(57)【要約】ガラスリボンを処理するためのローラ対および延伸装置が開示される。ガラスリボンに力を印加するローラ対が延伸装置を通過する。ローラ対は、ガラスリボンの対向する面に沿って位置決めされた、第１のローラアセンブリおよび第２のローラアセンブリを含む。第２のローラアセンブリのシャフトは作動システムに連結され、この作動システムは、ガラスリボンの延伸方向を横切る方向における第２のローラアセンブリのシャフトの並進を可能にする、位置変更可能な支持部材と、ガラスリボンの延伸方向を横切る方向における第２のローラアセンブリの接触ホイールの位置を制御する、空気圧式アクチュエータと、流体を高圧で空気圧式アクチュエータに送出する、空気圧式アクチュエータに流体連通している空気圧容器とを備えている。
2016505500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸方向に移動しているガラスリボンに力を印加するためのローラ対であって、
前記ガラスリボンの対向する面に沿って位置決めされた、夫々がシャフトと該シャフトに連結された接触ホイールとを備えている、第１のローラアセンブリおよび第２のローラアセンブリ、
を備え、
前記第１のローラアセンブリの前記シャフトが支持フレームに連結され、かつ、
前記第２のローラアセンブリの前記シャフトが作動システムに連結され、該作動システムが、前記ガラスリボンの前記延伸方向を横切る方向における前記第２のローラアセンブリの前記シャフトの並進を可能にする、位置変更可能な支持部材と、前記ガラスリボンの前記延伸方向を横切る方向における前記第２のローラアセンブリの前記接触ホイールの位置を制御する、空気圧式アクチュエータと、流体を高圧で前記空気圧式アクチュエータに送出する、前記空気圧式アクチュエータに流体連通している空気圧容器とを備えていることを特徴とするローラ対。
【請求項２】
前記空気圧式アクチュエータが、前記容器から送出された前記流体を使用して前記空気圧式アクチュエータを伸長および格納させる、複動シリンダを含むことを特徴とする請求項１記載のローラ対。
【請求項３】
前記作動システムが、前記空気圧容器と前記空気圧式アクチュエータとに流体連通している作動スイッチをさらに備え、該作動スイッチが、
前記空気圧式アクチュエータを伸長または格納するために該作動スイッチを通る流体流を選択的に導く、作動部材と、
付勢要素および位置変更可能な戻り止めを含む、ロック部材と、
を備え、前記付勢要素が前記位置変更可能な戻り止めに係合して、前記作動部材が第１の方向に並進することを可能としかつ前記作動部材が第２の方向に並進しないように制限することを特徴とする請求項１または２記載のローラ対。
【請求項４】
前記作動システムが、前記第２のローラアセンブリの前記接触ホイールを前記ガラスリボンから引き離すものに対応する方向に前記第２のローラアセンブリに力を印加する、力部材をさらに含むことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のローラ対。
【請求項５】
前記第１のローラアセンブリおよび前記第２のローラアセンブリのうちの少なくとも１つが、前記シャフトに連結されかつ前記接触ホイールの回転を制御する、駆動モータをさらに備えていることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のローラ対。
【請求項６】
延伸方向に移動しているガラスリボンに力を印加するための延伸装置であって、
支持フレーム、および、
前記延伸方向において複数の位置に配置された複数のローラ対、
を備え、該複数のローラ対の夫々が、
前記ガラスリボンの対向する面に沿って位置決めされた、夫々がシャフトと該シャフトに連結された接触ホイールとを備えている、第１のローラアセンブリおよび第２のローラアセンブリ、を備え、
前記第１のローラアセンブリの前記シャフトが前記支持フレームに連結され、かつ、
前記第２のローラアセンブリの前記シャフトが作動システムに連結され、前記作動システムが、前記ガラスリボンの前記延伸方向を横切る方向における前記第２のローラアセンブリの前記シャフトの並進を可能にする、位置変更可能な支持部材と、前記ガラスリボンの前記延伸方向を横切る方向における前記第２のローラアセンブリの前記接触ホイールの位置を制御する、空気圧式アクチュエータと、空気圧容器と、前記ローラ対の夫々の前記空気圧式アクチュエータおよび前記空気圧容器に連結され、前記空気圧容器を前記ローラ対の夫々の前記空気圧式アクチュエータに流体連通させる、流体マニホールドとを備えていることを特徴とする延伸装置。
【請求項７】
前記ローラ対の夫々の前記空気圧式アクチュエータが、伸長方向に対応する前記空気圧式アクチュエータの注入ポートに流体連通している伸長ノズルと、格納方向に対応する前記空気圧式アクチュエータの注入ポートに流体連通している格納ノズルとをさらに含み、前記伸長ノズルおよび前記格納ノズルが前記空気圧式アクチュエータの伸長速度および格納速度を夫々制限するように、前記伸長ノズルおよび前記格納ノズルが夫々の前記注入ポートよりも小さい流体通過速度を有することを特徴とする請求項６記載の延伸装置。
【請求項８】
前記空気圧容器と前記ローラ対の夫々の前記空気圧式アクチュエータとに流体連通している作動スイッチをさらに備え、該作動スイッチが、
前記ローラ対の夫々の前記空気圧式アクチュエータを伸長または格納するために該作動スイッチを通る流体流を選択的に導くよう適合された、作動部材と、
付勢要素および位置変更可能な戻り止めを含む、ロック部材と、
を備え、前記付勢要素が前記位置変更可能な戻り止めに係合して、前記作動部材が第１の方向に並進することを可能としかつ前記作動部材が第２の方向に並進しないように制限することを特徴とする請求項６または７記載の延伸装置。
【請求項９】
前記ローラ対の夫々の、前記第１のローラアセンブリおよび前記第２のローラアセンブリのうちの少なくとも１つが、前記シャフトに連結されかつ前記接触ホイールの回転を制御する、駆動モータをさらに備えていることを特徴とする請求項６から８いずれか１項記載の延伸装置。
【請求項１０】
前記作動システムが、前記第２のローラアセンブリの前記接触ホイールを前記ガラスリボンから引き離すものに対応する方向に前記第２のローラアセンブリに力を印加する、力部材をさらに含むことを特徴とする請求項６から９いずれか１項記載の延伸装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が引用されその全体が参照することにより本書に組み込まれる、２０１２年１２月２０日に出願された米国特許出願第１３／７２１５３７号の優先権の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、製造プロセスにおいてガラスリボンに力を印加するために使用される装置に関し、特に低摩擦ローラ対と、これを組み込んだ、ローラ対により印加される挟力を制御する延伸装置とに関する。
【背景技術】
【０００３】
フュージョンドロープロセスは、フラットパネルディスプレイを含む様々な製品に使用される薄型ガラスシートを製造するためのガラス製造作業で用いられる。このプロセスに従って製造されたガラスシートは、典型的には、フロート法などの異なる方法によって製造されたガラスに比べて向上した平坦度および平滑度を示す。
【０００４】
延伸プロセスでガラスリボンを製造するために、ガラスが粘弾性状態にある間に接触ローラを介しガラスリボンに対して延伸方向に牽引力を印加する。ガラスリボンは、牽引力を印加してガラスリボンを延伸方向（すなわち、ガラスの移動方向）と延伸方向に垂直な横延伸方向とに引き伸ばす、ローラによって延伸される。牽引力によってガラスは、市販の商品で使用するために所望の厚さに処理される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ローラとガラスリボンの物理的な接触面は、延伸プロセス中のガラスリボンの安定性に影響し、またガラスリボンから生成される完成したガラス物品の属性に影響を与える。特に、対向するローラによってガラスリボンの厚さを横切って印加される垂直（挟）力と、垂直力変動が、ガラスの属性に影響を与え得る。対向するローラ間の挟力を管理するために使用されるシステムにおける摩擦が、ガラスリボンに印加される有効垂直力を減少させ、さらにガラスリボンに印加される力の周期的なおよび／またはランダムな変動につながり得る。挟力の変動が減少すると、ガラスリボンの張力を減少させることができ、またガラスリボンの不均一性を低減することができる。
【０００６】
従って、代替の挟力管理システムを備えたローラ対と、このローラ対を組み込んだ延伸装置とが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本書で説明する実施形態は、ガラス製造プロセスにおいてガラスリボンが粘性状態からより弾性の状態まで移るときにガラスリボンに張力を印加するために使用される装置に関する。本開示によるいくつかの実施形態では、ガラスリボンの厚さを挟んで対向して位置決めされた一連のローラによって、牽引力がガラスリボンに印加される。垂直力（すなわち、ガラスリボンの厚さに対応する方向に、対向するローラ間で印加される挟力）を制御することによって、ガラスリボンの張力を管理することができる。対向するローラ間の挟力を制御する構成要素の摩擦を減少させると、ガラスリボンに印加される張力の変動を減少させることができ、これによりガラスリボンの性質の変動を減少させることができる。
【０００８】
種々の実施形態によれば、延伸方向に移動しているガラスリボンに力を印加するためのローラ対は、ガラスリボンの対向する面に沿って位置決めされた、第１のローラアセンブリおよび第２のローラアセンブリを含む。第１のローラアセンブリおよび第２のローラアセンブリの夫々は、シャフトとシャフトに連結された接触ホイールとを備え、第１のローラアセンブリのシャフトは支持フレームに連結され、かつ第２のローラアセンブリのシャフトは作動システムに連結されている。作動システムは、ガラスリボンの延伸方向を横切る方向における第２のローラアセンブリのシャフトの並進を可能にする、位置変更可能な支持部材と、ガラスリボンの延伸方向を横切る方向における第２のローラアセンブリの接触ホイールの位置を制御する、空気圧式アクチュエータと、流体を所望の高圧で空気圧式アクチュエータに送出する、空気圧式アクチュエータに流体連通している空気圧容器とを備えている。
【０００９】
他の実施形態によれば、延伸方向に移動しているガラスリボンに力を印加するための延伸装置は、支持フレームと、延伸方向において複数の位置に配置された複数のローラ対とを含む。複数のローラ対の夫々は、ガラスリボンの対向する面に沿って位置決めされた、夫々がシャフトとシャフトに連結された接触ホイールとを備えている、第１のローラアセンブリおよび第２のローラアセンブリを含む。第１のローラアセンブリのシャフトは支持フレームに連結され、かつ第２のローラアセンブリのシャフトは作動システムに連結されている。作動システムは、ガラスリボンの延伸方向を横切る方向における第２のローラアセンブリのシャフトの並進を可能にする、位置変更可能な支持部材と、ガラスリボンの延伸方向を横切る方向における第２のローラアセンブリの接触ホイールの位置を制御する、空気圧式アクチュエータと、空気圧容器と、ローラ対の夫々の空気圧式アクチュエータおよび空気圧容器に連結され、空気圧容器をローラ対の夫々の空気圧式アクチュエータに流体連通させる、流体マニホールドとを備えている。
【００１０】
本書で説明される実施形態のさらなる特徴および利点は以下の詳細な説明の中に明記され、ある程度は、その説明から当業者には容易に明らかになるであろうし、あるいは以下の詳細な説明、請求項、さらに添付の図面を含め、本書において説明される実施形態を実施することにより認識されるであろう。
【００１１】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、種々の実施形態を説明したものであること、そして請求される主題の本質および特徴を理解するための概要または構成を提供するよう意図されているものであることを理解されたい。添付の図面は、種々の実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれかつその一部を構成する。図面は本書で説明される種々の実施形態を示し、そしてその説明とともに、請求される主題の原理および動作の説明に役立つ。
【００１２】
図面に明記される実施形態は、実例であって本質的に例示的なものであり、請求項により画成される主題を限定することを意図したものではない。実例となる実施形態の以下の詳細な説明は、同様の構造を同じ参照番号で示した以下の図面と併せて読むと理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本書において図示または説明される１以上の実施形態によるガラス製造装置の概略図
【図２】本書において図示または説明される１以上の実施形態によるガラス製造装置のローラ対を概略的に描いた部分斜視図
【図３】ガラス製造装置の空気圧式アクチュエータの断面側面図を、図２の線Ａ−Ａに沿って示した概略図
【図４】本書において図示または説明される１以上の実施形態による作動システムの作動スイッチを概略的に描いた上面図
【図５】本書において図示または説明される１以上の実施形態による第２のローラアセンブリの作動システムを概略的に描いた側面図
【図６】本書において図示または説明される１以上の実施形態による第２のローラアセンブリの作動システムを概略的に描いた側面図
【図７】本書において図示または説明される１以上の実施形態による第２のローラアセンブリの作動システムを概略的に描いた側面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここで、ガラスリボンの製造作業において使用されるローラ対および延伸装置の実施形態を詳細に参照する。可能な限り、図面を通じて、同じまたは類似の部分の参照に同じ参照番号を使用する。図１は、延伸作業でガラスの製造に使用されるガラス製造装置を概して描いたものである。ガラス製造装置ではバッチ材料を処理して溶融ガラスとし、この溶融ガラスを成形装置に導入し、成形装置から溶融ガラスが流れてガラスリボンが成形される。ガラスリボンには、ガラスリボンに近接して位置決めされた複数のローラ対が接触する。ローラ対はガラスリボンに接触してガラスリボンに力を印加し、後の固化されたガラスリボンの線速度および厚さなどのパラメータを制御する。
【００１５】
本開示による延伸装置は、空気圧式アクチュエータを備えたローラ対を組み込み、この空気圧式アクチュエータが、ローラ対内の少なくとも１つのローラの位置決めを制御する。空気圧式アクチュエータはさらに、対応するローラ対内のローラ間のガラスリボンに印加される挟力も制御する。ローラ対の空気圧式アクチュエータおよび構成要素は、その格納および伸長時の並進運動において低摩擦を示すことができるため、より高摩擦の他の挟力制御システムに比べてこの空気圧式アクチュエータは、ガラスリボンに印加される張力の変動を減少させることができる。さらに、空気圧式アクチュエータを延伸装置に沿った様々な位置に組み込んでガラスリボンに接触させてもよく、それによりガラスリボンに沿った複数の位置でガラスリボンの張力を管理することができる。空気圧式アクチュエータは、信頼できかつ繰返し可能な挟力制御をガラスリボンに沿って提供することができ、それによりガラスリボンに安定した均一な力プロファイルを提供し、優れたシート属性を可能にすることができる。さらに、空気圧式アクチュエータによって遠隔作動が可能になり、プロセスの摂動に対する迅速な応答が可能になる。
【００１６】
ここで図１を参照すると、フュージョンプロセスを組み込んでガラスリボン１０５を製造する、ガラス製造装置１００が描かれている。ガラス製造装置１００は、溶解槽１１０、清澄槽１１５、混合槽１２０、送出槽１２５、成形装置１３５、延伸装置２００、および切断装置１５０を含む。ガラス製造装置１００は、バッチ材料を溶解および混合して溶融ガラスとし、溶融ガラスを分布させて予備的な形状にすることによってバッチ材料から連続的なガラスリボン１０５を生成し、ガラスが冷えて粘度が増加するときにガラスリボン１０５に張力を印加してガラスリボン１０５の寸法を制御し、さらにガラスが粘弾性転移を経てガラスシート１５５に安定した寸法特性を与える機械的性質を備えた後に、ガラスリボン１０５から個別のガラスシート１５５を切断する。
【００１７】
動作時には、ガラスを成形するためのバッチ材料が矢印１１２で示されているように溶解槽１１０内に導入され、溶解されて溶融ガラス１２６が形成される。溶融ガラス１２６は、溶解槽１１０の温度を超える温度で維持されている清澄槽１１５内へと流れる。清澄槽１１５から溶融ガラス１２６は混合槽１２０内へと流れ、ここで溶融ガラス１２６は、溶融ガラス１２６を均質化するための混合プロセスを受ける。溶融ガラス１２６は混合槽１２０から送出槽１２５へと流れ、ここで溶融ガラス１２６は下降管１３０を通じて注入口１３２へ、さらに成形装置１３５内へと送出される。
【００１８】
図１に描かれている成形装置１３５をフュージョンドロープロセスで使用すると、表面品質が高くかつ厚さの変動が小さいガラスリボン１０５が生成される。成形装置１３５は、溶融ガラス１２６を受け入れる開口１３６を含む。溶融ガラス１２６はトラフ１３７内へと流れた後に溢れ出て、トラフ１３７の両側面を２つの部分的なリボン部分の状態で流れ落ち、その後成形装置１３５の底部１３９の下方で融合する。依然溶融ガラス１２６の状態の２つの部分的なリボン部分は、成形装置１３５の底部１３９の下方の位置で互いに再結合する（例えば融合）し、それによりガラスリボン１０５が形成される。ガラスリボン１０５は延伸装置２００によって、成形装置から下向きに延伸される。本書ではフュージョンドロープロセスを実施する成形装置１３５を図示および説明するが、限定するものではないが、スロット延伸装置などを含む他の成形装置を使用してもよいことを理解されたい。
【００１９】
図１に示されているように延伸装置２００は、ガラスリボン１０５が延伸装置２００を通過するときにガラスリボン１０５に接触するように延伸装置２００に沿った位置に配置された。複数のローラ対２１０を含む。図１に描かれている実施形態においてローラ対２１０は、ガラスリボン１０５の幅の一部分のみを横切って延在しかつガラスリボン１０５のエッジに近接して位置決めされた、ローラ２１２を含む。他の実施形態（図示なし）においてローラ対２１０は、ガラスリボン１０５の全幅を横切って延在するローラを含み得る。ローラ対２１０は、ガラスリボン１０５の厚さで隔てられたガラスリボン１０５の対向する両表面上で、ガラスリボン１０５に接触する。
【００２０】
以下でより詳細に論じるが、延伸装置２００、ローラ対２１０の複数の実施形態は、ガラスリボンが延伸装置２００を通過するときにガラスリボン１０５に接触するローラ対２１０の要素にトルクを与えるように適合された、駆動モータ２２２を含む。延伸装置２００の種々のローラ対２１０は、その動作をガラスリボン１０５のパラメータを管理するように変化させるように適合される。例えばローラ対２１０のある高度で、駆動モータ２２２はガラスリボン１０５に、駆動モータ２２２のトルクの印加の方向に対応する牽引力を導入することができる。ローラ対２１０の別の高度で、駆動モータ２２２は印加するトルクとその方向を変化させて、ガラスリボン１０５の線速度を管理することができる。ローラ対２１０のさらに別の高度で、駆動モータはトルクの印加と方向を、ガラスリボン１０５に沿った張力を厚さおよび幅を制御するように維持するように変化させてもよい。
【００２１】
ローラ対２１０の一実施の形態が、より詳細に図２に描かれている。延伸装置２００の各ローラ対２１０は、図２に描かれているように以下の要素を含み得ることを理解されたい。図２に描かれている実施形態において第１のローラアセンブリ２２０は、シャフト２１４に連結された駆動モータ２２２を含む。駆動モータ２２２は、シャフト２１４を通じて接触ホイール２１６にトルクを与えるように適合されている。接触ホイール２１６がガラスリボン１０５に接触した状態のままであるとき、接触ホイール２１６はガラスリボン１０５に牽引力を導入する。この牽引力がガラスリボン１０５の重量による重力と合わさって、ガラスリボン１０５の張力をガラスリボン１０５の延伸方向１０６およびガラスリボン１０５の横延伸方向１０８において維持することができる。
【００２２】
複数のローラ対２１０の動作は、例えば限定するものではないが、ガラスリボン１０５に印加されるトルクや、第１および第２のローラアセンブリ２２０、２３０の回転速度など、様々な条件に合わせて制御される。ガラスリボン１０５が依然粘弾性状態にある間に複数のローラ対２１０によってガラスリボン１０５に印加される牽引力が、ガラスリボン１０５を牽引または引き伸ばし、従って、ガラスリボン１０５が延伸装置２００を通過するときにガラスリボン１０５に印加される張力を制御することによって、ガラスリボン１０５の幾何学的寸法を制御する。ガラスリボン１０５が延伸装置２００を通って延伸されるとき、ガラスは冷える機会を得る。複数のローラ対２１０を備えているガラス製造装置は、ガラスリボン１０５が粘弾性転移を経るエリアにおいて、横方向延伸張力および／または下方延伸張力の制御および一貫性を向上させることができる。このエリアは、応力および平坦度がガラスリボン１０５内に設定される「設定ゾーン」と定義される。
【００２３】
さらに図２を参照すると、延伸装置２００の図示の実施形態の第１のローラアセンブリ２２０は、延伸装置２００の支持フレーム３００に連結されている。この実施形態において、駆動モータ２２２は支持フレーム３００にブラケット（図示なし）によって堅く連結され、このブラケットは、接触ホイール２１６に力が印加されるときに駆動モータ２２２の歪み、従って第１のローラアセンブリ２２０のシャフト２１４および接触ホイール２１６の歪みを防ぐ。
【００２４】
延伸装置２００の図示の実施形態の第２のローラアセンブリ２３０は、ガラスリボン１０５に対する第２のローラアセンブリ２３０の厚さ方向１０３における位置を制御する、作動システム２４０を含む。作動システム２４０は、第２のローラアセンブリ２３０のシャフト２１４に連結された、ガラスリボン１０５の延伸方向を横切る方向にシャフト２１４を並進させることができる、位置変更可能な支持部材２４２を含む。図２に描かれている実施形態において、位置変更可能な支持部材２４２は、直線軸受部材２４４および可動フレーム２４６を含む。可動フレーム２４６は、直線軸受部材２４４に沿って延伸方向を横切る方向に摺動する（ここでは可動フレーム２４６は、ガラスリボン１０５の厚さ方向１０３に並進する）。
【００２５】
第２のローラアセンブリ２３０は、延伸装置２００の支持フレーム３００と第２のローラアセンブリ２３０の可動フレーム２４６とに連結された、空気圧式アクチュエータ２４８をさらに含む。空気圧式アクチュエータ２４８は、ガラスリボン１０５に対する第２のローラアセンブリ２３０のシャフト２１４の位置と、従って接触ホイール２１６の位置とを制御する。空気圧式アクチュエータ２４８は伸長および格納して、それによりガラスリボン１０５に対する接触ホイール２１６の位置を変更するように適合されている。さらに空気圧式アクチュエータ２４８は、第１のローラアセンブリ２２０および第２のローラアセンブリ２３０の接触ホイール２１６がガラスリボン１０５への挟力を維持するように、接触ホイール２１６とガラスリボン１０５との間の力を維持するように適合されている。
【００２６】
図２に描かれている実施形態において、第１のローラアセンブリ２２０の接触ホイール２１６は駆動モータ２２２によって能動的に制御され、一方第２のローラアセンブリ２３０の接触ホイール２１６は自由に回転する。この実施形態において第２のローラアセンブリ２３０の接触ホイール２１６は、ガラスリボン１０５にトルクを与えないが第１および第２のローラアセンブリ２２０、２３０の間に挟力を提供して、それにより第１のローラアセンブリ２２０の接触ホイール２１６でガラスリボン１０５に印加される牽引力を変化させる、アイドルローラである。図示されていないが第２のローラアセンブリ２３０は、シャフト２１４および接触ホイール２１６に同様に連結された、接触ホイール２１６がガラスリボン１０５に接触するときに接触ホイール２１６にトルクを提供する、駆動モータをさらに含み得ることを理解されたい。このような実施形態において第１および第２のローラアセンブリ２２０、２３０は、ローラ対２１０の両方の駆動モータがガラスリボン１０５の張力に寄与するように夫々の駆動モータによって能動的に駆動される。
【００２７】
さらに図２のローラ対２１０の実施形態では、空気圧式アクチュエータ２４８は、挟力が印加される方向に伸長および格納するように位置変更可能な支持部材２４２に対して配向されるように描かれているが、空気圧式アクチュエータ２４８は、空気圧式アクチュエータ２４８の運動の方向を変化させる様々な固体結合またはケーブル結合を通じて、位置変更可能な支持部材２４２に連結させ得ることを理解されたい。こういった実施形態（図示なし）において空気圧式アクチュエータは、第２のローラアセンブリのシャフトおよび接触ホイールの位置決めを、空気圧式アクチュエータ自体の向きに関係なく制御し続ける。
【００２８】
さらに図２を参照すると、作動システム２４０は、空気圧式アクチュエータ２４８に流体連通している空気圧容器２５０をさらに含む。空気圧容器２５０は、各ローラ対２１０（図１参照）の空気圧式アクチュエータ２４８の夫々に周囲圧力よりも高い圧力で流体を供給するように適合されている。空気圧容器２５０は延伸装置２００の空気圧式アクチュエータ２４８の夫々に、流体マニホールド２５２を通じて連結され得る。流体マニホールド２５２は、流体を空気圧式アクチュエータ２４８の夫々に送出して空気圧式アクチュエータ２４８の動作を制御するよう、空気圧容器２５０を空気圧式アクチュエータ２４８の夫々に流体連通させる。従って流体マニホールド２５２は、単一のオペレータステーションからの複数の空気圧式アクチュエータ２４８の遠隔作動を可能にする。
【００２９】
第１および第２のローラアセンブリ２２０、２３０の接触ホイール２１６は、概して円筒状の形状である。しかしながら、接触ホイール２１６の寸法、特に接触ホイール２１６がその周りで回転する軸受（図示なし）と接触ホイール２１６との同心度の変動は、ガラスリボン１０５に接触している表面の振れの変動につながり得る。こういった変動は、ローラ対２１０の接触ホイール２１６間の距離を周期的に増加および減少させるため、ガラスリボン１０５に印加される垂直力の周期的な変動につながり得る。ガラスリボン１０５に印加される垂直力は、同様の周期的な変動に従う。ガラスリボン１０５に印加される垂直力の変動が減少すると、ガラスリボン１０５で所望の張力を維持しながらローラ対２１０によって印加される平均垂直力を低下させることができ、またガラスリボン１０５自体の変動を減少させることができる。本書で説明されるような第２のローラアセンブリ２３０を含む延伸装置２００の実施形態は、接触ホイール２１６の変動に基づいて空気圧式アクチュエータ２４８が第２のローラアセンブリ２３０を自律的に位置変更させることができるような、摩擦の減少を示すことができる。従って、第２のローラアセンブリ２３０の低摩擦の性質は、第２のローラアセンブリ２３０をガラスリボン１０５と第１のローラアセンブリ２２０とに対して浮動させることによって、対向する接触ホイール２１６により印加される垂直力の変動を減少させることができる。いくつかの実施形態において、本開示による第１および第２のローラアセンブリ２２０、２３０を組み込んだ延伸装置２００は、ガラスリボン１０５に印加される力の変動を、約３重量ポンド（１．３６１ｋｇ）未満、例えば約２重量ポンド（０．９０７ｋｇ）未満、例えば約１重量ポンド（０．４５４グラム）未満に制限することができる。
【００３０】
ここで図３を参照すると、延伸装置の作動システムに組み込まれる空気圧式アクチュエータ２４８の概略図が描かれている。この実施形態において空気圧式アクチュエータ２４８は、空気圧容器から供給された流体がピストン２６８の２つの側面沿いに作用するように、伸長注入ポート２６２および格納注入ポート２６４を組み込んだ複動シリンダ２６０である。伸長注入ポート２６２および格納注入ポート２６４は、ピストン２６８の対向する面沿いの圧力の平衡に基づいて伸長および格納するピストン２６８を挟んで、相対して位置決めされる。シリンダ２６０内の伸長注入ポート２６２に近接した流体の圧力が、シリンダ２６０内の格納注入ポート２６４に近接した流体の圧力よりも大きい場合、ピストン２６８は伸長する傾向がある。本書では、「伸長」方向および「格納」方向と特に述べたが、これらの方向は、図２に描いたような接触ホイールの伸長方向および格納方向を参照したものであることを理解されたい。従って、この伸長方向および格納方向は、ピストン２６８の伸長方向および格納方向に対応しない可能性がある。シリンダ２６０内の伸長注入ポート２６２に近接した流体の圧力が、シリンダ２６０内の格納注入ポート２６４に近接した流体の圧力を下回る場合、ピストン２６８は格納する傾向がある。従って、ピストン２６８を横切る圧力の平衡によって、ピストン２６８をシリンダ２６０内で伸長および格納することができる。
【００３１】
図３に描かれているように、空気圧式アクチュエータ２４８は、伸長注入ポート２６２に流体連通している伸長ノズル２６３と格納注入ポート２６４に流体連通している格納ノズル２６５とをさらに含み得る。伸長ノズル２６３および格納ノズル２６５の各通過流径２６６は、流体マニホールド２５２の直径、さらに夫々伸長注入ポート２６２および格納注入ポート２６４の直径よりも小さい。伸長ノズル２６３および格納ノズル２６５の通過流径２６６は、ノズルを通って流れる流体を制限することができ、それによりシリンダ２６０に対して流入および流出する流体を制限することができる。シリンダ２６０に対して流入および流出する流体を制限することによって、ピストン２６８の伸長速度および／または格納速度を夫々最大の伸長速度および格納速度から減少させることができると同時に、空気圧容器から供給される流体の圧力に基づきガラスリボンへの挟力を維持することができる。
【００３２】
いくつかの実施形態において、複数のシリンダ２６０の１つに流体連通している少なくとも１つの伸長ノズル２６３の流体通過速度は、別のシリンダ２６０に流体連通している別の伸長ノズル２６３の流体通過速度よりも少なくとも１０％小さくてもよい。伸長ノズル２６３の流体通過速度が減少すると、流体通過速度が高いシリンダ２６０に比べてピストン２６８の伸長速度を減少させることができる。ピストン２６８の伸長速度が減少すると、ガラスリボンに挟力を印加するときの速度を減少させることができる。ピストン２６８の伸長速度が減少すると、ガラスリボン接触のタイミングを複数のローラ対に亘って管理することも可能になり得、全てのピストンに空気圧容器から流体を供給した状態で、流体通過速度を減少させた伸長ノズルを含むローラ対は流体通過速度がより高い伸長ノズルを含むローラ対よりも、遅い時点でガラスリボンに接触することができる。
【００３３】
空気圧式アクチュエータ２４８は、ピストン２６８とシリンダ２６０との間に位置決めされた流体軸受２６９をさらに含み得る。流体軸受２６９は空気圧式アクチュエータ２４８の内部摩擦を、機械的に接触しているピストンリングを有する空気圧式アクチュエータに比べて減少させることができる。
【００３４】
作動システム２４０は、第２のローラアセンブリ２３０の接触ホイールをガラスリボンから引き離し易くするような力を第２のローラアセンブリ２３０に対し接触ホイールの格納に対応する方向に印加する、力部材２６７をさらに含んでもよい。一実施の形態において力部材２６７は、第２のローラアセンブリ２３０のシリンダ２６０のピストン２６８に連結された軸ばねでもよい。力部材２６７はピストン２６８に対し、接触ホイールをガラスリボンから格納するものに対応する方向に力を印加する。力部材２６７は、空気圧容器からの流体供給の圧力が万が一失われた場合に、ガラスリボンからの接触ホイールの自動格納を可能にする。
【００３５】
ここで図４を参照すると、空気圧容器と少なくとも１つの空気圧式アクチュエータとに流体連通している作動スイッチ２８０が描かれている。作動スイッチ２８０は作動部材２８２を含み、これによりオペレータは、空気圧式アクチュエータのピストンを選択的に伸長または格納するように、作動スイッチ２８０自体を通じて流体流を選択的に導くことができる。作動スイッチ２８０はさらに、付勢要素２８６と位置変更可能な戻り止め２８８とを含むロック部材２８４を含む。付勢要素は、位置変更可能な戻り止め２８８に係合して、ガラスリボンからの接触ホイールの格納に対応する第１の方向２８３に作動部材２８２を並進させることができる一方、ガラスリボンへの接触ホイールの伸長に対応する第２の方向２８５に並進しないように作動部材２８２を制限する。オペレータは、位置変更可能な戻り止め２８８が作動部材２８２から間隔が隔てられるように、手動でまたは自律的に、付勢要素２８６に勝ることによって位置変更可能な戻り止め２８８を位置変更させることができ、それにより作動部材２８２は、接触ホイールのガラスリボンとの係合に資する方向にシリンダに流体流を導くことが可能になる。従って、位置変更可能な戻り止め２８８は、オペレータが接触ホイールを単一の動作（すなわち、作動部材２８２の移動）でガラスリボンから格納することを可能とし、かつオペレータが接触ホイールを単一の動作でガラスリボンへと伸長させることを防ぐ。代わりに作動スイッチ２８０は、オペレータに複数の動作（すなわち、位置変更可能な戻り止め２８８を位置変更し、かつ作動部材２８２を移動させる）を行って接触ホイールをガラスリボンに向けて伸長させるよう強制する、冗長機構を提供する。従って、作動スイッチ２８０はオペレータに、接触ホイールを格納するためには単純なインターフェースを提供し、また接触ホイールを伸長させるためにはより複雑なインターフェースを提供して、それにより接触ホイールをガラスリボンへと不用意に伸長させる可能性を低減させる。
【００３６】
作動システムは以上に説明したような作動スイッチ２８０を組み込み得るが、作動システムは空気圧式アクチュエータの動作を管理するために、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な電気的な、電気機械的な、または水圧式の、制御系を組み込み得ることを理解されたい。
【００３７】
ここで図５〜７を参照すると、ローラ対への作動システム２４０の種々の取付け構成が描かれている。延伸装置において処理されているガラスリボンは高温であるため、延伸装置の構成要素は（作動システム２４０の構成要素を含めて）ガラスリボンに近接していることに起因して温度が高くなりやすい。延伸装置の構成要素と、特に作動システム２４０の空気圧式アクチュエータ２４８の温度が高くなると、例えば空気圧式アクチュエータ２４８の摩擦が増加して構成要素の性能が低下し得る。一例において、空気圧式アクチュエータの構成要素の温度が上昇すると、種々の構成要素の熱膨張係数の違いによって、ピストン２６８の寸法およびピストン２６８の一部分を包囲するピストンシールの寸法の、変化につながり得る。これらの構成要素の寸法の変化は、空気圧式アクチュエータ２４８の摩擦の増加に資する可能性がある隙間嵌めの縮小や、あるいは空気圧式アクチュエータ２４８からの流体漏出の増加に資する可能性がある隙間嵌めの拡大につながり得る。本書で上述したように、空気圧式アクチュエータ２４８の摩擦の増加は、ガラスリボンに印加される平均挟力を増加させ得、またガラスリボンに印加される挟力のばらつきを増加させ得る。空気圧式アクチュエータ２４８からの流体の漏出は、同様にガラスリボンに印加される挟力のばらつきを増加させ得、従って接触ホイールとガラスリボンとの間のすべりの可能性を低減するために平均挟力の増加が必要となり得る。さらに空気圧式アクチュエータ２４８からの流体の漏出は、ガラスリボンから離れる熱伝達を局所的に減少させる可能性があり、これがガラスリボンに局所的な応力を誘導して、ガラスリボンから作られる部品の性質に悪影響を与える可能性がある。
【００３８】
図５〜７に描かれている作動システム２４０の取付け構成は、ガラスリボンが延伸装置２００を通過するときにガラスリボンから空気圧式アクチュエータ２４８内へと導かれる、熱伝達を減少させる。これらの取付け構成の夫々は、ガラスリボンから空気圧式アクチュエータ２４８への熱注入に対する耐熱性を向上させる、非金属材料などの断熱材料から作製された断熱部材３１０を含む。このような断熱材料の例として、マサチューセッツ州ピッツフィールド所在のサビック（Sabic）から入手可能なＵｌｔｅｍ樹脂などのポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ジョージア州アルファレッタ所在のSolvay Advanced Polymers社から入手可能なＲａｄｅｌ樹脂などのポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）樹脂、Solvay Advanced Polymers社から入手可能なＴｏｒｌｏｎ樹脂などのポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、および、アイオワ州ポストビル（Postville）所在のNorplex-Micarta Industrial Compositesから入手可能なＧａｒｏｌｉｔｅなどのマイカルタ積層複合体が挙げられる。断熱材料は様々な商業メーカーおよび／または販売者から入手可能であろう。断熱材料の熱伝導率は、支持フレームを構成するアルミニウム合金および合金鋼の熱伝導率を下回るものでもよい。
【００３９】
ここで図５を参照すると、断熱部材３１０の一実施の形態は、空気圧式アクチュエータ２４８の据付け面２４９と支持フレーム３００の合わせ面３０２との間に位置決めされた、複数のスペーサ３１２と、空気圧式アクチュエータ２４８を支持フレーム３００に連結する周辺留め具３０４とを含む。スペーサ３１２は、据付け面２４９と合わせ面３０２との間の接触エリアの接触面を減少させることによって、支持フレーム３００の合わせ面３０２から空気圧式アクチュエータ２４８の据付け面２４９への熱伝達を低減する。
【００４０】
ここで図６を参照すると、断熱部材３１０の別の実施形態は、空気圧式アクチュエータ２４８の据付け面２４９と支持フレーム３００の合わせ面３０２との間に位置決めされた、スペーサ平面３２０を含む。スペーサ平面３２０は、空気圧式アクチュエータ２４８を支持フレーム３００に連結する留め具３０４が中を通って延在する、複数の貫通孔３２２を含む。
【００４１】
ここで図７を参照すると、断熱部材３１０の別の実施形態は、空気圧式アクチュエータ２４８の据付け面２４９と支持フレーム３００の合わせ面３０２との間に位置決めされた、閉止スペーサプレート３３０を含む。閉止スペーサプレート３３０は複数の貫通孔３３２を含む。閉止貫通孔３３２の第１の組３３４は、閉止スペーサプレート３３０を空気圧式アクチュエータ２４８に連結するために留め具に対してクリアランスを提供する。閉止貫通孔３３２の第２の組３３６は、閉止スペーサプレート３３０を支持フレーム３００に連結するために留め具に対してクリアランスを提供する。閉止スペーサプレート３３０を空気圧式アクチュエータ２４８に連結する留め具を、閉止スペーサプレート３３０を支持フレーム３００に連結する留め具から分離させることによって、空気圧式アクチュエータ２４８と支持フレーム３００との両方に接触する金属要素（例えば、留め具３０４）が存在しないように、閉止スペーサプレート３３０は空気圧式アクチュエータ２４８の据付け面２４９と支持フレーム３００の合わせ面３０２との間の伝導経路に遮熱部３３８を生成する。従って、閉止スペーサプレート３３０の遮熱部３３８を横切る熱は、空気圧式アクチュエータ２４８への熱伝達速度を減少させるよう、留め具３０４よりも伝導性熱伝達に対する抵抗が大きい閉止スペーサプレート３３０の断熱材料を通過する。
【００４２】
さらに図７を参照すると、作動システム２４０は調節可能な止め具７００を含み得る。調節可能な止め具７００は、空気圧式アクチュエータ２４８のピストンの並進を、少なくとも１つの方向において制限する。図７に描かれているように、調節可能な止め具は位置決め部材７１２およびロック部材７１０を含む。図示の実施形態において、位置決め部材７１２は支持フレーム３００に接触しており、それにより可動フレーム２４６の並進を制限する。ロック部材７１０は位置決め部材７１２に押し付けて固定され、可動フレーム２４６に対する位置決め部材７１２の位置を維持する。延伸装置のオペレータは、調節可能な止め具７００ａを制限位置に位置決めすることによって可動フレーム２４６の並進を制限するように、あるいは調節可能な止め具７００ｂをクリアランス位置に位置決めすることによって可動フレーム２４６のフルストロークを可能にするように、調節可能な止め具７００を選択的に位置決めすることができる。可動フレーム２４６の並進の制限は、例えば、延伸装置の構成要素の修理または交換の際に有用になり得る。図２に描かれている延伸装置の接触ホイールは摩耗しやすく、従って定期的に交換される。支持フレーム３００に対して制限位置に調節可能な止め具７００ａを位置決めすることによって、オペレータは可動フレーム２４６を、従って接触ホイールを、交換作業のために固定することができる。
【００４３】
ここで、空気圧式アクチュエータを組み込んだ延伸装置およびローラ対は、低摩擦の作動システムを提示して、ガラスリボンが延伸装置を通過するときに対向する接触ローラによってガラスリボンに印加される挟力を管理することを理解されたい。挟力の変動が減少すると、接触ローラによるガラスリボンのすべりの可能性を最小限に抑えながら、ガラスリボンに印加する必要がある平均の力を減少させることができる。延伸装置内の各ローラ対は、各ローラ対に亘って挟力を制御する空気圧容器に流体連通している、空気圧式アクチュエータを含み得る。さらに各空気圧式アクチュエータは、ガラスリボンに印加される挟力を一人のオペレータで管理することができるよう、同時にまた遠隔で作動させることができる。
【００４４】
第１の態様において本開示は、延伸方向に移動しているガラスリボンに力を印加するためのローラ対であって、ガラスリボンの対向する面に沿って位置決めされた、夫々がシャフトとシャフトに連結された接触ホイールとを備えている、第１のローラアセンブリおよび第２のローラアセンブリを備え、第１のローラアセンブリのシャフトが支持フレームに連結され、かつ第２のローラアセンブリのシャフトが作動システムに連結され、作動システムが、ガラスリボンの延伸方向を横切る方向における第２のローラアセンブリのシャフトの並進を可能にする、位置変更可能な支持部材と、ガラスリボンの延伸方向を横切る方向における第２のローラアセンブリの接触ホイールの位置を制御する、空気圧式アクチュエータと、流体を高圧で空気圧式アクチュエータに送出する、空気圧式アクチュエータに流体連通している空気圧容器とを備えている、ローラ対を提供する。
【００４５】
第２の態様において本開示は、延伸方向に移動しているガラスリボンに力を印加するための延伸装置であって、支持フレーム、および、延伸方向において複数の位置に配置された複数のローラ対、を含み、この複数のローラ対の夫々が、ガラスリボンの対向する面に沿って位置決めされた、夫々がシャフトとシャフトに連結された接触ホイールとを備えている、第１のローラアセンブリおよび第２のローラアセンブリを備え、第１のローラアセンブリのシャフトが支持フレームに連結され、かつ第２のローラアセンブリのシャフトが作動システムに連結され、作動システムが、ガラスリボンの延伸方向を横切る方向における第２のローラアセンブリのシャフトの並進を可能にする、位置変更可能な支持部材と、ガラスリボンの延伸方向を横切る方向における第２のローラアセンブリの接触ホイールの位置を制御する、空気圧式アクチュエータと、空気圧容器と、ローラ対の夫々の空気圧式アクチュエータおよび空気圧容器に連結され、空気圧容器をローラ対の夫々の空気圧式アクチュエータに流体連通させる、流体マニホールドとを備えている、延伸装置を提供する。
【００４６】
第３の態様において本開示は、空気圧式アクチュエータが、容器から送出された流体を使用して空気圧式アクチュエータを伸長および格納させる複動シリンダを含む、第１または第２の態様のローラ対を提供する。
【００４７】
第４の態様において本開示は、空気圧式アクチュエータが、伸長方向に対応する空気圧式アクチュエータの注入ポートに流体連通している伸長ノズルと、格納方向に対応する空気圧式アクチュエータの注入ポートに流体連通している格納ノズルとをさらに含み、伸長ノズルおよび格納ノズルが空気圧式アクチュエータの伸長速度および格納速度を夫々制限するように、伸長ノズルおよび格納ノズルが夫々の注入ポートよりも小さい流体通過速度を有する、第３の態様のローラ対を提供する。
【００４８】
第５の態様において本開示は、作動システムが、空気圧容器と空気圧式アクチュエータとに流体連通している作動スイッチをさらに備え、この作動スイッチが、空気圧式アクチュエータを伸長または格納するために作動スイッチを通る流体流を選択的に導く、作動部材と、付勢要素および位置変更可能な戻り止めを含む、ロック部材とを備え、付勢要素が位置変更可能な戻り止めに係合して、作動部材が第１の方向に並進することを可能としかつ作動部材が第２の方向に並進しないように制限する、第１から第４の態様のいずれか１つのローラ対を提供する。
【００４９】
第６の態様において本開示は、作動システムが、第２のローラアセンブリの接触ホイールをガラスリボンから引き離すものに対応する方向に第２のローラアセンブリに力を印加する、力部材をさらに含む、第１から第５の態様のいずれか１つのローラ対を提供する。
【００５０】
第７の態様において本開示は、第１のローラアセンブリおよび第２のローラアセンブリのうちの少なくとも１つが、シャフトに連結されかつ接触ホイールの回転を制御する、駆動モータをさらに備えている、第１から第６の態様のいずれか１つのローラ対を提供する。
【００５１】
第８の態様において本開示は、空気圧式アクチュエータが支持フレームに連結されている、第１から第７の態様のいずれか１つのローラ対を提供する。
【００５２】
第９の態様において本開示は、作動システムが、空気圧式アクチュエータの据付け面と支持フレームの合わせ面との間に位置決めされた断熱部材をさらに含む、第８の態様のローラ対を提供する。
【００５３】
第１０の態様において本開示は、支持フレームが、金属材料と、支持フレームの金属材料よりも耐熱性が大きい材料を含む断熱部材とを備えている、第９の態様のローラ対を提供する。
【００５４】
第１１の態様において本開示は、支持フレームから空気圧式アクチュエータへの伝導経路が金属要素の分断を含むように断熱部材が遮熱部を画成する、第１０の態様のローラ対を提供する。
【００５５】
第１２の態様において本開示は、作動システムが、第２のローラアセンブリの接触ホイールをガラスリボンから引き離すものに対応する方向に第２のローラアセンブリに力を印加する、力部材をさらに含む、第１から第１０の態様のいずれか１つのローラ対を提供する。
【００５６】
第１３の態様において本開示は、少なくとも１つの空気圧式アクチュエータの伸長ノズルの流体通過速度が、別の空気圧式アクチュエータの伸長ノズルの流体通過速度よりも少なくとも１０％小さい、第４から第１２の態様のいずれか１つのローラ対を提供する。
【００５７】
第１４の態様において本開示は、空気圧容器とローラ対の夫々の空気圧式アクチュエータとに流体連通している作動スイッチをさらに備え、この作動スイッチが、ローラ対の夫々の空気圧式アクチュエータを伸長または格納するために作動スイッチを通る流体流を選択的に導くよう適合された、作動部材と、付勢要素および位置変更可能な戻り止めを含む、ロック部材とを備え、付勢要素が位置変更可能な戻り止めに係合して、作動部材が第１の方向に並進することを可能としかつ作動部材が第２の方向に並進しないように制限する、第２の態様の延伸装置を提供する。
【００５８】
請求される主題の精神および範囲から逸脱することなく、本書において説明された実施形態の種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。従って、本書において説明される種々の実施形態の改変および変形が、添付の請求項およびその同等物の範囲内であるならば、本明細書はこのような改変および変形を含むと意図されている。
【符号の説明】
【００５９】
１０５    ガラスリボン
２００    延伸装置
２１０    ローラ対
２１４    シャフト
２１６    接触ホイール
２２０    第１のローラアセンブリ
２２２    駆動モータ
２３０    第２のローラアセンブリ
２４０    作動システム
２４２    位置変更可能な支持部材
２４８    空気圧式アクチュエータ
２５０    空気圧容器
２５２    流体マニホールド
２６０    複動シリンダ
２６２、２６４    注入ポート
２６３    伸長ノズル
２６５    格納ノズル
２６７    力部材
２８０    作動スイッチ
２８２    作動部材
２８４    ロック部材
２８６    付勢要素
２８８    位置変更可能な戻り止め
３００    支持フレーム
【図１】
2016505500.tif 000003
【図２】
2016505500.tif 000004
【図３】
2016505500.tif 000005
【図４】
2016505500.tif 000006
【図５】
2016505500.tif 000007
【図６】
2016505500.tif 000008
【図７】
2016505500.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月8日(2015.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
第１２の態様において本開示は、作動システムが、第２のローラアセンブリの接触ホイールをガラスリボンから引き離すものに対応する方向に第２のローラアセンブリに力を印加する、力部材をさらに含む、第６から第１０の態様のいずれか１つのローラ対を提供する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2016505500.tif 000010
【国際調査報告】
2016505500.tif 000011
2016505500.tif 000012