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JP2013534503A - ガラスシートをプレス成形するための方法、ステーションおよびシステム - Google Patents

ガラスシートをプレス成形するための方法、ステーションおよびシステム Download PDF

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JP2013534503A JP2013514175A JP2013514175A JP2013534503A JP 2013534503 A JP2013534503 A JP 2013534503A JP 2013514175 A JP2013514175 A JP 2013514175A JP 2013514175 A JP2013514175 A JP 2013514175A JP 2013534503 A JP2013534503 A JP 2013534503A
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Abstract

ガラスシートを成形する方法、プレスステーション（１２）およびシステム（１０）であって、ガラスシートは、直線要素を有する端部（８６）と中間部（８８）とを有する上向きに凹状に湾曲した形状に初期成形され、続いて、２つの横方向に沿って湾曲を提供するために湾曲形状に成形される。成形は、最初にガラスシート端部の直線要素に湾曲を提供することによって実行され、その間中間部（８８）は直線要素をなお有している。ガラスシート中間部は次にその直線要素に湾曲を提供するように成形され、そうしてガラスシートは２つの横方向に湾曲を有する。
【選択図】図１

Description

本発明はガラスシートを成形するための方法に、ガラスシートを成形するためのプレスステーションに、およびガラスシートを成形するためのプレス成形システムに関する。
ガラスシートは、成形を可能にするまで十分に加熱されたあと、プレス成形（時にプレス曲げとも呼ばれる）することができる。この成形は、円筒または円錐形状を有するような直線要素を有する湾曲を備えている可能性がある。実際、プレス成形産業において、直線要素を有する円錐ガラスシートは、直線要素を有する実際の円筒形状を備えたものと同様に円筒状湾曲と呼ばれる。その開示全体が参照により本明細書に援用される米国特許第６，５４３，２５５号明細書（Ｂｅｎｎｅｔｔら）および米国特許第６，５７８，３８３号明細書（Ｂｅｎｎｅｔｔら）に開示されるように、成形するに十分に高い温度まで加熱室で加熱されたガラスシートは、傾斜ロールによってロール成形し、次に最終形状へプレス成形するためのプレスステーションへ搬送することができる。プレス成形は、直線要素を維持するように、または直線要素に湾曲をもたらすことによりガラスシートが２つの横方向に成形されるように行うことができ、それはガラス産業で「交差曲げ（ｃｒｏｓｓ ｂｅｎｄ）」または「交差湾曲（ｃｒｏｓｓ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）」による成形と呼ばれる。
本発明の１つの目的は、ガラスシートを成形するための改善された方法を提供することである。
上記目的の遂行において、ガラスシートを成形するための方法は、加熱された平らなガラスシートを、上側端部と、上側端部間に延在する下側中間部とを有する上向きに凹状に湾曲した形状に初期成形することによって実行され、上側端部と中間部は直線要素を有し、ガラスシートは直線要素を横切る方向に曲げられる。初期成形されたガラスシートは上部モールドの下に配置され、上部モールドは、下向きの凸状湾曲を２つの横方向に沿って有する下向き表面を有する。ガラスシートの端部は中間部に比べて上方へ移動され、ガラスシートの端部を上部モールドの下向き表面と初期接触させ、端部の直線要素を湾曲状に成形するが、その間、ガラスシートの中間部は顕著な湾曲を有することなく直線要素をなお有する。その後、ガラスシートの中間部はガラスシートの端部に比べて上方へ移動され、ガラスシートの中間部を上部モールドの下向き表面と接触させ、中間部の直線要素を湾曲に同様に成形し、その結果、ガラスシート全体が２つの横方向に沿って曲げられる。
ガラスシートは、直線要素を有するほぼ円筒形状に初期成形することができ、または、直線要素を有する円錐形状に初期成形することができる。
開示されるように、ガラスシートの端部の直線要素は、中間部が上部モールドと接触する前に、上部モールドに押し付けられて湾曲状に成形される。
ガラスシートの端部を所定の力で上部モールドの下向き表面に対してプレスし、そのあと所定の力を低減し、ガラスシートの中間部が上部モールドの下向き表面に対して成形されるために上方へ移動を続けるとき、上部モールドの下向き表面に沿ったガラスシートの端部の移動を容易にすることも可能である。
開示されるような加熱された平らなガラスシートは、搬送方向に沿って徐々に傾斜を強める傾斜ロールによって、加熱室内においてコンベア上で初期成形され、次に加熱室から、上部モールドが配置されたプレスステーションへ搬送される。
初期成形されたガラスシートは、プレスステーション内で、下部リングによってコンベアから離されて上方へ持ち上げられるように開示される。下部リングはガラスシートの下から上方へ移動され、（ａ）搬送方向に対して互いに横方向に離間され、搬送方向に沿って上向きに凹状に湾曲した形状を有する端部と、（ｂ）搬送方向に沿って互いに離間され、下部リングの端部間に搬送方向を横切る方向に延在する上向きに凹状に湾曲した形状を有する中間部と、を有する。下部リングがガラスシートをコンベアから離して上方へ持ち上げた後、下部リングの端部が下部リングの中間部に比べて上方へ移動され、ガラスシートの端部を、上部モールドの下向き表面に押し付けて接触させて成形するが、その間ガラスシートの中間部は、上部モールドの下向き表面の下になお位置づけられており、下部リングの端部がガラスシートの端部を上部モールドの下向き表面に押し付けて成形した後、下部リングの中間部が上方へ移動され、ガラスシートの中間部を上部モールドの下向き表面に接触させて成形し、プレス成形が完了する。
さらにガラスシートの端部は以下のように開示される。すなわち、それぞれが所定の力で下部リングの端部によって上部モールドの下向き表面に対して初期プレスされ、そのあと所定の力は低減され、ガラスシートの中間部が下部リングの中間部によって上方へ移動され続け、成形のために上部モールドの下向き表面に押し付けられて接触するとき、上部モールドの下向き表面に沿ったガラスシートの端部の移動を容易にすることができる。
本発明の別の目的は、改善されたガラスシートプレスステーションを提供することである。
直前の目的の遂行にあたり、ガラスシートプレスステーションは、加熱および初期成形されたガラスシートを搬送方向に沿って搬送するためのコンベアを含み、加熱および初期成形されたガラスシートは、搬送方向に対して互いに横方向に離間された上側端部と、端部間に搬送方向に対して横方向に延在する下側中間部とを含む上向きの凹形状を有し、上側端部および下側中間部は直線要素を有し、ガラスシートは直線要素を横切る方向に曲げられている。プレスステーションは下部リングを含み、その上にガラスシートが搬送される。下部リングは、搬送方向に対して互いに横方向に離間された端部を有し、端部は、搬送方向に沿って上向きに凹状に湾曲した形状を有し、下部リングは、搬送方向に沿って互いに離間された中間部も有し、中間部は、下部リングの端部間に搬送方向を横切る方向に延在する上向きに凹状に湾曲した形状を有する。下部リングの端部および中間部は、互いに一緒におよび独立して垂直に移動可能である。プレスステーションの上部モールドは下部リングの上に配置され、搬送方向に沿った方向および搬送方向を横切る方向の両方において下向きの凸状湾曲を有する下向き表面を有し、湾曲は下部リングの端部および中間部の湾曲と相補的な関係にある。プレスステーションのアクチュエータは、下部リングの端部および中間部を互いに一緒に上方へ初期移動させて、初期成形されたガラスシートをコンベアから離して上方へ持ち上げ；次に下部リングの端部を下部リングの中間部に比べて上方へ持ち上げ、ガラスシートの端部の上方への移動を提供し、上部モールドの下向き表面と接触させ、ガラスシートの端部の直線要素に湾曲を提供するが、その間ガラスシートの中間部は上部モールドによってまだ成形されず；その後、下部リングの中間部をその端部に比べて上方へ移動させてガラスシートの中間部を上部モールドの下向き表面に押し付けて接触させ成形し、ガラスシートの中間部の直線要素に湾曲を提供し、その結果ガラスシート全体が２つの横方向に湾曲を有する。
プレスステーションの下部リングは以下のように開示される。すなわち、支持フレームであって下部リングの中間部が支持フレームとともに移動するように取り付けられる支持フレームと、一対の接続部であって、支持フレームに対するおよび下部リングの中間部に対する垂直移動のために下部リングの端部を支持フレームにそれぞれ取り付ける一対の接続部とを含む。一対の接続部は、支持フレームに枢動可能に取り付けられる第１端部と、それぞれ下部リングの端部を取り付ける第２端部とを有する枢動アームを含むように示される。
プレスステーションのアクチュエータは、以下のように開示される。すなわち、シリンダを含み、シリンダは下部リングの端部に上向きの力を与え、それにより下部リングの中間部に比べて上方へ移動させ、ガラスシートの端部の上方への移動を提供し、上部モールドの下向き表面と接触させ、搬送方向に沿ったガラスシート端部の成形を提供するが、その間ガラスシートの中間部は上部モールドによってまだ成形されない。さらにアクチュエータは、下部リングの中間部が下部リングの端部に比べて上方へ移動される時、シリンダを作動して下部リングの端部に与えられている上向きの力を低減し、搬送方向に沿ったガラスシート中間部の成形を提供するために下部リングの中間部がガラスシートの中間部を移動して上部モールドの下向き表面と接触させる時、上部モールドの下向き表面に対するガラスシート端部の移動を容易にすることができる。さらに下部リングは、その端部および中間部の位置を互いに調節するためのアジャスタを含むように開示される。
本発明の別の目的は、改善されたガラスシートプレス成形システムを提供することである。
直前の目的の遂行にあたり、ガラスシートプレス成形システムは、ガラスシートを搬送方向に沿って搬送するためのコンベアと、加熱室を有する炉とを含み、炉を通してコンベアは、成形の準備として加熱するために、ガラスシートを炉の入口端部から出口端部へ搬送する。出口端部に隣接して、炉は、搬送方向に沿って徐々に傾斜を強める傾斜ロールを含み、それにより搬送方向に対して横方向に延在する上向きに凹状に湾曲した形状に各ガラスシートを初期成形し、湾曲形状は上側端部と、端部間に延在する下側中間部とを有し、上側端部と下側中間部は直線要素を有し、ガラスシートは直線要素を横切る方向に曲げられる。システムは炉の出口端部から下流の場所にプレスステーションを含み、そこへコンベアが初期成形されたガラスシートを搬送する。プレスステーションは下部リングを含み、その上にガラスシートは搬送される。下部リングは、搬送方向に対して互いに横方向に離間された端部を有し、端部は、搬送方向に沿って上向きに凹状に湾曲した形状を有し、および下部リングは、搬送方向に沿って互いに離間された中間部を有し、中間部は、下部リングの端部間に搬送方向を横切る方向に延在する上向きに凹状に湾曲した形状を有する。下部リングの端部および中間部は、互いに一緒におよび独立して垂直に移動可能である。またプレスステーションは上部モールドを含み、上部モールドは下部リングの上に配置され、搬送方向に沿った方向および搬送方向を横切る方向の両方において凸状湾曲を有する下向き表面を有し、湾曲は下部リングの端部および中間部の湾曲と相補的な関係にある。プレスステーションのアクチュエータは、下部リングの端部および中間部を互いに一緒に上方へ初期移動させて、初期成形されたガラスシートをコンベアから離して上方へ持ち上げ；次に下部リングの端部を下部リングの中間部に比べて上方へ持ち上げ、ガラスシートの端部を上方へ移動させ上部モールドの下向き表面と接触させ、ガラスシートの端部の直線要素に湾曲を提供するが、その間ガラスシートの中間部はなお上部モールドの下にあり；その後、下部リングの中間部をその端部に比べて上方へ移動させてガラスシートの中間部を上部モールドの下向き表面と接触させ、ガラスシートの中間部の直線要素に湾曲を提供し、その結果ガラスシート全体が２つの横方向に湾曲を有する。
添付図面に関連して理解される場合、本発明の目的、特徴および利点は以下の好ましい実施形態の詳細な説明から容易に明らかになる。
図１は、プレスステーションを含むガラスシートプレス成形システムの概略側面図であり、プレスステーションの運転により、２つの横方向におけるガラスシートの成形が実行される。 図２は、システムの炉の出口端部において図１の線２−２の方向に沿って得られたシステムの概略断面図であり、プレス成形の準備として、炉を出る前に、初期ロール成形のため、加熱されたガラスシートが搬送される水平かつ傾斜したロールを示す。 図３は、そのプレスステーションにおいて図１の線３−３に沿ってシステムを通して得られた概略断面図であり、初期ロール成形されたガラスシートをプレス曲げするために実線および仮想線で示される位置の間を移動可能である下部リングおよび上部プレスモールドの構造を示す。 図４は、プレス成形するためにプレスステーションの下部リングの上に初期成形されたガラスシートを搬送するコンベアのホイールコンベア組立体を示す斜視図である。 図５は、図１と同じ方向で得られた上部モールドの側面図であり、その下向き表面を示し、その表面に対して最終成形が行われる。 図６は、上下を逆にされた上部モールドの斜視図であり、搬送方向に沿った横方向および搬送方向を横切る横方向の両方における、下向きモールド表面の湾曲を示す。 図７は、下部リングの斜視図を示す。 図８は、下部リングの上面図を示す。 図９は、図８の線９−９の方向に沿って得られた搬送方向の下部リングの立面図であるが、下部リングの中間部の左右端部と同じ高さである左右端部を示すために下部リングの複数個所が除去されており、これはプレスステーションにおいて初期および最終工程中に実行される位置である。 図１０は、図９に類似した図であるが、下部リングの中間部の左右端部に対して隆起した左右端部を有する下部リングを示し、これはプレス成形工程の中間部の間に実行される位置である。 図１１は、搬送方向に沿って得られたプレスステーションの概略図であり、ホイールコンベア組立体がガラスシートをプレスステーションへ、下部リングの上かつ上部モールドの下に搬送する態様を示す。 図１２は、図１１に類似した概略図であるが時間的により遅い段階の図であり、下部リングが上方へ移動して、初期成形されたガラスシートをコンベアから離して上方へ、上部モールドの下向き表面の近くへ持ち上げた後である。 図１３は、図１２に類似した概略図であるがプレス曲げサイクルの時間的にさらに遅い段階の図であり、下部リングの端部が初期成形されたガラスシートの端部を上方へ持ち上げ、上部モールドの下向き表面と接触させた後である。 図１４は、図１３に類似した概略図であるが時間的にさらに遅い段階の図であり、下部リングの中間部が上方へ移動され、ガラスシートの中間部を上部モールドの下向き表面と接触させ、搬送方向に沿った横方向および搬送方向を横切る横方向の両方においてガラスシートのプレス成形を完成させた後である。
図面の図１を参照すると、ガラスシートをプレス成形するためのシステムは、１０によって全体的に示され、プレス成形ステーション１２を含み、プレス成形ステーション１２の構造および運転方法は、システムのさまざまな態様の理解を容易にするためにシステム全体と一体化して記載される。
図１を続けて参照すると、システム１０は、プレス曲げステーション１２の、搬送方向Ｃに沿ったすぐ上流にロール成形ステーション１６を有する炉１４を含む。システム１０は、プレス成形ステーション１２の搬送方向Ｃに沿った下流に最終処理ステーション１８を含むものとして示され、最終処理ステーション１８では、成形されたガラスシートを焼きなましのためにゆっくりと冷却するか、または、熱強化あるいは焼戻しを提供するために急冷によってより速く冷却することができる。
図１を連続して参照することにより示されるように、炉１４は入口端部２０と出口端部２２とを含み、およびガラスシートを入口端部から出口端部へ炉を通して搬送方向に沿って搬送するためのコンベア２６を有する加熱室２４（図２）を含む。ガラスシートがその上で加熱されるコンベア２６は、従来型のガス炉床またはロールコンベアであってもよく、その上でガラスシートは、周囲温度から成形（すなわちガラスシート産業では曲げとも呼ばれる）を可能にする十分に高い温度まで加熱する間搬送される。
炉出口端部２２は、水平方向に延在するコンベアロール２８を有するように図２に示されるロール成形ステーション１６を含み、コンベアロール２８は回転可能に駆動され、加熱室内でそれを横切る方向に伸びる搬送方向に沿って水平方向に離間され、加熱されたガラスシートを支持し搬送する。ロール成形ステーション１６はまた、曲げロール３２の組３０の対を含み、曲げロールの組３０は、加熱室２４内で搬送方向に沿って互いに横方向に離間されている。曲げロールの組３０はそれぞれ、駆動機構３３によって支持されかつ駆動され、曲げロールは、図２の参照番号３２ａ、３２ｂ、３２ｃおよび３２ｄによって示されるように搬送方向に沿って徐々に傾斜を強める。加熱された各ガラスシートＧを曲げロール３２と協働して搬送方向に沿って搬送することにより、図２に示されるような搬送方向を横切る方向に沿ったガラスシートＧの初期成形が実現される。この成形によって、ガラスシートに、円筒形状において互いに平行であるかまたは円錐形状において互いに角度をなす可能性がある直線要素が提供される。搬送方向に沿ってガラスシートの各場所が平らな形状から曲げられると、この曲げが、実質の効果がわずかに円錐形状になるように、先行する場所をさらに曲げる。
図１と３を合わせて参照すると、上に記載したプレス成形ステーション１２は炉１４の外側に、その出口端部２２の下流に配置され、初期成形されたガラスシートをロール成形ステーション１６から受ける。より詳細には、プレス成形ステーション１２は、３６で集合的に示されたプレス成形装置によってさらに成形される初期成形されたガラスシートを受けるためのコンベアの下側ホイール床３４を含む。下側ホイール床３４は下側基礎構造３８と複数のコンベアホイール組立体４０とを含む。各ホイール組立体４０は、この後さらに完全に記載されるが、ホイール４４を含む上端と、ホイール組立体を支持構造体３８に着脱可能に接続するための着脱式接続部４６を含む下端とを有する筐体を含む。各ホイール組立体４０を支持構造体３８に接続すると駆動機構がホイール４４を回転駆動する。コンベアおよび駆動機構のさらに詳細な記載は、参照により前で援用された米国特許第６，５４３，２５５号明細書を参照されたい。またコンベアは、ホイールコンベア組立体だけを有する代わりに、開示全体が参照により本明細書に援用される「Ｐｒｅｓｓ Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｈｅａｔｅｄ Ｇｌａｓｓ Ｓｈｅｅｔｓ」という題でＮｉｔｓｃｈｋｅらによって２０１０年４月８日に出願された米国特許出願第１２／７５６，５２１号明細書に開示されているような長いローラコンベア組立体を水平にかつ傾斜して有してもよいことに留意するべきである。
図３に示されるように、プレス成形装置３６の下部プレスリング支持フレーム５０は下部プレスリング５２を支持し、下部プレスリング５２は、上向きの凹形状を有しかつホイール組立体が配置されていない場所でそのリング形状でホイールコンベア組立体４０のホイール４４の下でホイール床３４内に受け止められる。下部プレスリングの構造はこれより後にさらに完全に記載される。図３に示されているように、プレスステーション１２の上側マウント５６は、プレス成形装置３６の上部プレスモールド５８を支持する。この上部プレスモールド５８は、下部プレスリング５２の上向きの凹形状５４と相補的な下向き凸状成形面６０を有する。
図３に６２で集合的に示されているアクチュエータは、下部プレスリング５２とホイール床３４との間および下部プレスリングと上部プレスモールド５８との間に相対的な垂直運動を提供し、加熱されたガラスシートをホイール床より上に移動し、最後は下部プレスリングと上部プレスモールドとの間でプレス係合し、ガラスシートをプレス成形する。これはこれより後でさらに完全に記載される。開示するように、アクチュエータは下部プレスリング５２を上方に移動するだけでなく、上部プレスモールド５８を下方へ移動し、下部プレスリングと上部プレスモールドとの間の間隔をより迅速に減らし、そうしてサイクル時間を短縮する。しかしながら、サイクル時間が長くなるが、下部プレスリング５２だけを上方へ移動してプレス作業を実行することが可能である。
図３により示されかつ上に記載されたようなプレス成形ステーション１２は、搬送方向を横切る方向において上向きに湾曲した形状を備えたホイール床３４を有し、搬送方向に沿ってホイール床は、図１および２で示されたロール成形ステーション１６によって提供された初期成形形状に一致する加熱されたガラスシートを受け取る。より詳細には、ホイール床３４の下側基礎構造３８は複数のレール６４を含み、複数のレール６４は搬送方向に沿って伸び、かつ、搬送方向を横切る方向に沿って、図３に示すように概略的に示される調整器６５によって提供される異なる高さを有し、ホイール床の湾曲形状を提供する。
図５および６を参照すると、上部プレスモールド５８はその成形面６０に穴６１の列が設けられ、穴６１に、図１に示される真空源６６から真空が提供され、そうしてプレス成形後、成形されたガラスシートを支持し、かつ、ガラスシートを成形面の形状に成形することを確実にする。下部プレスリング５２の下方への移動および上部プレスモールド５８の上方への移動がアクチュエータ６２によってもたらされると、最終処理ステーション１８のシャトル６８がアクチュエータ７０によって移動され、送達リング７２を左の方へ上部モールド５８の下に移動する。続いて真空源６６によって提供される真空が終了すると、同時に上部モールド表面６０に加圧ガスを供給することができ、それにより送達リング７２上にガラスシートを解放する。次に、焼きなまし用のゆっくりとした冷却または熱強化または焼戻し用の空気急冷によるさらに速い冷却などの最終処理のために送達リング７２およびその上の成形されたガラスシートが送達されるように示される位置まで、シャトルアクチュエータ７０がシャトル６８を移動して右へ戻す。
図３を続けて参照すると、先に記載されたアクチュエータ６２は、下部プレスリング支持フレーム５０および下部プレスリング５２をコンベアホイール４４に対して垂直に移動する下側垂直作動装置７４を含み、また上部プレスモールド５８をプレスステーションのフレーム構造に対しおよび下部プレスリングに対して垂直に移動する上側垂直作動装置７６を含む。
図５および６を参照すると、上部モールド５８はモールド支持体７８に支持され、表面６０は使用の間下方に面し、図５に示されるように下向きの凸状形状を備える。この下向きモールド表面６０は、搬送方向に沿って曲がる仮想線Ｃによって、および搬送方向を横切る方向に沿って曲がる仮想線Ｔによって示されるように２つの横方向に湾曲を有する。
図７および８に示されるように、下部プレスリング５２は、搬送方向に対して互いに横方向に離間された端部８０を含み、かつ、上向きの凹状湾曲形状を搬送方向に沿って有する。実際、図８に最もよく示されるようないくぶん集束する形状のため、下部プレスリング端部８０は搬送方向に沿ってわずかに集束し、したがって搬送方向Ｃを横切る方向にある程度延在する。下部プレスリング５２は、搬送方向に沿って互いに離間された中間部８２も含み、上向きの凹状湾曲形状が搬送方向を横切る方向に下部プレスリングの端部８０間に延在している。これより後の明細書中でさらに完全に記載されるように、下部プレスリング５２の端部８０と中間部８２は、互いに一緒におよび独立して垂直に動けるように下側支持フレーム５０に取り付けられる。より詳細には、下部プレスリング端部８０にそれぞれ関連付けられたシリンダ８４がプレスリングアクチュエータ６２に接続され、以下に記載されるようにプレス成形運転中プレスリング端部の垂直な上方への移動を提供するように作動される。中間部８２と比べた下部プレスリング端部８０のこの上方への移動は図９および１０に示される。
図１１を参照すると、初期成形されたガラスシートがプレスステーション１２内へ、ホイール床３４上にかつ下部リング５２の上および上部モールド５８の下に搬送されるとプレス成形サイクルが始まる。搬送方向に沿っておよび搬送方向を横切る方向の両方において凸状湾曲を有する上部モールド５８の下向き表面６０は、下部プレスリング５２の端部８０および中間部８２と相補的な関係にある。初期成形されたガラスシートＧは、先に記載されたように、直線要素を有する上側端部８６と、同じく直線要素を有する中間部８８とを有する。
図１１に示されるように、初期成形されたガラスシートがプレスステーション内に受け取られた後、処理は以下のように続く。すなわち、先に記載したように下部プレスリング５２がプレスシステムアクチュエータによって上方へ移動され、ガラスシートをコンベアホイール床３４から離して上方へ持ち上げる。これは図１２に示される。次に下部プレスリング５２の端部８０が下部プレスリング５２の中間部８２に比べて上方へ移動され、ガラスシートＧの端部８６を上部モールド５８の下向き表面６０に対してプレスする。これは図１３に示される。下部プレスリング端部８０のこの上方への移動は、下部プレスリングの中間部８２の移動を伴わずに進み、その結果リング端部は中間部に比べて上方へ移動する。より詳細には、下部プレスリング５２の中間部８２は、端部８０が上方へ移動する間、端部８０ほど速く上方へ移動せず、端部８０がガラスシート端部８６をモールド表面６０に対してプレスすることにより、搬送方向に沿ってガラスシート端部の直線要素に湾曲がもたらされる。モールド表面６０にまだ接触していないガラスシートＧの中間部８８は、プレスサイクルのこの段階において、その直線要素をなお有する。下部プレスリング５２の中間部８２は、端部８０が連続して上方へ移動する間、静止したままでいることも可能であるが、それによってサイクル時間はより長くなる。
プレスリングアクチュエータによって下部プレスリング５２の中間部８２がプレスリング端部８０に比べて上方へ移動され、ガラスシートＧの中間部８８が、湾曲したモールド表面に対してプレスされ、その直線要素に搬送方向に沿って湾曲を提供する。したがってガラスシート全体が２つの横方向に沿って湾曲を有する。
ガラスシートが２つの横方向に湾曲状に成形されるとき、ガラスシートの周縁部は長すぎるため、成形すると必ず余分なガラスが存在する。この余分なガラスはガラスの中心からもっとも遠い場所、すなわち端部８６において最大である。最初にガラスシート端部８６を横方向の湾曲状に成形することによって、余分な周縁ガラスはこれらの場所で低減され、中間部の縁部と共有される。
本出願のプレス成形は車両のウィンドシールドに関して特に有用性を有する。ウィンドシールドではガラスシートの端部は、ガラスシート中間部８８の反対側の端に沿って伸びるウィンドシールドの上側ルーフエッジおよび下側カウルエッジにおけるよりも大きな光学的問題をあらゆる変形が引き起こす場所でフロントウィンドシールドピラーに取り付けられる。
図１３に示されるようなガラスシートの中間部８８とモールド表面６０との間の間隔は、例示のため誇張されていることが言及されるべきである。より詳細には、従来のサイズの車両ウィンドシールドに関して、この間隔はわずか公称約３センチメートル（１インチよりわずかに大きい）である。さらに、たとえガラスシートの中間部８８が上部モールド表面６０に接触する一方でガラスシート端部が上部モールド表面に対してプレスされているとしても、顕著な湾曲がガラスシート中間部の直線要素に提供されない限り、ガラスシート端部が上部モールド表面に対してプレスされてそれらの直線要素に湾曲を提供するまで、処理は継続することができる。本明細書で使用される際、用語「顕著な湾曲がない」は、ガラスシートから、ガラスシートの直線要素がそこまで延在するガラスシートの端の間の直線までの最大「湾曲深さ」が、ガラスシートの中間部が完全に成形されたあとの最大「湾曲深さ」の２０％以下、好ましくは１０％未満であることを意味する。
図７〜１０を参照すると、下部プレスリング５２の中間部８２は、アジャスタ９０によって支持フレーム５０に取り付けられ、アジャスタ９０は、開示されるようにねじ付きアジャスタであり、その回転調節により中間部の隣接部分を上げ下げして要求された形状を提供する。９２によって全体が示される一対の接続部が、支持フレーム５０に対するおよび下部プレスリングの中間部８２に対する垂直移動のために、下部プレスリングの端部８０を支持フレーム５０に取り付ける。接続部９２は開示されるように枢動アーム９４を含み、枢動アーム９４は支持フレーム５０に枢動可能に取り付けられる第１端部９６と、それらの反対側の端においてプレスリング端部８０にそれぞれ取り付けられる第２端部９８とを有する。
図７に最もよく示されるように、下部プレスリング端部は作動装置１００を含み、作動装置１００はそれぞれ、関連する一対のベアリング１０４によって支持フレーム５０上で回転するために取り付けられた回転可能シャフト１０２を有する。シャフト１０２の一端に隣接して、レバーアーム１０６がシリンダ８４のピストン接続ロッドに対する枢動接続部１０８を有し、シリンダ８４の作動により、下部プレスリング端部８０の独立した移動が提供される。成形ステーションアクチュエータ６２は、下部プレスリング作動装置７４および上部プレスモールド作動装置７６の作動に加えて、シリンダ８４も作動する。
各シャフト１０２の各端部は、図９および１０に最もよく示されているようにアジャスタ１１２の一端に枢動可能に接続されたレバーアーム１１０も含み、アジャスタ１１２の他端は、関連するリング端部接続部９２の枢動アーム９４の隣接する第２端部の拡張部１１４に接続される。アジャスタ１１２のねじ式調節により、関連するプレスされたリング端部８０のプレスリング中間部８２に対する垂直調節移動が提供される。各作動装置１００のレバーアーム１０６は関連するシャフト１０２の反対側にあるため、シリンダ８４のピストン接続ロッドの下方への移動により、関連するプレスされたリング端部８０のプレスリング中間部８２に対する上方への移動が提供される。図１３に関連して先に記載したように、プレスリング端部８０がガラスシート端部８６の直線要素に湾曲を提供した後、成形を完了するために中間部が図１４に示されるように上方へ移動されると、モールド表面に沿ったガラスシート端部の移動を容易にするためにシリンダ８４へ供給された流体圧力を下げることができる。図１３と１４の間のガラスシートの弦長さの差を調整するこの移動量は比較的小さく、現在までの運転によって、たとえ圧力低下がある特定の形状に役立つ可能性があるとしても、そうすることなく満足のいく成形を実行できることが示されている。
例示的実施形態が上に記載されているが、これら実施形態が本発明の可能なすべての形態を説明していることは意図しない。むしろ本明細書中で使用された用語は、限定ではなく説明の用語であり、本発明の精神および範囲から逸脱することなくさまざまな変更がなされてもよいことが理解される。さらに、実行するさまざまな実施形態の特徴は、本発明のさらなる実施形態を形成するために組み合わせてもよい。
本発明はガラスシートを成形するための方法に、ガラスシートを成形するためのプレスステーションに、およびガラスシートを成形するためのプレス成形システムに関する。
ガラスシートは、成形を可能にするまで十分に加熱されたあと、プレス成形（時にプレス曲げとも呼ばれる）することができる。この成形は、円筒または円錐形状を有するような直線要素を有する湾曲を備えている可能性がある。実際、プレス成形産業において、直線要素を有する円錐ガラスシートは、直線要素を有する実際の円筒形状を備えたものと同様に円筒状湾曲と呼ばれる。その開示全体が参照により本明細書に援用される米国特許第６，５４３，２５５号明細書（Ｂｅｎｎｅｔｔら）および米国特許第６，５７８，３８３号明細書（Ｂｅｎｎｅｔｔら）に開示されるように、成形するに十分に高い温度まで加熱室で加熱されたガラスシートは、傾斜ロールによってロール成形し、次に最終形状へプレス成形するためのプレスステーションへ搬送することができる。プレス成形は、直線要素を維持するように、または直線要素に湾曲をもたらすことによりガラスシートが２つの横方向に成形されるように行うことができ、それはガラス産業で「交差曲げ（ｃｒｏｓｓ ｂｅｎｄ）」または「交差湾曲（ｃｒｏｓｓ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）」による成形と呼ばれる。
本発明の１つの目的は、ガラスシートを成形するための改善された方法を提供することである。
上記目的の遂行において、ガラスシートを成形するための方法は、加熱された平らなガラスシートを、上側端部と、上側端部間に延在する下側中間部とを有する上向きに凹状に湾曲した形状に初期成形することによって実行され、上側端部と中間部は直線要素を有し、ガラスシートは直線要素を横切る方向に曲げられる。初期成形されたガラスシートは上部モールドの下に配置され、上部モールドは、下向きの凸状湾曲を２つの横方向に沿って有する下向き表面を有する。ガラスシートの端部は中間部に比べて上方へ移動され、ガラスシートの端部を上部モールドの下向き表面と初期接触させ、端部の直線要素を湾曲状に成形するが、その間、ガラスシートの中間部は顕著な湾曲を有することなく直線要素をなお有する。その後、ガラスシートの中間部はガラスシートの端部に比べて上方へ移動され、ガラスシートの中間部を上部モールドの下向き表面と接触させ、中間部の直線要素を湾曲に同様に成形し、その結果、ガラスシート全体が２つの横方向に沿って曲げられる。
ガラスシートは、直線要素を有するほぼ円筒形状に初期成形することができ、または、直線要素を有する円錐形状に初期成形することができる。
開示されるように、ガラスシートの端部の直線要素は、中間部が上部モールドと接触する前に、上部モールドに押し付けられて湾曲状に成形される。
ガラスシートの端部を所定の力で上部モールドの下向き表面に対してプレスし、そのあと所定の力を低減し、ガラスシートの中間部が上部モールドの下向き表面に対して成形されるために上方へ移動を続けるとき、上部モールドの下向き表面に沿ったガラスシートの端部の移動を容易にすることも可能である。
開示されるような加熱された平らなガラスシートは、搬送方向に沿って徐々に傾斜を強める傾斜ロールによって、加熱室内においてコンベア上で初期成形され、次に加熱室から、上部モールドが配置されたプレスステーションへ搬送される。
初期成形されたガラスシートは、プレスステーション内で、下部リングによってコンベアから離されて上方へ持ち上げられるように開示される。下部リングはガラスシートの下から上方へ移動され、（ａ）搬送方向に対して互いに横方向に離間され、搬送方向に沿って上向きに凹状に湾曲した形状を有する端部と、（ｂ）搬送方向に沿って互いに離間され、下部リングの端部間に搬送方向を横切る方向に延在する上向きに凹状に湾曲した形状を有する中間部と、を有する。下部リングがガラスシートをコンベアから離して上方へ持ち上げた後、下部リングの端部が下部リングの中間部に比べて上方へ移動され、ガラスシートの端部を、上部モールドの下向き表面に押し付けて接触させて成形するが、その間ガラスシートの中間部は、上部モールドの下向き表面の下になお位置づけられており、下部リングの端部がガラスシートの端部を上部モールドの下向き表面に押し付けて成形した後、下部リングの中間部が上方へ移動され、ガラスシートの中間部を上部モールドの下向き表面に接触させて成形し、プレス成形が完了する。
さらにガラスシートの端部は以下のように開示される。すなわち、それぞれが所定の力で下部リングの端部によって上部モールドの下向き表面に対して初期プレスされ、そのあと所定の力は低減され、ガラスシートの中間部が下部リングの中間部によって上方へ移動され続け、成形のために上部モールドの下向き表面に押し付けられて接触するとき、上部モールドの下向き表面に沿ったガラスシートの端部の移動を容易にすることができる。
本発明の別の目的は、改善されたガラスシートプレスステーションを提供することである。
直前の目的の遂行にあたり、ガラスシートプレスステーションは、加熱および初期成形されたガラスシートを搬送方向に沿って搬送するためのコンベアを含み、加熱および初期成形されたガラスシートは、搬送方向に対して互いに横方向に離間された上側端部と、端部間に搬送方向に対して横方向に延在する下側中間部とを含む上向きの凹形状を有し、上側端部および下側中間部は直線要素を有し、ガラスシートは直線要素を横切る方向に曲げられている。プレスステーションは下部リングを含み、その上にガラスシートが搬送される。下部リングは、搬送方向に対して互いに横方向に離間された端部を有し、端部は、搬送方向に沿って上向きに凹状に湾曲した形状を有し、下部リングは、搬送方向に沿って互いに離間された中間部も有し、中間部は、下部リングの端部間に搬送方向を横切る方向に延在する上向きに凹状に湾曲した形状を有する。下部リングの端部および中間部は、互いに一緒におよび独立して垂直に移動可能である。プレスステーションの上部モールドは下部リングの上に配置され、搬送方向に沿った方向および搬送方向を横切る方向の両方において下向きの凸状湾曲を有する下向き表面を有し、湾曲は下部リングの端部および中間部の湾曲と相補的な関係にある。プレスステーションのアクチュエータは、下部リングの端部および中間部を互いに一緒に上方へ初期移動させて、初期成形されたガラスシートをコンベアから離して上方へ持ち上げ；次に下部リングの端部を下部リングの中間部に比べて上方へ持ち上げ、ガラスシートの端部の上方への移動を提供し、上部モールドの下向き表面と接触させ、ガラスシートの端部の直線要素に湾曲を提供するが、その間ガラスシートの中間部は上部モールドによってまだ成形されず；その後、下部リングの中間部をその端部に比べて上方へ移動させてガラスシートの中間部を上部モールドの下向き表面に押し付けて接触させ成形し、ガラスシートの中間部の直線要素に湾曲を提供し、その結果ガラスシート全体が２つの横方向に湾曲を有する。
プレスステーションの下部リングは以下のように開示される。すなわち、支持フレームであって下部リングの中間部が支持フレームとともに移動するように取り付けられる支持フレームと、一対の接続部であって、支持フレームに対するおよび下部リングの中間部に対する垂直移動のために下部リングの端部を支持フレームにそれぞれ取り付ける一対の接続部とを含む。一対の接続部は、支持フレームに枢動可能に取り付けられる第１端部と、それぞれ下部リングの端部を取り付ける第２端部とを有する枢動アームを含むように示される。
プレスステーションのアクチュエータは、以下のように開示される。すなわち、シリンダを含み、シリンダは下部リングの端部に上向きの力を与え、それにより下部リングの中間部に比べて上方へ移動させ、ガラスシートの端部の上方への移動を提供し、上部モールドの下向き表面と接触させ、搬送方向に沿ったガラスシート端部の成形を提供するが、その間ガラスシートの中間部は上部モールドによってまだ成形されない。さらにアクチュエータは、下部リングの中間部が下部リングの端部に比べて上方へ移動される時、シリンダを作動して下部リングの端部に与えられている上向きの力を低減し、搬送方向に沿ったガラスシート中間部の成形を提供するために下部リングの中間部がガラスシートの中間部を移動して上部モールドの下向き表面と接触させる時、上部モールドの下向き表面に対するガラスシート端部の移動を容易にすることができる。さらに下部リングは、その端部および中間部の位置を互いに調節するためのアジャスタを含むように開示される。
本発明の別の目的は、改善されたガラスシートプレス成形システムを提供することである。
直前の目的の遂行にあたり、ガラスシートプレス成形システムは、ガラスシートを搬送方向に沿って搬送するためのコンベアと、加熱室を有する炉とを含み、炉を通してコンベアは、成形の準備として加熱するために、ガラスシートを炉の入口端部から出口端部へ搬送する。出口端部に隣接して、炉は、搬送方向に沿って徐々に傾斜を強める傾斜ロールを含み、それにより搬送方向に対して横方向に延在する上向きに凹状に湾曲した形状に各ガラスシートを初期成形し、湾曲形状は上側端部と、端部間に延在する下側中間部とを有し、上側端部と下側中間部は直線要素を有し、ガラスシートは直線要素を横切る方向に曲げられる。システムは炉の出口端部から下流の場所にプレスステーションを含み、そこへコンベアが初期成形されたガラスシートを搬送する。プレスステーションは下部リングを含み、その上にガラスシートは搬送される。下部リングは、搬送方向に対して互いに横方向に離間された端部を有し、端部は、搬送方向に沿って上向きに凹状に湾曲した形状を有し、および下部リングは、搬送方向に沿って互いに離間された中間部を有し、中間部は、下部リングの端部間に搬送方向を横切る方向に延在する上向きに凹状に湾曲した形状を有する。下部リングの端部および中間部は、互いに一緒におよび独立して垂直に移動可能である。またプレスステーションは上部モールドを含み、上部モールドは下部リングの上に配置され、搬送方向に沿った方向および搬送方向を横切る方向の両方において凸状湾曲を有する下向き表面を有し、湾曲は下部リングの端部および中間部の湾曲と相補的な関係にある。プレスステーションのアクチュエータは、下部リングの端部および中間部を互いに一緒に上方へ初期移動させて、初期成形されたガラスシートをコンベアから離して上方へ持ち上げ；次に下部リングの端部を下部リングの中間部に比べて上方へ持ち上げ、ガラスシートの端部を上方へ移動させ上部モールドの下向き表面と接触させ、ガラスシートの端部の直線要素に湾曲を提供するが、その間ガラスシートの中間部はなお上部モールドの下にあり；その後、下部リングの中間部をその端部に比べて上方へ移動させてガラスシートの中間部を上部モールドの下向き表面と接触させ、ガラスシートの中間部の直線要素に湾曲を提供し、その結果ガラスシート全体が２つの横方向に湾曲を有する。
添付図面に関連して理解される場合、本発明の目的、特徴および利点は以下の好ましい実施形態の詳細な説明から容易に明らかになる。
図１は、プレスステーションを含むガラスシートプレス成形システムの概略側面図であり、プレスステーションの運転により、２つの横方向におけるガラスシートの成形が実行される。 図２は、システムの炉の出口端部において図１の線２−２の方向に沿って得られたシステムの概略断面図であり、プレス成形の準備として、炉を出る前に、初期ロール成形のため、加熱されたガラスシートが搬送される水平かつ傾斜したロールを示す。 図３は、そのプレスステーションにおいて図１の線３−３に沿ってシステムを通して得られた概略断面図であり、初期ロール成形されたガラスシートをプレス曲げするために実線および仮想線で示される位置の間を移動可能である下部リングおよび上部プレスモールドの構造を示す。 図４は、プレス成形するためにプレスステーションの下部リングの上に初期成形されたガラスシートを搬送するコンベアのホイールコンベア組立体を示す斜視図である。 図５は、図１と同じ方向で得られた上部モールドの側面図であり、その下向き表面を示し、その表面に対して最終成形が行われる。 図６は、上下を逆にされた上部モールドの斜視図であり、搬送方向に沿った横方向および搬送方向を横切る横方向の両方における、下向きモールド表面の湾曲を示す。 図７は、下部リングの斜視図を示す。 図８は、下部リングの上面図を示す。 図９は、図８の線９−９の方向に沿って得られた搬送方向の下部リングの立面図であるが、下部リングの中間部の左右端部と同じ高さである左右端部を示すために下部リングの複数個所が除去されており、これはプレスステーションにおいて初期および最終工程中に実行される位置である。 図１０は、図９に類似した図であるが、下部リングの中間部の左右端部に対して隆起した左右端部を有する下部リングを示し、これはプレス成形工程の中間部の間に実行される位置である。 図１１は、搬送方向に沿って得られたプレスステーションの概略図であり、ホイールコンベア組立体がガラスシートをプレスステーションへ、下部リングの上かつ上部モールドの下に搬送する態様を示す。 図１２は、図１１に類似した概略図であるが時間的により遅い段階の図であり、下部リングが上方へ移動して、初期成形されたガラスシートをコンベアから離して上方へ、上部モールドの下向き表面の近くへ持ち上げた後である。 図１３は、図１２に類似した概略図であるがプレス曲げサイクルの時間的にさらに遅い段階の図であり、下部リングの端部が初期成形されたガラスシートの端部を上方へ持ち上げ、上部モールドの下向き表面と接触させた後である。 図１４は、図１３に類似した概略図であるが時間的にさらに遅い段階の図であり、下部リングの中間部が上方へ移動され、ガラスシートの中間部を上部モールドの下向き表面と接触させ、搬送方向に沿った横方向および搬送方向を横切る横方向の両方においてガラスシートのプレス成形を完成させた後である。
図面の図１を参照すると、ガラスシートをプレス成形するためのシステムは、１０によって全体的に示され、プレス成形ステーション１２を含み、プレス成形ステーション１２の構造および運転方法は、システムのさまざまな態様の理解を容易にするためにシステム全体と一体化して記載される。
図１を続けて参照すると、システム１０は、プレス曲げステーション１２の、搬送方向Ｃに沿ったすぐ上流にロール成形ステーション１６を有する炉１４を含む。システム１０は、プレス成形ステーション１２の搬送方向Ｃに沿った下流に最終処理ステーション１８を含むものとして示され、最終処理ステーション１８では、成形されたガラスシートを焼きなましのためにゆっくりと冷却するか、または、熱強化あるいは焼戻しを提供するために急冷によってより速く冷却することができる。
図１を連続して参照することにより示されるように、炉１４は入口端部２０と出口端部２２とを含み、およびガラスシートを入口端部から出口端部へ炉を通して搬送方向に沿って搬送するためのコンベア２６を有する加熱室２４（図２）を含む。ガラスシートがその上で加熱されるコンベア２６は、従来型のガス炉床またはロールコンベアであってもよく、その上でガラスシートは、周囲温度から成形（すなわちガラスシート産業では曲げとも呼ばれる）を可能にする十分に高い温度まで加熱する間搬送される。
炉出口端部２２は、水平方向に延在するコンベアロール２８を有するように図２に示されるロール成形ステーション１６を含み、コンベアロール２８は回転可能に駆動され、加熱室内でそれを横切る方向に伸びる搬送方向に沿って水平方向に離間され、加熱されたガラスシートを支持し搬送する。ロール成形ステーション１６はまた、曲げロール３２の組３０の対を含み、曲げロールの組３０は、加熱室２４内で搬送方向に沿って互いに横方向に離間されている。曲げロールの組３０はそれぞれ、駆動機構３３によって支持されかつ駆動され、曲げロールは、図２の参照番号３２ａ、３２ｂ、３２ｃおよび３２ｄによって示されるように搬送方向に沿って徐々に傾斜を強める。加熱された各ガラスシートＧを曲げロール３２と協働して搬送方向に沿って搬送することにより、図２に示されるような搬送方向を横切る方向に沿ったガラスシートＧの初期成形が実現される。この成形によって、ガラスシートに、円筒形状において互いに平行であるかまたは円錐形状において互いに角度をなす可能性がある直線要素が提供される。搬送方向に沿ってガラスシートの各場所が平らな形状から曲げられると、この曲げが、実質の効果がわずかに円錐形状になるように、先行する場所をさらに曲げる。
図１と３を合わせて参照すると、上に記載したプレス成形ステーション１２は炉１４の外側に、その出口端部２２の下流に配置され、初期成形されたガラスシートをロール成形ステーション１６から受ける。より詳細には、プレス成形ステーション１２は、３６で集合的に示されたプレス成形装置によってさらに成形される初期成形されたガラスシートを受けるためのコンベアの下側ホイール床３４を含む。下側ホイール床３４は下側基礎構造３８と複数のコンベアホイール組立体４０とを含む。各ホイール組立体４０は、この後さらに完全に記載されるが、ホイール４４を含む上端と、ホイール組立体を支持構造体３８に着脱可能に接続するための着脱式接続部４６を含む下端とを有する筐体を含む。各ホイール組立体４０を支持構造体３８に接続すると駆動機構がホイール４４を回転駆動する。コンベアおよび駆動機構のさらに詳細な記載は、参照により前で援用された米国特許第６，５４３，２５５号明細書を参照されたい。またコンベアは、ホイールコンベア組立体だけを有する代わりに、開示全体が参照により本明細書に援用される「Ｐｒｅｓｓ Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｈｅａｔｅｄ Ｇｌａｓｓ Ｓｈｅｅｔｓ」という題でＮｉｔｓｃｈｋｅらによって２０１０年４月８日に出願された米国特許出願第１２／７５６，５２１号明細書に開示されているような長いローラコンベア組立体を水平にかつ傾斜して有してもよいことに留意するべきである。
図３に示されるように、プレス成形装置３６の下部プレスリング支持フレーム５０は下部プレスリング５２を支持し、下部プレスリング５２は、上向きの凹形状を有しかつホイール組立体が配置されていない場所でそのリング形状でホイールコンベア組立体４０のホイール４４の下でホイール床３４内に受け止められる。下部プレスリングの構造はこれより後にさらに完全に記載される。図３に示されているように、プレスステーション１２の上側マウント５６は、プレス成形装置３６の上部プレスモールド５８を支持する。この上部プレスモールド５８は、下部プレスリング５２の上向きの凹形状５４と相補的な下向き凸状成形面６０を有する。
図３に６２で集合的に示されているアクチュエータは、下部プレスリング５２とホイール床３４との間および下部プレスリングと上部プレスモールド５８との間に相対的な垂直運動を提供し、加熱されたガラスシートをホイール床より上に移動し、最後は下部プレスリングと上部プレスモールドとの間でプレス係合し、ガラスシートをプレス成形する。これはこれより後でさらに完全に記載される。開示するように、アクチュエータは下部プレスリング５２を上方に移動するだけでなく、上部プレスモールド５８を下方へ移動し、下部プレスリングと上部プレスモールドとの間の間隔をより迅速に減らし、そうしてサイクル時間を短縮する。しかしながら、サイクル時間が長くなるが、下部プレスリング５２だけを上方へ移動してプレス作業を実行することが可能である。
図３により示されかつ上に記載されたようなプレス成形ステーション１２は、搬送方向を横切る方向において上向きに湾曲した形状を備えたホイール床３４を有し、搬送方向に沿ってホイール床は、図１および２で示されたロール成形ステーション１６によって提供された初期成形形状に一致する加熱されたガラスシートを受け取る。より詳細には、ホイール床３４の下側基礎構造３８は複数のレール６４を含み、複数のレール６４は搬送方向に沿って伸び、かつ、搬送方向を横切る方向に沿って、図３に示すように概略的に示される調整器６５によって提供される異なる高さを有し、ホイール床の湾曲形状を提供する。
図５および６を参照すると、上部プレスモールド５８はその成形面６０に穴６１の列が設けられ、穴６１に、図１に示される真空源６６から真空が提供され、そうしてプレス成形後、成形されたガラスシートを支持し、かつ、ガラスシートを成形面の形状に成形することを確実にする。下部プレスリング５２の下方への移動および上部プレスモールド５８の上方への移動がアクチュエータ６２によってもたらされると、最終処理ステーション１８のシャトル６８がアクチュエータ７０によって移動され、送達リング７２を左の方へ上部モールド５８の下に移動する。続いて真空源６６によって提供される真空が終了すると、同時に上部モールド表面６０に加圧ガスを供給することができ、それにより送達リング７２上にガラスシートを解放する。次に、焼きなまし用のゆっくりとした冷却または熱強化または焼戻し用の空気急冷によるさらに速い冷却などの最終処理のために送達リング７２およびその上の成形されたガラスシートが送達されるように示される位置まで、シャトルアクチュエータ７０がシャトル６８を移動して右へ戻す。
図３を続けて参照すると、先に記載されたアクチュエータ６２は、下部プレスリング支持フレーム５０および下部プレスリング５２をコンベアホイール４４に対して垂直に移動する下側垂直作動装置７４を含み、また上部プレスモールド５８をプレスステーションのフレーム構造に対しおよび下部プレスリングに対して垂直に移動する上側垂直作動装置７６を含む。
図５および６を参照すると、上部モールド５８はモールド支持体７８に支持され、表面６０は使用の間下方に面し、図５に示されるように下向きの凸状形状を備える。この下向きモールド表面６０は、搬送方向に沿って曲がる仮想線Ｃによって、および搬送方向を横切る方向に沿って曲がる仮想線Ｔによって示されるように２つの横方向に湾曲を有する。
図７および８に示されるように、下部プレスリング５２は、搬送方向に対して互いに横方向に離間された端部８０を含み、かつ、上向きの凹状湾曲形状を搬送方向に沿って有する。実際、図８に最もよく示されるようないくぶん集束する形状のため、下部プレスリング端部８０は搬送方向に沿ってわずかに集束し、したがって搬送方向Ｃを横切る方向にある程度延在する。下部プレスリング５２は、搬送方向に沿って互いに離間された中間部８２も含み、上向きの凹状湾曲形状が搬送方向を横切る方向に下部プレスリングの端部８０間に延在している。これより後の明細書中でさらに完全に記載されるように、下部プレスリング５２の端部８０と中間部８２は、互いに一緒におよび独立して垂直に動けるように下側支持フレーム５０に取り付けられる。より詳細には、下部プレスリング端部８０にそれぞれ関連付けられたシリンダ８４がプレスリングアクチュエータ６２に接続され、以下に記載されるようにプレス成形運転中プレスリング端部の垂直な上方への移動を提供するように作動される。中間部８２と比べた下部プレスリング端部８０のこの上方への移動は図９および１０に示される。
図１１を参照すると、初期成形されたガラスシートがプレスステーション１２内へ、ホイール床３４上にかつ下部リング５２の上および上部モールド５８の下に搬送されるとプレス成形サイクルが始まる。搬送方向に沿っておよび搬送方向を横切る方向の両方において凸状湾曲を有する上部モールド５８の下向き表面６０は、下部プレスリング５２の端部８０および中間部８２と相補的な関係にある。初期成形されたガラスシートＧは、先に記載されたように、直線要素を有する上側端部８６と、同じく直線要素を有する中間部８８とを有する。
図１１に示されるように、初期成形されたガラスシートがプレスステーション内に受け取られた後、処理は以下のように続く。すなわち、先に記載したように下部プレスリング５２がプレスシステムアクチュエータによって上方へ移動され、ガラスシートをコンベアホイール床３４から離して上方へ持ち上げる。これは図１２に示される。次に下部プレスリング５２の端部８０が下部プレスリング５２の中間部８２に比べて上方へ移動され、ガラスシートＧの端部８６を上部モールド５８の下向き表面６０に対してプレスする。これは図１３に示される。下部プレスリング端部８０のこの上方への移動は、下部プレスリングの中間部８２の移動を伴わずに進み、その結果リング端部は中間部に比べて上方へ移動する。より詳細には、下部プレスリング５２の中間部８２は、端部８０が上方へ移動する間、端部８０ほど速く上方へ移動せず、端部８０がガラスシート端部８６をモールド表面６０に対してプレスすることにより、搬送方向に沿ってガラスシート端部の直線要素に湾曲がもたらされる。モールド表面６０にまだ接触していないガラスシートＧの中間部８８は、プレスサイクルのこの段階において、その直線要素をなお有する。下部プレスリング５２の中間部８２は、端部８０が連続して上方へ移動する間、静止したままでいることも可能であるが、それによってサイクル時間はより長くなる。
プレスリングアクチュエータによって下部プレスリング５２の中間部８２がプレスリング端部８０に比べて上方へ移動され、ガラスシートＧの中間部８８が、湾曲したモールド表面に対してプレスされ、その直線要素に搬送方向に沿って湾曲を提供する。したがってガラスシート全体が２つの横方向に沿って湾曲を有する。
ガラスシートが２つの横方向に湾曲状に成形されるとき、ガラスシートの周縁部は長すぎるため、成形すると必ず余分なガラスが存在する。この余分なガラスはガラスの中心からもっとも遠い場所、すなわち端部８６において最大である。最初にガラスシート端部８６を横方向の湾曲状に成形することによって、余分な周縁ガラスはこれらの場所で低減され、中間部の縁部と共有される。
本出願のプレス成形は車両のウィンドシールドに関して特に有用性を有する。ウィンドシールドではガラスシートの端部は、ガラスシート中間部８８の反対側の端に沿って伸びるウィンドシールドの上側ルーフエッジおよび下側カウルエッジにおけるよりも大きな光学的問題をあらゆる変形が引き起こす場所でフロントウィンドシールドピラーに取り付けられる。
図１３に示されるようなガラスシートの中間部８８とモールド表面６０との間の間隔は、例示のため誇張されていることが言及されるべきである。より詳細には、従来のサイズの車両ウィンドシールドに関して、この間隔はわずか公称約３センチメートル（１インチよりわずかに大きい）である。さらに、たとえガラスシートの中間部８８が上部モールド表面６０に接触する一方でガラスシート端部が上部モールド表面に対してプレスされているとしても、顕著な湾曲がガラスシート中間部の直線要素に提供されない限り、ガラスシート端部が上部モールド表面に対してプレスされてそれらの直線要素に湾曲を提供するまで、処理は継続することができる。本明細書で使用される際、用語「顕著な湾曲がない」は、ガラスシートから、ガラスシートの直線要素がそこまで延在するガラスシートの端の間の直線までの最大「湾曲深さ」が、ガラスシートの中間部が完全に成形されたあとの最大「湾曲深さ」の２０％以下、好ましくは１０％未満であることを意味する。
図７〜１０を参照すると、下部プレスリング５２の中間部８２は、アジャスタ９０によって支持フレーム５０に取り付けられ、アジャスタ９０は、開示されるようにねじ付きアジャスタであり、その回転調節により中間部の隣接部分を上げ下げして要求された形状を提供する。９２によって全体が示される一対の接続部が、支持フレーム５０に対するおよび下部プレスリングの中間部８２に対する垂直移動のために、下部プレスリングの端部８０を支持フレーム５０に取り付ける。接続部９２は開示されるように枢動アーム９４を含み、枢動アーム９４は支持フレーム５０に枢動可能に取り付けられる第１端部９６と、それらの反対側の端においてプレスリング端部８０にそれぞれ取り付けられる第２端部９８とを有する。
図７に最もよく示されるように、下部プレスリング端部は作動装置１００を含み、作動装置１００はそれぞれ、関連する一対のベアリング１０４によって支持フレーム５０上で回転するために取り付けられた回転可能シャフト１０２を有する。シャフト１０２の一端に隣接して、レバーアーム１０６がシリンダ８４のピストン接続ロッドに対する枢動接続部１０８を有し、シリンダ８４の作動により、下部プレスリング端部８０の独立した移動が提供される。成形ステーションアクチュエータ６２は、下部プレスリング作動装置７４および上部プレスモールド作動装置７６の作動に加えて、シリンダ８４も作動する。
各シャフト１０２の各端部は、図９および１０に最もよく示されているようにアジャスタ１１２の一端に枢動可能に接続されたレバーアーム１１０も含み、アジャスタ１１２の他端は、関連するリング端部接続部９２の枢動アーム９４の隣接する第２端部の拡張部１１４に接続される。アジャスタ１１２のねじ式調節により、関連するプレスされたリング端部８０のプレスリング中間部８２に対する垂直調節移動が提供される。各作動装置１００のレバーアーム１０６は関連するシャフト１０２の反対側にあるため、シリンダ８４のピストン接続ロッドの下方への移動により、関連するプレスされたリング端部８０のプレスリング中間部８２に対する上方への移動が提供される。図１３に関連して先に記載したように、プレスリング端部８０がガラスシート端部８６の直線要素に湾曲を提供した後、成形を完了するために中間部が図１４に示されるように上方へ移動されると、モールド表面に沿ったガラスシート端部の移動を容易にするためにシリンダ８４へ供給された流体圧力を下げることができる。図１３と１４の間のガラスシートの弦長さの差を調整するこの移動量は比較的小さく、現在までの運転によって、たとえ圧力低下がある特定の形状に役立つ可能性があるとしても、そうすることなく満足のいく成形を実行できることが示されている。
例示的実施形態が上に記載されているが、これら実施形態が本発明の可能なすべての形態を説明していることは意図しない。むしろ本明細書中で使用された用語は、限定ではなく説明の用語であり、本発明の精神および範囲から逸脱することなくさまざまな変更がなされてもよいことが理解される。さらに、実行するさまざまな実施形態の特徴は、本発明のさらなる実施形態を形成するために組み合わせてもよい。

Claims (14)

  1. ガラスシートを成形する方法であって、
    加熱された平らなガラスシートを、上側端部と、前記上側端部の間に延在する下側中間部とを有する上向きに凹状に湾曲した形状に初期成形するステップであって、前記上側端部と中間部が直線要素を有し、前記ガラスシートは前記直線要素を横切る方向に曲げられるステップと、
    前記初期成形されたガラスシートを上部モールドの下に配置するステップであって、前記上部モールドが、下向きの凸状湾曲を２つの横方向に沿って有する下向き表面を有するステップと、
    前記ガラスシートの端部を、前記中間部に比べて上方へ移動するステップであって、そうして前記ガラスシートの端部を前記上部モールドの下向き表面と初期接触させ、前記端部の直線要素を湾曲状に成形するが、その間、前記ガラスシートの中間部は顕著な湾曲を有することなく前記直線要素をなお有するステップと、
    その後、前記ガラスシートの中間部を、前記ガラスシートの端部に比べて上方へ移動するステップであって、そうして前記ガラスシートの中間部を前記上部モールドの下向き表面と接触させ、前記中間部の直線要素を湾曲に同様に成形し、その結果、前記ガラスシート全体が２つの横方向に沿って曲げられるステップと
    を有することを特徴とする方法。
  2. 請求項１に記載のガラスシートを成形する方法において、前記ガラスシートが、前記直線要素を有するほぼ円筒形状に初期成形されることを特徴とする方法。
  3. 請求項１に記載のガラスシートを成形する方法において、前記ガラスシートが、前記直線要素を有する円錐形状に初期成形されることを特徴とする方法。
  4. 請求項１に記載のガラスシートを成形する方法において、前記中間部が前記上部モールドと接触する前に、前記ガラスシートの端部の直線要素が前記上部モールドに押し付けられて湾曲状に成形されることを特徴とする方法。
  5. 請求項１に記載のガラスシートを成形する方法において、前記ガラスシートの端部がそれぞれ所定の力で前記上部モールドの前記下向き表面に押し付けられて初期プレスされ、そのあと前記所定の力が低減され、前記ガラスシートの中間部が前記上部モールドの下向き表面に対して成形されるために移動を続けるとき、前記上部モールドの下向き表面に沿った前記ガラスシートの端部の移動を容易にすることを特徴とする方法。
  6. 請求項１に記載のガラスシートを成形する方法において、前記加熱された平らなガラスシートが、搬送方向に沿って徐々に傾斜を強める傾斜ロールによって、加熱室内においてコンベア上で初期成形され、次に前記加熱室から、前記上部モールドが配置されたプレスステーションへ搬送されることを特徴とする方法。
  7. 請求項６に記載のガラスシートを成形する方法において、前記初期成形されたガラスシートが、前記プレスステーション内で、下部リングによって前記コンベアから離されて上方へ持ち上げられ、前記下部リングは前記ガラスシートの下から上方へ移動され、（ａ）前記搬送方向に対して互いに横方向に離間され、前記搬送方向に沿って上向きに凹状に湾曲した形状を有する端部と、（ｂ）前記搬送方向に沿って互いに離間され、前記下部リングの端部間に前記搬送方向を横切る方向に延在する上向きに凹状に湾曲した形状を有する中間部と、を有し、前記下部リングが前記ガラスシートを前記コンベアから離して上方へ持ち上げた後、前記下部リングの端部が前記下部リングの中間部に比べて上方へ移動され、前記ガラスシートの端部を、前記上部モールドの下向き表面に押し付けて接触させて成形するが、その間前記ガラスシートの中間部は、前記上部モールドの下向き表面の下になお位置づけられており、前記下部リングの端部が前記ガラスシートの端部を前記上部モールドの下向き表面に押し付けて成形した後、前記下部リングの中間部が上方へ移動され、前記ガラスシートの中間部を前記上部モールドの下向き表面に接触させて成形し、前記プレス成形を完了させることを特徴とする方法。
  8. 請求項７に記載のガラスシートを成形する方法において、前記ガラスシートの端部がそれぞれ所定の力で前記下部リングの端部によって前記上部モールドの下向き表面に押し付けられて初期プレスされ、そのあと前記所定の力は低減され、前記ガラスシートの中間部が前記下部リングの中間部によって上方へ移動され続け、成形のために前記上部モールドの下向き表面に押し付けられて接触するとき、前記上部モールドの下向き表面に沿った前記ガラスシートの端部の移動を容易にすることを特徴とする方法。
  9. ガラスシートプレスステーションであって、
    加熱および初期成形されたガラスシートを搬送方向に沿って搬送するためのコンベアであって、前記加熱および初期成形されたガラスシートが、前記搬送方向に対して互いに横方向に離間された上側端部と、前記端部間に前記搬送方向に対して横方向に延在する下側中間部とを含む上向きの凹形状を有し、前記上側端部および前記下側中間部が直線要素を有し、前記ガラスシートが前記直線要素を横切る方向に曲げられているコンベアと、
    前記ガラスシートが上に搬送される下部リングであって、前記下部リングが、前記搬送方向に対して互いに横方向に離間され、前記搬送方向に沿って上向きに凹状に湾曲した形状を有する端部を含み、前記下部リングが、前記搬送方向に沿って互いに離間され、前記下部リングの端部間に前記搬送方向を横切る方向に延在する上向きに凹状に湾曲した形状を有する中間部を含み、前記下部リングの端部および中間部が、互いに一緒におよび独立して垂直に移動可能である下部リングと、
    前記下部リングの上に配置された上部モールドであって、前記搬送方向に沿った方向および前記搬送方向を横切る方向の両方において下向きの凸状湾曲を有する下向き表面を有し、前記湾曲は前記下部リングの端部および中間部の湾曲と相補的な関係にある上部モールドと、
    アクチュエータであって、前記下部リングの端部および中間部を互いに一緒に上方へ初期移動させて、前記初期成形されたガラスシートを前記コンベアから離して上方へ持ち上げ；次に前記下部リングの端部を前記下部リングの中間部に比べて上方へ移動させ、前記ガラスシートの端部を上方へ移動させ前記上部モールドの下向き表面と接触させ、前記ガラスシートの端部の直線要素に湾曲を提供するが、その間前記ガラスシートの中間部は前記上部モールドによってまだ成形されておらず；その後、前記下部リングの中間部をその端部に比べて上方へ移動させて前記ガラスシートの中間部を前記上部モールドの下向き表面と接触させ、前記ガラスシートの中間部の直線要素に湾曲を提供し、その結果前記ガラスシート全体が２つの横方向に湾曲を有するアクチュエータと
    を含むガラスシートプレスステーション。
  10. 請求項９に記載のガラスシートプレスステーションにおいて、前記下部リングが、支持フレームであって、前記下部リングの中間部が支持フレームとともに移動するように取り付けられる支持フレームと、一対の接続部であって、前記支持フレームに対する垂直移動および前記下部リングの中間部に対する垂直移動のために前記下部リングの端部を前記支持フレームにそれぞれ取り付ける一対の接続部とを含むことを特徴とするガラスシートプレスステーション。
  11. 請求項１０に記載のガラスシートプレスステーションにおいて、前記一対の接続部が、前記支持フレームに枢動可能に取り付けられる第１端部と、それぞれ前記下部リングの端部を取り付ける第２端部とを有する枢動アームを含むことを特徴とするガラスシートプレスステーション。
  12. 請求項９に記載のガラスシートプレスステーションにおいて、前記アクチュエータがシリンダを含み、前記シリンダは前記下部リングの端部に上向きの力を与え、それにより前記下部リング端部を前記下部リング中間部に比べて上方へ移動させ、前記ガラスシートの端部の上方への移動を提供し、前記上部モールドの下向き表面と接触させ、前記搬送方向に沿った前記ガラスシート端部の成形を提供するが、その間前記ガラスシートの中間部は前記上部モールドによってまだ成形されないことを特徴とするガラスシートプレスステーション。
  13. 請求項１２に記載のガラスシートプレスステーションにおいて、前記アクチュエータが、前記下部リングの中間部が前記下部リングの端部に比べて上方へ移動される時、前記シリンダを作動して前記下部リングの端部に与えられている上向きの力を低減し、前記搬送方向に沿った前記ガラスシート中間部の成形を提供するために前記下部リングの中間部が前記ガラスシートの中間部を移動して前記上部モールドの下向き表面と接触させる時、前記上部モールドの下向き表面に対する前記ガラスシート端部の移動を容易にすることを特徴とするガラスシートプレスステーション。
  14. 請求項９に記載のガラスシートプレスステーションにおいて、前記下部リングが、その端部および中間部の位置を互いに調節するためのアジャスタを含むことを特徴とするガラスシートプレスステーション。
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