KR100194449B1 - 판유리의 곡면 성형장치 및 곡면 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 프론트 유리와 같은 만곡된 판유리를 성형하는 장치와 성형방법에 관한 것으로, 가열로에 반송되어 연화점 가까이까지 가열된 판유리는 가열로에서 반출되어, 밴딩롤에서 예비형성되면서 링몰드 위까지 반송되고, 스톱퍼로 위치결정된다. 이때 상형의 중공부에는 송풍기에 의해 히터에서 가열된 공기가 공급되고 중공부에 공급된 가열공기는 흡인공을 매개로 성형면측에 누출되어, 성형면을 소정온도로 가열한다. 이어서 하형의 실린더 유니트를 작동시켜 링몰드를 상승시키고 밴딩롤에서 판유리를 받아들이고, 이어 상승하여 하형의 형성면에 판유리를 가압하여, 판유리를 흡인공을 매개로 상형의 성형면에 흡착 유지하는 것으로 접합유리 등을 곡면 성형할 때, 판유리에 발생하는 평면 응력을 작게 함으로써 접합유리를 창틀에 끼울 때 등에 있어 파손되지 않게 한다.

Description

판유리의 곡면 성형장치 및 곡면 성형방법

제1도는 본 발명에 관한 판유리의 곡면 성형장치의 전체도.

제2도는 동 판유리의 곡면 성형장치를 구성하는 상형의 일부를 파단하여 나타낸 도면.

제3도는 동 상형의 배면도.

제4도는 링몰드의 사시도.

제5도는 본 발명에 관한 판유리의 곡면 성형방법의 공정도.

제6도는 본 발명에 관한 판유리의 곡면 성형방법의 공정도.

제7도는 본 발명에 관한 판유리의 곡면 성형방법의 공정도.

제8도는 본 발명 및 종래의 링몰드의 타임챠트.

제9도는 본 발명에 의해 성형한 판유리와 종래의 방법에 의해 성형한 판유리의 테두리로 부터의 거리와 발생하는 평면 압축응력 또는 평면 인장응력과의 관계를 나타내는 그래프.

제10도는 링몰드와 유리와의 접촉시간과 평면 압축응력 및 평면 인장응력과의 관계를 나타내는 그래프.

제11도는 유리의 온도와 발생하는 태두리의 최대 평면 압축응력과의 관계를 나타내는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 성형장치 2 : 가열로

3 : 상형 11 : 흡인공

12 : 스테인레스 크로스 14 : 가열수단

20 : 하형 21 : 실린더 유니트

23 : 링몰드 G : 판유리

본 발명은 자동차와 프론트 유리와 같은 만곡된 판유리를 성형하는 장치와 성형방법에 관한 것이다.

자동차의 프론트유리와 같은 만곡유리를 성형하기 위해서는, 종래부터 판유리를 수평롤로 노(爐)내에 반송하는 사이에 연화점 가까이 까지 가열되고, 이어서 판유리를 링몰드(ring mold)로 이송하고, 링몰드와 전면형인 상형(上型)과의 사이에서 소정형상으로 성형하도록 되어 있다.

상술한 종래의 성형법에 있어서는, 성형할 때 링몰드가 장시간 판유리에 접촉되고 있기 때문에, 링몰드가 접촉되고 있는 판유리의 테두리부에 평면 압축응력이 발생하고, 이 평면 압축응력에 균형을 이루는 만큼의 평면 인장응력이 판유리의 내측영역에 발생한다. 이 평면응력은 급냉강화에 의해 발생하는 두께방향의 응력과 다른 것으로, 이 평면응력이 크면, 판유리를 자동차의 창틀에 끼울 때 혹은 끼운 후에 다른 응력이 작용한 경우에 판유리의 파손으로 이어진다. 그점에서 특개소 52-78226 호(일본특허) 공보에는 자동차의 프론트 윈도우용 접합유리로서 이용되는 판유리의 평면 압축응력과 평면 인장응력을 소정의 범위로 억제하는 제안이 이루어져 있다.

상술한 바와같이, 링몰드를 성형시에 장시간 유리에 접촉시키면 반드시 유리의 테두리부에 평면 압축응력이 발생하고, 이 평면 압축응력을 소정의 범위로 제어하는 것은 극히 곤란하고, 만일 소정범위로 했다 해도 판유리 파손의 원인이 된다.

상기 과제를 해결하고자 하는 본 발명에 관한 판유리의 곡면 성형장치는, 성형장치를 구성하는 하형(下型)을 링몰드로 하고, 성형장치를 구성하는 상형을, 밑면을 성형면으로 하는 중공의 전면형으로 하고, 이 상형의 성형면에 판유리를 흡인 유지하기 위한 흡인공을 다수 형성하고, 또한 상형의 적어도 성형면을 가열수단으로 소정온도 까지 상승시키도록 했다.

또한, 본 발명에 관한 판유리의 곡면 성형방법은, 반송되어 온 가열상태의 판유리를 링몰드로 상승시켜, 판유리를 상형 하형의 형성면에 눌러맞춘 뒤 바로 성형면에서 판유리를 흡인 유지함과 아울러 링몰드를 하강시켜 상형만으로 판유리를 형성한 후, 판유리의 온도가 소정온도 이하가 될 때까지 흡인 상태를 유지하도록 했다.

가열로에서 반출된 판유리를 밴딩롤에서 예비성형하면서 링몰드 위까지 반송하여 이송하고, 이어서 링몰드에서 판유리를 상승시켜 상형 하형의 형성면에 눌러 맞추고, 바로 형성면에서 파뉴리를 흡인 유지함과 아울러 링몰드를 하강시켜 상형만으로 판유리를 성형한다.

이하에 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다. 여기서 제1도는 본 발명에 관한 판유리의 곡면 성형장치의 전체도, 제2도는 동 판유리의 곡면 성형장치를 구성하는 상형의 일부를 파단하여 나타낸 도면, 제3도는 동 상형의 배면도, 제4도는 링몰드의 사시도이다.

성형장치(1)는 터널형 가열로(2)의 하류에 배치되고, 판유리(G)를 수평롤(3)로 가열로(2)내에 반송함으로써 연화점 가까이 까지 가열되고, 가열된 판유리(G)는 밴딩롤(4)에서 예비성형되면서 성형장치(1)의 상형(10)과 하형(20)의 사이까지 반송된다.

상형(10)는 세라믹을 주입하여 성형된 중고형이고, 도한 밑면을 성형면으로 한 전면형이고, 성형면에는 다수의 흡인공(11)을 형성하고, 또한 형성면을 스테인레스 크로스(12)로 덮고 있다. 그리고 송풍기(13)에서 흡인한 가열로(2)내의 공기를 히터(14)로 더욱 가열하여, 밸브(15) 및 파이프(16)를 매개로 상형(10)의 중공부내로 도입하도록 하고, 또한 파이프(17) 및 밸브(18)를 매개로 상형(10)의 중공부내를 흡인 송풍기 혹은 진공펌프(19)에 접속하여, 중공부내를 감압하도록 되어 있다. 또한 도시예에서는 송풍기(13)로 가열로(2)내의 공기를 흡인함으로써 열효율을 높이도록 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

한편, 하형(20)은 실린더 유니트(21)로 승강운동하는 받침대(22)위에 판유리(G)의 밑면 테두리를 지지하는 링몰드(23)를 설치 하고 있다. 이 링몰드(23)는 철제로 그 표면은 상형(10)과 동일하게 스테인레스 크로스로 덮고, 이면에는 제1도에 나타낸 바와같이 히터(24)가 배설되어 있다. 또한 링몰드(23)는 제4도에 나타낸 바와같이 좌우로 분할되고, 분할된 각 링몰드는 다수의 턴버클(turnbuckle)(25)을 매개로 받침대(22)에 지지되고, 턴버클(25)을 조작함으로써 판유리(G) 형상에 맞추어 링몰드(23)의 형상을 미묘하게 변화시키도록 되어 있다.

또한, 받침대(22) 상에는 밴딩롤(4)로 반송되어 온 판유리(G)를 링몰드(23) 상에 위치시키는 승강이 가능한 스톱퍼(26)와, 링몰드(23)의 온도를 측정하는 열전쌍(thermocouple)을 설치하고 있다.

이상과 같은 구성으로 이루어진 성형장치에 의한 판유리의 성형방법을 제5도 ~ 제7도에 의거하여 서술한다. 우선 가열로(2)내로 반송되어 연화점 가까이 까지 가열된 판유리(G)는 가열로(2)에서 반출되어, 밴딩롤(4)에서 예비성형되면서 제5도에 나타낸 바와같이 링몰드(23) 위까지 반송되고, 스톱퍼(26)로 위치가 결정된다. 이때 상형(10)의 중공부에는 송풍기(13)에 의해 히터(14)로 가열된 공기가 공급되고, 중공부에 공급된 가열공기는 흡인공(11)을 매개로 성형면측에 누출되어 성형면을 소정온도로 가열한다.

이어서 제6도에 나타낸 바와같이 하형(20)의 실린더 유니트(21)를 작동시켜 링몰드(23)을 상승시키고, 밴딩롤(41)로부터 판유리(G)를 받아들이고, 또한 상승하여 하형(20)의 성형면에 판유리(G)를 가압한다. 그리고 이때, 상형(10)의 중공부로의 가열공기의 공급은 정지하고, 상형(10)의 중공부내는 진공펌프(19)로 감압되고 있기 때문에, 판유리(G)는 흡인공(11)을 매개로 상형(10)의 성형면에 흡착 유지된다.

이와 같이 하여 판유리(G)가 상형(10)의 성형면에 흡착 유지되었다면, 제7도에 나타낸 바와같이 바로 실린더 유니트(21)를 압축하여 링몰드(23)를 하강시키고 상형(10)만으로 판유리(G)를 성형한다. 그리고 성형후에도 판유리(G)를 일정시간 유지하여, 평면 압축응력이 발생하지 않는 온도까지 서서히 냉각한다.

이상과 같은 방법 및 종래방법에 의해 성형된 판유리의 평면 압축 응력 및 평면 인장응력에 관하여 행한 시험결과를 표 1 및 제8도 ~ 제11도에 의거하여 설명한다. 여기에서 표 1은 시험조건과 그 결과를 나타내고, 표 1에 있어서 흡인예는 제8도(a)에 나타낸 바와같이 링몰드와 유리와의 접촉시간을 극히 짧게하고, 볼록형(상형)만으로 성형하고, 종래의 예는 제8도(b)에 나타낸 바와같이 링몰드와 볼록형과의 사이에서 프레스 성형하는 방법을 나타낸다. 그리고 제9도는 본 발명법과 종래의 방법으로 성형한 판유리의 테두리에서의 거리와 발생하는 평면 압축응력 또는 평면 인장응력과의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한 제10도는 링몰드와 유리와의 접촉시간과 평면 압축응력 및 평면 인장응력과의 관계를 나타내는 그래프이고, 제11도는 성형후의 유리온도와 테두리부의 평며 압축응력과의 관계를 나타내는 그래프이다.

[표 1] 및 제9도에서 링몰드와 유리와의 접촉시간을 극히 짧게 하여 상형만으로 성형하고, 게다가 상형을 가열해 두는 것이 발생하는 평면 압축응력을 작게하는데 필수조건이 되는 것을 알 수 있다. 또한 제10도에서는 링몰드와 접촉할 때 유리의 온도는 낮을수록 발생하는 평면 응력은 작아지고, 또한 제11도에서는 상형에서 유리온도를 550℃ 이하가 될 때까지 유지해 두면, 이후 셔틀(shuttle)등에 의해 반송해도 거의 평면 압축응력이 발생하지 않음을 알 수 있다.

또한, 실시예에 있어서는 노(爐)밖에 판유리를 반출하고 나서 성형하는 예를 나타냈지만, 노내에서 성형하도록 해도 좋다. 또한 상형의 가열수단으로서, 상형으로부터 덜어진 위치에 히터를 설치했지만, 상형내에 히터를 매설해도 좋다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면, 밑면을 성형면으로 하는 상형의 그 성형면에 판유리를 흡인 유지하는 것으로, 판유리를 형성하고, 링몰드와 판유리와의 접촉시간을 극히 짧게 하고, 또한 판유리와 접촉하는 성형면, 또한 링몰드를 가열함과 아울러, 유리온도가 소정온도 즉 평면 압축응력이 발생하지 않는 온도까지 상형에서 유지하도록 했기 때문에, 성형후의 잔류응력이 극히 적은 판유리를 제작할 수 있다.

Claims (4)

1. 상형과 하형으로 이루어진 판유리의 곡면 성형장치에 있어서, 상기 하형은 판유리의 밑면 테두리부를 지지하는 링몰드이고, 상기 상형은 밑면을 성형면으로 하는 중공의 전면형이고, 상형의 성형면에는 판유리를 흡인 유지하기 위한 흡인공이 다수 형성되고, 또한 상형의 적어도 성형면은 가열수단으로 소정온도까지 상승시키는 점을 특징으로 하는 판유리의 곡면 성형장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 링몰드에도 가열 수단이 부설되어 있는 점을 특징으로 하는 판유리의 곡면 성형장치.
3. 반송되어 온 가열상태의 판유리를 링몰드로 상승시키고, 판유리가 전면형인 상형 밑면의 형성면에 눌려 맞춰지면 바로 성형면에서 판유리를 흡인 유지함과 아울러 링몰드를 하강시켜 상형만으로 판유리를 성형한 후, 판유리의 온도가 소정온도 이하가 될 때까지 흡인상태를 유지하도록 한 점을 특징으로 하는 판유리의 곡면 성형방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 상형에 의한 판유리의 흡인 유지는 판유리의 온도가 550℃ 이하가 될 때까지 행하도록 한 점을 특징으로 하는 판유리의 곡면 성형방법.