JPH07144925A - ガラス製品の圧縮成形方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス製品の圧縮成形方法および装置におい
て、製品を経済的に正確に製造することができるように
する。 【構成】 第１の移送手段10に把持された型Ｍにゴブ供
給手段２から溶融ガラスＧが充填される。移送手段10は
溶融ガラスＧが充填された型Ｍを成形台20のアンビル22
に移送し、ここで雄型成形部材36を型Ｍ内に移動させて
所定形状の製品が成形される。次いで第２の移送手段38
が成形された製品を有する型Ｍを冷却台48に移送し、こ
こで製品が冷却される。移送手段38は型Ｍを冷却台48か
ら取り除き、製品を型Ｍから取り外すために型Ｍを反転
する。型Ｍは成形台20に戻され、ここで第１の移送手段
10が再度型Ｍを反転する。空になった型Ｍは新たな溶融
ガラスのゴブを充填するためにゴブ供給手段２に戻され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス製品圧縮成形方
法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガラス製品は溶融ガラスを適切な
形状に成形し、製品を冷却してガラスの固体にすること
により製造されている。このような製造方法では、米国
特許第4,367,087 号、第4,427,431 号に記載されている
ように、吹込成形を行ったりあるいは圧縮成形を行って
溶融ガラスからガラス製品を成形するのが一般的であ
る。

【０００３】通常、びんのようなガラス容器を形成する
時には吹込成形法を用いる。しかしながら、このような
吹込成形の技術は、極めて厳しい寸法公差が要求される
ガラス製品の製造には適していない。例えば、個別レン
ズやヘッドライト光線の焦点を合わせるレンズを複数有
したフロント面からなる自動車用ヘッドランプの場合
は、数千分の１インチの公差内で正確に成形しなければ
ならない。

【０００４】このように正確な成形を要するガラス製品
の場合、米国特許第1,986,449 号および第4,531,961 号
に記載されているような圧縮成形法を用いて成形を行わ
なければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような圧縮成形に
は問題がいくつかある。例えば、滑り台(chute）を用い
てゴブ（gob)を型に移送する場合、ゴブは型の中央で切
断されないことがある。その結果、ゴブを切断したとき
に形成されるせん断跡（shear mark）は、型外の領域に
位置する。これは、圧縮成形後の成形製品の表面の欠陥
の原因となる。

【０００６】さらに、多くのガラス製品は複雑な形をし
ており、そのため圧縮成形方法は複雑になる。例えば、
ヘッドランプの中には５インチ×14インチ（12.7ｃｍ×
26.4ｃｍ）の寸法の矩形レンズを有するものがある。こ
のような長方形の場合、１方向よりも他方向に広く移動
させなくてはならないため圧縮成形が困難になる。ま
た、回転テーブルプレスを用いる場合には固有の問題も
ある。１つは、テーブルを支持している円柱を中心に該
テーブルが回転するのに、成形台はテーブルの縁部に配
されていることである。その結果、雄型成形部材が型に
係合するとテーブルの縁部が変形し、型とプランジャー
とのアライメントが失われてしまう。したがって、型は
均一に成形できない。このように圧縮成形が一様に行わ
れないと、反対に寸法公差および製品の生産速度に悪影
響を与える可能性がある。回転テーブルプレスの他の問
題は、プランジャーがテーブルの外縁部に配されている
ために生じる。このようなプランジャーは、通常一対の
ポストで支持されており、このポストが型の熱を取り除
くようになっている。型の反対側には１つのポスト（回
転テーブルを支持している）しかないため、型の外側か
らより多くの熱が除かれる。このため、圧縮成形台の温
度が変化して圧縮成形品が変形し、その結果、正確な圧
縮成形および十分な生産速度が損われてしまう。

【０００７】成形問題に加えて、回転テーブル圧縮成形
の経済的問題がある。すなわち、回転テーブル圧縮成形
装置は比較的大型で、そのため資金および作業コストの
点で極めて高価なものである。したがって生産量が少な
い（例えば、試運転あるいは少量の生産）ときは、回転
テーブル圧縮成形装置のコストが極めて高くなる。した
がって、従来、回転テーブル圧縮成形装置を使用してい
る工場は、少量のオーダーを経済的に埋め合せる力がな
いため、事業に失敗していた。

【０００８】上記事情に鑑み、本願発明の目的は上述し
た従来の圧縮成形方法の欠点を改良し、正確なガラス製
品を成形する方法および装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明による圧縮成形
方法の１つは、成形可能な材料を充填する雌型を供給し
て製品を成形する方法に関するものである。この型を成
形台まで移動し、型と雄型成形部材が直線に並ぶ位置で
固定アルビン上に配置する。雄型成形部材を型の中まで
挿入して所望の形の製品を成形し、その後型から外す。
次いで型を冷却台まで移動し、ここで成形製品を一旦冷
却して製品を型から取り外す。

【００１０】また、本願発明による他の圧縮成形方法
は、型を供給し、第１の位置において前記型の内部に成
形可能な材料を注入し、この型を成形台まで３次元的に
移動することにより製品を成形する方法に関するもので
ある。その後材料は成形台において所望形状の製品に成
形され、第２の位置まで移動する。型が第２の位置に配
置されると、製品が型から取り外され、この型は第１の
位置へ戻り、上記作業が繰り返される。

【００１１】さらに、本願発明は固定成形台の型の内部
で製品を成形し、型の内部で成形された製品を固定成形
台から冷却台まで移動して成形品を冷却する方法に関す
るものである。成形品は冷却台で冷却され、その後型か
ら取り外される。次いで、空になった型は型搬送台まで
戻り、逆さまになって型内に残っているガラス片を取り
除く。空になった型を元に戻して上記作業を繰り返す。

【００１２】また、本願発明による他の圧縮成形方法
は、成形可能な材料を型の内部に注入し、型の内部で所
望形状の製品に成形する製品成形方法に関するものであ
る。材料を型の内部に注入している間あるいは注入後に
型を動かして材料を型のキャビティーの中へ分散させ
る。注入期間中に注入中の材料の移動方向を横断するよ
うな方向に型を移動するのが好ましい。このような横断
方向の移動に加えて、成形可能な材料を注入している間
に、型を垂直方向、好ましくは下方に移動する。下方へ
移動させることにより、切断前にゴブが引き延ばされ、
これにより最終製品の切断跡が小さくなる。

【００１３】さらに、本願発明は型の温度を制御して製
品を成形する方法に関するものである。この方法では、
まず第１の位置で、予め所定温度に保たれた雌型に成形
可能な材料を注入する。成形可能な材料が注入された型
は成形台まで移動し、ここで前記材料は成形製品に加工
される。次いで、型を冷却台まで移動し、ここで成形品
を冷却する。成形品が型から取り外されると、型は第１
の位置まで戻り、ここでさらに成形可能な材料が型に注
入される。雌型の温度は成形品を取り外した後に測定
し、冷却台での成形品の冷却は測定温度に基づいて制御
されるため、第１の位置での型の温度は予め設定した温
度となる。さらに、成形台の雄型成形部材に、この部材
の加熱または冷却する熱媒液が循環する流路を設ければ
一層の温度の制御を行うことができる。また、とくに上
記方法の開始時点に、誘導加熱コイルを雌型の近くに設
けて雌型を暖めるのが望ましい。

【００１４】さらに、本願発明は上記説明および前に記
載されている請求の範囲から明らかな方法および態様を
実施するのに適したガラス製品の圧縮成形方法および装
置に関するものである。

【００１５】

【作用および発明の効果】本願発明によるガラス製品の
圧縮成形方法および装置は従来の圧縮成形システムに比
べ数多くの作用効果を有している。

【００１６】１つは、固定アンビルを用いて対称的な型
支持プレス(symmetrical force-support press) を利用
することにある。これによりプレスの雄型成形部材およ
び雌型に非対称な力が作用しなくなる。これに対して、
従来の圧縮成形装置に使用されていた回転テーブル装置
はその中心部分が支持されているのに成形は回転テーブ
ルの縁の方で行われる。このような装置では、テーブル
に非対称的な荷重が作用し、プレスに加わる荷重が非対
称になる。上述したように、非対称な荷重は型を変形さ
せる可能性があり、製品は規格の寸法にならず、所望な
生産速度も得られない。本発明の固定アンビルを用いれ
ばこのような問題は起こらなくなる。

【００１７】この他に本願発明が従来の圧縮成形作業よ
り優れている点としては、ゴブ供給手段より分配される
ゴブが移動する経路に対して型を横方向に移動させると
いう利点がある。上述したように、同様の効果を得るた
めに、ゴブ分配ステップの後に型を交互に動かすように
してもよい。このように動かすことにより、より均一
に、かつ、プランジャーの力が少なくても所望形状の成
形品となるようゴブが加圧成形できるようにゴブは型の
内部に拡散する。これは、雌型の形が例えば横長形状の
ように成形中にゴブが適切に広がるのを妨げるような形
の場合はとくに有効である。

【００１８】圧力成形されたガラスの最終的な表面の状
態は成形中の型の温度に大きく依存するため、本願発明
のように正確に型の温度を制御することは極めて有効で
ある。型が冷え過ぎていては成形ガラスに「チル」マー
ク(chill mard)が現れる可能性がある。さらにガラスを
速く冷却し過ぎた場合は、ガラスが破壊してしまう。

【００１９】圧縮成形作業は寸法公差が厳しい製品の生
産に利用されるため、雌型と雄型成形部材との極めて正
確にアライメントされていなくてはならない。本発明に
おいては、表面に歯が形成されたリングを各型の下に設
けてこのようなアラインメントを行っている。アンビル
の上面には、各リングの歯が噛み合い、前記型が雄型成
形部材と正確にアラインメントされるよう上面に同様の
歯が形成された別のリングを取り付けられている。ま
た、このように構成することにより、プレスのアンビル
上に雌型を簡単に位置決めできる。

【００２０】さらに、本発明による圧縮成形方法および
装置は従来のガラス圧縮成形装置よりも自由度が大き
い。従来の圧縮成形装置は、効率的に高い生産速度で作
動するだけで、一定の作動運転で１種類の製品を生産で
きるだけである。これに対し、本発明による圧縮成形方
法および装置は、生産パラメータが大きく変化しても効
率的に作動することが可能である。とくに、本発明によ
る圧縮成形方法および装置は、単一のゴブ分配手段で１
または複数の成形台に溶融ガラスを供給できるように作
動することができる。さらに、装置で処理される型の数
は生産の条件に応じて変化させることができる。単一の
ゴブ供給手段を用いて複数の成形台に溶融ガラスを供給
することにより、各成形台では異なる成形製品を生産す
ることができ、異なる重量のゴブを成形でき、あるいは
単位時間当たりに異なる数の製品を生産することができ
る。プログラム可能なゴブ供給手段やシステム全体の制
御手段（例えばマイクロプロセッサ）を用いることによ
りこのような自由度が得られる。本発明による動作の自
由度は、システムが高い生産速度で作動されていようと
（この場合過度に熱くなる）、低い生産速度で作動され
ていようと（この場合雄型成形部材を暖める必要がある
であろう）、型の温度を正確に制御できる能力を備えて
いるため一層助長される。

【００２１】上記全ての効果に鑑みて、本発明による圧
縮成形方法および装置が従来のガラス圧縮成形システム
よりもはるかに優れていることは明らかである。

【００２２】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
詳細に説明する。

【００２３】図１は、本発明によるガラス製品圧縮成形
システムの斜視図である。図１に示すように、本発明に
おけるガラス製品圧縮成形システムは、溶融ガラスがノ
ズル６を通ってゴブ撹拌機（dispenser)４から排出され
るゴブ供給手段２を有する。ゴブＧは移動カッター８に
より矢印Ｄ方向に切断される。ゴブＧが切断されると、
カッター８は矢印Ｄとは反対方向へ移動する。

【００２４】また、本システムは、型Ｍをゴブ供給手段
２から成形台20に移動するためのロボット移送手段10を
有する。ロボット移送手段10はグリッパコネクタ14に接
続されるアーム12を有する。グリッパコネクタ14からは
グリッパ16，18が延在している。成形台20には上面24を
有するアンビル22が設けられている。柱26，28がアンビ
ル22の上面24から横部材30を支持するために上方に延び
ている。柱26，28の先端のキャップ31が横部材30を所定
位置に保持する。駆動ユニット32が横部材30に支持され
ており、成形位置ＭＰに移動したときに型Ｍ中で製品を
成形するために、ラム34、雄型成形部材36および圧縮リ
ング37を矢印Ｃに示す方向に沿って下方に移動させる。
雄型成形部材36は、この位置において溶融ガラスが型Ｍ
内で十分に冷却されて雄型成形部材36と型Ｍとにより形
づけられる形状に保たれるまでガラスと型Ｍとに接触し
続ける。雄型成形部材36、プレスリング37およびラム34
はその後駆動ユニット32により矢印Ｃとは反対の方向に
移動される。駆動ユニット32は、必要とされる力の大き
さにより電気的に、空気圧により、あるいは水圧により
作動される。

【００２５】また、本発明によるシステムにはグリッパ
コネクタ42に接続されたアーム40を有するロボット移送
手段38が設けられている。グリッパコネクタ42からはグ
リッパ44，46が延びている。ロボット移送手段38は、成
形台20上の成形位置から冷却台48上の冷却台位置ＣＳＰ
４へ型Ｍを移動する。さらに、ロボット移送手段38は冷
却された空の型Ｍを冷却台位置ＣＳＰ４から型反転グリ
ッパ45に移動する。

【００２６】反転グリッパ45はロボット移送手段38のグ
リッパ44から型Ｍを取り外し、型Ｍ内の残留したガラス
片が取り除かれるように型Ｍを反転する。型移送位置Ｍ
ＴＰにおいて、ロボット移送手段10のグリッパ18が反転
された空の型Ｍをグリッパ45から受け取る。

【００２７】冷却台48は回転冷却テーブル52が載置され
る支持台50を有する。冷却テーブル52は、冷却テーブル
52上の型Ｍが従来の機構により冷却台位置ＣＳＰ１から
ＣＳＰ２，ＣＳＰ３，ＣＳＰ４へと順次移動されるよう
に矢印Ａ方向に回転する。なお、ここで本実施例におい
ては４つの冷却台位置が設けられているが、この数は増
減させていくつにしてもよいものである。型Ｍがこの経
路に沿って動くにつれて、型Ｍの温度はどんどん下がっ
ていく。冷却台位置ＣＳＰ４において、真空源（図示せ
ず）に接続された従来の真空取出管（図示せず）が型Ｍ
内の成形された製品に接触するように下げられる。取出
管に作用する負圧により製品が型Ｍから分離される。次
いで製品は取出管により例えばコンベアベルトのような
適切な製品移送手段（図示せず）に移動される。空にな
った型Ｍはその後移送手段38のグリッパ44により冷却台
位置ＣＳＰ１の冷却テーブル52から取り除かれる。

【００２８】移送手段38は、一端が基部74に、他端がピ
ボット75に取り付けられたサポート78を有する。コネク
タ76は一端がピボット75に接続され他端がピボット77に
接続されている。ピボット77にはアーム40が延びるショ
ルダ79が設けられている。

【００２９】型Ｍ内の材料が型成形位置ＭＰにおいて雄
型成形部材36により成形されると、型Ｍはグリッパ46に
把持されて冷却台位置ＣＳＰ１に運ばれて離される。そ
の後グリッパ44は冷却台位置ＣＳＰ４において型Ｍを把
持して冷却台52から型Ｍを取り除く。次いでグリッパ44
に把持された型Ｍはロボット移送手段38のアーム40によ
り型移送位置ＭＴＰに進められる。型移送位置ＭＴＰに
おいて、型Ｍはグリッパ45に把持されグリッパ44から離
される。次いでグリッパ45は残留しているガラス辺を型
Ｍから取り除くために型Ｍを180 度反転する。その後型
Ｍはグリッパ45からロボット移送手段10のグリッパ16あ
るいはグリッパ18へ移動する用意がされる。その間ロボ
ット移送手段38は成形された材料が入った他の型Ｍを型
成形位置ＭＰから取り除く用意がされる。

【００３０】図２は図１に示すシステムを上から見た図
である。図２に示すように、ロボット移送手段10のグリ
ッパ16またはグリッパ18は、両方共ではないが型Ｍを所
定時間把持する。同様にロボット移送手段38のグリッパ
46，48のいずれか１つのみが型Ｍを所定時間把持する。
このような型の把持は、グリッパ16の指16ａ，16ｂによ
り、グリッパ18の指18ａ，18ｂにより、グリッパ46の指
46ａ，46ｂにより、そしてグリッパ48の指48ａ，48ｂに
よりなされる。その結果、型Ｍが型充填位置ＭＦＰに置
かれると、グリッパ16の指16ａ，16ｂには型が把持され
るがグリッパ18の指18ａ，18ｂには何も把持されない。
同様に、型Ｍが成形位置ＭＰに置かれるとグリッパ16の
指16ａ，16ｂが型Ｍを把持するが、グリッパ18の指18
ａ，18ｂは、型移送位置ＭＴＰにおいて型Ｍがグリッパ
45に把持されているときに型Ｍを把持はしないが取り囲
む。一方、ロボット移送手段38のグリッパ44，46は、図
２に示すように型Ｍが型移動位置ＭＴＰに置かれるとグ
リッパ44の指44ａ，44ｂが型Ｍを把持する。これと同様
にグリッパ46の指46ａ，46ｂが型成形位置ＭＰにおいて
型Ｍを把持はしないが取り囲む。

【００３１】図１および図２に示すように、ロボット移
送手段38は型の反転に寄与しない。このためグリッパ46
は、成形された製品を有する型Ｍを常に上面24の型成形
位置ＭＰから把持し、冷却テーブル52の冷却台位置ＣＳ
Ｐ１へ移送する。同様にロボット移送手段38のグリッパ
44は冷却台位置ＣＳＰ４における冷却された空の型Ｍを
常に把持し、型Ｍが反転グリッパ45により把持される型
移送位置に型Ｍを移動する。

【００３２】図３は、図１に示すシステムのゴブ供給手
段２と成形台20との間の移送手段の動きを表す図であ
る。図３に示すように、ロボット移送手段10はアーム12
が位置ＡＦＰにいるときの位置（実線で示す）から位置
ＡＬＰ（破線で示す）にいるときの位置まで移動され
る。このような移動はロボット移送手段10の構成要素の
作動により行われる。このような構成要素は基台54と、
一方が基台54に取り付けられ、他方がピボット58に接続
されたコネクタサポート56とからなる。コネクタ60は一
端がピボット58に接続する一方で、他端がピボット62に
接続する。ピボット62にはアーム12が延びるショルダ64
が設けられている。

【００３３】成形可能なガラスのゴブを受け取るため
に、型Ｍがゴブ供給手段２から排出される溶融ガラスを
受け取ることができるように、ロボット移送手段10は位
置ＡＬＰ（破線で示す）に移動される。とくに詳細に
は、ロボット移送手段10のグリッパ16が撹拌機４から溶
融ガラスのゴブを受け取る適切な位置に型Ｍを保持す
る。撹拌機４内の溶融ガラスはノズル６を通りカッタ８
により切断され、型充填位置ＭＦＰにおいて型Ｍ内にゴ
ブとして落とされる。好ましくは、ロボット移送手段10
はガラスゴブを型Ｍ内に平らに分配するために用いられ
る。これは様々な技術によりなされる。例えば、充填中
に型Ｍが矢印１に示すゴブの通路に対して横方向に移動
され、これによりゴブが型Ｍの型のくぼみに接触するに
つれてゴブは型Ｍ内に平坦に供給される。また、例えば
型Ｍの適切な横方向の動きにより、ゴブの先端が型Ｍの
一端に置かれその一方でゴブの後端が型Ｍの他端に置か
れる。

【００３４】ゴブを型Ｍ内に正確に供給する他の方法と
しては、ゴブの充填中に型Ｍを傾ける方法が挙げられ
る。この方法は、例えばガラスのゴブが（重力により）
中へ流れ込むような深いくぼみが形成された複雑な形状
の部品の場合に特に有効である。型Ｍを傾けることによ
ってそのようなくぼみへ同時にゴブが流入することが防
止される。

【００３５】型内にゴブを供給する第３の方法として
は、ゴブを入れている最中あるいは入れ終った後に型を
適切に移動させて遠心力を起こすことによる方法が挙げ
られる。このような遠心力は、比較的早い横方向の動
き、あるいは型Ｍを型成形位置ＭＦＳへ移送する際のロ
ボット移送手段10の動きにより得られ、またはそのよう
な遠心力は超音波の技術によって得られる。したがっ
て、そのような遠心力は型がコブ手段２から成形手段20
に移動する間にも得られる。

【００３６】さらに、型充填位置ＭＦＰにおいて充填中
に型Ｍが垂直方向に動かされることが好ましい。これに
よりゴブが延ばされる。したがって、ゴブが切断される
とせん断による切断跡が小さくなる。

【００３７】型充填位置ＭＦＰにおいて型Ｍに一旦ゴブ
が充填されると、ロボット移送手段10はアーム12が位置
ＡＦＰにある図３に示す実線の位置へ移動される。次い
でグリッパ16が型Ｍを型成形位置ＭＰに位置せしめ、型
Ｍを放す。次いで、型移送位置ＭＴＰの破線で示すよう
にグリッパ18（グリッパ16ではない）が反転グリッパ45
に把持された反転された空の型Ｍを把持する。その後ロ
ボット移送手段10が空の型Ｍを再度反転して、アーム12
が位置ＡＬＰにある破線で示す位置に型Ｍを戻す。この
ときだけグリッパ18は溶融ガラスのゴブを受け取る位置
に型Ｍを保持する。アーム12が位置ＡＦＰから移動する
と、ラム４、圧縮リング37および雄型成形部材36は、型
成形位置ＭＰにおいて型Ｍ内で成形製品を製造するため
に矢印Ｃで示す経路に沿って下方へ進む。

【００３８】反転された型Ｍを再度反転するために、ロ
ボット移送手段10がアーム12を位置ＡＦＰから位置ＡＬ
Ｐに移動している間にグリッパ18に把持された型が反転
され、型充填位置ＭＦＰに位置せしめられるように、グ
リッパ18は矢印Ｆに示す経路に沿って180 度回転する。
位置ＭＦＰにおいて、型Ｍは上述したように溶融ガラス
のゴブが充填される。

【００３９】図３に示すように、雄型成形部材36の温度
は、熱移送流体を雄型成形部材36内の流路（図示せず）
へ入る入口ライン66および出口ライン68を通して流すこ
とにより制御される。通常の作動状態、とくに高い生産
速度の場合においては、冷却流体を入口ライン66、出口
ライン68および雄型成形部材36内の流路を通して流す必
要があるであろう。これにより雄型成形部材36は冷却さ
れ、型成形位置ＭＰにおける型Ｍ、同様に型Ｍ内の材料
が過度に熱せられることが防止される。作動開始時ある
いは生産速度が低いときは雄型成形部材36内の流路と同
様にライン66，68を通じて熱流体を流す必要がある。適
切な冷却流体の例としては、冷やした水、空気および熱
伝達油が挙げられる。適切な雄型成形部材36および圧縮
リング37としては例えば、ニューヨーク州バッファロー
のモコン・ディビィジョン・オヴ・プロテクティブ・ク
ロージャー株式会社製のものが挙げられる。

【００４０】本発明の他の様式としては、図３に示すよ
うに独立して駆動される圧縮リング37が雄型成形部材36
を取り囲み、雄型成形部材36と結合して用いられている
ものが挙げられる。雄型成形部材36と圧縮リング37と
は、典型的には一緒に移動するが独立して駆動される。
雄型成形部材36のように、このリング37は熱伝達流体が
循環する流路が設けられる。

【００４１】作動開始時においては、型Ｍの温度を溶融
ガラスのゴブを充填し、型Ｍ内のゴブを成形するのに適
した温度まで上げる必要がある。好ましくは、この加熱
は、型の温度を所定レベルまで上げるのに十分な時間、
システムの型にインダクション熱コイルを隣接させるこ
とにより行えばよい。また、それぞれに入口ライン66お
よび出口ライン68を通じて熱流体を循環させることによ
り行ってもよい。

【００４２】また、図３に示すように、型Ｍは、型Ｍの
底に設けられた下方を向いた歯に対応するさらに上を向
いた歯を有するリング70をアンビル22の上面24に設ける
ことにより雄型成形部材36に関して固定して整列され
る。これについて図４に詳細に示す。図４は製造の続き
を表す図であり、上述した金型を用いるものである。

【００４３】図４に示すように、成形ガラスに適した材
料（例えば鋳鉄またはステンレススチール）から成形さ
れたブロックＭＢが、歯ＭＴを有する成形リングＭＲに
接続される。次いで適切な外側形状および型のくぼみＭ
Ｃが型Ｍを形成するために切削工具Ｔにより形成され
る。使用の際、型Ｍ、リングＭＲの歯ＭＴが、表面に必
須のリング70の歯72と係合するように位置せしめられ
る。次いで、ラム34と雄型成形部材36が、型Ｍ内に成形
された製品を製造するために矢印Ｃに示す経路に沿って
進められる。リングＭＲの歯ＭＴをリング70の歯72に係
合させることにより、くぼみＭＣ内の成形製品の寸法公
差が小さくなるように型Ｍは雄型成形部材36の移動経路
を固定して整列される。このような成形動作のために型
Ｍを繰り返し使用した後は、型は摩耗し正確な製品を製
造することにはもはや適さなくなる。したがって、型Ｍ
は捨てられるが、リングＭＲは新たなブロックＭＢから
成形される型とともに再利用される。

【００４４】図２および図５〜図９は図１に示すシステ
ムを上から見た図であり、本発明の実施例によるロボッ
ト移送手段10，38の移動の続きを表す図である。

【００４５】図２に示すように、ロボット移送手段10は
溶融ガラスのゴブがゴブ供給手段２からまさに移動しよ
うとしている型充填位置ＭＦＰにおいて型Ｍをグリッパ
16内に保持する。このとき、グリッパ18は型Ｍを保持し
ていない。一方、ロボット移送手段38は、成形台20にお
いて成形されたばかりの型Ｍがまさにグリッパ46に把持
されるように位置せしめられる。グリッパ44は空の型Ｍ
を保持し、この空の型Ｍをまさに反転グリッパ45に移送
しようとしている。

【００４６】図５において、ロボット移送手段10のグリ
ッパ16に保持された型Ｍは型充填位置ＭＦＰから溶融ガ
ラスのゴブを受け取る。グリッパ18は型Ｍを保持してい
ない。ロボット移送手段38のグリッパ46は型Ｍを冷却台
48へ移送するために成形手段から型Ｍを把持する。グリ
ッパ44は図２に示すように把持されていた型Ｍを放し、
この型Ｍはグリッパ45に把持される。

【００４７】図６に示すように、ロボット移送手段10の
グリッパ16は型Ｍを成形台へ移送中であり、型Ｍ内には
成形可能なガラスのゴブが入っている。このようにする
ために、アーム12は下方に回転し、方向を示す矢印に示
すように、アンビル22の上面24に向けて外方へ延びる一
方で、同時にグリッパコネクタ14が反時計回りに回転
し、これによりグリッパ16により型Ｍを成形台20におけ
るアンビル22の上面24に正確に位置せしめることができ
る。好ましくは、これらの動きは１回の流動的な動きに
より行われる。同時にロボット移送手段38のグリッパ46
は、型Ｍを成形位置20から回転冷却テーブル52へ冷却の
ために移動する。このようにするために、ロボット移送
手段38のグリッパ46はまずアンビル22が邪魔にならない
ように十分に移動される。次いで、移動方向を表す矢印
に示すように、アーム40の適切な収縮およびグリッパコ
ネクタ42の適切な回転により、型Ｍは冷却テーブル52の
冷却台ＣＳＰ１へ移動し、ここでグリッパ46は冷却テー
ブル52上に型Ｍを下げる。次いで型Ｍは種々の冷却台Ｃ
ＳＰ１，ＣＳＰ２，ＣＳＰ３およびＣＳＰ４を通って回
転する。冷却台ＣＳＰ４において、型Ｍは成形された物
体を取り外すことができるほど十分に冷却され、ここで
真空取外管（図示せず）を用いて型から成形製品が取り
外される。一方、反転グリッパ45は把持している空の型
の２分の１回転（すなわち90度）の回転を行う。

【００４８】図７に示すように、ロボット移送手段10の
グリッパ16は、溶融ガラスのゴブを有する型Ｍを成形台
へ移動させ、まさに型を放そうとしている。ロボット移
送手段38のグリッパ46は、型を移送して回転に冷却テー
ブル52上におろしている。真空取外管（図示せず）が、
冷却テーブル52の冷却台ＣＳＰ４において型から成形製
品を取り外し、ロボット移送手段38のグリッパ44は冷却
テーブル52の冷却台ＣＳＰ４から空の型を把持するため
に所定位置に位置せしめられる。反転グリッパ45が保持
している型の180 度のフル回転を行い、この型をロボッ
ト移送手段10のグリッパ18へ移動する用意がなされる。

【００４９】図８に示すように、ロボット移送手段10の
グリッパ16はその型Ｍを離し、今成形台20において成形
を行う位置にある。ロボット移送手段38のグリッパ46は
冷却テーブルの位置ＣＳＰ１において型Ｍを離し、ロボ
ット移送手段38のグリッパ44は、反転グリッパ45に移送
するために、冷却テーブル52の位置ＣＳＰ４に位置して
いる冷却されたばかりの空の型Ｍを取り外す。反転グリ
ッパ45は、その後のつかみ動作とゴブ手段２の移動のた
めに反転されたばかりの型Ｍを再度反転してロボット移
送手段10のグリッパ18に移動する。

【００５０】図９に示すように、成形台20の型Ｍは圧縮
されている（図示せず）。ロボット移送手段38のグリッ
パ44は反転グリッパ45に示す経路に沿って空の型を移動
している。ロボット移送手段38のグリッパ46および反転
グリッパ45は双方とも何も把持していない。ロボット移
送手段38のグリッパ18は型を反転し、矢印に示すように
正確に反転された型をゴブ手段２に移動する。図２およ
び図５から図９に示す結果が繰り返される。

【００５１】図10は図１に示す冷却手段の例を表す図で
ある。冷却手段48において、管94内のガスは、ガスが管
92を通る冷却剤により間接的に冷却される熱変換器90を
通っている。冷却されたガスは次いでブローワ88により
供給ライン100 を通って移動される。冷却手段48におい
て、供給ライン100 は冷却台位置ＣＳＰ１〜ＣＳＰ４に
それぞれ通じる通路96ａ〜96ｄに分岐している。各通路
96ａ〜96ｄは各々対応する冷却台位置ＣＳＰ１〜ＣＳＰ
４に流れる冷却ガスの流量を調整するために各々１つの
バルブ98を有している。これらバルブの作動は、各バル
ブに通じる制御ライン86を有する制御手段84によってな
される。制御手段84は、成形された製品が取り外された
後の冷却台位置における型の温度の読取結果に応答して
作動する。これらの温度の値は熱電温度計（パイロメー
タ）80により検出され、制御ライン82を通じて制御手段
84に伝達される。このようにして、冷却手段48に置かれ
た型Ｍの温度が維持され、その結果、型充填位置ＭＦＰ
に戻されたときの型Ｍの温度が溶融ガラスのゴブを受け
取るのに適した温度となる。熱電温度計80は、このよう
に継続的に型Ｍの温度データを制御ライン82を通じて制
御手段84に送り、制御手段84はこの温度情報を冷却手段
48の冷却位置ＣＳＰ１〜ＣＳＰ４におけるガスの流量を
制御するために利用するようにプログラムされている。
その後、冷却された成形製品は真空取出管（図示せず）
により取り出される。

【００５２】図11および図12は、形成台20の好ましい実
施例を表す図である。図11は形成台20の斜視図を、図12
は本発明の理解を容易にするための形成台20の一部断面
図である。図11に示すように形成台20には上面24を有す
るアンビル22が設けられている。アンビル22は一端が柱
26，28に支持される支持ばり102 により支持されてい
る。雄型成形部材36を支持する横部材104 が柱26，28の
それぞれ対応するキー106 ，107 により整列される。横
部材104 は支持されて、駆動ユニット110 ，111により
駆動されるスクリユー108 ，109 の適当な回転により上
下方向に移動する。同様に成形リング37がその柱部分が
柱26，28のキー106 ，107 から間隔をあけて支持されて
おり、スクリュー116 ，117 の適切な回転により上下方
向へ移動する。駆動スクリュー116 は駆動ユニット118
により駆動されるが、駆動スクリュー117 は同様のユニ
ット（図示せず）により駆動される。

【００５３】雄型成形部材36と成形リング37は説明のた
めに図11およ図12においては別々に示してある。しかし
ながら、好ましくは、作動中、成形リング37と雄型成形
部材36とは一緒に上下方向に動く。成形リング37の目的
は、圧縮作動中の型Ｍから溶融ガラスがあふれ出ること
をできる限り防止することにある。図11および図12に示
すように、雄型成形部材36の温度は、管66および管68を
通じて熱伝達流体を適切に循環させることにより制御さ
せる。好ましくは、同様の熱伝達流体ラインが成形リン
グ37を通じて循環するように配される。

【００５４】本発明によるシステムのとくに重要な特性
は、幅広い生産速度でガラス製品を成形できるという自
由度の大きさにある。製造は与えられた時間内で要求さ
れる製造個数に依存するシステムに異なる型を用いるこ
とによって変えられる。このような作動の自由度の大き
さは、ゴブ供給手段２、ロボット移送手段10、冷却手段
48および選択された製造レベルを達成するためのこれら
の構成要素を作動するためのシステム制御手段（図示せ
ず）を設けることにより達成される。このような制御手
段は、従来のようにメモリに種々の製造作動プログラム
を記憶したマイクロプロセッサにより形成される。適切
なマイクロプロセッサの例としてはＩＢＭのコンパティ
ブル インダストリアライズド パーソナル コンピュ
ータが挙げられる。このようなシステムにおける作動制
御を容易なものとするために、本発明によるシステムの
構成要素（すなわち、ゴブ供給手段２、ロボット移送手
段10，38、成形台20、冷却手段48）は、当業者に周知の
技術による制御ラインによってマイクロプロセッサと接
続される。

【００５５】１つのゴブ供給システムに結合した複数の
本発明のシステムを用いることによって製造能力および
自由度を大きくすることかできる。

【００５６】このようなシステムにおいては、ゴブ供給
手段２が異なるゴブを供給する指示を与えるようにプロ
グラムされることが望ましい。プログラム可能はゴブ供
給手段は、商業上ＢＨＦあるいはハートフォードエンパ
イアが利用できる。プログラム可能なゴブ供給手段を用
いることにより、形成台、冷却台および移送手段がそれ
ぞれなる成形品を製造する並列のシステムを構築するこ
とができる。このような製品は異なる重量を有すること
ができ、各システムは単位時間当り異なる数の製品を製
造することができる。この能力は従来の圧縮成形と比べ
て大きな自由度を与えるものである。

【００５７】各手段間のロボットの動きを容易にするた
めに、異なる手段間の距離をできる限り等しくする。例
えば、図１に示すように、グリッパ46が型成形位置ＭＰ
から型を取り上げ型をＣＳＰ１へ移動するとき、ごくわ
ずかであるがアーム40を伸長させる必要があり、ごくわ
ずかであるがグリッパコネクタ42を最小限回転させる必
要があるようにロボット移送手段38と冷却手段48は位置
せしめられている。同時に、グリッパ44は冷却台位置Ｃ
ＳＰ４から型Ｍを取り外し反転グリッパ45に移送するた
めに正確に位置せしめられる。好ましくは、この移送の
間に冷却台位置ＣＳＰ４と反転グリッパ45との間隔が、
ごくわずかではあるがアーム40を最小限伸長させ、ごく
わずかではあるがグリッパコネクタ42を最小限回転させ
る必要があるようにする。同様に、型充填位置ＭＦＰに
おけるゴブ供給手段２と型成形位置ＭＰにおける型との
間隔が、反転グリッパ45と同様に各手段間を種々の型が
移動する間にアーム12の最小限の延びとロボット移送手
段10のグリッパコネクタ14の最小限の回転が可能なよう
に設計される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガラス製品圧縮成形装置の斜視図

【図２】図１に示す装置の平面図

【図３】図１に示すゴブ排出装置および圧縮成形台をロ
ボット移送手段とともに表す図

【図４】本発明による型の製造および使用の順序を表す
図

【図５】図１に示す装置のロボット移送手段の移動説明
図

【図６】図１に示す装置のロボット移送手段の移動説明
図

【図７】図１に示す装置のロボット移送手段の移動説明
図

【図８】図１に示す装置のロボット移送手段の移動説明
図

【図９】図１に示す装置のロボット移送手段の移動説明
図

【図１０】図１に示す装置の冷却台を表す図

【図１１】本発明による成形台の好ましい実施例を表す
図

【図１２】図11に示す圧縮成形台の一部断面図

【符号の説明】

２ ゴブ供給手段 ４ ゴブ撹拌機 ６ ノズル ８ カッタ 10 ロボット移送手段（第１の移送手段） 12，40 アーム 16，18，44，46，45 グリッパ 20 成形台 22 アンビル 24 アンビル表面 32 駆動ユニット 36 雄型成形部材 37 圧縮リング 38 ロボット移送手段（第２の移送手段） 48 冷却台 Ｍ 型 ＭＦＰ 型充填位置 ＭＰ 型成形位置 ＭＴＰ 型反転位置 ＣＳＰ１，ＣＳＰ２，ＣＳＰ３，ＣＳＰ４ 冷却位置 Ｇ ゴブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード ブルース ピットブラッド アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14840 ハモンズポート ウェスト レイク ロ ード 700

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ａ）型を供給し、 Ｂ）第１の位置において前記型に成形可能な材料を注入
   し、 Ｃ）該材料が注入された型を前記第１の位置から固定成
   形台に移動し、 Ｄ）該成形台において前記材料を所望形状の製品に成型
   し、 Ｅ）該型を第２の位置に移動し、 Ｆ）該型が該第２の位置に設置された後、該型から前記
   製品を取り外し、 Ｇ）該型を前記第１の位置に移動することを特徴とする
   ガラス製品の圧縮成形方法。
2. 【請求項２】 前記型の前記第１の位置から前記成形台
   への移動を、３次元軌道に沿って行うことを特徴とする
   請求項１記載の圧縮成形方法。
3. 【請求項３】 前記ステップＢ）からＧ）を所望とする
   回数繰り返すことを特徴とする請求項１または２記載の
   圧縮成形方法。
4. 【請求項４】 前記型が雌型であり、該型が前記成形台
   に固定されたアンビル上に位置せしめられ、ここで製品
   を成形するために該型に出し入れされる雄型成形部材と
   整列され、その後前記製品を有する型が冷却台に移動さ
   れて冷却され、その後前記型から前記製品が取り外され
   ることを特徴とする請求項１、２または３記載の圧縮成
   形方法。
5. 【請求項５】 前記製品を取り外した後に前記型の温度
   を測定し、該型の温度を、前記第１の位置において予め
   選択した温度を有するように所望とする値に調整するこ
   とを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の圧
   縮成形方法。
6. 【請求項６】 前記雄型成形部材に熱移送流体が循環す
   る流路を設け、前記方法が前記雄型成形部材の温度を制
   御するために前記流路内に前記熱伝達流体を循環させる
   ステップをさらに含むことを特徴とする請求項５記載の
   圧縮成形方法。
7. 【請求項７】 前記雌型が、前記成形台において前記製
   品を正確に成形できるように前記雄型成形部材と固定し
   て整列されていることを特徴とする請求項４，５または
   ６記載の圧縮成形方法。
8. 【請求項８】 前記成形可能な材料が溶融ガラスである
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の
   圧縮成形方法。
9. 【請求項９】 前記冷却台が複数の冷却位置を有し、前
   記冷却中に該冷却位置において前記型内の成形された製
   品が順次移動することを特徴とする請求項４から８のい
   ずれか１項記載の圧縮成形方法。
10. 【請求項１０】 前記冷却を、冷却管を通じて前記各冷
    却位置に冷却ガスを搬送することにより行うことを特徴
    とする請求項９記載の圧縮成形方法。
11. 【請求項１１】 前記成形可能な材料が前記充填中に通
    路に沿ってゴブ供給手段から供給され、該充填を、 前記型を前記ゴブ供給手段から前記ゴブが供給される前
    記通路に対して横方向または垂直方向に移動することに
    より行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか
    １項記載の圧縮成形方法。
12. 【請求項１２】 前記型の移動を少なくとも１つのロボ
    ットにより行い、該ロボットが、前記移動中および前記
    第１の位置への戻り移動中に前記型を把持するための第
    １のグリッパおよび第２のグリッパを有することを特徴
    とする請求項１から１１のいずれか１項記載の圧縮成形
    方法。
13. 【請求項１３】 前記型の移動が３次元の移動であり、
    該移動が、 前記第１のグリッパにより前記成形可能な材料を含む前
    記型を把持し、 前記成形台において該成形可能な材料を含む型を前記第
    １のグリッパから離すことよりなり、 前記型を前記第１の位置に戻すための移動が、 前記成形台において前記第１のグリッパから離された前
    記成形可能な材料を含む型に関して反転した位置にある
    空の前記型を前記第２のグリッパにより把持し、 前記空の型を反転しかつ該型を前記充填中に前記成形可
    能な材料を受けとるために前記ロボットのアームと前記
    第２のグリッパとを回転させることよりなることを特徴
    とする請求項１２記載の圧縮成形方法。
14. 【請求項１４】 前記成形に先だって、前記型内にある
    不定形の前記材料を取り除くために前記型を操縦するス
    テップをさらに有することを特徴とする請求項１から１
    ３のいずれか１項記載の圧縮成形方法。
15. 【請求項１５】 前記操縦するステップが、前記材料の
    充填中または充填後に、前記型を移動および／または傾
    斜させることよりなることを特徴とする請求項１４記載
    の圧縮成形方法。
16. 【請求項１６】 前記型の移動および／または傾斜を、
    前記材料が排出される１または複数の方向に対して横方
    向または垂直方向に移動させることよりなることを特徴
    とする請求項１５記載の圧縮成形方法。
17. 【請求項１７】 冷却管が前記冷却位置への前記冷却ガ
    スの流量を規制するバルブを有し、該バルブが前記冷却
    管を通る前記冷却ガスの流量を規制する制御手段により
    作動されることを特徴とする請求項９から１６のいずれ
    か１項記載の圧縮成形方法。
18. 【請求項１８】 前記冷却ガスが熱変換器内を循環する
    冷却流体により間接的に冷却されることを特徴とする請
    求項１７記載の圧縮成形方法。
19. 【請求項１９】 請求項１から１８のいずれか１項記載
    の圧縮成形方法を実施するための圧縮成形装置であっ
    て、 ゴブ供給手段と、 所定位置に配された型内に含まれる不定形の固まりを所
    望とする形状の製品に成形する少なくとも１つの製品成
    形台と、 型を把持するためのアームを有し、該型を前記ゴブ供給
    手段に関するゴブ受取り位置に位置せしめ、該ゴブが前
    記型内に受け取られた後に、該型を前記製品成形台に移
    動して該型を該製品成形台に載置する少なくとも１つの
    移送手段と、 成形されたばかりの熱い製品を有する型を受け取りかつ
    保持するための少なくとも１つの冷却台と、 前記成形台において前記型を把持するためのアームを有
    し、前記製品が成形された後に該型を前記成形台から前
    記冷却台へ移動し、該型を該冷却台に載置する少なくと
    も１つの第２の移送手段と、 前記冷却台から前記型を取り外す手段と、 前記少なくとも１つの冷却台において冷却された前記型
    から成形された製品を取り外す手段とからなることを特
    徴とする圧縮成形装置。
20. 【請求項２０】 前記少なくとも１つの製品成形台が、 熱移送流体が循環する流路を有する雄型成形部材と、 前記固定された製品成形台に位置せしめられた、前記型
    内に前記雄型成形部材を出し入れする手段とからなるこ
    とを特徴とする請求項１９記載の圧縮成形装置。
21. 【請求項２１】 前記少なくとも１つの冷却台が、 成形された熱い製品を含む型が順次移動される複数の冷
    却位置を有することを特徴とする請求項１９または２０
    記載の圧縮成形装置。
22. 【請求項２２】 前記各冷却位置に冷却ガスを移送する
    複数の冷却通路を有することを特徴とする請求項２１記
    載の圧縮成形装置。
23. 【請求項２３】 前記各冷却位置への前記冷却ガスの流
    量を規制する前記各冷却通路に設けられたバルブを有す
    ることを特徴とする請求項２２記載の圧縮成形装置。
24. 【請求項２４】 前記冷却台が、さらに前記冷却ガスを
    間接的に冷却するための冷却剤が循環する熱変換器を有
    することを特徴とする請求項２２または２３記載の圧縮
    成形装置。
25. 【請求項２５】 前記少なくとも１つの第１の移送手段
    の前記アームが、前記製品成形台から前記ゴブ供給手段
    へ前記型を移動するように配されており、前記少なくと
    も１つの第２の移送手段の前記アームが、成形された製
    品を取り外した後に、前記型を前記成形台に移動するす
    るように配されていることを特徴とする請求項１９から
    ２４のいずれか１項記載の圧縮成形装置。
26. 【請求項２６】 前記各アームが前記型を把持するため
    の２つのグリッパをそれぞれ有することを特徴とする請
    求項２５記載の圧縮成形装置。
27. 【請求項２７】 前記型を該ゴブ供給手段に関するゴブ
    受取り位置に位置せしめるために該型を前記各製品成形
    台から前記ゴブ供給手段に移動するときに、前記第１の
    移送手段の前記アームと前記各グリッパとを回転させる
    手段をさらに有することを特徴とする請求項２６記載の
    圧縮成形装置。
28. 【請求項２８】 前記型を前記少なくとも１つの冷却台
    から少なくとも１つの製品成形台に移動するときに前記
    第２の移送手段のアームと前記各グリッパとを回転させ
    る手段をさらに有することを特徴とする請求項２７記載
    の圧縮成形装置。
29. 【請求項２９】 種々の成形製品生産速度、種々の型の
    数および／または型の種々の形状に基いて前記圧縮成形
    装置を作動するようにプログラムされた制御手段をさら
    に有することを特徴とする請求項１９から２８のいずれ
    か１項記載の圧縮成形装置。
30. 【請求項３０】 前記ゴブ供給手段がプログラム可能で
    あることを特徴とする請求項１９から２９のいずれか１
    項記載の圧縮成形装置。
31. 【請求項３１】 前記少なくとも１つの製品成形台が他
    の成形台とは異なる製品を成形するかまたは他の成形台
    とは異なる重量のゴブを成形するように、前記ゴブ供給
    手段がプログラムされていることを特徴とする請求項３
    ０記載の圧縮成形装置。