JP2013544750A

JP2013544750A - 窓板を曲げる方法および装置

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Publication number: JP2013544750A
Application number: JP2013542538A
Authority: JP
Inventors: バルトウイン，ミヒヤエル; ドウンクマン，ベノ; ル・ニ，ジヤン−マリー
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2031-12-08
Also published as: CN103249685A; EP2651836A1; KR101602545B1; KR20130117831A; EP2651836B1; ES2697604T3; US20130307286A1; EA201390863A1; BR112013013250B1; US9452662B2; MX352467B; MX2013006559A; WO2012080071A1; EA027505B1; JP5766813B2; EP2463248A1; PL2651836T3; PT2651836T; CN103249685B; BR112013013250A2

Abstract

窓板を曲げる方法であって、
ａ．少なくとも１つの窓板（１、２）が可動曲げリングホルダ（３）を備える事前曲げリング（７ａ）内に配置され、窓板（１、２）は少なくともほぼその軟化温度程度まで加熱され、窓板（１、２）は縁の最終湾曲の５％から５０％まで事前曲げリング（７ａ）内で事前に曲げられ、
ｂ．事前曲げされた窓板（１、２）は、吸引装置（５）によって事前曲げリング（７ａ）から持ち上げられ、事前曲げリング（７ａ）内で得られた湾曲を超えてさらに曲げられ、吸引装置（５）の対向枠組（８）の湾曲接触面（１２）上の曲げの間、窓板（１）と、対向枠組（８）を包囲する吸引装置（５）のカバー（９）の空気バッフル（１１）との間には、３ｍｍから５０ｍｍの最小距離（１５）があり、
ｃ．窓板（１）は吸引装置（５）によって可動曲げリングホルダ（３）上の最終曲げリング（７ｂ）内に配置され、窓板（１、２）は最終湾曲まで曲げられ、
ｄ．窓板（１、２）は最終曲げリング（７ｂ）内で冷却され、窓板（１）は吸引装置（５）によって、縁の全体最終湾曲の１００％から１３０％まで曲げられる、方法。

Description

本発明は、窓板を曲げる方法および装置、窓板を曲げるための炉、および炉の使用に関する。

機器の局面に加えて、新しい自動車の開発は、設計要素によっても大きく決定される。これに関し、大きくて見やすい領域のため、フロントガラス設計の重要性が増している。この点において、フロントガラスの外観のみならず、省エネルギーおよび環境影響のための局面もまた、役割を果たしている。強力なマイクロプロセッサ、ならびにＣＡＤ（コンピュータ支援設計）支援ソフトウェアパッケージは、フロントガラスの空力抵抗のより良い適合および最適化も可能にする。このため、自動車における現代のフロントガラスは、ますます複雑な幾何形状を有するようになっている。具体的には、非常に低燃費な自動車もスポーツカーも、窓板形状、ならびにその実現に必要なガラス窓板湾曲方法を強く要求している。ガラス窓板の湾曲は、たとえば重力曲げとプレス曲げとの組み合わせを通じて、実現可能である。１つまたは複数のガラス窓板が曲げリング内に配置され、加熱される。このプロセスにおいて、ガラス窓板は、加熱されたガラス窓板に対して作用する重力の助けを借りて、曲げリングによって所定の幾何形状に沿って曲げられる。次に、加熱されたガラスは、負圧および適切な枠の助けを借りて、対応する形状になるよう曲げられる。

より複雑な幾何形状は、単一の曲げプロセスでは通常は実現不可能である。これは、個別のまたは連続する曲げプロセスが任意に組み合わせられ得ないということのため、より困難となる。これらの要因は、求められる窓板形状を獲得する可能性を、明らかに制限する。

欧州特許第０６７７４９１Ａ２号明細書は、ガラス窓板を湾曲および強化する方法を開示している。ガラス窓板はその軟化温度まで加熱され、装置内の２つの補完的形状の間でプレスされ、そして搬送リング内に移送される。窓板はその後、搬送リング内で強化および冷却される。

欧州特許第１３７１６１６Ｂ１号明細書は、ガラス窓板を湾曲および強化する装置を開示している。装置はとりわけ、連続金型キャリア、曲げ温度までガラス窓板を加熱するための予備加熱部、重力による事前湾曲部、プレス金型を備える湾曲部、および冷却部を含む。

欧州特許第１３５８１３１Ｂ１号明細書は、対になったガラス窓板を曲げる方法を開示している。これについては、１対のガラス窓板が、重力曲げによって枠の形状の曲げ金型内の水平位置で事前曲げされる。次に、事前曲げされたガラス窓板の対は、全面曲げ金型を用いてさらに曲げられる。

米国特許出願公開第２００８／０１３４７２２Ａ１号明細書は、重ねられた窓板を曲げる方法および装置を開示している。窓板は、吸引金型によって持ち上げられ、対になる金型によってプレスされて、幾何形状にしたがって曲げられる。

独国特許発明第１０２００５００１５１３Ｂ３号明細書は、ガラス窓板を曲げる装置および方法を開示している。ガラス窓板を曲げる装置は、ローディング領域に加えて、炉部、移送ステーション、および最終冷却部を含む。

独国特許発明第１０３１４２６６Ｂ３号明細書は、ガラス窓板を曲げる方法および装置を開示している。方法において、ガラス窓板は、重力曲げによって枠の形状の曲げ金型内の水平位置で事前曲げされ、その後最終曲げ金型を用いてさらに曲げられる。

欧州特許第０６７７４９１号明細書欧州特許第１３７１６１６号明細書欧州特許第１３５８１３１号明細書米国特許出願公開第２００８／０１３４７２２号明細書独国特許発明第１０２００５００１５１３号明細書独国特許発明第１０３１４２６６号明細書

本発明の目的は、最小限のプロセスステップにおいて迅速に、かつ最小限のエネルギー消費で、複雑な幾何形状の曲げさえも可能にする、窓板を曲げる方法を提供することである。

本発明の目的は、請求項１から１０に記載の方法および装置によって達成される。有利な実施形態は、従属請求項から明らかとなる。本発明による装置の使用は、請求項１５に示される。

本発明による窓板を曲げる方法は、少なくとも１つの窓板、好ましくは第一窓板および第二窓板が可動曲げリングホルダ上の事前曲げリング内に配置される、第一ステップを含む。方法は、１つの窓板および対になった窓板のいずれを曲げるのにも適している。事前曲げリングは好ましくは、５％から５０％の縁の平均最終湾曲を有する。可動曲げリングホルダは次に炉内に移動し、窓板は少なくともガラスの軟化温度、好ましくは５５０℃から８００℃まで、加熱装置によって事前曲げリング内で加熱される。軟化温度は、ガラスの組成によって決定される。事前曲げリング内に配置された窓板は、縁の局所的最終湾曲の５％から５０％まで、重力の作用を通じて事前曲げされる。本発明の文脈において、「縁の最終湾曲」という用語は、全曲げリング縁または窓板縁の少なくとも３０％の寸法または長さを有する窓板の縁または曲げリング縁の少なくとも一部の最終的な完成状態における、平均（最終）湾曲である。窓板は次のステップで吸引装置によって持ち上げられ、事前曲げリング内で得られた湾曲を超えて、さらに曲げられる。窓板は好ましくは、縁の最終湾曲の１０２％から１３０％まで曲げられる。曲げは、吸引装置内に位置する対向枠組の上で行われる。対向枠組は好ましくは、突起した湾曲接触面を備えるリングの形状を有する。吸引装置は、対向枠組に加えて、対向枠組を包囲する空気バッフルを備えるカバーを含む。空気バッフルは、持ち上げられた窓板の隣に位置し、対向枠組の接触面の湾曲中に、窓板が空気バッフルから３ｍｍから５０ｍｍの距離になるように、設計されている。この距離は、窓板と空気バッフルとの間の中間領域における空気の連続的な吸引を可能にする。吸い込まれた空気は、接触面上に窓板を固定する負圧を発生する。吸引プロセスは、接触面の湾曲（曲率）にしたがって、窓板を曲げる。成形品の接触領域、具体的には窓板の接触面は、好ましくは可撓性または軟性材料で裏打ちされている。この材料は好ましくは、ガラス、金属、またはセラミックの耐火性繊維を含み、窓板上のスクラッチなどの損傷を防止する。窓板を持ち上げるための吸引装置の動作および構造の様態の記述は、米国特許出願公開第２００８／０１３４７２２Ａ１号明細書の［００３６］および［００３８］から［００４０］まで、ならびに請求項１ａ）に見られる。窓板はその後、吸引装置によって可動曲げリングホルダ上の最終曲げリング内に配置される。最終曲げリングは好ましくは、事前曲げリングよりも少なくとも３０％大きい縁の平均最終湾曲を有する。窓板の配置は、たとえば、吸引装置内の圧力低下により吸引圧力を上昇させることによって、行われることが可能である。事前曲げリングおよび最終曲げリングは、いずれの場合も、意図される窓板形状にしたがって曲げられる。曲げリングの外周および開口角度は、曲げられる窓板の幾何形状に対応する。事前曲げリングおよび最終曲げリングは、好ましくは同じ可動曲げリングホルダ上に設けられ、たとえばピンまたはブラケットの取り外しによって、事前曲げリングから最終曲げリングに変換されることが可能である。本発明の文脈において、「変換」という用語は、曲げリングの形状（幾何形状）を事前曲げリングから最終曲げリングに変更すること、および事前曲げリングを取り外して事前曲げリングの下に設けられた最終曲げリングに「アクセス可能にする」ことの、両方を意味する。最終ステップでは、窓板は最終曲げリング上の最終曲げへの重力によって曲げられる。

窓板は好ましくはその後冷却される。

窓板は好ましくは５００℃から７５０℃、特に好ましくは５８０℃から６５０℃の温度まで加熱される。

吸引装置は好ましくは、１ｋｇ／ｍ^２から１００ｋｇ／ｍ^２の吸引圧力を発生させる。この吸引圧力は、窓板を吸引装置に確実に固定し、対向枠組の上でこれを曲げるのに、十分である。

窓板は好ましくはガラス、特に好ましくは平板ガラス（フロートガラス）、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、および／またはソーダ石灰ガラスを含む。

窓板は好ましくは、平均最終湾曲の１０％から３０％まで、事前曲げリング内で重力によって事前曲げされる。

窓板は好ましくは、吸引装置によって持ち上げられ、縁の平均全体最終湾曲の１００％から１３０％、好ましくは１０５％から１２０％まで曲げられる。「縁の全体最終湾曲」という用語は、百分率で表される窓板全体の均一な曲がりを指す。窓板は好ましくは、形状または大きさにおいて、縁の最終湾曲の量を超える縁の湾曲を有するように、吸引装置内の曲げリング（対向枠組）の上で成形される。

窓板は好ましくは、縁の最終湾曲を局所的に異ならせて、吸引装置によって曲げられる。「縁の局所的最終湾曲」という用語は、百分率で表される窓板全体の（縁の）不均一な（最終）湾曲を指す。

窓板は好ましくは、空気流または下部曲げリングによって、吸引装置内で局所的に曲げられる。「局所的に」という用語は、好ましくはノズルからの空気流によって、付加的な湾曲が設定される、窓板の個別領域を意味する。あるいは、記載される局所的湾曲は、下方から適用される曲げリングによって行われることも可能である。このため、複雑な幾何形状であっても製造されることができる。

窓板は好ましくは、ガラス表面上で最大０．０５Ｋ／ｍｍから０．５Ｋ／ｍｍ、好ましくは０．１Ｋ／ｍｍから０．２Ｋ／ｍｍの温度勾配で、加熱される。温度勾配の調整は好ましくは、個別に制御され（すなわち放射熱量が異なる）、窓板の上または下に配置された加熱装置を通じて、行われる。

好ましくは、２つの窓板が上述のように曲げられる。

以下に記載される、本発明による方法および本発明による装置は、好ましくは対になった窓板を曲げるのに適している。

本発明は、本発明による方法を用いて曲げられた窓板、具体的には１対の窓板を、さらに含む。

本発明は、窓板を曲げるための、好ましくは対になった窓板を曲げるための炉を、さらに含む。炉は、炉内に設置された少なくとも１つの加熱装置と、事前曲げリングおよび／または最終曲げリングとしての曲げリングとともに炉の内外に移動可能な曲げリングホルダと、を含む。曲げリングは好ましくは、事前曲げリングおよび最終曲げリングの両方として、調整可能または変換可能である。事前曲げリングおよび最終曲げリングは、たとえば、ピンまたはブラケットの取り外しによって、事前曲げリングから最終曲げリングに変換されることが可能である。本発明の文脈において、「変換」という用語は、曲げリングの形状（幾何形状）を事前曲げリングから最終曲げリングに変更すること、および事前曲げリングを取り外して事前曲げリングの下に設けられた最終曲げリングに「アクセス可能にする」ことの、両方を意味する。予備加熱領域の中で、窓板（第一窓板および／または第二窓板）は軟化温度まで加熱される。第一の、垂直移動可能な、好ましくは凸状に曲がった吸引装置が、曲げ領域内の予備加熱領域に接続されている。吸引装置は、事前曲げリングから窓板を取り出し、窓板を曲げ、事前曲げされた窓板を最終曲げリング上に戻すことを、可能にする。吸引装置は、湾曲接触面を備える少なくとも１つの対向枠組を含む。接触面の湾曲は、好ましくは事前曲げリングの湾曲よりも大きい；好ましくは接触面の湾曲は、少なくとも３０％、特に好ましくは少なくとも９０％である。対向枠組は空気バッフルを備えるカバーによって包囲されており、接触面と空気バッフルとの間には３ｍｍから５０ｍｍの最小距離がある。空気バッフルは、湾曲接触面の最低点を超えて下方に突起している。可動曲げリング上に位置する窓板を加熱および強化するための中間領域は、吸引装置に接続している。冷却領域は、中間領域に接続している。冷却領域は、本発明による炉の最終部分を形成する。予備加熱領域、曲げ領域、加熱領域、および冷却領域は、互いに連続的に接続されて設けられており、処理方向において、領域を加熱するための加熱装置を有する。加熱装置は、可動曲げリングホルダの上、横、または下にも設置されることが可能である。

可動曲げリングホルダは好ましくは、炉の内外に位置する搬送装置によって移動させられる。

加熱装置は好ましくは放射ヒータ、特に好ましくは赤外線放射器を含む。

加熱装置は好ましくは、個々の個別制御可能な加熱タイルの配列を含む。タイルの異なる熱放射の結果、窓板上に異なる温度領域が実現され得る。異なる温度領域は、窓板の表面の漸次加熱を可能にする。

本発明は、積層される窓板、好ましくは自動車のフロントガラスを曲げるための、本発明による炉の使用を、さらに含む。

本発明は、フロントガラスとして、好ましくは自動車のフロントガラスとしての、本発明による窓板の使用を、さらに含む。

以下において、本発明は、図面、例示的実施形態、ならびに比較例を参照して、詳細に説明される。図面は純粋に模式的な描写であり、縮尺通りではない。これらはいかようにも本発明を限定するものではない。

本発明による炉の湾曲プロセスの断面図である。吸引装置の断面図である。吸引装置の拡大詳細図である。本発明による方法のフローチャートである。

図１は、本発明による炉（４）の湾曲プロセスの断面図を示す。炉（４）は、炉（４）の内部に設置された少なくとも１つの加熱装置（６）と、事前曲げリング（７ａ）とともに炉の内外に移動可能な曲げリングホルダ（３）と、を含む。予備加熱領域（Ａ）の内部において、窓板（１、２）はそれぞれのガラスの軟化温度まで加熱され、曲げられる。主要曲げ領域（Ｂ）において、第一の、垂直移動可能な、好ましくは凸状に曲がった吸引装置（５）が、予備加熱領域（Ａ）に接続されている。吸引装置（５）は、事前曲げリング（７ａ）から窓板（１、２）を取り出し、窓板（１、２）を曲げ、曲げられた窓板（１、２）を最終曲げリング（７ｂ）上に配置することを、可能にする。あるいは、事前曲げリング上への曲げられた窓板の配置もまた可能である。このようにして、元の純粋な重力曲げプロセスは、著しく加速されることが可能である。吸引装置（５）の基本的構造は、米国特許出願公開第２００８／０１３４７２２Ａ１号明細書にも記載されている。強化のための中間領域（Ｃ）、そして最終曲げリング（７ｂ）上に位置する窓板（１、２）の冷却のための領域（Ｄ）は、吸引装置（５）に接続されている。

図２は、吸引装置（５）の断面図を示す。吸引装置（５）は、対向枠組（８）、および対向枠組（８）を包囲するカバー（９）を含む。対向枠組（８）は、最終曲げリング（７ｂ）（図示せず）に対して全体的にまたは局所的に曲げられることが可能である。対向枠組は、最終曲げリング（７ｂ）に対して「ネガ型」の役割を果たす。空気流（１３）は、対向枠組（８）とカバー（９）との間の縁領域（１４）にわたって、吸引装置（５）に吸い込まれる。結果的な負圧の助けを借りて、窓板（１、２）が吸引され、持ち上げられ、曲げられる。対向枠組（８）の第二窓板（２）との接触面（１２）は好ましくは、ガラス、金属、またはセラミックの耐火性繊維などの、可撓性または軟性材料で裏打ちされている。

図３は、吸引装置（５）の拡大詳細図を示す。吸引装置（５）は、湾曲接触面（１２）を備える対向枠組（８）を含む。接触面（１２）の湾曲は、好ましくは図３には示されない事前曲げリング（７ａ）の湾曲よりも大きい。対向枠組（８）は、空気バッフル（１１）を備えるカバー（９）によって包囲され、対向枠組（８）の接触面（１２）と空気バッフルとの間には２ｍｍから５０ｍｍの距離（１５）がある。その結果、吸引装置による湾曲の後、窓板（１、２）の縁の最終湾曲はより大きくなり、好ましくは縁の最終湾曲は、事前曲げリング（７ａ）の後よりも少なくとも３０％大きくなる。窓板（１、２）と空気バッフル（１１）との間の距離（１５）は、５ｍｍから５０ｍｍである。

図４は、本発明による方法のフローチャートを示す。２つの窓板（１、２）は、可動曲げリング（３）上の事前曲げ曲げリング（７ａ）内に配置される。曲げリング（３）は、次に炉内に搬送される。窓板（１、２）は、放射加熱素子からなる加熱装置（６）によって、およそ５６０℃から６５０℃程度の窓板（１、２）の軟化温度まで加熱される。窓板（１、２）の加熱の間、事前曲げリング（７ａ）内に位置する窓板（１、２）は重力の力を借りて、得られる平均最終湾曲の５％から５０％まで事前曲げされる。加熱装置は好ましくは、個々の個別制御可能な加熱タイルの配列を含む。タイルの異なる熱放射の結果、窓板（１、２）上に異なる温度領域が実現され得る。異なる温度領域は、窓板の表面の漸次加熱を可能にする。窓板（１、２）はその後、好ましくは凸状の吸引装置（５）によって持ち上げられ、平均最終湾曲の１００％から１３０％まで曲げられる。次のステップにおいて、窓板（１、２）は凸状吸引装置（５）によって、可動曲げリングホルダ（３）上の最終曲げリング（７ｂ）上に配置される。事前曲げリング（７ａ）および最終曲げリング（７ｂ）は、いずれの場合も意図される窓板形状にしたがって曲げられる。事前曲げリング（７ａ）および最終曲げリング（７ｂ）は、好ましくは同じ可動曲げリングホルダ（３）上に設けられ、事前曲げリング（７ａ）からのピンの取り外しによって、最終曲げリング（７ｂ）に変換されることが可能である。窓板（１、２）はその後、曲げリング（５）の形状に応じた重力によって、平均最終湾曲まで曲げられる。窓板（１、２）はその後冷却される。

１第一窓板
２第二窓板
３可動曲げリングホルダ
４炉
５吸引装置
６加熱装置
７ａ事前曲げリング
７ｂ最終曲げリング
８対向枠組
９カバー
１０搬送装置
１１空気バッフル
１２接触面
１３空気流
１４縁領域
１５接触面（１２）と空気バッフル（１１）との間の距離
Ａ予備加熱領域
Ｂ主要曲げ領域
Ｃ強化（ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ）領域
Ｄ冷却領域

Claims

窓板を曲げる方法であって、
ａ．少なくとも１つの窓板（１、２）が可動曲げリングホルダ（３）を備える事前曲げリング（７ａ）内に配置され、窓板（１、２）は少なくともほぼその軟化温度程度まで加熱され、窓板（１、２）は縁の最終湾曲の５％から５０％まで事前曲げリング（７ａ）内で事前に曲げられ、
ｂ．事前曲げされた窓板（１、２）は、吸引装置（５）によって事前曲げリング（７ａ）から持ち上げられ、事前曲げリング（７ａ）内で得られた湾曲を超えてさらに曲げられ、吸引装置（５）の対向枠組（８）の湾曲接触面（１２）上の曲げの間、窓板（１）と、対向枠組（８）を包囲する吸引装置（５）のカバー（９）の空気バッフル（１１）との間には、３ｍｍから５０ｍｍの最小距離（１５）があり、
ｃ．窓板（１）は吸引装置（５）によって可動曲げリングホルダ（３）上の最終曲げリング（７ｂ）内に配置され、窓板（１、２）は最終湾曲まで曲げられ、
ｄ．窓板（１、２）は最終曲げリング（７ｂ）内で冷却され、窓板（１）は吸引装置（５）によって、縁の全体最終湾曲の１００％から１３０％まで曲げられる、方法。
窓板（１）が吸引装置（５）によって縁の全体最終湾曲の１０５％から１２０％まで曲げられる、請求項１に記載の方法。
窓板（１）が、縁の最終湾曲を局所的に異ならせて、吸引装置（５）によって曲げられる、請求項１または２に記載の方法。
窓板（１）が、空気流または下部曲げリングによって吸引装置（５）内で局所的に曲げられる、請求項３に記載の方法。
窓板（１）が、ガラス表面上で最大０．０５Ｋ／ｍｍから０．５Ｋ／ｍｍ、好ましくは０．１Ｋ／ｍｍから０．２Ｋ／ｍｍの温度勾配で加熱される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
窓板（１）が、５００℃から７５０℃、好ましくは５８０℃から６５０℃の温度まで加熱される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
窓板（１）が、縁の局所的最終湾曲の１０％から３０％まで、事前曲げリング（７ａ）内で重力によって事前曲げされる、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
吸引装置（５）が１ｋｇ／ｍ^２から１００ｋｇ／ｍ^２の吸引圧力を発生させる、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
２つの窓板（１、２）が曲げられる、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
窓板を曲げるための炉であって、少なくとも：
ａ．可動曲げリングホルダ（３）上の事前曲げリング（７ａ）上で少なくとも１つの窓板（１、２）を予備加熱するための１つの予備加熱領域（Ａ）と、
ｂ．少なくとも湾曲接触面（１２）を備える対向枠組（８）と、事前曲げされた窓板（１、２）をさらに曲げるための空気バッフル（１１）で対向枠組（８）を包囲するカバー（９）とを含む、垂直移動可能な、曲げられた吸引装置（５）を備える１つの曲げ領域（Ｂ）と、
ｃ．可動曲げリングホルダ（３）上の最終曲げリング（７ｂ）上で窓板（１、２）を最終湾曲するための１つの加熱領域（Ｃ）と、
ｄ．最終曲げリング（７ｂ）上で曲げられた窓板（１、２）を冷却するための１つの冷却領域（Ｄ）と、を含む炉。
領域（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、および（Ｄ）を加熱するための加熱装置（６）を有する、請求項１０に記載の炉。
加熱装置（６）が、放射ヒータ、好ましくは赤外線放射器を含む、請求項１１に記載の炉。
加熱装置（６）が、個々の個別制御可能な加熱タイルまたは加熱場からなる配列を含む、請求項１１または１２に記載の炉。
積層される窓板、好ましくは自動車のフロントガラスを曲げるための、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の炉の使用。
フロントガラスとして、好ましくは自動車のフロントガラスとしての、請求項１から９に記載の方法にしたがって製造された窓板の使用。