JP2016502493A - 板ガラスの精密成形およびシート圧延装置 - Google Patents

Abstract

板ガラス（７８）を形成する装置（１０）は、ニップ間隙（３８）を構成するよう対向する関係に配置された一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）を有する。一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の少なくとも一方は、ニップ間隙（３８）の幅（３９）を調節するために平行移動可能である。一対のスペーサベルト（３４、３６）が一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の間を通る。一対のスペーサベルト（３４、３６）は、一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の長さに沿って離間されており、ニップ間隙（３８）の幅（３９）を設定するための厚さを有する。一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の少なくとも一方には少なくとも１つのアクチュエータ（４２ａ、４２ｂ）が連結されており、アクチュエータ（４２ａ、４２ｂ）は、一対のスペーサベルト（３４、３６）が一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）によって把持されて一対のスペーサベルト（３４、３６）の厚さがニップ間隙（３８）の幅（３９）を設定するまで、ニップ間隙（３８）の幅（３９）を調節するよう動作可能である。

Description

関連出願への相互参照

本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１２年１１月２９日に出願された欧州特許出願第１２３０６４８４．２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、その全体を参照して本明細書に組み込む。

本開示は、一般的に、圧延による板ガラスの形成に関する。より具体的には、本開示は、一対のローラによって構成されるニップ間隙の設定に関する。

溶融ガラスの流れまたは帯状の溶融ガラスを、一対のローラによって構成されるニップ間隙を通過させることは、最も古い板ガラス製造方法の一つである。圧延された板ガラスの厚さはニップ間隙によって決定され、このことは、ローラが回転する際にニップ間隙の幅にばらつきがあると、そのばらつきが、圧延された板ガラスの厚さのばらつきになることを意味する。ローラ間のニップ間隙を設定するには、ローラの凹部に取り付けられるカラーを用いるのが一般的である。一方のローラのカラーが、他方のローラのカラーに対して押しつけられることで、ニップ間隙が設定される。ニップ間隙の変動性は、ローラ、カラー、およびカラーが取り付けられる凹部の寸法精度に影響される。

本開示は、板ガラスを形成する装置を記載する。１つの態様において、この装置は、ニップ間隙を構成するよう対向する関係に配置された一対のローラを有する。一対のローラの少なくとも一方は、ニップ間隙の幅を調節するために平行移動可能である。この装置は、一対のローラの間を通る一対のスペーサベルトを有する。一対のスペーサベルトは、一対のローラの長さに沿って離間されており、ニップ間隙の幅を設定するための厚さを有する。一対のローラの少なくとも一方には少なくとも１つのアクチュエータが連結されており、このアクチュエータは、一対のスペーサベルトが一対のローラによって把持されて、この一対のスペーサベルトの厚さがニップ間隙の幅を設定するまで、ニップ間隙の幅を調節するよう動作可能である。

一実施形態において、この装置は、一対のローラの少なくとも一方に隣接して配置されたベルトガイドを更に有する。一対のスペーサベルトの少なくとも一方は、一対のローラの一方とベルトガイドとに巻回されている。

一実施形態において、ベルトガイドは一対のベルト車を有し、一対のスペーサベルトの各々は、一対のローラの一方と一対のベルト車の一方とに巻回されている。

別の実施形態において、ベルトガイドは補助ローラを有し、一対のスペーサベルトは、一対のローラの一方と補助ローラとに巻回されている。

更に別の実施形態において、ベルトガイドは、一対のガイドブロックと、一対のガイドブロックの各々に取り付けられた１組のニードルローラとを有し、一対のスペーサベルトの各々は、一対のローラの一方と一対のガイドブロックの一方に取り付けられた１組のニードルローラとに巻回されている。

一実施形態において、一対のガイドブロック上の各々の１組のニードルローラは、ガイドブロック上に円弧状または円形の経路に沿って配置されている。

一実施形態において、一対のスペーサベルトの厚さは０．１ｍｍ〜４ｍｍの範囲内である。

一実施形態において、一対のスペーサベルトの厚さは１ｍｍ以下である。

一実施形態において、一対のスペーサベルトの厚さは均一である。

一実施形態において、一対のスペーサベルトの厚さには断面形状がつけられている。

一実施形態において、一対のスペーサベルトは金属または合金でできている。

一実施形態において、この装置は、一対のローラを選択的に回転させるための、一対のローラに連結された一対のモータを更に有する。

一実施形態において、この装置は、溶融材料をニップ間隙に送るよう配置された送出容器を更に有する。

本開示は、板ガラスを形成する方法も記載する。１つの態様において、この方法は、一対のローラを、ニップ間隙を構成するよう対向する関係に配置することを含む。この方法は、一対のローラの間に一対のスペーサベルトを通すことを含む。一対のスペーサベルトを通すことには、一対のスペーサベルトを一対のローラの長さに沿って離間させることが含まれる。この方法は、ニップ間隙の幅を調節するために、一対のスペーサベルトが一対のローラによって把持されて、この一対のスペーサベルトの厚さによってニップ間隙の幅が設定されるまで、一対のローラの少なくとも一方を平行移動させることを含む。この方法は、一対のローラの少なくとも一方を回転させることを含む。この方法は、板ガラスを形成するために、一対のスペーサベルトによって設定された幅を有するニップ間隙に溶融ガラスを送ることを更に含む。

一実施形態において、一対のスペーサベルトを通すことには、一対のスペーサベルトの少なくとも一方を、一対のローラの一方と、この一対のローラの一方に隣接して配置されたベルトガイドとに巻回すことが含まれる。

以下、添付の図面について説明する。図面は必ずしも縮尺通りではなく、明確さおよび簡潔さのために、図面中の特定の特徴および特定の図は、強調して示される場合や、模式的に示される場合がある。

開いた位置にあるシート圧延装置を示す。 閉じた位置にある図１のシート圧延装置を示す。 一対のローラの間にある断面形状がつけられたスペーサベルトを示す。 図３Ａの断面形状がつけられたスペーサベルトによって形成されたシートの厚さ方向の断面形状を示す。 図３Ａの断面形状がつけられたスペーサベルトによって形成されたシートの厚さ方向の断面形状を示す。 一対のローラの間にある断面形状がつけられたスペーサベルトを示す。 図４Ａの断面形状がつけられたスペーサベルトによって形成されたシートの厚さ方向の断面形状を示す。 図４Ａの断面形状がつけられたスペーサベルトによって形成されたシートの厚さ方向の断面形状を示す。 図１のシート圧延装置のローラを開いた位置と閉じた位置との間で移動させるアクチュエータシステムを示す。 一対のローラに巻回された一対のスペーサベルトを示す。 補助ローラに巻回されたスペーサベルトを示す。 ニードルローラを有するガイドブロックに巻回されたスペーサベルトを示す。 図６Ｃの線６Ｄ−６Ｄに沿って切り取った断面図を示す。 板ガラスを形成する装置を示す。 図７Ａの線７Ｂ−７Ｂに沿って切り取った断面図を示す。

以下の詳細な説明では、本発明の複数の実施形態の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が述べられる。しかし、当業者には、これらの具体的な詳細の一部または全てを有さなくても本発明の実施形態が実施され得る場合も明らかである。他の例では、本発明を不必要に不明瞭にしないために、周知の特徴や処理については詳細に説明しないことがある。更に、共通のまたは類似の要素を識別するために、類似または同一の参照番号を用いることがある。

図１は、溶融材料の流れまたは帯状の溶融材料を受け取って、溶融材料を選択された厚さと幅とを有するシート状材料として形成することが可能なシート圧延装置１０を示す。様々な実施形態において、溶融材料は溶融ガラスであり、圧延によって形成されるシート状材料は板ガラスである。「ガラス」という用語は、ガラスや、ガラス・セラミック材料等のガラスを含有する他の材料を網羅することが意図される。圧延装置１０は、基準軸１３の両側に平行に配置された一対のローラ１２ａ、１２ｂを有する。ローラ１２ａ、１２ｂは、基準軸１３から等距離にあってもよく、等距離になくてもよい。ローラ１２ａ、１２ｂの軸方向の軸は、基準軸１３と平行である。１以上の実施形態において、ローラ１２ａ、１２ｂは円形の断面および円筒形の圧延面１５ａ、１５ｂを有し、圧延面１５ａ、１５ｂは、平滑な板ガラスを形成するために平滑であってもよく、エンボス加工された板ガラスを形成するためにエンボス用テクスチャが組み込まれてもよい。ローラ１２ａ、１２ｂは、ローラ軸１４ａ、１４ｂ上に取り付けられ、ローラ軸１４ａ、１４ｂと共に回転可能である。ローラ軸１４ａは、ローラ１２ａの端部付近に配置されたベアリングブロック１６ａ、１８ａを通って延びており、ベアリングブロック１６ａ、１８ａ内のベアリングによって回転可能に支持されている。また、ローラ軸１４ｂは、ローラ１２ｂの端部付近に配置されたベアリングブロック１６ｂ、１８ｂを通って延びており、ベアリングブロック１６ｂ、１８ｂ内のベアリングによって回転可能に支持されている。

ローラ軸１４ａ、１４ｂは、軸カップリング２４ａ、２４ｂによって駆動モータ２２ａ、２２ｂの駆動モータ軸２０ａ、２０ｂに連結されている。一部の実施形態において、軸カップリング２４ａ、２４ｂは、トルクおよび速度を伝達しながらローラ軸１４ａ、１４ｂと駆動モータ軸２０ａ、２０ｂとの平行シフトを補償できるシュミット・オフセット・カップリング（Schmidt Offset Coupling）等のオフセットカップリングである。オフセットカップリングを用いれば、駆動モータ軸２０ａ、２０ｂとローラ軸１４ａ、１４ｂとを軸方向に位置合わせする必要がない。一部の実施形態において、オフセットカップリングは、ローラ１２ａ、１２ｂを支持フレーム２５に対して平行移動可能にしつつ、駆動モータ２２ａ、２２ｂを支持フレーム２５に固定できるようにする。或いは、他の実施形態では、駆動モータ軸２０ａ、２０ｂは、インラインカップリングを介してローラ軸１４ａ、１４ｂに連結されてもよい。これらの他の実施形態では、駆動モータ２２ａ、２２ｂおよびローラ１２ａ、１２ｂの位置は、ローラ軸１４ａ、１４ｂと駆動モータ軸２０ａ、２０ｂとが軸方向に位置合わせされるように調整される必要がある。

ベルト車２６、２８は、ローラ１２ａに隣接し且つローラ１２ａから或る距離をおいて配置されている。ベルト車２６、２８の軸方向の軸は、基準軸１３またはローラ１２ａの軸方向の軸に対して平行である。ベルト車２６、２８は、それらがベルト車軸３０、３２上で自由に回転できるようにベルト車軸３０、３２に取り付けられている。ベルト車軸３０、３２の一端部はベアリングブロック１６ａ、１８ａに取り付けられており、ローラ１２ａのいかなる平行移動に際しても、ベルト車２６、２８とローラ１２ａとの関係を維持できるようになっている。

ローラ１２ａには一対のスペーサベルト３４、３６が取り付けられており、それらはローラ１２ａの長さに沿って離間されている。スペーサベルト３４、３６間の間隔は、圧延されるシート状材料の幅以上である必要がある。一般的に、スペーサベルト３４、３６は互いに同じ厚さであるが、幅は同じであっても同じでなくてもよい。スペーサベルト３４、３６の厚さは、圧延されるシート状材料の厚さによって決まる。スペーサベルト３４、３６はエンドレスベルトであり、ローラ１２ａとベルト車２６、２８とに巻回されている。ベルト車２６、２８は、スペーサベルト３４、３６を受容するための溝を有してもよい。一部の実施形態では、スペーサベルト３４、３６はシームレスでもある。

スペーサベルト３４、３６は、金属や合金等の比較的固いまたは剛性の材料でできているのが一般的である。取り外された際のスペーサベルト３４、３６は、円形、楕円形、または他の連続したループ形状を有し得る。スペーサベルト３４、３６は、それらを、ベアリングブロック１６ａを通り越してローラ１２ａとベルト車２６、２８とに巻回すことによって容易に設置できる。スペーサベルト３４、３６は、それらをベルト車２６、２８に引っ掛けることができる形状に一時的に変形させることができる。そのような一時的な形状は、スペーサベルト３４、３６を引っ張ってベルト車２６、２８にかけることができるように、ローラ１２ａとベルト車２６、２８との間の距離よりも大きい長さを有する。この手順を逆に行うことで、スペーサベルト３４、３６をローラ１２ａおよびベルト車２６、２８から取り外すことができる。このように、ローラ１２ａをベアリングブロック１６ａ、１８ａから取り外すことなく、ローラ１２ａおよびベルト車２６、２８に対するスペーサベルト３４、３６の取り付けおよび取り外しを行うことができ、この点は、ローラの周方向の凹部に係合させなければならないカラーよりも有利であり得る。

ベルト車２６、２８はベルトガイドを構成する。別の実施形態では、ベルト車で構成されたものではない別のベルトガイドがローラ１２ａに隣接して配置されてもよく、この別のベルトガイドに、ベルト車２６、２８について説明したのと同様の方法でスペーサベルト３４、３６を巻回してもよい。

ローラ１２ａ、１２ｂは、図１に示されるように、ローラ１２ａ、１２ｂがスペーサベルト３４、３６に対して閉じられていない“開いた位置”を有する。この開いた位置では、ローラ１２ａ、１２ｂの両方が、スペーサベルト３４、３６の両方と接触していない。図１に示す具体的な構成では、ローラ１２ａのみがスペーサベルト３４、３６と接触している。ローラ１２ａ、１２ｂは、図２に示されるように、ローラ１２ａ、１２ｂがスペーサベルト３４、３６に対して閉じている“閉じた位置”を有する。閉じた位置では、ローラ１２ａ、１２ｂの両方がスペーサベルト３４、３６と接触している。ローラ１２ａ、１２ｂとスペーサベルト３４、３６との接触は、スペーサベルト３４、３６がローラ１２ａ、１２ｂの間に挟まれるまたは把持されるようになっている。

ローラ１２ａ、１２ｂは、ニップ間隙３８を構成する（図１および図２参照）。ニップ間隙３８は、本質的に締めつけるものである。ニップ間隙３８の幅３９は、ローラ１２ａ、１２ｂの軸方向の中心線を横断する方向に測定されたローラ１２ａ、１２ｂ間の距離である。閉じた位置では、ニップ間隙３８の幅３９は、ローラ１２ａ、１２ｂの間のスペーサベルト３４、３６の厚さによって決まる。ニップ間隙３８の長さ４１は、一対のローラ１２ａ、１２ｂの長さに沿って、または基準軸１３に沿って測定される。スペーサベルト３４、３６がローラ１２ａに取り付けられた際、またはローラ１２ａ、１２ｂ間を通る際には、ニップ間隙３８の長さ４１は、一対のローラ１２ａ、１２ｂの長さに沿った、または基準軸１３に沿ったスペーサベルト３４、３６間の間隔によって決まる。

選択された厚さおよび幅を有するシート状材料を形成するために、ローラ１２ａ、１２ｂは、スペーサベルト３４、３６によってニップ間隙３８の幅が設定される閉じた位置へと移動される。次に、ローラ１２ａ、１２ｂを、一般的には同じ速度で、互いに逆方向に回転させるために、駆動モータ２２ａ、２２ｂが作動される。別の実施形態では、駆動モータの一方のみを作動させて、他方のローラを固定したまま、対応するローラを回転させてもよい。ローラ１２ａ、１２ｂが回転すると、スペーサベルト３４、３６はローラ１２ａおよびベルト車２６、２８の周りを移動する。このスペーサベルト３４、３６の動きにより、ベルト車３６、３８がベルト車軸３０、３２上で回転し得る。ローラ１２ａ、１２ｂが閉じた位置において回転している状態で、溶融材料の流れまたは帯状の溶融材料をニップ間隙３８へと送ることができる。シート状材料を形成するために、回転するローラ１２ａ、１２ｂは、ニップ間隙３８を通して溶融材料を引っ張る。一部の実施形態では、溶融材料とスペーサベルト３４、３６との接触を実質的に回避できるように、ニップ間隙３８へと送られる溶融材料の流れまたは帯状の溶融材料の幅は、ニップ間隙の長さ４１よりも小さい。他の実施形態では、溶融材料の流れまたは帯状の溶融材料の幅は、ニップ間隙の長さ４１と同じであって、溶融材料とスペーサベルト３４、３６との接触を可能にしてもよい。

ローラ１２ａ、１２ｂはスペーサベルト３４、３６に対して付勢されているが、ニップ間隙３８は、ローラ１２ａ、１２ｂの間にある一対のスペーサベルト３４、３６の厚さおよびスペーサベルト３４、３６間の間隔によって設定される。（ニップ間隙の定義に関して「一対のスペーサベルトの厚さ」という用語が用いられる場合には、図１および図２に示されているスペーサベルト３４、３６のように一対のスペーサベルトが離間して配置されているときの、一対のスペーサベルトのいずれか一方の厚さ、または一対のスペーサベルトの代表的な厚さを意味する）。ニップ間隙の幅３９は、ローラ１２ａ、１２ｂの間のスペーサベルト３４、３６の厚さによって決まる。ニップ間隙３８の精度は、ローラ１２ａ、１２ｂの直線度の精度およびスペーサベルト３４、３６の厚さの精度の関数である。ローラ１２ａ、１２ｂの真円度の精度は、ニップ間隙３８の精度には影響しない。このように、スペーサベルト３４、３６によって構成されるニップ間隙３８を画成する寸法の連鎖（chain of dimension）は比較的短い。比較すると、凹部に取り付けられるカラーでは、ニップ間隙の幅の精度は、ローラの直線度の精度および真円度の精度、ローラに形成される凹部の真円度の精度および深さの精度、並びに、凹部に取り付けられるカラーの真円度の精度および厚さの精度の関数である。

ローラ１２ａ、１２ｂの間に通されたスペーサベルト３４、３６がニップ間隙３８の設定に用いられる上記のシステムでは、ローラ１２ａ、１２ｂが「完全」な場合には、シート状材料の厚さはスペーサベルト３４、３６の厚さと同様のものとなる。精密なシート状材料を形成するために、一部の実施形態では、各ローラ１２ａ、１２ｂの直線度の精度、即ち、各ローラの長さにわたる各ローラの直線度のばらつきは、±０．０２５ｍｍ以内、好ましくは±０．０１ｍｍ以内である。更に、一部の実施形態では、各スペーサベルト３４、３６の厚さの精度、即ち、各スペーサベルトの幅にわたる各スペーサベルトの厚さのばらつきは、±０．０２５ｍｍ以内、好ましくは±０．０１ｍｍ以内、より好ましくは±０．００５ｍｍ以内である。上記のような厚さの精度を有するスペーサベルト３４、３６は、標準的なシームレス・エンドレスベルトの供給者から入手でき、または標準的な旋削法で加工することができる。

圧延により精密な板ガラスを形成するために、上記のような厚さの精度および直線度の精度を有するスペーサベルト３４、３６およびローラ１２ａ、１２ｂを用いることができる。一部の実施形態において、圧延された板ガラスは、板ガラスの厚さの精度、即ち、板ガラスの幅にわたる板ガラスの厚さのばらつきが±０．０２５ｍｍ以内であれば、「精密な板ガラス」である。なお、「厚さ」は均一または不均一であり得る。この特定の量以内とすべきばらつきは、所望の厚さ方向の断面形状に対してのものとなろう。

スペーサベルト３４、３６は、均一な厚さを有してもよく、または、断面形状がつけられた厚さを有してもよい。断面形状がつけられた厚さとは、スペーサベルト３４、３６の円周に沿ってスペーサベルト３４、３６の厚さが変化して、選択された断面形状をたどることを意味する。断面形状がつけられた厚さを有するスペーサベルトを用いて、断面形状がつけられた板ガラスを製造することができる。図３Ａは、ローラ１２ａ、１２ｂの間にある、断面形状がつけられた厚さを有するスペーサベルト３４ａの例を示す。図３Ｂおよび図３Ｃは、スペーサベルト３４ａで形成され得るシートの厚さ方向の断面形状３５ａ、３５ｂを示す。図４Ａは、ローラ１２ａ、１２ｂの間にある、断面形状がつけられた厚さを有するスペーサベルト３４ｂの例を示す。図４Ｂおよび図４Ｃは、スペーサベルト３４ｂで形成され得るシートの厚さ断面形状３５ｃ、３５ｄを示す。図３Ｂおよび図４Ｂに示すシートの厚さ方向の対称な断面形状は、一定の垂直方向の軸に沿って溶融材料が流れるように両方のローラを対称に回転させることによって形成される。図３Ｃおよび図４Ｃに示すシートの厚さ方向の非対称な断面形状は、一方のローラを固定し、他方のローラを回転させることによって形成される。

図１および図２に戻ると、スペーサベルト３４、３６の厚さは、一般的に、シート状材料の所望の厚さによって決まる。一部の実施形態では、圧延装置１０は板ガラスを形成するために用いられ、スペーサベルト３４、３６の厚さは０．１ｍｍ〜４ｍｍ、０．２ｍｍ〜３ｍｍ、または０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内である。各スペーサベルト３４、３６の幅は、ローラ１２ａ、１２ｂの間に確実な間隙構造を提供するものであればよい。一部の実施形態では、スペーサベルト３４、３６の幅は５ｍｍ〜５０ｍｍ、または５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内であり得る。前述したように、スペーサベルト３４、３６の幅は互いに同じであっても同じでなくてもよい。上記の厚さおよび幅のガイドラインは、均一な厚さのスペーサベルトまたは断面形状がつけられた厚さのスペーサベルトに対して用いられてよい。

図１および図２のローラ１２ａ、１２ｂは、物理的または化学的な劣化を生じることなく高温に耐えられる材料でできているのが好ましい。一般的に、ローラ１２ａ、１２ｂの材料が耐えなければならない高温は、圧延プロセス中にローラ１２ａ、１２ｂが保たれる温度によって異なる。例えば、一部の実施形態では、ローラ１２ａ、１２ｂを７００°Ｃ未満の温度に保ちながら、１０００〜１５００°Ｃの温度の溶融材料がニップ間隙３８に送られる。これらの実施形態では、ローラ１２ａ、１２ｂの材料は、物理的または化学的な劣化を生じることなく約７００°Ｃの高温に耐えられるものであり得る。

板ガラスを形成するには、ローラ１２ａ、１２ｂは、圧延形成中に晒される高温でガラスと反応しない材料でできているのが好ましい。一部の実施形態では、ローラ１２ａ、１２ｂは、高温でガラスと反応しないステンレス鋼や他の高温合金でできていてもよい。なお、ローラ１２ａ、１２ｂは、例えば、ローラ１２ａ、１２ｂを、ニップ間隙３８に送られる溶融材料より低い温度に保つために、冷却液を循環させるための内部チャンバを有してもよいことに留意すべきである。そのような冷却循環を用いて、ニップ間隙３８に送られる溶融材料にわたる温度勾配を低減し、それにより、圧延されたシート状材料の熱による厚さの変動性を低減してもよい。

スペーサベルト３４、３６は、高温に耐えられる材料でできているのが好ましい。しかし、スペーサベルト３４、３６の温度要件は、ローラ１２ａ、１２ｂと比較して幾分緩和され得る。その理由は、スペーサベルト３４、３６は、圧延形成中に溶融材料と接触する必要がないからである。一部の実施形態において、スペーサベルト３４、３６は、物理的または化学的な劣化を生じることなく５００°Ｃまでの温度に耐えられる材料でできている。様々な実施形態において、スペーサベルト３４、３６は、固いまたは剛性の材料、一般的には金属または合金でできている。スペーサベルト３４、３６の材料の固さまたは剛性は、ローラ１２ａ、１２ｂの間に挟まれたまたは把持された際のスペーサベルト３４、３６の著しい変形を回避するために、ローラ１２ａ、１２ｂと同様であってもよい。スペーサベルト３４、３６に適した材料の例は、鋼鉄やＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）合金（即ち、ニッケル‐クロム系合金）である。

ベルト車２６、２８は、スペーサベルト３４、３６と同じ材料でできていてもよい。一部のケースでは、ベルト車２６、２８は、必ずしもスペーサベルト３４、３６の材料ほど固くない材料でできていていてもよい。他のケースでは、ベルト車２６、２８は、スペーサベルト３４、３６やローラ１２ａ、１２ｂほどの高温に耐える必要はない。

ローラ１２ａ、１２ｂを開いた位置と閉じた位置との間で移動させるために、任意の適切なアクチュエータシステムを用いることができる。閉じた位置では、スペーサベルト３４、３６がローラ１２ａ、１２ｂの間に挟まれるまたは把持されるように、アクチュエータシステムがローラ１２ａ、１２ｂをスペーサベルト３４、３６に押し付けることにより、ニップ間隙３８の幅を設定できる。アクチュエータシステムには、リニアアクチュエータ、ロータリーアクチュエータ、またはリニアアクチュエータとロータリーアクチュエータとの組み合わせが組み込まれ得る。

図１は、ベアリングブロック１６ａ、１６ｂに連結されたアクチュエータ４２ａを示す。アクチュエータ４２ａの連結様式は、アクチュエータ４２ａが、ローラ１２ａ、１２ｂを開いた位置と閉じた位置の間で移動させるベアリングブロック１６ａ、１６ｂの互いに逆の動きを生じるように動作可能なものである。図１には、ベアリングブロック１８ａ、１８ｂに連結されたアクチュエータ４２ｂも示されている。アクチュエータ４２ｂの連結方法は、アクチュエータ４２ｂがベアリングブロック１８ａ、１８ｂの互いに逆の動きを生じるよう動作可能なようになっている。これら２つのアクチュエータ４２ａ、４２ｂは、ローラ１２ａ、１２ｂの開いた位置と閉じた位置との間でのバンランスのとれたまたは対称な動きを可能にする。一部の実施形態では、アクチュエータ４２ａ、４２ｂはリニアアクチュエータである。特定の実施形態では、アクチュエータ４２ａ、４２ｂは空気圧シリンダ等の流体を動力とするシリンダである。

図５において、アクチュエータ４２ａの本体部材４４ａは、上部ガイド軸および下部ガイド軸４８ａ、５０ａによってベアリングブロック１６ａに連結されている。例えば、アクチュエータ４２ａが流体を動力とするシリンダである場合には、本体部材４４ａは装置のシリンダであり得る。上部ガイド軸および下部ガイド軸４８ａ、５０ａは、ベアリングブロック１６ｂの開口部を通ってベアリングブロック１６ａに至る。これにより、ベアリングブロック１６ｂは上部ガイド軸および下部ガイド軸４８ａ、５０ａ上をスライド可能になり上部ガイド軸および下部ガイド軸４８ａ、５０ａによってガイドされる。アクチュエータ４２ａのスライド可能部材４６ａは、中央軸５２ａによってベアリングブロック１８ａに連結されている。アクチュエータ４２ａが流体を動力とするシリンダである場合には、スライド可能部材４６ａは装置のピストンロッドであり得る。アクチュエータ４２ｂ（図１）とベアリングブロック１６ｂ、１８ｂ（図１）との間にも、同様の構成の上部軸、中央軸、および下部軸が配設される。

上部ガイド軸および中央ガイド軸４８ａ、５２ａは、ラック・ピニオン機構５３ａによって互いに連結されている。１以上の実施形態において、ラック・ピニオン機構５３ａは、上部軸および中央軸４８ａ、５２ａに形成されたラック５４ａ、５６ａを有する。ラック５４ａ、５６ｂの間にはピニオン５８がある。ラック・ピニオン機構５３ａは、ベアリングブロック１６ａ、１６ｂどうしの動きを同期させることを可能にする。スライド可能部材４６ａが図５に向かって左方向、即ち、ベアリングブロック１６ａ、１６ｂに向かって繰り出されると、中央軸５２ａおよびラック５６ａが左方向に移動される。これにより、ピニオン５８に回転運動が加えられ、それによって上部軸４８ａおよびラック５４ａが右方向、即ち、アクチュエータ４２ａに向かって移動する。中央軸５２ａが左方向に移動すると、ベアリングブロック１６ｂは基準軸１３ａに向かって左に移動する。上部軸４８ａが右方向に移動すると、ベアリングブロック１６ａは基準軸１３ａに向かって右に移動する。スライド可能部材４６ａが右方向に引き込まれると、ベアリングブロック１６ａは反対方向の基準軸１３ａから離れる方向に移動する。アクチュエータ４２ｂ（図１）をベアリングブロック１６ｂ、１８ｂ（図１）に連結するガイド軸にも、同様のラック・ピニオン機構を組み込むことができ、上記と同様に動作する。

図１および図２の圧延装置１０には様々な変形が可能である。例えば、両方のローラ１２ａ、１２ｂを開いた位置と閉じた位置の間で平行移動させる必要はない。一方のローラを平行移動方向に固定して、他方のローラを平行移動させれば、ローラ１２ａ、１２ｂは開いた位置と閉じた位置とに配置される。

図６Ａに示す別の可能な変形例では、スペーサベルト３４はローラ１２ａとベルト車２６とに巻回されており、スペーサベルト３６はローラ１２ｂとベルト車２８とに巻回されている。この変形例では、ベルト車２８は、ローラ１２ｂに隣接した位置に移され、ベルト車軸３２はベアリングブロック１８ｂに取り付けられている。図２を参照して上述したのと同様に、ローラ１２ａ、１２ｂがスペーサベルト３４、３６に対して付勢されると、ニップ間隙３８の幅３９が設定される。

ベルトガイドに対する変形も可能である。図６Ｂでは、補助ローラ２７の形態のベルトガイドがローラ１２ａに隣接して配置されている。補助ローラ２７は、前述のベルト車２６、２８（図１）の代わりに用いられてもよい。補助ローラ２７は、ローラ１２ａと同じ長さを有し得る。補助ローラ２７は、駆動モータによって回転される必要はない。しかし、補助ローラ２７は、軸２７ａに取り付けられて、軸２７ａ上で自由に回転するようになっていてもよい。ローラ１２ａが新たな位置に移動した際に補助ローラ２７も移動できるように、補助ローラ軸２７ａの両端部は、ベアリングブロック１６ａ、１８ａまたは他の移動可能な支持部材に連結され得る。これにより、ローラ１２ａに対する補助ローラ２７の所望の相対位置を保つことができる。この所望の位置において、スペーサベルト３４、３６がローラ１２ａと補助ローラ２７とに巻回される。補助ローラ２７は、スペーサベルト３４、３６を受容するための溝を有してもよい。

図６Ｃでは、ガイドブロック２９ａ、２９ｂに取り付けられた一対のガイドブロック２９ａ、２９ｂおよび１組のニードルローラ３１ａ、３１ｂの形態のベルトガイドが、ローラ１２ａに隣接して配置されている。個々のガイドブロック２９ａ、２９ｂには、各１組のニードルローラ３１ａ、３１ｂが円弧状または円形の経路に沿って配置されている（図６Ｄ参照）。ガイドブロック２９ａ、２９ｂおよびニードルローラ３１ａ、３１ｂは、前述のベルト車２６、２８（図１および図６Ａ）の代わりに用いられてもよい。ローラ１２ａが新たな位置に移動した際にガイドブロック２９ａ、２９ｂも移動できるように、ガイドブロック２９ａ、２９ｂは、任意の適切な手段によってベアリングブロック１６ａ、１８ａまたは他の移動可能な支持部材に連結され得る。これにより、ローラ１２ａに対するガイドブロック２９ａ、２９ｂの所望の相対位置を保つことができる。この所望の位置において、スペーサベルト３４、３６がローラ１２ａとガイドブロック２９ａ、２９ｂのニードルローラ３１ａ、３１ｂ（図６Ｄ参照）とに巻回される。

図７Ａは、溶融材料送出容器６２の下方に配置された圧延装置１０を含む、板ガラスを形成する装置６０を示す。（なお、図７Ａは、装置６０の簡略化した模式図であり、圧延装置１０の上述した詳細の全ては図７Ａには示されていない。）送出容器６２の底部のスロット６４から出た溶融ガラス７２の流れは、圧延装置１０のニップ間隙３８に送られる。溶融ガラス７２の流れは、ニップ間隙３８と位置合わせされたシートの形態であり得る。図７Ｂに示すように、溶融ガラス７２の流れの幅は、ニップ間隙の長さ４１より小さいのが好ましく、それにより、溶融ガラス７２とスペーサベルト３４、３６との接触を回避することができる。ニップ間隙３８に供給される溶融ガラス７２の粘度は、約２００ポアズ〜約１０，０００ポアズ、または約３０ポアズ〜約１０，０００ポアズの範囲内であり得る。圧延装置１０は、ニップ間隙３８に送られた溶融ガラス７２の流れから、ニップ間隙３８の特性およびローラ１２ａ、１２ｂの回転速度によって決定される選択された厚さおよび幅を有する精密な板ガラス７８を製造する。図７Ａの装置６０を、板ガラスを連続的に製造するために用いることができる。装置６０は、板ガラス以外の他のシート状材料の製造にも用いることができる。ニップ間隙３８に送られる溶融材料が、製造されるシート状材料の種類を決定する。

圧延装置１０の上方または下方に、圧延装置１０と同じ構成を有しても有しなくてもよい追加の圧延装置が配置されてもよい。圧延装置１０の上方に配置された場合、追加の圧延装置は、圧延装置１０によって更に薄くされる板ガラス（または他のシート状材料）を製造する。圧延装置１０の下方に配置された場合、追加の圧延装置は、圧延装置１０によって製造された板ガラス（または他のシート状材料）を更に薄くするか、または板ガラス（または他のシート状材料）にテクスチャを施してもよい。説明の目的で、圧延装置１０ａを圧延装置１０の下方に示す。圧延装置１０ａは、圧延装置１０と同じ特性を有してもよいが、圧延装置１０ａに用いられるスペーサベルトの寸法は、圧延装置１０に用いられるスペーサベルトとは異なり得る。一部の実施形態では、用いられる圧延装置の任意の組み合わせにより、精密な板ガラス（または他の精密なシート状材料）がもたらされる。

図７Ａでは、圧延装置１０は送出容器６２の垂直方向下方に配置されている。しかし、水平な向きまたは傾いた向きで圧延装置１０を用いることも可能である。これらの別の実施形態では、水平なまたは傾いた圧延装置のローラによって構成されるニップ間隙に溶融材料を送ることができるように、送出容器６２によって供給される溶融材料の流れを水平な向きまたは傾いた向きに変えるための機構が必要となる。

装置６０およびその様々な変形においては、様々な装置が圧延装置１０とインラインで用いられ得る。例えば、圧延装置１０によって製造されたシート状材料に切り目をつけるために、圧延装置１０の下流にスコアリング装置が配設され得る。板ガラスについては、スコアリング装置は機械的装置またはレーザ装置であり得る。圧延装置１０の下流には、シート状材料を切り目線で分離するための分離装置も配設され得る。一部のケースでは、スコアリング装置および分離装置は、単一の装置にまとめられてもよい。圧延装置によって製造されたシート状材料の厚さ方向の断面形状を測定するための断面形状測定装置も配設され得る。ガラスの場合には、圧延されたシート状材料を搬送ローラに移して、更なる処理のために徐冷窯に搬送することができる。

溶融材料を圧延装置１０のニップ間隙３８に送るために、スロット式送出容器以外の他のタイプの溶融材料送出容器を用いてもよい。例えば、レードルやるつぼに溶融材料を入れて、レードルやるつぼをローラ１２ａ、１２ｂの上方でひっくり返すことで、溶融材料をニップ間隙３８に送ってもよい。レードルから溶融材料が所望の流量で注がれるように、ひっくり返す動作は制御された方法で行われ得る。或いは、レードルを、内容物を迅速にローラに投げ込むようにひっくり返してもよい。そして、溶融材料は、重力およびローラ１２ａ、１２ｂの回転する面によってニップ間隙３８を通して下方に引っ張られる。別の送出方法としてはアイソパイプがある。溶融材料をアイソパイプの堰に送り、アイソパイプの両側から溢れさせてもよい。溶融材料の別々の流れは、アイソパイプの根底部で合わさって、ニップ間隙３８に送ることができる溶融材料の単一の流れとなる。

本発明を、限られた数の実施形態に関して説明したが、本開示の利益を享受する当業者には、本明細書に開示された本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態も考案可能であることが理解されよう。従って、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲のみによって限定されるべきである。

Claims (6)

1. 板ガラス（７８）を形成する装置（１０）において、
   ニップ間隙（３８）を構成するよう対向する関係に配置された一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）であって、該一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の少なくとも一方が前記ニップ間隙（３８）の幅（３９）を調節するために平行移動可能な一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）と、
   前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の間を通る一対のスペーサベルト（３４、３６）であって、前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の長さに沿って離間され、前記ニップ間隙（３８）の前記幅（３９）を設定するための厚さを有する一対のスペーサベルト（３４、３６）と、
   前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の少なくとも一方に連結された少なくとも１つのアクチュエータ（４２ａ、４２ｂ）であって、前記一対のスペーサベルト（３４、３６）が前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）によって把持されて前記一対のスペーサベルト（３４、３６）の前記厚さが前記ニップ間隙（３８）の前記幅を設定するまで、前記ニップ間隙（３８）の前記幅（３９）を調節するよう動作可能なアクチュエータ（４２ａ、４２ｂ）と、
   を備える装置（１０）。
2. 前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の少なくとも一方に隣接して配置されたベルトガイドを更に備え、前記一対のスペーサベルト（３４、３６）の少なくとも一方が前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の一方と前記ベルトガイドとに巻回された、請求項１記載の装置（１０）。
3. 前記ベルトガイドが一対のベルト車（２６、２８）を備え、前記一対のスペーサベルト（３４、３６）の各々が、前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の一方と前記一対のベルト車（２６、２８）の一方とに巻回された、請求項２記載の装置（１０）。
4. 前記ベルトガイドが、一対のガイドブロック（２９ａ、２９ｂ）と、該一対のガイドブロック（２９ａ、２９ｂ）の各々に取り付けられた１組のニードルローラ（３１ａ、３１ｂ）とを備え、前記一対のスペーサベルト（３４、３６）の各々が、前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の一方と前記一対のガイドブロック（２９ａ、２９ｂ）の一方に取り付けられた前記１組のニードルローラ（３１ａ、３１ｂ）とに巻回された、請求項２記載の装置（１０）。
5. 板ガラス（７８）を形成する方法において、
   一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）を、ニップ間隙（３８）を構成するよう対向する関係に配置する工程と、
   一対のスペーサベルト（３４、３６）を前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の間に通す工程であって、前記一対のスペーサベルト（３４、３６）を前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の長さに沿って離間させることを含む、前記一対のスペーサベルト（３４、３６）を通す工程と、
   前記ニップ間隙（３８）の幅（３９）を調節するために、前記一対のスペーサベルト（３４、３６）が前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）によって把持されて前記一対のスペーサベルト（３４、３６）の前記厚さによって前記ニップ間隙（３８）の前記幅（３９）が設定されるまで、前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の少なくとも一方を平行移動させる工程と、
   前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の少なくとも一方を回転させる工程と、
   前記板ガラス（７８）を形成するために、前記一対のスペーサベルト（３４、３６）によって設定された前記幅を有する前記ニップ間隙（３８）に溶融ガラス（７２）を送る工程と、
   を有してなる方法。
6. 前記一対のスペーサベルト（３４、３６）を通す前記工程が、前記一対のスペーサベルト（３４、３６）の少なくとも一方を、前記一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の一方と、該一対のローラ（１２ａ、１２ｂ）の該一方に隣接して配置されたベルトガイドとに巻回すことを更に含む、請求項５記載の方法。

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