JP2015174805A - ロールクリーニング装置及びロールクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】付着物を除去する除去部材の摺接時に生じる搬送ロールの振動を抑制し、搬送するガラス物品への影響を小さく抑えられるロールクリーニング装置を提供する。
【解決手段】ロールクリーニング装置２０に第２，第３ベース部材２２，２３、転動体２５及び駆動装置２７を組み込んで、搬送ロール１４〜１７の回転時に除去部材２６が搬送ロール１４〜１７の外周面において軸方向に沿って摺動するように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガラス物品を搬送する搬送ロールに付着した付着物の除去を行うロールクリーニング装置及びロールクリーニング方法に関する。

フラットパネルディスプレイ用ガラス基板や太陽電池モジュール用ガラス基板、窓板ガラス等のガラス板の成形方法の一つにフロート法がある。
フロート法は、溶融スズ等の溶融金属が貯留されるフロートバスと呼ばれる設備を用い、溶融ガラスをそのフロートバスの溶融金属上に流し込み、浮遊させた状態で下流側に流動させつつ延伸と成形とを行って帯板状のガラスリボンを形成する工程を含む手法である。フロートバスから引き上げられたガラスリボンは、所望温度まで冷却される冷却工程を経て切断工程に移送され、所望の大きさのガラス板として切り出される。この一連の工程でのガラスリボンの搬送においては、製造ラインに設置される搬送ロール上に載置して移送させる態様となっている。

ところで、フロートバスからガラスリボンを引き上げる際には、ガラスリボンの下面に固化したスズやスズ酸化物等の異物が付着することがあり、更にこの付着物がガラスリボンから搬送ロールの外周面に転移することがある。すると、搬送ロールの外周面の付着物がその後のガラスリボンに対して傷等の不具合を生じさせる要因となり、このことが懸念されている。

そこで、特許文献１〜４の開示技術のように、搬送ロールの外周面の付着物を除去するロールクリーニング装置が備えられており、搬送ロールの長手方向全体（軸方向全体）に亘って除去部材を摺接させ、ロール外周面の付着物を払拭させることが行われている。

特開２０１１−１３２０９９号公報 特開２０１１−１５７２５０号公報 特開平１１−３３５１２７号公報 特許第５１５２４７８号公報

しかしながら、搬送ロールの外周面に対して除去部材を摺接させる構造とすると、その両者間で静摩擦と動摩擦とが繰り返される、つまり摩擦力の変化が大きくこれが繰り返されると、スティックスリップ現象による振動（びびり）が発生する。すると、搬送ロールが振動し、この振動が搬送ロール上に載置されるガラスリボンに伝達して、このことがガラスリボンの反りや歪み、傷等といった不具合を生じさせ、最終製品のガラス板の品質低下を招く虞があった。

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、付着物を除去する除去部材の摺接時に生じる搬送ロールの振動を抑制し、搬送するガラス物品への影響を小さく抑えることができるロールクリーニング装置及びその方法を提供することにある。

上記課題を解決するロールクリーニング装置は、ガラス物品を搬送する搬送ロールの外周面に除去部材を摺接させ、前記搬送ロールの外周面の付着物を除去するロールクリーニング装置であって、前記搬送ロールの回転時に連続的又は間欠的に、前記搬送ロールの外周面において前記除去部材を軸方向に沿って摺動させる駆動手段を備える。

この構成によれば、搬送ロールの回転時に連続的又は間欠的に、駆動手段により除去部材が搬送ロールの外周面において軸方向に沿って摺動するように動作する。つまり、除去部材には搬送ロールの回転に伴う摺動に更に軸方向の摺動が加わるため、静摩擦と比べて動摩擦が作用する時間が長くなり、摩擦力の変化が小さく抑えられる。これにより、スティックスリップ現象による除去部材の振動が抑制され、このことで搬送ロールの振動が抑制されて、搬送するガラス物品への影響が小さく抑えられる。

上記のロールクリーニング装置において、前記駆動手段は、前記除去部材を往復直動させるように構成されることが好ましい。
この構成によれば、除去部材を搬送ロールの外周面において軸方向に往復摺動させる動作としたため、除去部材を駆動する駆動手段を簡易で小型に構成することが可能である。

上記のロールクリーニング装置において、前記駆動手段は、回転直動変換装置を含み、前記除去部材を往復直動させるように構成されることが好ましい。
この構成によれば、除去部材の往復直動を行う駆動手段を回転直動変換装置を含む構成としたため、回転機やリンク機構で簡易に構成可能である。また、往復の切り替わり付近の動作が安定となる。

上記のロールクリーニング装置において、前記駆動手段は、前記搬送ロールの回転時に連続的に動作するように構成されることが好ましい。
この構成によれば、除去部材が搬送ロールの回転時に連続的に軸方向に摺動するため、除去部材に作用する摩擦力の変化が一層小さく抑えられ、除去部材の振動抑制効果が大きい。

上記のロールクリーニング装置において、前記駆動手段を制御するコントローラと、除去対象の前記搬送ロールの振動を検出する振動センサとを備え、前記コントローラは、前記振動センサの検出結果に応じて前記駆動手段を動作させることが好ましい。

この構成によれば、搬送ロールの振動の検出結果に応じて振動センサとコントローラにて駆動手段が動作し、除去部材が振動抑制のために軸方向に摺動するため、除去部材の振動抑制が効率的に行われ、除去部材の摩耗抑制にも寄与できる。

上記のロールクリーニング装置において、前記駆動手段を制御するコントローラと、所定時間を計時する計時手段とを備え、前記コントローラは、前記計時手段の計時による所定時間毎に前記駆動手段を動作させることが好ましい。

この構成によれば、計時手段とコントローラにて所定時間毎に駆動手段が動作し、除去部材が振動抑制のために所定時間毎に軸方向に摺動するため、除去部材の振動を抑制しつつ、除去部材の摩耗抑制にも寄与できる。

上記のロールクリーニング装置において、前記除去部材は、前記搬送ロールに対して付勢部材の付勢力を受けて押圧接触するものであることが好ましい。
この構成によれば、除去部材が搬送ロールに対して付勢部材の付勢力を受けて押圧接触する構成、換言すれば除去部材が振動し易い構成のため、上記の振動抑制効果は大である。

上記のロールクリーニング装置において、前記搬送ロールは、前記ガラス物品としてフロート法により形成されるガラスリボンを搬送するものであることが好ましい。
この構成によれば、フロート法により形成されるガラスリボンを搬送する搬送ロールの振動を抑制でき、ガラスリボンの高品質化に寄与できる。

また上記課題を解決するロールクリーニング方法は、ガラス物品を搬送する搬送ロールの外周面に除去部材を摺接させ、前記搬送ロールの外周面の付着物を除去するロールクリーニング方法であって、前記搬送ロールの回転時に連続的又は間欠的に、前記搬送ロールの外周面において前記除去部材を軸方向に沿って摺動させる。

この方法においても、除去部材の振動が抑制され、このことで搬送ロールの振動が抑制されて、搬送するガラス物品への影響が小さく抑えられる。

本発明によれば、付着物を除去する除去部材の摺接時に生じる搬送ロールの振動を抑制し、搬送するガラス物品への影響を小さく抑えることができるロールクリーニング装置及びその方法を提供することができる。

一実施形態におけるガラス板製造装置の一部を示す概略構成図である。 ロールクリーニング装置をガラス搬送方向から見た概略構成図である。 ロールクリーニング装置における図２のＡ−Ａ断面図である。 ロールクリーニング装置の駆動装置の一例を示す概略図である。 ロールクリーニング装置の駆動装置の一例を示す概略図である。 ロールクリーニング装置の動作態様の変形例を示す概略図である。 ロールクリーニング装置の動作態様の変形例を示す概略図である。 ロールクリーニング装置の動作態様の変形例を示す概略図である。 ロールクリーニング装置の構成の変形例を示す概略図である。 ロールクリーニング装置の構成の変形例を示す概略図である。 ロールクリーニング装置の構成の変形例を示す概略図である。

以下、ガラス板製造装置（ロールクリーニング装置）の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のガラス板製造装置１０は、フロート法によるガラス板の製造手法を用いた設備であり、上流側のガラス溶融槽（図示略）から供給される溶融ガラスＧ１を受けるためのフロートバス１１を備えている。フロートバス１１は、耐熱浴槽に溶融金属として溶融スズＭが貯留されてなり、その溶融スズＭが適正温度範囲内となるように温度管理がなされている。またフロートバス１１の上部空間には、溶融スズＭの酸化防止用のガスが導入されている。このようなフロートバス１１では、上流側から溶融ガラスＧ１が溶融スズＭの液面上に流し込まれ、その液面上に浮遊させた状態で下流側に流動させつつ延伸と成形とが行われて、帯板状のガラスリボンＧ２の形成が行われている。フロートバス１１の下流側には、フロートバス１１からのガラスリボンＧ２の引き上げと共に下流側に搬送するリフトアウト室（ドロスボックス）１２が備えられ、更に下流側に徐冷室１３が備えられている。

リフトアウト室１２は、搬送ロール（リフトアウトロール）１４〜１６を備えている。搬送ロール１４〜１６は、上流側から下流側に、即ちガラスリボンＧ２の搬送方向に３連並設されている。搬送ロール１４〜１６は、円柱状をなし、軸方向長さがガラスリボンＧ２の幅よりも長く設定されている。搬送ロール１４〜１６は、少なくともその外周表面が金属やシリカ等の耐熱材料で形成されている。搬送ロール１４〜１６は、ガラスリボンＧ２の搬送方向に対して直交する回転軸を以て、図示略の駆動装置にて回転駆動がなされている。

搬送ロール１４〜１６は、ガラスリボンＧ２が載置される外周面の最上点がフロートバス１１の溶融スズＭの液面より上方に位置する配置となっている。つまり、搬送ロール１４〜１６は、フロートバス１１からガラスリボンＧ２を延伸しつつ引き上げると共に、下流側の徐冷室１３に搬送するように動作する。そして、徐冷室１３にて所定温度まで冷却がなされたガラスリボンＧ２は、搬送ロール１４〜１６と同一構成の搬送ロール１７等により更に下流側に搬送されて切断や研磨、表面処理等が行われ、出荷製品であるガラス板が製造される。

ところで、フロート法によるガラス板製造においては、フロートバス１１からガラスリボンＧ２を引き上げる際、ガラスリボンＧ２の下面に固化したスズやスズ酸化物等の異物が付着することがあり、この付着物がガラスリボンＧ２から搬送ロール１４〜１７に転移すると、その後のガラスリボンＧ２に対して傷等の不具合を生じさせる要因となる。本実施形態の製造装置１０においては、搬送ロール１４〜１７の外周面の付着物を除去するロールクリーニング装置２０が備えられている。各ロールクリーニング装置２０は同一構成のものであり、各搬送ロール１４〜１７の下方側にそれぞれ設置されている。

図２及び図３に示すように、ロールクリーニング装置２０は、第１〜第３ベース部材２１〜２３、付勢部材２４、転動体２５、除去部材２６及び駆動装置２７を備えている。尚、図１のロールクリーニング装置２０は簡略して図示している。ロールクリーニング装置２０の具体構成については、搬送ロール１４に対して設置するものを代表して説明する。

リフトアウト室１２の床面に固定される第１ベース部材２１は、上方が開口する断面コ字状をなしており、その開口内には、付勢部材２４、第２ベース部材２２、転動体２５、第３ベース部材２３及び除去部材２６の下側部分が収容されている。

第２ベース部材２２は、搬送ロール１４の軸方向長さと略同等の長さにて構成されており、第１ベース部材２１の底壁部２１ａと第２ベース部材２２との間には、スプリング等よりなる付勢部材２４が介在されている。付勢部材２４は、第２ベース部材２２の長手方向（搬送ロール１４の軸方向）に等間隔に複数個が設置されている。つまり、付勢部材２４を用いて第２ベース部材２２（最終的には除去部材２６）が上方に付勢、即ち搬送ロール１４側に向けて付勢される構成となっている。

第２ベース部材２２の上方には第３ベース部材２３が配置され、第３ベース部材２３は、搬送ロール１４の軸方向長さと略同等の長さにて構成されている。第２ベース部材２２と第３ベース部材２３との間には、コロや車輪（レール使用）等よりなる転動体２５が介在されている。転動体２５は、第３ベース部材２３の長手方向（搬送ロール１４の軸方向）に等間隔に複数個が設置されており、同方向にのみ転動するものである。つまり、転動体２５を用いて第３ベース部材２３（最終的には除去部材２６）が搬送ロール１４の軸方向に移動可能に支持される構成となっている。

第３ベース部材２３には除去部材２６の上部が突出するように設置され、該除去部材２６は、第１ベース部材２１の上部開口から突出して搬送ロール１４の外周面に当接する。つまり、搬送ロール１４の回転時においては、その外周面と除去部材２６とが摺接する。除去部材２６は、搬送ロール１４の外周面を傷付けないように、且つ耐熱性に優れた例えばカーボン材料にて形成されている。除去部材２６は、搬送ロール１４の軸方向において少なくともガラスリボンＧ２の幅よりも長く構成されている。尚、本実施形態の除去部材２６は、長手方向に分割可能に構成されており、部分的な交換が可能となっている。

また、除去部材２６は、その下側部分が第１ベース部材２１の一対の側壁部２１ｂ間に配置されることから、ガラスリボンＧ２の搬送方向の前後においては許容範囲以上の移動が規制されている。換言すると、除去部材２６は、搬送ロール１４の回転に伴う摩擦力が作用する方向においての許容範囲以上の移動が側壁部２１ｂにて規制される。

また第３ベース部材２３には、駆動装置２７が駆動連結されている。駆動装置２７は、第３ベース部材２３を搬送ロール１４の軸方向に沿って往復動させる。つまり、駆動装置２７による第３ベース部材２３の往復動により、除去部材２６が搬送ロール１４の外周面の軸方向に沿って摺動する。駆動装置２７としては、具体例には図４に示すようなモータ２７ａの回転運動をリンク機構２７ｂを用いて第３ベース部材２３（除去部材２６）の往復直動に変換する構成や、図５に示すような直動シリンダ２７ｃを用いて第３ベース部材２３（除去部材２６）を往復直動する構成等がある。

次に、ロールクリーニング装置２０の動作（作用）を説明する。
搬送ロール１４〜１７に設置される各ロールクリーニング装置２０において、除去部材２６が付勢部材２４の付勢力を受けて搬送ロール１４〜１７の外周面に対して押圧接触している。そして、フロートバス１１からガラスリボンＧ２の引き上げや下流への搬送を行う際に搬送ロール１４〜１７が回転することで、その外周面と除去部材２６とが摺接し、搬送ロール１４〜１７の外周面に付着した固化したスズやスズ酸化物等の異物を剥離させて除去する。

このとき、搬送ロール１４〜１７の外周面と除去部材２６とが摺接することで摩擦が生じ、除去部材２６はロールクリーニング装置２０の第２及び第３ベース部材２２，２３と共にガラスリボンＧ２の反搬送方向に移動する。除去部材２６は、第１ベース部材２１の側壁部２１ｂにて許容範囲以上の移動が規制されているものの、付勢部材２４の付勢力を受けるために、側壁部２１ｂとの間に隙間が設定されている（図３参照）。そのため、搬送ロール１４〜１７に対して単に除去部材２６を押圧させるだけの態様（従来態様）では、搬送ロール１４〜１７と除去部材２６との間で静摩擦と動摩擦とが繰り返され、第１ベース部材２１の側壁部２１ｂとの間に隙間があることで、除去部材２６がスティックスリップ現象により振動する。

本実施形態ではこれを考慮し、駆動装置２７は、搬送ロール１４〜１７の回転時においては常時、除去部材２６を往復直動動作させる。つまり、搬送ロール１４〜１７の回転時において除去部材２６が更に軸方向に沿って摺動することで、搬送ロール１４〜１７と除去部材２６との間では全般的に動摩擦となって摩擦力の変化が小さくなるため、スティックスリップ現象による除去部材２６の振動（びびり）が抑制されるようになっている。これにより、搬送ロール１４〜１７上に載置されるガラスリボンＧ２に伝達する振動が小さく抑えられ、ガラスリボンＧ２の反りや歪み、傷等といった不具合発生の抑制、ひいては最終製品のガラス板の高品質化が期待できる。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）ロールクリーニング装置２０に第２，第３ベース部材２２，２３、転動体２５及び駆動装置２７を組み込んで、搬送ロール１４〜１７の回転時に除去部材２６が搬送ロール１４〜１７の外周面において軸方向に沿って摺動するように構成されている。つまり、除去部材２６には搬送ロール１４〜１７の回転に伴う摺動に更に軸方向の摺動が加わるため、静摩擦と比べて動摩擦が作用する時間が長くなり、摩擦力の変化を小さく抑えることができる。これにより、スティックスリップ現象による除去部材２６の振動が抑制され、このことで搬送ロール１４〜１７の振動が抑制されて、搬送するガラス物品としてのガラスリボンＧ２への影響を小さく抑えることができる。つまり、ガラスリボンＧ２の高品質化、最終製品のガラス板の高品質化に寄与することができる。

また、摩擦力の変化を小さくするために搬送ロール１４〜１７に対する除去部材２６の押圧力を単純に減らすのでは、搬送ロール１４〜１７の付着物を除去部材２６にて十分に除去できない。これに対し、除去部材２６を軸方向に摺動させて振動抑制を図る本実施形態の構成では、搬送ロール１４〜１７に対する除去部材２６の押圧力を維持できるため、搬送ロール１４〜１７の振動抑制と、搬送ロール１４〜１７の付着物の十分な除去との両立を図ることができる。

（２）除去部材２６を搬送ロール１４〜１７の外周面において軸方向に往復摺動させる動作としたため、除去部材２６を駆動する駆動手段を、往復直動する駆動装置２７やベース部材２２，２３等を用いて簡易で小型に構成することができる。また、図４のように回転機としてのモータ２７ａやリンク機構２７ｂを用いた回転直動変換装置を含んで構成することで、簡易に構成でき、しかも往復の切り替わり付近の動作を安定とすることができる。

（４）除去部材２６を搬送ロール１４〜１７の回転時に連続的に軸方向に摺動させるようにしたため、除去部材２６に作用する摩擦力の変化を一層小さく抑えることができ、除去部材２６の振動抑制効果は大きい。

（５）除去部材２６が搬送ロール１４〜１７に対して付勢部材２４の付勢力を受けて押圧接触する本実施形態の構成は、換言すれば除去部材２６が振動し易い構成のため、上記の振動抑制効果は大である。

尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・ロールクリーニング装置２０を搬送ロール１４〜１７の全部に設けたが、フロートバス１１に近い搬送ロールに限定的に設けてもよい。例えばリフトアウト室１２のみの搬送ロール１４〜１６に限定的に設けたり、リフトアウト室１２の中でも搬送ロール１４のみに設けたり、搬送ロール１４，１５に限定的に設けてもよい。

・駆動装置２７を搬送ロール１４〜１７の回転時に常時（連続的に）動作させたが、間欠的に動作させてもよい。
例えば図６に示すように、駆動装置２７を制御するコントローラ２８と、搬送ロール１４〜１７の振動を検出する振動センサ２９とを備え、コントローラ２８は、振動センサ２９にて検出した振動が許容値を超えた場合等に駆動装置２７を所定往復動作させるようにする。つまり、搬送ロール１４〜１７の振動が許容値を超えた場合等に振動センサ２９とコントローラ２８にて駆動装置２７が動作し、除去部材２６が振動抑制のために軸方向に摺動するため、除去部材２６の振動抑制が効率的に行われ、除去部材２６の摩耗抑制にも寄与することができる。また、振動センサ２９により検出した振動の大きさに応じて除去部材２６の摺動速度を制御してもよい。例えば、検出した振動が大きいほど除去部材２６の摺動速度を速くしてもよい。

また図７に示すように、駆動装置２７を制御するコントローラ２８に所定時間を計時する計時手段としてのタイマ２８ａを備え、コントローラ２８は、タイマ２８ａの計時による所定時間毎に駆動装置２７を所定往復動作させるようにする。つまり、タイマ２８ａとコントローラ２８にて所定時間毎に駆動装置２７が動作し、除去部材２６が振動抑制のために所定時間毎に軸方向に摺動するため、除去部材２６の振動を抑制しつつ、除去部材２６の摩耗抑制にも寄与することができる。

また、除去部材２６の少なくとも一往復動作を連続的に行うのではなく、図８に示すようにコントローラ２８の制御により往動と復動との間に所定時間を設けて動作させてもよく、また往動往動、復動復動のように動作させてもよい。

・ロールクリーニング装置２０の構成を適宜変更してもよい。
例えば図９に示すように、第２，第３ベース部材２２，２３間の転動体２５を省略し、第２ベース部材２２と第３ベース部材２３とを摺動させる構成としてもよい。

また、付勢部材２４を省略してもよく、図９のように転動体２５を省略した場合、第２ベース部材２２も省略できる。尚、付勢部材２４を省略しても、除去部材２６でのスティックスリップ現象による振動（びびり）は起こり得る。

また図１０に示すように、付勢部材２４と転動体２５との位置関係を逆にした構成とし、第２ベース部材２２側に駆動装置２７を駆動連結させてもよい。
・図１１に示すように、搬送ロール１４〜１７の外周面において除去部材２６を軸方向一方側にのみ摺動させる構成としてもよい。

・搬送ロール１４〜１７の搬送対象として、フロート法により形成されるガラスリボンＧ２としたが、ガラスリボンＧ２以外のガラス物品であってもよい。

Ｇ２…ガラスリボン（ガラス物品）、１４〜１７…搬送ロール、２０…ロールクリーニング装置、２２，２３…第２，第３ベース部材（駆動手段）、２４…付勢部材、２５…転動体（駆動手段）、２６…除去部材、２７…駆動装置（駆動手段）、２７ａ…モータ（回転直動変換装置）、２７ｂ…リンク機構（回転直動変換装置）、２８…コントローラ、２８ａ…タイマ（計時手段）、２９…振動センサ。

Claims (9)

1. ガラス物品を搬送する搬送ロールの外周面に除去部材を摺接させ、前記搬送ロールの外周面の付着物を除去するロールクリーニング装置であって、
   前記搬送ロールの回転時に連続的又は間欠的に、前記搬送ロールの外周面において前記除去部材を軸方向に沿って摺動させる駆動手段を備えたことを特徴とするロールクリーニング装置。
2. 請求項１に記載のロールクリーニング装置において、
   前記駆動手段は、前記除去部材を往復直動させるように構成されたことを特徴とするロールクリーニング装置。
3. 請求項２に記載のロールクリーニング装置において、
   前記駆動手段は、回転直動変換装置を含み、前記除去部材を往復直動させるように構成されたことを特徴とするロールクリーニング装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のロールクリーニング装置において、
   前記駆動手段は、前記搬送ロールの回転時に連続的に動作するように構成されたことを特徴とするロールクリーニング装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のロールクリーニング装置において、
   前記駆動手段を制御するコントローラと、除去対象の前記搬送ロールの振動を検出する振動センサとを備え、
   前記コントローラは、前記振動センサの検出結果に応じて前記駆動手段を動作させることを特徴とするロールクリーニング装置。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のロールクリーニング装置において、
   前記駆動手段を制御するコントローラと、所定時間を計時する計時手段とを備え、
   前記コントローラは、前記計時手段の計時による所定時間毎に前記駆動手段を動作させることを特徴とするロールクリーニング装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のロールクリーニング装置において、
   前記除去部材は、前記搬送ロールに対して付勢部材の付勢力を受けて押圧接触するものであることを特徴とするロールクリーニング装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のロールクリーニング装置において、
   前記搬送ロールは、前記ガラス物品としてフロート法により形成されるガラスリボンを搬送するものであることを特徴とするロールクリーニング装置。
9. ガラス物品を搬送する搬送ロールの外周面に除去部材を摺接させ、前記搬送ロールの外周面の付着物を除去するロールクリーニング方法であって、
   前記搬送ロールの回転時に連続的又は間欠的に、前記搬送ロールの外周面において前記除去部材を軸方向に沿って摺動させることを特徴とするロールクリーニング方法。