(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラスリボンを板引きするための、ガラスリボンに対して印加される力を測定するセンサに電気的に結合されたアクチュエータによって動的に変えられる力でガラスリボンに接触するエッジロールアセンブリを備える装置を提供する。【解決手段】エッジロール２８力の動的または実時間の変化により、ガラスリボン２０内の応力変動が最小限に抑えられ、ガラスリボン２０の形状制御が向上する。ダウンドローガラス製造装置のためのロール駆動システムの改善により、比較的長いプロセス寿命−及びこのプロセスで作製されるガラスリボン２０の剛性が比較的低い場合の板引きに特に有益であろう−比較的広いプラットフォーム及び、比較的薄く、比較的長いガラスリボンを意味する、属性のかなりの改善が可能になる。ガラスリボン２０の粘性−弾性領域における張力を規定し、張力の循環を弱めることができる能力により、ガラスリボン２０の属性、特にガラスリボン２０の反り及び応力に対するかなりの利点を容易に得ることができる。【選択図】図１Ａ
2014062045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスリボンを板引きするための装置において、
エッジロールアセンブリであって、
−可回転シャフト、及び
−前記可回転シャフトに結合された、前記ガラスリボンのエッジに接触する、エッジロール、
を有するエッジロールアセンブリ、
張力またはピンチ力を検出し、前記張力または前記ピンチ力に比例する電気信号を発生するよう構成されたセンサ、
前記センサ信号を受け取り、補正信号を発生するよう構成されたコントローラ、及び
前記エッジロールシャフトに結合された、前記コントローラから前記補正信号を受け取り、前記補正信号に応答して前記張力または前記ピンチ力を変えるよう構成されたアクチュエータ、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記アクチュエータが水平面内で前記エッジロールシャフトを移動させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記アクチュエータが垂直面内で前記エッジロールシャフトを移動させるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ピンチ力の少なくとも一部が受動的力であることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記受動的力が死重によって印加されることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記エッジロールにより印加される前記ガラスリボンの幅にかかる横方向張力の変動の最大ピーク−ピーク値が４.５ｋｇ未満であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記ピンチ力の変動の最大ピーク−ピーク値が４.５ｋｇ未満であることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は２０１０年１月８日に出願された米国仮特許出願第６１/２９３３６４号の恩典を特許請求する。上記仮特許出願の明細書の内容並びに本明細書に言及される出版物、特許及び特許文書の全開示は本明細書に参照として含まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明はガラス板引き作業により作製されるガラスリボン内の応力を、ガラスリボンに接触するエッジロールによってガラスリボンにかけられる力を能動的に変えることで制御する装置及び方法に向けられる。
【背景技術】
【０００３】
薄ガラスシートの一形成方法は、ガラスリボンが溶融ガラスの貯槽から板引きされる、板引きプロセスによる方法である。これは例えば、リボンが貯槽から上方に板引きされるアップドロープロセス(例えばフーコー法またはコルバーン法)によるか、あるいは、一般に成形体から、リボンが下方に板引きされるダウンドロープロセス(例えばスロット法またはフュージョン法)によって、達成することができる。リボンが形成されると、個々のガラスシートがリボンから割断される。
【０００４】
フュージョンダウンドロープロセスのような、従来のダウンドロープロセスにおいて、溶融ガラスはガラスリボンにされて、ガラスリボンを囲むシュラウドで定められたドローチャンバ内に収められる。とりわけ、シュラウドは、シュラウドによって定められ、ガラスリボンを囲む領域内の一貫した熱環境を維持するためにはたらく。ローラー対がシュラウドに入り、ガラスリボンのエッジを挟み込む。ローラー(またはロール)はガラスリボンに引張り力を印加し、リボンに横張力を印加するか、または単にガラスリボンを誘導する。したがって、モーターによりローラーに回転力を印加することができ、あるいはロールは自由回転し、降下するガラスリボンによりロールに回転力を印加することができる。いずれの場合もロールは回転する。生産ロール機構は一般に、ロールのガラス接触領域から水平方向及び／または垂直方向の移動を可能にする。これにより、作業におけるロールの形状寸法余裕度、ぶれ及び余裕度変化が、ガラス厚の通常の変動度とともに、順応される。さらに、生産ロール機構は一般に、保守のためのアクセス、プロセス再開及びその他の実際上の要件のため、ロールをガラスから引き離すことができる。しかし、ロールは、ガラスリボンのエッジにおける厚さ変化、あるいはエッジロール自体の諸元変動にも順応しなければならない。生産作業中にガラスリボンに対するロールエッジの横運動に抗する摩擦力が、ガラスが粘性材料から弾性材料に転移するにつれてガラス内に凍結されてしまい得る、ガラスリボン内の望ましくない擾乱または応力変化として表れる、力循環を誘起し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ダウンドローガラス製造装置のためのロール駆動システムの改善により、比較的長いプロセス寿命−及びこのプロセスで作製されるガラスリボンの剛性が比較的低い場合の板引きに特に有益であろう−比較的広いプラットフォーム及び、比較的薄く、比較的長いガラスリボンを意味する、属性のかなりの改善が可能になる。ガラスリボンの粘性−弾性領域における張力を規定し、張力の循環を弱めることができる能力により、ガラスリボンの属性、特にガラスリボンの反り及び応力に対するかなりの利点を容易に得ることができる。
【０００６】
対処すべき問題の１つは、現行のロールシステムが−まとめてロールに圧力をかける−ピンチ力を定め、(ガラスリボンにかかる)クロスドロー引張(または圧縮)効果をロールに発生させることである。ピンチ力は様々な機械的摩擦要因により装置設定に応じて変化し得る−また、ロールの磨耗により、あるいは熱環境の変化によるか、または環境内の異物粒子(例えばガラス粒子)による装置の目詰りよって、変化し得る。
【０００７】
ピンチ力の変化はロールによって生じるクロスドロー張力を変化させる。ガラスリボン及びガラスリボンから後に分割される個別のガラスシートまたは板ガラスの整形及び応力印加を行うには、一貫したロール張力が重要である。
【０００８】
別の問題は、現行のロールシステムはロール対の回転にわたっておこる力の循環を示すことである。この回転変動性は張力及び(ロールが駆動されているときの)引張力の循環として表れる。さらに、このロール対の力循環は様々なロール対の間で相互作用する。この力循環による効果はガラスに刷り込まれ−この結果、反り及び応力変動を生じ−プロセス安定性にも関わる。例えば、力の変化はガラスリボンの形状に「ポップ(pop)」、すなわち即時変化を生じさせ得る。
【０００９】
ロール力循環の主因はガラスリボンの両側にあるロール対の間の機械的ぶれにある。これは、それぞれのロールの真円からのずれにより、ベアリングのぶれにより、あるいは、心軸が真直ではないかまたは相互に平行ではないロール材料の圧縮度またはロールの周縁にわたるその他の特性に差がある場合に、生じ得る。ロール対にはぶれがあるから、ロール取付機構はロール回転にともなう心軸の個々の移動を可能にしなければならない。ピンチ力変動を最小限に抑える試みがなされているものの、このピンチ力循環は、次いで、クロスドロー張力を生じさせ、駆動時に引張力を循環パターンで変化させる。
【００１０】
この循環効果を避けるため、(実用上限界がある)ロールぶれの排除、ロールの移動または−循環摩擦力に反作用させるためのオフセット力の印加による−摩擦効果への自動的反作用を可能にする摩擦の排除、がなされ得る。
【００１１】
さらに、ロール力循環は個々のシートがガラスリボンから取り外される際に変動し得る引張負荷によって生じる。例えば、ガラスリボン重量の変化はロール力に認め得る影響を与える。また、分割プロセス装置からシートが切り離される際にも力変化が見られる。これは、単にシート重量が取り除かれることによる力の変化に加えて、シートを分離させるためにかけられる力による。これらのシート循環力は上述したロール回転効果とは異なる。シート循環力はロールシステムと相互作用し、製品に大きな影響を与える。
【００１２】
したがって、シート板引きロール対からの張力のレベルを精確に操作するための手段が本明細書に説明される。この張力は製品シートの形状及び応力に重要である。ロール張力を製品属性に最適なレベルに調整するために手動または自動の制御方式を用いることができる。ガラスリボンの幅にかかるロールの場合には、あるいは他のいくつかの特定の用途においては、張力を直接に測定することができないであろう。この場合、ピンチ力を測定及び制御するための方法がロール張力操作の適する代用として開示される。
【００１３】
本明細書に開示される装置は、形状寸法のぶれまたは材料特性の変動によりシート板引きロール力循環を、変動を相殺(オフセット)して一定のクロスドロー張力及び／または一定の引張力を維持するために印加ピンチ力を自動的に変える自動化システムを用いて排除するために用いることができる。代替として、ピンチ力センサを用いることができる。ロール張力の検知とともに、ロール対ピンチ力の操作、または下傾角または接触角の操作のような別の方法を用いることで、張力の一貫性を劇的に改善する−本質的にガラスプロセスに一定の張力を与える−ことができる。
【００１４】
下傾角を変えるかまたはロール／ガラスリボン接触角を変える(いずれもカンチレバー式ロールの場合)ことによるような、ロール張力を調節するための他の手段が本発明にとって実用的である。
【００１５】
本明細書に説明される方法の結果、改善された平坦性(無反り)及び(製品形状を有していないことよる)低応力を得ることができる。これは、非常に薄いガラスリボンが作製されるから、あるいはガラスリボンが長く及び／または幅広であれば、または(ガラスリボンの下降方向及び横方向の)熱プロファイルの操作による高い熱誘起張力の維持がプロセス熱条件のため可能にならなければ、ガラスリボンの剛性が極めて低いガラスリボンドロープロセスに対して特に重要である。本明細書に説明される装置及び方法は、例えば、そのような力循環による(ガラスリボンの幅にかかる)横方向張力変動及び／またはガラスリボンに対してエッジロールによりかけられる垂直方向(法線方向)ピンチ力を、４.５ｋｇ未満、好ましくは３.０ｋｇ未満の、ピーク−ピーク変動に制限する。
【００１６】
自動制御方式は、ロール力循環による変動及び、ガラスシートの分割及び取外しから生じるロール負荷変動を排除するであろう、既知のＰＩＤ手法または予測制御方式を用いて構築することができる。
【００１７】
全長エッジロールまたはカンチレバー式ロールを用いることができる。しかし、いくつかの実施形態において、張力測定のためのセンサは実用にならないことがあり得る。この場合、ピンチ力(または法線力)センサを制御目標に対して用いることができる。
【００１８】
実用アクチュエータを様々な選択肢から作製することができる。リニアサーボモーターがこの機能を十分に果たすことが分かっているが、様々な他の選択肢も可能である。リニアサーボはロールピンチ力(または圧迫力)の一部または全てを与えるために用いられる。いくつかの実施形態において、ロールに対する圧迫機能を与える平衡錘リンク仕掛にサーボが加えられる。
【００１９】
放出圧縮空気シリンダーを、またリニアモーターも、アクチュエータとして用いることができる。設計要件はアクチュエータの総力容量であり、アクチュエータが短期変動に対抗作用する場合には、高速応答時間も含まれる
最適ロール力レベルは、実験によるかまたはオフラインシミュレーションにより、定めることができる。最も包括的な手段は、特定の生産構成に対して最善の製品属性を与える力を最適化するため、ロール力について実験を行うことであると考えられる。ロール張力に対する最適条件を定めるため、ＤＯＥ(実験計画法)または最適改善策選定法を適用できるであろう。カンチレバー式ロールについては、ロール対の総張力、すなわち右心軸センサ及び左心軸センサの総和が製品性能に最も重要である。しかし、それぞれのロール対についての最適張力は独立に決定されるべきである。
【００２０】
ロール力が板引きの熱設定とともに最適化される場合のように、一層精巧な最適手法も用いることができる。同時最適化方策は最適ロール張力レベルを定めるに役立ち得る。
【００２１】
それぞれのロール対について目標張力レベルが定められると、アクチュエータ／センサシステムを用いて、最適レベルを維持し、よって力の通常のプロセスドリフトに対抗作用することができる。
【００２２】
別の手法は、ロール回転により生じる短期ロール力変動及びシート取外しプロセスによる可変引張負荷を補償することである。これは、張力を最適目標に維持するための上述した方法と組み合わせることができ、あるいは単に循環力を消去するために用いることができる。
【００２３】
したがって、一実施形態において、無機ガラスリボンを板引きするための、可回転シャフト及びシャフトに結合された、ガラスリボンのエッジに接触する、エッジロールを有するエッジロールアセンブリを備える、装置が開示される。装置はさらに、張力またはピンチ力を検出して張力またはピンチ力に比例する電気信号を発生するセンサ、センサ信号を受け取って補正信号を発生するコントローラ及び、コントローラからの補正信号を受け取り、補正信号に応答して張力またはピンチ力を変える、エッジロールシャフトに結合されたアクチュエータを備える。装置は、エッジロールシャフトを垂直面内または水平面内で移動させるように構成することができる。
【００２４】
いくつかの実施形態において、印加ピンチ力の少なくとも一部は受動的力である。すなわち、力は能動的には変化しない。受動的力の例は(死重によって作用する)重力及びバネである。対比して、能動的力は、時間の関数として大きさが変化するような、能動的に変化させることができる力である。能動的力の例は、モーター、空気圧ピストンまたは油圧ピストン、ソレノイド、等のような、アクチュエータにより印加される力である。いくつかの実施形態において、総ピンチ力はアクチュエータによるような能動的力である。別の実施形態において、総ピンチ力は受動的ピンチ力と能動的ピンチ力の総和である。
【００２５】
別の実施形態において、ガラスリボンの作製方法が説明され、本方法は、
ダウンドローガラス作製プロセスにおいて、粘弾性領域を有するガラスリボンを作製する工程、
ガラスリボンにピンチ力及び張力を印加する対向するローラーによりガラスリボンの粘弾性領域に接触する工程、
ピンチ力の強さまたは張力の強さを検知する工程、及び
ピンチ力または張力の検知された強さを表す信号を発生する工程、
を含む。発生された信号はあらかじめ設定された設定点と比較され、補正信号が発生される。補正信号は次いで、アクチュエータを駆動して、対向ローラーによってガラスリボンに印加されるピンチ力または張力を、印加されるピンチ力または張力が設定点に実質的に等しくなるように変えるために用いることができる。ピンチ力には、能動的力に加えて、受動的力を含めることができる。
【００２６】
いくつかの実施形態において、アクチュエータは対向ローラーの内の少なくとも１つのシャフトをシャフトの軸線に対して垂直方向に平行移動させる。別の実施形態において、アクチュエータは対向ローラーの内の少なくとも１つのシャフトを水平面内である角度にわたって回転させる。アクチュエータは対向ローラーの内の少なくとも１つのシャフトを垂直面内である角度にわたって回転させることができる。
【００２７】
本発明は、添付図面を参照することによって、より容易に理解され、本発明のその他の目的、特徴、詳細及び利点は、決して限定を意味せずに、与えられる以下の例示的説明を通して一層はっきりと明らかになるであろう。そのようなさらなるシステム、方法、特徴及び利点は全て、本説明に含められ、本発明の範囲内にあり、添付される特許請求の範囲によって保護されるとされる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施形態にしたがう、フュージョンドロープロセスの一例の前面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂはダウンドロープロセスによって形成されたガラスリボンの一部の端面図であり、ガラスリボンのエッジは一対の対向エッジロールの間に挟まれている。
【図２】図２はガラスリボンを間に挟んでいる一対にエッジロールアセンブリを示す断面図であり、受動的力及び能動的力の両者によりピンチ力が印加されている。
【図３】図３はガラスリボンに対する側面図であり、受動的力(重力Ｇによる死重)及び能動的力(アクチュエータ)の両者による回転運動を介してピンチ力が印加されている。
【図４】図４は、本発明の一実施形態にしたがう、エッジロールアセンブリの斜視図である。
【図５】図５は、図４のエッジロールアセンブリの、その内部の一部を示す側面図である。
【図６】図６は、図４のエッジロールアセンブリの一部の、力測定のための連結ウエブを示す底面図である。
【図７】図７は、図４の実施形態の、上部支持アセンブリ部と下部支持アセンブリ部(フレーム)の間のありつぎ結合を示す端面図である。
【図８】図８は、図４の実施形態の、水平面に対して傾けられた関係にあるエッジロールハウジング及びシャフトを示す側面図である。
【図９】図９は、図４の実施形態の、上部支持体とフレームの間の結合を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図９のフレームの、ウエブの撓みを示す上面図である。
【図１１】図１１は、図９のフレームの、ガラスリボンに対してエッジロールのシャフトを移動させるための、センサ及びセンサ標的、アクチュエータ、コントローラ及び信号回線を示す側面図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施形態にしたがう、別のフレーム構成の上面図である。
【図１３】図１３は、図１２のフレームの、フレームの回転を示す側面図である。
【図１４】図１４は、シャフトに結合されたアクチュエータによってピンチ力及び／または張力を調節するための水平面内のエッジロールシャフトの並進運動を示す、本発明の一実施形態である。
【図１５】図１５は、アクチュエータによってピンチ力及び／または張力を調節するための水平面内のエッジロールシャフトの角運動を示す、本発明の一実施形態である。
【図１６】図１６は、垂直面内におけるエッジロールシャフトの角運動を示す、本発明の一実施形態である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下の詳細な説明においては、限定ではなく説明の目的のため、特定の詳細を開示する実施形態例が本発明の完全な理解を提供するために述べられる。しかし、本開示の恩恵を有している当業者には、本発明が本明細書に開示される特定の詳細に関わらない他の実施形態において実施され得ることが明らかであろう。さらに、本発明の説明を曖昧にしないように、周知のデバイス、方法及び材料の説明は省略されることがあり得る。最後に、適用可能であれば必ず、同様の参照数字は同様の要素を指す。
【００３０】
材料の薄いリボンを板引きして、テレビジョン及びコンピュータモニタのような、現今のディスプレイ用途に要求される厳しい平坦度規格を満たす、厚さが約１ｍｍ未満のガラスシートを形成するには、製造プロセスの全ての局面の慎重な制御が必要である。しかし、ガラスリボンが粘弾性状態から固体弾性状態に転移する間の期間には特に注意が払われなければならない。板引き領域内の気流、または稼働している装置の振動によって生じるかも知れないような、リボンにかかる小さな振動力でさえも、清浄で、平坦であるべき表面に擾乱として表れることができ、最終的にガラスリボンから分離されるシートによって保持される、ガラスリボン内の残留応力を誘起し得る。
【００３１】
フュージョンダウンドロープロセスの一例において、上面が開けられたチャネルを有する成形体に溶融ガラスが供給され、チャネルは成形体の上表面に形成されている。溶融ガラスはチャネルの壁から溢流し、成形体の収斂する外表面上を流過してから、収斂する表面がそれに沿って合する線(すなわち「ルート」)においてそれぞれのガラス流が合わさる。そこでそれぞれのガラス流は接合して、すなわち融合して、成形体から下方に流れる単一のガラスリボンになる。ガラスリボンのエッジに沿って配置された様々なローラー(またはロール)が、ガラスリボンを板引きする、すなわち下方に引っ張るために、及び／または、内向きの収縮に対抗してガラスリボンの幅を維持するに役立つ、外向きの張力をガラスリボンに印加するためにはたらく。いくつかのロールはモーターによって回転され、他のロールは自由回転する。
【００３２】
ガラスリボンが成形体から離れるにつれて、溶融ガラスは冷えて、成形体の底における粘性液体状態から粘弾性状態に転移し、最終的に固体弾性状態に転移する。本明細書に用いられるように、ガラス材料は、ガラス転移温度範囲より低い温度に達したときに、弾性状態にあると一般に見なされる。いくつかの実施形態において、弾性状態は１０１３ポアズ(１０１２Ｐａ・秒)より大きい粘性と等価であると見なされ得る。ガラスリボンが弾性状態まで冷えるとガラスリボンをその幅にかけて罫書し、罫書き線に沿って分離させて個々のガラスシートにすることができる。いくつかの実施形態において、個々のガラスシートは、罫書きを必要とせずに、１パスで割断することができる。
【００３３】
ガラスリボンが粘性液体状態にある間、溶融ガラスにかかる応力は即時に解放される。しかし、ガラスリボンが冷え、粘度が高くなるにつれて、誘起応力はそれほど迅速には解放されず、誘起応力及び形状がガラスによって保持される温度範囲に達するに至る。これはガラス転移温度範囲にわたっておこる。いずれも、最終製品に反りを生じさせ得る、望ましくない残留応力の原因である。例えば、残留応力はガラスリボン(または個別シート)の形状を変化させることでガラスリボンまたはシートによって解放され得る。これにより応力はある程度または完全に解放されるが、代償としてシートの座屈がおこる。他方で、ガラスリボンまたシートを強制的に平らにすることによるように、ガラスリボンまたはシートを平らにしようとすると、ガラス内に誘起応力が生じる結果となる。したがって、応力及び／または形状がガラスに凍結され得る期間中、ガラスリボンにかかる力は可能な限り一貫している(かつ小さい)ことが望ましい。力変動の一因はエッジロールから生じる。エッジロールによる力変動はガラス厚及びその他の製品属性の変動も生じさせ得るであろうことに注意されたい。例えばＬＣＤ基板シートの、超低応力及び高平坦度の要件を達成するには力の一貫性が最も重要であることが実験によって示されている。
【００３４】
エッジロールは様々な形態をとり得るが、代表的なエッジロールサブアセンブリはガラスリボンのエッジを挟み込むかまたは掴む一対のエッジロールを有する。したがって、エッジロール対は、ガラスリボンの長さに沿う特定の垂直方向位置(すなわちルートからの距離)に対し、２対のエッジロールが用いられるように、ガラスリボンの両側のエッジに配置される。エッジロールは電気モーターまたは圧気モーターによるように駆動することができ、あるいはエッジロールは自由回転することができる。エッジロールは実質的に平行かつ水平方向に配置することができ、あるいはエッジロールは、ロールの回転軸が水平にならないように傾けることができる。例えば、いくつかのエッジロールを垂直面内で傾けることができ、他のロールを水平面内で傾けることができる。ガラスリボンの両側にあるが同じ表面に隣接するエッジロールは共通のシャフトを、少なくともガラスリボンの幅にかけて延びるように、共有することができ、あるいは、それぞれのエッジロールが、ガラスリボンのエッジにあるガラスリボンの拡大部−ビード−を掴むに適切な位置において表面に接してエッジロールを配置するに必要であるだけ延びる、それぞれのロール自体の、個々のシャフトを有することができる。エッジロールは所望の力を印加するに十分にガラスリボンに接触するべきであるが、ガラスリボンの中心に向けてさらに内側でロールがガラスに接触すると、清浄なガラスシートを作製するには至らない非清浄ガラス表面が得られることは当然である。エッジロールは、ガラスリボンと接触することから生じる、ときには８００℃をこえる、高温に長時間耐えるように設計され、セラミック材料が用いられることが好ましい。例えば、エッジロールは、複数枚の円板形セラミックファイバフォームを積み重ねて円柱形ロール体を作製することで、作製することができる。次いで、円柱形ロール体をエッジロールシャフトの端に確実に取り付けることができる。
【００３５】
エッジロール対のそれぞれは、対向するロールの接触表面間の変動間隙に順応するように設計される。例えば、それぞれのエッジロールはロールが取り付けられるシャフトと完全には同心でないようにして、ロールの回転にしたがってぶれが生じるようにすることができる。本明細書に用いられるように、ぶれは、ロールが結合されたシャフトの回転軸と一般に見なされる、回転軸の周りをロールが回転するときにガラスリボンに接触するロールの表面の径方向位置の変動を指す。ロール表面(円柱体の表面)がシャフト回転軸に関して完全には同心でなければ、与えられた位置における、例えば任意の角位置における、ロール接触面上の点間の距離は、接触面がシャフトとともに回転するにつれて変化するであろう。これは、例えば、円柱体が事実上完全には円柱でなければ、あるいはシャフトの中心が円柱ロール体の中心に合わせられていなければ、おこり得る。さらに、シャフト直線性の製造許容差及び動作温度の偏差が、そのような動作ぶれに寄与する。加えて、エッジロールは、対抗力(平衡錘)に対抗して軸旋回するかまたは滑動することによってガラスリボンエッジの厚さの小さな変動に順応するように設計される。このエッジロールの移動はガラスリボンがエッジリール対間を降下するにしたがっておこり得る。言い換えれば、エッジロール対は、上述したロール自体の欠点及び／またはガラスリボンの厚さ変動のいずれにも順応するように、ロールが動作するにつれて、離れることができなければならず、次いで相互に近寄ることができなければならない。
【００３６】
エッジロールはバイアス印加力により、ガラスリボンの面に向けて、内向きにバイアスされることが好ましい。バイアス印加力は、例えばガラスリボンによって生じ得る、与えられた出発位置からの(エッジロール対間の間隙を拡げる)外向きの移動に順応するに十分に小さいが、外向きの移動を生じさせる力が除かれたときには出発位置に向けてロールアセンブリを戻すに十分に強いことが好ましい。例えば、エッジロールは、軸点の周りを軸旋回して、エッジロールシャフト位置(及びガラスリボンと接触しているロール表面)のロール形状またはガラスリボン圧の変動への順応を可能にするために配置された、取付部材(例えばレバー)を有することができる。レバーに十分な力を印加し、よってエッジロール接触表面がガラスリボンを掴むことができ、それでも、例えば変化するロール偏心度に応答してガラスリボン面に対するロールの外向きの移動を可能にするために、平衡錘を用いることができる。しかし、あらかじめ定められた経路に沿ってロールアセンブリを引くかまたは押すために配置されたバネのような、他のバイアス印加力の印加方法を用いることができる。ガラスの商業生産に用いられる生産ロールシステムにともなう本質的問題は、ロール機構のスライダー及びベアリング内の摩擦が−ガラスリボンを囲包するエンクロージャーをエッジロールシャフトが通過する開口を封止する封止プレート内の摩擦とともに−シャフトの横方向(軸外れ)運動に抵抗して対向するロールによってガラスに印加される実ピンチ力を変える望ましくない変動力をかけることである。ガラスリボンの進行方向に垂直な方向にロールが受ける力の正確な測定は、例えば、単ロールの回転にわたって４.５ｋｇをこえる力変動を示した。ガラスリボンにかかる垂直方向引張力も同様に影響を受けることができ、同様の測定はガラスリボンに印加される引張力の大きな変動を示した。
【００３７】
要約すると、ガラスリボンが成形体から降下するにつれて、ガラスリボンのエッジ(ビード)厚の変動または、例えばエッジロールの偏心度が、ガラスリボンの面を横切る(ガラスリボンの進行方向に垂直な)方向のエッジロールの運動をおこさせる。ロール接触面とガラスリボンエッジの間の接触を維持するためにバイアス印加力を用いることができるが、このバイアス印加力は伝統的に、与えられた、ただし静的な大きさの平衡錘によるか、または与えられたバネ定数を有する１つないし複数のバネによって、バイアス印加力が与えられるという意味において「寡黙」であった。理想的には、エッジロールは、システム変動(例えば、ガラスリボン厚変化、非同心ロールシャフト表面、またはロールの回転にぶれをおこさせるその他の欠陥)における変動に対して障害なしに無反応であるべきである。しかし、システム内の摩擦がこれらの順応運動に対抗する。引張りロール対がどこかでかたまってしまい、ロール接触面の回転だけが可能である(すなわち対抗摩擦の大きさが無限大である)場合のような、極端な場合には、システムの変化をガラスリボンが実際に感受することになるであろう。例えば、エッジロール対の一方または両方のエッジロールがそれぞれのシャフトに対して非同心であれば、それぞれのロールの回転はガラスリボンに対して周期的な力を印加して、事実上ロールをガラスリボンに押し込むであろう。この周期的力は時間とともに変化するガラスリボン内の応力に直接の強い影響を有する。
【００３８】
上述した欠陥を克服するため、エッジロールシャフトにおける張力を能動的にモニタし、測定された張力をフィードバック信号として用いてエッジロール対によってガラスリボンにかかるピンチ力を修正し、よって一定のピンチ力を維持する、エッジロールアセンブリが以下に説明される。別の実施形態において、ピンチ力は他のプロセス変数からのフィードバックに応答して能動的に変わることができる。あるいは、実ピンチ力をモニタしてフィードバック信号として用いることができる。さらにピンチ力は直接にモニタできるが、実際問題として実施することは一層困難である。それにもかかわらず、例えばエッジロールシャフトがガラスリボンにかけて延び、対向するエッジロールに結合されている場合には。ピンチ力モニタリングを用いることができる。上記及びその他の態様は以下でさらに詳細に説明される。
【００３９】
図１Ａに、チャネルまたはトラフ１４及び収斂成形表面１６を有する成形体１２を備える、フュージョンダウンドロー装置の一例が示される。収斂成形表面１６は、溶融ガラスがそこから板引きされる実質的に水平な板引き線を形成する、ルート１８で合わさる。水平は実質的に、成形体がいくつかの場合に、トラフの上端をこえる溶融ガラス流を調節するため、長さ方向に(端から端まで)または横向きに傾けられ得るが、そのような傾きは一般に僅かであり、１°または２°程度までしか変わり得ないことを意味する。トラフ１４に、溶融炉及び付帯送配管(図示せず)のような、供給源から溶融ガラスが供給され、溶融ガラスはトラフの壁を溢流し、別々の流れとして成形体の収斂成形表面上を流下する。収斂成形表面１６上を流れる別々の溶融ガラス流はルート１８で合わさり、合体してガラスリボン２０を形成する。ガラスリボン２０はルート１８から下に向けて方向２１に板引きされ、ルートから降下するにつれて冷えて、粘性溶融材料から弾性固体に転移する。
【００４０】
ガラスリボン２０がリボンの弾性領域において最終の厚さ及び粘度に達すると、ガラスリボンはその幅にわたって完全に分割されて、独立のガラスシートまたは板ガラスとして提供される。溶融ガラスは成形体に供給され続け、ガラスリボンは長くなるから、次のガラスシートが同様にガラスリボンから分割される。
【００４１】
下部エンクロージャー２２が、ルート１８下のガラスリボン２０の上域を囲包し、成形体を収めている上部エンクロージャー２４に連結する。下部エンクロージャー２２は環境の影響(例えば、気流、塵埃、等)からガラスリボンを保護し、ガラスリボンが下方に進行している間のガラスリボンの温度を調節するために様々な加熱装置及び／または冷却装置をその上に配置することができるプラットフォームとしてはたらく。エッジロールアセンブリを含む、その他の装置を下部エンクロージャー２２上に取り付けることができ、またはそのようなその他の装置が下部エンクロージャー２２と相互に作用することができる。
【００４２】
エッジロールアセンブリ２６はルート１８下のあらかじめ定められた垂直方向位置に配置される。それぞれのエッジロールアセンブリ２６はエッジロール２８及びエッジロールシャフト３０を有する。エッジロールアセンブリ２６は、ガラスリボンに引張力及び／または張力を印加するために用いられる駆動エッジロール及び／または、ガラスリボンを誘導し、ガラスリボンの幅にかかる張力の維持に役立ち得る、非駆動アイドラーエッジロールを有することができる。上述したように、ガラスリボンの両側に配置されたエッジロールがガラスリボンの幅にかけて共通のシャフトを共有することができ、あるいはそれぞれのエッジロールがそれぞれ自体のシャフトを有することができる。エッジロールは一般に対をなして配置され、エッジロール対のそれぞれのエッジロール２８は他方のエッジロールとともに、ガラスリボンが図１Ｂに示されるようにロール対の対向するロールの間に挟み込まれ得るように、ガラスリボンの与えられたエッジの両側に配置される。いくつかの実施形態において、一対の対向エッジロールの一方のエッジロールは静止し、他方のエッジロールはガラスリボンから離れる方向及びガラスリボンに向かう方向に自由に移動する。すなわち、静止エッジロールは自由に回転できるが、ガラスリボンから離れる方向またはガラスリボンに向かう方向に位置を変えることはない。さらに、エッジロール対はそれ自体が対をなして、与えられた垂直方向位置においてガラスリボンエッジ当たりに一対が配置される。
【００４３】
それぞれのエッジロールアセンブリ２６は、支持構造、ベアリング及び、必要であれば、駆動力を印加する手段を備えることができる。エッジロールアセンブリ２６は、それぞれが動作可能な構造を有し、一般的な製造許容差に支配される。例えば、ガラスリボンエッジ部３２に接触するエッジロールはそれぞれのシャフト３０と正確には同心ではないことがあり得る。あるいは、エッジロールは真円から外れている(例えば、局所平坦部を有するかまたは楕円形状を有する)ことがあり得る。あるいは、エッジロールシャフトは完全には真直で無いことがあり得る。これらの要因はエッジロールの周期的横方向変位を生じさせ得るし、つぶれたタイアと同様に、ロールが一回転する毎にガラスリボンに周期的擾乱を生じさせ得る。この擾乱はガラスリボン内に凍結され得る応力の変化として現れ得る。さらに、ガラスリボンエッジ(ビード)はある程度球根形状にあり、その厚さはガラスリボンの長さに沿って変化し得る。言い換えれば、エッジロール対のエッジロールはエッジロール間の変動間隙に順応するように構成されるべきである。
【００４４】
理想的には、エッジロールアセンブリ２６は、エッジロール２８の動作時の移動に順応し、それでもエッジロール対のロール間のガラスリボンにかかる一貫したピッチ力を維持するように設計される。しかし、現実には、下部エンクロージャーを通って入り込むエッジロールシャフトを封止する封止プレート内及び／またはその他の動作機構内の摩擦がピンチ力を変化させ得る。このピンチ力の変化は、続いて、ガラスリボンにかかるロール力の水平方向成分及び垂直方向成分を周期的に変化させ得る。ロール力循環は得られるガラスシートに直接に強く影響し、応力または応力変動、あるいは反りまたは反り変動として、あるいはガラス厚の変動としてさえ、表れる。
【００４５】
図２に、ガラスリボン２０の一方のエッジ部３２に向かって眺めると見られる、図１Ｂの装置の一部の図が示される。一対の対抗エッジロールアセンブリ２６が示され、それぞれのエッジロールアセンブリがエッジロールシャフト３０及びハウジング３６によってエッジロール支持アセンブリ３４に結合されたエッジロール２８を有する。エッジロールアセンブリ２６は、エッジロールアセンブリ２６のそれぞれのエッジロール２８が、エッジロールの機能に応じて、粘性領域、粘弾性領域または弾性領域を含むガラスリボンのいずれかの縦方向位置においてガラスリボン２０に接触することができるように、配置することができる。エッジロール２８は一般にシャフトに結合された円柱形体である。例えば、適するロールシャフト３０に複数枚のセラミック円板を積み重ねて円柱体を形成することができる。
【００４６】
受動的バイアス力、例えば、図２に示されるバイアス力３８がエッジロール支持体アセンブリ３４に対して印加され、対抗するエッジロールアセンブリと協働して、あらかじめ定められたピンチ力でエッジロール２８間にガラスリボン２０を挟み込むようにはたらく。受動的バイアス力３８は、例えば、ロールアセンブリに結合されたバネまたは死重とすることができる。いずれのエッジロールアセンブリも移動するように構成することができる。しかし、上述したように、一方のエッジロールアセンブリは静止していることもできるであろう。ピンチ力の擾乱は、ガラスリボンの面を概ね横切り、受動的バイアス力に対抗する方向の、横方向で外向きのエッジロールの移動を生じさせ得る。エッジロールの移動に対する摩擦抵抗を最小限に抑えるため、アセンブリに用いられるベアリングは空気ベアリングのような低摩擦ベアリングとすることができる。
【００４７】
図２の実施形態はガラスリボンに向かうかまたはガラスリボンから離れるエッジロールアセンブリ対の平行移動に依存する装置を示すが、それぞれのエッジロール支持体の移動は単に平行移動である必要はないことに注意すべきである。例えば、それぞれのエッジロールアセンブリは、図３に示されるようにエッジロールが弧を描いてガラスリボンから離れるように、軸の周りで振れるように構成することができる。この場合、支持体アセンブリ３４は支持アーム４０及び４２を有しており、回転軸４４の周りを回転し、よって支持アーム４０及び支持アーム４０に結合されたエッジロール２８に弧４６を描いて移動させるように、設計される。エッジロール２８の一方によりガラスリボン２０に対して圧力を印加するため、支持アームのいずれか一方にバネまたは死重４８を結合することができる。図３の実施形態において、受動的バイアス力は死重４８による重力Ｇで印加される。
【００４８】
ガラスリボンにかかる張力及び／またはエッジロールの内の１つないしさらに多くにおけるピンチ力は、実時間で測定できることが好ましい。さらに詳しくは、エッジロールシャフトにおける反応力が測定され、ガラスリボンにおける力の代理尺度として用いられる。さらに、それぞれのエッジロールがガラスリボンに印加するピンチ力も、やはり実時間で、測定することができる。
【００４９】
概括すれば、それぞれのエッジロールのシャフトにおける、したがってガラスリボンにおける、張力及びピンチ力は、例えば、エッジロールが取り付けられる可撓部材を用いて測定することができる。例えば、適する測定装置構成が２００９年５月２７日に出願された米国特許出願公開第２０１０/０３００２１４号の明細書に開示されており、以下で説明される。可撓部材は直交方向に、すなわち張力方向及びピンチ方向に、それぞれの方向の力成分を有する負荷がガラスリボンによるロール接触表面にかけられたときに、小さな撓みを受けるように設計される。変位センサが可撓部材の小さな撓みを検出し、力がそれに沿って測定されるそれぞれの直交軸について少なくとも１つのセンサが用いられる。撓みを測定し、次いで、この撓みを既知の負荷によって生じる撓みと相関させることで、ロールにかかる力の直交成分を測定することができる。
【００５０】
可撓部材は、負荷が様々な方向でかけられ得るとしても、指定された直交軸に沿う負荷だけを実質的に測定するように設計される。さらに詳しくは、可撓部材は、注目する方向に特定の負荷がかけられたときには撓むが、直交する方向に負荷がかけられたときの注目する方向に沿う撓みはほぼゼロである、少なくとも１つの領域を有するように設計される。次いで、可撓部材の上記の領域の撓みを検出するように、変位センサが配置される。このようにすれば、可撓部材／変位センサ協同体は、注目する方向に沿う負荷による可撓部材の撓みを測定するが、直交方向の負荷がセンサに与える影響は最小限であろう。
【００５１】
可撓部材は、ガラス形成プロセスに悪影響を与えない(ガラス形成プロセスを乱さない)でおくに十分な剛性を有するようにも設計される。特に、コンプライアンスが高い可撓部材はガラス形成プロセスを不安定にし得ることが分かっている。剛性の高い可撓部材では小さな撓みしか生じないが、それでも、分解能が高い変位センサが用いられれば、実際上正確な力モニタリングが達成されることが分かっている。適する高分解能変位センサの例には、誘導型センサ、すなわち渦電流センサ、圧電センサ、歪ゲージ、静電容量型センサ及び光センサがある。可撓部材の剛性が高くなるほど、益々感度が高い変位センサが必要になり、逆も同様であることに注意すべきである。ロードセルのような力ゲージを変位センサの代わりに用いることもできるであろう。負荷はウエブのそれぞれに分配されるから、ロードセルでは力の直接測定が得られず、したがってロードセルの較正が必要になるであろうことに注意すべきである。
【００５２】
一実施形態において、装置は外部フレームで囲まれた中央梁(支持部材)を備える。中央梁は一連の薄いウエブによって外部フレームに連結され、ローラーが中央梁に取り付けられる。外部フレームはガラス製造装置のフレームに取り付けられ、薄いウエブの撓みにより中央梁は外部フレームに対して変位することが可能になる。
【００５３】
ガラスの運動によりロール接触表面に軸方向負荷がかけられると、力はウエブを介して固定フレームに伝達される。力はウエブをバネのように撓ませる。装置は、外部フレームに対する中央梁の相対撓みを測定するセンサを備える。一連の既知の負荷が印加されて撓みが記録される較正プロセスを実施し、次いで内挿を用いることによって、いずれの撓み測定値に対しても負荷を計算することができる。薄い平ウエブの場合、負荷対撓みは線形であり、負荷対変位較正曲線の傾きを用いる負荷の簡単な計算が可能になる。軸方向負荷ではなく、法線方向負荷がロールにかかる場合、力はやはりウエブを介して固定フレームに伝達される。この場合、中心梁の運動は並進ではなく回転である。この場合も、回転を較正するために一連の既知の負荷が用いられ、内挿を用いることにより、いずれの回転測定値に対しても法線方向負荷を計算することができる。軸方向負荷と同様に、薄い平ウエブに対して、負荷対変位は線形である。
【００５４】
十分な剛性を与えるため、セラミック、またはステンレス鋼、例えば１７-４ステンレス鋼のような金属のような、弾性率が高い材料で作製することができる。高弾性率に加えて、ウエブに誘起される応力に耐えるため、材料は高い降伏強さを有することが好ましい。特定の用途に適するウエブの数及び材料特性の見積りは、例えばウエブをカンチレバーとしてモデリングすることによって得ることができる。例えば、アーサー・エイチ・バー(Arthur H. Burr)著，「機構解析及び設計(Mechanical Analysis and Design)」，１９８１年，エルスビア・ノースホランド社(Elsevier North Holland, Inc.)，ｐ.４００を見よ。高弾性率及び高降伏強さに加えて、ウエブの腐蝕はウエブの剛性を変え、したがってモニタリング装置でなされる測定に悪影響を与えるから、材料は、ガラス製造装置にともなうような、高温における腐蝕に耐える必要がある。この場合にも、様々なセラミック及びステンレス鋼が実質的に劣化せずにガラス作製温度に長時間耐えることができる。一実施形態において、ウエブ及び固定フレームは単一材料ブロック、例えば単一ステンレス鋼ブロックから作製することができる。
【００５５】
いくつかの実施形態において、軸方向負荷の測定及び法線方向負荷のモニタリングは実質的に相互に独立である。すなわち、２つの測定値間のクロストーク、すなわち他の力の存在の結果としての測定値の誤差は、１％未満である。したがって、例えば、２つの力の内の一方を用いて測定ユニットを較正すれば、他方の力にも適用することができ、測定値の変化は１％未満になるはずである。
【００５６】
図４〜１３は、図２の実施形態に用いられ得るような、エッジロールアセンブリ２６を示す。図４〜１３のエッジロールアセンブリは、エッジロール２８のガラスリボン２０との接触により生じる張力５０及びピンチ力５２のいずれの測定にも適する、支持体アセンブリ３４及びハウジング５０を有する。図４において、ガラスリボン２０は、シャフト側から見て反時計回りにシャフト３０が回転する(参照数字５４を見よ)ように、方向２１に下向きに移動していると想定されている。対抗するエッジロールアセンブリ(図示せず)においてはシャフトが時計回りに回転することに注意すべきである。
【００５７】
概括すれば、支持体アセンブリはエッジロールのシャフト３０を支持する支持部材５６(例えば、図５，６及び１０を見よ)を有する。支持部材は、張力５０に応答して直線変位(図１０の参照数字７８を見よ)を、またピンチ力５２に応答して回転(図１３の参照数字５８を見よ)を、受ける。上述したように、実際上は、直線変位及び回転が検出され、次いで、既知の負荷がシャフトに印加されて、その結果の直線変位及び回転が測定される、較正手順によって力値に変換される。
【００５８】
図４，５及び９に最も明確に示されるように、支持体アセンブリ３４は、図示される実施形態では相互に分離可能なサブアセンブリ６０及び６２を有する。サブアセンブリ６０はシャフト３０及びエッジロール２８を有し、サブアセンブリ６２は支持部材５６及び、支持部材の直線変位及び回転を検出するための、付帯装置を有する。分離可能であることにより、エッジロールの支持部材及び付帯装置を所定の場所に残したまま、エッジロールを(例えば定期保守の一環として)交換することができる。図７及び９に最も明確に示されるように、サブアセンブリ６０及び６２に、図９の参照数字６８で示されるように、直進運動による２つのアセンブリの分離及び再結合を可能にする、ありつぎほぞ穴６４及びありつぎほぞ６６を設けることができる。組立て及び分解を容易にするだけでなく、例えば可動ジブ(図示せず)で所定の場所に固定されると、ありつぎは、力測定をなすに望ましいように、サブアセンブリ間の堅牢な連結を与える。もちろん、別のサブアセンブリ間連結をありつぎの代わりに用いることができる。例えば、サブアセンブリはボルトで止め合わせることができる。また支持部材３４は、望ましければ、サブアセンブリを用いず、一体ユニットとして構成することができる。
【００５９】
図示される実施形態において、サブアセンブリ６０は、軸ピン７２で相互に連結された、ハウジング３６及びプレート７０を有する。軸ピンにより、図４に示されるように、プレート７０を水平面においたまま、シャフト３０及びエッジロール２８を水平面に対してある角度に向けさせることが可能になる。シャフト３０に対して選ばれる特定の角度は用途及びローラーによってガラスリボンに印加されるべき張力の所望の大きさに依存するであろう。望ましければ、軸ピンを用いずに、シャフト３０及びエッジロール２８を固定角に向けさせることができる。上で論じたように、シャフト３０及びエッジロール２８は自由回転させるかまたは駆動することができる。後者の場合、シャフト２０は適する駆動装置７４(図１)に連結されるであろう。
【００６０】
サブアセンブリ６２は支持部材５６及びフレーム７６を有する。使用中、支持部材５６は、支持部材が、シャフト３０に印加されるガラスリボン交差方向の力に応答できるように、ガラスリボンに垂直な平面(すなわち、ダウンドロープロセスについては水平面)においてガラスリボンの表面に平行に向けられる。詳しくは、図１０に示されるように、ガラスリボン交差方向の、例えば図４の矢印５０の方向の、力成分を有する力がシャフト３０に印加されると、図１０に矢印７８で示されるように、支持部材５６はその力成分の方向の直線変位を受ける。さらに詳しくは、図示される実施形態において、支持部材５６はウエブ８０の弾性変形の結果として、そのような直線変位を受ける。説明の目的のため、図１０には８本のウエブしか示されておらず、ウエブの変形の大きさは誇張されている。実際には、一般には８本より多くの、例えば１６本のウエッブ用いることができるであろう。重要なことは、ウエブ８０の変形は無摩擦であり、よって摩擦力の存在がシャフト３０に印加される力のモニタリングに干渉しないことである。ウエブが支持部材５６に好ましいが、他の支持体を用いることができる。例えば様々な構成のバネをこの目的のために用いることができる。
【００６１】
図１１に示されるように、支持部材５６の変位はセンサ８２及びセンサ標的８４，例えば誘導型センサ(上述参照)を用いて検出される。センサ／標的協同体の一方のメンバーが支持部材５６に取り付けられ、他方のメンバーがフレーム７６に取り付けられる。図１１においては、センサ標的８４が支持部材５６に取り付けられて初期位置８６から最終位置８８までの移動を受けるとされている。既知の力を用いてこの変位を較正することにより(上述参照)、ガラスリボン交差方向にシャフト３０に印加された力を、センサとセンサ標的の間の相対移動をモニタすることによって、実時間で測定することができる。
【００６２】
センサ標的の変位に応答してセンサ８２は信号を発生し、信号は回線９２を介してコントローラ９０に受け取られる。コントローラ９０はセンサから信号を受け取り、受け取った信号をあらかじめ定められた設定点と比較する。コントローラ９０は続いて補正信号を発生し、補正信号は回線９６を介してアクチュエータ９４に受け取られる。アクチュエータ９４は続いて、シャフト３０が、したがって張力またはピンチ力が、補正信号に応答し変えられ得るように、シャフト３０に結合される。アクチュエータ９４は、例えば支持部材３４のフレーム７６を介してシャフト３０に結合させることができ、ベアリングアセンブリによりシャフト３０に垂直な方向のフレーム７６の移動が可能になる。アクチュエータ９４には、例えば、空気圧シリンダーまたは油圧シリンダー、リニアサーボモーターまたはその他いずれかの作動装置を含めることができる。アクチュエータ９４は単独で用いることができ、この場合はアクチュエータ９４が総ピッチ力を供給し、あるいはアクチュエータ９４は、先に挙げたピッチ力印加方法(例えば死重及び／またはバネ)の内の１つのような、受動的力印加手段と組み合わせて用いることができる。コントローラ９０は、例えば、汎用コンピュータまたは、適する信号処理を行うことができる、いずれか他のタイプの処理ユニットとすることができる。
【００６３】
補正信号に応答してアクチュエータ９４が起動され、フレーム７６をシャフト３０に垂直な方向に移動させ、よって、ピンチ力をあらかじめ定められた値に維持するに適するように、ピンチ力を増減させる。例えば、接触表面の真円度が不十分であることによってピンチ力が増大すれば、センサ８２は、あらかじめ定められたピンチ力からのピンチ力の変化をコントローラ９０に知らせる、力信号を発生する。コントローラ９０は次いで、あらかじめ定められた目標値とアクチュエータ９４によって受け取られた力信号の間の差に比例する補正信号を発生する。補正信号に応答して、アクチュエータ９４はシャフト３０の軸線に垂直でガラスリボン３０から離れる方向にフレーム７６を移動させ、よってピンチ力を減じる。この応答は、例えばピンチ力を一定に維持するために用いることができる。
【００６４】
いくつかの実施形態において、ガラスリボンの一方の側のエッジロールをピッチ力及び／または張力の変化に応答するアクチュエータを備えて構成することができ、ガラスリボンの他方の側の対向するエッジロールは所定の位置に固定される。
【００６５】
別の実施形態において、コントローラ９０は、あらかじめ定められたスケジュールにしたがって、あるいはその他の板引き条件に応答して、総ピッチ力を与える力を印加するように構成することができる。例えば、ガラスリボン温度の変化を、アクチュエータ９４により印加される力の変動を補償し、よってガラスリボン温度変化に応答して総ピッチ力を変えるために、コントローラ９０が用いることができるであろう。
【００６６】
ガラスリボン交差方向の力に加えて、ガラスリボンに対して法線方向の、例えば図４の矢印５２の方向の、成分を含む、アクチュエータ９４によって印加される力をモニタするために支持部材５６の移動を用いることもできる。この場合、図１２及び１３に示されるように、支持部材５６の運動は、直線変位ではなく、回転である(参照数字５８を見よ)。これらの図において、矢印９６はガラスリボンの法線方向の力成分を示す。図１３に最善に示されるように、回転中に力９６はウエブ８０に弾性変形をおこさせる。図１０の直線変位の場合と同様に、ウェブだけでなく、ガラスリボンの表面の法線方向の成分を有する力に応答して回転を受けることができる、その他の手段を支持部材５６を支持するために用いることができる。
【００６７】
どのように支持されていても、支持部材５６の回転はセンサ／標的協同体を用いて検出される。図１３に示されるように、センサ８２はフレーム７６上に取り付けることができ、標的(図示せず)は支持部材５６に取り付けられたアーム９８上に取り付けることができる。アームは支持部材の回転を増幅し、よって回転の検出を容易にするためにはたらく。既知の力を用いてアーム９８の回転を構成することにより(上記参照)、ガラスリボンの法線方向にシャフト３０に印加される力を実時間で測定し、力の大きさをコントローラ９０に伝えることができる。上述したように、コントローラは測定された力の大きさをあらかじめ定められた設定点の値と比較し、測定値と設定点の値が等しくなければ、補正信号を発生する。補正信号はアクチュエータ９４に受け取られ、アクチュエータ９４は起動して、ピンチ力を変えるためにエッジロールを移動させる。
【００６８】
上で論じたように、ガラスリボン交差方向の力成分に応答する支持部材５６の直線変位はガラスリボンの法線方向の力成分に応答する支持部材の回転とは実質的に独立であり、よってこれらの力成分の相互に独立なモニタが可能になることに注意すべきである。２つの成分は、所望に応じて、同時に、順次にまたは周期的に、モニタすることができる。また直線変位及び回転のいずれをも検出するのではなく、特定の用途のために支持部材５６の運動の一方だけが注目される場合には、その一方だけを検出することもできる。
【００６９】
いくつかの用途においては、ガラスリボン２０に対する支持部材３４の位置のモニタリングが望ましいことがあり得る。そのような場合、標的、例えば光学標的をアセンブリの外部表面上に取り付けて、その位置を時間の関数として検出することができる。別形として、ケーブルトランスデューサを支持部材３４に取り付けて、装置の位置のいずれの、例えば時間の経過によるエッジロール２８の磨耗の結果としての、変化もモニタするために用いることができる。
【００７０】
図１４〜１６は、前述した実施形態が構成され得る、異なる構成の例示であり、非限定的な図である。明解さのため、封止プレートは示されていない。例えば、図１４は、ガラスリボンの厚さにかけて対向している一対のエッジロールアセンブリを示し、(矢印１０２で示されるように)シャフト３０の軸線に垂直な方向に一方のエッジロールアセンブリを(リンク部材１００を介して)平行移動させるために、アクチュエータ９４が用いられる(図２も見よ)。
【００７１】
図１５はシャフト３０の一方をまたはいずれをもシャフトに垂直な方向で平行移動させる代わりに、水平面内でシャフトの角度を変えるためにアクチュエータ９４が用いられる構成を示す。図１５の実施形態においては、対向するエッジロールのいずれのロールシャフトも水平面内で角αにわたって移動される。
【００７２】
(対向している一対のエッジロールの内の１つのエッジロールだけを示す)図１６の実施形態においては、エッジロール３０を垂直面内で角βにわたって移動させ、よってガラスリボン２０のエッジに対するシャフトの角度を変化させるために、アクチュエータ９４が用いられる。
【００７３】
本発明の上述した実施形は、特にいずれの「好ましい」実施形態も、可能な実施の例に過ぎず、本発明の原理の明解な理解のために述べられているに過ぎないことは強調されるべきである。本発明の精神及び原理を実質的に逸脱することなく、本発明の上述した実施形態に多くの変形及び改変がなされ得る。そのような改変及び変形は全て、本明細書において、本開示及び本発明の範囲内に含まれ、添付される特許請求の範囲によって保護されるとされる。
【符号の説明】
【００７４】
２０    ガラスリボン
２６    エッジロールアセンブリ
２８    エッジロール
３０    エッジロールシャフト
３４    エッジロール支持体アセンブリ
３６    ハウジング
３８    バイアス力
１００    リンク部材
【図１Ａ】
2014062045.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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