JP2011168403A - 非接触ダンサー機構、ウェブ分離装置、及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 脆弱材料ウェブの製造及び処理において、上流プロセスから下流プロセスにウェブを搬送するための新たな機構を提供する。
【解決手段】 脆弱材料ウェブ２００を搬送するための機構であって、案内レール１０８及び案内レール１０８上に位置調整可能に設けられた位置可変ウェブ支持プレナム１０４を有する非接触ダンサー機構１０２を提供する。位置可変ウェブ支持プレナム１０４は脆弱材料ウェブ２００を上方に離間支持することにより、脆弱材料ウェブ２００の機械的接触及び損傷を防止するための流体を放出する複数の流体孔１０３を有する弓形外表面１０７を備えることができる。位置可変ウェブ支持プレナム１０４の案内レール１０８上の重量の少なくとも一部を支持する支持プレナム平衡錘１１０を位置可変ウェブ支持プレナムに１０４に機械的に接続できる。
【選択図】図１

Description

本明細書は脆弱材料ウェブの製造及び処理に関し、具体的には非接触ダンサー機構を有する装置及びこれを用いた脆弱材料ウェブの搬送方法に関するものである。

溶融法又はその他同様のダウンドロー法によって薄いガラスリボンを形成できる。このような薄いガラスリボンは、フラットパネル表示装置、タッチセンサー、光起電装置、及びその他の電子的用途を含む各種装置に利用できる。溶融法によって、他の方法と比較して表面がより平坦且つ滑らかな薄いガラスリボンを得ることができる。

溶融法においては、溶融ドロー機構（ＦＤＭ）を用いてガラスリボンが形成され、ガラスリボンを２組のローラーに通すことにより所望の厚さにされる。例えば、溶融ドロー法によってガラスリボンが柔軟性を帯びる厚さにすることができる。柔軟性を帯びることにより薄いガラスリボンを貯蔵用スピンドルに巻き取ることができるため、連続したウェブとしてガラスを製造し処理（即ち、積層、被覆等）することができる。

積層前又は保護膜を施す前の無被覆の薄いガラスリボンは機械的接触によって特に損傷を受けやすい。従って、保護膜を施すまでは、無被覆の薄いガラスリボンの機械的接触を避ける必要がある。更に、ＦＤＭ下流のプロセスとドロープロセスとが互いに影響を及ぼす可能性がある。例えば、巻取り中又は積層中における機械的振動が上流に伝わりドロープロセスに悪影響を及ぼす可能性がある。同様に、例えば、ガラスリボンの一部がローラーや別の支持体に支持されていないとき、ガラスに対する過剰な張力及び/又はガラスリボンの過剰な弛みの発生を避けるため、ＦＤＭの引張り速度と巻取り又は積層プロセスのような下流プロセスの速度とが略一致するよう正確に制御する必要がある。しかし、多くの場合そのような正確な制御を行うこと及び多数のプロセスを同期させることは困難である。

従って、薄いガラスのような脆弱材料ウェブの製造及び処理において、上流プロセスから下流プロセスにウェブを搬送するための新たな機構の必要性が存在している。

１つの実施の形態によれば、脆弱材料ウェブを搬送するための非接触ダンサー機構は案内レールと案内レール上に位置調整可能に設けられた位置可変ウェブ支持プレナムとを有している。位置可変ウェブ支持プレナムは脆弱材料ウェブを上方に離間支持することにより、脆弱材料ウェブの機械的接触及び損傷を防止するための流体を放出する複数の流体孔を有して成る弓形外表面を備えることができる。位置可変ウェブ支持プレナムの案内レール上における重量の少なくとも一部を支持する支持プレナム平衡錘を位置可変ウェブ支持プレナムに機械的に接続できる。

別の実施の形態において、脆弱材料ウェブを処理する間、上流プロセスと下流プロセスとを互いに分離するための装置が、位置固定ウェブ支持プレナムと位置可変ウェブ支持プレナムとを有することができる。位置固定ウェブ支持プレナムは流体を放出するための複数の流体孔を有して成る弓形外表面を備えることができる。位置可変ウェブ支持プレナムは案内レール上に位置調整可能に設けることができ、支持プレナム平衡錘に機械的に接続できる。また、位置可変ウェブ支持プレナムも流体を放出するための複数の流体孔を有することができる。脆弱材料ウェブが位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に離間支持され脆弱材料の機械的接触及び損傷が防止されるようになると、位置固定ウェブ支持プレナムによって、脆弱材料ウェブの方向が初期経路から位置可変ウェブ支持プレナムが設けられている第１経路に変えられる。脆弱材料ウェブが位置可変ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に離間支持され脆弱材料の機械的接触及び損傷が防止されるようになると、位置可変ウェブ支持プレナムによって、脆弱材料ウェブの方向が第１経路から第２経路に変えられる。上流プロセスのプロセス変数、下流プロセスのプロセス変数、又は上流及び下流プロセス両方のプロセス変数に基づいて、位置可変ウェブ支持プレナムの案内レール上の位置を受動的に調整することによりウェブの弛みを低減できる。

更に別の実施の形態において、脆弱材料ウェブを処理する間、上流プロセスを下流プロセスから分離するための方法が、脆弱材料ウェブを第１経路に沿って搬送するステップ及び案内レール上に摺動可能に設けられ、上流プロセス、下流プロセス、又は上流及び下流プロセスの両方における変化によって案内レール上の変位量が変化する位置可変ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に脆弱材料ウェブを案内するステップを有することができる。脆弱材料ウェブを位置可変ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に離間支持し、脆弱材料ウェブの方向を第１経路から第２経路に変えることができる。位置可変ウェブ支持プレナムの案内レール上における変位量を測定し、その変位量に基づいて、上流プロセス、下流プロセス、又は上流及び下流プロセスの両方のプロセスパラメータを調整し脆弱材料ウェブの長さを調整することにより、上流プロセスと下流プロセスとの間の脆弱材料ウェブの長さを調整し前記上流プロセスを前記下流プロセスから分離できる。

更なる特徴及び効果は以下の詳細な説明に記載されており、当業者にとって詳細な説明によりある程度明白であり、以下の詳細な説明、クレーム、及び添付図面を含む本明細書に記載の実施の形態を実施することにより認識できる。

前記概要説明及び以下の詳細な説明における各種実施の形態は特許請求した主題の本質及び特徴を理解するための要旨又は骨格の提供を意図したものである。添付図面は、各種実施の形態の理解を深めるためのものであり、本明細書の一部を構成するものである。添付図面は本明細書で説明する各種実施の形態を図示したものであり、本明細書の説明と共に参照することにより特許請求した主題の原理及び作用の理解に役立つものである。

本明細書において図示及び説明する本発明の実施の形態による、非接触ダンサー機構を備えたウェブ分離装置の概略断面図。 本明細書において図示及び説明する本発明の実施の形態による、ウェブ装着支持体を有する位置可変ウェブ支持プレナムを備えた非接触ダンサー機構の概略断面図。 本明細書において図示及び説明する本発明の実施の形態による、位置固定ウェブ支持プレナムと協働するウェブ装着支持体を示すウェブ分離装置の部分概略図。 本明細書において図示及び説明する本発明の実施の形態による、積層ガラスの連続ウェブの製造において、上流プロセスと下流プロセスとを分離しバランスを取る非接触ダンサー機構の作用を説明する概略図。 本明細書において図示及び説明する本発明の実施の形態による、積層ガラスの連続ウェブの製造において、上流プロセスと下流プロセスとを分離しバランスを取る非接触ダンサー機構の作用を説明する概略図。

添付図面に例を示すウェブ分離装置の実施の形態について詳細に説明する。図面全体を通し、同一又は同様の部品については可能な限り同じ参照番号が付与してある。ウェブ分離装置の１つの実施の形態の概略を図１に示す。通常、ウェブ分離装置は位置固定ウェブ支持プレナムと非接触ダンサー機構とを有している。非接触ダンサー機構は脆弱材料ウェブを第１経路から第２経路に変更することにより、上流プロセスと下流プロセスとを互いに分離する。この方向転換により、上流プロセスと下流プロセスとの間の処理速度の違いによる影響が緩和される。非接触ダンサー機構の位置に基づいて、上流プロセス及び/又は下流プロセスの１つ以上の処理パラメータも調整できる。以下、それぞれの図面を参照しながら、ウェブ分離装置の構成部品及び作用について詳しく説明する。

図１は１つの実施の形態によるウェブ分離装置１００を示す図である。通常、ウェブ分離装置１００は非接触ダンサー機構１０２と位置固定ウェブ支持プレナム１３０とを備えている。図１の実施の形態において、ウェブ分離装置１００は初期の装着の期間において位置固定ウェブ支持プレナム１３０と協働する装着支持プレナム１４０も備えている。

更に図１において、通常、非接触ダンサー機構１０２は位置可変ウェブ支持プレナム１０４、少なくとも１つの案内レール１０８、及び支持プレナム平衡錘１１０を有している。通常、位置可変ウェブ支持プレナム１０４は弓形外表面１０７を有している。例えば、図１の実施の形態において、位置可変ウェブ支持プレナム１０４は約９０度に亘って円弧を成す弓形外表面１０７を有している。従って、本実施形態では、位置可変ウェブ支持プレナム１０４は、脆弱材料ウェブ２００が弓形外表面１０７の上方に案内されると９０度までの範囲において方向が変えられるよう構成されている。
図１の位置可変ウェブ支持プレナム１０４は約９０度の円弧を成す弓形外表面１０７を有しているが、別の実施の形態では弓形外表面１０７は３６０度以下の円弧を成すことができる。また、弓形外表面は断面が円または円の一部を成すように一定の曲率半径を有することができる。あるいは、弓形外表面は断面が放物線を成すように曲率半径が変化してもよい。

位置可変ウェブ支持プレナム１０４は管路又はその他適切な供給ラインを通して流体源（図示せず）に接続され、その内部空間に加圧流体が供給される。位置可変ウェブ支持プレナム１０４の弓形外表面１０７は加圧流体を放出する複数の流体孔１０３を有している。弓形外表面１０７の上方に脆弱材料ウェブ２００が案内されると、加圧流体によって脆弱材料ウェブと弓形外表面１０７との間に流体クッションが形成され脆弱材料ウェブが弓形外表面の上方に離間支持される。このようにして得られた流体クッションにより脆弱材料ウェブの機械的接触が防止され損傷が軽減される。

本明細書で説明する実施の形態において、加圧流体は空気である。この空気は送風機（図示せず）によって位置可変ウェブ支持プレナム１０４の内部空間に供給される。しかし、空気に代えて、加圧流体は単一のガス又は各種の混合ガスであってもよい。更に、コンプレッサーによって加圧流体を位置可変ウェブ支持プレナムに供給するか、又はその他の加圧ガス源から供給することもできる。

図１は非接触ダンサー機構１０２の側面を示しているが、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の弓形外表面１０７は、少なくともその上方に案内される脆弱材料ウェブ２００の幅と同じＹ方向に延びる幅を有している。本明細書で説明する実施の形態において、脆弱材料ウェブ２００の幅は約２．５ｃｍ〜約１２５ｃｍであり、従って弓形外表面１０７の幅は少なくとも２．５ｃｍである。しかし、弓形外表面１０７の幅はこれより大きくても小さくてもよい。

引き続き図１において、位置可変ウェブ支持プレナム１０４は案内レール１０８に対し自由に摺動できるよう摺動自在に取り付けられている。図１の実施の形態では、位置可変ウェブ支持プレナム１０４は案内レール１０８に摺動自在に取り付けられた搬器１０６に取り付けられている。しかし、搬器１０６を使用せず、直接位置可変ウェブ支持プレナム１０４を案内レール１０８に摺動自在に取り付けることもできる。通常、案内レール１０８はレール又はその他適切な構造体を有し、それに沿って位置可変ウェブ支持プレナム１０４が摺動自在に移動できる。例えば、案内レール１０８は、搬器１０６及び/又は位置可変ウェブ支持プレナム１０４を案内レールに摺動自在に配設するのを容易にするための複数のベアリング、ローラー、及び/又は直線スライドを有することができる。１つの実施の形態において、案内レール１０８は、オハイオ州クリーブランド所在のＮｏｏｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社のＰｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｒａｉｌ Ｓｙｓｔｅｍを有している。搬器１０６及び位置可変ウェブ支持プレナム１０４が案内レール１０８に摺動自在に配設されるよう案内レール１０８に取り付けられている摩擦抵抗の小さいスライドに連結できる。

図１のウェブ分離装置の実施の形態では、非接触ダンサー機構１０２の案内レール１０８は略垂直（即ち、図１の座標軸のＺ方向）に向いている。しかし、別の実施の形態では、案内レール１０８は垂直方向に対し角度を成すことができる。他の実施の形態（図示せず）では、位置可変ウェブ支持プレナムを回転機構に取り付けることができる。

図１に示すように、非接触ダンサー機構１０２は支持プレナム平衡錘１１０も有している。支持プレナム平衡錘１１０は案内レール１０８に対し、少なくとも一部の重量を支持することにより位置可変ウェブ支持プレナム１０４の相対位置を保持することにより、位置可変ウェブ支持プレナム１０４が脆弱材料ウェブ２００に及ぼす力を抑制するよう位置可変ウェブ支持プレナム１０４に機械的に接続されている。例えば、図１の実施の形態では、支持プレナム平衡錘１１０は位置可変ウェブ支持プレナム１０４に機械的に接続された搬器１０６に機械的に接続されている。しかし、支持プレナム平衡錘１１０を直接位置可変ウェブ支持プレナム１０４に接続することもできる。位置可変ウェブ支持プレナム１０４の重量を支持するため、支持プレナム平衡錘１１０は位置可変ウェブ支持プレナム１０４に対し機械的に固定される。例えば、案内レール１０８又は位置可変ウェブ支持プレナム１０４に対し機械的に固定される同様の支持体に固定できる。

本明細書において表示及び説明する非接触ダンサー機構の実施の形態において、支持プレナム平衡錘１１０は筐体１１２内に摺動自在に設けられたピストン１１４を備えたエアシリンダーである。ピストン１１４は搬器１０６及び位置可変ウェブ支持プレナム１０４に機械的に接続されている。例えば、支持プレナム平衡錘１１０はコネチカット州、ノーウォーク所在のＡｉｒｐｏｔ社製、ＡｉｒｐｅｌＭ３２Ｄ１００．ＯＵエアシリンダーとすることができる。位置可変ウェブ支持プレナム１０４が案内レール１０８に沿って移動するにつれ、その位置に関係なく脆弱材料ウェブに生じる張力が一定になるよう支持プレナム平衡錘１１０によって位置可変ウェブ支持プレナム１０４に力が加えられ、それによって脆弱材料ウェブの張力変動が上流及び下流プロセスに与える影響を抑制している。支持プレナム平衡錘１１０が引き上げる力は調整可能である。例えば、支持プレナム平衡錘１１０が前記のようなエアシリンダーの場合、エアシリンダー内の空気圧を変えることにより支持プレナム平衡錘１１０の引上げ力を調整できる。１つの実施の形態において、支持プレナム平衡錘１１０による力が位置可変ウェブ支持プレナム１０４、搬器１０６、及びピストン１１４の合計重量を若干下回る程度とすることができる。

支持プレナム平衡錘１１０がエアシリンダーから成るものとして図示及び説明したが、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の重量の少なくとも一部を支持する別の適切な機構も支持プレナム平衡錘１１０として使用できる。例えば、他の実施の形態において、支持プレナム平衡錘を油圧シリンダー、バネ、及び/又は位置可変ウェブ支持プレナム１０４に機械的に接続された錘とすることができる。

引き続き図１において、非接触ダンサー機構１０２は位置可変ウェブ支持プレナム１０４の案内レール１０８に沿った変位量を測定するための変位センサー１２０を更に備えることができる。例えば、支持プレナム平衡錘１１０がエアシリンダーの場合、図１に示すように、エアシリンダーが筐体１１２に対するピストン１１４の相対位置を検出できる光センサー、超音波センサー、誘導変位センサー、磁気歪リニア位置センサー、又は同様の変位センサーのようなリニア変位センサーを備えることができる。従って、案内レール１０８に対する位置可変ウェブ支持プレナム１０４の相対位置を測定できる。別の実施の形態（図示せず）において、変位センサーを位置可変ウェブ支持プレナム１０４及び/又は案内レール１０８に連動接続することにより案内レール１０８に対する位置可変ウェブ支持プレナム１０４の相対位置を測定している。

非接触ダンサー機構１０２の他に、ウェブ分離装置１００は位置固定ウェブ支持プレナム１３０も有することができる。位置固定ウェブ支持プレナム１３０は固定支持体（図示せず）に機械的に接続できる。位置固定ウェブ支持プレナム１３０は脆弱材料ウェブ２００が初期経路３００から位置可変ウェブ支持プレナムが位置する第１経路３０２に方向を変えることができる位置に設けられる。

位置可変ウェブ支持プレナム１０４に関連して説明するように、位置固定ウェブ支持プレナム１３０は通常弓形外表面１３７を有している。例えば、図１の実施の形態では約１８０に亘って円弧を成す弓形外表面１３７を有している。従って、本実施形態では、位置固定ウェブ支持プレナム１３０は、脆弱材料ウェブ２００が弓形外表面１３７の上方に案内されると１８０度までの範囲において方向が変更されるよう構成されている。しかし、弓形外表面１３７の円弧は１８０度より大きいか又は小さくてもよい。更に、弓形外表面１３７は断面が円または円の一部を成すように一定の曲率半径を有することができる。あるいは、弓形外表面１３７は断面が放物線を成すように曲率半径が変化してもよい。

位置固定ウェブ支持プレナム１３０は管路又はその他適切な供給ラインを通して流体源（図示せず）に接続され、その内部空間に加圧流体が供給され弓形外表面１３７の流体孔１３７から放出される。位置固定ウェブ支持プレナム１３０の弓形外表面１３７の上方に脆弱材料ウェブ２００が案内されると、加圧流体によって脆弱材料ウェブ２００と弓形外表面１３７との間に流体クッションが形成される。この流体クッションによって脆弱材料ウェブ２００が弓形外表面１３７の上方に離間支持されることにより脆弱材料ウェブ２００の機械的接触が防止され損傷が軽減される。

図１に示す実施の形態では、ウェブ分離装置１００は位置固定ウェブ支持プレナム１３０に対し位置調整可能に設けられたウェブ装着支持体１４０を更に備えている。通常、ウェブ装着支持体１４０はウェブ支持面１４７を有するウェブ装着支持プレナム１４６を備えている。ウェブ装着支持プレナム１４６は流体源に接続されウェブ支持面１４７の流体孔から流体が放出される。ウェブ支持面１４７の少なくとも一部が位置固定ウェブ支持プレナム１３０の弓形外表面１３７の曲率半径を補完する曲率半径を有している。ウェブ装着支持プレナム１４６は位置固定ウェブ支持プレナム１３０に対し位置調整可能に設けられたアクチュエータ１５０に機械的に接続されている。図１の実施の形態では、アクチュエータ１５０はウォームギア１５４を介してウェブ装着支持プレナム１４６に接続された電気モータから成っている。しかし、別の種類及び/又は構成のアクチュエータを用いて位置固定ウェブ支持プレナム１３０に対するウェブ装着支持プレナムの相対位置を決定できる。図１の実施の形態では、ウェブ装着支持プレナム１４６はトラック１５２上に摺動可能に設けられ、アクチュエータ１５０が起動されると位置固定ウェブ支持プレナム１３０に対するウェブ装着支持プレナム１４６のトラック１５２上の位置が調整される。

ウェブ装着支持プレナム１４６の別の実施の形態を図３に示す。本実施の形態では、ウェブ装着支持プレナムはウェブ浮揚テーブル１４２とウェブ支持シャトル１４８とから成っている。脆弱材料ウェブがウェブ浮揚テーブル１４２と位置固定ウェブ支持プレナム１３０との間に通されるように位置固定ウェブ支持プレナム１３０の弓形外表面１３７の近傍にウェブ浮揚テーブル１４２を配置できる。ウェブ支持シャトル１４８はアクチュエータ１５０に機械的に接続され、トラック１５２に沿って、ウェブ浮揚テーブル１４２及び位置固定ウェブ支持プレナム１３０に対するウェブ支持シャトル１４８の相対位置が調整可能である。本実施の形態では、ウェブ浮揚テーブル１４２及びウェブ支持シャトル１４８の両方が流体源に接続され、流体が流体孔１４４から放出される。

図１及び３の実施の形態において、当初ウェブ装着支持体１４０を用いて位置固定ウェブ支持プレナム１３０の弓形外表面１３７の周囲に案内することにより、脆弱材料ウェブ２００を上流プロセス４００から下流プロセス５００に移動できる。具体的には、位置固定ウェブ支持プレナム１３０に対するウェブ装着支持プレナム１４６の相対位置を変えることにより、脆弱材料ウェブ２００の両面が空気クッションによって支持されるため、図１及び３の実施の形態では略垂直である初期経路３００から図示の実施の形態では略水平である第１経路３０２に方向を変えることができる。これにより、脆弱材料ウェブが位置固定ウェブ支持プレナム１３０の弓形外表面１３７の周囲に沿って容易に湾曲できると共に機械的接触を抑制できる。

また、ウェブ装着支持体１４０は位置固定ウェブ支持プレナム１３０と連携して使用されるものとして図１に示したが、図２に示す非接触ダンサー機構と連携して使用することもできる。具体的には、図２の非接触ダンサー機構１７０は図１及び３に示したものと同様のウェブ装着支持体１４０を有しており、当初脆弱材料ウェブを位置可変ウェブ支持プレナム１０４の弓形外表面１０７の上方に案内するのを容易にしている。

以下、図１、３、４Ａ、４Ｂを参照しながらウェブ分離装置１００の使用方法について説明する。初期ステップにおいて、脆弱材料ウェブ２００が初期経路３００に沿って上流プロセス４００から延伸される。本明細書で説明する実施の形態では、脆弱材料ウェブ２００は薄いガラスリボンであり、上流プロセス４００は溶融ドロープロセスのようなガラス形成プロセスである。この薄いガラスリボンの厚さは約７００μｍ未満であり、約１０μｍ〜約３００μｍであることがより好ましく、約３０μｍ〜約１００μｍであることが最も好ましい。１つの実施の形態において、薄いガラスリボンが表面又は縁部に連続被膜又はパターン被膜のような被膜を有することができる。脆弱材料ウェブ２００が延伸される初期経路３００は略垂直（即ち、図１の座標のＺ軸方向）に向いている。ドロープロセスの立ち上がり時において、当初薄いガラスリボンの寸法が変動する。従って、薄いガラスリボンが容認できる寸法になるまで、ウェブ装着プレナム１４０は位置固定ウェブ支持プレナムの下部から離間した位置にあり、薄いガラスリボンが初期経路３００に沿った位置にある廃棄ガラスシュート（図示せず）に落とされる。

適切な寸法が得られようになると、ウェブ装着支持体１４０によってウェブの先端２０２が初期経路３００から第１経路に変えられる。具体的には、脆弱材料ウェブ２００が下方に延伸されるにつれ、ウェブ装着支持体１４０のウェブ支持シャトル１４８がアクチュエータ１５０によって位置固定ウェブ支持プレナム１３０の弓形外表面１３７近傍の所定の位置に移動する。ウェブ支持シャトル１４８が所定の位置に移動するにつれ、流体孔１４４から放出される流体によって脆弱材料ウェブが位置固定ウェブ支持プレナム１３０の弓形外表面１３７に向けて屈曲する。同様に、弓形外表面１３７の流体孔１３２から放出された流体が脆弱材料ウェブ２００の表面に衝突することによりウェブが弓形外表面１３７に接触するのが防止される。位置固定ウェブ支持プレナム１３０からの流体とウェブ装着支持体１４０からの流体とが平衡することにより、脆弱材料ウェブが位置固定ウェブ支持プレナム１３０の弓形外表面１３７及びウェブ装着支持体１４０のウェブ支持面１４７の上方に離間支持される。

ウェブの方向が初期経路３００から第１経路３０２に変更されると、操作員が脆弱材料ウェブ２００を手動で非接触ダンサー機構１０２の位置可変ウェブ支持プレナム１０４の弓形外表面１０７の上方に通すことにより、脆弱材料ウェブ２００の方向が第１経路３０２からこの第１経路に非平行な第２経路３０４に変更される。ウェブが弓形外表面１０７の上方に案内されるにつれ、流体孔から放出される流体によって脆弱材料ウェブ２００が位置可変ウェブ支持プレナム１０４に接触するのが防止される。図１に示すように、脆弱材料ウェブ２００が第２経路３０４に沿って本明細書で説明する実施の形態では積層及び/又は脆弱材料ウェブ２００の巻き取りである下流プロセスに延伸される。

脆弱材料ウェブがウェブ分離装置１００に装着されると、ウェブ装着支持体１４０を移動することができる。以後、ウェブ分離装置を使用して上流プロセスと下流プロセスとの間のウェブの移動距離を調整できと共に、上流プロセス４００を下流プロセス５００から分離できる。具体的には、脆弱材料ウェブ２００がウェブ分離装置１００に案内されるとき、位置可変ウェブ支持プレナムが案内レール１０８に沿って自由に移動できる。例えば、脆弱材料ウェブ２００が上流プロセス４００から繰り出される速度と下流プロセス５００によって巻き取られる速度とが略等しい場合、位置可変ウェブ支持プレナムは図１に示すように案内レール１０８の中立点にある。この位置、即ち、正常位置において、ウェブの張力は位置可変ウェブ支持プレナム１０４がウェブに作用する正味重量（即ち、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の重量から支持プレナム平衡錘１１０によって位置可変ウェブ支持プレナム１０４に加えられた力を差し引いた重量）と平衡している。前記のように、支持プレナム平衡錘１１０によって位置可変ウェブ支持プレナム１０４の重量と大きさが略等しく方向が逆の力が加えられることにより、位置可変ウェブ支持プレナム１０４が案内レール１０８上の位置を保持するのに十分な正常張力が脆弱材料ウェブ２００に加わる。更に、非接触ダンサー機構１０２によってウェブに加えられる張力が下流プロセス５００からの振動の低減に役立ち、かかる振動が上流プロセス４００に向けてウェブを伝搬するのが軽減される。

しかし、脆弱材料ウェブ２００が上流プロセス４００から繰り出される速度と下流プロセス５００によって巻き取られる速度とが異なる場合、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の位置が受動的に調整され巻取り速度と繰出し速度との差が相殺される。例えば、図４Ａは、下流プロセス５００の巻取り速度が上流プロセス４００の繰出し速度より速いときの非接触ダンサー機構１０２の位置可変ウェブ支持プレナム１０４の位置を示しており、位置可変ウェブ支持プレナム１０４が案内レール１０８上を上方（即ち、正のＺ方向）に移動することにより、上流プロセスと下流プロセスとの間の脆弱材料ウェブ２００の移動距離が減少する。この上方への移動により上流プロセスの繰出し速度と下流プロセスの巻取り速度との差異によるウェブの張力が低下する。

具体的には、下流プロセス５００の巻取り速度が上流プロセス４００の繰出し速度より速い場合、脆弱材料ウェブ２００によって位置可変ウェブ支持プレナム１０４に大きな力が加えられ上方（即ち、正のＺ方向）に移動する。しかし、ウェブが位置可変ウェブ支持プレナム１０４に力を加えるとき、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の弓形外表面１０７との間の流体クッションによって脆弱材料ウェブ２００が弓形外表面１０７に接触するのが防止される。

図４Ｂは下流プロセス５００の巻取り速度が上流プロセス４００の繰出し速度より遅いときの位置可変ウェブ支持プレナム１０４の位置を示している。図４Ｂに示すように、下流プロセス５００の巻取り速度が上流プロセス４００の繰出し速度より遅い場合、位置可変ウェブ支持プレナム１０４が案内レール１０８上を下方（即ち、負のＺ方向）に移動することにより、初期経路３００及び第１経路３０２に沿った脆弱材料ウェブ２００の弛みが防止される。この下方への移動により上流プロセスと下流プロセスとの間の脆弱材料ウェブ２００の移動距離が増加する。

具体的には、下流プロセス５００の巻取り速度が上流プロセス４００の繰出し速度より遅い場合、上流プロセスと下流プロセスとの間の脆弱材料ウェブ２００の移動距離が増加する。脆弱材料ウェブ２００に作用する正味の力を維持するため、位置可変ウェブ支持プレナム１０４が下方（即ち、負のＺ方向）に移動してウェブの近接位置を維持する。このようにして、位置可変ウェブ支持プレナム１０４に作用する重力、支持プレナム平衡錘１１０によって加えられる力、及びウェブの張力によって位置可変ウェブ支持プレナム１０４に加えられる力のベクトル合計がゼロになり、位置可変ウェブ支持プレナム１０４が案内レール１０８上において平衡位置に達する。
ウェブ分離装置１００を使用して脆弱材料ウェブ２００の弛みを受動的に低減できる一方、下流プロセスのプロセス変数、上流プロセスのプロセス変数、又は上流及び下流プロセスの両方のプロセス変数を制御することにより、上流プロセスと下流プロセスとの間の脆弱材料ウェブ２００の長さを能動的にほぼ一定に維持することもできる。例えば、非接触ダンサー機構１０２が位置可変ウェブ支持プレナム１０４の案内レール１０８上の変位を測定する変位センサーを備えている場合、変位センサーの出力を利用して処理速度のような上流及び下流プロセスのプロセス変数を調整して脆弱材料ウェブの上流プロセスと下流プロセスとの間の移動距離を一定に維持することによりウェブの弛みを防止できる。まず、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の案内レール１０８上の公称位置が決定される。１つの実施の形態において、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の案内レール１０８上の公称位置は脆弱材料ウェブ２００が第１経路３０２を通過するとき水平になる位置である。

その後、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の位置が変位センサー１２０によって測定され、出力信号が制御装置（図示せず）に送られる。制御装置は位置可変ウェブ支持プレナム１０４の測定位置に応じて上流プロセスの繰出し速度、下流プロセスの巻取り速度、又はその両方を調整するようプログラムされている。例えば、１つの実施の形態において、制御装置は位置可変ウェブ支持プレナム１０４が公称位置に復帰するのに必要な上流プロセスの処理速度及び下流プロセスの処理速度を含むルックアップテーブルがプログラムされている。この実施の形態において、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の案内レール１０８上における変位に応じた上流プロセスの繰出し速度及び下流プロセスの巻取り速度が示されている。制御装置は、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の変位に基づいて、位置可変ウェブ支持プレナム１０４を公称位置に復帰させるために必要な上流プロセスの繰出し速度及び下流プロセスの巻取り速度を決定するようプログラムされている。その後、制御装置により上流プロセス及び下流プロセスに制御信号が送られ、その制御信号に応じて上流プロセス及び下流プロセスの処理速度が調整される。

別の実施の形態において、変位センサー１２０の出力に基づいて、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の案内レール１０８上の位置を決定するよう制御装置がプログラムされている。位置可変ウェブ支持プレナム１０４の位置が公称位置より低い場合、上流プロセス及び/又は下流プロセスに制御信号を送ることにより、下流プロセスの巻取り速度の増加及び/又は上流プロセスの繰出し速度の低減を行って位置可変ウェブ支持プレナム１０４を公称位置に復帰させるよう制御装置がプログラムされている。あるいは、位置可変ウェブ支持プレナム１０４の位置が公称位置より高い場合、上流プロセス及び/又は下流プロセスに制御信号を送ることにより、下流プロセスの巻取り速度の低減及び/又は上流プロセスの繰出し速度の増加を行って位置可変ウェブ支持プレナム１０４を公称位置に復帰させるよう制御装置がプログラムされている。

非接触ダンサー機構及び非接触ダンサー機構を組み込んだウェブ分離装置をウェブの製造及び処理に用いることにより、上流及び下流プロセスを互いに分離できる。具体的には、連続した材料ウェブの方向を初期経路から別の１つ以上の経路に変更することにより、ウェブ分離装置は下流プロセスからの上方プロセスへの機械的振動の伝搬又はその逆を防止している。更に、非接触ダンサー機構はウェブの機械的接触を防止しつつ下流プロセスの巻取り速度と上流プロセスの繰出し速度との差を補償することができるためウェブの損傷が防止される。
これまで、薄いガラスウェブの製造及び処理に関連させて、非接触ダンサー機構及び非接触ダンサー機構を用いたウェブ分離装置について説明したが、非接触ダンサー機構及び非接触ダンサー機構を用いたウェブ分離装置はポリマー材料、紙のような繊維材料ウェブを含みこれに限定されない別の種類のウェブ材料にも利用可能である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を項分け記載する。

Ｃ１．脆弱材料ウェブを搬送するための非接触ダンサー機構であって、
案内レールと、
前記脆弱材料ウェブを上方に離間支持することにより、該脆弱材料ウェブの機械的接触及び損傷を防止するための流体を放出する複数の流体孔を有して成る弓形外表面を備え、前記案内レール上に位置調整可能に設けられた位置可変ウェブ支持プレナムと、
前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上における重量の少なくとも一部を支持する該位置可変ウェブ支持プレナムに機械的に接続されて成る支持プレナム平衡錘と、
を有して成ることを特徴とする機構。

Ｃ２．前記支持プレナム平衡錘がエアシリンダーから成ることを特徴とするＣ１記載の機構。

Ｃ３．前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上の変位量を測定するための変位センサーを更に有して成ることを特徴とするＣ１又はＣ２記載の機構。

Ｃ４．前記変位センサーが前記支持プレナム平衡錘と連動して動作することを特徴とするＣ３記載の機構。

Ｃ５．前記案内レールが垂直に配向されていることを特徴とするＣ１〜Ｃ４いずれかに記載の機構。

Ｃ６．前記脆弱材料ウェブが前記位置可変ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に延伸されると、該位置可変ウェブ支持プレナムによって、該脆弱材料ウェブの方向が第１経路から該第１経路に非平行な第２経路に変えられることを特徴とするＣ１〜Ｃ５いずれかに記載の機構。

Ｃ７．脆弱材料ウェブを処理する間、上流プロセスと下流プロセスとを互いに分離するための装置であって、
流体を放出するための複数の流体孔を有して成る弓形外表面を備えた位置固定ウェブ支持プレナム、及び
流体を放出するための複数の流体孔を有して成る弓形外表面を備え、案内レール上に位置調整可能に設けられ、支持プレナム平衡錘に機械的に接続されて成る位置可変ウェブ支持プレナム、
を有して成り、
前記脆弱材料ウェブが前記位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に離間支持されると、該位置固定ウェブ支持プレナムによって、該脆弱材料ウェブの方向が初期経路から前記位置可変ウェブ支持プレナムが設けられている第１経路に変えられ、
前記脆弱材料ウェブが前記位置可変ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に離間支持されると、該位置可変ウェブ支持プレナムによって、該脆弱材料ウェブの方向が前記第１経路から第２経路に変えられ、
前記上流プロセスのプロセス変数、前記下流プロセスのプロセス変数、又は該上流及び下流プロセスの両方のプロセス変数に基づいて、前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上の位置が調整されることを特徴とする装置。

Ｃ８．前記支持プレナム平衡錘がエアシリンダーから成ることを特徴とするＣ７記載の装置。

Ｃ９．前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上の変位量を測定するための変位センサーを更に有して成ることを特徴とするＣ７又はＣ８記載の装置。

Ｃ１０．前記変位センサーの出力を用いて前記上流プロセス、前記下流プロセス、又は該上流及び下流プロセスの両方を調整することを特徴とするＣ９記載の装置。

Ｃ１１．前記変位センサーが前記支持プレナム平衡錘と連動して動作することを特徴とするＣ９記載の機構。

Ｃ１２. 複数の流体孔を有し、少なくとも一部が前記位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面の曲率半径を補完する曲率半径を有して成るウェブ支持面を備え、該位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面に対し位置調整可能に設けられたウェブ装着支持体を更に有して成ることを特徴とするＣ７〜Ｃ１１いずれかに記載の装置。

Ｃ１３．前記ウェブ装着支持体が空中浮揚テーブル及び前記位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面に対向配置可能なウェブ支持シャトルを有して成ることを特徴とするＣ１２に記載の装置。

Ｃ１４．前記脆弱材料ウェブがガラスであり、前記上流プロセスがガラスドロープロセスであり、前記下流プロセスがガラス巻取りプロセスであることを特徴とするＣ７〜Ｃ１３いずれかに記載の装置。

Ｃ１５．前記案内レールが垂直に配向されていることを特徴とするＣ７〜Ｃ１４いずれかに記載の装置。

Ｃ１６．脆弱材料ウェブを処理する間、上流プロセスを下流プロセスから分離するための方法であって、
前記脆弱材料ウェブを第１経路に沿って搬送するステップと、
案内レール上に摺動可能に設けられ、前記上流プロセス、前記下流プロセス、又は該上流及び下流プロセスの両方における変化によって該案内レール上の変位量が変化する位置可変ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に前記脆弱材料ウェブを案内することにより該脆弱材料ウェブを該位置可変ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に離間支持し、該脆弱材料ウェブの方向を前記第１経路から第２経路に変えるステップと、
前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上における変位量を測定するステップと、
前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上における前記変位量に基づいて、 前記上流プロセス、前記下流プロセス、又は該上流及び下流プロセスの両方のプロセスパラメータを調整することにより、前記上流プロセスと前記下流プロセスとの間の前記脆弱材料ウェブの移動距離を一定に維持し、前記上流プロセスを前記下流プロセスから分離するステップと、
を有して成ることを特徴とする方法。

Ｃ１７．前記脆弱材料ウェブを前記上流プロセスから初期経路に搬送するステップと、
前記脆弱材料ウェブを位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に案内することにより、該脆弱材料ウェブを該位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に離間支持し、該脆弱材料ウェブの方向を前記初期経路から前記第１経路に変えるステップと、
を更に有して成ることを特徴とするＣ１６記載の方法。

Ｃ１８．前記位置可変ウェブ支持プレナムが、該位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上における重量の少なくとも一部を支持する支持プレナム平衡錘に機械的に接続されて成ることを特徴とするＣ１６又はＣ１７記載の方法。

Ｃ１９．前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上における変位が前記支持プレナム平衡錘と連動して動作する変位センサーによって測定されることを特徴とするＣ１８記載の方法。

Ｃ２０．前記脆弱材料ウェブがガラスリボンであり、前記上流プロセスがガラスドロープロセスであり、前記下流プロセスがガラス巻取りプロセスであることを特徴とするＣ１６〜Ｃ１９いずれかに記載の方法。

特許請求に係る主題の精神及び範囲を逸脱することなく、本明細書で説明した実施の形態に対し各種の改善及び変更が可能であることは当業者にとって明らかである。従って、添付クレーム及びその均等物の範囲を逸脱しない限り、本明細書はここに説明した実施の形態に対する各種の改善及び変更も包含するものである。

１００ ウェブ分離装置
１０２ 非接触ダンサー機構
１０３ 流体孔
１０４ 位置可変ウェブ支持プレナム
１０７ 弓形外表面
１０８ 案内レール
１１０ 支持プレナム平衡錘
１２０ 変位センサー
１３０ 位置固定ウェブ支持プレナム
１３２ 流体孔
１３７ 弓形外表面
１４０ ウェブ装着支持体
１４６ ウェブ装着支持プレナム
１４７ ウェブ支持面
２００ 脆弱材料ウェブ
４００ 上流プロセス
５００ 下流プロセス

Claims (10)

1. 脆弱材料ウェブを搬送するための非接触ダンサー機構であって、
   案内レールと、
   前記脆弱材料ウェブを上方に離間支持することにより、該脆弱材料ウェブの機械的接触及び損傷を防止するための流体を放出する複数の流体孔を有して成る弓形外表面を備え、前記案内レール上に位置調整可能に設けられた位置可変ウェブ支持プレナムと、
   前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上における重量の少なくとも一部を支持する該位置可変ウェブ支持プレナムに機械的に接続されて成る支持プレナム平衡錘と、
   を有して成ることを特徴とする機構。
2. 前記支持プレナム平衡錘がエアシリンダーから成ることを特徴とする請求項１記載の機構。
3. 前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上の変位量を測定するための変位センサーを更に有して成ることを特徴とする請求項１又は２記載の機構。
4. 前記脆弱材料ウェブが前記位置可変ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に延伸されると、該位置可変ウェブ支持プレナムによって、該脆弱材料ウェブの方向が第１経路から該第１経路に非平行な第２経路に変えられることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の機構。
5. 脆弱材料ウェブを処理する間、上流プロセスと下流プロセスとを互いに分離するための装置であって、
   流体を放出するための複数の流体孔を有して成る弓形外表面を備えた位置固定ウェブ支持プレナム、及び
   流体を放出するための複数の流体孔を有して成る弓形外表面を備え、案内レール上に位置調整可能に設けられ、支持プレナム平衡錘に機械的に接続されて成る位置可変ウェブ支持プレナム、
   を有して成り、
   前記脆弱材料ウェブが前記位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に離間支持されると、該位置固定ウェブ支持プレナムによって、該脆弱材料ウェブの方向が初期経路から前記位置可変ウェブ支持プレナムが設けられている第１経路に変えられ、
   前記脆弱材料ウェブが前記位置可変ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に離間支持されると、該位置可変ウェブ支持プレナムによって、該脆弱材料ウェブの方向が前記第１経路から第２経路に変えられ、
   前記上流プロセスのプロセス変数、前記下流プロセスのプロセス変数、又は該上流及び下流プロセス両方のプロセス変数に基づいて、前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上の位置が調整されることを特徴とする装置。
6. 前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上の変位量を測定するための変位センサーを更に有して成ることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 複数の流体孔を有し、少なくとも一部が前記位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面の曲率半径を補完する曲率半径を有して成るウェブ支持面を備え、該位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面に対し位置調整可能に設けられたウェブ装着支持体を更に有して成ることを特徴とする請求項５又は６記載の装置。
8. 脆弱材料ウェブを処理する間、上流プロセスを下流プロセスから分離するための方法であって、
   前記脆弱材料ウェブを第１経路に沿って搬送するステップと、
   案内レール上に摺動可能に設けられ、前記上流プロセス、前記下流プロセス、又は該上流及び下流プロセスの両方における変化によって該案内レール上の変位量が変化する位置可変ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に前記脆弱材料ウェブを案内することにより該脆弱材料ウェブを該位置可変ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に離間支持し、該脆弱材料ウェブの方向を前記第１経路から第２経路に変えるステップと、
   前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上における変位量を測定するステップと、
   前記位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上における前記変位量に基づいて、 前記上流プロセス、前記下流プロセス、又は該上流及び下流プロセスの両方のプロセスパラメータを調整することにより、前記上流プロセスと前記下流プロセスとの間の前記脆弱材料ウェブの移動距離を一定に維持し、前記上流プロセスを前記下流プロセスから分離するステップと、
   を有して成ることを特徴とする方法。
9. 前記脆弱材料ウェブを前記上流プロセスから初期経路に搬送するステップと、
   前記脆弱材料ウェブを位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に案内することにより、該脆弱材料ウェブを該位置固定ウェブ支持プレナムの弓形外表面の上方に離間支持し、該脆弱材料ウェブの方向を前記初期経路から前記第１経路に変えるステップと、
   を更に有して成ることを特徴とする請求項８記載の方法。
10. 前記位置可変ウェブ支持プレナムが、該位置可変ウェブ支持プレナムの前記案内レール上における重量の少なくとも一部を支持する支持プレナム平衡錘に機械的に接続されて成ることを特徴とする請求項８又は９記載の方法。

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