玻璃构件的制作方法

1.本发明涉及一种玻璃构件。

背景技术：

2.作为智能手机等的框体的一部分，有时使用以玻璃为原材料的玻璃构件(例如，参照专利文献1～3等)。玻璃构件具有高级感，设计上优异。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特表2003－502257号公报
6.专利文献2：日本特表2015－512057号公报
7.专利文献3：日本特开2021－11400号公报
8.然而，玻璃构件存在如下问题：若为了具有强度而增大厚度，则会变重，若为了减轻而过分减小厚度，则强度降低，下落时等容易裂开。

技术实现要素：

9.本发明是鉴于上述内容而完成的，其目的在于，提供一种轻量且强度高的玻璃构件。
10.为了解决上述问题，达成目的，本发明的一个方案的玻璃构件具备第一区域和第二区域。所述第一区域平坦且为第一厚度。所述第二区域与所述第一区域的一方的面平坦地连续，从所述第一区域的另一方的面的端部开始倾斜，厚度增大。所述第二区域的倾斜的面相对于所述第一区域的一方的平坦的面的梯度角度为大于0
°
且30
°
以下。
11.本发明的一个方案的玻璃构件能设为轻量且强度高。
附图说明
12.图1是示出一个实施方式的玻璃构件的例子的主视图。
13.图2是图1的玻璃构件的立体图。
14.图3是示出玻璃构件的另一例子的主视图(1)。
15.图4是示出玻璃构件的另一例子的主视图(2)。
16.图5是示出玻璃构件的另一例子的主视图(3)。
17.图6是示出玻璃构件的另一例子的主视图(4)。
18.图7是示出玻璃构件的另一例子的主视图(5)。
19.图8是示出玻璃构件的另一例子的主视图(6)。
20.图9是示出玻璃构件的另一例子的主视图(7)。
21.图10是示出玻璃构件的另一例子的主视图(8)。
22.图11是提取出图1～图10的玻璃构件的关注部分的主视图。
23.图12是对两个区域的连接部的曲率发生变化的部分由规定的半径的圆弧面形成
的情况下的、梯度角度的定义和区域的边界的定义进行说明的图。
24.图13是示出连接部的梯度角度大的比较例的玻璃构件的例子的主视图。
25.图14是示出模拟所使用的玻璃构件的形状和尺寸的立体图。
26.图15是图14中的连接部附近的主视图。
27.图16是示出基于模拟结果的、连接部的梯度角度与应力的关系的图。
28.图17a是示出梯度角为10
°
的情况下的应力的分布的立体图。
29.图17b是图17a中的连接部附近的放大图。
30.图18a是示出梯度角为90
°
的情况下的应力的分布的立体图。
31.图18b是图18a中的连接部附近的放大图。
32.图19a是示出梯度角为10
°
且板厚比为3的情况下的应力的分布的立体图。
33.图19b是图19a中的连接部c附近的放大图。
34.图20a是示出梯度角为10
°
且板厚比为1.3的情况下的应力的分布的立体图。
35.图20b是图20a中的连接部c附近的放大图。
36.附图标记说明
37.1：玻璃构件；11～15：区域；c：连接部。
具体实施方式
38.以下，参照附图对实施方式的玻璃构件进行说明。需要说明的是，本发明不由该实施方式限定。此外，附图中的各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有时与现实不同。在附图的相互之间有时也包含彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。此外，一个实施方式、改进例所记载的内容原则上也同样适用于其他实施方式、改进例。
39.图1是示出一个实施方式的玻璃构件1的例子的主视图。在图1中，虚线表示区域的边界(以下同样)。图2是图1的玻璃构件1的立体图。需要说明的是，进深的宽度是任意的。
40.在图1和图2中，玻璃构件1具备多个区域11～15。即，具备：区域11，平坦且厚度恒定；区域12，一端与区域11连接，图中的下侧平坦且厚度增加；区域13，一端与区域12连接，平坦且厚度恒定；区域14，一端与区域13连接，厚度恒定且弯曲；区域15，一端与区域14连接，平坦且厚度恒定。需要说明的是，具有梯度面(倾斜面)的区域12与具有弯曲面的区域14之间的平坦的区域13的长度(x轴方向的长度)也可以极短。
41.此外，区域11与区域12的连接部c的曲率发生变化的部分由规定的半径的圆弧面形成。关于区域12与区域13的连接部(图的上侧的连接部)的曲率发生变化的部分，也同样地由规定的半径的圆弧面形成。此外，如后所述，设为连接部c的梯度角度(区域12的倾斜的面相对于区域11的一方的平坦的面的梯度角度)为大于0
°
且30
°
以下。
42.此外，作为玻璃构件1的制造方法，首先，相对于板状的玻璃，通过化学蚀刻或磨削加工，进行形成区域12的梯度面、以及与该梯度面相连的区域11的平坦面的厚度偏差加工。需要说明的是，化学蚀刻包括湿法蚀刻和干法蚀刻。磨削加工包括铣刀(fraise)、其他磨削/切削方式。然后，在由背面通过真空泵等进行吸引的模具中，设置进行了厚度偏差加工的板状的玻璃，对与区域14对应的弯曲部分进行红外线的照射等而进行玻璃的软化，通过吸引而沿着模具的形状进行弯曲加工。
43.图3是示出玻璃构件1的另一例子的主视图。需要说明的是，在图的进深方向(y轴
方向)上具有宽度，这与图2相同。在图3中，与图1和图2不同的方面是，区域11与区域12的连接部c的曲率发生变化的部分(关于区域12与区域13的连接部也同样)成为图中的下侧。其他与图1和图2相同。
44.图4是示出玻璃构件1的另一例子的主视图。需要说明的是，在图的进深方向(y轴方向)上具有宽度，这与图2相同。在图4中，玻璃构件1具备多个区域11－1～13。即，具备：区域11－1，平坦且厚度恒定；区域11－2，一端与区域11－1连接，厚度恒定且弯曲；区域11－3，一端与区域11－2连接，平坦且厚度恒定；区域12，一端与区域11－3连接，图中的右侧平坦且厚度增加；区域13，一端与区域12连接，平坦且厚度恒定。需要说明的是，具有梯度面(倾斜面)的区域12与具有弯曲面的区域11－2之间的平坦的区域11－3的长度(z轴方向的长度)也可以极短。
45.此外，区域11－3与区域12的连接部c的曲率发生变化的部分由规定的半径的圆弧面形成。关于区域12与区域13的连接部(图的左侧的连接部)的曲率发生变化的部分，也同样地由规定的半径的圆弧面形成。此外，如后所述，连接部c的梯度角度(区域12的另一方的面相对于区域11－3的一方的平坦的面的梯度角度)为大于0
°
且30
°
以下。玻璃构件1的制造方法与对图1和图2的玻璃构件1进行了说明的内容相同。
46.图5是示出玻璃构件1的另一例子的主视图。需要说明的是，在图的进深方向(y轴方向)上具有宽度，这与图2相同。在图5中，与图4不同的方面是，区域11－3与区域12的连接部c的曲率发生变化的部分(关于区域12与区域13的连接部也同样)成为图中的右侧。其他与图4相同。
47.图6是示出玻璃构件1的另一例子的主视图。需要说明的是，在图的进深方向(y轴方向)上具有宽度，这与图2相同。在图6中，玻璃构件1具备多个区域11－1～13。即，具备：区域11－1，平坦且厚度恒定；区域11－2，一端与区域11－1连接，厚度恒定且弯曲；区域11－3，一端与区域11－2连接，平坦且厚度恒定；区域12，一端与区域11－3连接，图中的下侧平坦且厚度增加；区域13，一端与区域12连接，平坦且厚度恒定。需要说明的是，具有梯度面(倾斜面)的区域12与具有弯曲面的区域11－2之间的平坦的区域11－3的长度(x轴方向的长度)也可以极短。
48.此外，区域11－3与区域12的连接部c的曲率发生变化的部分由规定的半径的圆弧面形成。关于区域12与区域13的连接部(图的上侧的连接部)的曲率发生变化的部分，也同样地由规定的半径的圆弧面形成。此外，如后所述，连接部c的梯度角度(区域12的另一方的面相对于区域11－3的一方的平坦的面的梯度角度)为大于0
°
且30
°
以下。玻璃构件1的制造方法与对图1和图2的玻璃构件1进行了说明的内容相同。
49.图7是示出玻璃构件1的另一例子的主视图。需要说明的是，在图的进深方向(y轴方向)上具有宽度，这与图2相同。在图7中，与图6不同的方面是，区域11－3与区域12的连接部c的曲率发生变化的部分(关于区域12与区域13的连接部也同样)成为图中的下侧。其他与图6相同。
50.图8是示出玻璃构件1的另一例子的主视图。需要说明的是，在图的进深方向(y轴方向)上具有宽度，这与图2相同。在图8中，玻璃构件1具备多个区域11～15。即，具备：区域11，平坦且厚度恒定；区域12，一端与区域11连接，图中的右侧平坦且厚度增加；区域13，一端与区域12连接，平坦且厚度恒定；区域14，一端与区域13连接，厚度恒定且弯曲；区域15，
一端与区域14连接，平坦且厚度恒定。需要说明的是，具有梯度面(倾斜面)的区域12与具有弯曲面的区域14之间的平坦的区域13的长度(z轴方向的长度)也可以极短。
51.此外，区域11与区域12的连接部c的曲率发生变化的部分由规定的半径的圆弧面形成。关于区域12与区域13的连接部(图的左侧的连接部)的曲率发生变化的部分，也同样地由规定的半径的圆弧面形成。此外，如后所述，连接部c的梯度角度(区域12的另一方的面相对于区域11的一方的平坦的面的梯度角度)为大于0
°
且30
°
以下。玻璃构件1的制造方法与对图1和图2的玻璃构件1进行了说明的内容相同。
52.图9是示出玻璃构件1的另一例子的主视图。需要说明的是，在图的进深方向(y轴方向)上具有宽度与图2相同。与图8不同的方面是，区域11与区域12的连接部c的曲率发生变化的部分(关于区域12与区域13的连接部也同样)成为图中的右侧。其他与图8相同。
53.图10是示出玻璃构件1的另一例子的主视图，成为未经弯曲加工的板状。需要说明的是，在图的进深方向(y轴方向)上具有宽度，这与图2相同。在图10中，玻璃构件1具备多个区域11～13。即，具备：区域11，平坦且厚度恒定；区域12，一端与区域11连接，图中的下侧平坦且厚度增加；区域13，一端与区域12连接，平坦且厚度恒定。
54.需要说明的是，区域11与区域12的连接部c的曲率发生变化的部分由规定的半径的圆弧面形成。关于区域12与区域13的连接部(图的上侧的连接部)的曲率发生变化的部分，也同样地由规定的半径的圆弧面形成。此外，如后所述，连接部c的梯度角度(区域12的另一方的面相对于区域11的一方的平坦的面的梯度角度)为大于0
°
且30
°
以下。
55.图11是提取出图1～图10的玻璃构件1的关注部分的主视图。即，是提取出图1和图3中的区域11、12；图4和图5中的区域11－3、12；图6和图7中的区域11－3、12；图8和图9中的区域11、12；图10中的区域11、12的部分的图。需要说明的是，在图1与图3、图4与图5、图6与图7、图8与图9中，连接部c的曲率发生变化的部分上下或左右交替，但在作为区域11、12的部分的提取中，使连接部c的曲率发生变化的部分的朝向一致。
56.在图11中，将第一区域11的厚度设为t1，将第二区域12的最大的厚度设为t0，将区域12的另一方的面(图中的上侧)相对于区域11的一方的平坦的面(图中的下侧)的梯度角度设为θ。如上所述，梯度角度θ为大于0
°
且30
°
以下。
57.图12是对两个区域11、12的连接部c的曲率发生变化的部分由规定的半径的圆弧面形成的情况下的、梯度角度θ的定义和区域11、12的边界的定义进行说明的图。在图12中，从区域11的上侧的平坦的面外插的线el2与从倾斜的面外插的线el1所成的角度为梯度角度θ。此外，从线el1与线el2的交点上下垂直延伸的线bl1成为区域11与区域12的边界。
58.图13是示出连接部c’的梯度角度大的比较例的玻璃构件1’的例子的主视图。在图13中，当向图中的箭头所示的方向施加应力时，应力在区域11’与区域12’的连接部c’的曲率发生变化的部分的附近集中，若梯度角度θ大，则应力的值变得过大，容易导致破坏。需要说明的是，向图13所示的方向施加应力是对区域11’的左端相对于连接部c’侧向下侧位移的方向施加载荷的情况、或对区域12’的右端相对于连接部c’侧向下侧位移的方向施加载荷的情况。在该方面，如图11所示，在梯度角度θ为大于0
°
且30
°
以下的情况下，由后述的模拟结果所示，能提供应力的值得到抑制、防止破坏、轻量且强度高的玻璃构件1。
59.此外，图11中的玻璃构件1的区域11与区域12的连接部c的曲率发生变化的部分如上所述，由规定的半径的圆弧面形成。后述的模拟基于无圆弧面(半径0的圆弧面)，但通过
设置圆弧面，应力的集中得到缓和，强度提高。此外，在将厚度t0或厚度t1中的任一方设为恒定的情况下，板厚比t0/t1大，应力降低效果也大，而优选。这是由于，若板厚比t0/t1增大，梯度面的距离变长，梯度面的长度使应力的集中分散、缓和。
60.图14是示出模拟所使用的玻璃构件1的形状和尺寸的立体图。需要说明的是，在图14中，设为玻璃构件1的右侧的端面21被固定，向左侧的端面22施加载荷p。需要说明的是，即使在如图1与图3、图4与图5、图6与图7、图8与图9所示，连接部c的曲率发生变化的部分上下或左右交替的情况下，关于在连接部c附近发挥作用的应力也被图14的模拟覆盖。图15是图14中的连接部c附近的主视图。各部分的名称(name)和值(value)如下表1所示。
61.[表1]
[0062][0063]
图16是示出基于模拟结果的、连接部c的梯度角度与应力的关系的图。需要说明的是，方块的标示为板厚比t0/t1＝1.3的情况，白圆的标示为板厚比t0/t1＝2的情况，黑三角的标示为板厚比t0/t1＝3的情况。各板厚比t0/t1中的、梯度角度θ≤30
°
的区域中的平均倾斜α’、梯度角度θ＞30
°
的区域中的平均倾斜α、倾斜之比α’/α如下表2所示。
[0064]
[表2]
[0065]
t0/t11.323α’[mpa/deg]0.1380.1590.180α[mpa/deg]0.0250.0410.044α’/α5.5743.8944.064
[0066]
在图16和表2中，梯度角度θ≤30
°
的区域中的平均倾斜α’大于梯度角度θ＞30
°
的区域中的平均倾斜α。即，与板厚比t0/t1无关，在梯度角度θ＝30
°
附近梯度角度-应力的线拐折，梯度角度θ≤30
°
的区域中的平均倾斜α’大至3倍以上。由此，与梯度角度θ＞30
°
相比，梯度角度θ≤30
°
的区域的由梯度角度θ的变化带来的应力降低效果高。
[0067]
此外，通常，板厚比t0/t1大的(剖面进一步急剧变化)的情况下的应力集中变大(参照后述的θ＝90
°
的情况)，板厚比t0/t1大的一者由梯度角度θ的变化带来的应力值变化的效果高，因此在梯度角度θ≤30
°
附近板厚比t0/t1与应力值的关系逆转，在梯度角度θ≤30
°
的区域中板厚比t0/t1大的一者应力变低。
[0068]
图17a是示出梯度角为10
°
的情况下的应力的分布的立体图。图17b是图17a中的连接部c附近的放大图。此外，图18a是表示梯度角为90
°
的情况下的应力的分布的立体图。图
18b是图18a中的连接部c附近的放大图。
[0069]
将关于图17a和图17b的低梯度角模型、以及图18a和图18b的比较对象模型的最大主应力示于下表3。由图17a、图17b、图18a、图18b以及表3明显可知，可以说相对于梯度角度θ＝90
°
的比较对象模型，梯度角度θ＝10
°
的低梯度角模型的最大主应力变小，强度高。
[0070]
[表3]
[0071][0072]
图19a是表示梯度角为10
°
且板厚比为3的情况下的应力的分布的立体图。图19b是图19a中的连接部c附近的放大图。图20a是表示梯度角为10
°
且板厚比为1.3的情况下的应力的分布的立体图。图20b是图20a中的连接部c附近的放大图。
[0073]
将关于图19a和图19b的板厚比大的情况、以及图20a和图20b的板厚比小的情况的最大主应力示于下表4。由图19a、图19b、图20a、图20b以及表4明显可知，可以说相对于板厚比小的情况，板厚比大的情况的最大主应力变小，强度高。
[0074]
[表4]
[0075][0076]
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不受上述实施方式限定，只要不脱离其主旨就可以进行各种变更。
[0077]
如上所述，实施方式的玻璃构件具备：第一区域，平坦且为第一厚度；以及第二区域，与第一区域的一方的面平坦地连续，从第一区域的另一方的面的端部开始倾斜，厚度增大，第二区域的倾斜的面相对于第一区域的一方的平坦的面的梯度角度为大于0
°
且30
°
以下。由此，能制成轻量且强度高的玻璃构件。
[0078]
此外，第一区域的另一方的面与第二区域的倾斜的面的连接部分的曲率发生变化的部分由规定的半径的圆弧面形成。由此，应力的集中能得到缓和，进一步提高强度。
[0079]
此外，第二区域的与第一区域相反一侧的端部的厚度相对于第一区域的第一厚度之比大于1，在将应力降低效果提高的情况下，进一步增大厚度之比。由此，第二区域的倾斜的面相对于第一区域的一方的平坦的面的梯度角度以外也能控制强度。
[0080]
此外，在第二区域的与第一区域相反一侧的端部连续有平坦或弯曲的另一区域。由此，能与多样的形状对应。
[0081]
此外，在第一区域的与第二区域相反一侧的端部连续有平坦或弯曲的另一区域。由此，能与多样的形状对应。
[0082]
此外，本发明不由上述实施方式限定。将上述的各构成要素适当组合而构成的方
案也包含于本发明中。此外，进一步的效果、改进例能通过本领域技术人员而容易导出。由此，本发明的更广泛的方案不限定于上述的实施方式，可以进行各种变更。

技术特征：

1.一种玻璃构件，其具备：第一区域，平坦且为第一厚度；以及第二区域，与所述第一区域的一方的面平坦地连续，从所述第一区域的另一方的面的端部开始倾斜，厚度增大，所述第二区域的倾斜的面相对于所述第一区域的一方的平坦的面的梯度角度为大于0
°
且30
°
以下。2.根据权利要求1所述的玻璃构件，其中，所述第一区域的另一方的面与所述第二区域的倾斜的面的连接部分的曲率发生变化的部分由规定的半径的圆弧面形成。3.根据权利要求1或2所述的玻璃构件，其中，所述第二区域的与所述第一区域相反一侧的端部的厚度相对于所述第一区域的所述第一厚度之比大于1，在将应力降低效果提高的情况下，进一步增大所述厚度之比。4.根据权利要求1～3中任一项所述的玻璃构件，其中，在所述第二区域的与所述第一区域相反一侧的端部连续有平坦或弯曲的另一区域。5.根据权利要求1～4中任一项所述的玻璃构件，其中，在所述第一区域的与所述第二区域相反一侧的端部连续有平坦或弯曲的另一区域。

技术总结

本发明提供一种轻量且强度高的玻璃构件。实施方式的玻璃构件具备第一区域和第二区域。所述第一区域平坦且为第一厚度。所述第二区域与所述第一区域的一方的面平坦地连续，从所述第一区域的另一方的面的端部开始倾斜，厚度增大。所述第二区域的倾斜的面相对于所述第一区域的一方的平坦的面的梯度角度为大于0

技术研发人员：

原田高志 冈博之

受保护的技术使用者：

美蓓亚三美株式会社

技术研发日：

2022.04.19

技术公布日：

2022/12/5