CN113840811A - 玻璃部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

实施方式的玻璃部件(1)具备第一区域(R1)、第二区域(R2)以及第三区域(R3)。上述第一区域(R1)具有与平面部对应的第一厚度(t1)。上述第二区域(R2)具有与侧壁对应的第二厚度(t2)。上述第三区域(R3)将上述第一区域(R1)与上述第二区域(R2)连接，且壁厚在上述第一厚度(t1)与上述第二厚度(t2)之间连续或断续地变化。玻璃部件(1)由厚度不等的玻璃的薄板(10)形成。

Description

玻璃部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及玻璃部件及其制造方法。
背景技术
作为智能手机等的框体的一部分，往往使用以玻璃为材料的玻璃部件(例如，参照专利文献1、2等)。玻璃部件具有高级感，从而设计性优异。
专利文献1：日本特表2003-502257号公报
专利文献2：日本特表2015-512057号公报
然而，玻璃部件存在若为了具有强度而增大厚度则会变重，若为了变轻而轻率地减小厚度则强度降低而在落下时等容易破裂的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种轻型且强度较高的玻璃部件。
为了解决上述课题并实现目的，本发明的一个方式所涉及的玻璃部件具备第一区域、第二区域以及第三区域。上述第一区域具有与平面部对应的第一厚度。上述第二区域具有与侧壁对应的第二厚度。上述第三区域将上述第一区域与上述第二区域连接，且壁厚在上述第一厚度与上述第二厚度之间连续或断续地变化。玻璃部件由厚度不等的玻璃的薄板形成。
本发明的一个方式所涉及的玻璃部件为轻型且能够提高强度。
附图说明
图1是一个实施方式所涉及的玻璃部件的外观立体图。
图2A是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图(1)。
图2B是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图(2)。
图2C是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图(3)。
图2D是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图(4)。
图2E是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图(5)。
图3A是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图(6)。
图3B是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图(7)。
图3C是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图(8)。
图3D是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图(9)。
图3E是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图(10)。
图4是表示玻璃部件的制造方法的一个例子的流程图。
图5是表示被加工成厚度不等的薄板的例子的剖视图。
图6是表示使用于弯曲加工的模具的例子的外观立体图。
图7是表示落下试验的结果的例子的图(1)。
图8是表示落下试验的结果的例子的图(2)。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式所涉及的玻璃部件及其制造方法进行说明。此外，本发明不被本实施方式限定。另外，附图中的各要素的尺寸的关系、各要素的比率等存在与现实不同的情况。即使在附图相互之间，也存在包括彼此的尺寸的关系、比率不同的部分的情况。另外，一个实施方式、变形例所记载的内容原则上也同样适用于其他的实施方式、变形例。
图1是一个实施方式所涉及的玻璃部件1的外观立体图，且是从斜下侧观察玻璃部件1的图。玻璃部件1例如被使用为智能手机的主体壳体的一部分。
在图1中，玻璃部件1具备大致矩形状的平面部1a和从该平面部1a的周围延伸的侧壁1b，作为材料使用透明的玻璃。此外，在图中，虽在表面的曲率发生变化的部分画线，但该线是肉眼看不到的。另外，作为实际的制品，在平面部1a、侧壁1b设置有照相机、扬声器等用的窗、孔。这些窗、孔能够在后述的弯曲工序的前后进行加工(窗切削、孔切削等)，通过进行化学强化，能够维持实用方面的强度。在后述的落下试验中，确认没有多大影响。
图2A～图2E是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图，且是厚度(壁厚)连续地变化的情况的例子。
在图2A中，区域R1是具有与平面部对应的第一厚度t1的第一区域。区域R2是具有与侧壁对应的第二厚度t2的第二区域。区域R3是将第一区域R1与第二区域R2连接，且壁厚在第一厚度t1与第二厚度t2之间连续地变化的第三区域。第三区域R3以0°以上的锥角将第一区域R1与第二区域R2连接。此外，在使用模具的制造的情况下，为了使从模具取下变得容易，优选以直角以上的角度连接。在第三区域R3中，曲率在位置c1、c2变化，厚度连续地变化。在图2A中，示出与侧壁对应的第二厚度t2大于与平面部对应的第一厚度t1，在第三区域R3的靠近第一区域R1的部分的内侧具有厚度变化的部分的例子。
在图2B中，与侧壁对应的第二厚度t2大于与平面部对应的第一厚度t1，在第三区域R3的靠近第二区域R2的部分的内侧具有厚度变化的部分，曲率在位置c3、c4变化，厚度连续地变化。
在图2C中，与侧壁对应的第二厚度t2大于与平面部对应的第一厚度t1，在第三区域R3的靠近第一区域R1的部分的外侧具有厚度变化的部分，曲率在位置c5、c6变化，厚度连续地变化。
在图2D中，与侧壁对应的第二厚度t2小于与平面部对应的第一厚度t1，在第三区域R3的靠近第二区域R2的部分的外侧具有厚度变化的部分，曲率在位置c7、c8变化，厚度连续地变化。
在图2E中，与侧壁对应的第二厚度t2小于与平面部对应的第一厚度t1，在第三区域R3的靠近第二区域R2的部分的内侧具有厚度变化的部分，曲率在位置c9、c10变化，厚度连续地变化。
图3A～图3E是表示图1的X-X剖面或者Y-Y剖面中的一方(左侧)的端部的图，且是厚度断续地变化的情况的例子。
在图3A中，与侧壁对应的第二厚度t2大于与平面部对应的第一厚度t1，在第三区域R3的靠近第一区域R1的部分的内侧具有厚度变化的部分，厚度在位置b1、b2断续地变化。
在图3B中，与侧壁对应的第二厚度t2大于与平面部对应的第一厚度t1，在第三区域R3的靠近第二区域R2的部分的内侧具有厚度变化的部分，厚度在位置b3、b4断续地变化。
在图3C中，与侧壁对应的第二厚度t2大于与平面部对应的第一厚度t1，在第三区域R3的靠近第一区域R1的部分的外侧具有厚度变化的部分，厚度在位置b5、b6断续地变化。
在图3D中，与侧壁对应的第二厚度t2小于与平面部对应的第一厚度t1，在第三区域R3的靠近第二区域R2的部分的外侧具有厚度变化的部分，厚度在位置b7、b8断续地变化。
在图3E中，与侧壁对应的第二厚度t2小于与平面部对应的第一厚度t1，在第三区域R3的靠近第二区域R2的部分的内侧具有厚度变化的部分，厚度在位置b9、b10断续地变化。
在上述的与侧壁对应的第二厚度t2大于与平面部对应的第一厚度t1的例子(图2A～图2C、图3A～图3C)中，与整体由相同的厚度t2制作的情况相比，通过平面部成为更薄的厚度t1，能够实现与平面部对应的量的轻型化。另外，在落下时容易破损的侧壁成为较厚的厚度t2，因此能够提高强度。另外，通过轻型化，落下时的冲击变弱，从而能够提高强度。
另外，在与侧壁对应的第二厚度t2小于与平面部对应的第一厚度t1的例子(图2D、图2E、图3D、图3E)中，与整体由相同的厚度t1制作的情况相比，通过侧壁成为更薄的厚度t2，能够实现与侧壁对应的量的轻型化。另外，通过轻型化，落下时的冲击变弱，从而能够提高强度。
另外，第三区域R3在将平面部与侧壁连接的弯曲部分的、靠近平面部的内侧、靠近侧壁的内侧、靠近平面部的外侧或者靠近侧壁的外侧能够壁厚连续或断续地变化。由此，能够扩大作为框体的形状的变化。
此外，玻璃部件1由厚度不等的玻璃的薄板形成，优选薄板的厚度不足3mm，第二厚度与第一厚度之差为0.1mm以上不足3mm。这样的较薄的玻璃的制品难以通过直接冲压(专利文献1)、熔接(专利文献2)来制作。以下，对制造方法进行说明。
图4是表示玻璃部件1的制造方法的一个例子的流程图。在图4中，首先，通过蚀刻、切削或表面研磨的任意一个或者它们的组合，将玻璃的薄板加工成厚度不等，该厚度不等是指具备具有与平面部对应的第一厚度的第一区域、具有与侧壁对应的第二厚度的第二区域、以及位于第一区域与第二区域之间且壁厚在第一厚度与第二厚度之间连续或断续地变化的第三区域(步骤S1)。蚀刻包括湿式蚀刻与干式蚀刻。切削包括铣刀、其他的切削机构。
图5是表示被加工成厚度不等的薄板10的例子的剖视图，以图2A的构造为例。在图5中，上层表示弯曲加工后的玻璃部件1的一部分，下层表示加工前的对应的薄板10。在图5的下层中，例如，相对于厚度t2的材料的薄板10，在区域R3的从位置c2到位置c1从厚度t2连续地变薄到厚度t1，在区域R1同样地变薄至厚度t1。
返回图4，接着，通过对薄板的第三区域的弯曲部分照射红外线和使薄板向模具吸入，而在被加工成厚度不等的薄板的第三区域不改变厚度地进行弯曲加工(步骤S2)。
图6是表示使用于弯曲加工的模具100的例子的外观立体图。在图6中，模具100具有平坦的上表面100a、形成于该上表面100a的内侧的底面100b及内侧面100c。此外，在底面100b及内侧面100c设置有细孔，利用真空泵等从背面侧进行抽吸。
然后，将被加工成厚度不等的薄板10载置于模具100上，对薄板10的周缘部的弯曲部分进行红外线的照射而使玻璃进行软化，通过来自底面100b及内侧面100c的细孔的抽吸，使薄板10沿着底面100b及内侧面100c的形状弯曲。
返回图4，接着，实施缓冷以及化学强化(步骤S3)。由化学强化引起的压缩应力层的平均深度为20～100或120μm。
图7及图8是表示针对制作出的玻璃部件的落下试验的结果的例子的图，图7表示相对于弯曲部的板厚的合格率，图8表示相对于玻璃部件的质量的合格率。在两图中，大的圆表示非厚度不等的情况下的玻璃部件，小的圆表示厚度不等的情况下的玻璃部件。根据图7及图8可知，基于本实施方式的厚度不等的情况下(小的圆)的玻璃部件的合格率较高。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，只要不脱离其主旨，则能够进行各种变更。
如以上那样，实施方式所涉及的玻璃部件具备具有与平面部对应的第一厚度的第一区域、具有与侧壁对应的第二厚度的第二区域、以及将第一区域与第二区域连接且壁厚在第一厚度与第二厚度之间连续或断续地变化的第三区域，玻璃部件由厚度不等的玻璃的薄板形成。由此，能够提供轻型且强度较高的玻璃部件。
另外，玻璃部件的整个面为玻璃，因此保持刚性且电波特性优异，伴随着通信的大容量化、高速化的高频无线技术和亲和性较高，从而适合作为智能手机等通信设备的框体。另外，由玻璃部件形成的框体能够根据通信设备的结构构件(例如，天线构件)自由地变更形状，从而几乎不会导致强度的降低，因此能够提高设计的自由度。
另外，第三区域以直角以上的角度将第一区域与第二区域连接。由此，在使用模具的制造中，能够从模具容易地取下玻璃部件。
另外，第三区域在将平面部与侧壁连接的部分的靠近平面部的内侧、靠近侧壁的内侧、靠近平面部的外侧或者靠近侧壁的外侧壁厚连续或断续地变化。由此，能够扩大作为框体的形状的变化。
另外，薄板的厚度不足3mm。由此，能够制造通过以往的直接冲压、熔接而难以制造的较薄的玻璃部件。
另外，第二厚度与第一厚度之差为0.1mm以上不足3mm。由此，能够制造通过以往的直接冲压、熔接而无法制造的较薄的玻璃部件。
另外，第二厚度大于第一厚度。由此，与整体由相同的第二厚度制作的情况相比，通过平面部成为更薄的第一厚度，能够实现轻型化。另外，在落下时容易破损的侧壁成为较厚的第二厚度，因此能够提高强度。
另外，第二厚度小于第一厚度。由此，与整体由相同的第一厚度制作的情况相比，通过侧壁成为更薄的第二厚度，能够实现轻型化。另外，通过轻型化，落下时的冲击变弱，从而能够提高强度。
另外，玻璃部件的制造方法具备：第一工序，在该工序中，将玻璃的薄板加工成厚度不等，该厚度不等是指具备具有与平面部对应的第一厚度的第一区域、具有与侧壁对应的第二厚度的第二区域、以及位于第一区域与第二区域之间且壁厚在第一厚度与第二厚度之间连续或断续地变化的第三区域；和第二工序，在该工序中，使被加工成厚度不等的薄板的第三区域不改变厚度地弯曲。由此，能够提供轻型且强度较高的玻璃部件。
另外，第一工序包括蚀刻、切削或者表面研磨的任一个。由此，能够有效地进行厚度不等的加工。
另外，第二工序包括对第三区域的弯曲部分照射红外线和使薄板向模具吸入。由此，能够有效地进行弯曲加工。
另外，具备通过切削在平面部或侧壁设置窗或者孔并实施化学强化的工序。由此，容易应用于实际制品。
另外，本发明不被上述实施方式限定。将上述各构成要素适当地组合而构成的技术方案也包含在本发明中。另外，进一步的效果、变形例能够由本领域技术人员容易地导出。因此，本发明的更宽泛的方式不限定于上述实施方式，能够进行各种变更。
附图标记说明
1…玻璃部件；1a…平面部；1b…侧壁；R1～R3…区域；t1、t2…厚度；10…薄板；100…模具；100a…上表面；100b…底面；100c…内侧面。

Claims (11)

1.一种玻璃部件，其特征在于，具备：
第一区域，其具有与平面部对应的第一厚度；
第二区域，其具有与侧壁对应的第二厚度；以及
第三区域，其将所述第一区域与所述第二区域连接，且壁厚在所述第一厚度与所述第二厚度之间连续或断续地变化，
所述玻璃部件由厚度不等的玻璃的薄板形成。
2.根据权利要求1所述的玻璃部件，其特征在于，
所述第三区域以直角以上的角度将所述第一区域与所述第二区域连接。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃部件，其特征在于，
所述第三区域在将所述平面部与所述侧壁连接的部分的靠近所述平面部的内侧、靠近所述侧壁的内侧、靠近所述平面部的外侧或者靠近所述侧壁的外侧壁厚连续或断续地变化。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的玻璃部件，其特征在于，
所述薄板的厚度不足3mm。
5.根据权利要求4所述的玻璃部件，其特征在于，
所述第二厚度与所述第一厚度之差为0.1mm以上不足3mm。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的玻璃部件，其特征在于，
所述第二厚度大于所述第一厚度。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的玻璃部件，其特征在于，
所述第二厚度小于所述第一厚度。
8.一种玻璃部件的制造方法，其特征在于，具备：
第一工序，在该工序中，将玻璃的薄板加工成厚度不等，所述厚度不等是指具备具有与平面部对应的第一厚度的第一区域、具有与侧壁对应的第二厚度的第二区域、以及位于所述第一区域与所述第二区域之间且壁厚在所述第一厚度与所述第二厚度之间连续或断续地变化的第三区域；和
第二工序，在该工序中，使被加工成厚度不等的所述薄板的所述第三区域不改变厚度地弯曲。
9.根据权利要求8所述的玻璃部件的制造方法，其特征在于，
所述第一工序包括蚀刻、切削或表面研磨的任一个或者它们的组合。
10.根据权利要求8或9所述的玻璃部件的制造方法，其特征在于，
所述第二工序包括对所述第三区域的弯曲部分照射红外线和使所述薄板向模具吸入。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的玻璃部件的制造方法，其特征在于，
具备通过切削在所述平面部或所述侧壁设置窗或孔并实施化学强化的工序。
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