JPWO2014109237A1 - 強化ガラスの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、所定温度に加熱されたガラス板を下型リングと上型モールドとで挟持することにより所望形状に曲げ成形する強化ガラスの製造方法に係り、曲げ成形後のガラス板の効果的な冷却を確保しつつ、ガラス板を適切に大きく深曲げ成形すべく、下型リングと上型モールドとの間に緩衝部材を介在させた状態でガラス板を該緩衝部材に接触させつつプレス成形するプレス成形工程と、プレス成形工程にてプレス成形されたガラス板を緩衝部材に接触させることなく下型リング上で冷却する冷却工程と、を備える。

Description

本発明は、強化ガラスの製造方法及び製造装置に係り、特に、所望温度に加熱された平板状のガラス板を下型リングと上型モールドとで挟持することにより所望形状に曲げ成形し、その後に強化するうえで好適な強化ガラスの製造方法及び製造装置に関する。

加熱炉において軟化点まで加熱された平板状のガラス板を所望形状に曲げ成形し、その後に強化する強化ガラスの製造方法及び製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この強化ガラスの製造装置は、軟化点まで加熱されたガラス板が載置される凹状に形成された下型としての成形リングと、その成形リングと対をなす下に凸状に形成された上型としての成形モールドと、を備えている。成形リング上に載置されたガラス板は、成形リングと成形モールドとで挟持（プレス）されることにより成形モールドの下面及び成形リングの上面に沿った所望形状に曲げ成形される。

また、上記した強化ガラスの製造装置は、成形リングを成形モールドの直下と冷却装置との間で移送するシャトルを備えている。成形リング上に載置された曲げ成形後のガラス板は、シャトルの移送により冷却装置へ搬出され、その冷却装置において上下の吹き出しエアの圧力差により成形リングから浮いた状態で急冷強化される。上記した強化ガラスの製造装置において、成形モールドとの間でガラス板を挟持する成形リングと、曲げ成形されたガラス板が冷却のために載置されるクエンチリングと、は兼用されており、共通化された同じリング（すなわち、ＰＱ（プレス−クエンチ）リング）である。

特開平７−８９７３９号公報

ところで、曲げ成形後のガラス板が冷却装置で浮上して冷却される場合は、そのガラス板が浮上する空間を確保することが必要であるため、上下のエアの吹き出し口の間を一定以上狭くすることは難しく、効率的な冷却は困難である。また、曲げ成形後のガラス板は、冷却装置においてクエンチリング上に載置された状態で冷却されることがある。かかる冷却手法では、ガラス板の周縁部を効果的に冷却するため、クエンチリングを櫛歯状に形成することが考えられる。しかし、ＰＱリングが櫛歯状に形成される構造では、ガラス板が櫛歯状のリング上に載置されることとなるため、曲げ成形後のガラス板を冷却装置で効果的に冷却することが可能である一方で、ガラス板をそのＰＱリングと成形モールドとの間で挟持する際に大きな押圧力を加えると、ガラス板の表面に櫛歯型の痕が付くおそれがあり、また、大きな押圧力を加えないと、ガラス板を大きく深曲げ成形することが困難となる。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、曲げ成形後のガラス板の効果的な冷却を確保しつつ、ガラス板を適切に大きく深曲げ成形することが可能な強化ガラスの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、所定温度に加熱されたガラス板を下型リングと上型モールドとで挟持することにより所望形状に曲げ成形する強化ガラスの製造方法であって、前記下型リングと前記上型モールドとの間に緩衝部材を介在させた状態で前記ガラス板を該緩衝部材に接触させつつプレス成形するプレス成形工程と、前記プレス成形工程にてプレス成形された前記ガラス板を前記緩衝部材に接触させることなく前記下型リング上で冷却する冷却工程と、を備える強化ガラスの製造方法により達成される。

また、上記の目的は、所定温度に加熱されたガラス板を下型リングと上型モールドとで挟持することにより所望形状に曲げ成形する強化ガラスの製造装置であって、前記ガラス板が前記下型リングと前記上型モールドとによりプレス成形される際に、該下型リングと該上型モールドとの間に介在されることで該ガラス板と接触すると共に、一方、前記ガラス板が曲げ成形後に前記下型リング上で冷却される際に、前記下型リングと前記上型モールドとの間から退避して該ガラス板と非接触になる緩衝部材を備える強化ガラスの製造装置により達成される。

これらの態様の発明において、ガラス板は、下型リングと上型モールドとの間に緩衝部材が介在された状態で、その緩衝部材に接触しつつプレス成形される。次に、そのプレス成形されたガラス板は、緩衝部材に接触することなく下型リング上で冷却される。下型リングと上型モールドとの間に緩衝部材が介在すれば、ガラス板を大きく深曲げ成形することが可能である。また、下型リングと上型モールドとの間に緩衝部材が介在しなければ、ガラス板を下型リング上に載置した状態で冷却することが可能である。従って、本発明によれば、曲げ成形後のガラス板の効果的な冷却を確保しつつ、ガラス板を適切に大きく深曲げ成形することが可能となる。

本発明によれば、曲げ成形後のガラス板の効果的な冷却を確保しつつ、ガラス板を適切に大きく深曲げ成形することができる。

本発明の一実施例である強化ガラスの製造装置の構成図である。 本発明に係る強化ガラスの製造装置が備える可動機構の一例の構成及び動作を説明するための図である。 本発明に係る強化ガラスの製造装置が備える可動機構の他の一例の構成及び動作を説明するための図である。 本発明に係る強化ガラスの製造装置が備える可動機構の他の一例の構成及び動作を説明するための図である。 本実施例の強化ガラスの製造装置が備える下型リング及びその下型リング周辺の上面図である。 本実施例の強化ガラスの製造装置におけるガラス曲げ成形の工程手順を、炉外成形を例にして表した図である。 本実施例の強化ガラスの製造装置におけるガラス曲げ成形の工程手順を、炉内成形を例にして表した図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る強化ガラスの製造方法及び製造装置の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例である強化ガラスの製造装置１０の構成図を示す。本実施例の強化ガラスの製造装置１０は、例えば、自動車や鉄道などの輸送機器のウィンドシールドガラスやリアガラス或いは建築用ガラスなどに使用されるガラス板を、要求される所望湾曲形状に合わせて曲げプレス成形し、そのプレス成形後に冷却して強化する装置である。

強化ガラスの製造装置１０において成形／冷却される対象としてのガラス板１４は、所定の平面形状に切り出された後、ローラコンベア１６によって搬送されつつ、加熱炉（図１において図示せず）内で曲げ成形可能な温度（軟化点；例えば６００℃〜７００℃程度）まで加熱される。

強化ガラスの製造装置１０は、プレス装置１８と、冷却装置２６と、を備えている。プレス装置１８は、上型モールド２０と、下型リング２２と、からなる。すなわち、上型モールド２０と下型リング２２とは、ガラス板１４の所望湾曲形状への曲げプレス成形を実現するための一対の成形プレス装置である。上型モールド２０の形状及び下型リング２２の形状はそれぞれ、互いに合致した成形面を有し、ガラス板１４の板厚と所望湾曲形状とから要求されたものに合致するように形成されている。

上型モールド２０は、ローラコンベア１６によって搬送されるガラス板１４の搬送面に対して上方に配置されている。上型モールド２０は、下型リング２２上に載置されたガラス板１４を上方からプレスする上型プレスモールドである。上型モールド２０は、ガラス板１４の全面に対応してガラス板１４の所望湾曲形状に合致した下面形状を有するように下に凸状に形成されている。尚、上型モールド２０の下面形状は、搬送方向及び／又はその搬送方向に直交する方向に曲げ成形されるガラス板１４の製品の最終湾曲形状に対応したものであってもよい。

一方、下型リング２２は、上型リング２０とは逆に、ローラコンベア１６によって搬送されるガラス板１４の搬送面に対して下方に配置される。下型リング２２は、ガラス板１４を下方から支持する下型プレスリングである。下型リング２２は、ガラス板１４の周縁部に対応してガラス板１４の所望湾曲形状の輪郭形状に合致した枠形状を有するように凹状に形成されている。

尚、下型リング２２が支持するガラス板１４の周縁部は、ガラス板１４の周縁端を含んでもよいし、また、その周縁端を含まない周縁端の近傍であってもよい。また、下型リング２２の形状は、ガラス板１４の全周を支持するものであってもよいし、また、その全周のうちの一部のみ、例えば、ガラス板１４の、ローラコンベア１６の外側に位置する辺や、略矩形状のガラス板１４においてはその側辺、略台形形状のガラス板１４においてはその脚部に当たる辺の少なくとも二辺を支持するものであってもよい。下型リング２２の形状は、ガラス板１４の搬送方向及び／又はその搬送方向に直交する方向に曲げ成形されるガラス板１４の所望湾曲形状に対応したものである。

強化ガラスの製造装置１０は、ローラコンベア１６の搬送方向下流端部に搬送されてきたガラス板１４を重力に抗して持ち上げそのローラコンベア１６の搬送面から離間させて上型モールド２０の下面へ吸着保持させるリフトジェット（図示せず）を備えている。このリフトジェットは、例えば、上型モールド２０に対してローラコンベア１６すなわち搬送面を挟んで下方に配置された上方へ向けてエアを吹き出すもの、或いは、上型モールド２０の下面に密に形成されたエア吸引孔によりエアを吸い込むものである。ローラコンベア１６の搬送方向下流端部に搬送されてきたガラス板１４は、リフトジェットの作動によりローラコンベア１６の搬送面から上方へ離間されて上型モールド２０の下面へ吸着保持される。

一方、下型リング２２は、プレス装置１８の上型モールド２０と冷却装置２６との間を移動し得るシャトル２４に支持されている。シャトル２４は、少なくとも、プレス装置１８の上型モールド２０の直下と、その上型モールド２０の下流側に隣接して配置された冷却装置２６との間で移動することが可能である。尚、シャトル２４は、更に、例えば冷却完了後のガラス板１４の取出し等のため、冷却装置２６の搬送方向下流側へ移動し得るものであってもよい。下型リング２２は、シャトル２４の移動により少なくとも上型モールド２０の直下と冷却装置２６との間で移送される。ガラス板１４が曲げプレス成形される際は、シャトル２４はプレス装置１８の上型モールド２０の直下へ向けて移動して、下型リング２２は上型モールド２０の直下に配置される。

上記したシャトル２４は、また、昇降装置（図示せず）によりガラス板１４の搬送面に対して上下に移動することが可能である。この昇降装置は、上型モールド２０の下面に吸着されたガラス板１４がその上型モールド２０とシャトル２４に支持された下型リング２２との間で挟持されるまで、そのシャトル２４を上方へ移動させることが可能である。上型モールド２０の下面に吸着されたガラス板１４は、昇降装置によってシャトル２４が上昇することにより上型モールド２０と下型リング２２との間に挟持されることで、所望の湾曲形状に曲げプレス成形される。

冷却装置２６は、プレス装置１８の上型モールド２０の下流側に隣接して配置されている。冷却装置２６は、上型モールド２０と下型リング２２との挟持により所望湾曲形状に曲げプレス成形されたガラス板１４を冷却する装置である。冷却装置２６は、上方ノズル２８と下方ノズル３０とからなる。上方ノズル２８と下方ノズル３０とは、両者の間にガラス板１４が載置されたシャトル２４が介在できるように上下に所定距離だけ離間している。尚、上方ノズル２８と下方ノズル３０とは、上下に相対移動可能に構成されることとしてもよい。

上方ノズル２８及び下方ノズル３０はそれぞれ、シャトル２４の下型リング２２上に載置されたガラス板１４に向けてエアを吹き付けることによりそのガラス板１４を冷却する。曲げプレス成形されたガラス板１４が冷却装置２６で冷却される際は、シャトル２４は上型モールド２０の直下から冷却装置２６へ向けて移動して、下型リング２２は冷却装置２６内に配置される。上型モールド２０と下型リング２２とにより曲げプレス成形されたガラス板１４は、シャトル２４により冷却装置２６へ搬送されて風冷強化される。

図２〜図４はそれぞれ、本発明に係る強化ガラスの製造装置１０が備える可動機構の構成及び動作の一例を説明するための図を示す。尚、図２（Ａ）、図３（Ａ）、及び図４（Ａ）にはガラス板１４が曲げプレス成形される前の状態を示す断面図を、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）、及び図４（Ｂ）にはガラス板１４が曲げプレス成形される際の状態を示す断面図を、図２（Ｃ）にはガラス板１４が曲げプレス成形される際の状態を示す上面図を、図２（Ｄ）、図３（Ｃ）、及び図４（Ｃ）にはガラス板１４が退避される状態を示す断面図を、また、図２（Ｄ）、図３（Ｃ）、及び図４（Ｄ）にはガラス板１４が冷却される際の状態を示す断面図を、それぞれ示す。また、図５（Ａ）は、図２又は図３に示す可動機構が適用される強化ガラスの製造装置１０が備える下型リング２２及びその下型リング２２周辺の上面図を示す。図５（Ｂ）は、図４に示す可動機構が適用される強化ガラスの製造装置１０が備える下型リング２２及びその下型リング２２周辺の上面図を示す。

本実施例において、下型リング２２は、フレームとしての枠部３２と、櫛歯部３４と、を有している。枠部３２は、中央部にガラス板１４の大きさ程度の穴が空くように環状に形成されており、所定幅を有している。櫛歯部３４は、枠部３２の内周側の全周に亘って設けられており、その枠部３２の内端側から中央に向けて突起する歯部３６を複数有している。互いに隣接する歯部３６同士は、所定距離離間して配置されている。

すべての歯部３６の根元を結んで形成される形状の大きさは、曲げプレス成形されたガラス板１４の大きさよりも僅かに大きい。一方、すべての歯部３６の先端を結んで形成される形状の大きさは、曲げプレス成形されたガラス板１４の大きさよりも僅かに小さい。このため、曲げプレス成形されたガラス板１４は、下型リング２２上に載置される際には櫛歯部３４に接触して支持され得る。櫛歯部３４は、曲げプレス成形されたガラス板１４が冷却装置２６で冷却される際にそのガラス板１４を下型リング２２に適切に支持しつつそのガラス板１４（特にその周縁部）を効果的に冷却させるための部材である。

強化ガラスの製造装置１０は、また、緩衝部材４０を備えている。緩衝部材４０は、下型リング２２と一体でシャトル２４に支持されている。緩衝部材４０は、プレス装置１８の上型モールド２０と下型リング２２とによるガラス板１４の曲げプレス成形時にそのガラス板１４と下型リング２２の櫛歯部３４との間でそのガラス板１４の周縁部を全周に亘って支持する板状部材である。尚、緩衝部材４０は、金属部材の表面を溶射によってコーティング処理した板状部材であってもよく、フェルト製の板状部材であってもよく、また、金属製のメッシュ状部材であってもよい。

緩衝部材４０は、枠部３２に沿って環状に配置されると共に、枠部３２の形状又はガラス板１４の形状に合わせて周方向に分割された複数の緩衝片４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，・・・からなる。緩衝片４０ａ，・・・は、ガラス板１４の周回りに並んで配設されている。ガラス板１４の形状が四角形状であるときはそのガラス板１４の４辺に沿うように４分割され、また、ガラス板１４の形状が三角形状であるときはそのガラス板１４の３辺に沿うように３分割されている。各緩衝片４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，・・・はそれぞれ、少なくとも櫛歯部３４の歯部３６間を埋めることが可能であり、その歯部３６間を埋めた際に歯部３６の表面よりも僅かに上方側に出っ張るように固定される。緩衝部材４０は、ガラス板１４が上型モールド２０と下型リング２２とにより曲げプレス成形される際には、その上型モールド２０と下型リング２２との間に介在され、具体的には、上型モールド２０に吸着保持されるガラス板１４と下型リング２２との間に介在される。

強化ガラスの製造装置１０は、また、可動機構４２を備えている。可動機構４２は、下型リング２２と一体でシャトル２４に支持されている。可動機構４２は、上記した緩衝部材４０を、プレス成形されるガラス板１４と接触する位置（以下、接触位置と称す。）と、プレス成形後に冷却されるガラス板１４と接触しない位置（以下、非接触位置と称す。）と、の間で移動させるための機構である。

例えば、図２に示す如く、可動機構４２は、純チタンなどの金属部材４４を有し、この金属部材４４を回動自在に保持してもよい。すなわち、金属部材４４は、ガラス板１４の面外（例えば、下型リング２２の枠部３２の下面など）に設けられた水平方向に延びる軸を支点中心として回動する回動部材である。金属部材４４は、緩衝部材４０の各緩衝片４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，・・・に対応して複数設けられており、櫛歯部３４の歯部３６間を埋めることが可能な形状を有している。尚、この場合、可動機構４２は、金属部材４４の支点とは反対側の先端側に取り付けられるピストンなどにより構成されることとしてもよいし、また、緩衝部材４０の緩衝片４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，・・・ごとに設けられることとしてもよい。

上記した緩衝部材４０は、金属部材４４に一体的に取り付けられる。緩衝部材４０は、図５（Ａ）に示す如く、櫛歯部３４の歯部３６間ごとに一つずつ設けられており、金属部材４４の表面を溶射によってコーティング処理した板状部材である。緩衝部材４０は、ガラス板１４の曲げプレス成形時は、櫛歯部３４の歯部３６間を埋めつつ歯部３６の表面よりも僅かに上型モールド２０側に出っ張るように上記の接触位置まで回動されて固定され、また、ガラス板１４の冷却時は、上記の非接触位置まで回動されて固定される。

図２に示す可動機構４２は、ガラス板１４が曲げプレス成形される際は、緩衝部材４０が上型モールド２０と下型リング２２との間（具体的には、曲げプレス成形時に上型モールド２０に吸着保持されるガラス板１４と下型リング２２の櫛歯部３４との間）に介在されてそのガラス板１４と接触するように、金属部材４４ひいては緩衝部材４０を接触位置まで回動させ、一方、ガラス板１４が下型リング２２上で冷却される際は、緩衝部材４０が上型モールド２０と下型リング２２との間から退避してそのガラス板１４と非接触になるように、金属部材４４ひいては緩衝部材４０を非接触位置まで回動させる。

また、図３に示す如く、可動機構４２は、純チタンなどの金属部材５０を有し、この金属部材５０を進退自在に保持してもよい。すなわち、金属部材５０は、可動機構４２により進退する部材である。金属部材５０は、緩衝部材４０の各緩衝片４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，・・・に対応して複数設けられており、櫛歯部３４の歯部３６間を埋めることが可能な形状を有している。尚、この場合、可動機構４２は、金属部材５０に取り付けられるサーボモータなどにより構成されることとしてもよいし、また、緩衝部材４０の緩衝片４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，・・・ごとに設けられることとしてもよい。

上記した緩衝部材４０は、金属部材５０に一体的に取り付けられる。緩衝部材４０は、図５（Ａ）に示す如く、櫛歯部３４の歯部３６間ごとに一つずつ設けられており、金属部材５０の表面を溶射によってコーティング処理した板状部材である。緩衝部材４０は、ガラス板１４の曲げプレス成形時は、櫛歯部３４の歯部３６間を埋めつつ歯部３６の表面よりも僅かに上型モールド２０側に出っ張るように上記の接触位置まで移動されて固定され、また、ガラス板１４の冷却時は、上記の非接触位置まで移動されて固定される。

図３に示す可動機構４２は、ガラス板１４が曲げプレス成形される際は、緩衝部材４０が上型モールド２０と下型リング２２との間（具体的には、曲げプレス成形時に上型モールド２０に吸着保持されるガラス板１４と下型リング２２の櫛歯部３４との間）に介在されてそのガラス板１４と接触するように、金属部材５０ひいては緩衝部材４０を接触位置まで移動させ、一方、ガラス板１４が下型リング２２上で冷却される際は、緩衝部材４０が上型モールド２０と下型リング２２との間から退避してそのガラス板１４と非接触になるように、金属部材５０ひいては緩衝部材４０を枠部３２の下側かつガラス板１４の面外の非接触位置まで移動させる。

また、図４に示す如く、可動機構４２は、純チタンなどの金属部材６０を有し、この金属部材６０をスライド自在に保持してもよい。金属部材６０は、例えば断面Ｌ字状に形成され、下型リング２２の上面に沿って平行に広がるように構成された金属プレートである。金属部材６０は、緩衝部材４０の各緩衝片４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，・・・に対応して複数設けられており、少なくとも櫛歯部３４の歯部３６間を埋めることが可能な形状（例えば、櫛歯部３４全体を覆うような形状）を有している。

尚、この場合、可動機構４２は、シャトル２４に対して取り付け固定されたシリンダ６２と、シリンダ６２に対して摺動可能なピストン６４と、を有するスライド機構からなるものとしてもよい。ピストン６４は、下型リング２２の枠部３２側から中央に向けて延びている。上記した金属部材６０は、可動機構４２のピストン６４の一端に連結されている。尚、可動機構４２のシリンダ６２及びピストン６４は、緩衝部材４０の緩衝片４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，・・・ごとに設けられることとしてもよい。

上記した緩衝部材４０は、金属部材６０に一体的に取り付けられる。緩衝部材４０は、図５（Ｂ）に示す如く、ガラス板１４の各辺に対応して設けられ、その各辺に沿うように延びている。緩衝部材４０は、金属部材６０の表面を溶射によってコーティング処理した板状部材である。緩衝部材４０は、ガラス板１４の曲げプレス成形時は、少なくとも櫛歯部３４の歯部３６間を埋めつつ歯部３６の表面を覆うように上記の接触位置までスライドされて固定され、また、ガラス板１４の冷却時は、上記の枠部３２の上側かつガラス板１４の面外の非接触位置までスライドされて固定される。

すなわち、緩衝部材４０は、可動機構４２により、ガラス板１４の曲げプレス成形時は上型モールド２０と下型リング２２との間に介在されてそのガラス板１４と接触するようにスライドされ、一方、ガラス板１４の冷却時は上型モールド２０と下型リング２２との間から退避してそのガラス板１４と非接触になるように退避される。尚、緩衝部材４０は、ガラス板１４の曲げプレス成形時は緩衝片４０ａ，４０ｂ，・・・同士が連結されて枠部３２に沿って環状に形成され、一方、ガラス板１４の冷却時は緩衝片４０ａ，４０ｂ，・・・同士の連結が解除されて枠部３２に沿って分割されることとすればよい。

図４に示す可動機構４２は、ピストン６４をシリンダ６２に対して摺動させて金属部材６０を下型リング２２の上面に沿って移動させることにより、緩衝部材４０をその下型リング２２に対してガラス板１４の接触位置と非接触位置との間でスライドさせる。具体的には、ガラス板１４が曲げプレス成形される際は、緩衝部材４０が上型モールド２０と下型リング２２との間（具体的には、曲げプレス成形時に上型モールド２０に吸着保持されるガラス板１４と下型リング２２の櫛歯部３４との間）に介在されてそのガラス板１４と接触するように、金属部材６０ひいては緩衝部材４０を中心側に向けてスライドさせ、一方、ガラス板１４が下型リング２２上で冷却される際は、緩衝部材４０が上型モールド２０と下型リング２２との間から退避してそのガラス板１４と非接触になるように、金属部材６０ひいては緩衝部材４０を径方向外側に向けてスライドさせる。

図２〜図４に示すように、可動機構４２は、ガラス板１４が曲げプレス成形される際は、緩衝部材４０が上型モールド２０と下型リング２２との間（具体的には、曲げプレス成形時に上型モールド２０に吸着保持されるガラス板１４と下型リング２２の櫛歯部３４との間）に介在されてそのガラス板１４と接触するように、金属部材４４，５０，６０ひいては緩衝部材４０を、ガラス板１４と接触する接触位置まで移動させ、一方、ガラス板１４が下型リング２２上で冷却される際は、緩衝部材４０が上型モールド２０と下型リング２２との間から退避してそのガラス板１４と非接触になるように、金属部材４４，５０，６０ひいては緩衝部材４０を、ガラス板１４と接触しない非接触位置まで移動させる。

次に、上記図２〜図４と共に、図６を参照して、本発明に係る強化ガラスの製造装置１０によるガラス板１４の製造方法の一例について説明する。図６は、本実施例の強化ガラスの製造装置１０におけるガラス曲げ成形の工程手順を、炉外成形を例にして表した図を示す。

本実施例において、所定の平面形状に切り出されたガラス板１４は一枚ずつ、ローラコンベア１６上に水平に載置されて加熱炉１２に搬入される。加熱炉１２に搬入されたガラス板１４は、加熱炉１２内のヒータにより曲げ成形可能な温度まで加熱軟化される。そして、その後、ガラス板１４は、加熱炉１２に隣接して設けられたプレス装置１８内においてローラコンベア１６の搬送方向下流端部に達すると（図６（Ａ））、リフトジェットによりエアフローティング支持されて上方に持ち上げられ、上型モールド２０の下面に吸着保持される（図６（Ｂ））。かかる吸着保持がなされると、加熱軟化されたガラス板１４は、上型モールド２０の下面の形状に合わせて湾曲する。

加熱軟化されたガラス板１４が上型モールド２０の下面に吸着保持されると、その後、シャトル２４が冷却装置２６側からプレス装置１８内へ向けて移動することで、下型リング２２がそのガラス板１４と接触し得る上型モールド２０の直下まで水平移動される。そして、下型リング２２が上型モールド２０の直下まで水平移動されると、シャトル２４が昇降装置によって上昇することで、下型リング２２が上型モールド２０との間でガラス板１４を挟持するまで上昇移動される。

かかるシャトル２４の上昇がなされる際、可動機構４２は、金属部材４４，５０，６０及び緩衝部材４０を下型リング２２に対してガラス板１４の接触位置まで移動させておき、下型リング２２の櫛歯部３４の上面に緩衝部材４０を固定しておく（図２（Ａ）、図３（Ａ）、及び図４（Ａ））。緩衝部材４０が下型リング２２の櫛歯部３４の上面に固定された状態でシャトル２４が上昇すると、上型モールド２０と下型リング２２とによるガラス板１４の挟持が、そのガラス板１４と下型リング２２の櫛歯部３４との間に緩衝部材４０が介在された状態で行われることとなる（図２（Ｂ）、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）、及び図６（Ｃ））。

この点、本実施例において、ガラス板１４は、上型モールド２０と下型リング２２との挟持により曲げプレス成形される際、その周縁部の下面が下型リング２２の櫛歯部３４に直接に接触して支持されるものでは無く、その下型リング２２と一体にシャトル２４に支持されたその櫛歯部３４の上面側に配置された緩衝部材４０に接触して支持される。かかるガラス板１４の支持構造によれば、ガラス板１４の上型モールド２０と下型リング２２との挟持による曲げプレス成形において大きな押圧力を付与しても、ガラス板１４の表面に下型リング２２の櫛歯部３４による櫛歯状の痕跡が残ることは無い。従って、本実施例によれば、ガラス板１４を、その表面に下型リング２２の櫛歯部３４による櫛歯状の痕跡や傷を付けることなく適切に大きく深曲げ成形することができる。

また、本実施例においては、上記の如くガラス板１４の上型モールド２０と下型リング２２との挟持による曲げプレス成形が完了すると、次に、上型モールド２０がその下面にその曲げプレス成形完了後のガラス板１４を吸着保持したまま、シャトル２４が昇降装置によって僅かに下降することで、そのガラス板１４の挟持が解除される。この場合、ガラス板１４とシャトル２４の下型リング２２との接触は解除される。

曲げプレス成形完了後のガラス板１４が上型モールド２０の下面に吸着保持されたままそのガラス板１４の上型モールド２０と下型リング２２とによる挟持が解除された後、可動機構４２が、金属部材４４，５０，６０及び緩衝部材４０を下型リング２２に対してガラス板１４の接触位置から非接触位置まで移動させて、下型リング２２の櫛歯部３４の上面側から緩衝部材４０を退避させる（図２（Ｄ）、図３（Ｃ）、及び図４（Ｃ））。そして、上型モールド２０の下面へのガラス板１４の吸着保持が解除される。かかる吸着保持の解除がなされると、そのガラス板１４が下型リング２２上にドロップされる。この場合、ガラス板１４は、その周縁部が緩衝部材４０に接触することなく下型リング２２の櫛歯部３４に接触することで下型リング２２に支持される（図２（Ｄ）、図３（Ｃ）、及び図４（Ｄ））。

上記の如くガラス板１４がその周縁部で下型リング２２の櫛歯部３４に接触して支持されると、次に、その下型リング２２を含むシャトル２４がプレス装置１８内から冷却装置２６へ向けて移動することで、ガラス板１４を載置・支持した下型リング２２が冷却装置２６まで水平移動される。そして、冷却装置２６の上方ノズル２８及び下方ノズル３０からその下型リング２２上のガラス板１４に向けてエアが吹き付けられることにより、下型リング２２上のガラス板１４が冷却される（図６（Ｄ））。

この点、本実施例において、ガラス板１４は、下型リング２２に直接に支持された状態で冷却されるので、ガラス板１４を浮上させるための空間が不要であり、冷却装置２６の上下ノズルの間隔を狭くすることが可能である。このため、ガラス板１４の効率的な冷却を実現することが可能であると共に、これまでは急冷強化が難しかったガラス板１４、例えば板厚が２．８ｍｍ以下である車両用安全ガラスなどを好適に強化することが可能である。

上記の如くガラス板１４の冷却が完了すると、そのガラス板１４は、リフトジェット（図示せず）などによって上方ノズル２８の下面に設けられた受けバー７０に一旦支持された後、移載リング７２に移載され、更に、冷却装置２６の下流側に移載位置にてローラコンベア７４に移載される。

また、上記図２〜図４と共に、図７を参照して、本発明に係る強化ガラスの製造装置１０によるガラス板１４の製造方法の一例について説明する。図７は、本実施例の強化ガラスの製造装置１０におけるガラス曲げ成形の工程手順を、炉内成形を例にして表した図を示す。

本実施例において、所定の平面形状に切り出されたガラス板１４は一枚ずつ、ローラコンベア１６上に水平に載置されて加熱炉１２に搬入される。加熱炉１２に搬入されたガラス板１４は、加熱炉１２内のヒータにより曲げ成形可能な温度まで加熱軟化される。そして、その後、ガラス板１４は、ローラコンベア１６の搬送方向下流端部に達すると（図７（Ａ））、リフトジェットによりエアフローティング支持されて上方に持ち上げられ、上型モールド２０の下面に吸着保持される（図７（Ｂ））。かかる吸着保持がなされると、加熱軟化されたガラス板１４は、上型モールド２０の下面の形状に合わせて湾曲する。

加熱軟化されたガラス板１４が上型モールド２０の下面に吸着保持されると、その後、シャトル２４が加熱炉１２の外から内へ向けて移動することで、下型リング２２がそのガラス板１４と接触し得る上型モールド２０の直下まで水平移動される。そして、下型リング２２が上型モールド２０の直下まで水平移動されると、シャトル２４が昇降装置によって上昇することで、下型リング２２が上型モールド２０との間でガラス板１４を挟持するまで上昇移動される。

かかるシャトル２４の上昇がなされる際、可動機構４２は、金属部材４４，５０，６０及び緩衝部材４０を下型リング２２に対してガラス板１４の接触位置まで移動させておき、下型リング２２の櫛歯部３４の上面に緩衝部材４０を固定しておく（図２（Ａ）、図３（Ａ）、及び図４（Ａ））。緩衝部材４０が下型リング２２の櫛歯部３４の上面に固定された状態でシャトル２４が上昇すると、上型モールド２０と下型リング２２とによるガラス板１４の挟持が、そのガラス板１４と下型リング２２の櫛歯部３４との間に緩衝部材４０が介在された状態で行われることとなる（図２（Ｂ）、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）、及び図７（Ｃ））。

この点、本実施例において、ガラス板１４は、上型モールド２０と下型リング２２との挟持により曲げプレス成形される際、その周縁部の下面が下型リング２２の櫛歯部３４に直接に接触して支持されるものでは無く、その下型リング２２と一体にシャトル２４に支持されたその櫛歯部３４の上面側に配置された緩衝部材４０に接触して支持される。かかるガラス板１４の支持構造によれば、ガラス板１４の上型モールド２０と下型リング２２との挟持による曲げプレス成形において大きな押圧力を付与しても、ガラス板１４の表面に下型リング２２の櫛歯部３４による櫛歯状の痕跡が残ることは無い。従って、本実施例によれば、ガラス板１４を、その表面に下型リング２２の櫛歯部３４による櫛歯状の痕跡や傷を付けることなく適切に大きく深曲げ成形することができる。

また、本実施例においては、上記の如くガラス板１４の上型モールド２０と下型リング２２との挟持による曲げプレス成形が完了すると、次に、上型モールド２０がその下面にその曲げプレス成形完了後のガラス板１４を吸着保持したまま、シャトル２４が昇降装置によって僅かに下降することで、そのガラス板１４の挟持が解除される。この場合、ガラス板１４とシャトル２４の下型リング２２との接触は解除される。

曲げプレス成形完了後のガラス板１４が上型モールド２０の下面に吸着保持されたままそのガラス板１４の上型モールド２０と下型リング２２とによる挟持が解除された後、可動機構４２が、金属部材４４，５０，６０及び緩衝部材４０を下型リング２２に対してガラス板１４の接触位置から非接触位置まで移動させて、下型リング２２の櫛歯部３４の上面側から緩衝部材４０を退避させる（図２（Ｄ）、図３（Ｃ）、及び図４（Ｃ））。そして、上型モールド２０の下面へのガラス板１４の吸着保持が解除される。かかる吸着保持の解除がなされると、そのガラス板１４が下型リング２２上にドロップされる。この場合、ガラス板１４は、その周縁部が緩衝部材４０に接触することなく下型リング２２の櫛歯部３４に接触することで下型リング２２に支持される（図２（Ｄ）、図３（Ｃ）、及び図４（Ｄ））。

上記の如くガラス板１４がその周縁部で下型リング２２の櫛歯部３４に接触して支持されると、次に、その下型リング２２を含むシャトル２４が加熱炉１２の内から外へ向けて移動することで、ガラス板１４を載置・支持した下型リング２２が冷却装置２６まで水平移動される。そして、冷却装置２６の上方ノズル２８及び下方ノズル３０からその下型リング２２上のガラス板１４に向けてエアが吹き付けられることにより、下型リング２２上のガラス板１４が冷却される（図７（Ｄ））。

この点、本実施例において、ガラス板１４は、加熱炉１２内で上型モールド２０と下型リング２２との挟持による曲げプレス成形が完了した後、その周縁部が下型リング２２の櫛歯部３４の上面側に配置された緩衝部材４０に接触して支持された状態では無く、その下型リング２２の櫛歯部３４に直接に接触して支持された状態で、冷却装置２６により冷却される。かかる構成によれば、ガラス板１４を下型リング２２に適切に支持しつつそのガラス板１４（特にその周縁部）を効果的に冷却させることができる。

このように、本実施例の強化ガラスの製造装置１０によれば、ガラス板１４の上型モールド２０と下型リング２２との挟持による曲げプレス成形時には、シャトル２４上において下型リング２２と共に支持される緩衝部材４０をガラス板１４と接触し得る接触位置まで移動させてその下型リング２２の櫛歯部３４の上面側に配置し、ガラス板１４の周縁部の一部又は全体をその緩衝部材４０に接触させて支持させる一方、ガラス板１４の曲げ成形後の冷却時には、上記の緩衝部材４０をガラス板１４と接触しない非接触位置まで退避させて、ガラス板１４の周縁部を下型リング２２の櫛歯部３４に直接に接触させて支持させることができる。従って、本実施例によれば、ガラス板１４を適切に大きく深曲げ成形しつつ、その曲げ成形後のガラス板１４の効果的な冷却を確保することが可能となっている。

また、本実施例の強化ガラスの製造装置１０においては、ガラス板１４の曲げプレス成形を、上型モールド２０と一対の成形プレス装置を構成する下型リング２２を用いて行うと共に、その曲げプレス成形完了後のガラス板１４をその同じ下型リング２２上に載置したまま冷却装置２６へ移送して冷却することができる。すなわち、同一の下型リング２２上でガラス板１４の曲げプレス成形とその後の冷却装置２６への移送及びその冷却装置２６での冷却との双方を実現することができる。

この点、本実施例の強化ガラスの製造装置１０によれば、曲げプレス成形時にガラス板１４を支持する下型の成形リングと、冷却装置２６への移送時や冷却装置２６での冷却時にガラス板１４を支持する下型のクエンチリングと、の組み換えを行う必要は無く、曲げプレス成形時と冷却装置２６への移送時や冷却装置２６での冷却時とで下型リングによるガラス板１４の持ち換えを行うことは不要である。このため、本実施例によれば、平板状のガラス板１４からそのガラス板１４を曲げプレス成形して冷却するまでのサイクルタイムを短縮することができ、生産性を向上させることができる。

更に、本実施例において、図７に示す炉内成形では、ガラス板１４を曲げ成形する強化ガラスの製造装置１０の上型モールド２０及び下型リング２２が加熱炉１２内に設けられる。この点、ガラス板１４の曲げ成形が高温雰囲気下で行われるので、より複雑な形状のガラス板の高品質な曲げ成形を低コストで実現することができる。

ところで、上記の実施例においては、上型モールド２０と下型リング２２との間に緩衝部材４０が介在された状態でガラス板１４が緩衝部材４０に接触しつつ上型モールド２０と下型リング２２との挟持によりプレス成形されることにより特許請求の範囲に記載した「プレス成形工程」が、曲げプレス成形完了後のガラス板１４が緩衝部材４０に接触することなく下型リング２２上で冷却装置２６により冷却されることにより特許請求の範囲に記載した「冷却工程」が、それぞれ実現されている。

尚、上記の実施例においては、強化ガラスの製造装置１０が、下方及び上方への移動が不可能な上型モールド２０と、シャトル２４に支持され、ガラス板１４の搬送面に対して上下に移動される下型リング２２と、を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上型モールド２０と下型リング２２とが、相対的に上下に近づく方向に移動されるものであれば十分である。すなわち、下型リング２２を下方及び上方への移動が不可能なものとし、かつ、上型モールド２０を昇降装置によりガラス板１４の搬送面に対して上下に移動させるものとしてもよい。また、上型モールド２０と下型リング２２とを共に上下に近づく方向に移動させるものであってもよい。

また、上記の実施例においては、ガラス板１４の曲げプレス成形後、上型モールド２０の下面にガラス板１４を吸着保持させつつ、シャトル２４の下降によって上型モールド２０と下型リング２２とによるガラス板の挟持を解除することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記の変形例の如く上型モールド２０を昇降装置によりガラス板１４の搬送面に対して上下に移動可能なものとする場合は、その上型モールド２０の下面にガラス板１４を吸着保持させつつ、下型リング２２の上下位置を維持したままその上型モールド２０を上昇させて、上型モールド２０と下型リング２２とによるガラス板の挟持を解除することとしてもよい。

また、上記の実施例においては、曲げプレス成形完了後のガラス板１４を上型モールド２０の下面に吸着保持した状態で、ガラス板１４を下型リング２２上に載置する前に緩衝部材４０を櫛歯部３４の上面側から退避させることとしているが、曲げプレス成形完了後のガラス板１４の表面に緩衝部材４０の退避に起因する傷などが付かない範囲であれば、そのガラス板１４を下型リング２２上に載置したまま緩衝部材４０を櫛歯部３４の上面側から退避させることとしてもよい。

また、上記した緩衝部材４０の下型リング２２上での櫛歯部３４の上面側からの退避は、ガラス板１４の曲げプレス成形完了後、冷却装置２６内での冷却の開始前に行われるものとしてもよいし、また、その冷却装置２６内での冷却の開始タイミングに合わせて行われるもの、具体的には、その冷却の開始直後（例えば０．５秒）に行われるものとしてもよい。

尚、本国際出願は、２０１３年（平成２５年）１月１１日に出願した日本国特許出願２０１３−００３９５３号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願２０１３−００３９５３号の全内容を本国際出願に援用する。

１０ 強化ガラスの製造装置
１２ 加熱炉
１４ ガラス板
１６ ローラコンベア
１８ プレス装置
２０ 上型モールド
２２ 下型リング
２４ シャトル
２６ 冷却装置
２８ 上方ノズル
３０ 下方ノズル
３２ 枠部
３４ 櫛歯部
４０ 緩衝部材
４２ 可動機構
４４，５０，６０ 金属部材（可動部）
６２ シリンダ
６４ ピストン
７０ 受けバー
７２ 移載リング

Claims (19)

1. 所定温度に加熱されたガラス板を下型リングと上型モールドとで挟持することにより所望形状に曲げ成形する強化ガラスの製造方法であって、
   前記下型リングと前記上型モールドとの間に緩衝部材を介在させた状態で前記ガラス板を該緩衝部材に接触させつつプレス成形するプレス成形工程と、
   前記プレス成形工程にてプレス成形された前記ガラス板を前記緩衝部材に接触させることなく前記下型リング上で冷却する冷却工程と、
   を備えることを特徴とする強化ガラスの製造方法。
2. 前記緩衝部材を、プレス成形された前記ガラス板と接触しない非接触位置まで退避させる退避工程を更に備える請求項１記載の強化ガラスの製造方法。
3. 前記退避工程を前記プレス成形工程と前記冷却工程との間に設けた請求項２記載の強化ガラスの製造方法。
4. 前記下型リングは、プレス成形された前記ガラス板が冷却される際に該ガラス板が接触される櫛歯部を有し、
   前記緩衝部材は、プレス成形工程において前記ガラス板と接触する接触位置と、冷却工程において前記ガラス板と接触しない前記非接触位置と、の間をスライド自在に取り付けられ、
   前記プレス成形工程では、前記緩衝部材を前記櫛歯部を覆うように前記接触位置までスライドさせ、
   前記退避工程では、前記緩衝部材を前記櫛歯部から退避するように前記非接触位置までスライドさせる請求項２又は３記載の強化ガラスの製造方法。
5. 前記下型リングは、プレス成形された前記ガラス板が冷却される際に該ガラス板が接触される櫛歯部を有し、
   前記緩衝部材は、プレス成形工程において前記ガラス板と接触する接触位置と、冷却工程において前記ガラス板と接触しない前記非接触位置と、の間を回動自在に取り付けられ、
   前記プレス成形工程では、前記緩衝部材を前記櫛歯部の歯部間を埋めるように前記接触位置まで回動させ、
   前記退避工程では、前記緩衝部材を前記櫛歯部の歯部間から退避するように前記非接触位置まで回動させる請求項２又は３記載の強化ガラスの製造方法。
6. 前記下型リングは、プレス成形された前記ガラス板が冷却される際に該ガラス板が接触される櫛歯部を有し、
   前記緩衝部材は、プレス成形工程において前記ガラス板と接触する接触位置と、冷却工程において前記ガラス板と接触しない前記非接触位置と、の間を進退自在に取り付けられ、
   前記プレス成形工程では、前記緩衝部材を前記櫛歯部の歯部間を埋めるように前記接触位置まで移動させ、
   前記退避工程では、前記緩衝部材を前記櫛歯部の歯部間から退避するように前記非接触位置まで移動させる請求項２又は３記載の強化ガラスの製造方法。
7. 曲げ成形される前記ガラス板の厚さが２．８ｍｍ以下である請求項１乃至６の何れか一項記載の強化ガラスの製造方法。
8. 前記プレス成形工程を加熱炉内で行う請求項１乃至７の何れか一項記載の強化ガラスの製造方法。
9. 所定温度に加熱されたガラス板を下型リングと上型モールドとで挟持することにより所望形状に曲げ成形する強化ガラスの製造装置であって、
   前記ガラス板が前記下型リングと前記上型モールドとによりプレス成形される際に、該下型リングと該上型モールドとの間に介在されることで該ガラス板と接触すると共に、前記ガラス板が曲げ成形後に前記下型リング上で冷却される際に、前記下型リングと前記上型モールドとの間から退避して該ガラス板と非接触になる緩衝部材を備えることを特徴とする強化ガラスの製造装置。
10. 前記下型リングは、プレス成形された前記ガラス板が冷却される際に該ガラス板が接触される櫛歯部を有する請求項９記載の強化ガラスの製造装置。
11. 前記下型リングは、
    スライド自在に配設され、前記櫛歯部を覆うことが可能な可動部と、
    前記可動部が前記櫛歯部を覆った際に前記上型モールドと対向する該可動部の表面に取り付けられる前記緩衝部材と、
    前記可動部を、前記ガラス板がプレス成形される際には前記櫛歯部を覆って前記緩衝部材が該ガラス板と接触する接触位置までスライドさせ、また、プレス成形された前記ガラス板が冷却される際には前記櫛歯部から退避させて前記緩衝部材が該ガラス板と接触しない非接触位置までスライドさせるスライド機構と、
    を有する請求項１０記載の強化ガラスの製造装置。
12. 前記下型リングは、
    回動自在に配設され、前記櫛歯部の歯部間を埋めることが可能な可動部と、
    前記可動部が前記櫛歯部の歯部間を埋めた際に前記上型モールドと対向する該可動部の表面に取り付けられる前記緩衝部材と、
    前記可動部を、前記ガラス板がプレス成形される際には前記櫛歯部の歯部間を埋めて前記緩衝部材が該ガラス板と接触する接触位置まで回動させ、また、プレス成形された前記ガラス板が冷却される際には前記櫛歯部の歯部間から退避させて前記緩衝部材が該ガラス板と接触しない非接触位置まで回動させる回動機構と、
    を有する請求項１０記載の強化ガラスの製造装置。
13. 前記下型リングは、
    進退自在に配設され、前記櫛歯部の歯部間を埋めることが可能な可動部と、
    前記可動部が前記櫛歯部の歯部間を埋めた際に前記上型モールドと対向する該可動部の表面に取り付けられる前記緩衝部材と、
    前記可動部を、前記ガラス板がプレス成形される際には前記櫛歯部の歯部間を埋めて前記緩衝部材が該ガラス板と接触する接触位置まで移動させ、また、プレス成形された前記ガラス板が冷却される際には前記櫛歯部の歯部間から退避させて前記緩衝部材が該ガラス板と接触しない非接触位置まで移動させる進退機構と、
    を有する請求項１０記載の強化ガラスの製造装置。
14. 前記可動部及び前記緩衝部材は、前記ガラス板のプレス成形が完了した後、該ガラス板の冷却が開始される前に、前記接触位置から前記非接触位置へ移動される請求項１１乃至１３の何れか一項記載の強化ガラスの製造装置。
15. 前記可動部及び前記緩衝部材は、プレス成形された前記ガラス板の冷却が開始されるタイミングに合わせて、前記接触位置から前記非接触位置へ移動される請求項１１乃至１４の何れか一項記載の強化ガラスの製造装置。
16. 前記可動部は、前記下型リングと一体で支持されている請求項１１乃至１５の何れか一項記載の強化ガラスの製造装置。
17. 前記緩衝部材は、略矩形状の前記ガラス板の少なくとも二辺に対応して設けられている請求項９乃至１６の何れか一項記載の強化ガラスの製造装置。
18. 前記緩衝部材は、前記ガラス板の周縁部全周に対応して設けられている請求項９乃至１６の何れか一項記載の強化ガラスの製造装置。
19. 前記緩衝部材は、溶射処理された金属製又はフェルト製部材である請求項９乃至１８の何れか一項記載の強化ガラスの製造装置。
    

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