JP6723350B2 - コンベヤローラ端部の冷却を有するガラス板処理システム - Google Patents

Description

本発明は、システムの加熱された環境内で冷却されるローラ端部を備えたローラを含むコンベヤを有する、ガラス板処理システムに関する。

ガラス板は従来、炉内のコンベヤ上で加熱することによって形成され、次いで冷却のために送達する前に加熱チャンバ内で形成される。このような冷却は、焼鈍しを提供するための徐冷、加熱強化を提供する速い冷却、もしくは焼き戻しを提供するより速い冷却であることが可能である。ガラス板の加熱に関しては、米国特許第３，８０６，３１２号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．、第３，９４７，２４２号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．、第３，９９４，７１１号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ、第４，４０４，０１１号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ、および第４，５１２，４６０号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒを参照されたい。ガラス板形成に関しては、米国特許第４，２０４，８５４号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．、第４，２２２，７６３号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ、第４，２８２，０２６号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．、第４，４３７，８７１号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．、第４，５７５，３９０号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ、第４，６６１，１４１号明細書、Ｎｉｔｓｃｈｋｅ ｅｔ ａｌ．、第４，６６２，９２５号明細書、Ｔｈｉｍｏｎｓ ｅｔ ａｌ．、第５，００４，４９１号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．、第５，３３０，５５０号明細書、Ｋｕｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．、第５，３７６，１５８号明細書、Ｓｈｅｔｔｅｒｌｙ ｅｔ ａｌ．、第５，４７２，４７０号明細書、Ｋｏｒｍａｎｙｏｓ ｅｔ ａｌ．、第５，９００，０３４号明細書、Ｍｕｍｆｏｒｄ ｅｔ ａｌ．、第５，９０６，６６８号明細書、Ｍｕｍｆｏｒｄ ｅｔ ａｌ．、第５，９２５，１６２号明細書、Ｎｉｔｓｃｈｋｅ ｅｔ ａｌ．、第６，０３２，４９１号明細書、Ｎｉｔｓｃｈｋｅ ｅｔ ａｌ．、第６，１７３，５８７号明細書、Ｍｕｍｆｏｒｄ ｅｔ ａｌ．、第６，２２７，００８号明細書、Ｓｈｅｔｔｅｒｌｙ、第６，４１８，７５４号明細書、Ｎｉｔｓｃｈｋｅ ｅｔ ａｌ．、第６，５４３，２５５号明細書、Ｂｅｎｎｅｔｔ ｅｔ ａｌ．、第６，５７８，３８３号明細書、Ｂｅｎｎｅｔｔ ｅｔ ａｌ．、第６，７１８，７９８号明細書、Ｎｉｔｓｃｈｋｅ ｅｔ ａｌ．、第６，７２９，１６０号明細書、Ｎｉｔｓｃｈｋｅ ｅｔ ａｌ．を参照されたい。冷却に関しては、米国特許第３，９３６，２９１号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ、第４，４７０，８３８号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．、第４，５２５，１９３号明細書、ＭｃＭａｓｔｅｒ ｅｔ ａｌ．、第４，９４６，４９１号明細書、Ｂａｒｒ、第５，３８５，７８６号明細書、Ｓｈｅｔｔｅｒｌｙ ｅｔ ａｌ．、第５，９１７，１０７号明細書、Ｄｕｃａｔ ｅｔ ａｌ．、第６，０７９，０９４号明細書、Ｄｕｃａｔ ｅｔ ａｌ．、および第６，５１３，３４８号明細書、Ｂｅｎｎｅｔｔ ｅｔ ａｌ．を参照されたい。

ガラス板を搬送するために利用されるローラは、焼結接合した溶融シリカを含んでもよく、焼結接合した溶融シリカは、通常６００℃を超えるものである可能性がある、比較的高温に加熱する時に熱反りすることなく作動できる。しかしこの高温により耐性の問題が生じ、また回転用ローラを支持するために利用される金属端部キャップの搭載にも問題が生じる可能性がある。

本発明の目的は、改良された高温のガラス板処理システムを提供することである。

上記の目的を実行する際、本発明に従って構築された高温のガラス板処理システムは、処理システムの搬送方向に沿って延在し、１組のローラ端部を有する複数のローラを含むローラコンベヤを含み、１組のローラ端部は、システムの加熱された場所の内部に配置され、搬送方向に沿って互いに位置合わせされる。また処理システムは、システムの加熱された場所の内部に配置され、冷却チャンバを画定する筐体を含む細長い冷却装置を有するローラ支持構造も含み、冷却チャンバは、位置合わせされた組のローラ端部を回転可能に支持する軸受を受領し有する。位置合わせされた組のローラ端部の冷却、および軸受の冷却を提供するために冷却流体を冷却チャンバに供給する、冷却回路を含む冷却装置。

開示されたように、冷却回路は液体を供給し、液体は位置合わせされた組のローラ端部および軸受の冷却を提供する。使用される液体は、位置合わせされた組のローラ端部および軸受の冷却を提供する水であり、より具体的には、位置合わせされた組のローラ端部および軸受の冷却を提供する水および不凍液の混合物である。

また開示されたローラ支持構造は空気供給部を含み、空気供給部は、処理システムの加熱された空気が冷却装置の中に流入し、位置合わせされた組のローラ端部および軸受を加熱するのを防ぐ。

これも開示されたように、ローラ支持構造は丸缶を含み、丸缶は冷却チャンバの中に突起し、それぞれが開口端部を有し、開口端部を通って位置合わせされた組のローラ端部はそれぞれが冷却チャンバの中に突起する。位置合わせされた組のローラ端部を回転可能に支持する軸受を支持する丸缶、ならびに位置合わせされた組のローラ端部および軸受の冷却のために水を供給する冷却回路の流路を画定する、冷却装置の筐体および開口端部の丸缶。

位置合わせされた組のローラ端部は、それにそれぞれが固定された端部キャップを有し、端部キャップは支持突起部を有し、支持突起部はそれぞれが軸受によって回転可能に支持される。また空気供給部は、処理システムの加熱された空気が丸缶の間の冷却装置の中に流入するのを防ぎ、位置合わせされた組のローラ端部が端部キャップおよび軸受を加熱するのを防ぐために、空気を丸缶の中に提供する。

本発明の目的、特徴および利点は、好ましい実施形態の以下の詳述を添付図面に関連させると容易に明らかになる。

図１は、本発明を具現化するガラス板処理システムの概略上面図である。 図２は、図１の２−２線の方向に沿って切り取られた処理システムの概略側立面図である。 図３は、図１の３−３線の方向に沿って切り取られた処理システムの概略立面端面図であり、本発明のローラコンベヤ冷却装置を有し、さらにシステムの加熱された環境内でガラス板を形成するために利用される形成金型を備えた、第１および第２の形成部を有する形成ステーションを示す。 図３ａは、図３の形成ステーションの右第２の形成部を示す部分立面図であり、初めに形成されたガラス板がそこに動かされた後、第１の上金型上で左第１の形成ステーションから、送達金型上の前のサイクルから形成されたガラス板を解放した下金型の上および第２の上金型の下の位置に移動され、送達金型はその後送達のために形成ステーションから出る。 図３ｂは、下金型と第２の上金型との間でプレス成形中のガラス板を示す、図３の形成ステーションの右第２の形成部の別の部分図である。 図４は、システム筐体内の加熱された場所においてコンベヤローラ端部の冷却を提供する冷却装置を示すために、その上部が取り除かれたシステムの筐体を示す斜視図である。 図５は、冷却装置をさらに示すために、図４の５−５線の方向に沿って切り取られた立面図である。 図６は、冷却装置の構造をさらに示すために、図５の６−６線の方向に沿って切り取られた断面図である。 図７は、図６の７−７線の方向に沿って冷却装置を通って切り取られた断面図である。 図８は、概ね図７の８−８線の方向に沿って切り取られた断面図であるが、関連したローラ端部を回転可能に支持する軸受を支持する、１対の軸受支持部のそれぞれの構築を示すために、ローラ端部が切断され軸受が取り除かれている。

必要に応じて、本発明の詳しい実施形態が本明細書に開示されているが、開示された実施形態は本発明の例に過ぎず、本発明は様々な代替の形で具現化されてもよいことを理解されたい。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、一部の特徴は特定の構成要素の詳細を示すために誇張または縮小されることがある。したがって本明細書に開示された特定の構造および機能の詳細は、限定ではなく、当業者が本発明を様々に利用するための教示の代表的な基礎に過ぎないと解釈されるべきである。

図１〜図３を参照すると、概ね１０で示されたガラス板処理システムは、本発明を具現化し、加熱炉１２、第１および第２の形成場所１６および１８を含む形成ステーション１４、ならびに焼鈍しのための徐冷、加熱強度のためのより速い冷却、または焼き戻しのためのより急速な冷却によって形成されたガラス板Ｇを冷却するための冷却ステーション２０を含む。さらに炉１２および形成ステーション１４の第１の形成部１６は、加熱のために搬送方向Ｃに沿ってガラス板Ｇを搬送するためのコンベヤローラ２４を有するローラコンベヤ２２を含む。ローラ２４は、加熱および冷却中に熱反りに耐性を有し、したがって搬送中にガラス板の平面性を提供するように、焼結接合した溶融シリカ粒子から作成される。処理システム１０のすべての構成要素は、図２に概略的に示されたように、ワイヤ、光ファイバ、管、その他の制御バンドル２５ａを通して制御装置２５によって制御される。

図３に示されたように、各ローラ２４は一端２６を有し、一端２６は、概略的に示された駆動機構２８によって回転駆動されるように炉の外方に延在することができる一方で、各ローラの別の端部３０は、形成ステーション１４の第１の部分１６と第２の部分１８との間の接合部３２に隣接した加熱される場所に配置され、図３に概略的に示されたローラ支持構造３４によって受領される。より具体的には支持構造３４は、図４および図５に示されたように搬送方向Ｃに沿った細長い形状を有し、冷却チャンバ４０を画定する筐体３８を含むように、図６に示された細長い冷却装置３６を含み、冷却チャンバ４０は軸受４２を受領し有し、軸受４２は位置合わせされた組のローラ端部３０を回転支持する。図５に最もよく示されたように、冷却装置４２は入口４４および出口４６を含み、冷却流体は、システムの作動中に位置合わせされた組のローラ端部３０の冷却、および軸受４２の冷却を提供するために、入口４４および出口４６を通って冷却チャンバに供給される。

図３に示されたような特定の処理システム１０では、ガラス板の形成は、以下により完全に記載されるように、コンベヤロール端部３０が支持構造３４内で冷却された状態で行われる。より具体的には、このシステムは、搬送方向Ｃに沿って湾曲しているが、搬送方向に直角である直線要素を有する、下方に向いた形成面５０を含む第１の上金型４８を有する、その第１の形成部１６を備えた形成ステーション１４を有し、第２の形成部１８は、搬送方向Ｃに沿って湾曲し、かつ搬送方向Ｃに直角である下方に向いた形成面５４を有する第２の上金型５２を有する。アクチュエータ５５はローラ５５ａを有し、ローラ５５ａはビーム５６（１つのみが示されている）を支持し、ビーム５６の上で第１の上金型４８は支持され、形成動作中にアクチュエータ５５の動作によりわずかに垂直方向に動かされ、アクチュエータ５７は、形成動作中にビーム５６および第１の上金型４８を形成ステーション１４の第１の形成部１６と第２の形成部１８との間をビーム上で水平に動かす。また横方向ローラ５５ｂも、図３におけるそのピックアップ位置と図３ａにおけるその送達位置との間で第１の上金型３８が動いている間に横方向に位置決めするためにビーム５６に接触する。

さらにアクチュエータ５８は、形成ステーション１４の形成サイクルの間に第２の上金型５２を垂直方向に動かし、圧縮空気源６０は第１および第２の気体ポンプ６１および６２に圧縮空気を供給して真空を提供し、またある時は形成されるガラス板Ｇをまず支持し、その後解放するために、第１および第２の上金型４８および５２の形成面５０および５４内の穴の配列を通って圧縮空気を提供する。また形成ステーションの第２の形成部１４内の下金型６４は、形成中にジャック６６により垂直運動を支持される。この垂直運動が下方に動くことができることにより、第１の上金型３８が下金型６４の上に動き、次いで上方に動くことができるので、ガラス板は、位置決めを制御するために下金型により接近して離間した関係で解放される。加えて下金型６４の垂直運動により、プレス曲げを行うために第２の上金型５２の垂直運動と協働して使用することもできる。加えて、気体ジェットポンプアレイ７０は、以下に記載されるように形成サイクルを開始するために、加熱されたガラス板Ｇをローラコンベヤ２２から第１の上金型４８まで上昇させる。

形成ステーション１４に加えて、図３に示されたようなシステム１０は冷却ステーション２０を含み、冷却ステーション２０に移動される形成されたガラス板Ｇは、第２の形成部１８から冷却のための下急冷ヘッド７８と上急冷ヘッド７８との間の冷却ステーションにアクチュエータ７６によって送達金型７４上に動かされる。また前にも述べたように、この冷却は焼鈍しのための徐冷、加熱強度のためのより速い冷却、または焼き戻しのための急速な冷却であることが可能である。

図３、図３ａ、および図３ｂに示された形成ステーション１４は、３段階の動作を有し、ガラス板は、第１の方向に湾曲し第１の方向に直角である第２の方向に直線要素を備えた第１の上金型４８上に形成され、開口中心リング形状を有する下金型６４上に直角方向の重力により、それによって図３ａに示されたその送達位置の第１の上金型４８から受領後、最後に図３ｂに示されたように第２の上金型５２と下金型６４との間のプレス形成によって形成される。

図３を参照とする形成ステーション１４の動作のサイクルは、ガラス板Ｇを第１の上金型４８の面５０に加えられた真空、および気体ジェットポンプアレイ７０から上方への気体流により、ローラコンベヤ２２から持ち上げることができるように、左の第１の形成部１６内で第１の上金型４８の下方運動から始まる。より具体的には、第１の上金型４８をアクチュエータ５５によりガラス板の最初のピックアップのためにコンベヤ２２から約半インチ（１２〜１５ｍｍ）下方に動かすことができ、次いで上方に動かすことができるので、第１の上金型は支持構造３４の上に移動できる。次いでアクチュエータ５７はビーム５６および第１の上金型４８を右に動かし、形成ステーションの第２の形成部１８の中に入り、図３ａに示された場所、下金型６４の上および送達金型７４の上に示されている上昇した上金型５２の下に移動し、送達金型７４はその後依然として前のサイクルの動作をしている。第１の上金型４８および送達金型７４を同時に第２の形成部１８内で異なる上昇で位置決めすることにより、システムサイクル時間を低減する重複サイクルを提供し、したがって最終的に形成されたガラス板製品の費用を有利に下げる、より大きな生産力を提供する。

下金型６４がガラス板を受領した後、第１の上金型４８は、次のサイクルに備えて図３に示されたように第１の形成部１６に動いて戻り、ガラス板Ｇは、図３ｂに示されたように第２の上金型５２と下金型６４との間でプレス形成される。その後図３ａの位置に上方に移動された第２の上金型５２は、それによってプレス形成されたガラス板は支持され、送達金型７４は、その後図３に示された急冷２０に移動するためにプレス形成されたガラス板を受領するように、示されたように第２の形成部１４の中に移動される。

支持構造３４およびその冷却装置３６は、支持構造および冷却装置が特定の有用性を有するために開示された形成ステーションに加えて、加熱された場所を有する他のシステム内でも使用することができることを認識されたい。例えば形成ステーションは、別法として参照により開示全体が本明細書に組み込まれた、米国特許出願公開第２０１５／０２１８０２９Ａ１号明細書によって開示されたように、垂直方向のみに動く第１の上金型、および第１の上金型の下から送達金型の挙上より低い挙上で第２の上金型の下に水平に動く下金型を有してもよく、送達金型は下金型と第２の上金型との間でプレス形成後に形成されたガラス板を送達する。

冷却装置３６の好ましい構造において、冷却回路は図６に示された冷却チャンバ４０、ならびに図５に示された入口４４および出口４６によって提供される。好ましくは回路を通って流れる流体によって提供される流体は、コンベヤローラ２４の位置合わせされた組のローラ端部３０の冷却、ならびに図６および図７に示されたように関連した軸受４２の冷却を提供する。より具体的には開示されたように、利用される液体は水であり、水は、好ましくは位置合わせされた組のローラ端部３０および軸受４２の冷却を提供するために、水および不凍液の混合物として提供される。不凍液は、システムを通過後に外部冷却器内を冷却する際に凍結を防ぎ、また不凍液の非沈殿剤により冷却回路内に沈殿の蓄積を防ぐ。

図５および図６を参照すると、ローラ支持構造３４は、集合的に８０で示された空気供給部を含み、空気供給部８０は、処理システムの加熱された空気が冷却装置３６の中に流入し、位置合わせされた組のローラ端部３０および軸受４２を加熱するのを防ぐ。より具体的には、ローラ支持構造３４は丸缶８２を含み、丸缶８２は筐体３８から内方に突起し、それぞれは開口端部８４を有し、開口端部８４を通って位置合わせされた組のローラ端部３０は冷却チャンバ４０の中に内方に突起する。丸缶８２は軸受４２を支持し、軸受４２は位置合わせされた組のローラ端部３０を回転可能に支持し、冷却装置３６の筐体３８および開口端部の丸缶は冷却回路の流路を画定し、流路は、図５に関連して先に記載されたように、入口４４から出口４６に流れる際に位置合わせされた組のローラ端部および軸受を冷却するために水を供給する。

図６に示されたように、位置合わせされた組のローラ端部３０はそれぞれが端部キャップ８６を有し、端部キャップ８６は関連したローラの焼結接合した溶融シリカに固定され、各端部キャップは、関連した減摩軸受４２の内レースによって受領される突起部８８を有し、軸受４２はそれに保持具９０によって固定される。高温の接着剤は端部キャップ８６をローラ端部３０に固定し、この固定部および軸受４２のどちらも冷却チャンバ４０を通る循環水によって冷却される一方で、空気供給部８０からの気流は、処理システムの内部からの熱風がこれらの構成要素を加熱するのを防ぐ。示されたような空気供給部８０は、供給管９４に送り込む圧縮空気源９２（図５）を含み、供給管９４は次いで圧縮空気を継手９８に連結された支管９６に供給し、継手９８は圧縮空気を管１００の中に送り込み、管１００は丸缶８２を支持し、圧縮空気を丸缶の中に送り込む。

図７および図８に示されたように、各丸缶８２の内部上の軸受座部１０２は、ローラ端部３０の回転可能な支持部を提供するために、減摩軸受４２をそれらの外レースで支持し、ローラ端部３０の端部キャップ８６上の突起部８８は、軸受の内レースによって受領される。

同様に移送装置６９のより具体的な開示については、これも開示全体が参照により本明細書に組み込まれた、これも本明細書と同時に出願され、「ガラス処理システムのための持ち上げ装置」の名称を有する、整理番号ＧＬＴ１９９３ＰＵＳの米国特許出願を参照されたい。

例示的実施形態が上に記載されているが、これらの実施形態は本発明のすべての可能な形を記載することを意図するものではない。むしろ本明細書に使用された用語は、限定ではなく、説明のための用語であり、様々な変更が本発明の精神および範囲から逸脱することなく行われてもよいことを理解されたい。加えて様々な実装的実施形態の特徴を組み合わせて、本発明のさらなる実施形態を形成することができる。

Claims (6)

1. 高温のガラス板処理システムにおいて、
   前記処理システムの搬送方向に沿って延在し、１組のローラ端部を有する複数のローラを含むローラコンベヤにおいて、前記組のローラ端部は前記システムの加熱された場所の内部に配置され、前記搬送方向に沿って互いに位置合わせされる、ローラコンベヤと、
   前記システムの前記加熱された場所の内部に配置され、冷却チャンバを画定する筐体を含む細長い冷却装置を有するローラ支持構造において、前記冷却チャンバは、前記位置合わせされた組のローラ端部を回転可能に支持する軸受を受領し有し、前記冷却装置は冷却回路を含み、前記冷却回路は、前記位置合わせされた組のローラ端部の冷却および前記軸受の冷却を提供するために冷却液を前記冷却チャンバに供給する、ローラ支持構造と、を含み、
   前記ローラ支持構造は丸缶を含み、前記丸缶は前記冷却チャンバの中に突起し、それぞれが開口端部を有し、前記開口端部を通って前記位置合わせされた組のローラ端部はそれぞれが前記冷却チャンバの中に突起し、前記丸缶は前記軸受を支持し、前記軸受は前記位置合わせされた組のローラ端部を回転可能に支持し、前記冷却装置の前記筐体および前記開口端部の丸缶は前記冷却回路の流路を画定し、前記流路は、前記位置合わせされた組のローラ端部および前記軸受の冷却のための前記冷却液を供給することを特徴とする高温のガラス板処理システム。
2. 請求項１に記載の高温のガラス板処理システムにおいて、前記冷却回路は水を供給し、前記水は前記位置合わせされた組のローラ端部および前記軸受を冷却する前記冷却液を提供することを特徴とする高温のガラス板処理システム。
3. 請求項２に記載の高温のガラス板処理システムにおいて、前記冷却回路は前記水および不凍液の混合物を供給し、前記不凍液は、前記位置合わせされた組のローラ端部および前記軸受の前記冷却を提供することを特徴とする高温のガラス板処理システム。
4. 請求項２に記載の高温のガラス板処理システムにおいて、前記ローラ支持構造は空気供給部も含み、前記空気供給部は、前記処理システムの加熱された空気が前記冷却装置の中に流入し、前記位置合わせされた組のローラ端部および前記軸受を加熱するのを防ぐことを特徴とする高温のガラス板処理システム。
5. 請求項１に記載の高温のガラス板処理システムにおいて、前記位置合わせされた組のローラ端部は、それぞれがそれに固定され、支持突起部を有する端部キャップを有し、前記支持突起部はそれぞれが前記軸受によって回転可能に支持されることを特徴とする高温のガラス板処理システム。
6. 請求項５に記載の高温のガラス板処理システムにおいて、空気供給部をさらに含み、前記空気供給部は、前記処理システムの加熱された空気が前記丸缶の間の前記冷却装置の中に流入するのを防ぎ、前記位置合わせされた組のローラ端部が前記端部キャップおよび前記軸受を加熱するのを防ぐために、空気を前記丸缶の中に提供することを特徴とする高温のガラス板処理システム。

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