JP2009114041A

JP2009114041A - ガラスリボンの位置補正装置およびその方法

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Publication number: JP2009114041A
Application number: JP2007291175A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Muraki; 弘和村木; Michio Okui; 道夫奥井
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2009-05-28

Abstract

【課題】フロート法によりバス内の溶融金属上を浮上させながら所望の板厚に成形させたガラスリボンの幅方向の位置を補正する。
【解決手段】狭幅の成形ゾーンの入口の上流位置で、ガラスリボンの幅方向の中心線が成形ゾーンの中心線と略一致する位置で、ガラスリボンの一端部側のみにプッシャーを当接させ、他端部側のプッシャーはガラスリボンから離れた位置で待機させ、プッシャーとガラスリボンとの当接部を位置検出手段のＣＣＤカメラで撮像し、該画像によりエッジとプッシャー先端との間隔を演算測定し、該間隔が設定距離以上となったときだけ、ガラスリボンを所定位置に押し戻すまで、制御装置の指令によって前記一端側のプッシャーを退避させると同時に他端側のプッシャーを前進させて、前記ガラスリボンを所定位置となるようにして、ガラスリボンをバス内の幅方向でセンタリングさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フロートバスの溶融金属上を浮上するガラスリボンの幅方向の位置を補正する装置およびその方法に関する。

フロート法によるガラス板の成形方法は、通常、ガラス板よりも比重の大きな金属、例えば錫をフロートバスと呼ばれる浴槽内に満たして溶融させ、該溶融した金属上に溶融したガラス素地を浮かべた時に表面６〜７ｍｍの板厚で平衡状態となることを利用してフラットなガラス板を成形するものである。

前記平衡板厚よりも薄い板厚のガラス板を製造する場合には、フロートバス内の加熱ゾーン内でガラス板の幅方向の端部にトップロールと呼ばれる先端部が歯車状のロールを複数本当接させて、幅広方向に引き伸ばすように回転させることにより、薄い板厚のガラス板とすることができる。

しかし、一旦薄くなった軟化状態のガラス板であっても最下流位置のトップロールの以降のトップロールのない部分では、ガラスリボンが平衡板厚に戻ろうとするためにガラスリボンの幅が狭くなってくるので、所望の板厚範囲内となるように温度をコントロールしてガラスの粘度を調整する等によりバス内の冷却ゾーンにガラスリボンを移送する必要がある。

しかしながら、フロートバス内の冷却ゾーンは加熱ゾーンに比べてやや狭幅となっているため、ガラスリボンの幅が広い場合には、前記トップロール等の作動によりガラスリボンの蛇行があると、まだ軟化状態にあるガラスリボンがバス内の側壁に接触すると、ガラス板の品質に悪影響を及ぼすだけでなく、フロートバスの出口でガラスリボンが破断して、バス内にガラスリボンが滞留してしまう所謂イグジットブレイク等の大きなトラブルが発生する要因ともなる。

また、近年のディスプレイ表示用のガラス板として用いられる２ｍｍ以下の薄い板ガラス、特に０．４〜１．６ｍｍのガラス板をフロート法で成形したガラスリボンは、極めて薄い板厚のため、バス内の側壁に僅かでも接触すると、大きなトラブルとなり易い状況にある。

このため、バス内の幅広の加熱ゾーンから狭幅の成形ゾーンにガラスリボンを移送させるときには、狭幅の成形ゾーンーの上流側の入口近傍位置でガラスリボンのセンタリングを行い、バスの側壁に接触させないようにして下流側に搬送させる技術が開示されている。

例えば、特公昭５７−３６０５号公報には、溶融金属上のガラスリボン側端を撮像し、基準定点から該ガラスリボン側端までの間隔をその像から読み取って電気信号に変換し、この電気信号により制御中位置固定されそして回転によりガラスリボンにその幅方向の引張力を作用させるトップロールの回転数を制御することを特徴とするフロート法ガラス製板におけるトップロールの制御法が開示されている（特許文献１）。

さらに、従来、図１の符号８に示すように、フロートバスの前記狭幅の成形ゾーンの入口の上流位置で、ガラスリボンの左右両側の端面部に当接移動自在なガラスリボンの移送方向と直交する幅方向に作業者がマニュアル操作で位置を調整自在なカーボン製の容器をガラスリボンに当接させてガラスリボンの蛇行を調整することも行われていた。
特公昭５７−３６０５号公報

前記特許文献１に記載されたものは、ガラスリボンの左右のエッジの位置を測定して、エッジに設けたトップロールの回転数の調整等によってガラスリボンの板厚や位置を調節するものであるが、位置調整だけを行いたい場合トップロールだけの調整では、板厚も変化してしまう恐れがあるという問題点があった。

一方、図１に示すようなガラスリボンの左右両側の端面部にカーボン製のプッシャー８、８をマニュアルで当接させ蛇行を調整する方法は、効率的でないだけでなく、また、ガラスリボンの板厚が非常に薄い超薄板の場合には、ガラスリボンの速度が早く、幅広に引き伸ばされているために、バスの下流の冷却ゾーンの側壁に当接し易く、トラブルを発生する恐れが高いという問題点があった。

本発明は、上記の問題点、すなわち、バスの溶融金属上を移動する幅広に引き伸ばした超薄板のガラスリボンを、バス内の下流の狭幅の成形ゾーン内に移動させるときにガラスリボンが成形ゾーンやその入口のショルダー部の側壁に接触させず、センタリングできるようにすることを目的とする。

すなわち、本発明は、フロート法によりバス内の溶融金属上を浮上させながら所望の板厚に成形させたガラスリボンの幅方向の位置補正装置において、幅広の加熱ゾーンと狭幅の成形ゾーンの境界のショルダー部の上流位置エリアをカメラで撮像し、ガラスリボンの左右のエッジの位置ずれを検出する位置検出手段と、ガラスリボンの左右両側の端面部に当接自在で、ガラスリボンの移送方向と直交する幅方向に配設したプッシャーと、前記検出した位置ずれ量に応じてプッシャーの移動量を制御する制御手段からなり、ガラスリボンをバス内でセンタリングさせることを特徴とするガラスリボンの位置補正装置である。

あるいは、本発明は、前記位置検出手段がバスの下流側プッシャーの先端部、およびガラスリボンの側端部とをＣＣＤカメラで撮像し、該プッシャーの先端部とガラスリボンの側端部間の距離を測長するようにしたことを特徴とする上述のガラスリボンの位置補正装置である。

あるいはまた、本発明は、前記プッシャーが、ガラスリボンのエッジと当接させる先端部の上部が凹字状に開いたカーボン製の容器で、該容器内にガラスリボンを浮上させる溶融金属と同一の溶融金属を満たし、さらに該容器を固定支持する支持杆の先端部は、該容器内に浸されていると共に該支持杆の内部に冷却水を循環させる水管を設け、駆動装置によってガラスリボンの移動方向と直交する方向にカーボン製の容器を進退移動自在としたことを特徴とする上述のガラスリボンの位置補正装置である。

あるいはまた、本発明は、上述のいずれかの装置を用いて、フロート法によりバス内の溶融金属上を浮上しながら所望の板厚に成形されるガラスリボンの幅方向の位置補正方法において、幅広の加熱ゾーンと狭幅の成形ゾーンの境界のショルダー部の上流位置で、ガラスリボンの幅方向の中心線が成形ゾーンの中心線と略一致する位置で、ガラスリボンの一端部側のみにプッシャーを当接させ、他端部側のプッシャーはガラスリボンから離れた位置で待機させ、プッシャーとガラスリボンとの当接部を位置検出手段のＣＣＤカメラで撮像し、該画像によりエッジとプッシャー先端との間隔を演算測定し、該間隔が設定距離以上となったときだけ、ガラスリボンを所定位置に押し戻すまで、制御装置の指令によって前記一端側のプッシャーを退避させると同時に他端側のプッシャーを前進させて、前記ガラスリボンを所定位置となるようにして、ガラスリボンをバス内の幅方向でセンタリングさせることを特徴とするガラスリボンの位置補正方法である。

バス内の溶融金属上を移動する幅広に引き伸ばした超薄板のガラスリボンを、バス内の下流の狭幅の成形ゾーン内に移動させるときに、自動的にガラスリボンの位置をバスの幅方向のセンターになるようにできるため、幅広の加熱ゾーンから狭幅の成形ゾーンに移動するときに、その入口のショルダー部の側壁にガラスリボンが接触することがなく、接触による品質上のトラブルや操業上のトラブルもない。

図１に示すように、本発明は、フロート法によりバス２内の溶融金属１上を浮上させながら引き伸ばされ所望の板厚に成形されたガラスリボンＧの幅方向の位置を補正する位置補正装置１０、１０’であって、幅広の加熱ゾーンと狭幅の成形ゾーンの境界のショルダー部の上流位置エリア近傍をカメラで撮像し、ガラスリボンＧの左右のエッジの幅方向の位置ずれを検出する位置検出手段３０（図５参照）と、ガラスリボンＧの左右両側の端面部に当接自在で、ガラスリボンＧの移送方向と直交する幅方向に配設したプッシャー１１、１１’と、前記検出した位置ずれ量に応じてプッシャー１１の移動量を制御する制御手段４０からなり、ガラスリボンＧをフロートバス２内でセンタリングさせるためのガラスリボンの位置補正装置１０である。

前記位置検出手段３０は、図５に示したようにバス２の図示しない側壁面の覗き窓に配設したカメラ３１によってプッシャー１１、１１’である容器と、ガラスリボンＧのエッジ部とが撮像視野３３に納まるようにしてＣＣＤカメラ３１で撮像し、得られた画像を画像処理装置３２によって演算して、該プッシャー１１、１１’の先端部とガラスリボンＧの側端部間の距離を測長する。

前記位置補正装置１０、１０は、図２に示したように、ガラスリボンＧのエッジと当接する先端部に設けたプッシャー１１、１１’と、該プッシャー１１、１１’を支持し、かつプッシャー１１、１１’を冷却させる水管を内部に配設した支持杆１２、１２’と、該支持杆をガラスリボンのエッジに向けて前進後退させる駆動部とからなる。

さらに詳述するとすなわち、該位置補正装置１０、１０の支持杆１２、１２’は、それぞれ架台１４上に固設されたモーター１５と該モーターの駆動によって回転するボールねじ１６と、該ボールねじ１６の回転によってレール１８上をスライド移動自在なガイド１７を有しており、該ガイド１７上に立設した支柱１９を介して前記支持杆１２は支持されている。

また、前記プッシャー１１、１１’は、ガラスリボンＧのエッジと当接する先端部にある上部側に開口部を有する断面凹字状、またはＵ字状のカーボン製の容器である。また、バス内でガラスリボンＧを浮上させる溶融金属１と同一の溶融金属を該容器内に満たし、さらに該容器を固定支持する支持杆１２、１２’の先端部は、該容器内の溶融金属２内に浸されている。

さらに、図３に示したように、該支持杆１２、１２’は、その内部に冷却水を供給する水管１３と、溶融金属によって冷却水が加熱された温水を回収する水管１３’が設けられており、水管１３と水管１３’は支持杆１２、１２’のそれぞれのバス２内の先端部で折返すように直結され、バス２の外において供給用の水管１３、回収用の水管１３’のそれぞれに供給ホース２１、回収ホース２１’に連結して固定し、冷却水を循環させるようにしている。

前記支持杆１２、１２’の先端部は、プッシャー１１、１１’である凹字状の容器内の溶融金属に浸されているので、凹字状容器内の溶融金属の温度を下げることによって、カーボン製のプッシャー１１、１１’の温度を間接的に下げ、カーボンの溶出を避けることができる。

前記制御装置４０は、図５に示したように、位置検出手段３０によって得られたガラスリボンＧとプッシャー１１、１１’間の距離情報により、位置補正装置１０、１０’のモーター１５を駆動して、カーボン製の容器であるプッシャー１１、１１’をガラスリボンのエッジに向けて、前進後退を自在に制御することができる。

前記位置補正装置１０、１０’の支持杆１２、１２’には、図示しない板状のバリヤ板を図２のプッシャーとバスの内壁間に支持杆と同一の長手方向に吊設するようにしても良い。該バリヤ板をバスの底部に沈めて、該バリヤによって、バリアに対して上流側の溶融金属と下流側の溶融金属を堰きとめ、溶融金属１の対流をせき止めることができるが、該バリアは支持杆に必ずしも吊設させる必要はなく、支持杆を配設する位置の近傍に設けるようにしても良い。この場合、バリアは支持杆の前進後退と同期させて前進後退できるようにするのが好ましい。

次に、前記位置補正装置１０を用いて、バス２内の溶融金属１上を浮上させながら所望の板厚に成形させたガラスリボンの幅方向の位置を補正する方法、およびその作用について説明する。

図１、および図４（Ａ）に示したように、幅広の加熱ゾーン３と狭幅の成形ゾーン５の境界のショルダー部４の上流位置で、ガラスリボンＧの幅方向の中心線が成形ゾーン５の中心線と略一致する位置で、ガラスリボンＧの一端側のエッジのみにプッシャー１１を当接させ、他端側のプッシャー１１’はガラスリボンＧのエッジから離れた位置で待機させ、図５に示したようにプッシャー１１、１１’とガラスリボンＧのエッジ部を撮像視野３３として位置検出手段３０のＣＣＤカメラ３１で撮像し、該画像によりエッジとプッシャー１１、１１’の先端との間隔を演算測定する。

図４（Ｂ）に示したように、該間隔が設定距離以上となったときは、ガラスリボンＧの位置が所定位置となるように他端側のプッシャー１１’で押し戻してガラスリボンをセンタリングする必要がある。

すなわち、制御装置４０（図５参照）の指令によって前記一端側のプッシャー１１を退避させ、ガラスリボンから離すと同時に他端側のプッシャー１１’をガラスリボンＧ側に前進させて、前記ガラスリボンＧを所定位置、すなわち図４（Ａ）に示すようなガラスリボンＧの幅方向の中心線が成形ゾーン５の中心線と略一致する位置となるようにして、ガラスリボンＧをバス２内の幅方向でセンタリングさせる。

ガラスリボンＧがバス２内の幅方向でセンタリングされた後、図４（Ｃ）に示したように、一端側のプッシャー１１をガラスリボンＧのエッジに当接させ、同時に他端側のプッシャー１１’をガラスリボンＧから遠ざけて、待機させる。

前記ガラスリボンＧは、フロート法によって溶融金属、例えば溶融錫上で成形される帯状のガラスリボンであり、その製品部の中央の製品となる板厚が０．４〜１．１ｍｍの薄板を対象としたものであり、端部近傍の板厚は２ｍｍ程度である。

前記溶融金属としては、錫（Ｓｎ）が望ましく、広く用いられているが、これに限られるものではなく、バス内の温度１０５０〜６００℃で液体となり、ガラス以上の比重があって、ガラスとの反応が小さなガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）等であっても良い。

また、前記プッシャーをカーボン製としたのは、カーボンがガラスに濡れにくいためである

フロートバス内のガラスリボンの位置補正装置とその周辺装置を示す平面図。本発明のガラスリボンの位置補正装置の側面図。本発明のガラスリボンの位置補正装置の一部を拡大した図。本発明のガラスリボンの位置補正装置の動作を説明する平面図で、（Ａ）は、通常時の平面図、（Ｂ）は、ガラスリボンが蛇行して下がった状態を示し、位置補正装置の作動方向を示した平面図、（Ｃ）は、センタリングされた後、リボン位置補正装置の動作方向を示した平面図。本発明のガラスリボンの位置補正装置の全体構成図。

符号の説明

Ｇガラスリボン
１溶融金属
２バス
３加熱ゾーン
４ショルダー部
５成形ゾーン
６レアー
７トップロール
８カーボンプッシャー
９バス架台
１０、１０’ 位置補正装置
１１、１１’ プッシャー
１２、１２’ 支持杆
１３、１３’ 水管
１４架台
１５モーター
１６ボールねじ
１７ガイド
１８レール
１９支柱
２０手段
２１、２１’ 冷却水ホース
３０位置検出手段
３１カメラ
３２画像処理装置
３３撮像視野
４０制御手段

Claims

フロート法によりバス内の溶融金属上を浮上させながら所望の板厚に成形させたガラスリボンの幅方向の位置補正装置において、
幅広の加熱ゾーンと狭幅の成形ゾーンの境界のショルダー部の上流位置エリアをカメラで撮像し、ガラスリボンの左右のエッジの位置ずれを検出する位置検出手段と、ガラスリボンの左右両側の端面部に当接自在で、ガラスリボンの移送方向と直交する幅方向に配設したプッシャーと、前記検出した位置ずれ量に応じてプッシャーの移動量を制御する制御手段からなり、ガラスリボンをバス内でセンタリングさせることを特徴とするガラスリボンの位置補正装置。
前記位置検出手段が、バスの下流側プッシャーの先端部、およびガラスリボンの側端部とをＣＣＤカメラで撮像し、該プッシャーの先端部とガラスリボンの側端部間の距離を測長するようにしたことを特徴とする請求項１記載のガラスリボンの位置補正装置。
前記プッシャーが、ガラスリボンのエッジと当接させる先端部の上部が凹字状に開いたカーボン製の容器で、該容器内にガラスリボンを浮上させる溶融金属と同一の溶融金属を満たし、さらに該容器を固定支持する支持杆の先端部は、該容器内に浸されていると共に該支持杆の内部に冷却水を循環させる水管を設け、駆動装置によってガラスリボンの移動方向と直交する方向にカーボン製の容器を進退移動自在としたことを特徴とする請求項１または２記載のガラスリボンの位置補正装置。
前記請求項１乃至３のいずれかの装置を用いて、フロート法によりバス内の溶融金属上を浮上しながら所望の板厚に成形されるガラスリボンの幅方向の位置補正方法において、
幅広の加熱ゾーンと狭幅の成形ゾーンの境界のショルダー部の上流位置で、ガラスリボンの幅方向の中心線が成形ゾーンの中心線と略一致する位置で、ガラスリボンの一端部側のみにプッシャーを当接させ、他端部側のプッシャーはガラスリボンから離れた位置で待機させ、プッシャーとガラスリボンとの当接部を位置検出手段のＣＣＤカメラで撮像し、該画像によりエッジとプッシャー先端との間隔を演算測定し、該間隔が設定距離以上となったときだけ、ガラスリボンを所定位置に押し戻すまで、制御装置の指令によって前記一端側のプッシャーを退避させると同時に他端側のプッシャーを前進させて、前記ガラスリボンを所定位置となるようにして、ガラスリボンをバス内の幅方向でセンタリングさせることを特徴とするガラスリボンの位置補正方法。