(57)【要約】【課題】ガラス溶融槽の素地面レベルを連続的に且つ高精度に測定することができる溶融ガラスの素地面検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】素地面検出装置１０によれば、フロータ２０を溶融ガラスＧの素地面に浮かばせ、そのフロータ２０の上下浮動量を軸２４、及びターゲット片３０を介してＣＣＤレーザー変位計２２によって検出する。また、フロータ２０は、溶融ガラスＧに安定して浮動させ、且つ溶融ガラスＧの素地面に発生した泡の影響を受けさせないために、所定量浸漬配置される。これにより、素地面検出装置１０は、溶融ガラスＧの素地面レベルＧＬを連続的に且つ高精度に測定することができる。また、バランスウェイト２６が、軸２４の上端部に梃子３４を介して取り付けられている。フロータ２０の自重と溶融ガラスＧから受ける浮力に対する、バランスウェイト２６の自重との相殺作用によって、、フロータ２０は、溶融ガラスＧに沈むことなく浮動する。【選択図】  図２
2008100889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融槽の溶融ガラスの素地面レベルを検出する溶融ガラスの素地面検出装置において、
前記溶融ガラスに所定量浸漬させて配置されるとともに、前記溶融ガラスの素地面レベルの変動に追従して上下に浮動する浮動部材と、
前記浮動部材の上下浮動量を測定する検出手段と、
を備えたことを特徴とする溶融ガラスの素地面検出装置。
【請求項２】
前記浮動部材は、前記ガラス溶融槽の天井壁に鉛直方向に貫通配置された軸の下端部に連結され、
前記検出手段は、前記ガラス溶融槽の外部に位置する前記軸の上端部の上下変動を検出することにより前記浮動部材の上下浮動量を測定することを特徴とする請求項１に記載の溶融ガラスの素地面検出装置。
【請求項３】
前記ガラス溶融槽の外部に位置する前記軸には、前記浮動部材の重量の一部を相殺するバランスウェイトが梃子を介して係止されていることを特徴とする請求項２に記載の溶融ガラスの素地面検出装置。
【請求項４】
前記ガラス溶融槽の外部に位置する前記軸は、空気軸受によって上下移動自在に支持されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の溶融ガラスの素地面検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の素地面検出装置を使用して、ガラス溶融槽の溶融ガラスの素地面レベルを検出することを特徴とする溶融ガラスの素地面検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶融ガラスの素地面検出装置に係り、特に薄板ガラス基板の製板装置に溶融ガラスを供給するガラス溶融槽の溶融ガラスの素地面検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビやプラズマテレビ等の平面ディスプレイとして使用される薄板のガラス基板（Flat Panel Display）の製板法として、溶融したガラスを垂直方向に下に取り出して連続的に製板するフュージョン法が知られている。
【０００３】
このフュージョン法による薄板ガラス基板の製板装置においては、製板装置の樋に溶融ガラスを供給するガラス溶融槽の素地面レベルが、樋からのオーバーフロー量に影響し、薄板ガラス基板の厚みに影響を及ぼす。これは、ガラス溶融槽内の溶融ガラスのヘッド圧によって溶融ガラスの供給量が制御されているからである。このため、素地面レベルを測定し、素地面が安定して所定レベルになるように運転することが重要となる。
【０００４】
従来、ガラス溶融槽の素地面レベルの測定は、特許文献１に示すように接針センサを用いたベッグ式と称される測定が一般に行われている。このベッグ式測定方法は、接針センサを昇降移動自在に設けるとともに、昇降装置によって接針センサを素地面に対し間欠的に下降移動させて、接針センサの先端の通電素子を素地面に接触させる。接針センサの先端の通電素子を素地面に接触し、導通するときの接針センサの高さ位置に基づいて素地面レベルを検出するものである。
【特許文献１】特開平１１−７９７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたベッグ方式の素地面レベル検出装置は、間欠式測定装置なので、素地面レベルを連続的に測定することができず、特に気圧の変化等による素地面レベルの微変動は測定することができない。これにより、特許文献１の装置では、素地面レベルを高精度に制御することができないという欠点があった。
【０００６】
また、接針センサの通電素子に溶融ガラスが付着していると、その溶融ガラスが通電素子よりも早く素地面に接触するため素地面レベルを高精度に測定することができない。更に、接針センサを溶融ガラスから上昇させるときに生じる溶融ガラスの糸引現象、及び溶融ガラスの素地面に生じている泡に起因して、接針センサが素地面から上昇しているにもかかわらず、導通を維持することから、素地面レベルを誤測定するという欠点があった。
【０００７】
なお、最近の薄板ガラス基板は、厚みが１ｍｍ以下のものが要求されてきており、その厚みのガラス基板を製造するためには、測定精度の高い素地面検出装置が要求される。ベッグ方式の接針センサによる測定誤差は、一般的に±１ミリなので、極薄板のガラス基板の製板装置における素地面検出装置には適用できない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ガラス溶融槽の素地面レベルを連続的に且つ高精度に測定することができる溶融ガラスの素地面検出装置及び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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、ガラス溶融槽の溶融ガラスの素地面レベルを検出する溶融ガラスの素地面検出装置において、前記溶融ガラスに所定量浸漬させて配置されるとともに、前記溶融ガラスの素地面レベルの変動に追従して上下に浮動する浮動部材と、前記浮動部材の上下浮動量を測定する検出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、浮動部材を溶融ガラスの素地面に浮かばせ、その浮動部材の上下浮動量を検出手段によって検出する。また、浮動部材は、溶融ガラスに安定して浮動させ、かつ溶融ガラスの素地面に発生した泡の影響を受けさせないために、所定量浸漬配置される。これにより、請求項１の発明は、溶融ガラスの素地面レベルを連続的に且つ高精度に測定することができる。浮動部材は、いわゆるフロータであり、煉瓦体等を用い、耐熱性及び耐食性を上げるためその表面に白金コーティングすることが好ましい。また、検出手段としては、レーザ変位計等の非接触式の検出手段を例示できる。この素地面検出装置による測定誤差は±１０μｍなので、１ｍｍ以下の極薄板のガラス基板の製板装置における素地面検出装置に十分に適用できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記浮動部材は、前記ガラス溶融槽の天井壁に鉛直方向に貫通配置された軸の下端部に連結され、前記検出手段は、前記ガラス溶融槽の外部に位置する前記軸の上端部の上下変動を検出することにより前記浮動部材の上下浮動量を測定することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、ガラス溶融槽の天井壁に鉛直方向に貫通配置された軸の下端部に浮動部材を連結し、ガラス溶融槽の外部に位置する前記軸の上端部の上下変動を、検出手段によって検出する。これにより、検出手段は、ガラス溶融槽の熱の影響を受けないので、浮動部材の浮動量を正確に検出することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記ガラス溶融槽の外部に位置する前記軸には、前記浮動部材の重量の一部を相殺するバランスウェイトが梃子を介して係止されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、ガラス溶融槽の外部に位置する軸に、浮動部材の重量の一部を相殺するバランスウェイトを、梃子を介して係止しているので、浮動部材は溶融ガラスに沈むことなく浮動する。これにより、浮動部材は、素地面レベルの変位に応答性よく追従するので、素地面レベルを正確に検出することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３において、前記ガラス溶融槽の外部に位置する前記軸は、空気軸受によって上下移動自在に支持されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、軸に摩擦抵抗がかからない空気軸受によって軸を上下移動自在に支持したので、浮動部材は素地面レベルの極小さい変位であっても応答性よく追従する。これにより、素地面レベルを高精度で検出することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、溶融ガラスの素地面検出方法であって請求項１から４のいずれか１項に記載の素地面検出装置を使用して、ガラス溶融槽の溶融ガラスの素地面レベルを検出することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明によれば、追従性よく、素地面レベルを高精度で検出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る溶融ガラスの素地面検出装置によれば、浮動部材を溶融ガラスの素地面に所定量浸漬させて配置し、その浮動部材の上下浮動量を検出手段によって検出したので、溶融ガラスの素地面レベルを連続的に且つ高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００２１】
図１は、実施の形態の溶融ガラスの素地面検出装置１０が、フュージョン製板装置１２のガラス溶融槽１４に設置された説明図である。素地面検出装置１０が設置されるガラス溶融槽１４は、ガラス原料が投入されてガラス原料を溶解するガラス溶解槽１６に連通され、このガラス溶融槽１６から送られる溶融ガラスＧの、ガラス溶融槽１４内での素地面レベルＧＬを検出する。素地面検出装置１０によって検出された検出値（素地面レベルＧＬ）は、ガラス原料投入部（不図示）の制御装置にフィードバックされ、ガラス溶融槽１４内の溶融ガラスＧの素地面レベルＧＬが一定になるようにその投入量が制御される。これにより、ガラス溶融槽１４から樋１８に供給される溶融ガラスのオーバーフロー量（ａ）が一定に維持され、一定厚みの薄板ガラス基板が連続製板される。
【００２２】
素地面検出装置１０は、図２の如くフロータ（浮動部材）２０、変位計（検出手段）２２、軸体（軸）２４、及びバランスウェイト２６等から構成される。
【００２３】
フロータ２０は、耐熱性の煉瓦又はセラミックで作られた円柱体であり、その表面には白金がコーティングされて耐熱性及び耐食性が高められている。なお、実施の形態ではフロータ２０として、製作および設置、調整が容易な煉瓦又はセラミックの円柱体を例示したが、これに限定されるものではなく、溶融ガラスＧの熱、圧力に耐えうる材質のものであればよく、所定の容積を持つものであれば形状は球体でも矩形体でもよく、中実部材であっても中空部材であってもよい。
【００２４】
このフロータ２０は、その自重と後述するバランスウエイト２６によりガラス溶融槽１４の溶融ガラスＧに所定量浸漬させて配置されるとともに、フロータ２０の自重と溶融ガラスＧから受ける浮力に対するバランスウェイト２６の相殺作用によって、溶融ガラスＧの素地面レベルＧＬの変動に応答性よく追従して上下に浮動するようになっている。
【００２５】
フロータ２０の上面には、例えばセラミック製の軸体２４の下端部が固着される。この軸体２４は、鉛直方向に配設されるとともに、ガラス溶融槽１４の天井壁１５に形成された開口部１５Ａに貫通配置され、上端部がガラス溶融槽１４の外部に位置される。軸体２４の上端部には、測定ターゲット片３０を保持するクランプ金具３２が固定されている。この測定ターゲット片３０の上方に変位計２２が、測定部を下方に向けて図示しないブラケット等に固定されている。なお、変位計２２としては、レーザ変位計が例示できる。
【００２６】
このように構成された素地面検出装置１０によれば、フロータ２０を溶融ガラスＧの素地面に浮かばせ、そのフロータ２０の上下浮動量を軸体２４を介して、測定ターゲット片３０の鉛直方向の位置の変動量を変位計２２で測定することで素地レベルを検出する。また、このフロータ２０は、溶融ガラスＧに安定して浮動させるため、及び溶融ガラスＧの素地面に発生した泡の影響を受けないために、所定量浸漬配置されている。これにより、素地面検出装置１０によれば、溶融ガラスＧの素地面レベルＧＬを連続的に且つ高精度に測定することができる。この素地面検出装置１０による測定精度は±１０μなので、板厚１ｍｍ以下の極薄板のガラス基板の製板装置における素地面検出装置に十分に適用できる。
【００２７】
なお、実施の形態では、フロータ２０の上下浮動量を、軸体２４を介して変位計２２によって間接的に検出しているが、フロータ２０の上下浮動量を変位計２２によって直接検出してもよい。この構成では、変位計２２をガラス溶融槽１４内に設置せざるを得ず、耐熱的に不利であるため、図２の如く軸体２４を介してガラス溶融槽１４の外部で間接的に検出することが好ましい。
【００２８】
ところで、バランスウェイト２６は、軸体２４の上端部に梃子３４を介して取り付けられている。すなわち、梃子３４を構成する棒状体３６は、軸体２４の上端部に固定されたクランプ金具３２の下端部と棒状体３６の一端（作用点）とが浮動支点ナイフ２８を介して回転自由に接続されるとともに、棒状体３６の他端（力点）にバランスウェイト２６が係止され、また棒状体３６の中央部分が固定支点ナイフ３８によって支持されることにより棒状体３６が揺動自在に支持される。他端に対するバランスウェイト２６の係止位置は、バランスウェイト２６の自重が梃子３４を介して軸体２４を上昇させる力とフロータ２０が溶融ガラスＧから受ける浮力とを加えた力が、フロータ２０の自重を相殺する位置にネジ３９、３９によって調整されている。これにより、フロータ２０は、溶融ガラスＧに沈むことなく浮動する。したがって、フロータ２０は、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の如く素地面レベルＧＬの上下の変動に応答性よく追従するので、素地面レベルＧＬを正確に検出することができる。
【００２９】
一方、ガラス溶融槽１４の外部に位置する軸体２４は、空気軸受４０によって上下移動自在に支持されている。この支持構造によれば、軸体２４の上下移動時に、軸体２４には摩擦抵抗がかからないため、フロータ２０は素地面レベルＧＬの極小さい変位であっても応答性よく追従して上下に浮動する。これにより、素地面レベルＧＬを高精度で検出することができる。なお、空気軸受４０は、本体ハウジングと軸体２４との間に圧縮エアを供給し、この圧縮エアを介して軸体２４を本体ハウジングに支持する周知の構造なので、ここではその構造の説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態の溶融ガラスの素地面検出装置がフュージョン製板装置のガラス溶融槽に設置された説明図
【図２】図１に示した素地面検出装置の構造図
【図３】図１に示した素地面検出装置の動作説明図
【符号の説明】
【００３１】
１０…素地面検出装置、１２…フュージョン製板装置、１４…ガラス溶融槽、１６…ガラス溶解槽、１８…樋、２０…フロータ（浮動部材）、２２…変位計（検出手段）、２４…軸体（軸）、２６…バランスウェイト、２８…浮動支点ナイフ、３０…ターゲット片、３２…クランプ金具、３４…梃子、３６…棒状体、３８…固定支点ナイフ、４０…空気軸受
【図１】
2008100889.tif 000003
【図２】
2008100889.tif 000004
【図３】
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