JP4685103B2 - 交差曲率を備えた板ガラスの成形装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、全体として互いに垂直な大曲率と小曲率を備えた板ガラスを成形する装置及び方法に関する。

レウナマキ（Reunamaki）に付与された米国特許第５，４９８，２７５号明細書、第５，５５６，４４４号明細書及び同第５，６９７，９９９号明細書並びにゼレサック（Zelesak）に付与された米国特許第６，３７８，３３９号明細書は、板ガラス成形システムであって、システムを通る板ガラスの運動方向に沿って運搬中に加熱状態の板ガラスを成形する板ガラス成形システムを開示している。成形は、上側及び下側の対をなす変形可能なロールにより行われ、これら変形可能ロールは、運搬方向に沿って互いに垂直方向に位置合わせされていて、関連の部材によって支持され、かかる関連部材は、下側及び上側の対をなす変形可能ロールを関連の火炉から加熱状態の板ガラスを受け入れる扁平な状態と運搬方向に対して横断方向に沿って板ガラスを湾曲した形状に成形する湾曲状態との間で動かすよう移動可能である。運搬方向に沿ってガラスの運動中に行われる他の板ガラス成形法は、マクマスター等（McMaster et al. ）に付与された米国特許第４，８８３，５２７号明細書及びフレイデル等（Freidel et al.）に付与された米国特許第５，００９，６９３号明細書に開示されている。

上述の先行技術は、従来主として、曲げの主軸線に対して横断方向に交差曲げの無い円筒形曲率をもたらすために利用されている。しかしながら、或る期間の間、車両設計に関する要件は、長い曲率軸線及び短い曲率軸線を備えた交差曲率を含む板ガラス形状を含む。かかる交差曲率は、圧力曲げ装置により得られており、この場合、平板ガラスを互いに相補するプレス金型相互間で付形して長い曲率軸線と短い曲率軸線回りの交差曲げの両方を提供する。例えば、長さが約１２００ミリメートル（約３９インチ）の車両サイドウインドは、車両の縦方向回りに長い成形軸線を有し、垂直方向に傾斜した軸線回りに交差曲げを有する。かかる交差曲げは通常、約３０メートルの曲率半径を有し、かくして、大曲率と比較して比較的僅かである。具体的に説明すると、長さが１２００ミリメートル（約４６インチ）のガラス部分に関し、３０メートルの曲率を備えた交差曲げは、部品の互いに反対側端部相互間の直線からガラスまで約３〜４ミリメートルしか曲率深さをもたらさない。それにもかかわらず、かかる交差曲率は、設計形状への適合をもたらすと共に完成部品の良好な視覚的外観及び構造的要件をもたらす。

本発明の一目的は、全体として互いに垂直な軸線回りの大曲率及び小曲率を備えた板ガラスを成形する改良装置を提供する。

米国特許第５，４９８，２７５号明細書 米国特許第５，５５６，４４４号明細書 米国特許第５，６９７，９９９号明細書 米国特許第６，３７８，３３９号明細書 米国特許第４，８８３，５２７号明細書 米国特許第５，００９，６９３号明細書

上記目的を達成するため、本発明の板ガラス成形装置は、下側の上方に向いた変形可能なロールベッド及び上側の下方に向いた変形可能なロールフォーマを含む成形ステーションを有し、加熱状態の平板ガラスが、成形に備えて運搬方向に沿って下側変形可能ロールベッドと上側変形可能ロールフォーマとの間で周期的に運搬される。下側変形可能ロールベッドは、真っ直ぐな形状と湾曲した形状との間で動くことができる下側の変形可能なロールを有する。下側ロールベッドは、上流側端部、下流側端部及び上流側端部と下流側端部との間に延びる中間部分を有し、中間部分のところの変形可能ロールは、運搬方向に沿って延びる運搬中心軸線に沿って湾曲形状をもたらすよう上流側端部及び下流側端部に隣接した変形可能ロール相互間に延びる直線よりも低く位置決めされている。上側変形可能ロールフォーマは、下側の上方に向いた変形可能ロールベッドに対向すると共にこれと相補する下側に向いた形状を有し、上側の変形可能ロールフォーマは、下側変形可能ロールをこれらの真っ直ぐな形状からこれらの湾曲した形状に変形させると下側ロールベッドに対して連続的に相補する関係を有するよう変形可能である。本装置の作動機構体が、下側変形可能ロールベッドと上側変形可能ロールフォーマを、これらの間に各加熱状態の平板ガラスを受け入れた後に互いに相対的に垂直方向に近づけることができ、作動機構体は、下側変形可能ロールベッド及び上側変形可能ロールフォーマを作動させて下側変形可能ロールベッド及び上側変形可能ロールフォーマを変形させ、それにより運搬中心軸線に対し横断方向の且つ運搬中心軸線に沿う大曲率及び小曲率を備えた加熱状態の板ガラスを周期的に形成する。本装置の形状保持クエンチが、成形板ガラスを冷却して成形ステーションからの成形板ガラスの送り出しに先立って、下側変形可能ロールベッドと上側変形可能ロールフォーマとの間に位置した状態で成形板ガラスの湾曲形状を凍結するようになっている。

下側変形可能ロールベッドの中間部分の下側変形可能ロールは、運搬方向に沿って延びる運搬中心軸線に沿って湾曲した形状をもたらすよう上流側端部及び下流側端部に隣接した下側変形可能ロールよりも低く設けられている。

形状保持クエンチにより行われる冷却は、成形板ガラス形状を後で行う成形ステーションからの送り出しの間維持するのに十分であるが、自然対流に加えてそれ以上の冷却を行わなければ成形板ガラス形状に不変応力を与えるには不十分である。本装置は、成形ステーションからの成形板ガラスの送り出し後、成形板ガラスを更に冷却して成形板ガラスを強化する不変応力をもたらすためのクエンチを更に有する。

上側変形可能ロールフォーマは、垂直運動可能に設けられ、上側変形可能ロールフォーマは、下側変形可能ロールベッドと上側変形可能ロールフォーマの相対垂直運動を可能にするよう本装置の作動機構体により垂直方向に動かされる。

上側変形可能ロールフォーマは、真っ直ぐな形状と湾曲した形状との間で動くことができる上側の変形可能なロールを有する。成形ステーションの下側変形可能ロールベッドと上側変形可能ロールフォーマの両方は各々、互いに反対側の端部を備えた複数本の細長いレールを有する。形状保持クエンチは、下側変形可能ロールベッド及び上側変形可能ロールフォーマのレールに取り付けられていて、成形板ガラスの湾曲形状を凍結させる加圧ガスを供給するクエンチヘッドを有する。調節機構体が、下側変形可能ロールベッドのレール及び上側変形可能ロールフォーマのレールをそれぞれ支持すると共に運搬方向に沿う変形可能ロールの曲率を調節すると共にクエンチヘッドの位置決め状態を調節するようレールの垂直方向調節を可能にする。１対の下側リンク装置及び１対の上側リンク装置が、節機構体と、板ガラス成形を可能にするよう変形可能ロールを真っ直ぐな形状と湾曲した形状との間動かすレールの運動を可能にするよう下側変形可能ロールベッドのレール及び上側変形可能ロールフォーマのレールの反対側の端部をそれぞれ支持する。

下側変形可能ロールベッド及び上側変形可能ロールフォーマの細長いレールは各々、関連のクエンチヘッド及び変形可能ロールを支持する細長い支持部材を有し、レールは各々、細長い支持部材をレール上に支持する複数のアジャスタを有する。レールは各々、レールと関連したアジャスタの全ての調節を可能にし、それによりクエンチヘッド及びレールにより支持された変形可能ロールを調節する調節部材を更に有する。調節部材は各々、複数のカム面を有し、アジャスタは各々、アジャスタの調節を可能にするよう関連の調節部材のカム面のうちの１つに係合すると共にこれによって位置決めされたカムフォロアを有する。この調節は好ましくは、レールのアジャスタの調節を可能にするようレールの調節部材の位置決めを可能にする動力式アクチュエータによって行われる。

本装置の好ましく構造では、細長いレールは各々、関連のクエンチヘッド及び関連の変形可能ロールを協働して支持する１対の細長い支持部材を有し、レールは各々、１対の細長い支持部材をレール上に支持する複数のアジャスタを有する。細長いレールは各々、レールと関連したアジャスタの全ての調節を協働して可能にする１対の調節部材を更に有する。各調節部材は、複数のカム面を有し、各アジャスタは、アジャスタの調節を可能にするよう関連の１対の調節部材の１対のカム面にそれぞれ係合してこれにより位置決めされる１対のカムフォロアを有する。レールは各々、レールのアジャスタの調節を可能にするよう関連のレールの１対の調節部材の位置決めを可能にする動力式アクチュエータを更に有する。

本発明の別の目的は、全体として互いに垂直な軸線回りの大曲率及び小曲率を備えた板ガラスを成形する改良方法を提供する。

上記目的を達成するため、本発明に従って板ガラスを成形する方法は、平板ガラスを成形温度まで加熱するための火炉の加熱チャンバ内でコンベヤに載せて運搬方向に沿って運搬することによって行われる。加熱状態の板ガラスを下側の上方に向いた変形可能なロールベッドと下側ロールベッドと相補する形状を有する上方の下方に向いた変形可能なロールフォーマとの間で成形ステーションまで周期的に運搬する。加熱状態の板ガラスを各々下側変形可能ロールベッドの下側の変形可能なロール上で運搬し、下側変形可能ロールベッドは、上流側端部、下流側端部及び上流側端部と下流側端部との間に延びる中間部分を有し、中間部分のところの下側変形可能ロールは、運搬方向に沿って延びる運搬中心軸線に沿って湾曲形状をもたらすよう上流側端部及び下流側端部に隣接した変形可能ロール相互間に延びる直線よりも低く位置決めされる。下側変形可能ロールベッドと上側変形可能ロールフォーマを、これらの間に各加熱状態の平板ガラスを受け入れた後に互いに相対的に垂直方向に近づけ、下側変形可能ロールベッドの下側変形可能ロールを真っ直ぐな形状と湾曲した形状との間で動かし、下側変形可能ロールベッドと連続的に相補する形状を備えた上側変形可能ロールフォーマを動かして運搬中心軸線に対して横断方向であり且つ運搬中心軸線に沿った大曲率及び小曲率を備えた各加熱状態の板ガラスを周期的に成形する。成形ステーションからの成形板ガラスの送り出しに先立って、下側変形可能ロールベッドと上側変形可能ロールフォーマとの間に位置した状態で成形板ガラスの湾曲形状を冷却する。

開示するように、加熱状態の板ガラスは各々、下側変形可能ロールベッドの上流側端部及び下流側端部に隣接して位置する下側変形可能ロールの下に設けられた下側変形ロールにより下側変形可能ロールベッド上で下側変形可能ロールベッドの中間部分のところで運搬される。

板ガラス成形方法は、成形板ガラス形状を後で行う成形ステーションからの送り出しの間維持するのに十分であるが、自然対流に加えてそれ以上の冷却を行わなければ成形板ガラス形状に不変応力を与えるには不十分な冷却によって行われる。この方法の実施にあたり、成形板ガラスを、成形ステーションから成形板ガラスを強化する不変応力をもたらすそれ以上の冷却を行うクエンチステーションまで運搬する。

本方法の実施にあたり、上側変形可能ロールフォーマを、下側変形可能ロールベッドと上側変形可能ロールフォーマを互いに相対的に垂直方向に近づけるよう垂直方向に動かす。

板ガラスは各々、運搬中心軸線に対して横断方向の一定の半径の大曲率を備えるよう形成されるものとして開示され、板ガラスも又各々、運搬中心軸線に沿って一定の半径の小曲率を備えるよう形成されるものとして開示される。

本発明の別の目的は、改良型成形板ガラスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の成形板ガラスは、凸の形状及び凹の形状の互いに逆に向いた湾曲ガラス面を有する。各板ガラスは、一定半径の曲率を備えた中心長軸を有し、各板ガラスは、中心長軸に垂直に延びる一定半径の曲率を備えた中心短軸を有する。

本発明の目的、特徴及び利点は、添付の図面と関連して好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を読むと容易に明らかである。

図面の図１を参照すると、本発明を具体化した板ガラス成形システムが、全体を符号２０で示されており、この板ガラス成形システムは、以下に詳細に説明するように大曲率及び小曲率を備えた板ガラスの成形を行うよう動作できる。成形システム２０は、加熱チャンバ２４を備えた加熱火炉２２を有し、この加熱チャンバ内で、板ガラスＧが例えばロール２８を備えたロールコンベヤ２６に載せられた状態で加熱チャンバを通って運搬中に加熱され、これらロールは、加熱中、板ガラスの運搬を行うよう回転駆動される。成形ステーション２０は、加熱状態の板ガラスを平らな形状から以下に詳細に説明するように互いに横断する長曲率軸及び短曲率軸を備えた形状に成形する成形ステーション２０を更に有する。この成形は、これまた以下に詳細に説明するように下側の変形可能なロールベッド３２と上側の変形可能なロールフォーマ３４との間で行われる。成形ステーション３０は、成形された板ガラスの形状を凍結させて成形ステーションからの送り出しを行うために、加圧ガスを成形板ガラスに供給するクエンチヘッド３８を備えた形状保持クエンチ又は急冷装置３６を更に有する。成形システム２０は、成形ステーション３０から見て下流側にクエンチ４０を有し、このクエンチは、成形ステーションでの成形後、送り出された板ガラスを運搬する下側ロールベッド４２を有し、この運搬により、成形板ガラスは、下側クエンチヘッド４４と上側クエンチヘッド４４との間で動かされて板ガラスが一段と冷却される。

本発明の全ての特徴の理解を容易にするために成形システムの装置、板ガラス成形法及び結果として得られる成形板ガラスを全て統合した仕方で説明する。

図２に概略的に示されると共に図４〜図６に更に示されるように、下側変形可能ロールベッド３２は、上方に向いており、この下側変形可能ロールベッドは、図１１に示すような真っ直ぐな形状と図１２に示すような湾曲した形状との間で動くことができる下側の変形可能なロール４６を有する。図４〜図６に示すように、下側変形可能ロールベッドは、上流側端部４８及び下流側端部５０を有し、この下側変形可能ロールベッドは、上流側端部と下流側端部との間に延びる中間部分５２を更に有している。図６に最もよく示されているように、下側変形可能ロールベッド３２の中間部分５２の下側変形可能ロール４６は、上流側端部４８及び下流側端部５０に隣接して変形可能ロール４６相互間に延びる真っ直ぐな線５４よりも低く位置決めされ、それにより、成形されるべき板ガラスの運搬方向に沿って延びる運搬中心軸線ＣＡに沿って湾曲した形状が得られている。上側変形可能ロールフォーマ３４は、下側の上方に向いた変形可能ロールベッド３２に対向すると共にこれと相補する下向きの形状を有し、上側変形可能ロールフォーマ３４は、下側変形可能ロール４６を図１に示すこれらの真っ直ぐな形状から図１２に示すこれらの湾曲した形状に変形させると、下側ロールベッドと連続して相補する関係をなすように変形可能である。

作動機構体５６が、図１０〜図１２に概略的に示されており、この作動機構体は、以下に詳細に説明するように下側変形可能ロールベッド３２及び上側変形可能ロールフォーマ３４の動作を制御する。この作動機構体は、レウナマキに付与された上述の米国特許第５，４９８，２７５号明細書、同第５，５５６，４４４号明細書及び同第５，６９７，９９９号明細書により開示された形式のものであり、これら米国特許を参照により引用し、これらの開示内容全体を本明細書の一部とする。具体的に説明すると、下側変形可能ロールベッド３２と上側変形可能ロールフォーマ３４は、成形に備えて火炉から加熱状態の板ガラスを受け入れるよう当初、図１０に示すように互いに間隔を置いて設けられている。上側ロールフォーマ３４は当初、ガラス頂面よりも僅かな程度、通常１センチメートル未満、より代表的には約４〜５ミリメートル以下上のところに配置される。板ガラスを成形ステーション３０内へその下側ロールベッド３２に載せて運び込み、この板ガラスは、コンベヤの形状に一致した形状を取って重力を受けて完全ではないにせよ少なくとも或る程度小曲率をもたらす。この小曲率は、運搬軸線に対して横断方向の軸線回りである。次に、作動機構体５６は、図１１の位置まで下側変形可能ロールベッド３２と上側変形可能ロールフォーマ３４を互いに相対的に近づけて上側ロールフォーマが成形中の加熱状態にある板ガラスＧと係合するようにする。作動機構体５６は次に、下側変形可能ロールベッド３２及び上側変形可能ロールフォーマ３４を作動させて図１２に示す湾曲形状へのこれらの変形を可能にして加熱状態の板ガラスが運搬軸線に沿って成形された小曲率に加えて運搬軸線に対して横断方向に延びる大曲率を備えるようかかる板ガラスを周期的に成形する。次に、加圧ガスを形状保持クエンチ３６のクエンチヘッド３８中に供給して成形板ガラスが成形ステーションからのその送り出しに先立って下側変形可能ロールベッドと上側変形可能ロールフォーマとの間に依然として位置した状態で、成形板ガラスの湾曲形状を凍結させる。

上述の成形及び初期急冷後、成形板ガラスを図１に示す成形ステーション３０からクエンチ４０への送り出しを行うよう下側ロールベッド４２に載せて運搬し、かかる下側ロールベッドのロール６０は、成形板ガラスをクエンチヘッド４４相互間で運搬すると共に位置決めするよう成形板ガラスの小曲率を備えた状態に形作られ、圧縮急冷ガスが、かかるクエンチヘッドを通って供給されて板ガラスを一段と冷却するが、これについては以下に詳細に説明する。

図６に最もよく示されているように、下側変形可能ロールベッド３２の中間部分５２の下側変形可能ロール４６は、運搬方向に沿って延びる運搬中心軸線ＣＡに沿って湾曲した形状をもたらすよう上流側端部４８及び下流側端部５０に隣接して下側変形可能ロール４６よりも下に配置されている。具体的に説明すると、図５に示すように、最も上流側の下側変形可能ロール４６と最も下流側の下側変形可能ロール４６は、互いに同一高さ位置で固定的に取り付けられ、他の下側変形可能ロール４６は、図６に示すようにこれら相互間の直線５４よりも下に配置されている。成形板ガラスが下側変形可能ロールベッド３２と上側変形可能ロールフォーマ３４との間に位置した状態で行われる急冷によって、成形板ガラスは、その大曲率及び小曲率を備えた状態で凍結され、したがって、成形板ガラスを運搬軸線Ｃに沿って運搬してその形状を失うことなく成形ステーションから送り出すことができるようになっている。

理解されるべきこととして、下側変形可能ロールベッドは、開示したように上述の好ましい構造を有するが、下流側端部４８に隣接した下側変形可能ロール４６は、火炉コンベヤ２６と全体として接線の関係をなすことが可能であり、したがって、ロールは、中間部分５２に沿って下流側端部５０まで下流側の方向に上方に延びるようになっている。これと同様に、下側変形可能ロールベッドは、その中間部分５２に沿ってその上流側端部４８からその下流側端部５０まで下方に延びて下側変形可能ロールベッド３２の下流側端部がクエンチロールベッド４２に対して接線をなすようにすることも可能である。これらの場合のいずれにおいても、中間部分５２の下側変形可能ロール４６は、最も上流側の下側変形可能ロール４６と最も下流側の下側変形可能ロール４６が互いに同一の高さ位置にある図示の構造の場合と同様、上流側端部４８及び下流側端部５０のところで下側変形可能ロール相互間の直線５４の下に依然として配置される。

成形ステーション３０の形状保持クエンチ３６により行われる冷却は、成形されたガラス形状を後で行う成形ステーションからの送り出しの間維持するのに十分であるが、自然対流に加えてそれ以上の冷却を行わなければ成形板ガラスに不変応力を与えるには不十分である。成形板ガラスのかかる一層制限された冷却により、板ガラスが成形ステーション内でとどまらなければならない期間が短くなり、それにより、サイクル時間が短くなって任意所与の時間の間における出力の量が大きくなる。この初期冷却後、成形された板ガラスを成形ステーションからクエンチステーション４０に移送することにより、成形板ガラスの一層の冷却が可能になり、それにより、必要な強化度に応じて、熱による強化か焼入れ（テンパリング）かのいずれかにより成形板ガラスを強化する不変応力が得られる。

図１０及び図１１に示すように、下側変形可能ロールベッド３２は、加熱状態の平板ガラスＧがこれによって上側変形可能ロールフォーマ３４の下に受け入れられた後静止状態に維持され、作動機構体５６は、上側変形可能ロールフォーマ３４を図１０の位置から図１２の位置まで下方に動かしてこれら相互間に相対的垂直運動を生じさせ、それにより、大曲率をもたらす成形に先立って、運搬方向に沿って小曲率の成形が行われるようにする。しかる後、作動機構体５６は、下側変形可能ロールベッド３２と上側変形可能ロールフォーマ３４の両方を図１２の湾曲形状まで動かして成形板ガラスの大曲率をもたらす。次に、作動機構体５６により上側ロールフォーマ３４を上方に動かし、すると、初期急冷が行われて成形板ガラスの形状を凍結させ、その後、この成形板ガラスを下側変形可能ロールベッド３２上での運搬によって成形ステーションからクエンチステーションに送り出し、次の冷却を行う。

図２、図４及び図１０〜図１２に示すように、上側変形可能ロールフォーマ３２は、図１０及び図１１に示す真っ直ぐな形状と図１２の湾曲した形状との間で動くことができる上側の変形可能なロール６４を有する。下側変形可能ロール３２と上側変形可能ロール６４の両方は各々、図９〜図１２に示す構造を有する。具体的に説明すると、図９に示すように、各変形可能ロールは、ロールホイール６８及びスペーサ７０を通って挿入される中央シャフト６６を有する。ロールホイール６８の外周部は、板ガラスに接触する丸い形状を備えた状態で延びる例えば芳香族ナイロン線維の耐熱布７２を有するのがよい。下側変形可能ロールは、回転駆動されるようホイール６８の中央正方形開口部を貫通する正方形形状を備えたシャフト６６を有し、上側変形可能ロール６４は、ホイールに設けられた丸形開口部を貫通する丸形形状のシャフト６６を有する。というのは、上側ロールは、駆動されず、空回りするからである。ロールホイールの外径は、約３２ミリメートル（１．２５インチ）であり、変形可能ロールは、中心が互いに約７６ミリメートル（３インチ）の間隔を置いて位置決めされている。また、スペーサ７０は、運搬方向に沿って或る１つのロールから次のロールまで種々の長さを有し、したがって板ガラスを運搬全体を通じて互いに異なる側方位置で転動自在に係合してガラスにすじが付くのを回避するようになっている。

図３及び図５に示すように、成形ステーションの下側変形可能ロールベッド及び上側変形可能ロールフォーマは各々、上流側の場所及び下流側の場所に互いに反対側の端部７６を備えた複数本の細長いレール３４を有する。これらレール３４は、以下に詳細に説明するように、変形可能ロール及びクエンチヘッド３８を支持し、クエンチガスがこれらクエンチヘッドを通って供給されて上述したように成形板ガラスの湾曲形状を最初に凍結させる。図５においてひとまとめに且つ個々に全体を符号７８で示す調節機構体が、下側変形可能ロールベッド３２の各レール７４及び上側変形可能ロールフォーマ３２の各レール７４上に下側変形可能ロール４６及び上側変形可能ロール６４をそれぞれ支持すると共にレールの垂直方向調節を可能にして運搬方向に沿って曲率を調節するようになっている。図５に示すように、ロール４６，６４は、運搬方向に沿って真っ直ぐな形状に調節されて大曲率だけを備えた円筒形の成形体の製作が必要な場合、かかる円筒形の成形体をもたらすことができるようになっている。しかしながら、調節機構体７８は、図６に示すように下側変形可能ロールベッド３２の湾曲形状をもたらすよう調節されると同時に、上側変形可能ロールフォーマ３４に上述したような相補する湾曲形状をもたらして大曲率と小曲率の両方を備えた成形体をもたらすようになっている。

図４に示すように、１対の概略的に示された下側リンク装置８０及び１対の概略的に示された上側リンク装置８０がそれぞれ、下側変形可能ロールベッド３２のレール７４及び上側変形可能ロールフォーマ３４のレール７４の互いの反対側の端部７６を支持して上述したような真っ直ぐな形状と湾曲した形状との間で変形可能ロールを動かすようなレールの運動を可能にして大曲率に沿って板ガラスの成形を行うようになっている。リンク装置８０は、コネクタ８１によりレール７４に固定され、リンク装置８０は好ましくは、レウナマキの上述の米国特許第５，４９８，２７５号明細書は、同第５，５５６，４４４号明細書及び同第５，６９７，９９９号明細書に開示されたタイプのものであり、これら米国特許を参照により引用し、これらの開示内容全体を本明細書の一部とする。かかるリンク装置は好ましくは、一定の曲率半径をもたらす。ただし、実施されるべき板ガラスの成形の設計上の要件に応じて、かかる大曲率に漸変半径を与えることが可能である。

小半径の程度は、大抵の設計上の要件を満足させるほど特に大きい物である必要はない。具体的に説明すると、長さが１２００ミリメートルの板ガラス自動車部位品の場合、３０メートルの曲率半径が、成形板ガラスの端部相互間の直線から端部相互間の中間部分のところのガラスまで通常は十分である約３〜４ミリメートルの曲率深さをもたらすであろう。１５メートルの最小曲率は、かかる部品について約８〜９ミリメートルの曲率深さをもたらし、これは、かかる大きさの部品について通常必要な曲率深さの２倍である。

図５に示すように、調節機構体７８は、関連の変形可能ロールを支持する細長い支持部材８２を有する。具体的に説明すると、図７及び図７ａに示すように、実際には、１対のかかる細長い支持部材８２が設けられ、これら支持部材は、互いに対して平行な関係をなして運搬方向に沿って互いに側方に間隔を置いて設けられている。各レール７４は図５及び図７に示すように、複数個のアジャスタ８４を有し、これらアジャスタは、上流側端部４８と下流側端部５０との間で関連のレール７４上に細長い支持部材８２を支持する。各レールは、レールと関連したアジャスタ８４の全ての調節を可能にし、それによりレールによって支持された変形可能ロールを所望の曲率に合わせて調節するための調節部材８６を更に有する。実際には、図７に示すように、調節部材８６のうちの２つが、互いに対し且つ上述した細長い支持部材８２に対して側方に間隔を置いた平行な関係をなして設けられている。

図５に示すように、変形可能ロール４６の中には、図７にも示すように細長い部材８２に連結されたアジャスタ８４によって取り付けられているものがある。もっとも端に位置する変形可能ロール４６は各々、各細長いレール７４の１対の側方に間隔を置いた垂直板８８（図７及び図７ａも参照されたい）に直接取り付けられ、これら最も端に位置する変形可能ロールは、細長い支持部材８２の互いに反対側の端部に連結されている。他の変形可能ロールは、図７ａに示すように、中間部分５２のところのアジャスタ相互間及び１つのアジャスタと互いに反対側の端部のところの隣接の最も端に位置する変形可能ロールとの間で１対の細長い支持部材８２に取り付けられている。細長い部材８２は、図５、図７及び図７ａに示すようい変形可能ロール４６，６４相互間でクエンチヘッド３８を更に支持している。さらに、細長い部材８２は、加圧ガスをクエンチヘッド３８に供給するプレナム８９を支持している。これらプレナム８９は、図７ａに示すようにレールの垂直板８８相互間に取り付けられ、これらプレナムは、図４に示すように、最も下流側に位置する各変形可能ロール４６，６４と隣接のアジャスタ８４との間並びにレールの長さに沿って位置するアジャスタ８４の各対相互間に設けられている。かくして、プレナムは、調節の際、変形可能ロール４６，６４と共に且つクエンチヘッド３８と共に動かされ、それにより、運搬方向に沿って所要の小曲率が得られる。

各調節部材８６は、図５に示すように、アジャスタ８４とそれぞれ関連した複数のカム面９０を有する。各アジャスタ８４は、図７に示すように、カム面９０によりそれぞれ受け取られる１対のカムフォロア９２を有し、したがって、調節部材８６の長手方向運動により、アジャスタが全て同時に動かされるようになっている。各アジャスタ８４は、上側部分及び下側部分を備えた内側ブロック９４を有し、調節部材８６は、図７に示すように、内側ブロック９４の互いに反対側の側部に設けられている。各レール垂直板８８と関連した１対のスライダ９６が、関連のボルト９８により内側ブロック９４に固定されると共に隣接の調節部材８６の上下に位置決めされている。ボルト１００により、レール垂直板８８が内側ブロック９４に固定され、調節部材８６は、スライダ９６相互間で長手方向に摺動できる状態でこれら相互間にサンドイッチ関係をなして設けられている。横ピン１０２が、各アジャスタ８４のカムフォロア９２相互間に延びると共に垂直アジャスタロッド１０４を貫通して延びており、このロッドは、内側ブロック９４に設けられた垂直穴１０６を貫通している。ロッド１０４の上端部は、１対の細長い支持部材８２相互間に延びるコネクタ１０８に固定され、この上端部は、細長い支持部材８２が調節中必要に応じて長手方向に摺動できるようにボルト１１２によって固定された外側単板１１０を有する。関連の変形可能ロール４６は、関連のシャフトを回転自在に支持するようコネクタ頂部１１４により取り付けられている。図７ａに示すように、アジャスタと関連していない他の変形可能ロールは、同様なコネクタ１０８を有し、このコネクタは、これら他の変形可能ロールの回転支持を可能にするよう細長い支持部材８２相互間に延びると共にクエンチヘッド３８及びプレナム８９を支持している。

図７に示す１対の細長い部材８６の長手方向調節により、レール垂直板８８に対するかかる細長い部材の運動が可能になり、したがって、カム面は、関連のアジャスタロッド１０４を垂直方向に動かして関連の変形可能ロール及び他のアジャスタと協働する他の隣接のロールの全ての垂直位置を調節するようになっている。カム面９０の角度は、成形板ガラスの小曲率をもたらす長手方向曲率が、所望に応じて、特に、好ましい構造において上述した一定の曲率半径を備えた状態になるように選択される。

図５に示すように、動力式アクチュエータ１１６が、各レール７４の１対の調節部材８６を動かして変形可能ロールを調節するこれらの長手方向調節運動をもたらすようになっている。この動力式アクチュエータは好ましくは、正確な調節を可能にするよう両方の調節部材８６に連結されたボールねじを駆動する電気式サーボモータである。各動力式アクチュエータ１１６を最も上流側の変形可能ロール４６又は６４と隣接のアジャスタ８４との間に且つ関連のレール７４の垂直板８８相互間の場所に設けるのがよい。この上流側の場所では、急冷の必要性は、最小限であり、急冷は、ここでは全く不要であると考えられる。というのは、ガラスは既に、急冷の開始前のサイクル中、これから下流側に移っているからである。

関連の下側変形可能ロール４６を備えた状態で図７に示されている調節機構体７８も又、上側レールの調節機構体の構造の例示であることは理解されるべきであり、但し、かかる機構体は、上側レールが互いに１８０°回転し、かくして、上側ユニットが図７に示された下側ユニットと共に示されている上側ユニットとは上下逆さまの関係になっている点を除く。

図１０を参照すると、下側変形可能ロールベッド３２の下側変形可能ロール４６は、これらの反対側の端部のところで駆動機構体１１８により回転駆動され、これら駆動組立体は、ゼレサック等に付与された米国特許第６，３７８，３３９号明細書に開示されたタイプのものであり、かかる米国特許を参照により引用し、その開示内容を本明細書の一部とする。さらに、上側変形可能ロール６４は上述したように、空回り方式であり、これらの反対側の端部は、関連のロールシャフトの端部周りに延びるばね１２０により圧縮される。各中空レール７４は、変形可能ロールが上述したように図１０及び図１１の真っ直ぐな形状と図１２の湾曲した形状との間で動くことができるよう関連のリンク装置８０（図４）によって支持されている。可撓性チェーン１２２が、下側変形可能ロール４６を支持するよう作動機構体５６から駆動機構体１１８まで、そして関連のリンク装置８０まで延び、可撓性チェーン１２４が、上側変形可能ロール６４を支持するよう作動機構体と最も外方側方の中空レール７４に隣接した関連のリンク装置８０との間に延びている。かくして、下側及び上側変形可能ロール４６，６４は、図１０及び図１１に示すようなこれらの真っ直ぐな形状と図１２に示すようなこれらの湾曲した形状との間で動くことができるようチェーン１２２，１２４によって支持されている。

また、下側変形可能ロール４６と上側変形可能ロール６４をゼレサック等の上述の米国特許第６，３７８，３３９号明細書に開示されているように運搬方向に沿って互いに水平にずらすのがよく、かかる米国特許を参照により引用し、その開示内容を本明細書の一部とする。下側ロールと上側ロールのこの水平方向のずれは、運搬方向に沿う円筒形に成形された板ガラスの直線度を維持するのに役立つ。

下側変形可能ロールベッド及び上側変形可能ロールフォーマの変形可能ロールが図面を分かりやすくする目的で省かれた図１３に示すように、フレーム構造体１２６が、１対の上側クエンチ管１２８を支持し、これら上側クエンチ管は、工場の床１３２上に設置された下側クエンチ管１３０に類似した細長い丸形の形状を有する。フレーム構造体１２６も又、工場の床１３２上に支持され、このフレーム構造体は、その上方末端部のところで作動機構体５６を支持している。可撓性クエンチ導管１３４が、下側クエンチダクト１３０と下側変形可能ロールベッド３２の下側の細長いレール７４との間に延びていて急冷ガスを上述したようにこれらのクエンチヘッドに供給するようになっている。同様に、可撓性クエンチ導管１３６が、上側クエンチダクト１２８と上側変形可能ロールフォーマの細長いレール７４との間に延びていて、急冷ガスをこれらのクエンチヘッドに供給するようになっている。

本発明の曲げシステム及び方法は、圧力曲げシステムと比較して、サイクル時間を短くすると共に仕事の変更に要する作動停止時間を短くすることができる。

本発明の装置及び方法により製造された成形板ガラスは、参照符号Ｇで図２に示された形状を有する。具体的に説明すると、この成形板ガラスＧは、凸の形状及び凹の形状の互いに反対側に向いた湾曲ガラス面１３８，１４０を有する。これらガラス面１３８，１４０は各々、一定半径の曲率を備えた中心長軸を有し、更に、中心長軸に垂直に延びる一定半径の曲率を備えた中心短軸を有する。加うるに、形状保持クエンチ３６により最初に行われ、後でクエンチ４０により行われる冷却によって、成形板ガラスを強化する不変応力が得られる。

好ましい実施形態を詳細に説明したが、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明を実施する種々の別の方法を認識されよう。

本発明に従って構成された板ガラス成形システムの側面図である。 真っ直ぐな形状から軸線が互いに横断方向に延びる大曲率及び小曲率を備えた板ガラスの成形を可能にするよう示された湾曲した形状に動かされるロールを備えた下側の変形可能なロールベッド及び上側の変形可能なロールフォーマを示す概略斜視図である。 板ガラス成形を行うために変形可能ロールをこれらの真っ直ぐな形状と湾曲した形状との間で動かすよう変形可能ロールを支持する作動機構体の細長いレールを示す概略斜視図である。 図１と同じ方向で取っているが、成形ステーションの構造を更に示すために倍尺で示した成形システムの成形ステーションの側面図である。 成形された板ガラスの小曲率をもたらすよう変形可能なロールを成形システムの細長いレールに調節可能に取り付ける方法を示す側面図である。 図５と同一の方向に取った略図であり、例示目的で程度が誇張された状態に示された小曲率をもたらすよう調節されるロールを示す図である。 図５の７−７線矢視断面図であり、変形可能ロールをアジャスタによりレール上に支持する方法を更に示す図である。 変形可能ロール、クエンチヘッド及びプレナムを図７に示すアジャスタ相互間に調節可能に支持する方法を示すために図５の７ａ−７ａ線で取った断面図である。 成形された板ガラスの初期冷却を行って成形ステーションからの送り出しに先立ってその形状を凍結させるようレールに取り付けられたクエンチヘッド及び変形可能ロールを示すために図４の８−８線に沿って取った平面図である。 変形可能ロールのうちの１つの構造を示すためのかかる変形可能ロールの縦断面図である。 下側変形可能ロールベッドと上側変形可能ロールフォーマが、成形に備えてこれらの間に加熱状態の板ガラスを受け入れるよう互いに間隔を置いて位置する成形ステーションを示すための図１の１０−１０線の方向に沿って取った断面図である。 下側変形可能ロールベッドと上側変形可能ロールフォーマを成形に備えて加熱状態の板ガラスに係合するよう互いに近づけた状態を示す図である。 図１１と同様な図であり、作動機構が大曲率を図示の形状に与えるよう下側変形可能ロールベッド及び上側変形可能ロールフォーマを動かした後の状態を示す図である。 図１０〜図１２と同一の方向に取った図であるが、成形ステーションからの送り出しに備えて成形された板ガラスをその湾曲形状に凍結させるよう加圧ガスを下側変形可能ロールベッド及び上側変形可能ロールフォーマに供給するダクト及びホースシステムを示す図である。

Claims (18)

1. 板ガラスを成形する装置であって、
   下側の上方に向いた変形可能なロールベッド及び上側の下方に向いた変形可能なロールフォーマを含む成形ステーションを有し、加熱状態の平板ガラスが、成形に備えて運搬方向に沿って前記下側変形可能ロールベッドと前記上側変形可能ロールフォーマとの間で周期的に運搬され、前記下側変形可能ロールベッドは、真っ直ぐな形状と湾曲した形状との間で動くことができる下側の変形可能なロールを有し、前記下側ロールベッドは、上流側端部、下流側端部及び前記上流側端部と前記下流側端部との間に延びる中間部分を有し、前記中間部分のところの前記変形可能ロールは、前記運搬方向に沿って延びる運搬中心軸線に沿って湾曲形状をもたらすよう前記上流側端部及び前記下流側端部に隣接した前記変形可能ロール相互間に延びる直線よりも低く位置決めされ、前記上側変形可能ロールフォーマは、前記下側の上方に向いた変形可能ロールベッドに対向すると共にこれと相補する下側に向いた形状を有し、前記上側の変形可能ロールフォーマは、前記下側変形可能ロールをこれらの真っ直ぐな形状からこれらの湾曲した形状に変形させると前記下側ロールベッドに対して連続的に相補する関係を有するよう変形可能であり、
   前記下側変形可能ロールベッドと前記上側変形可能ロールフォーマを、これらの間に各加熱状態の平板ガラスを受け入れた後に互いに相対的に垂直方向に近づけることができ、前記下側変形可能ロールベッド及び前記上側変形可能ロールフォーマを作動させて前記下側変形可能ロールベッド及び前記上側変形可能ロールフォーマを変形させ、それにより前記運搬中心軸線に対し横断方向の且つ前記運搬中心軸線に沿う大曲率及び小曲率を備えた前記加熱状態の板ガラスを周期的に形成するための作動機構体を有し、
   前記成形板ガラスを冷却して前記成形ステーションからの前記成形板ガラスの送り出しに先立って、前記下側変形可能ロールベッドと前記上側変形可能ロールフォーマとの間に位置した状態で前記成形板ガラスの湾曲形状を凍結するための形状保持クエンチを有する、板ガラス成形装置。
2. 前記下側変形可能ロールベッドの最も上流側の前記下側変形可能ロールと最も下流側の前記下側変形可能ロールは、互いに同一の高さ位置に配置され、前記下側変形可能ロールベッドの前記中間部分の前記下側変形可能ロールは、前記運搬方向に沿って延びる前記運搬中心軸線に沿って前記湾曲した形状をもたらすよう前記上流側端部及び前記下流側端部に隣接した前記下側変形可能ロールよりも低く設けられている、請求項１記載の板ガラス成形装置。
3. 前記形状保持クエンチにより行われる前記冷却は、前記成形板ガラス形状を後で行う前記成形ステーションからの送り出しの間維持するのに十分であるが、自然対流に加えてそれ以上の冷却を行わなければ前記成形板ガラス形状に不変応力を与えるには不十分である、請求項１記載の板ガラス成形装置。
4. 前記成形ステーションからの前記成形板ガラスの送り出し後、前記成形板ガラスを更に冷却して前記成形板ガラスを強化する不変応力をもたらすためのクエンチを更に有する、請求項１記載の板ガラス成形装置。
5. 前記上側変形可能ロールフォーマは、垂直運動可能に設けられ、前記上側変形可能ロールフォーマは、前記下側変形可能ロールベッドと前記上側変形可能ロールフォーマの相対垂直運動を可能にするよう前記作動機構体により垂直方向に動かされる、請求項１記載の板ガラス成形装置。
6. 前記上側変形可能ロールフォーマは、真っ直ぐな形状と湾曲した形状との間で動くことができる上側の変形可能なロールを有し、前記成形ステーションの前記下側変形可能ロールベッド及び前記上側変形可能ロールフォーマは各々、互いに反対側の端部を備えた複数本の細長いレールを有し、前記形状保持クエンチは、前記下側変形可能ロールベッド及び前記上側変形可能ロールフォーマの前記レールに取り付けられていて、前記成形板ガラスの前記湾曲形状を凍結させる加圧ガスを供給するクエンチヘッドと、前記下側変形可能ロールベッドの前記レール及び前記上側変形可能ロールフォーマの前記レールをそれぞれ支持すると共に前記運搬方向に沿う前記変形可能ロールの前記曲率を調節すると共に前記クエンチヘッドの位置決め状態を調節するよう前記レールの垂直方向調節を可能にする調節機構体と、前記板ガラス成形を可能にするよう前記変形可能ロールを前記真っ直ぐな形状と前記湾曲した形状との間動かす前記レールの運動を可能にするよう前記下側変形可能ロールベッドの前記レール及び前記上側変形可能ロールフォーマの前記レールの前記反対側の端部をそれぞれ支持する１対の下側リンク装置及び１対の上側リンク装置とを有する、請求項１記載の板ガラス成形装置。
7. 前記細長いレールは各々、関連の前記クエンチヘッド及び前記変形可能ロールを支持する細長い支持部材を有し、前記レールは各々、前記細長い支持部材を前記レール上に支持する複数のアジャスタを有し、前記レールは各々、前記レールと関連した前記アジャスタの全ての調節を可能にし、それにより前記クエンチヘッド及び前記レールにより支持された前記変形可能ロールを調節する調節部材を有する、請求項６記載の板ガラスの成形装置。
8. 前記調節部材は各々、複数のカム面を有し、前記アジャスタは各々、前記アジャスタの調節を可能にするよう前記関連の調節部材の前記カム面のうちの１つに係合すると共にこれによって位置決めされたカムフォロアを有する、請求項７記載の板ガラスの成形装置。
9. 前記細長いレールは各々、前記レールの前記アジャスタの前記調節を可能にするよう前記レールの前記調節部材の位置決めを可能にする動力式アクチュエータを有する、請求項８記載の板ガラスの成形装置。
10. 前記細長いレールは各々、前記関連のクエンチヘッド及び前記関連の変形可能ロールを協働して支持する１対の細長い支持部材を有し、前記レールは各々、前記１対の細長い支持部材を前記レール上に支持する複数のアジャスタを有し、前記細長いレールは各々、前記レールと関連した前記アジャスタの全ての調節を協働して可能にする１対の調節部材を有し、前記調節部材は各々、複数のカム面を有し、前記アジャスタは各々、前記アジャスタの調節を可能にするよう前記関連の１対の調節部材の１対の前記カム面にそれぞれ係合してこれにより位置決めされる１対のカムフォロアを有し、前記レールは各々、前記レールの前記アジャスタの前記調節を可能にするよう前記関連のレールの前記１対の調節部材の位置決めを可能にする動力式アクチュエータを有する、請求項６記載の板ガラスの成形装置。
11. 板ガラスの成形方法であって、
    平板ガラスを成形温度まで加熱するための火炉の加熱チャンバ内でコンベヤに載せて運搬方向に沿って運搬するステップを有し、
    前記加熱状態の板ガラスを下側の上方に向いた変形可能なロールベッドと前記下側ロールベッドと相補する形状を有する上方の下方に向いた変形可能なロールフォーマとの間で成形ステーションまで周期的に運搬するステップを有し、
    前記加熱状態の板ガラスを各々前記下側変形可能ロールベッドの下側の変形可能なロール上で運搬するステップを有し、前記下側変形可能ロールベッドは、上流側端部、下流側端部及び前記上流側端部と前記下流側端部との間に延びる中間部分を有し、前記中間部分のところの前記下側変形可能ロールは、前記運搬方向に沿って延びる運搬中心軸線に沿って湾曲形状をもたらすよう前記上流側端部及び前記下流側端部に隣接した前記変形可能ロール相互間に延びる直線よりも低く位置決めされ、
    前記下側変形可能ロールベッドと前記上側変形可能ロールフォーマを、これらの間に各加熱状態の平板ガラスを受け入れた後に互いに相対的に垂直方向に近づけるステップを有し、
    前記下側変形可能ロールベッドの前記下側変形可能ロールを真っ直ぐな形状と湾曲した形状との間で動かし、前記下側変形可能ロールベッドと連続的に相補する形状を備えた前記上側変形可能ロールフォーマを動かして前記運搬中心軸線に対して横断方向であり且つ前記運搬中心軸線に沿った大曲率及び小曲率を備えた各加熱状態の板ガラスを周期的に成形するステップを有し、
    前記成形ステーションからの前記成形板ガラスの送り出しに先立って、前記下側変形可能ロールベッドと前記上側変形可能ロールフォーマとの間に位置した状態で前記成形板ガラスの湾曲形状を冷却するステップを有する、方法。
12. 前記加熱状態の板ガラスは各々、前記下側変形可能ロールベッドの前記上流側端部及び前記下流側端部に隣接して位置する前記下側変形可能ロールの下に設けられた下側変形ロールにより前記下側変形可能ロールベッド上で前記下側変形可能ロールベッドの前記中間部分のところで運搬される、請求項１１記載の板ガラスの成形方法。
13. 前記冷却は、前記成形板ガラス形状を後で行う前記成形ステーションからの送り出しの間維持するのに十分であるが、自然対流に加えてそれ以上の冷却を行わなければ前記成形板ガラス形状に不変応力を与えるには不十分である、請求項１１記載の板ガラス成形方法。
14. 前記成形板ガラスは、前記成形ステーションから前記成形板ガラスを強化する不変応力をもたらすそれ以上の冷却を行うクエンチステーションまで運搬される、請求項１１記載の板ガラスの成形方法。
15. 前記上側変形可能ロールフォーマは、前記下側変形可能ロールベッドと前記上側変形可能ロールフォーマを互いに相対的に垂直方向に近づけるよう垂直方向に動かされる、請求項１１記載の板ガラスの成形方法。
16. 前記板ガラスは各々、前記運搬中心軸線に対して横断方向の一定の半径の大曲率を備えるよう形成される、請求項１１記載の板ガラスの成形方法。
17. 前記板ガラスは各々、前記運搬中心軸線に沿って一定の半径の小曲率を備えるよう形成される、請求項１１記載の板ガラスの成形方法。
18. 前記板ガラスは各々、前記運搬中心軸線に対して横断方向の一定の半径の大曲率を備え、前記運搬中心軸線に沿って一定の半径の小曲率を備えるよう形成される、請求項１１記載の板ガラスの成形方法。

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