特許 7559653 ガラス板の製造方法、及び転写型

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】ガラス板の製造方法、及び転写型

(51)【国際特許分類】

   C03B 23/023 20060101AFI20240925BHJP

【ＦＩ】

C03B23/023

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2021061398

(22)【出願日】2021-03-31

(65)【公開番号】P2022157273

(43)【公開日】2022-10-14

【審査請求日】2023-08-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】福士 恭基

(72)【発明者】

【氏名】金杉 諭

(72)【発明者】

【氏名】柳原 一貴

(72)【発明者】

【氏名】増田 賢一

(72)【発明者】

【氏名】小松 寛

【審査官】永田 史泰

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２０－５１１３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１４１０４１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｂ２３／０２－２３／０３７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

曲面形状を含むガラス板の製造方法であって、
長手方向に独立に移動自在で且つ互いに平行な３本以上の第１ピンを含む第１ピン群を備える第１転写型を準備することと、
各前記第１ピンの先端を第１原型の曲面に当て、各前記第１ピンの位置を調節し、固定することと、
各前記第１ピンの位置を固定したまま、各前記第１ピンと前記第１原型を分離することと、
前記固定した各前記第１ピンの前記先端を上に向けて、前記第１転写型の上に前記ガラス板を載せることと、
前記ガラス板を加熱し、前記固定した各前記第１ピンの前記先端に沿って前記ガラス板を曲げ成形することと、
を含む、ガラス板の製造方法。

【請求項2】

前記ガラス板の自重で前記ガラス板を曲げ成形する、請求項１に記載のガラス板の製造方法。

【請求項3】

前記ガラス板の自重と空気圧で前記ガラス板を曲げ成形する、請求項１に記載のガラス板の製造方法。

【請求項4】

前記ガラス板の上方に配置した上型をプレス機で下方に押し、前記上型と前記第１転写型とで前記ガラス板を挟んでプレス成形する、請求項１に記載のガラス板の製造方法。

【請求項5】

長手方向に独立に移動自在で且つ互いに平行な３本以上の第２ピンを含む第２ピン群を備える第２転写型を準備することと、
各前記第２ピンの先端を第２原型の曲面に当て、各前記第２ピンの位置を調節し、固定することと、
各前記第２ピンの位置を固定したまま、各前記第２ピンと前記第２原型を分離することと、
前記固定した各前記第２ピンの前記先端を下に向けて、前記第２転写型を前記ガラス板の上に載せることと、
前記固定した各前記第２ピンの前記先端に沿って前記ガラス板を曲げ成形することと、
を含む、請求項１に記載のガラス板の製造方法。

【請求項6】

前記第１転写型と前記第２転写型の一方にガイドロッドが固定され、前記第１転写型と前記第２転写型の他方にガイド穴が固定され、
前記ガイドロッドを前記ガイド穴に挿入することで、前記第１転写型に対して前記第２転写型を鉛直方向に案内することを含む、請求項５に記載のガラス板の製造方法。

【請求項7】

各前記第１ピンの前記先端は、上に凸のドーム状の曲面を含み、その曲面で前記ガラス板を支える、請求項１～５のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。

【請求項8】

前記固定した隣り合う前記第１ピンの中心線同士のピッチは、５ｍｍ～３０ｍｍである、請求項１～７のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。

【請求項9】

前記第１ピン群と前記ガラス板との間に耐熱布を敷くことを含む、請求項１～８のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。

【請求項10】

前記耐熱布は、厚みが０．３ｍｍ～１．０ｍｍであり、面密度が１００ｇ／ｍ^２～１４００ｇ／ｍ^２であり、通気度が２０ｃｃ／（ｃｍ^２・ｓｅｃ）～２００ｃｃ／（ｃｍ^２・ｓｅｃ）である、請求項９に記載のガラス板の製造方法。

【請求項11】

前記ガラス板を曲げ成形する際に、前記ガラス板を予め設定された成形温度で加熱し、
前記成形温度は、１０^８Ｐａ・ｓ～１０^１２Ｐａ・ｓの粘度範囲に相当する温度範囲内で設定される、請求項１～１０のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。

【請求項12】

曲面形状を含むガラス板の製造に用いられる転写型であって、
長手方向に独立に移動自在で且つ互いに平行な３本以上のピンを含むピン群と、
各前記ピンの位置を固定する固定具と、を備える、転写型。

【請求項13】

前記固定具は、前記ピン群を囲む外枠と、前記外枠の内側に突出し、隣り合う前記ピン同士を押し付け合わせる可動キーと、を含む、請求項１２に記載の転写型。

【請求項14】

前記固定具は、前記可動キーを介して前記ピンを押すねじを更に含み、
前記外枠は、前記ねじがねじ込まれるネジ穴を含む、請求項１３に記載の転写型。

【請求項15】

前記固定具は、前記可動キーを介して前記ピンを押すシリンダを更に含む、請求項１３に記載の転写型。

【請求項16】

前記固定具は、前記外枠に耐熱布を取り付ける取付プレートを含む、請求項１３～１５のいずれか１項に記載の転写型。

【請求項17】

前記固定具は、前記ピンが１本ずつ挿通される挿通穴が複数形成された配列プレートを含む、請求項１２～１６のいずれか１項に記載の転写型。

【請求項18】

前記ピンは、前記挿通穴に挿通される中間軸と、前記中間軸の長手方向一端に取り外し可能に取り付けられるヘッドと、前記中間軸の長手方向他端に設けられるフランジと、を含み、前記ヘッドを前記ガラス板に向けて設けられる、請求項１７に記載の転写型。

【請求項19】

前記ピンは、中空構造を有する、請求項１２～１８のいずれか１項に記載の転写型。

【請求項20】

各前記ピンの先端は、ドーム状の曲面を含み、その曲面で前記ガラス板を支える、請求項１２～１９のいずれか１項に記載の転写型。

【請求項21】

前記固定具で前記ピンを固定した状態で、隣り合う前記ピンの中心線同士のピッチは、５ｍｍ～３０ｍｍである、請求項１２～２０のいずれか１項に記載の転写型。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ガラス板の製造方法、及び転写型に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の曲げ成形装置は、加熱器と、第１ピン群と、第１ガイド板と、第１可動板と、第１移動機構と、を備える。加熱器は、成形板を加熱する。第１ピン群は、成形板の第１主表面に接触する３本以上の第１ピンを含む。第１ガイド板は、３本以上の第１ピンを互いに平行に支持すると共に、３本以上の第１ピンをそれぞれの長手方向に独立に移動自在に支持する。第１可動板は、第１ガイド板を基準として成形板とは反対側に配置される。第１可動板には、第１ピン群と接触する第１曲面を有する第１成形型が取り付けられる。第１移動機構は、第１ピンの長手方向に、第１可動板を第１ガイド板に対し移動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０２０／０８０３０５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、第１成形型の上向きの曲面で各第１ピンの下端を押し上げ、各第１ピンの位置を所望の位置に調節する。その状態で、第１ピン群の上にガラス板を載せ、各第１ピンの上端に沿ってガラス板を曲げ成形する。

【0005】

例えば、複数枚のガラス板を異なるピン群の上に載せて、各ガラス板を曲げ成形する場合、ピン群ごとに、ピン群を構成する各ピンの位置調節に用いる原型を用意することになってしまう。それゆえ、原型の数が多くなってしまう。

【0006】

本開示の一態様は、ピン群を構成する各ピンの位置調節に用いる原型の数を削減する、技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係るガラス板の製造方法は、曲面形状を含むガラス板の製造方法であり、下記（Ａ）～（Ｅ）を含む。（Ａ）長手方向に独立に移動自在で且つ互いに平行な３本以上の第１ピンを含む第１ピン群を備える第１転写型を準備する。（Ｂ）各前記第１ピンの先端を第１原型の曲面に当て、各前記第１ピンの位置を調節し、固定する。（Ｃ）各前記第１ピンの位置を固定したまま、各前記第１ピンと前記第１原型を分離する。（Ｄ）前記固定した各前記第１ピンの前記先端を上に向けて、前記第１転写型の上に前記ガラス板を載せる。（Ｅ）前記ガラス板を加熱し、前記固定した各前記第１ピンの前記先端に沿って前記ガラス板を曲げ成形する。

【0008】

本開示の一態様に係る転写型は、曲面形状を含むガラス板の製造に用いられる転写型である。転写型は、長手方向に独立に移動自在で且つ互いに平行な３本以上のピンを含むピン群と、各前記ピンの位置を固定する固定具と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示の一態様によれば、ピン群を構成する各ピンの位置を固定する。各ピンの位置を固定したまま各ピンと原型とを分離でき、原型を再利用できる。従って、原型の数を削減できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、一実施形態に係るガラス板の製造方法を示すフローチャートである。

【図2】図２は、第１転写型の一例を示す斜視図である。

【図3】図３は、図２の第１転写型を上から見た図である。

【図4】図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。

【図5】図５は、図１のステップＳ１０２の一例を示す断面図である。

【図6】図６は、図１のステップＳ１０４の一例を示す断面図である。

【図7】図７は、図１のステップＳ１０５の一例を示す断面図である。

【図8】図８は、第２転写型の一例を示す断面図である。

【図9】図９は、図１のステップＳ１０３の変形例を示す断面図である。

【図10】図１０は、図１のステップＳ１０４の変形例を示す断面図である。

【図11】図１１は、図１のステップＳ１０５の変形例を示す断面図である。

【図12】図１２は、固定具の変形例を示す断面図である。

【図13】図１３（Ａ）は例１で得られたガラス板の透過像であり、図１３（Ｂ）は例２で得られたガラス板の透過像であり、図１３（Ｃ）は例３で得られたガラス板の透過像であり、図１３（Ｄ）は例４で得られたガラス板の透過像であり、図１３（Ｅ）は例５で得られたガラス板の透過像であり、図１３（Ｆ）は例６で得られたガラス板の透過像である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。また、各図面において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は互いに垂直な方向であって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。Ｚ軸正方向が鉛直上方向であり、Ｚ軸負方向が鉛直下方向である。

【0012】

図１を参照して、一実施形態に係るガラス板の製造方法について説明する。図１に示すように、ガラス板の製造方法は、ステップＳ１０１～Ｓ１０４を含む。ステップＳ１０１は、第１転写型１を準備することを含む。第１転写型１は、例えば、図２～図４に示すように、第１ピン群２と、第１固定具３と、を備える。

【0013】

第１ピン群２は、長手方向に独立に移動自在で且つ互いに平行な３本以上の第１ピン２１を含む。第１固定具３は、各第１ピン２１の位置を移動可能に固定する。各第１ピン２１の位置を調節でき、様々な曲面形状のガラス板９（図６参照）を成形できる。また、ガラス板９の曲面形状と、目標の曲面形状との偏差を測定し、その偏差が小さくなるように各第１ピン２１の位置を微調節することも可能である。

【0014】

ガラス板９の厚さは、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．８ｍｍ以上がより好ましく、１ｍｍ以上が更に好ましい。ガラス板９の厚さは、５ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以下が更に好ましい。ガラス板９の曲率半径は、５０ｍｍ以上が好ましく、１００ｍｍ以上がより好ましく、２００ｍｍ以上が更に好ましい。ガラス板９の曲率半径は、例えば１００００ｍｍ以下である。

【0015】

各第１ピン２１は、例えばＺ軸方向に平行に配置される。各第１ピン２１の長手方向は、例えばＺ軸方向である。各第１ピン２１の長手方向から見たときに、複数本の第１ピン２１は、図３に示すように千鳥配列されるが、行列配列されてもよい。

【0016】

各第１ピン２１の長手方向から見たときに、各第１ピン２１の先端（例えば第１ヘッド２６）は、円形状であるが、多角形状（例えば三角形状、四角形状、又は六角形状）であってもよい。後者の場合、隣り合う第１ピン２１の先端同士を安定して押し付け合わせることができる。一方、前者の場合、隣り合う第１ピン２１の間に隙間を形成でき、第１ピン群２の熱容量を低減でき、第１ピン群２を短時間で昇温できる。

【0017】

図４に示すように、各第１ピン２１の先端は、上に凸のドーム状の曲面２２を含み、その曲面２２でガラス板９を下から支える。第１ピン２１の曲面２２と側面２３の角２４でガラス板９を支える場合に比べて、ガラス板９に局所的な応力集中が生じるのを抑制できる。曲面２２は例えば半球状であり、その曲率半径はガラス板９の曲率半径などを考慮して決められる。なお、ドーム状の曲面２２は、上に凸の複曲面であればよく、非球面状であってもよい。

【0018】

第１固定具３は、各第１ピン２１のＺ軸方向位置を移動可能に固定する。第１固定具３は、例えば、第１外枠３１と、第１可動キー３２と、を含む。第１外枠３１は、第１ピン群２を囲む。第１可動キー３２は、図５に示すように第１外枠３１の内側に突出し、隣り合う第１ピン２１同士を押し付け合わせる。

【0019】

第１外枠３１は、例えば四角枠である。第１可動キー３２は、第１外枠３１の互いに対向する２つの側壁のうち、一方の側壁から、他方の側壁に向けて突出し、隣り合う第１ピン２１同士を押し付け合わせる。第１外枠３１は、図示しないが円枠、又は楕円枠であってもよく、枠の形状は特に限定されない。

【0020】

第１可動キー３２は、例えばＸ軸方向に移動可能である。作業者又は作業ロボットは、第１可動キー３２をＸ軸正方向に移動させることで、各第１ピン２１をＸ軸正方向に寄せ集め、隣り合う第１ピン２１同士を押し付け合わせる。その結果、各第１ピン２１のＺ軸方向位置を固定できる。

【0021】

また、作業者又は作業ロボットは、第１可動キー３２をＸ軸負方向に移動させることで、各第１ピン２１のＺ軸方向における位置固定を解除する。各第１ピン２１のＺ軸方向位置を調節でき、様々な曲面形状のガラス板９を成形できる。

【0022】

第１固定具３は、第１可動キー３２を介して第１ピン２１を押す第１ネジ３３を更に含んでもよい。この場合、第１外枠３１は、第１ネジ３３がねじ込まれる第１ネジ穴３４を含む。第１ネジ３３は、例えばイモネジである。

【0023】

作業者又は作業ロボットは、第１ネジ３３を回転させることで、第１可動キー３２を移動でき、隣り合う第１ピン２１同士を押し付け合わせることができる。その状態で第１ネジ３３の回転を停止すれば、第１ネジ３３が第１可動キー３２を押し続ける。よって、反力による第１可動キー３２の押し戻しを防止できる。

【0024】

なお、図示しないが、第１固定具３は、第１ネジ３３の代わりに、第１シリンダを更に含んでもよい。第１シリンダは、シリンダチューブと、シリンダチューブの内部を移動するピストンと、ピストンと共に移動するロッドと、を有する。第１シリンダは、空気圧又は油圧などで、第１可動キー３２を介して第１ピン２１を押す。

【0025】

第１固定具３は、第１ピン２１が１本ずつ挿通される第１配列穴３５が複数形成された第１配列プレート３６を含んでもよい。第１配列プレート３６は、例えば不図示のボルトなどで第１外枠３１に対して固定される。複数の第１配列穴３５は、複数本の第１ピン２１と同様に、千鳥配列されるが、行列配列されてもよい。第１配列穴３５の水平方向位置（Ｘ軸方向位置及びＹ軸方向位置）で第１ピン２１の水平方向位置を規制でき、第１ピン２１を所望のパターンで配列できる。

【0026】

第１ピン２１は、第１配列穴３５に挿通される第１中間軸２５と、第１中間軸２５の長手方向一端に取り外し可能に取り付けられる第１ヘッド２６と、第１中間軸２５の長手方向他端に設けられる第１フランジ２７と、を含んでもよい。第１ピン２１は、第１ヘッド２６をガラス板９に向けて設けられる。

【0027】

第１ヘッド２６は、上に凸のドーム状の曲面２２を含み、その曲面２２でガラス板９を下から支える。隣り合う第１ヘッド２６は、その側面２３で押し付け合わされる。第１ヘッド２６は、取り外し可能であるので、破損しても交換できる。

【0028】

例えば、第１ヘッド２６は、曲面２２とは反対向きの面に、ネジ穴２８を含む。第１中間軸２５は、ネジ穴２８にねじ込まれるネジ軸を含む。これにより、第１ヘッド２６は、第１中間軸２５に取り外し可能に取付けられる。

【0029】

第１ヘッド２６と第１フランジ２７は、第１中間軸２５が第１配列穴３５から抜けるのを防止する。第１ヘッド２６と第１フランジ２７の各々の直径は、第１配列穴３５の直径よりも大きい。

【0030】

第１ヘッド２６は、ネジ穴２８に続く中空穴２９を更に含んでもよい。つまり、第１ヘッド２６は、中空構造を有してもよい。第１ヘッド２６の熱容量を低減でき、第１ヘッド２６の昇温時間を短縮できる。

【0031】

ところで、詳しくは後述するが、第１転写型１は、ガラス板９と共に外側から加熱される。昇温速度が速い場合、昇温の途中で、第１外枠３１及び第１可動キー３２の温度が、その内側の第１ピン２１の温度よりも高くなることがある。

【0032】

そこで、第１外枠３１及び第１可動キー３２は、第１ピン２１よりも、平均線膨張係数の低い材料で形成されてもよい。これにより、昇温の途中で、第１外枠３１などが第１ピン群２よりも広がるのを制限でき、隣り合う第１ピン２１同士を押し付け合わせる力が緩むのを制限できる。平均線膨張係数は、室温（例えば２０℃）から、ガラス板９の成形温度までの線膨張係数の平均値である。

【0033】

但し、昇温速度が遅い場合、第１外枠３１及び第１可動キー３２と、その内側の第１ピン群２とは、同程度の温度になる。従って、第１外枠３１及び第１可動キー３２と、第１ピン２１とは、同じ材料で形成されてもよい。

【0034】

第１ピン２１、第１外枠３１、又は第１可動キー３２は、金属（例えば、ステンレス鋼、耐熱鋼、若しくは超硬合金）、セラミック（例えば炭化珪素、窒化ケイ素、若しくは石英）、又はカーボンなどで形成される。

【0035】

ステンレス鋼は、マルテンサイト系とオーステナイト系のいずれでもよい。マルテンサイト系の平均線膨張係数は、オーステナイト系の平均線膨張係数よりも小さい。超硬合金は、例えば炭化タングステンである。

【0036】

第１ピン２１、第１外枠３１、又は第１可動キー３２は、母材と、母材の上に形成されるコーティング膜とを含んでもよく、複数の材料で形成されてもよい。コーティング膜は、母材の少なくとも一部を覆えばよい。コーティング膜は、金属膜、セラミック膜、又はカーボン膜などである。

【0037】

ステップＳ１０２は、図５に示すように、各第１ピン２１の先端を第１原型４の曲面４１に当て、各第１ピン２１のＺ軸方向位置を調節し、固定することを含む。各第１ピン２１のＺ軸方向位置は、本実施形態では第１固定具３によって固定されるが、溶接などによって固定されてもよい。

【0038】

第１固定具３又は溶接などによって各第１ピン２１のＺ軸方向位置を固定すれば、ガラス板９を第１転写型１の上に載せる前に、第１転写型１と第１原型４を分離でき、分離した第１原型４を再利用できる。従って、例えば複数枚のガラス板９を異なる第１転写型１の上に載せて、各ガラス板９を曲げ成形する場合に、第１原型４の数を削減できる。

【0039】

第１原型４は、第１転写型１とは異なり、加熱されない。それゆえ、第１原型４は、第１転写型１よりも、耐熱性の低い材料で形成でき、低コスト及び短期間で製造できる。第１原型４は、例えば３Ｄプリンターで製造され、その材料としては例えば樹脂が用いられる。なお、第１原型４は、切削加工、又は射出成形などで製造されてもよい。また、第１原型４の材料は、樹脂には限定されず、カーボン、又は金属（例えばステンレス鋼又はアルミニウムなど）であってもよい。

【0040】

第１原型４の曲面４１は、単曲面（ｓｉｎｇｌｅ ｃｕｒｖｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）でもよいし、複曲面（ｄｏｕｂｌｅ ｃｕｒｖｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）でもよい。単曲面は、円柱面などであり、所定の方向に一定の断面形状を有する。一方、複曲面は、Ｘ軸方向に垂直な断面でもＹ軸方向に垂直な断面でも曲線状の断面形状を有する。

【0041】

ステップＳ１０３は、各第１ピン２１のＺ軸方向位置を固定したまま、各第１ピン２１と第１原型４を分離することを含む。分離した第１原型４を再利用できる。従って、例えば複数枚のガラス板９を異なる第１転写型１の上に載せて、各ガラス板９を曲げ成形する場合に、第１原型４の数を削減できる。

【0042】

ステップＳ１０４は、図６に示すように、ステップＳ１０２で固定した各第１ピン２１の先端（例えば第１ヘッド２６）を上に向けて、第１転写型１の上にガラス板９を載せることを含む。第１転写型１は、ガラス板９を下から支える下型である。

【0043】

ステップＳ１０４は、第１転写型１とガラス板９の間に、耐熱布５を敷くことを含んでもよい。耐熱布５は、例えば、ステンレス鋼繊維又はシリカ繊維を含む不織布である。耐熱布５を敷くことで、第１ピン２１の痕がガラス板９に付くのを抑制できる。

【0044】

耐熱布５は、厚みが０．３ｍｍ～１．５ｍｍであり、面密度が１００ｇ／ｍ^２～１４００ｇ／ｍ^２であり、通気度が２０ｃｃ／（ｃｍ^２・ｓｅｃ）～２００ｃｃ／（ｃｍ^２・ｓｅｃ）である。通気度は、日本工業規格ＪＩＳ Ｒ３２４０：２０１３に準拠して測定する。

【0045】

耐熱布５が上記の物性を有すれば、第１ピン２１とガラス板９の間での熱移動を抑制でき、ガラス板９の熱応力を緩和でき、かつガラス板９を複曲形状に曲げ成形する際に耐熱布５のしわの発生を抑制できる。

【0046】

耐熱布５の厚みは、好ましくは０．５ｍｍ～１．０ｍｍである。耐熱布５の面密度は、好ましくは５００ｇ／ｍ^２～１０００ｇ／ｍ^２である。耐熱布５の通気度は、好ましくは２０ｃｃ／（ｃｍ^２・ｓｅｃ）～１６０ｃｃ／（ｃｍ^２・ｓｅｃ）である。

【0047】

ステップＳ１０５は、図７に示すように、ガラス板９を加熱し、ステップＳ１０２で固定した各第１ピン２１の先端に沿ってガラス板９を曲げ成形することを含む。ステップＳ１０２で固定した隣り合う第１ピン２１の中心線同士のピッチＰ（不図示）は、５ｍｍ～３０ｍｍである。ピッチＰは、本実施形態では第１ピン２１の直径に等しいが、後述するように第１ピン２１の直径よりも大きくてもよい。

【0048】

ピッチＰが５ｍｍ以上であれば、第１ピン２１の太さが十分に太く、第１ピン２１の変形を抑制できる。一方、ピッチＰが３０ｍｍ以下であれば、隣り合う第１ピン２１同士の間でガラス板９が局所的に垂れ下がるのを抑制できる。ピッチＰは、好ましくは５ｍｍ～２０ｍｍである。

【0049】

ステップＳ１０５は、第１転写型１の上にガラス板９を載せた状態で、第１転写型１を加熱炉の内部に入れ、ガラス板９を加熱することを含む。加熱炉は、バッチ式でも連続式でもよい。加熱炉は、第１転写型１を搬送するコンベアを備えてもよく、連続搬送式であってもよい。連続搬送式の加熱炉は、搬送路に沿って複数のゾーンに区画される。ガラス板９は、第１転写型１と共に搬送されながら、加熱される。

【0050】

ステップＳ１０５は、ガラス板９を予め設定された成形温度で加熱することを含んでもよい。成形温度は、例えば１０^８Ｐａ・ｓ～１０^１２Ｐａ・ｓの粘度範囲に相当する温度範囲内で設定される。ガラスの粘度が１０^８Ｐａ・ｓ以上であれば、各第１ピン２１の痕がガラス板９に付くのを抑制できる。一方、ガラスの粘度が１０^１２Ｐａ・ｓ以下であれば、ガラス板９を曲げ成形できる。ガラスの粘度は、好ましくは１０^８．５ｄＰａ・ｓ～１０^１１．５ｄＰａ・ｓである。

【0051】

ステップＳ１０５は、例えばガラス板９の自重でガラス板９を曲げ成形することを含む。ガラス板９の上面をプレス機などで押す場合とは異なり、プレス機の接触痕がガラス板９に付くのを防止できる。

【0052】

ステップＳ１０５は、ガラス板９の自重と空気圧でガラス板９を曲げ成形することを含んでもよい。例えば、ガラス板９の周縁に圧縮空気を吹き付ければ、ガラス板９の周縁を確実に曲げることができる。

【0053】

ステップＳ１０５は、本実施形態ではプレス機を用いないが、プレス機を用いてもよい。プレス機は、例えば連続搬送式の加熱炉の一つのゾーンに設けられる。プレス機は、ガラス板９の上方に配置した上型を下方に押し、上型と第１転写型１とでガラス板９を挟んでプレス成形する。上型は、プレス機に取付けられるが、ガラス板９の上に載せられガラス板９と共に搬送されてもよい。後者の場合、上型は、後述する第２転写型６であってもよい。

【0054】

次に、図８～図１１を参照して、第２転写型６及び第２転写型６を用いたガラス板の製造方法について説明する。第２転写型６は、第１転写型１と組み合わせて用いる。この場合、ステップＳ１０１は、第２転写型６を準備することを含む。第２転写型６は、第１転写型１と同様に構成され、例えば、図８に示すように、第２ピン群７と、第２固定具８と、を備える。

【0055】

第２ピン群７は、長手方向に独立に移動自在で且つ互いに平行な３本以上の第２ピン７１を含む。第２固定具８は、各第２ピン７１の位置を移動可能に固定する。各第２ピン７１の位置を調節でき、様々な曲面形状のガラス板９を成形できる。また、ガラス板９の曲面形状と、目標の曲面形状との偏差を測定し、その偏差が小さくなるように各第２ピン７１の位置を微調節することも可能である。

【0056】

各第２ピン７１は、例えばＺ軸方向に平行に配置される。各第２ピン７１の長手方向は、例えばＺ軸方向である。各第２ピン７１の長手方向から見たときに、複数本の第２ピン７１は、千鳥配列されるが、行列配列されてもよい。

【0057】

図８に示すように、各第２ピン７１の先端は、下に凸のドーム状の曲面７２を含み、その曲面７２でガラス板９を上から押す。第２ピン７１の曲面７２と側面７３の角７４でガラス板９を押す場合に比べて、ガラス板９に局所的な応力集中が生じるのを抑制できる。

【0058】

第２固定具８は、各第２ピン７１のＺ軸方向位置を移動可能に固定する。第２固定具８は、例えば、第２外枠８１と、第２可動キー８２と、を含む。第２外枠８１は、第２ピン群７を囲む。第２可動キー８２は、図９に示すように第２外枠８１の内側に突出し、隣り合う第２ピン７１同士を押し付け合わせる。

【0059】

第２固定具８は、第２可動キー８２を介して第２ピン７１を押す第２ネジ８３を更に含んでもよい。この場合、第２外枠８１は、第２ネジ８３がねじ込まれる第２ネジ穴８４を含む。第２ネジ８３は、例えばイモネジである。

【0060】

なお、図示しないが、第２固定具８は、第２ネジ８３の代わりに、第２シリンダを更に含んでもよい。第２シリンダは、シリンダチューブと、シリンダチューブの内部を移動するピストンと、ピストンと共に移動するロッドと、を有する。第２シリンダは、空気圧又は油圧などで、第２可動キー８２を介して第２ピン７１を押す。

【0061】

第２固定具８は、第２ピン７１が１本ずつ挿通される第２配列穴８５が複数形成された第２配列プレート８６を含んでもよい。第２配列プレート８６は、例えば不図示のボルトなどで第２外枠８１に対して固定される。複数の第２配列穴８５は、複数本の第２ピン７１と同様に配列される。

【0062】

第２ピン７１は、第２配列穴８５に挿通される第２中間軸７５と、第２中間軸７５の長手方向一端に取り外し可能に取り付けられる第２ヘッド７６と、第２中間軸７５の長手方向他端に設けられる第２フランジ７７と、を含んでもよい。第２ピン７１は、第２ヘッド７６をガラス板９に向けて設けられる。

【0063】

第２ヘッド７６は、下に凸のドーム状の曲面７２を含み、その曲面７２でガラス板９を上から押す。隣り合う第２ヘッド７６は、その側面７３で押し付け合わされる。第２ヘッド７６は、取り外し可能であるので、破損しても交換できる。

【0064】

例えば、第２ヘッド７６は、曲面７２とは反対向きの面に、ネジ穴７８を含む。第２中間軸７５は、ネジ穴７８にねじ込まれるネジ軸を含む。これにより、第２ヘッド７６は、第２中間軸７５に取り外し可能に取付けられる。

【0065】

第２ヘッド７６と第２フランジ７７は、第２中間軸７５が第２配列穴８５から抜けるのを防止する。第２ヘッド７６と第２フランジ７７の各々の直径は、第２配列穴８５の直径よりも大きい。

【0066】

第２ヘッド７６は、ネジ穴７８に続く中空穴７９を更に含んでもよい。つまり、第２ヘッド７６は、中空構造を有してもよい。第２ヘッド７６の熱容量を低減でき、第２ヘッド７６の昇温時間を短縮できる。

【0067】

第２外枠８１及び第２可動キー８２は、第２ピン７１よりも、平均線膨張係数の低い材料で形成されてもよい。但し、第２外枠８１及び第２可動キー８２と、第２ピン７１とは、同じ材料で形成されてもよい。

【0068】

第２ピン７１、第２外枠８１、又は第２可動キー８２は、金属（例えば、ステンレス鋼、耐熱鋼、若しくは超硬合金）、セラミック（例えば炭化珪素、窒化ケイ素、若しくは石英）、又はカーボンなどで形成される。

【0069】

第２ピン７１、第２外枠８１、又は第２可動キー８２は、母材と、母材の上に形成されるコーティング膜とを含んでもよく、複数の材料で形成されてもよい。コーティング膜は、母材の少なくとも一部を覆えばよい。

【0070】

ステップＳ１０２は、図９に示すように、各第２ピン７１の先端を第２原型４Ａの曲面４１Ａに当て、各第２ピン７１のＺ軸方向位置を調節し、固定することを含む。各第２ピン７１のＺ軸方向位置は、本実施形態では第２固定具８によって固定されるが、溶接などによって固定されてもよい。

【0071】

第２固定具８又は溶接などによって各第２ピン７１のＺ軸方向位置を固定すれば、第２転写型６をガラス板９の上に載せる前に、第２転写型６と第２原型４Ａを分離でき、分離した第２原型４Ａを再利用できる。従って、例えば複数枚のガラス板９の上に異なる第２転写型６を載せて、各ガラス板９を曲げ成形する場合に、第２原型４Ａの数を削減できる。

【0072】

第２原型４Ａは、第２転写型６とは異なり、加熱されない。それゆえ、第２原型４Ａは、第２転写型６よりも、耐熱性の低い材料で形成でき、低コスト及び短期間で製造できる。第２原型４Ａは、例えば３Ｄプリンターで製造され、その材料としては例えば樹脂が用いられる。なお、第２原型４Ａは、切削加工、又は射出成形などで製造されてもよい。また、第２原型４Ａの材料は、樹脂には限定されず、カーボン、又は金属（例えばステンレス鋼又はアルミニウムなど）であってもよい。

【0073】

第２原型４Ａの曲面４１Ａは、単曲面でもよいし、複曲面でもよい。第２原型４Ａの曲面４１Ａは、第１原型４の曲面４１とは異なる曲率半径を有してもよい。より詳細には、第２原型４Ａの曲面４１Ａは、第１原型４の曲面４１よりも小さい曲率半径を有してもよい。

【0074】

ステップＳ１０３は、各第２ピン７１のＺ軸方向位置を固定したまま、各第２ピン７１と第２原型４Ａを分離することを含む。分離した第２原型４Ａを再利用できる。従って、例えば複数枚のガラス板９の上に異なる第２転写型６を載せて、各ガラス板９を曲げ成形する場合に、第２原型４Ａの数を削減できる。

【0075】

ステップＳ１０４は、図１０に示すように、ステップＳ１０２で固定した各第２ピン７１の先端（例えば第２ヘッド７６）を下に向けて、第２転写型６をガラス板９の上に載せることを含む。第２転写型６は、ガラス板９を上から押す上型である。

【0076】

ステップＳ１０４は、第２転写型６とガラス板９の間に、耐熱布５Ａを敷くことを含んでもよい。耐熱布５Ａは、耐熱布５と同様に構成される。耐熱布５Ａを敷くことで、第２ピン７１の痕がガラス板９に付くのを抑制できる。なお、プレス機に取り付けた上型でガラス板９をプレス成形する場合も、ガラス板９の上に耐熱布５Ａを敷いてもよい。

【0077】

第２固定具８は、第２外枠８１に耐熱布５Ａを取り付ける取付プレート８７を含んでもよい。ステップＳ１０２で固定した各第２ピン７１の先端に沿って耐熱布５Ａを張ることができる。

【0078】

取付プレート８７は第２外枠８１に固定され、耐熱布５Ａは複数のボルト８８などで取付プレート８７に取り付けられる。各ボルト８８は、耐熱布５Ａの貫通穴に挿通され、取付プレート８７のボルト穴にねじ込まれる。

【0079】

なお、第１固定具３は、第１外枠３１に耐熱布５を取り付ける取付プレートを含まないが、含んでもよい。後者の場合、第２転写型６がガラス板９を上から押すことで、ガラス板９の下に敷かれた耐熱布５がステップＳ１０２で固定した各第１ピン２１の先端に沿って曲がる。なお、第２転写型６をガラス板９の上に載せる前に、ガラス板９の下に敷かれた耐熱布５は、取付プレートによって平坦に張られる。

【0080】

ステップＳ１０４は、第１転写型１に固定されたガイドロッド１１を、第２転写型６に固定されたガイド穴６１に挿入することで、第１転写型１に対して第２転写型６を鉛直方向に案内することを含んでもよい。第２転写型６の傾斜などを抑制できる。

【0081】

ガイドロッド１１は、３本以上設けられ、それぞれ鉛直に立てて設けられる。ガイドロッド１１ごとに、ガイド穴６１が設けられる。なお、ガイドロッド１１とガイド穴６１の配置は逆でもよい。つまり、ガイドロッド１１が第２転写型６に固定され、ガイド穴６１が第１転写型１に固定されてもよい。

【0082】

ステップＳ１０５は、図１１に示すように、ガラス板９を加熱し、ステップＳ１０２で固定した各第２ピン７１の先端に沿ってガラス板９を曲げ成形することを含む。第２転写型６の重さでガラス板９をプレスでき、ガラス板９の全体を確実に曲げることができる。

【0083】

次に、図１２を参照して、第１固定具３の変形例について説明する。上記実施形態の第１固定具３は、第１外枠３１と第１可動キー３２とで、隣り合う第１ピン２１同士を押し付け合わせ、各第１ピン２１のＺ軸方向位置を固定する。これに対し、本変形例の第１固定具３は、第１配列プレート３６と可動プレート３７とで各第１ピン２１のＺ軸方向位置を固定する。

【0084】

可動プレート３７には、第１配列プレート３６と同様に、第１ピン２１が１本ずつ挿通される挿通穴３８が複数形成される。複数の挿通穴３８は、複数本の第１ピン２１と同様に配列される。各第１ピン２１の長手方向と直交する方向に可動プレート３７を移動させれば、第１配列プレート３６と可動プレート３７とで各第１ピン２１を挟持でき、各第１ピン２１のＺ軸方向位置を固定できる。なお、第２固定具８も、本変形例の第１固定具３と同様に構成されてもよい。

【実施例】

【0085】

次に、実験データについて説明する。例１～例６では、表１に示す条件以外、同じ条件でガラス板の曲げ成形を実施した。ガラス板は、ソーダライムガラスであった。曲げ成形前のガラス板は、Ｘ軸方向寸法が３００ｍｍであり、Ｙ軸方向寸法が２００ｍｍであり、Ｚ軸方向寸法（厚み）が１．８ｍｍであった。曲げ成形後のガラス板の下面の目標曲面は、単曲面であった。その単曲面は、Ｙ軸方向に対して垂直な断面形状が曲率半径９００ｍｍであり、Ｘ軸方向に対して垂直な断面形状が直線状であった。例１～例６は、いずれも実施例である。表１に、主な条件と、結果を示す。

【0086】

【表1】

表１において、転写型が下型のみであることは、ガラス板の自重のみでガラス板を曲げ成形したことを意味し、転写型が上下両型であることは、上型の重さとガラス板の自重でガラス板を曲げ成形したことを意味する。表１において、転写型が上下両型であって、耐熱布が有であることは、耐熱布を上下両型とガラス板の間に配置したことを意味する。ηは成形温度に相当する粘度（ｄＰａ・ｓ）である。昇温速度は、室温から成形温度まで４時間で達するように設定した。成形時間は、ガラス板を成形温度で加熱した時間である。

【0087】

表１において、Ｒａは日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に記載の算術平均粗さであり、Ｗａは日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に記載の算術平均うねりである。Ｒａ及びＷａは、三鷹光器社製の非接触式三次元測定装置（ＮＨ－３ＭＡＳ）を用いて測定した。測定ピッチは０．４μｍであり、測定レンジは５０００μｍであった。Ｒａは、カットオフ値を０．０８ｍｍに設定して算出した。Ｗａは、カットオフ値を０．８ｍｍに設定して算出した。

【0088】

ピン痕は、Ｒａで評価した。Ｒａが小さいほど、ピン痕が小さく、ピン痕の評価が良い。ピン痕の評価が「〇」であることは、Ｒａが０μｍ以上０．００２μｍ未満であることを表す。ピン痕の評価が「△」であることは、Ｒａが０．００２μｍ～０．００６μｍであることを表す。ピン痕の評価が「×」であることは、Ｒａが０．００６μｍ超であることを表す。

【0089】

うねりは、Ｗａで評価した。Ｗａが小さいほど、うねりが小さく、うねりの評価が良い。うねりの評価が「〇」であることは、Ｗａが０μｍ以上０．０００３μｍ未満であることを表す。うねりの評価が「△」であることは、Ｗａが０．０００３μｍ～０．００１μｍであることを表す。うねりの評価が「×」であることは、Ｗａが０．００１μｍ超であることを表す。

【0090】

表１において、ＰＶ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｖａｌｌｅｙ）値は、実際の曲面と目標曲面との偏差の最大高低差であり、ｇｏｍ社製の３次元計測機ＡＴＯＳ（型番：ＡＴＯＳ Ｔｒｉｐｌｅ ｓｃａｎ ＩＩＩ）を用いて測定した。

【0091】

形状誤差は、ＰＶ値で評価した。ＰＶ値が小さいほど、形状誤差が小さく、形状誤差の評価が良い。形状誤差の評価が「〇」であることは、ＰＶ値が０ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを表す。形状誤差の評価が「△」であることは、ＰＶ値が０．５ｍｍよりも大きく１．５ｍｍ以下であることを表す。形状誤差の評価が「×」であることは、ＰＶ値が１．５ｍｍ超であることを表す。ＰＶ値が１．５ｍｍ以下であると、曲げガラスとしての意匠性を担保できる。ＰＶ値が０．５ｍｍ以下であると、車載用曲げガラスにおいて、車体との嵌合性を向上できる。

【0092】

例１～例６で得られたガラス板の透過像を、図１３に示す。ガラス板の透過像は、ガラス板を基準としてスクリーンとは反対側に光源を設置し、スクリーンに映った像を撮像して得た。図１３に示す透過像は、二値化処理したものである。透過像の黒色はピン痕を表す。

【0093】

例１～例２の結果から、ガラス板と転写型の間に耐熱布を敷くことで、ピン痕を小さくでき、且つうねりを小さくできる反面、形状誤差が大きくなることが分かる。形状誤差が大きいのは、耐熱布がガラス板の自重変形を妨げるからである。耐熱布としては、ステンレス鋼繊維からなる不織布を用いた。

【0094】

また、例１及び例３の結果から、ガラス板と転写型の間に耐熱布を敷いた場合であっても、転写型として上下両型を用いれば、上型の重さでガラス板をプレスでき、ガラス板の全体を確実に曲げることができ、形状誤差を低減できることが分かる。

【0095】

更に、例３～例５の結果から、成形温度を低くすれば、ピン痕を小さくでき、且つうねりを小さくできることが分かる。また、成形温度を低くしても、上型の重さでガラス板をプレスすれば、形状誤差の悪化を防止できることが分かる。

【0096】

次に、表２に、ガラス板を６２０℃で１２００秒間加熱したときの、ピンピッチとＰＶ値の関係を示す。表２に示す関係は、市販の解析ソフト（ＡＢＡＱＵＳ）を用いた粘弾性解析によって求めた。粘弾性解析に用いたガラスの物性を表３に示す。

【0097】

【表2】

【0098】

【表3】

表３に示す物性は、ソーダライムガラスの物性である。また、表２において、ＰＶ値は、曲げ成形後の実際の曲面と目標曲面との偏差の最大高低差である。目標曲面は、複曲面であった。その複曲面は、Ｙ軸方向に垂直な断面形状が曲率半径９００ｍｍの曲線状であって、Ｘ軸方向に垂直な断面形状が曲率半径２０００ｍｍの曲線状であった。曲げ成形前のガラス板は、Ｘ軸方向寸法が８２ｍｍであり、Ｙ軸方向寸法が４３ｍｍであり、Ｚ軸方向寸法（厚み）が１．８ｍｍであった。ピン先端面は、半径３ｍｍの半球面であった。耐熱布の有無は「無」に設定した。

【0099】

表２から、ＰＶ値を１．５ｍｍ以下にするには、ピンピッチを３０ｍｍ以下にすればよいことが分かる。また、ＰＶ値を０．５ｍｍ以下にするには、ピンピッチを２０ｍｍ以下にすればよいことが分かる。

【0100】

以上、本開示に係るガラス板の製造方法、及び転写型について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0101】

１ 第１転写型
２ 第１ピン群
２１ 第１ピン
３ 第１固定具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】