WO2002083582A1 - Dispositif et procede permettant de cintrer une plaque de verre - Google Patents

Description

明細書 ガラス板の曲げ成形方法および装置 技術分野 本発明は、 ガラス板の曲げ成形方法および装置に関するものである。 背景技術 従来、 自動車用窓には、 湾曲したガラス板が用いられている。 ガラス板の曲 げ成形方法には、 プレス曲げ法や自重曲げ法等種々の手法があり、 その中でも 自動車のフロントガラスに使用されるガラス板は、 以下のようにして作られて いる。 すなわち、 ガラス板の周緣部に略一致するほぼ矩形または台形の四角リ ング状成形型でガラス板の下面周縁部を支持し、 所定温度で加熱することによ り、 ガラス板を自重で曲げ成形する。

その際に、 （1 ) ガラス板周縁部を内部より早く冷却して周縁部の強度を維 持すること、 （2 ) ガラス板の深曲げの成形性を向上させることが重要である。 従来においては、 二重枠構造の 1次成形型および 2次成形型を用い、 曲げ成型 の途中で、 ガラス板を 1次成形型から 2次成形型へ移し替えることが行われて いた。

ここで （1 ) について説明する。 フロントガラス用の合せガラスは、 その周 縁部に塗布された接着剤によって車体に取付けられる。 そのため、 ガラス板周 縁部に充分に高い強度を有する必要があり、 強度を上げるためには、 ガラス板 を加熱した後、 自然冷却により、 圧縮応力層を形成する必要がある。 この場合、 ガラス板の成形精度を向上させ、 ガラス板のエッジ近傍の曲げを充分に行うた めには、 なるべくガラス板のエッジのみを支持することが望ましい。

しかしながら、 ガラス板のエッジを支持すると、 成形型の熱容量のため、 ェ ッジが充分に冷却されず、 強化層が形成されにくい。 そこで、 ガラス板を加熱 した後、 エッジよりも幾分内側でガラス板を支持するように 2次成形型へ移し 替える。 すなわち、 自重曲げ成形時は 1次成形型でガラス板エッジまたはその 極近傍 （以下、 エッジ部という） を支持し、 その後上記エッジ部の内側を 2次 成形型により支持する。 このような移し替え式の成形型の技術については、 例 えば特開平 2— 3 0 6 3 2号公報に開示されている。

次に、 上記 （2 ) について説明する。 深曲げや複雑な形状を作る場合、 最初 に曲げの浅い 1次成形型でガラス板を支持してから、 途中で曲げの深い最終形 状の 2次成形型に移し替え、 自重曲げを行う。 このように湾曲度の異なる 2種 類の成形型を用い、 2段階で自重曲げ成形することにより、 特にガラス板コー ナ部の成形精度が向上するとともに、 成形面の品質向上が図られる。 このよう な成形性向上を図るための移し替え式成形型の技術は、 例えば特許第 2 8 8 9 8 7 7号公報に開示されている。

しかしながら、 上記 2件の公報に記載されている成形型は、 何れも 2次成形 型が 1次成形型の内側にあり、 移し替えの際に内側の 2次成形型を突き上げた り、 あるいは 1次成形型を落下させたりして、 ガラス板と成形型とを分離させ ている。 したがって、 1次成形型とこれに隣接する 2次成形型とは、 相互に隣 接した状態で上下方向にすれ違つて移動することになる。

ところが、 このような 1次および 2次成形型の何れかを上昇あるいは下降さ せてガラス板を持ち替える機構は複雑であり、 特に 2次成形型全体を突き上げ る構成にすると装置が大型化し、 重量も増大する。 その結果、 大出力の駆動機 構を必要とし、 曲げ成型時に要する消費電力も大きくなるという問題があった。 また、 上下にすれ違って移動する構成では、 両方の成形型同士の干渉を避け るため、 1次成形型と 2次成形型の間に一定スペースを設ける必要がある。 そ の結果、 2次成形型がかなり内側に配置されることになり、 この状態でガラス 板を支持すると、 ガラス板の内側に成形型の跡が残り易くなる。

しかし、 窓ガラスの表面に露出した跡は、 製品の外観を害するため、 好まし くない。 また、 ガラス板周縁部の強度を充分に維持するためには、 2次成形型 はガラス板の周縁部より内側に位置することが必要であるが、 あまり内側にす ると前述のように型跡が残るため、 1次成形型より mmオーダで近接してその 内側に位置することが好ましい。 従来の 1次成形型から 2次成形型への持ち替 え構造では、 これを実現することは困難であった。

本発明は、 従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、 1次成形型から 2次成形型へガラス板を移し替える際に生じやすい型跡の発生を抑制した、 ガ ラス板の曲げ成形方法および装置を提供することを目的とする。 発明の開示 本発明は、 ガラス板の周縁部を支持する 1次成形型と、 前記 1次成形型の内 側に設置された 2次成形型とを用い、 前記 1次成形型上に載置されたガラス板 を、 所定温度に加熱して自重により曲げ成形した後、 前記 2次成形型上に移し 替え、 前記 2次成形型のみで曲げ成形を実施するガラス板の曲げ成形方法にお いて、 前記 1次成形型を前記 2次成形型の側方へ広がる方向に動かすことによ り、 前記ガラス板を前記 1次成形型から前記 2次成形型へ移し替えることを特 徵とするガラス板曲げ成形方法を提供する。

また、 本発明の一実施形態として、 前記 1次成形型により前記ガラス板のェ ッジを支持することが好ましい。

また、 本発明の一実施形態として、 前記 1次成形型を所定の回転軸を中心と して回転運動させることにより、 前記ガラス板を前記 1次成形型から前記 2次 成形型へ移し替えることが好ましい。

また、 本発明の一実施形態として、 前記 1次成形型を前記ガラス板面のエツ ジ近傍における接線方向に動かすことにより、 前記ガラス板を前記 1次成形型 から前記 2次成形型へ移し替えることが好ましい。

また、 本発明の一実施形態として、 前記ガラス板は、 自動車用窓ガラスとし て用いられることが好ましい。

本発明は、 ガラス板の周縁部を支持する 1次成形型と、 その内側に設けられ た 2次成形型とを備え、 前記 1次成形型上に載置されたガラス板を、 所定温度 に加熱して自重により曲げ成形した後、 前記 2次成形型上に移し替え、 前記 2 次成形型のみで曲げ成形を実施するガラス板曲げ成形装置において、 前記 1次 成形型は、 各辺ごとに分割されており、 前記 2次成形型の側方に広がる方向に 動くように構成されていることを特徴とするガラス板曲げ成形装置を提供する。 また、 本発明の一実施形態として、 前記 2次成形型は、 その形状がリング状 であることが好ましい。

また、 本発明の一実施形態として、 前記 1次成形型は、 4辺形の各辺に沿つ て配設された 4本の棒状部材で構成されていることが好ましい。

また、 本発明の一実施形態として、 前記 1次成形型は、 対向して設置された 2本の棒状部材で構成されていることが好ましい。

また、 本発明の一実施形態として、 前記棒状部材は、 その長さが前記ガラス 板の一辺の長さよりも短いことが好ましい。

また、 本発明の一実施形態として、 前記 1次成形型は、 略 L字断面形状を有 し、 上辺を内側に突出させた逆 L字状に設けられ、 該 L字上辺の下側に前記 2 次成形型を設けたことが好ましい。

また、 本発明の一実施形態として、 前記ガラス板は、 自動車用窓ガラスとし て用いられることが好ましい。 図面の簡単な説明 図 1 (A) 〜 （C ) ：本発明に係るガラス板曲げ成形装置の実施形態の動作 説明図。

図 2 (A) 、 (B) ： 1次成形型の移動方式の説明図。

図 3 (A) 、 (B ) ：図 2の方式を用いたガラス板曲げ成形装置の構成例の 概略図。

図 4 ： 1次成形型の断面を L字形状とした説明図。

図 5 (A) 、 ( B ) ： 1次成形型と 2次成形型を端部で連結した構成説明図。 図 6 (Aト ( E) ： 2次成形型でガラス板を深曲げ成形する実施形態の説 明図。

図 7 (A) 、 (B ) ：本発明の別の実施形態の構成説明図。

図 8 (A) 、 (B ) ：本発明のさらに別の実施形態の構成説明図。 発明を実施するための最良の形態

以下、 図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。

図 1は、 本発明に係る曲げ成形装置の一実施形態を示す概略図である。

ガラス板曲げ成形装置は、 （A) に示すように、 ほぼ矩形または台形等の四 角形のガラス板 1の周縁部に略一致する 4辺の各辺ごとに分割して設けた 1次 成形型 2と、 その内側に設けた 2次成形型 3からなる。 2次成形型 3は、 ガラ ス板の形状にほぼ一致した略四角 （台形） 形状の 4辺が連続して形成された四 角リングである。

1次成形型 2および 2次成形型 3は、 それぞれガラス板 1の周縁部の曲げ形 状に対応して湾曲している。 ガラス板 1を曲げ成形する時、 まず 1次成形型 2 と 2次成形型 3の両方でガラス板 1の下面を支持する。 この状態でガラス板 1 を所定温度で加熱して自重曲げにより曲げ成形する。 このとき軟化したガラス 板は、 1次成形型 2および 2次成形型 3の両方の湾曲成形面 （上縁） に支持さ れる。

このガラス板周縁部を冷却して圧縮応力層を形成してガラス板周縁部の強度 を維持するため、 2次成形型 3のみでガラス板 1をそのエッジ部分よりやや内 側で支持する。 このとき 1次成形型 2は 2次成形型 3に対して側方外側に広が る方向に開いて （図の矢印方向） 開放位置 2 ' (点線） に移動する。 これによ り、 ガラス板 1は 2次成形型 3のみに支持される。 この状態で、 ガラス板 1を 自然冷却し 2次成形型 3の外側のガラス板周縁部に圧縮応力層を形成する。

( B ) は別の実施形態を示す。 この （B ) に示すように、 1次成形型 2を対 向する 2辺に設け （図では左右 2辺） 、 1次成形型 2を左右外側に広がる方向 に開くように矢印方向に移動させてもよい。 この例は、 ガラス板 1の図の上下 長辺部の曲げ成形精度が問題にならない場合 （例えばほぼ平坦形状等） に有効 である。 このような場合には、 長辺部に対し成形性のためにエッジを支持する 必要がなく、 したがつて 1次成形型を設けることなく最初から 2次成形型でェ ッジの幾分内側を支持することができる。 このように 1次成形型 2を 2辺のみ にすることにより、 部品点数が減少し機械的構造が簡単になる。

( C) に示すように、 対向する 2辺の各辺の 1次成形型 2の長さは、 ガラス 板 1の側縁の長さよりも短くしてもよい。 これにより、 より簡単な構造で装置 を組立てることができる。 前述の （A) の 4辺についても同様である。 なお、 1次成形型 2は、 ガラス板の形状や各辺の曲げ加工の必要性等によっては 1辺 のみに設ける場合もある。

図 2は、 1次成形型の移動方向を示す説明図である。 （A) は回転移動、 (B ) は平行移動を示す。 前述のように、 1次成形型を 2次成形型の側方に広 がるように移動させる方法として、 （A) の回転移動および （B ) の平行移動 が可能である。

回転移動の場合は、 （A) に示すように、 ガラス板 1の下面側緣を 1次成形 型 2と 2次成形型 3で支持した場合に、 ガラス板 1のエッジ部 1 aに対する接 線を Hとすると、 この接線 Hに対する法線 F上の点 Gを支点として 1次成形型 2を 2次成形型 3に対して外側に回転する。 これにより、 1次成形型 2はガラ ス扳 1のエッジ 1 aに接触することなく接線 Hの下方外側 （矢印 P方向） に移 動する。

平行移動の場合は、 （B ) に示すように、 1次成形型 2を前述の接線 Hと平 行 （矢印 Q方向） またはこれより下方にスライドさせることによりガラス板 1 から離してもよい。 これにより、 1次成形型 2はガラス板 1のエッジ部 1 aに 摺接することなく外側に広がる。

図 3 (A) 、 (B ) は、 それぞれ図 2 (A) 、 (B ) の回転移動式および平 行移動式を実現する具体的な機構を示す。

回転移動式の場合、 （A) に示すように、 基台 4上に回転軸 5を設け、 ァー ム 6に 1次成形型 2を固定する。 アーム 6にはエアシリンダー 9と、 ストッパ 7が設けられ、 ストッパ 7はフック 8により固定される。 フック 8をストッパ 7から外すと、 エアシリンダー 9によりアーム 6は押出される。 アーム 6は回 転軸 5を支点として矢印 P方向に回転し、 1次成形型 2は 2次成形型 3に対し て外側に移動する。

平行移動式の場合、 （B ) に示すように、 前述の矢印 Qに平行なスライド棒 1 0を備え、 スライド棒 1 0に沿ってスライド可能なアーム 1 1に 1次成形型 2を固定する。 （A) の場合と同様に、 アーム 1 1にはストッパ 7とエアシリ ンダ一 9が設けられ、 ストッパ 7はフック 8により固定される。 フック 8をス トツパ 7から外すと、 エアシリンダー 9によりアーム 1 1は押出される。 ァー ム 1 1はスライド棒 1 0に沿って矢印 Q方向に移動し、 1次成形型 2は 2次成 形型 3に対して外側に移動する。

以上により、 （A) 、 (B ) どちらの機構を用いても簡単な構造で 1次成形 型 2から 2次成形型 3への持ち替えを行うことができる。 そのため、 装置が小 型化するとともに、 装置の駆動エネルギーが低減されるため、 生産コストの低 減を図ることができる。

図 4は、 1次成形型の断面を L字形状とした説明図である。 同図に示すよう に、 断面逆 L字形状の 1次成形型 1 2の上辺 1 2 aでガラス板 1の下面側縁を 支持する。 これにより、 ガラスエッジ部の充分近傍を安定して 1次成形型 1 2 上に支持することができる。 また、 ガラスエッジ端面を L字の上辺 1 2 a上に 載せて支持し、 成形性をさらに向上させることもできる （後述の図 7参照） 。 このように L字形状の 1次成形型 1 2を用いることにより、 2次成形型 3は 逆 L字の上辺 1 2 aの下に配置されるので、 2次成形型 3をガラス板 1のエツ ジに充分近い側に配置することができる。 これにより、 2次成形型 3による型 跡をガラス板のエッジに充分近づけ、 ガラス窓として自動車に装着した時に、 窓枠シールで覆つて目立たなくすることができる。 この場合も前述の実施形態 と同様に、 1次成形型 1 2を外側に広がるように移動させれば、 2次成形型 3 と干渉を起こすことなく、 2次成形型 3へ持ち替えを行うことができる。 図 5は、 1次成形型と 2次成形型を端部で接続した実施形態の説明図である 同図に示すように、 1次成形型 1 3と 2次成形型 1 4の一方の端部が回転軸 1 5を介して連結される。 この構造においては、 （A) に示すように 1次成形型 1 3でガラス板 1の下面側縁を支持し、 1次成形型 1 3によるガラス板 1の自 重曲げ成形処理を行う。 その後、 回転軸 1 5を支点としてガラス板 1の外側方 向に 1次成形型 1 3を回転させる。 この回転動作により、 （B ) に示すように、 2次成形型 1 4でガラス板 1の下面側緣を支持する。

2次成形型 1 4による支持位置は、 両成形型の長さや開き角度等により調整 可能である。 この場合、 1次成形型 1 3でガラス板 1を支持していた部分と同 じ位置で 2次成形型 1 4によりガラス板 1を支持することもできる。 したがつ て後述のように 2次成形型 1 4でガラス板 1の深曲げを行うときにもこの構造 は有効である。

図 6は、 成形性向上のために成形型を移し替えてガラス板を深曲げ成形する ときの説明図である。 ガラス板を深曲げ成形する場合、 まず曲げの浅い 1次成 形型で支持し、 次に曲げの深い 2次成形型にガラス板を移し替えて、 2段階で 深曲げを行う。 最初 （A) に示すように、 曲げの浅い 1次成形型 1 6の内側に 曲げの深い 2次成形型 1 7を配設し、 （B ) に示すように、 ガラス板 1を 1次 成形型 1 6で支持する。

この状態で加熱すると、 （C) のようにガラス板 1が軟化して自重で 1次成 形型 1 6に沿って曲げ成形される。 1次成形型 1 6による曲げ成形が終了後、 本発明の機構を用いて 1次成形型 1 6を外側に開き （図面の手前側） 、 （D) のように 2次成形型 1 7に持ち替える。 この状態で加熱処理をし、 （E) のよ うにガラス板 1をさらに 2次成形型 1 7に沿って深曲げ成形する。 以上のよう に、 本発明は、 1次成形型と 2次成形型による 2段階深曲げ成形にも使用でき る。

図 7は、 本発明の別の実施形態の説明図である。 この実施形態は、 前述の図 4の実施形態の変形例である。

(A) に示すように、 L字状の 1次成形型 1 2の上辺 1 2 aでガラス板 1の エッジ l aを支持する。 この場合、 （B ) に示すように、 1次成形型 1 2の上 辺 1 2 aを若千傾斜させて、 ガラス板 1のエッジ 1 aのみを支持するようにし てもよい。 このようにガラス板 1のエッジ 1 aを支持することにより、 1次成 形型 1 2による曲げ加工の成形性が向上する。

上記 （A) 、 ( B ) の場合、 2次成形型 3の位置は、 周縁部に圧縮応力層を 形成する目的であれば、 ガラス板 1のエッジ 1 aの幾分内側を支持し、 成形性 向上の目的であれば、 1次成形型 1 2と同様にエッジ 1 aを支持する位置に配 置してもよい。

図 8は、 本発明のさらに別の実施形態の説明図である。 この実施形態は、 前 述の図 5の実施形態の変形例である。

この実施形態では、 （A) に示すように、 1次成形型 1 3でガラス板 1のェ ッジ l aを支持し、 この状態で曲げ成形した後、 図 5の場合と同様に回転軸 1 5廻りに回転してガラス板 1を 2次成形型 1 4で持ち替える。 このように 1次 成形型 1 3でガラス板 1のエッジ 1 aを支持することにより、 図 7の各例と同 様に、 成形性が向上する。 産業上の利用可能性 以上説明したように、 本発明では 1次成形型が 2次成形型に対して側方に広 がるため、 ガラス板の持ち替えの際に 1次成形型と 2次成形型の干渉が起こる ことを防ぐことができる。 したがって、 2次成形型を 1次成形型に極力近づけ、 2次成形型による型跡が目立たないエッジ近傍位置で 2次成形型に持ち替える ことができる。 また、 その機構が簡単な構造であり、 大きな出力も要しないの で、 装置が小型化し、 生産コストも低減する。 なお、 2次成形型に移し変える 前は、 1次成形型のみまたは 1次成形型と 2次成形型の両方でガラス板を支持 すればよい。

また、 L字上辺の端部でガラス板の側縁を支持することで、 ガラス板の成形 精度を向上させることができ、 L字上辺の下側に 2次成形型を設けることで、 1次成形型にできるだけ近接した位置でガラス板の持ち替えを行うことができ る。 したがって、 冷却幅をガラス板の周縁部のエッジ部に確保した上で、 ガラ ス板の型跡を充分にエッジ近傍に近づけて目立たなくすることができる。

また、 1次成形型を側方に広げてガラス板から分離することで、 ガラス板の 持ち換えの際に 1次成形型と 2次成形型の干渉が確実に防止される。 したがつ て、 1次成形型をガラスエッジに充分近づけることができ、 2次成形型でガラ ス板を支持した場合に、 型跡が目立たないような 1次成形型に充分近接した位 置に 2次成形型を配設することができる。

さらに、 1次成形型がガラス板のエッジを支持することで、 曲げ成形の成形 性を向上させ、 特にガラス板のエッジ近傍を精度よく曲げ加工できるとともに、 2次成形型をさらにェッジに近づけることができる。

Claims

請求の範囲

1 . ガラス板の周縁部を支持する 1次成形型と、 前記 1次成形型の内側に設置 された 2次成形型とを用い、 前記 1次成形型上に載置されたガラス板を、 所定 温度に加熱して自重により曲げ成形した後、 前記 2次成形型上に移し替え、 前 記 2次成形型のみで曲げ成形を実施するガラス板の曲げ成形方法において、 前記 1次成形型を前記 2次成形型の側方へ広がる方向に動かすことにより、 前記ガラス板を前記 1次成形型から前記 2次成形型へ移し替えることを特徴と するガラス板曲げ成形方法。

2 . 前記 1次成形型により前記ガラス板のエツジを支持する請求の範囲 1に記 載のガラス板曲げ成形方法。

3 . 前記 1次成形型を所定の回転軸を中心として回転運動させることにより、 前記ガラス板を前記 1次成形型から前記 2次成形型へ移し替える請求の範囲 1 または 2に記載のガラス板の曲げ成形方法。

4 . 前記 1次成形型を前記ガラス板面のエッジ近傍における接線方向に動かす ことにより、 前記ガラス板を前記 1次成形型から前記 2次成形型へ移し替える 請求の範囲 1または 2に記載のガラス板の曲げ成型方法。

5 . 前記ガラス板は、 自動車用窓ガラスとして用いられる請求の範囲 1〜4の 何れか一項に記載のガラス板曲げ成形方法。

6 . ガラス板の周縁部を支持する 1次成形型と、 その内側に設けられた 2次成 形型とを備え、 前記 1次成形型上に載置されたガラス板を、 所定温度に加熱し て自重により曲げ成形した後、 前記 2次成形型上に移し替え、 前記 2次成形型 のみで曲げ成形を実施するガラス板曲げ成形装置において、

前記 1次成形型は、 各辺ごとに分割されており、 前記 2次成形型の側方に広 がる方向に動くように構成されていることを特徴とするガラス板曲げ成形装置。

7 . 前記 2次成形型は、 その形状がリング状である請求の範囲 6に記載のガラ ス板の曲げ成形装置。

8 . 前記 1次成形型は、 4辺形の各辺に沿って配設された 4本の棒状部材で構 成されている請求の範囲 6または 7に記載のガラス板の曲げ成形装置。

9 . 前記 1次成形型は、 対向して設置された 2本の棒状部材で構成されている 請求の範囲 6または 7に記載のガラス板の曲げ成型装置。

1 0 . 前記棒状部材は、 その長さが前記ガラス板の一辺の長さよりも短い請求 の範囲 8または 9に記載のガラス板の曲げ成形装置。

1 1 . 前記 1次成形型は、 略 L字断面形状を有し、 上辺を内側に突出させた逆 L字状に設けられ、 該 L字上辺の下側に前記 2次成形型を設けたことを特徴と する請求の範囲 6〜 1 0の何れか一項に記載のガラス板曲げ成形装置。

1 2 . 前記ガラス板は、 自動車用窓ガラスとして用いられる請求の範囲 6〜1 1の何れか一項に記載のガラス板曲げ成形装置。