JP2020504071A - Tension roll, apparatus and method for stretching glass ribbon - Google Patents
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Abstract
帯状ガラスを延伸するための引張ロールが開示される。引張ロールは、ロール本体を長手方向に貫通して延びる中心通路を含むロール本体と、中心通路を通って延び、ロール本体から離間したシャフトと、シャフト上に移動可能に配置され、シャフトの長手方向に移動可能な第1のフランジと、第1のフランジをシャフトの長手方向に押すよう構成されたばねとを含む。A tension roll for stretching a glass ribbon is disclosed. The pulling roll includes a roll body including a central passage extending longitudinally through the roll body, a shaft extending through the central passage and spaced from the roll body, and movably disposed on the shaft; And a spring configured to push the first flange longitudinally of the shaft.
Description
本願は、2017年1月12日に出願された大韓民国特許出願第10−2017−0005315号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を以下に完全に記載されているかのように参照して本明細書に組み込む。 This application claims priority from Korean Patent Application No. 10-2017-0005315, filed on Jan. 12, 2017, and relies on the contents thereof and provides a complete description thereof. And incorporated herein by reference as if.
本開示は、帯状ガラスを延伸するための引張ロール、装置および方法に関する。 The present disclosure relates to tension rolls, devices and methods for stretching glass ribbon.
ガラスシート製造プロセスでは、帯状ガラスを所望の最終的な厚さに延伸するために、引張ロールが用いられる。例えば、引張ロールは、帯状ガラスを引っ張るためにフュージョンパイプの先端即ちルート部の下に配置され、それにより、フュージョンパイプから離れる帯状ガラスの速度を制御し、それにより、帯状ガラスの最終的な厚さを決定する。 In the glass sheet manufacturing process, tension rolls are used to stretch the glass ribbon to the desired final thickness. For example, a pull roll may be located below the tip or root of the fusion pipe to pull the ribbon, thereby controlling the speed of the ribbon away from the fusion pipe, thereby resulting in the final thickness of the ribbon. To decide.
従来の引張ロールは、シャフトの長手方向に重ねられた複数の圧迫されたセラミックディスクを含む。ディスクは所定の位置に係止され、シャフト上の鍔部によって圧迫下に保たれる。複数のディスクは、帯状ガラスと接触して帯状ガラスを延伸するための構成要素であり、セラミック複合材料(典型的には、セラミック繊維、マイカ、およびクレイを含む)でできている。 Conventional pull rolls include a plurality of compressed ceramic disks stacked longitudinally of the shaft. The disc is locked in place and kept under pressure by a collar on the shaft. The plurality of disks are components for stretching the ribbon in contact with the ribbon and are made of ceramic composites (typically including ceramic fibers, mica, and clay).
しかし、そのようなセラミックディスクは、熱衝撃を受けやすく、従って、高温の帯状ガラスに接触した際に、過剰な数の粒子を放出する傾向がある。これらの粒子は、帯状ガラスの表面に付着して、表面付着物(onclusion)として知られている表面欠陥を生じ得る。特に、ガラスシートがフラットパネルディスプレイ用の基体として製造される場合には、ガラスシートは表面付着物を有しないべきである。その理由は、各表面付着物が、最終的な製品(例えば、ディスプレイパネル)の欠陥領域(例えば、1つ以上の欠陥画素)になるからである。従って、当技術分野において、表面付着物の形成を抑制または防止する引張ロールが必要である。 However, such ceramic disks are susceptible to thermal shock and, therefore, tend to emit an excessive number of particles when in contact with hot ribbon glass. These particles can adhere to the surface of the ribbon and create surface defects known as surface inclusions. In particular, if the glass sheet is manufactured as a substrate for a flat panel display, the glass sheet should have no surface deposits. The reason is that each surface deposit becomes a defective area (eg, one or more defective pixels) of the final product (eg, a display panel). Accordingly, there is a need in the art for a pull roll that suppresses or prevents the formation of surface deposits.
本開示は、表面付着物の形成を抑制または防止できる、帯状ガラスを延伸するための引張ロール、装置、および方法を提供する。例えば、引張ロールは耐衝撃性材料で作ることができ、それにより、表面付着物の形成を更に防止する。 The present disclosure provides tension rolls, devices, and methods for stretching glass ribbon that can suppress or prevent the formation of surface deposits. For example, the tension roll can be made of an impact resistant material, thereby further preventing the formation of surface deposits.
一実施形態において、帯状ガラスを延伸するための引張ロールが記載され、引張ロールは、ロール本体を長手方向に貫通して延びる中心通路を有するロール本体と、中心通路を通って延び、ロール本体から離間したシャフトと、シャフト上に移動可能に配置され、シャフトの長手方向に移動可能な第1のフランジと、第1のフランジをシャフトの長手方向に押すよう構成されたばねとを含む。ばねは、シャフトの内側又は外側に配置されたコイルばねである。シャフトの外側に配置されたコイルばねは、シャフトの少なくとも一部分を取り囲みつつ伸長可能である。ロール本体は一体部品であり、溶融シリカ材料を含む。引張ロールは、全長型引張ロールまたはスタブ型引張ロールであり得る。 In one embodiment, a tension roll for stretching a glass ribbon is described, wherein the tension roll has a center passage extending longitudinally through the roll body, and extends through the center passage and from the roll body. The shaft includes a spaced shaft, a first flange movably disposed on the shaft and movable longitudinally of the shaft, and a spring configured to push the first flange longitudinally of the shaft. The spring is a coil spring arranged inside or outside the shaft. A coil spring disposed outside the shaft is extensible while surrounding at least a portion of the shaft. The roll body is a unitary piece and includes a fused silica material. The pull roll may be a full length pull roll or a stub pull roll.
本明細書に記載されている実施形態によれば、第1のフランジは、シャフトと摺動可能に係合するスリーブと、スリーブから外に向かって延びるキャップとを更に含み得る。キャップは、第1のフランジがロール本体を支持するようにロール本体と接触する。ロール本体及びキャップは、凸部と、凸部を受け入れる凹部とを含み得る。凸部および凹部は、互いに接触する相補的な傾斜面を含む。 According to embodiments described herein, the first flange may further include a sleeve slidably engaging the shaft, and a cap extending outwardly from the sleeve. The cap contacts the roll body such that the first flange supports the roll body. The roll body and the cap may include a protrusion and a recess that receives the protrusion. The protrusion and the recess include complementary inclined surfaces that contact each other.
一部の実施形態では、引張ロールは、シャフトの内側に配置されてばねと係合するロッドと、第1のフランジをロッドに結合するピンとを更に含み得るものであり、シャフトは、シャフトの長手方向に延びる少なくとも1つのスロットを含み、ピンはスロット内においてシャフトの長手方向に移動可能である。引張ロールは、シャフト上に固定された第2のフランジを更に含み、ロール本体は、第1のフランジと第2のフランジとの間に配置される。 In some embodiments, the pulling roll may further include a rod disposed inside the shaft to engage the spring, and a pin connecting the first flange to the rod, wherein the shaft comprises a longitudinal axis of the shaft. A pin extending in the longitudinal direction of the shaft within the slot. The pulling roll further includes a second flange fixed on the shaft, and the roll body is disposed between the first flange and the second flange.
別の実施形態では、帯状ガラスを延伸するための装置が開示される。帯状ガラス延伸装置は、少なくとも一対の第1の引張ロールと、引張経路に沿った延伸方向において一対の第1の引張ロールの下流に配置された少なくとも一対の第2の引張ロールとを含み、第1の引張ロールは上述の全長型引張ロールであり、第2の引張ロールは上述のスタブ型引張ロールである。 In another embodiment, an apparatus for stretching a glass ribbon is disclosed. The belt-shaped glass stretching device includes at least a pair of first tension rolls, and at least a pair of second tension rolls disposed downstream of the pair of first tension rolls in the stretching direction along the tension path, One pulling roll is the above-described full-length pulling roll, and the second pulling roll is the above-described stub-type pulling roll.
更に別の実施形態では、帯状ガラスを延伸する方法が記載される。帯状ガラス延伸方法は、少なくとも一対の引張ロールを用いて帯状ガラスを延伸する工程を含む。引張ロールは、シャフトと、シャフトと共に回転可能なロール本体と、シャフト上に配置され、ロール本体を支持する可動フランジと、シャフトと共に配置され、シャフトの長手方向に可動フランジに対して力を加えるバネとを含み、ロール本体は溶融シリカ材料を含み、シャフトから離間している。延伸する工程は、帯状ガラスの延伸中に可動フランジがロール本体の支持を保つように、ばねによって可動フランジをシャフトに対して相対的にシャフトの長手方向に移動させることを含む。 In yet another embodiment, a method for stretching a glass ribbon is described. The strip glass stretching method includes a step of stretching the strip glass using at least a pair of tension rolls. The pulling roll includes a shaft, a roll body rotatable with the shaft, a movable flange disposed on the shaft and supporting the roll body, and a spring arranged with the shaft and applying a force to the movable flange in the longitudinal direction of the shaft. Wherein the roll body comprises a fused silica material and is spaced from the shaft. The step of stretching includes moving the movable flange relative to the shaft in the longitudinal direction of the shaft by a spring such that the movable flange retains support of the roll body during stretching of the glass ribbon.
以下、添付の図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、一実施形態による、溶融ガラスから帯状ガラスを形成するためのガラス製造装置を模式的に示す。図1を参照すると、ガラス製造装置100は、溶融器101と、清澄器103と、混合器104と、送出器108と、フュージョンドロー装置(FDM)120とを含む。ガラスバッチ材料は、矢印102で示されているように、溶融器101に導入される。バッチ材料は、溶融器101内で溶融されて、溶融ガラス106を生じる。清澄器103は、溶融器101から溶融ガラス106を受け取る高温処理領域を有し、清澄器103内において、溶融ガラス106から気泡が除去される。清澄器103は、接続管105によって混合器104と連通している。即ち、溶融ガラス106は、清澄槽103から接続管105を通って混合槽104に流れる。混合器104は、溶融ガラス106を撹拌するものであり、接続管107によって送出器108と連通しており、溶融ガラスが混合器104から接続管107を通って送出器108に流れるようになっている。
FIG. 1 schematically illustrates a glass manufacturing apparatus for forming a ribbon from molten glass according to one embodiment. Referring to FIG. 1, a
送出器108は、下降管109を通して溶融ガラス106をFDM120内へと供給する。FDM120は囲い122を含み、その中に、導入口110、成形器111、および一実施形態による帯状ガラス延伸装置150が配置される。図1に示されているように、溶融ガラス106は、下降管109から導入口110内へと流れ、それにより成形器111へと導かれる。成形器111は、トラフ113に流れ込む溶融ガラス106を受け入れる開口部112を含む。溶融ガラス106は、トラフ113を越えて流れ、溶融ガラスの別々の流れとして2つの収束する側面114a、114bを流れ落ちる。別々の流れは、2つの側面114a、114bが合わさる底縁即ちルート部116に沿って一体に融合する。収束した溶融ガラス106は、次に、帯状ガラス延伸装置150によって延伸方向151に延伸され、連続した帯状ガラス148が形成される。帯状ガラス延伸装置150は、少なくとも一対の引張ロールと、引張ロールを回転および駆動するアクチュエータとを含む。
The
図2は、例示的な帯状ガラス延伸装置(150)を模式的に示しており、図3は、帯状ガラス延伸装置150内の引張ロールによって延伸された帯状ガラスを示す。図2および図3を参照すると、帯状ガラス延伸装置(150)は、帯状ガラスを延伸するための複数の対の引張ロールを含み、これらの対の引張ロールは、引張経路に沿って(即ち、帯状ガラスが延伸される方向である延伸方向(151)に沿って)配置される。引張ロールの各対は2つの引張ロールを含み、帯状ガラス148は、それらの間において延伸される。各対の引張ロールの各引張ロールは、帯状ガラス148の第1の主要な面と、帯状ガラス148の厚さ方向において第1の主要な面とは反対側の第2の主要な面とにそれぞれ接触し、帯状ガラス148は、引張ロールの回転によって延伸される。一部の実施形態では、帯状ガラス延伸装置150は、2つの対向する全長型引張ロール200を含む1対の引張ロール161と、2つの対向するカンチレバー式のスタブ型引張ロール600をそれぞれ含む複数の対(例えば、162、163、164、165、166、167)の引張ロールとを含む。全長型引張ロール200は、帯状ガラス148の全幅に亘って延在し、スタブ型引張ロール400は、帯状ガラス148の全幅の一部のみに亘って延在する。
FIG. 2 schematically illustrates an exemplary glass ribbon stretcher (150), and FIG. 3 shows the glass ribbon stretched by tension rolls in the
図2および図3に示されているように、全長型引張ロール200は、スタブ型引張ロール600の上流に配置されており、帯状ガラスの全幅の大部分に亘って帯状ガラス148と一時的に接触し、それにより、延伸処理の初期段階において帯状ガラス148を延伸して、帯状ガラス148を形成する。スタブ型引張ロール600は、延伸方向151において全長型引張ロール200の下流に配置されており、帯状ガラス148の縁部と接触して、帯状ガラス148を延伸方向151に延伸する。帯状ガラス148が延伸される速度は、帯状ガラス148の最終的な厚さが得られるように、各スタブ型引張ロール600の角速度を制御することによって制御される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the full
図4〜図9は、上述の全長型引張ロール200の実施形態を示し、図10〜図13は、上述のスタブ型引張ロール600の実施形態を示す。本明細書において開示される引張ロールの特徴は、全長型引張ロールおよびスタブ型引張ロールのいずれにも適用できる。
4 to 9 show an embodiment of the above-described full-
図4〜図6は、第1の実施形態による例示的な全長型引張ロール200を示す。図4は、引張ロールの平面図であり、図5は、図4の引張ロールの線VI−VIに沿った断面図であり、図6は、図5に示されている部分Aの拡大図である。図4及び図5に示されているように、第1の実施形態による引張ロール200は、シャフト210と、ロール本体220と、固定フランジ230と、可動フランジ240と、コイルばね250とを含む。
4-6 illustrate an exemplary full
シャフト210はほぼ円筒形の形状を有し、シャフト210の長手方向(即ち、シャフト210の軸方向)に延びている。ロール本体220は、帯状ガラス148と接触する引張ロールの一部である。ロール本体220はほぼ円筒形の形状を有し、ロール本体の長手方向にロール本体を貫通してロール本体の第1の端部と反対側の第2の端部との間に延びる中心通路222を画成する。中心通路222の直径D1は、シャフト210の外径D2よりも大きい。即ち、ロール本体220とシャフト210との間には、所定の間隙G1がある。
The
シャフト210は、ロール本体220の中心通路222に挿入され、ロール本体220は、後述する固定フランジ230及び可動フランジ240によってシャフト210に取り付けられる。
The
第1の実施形態による引張ロール200のロール本体220は、二酸化ケイ素の非晶質形態である溶融シリカで作られ得る。溶融シリカの熱膨張係数(CTE)はほぼ0(例えば、室温で5.5×10−6m/℃)であるので、溶融シリカは熱衝撃に耐性がある。溶融シリカはまた、非常に高い耐熱性を示す。このように、ロール本体220が溶融シリカでできているので、引張ロール200は、熱衝撃による粒子の発生及び放出を顕著に低減できる。
The
従来の引張ロール構造は、溶融シリカのような低い熱膨張係数を有する材料には適していない。例えば、従来の引張ロールでは、セラミックディスクが鍔部によって圧迫されてシャフト上に固定される。鍔部はシャフト上に固定されている。これらは、シャフトが熱膨張した場合には、シャフトと一緒に移動する。 Conventional pull roll structures are not suitable for materials having a low coefficient of thermal expansion, such as fused silica. For example, in a conventional pulling roll, a ceramic disk is pressed by a flange and fixed on a shaft. The flange is fixed on the shaft. These move with the shaft if it expands thermally.
従って、高温(例えば、引張ロールの動作中にシャフトが晒される温度等)においてシャフトが熱膨張した場合には、セラミックディスクが熱膨張するのみならず、シャフトが膨張するにつれて鍔部が移動するので、セラミックディスクにかかる圧迫力が低くなり、セラミックディスクの更なる膨張を生じる。従って、シャフトの熱膨張に起因して、固定されている鍔部が移動しても、セラミックディスクはシャフトから外れない。しかし、本明細書において開示される実施形態のように、ロール本体220の熱膨張係数が非常に低い場合には、ロール本体220が従来の固定方法によってシャフト210に固定されると、熱膨張に起因したロール本体220の伸長はほとんどなく、シャフトの熱膨張係数はロール本体220の熱膨張係数よりもかなり大きいので、ロール本体220に加えられる圧迫力は顕著に影響され得る。
Therefore, when the shaft thermally expands at a high temperature (for example, a temperature to which the shaft is exposed during the operation of the pulling roll), not only the ceramic disk thermally expands but also the flange moves as the shaft expands. The compression force on the ceramic disk is reduced, causing further expansion of the ceramic disk. Therefore, even if the fixed flange moves due to the thermal expansion of the shaft, the ceramic disk does not come off the shaft. However, if the coefficient of thermal expansion of the
本明細書において開示される実施形態によれば、一体部品としてのロール本体220はシャフト210から離間されており、後述する可動フランジ240がシャフト210に対して相対的に移動してロール本体220を押すので、ロール本体220は適切な位置に固定される。従って、たとえロール本体220が、シャフト210の熱膨張係数よりもかなり小さい熱膨張係数を有する材料(例えば、溶融シリカ等)でてきていても、ロール本体220を適切な位置に固定できる。以下、これについて詳細に説明する。
According to the embodiment disclosed in the present specification, the
図4及び図5に示されているように、第1の実施形態による引張ロール200のロール本体220は、シャフト210上に配置された固定フランジ230と可動フランジ240との間に挿入されて固定される。更に、図6には、ロール本体220に形成された段差Sが示されているが、窪んだ領域に熱応力が集中してクラックを生じることを防止するために、ロール本体220にはそのような段差が形成されなくてもよい(図7〜図9の第2実施形態を参照)。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図6に示されているように、可動フランジ240は、シャフト210の長手方向に延びるスリーブ242と、スリーブ242から半径方向外側に延びるキャップ244とを含む。スリーブ242は、シャフト210が通る孔246を画成するものであり、シャフト210上において移動可能である。
As shown in FIG. 6, the
スリーブ242は、シャフト210の長手方向に延びるように構成されているので、スリーブ242は、可動フランジ240がシャフト210上においてシャフト210の長手方向に滑らかに移動することを可能にする。可動フランジ240を可動な状態でシャフト210と係合させるためには、可動フランジ240とシャフト210との間に小さな間隙が存在すべきである。この間隙に起因して、可動フランジ240がシャフト210上を移動する間、可動フランジ240はシャフト210に対して傾斜し得る。傾斜角度が大きいほど、可動フランジ240がシャフト210の表面に引っ掛かりやすくなり、それにより、可動フランジ240の移動が妨害される。しかし、本明細書において開示される可動フランジ240は、シャフト210の長手方向に延びるスリーブ242を含むので、シャフト210に対する可動フランジ240の最大傾斜角度が(可動フランジ240がスリーブ242を備えていない場合と比較して)低減される。従って、可動フランジはシャフト210上を滑らかに移動し得る。更に、シャフト210上における可動フランジ240の滑らかな移動を容易にするために、スリーブ242の端部は丸みをつけられていてもよく、または、面取りされていてもよい。
Because the
シャフト210の一端部におけるシャフト210内には、シャフト210の長手方向に延びる空間214が形成されている。空間214内にはコイルばね250およびロッド260が配置されており、空間214内において、コイルばね250の一端部はシャフト210の内壁と接触し、他端部はロッド260と接触する。ロッド260の一端部262には貫通孔264が形成されており、シャフト210にはスロット216が形成されており、可動フランジ240には貫通孔246が形成されている。ピン270は、シャフト210のスロット216を貫通して、ロッド260の貫通孔264および可動フランジ240の貫通孔246と係合する。スロット216がシャフト210の長手方向に延びているので、ピン270はスロット216内においてシャフト210の長手方向に移動可能である。
A
ロール本体220が固定フランジ230と可動フランジ240との間に固定された状態で、コイルばね250は、コイルばね250がロッド260を、シャフト210の長手方向においてシャフト210の端部212から離れる方向に押すように、圧縮される。
With the
シャフト210の上述の特徴によれば、可動フランジ240は、シャフト210の長手方向においてシャフト210に対して相対的に移動可能である。同時に、可動フランジ240は、コイルばね250の弾性復元力によって、ロール本体220を、シャフト210の長手方向においてシャフト210の端部212から離れる方向に押す。従って、可動フランジ240は、室温においてロール本体220に接触して支持するのみならず、たとえ高温においてシャフト210が長手方向に熱膨張しても、可動フランジ240はシャフト210に対して相対的に移動して、ロール本体220の接触及び支持を保つ。
According to the above-described features of the
ロール本体220はシャフト210から離間しており、可動フランジ240のみによって適切な位置に固定されているので、ロール本体220はシャフト210と共に回転する。実施形態において、ロール本体220の端部に凸部が形成されてもよく、キャップ244に、ロール本体220の凸部を受け入れる凹部が形成されてもよい。従って、引張ロール200の動作中に、たとえロール本体220が、帯状ガラス148に接触して延伸する際に半径方向の力を受けても、ロール本体220が可動フランジ240から外れることが防止される。
Since the
ロール本体220とシャフト210とが同心でない場合には、ロール本体220は、シャフト210が回転する際にふらつく。その結果、帯状ガラス148に均一な延伸力が与えられない場合がある。これを防止するために、キャップ244の凹部は、半径方向内側に傾斜した傾斜面248を含み得る。ロール本体220の凸部は、傾斜面248と接触し傾斜面248と相補的な傾斜面224を含む。凸部および凹部は、傾斜面224、248が互いに接触したときに、ロール本体220とシャフト210とが同心円に配置されるよう設計されている。従って、たとえ傾斜面224、248が(帯状ガラス148によって与えられる反力によって)一時的に互いに接触しなくても、傾斜面248が傾斜面224を押しているので、傾斜面224、248はすぐに接触状態に戻る。その結果、キャップ244が、ロール本体220をシャフト210周りに中心合わせし、ロール本体220の外面はシャフト210の回転軸と同心になる。
If the
更に、ロール本体220が帯状ガラス148と接触して帯状ガラス148を延伸する際に、ロール本体220をシャフト210と共に回転させるために(即ち、ロール本体220と可動フランジ240との間にスリップが生じるのを防止するために)、可動フランジ240に、コイルばね250によって十分な力が加えられるべきである。この力は、帯状ガラス148によってロール本体220に加えられるトルク、可動フランジ240とロール本体220との間の摩擦係数に基づいて計算できる。コイルばね250は、高温においても弾性力を維持すべきであり、例えば、NIMONIC(登録商標)90という材料で形成され得る。
Further, when the
更に、ロール本体220と可動フランジ240との間にスリップが生じないことを確実にするために、更なる相補的な溝226および突起249が傾斜面224、248に形成され得る。更に、ロール本体220と移動フランジ240との間にスリップが生じることを防止するために、ロール本体220の軸方向に見たときに、ロール本体220の端部は非円形(例えば、楕円形)であり得る。
Further, additional
固定フランジ230は、固定フランジ230がシャフト210上に固定されていることを除き、形状に関しては可動フランジ240と同一に設計され得る。固定フランジ230はシャフト210と一体に形成されてもよく、または、別個の部材であってもよい固定フランジ230はシャフト210に固定されてもよい。固定方法は、ねじによる係合、ピンによる係合などの様々な公知の固定方法を含み得る。更に、固定フランジ230と係合するロール本体220の端部は、可動フランジ240と係合するロール本体220の端部と同一に設計される。即ち、形状に関して同一であるフランジ230、240に対して相補的な端部を有するロール本体220が、2つのフランジ230、240の間に配置され、それにより、ロール本体220をセンタリングして、ロール本体220の端部がフランジから外れること、または、フランジ230、240上においてスリップすることを防止する。
The fixed
ロール本体220は、シャフト210の外径D2及びスリーブ242の外径D3よりも大きい内径D1を有する。即ち、ロール本体220とシャフト210との間には所定の間隙G1があり、ロール本体220とスリーブ242との間には所定の間隙G2がある。所定の間隙G1、G2は、たとえシャフト210又はスリーブ242が半径方向外側に向かって最大の熱膨張を生じていても、シャフト210又はスリーブ242がロール本体220に接触しないように設定される。
The
図7〜図9は、第2の実施形態による引張ロール300を示す。図7は、第2の実施形態による引張ロール300の平面図であり、図8は、図7の線VII〜VIIに沿った断面図であり、図9は、図8の部分Bの拡大図である。
7 to 9 show a
図7〜図9に示されているように、第2実施形態による引張ロール300においては、シャフト310上に配置された固定フランジ330と可動フランジ340との間にロール本体320が挿入および固定されており、シャフト310の外側にコイルばね350が配置されている。第2の実施形態における可動フランジ340は、第1の実施形態における可動フランジ240と類似の設計および機能を有する。即ち、可動フランジ340は、シャフト310上を移動してロール本体320を支持するために、(第1の実施形態における可動フランジ240と同様に)スリーブ342およびキャップ344を含み得る。
As shown in FIGS. 7 to 9, in the
シャフト310は、コイルばね350を取り付けるための第1のばね座360および第2のばね座370を含む。第1のばね座360はシャフト310の一端部312に配置されており、第2のばね座370は、シャフト310の長手方向において第1のばね座360から離間している。第1のばね座360はシャフト310と一体に形成されてもよく、または、別個の部材であってもよい第1のばね座360は、例えば、ねじによる係合、ピンによる係合、溶接等の公知の固定方法によって、シャフト310に固定され得る。第2のばね座370は穴372を含み、第2のばね座370は、シャフト310が穴372を通るように、シャフト310まで移動可能に取り付けられる。
コイルばね350は、第1のばね座360と第2のばね座370との間に配置されている。ロール本体320が固定フランジ330と可動フランジ340との間に固定されている間、コイルばね350は圧縮され、これにより、コイルばね350は、第2のばね座370を、シャフト310の長手方向においてシャフト310の端部312から離れる方向に押す。従って、第2のばね座370と接触している可動フランジ340も、シャフト310の端部312から離れる方向に押される。第2のばね座370は、コイルばね350のより安定した設置のために、必要に応じて設けられる。別の実施形態の引張ロールは、第2のばね座370を含まなくてもよく、この場合、コイルばね350は可動フランジ340と直に接触し得る。
The
可動フランジ340は、シャフト310の長手方向においてシャフト310に対して相対的に移動可能であるが、ロール本体320は、コイルばね350の弾性復元力によって、シャフト310の長手方向においてシャフト310の端部312から離れる方向に押される。従って、可動フランジ340は、室温においてロール本体320に接触して支持するのみならず、たとえ高温においてシャフト310が長手方向に最大の熱膨張を生じていても、可動フランジ340は、シャフト310に対して相対的に移動して、ロール本体320との接触および支持を保つ。
The
ロール本体320は、シャフト310の外径D4よりも大きい内径D5を有する。即ち、ロール本体320とシャフト310との間には所定の間隙G3が存在する。所定の間隙G3は、シャフト310が半径方向外側に向かって最大の熱膨張を生じていても、シャフト(310)がロール本体320に接触しないように設定される。
The
図10および図11は、第3の実施形態による引張ロール400および第4の実施形態による引張ロール500をそれぞれ示す。第3の実施形態による引張ロール400および第4の実施形態による引張ロール500はカンチレバー式のスタブ型引張ロールであり、帯状ガラス148の全幅の一部分のみにわたって延在しており、上述の第1の実施形態による引張ロール200および第2の実施形態による引張ロール300と類似の特徴を有する。より具体的には、図10に示されている第3実施形態による引張ロール400は、シャフト410と、ロール本体420と、固定フランジ430と、可動フランジ440と、コイルばね450とを含む。コイルばね450はシャフト410の内側に配置されている。図11に示されている第4実施形態による引張ロール500は、シャフト510と、ロール本体520と、固定フランジ530と、可動フランジ540と、コイルばね550とを含む。コイルばね550はシャフト510の外側に配置されている。コイルばね550は、第1のばね座560と第2のばね座570との間に配置されている。
FIGS. 10 and 11 show a
一実施形態の帯状ガラス延伸装置では、コイルばね250、350、450、550がシャフト210、310、410、510の内側に配置されているかまたは外側に配置されているかに関わらず、コイルばね250、350、450、550を含むシャフト210、310、410、510の部分はFDM120の外側に配置され、FDM120の外側に配置された部分を除く引張ロール200、300、400、500の残りの部分のみが、FDM120の内側に配置される。即ち、シャフト210、310、410、510の上述の部分は高温に晒されない。従って、コイルばね250、350、450、550の性能は、温度の影響をさほど受けない。
In one embodiment of the web stretching apparatus, regardless of whether the coil springs 250, 350, 450, 550 are located inside or outside the
コイルばね250、450がシャフト210、410の内側に配置された第1の実施形態による引張ロール200及び第3実施形態による引張ロール400では、コイルばね250、450が外部に露出されないので、操作者の手がコイルばね250、450に引っ掛かる危険がなく、それにより、操作者の安全性が大幅に向上する。一方、第2実施形態による引張ロール300及び第4実施形態による引張ロール500は、シャフト310、510の外側に配置されたコイルばね350、550を含むので、簡単な構造および製造の容易さの観点で有利である。
In the
上述の第1の実施形態による引張ロール200および第2の実施形態による引張ロール300は、スタブ型引張ロール400、500の上流に配置された全長型引張ロールである。帯状ガラス148の温度は、帯状ガラス148が延伸方向151に延伸されるにつれて低下するので、スタブ型引張ロール400、500の上流に配置された全長型引張ロール200、300はかなりの高温に晒され、一方、スタブ型引張ロール400、500は比較的低い温度に晒される。従って、スタブ型引張ロールのシャフトの外側に配置されたコイルばねが、FDM120の内側に配置される場合、コイルばねは操作者に対して露出されず、同時に、コイルばねの性能は、上流の全長型引張ロールと比較して、温度による顕著な影響を受けない。図12および図13は、そのような引張ロールを示す。
The
図12は、第5の実施形態による引張ロールを示す平面図であり、図13は、図12の線XII−XIIに沿った断面図である。 FIG. 12 is a plan view showing a tension roll according to the fifth embodiment, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
第5の実施形態のスタブ型引張ロール600は、シャフト610と、ロール本体620と、固定フランジ630と、可動フランジ640と、コイルばね650と、ばね座660とを含む。コイルばね650は、シャフト610の外側のばね座660と可動フランジ640との間に配置される。ばね座660は、FDM120の内側に配置されたシャフト610の部分に配置される。このように、コイルばね650がばね座660と可動フランジ640との間に配置されるので、コイルばね650もFDM120の内側に配置される。ロール本体620が固定フランジ630と可動フランジ640との間に固定された状態で、コイルばね650が圧縮され、コイルばね650が可動フランジ640を、シャフト610の長手方向においてシャフト610の端部612から離れる方向に押す。
The stub
第5の実施形態のばね座660は、((第4の実施形態の第1のばね座410と比較して)ロール本体620により近接して配置されているので、コイルばね650と可動フランジ640との間には、ばね座は設けられない。しかし、本発明の技術思想はこの実施形態に限定されるものではなく、例えば、ロール本体620に十分な力を与えつつ、コイルばね650の長さを調整することにより、コイルばね650と可動フランジ640との間にばね座を設けることも可能である。
Since the
図2に示されている一実施形態による帯状ガラス装置150では、第1の実施形態による引張ロール200及び第5の実施形態による引張ロール600が安全性の観点からは有利であるため、それらが全長型引張ロール及びスタブ型引張ロールにそれぞれ採用され得る。しかし、他の実施形態による帯状ガラス延伸装置は、第2の実施形態による引張ロール300を全長型引張ロールとして採用し、第3の実施形態による引張ロール400または第4の実施形態による引張ロール500をスタブ型引張ロールとして採用し得る。
In the
第1の実施形態による引張ロール200では、可動フランジ240がシャフト210上においてシャフト210に対して相対的に移動する。可動フランジ240が移動するシャフト210の領域に、ガラス凝縮物が落下して堆積すると、ロール本体220に不必要な応力が及ぼされ得る。即ち、高温においてシャフト210が熱膨張した状態で、可動フランジ240に対して相対的に移動したシャフト210の一部に、ガラス凝縮物が落下して堆積する場合がある。この場合、引張ロール200が室温に戻る際に、シャフト210が元の長さに収縮すると、シャフト210上に堆積したガラス凝縮物は可動フランジ240に向かって移動し、可動フランジ240に捕捉される。従って、シャフト210の収縮力が、可動フランジ240を介してロール本体220に伝達され、ロール本体220が破損または破壊され得る。
In the
図14aおよび図14bは、第6の実施形態による引張ロールの一部を示している。図14aは、室温における熱膨張していない引張ロールの一部分を示している。図14aを参照すると、可動フランジ240のスリーブ242は、ガラス凝縮物が落下する可能性が高いシャフト210の領域Cの少なくとも一部まで延びている。可動フランジ240のスリーブ242は、シャフト210の外周面に面する内面252を含み、ロール本体220から最も遠い端部である内面252の端部254には窪み258が形成されている。
14a and 14b show a part of a pull roll according to a sixth embodiment. FIG. 14a shows a portion of a non-thermally expanded tension roll at room temperature. Referring to FIG. 14a, the
図14bは、高温における熱膨張した引張ロールの一部分を示している。図14bを参照すると、シャフト210がシャフト210の長手方向に熱膨張すると、シャフト210は、可動フランジ240に対して相対的に、矢印Tで示されている方向に移動する。しかし、可動フランジ240のスリーブ242は、ガラス凝縮物が落下する可能性が高いシャフト210の領域Cまで延びているので、ガラス凝縮物はスリーブ242上に落下し、スリーブ242上に堆積したガラスGが形成される。これにより、堆積したガラスがシャフト210上に形成されることが防止される。更に、ガラス凝縮物は落下してシャフト210上に(領域Cを越えて)堆積されるが、シャフトが収縮する際に、堆積されたガラスは単に窪み258内に入り、可動フランジ240内に捕捉されない。従って、可動フランジ240及びロール本体220には応力が及ぼされない。
FIG. 14b shows a portion of a thermally expanded tension roll at elevated temperatures. Referring to FIG. 14b, when the
なお、本開示の技術的思想は、上述の実施形態および添付の図面に示されている例に限定されない。本開示の技術的思想の範囲内で、様々な置き換え、変形、および変更が可能であることが、当業者には自明であろう。 Note that the technical concept of the present disclosure is not limited to the above-described embodiment and the examples illustrated in the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope of the present disclosure.
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described separately.
実施形態1
帯状ガラスを延伸するための引張ロールであって、
ロール本体を長手方向に貫通して延びる中心通路を有するロール本体と、
前記中心通路を通って延び、前記ロール本体から離間したシャフトと、
前記シャフト上に移動可能に配置され、該シャフトの長手方向に移動可能な第1のフランジと、
前記第1のフランジを前記シャフトの前記長手方向に押すよう構成されたばねと
を含むことを特徴とする引張ロール。
A tension roll for stretching the glass ribbon,
A roll body having a central passage extending through the roll body in the longitudinal direction;
A shaft extending through the central passageway and spaced from the roll body;
A first flange movably disposed on the shaft and movable in a longitudinal direction of the shaft;
A spring configured to push the first flange in the longitudinal direction of the shaft.
実施形態2
前記引張ロールが全長型引張ロールである、実施形態1記載の引張ロール。
Embodiment 2
2. The pull roll of
実施形態3
前記引張ロールがスタブ型引張ロールである、実施形態1記載の引張ロール。
Embodiment 3
The pull roll of
実施形態4
前記ロール本体が溶融シリカ材料を含む、実施形態1〜3のいずれか1つに記載の引張ロール。
Embodiment 4
4. The pull roll according to any one of embodiments 1-3, wherein the roll body comprises a fused silica material.
実施形態5
前記第1のフランジが、
前記シャフトと摺動可能に係合するスリーブと、
前記スリーブから外に向かって延びるキャップであって、前記第1のフランジが前記ロール本体を支持するように前記ロール本体と接触するキャップと
を含む、実施形態4記載の引張ロール。
Embodiment 5
The first flange is
A sleeve slidably engaging the shaft;
5. The pull roll of embodiment 4, comprising a cap extending outwardly from the sleeve, the cap being in contact with the roll body such that the first flange supports the roll body.
実施形態6
前記ロール本体および前記キャップが、凸部と、該凸部を受け入れる凹部とを含む、実施形態5記載の引張ロール。
Embodiment 6
The pull roll according to embodiment 5, wherein the roll body and the cap include a convex portion and a concave portion that receives the convex portion.
実施形態7
前記凸部および前記凹部が、互いに接触する相補的な傾斜面を含む、実施形態6記載の引張ロール。
Embodiment 7
The tension roll of embodiment 6, wherein the protrusion and the recess include complementary inclined surfaces that contact each other.
実施形態8
前記傾斜面が、互いに相補的な溝および突起を含む、実施形態記7載の引張ロール。
Embodiment 8
Embodiment 8. The pull roll of embodiment 7, wherein the sloping surface includes mutually complementary grooves and protrusions.
実施形態9
前記キャップが、前記ロール本体を前記シャフト周りに中心合わせするよう構成された、実施形態5記載の引張ロール。
Embodiment 9
The tension roll of embodiment 5, wherein the cap is configured to center the roll body about the shaft.
実施形態10
前記スリーブが、前記シャフトに面した内面と、該内面の一端部に配置された窪みとを含む、実施形態5記載の引張ロール。
Embodiment 10
6. The pull roll of embodiment 5, wherein the sleeve includes an inner surface facing the shaft and a recess located at one end of the inner surface.
実施形態11
前記ばねが、前記シャフトの内側に配置されたコイルばねである、実施形態1記載の引張ロール。
Embodiment 11
2. The tension roll of
実施形態12
前記ばねが、前記シャフトの外側に配置されたコイルばねである、実施形態1記載の引張ロール。
Embodiment 12
2. The tension roll of
実施形態13
前記引張ロールが、
前記シャフトの内側に配置されて前記ばねと係合するロッドと、
前記第1のフランジを前記ロッドに結合するピンと
を更に含み、
前記シャフトが、該シャフトの前記長手方向に延びる少なくとも1つのスロットを含み、前記ピンが前記スロット内において前記シャフトの前記長手方向に移動可能である、
実施形態11記載の引張ロール。
Embodiment 13
The tension roll is
A rod disposed inside the shaft to engage the spring;
A pin coupling the first flange to the rod.
The shaft includes at least one slot extending in the longitudinal direction of the shaft, and wherein the pin is movable in the slot in the longitudinal direction of the shaft;
The pull roll according to embodiment 11.
実施形態14
前記引張ロールが、前記シャフト上に固定された第2のフランジを更に含み、
前記ロール本体が前記第1のフランジと前記第2のフランジとの間に配置された、
実施形態1〜3のいずれか1つに記載の引張ロール。
Embodiment 14
The pull roll further includes a second flange fixed on the shaft;
The roll body is disposed between the first flange and the second flange,
The pulling roll according to any one of the first to third embodiments.
実施形態15
前記ばねが、前記シャフトの少なくとも一部分を取り囲みつつ伸長可能である、実施形態12記載の引張ロール。
Embodiment 15
13. The pull roll of embodiment 12, wherein the spring is extendable surrounding at least a portion of the shaft.
実施形態16
帯状ガラスを延伸するための装置であって、
少なくとも一対の第1の引張ロールと、
引張経路に沿って前記一対の第1の引張ロールの下流に配置された少なくとも一対の第2の引張ロールと
を含み、
前記少なくとも一対の第1の引張ロールが全長型引張ロールであり、前記少なくとも一対の第2の引張ロールがスタブ型引張ロールである
ことを特徴とする装置。
Embodiment 16
An apparatus for stretching a glass ribbon,
At least one pair of first pulling rolls;
At least one pair of second tension rolls disposed downstream of the pair of first tension rolls along a tension path,
The apparatus according to
実施形態17
帯状ガラスを延伸する方法であって、
少なくとも一対の引張ロールを用いて帯状ガラスを延伸する工程を含み、
前記引張ロールが、シャフトと、該シャフトと共に回転可能なロール本体と、前記シャフト上に配置され、前記ロール本体を支持する可動フランジと、前記シャフトと共に配置され、前記シャフトの長手方向に前記可動フランジに対して力を加えるバネとを含み、
前記ロール本体が溶融シリカ材料を含み、前記シャフトから離間しており、
延伸する前記工程が、帯状ガラスの延伸中に前記可動フランジが前記ロール本体の支持を保つように、前記ばねによって前記可動フランジを前記シャフトの前記長手方向に移動させることを更に含む
ことを特徴とする方法。
Embodiment 17
A method of stretching a glass ribbon,
Including a step of stretching the glass ribbon using at least a pair of tension rolls,
The pulling roll includes a shaft, a roll body rotatable with the shaft, a movable flange disposed on the shaft and supporting the roll body, and a movable flange disposed on the shaft and extending in the longitudinal direction of the shaft. And a spring that applies force to
Wherein the roll body comprises a fused silica material and is spaced from the shaft;
The step of stretching further comprises: moving the movable flange in the longitudinal direction of the shaft by the spring so that the movable flange maintains support of the roll body during stretching of the glass ribbon. how to.
実施形態18
前記可動フランジが、
前記シャフトと摺動可能に係合するスリーブと、
前記スリーブから外に向かって延びるキャップであって、前記可動フランジが前記シャフトを支持するように前記ロール本体と接触するキャップと
を含む、実施形態17記載の方法。
Embodiment 18
The movable flange,
A sleeve slidably engaging the shaft;
18. The method of embodiment 17, comprising a cap extending outwardly from the sleeve, wherein the movable flange contacts the roll body to support the shaft.
実施形態19
前記ロール本体および前記キャップが、凸部と、該凸部を受け入れる凹部とを含む、実施形態18記載の方法。
Embodiment 19
19. The method of embodiment 18, wherein the roll body and the cap include a protrusion and a recess for receiving the protrusion.
実施形態20
前記スリーブが、前記シャフトに面した内面と、該内面の一端部に配置された窪みとを含む、実施形態18または19記載の方法。
Embodiment 20
Embodiment 20. The method of embodiment 18 or 19, wherein the sleeve includes an inner surface facing the shaft and a recess located at one end of the inner surface.
100 ガラス製造装置
120 フュージョンドロー装置(FDM)
148 帯状ガラス
150 帯状ガラス延伸装置
151 延伸方向
200、300 全長型引張ロール
210、310、410、510、610 シャフト
216 スロット
220、320、420、520、620 ロール本体
222 中心通路
224、248 傾斜面
226 溝
230、330、430、530、630 固定フランジ
240、340、440、540、640 可動フランジ
242、342 スリーブ
244、344 キャップ
249 突起
250、350、450、550、650 コイルばね
252 内面
258 窪み
260 ロッド
270 ピン
400、500、600 スタブ型引張ロール
100
148
Claims (10)
ロール本体を長手方向に貫通して延びる中心通路を有するロール本体と、
前記中心通路を通って延び、前記ロール本体から離間したシャフトと、
前記シャフト上に移動可能に配置され、該シャフトの長手方向に移動可能な第1のフランジと、
前記第1のフランジを前記シャフトの前記長手方向に押すよう構成されたばねと
を含むことを特徴とする引張ロール。 A tension roll for stretching the glass ribbon,
A roll body having a central passage extending through the roll body in the longitudinal direction;
A shaft extending through the central passageway and spaced from the roll body;
A first flange movably disposed on the shaft and movable in a longitudinal direction of the shaft;
A spring configured to push the first flange in the longitudinal direction of the shaft.
前記シャフトと摺動可能に係合するスリーブと、
前記スリーブから外に向かって延びるキャップであって、前記第1のフランジが前記ロール本体を支持するように前記ロール本体と接触するキャップと
を含む、請求項2記載の引張ロール。 The first flange is
A sleeve slidably engaging the shaft;
3. The pulling roll of claim 2, further comprising a cap extending outwardly from the sleeve, wherein the first flange contacts the roll body to support the roll body.
前記引張ロールが、
前記シャフトの内側に配置されて前記ばねと係合するロッドと、
前記第1のフランジを前記ロッドに結合するピンと
を更に含み、
前記シャフトが、該シャフトの前記長手方向に延びる少なくとも1つのスロットを含み、前記ピンが前記スロット内において前記シャフトの前記長手方向に移動可能である、
請求項1〜6のいずれか一項記載の引張ロール。 The spring is a coil spring disposed inside the shaft,
The tension roll is
A rod disposed inside the shaft to engage the spring;
A pin coupling the first flange to the rod.
The shaft includes at least one slot extending in the longitudinal direction of the shaft, and wherein the pin is movable in the slot in the longitudinal direction of the shaft;
The pulling roll according to claim 1.
少なくとも一対の引張ロールを用いて帯状ガラスを延伸する工程を含み、
前記引張ロールが、シャフトと、該シャフトと共に回転可能なロール本体と、前記シャフト上に配置され、前記ロール本体を支持する可動フランジと、前記シャフトと共に配置され、前記シャフトの長手方向に前記可動フランジに対して力を加えるバネとを含み、
前記ロール本体が溶融シリカ材料を含み、前記シャフトから離間しており、
延伸する前記工程が、帯状ガラスの延伸中に前記可動フランジが前記ロール本体の支持を保つように、前記ばねによって前記可動フランジを前記シャフトの前記長手方向に移動させることを更に含む
ことを特徴とする方法。 A method of stretching a glass ribbon,
Including a step of stretching the glass ribbon using at least a pair of tension rolls,
The pulling roll includes a shaft, a roll body rotatable with the shaft, a movable flange disposed on the shaft and supporting the roll body, and a movable flange disposed on the shaft and extending in the longitudinal direction of the shaft. And a spring that applies force to
The roll body includes a fused silica material and is spaced from the shaft;
The step of stretching further comprises: moving the movable flange in the longitudinal direction of the shaft by the spring so that the movable flange maintains support of the roll body during stretching of the glass ribbon. how to.
前記シャフトと摺動可能に係合するスリーブと、
前記スリーブから外に向かって延びるキャップであって、前記可動フランジが前記シャフトを支持するように前記ロール本体と接触するキャップと
を含む、請求項8記載の方法。 The movable flange,
A sleeve slidably engaging the shaft;
The method of claim 8, further comprising a cap extending outwardly from the sleeve, wherein the movable flange contacts the roll body to support the shaft.
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