交差線が、ガラス板の搬送方向に非平行となる。よって、ローラ搬送によりガラス板を搬送しながらガラス板を複雑な曲げ形状に曲げ成形する方法及び装置を提供することができる。

本発明に係るガラス板の曲げ成形装置が適用された湾曲ガラス板の製造装置の一実施形態を示す斜視図 ローラコンベアの斜視図 ローラコンベアの複数のローラが動作されてガラス板が搬送方向に曲率が異なる２つの面に曲げ成形曲げ成形されている斜視図 図３に示したローラコンベアの複数のローラの動作形態を示した斜視図 ローラコンベアの複数の直棒状ローラによって形成される略円筒状に湾曲した面と、略円錐台状に湾曲した面とを交差させることにより、湾曲面を搬送方向に曲率が異なる２つの面に形成することを説明した模式図 ローラ駆動手段の構成を示した構造図 ローラコンベアの複数の湾曲状ローラによって形成される略樽形状に湾曲した２つの搬送路を交差させることにより、湾曲面を搬送方向に曲率が異なる２つの面に形成することを説明した模式図 湾曲ローラが適用された傾斜手段及び上下動駆動機構の構成を示した構造図

以下、添付図面に従って本発明の実施の形態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が適用された湾曲ガラス板の製造装置１２の一実施形態を示す斜視図である。

同図に示す湾曲ガラス板の製造装置１２は、自動車用のサイドガラスに好適な略円筒状と略円錐台状の２つの曲面（複合湾曲面）を有するガラス板１４を製造する設備である。なお、この製造装置１２は、サイドガラスに限定されるものではなく、リヤガラスであっても製造することができる。また、風冷強化装置の代わりに徐冷装置を設置すれば、フロントガラスを製造することが可能である。

図１に示す製造装置１２は、ガラス板１４の流れ方向上流側から下流側に向けて曲げ成形装置１０、及び風冷強化装置１６が配置されて構成される。また、曲げ成形装置１０は、上流側から下流側に向けて加熱炉（加熱手段）１８、及び曲げ成形用ローラコンベア（以下、単にローラコンベアということがある）２０が配置されて構成されている。製造装置１２の各部の駆動制御は、コンピュータ等で構成されたモーションコントローラ（制御手段）２２によって行われる。

まず、製造装置１２によるガラス板１４の曲げ成形工程について説明する。

曲げ成形前の平板状のガラス板１４は、加熱炉１８の入口において搬送位置が位置決めされた後、ローラコンベア２４によって加熱炉１８内に搬入される。ガラス板１４は、加熱炉１８内での搬送中に加熱炉１８のヒータによって加熱されていき、加熱炉１８の出口において曲げ成形温度（６００〜７００℃程度）まで加熱される。このガラス板１４は、加熱炉１８の下流側に設置された曲げ成形用ローラコンベア２０によって、ローラコンベア２４の搬送方向と同方向に搬送される。

ガラス板１４は、ローラコンベア２０による搬送中に、ローラコンベア２０の後述する、上下方向及び傾斜方向の曲げ成形動作によって、搬送方向に曲率が異なる略円筒状の面と略円錐台状の面に曲げ成形される。また、ガラス板１４は、その２つの面の交差線が、ガラス板１４の搬送方向に非平行である湾曲形状に曲げ成形される。

このような形状に曲げ成形されたガラス板１４は、ローラコンベア２０の出口から、風冷強化装置１６用のローラコンベア２６によって、ローラコンベア２０の搬送方向と同方向に風冷強化装置１６に向けて搬送される。

風冷強化装置１６は、ローラコンベア２６を挟んで上下に配置された上部吹口ヘッド２８と下部吹口ヘッド３０とを備えている。ガラス板１４はローラコンベア２６による搬送中に、これらの吹口ヘッド２８、３０からガラス板１４の表面、裏面に向けて吹き出されるエアによって風冷強化される。このとき、風冷強化装置１６の冷却能は、ガラス板１４の厚みに応じて適宜設定される。風冷強化されたガラス板１４は、風冷強化装置１６の出口からローラコンベア３２によって、ローラコンベア２６の搬送方向と同方向に次工程の検査装置（図示せず）に向けて搬送される。以上の如くガラス板１４は、上流側から下流側に配設されたローラコンベア２４、２０、２６、３２によって矢印Ａで示す同一方向に搬送されながら、加熱、成形、風冷強化が順に行われる。以上が製造装置１２による１枚のガラス板１４の製造工程の流れである。

次に、図１〜図６を参照しながらローラコンベア２０、ローラ駆動手段、及びモーションコントローラ２２について説明する。

図２は、ローラコンベア２０の斜視図である。図３は、ローラコンベア２０の複数のローラが動作されてガラス板１４が搬送方向に曲率が異なる２つの面（略円筒状の面と略円錐台状の面）に曲げ成形されている斜視図である。図４は、図３に示したローラコンベア２０の複数のローラの動作形態を示した斜視図である。図５は、ローラコンベア２０の複数のローラによって形成される略円筒状に湾曲した面と、略円錐台状に湾曲した面とを交差させることにより、搬送方向に曲率が異なる略円筒状の面と略円錐台状の面とを、搬送面の湾曲面に形成することを説明した模式図である。また、図６はローラ駆動手段の構造図である。

図２〜図４に示すようにローラコンベア２０は、複数本の搬送ローラ（実施例では３２本の搬送ローラ：以下「ローラ」と称する）２０−１、２０−２…２０−３２から構成されている。これらのローラ２０−１、２０−２…２０−３２は、矢印Ａで示したガラス板１４の搬送方向に対して直交方向に配設されるとともに、平面視において互いに平行に配置されている。また、これらのローラ２０−１、２０−２…２０−３２はストレート状に形成された直棒状ローラである。これらのローラ２０−１、２０−２…２０−３２で形成される搬送面に沿って、ローラ２０−１、２０−２…２０−３２の回転により、図１に示したガラス板１４が矢印Ａ方向に所定の速度で搬送される。

ローラ２０−１、２０−２…２０−３２は、回転駆動手段によって各々が独立して回転駆動されるとともに、ローラ駆動手段によって各々が独立して上下動、及び／又は傾動される。回転駆動手段、及びローラ駆動手段は、図１に示したモーションコントローラ２２によってその動作が制御されている。

図６は、各ローラ２０−１、２０−２…２０−３２の回転駆動手段とローラ駆動手段とを示した構造図である。なお、各ローラ２０−１、２０−２…２０−３２は、回転駆動手段とローラ駆動手段とについてそれぞれ同一の構造を有しているので、図６では便宜上ローラ２０−１の構造のみ説明し、他のローラ２０−２〜２０−３２側の構造についてはその説明を省略する。また、図６は、ローラ２０−１をガラス板搬送方向の下流側から見た正面図である。

ローラ２０−１の両端部の下方には、一対の支柱３４、３６が立設されている。支柱３４の外側側面には、直動ガイドを構成するガイドレール３８が上下方向に設けられており、このガイドレール３８に昇降体４０のガイドブロック４２、４２が係合されている。したがって、昇降体４０は、ガイドレール３８に沿って昇降自在に設けられる。

昇降体４０の上部には、軸受４４を介してローラ支持部４６が設けられている。軸受４４の回動軸は、ガラス板１４の搬送方向Ａと平行である。よって、ローラ支持部４６は、搬送方向Ａに直交する方向に回動自在となっている。ローラ支持部４６には、ローラ２０−１の左端部が軸受４８に回転自在に支持され、この左端部にサーボモータ５０のスピンドルがギヤ５１、５３を介して連結されている。

支柱３６も同様に、その外側側面には直動ガイドを構成するガイドレール５２が上下方向に設けられ、このガイドレール５２に昇降体５４のガイドブロック５６、５６が係合されている。したがって、昇降体５４は、ガイドレール５２に沿って昇降自在に設けられる。

昇降体５４の上部には、リンク５８を介してローラ支持部６０が設けられている。リンク５８は、ピン６２を介して昇降体５４に回動自在に連結されるとともに、ピン６４を介してローラ支持部６０に回動自在に連結されている。ピン６２、６４は、ガラス板１４の搬送方向Ａと平行に設けられている。よって、ローラ支持部６０は、搬送方向Ａに直交する方向に回動自在となっている。また、ローラ支持部６０には、ローラ２０−１の右端部が軸受６６に回転自在に支持されている。

したがって、上記構成においてサーボモータ５０を駆動することにより、ローラ２０−１は所定の角速度で回転される。以上が回転駆動手段の構造である。

一方、昇降体４０の下部には、ラック６８が下方に向けて延設され、このラック６８にピニオン７０が噛合されている。ピニオン７０には、サーボモータ７２のスピンドルが連結されている。

また、昇降体５４も同様に、その下部には、ラック７４が下方に向けて延設され、このラック７４にピニオン７６が噛合されている。ピニオン７６には、サーボモータ７８のスピンドルが連結されている。

サーボモータ７２、７８を、図１に示すモーションコントローラ２２によって同期をとって同方向に回転させることにより、ローラ２０−１が水平方向を維持した状態で上下動される。また、サーボモータ７２、７８の回転量を、モーションコントローラ２２によってそれぞれ異なる量に制御することにより、ローラ２０−１が軸受４４とリンク５８の回動動作により傾動する。例えば、サーボモータ７２の回転量をサーボモータ７８の回転量よりも少なく設定することにより、ローラ２０−１が図６において左下がりに傾動する。以上がローラ駆動手段の構造である。

前述した回転駆動手段、及びローラ駆動手段は、他のローラ２０−１、２０−２…２０−３２の全てに設けられており、これらの手段のサーボモータ５０、７２、７８が、図１のモーションコントローラ２２によって制御されている。モーションコントローラ２２によってローラ２０−１〜２０−３２をそれぞれ上下動、及び／又は傾動制御することにより、ローラ２０−１〜２０−３２で形成される湾曲面に略円筒状の面と略円錐台状の面とを形成することができる。これらの面の形成方法については後述する。

次に、モーションコントローラ２２について説明する。

モーションコントローラ２２は、外部入力手段からガラス板１４の型式が入力されると、その型式のガラス板１４の曲率に対応するローラ２０−１、２０−２…２０−３２の角速度制御データ及び上下移動制御データ（傾斜角度制御データを含む）を作成する。そして、モーションコントローラ２２は、角速度制御データに基づきサーボモータ５０を制御するとともに、上下移動制御データに基づきサーボモータ７２、７８を制御する。すなわち、モーションコントローラ２２は、ガラス板１４がローラ２０−１、２０−２…２０−３２による搬送中に略円筒状と略円錐台状に曲げ成形されるように、ローラ２０−１、２０−２…２０−３２を多軸制御する。

次に、ローラ２０−１、２０−２…２０−３２の多軸制御によるガラス板１４の曲げ動作について、図２、図３を用いて説明する。基本的なローラ２０−１、２０−２…２０−３２の運動は、ガラス板１４の搬送にともない、ローラ２０−１→２０−３２の順に下降、上昇運動するものである。また、略円錐台状の面を形成するためのローラについては、その運動に傾斜運動も付加される。なお、これらの図においてローラ２０−１、２０−２、２０−３２は水平状態を維持し運動していないが、ガラス板１３の型式に応じて運動するものである。また、ローラ２０−１〜２０−３２は水平位置を初期位置としている。

次に、モーションコントローラ２２によるローラ２０−１〜２０−３２の運動制御（作用）について図３〜図５を参照して説明する。

モーションコントローラ２２によるローラ駆動手段の基本的な制御は、各々のローラ２０−１〜２０−３２を上下動、及び／又は傾動させることにより、搬送面の少なくとも一部を、得ようとするガラス板１４の略円筒状及び略円錐台状の曲率に対応する曲率に湾曲させる。そして、ガラス板１４が搬送されている位置のローラにより所望の湾曲面を形成する。そして、この湾曲面を、ローラコンベア２０の上流側から下流側に向けて波が伝播するように進行させるものである。

更にまた、モーションコントローラ２２は、ローラ駆動手段を制御して、図５の如く複合湾曲面Ｃを形成する複数のローラのうち第１のローラ群（後述する）によって複合湾曲面Ｃの第１の領域Ｃ１を、略円筒状の第１の曲率に湾曲させる。そして、第２のローラ群（後述する）によって複合湾曲面Ｃの第２の領域Ｃ２を、略円錐台状の第２の曲率に湾曲させる。

これにより、ガラス板１４は、搬送方向に曲率が異なる第１の領域Ｃ１と第２の領域Ｃ２とによる複合湾曲面Ｃによって曲げ成形される。よって、実施の形態のローラコンベア２０によれば、搬送方向に曲率が異なる略円筒状の面１４−１と、略円錐台状の面１４−２を有するガラス板１４に曲げ成形することができる。また、面１４−１と面１４−２との交差線Ｄは、第１の領域Ｃ１と第２の領域Ｃ２との境界線Ｅが転写されることにより形成され、ガラス板１４の搬送方向に対して非平行となる。この交差線Ｄは、第１の領域Ｃ１と第２の領域Ｃ２との曲面形状にもよるが、搬送方向に傾斜した方向、又は搬送方向に直交した方向となる。

また、境界線Ｅを水平面に投影した線は、搬送方向に対して傾斜している。更に、搬送方向下流側の各ローラを水平面に対して順次傾斜させることにより、ガラス板１４の移動に連動して複合湾曲面Ｃが搬送方向へ移動する。

次に、前述した第１のローラ群と第２のローラ群について図３〜図５を参照して説明する。

第１のローラ群を構成するローラと第２のローラ群を構成するローラとは互いに隣接して交互に配置され、第１のローラ群によって形成される、図５の略円筒状の面Ｆ１と、第２のローラ群によって形成される略円錐台状の面Ｆ２とが交差するように形成される。これにより、第１の領域Ｃ１に略円筒状の面が形成されるとともに、第２の領域Ｃ２に略円錐台状の面が形成される。

具体的には、複合湾曲面Ｃを形成する複数のローラのうち、図３、図４の如く、奇数列の複数のローラ２０−５、２０−７、２０−９、２０−１１、２０−１３、２０−１５、２０−１７、２０−１９、２０−２１、２０−２３、２０−２５、２０−２７を第１のローラ群として、図５に示した略円筒状の面Ｆ１を形成する。そして、図３、図４の如く偶数列の複数のローラ２０−４、２０−６、２０−８、２０−１０、２０−１２、２０−１４、２０−１６、２０−１８、２０−２０、２０−２２、２０−２４、２０−２６、２０−２８を第２のローラ群として、図５に示した略円錐台状の面Ｆ２を形成する。略円錐台状の面Ｆ２を形成するためには、上記偶数列のローラ２０−４〜２０−２８を水平面に対して所定角度傾斜させればよい。なお、実施の形態では、１本おきに１本ずつ第１のローラ群、第２のローラ群を構成したが、２本おきに２本ずつ第１のローラ群、第２のローラ群を構成してもよい。

そして、略円筒状の面Ｆ１と略円錐台状の面Ｆ２とを交差させ、ガラス板１４の搬送方向上流側に位置する大きめの第１の領域Ｃ１を、略円筒状の面（第１の曲率の面）とし、搬送方向下流側に位置する小さめの第２の領域Ｃ２を、略円錐台状の面（第２の曲率の面）とする。

つまり、第１の領域Ｃ１においては、第１のローラ群２０−５〜２０−２７のうち、上流側のローラ群２０−５〜２０−２１の高さを、第２のローラ群２０−４〜２０−２８のうち、上流側のローラ群２０−４〜２０−２０の高さよりも高くして略円筒状の面を曲げ成形面として優先させる。

また、第２の領域Ｃ２においては、第２のローラ群２０−４〜２０−２８のうち、下流側のローラ群２０−２２〜２０−２８の高さを、第１のローラ群２０−５〜２０−２７のうち、下流側のローラ群２０−２３〜２０−２７の高さよりも高くして略円錐台状の面を曲げ成形面として優先させる。

これにより、略円筒状の面Ｆ１と略円錐台状の面Ｆ２とが複合湾曲面Ｃ上において交差し、搬送方向上流側に位置する第１の領域Ｃ１が略円筒状の面となり、搬送方向下流側に位置する第２の領域Ｃ２が略円錐台状の面となる。そして、モーションコントローラ２２は、前記略円筒状の面と略円錐台状の面とからなる複合湾曲面Ｃを、ガラス板１４の搬送位置に対応させて、ローラコンベア２０の上流側から下流側に向けて波が伝播するように進行させる。

これにより、ガラス板１４は、搬送方向に曲率が異なる略円筒状の面１４−１と略円錐台状の面１４−２とを有する形状に曲げ成形される。そして、略円筒状の面１４−１と略円錐台状の面１４−２との交差線Ｄは、前述の如くガラス板１４の搬送方向Ａに対して非平行となる。

なお、略円筒状の面と略円錐台状の面とからなる複合湾曲面Ｃは、ローラコンベア２０の上流側から下流側に向けて波が伝播するように進行する。このため、ガラス板１４の搬送位置によっては、奇数列の複数のローラが第２のローラ群となり略円錐台状の面を形成し、偶数列の複数のローラが第１のローラ群となり略円筒状の面を形成する場合もある。要するに、ガラス板１４の搬送位置に応じて、奇数列の複数のローラを第１のローラ群→第２のローラ群→第１のローラ群として交互に機能させ、偶数列の複数のローラを第２のローラ群→第１のローラ群→第２のローラ群として交互に機能させる場合もある。これらのローラの動作は、モーションコントローラ２２によって制御されたローラ駆動手段によって行われる。

また、この態様に限らず、境界線Ｅの直下にあるローラを除いて、第１の領域Ｃ１の直下にあるローラをすべて第１のローラ群とし、第２の領域Ｃ２の直下にあるローラをすべて第２のローラ群とし、境界線Ｅの直下にあるローラのみ第１のローラ群と第２のローラ群とを交互に配置することにしてもよい。このように第１のローラ群と第２のローラ群とを配置することにより、複合湾曲面Ｃを形成するローラ間隔が密になり、ガラス板の曲げ精度が向上する。

ところで、自動車用のサイドガラスは、車体の天井部に対する納まりをよくするために、その上部は曲率の大きい略円錐台状に形成され、また、上部を除く他の部分は、前記略円錐台状の曲率よりも小さい、車体形状に合わせた略円筒状に形成されることが好ましい。

実施の形態の曲げ成形装置１０は、このような形状にガラス板を曲げ成形する装置として最適となる。すなわち、この曲げ成形装置１０では、図５の如く複合湾曲面Ｃの第１の領域Ｃ１を略円筒状に湾曲させ、第２の領域Ｃ２を略円錐台状に湾曲させている。第２の領域Ｃ２で曲げ成形される略円錐台状の面１４−２を、サイドガラスの上部とすることにより、自動車用サイドガラスとして好ましい形状にガラス板１４を曲げ成形することができる。

なお、ガラス板１４は、ローラコンベア２０の下流へ行くにしたがって大きく曲げられるので、複合湾曲面Ｃの曲率は、搬送方向下流側に向うに従って大きくなる。すなわち、各ローラの下降・上昇・傾動による振幅は、ローラコンベア２０の下流ほど大きい。このように搬送方向下流に向かうに従って、複合湾曲面Ｃの湾曲面の曲率を大きくすることによって、ガラス板１４が下流側に搬送されるに従って、前記湾曲面が深くなるため、徐々に曲げ成形することができ、歪みが発生しにくい。

また、実施の形態に係るガラス板の曲げ成形装置及び曲げ成形方法は、大量のガラス板１４の曲げ成形に用いられる。すなわち、複数枚のガラス板１４を１枚ずつ順次連続して搬送することによって、大量のガラス板１４の曲げ成形が行われる。そのため、ローラコンベア２０の各ローラ２０−１〜２０−３２は、順次搬送されてくるガラス板１４を曲げ成形するために、上下動、及び／又は傾動を繰り返している。したがって、曲げ成形装置１０では、略円筒状の面と略円錐台状の面とからなる複数の複合湾曲面Ｃが、加熱炉１８側から風冷強化装置１６に向けて波が伝播するように順次進行する。そして、加熱炉１８側から風冷強化装置１６に向かうに従って、波の振幅が増大する。

更に、実施の形態では、曲げ成形装置１０の下流側に風冷強化装置１６を設けている。風冷強化装置１６によって曲げ成形後のガラス板１４を急冷することにより、強化処理された曲げガラス板１４を得ることができる。

なお、搬送面の曲率の変更は、得ようとするガラス板１４の形状データに基づいて行うことが好ましい。特に、車両窓用のガラス板は、その形状がＣＡＤデータとして予め準備されているので、このＣＡＤデータをモーションコントローラ２２にリンクさせれば、曲率変更を容易に行うことができる。

また、風冷強化装置１６側のローラコンベア２６も、曲げ成形装置１０のローラコンベア２０と同様に、回転駆動手段と傾動手段兼用の上下方向駆動手段とを備え、これらの手段を別の又は同一のモーションコントローラ２２で制御することが好ましい。この場合、ローラコンベア２６の各ローラの上下位置を変更して、ローラコンベア２６による湾曲面の形状をガラス板１４の形状である略円筒状の面と略円錐台状面にすればよい。

更に、ローラコンベア２６の各ローラの本数に対応させて、風冷強化装置１６の上部吹口ヘッド２８、及び下部吹口ヘッド３０を分割することが好ましい。この場合、分割した上部吹口ヘッド２８及び下部吹口ヘッド３０は、それに対応するローラの上下移動に連動してガラス板１４との距離が一定となるように上下移動させればよい。こうして、全面において均一な強度を有するガラス板１４を得ることができる。

図７は、ローラコンベアの複数の湾曲状ローラによって形成される略樽形状に湾曲した２つの面Ｆ３、Ｆ４を交差させることにより、複合湾曲面Ｃを搬送方向に曲率が異なる２つの樽形状の面に形成することを説明した模式図である。すなわち、第１の領域Ｃ３に第１の樽形状の面が形成され、第２の領域Ｃ４に第２の樽形状の面が形成される。よって、ガラス板１４には、第１の樽形状の面が転写した樽形状の面１４−３と、第２の樽形状の面が転写した樽形状の面１４−４とが形成される。そして、境界線Ｅが転写することにより形成されるガラス板１４の交差線Ｄは、搬送方向Ａに対して略直交した方向となる。

次に、図８を参照して前述した湾曲ローラ１２０の一例について説明する。

同図に示すように、鉛直下方に向けて凸状に湾曲した湾曲ローラ１２０を有するローラコンベアを使用することにより、搬送方向と直交する方向に湾曲した湾曲面をガラス板１４に作ることができる。そして更に、ガラス板１４を湾曲ローラ１２０で搬送中に、ローラコンベアの各湾曲ローラ１２０を波が伝播するように上下動させることにより、搬送方向に湾曲した湾曲面であって樽形形状の湾曲面をガラス板１４に作ることができる。これらの結果、ガラス板１４には、２方向に曲率を有する樽形状の湾曲面が形成される。なお、図８では、図６に示した構造と同一又は類似の部材について同一の符号を付している。このため、ここではその説明を省略する。また、湾曲ローラ１２０の曲率を変更する機構も公知であるので、ここではその説明を省略する。

１０…曲げ成形装置、１２…湾曲ガラス板の製造装置、１４…ガラス板、１６…風冷強化装置、１８…加熱炉、２０…ローラコンベア、２０−１〜２０−３２…ローラ、２２…モーションコントローラ、２４…ローラコンベア、２６…ローラコンベア、２８…上部吹口ヘッド、３０…下部吹口ヘッド、３４…支柱、３６…支柱、３８…ガイドレール、４０…昇降体、４２…ガイドブロック、４４…軸受、４６…ローラ支持部、４８…軸受、４９…ピン、５０…サーボモータ、５２…ガイドレール、５４…昇降体、５６…ガイドブロック、５８…リンク、６０…ローラ支持部、６２…ピン、６４…ピン、６６…軸受、６８…ラック、７０…ピニオン、７２…サーボモータ、７４…ラック、７６…ピニオン、７８…サーボモータ、１２０…湾曲ローラ

Claims (10)

1. 加熱されたガラス板を、搬送方向に対し直交方向に配置された複数の搬送ローラからなるローラコンベアによって搬送しながら、各搬送ローラを上下動させ搬送面に前記搬送方向に曲率を有する所定の湾曲面を形成させて、該湾曲面上に前記ガラス板を位置させ、搬送方向下流側の各搬送ローラを順次上下動させることにより前記ガラス板の移動に連動して該湾曲面を前記搬送方向へ移動させる上下動成形工程を含むガラス板の曲げ成形方法において、
   前記複数の搬送ローラは、第１のローラ群と第２のローラ群とを有し、前記上下動成形工程と同時に、前記第１のローラ群を水平面に対して傾斜させることで、前記湾曲面の第１の領域を第１の曲率に湾曲させるとともに、該第１の領域と前記第２のローラ群によって形成される前記湾曲面の第２の領域との境界線を水平面に投影した線が前記搬送方向に対して傾斜している複合湾曲面を形成させ、搬送方向下流側の前記第１のローラ群を水平面に対して順次傾斜させることにより前記ガラス板の移動に連動して前記複合湾曲面を前記搬送方向へ移動させる傾斜工程を含むことを特徴とするガラス板の曲げ成形方法。
2. 前記第１のローラ群と前記第２のローラ群とは、搬送方向に沿って交互に配置される請求項１に記載のガラス板の曲げ成形方法。
3. 前記第１の領域の曲面が、略円錐台状に形成されている請求項１又は２に記載のガラス板の曲げ成形方法。
4. 前記傾斜工程は、前記上下動成形工程と同時に、前記第２のローラ群を水平面に対して傾斜させることで、前記湾曲面の第２の領域を第２の曲率に湾曲させて前記複合湾曲面を形成させ、搬送方向下流側の前記第２のローラ群を水平面に対して順次傾斜させることにより前記ガラス板の移動に連動して前記複合湾曲面を前記搬送方向へ移動させる請求項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. 前記複合湾曲面の前記第１の曲率は、ガラス板の搬送方向下流に向かうに従って大きくなるように前記複合湾曲面を形成させる請求項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. 前記搬送ローラとして、前記搬送方向に直交した方向に湾曲した湾曲ローラを用いる請求項１から５のいずれかに記載のガラス板の曲げ成形方法。
7. ガラス板を曲げ成形可能な温度まで加熱する加熱手段と、搬送方向に対し直交方向に配置された複数の搬送ローラからなるローラコンベアと、各搬送ローラを上下動させる上下動駆動手段と、各搬送ローラを上下動させることによって前記搬送方向に曲率を有する所定の湾曲面を形成させ、該湾曲面上に前記ガラス板を位置させ、搬送方向下流側の各搬送ローラを順次上下動させることにより前記ガラス板の移動に連動して該湾曲面を前記搬送方向へ移動させる制御手段と、を含むガラス板の曲げ成形装置において、
   前記複数の搬送ローラは第１のローラ群と第２のローラ群とを含み、かつ水平面に対して傾斜させる傾斜手段を備え、前記制御手段は、前記上下動駆動手段により前記各搬送ローラを順次上下動させるのと同時に、前記傾斜手段により前記第１のローラ群を水平面に対して傾斜させることで、前記湾曲面の第１の領域を第１の曲率に湾曲させるとともに、該第１の領域と前記第２のローラ群によって形成される前記湾曲面の第２の領域との境界線を水平面に投影した線が前記搬送方向に対して傾斜している複合湾曲面を形成させ、搬送方向下流側の前記第１のローラ群を水平面に対して順次傾斜させることにより前記ガラス板の移動に連動して前記複合湾曲面を前記搬送方向へ移動させるように制御することを特徴とするガラス板の曲げ成形装置。
8. 前記第１のローラ群と前記第２のローラ群とは、搬送方向に沿って交互に配置される請求項７に記載のガラス板の曲げ成形装置。
9. 前記制御手段は、前記上下動駆動手段により前記各搬送ローラを順次上下動させるのと同時に、前記第２のローラ群を水平面に対して傾斜させることで、前記湾曲面の第２の領域を第２の曲率に湾曲させて前記複合湾曲面を形成させ、搬送方向下流側の前記第２のローラ群を水平面に対して順次傾斜させることにより前記ガラス板の移動に連動して前記複合湾曲面を前記搬送方向へ移動させる請求項７又は８に記載のガラス板の曲げ成形装置。
10. 前記搬送ローラとして、前記搬送方向に直交した方向に湾曲した湾曲ローラを用いる請求項７から９のいずれか記載のガラス板の曲げ成形装置。

Images