(57)【要約】【課題】板状ガラスの外周端面に枠体が一体成形されたガラス成形品において、板状ガラスと枠体の境界に生じる段差を解消して表面を平坦にする。【解決手段】ガラス成形品３ｂは、外周端面に凸部１０ｂが設けられた板状ガラス１ｂと、凸部を覆って一体成形された樹脂製の枠体２を有する。凸部は、一体成形時に樹脂からの受圧面積が小さい表側受圧面１２と、受圧面積が大きい裏側受圧面１３を有する。一体成形時には樹脂圧の合力により板状ガラスは上側金型５に押し付けられる。板状ガラスの厚さのばらつきに対応して下型６ｂが移動可能であっても、少なくとも板状ガラスの表面１１ａでは枠体との間に段差は生じず、少なくとも表側はフラットになる。【選択図】図４
2020066162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周端面に凸部が設けられた板状ガラスと、前記凸部を覆って一体成形により設けられた樹脂からなる枠体とを有し、前記板状ガラスと前記枠体の各表面及び各裏面がそれぞれ同一面をなすガラス成形品であって、
前記凸部は、前記一体成形の際に前記樹脂から受ける圧力の合力が前記板状ガラスの表面に向かうような形状とされていることを特徴とするガラス成形品。
【請求項２】
前記凸部は、
前記一体成形の際に前記樹脂の圧力を受ける面積が相対的に小さい表側受圧面と、
前記一体成形の際に前記樹脂の圧力を受ける面積が相対的に大きい裏側受圧面と、
を有することを特徴とする請求項１記載のガラス成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状ガラスの外周端面に樹脂製の枠体を一体成形で設けたガラス成形品に係り、特に板状ガラスと枠体の境界部分に段差がないガラス成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ポリマーの外側被覆を有するガラス物品とその成形方法の発明が記載されている。このガラス物品は、第１の表面、第２の表面および周辺縁部を含む成形ガラス基板を備えている。この成形ガラス基板は、亀裂を形成せずに表面損傷に耐える圧縮応力層を備えた強化ガラスから形成されている。ポリマーの外側被覆は、成形ガラス基板の周辺縁部の接続機構と連結し、これによって成形ガラス基板の周辺縁部を損傷から保護する。成形ガラス基板の周辺縁部の少なくとも一部は、第１の表面からの接続機構のオフセットを備えていてもよく、またポリマーの外側被覆は、少なくとも１つのコネクタと一体的に形成されていてもよいものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１２―５２６０４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたガラス物品は、前述のように成形ガラス基板の周辺縁部に、ポリマーの外側被覆を接続したパネル状の製品であるが、その表面側と裏面側の少なくとも一方では、成形ガラス基板と外側被覆の間に大きな段差が生じていた。このように大きな段差があると、表面側では製品としての見栄えを減殺し、裏面側では、例えばタッチセンサ等の機器類を取り付ける場合や、当該ガラス物品が装着される基板やフレーム等に対して取り付ける場合の障害になる可能性があるため、解消することが好ましい。
【０００５】
そこで、本願発明者は、図１に示すように、矩形の板状ガラス１ａの外周端面に樹脂の枠体２が一体成形で設けられ、表裏面ともにフラットである新規なガラス成形品３ａを提案した。図１は、金型４内に板状ガラス１ａを配置してピン７で位置決めした後、金型４を閉止して内部の空洞に樹脂を射出した状態を示す成形工程の断面図である。
【０００６】
なお、この金型４は、上側金型５と、下側金型６を有しており、上側金型５と下側金型６は上下方向について相対的に開閉自在となっている。下側金型６は、外型６ａと、板状ガラス１ａが載置される内型６ｂに分かれている。外型６ａと内型６ｂの境界には、板状ガラス１ａを位置決めするため、金型４内部に出没自在とされた位置決めピン７が設けられている。内型６ｂは、板状ガラス１ａの板厚のばらつきを許容するために設けられた調整部材であり、矢印Ａで示すように昇降可能である。内型６ｂの下方には、ばね、ウレタン材料等の緩衝材８が設けられている。なお、金型４の各部の移動を案内する案内機構や駆動機構を含む各部の詳細な構造等は図示を省略している。この金型４によれば、板状ガラス１ａが想定よりも厚い場合には、板状ガラス１ａが金型４の型締め圧力を受けた場合、緩衝材８が縮退して板状ガラス１ａとともに内型６ｂが下降する。
【０００７】
本願発明者が提案した図１に示すガラス成形品３ａは、板状ガラス１ａと枠体２の間に段差がなく、表面と裏面がいずれも平坦であることを特徴としているが、このような構造上の特徴を実現するため、板状ガラス１ａの外周端面に凸部１０ａを設け、前述した金型４を用いて凸部１０ａを一体成形の樹脂で包み込むことにより、板状ガラス１ａの外周端面のみで枠体２を保持させるようにしている。この場合、凸部１０ａは、板状ガラス１ａの厚さ方向の中央を通過し、表面１１ａ及び裏面１１ｂに平行な中心線に関して、上下に対称な形状となっている。図示例では、二等辺三角形の頂点を表面１１ａに対して垂直な面で切断した均等な面取り形状となっている。すなわち、表面側の角と、裏面側の角は、いずれも４５度の角度で同じ深さの面取り形状である。
【０００８】
しかしながら、このような金型４を用いて凸部１０ａのみで枠体２を保持させ、表面１１ａと裏面１１ｂが平坦なガラス成形品３ａを製造する場合には、他の新たな解決すべき課題が生じることを本願発明者は発見した。すなわち、前述した金型４で前述したガラス成形品３ａを製造しようとしても、必ずしも図１に示したような表裏とも平坦なガラス成形品３ａが得られるとは限らず、図２に符号Ｂで示すように、ガラス成形品３ａの表面１１ａにおいて、板状ガラス１ａと枠体２の境界部分に樹脂のバリができ、段差が生じてしまうという課題である。
【０００９】
図１及び図２に示す射出成形時には、図１中に矢印Ｃ，Ｄで示すように、金型４内の樹脂の圧力は板状ガラス１ａの凸部１０ａに上下両方向にかかるとともに、矢印Ｅで示すように内型６ｂにも加わる。板状ガラス１ａの凸部１０ａに加わる２方向の力（矢印Ｃ，Ｄ）は互いに反対方向で大きさが等しいため、合力としては板状ガラス１ａを上下方向に移動させることはないが、内型６ｂに加わった力（矢印Ｅ）は、図２に示すように、緩衝材８の弾性力に抗して内型６ｂを下方に移動させてしまう場合がある。これによって、板状ガラス１ａの表面１１ａと上側金型５との間に隙間が生じ、この隙間に樹脂が進入することによって、前述したように板状ガラス１ａと枠体２の境界部分に樹脂のバリができ、段差が生じてしまうのである。
【００１０】
本発明は、以上説明したように、従来の技術の課題を解決する本願発明者の発明を、本願発明者が知得したさらなる課題を解決するためにさらに改良した発明であって、板状ガラスの外周端面の凸部に樹脂の枠体が一体成形で設けられ、少なくとも表面が平坦である新規なガラス成形品において、板状ガラスの表側と枠体の境界部分に生じる樹脂のバリを解消し、少なくとも表面を平坦にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載されたガラス成形品は、
外周端面に凸部が設けられた板状ガラスと、前記凸部を覆って一体成形により設けられた樹脂からなる枠体とを有し、前記板状ガラスと前記枠体の各表面及び各裏面がそれぞれ同一面をなすガラス成形品であって、
前記凸部は、前記一体成形の際に前記樹脂から受ける圧力の合力が前記板状ガラスの表面に向かうような形状とされていることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載されたガラス成形品は、請求項１記載のガラス成形品において、
前記凸部は、
前記一体成形の際に前記樹脂の圧力を受ける面積が相対的に小さい表側受圧面と、
前記一体成形の際に前記樹脂の圧力を受ける面積が相対的に大きい裏側受圧面と、
を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載されたガラス成形品によれば、板状ガラスの外周端面に設けた凸部に一体成形で樹脂製の枠体を設ける際、凸部に加わる樹脂からの圧力の合力は板状ガラスの表面に向かう。このため、板状ガラスの厚さのばらつきに対応するため金型が移動可能となっている金型を使用した場合であっても、少なくとも板状ガラスの表面では枠体との間にバリ及び段差が生じることはなく、ガラス成形品の少なくとも表側をフラットにすることができる。また、条件によっては同時に板状ガラスの裏面においてもバリ及び段差を解消し、ガラス成形品の裏側もフラットにすることができる。
【００１４】
請求項２に記載されたガラス成形品によれば、板状ガラスの外周端面に設けた凸部を、一体成形の際に樹脂の圧力を受ける面積が相対的に小さい表側受圧面と、一体成形の際に前記樹脂の圧力を受ける面積が相対的に大きい裏側受圧面とによって構成したため、一体成形の際に凸部に加わる樹脂からの圧力の合力を板状ガラスの表面に向かわせる作用を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本願発明者が提案したガラス成形品及びこれを製造するための金型、並びに当該金型を用いて当該ガラス成形品を製造する工程を示す断面図である。
【図２】本願発明者が提案したガラス成形品及びこれを製造するための金型、並びに当該金型を用いて当該ガラス成形品を製造する工程及びこれにおいて見出された課題を示す断面図である。
【図３】本願発明の第１実施形態であるガラス成形品の製造工程において板状ガラス１を金型内に載置する工程を示す断面図である。
【図４】本願発明の第１実施形態であるガラス成形品の製造工程において金型内に樹脂を射出する工程を示す断面図である。
【図５】本願発明の第２実施形態であるガラス成形品の製造工程において金型内に樹脂を射出する工程を示す断面図である。
【図６】本願発明の第３実施形態であるガラス成形品の製造工程において金型内に樹脂を射出する工程を示す断面図である。
【図７】本願発明の第４実施形態であるガラス成形品の製造工程において金型内に樹脂を射出する工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１乃至第４実施形態に係るガラス成形品３ｂ〜３ｅを図３〜図７を参照して説明する。各実施形態のガラス成形品３ｂ〜３ｅは、矩形の板状ガラス１ｂ〜１ｅの外周端面に、金型による一体成形で樹脂製の枠体２を設けたパネル状の製品である。このガラス成形品３ｂ〜３ｅは、各種機器において構成要素であるデバイス類をカバーするカバーガラスとして利用でき、例えばガラス成形品３ｂ〜３ｅの裏面の側にタッチセンサを配置して入力デバイスを構成することもできるし、液晶ディスプレイを配置して表示デバイスを構成することもできるが、その用途は限定されない。なお、これら各実施形態を示す図は、本願発明者の先の発明を示す図１及び図２と同様、金型４の開閉方向に平行な切断面によって板状ガラス１ｂ〜１ｅと枠体２の境界付近を切断した断面図である。
【００１７】
本発明の第１実施形態に係るガラス成形品３ｂを図３及び図４を参照して説明する。
図３及び図４に示すように、ガラス成形品３ａの板状ガラス１ａの外周端面には、枠体２を固定するための構造として凸部１０ｂが設けられている。凸部１０ｂは、表面に対して約５０度の傾斜角度を有する面取りで形成した表側受圧面１２と、裏面に対して約５０度の傾斜角度を有する面取りで形成した裏側受圧面１３と、表側受圧面１２と裏側受圧面１３の境界に表面１１ａ及び裏面１１ｂに垂直となるように設けられた垂直面１４によって構成されている。そして、面取りの深さは、表側受圧面１２よりも裏側受圧面１３の方が深く、約２倍である。従って、表側受圧面１２の面積よりも、裏側受圧面１３の面積の方が大きい。また、板状ガラス１ａの凸部１０ｂは、比較的粗い研磨手段（例えば＃８００程度の砥石等）で研磨されており、凸部１０ｂの表面には凹凸（図示せず）が形成されている。
【００１８】
ガラス成形品３ｂを製造する場合には、金型４を使用する。ガラス成形品３ｂを製造するための金型は、図１及び図２を参照して説明した本願発明者の先の発明であるガラス成形品３ａを製造するために使用した金型４と同一である。まず図３に示すように、下側金型６の上方に位置決めピン７を突出させておき、表側受圧面１２が上になるように板状ガラス１ｂを下側金型６の内型６ｂの上に載せ、凸部１０ｂの垂直面１４を位置決めピン７に突き当てて板状ガラス１ｂの位置を決める。
【００１９】
次に、図４に示すように、上側金型５と下側金型６の型閉めを行い、位置決めピン７を下側金型６の内部に引き込むが、位置決めピン７の先端は金型４内に若干突出していてもよい。そして、金型４の内部の空洞内に、溶融した樹脂を必要な圧力で射出し、板状ガラス１ｂを樹脂の枠体２にインサートする一体成形を行う。
【００２０】
金型内で凸部１０ｂは樹脂に包み込まれ、溶融した樹脂が凸部１０ｂの表面の微細な凹凸に入り込んで固化し、枠体２が凸部１０ｂに確実に固定されるアンカー効果が得られ、板状ガラス１ｂの凸部１０ｂのみで枠体２が安定して保持される。
【００２１】
このような一体成形の工程では、金型４内の溶融した樹脂の圧力が凸部１０ｂに加わるが、表側受圧面１２に加わった圧力による力の下向きの分力（矢印Ｃ）よりも、裏側受圧面１３に加わった圧力による力の上向きの分力（矢印Ｄ）の方が大きい。従って、凸部１０ｂが設けられた板状ガラス１ｂは、上向きの分力と下向きの分力の差にあたる力で全体として上方へ押し上げられるため、板状ガラス１ａの表面１１ａは上側金型５の下面に密着する。このため、先に図２を参照して説明した課題、すなわち本願発明者が提案するガラス成形品３ａの製造において、内型６ｂが樹脂圧で沈んで板状ガラス１ａの表面１１ａと上側金型５の下面との間に隙間（符号Ｂ）ができ、板状ガラス１ａと枠体２に段差が生じる（又は当該部分にバリができる）不具合は、第１実施形態では全く発生せず、少なくともガラス成形品３ｂの表面１１ａ側の平坦さは確実に担保される。
【００２２】
なお、ガラス成形品３ｂの裏面側は、このガラス成形品３ｂを部品として用いる製品の種類等にもよるが、一般に装置の内側となる裏面１１ｂは表面１１ａほど高精度な仕上がりは要求されない。従って、上述したように表面１１ａ側に高精度な平坦性が得られれば十分である場合が多い。また、樹脂圧や緩衝材８の弾性力を適当な値に設定すれば、樹脂圧による内型６ｂの沈み込みは回避できるか、又は少なくとも減少させることはできるから、ガラス成形品３ｂの表面１１ａ及び裏面１１ｂの両方を必要な精度で平坦にすることも可能である。
【００２３】
このようにして、少なくとも表面１１ａについては、板状ガラス１ｂと枠体２の間に段差がない平坦な構造が得られる。なお、この平坦さは、指で触れた場合に段差を感じない程度であることが好ましく、そのための一例としては、板状ガラス１ｂと枠体２の段差が概ね２０μｍ以下であればよく、第１実施形態ではこの条件をクリアすることができる。
【００２４】
本発明の第２実施形態に係るガラス成形品３ｃを、図５を参照して説明する。
第２実施形態のガラス成形品３ｃは、板状ガラス１ｃの凸部１０ｃの形状が第１実施形態と異なる。その他は、構造、製法において第１実施形態と実質的に略同一である。図５に示すように、板状ガラス１ｃの凸部１０ｃは、表面１１ａに対して約５０度の傾斜角度を有する面取りで形成した表側受圧面１２と、裏面１１ｂに対して約２０度の傾斜角度を有する面取りで形成した裏側受圧面１３と、表側受圧面１２と裏側受圧面１３の境界に表面１１ａ及び裏面１１ｂに垂直となるように設けられた垂直面１４によって構成されている。加えて裏側受圧面１３の面取りの深さは、表側受圧面１２の面取りの深さの３倍以上であり、従って、その面積は表側受圧面１２よりも裏側受圧面１３の方が第１実施形態の場合以上に大きくなっている。
【００２５】
前記金型４を用いた一体成形の工程では、表側受圧面１２に加わった圧力による力の下向きの分力（矢印Ｃ）よりも、裏側受圧面１３に加わった圧力による力の上向きの分力（矢印Ｄ）の方が第１実施形態の場合に比べてさらに大きい。従って、板状ガラス１ｃが上方へ押し上げられて上側金型５の下面に密着する作用は第１実施形態よりもさらに確実であり、ガラス成形品３ｃの少なくとも表面１１ａ側の平坦さ（段差の小ささ）は第１実施形態よりもさらに高い。
【００２６】
本発明の第３実施形態に係るガラス成形品３ｄを、図６を参照して説明する。
第３実施形態のガラス成形品３ｄは、板状ガラス１ｄの凸部１０ｄの形状が第１実施形態及び第２実施形態と異なる。その他は、構造、製法において第１実施形態と実質的に略同一である。断面図である図６に示すように、板状ガラス１ｄの凸部１０ｄは円の一部分で表されており、この形状が図６の紙面に垂直な方向に連続する円柱面の一部で構成されている。この円の中心を通り、表面１１ａ及び裏面１１ｂに平行な線Ｌ１は、板状ガラス１ｄの厚さ方向の中央を通り、表面１１ａ及び裏面１１ｂに平行な線Ｌ２よりも、表面１１ａ側によった位置にある。従って、この凸部１０ｄの表面は、線Ｌ１よりも表面１１ａ側にある表側受圧面１２と、線Ｌ１よりも裏面１１ｂ側にある裏側受圧面１３とによって構成される。
【００２７】
前記金型４を用いた一体成形の工程では、表側受圧面１２に加わった圧力による力の下向きの分力（矢印Ｃ）よりも、裏側受圧面１３に加わった圧力による力の上向きの分力（矢印Ｄ）の方が大きくなるため、２つの前記分力の差に応じて第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００２８】
本発明の第４実施形態に係るガラス成形品３ｅを、図７を参照して説明する。
第４実施形態のガラス成形品３ｅは、板状ガラス１ｅの凸部１０ｅの形状が第１〜第３実施形態と異なる。その他は、構造、製法において第１実施形態と実質的に略同一である。図７に示すように、板状ガラス１ｅの凸部１０ｅは上下で段差のある矩形状とされている。すなわち、凸部１０ｅの表面１１ａ側は相対的に小寸法の矩形状の彫り込みで構成され、凸部１０ｅの裏面１１ｂ側は相対的に大寸法の矩形状の彫り込みで構成されている。従って、この凸部１０ｅは、表面１１ａ及び裏面１１ｂに平行な表側受圧面１２と、表面１１ａ及び裏面１１ｂに平行な裏側受圧面１３と、３つの垂直面１４によって構成されており、表側受圧面１２の面積よりも裏側受圧面１３の面積の方が大きい。
【００２９】
前記金型４を用いた一体成形の工程では、表側受圧面１２に加わった圧力による下向きの力（矢印Ｃ）よりも、裏側受圧面１３に加わった圧力による上向きの力（矢印Ｄ）の方が大きくなるため、２つの前記力の差に応じて第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、板状ガラス１ｂ〜１ｅの外周端面に設けた凸部１０ｂ〜１０ｅに、相対的に面積の小さい表側受圧面１２と、相対的に面積の大きい裏側受圧面１３とを設け、両面に加わる垂直方向の力の差によって板状ガラス１ｂ〜１ｅを表面１１ａ側に押し上げて上側金型５に密着させ、バリの発生を防止するとともに、少なくとも表面１１ａ側については板状ガラス１ｂ〜１ｅと枠体２の段差を防止して必要な平坦性を確実に得ることができるという効果がある。
【符号の説明】
【００３１】
１ｂ〜１ｅ…板状ガラス
２…枠体
３ｂ〜３ｅ…ガラス成形品
４…金型
５…上側金型
６…下側金型
６ａ…外型
６ｂ…内型
７…位置決めピン
１０ｂ〜１０ｅ…凸部
１１ａ…表面
１１ｂ…裏面
１２…表側受圧面
１３…裏側受圧面
１４…垂直面
【図１】
2020066162.tif 000003
【図２】
2020066162.tif 000004
【図３】
2020066162.tif 000005
【図４】
2020066162.tif 000006
【図５】
2020066162.tif 000007
【図６】
2020066162.tif 000008
【図７】
2020066162.tif 000009