(57)【要約】      （修正有）【課題】セラミックス製のローラ母材に無機充填材を好適に含浸させ、微小な加工粉が生じ難くする、板ガラスを搬送するローラを製造する方法。【解決手段】セラミックス製のローラ母材に無機充填材を含浸させる第一含浸工程と、第一含浸工程後に、ローラ母材を切削又は研削することにより、ローラ本体１１ｂを形成する第一加工工程と、第一加工工程後に、ローラ本体１１ｂに無機充填材を含浸させる第二含浸工程と、を備えるローラ製造方法。【選択図】図４
2018070418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス製のローラ母材を加工することにより形成されるローラ本体を有するとともに板ガラスを搬送するローラを製造する方法であって、
前記ローラ母材に無機充填材を含浸させる第一含浸工程と、
前記第一含浸工程後に前記ローラ母材を切削又は研削することにより、前記ローラ本体を形成する第一加工工程と、
前記第一加工工程後に、前記ローラ本体に無機充填材を含浸させる第二含浸工程と、を備えることを特徴とする、ローラ製造方法。
【請求項２】
前記第一含浸工程における前記無機充填材の含浸深さは、前記第一加工工程における前記ローラ母材の加工量よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のローラ製造方法。
【請求項３】
前記第一加工工程において、前記ローラ本体に前記板ガラスに接触する大径の接触部と、前記板ガラスに接触しない小径の非接触部とを形成し、前記第二含浸工程において、前記接触部のみに前記無機充填材を含浸させることを特徴とする、請求項１又は２に記載のローラ製造方法。
【請求項４】
前記第二含浸工程後に、前記ローラ本体の前記接触部のみを研削する第二加工工程をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載のローラ製造方法。
【請求項５】
前記ローラは、同一軸に前記板ガラスの幅方向両端部を挟持するための複数の接触部を有する両持ちローラであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のローラ製造方法。
【請求項６】
前記ローラは、回転軸の一方端に前記板ガラスの幅方向の一方端部を挟持するための接触部を有する片持ちローラであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のローラ製造方法。
【請求項７】
前記ローラは、回転軸に取り付けられる円盤状のスタブローラであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のローラ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば板ガラス製造装置の徐冷炉に使用されるローラを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
板ガラスを連続的に製造する方法としては、ダウンドロー法が広く用いられている。ダウンドロー法には、例えば、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法、及びリドローダウンドロー法（単に、リドロー法ともいう）などが含まれる。
【０００３】
通常、ダウンドロー法により板ガラスを製造する場合、その製造工程は、上方から順に成形工程、徐冷工程、冷却工程、切断工程に大別される。このうち、徐冷工程では、成形された板ガラスの幅方向両端部を、複数段に配列された一対のアニーラローラで表裏両側から挟持し、徐冷炉内において板ガラスを下方に搬送することで徐冷を行い、板ガラスの内部歪を除去する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
徐冷炉は、内部が所定の温度分布となるように加熱され、その平均温度が６００℃〜８００℃となることから、アニーラ内に配置されるとともに板ガラスに接触するアニーラローラには少なくとも８５０℃においても弾性を損なわない、高い耐熱性が要求される。このため、アニーラローラには、板ガラスに接触する部分がセラミックスにより構成されることが望ましい。
【０００５】
例えば、特許文献２には、耐熱性を向上させたローラとして、セラミック繊維２０〜５０％、セピオライト１０〜４０％および無機充填材１０〜５０重量％を主成分とするもの（ディスクロール）が開示されている。無機充填材としては、例えばコロイダルシリカ等の耐熱性酸化物の懸濁液が好適に使用され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−５１７０号公報
【特許文献２】特開平６−２８７０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のアニーラローラを製造する場合、例えば円柱状のローラ母材を切削又は研削することで所定形状のローラ本体を形成した後、当該ローラ本体に無機充填材を含浸させる。この含浸は、ローラ本体に無機充填材を塗布し、あるいは無機充填材を収容する容器にローラ本体を浸漬させることにより行われる。
【０００８】
しかしながら、上記のローラ製造方法では、母材を加工する際に生じる微小な加工粉が含浸前のローラ本体の表面における空隙に侵入してしまい、後に行われる無機充填材の含浸を阻害するおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたものであり、ローラに無機充填材を好適に含浸させることが可能なローラ製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、セラミックス製のローラ母材を加工することにより形成されるローラ本体を有するとともに板ガラスを搬送するローラを製造する方法であって、前記ローラ母材に無機充填材を含浸させる第一含浸工程と、前記第一含浸工程後に前記ローラ母材を切削又は研削することにより、前記ローラ本体を形成する第一加工工程と、前記第一加工工程後に、前記ローラ本体に無機充填材を含浸させる第二含浸工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、第一含浸工程によりローラ母材に無機充填材を含浸させ、第一加工工程において、無機充填材が充填された部分を加工することにより、微小な加工粉が生じ難くなる。したがって、この第一加工工程後に第二含浸工程を実行することで、ローラ本体に、必要な量の無機充填材を好適に含浸させることができる。
【００１２】
この場合、前記第一含浸工程における前記無機充填材の含浸深さは、前記第一加工工程における前記ローラ母材の加工量よりも大きいことが望ましい。このように、第一加工工程において無機充填材が含浸された含浸層をローラ本体に残存させることにより、微小な加工粉がローラ母材の空隙に侵入することがなくなる。
【００１３】
また、前記第一加工工程において、前記ローラ本体に前記板ガラスに接触する大径の接触部と、前記板ガラスに接触しない小径の非接触部とを形成し、前記第二含浸工程において、前記接触部のみに前記無機充填材を含浸させることが望ましい。
【００１４】
本発明に係るローラ製造方法は、前記第二含浸工程後に、前記ローラ本体の前記接触部のみを研削する第二加工工程をさらに備えることが望ましい。これにより、ローラの寸法精度を高めることができる。
【００１５】
上記のローラ製造方法において、前記ローラは、同一軸に前記板ガラスの幅方向両端部を挟持するための複数の接触部を有する両持ちローラであることが望ましい。また、前記ローラは、回転軸の一方端に前記板ガラスの幅方向の一方端部を挟持するための接触部を有する片持ちローラであってもよく、回転軸に取り付けられる円盤状のスタブローラであってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ローラに無機充填材を好適に含浸させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】板ガラス製造装置の側面断面図である。
【図２】ローラの正面図である。
【図３】ローラ母材を示す正面図である。
【図４】第一含浸工程を示すローラの側面図である。
【図５】第一加工工程を示すローラの側面図である。
【図６】第一加工工程後のローラを示す側面図である。
【図７】第二含浸工程を示すローラの側面図である。
【図８】第二加工工程を示すローラの側面図である。
【図９】ローラの他の例を示す正面図である。
【図１０】ローラの他の例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１乃至図８は、本発明に係る板ガラス製造装置及びローラ製造方法の一実施形態を示す。
【００１９】
図１は、本発明に係るローラが使用される板ガラス製造装置（以下、単に「製造装置」という）１を示す。この製造装置１は、オーバーフローダウンドロー法を利用して板ガラスＧＲを製造する。製造装置１は、成形炉２と、徐冷炉３と、搬送装置４とを有する。
【００２０】
成形炉２は、炉壁の内側にオーバーフローダウンドロー法を実行する成形体５と、成形体５から溢れ出た溶融ガラスを板状形態の板ガラスＧＲとして引き抜くエッジローラ６とを備える。成形体５は、長尺状に構成されるとともに、頂部にその長手方向に沿って形成されたオーバーフロー溝７を有する。また、成形体５は、互いに対向する一対の側壁部を構成する垂直面部８及び傾斜面部９を備える。垂直面部８の下端部には、傾斜面部９が繋がるように形成される。一対の傾斜面部９は、下方に向かって漸次接近することで交差し、成形体５の下端部１０を構成している。エッジローラ６は、成形体５の直下方において、板ガラスＧＲの幅方向両端部を挟持するように構成される。この成形炉２では、オーバーフロー溝７に溶融ガラスを流し込み、このオーバーフロー溝７から両側に溢れ出た溶融ガラスを垂直面部８及び傾斜面部９に沿って流下させながら、下端部１０で融合一体化し、一枚の板ガラスＧＲを連続成形する。
【００２１】
徐冷炉３は、成形炉２を経て下降する板ガラスＧＲを徐冷してその内部歪を除去する。すなわち、徐冷炉３内は、所定の温度勾配を有するように温度設定がなされており、板ガラスＧＲは、下降するにつれてその温度が徐々に低下する。徐冷炉３は、内部に配置された上下複数段のアニーラローラ１１を介して板ガラスＧＲを所定の速度で鉛直下方に搬送する。
【００２２】
搬送装置４は、徐冷炉３の下方位置に設けられるとともに、方向転換装置１２と、水平搬送装置１３とを備える。方向転換装置１２は、ローラコンベアにより構成されるが、この構成に限定されない。方向転換装置１２は、複数の搬送ローラ１２ａを有する。各搬送ローラ１２ａは、徐冷炉３を通じて下方に搬送される板ガラスＧＲが水平方向に搬送されるように、当該板ガラスＧＲの向きを変更する。水平搬送装置１３は、ベルトコンベアにより構成されるが、この構成に限定されない。水平搬送装置１３は、方向転換装置から板ガラスＧＲを受け取るとともに、当該板ガラスＧＲを水平姿勢に維持しつつ、下流側に搬送する。搬送装置４の下流側において、板ガラスＧＲは、所定の寸法に切断され、あるいはロール状に巻き取られる。
【００２３】
徐冷炉３で使用される各アニーラローラ１１は、例えば、板ガラスＧＲの幅方向両端部を把持する両持ちタイプのものが使用され得るが、これに限定されない。アニーラローラ１１は、軸部１１ａと、軸部１１ａに形成されるローラ本体１１ｂとを備える。軸部１１ａは金属製であり、ローラ本体１１ｂの軸心を貫通し、ローラ本体１１ｂの各端部から突出してなる。この軸部１１ａの内部には、冷却媒体が流通可能な通路が形成されている。
【００２４】
ローラ本体１１ｂは、板ガラスＧＲに接触する、二個（一対）の大径の接触部１４と、板ガラスＧＲに接触しない小径の非接触部１５とを有する。接触部１４の外周面は、板ガラスＧＲに接触する接触面となる。非接触部１５は、板ガラスＧＲに重なる軸部１１ａを被覆するカバー部として機能する。ローラ本体１１ｂは、セラミックス製であり、その表面から所定の深さにて無機充填材を含浸させることにより構成される。ここで、セラミックスとは、無機固体材料を主成分とし、高温で焼成し、必要により焼結または溶融して製造される材料をいう。セラミックスとしては、例えばシリカ、より好適には焼結アモルファスシリカが用いられる。無機充填材が含浸された接触部１４の外周面における硬度（ショアＤ硬度）は、３０以上１００以下であることが望ましく、好適には４０以上７０以下であることが望ましいが、この範囲に限定されない。
【００２５】
以下、上記構成のアニーラローラ１１を製造する方法について、図３乃至図８を参照しながら詳細に説明する。本製造方法は、ローラ母材１６に無機充填材を含浸させる第一含浸工程と、第一含浸工程後にローラ母材１６の表面を切削又は研削することにより、ローラ本体１１ｂを形成する第一加工工程と、第一加工工程後に、ローラ本体１１ｂに無機充填材を含浸させる第二含浸工程と、第二含浸工程後に、ローラ本体１１ｂの接触部１４を切削又は研削する第二加工工程とを備える。
【００２６】
第一含浸工程では、金属製の軸部１１ａに、セラミックスからなる円柱状の母材１６ａを一体形成してなるローラ母材１６（図３参照）を用意する。母材１６ａの直径（外径）は、１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下とされるが、これに限定されない。次に、このローラ母材１６における母材１６ａの外周面から無機充填材を含浸させる（図４参照）。具体的には、ローラ母材１６を軸部１１ａまわりに回転させながら、刷毛等の塗布具Ｂを使用して、母材１６ａの外周面に無機充填材を塗布する。これに限らず、容器に収容された無機充填材にローラ本体１１ｂを浸漬させることにより、当該無機充填材をローラ母材１６に含浸させてもよい。
【００２７】
無機充填材としては、コロイダルシリカ又はコロイダルアルミナ等の耐熱性酸化物のコロイド懸濁液が好適に使用される。
【００２８】
第一含浸工程により、ローラ母材１６の表層部に無機充填材が含浸してなる硬化部１７ａが形成される。硬化部１７ａの厚み、すなわち無機充填材の含浸深さ（母材１６ａの表面からの含浸深さ）ＤＩは、０．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下とされるが、これに限定されず、アニーラローラ１１の寸法に応じて適宜設定され得る。なお、第一含浸工程後であって、次の第一加工工程前に、含浸させた無機充填材を乾燥させることが望ましい（乾燥工程）。この乾燥工程は、自然乾燥又は加熱乾燥により実行され得る。
【００２９】
図５、図６に示すように、第一加工工程では、円柱状のローラ母材１６を切削又は研削することにより、接触部１４と非接触部１５とを有するローラ本体１１ｂを形成する。具体的には、ローラ本体１１ｂを軸部１１ａまわりに回転させながら、加工具（切削工具又は研削工具）Ｔを母材１６ａの外周面に接触させ、母材１６ａの外周面に付着している無機充填材及び硬化部１７ａの一部を除去する。ローラ母材１６の加工にあたり、加工量（図６において符号ＤＭ１で示す）が小さな接触部１４の形成には研削を行い、加工量（図６において符号ＤＭ２で示す）が大きな非接触部１５の形成には切削及び研削を組み合わせて行うようにしてもよい。
【００３０】
接触部１４を形成するにあたり、母材１６ａの加工量（加工深さ）ＤＭ１は、第一含浸工程における無機充填材の含浸深さＤＩよりも小さく設定される。換言すれば、第一含浸工程における無機充填材の含浸深ＤＩさは、加工工程において前記接触部１４に係る加工量ＤＭ１よりも大きい。これにより、接触部１４の外周面には、無機充填材を含む硬化部１７ａが残存することになる。なお、母材１６ａを加工して非接触部１５を形成する場合、その加工量ＤＭ２は、無機充填材の含浸深さＤＩより大きくされるが、これに限定されず、当然に無機充填材の含浸深さＤＩよりも小さく設定されてもよい。
【００３１】
図７に示すように、第二含浸工程では、ローラ本体１１ｂを軸部１１ａまわりに回転させながら、塗布具Ｂを使用して接触部１４のみに無機充填材を含浸させる。この第二含浸工程では、第一含浸工程と同様に、接触部１４に対する塗布により、無機充填材を含浸させる。なお、容器に収容された無機充填材にローラ本体１１ｂを浸漬する場合には、接触部１４及び非接触部１５に当該無機充填材が含浸される。
【００３２】
接触部１４に塗布された無機充填材は、残存する硬化部１７ａを通過して、接触部１４の内部側に含浸する。この第二含浸工程により、その厚さが増大してなる硬化部１７ｂが形成される。この硬化部１７ｂの厚さ、すなわち、第二含浸工程後の無機充填材の総含浸深さＤＩは、０．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下とされるが、これに限定されない。なお、第二含浸工程後であって、次の第二加工工程前に、含浸させた無機充填材を乾燥させることが望ましい（乾燥工程）。この乾燥工程は、自然乾燥又は加熱乾燥により実行され得る。
【００３３】
図８に示すように、第二加工工程では、ローラ本体１１ｂの接触部１４のみを加工する。  具体的には、ローラ本体１１ｂを軸部１１ａまわりに回転させながら、加工具（例えば研削工具）Ｔを接触部１４の外周面に接触させ、この外周面に付着している無機充填材及び硬化部１７ｂの一部を除去する。以上により、軸方向に離間される一対の接触部１４を一本の軸部１１ａにより支持して成る両持ちタイプのアニーラローラ１１が完成する。なお、第二加工工程後の接触部１４における無機充填材の総含浸深さは０．１ｍｍ以上９．６ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
以上説明した本実施形態に係るローラ製造方法によれば、第一含浸工程においてローラ母材１６に無機充填材を含浸させることにより、その後の第一加工工程を実行する際に、ローラ母材１６から微小な加工粉が生じ難くなる。したがって、第一加工工程によりローラ母材１６からローラ本体１１ｂを形成した後に、第二含浸工程を実行することにより、ローラ本体１１ｂに必要な量の無機充填材を好適に含浸させることができる。また、第一加工工程において無機充填材を含浸させた硬化部１７ａ（含浸層）を残存させることにより、加工粉が接触部１４の外周面における空隙に侵入することがなくなる。
【００３５】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３６】
上記の実施形態において、アニーラローラとして、同一軸に複数の接触部を有してなる両持ちタイプのものを例示したが、これに限定されない。例えば、図９に示すように、板ガラスＧＲの幅方向各端部を個別に把持する片持ちタイプのローラ１１Ａ，１１Ｂが使用され得る。アニーラローラ１１Ａ，１１Ｂは、板ガラスＧＲの幅方向一端部を支持する第一ローラ１１Ａ（ローラ対）と、幅方向他端部を支持する第二ローラ１１Ｂ（ローラ対）とを含む。各ローラ１１Ａ，１１Ｂは、別個の軸部（回転軸）１１ａの一端部にローラ本体１１ｂ（接触部１４及び非接触部１５）が片持ち支持されてなる。
【００３７】
また、図１０に示すように、アニーラローラとして、金属製の支持部材１８を介して軸部（回転軸）１１ａに着脱自在に取り付けられてなる円盤状のスタブローラ１１Ｃを使用してもよい。スタブローラ１１Ｃを製造するには、円柱状の母材に無機充填材を含浸させた後（第一含浸工程後）、この母材を切断して所定幅を有する円盤状のローラ母材を形成する。さらにこのローラ母材の外周面を切削又は研削すること（第一加工工程）により、ローラ本体を形成する。その後、ローラ本体の外周面に再び無機充填材を含浸させる（第二含浸工程）。その後、このローラ本体の外周面を切削又は研削し（第二加工工程）、以上により、円盤状のスタブローラ１１Ｃが完成する。このスタブローラ１１Ｃは、軸部１１ａを挿通する孔を有するとともに、軸部１１ａに挿通された状態で、支持部材１８により軸部１１ａの所定の位置に固定される。なお、図１０には、両持ちタイプのスタブローラ１１Ｃ（一本の軸部１１ａに一対のローラ１１Ｃが設けられる）を例示するが、片持ちタイプのスタブローラを製造する場合にも本発明を適用できる。
【００３８】
板ガラス製造装置１には、徐冷炉３の上方位置において両持ちタイプのアニーラローラ１１が使用され、徐冷炉３の下方位置において、片持ちタイプのアニーラローラ１１Ａ、１１Ｂ及びスタブローラ１１Ｃが好適に使用され得る。
【００３９】
上記の実施形態では、徐冷炉３に使用されるアニーラローラ１１を製造する方法を例示したが、これに限定されない。本発明に係るローラ製造方法は、成形炉２のエッジローラ６や、搬送装置４（例えば方向転換装置１２）に使用される搬送ローラ１２ａ等の各種のローラに製造にも適用され得る。
【００４０】
上記の実施形態では、第二含浸工程において、ローラ本体１１ｂの接触部１４のみに無機充填材を塗布した例を示したが、これに限定されず、非接触部１５にも無機充填材を塗布してよい。
【００４１】
上記の実施形態において、第二加工工程によりローラ本体１１ｂに仕上げ加工を施してなるアニーラローラ１１を例示したが、これに限定されず、アニーラローラ１１の使用態様に応じて第二加工工程を省略し得る。
【符号の説明】
【００４２】
１１          ローラ（アニーラローラ）
１１ｂ        ローラ本体
１６          ローラ母材  
ＧＲ        板ガラス
【図１】
2018070418.tif 000003
【図２】
2018070418.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018070418.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018070418.tif 000009
【図８】
2018070418.tif 000010
【図９】
2018070418.tif 000011
【図１０】
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