平板玻璃的弯曲成形装置以及弯曲成形方法

平板玻璃的弯曲成形装置以及弯曲成形方法
【专利摘要】本发明提供能够弯曲成形为规定形状、并且金属模具的图案不会转印至平板玻璃的平板玻璃的弯曲成形装置以及方法。平板玻璃的弯曲成形装置具备：弯曲模具，其载置平板玻璃，将所述平板玻璃成形为规定形状；重块，其对载置于所述弯曲模具的所述平板玻璃加载弯曲负荷；以及加热炉，其在加载有所述负荷的状态下，将所述平板玻璃加热至该平板玻璃软化的温度，其中，所述弯曲模具是以碳作为材质的碳模，所述加热炉内是非活性气体环境。
【专利说明】
平板玻璃的弯曲成形装置以及弯曲成形方法
技术领域
[0001]本发明涉及平板玻璃的弯曲成形装置以及弯曲成形方法，尤其是涉及用于对表面硬度高的平板玻璃进行弯曲成形的方法以及成形装置。【背景技术】
[0002]以往，在对平板玻璃进行弯曲成形的情况下，将平板玻璃切割成规定的尺寸形状， 并将其载置在设于大气环境的加热炉内的弯曲模具上，加热至使平板玻璃软化的温度(根据玻璃材质而有所不同，但一般为550 °C?700 °C左右)，通过平板玻璃的自重或者对平板玻璃施加负荷而使平板玻璃成形为弯曲模具的形状。
[0003]下述专利文献1指出了如下的问题:在作为对平板玻璃进行弯曲成形时的加热方式的电加热器方式中，由于利用辐射热对平板玻璃直接进行加热，因此平板玻璃的温度上升至弯曲成形温度的时间快。但是，若平板玻璃存在辐射热吸收率不同的部分，则该部分与其他部分相比温度上升的速度不同，其结果是，存在平板玻璃容易产生形变(断裂 (parting)形变)这样的问题。
[0004] 另一方面，基于气体燃烧器方式的加热与电加热器方式相比，难以产生断裂形变， 但相反，由于加热炉内容易形成温度分布，并且是基于环境温度的间接加热，因此存在平板玻璃的温度上升至弯曲成形温度的时间久这样的问题。
[0005] 鉴于上述问题，专利文献1中公开了通过具备调整平板玻璃的规定部分的加热温度的机构而使平板玻璃整体的温度上升均匀化这样的技术。
[0006] 另外，下述专利文献2中指出了如下的问题:在将平板玻璃切割成规定形状后投入加热炉内，以约650°C加热后在环或弯曲滚子上通过自重进行弯曲成形、或者将承载在环上的平板玻璃向模具按压而进行冲压成形的此类以往的平板玻璃的弯曲成形中，当想要将平板玻璃成形为复杂的形状时，无法充分弯曲到平板玻璃的各个角落，从而出现在周缘部聚集褶皱或产生各种光学变形这样的问题，另外，在进行平板玻璃的弯曲成形时，若加热至高于以往的高温而降低粘度，则产生弯曲成形时平板玻璃熔融这样的问题。鉴于上述问题， 专利文献2公开了一种平板玻璃的弯曲成形方法，在该方法中，通过将粘度为105Pa ? s以上且108Pa ? s以下的平板玻璃按压于具有规定的弯曲成形面的弯曲模具(成形模具)，由此将所述平板玻璃弯曲成形为沿着所述成形面的形状，其中，通过将所述平板玻璃的成形温度T以及成形时间t控制为满足规定的算式，由此对所述平板玻璃进行弯曲成形。
[0007]在像这样进行平板玻璃的弯曲成形时，需要使平板玻璃软化至能够成形的程度。 另一方面，若过度软化，则存在平板玻璃熔融在弯曲模具(成形模具)、夹具上这样的问题。
[0008]另外，作为专利文献1、专利文献2中均未涉及的课题，存在弯曲模具的图案转印至平板玻璃的表面这样的课题。其原因在于，在以往用作弯曲模具的金属模具中，金属模具的图案转印至平板玻璃的与金属模具接触的表面。另外，还存在当在金属模具上附着有微小异物时，该异物陷入软化后的平板玻璃而使平板玻璃的透明度降低这样的课题。此外，还存在对平板玻璃进行加热时的金属模具、夹具的热容量大，加热需要大量时间这样的课题。但是，上述课题虽在专利文献1、2中均未提及，却在对平板玻璃进行弯曲成形方面仍是课题。
[0009]在先技术文献
[0010]专利文献1:日本特开平09-208244号公报
[0011]专利文献2:日本特开2004-131347号公报

【发明内容】

[0012]发明要解决的课题
[0013]因此，本发明的课题在于提供即便在平板玻璃的弯曲成形中使用硬度高的平板玻璃、也能够弯曲成形为规定形状、并且弯曲模具的图案难以转印至平板玻璃的平板玻璃的弯曲成形装置以及方法。另外，本发明提供即便在弯曲模具上附着有微小异物也不会使异物陷入平板玻璃的平板玻璃的弯曲成形装置以及方法。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]为了解决上述课题，技术方案I所记载的发明是一种平板玻璃的弯曲成形装置，具备:弯曲模具，其载置平板玻璃，将所述平板玻璃成形为规定形状；以及加热炉，其以载置于所述弯曲模具的所述平板玻璃软化的温度对该平板玻璃进行加热，
[0016]所述平板玻璃的弯曲成形装置的特征在于，
[0017]所述弯曲模具是以碳作为材质的碳模，所述加热炉内是非活性气体环境。
[0018]以往，弯曲模具使用以金属作为材质的金属模具。但是，当以金属模具作为弯曲模具将平板玻璃加热至其软化点附近的温度时，存在金属模具的表面图案转印至平板玻璃或熔敷于平板玻璃这样的问题。但是，通过代替金属模具而使用碳模，能够解决上述问题。另夕卜，碳模与金属模具相比更容易进行切削加工，还具有能够减少制作加工费的效果。此外，由于碳模的热容量与金属模具相比较小，因此加热所需能量较少。另一方面，由于碳因氧化而变质，因此优选在加热炉内填充氮气等非活性气体。
[0019]在技术方案I所记载的平板玻璃的弯曲成形装置的基础上，技术方案2所记载的发明的特征在于，所述平板玻璃的弯曲成形装置具备对所述平板玻璃加载弯曲负荷的重块。
[0020]有时除了平板玻璃的自重之外还加载重块，可更容易进行平板玻璃的弯曲成形。
[0021]在技术方案I或2所记载的平板玻璃的弯曲成形装置的基础上，技术方案3所记载的发明的特征在于，对所述平板玻璃进行加热时的所述加热炉的环境是氮气环境。非活性气体中的氮气是适合的。
[0022]在技术方案I至3中任一项所记载的平板玻璃的弯曲成形装置的基础上，技术方案4所记载的发明的特征在于，所述弯曲模具由夹着所述平板玻璃的凹夹具与凸夹具构成。当在弯曲模具上载置平板玻璃并使之软化时，也存在利用平板玻璃的自重而弯曲成弯曲模具的形状的情况。在该情况下，弯曲模具也可以由凹夹具或者凸夹具中的任一方单独构成，但通过采用在凹夹具与凸夹具之间夹持平板玻璃的弯曲模具，能够更可靠地进行弯曲成形。
[0023]在技术方案I至4中任一项所记载的平板玻璃的弯曲成形装置的基础上，技术方案5所记载的发明的特征在于，在所述平板玻璃与所述凹夹具或者所述凸夹具之间、以及/或者插入到所述凹夹具与所述凸夹具之间的多张平板玻璃之间，插入有碳片。通过插入比软化后的平板玻璃柔软的碳片，即便在弯曲模具上附着有微小异物，该微小异物也陷入碳片，因此能够确保平板玻璃的透明度。
[0024]在技术方案I至5中任一项所记载的平板玻璃的弯曲成形装置的基础上，技术方案6所记载的发明的特征在于，所述加热炉的温度是比所述平板玻璃的软化点温度低200 °C的温度。
[0025]在技术方案I至6中任一项所记载的平板玻璃的弯曲成形装置的基础上，技术方案7所记载的发明的特征在于，代替所述重块，采用前端通过弹簧而伸缩、且通过所述前端按压所述凹夹具或者所述凸夹具的柱塞。
[0026]技术方案8所记载的发明涉及一种平板玻璃的弯曲成形方法，其特征在于，将平板玻璃载置于使平板玻璃成形为规定形状的以碳作为材质的碳模，在非活性气体环境中以所述平板玻璃软化的温度进行加热，将所述平板玻璃弯曲成形为规定形状。
[0027]这里所说的平板玻璃软化的温度并非指的是平板玻璃的软化点，而是平板玻璃因热量而变形的温度。在对平板玻璃施加有负荷时，与因自重而变形的情况相比更低的温度是软化的温度。
[0028]在技术方案8所记载的平板玻璃的弯曲成形方法的基础上，技术方案9所记载的发明的特征在于，在大气环境中对所述平板玻璃加载弹性变形范围的负荷，然后，在所述非活性气体环境中以所述平板玻璃软化的温度进行加热，将所述平板玻璃弯曲成形为规定形状。
[0029]在技术方案8或9所记载的平板玻璃的弯曲成形方法的基础上，技术方案10所记载的发明的特征在于，所述非活性气体是氮气。
[0030]在技术方案8至10中任一项所记载的平板玻璃的弯曲成形方法的基础上，技术方案11所记载的发明的特征在于，在所述平板玻璃与所述凹夹具或者所述凸夹具之间、以及/或者插入到所述凹夹具与所述凸夹具之间的多张平板玻璃之间，插入有碳片。
[0031]在技术方案8至11中任一项所记载的平板玻璃的弯曲成形方法的基础上，技术方案12所记载的发明的特征在于，所述加热炉以比所述平板玻璃的软化点温度低200°C的温度进行加热。
[0032]在技术方案9至12中任一项所记载的平板玻璃的弯曲成形方法的基础上，技术方案13所记载的发明的特征在于，将通过弹簧而伸缩的前端按压于所述凹夹具或者所述凸夹具。
[0033]发明效果
[0034]如上所述，根据本发明，能够提供即便在平板玻璃的弯曲成形中使用硬度高的平板玻璃、也能够弯曲成形为规定形状、并且金属模具的图案难以转印至平板玻璃或者难以熔敷于平板玻璃的平板玻璃的弯曲成形装置以及方法。另外，能够提供即便在弯曲模具上附着有微小异物也不会使异物陷入弯曲成形后的平板玻璃的平板玻璃的弯曲成形装置以及方法。
【附图说明】
[0035]图1是示出对平板玻璃进行弯曲成形后的平板玻璃的形状的图。
[0036]图2是示出向作为弯曲模具的碳模10 (凹夹具130、凸夹具131)插入平板玻璃，向凹夹具130加载了重块100时的俯视面与剖面的图。
[0037]图3是示出作为弯曲夹具的碳模20(凸夹具211、凹夹具210、中间夹具212)的结构、以及将平板玻璃21载置于碳模20并对多张平板玻璃进行成形的状态的立体图。
[0038]图4是在碳模30的弯曲夹具(凸夹具320与凹夹具321)上代替重块而设置有按压凸夹具320的上部的柱塞300时的立体图与剖视图。
[0039]图5是示出在碳模30的凹夹具321与凸夹具320之间插入有平板玻璃12的情况、以及在插入到凹夹具321与凸夹具320之间的平板玻璃12的两侧分别插入有碳片13的状况的剖视图。
[0040]图6是示出作为一实施例的平板玻璃弯曲成形装置I的简要结构图的图。
[0041]附图标记说明
[0042]1:平板玻璃弯曲成形装置
[0043]10、20、30:弯曲模具
[0044]11、12:成形后的平板玻璃
[0045]13:碳片
[0046]100:重块
[0047]101:上部加热装置
[0048]102:下部加热装置
[0049]103:加热炉
[0050]104:送入室
[0051]105:送出室
[0052]106:闸门
[0053]120、252:柱
[0054]130、210、321:凹夹具
[0055]131、211、320:凸夹具
[0056]140、270:底板
[0057]212:中间夹具
[0058]240、340:基体
[0059]300:柱塞
[0060]301:按压突起
[0061]310:柱塞基体
[0062]311:嵌入口
[0063]312:固定突起
[0064]313:固定销用孔
[0065]330:固定销
[0066]331:定位托架
【具体实施方式】
[0067]以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。图1是示出对平板玻璃进行弯曲成形后的形状的图，图1的(a)是示出对高强度且薄型的平板玻璃的两端长边侧进行弯折成形后的平板玻璃11的形状的图。另外，图1的(b)是示出将薄型平板玻璃的整体弯曲地成形而得到的平板玻璃12的形状的图。
[0068]图6示出用于将平板玻璃成形为这样的形状的平板玻璃弯曲成形装置I的简要结构图。图6所示的平板玻璃弯曲成形装置I在处于大气环境的送入室104中，在碳原料的弯曲模具(碳模)10上设置平板玻璃，在弹性变形范围内对该平板玻璃加载负荷(重块)。
[0069]这里，弯曲模具并非以往的金属模具，优选为碳模，碳中的石墨具有耐热性和热传导性，还能够承受急剧的热变化，故而更加优选。另外，也是因为碳模还具有高温下尺寸变化少、轻且易加工、而且比铝轻、也容易进行精密的机械加工这样的优点、以及因具有自润滑性而不会损伤作为对象部件的平板玻璃这样的优点。
[0070]在对载置于大气环境中的平板玻璃施加其弹性变形范围内的重块之后，在加热炉内10中，通过以低于软化点温度约100°C?200°C的温度对平板玻璃进行加热，从而平板玻璃变形。在本说明书中，将该平板玻璃变形的温度称作使平板玻璃软化的温度。这里，优选对平板玻璃进行加热时的加热炉103的内部由例如氮气这样的非活性气体填充。其原因在于，碳模在大气环境中被加热时发生氧化，发生碳模材质变化或软化了的平板玻璃熔敷或粘贴在碳模上的现象。需要说明的是，有时也不对平板玻璃施加重块而通过平板玻璃的自重进行成形，在该情况下，弯曲模具也可以仅由凸型夹具或凹型夹具构成。
[0071]在加热炉103的内部加热固定时间后的平板玻璃软化，通过重块与自重沿着弯曲模具的形状成形。成形后的平板玻璃移动至送出室105而冷却。需要说明的是，送入室104、送出室105、以及加热炉103形成为能够通过闸门106在加热时将加热炉103封闭的构造。另外，在加热炉103中设置有上部加热装置101和下部加热装置102，通过上部加热装置101和下部加热装置102使加热炉103内上升至平板玻璃软化的温度。如上所述，加热炉103填充有非活性气体，但其填充方法只要使用常用的非活性气体填充机构(未图示)进行填充即可。
[0072]【实施例1】
[0073]图2是示出作为本发明的一实施例的弯曲模具的结构等的图。图2所示的弯曲模具即碳模10如图2的(c)所示那样由凹夹具130与凸夹具131构成。碳模10载置于底板140，在凹夹具130与凸夹具131之间插入有平板玻璃11。并且，重块100作为负荷加载于凹夹具130的上部。此时的俯视面是图2的(a)，图2的(b)是示出插入到凹夹具130与凸夹具131之间的平板玻璃成形为规定形状后的状况的剖面。需要说明的是，在底板140设置有引导件120，构成为重块100的负荷均衡地加载于平板玻璃11。
[0074]【实施例2】
[0075]图3是示出作为本发明的另一实施例的弯曲模具的结构等的图。图3所示的弯曲模具即碳模20如图3的(b)所示那样由凹夹具210、中间夹具212以及凸夹具211构成。在图3的(a)中，平板玻璃21只是载置在凹夹具210上方，但也可以插入到多个中间夹具212之间。另外，由此能够通过一组凹夹具210与凸夹具211、以及多个中间夹具212同时对多张平板玻璃进行成形。
[0076]在图3的(a)中，凹夹具210载置在底板270上方，底板270通过基体241的柱252而固定。在底板270上设置有柱251，该柱251对平板200与底板270进行固定。需要说明的是，在图3的(a)中，平板200、凸夹具211、中间夹具212均记载其一半形状。需要说明的是，在平板玻璃21同样是一半形状的情况下，通过构成为设置两组一半形状的平板200、凸夹具211、中间夹具212，能够同时对两倍的平板玻璃进行成形。
[0077]【实施例3】
[0078]图4示出代替重块而使用前端通过弹簧进行伸缩、且该前端按压凸夹具的柱塞对平板玻璃进行成形的情况的碳模30的结构的图。需要说明的是，碳模30由凸夹具320与凹夹具321构成。
[0079]在图4中，柱塞300在前端具备按压突起301，当按压突起301通过内部的弹簧构造302被按压在凸夹具320的上表面时，按压突起301收缩至其端面。在柱塞基体310上设置有供固定突起312插入的嵌入口 311，通过在向嵌入口 311嵌入固定突起312之后使固定突起312旋转，由此柱塞基体310与柱塞300被固定，柱塞300的按压突起301按压凸夹具 320。
[0080]在凹夹具321的下部设置有基体340，在基体340上具有定位托架331和与该定位托架331连接的固定销330，通过使固定销330穿过设置于柱塞基体310的固定销用孔313，从而使基体340与柱塞基体310固定。
[0081]图4的(b)示出左侧柱塞300嵌入柱塞基体310的嵌入口 311，并经由柱塞基体310按压凸夹具320的状况。并且是示出右侧的柱塞300向嵌入口 311嵌入之前的状况的图。
[0082]柱塞基体310与基体340被固定，通过柱塞300的按压突起301按压凸夹具320，能够代替重块向平板玻璃加载负荷。由此，能够消除在如实施例1、2那样使用重块的情况下产生的扭转(在重块不经由各引导件平行地降低时，无法使重块上下移动的现象)。
[0083]图5的(a)是层叠多个在凸夹具320与凹夹具321之间插入有平板玻璃12的碳模30的情况的剖视图，图5的(b)是在插入到凹夹具321与凸夹具320之间的多个平板玻璃12之间分别插入有碳片13的情况的剖视图。
[0084]如图5的(a)所示，通过向凸夹具320与凹夹具321之间插入平板玻璃12并设置多组，由此能够一次进行多个平板玻璃的成形。但是，存在需要多组碳模30、耗费碳模的制作费用、平板玻璃的成形成本增高这样的问题。另外，若在凸夹具320，凹夹具321的与平板玻璃接触的面存在微小异物，则产生该微小异物陷入软化后的平板玻璃而对平板玻璃的透明度等质量造成影响这样的问题。
[0085]与此相对，若在图5的(b)所示的凹夹具321与平板玻璃12、凸夹具320与平板玻璃12之间、以及多张平板玻璃12之间插入碳片13，则即便在凸夹具320、凹夹具321上存在微小异物，该微小异物也会陷入比平板玻璃柔软的碳片13，从而能够防止微小异物陷入平板玻璃12。
[0086]工业可利用性
[0087]根据本发明，能够提供金属模具的图案不转印至平板玻璃的平板玻璃的弯曲成形装置以及方法。另外，能够提供即便在弯曲模具上附着有微小异物也不会使异物混入弯曲成形后的平板玻璃的平板玻璃的弯曲成形装置以及方法。
【主权项】
1.一种平板玻璃的弯曲成形装置，具备:弯曲模具，其载置平板玻璃，将所述平板玻璃成形为规定形状；以及加热炉，其以载置于所述弯曲模具的所述平板玻璃软化的温度对该平板玻璃进行加热， 所述平板玻璃的弯曲成形装置的特征在于， 所述弯曲模具是以碳作为材质的碳模，所述加热炉内是非活性气体环境。2.根据权利要求1所述的平板玻璃的弯曲成形装置，其特征在于， 所述平板玻璃的弯曲成形装置具备对所述平板玻璃加载弯曲负荷的重块。3.根据权利要求1或2所述的平板玻璃的弯曲成形装置，其特征在于， 对所述平板玻璃进行加热时的所述加热炉的环境是氮气环境。4.根据权利要求1至3中任一项所述的平板玻璃的弯曲成形装置，其特征在于， 所述弯曲模具由夹着所述平板玻璃的凹夹具与凸夹具构成。5.根据权利要求1至4中任一项所述的平板玻璃的弯曲成形装置，其特征在于， 在所述平板玻璃与所述凹夹具或者所述平板玻璃与所述凸夹具之间插入有碳片，以及/或者，在插入到所述凹夹具与所述凸夹具之间的多张平板玻璃之间插入有碳片。6.根据权利要求1至5中任一项所述的平板玻璃的弯曲成形装置，其特征在于， 所述加热炉的温度是比所述平板玻璃的软化点温度低200°C的温度。7.根据权利要求1至6中任一项所述的平板玻璃的弯曲成形装置，其特征在于， 代替所述重块，采用前端通过弹簧而伸缩、且通过所述前端按压所述凹夹具或者所述凸夹具的柱塞。8.一种平板玻璃的弯曲成形方法，其特征在于， 将平板玻璃载置于使平板玻璃成形为规定形状的以碳作为材质的碳模，在非活性气体环境中以所述平板玻璃软化的温度进行加热，将所述平板玻璃弯曲成形为规定形状。9.根据权利要求8所述的平板玻璃的弯曲成形方法，其特征在于， 在大气环境中对所述平板玻璃加载弹性变形范围的负荷，然后，在所述非活性气体环境中以所述平板玻璃软化的温度进行加热，将所述平板玻璃弯曲成形为规定形状。10.根据权利要求8或9所述的平板玻璃的弯曲成形方法，其特征在于， 所述非活性气体是氮气。11.根据权利要求8至10中任一项所述的平板玻璃的弯曲成形方法，其特征在于， 在所述平板玻璃与所述凹夹具或者所述平板玻璃与所述凸夹具之间插入有碳片，以及/或者，在插入到所述凹夹具与所述凸夹具之间的多张平板玻璃之间插入有碳片。12.根据权利要求8至11中任一项所述的平板玻璃的弯曲成形方法，其特征在于， 对所述平板玻璃进行加热的加热炉以比所述平板玻璃的软化点温度低200°C的温度进行加热。13.根据权利要求9至12中任一项所述的平板玻璃的弯曲成形方法，其特征在于， 将通过弹簧而伸缩的前端按压于所述凹夹具或者所述凸夹具。
【文档编号】C03B23/023GK105967506SQ201510583610
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年9月14日
【发明人】松坂浩志, 松本邦世, 武井达哉
【申请人】株式会社盐山制作所