JP2018508451A - ガラス物品成形システム - Google Patents

Abstract

オーバーフロー分配器および支持部材を備えたシステムである。オーバーフロー分配器は、第１の側壁、第１の側壁の反対側の第２の側壁、および、対向する第１の側壁と第２の側壁との間に延在する床部を備えている。第１の側壁の内側表面と、第２の側壁の内側表面と、床部の内側表面とが協働して、溶融ガラスを受け入れるように構成されたトラフを画成する。第１の側壁の外側表面および第２の側壁の外側表面は、トラフから溢れ出る溶融ガラスを導くように構成されている。支持部材は、オーバーフロー分配器の対向する第１の側壁と第２の側壁との間に配置され、オーバーフロー分配器の床部の外側表面に接触している。

Description

関連出願の説明

本出願は、その内容が全体を参照することにより本書に組み込まれる、２０１５年２月４日に出願された米国仮特許出願第６２／１１１９５４号の優先権の利益を主張するものである。

本開示は、ガラス物品を成形するシステムに関し、より具体的には、積層ガラスシートなどのガラスシートを成形するためのフュージョンドローシステムに関する。

ガラスシートは、フュージョンドロープロセスの一部としてアイソパイプを用いて成形され得る。アイソパイプの対向する堰から溶融ガラスが溢れ出て、アイソパイプの外側表面を流れ落ちる２つの溶融ガラスのシートが形成され、この２つのシートがアイソパイプの下部または底部で再結合してここで融合し、単一のガラスシートが成形される。この単一のガラスシートは、アイソパイプから下向きに延伸される。

多層ガラスシートは、上方のアイソパイプから流れている溶融ガラスのシートが下方のアイソパイプから流れ落ちている溶融ガラスのシートに接触するように、２以上のアイソパイプを異なる高度に位置付けて用いることで成形することができる。

ガラス成形プロセス中のアイソパイプの寸法安定性は、そのアイソパイプを用いて製造されるガラスシートの品質に影響を与えることがある。溶融ガラスに伴う高温でアイソパイプは、アイソパイプ自体の質量、およびアイソパイプ内に入っている溶融ガラスの質量を受けて、変形したり、あるいは撓んだりしがちになることがある。

本書で開示されるのは、ガラス物品を成形するシステムである。

オーバーフロー分配器および支持部材を備えている、例示的なシステムが本書で開示される。オーバーフロー分配器は、第１の側壁、第１の側壁の反対側の第２の側壁、および、対向する第１の側壁と第２の側壁との間に延在する床部を備えている。第１の側壁の内側表面と、第２の側壁の内側表面と、床部の内側表面とが協働して、溶融ガラスを受け入れるように構成されたトラフを画成する。第１の側壁の外側表面および第２の側壁の外側表面は、トラフから溢れ出る溶融ガラスを導くように構成されている。支持部材は、オーバーフロー分配器の対向する第１の側壁と第２の側壁との間に配置され、オーバーフロー分配器の床部の外側表面に接触している。

オーバーフロー分配器および支持部材を備えている、システムが本書で開示される。オーバーフロー分配器は、第１の側壁、第１の側壁の反対側の第２の側壁、および、対向する第１の側壁と第２の側壁との間に配置された床部を備えている。トラフが床部の上方に、対向する第１の側壁と第２の側壁との間に配置されている。トラフは、オーバーフロー分配器内に横方向に延在している。キャビティが床部の真下に配置されている。キャビティは、オーバーフロー分配器内に横方向に延在している。トラフとキャビティは、床部で隔てられている。支持部材はキャビティ内に配置されている。

上方オーバーフロー分配器と、下方オーバーフロー分配器と、支持部材とを備えているシステムが本書で開示される。上方オーバーフロー分配器は、第１の側壁、第１の側壁の反対側の第２の側壁、および、対向する第１の側壁と第２の側壁との間に配置された床部を備えている。トラフが床部の上方に、対向する第１の側壁と第２の側壁との間に配置されており、上方オーバーフロー分配器内に横方向に延在している。キャビティが床部の真下に、対向する第１の側壁と第２の側壁との間に配置されており、上方オーバーフロー分配器内に横方向に延在している。トラフとキャビティは、上方オーバーフロー分配器の床部で隔てられている。下方オーバーフロー分配器は上方オーバーフロー分配器の真下に配置されており、第１の側壁と第１の側壁の反対側の第２の側壁とを備えている。対向する第１の側壁と第２の側壁との間に配置されたトラフが、下方オーバーフロー分配器内に横方向に延在している。下方オーバーフロー分配器の対向する第１の側壁および第２の側壁は、下方オーバーフロー分配器のトラフの真下に配置される、延伸ラインの位置で合流する。支持部材は、上方オーバーフロー分配器のキャビティ内に配置されている。

前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は単なる例示であり、請求項の本質および特徴を理解するための概要または構成を提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面はさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれかつその一部を構成する。図面は１以上の実施形態を示し、そしてその説明とともに、種々の実施形態の原理および動作の説明に役立つ。

ガラス物品を成形するシステムの１つの例示的な実施形態の斜視図 図１に示されているシステムの概略断面図 図１に示されているシステムの部分斜視図 図１に示されているシステムの部分前面図 支持部材の４つの例示的な実施形態の斜視図 支持部材の１つの例示的な実施形態の斜視図 支持部材の１つの例示的な実施形態の斜視図および断面図 支持部材の１つの例示的な実施形態の斜視図および断面図 支持部材の１つの例示的な実施形態の斜視図および断面図 支持部材の１つの例示的な実施形態の斜視図および断面図 支持部材の１つの例示的な実施形態の斜視図 支持部材の２つの例示的な実施形態の斜視図 支持部材の１つの例示的な実施形態の斜視図および断面図 支持部材の例示的な実施形態の斜視図、およびオーバーフロー分配器に接触している支持部材の概略図 支持部材の１つの例示的な実施形態の斜視図および概略図 支持部材の６つの例示的な実施形態の断面図 ガラス物品の１つの例示的な実施形態の概略断面図 数値シミュレーションに用いられるオーバーフロー分配器および支持部材の、１つの例示的な実施形態の概略図 図１８に示されているオーバーフロー分配器および支持部材の、１２２１℃で３年間動作した後の偏位を、横方向の位置の関数として示したグラフ 圧縮システムを用いた１つの例示的なオーバーフロー分配器の撓み速度を、圧縮力の関数として示したグラフ 圧縮システムを用いた１つの例示的なオーバーフロー分配器の、１２２１℃で３年間動作した後の偏位を、横方向の位置の関数として示したグラフ

ここで、添付の図面に示されている例示的な実施形態を詳細に参照する。可能な限り、図面を通じて、同じまたは同様の部分の参照に同じ参照番号を使用する。図面内の構成要素は必ずしも原寸に比例したものではなく、代わりに例示的な実施形態の原理を説明することに重点を置く。

図１は、ガラス物品を成形するシステム１００の１つの例示的な実施形態の斜視図であり、図２はこのシステムの概略断面図である。図１〜２に示されている実施形態において、システム１００は、第１のオーバーフロー分配器すなわちアイソパイプ１１０と、第２のオーバーフロー分配器すなわちアイソパイプ１３０とを備えている。第１のオーバーフロー分配器１１０は、第１の側壁１１２、第１の側壁の反対側の第２の側壁１１４、および、対向する第１の側壁と第２の側壁との間に延在する床部１１６を備えている。いくつかの実施形態において第１の側壁１１２は、上方部分１１２ａと、上方部分から延在している下方部分１１２ｂとを含む。同様に第２の側壁１１４は、上方部分１１４ａと、上方部分から延在している下方部分１１４ｂとを含む。このような実施形態において、第１の側壁１１２および第２の側壁１１４の上方部分１１２ａおよび１１４ａは、床部１１６の上方に配置され、あるいは延在し、また下方部分１１２ｂおよび１１４ｂは、床部よりも下に配置され、あるいは延在している。いくつかの実施形態において、第１の側壁１１２の上方部分１１２ａは第２の側壁１１４の上方部分１１４ａに実質的に平行であり、および／または、第１の側壁の下方部分１１２ｂは第２の側壁の下方部分１１４ｂに実質的に平行である。第１の側壁１１２（例えば上方部分１１２ａ）の内側表面、第２の側壁１１４（例えば上方部分１１４ａ）の内側表面、および床部１１６の内側表面は協働して、第１のオーバーフロー分配器１１０内で第１の端部または注入口端部１２０と第１の端部の反対側の第２の端部１２２との間に横方向に延在する、トラフ１１８を画成する。いくつかの実施形態において第１のオーバーフロー分配器１１０は、第１の端部１２０および／または第２の端部１２２に、端部堰堤（図示なし）を備えている。従ってトラフ１１８を、対向する第１の側壁１１２および第２の側壁１１４と、床部１１６と、対向する端部堰堤とによって画成することができる。トラフ１１８は、本書で説明するようにガラス物品を成形するために、溶融ガラスを受け入れるように構成されている。第１の側壁１１２の外側表面および第２の側壁１１４の外側表面は、本書で説明するように、トラフ１１８から溢れ出る溶融ガラスを導くように構成されている。

図１〜２に示されている実施形態において、第２のオーバーフロー分配器１３０は、第１の側壁１３２、第１の側壁の反対側の第２の側壁１３４、および、対向する第１の側壁と第２の側壁との間に延在する床部１３６を備えている。いくつかの実施形態において、第１の側壁１３２および第２の側壁１３４は、床部１３６の上方に配置され、あるいは延在している。さらに、または代わりに、第１の側壁１３２は第２の側壁１３４に実質的に平行である。第１の側壁１３２の内側表面、第２の側壁１３４の内側表面、および床部１３６の内側表面は協働して、第２のオーバーフロー分配器１３０内で第１の端部または注入口端部１４０と第１の端部の反対側の第２の端部１４２との間に横方向に延在する、トラフ１３８を画成する。いくつかの実施形態において第２のオーバーフロー分配器１３０は、第１の端部１４０および／または第２の端部１４２に、端部堰堤（図示なし）を備えている。従ってトラフ１３８を、対向する第１の側壁１３２および第２の側壁１３４と、床部１３６と、対向する端部堰堤とによって画成することができる。トラフ１３８は、本書で説明するようにガラス物品を成形するために、溶融ガラスを受け入れるように構成されている。

いくつかの実施形態において第２のオーバーフロー分配器１３０は、図１〜２に示されているように、床部１３６の真下に配置された成形部分１４２を備えている。成形部分１４２は、第１の成形表面１４４および第２の成形表面１４６を備えている。第１の成形表面１４４は、第１の側壁１３２の外側表面から延在しており、あるいはこの外側表面に隣接している。さらに、または代わりに、第２の成形表面１４６は、第２の側壁１３４の外側表面から延在しており、あるいはこの外側表面に隣接している。第１の成形表面１４４および第２の成形表面１４６は、延伸ライン１４８で合流する。例えば成形部分１４２はウェッジを含み、ウェッジの上方表面が図２に示されているように床部１３６を画成する。第１の側壁１３２の外側表面および第２の側壁１３４の外側表面は、本書で説明するように、トラフ１３８から溢れ出る溶融ガラスを導くように構成されている。成形部分１４２の第１の成形表面１４４および第２の成形表面１４６は、本書で説明するように、トラフ１３８から溢れ出る溶融ガラスを導くように構成されている。

種々の実施形態において、第１のオーバーフロー分配器１１０は耐火体を含む。さらに、または代わりに、第２のオーバーフロー分配器１３０は耐火体を含む。例えば第１のオーバーフロー分配器１１０および／または第２のオーバーフロー分配器は、耐火材料の単一体を含む。この耐火体は、米国特許第７，２５９，１１９号明細書、同第７，９５８，７４８号明細書、または同第８，０３３，１３７号明細書に記載されている材料を用いて形成することができ、これらの各明細書の全体が参照することにより本書に組み込まれる。例えばこの耐火体はジルコニウムを含み得る（例えば、ＺｒＯ₂、ＺｒＯ₂およびＳｉＯ₂、またはＺｒＳｉＯ₄）。この耐火体は、ガラス物品成形に関連する高温で、クリープする可能性がある。例えば溶融ガラスの温度は１２００°以上になり得る。このような温度ではオーバーフロー分配器が、それ自体の質量、および／またはその中に入っているガラスの質量を受けて、撓みがち、または曲がりがちになり得る。この撓みによってオーバーフロー分配器に不可逆の形状変化が生じることがあり、これがガラスの流れプロファイルを変化させたり、またオーバーフロー分配器を、継続的使用に適さない状態にしたりすることがある。

従来の単一層のフュージョンドロー装置において、アイソパイプは、アイソパイプの両端部から内側へと力を印加する、圧縮システムを用いて支持される。この圧縮システムの一例は米国特許第７，９５８，７４８号明細書に記載されている。しかしながら本書で説明されるシステム１００では、第１のオーバーフロー分配器を支持する従来の圧縮システムを効果的に使用することができる十分な空間が、第１のオーバーフロー分配器１１０と第２のオーバーフロー分配器１３０との間に存在していない可能性がある。

図３はシステム１００の部分斜視図であり、図４はそのシステムの部分前面図である。いくつかの実施形態において、システム１００は支持部材１５０を備えており、この支持部材１５０は、第１のオーバーフロー分配器１１０の対向する第１の側壁１１２と第２の側壁１１４との間に配置され、第１のオーバーフロー分配器の床部１１６の外側表面に接触している。支持部材１５０は、横方向に延在した細長い構造を備えている。例えば支持部材１５０は、図３〜４に示されているように、第１のオーバーフロー分配器１１０の第１の端部１２０と第２の端部１２２との間に横方向に延在した、梁として構成される。支持部材１５０は、第１のオーバーフロー分配器１１０に対して構造的支持を提供し、本書で説明されるように撓みを防ぐのを助けることができる。

図５は、支持部材１５０の４つの例示的な実施形態の斜視図であり、その夫々は異なるタイプの梁として構成されている。例えば支持部材１５０は、中空梁１５０ａ、中実梁１５０ｂ、Ｉ字状梁１５０ｃ、穿孔されているＩ字状梁１５０ｄ、または別の適切なタイプの梁として構成され得る。種々の実施形態において支持部材１５０は、例えば正方形、長方形、円形、Ｉ字状、Ｔ字状、Ｃ字状、または別の適切な形状などの、断面形状を有する。

いくつかの実施形態において支持部材１５０の長さは、図３〜４に示されているように支持部材１５０の対向する端部部分が第１のオーバーフロー分配器を越えて横方向に延在するように、第１のオーバーフロー分配器１１０の幅よりも大きい。従って支持部材１５０の対向する端部部分は、第１のオーバーフロー分配器１１０において対向する第１の側壁１１２と第２の側壁１１４（例えば、下方部分１１２ｂと１１４ｂ）との間に形成された、キャビティから突き出している。支持部材１５０の対向する端部部分は、第１のオーバーフロー分配器１１０の質量を支持するように、支持構造に据え付けられ得る。いくつかの実施形態においてこの支持構造は、第２のオーバーフロー分配器１３０、または第２のオーバーフロー分配器１３０の支持構造に、据え付けられ得る。このように据え付けると、第１のオーバーフロー分配器と第２のオーバーフロー分配器との間の決められた間隙の維持を助けることができる。

図３〜４は、第１のオーバーフロー分配器１１０のキャビティ内に配置された支持部材１５０を示しているが、本開示には他の実施形態も含まれる。いくつかの実施形態において第２のオーバーフロー分配器は横方向に延在しているキャビティを備え、支持部材を第２のオーバーフロー分配器のキャビティ内に配置して、第２のオーバーフロー分配器に支持を提供する。例えばキャビティは、第２のオーバーフロー分配器の成形部分を貫いて横方向に延在する。

いくつかの実施形態においてこのシステムは、単一のオーバーフロー分配器（例えば、第１のオーバーフロー分配器または第２のオーバーフロー分配器）および支持部材を備えている。従って、第１のオーバーフロー分配器または第２のオーバーフロー分配器の一方を、省くことができる。例えばこのシステムが、第２のオーバーフロー分配器と、本書で説明されるように第２のオーバーフロー分配器の成形部分のキャビティ内に配置された支持部材とを備えるように、第１のオーバーフロー分配器を省いてもよい。このような実施形態では、このオーバーフロー分配器を使用して、単一層のガラスシートを成形することができる。

支持部材は、オーバーフロー分配器の変形または撓みを軽減するのに十分な支持を提供することができる。従っていくつかの実施形態において、このシステムには圧縮システムが含まれていない。例えばオーバーフロー分配器の第１の端部および／または第２の端部に対し、横方向の圧縮力は印加されない。圧縮力がないと、オーバーフロー分配器への荷重の曲げモーメントを減少または排除することができ、これによりオーバーフロー分配器の変形または撓みをさらに軽減することができる。あるいは他の実施形態においては、支持部材を圧縮システムと組み合わせて使用して、協働してオーバーフロー分配器への支持を提供してもよい。

いくつかの実施形態において支持部材１５０は、溶融ガラスを扱う際の比較的高い温度でその形状を維持するように構成された、材料から形成されている。例えば支持部材１５０はα−ＳｉＣを含む。一般にα−ＳｉＣはガラスに適合しないが、支持部材１５０を第１のオーバーフロー分配器１１０の床部１１６の下に位置付けることで、支持部材を溶融ガラスとの接触から保護することができる。従って、いくつかの実施形態において支持部材１５０は、支持部材（例えばα−ＳｉＣ）を溶融ガラスとの接触から保護することを目的とする、クラッディング（例えば白金クラッディング）を含んでいない。

いくつかの実施形態において支持部材１５０は、図４に示されているように１以上の突出部１５２を備えている。例えば突出部１５２は、支持部材１５０の表面から床部１１６の外側表面の方に延在している。この突出部により支持部材１５０は、横方向における決められた位置で、第１のオーバーフロー分配器１１０に接触することが可能になる。

支持部材１５０は、アイソパイプを支持するために用いられる従来の圧縮システムに比べて有益になり得る。例えば従来の圧縮システムは、不確定の、または一貫性のない力を、アイソパイプに与え得るものであり、これはフュージョンドロー装置内のバネ特性および／または力の損失における、サンプル間の差の結果である（例えば、摩擦および／または他の因子に起因する）。アイソパイプは印加される力次第で撓むため、こういった不確実性はアイソパイプの予期せぬ変形につながり得る。対照的に支持部材１５０は、一定の支持力をオーバーフロー分配器に与えることを可能にすることができる。さらに従来の圧縮システムでは、一貫した圧縮力を維持するために、バネ長の周期的な調整が必要になり得る。対照的に支持部材１５０は、周期的に調整しなくても、一定の支持力をオーバーフロー分配器に与えることを可能にすることができる。

いくつかの実施形態において支持部材１５０は、連続した梁を備えている。例えば支持部材１５０は、結合部が含まれていない単一の梁を含む。しかしながら、支持部材としての役割を果たす十分な長さの連続した梁の形成は、困難なことがある。

いくつかの実施形態において支持部材は、互いに接合された複数の梁セグメントを含む。例えば図６は、３つの梁セグメントを備えている支持部材１５０ｅの、１つの例示的な実施形態の斜視図である。中心梁セグメント１５４ｅが結合部１５８で、２つの端部梁セグメント１５２ｅおよび１５６ｅの夫々に接合されている。このような実施形態においては、結合部での応力を減少させるために、中心梁セグメントはできる限り長いものであると有益になり得る。隣接する梁セグメントは、例えばセメント接着、ガラスセラミック接着、溶接、過渡液相接合、反応結合、活性金属ろう付け、液相結合または焼結、直接の固体拡散接合または焼結、および、金属、セラミック、または有機金属の中間層を用いた固体拡散接合、あるいは別の適切なセラミック接合プロセスによって、接合することができる。

いくつかの実施形態において支持部材は、梁スリーブによって互いに結合された複数の梁セグメントを含む。例えば図７は、中心梁スリーブ１５６ｆによって互いに結合された２つの端部梁セグメント１５２ｆおよび１５４ｆを備えている、支持部材１５０ｆの１つの例示的な実施形態の斜視図および断面図を示している。梁スリーブは中空梁セグメントを含み、この中空梁セグメントの内側寸法（例えば、内側の長さ、幅、または直径）は、端部梁セグメントの外側寸法（例えば、外側の長さ、幅、または直径）よりも大きい。従って、端部梁セグメントを互いに結合するために、端部梁セグメントは少なくとも部分的に梁スリーブ内に配置され得る。いくつかの実施形態において、端部梁セグメントの隣接する端部は、図７に示されているように梁スリーブ内で互いから間隔を空けて配置される。他の実施形態において、端部梁セグメント１５２ｆおよび１５４ｆの隣接する端部は、図８に示されているように梁スリーブ１５６ｆ内で互いに接触し、および／または結合されている。他の実施形態では、複数の梁スリーブ１５６ｇを、図９に示されているように中間梁セグメント１５２ｇによって互いに結合してもよい。例えば、隣接する梁スリーブを突き合わせておよび／または継ぎ合わせて、内側梁セグメントによって支持する。他の実施形態では、隣接する梁セグメント１５２ｈ間の結合部を、図１０に示されているように梁スリーブ１５６ｈによって被覆する。

種々の実施形態では、隣接する梁部分（例えば、梁セグメント、梁スリーブ、端部梁セグメント、および／または中間梁セグメント）を、例えば図１１に示されているような蟻継ぎ結合、またはＴ字状スロット結合、Ｌ字状スロット結合、または別の適切な結合など、嵌合する結合を用いて互いに結合することができる。

いくつかの実施形態において支持部材は、本書で説明されるように突出部を備えている。この突出部は、支持梁に機械加工されたものでもよいし、支持梁に接合されたものでもよいし、あるいは別の適切なプロセスを用いて形成されたものでもよい。図１２は突出部１５２を備えた支持部材の２つの例示的な実施形態の斜視図を示しており、突出部１５２は、支持部材の外側表面上に機械加工された支持パッドとして構成されている。支持パッドは、支持部材の、オーバーフロー分配器に接触する表面積を減少させることができ、および／または支持部材での、精密加工される表面積の量を減少させることができる。例えば支持パッドの表面を、オーバーフロー分配器に接触するために精密に機械加工し、一方支持部材の表面積の残りの部分を粗く機械加工してもよい。さらに、または代わりに、支持パッドを支持梁における結合部から離して設けて、結合部の応力集中を防いでもよい。さらに、または代わりに、支持梁が（例えば、図７〜８および１０に示されているような）スリーブを備えている実施形態において、支持パッドは、（例えば、支持部材のスリーブのない部分とオーバーフロー分配器との間の間隙を満たすよう）支持パッドの上方表面がスリーブの上方表面と、位置合わせされるように、および／または実質的に同一平面上になるように、スペーサとしての役割を果たすことができる。

図１３は、複数の梁層を備えている支持部材１５０ｉの例示的な実施形態の、斜視図および断面図を示している。例えば図１３に示されている実施形態において、支持部材は、内側梁層１５２ｉ、外側梁層１５６ｉ、および内側梁層と外側梁層との間に配置された中間梁層１５４ｉを備えている。各梁層は、本書で説明されるように、複数の梁セグメントまたは梁スリーブを含む。１つの層の隣接する梁セグメントまたは梁スリーブ間の結合部１５８は、別の層の隣接する梁セグメントまたは梁スリーブの結合部と、ずれた位置にある。梁セグメントまたは梁スリーブ間の結合部をずらして配置すると、支持部材の長さに沿って脆弱エリアを防ぐ助けになり得る。

図１３に示されている実施形態は３つの梁層を備えているが、本開示には他の実施形態も含まれる。他の実施形態において支持部材は、決められた数の（例えば、２つ、４つ、またはこれを超える）梁層を備えている。

図１４は、支持パッド１５２ｊを備えている支持部材１５０ｊの例示的な実施形態の斜視図、およびオーバーフロー分配器に接触している支持部材の概略図を示している。この支持パッドは、オーバーフロー分配器に判定された程度の変形が生じた後のオーバーフロー分配器の予測される輪郭に、支持パッドの支持表面の横方向の形状が適合するように、機械加工したものとすることができる。例えば支持パッドの横方向の形状は、撓み始めたときにオーバーフロー分配器を支持するように構成された、円弧を形成し得る。

図１５は、反りを含む支持部材１５０ｋの例示的な実施形態の、斜視図および概略図を示している。例えば支持部材は横方向において湾曲している。このような湾曲した支持部材は、オーバーフロー分配器に均一な支持を提供する、および／または使用中に支持部材の撓みをさらに低減する、助けになり得る。

図１６は、Ｉ字状、長方形、Ｃ字状、Ｌ字状、Ｔ字状、および円形を含む、６つの例示的な支持部材の断面図を示している。

いくつかの実施形態において支持部材は、その中に延在する内腔を備えている（例えば中空梁）。このような実施形態のいくつかにおいて、支持部材は内腔内に充填材を含んでいる。例えば充填材は、構造化充填材（例えばハニカム）または非構造化充填材（例えば発泡体）を含む。充填材は、支持部材の外側表面と同じ材料を含むものでもよいし、あるいは異なる材料を含むものでもよい。例えば、いくつかの実施形態において充填材は耐火材料を含む。

積層フュージョンドロープロセスを用いてガラス物品を成形する例示的なプロセスを、図１〜２を参照して説明する。第１のガラス組成物を溶解し、粘性状態で第２のオーバーフロー分配器１３０のトラフ１３８内へと供給する。第１のガラス組成物は、本書で説明されるようにガラス物品のコア層を形成する。第２のガラス組成物を溶解し、粘性状態で第１のオーバーフロー分配器１１０のトラフ１１８内へと供給する。第２のガラス組成物は、本書で説明されるようにガラス物品の第１および第２のクラッド層を形成する。

第１のガラス組成物はトラフ１３８から溢れ出て、第２のオーバーフロー分配器１３０の対向する第１の側壁１３２および第２の側壁１３４の外側表面を流れ落ち、さらに第１の成形表面１４４および第２の成形表面１４６を流れ落ちる。第１および第２の各外側成形表面１４４および１４６を流れ落ちる第１のガラス組成物の分離流は、延伸ライン１４８で合流してここで融合し、ガラス物品のコア層を形成する。

第２のガラス組成物はトラフ１１８から溢れ出て、第１のオーバーフロー分配器１１０の対向する第１の側壁１１２および第２の側壁１１４の外側表面を流れ落ちる。第２のガラス組成物は、第２のオーバーフロー分配器１３０の第１の側壁１３２および第２の側壁１３４を覆って流れている、第１のガラス組成物に接触する。第２のガラス組成物の分離流は、第２のオーバーフロー分配器１３０の第１の成形表面１４４および第２の成形表面１４６の夫々を流れ落ちている、第１のガラス組成物の各分離流と融合する。第１のガラス組成物の流れが延伸ライン１４８で合流すると、第２のガラス組成物はガラス物品の第１および第２のクラッド層を形成する。

図１７は、本書で説明されるシステム１００を用いて成形され得る、ガラス物品２００の１つの例示的な実施形態の断面図である。いくつかの実施形態においてガラス物品２００は、複数のガラス層を備えた積層シートを含む。積層シートは、図１７に示されているように実質的に平面的なものでもよいし、あるいは非平面的なものでもよい。ガラス物品２００は、第１のクラッド層２０４と第２のクラッド層２０６との間に配置された、コア層２０２を備えている。いくつかの実施形態において、第１のクラッド層２０４および第２のクラッド層２０６は、図１７に示されているように外側層である。他の実施形態において、第１のクラッド層および／または第２のクラッド層は、コア層と外側層との間に配置される中間層である。

コア層２０２は、第１の主表面と、第１の主表面の反対側の第２の主表面とを備えている。いくつかの実施形態において、第１のクラッド層２０４はコア層２０２の第１の主表面に融合する。さらに、または代わりに、第２のクラッド層２０６はコア層２０２の第２の主表面に融合する。このような実施形態において、第１のクラッド層２０４とコア層２０２との間の境界面、および／または第２のクラッド層２０６とコア層２０２との間の境界面には、各クラッド層をコア層に付着させるように付加される、または構成された、例えば接着剤、コーティング層、または任意の非ガラス材料などの、いかなる接合材料も含まれない。従って第１のクラッド層２０４および／または第２のクラッド層２０６は、コア層２０２に直接融合され、あるいはコア層２０２に直接隣接している。いくつかの実施形態においてガラス物品は、コア層と第１のクラッド層との間、および／またはコア層と第２のクラッド層との間に配置された、１以上の中間層を備えている。例えば中間層は、コア層とクラッド層との境界面に形成された、中間ガラス層および／または拡散層を含む。拡散層は、拡散層に隣接する各層の成分を含む、混合領域を含み得る。いくつかの実施形態においてガラス物品２００は、直接隣接しているガラス層間の境界面がガラス−ガラス境界面である、ガラス−ガラス積層体を含む。

いくつかの実施形態において、コア層２０２は第１のガラス組成物を含み、また第１のクラッド層２０４および／または第２のクラッド層２０６は、第１のガラス組成物とは異なる第２のガラス組成物を含む。例えば図１７に示されている実施形態において、コア層２０２は第１のガラス組成物を含み、また第１のクラッド層２０４および第２のクラッド層２０６の夫々は、第２のガラス組成物を含む。他の実施形態では第１のクラッド層が第２のガラス組成物を含み、第２のクラッド層は、第１のガラス組成物および／または第２のガラス組成物とは異なる、第３のガラス組成物を含む。

本書で説明される実施形態を、以下の実施例によってさらに明らかにする。

実施例１
第１のオーバーフロー分配器１１０を参照して概して本書で説明したように構成された、オーバーフロー分配器と、支持部材１５０を参照して概して本書で説明したように構成された、α−ＳｉＣ支持部材との変形を見積もるべく、数値シミュレーションを行った。オーバーフロー分配器および支持部材の構成および寸法の他、支持部材の断面図および示力図を抜き出して図１８に示す。モデル化されたオーバーフロー分配器の質量は約２８００ｌｂ（１，２７０ｋｇ）であり、その横方向の長さＬ_distは１２４インチ（３１５ｃｍ）であった。モデル化された支持部材は、幅Ｗ_beamが８インチ（２０．３２ｃｍ）および高さｈ_beamが１２インチ（３０．４８ｃｍ）の長方形断面を有する、壁の厚さｔ_wallが１インチ（２．５４ｃｍ）の中空梁であった。梁に加えられる力Ｆを、支持部材の質量ｍ_beamと、オーバーフロー分配器の質量ｍ_isopと、オーバーフロー分配器のトラフ内に入っている予測されるガラスの質量ｍ_glassとを使用し、以下の方程式、すなわちＦ＝（ｍ_beam＋ｍ_glass＋ｍ_isop）・ｇを用いて計算した。ここでｇは重力である。

図１９は、オーバーフロー分配器および支持部材の、１２２１℃で３年間動作した後の偏位を、横方向の位置（例えば、オーバーフロー分配器の対向する第１および第２の端部の間）の関数として示したグラフである。曲線３０２は支持部材の偏位を表し、曲線３０４はオーバーフロー分配器の偏位を表している。図１９に示されているように、オーバーフロー分配器の最大偏位は０．０４３インチ（１．０９ｍｍ）であった。これは、３年間動作後のオーバーフロー分配器の中心付近での撓みが、０．０４３インチ（１．０９ｍｍ）と予想されることを示している。支持部材への応力は約７．４ＭＰａであった。これは１００年を超える期待耐用年数に対応する。

比較例１
第１のオーバーフロー分配器１１０と従来の圧縮システムを参照して概して本書で説明したように構成されたオーバーフロー分配器の、変形を見積もるべく、数値シミュレーションを行った。圧縮システムを、オーバーフロー分配器の下方エッジの約１３インチ（３３．０２ｃｍ）上方に位置付けた。

図２０は、撓み速度を圧縮力の関数として示したグラフである。図２０に示されているように、達成された最も低い撓み速度は、約１６，０００ｌｂ_f（７，２５７ｋｇｆ）の圧縮力で０．０５インチ（１．２７ｍｍ）／年であった。

図２１は、オーバーフロー分配器の１２２１℃で３年間動作した後の偏位を、横方向の位置（例えば、オーバーフロー分配器の対向する第１および第２の端部の間）の関数として示したグラフである。曲線４０２はオーバーフロー分配器の偏位を表し、曲線４０４は、比較のために、実施例１による支持部材の偏位を表している。図２１に示されているように、オーバーフロー分配器の最大偏位は約０．１５インチ（３．８１ｍｍ）であった。これは、実施例１において判定された最大偏位よりも約３０倍高い。従って数値シミュレーションは、本書で説明される支持部材が従来の圧縮システムに比べて、撓み速度の減少をもたらすことができることを示唆している。

本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。従って本発明は、添付の請求項およびその同等物を考慮することを除き、制限されない。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
システムであって、
第１の側壁、前記第１の側壁の反対側の第２の側壁、対向する前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に延在する床部、溶融ガラスを受け入れるように構成されたトラフを協働して画成する、前記第１の側壁の内側表面と前記第２の側壁の内側表面と前記床部の内側表面、前記トラフから溢れ出る前記溶融ガラスを導くように構成された、前記第１の側壁の外側表面と前記第２の側壁の外側表面、を備えている、オーバーフロー分配器と、
前記オーバーフロー分配器の対向する前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に配置され、前記オーバーフロー分配器の前記床部の外側表面に接触している、支持部材と、
を備えていることを特徴とするシステム。

実施形態２
前記オーバーフロー分配器の真下に配置された、第２のオーバーフロー分配器をさらに備えていることを特徴とする実施形態１記載のシステム。

実施形態３
前記支持部材がα−ＳｉＣを含むことを特徴とする実施形態１または２記載のシステム。

実施形態４
前記支持部材が白金クラッディングを含まないものであることを特徴とする実施形態３記載のシステム。

実施形態５
前記支持部材が複数の梁セグメントを備えていることを特徴とする実施形態１から４いずれか１項記載のシステム。

実施形態６
前記支持部材が梁スリーブを備え、かつ２つの隣接する前記梁セグメントの夫々が、少なくとも部分的に前記梁スリーブ内に配置されていることを特徴とする実施形態５記載のシステム。

実施形態７
２つの隣接する前記梁セグメントが結合部で結合されており、かつ該結合部が、前記梁スリーブ内に配置されていることを特徴とする実施形態６記載のシステム。

実施形態８
２つの隣接する前記梁セグメントが、前記梁スリーブ内で互いから間隔を空けて配置されていることを特徴とする実施形態６記載のシステム。

実施形態９
前記支持部材が複数の梁層を備えていることを特徴とする実施形態１から８いずれか１項記載のシステム。

実施形態１０
２つの隣接する前記梁層の夫々が結合部を備え、かつ隣接する前記梁層の前記結合部が、互いにずれた位置にあることを特徴とする実施形態９記載のシステム。

実施形態１１
前記支持部材が中空梁を含み、該中空梁が、該中空梁内に延在している内腔と、該内腔内に配置された充填材とを備えていることを特徴とする実施形態１から１０いずれか１項記載のシステム。

実施形態１２
前記支持部材の長さが、前記支持部材の対向する端部部分が前記オーバーフロー分配器を越えて横方向に延在するように、前記オーバーフロー分配器の幅よりも大きいことを特徴とする実施形態１から１１いずれか１項記載のシステム。

実施形態１３
前記システムでは、前記オーバーフロー分配器の対向する第１の端部および第２の端部に横方向に加えられる圧縮力がないことを特徴とする実施形態１から１２いずれか１項記載のシステム。

実施形態１４
システムであって、
第１の側壁、前記第１の側壁の反対側の第２の側壁、対向する前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に配置された床部、を備えているオーバーフロー分配器であって、前記床部の上方に、対向する前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に配置された、前記オーバーフロー分配器内に横方向に延在しているトラフと、前記床部の真下に配置され、前記オーバーフロー分配器内に前記横方向に延在している、キャビティとをさらに備え、前記トラフおよび前記キャビティが前記床部によって隔てられている、オーバーフロー分配器、および、
前記キャビティ内に配置された、支持部材、
を備えていることを特徴とするシステム。

実施形態１５
前記オーバーフロー分配器の真下に配置された、第２のオーバーフロー分配器をさらに備えていることを特徴とする実施形態１４記載のシステム。

実施形態１６
対向する前記第１の側壁および前記第２の側壁の下方部分が、前記キャビティの真下に配置された底部で合流することを特徴とする実施形態１４記載のシステム。

実施形態１７
前記支持部材がα−ＳｉＣを含むことを特徴とする実施形態１４から１６いずれか１項記載のシステム。

実施形態１８
前記支持部材がクラッド層を含まないものであることを特徴とする実施形態１４から１７いずれか１項記載のシステム。

実施形態１９
前記支持部材が複数の梁セグメントを備えていることを特徴とする実施形態１４から１８いずれか１項記載のシステム。

実施形態２０
システムであって、
第１の側壁、前記第１の側壁の反対側の第２の側壁、対向する前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に配置された床部、を備えている上方オーバーフロー分配器であって、前記床部の上方に、対向する前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に配置された、前記上方オーバーフロー分配器内に横方向に延在しているトラフと、前記床部の真下に、対向する前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に配置された、前記上方オーバーフロー分配器内に前記横方向に延在しているキャビティとをさらに備え、前記トラフおよび前記キャビティが前記床部によって隔てられている、上方オーバーフロー分配器、
前記上方オーバーフロー分配器の真下に配置された下方オーバーフロー分配器であって、第１の側壁、前記第１の側壁の反対側の第２の側壁、対向する前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に配置された、前記下方オーバーフロー分配器内に横方向に延在しているトラフ、を備え、対向する前記第１の側壁および前記第２の側壁が、前記下方オーバーフロー分配器の前記トラフの真下に配置された延伸ラインで合流する、下方オーバーフロー分配器、および、
前記上方オーバーフロー分配器の前記キャビティ内に配置された、支持部材、
を備えていることを特徴とするシステム。

１００ システム
１１０ 第１のオーバーフロー分配器
１１２、１３２ 第１の側壁
１１４、１３４ 第２の側壁
１１６、１３６ 床部
１１８、１３８トラフ
１３０ 第２のオーバーフロー分配器
１５０ 支持部材

Claims (10)

1. システムであって、
   第１の側壁、前記第１の側壁の反対側の第２の側壁、対向する前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に延在する床部、溶融ガラスを受け入れるように構成されたトラフを協働して画成する、前記第１の側壁の内側表面と前記第２の側壁の内側表面と前記床部の内側表面、前記トラフから溢れ出る前記溶融ガラスを導くように構成された、前記第１の側壁の外側表面と前記第２の側壁の外側表面、を備えている、オーバーフロー分配器と、
   前記オーバーフロー分配器の対向する前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に配置され、前記オーバーフロー分配器の前記床部の外側表面に接触している、支持部材と、
   を備えていることを特徴とするシステム。
2. 前記オーバーフロー分配器の真下に配置された、第２のオーバーフロー分配器をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
3. 前記支持部材がα−ＳｉＣを含むことを特徴とする請求項１または２記載のシステム。
4. 前記支持部材が白金クラッディングを含まないものであることを特徴とする請求項３記載のシステム。
5. 前記支持部材が複数の梁セグメントを備えていることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のシステム。
6. 前記支持部材が梁スリーブを備え、かつ２つの隣接する前記梁セグメントの夫々が、少なくとも部分的に前記梁スリーブ内に配置されていることを特徴とする請求項５記載のシステム。
7. ２つの隣接する前記梁セグメントが結合部で結合されており、かつ該結合部が、前記梁スリーブ内に配置されている、または、
   ２つの隣接する前記梁セグメントが、前記梁スリーブ内で互いから間隔を空けて配置されている、
   のうちの一方であることを特徴とする請求項６記載のシステム。
8. 前記支持部材が複数の梁層を備えていることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載のシステム。
9. ２つの隣接する前記梁層の夫々が結合部を備え、かつ隣接する前記梁層の前記結合部が、互いにずれた位置にあることを特徴とする請求項８記載のシステム。
10. 前記支持部材が中空梁を含み、該中空梁が、該中空梁内に延在している内腔と、該内腔内に配置された充填材とを備えていることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載のシステム。

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