JPH1179765A - ガラス容器の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス基板を均一に加熱して軟化させた状態
で金型によるプレス加工が行なえ、作業工数を減少し、
加工時間の短縮を図る。 【解決手段】 外縁部分に枠体４ｂを有する完成品とし
てのガラス容器４の内部中空部４ｃと略同一寸法形状の
凸部１ａを有する上型１と、ガラス容器４の外形寸法形
状と略同一寸法形状のキャビティ２ａを有して上型１に
対向配置される下型２とを用いる。ワークとしてのガラ
ス基板５を基板支持機構１４の支持ピン１６により下型
２から所定量浮かせた状態で支持し、ガスバーナー１９
によりガラス基板５を軟化温度以上に加熱し、所定温度
に維持された上型１を下型２に向けて下降させ、上型１
の凸部１ａによりガラス基板５を下型２のキャビティ２
ａ内にプレス加工してガラス容器４を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置の容器と
して使用される継ぎ目のないガラス容器の製造方法およ
び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、蛍光表示管等の表示装置の外囲器
やゲッターボックスとして用いられるガラス容器を作製
する場合には、図４に示す組立方式が採用されていた。

【０００３】図４に示す組立方式では、まず、１枚の大
板ガラスを所定の寸法に切断して棒状のガラス片３１と
四角形状のガラス片３２を得る（図４（ａ））。

【０００４】次に、棒状のガラス片３１の一面にシール
ガラス３３を塗布して焼成する（図４（ｂ））。同様
に、四角形状のガラス片３２の外周縁部分にもシールガ
ラス３３を塗布して焼成する。

【０００５】次に、四角形状のガラス片３２の外形に合
った枠体を作製するため、棒状のガラス片３１を所定の
寸法に切断し、長尺のガラス片３１ａと短尺のガラス片
３１ｂをそれぞれ２本ずつ得る（図４（ｃ））。そし
て、２本の長尺のガラス片３１ａと２本の短尺のガラス
片３１ｂにより枠体３４を作製する（図４（ｄ））。

【０００６】次に、枠体３４をガラス片３２の外周縁部
分に配置し、枠体３４とガラス片３２を位置合わせした
状態で治具に固定し、焼成炉で焼成する。これにより、
シールガラス３３が溶融し、枠体３４とガラス片３２と
の間が固着されると、一面に開口３５ａを有するガラス
容器３５が完成する（図４（ｅ））。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す組立方式では、以下に示すような問題があった。 （１）ガラス片３１ａ，３１ｂとガラス片３２の接着部
にシールガラス３３を用いているので、シールガラス３
３の泡の発生によりリークを生じる可能性がある。 （２）部品として３種類のサイズのガラス片３１ａ，３
１ｂ，３２が必要であり、カットマシンの切換え回数又
は設備が多くなる。 （３）シールガラス３３の使用により、溶融したシール
ガラスがガラス面に付着し汚れる。 （４）作業工数が多く、原価上安くならない。 （５）治工具の数が生産能力に合せて必要になる。

【０００８】また、上述した組立方式とは別に、ガラス
と膨張係数の近いカーボン材による成形型を用いてガラ
ス容器を作製する方法も知られている（特公平７−６４
５７２号公報）。

【０００９】ところが、カーボン材の成形型を用いた方
法では、軟化温度が高いほど消耗度が激しく寿命が短い
という問題があった。しかも、連続炉に投入された状態
で加熱、冷却が繰り返されるので、ガラス基板全面を均
一に温めるのが困難であった。特に軟化点の高いガラス
を加工する場合には、上型及び下型の加熱に時間を要
し、エネルギー効率も悪く、ガラス容器の成形にも時間
がかかる。

【００１０】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであり、ガラス基板を均一に加熱して加工が
行なえ、作業工数が少なく、加工時間の短縮が図れるガ
ラス容器の製造装置および製造方法を提供することを目
的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、外縁部分に枠体が一体成形され
た完成品としてのガラス容器の内部中空部と略同一寸法
形状の凸部を有する上型と、前記ガラス容器の外形寸法
形状と略同一寸法形状のキャビティを有して前記上型に
対向配置される下型とを用い、前記ガラス基板を前記下
型から所定量浮かせた状態で支持して軟化温度以上に加
熱し、所定温度の前記上型又は下型を移動して前記ガラ
ス基板をプレス加工し、前記ガラス容器を成形すること
を特徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１のガラス容器
の製造方法において、前記ガラス基板は、前記下型に進
退可能に付勢された支持ピンにより支持されることを特
徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１のガラス容器
の製造方法において、前記上型及び下型は、熱膨張係数
の小さい金属又はセラミックからなることを特徴とす
る。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１のガラス容器
の製造方法において、前記上型及び下型は、前記ガラス
基板の軟化温度より低い温度で加熱、冷却されることを
特徴とする。

【００１５】請求項５の発明は、請求項１のガラス容器
の製造方法において、前記ガラス基板の前記下型と対向
する面には、サンドブラスト又はＳｉＮコートによる離
型処理が施されたことを特徴とする。

【００１６】請求項６の発明は、請求項１のガラス容器
の製造方法において、前記上型及び下型の前記ガラス基
板と対向する面に離型材を設けたことを特徴とする。

【００１７】請求項７の発明は、外縁部分に枠体が一体
成形された完成品としてのガラス容器の内部中空部と略
同一寸法形状の凸部を有する上型と、前記上型の下方に
対向配置され、前記ガラス容器の外形寸法形状と略同一
寸法形状のキャビティを有する下型と、前記下型に進退
可能に付勢されて設けられ、該下型から所定量浮かせて
ガラス基板を支持する基板支持機構と、前記上型又は下
型を昇降移動させる直動機構と、前記上型、下型、ガラ
ス基板を個別に加熱する加熱手段とを備えたことを特徴
とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるガラス容器の
製造装置の一実施の形態を示す図、図２は同装置におけ
る基板支持機構の部分拡大断面図、図３は同装置によっ
て成形されるガラス容器の完成品を示す斜視図である。

【００１９】この実施の形態による製造装置は、熱膨張
係数の小さい金属やセラミック（例えばＳｉＮ等）で形
成された上型１と下型２からなる金型３を備えており、
図３に示すようなガラス容器４を成形するものである。

【００２０】図３に示すように、完成品としてのガラス
容器４は、平面部４ａの外周縁部分に枠体４ｂが一体成
形され、一面が開口した内部中空部４ｃを有しており、
ワークとしての１枚のガラス基板５から金型３によって
成形される。

【００２１】図１に示すように、上型１は、基台６から
延出する逆Ｌ字状のフレーム７に支持されており、水平
な基台６の表面の垂直方向に上下移動可能とされてい
る。上型１は、下型２と対面する側にガラス容器４の内
部中空部４ｃと略同一寸法形状の凸部１ａを有してい
る。上型１には、不図示の測定回路に接続された熱電対
８の検出端（測温接点）が接触して設けられている。

【００２２】上型１には、加熱手段としてのカートリッ
ジ式のヒーター９が着脱可能に設けられている。ヒータ
ー９は、熱電対８による上型１の検出温度に応じて不図
示の制御装置により温度制御される。上型１は、ヒータ
ー９の温度制御により、ガラス基板５の軟化温度より低
い温度で加熱、冷却される。具体的には、ガラス基板５
の軟化温度を９１５度とすると、上型１の加熱温度は６
５０〜７５０度であり、冷却温度は加熱温度より１００
度程度低い温度に制御される。

【００２３】上型１は、直動機構としてのエアシリンダ
１０を介して基台６に取り付けられている。直動機構と
しては、油圧シリンダを用いることもできる。上型１
は、例えば上型１と下型２との間に設けられる不図示の
ガイドピンにガイドされながらエアシリンダ１０の駆動
により下型２に対して上下移動する。上型１を上下移動
させるエアシリンダ１０のロッド１０ａには、ストッパ
１１が設けられている。ストッパ１１は、エアシリンダ
１０が駆動され、ガラス容器４が形成されるに至るまで
上型１の凸部１ａが後述する下型２のキャビティ２ａ内
に入り込んだときに、上型１及び下型２と平行なフレー
ム７の水平面７ａに当接して上型１の下降を停止させ
る。

【００２４】図１に示すように、下型２は、上型１に対
向して基台６に取り付けられている。下型２は、上型１
と対面する側にガラス容器４の外形寸法形状と略同一寸
法形状のキャビティ２ａを有している。下型２には、不
図示の測定回路に接続された熱電対１２の検出端（測温
接点）が接触して設けられている。

【００２５】下型２には、上型１と同様の加熱手段とし
てのカートリッジ式のヒーター１３が着脱可能に設けら
れている。ヒーター１３は、熱電対１２による下型２の
検出温度に応じて不図示の制御装置により温度制御され
る。下型２は、ヒーター１３の温度制御により、ガラス
基板５の軟化温度より低い温度で加熱、冷却される。具
体的には、ガラス基板５の軟化温度を９１５度とする
と、下型２の加熱温度は６５０〜７５０度であり、冷却
温度は加熱温度より１００度程度低い温度に制御され
る。

【００２６】下型２には、ガラス基板５を下型２の表面
から所定量浮かせた状態で支持する基板支持機構１４が
配設されている。図２に示すように、基板支持機構１４
は、キャビティ２ａを中心とする下型２の周囲４箇所に
貫通形成されたガイド穴１５に挿通される支持ピン１６
を有している。支持ピン１６は、板状の規制片１６ａを
境に支持部１６ｂとガイド部１６ｃとが同心上に一体形
成されている。

【００２７】ガイド穴１５は、下型２の表面に向けて貫
通した小径穴１５ａと、小径穴１５ａに連続して下型２
の裏面に向けて貫通した太径穴１５ｂで形成される。下
型２の裏面に臨む太径穴１５ｂの端部には、ネジ穴１５
ｃが形成されている。このネジ穴１５ｃには、中央に貫
通穴１７ａを有する調整用ボルト１７が螺合している。
規制片１６ａと調整用ボルト１７との間のガイド部１６
ｃには、圧縮コイルバネ１８が介挿されている。

【００２８】支持ピン１６は、規制片１６ａの端面が太
径穴１５ｂの端面に当接して支持部１６ｂが下型２の表
面から突出するように、小径穴１５ａに支持部１６ｂを
挿入し、ガイド部１６ｃに圧縮コイルバネ１８を挿通
し、ガイド部１６ｃを調整用ボルト１７の貫通穴１７ａ
から貫通させた状態で、調整用ボルト１７をネジ穴１５
ｃに螺合して取り付ける。

【００２９】支持ピン１６は、上型１によりガラス基板
５が下型２に押し付けられていない状態で、支持部１６
ｂが下型２の表面から突出しており、この突出した支持
部１６ｂの先端面でガラス基板５を支持することができ
る。この状態で、ガラス基板５は、例えばガスバーナー
等の加熱手段により軟化温度以上に均一に加熱される。
上型１が下降し、上型１によりガラス基板５が下型２に
押し付けられたときには、上型１によるガラス基板５の
下降に伴って支持ピン１６がバネ力に抗して押し下げら
れる。

【００３０】なお、圧縮コイルバネ１８のバネ圧は、ネ
ジ穴１５ｃに対する調整用ボルト１７の締めつけ量を変
えることによって最適値に調整される。

【００３１】次に、上記構成による製造装置を用いたガ
ラス容器の製造方法について説明する。

【００３２】まず、支持ピン１６の支持部１６ｂ上にガ
ラス基板５を載置する。この状態で、ガスバーナー１９
によりガラス基板５を軟化温度以上に加熱する。具体的
には、ガラス基板５の軟化温度を９１５度とすると、そ
れよりも数１０度高い温度でガラス基板５を加熱する。
その際、ガラス基板５は、下型２から所定量浮いた状態
で４箇所の支持ピン１６のみで支持されており、下型２
に直接触れることがないので、熱伝導により下型２に逃
げる熱が極めて少なく、ガラス基板５を全面にわたって
均一に加熱して軟化させることができる。

【００３３】そして、ガラス基板５が十分に軟化し、上
型１及び下型２の温度が指定の温度になると、エアシリ
ンダ１０を駆動して上型１を下型２に向けて下降させ
る。上型１は、ストッパ１１がフレーム７の水平面７ａ
に当接するまで下降して停止する。このとき、上型１の
下降に伴い支持ピン１６もガラス基板５により押されて
下がる。この状態で、ガスバーナー１９の加熱により軟
化したガラス基板５のプレス加工が行われる。すなわ
ち、軟化したガラス基板５は、上型１の下降に従って上
型１の凸部１ａにより下型２のキャビティ２ａ内に押し
下げられ、余分なガラスが周辺部に押し出されて枠体４
ｂとなって押し上げられる。そして、ストッパ１１がフ
レーム７の水平面７ａに当接して所定時間（例えば１
分）プレスされると、ガラス容器４の成形が終了する。

【００３４】上記プレス加工が行なわれると、ガラス基
板５による成形品としてのガラス容器４が下型２につく
ので、下型２の温度を所定温度まで下げて冷却した後、
下型２からガラス容器４を取り出す。また、他の構成と
して、例えばエアシリンダ等の直動機構によって上下移
動するピンを下型２に取り付け、上型１が上昇したとき
に、直動機構によりピンを下型２から押し上げ、成形品
としてのガラス容器４を浮かせて取り出すようにしても
よい。

【００３５】上記実施の形態によれば、ガラス基板５
は、支持ピン１６によって下型２から所定量浮いた状態
でガスバーナー１９により軟化温度以上に加熱されるの
で、下型２への熱伝導が抑えられ、ガラス基板５を成形
温度まで短時間で上昇させることができる。

【００３６】完成品であるガラス容器４を成形するにあ
たっては、ガスバーナーの加熱によりガラス基板５が軟
化されるので、上型１及び下型２をガラス基板５の軟化
温度以上に加熱する必要がなく、従来のカーボン材によ
る成形型を用いた方法に比べ、エネルギー効率が良く、
加工時間の短縮が図れる。

【００３７】ガラス容器４は、上型１及び下型２からな
る金型３を用いたプレス加工により一体成形されるの
で、図４の組立方式のようなガラスシールによるシール
部からのリークの可能性がなく、品質の向上が図れる。
また、図４の組立方式のように、大型設備を必要とせ
ず、治工具が少なく、設備投資を低減でき、原価上有利
である。

【００３８】ところで、上記プレス加工を金型３を用い
て行う際の離型としては、下型２のキャビティ２ａと対
向するガラス基板５の面にサンドブラスト、ＳｉＮコー
ド等が施される。その他、ガラス基板５に対向する上型
１、下型２の面に離型材を設けてもよい。

【００３９】また、上記実施の形態では、上型１を上下
移動させる構成としたが、上型１を固定し、下型２を上
下移動させる構成としてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、ガラス基板は金型によりプレス加工される前
に、下型から所定量浮いた状態で加熱されるので、ガラ
ス基板を均一に加熱して軟化させた状態で容易にガラス
容器の成形が行なえ、従来に比べて作業工数が少なく、
加工時間の短縮が図れるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガラス容器の製造装置の一実施の
形態を示す図

【図２】同装置における基板支持機構の部分拡大断面図

【図３】同装置によって成形されるガラス容器の完成品
を示す斜視図

【図４】（ａ）〜（ｅ） 従来のガラス容器の作製手順
の一例を示す図

【符号の説明】

１…上型、１ａ…凸部、２…下型、２ａ…キャビティ、
３…金型、４…ガラス容器、５…ガラス基板、９，１３
…ヒーター、１４…基板支持機構、ガスバーナー。

フロントページの続き (72)発明者 高城 直也 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外縁部分に枠体が一体成形された完成品
   としてのガラス容器の内部中空部と略同一寸法形状の凸
   部を有する上型と、前記ガラス容器の外形寸法形状と略
   同一寸法形状のキャビティを有して前記上型に対向配置
   される下型とを用い、前記ガラス基板を前記下型から所
   定量浮かせた状態で支持して軟化温度以上に加熱し、所
   定温度の前記上型又は下型を移動して前記ガラス基板を
   プレス加工し、前記ガラス容器を成形することを特徴と
   するガラス容器の製造方法。
2. 【請求項２】 前記ガラス基板は、前記下型に進退可能
   に付勢された支持ピンにより支持される請求項１記載の
   ガラス容器の製造方法。
3. 【請求項３】 前記上型及び下型は、熱膨張係数の小さ
   い金属又はセラミックからなる請求項１記載のガラス容
   器の製造方法。
4. 【請求項４】 前記上型及び下型は、前記ガラス基板の
   軟化温度より低い温度で加熱、冷却される請求項１記載
   のガラス容器の製造方法。
5. 【請求項５】 前記ガラス基板の前記下型と対向する面
   には、サンドブラスト又はＳｉＮコートによる離型処理
   が施された請求項１記載のガラス容器の製造方法。
6. 【請求項６】 前記上型及び下型の前記ガラス基板と対
   向する面に離型材を設けた請求項１記載のガラス容器の
   製造方法。
7. 【請求項７】 外縁部分に枠体が一体成形された完成品
   としてのガラス容器の内部中空部と略同一寸法形状の凸
   部を有する上型と、 前記上型の下方に対向配置され、前記ガラス容器の外形
   寸法形状と略同一寸法形状のキャビティを有する下型
   と、 前記下型に進退可能に付勢されて設けられ、該下型から
   所定量浮かせてガラス基板を支持する基板支持機構と、 前記上型又は下型を昇降移動させる直動機構と、 前記上型、下型、ガラス基板を個別に加熱する加熱手段
   とを備えたことを特徴とするガラス成形容器の製造装
   置。