JP6505577B2 - ガラス物品保持具、及びガラス物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス物品保持具、及びガラス物品の製造方法に関するものである。

従来、ガラス物品の搬送や処理工程において、ガラス物品を保持するガラス物品保持具が知られている。例えば、特許文献１では、ガラス基板の焼成工程及び焼成炉への搬出入に用いられるガラス物品保持具が開示されている。

特開２００２−２４３３６８号公報

ところで、従来で用いるガラス物品保持具は、ステンレス等の金属製のフレーム部材にて構成されている。そのため、ガラス物品の製造過程においてガラス物品保持具にて保持した状態でガラス物品の焼成等の加熱処理を行う工程が含まれると、ガラス物品とともにガラス物品保持具にも温度変化による膨張や収縮が生じる。

このようなガラス物品保持具に対して特段熱対策がなされていないと、例えばガラス物品の両端を保持する保持部間の間隔が膨張時には大きくなり、収縮時には小さくなるため、ガラス物品の安定保持に支障を来すおそれがある。場合によっては、ガラス物品保持具の保持部間が大きくなることで各保持部からガラス物品が外れて倒れることでガラス物品を損傷させたり、その保持部間が小さくなることで各保持部がガラス物品の端部を押圧して損傷させたりするなどして、ガラス物品の品質を低下させるおそれがあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、温度変化が生じてもガラス物品を安定した状態で保持することのできるガラス物品保持具、及びガラス物品の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するガラス物品保持具は、本体フレームと、前記本体フレームに互いに対向して取り付けられてガラス物品の対向端部をそれぞれ保持する第１及び第２保持部とを備えたガラス物品保持具であって、前記第１及び第２保持部の少なくとも一方は、前記本体フレームに対して前記第１及び第２保持部の対向方向に非係合であるとともに、前記第１及び第２保持部間は、前記本体フレームより熱膨張係数の小さい介在部材を介在させて両保持部間の間隔保持を行う構造にて構成される。

この構成によれば、ガラス物品の対向端部を保持するための第１及び第２保持部の少なくとも一方は、本体フレームに対して両保持部の対向方向に非係合であり、両保持部間は、本体フレームより熱膨張係数の小さい介在部材の介在による両保持部間の間隔保持がなされる。つまり、ガラス物品保持具がガラス物品とともに加熱や冷却がなされる温度変化の大きい環境で使用されるとガラス物品保持具の本体フレームは伸縮するが、第１及び第２保持部間の間隔はその本体フレームの伸縮の影響を受けにくく両保持部間の間隔の変化は小さく抑えられる。これにより、温度変化が生じても、ガラス物品を安定した状態で保持することが可能である。

上記ガラス物品保持具において、前記介在部材は、結晶化ガラスを含むことが好ましい。
この構成によれば、第１及び第２保持部間に介在する介在部材は、熱膨張係数の極めて小さい結晶化ガラスを含んで構成されるため、第１及び第２保持部間の間隔変化がより確実に小さく抑えられる。

上記ガラス物品保持具において、前記ガラス物品は、板状をなすものであり、主平面が水平方向と交差する方向に向けられて保持可能に構成されることが好ましい。
この構成によれば、ガラス物品保持具は、板状をなすガラス物品の主平面を水平方向と交差する方向に向けて保持可能となる。

上記ガラス物品保持具において、前記第１及び第２保持部の少なくとも一方を、前記介在部材に対して載置により取り付ける取付部材を備えることが好ましい。
この構成によれば、第１及び第２保持部の少なくとも一方は、本体フレームの伸縮の影響を受けにくくする介在部材に対して取付部材の載置による取付態様となるため、ガラス物品の寸法等に応じて第１及び第２保持部間の間隔を容易に調整可能である。

上記課題を解決するガラス物品の製造方法は、上記ガラス物品保持具を用いて保持されたガラス物品の焼成工程を含む。
ガラス物品の製造過程に焼成工程が含まれることで、ガラス物品保持具に対する温度変化も大きくガラス物品保持具の膨張や収縮が生じ得るが、上記構成のガラス物品保持具を用いることでガラス物品を安定した状態で保持しつつその製造を行うことが可能である。

本発明のガラス物品保持具及びガラス物品の製造方法によれば、温度変化が生じてもガラス物品を安定した状態で保持することができる。

（ａ）は一実施形態におけるガラス物品が保持されている状態のガラス物品保持具の斜視図であり、（ｂ）はガラス物品のない状態のガラス物品保持具の斜視図である。 ガラス物品保持具の分解斜視図である。 （ａ）は実施形態のガラス物品保持具の上面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。

以下、ガラス物品保持具及びガラス物品の製造方法について図を用いて説明する。
図１〜図３に示すように、ガラス物品保持具１１は、矩形状の板ガラスＧの焼成及び搬送を行うべく該板ガラスＧを複数枚保持可能に構成された保持具である。同図１においては、ガラス物品保持具１１の長手方向の一区画分が示されている。

ガラス物品保持具１１は、ステンレス製のフレーム部材からなる本体フレーム１２と、上記した一区画分において板ガラスＧの下端部を２箇所で支持する２つの下端保持部１３と、板ガラスＧの両側端部をそれぞれ１箇所ずつで保持する２つの側端保持部１４とを備えている。下端保持部１３及び側端保持部１４は、それぞれ複数（例えば５つ）の凹部１３ａ，１４ａを有している。各凹部１３ａ，１４ａは板ガラスＧの各端部が挿入可能に構成されており、板ガラスＧが主平面を略垂直方向に向けるようにして複数枚の板ガラスＧを水平方向に互いに間隔を有して並んだ状態で保持可能となっている。なお、下端保持部１３の凹部１３ａには、板ガラスＧと接触しつつ板ガラスＧの荷重を受けるのに適した例えばアルミナ系耐火物等の接触部材が取り付けられている。また、側端保持部１４の凹部１４ａには、板ガラスＧと接触しつつ破損を防止するのに適した、例えばマイカセラミックス等の接触部材が取り付けられている。

本体フレーム１２は、矩形枠状の底部フレーム１２ａと、底部フレーム１２ａの四隅（図１では長手方向手前の２つの角部のみ図示）に立設される側部フレーム１２ｂと、側部フレーム１２ｂの上端部を連結する矩形枠状の上部フレーム１２ｃとを有する。底部フレーム１２ａの一対の長辺部分には、その長手方向に複数の位置決め孔１２ｄが設けられている。そして、下端保持部１３は、底部フレーム１２ａの短手方向に掛け渡されるようにして配置され、下端保持部１３の両端部に設けた位置決めピン１３ｂが底部フレーム１２ａの長辺部分の位置決め孔１２ｄに挿入されることで設置される。また、下端保持部１３の位置は、位置決め孔１２ｄに対する位置決めピン１３ｂの挿入位置に応じて底部フレーム１２ａの長手方向に適宜調整可能となっている。つまり、下端保持部１３の位置は、保持する板ガラスＧの大きさ等に応じて変更できるようになっている。

上部フレーム１２ｃの一対の長辺部分には、その長手方向に複数の位置決め孔１２ｅが設けられている。この上部フレーム１２ｃの位置決め孔１２ｅのピッチは、底部フレーム１２ａの位置決め孔１２ｄと同じピッチでも異なるピッチでもよい。上部フレーム１２ｃの一対の長辺部分には、その長手方向に沿った細長板状のベース板１５が載置されている。本実施形態のベース板１５には、３０〜７５０℃における平均線熱膨張係数が−１０〜＋３０×１０^−７／℃程度の極めて低膨張な材料、例えば結晶化ガラス（例えば日本電気硝子社製ネオセラムＮ−０）が用いられている。

ベース板１５には、図２に示すように一方側の側端保持部１４（１４ｘ）の配置位置に対応して位置決め孔１５ａが設けられている。一方側の側端保持部１４（１４ｘ）の両端部に一体に設けられる位置決めピン１４ｂは、ベース板１５の位置決め孔１５ａを挿通した後に上部フレーム１２ｃの位置決め孔１２ｅに挿入される。このようにして、一方側の側端保持部１４（１４ｘ）は、上部フレーム１２ｃの短手方向に掛け渡されるようにして設置される。

他方側の側端保持部１４（１４ｙ）は、ベース板１５が載置された上部フレーム１２ｃの一対の長辺部分に対してそれぞれ取付部材１６を介して取り付けられる。つまり、他方側の側端保持部１４（１４ｙ）は、各取付部材１６を介して上部フレーム１２ｃの短手方向に掛け渡されるようにして設置される。なお、ベース板１５には、その取付部材１６の配置位置に対応する位置決め孔は特に設けられていない。

取付部材１６は、下方が開口するコ字状の取付ベース１７と、取付ベース１７の上面に立設された一対の取付ピン１７ａに挿通されてその取付ベース１７上に取り付けられる取付板１８とを有している。取付ベース１７は、ベース板１５が載置された上部フレーム１２ｃの長辺部分に嵌め込まれ、上部フレーム１２ｃの長手方向での設置位置を変更可能に取り付けられる。取付板１８には、位置決め孔１８ａが設けられている。取付板１８は、本実施形態ではベース板１５と同様の結晶化ガラスを用いるが、これ以外の部材を用いることもできる。

そして、他方側の側端保持部１４（１４ｙ）の両端部に一体に設けられる位置決めピン１４ｂは、取付ベース１７上に取り付けられた取付板１８の位置決め孔１８ａに挿入される。このようにして、他方側の側端保持部１４（１４ｙ）は、取付部材１６を用いて、上部フレーム１２ｃの短手方向に掛け渡されるようにして設置される。

この場合、他方側の側端保持部１４（１４ｙ）は、取付部材１６を含めた自重（垂直抗力）と、取付部材１６（取付ベース１７）と上部フレーム１２ｃ上のベース板１５との間の摩擦係数とによる静止摩擦力により、自身の配置位置からの移動抑制（位置保持）がなされている。また、他方側の側端保持部１４（１４ｙ）は、取付部材１６を含めて持ち上げて、若しくはベース板１５に対する摩擦力に抗して上部フレーム１２ｃの長手方向への取付部材１６の設置位置を変更することで、保持する板ガラスＧの大きさ等に応じて一方側の側端保持部１４（１４ｘ）との間隔Ｗを変更できるようになっている。他方側の側端保持部１４（１４ｙ）は、上部フレーム１２ｃ（ベース板１５）に対してピン及び孔を用いない位置決め構造となっているため、間隔Ｗの微調整が可能でもある。

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の板ガラスＧの製造過程では焼成工程を含むため、ガラス物品保持具１１は、保持する板ガラスＧとともに焼成炉に対して搬出入が行われる。そのため、ガラス物品保持具１１は、焼成炉内で高温状態に晒されるとともに、焼成炉からの搬出の際には急激に冷却される。このような状況下においては、ステンレス鋼により作製されている本体フレーム１２は膨張及び収縮する。このとき、本体フレーム１２の底部フレーム１２ａにピン１３ｂで位置決めされている下端保持部１３は、底部フレーム１２ａの特に長手方向への膨張及び収縮を受けて板ガラスＧに対して位置ずれする。しかしながら、当該下端保持部１３の位置ずれ方向は板ガラスＧの縁部に沿った方向の位置ずれであるため、下端保持部１３の凹部１３ａから板ガラスＧに作用する応力は比較的小さい。

一方、本体フレーム１２の上部フレーム１２ｃに対し、従来のように一対の側端保持部１４を位置決めして固定するような場合、上部フレーム１２ｃの特に長手方向への膨張及び収縮を受けて側端保持部１４が板ガラスＧの両側端部に影響を与えかねない。詳しくは、上部フレーム１２ｃが長手方向に膨張すると、一対の側端保持部１４間の間隔Ｗが広がって板ガラスＧの保持が解除され、板ガラスＧが倒壊してしまうおそれがある。また、上部フレーム１２ｃが長手方向に収縮すると、一対の側端保持部１４が、互いに近接して板ガラスＧを挟持するように圧接し、板ガラスＧを損傷させるおそれがある。

これを踏まえ、本実施形態のガラス物品保持具１１では、一方側の側端保持部１４（１４ｘ）はピン１４ｂで上部フレーム１２ｃに位置決めされているのに対して、他方側の側端保持部１４（１４ｙ）は低膨張材料よりなる取付ベース１７上に載置される取付部材１６に対して設置されている。つまり、上部フレーム１２ｃが温度変化により長手方向に伸縮したとしても取付ベース１７は伸縮しにくく、取付ベース１７の下側で上部フレーム１２ｃが独立して伸縮することになる。そのため、他方側の側端保持部１４（１４ｙ）は位置ずれが生じにくい。従って、ガラス物品保持具１１の本体フレーム１２が伸縮するような温度変化が生じる状況でも一対の側端保持部１４（１４ｘ、１４ｙ）間の間隔Ｗはほぼ変化がないため、板ガラスＧの保持解除や板ガラスＧの端部損傷といったことが抑えられ、板ガラスＧを安定した状態で保持可能である。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）本実施形態では、板ガラスＧの対向端部を保持するための一対の側端保持部１４（１４ｘ、１４ｙ）のうち他方側の側端保持部１４（１４ｙ）は、本体フレーム１２の上部フレーム１２ｃに対して長手方向に非係合である。また、一対の側端保持部１４（１４ｘ、１４ｙ）間は、本体フレーム１２より熱膨張係数が極めて小さいベース板１５の介在にて、両保持部１４（１４ｘ、１４ｙ）間の間隔Ｗの保持がなされている。つまり、ガラス物品保持具１１が板ガラスＧとともに加熱や冷却がなされる温度変化の大きい環境で使用されると本体フレーム１２は伸縮するが、一対の側端保持部１４（１４ｘ、１４ｙ）間の間隔Ｗはその本体フレーム１２の伸縮の影響を受けにくく、両保持部１４（１４ｘ、１４ｙ）間の間隔Ｗの変化は極めて小さく抑えられる。これにより、温度変化が生じても、板ガラスＧを安定した状態で保持することができ、その製造を行うことができる。

（２）一対の側端保持部１４（１４ｘ、１４ｙ）間に介在するベース板１５は、熱膨張係数の極めて小さい結晶化ガラスにて作製されているため、側端保持部１４（１４ｘ、１４ｙ）間の間隔Ｗの変化をより確実に小さく抑えられることができる。

（３）他方側の側端保持部１４（１４ｙ）は、本体フレーム１２の伸縮の影響を受けにくくするベース板１５に対して取付部材１６の載置による取付態様となるため、板ガラスＧの寸法等に応じて一対の側端保持部１４（１４ｘ、１４ｙ）間の間隔Ｗを容易に調整することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ガラス物品保持具１１の一区画において２つの側端保持部１４及び２つの下端保持部１３を用いたが、個数はそれぞれ自由に設定してよい。

・上記実施形態では、ベース板１５に結晶化ガラス、取付部材１６の取付ベース１７に同じく結晶化ガラスを用いたが、本体フレーム１２より熱膨張率が小さい他の素材、例えばセラミック等を用いてもよい。

・上記実施形態では、ベース板１５を一部品で構成したが、一部に結晶化ガラス以外の部分を有して構成してもよい。
・上記実施形態では、２つの側端保持部１４のうち、他方側の側端保持部１４ｙのみがベース板１５（上部フレーム１２ｃ）に対して相対移動を許容する取付部材１６を用いたが、一方側の側端保持部１４ｘ側に用いてもよい。

・上記実施形態では、取付部材１６を取付ベース１７と取付板１８とを用いる構成としたが、取付部材１６の構成を適宜変更してもよい。例えば、取付ベース１７と取付板１８との機能をともに備える１つの部品で構成してもよい。

・上記実施形態では、ガラス物品保持具１１に板ガラスＧを垂直方向に保持していたが、垂直以外で水平方向と交差する方向や水平方向に保持する態様のガラス物品保持具に適用してもよい。

・上記実施形態では、ガラス物品保持具１１に板ガラスＧを保持したが、他のガラス物品を保持してもよい。

１１…ガラス物品保持具、１２…本体フレーム、１４…側端保持部（保持部）、１４ｘ…一方側の側端保持部（第１保持部）、１４ｙ…他方側の側端保持部（第２保持部）、１５…ベース板（介在部材）、１６…取付部材、Ｇ…板ガラス（ガラス物品）。

Claims (5)

1. 本体フレームと、前記本体フレームに互いに対向して取り付けられてガラス物品の対向端部をそれぞれ保持する第１及び第２保持部とを備えたガラス物品保持具であって、
   前記第１及び第２保持部の少なくとも一方は、前記本体フレームに対して前記第１及び第２保持部の対向方向に非係合であるとともに、前記第１及び第２保持部間は、前記本体フレームより熱膨張係数の小さい介在部材を介在させて両保持部間の間隔保持を行う構造にて構成されることを特徴とするガラス物品保持具。
2. 前記介在部材は、結晶化ガラスを含むことを特徴とする請求項１に記載のガラス物品保持具。
3. 前記ガラス物品は、板状をなすものであり、主平面が水平方向と交差する方向に向けられて保持可能に構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガラス物品保持具。
4. 前記第１及び第２保持部の少なくとも一方を、前記介在部材に対して載置により取り付ける取付部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガラス物品保持具。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガラス物品保持具を用いて保持されたガラス物品の焼成工程を含むことを特徴とするガラス物品の製造方法。

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