WO2020059376A1 - 成形装置及び板ガラスの製造方法 - Google Patents

成形装置及び板ガラスの製造方法 Download PDF

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WO2020059376A1
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WO
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molded body
pair
guide
molten glass
guide surfaces
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PCT/JP2019/032183
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English (en)
French (fr)
Inventor
和幸 天山
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for forming molten glass into a sheet by an overflow downdraw method and a method for manufacturing a sheet glass.
  • glass substrates for flat panel displays such as liquid crystal displays (LCDs) and organic EL displays (OLEDs)
  • FPDs flat panel displays
  • LCDs liquid crystal displays
  • OLEDs organic EL displays
  • the overflow down-draw method is widely used as a method for manufacturing sheet glass.
  • molten glass is poured into an overflow groove provided in the upper part of a molded body having a substantially wedge-shaped cross section, and molten glass overflowing from both sides of the overflow groove flows down along both side wall surfaces of the molded body. Then, the sheet is fused and integrated at the lower end of the molded body, and one sheet glass is continuously molded.
  • the molded body must be made of a refractory having high corrosion resistance to molten glass in a high temperature state.
  • the length of the formed body becomes longer in accordance with the dimensions of the sheet glass.
  • the molded body is continuously supported at a high temperature in a predetermined posture for a long period of time in order to continuously manufacture a sheet glass. Under such circumstances, the molded article has a problem that it is bent downward by its own weight and creep deformation occurs, and as a result, the molding accuracy of the sheet glass is reduced.
  • Patent Literature 1 discloses that a molded article having a long shape is provided with two or more insertion holes at longitudinal ends and a supporting member is inserted into each of the insertion holes to creep the molded article.
  • a molding device for suppressing deformation is disclosed.
  • the above-described molding apparatus requires a support member to be inserted into the molded body, the structure is complicated due to an increase in the number of parts, and the assembling work of the molding apparatus may be complicated.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problem, and in a forming apparatus including a formed body for forming a molten glass into a plate shape, the formed body has an upper part in which an overflow groove to which the molten glass is supplied is formed. And a pair of side walls that cause the molten glass overflowing from the overflow groove to flow down, and a lower end portion where the molten glass that flows down the pair of side walls merges.
  • the molded body has a height (H ) And the width (W) are in the range of 2.8 to 6 (H / W).
  • the section modulus of the molded body can be increased. This makes it possible to reduce the stress (maximum bending stress) acting on the molded body and reduce the creep rate of the molded body.
  • the forming apparatus can suppress the creep deformation of the formed body without increasing the number of parts.
  • the molded body is formed in a long shape, and the molding device may include a pressing portion that presses both ends of the molded body in the longitudinal direction.
  • the pair of side wall surfaces may have a concave portion in the middle thereof.
  • the weight of the molded body can be reduced.
  • the stress acting on the molded body can be reduced.
  • the recess is formed in the middle part of the side wall surface, it is formed in a region near the centroid of the molded body. Therefore, the strength (section modulus) of the molded body does not decrease even if the concave portion is formed. Thereby, the creep rate can be reduced without lowering the strength of the molded body.
  • the concave portion has a pair of upper guide surfaces that are inclined so that an interval becomes narrower downward, and a pair of parallel linear intermediate guide surfaces that are connected to the pair of upper guide surfaces.
  • a pair of lower guide surfaces that are connected to the intermediate guide surface and that are inclined so as to increase the interval toward the lower side.
  • the concave portion can be configured such that the molten glass flowing down the side wall surface keeps contacting the side wall surface.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and is characterized in that any one of the above-mentioned molded products is used in a method for producing a glass sheet, which comprises a step of forming a molten glass into a plate shape using a molded product.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 1. It is sectional drawing which shows 2nd embodiment of the shaping
  • FIG. 1 to 3 show a first embodiment of a sheet glass forming apparatus and a manufacturing method according to the present invention.
  • the molding device 1 includes a molded body 2 and a support device 3 that supports the molded body 2.
  • the molded body 2 is made of a refractory brick made of dense zircon, alumina or zirconia.
  • the molded body 2 is configured to be long along the width direction of the sheet glass to be molded.
  • the molded body 2 includes an overflow groove 5 formed in the upper portion 4, a pair of side wall surfaces 6 a and 6 b for flowing down the molten glass G overflowing from the overflow groove 5, It has a pair of end surfaces 7a and 7b in the longitudinal direction, and a wedge-shaped lower end 8 where the molten glass G joins.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view at a central position in the longitudinal direction of the molded body 2 (a position indicated by an arrow line III-III in FIG. 2).
  • the overflow groove 5 is provided on the top surface of the molded body 2 and has a concave shape.
  • the overflow groove 5 is formed in a long shape along the longitudinal direction of the molded body 2.
  • the bottom surface of the overflow groove 5 is inclined such that its depth gradually decreases from one end surface 7a of the molded body 2 to the other end surface 7b.
  • the pair of side wall surfaces 6a and 6b are configured symmetrically with respect to a center line X passing through the center in the width direction (horizontal direction orthogonal to the longitudinal direction) of the molded body 2. It is preferable that the vertical length dimension (height dimension) H of each side wall surface 6a, 6b is 500 to 1100 mm. In this specification, the vertical length dimension H (mm) of the molded body 2 means a dimension at a central position in the longitudinal direction of the molded body 2.
  • the length L1 of the molded body 2 (the distance between the end surfaces 7a and 7b, see FIG. 2) is preferably set to 1700 to 4000 mm.
  • the width dimension W of the molded body 2 is preferably set to 170 to 350 mm.
  • the width dimension W (mm) of the molded body 2 means a distance between the guide surfaces 9a and 9b in the first guide portion 9 described later.
  • the side wall surfaces 6 a and 6 b of the molded body 2 have a first guide portion 9 and a second guide portion 10 for guiding the molten glass G from the upper portion 4 to the lower end portion 8 of the molded body 2.
  • Each of the guides 9 and 10 is formed from one end surface 7a of the molded body 2 to the other end surface 7b.
  • the first guide portion 9 has a pair of guide surfaces 9a and 9b.
  • Each guide surface 9a, 9b is formed above the side wall surfaces 6a, 6b.
  • the guide surfaces 9a and 9b are flat surfaces formed linearly along the up-down direction in a cross-sectional view.
  • the pair of guide surfaces 9a and 9b are configured in parallel.
  • Each of the guide surfaces 9a and 9b is a portion corresponding to the outer surface of the wall constituting the overflow groove 5.
  • the second guide 10 is formed below the side wall surfaces 6a, 6b.
  • the second guide 10 has a pair of guide surfaces 10a and 10b.
  • the pair of guide surfaces 10a and 10b are surfaces that are inclined so that the distance between them decreases toward the bottom.
  • the inclination angle ⁇ formed by the guide surfaces 10a and 10b with respect to the center line X of the molded body 2 is preferably set to 10 ° to 30 °.
  • the end surfaces 7a and 7b of the molded body 2 have a pair of projecting portions 11a and 11b that project in the longitudinal direction of the molded body 2 (see FIG. 2). Each protruding portion 11a, 11b is supported by the support device 3. Each end face 7a, 7b is provided with a flange-shaped guide member 12 for regulating the molten glass G flowing through the pair of side wall faces 6a, 6b.
  • the support device 3 includes a cover member 13 attached to the protrusions 11 a and 11 b formed on the upper part 4 of the molded body 2, and a pair of support parts 14 for supporting the molded body 2.
  • the covering member 13 is made of a platinum material
  • the support portion 14 is made of a refractory brick.
  • One of the covering members 13 connects a supply pipe 15 for supplying the molten glass G to the overflow groove 5 of the molded body 2.
  • the support portion 14 is configured to be changeable in position along the longitudinal direction of the molded body 2.
  • the support portion 14 is in contact with a lower portion (a portion corresponding to the second guide portion 10) of the end surfaces 7a and 7b of the molded body 2.
  • the pair of support portions 14 function as a pressing portion that applies a pressing force F to lower portions of the end surfaces 7a and 7b of the molded body 2. That is, the pair of support portions 14 compresses the lower portion of the molded body 2 by sandwiching both ends (both end surfaces 7a and 7b) in the longitudinal direction of the molded body 2 and applying a pressing force F.
  • the molten glass G is supplied to the overflow groove 5 through the supply pipe 15.
  • the molten glass G fills the overflow groove 5, it overflows from the overflow groove 5 and flows down along the pair of side wall surfaces 6a, 6b.
  • the molten glass G flows down the guide surfaces 9a and 9b of the first guide portion 9 and the guide surfaces 10a and 10b of the second guide portion 10 in order.
  • the molten glass G flows through the side wall surfaces 6a and 6b, it is regulated to a constant width by the guide member 12.
  • the molten glass G flowing down the pair of side walls 6 a and 6 b joins at the lower end 8 of the molded body 2. Thereby, the molten glass G is formed into a plate having a predetermined thickness and width. Thereafter, the molten glass G becomes a sheet glass through a cooling step.
  • the creep deformation of the formed body 2 is set by setting the vertical length dimension (height dimension) H of the formed body 2 to be larger than the width dimension W by a certain value or more. Can be suppressed.
  • the maximum bending stress ⁇ max of the molded body 2 is obtained by the following equation (1).
  • ⁇ max Mmax / Z (1)
  • Mmax is the maximum bending moment of the molded body 2
  • Z is the section modulus.
  • the maximum bending moment Mmax of the molded body 2 is obtained by the following equation (2).
  • Mmax wL 2/8 ⁇ ( 2)
  • w is the load per unit length
  • L is the distance between fulcrums (see FIG. 2).
  • the ratio (H / W) of the height H (mm) of the molded body 2 to the width W (mm) of the molded body 2 is 2.8 to 6.
  • the molded body 2 is configured to have a vertically long shape, and the sectional modulus Z of the molded body 2 is increased. be able to. Therefore, the maximum bending stress ⁇ max of the molded body 2 can be reduced, and the creep rate ⁇ of the molded body 2 can be reduced as much as possible.
  • the ratio (H / W) is preferably set to 4 or more.
  • the ratio (H / W) is preferably 6 or less from the viewpoint of preventing an increase in manufacturing cost.
  • the molding device 1 presses (compresses) the both ends (end surfaces 7a and 7b) of the molded body 2 in the longitudinal direction by the support portion 14 (pressing portion), and thereby the lower end 8 is formed by the weight of the molded body 2.
  • the tensile stress (bending moment) acting on (the central portion in the longitudinal direction) can be reduced. Thereby, the creep deformation of the molded body 2 can be further suppressed.
  • both ends (end surfaces 7a and 7b) are pressed (compressed) by the support portion 14 (pressing portion)
  • the creep deformation of the molded body 2 can be further suppressed.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the molding apparatus according to the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the molded body 2 at a central position in the longitudinal direction.
  • each side wall surface 6a, 6b of the molded body 2 includes a first guide portion 9, a second guide portion 10, and a third guide portion 16 for flowing down the molten glass G.
  • Each guide portion 9, 10, 16 extends to both end surfaces in the longitudinal direction of the molded body 2.
  • the first guide portion 9 has a pair of guide surfaces 9a and 9b similar to the first embodiment. Each guide surface 9a, 9b is formed on the uppermost part of the side wall surfaces 6a, 6b.
  • the ratio (H1 / H) of the vertical length H (mm) of the side wall surfaces 6a, 6b to the vertical length H1 (mm) of the guide surfaces 9a, 9b is 0.15 to 0.30 (15 to 0.30). 30%).
  • the ratio H / W of the vertical length dimension (height dimension) H of the molded body 2 to the width dimension W of the first guide portion 9 is 2.8 to 6 as in the first embodiment.
  • the second guide section 10 is formed between the first guide section 9 and the third guide section 16.
  • the second guide portion 10 is a recess formed in the middle of the pair of side wall surfaces 6a and 6b.
  • the second guide portion 10 includes a pair of upper guide surfaces 10a and 10b that are inclined so that the interval becomes narrower downward, and a pair of parallel intermediate guide surfaces 10c and 10d connected to the pair of upper guide surfaces 10a and 10b. And a pair of lower guide surfaces 10e, 10f that are connected to the intermediate guide surfaces 10c, 10d and that are inclined so that the distance between them is increased downward.
  • the pair of upper guide surfaces 10a, 10b is continuously connected to the guide surfaces 9a, 9b at a position below the pair of guide surfaces 9a, 9b in the first guide portion 9.
  • the inclination angle ⁇ 1 formed by the upper guide surfaces 10a and 10b with respect to the center line X (vertical direction) is preferably set to 20 ° to 30 °.
  • the intermediate guide surfaces 10c, 10d are continuously connected to the upper guide surfaces 10a, 10b below the upper guide surfaces 10a, 10b.
  • the intermediate guide surfaces 10c and 10d are flat surfaces formed linearly along the up-down direction.
  • the intermediate guide surfaces 10c and 10d are configured to be parallel to the guide surfaces 9a and 9b of the first guide portion 9.
  • the separation distance (width dimension) W1 (mm) in the width direction of the pair of intermediate guide surfaces 10c and 10d and the separation distance (width dimension) W (mm) of the pair of guide surfaces 9a and 9b in the first guide portion 9 are shown.
  • W1 ⁇ W is satisfied, and the ratio (W1 / W) is preferably set to 0.20 to 0.75.
  • the lower guide surfaces 10e and 10f are continuously connected to the intermediate guide surfaces 10c and 10d at positions below the intermediate guide surfaces 10c and 10d. It is preferable that the inclination angle ⁇ 2 formed by the lower guide surfaces 10e and 10f with respect to the center line X is 20 ° to 45 °.
  • the ratio (H2 / H) between the vertical length H2 (mm) of the second guide portion 10 and the vertical length H (mm) of the side wall surfaces 6a and 6b is 0.25 to 0.60. Is preferred.
  • the vertical length H21 (mm) of the upper guide surfaces 10a and 10b, the vertical length H22 (mm) of the intermediate guide surfaces 10c and 10d, and the vertical length H23 (mm) of the lower guide surfaces 10e and 10f. are compared, it is preferable that H21 ⁇ H22, H22> H23 from the viewpoint of further reducing the weight of the molded body 2 without lowering its strength. From the viewpoint of preventing the molten glass G from peeling off from the upper guide surfaces 10a and 10b, it is preferable that H23 ⁇ H21 and H23 ⁇ H22.
  • the third guide portion 16 has a pair of guide surfaces 16a and 16b.
  • the guide surfaces 16a, 16b are continuously connected to the lower guide surfaces 10e, 10f at positions below the lower guide surfaces 10e, 10f of the second guide portion 10.
  • the pair of guide surfaces 16a and 16b are tapered surfaces that are inclined so that the interval becomes smaller as it goes downward. It is preferable that the inclination angle ⁇ 3 formed by each of the guide surfaces 16a and 16b with respect to the center line X is 10 ° to 30 °.
  • the pair of guide surfaces 16a and 16b intersect at a lower portion, and a lower end 8 is formed at the intersection.
  • the maximum separation distance W2 (mm) between the pair of guide surfaces 16a and 16b (maximum width dimension of the third guide portion 16) and the separation distance between the guide surfaces 9a and 9b related to the first guide portion 9 (the first guide portion 9).
  • W2 ⁇ W it is preferable that W2 ⁇ W, and the ratio (W2 / W) is more preferably 0.3 to 0.9.
  • the ratio (H3 / H) of the vertical length H3 of the third guide portion 16 to the vertical length H of the side wall surfaces 6a and 6b is preferably 0.1 to 0.3.
  • the support portion 14 of the support device 3 supports lower portions of the end surfaces 7a and 7b of the molded body 2 as in the first embodiment. Specifically, the support portion 14 mainly contacts the portion corresponding to the third guide portion 16 on the end surfaces 7a and 7b of the molded body 2, and presses the portion.
  • the molten glass G overflowing from the overflow groove 5 is supplied to the guide surfaces 9 a and 9 b of the first guide portion 9 and the second guide portion 10. It flows down along the upper guide surfaces 10a and 10b, the intermediate guide surfaces 10c and 10d, the lower guide surfaces 10e and 10f, and the guide surfaces 16a and 16b of the third guide portion 16 in this order.
  • the molten glass G joins at the lower end 8 of the molded body 2 and is formed into a plate having a predetermined thickness and width.
  • the load w per unit length of the molded body 2 is reduced by forming the second guide portion 10 in the middle of the side wall surfaces 6a and 6b of the molded body 2 to reduce the weight.
  • the weight reduction is a factor that increases the maximum bending moment Mmax.
  • the distance from the center of gravity that contributes to the section modulus Z is large.
  • the shape is maintained at the portions (the upper portion 4 and the lower portion (lower end portion 8) of the molded body 2), and the second guide portion 10 is formed at a portion (intermediate portion) near the center of gravity where the contribution to the section modulus Z is small. For this reason, in the present embodiment, it is possible to suppress a decrease in the section modulus Z due to weight reduction.
  • the maximum bending stress ⁇ max is reduced without impairing the strength of the molded body 2 as compared with the case where the second guide portion 10 is not formed (the first embodiment), so that the molded body is reduced. 2 can be reduced as much as possible. Thereby, the creep deformation of the molded body 2 can be suppressed, and the life can be extended. Therefore, a high-precision sheet glass can be efficiently manufactured over a long period of time.
  • the molded body 2 can be reduced in weight, it is also possible to improve the working efficiency when assembling the molding apparatus 1.
  • the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, nor is it limited to the above-described operation and effect.
  • the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
  • the molded body 2 in which the intermediate guide surfaces 10c and 10d of the second guide portion 10 are linear flat surfaces in cross section is illustrated, but the present invention is not limited to this configuration.
  • the intermediate guide surfaces 10c and 10d may be configured by curved surfaces having a concave shape in cross section that are continuously connected to the upper guide surfaces 10a and 10b and the lower guide surfaces 10e and 10f.
  • the pair of intermediate guide surfaces 10c and 10d in the second guide portion 10 are configured in parallel, but the present invention is not limited to this configuration.
  • the pair of intermediate guide surfaces 10c and 10d may be inclined surfaces configured such that the interval becomes wider downward, or may be inclined surfaces configured such that the interval becomes narrower downward. Good.
  • one recess (second guide portion 10) is formed in each of the side walls 6a and 6b of the molded body 2, but the present invention is not limited to this configuration.
  • a plurality of concave portions (second guide portions 10) formed in a long shape along the longitudinal direction of the molded body 2 may be formed vertically.

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Abstract

成形装置１は、溶融ガラスＧを板状に成形する成形体２を備える。成形体２は、溶融ガラスＧが供給されるオーバーフロー溝５が形成される上部４と、オーバーフロー溝５から溢れ出た溶融ガラスＧを流下させる一対の側壁面６ａ，６ｂと、一対の側壁面６ａ，６ｂを流下する溶融ガラスＧを合流させる下端部８とを備える。成形体２は、高さＨと幅Ｗとの比Ｈ／Ｗが２．８～６となるように構成される。

Description

成形装置及び板ガラスの製造方法
　本発明は、オーバーフローダウンドロー法によって溶融ガラスを板状に成形する装置及び板ガラスを製造する方法に関する。
　液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板に代表されるように、各種分野に利用される板ガラスには、表面欠陥やうねりに対して厳しい製品品位が要求されるのが実情である。
　このような要求を満たすために、板ガラスの製造方法としてオーバーフローダウンドロー法が広く利用されている。オーバーフローダウンドロー法は、断面が略楔形の成形体の上部に設けられたオーバーフロー溝に溶融ガラスを流し込み、このオーバーフロー溝から両側に溢れ出た溶融ガラスを成形体の両側の側壁面に沿って流下させた後、成形体の下端部で融合一体化し、一枚の板ガラスを連続成形するというものである。
　成形体は、高温状態の溶融ガラスに対して耐食性の高い耐火物によって構成される必要がある。しかも、大型の板ガラスを製造する場合には、板ガラスの寸法に応じて成形体も長尺化することになる。さらに、成形体は、板ガラスを連続的に製造するために長期間にわたり高温化で所定の姿勢で支持され続ける。このような状況下において、成形体には、自重によって下方に撓むと共にクリープ変形が生じ、その結果、板ガラスの成形精度が低下するという問題があった。
　その対策として、特許文献１には、長尺状に構成される成形体の長手方向端部に二以上の挿入孔を形成し、各挿入孔に支持部材を挿入することで当該成形体のクリープ変形を抑制する成形装置が開示されている。
特開２００６－２４８８５５号公報
　しかしながら、上記の成形装置では、成形体に挿入される支持部材を必要とすることから、部品点数の増加による構造の複雑化を招き、成形装置の組み立て作業も煩雑化するおそれがある。
　そこで本発明は、部品点数を増加させることなく成形体のクリープ変形を抑制することが可能な成形装置及び板ガラスの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明は上記の課題を解決するためのものであり、溶融ガラスを板状に成形する成形体を備える成形装置において、前記成形体は、前記溶融ガラスが供給されるオーバーフロー溝が形成される上部と、前記オーバーフロー溝から溢れ出た前記溶融ガラスを流下させる一対の側壁面と、前記一対の側壁面を流下する前記溶融ガラスを合流させる下端部とを備え、前記成形体は、高さ（Ｈ）と幅（Ｗ）との比（Ｈ／Ｗ）が２．８～６であることを特徴とする。
　一般に、成形体のクリープ変形に係るクリープ速度（ひずみ速度）は、当該成形体に作用する応力に比例することが知られている（ノートン則：ε＝Ａσｎ）。また、成形体を単純梁としてみた場合、当該成形体に作用する最大曲げ応力（σｍａｘ）は、その最大曲げ応力（Ｍｍａｘ）に比例し、その断面係数（Ｚ）に反比例する（σｍａｘ＝Ｍｍａｘ／Ｚ）。本発明では、成形体の高さ寸法を幅寸法に比して大きく設定することで、当該成形体の断面係数を増加させることができる。これにより、成形体に作用する応力（最大曲げ応力）を低減し、当該成形体のクリープ速度を低下させることが可能になる。以上によれば、成形装置は、部品点数を増加させることなく成形体のクリープ変形を抑制できる。
　前記成形体は、長尺状に構成されており、成形装置は、前記成形体の長手方向両端部を挟んで押圧する押圧部を備えてもよい。
　かかる構成によれば、押圧部によって成形体を長手方向に圧縮することで、成形体に作用する応力を低減できる。これにより、成形体のクリープ変形をより一層抑制できる。
　前記一対の側壁面は、その中途部に凹部を有していてもよい。このように、成形体の側壁面に凹部を形成することで、当該成形体の重量を低減できる。これにより、成形体に作用する単位長さ当たりの荷重を低減でき、当該成形体に作用する応力を低く抑えることができる。凹部は、側壁面の中途部に形成されることから、成形体の図心に近い領域に形成されることになる。したがって、凹部を形成しても成形体の強度（断面係数）を低下させることはない。これにより、成形体の強度を低下させずにクリープ速度を低下させることができる。
　上記構成の成形装置において、前記凹部は、下方に向かうにつれて間隔が狭くなるように傾斜する一対の上部案内面と、前記一対の上部案内面と繋がる一対の平行な直線状の中間案内面と、前記中間案内面と繋がるとともに下方に向かうにつれて間隔が広くなるように傾斜する一対の下部案内面と、を備え得る。
　かかる構成によれば、中間案内面を上部案内面と下部案内面とによって繋ぐことで、側壁面を流下する溶融ガラスが当該側壁面に接触し続けるように凹部を構成できる。
　本発明は上記の課題を解決するためのものであり、溶融ガラスを成形体によって板状に成形する工程を備える板ガラスの製造方法において、上記いずれかの成形体を用いることを特徴とする。
　本発明によれば、部品点数を増加させることなく成形体のクリープ変形を抑制することが可能になる。
本発明に係る成形装置の第一実施形態を示す側面図である。 成形体の側面図である。 図１のＩＩＩ―ＩＩＩ矢視線断面図である。 本発明に係る成形装置の第二実施形態を示す断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図３は、本発明に係る板ガラスの成形装置及び製造方法の第一実施形態を示す。
　図１に示すように、成形装置１は、成形体２と、成形体２を支持する支持装置３とを備える。
　成形体２は、デンスジルコンやアルミナ系、ジルコニア系等の耐火煉瓦により構成される。成形体２は、成形される板ガラスの幅方向に沿って長尺状に構成される。図２及び図３に示すように、成形体２は、上部４に形成されるオーバーフロー溝５と、オーバーフロー溝５から溢れ出た溶融ガラスＧを流下させるための一対の側壁面６ａ，６ｂと、長手方向における一対の端面７ａ，７ｂと、溶融ガラスＧを合流させる楔状の下端部８とを有する。成形体２は、オーバーフロー溝５から溢れ出た溶融ガラスＧを、一対の側壁面６ａ，６ｂに沿って下方に流下させ、下端部８で合流させることで、板状に成形する。なお、図３は、成形体２の長手方向の中央位置（図２において矢視線ＩＩＩ―ＩＩＩで示す位置）での断面図である。
　オーバーフロー溝５は、成形体２の頂面に設けられ、凹状である。オーバーフロー溝５は、成形体２の長手方向に沿って長尺状に形成される。オーバーフロー溝５の底面は、成形体２の一方の端面７ａから他方の端面７ｂに向かうにつれて、その深さが徐々に浅くなるように傾斜する。
　図３に示すように、一対の側壁面６ａ，６ｂは、成形体２の幅方向（長手方向に直交する水平方向）における中央部を通る中心線Ｘに対して対称に構成される。各側壁面６ａ，６ｂの上下長さ寸法（高さ寸法）Ｈは、５００～１１００ｍｍとされることが好ましい。なお、本明細書において、成形体２の上下長さ寸法Ｈ（ｍｍ）は、当該成形体２の長手方向の中央位置における寸法を意味する。
　成形体２の長さ寸法Ｌ１（端面７ａ，７ｂ間の距離、図２参照）は、１７００～４０００ｍｍとされることが好ましい。成形体２の幅寸法Ｗは、１７０～３５０ｍｍとされることが好ましい。なお、本明細書において、成形体２の幅寸法Ｗ（ｍｍ）は、後述する第一案内部９における案内面９ａ，９ｂ間の距離を意味する。
　図３に示すように、成形体２の側壁面６ａ，６ｂは、溶融ガラスＧを成形体２の上部４から下端部８へと案内する第一案内部９及び第二案内部１０を有する。各案内部９，１０は、成形体２における一方の端面７ａから他方の端面７ｂに亘って形成されている。
　第一案内部９は、一対の案内面９ａ，９ｂを有する。各案内面９ａ，９ｂは、側壁面６ａ，６ｂの上部に形成される。案内面９ａ，９ｂは、断面視において上下方向に沿って直線状に形成される平坦面である。一対の案内面９ａ，９ｂは平行に構成される。各案内面９ａ，９ｂは、オーバーフロー溝５を構成する壁部の外面に相当する部分である。
　第二案内部１０は、側壁面６ａ，６ｂの下部に形成される。第二案内部１０は、一対の案内面１０ａ，１０ｂを有する。一対の案内面１０ａ，１０ｂは、下方に向かうにつれて間隔が狭くなるように傾斜する面である。成形体２の中心線Ｘに対して案内面１０ａ，１０ｂが為す傾斜角度θは、１０°～３０°とされることが好ましい。
　成形体２の端面７ａ，７ｂは、成形体２の長手方向に突出する一対の突出部１１ａ，１１ｂを有する（図２参照）。各突出部１１ａ，１１ｂは、支持装置３により支持されている。各端面７ａ，７ｂには、一対の側壁面６ａ，６ｂを流れる溶融ガラスＧを規制する鍔状のガイド部材１２が設けられている。
　支持装置３は、成形体２の上部４に形成される突出部１１ａ，１１ｂに取り付けられる覆設部材１３と、成形体２を支持する一対の支持部１４とを備える。覆設部材１３は白金材料により構成され、支持部１４は耐火煉瓦により構成される。
　覆設部材１３の一方は、溶融ガラスＧを供給するための供給管１５を成形体２のオーバーフロー溝５に連通させている。
　覆設部材１３が支持部１４の上面に載置されることにより、覆設部材１３を介して成形体２が支持部１４で支持される。支持部１４は、成形体２の長手方向に沿って位置変更可能に構成される。支持部１４は、成形体２の端面７ａ，７ｂにおける下部（主に第二案内部１０に対応する部位）に接触している。一対の支持部１４は、成形体２に係る端面７ａ，７ｂの下部に押圧力Ｆを加える押圧部として機能する。すなわち、一対の支持部１４は、成形体２の長手方向両端部（両端面７ａ，７ｂ）を挟み込み、押圧力Ｆを加えることで、当該成形体２の下部を圧縮している。
　以下、上記構成の成形装置１によって板ガラスを製造する方法（成形方法）について説明する。
　まず、供給管１５を通じて溶融ガラスＧがオーバーフロー溝５に供給される。溶融ガラスＧは、オーバーフロー溝５を満たすと、当該オーバーフロー溝５から溢れ出し、一対の側壁面６ａ，６ｂを伝って流下する。具体的には、溶融ガラスＧは、第一案内部９の案内面９ａ，９ｂ、及び第二案内部１０の案内面１０ａ，１０ｂを順に伝って流下する。
　溶融ガラスＧは、側壁面６ａ，６ｂを流れる際に、ガイド部材１２によって一定幅に規制される。一対の側壁面６ａ，６ｂを流下する溶融ガラスＧは、成形体２の下端部８で合流する。これにより、溶融ガラスＧは、所定の厚み及び幅を有する板状に成形される。その後、溶融ガラスＧは冷却工程を経て板ガラスとなる。
　本実施形態に係る板ガラスの成形装置１及び製造方法では、成形体２の上下長さ寸法（高さ寸法）Ｈを幅寸法Ｗよりも一定以上大きく設定することで、成形体２のクリープ変形を抑制できる。
　一般に、成形体２のクリープ速度（ひずみ速度）εは、当該成形体２に作用する応力σに比例することが知られている（ε＝Ａσｎ：ノートン則）。
　本実施形態において、成形体２を単純支持梁としてみた場合、当該成形体２の最大曲げ　応力σｍａｘは、以下の式（１）により求められる。
　σｍａｘ＝Ｍｍａｘ／Ｚ　・・・（１）
　ここで、Ｍｍａｘは成形体２の最大曲げモーメントであり、Ｚは断面係数である。
　成形体２の最大曲げモーメントＭｍａｘは、以下の式（２）により求められる。
　Ｍｍａｘ＝ｗＬ２／８　・・・（２）
　ここで、ｗは単位長さ当たりの荷重であり、Ｌは支点間距離（図２参照）である。
　本実施形態において、成形体２の高さＨ（ｍｍ）と、成形体２の幅Ｗ（ｍｍ）との比（Ｈ／Ｗ）は、２．８～６とされる。このように、成形体２の高さＨを成形体２の幅Ｗの２．８倍以上とすることで、成形体２を縦長形状に構成し、当該成形体２の断面係数Ｚを増加させることができる。したがって、成形体２の最大曲げ応力σｍａｘを低減し、当該成形体２のクリープ速度εを可及的に低減できる。成形体２のクリープ速度εをさらに低減する観点から、比（Ｈ／Ｗ）は４以上とすることが好ましい。一方、製造コストの増大を防止する観点から、比（Ｈ／Ｗ）は６以下とすることが好ましい。
　さらに、成形装置１は、成形体２に係る長手方向の両端部（端面７ａ，７ｂ）を支持部１４（押圧部）によって押圧（圧縮）することで、当該成形体２の自重により下端部８（長手方向の中央部）に作用する引張応力（曲げモーメント）を低減できる。これにより、成形体２のクリープ変形をより一層抑制できる。両端部（端面７ａ，７ｂ）を支持部１４（押圧部）によって押圧（圧縮）する場合、成形体２の下部を押圧することが好ましい。これにより、成形体２のクリープ変形をさらに抑制できる。
　図４は、本発明に係る成形装置の第二実施形態を示す。図４は、成形体２の長手方向の中央位置での断面図である。
　本実施形態において、成形体２の各側壁面６ａ，６ｂは、溶融ガラスＧを流下させるための第一案内部９、第二案内部１０及び第三案内部１６を備える。各案内部９，１０，１６は、成形体２の長手方向に両端面まで延びている。
　第一案内部９は、第一実施形態と同様な一対の案内面９ａ，９ｂを有する。各案内面９ａ，９ｂは、側壁面６ａ，６ｂの最上部に形成される。側壁面６ａ，６ｂの上下長さ寸法Ｈ（ｍｍ）と、案内面９ａ，９ｂの上下長さ寸法Ｈ１（ｍｍ）との比（Ｈ１／Ｈ）は、０．１５～０．３０（１５～３０％）とされることが好ましい。成形体２の上下長さ寸法（高さ寸法）Ｈと、第一案内部９の幅寸法Ｗとの比Ｈ／Ｗは、第一実施形態と同様に２．８～６とされる。
　第二案内部１０は、第一案内部９と第三案内部１６との間に形成される。第二案内部１０は、一対の側壁面６ａ，６ｂの中途部に形成される凹部である。第二案内部１０は、下方に向かうにつれて間隔が狭くなるように傾斜する一対の上部案内面１０ａ，１０ｂと、一対の上部案内面１０ａ，１０ｂと繋がる一対の平行な中間案内面１０ｃ，１０ｄと、中間案内面１０ｃ，１０ｄと繋がるとともに下方に向かうにつれて間隔が広くなるように傾斜する一対の下部案内面１０ｅ，１０ｆと、を有する。
　一対の上部案内面１０ａ，１０ｂは、第一案内部９における一対の案内面９ａ，９ｂの下方位置で当該案内面９ａ，９ｂと連続的に繋がっている。中心線Ｘ（上下方向）に対して上部案内面１０ａ，１０ｂが為す傾斜角度θ１は、２０°～３０°とされることが好ましい。
　中間案内面１０ｃ，１０ｄは、上部案内面１０ａ，１０ｂの下方位置で当該上部案内面１０ａ，１０ｂと連続的に繋がっている。中間案内面１０ｃ，１０ｄは、上下方向に沿って直線状に形成される平坦面である。中間案内面１０ｃ，１０ｄは、第一案内部９の案内面９ａ，９ｂと平行に構成される。一対の中間案内面１０ｃ，１０ｄの幅方向における離間距離（幅寸法）Ｗ１（ｍｍ）と、第一案内部９における一対の案内面９ａ，９ｂの離間距離（幅寸法）Ｗ（ｍｍ）とを比較すると、Ｗ１＜Ｗとされ、その比（Ｗ１／Ｗ）は、０．２０～０．７５とされることが好ましい。
　下部案内面１０ｅ，１０ｆは、中間案内面１０ｃ，１０ｄの下方位置で当該中間案内面１０ｃ，１０ｄと連続的に繋がっている。中心線Ｘに対して下部案内面１０ｅ，１０ｆが為す傾斜角度θ２は、２０°～４５°とされることが好ましい。
　第二案内部１０の上下長さ寸法Ｈ２（ｍｍ）と側壁面６ａ，６ｂの上下長さ寸法Ｈ（ｍｍ）との比（Ｈ２／Ｈ）は、０．２５～０．６０とされることが好ましい。上部案内面１０ａ，１０ｂの上下長さ寸法Ｈ２１（ｍｍ）と、中間案内面１０ｃ，１０ｄの上下長さ寸法Ｈ２２（ｍｍ）と、下部案内面１０ｅ，１０ｆの上下長さ寸法Ｈ２３（ｍｍ）とを比較すると、成形体２の強度を低下させることなく、その重量をさらに低減する観点では、Ｈ２１＜Ｈ２２，Ｈ２２＞Ｈ２３とされることが好ましい。また、上部案内面１０ａ，１０ｂから溶融ガラスＧが剥離するのを防止する観点では、Ｈ２３＜Ｈ２１，Ｈ２３＜Ｈ２２とされることが好ましい。
　第三案内部１６は、一対の案内面１６ａ，１６ｂを有する。各案内面１６ａ，１６ｂは、第二案内部１０に係る下部案内面１０ｅ，１０ｆの下方位置で当該下部案内面１０ｅ，１０ｆと連続的に繋がっている。
　一対の案内面１６ａ，１６ｂは、下方に向かうにつれて間隔が狭くなるように傾斜するテーパ状の面である。中心線Ｘに対して各案内面１６ａ，１６ｂが為す傾斜角度θ３は、１０°～３０°とされることが好ましい。一対の案内面１６ａ，１６ｂは、下部で交差しており、その交差点に下端部８が形成されている。
　一対の案内面１６ａ，１６ｂの最大離間距離（第三案内部１６の最大幅寸法）Ｗ２（ｍｍ）と、第一案内部９に係る案内面９ａ，９ｂの離間距離（第一案内部９の幅寸法）Ｗ（ｍｍ）とを比較すると、Ｗ２≦Ｗとされることが好ましく、その比（Ｗ２／Ｗ）は、０．３～０．９とされることがより好ましい。
　第三案内部１６の上下長さ寸法Ｈ３（ｍｍ）と、第一案内部９の上下長さ寸法Ｈ１（ｍｍ）及び第二案内部１０の上下長さ寸法Ｈ２（ｍｍ）とを比較すると、Ｈ３＜Ｈ１、Ｈ３＜Ｈ２とされることが好ましい。第三案内部１６の上下長さ寸法Ｈ３と、側壁面６ａ，６ｂの上下長さ寸法Ｈとの比（Ｈ３／Ｈ）は、０．１～０．３とされることが好ましい。
　図示していないが、支持装置３の支持部１４は、第一実施形態と同様に、成形体２の端面７ａ，７ｂにおける下部を支持している。具体的には、支持部１４は、成形体２の端面７ａ，７ｂにおいて、主に第三案内部１６に対応する部位に接触し、当該部位を押圧している。
　本発明に係る成形装置１を使用して板ガラスを製造（成形）する場合、オーバーフロー溝５から溢れ出た溶融ガラスＧは、第一案内部９の案内面９ａ，９ｂ、第二案内部１０の上部案内面１０ａ，１０ｂ、中間案内面１０ｃ，１０ｄ、下部案内面１０ｅ，１０ｆ、及び第三案内部１６の案内面１６ａ，１６ｂを順に伝って流下する。溶融ガラスＧは、成形体２の下端部８で合流し、所定の厚み及び幅を有する板状に成形される。
　本実施形態では、成形体２に係る側壁面６ａ，６ｂの中途部に第二案内部１０を形成して軽量化することで、当該成形体２の単位長さ当たりの荷重ｗを低減させることができる。ここで、通常、軽量化に応じて断面係数Ｚが減少するので、軽量化は最大曲げモーメントＭｍａｘが増加する要因となるが、本実施形態では、断面係数Ｚへの寄与が大きい重心から離れた部分（成形体２の上部４及び下部（下端部８））で形状を維持し、断面係数Ｚへの寄与が小さい重心に近い部分（中途部）に第二案内部１０を形成する。このため、本実施形態では、軽量化による断面係数Ｚの減少を抑制することができる。
　したがって、本実施形態では、第二案内部１０が形成されていない場合（第一実施形態）と比較して、成形体２における強度を損なうことなく最大曲げ応力σｍａｘを低減することで、成形体２のクリープ速度εを可及的に低下させることができる。これにより、成形体２のクリープ変形を抑制し、その長寿命化を実現できる。したがって、高精度の板ガラスを長期に亘って効率良く製造することができる。
　また、本実施形態では、成形体２を軽量化できることから、成形装置１を組み立てる場合の作業効率を向上させることも可能になる。
　なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　上記の第二実施形態では、第二案内部１０の中間案内面１０ｃ，１０ｄを断面視直線状の平坦面とした成形体２を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。中間案内面１０ｃ，１０ｄは、上部案内面１０ａ，１０ｂ及び下部案内面１０ｅ，１０ｆと連続的に繋がる断面視凹状の曲面により構成されてもよい。
　また、上記の第二実施形態において、第二案内部１０における一対の中間案内面１０ｃ，１０ｄは平行に構成されていたが、本発明はこの構成に限定されない。一対の中間案内面１０ｃ，１０ｄは、下方に向かうにつれて間隔が広くなるように構成される傾斜面であってもよく、下方に向かうにつれて間隔が狭くなるように構成される傾斜面であってもよい。
　上記の第二実施形態では、成形体２の各側壁面６ａ，６ｂに一つの凹部（第二案内部１０）を形成したが、本発明はこの構成に限定されない。各側壁面６ａ，６ｂには、成形体２の長手方向に沿って長尺状に形成される凹部（第二案内部１０）を上下に複数形成してもよい。
　１　　　　　　成形装置
　２　　　　　　成形体
　４　　　　　　上部
　５　　　　　　オーバーフロー溝
　６ａ　　　　　側壁面
　６ｂ　　　　　側壁面
　７ａ　　　　　端面（端部）
　７ｂ　　　　　端面（端部）
　８　　　　　　下端部
１０　　　　　　第二案内部（凹部）
１０ａ　　　　　上部案内面
１０ｂ　　　　　上部案内面
１０ｃ　　　　　中間案内面
１０ｄ　　　　　中間案内面
１０ｅ　　　　　下部案内面
１０ｆ　　　　　下部案内面
１４　　　　　　支持部（押圧部）
　Ｇ　　　　　　溶融ガラス
　Ｈ　　　　　　成形体の高さ
　Ｗ　　　　　　成形体の幅
 

Claims (5)

  1. 　溶融ガラスを板状に成形する成形体を備える成形装置において、
    　前記成形体は、前記溶融ガラスが供給されるオーバーフロー溝が形成される上部と、前記オーバーフロー溝から溢れ出た前記溶融ガラスを流下させる一対の側壁面と、前記一対の側壁面を流下する前記溶融ガラスを合流させる下端部とを備え、
    　前記成形体は、高さ（Ｈ）と幅（Ｗ）との比（Ｈ／Ｗ）が２．８～６であることを特徴とする成形装置。
  2. 　前記成形体は、長尺状に構成されており、
    　前記成形体の長手方向両端部を挟んで押圧する押圧部を備える請求項１に記載の成形装置。
  3. 　前記一対の側壁面は、その中途部に凹部を有する請求項１又は２に記載の成形装置。
  4. 　前記凹部は、下方に向かうにつれて間隔が狭くなるように傾斜する一対の上部案内面と、前記一対の上部案内面と繋がる一対の平行な直線状の中間案内面と、前記中間案内面と繋がるとともに下方に向かうにつれて間隔が広くなるように傾斜する一対の下部案内面と、を備える請求項３に記載の成形装置。
  5. 　溶融ガラスを成形体によって板状に成形する工程を備える板ガラスの製造方法において、
    　前記成形体として、請求項１から４にいずれか一項に記載の成形体を用いることを特徴とする板ガラスの製造方法。
     
     
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