JP2024072629A - ガラス物品の製造方法、及びガラス物品の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガラス板に曲げ部を安定して形成することで、ガラス板の分断を安定して行うことを可能にしたガラス物品の製造方法、及びガラス物品の製造装置を提供する。
【解決手段】ガラス物品の製造方法は、第1固定工程、第2固定工程、曲げ部形成工程、及び分断工程を備える。第1固定工程では、ガラス板G1の第1部G2を第1定盤12aに固定する。第2固定工程では、ガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aに固定する。曲げ部形成工程では、第1定盤12aと第2定盤13aとを接近させる方向に相対移動させることで、ガラス板G1の分断予定部G4に沿った曲げ部G4aを形成する。分断工程では、曲げ部G4aにクラックを形成し、曲げ部G4aに沿ったクラックの進展により、ガラス板G1の第1部G2とガラス板G1の第2部G3とを分断する。
【選択図】図4
【解決手段】ガラス物品の製造方法は、第1固定工程、第2固定工程、曲げ部形成工程、及び分断工程を備える。第1固定工程では、ガラス板G1の第1部G2を第1定盤12aに固定する。第2固定工程では、ガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aに固定する。曲げ部形成工程では、第1定盤12aと第2定盤13aとを接近させる方向に相対移動させることで、ガラス板G1の分断予定部G4に沿った曲げ部G4aを形成する。分断工程では、曲げ部G4aにクラックを形成し、曲げ部G4aに沿ったクラックの進展により、ガラス板G1の第1部G2とガラス板G1の第2部G3とを分断する。
【選択図】図4
Description
本発明は、ガラス物品の製造方法、及びガラス物品の製造装置に関する。
ガラス板の製品となる第1部とガラス板の第2部とを分断することでガラス物品を製造するガラス物品の製造方法が知られている。特許文献1に記載されるように、ガラス板を分断するには、例えば、ガラス板の切断予定線に曲げ部を形成した後、曲げ部にクラックを形成する。このクラックが曲げ部に沿って進展することで、ガラス板を分断することができる。
上記のように、ガラス板の曲げ部に沿ったクラックの進展により、ガラス板を分断する場合、曲げ部を安定して形成するという観点で未だ改善の余地がある。
本発明の目的は、ガラス板に曲げ部を安定して形成することで、ガラス板の分断を安定して行うことを可能にしたガラス物品の製造方法、及びガラス物品の製造装置を提供することにある。
本発明の目的は、ガラス板に曲げ部を安定して形成することで、ガラス板の分断を安定して行うことを可能にしたガラス物品の製造方法、及びガラス物品の製造装置を提供することにある。
上記課題を解決するガラス物品の製造方法、及びガラス物品の製造装置の各態様について説明する。
態様1のガラス物品の製造方法は、ガラス板の製品となる第1部と前記ガラス板の第2部とを分断することでガラス物品を製造するガラス物品の製造方法であって、前記ガラス板の前記第1部を第1定盤に固定する第1固定工程と、前記ガラス板の前記第2部を第2定盤に固定する第2固定工程と、前記第1定盤と前記第2定盤とを接近させる方向に相対移動させることで、前記ガラス板の分断予定部に沿った曲げ部を形成する曲げ部形成工程と、前記曲げ部にクラックを形成し、前記曲げ部に沿った前記クラックの進展により、前記ガラス板の前記第1部と前記ガラス板の前記第2部とを分断する分断工程と、を備える。
態様1のガラス物品の製造方法は、ガラス板の製品となる第1部と前記ガラス板の第2部とを分断することでガラス物品を製造するガラス物品の製造方法であって、前記ガラス板の前記第1部を第1定盤に固定する第1固定工程と、前記ガラス板の前記第2部を第2定盤に固定する第2固定工程と、前記第1定盤と前記第2定盤とを接近させる方向に相対移動させることで、前記ガラス板の分断予定部に沿った曲げ部を形成する曲げ部形成工程と、前記曲げ部にクラックを形成し、前記曲げ部に沿った前記クラックの進展により、前記ガラス板の前記第1部と前記ガラス板の前記第2部とを分断する分断工程と、を備える。
上記のように、曲げ部形成工程では、第1定盤と第2定盤とを接近させる方向に相対移動させる移動距離の設定により、ガラス板に曲げ部を安定して形成することができる。これにより、分断工程において、曲げ部に沿ったクラックの進展を安定させることが可能となる。
態様2のガラス物品の製造方法では、態様1において、前記第2固定工程では、前記第2定盤に前記ガラス板の前記第2部を気体の吸引により吸着させてもよい。この方法によれば、例えば、第2定盤に対するガラス板の第2部の固定と、固定の解除とを容易に行うことができる。
態様3のガラス物品の製造方法では、態様1又は態様2において、前記第2固定工程では、前記第2定盤に前記ガラス板の前記第2部を押さえ付けてもよい。この方法によれば、例えば、第2定盤に対するガラス板の第2部の浮き上がりを抑えることで、曲げ部をより安定して形成することができる。これにより、分断工程において、曲げ部に沿ったクラックの進展をより安定させることが可能となる。
態様4のガラス物品の製造方法では、態様3において、前記第2固定工程では、前記ガラス板の前記分断予定部に沿った前記ガラス板の全幅にわたって前記ガラス板の前記第2部を前記第2定盤に押さえ付けてもよい。この方法によれば、例えば、第2定盤に対するガラス板の第2部の浮き上がりを上記全幅にわたって抑えることで、曲げ部をさらに安定して形成することができる。これにより、分断工程において、曲げ部に沿ったクラックの進展をさらに安定させることが可能となる。
態様5のガラス物品の製造方法は、態様1から態様4のいずれか一つの態様において、前記第2固定工程では、前記ガラス板の前記第2部が前記第1部へ向かうにしたがって下方に傾斜する傾斜姿勢となるように前記第2部を前記第2定盤に固定し、前記曲げ部形成工程を前記ガラス板の前記第2部の前記傾斜姿勢を維持した状態で行ってもよい。この方法によれば、曲げ部形成工程において、曲げ部の形状が下方に凸となる湾曲形状に形成され易くなる。このため、曲げ部をさらに安定して形成することができる。これにより、分断工程において、曲げ部に沿ったクラックの進展をさらに安定させることが可能となる。
態様6のガラス物品の製造方法は、態様1から態様5のいずれか一つの態様において、前記第1固定工程及び前記第2固定工程では、前記ガラス板の前記第2部を前記ガラス板の前記第1部よりも低い位置に配置し、前記曲げ部形成工程を前記第2部が前記第1部よりも低い位置関係を維持した状態で行ってもよい。この方法によれば、分断工程において、分断されたガラス板の第1部と、分断されたガラス板の第2部とが上下に離間することで、第1部と第2部との接触を容易に回避することが可能となる。
態様7のガラス物品の製造方法では、態様6において、前記第2定盤よりも前記第1定盤に近い位置に前記曲げ部の断面視頂部を形成してもよい。例えば、このような位置に曲げ部の断面視頂部を形成することができる。
態様8のガラス物品の製造方法は、態様1から態様7のいずれか一つの態様において、前記分断工程では、前記曲げ部の断面視頂部に前記クラックを形成してもよい。この方法によれば、例えば、曲げ部に沿ったクラックの進展をより安定させることが可能となる。
態様9のガラス物品の製造方法は、態様1から態様8のいずれか一つの態様において、前記分断工程後に、前記第2定盤から前記ガラス板の前記第2部を排出する排出工程をさらに備え、前記排出工程では、前記ガラス板の前記第1部から分断された前記ガラス板の前記第2部を前記第2定盤から見て前記第1定盤とは反対側に落下させるように前記第2定盤を傾斜させてもよい。この方法によれば、ガラス板の第2部の排出を円滑に行うことができる。
態様10のガラス物品の製造方法では、態様1から態様9のいずれか一つの態様において、前記分断工程後に、前記第2定盤から前記ガラス板の前記第2部を排出する排出工程をさらに備え、前記排出工程では、前記ガラス板の前記第2部を前記第2定盤から浮上させる気体を噴射してもよい。この方法によれば、ガラス板の第2部の排出を円滑に行うことができる。
態様11のガラス物品の製造方法では、態様1から態様10のいずれか一つの態様において、前記第1固定工程では、前記第1定盤に前記ガラス板の前記第1部を気体の吸引により吸着させてもよい。この方法によれば、例えば、第1定盤に対するガラス板の第1部の固定と、固定の解除とを容易に行うことができる。
態様12のガラス物品の製造方法では、態様1から態様11のいずれか一つの態様において、前記第1部が前記ガラス板の中央部を含む製品部であり、前記第2部が前記ガラス板の両端部であり、前記ガラス板の両端部の各々に対して、前記第2固定工程と前記曲げ部形成工程と前記分断工程とを行うことで、前記ガラス板の製品部と前記ガラス板の両端部とを分断してもよい。この方法によれば、例えば、ガラス板の両端部を円滑に分断することができる。
態様13のガラス物品の製造方法では、態様1から態様12のいずれか一つの態様において、前記ガラス板の厚さは、0.01mm以上、0.3mm以下の範囲内であってもよい。
態様14のガラス物品の製造装置は、ガラス板の中央部を含む第1部と前記ガラス板の第2部とを前記ガラス板の分断予定部で分断することでガラス物品を製造するガラス物品の製造装置であって、前記ガラス板の前記第1部が固定される第1定盤を有する第1固定部と、前記ガラス板の前記第2部が固定される第2定盤を有する第2固定部と、前記第1定盤と前記第2定盤とを接近させる方向に相対移動させることで、前記ガラス板の前記分断予定部に沿った曲げ部を形成する曲げ部形成機構と、前記曲げ部にクラックを形成し、前記曲げ部に沿った前記クラックの進展により、前記ガラス板の前記第1部と、前記ガラス板の前記第2部とを分断するクラック形成装置と、を備える。
本発明は、ガラス板に曲げ部を安定して形成することで、ガラス板の分断を安定して行うことが可能となる効果を発揮する。
以下、ガラス物品の製造方法、及びガラス物品の製造装置の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
<ガラス物品の製造装置>
図1及び図2に示すように、ガラス物品の製造装置11は、第1固定部12と、第2固定部13と、曲げ部形成機構14と、クラック形成装置15とを備えている。ガラス物品の製造装置11は、位置決め機構16をさらに備えている。ガラス物品の製造装置11は、ガラス板G1の製品となる第1部G2と、ガラス板G1の第2部G3とを分断することでガラス物品を製造する。本実施形態では、ガラス板G1の第1部G2は、ガラス板G1の中央部を含む製品部である。また、ガラス板G1の第2部G3は、ガラス板G1の両端部である。
図1及び図2に示すように、ガラス物品の製造装置11は、第1固定部12と、第2固定部13と、曲げ部形成機構14と、クラック形成装置15とを備えている。ガラス物品の製造装置11は、位置決め機構16をさらに備えている。ガラス物品の製造装置11は、ガラス板G1の製品となる第1部G2と、ガラス板G1の第2部G3とを分断することでガラス物品を製造する。本実施形態では、ガラス板G1の第1部G2は、ガラス板G1の中央部を含む製品部である。また、ガラス板G1の第2部G3は、ガラス板G1の両端部である。
以下、図面中のXYZ軸におけるXY平面は、ガラス板G1の主面に沿った平面を示し、Z軸に沿った方向は、ガラス板G1の厚さ方向を示す。Y軸方向は、ガラス板G1の分断予定部G4に沿った分断方向を示す。すなわち、分断予定部G4はガラス板G1の主面に沿った方向に延長するよう設定される。
(第1固定部、及び第2固定部)
図1~図3に示すように、ガラス物品の製造装置11の第1固定部12は、ガラス板G1の第1部G2が固定される第1定盤12aを有している。第1定盤12aは、ガラス板G1の第1部G2における主面が載置可能な載置面を有している。
図1~図3に示すように、ガラス物品の製造装置11の第1固定部12は、ガラス板G1の第1部G2が固定される第1定盤12aを有している。第1定盤12aは、ガラス板G1の第1部G2における主面が載置可能な載置面を有している。
図1に示すように、第1固定部12は、ガラス板G1の第1部G2を第1定盤12aに気体の吸引により吸着させる第1吸着機構12bを備えている。第1吸着機構12bは、第1定盤12aの載置面に開口する吸引孔H1と図示を省略した吸引ポンプを備えている。第1吸着機構12bは、吸引孔H1から気体を吸引することで、ガラス板G1の第1部G2を第1定盤12aに吸着させる。
図1~図3に示すように、ガラス物品の製造装置11の第2固定部13は、第1固定部12の両側にそれぞれ設けられている。各第2固定部13は、共通する構成を有している。各第2固定部13は、ガラス板G1の第2部G3が固定される第2定盤13aを有している。各第2定盤13aは、ガラス板G1の第2部G3における主面が載置可能な載置面を有している。
図1に示すように、各第2固定部13は、ガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aに気体の吸引により吸着させる第2吸着機構13bを備えている。各第2吸着機構13bは、第2定盤13aの載置面に開口する通気孔H2と、図示を省略した吸引ポンプとを備えている。各第2吸着機構13bは、通気孔H2から気体を吸引することで、ガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aに吸着させる。
各第2固定部13は、ガラス板G1の各第2部G3を第2定盤13aから浮上させる気体を噴射する気体噴射機構13cを備えている。各気体噴射機構13cは、第2定盤13aの載置面に開口する上記通気孔H2と、図示を省略した送風装置とを備えている。すなわち、気体噴射機構13cと第2吸着機構13bとは、通気孔H2や通気孔H2に接続されるノズル配管等のハードウェアの一部を共用して構成することができる。気体噴射機構13cは、通気孔H2から気体を排出することで、ガラス板G1の各第2部G3を各第2定盤13aから浮上させる。
各第2固定部13は、第2定盤13aにガラス板G1の各第2部G3をそれぞれ押さえ付ける押さえ部材13dを備えている。押さえ部材13dは、ガラス板G1の分断予定部G4に沿って延びる長手方向を有している。押さえ部材13dは、ガラス板G1の各第2部G3を押さえる押え位置と、ガラス板G1の各第2部G3を第2定盤13a上に搬入及び搬出可能な開放位置とに変位可能に設けられている。押さえ部材13dは、ガラス板G1の分断予定部G4に沿ったガラス板G1の全幅にわたってガラス板G1の第2部G3を押さえることが可能な長さ寸法を有している。
図3、図4及び図10に示すように、第2固定部13は、ガラス板G1の第2部G3が第1部G2へ向かうにしたがって下方に傾斜する傾斜姿勢となるように第2部G3を固定する。詳述すると、図10に示すように、第2固定部13の第2定盤13aの上面は、水平面に対して角度θ1で傾斜している。角度θ1は、例えば、2°以上であることが好ましい。角度θ1は、例えば、10°以下であることが好ましい。
第1固定部12及び第2固定部13は、ガラス板G1の第2部G3をガラス板G1の第1部G2よりも低い位置に配置するように構成されている。詳述すると、第2固定部13の第2定盤13aの上面は、第1固定部12の第1定盤12aの上面よりも低い位置に配置されている。ガラス板G1の第2部G3の上面の高さと、ガラス板G1の第1部G2の上面の高さとの高低差ΔHは、例えば、1mm以上であることが好ましく、より好ましくは、2mm以上であり、さらに好ましくは、5mm以上である。この高低差ΔHは、例えば、50mm以下であることが好ましい。
図8及び図9に示すように、第2固定部13の第2定盤13aは、ガラス板G1の第1部G2と分断されたガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aから見て第1定盤12aとは反対側に落下させるように傾斜動作可能に設けられている。
(曲げ部形成機構)
図3及び図4に示すように、ガラス物品の製造装置11の曲げ部形成機構14は、ガラス板G1の分断予定部G4に沿った曲げ部G4aを形成する。すなわち、曲げ部形成機構14は、分断予定部G4に沿った曲げ部G4aに曲げ変形に伴う曲げ応力を作用させる。曲げ部形成機構14は、第1定盤12aと第2定盤13aとを接近させる方向に相対移動させる。
図3及び図4に示すように、ガラス物品の製造装置11の曲げ部形成機構14は、ガラス板G1の分断予定部G4に沿った曲げ部G4aを形成する。すなわち、曲げ部形成機構14は、分断予定部G4に沿った曲げ部G4aに曲げ変形に伴う曲げ応力を作用させる。曲げ部形成機構14は、第1定盤12aと第2定盤13aとを接近させる方向に相対移動させる。
本実施形態の曲げ部形成機構14は、各第2定盤13aを第1定盤12aに接近させる方向に移動させる移動機構14aを備えている。移動機構14aは、図面のX軸に沿った方向に各第2定盤13aを移動させる。移動機構14aとしては、例えば、ラックアンドピニオン機構、流体圧シリンダー等の周知の直動機構を用いることができる。
曲げ部形成機構14は、第1定盤12aと第2定盤13aと接近させる方向に相対移動させる前の第1定盤12aと第2定盤13aとの初期の間隔は、例えば、10mm以上であることとが好ましい。この初期の間隔は、20mm以上であることがより好ましく、さらに好ましくは、30mm以上である。また、この初期の間隔は、例えば、100mm以下であることが好ましい。曲げ部形成機構14は、第1定盤12aと第2定盤13aと接近させる方向に相対移動させた後の第1定盤12aと第2定盤13aとの動作後の間隔は、初期の間隔を100%としたとき、例えば、98%以下であることが好ましい。この動作後の間隔は、初期の間隔を100%としたとき、より好ましくは、95%以下であり、さらに好ましくは93%以下である。この動作後の間隔は、初期の間隔を100%としたとき、例えば、70%以上であることが好ましい。
曲げ部形成機構14は、ガラス板G1の第1部G2とガラス板G1の第2部G3とを、上述したガラス板G1の第2部G3の傾斜姿勢を維持した状態で接近させる。曲げ部形成機構14は、ガラス板G1の第1部G2とガラス板G1の第2部G3とを、ガラス板G1の第2部G3がガラス板G1の第1部G2よりも低い位置関係を維持した状態で接近させる。
(クラック形成装置)
図1に示すように、ガラス物品の製造装置11のクラック形成装置15は、ガラス板G1の曲げ部G4aにクラックを形成するためのクラック形成部材15aを備えている。図5及び図6に示すように、クラック形成装置15は、ガラス板G1に分断の起点となるクラックを形成する。このとき、曲げ部G4aに作用している曲げ応力によって、クラックが曲げ部G4aに沿って進展する。これにより、ガラス物品の製造装置11は、ガラス板G1の第1部G2と、ガラス板G1の第2部G3とを分断する。クラック形成部材15aとしては、例えば、棒状のやすり、ダイヤモンドチップ等の刃部材等が挙げられる。
図1に示すように、ガラス物品の製造装置11のクラック形成装置15は、ガラス板G1の曲げ部G4aにクラックを形成するためのクラック形成部材15aを備えている。図5及び図6に示すように、クラック形成装置15は、ガラス板G1に分断の起点となるクラックを形成する。このとき、曲げ部G4aに作用している曲げ応力によって、クラックが曲げ部G4aに沿って進展する。これにより、ガラス物品の製造装置11は、ガラス板G1の第1部G2と、ガラス板G1の第2部G3とを分断する。クラック形成部材15aとしては、例えば、棒状のやすり、ダイヤモンドチップ等の刃部材等が挙げられる。
クラック形成部材15aは、図1に二点鎖線で示すように、ガラス板G1の曲げ部G4aに向かって進退可能に設けられている。本実施形態のクラック形成部材15aは、曲げ部G4aの延びる方向、すなわち分断予定部G4の延びる方向の端面にクラックを形成する。
図5には、クラック形成部材15aの先端位置を直線で示している。本実施形態のクラック形成部材15aは、図10に示す曲げ部G4aの断面視頂部Pにクラックを形成する。本実施形態において断面視頂部Pは、ガラス板G1の断面視で曲げ部G4aの曲率が最大となる頂点の位置である。ガラス板G1の断面視は、分断予定部G4の延長方向と直交する断面視、すなわち図面におけるZX平面と平行な断面視である。また、クラック形成部材15aは、図1に示すガラス板G1の平面視においては、同平面に沿って延長する曲げ部G4aの一方の端の近傍にクラックを形成することが好ましい。クラック形成部材15aが刃部材の場合では、刃先の長手方向は、例えば、ガラス板G1の厚さ方向に沿ってガラス板G1の端面に当接されることが好ましい。
(位置決め機構)
ガラス物品の製造装置11の位置決め機構16は、第1固定部12の第1定盤12a上、及び第2固定部13の第2定盤13a上に載置されたガラス板G1を挟み込むように配置される。詳述すると、位置決め部は、ガラス板G1の第1の側面に当接する固定位置決め部16aと、ガラス板G1の第1の側面とは反対側の第2の側面に当接する可動位置決め部16bとを有している。第1の側面及び第2の側面は、分断予定部G4に沿った方向と直交する方向に延びる側面である。
ガラス物品の製造装置11の位置決め機構16は、第1固定部12の第1定盤12a上、及び第2固定部13の第2定盤13a上に載置されたガラス板G1を挟み込むように配置される。詳述すると、位置決め部は、ガラス板G1の第1の側面に当接する固定位置決め部16aと、ガラス板G1の第1の側面とは反対側の第2の側面に当接する可動位置決め部16bとを有している。第1の側面及び第2の側面は、分断予定部G4に沿った方向と直交する方向に延びる側面である。
可動位置決め部16bは、固定位置決め部16aに接近及び離間する方向に移動可能に設けられている。可動位置決め部16bは、ガラス板G1を固定位置決め部16aに当接する位置まで移動させることができる。
<ガラス物品の製造方法>
次に、本実施形態のガラス物品の製造方法について説明する。
図11に示すように、本実施形態のガラス物品の製造方法は、第1固定工程(ステップS1)、第2固定工程(ステップS2)、曲げ部形成工程(ステップS3)、及び分断工程(ステップS4)を備えている。ガラス物品の製造方法は、ガラス板G1の中央部を含む第1部G2とガラス板G1の第2部G3とを分断することでガラス物品を製造する。本実施形態のガラス物品の製造方法は、さらに排出工程(ステップS5)を備えている。
次に、本実施形態のガラス物品の製造方法について説明する。
図11に示すように、本実施形態のガラス物品の製造方法は、第1固定工程(ステップS1)、第2固定工程(ステップS2)、曲げ部形成工程(ステップS3)、及び分断工程(ステップS4)を備えている。ガラス物品の製造方法は、ガラス板G1の中央部を含む第1部G2とガラス板G1の第2部G3とを分断することでガラス物品を製造する。本実施形態のガラス物品の製造方法は、さらに排出工程(ステップS5)を備えている。
(第1固定工程及び第2固定工程)
図2に示すように、ステップS1の第1固定工程、及びステップS2の第2固定工程では、まず、第1固定部12の第1定盤12a上、及び第2固定部13の第2定盤13a上にガラス板G1を載置する。このとき、ガラス物品の製造装置11の位置決め機構16により、ガラス板G1の位置決めを行うことができる。
図2に示すように、ステップS1の第1固定工程、及びステップS2の第2固定工程では、まず、第1固定部12の第1定盤12a上、及び第2固定部13の第2定盤13a上にガラス板G1を載置する。このとき、ガラス物品の製造装置11の位置決め機構16により、ガラス板G1の位置決めを行うことができる。
次に、図3に示すように、ステップS1の第1固定工程では、ガラス板G1の第1部G2を第1定盤12aに固定する。ステップS1の第1固定工程では、第1固定部12の第1吸着機構12bを用いることができる。
また、ステップS2の第2固定工程では、ガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aに固定する。ステップS2の第2固定工程では、第2固定部13の第2吸着機構13bを用いることができる。また、ステップS2の第2固定工程では、第2固定部13の押さえ部材13dを用いることができる。すなわち、押さえ部材13dを開放位置から押さえ位置へ変位させ、ガラス板G1の各第2部G3を第2定盤13aと押さえ部材13dとで挟持した状態で固定することができる。
本実施形態のガラス物品の製造方法では、ステップS1の第1固定工程とステップS2の第2固定工程とは同時に行ってもよいし、ステップS1の第1固定工程後にステップS2の第2固定工程を行ってもよい。なお、本実施形態のガラス物品の製造方法では、ステップS2の第2固定工程後に、ステップS1の第1固定工程を行うこともできる。
(曲げ部形成工程及び分断工程)
図4及び図10に示すように、ステップS3の曲げ部形成工程では、第1定盤12aと第2定盤13aとを接近させる方向に相対移動させることで、ガラス板G1の分断予定部G4に沿った曲げ部G4aを形成する。ステップS3の曲げ部形成工程では、上記曲げ部形成機構14を用いることができる。
図4及び図10に示すように、ステップS3の曲げ部形成工程では、第1定盤12aと第2定盤13aとを接近させる方向に相対移動させることで、ガラス板G1の分断予定部G4に沿った曲げ部G4aを形成する。ステップS3の曲げ部形成工程では、上記曲げ部形成機構14を用いることができる。
図10に示すように、ステップS3の曲げ部形成工程では、第2定盤13aよりも第1定盤12aに近い位置に曲げ部G4aの断面視頂部Pを形成している。第1定盤12aと曲げ部G4aの断面視頂部Pとの距離を第1距離D1とし、第2定盤13aと曲げ部G4aの断面視頂部Pとの距離を第2距離D2とした場合、D1<D2の関係を満たしている。
図5、図6、及び図10に示すように、ステップS4の分断工程では、ガラス板G1の曲げ部G4aにクラックを形成し、曲げ部G4aに沿ったクラックの進展により、ガラス板G1の第1部G2と、ガラス板G1の第2部G3とを分断する。ステップS4の分断工程では、上述したクラック形成部材15aを用いることができる。ステップS4の分断工程では、曲げ部G4aの断面視頂部Pにクラックを形成する。
図7に示すように、ステップS4の分断工程の後に、第1定盤12aと第2定盤13aとを離間させる方向に相対移動させる。このとき、分断されたガラス板G1の第1部G2の第1定盤12aに対する固定を解除してもよい。次に、図8に示すように、分断されたガラス板G1の各第2部G3の第2定盤13aに対する固定を解除する。
(排出工程)
図9に示すように、ステップS5の排出工程では、ステップS4の分断工程後、ガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aから排出する。ステップS5の排出工程では、ガラス板G1の第1部G2から分断されたガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aから見て第1定盤12aとは反対側に落下させるように第2定盤13aを傾斜させる。ステップS5の排出工程では、気体噴射機構13cを用いることができる。詳述すると、ステップS5の排出工程では、気体噴射機構13cにより、ガラス板G1の各第2部G3を各第2定盤13aから浮上させる。このとき、傾斜された第2定盤13aからガラス板G1の第2部G3を円滑に落下させることができる。ステップS5の排出工程では、第2定盤13aを傾斜させた後に、気体の噴射を行ってもよいし、気体の噴射中に第2定盤13aを傾斜させてもよい。
図9に示すように、ステップS5の排出工程では、ステップS4の分断工程後、ガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aから排出する。ステップS5の排出工程では、ガラス板G1の第1部G2から分断されたガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aから見て第1定盤12aとは反対側に落下させるように第2定盤13aを傾斜させる。ステップS5の排出工程では、気体噴射機構13cを用いることができる。詳述すると、ステップS5の排出工程では、気体噴射機構13cにより、ガラス板G1の各第2部G3を各第2定盤13aから浮上させる。このとき、傾斜された第2定盤13aからガラス板G1の第2部G3を円滑に落下させることができる。ステップS5の排出工程では、第2定盤13aを傾斜させた後に、気体の噴射を行ってもよいし、気体の噴射中に第2定盤13aを傾斜させてもよい。
ガラス板G1の第1部G2は、例えば、吸着機構を備えたロボットアームを用いて、第1定盤12aから排出することができる。本実施形態のガラス物品の製造方法は、第1部G2を複数の第1部に分断する工程等の後工程をさらに備えていてもよい。
(ガラス板)
ガラス板G1の厚さ寸法は、例えば、0.3mm以下、0.2mm以下、0.1mm以下、0.085mm以下、0.055mm以下、0.035mm以下である。ガラス板G1の厚さ寸法の下限は、例えば、0.005mm以上、0.01mm以上である。このような厚さ寸法のガラス板G1は、超薄板ガラス(UTG:Ultra Thin Glass)と呼ばれる。このようなガラス板G1から得られるガラス物品は、例えば、軽量性や曲げ性が求められるデバイスの材料として用いられる。
ガラス板G1の厚さ寸法は、例えば、0.3mm以下、0.2mm以下、0.1mm以下、0.085mm以下、0.055mm以下、0.035mm以下である。ガラス板G1の厚さ寸法の下限は、例えば、0.005mm以上、0.01mm以上である。このような厚さ寸法のガラス板G1は、超薄板ガラス(UTG:Ultra Thin Glass)と呼ばれる。このようなガラス板G1から得られるガラス物品は、例えば、軽量性や曲げ性が求められるデバイスの材料として用いられる。
ガラス板G1の平面形状は、特に限定されないが、例えば、四角形状である。本実施形態のガラス板G1の平面形状は、長方形であるが、正方形であってもよい。
ガラス板G1を構成するガラスとしては、例えば、ソーダガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。ガラス板G1は、化学強化用のガラス板であってもよい。化学強化用ガラスとしては、例えば、ガラス組成としてアルカリ金属酸化物を含むアルカリアルミノシリケートガラス、ソーダガラス等が挙げられる。アルカリアルミノシリケートガラスに含まれるアルカリ金属酸化物は、Li2O、Na2O、及びK2Oから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。化学強化用ガラスは、アルカリアルミノシリケートガラスであることが好ましい。アルカリアルミノシリケートガラスは、ガラス組成として質量%で、例えば、SiO2:50~80%、Al2O3:5~25%、B2O3:0~15%、Li2O:0~20%、Na2O:1~20%、K2O:0~10%を含有することが好ましい。なお、第1部G2と第2部G3とに分断された後のガラス組成は、ガラス板G1のガラス組成と同様である。
ガラス板G1を構成するガラスとしては、例えば、ソーダガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。ガラス板G1は、化学強化用のガラス板であってもよい。化学強化用ガラスとしては、例えば、ガラス組成としてアルカリ金属酸化物を含むアルカリアルミノシリケートガラス、ソーダガラス等が挙げられる。アルカリアルミノシリケートガラスに含まれるアルカリ金属酸化物は、Li2O、Na2O、及びK2Oから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。化学強化用ガラスは、アルカリアルミノシリケートガラスであることが好ましい。アルカリアルミノシリケートガラスは、ガラス組成として質量%で、例えば、SiO2:50~80%、Al2O3:5~25%、B2O3:0~15%、Li2O:0~20%、Na2O:1~20%、K2O:0~10%を含有することが好ましい。なお、第1部G2と第2部G3とに分断された後のガラス組成は、ガラス板G1のガラス組成と同様である。
<作用及び効果>
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)ガラス物品の製造方法は、ガラス板G1の中央部を含む第1部G2とガラス板G1の第2部G3とを分断することでガラス物品を製造する。ガラス物品の製造方法は、ステップS1の第1固定工程と、ステップS2の第2固定工程と、ステップS3の曲げ部形成工程と、ステップS4の分断工程とを備えている。ステップS1の第1固定工程では、ガラス板G1の第1部G2を第1定盤12aに固定する。ステップS2の第2固定工程では、ガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aに固定する。ステップS3の曲げ部形成工程では、第1定盤12aと第2定盤13aとを接近させる方向に相対移動させることで、ガラス板G1の分断予定部G4に沿った曲げ部G4aを形成する。ステップS4の分断工程では、曲げ部G4aにクラックを形成し、曲げ部G4aに沿ったクラックの進展により、ガラス板G1の第1部G2とガラス板G1の第2部G3とを分断する。
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)ガラス物品の製造方法は、ガラス板G1の中央部を含む第1部G2とガラス板G1の第2部G3とを分断することでガラス物品を製造する。ガラス物品の製造方法は、ステップS1の第1固定工程と、ステップS2の第2固定工程と、ステップS3の曲げ部形成工程と、ステップS4の分断工程とを備えている。ステップS1の第1固定工程では、ガラス板G1の第1部G2を第1定盤12aに固定する。ステップS2の第2固定工程では、ガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aに固定する。ステップS3の曲げ部形成工程では、第1定盤12aと第2定盤13aとを接近させる方向に相対移動させることで、ガラス板G1の分断予定部G4に沿った曲げ部G4aを形成する。ステップS4の分断工程では、曲げ部G4aにクラックを形成し、曲げ部G4aに沿ったクラックの進展により、ガラス板G1の第1部G2とガラス板G1の第2部G3とを分断する。
上記のようにステップS3の曲げ部形成工程では、第1定盤12aと第2定盤13aとを接近させる方向に相対移動させる移動距離の設定により、ガラス板G1に曲げ部G4aを安定して形成することができる。これにより、ステップS4の分断工程において、曲げ部G4aに沿ったクラックの進展を安定させることが可能となる。すなわち、ガラス板G1に曲げ部G4aを安定して形成することで、ガラス板G1の分断を安定して行うことが可能となる。
(2)ガラス物品の製造方法において、ステップS2の第2固定工程では、第2定盤13aに前記ガラス板G1の第2部G3を気体の吸引により吸着させている。この場合、例えば、第2定盤13aに対するガラス板G1の第2部G3の固定と、固定の解除とを容易に行うことができる。
(3)ガラス物品の製造方法において、ステップS2の第2固定工程では、第2定盤13aにガラス板G1の第2部G3を押さえ付けている。この場合、例えば、第2定盤13aに対するガラス板G1の第2部G3の浮き上がりを抑えることで、曲げ部G4aをより安定して形成することができる。これにより、ステップS4の分断工程において、曲げ部G4aに沿ったクラックの進展をより安定させることが可能となる。
(4)ガラス物品の製造方法において、ガラス板G1の分断予定部G4に沿ったガラス板G1の全幅にわたってガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aに押さえ付けている。この場合、例えば、第2定盤13aに対するガラス板G1の第2部G3の浮き上がりを上記全幅にわたって抑えることで、曲げ部G4aをさらに安定して形成することができる。これにより、ステップS4の分断工程において、曲げ部G4aに沿ったクラックの進展をさらに安定させることが可能となる。
(5)ガラス物品の製造方法において、ステップS2の第2固定工程では、ガラス板G1の第2部G3が第1部G2へ向かうにしたがって下方に傾斜する傾斜姿勢となるようにガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aに固定している。ガラス物品の製造方法では、ステップS3の曲げ部形成工程を、ガラス板G1の第2部G3の上記傾斜姿勢を維持した状態で行っている。
この場合、ステップS3の曲げ部形成工程において、曲げ部G4aの形状が下方に凸となる湾曲形状に形成され易くなる。このため、曲げ部G4aをさらに安定して形成することができる。これにより、ステップS4の分断工程において、曲げ部G4aに沿ったクラックの進展をさらに安定させることが可能となる。
(6)ガラス物品の製造方法において、ステップS1の第1固定工程及びステップS2の第2固定工程では、ガラス板G1の第2部G3をガラス板G1の第1部G2よりも低い位置に配置している。ガラス物品の製造方法では、ステップS3の曲げ部形成工程を、第2部G3が第1部G2よりも低い位置関係を維持した状態で行っている。このとき、例えば、第2定盤13aよりも第1定盤12aに近い位置に曲げ部G4aの断面視頂部Pを形成する。
この場合、例えば、ステップS3の曲げ部形成工程において、ガラス板G1を円滑に曲げることが可能となる。また、ステップS4の分断工程において、分断されたガラス板G1の第1部G2と、分断されたガラス板G1の第2部G3とが上下に離間することで、第1部G2と第2部G3との接触を容易に回避することが可能となる。従って、ガラス板G1の第1部G2の品位を容易に高めることができる。
(7)ガラス物品の製造方法において、ステップS3の分断工程では、曲げ部G4aの断面視頂部Pにクラックを形成している。この場合、例えば、曲げ部G4aに沿ったクラックの進展をより安定させることが可能となる。
(8)ガラス物品の製造方法において、ステップS5の排出工程では、ガラス板G1の第1部G2から分断されたガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aから見て第1定盤12aとは反対側に落下させるように第2定盤13aを傾斜させている。この場合、ガラス板G1の第2部G3の排出を円滑に行うことができる。従って、ガラス物品の製造効率を高めることが可能となる。
(9)ガラス物品の製造方法において、ステップS5の排出工程では、ガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aから浮上させる気体を噴射している。この場合、ガラス板G1の第2部G3の排出をより円滑に行うことができる。従って、ガラス物品の製造効率をより高めることが可能となる。
(10)ガラス物品の製造方法において、ステップS1の第1固定工程では、第1定盤12aにガラス板G1の第1部G2を気体の吸引により吸着させる第1吸着機構12bを用いている。この場合、例えば、第1定盤12aに対するガラス板G1の第1部G2の固定と、固定の解除とを容易に行うことができる。
(11)ガラス物品の製造方法において、ガラス板G1の両第2部G3,G3に対応して、ステップS2の第2固定工程とステップS3の曲げ部形成工程とステップS3の分断工程とを行っている。この場合、例えば、ガラス板G1の両第2部G3,G3を円滑に分断することができる。
<変更例>
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・ガラス物品の製造装置11における第1固定部12は、例えば、第2固定部13のように第1定盤12aにガラス板G1の第1部G2を押さえ付ける押さえ部材を備えていてもよい。なお、この場合、第1吸着機構12bを省略してもよい。
・ガラス物品の製造装置11の第2固定部13において、第2吸着機構13b及び押さえ部材13dのいずれか一方を省略することもできる。
・ガラス物品の製造装置11における第2固定部13において、押さえ部材13dの長さ寸法をガラス板G1の分断予定部G4に沿ったガラス板G1の一部を押さえる長さ寸法に変更することができる。この場合、押さえ部材13dの数は、単数であってもよいし、複数であってもよい。
・ガラス物品の製造装置11における第2固定部13において、押さえ部材13dの長さ寸法をガラス板G1の分断予定部G4に沿ったガラス板G1の一部を押さえる長さ寸法に変更することができる。この場合、押さえ部材13dの数は、単数であってもよいし、複数であってもよい。
・ステップS1の第1固定工程及びステップS2の第2固定工程において、ガラス板G1の第2部G3をガラス板G1の第1部G2と同じ高さ位置となるように配置してもよい。また、ステップS1の第1固定工程及びステップS2の第2固定工程において、ガラス板G1の第2部G3をガラス板G1の第1部G2よりも高い位置に配置してもよい。このようなガラス板G1の第1部G2の高さとガラス板G1の第2部G3の高さとの位置関係を維持した状態で、ステップS3の曲げ部形成工程を行うこともできる。
・ステップS2の第2固定工程では、ガラス板G1の第2部G3が第1部G2と平行となる姿勢となるように、ガラス板G1の第2部G3を第2固定部13に固定することもできる。また、ステップS2の第2固定工程では、ガラス板G1の第2部G3が第1部G2に向かうにしたがって上方に傾斜する傾斜姿勢となるように、ガラス板G1の第2部G3を第2固定部13に固定することもできる。このようなガラス板G1の第2部G3の姿勢を維持した状態で、ステップS3の曲げ部形成工程を行うこともできる。
・ガラス物品の製造装置11における曲げ部形成機構14は、第1定盤12aを第2定盤13aに接近させる方向に第1定盤12aを移動させる機構に変更することもできる。この場合、ガラス物品の製造方法では、ガラス板G1の両第2部G3,G3のうち、一方の第2部G3を分断した後、他方の第2部G3を分断することができる。
・ステップS3の曲げ部形成工程において、第1定盤12aと第2定盤13aとの間の中央位置や第1定盤12aよりも第2定盤13aに近い位置に曲げ部G4aの断面視頂部Pを形成することもできる。
・ステップS3の曲げ部形成工程において、曲げ部G4aの形状は、下方に凸となる湾曲形状であるが、上方に凸となる湾曲形状であってもよい。
・ステップS4の分断工程では、ガラス板G1の曲げ部G4aの断面視頂部Pにクラックを形成しているが、ガラス板G1の曲げ部G4aにおいて、断面視頂部Pとは異なる位置にクラックを形成してもよい。
・ステップS4の分断工程では、ガラス板G1の曲げ部G4aの断面視頂部Pにクラックを形成しているが、ガラス板G1の曲げ部G4aにおいて、断面視頂部Pとは異なる位置にクラックを形成してもよい。
・ステップS4の分断工程では、ガラス板G1の曲げ部G4aの延びる方向の端面にクラックを形成しているが、ガラス板G1の曲げ部G4aの延びる方向の両端の間の中間部にクラックを形成してもよい。
・ガラス物品の製造装置11の第2固定部13において、第2定盤13aを傾斜動作しない構成に変更してもよい。すなわち、ステップS5の排出工程を、第2定盤13aを傾斜動作させずに、例えば、吸着機構を備えたロボットアームを用いて、ガラス板G1の第2部G3を第2定盤13aから排出する工程に変更してもよい。このとき、第2固定部13の気体噴射機構13cを用いることで、第2定盤13aからガラス板G1の第2部G3を浮上させてもよい。
・ガラス物品の製造装置11における第2固定部13において、気体噴射機構13cを省略することもできる。
・ガラス物品の製造方法は、ガラス板G1の第1部G2と、ガラス板G1の両第2部G3,G3のうち一方の第2部G3とを分断することで、ガラス物品を製造する方法に変更することもできる。なお、ガラス板G1の第1部G2をガラス板G1の中央部を含まない部分に設定することもできる。また、ガラス板G1の第2部G3をガラス板G1の中央部を含む部分に設定することもできる。
・ガラス物品の製造方法は、ガラス板G1の第1部G2と、ガラス板G1の両第2部G3,G3のうち一方の第2部G3とを分断することで、ガラス物品を製造する方法に変更することもできる。なお、ガラス板G1の第1部G2をガラス板G1の中央部を含まない部分に設定することもできる。また、ガラス板G1の第2部G3をガラス板G1の中央部を含む部分に設定することもできる。
11…ガラス物品の製造装置
12…第1固定部
12a…第1定盤
13…第2固定部
13a…第2定盤
14…曲げ部形成機構
15…クラック形成装置
G1…ガラス板
G2…第1部
G3…第2部
G4…分断予定部
G4a…曲げ部
P…断面視頂部
12…第1固定部
12a…第1定盤
13…第2固定部
13a…第2定盤
14…曲げ部形成機構
15…クラック形成装置
G1…ガラス板
G2…第1部
G3…第2部
G4…分断予定部
G4a…曲げ部
P…断面視頂部
Claims (14)
- ガラス板の製品となる第1部と前記ガラス板の第2部とを分断することでガラス物品を製造するガラス物品の製造方法であって、
前記ガラス板の前記第1部を第1定盤に固定する第1固定工程と、
前記ガラス板の前記第2部を第2定盤に固定する第2固定工程と、
前記第1定盤と前記第2定盤とを接近させる方向に相対移動させることで、前記ガラス板の分断予定部に沿った曲げ部を形成する曲げ部形成工程と、
前記曲げ部にクラックを形成し、前記曲げ部に沿った前記クラックの進展により、前記ガラス板の前記第1部と前記ガラス板の前記第2部とを分断する分断工程と、を備える、ガラス物品の製造方法。 - 前記第2固定工程では、前記第2定盤に前記ガラス板の前記第2部を気体の吸引により吸着させる、請求項1に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記第2固定工程では、前記第2定盤に前記ガラス板の前記第2部を押さえ付ける、請求項1又は請求項2に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記第2固定工程では、前記ガラス板の前記分断予定部に沿った前記ガラス板の全幅にわたって前記ガラス板の前記第2部を前記第2定盤に押さえ付ける、請求項3に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記第2固定工程では、前記ガラス板の前記第2部が前記第1部へ向かうにしたがって下方に傾斜する傾斜姿勢となるように前記第2部を前記第2定盤に固定し、
前記曲げ部形成工程を前記ガラス板の前記第2部の前記傾斜姿勢を維持した状態で行う、請求項1に記載のガラス物品の製造方法。 - 前記第1固定工程及び前記第2固定工程では、前記ガラス板の前記第2部を前記ガラス板の前記第1部よりも低い位置に配置し、
前記曲げ部形成工程を前記第2部が前記第1部よりも低い位置関係を維持した状態で行う、請求項1に記載のガラス物品の製造方法。 - 前記第2定盤よりも前記第1定盤に近い位置に前記曲げ部の断面視頂部を形成する、請求項6に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記分断工程では、前記曲げ部の断面視頂部に前記クラックを形成する、請求項1に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記分断工程後に、前記第2定盤から前記ガラス板の前記第2部を排出する排出工程をさらに備え、
前記排出工程では、前記ガラス板の前記第1部から分断された前記ガラス板の前記第2部を前記第2定盤から見て前記第1定盤とは反対側に落下させるように前記第2定盤を傾斜させる、請求項1に記載のガラス物品の製造方法。 - 前記分断工程後に、前記第2定盤から前記ガラス板の前記第2部を排出する排出工程をさらに備え、
前記排出工程では、前記ガラス板の前記第2部を前記第2定盤から浮上させる気体を噴射する、請求項1に記載のガラス物品の製造方法。 - 前記第1固定工程では、前記第1定盤に前記ガラス板の前記第1部を気体の吸引により吸着させる、請求項1に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記第1部が前記ガラス板の中央部を含む製品部であり、前記第2部が前記ガラス板の両端部であり、
前記ガラス板の両端部の各々に対して、前記第2固定工程と前記曲げ部形成工程と前記分断工程とを行うことで、前記ガラス板の製品部と前記ガラス板の両端部とを分断する、請求項1に記載のガラス物品の製造方法。 - 前記ガラス板の厚さは、0.01mm以上、0.3mm以下の範囲内である、請求項1に記載のガラス物品の製造方法。
- ガラス板の中央部を含む第1部と前記ガラス板の第2部とを前記ガラス板の分断予定部で分断することでガラス物品を製造するガラス物品の製造装置であって、
前記ガラス板の前記第1部が固定される第1定盤を有する第1固定部と、
前記ガラス板の前記第2部が固定される第2定盤を有する第2固定部と、
前記第1定盤と前記第2定盤とを接近させる方向に相対移動させることで、前記ガラス板の前記分断予定部に沿った曲げ部を形成する曲げ部形成機構と、
前記曲げ部にクラックを形成し、前記曲げ部に沿った前記クラックの進展により、前記ガラス板の前記第1部と、前記ガラス板の前記第2部とを分断するクラック形成装置と、を備える、ガラス物品の製造装置。
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