JP2015131731A - 音波浮上装置及び音波浮上方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスリボンの損傷を抑制できる音波浮上装置を提供する。【解決手段】音波浮上装置４１０は、幅が１〜８ｍであって幅方向中央部の板厚が０．０５〜３ｍｍであるガラスリボン１４のうち、温度が３００〜８００℃の部分に音波を放射する上面を有する振動板４１１と、振動板４１１の下面から放射される音波を反射する上面を有する反射体４５０とを備える。振動板４１１の長手方向は、ガラスリボン１４の幅方向と平行である。振動板４１１の上面の横断面形状は、上に凸状である。【選択図】図５

Description

本発明は、音波浮上装置及び音波浮上方法に関する。

従来から、板ガラス成形装置から連続的に引き出されるガラスリボンを水平に搬送する
装置として、複数の搬送ロールが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

一方、近年では、物体を非接触で支持する技術として、振動板を励振させて、振動板からの音波の放射圧によって振動板の上方に物体を浮かす技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−１５５１６４号公報 特開平７−２４４１５号公報

しかしながら、搬送ロールの外周面に異物又は傷が付いていると、搬送ロールが１回転するたびに、ガラスリボンの下面に傷が付くという問題がある。

一方で、上記特許文献２に記載の技術は、室温の物体を非接触で支持することを前提としており、室温よりも高温の物体を非接触で支持することについて言及がない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ガラスリボンの損傷を抑制できる音波浮上装置及び音波浮上方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、
板ガラス成形装置から連続的に引き出されるガラスリボンを搬送する際に、該ガラスリボンを音波の放射圧で浮上させる音波浮上装置であって、
幅が１〜８ｍであって幅方向中央部の板厚が０．０５〜３ｍｍである前記ガラスリボンのうち、温度が３００〜８００℃の部分に音波を放射する上面を有する振動板と、
該振動板の下面から放射される音波を反射する上面を有する反射体とを備え、
前記振動板の長手方向は、前記ガラスリボンの幅方向と平行であり、
前記振動板の上面の横断面形状は、上に凸状である。

また、本発明の他の一態様は、
板ガラス成形装置から連続的に引き出されるガラスリボンを搬送する際に、該ガラスリボンを音波の放射圧で浮上させる音波浮上方法であって、
幅が１〜８ｍであって幅方向中央部の板厚が０．０５〜３ｍｍである前記ガラスリボンのうち、温度が３００〜８００℃の部分を振動板の上面から放射される音波の放射圧で前記振動板から浮上させると共に、前記振動板の下面からの音波を反射体の上面で反射し、
前記振動板の長手方向は、前記ガラスリボンの幅方向と平行であり、
前記振動板の上面の横断面形状は、上に凸状である。

本発明によれば、ガラスリボンの損傷を抑制できる音波浮上装置及び音波浮上方法が提供される。

本発明の一実施形態による音波浮上装置を備える板ガラス製造装置の定常時の側面断面図 板ガラス製造装置１００のスタートアップ時の側面断面図 図１のIII−III線に沿った断面図 振動板及び支持ロールの配列を示す上面図 図１の要部を示す拡大図 図５の変形例１を示す断面図 図５の変形例２を示す断面図 図５の変形例３を示す断面図 図５の変形例４を示す断面図 図５の変形例５を示す断面図

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。尚、各図面において同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態による音波浮上装置を備える板ガラス製造装置の定常時の側面断面図である。図２は、板ガラス製造装置１００のスタートアップ時の側面断面図である。図３は、図１のIII−III線に沿った断面図である。図４は、振動板及び支持ロールの配列を示す上面図である。図５は、図１の要部を示す拡大図である。図５では、ガラスリボンの撓み、振動板の曲率等を実際よりも誇張して図示している。

板ガラス製造装置１００は、図１に示すように、ガラス原料１０を溶解し溶融ガラス１２を得る溶解装置２００、溶解装置２００で得られた溶融ガラス１２を成形し帯板状のガラスリボン１４を得る成形装置３００を備える。また、板ガラス製造装置１００は、成形装置３００で成形されたガラスリボン１４を徐冷する徐冷装置４００と、成形装置３００から徐冷装置４００にガラスリボン１４を搬送するリフトアウト装置５００とを備える。リフトアウト装置５００は、成形装置３００と徐冷装置４００との間に設けられる。

溶解装置２００は、ガラス原料１０を溶解し溶融ガラス１２を得る。溶解装置２００は、溶融ガラス１２を収容する溶解槽２０４と、溶解槽２０４内に収容される溶融ガラス１２の上方に火炎を形成するバーナ２０６とを備える。溶解槽２０４へ投入されたガラス原料１０は、バーナ２０６が形成する火炎からの輻射熱によって溶融ガラス１２に徐々に融け込む。溶融ガラス１２は、溶解槽２０４から成形装置３００に連続的に供給される。

成形装置３００は、溶解装置２００で得られた溶融ガラス１２を成形して、帯板状のガラスリボン１４を作製する装置である。成形装置３００は、例えばフロート成形装置であってよい。フロート成形装置は、浴槽３０２内の溶融スズ３０４の浴面に溶融ガラス１２を連続的に供給して、帯板状に成形する。成形されたガラスリボン１４は、リフトアウト装置５００によって溶融スズ３０４の浴面から引き上げられ、徐冷装置４００に搬送される。

尚、成形装置３００は、フロート成形装置に限定されることはなく、例えばフュージョン成形装置であってもよい。フュージョン成形装置は、樋の内部に溶融ガラス１２を連続的に供給し、樋から左右両側に溢れ出た溶融ガラス１２を、樋の下縁で合流させて帯板状に成形する。

リフトアウト装置５００は、成形装置３００と徐冷装置４００との間に配設される断熱構造体５０２と、断熱構造体５０２の内部空間に配設されるリフトアウトロール５０４とを備える。断熱構造体５０２は、ガラスリボン１４の搬送経路を囲繞する。断熱構造体５０２の内部には、ガラスリボン１４の温度を調節するため、ヒータやクーラが設けられてもよい。リフトアウトロール５０４は、図示されない回転モータによって回転され、ガラスリボン１４を溶融スズ３０４の浴面から引き上げ、徐冷装置４００に搬送する。

徐冷装置４００は、成形装置３００で成形されたガラスリボン１４を徐冷する。徐冷装置４００は、徐冷炉４０２と、音波浮上装置４１０とを備える。尚、音波浮上装置４１０は、徐冷装置４００、及びリフトアウト装置５００のいずれに設けられてもよく、両方にまたがって設けられてもよい。

徐冷炉４０２は、複数のヒータ４０２ａを内部に有する。ヒータ４０２ａは、図３に示すようにガラスリボン１４の幅方向と平行に延びている。尚、ヒータ４０２ａは、徐冷炉４０２の幅方向に複数に分割されていてもよい。ガラスリボン１４は、徐冷炉４０２内を水平に搬送されながら徐冷され、徐冷炉４０２の出口から搬出される。その後、ガラスリボン１４は、所望の寸法形状に切断され、製品である板ガラスとなる。

音波浮上装置４１０は、徐冷炉４０２内を水平に搬送されるガラスリボン１４を音波の放射圧で浮上させ、ガラスリボン１４を非接触で支持する。

音波浮上装置４１０は、ガラスリボン１４を浮上させる音波を放射する振動板４１１、及び振動板４１１の下面からの音波を反射する反射体４５０を備える。幅Ｗ０（図３、図４参照）が１〜８ｍであって幅方向中央部の板厚が０．０５〜３ｍｍであるガラスリボン１４のうち、温度が３００〜８００℃（好ましくは５００〜８００℃、より好ましくは６００〜８００℃）の部分は、振動板４１１から放射される音波の放射圧で浮上される。ガラスリボン１４の上記部分は、柔らかく、傷付きやすいので、振動板４１１からの音波の放射圧によって非接触で支持することが好ましい。尚、振動板４１１は、ガラスリボン１４のうち、温度が３００℃未満の部分を音波の放射圧で浮上させるために用いられてもよい。

ガラスリボン１４の幅Ｗ０は、好ましくは２〜６ｍである。ガラスリボン１４の幅方向中央部の板厚は、好ましくは０．１ｍｍ以上である。また、ガラスリボン１４の幅方向中央部の板厚は、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．７ｍｍ以下である。

（振動板）
振動板４１１は、振動子４１２によって励振され、上下方向に撓み振動して、上下方向に音波を放射する。振動板４１１から上方に放射された音波の放射圧で、ガラスリボン１４が振動板４１１の上方に浮上する。

振動板４１１の撓み振動によって形成される音波は、定在波であることが望ましい。進行波であると、振動板４１１からの音波の放射圧によってガラスリボン１４が意図しない方向に搬送されることがある。尚、振動板４１１の形状や配置を最適化することで、振動板４１１からの音波の放射圧を利用して、ガラスリボン１４を所望の方向に搬送することも可能である。

振動板４１１の撓み振動の周波数は、１５〜５０ｋＨｚであると好ましい。周波数が１５ｋＨｚを下回ると、周波数が人間の可聴域になり、音が作業の障害となる。５０ｋＨｚを超える振動発生は電源や振動子４１２の性質上、困難である。周波数は、より好ましくは１８〜３０ｋＨｚであり、さらに好ましくは１９〜２５ｋＨｚ、特に好ましくは１９〜２１ｋＨｚである。

振動板４１１の撓み振動の振幅は、０．２５〜５０μｍであると好ましい。ここで、「振幅」とは、振動中心からの最大変位量をいう。振幅が０．２５μｍ以上であると、ガラスリボン１４が十分に浮上し、振幅が５０μｍ以下であると振動板４１１等の破損が抑制できる。

振動板４１１の長手方向は、ガラスリボン１４の幅方向と平行である。振動板４１１の幅方向は、ガラスリボン１４の幅方向、及び上下方向に対して垂直である。

振動板４１１の長手方向一端部は、ホーン４１４やブースター４１６等の振動伝達部材を介して振動子４１２に接続されている。振動子４１２の振動は、振動伝達部材によって振動板４１１の長手方向一端部に伝達される。尚、振動伝達部材はなくてもよく、この場合、振動板４１１と振動子４１２とが直接に接続される。

一方、振動板４１１の長手方向他端部は、自由端部となっている。尚、振動板４１１の長手方向他端部は、固定端部であってもよいし、振動板４１１の長手方向一端部と同様に、振動伝達部材を介して振動子４１２に接続されてもよい。

振動板４１１は、例えば、図５に示すように、ガラスリボン１４の搬送方向に間隔をおいて複数設置されている。振動板４１１のピッチＰ（図５参照）は、好ましくは２００〜７００ｍｍである。ピッチＰが２００ｍｍ以下であると、設備レイアウト上、後述の支持ロール４９０が設置出来ない。一方、ピッチＰが７００ｍｍ以上であると、非接触で浮上させることが困難となる。振動板４１１のピッチＰは、より好ましくは３００〜５００ｍｍである。

ところで、複数の振動板４１１が間隔をおいて配列されているので、ガラスリボン１４が重力で僅かに撓み変形する。ガラスリボン１４は、振動板４１１から遠くなるほど、重力で垂れ下がりやすい。

そこで、振動板４１１の上面の横断面形状は、図５に示すように上に凸状である。ここで、「上に凸」とは、両端の間の部分が、両端を結ぶ線分よりも上方にあることを意味する。これにより、次の効果が得られる。（１）振動板４１１の上面のうち、音波のほとんど放射されない幅方向両端部が幅方向中央部よりも下方に位置し、重力で撓むガラスリボン１４と、振動板４１１の幅方向両端部との接触を防止できる。（２）振動板４１１の上面からガラスリボン１４に向かう音波が振動板４１１の幅方向外側に広がるので、重力で撓むガラスリボン１４と、振動板４１１の幅方向両端部との接触を防止できる。

振動板４１１の上面は、図５に示すように横断面視で、水平な直線状部分と、直線状部分の両端から延びる曲線状部分とを有する。曲線状部分は、幅方向（図において左右方向）外側に行くほど下方に向かうように、上に凸の形状を有する。曲線状部分の曲率半径ｒ１１は、例えば１５０〜１０００ｍｍである。曲線状部分の幅（図において左右方向寸法）Ｗ１２は、振動板４１１の幅Ｗ１１の５〜３０％である。

振動板４１１の下面の横断面形状は、水平な直線状であってよい。

振動板４１１は、平板の上面を研削して容易に得られる。

振動板４１１の幅（上方から見たときに振動板４１１が四角形の場合、振動板４１１の短辺長）Ｗ１１は、好ましくは５０〜２００ｍｍである。幅Ｗ１１が５０ｍｍよりも小さいと、振動板４１１の音波放射面の面積が小さすぎ、振動板４１１からのガラスリボン１４の浮上が困難である。幅Ｗ１１が２００ｍｍを超えると、振動板４１１の振動モードが縞モードになりにくく、音波の放射圧が小さくなる。振動板４１１の幅Ｗ１１は、より好ましくは７０〜１５０ｍｍ、さらに好ましくは８０〜１２０ｍｍである。

振動板４１１の幅Ｗ１１は、好ましくは反射体４５０の幅Ｗ２１の５０〜１５０％である。Ｗ１１がＷ２１の５０％未満であると、反射体４５０とガラスリボン１４が接触しやすい。一方、Ｗ１１がＷ２１の１５０％を超えると、振動板４１１が反射体４５０から浮上しにくい。

振動板４１１の長さＬ１（図３参照）は、好ましくはガラスリボン１４の幅Ｗ０の９５〜２００％である。Ｌ１がＷ０の９５％未満であると、振動板４１１の端がガラスリボン１４と接触しキズが発生する。一方、Ｌ１がＷ０の２００％を超えると、設備レイアウト上設置が困難となる。Ｌ１はＷ０の１００〜２００％であることがより好ましい。

振動板４１１の長さＬ１（図３参照）は、好ましくは反射体４５０の長さＬ２の５０〜１２０％である。Ｌ１がＬ２の５０％未満であると、振動板４１１が下に凸に撓み、振動板４１１の長手方向中央部が下方に垂れる。一方、Ｌ１がＬ２の１２０％を超えると、設備レイアウト上設置が困難となる。

振動板４１１は、例えばステンレス鋼、カーボン、アルミニウムもしくはアルミニウム合金、チタンもしくはチタン合金、又はニッケルもしくはニッケル合金等で形成される。ステンレス鋼やカーボンは耐熱性に優れ、アルニウムやアルミニウム合金は靱性に優れる。カーボンを用いる場合、徐冷炉４０２内の雰囲気を窒素雰囲気等の不活性雰囲気にしてよい。また、振動板４１１は、セラミックスやマンガン鋼、鋳鉄等で形成されてもよい。振動板４１１の材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましく、ステンレス鋼がより好ましい。振動板４１１の材料がステンレス鋼、アルミニウム又はアルミニウム合金の場合、振動板４１１の厚さは例えば０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜４ｍｍである。

振動板４１１は、耐食性や耐酸化性を向上するため、表面コーティングしたものであってよい。コーディング方法としては、例えば溶射法、メッキ法、蒸着法（ＰＶＤ法及びＣＶＤ法を含む）等が挙げられる。溶射法で形成されるコーディング層は、例えば炭化タングステン等の超硬材、セラミックス、又はＮｉ系合金やＣｒ系合金等の耐熱合金を含む。メッキ法で形成されるコーディング層は、例えばＣｒ系合金、又はＮｉ系合金を含む。蒸着法で形成されるコーディング層は、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を含む。

振動板４１１の一部は、徐冷炉４０２の外部に出ている。例えば図３に示すように、振動板４１１は徐冷炉４０２を貫通して、振動板４１１の長手方向両端部が徐冷炉４０２の外部に出ている。徐冷炉４０２の外部に、振動子４１２や振動子４１２を昇降可能に支持する第１の昇降装置４６０等が配設可能となる。

（振動子）
振動子４１２は、振動板４１１を励振させるものであって、振動板４１１毎に設けられる。複数の振動子４１２は、同じ位相で振動してもよいし、異なる位相で振動してもよい。

振動子４１２は、超音波振動子であってよく、例えば圧電素子又は磁歪素子等で構成される。振動子４１２は、コンピュータ等の制御装置による制御下で、縦振動する。この縦振動が振動板４１１に伝達すると、振動板４１１が上下方向に撓み振動して、振動板４１１から上下方向に音波が発振される。

振動子４１２は、熱による劣化を抑制するため、図３に示すように徐冷炉４０２の外部に設置されている。徐冷炉４０２の外部には、振動子４１２等を収容する断熱ボックス４３０が設けられ、断熱ボックス４３０内の温度は冷却器４４０で所望の温度範囲に保たれる。

（断熱ボックス）
断熱ボックス４３０は、複数設けられてよい。一方の断熱ボックス４３０内には、振動子４１２、第１の昇降装置４６０等が配置される。他方の断熱ボックス４３０内には、第２の昇降装置４７０等が配置される。

断熱ボックス４３０は、例えば筐体４３２及び筐体４３２の内壁面に貼り付けられる断熱材４３４等からなる。筐体４３２は、例えばＳＳ材等の耐熱鋼等で構成され、振動子４１２等で生じる騒音を遮る遮音部材として機能する。断熱材４３４は、例えばグラスウール、石膏ボード等で構成され、振動子４１２等で生じる騒音を吸収する吸音材としても機能する。

断熱ボックス４３０は、徐冷炉４０２に接触するように固定してもよいが、徐冷炉４０２からの熱伝達を制限するため、例えば図３に示すように、徐冷炉４０２に対して離間して固定してもよい。

（冷却器）
冷却器４４０は、断熱ボックス４３０内の温度を所望の温度範囲に保つためのものである。冷却器４４０は、断熱ボックス４３０毎に設けられ、断熱ボックス４３０に固定されている。

冷却器４４０は、例えば、断熱ボックス４３０内に冷却ガスを吹き込むことで、又は、断熱ボックス４３０の外壁を冷却することで、断熱ボックス４３０の内部を所望の温度範囲に保つ。

（反射体）
反射体４５０は、振動板４１１の下面から放射される音波を振動板４１１に向けて反射する上面を有する。その反射波の放射圧によって、反射体４５０の上方に振動板４１１が浮上し、振動板４１１の自重変形が低減する。この効果は、振動板４１１の長手方向他端部が自由端部である場合に顕著である。

反射体４５０は、断面２次モーメントを高めるため、例えば略四角環状、逆Ｕ字状、Ｉ字状、Ｔ字状、逆Ｌ字状、又はＺ字状（図では略四角環状）の断面形状を有する。尚、反射体４５０は、板状であってもよい。反射体４５０の剛性を考慮すると、反射体４５０の断面形状は略四角環状が好ましい。

反射体４５０は、ガラスリボン１４の搬送方向に間隔をおいて複数設置される。反射体４５０は振動板４１１毎に設けられ、反射体４５０の長手方向はガラスリボン１４の幅方向と平行である。反射体４５０の幅方向はガラスリボン１４の幅方向及び上下方向に対して垂直である。

反射体４５０の上面は、振動板４１１の下面から放射される音波を振動板４１１に向けて反射する。反射体４５０の上面の横断面形状は、水平な直線状であってよい。反射体４５０の作製（加工）が容易である。

反射体４５０と振動板４１１との間の間隙の平均値は、振動板４１１が振動している状態で、好ましくは３０〜１２０μｍである。反射体４５０と振動板４１１との間の間隙の平均値が３０μｍ未満であると、振動板４１１と反射体４５０とが接触しやすい。一方、反射体４５０と振動板４１１との間の間隙の平均値が１２０μｍを超えるということは、振動板４１１の振幅が大きすぎることを意味し、振動板４１１が破損しやすいことを意味する。反射体４５０と振動板４１１との間の間隙の平均値は、振動板４１１が振動している状態で、より好ましくは５０〜１００μｍである。

反射体４５０の幅Ｗ２１は、好ましくは５０〜２００ｍｍである。反射体４５０の幅Ｗ２１が５０ｍｍよりも小さいと、反射体４５０の反射面の面積が小さすぎ、反射体４５０からの振動板４１１の浮上が困難である。一方、反射体４５０の幅Ｗ２１が２００ｍｍを超えると、反射体４５０と後述の支持ロール４９０とを交互に並べることが困難である。反射体４５０の幅Ｗ２１は、より好ましくは７０〜１５０ｍｍ、さらに好ましくは８０〜１２０ｍｍである。

反射体４５０の室温（２５℃）でのヤング率は、７０ＧＰａ以上であることが好ましい。７０ＧＰａ以上とすることで、反射体４５０の自重変形を十分に抑えることができる。より好ましい範囲は１９０ＧＰａ以上であり、さらに好ましい範囲は２１０ＧＰａ以上である。

反射体４５０の融点は、１３００℃以上であることが好ましい。１３００℃以上とすることで、反射体４５０の軟化を十分に抑えることができる。より好ましい範囲は１５００℃以上であり、さらに好ましい範囲は１７００℃以上である。

反射体４５０は、例えばステンレス鋼等の耐熱鋼やシリカ等のセラミックで形成される。ステンレス鋼としては、例えばＳＵＳ３１０Ｓ等が挙げられる。

反射体４５０の一部は、徐冷炉４０２の外部に出ている。例えば図３に示すように、反射体４５０は徐冷炉４０２を貫通して、反射体４５０の長手方向両端部が徐冷炉４０２の外部に出ている。よって、徐冷炉４０２の外部に、反射体４５０を昇降可能に支持する第１及び第２の昇降装置４６０、４７０が設置できる。

（第１の昇降装置）
第１の昇降装置４６０は、例えば油圧ジャッキ等で構成され、振動子４１２を介して振動板４１１の一端部を昇降可能に支持する。振動板４１１が徐冷炉４０２の炉床に対して昇降することで、ガラスリボン１４との位置関係を最適化できる。第１の昇降装置４６０は、振動板４１１毎に設けられる。

また、第１の昇降装置４６０は、反射体４５０の一端部を昇降可能に支持する。振動板４１１及び反射体４５０は、その位置関係が調節可能となるように、それぞれ独立に昇降可能となっている。

（第２の昇降装置）
第２の昇降装置４７０は、例えば油圧ジャッキ等で構成され、反射体４５０の他端部を昇降可能に支持する。第２の昇降装置４７０は、第１の昇降装置４６０と同期して、反射体４５０を徐冷炉４０２の炉床に対して昇降させる。第２の昇降装置４７０は、反射体４５０毎に設けられる。

尚、第１の昇降装置４６０及び第２の昇降装置４７０の間に、反射体４５０を昇降可能に支持する昇降装置が１つ以上設けられてもよい。反射体４５０の撓みが低減され、振動板４１１の浮上が安定化できる。

（搬送ロール）
搬送ロール４８０は、ガラスリボン１４の搬送方向に間隔をおいて複数設けられている。搬送ロール４８０は、回転モータで駆動され、ガラスリボン１４を水平に搬送する。

搬送ロール４８０は、ガラスリボン１４に傷を付けないように、ガラスリボン１４の温度の低い領域に配設される。例えば、搬送ロール４８０は、図１に示すように徐冷炉４０２よりも下流に設けられることが好ましい。

尚、搬送ロール４８０は、徐冷炉４０２の内部に設けられてもよい。この場合、搬送ロール４８０とガラスリボン１４との接触圧が低くなるよう、搬送ロール４８０と振動板４１１とが交互に配列されてよい。

（支持ロール）
支持ロール４９０は、徐冷炉４０２の内部に設けられ、ガラスリボン１４を下方から支持可能なものである。支持ロール４９０は、ガラスリボン１４の搬送方向に間隔をおいて複数設けられている。

隣り合う支持ロール４９０の間には、振動板４１１が１つずつ配置されており、支持ロール４９０と振動板４１１とが交互に繰り返し並んでいる。尚、支持ロール４９０と振動板４１１との配列順序は、多種多様であってよい。

支持ロール４９０と、振動板４１１とは相対的に昇降可能である。例えば、支持ロール４９０が徐冷炉４０２の炉床に対して昇降可能となっており、詳しくは後述するが、状況に応じて、ガラスリボン１４を下方から支持する位置（図２参照）と、ガラスリボン１４から離間する退避位置（図１参照）との間で移動される。

尚、本実施形態では、支持ロール４９０が昇降するが、振動板４１１が昇降してもよい。振動板４１１が昇降することで、支持ロール４９０がガラスリボン１４を下方から支持したり、ガラスリボン１４から離間したりできる。

（支持ロールの使用方法）
例えば、板ガラス製造装置１００のスタートアップ時には、ガラスリボン１４の厚さや形状が不均一になったりする。そのため、振動板４１１からの音波の放射圧だけでは、振動板４１１の上方にガラスリボン１４を浮上させることが困難なことがある。

そこで、板ガラス製造装置１００のスタートアップ時には、図２に示すように、支持ロール４９０がガラスリボン１４を下方から支持し、ガラスリボン１４と振動板４１１との接触を防止する。支持ロール４９０は、回転モータによって回転され、ガラスリボン１４を所定方向に搬送する。

一方、板ガラス製造装置１００の定常時（板ガラス製造時）には、図１に示すように、支持ロール４９０がガラスリボン１４から離間され、振動板４１１からの音波の放射圧で、振動板４１１の上方にガラスリボン１４が浮上される。支持ロール４９０とガラスリボン１４とが接触しないので、ガラスリボン１４の損傷を防止できる。支持ロール４９０がガラスリボン１４から離間された後、支持ロール４９０を回転させる回転モータが停止される。

尚、複数の振動板４１１を密に配置することで、支持ロール４９０を用いないことも可能である。

以上、本発明の一実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、図６に示すように、振動板４１１は貫通孔４１１ａを複数有してよい。この振動板４１１の下方には角筒状の反射体４５０が配置され、反射体４５０の上部には反射体４５０の内側空間に供給されるガスを外部に噴出する噴出孔４５０ａが複数形成されている。噴出孔４５０ａから噴き出したガスは、振動板４１１の貫通孔４１１ａを通って、ガラスリボン１４の下面に吹き付けられ、ガラスリボン１４を浮上させる。また、徐冷炉４０２内にガスが供給されるので、徐冷炉４０２内の温度を調節できる。また、噴出孔４５０ａから噴出するガスは、ＳＯ_２ガスであってよい。ＳＯ_２ガスは、ガラスリボン１４の下面に防傷膜を形成できる。

また、図７の音波浮上装置４１０Ａは、振動板４１１Ａ、及び反射体４５０を有する。振動板４１１Ａの上面は、横断面視で、水平な直線状部分と、該直線状部分の両端から斜め下方向に延びる傾斜部分とを有する。傾斜部分は、幅方向（図において左右方向）外側に行くほど下方に向かうように形成される。傾斜部分と水平方向とのなす角θは例えば１５〜６０°である。傾斜部分の幅（図において左右方向寸法）Ｗ１２は、例えば振動板４１１Ａの幅Ｗ１１の５〜３０％である。このように、振動板４１１Ａの上面の横断面形状は、上に凸状になっている。従って、本変形例でも、上記実施形態と同様に、上記（１）〜（２）の効果が得られる。尚、振動板４１１Ａの下面の横断面形状は、水平な直線状である。

また、図８の音波浮上装置４１０Ｂは、振動板４１１Ｂ、及び反射体４５０を有する。振動板４１１Ｂの上面の横断面形状は、上に凸の曲線状である。従って、本変形例でも、上記実施形態と同様に、上記（１）〜（２）の効果が得られる。加えて、本変形例では、（３）重力で撓むガラスリボン１４と振動板４１１Ｂとの間に均一な間隙が形成され、振動板４１１Ｂの上面の大部分から放射される音波がガラスリボン１４の浮上に寄与し、十分な浮上力が得られる。間隙が広すぎると十分な浮上力が得られず、間隙が狭すぎるとガラスリボン１４と振動板４１１Ｂが接触してしまう。

振動板４１１Ｂの上面の曲率半径Ｒ１１は、それぞれ、１５０〜１００００ｍｍである。振動板４１１Ｂの上面の曲率半径Ｒ１１が１５０ｍｍ未満であると、重力で撓むガラスリボン１４と振動板４１１Ｂとの間に形成される間隙が不均一となり、振動板４１１Ｂの上面の大部分から放射される音波によってガラスリボン１４が浮上しにくく、浮上力が弱くなる。一方、振動板４１１Ｂの上面の曲率半径Ｒ１１が１００００ｍｍを超えると、重力で撓むガラスリボン１４と、振動板４１１Ｂの幅方向両端部とが接触しやすい。振動板４１１Ｂの上面の曲率半径Ｒ１１は、好ましくは３００〜８０００ｍｍ、より好ましくは５００〜７０００ｍｍである。尚、振動板４１１Ｂの下面の横断面形状は、水平な直線状である。

また、図９の音波浮上装置４１０Ｃは、振動板４１１Ｃ、及び反射体４５０Ｃを有する。振動板４１１Ｃの上面の横断面形状は、上に凸の曲線状である。従って、本変形例でも、図８の変形例と同様に、上記（１）〜（３）の効果が得られる。加えて、本変形例では、振動板４１１Ｃの下面の横断面形状が上に凸（下に凹）の曲線状である。振動板４１１Ｃの下面の曲率半径Ｒ１２は、振動板４１１Ｃの上面の曲率半径Ｒ１１よりも、振動板４１１Ｃの板厚分小さくてよい。振動板４１１Ｃは、平板を曲げ加工して容易に得られる。尚、振動板４１１Ｃは、平板を研削して作製されてもよい。

振動板４１１Ｃの下面の横断面形状が上に凸の曲線状の場合、反射体４５０Ｃの上面の横断面形状が上に凸の曲線状であると、振動板４１１Ｃと反射体４５０Ｃとの間に均一な間隙が形成され、反射体４５０Ｃの上面の大部分から反射される音波が振動板４１１Ｃの浮上に寄与し、十分な浮上力が得られる。

反射体４５０Ｃの上面の曲率半径Ｒ２１は、反射体４５０Ｃと振動板４１１Ｃとの間に均一な間隙が形成されるように、振動板４１１Ｃの下面の曲率半径Ｒ１２の９０〜１１０％（好ましくは９０〜１００％）であることが好ましい。反射体４５０Ｃの上面の曲率半径Ｒ２１は、振動板４１１Ｃの下面の曲率半径Ｒ１２よりも、反射体４５０Ｃと振動板４１１Ｃとの間の間隙分小さいことがより好ましい。

また、図１０の音波浮上装置４１０Ｄは、図９の振動板４１１Ｃ、及び図８の反射体４５０を有する。従って、本変形例でも、図８の変形例と同様に、上記（１）〜（３）の効果が得られる。加えて、本変形例では、図９の例と同様に振動板４１１Ｃの作製（加工）が容易であり、振動板４１１Ｃの加工コスト及び加工精度が良い。また、本変形例では、図５〜図８の例と同様に反射体４５０の作製（加工）が容易であり、反射体４５０の加工コスト及び加工精度が良い。ここで、振動板４１１Ｃの上面の曲率半径Ｒ１１、及び振動板４１１Ｃの下面の曲率半径Ｒ１２が５００mm以上であると、振動板４１１Ｃと反射体４５０との間の間隙が均一に近づき、反射体４５０の上面の大部分から反射される音波が振動板４１１Ｃの浮上に寄与し、有効な浮上力が得られるため、特に好ましい。

１０ ガラス原料
１２ 溶融ガラス
１４ ガラスリボン
１００ 板ガラス製造装置
２００ 溶解装置
３００ 成形装置
４００ 徐冷装置
４０２ 徐冷炉
４１０ 音波浮上装置
４１１ 振動板
４１２ 振動子
４３０ 断熱ボックス
４４０ 冷却器
４５０ 反射体
４６０ 第１の昇降装置
４７０ 第２の昇降装置
４８０ 搬送ロール（搬送手段）
４９０ 支持ロール
５００ リフトアウト装置

Claims (10)

1. 板ガラス成形装置から連続的に引き出されるガラスリボンを搬送する際に、該ガラスリボンを音波の放射圧で浮上させる音波浮上装置であって、
   幅が１〜８ｍであって幅方向中央部の板厚が０．０５〜３ｍｍである前記ガラスリボンのうち、温度が３００〜８００℃の部分に音波を放射する上面を有する振動板と、
   該振動板の下面から放射される音波を反射する上面を有する反射体とを備え、
   前記振動板の長手方向は、前記ガラスリボンの幅方向と平行であり、
   前記振動板の上面の横断面形状は、上に凸状である音波浮上装置。
2. 前記反射体の室温でのヤング率が７０ＧＰａ以上である請求項１に記載の音波浮上装置。
3. 前記反射体の融点が１３００℃以上である請求項１又は２記載の音波浮上装置。
4. 前記振動板は、ステンレス鋼で形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の音波浮上装置。
5. 前記振動板は、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の音波浮上装置。
6. 前記ガラスリボンの前記部分を音波の放射圧で浮上させるときの前記振動板の周波数が１５〜５０ｋＨｚである請求項１〜５のいずれか１項に記載の音波浮上装置。
7. 前記ガラスリボンの前記部分を音波の放射圧で浮上させるときの前記振動板の振幅が０．２５〜５０μｍである請求項１〜６のいずれか１項に記載の音波浮上装置。
8. 前記ガラスリボンを所定方向に搬送する搬送手段をさらに備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の音波浮上装置。
9. 前記ガラスリボンを下方から支持可能な支持ロールをさらに備え、
   前記支持ロールは、前記振動板に対して相対的に昇降可能である請求項８に記載の音波浮上装置。
10. 板ガラス成形装置から連続的に引き出されるガラスリボンを搬送する際に、該ガラスリボンを音波の放射圧で浮上させる音波浮上方法であって、
    幅が１〜８ｍであって幅方向中央部の板厚が０．０５〜３ｍｍである前記ガラスリボンのうち、温度が３００〜８００℃の部分を振動板の上面から放射される音波の放射圧で前記振動板から浮上させると共に、前記振動板の下面からの音波を反射体の上面で反射し、
    前記振動板の長手方向は、前記ガラスリボンの幅方向と平行であり、
    前記振動板の上面の横断面形状は、上に凸状である音波浮上方法。

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