(57)【要約】ガラスシートを引き込むのに用いられる牽引ローラアセンブリが記載されている。この牽引ローラアセンブリは、第１ローラアセンブリと、第２ローラアセンブリと、一つの手段（例えば、差動駆動手段、センサ）とを備えている。この手段は、上記第１および第２ローラアセンブリの間にガラスシートが引き込まれている間にガラスシートに作用する牽引力（例えば、ガラス接触法線力および／または所要の牽引力）に部分的に基いて上記第１および／または第２ローラアセンブリの制御を可能にする。ガラス製造装置および上記牽引ローラアセンブリの使用方法もここに記載されている。
2008501605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ローラアセンブリと、
第２ローラアセンブリと、
前記第１および第２ローラアセンブリの間にガラスシートが引き込まれている間に、前記第１および第２ローラアセンブリの少なくとも一方の制御を可能にする手段と、を備え、
前記第１および第２ローラアセンブリの少なくとも一方の制御が、該第１および第２ローラアセンブリの間にガラスシートが引き込まれている間に前記ガラスシートに作用する少なくとも一つの牽引力に部分的に基づくものであることを特徴とする牽引ローラアセンブリ。
【請求項２】
前記手段が機械的手段であることを特徴とする請求項１記載の牽引ローラアセンブリ。
【請求項３】
前記手段が電気的手段を特徴とする請求項１記載の牽引ローラアセンブリ。
【請求項４】
前記少なくとも一つの牽引力が、ガラス接触法線力および所要のシート牽引力であることを特徴とする請求項１記載の牽引ローラアセンブリ。
【請求項５】
ガラスシートの製造方法であって、
バッチ材料を溶融してガラスシートを形成し、
該ガラスシートをフュージョンドロー装置に供給し、
該フュージョンドロー装置を用いて前記ガラスシートを引き込む、諸ステップを含み、前記フュージョンドロー装置が、
第１ローラアセンブリと、
第２ローラアセンブリと、
前記第１および第２ローラアセンブリの間にガラスシートが引き込まれている間に、前記第１および第２ローラアセンブリの少なくとも一方の制御を可能にする手段と、を備え、
前記第１および第２ローラアセンブリの少なくとも一方の制御が、該第１および第２ローラアセンブリの間にガラスシートが引き込まれている間に前記ガラスシートに作用する少なくとも一つの牽引力に部分的に基くものであることを特徴とするガラスシートの製造方法。
【請求項６】
前記手段が機械的差動駆動手段であることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記手段がセンサであることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも一つの牽引力が、ガラス接触法線力および所要のシート牽引力であることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項９】
ガラス製造装置であって、
バッチ材料を溶かして溶融ガラスを形成するための少なくとも一つの容器と、
前記溶融ガラスを受け取りかつガラスシートを形成するためのアイソパイプと、
前記ガラスシートを受け取りかつ該ガラスシートを引き込むためのフュージョンドロー装置と、を備え、該フュージョンドロー装置が、
第１ローラアセンブリと、
第２ローラアセンブリと、
前記第１および第２ローラアセンブリの間にガラスシートが引き込まれている間に、前記第１および第２ローラアセンブリの少なくとも一方の制御を可能にする手段と、を備え、
前記第１および第２ローラアセンブリの少なくとも一方の制御が、該第１および第２ローラアセンブリの間にガラスシートが引き込まれている間に前記ガラスシートに作用する少なくとも一つの牽引力に部分的に基くものであることを特徴とするガラス製造装置。
【請求項１０】
前記手段が機械的差動駆動手段であることを特徴とする請求項９記載のガラス製造装置。
【請求項１１】
前記手段がセンサであることを特徴とする請求項９記載のガラス製造装置。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの牽引力が、ガラス接触法線力および所要のシート牽引力であることを特徴とする請求項９記載のガラス製造装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、２００４年６月２日付けで出願された米国特許出願第１０／８５９,２７２号の優先権を主張した出願であり、その内容は引例として本明細書に組み入れられる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、フュージョン・プロセスによって作成されるガラスシートの製造に用いられる牽引ローラアセンブリに関し、特に、この牽引ローラアセンブリによってガラスシートが引き込まれているときにこのガラスシートに作用する牽引力に基づいて上記牽引ローラアセンブリを制御する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
コーニング社は、フラットパネルディスプレー装置のような種々の装置に使用可能な高品質の薄いガラスシートを形成するための、フュージョン・プロセス（例えばダウンドロー・プロセス）として知られているプロセスを開発した。このフュージョン・プロセスは、他のプロセスによって生産されるガラスシートと比較して、平坦性と平滑性に優れたガラスシートが生成されるので、フラットパネルディスプレー装置に用いられるガラスシートを生産するための好ましい技術である。上記フュージョン・プロセスは、それらの内容が引例として本明細書に組み入れられる特許文献１および特許文献２に記載されている。
【０００４】
上記フュージョン・プロセスは、２個のローラの間にガラスシートを引き込んでガラスシートを所望の厚さに引き伸ばす牽引ローラアセンブリ（例えばフュージョンドロー装置）を利用している。特に、この牽引ローラアセンブリは、ガラスシートに直接接触してガラスシート上に牽引力／引き込み力を及ぼす２個のローラを備えている。ガラスシートの最終的な厚さは、ガラスシートが２個のローラ間に引き込まれるときにガラスシートに加えられる牽引力（所要のシート牽引力）に反比例する。したがって、ガラスシートを所望の厚さに引き伸ばすためには、引き込まれるガラスシートに対し所要のシート牽引力を維持しなければならない。
【特許文献１】米国特許第３,３３８,６９６号明細書
【特許文献２】米国特許第３,６８２,６０９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の牽引ローラアセンブリにおいては、ガラスシート上に作用しかつガラスシートに対して回転するローラの回転速度を精密に制御することによって、牽引力が間接的に維持されるようになっている。牽引力を維持するこの間接的な手段は、２個のローラがガラスシートの表面を損傷させる状況に導く可能性がある。２個のローラの回転速度のみを制御しているときには、ガラスシートの表面に対する損傷が発生する。これは、２個のローラが正確に同一の外径を有することは不可能なので、２個のローラのうちの一方は常にガラスシート上でスリップしていることを意味する。ローラのスリップは、ガラスシートの表面を損傷させるのみでなく、ローラ自体も損傷させ、ガラスを破壊して製造工程が中断する結果となる可能性がある。したがって、旧来の牽引ローラアセンブリに付随するこの欠点およびその他の欠点を克服する牽引ローラアセンブリが必要とされている。この必要性は、本発明の牽引ローラアセンブリによって満足させられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ガラス製造装置においてガラスシートを引き込むのに用いられる牽引ローラアセンブリを含んでいる。この牽引ローラアセンブリは、第１ローラアセンブリと、第２ローラアセンブリと、一つの手段（例えば、差動駆動手段、センサ）とを備えている。この手段は、上記第１および第２ローラアセンブリの間にガラスシートが引き込まれている間にガラスシートに作用する牽引力（例えば、ガラス接触法線力および／または所要の牽引力）に部分的に基づいて上記第１および／または第２ローラアセンブリの制御することを可能にする。ガラス製造装置および上記牽引ローラアセンブリの使用方法もここに記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明をより完全に理解するために、以下に添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１〜図８を参照すると、本発明による牽引ローラアセンブリ１４０のいくつかの実施の形態が開示されている。各牽引ローラアセンブリ１４０は、フュージョン・プロセスを用いてガラスシート１０５を作成するガラス製造装置１００としてここに記載されているが、各牽引ローラアセンブリ１４０は、ガラスシート１０５を引き込むいかなる形式のガラス製造装置にも使用可能であることを理解すべきである。したがって、本発明の牽引ローラアセンブリ１４０および方法８００は限定された態様で構成されるべきものではない。
【０００９】
図１を参照すると、フュージョン・プロセスを用いてガラスシート１０５を作成するガラス製造装置１００の一例の概略図が示されている。このガラス製造装置１００は、溶融容器１１０、清澄化容器１１５、混合容器１２０（例えば攪拌室１２０）、供給容器１２５（例えばボウル１２５）、形成容器１３５（例えばアイソパイプ１３５）および牽引ローラアセンブリ１４０を備えている。溶融容器１１０は、矢印１１２で示されているように導入されたガラスバッチがここで溶かされて溶融ガラス１２６を形成するところである。清澄化容器１１５（例えば清澄化チューブ１１５）は、溶融容器１１０から溶けたガラス１２６（この地点には図示されていない）を受け取る高温処理領域を有し、この領域では、溶けたガラス１２６から気泡が除去される。清澄化容器１１５は、清澄化チューブを攪拌室に連結するチューブ１２２によって混合容器１２０（例えば攪拌室１２０）に連結されている。そして、混合容器１２０は、攪拌室をボウルに連結するチューブ１２７によって供給容器１２５に連結されている。供給容器１２５は、ガラス供給管１３０を通じて溶けたガラス１２６を注入口１３２へ、次いで形成容器１３５（例えばアイソパイプ１３５）内へ供給する。図２に詳細に示されている形成容器１３５は、溶融ガラス１２６を受け取る開口部１３６を備え、溶融ガラス１２６は桶１３７内に流入し、次いでオーバーフローし、両側面１３８ａおよび１３８ｂを流れ下った後に、底１３９と呼ばれる部位で一体に融合する。底１３９は、ここで両側面１３８ａおよび１３８ｂが合致する部位であり、溶融ガラス１２６からなるオーバーフローした二つの壁が、牽引ローラアセンブリ１４０によって下方へ引き込まれてガラスシート１０５を形成する前に再結合（再融合）する部位である。
【００１０】
牽引ローラアセンブリ１４０は、第１ローラアセンブリ１４５（図１に示されている）および第２ローラアセンブリ１５０（図１には示されていない）を備えている。牽引ローラアセンブリ１４０はまた、ガラスシート１０５が第１および第２ローラアセンブリ１４５および１５０の間に引き込まれているときに第１および／または第２ローラアセンブリ１４５，１５０を制御するまたは人が制御するのを可能にする手段１５５を備えている。特に、機械的手段（図２参照）または電気的手段（図３〜図７参照）のいずれであってもよい手段１５５は、ガラスシート１０５が第１および第２ローラアセンブリ１４５，１５０の間に引き込まれているときにガラスシート１０５に対する牽引力（例えばガラス接触法線力および／または所要のシート牽引力）を用いて第１および／または第２ローラアセンブリ１４５，１５０を制御しまたは人が制御するのを可能にするのに用いられる。所要のシート牽引力とは、ローラアセンブリ１４５，１５０によってガラスシート１０５に加えられる力と、ガラスシート１０５の重量に伴う力とを含む。そして、ガラスシート１０５の重量は、牽引ローラアセンブリ１４０の下方におけるガラスシート１０５の裁断および撤去により定常的に変化するので、このことは、要求される牽引力を維持するためにはローラアセンブリ１４５，１５０がこの力を補償する手段が必要なことを意味する。本発明は、ローラアセンブリ１４５，１５０が、ガラスシート１０５に対して所要の力を維持することができるようにローラアセンブリ１４５，１５０を制御するのに役立つものである。牽引ローラアセンブリ１４０のいくつかの異なる実施の形態が図２〜図７に関して下記に詳細に記載されている。
【００１１】
図２を参照すると、本発明の第１の実施の形態による牽引ローラアセンブリ１４０ａの斜視図が示されている。この牽引ローラアセンブリ１４０ａは、第１ローラアセンブリ２００と第２ローラアセンブリ２０２とを備えている。第１ローラアセンブリ２００は、第１ローラ２０６を支持する２個の牽引ローラ支持アーム２０４ａ，２０４ｂを備えている。同様に、第２ローラアセンブリ２０２は、第２ローラ２１２を支持する２個の牽引ローラ支持アーム２１０ａ，２１０ｂを備えている。牽引ローラアセンブリ１４０ａはまた、差動駆動機構２１４（例えば手段１５５）を備えており、この差動駆動機構２１４は、差動軸２１８を介して２個の９０度ギアボックス２２０，２２２を駆動するためのモータ２１６（例えば１馬力モータ）を備えている。第１の９０度ギアボックス２２０は第１ローラ２０６と心合していてこれを駆動する。そして、第２の９０度ギアボックス２２２は第２ローラ２１２と心合していてこれを駆動する。好ましい実施の形態においては、差動軸２１８および２個の９０度ギアボックス２２０，２２２の速度を、自動車用に比較して機械的磨耗が少ない５〜１００ｒｐｍという低い速度範囲にすることができる。
【００１２】
動作時には、差動駆動機構２１４は、ローラ２０６および２１２に一定の回転速度を伝達するというよりもむしろ、ローラ２０６とローラ２１２との半径間の僅かではあるが避けられない寸法差に基づいて各ローラ２０６,２１２の回転速度が互いに異なるのを許容しながら、所要のシート牽引力に関する等しくかつ一定のトルクをローラ２０６および２１２に伝達する。特に、差動駆動機構２１４は、双方のローラ２０６および２１２に対し等しいトルクを伝達し、かつローラ２０６および２１２上のガラスシート１０５の表面速度がローラ２０６および２１２の直径差に関係なくローラ２０６および２１２の速度に合致するように、各ローラ２０６および２１２の角速度が変化するのを可能にする。このようにして、差動駆動機構２１４は、ローラ２０６および２１２の間に直径の差が存在しても、ローラ２０６および２１２の角速度変化を許容することによって、従来技術に比較して顕著な改善点を有する。これによって、差動駆動機構２１４は、ガラスシート１０５の表面におけるローラ２０６および２１２のスリップまたは擦れが殆ど無いか、全く無いことを保証する。この差動駆動機構２１４を用いたことに伴う効果は、（１）ガラスシート１０５の損傷を最少化し、（２）ローラ２０６および２１２の寿命を延ばし、（３）引込み安定性を高め、（４）ローラ２０６および２１２の半径差によるガラスシート１０５の厚さのバラツキを低減する。
【００１３】
図３を参照すると、本発明の第２の実施の形態による牽引ローラアセンブリ１４０ｂの斜視図が示されている。この牽引ローラアセンブリ１４０ｂは、第１ローラアセンブリ３００と第２ローラアセンブリ３０２とを備えている。第１ローラアセンブリ３００は、第１定速駆動手段／モータ３０５によって駆動される第１ローラ３０６を支持する２個の牽引ローラ支持アーム３０４ａおよび３０４ｂを備えている。同様に、第２ローラアセンブリ３０２は、第２定速駆動手段／モータ３１１によって駆動される第２ローラ３１２を支持する２個の牽引ローラ支持アーム３１０ａおよび３１０ｂを備えている。また、この牽引ローラアセンブリ１４０ｂは、本実施の形態においては、第１ローラアセンブリ３００に組み込まれたトルク・トランスデューサ３１４であるセンサ３１４（例えば手段１５５）を備えている。
【００１４】
動作時には、形成容器１３５（図１参照）からのガラスシート１０５の流れが一定に保たれ、したがってガラスシート１０５の厚さが第１ローラ３０６の速度によって決定されるように、第１駆動手段／モータ３０５が第１ローラ３０６を一定の角速度で回転させる。ガラスシート１０５の組成および温度に応じて、形成容器１３５を離れるときの厚さから最終厚さにまでガラスシート１０５を伸ばすのに必要なシート牽引力Ｆは、第１ローラ３０６の表面速度が一定な限り一定である。もし、第２ローラ３１２が第２駆動手段／モータ３１１によって駆動されず、ガラスシート１０５に接触して空転しているとすれば、Ｆを主要の牽引力とするとき、ガラスシート１０５に伝達されるトルクは第１ローラ３０６の半径のＦ倍である。もし、第２駆動手段／モータ３１１によって第２ローラ３１２に伝達されるトルクが、必要なすべての牽引力（ガラスシート１０５の重量によって提供される力は考慮しない）が第１ローラ３０６に供給されていたときの第１ローラ３０６のトルクの二分の一に設定されているとするならば、第２ローラ３１２には牽引力の二分の一が供給され、第１ローラ３０６には残りの二分の一が供給される。換言すれば、２個のローラ３０６および３１２は負荷を分かち合うことになる。このことは、１個のローラ３０６または３１２が全ての仕事を実行するよりも好ましい。何故ならば、ローラ３０６，３１２およびガラスシート１０５間で分かち合う力が双方のローラ３０６，３１２にとって最少になり、法線力を低下させることを可能にし、かつスリップを防止し、したがって、ガラスシート１０５の破損の原因となるガラスシート１０５中のひび割れが殆ど生じなくなるからである。この牽引ローラアセンブリ１４０ｂを用いることに伴う効果の一つは、問題となっているガラスシート１０５の擦れの排除もしくは低減である。
【００１５】
図４を参照すると、本発明の第３の実施の形態による牽引ローラアセンブリ１４０ｃの斜視図が示されている。この牽引ローラアセンブリ１４０ｃは、第１ローラアセンブリ４００と第２ローラアセンブリ４０２とを備えている。第１ローラアセンブリ４００は、第１駆動手段／モータ４０５によって駆動される第１ローラ４０６を支持する２個の牽引ローラ支持アーム４０４ａ，４０４ｂを備えている。同様に、第２ローラアセンブリ４０２は、第２駆動手段／モータ４１１によって駆動される第２ローラ４１２を支持する２個の牽引ローラ支持アーム４１０ａ，４１０ｂを備えている。また、牽引ローラアセンブリ１４０ｃは、この実施の形態においては、第１ローラアセンブリ４００および第２ローラアセンブリ４０２にそれぞれ組み込まれたトルク・トランスデューサ４１４ａおよび４１４ｂであるセンサ４１４ａおよび４１４ｂ（例えば手段１５５）を備えている。
【００１６】
動作時には、第１および第２駆動手段／モータ４０５および４１１は、同一トルクで動作し、ローラ４０６と４１２との間でガラスシート１０５を牽引する負荷を分かち合う。特に、モータ４０５および４１１の駆動手段がトルクセンサ４１４ａおよび４１４ｂによって測定されたトルクを表す電気信号を受け取り、モータ４０５および４１１がローラ４０６および４１２間でガラスシート１０５を牽引する負荷を分かち合うようにモータ４０５および４１１を制御する。本実施の形態においても、ローラ４０６および４１２の角速度を制御してガラスシート１０５の安定な速度を確保することが駆動手段に要求されることは言うまでもない。さもなければ、温度変化およびシート裁断による重量変化によってガラスシート１０５の厚さが変化する可能性がある。
【００１７】
図５を参照すると、本発明の第４の実施の形態による牽引ローラアセンブリ１４０ｄの斜視図が示されている。この牽引ローラアセンブリ１４０ｄは、第１ローラアセンブリ５００と第２ローラアセンブリ５０２とを備えている。第１ローラアセンブリ５００は、第１駆動手段／モータ５０５によって駆動される第１ローラ５０６を支持する２個の牽引ローラ支持アーム５０４ａおよび５０４ｂを備えている。同様に、第２ローラアセンブリ５０２は、第２駆動手段／モータ５１１によって駆動される第２ローラ５１２を支持する２個の牽引ローラ支持アーム５１０ａおよび５１０ｂを備えている。また、牽引ローラアセンブリ１４０ｄは、本実施の形態においては第１駆動手段／モータ５０５および第２駆動手段／モータ５１１にそれぞれ組み込まれたソフトウエアの形態である速度センサ５１４ａおよびトルク・トランスデューサ５１４ｂを備えている。動作時には、第１駆動手段／モータ５０５が一定の角速度で動作し、第２駆動手段／モータ５１１は、第１駆動手段／モータ５０５によって伝達されたトルクに等しい一定のトルクで動作する。このようにして、第１駆動手段／モータ５０５のみがガラスシート１０５の牽引速度を決定し、第２駆動手段／モータ５１１は、第２ローラ５１２に一定のトルクを伝達することによって、必要なシート牽引力の一部を供給するのに役立つ。
【００１８】
図６を参照すると、本発明の第５の実施の形態による牽引ローラアセンブリ１４０ｅの斜視図が示されている。この牽引ローラアセンブリ１４０ｅは、第１ローラアセンブリ６００と第２ローラアセンブリ６０２とを備えている。第１ローラアセンブリ６００は、第１駆動手段／モータ６０５によって駆動される第１ローラ６０６を支持する２個の牽引ローラ支持アーム６０４ａ，６０４ｂを備えている。同様に、第２ローラアセンブリ６０２は、第２駆動手段／モータ６１１によって駆動される第２ローラ６１２を支持する２個の牽引ローラ支持アーム６１０ａ，６１０ｂを備えている。また、牽引ローラアセンブリ１４０ｅは、本実施の形態においては電気的歪ゲージモデュールである１個または複数個のセンサ６１４（例えば手段１５５）を備えている。図示のように、４個の電気的歪ゲージモデュール６１４が４個の牽引ローラ支持アーム６０４ａ，６０４ｂ，６１０ａ，６１０ｂ内のギャップ６１５に跨っている。牽引ローラ支持アーム６０４ａ，６０４ｂ，６１０ａ，６１０ｂの全てにではなく、任意の数の牽引ローラ支持アームに電気的歪ゲージモデュール６１４が組み込まれていればよいことは言うまでもない。さらにセンサ６１４は、必ずしも電気的歪ゲージモデュール６１４でなくてもよく、（例えば）圧力、変位、撓みまたはトルクを測定する種々のセンサのいずれであってもよいことは言うまでもない。
【００１９】
電気的歪ゲージモデュール６１４を組み込んだ牽引ローラ支持アーム６０４ａ，６０４ｂ，６１０ａ，６１０ｂは要するに「ロードセル」に転換される。特に、牽引ローラ支持アーム６０４ａ，６０４ｂ，６１０ａ，６１０ｂおよび電気的歪ゲージモデュール６１４は、引き込まれるガラスシート１０５上にローラ６０６および６１２によって及ぼされる牽引力６１６ａおよび６１６ｂ（例えばガラス接触法線力６１６ａおよび所要のシート牽引力６１６ｂ）を精密に測定するのを可能にする。各電気的歪ゲージモデュール６１４によって測定された力６１６ａおよび６１６ｂは、電気信号（例えば、直流０〜５ボルト、４〜２０ｍＡ）に変換され、この信号がコンピュータ（図示せず）または対応する駆動手段／モータ６０５および６１１に送られる。対応する駆動手段は、上記電気信号を受け取ると、ローラ６０６および６１２に結合されたモータ６０５および６１１の回転速度を精密に制御して、ガラスシート１０５の重量によって加わる力が定常的に変化する場合であっても、牽引されるガラスシート１０５上に所要の牽引力を維持するのを可能にする。電気信号は、ガラスシート１０５の引き込むのに役立つ上述したもの以外に多種多様の態様で利用が可能なことは言うまでもない。いくつかの異なる例示的制御態様および電気信号の利用について下記に記載する。
【００２０】
・法線力６１６ａを知ることは、アームの錘（図７Ｂにおけるアームの錘７１６参照）の位置に対する閉ループまたは開ループ調整を可能にする。これは、ガラスシート１０５におけるひび割れを減らし、中断時間および機器の損傷を低減する。
【００２１】
・ローラ６０６および６１２によってガラスシート１０５上に及ぼされる牽引力６１６ａおよび６１６ｂを知ることで、これらの力が時間とともにどのように変化するかを把握するのが可能になり、或る重要な工程変数が変化しているので適正な処置を行なう必要があることをオペレータに告げる早期警告システムを、必要であれば設けることが可能になる。調整可能な主要な工程変数は、下部覆い内および流動制御ガラス供給管１３０（図１参照）内の温度を含む。
【００２２】
・旧来は、引き伸ばされるときのガラスシート１０５の平均粘度を測定することはほとんど不可能であった。本発明は、牽引力６１６ａおよび６１６ｂがガラスシート１０５の平均粘度に反比例しているので、この問題を解決した。したがって、牽引力６１６ａおよび６１６ｂに伴う電気信号は、ガラスシート１０５の製造工程における種々の重要な変数（例えば、図１に示された供給管１３０内の温度）の閉ループ制御を可能にする。
【００２３】
・ローラ６０６および６１２は一般にガラスシート１０５の両エッジを牽引するので、トランスデューサ１５５およびロードセル（図７Ｂのロードセル７１４ａ参照）は温度制御を通じてバランスさせられる。これは、引込み作業に対して極めて有効であり、閉ループ制御を用いて実施することができる。
【００２４】
・上記電気信号はまた、引っ込みの最下部においてガラスシート１０５が脱出した状態についてオペレータに即時通告をすることができる。この即時通告は、オペレータが迅速な処置を行なうことを可能にし、この迅速な処置は中断時間を短縮し、牽引機器の損傷を低減する。
【００２５】
・上記電気信号はまた、ローラ６０６と６１２との間に牽引負荷を均等に振り分けるのに用いることができ、これによって、ローラの磨耗と、ガラスシート１０５内にストレスを発生させるシートの動きを低減する。
【００２６】
図７Ａ〜図７Ｃを参照すると、本発明の第６の実施の形態による牽引ローラアセンブリ１４０ｆが示されている。この牽引ローラアセンブリ１４０ｅは、第１ローラアセンブリ７００と第２ローラアセンブリ７０２とを備えている。第１ローラアセンブリ７００は、第１駆動手段／モータ７０５によって駆動される第１ローラ７０６を支持する２個の牽引ローラ支持アーム７０４ａおよび７０４ｂを備えている。同様に、第２ローラアセンブリ７０２は、第２駆動手段／モータ７１１によって駆動される第２ローラ７１２を支持する２個の牽引ローラ支持アーム７１０ａおよび７１０ｂを備えている。また、牽引ローラアセンブリ１４０ｆは、本実施の形態においてはロードセル７１４ａ（図７Ｂ参照）と複合スプリング７１４ｂと線形可変差動変成器（ＬＶＤＴ）７１４ｃとである多重センサ７１４（例えば手段１５５）を備えている。
【００２７】
図７Ｂには、「固定された」ローラアセンブリ７０２を備えた牽引ローラアセンブリ１４０ｆの側面図が描かれており、上記ローラアセンブリ７０２では、牽引ローラ支持アーム７１０ａ（図示）が、アーム７１６の端部に配置されてその地点における垂直負荷を感知するロードセル７１４ａを備えている。そして、牽引ローラ支持アーム７１０ａ（図示）は、スプリング７１４ｂがＬＶＤＴ７１４ｃと相互作用することができるように配置されている枢支点を備えている。ＬＶＤＴ７１４ｃは、牽引ローラ支持アーム７１０ａ（図示）とスプリング７１４ｂとの間のギャップを感知する。このギャップは、ガラスシート１０５によってローラ７１２上にもたらされる垂直負荷に直接関係する。牽引ローラアセンブリ１４０ｆはまた、「遊動する」第１ローラアセンブリ７００を備えており、そこでは牽引ローラ支持アーム７０４ａ（図示）が、ＬＶＤＴ７１４ｃと相互作用することが可能なようにスプリング７１４ｂが配置されている枢支点を有する。ＬＶＤＴ７１４ｃは、牽引ローラ支持アーム７０４ａ（図示）とスプリング７１４ｂとの間のギャップを検出する。このようにして、図示の牽引ローラアセンブリ１４０ｆは、２個のロードセル７１４ａと、４個のスプリング７１４ｂと、４個のＬＶＤＴ７１４ｃとを有する。しかしながら、牽引ローラアセンブリ１４０ｆがいかなる数のロードセル７１４ａ、スプリング７１４ｂおよびＬＶＤＴ７１４ｃを備えていてもよいことは言うまでもない。好ましい実施の形態においては、ロードセル７１４ａが１１３ｋｇ（２５０ポンド）まで定格を上げることができ、このロードセル７１４ａはハネウェル・センソテック(Honeywell Sensotec)社によって製造される。
【００２８】
図７Ｃには、牽引ローラ支持アーム７０４ａ，７０４ｂ，７１０ａおよび７１０ｂのうちの一つの拡大斜視図が描かれている。牽引ローラ支持アーム７１０ａ（図示）は、水平拘束部材７２２によって支持されたフレーム７２０を備えている。水平拘束部材７２２は、フレーム７２０上の水平構造負荷を、スプリング７１４ｂ上に垂直負荷を作用させることなく直接的にアーム７１６（図７Ｂ参照）に伝達するように構成されている。水平拘束部材７２２は、肩ボルト７２４（１本のみが示されている）を用いてフレーム７２０に取り付けられ、フレーム７２０はスプリング７１４ｂに負荷が生じたとき水平拘束部材７２２が僅かに回転するベアリング面を提供する。ＬＶＤＴ７１４ｃは、ブッシュ７２６（例えば、Torlon bushing ７２６）と嵌合し、スプリング７１４ｂに隣接して配置されている。最後に、ロックナット７３０付き負荷制限ねじ７２８がフレーム７２０に挿入される。好ましい実施の形態においては、硬化された１７−７ステンレス鋼でスプリング７１４ｂが形成され、かつ約１００マイクロインチ／ポンドの力で撓むように構成することができる。特に、スプリング７１４ｂは、垂直負荷に対し最大感度を有し、かつ他の負荷に対しては最少感度を有するようにするために、独立した構造素子である。スプリング７１４ｂの両端７３２は、摩擦によるヒステリシスを低減するためにダイアモンド状コーティングで覆うことができる。スプリング７１４ｂは、フュージョン工程に伴う電磁条件および温度条件に対し比較的免疫性を有するＬＶＤＴ７１４ｃで較正される。ＬＶＤＴ７１４ｃはシェヴィッツ(Schaevitz)社により製造される。
【００２９】
動作時には、牽引ローラ支持アーム７０４ａ，７０４ｂ，７１０ａおよび７１０ｂ、ならびに特にロードセル７１４ａ、および組み合わされたスプリング７１４ｂとＬＶＤＴ７１４ｃとにより、引き込まれるガラスシート１０５上にローラ７０６および７１２によって及ぼされる牽引力７１８ａおよび７１８ｂ（例えば、ガラス接触法線力７１８ａおよび所要のシート牽引力７１８ｂ）を正確に決定するのが可能になる。特に、測定された力７１８ａおよび７１８ｂは電気信号（例えば、直流０〜５ボルト，４〜２０ｍＡ）に変換され、これら電気信号はコンピュータ（図示せず）または対応する駆動手段／モータ７０５および７１１に送られる。対応する駆動手段は、上記電気信号を受け取ると、ローラ７０６および７１２に連結されたモータ７０５および７１１の回転速度を精密に制御し、ガラスシート１０５の重量によって与えられる力が定常的に変化する場合であっても、引き込まれるガラスシート上の所要の牽引力を維持することができる。上記電気信号は、上述したもの以外に広範な制御態様に用いられてガラスシート１０５を引き込むのに役立つことが可能なものであることは言うまでもない。いくつかの例示的制御態様および本実施の形態に用いることができる電気信号の利用については、図６に関して既に説明済みである。
【００３０】
図８には、本発明によりガラスシート１０５の製造する好ましい方法８００の基本的ステップを説明するフローチャートが示されている。説明を分り易くするために、この方法８００は、牽引ローラアセンブリ１４０ｅ（図６参照）を用いることに関して下記に説明されている。しかしながら、この方法８００は、他の牽引ローラアセンブリ１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄおよび１４０ｆ（図２〜図５および図７参照）のいずれを用いても実施できることを理解すべきである。最初にステップ８０２および８０４において、このガラス製造装置１００は、バッチ材料を溶融させてガラスシート１０５を形成するのに用いられ、このガラスシート１０５は次に牽引ローラアセンブリ１４０ｅ（図６参照）に供給される。ステップ８０６においては、次にガラスシート１０５が牽引ローラアセンブリ１４０ｅ（図６参照）の２個のローラ６０６および６１２の間に引き込まれる。基本的に、牽引ローラアセンブリ１４０ｅは、第１ローラアセンブリ６００、第２ローラアセンブリ６０２および１個または複数個のセンサ６１４（例えば電気的歪ゲージモデュール６１４）を備えている。センサ６１４は、第１および第２ローラアセンブリ６００および６０２の間にガラスシート１０５が引き込まれている間に、第１および／または第２ローラアセンブリ６００および６０２を制御するのを可能にし、第１および第２ローラアセンブリ６００および６０２の制御は、第１および第２ローラアセンブリ６００および６０２の間にガラスシート１０５が引き込まれている間に測定されるガラスシートに作用する牽引力６１６ａおよび／または６１６ｂに部分的に基づいている。上述したように、所要のシート牽引力６１６ｂは、ローラ６０６および６１２によってガラスシート１０５に加えられる力と、ガラスシート１０５の重量に伴う力とを含む。そして、牽引ローラアセンブリ１４０ｅの下方におけるガラスシート１０５の裁断および撤去が原因でガラスシート１０５の重量は定常的に変化するので、このことは、所要の牽引力６１６ｂを維持するために、牽引ローラ６０６および６１２がこの力の補償を行なう必要があることを意味する。本発明は、牽引ローラ６０６および６１２がガラスシート１０５上で所要の牽引力６１６ｂを維持することができるように牽引ローラ６０６および６１２を制御するのに役立つものである。
【００３１】
図を簡潔化するために、図２〜図７には、モータをローラアセンブリに連結するのに用いられるユニバーサルジョイントが省略されていることは言うまでもない。特にユニバーサルジョイントは、モータへの駆動軸を非連結状態にすることなしにローラをガラスシート１０５から離して回転させることができ、これにより、ローラが常時回転していることが保証される。このことは、温度勾配によるローラの永久的なゆがみを防止する。
【００３２】
以下に、牽引ローラアセンブリ１４０のさらなる特徴および使用状態と、本発明の方法８００について記載する。
【００３３】
・本発明に伴ういくつかの利点は以下の通りである。すなわち、（１）ガラスシート内のひび割れが原因のガラスシートの不良発生防止、（２）ガラスシートの平坦性の向上、（３）ガラスシートの動きを少なくしてガラスシートの応力の低減、（４）ガラスシートの牽引力の制御によるガラスシートの厚さの変動の低減、（５）ローラ寿命の延長。
【００３４】
・ガラスシート１０５は、共に引例としてここに組み入れられる特許文献１および２に記載されたフュージョン・プロセスによって作成された液晶ディスプレー（ＬＣＤ）用ガラス板となり得る。これらのＬＣＤ用ガラスシート１０５は、コーニング社のコード番号７０５９および１７３７板ガラスまたは EAGLE 2000（商標）板ガラスとして産業界に知られている。
【００３５】
・牽引ローラアセンブリ１４０は、図１に示されたものとは異なる構成および異なる構成部品を備えてはいるが本発明の範囲内と考えられるガラス製造装置１００にも使用可能なことは言うまでもない。
【００３６】
本発明の６通りの実施の形態が添付図面に描かれかつ上記に説明されているが、本発明は、開示された実施の形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって示されかつ規定された本発明の精神から離れることなしに種々の再構成、修正および置換が可能であることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による牽引ローラアセンブリを備えた例示的ガラス製造装置を示す概略図
【図２】図１に示された牽引ローラアセンブリの第１の実施の形態の斜視図
【図３】図１に示された牽引ローラアセンブリの第２の実施の形態の斜視図
【図４】図１に示された牽引ローラアセンブリの第３の実施の形態の斜視図
【図５】図１に示された牽引ローラアセンブリの第４の実施の形態の斜視図
【図６】図１に示された牽引ローラアセンブリの第５の実施の形態の斜視図
【図７Ａ】図１に示された牽引ローラアセンブリの第６の実施の形態の斜視図
【図７Ｂ】図１に示された牽引ローラアセンブリの第６の実施の形態の側面図
【図７Ｃ】図１に示された牽引ローラアセンブリの第６の実施の形態の要部拡大斜視図
【図８】本発明によるガラスシートを製造するための好ましい方法の基本工程を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３８】
１００    ガラス製造装置
１０５    ガラスシート
１３５    形成容器（アイソパイプ）
１４０，１４０ａ〜１４０ｆ    牽引ローラアセンブリ
１４５，２００，３００，４００，５００，６００    第１ローラアセンブリ
１５０，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２    第２ローラアセンブリ
２０６，３０６，４０６，５０６，６０６    第１ローラ
２１２，３１２，４１２，５１２，６１２    第２ローラ
２１４    差動駆動機構
３１４    センサ
【図１】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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