JP2019189512A - Apparatus and method for molding glass into curved-surface shape - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラスを曲面形状に成形する装置及びその方法に関し、特に複雑な曲面形状を実現するためのガラスを曲面形状に成形する装置及びその方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for forming glass into a curved surface shape, and more particularly to an apparatus and method for forming glass into a curved surface shape for realizing a complicated curved surface shape.
マルチメディアの進展により、ディスプレイ装置に使用されるガラスは様々な形状、曲率が求められている。特に、自動車にはＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）を満足するための情報表示装置が設けられているが、車載型のナビゲーションシステムやオーディオ装置等の普及はめざましく、これらの装置によって提供される映像や画像を表示する車載用ディスプレイ装置がある。また、液晶表示素子をバックライトで透過照明する構成の、いわゆるヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display；ＨＵＤ）装置と呼ばれる表示装置があるが、画面の大型化により、車載用ディスプレイのサブ画面の領域に留まらず、ＨＵＤ自体が多機能な役割を持つ画面表示体として進化しつつある。このような車載用ディスプレイ装置等を薄板ガラスで実現するとなると、より複雑な曲面化が要求される。また、ガラスの複雑な曲面化の実現とともに、成形後の光学鏡面が要求される。 With the progress of multimedia, various shapes and curvatures are required for glass used in display devices. In particular, an information display device for satisfying an HMI (Human Machine Interface) is provided in an automobile. However, an in-vehicle navigation system, an audio device, and the like are remarkably widespread, and images and images provided by these devices are remarkable. There is an in-vehicle display device that displays In addition, there is a so-called head-up display (HUD) device configured to transmit and illuminate a liquid crystal display element with a backlight. However, HUD itself is evolving as a screen display body having a multifunctional role. When such an in-vehicle display device or the like is realized with thin glass, a more complicated curved surface is required. In addition to realizing a complicated curved surface of glass, an optical mirror surface after molding is required.
一般に、自動車用のガラスを成形する方法に、ガラスを軟化点以上に加熱し、自重あるいはプレスして曲げる、自重曲げやプレス曲げといった方法がある。特に深く湾曲したガラスや馬蹄形をしたガラスの成形には、プレス成形法が用いられる。特許文献１に係る発明は、成形型を用いてプレス曲げするプレス曲げ成形方法において、プレス曲げによってガラス板に生じる応力を計算し、応力の計算で求められた応力が面内圧縮応力であって、該面内圧縮応力が座屈理論で計算される許容値以下となるプレス曲げ条件でガラス板のプレス曲げを行う方法を提案している。このような成形方法は、生産効率に優れるものの、特にガラスの複雑な曲面化の実現には難があり、高精度な光学鏡面となると技術的な課題が残る。また、上型と下型とを強くプレスすれば、ガラスの複雑な曲面化は実現できるかもしれないが、成形後のガラスが白く混濁し、ガラス周辺部にしわが生じることも多く、ガラスの表面を通常のプレス後よりもより時間をかけて研磨しなければ高精度な光学鏡面の実現はままならないという問題がある。さらに、ＣＩＤ(Center Information Display)やＣｌｕｓｔｅｒと呼ばれる車載用ディスプレイ装置用のガラスを成形するための金型作成には費用が多大であり、またガラスの曲面化に対応することも困難である。
In general, as a method of forming glass for automobiles, there is a method such as self-weight bending or press bending, in which the glass is heated to the softening point or higher and bent by its own weight or pressing. In particular, press molding is used for molding deeply curved glass or horseshoe-shaped glass. The invention according to
別の方法として、ローラアッセンブリによる曲げ加工の方法が知られている。特許文献２に係る発明は、加熱炉において軟化点近くまで加熱したガラス板を、湾曲した複数のローラからなるローラコンベアで搬送することによって、ガラス板を曲げ成形する方法を提案している。この方法によれば、軟化したガラス板はその自重により垂れ下がるので、ガラス板はローラの曲率に倣うように曲げられる。この場合、ガラス板は搬送方向に直交する方向に曲げ成形される。特許文献３に係る発明は、特許文献２に係るローラアッセンブリにおいて、搬送ローラをガラスの搬送に伴い上下動させながらガラス板に押圧することでガラス板を曲げることを提案している。
As another method, a bending method using a roller assembly is known. The invention according to
ところが、特許文献１の方法では、型式毎にその型式に対応した曲率のローラに交換する必要があり、交換に時間がかかり、型式毎に求められる曲率のローラを用意する必要があった。また、ローラのガラス板への接触による筋状のローラ歪が組付け状態における鉛直方向に形成され、ローラによる筋状の歪が目立ちやすい問題があった。また、特許文献２又は３の方法では、大型のガラス成形の場合に膨大な数の搬送ローラを上下動させる必要があり、制御が複雑になる上にガラス板への傷の発生が懸念されるという問題がある。さらに、特許文献１〜３の方法では、車載用ディスプレイ装置に用いられるやや大型ガラスの複雑な曲面化に対応することは困難である。
本発明は、このような問題に鑑み、ガラスの複雑な曲面化の実現とともに、成形後の光学鏡面を実現するガラスの曲面成形装置とその方法を提案することを課題とする。
However, in the method of
In view of such problems, an object of the present invention is to propose a glass curved surface forming apparatus and a method for realizing a complicated curved surface of glass and realizing an optical mirror surface after forming.
上記問題を解決するために、本発明は、所望の湾曲面が形成されガラス板を戴置し、真空引きする複数のキャビティを備える下型と、該ガラスを所望の曲げ方向に加圧する一又は複数の押圧ローラと、を備えるガラス曲面成形装置であって、曲げ成形温度まで加熱したガラス板を下型に戴置した状態で、一又は複数の押圧ローラは、下型の所望の湾曲面に沿って転動しながら加圧力を作用させるとともに、下型において一又は複数の押圧ローラが転動した直後のキャビティを真空引きすることでガラス板を所定の曲率に成形することを特徴とする。また、下型は、ガラスを固定する第一の真空引き領域と、一又は複数の押圧ローラがガラスの表面を転動する第二の真空引き領域を備え、ガラスが第一の真空引き領域に固定したまま、一又は複数の押圧ローラが下型の湾曲面に沿ってガラスの表面を転動しながら加圧するとともに、下型において一又は複数の押圧ローラが転動した直後の第二の真空引き領域を真空引きすることで所定の曲率に成形するようにすれば好適である。るまた、一又は複数の押圧ローラは、ガラス板の複数の曲面の曲率について、該複数の曲面の曲げ中心に向かって複数回の転動しながら加圧するようにしてもよい。 In order to solve the above problems, the present invention provides a lower mold having a plurality of cavities for placing a glass plate on which a desired curved surface is formed and evacuating, and pressurizing the glass in a desired bending direction. A glass curved surface forming apparatus comprising a plurality of pressing rollers, wherein the one or more pressing rollers are placed on a desired curved surface of the lower mold while the glass plate heated to the bending temperature is placed on the lower mold. A glass plate is formed into a predetermined curvature by applying a pressing force while rolling along, and evacuating the cavity immediately after one or more pressing rollers roll in the lower mold. The lower mold includes a first evacuation region for fixing the glass and a second evacuation region in which one or more pressing rollers roll on the surface of the glass, and the glass is in the first evacuation region. The second vacuum immediately after the one or more pressing rollers roll in the lower die while the one or more pressing rollers roll and press the surface of the glass along the curved surface of the lower die while being fixed. It is preferable to form a predetermined curvature by evacuating the drawing region. Further, the one or more pressing rollers may press the curvature of the plurality of curved surfaces of the glass plate while rolling a plurality of times toward the bending center of the plurality of curved surfaces.
なお、下型は移動し、一又は複数の押圧ローラの転動方向は、下型の移動方向とは反対であるようにするとよい。また、一又は複数の押圧ローラは、油圧伸縮部材又はリンク部材を介して、昇降するように設計するとよい。さらに、押圧ローラは、ローラシャフトを介して支持部材に支持され、押圧ローラの水平度は、ローラシャフトに備える左右のロッドを上げ下げすることにより微調整することができると好適である。 The lower mold moves, and the rolling direction of one or more pressing rollers is preferably opposite to the moving direction of the lower mold. In addition, the one or more pressing rollers may be designed to move up and down via a hydraulic telescopic member or a link member. Furthermore, it is preferable that the pressing roller is supported by a support member via a roller shaft, and the levelness of the pressing roller can be finely adjusted by raising and lowering the left and right rods included in the roller shaft.
また、本発明に係るガラスの曲面成形方法は、所望の湾曲面が形成されガラス板を戴置し、真空引きする複数のキャビティを備える下型と、該下型の上方に設けられ前記ガラス板を所望の曲げ方向に加圧する一又は複数の押圧ローラと、を備えるガラス成形装置において、ガラス板を下型に戴置する工程と、ガラス板を真空引きして下型に固定し加熱する成形前加熱工程と、加熱を終えて搬送されたガラス板を、一又は複数の押圧ローラが下型の湾曲面に沿って転動しながら湾曲面に向かう加圧力を作用させるとともに、下型において一又は複数の押圧ローラが転動した直後のキャビティを真空引きすることで所定の曲率に成形する成形工程と、から構成されることを特徴とする。
なお、下型は、ガラスを固定する第一の真空引き領域と、一又は複数の押圧ローラが前記ガラスの表面を転動する第二の真空引き領域を備え、ガラスが第一の真空引き領域に固定したまま、一又は複数の押圧ローラが下型の湾曲面に沿ってガラスの表面を転動しながら加圧するとともに、下型において一又は複数の押圧ローラが転動した直後の第二の真空引き領域を真空引きすることで所定の曲率に成形することを特徴とする。
さらに、一又は複数の押圧ローラは、ガラスの複数の曲面の曲率について、該複数の曲面の曲げ中心に向かって複数回の転動しながら加圧すると好適である。
Further, the glass curved surface forming method according to the present invention includes a lower mold having a plurality of cavities for forming a desired curved surface and placing a glass plate and evacuating the glass plate, and the glass plate provided above the lower die. In a glass forming apparatus comprising one or a plurality of pressing rollers that pressurize in a desired bending direction, a step of placing the glass plate on the lower mold, and a molding in which the glass plate is evacuated and fixed to the lower mold and heated The pre-heating step and the glass plate that has been transported after heating are subjected to pressure applied to the curved surface while one or more pressing rollers roll along the curved surface of the lower mold, Alternatively, it is characterized by comprising a molding step of forming a predetermined curvature by evacuating the cavity immediately after the plurality of pressing rollers roll.
The lower mold includes a first evacuation region for fixing the glass, and a second evacuation region in which one or a plurality of pressing rollers roll on the surface of the glass, and the glass is the first evacuation region. The one or more pressing rollers are pressed while rolling the surface of the glass along the curved surface of the lower mold while being fixed to the second mold, and the second immediately after the one or more pressing rollers roll in the lower mold The evacuation region is formed into a predetermined curvature by evacuation.
Furthermore, it is preferable that the one or more pressing rollers pressurize the curvature of the plurality of curved surfaces of the glass while rolling a plurality of times toward the bending center of the plurality of curved surfaces.
なお、前述のガラスの曲面成形工程に先立って、成形型の形状を曲面解析する解析工程と、曲面解析の結果に基づいて、一又は複数の押圧ローラを転動する場所、転動する順序、一又は複数の押圧ローラの水平度の調整を決定する決定工程と、を予め備えると好適である。さらに、前述の決定工程は、下型の移動速度との連動を調整できるようにするとよい。 In addition, prior to the above-described glass curved surface forming step, an analysis step for performing curved surface analysis of the shape of the mold, a place where one or a plurality of pressing rollers roll based on the result of the curved surface analysis, a rolling order, It is preferable that a determination step for determining the adjustment of the level of the one or more pressing rollers is provided in advance. Furthermore, it is preferable that the determination step described above can adjust the linkage with the moving speed of the lower mold.
本発明に係るガラスの曲面成形方法及びその装置によれば、ガラスのやや複雑な曲面化の実現とともに、成形後の光学鏡面を実現することが可能になる。また、ガラス板の厚みやガラス板の曲げ形状も多様にわたるため、押圧ローラによる曲げ成形は融通が効き、さらに、上型と下型とによるプレス成形よりもコスト面で優位である。 According to the curved surface molding method and apparatus for glass according to the present invention, it is possible to realize a slightly complicated curved surface of glass and an optical mirror surface after molding. Further, since the thickness of the glass plate and the bending shape of the glass plate are various, the bending by the pressing roller is flexible, and more advantageous in cost than the press forming by the upper die and the lower die.
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。各図において、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、図面は、本発明を理解するために誇張して表現している場合もあり、必ずしも縮尺どおり精緻に表したものではないことに留意されたい。なお、本発明は下記に示される実施例に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same number is attached | subjected to the same part, and the overlapping description is abbreviate | omitted. It should also be noted that the drawings may be exaggerated to understand the present invention and are not necessarily shown to scale. In addition, this invention is not limited to the Example shown below.
実施例１を図面を参照して詳細に説明する。 Example 1 will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施例１に係るガラスの曲面成形装置１００を示す概略構成図である。図１を参照しながら詳細に説明する。ガラスの曲面成形装置１００は、加熱部１、成形部２が互いに接続して構成され、開閉自在の側壁により区分されている。側壁Ｓは、開閉自在であるので、適宜各部内をチャンバ化し、外気による急速な温度低下を防止する役割を有している。なお、側壁Ｓを無くして、加熱部１と成形部２を一つの空間にしてもよい。しかし、加熱部１と成形部２とを一つの空間とした場合、空間が広くなるため、加熱部１内の温度を所定温度に保つことが難しくなることを考慮する必要があるため、加熱部１の温度の安定化のためには側壁Ｓを設ける方が好適である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a glass curved
次に、各部が備える主な装置を説明する。加熱部１は、ヒータ１１とヒータ支持部材１２とからなる。ヒータ１１はヒータ支持部材１２により支持され、油圧シリンダとサーボ制御により上下駆動するように構成されるとよい。また、同様に、成形部２は、ローラ装置２０がベース２９に設置され、油圧シリンダとサーボ制御により上下駆動するように構成されるとよい。そして、ガラスを成形するため、ガラス板Ｇを載置する下型３１が下型移載車３２に載って、加熱部１と成形部２とを移動することができる。なお、下型３１の素材は、金属又はセラミックスが好適であるが、セラミックスの場合、耐火性があり、加工後の鏡面性に優れ、高温下にあってガラスとの離型性が良いものが好ましい。
Next, main devices included in each unit will be described. The
図２は、本発明の実施例１に係るローラ装置２０の一部を示す図である。図１と２を参照しながらローラ装置２０を詳細に説明する。ローラ装置２０は、概して押圧ローラ２１とローラシャフト２２とアーム２３とロボハウジングベース２４とからなる。押圧ローラ２１は、ローラシャフト２１に回転自在に軸支され、アーム２３に取り付けられ、さらにアーム２３はロボハウジングベース２４内に収容装着され、摺動シリンダで上下動する。成形条件として、重要な圧力、速度及び位置合せの制御はサーボモータにより行う。なお、ロボハウジングベース２４は成形部２の天井に設けられたベース２９に取り付けられ、アーム２３が上下動することにより、押圧ローラ２１が転動しながら、後述する下型３１に載置したガラス板Ｇを押圧する。本発明の実施例１において、この取付けは固定であるが、ベース２９の下面をロボハウジングベース２４が自在に移動できるように設計してもよい。また、押圧ローラ２１の水平度は、アーム２３に取り付けられたローラシャフト２２の左右のロッドを上げ下げすることにより微調整するようにしてもよい。なお、アーム２３はリンク部材で動作するようにしてもよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating a part of the
押圧ローラ２１の素材は、耐熱性の金属又はセラミックスを採用するとよい。また、実施例１において、押圧ローラ２１は、円筒体を採用しているが、球体や円錐体を採用してもよい。
The material of the
図３を参照する。図３（ａ）は、本発明の実施例１において成形されたガラスＧｆ１の斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図で曲げ方向を示す図である。本発明の実施例１に係る成形ガラスＧｆ１は、ガラス板の一端に向かって長さ方向に下折れ形状となっている。図３（ｃ）は平面図において、Ａ１は曲げ方向を示す矢印であり、前述した押圧ローラ２１はこの曲げ方向Ａ１に向けて転動しながら、下型３１に載置したガラス板Ｇの所定の箇所を押圧する。当然ながら、下型３１は、当該成形ガラスＧｆ１の当該曲げ方向に沿った設計による形状である。
Please refer to FIG. 3A is a perspective view of the glass Gf1 formed in Example 1 of the present invention, FIG. 3B is a side view, and FIG. 3C is a plan view showing a bending direction. The molded glass Gf1 according to the first embodiment of the present invention has a downward bent shape in the length direction toward one end of the glass plate. FIG. 3C is a plan view, and A1 is an arrow indicating a bending direction, and the above-described
図４と図５を参照する。図４及び５は、本発明の実施例１に係るガラスの曲面成形において、押圧ローラ２１の転動と押圧を簡単に示す図であり、（ａ）〜（ｃ）は時系列で示されており、図５（ａ）は図４（ｃ）の次に行われた状態を示す図として理解されたい。
Please refer to FIG. 4 and FIG. 4 and 5 are diagrams simply showing the rolling and pressing of the
図４（ａ）は、加熱部１において、下型３１に載置された状態で、ガラス板Ｇがヒータ１１により加熱された状態を示している。なお、実施例１においては、ヒータ１１として、近赤外線ヒータを用いて、約４分間で段階的にガラス軟化点近傍まで昇温するように設計している。ガラス板Ｇが加熱されると、ヒータ１１が上昇するとともに、シャッタＳが開放される。そうすると、加熱されたガラス板Ｇと下型３１とを載せた下型移載車３２が成形部２に移動する（図４（ｂ））。下型移載車３２が成形部２に移動し始めると、ローラ装置２０のアーム２３が下降し、押圧ローラ２１がガラス板Ｇの少し上方にスタンバイし、成形開始箇所をセンサが検知すると下型移載車３２が停止し、押圧ローラ２１がガラス板Ｇに押し付けられる（図４（ｃ））。押圧ローラ２１がガラス板Ｇに押し付けられると、下型移載車３２が再度同じ方向に移動し、押圧ローラ２１は下型移載車３２の移動方向と反対方向に転動しながら、所定の圧力でガラス板Ｇを押圧する（図５（ａ）、（ｂ））。成形終了箇所をセンサが検知すると下型移載車３２が停止する（図５（ｃ））。そして、アーム２３が上昇し、押圧ローラ２１は成形されたガラスから離れる。なお、成形が不十分な場合、下型移載車３２は成形開始箇所まで戻り、前述の成形手順が繰り返される。
FIG. 4A shows a state in which the glass plate G is heated by the
図６は、本発明の実施例１に係るガラスの曲面成形方法のフローチャートである。図７及び８は、図６に示すフローチャートに沿って、ガラスの曲面成形の様子を詳細に示す図である。なお、下型３１は、キャビティ領域（第一の真空引き領域＃１、＃３、第二の真空引き領域＃４、＃５、＃６）を備え、キャビティを介してガラスＧに真空を印加し、ガラスＧの位置決めと固定するよう、ガラスＧをキャビティ内へと引っ張って成形面に接触させることができる。また、成形部２において、ベース２９にガラスＧの一端を真空引きできる端部真空支持部＃２を備える。端部真空支持部＃２は移動自在である。
FIG. 6 is a flowchart of the curved glass surface forming method according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 7 and 8 are diagrams showing in detail the curved surface molding of the glass along the flowchart shown in FIG. The
図６、７、８を参照しながら、ガラス成形方法の詳細を説明する。まず、ガラス板Ｇを下型３１の所定の位置に載せ置く（Ｓ１１）。そして、キャビティ領域＃１と端部真空支持部＃２とを真空引きし、ガラスＧを固定する（Ｓ１２）。加熱部１内において、ヒータ支持部１２が下降してヒータ１１をガラス板Ｇに近づけ、主に＃１領域と＃３領域を加熱する（Ｓ１３）。そして、＃３領域と端部真空支持部＃２とを真空引きし、ガラスＧを固定し、＃４領域、＃５領域、＃６領域を徐々に加熱する（Ｓ１４）。その後、図４及び５で示したとおり、ヒータ１１が上昇するとともに、シャッタＳが開放される（図示しない）。そうすると、加熱されたガラス板Ｇと下型３１とを載せた下型移載車３２が成形部２に移動する。このとき、＃１領域と＃３領域への真空引きを抑え、保温状態を保つ。下型移載車３２が成形部２に移動し始めると、ローラ装置２０のアーム２３が下降し、押圧ローラ２１がガラス板Ｇの少し上方にスタンバイし、成形開始箇所をセンサが検知すると下型移載車３２が停止し（図示しない）、押圧ローラ２１がガラス板Ｇの＃４領域に押し付けられ、その後、＃４領域の真空引きを固定したまま、下型移載車３２の移動に合わせて、押圧ローラ２１は転動と押圧を開始する（Ｓ１５）。下型移載車３２のさらなる移動により、押圧ローラ２１が＃５領域付近に到着すると、端部真空支持部＃２の真空引きが外れる。このとき、＃５領域及び＃６領域は真空引きしたままである。そして、成形終了箇所をセンサが検知すると下型移載車３２が停止し、押圧ローラ２１は転動と押圧を終える（Ｓ１６）。なお、成形が不十分な場合、下型移載車３２は成形開始箇所まで戻り、前述の成形手順が繰り返される。
Details of the glass forming method will be described with reference to FIGS. First, the glass plate G is placed on a predetermined position of the lower mold 31 (S11). And cavity area |
なお、実施例１において、一のローラ装置２０に一の押圧ローラ２１を備えているが、複数のローラ装置に複数の押圧ローラを備えるように設計してもよい。
In the first embodiment, one
実施例２を図面を参照して詳細に説明する。 Example 2 will be described in detail with reference to the drawings.
図９は、複数の曲げ方向のある成形されたガラスＧｆ２（ａ）、Ｇｆ３（ｂ）を例示する図である。前述したとおり、自動車のＨＵＤ装置を薄板ガラスで実現するとなると、より複雑な曲面化が要求される。複雑な曲面となると、複数の曲げ方向への押圧ローラの転動が必要となる。図９（ａ）の場合は、曲げ方向はＡ２とＡ３の二つであり、図９（ｂ）の場合、曲げ方向はＡ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７の４方向の四つとなる。このように、成形ガラスに曲げ方向が種々あり、２次元のみならず、３次元となれば、押圧ローラの転動方向や押圧方向も複曲面に沿った動きを自在に対応させなければならない。実施例２においても、押圧ローラ５１は円筒体を採用しているが、球体や円錐体を採用してもよい。また、押圧ローラ５１の素材は、耐熱性の金属又はセラミックスを採用するとよい。
FIG. 9 is a view illustrating glass Gf2 (a) and Gf3 (b) formed with a plurality of bending directions. As described above, when an automobile HUD device is realized with thin glass, a more complicated curved surface is required. When it becomes a complicated curved surface, rolling of the pressing roller in a plurality of bending directions is required. In the case of FIG. 9A, the bending directions are two of A2 and A3, and in the case of FIG. 9B, the bending directions are four directions of A4, A5, A6, and A7. As described above, there are various bending directions in the molded glass, and if it is not only two-dimensional but also three-dimensional, the rolling direction and the pressing direction of the pressing roller must freely correspond to the movement along the double curved surface. Also in the second embodiment, the pressing
図１０を参照する。図１０（ａ）は、本発明の実施例２において成形されたガラスＧｆ３の斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図で曲げ方向を示す図である。本発明の実施例２に係る成形ガラスＧｆ３は、ガラス板の中央から一端に向かって長さ方向に下折れ形状となるとともに、平面図において一端の上下も矢印方向に下折れし、さらに他端が矢印方向に下折れ形状となっている。図１０（ｃ）は平面図において、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７は曲げ方向を示す矢印であり、前述した押圧ローラ４１はこの曲げ方向Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７それぞれに向けて転動しながら、下型６１に載置したガラス板Ｇの所定の箇所を押圧する。当然ながら、下型６１は、当該成形ガラスＧｆ３の当該曲げ方向に沿った設計による形状である。
Please refer to FIG. 10A is a perspective view of the glass Gf3 formed in Example 2 of the present invention, FIG. 10B is a side view, and FIG. 10C is a plan view showing a bending direction. The shaped glass Gf3 according to Example 2 of the present invention has a shape that is bent downward in the length direction from the center of the glass plate toward one end, and the upper and lower ends of one end in the plan view are also bent in the direction of the arrow. Is bent downward in the direction of the arrow. FIG. 10 (c) is a plan view, and A4, A5, A6, and A7 are arrows indicating the bending direction, and the
図１１は、本発明の実施例２に係るガラスの曲面成形装置２００を示す概略構成図である。ガラスの曲面成形装置２００は、加熱部４、成形部５が互いに接続して構成され、開閉自在の側壁Ｓにより区分されている。側壁Ｓは、開閉自在であるので、適宜各部内をチャンバ化し、外気による急速な温度低下を防止する役割を有している。また、各部が備える主な装置を説明する。加熱部４は、ヒータ４１とヒータ支持部材４２とからなる。ヒータ４１はヒータ支持部材４２により支持され、油圧シリンダとサーボ制御により上下駆動するように構成されるとよい。また、同様に、成形部５は、ローラ装置５０がベース５９に設置され、油圧シリンダとサーボ制御により上下駆動するように構成されるとよい。そして、ガラスを成形するため、ガラス板Ｇを載置する下型６１が下型移載車６２に載って、加熱部４と成形部５とを移動することができる。なお、下型６１の素材は、金属又はセラミックスが好適である。
FIG. 11: is a schematic block diagram which shows the curved surface shaping |
ローラ装置５０は、概して押圧ローラ５１とローラシャフト５２とアーム５３とロボハウジングベース５４とからなる。押圧ローラ５１は、ローラシャフト２１に回転自在に軸支され、アーム５３に取り付けられ、さらにアーム５３はロボハウジングベース５４内に収容装着され、摺動シリンダで上下動する。なお、アーム５３はヒンジ５５を備え、押圧ローラ５１が複曲面を自在に転動できるようにするとよい。成形条件として、重要な圧力、速度及び位置合せの制御はサーボモータにより行うが、下型６１の曲面の形状データをコンピュータで予め解析しておく。ロボハウジングベース５４は成形部５の天井に設けられたベース５９に取り付けられ、アーム５３が上下動することにより、押圧ローラ５１が転動しながら、下型５１に載置したガラス板Ｇを押圧する。本発明の実施例２において、この取付けは固定であるが、ベース５９の下面をロボハウジングベース５４が自在に移動できるように設計してもよい。
The
図１２を参照する。図１２は、本発明の実施例２に係る押圧ローラ５１の回動を示す図である。図１２（ａ）に示すとおり、アーム５３はヒンジ５５により、３６０度回動自在であり、押圧ローラ５１が図面に向かって左右に動くのみならず、水平度も調整ができる。また、図１２（ｂ）に示すとおり、複数の曲面の曲げ中心に方向転換することが可能である。
Please refer to FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating the rotation of the
図１３を参照する。図１３は、本発明の実施例２に係るガラスの曲面成形方法のフローチャートである。本発明の実施例２に係るガラスの曲面成形方法は、加熱工程（Ｓ２４）や曲面成形工程（Ｓ２５）に先立って、成形型の形状を曲面解析する解析工程（Ｓ２１）と、前記曲面解析の結果に基づいて、押圧ローラを転動する場所、転動する順序、押圧ローラの水平度の調整を決定する決定工程（Ｓ２２）と、を予め備えることを特徴とする。なお、下型６１の曲面の形状データを予め解析するため、ガウス曲率と平均曲率により、曲面の形状を把握するとよい。ここで、ガウス曲率は、曲面の縦横それぞれの曲率の積で決まるもので、平均曲率は、曲面の縦横それぞれの曲率の平均で決まる。なお、曲面解析は、下型を製作する際のＣＡＤデータを用いて算出してもよい。
Please refer to FIG. FIG. 13 is a flowchart of the curved glass surface forming method according to the second embodiment of the present invention. The curved surface forming method for glass according to the second embodiment of the present invention includes an analysis step (S21) for analyzing the shape of the mold in a curved surface prior to the heating step (S24) and the curved surface forming step (S25), and the curved surface analysis. Based on the result, a determination step (S22) for determining a place where the pressing roller rolls, a rolling order, and adjustment of the level of the pressing roller is provided in advance. In addition, in order to analyze the shape data of the curved surface of the
なお、実施例２において、実施例１と同様に、一のローラ装置５０に一の押圧ローラ５１を備えているが、複数のローラ装置に複数の押圧ローラを備えるように設計してもよい。この場合、複数の押圧ローラ５１の転動・押圧を制御するために、下型６１の速度制御データと、複数の押圧ローラ５１の上下移動制御データとを連動させる必要があることに留意されたい。
In the second embodiment, like the first embodiment, one
実施例３を図面を参照して詳細に説明する。図１４は、実施例３に係る実験に使用した金型の形状を示す正面図である。図１５は、本発明の実施例３に係るガラスの曲面成形方法のフローチャートである。また、図１６及び１７は、実施例３に係るガラスの曲面成形の様子を詳細に示す図である。
実施例３に係るガラスの成形方法は、出願人の本社工場（兵庫県尼崎市杭瀬本町１丁目６番１４号 株式会社武内製作所内）で、社員立会いの上で実験が行われた。実験結果として、本発明の成形方法は、図１４に示すＳＵＳ製のＳ字形状の下型９１を使用し、自重のみ、真空引き、ローラと真空引きの３種類の成形方法で実験した。なお、実施例３に係るガラスの成形方法は、実施例１に示した手順とほぼ同様である。
以下、詳細に実験の測定結果を説明する。実験については、下記の基本条件を同一とし、ローラのみ押圧を変えてその変化を観察した。なお、ローラについては、ＰＶＤコーティングしたＳＵＳ製のものを用いた。そして、図１４に示すイ部分（１００Ｒ）に係る成形後の曲げガラスのＲを輪郭形状測定器で測定し、その形状誤差により○、△、×のいずれかで評価した。なお、評価について、○を誤差３％以内、△を誤差４〜５％、×を６％以上としている。
（基本条件）
型：ＳＵＳ製のＳ字形状の下型
型温度：摂氏５２０度
素材ガラスの厚み：青板 １．１ｍｍ
予熱（バッチ炉）時間：４００℃で１分
加熱（ＩＲ）時間：１００秒
真空圧：−８０ｋＰａ
（実験設備）薄板ガラス曲面成型機／CSGM-III
（成形の工程）
予熱（バッチ炉） → 投入 → 加熱位置へ移動 → 加熱（IR） → ローラ成形 → 取り出し位置へ移動 → 取り出し
Hereinafter, the measurement results of the experiment will be described in detail. For the experiment, the following basic conditions were the same, and only the roller was changed in pressure and the change was observed. In addition, about the roller, the thing made from SUS which carried out PVD coating was used. And R of the bending glass after the shaping | molding which concerns on the (a) part (100R) shown in FIG. 14 was measured with the contour shape measuring device, and it evaluated by either (circle), (triangle | delta), and x by the shape error. In the evaluation, ○ is within 3% error, Δ is 4-5% error, and x is 6% or more.
(Basic conditions)
Mold: S-shaped lower mold made of SUS Temperature: 520 degrees Celsius Glass thickness: Blue plate 1.1 mm
Preheating (batch furnace) time: 1 minute heating at 400 ° C. (IR) time: 100 seconds Vacuum pressure: −80 kPa
(Experimental equipment) Thin glass curved surface molding machine / CSGM-III
(Molding process)
Preheating (batch furnace) → Input → Move to heating position → Heating (IR) → Roller molding → Move to extraction position → Extraction
図１５、図１６及び１７を参照しながら、実施例３に係るガラスの曲面成形の実験の様子を詳細に説明する。なお、下型９１は、キャビティ領域（第一の真空引き領域＃７１、＃７３、第二の真空引き領域＃７４、＃７５、＃７６）を備え、キャビティＣを介してガラスＧに真空を印加し、ガラスＧの位置決めと固定するよう、ガラスＧをキャビティＣ内へと引っ張って成形面に接触させることができる。また、成形部において、ベースにガラスＧの一端を真空引きできる端部真空支持部＃７２を備える。端部真空支持部＃７２は移動自在である。
With reference to FIGS. 15, 16, and 17, a detailed description will be given of the experiment of the glass curved surface forming according to Example 3. FIG. The
まず、ガラス板Ｇを下型９１の所定の位置に載せ置く（Ｓ３１）。そして、キャビティ領域＃７１と端部真空支持部＃７２とを真空引きし、ガラスＧを固定する（Ｓ３２）。加熱部１内において、ヒータ支持部１２が下降してヒータ１１をガラス板Ｇに近づけ、主に＃７１領域と＃７３領域を加熱する（Ｓ３３）。そうすると、＃７１領域と＃７３領域は下型９１のややなだらかな領域であるのでガラス板Ｇは自重で下型９１に着地し、この着地した＃７３領域と端部真空支持部＃７２とを真空引きし、ガラスＧを固定する。続けて、＃７４領域、＃７５領域、＃７６領域を徐々に加熱する（Ｓ３４）。その後、ヒータをそのままに、＃７１領域と＃７３領域への真空引きを抑え、保温状態を保つ。下型移載車が成形部に移動し始めると、ローラ装置のアームが下降し、押圧ローラ８１がガラス板Ｇの少し上方にスタンバイし、成形開始箇所をセンサが検知すると下型移載車が停止し（図示しない）、押圧ローラ８１がガラス板Ｇの＃７４領域に押し付けられ、その後、＃７４領域の真空引きを固定したまま、下型移載車の移動に合わせて、押圧ローラ８１は転動と押圧を開始する（Ｓ３５）。下型移載車のさらなる移動により、押圧ローラ８１が＃７５領域付近に到着すると、端部真空支持部＃７２の真空引きが外れる。このとき、＃７５領域及び＃７６領域は真空引きしたままである。そして、成形終了箇所をセンサが検知すると下型移載車が停止し、押圧ローラ８１は転動と押圧を終える（Ｓ３６）。なお、成形が不十分な場合、下型移載車は成形開始箇所まで戻り、前述の成形手順が繰り返される。
First, the glass plate G is placed on a predetermined position of the lower mold 91 (S31). Then, the
実施例３に係る実験の結果、下記のことが確認できた。まず、自重のみの場合、ガラスが曲がっていく際に何らアシストがなければ、所望の形状を成形できない。また、真空引きの場合、一定の形状を成形できるものの、真空引きが始まるまでは自重だけで曲がっており、軟化していびつに曲がっているガラスを真空で引くだけでは完全に下型に沿わせることは難しい。そして、ある程度、自重で軟化しガラスが曲がっていく際にローラでアシストすることで下型に沿わせ、さらにその状態を保持するため真空引きを行うと所望の成形が可能となることがわかった。 As a result of the experiment according to Example 3, the following could be confirmed. First, in the case of only its own weight, a desired shape cannot be formed without any assistance when the glass is bent. In the case of evacuation, although a certain shape can be formed, it is bent only by its own weight until evacuation starts, and it is completely aligned with the lower mold by simply drawing glass that is soft and bent in vacuum. It ’s difficult. And when softened by its own weight and the glass bends, it was found that it became possible to achieve the desired molding by evacuating in order to keep the state by following the lower mold by assisting with the roller. .
以上、本発明に係るガラスの曲面成形装置及びその方法における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。 While the preferred embodiments of the glass curved surface forming apparatus and method according to the present invention have been illustrated and described above, it is understood that various modifications can be made without departing from the technical scope of the present invention. Will.
本発明に係るガラスの曲面成形方法及びその装置は、ガラス板を高品位な面性状を持つ曲面と光学鏡面を実現するので、結果物としての成形ガラスは車載用ディスプレイ装置等に広く利用することができる。 The glass curved surface forming method and apparatus according to the present invention realizes a curved surface having a high quality surface property and an optical mirror surface, so that the resulting molded glass is widely used for in-vehicle display devices and the like. Can do.
１００ ２００ ガラスの曲面成形装置
１ ４ 加熱部
１１ ４１ ヒータ
１２ ４２ ヒータ支持アーム
２ ５ 成形部
２０ ５０ ローラ装置
２１ ５１ ８１ 押圧ローラ
２２ ５２ ローラシャフト
２３ ５３ アーム
２４ ５４ ロボハウジングベース
５５ ヒンジ
２９ ５９ 基板
３１ ６１ ９１ 下型
３ ２ ６２ 下型移載車
＃１ ＃３ 第一の真空引き領域
＃４ ＃５ ＃６ 第二の真空引き領域
＃７１ ＃７３ 第一の真空引き領域
＃７４ ＃７５ ＃７６ 第二の真空引き領域
Ｇ ガラス板
Ｃ キャビティ
Ｇｆ１ Ｇｆ２ Ｇｆ３ Ｇｆ４ 成形ガラス
100 200 Glass curved surface forming apparatus
1 4 Heating unit
11 41 Heater
12 42 Heater support arm
2 5 Molding part
20 50 roller device
21 51 81 Pressure roller
22 52 Roller shaft
23 53 Arm
24 54 Robo housing base
55 Hinge
29 59 substrate
31 61 91 Lower mold
3 2 62 Lower transfer vehicle
# 1 # 3 First vacuum area
# 4 # 5 # 6 Second vacuum area
# 71 # 73 First
G glass plate
C Cavity Gf1 Gf2 Gf3 Gf4 Molded glass
Claims (11)
曲げ成形温度まで加熱した前記ガラス板を前記下型に戴置した状態で、前記一又は複数の押圧ローラは、前記下型の前記所望の湾曲面に沿って転動しながら加圧力を作用させるとともに、前記下型において前記一又は複数の押圧ローラが転動した直後の前記キャビティを真空引きすることで前記ガラス板を所定の曲率に成形することを特徴とするガラスの曲面成形装置。 A glass curved surface forming apparatus comprising: a lower mold having a plurality of cavities for forming a desired curved surface, placing a glass plate, and evacuating; and one or a plurality of pressing rollers for pressing the glass in a desired bending direction. Because
In a state where the glass plate heated to the bending temperature is placed on the lower mold, the one or more pressing rollers act on the lower mold while rolling along the desired curved surface. In addition, the glass curved surface forming apparatus is characterized in that the glass plate is formed into a predetermined curvature by evacuating the cavity immediately after the one or more pressing rollers roll in the lower mold.
前記ガラスが前記第一の真空引き領域に固定したまま、前記一又は複数の押圧ローラが前記下型の前記湾曲面に沿って前記ガラスの表面を転動しながら加圧するとともに、前記下型において前記一又は複数の押圧ローラが転動した直後の前記第二の真空引き領域を真空引きすることで所定の曲率に成形することを特徴とする請求項１に記載のガラスの曲面成形装置。 The lower mold includes a first evacuation region for fixing the glass, and a second evacuation region in which the one or more pressing rollers roll on the surface of the glass,
While the glass is fixed to the first evacuation region, the one or more pressing rollers pressurize while rolling the surface of the glass along the curved surface of the lower mold, and in the lower mold 2. The glass curved surface forming apparatus according to claim 1, wherein the second evacuation region immediately after the one or more pressing rollers roll is evacuated to form a predetermined curvature.
前記ガラス板を前記下型に戴置する工程と、
前記ガラス板を真空引きして前記下型に固定し加熱する成形前加熱工程と、
前記加熱を終えて搬送された前記ガラス板を、前記一又は複数の押圧ローラが前記下型の前記湾曲面に沿って転動しながらそれに向かう加圧力を作用させるとともに、前記下型において前記一又は複数の押圧ローラが転動した直後の前記キャビティを真空引きすることで所定の曲率に成形する成形工程と、
から構成されることを特徴とするガラスの曲面成形方法。 A lower mold having a plurality of cavities for forming a desired curved surface, placing a glass plate, and evacuating, and one or a plurality of presses provided above the lower die to press the glass plate in a desired bending direction A glass forming apparatus comprising a roller,
Placing the glass plate on the lower mold;
A pre-molding heating step in which the glass plate is evacuated and fixed to the lower mold and heated;
The one or more pressing rollers act on the glass plate conveyed after finishing the heating while rolling along the curved surface of the lower mold, and in the lower mold, Or a molding step of forming a predetermined curvature by evacuating the cavity immediately after a plurality of pressing rollers roll,
A method for forming a curved surface of glass, comprising:
前記ガラスが前記第一の真空引き領域に固定したまま、前記一又は複数の押圧ローラが前記下型の前記湾曲面に沿って前記ガラスの表面を転動しながら加圧するとともに、前記下型において前記一又は複数の押圧ローラが転動した直後の前記第二の真空引き領域を真空引きすることで所定の曲率に成形することを特徴とする請求項７に記載のガラスの曲面成形方法。 The lower mold includes a first evacuation region for fixing the glass, and a second evacuation region in which the one or more pressing rollers roll on the surface of the glass,
While the glass is fixed to the first evacuation region, the one or more pressing rollers pressurize while rolling the surface of the glass along the curved surface of the lower mold, and in the lower mold The glass curved surface forming method according to claim 7, wherein the second evacuation region immediately after the one or more pressing rollers roll is evacuated to form a predetermined curvature.
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