JP5448254B2

JP5448254B2 - ガラス物品の成形方法及び成形装置

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Publication number: JP5448254B2
Application number: JP2011286290A
Authority: JP
Inventors: 衛窪坂; 隆行野田; 高志藤野
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2025-11-09
Also published as: JP2012121799A

Description

本発明は、ガラス物品の成形方法及び成形装置に係り、詳しくは、一または複数の成形凹部を有する成形型にガラス製素材を載置して、負圧による吸引力を利用して一または複数の凹部が形成されたガラス物品を成形する方法及び装置に関する。

近年においては、ガラス製容器或いはイメージセンサ用カバーガラスや液晶バックライト用ガラス等のように一または複数の凹部を有するガラス物品を製作する手法として、平板状のガラス板からなるガラス製素材を加熱して軟化させ、負圧により成形型の成形凹部になじませながら変形させ且つ固化する手法が採用されるに至っている。

その一例として、例えば下記の特許文献１によれば、加熱炉（電気炉チャンバ）の底部に、上面が凹凸の成形面とされ且つ多数の貫通孔（通気孔）が形成された成形型を固定すると共に、この成形型に板ガラスを載せて加熱し、貫通孔を通じて成形面上に負圧を作用させることにより、板ガラスを成形面の凹凸に倣う形状に成形する手法が開示されている。

この場合、上記の成形型に形成された多数の貫通孔は、成形型の底部であって加熱炉の底壁に形成された座ぐり部で合流すると共に、この座ぐり部が、ロータリーポンプに連結された吸引管に接続されている。したがって、ロータリーポンプが作動することにより、吸引管を通じて座ぐり部に負圧が発生し、この負圧が更に多数の貫通孔を通じて成形型の成形面上に作用することになる。

また、特許文献２の図６によれば、板ガラスとの接触面に凹部が形成された金型の上に軟化点以上に加熱された板ガラスを載せ、板ガラスと凹部とで囲まれる空間を真空に引き、板ガラスを金型の凹部に吸引して成形した直後に、電極を取り付けるための取付孔を設け、この板ガラスを炉内に入れて徐冷することが開示されている。

この場合、上記の金型には複数の凹部に通じる複数の貫通孔が形成され、これらの貫通孔は、金型の背面を覆うカバーの内部空間で合流すると共に、このカバーの内部空間は、配管及びバルブを介してロータリーポンプに連結されている。したがって、ロータリーポンプによりバルブ及び配管を介してカバーの内部空間の空気を吸引し、且つ貫通孔を介して金型の凹部内を真空に引くことにより、板ガラスが金型の成形面の形状に真空成形される。

特開平４−２７５９３０号公報特開平１１−２０４０３５号公報（図６）

ところで、上記の特許文献１に開示された板ガラスの成形装置によれば、多数の貫通孔が合流している座ぐり部の上端開口部全域を、成形型の底面が覆っていることにより、座ぐり部は加熱炉の内部空間から遮断された状態にある。詳述すると、成形型の上に板ガラスを載せた状態の下では、成形面の凹部と板ガラスの裏面とで囲まれる成形空間から多数の貫通孔を介して座ぐり部に至る全空間が、加熱炉の内部空間から完全に遮断された状態となる。

このため、加熱炉の内部空間が板ガラスを軟化させるに足る高温状態となっても、座ぐり部の温度は相対的に低い状態に維持され、したがって座ぐり部に貫通孔を介して連通している板ガラス裏面側の成形空間も相対的に低温状態に維持される。このように、軟化している板ガラスの表面側空間が加熱により高温となっているのに対して、該板ガラスの裏面側の成形空間が低温であれば、成形空間に負圧が未だ発生していない段階であっても、上記両空間の気圧差に起因して、板ガラスが成形空間側に撓む変形が生じる。

この場合、特殊な材質のものを除外すれば板ガラスは、多量の熱線を透過させる特性を有しているため、上記のように成形型に板ガラスを載せて加熱する手法では、その加熱の過程において、板ガラスよりも成形型の方が先に加熱される傾向にあり、したがって板ガラスは成形型から熱の供給を受けて軟化温度に達することとなる。このような現象に鑑みれば、板ガラスは、先ず成形型との接触部が軟化状態に達するのに対して、成形型との非接触部は未だ軟化状態に達することができず、このため板ガラスには、軟化状態となった部分とそうでない部分とが混在するという事態を招く。

そして、このように不均一に軟化状態となった板ガラスに、上記両空間の気圧差に起因する窪み変形が生じた場合には、軟化の進んでいる部分のみが極度に変形して、最終的に本来の目的とする形状を得る上で弊害となるばかりでなく、軟化の進んでいる部分のみに不当な伸びが生じて、均等な肉厚分布を得ることが極めて困難となる。尚、このような問題に対しては、加熱速度（昇温速度）を遅くして板ガラスの軟化状態を均一化することが考えられるが、このような単純な手法では、生産性の著しい低下等の致命的な問題を招くばかりでなく、板ガラスの自重による窪み変形等が生じることと相俟って最終形状に悪影響を及ぼす余計な変形が依然として生じ得ることとなる。

また、上記の特許文献２に開示された成形方法によれば、５００℃程度に加熱された金型の上に、軟化点以上の温度（略９００℃）に加熱された板ガラスを載せ、金型の凹部内を真空引きするものであるため、板ガラスを金型の上に載せた時点で、板ガラスの金型との接触部が低温になるのに対して、非接触部が高温に維持される。したがって、この場合にも、板ガラスの自重による窪み変形等が生じることによる不具合の発生確率が高くなると共に、板ガラスの軟化の度合いが接触部付近と非接触部付近とで相違することに起因して、肉厚分布が不均一となる。

しかも、この成形方法は、板ガラスを金型の上に載せて真空引きする成形工程が、加熱炉等の炉内で行われるわけではないので、成形時における真空引きの前段階で、板ガラスの表面側空間と、その裏面側の凹部により囲まれる空間とについて、適切な温度管理は何らなされていない。このため、上記両空間に不当な気圧差が生じるおそれがあり、この気圧差によっても、上記のように軟化の度合いが不均一な板ガラスに窪み変形が生じる確率が高くなることから、既述の場合と同様に、均等な肉厚分布を得ることが極めて困難となる。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、板ガラス等のガラス製素材を加熱軟化させた状態で負圧を作用させることにより目的形状に成形するに際して、負圧を作用させる前段階でガラス製素材に不当な変形が生じることを回避しつつ、肉厚分布が均一なガラス物品を成形することを技術的課題とする。

上記技術的課題を解決するためになされた本発明に係る方法は、加熱炉の内部空間に、一または複数の成形凹部と該成形凹部の内側に通じる通気孔とが形成された成形型を配備し、且つ、前記成形凹部の上を覆うようにガラス製素材を成形型に載置した状態で、前記成形凹部とガラス製素材の裏面とで囲まれる成形空間に前記通気孔を通じて負圧を作用させることにより、一または複数の凹部が形成されたガラス物品を成形する方法において、前記成形型に載置されているガラス製素材を加熱する過程で、前記加熱炉の内部空間におけるガラス製素材の表面側空間の温度に比して、前記成形空間の温度が高くなるように、前記加熱炉の内部空間における前記成形型の表面側に対する底部側の温度を調整し、その状態から前記成形空間に前記通気孔を通じて負圧を作用させ始めることに特徴づけられる。

このような構成によれば、加熱炉の内部空間で、成形凹部の上を覆うように成形型に載置されたガラス製素材が加熱される過程（負圧による吸引が開始されるまでの過程）においては、ガラス製素材の表面側空間よりも、その裏面側の成形空間の方が高温とされるので、ガラス製素材の軟化状態が全域に亘って適切に均一化されるまでの間に、ガラス製素材の厚みや、成形凹部（非接触領域）上に位置するガラス製素材の面積、或いはガラス製素材自体の組成が原因となって、自重により不当な窪み変形が生じようとしても、裏面側の成形空間の方が表面側空間よりも気圧が高くなり得ることから、ガラス製素材を裏面側から適度に持ち上げようとする力が発生し得る。このため、ガラス製素材を加熱する過程において、ガラス製素材に自重による不当な窪み変形が生じ難くなる。このような利点は、上記のガラス製素材の加熱過程において、ガラス製素材の表面側空間よりもその裏面側の成形空間の方が積極的に高気圧とされる場合に、より的確に得ることができる。この後において、負圧の作用により最終的に目的とする理想形状に近く且つ肉厚分布が均一化されたガラス物品が得られる。尚、仮に上記の負圧を作用させる前段階で、ガラス製素材の軟化状態が全域に亘って充分且つ確実に均一化されていなくとも、この成形方法によれば、負圧吸引の前段階で、最終形状や肉厚分布に悪影響を及ぼす余計な窪み変形が生じないため、理想形状に近く且つ肉厚分布が均一化されたガラス物品を得る上で大きな妨げになるものではない。

この場合、前記加熱炉の内部空間に、前記成形型の底部側を加熱する補助加熱手段を配備することが好ましい。

このような構成によれば、ガラス製素材の裏面側の成形空間と、ガラス製素材の表面側空間との温度調整を、より迅速且つ確実に行うことが可能になる。

以上の方法において、前記成形型の底部に、前記通気孔に通じるチャンバを装着すると共に、該チャンバの一部または全部を前記加熱炉の内部空間に位置させ、且つ前記加熱炉の内部空間及び前記チャンバの内部空間を加熱した後に、該チャンバの内部空間に負圧を発生させることが好ましい。

このようにすれば、成形型の底部に装着され且つ成形空間に通気孔を介して通じるチャンバは、その一部または全部が加熱炉の内部に位置しているので、チャンバの内部空間は、加熱炉内の熱気によって加熱される。その結果、加熱炉の内部空間で、成形凹部の上を覆うように成形型に載置されたガラス製素材が加熱される過程（負圧による吸引が開始されるまでの過程）においては、ガラス製素材に上記の気圧差に起因する不当な窪み変形が生じ難くなる。換言すれば、ガラス製素材の軟化状態が全域に亘って適切に均一化されるまでの間に不当な窪み変形が生じ難くなる。この後において、負圧の作用により（ここではチャンバの内部空間に負圧を発生させることにより）最終的に目的とする理想形状に近く且つ肉厚分布が均一化されたガラス物品が得られる。

この場合、前記チャンバの内部空間に負圧を発生させるべく該内部空間に通じる連通路は、開通及び閉鎖可能とされていることが好ましい。

このようにすれば、ガラス製素材の加熱開始から負圧による吸引開始までの間に、チャンバの内部空間に通じている連通路を開閉バルブ等のバルブ手段により閉鎖しておけば、チャンバの内部空間の熱気が外部に逃げることを確実に阻止できると共にチャンバの内部空間の気圧の逃げも阻止できるため、チャンバの内部空間の温度及び気圧を上記の適正値に維持する上で好都合となる。

また、前記チャンバの全部が前記加熱炉の内部空間に位置し、且つ前記チャンバの底面が前記加熱炉の底面から離反していることが好ましい。

このようにすれば、加熱炉の内部空間の熱気に曝されるチャンバの表面積が広くなり、チャンバの内部空間に対する加熱効率が高められることから、チャンバの内部空間に通じているガラス製素材の裏面側の成形空間と、ガラス製素材の表面側空間との温度調整を、迅速且つ確実に行うことが可能となり、ひいては両空間の気圧調整を迅速且つ確実に行うことが可能となる。

以上の方法において、ガラス製素材は、一または複数の凹部を形成する部位が平板状であることが好ましい。

このようにすれば、品位に優れたイメージセンサ用カバーガラスや液晶バックライト用ガラス等を得ることが可能となる。

一方、上記技術的課題を解決するためになされた本発明に係る装置は、加熱炉の内部空間に、一または複数の成形凹部と該成形凹部の内側に通じる通気孔とが形成された成形型を配備し、且つ、前記成形凹部の上を覆うようにガラス製素材を成形型に載置した状態で、前記成形凹部とガラス製素材の裏面とで囲まれる成形空間に前記通気孔を通じて負圧を作用させることにより、一または複数の凹部が形成されたガラス物品を成形するように構成した装置において、前記成形型に載置されているガラス製素材を加熱する過程で、前記加熱炉の内部空間におけるガラス製素材の表面側空間の温度に比して、前記成形空間の温度が高くなるように、前記加熱炉の内部空間における前記成形型の表面側に対する底部側の温度を調整し、その状態から前記成形空間に前記通気孔を通じて負圧を作用させ始めるように構成したことに特徴づけられる。

この本発明に係る装置は、上記本発明に係る方法と実質的に同一であり、その作用効果も実質的に同一であるので、ここでは便宜上、その説明を省略する。

このように構成した装置も、上記補助加熱手段を配備した場合の方法と実質的に同一の構成であり、その作用効果も実質的に同一であるので、ここでは便宜上、その説明を省略する。

以上のように本発明によれば、加熱炉の内部空間で、成形凹部の上を覆うように成形型に載置されたガラス製素材が加熱される過程において、ガラス製素材の表面側空間とその裏面側の成形空間との温度差あるいは気圧差が適切に調整されるので、負圧による吸引の前段階でガラス製素材に不当な窪み変形が生じ難くなると共に、ガラス製素材の軟化状態を全域に亘って適切に均一化できることになり、一または複数の凹部を有するガラス物品として、最終的に目的とする理想形状に近く且つ肉厚分布が均一化されたガラス物品を得ることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る成形装置の概略構成を示す縦断正面図である。前記第１実施形態に係る成形装置を用いて作製されたガラス物品を示す斜視図である。本発明の第２実施形態に係る成形装置の概略構成を示す縦断正面図である。本発明の第３実施形態に係る成形装置の概略構成を示す縦断正面図である。本発明の第４、第５実施形態に係る成形装置の概略構成を示す縦断正面図である。前記第４実施形態に係る成形装置を用いて作製されたガラス物品を示す斜視図である。前記第５実施形態に係る成形装置を用いて作製されたガラス物品を示す斜視図である。本発明の第６実施形態に係る成形装置の概略構成を示す縦断正面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。

先ず、図１に基づいて、本発明の第１実施形態に係るガラス物品の成形装置の概略構成を説明する。同図に示すように、成形装置１は、加熱炉２の内部空間２ａに、上面に１つの略半球状をなす成形凹部３ａが形成され且つ該成形凹部３ａの内側における底部中央に通じる１本の通気孔３ｂが形成された成形型３を備えてなる。この成形型３の底部には、全部が加熱炉２の内部空間２ａに位置するチャンバ４が固定され、このチャンバ４の側壁部４ｃと底壁部４ｄとの全域が、加熱炉２の内部空間２ａにおける高温雰囲気（熱気）に曝されるようになっている。そして、このチャンバ４の内部空間４ａは、成形型３の通気孔３ｂを介して成形凹部３ａの内側に通じている。

更に、チャンバ４の底壁部４ｄには、加熱炉２の外部に配設された排気装置５に通じる排気管（連通路）６が接続され、排気装置５の作動によりチャンバ４の内部空間４ａに負圧が発生するようになっている。この排気装置５としては、どのような機構のものを用いてもよいが、特に吸引作用の応答性に優れたベンチュリー機構を有している。また、排気管６の加熱炉２外部には、排気管６内の連通路を開通及び閉鎖する開閉バルブ７が取り付けられている。そして、この第１実施形態では、加熱炉２の側壁部２ｃ全周の内面側にのみ加熱源８が設置されている。この加熱源８の加熱方式は、電熱線によるものであってもよく、燃焼ガスによるものであってもよい。尚、成形型３の上方には、該成形型３の上面に載せられたガラス製素材としてのガラス板Ｇの周縁部を押さえて保持する押さえ板９が配設されている。

このような構成によれば、成形型３の上面にガラス板Ｇが載せられている時には、成形凹部３ａとガラス板Ｇの裏面とで囲まれる成形空間３ｘと、チャンバ４の内部空間４ａとは、通気孔３ｂを介して通じた状態にあると共に、排気管６は開閉バルブ７により閉鎖された状態にある。そして、チャンバ４は、その全部が加熱炉２の内部空間２ａに位置しているので、チャンバ４の内部空間４ａは、加熱炉２の内部空間２ａの熱気によって加熱されると共に、この加熱された熱気がチャンバ４の内部空間４ａから外部に逃げることはない。したがって、チャンバ４の内部空間４ａの温度は、加熱炉２の内部空間２ａの温度、詳しくはガラス板Ｇの表面側空間２ｘの温度と実質的に同等になり得る。これにより、チャンバ４の内部空間４ａに通じているガラス板Ｇの裏面側の成形空間３ｘと、ガラス板Ｇの表面側空間２ｘとの温度差が実質的に零または極めて小さくなり、これに伴ってその両空間２ｘ、３ｘの気圧差も実質的に零または極めて小さくなる。

その結果、加熱炉２の内部空間２ａで、成形凹部３ａの上を覆うように成形型３に載せられたガラス板Ｇが加熱される過程、つまり負圧による吸引が開始されるまでの過程においては、ガラス板Ｇに上記の気圧差に起因する不当な窪み変形が生じ難くなる。したがって、ガラス板Ｇの軟化状態が全域に亘って適切に均一化されるまでの間に、不当な窪み変形を生じ難くすることが可能となる。そして、ガラス板Ｇの軟化状態が全域に亘ってできる限り適切に均一化され且つガラス板Ｇが好適に変形すべく充分に軟化した時点で、開閉バルブ７により排気管６を開通させてチャンバ４の内部空間４ａから通気孔３ｂを通じて成形空間３ｘに負圧を作用させる。これにより、ガラス板Ｇは成形凹部３ａに吸引されつつ適正になじみながら窪み変形し、図２に示すように単一の略半球状をなす凹部１０ａが形成されたガラス物品（例えばガラス製容器）１０を得ることができる。このガラス物品１０は、全体として、目的とする理想形状に近く且つ肉厚分布が均一化された高品位のものとなる。

図３は、本発明の第２実施形態に係る成形装置１の概略構成を例示するものである。この第２実施形態に係る成形装置１が、上述の第１実施形態に係る成形装置１と相違する点は、加熱炉２の側壁部２ｃ全周の内面側のみならず、加熱炉２の底壁部２ｄの内面側にも加熱源８が設置されている点である。その他の構成は、第１実施形態に係る成形装置１と同一であるので、共通する構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。この第２実施形態に係る成形装置１によれば、チャンバ４が側方からのみならず下方からも加熱源８によって加熱されるため、ガラス板Ｇに対する加熱過程（負圧による吸引が開始されるまでの過程）においては、チャンバ４の内部空間４ａの温度つまり成形空間３ｘの温度を、ガラス板Ｇの表面側空間２ｘの温度よりも所定温度だけ高くなるように調整することができる。これにより、ガラス板Ｇの軟化状態が全域に亘って適切に均一化されるまでの間に、ガラス板Ｇの厚みや、成形凹部３ａ上に位置するガラス板Ｇの面積、或いはガラス板Ｇ自体の組成が原因となって、自重により不当な窪み変形が生じようとしても、裏面側の成形空間３ｘの方が表面側空間２ｘよりも気圧が高くなることから、ガラス板Ｇを裏面側から適度に持ち上げようとする力が発生し、ガラス板Ｇは平面に沿う状態に維持される。したがって、この場合にも、上述の第１実施形態の場合と実質的に同等の作用効果が得られる。

図４は、本発明の第３実施形態に係る成形装置１の概略構成を例示するものである。この第３実施形態に係る成形装置１が、上述の第１実施形態に係る成形装置１と相違する点は、加熱炉２の側壁部２ｃ全周の内面側に加熱源８を設置することに加えて、チャンバ４（図例ではチャンバ４の底壁部４ｄ）の外面に補助加熱手段としての補助加熱源８ａを設置した点である。その他の構成は、第１実施形態に係る成形装置１と同一であるので、共通する構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。この第３実施形態のような構成によっても、チャンバ４の内部空間４ａの温度つまり成形空間３ｘの温度を、ガラス板Ｇの表面側空間２ｘの温度よりも所定温度だけ高くなるように調整することができ、上述の第２実施形態の場合と同様の作用効果が得られる。

図５は、本発明の第４実施形態に係る成形装置１の概略構成を例示するものである。この第４実施形態に係る成形装置１が、上述の第１実施形態に係る成形装置１と相違する点は、成形型３の上面に、横方向（図面における左右方向）及び縦方向（紙面と直交する方向）に複数の略半球状をなす成形凹部３ａが形成されると共に、各成形凹部３ａの内側（底部中央）とチャンバ４の内部空間４ａとがそれぞれ通気孔３ｂを介して連通されている点である。その他の構成は、第１実施形態に係る成形装置１と同一であるので、共通する構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。この第４実施形態の構成によれば、上述の第１実施形態の場合と同様の作用効果を得つつ、図６に示すような多数のディンプル１１ａが形成されたガラス物品１１を製作することができる。尚、この第４実施形態に係る成形装置１についても、上述の第２、第３実施形態と同様に、加熱炉２における底壁部２ｄの内面に加熱源８を設置し、或いはチャンバ４の外面に補助加熱源８ａを設置してもよい。

本発明の第５実施形態に係る成形装置１は、図５に示す成形型３に形成されている成形凹部３ａが、断面略半円形をなす複数の溝状凹部（紙面と直交する方向に延びる溝状凹部）であって、これによっても、上述の第１実施形態の場合と同様の作用効果を得つつ、図７に示すような多数の溝状凹部１２ａが形成されたガラス物品（例えば液晶バックライト用ガラス）１２を製作することができる。尚、この第５実施形態における上記の成形型３が、隣り合う成形凹部３ａ間を滑らかに繋ぐ成形凸部を有している場合には、波形状のガラス物品を製作することができる。

図８は、本発明の第６実施形態に係る成形装置１の概略構成を例示するものである。この第６実施形態に係る成形装置１が、上述の第１実施形態に係る成形装置１と相違する点は、チャンバ４の一部（上部）のみが加熱炉２の内部空間２ａに位置している点である。その他の構成は、第１実施形態に係る成形装置１と同一であるので、共通する構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。この第６実施形態のような構成によっても、チャンバ４の一部が加熱炉２の内部空間２ａの熱気に曝されることにより、或いはチャンバ４の一部外面に補助加熱源を設置することにより、チャンバ４の内部空間４ａが高温になり得ることから、上述の第１実施形態の場合と同様の作用効果を得ることが可能である。

本発明の実施例１として、厚さが１ｍｍ、縦が３０６ｍｍ、横が４０８ｍｍの長方形のガラス板Ｇを、図５に示す成形装置１を用いて成形することにより、図６に示す直径１０ｍｍで深さ１０ｍｍの多数のディンプル１１ａが形成されてなるガラス物品１１を製作した。この場合、成形装置１の成形型３には、上記のディンプルに対応する多数の成形凹部３ａと、直径が０．５ｍｍの多数の通気孔３ｂとを形成し、成形型３の底部には、ステンレス製のチャンバ４を取り付けた。また、加熱炉２としては、内部高さが４００ｍｍのものを使用し、チャンバ４の底面（外底面）を加熱炉２の底面（内底面）から１０ｍｍ離反させると共に、チャンバ４の底壁部４ｄに直径が１０ｍｍのステンレス製パイプからなる排気管６を接続して加熱炉２の外部に引き出し、開閉バルブ７及びベンチュリー機構を有する排気装置５を設置した。尚、加熱源８は、加熱炉２の天井壁部と底壁部２ｄには設置せずに、側壁部２ｃのみに設置した。

このような構造の成形装置１を用いて、成形型３の上に既述のガラス板（厚さ１ｍｍ、縦３０６ｍｍ、横４０８ｍｍ）を載せ、排気管６の開閉バルブ７を閉じた状態で加熱を開始した。ガラス板Ｇの温度が約５００℃に達して軟化状態になった時点で炉内温度をその時点の温度に５分間保持した。この５分間の初期段階で、ガラス板Ｇは、成形型３との接触部から軟化し始め、５分間保持の間にガラス板Ｇの全面が軟化状態となるが、ガラス板Ｇと成形型３とが接触していない成形凹部３ａ上では、軟化状態にあるガラス板Ｇの自重により、ガラス板Ｇに窪み変形が生じる虞がある。しかしながら、既に述べたようにガラス板Ｇを窪み変形させるような気圧差が生じていないことに加えて、成形凹部３ａの直径が１０ｍｍ程度と比較的小さいためにガラスの表面張力がガラス板Ｇの垂れ下がりを有効に抑制していること等に由来して、軟化状態にあるガラス板Ｇの形状を平板状に維持することができた。そして、５分が経過した後に、加熱を止めて自然冷却され得る状態とした上で、排気管６の開閉バルブ７を全開にして真空排気（負圧による吸引）を行った。この真空排気は、自然冷却をしながら１０分間行い、真空排気の終了後は開閉バルブ７を全開に維持し、成形空間３ｘの温度を表面側空間２ｘの温度よりも低温にすることにより気圧差を生じさせて、冷却中もガラスが成形凹部３ａに密着しやすいようにした。この冷却後のガラス物品（図６に示すガラス物品１１）の肉厚分布を確認したところ、肉厚のバラツキを±０．０５ｍｍに抑えることができた。

本発明の実施例２として、厚さが１．５ｍｍで１辺が１００ｍｍの正方形のガラス板Ｇを、図４に示す成形装置１を用いて成形することにより、図２に示す正方形の平面部中央に直径６０ｍｍで深さ１５ｍｍの凹部１０ａが形成されてなるガラス物品１０を製作した。この場合、成形装置１の成形型３には、上記の凹部１０ａに対応する単一の成形凹部３ａと、この成形凹部３ａの底部中央に通じる直径が０．５ｍｍの１本の通気孔３ｂとを形成し、成形型３の底部には、ステンレス製のチャンバ４を取り付けた。また、加熱炉２としては、内部高さが３００ｍｍのものを使用し、チャンバ４の外底面を加熱炉２の内底面から８０ｍｍ離反させると共に、チャンバ４の底壁部４ｄに直径が１０ｍｍのステンレス製パイプからなる排気管６を接続して加熱炉２の外部に引き出し、開閉バルブ７及びベンチュリー機構を有する排気装置５を設置した。また、加熱炉２の側壁部２ｃに加熱源８を設置することに加えて、補助加熱源８ａをチャンバ４の底壁部４ｄに設置した。この補助加熱源８ａとしては、チャンバ４の内部空間４ａを集中して加熱する上で有利であるとの理由から、電熱線によるものを使用した。

このような構造の成形装置１を用いて、成形型３の上に既述のガラス板（厚さ１．５ｍｍ、各辺が１００ｍｍ）を載せ、排気管６の開閉バルブ７を閉じた状態で加熱を開始した。ガラス板Ｇの温度が約５００℃に達して軟化状態になった時点で炉内温度をその時点の温度に５分間保持した。この５分間の初期段階で、ガラス板Ｇは、成形型３との接触部から軟化し始め、５分間保持の間にガラス板Ｇの全面が軟化状態となるが、ガラス板Ｇと成形型３とが接触していない成形凹部３ａ上では、軟化状態にあるガラス板Ｇの自重により
、ガラス板Ｇに窪み変形が生じる虞がある。特に、この実施例２に係るガラス物品１０は、凹部１０ａの面積が広く且つ板厚も厚いことから、軟化状態にあるガラス板Ｇは、その自重により容易に窪み変形する虞がある。しかしながら、ガラス板Ｇが加熱される過程では、補助加熱源８ａによってチャンバ４の内部空間４ａを積極的に加熱し、炉内温度（表面側空間２ｘの温度）よりもチャンバ４の内部空間４ａの温度が２℃から１０℃（好ましくは５℃）ほど高くなるように温度調整した。これにより、ガラス板Ｇの裏面側における成形空間３ｘの気圧が、表面側空間２ｘの気圧よりも高くなり、ガラス板Ｇを下方から気圧差で支えることにより、広い成形凹部３ａ上で軟化した状態にあるガラス板Ｇを平板状に維持することができた。そして、５分が経過した後に、全ての加熱を止めて自然冷却され得る状態とした上で、排気管６の開閉バルブ７を全開にして真空排気（負圧による吸引）を行った。この真空排気は、自然冷却をしながら１０分間行い、真空排気の終了後は開閉バルブ７を全開に維持し、成形空間３ｘの温度を表面側空間２ｘの温度よりも低温にすることにより気圧差を生じさせて、冷却中もガラスが成形凹部３ａに密着しやすいようにした。この冷却後のガラス物品（図２に示すガラス物品１０）の肉厚分布を確認したところ、肉厚のバラツキを±０．０３ｍｍに抑えることができた。

尚、上述の各実施例（各実施形態）においては、ガラス板Ｇの表面側空間２ｘと裏面側の成形空間３ｘの温度を制御することにより、両空間２ｘ、３ｘの圧力調節を行っているが、例えば加圧装置や減圧装置といった別個の圧力制御装置を加熱炉２またはチャンバ４に取り付けることにより、前記両空間２ｘ、３ｘに所期の圧力を付与するようにしてもよく、この場合には、前記両空間２ｘ、３ｘにおける上述の温度調節は必ずしも必要ではない。

また、上述の各実施例（各実施形態）においては、ガラス製素材としてガラス板Ｇを用いたが、これ以外に、例えば、凹部１０ａ（１１ａ、１２ａ）が形成されるべき平板状部の外周縁に、その凹部１０ａ（１１ａ、１２ａ）の窪み方向と反対方向に立ち上がる周壁部が形成されたガラス製素材などのように、単なるガラス板ではないガラス製素材を用いるようにしてもよい。

１成形装置
２加熱炉
２ａ加熱炉の内部空間
３成形型
３ａ成形凹部
３ｂ通気孔
３ｘ成形空間
４チャンバ
４ａチャンバの内部空間
６連通路（排気管）
８ａ補助加熱源（補助加熱手段）
Ｇガラス板（ガラス製素材）

Claims

加熱炉の内部空間に、一または複数の成形凹部と該成形凹部の内側に通じる通気孔とが形成された成形型を配備し、且つ、前記成形凹部の上を覆うようにガラス製素材を成形型に載置した状態で、前記成形凹部とガラス製素材の裏面とで囲まれる成形空間に前記通気孔を通じて負圧を作用させることにより、一または複数の凹部が形成されたガラス物品を成形する方法において、
前記成形型に載置されているガラス製素材を加熱する過程で、前記加熱炉の内部空間におけるガラス製素材の表面側空間の温度に比して、前記成形空間の温度が高くなるように、前記加熱炉の内部空間における前記成形型の表面側に対する底部側の温度を調整し、その状態から前記成形空間に前記通気孔を通じて負圧を作用させ始めることを特徴とするガラス物品の成形方法。
前記加熱炉の内部空間に、前記成形型の底部側を加熱する補助加熱手段を配備したことを特徴とする請求項１に記載のガラス物品の成形方法。
前記成形型の底部に、前記通気孔に通じるチャンバを装着すると共に、該チャンバの一部または全部を前記加熱炉の内部空間に位置させ、且つ前記加熱炉の内部空間及び前記チャンバの内部空間を加熱した後に、該チャンバの内部空間に負圧を発生させることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス物品の成形方法。
前記チャンバの内部空間に負圧を発生させるべく該内部空間に通じる連通路が、開通及び閉鎖可能とされていることを特徴とする請求項３に記載のガラス物品の成形方法。
前記チャンバの全部が前記加熱炉の内部空間に位置し、且つ前記チャンバの底面が前記加熱炉の底面から離反していることを特徴とする請求項３または４に記載のガラス物品の成形方法。
前記ガラス製素材は、前記一または複数の凹部を形成する部位が、平板状であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のガラス物品の成形方法。
加熱炉の内部空間に、一または複数の成形凹部と該成形凹部の内側に通じる通気孔とが形成された成形型を配備し、且つ、前記成形凹部の上を覆うようにガラス製素材を成形型に載置した状態で、前記成形凹部とガラス製素材の裏面とで囲まれる成形空間に前記通気孔を通じて負圧を作用させることにより、一または複数の凹部が形成されたガラス物品を成形するように構成した装置において、
前記成形型に載置されているガラス製素材を加熱する過程で、前記加熱炉の内部空間におけるガラス製素材の表面側空間の温度に比して、前記成形空間の温度が高くなるように、前記加熱炉の内部空間における前記成形型の表面側に対する底部側の温度を調整し、その状態から前記成形空間に前記通気孔を通じて負圧を作用させ始めるように構成したことを特徴とするガラス物品の成形装置。
前記加熱炉の内部空間に、前記成形型の底部側を加熱する補助加熱手段を配備したことを特徴とする請求項７に記載のガラス物品の成形装置。