JP3190366B2 - 板ガラスの曲げ成形方法並びに装置 - Google Patents

板ガラスの曲げ成形方法並びに装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えばＳ字状の如き複雑
な形状に板ガラスを曲げ成型する方法並びに装置に関す
る。本発明に係る方法は先ず曲げ成型温度に板ガラスを
加熱し、この加熱板ガラスを最終曲げ形状に合致する成
形面を有する輪郭金型に支持し、該板ガラスを上部より
押圧及び／又は下部より非係合金型で支持することによ
り所望の最終形状に曲げ成形することから成る。本発明
に係る装置は最終曲げ形状に合致する成形面を有する輪
郭金型と最終曲げ形状に合致する成形面を有する非係合
曲げ金型とから成る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】Ｓ字状
の如き複雑な形状に板ガラスを成形する方法並びに装置
は、既に米国特許第4,260,409 号に開示されている。こ
の従来方法によれば、加熱された板ガラスは輪郭金型に
担持されて、上下のプレス成形面間に於て曲げ成形され
る。これらの成形面は板ガラスと直接係合状態にある。
複雑な成形を施す部分ではガラスがは局部的に伸張する
ので、成形面間に於て変位し、ガラス面に摩損が発生す
る。いずれにしても、複雑な成形を行うためには、ガラ
スを軟化させなければならないので、全面がガラスと係
合する金型では、ガラスの表面にキズ等が発生する欠点
があった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は板ガラスが極度
の伸びを生ずる部分に於いても光学的キズが発生しない
よう制御して、板ガラスに複雑な曲げ成型を施す改良さ
れた方法並びに装置を提供することを目的とする。この
目的は特許請求の範囲に記載した構成により達成でき
る。
【０００４】
【実施例】図１及び図１Ａに示す実施例に於ては、板ガ
ラスに複雑な曲げ成型を施す成形部(4) 内に下部部分成
形面金型(6) が設けられている。板ガラス(9) は輪郭金
型(5) に担持され、加熱部(2) を順次移送されながら加
熱される。最終加熱部(3) を通過した輪郭金型(5) と板
ガラス(9) とは曲げ成形部(4) 内に導入され、そこで下
記の詳述する本発明の金型装置により複雑な形状に成形
される。成形された板ガラスは冷却部(3′),(2′) に於
て徐々に冷却される。必要な場合、成形された板ガラス
を輪郭金型(5) に担持されたまま熱処理装置に運び込
み、そこで例えば自動車のバック・ライト用に曲げ成形
を行っても良い。但し、本発明による方法は特に自動車
等のウィンド・シールド用に板ガラスを曲げ成型するの
に適している。符号(1) で示すウィンド・シールド曲げ
成型ファーネスは、米国特許第4,497,645 号に詳細に記
載されている。 図１に示す本発明に於ては、下部部分
成形面金型(6) に凸状成形面(8) が設けられ、その成形
面(8) は輪郭金型(5) に含まれる支持枠(5′) のいずれ
か一方側に配されている。更に面金型(6) には実質的に
平坦もしくは凹状又は凸状の成形面(7) が設けられてい
る。
【０００５】成形面(7,8) には金型内ガス流通マニホル
ド(16,161,18) を介して、加圧ガス管(12)に連通するオ
リフィス(10)が設けられている。更に前記成形面には少
なくとも曲げ成形線の近傍に吸引オリフィス(11)が設け
られ、このオリフィス (11)は収集マニホルド(17,171,
19) を介して吸引管(13)に連通している。ファン(22)の
吸引側は三方弁(21)に接続され、これによりファーネス
の最高温度部(8) の内部と連通した管(20)を通る空気量
と、吸引管(18)を通る空気量との相対量が制御される。
つまり、弁(21)は成形面に於て吹込み効果と吸引効果を
制御する。ファン(22)の回転速度を調節するか又は管(1
2)に設けた弁にて、前記オリフィスからのガスの吹込み
効果を制御することができる。吹込みガスの温度は、サ
ーモスタット(24)で制御される加熱器(23)で調節され
る。
【０００６】板ガラスを曲げ成形する場合、ガラスの変
型、即ち湾曲と伸張が最大になる部分に、より多くの熱
が必要とされる。この要件を満たすため、本発明では下
部部分成形面金型(6) を用いることにより、少なくとも
ガラスの温度に等しい温度を有する高温ガスを前記オリ
フィス(10)から曲げ成形線又はその近傍に向かって吹込
むようになっている。この場合、前記ガスはガラスの担
体として作用し、ガラスの落下又は過度の垂れ下りを防
ぐよう役割を果たしている。
【０００７】輪郭金型(5) の支持枠(5′) と板ガラスの
曲げ成形線とが一致する領域が、最も制御困難な領域で
あり、この領域には付加的な熱の供給が必要である。つ
まり、この特定な領域は他の領域より高温に加熱する必
要があるが、これは金型(6) のオリフィスのピッチをよ
り密にするか、オリフィス(10)をより大きくするか、吹
込みガス圧を上昇させるか、又は当該領域に吹込む空気
の温度を他の領域のそれより高くすることで実現され
る。吹込み空気の温度を上昇させる手段としては、吹込
みマニホルドを別に設けるとか、或いはガス流通チャン
ネル(16)のいくつかに、発熱抵抗体を設けるとかが採用
可能である。又、前記特定な領域のみにオリフィス(11)
を設けて若干熱伝導を良くすることも可能である。
【０００８】金型(6) 内の分配チャンネル(16)は横方向
に延びる接続チャンネル(161) により接続され、全体と
して梯子状又は格子状の分配マニホルドを形成する。こ
の構成は前記収集チャンネル(17)とこれらの接続チャン
ネル(171) についても同様である。このような金型及び
マニホルドの製造技術は、本出願人により既に出願され
た明細書に記載されている。
【０００９】図２は前記下部金型(6) と共に用いて板ガ
ラスを複雑な形状に曲げ成形する上部非係合部分（又は
全体）成形金型(6′) を示す。この金型(6′) の成形面
(7′),(8′) のオリフィスとチャンネルの構成は、
前記図１の金型(6) について記載した構成と原理的に同
じである。上部金型(6′) は下部金型(6) に比べ大きな
成形面を有するため、吸引オリフィス(11 ′)を設けて
吹込み空気の排気量を制御する必要がある。下部金型
(6) についても成形面が比較的大きい場合は、オリフィ
ス(11)の数を増加する必要がある。加圧ガス管(12 ′)
と吸引管(13 ′) とは、図１に示したものと同じような
ガス循環系が形成さるように接続されている。必要な場
合には、別のチャンネルと別の高温ガス管(14)を付加的
に設けて制御困難な領域に高温のガスを吹込ませること
もできる。また、前記下部金型の場合と同様、上記制御
困難な成形領域に於て、上部金型(6′)のオリフィスの
ピッチを密にするとか、オリフィスを大きくするとか、
あるいはガス吹込み圧を上昇させることもできる。つま
り、別のチャンネルを設けなくても、当該領域に必要な
熱を伝達することができる。更にまた、ガス分配チャン
ネル(16 ′) に発熱抵抗体(28)を設けて熱を集中させる
こともできる。この抵抗体(28)はワイヤー(29)を介し電
源(30)に接続されている。
【００１０】図６には、本発明に従って曲げ成型された
Ｓ字状自動車ウィンド・シールドの一例が示されてい
る。符号（Ａ）は従来型のウィンド・シールドの形状に
対応する部分を示す。この部分を延長した領域では、ガ
ラスの下端部が水平に前方にカーブし、一方、上端部は
水平に後方にカーブした所謂Ｓ字形を呈する。加えて側
縁部も後方にカ−ブする。従って曲げ成形線（ＢＬ）は
交差し、その交差点に於て球形面（Ｂ）又は他の多曲面
（Ｃ）が形成される。これらの領域（Ｂ）と（Ｃ）に於
て、ガラスは湾曲させめられると共に、極度に伸張させ
めらる。
【００１１】図３に示す実施例は、輪郭金型(5) に支持
された板ガラス(9) に曲げ成型に、上部部分成形面金型
(6′) と下部部分成形面金型(6) を用いた場合を示す。
この実施例では上部金型(6′) にプレス部材(25)を設
け、これによりガラス周縁部の下方への曲げ成形を助長
させている。上部金型(6′) には図２に示すガス吹込み
オリフィスと吸引オリフィスガ設けられる。吹込み管(1
2 ′)と吸引管(13 ′) も図１に示すようにガス流通系
(3,20-24) に連通させる。下部金型(6) には、ガス吹込
みオリフィスだけが設けられ、このオリフィスには、図
１の加熱部(3) から供給される高温ガスが通る管(12)に
接続される。図４に示す実施例は図３の実施例と実質的
に同じであって、異なる点は上部金型(6″) が全面成形
金型である点である。
【００１２】図５に示す実施例が上記実施例と異なる点
は、下部部分金型(6) だけが使用されている点であり、
この場合の金型にはガス吹込みオリフィスだけ、又は図
１に示すように吹込みオリフィスと吸引オリフィスを設
けることができる。この実施例に於ても、重要なこと
は、板ガラスと直接係合しない非係合金型(6) を用いる
ことにより、ガラス下面の所定の領域を集中的に加熱す
ると同時に、ガス流により成形時のガラスと所定位置に
保持することである。加熱はガラスの曲げ成形線とその
近傍に集中させる必要があり、且つ吹込みガスの温度は
少なくともガラスの温度と均しく保たねばならない。曲
げ成形が進むにつれて、金型(6) は曲げ成形線により接
近するので、ガス吹込み量を増加させる。
【００１３】曲げ成形が完了すると、前記下部部分成形
面金型(6) は、吹込みオリフィス (10)から冷却空気を
成形線領域又はその近傍に吹込んで該領域を冷却する。
【００１４】下部金型(6) を輪郭金型(5) に固定し、加
熱初期の段階でガラスの支持手段として用いることもで
きる。この場合、高温ガスはガラスを曲げる時に使用す
る。
【００１５】本発明でいうガスとは主として空気からな
り、これには種々の他のガス又は蒸気を加えることが可
能である。例えばＳＯ2 を用いて保護被膜を形成し、こ
れにより金型とガラス面が接触した場合でも該ガラス面
にキズ等が発生するのを防止できる。
【００１６】部分成形面とは金型の表面積が板ガラスの
表面積の約10ないし30% を占める場合を意味する。二つ
の部分成形面金型を用いる場合に於ても、その合計表面
積がガラスの表面積の30% 以下でなければならない。下
部部分成形面金型を支持体として使用する場合でも、そ
の成形面は輪郭金型の成形面(15)の外周面が占める表面
積の50% を越えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施する装置の略図で、下部部分
成形金型(6) を断面にて示す。
【図１Ａ】本発明の実施に用いるファーネスの側面図で
ある。
【図２】本発明の一実施例による上部金型を一部断面に
て示す斜視図である。
【図３】上部部分成形プレス金型と下部部分成形プレス
金型を用いてＳ字状に曲げ成形する装置の略図である。
【図４】上部全体成形プレス金型と下部部分成形支持金
型を用いてＳ字状に曲げ成形する装置の略図である。
【図５】非係合下部部分成形金型を用いてＳ字状に重力
曲げ成形を行う装置の略図である。
【図６】本発明による複雑成形品の例を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
(5) 輪郭金型 (6),(6′),(6″) 上部金型 (7),(8) 成形面 (9) 板ガラス (10),(11) オリフィス (12),(12′) 加圧ガス管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユッカ・ヘイキ・ベーマス フィンランド、エスエフ−33420 タン ペレ、メンティレンティエ 12 アー １ (56)参考文献 特開 平３−65520（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−504003（ＪＰ，Ａ) 米国特許4612031（ＵＳ，Ａ) 米国特許3510284（ＵＳ，Ａ) 米国特許4260409（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 23/03

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 曲げ成形温度に板ガラスを加熱し、この
    加熱板ガラスを最終曲げ形状に合致する成形面を有する
    輪郭金型に支持し、該板ガラスを非係合金型(6,6′又は
    6 ″) で上部より押圧及び／又は下部より支持すること
    により、Ｓ字状の如き複雑な形状に板ガラスを曲げ成形
    する方法に於て、非係合下部部分成形金型(6) を用いて
    少なくともガラスの温度に等しい温度を有する高温ガス
    を板ガラス(9) の曲げ成形線（ＢＬ）又はその近傍に吹
    込み、同時に該ガスを前記板ガラスの担体として作用さ
    せて板ガラスの落下又は過度の垂れ下りを防ぎつつ、前
    記板ガラスを曲げ成形することを特徴とする成形方法。
  2. 【請求項２】 前記高温ガスによる加熱を、板ガラスの
    曲げ成形線（ＢＬ）が交差する部分（Ｂ）に集中させる
    ことを特徴とする請求項１記載の成形方法。
  3. 【請求項３】 前記高温ガスを成形面(7,8) の吹込みオ
    リフィス(10)を介して吹込み、同時に該ガスを吸引オリ
    フィス(11)を介して排出させ、その場合の吹込み圧力と
    吸引圧力の比を該成形面 (7,8)が前記板ガラスに接近す
    るに従い所定の値に調節することを特徴とする請求項１
    又は２に記載の成形方法。
  4. 【請求項４】 金型(6,6')の吹込みオリフィス(10,10')
    を介して該ガラスの温度より低い温度の空気を吹込んで
    前記板ガラス(9) の曲げ成形を停止することを特徴とす
    る請求項１記載の成形方法。
  5. 【請求項５】 非係合上部部分又は全体成形金型(6',
    6″) を用いて板ガラスに曲げ成形圧を加え、同時に前
    記板ガラスの局部を集中的に加熱することを特徴とする
    請求項１ないし４記載の成形方法。
  6. 【請求項６】 金型(6,6',6 ″) に送り込む前記高温ガ
    スの一部を加熱ファーネス(1) から供給し、前記金型成
    形面に設けた吸引オリフィス(11,11′) から高温ガスの
    一部を排出させることを特徴とする請求項１ないし５記
    載の成形方法。
  7. 【請求項７】 最終曲げ成形形状に合致する成形面(15)
    を有する輪郭金型(5) と、同じく最終曲げ成形形状に合
    致する成形面を有する非係合曲げ成形金型とを備え、板
    ガラスをＳ字状の如き複雑な形状に曲げ成形する装置に
    於て、前記非係合曲げ成形金型が成形面(7,8) を有する
    下部部分成形金型(6) であり、該成形面(7,8) には金型
    内ガス分配マニホルド(16,161,18) を介して高温ガス供
    給部(23,22,3) に接続された加圧ガス管(12)と連通する
    吹込みオリフィス(10)を設け、更に前記オリフィス(10)
    は複数の曲げ成型線（ＢＬ）の交差点（Ｂ，Ｃ）に対応
    する成形面の湾曲部(8) に対し、他の成形面領域に対す
    るより多くの空気量及び／又はより高温の空気が集中す
    るように配置されていることを特徴とする成形装置。
  8. 【請求項８】 吹込みオリフィス及び吸引オリフィス(1
    0 ′,11 ′) を設けた成形面(7′,8′) を有する非係合
    上部部分又は全体成形金型(6′,6″) を備え、前記吹込
    みオリフィス(10 ′) が金型内ガス分配マニホルド(16
    ′,161′) を介して高温ガス供給部(23,22,3) に接続
    した加圧ガス管(12 ′) と連通していることを特徴とす
    る請求項７記載の成形装置。
  9. 【請求項９】 前記下部部分成形金型(6) に吸引オリフ
    ィス(11)を設け、このオリフィスを金型内ガス分配マニ
    ホルド(17,171,19) を介して吸引管(13)に連通させたこ
    とを特徴とする請求項７又は８に記載の成形装置。
  10. 【請求項１０】 高温ガスファン(22)の加圧側を加圧ガ
    ス管(12,12′) に接続し、吸引側を金型(6,6′) の吸引
    管(13,13′) と加熱ファーネス(1) に連なる空気管(20)
    とに接続した三方調節弁(21)に接続させたことを特徴と
    する請求項８又は９に記載の成形装置。
  11. 【請求項１１】 前記金型内ガス分配マニホルド(16,16
    1,18) 及び／又はガス収集マニホルド(17,171,17′,17
    1′)が梯子状又は格子状チャンネルを形成していること
    を特徴とする請求項７ないし９に記載の成形装置。
  12. 【請求項１２】 前記下部部分成形金型(6) の表面積
    が、輪郭金型(5) の成形面(15)の外周面が占める表面積
    の50% 以下、好ましくは10% ないし30% であることを特
    徴とする請求項７に記載の成形装置。
  13. 【請求項１３】同時に用いる二つの下部部分成形金型の
    合計表面積が、輪郭金型(5) の成形面(15)の外周面が占
    める表面積の50% 以下、好ましくは10% ないし30% であ
    ることを特徴とする請求項７に記載の成形装置。
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