JP6925041B2 - ガラス板用金型装置および方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１１月２日に出願された米国仮特許出願第６２／２４９，６６１号明細書の利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、ガラス板を成形するための装置および方法に関する。

ガラス板を成形するための従来の装置は、例えば、米国特許第６，０３２，４９１号明細書および米国特許第６，７２９，１６０号明細書に開示されている。

ガラス板を曲げ加工するための、本開示による、金型装置は、主フレーム構造と、主フレーム構造により支持された第１の金型構成とを含む。第１の金型構成は、第１の金型と、第１の金型に接続されたガイドフレームとを含み、かつガイドフレームは、主フレーム構造に対して上下方向に移動可能である第１のガイド部材および第２のガイド部材を含む。第１のガイド部材は、第１の金型を含む第１の金型構成の一部分が熱にさらされたときに第１のガイド部材が横方向のいかなる方向にも移動するのが阻止されるように主フレーム構造により案内可能であり、かつ第２のガイド部材は、第１の金型構成の熱膨張に起因して第２のガイド部材が第１のガイド部材から離れるように横方向に移動し得るように主フレーム構造により案内可能である。金型装置は、第２の金型と、第２の金型が支持フレームに対して横方向に移動可能であるように第２の金型を支持する支持フレームとを含む第２の金型構成を更に含む。加えて、金型装置は、一方の金型が他方の金型と嵌合するのに好適な位置にあるかどうかを判断するために金型の一方の金型の位置を検知するための少なくとも１つのセンサを含む。更に、第２の金型は、使用中に発生し得る熱膨張を考慮に入れるために、第１の金型と嵌合するように横方向に調整可能である。

ガラス板を曲げ加工するための金型装置を動作させる、本開示による、方法も提供される。金型装置は、主フレーム構造と、主フレーム構造により支持されるとともに、上下方向に移動可能な第１の金型と、第１の金型に接続されたガイドフレームとを含む第１の金型構成と、第２の金型と、第２の金型を支持する支持フレームとを含む第２の金型構成とを含む。方法は、金型が熱にさらされたときに一方の金型が他方の金型と十分に嵌合するのに好適な位置にあるかどうかを判断するために金型の一方の金型の位置を検知することを含む。一方の金型の検知位置に基づいて金型が十分に嵌合しないと判断された場合に、方法は、第２の金型が第１の金型と十分に嵌合するように第２の金型を支持フレームに対して横方向に調整すること、または金型が十分に嵌合しないとの表示を与えることを更に含む。更に、第１の金型構成のガイドフレームは、主フレーム構造に対して上下方向に移動可能である第１のガイド部材および第２のガイド部材を含み、第１のガイド部材は、第１の金型を含む第１の金型構成の一部分が熱にさらされたときに第１のガイド部材が横方向のいかなる方向にも移動するのが阻止されるように主フレーム構造により案内可能であり、かつ第２のガイド部材は、第１の金型構成の熱膨張に起因して第２のガイド部材が第１のガイド部材から離れるように横方向に移動し得るように主フレーム構造により案内可能である。

例示的な実施形態が例示され開示されるが、かかる開示は特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。本開示の範囲から逸脱することなく種々の修正および代替設計が行われ得ることが予期される。

図１は、本開示による金型装置を含むガラス加工システムの概略上面図である。 図２は、ハウジングにより部分的に取り囲まれたプレス金型部分を含む、金型装置を示し、かつ図１の線２−２に沿って切断した図１のシステムの概略断面図である。 図３は、プレス金型部分が上型構成と下型構成とを含む、ハウジングが取り外されたプレス金型部分の斜視図である。 図４は、プレス金型部分の上流側端面図である。 図５は、図４の線５−５に沿って切断して９０度回転させたプレス金型部分の底面図である。 図６は、上型構成の上面図を示すプレス金型部分の断面図である。 図７は、上昇位置にある上型構成を示す、図４を左から右に見た、プレス金型部分の側面図である。 図８は、図７と同様であるが、プレス成形動作を行うために互いに嵌合させた金型構成を示すプレス金型部分の側面図である。

必要に応じて、詳細な実施形態が本明細書に開示される。しかしながら、開示の実施形態は単なる例示的なものに過ぎず、種々の代替形態が可能であることを理解されたい。更に、図は必ずしも原寸に比例したものではなく、いくつかの特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張または最小化されていることがある。それゆえ、本明細書に開示される具体的な構造的および機能的詳細は、限定するものとしてではなく、単に本開示を様々に用いるために当業者に教示するための代表的な根拠として解釈されるべきである。更に、当業者であれば理解するように、図のいずれか１つを参照して例示され説明される実施形態の種々の特徴を１つまたは複数の他の図に例示されている特徴と組み合わせて、明示的に例示または説明されていない実施形態を生み出してもよい。加えて、他の実施形態は、以下の説明で解説される具体的な特徴の１つまたは複数を使用せずに実施されてもよい。

太陽光集光用途のためのガラスミラーパネル、車両フロントガラス、リアウィンドウ、または他の任意の好適な製品などの、ガラス板製品の製造時に、曲げ加工ステーションにおける金型装置内でガラス板を成形または曲げ加工することが望ましい場合がある。しかしながら、曲げ加工ステーションでの温度変化に起因して、金型工具が適切に嵌合できないように関連する金型工具の移動が生じることがある。本開示では、ガラス加工を向上させるために金型工具の移動に対処する装置および方法が提供される。

図１および図２を参照すると、ガラス板Ｇを加工するためのガラス加工システム１０が示されている。システム１０は、ガラス板Ｇを加熱するための、炉１２などの、加熱装置または加熱ステーションと、各ガラス板Ｇを所望の形状に成形するまたは曲げ加工するためのまたは曲げ加工ステーション１４と、各ガラス板Ｇを冷却するように構成された、焼鈍しステーションまたは焼入れステーションなどの、冷却ステーション１６とを含む。図１および図２に示す実施形態において、曲げ加工ステーション１４は、ガラス板Ｇを成形または曲げ加工するための、本開示による、ガラス板曲げ加工装置または金型装置１８を含み、かつ曲げ加工ステーション１４は、以下で詳細に解説するように、温度要因に起因した金型工具の移動に対応または別様に対処するように構成される。

炉１２は、ガラス板Ｇを加熱するための任意の好適な構成を有し得る。例えば、炉１２は、コンベアまたはコンベアシステム２０の上方および／または下方に位置決めされた任意の好適な加熱素子（図示せず）を含み得、加熱素子は、炉１２を通して搬送平面に沿って略水平に延びる向きでガラス板Ｇを搬送方向ＤＣに搬送するために使用されてもよい。より詳細な例として、加熱素子は、電気加熱器などの、放射加熱素子、および／または高温ガスまたは熱風分配器などの、対流加熱素子を含み得る。コンベアシステム２０は、ローラ２２とローラ２２を回転させるための駆動システムとを含むローラコンベア型であってもよい。かかるコンベアシステムの例が、ＭｃＭａｓｔｅｒの米国特許第３，８０６，３１２号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒらの米国特許第３，９３４，９７０号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒらの米国特許第３，９４７，２４２号明細書、およびＭｃＭａｓｔｅｒらの米国特許第３，９９４，７１１号明細書により開示されており、これらの明細書は、参照により本明細書に組み込まれる。

曲げ加工ステーション１４は、加熱されたガラス板Ｇを受け取るための、別個のコンベアシステムまたはコンベアシステム２０の一部であり得る、コンベアまたはコンベアシステム２４と、金型装置１８の一部分が内部に位置する加熱室２８（例えば、摂氏６１０〜７２５度（℃）の範囲の温度、または少なくとも６００℃に加熱される）を画定する断熱ハウジング２６とを有し得る。更に、コンベアシステム２４のローラ２２はハウジング２６内に収められてもよく、または各ローラ２２の一端部もしくは両端部がハウジング２６の側壁を越えて横方向に延びてもよい。

図２を参照すると、金型装置１８は、コンベアシステム２４から（ガラス板Ｇのプレス成形が行われる）金型装置１８のプレス金型部分３２にガラス板Ｇを移送するためのシャトル装置３０を含み得る。シャトル装置３０は、上方に向かうガス流３８（例えば、加熱された空気噴流）を供給する複数のガス噴出口３６を有するガス噴射リフト装置３４によりコンベアシステム２４から持ち上げられるガラス板Ｇを受け取るように構成される、例えば、上型であってもよい。シャトル装置３０はまた、ガラス板Ｇの持ち上げおよびシャトル装置３０に対するガラス板Ｇの保持を容易にするために真空源に接続される複数の真空孔３９を有し得る。更に、シャトル装置３０は、特定のガラス板Ｇをコンベアシステム２４からプレス金型部分３２に移動させるためにシャトル方向ＳＤに（すなわち、搬送方向ＤＣを横断する方向に）横方向に移動するように構成されてもよい。図２に示す実施形態では、例えば、シャトル装置３０は、接続部４４を通じてアクチュエータ４３により移動可能である細長い梁４２（１つのみ図示）により支持されるフレーム４０を有する。これらの梁４２は、シャトル装置３０の動作中に梁の上下方向の移動ひいてはシャトル装置３０の上下方向の移動をもたらすためにアクチュエータ４８により装着される関連するローラ４６により支持される。より具体的には、シャトル装置３０は、ガラス板Ｇの初期ピックアップのためにコンベアシステム２４から約１／２インチ（１２〜１５ｍｍ）下方に移動させることができ、次いで、コンベアローラ２２の端部に位置する駆動機構カバー５０の上方に移動するように上方に移動させることができる。横方向ローラ５２はまた、ピックアップ位置とプレス金型部分３２における送出位置との間でのシャトル装置３０の移動中に横方向の（例えば、搬送方向ＤＣに平行な方向の）位置決めをもたらすために梁４２に接触してもよい。

図２および図３を参照すると、プレス金型部分３２は、主フレーム構造５４と、主フレーム構造５４により支持された、上型構成５６などの、第１の金型構成と、上型構成５６を主フレーム構造５４に対して移動させるための駆動構成５７とを含む。プレス金型部分３２は、主フレーム構造５４とは独立して支持された、下型構成５８などの、第２の金型構成を更に含む。

図３〜図６を参照すると、上型構成５６は、上下方向に移動可能な上型６０と、上型６０に接続されたガイドフレーム６２とを含む。ガイドフレーム６２は、上型６０と共にかつ主フレーム構造５４に対して上下方向に移動可能である、細長い第１のガイド支柱６４および第２のガイド支柱６６などの、横方向に離間した第１のガイド部材および第２のガイド部材をそれぞれ含む。更に、ガイド支柱６４および６６は、曲げ加工ステーション１４の加熱室２８の内側に少なくとも一部が位置してもよい。例えば、各ガイド支柱６４、６６の一部分は、曲げ加工ステーション１４のハウジング２６に取り付けられるとともにハウジング２６の内部に開口している断熱ケースまたは箱６７であって、結果として、各断熱箱６７が加熱室２８の延在部を画定する、断熱ケースまたは箱６７（図５、図７および図８に仮想線で示す）内に部分的に包囲されてもよい。更に、各ガイド支柱６４および６６は、それぞれの断熱箱６７の封止された頂部分および底部分を貫通して移動可能に突出してもよい。加えて、各ガイド支柱６４および６６は、使用中のガイド支柱６４、６６の曲がりまたは歪みを制御するために冷却され（例えば、各ガイド支柱６４および６６の内部を通しておよび／または各ガイド支柱６４および６６の外部に沿って送られる、水などの、流体により冷却され）てもよい。

第１のガイド支柱６４は、上型６０を含む上型構成５６の一部分が、６１０〜７２５℃の範囲の温度、または少なくとも６００℃の温度を有する加熱空気などの、熱に（例えば、加熱室２８内で）さらされたときに第１のガイド支柱６４が横方向の（すなわち、水平方向の）いかなる方向にも移動するのが阻止または防止されるように主フレーム構造５４により上下方向に案内可能である。例えば、主フレーム構造５４は、加熱室２８の外側に位置する、第１の上下方向支持脚７０ａに装着された１つまたは複数の第１の軸受アセンブリ６８を含み得、かつ各第１の軸受アセンブリ６８は、第１のガイド支柱６４の横方向の（すなわち、水平方向の）いかなる方向への移動も防止しながら第１のガイド支柱６４が上下方向に移動することを可能にするように構成されてもよい。より詳細な例として、図４〜図６を参照すると、各第１の軸受アセンブリ６８は、主フレーム構造５４の第１の上下方向支持脚７０ａに回転可能にしっかりと固定された４つのローラ７２を含み得、かつ各ローラ７２は、ローラ７２が第１のガイド支柱６４の対向する２対の側面に係合するように第１のガイド支柱のそれぞれの側面に係合するように配設されてもよい。

図３、図５および図６を参照すると、第２のガイド支柱６６は、上型構成５６の部分が熱にさらされたときに（すなわち、上型構成５６の熱膨張に起因して）第２のガイド支柱６６が第１のガイド支柱６４から離れるように横方向に移動可能であるように主フレーム構造５４により上下方向に案内可能である。例えば、第２のガイド支柱６６は、上型構成５６の部分が熱にさらされたときに第２のガイド支柱６６が、横方向の対向する２つの第１の方向７３ａおよび７３ｂ（図５に示す）に移動するのが阻止または防止されるが、２つの第１の方向７３ａおよび７３ｂを横断する横方向の他の２つの方向に移動することが可能にされるように主フレーム構造５４により上下方向に案内可能であってもよい。その点に関して、主フレーム構造５４は、加熱室２８の外側に位置する、第２の上下方向支持脚７０ｂに装着された１つまたは複数の第２の軸受アセンブリ７４を含み得、かつ各第２の軸受アセンブリ７４は、第２のガイド支柱６６の横方向の（すなわち、水平方向の）２つの第１の方向７３ａおよび７３ｂへの移動を防止しながら第２のガイド支柱６６が上下方向に移動することを可能にするように構成されてもよい。より詳細な例として、図５および図６を参照すると、各第２の軸受アセンブリ７４は、主フレーム構造５４の第２の上下方向支持脚７０ｂに回転可能にしっかりと固定された２つのローラ７６を含み得、かつローラ７６は、第２のガイド支柱が、２つの第１の方向７３ａおよび７３ｂに移動するのが防止されるが、第１のガイド支柱６４および第１の上下方向支持脚７０ａに向かってまたは第１のガイド支柱６４および第１の上下方向支持脚７０ａから離れるように横方向に（例えば、コンベアシステム２０および２４に沿ったガラス板Ｇの搬送方向ＤＣに平行な方向に）移動することが可能にされるように第２のガイド支柱６６の互いに対向する側面に係合するように配設されてもよい。

各軸受アセンブリ６８、７４のローラ７２、７６は、好適な金属（例えば、ステンレス鋼、黄銅合金など）などの、任意の好適な材料で作製されてもよい。更に、軸受アセンブリ６８および７４が全て加熱室２８の外側に位置してもよい。図７および図８を参照すると、例えば、各軸受アセンブリ６８、７４は、それぞれのガイド支柱６４、６６を受け入れるそれぞれの断熱箱６７の上方または下方に位置してもよい。

上型構成５６のガイドフレーム６２はまた、ガイド支柱６４と６６の間に延びかつ上型６０に接続される横方向延在部分７７を含み得る。更に、部分７７は、ガイド支柱６４および６６に固定的または移動可能に接続されてもよい。加えて、部分７７はガイドフレーム６２の中央部分であってもよく、かつ第１のガイド支柱６４および第２のガイド支柱６６は、ガイドフレーム６２の第１の端部分および第２の端部分をそれぞれ形成してもよい。

図３および図４を参照すると、上型構成５６を移動させるための駆動構成５７は、任意の好適な駆動構成であってもよい。例えば、駆動構成５７は、任意の好適な接続部８０を用いて上型６０および／またはガイドフレーム６２に接続された、電気モータなどの、金型リフトアクチュエータ７８を含み得る。駆動構成５７は、上型６０およびガイドフレーム６２を主フレーム構造５４に対して上下方向に移動させるように構成されてもよく、結果として、上型構成５６が図７に示す上昇位置と図８に示す下降位置との間で移動可能であり、この下降位置において上型６０が下型構成５８と嵌合する。

図４を参照すると、下型構成５８は、プレスリングなどの、下型８２と、下型８２に接続されたフレーム８４と、下型８２およびフレーム８４が支持フレーム８６に対して横方向に移動可能であるようにフレーム８４を支持する支持フレーム８６とを含む。例えば、１つまたは複数の軸受がフレーム８４と支持フレーム８６との間に位置決めされてもよい。より具体的な例として、フレーム８４は、支持フレーム８６に摺動可能に係合可能である、図５に示す軸受パッド８８などの、１つまたは複数の軸受を含み得る。図５に示すように、軸受パッド８８は加熱室２８の外側に位置し、その一方で、下型８２は加熱室２８内に位置する。

図４に戻ると、支持フレーム８６は、支持フレーム８６、フレーム８４および下型８２の上下方向の移動を可能にするように構成される、ねじジャッキなどの、１つまたは複数のアクチュエータ９０により支持されてもよい。この上下方向の移動は、シャトル装置３０が下型８２の上に移動することを可能にするために下に向かい、次いで、シャトル装置３０から下型８２へのガラス板の放出を容易にするために上に向かうことができる。加えて、下型８２の上下方向の移動はまた、金型６０と金型８２との間でガラス板Ｇのプレス曲げ加工を行うために上型６０の上下方向下向きの移動と協働して使用することができる。

図４および図７を参照すると、一方または両方の金型構成５６および５８は、ガラス板Ｇに対するプレス成形動作を行うために金型６０および８２を互いに嵌合させるときに、上型６０および下型８２の適切な位置合わせをそれぞれ確実にするために１つまたは複数の位置合わせ特徴部を含み得る。例えば、金型構成５６または５８の一方は、他方の金型構成５６または５８の位置合わせ受部９４に各々係合可能である１つまたは複数の位置合わせピン９２を含み得る。図４、図７および図８に示す実施形態において、例えば、上型構成５６は、ガイドフレーム６２の下部分に装着された複数の位置合わせピン９２を含み、かつ各位置合わせピン９２は、ガラス板Ｇをプレス成形するために金型を互いに嵌合させるときに、下型構成５８のフレーム８４の上部分に形成または装着された位置合わせ受部９４に挿入可能である。更に、各位置合わせピン９２はテーパ状の挿入端部を有し得、かつ各受部９４は、位置合わせ特徴部の係合を容易にするために（例えば、１つまたは複数のローラにより形成された）丸みを帯びた挿入縁部を有し得る。加えて、下型８２が支持フレーム８６に対して横方向に移動可能であるので、上記の位置合わせ特徴部は、例えば、熱膨張に起因して下型８２が上型６０に対して比較的僅か（例えば、０．３７５インチ以下）だけずれている場合には、下型８２を上型６０と整合するように移動させてもよい。

図４および図５を参照すると、プレス金型部分３２は、一方の金型が他方の金型と十分に嵌合するのに好適な位置にあるかどうかを判断するために、別の構成要素または地面に対する金型６０または８２の一方の金型の位置を検知するための検知システム９６を更に含む。検知システム９６は、金型６０または８２の一方の金型の水平位置を決定するための、金型構成５６または５８の一方に装着された１つまたは複数のセンサ９８を含み得る。例えば、検知システム９６は、支持フレーム８６に装着されかつフレーム８４および下型８２の横位置を検知するように構成された４つの横位置または水平位置センサ９８ａを含み得る。センサ９８ａは、ポテンショメータ、光センサ、誘導近接センサおよび／またはレーダセンサなどの、任意の好適なセンサであり得るが、各センサ９８ａは、図４および図５に示す実施形態では線形可変差動変圧器である。更に、各センサ９８ａは、フレーム８４に係合された検知端部を有する。

検知システム９６は、金型６０または８２の一方の金型の上下位置を検知するための１つまたは複数の上下位置センサ９８ｂを更に含み得る。図４を参照すると、例えば、検知システム９６は、それぞれのアクチュエータ９０に各々装着されかつ支持フレーム８６の少なくとも一部分、フレーム８４および下型８２の上下位置を検知するように構成される４つの上下位置センサ９８ｂを含み得る。センサ９８ｂは、ポテンショメータ、光センサ、誘導近接センサおよび／またはレーダセンサなどの、任意の好適なセンサであり得るが、各センサ９８ｂは、図４に示す実施形態では線形可変差動変圧器である。更に、各センサ９８ｂは、支持フレーム８６に係合された検知端部を有する。

加えて、システム１０は、金型６０および８２の一方または両方の位置を決定するためのならびに上で説明した種々の構成要素の動作を制御するための１つもしくは複数の制御装置または制御ユニット１０１を含む、図１および図４に示す、制御システム１００を含む。例えば、制御システム１００は、センサ９８からデータまたは情報を受信し、その情報に基づいて下型８２の位置を決定してもよい。より具体的な例として、制御システム１００は、支持フレーム８６に対する下型８２の水平位置（例えば、ｘおよびｙ方向の位置）を決定するために水平位置センサ９８ａからの情報を使用してもよく、支持フレーム８６が、加熱室２８の外側に位置する外側支持脚または外側支持部分１０２を有し、かつ支持フレーム８６の初期位置（例えば、周囲温度にある）が制御システム１００に入力されてもよい。制御システム１００はまた、同様の方式で、あるいは、主フレーム構造５４に対する上型６０の既知の初期位置（例えば、周囲温度にある）、主フレーム構造５４の既知の初期位置、加熱室２８に関連付けられた温度情報、特定の生産サイクルに対するシステム１０の初期起動からの時間、既知のまたは予測される膨張特性、および／または事前決定された位置情報などの要因に基づいて上型６０の位置を推定することにより上型６０の位置を決定してもよい。例えば、制御システム１００は、加熱室２８内で受ける昇温に起因した上型構成５６の熱膨張を推定することにより上型６０の水平位置を推定してもよい。

上型構成５６の一実施形態において、図５を参照すると、上型６０およびガイドフレーム６２は、冷温状態（例えば、周囲温度）から加熱使用状態（例えば、６１０〜７２５℃の範囲の温度に加熱される）になると、ｙ方向に（すなわち、搬送方向ＤＣに直交する方向に）延びる上型６０の中心線が搬送方向ＤＣに約０．７５インチ移動し得るように構成されてもよい。同様に、冷温状態から加熱使用状態になると、ｘ方向に（すなわち、搬送方向ＤＣに平行な方向に）延びる上型６０の中心線は、搬送方向ＤＣに直交する方向ＳＤに約０．３７５インチ移動し得る。更に、上で説明した上型構成５６の構成により、上記の中心線が熱膨張に起因して平行移動するときに中心線の角度方向が一定のままであってもよい。

次いで、制御システム１００は、下型８２の検知位置と上型６０の推定位置とに基づいて、下型８２が上型６０と十分に嵌合するのに好適な位置にあるかどうかを判断してもよい。例えば、制御システム１００は、金型６０と８２とが合わされたときに位置合わせ特徴部９２および９４が係合するかどうか、および／または、下型８２の決定された水平中心が上型６０の推定された中心から好適な距離（例えば、０．３７５インチ以下）の範囲内にあるかどうかを判断してもよい。下型８２が上型６０と十分に嵌合するのに好適な位置にないと制御システム１００が判断した場合に、制御システム１００は、視覚および／または可聴警報インジケータ（例えば、点滅光、警報音、表示画面上の警告メッセージなど）などの、警告表示を与えるように構成されてもよい。次いで、下型８２およびフレーム８４は、金型が合わせられたときに上型６０と十分に嵌合するように下型８２を好適な位置に配置するために、支持フレーム８６に対して手動または自動で横方向に調整されてもよい。例えば、下型８２の位置は、手動レバー装置を使用してまたは１つもしくは複数の自動式水平アクチュエータ１０３を用いて調整されてもよい。別の例として、システム１０の動作は、下型８２が上型６０と十分に嵌合するのに好適な位置にあると制御システム１００が判断するまで停止されてもよい。

制御システム１００はまた、上型６０が下型８２と嵌合した後の上型６０の位置を決定するように構成されてもよい。例えば、金型６０と８２との嵌合時に位置合わせ特徴部９２および９４によって行われ得る下型８２の任意の横方向の調整後に、下型８２に関する検知位置情報は、上型６０の実際の水平位置を決定するために使用されてもよい。次いで、シャトル装置３０によりプレス金型部分３２に運ぶべきガラス板Ｇがプレス成形のための適切な位置にあることを確実にするために、シャトル装置３０および／またはリフト装置３４の動作が調整されてもよい。例えば、リフト装置３４の作動は、以下で更に詳細に解説するように、ガラス板が早い時点または後の時点でシャトル装置３０によりピックアップされるように（例えば、０．１〜０．５秒）早めるかまたは遅らせてもよい。

制御システム１００は、例えば、炉１２、コンベアシステム２０、コンベアシステム２４、金型装置１８（例えば、シャトル装置３０および関連するアクチュエータ、ならびにプレス金型部分３２および関連するアクチュエータおよびセンサ）、冷却ステーション１６などの、システム１０の種々の構成要素と接続するための１束の接続部１０４を有し得る。更に、制御システム１００は、ガラス板Ｇの送出および冷却に加えてガラス板Ｇのプレス成形を行うために上記の構成要素の動作を制御するための（例えば、本明細書で説明する機能により表される特定のアルゴリズムを実行するための）任意の好適なハードウェアおよび／またはソフトウェアを含み得る。例えば、制御システム１００は、１つまたは複数の記憶装置またはメモリユニットと通信する１つまたは複数のプロセッサを含み得、１つまたは複数の記憶装置またはメモリユニットは、制御システム１００がコンベアシステム２０、コンベアシステム２４、金型装置１８、冷却ステーション１６などの動作を制御し得るように１つまたは複数のプロセッサにより実行可能であるコンピュータ可読プログラム命令を含む。制御システム１００はまた、代わりに、１つもしくは複数の特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ、プログラマブル論理デバイス、および／またはデジタル信号プロセッサを含み得る。接続部１０４に代えて、制御システム１００は、代わりに、上記の構成要素の１つまたは複数に無線で接続されてもよい。

図１〜図８を参照して、ここで、システム１０を動作させる方法をより詳細に説明する。方法は、ガラス板Ｇが搬送平面に沿って炉１２内を搬送方向ＤＣに搬送されるときに炉１２内でガラス板Ｇを加熱することから開始する。次に、図２を参照すると、ガラス板Ｇは、シャトル装置３０の表面に真空を適用することと併せてリフト装置３４を使用してコンベアシステム２４からガラス板Ｇを持ち上げることによりシャトル装置３０に移送されてもよい。上述したように、シャトル装置３０は、上型を含み得、結果として、ガラス板Ｇがシャトル装置３０の金型表面に対して付勢されるときにガラス板Ｇの曲げ加工が行われ得る。方法は、プレス金型部分３２に、より詳細には上型６０と下型８２との間の位置にガラス板Ｇをそれぞれ移送するために、搬送方向ＤＣを横断する方向ＳＤにシャトル装置３０を横方向に移動させることにより継続する。次いで、ガラス板Ｇは、シャトル装置３０から下型８２上に放出され、ここで、ガラス板Ｇの重力による垂れ下がりが生じ得る。次に、ガラス板Ｇを上型６０と下型８２との間でプレス成形するために、上型６０を下方にかつ／または下型８２を上方に移動させることなどにより金型６０と８２とが合わせられる。

プレス成形後に、上型６０は、真空引き（例えば、真空源により行われる）により上型６０の下方に向いた表面に対して支持されたガラス板Ｇと共に上方に移動し、次いで、ガラス板Ｇは、冷却ステーション１６での焼入れまたは焼鈍し作業で冷却されてもよい。例えば、図２を参照すると、送出金型１０６は、アクチュエータ１０８により冷却ステーション１６から上型６０の真下の位置に移動させてもよく、次いで、ガラス板Ｇは、上型６０における真空を解除することにより送出金型１０６上に放出されてもよく、そして、送出金型１０６は、焼入れまたは焼鈍しのために、上側冷却ヘッド１１０と下側冷却ヘッド１１２との間における冷却ステーション１６にそれぞれ戻されてもよい。

上で説明したプレス金型部分３２の構成により、曲げ加工ステーション１４は、システム１０の起動中（例えば、最初の３０〜４５分間）またはその後のあらゆる時点などに、プレス金型部分３２で生じ得る熱膨張に容易に対処し得る。例えば、ガイド支柱６４、６６が主フレーム構造５４と協働して上型構成５６の制御された熱膨張を可能にするので、また下型８２の水平位置が正確に検知され得るので、システム１０は、金型位置および金型の嵌合能力を正確に決定し得る。更に、上述したように、システム１０は、金型６０および８２が十分に嵌合するのに適切な位置にないときに警告表示を与え、所望により、金型の少なくとも１つが再配置されることを可能にするように構成される。それゆえ、金型６０および８２が十分に嵌合しないと制御システム１００が判断した場合に、システム１０の動作は、一方の金型が他方の金型と十分に嵌合するように金型の一方（例えば、下型）を横方向に調整すること、および／または金型が十分に嵌合しないとの表示を与えることを更に含み得る。

金型構成５６および５８は、一定の熱膨張をもたらす材料などの、任意の好適な材料で作製されてもよい。例えば、金型６０および８２ならびに関連するフレームは各々、ステンレス鋼、例えばオーステナイト系ステンレス鋼などの好適な金属で作製されてもよい。

上で説明したシステム構成により、図１、図３および図５を参照すると、上型構成５６の第１のガイド支柱６４は、コンベアシステム２０および２４に沿って搬送方向ＤＣに対して金型６０および８２の上流側に位置決めされ、かつ第２のガイド支柱６６は金型６０および８２の下流側に位置決めされる。更に、第１のガイド支柱６４が主フレーム構造５４により横方向のいかなる方向にも移動するのが阻止または防止され（例えば、第１のガイド支柱６４が横方向に固定され）かつ第２のガイド支柱６６が搬送方向ＤＣに平行な方向にのみ移動することが可能にされるので、熱膨張に起因した上型６０の移動が第１のガイド支柱６４から離れる方向に生じる。それゆえ、シャトル装置３０が搬送方向ＤＣに移動させられるように構成されていない場合、またはそのように構成することが望ましくない場合には、ガラス板Ｇをシャトル装置３０により金型６０と８２との間の位置に横方向に、搬送方向ＤＣを横断する方向ＳＤに、移動させたときに、ガラス板Ｇがプレス成形のための適切な位置に位置するように、シャトル装置３０上の特定のガラス板Ｇの長手方向のピックアップ位置（すなわち、搬送方向ＤＣにおけるピックアップ位置）を調整することが望ましい場合がある。例えば、上型６０が搬送方向ＤＣに所定距離（例えば、０．７５インチ）を超えて移動したと制御システム１００が判断した場合に、ガラス板Ｇの典型的な設計上のピックアップ位置と比較して、シャトル装置３０によりピックアップされる前にガラス板Ｇが搬送方向ＤＣに僅かに大きく（例えば、０．２５インチ以下だけ）移動するように、リフト装置３４の作動および／またはシャトル装置３０の表面における真空を（例えば、０．１〜０．５秒）遅らせてもよい。

別の例として、上型６０が搬送方向ＤＣに所定距離（例えば、０．７５インチ）未満だけ移動したと制御システム１００が判断した場合に、ガラス板Ｇの典型的な設計上のピックアップ位置と比較して、シャトル装置３０によりピックアップされる前にガラス板Ｇが搬送方向ＤＣに僅かに小さく（例えば、０．２５インチ以下だけ）移動するように、リフト装置３４の作動および／またはシャトル装置３０の表面における真空を（例えば、作動が、通常または意図した設計よりも早期に生じ得る）早めてもよい。

本開示による他の実施形態において、第１のガイド支柱６４は、搬送方向ＤＣに対して金型６０および８２の下流側に位置決めされてもよく、かつ第２のガイド支柱６６は、金型６０および８２の上流側に位置決めされてもよい。このような構成により、熱膨張に起因した上型６０の移動が搬送方向ＤＣとは反対の方向に生じ得る。

いずれにしても、制御システム１００は、上で解説したように上型６０の位置を連続的または周期的に決定し、かつプレス成形のための適切な位置にあるプレス金型部分３２に各ガラス板Ｇが提供されることを確実にするために必要に応じてシャトル装置３０および／またはリフト装置３４の動作を調整してもよい。その結果、システムの歩留まりを最大化することができる。

金型装置１８と共に使用され得るシャトル装置および他の構成要素の更なる詳細が、米国特許第９，４５２，９４８号明細書に開示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。更に、本開示による金型装置は、任意の好適なガラス加工システムにおいて使用されてもよい。

例示的な実施形態について上で説明してきたが、これらの実施形態で本開示の全ての可能な形態を説明することは意図していない。本明細書で使用する語句は限定的なものではなく説明的な語句であり、本開示の精神および範囲から逸脱することなく種々の変更が行なわれ得ることを理解されたい。追加的に、実行する種々の実施形態の特徴を組み合せて本開示による更なる実施形態を形成してもよい。

Claims (26)

1. ガラス板を曲げ加工するための金型装置において、前記金型装置が、
   主フレーム構造と、
   前記主フレーム構造により支持された第１の金型構成であって、前記第１の金型構成が、第１の金型と、前記第１の金型に接続されたガイドフレームとを含み、前記ガイドフレームが、前記主フレーム構造に対して上下方向に移動可能である第１のガイド部材および第２のガイド部材を含み、前記第１のガイド部材は、前記第１の金型を含む前記第１の金型構成の一部分が熱にさらされたときに前記第１のガイド部材が横方向のいかなる方向にも移動するのが阻止されるように前記主フレーム構造により案内可能であり、かつ前記第２のガイド部材は、前記第１の金型構成の熱膨張に起因して前記第２のガイド部材が前記第１のガイド部材から離れるように横方向に移動し得るように前記主フレーム構造により案内可能である、前記第１の金型構成と、
   第２の金型と、前記第２の金型が支持フレームに対して横方向に移動可能であるように前記第２の金型を支持する前記支持フレームとを含む第２の金型構成と、
   一方の金型が他方の金型と嵌合するのに好適な位置にあるかどうかを判断するために前記金型の前記一方の金型の位置を検知するための少なくとも１つのセンサとを備え、
   前記第２の金型が、使用中に発生し得る熱膨張を考慮に入れるために、前記第１の金型と嵌合するように横方向に調整可能であることを特徴とする金型装置。
2. 請求項１に記載の金型装置において、前記第２のガイド部材は、前記第１の金型構成の前記部分が熱にさらされたときに前記第２のガイド部材が横方向の対向する２つの方向に移動するのが阻止されるように前記主フレーム構造により案内可能であることを特徴とする金型装置。
3. 請求項１に記載の金型装置において、前記少なくとも１つのセンサが線形可変差動変圧器を含むことを特徴とする金型装置。
4. 請求項１に記載の金型装置において、前記第２の金型構成が、前記第２の金型に固定的に接続されるとともに４つの箇所において前記支持フレームに移動可能に支持された移動可能なフレームを備え、かつ前記少なくとも１つのセンサが４つのセンサを含み、ならびに前記センサの２つが前記箇所の１つに関連付けられ、かつ他の２つのセンサが前記箇所の別の１つに関連付けられることを特徴とする金型装置。
5. 請求項４に記載の金型装置において、各センサが線形可変差動変圧器を含むことを特徴とする金型装置。
6. 請求項１に記載の金型装置において、前記第１の金型が上型でありかつ前記第２の金型が下型であり、ならびに前記上型が前記下型と嵌合するように上下方向に移動可能であることを特徴とする金型装置。
7. 請求項６に記載の金型装置において、前記下型がプレスリングであることを特徴とする金型装置。
8. 請求項１に記載の金型装置において、前記第１のガイド部材が、１つまたは複数の第１の接続箇所において前記主フレーム構造に接続され、かつ各第１の接続箇所が、前記第１のガイド部材の横方向の移動を阻止するための４つの回転可能な部材を備えることを特徴とする金型装置。
9. 請求項８に記載の金型装置において、前記第２のガイド部材が、１つまたは複数の第２の接続箇所において前記主フレーム構造に接続され、かつ各第２の接続箇所が、前記第２のガイド部材の横方向の対向する２つの方向への移動を阻止するための２つの回転可能な部材を備えることを特徴とする金型装置。
10. 請求項１に記載の金型装置において、前記第１のガイド部材が前記第１の金型構成の第１の端部分を形成することを特徴とする金型装置。
11. 請求項１に記載の金型装置において、コンベアから前記ガラス板をピックアップして前記第１の金型と前記第２の金型との間の箇所に前記ガラス板を移送するための横方向に移動可能なシャトル装置を更に備え、かつ前記コンベアから前記シャトル装置上への前記ガラス板のピックアップ位置が、前記金型の少なくとも一方の金型の位置に基づいて調整可能であることを特徴とする金型装置。
12. 請求項１１に記載の金型装置において、前記シャトル装置が上型を備えることを特徴とする金型装置。
13. ガラス板を成形するための金型装置において、前記金型装置が、
    主フレーム構造と、
    前記主フレーム構造により支持された上型構成であって、前記上型構成が、上下方向に移動可能な上型と、前記上型に接続されたガイドフレームとを含み、前記ガイドフレームが、前記主フレーム構造に対して上下方向に移動可能である第１の細長いガイド支柱および第２の細長いガイド支柱を含み、前記第１のガイド支柱は、前記上型を含む前記上型構成の一部分が熱にさらされたときに前記第１のガイド支柱が横方向のいかなる方向にも移動するのが阻止されるように前記主フレーム構造により案内可能であり、ならびに前記第２のガイド支柱は、前記上型構成の前記部分が熱にさらされたときに前記第２のガイド支柱が横方向の対向する２つの方向に移動するのが阻止されるように、かつ前記上型構成の熱膨張に起因して前記第２のガイド支柱が前記第１のガイド支柱から離れるように横方向に移動し得るように前記主フレーム構造により案内可能である、前記上型構成と、
    下型と、前記下型が支持フレームに対して横方向に移動可能であるように前記下型を支持する前記支持フレームとを含む下型構成と、
    前記下型が前記上型と十分に嵌合するのに好適な位置にあるかどうかを判断するために前記下型の位置を検知するための少なくとも１つのセンサとを備え、
    前記下型の前記検知位置に基づいて前記上型と前記下型が十分に嵌合しないと判断された場合には、前記下型が、使用中に発生し得る熱膨張を考慮に入れるために、前記上型と十分に嵌合するように前記支持フレームに対して横方向に調整可能であることを特徴とする金型装置。
14. 請求項１３に記載の金型装置において、コンベアから前記ガラス板をピックアップして前記上型と前記下型との間の箇所に前記ガラス板を移送するための横方向に移動可能なシャトル装置を更に備え、かつ前記コンベアから前記シャトル装置上への前記ガラス板のピックアップ位置が、前記上型と前記下型の少なくとも一方の位置に基づいて調整可能であることを特徴とする金型装置。
15. 請求項１４に記載の金型装置において、前記上型が前記下型と嵌合した後の前記上型の位置を決定して、前記上型の前記位置に基づいて前記コンベアから前記シャトル装置上への前記ガラス板の前記ピックアップ位置を調整するように構成された制御装置を更に備えることを特徴とする金型装置。
16. 請求項１３に記載の金型装置において、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられた第１の断熱ケースおよび第２の断熱ケースとを更に備え、前記ハウジングと、前記第１の断熱ケースおよび前記第２の断熱ケースは、前記上型構成の前記部分が内部に位置決めされる加熱室を画定し、ならびに前記第１のガイド支柱および前記第２のガイド支柱は、前記第１のガイド支柱が前記第１の断熱ケースの頂部分および底部分を貫通して移動可能に突出し、かつ前記第２のガイド支柱が前記第２の断熱ケースの頂部分および底部分を貫通して移動可能に突出するように、前記第１の断熱ケースおよび前記第２の断熱ケース内にそれぞれ部分的に包囲されることを特徴とする金型装置。
17. 請求項１３に記載の金型装置において、前記上型構成の前記部分および前記下型が内部に位置決めされる加熱室を更に備え、前記下型構成が、前記下型に接続されたフレームと、前記フレームおよび前記下型が前記支持フレームに対して横方向に移動することを可能にするための、前記フレームと前記支持フレームとの間に位置決めされた１つまたは複数の軸受とを更に含み、かつ前記１つまたは複数の軸受が前記加熱室の外側に位置決めされることを特徴とする金型装置。
18. ガラス板を曲げ加工するための金型装置を動作させる方法において、前記金型装置が、主フレーム構造と、前記主フレーム構造により支持されるとともに、上下方向に移動可能な第１の金型と、前記第１の金型に接続されたガイドフレームとを含む第１の金型構成と、第２の金型と、前記第２の金型を支持する支持フレームとを含む第２の金型構成とを含み、前記方法が、
    前記第１の金型および前記第２の金型が熱にさらされたときに一方の金型が他方の金型と十分に嵌合するのに好適な位置にあるかどうかを判断するために前記第１の金型および前記第２の金型の一方の金型の位置を検知することと、
    前記一方の金型の前記検知位置に基づいて前記第１の金型および前記第２の金型が十分に嵌合しないと判断された場合には、前記第２の金型が前記第１の金型と十分に嵌合するように前記第２の金型を前記支持フレームに対して横方向に調整すること、または前記第１の金型および前記第２の金型が十分に嵌合しないとの表示を与えることとを含み、
    前記第１の金型構成の前記ガイドフレームが、前記主フレーム構造に対して上下方向に移動可能である第１のガイド部材および第２のガイド部材を含み、前記第１のガイド部材は、前記第１の金型を含む前記第１の金型構成の一部分が熱にさらされたときに前記第１のガイド部材が横方向のいかなる方向にも移動するのが阻止されるように前記主フレーム構造により案内可能であり、かつ前記第２のガイド部材は、前記第１の金型構成の熱膨張に起因して前記第２のガイド部材が前記第１のガイド部材から離れるように横方向に移動し得るように前記主フレーム構造により案内可能であることを特徴とする方法。
19. 請求項１８に記載の方法において、前記第２のガイド部材は、前記第１の金型構成の前記部分が熱にさらされたときに前記第２のガイド部材が横方向の対向する２つの方向に移動するのが阻止されるように前記主フレーム構造により案内可能であることを特徴とする方法。
20. 請求項１８に記載の方法において、前記金型装置が、コンベアから前記ガラス板をピックアップして前記第１の金型と前記第２の金型との間の箇所に前記ガラス板を移送するための横方向に移動可能なシャトル装置を更に備え、かつ前記方法が、前記第１の金型および前記第２の金型の少なくとも一方の金型の位置に基づいて前記コンベアから前記シャトル装置上への前記ガラス板のピックアップ位置を調整することを更に含むことを特徴とする方法。
21. 請求項２０に記載の方法において、前記シャトル装置が上型を備えることを特徴とする方法。
22. 請求項２０に記載の方法において、前記第１の金型が上型でありかつ前記第２の金型が下型であり、かつ前記第１の金型および前記第２の金型の一方の金型の位置を検出することが前記下型の位置を検出することを含み、前記方法は、前記上型が前記下型と嵌合した後の前記上型の位置を決定することを更に含み、ならびに前記ガラス板の前記ピックアップ位置を調整することが前記上型の前記決定された位置に基づくことを特徴とする方法。
23. ガラス板を曲げ加工するための金型装置を動作させる方法において、前記金型装置が、主フレーム構造と、前記主フレーム構造により支持されるとともに、上下方向に移動可能な第１の金型と、前記第１の金型に接続されたガイドフレームとを含む第１の金型構成と、第２の金型と、前記第２の金型を支持する支持フレームとを含む第２の金型構成とを含み、前記方法が、
    前記第１の金型構成の一部分が熱にさらされたときに前記第１の金型構成の熱膨張に起因した前記第１の金型の横方向の移動を可能にすることと、
    前記第２の金型が前記第１の金型と十分に嵌合するように、前記第１の金型と前記第２の金型とを合わせる前に、前記支持フレームに対する前記第２の金型の位置を調整することとを含み、
    前記第１の金型構成の前記ガイドフレームが、前記主フレーム構造に対して上下方向に移動可能である第１のガイド部材および第２のガイド部材を含み、前記第１のガイド部材は、前記第１の金型を含む前記第１の金型構成の一部分が熱にさらされたときに前記第１のガイド部材が横方向のいかなる方向にも移動するのが阻止されるように前記主フレーム構造により案内可能であり、かつ前記第２のガイド部材は、前記第１の金型構成の熱膨張に起因して前記第２のガイド部材が前記第１のガイド部材から離れるように横方向に移動し得るように前記主フレーム構造により案内可能であることを特徴とする方法。
24. 請求項２３に記載の方法において、前記金型装置が、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられた第１の断熱ケースおよび第２の断熱ケースとを更に備え、前記ハウジングと、前記第１の断熱ケースおよび前記第２の断熱ケースは、前記第１の金型構成の前記部分が内部に位置決めされる加熱室を画定し、ならびに前記第１のガイド部材および前記第２のガイド部材は、前記第１のガイド部材が前記第１の断熱ケースの頂部分および底部分を貫通して移動可能に突出し、かつ前記第２のガイド部材が前記第２の断熱ケースの頂部分および底部分を貫通して移動可能に突出するように、前記第１の断熱ケースおよび前記第２の断熱ケース内にそれぞれ部分的に包囲されることを特徴とする方法。
25. 請求項２３に記載の方法において、前記金型装置は、前記第１の金型構成の前記部分および前記第２の金型構成の前記第２の金型が内部に位置決めされる加熱室を更に備え、前記第２の金型構成が、前記第２の金型に接続されたフレームと、前記フレームおよび前記第２の金型が前記支持フレームに対して横方向に移動することを可能にするための、前記フレームと前記支持フレームとの間に位置決めされた１つまたは複数の軸受とを更に含み、かつ前記１つまたは複数の軸受が前記加熱室の外側に位置決めされることを特徴とする方法。
26. 請求項２３に記載の方法において、前記第２の金型が前記第１の金型と十分に嵌合するのに好適な位置にあると制御システムが判断するまで前記金型装置の動作を停止することを更に含むことを特徴とする方法。

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