JP6632625B2 - ガラスリボンの製造装置 - Google Patents

Description

関連出願の説明

本出願は、その内容が引用されその全体が参照することによりここに組み込まれる2014年12月19日に出願された米国仮出願第62/094313号の優先権の利益を米国特許法第119条の下で主張するものである。

本発明は、広くは溶融ガラスからガラスリボンを引出して製造する装置に関し、特に引出し中にふらついた溶融ガラスが、ガラスリボンに接触するロールを汚すのを防止するように構成されたシールドに関するものである。

ガラスシートを形成するためのダウンドローガラス製造方法は、典型的には、溶融したガラス（以下「溶融ガラス」という）を、ロール（以下「ロール」という）を用いて形成本体からリボンの形状に引き出すものである。そのようなロールは、ガラスリボンに下方に引っ張る力を作用させるよう構成された駆動される索引ロールでもよいし、駆動されないで、リボンにとりわけ外方へ向かう張力を作用させる他のロールであってもよい。いずれの場合も、ロールはガラスリボンの縁部に作用する反対方向に回転するロール対で構成される。

時には、溶融ガラスが上方からロールの上に落ちることがある。そのようなふらついた溶融ガラスがロールに巻きつくと、引出し工程を中断しなければならなくなる。

多くのガラス製造装置が、例えばガラスリボンからガラスシートを製造する際に、溶融ガラスに接触し、溶融ガラスを引出し、あるいは成形する、多くの場合対となったロールを利用している。ガラス製造装置の領域からロール上に落下する溶融ガラスは、ガラスリボンが製造できなくなる休止時間など製造プロセスの中断の原因や、さらには部品の交換を必要とする原因になる。

そのような問題を防ぐため、ロールの上に、落下する溶融ガラスを、ロールへの道からそらせるためのそらし部材が設けられる。

したがって、一つの実施の形態例として、
溶融ガラスがガラスリボンを作るために引き出される形成本体と、
該形成本体の底端から所定の距離において前記ガラスリボンの第１の端部に作用するように設けられた、１本のシャフトに結合された本体を有するロールと、
前記シャフトとロールの本体の上方において、ガラスリボンの引き出し方向に垂直な方向に延びたそらし部材とを備え、該そらし部材がガラスリボンから離れる方向に下方に傾いて設けられた中央部を有し、該中央部の上面に接触した溶融ガラスをガラスリボンから離れる方向に向けて移動するように形成されていることを特徴とするガラスリボンを索引する装置が開示されている。該中央部と水平面とのなす角度αは０＜α≦２０度の範囲にあってもよい。

前記中央部は、中央部の長さに沿って伸びた第１の端縁と、該第１の縁端から上方に延びた上リップ部とを有している。また中央部は中央部の長さに沿って伸びた第２の端縁と、該２の端縁から下方に延びた下リップ部とを有している。

他のいくつかの実施の形態においては、本装置は、複数のロールと複数のそらし部材を備えていてもよい。

また他の実施の形態においては、形成本体は、その上面に位置して溶融ガラスの流れを受け取るように構成されたトラフを備えていてもよい。その形成本体は、さらにトラフからの溶融ガラス流を受けるように形成された収束する形成面を備えていてもよい。

これらのまた他の実施の形態の更なる特徴や利点は以下の詳細な説明に述べられる。また、その一部は、その設明から当業者には容易に明らかであろうし、ここに記載された実施の形態を実施することにより認識されるであろう。その説明とは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付図面を含む。

上記の全体的なおおよその説明および以下の詳細な説明はいずれも本発明の実施の形態を示すものであり、クレームされた実施の形態の性質や特徴を理解するための概略や骨格を示すためのものである。添付図面は、これらのまた他の実施の形態をさらに理解させるために含まれており、また本明細書に組み込まれその一部を構成している。図面は、これらのまた他のいろいろな実施の形態を図示するものであり、また説明文とともに、それらの原理と作用を説明するのに供するものである。

ガラス製造装置の一例を示す立面図 図１の製造装置から引き出されたガラスリボンの一端部に作用するロールの一例を示す側面図 本発明によるそらし部材の斜視図で、選択任意の上リップ部と下リップ部を示す 図３のそらし部材の端面図で、上リップ部と下リップ部を示す 図１のガラス製造装置一部の斜視図で、一対のロールがロール上方の一対のそらし部材により保護されている様子を示す 図５のロールとそらし部材を、ロールの一端から見た側面図。

以下、添付図面に例が示された本発明の実施の形態について説明する。可能な限り、全図面を通して、同じ参照番号は同じあるいは同様の部分を示すのに使用される。

図1は、第１の囲い１２と、第１の囲いの中に位置した形成本体１４と、第1の囲いの下方に位置した第２の囲い１６とを備えたフュージョンタイプガラス製造装置１０の一例を示す。さらに形成本体の下方に位置した複数のロール１８が示されている。ロール１８は、例えば第２の囲いの中に設けられてもよい。ロール１８は、典型的には反対方向に回転する対からなり、ガラスリボンの縁部に作用するように設けられる。ガラスリボンの縁部に作用する反対方向に回転するロール対は一つでも２つ以上でもよい。

形成本体１４は、形成本体の上面内に形成されたトラフ（桶）２０と、形成本体１４の下端エッジ２４で合流する形成本体の収束する外表面上に形成された形成面２２とを有していてもよい。溶融ガラス２６は、トラフに供給され、トラフ２０の両壁から溢れ出る。溢れ出た溶融ガラスは別々の流れとして、収束する形成面２２の上を流れて下端エッジ２４で合流し、ガラスリボン２８を形成する。ガラスリボン２８は、その縁部がロール１８に捕まえられて、下方の索引方向２９に索引されて、所定の厚さに延伸される。複数のロール対が前記下端エッジから異なる距離の位置に設けられてもよい。冷却部材３０が収束する形成面に隣接する、形成本体の下端エッジの近傍に、厚さの制御のために設けられてもよい。ガラスリボンが所定の厚さに達して十分に冷却されて弾性を有する固体になった後、ガラスリボンから個別のガラスシートが切り離されて、さらにシートを加工する下流のガラス加工装置に送られる。

図２は、シャフト３４に固定された本体部３２を含むロール１８の一例を示す。シャフト３４は、ロールが駆動ロールの場合は、さらに電気モータのような駆動機構（図示せず）に結合される。あるいは、シャフトはロールを位置決めし、ロール、例えばシャフト３４を自由に回転するようなベアリング機構に接続してもよい。

場合によっては、溶融ガラスが輸送装置（例えば溶融ガラスを形成本体に輸送する配管）と形成本体１４との間のジョイントから浸み出すことがある。そして場合によって、この浸み出し、すなわちはみ出した余計な溶融ガラス３６がロール１８の上方に位置する製造装置１０の領域から落下してロールに接触することがある。もしロールへの接触が起こると、その余分な溶融ガラス３６はロールに付着してロールに巻きついたりすることになる。これは、特に余計な溶融ガラスが付着した場所が、ロールがガラスリボンに作用する本体部分の表面と一致した場合に問題となる。極端な場合には、ガラスの引き出し工程が完全に休止して、ガラスリボンがロールに案内されなくなり、形成本体から自由に流れなくなってしまう。

したがって、ガラス製造装置１０は、さらにロール１８の上にそらし部材３８を備えている。図３に示すように、引出し方向２９に垂直な方向にロール１８の長さ方向に沿って延びる中央部４０を有しており、これによって本体部３２とシャフト３４の両方を漏れた溶融ガラス３６から保護している。中央部４０は、例えば長さＬと幅Ｗを有する矩形の板として構成されてもよい。ここで長さはロール１８の長さ方向の軸４２に平行な方向の長さとする。そらし部材は形成本体の近くにおける1100℃以上の高い温度に耐えられる耐熱材料製とするのがよい。例えば、そらし部材は、一つまたは２以上のHaynes（登録商標）Alloy No.214あるいは「Haynes」Alloy No.230のような耐熱金属合金であってもよい。中央部４０は、中央部４０の上面４４が、下端エッジ２４に平行でかつそれに交差する垂直面４６から離れる方向に下方に傾くように配置される。言い換えれば、図４に示すように、中央部４０の上面４４に垂直なベクトル４８は、上向きの垂直ベクトル成分４８ｖと垂直面４６から離れる方向へのゼロでない水平ベクトル成分４８ｈを有している。このようにして、ロール１８の上から落下する余計な溶融ガラス３６は、中央部４０に遮られ、その上面４４によってロール１８から外れるように案内される。余計に漏れた溶融ガラス３６は、それから下方に流れ、上面４４の上を横方向に流れて、下方の位置に安全に落下する。例えば、容器（図示せず）をそらし部材の下方に置いて、そらし部材から滴り落ちる余分な溶融ガラスを集める実施の形態としてもよい。

また図３と図４に示すように、中央部４０は上方または第1の長い端縁５０と下方または第２の長い端縁５２を有しており、第１と第２の長い端縁５０，５２は中央部の長さ方向に沿って延びている。第1と第２の端縁は互いに平行であってもよいし、さらに長さ方向の軸４２と平行であってもよい。実施の形態によっては、そらし部材３８は任意に選択可能な第１の長さ方向の軸５０に沿って延びた上部あるいは第１のリップ部５４と、任意に選択可能な第２の長さ方向の軸５２に沿って延びた下部あるいは第２のリップ部５６の少なくともいずれか一つを備えていてもよい。図４から６に図示されているように、第１と第２のリップ部５４，５６は中央部４０のそれぞれの表面に対して角度を持っている。例えば、第1のリップ部５４は、第１のリップ部５４の表面と中央部４０の上面４４との間の角度βが９０＜β＜１８０の範囲になるように位置決めされる。また、第２のリップ部５６は、第２のリップ部５６の表面と中央部４０の下面５８との間の角度Φが９０＜Φ＜１８０の範囲になるように位置決めしてもよい。角度βと角度Φは、例えば等しく（β＝Φ）てもよい。第1のリップ部５４は、出来上った余計な溢れた溶融ガラスが中央部４０の第1の長さ方向の端縁５０から溢れ出てロール１８に接触し、それによりそらし部材３８の目的を達成できなくするのを防止することができ、第２のリップ部５６は、中央部４０の第２の 長さ方向の端縁５２にまで達した余計な溢れた溶融ガラスが、下面５８に沿ってロール１８の方へ逆流するのを防止することができる。

上記記載から、そらし部材３８は、溶融ガラスの引き出しに使用されるロールであれば、どのロールでもあるいはすべてのロールでも、その上に設置してよいことは明らかである。また、それはここに図示され説明されたフュージョンダウンドロー方法に限られるものではないことも明らかである。例えば、そらし部材３８は、溶融ガラスが形成本体の底面に形成されたスロットから引き出されるスロットドロー方法にも使用可能であり、あるいは溶融ガラスのプールから溶融ガラスを上方へ引き上げるアップドロー方法にも使用可能である。さらに、そらし部材３８はロール１８を、装置の囲いの内面に集まり、滴り落ちたり落下してロールに接触する可能性のある凝縮物のような他の潜在的な汚染物質から保護するために使用することもできる。

当業者には、本発明の精神と範囲から離れることなく、いろいろな修正や変形が本発明の実施の形態に施され得ることが明らかであろう。このように、本発明は添付する特許請求の範囲とその均等物の範囲に入る限り、これらのまた他の実施の形態の修正や変形を含むことを意図するものである。

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
ガラスリボンを製造する装置において、
溶融ガラスがガラスリボンを作るために引き出される形成本体と、
該形成本体の底端から所定の距離において前記ガラスリボンの第１の端部に作用するように設けられた、１本のシャフトに結合された本体を有するロールと、
前記シャフトとロールの本体の上方において、ガラスリボンの引き出し方向に垂直な方向に延びたそらし部材であって、ガラスリボンから離れる方向に下方に傾いて設けられた中央部を有し、該中央部の上面に接触した溶融ガラスをガラスリボンから離れる方向に向けて移動するように形成されているそらし部材と、
を備えたことを特徴とするガラスリボンを製造する装置。

実施形態２
前記中央部が、中央部の長さに沿って伸びた第１の端縁と、該第１の縁端から上方に延びた上リップ部とを有している実施形態１記載の装置。

実施形態３
前記中央部が、中央部の長さに沿って伸びた第２の端縁と、該第２の端縁から下方に延びた下リップ部とを有している実施形態２記載の装置。

実施形態４
前記中央部と水平面とのなす角度αが０＜α≦２０度の範囲にある実施形態１記載の装置。

実施形態５
複数の前記ロールと複数の前記そらし部材を備えている実施形態１記載の装置。

実施形態６
形成本体が、溶融ガラスの流れを受け取るように構成されたトラフを備えている実施形態１記載の装置。

実施形態７
形成本体が、トラフからの溶融ガラス流を受けるように形成された収束する形成面を備えている実施形態１記載の装置。

実施形態８
ガラスリボンを引き出す装置において、
溶融ガラスがガラスリボンを作るために引き出される形成本体であって、該形成本体の上面に位置して溶融ガラスの流れを受け取るように構成されたトラフと、さらに該形成本体の下端縁で合流して収束する形成面を備えた形成本体と、
該形成本体の底端から所定の距離において、前記ガラスリボンの端部に作用するように設けられた、１本のシャフトに結合された本体を有する複数のロールと、
前記シャフトと前記複数のロールの各ロールの本体の上方において、ガラスリボンの引き出し方向に垂直な方向に延びたそらし部材であって、ガラスリボンから離れる方向に下方に傾いて設けられた中央部を有し、該中央部の上面に接触した溶融ガラスをガラスリボンから離れる方向に向けて移動するように形成されているそらし部材と、
を備えたことを特徴とするガラスリボンを引き出す装置。

実施形態９
前記複数のロールは、反対方向に回転する対からなっている実施形態８記載の装置。

実施形態１０
前記中央部が、中央部の長さに沿って伸びた第１の端縁と、該第１の縁端から上方に延びた上リップ部とを有している実施形態８記載の装置。

実施形態１１
前記中央部が、中央部の長さに沿って伸びた第２の端縁と、該第２の端縁から下方に延びた下リップ部とを有している実施形態１０記載の装置。

１０ フュージョンタイプガラス製造装置
１２ 第１の囲い
１４ 形成本体
１６ 第２の囲い
１８ ロール
２０ トラフ（桶）
２２ 形成面
２４ 下端エッジ
２６ 溶融ガラス
２８ ガラスリボン
２９ 索引方向
３０ 冷却部材
３２ 本体部
３４ シャフト
３６ 溶融ガラス
３８ そらし部材
４０ 中央部
４２ ロールの長さ方向の軸
４４ 中央部の上面
５０ 第１の長い端縁
５２ 第２の長い端縁
５４ 第１のリップ部
５６ 第２のリップ部
５８ 下端

Claims (10)

1. ガラスリボンを製造する装置において、
   溶融ガラスがガラスリボンを作るために引き出される形成本体と、
   該形成本体の底端から所定の距離において前記ガラスリボンの第１の端部に作用するように設けられた、１本のシャフトに結合された本体を有するロールと、
   前記シャフトとロールの本体の上方において、ガラスリボンの引き出し方向に垂直な方向に延びたそらし部材であって、ガラスリボンから離れる方向に下方に傾いて設けられた中央部を有し、該中央部の上面に接触した溶融ガラスをガラスリボンから離れる方向に向けて移動するように形成されているそらし部材と、
   を備えたことを特徴とするガラスリボンを製造する装置。
2. 前記中央部が、中央部の長さに沿って伸びた第１の端縁と、該第１の縁端から上方に延びた上リップ部とを有している請求項１記載の装置。
3. 前記中央部が、中央部の長さに沿って伸びた第２の端縁と、該第２の端縁から下方に延びた下リップ部とを有している請求項１または２記載の装置。
4. 前記中央部と水平面とのなす角度αが０＜α≦２０度の範囲にある請求項１から３いずれか１記載の装置。
5. 形成本体が、溶融ガラスの流れを受け取るように構成されたトラフを備えている請求項１から４いずれか１記載の装置。
6. 形成本体が、トラフからの溶融ガラス流を受けるように形成された収束する形成面を備えている請求項５記載の装置。
7. ガラスリボンを引き出す装置において、
   溶融ガラスがガラスリボンを作るために引き出される形成本体であって、該形成本体の上面に位置して溶融ガラスの流れを受け取るように構成されたトラフと、さらに該形成本体の下端縁で合流して収束する形成面を備えた形成本体と、
   該形成本体の底端から所定の距離において、前記ガラスリボンの端部に作用するように設けられた、１本のシャフトに結合された本体を有する複数のロールと、
   前記シャフトと前記複数のロールの各ロールの本体の上方において、ガラスリボンの引き出し方向に垂直な方向に延びたそらし部材であって、ガラスリボンから離れる方向に下方に傾いて設けられた中央部を有し、該中央部の上面に接触した溶融ガラスをガラスリボンから離れる方向に向けて移動するように形成されているそらし部材と、
   を備えたことを特徴とするガラスリボンを引き出す装置。
8. 前記複数のロールは、反対方向に回転する対からなっている請求項７記載の装置。
9. 前記中央部が、中央部の長さに沿って伸びた第１の端縁と、該第１の縁端から上方に延びた上リップ部とを有している請求項７または８記載の装置。
10. 前記中央部が、中央部の長さに沿って伸びた第２の端縁と、該第２の端縁から下方に延びた下リップ部とを有している請求項９記載の装置。

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