JP2009263192A - ガラス成形装置及びガラス成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カンや割れの少ない板状ガラスを製造できるガラス成形装置、ガラス成形方法、板状ガラス製造装置、及び板状ガラス製造方法を提供すること。
【解決手段】ガラス成形装置１０Ａは、略平坦なプレス面３３１を有するプレス部３０と、このプレス面３３１に略直交する押圧方向にプレス部３０を押圧可能な押圧部２０と、を備える。押圧部２０による押圧力は、弾性部材２６Ａを介してプレス部３０に作用する。これにより、衝撃が弾性部材２６ａ〜２６ｃで緩衝されるため、プレス面３３１が素材ガラスＭＧに衝突した際のはねかえりが抑制され、素材ガラスＭＧとプレス面３３１との接触状態が維持される。
【選択図】図５

Description

本発明は、ガラス成形装置及びガラス成形方法に関し、特に板状ガラスを製造するための技術に関する。

レンズ等の光学素子、情報記憶媒体ディスク用のガラス基板等は、通常、ダイレクトプレス法又はリヒートプレス法のいずれかの方法によりガラス塊（溶融ガラス）をプレス成形して製造される（例えば、特許文献１参照）。

ダイレクトプレス法は、所定重量の溶融ガラスの温度を成形温度域まで降温させてから、ガラス塊を型（成形型であり、後述する上型又は下型を含む）でプレス成形する方法である。また、リヒートプレス法は、溶融ガラスを冷却固化させて得た所定重量のガラス塊を再加熱して、成形温度域まで昇温させてから、ガラス塊を型でプレス成形する方法である。

かかるプレス成形に使用されている従来のガラス成形装置５００を図６に示す。ガラス成形装置５００は略平坦なプレス面６７を有する上型を備え、プレス面６７は介在板６５を介して押圧軸６３に接続されている。この押圧軸６３は上下動し、この上下動に伴ってプレス面６７が、その下方に対向する下型６８の設置面６９に接近及び離隔する。すると、設置面６９上に設置されていた軟らかい素材ガラスが、プレス面６７及び設置面６９によって押し潰されて、平板化する。
特開平１０−２１２１２７号公報

しかし、前述した装置では、素材ガラスが平板化する前にカン（ガラス表面から内部に向かって生ずるクラック）や割れを生じ、低品質の板状ガラスが製造される場合が多々あった。

即ち、プレス時にガラスが薄板状になって冷却され固化するが、かかるプレス時には、下型を支承するターンテーブルに数トンもの多大な荷重が作用してターンテーブルが瞬間的に反る。また、上型及び下型を支承する部材間に、僅少なクリアランスが存在する。これにより、プレス後には上型及び下型６８が微小なはねかえりを瞬間的に繰り返し、固化したガラスが何度もプレスされる。一方、プレスされて固化したガラスは、微小な反りを生じたり、はねかえりの間に下型から瞬間的に浮いたりする。これらの事象が絡み合って、カンや割れが生ずる。

更に、情報記憶媒体ディスク用のガラス基板においては、近年、低コスト化のためにプレスのサイクルタイムの短縮が求められおり、サイクルタイムは２秒以下になっている。これに付随してプレス速度が高速化せざるを得ず、上記のカンや割れの問題がより深刻化している。

本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、カンや割れの少ない板状ガラスを製造できるガラス成形装置、ガラス成形方法、板状ガラス製造装置、及び板状ガラス製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、押圧力を剛性体ではなく弾性部材を介して押し型に作用することで、素材ガラス及びプレス面の接触が維持されることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１） 略平坦なプレス面を有する押し型と、このプレス面に略直交する押圧方向に前記押し型を押圧可能な押圧手段と、を備えるガラス成形装置であって、
前記押圧手段による押圧力は、弾性部材を介して前記押し型に作用するガラス成形装置。

（２） 前記プレス面は、前記押圧方向に対して非直交の状態に傾斜可能である（１）記載のガラス成形装置。

（３） 前記押圧手段及び前記押し型は、前記弾性部材の収縮時においても、剛体同士が接触しない非接触状態を維持する（１）又は（２）記載のガラス成形装置。

（４） 前記押し型に前記押圧方向で接近するよう前記押圧手段を案内する案内手段を更に備える（１）から（３）いずれか記載のガラス成形装置。

（５） 前記弾性部材は、押圧力の作用中心に関して対称に配置されている（１）から（４）いずれか記載のガラス成形装置。

（６） 前記弾性部材は１つのみ設けられ、押圧力の作用中心を囲んで配置されている（５）記載のガラス成形装置。

（７） 押圧力の作用中心に関して対称に配置された剛性部材を更に備え、
前記剛性部材は、前記押圧手段及び前記押し型の一方に固定され、且つ、他方に挿脱可能に嵌合され、
前記嵌合は、前記押圧手段及び前記押し型が離隔する方向に拡径する嵌合凹部と、前記嵌合凹部に対称な形状の嵌合凸部と、によってなされている（１）から（６）いずれか記載のガラス成形装置。

（８） 前記プレス面と略平行に対向配置され素材ガラスが設置される設置面を有する受け型を更に備える（１）から（７）いずれか記載のガラス成形装置。

（９） （８）記載のガラス成形装置と、素材ガラスを前記受け型の設置面に供給する素材ガラス供給装置と、を備える板状ガラス製造装置。

（１０） 略平坦なプレス面を有する押し型と、前記プレス面に対向配置され素材ガラスが設置される設置面を有する受け型と、前記プレス面に略直交する押圧方向に前記押し型を押圧可能な押圧手段と、を用いたガラス成形方法であって、
前記設置面に素材ガラスを設置し、
前記押圧手段による押圧力を弾性部材を介して前記押し型に作用することで、前記素材ガラスを前記押し型でプレスする工程を有するガラス成形方法。

（１１） 前記プレス面を、前記押圧方向に対して非直交の状態に傾斜可能とし、前記設置面と平行の状態を維持する（１０）記載のガラスプレス方法。

（１２） 前記弾性部材の収縮時においても、前記押圧手段及び前記押し型の剛体同士が接触しない非接触状態を維持する（１０）又は（１１）記載のガラス成形方法。

（１３） 前記押し型に前記押圧方向で接近するよう前記押圧手段を案内する案内工程を更に有する（１０）から（１２）いずれか記載のガラス成形方法。

（１４） 前記弾性部材を、押圧力の作用中心に関して対称に配置する（１０）から（１３）いずれか記載のガラス成形方法。

（１５） 前記弾性部材を１つのみ設け、押圧力の作用中心を囲んで配置する（１４）記載のガラス成形方法。

（１６） 押圧力の作用中心に関して対称に剛性部材を更に配置し、
前記剛性部材を、前記押圧手段及び前記押し型の一方に固定し、且つ、他方に挿脱可能に嵌合し、
前記嵌合は、前記押圧手段及び前記押し型が離隔する方向に拡径する嵌合凹部と、前記嵌合凹部に対称な形状の嵌合凸部と、によって行う（１０）から（１５）いずれか記載のガラス成形方法。

（１７） 素材ガラスを前記設置面に供給し、（１０）から（１６）いずれか記載のガラス成形方法でガラスを成形する工程を有する板状ガラス製造方法。

本発明によれば、弾性部材の緩衝作用により、プレス面が素材ガラスに衝突した際のはねかえりが抑制され、ガラスとプレス面との接触状態が維持される。このため、カンや割れの少ない板状ガラスを製造できる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第１実施形態以外の各実施形態の説明において、第１実施形態と共通するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るガラス成形装置１０の概略構成図である。図２は図１のガラス成形装置１０の使用状態を示す図である。図３は図２のガラス成形装置１０を構成するプレス面３３１が傾斜する状態を示す図である。

ガラス成形装置１０は、押圧手段としての押圧部２０、押し型としてのプレス部３０、及び受け型としての下型５０を備える。各構成要素について、以下詳細に説明する。

〔プレス部〕
本実施形態におけるプレス部３０は、熱交換部３１及び上型３３で構成されている。この上型３３は略平坦なプレス面３３１を有し、このプレス面３３１によって後述の素材ガラスＭＧをプレスして平板化する。かかるプレス面３３１は、特に限定されないが、平板ガラスの形状を均質化するべく、後述の設置面５１よりも大きく構成されることが好ましい。

熱交換部３１の内部には熱交換室３１１が形成されている。この熱交換室３１１には導入路３１５から水等の熱交換用流体が導入され、導入された熱交換用流体は導出路３１３から外部に導出される。これにより、熱交換室３１１内の熱交換用流体が上型３３と熱交換を行い、上型３３のプレス面３３１が冷却されるため、ガラスのプレス面３３１又は設置面５１への張り付きを抑制できる。

〔下型〕
下型５０は略平坦な設置面５１を有する。この設置面５１はプレス面３３１と略平行に対向配置され、かかる設置面５１上には軟らかい素材ガラスＭＧが設置される。設置面５１に設置された素材ガラスＭＧは、後述するように、プレス部３０のプレス面３３１及び設置面５１によってプレスされることで、板状に成形されることになる。

設置面５１は周囲から窪んでおり、その深さ及び広さは、作製すべき板状ガラスの形状に応じて適宜設定されてよい。即ち、設置面５１の深さは板状ガラスの厚みに、設置面５１の広さは板状ガラスの大きさにそれぞれ関連する。

本実施形態における下型５０はターンテーブル５３に支承され、具体的には、ターンテーブル５３の中心を囲んで複数の下型５０が設置されている。そして、図示しない素材ガラス供給装置から素材ガラスが下型５０の設置面５１に供給された後、プレス面３３１の下方に移動してきた設置面５１上の素材ガラスＭＧが順次プレスされる。このとき設置面５１は、後述のように、ターンテーブル５３の外方へと傾斜しやすい。

なお、下型５０は、本実施形態ではターンテーブル５３に固定されて上下方向の動きが規制されているが、これに限られず、駆動手段によって上下動可能な状態でターンテーブル５３に固定されてもよい。以上の素材ガラス供給装置及びガラス成形装置１０は板状ガラス製造装置を構成する。

〔押圧部〕
押圧部２０は、上述のプレス面３３１と略直交する押圧方向にプレス部３０を押圧する。具体的には、押圧部２０は駆動源につながれた押圧本体２１を有し、この押圧本体２１の上下動に応じて、プレス部３０が素材ガラスＭＧをプレスする。このとき、押圧手段の押圧力は弾性部材を介して押し型としてのプレス部３０に作用する。

押圧本体２１には延出部２３が設けられ、これら延出部２３は押圧本体２１から外方に延出している。本実施形態での延出部２３は略円板状であり、押圧本体２１を中心として対称に設けられている。ただし、延出部２３の形状は特に限定されない。

押圧本体２１から略等距離において、延出部２３には嵌合凹部２４ａ、２４ｂがそれぞれ設けられており、介在板２７には嵌合凹部２４ａ、２４ｂの位置に対応して、剛性部材であるストッパ２５ａ、２５ｂが接続されている。説明の便宜上、図面では嵌合凹部２４ａ、２４ｂ、ストッパ２５ａ、２５ｂのみを示したが、嵌合凹部及びストッパは押圧本体２１を中心として対称に配置され、本実施形態では勘合凹部全４個、ストッパ全４個である。そして、ストッパ２５ａ、２５ｂを囲むように弾性部材２６ａ及び２６ｂが合計で４つ、押圧本体２１を囲むように弾性部材２６ｃが１つ、合計で５つの弾性部材２６ａ〜２６ｃが押圧本体２１及び延出部２３と、後述の介在板２７との間に介在し、押圧本体２１による押圧力が弾性部材２６ａ〜２６ｃを介して介在板２７へと作用する。このとき作用する押圧力の作用中心は押圧本体２１の軸上に位置するため、かかる作用中心に関して対称に弾性部材２６ａ〜２６ｃが配置されていることになる。なお、後述のように、介在板２７は熱交換部３１及び上型３３と剛体を介して接続されているので、押圧本体２１による押圧力は、熱交換部３１及び上型３３にも弾性部材２６ａ〜２６ｃを介して作用することになる。ここで、本実施形態における弾性部材２６ａ、２６ｂは株式会社東京発条製作所製のコイルばね「ＴＢ３４×４０」であり、弾性部材２６ｃは株式会社東京発条製作所製のコイルばね「ＴＢ４０×４０」である。

これを図２を参照して説明する。初期状態（図２（ａ））から押圧本体２１が下方へと移動すると、その押圧力が、弾性部材２６ａ〜２６ｃを介して熱交換部３１及び上型３３に作用する。やがて、プレス面３３１が素材ガラスＭＧに衝突すると、素材ガラスＭＧからの衝撃がプレス面３３１に負荷される。また、その後、更に押圧本体２１が下方へと移動することで、プレス面３３１及び設置面５１の距離が狭まり、素材ガラスＭＧがプレスされて板状ガラスが製造される。

この過程での衝撃は弾性部材２６ａ〜２６ｃで緩衝されるため、プレス面３３１が素材ガラスＭＧに衝突した際のはねかえりが抑制され、素材ガラスＭＧとプレス面３３１との接触状態が維持される。つまり、押圧部２０が僅かに素材ガラスＭＧから離隔する（図２（ｂ）における上方向）が、プレス面３３１は素材ガラスＭＧに接触し続ける。

また、本実施形態では、押圧本体２１及び介在板２７が充分に離間されているため、素材ガラスＭＧをプレスする際、後述の弾性部材２６が収縮して底面２１５が表面２７５に接近してゆくが、弾性部材２６が最大に収縮した場合でも、底面２１５及び表面２７５が接触しない非接触状態が維持されるように押圧本体２１及び介在板２７間の距離が設定されている（図２（ｃ））。また、弾性部材２６がバネの場合、プレス時の押圧力によって、バネ本来の縮みの限界に達することがないように、バネ長及びバネ定数が設定されている。このようにして、押圧部２０（押圧手段）及び後述のプレス部３０（押し型）は、弾性部材２６の収縮時においても剛体同士が接触しない非接触状態を維持するようになっている。

なお、弾性部材２６ａ〜２６ｃは、弾性伸縮可能であれば特に限定されず、コイルばね、皿ばね等従来周知の部材が使用できる。ただし、押圧力が大きいことを考慮すると、耐久性の観点で皿ばねが好ましい。

図１に戻って、嵌合凹部２４ａ、２４ｂは、押圧部２０及び後述のプレス部３０が離隔する方向（図１における上方向）に拡径している。また押圧部２０は、介在板２７に突設されたストッパ２５ａ，２５ｂを更に備えており、これらストッパ２５ａ，２５ｂの頸部分には嵌合凸部としてのテーパ部２５１ａ、２５１ｂが膨出して設けられている。テーパ部２５１ａ、２５１ｂは嵌合凹部２４ａ、２４ｂと対称な形状であるため、嵌合凹部２４ａ、２４ｂに嵌合される。これにより、弾性部材２６ａ、２６ｂが伸張しても、延出部２３がストッパ２５ａ，２５ｂに係合し続ける。なお、前述のように、延出部２３が押圧本体２１を中心として対称に設けられ、嵌合凹部２４ａ、２４ｂは延出部２３において押圧本体２１から略等距離に設けられていることから、ストッパ２５ａ，２５ｂは押圧力の作用中心に関して対称に配置されることになる。

プレス部３０がその下方に位置する素材ガラスＭＧをプレスして押圧部２０がプレス部３０に接近する過程では、多大な荷重が作用してターンテーブル５３が瞬間的に反ることによって下型５０の設置面５１が押圧方向に対して非直交の状態に傾斜してしまう。しかし、それに応じて弾性部材２６ａ〜２６ｃが適宜異なる程度に伸縮するため、プレス面３３１は押圧方向に対して非直交の状態に傾斜して、設置面５１に沿う（図３（ｂ））。このように、プレス面３３１は、前述の押圧方向に対して非直交の状態に傾斜可能となる様に構成されている。

一方、プレスが終了して押圧本体２１がプレス部３０から離隔してゆくと、嵌合凹部２４ａ、２４ｂがテーパ部２５１ａ、２５１ｂに案内され、プレス部３０に対する押圧本体２１の位置が自然と初期位置へと戻る。

〔板状ガラス製造方法及びガラス成形方法〕
以上のガラス成形装置１０を用いた板状ガラス製造方法及びガラス成形方法を以下に説明する。

まず、図示しない素材ガラス供給装置から設置面５１へと素材ガラスを供給し、設置面５１に素材ガラスＭＧを設置する。続いて、導入路３１５から熱交換用流体を熱交換室３１１へと導入しながら、駆動源を稼動して押圧本体２１の上下動を開始する。これにより、押圧本体２１の下方向への移動に伴って、押圧力を弾性部材２６ａ〜２６ｃを介してプレス部３０に作用する。

やがて、図２（ｂ）に示されるようにプレス面３３１が素材ガラスＭＧに衝突すると、素材ガラスＭＧからの反発力がプレス面３３１に負荷される。また、その後、更に押圧本体２１が下方へと移動することで、設置面５１上の素材ガラスＭＧがプレス部３０のプレス面３３１でプレスされ、板状ガラスが製造されることになる（図２（ｃ））。この過程での衝撃は弾性部材２６ａ〜２６ｃで緩衝されるため、プレス面３３１が素材ガラスＭＧに衝突した際のはねかえりが抑制され、素材ガラスＭＧとプレス面３３１との接触状態が維持される。押圧力による弾性部材２６の最大たわみ量が少なすぎると、弾性部材２６の緩衝効果が充分に得られにくいため、プレスの押圧力による弾性部材２６の最大たわみ量は２ｍｍ以上であることが好ましく、上述の効果をより得やすくするためには２.５ｍｍ以上がより好ましく、３．０ｍｍ以上が最も好ましい。また、最大たわみ量が多すぎると、素材ガラスＭＧが充分に延伸せず、所望の薄さの板状ガラスが得られないため、プレスの押圧力による弾性部材の最大たわみ量は７ｍｍ以下であることが好ましく、上述の効果をより得やすくするためには６ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以下が最も好ましい。

また、素材ガラスＭＧをプレスする間、弾性部材２６が収縮した場合でも、底面２１５及び表面２７５が接触しない非接触状態が維持される（図２（ｃ））。

この間、ターンテーブル５３が瞬間的に反ることにより下型５０の設置面５１が傾斜すると、これに応じて弾性部材２６ａ〜２６ｃが適宜異なる程度に伸縮して、プレス面３３１が傾斜する。これにより、プレス面３３１及び設置面５１が互いに平行な状態が維持され、互いに沿うことになる（図３（ｂ））。前述のように弾性部材２６ａ〜２６ｃは、押圧本体２１に略対称に設けられているため、押圧本体２１をその軸方向に上下動すると、押圧力の作用中心に関して対称な位置に配置される。

このとき、剛性部材であるストッパ２５ａ，２５ｂも押圧力の作用中心に関して対称に配置されている。また、ストッパ２５ａ，２５ｂは、プレス部３０側（特に介在板２７）に固定され、押圧部２０側（特に嵌合凹部２４）に挿脱可能に嵌合され、具体的には、嵌合凹部２４ａ，２４ｂとテーパ部２５１ａ，２５１ｂとによって嵌合されている。上記の態様では、剛性部材（ストッパ２５ａ、２５ｂ）が押し型（プレス部３０）に固定され、押圧手段（押圧部２０）に挿脱可能に嵌合されるが、剛性部材が押圧手段に固定され、押し型に挿脱可能に嵌合されてもよい。

このようにして製造された板状ガラスは、カンや割れが少ないため、情報記憶媒体ディスク用基板等に有用である。

［作用効果］
本実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。

弾性部材２６ａ〜２６ｃの緩衝作用により、プレス面３３１が素材ガラスＭＧに衝突した際のはねかえりが抑制され、ガラスとプレス面３３１との接触状態が維持される。このため、カンや割れの少ない板状ガラスを製造できる。

素材ガラスＭＧをプレスすると、その衝撃によって設置面５１が傾斜する場合がある。すると、素材ガラスに負荷される力が不均衡になり、偏肉した歪なガラスが製造されることが懸念される。しかし、本実施形態によれば、プレス面３３１を押圧方向（図３における上下方向）に対して非直交の状態に傾斜可能としたので、設置面５１の傾斜に応じてプレス面３３１が傾斜し、互いに沿う。これにより、素材ガラスＭＧに負荷される力の均衡が維持されるので、ガラスの偏肉を抑制できる。

底面２１５及び表面２７５が接触しない非接触状態が維持されるので、素材ガラスＭＧ又は素材ガラスＭＧが設置された設置面５１からの衝撃が常に弾性部材２６ａ〜２６ｃで緩衝される。このため、プレス部３０のプレス面３３１及び素材ガラスＭＧの接触状態が保証されるので、カンや割れの少ない板状ガラスをより確実に製造できる。

弾性部材２６ａ〜２６ｃを押圧力の作用中心に関して対称に配置したので、プレス面３３１及び設置面５１が互いに沿い、設置面５１上の素材ガラスＭＧを均等にプレスする。これにより、ガラスの偏肉を大幅に抑制できる。

プレスが終了して押圧本体２１がプレス部３０から離隔してゆくと、嵌合凹部２４ａ、２４ｂがテーパ部２５１ａ、２５１ｂに案内され、プレス部３０に対する押圧本体２１の位置が自然と初期位置へと戻る。これにより、プレス部３０に対する押圧部２０の位置が毎回一定化し、ガラスの品質を均質化できる。なお、プレス部３０が素材ガラスＭＧをプレスする際には、嵌合凹部２４ａ，２４ｂ及びテーパ部２５１ａ，２５１ｂが自由に離間するため、押圧部２０による押圧力が弾性部材２６ａ〜２６ｃを介してプレス部３０に作用する。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係るガラス成形装置１０Ａの概略構成図である。図５は図４のガラス成形装置１０Ａの使用状態を示す図である。本実施形態は、押圧部２０Ａの構造において第１実施形態と異なる。

即ち、介在板２７Ａの中央には、押圧本体２１の軸方向に沿って延びる嵌合穴２７７が形成されている。この嵌合穴２７７は押圧本体２１Ａと略同径であり、押圧本体２１Ａが嵌合されている。これにより、押圧本体２１Ａが嵌合穴２７７と嵌合しながら摺動するため、プレス部３０（押し型）に押圧方向で接近するよう押圧部２０Ａ（押圧手段）が案内される。このように押圧本体２１Ａ及び嵌合穴２７７は案内手段を構成する。

なお、押圧本体２１Ａ及び嵌合穴２７７の間には僅かなクリアランスが存在し、このクリアランスによって、介在板２７Ａよりも下方の部材が押圧本体２１に対して傾斜可能である。かかるクリアランスは、想定される設置面５１の傾斜角に応じて適宜設定されるが、通常、３０μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは４０μｍ以上、最も好ましくは５０μｍ以上である。他方、クリアランスが大きすぎると、上述のような案内機能が不充分になることが懸念されるので、クリアランスは、５００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３００μｍ以下、最も好ましくは２００μｍ以下である。ここで、上記のクリアランス値は、常温における値である。押圧本体２１Ａが常温で直径Ｄの円柱であり、クリアランスの値をａと設計する場合、嵌合穴２７７は常温で（Ｄ+２ａ）の直径を有する円孔とすればよい。

本実施形態における嵌合穴２７７は、底面２１５Ａが底部２７８に接触しない程度の深さで形成される。これにより、素材ガラスＭＧをプレスする際、後述の弾性部材２６Ａが収縮して底面２１５Ａが底部２７８に接近してゆくが、弾性部材２６Ａが収縮した場合でも、底面２１５Ａ及び底部２７８が接触しない非接触状態が維持されることになる（図５（ｃ））。また、弾性部材２６Ａがバネの場合、プレス時の押圧力によって、バネ本来の縮みの限界に達することがないように、バネ長及びバネ定数が設定されている。

また、本実施形態における弾性部材２６Ａは、押圧力の作用中心である押圧本体２１Ａを囲んで１つのみ設けられている。つまり、嵌合凹部２４及び介在板２７Ａの間には弾性部材が介在していない。これにより、押圧本体２１からの押圧力は、弾性部材２６Ａのみを介して介在板２７Ａより下方へと作用することになる。なお、本実施形態における「１つのみ」とは、弾性部材が１箇所に設けられていることを指す。つまり、本実施形態のように、複数個の皿ばねが直列に連なった弾性部材も、押圧本体２１Ａの周囲という１箇所に設けられている以上、「１つのみ」の弾性部材に該当する。ここで、本実施形態における弾性部材２６Ａは皿ばね（Ｈ−８０）を８枚直列に重ねたものであり、プレス前の初期状態で３．６ｍｍのたわみ量であり、プレス時の押圧力によって更に３．２ｍｍたわむように設計されている。

［作用効果］
本実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加えて、以下の作用効果が得られる。

押圧部２０及びプレス部３０Ａが弾性部材２６Ａで介在されているため、押圧方向に直交する方向に何らかの力が負荷されると、押圧部２０がプレス部３０に接近する方向が押圧方向からずれてしまうおそれがある。すると、プレス面が、設置面と非平行で設置面に押圧されるため、ガラスの偏肉が生じやすい。しかし本実施形態によれば、プレス部３０Ａが押圧方向で接近するように押圧部２０が案内されるので、プレス部３０Ａの押圧中心に対してプレス面３３１の中心がずれることなく設置面５１に向かって押圧される。このため、ガラスの偏肉を抑制できる。

押圧力が極めて大きいため、素材ガラスＭＧのプレスを反復して弾性部材２６Ａの伸縮を繰り返すと、弾性部材２６Ａが劣化してゆく。弾性部材が複数設けられている場合、ある劣化度の高い弾性部材のみを新品に交換すると、この新品と他の非交換の弾性部材との間で伸縮性に少なからぬ差異が生じることが懸念される。すると、各弾性部材を介して作用する押圧力の作用中心の位置がずれるため、プレス面による素材ガラスのプレスが非対称となり、ガラスの偏肉のおそれがある。しかし本実施形態によれば、弾性部材２６Ａを１つのみ設けたので、この弾性部材２６Ａの劣化度合いのいかんにかかわらず、常時、プレス面３３１による素材ガラスＭＧのプレスが均等になる。これにより、ガラスの偏肉をより確実に抑制できる。

＜実施例＞
図４に示したガラス成形装置１０Ａを用い、ガラス成形を行った。具体的には、素材ガラスとして溶融ガラスを設置面５１へと供給し、プレス速度３５０ｍｍ／ｓｅｃ、サイクルタイム（プレス開始後次ぎのプレス開始までの時間）１．５秒、目標厚み０．７１ｍｍ又は０．６５ｍｍの条件下、溶融ガラスを設置面５１及びプレス面３３１でプレスすることで、円板状ガラスを作成した。

（比較例）
図６に示すようにガラス成形装置５００（押圧力が弾性部材を介さずプレス面６７に作用する）を用い、目標厚みを０．８０ｍｍ又は０．６１ｍｍとした点を除き、実施例と同様の手順で板状ガラスを作成した。

［評価］
実施例及び比較例で作成した板状ガラスに関し、「デジマチックインジケータＩＤ−Ｎ」（ミツトヨ社製）を用いて、板状ガラスの外縁から内側へ１ｍｍの部分（９０°間隔の計４点）で厚みを測定した。個体内での４点の厚みの最大値−最小値を個体内での厚み差とし、個体内での厚み差のサンプル数についての平均値、最大値、最小値、最大値−最小値を算出した。また、円板状ガラスを観察し、カン又は割れの個数を計測するとともに、歩留まりを算出した。この結果を表１に示す。

表１に示されるように、カン又は割れの発生数は、比較例では３８、４９であったのに対し、実施例では６、４であり比較例よりも格段に少なかった。これにより、押圧力を弾性部材を介して押し型に作用させることで、顕著にカンや割れの少ない板状ガラスを製造できることが確認された。

また、各板状ガラス内での厚み差は、実施例において比較例よりも格段に小さかった。これにより、押圧力を弾性部材を介して押し型に作用させつつ、プレス面を押圧方向に対して非直交の状態に傾斜可能とすることで、ガラスの偏肉を顕著に抑制できることが確認された。

この結果、歩留まりは、比較例では７５．３％、７７．７％であったのに対し、実施例では９７．０％、９８．０％であり比較例よりも格段に高く、実施例に係る成形装置によって製造コストを大幅に削減できることが確認された。

本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

本発明の第１実施形態に係るガラス成形装置の概略構成図である。 図１のガラス成形装置の使用状態を示す図である。 図２のガラス成形装置を構成するプレス面が傾斜する状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るガラス成形装置の概略構成図である。 図４のガラス成形装置の使用状態を示す図である。 従来例に係るガラス成形装置の概略構成図である。

符号の説明

１０、１０Ａ ガラス成形装置
２０、２０Ａ 押圧部（押圧手段）
２１、２１Ａ 押圧本体（案内手段）
２４ 嵌合凹部
２５ ストッパ（剛性部材）
２５１ テーパ部（嵌合凸部）
２６、２６Ａ 弾性部材
２７７ 嵌合穴（案内手段）
３０ プレス部（押し型）
３３ 上型
３３１ プレス面
５０ 下型（受け型）
５１ 設置面

Claims (17)

1. 略平坦なプレス面を有する押し型と、このプレス面に略直交する押圧方向に前記押し型を押圧可能な押圧手段と、を備えるガラス成形装置であって、
   前記押圧手段による押圧力は、弾性部材を介して前記押し型に作用するガラス成形装置。
2. 前記プレス面は、前記押圧方向に対して非直交の状態に傾斜可能である請求項１記載のガラス成形装置。
3. 前記押圧手段及び前記押し型は、前記弾性部材の収縮時においても、剛体同士が接触しない非接触状態を維持する請求項１又は２記載のガラス成形装置。
4. 前記押し型に前記押圧方向で接近するよう前記押圧手段を案内する案内手段を更に備える請求項１から３いずれか記載のガラス成形装置。
5. 前記弾性部材は、押圧力の作用中心に関して対称に配置されている請求項１から４いずれか記載のガラス成形装置。
6. 前記弾性部材は１つのみ設けられ、押圧力の作用中心を囲んで配置されている請求項５記載のガラス成形装置。
7. 押圧力の作用中心に関して対称に配置された剛性部材を更に備え、
   前記剛性部材は、前記押圧手段及び前記押し型の一方に固定され、且つ、他方に挿脱可能に嵌合され、
   前記嵌合は、前記押圧手段及び前記押し型が離隔する方向に拡径する嵌合凹部と、前記嵌合凹部に対称な形状の嵌合凸部と、によってなされている請求項１から６いずれか記載のガラス成形装置。
8. 前記プレス面と略平行に対向配置され素材ガラスが設置される設置面を有する受け型を更に備える請求項１から７いずれか記載のガラス成形装置。
9. 請求項８記載のガラス成形装置と、素材ガラスを前記受け型の設置面に供給する素材ガラス供給装置と、を備える板状ガラス製造装置。
10. 略平坦なプレス面を有する押し型と、前記プレス面に対向配置され素材ガラスが設置される設置面を有する受け型と、前記プレス面に略直交する押圧方向に前記押し型を押圧可能な押圧手段と、を用いたガラス成形方法であって、
    前記設置面に素材ガラスを設置し、
    前記押圧手段による押圧力を弾性部材を介して前記押し型に作用することで、前記素材ガラスを前記押し型でプレスする工程を有するガラス成形方法。
11. 前記プレス面を、前記押圧方向に対して非直交の状態に傾斜可能とし、前記設置面と平行の状態を維持する請求項１０記載のガラスプレス方法。
12. 前記弾性部材の収縮時においても、前記押圧手段及び前記押し型の剛体同士が接触しない非接触状態を維持する請求項１０又は１１記載のガラス成形方法。
13. 前記押し型に前記押圧方向で接近するよう前記押圧手段を案内する案内工程を更に有する請求項１０から１２いずれか記載のガラス成形方法。
14. 前記弾性部材を、押圧力の作用中心に関して対称に配置する請求項１０から１３いずれか記載のガラス成形方法。
15. 前記弾性部材を１つのみ設け、押圧力の作用中心を囲んで配置する請求項１４記載のガラス成形方法。
16. 押圧力の作用中心に関して対称に剛性部材を更に配置し、
    前記剛性部材を、前記押圧手段及び前記押し型の一方に固定し、且つ、他方に挿脱可能に嵌合し、
    前記嵌合は、前記押圧手段及び前記押し型が離隔する方向に拡径する嵌合凹部と、前記嵌合凹部に対称な形状の嵌合凸部と、によって行う請求項１０から１５いずれか記載のガラス成形方法。
17. 素材ガラスを前記設置面に供給し、請求項１０から１６いずれか記載のガラス成形方法でガラスを成形する工程を有する板状ガラス製造方法。

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