(57)【要約】【課題】本発明は、フロート法等によって製造された平板状のガラス板から複雑な曲げ形状の湾曲ガラス板を製造することができるガラス板の曲げ成形方法及びその装置を提供する。【解決手段】保持ゾーン１２において平板状の矩形状ガラス板Ｇを、ガラスキャリア２０に常温状態で保持させる。ガラスキャリア２０には、ガラス板Ｇの成形領域Ｍを成形時まで非接触を保ちつつ所定の成形温度まで容易に加熱させるために、成形領域Ｍに対応する部分に開口部２６が形成される。加熱ゾーン１４においてガラス板Ｇの成形領域Ｍは、ガラスキャリア２０に保持された状態で加熱され、ここで粘度が１０5 Ｐａ・ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下の軟化したガラス板Ｇとなる。成形／トリミングゾーン１６においてガラス板Ｇの成形領域Ｍは、その自重によって雌モールド２８の成形面に向けて下降し、成形面に接触して成形が行われ、この後、カッター４２によってガラス板Ｇから切り離される。【選択図】図１
2005170766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘度が１０5 Ｐａ・ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下となるように加熱されたガラス板の成形領域を、所定の曲げ成形面を有する雌モールドに押し付けることにより前記成形面に沿った形状に曲げ成形する方法であって、前記ガラス板の成形温度Ｔおよび成形時間ｔを、下記式（１）および（２）を満足するように制御しながらガラス板を曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法において、
前記ガラス板の縁部をクランプするクランプ部材を有するとともにガラス板の成形領域に対応する部分に開口部が形成されたガラス保持部材を用意し、
前記ガラス保持部材にガラス板を保持させた後、前記ガラス板の成形領域を前記１０5 Ｐａ・ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下となる粘度に加熱し、
ガラス保持部材を位置決め部材を介して前記雌モールドに位置決めし、
前記成形領域を前記ガラス保持部材の前記開口部を介して前記雌モールドの成形面に押し付けることにより曲げ成形し、
前記ガラス板の曲げ成形後に、ガラス板の成形領域の湾曲ガラス板を、ガラス板からトリミングすることを特徴とするガラス板の曲げ成形方法。
【数１】
2005170766.tif 000008
【数２】
2005170766.tif 000009
【請求項２】
前記ガラス板の成形領域を、その自重により曲げ成形する請求項１に記載のガラス板の曲げ成形方法。
【請求項３】
前記ガラス板の成形領域を、前記雌モールドの成形面側にバキュームして曲げ成形する請求項１に記載のガラス板の曲げ成形方法。
【請求項４】
前記ガラス板は、フロート法により製造されたガラス板である請求項１〜３の何れか一項に記載のガラス板の曲げ成形方法。
【請求項５】
前記ガラス板は、自動車の窓ガラスに用いられる請求項１〜４の何れか一項に記載のガラス板の曲げ成形方法。
【請求項６】
粘度が１０5 Ｐａ・ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下となるように加熱されたガラス板の成形領域を、所定の曲げ成形面を有する雌モールドに押し付けることにより前記成形面に沿った形状に曲げ成形する装置であって、前記ガラス板の成形温度Ｔおよび成形時間ｔを、下記式（３）および（４）を満足するように制御しながらガラス板を曲げ成形するガラス板の曲げ成形装置において、
この装置の各部における動作の監視および駆動を制御するコントローラを備え、このコントローラは、請求項１〜３の何れか一項に記載のステップをコンピュータに実現させるためのプログラムコードを記憶保持したことを特徴とするガラス板の曲げ成形装置。
【数３】
2005170766.tif 000010
【数４】
2005170766.tif 000011
【請求項７】
前記ガラス保持部材は、前記雌モールドの被嵌合部に嵌合されることにより雌モールドに対してガラス保持部材を位置決めする嵌合部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のガラス板の曲げ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板の曲げ成形方法に関し、特に複雑な曲げ形状を実現するためのガラス板の曲げ成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の建築物や自動車用の窓ガラスは、デザインの変化に伴って様々な形状、曲率を持つものが求められている。特に、自動車用リヤガラスでは、自動車のルーフ及び両サイドへ深く回り込んだデザインとなるために、縦断面及び横断面が折れ曲がったような、変形量が大きく且つその変形量が一部の領域に限定された複雑な曲げ形状の湾曲ガラスが要求されている。
【０００３】
湾曲ガラスを製造する一つの装置として、加熱炉内におけるプレス成形装置（例えば、特許文献１）が知られている。このプレス成形装置は、ローラハース炉におけるガラス板のローラ搬送中に、ガラス板を軟化点より低い温度（約６４０°Ｃ）まで加熱し、これをプレスリングに載置した後、プレスリングと雄モールドとによってプレスすることにより、雄モールドの成形面に沿った湾曲面にガラス板を曲げ成形する。
【０００４】
ところで、特許文献１の成形装置では、ガラス板を軟化点より低い温度までしか加熱できないローラハース炉を用いた成形装置なので、成形可能な形状にも限界があり、折れ曲がったような深曲げ形状の湾曲ガラスを製造することは困難である。このようなガラス板を製造する場合には、ガラスの粘度を下げるために成形温度レベルを上げて成形、すなわち、ガラス板を軟化点以上に加熱して成形すればよいが、ガラス板をローラ搬送するローラハース炉では、ローラ搬送時の小さな衝撃でも表面に傷、歪みが簡単に生じ、ガラス板自体の品質が低下するので成形温度レベルを上げることはできない。
【０００５】
一方、従来、シート状の溶融ガラスを雌モールドに直接流し込み、これをプランジャーによってプレスすることにより、湾曲したガラス製食器を製造する成形装置が知られている（例えば、特許文献２）。この成形装置によれば、粘度の低い溶融ガラスを使用するため、雌モールドの成形面に沿った複雑な曲げ形状の湾曲ガラスを製造できる。
【特許文献１】特開昭６４−５２６２８号公報
【特許文献２】特開昭５８−６４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、溶融ガラスを直接曲げ成形する特許文献２の成形装置は、その製法上、製造された湾曲ガラス板の面品質に問題がある。このため、光学歪みがないことが要求される自動車用の窓ガラスの成形装置としては適用できない。すなわち、自動車用の窓ガラスは、光学歪みがないことが要求されるため、フロート法により製造された、火づくり面を有する平板状のガラス板を加熱し成形するのが好ましい。しかし、従来の成形装置では、複雑な曲げ形状の湾曲ガラス板を、平板状のガラス板で成形することができなかった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するものであり、平板状のガラス板から複雑な曲げ形状の湾曲ガラス板を製造することができるガラス板の曲げ成形方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記目的を達成するために、粘度が１０5 Ｐａ・ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下となるように加熱されたガラス板の成形領域を、所定の曲げ成形面を有する雌モールドに押し付けることにより前記成形面に沿った形状に曲げ成形する方法であって、前記ガラス板の成形温度Ｔ及び成形時間ｔを、下記式（１）及び（２）を満足するように制御しながらガラス板を曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法において、前記ガラス板の縁部をクランプするクランプ部材を有するとともにガラス板の成形領域に対応する部分に開口部が形成されたガラス保持部材を用意し、前記ガラス保持部材にガラス板を保持させた後、前記ガラス板の成形領域を前記１０5 Ｐａ・ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下となる粘度に加熱し、ガラス保持部材を位置決め部材を介して前記雌モールドに位置決めし、前記成形領域を前記ガラス保持部材の前記開口部を介して前記雌モールドの成形面に押し付けることにより曲げ成形し、前記ガラス板の曲げ成形後に、ガラス板の成形領域の湾曲ガラス板を、ガラス板からトリミングすることを特徴とするガラス板の曲げ成形方法を提供する。
【０００９】
【数１】
2005170766.tif 000003
【００１０】
【数２】
2005170766.tif 000004
また、本発明は、前記目的を達成するために、粘度が１０5 Ｐａ・ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下となるように加熱されたガラス板の成形領域を、所定の曲げ成形面を有する雌モールドに押し付けることにより前記成形面に沿った形状に曲げ成形する装置であって、前記ガラス板の成形温度Ｔ及び成形時間ｔを、下記式（３）及び（４）を満足するように制御しながらガラス板を曲げ成形するガラス板の曲げ成形装置において、この装置の各部における動作の監視及び駆動を制御するコントローラを備え、このコントローラは、請求項１〜３の何れか一項に記載のステップをコンピュータに実現させるためのプログラムコードを記憶保持したことを特徴とするガラス板の曲げ成形装置を提供する。
【００１１】
【数３】
2005170766.tif 000005
【００１２】
【数４】
2005170766.tif 000006
湾曲ガラスの成形性拡大のためには、成形温度の高温化、すなわち、粘度を下げることが求められるが、ローラハース炉を用いた接触搬送方式の成形装置では、ローラ接触に起因するガラス板表面品質の劣化が避けられない。そのため、ガラス板の成形領域を成形時まで非接触を保ちつつ所定の成形温度まで加熱させるガラス保持部材が必要になる。また、成形時には、ガラス板の伸長量が極めて大きい条件となるため、ガラス板を安定して保持する機構も求められ、なおかつ、圧力成形を可能とする機構も求められる。また、成形終了後は、迅速に湾曲ガラス板を雌モールドから離型させる必要があり、接触による表面品質劣化を防止するためには、形状変化を最小限にとどめるための保持手段が求められる。
【００１３】
そこで、本発明は、成形補助機構を備えたガラス保持部材（請求項１、６）を提供する。すなわち、本発明のガラス保持部材は、ガラス板安定保持のため、平板状のガラス板の周囲をクランプするクランプ機構を備えている。平板状のガラス板とは、例えばフロート法により製造され、湾曲ガラス製品よりも面積が大きめに切断された矩形状のガラス板である。このガラス板は、両面の平坦度が高いため、光学歪みがないことが要求される自動車用の窓ガラスに好適である（請求項５）。
【００１４】
このガラス板をガラス保持部材に取り付ける関係上、ガラス保持部材の上面は基本的に平坦面であり、成形領域の周辺は、所望形状のガラス製品の輪郭に沿った開口部が形成されている。この開口部は、ガラス板の成形領域との接触を成形時まで防止する役割と、成形領域の加熱を所定の成形温度に上げるまで容易にする役割とを有している。
【００１５】
ガラス保持部材は、固定された雌モールドの被嵌合部と嵌合する嵌合部が形成されて雌モールドに対し位置決めされ（請求項７）、ガラス板の成形領域が雌モールドの成形面に対向される。また、嵌合時の成形接続部の隙間は実用上可能な範囲で最小限のものとし、好適にはガラス板の成形領域と雌モールドの成形面とで密閉した空間部を形成する。これにより、この空間部を雌モールド側のバキューム／ブローを作用させるエア流路として利用できる。ガラス保持部材と雌モールドとの成形面以外の接続は平面接触とし、成形時のバキューム（請求項３）／ブローを可能とするようなシール機構を持たせる。また、ガラス板の軟化した成形領域を自重によって成形面に押し付けて曲げ成形してもよい（請求項２）。
【００１６】
成形終了後は、ガラス板表面品質の劣化を防ぐために、迅速に雌モールドから離型させる必要があり、形状変化を最小限にとどめるための機構として、成形領域のガラス板（湾曲ガラス板）のエッジ部分のみをガラス保持部材に保持させる。また、雌モールドからガラス保持部材を分離する直前に、ガラス板から湾曲ガラス板を切り出すトリミングをカッターによって実施する。この時、カッターによる切断を容易にするために、湾曲ガラス板を切断したカッターがもぐり込むための溝をガラス保持部材側に形成することが好ましい。また、湾曲ガラス板のエッジ部分のみをガラス保持部材に保持させるように、ガラス保持部材の開口部の縁部に、前記エッジ部分が接触するテーパ面を形成する。
【００１７】
ところで、本発明は、粘度が１０5 Ｐａ・ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下となるように加熱されたガラス板の成形領域を、所定の曲げ成形面を有する雌モールドに押し付けることにより前記成形面に沿った形状に曲げ成形する方法及び装置であって、前記ガラス板の成形温度Ｔ及び成形時間ｔを、上記式（１）及び（２）を満足するように制御しながらガラス板を曲げ成形するガラス板の曲げ成形方法及び装置を前提としている。
【００１８】
ここで、本発明の原理について説明する。複雑な曲げ形状を実現するためには、成形性と離型性の２種類の要因を満足させる必要があることを本発明者は実験又はシミュレーションにより見出した。たとえば、曲率半径が１００ｍｍ以下の部位を少なくとも１個所以上含むような複雑な曲げ形状を実現するには、ガラス板を従来よりも高温に加熱して粘度を下げる必要があるが、極度に粘度を下げると曲げ成形時に雌モールドの成形面にガラス板が融着する。そこで、本発明者らは、式（１）に示す成形評価指標φを、特願２００２−２９９４２３号にて提案し、この指標が式（２）に示す所定範囲を満たすように、成形時間及び成形温度を制御することにより、充分な曲げ成形性と離型性とが得られることを確認した。
【００１９】
まず、成形評価指標φを導き出した経緯について説明する。ガラスは温度変化に伴って物性が変化する物質であり、低温側から弾性（η＞１０13.5（Ｐａ・ｓ））、粘弾性（１０8.0 ＜η＜１０13.5（Ｐａ・ｓ））、粘性（η＜１０8.0 （Ｐａ・ｓ））という物性を順次示す。なお、これらの数値範囲はガラスの組成に応じて若干変動する。
【００２０】
従来の曲げ成形技術は、粘弾性温度（約６４０°Ｃ）域で実施されている。具体的には、曲げ力を雄モールドを用いて外部から加えることにより、曲げ成形を実施する。その主たるメカニズムは、弾性力学に基づく曲げ応力の発生と粘弾性体特有の応力緩和現象とが同時並行的に進行することにより、最終的にスプリングバックの発生しない所定形状を得るというものである。そのため、成形時に発生応力がある閾値を超えると割れが発生し得るし、成形後の形状に関する平板からの伸縮率分布は、稀に局所的に１％を超えることがあるものの、１％以内が通常である。
【００２１】
一方、本発明で目標としている成形形状は、１％以内の伸縮率では収まらないものであり、上述の従来技術で解決し得ない。そのため、本発明においては、従来よりもガラス板の粘度を下げ（１０5 Ｐａ・ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下）、主として粘性流動を利用して成形する必要がある。このような条件下では弾性効果はほとんど無視され、粘性法則が支配的となる。したがって、このような状況下で曲げ成形するには、粘度、圧力及び作用時間の３つのパラメータにより、曲げ成形に関する物理現象が整理される。
【００２２】
そこで、本発明では、これら３つのパラメータの関係を無次元化した上述の成形評価指標φを利用し、この指標φが所定の数値範囲内に収まるように曲げ成形を行うことにより、従来曲げ成形時に生じていた種々の問題を解消する。また、各パラメータが違う成形条件であったとしても、指標φが同一値であれば同一成形形状を得ることが期待できることを意味し、成形条件を適宜設定することができる。
【００２３】
図１２は、成形評価指標φとガラス板の面圧保持時間ｔとの関係を示すグラフである。同図に示すように、時間ｔの経過とともに指標φの値が増加していくのがわかる。φは無次元数であり、式（１）に示す範囲が成形可能領域であることを表す。同図では、面圧力差一定の場合、粘度一定の場合をそれぞれ示すが、何れのパラメータが変数となった場合でも、式（２）の計算値が式（１）を満たす限り、原理の本質は同等である。
【００２４】
ここで、充分な曲げ成形性とは、雌モールドの概略所定形状に該当する成形面の全範囲に対して、成形時にガラス板が接触することを意味し、離型性がよいとは、ガラス板の表面が融着することなく雌モールドから剥がすことが可能であることを示し、これら２つの状態が両立する条件をもって成形可能であると定義する。つまり、成形評価指標φが０．０５を下回ると、雌モールドの概略所定形状に該当する成形面の範囲中に、ガラスが接触していない部分が生じるおそれがあり、一方、指標φが２．００を上回ると、成形後にガラスが雌モールドに融着し、雌モールドから剥がせないことが生じるおそれがある。バキューム吸引等の孔が存在する場合には、その部分については接触判定範囲に含めない。
【００２５】
また、面圧力差Ｐについては、必ずしも狭義の圧力とは限らず、自重等の荷重を受けた場合にそれと等価な面圧に換算する概念も含む。つまり、プレス成形を併用する場合において、プレス荷重が作用する部分については、その荷重と等価な圧力値が面圧力差Ｐの成分として加算されることとなる。このように、面圧力差Ｐあるいは粘度が、部位によって異なる状況においては、成形評価指標φの値も部位によって差がでることが容易に想像できるが、その場合における成形評価指標φは、概略所定形状範囲内で最も高い値のものを採用し、式（１）で判定するものとする。
【００２６】
なお、上述したように、本発明による成形法と特許文献１による成形方法はそもそも成形コンセプトに大きな差異があるが、比較のために敢えて従来技術による成形方法を成形評価指標φで評価すると、式（５）のようになり、式（１）の数値範囲を大きく外れることがわかる。
【００２７】
【数５】
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【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るガラス板の曲げ成形方法及びその装置によれば、ガラス板の縁部をクランプするクランプ部材を有するとともにガラス板の成形領域に対応する部分に開口部が形成されたガラス保持部材を用意し、ガラス保持部材にガラス板を保持させた後、ガラス板の成形領域を１０5 Ｐａ・ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下となる粘度に加熱し、ガラス保持部材を位置決め部材を介して雌モールドに位置決めし、成形領域をガラス保持部材の開口部を介して雌モールドの成形面に押し付けることにより曲げ成形し、ガラス板の曲げ成形後に、ガラス板の成形領域の湾曲ガラス板を、ガラス板からトリミングするので、平板状のガラス板から複雑な曲げ形状の湾曲ガラス板を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付図面に従って本発明に係るガラス板の曲げ成形方法及びその装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３０】
図１は、実施の形態のガラス板の曲げ成形装置１０を模式的に示した側面図、図２は、図１に示した曲げ成形装置１０の平面図である。この曲げ成形装置１０は、図１に示すように、ガラスの成形工程上流側から保持ゾーン１２、加熱ゾーン１４、成形／トリミングゾーン１６、搬出ゾーン１８等から構成され、隣接する次ゾーンへのガラス移送は不図示の移送装置によって行われる。
【００３１】
保持ゾーン１２は、平板状の矩形状ガラス板Ｇを、図３に示すガラスキャリア（ガラス保持部材）２０に常温状態で保持させるゾーンであり、この保持は不図示のロボットによって行われる。ガラスキャリア２０は、図１に示す架台２２に載置された後、その平坦な上面にガラス板Ｇが載置される。
【００３２】
図３の如くガラスキャリア２０には、ガラス板Ｇの四縁部を保持するクランプ板２４、２４…（クランプ機構）が取り付けられており、このクランプ板２４、２４…をボルト２５、２５…によってガラスキャリア２０に締結することにより、ガラス板Ｇがガラスキャリア２０とクランプ板２４、２４…とによって挟圧保持される。このようにガラス板Ｇを強固に保持することにより、ガラス板Ｇの伸長量が極めて大きい条件となる成形時において、ガラス板Ｇをガラスキャリア２０に安定して保持することができる。
【００３３】
また、ガラスキャリア２０には、ガラス板Ｇの破線で示す成形領域Ｍを成形時まで非接触を保ちつつ所定の成形温度まで容易に加熱させるために、成形領域Ｍに対応する部分に、図４の如く開口部２６が形成されている。更に、開口部２６の周縁の下面側には、図２に示した成形／トリミングゾーン１６の雌モールド２８の被嵌合部（不図示）と嵌合される嵌合部３０が図４の如く突出形成されている。また、ガラスキャリア２０の下面には、複数のリブ３２、３２が形成され、このリブ３２によってガラスキャリア２０が補強されている。ガラスキャリア２０としては、耐熱性に優れたセラミック、又は鉄等の金属を例示できる。
【００３４】
更に、ガラスキャリア２０の四隅部には、上方に突出した位置決めソケット３１、３１…が取り付けられるとともに、この位置決めソケット３１の上面には凹部３１Ａが形成されている。位置決めソケット３１については後述する。また、ガラスキャリア２０の図３における上辺部と下辺部の中央には、ガラスキャリアシャトルガイド突起嵌合用のガイド孔３３Ａ、３３Ａがそれぞれ形成されている。また、ガイド孔３３Ａ、３３Ａの内側には、搬送チェーンガイド突起嵌合用のガイド孔３３Ｂ、３３Ｂが形成されている。これらのガイド孔３３Ａ、３３Ｂについても後述する。
【００３５】
図１において、ガラス板Ｇを保持したガラスキャリア２０は、扉３４が開放されて加熱ゾーン１４の架台３６上に載置される。加熱ゾーン１４は天井面、床面、及び側面に電気ヒータ３８、３８…が設置された加熱炉である。加熱ゾーン１４においてガラス板Ｇは、ガラスキャリア２０に保持された状態で例えば、６７０〜８３０°Ｃに加熱され、ここで粘度が１０5 Ｐａ・ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下の軟化したガラス板Ｇとなる。なお、電気ヒータ３８だけでなくガスバーナによってガラス板Ｇの成形領域Ｍを強制的に加熱してもよい。また、ガラス板Ｇを粘度が１０7 Ｐａ・ｓ（温度：約７１０°Ｃ）以上となるように、別途設けた加熱装置により加熱した後、このガラス板Ｇをガラスキャリア２０に保持させ、その後、加熱ゾーン１４において７１４°Ｃ〜８３０°Ｃに加熱してもよい。
【００３６】
前記粘度に加熱されたガラス板Ｇは、ガラスキャリア２０に保持された状態で扉４０が開放された後、成形／トリミングゾーン１６に搬送される。そして、雌モールド２８の前記被嵌合部に、ガラスキャリア２０の嵌合部３０が嵌合されることにより、成形領域Ｍが雌モールド２８の複雑な曲げ形状の成形面上に位置決めされる。成形時においても成形／トリミングゾーン１６に設置された不図示のヒータによって加熱は続行されており、これによって、ガラス板Ｇの成形領域Ｍは、その自重によって雌モールド２８の成形面に向けて下降し、成形面に接触して成形が行われる。なお、成形領域Ｍと成形面とで密閉空間を形成し、この密閉空間内のエアを雌モールド２８に連結した吸引装置によりバキュームすることにより、成形領域Ｍを成形面に強制的に密着させて成形するようにしてもよい。成形条件は、成形評価指標φが式（１）を満たす条件である。また、バキューム圧、成形温度及び成形時間は、式（２）に従うように、不図示のコントローラによって調整されている。成形時間短縮のためには面圧力差が大きい方が望ましい。
【００３７】
成形終了したガラス板Ｇは、成形／トリミングゾーン１６に設置されたカッター４２によって、ガラス板Ｇから成形領域（以下、湾曲ガラス板という）Ｍが切り離される。カッター４２は、湾曲ガラス板Ｍの周縁（輪郭）に沿った形状に形成され、ヘッダー４４の下部に取り付けられるとともに、ヘッダー４４は油圧シリンダ４６のピストン４８に取り付けられている。よって、ピストン４８の伸長動作によってヘッダー４４が下降移動され、湾曲ガラス板Ｍがカッター４２により切り離される。なお、ヘッダー４４の下面には、図３に示したガラスキャリア２０の位置決めソケット３１の凹部３１Ａに嵌合する位置決め用突起（不図示）が設けられ、ヘッダ４４の下降移動時に位置決め用突起が、カッター４２による切断に先行して位置決めソケット３１の凹部３１Ａに嵌合する。これにより、カッター４２とガラスキャリア２０とが相対的に位置決めされ、継続するヘッダー４４の下降移動によってカッター４２による切断が精度よく行われる。
【００３８】
切り離された湾曲ガラス板Ｍは、その周縁部が図４に示したガラスキャリア２０の開口部２６のテーパ面２６Ａに支持されることにより、ガラスキャリア２０からの脱落が防止される。この状態で扉４０が開放された後、搬出ゾーン１８に搬送される。そして、ガラスキャリア２０は、搬出ゾーン１８から不図示の風冷強化装置に搬送され、ここで風冷強化された後、ガラス板Ｇから湾曲ガラス板Ｍが取り出され、湾曲ガラス板Ｍは梱包工程又は検査工程に、そして、ガラスキャリア２０は不要なガラス板Ｇが取り外された後、保持ゾーン１２に返送される。
【００３９】
このように実施の形態に係るガラス板の曲げ成形装置１０は、ガラス板Ｇをガラスキャリア２０に保持させることにより、ガラス板Ｇの成形領域Ｍを成形／トリミングゾーン１６による成形時まで非接触を保ちつつ、軟化点以上の高温成形温度まで加熱させることを可能としたので、平板状のガラス板Ｇから複雑な曲げ形状の湾曲ガラス板Ｍを製造することができる。
【００４０】
図５は、実施の形態の自動車用リヤガラスの曲げ成形装置１００の構造を模式的に示した側面図、図６は図５に示した曲げ成形装置１００の構造を模式的に示した平面図である。
【００４１】
図６に示すように、この曲げ成形装置１００は、図３に示したガラスキャリア２０が複数のゾーン間を巡回する構成を有し、板載せゾーン１０２、ガラスキャリア移送装置１０４、搬送チェーン１０６、１０８（双方向）、加熱ゾーン１１０、ガラスキャリア搬送シャトル１１２、成形／トリミングゾーン１１４、ピックアップゾーン１１６、風冷強化ゾーン１１８、ガラスキャリア引出し装置１２０、及びカレットシュート１２２のそれぞれがガラスキャリア２０の巡回方向順に配置されている。また、これら各部の動作タイミング、ヒータ温度等はコントローラ１２４によって統括制御されている。
【００４２】
板載せゾーン１０２においては、平板状のガラス板Ｇが不図示のロボットによってガラスキャリア２０に載置され、クランプ保持される。
【００４３】
ガラス板Ｇがクランプ保持されたガラスキャリア２０は、搬送チェーン１０６の終端付近の規定位置に搬送された後、伸縮ピストンを備えた４台の突上げ装置（例えばエアシリンダ装置）１２６、１２６…によって四隅部が支持された状態で上昇し、ガラスキャリア２０の側方に退避していたガラスキャリア移送装置１０４の一対のフォーク１２８、１２８がガラスキャリア２０の下部に挿入される。突上げ装置１２６、１２６…の下降に伴い、ガラスキャリア２０はガラスキャリア移送装置１０４の一対のフォーク１２８、１２８上に載置され、フォーク１２８、１２８の動作によって搬送チェーン１０８の始端の上方に搬送される。
【００４４】
搬送チェーン１０８の始端側にも４台の突上げ装置（例えばエアシリンダ装置：図５では２台の突上げ装置のみ図示）１３０、１３０…が配置されており、４台の突上げ装置１３０、１３０の上昇移動によりガラスキャリア２０が再度上昇される。そして、フォーク１２８、１２８が搬送チェーン１０６側へ退避した後、４台の突上げ装置１３０、１３０の下降移動によりガラスキャリア２０が搬送チェーン１０８上に載置され、加熱ゾーン１１０の入口にセットされる。搬送チェーン１０８の上部には不図示のガイド用突起が設けられ、この突起にガラスキャリア２０のガイド孔３３Ｂ、３３Ｂ（図３参照）が嵌合され、ガラスキャリア２０の搬送時のすべりによる位置ズレが防止されている。
【００４５】
加熱ゾーン１１０は電気加熱炉を主たる加熱源とするものであるが、補助的に対流加熱装置を併用してもよい。図５、図６に示したような連続空間としてもよいし、扉によって区切られた複数のゾーンによって区分け構成されていてもよい。これらの電気加熱炉には、天井ヒータ、床面ヒータ、及び側面ヒータが設置されている。なお、説明の便宜のためヒータの図示を省略してある。各々のヒータは、曲げ成形するガラス板の大きさ、厚さ等のサイズに応じて、設置場所毎にガラス板に与える温度が設定されている。
【００４６】
ガラス板Ｇは、これらの電気加熱炉内を搬送チェーン１０８により搬送され、ガラス板Ｇの成形領域Ｍは例えば６７０〜８３０℃程度まで加熱され、ここで粘度が１０5 ｐａ・Ｓ以上１０8 Ｐａ・ｓ以下の軟化したガラス板となる。ガラスキャリア２０には、所望形状のガラス製品の輪郭に沿った開口部が形成されているため、ヒータによる上下面からの輻射加熱が容易であり、ガラスキャリア２０との接触によるガラス表面品質劣化を防止することができる。ガラス板Ｇは、その温度が軟化点近傍（例えば７３０℃）となると、自重によって撓むが、ガラスキャリア２０によってガラス板Ｇの周囲を強固にクランプ保持されているため、滑落することはなく、成形には差し支えない。また、ガラス板Ｇを粘度が１０7 Ｐａ・ｓ（温度：約７１４°Ｃ）以上となるように、別途設けた加熱装置により加熱した後、このガラス板Ｇをガラスキャリア２０に保持させ、その後、加熱ゾーン１１０において７１０°Ｃ〜８３０°Ｃに加熱してもよい。
【００４７】
前記所定の成形温度となったガラス板Ｇの成形領域Ｍを保持したガラスキャリア２０は、下部に待機しているガラスキャリア搬送シャトル１１２の支持ビーム１３２、１３２の上昇により、搬送チェーン１０８から外れ上昇する。支持ビーム１３２、１３２の上部にも、前記の搬送チェーン１０８と同様に、不図示のガイド用突起が設けられ、この突起にガラスキャリア２０のガイド孔３３Ａ、３３Ａ（図３参照）が嵌合され、ガラスキャリア２０の搬送時のすべりによる位置ズレが防止されている。
【００４８】
ガラスキャリア搬送シャトル１１２に載置されたガラスキャリア２０は、扉１３４が開放された後、成形／トリミングゾーン１１４に搬送される。ガラスキャリア搬送シャトル１１２は、例えばタイミングベルト駆動装置１３６のような搬送手段によって、加熱ゾーン１１０の後端部、成形／トリミングゾーン１１４、ピックアップゾーン１１６を往復するように構成され、図５の如く移動範囲の炉床には、移動可能なように開口部１３８が形成されている。
【００４９】
成形／トリミングゾーン１１４に搬送された状態の一部断面図を図７に示す。雌モールド２８の成形面２９（ガラス板Ｇと接触する面）には複数の貫通孔１４０、１４０…が形成されている。これらの貫通孔１４０、１４０…は、雌モールド２８の下面に形成された圧力室１４２に連通している。また、圧力室１４２には、ダクト１４４を介して例えばＮ2 （窒素）ガスのような不活性ガスが充填されたボンベ１４６に連結され、前記不活性ガスは制御弁１４８により適正圧力に調整された後、ダクト１４４を介して圧力室１４２に供給され、貫通孔１４０、１４０…から、成形／トリミングゾーン１１４内に供給される。雌モールド２８が金属製である場合には、成形面２９の酸化を防止するために、成形時以外も常に適正な圧力で不活性ガスを供給するのが望ましい。これは、成形面２９の酸化により錆が発生すると、曲げられたガラス板Ｇの成形領域Ｍが成形面２９に融着し易くなり、湾曲ガラス板の離型性が悪化することによる。成形／トリミングゾーン１１４は、図５の如く前後のゾーン（加熱ゾーン１１０とピックアップゾーン１１６）と扉１３４、１５０で分離されているため、大容量のボンベがある場合には、成形／トリミングゾーン１１４全体を実質的に不活性ガス雰囲気下にすることもできる。
【００５０】
次に、ガラスキャリア搬送シャトル１１２の支持ビーム１３２、１３２を下降させることにより、ガラスキャリア２０を雌モールド２８に向けて下降移動させ、ガラスキャリア２０の嵌合部３０を雌モールドの被嵌合部に嵌合させる。これによって、ガラスキャリア２０が図８の如く雌モールド２８の所定位置に載置される。ガラスキャリア２０の成形領域Ｍ周辺の下面は、雌モールド２８の成形領域外の上面平坦領域と平面接触し、シールされ、成形領域Ｍと成形面２９とで囲まれる空間は、圧力室１４２と貫通孔１４０、１４０…を介して連通された密閉空間１５２となる（図８参照）。嵌合時におけるガラスキャリア２０と雌モールド２８の成形領域接続部のクリアランスは、実用上可能な範囲でなるべく小さな寸法とし、雌モールド２８側からのバキューム／ブローを作用させるエアの流路としても良い。密閉空間１５２が形成されると、前記不活性ガスの供給圧力を高めることにより、ガラス板Ｇを成形方向とは反対方向に図８の如く膨張させることも可能となる。このような操作を行うことは、成形後の板厚偏差を低減させる効果がある。その際、ガラスキャリア２０の浮き上がりを防止するために、不図示の押さえつけ治工具を用いる。
【００５１】
図７の如く圧力室１４２には、ダクト１５４を介して真空タンク１５６が接続されている。制御弁１５８を開放すると、ダクト１５４、圧力室１４２、及び貫通孔１４０、１４０…を介して、密閉空間１５２のエアがバキュームされる。これによって密閉空間１５２が負庄になり、この負圧によってガラス板Ｇの成形領域Ｍが図９の如く成形面２９に向けて吸引され成形面に密着される。この吸引動作によって成形領域Ｍが成形面２９に沿った複雑な曲げ形状の面に曲げ成形される。成形条件は、成形評価指標Φが式（１）を満たす条件であり、バキューム圧、成形温度及び成形時間は、式（２）に従うようにコントローラ１２４によって調整されている。
【００５２】
雌モールド２８によって曲げ成形されたガラス板Ｇの成形領域（以下、湾曲ガラス板）Ｍは、図１０の如くヘッダー４４の下降移動によってカッター４２により切断され、周囲のガラス板Ｇから切り離される。この時、カッター４２とガラスキャリア２０は、付置決め機構によって相対的に位置決めされ、カッター４２の食込み量についても制御可能となっている。すなわち、図１０の如く、ヘッダー４４の下面には、ガラスキャリア２０の位置決めソケット３１に対向した位置に位置決め用ガイドピン４５が設けられ、ヘッダ４４の下降移動時に位置決め用ガイドピン４５の先端突起４５Ａが、カッター４２による切断に先行して位置決めソケット３１の凹部３１Ａに嵌合する。これにより、カッター４２とガラスキャリア２０とが相対的に位置決めされ、継続するヘッダー４４の下降移動によってカッター４２による切断が精度よく行われる。
【００５３】
また、切断を容易にするために、図１１の如く切断部に沿ったガラスキャリア２０の開口部２６のテーパ面２６Ａに、カッター４２の刃先を逃がす溝１６０を形成することもできる。なお、雌モールド２８の表面温度及びカッター４２の温度は、必ずしもガラス成形温度と同等である必要はなく、ガラス成形温度よりも低くてもよい。その場合、成形後の離型性が向上する効果がある。
【００５４】
このように、本発明を用いた手法によれば、トリミング操作によって初めて周縁部も含めた複雑な曲げ形状の湾曲ガラス板Ｍが得られるため、周縁部が自由端となっている従来の手法のような、ガラス板の載り位置ズレに伴う成形形状ばらつきを回避できる利点がある。また、オーバーサイズの平板状のガラス板Ｇが用意できれば、ガラス板Ｇの正確な位置決め作業は不要であり、所定の曲げ形状になるように平板状に展開した形状のガラス板Ｇを、前工程で準備する切断作業、周縁部の強度向上目的とした面取り作業も不要となる利点もある。
【００５５】
切断された湾曲ガラス板Ｍの周縁部は、ガラスキャリア２０の開口部２６に形成されたテーパ面２６Ａに載置されているため、成形／トリミング操作実施後、図５に示したガラスキャリア搬送シャトル１１２の支持ビーム１３２、１３２を上昇させることによって直ちに湾曲ガラス板Ｍと雌モールド２８は分離され、扉１５０が開放された後、ピックアップゾーン１１６に搬送される。
【００５６】
ビックアップゾーン１１６に搬送されると、ガラスキャリア搬送シャトル１１２の支持ビーム１３２、１３２は下降し、ガラスキャリア２０は架台１６２に載置される。その後、ガラスキャリア搬送シャトル１１２は成形／トリミングゾーン１１４に退避すると同時に、上部からバキュームヘッド１６４が降下し、湾曲ガラス板Ｍを表面品質が劣化しない程度の軽いバキューム圧によってピックアップし、上昇して退避する。
【００５７】
サイド側の扉１６６が開放されて、図６に示したガラスキャリア引出し装置１２０の一対のフォーク１６８、１６８が炉内に進入し、周囲のガラス板が残されたガラスキャリア２０を受け取って搬送し、搬送チェーン１０６上に退避させる。搬送チェーン１０６の規定位置には突上げ装置（不図示）が設置してあり、ガラスキャリア２０は、前記突上げ装置で上昇させられた後、ガラスキャリア引出し装置１２０のフォーク１６８、１６８がガラスキャリア２０の側方に退避し、突上げ装置の下降により、搬送チェーン１０６上にセットされる。搬送チェーン１０６の上部には、搬送チェーン１０８と同様に、不図示のガイド用突起が設けられ、この突起にガラスキャリア２０のガイド孔３３Ｂ、３３Ｂ（図３参照）が嵌合され、ガラスキャリア２０の搬送時のすべりによる位置ズレが防止されている。
【００５８】
ガラスキャリア２０がピックアップゾーン１１６から退避した後、後端側の扉１７０が開放されて、クエンチリング１７２がピックアップゾーン１１６に進入する。クエンチリング１７２が規定位置に停止したところで、上部に退避していたバキュームヘッド１６４が下降し、バキューム圧を解放し、湾曲ガラス板Ｍをクエンチリング１７２上に載置する。
【００５９】
湾曲ガラス板Ｍは、クエンチリング１７２によって風冷強化ゾーン１１８に搬送され、公知の手法によって強化され、所定の複雑な曲げ形状をもった強化ガラスが得られる。
【００６０】
周囲のガラスが残されたガラスキャリア２０は、搬送チェーン１０６によって、図６に示したカレットシュート１２２まで搬送され、ここでクランプ保持が解除された後、周囲のガラスがカレットシュート１２２に落下する。不要なガラスが除去されたガラスキャリア２０は、搬送チェーン１０６で、板載せゾーン１０２に搬送され、新たな平板状のガラス板Ｇがセットされ、次の成形サイクルに用いられる。
【００６１】
このように構成されたガラス板の曲げ成形装置によれば、平板状のガラス板Ｇがクランプ保持された複数のガラスキャリア２０が、加熱炉で加熱され、成形／トリミング装置によって式（１）及び式（２）を満たす条件で成形領域が曲げ成形されるようにしたので、前工程における形状に応じた切断工程や面取り工程を省略した、オーバーサイズの平板状のガラス坂Ｇから、位置ズレを懸念することなく、複雑な曲げ形状の自動車用リヤガラスを製造することができる。また、この曲げ成形装置によれば、曲げ成形が全自動化されているので、量産に適している。
【００６２】
更に、本発明は自動車用の各種のガラス板（リヤガラス、ドアガラス、フロントガラス）等の成形だけでなく、鉄道車両、航空機、船舶又は建築用のガラス板の成形にも適用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施の形態のガラス板の曲げ成形装置の構造を示した側面図
【図２】図１に示した曲げ成形装置の平面図
【図３】ガラスキャリアにガラス板が保持された状態を示す平面図
【図４】図３上で４−４線から見たガラスキャリアの断面図
【図５】本実施の形態に係る曲げ成形装置の構造を模式的に示した側面図
【図６】図５に示した曲げ成形装置の構造を模式的に示した平面図
【図７】成形／トリミングゾーンにガラスキャリアが搬送載置された状態を示した一部断面を含む説明図
【図８】ガラスキャリアが雌モールドに載置され、ガラスキャリアに保持されたガラス板が膨張されている状態を示した一部断面を含む説明図
【図９】雌モールドにガラス板の成形領域が密着されて成形されている状態を示した一部断面を含む説明図
【図１０】成形／トリミング装置のカッターによって湾曲ガラス板が切り離された状態を示した一部断面を含む説明図
【図１１】図１０に示した湾曲ガラス板の切断部を拡大して示した断面図
【図１２】（ａ）面圧力差一定の場合における成形評価指標と曲げ成形時間との関係を示すグラフ、（ｂ）粘度一定の場合における成形評価指標と曲げ成形時間との関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００６４】
１０、１００…ガラス板の曲げ成形装置、１２…保持ゾーン、１４…加熱ゾーン、１６…成形／トリミングゾーン、１８…搬出ゾーン、２０…ガラスキャリア、２４…クランプ板、２６…開口部、２８…雌モールド、３０…嵌合部、３２…リブ、３８…電気ヒータ、４２…カッター、１０２…板載せゾーン、１０４ガラスキャリア移送装置、１０６、１０８…搬送チェーン、１１０…加熱ゾーン、１１２…ガラスキャリア搬送シャトル、１１４…成形／トリミングゾーン、１１６…ピックアップゾーン、１１８…風冷強化ゾーン、１２０…ガラスキャリア引出し装置、１２２…カレットシュート、１２４…コントローラ、１２６、１３０…突上げ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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