(57)【要約】【課題】  帯状ガラス板の端部の加熱溶融時におけるガラスの垂れ下がりを防止し、精度よく接合することが可能な帯状ガラス板の接合方法およびガラス枠の製造方法を提供する。【解決手段】  第１の帯状ガラス板１０の端部をその第１の傾斜面１０ａに平行に所定量カットしてカット面１０ｃを形成する工程と、第２の帯状ガラス板１２の端部をその第２の傾斜面１２ｂに平行に所定量カットしてカット面１２ｃを形成する工程と、第１及び第２の帯状ガラス板１０ａ，１２を同一垂直面内に保持し、その端部のカット面１０ｃ，１２ｃを水平面に沿わせるとともに垂直方向下部側に位置させた状態で、端部同士を所定幅重ね合わせる工程と、第１及び第２の帯状ガラス板１０，１２の重ね合せ部１４を加熱溶融して接合する工程とを具備する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の帯状ガラス板の端部をカットして三角形の２辺をなすように第１及び第２の傾斜面を形成する工程と、
前記第１の帯状ガラス板の端部をその第１の傾斜面に平行に所定幅カットしてカット面を形成する工程と、
前記第２の帯状ガラス板の端部をその第２の傾斜面に平行に所定幅カットしてカット面を形成する工程と、
前記第１及び第２の帯状ガラス板を同一垂直面内に保持し、その端部のカット面側を水平面に沿わせて垂直方向下部側に位置させるとともに、端部を互いに所定幅重ね合わせる工程と、
前記第１及び第２の帯状ガラス板の端部を加熱溶融するとともに加圧して接合する工程と
を具備することを特徴とする帯状ガラス板の接合方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の帯状ガラス板は、垂線に対し対称であるとともに、水平面に対し略４５°の角度で保持されることを特徴とする請求項１記載の帯状ガラス板の接合方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の帯状ガラス板は幅寸法が８ｍｍで、厚さ寸法が１．１ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の帯状ガラス板の接合方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の帯状ガラス板のカット幅は、１．５ｍｍ、重ね合せ幅は、１．４ｍｍであることを特徴とする請求項３記載の接合方法。
【請求項５】
第１及び第２の帯状ガラス板の端部をカットして三角形の２辺をなすように第１及び第２の傾斜面を形成する工程と、
前記第１の帯状ガラス板の端部をその第１の傾斜面に平行に所定幅カットしてカット面を形成する工程と、
前記第２の帯状ガラス板の端部をその第２の傾斜面に平行に所定幅カットしてカット面を形成する工程と、
前記第１及び第２の帯状ガラス板を同一垂直面内で枠状に複数配置し、その端部を互いに所定幅重ね合わせる工程と、
前記第１及び第２の帯状ガラス板の重ね合わされた複数の端部を順次、そのカット面側が水平面に沿うとともに垂直方向下部側に位置するように移動させ、この移動位置て加熱溶融するとともに加圧して接合する工程と、
を具備することを特徴とするガラス枠の接合方法。
【請求項６】
前記第１及び第２の帯状ガラス板は、その端部が前記移動位置に移動されたとき、垂線に対し対称であるとともに、水平面に対し略４５°の角度を有することを特徴とする請求項５記載のガラス枠の接合方法。
【請求項７】
前記第１及び第２の帯状ガラス板は幅寸法が８ｍｍで、厚さ寸法が１．１ｍｍであることを特徴とする請求項５記載のガラス枠の接合方法。
【請求項８】
前記第１及び第２の帯状ガラス板のカット幅は、１．５ｍｍ、重ね合せ幅は、１．４ｍｍであることを特徴とする請求項５記載のガラス枠の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、帯状ガラス板の端部同士を接合する接合方法およびガラス枠の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス薄板は、各種電子機器のカバーガラス、スペーサ、ギャップ板などに使用されている。また、ペアガラスのようにコーナ部を持つ二重ガラス製品を組み立てる場合、対向する２枚のガラス薄板間にスペーサとして、例えば帯状のガラス板からなる矩形状のガラス枠を設ける必要がある。特に、これらの二重ガラス製品が真空気密性を保持する場合、枠状のスペーサにはそりや皺のないことは勿論、高い平坦度が要求される。
【０００３】
このようなガラス枠は、比較的小形の場合、溶融ガラスから直接プレス成形したり、あるいは、大判の薄板ガラスから直接切り出して製造することも出来るが、大形のスペーサの場合、これらの方法で製造することは技術的にもコスト面からも困難となる。
【０００４】
また、長尺な帯状薄板ガラスを折り曲げ、端部同士を接合することによりガラス枠を製造することができる。ガラス枠の材料となる長尺の帯状薄板ガラスとしては、近年、リドロー法（加熱延伸法）などの進歩発展により安定した高い品質の製品が得られている。
【０００５】
上記のように長尺の帯状薄板ガラスを用いてガラス枠を製造する場合、帯状薄板ガラスの水平面を維持した状態で４箇所あるいは３箇所を加熱軟化させ直接直角に曲げることはできるが、連続曲げ加工を行った後、少なくとも１個所で帯状薄板ガラスの端部同士を溶着一体化する必要がある。そのため、個々の曲げ成形部分も含めガラス枠全体の肉厚を高い精度で均一にし、平坦度の高い製品を得るることは極めて難しい。また、製造工程も多くなり自動化による低コスト化も困難となる。
【０００６】
そこで、所定長さに切断された複数枚の帯状薄板ガラスを同一垂直面内に枠状に配置して保持し、四隅でその端部同士を重ね合わせて加熱軟化および溶着することにより製造する方法が考えられている（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００２−２６５７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この方法は帯状薄板ガラスを垂直方向に沿って保持するため、重ね合わされた端部が加熱溶融されると、その一部が下方に向かって垂れ下がり、肉厚や曲率形状にバラツキを生じ、品質が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、帯状ガラス板の端部の加熱軟化時におけるガラスの垂れ下がりを防止し、精度よく接合することが可能な帯状ガラス板の接合方法およびガラス枠の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、この発明に係る帯状ガラスの接合方法は、第１及び第２の帯状ガラス板の端部をカットして三角形の２辺をなすように第１及び第２の傾斜面を形成する工程と、前記第１の帯状ガラス板の端部をその第１の傾斜面に平行に所定幅カットしてカット面を形成する工程と、前記第２の帯状ガラス板の端部をその第２の傾斜面に平行に所定幅カットしてカット面を形成する工程と、前記第１及び第２の帯状ガラス板を同一垂直面内に保持し、その端部のカット面側を水平面に沿わせて垂直方向下部側に位置させるとともに、端部を互いに所定幅重ね合わせる工程と、前記第１及び第２の帯状ガラス板の端部を加熱溶融するとともに加圧して接合する工程とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、この発明に係るガラス枠の製造方法は、第１及び第２の帯状ガラス板の端部をカットして三角形の２辺をなすように第１及び第２の傾斜面を形成する工程と、前記第１の帯状ガラス板の端部をその第１の傾斜面に平行に所定幅カットしてカット面を形成する工程と、前記第２の帯状ガラス板の端部をその第２の傾斜面に平行に所定幅カットしてカット面を形成する工程と、前記第１及び第２の帯状ガラス板を同一垂直面内で枠状に複数配置し、その端部を互いに所定幅重ね合わせる工程と、前記第１及び第２の帯状ガラス板の重ね合わされた複数の端部を順次、そのカット面側が水平面に沿うとともに垂直方向下部側に位置するように移動させ、この移動位置て加熱溶融するとともに加圧して接合する工程とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、帯状ガラス板同士を肉厚、曲率形状を均一に接合することが可能な帯状ガラス板の接合方法及びガラス枠の接合方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。  
まず、本発明に係る接合方法の基本工程について説明する。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、所定の長さに切断された２枚(第１及び第２)の帯状ガラス板１０、１２を用意する。帯状ガラス板としては、接合後における帯状ガラス板の全体的な平坦度を維持するため、リドロー法などにより製作された曲がりのない帯状ガラス、あるいは大判の同薄板ガラスを帯状に切断した切断品を使用することが望ましい。例えば、帯状ガラス板１０、１２は、同一の板厚（１．１ｍｍ）および同一の幅（８ｍｍ）に形成されている。
【００１４】
ついで、図１（ｂ）に示すように、帯状ガラス板１０、１２の端部をカットして２等辺三角形をなすように第１及び第２の傾斜面１０ａ，１０ｂ，１２ａ，１２ｂを形成する。
【００１５】
さらに、帯状ガラス板１０の端部を第１の傾斜面１０ａに平行で、第１の傾斜面１０ａから１．５ｍｍ内側に位置する線Ａに沿ってカットして図２（ｃ）に示すようにカット面１０ｃを形成する。
【００１６】
また、帯状ガラス板１２の端部を第２の傾斜面１０ｂに対し平行で、第２の傾斜面１０ｂから１．５ｍｍ内側に位置する線Ｂに沿ってカットして図２（ｃ）に示すようにカット面１２ｃを形成する。
【００１７】
続いて、図２（ｄ）に示すように２本の帯状ガラス板１０、１２を垂線に対し対称で、かつ、水平面Ｓに対し略４５度の角度を有するように同一の垂直面内に保持する。このとき、２枚の帯状ガラス板１０、１２はその端部のカット面１０ｃ，１２ｃを水平面Ｓに沿わせるとともに、垂直方向下部側に位置させ、その第２の傾斜面側１０ａと第１の傾斜面側１２ａを所定量（１．４ｍｍ）重ね合わせた状態で保持される。
【００１８】
この状態から図３に示すように、両帯状ガラス板１０、１２の端部を両側からバーナ１９などにより加熱して軟化させる。そして、図４（ａ），（ｂ）に示すように、軟化と同時に、帯状ガラス板１０、１２の重合部分１４を少なくとも１回、帯状ガラス板の肉厚方向に両側から一対の押圧型２０，２１によって瞬間的に挟圧し、重複部分１４を溶着接合するとともに、接合部の肉厚を帯状ガラス板の板厚とほぼ同一の板厚に均等化し、更に、接合部を帯状ガラス板の表面とほぼ同一平面となるように平坦化する。
【００１９】
一対の押圧型２０，２１は、それぞれ円形状に形成され、帯状ガラス板１０、１２の重合部分１４に当接する平坦な挟圧面２０ａ，２１ａを有している。押圧型２０の挟圧面２０ａには、図４（ａ）に示すように突起部２０ｂ，２０ｃが突設されている。そして、これらの押圧型２０，２１は、互いに離間した図４（ａ）に示す開放位置と、挟圧面２０ａがその突起部２０ｂ，２０ｃを押圧型２１に当接させて挟圧面２０ａ，２１ａ同士が帯状ガラス板の板厚とほぼ等しい隙間を存して対向する図４（ｂ）に示す挟持位置との間を移動可能に支持されている。
【００２０】
なお、各押圧型２０，２１は、例えば、ステンレス、鋳鉄等によって形成され、その表面はガラスの付着しにくいカーボン層等によって被覆されている。
【００２１】
ところで、上述したように、帯状ガラス板１０、１２をその表面が垂直平面内に位置するように垂直に立てて保持した状態で、重合部分１４を加熱軟化すると、軟化した垂直方向下部側のガラスが重力の作用によって下方に流れ、図５に示すように、垂れ下がり部Ｔができてしまうため、接合後における角部１８の曲率形状にバラツキを生じてしまう虞がある。
【００２２】
そこで、本実施の形態に係る接合方法においては、図２（ｃ）に示したように帯状ガラス板１０、１２の垂直方向下部側の一部をカットしてから図２（ｃ）に示すように端部同士を重ね合わせて重合部分１４を加熱軟化するため、カットした分だけ垂れ下がり量を削減でき、図６に示すように、肉厚および曲率形状が均一な接合部を得ることが可能となる。
【００２３】
次に、上述した接合方法を、複数の帯状ガラス板からなるガラス枠を製造するガラス枠製造方法および製造装置に適用した実施の形態について詳細に説明する。
【００２４】
ここでは、画像表示装置として、例えば、フィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）の外囲器の側壁として用いられるガラス枠を製造する製造方法および製造装置について説明する。
【００２５】
始めに、ガラス枠からなる側壁を備えたＦＥＤについて説明する。  
図７および図８に示すように、ＦＥＤは、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板４１および背面基板４２を備え、これらの基板は１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。背面基板４２の大きさは前面基板４１よりも大きく、その外周部には映像信号を入力するための配線４４が引出されている。
【００２６】
前面基板４１および背面基板４２は、ガラスからなる矩形枠状の側壁４３を挟んで周縁部同士が接合され、内部が真空状態に維持された扁平な矩形状の真空外囲器４０を構成している。背面基板４２と側壁４３とはフリットガラス５０により接合され、前面基板４１と側壁４３とはフリットガラスや低融点金属などの封着材５２により接合されている。
【００２７】
真空外囲器４０の内部には、前面基板４１および背面基板４２に加わる大気圧荷重を支えるため、複数の板状の支持部材４５が設けられている。支持部材４５は板状に限らず、柱状のものを用いてもよい。
【００２８】
前面基板４１の内面には、画像表示面として機能する蛍光体スクリーン４６が形成されている。この蛍光体スクリーン４６は、赤、緑、青の蛍光体層およびこれらの蛍光体層間に位置した黒色遮光層を並べて構成されている。蛍光体スクリーン４６上には、たとえばアルミニウムからなるメタルバック層４７が形成されている。
【００２９】
背面基板４２の内面上には、蛍光体スクリーン４６の蛍光体層を励起する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の電子放出素子４８が設けられている。これらの電子放出素子４８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。
【００３０】
上記構成のＦＥＤでは、背面基板４２上に形成された配線４４を介して電子放出素子４８に電圧を印加することにより、電子放出素子は蛍光体スクリーン４６に向けて電子を放出する。これにより、蛍光体スクリーン４６の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。
【００３１】
次に、上記のように構成されたＦＥＤの側壁に用いる矩形状のガラス枠の製造方法および製造装置について説明する。  
図９に示すように、この製造装置は、水平な中心軸２８の回りで回動自在に設けられた回動基盤６と、回動基盤６に支持され垂直平面内に配置されたほぼ矩形状の架台５と、を備えている。ガラス板保持部として機能する架台５は、アルミニュームなどの軽量金属製アングルで組み立てられている。そして、架台５の各側縁部には、ガラス枠の長短辺に相当する正確な長さに切断された４本の帯状ガラス板１０，１２がマグネット付押さえ金具２３により矩形枠状をなすようにセットされている。この際、各帯状ガラス板１０，１２は、図２（ｄ）で示すように、その端部が隣合う他の帯状ガラス板の端部と直角に交差して重複するようセットされている。
【００３２】
図９に符号Ａで示す接合位置には、図３に示したバーナ１９、一対の押圧型２０、２１が設けられ、架台５とともに接合装置を構成している。一対の押圧型２０、２１はキャリアＫに載置されて接合位置と待機位置との間で往復移動されるようになっている。
【００３３】
上記のように架台５にセットされた帯状ガラス板１０，１２の各重複部分を接合して矩形状のガラス枠を製造する場合、四隅の接合部を１個所の接合位置Ａで接合すると能率的であり、自動化にも有利となる。正方形のガラス枠の場合、帯状ガラス板をセットした架台５を対角線の交点となる回転中心の回りで回転することにより、ガラス枠の各角部を一個所の接合位置Ａに順次移動させ接合加工することできる。
【００３４】
長方形のガラス枠の場合は、２組の角部に対し異なる回転中心７ａ、７ｂが必要となり、１個所の接合位置Ａで加工を行うには、帯状ガラス板をセットした架台５を回転基盤６に対し平行移動させ、２組のコーナ部に対する回転中心位置の切り替えを行う。
【００３５】
そのため、架台５は、その長辺と平行に延びた２本の支持ロッド８を備え、これらの支持ロッドは、回動基盤６に固定された一対の支持フレーム３０に４個のベアリング９を介して摺動自在に支持されている。それにより、架台５は、長辺と平行な方向に沿って平行移動可能に支持されている。これら支持ロッド８、支持フレーム３０は摺動機構を構成している。
【００３６】
従って、１組の角部については回転基盤を４５度回転して接合加工を行い、もう１組の角部に対しては、架台５を平行移動することにより回転中心位置を調整した後、回動基盤５を回転して接合加工を行う。これにより、４つの角部全てに対して１個所の接合位置Ａで接合加工を行うことができる。
【００３７】
架台５の回転中心位置の移動切り替え、すなわち、架台５の平行移動は、架台５に取付けられた切替取手１５を一方の側に倒すことによりギア１１、１２、１３を駆動し、ギア１３と連動する滑車１４で、架台５上の４個の滑車１７を経て張られたケーブル１９を巻き取ることにより行うことができる。
【００３８】
ガラス枠の製造においては、まず、図９に示すように、回動中心７ａが回転基盤６の中心軸２８と一致するように架台５を調整した後、接合する角部が接合位置Ａにくるよう回転基盤６を回動させる。そして、回動基盤６の端面に９０度毎に形成された窪みにストッパ３４を挿入し、回動基盤および架台５を固定する。
【００３９】
接合位置Ａにおける接合加工は、図２および図３で示したように、２枚の帯状ガラス板１０、１２はその端部のカット面１０ｃ，１２ｃを水平面Ｓに沿わせるとともに、垂直方向下部側に位置させた状態で、両側からバーナ１９によって加熱軟化され、一対の押圧型２０，２１によって接合部を挟圧することにより行う。１回の挟圧により目標とする接合部が成形できない場合、適宜加熱軟化操作および瞬間的な挟圧を数回繰り返せば良い。
【００４０】
１つの角部の接合加工を終了した後、ストッパ３４を外して回動基盤６を９０度回転させ、他方の角部を接合位置Ａにセットする。そして、再びストッパ３４によって回動基盤６および架台５を固定した後、他方の角部の接合加工を実施する。
【００４１】
ガラス枠を構成するもう１組の角部の溶着加工を行う場合は、切替取手１５を他方の側に倒すことにより、架台５の回転中心位置７ｂが回動基盤６の中心軸２８と一致する位置まで、架台５を平行移動させる。回転中心位置の調整後、上記と同様の方法により、２つの角部に対し接合位置Ａで順次接合加工を行う。これにより、図１０に示すように矩形状の薄板ガラス枠Ｗが完成する。
【００４２】
以上のように構成されたガラス枠の製造方法および製造装置によれば、ガラス枠の各角部において、溶融ガラスの垂れ下がり量を削減でき、図６に示すように、肉厚および曲率形状が均一な接合部を得ることが可能となる。
【００４３】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の一実施の形態に係る帯状ガラス板の接合過程を概略的に示す平面図。
【図２】同帯状ガラス板の接合過程を概略的に示す平面図。
【図３】同帯状ガラス板の端部の重ね合わせ部を加熱する状態を示す図。
【図４】同帯状ガラス板の加熱された端部の重ね合わせ部を挟圧する工程を示す図。
【図５】従来の帯状ガラス板の接合状態を示す図。
【図６】この発明の接合方法によって接合される帯状ガラス板の接合状態を示す図。
【図７】ガラス枠を備えた画像表示装置を示す斜視図。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿って示す断面図。
【図９】この発明の実施の形態に係るガラス枠製造装置を示す正面図。
【図１０】同製造装置によって製造されたガラス枠を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４５】
１０，１２…第１及び第２の帯状ガラス板、１０ａ，１０ｂ，１２ａ，１２ｂ…第１及び第２の傾斜面、１０ｃ，１２ｃ…カット面、Ｓ…水平面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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