JP3941086B2 - ガラス板の曲げ成形方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、船舶、鉄道、航空機などの輸送機器あるいは建築用その他各種用途のガラス板の曲げ成形方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加熱炉において軟化点近くまで加熱したガラス板を、湾曲した複数のローラからなるローラコンベアで搬送することによって、ガラス板を曲げ成形する方法が知られている（例えば米国特許４，１２３，２４６号明細書参照）。この方法によれば、軟化したガラス板はその自重により垂れ下がるので、ガラス板はローラの曲率に倣うように曲げられる。この場合、ガラス板は搬送方向に直交する方向に曲げ成形される。
【０００３】
また、加熱炉において軟化点近くまで加熱したガラス板を、その搬送路が湾曲するように搬送方向に傾斜配置した複数のローラにより搬送することによって、ガラス板を曲げ成形する方法が知られている（例えば米国特許４，８２０，３２７号明細書参照）。この方法によれば、軟化したガラス板はその自重により垂れ下がるので、ガラス板は搬送路の曲率に倣うように曲げられる。この場合、ガラス板は搬送方向に曲げ成形される。
【０００４】
なお、本明細書において、「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。いいかえると、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。「搬送方向に（沿って）曲げ成形される」も同様に、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。いいかえると、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。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。
【０００５】
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の自動車産業では少量多品種の要求が高まっているため、その型式毎にそれぞれ対応する曲率のガラス板が必要になる。このために、上記米国特許４，１２３，２４６号明細書に記載された方法（以下’２４６の方法という）では、型式毎にその型式に対応した曲率のローラに交換する必要があった。この交換には時間がかかるものであり、しかも型式毎に求められる曲率のローラを用意する必要があった。
【０００７】
また、’２４６の方法では、ガラス板は曲げられる方向に直交する方向に搬送される。この場合、例えば自動車用サイドガラス板の曲げ成形において、自動車への組付け状態における側辺方向がローラの延在方向となる。そのため、ローラのガラス板への接触による筋状のローラ歪が組付け状態における鉛直方向に形成され、ローラによる筋状の歪が目立ちやすい。
【０００８】
米国特許４，８２０，３２７号明細書に記載された方法（以下’３２７の方法という）では、型式毎にその型式に対応した曲率の搬送路になるようにローラの配置を変更する必要があった。この変更には時間がかかるものであった。
【０００９】
また、’３２７の方法では、ガラス板の搬送方向を鉛直方向に変える。そのため、’３２７の方法に用いる設備全体が大きくなる。しかも重力に逆らってガラス板を搬送するため、ガラス板を高速で搬送することが困難であり、ローラ上でのガラス板の滑りを防止する構造を特別に設けなければならない。さらに、曲げ成形、風冷強化された後のガラス板は、鉛直方向から水平方向へと搬送方向を変えなければならない。この搬送方向を変える機構は複雑であり、ガラス板への傷の発生が懸念される。
【００１０】
本発明の目的は、従来技術が有する上記課題を解決することにあり、従来知られていなかったガラス板の曲げ成形方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ガラス板を加熱炉で曲げ成形温度まで加熱し、該加熱されたガラス板をローラコンベアの複数の搬送ローラで形成される搬送面に沿って搬送しながらガラス板の自重によってガラス板を所定の曲率に曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法において、ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラをガラス板の搬送にともない上下動させて、該位置の複数の搬送ローラにより前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成し、前記各搬送ローラをガラス板の搬送にともない順次上下動させて、前記湾曲面をガラス板の搬送とともにガラス板の搬送方向に進行させ、ガラス板を搬送しながらガラス板を前記湾曲面に沿うように曲げ成形するとともに、隣接する２本の前記搬送ローラの間の上方に配置された押圧ローラにより、ガラス板の隣接する２本の前記搬送ローラの間に位置する部分を押圧して、該ガラス板の部分に荷重を与えてガラス板を曲げ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。
【００１２】
また、本発明は、ガラス板を曲げ成形温度まで加熱する加熱炉と、該加熱炉の下流側に設けられたガラス板を所定の曲率に曲げ成形する成形手段とを含むガラス板の曲げ成形装置において、前記成形手段は、前記ガラス板を搬送するための搬送面を形成する複数の搬送ローラからなるローラコンベアと、前記複数の搬送ローラを上下移動させる上下方向駆動手段と、ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラにより、前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成するとともに、ガラス板の搬送にともない、順次複数の搬送ローラを上下動させて前記湾曲面がガラス板の搬送方向に進行するように前記駆動手段を制御する制御手段と、隣接する２本の前記搬送ローラの間の上方に配置された押圧ローラと、該押圧ローラを前記搬送面に対して進退移動させる押圧ローラ移動手段と、を備え、ガラス板の隣接する２本の前記搬送ローラの間に位置する部分を押圧ローラにより押圧して、該ガラス板の部分に荷重を与えてガラス板を曲げながら前記湾曲面に沿うようにガラス板を曲げ成形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。
【００１３】
これらの本発明によれば、隣接する２本の搬送ローラの間の上方に配された押圧ローラによって、ガラス板に所定の曲げ荷重が与えられる。これにより、ガラス板は隣接する２本の搬送ローラと押圧ローラとにより押圧ローラを支点として三点曲げされ、所定の部分が所定の曲率に曲げ成形される。なお、「三点曲げ」とは、搬送方向に垂直なガラス板の断面を見た際に、ガラス板の上面一点と下面二点とで上面一点を支点として曲げることを意味する。実際には、ガラス板と各ローラとは線接触なので「三線曲げ」されることになる。
【００１４】
以下に示すように、ガラス板は複数の搬送ローラで形成される搬送面に沿って、搬送方向に曲げ成形される。この場合、ガラス板は自重により搬送面に沿うように曲げ成形されるため、ガラス板の搬送方向前端、後端が充分曲げ成形できないことがある。これに対し、本発明のようにガラス板が三点曲げされることにより、ガラス板の搬送方向前端、後端を所定の曲率に曲げ成形できる。
【００１５】
さらに、本発明は、ガラス板を加熱炉で曲げ成形温度まで加熱し、該加熱されたガラス板をローラコンベアの複数の搬送ローラで形成される搬送面に沿って搬送しながらガラス板の自重によってガラス板を所定の曲率に曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法において、ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラをガラス板の搬送にともない上下動させて、該位置の複数の搬送ローラにより前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成し、前記各搬送ローラをガラス板の搬送にともない順次上下動させて、前記湾曲面をガラス板の搬送とともにガラス板の搬送方向に進行させ、ガラス板を搬送しながらガラス板を前記湾曲面に沿うように曲げ成形するとともに、前記搬送ローラの上方に押圧ローラを配置し、該押圧ローラを前記湾曲面の法線方向に位置させながら、該押圧ローラと前記搬送ローラとの間でガラス板を挟持してガラス板を搬送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。
【００１６】
また、本発明は、ガラス板を曲げ成形温度まで加熱する加熱炉と、該加熱炉の下流側に設けられたガラス板を所定の曲率に曲げ成形する成形手段とを含むガラス板の曲げ成形装置において、前記成形手段は、前記ガラス板を搬送するための搬送面を形成する複数の搬送ローラからなるローラコンベアと、前記複数の搬送ローラを上下移動させる上下方向駆動手段と、ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラにより、前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成するとともに、ガラス板の搬送にともない、順次複数の搬送ローラを上下動させて前記湾曲面がガラス板の搬送方向に進行するように前記駆動手段を制御する制御手段と、前記搬送ローラの上方に配された押圧ローラと、該押圧ローラを前記湾曲面の法線方向に位置させる押圧ローラ移動手段と、を備え、該押圧ローラ移動手段によって前記押圧ローラを前記搬送面の法線方向に位置させて押圧ローラと搬送ローラとの間でガラス板を挟持しながら、ガラス板を前記搬送面に沿うように曲げ成形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。
【００１７】
これらの本発明によれば、ガラス板は搬送面の法線方向に位置する押圧ローラによって挟持されながら搬送される。これにより、搬送過程でガラス板の縁部に発生する反りを、押圧ローラと搬送ローラとの挟持により矯正できる。
【００１８】
そして、これらの本発明において、各搬送ローラ自身は、ガラス板の搬送にともない鉛直方向に上下動する。この上下動により、ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラによって湾曲面を形成し、この湾曲面がガラス板の搬送方向に進行する。いいかえると、上記の湾曲面が波面に、各ローラが波の振動子に、各ローラの上下動ストローク長が波の振幅に、それぞれ相当する。そして、各振動子の位相を搬送方向下流に向かうにしたがって順次変えるように、各ローラの上下動に位相差を与えることによって波を伝播させ、湾曲面がガラス板の搬送方向に進行する。
【００１９】
各ローラの上下動は、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、１周期の動きとすることが好ましい。この場合、各ローラは、（ａ；初期状態）１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）１単位のガラス板が通過している間を下降−上昇の１周期の動きとし、（ｃ；終状態）１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、１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１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、１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。
【００２０】
こうした各ローラの上下動により、１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の面を、「搬送レベル」と呼ぶこととする。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、１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、１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。
【００２１】
なお、「１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、「１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方法及び装置は、１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。１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にあるかは、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、「１単位」なる語を省略することができる。
【００２２】
こうして、本発明によれば、複数のローラをガラス板の搬送位置に応じて上下移動させることにより、複数のローラで形成される搬送面を湾曲させ、この湾曲した搬送面に沿ってガラス板を自重により所定の曲率に曲げ成形する。これにより、本発明は、型式に応じた曲率の複数のローラを使用することなくガラス板を曲げ成形できるので、従来必要であったローラの交換作業を省くことができる。また、本発明は、ローラの上下移動制御データを変更するだけで別の型式のガラス板を成形できるので、ジョブチェンジ時間を実質的になくすことができる。
【００２３】
なお、各ローラにより形成される湾曲面は次の意味を持つ。まず、各ローラの中心軸線を仮想する。各中心軸線は搬送方向に直交する方向に延びていることから、各中心軸線を滑らかに結ぶと仮想の湾曲面ができる。この仮想湾曲面が各ローラにより形成される湾曲面に対応する。実際には、各ローラは有限の太さを有するため、各ローラで形成される湾曲面は仮想湾曲面と若干異なる。すなわち、各ローラで形成される湾曲面の曲率半径は仮想湾曲面の曲率半径よりも若干（ローラの半径程度）小さい。したがって、各ローラにより形成される湾曲面は、仮想湾曲面よりも若干曲率半径の小さい湾曲面に相当する。
【００２４】
そして、各ローラにより形成される所望の湾曲面とは、ガラス板がローラ上を搬送されている位置に応じて求められる湾曲面である。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呈する。
【００２５】
一つの例として、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。
【００２６】
他の例として、ガラス板を曲げ成形するゾーンのすべての位置において、各ローラで形成される湾曲面を最終的に得ようとするガラス板の搬送方向の曲げ形状に概略一致した湾曲形状にすることもできる。いずれにしても、最終的に得ようとするガラス板の曲げ形状にガラス板を曲げ成形するために、各ローラで形成される湾曲面は、ガラス板が搬送されている位置に応じて決められる湾曲形状とされる。この際、湾曲形状はガラス板の厚みやガラス板の温度を考慮しながら決めるものであり、これらの条件に応じて、どのように湾曲面の形状を変えるか、（または、一定の湾曲形状とするか）を適宜設定できるように装置を構成することは好ましい。
【００２７】
ガラス板は瞬時には自重により曲がらないことが多い。そのため、各ローラで形成される湾曲面の曲率半径を上流側から徐々に小さな曲率半径にして最下流位置で最終的に得ようとするガラス板の湾曲形状に概略一致する湾曲形状にすることが、各ローラの搬送駆動力をガラス板に充分に伝達できる点に鑑みて好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
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装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２９】
図１は、本発明に係るガラス板の曲げ成形装置の実施の形態の構造を示す斜視図である。まず、同図に基づいて本実施の形態の曲げ成形装置１０によるガラス板１８の曲げ成形工程の全体の流れについて説明する。
【００３０】
曲げ成形前のガラス板１８は、加熱炉１２の入口において搬送位置が位置決めされた後、図示しないローラコンベアによって加熱炉１２内に搬送される。そして、その加熱炉１２内を搬送される過程で所定の曲げ成形温度（６００〜７００℃程度）まで加熱される。
【００３１】
所定の曲げ成形温度まで加熱されたガラス板１８は、図示しないローラコンベアから曲げ成形用のローラコンベア２０に移載されて、加熱炉１２の終端部に形成された成形ゾーン１４に搬送される。そして、この成形ゾーン１４を搬送される過程で曲げ成形用のローラコンベア２０によって所定の曲げ成形がなされる。なお、この曲げ成形用のローラコンベア２０によるガラス板１８の曲げ成形動作については後に詳述する。
【００３２】
成形ゾーン１４で所定の曲げ成形がなされたガラス板１８は、曲げ成形用のローラコンベア２０から風冷強化用のローラコンベア２２に移載されて風冷強化装置１６に搬送される。そして、この風冷強化装置１６によって風冷強化される。ここで、この風冷強化装置１６は、前記風冷強化用のローラコンベア２２を挟んで配置された上部吹口ヘッド２４と下部吹口ヘッド２６とを備えており、ガラス板１８は、これらの吹口ヘッド２４、２６から吹き出されるエアによって風冷強化される。
【００３３】
風冷強化装置１６によって風冷強化されたガラス板１８は、風冷強化用のローラコンベア２２からローラコンベア２８に移載され、次工程の図示しない検査装置に向けて搬送される。
【００３４】
以上が本実施の形態の曲げ成形装置１０によるガラス板１８の曲げ成形工程の全体の流れである。
【００３５】
次に、成形ゾーン１４におけるガラス板１８の曲げ成形方法について説明する。
【００３６】
まず、曲げ成形用のローラコンベア２０の構成について図１、図２を参照しながら説明する。
【００３７】
曲げ成形用のローラコンベア２０は、ストレート状に形成された複数本の搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…を所定の間隔をもって水平に搬送方向に並列配置して構成されている。ガラス板１８は、これらの搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…が回転することで、その搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…によって形成される搬送面上を搬送される。
【００３８】
ここで、この曲げ成形用のローラコンベア２０の搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…は、回転駆動手段によって各々が独立して回転駆動されている。また、この搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…は、上下方向駆動手段によって各々が独立して上下方向に駆動されている。そして、この回転駆動手段と上下方向駆動手段とは、モーションコントローラによって制御されている。
【００３９】
図３は、搬送ローラ２０Ａの回転駆動手段と上下方向駆動手段との構造を示した正面図である。
【００４０】
搬送ローラ２０Ａは、その両端が移動フレーム３０に軸受３２、３２を介して回転自在に支持されている。この搬送ローラ２０Ａの一方端（図３において左端）には従動ギヤ３４が固着されており、該従動ギヤ３４はサーボモータ３８のスピンドル４０に取り付けられた駆動ギヤ３６に噛合されている。以上が回転駆動手段の構造である。搬送ローラ２０Ａは、前記サーボモータ３８が駆動されることにより所定の角速度で回転される。
【００４１】
移動フレーム３０は、その両側部にガイドレール４４、４４が配設されている。ガイドレール４４、４４は、固定フレーム４２に固着されたガイドブロック４６、４６に係合されて摺動自在に支持されている。また、この移動フレーム３０には、両端下部にラック４８、４８が下側に向けて突設されている。ラック４８、４８にはピニオン５０、５０が噛合されており、ピニオン５０、５０は回転軸５２に固定されている。この回転軸５２は軸受５４、５４を介して固定フレーム４２に回動自在に支持されている。そして、その一方端（図３において左端）には、サーボモータ５６のスピンドル５８が連結されている。以上が上下方向駆動手段の構造である。前記サーボモータ５６が駆動されると、回転軸５２が回転し、その回転軸５２の回転運動がピニオン５０とラック４８の作用によって直線運動に変換される。これにより、移動フレーム３０が上下方向に移動する。そして、この移動フレーム３０が上下方向に移動することにより搬送ローラ２０Ａが上下方向に移動する。
【００４２】
上述した回転駆動手段と上下方向駆動手段は、他の搬送ローラ２０Ｂ、２０Ｃ、…全てに設けられている。そして、これらの手段のサーボモータ３８、５６が前記モーションコントローラによって制御されている。なお、図３において符号６０、６２は、成形ゾーン１４に設けられたヒータを示している。
【００４３】
前記のごとく構成された曲げ成形用のローラコンベア２０には、ガラス板１８に所定の曲げ荷重を与えるサンドイッチローラ（押圧ローラ）６４が設けられている（図４）。このサンドイッチローラ６４は、成形ゾーン１４の終端部に配設された搬送ローラ２０Ｎの上方に配置されており、その搬送ローラ２０Ｎの軸芯を中心に揺動自在に設けられている。
【００４４】
搬送ローラ２０Ｎは、軸受３２、３２、３２を介して移動フレーム３０上に回転自在に支持されている。そして、その一方端（図４に置いて左端）には従動ギヤ３４が固着されており、従動ギヤ３４は駆動ギヤ３６に噛合されている。駆動ギヤ３６は、サーボモータ３８の出力軸４０に取り付けられており、このサーボモータ３８が駆動されることにより搬送ローラ２０Ｎが所定の角速度で回転される。
【００４５】
移動フレーム３０上には、一対の揺動筒６６、６６が軸受６８、６８、…を介して回動自在に支持されている。この一対の揺動筒６６、６６は、前記搬送ローラ２０Ｎと同軸上に配置されている。そして、そのうち一方の揺動筒６６（図４において左側）には、搬送ローラ２０Ｎの回転軸が挿通されている。また、他方の揺動筒６６には、揺動駆動用のサーボモータ７０の出力軸７２がカップリング７４を介して連結されている。
【００４６】
また、この一対の揺動筒６６、６６は、それぞれ連結バー７６を介して互いに連結されている。サンドイッチローラ６４は、この連結バー７６に軸受７８、７８を介して回動自在に支持されている。
【００４７】
サンドイッチローラ６４の一方端（図４において右端）には、ギヤ８０が取り付けられている。このギヤ８０は前記搬送ローラ２０Ｎの一方端（図４において右端）に固着されたギヤ８２に噛合されている。したがって、搬送ローラ２０Ｎが回転されると、その回転がギヤ８０、８２を介してサンドイッチローラ６４に伝達され、サンドイッチローラ６４が回転される。
【００４８】
前記のごとく構成されたサンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ｎのサーボモータ３８が駆動されると、搬送ローラ２０Ｎとともに所定の角速度で回転される。そして、揺動駆動用のサーボモータ７０が駆動されると、搬送ローラ２０Ｎの軸芯を中心に揺動される。ガラス板１８は、このサンドイッチローラ６４と搬送ローラ２０Ｎの間を搬送される。
【００４９】
なお、このサンドイッチローラ６４が揺動駆動されるサーボモータ７０は、前記回転駆動手段のサーボモータ３８と同様にモーションコントローラによって制御されている。
【００５０】
ここで、このモーションコントローラについて説明する。モーションコントローラは、外部入力手段からガラス板１８の型式が入力されると、その型式のガラス板１８の曲率に対応する搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…の角速度制御データと上下移動制御データ、及びサンドイッチローラ６４の揺動制御データを作成する。そして、この作成した角速度制御データに基づきサーボモータ３８を制御し、上下移動制御データに基づきサーボモータ５６を制御する。また、作成した揺動制御データに基づきサーボモータ７０を制御する。すなわち、モーションコントローラは、ガラス板１８が搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…による搬送中に所望の曲率で曲げ成形されるように、各搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…を多軸制御する。
【００５１】
次に、前記のごとく構成されたローラコンベア２０とサンドイッチローラ６４によるガラス板１８の曲げ成形動作について説明する。
【００５２】
基本的な搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…の動作は、ガラス板の搬送に伴い搬送方向上流側の搬送ローラから順に順次下降、上昇運動するものである。そして、この搬送ローラに搬送される過程でガラス板１８は搬送方向に沿った方向に所定の曲率で曲げ成形される。
【００５３】
また、基本的なサンドイッチローラ６４の動作は、搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…によって形成される搬送面に対して法線方向に位置するように動作する。そして、所定の曲げ動作をするときは、法線方向の位置から所定量揺動して、ガラス板１８に所定の曲げ荷重を与える。
【００５４】
具体的には以下のとおりであるが、まず、始めにローラコンベア２０を構成する搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…の上下移動のみでガラス板１８を所定の曲率に曲げ成形する場合について図２を用いて説明する。この場合、サンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…によって形成される搬送面に対して法線方向に位置するように制御される。なお、説明中( )内の符号は、図２の( )内の符号に対応する。
【００５５】
初期状態において、全ての搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…は最上位置に位置している（Ａ）。したがって、このとき搬送ローラ２０Ａ〜２０Ｍで形成される搬送面は水平になっている。また、図示されていないが、サンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ｎの真上の位置に位置している。
【００５６】
ガラス板１８の搬送が開始されると、搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆが下降する（Ｂ）。これにより、搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆで形成される搬送面が曲率半径の大きい緩やかな湾曲状に変形する。ガラス板１８は、この搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆ上を通過することにより、自重で搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆの湾曲面に沿って撓み、その湾曲面に沿った形状に変形する。
【００５７】
ガラス板１８が更に搬送されると、搬送ローラ２０Ｆ〜２０Ｈが、先の搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆよりも多めに下降する（Ｃ）。これにより、搬送ローラ２０Ｆ〜２０Ｈで形成される搬送面が、先の湾曲面よりも曲率半径の小さい（曲がりが大きい）湾曲状に変形する。ガラス板１８は、この搬送ローラ２０Ｆ〜２０Ｈ上を通過することにより、自重で搬送ローラ２０Ｆ〜２０Ｈの湾曲面に沿って更に撓み、その湾曲面に沿った形状に変形する。
【００５８】
ガラス板１８が更に搬送されると、搬送ローラ２０Ｈ〜２０Ｊが、先の搬送ローラ２０Ｆ〜２０Ｈよりも更に多めに下降する（Ｄ）。これにより、搬送ローラ２０Ｈ〜２０Ｊで形成される搬送面が、先の湾曲面よりも曲率半径の小さい湾曲状に変形する。ガラス板１８は、この搬送ローラ２０Ｈ〜２０Ｊ上を通過することにより、自重で搬送ローラ２０Ｈ〜２０Ｊの湾曲面に沿って更に撓み、その湾曲面に沿った形状に変形する。
【００５９】
ガラス板１８が更に搬送されると、搬送ローラ２０Ｊ〜２０Ｌが、先の搬送ローラ２０Ｈ〜２０Ｊよりも更に多めに下降する（Ｅ）。そして、搬送ローラ２０Ｊ〜２０Ｌで形成される搬送面が、最終的に得ようとするガラス板１８の曲率と同じ曲率の湾曲面に変形する。ガラス板１８は、この搬送ローラ２０Ｊ〜２０Ｌ上を通過することにより、自重で搬送ローラ２０Ｊ〜２０Ｌの湾曲面に沿って撓み、これにより、最終的に得ようとする曲率に曲げ成形される。
【００６０】
以後、搬送ローラ２０Ｍ、２０Ｎ、…は、この曲率の湾曲面を維持するように上下移動する。
【００６１】
したがって、成形ゾーン１４内の各ローラは、１枚のガラス板１８の搬送の際に、ガラス板１８の通過にともない１周期の下降・上昇運動を行う。これにより、ガラス板１８が位置しているローラの群により下に凸形状の波面を形成し、ガラス板１８の搬送とともに、この波面を進行させる。ガラス板１８の搬送方向前辺及び搬送方向後辺は搬送レベルに保たれ、ガラス板１８の中央部分は各ローラの下降位置に応じて搬送レベルの下方に垂れ下がる。こうして、ガラス板１８は各ローラにより搬送されながら、搬送方向に曲げ成形される。この場合、ガラス板１８の搬送方向前辺及び搬送方向後辺が搬送レベルに保たれていることから、ガラス板の搬送方向は搬送レベルに平行な方向といえる。
【００６２】
なお、ガラス板１８は、成形ゾーン１４の下流へ行くにしたがって大きく曲げられるので、上記の波面の振幅は下流ほど大きい。すなわち、各ローラの下降・上昇運動による振幅は、成形ゾーン１４の下流ほど大きい。
【００６３】
一方、上記のようにローラコンベア２０の搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…の上下移動のみでガラス板１８を曲げ成形する場合、サンドイッチローラ６４は、次のように作用する。この説明でも( )内の符号は、図５の( )内の符号に対応する。
【００６４】
ガラス板１８が搬送ローラ２０Ｎの手前の位置まで搬送されると、サンドイッチローラ６４は所定角度傾斜して待機する（Ａ）。すなわち、湾曲したガラス板１８が、搬送ローラ２０Ｎとサンドイッチローラ６４との間に導入されるように、所定角度傾斜して待機する。このとき、サンドイッチローラ６４は、ガラス板１８の湾曲面に対して法線方向に位置するように傾斜して待機する。
【００６５】
搬送ローラ２０Ｎまで搬送されたガラス板１８は、その先端部がサンドイッチローラ６４と搬送ローラ２０Ｎとの間に導入される（Ｂ）。そして、サンドイッチローラ６４と搬送ローラ２０Ｎによって挟持された状態で搬送されてゆく（Ｃ）、（Ｄ）。
【００６６】
このとき、搬送ローラ２０Ｎは、所望の曲げ成形が成されたガラス板１８の形状を保持するように、上下移動しながらガラス板１８を搬送する。一方、サンドイッチローラ６４は、この搬送ローラ２０Ｎの上下移動に伴って上下移動するとともに、搬送ローラによって形成される搬送面に対して常に法線方向に位置するように傾斜する。これにより、ガラス板１８の縁部に反りが生じている場合であっても、当該反りはサンドイッチローラ６４によって押圧されるため、ガラス板１８は反りがない状態に矯正される。これにより、反りのない高精度な曲げ成形が可能になる。
【００６７】
ガラス板１８が搬送ローラ２０Ｎを通過したあとは、図５（Ｅ）に示すように、搬送ローラＮは原点位置、すなわち最上位置に復帰する。そして、サンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ｎの真上の位置に復帰する。
【００６８】
このように、ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…の上下移動のみでガラス板１８を曲げ成形する場合、サンドイッチローラ６４は搬送面に対して法線方向に位置してガラス板１８を挟持する。これにより、縁部に反りを生じさせることなく、高精度にガラス板１８を曲げ成形することができる。
【００６９】
なお、上記のように搬送ローラが下降・上昇運動をすると、ガラス板１８の水平方向成分の搬送速度Ｖx は、搬送ローラの上下位置に依存することになる。この場合、搬送ローラの角速度（回転速度）ωが一定であると、水平方向成分の搬送速度Ｖx は、下側の搬送ローラの方が上側の搬送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、搬送ローラとガラス板１８との間でスリップが発生し、ガラス板１８に傷が付くという不具合が発生する。
【００７０】
そこで、モーションコントローラは、各搬送ローラによるガラス板１８の水平方向成分の搬送速度Ｖx が等しくなるように、各搬送ローラのサーボモータ５６を制御する。たとえば、図６に示すように、搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆの上下位置をパラメータとして搬送搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆの角速度がωD ＞ωE ＜ωF となるように制御する。これにより、搬送ローラとガラス板１８との間でのスリップの発生が防止され、ガラス板１８の傷付きが防止される。
【００７１】
次に、サンドイッチローラ６４を用いてガラス板１８を所定の曲率に曲げ成形する場合について説明する。
【００７２】
なお、このサンドイッチローラ６４を用いてガラス板１８を所定の曲率に曲げ成形する場合においても、ガラス板１８は、上述した搬送ローラ２０Ａ〜２０Ｌを用いて所定の曲率に曲げ成形する。すなわち、サンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ａ〜２０Ｌによって所定の曲率に曲げ成形されたガラス板１８に対して更に所定の曲げ成形を行う。したがって、以下の説明では、搬送ローラ２０Ａ〜２０Ｌによって所定の曲率に曲げ成形されたガラス板１８をサンドイッチローラ６４で曲げ成形する場合について説明する。
【００７３】
サンドイッチローラ６４は、法線方向の位置から曲げ成形する方向に所定角度傾斜することにより、ガラス板１８に所定の曲げ荷重を与えて、そのガラス板１８を三点曲げする。そして、これによりガラス板１８を所定の曲率に曲げ成形する。すなわち、通常、サンドイッチローラ６４は、搬送面に対して法線方向に位置している（図７（Ａ））。ガラス板１８を曲げ成形する場合は、法線方向から曲げ成形する方向に所定角度α傾斜させる（図７（Ｂ））。これにより、搬送ローラ２０Ｍと搬送ローラ２０Ｎとの間におけるガラス板１８の上面に所定の曲げ荷重が与えられ、搬送ローラ２０Ｍ、２０Ｎとサンドイッチローラ６４との間でガラス板１８が三点曲げされる。この結果、ガラス板１８が所定の曲率に曲げ成形される。
【００７４】
ここで、サンドイッチローラ６４は任意の角度で揺動させることができる。したがって、より小さな曲率半径でガラス板１８を曲げ成形する場合は、より大きな傾斜角度αでサンドイッチローラ６４を傾斜させればよい。これにより、より大きな曲げ荷重がガラス板１８に付与され、より小さな曲率半径にガラス板１８を曲げ成形することができる。
【００７５】
また、サンドイッチローラ６４は揺動自在であるので、選択的に傾斜することにより、任意の位置でガラス板１８を曲げ成形できる。
【００７６】
このように、サンドイッチローラ６４を用いることにより、ガラス板１８の任意の部分を任意の曲率で曲げ成形でき、従来、成形することが困難であった複雑な曲率を有するガラス板１８を容易に成形できる。
【００７７】
また、従来はガラス板１８の自重のみでガラス板１８を曲げ成形していたので、ガラス板１８の両端（搬送方向の両端）が所望の曲率に曲げ成形できないという欠点があった。本実施の形態の曲げ成形方法によれば、このような自重では曲げ成形が困難な部分でも、強制的に曲げ成形できるので、所望の曲率のガラス板１８を精度よく成形できる。特にガラス板１８の板厚が厚い場合は、自重による曲げ成形が困難なので、本実施の形態の曲げ成形方法は有効である。
【００７８】
さらに、本実施の形態の曲げ成形方法では、通常、サンドイッチローラ６４は、搬送面の法線方向に位置してガラス板１８を挟持しているため、ガラス板１８の縁部に生じた反りを矯正する作用がある。これにより、より高精度なガラス板１８を成形することができる。
【００７９】
なお、本実施の形態では、サンドイッチローラ６４が搬送ローラ２０Ｎの上方位置に設置されているが、その設置位置については当該位置に限定されない。たとえば、成形ゾーン１４の中間位置に設置してもよいし、本実施の形態のように搬送経路の終端位置に設置してもよい。
【００８０】
また、本実施の形態では、サンドイッチローラ６４は１つのみ設けられているが、その設置数は１つに限らず複数個設置してもよい。
【００８１】
さらに、本実施の形態では、サンドイッチローラ６４が搬送ローラ２０Ｎの軸芯に対して揺動自在に設けられているが、図８及び図９に示すように、サンドイッチローラ６４をガラス板１８の搬送面に対して上下移動自在に設けてもよい。この構成は、次のとおりである。
【００８２】
サンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ｍと搬送ローラ２０Ｎの間に配置されており、軸受８４、８４を介して支持フレーム８６に回動自在に支持されている。そして、その一方端（図９において右端）には、サーボモータ８８の出力軸が連結されている。
【００８３】
支持フレーム８６の上端部には、一対のガイドロッド９０、９０が垂直に立設されている。このガイドロッド９０、９０はガイドブロック９２、９２に摺動自在に支持されており、該ガイドブロック９２、９２は、それぞれ図示しない装置本体フレームに取り付けられている。
【００８４】
ガイドロッド９０、９０の上端部にはラック９４、９４が垂直に取り付けられている。このラック９４、９４にはピニオン９６、９６が噛合されており、該ピニオン９６、９６は回転軸９８に固定されている。この回転軸９８は軸受１００、１００によって軸支されており、軸受１００、１００は図示しない装置本体フレームに取り付けられている。また、この回転軸９８の一方端（図９において右端）にはサーボモータ１０２の出力軸が連結されており、サーボモータ１０２は、図示しない装置本体フレームに取り付けられている。
【００８５】
以上がサンドイッチローラ６４を回転及び上下移動させる機構である。この機構によれば、サンドイッチローラ６４は、サーボモータ８８を駆動することにより回転する。また、サンドイッチローラ６４は、サーボモータ１０２を駆動することにより上下移動する。すなわち、サーボモータ１０２を駆動すると、回転軸９８が回転し、その回転運動がピニオン９６とラック９４の作用によって直線運動に変換されて支持フレーム８６が上下方向に移動する。そして、この支持フレーム８６が上下方向に移動することによりサンドイッチローラ６４が上下方向に移動する。
【００８６】
そして、このように構成されたサンドイッチローラ６４を所定の回転速度で回転させながら、搬送ローラ２０Ｍと搬送ローラ２０Ｎの間のガラス板１８に押し当てることにより、ガラス板１８には所定の曲げ荷重が与えられて、所定の曲率に曲げ成形がなされる。
【００８７】
図１に示す実施の形態では、成形ゾーン１４が加熱炉１２の囲い中に設けられている。すなわち、成形ゾーン１４が加熱炉１２内であって加熱炉１２の下流に設けられている。本発明におけるガラス板の曲げ成形方法、装置では、（ｉ）成形ゾーンを加熱炉内に設けることの他に、（ｉｉ）加熱炉外に設けることも、 （ｉｉｉ）成形ゾーンの一部を加熱炉外に設けることもできる。こうした成形ゾーンを設ける位置は、ガラス板の寸法や加熱炉内の温度制御の要求に応じて、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）から適宜選択できる。
【００８８】
まず、ガラス板の厚みと成形ゾーンの位置との関係を説明する。ガラス板が曲げ成形された後の強化処理は、ガラス板の厚みの影響を受ける。すなわち、強化処理されたガラス板は、表面に圧縮応力が、内部に引張応力が形成されている。これらの残留応力は、加熱されたガラス板の急冷により生じるガラス板表面とガラス板内部との温度差に起因する。ガラス板の厚みが小さいとこの温度差が得にくくなるので、厚みが小さいガラス板の強化処理にあたっては、急冷時の冷却能を増加させる必要がある。冷却能の増加のための手段の１つには、冷却風の吹付け圧や風量を増加することがあげられる。他に、急冷時のガラス板の温度を増加させる手段もある。
【００８９】
（ｉ）の場合、ガラス板を加熱炉内で曲げ成形できるので、曲げ成形後のガラス板をすぐに風冷強化装置に搬送できる。そのため、ガラス板の温度が下がることなく風冷強化装置までガラス板を搬送できる。したがって、（ｉ）の成形ゾーンの配置は、厚みが小さいガラス板の曲げ成形・強化処理に優位である。
【００９０】
次に、ガラス板の曲げ形状と成形ゾーンの位置との関係を説明する。本発明のガラス板の曲げ成形方法、装置は、搬送ローラの上方に押圧ローラを配している。成形ゾーンが加熱炉内にあると、押圧ローラが加熱炉内の上方に位置することになり、加熱炉内の閉空間を確保しにくくなる。そのため、加熱炉内の温度を所定の温度に保てないという不具合が生じる。そこで、押圧ローラを加熱炉外に設けることによって、加熱炉内の温度の安定化が実現できる。したがって、（ｉｉ）の成形ゾーンの配置は、加熱炉内の温度を安定させる要求が高い場合に優位である。
【００９１】
さらに、加熱炉内の温度を安定させながら厚みの小さいガラス板の曲げ成形・強化処理には、（ｉ）と（ｉｉ）の折衷として（ｉｉｉ）が優位である。そして、（ｉｉｉ）の曲げ成形ゾーンの配置は、単なる折衷案の位置付けに留まらず、次の点で好ましい。すなわち、自動車産業の少量多品種の要求により、１つのガラス板の曲げ成形装置で多くの型式のガラス板を曲げ成形することも要求されている。型式に応じて、ガラス板の厚みは多種にわたり、ガラス板の曲げ形状も多種にわたる。そのため、同じ仕様のガラス板の曲げ成形装置で、多種の厚みの多種の曲げ形状のガラス板を成形できることは優位である。そして、このような少量多品種の事情に適応できる成形ゾーンの配置が、（ｉｉｉ）の配置である。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るガラス板の曲げ成形方法及び装置によれば、隣接する２本の搬送ローラの上方に押圧ローラを設け、これらのローラでガラス板を三点曲げすることにより、ガラス板を所望の曲率に精度よく曲げ成形できる。また、搬送面に対して法線方向に位置するローラでガラス板を挟持することにより、曲げ成形時に生じたガラス板の縁部の反りを矯正できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るガラス板の曲げ成形装置の構造を示す斜視図
【図２】ローラコンベアによるガラス板の曲げ動作を示す遷移図
【図３】ローラの回転駆動手段と上下方向移動手段との構造を示す説明図
【図４】サンドイッチローラの構造を示す正面図
【図５】サンドイッチローラによるガラス板の矯正動作を示す遷移図
【図６】ガラス板の水平方向成分の搬送速度を示す説明図
【図７】サンドイッチローラによるガラス板の曲げ動作の説明図
【図８】サンドイッチローラの他の実施の形態の構成を示す側面図
【図９】サンドイッチローラの他の実施の形態の構成を示す正面図
【符号の説明】
１０…ガラス板の曲げ成形装置、１２…加熱炉、１４…成形ゾーン、１６…風冷強化装置、１８…ガラス板、２０…ローラコンベア、２０Ａ〜２０Ｐ…搬送ローラ、３８、５６、７０…サーボモータ、６４…サンドイッチローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、船舶、鉄道、航空機などの輸送機器あるいは建築用その他各種用途のガラス板の曲げ成形方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加熱炉において軟化点近くまで加熱したガラス板を、湾曲した複数のローラからなるローラコンベアで搬送することによって、ガラス板を曲げ成形する方法が知られている（例えば米国特許４，１２３，２４６号明細書参照）。この方法によれば、軟化したガラス板はその自重により垂れ下がるので、ガラス板はローラの曲率に倣うように曲げられる。この場合、ガラス板は搬送方向に直交する方向に曲げ成形される。
【０００３】
また、加熱炉において軟化点近くまで加熱したガラス板を、その搬送路が湾曲するように搬送方向に傾斜配置した複数のローラにより搬送することによって、ガラス板を曲げ成形する方法が知られている（例えば米国特許４，８２０，３２７号明細書参照）。この方法によれば、軟化したガラス板はその自重により垂れ下がるので、ガラス板は搬送路の曲率に倣うように曲げられる。この場合、ガラス板は搬送方向に曲げ成形される。
【０００４】
なお、本明細書において、「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。いいかえると、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。「搬送方向に（沿って）曲げ成形される」も同様に、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。いいかえると、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。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。
【０００５】
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の自動車産業では少量多品種の要求が高まっているため、その型式毎にそれぞれ対応する曲率のガラス板が必要になる。このために、上記米国特許４，１２３，２４６号明細書に記載された方法（以下’２４６の方法という）では、型式毎にその型式に対応した曲率のローラに交換する必要があった。この交換には時間がかかるものであり、しかも型式毎に求められる曲率のローラを用意する必要があった。
【０００７】
また、’２４６の方法では、ガラス板は曲げられる方向に直交する方向に搬送される。この場合、例えば自動車用サイドガラス板の曲げ成形において、自動車への組付け状態における側辺方向がローラの延在方向となる。そのため、ローラのガラス板への接触による筋状のローラ歪が組付け状態における鉛直方向に形成され、ローラによる筋状の歪が目立ちやすい。
【０００８】
米国特許４，８２０，３２７号明細書に記載された方法（以下’３２７の方法という）では、型式毎にその型式に対応した曲率の搬送路になるようにローラの配置を変更する必要があった。この変更には時間がかかるものであった。
【０００９】
また、’３２７の方法では、ガラス板の搬送方向を鉛直方向に変える。そのため、’３２７の方法に用いる設備全体が大きくなる。しかも重力に逆らってガラス板を搬送するため、ガラス板を高速で搬送することが困難であり、ローラ上でのガラス板の滑りを防止する構造を特別に設けなければならない。さらに、曲げ成形、風冷強化された後のガラス板は、鉛直方向から水平方向へと搬送方向を変えなければならない。この搬送方向を変える機構は複雑であり、ガラス板への傷の発生が懸念される。
【００１０】
本発明の目的は、従来技術が有する上記課題を解決することにあり、従来知られていなかったガラス板の曲げ成形方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ガラス板を加熱炉で曲げ成形温度まで加熱し、該加熱されたガラス板をローラコンベアの複数の搬送ローラで形成される搬送面に沿って搬送しながらガラス板の自重によってガラス板を所定の曲率に曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法において、ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラをガラス板の搬送にともない上下動させて、該位置の複数の搬送ローラにより前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成し、前記各搬送ローラをガラス板の搬送にともない順次上下動させて、前記湾曲面をガラス板の搬送とともにガラス板の搬送方向に進行させ、ガラス板を搬送しながらガラス板を前記湾曲面に沿うように曲げ成形するとともに、隣接する２本の前記搬送ローラの間の上方に配置された押圧ローラにより、ガラス板の隣接する２本の前記搬送ローラの間に位置する部分を押圧して、該ガラス板の部分に荷重を与えてガラス板を曲げ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。
【００１２】
また、本発明は、ガラス板を曲げ成形温度まで加熱する加熱炉と、該加熱炉の下流側に設けられたガラス板を所定の曲率に曲げ成形する成形手段とを含むガラス板の曲げ成形装置において、前記成形手段は、前記ガラス板を搬送するための搬送面を形成する複数の搬送ローラからなるローラコンベアと、前記複数の搬送ローラを上下移動させる上下方向駆動手段と、ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラにより、前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成するとともに、ガラス板の搬送にともない、順次複数の搬送ローラを上下動させて前記湾曲面がガラス板の搬送方向に進行するように前記駆動手段を制御する制御手段と、隣接する２本の前記搬送ローラの間の上方に配置された押圧ローラと、該押圧ローラを前記搬送面に対して進退移動させる押圧ローラ移動手段と、を備え、ガラス板の隣接する２本の前記搬送ローラの間に位置する部分を押圧ローラにより押圧して、該ガラス板の部分に荷重を与えてガラス板を曲げながら前記湾曲面に沿うようにガラス板を曲げ成形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。
【００１３】
これらの本発明によれば、隣接する２本の搬送ローラの間の上方に配された押圧ローラによって、ガラス板に所定の曲げ荷重が与えられる。これにより、ガラス板は隣接する２本の搬送ローラと押圧ローラとにより押圧ローラを支点として三点曲げされ、所定の部分が所定の曲率に曲げ成形される。なお、「三点曲げ」とは、搬送方向に垂直なガラス板の断面を見た際に、ガラス板の上面一点と下面二点とで上面一点を支点として曲げることを意味する。実際には、ガラス板と各ローラとは線接触なので「三線曲げ」されることになる。
【００１４】
以下に示すように、ガラス板は複数の搬送ローラで形成される搬送面に沿って、搬送方向に曲げ成形される。この場合、ガラス板は自重により搬送面に沿うように曲げ成形されるため、ガラス板の搬送方向前端、後端が充分曲げ成形できないことがある。これに対し、本発明のようにガラス板が三点曲げされることにより、ガラス板の搬送方向前端、後端を所定の曲率に曲げ成形できる。
【００１５】
さらに、本発明は、ガラス板を加熱炉で曲げ成形温度まで加熱し、該加熱されたガラス板をローラコンベアの複数の搬送ローラで形成される搬送面に沿って搬送しながらガラス板の自重によってガラス板を所定の曲率に曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法において、ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラをガラス板の搬送にともない上下動させて、該位置の複数の搬送ローラにより前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成し、前記各搬送ローラをガラス板の搬送にともない順次上下動させて、前記湾曲面をガラス板の搬送とともにガラス板の搬送方向に進行させ、ガラス板を搬送しながらガラス板を前記湾曲面に沿うように曲げ成形するとともに、前記搬送ローラの上方に押圧ローラを配置し、該押圧ローラを前記湾曲面の法線方向に位置させながら、該押圧ローラと前記搬送ローラとの間でガラス板を挟持してガラス板を搬送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。
【００１６】
また、本発明は、ガラス板を曲げ成形温度まで加熱する加熱炉と、該加熱炉の下流側に設けられたガラス板を所定の曲率に曲げ成形する成形手段とを含むガラス板の曲げ成形装置において、前記成形手段は、前記ガラス板を搬送するための搬送面を形成する複数の搬送ローラからなるローラコンベアと、前記複数の搬送ローラを上下移動させる上下方向駆動手段と、ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラにより、前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成するとともに、ガラス板の搬送にともない、順次複数の搬送ローラを上下動させて前記湾曲面がガラス板の搬送方向に進行するように前記駆動手段を制御する制御手段と、前記搬送ローラの上方に配された押圧ローラと、該押圧ローラを前記湾曲面の法線方向に位置させる押圧ローラ移動手段と、を備え、該押圧ローラ移動手段によって前記押圧ローラを前記搬送面の法線方向に位置させて押圧ローラと搬送ローラとの間でガラス板を挟持しながら、ガラス板を前記搬送面に沿うように曲げ成形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。
【００１７】
これらの本発明によれば、ガラス板は搬送面の法線方向に位置する押圧ローラによって挟持されながら搬送される。これにより、搬送過程でガラス板の縁部に発生する反りを、押圧ローラと搬送ローラとの挟持により矯正できる。
【００１８】
そして、これらの本発明において、各搬送ローラ自身は、ガラス板の搬送にともない鉛直方向に上下動する。この上下動により、ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラによって湾曲面を形成し、この湾曲面がガラス板の搬送方向に進行する。いいかえると、上記の湾曲面が波面に、各ローラが波の振動子に、各ローラの上下動ストローク長が波の振幅に、それぞれ相当する。そして、各振動子の位相を搬送方向下流に向かうにしたがって順次変えるように、各ローラの上下動に位相差を与えることによって波を伝播させ、湾曲面がガラス板の搬送方向に進行する。
【００１９】
各ローラの上下動は、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、１周期の動きとすることが好ましい。この場合、各ローラは、（ａ；初期状態）１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）１単位のガラス板が通過している間を下降−上昇の１周期の動きとし、（ｃ；終状態）１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、１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１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、１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。
【００２０】
こうした各ローラの上下動により、１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の面を、「搬送レベル」と呼ぶこととする。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、１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、１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。
【００２１】
なお、「１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、「１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方法及び装置は、１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。１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にあるかは、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、「１単位」なる語を省略することができる。
【００２２】
こうして、本発明によれば、複数のローラをガラス板の搬送位置に応じて上下移動させることにより、複数のローラで形成される搬送面を湾曲させ、この湾曲した搬送面に沿ってガラス板を自重により所定の曲率に曲げ成形する。これにより、本発明は、型式に応じた曲率の複数のローラを使用することなくガラス板を曲げ成形できるので、従来必要であったローラの交換作業を省くことができる。また、本発明は、ローラの上下移動制御データを変更するだけで別の型式のガラス板を成形できるので、ジョブチェンジ時間を実質的になくすことができる。
【００２３】
なお、各ローラにより形成される湾曲面は次の意味を持つ。まず、各ローラの中心軸線を仮想する。各中心軸線は搬送方向に直交する方向に延びていることから、各中心軸線を滑らかに結ぶと仮想の湾曲面ができる。この仮想湾曲面が各ローラにより形成される湾曲面に対応する。実際には、各ローラは有限の太さを有するため、各ローラで形成される湾曲面は仮想湾曲面と若干異なる。すなわち、各ローラで形成される湾曲面の曲率半径は仮想湾曲面の曲率半径よりも若干（ローラの半径程度）小さい。したがって、各ローラにより形成される湾曲面は、仮想湾曲面よりも若干曲率半径の小さい湾曲面に相当する。
【００２４】
そして、各ローラにより形成される所望の湾曲面とは、ガラス板がローラ上を搬送されている位置に応じて求められる湾曲面である。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呈する。
【００２５】
一つの例として、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。
【００２６】
他の例として、ガラス板を曲げ成形するゾーンのすべての位置において、各ローラで形成される湾曲面を最終的に得ようとするガラス板の搬送方向の曲げ形状に概略一致した湾曲形状にすることもできる。いずれにしても、最終的に得ようとするガラス板の曲げ形状にガラス板を曲げ成形するために、各ローラで形成される湾曲面は、ガラス板が搬送されている位置に応じて決められる湾曲形状とされる。この際、湾曲形状はガラス板の厚みやガラス板の温度を考慮しながら決めるものであり、これらの条件に応じて、どのように湾曲面の形状を変えるか、（または、一定の湾曲形状とするか）を適宜設定できるように装置を構成することは好ましい。
【００２７】
ガラス板は瞬時には自重により曲がらないことが多い。そのため、各ローラで形成される湾曲面の曲率半径を上流側から徐々に小さな曲率半径にして最下流位置で最終的に得ようとするガラス板の湾曲形状に概略一致する湾曲形状にすることが、各ローラの搬送駆動力をガラス板に充分に伝達できる点に鑑みて好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
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装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２９】
図１は、本発明に係るガラス板の曲げ成形装置の実施の形態の構造を示す斜視図である。まず、同図に基づいて本実施の形態の曲げ成形装置１０によるガラス板１８の曲げ成形工程の全体の流れについて説明する。
【００３０】
曲げ成形前のガラス板１８は、加熱炉１２の入口において搬送位置が位置決めされた後、図示しないローラコンベアによって加熱炉１２内に搬送される。そして、その加熱炉１２内を搬送される過程で所定の曲げ成形温度（６００〜７００℃程度）まで加熱される。
【００３１】
所定の曲げ成形温度まで加熱されたガラス板１８は、図示しないローラコンベアから曲げ成形用のローラコンベア２０に移載されて、加熱炉１２の終端部に形成された成形ゾーン１４に搬送される。そして、この成形ゾーン１４を搬送される過程で曲げ成形用のローラコンベア２０によって所定の曲げ成形がなされる。なお、この曲げ成形用のローラコンベア２０によるガラス板１８の曲げ成形動作については後に詳述する。
【００３２】
成形ゾーン１４で所定の曲げ成形がなされたガラス板１８は、曲げ成形用のローラコンベア２０から風冷強化用のローラコンベア２２に移載されて風冷強化装置１６に搬送される。そして、この風冷強化装置１６によって風冷強化される。ここで、この風冷強化装置１６は、前記風冷強化用のローラコンベア２２を挟んで配置された上部吹口ヘッド２４と下部吹口ヘッド２６とを備えており、ガラス板１８は、これらの吹口ヘッド２４、２６から吹き出されるエアによって風冷強化される。
【００３３】
風冷強化装置１６によって風冷強化されたガラス板１８は、風冷強化用のローラコンベア２２からローラコンベア２８に移載され、次工程の図示しない検査装置に向けて搬送される。
【００３４】
以上が本実施の形態の曲げ成形装置１０によるガラス板１８の曲げ成形工程の全体の流れである。
【００３５】
次に、成形ゾーン１４におけるガラス板１８の曲げ成形方法について説明する。
【００３６】
まず、曲げ成形用のローラコンベア２０の構成について図１、図２を参照しながら説明する。
【００３７】
曲げ成形用のローラコンベア２０は、ストレート状に形成された複数本の搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…を所定の間隔をもって水平に搬送方向に並列配置して構成されている。ガラス板１８は、これらの搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…が回転することで、その搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…によって形成される搬送面上を搬送される。
【００３８】
ここで、この曲げ成形用のローラコンベア２０の搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…は、回転駆動手段によって各々が独立して回転駆動されている。また、この搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…は、上下方向駆動手段によって各々が独立して上下方向に駆動されている。そして、この回転駆動手段と上下方向駆動手段とは、モーションコントローラによって制御されている。
【００３９】
図３は、搬送ローラ２０Ａの回転駆動手段と上下方向駆動手段との構造を示した正面図である。
【００４０】
搬送ローラ２０Ａは、その両端が移動フレーム３０に軸受３２、３２を介して回転自在に支持されている。この搬送ローラ２０Ａの一方端（図３において左端）には従動ギヤ３４が固着されており、該従動ギヤ３４はサーボモータ３８のスピンドル４０に取り付けられた駆動ギヤ３６に噛合されている。以上が回転駆動手段の構造である。搬送ローラ２０Ａは、前記サーボモータ３８が駆動されることにより所定の角速度で回転される。
【００４１】
移動フレーム３０は、その両側部にガイドレール４４、４４が配設されている。ガイドレール４４、４４は、固定フレーム４２に固着されたガイドブロック４６、４６に係合されて摺動自在に支持されている。また、この移動フレーム３０には、両端下部にラック４８、４８が下側に向けて突設されている。ラック４８、４８にはピニオン５０、５０が噛合されており、ピニオン５０、５０は回転軸５２に固定されている。この回転軸５２は軸受５４、５４を介して固定フレーム４２に回動自在に支持されている。そして、その一方端（図３において左端）には、サーボモータ５６のスピンドル５８が連結されている。以上が上下方向駆動手段の構造である。前記サーボモータ５６が駆動されると、回転軸５２が回転し、その回転軸５２の回転運動がピニオン５０とラック４８の作用によって直線運動に変換される。これにより、移動フレーム３０が上下方向に移動する。そして、この移動フレーム３０が上下方向に移動することにより搬送ローラ２０Ａが上下方向に移動する。
【００４２】
上述した回転駆動手段と上下方向駆動手段は、他の搬送ローラ２０Ｂ、２０Ｃ、…全てに設けられている。そして、これらの手段のサーボモータ３８、５６が前記モーションコントローラによって制御されている。なお、図３において符号６０、６２は、成形ゾーン１４に設けられたヒータを示している。
【００４３】
前記のごとく構成された曲げ成形用のローラコンベア２０には、ガラス板１８に所定の曲げ荷重を与えるサンドイッチローラ（押圧ローラ）６４が設けられている（図４）。このサンドイッチローラ６４は、成形ゾーン１４の終端部に配設された搬送ローラ２０Ｎの上方に配置されており、その搬送ローラ２０Ｎの軸芯を中心に揺動自在に設けられている。
【００４４】
搬送ローラ２０Ｎは、軸受３２、３２、３２を介して移動フレーム３０上に回転自在に支持されている。そして、その一方端（図４に置いて左端）には従動ギヤ３４が固着されており、従動ギヤ３４は駆動ギヤ３６に噛合されている。駆動ギヤ３６は、サーボモータ３８の出力軸４０に取り付けられており、このサーボモータ３８が駆動されることにより搬送ローラ２０Ｎが所定の角速度で回転される。
【００４５】
移動フレーム３０上には、一対の揺動筒６６、６６が軸受６８、６８、…を介して回動自在に支持されている。この一対の揺動筒６６、６６は、前記搬送ローラ２０Ｎと同軸上に配置されている。そして、そのうち一方の揺動筒６６（図４において左側）には、搬送ローラ２０Ｎの回転軸が挿通されている。また、他方の揺動筒６６には、揺動駆動用のサーボモータ７０の出力軸７２がカップリング７４を介して連結されている。
【００４６】
また、この一対の揺動筒６６、６６は、それぞれ連結バー７６を介して互いに連結されている。サンドイッチローラ６４は、この連結バー７６に軸受７８、７８を介して回動自在に支持されている。
【００４７】
サンドイッチローラ６４の一方端（図４において右端）には、ギヤ８０が取り付けられている。このギヤ８０は前記搬送ローラ２０Ｎの一方端（図４において右端）に固着されたギヤ８２に噛合されている。したがって、搬送ローラ２０Ｎが回転されると、その回転がギヤ８０、８２を介してサンドイッチローラ６４に伝達され、サンドイッチローラ６４が回転される。
【００４８】
前記のごとく構成されたサンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ｎのサーボモータ３８が駆動されると、搬送ローラ２０Ｎとともに所定の角速度で回転される。そして、揺動駆動用のサーボモータ７０が駆動されると、搬送ローラ２０Ｎの軸芯を中心に揺動される。ガラス板１８は、このサンドイッチローラ６４と搬送ローラ２０Ｎの間を搬送される。
【００４９】
なお、このサンドイッチローラ６４が揺動駆動されるサーボモータ７０は、前記回転駆動手段のサーボモータ３８と同様にモーションコントローラによって制御されている。
【００５０】
ここで、このモーションコントローラについて説明する。モーションコントローラは、外部入力手段からガラス板１８の型式が入力されると、その型式のガラス板１８の曲率に対応する搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…の角速度制御データと上下移動制御データ、及びサンドイッチローラ６４の揺動制御データを作成する。そして、この作成した角速度制御データに基づきサーボモータ３８を制御し、上下移動制御データに基づきサーボモータ５６を制御する。また、作成した揺動制御データに基づきサーボモータ７０を制御する。すなわち、モーションコントローラは、ガラス板１８が搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…による搬送中に所望の曲率で曲げ成形されるように、各搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…を多軸制御する。
【００５１】
次に、前記のごとく構成されたローラコンベア２０とサンドイッチローラ６４によるガラス板１８の曲げ成形動作について説明する。
【００５２】
基本的な搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…の動作は、ガラス板の搬送に伴い搬送方向上流側の搬送ローラから順に順次下降、上昇運動するものである。そして、この搬送ローラに搬送される過程でガラス板１８は搬送方向に沿った方向に所定の曲率で曲げ成形される。
【００５３】
また、基本的なサンドイッチローラ６４の動作は、搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…によって形成される搬送面に対して法線方向に位置するように動作する。そして、所定の曲げ動作をするときは、法線方向の位置から所定量揺動して、ガラス板１８に所定の曲げ荷重を与える。
【００５４】
具体的には以下のとおりであるが、まず、始めにローラコンベア２０を構成する搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…の上下移動のみでガラス板１８を所定の曲率に曲げ成形する場合について図２を用いて説明する。この場合、サンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…によって形成される搬送面に対して法線方向に位置するように制御される。なお、説明中( )内の符号は、図２の( )内の符号に対応する。
【００５５】
初期状態において、全ての搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…は最上位置に位置している（Ａ）。したがって、このとき搬送ローラ２０Ａ〜２０Ｍで形成される搬送面は水平になっている。また、図示されていないが、サンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ｎの真上の位置に位置している。
【００５６】
ガラス板１８の搬送が開始されると、搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆが下降する（Ｂ）。これにより、搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆで形成される搬送面が曲率半径の大きい緩やかな湾曲状に変形する。ガラス板１８は、この搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆ上を通過することにより、自重で搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆの湾曲面に沿って撓み、その湾曲面に沿った形状に変形する。
【００５７】
ガラス板１８が更に搬送されると、搬送ローラ２０Ｆ〜２０Ｈが、先の搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆよりも多めに下降する（Ｃ）。これにより、搬送ローラ２０Ｆ〜２０Ｈで形成される搬送面が、先の湾曲面よりも曲率半径の小さい（曲がりが大きい）湾曲状に変形する。ガラス板１８は、この搬送ローラ２０Ｆ〜２０Ｈ上を通過することにより、自重で搬送ローラ２０Ｆ〜２０Ｈの湾曲面に沿って更に撓み、その湾曲面に沿った形状に変形する。
【００５８】
ガラス板１８が更に搬送されると、搬送ローラ２０Ｈ〜２０Ｊが、先の搬送ローラ２０Ｆ〜２０Ｈよりも更に多めに下降する（Ｄ）。これにより、搬送ローラ２０Ｈ〜２０Ｊで形成される搬送面が、先の湾曲面よりも曲率半径の小さい湾曲状に変形する。ガラス板１８は、この搬送ローラ２０Ｈ〜２０Ｊ上を通過することにより、自重で搬送ローラ２０Ｈ〜２０Ｊの湾曲面に沿って更に撓み、その湾曲面に沿った形状に変形する。
【００５９】
ガラス板１８が更に搬送されると、搬送ローラ２０Ｊ〜２０Ｌが、先の搬送ローラ２０Ｈ〜２０Ｊよりも更に多めに下降する（Ｅ）。そして、搬送ローラ２０Ｊ〜２０Ｌで形成される搬送面が、最終的に得ようとするガラス板１８の曲率と同じ曲率の湾曲面に変形する。ガラス板１８は、この搬送ローラ２０Ｊ〜２０Ｌ上を通過することにより、自重で搬送ローラ２０Ｊ〜２０Ｌの湾曲面に沿って撓み、これにより、最終的に得ようとする曲率に曲げ成形される。
【００６０】
以後、搬送ローラ２０Ｍ、２０Ｎ、…は、この曲率の湾曲面を維持するように上下移動する。
【００６１】
したがって、成形ゾーン１４内の各ローラは、１枚のガラス板１８の搬送の際に、ガラス板１８の通過にともない１周期の下降・上昇運動を行う。これにより、ガラス板１８が位置しているローラの群により下に凸形状の波面を形成し、ガラス板１８の搬送とともに、この波面を進行させる。ガラス板１８の搬送方向前辺及び搬送方向後辺は搬送レベルに保たれ、ガラス板１８の中央部分は各ローラの下降位置に応じて搬送レベルの下方に垂れ下がる。こうして、ガラス板１８は各ローラにより搬送されながら、搬送方向に曲げ成形される。この場合、ガラス板１８の搬送方向前辺及び搬送方向後辺が搬送レベルに保たれていることから、ガラス板の搬送方向は搬送レベルに平行な方向といえる。
【００６２】
なお、ガラス板１８は、成形ゾーン１４の下流へ行くにしたがって大きく曲げられるので、上記の波面の振幅は下流ほど大きい。すなわち、各ローラの下降・上昇運動による振幅は、成形ゾーン１４の下流ほど大きい。
【００６３】
一方、上記のようにローラコンベア２０の搬送ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…の上下移動のみでガラス板１８を曲げ成形する場合、サンドイッチローラ６４は、次のように作用する。この説明でも( )内の符号は、図５の( )内の符号に対応する。
【００６４】
ガラス板１８が搬送ローラ２０Ｎの手前の位置まで搬送されると、サンドイッチローラ６４は所定角度傾斜して待機する（Ａ）。すなわち、湾曲したガラス板１８が、搬送ローラ２０Ｎとサンドイッチローラ６４との間に導入されるように、所定角度傾斜して待機する。このとき、サンドイッチローラ６４は、ガラス板１８の湾曲面に対して法線方向に位置するように傾斜して待機する。
【００６５】
搬送ローラ２０Ｎまで搬送されたガラス板１８は、その先端部がサンドイッチローラ６４と搬送ローラ２０Ｎとの間に導入される（Ｂ）。そして、サンドイッチローラ６４と搬送ローラ２０Ｎによって挟持された状態で搬送されてゆく（Ｃ）、（Ｄ）。
【００６６】
このとき、搬送ローラ２０Ｎは、所望の曲げ成形が成されたガラス板１８の形状を保持するように、上下移動しながらガラス板１８を搬送する。一方、サンドイッチローラ６４は、この搬送ローラ２０Ｎの上下移動に伴って上下移動するとともに、搬送ローラによって形成される搬送面に対して常に法線方向に位置するように傾斜する。これにより、ガラス板１８の縁部に反りが生じている場合であっても、当該反りはサンドイッチローラ６４によって押圧されるため、ガラス板１８は反りがない状態に矯正される。これにより、反りのない高精度な曲げ成形が可能になる。
【００６７】
ガラス板１８が搬送ローラ２０Ｎを通過したあとは、図５（Ｅ）に示すように、搬送ローラＮは原点位置、すなわち最上位置に復帰する。そして、サンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ｎの真上の位置に復帰する。
【００６８】
このように、ローラ２０Ａ、２０Ｂ、…の上下移動のみでガラス板１８を曲げ成形する場合、サンドイッチローラ６４は搬送面に対して法線方向に位置してガラス板１８を挟持する。これにより、縁部に反りを生じさせることなく、高精度にガラス板１８を曲げ成形することができる。
【００６９】
なお、上記のように搬送ローラが下降・上昇運動をすると、ガラス板１８の水平方向成分の搬送速度Ｖx は、搬送ローラの上下位置に依存することになる。この場合、搬送ローラの角速度（回転速度）ωが一定であると、水平方向成分の搬送速度Ｖx は、下側の搬送ローラの方が上側の搬送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、搬送ローラとガラス板１８との間でスリップが発生し、ガラス板１８に傷が付くという不具合が発生する。
【００７０】
そこで、モーションコントローラは、各搬送ローラによるガラス板１８の水平方向成分の搬送速度Ｖx が等しくなるように、各搬送ローラのサーボモータ５６を制御する。たとえば、図６に示すように、搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆの上下位置をパラメータとして搬送搬送ローラ２０Ｄ〜２０Ｆの角速度がωD ＞ωE ＜ωF となるように制御する。これにより、搬送ローラとガラス板１８との間でのスリップの発生が防止され、ガラス板１８の傷付きが防止される。
【００７１】
次に、サンドイッチローラ６４を用いてガラス板１８を所定の曲率に曲げ成形する場合について説明する。
【００７２】
なお、このサンドイッチローラ６４を用いてガラス板１８を所定の曲率に曲げ成形する場合においても、ガラス板１８は、上述した搬送ローラ２０Ａ〜２０Ｌを用いて所定の曲率に曲げ成形する。すなわち、サンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ａ〜２０Ｌによって所定の曲率に曲げ成形されたガラス板１８に対して更に所定の曲げ成形を行う。したがって、以下の説明では、搬送ローラ２０Ａ〜２０Ｌによって所定の曲率に曲げ成形されたガラス板１８をサンドイッチローラ６４で曲げ成形する場合について説明する。
【００７３】
サンドイッチローラ６４は、法線方向の位置から曲げ成形する方向に所定角度傾斜することにより、ガラス板１８に所定の曲げ荷重を与えて、そのガラス板１８を三点曲げする。そして、これによりガラス板１８を所定の曲率に曲げ成形する。すなわち、通常、サンドイッチローラ６４は、搬送面に対して法線方向に位置している（図７（Ａ））。ガラス板１８を曲げ成形する場合は、法線方向から曲げ成形する方向に所定角度α傾斜させる（図７（Ｂ））。これにより、搬送ローラ２０Ｍと搬送ローラ２０Ｎとの間におけるガラス板１８の上面に所定の曲げ荷重が与えられ、搬送ローラ２０Ｍ、２０Ｎとサンドイッチローラ６４との間でガラス板１８が三点曲げされる。この結果、ガラス板１８が所定の曲率に曲げ成形される。
【００７４】
ここで、サンドイッチローラ６４は任意の角度で揺動させることができる。したがって、より小さな曲率半径でガラス板１８を曲げ成形する場合は、より大きな傾斜角度αでサンドイッチローラ６４を傾斜させればよい。これにより、より大きな曲げ荷重がガラス板１８に付与され、より小さな曲率半径にガラス板１８を曲げ成形することができる。
【００７５】
また、サンドイッチローラ６４は揺動自在であるので、選択的に傾斜することにより、任意の位置でガラス板１８を曲げ成形できる。
【００７６】
このように、サンドイッチローラ６４を用いることにより、ガラス板１８の任意の部分を任意の曲率で曲げ成形でき、従来、成形することが困難であった複雑な曲率を有するガラス板１８を容易に成形できる。
【００７７】
また、従来はガラス板１８の自重のみでガラス板１８を曲げ成形していたので、ガラス板１８の両端（搬送方向の両端）が所望の曲率に曲げ成形できないという欠点があった。本実施の形態の曲げ成形方法によれば、このような自重では曲げ成形が困難な部分でも、強制的に曲げ成形できるので、所望の曲率のガラス板１８を精度よく成形できる。特にガラス板１８の板厚が厚い場合は、自重による曲げ成形が困難なので、本実施の形態の曲げ成形方法は有効である。
【００７８】
さらに、本実施の形態の曲げ成形方法では、通常、サンドイッチローラ６４は、搬送面の法線方向に位置してガラス板１８を挟持しているため、ガラス板１８の縁部に生じた反りを矯正する作用がある。これにより、より高精度なガラス板１８を成形することができる。
【００７９】
なお、本実施の形態では、サンドイッチローラ６４が搬送ローラ２０Ｎの上方位置に設置されているが、その設置位置については当該位置に限定されない。たとえば、成形ゾーン１４の中間位置に設置してもよいし、本実施の形態のように搬送経路の終端位置に設置してもよい。
【００８０】
また、本実施の形態では、サンドイッチローラ６４は１つのみ設けられているが、その設置数は１つに限らず複数個設置してもよい。
【００８１】
さらに、本実施の形態では、サンドイッチローラ６４が搬送ローラ２０Ｎの軸芯に対して揺動自在に設けられているが、図８及び図９に示すように、サンドイッチローラ６４をガラス板１８の搬送面に対して上下移動自在に設けてもよい。この構成は、次のとおりである。
【００８２】
サンドイッチローラ６４は、搬送ローラ２０Ｍと搬送ローラ２０Ｎの間に配置されており、軸受８４、８４を介して支持フレーム８６に回動自在に支持されている。そして、その一方端（図９において右端）には、サーボモータ８８の出力軸が連結されている。
【００８３】
支持フレーム８６の上端部には、一対のガイドロッド９０、９０が垂直に立設されている。このガイドロッド９０、９０はガイドブロック９２、９２に摺動自在に支持されており、該ガイドブロック９２、９２は、それぞれ図示しない装置本体フレームに取り付けられている。
【００８４】
ガイドロッド９０、９０の上端部にはラック９４、９４が垂直に取り付けられている。このラック９４、９４にはピニオン９６、９６が噛合されており、該ピニオン９６、９６は回転軸９８に固定されている。この回転軸９８は軸受１００、１００によって軸支されており、軸受１００、１００は図示しない装置本体フレームに取り付けられている。また、この回転軸９８の一方端（図９において右端）にはサーボモータ１０２の出力軸が連結されており、サーボモータ１０２は、図示しない装置本体フレームに取り付けられている。
【００８５】
以上がサンドイッチローラ６４を回転及び上下移動させる機構である。この機構によれば、サンドイッチローラ６４は、サーボモータ８８を駆動することにより回転する。また、サンドイッチローラ６４は、サーボモータ１０２を駆動することにより上下移動する。すなわち、サーボモータ１０２を駆動すると、回転軸９８が回転し、その回転運動がピニオン９６とラック９４の作用によって直線運動に変換されて支持フレーム８６が上下方向に移動する。そして、この支持フレーム８６が上下方向に移動することによりサンドイッチローラ６４が上下方向に移動する。
【００８６】
そして、このように構成されたサンドイッチローラ６４を所定の回転速度で回転させながら、搬送ローラ２０Ｍと搬送ローラ２０Ｎの間のガラス板１８に押し当てることにより、ガラス板１８には所定の曲げ荷重が与えられて、所定の曲率に曲げ成形がなされる。
【００８７】
図１に示す実施の形態では、成形ゾーン１４が加熱炉１２の囲い中に設けられている。すなわち、成形ゾーン１４が加熱炉１２内であって加熱炉１２の下流に設けられている。本発明におけるガラス板の曲げ成形方法、装置では、（ｉ）成形ゾーンを加熱炉内に設けることの他に、（ｉｉ）加熱炉外に設けることも、 （ｉｉｉ）成形ゾーンの一部を加熱炉外に設けることもできる。こうした成形ゾーンを設ける位置は、ガラス板の寸法や加熱炉内の温度制御の要求に応じて、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）から適宜選択できる。
【００８８】
まず、ガラス板の厚みと成形ゾーンの位置との関係を説明する。ガラス板が曲げ成形された後の強化処理は、ガラス板の厚みの影響を受ける。すなわち、強化処理されたガラス板は、表面に圧縮応力が、内部に引張応力が形成されている。これらの残留応力は、加熱されたガラス板の急冷により生じるガラス板表面とガラス板内部との温度差に起因する。ガラス板の厚みが小さいとこの温度差が得にくくなるので、厚みが小さいガラス板の強化処理にあたっては、急冷時の冷却能を増加させる必要がある。冷却能の増加のための手段の１つには、冷却風の吹付け圧や風量を増加することがあげられる。他に、急冷時のガラス板の温度を増加させる手段もある。
【００８９】
（ｉ）の場合、ガラス板を加熱炉内で曲げ成形できるので、曲げ成形後のガラス板をすぐに風冷強化装置に搬送できる。そのため、ガラス板の温度が下がることなく風冷強化装置までガラス板を搬送できる。したがって、（ｉ）の成形ゾーンの配置は、厚みが小さいガラス板の曲げ成形・強化処理に優位である。
【００９０】
次に、ガラス板の曲げ形状と成形ゾーンの位置との関係を説明する。本発明のガラス板の曲げ成形方法、装置は、搬送ローラの上方に押圧ローラを配している。成形ゾーンが加熱炉内にあると、押圧ローラが加熱炉内の上方に位置することになり、加熱炉内の閉空間を確保しにくくなる。そのため、加熱炉内の温度を所定の温度に保てないという不具合が生じる。そこで、押圧ローラを加熱炉外に設けることによって、加熱炉内の温度の安定化が実現できる。したがって、（ｉｉ）の成形ゾーンの配置は、加熱炉内の温度を安定させる要求が高い場合に優位である。
【００９１】
さらに、加熱炉内の温度を安定させながら厚みの小さいガラス板の曲げ成形・強化処理には、（ｉ）と（ｉｉ）の折衷として（ｉｉｉ）が優位である。そして、（ｉｉｉ）の曲げ成形ゾーンの配置は、単なる折衷案の位置付けに留まらず、次の点で好ましい。すなわち、自動車産業の少量多品種の要求により、１つのガラス板の曲げ成形装置で多くの型式のガラス板を曲げ成形することも要求されている。型式に応じて、ガラス板の厚みは多種にわたり、ガラス板の曲げ形状も多種にわたる。そのため、同じ仕様のガラス板の曲げ成形装置で、多種の厚みの多種の曲げ形状のガラス板を成形できることは優位である。そして、このような少量多品種の事情に適応できる成形ゾーンの配置が、（ｉｉｉ）の配置である。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るガラス板の曲げ成形方法及び装置によれば、隣接する２本の搬送ローラの上方に押圧ローラを設け、これらのローラでガラス板を三点曲げすることにより、ガラス板を所望の曲率に精度よく曲げ成形できる。また、搬送面に対して法線方向に位置するローラでガラス板を挟持することにより、曲げ成形時に生じたガラス板の縁部の反りを矯正できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るガラス板の曲げ成形装置の構造を示す斜視図
【図２】ローラコンベアによるガラス板の曲げ動作を示す遷移図
【図３】ローラの回転駆動手段と上下方向移動手段との構造を示す説明図
【図４】サンドイッチローラの構造を示す正面図
【図５】サンドイッチローラによるガラス板の矯正動作を示す遷移図
【図６】ガラス板の水平方向成分の搬送速度を示す説明図
【図７】サンドイッチローラによるガラス板の曲げ動作の説明図
【図８】サンドイッチローラの他の実施の形態の構成を示す側面図
【図９】サンドイッチローラの他の実施の形態の構成を示す正面図
【符号の説明】
１０…ガラス板の曲げ成形装置、１２…加熱炉、１４…成形ゾーン、１６…風冷強化装置、１８…ガラス板、２０…ローラコンベア、２０Ａ〜２０Ｐ…搬送ローラ、３８、５６、７０…サーボモータ、６４…サンドイッチローラ
Claims (6)
- ガラス板を加熱炉で曲げ成形温度まで加熱し、該加熱されたガラス板をローラコンベアの複数の搬送ローラで形成される搬送面に沿って搬送しながらガラス板の自重によってガラス板を所定の曲率に曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法において、
ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラをガラス板の搬送にともない上下動させて、該位置の複数の搬送ローラにより前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成し、前記各搬送ローラをガラス板の搬送にともない順次上下動させて、前記湾曲面をガラス板の搬送とともにガラス板の搬送方向に進行させ、ガラス板を搬送しながらガラス板を前記湾曲面に沿うように曲げ成形するとともに、
隣接する２本の前記搬送ローラの間の上方に配置された押圧ローラにより、ガラス板の隣接する２本の前記搬送ローラの間に位置する部分を押圧して、該ガラス板の部分に荷重を与えてガラス板を曲げることを特徴とするガラス板の曲げ成形方法。 - ガラス板を加熱炉で曲げ成形温度まで加熱し、該加熱されたガラス板をローラコンベアの複数の搬送ローラで形成される搬送面に沿って搬送しながらガラス板の自重によってガラス板を所定の曲率に曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法において、
ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラをガラス板の搬送にともない上下動させて、該位置の複数の搬送ローラにより前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成し、前記各搬送ローラをガラス板の搬送にともない順次上下動させて、前記湾曲面をガラス板の搬送とともにガラス板の搬送方向に進行させ、ガラス板を搬送しながらガラス板を前記湾曲面に沿うように曲げ成形するとともに、
前記搬送ローラの上方に押圧ローラを配置し、該押圧ローラを前記湾曲面の法線方向に位置させながら、該押圧ローラと前記搬送ローラとの間でガラス板を挟持してガラス板を搬送することを特徴とするガラス板の曲げ成形方法。 - 前記押圧ローラを前記搬送ローラの前記搬送面の法線方向延長線上に位置させながら、押圧ローラと搬送ローラとの間でガラス板を挟持してガラス板を搬送する請求項２に記載のガラス板の曲げ成形方法。
- ガラス板を曲げ成形温度まで加熱する加熱炉と、該加熱炉の下流側に設けられたガラス板を所定の曲率に曲げ成形する成形手段とを含むガラス板の曲げ成形装置において、
前記成形手段は、
前記ガラス板を搬送するための搬送面を形成する複数の搬送ローラからなるローラコンベアと、
前記複数の搬送ローラを上下移動させる上下方向駆動手段と、
ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラにより、前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成するとともに、ガラス板の搬送にともない、順次複数の搬送ローラを上下動させて前記湾曲面がガラス板の搬送方向に進行するように前記駆動手段を制御する制御手段と、
隣接する２本の前記搬送ローラの間の上方に配置された押圧ローラと、
該押圧ローラを前記搬送面に対して進退移動させる押圧ローラ移動手段と、
を備え、ガラス板の隣接する２本の前記搬送ローラの間に位置する部分を押圧ローラにより押圧して、該ガラス板の部分に荷重を与えてガラス板を曲げながら前記搬送面に沿うようにガラス板を曲げ成形することを特徴とするガラス板の曲げ成形装置。 - ガラス板を曲げ成形温度まで加熱する加熱炉と、該加熱炉の下流側に設けられたガラス板を所定の曲率に曲げ成形する成形手段とを含むガラス板の曲げ成形装置において、
前記成形手段は、
前記ガラス板を搬送するための搬送面を形成する複数の搬送ローラからなるローラコンベアと、
前記複数の搬送ローラを上下移動させる上下方向駆動手段と、
ガラス板が搬送されている位置の複数の搬送ローラにより、前記搬送面の少なくとも一部にガラス板の搬送方向に湾曲した所望の湾曲面を形成するとともに、ガラス板の搬送にともない、順次複数の搬送ローラを上下動させて前記湾曲面がガラス板の搬送方向に進行するように前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記搬送ローラの上方に配された押圧ローラと、
該押圧ローラを前記搬送面の法線方向に位置させる押圧ローラ移動手段と、
を備え、該押圧ローラ移動手段によって前記押圧ローラを前記湾曲面の法線方向に位置させて押圧ローラと搬送ローラとの間でガラス板を挟持しながら、ガラス板を前記湾曲面に沿うように曲げ成形することを特徴とするガラス板の曲げ成形装置。 - 前記押圧ローラ移動手段により、前記押圧ローラを前記搬送ローラの前記搬送面の法線方向延長線上に位置させる請求項５に記載のガラス板の曲げ成形装置。
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