JP6872903B2 - ガラス処理装置およびガラス処理方法 - Google Patents

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Description

本願は、2014年2月28日に出願された米国仮特許出願第61/946224号明細書の米国特許法第119条に基づく優先権を主張するものであり、本願は上記特許出願の内容に依存したものであり、また上記特許出願の内容は参照によりその全体が本明細書に援用される。
本開示は、概してガラス処理装置および方法に関するものであり、より詳細には、ガラス板の未汚損の表面を維持しながらガラス板の表面を機械加工するためのガラス処理装置および方法に関する。
フュージョンドロー機からガラスリボンをフュージョンドローすることが知られている。このリボンは、典型的には、様々な液晶ディスプレイ形状を作り出すために使用され得るガラス板にさらに加工される。加工時には、尖ったエッジおよび/またはその他の不具合を除去するようにガラス板またはガラスリボンのエッジを仕上げ処理することが望ましい場合が多い。このような仕上げ処理技術はガラス板の未汚損の表面を維持しながら行う必要がある。ガラス板のエッジの仕上げ処理は、取扱いに必要な端面形状や強度、および顧客のパネル製造工程を改善するために非常に重要である。
詳細な説明において記述される幾つかの例示的な態様を基本的に理解するために、本開示の簡単な概要を以下に示す。
本開示の第1の例示的な態様において、ガラス処理装置は、加工車の加工面がガラス板の表面部分を機械加工するように回転するように構成された当該加工車を含む少なくとも1つの上流加工装置を含む。この少なくとも1つの上流加工装置は、当該加工車を実質的に囲む囲い板をさらに含む。このガラス処理装置は、当該少なくとも1つの上流加工装置から下流に位置した下流加工装置をさらに含む。この下流加工装置は、洗浄車を含む加工車を含む。この洗浄車は、当該少なくとも1つの上流加工装置で当該ガラス板の当該表面部分を機械加工することで生じた破片を除去するために当該ガラス板の当該表面部分を洗浄することにより、当該洗浄車の加工面が当該ガラス板の当該表面部分を機械加工するように回転するように構成される。
第1の態様の一例において、当該囲い板は、当該ガラス板の当該表面部分を受け入れるように構成されたスロットを含む。
第1の態様の他の例において、当該下流加工装置は、当該洗浄車を実質的に囲む囲い板をさらに含む。たとえば、当該囲い板は、当該ガラス板の当該表面部分を受け入れるように構成されたスロットを含む。
さらに第1の態様の他の例において、当該少なくとも1つの上流加工装置の当該加工車は、砥石車を含む。
さらに第1の態様の他の例において、当該少なくとも1つの上流加工装置の当該加工車は、研磨車を含む。
第1の態様のさらなる例において、少なくとも1つの上流加工装置は、第1上流加工装置および第2上流加工装置を含む。当該第1上流加工装置の加工車は砥石車を含み、当該第2上流加工装置の加工車は研磨車を含む。当該第2上流加工装置は、当該第1上流加工装置と当該下流加工装置の間の中流に位置する。
さらに第1の態様のさらなる例において、当該ガラス処理装置は、当該ガラス板の主要な表面に沿って層状の流体膜を流入させるように構成された流体分配装置を含む。さらに、当該ガラス処理装置は、当該ガラス板の他の主要な表面に沿って流体を流入させるように構成された他の流体分配装置を任意選択的に含んでもよい。
第1の態様の他の例において、当該加工車および当該洗浄車の少なくとも1つの車の当該加工面は、当該車の外周面を含む。
第1の態様は、単独でまたは上述の第1の態様の1つまたは複数の例を組み合わせて実行されてもよい。
本開示の第2態様の例において、ガラス処理装置は、加工車の加工面がガラス板の表面部分を機械加工するように回転するように構成された当該加工車を含む少なくとも1つの上流加工装置を含む。当該少なくとも1つの上流加工装置は、当該ガラス板の主要な表面に沿って層状の流体膜を流入させるように構成された流体分配装置をさらに含む。ガラス処理装置は、当該少なくとも1つの上流加工装置から下流に位置した下流加工装置をさらに含む。当該下流加工装置は、洗浄車を含む加工車を含む。当該洗浄車は、当該少なくとも1つの上流加工装置で当該ガラス板の表面を機械加工することで生じた破片を除去するために当該ガラス板の当該表面部分を洗浄することにより、当該洗浄車の加工面が当該ガラス板の当該表面部分を機械加工するように回転するように構成される。
第2の態様の一例において、当該少なくとも1つの上流加工装置は、当該ガラス板の他の主要な表面に沿って流体を流入させるように構成された他の流体分配装置をさらに含む。
第2の態様の他の例において、当該下流加工装置は、当該ガラス板の当該主要な表面に沿って層状の流体膜を流入させるように構成された流体分配装置を含む。さらなる例において、当該下流加工装置は、当該ガラス板の他の主要な表面に沿って流体を流入させるように構成された他の流体分配装置を含む。
さらに第2の態様の他の例において、当該少なくとも1つの上流加工装置は第1上流加工装置と第2上流加工装置を含む。当該第1上流加工装置の加工車は砥石車を含み、当該第2上流加工装置の加工車は研磨車を含む。当該第2上流加工装置は、当該第1上流加工装置と当該下流加工装置の間の中流に位置する。
さらに第2の態様の他の例において、当該加工車と当該洗浄車の少なくとも1つの車の当該加工面は、当該車の外周面を含む。
第2の態様は、単独でまたは上述の第2の態様の1つまたは複数の例を組み合わせて実行されてもよい。
本開示の第3の例示的な態様において、ガラス処理方法は、(I)略層流の第1の流体膜を第1の流体平面に沿って分配しガラス板の第1の主要な表面に着地させながら、第1の回転する加工車の加工面で当該ガラス板の表面部分を機械加工するステップを含む。当該表面部分の機械加工に起因する破片は、当該ガラス板の当該第1の主要な表面に沿って移動する当該第1の流体膜に流入し、当該ガラス板から除去される。次いで、本方法は、当該ステップ(I)中に生じるさらなる破片を除去するために当該ガラス板の当該表面部分を洗浄することにより、当該ガラス板の当該表面部分を機械加工する洗浄車を含む、第2の回転する加工車の加工面で当該ガラス板の当該表面部分を機械加工するステップ(II)を含む。
第3の態様の一例において、ステップ(I)とステップ(II)各々が、縁部を含む当該ガラス板の当該表面部分を機械加工する。
第3の態様の他の例において、ステップ(I)は、回転する研磨車を含む当該第1の回転する加工車で当該ガラス板の当該表面部分を研磨することにより、当該ガラス板の当該表面部分を機械加工するステップを含む。
さらに第3の態様の他の例において、本方法は、ステップ(I)に先立って、回転する砥石車を含む当該第1の回転する加工車で当該ガラス板の当該表面部分を研削することにより、当該ガラス板の当該表面部分を機械加工するステップをさらに含む。
さらに第3の態様の他の例において、ステップ(I)中に、当該第1の流体膜は囲い板の外側の位置でガラス板の当該第1の主要な表面に着地し、当該表面部分の機械加工に起因する当該破片が当該囲い板の内側で当該第1の流体膜に流入する。他の例において、ステップ(I)中に、当該第1の流体膜は当該囲い板のスロットを通って移動する。さらに他の例において、ステップ(I)は、当該流入した破片を含む当該第1の流体膜を、当該囲い板の排出ポートに通すステップを含む。
第3の態様のさらなる例において、ステップ(I)は、略層流の第2の流体膜を第2の流体平面に沿って分配し、当該ガラス板の第2の主要な表面に着地させるステップをさらに含む。当該表面部分の機械加工に起因する当該破片が、当該ガラス板の当該第2の主要な表面に沿って移動する当該第2の流体膜に流入し、当該ガラス板から除去される。一例において、ステップ(I)中に、当該第2の流体膜は囲い板の外側の位置でガラス板の当該第2の主要な表面に着地し、当該表面部分の機械加工に起因する当該破片が当該囲い板の内側で当該第2の流体膜に流入する。たとえば、ステップ(I)中に、当該第2の流体膜は当該囲い板のスロットを通って移動する。他の例において、ステップ(I)は、当該流入した破片を含む当該第2の流体膜を、当該囲い板の排出ポートに通すステップを含む。
さらに第3の態様の他の例において、ステップ(II)は、略層流の第1の洗浄流体膜を第1の洗浄流体平面に沿って分配し、当該ガラス板の当該第1の主要な表面に着地させるステップを含む。当該さらなる破片の少なくとも一部は、当該ガラス板の当該第1の主要な表面に沿って移動する当該第1の洗浄流体膜に流入し、当該ガラス板から除去される。一例において、ステップ(II)は、略層流の第2の洗浄流体膜を第2の洗浄流体平面に沿って分配し、当該ガラス板の当該第2の主要な表面に着地させるステップをさらに含む。当該さらなる破片の少なくとも一部は、当該ガラス板の当該第2の主要な表面に沿って移動する当該第2の洗浄流体膜に流入し、当該ガラス板から除去される。
第3の態様は、単独でまたは上述の第3の態様の1つまたは複数の例を組み合わせて実行されてもよい。
これらおよび他の態様は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むと、よりよく理解される。
本開示の一実施例による、少なくとも1つの上流加工装置と1つの下流加工装置を含むガラス処理装置の斜視図である。 図1のガラス処理装置の例示的な流体分配装置の上面図である。 図2の線3−3に沿う流体分配装置の端面図である。 図2の線4−4に沿う流体分配装置の断面図である。 図4の流体分配装置の一部の拡大図である。 図2の線6−6に沿う流体分配装置の正面図である。 図2の線7−7に沿う流体分配装置の断面図である。 図1の流体分配装置の例示的な加工装置の上面図である。 図1の流体分配装置の例示的な加工装置の正面図である。 図1の流体分配装置の例示的な加工装置の底面図である。 図1のガラス処理装置の他の流体分配装置の例の斜視図である。 図11の線12−12に沿う流体分配装置の断面図である。 図11の線13−13に沿う流体分配装置の断面図である。 図1のガラス処理装置の例示的な囲い板の正面図である。 図14の囲い板の下方から見た斜視図である。 図14の囲い板の他の下方から見た斜視図である。 本開示の実施例によるガラス処理方法の例示的なステップを図示する例示的なフローチャートである。
ここで、実施形態例を示している添付の図面を参照し、実施例を以下でより詳細に説明する。可能な限り、図面を通して、同じまたは同様の部分の参照には同じ参照番号を使用する。ただし、態様は多くの異なる形で具現化してもよく、本書に明記される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。
図1を参照すると、例示的なガラス処理装置101は様々な例示的な特徴を備え、これらの例示的な特徴は、ガラス板111の未汚損の表面の、粒子による汚損の防止を補助するために単独でまたは組み合わせて使用することができる。ガラス処理装置およびガラス処理方法のいくつかの特徴は、米国特許出願公開第2013/0130597号明細書に開示されている、ガラス処理装置と方法の特徴と同様かまたは同一でもよく、上記特許出願は参照によりその全体が本明細書に援用される。
一実施例において、ガラス板111はガラスリボンを含んでもよく、ガラスリボンが製作される(たとえばダウンドローガラスフュージョン装置からフュージョンドローされる)際にガラスリボンの表面部分はガラス処理装置101で加工され得る。さらなる実施例において、ガラス板111は分離されたガラスリボンを含んでもよい。たとえば、ガラス板は、ガラスリボンの保管ロールからほどかれたガラスリボンを含んでもよい。またさらなる実施例において、ガラス板111は、ガラスリボンの分離された複数の部分を含んでもよい。ガラス板111(たとえば、分離されたガラス板)は液晶ディスプレイに組み込まれることができ、ガラス板111のエッジ品質を向上するために縁部115(たとえばあらかじめ分離された縁部)等の表面部分を機械加工するという要望がある。図示のように、この表面は、ガラス板111の第1の主要な表面117から第2の主要な表面119までのガラス板111の厚さT間におけるガラス板111の外周縁113を含み得る。それに加えて、あるいはその代わりに、ガラス処理装置101は、ガラス板111の外周縁113を機械加工せずに、第1の主要な表面117および/または第2の主要な表面119を含む縁部115の表面を機械加工するように設計されてもよい。他の実施例において、第1の主要な表面117および/または第2の主要な表面119の一方または両方がガラス板111の外周縁113と共に機械加工されてもよい。たとえば、ガラス処理装置101は、第1の主要な表面117および/または第2の主要な表面119と外周縁113の間に傾斜面状または曲面状の移行部を設けるように設計されてもよい。ガラス板111の縁部115の表面の機械加工によって、ガラス板の内部に応力破壊が形成されて伝播する確率を低減することができ、および/または、他の態様でガラス板111の品質を向上することができる。
ガラス処理装置101は下流加工装置101cと少なくとも1つの上流加工装置101a、101bを含むことができる。本開示の全体にわたって、上流、下流および中流は、互いに対する工程位置を示す。たとえば、上流加工装置と下流加工装置を含むガラス処理装置は、上流加工装置でガラス板の表面部分を機械加工してから、下流加工装置でガラス板の同じ表面部分を機械加工するように構成される。また、ガラス処理装置が中流加工装置を含む場合には、ガラス処理装置は上流加工装置、次いで中流加工装置、次いで下流加工装置で表面部分を連続して機械加工するように構成される。
図1に示されるように、少なくとも1つの上流加工装置は第1の上流加工装置101aと第2の上流加工装置101bを含むことができるが、他の実施例では1つまたは任意の複数の上流加工装置が提供されてもよい。加工車は別として、および/または、指定する場合を除いて、少なくとも1つの上流加工装置と下流加工装置は実質的に同様かまたは同一でもよいが、さらなる実施例において、加工装置は異なるサイズでもよく、異なる他の形状を有していてもよい。説明を目的として、第1上流加工装置101aの特徴が、図1から図16について詳細に記述されるが、指定する場合を除いて、同様かまたは同一の特徴が下流加工装置101cおよび/または残る上流加工装置のいずれか(たとえば101b)に備えられてもよいと理解される。
各加工装置101a、101b、101cは、図10に概略的に図示された加工車1001を含む。一実施例において、第1上流加工装置101aの加工車1001は砥石車を含んでいてもよく、第2の上流加工装置101bの加工車は研磨車を含んでいてもよい。単一の砥石車と単一の研磨車が図示されるが、2つ以上の砥石車および/または2つ以上の研磨車が、さらなる実施例では備えられてもよい。たとえば、2つ以上の砥石車が互いに対して上流、下流および/または中流に配置されてもよい。それに加えて、あるいはその代わりに、2つ以上の研磨車が互いに対して上流、中流および/または下流に配置されてもよい。
少なくとも1つの上流加工装置は、単一の研磨車を備えた単一の加工装置を含むことができる。たとえば、単一の加工装置で表面部分を単に研磨するだけで、研削工程は実行されなくてもよい。あるいは、研削工程は別の位置で実行されてもよく、この場合、ガラス処理装置101は、離れた位置で既に研削された表面部分を備えるガラス板を、単に研磨し洗浄するように構成される。
他の実施例において、少なくとも1つの上流加工装置は、単一の砥石車を備えた単一の加工装置を含むことができる。たとえば、表面部分が研削され、次いで、洗浄されるように、研磨工程が全く省略されてもよい。任意選択的に、追加の研磨工程は、離れた位置で続いて行なわれてもよい。
さらに別の実施例において、少なくとも1つの上流加工装置は、1つまたは複数の砥石車および/または1つまたは複数の研磨車などの複数の加工車を含み得る、単一の加工装置を含むことができる。したがって、複数の独立した加工装置が互いに対して上流、中流および下流に配置されるのではなく、(たとえば単一の囲い板によって囲まれた複数の車を備えた)単一の加工装置が備えられてもよく、これは1つまたは複数の砥石車および/または1つまたは複数の研磨車を含むことができ、またさらに別の実施例では1つまたは複数の洗浄車を含むことができる。
さらに別の実施例において、少なくとも1つの上流加工装置は、同時に砥石車および研磨車として機能する単一の加工車を備えた単一の装置を含むことができる。すなわち、ガラス板の表面部分を洗浄するための洗浄車で、ガラス板の表面部分をさらに加工するために機械加工を行なう前に、成形仕上をし、表面部分からアーティファクトなどを除去するようガラス板の表面部分を機械加工するために、単一の加工車が備えられてもよい。
本開示の全体にわたって、研磨車と比較して、砥石車はガラス板の非常に多くの表面部分(たとえば縁部)を除去して、ガラス板の表面部分を本来なら弱体化しかねないマイクロクラックなどの表面部分の欠陥を除去するように構成される点で、砥石車は研磨車と区別することができる。それに加えて、あるいはその代わりに、砥石車は、ガラス板の表面部分を新しい形状(たとえば傾斜面)にしてもよい。1つの例示的な研削工程において、表面部分がガラス板の縁部を含む場合、砥石車は、本来ならガラス板を弱体化しかねないマイクロクラックまたは他のエッジの欠陥を除去するためにガラス板の外側の縁部を除去してもよい。さらに、ガラス板の外周縁113と主要な面117、119との間に存在し得る尖った角(たとえば90°の角度)を除去するために任意選択的に縁部に斜角をつけてもよい。比較的尖った角を除去することによって、外周縁113へのさらなる応力集中を回避して、さらにガラス板の縁部をさらに強くすることができる。
研磨車は、砥石車と比較して、非常に少ない表面部分(たとえば縁部)を除去するように構成される。実際、研磨車は、砥石車によって後に残されたアーティファクトを除去するように設計されてもよい。したがって、砥石車が表面の主要な欠陥を除去し、さらに外周縁113を新しい形状(たとえば傾斜面)にすることさえできる一方、研磨車は砥石車によって発生した表面の軽微な欠陥などのアーティファクトを除去し得る。そのようなアーティファクトを除去することによって、ガラス板の表面部分(たとえば縁部)の表面品質をさらに向上し、したがって、ガラス板の縁部をさらに増強することが可能である。したがって、砥石車と異なり、研磨車は非常に少ない表面部分を除去するように構成され、ガラス板の表面部分の全体的な形状をそのまま残す。
様々な砥石車および/または研磨車は本開示の態様に従って提供され得る。一実施例において、砥石車および/または研磨車は、研削工程または研磨工程を実行することが意図された所望の構造的な特徴を備えたダイヤモンド粒子(たとえば400メッシュのダイヤモンド粒子)を含む。さらなる実施例において、砥石車の直径は研磨車の直径と異なっても、同じでもよい。たとえば、砥石車は任意選択的に研磨車より大きい直径を含んでもよい。さらに、動作時において、研磨車は砥石車より速い回転速度を有していてもよいが、さらなる実施例において研磨車は砥石車と実質的に同じまたは砥石車より遅い回転速度を有していてもよい。
既に述べたように、また図10において概略的に示されているように、下流加工装置101cの加工車1001は洗浄車を含む。単一の洗浄車が図示されているが、2つ以上の洗浄車が互いに対して上流、中流および/または下流に配置されてもよい。本開示の全体にわたって、砥石車および研磨車と比較して洗浄車は、ガラス板の表面部分からそれ以上、大幅な(またはいかなる)ガラスの除去を行なわず、先の研削工程および/または研磨工程中に発生した粒子状物質を表面部分から洗浄することを意図している点で、洗浄車は砥石車および研磨車と区別することができる。
様々な洗浄車が本開示の態様に従って提供され得る。一実施例において、洗浄車はSiC媒体(たとえば400メッシュのSiC媒体)を含む。他の実施例において、洗浄車はポリマーまたはゴム砥石車を含むことができる。またさらなる実施例において、洗浄車はフェルト、クロスおよび/または他の織物タイプの材質を含むことができる。
したがって、様々な形状が可能だが、図示されたガラス処理装置101は、表面部分113を研削するように構成された砥石車を含む第1上流加工装置101a、および第1上流加工装置101aから下流に位置した第2上流加工装置101b含むことができる。第2上流加工装置101bは、表面部分113を研磨するように構成された研磨車を含む。例示として図示されたガラス処理装置101は、さらに、第2上流加工装置101bから下流に位置した、下流加工装置101cを含み、第2上流加工装置101bは第1上流加工装置101aと下流加工装置101cとの間の中流に位置する。
動作中において、少なくとも1つの上流加工装置101a、101bの加工車(たとえば砥石車、研磨車)は、加工車の加工面がガラス板の表面部分を機械加工するように回転するように構成される。たとえば、図1に示される実施形態において、第1上流加工装置101aは、砥石車の研削加工面がガラス板の表面部分を機械加工(すなわち研削)するように回転するように構成された砥石車を含む。さらに図1に図示したように、第2上流加工装置101bは、研磨車の研磨加工面がガラス板の表面部分を機械加工(すなわち研磨)するように回転するように構成された研磨車を含む。図示されるように、砥石車/研磨車の研削表面/研磨表面は、砥石車/研磨車の外周面を含むことができるが、さらなる実施例において砥石車/研磨車の他の表面が提供されてもよい。
さらに、動作中において、下流加工装置101cの加工車(すなわち洗浄車)は、洗浄車の加工面(すなわち洗浄面)がガラス板の表面部分を機械加工(すなわち洗浄)し、少なくとも1つの上流加工装置101a、101bでガラス板の表面部分を機械加工することによって、生じた破片を除去するように回転するように構成される。図示されるように、加工車の洗浄面は洗浄車の外周面を含むことができるが、さらなる実施例において洗浄車の他の表面が提供されてもよい。
上流加工装置および/または下流加工装置の内のいずれも、より完全に以下に説明される、図示された囲い板1005を含んでもよい。たとえば、任意選択的に、第1上流加工装置101aと第2の上流加工装置101bの両方は、加工車を囲む囲い板1005を含んでもよい。任意選択的に、下流加工装置101cもまた加工車を囲む囲い板1005を含んでもよい。より完全に以下に説明されるように、囲い板はガラス板の表面部分(たとえば縁部)を受け入れるように構成されたスロット1401を含むことができる。スロットは、様々な厚さのガラス板を収容し、流体膜109より上のスペースと流体膜905bより下のスペースを最小限にする一方で、流体膜109、905bがスロットを通過し得るように、スロットのサイズを微調整するように調整可能なスロットを任意選択的に含むことができる。
以下に説明されるように、上流加工装置および/または下流加工装置の内のいずれも、層状の流体膜のような流体膜を、ガラス板の第1の主要な表面117に沿って流入させるように構成された、流体分配装置103を含むことができる。それに加えて、あるいはその代わりに、上流加工装置および/または下流加工装置の内のいずれも、流体膜(たとえば層状の流体膜)のような流体をガラス板の第2の主要な表面119に沿って流入するように構成された、他の流体分配装置901を含んでもよい。
必須ではないが、図1に示すように、図示の実施例のガラス処理装置101は、略水平に配置されたガラス板111を機械加工している様子が示されており、重力がZ方向に働く状況でガラス板111がほぼ図示のX−Y平面に沿って延在している。他の実施例において、ガラス板は、X−Y面方位に対して傾斜させて配置してもよいし、一部の実施例では、X−Z平面および/またはY−Z平面に沿って配置してもよい。ガラス板の向きに係わらず、多くの流体分配装置の内の1つを使用して、ガラス板の第1の主要な表面117および/または第2の主要な表面119に沿って略層流の流体膜を分配し、粒子によるガラス板111の未汚損の主要な表面117、119の汚損防止を補助してもよい。本開示の複数の態様は様々な種類の粒子状物質、たとえば、最大寸法が3マイクロメートルを超える比較的大きい粒子種類や、最大寸法が約3マイクロメートル未満、たとえば、約1マイクロメートルから約3マイクロメートルまでなどの、比較的小さい粒子種類を除去するのに有用であり得る。
略層流の流体膜は、層流状ではない部分を少し含んでもよいが、大部分の流れが層流状である。たとえば、略層流というのは、流体膜の1つまたは複数の比較的小さな領域が渦またはその他の乱流を含む一方で、流体膜の残りの部分が略層流状であるということを含み得る。層流状の流体膜を提供することにより、機械加工中に典型的に観察される粒子源および粒子動力学に対処することができる。実際、流体膜は、機械加工中に生じる粒子(たとえば、比較的大きい粒子種類および/または、比較的小さい粒子種類)から第1の主要な表面117および第2の主要な表面119を保護する、流体障壁となることができる。
水平に配置する場合、第1の主要な表面117および/または第2の主要な表面119の一方または両方に、1つまたは複数の流体分配装置を備えることができる。たとえば、図1に示すように、上流処理装置101a、101bと下流処理装置101cのいずれも、流体分配装置103を含むことができ、流体分配装置103を使用して、図1に示す配置ではガラス板の上面を含む第1の表面117を被覆する層流107の流体膜109を発生させてもよい。流体膜は、ガラス板111の第1の表面117を被覆するように設計された平面状に広がる流体膜109として分配されてもよい。
図2から図8は1つの流体分配装置103の例示的な特徴を示し、任意選択的に、この流体分配装置103を使用してガラス板111の第1の表面117を保護してもよく、他の実施例ではこの流体分配装置103と同様かまたは同一の構造物を使用してガラス板の第2の表面119を保護してもよい。図2は流体分配装置103の上面図を示し、説明のために流体膜109が分配されている。図示のように、流体膜109は、第1のフローエキスパンダ105aと第2のフローエキスパンダ105bとの間で広がる層流107を横断する幅“W”を有することができる。図示のように、第1および第2のフローエキスパンダ105a、105bは各々対応する拡張面106a、106bを含むことができ、拡張面106a、106bは互いに対向する。図示のように、拡張面106a、106bは略平面状とすることができ、互いに対して略平行に延在してもよい。このような構成により、フローエキスパンダ105a、105bは、流体膜がガラス板111の第1の表面117を被覆するように成膜する際に流体膜109が略一定の幅“W”を維持するように補助することができる。図示しないが、拡張面106a、106bは、他の実施例において、互いに対して近づくようにまたは離れるように移動し、ガラス板111の第1の表面に成膜している流体膜109の最終的な幅を制御してもよい。
フローエキスパンダ105a、105bが設けられる場合、フローエキスパンダ105a、105bは、第1の表面117を被覆するように供給されている流体膜109の幅を拡張するように機能することができる。実際、フローエキスパンダがなければ、水等の流体の表面張力により、流体膜109が流体分配装置103の細長い開口から遠ざかるにつれて流体膜109は自然と収束流になりやすい。流体膜109の外縁に拡張面106a、106bを接触させることにより、細長い開口から遠ざかるにつれて収束するという流体膜の自然な傾向から流体膜109を拡張させる。流体膜を制御せずに収束させた場合、ガラス板の表面117を被覆するように流体膜を導入する時に、結果的に実質的な乱流が生じ得る。したがって、フローエキスパンダ105a、105bは、層流107の流体膜109がガラス板の表面117上に存在する時に層流107の流体膜109を維持することを補助するために設けられてもよい。
図2から図4に示すように、第1および第2のフローエキスパンダ105a、105bは、互いに略同一または同様でもよい。図示の実施例において、第1のフローエキスパンダ105aは、第2のフローエキスパンダ105bよりも長くてもよいが、他の実施例ではフローエキスパンダは略同一の長さを有してもよい。さらに図4および図5に示すように、流体分配装置103は分配方向501を向く分配面401を含む。図6に示すように、第1の分配面401は、流体膜109の幅“W”を画定するために細長くなっている細長い開口503を画定する。必ずしも正しい縮尺ではないが、図5に示すように、細長い開口503は約50マイクロメートルから約1ミリメートルまでの範囲内、たとえば、約100マイクロメートルから約500マイクロメートルまで、たとえば約200マイクロメートルから約300マイクロメートルまで、たとえば約250マイクロメートルの厚さ“t”を有することができる。
さらに図5に示すように、一実施例において、流体分配装置103は、分配方向501が分配面401に対して略90°とすることができる角度“A”を成すように層状の流体膜109を分配するように構成することができる。流体膜109の分配方向501を分配面401に対して略垂直にすることにより、細長い開口503から排出される流体膜109が後方に巻き上がって乱流を生じることを防止するように補助することができる。したがって、分配方向501が分配面401に対して略垂直な角度“A”を成すように層状の流体膜109を分配することにより、層流107の流体膜109を維持することを補助することができる。
図6に示すように、分配面401は、第1および第2の対向端部603a、603b間の伸長軸605に沿って延在する細長い中心部601を備える細長い開口503を画定する。第1の対向端部603aは分配面401から分配方向501に延出する第1のフローエキスパンダ105aを備えることができ、第2の対向端部603bは分配面401から分配方向501に延出する第2のフローエキスパンダ105bを備えることができる。これにより、流体膜109の幅“W”は、前述のように、任意のフローエキスパンダ105a、105bと共に細長い開口503によって画定することができる。
層流107状の流体膜109を得るように細長い開口503から水等の流体を分配する構造は多様に設計されてよい。たとえば、流体分配装置103は、細長い開口503の伸長軸605に沿って延在する第1の小室軸405を有する第1の細長い小室403を含むことができ、第1の細長い小室403は細長い開口503と流体連通している。第1の細長い小室403が設けられる場合、第1の細長い小室403は、1つの部分によって形成されても、互いに固定された複数の部分によって画定されてもよい。たとえば、図4に示すように、第1の細長い小室403は、第2の部分411を第1の部分413に対して固定具415によって固定することによって形成されてもよい。他の実施例において、流体分配装置103は、第1の小室軸405に略平行な第2の小室軸409を含む任意の第2の細長い小室407を含むことができる。このような実施例において、第2の細長い小室407は第1の細長い小室403と流体連通するように設置することができ、第1の細長い小室403は、細長い開口503と第2の細長い小室407の間の流路に沿って配置することができる。したがって、第1の細長い小室403は、第2の細長い小室407の下流に配置することができ、細長い開口503は第1および第2の細長い小室403、407の下流に配置することができる。一実施形態において、図6に示すように、第1および第2の細長い小室403、407間に延在する細長い隔壁703を貫通する複数の開口701によって、細長い小室403、407間を流体連通させてもよい。
図示のように、第1の小室軸405は、細長い開口503と略平行にすることができ、第2の小室軸409は第1の小室軸405および細長い開口503と略平行に延在することができる。第2の細長い小室407を第1の細長い小室405に沿って設けることにより、細長い開口503の長さに沿って圧力分布および流体流を制御することがさらに容易になり、それによって、細長い開口503から均一な層流107の流体膜109を維持し易い均一流を生じることをさらに補助することができる。
図7に示すように、容器の水等の流体源705は、第2の小室軸409と垂直であってもよい軸711に沿って開口709から第2の細長い小室407へ流体を導くように構成された1つまたは複数の第1のポート707と流体連通するように設置されてもよい。それに加えて、あるいはその代わりに、流体源705は、第1の流体ポート707の各伸長軸711および/または上記と同様に第2の小室軸409と垂直であってもよい軸717に沿って、開口715から第2の細長い小室407へ流体を導くように構成された1つまたは複数の第2のポート713と流体連通するように、設置されてもよい。複数の流体入口を設けることにより、細長い開口503からの均一な層流107の流体膜109を維持し易くなるように補助することができる。一実施例において、ポンプ719によって、均一な層流の流体膜を得るのに最良の方法で第1および第2のポート707、713に流体を分配する多岐管721へ流体を提供してもよい。コンピュータ723によって、多岐管721の弁を操作しおよび/またはポンプ719の動作を制御することによって、ポートを通る流体流を制御してもよい。
図9から図13は、ガラス処理装置101の上流加工装置101a、101bおよび/または下流加工装置101cのいずれか1つに組み込まれ得る、他の例示的な流体分配装置901を開示する。図9および図10に示すように、流体分配装置は、第1の分配装置901aおよび第2の分配装置901bを含むことができるが、他の実施例では単一の分配装置または3つ以上の分配装置が使用されてもよい。さらに、図示のように、流体分配装置901a、901bは互いに同一のものでもよいが、他の実施例では他の構造体が設けられてもよい。流体分配装置901a、901bは、細長い開口から流体分配装置の分配方向に略層流903a、903bの流体膜905a、905bを分配するように構成することができる。
流体分配装置901a、901bは、略層流903a、903bの流体膜905a、905bによって第2の表面119を被覆するように設計することができる。図示の配置において、第2の表面119はガラス板111の下面を含み得る。したがって、流体分配装置901a、901bは、前述の流体分配装置103に関連した流体膜109と比べて相対的に幅が減少した流体膜を提供してもよい。したがって、フローエキスパンダは図11および図12に示す流体分配装置には無くてもよい。
図11および図12に示すように、流体分配装置901a、901bは分配方向1105を向く分配面1103を含むことができ、分配面1103は細長い開口1107を画定する。図12に示すように、流体分配装置901a、901bは各々、細長い開口1107と流体連通する第1の細長い小室1201をさらに含む。第1の細長い小室1201は、細長い開口1107と略平行に延在する第1の小室軸1203を含むことができる。他の実施例において、流体分配装置901a、901bは各々第1の細長い小室1201と流体連通する第2の小室1205をさらに含む。必須ではないが、図示のように、第2の小室1205は、第1の小室軸1203と細長い開口1107に略平行に延在する第2の小室軸1207に沿って細長くなっていてもよい。さらに、図13に示すように、複数の開口1301a、1301b、1301cによって第1の細長い小室1201と第2の小室1205の間を流体連通してもよい。開口を有する分離した小室を設けることにより、細長い開口1107からの略層流の流体膜を維持し易くなるように補助することができる。
さらに再び図10を参照すると、前述のように、上流加工装置101a、101bと下流加工装置101cの各々は、回転軸1102周りに方向1104に回転するように構成された加工車1001を含み、加工車1001の外周面1003がガラス板111の表面、たとえば外周縁113を機械加工(すなわち、研削、研磨および/または洗浄)するようにされている。ガラス処理装置は、加工車1001の外周面1003に略外接する前述の囲い板1005を含むこともできる。図示の実施例において、囲い板1005を図1に示すZ方向に開口し、流体、粒子および/またはその他の汚損物質が重力によってZ方向下方に引き込まれるようにすることができる。囲い板1005は、上流加工装置101a、101bに関連した研削工程中および/または研磨工程中の、機械加工に関連した粒子および/またはその他の汚損物質から、ガラス板111の未汚損の表面117、119を保護するように設計することができる。さらに図1に図示されるように、下流加工装置101cもまた、囲い板1005を含むことができ、囲い板1005は、ガラス板111の表面部分から洗い落とされた粒子および/または他の汚損物質から、ガラス板111の未汚損の表面117、119を保護するように設計することができる。
図14に示すように、囲い板1005を設ける場合、囲い板1005は、ガラス板111の縁部115を受け入れるように構成されたスロット1401を備えることができる。スロット1401は、ガラス板の縁部を収容するのに十分な厚さT1を有する第1の区画1403を含む。スロット1401はさらに任意で第2の部分1405を含むことができ、第2の部分1405は、加工車1001の外周面1003とガラス板111の表面の加工接点1015に冷却流体および/または作業流体を導入するように設計された流体ノズル1007(図9および図10を参照)を収容するように設計された、拡大厚さT2を有することができる。囲い板1005は、第1および第2の流体分配装置901a、901bによって生じた流体膜にクリアランスを持たせるために、スロット1401下方に設けられた図示の平面部1406等の、奥まった内側部分を含んでもよい。
図14に示すように、囲い板1005は円筒形の外周壁1407を含むことができる。図15に示すように、実施例によっては、円筒型の外周壁1407は囲い板1005の中心軸1501を中心に配置された円筒壁を含むことができる。図10に示すように、囲い板1005は、囲い板1005の中心軸1501が加工車1001の回転軸1102と一致するように加工車1001に取り付けることができる。これにより、図10に示すように、加工車1001の外周面1003と囲い板1005の内表面1009の間に間隙“G”を保つことができる。3600から8000rpmの範囲内で回転する加工車1001の外周面1003に実質的に干渉することなく円筒形の外周壁1407の内表面1009に沿って流体が移動できるように十分な間隙を提供することができる。一実施例において、間隙“G”は、約5mmから約15mmまでの範囲内でよいが、他の実施例では間隙“G”はこれより小さくても大きくてもよい。
再び図15を参照すると、囲い板1005は、円筒形の外周壁1407の内表面1009と共に封じ込め領域1507を画定する内表面1505を備える上壁1503をさらに含む。封じ込め領域1507は、開口した下部と、上壁1503によって封鎖された上部を含むことができる。囲い板1005は、さらに、流体分配装置901a、901bの取付位置を提供するように構成された1つまたは複数のブラケット1509a、1509bを含むことができる。さらに、囲い板1005はガスポート1511および/または車洗浄口1513を備えてもよい。
図10に示すように、ガスポート1511は、囲い板1005の内表面1009の一部から液体を除去するように構成された気体ノズル1017を備えることができる。したがってガスポート1511は、液体が囲い板1005の内表面1009を循環しないように空気の障壁を設けることができる。
さらに図10に示すように、ガラス処理装置101は車洗浄口1513を介して作用する流体源1011を備えることができ、流体源1011は、流体流1013を加工車1001の外周面1003に衝突させ、ガラス板111の表面の機械加工に伴い生じたまたは関連したガラス粒子を加工車1001から洗い落とすように構成される。
さらに図15に示すように、円筒形の外周壁1407は、内表面1009に沿って流れる液体を除去できるように1つまたは複数の排出ポートを備えることができる。たとえば、図15に示すように、囲い板1005は第1の排出ポート1515aおよび第2の排出ポート1515bを含み、第1の排出ポート1515aおよび第2の排出ポート1515bは、対応する第1および第2の開口1519a、1519b、たとえば、円筒形の外周壁1407を貫通する図示の窓開口を形成するように、対応する第1および第2のフラップ1517a、1517bを互いに逆方向に曲げることによって形成される。第1の排出ポート1515aにより、後でより詳細に記述するように、矢印1521aで示す第1の方向に沿って流れる流体流を、第1のフラップ1517aに沿って下降させ、第1の開口1519aに進入させた後、囲い板1005の封じ込め領域1507から除去することができる。また、第2の排出ポート1515bにより、同様に以下により詳細に記述するように、矢印1521bで示す反対方向に沿って流れる他の流体流を、第2のフラップ1517bに沿って下降させ、第2の開口1519bに進入させた後、囲い板1005の封じ込め領域1507から除去することができる。
図10および図15に示すように、囲い板1005は外壁部1521も含むことができ、外壁部1521は、第1および第2の開口1519a、1519bから排出された液体および粒子が、囲い板1005の外表面部に沿って下降し、外壁部1521と囲い板1005の外表面部との間に画定された下部開口1523から外に出るように分配することを促進するように構成される。図16は囲い板1005の他の斜視図を示し、分かり易いように外壁部1521は取り除かれている。図示のように、囲い板1005は流体フローガイド1601を含むことができ、流体フローガイド1601は、第1の開口1519aから排出された流体を下方向に偏向させるように構成された第1の下方傾斜ガイド壁1603aを含むことができる。同様に、流体フローガイド1601は、第2の開口1519bから排出された流体を下方向に偏向するように構成された第2の下方傾斜ガイド壁1603bを含むことができる。必須ではないが、これらガイド壁同士を下方先端部1605によって接続し、下部開口1523からの流体の最終的な排出を促進し、および/または製造工程を簡略化してもよい。
再び図1を参照すると、ガラス処理方法は、図4に示すように略層流107の流体膜109を流体平面に沿って分配して、次いでガラス板111の第1の表面117に着地するようになすステップを含むことができる。一実施例において、本方法は、流体膜109の両側に配置された一対のフローエキスパンダ105a、105bによって流体膜109を拡張するステップを含むことができる。このような実施例において、フローエキスパンダ105a、105bは、流体膜109が流れてガラス板111の第1の表面117に着地する際に層流107を維持するために流体膜109を拡張させるのを補助することができる。さらに、本方法は、細長い開口503全域の圧力プロファイルと細長い開口503を通る流体の速度プロファイルを制御することによって流体膜109の幅“W”に沿う流体膜の流体流動特性を制御するステップを含むことができる。たとえば、第1の細長い小室403、第2の細長い小室407、開口701および/またはポート707、713の内の少なくとも1つを設けることによって圧力プロファイルおよび/または速度プロファイルを制御することができる。
流体膜109がガラス板111の第1の表面117に接触した後、第1の表面117に沿って流れる際にも、層流107の流体膜109を維持することが望ましいと言える。図4に示すように、円滑に連続的に移行させる一つの方法は、流体平面とガラス板111の成す角度を小さくすることである。図示のように、流体分配装置103は、ガラス板111の平面117に対する流体平面の角度“A1”が、0°から約30°まで、たとえば、約5°から約30°まで、たとえば約10°から約30°までの範囲内であるように配置することができる。
図9および図10に示すように、ガラス処理方法は、第2の流体平面に沿って略層流903a、903bの第2の流体膜905a、905bを分配してガラス板111の第2の表面119に接触させるステップも含むことができる。接触角“A2”は、0°から約30°まで、たとえば、約5°から約30°まで、たとえば約10°から約30°までの範囲内とすることができる。他の実施例では他の角度を使用することができるが、上記範囲内の角度“A1”および/または角度“A2”を設けることにより、流体膜がガラス板の各表面に着地する際にガラス‐水間移行部においてまとまりのある流体膜の維持を補助することができる。
ガラス処理方法は、ガラス板111の外周縁113等のエッジを機械加工することも含むことができ、ガラスの機械加工による粒子は流体膜に引き込まれ、ガラス板から排出される。たとえば、図10に示すように、加工車1001は、外周面1003がガラス板111の縁部115に接触するように、回転軸1102周りに方向1104に回転させてもよい。一実施例において、加工車1001が図10に示す時計回り1104に回転する間、ガラス板111を加工車1001に対して方向1019に沿って移動させることができる。したがって、外周面1003の加工領域は、ガラス板が加工車1001に対して移動する方向1019とは反対の方向1021に進む。ガラス板111とガラス処理装置101の相対移動は、ガラス板111に対してガラス処理装置101を移動させたり、および/または、ガラス処理装置101に対してガラス板111を移動させたりすることによって行うことができる。加工車1001は、ダイヤモンド粒子、またはガラス板のエッジを加工(たとえば、研削、研磨、またはその他の仕上げ処理)するのに十分な他の材質を備える砥石車を含むことができる。
流体ノズル1007は加工接点1015に冷却流体1008を提供することができる。一実施例において、流体ノズル1007はスロット1401の拡大区画1405(図14を参照)に挿通されている。この場合、冷却流体1008を加工接点1015に当て、ガラス板111を本来なら損傷する可能性のある熱を減少させることができる。冷却流体は、一般に、加工車1001の加工部の方向1021に放出することができる。その後、過剰な冷却流体1008と冷却流体1008に引き込まれた全ての粒子を、たとえば、流体分配装置103、901からの層流の流体膜109、905bによって排除することができる。その結果、冷却流体1008は、たとえば、囲い板の底部および/または円筒形の外周壁1407の排出ポートの1つを通って下降することによって排出することができる。
研削工程時にはガラスの粒子および/または砥石車の粒子が放出される可能性がある。
これらの粒子からガラス板111の未汚損の表面117、119を保護するために様々な例示的な技術が考案されている。図1および図4に示すように、層流107の流体膜109は、第1の表面117に沿って研削区間に向かう方向に流れることができる。図4に示すように、流体膜109は、層状の流体膜が封じ込め領域1507内に間断なく流入することができるように十分な厚さ“T3”を有するスロット1401の上方領域を自由に通過することができる。一実施例において、“T3”は約350マイクロメートルとすることができるが、他の実施例ではその他の厚さを用いてもよい。さらに、ガラス板の下方のスロット空間は、流体膜905bにとって十分な空間、たとえばT3と同様かまたは同一の空間でもよい。図示のように、スロットの全厚“T1”は、特定用途の処理パラメータに応じて任意のシャッタ417によって調整することができる。実施例によっては、“T1”は、約1mmから約3mmまでになるように設けられあるいは調整されることができるが、他の実施例では他の厚さを用いてもよい。
図8に示すように、説明のため、細長い開口503に平行であり層流107の流体膜109の流体平面を通る線として破線を示す。また、この破線は、図8の上面から見た場合、流体膜109の右側がガラス板111の外周縁113を通る点でガラス板111の外周縁113と交差するように配置されている。したがって、図8に示す層流線107がこの破線と流体分配装置103の細長い開口503の両方に対して垂直であることが分かる。図8の破線で示すように、流体分配装置103は、流体平面と外周縁113の交点に対する流体平面の角度“A3”が約10°から約30°までの範囲内、たとえば約20°になるように配置することが望ましいと言える。このように角度を付けて配置することにより、機械加工中にガラス板とガラス処理装置を互いに対して移動させる際にガラス板の未汚損の表面の効果的な保護を補助することができる
次に、層状の流体膜109は、ガラス板111の第1の表面117を自由に被覆し、加工領域近傍のガラス板111の第1の表面117内を流動してさらに被覆する。これにより、第1の表面117に本来なら着地する可能性のある粒子は全て流体膜109に引き込まれ、粒子がガラス板111の第1の表面117に作用する機会を得る前に除去されるので、封じ込め領域1507内の粒子が第1の表面117に接触することが防止される。一旦引き込まれると、流体膜はガラス板111の表面117から離れ、封じ込め領域1507の底部開口端を通って流下することができる。あるいは、流体は、円筒形の外周壁1407の内表面1009を伝って第2の排出ポート1515bから排出され、下部開口1523を通って流下する。したがって、この液体により、囲い板1005の内表面1009上に粒子が定着することも防止され、それにより、ガラス板の未汚損の表面に結果的な汚損を本来なら招く可能性のある粒子の蓄積を防止する。
他の実施例において、他の分配装置、たとえば第1の流体分配装置901aおよび/または第2の流体分配装置901bを使用してガラス板111の第2の表面119の保護を補助してもよい。たとえば、流体分配装置901a、901bの流体膜905a、905bは、流体膜が図10に示すように外周縁113に略平行な方向に流れる時に層流903a、903bが維持されるように第2の表面119を被覆してもよい。層流の流体膜905bの一部はスロット1401から封じ込め領域1507に流入することができる。したがって、第2の表面119に本来なら接触する可能性のある機械加工による粒子が流体膜905bに引き込まれ、ガラス板111の第2の表面119を損傷することなくガラス板から除去される。一実施例において、この流体は、ガラス板を離れてから封じ込め領域1507の底部開口端を通って流下してもよい。あるいは、この流体は、円筒形の外周壁1407の内表面1009を伝い、第2の排出ポート1515bから排出され、下部開口1523を通って下降する。さらに、何らかの流体がスロット1401から逆流しても、第2の流体分配装置901aからの他の層流の膜によって、ガラス板の下側面からの流体をさらに除去し易くすることができる。
図10に示すように、本開示の方法は、上流加工装置101a、101bと下流加工装置101cの各々に、外周面1003および外周面1003に略外接する囲い板1005とを備えた加工車1001を設けるステップを含むことができる。本方法は、加工車1001を回転軸1102周りに方向1104に回転させ、回転する加工車1001によってガラス板111の外周縁113を機械加工しながらガラス板111の縁部115がスロット1401を通るようにガラス処理装置101に対してガラス板111を移動させるステップを含む。本方法は、ガラス板111の外周縁113を機械加工する時に生じるガラス板111からの機械加工による粒子を除去するために囲い板1005の内表面1009に流体を流すステップをさらに含む。
一実施例において、流体分配装置103、901の内の1つからの流体を最終的に囲い板1005の内表面1009に流し、その後に機械加工による粒子を除去してもよい。したがって、スロット1401を通過する流体分配装置103、901からの流体は、最終的に、内表面1009の一部を被覆して内表面1009上に粒子が蓄積することを防止してもよい。むしろ、このような粒子はいずれも内表面上を流れる流体に衝突し、最終的に封じ込め領域1507の開口底部および/または下部開口1523を通って流下する。
したがって、一実施例において、本方法は、略層流107の流体膜109を流体平面に沿って分配して、次いで囲い板1005の外側でガラス板111の第1の表面117に着地するようになすステップを含むことができる。次いで、本方法は、図4に示すように、ガラス板111の第1の表面117に沿って囲い板1005のスロット1401に流体膜109を流入させるステップを含むことができる。次いで、流体膜の一部が囲い板の内表面上を流れる前後に機械加工による(すなわち、研削/研磨および/または次いで洗浄される際に生じる)ガラス粒子を流体膜に引き込み、機械加工による粒子をガラス板から除去することができる。一実施例において、本方法は、機械加工によるガラス粒子を引き込んだこの流体を、囲い板1005内の排出ポート1515a、1515bの内の1つから排出するステップをさらに含むことができる。
他の実施例において、本方法は、略層流903bの流体膜905bを流体平面に沿って分配して、次いで囲い板1005の外側でガラス板111の第2の表面119に着地するようになすステップを含むことができる。本方法は、次いで、図4および図10に示すように、ガラス板111の第2の表面119に沿って囲い板1005のスロット1401に流体膜905bを流入させるステップを含むことができる。この時、流体膜の一部が囲い板の内表面上を流れる前後で機械加工によるガラス粒子を流体膜に引き込み、ガラス板から機械加工による粒子を除去することができる。一実施例において、本方法は、機械加工によるガラス粒子を引き込んだこの流体を、囲い板1005内の排出ポート1515a、1515bの内の1つから排出するステップをさらに含むことができる。
本開示のさらに他の態様は、ガラス板のエッジを機械加工(すなわち、研削/研磨または洗浄)する際に生じる蓄積したガラス粒子を加工車から洗い落とすステップを含むことができる。加工車を洗浄することにより、ガラス粒子の蓄積の管理を補助し、ガラス板の未汚損の表面を本来なら汚損する可能性のある大きな粒子の塊が加工車から振り落される確率を減少させることができる。図10に示すように、このような方法は、ガラス板のエッジを機械加工する際に蓄積したガラス粒子を加工車1001から洗い落とすために加工車1001の外周面1003に流体流1013を衝突させるステップを含む。
図10に示すように、流体流1013が、衝突点1529に接する第2の軸1527に垂直な第1の軸1525に対して鋭角“A4”で加工車1001の外周面1003に衝突する。図示のように、角度“A4”は、加工車1001の回転方向に傾けた場合は正の値となり得、加工車1001の回転方向とは反対に傾けた場合は負の値となり得る。一実施例において、角度“A4”は、図10に示すように正の方向または負の方向に30°とすることができる。他の実施例では他の角度を設けてもよい。さらに、流体流1013はさらに他の実施例では第1の軸1525の方向に向けてもよい。
図10および図15に示すように、流体流を正の30°に向けることにより、流体が第1のフラップ1517aを伴う第1の排出ポート1515aに向かうように補助することができる。したがって、粒子を含有する流体は、第1の排出ポート1515aから排出させたり、および/または、封じ込め領域1507の底部開口から流下させたりしてもよい。
またさらなる実施例において、本方法は、気体ノズル1017によって空気の障壁を設けるステップを含むことができる。したがって、内表面1009の一部は、実質的に流体が流れないように設計されてもよい。たとえば、図10を参照すると、気体ノズル1017から時計回りに流体ノズル1007までの内表面1009は、実質的に液体が存在しないように設計することができる。一方、流体ノズル1007から時計回りに流体源1011までの内表面1009に沿って液体を維持することができる。したがって、流体は、排出ポート1515a、1515bの内の1つから除去されるように促されることができ、内表面を循環して機械加工位置で、それ以上さらに粒子に曝されるのを防止され得る。
上述した本開示の様々な態様は、ガラス板の未汚損の表面を維持しつつガラスを機械加工するステップを含む仕上げ処理技術を容易にすることができる。本開示の態様は、懸念される様々な粒子源、たとえば、
(1)機械加工中にガラスのエッジに生じる粒子、
(2)研削冷却材および研磨冷却剤を含む粒子、
(3)空気中に飛散する粒子、
(4)ガラス板の未汚損の表面を維持しつつこのような仕上げ処理から機械加工中に放出される加工車の粒子、
などに対処する。
本開示の特定の態様は、ガラス板の両面で水膜を制御するために、流体分配装置103、901によって導入され得る水膜等の流体膜をもたらす。これらの流体分配装置は、粒子源および様々な粒子源からの粒子動力学に対処するために絶え間なく水またはその他の流体の層流を生成することによってガラス板の未汚損の表面の維持を補助することができる。実施例によっては、ガラス表面上に粒子が蓄積しないように2.2秒未満で粒子が除去されるように設計してもよい。層状の流体膜(たとえば水膜)は、様々な粒子源に曝されるガラス板の全表面積に対して絶え間ない層状の流体膜と流体流速を提供するように設計される。
図1に示す配置において、重力により、粒子はガラス板の上面に係合するように付勢され易いが、ガラス板の底面からは重力によって粒子の除去が促進され易い。流体分配装置103は、流体膜がガラス板の上面に着地する前後で絶え間ない層状の水膜と水流速を提供するように設計される。同様に、流体分配装置901も、流体膜がガラス板の下面に着地する前後で絶え間ない層状の水膜と水流速を提供する。絶え間ない層状の水膜により、粒子のガラス表面への侵入および/または付着の防止を補助することができ、ガラス板の清浄度および未汚損の表面の維持を補助することができる。
本開示のさらに他の態様において、飛散粒子を封じ込めるのに効果的であり、囲い板内部の粒子の蓄積を防止する自己浄化囲い板が提供される。たとえば、この囲い板により、飛散粒子の制御、および/または、加工車残留粒子の囲い板内側での蓄積防止を補助することができる。自己浄化囲い板内では水壁が生成され、囲い板の表面を洗い流すことによって、本来ならガラス汚損の問題を引き起こす可能性のある粒子を洗い流すことができる。したがって、自己浄化囲い板は、機械加工中に生じる飛散粒子を封じ込めるように設計されているだけでなく、本来なら汚損源の蓄積粒子となる可能性のある囲い板内側での粒子の蓄積を回避するために、ガラス板の近傍から粒子をタイミング良く除去する。
本開示のさらに他の態様において、粒子が蓄積し、後にガラス表面に再付着することがないように加工車から粒子を剥離するように設計された1つまたは複数の流体(たとえば水)洗浄噴流が提供される。この水噴流により、加工車から粒子が剥離し易くなり、飛散粒子および囲い板内の粒子の蓄積を防止することができる。実施例によっては、回転する加工車からの粒子の最大限の剥離を促進するように加工車洗浄噴流を約−30°から約+30°までの範囲内に向けることができる。他の実施例において、加工車の向きやガラスのエッジ形状等に応じて他の角度を設けることができる。
本開示のさらに他の態様において、円筒形の外周壁に1つまたは複数の排出ポートを備える囲い板が提供され、この囲い板は、囲い板の封じ込め領域内における水および引き込まれた粒子の滞留時間の減少を補助するように設計される。
ガラス処理方法は、図17に示されるフローチャート1701を基に説明される。本方法はステップ1703から始まる。矢印1704aによって示されるように、本方法は、第1上流加工装置101aの第1の回転する砥石車でガラス板の表面部分を研削することにより、ガラス板の表面部分(例えば縁部)を機械加工するステップ1705から任意選択的に始めることができる。ガラス板の表面部分を研削するステップは、略層流の第1の流体膜109を第1の流体平面に沿って分配し、ガラス板119の第1の主要な表面117に着地させながら実行することができる。表面部分の研削に起因する破片は、ガラス板の第1の主要な表面117に沿って移動する第1の流体膜109に流入し、ガラス板111から除去される。
ステップ1705の後に、矢印1706aによって示されるように、本方法は次いで、ガラス板の表面部分を研磨するステップ1707に進むことができる。あるいは、矢印1704bによって示されるように、本方法は、第2上流加工装置101bの第1の回転する砥石車でガラス板の表面部分を研磨することにより、ガラス板の表面部分(例えば縁部)を機械加工するステップ1707から任意選択的に始めることができる。ガラス板の表面部分を研磨するステップは、略層流の第1の流体膜109を第1の流体平面に沿って分配し、ガラス板119の第1の主要な表面117に着地させながら実行することができる。表面部分の研磨に起因する破片は、ガラス板の第1の主要な表面117に沿って移動する第1の流体膜109に流入し、ガラス板111から除去される。
ステップ1707の後に、矢印1708aによって示されるように、本方法は次いで、ガラス板の表面部分を洗浄するステップ1709に進むことができる。あるいは、矢印1706bによって示されるように、本方法は、研削ステップ1705から洗浄ステップ1709に直接進むことができる。洗浄ステップ1709中に、下流加工装置101cは、洗浄車の加工面でガラス板の表面部分を機械加工する。実際、ステップ1709中に、下流加工装置101cは、ステップ1705中および/またはステップ1707中に生じるさらなる破片を除去するためにガラス板の表面部分を洗浄することにより、ガラス板の表面部分を機械加工する。
矢印1708bによって示されるように、本方法は、洗浄ステップ1709の後、ステップ1713で終了できる。あるいは、矢印1710によって示されるように、本方法は次いで、洗浄ステップ1709からガラス板(例えば表面部分)を洗い流すステップ1711に進むことができる。既にガラス板はステップ1709中に洗浄されているので、洗浄ステップ1709がなかった場合より、少ない粒子状物質を除去するような洗い流しステップが要求されてもよい。したがって、ステップ1711中に使用されるワッシャーの洗い流し効率が上がり、洗い出し装置の濾過システムへの負荷はより少なくなる。さらに、洗浄ステップ1709と洗い流しステップ1711との組合せは、ステップのどちらかが省略された場合よりガラス板の近傍からより多くの粒子状物質を除去することができる。
矢印1712によって示されるように、本方法は次いで、1713で終了することができ、機械加工工程で後に残された、たとえあったとしてもわずかな残留粒子と共にガラス板は次いで乾燥されてもよい。
上流加工装置101a、101bで機械加工した後、ガラス板の表面部分を洗浄する下流加工装置101cを提供することによって、粒子状物質を除去するのに、上流加工装置101a、101bの囲い板および/または流体流のみに依存するより、粒子の除去について著しく予想外の改善が図れる。実際、米国特許出願公開第2013/0130597号(以下’597号公報と略す)で開示された上流加工装置が機械加工された粒子状物質を除去するのに特に効果的なものと分かっており、前述で、上記特許出願は参照によりその全体が本明細書に援用されている。実際、’597号公報の開示では、研削中/研磨中に発生した粒子状物質が流膜内に流入させられ囲い板の内に包含されることにより、効率的に除去されることが可能になる。しかしながら、下流加工装置101cによるさらなる機械加工工程(洗浄)が、機械加工工程中のガラス板近傍での粒子除去を著しく向上させたことが分かった。
したがって、本明細書で開示されるような下流洗浄装置は、’597号公報によって述べられた単一の加工装置と比較するとより粒子密度における著しい減少というさらなる利点を提供している。したがって、本来ならばガラス板の表面品質に影響を与え得る、後に残される粒子状物質がより少なくなる。さらに、続く任意選択の洗い流すステップ1711中に、ワッシャーに流入するガラス粒子の量を減じることができるので、ワッシャーをより効率的にし、ワッシャー濾過システムへの負荷がより少なくなる。
請求され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。
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
加工車の加工面がガラス板の表面部分を機械加工するように回転するように構成された該加工車と、該加工車を実質的に囲む囲い板とを含む少なくとも1つの上流加工装置と;
該少なくとも1つの上流加工装置から下流に位置した下流加工装置であって、該下流加工装置が洗浄車を含む加工車を含み、該洗浄車は、該少なくとも1つの上流加工装置で該ガラス板の該表面部分を機械加工することで生じた破片を除去するために該ガラス板の該表面部分を洗浄することにより、該洗浄車の加工面が該ガラス板の該表面部分を機械加工するように回転するように構成されている、該下流加工装置とを含む、ガラス処理装置。
実施形態2
前記囲い板が、前記ガラス板の前記表面部分を受け入れるように構成されたスロットを含む、実施形態1に記載のガラス処理装置。
実施形態3
前記下流加工装置が、前記洗浄車を実質的に囲む囲い板をさらに含む、実施形態1に記載のガラス処理装置。
実施形態4
前記囲い板が、前記ガラス板の前記表面部分を受け入れるように構成されたスロットを含む、実施形態3に記載のガラス処理装置。
実施形態5
前記少なくとも1つの上流加工装置の前記加工車が砥石車を含む、実施形態1に記載のガラス処理装置。
実施形態6
前記少なくとも1つの上流加工装置の前記加工車が研磨車を含む、実施形態1に記載のガラス処理装置。
実施形態7
前記少なくとも1つの上流加工装置が第1上流加工装置および第2上流加工装置を含み、該第1上流加工装置の加工車が砥石車を含み、該第2上流加工装置の加工車が研磨車を含み、該第2上流加工装置が該第1上流加工装置と前記下流加工装置の間の中流に位置する、実施形態1に記載のガラス処理装置。
実施形態8
前記ガラス板の主要な表面に沿って層状の流体膜を流入させるように構成された流体分配装置をさらに含む、実施形態1に記載のガラス処理装置。
実施形態9
前記ガラス板の他の主要な表面に沿って流体を流入させるように構成された他の流体分配装置をさらに含む、実施形態8に記載のガラス処理装置。
実施形態10
前記加工車および前記洗浄車の少なくとも1つの車の前記加工面が該車の外周面を含む、実施形態1に記載のガラス処理装置。
実施形態11
加工車の加工面がガラス板の表面部分を機械加工するように回転するように構成された該加工車と、該ガラス板の主要な表面に沿って層状の流体膜を流入させるように構成された流体分配装置とを含む少なくとも1つの上流加工装置と;
該少なくとも1つの上流加工装置から下流に位置した下流加工装置であって、該下流加工装置が洗浄車を含む加工車を含み、該洗浄車は、該少なくとも1つの上流加工装置で該ガラス板の該表面部分を機械加工することで生じた破片を除去するために該ガラス板の該表面部分を洗浄することにより、該洗浄車の加工面が該ガラス板の該表面部分を機械加工するように回転するように構成されている、該下流加工装置とを含む、ガラス処理装置。
実施形態12
前記少なくとも1つの上流加工装置が、前記ガラス板の他の主要な表面に沿って流体を流入させるように構成された他の流体分配装置をさらに含む、実施形態11に記載のガラス処理装置。
実施形態13
前記下流加工装置が、前記ガラス板の前記主要な表面に沿って層状の流体膜を流入させるように構成された流体分配装置を含む、実施形態11に記載のガラス処理装置。
実施形態14
前記下流加工装置が、前記ガラス板の他の主要な表面に沿って流体を流入させるように構成された他の流体分配装置を含む、実施形態13に記載のガラス処理装置。
実施形態15
前記少なくとも1つの上流加工装置が第1上流加工装置および第2上流加工装置を含み、該第1上流加工装置の加工車が砥石車を含み、該第2上流加工装置の加工車が研磨車を含み、該第2上流加工装置が該第1上流加工装置と前記下流加工装置の間の中流に位置する、実施形態11に記載のガラス処理装置。
実施形態16
前記加工車および前記洗浄車の少なくとも1つの車の前記加工面が、該車の外周面を含む、実施形態11に記載のガラス処理装置。
実施形態17
(I)略層流の第1の流体膜を第1の流体平面に沿って分配し、ガラス板の第1の主要な表面に着地させながら、第1の回転する加工車の加工面で該ガラス板の表面部分を機械加工するステップであって、該表面部分の機械加工に起因する破片が、該ガラス板の該第1の主要な表面に沿って移動する該第1の流体膜に流入し、該ガラス板から除去されるステップと;次いで
(II)該ステップ(I)中に生じるさらなる破片を除去するために該ガラス板の該表面部分を洗浄することにより、該ガラス板の該表面部分を機械加工する洗浄車を含む、第2の回転する加工車の加工面で該ガラス板の該表面部分を機械加工するステップとを含む、ガラス処理方法。
実施形態18
前記ステップ(I)と前記ステップ(II)各々が、前記ガラス板の縁部を含む該ガラス板の前記表面部分を機械加工する、実施形態17に記載の方法。
実施形態19
前記ステップ(I)が、回転する研磨車を含む前記第1の回転する加工車で前記ガラス板の前記表面部分を研磨することにより、該ガラス板の該表面部分を機械加工するステップを含む、実施形態17に記載の方法。
実施形態20
前記ステップ(I)に先立って、回転する砥石車を含む前記第1の回転する加工車で前記ガラス板の前記表面部分を研削することにより、該ガラス板の該表面部分を機械加工するステップをさらに含む、実施形態17に記載の方法。
実施形態21
前記ステップ(I)中に、前記第1の流体膜が囲い板の外側の位置でガラス板の前記第1の主要な表面に着地し、前記表面部分の機械加工に起因する前記破片が該囲い板の内側で該第1の流体膜に流入する、実施形態17に記載の方法。
実施形態22
前記ステップ(I)中に、前記第1の流体膜は前記囲い板のスロットを通って移動する、実施形態21に記載の方法。
実施形態23
前記ステップ(I)が、前記流入した破片を含む前記第1の流体膜を、前記囲い板の排出ポートに通すステップを含む、実施形態22に記載の方法。
実施形態24
前記ステップ(I)が、略層流の第2の流体膜を第2の流体平面に沿って分配し、前記ガラス板の第2の主要な表面に着地させるステップをさらに含み、前記表面部分の機械加工に起因する破片が、該ガラス板の該第2の主要な表面に沿って移動する該第2の流体膜に流入し、該ガラス板から除去される、実施形態17に記載の方法。
実施形態25
前記ステップ(I)中に、前記第2の流体膜が囲い板の外側の位置でガラス板の前記第2の主要な表面に着地し、前記表面部分の機械加工に起因する前記破片が該囲い板の内側で該第2の流体膜に流入する、実施形態24に記載の方法。
実施形態26
前記ステップ(I)中に、前記第2の流体膜が前記囲い板のスロットを通って移動する、実施形態25に記載の方法。
実施形態27
前記ステップ(I)が、前記流入した破片を含む前記第2の流体膜を、前記囲い板の排出ポートに通すステップを含む実施形態25に記載の方法。
実施形態28
前記ステップ(II)が、略層流の第1の洗浄流体膜を第1の洗浄流体平面に沿って分配し、前記ガラス板の前記第1の主要な表面に着地させるステップを含み、前記さらなる破片の少なくとも一部が、該ガラス板の該第1の主要な表面に沿って移動する該第1の洗浄流体膜に流入し、該ガラス板から除去される、実施形態17に記載の方法。
実施形態29
前記ステップ(II)が、略層流の第2の洗浄流体膜を第2の洗浄流体平面に沿って分配し、前記ガラス板の前記第2の主要な表面に着地させるステップをさらに含み、前記さらなる破片の少なくとも一部が、該ガラス板の該第2の主要な表面に沿って移動する該第2の洗浄流体膜に流入し、該ガラス板から除去される、実施形態28に記載の方法。
101 ガラス処理装置
101a、101b 上流加工装置
101c 下流加工装置
103、901 流体分配装置
105a 第1のフローエキスパンダ
105b 第2のフローエキスパンダ
106a、106b 拡張面
107 層流
109 流体膜
111 ガラス板
113 外周縁
115 縁部
117 第1の表面
119 第2の表面
401、1103 分配面
403、1201 第1の細長い小室
405、1203 第1の小室軸
407 第2の細長い小室
409、1207 第2の小室軸
411 第2の部分
413 第1の部分
415 固定具
417 シャッタ
501、1105 分配方向
503、1107 細長い開口
601 細長い中心部
603a、603b 対向端部
605、711 伸張軸
701、1301a、1301b、1301c 複数の開口
703 細長い隔壁
705、1011 流体源
707 第1のポート
709、715 開口
713 第2のポート
717 軸
719 ポンプ
723 コンピュータ
721 多岐管
901a 第1の分配装置
901b 第2の分配装置
903a、903b 略層流
905a、905b 流体膜
1001 加工車
1003 外周面
1005 囲い板
1007 流体ノズル
1008 冷却流体
1009、1505 内表面
1013 流体流
1015 加工接点
1017 気体ノズル
1102 回転軸
1205 第2の小室
1401 スロット
1403 第1の区画
1405 拡大区画
1406 奥まった内側部分
1407 外周壁
1501 中心軸
1503 上壁
1507 封じ込め領域
1509a、1509b ブラケット
1511 ガスポート
1513 車洗浄口
1515a 第1の排出ポート
1515b 第2の排出ポート
1517a 第1のフラップ
1517b 第2のフラップ
1519a 第1の開口
1519b 第2の開口
1521 外壁部
1523 下部開口
1529 衝突点
1601 流体フローガイド
1603a 第1の下方傾斜ガイド壁
1603b 第2の下方傾斜ガイド壁
1605 下方先端部
1701 フローチャート

Claims (10)

  1. 加工車の加工面がガラス板の外周縁を機械加工するように回転するよう構成された該加工車と、該加工車を実質的に囲むとともに該ガラス板の外周縁を受け入れるよう構成されているスロットを含む囲い板とを含む少なくとも1つの上流加工装置と;
    該少なくとも1つの上流加工装置から下流に位置した下流加工装置であって、該下流加工装置が洗浄車を含む最も下流の加工車を含み、前記洗浄車は、該少なくとも1つの上流加工装置で該ガラス板の該外周縁を機械加工することで生じた破片を除去するために該ガラス板の該外周縁を洗浄することにより、該ガラス板の前記外周縁からガラスをさらに除去することなしに、該洗浄車の加工面が該ガラス板の該外周縁を機械加工するように回転するよう構成されている、該下流加工装置とを含み、
    前記洗浄車が、外周面を有し、
    前記下流加工装置が、前記ガラス板の前記外周縁を受け入れるよう構成されているスロットを含む前記洗浄車を実質的に囲む囲い板をさらに含む、ガラス処理装置。
  2. 前記少なくとも1つの上流加工装置の前記囲い板の前記スロットの上方領域を通って自由に通過できるよう、前記ガラス板の主要な表面に沿って層状の流体膜を流入させるよう構成されている流体分配装置をさらに含む、請求項1に記載のガラス処理装置。
  3. 前記洗浄車が、ポリマー砥石車、ゴム砥石車、フェルト、クロスの少なくとも1つを含む、請求項1または2に記載のガラス処理装置。
  4. 前記少なくとも1つの上流加工装置が第1上流加工装置および第2上流加工装置を含み、該第1上流加工装置の加工車が砥石車を含み、該第2上流加工装置の加工車が研磨車を含み、該第2上流加工装置が該第1上流加工装置と前記下流加工装置との間の中流に位置する、請求項1から3のいずれか一項に記載のガラス処理装置。
  5. 加工車の加工面がガラス板の外周縁を機械加工するように回転するよう構成された該加工車と、該ガラス板の主要な表面上に着地すべく流体面に沿って層状の流体膜の幅を規定する細長い開口部を含む流体分配装置とを含む、少なくとも1つの上流加工装置と;
    該少なくとも1つの上流加工装置から下流に位置した下流加工装置であって、該下流加工装置が洗浄車を含む最も下流の加工車を含み、前記洗浄車は、該少なくとも1つの上流加工装置で該ガラス板の該外周縁を機械加工することで生じた破片を除去するために該ガラス板の該外周縁を洗浄することにより、該ガラス板の該外周縁からガラスをさらに除去することなしに、該洗浄車の加工面が該ガラス板の該外周縁を機械加工するように回転するよう構成されている、該下流加工装置とを含み、
    前記洗浄車が、外周面を有する、ガラス処理装置。
  6. 前記下流加工装置が、前記ガラス板の他の主要な表面に沿って流体を流入させるように構成された他の流体分配装置をさらに含む、請求項5に記載のガラス処理装置。
  7. 前記少なくとも1つの上流加工装置が、第1上流加工装置および第2上流加工装置を含み、該第1上流加工装置の加工車が砥石車を含み、該第2上流加工装置の加工車が研磨車を含み、該第2上流加工装置が該第1上流加工装置と前記下流加工装置との間の中流に位置する、請求項5または6に記載のガラス処理装置。
  8. (I)略層流の第1の流体膜を第1の流体平面に沿って分配し、ガラス板の第1の未汚損の主要な表面に着地させながら、第1の回転する加工車の加工面で該ガラス板の外周縁を機械加工するステップであって、該ガラス板の外周縁を機械加工する際に発生する破片から該ガラス板の第1の未汚損の主要な表面を保護するため、該外周縁の機械加工に起因する破片が、該ガラス板の該第1の未汚損の主要な表面に沿って移動する該第1の流体膜に流入し、該ガラス板から除去されるステップと;次いで
    (II)該ガラス板の該外周縁からガラスをさらに除去することなしに該ステップ(I)中に生じるさらなる破片を除去するために該ガラス板の該外周縁を洗浄することにより、該ガラス板の該外周縁を機械加工する洗浄車の外周縁表面を含む、第2の回転する加工車の加工面で、該ガラス板の該外周縁を機械加工するステップとを含み、
    前記第2の回転する加工車で前記ガラス板を機械加工することが、前記ステップ(II)の後に完成する、ガラス処理方法。
  9. 前記ステップ(II)が、略層流の第1の洗浄流体膜を第1の洗浄流体平面に沿って分配し、前記ガラス板の前記第1の未汚損の主要な表面に着地させるステップを含み、前記さらなる破片の少なくとも一部が、該ガラス板の該第1の未汚損の主要な表面に沿って移動する該第1の洗浄流体膜に流入し、該ガラス板から除去される、請求項8に記載の方法。
  10. 前記ステップ(II)が、略層流の第2の洗浄流体膜を第2の洗浄流体平面に沿って分配し、前記ガラス板の第2の主要な表面に着地させるステップを含み、前記さらなる破片の少なくとも一部が、該ガラス板の該第2の主要な表面に沿って移動する該第2の洗浄流体膜に流入し、該ガラス板から除去される、請求項9に記載の方法。
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