JP2008266070A - 成形ローラ及びガラス板の成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガラス板の成形時にガラスリボンの幅方向両端縁部を挟持すべく離隔して配置される各ローラ部材を、ローラ軸の軸方向に対して容易に位置変更できるようにして、成形ローラ自体の交換を不要にして、生産性の向上を図る。
【解決手段】 ガラス板を成形する過程で、溶融ガラスＧを帯状に成形してなるガラスリボンＲの幅方向両端縁部を表裏両側から挟持するローラ部材６備えたローラ構体５を、表裏両側でそれぞれローラ軸７に装着してなる成形ローラ４であって、ローラ構体５は、ガラスリボンＲの幅方向両端縁部に対応する位置に離隔して配置されると共に、それらのローラ構体５は、ローラ軸７の軸方向両側にそれぞれ位置調整可能となるように装着されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、成形ローラ及びガラス板の成形装置に係り、詳しくは、ガラス板の成形過程で、ガラスリボンの幅方向両端縁部を表裏両側から挟持するためのローラ構体を、表裏両側でそれぞれローラ軸に装着してなる成形ローラ及びこれを備えたガラス板の成形装置に関する。

近年、電子機器産業の発達に伴って、各種電子機器、とりわけ液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ及びプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイのガラス基板は、大量にディスプレイメーカ等に供給する必要があることから、ガラス板の量産化が推進されている。これらのガラス板は、量産化を図り得る各種の方法で成形されているのが実情であるが、例えば液晶ディスプレイ用ガラス基板に代表されるような薄肉のガラス板の製造に際しては、溶融ガラスを上方から下方に帯状に流下させることにより、ガラス板を成形するダウンドロー法が広く採用されている。

この種のダウンドロー法においては、上面に溝状の凹部が形成された成形体に溶融ガラスを供給し、その凹部から溶融ガラスを溢流させ、且つ成形体の両側から流下する溶融ガラスを成形体の下方で合流させて帯状に成形するオーバーフロー方式や、下面にスリットが形成された成形体に溶融ガラスを供給し、その下面から溶融ガラスを流下させて帯状に成形するスリットダウン方式が公知となっている。

これらのガラス板を成形する成形装置には、例えば特許文献１に開示されているように、オーバーフロー方式が採用された成形体の下方に、溶融ガラスを帯状に成形してなるガラスリボンの幅方向両端縁部を表裏両側から挟持して下方側に送る成形ローラが上下方向の複数箇所に配設されている。

この種の成形ローラは、耐熱素材からなるローラ部材と該ローラ部材を固定する部材等とを、ローラ軸上に配設して構成されるのが通例であり、スリーブ状のローラ部材をローラ軸上に被せる構造の成形ローラや、特許文献２（図１）及び特許文献３（図１）に開示されているように耐熱素材からなるディスクを複数枚積層して形成されたローラ部材をローラ軸上に配設する構造の成形ローラが存在する。

この場合、成形ローラのローラ部材は、ガラス板（ガラスリボン）の幅方向両端縁部である非有効面のみに接触して挟持する必要がある。そのため、特許文献２（図１）に開示された成形ローラは、ローラ軸に沿って連続して延びる単一のローラ部材の軸方向中央部領域を縮径させる方式が採用され、特許文献２（図６）及び特許文献３（図１）に開示された成形ローラは、ローラ軸の軸方向中央部領域にローラ部材を存在させずにその軸方向両端部にローラ部材を離隔させて配置する方式が採用されている。尚、上述の特許文献１（図１）には、ローラ部材をガラスリボンの幅方向両端側でそれぞれ片持ち支持させてなる成形ローラが開示されている。

特開平５−１２４８２６号公報 特表２００５−５２０７７４号公報 特開２００４−４３２４０号公報

ところで、上記の特許文献２（図６）及び特許文献３（図１）に開示されているように、ローラ軸の軸方向両端部にローラ部材を離隔させて装着する構造の成形ローラによれば、それぞれのローラ部材の軸方向両側に、該ローラ部材の軸方向移動を規制する規制部材としての取付け具或いは円環状体がローラ軸上に装着されている。

この場合、特許文献３（段落００１３）には、それぞれのローラ部材の軸方向中央部側への移動を規制する規制部材（円環状のフランジ）が、ローラ軸にあらかじめ固着されていることが記載されている。また、特許文献２（段落００１６）には、ローラ軸の軸方向中央部から両端部に連続して延びる単一のローラ部材ではあるものの、該ローラ部材の軸方向一方側への移動を規制する規制部材（取付け具）が、ローラ軸に永久的に固定され或いはローラ軸の一部として一体に形成することが記載されている。

これらの記載を参酌して言及すると、ローラ軸の軸方向両端部にそれぞれローラ部材を装着してなる成形ローラは、従来においては、それぞれのローラ部材の軸方向中央部側に配置される規制部材が、ローラ軸に溶接等により抜脱不能に固着され或いはローラ軸の一部として一体形成されていた。そのため、ローラ軸に対するそれぞれのローラ部材の軸方向位置は、あらかじめ決められた位置となり、それらの位置を変更することは不可能であった。

それにも拘わらず、この成形ローラが使用されるガラス板の成形装置においては、製作されるガラス板の品種を切り替えることが多々あり、その品種切り替えによりガラスリボンの幅が変更されるという事態を招く。そのため、一種類の成形ローラを使用しているのみでは、上記の品種切り替えがあった場合に、ローラ軸の軸方向両端部に存するローラ部材の位置と、それらのローラ部材により挟持されるべきガラスリボンの幅方向両端縁部の位置とが、合致しなくなる。

従って、従来の成形ローラの構造では、上記の品種切り替えがある度に、ローラ軸に対するローラ部材の軸方向位置が異なる他の種類の成形ローラと交換する必要があり、しかも複数対の全ての成形ローラを交換せねばならなくなり、その取り替え作業に多大な労苦や長時間を要するのみならず、生産性の低下を招くという問題を有していた。

本発明は、上記事情に鑑み、ガラス板の成形時にガラスリボンの幅方向両端縁部を挟持すべく離隔して配置される各ローラ部材を、ローラ軸の軸方向に対して容易に位置変更できるようにして、成形すべきガラス板の品種切り替え等に起因してガラスリボンの幅が変更された場合であっても、成形ローラ自体の交換を不要にすると共に、交換作業の煩雑化や時間的ロスを大幅に軽減し、生産性の向上を図ることを技術的課題とする。

上記技術的課題を解決するために創案された本発明は、ガラス板を成形するに際して、溶融ガラスを帯状に成形してなるガラスリボンの幅方向両端縁部を表裏両側から挟持するローラ部材を備えたローラ構体を、表裏両側でそれぞれローラ軸に装着してなる成形ローラであって、前記ローラ構体は、ガラスリボンの幅方向両端縁部に対応する位置に離隔して配置されると共に、それらのローラ構体は、前記ローラ軸の軸方向両側にそれぞれ位置調整可能となるように装着されていることに特徴づけられる。

このような構成によれば、成形ローラに装着されているローラ構体、詳しくはガラスリボンの幅方向両端縁部に対応する位置に離隔して配置された一対のローラ構体が、ローラ軸の軸方向一方側と他方側との両側にそれぞれ位置調整可能となるように装着されている。すなわち、各ローラ構体のローラ軸上における位置は、従来のようにあらかじめ決められた位置以外に変更できないのではなく、位置調整をすることにより軸方向に対して変更できることになる。これに伴って、各ローラ構体の構成要素である各ローラ部材も、ローラ軸の軸方向に対して位置を変更できることになり、その結果として、ガラスリボンの幅方向に対して、各ローラ部材の位置を変更できることになる。これにより、成形すべきガラス板の品種切り替え等に起因してガラスリボンの幅が変更された場合であっても、ローラ軸の軸方向に対する各ローラ構体の位置を変更するだけで、変更後のガラスリボンについても、その幅方向両端縁部（非有効面部）を各ローラ部材により的確に挟持できることになる。その結果、成形ローラ自体の交換が不要になり、その交換作業の煩雑化が回避されると共に、時間的ロスが大幅に軽減され、ひいては生産性の向上が図られる。

この場合、前記ローラ構体は、前記ローラ軸の外周側に周方向移動を規制されて嵌合され且つ円筒部の軸方向一端にフランジ部が形成された芯部材と、該芯部材の円筒部の外周側に嵌合されたローラ部材と、前記芯部材の円筒部の外周側に嵌合され且つ前記ローラ部材を該芯部材のフランジ部との間に挟持して固定保持する環状部材とを有する構成とすることができる。

このようにすれば、ローラ部材をローラ軸の外周側に簡単に装着できるユニット化されたローラ構体を得ることができる。尚、前記ローラ部材は、耐熱性素材、例えばセラミックからなることが好ましく、前記芯部材及び環状部材は、金属、例えばステンレス鋼からなることが好ましい。

また、前記ローラ構体の構成要素である環状部材は、前記芯部材の円筒部におけるフランジ部と反対側の端部外周面に形成されたネジ部に螺合するナット部材からの軸方向の押圧力を受けて、前記ローラ部材をフランジ部に押し付ける構成とすることができる。

このようにすれば、ローラ部材を容易且つ確実に芯部材に固定保持させることが可能となる。

更に、前記ローラ構体は、前記芯部材のフランジ部をローラ軸の軸方向中央部側に位置させて該ローラ軸に装着されていることが好ましい。

このようにすれば、ローラ軸にローラ構体を装着した状態で、芯部材のネジ部に対するナット部材の螺着及び取り外し作業、芯部材の円筒部に対する環状部材の嵌合離脱作業、芯部材の円筒部に対するローラ部材の嵌合離脱作業、及びローラ軸に対する芯部材の嵌合離脱作業を効率良く行うことが可能となる。また、上記の構成にすることにより、フランジ部と反対側の端部外周面に形成されたネジ部に螺合するナット部材は、ガラスリボンからの高熱雰囲気に曝される程度がガラスリボンの幅方向の中央部側に比して緩和された状態となることから、ナット部材の焼き付きを回避できることにより、ローラ構体の解体交換作業を効率良く行うことが可能となる。

また、前記ローラ構体の軸方向両側に、前記ローラ軸上の所定範囲内における軸方向任意位置で前記ローラ構体の軸方向移動を規制する規制部材を配設することが好ましい。

このようにすれば、ローラ構体ひいてはローラ部材のローラ軸上における位置を微調整できることも含めて、連続的にローラ部材の軸方向位置を変更することが可能となり、多種類のガラス板の品種切り替えに対処できるだけでなく、ガラスリボンの幅方向両端縁部にローラ部材を正確に位置決めすることが可能となる。

この場合、前記規制部材は、前記ローラ軸の外周側に嵌合され且つ該ローラ軸に締付け力を作用させるセットカラーであることが好ましい。

このようにすれば、ローラ軸上での規制部材の締め付け及び弛め作業を容易に行うことができ、ローラ構体ひいてはローラ部材の軸方向位置調整作業が簡略化される。

また、前記ローラ部材の外周面における軸方向全領域または一部領域が、前記芯部材のフランジ部の外周面及び環状部材の外周面よりも径方向外周側に隆起していることが好ましい。

このようにすれば、芯部材のフランジ部の外周面及び環状部材の外周面が、ガラスリボンに接触することを好適に回避することができ、ローラ部材のみで適切にガラスリボンを挟持することが可能となる。

この場合、前記ローラ部材の外周面における軸方向中央部領域が、該外周面の他の領域よりも径方向外周側に隆起していることが好ましい。

このようにすれば、ローラ部材の外周面とガラスリボンとの接触状態を良好に維持した上で、ガラスリボンを適切に送り移動させることが可能となる。

以上の構成において、前記ガラス板を、液晶ディスプレイ用ガラス基板とすることができる。

このようにすれば、薄肉大型化が推進されている液晶ディスプレイ用ガラス基板を、高品位に成形する上で有利となる。

この場合、前記液晶ディスプレイ用ガラス基板は、ダウンドロー法により成形することができる。

このようにすれば、成形体から流下した溶融ガラスが帯状のガラスリボンとなって例えば徐冷炉内を下方に送られる際に、その徐冷炉内に上記構成を備えた成形ローラを設置しておくことにより、ガラスリボンの幅方向両端縁部の最適位置をローラ部材で挟持して該ガラスリボンに対して適切な送りを付与することが可能となる。

そして、以上の構成を備えた成形ローラを、ガラスリボンの長手方向複数箇所を挟持するように複数対備えることにより、ガラス板の成形装置を提供することができる。

このようなガラス板の成形装置によれば、成形ローラの各種態様に応じて既に述べた事項と同様の作用効果を得ることができる。

以上のように本発明によれば、ローラ軸上における各ローラ構体は、軸方向両側に位置調整可能とされているため、各ローラ構体の構成要素である各ローラ部材も、ローラ軸の軸方向に対して位置を変更できることになる。これにより、成形すべきガラス板の品種切り替え等に起因してガラスリボンの幅が変更された場合であっても、ローラ軸の軸方向に対する各ローラ構体の位置を変更するだけで、変更後のガラスリボンについても、その幅方向両端縁部を各ローラ部材が的確に挟持できることになる。その結果、成形ローラ自体の交換が不要になり、その交換作業の煩雑化の回避、及び時間的ロスの大幅な軽減、更には生産性の向上が図られる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る成形ローラが使用されたガラス板の成形装置（オーバーフローダウンドロー方式採用）における主要部の概略構成を示す側面図、図２は、成形ローラの単体正面図、図３は、成形ローラの構成要素であるローラ構体を示す拡大縦断正面図、図４は、その側面図である。

図１に示すように、ガラス板の成形装置１は、上面に凹部２ａが形成された成形体２に溶融ガラスＧを供給すると共に、凹部２ａから溢流して成形体２の両側を流下する溶融ガラスＧを、成形体の下方で合流させて帯状のガラスリボンＲに成形し、これを更に下方で固化させることによりガラス板を得るように構成されている。そして、帯状のガラスリボンＲが下方に移動していく途中で、そのガラスリボンＲは、アニール炉３の内部を通過することにより徐冷処理を受けるが、アニール炉３の内部には、ガラスリボンＲの上下方向複数箇所（図例では五箇所）を表裏両側から挟持するローラ部材６を有する成形ローラ４が複数対配設されている。尚、これらの成形ローラ４には、同図に矢印で示す方向に回転駆動力が付与されている。

図２に示すように、成形ローラ４は、ローラ軸７の軸方向両端部に、ローラ部材６を有するローラ構体５がそれぞれ装着され、この一対のローラ構体５は、上記ガラスリボンＲの幅方向両端縁部に対応する位置に離隔して配設されている。そして、一対のローラ構体５は、ローラ軸７の軸方向両側（ａ−ａ方向）にそれぞれ位置調整可能とされている。すなわち、一対のローラ構体５は、ローラ軸７上の所定範囲Ａ内における軸方向任意位置にそれぞれ位置決め固定することが可能となるように構成されている。

詳述すると、図３に示すように、ローラ構体５は、ローラ軸７の外周側に嵌合され且つ円筒部８ａの一端に円環状のフランジ部８ｂが一体形成された金属製の芯部材８と、この芯部材８の円筒部８ａの外周側に嵌合された上述のローラ部材６と、芯部材８の円筒部８ａの外周側に嵌合され且つローラ部材６をフランジ部８ｂとの間に挟持して固定保持する円環状部材９とを備えてなる。更に、芯部材８の円筒部８ａにおけるフランジ部８ｂと反対側の端部には、その外周面に雄ネジ部８ｃが形成され、この雄ネジ部８ｃに螺合する二個のナット部材１０から円環状部材９が軸方向の押圧力を受けている。そして、この円環状部材９が、その押圧力によってローラ部材６をフランジ部８ｂに押し付けた状態で二個のナット部材１０によりロックされている。従って、本実施形態では、ローラ構体５は、芯部材８と、ローラ部材６と、円環状部材９と、ナット部材１０とから構成されている。

また、ローラ部材６の外周面における軸方向中央部領域には、その中央部領域の軸方向両側の領域よりも径方向外周側に隆起する（大径の）隆起部６ａが形成され、この隆起部６ａのみがガラスリボンＲに接触する構成とされている。尚、芯部材８のフランジ部８ｂの外径及び円環状部材９の外径は、ローラ部材６の軸方向両端部の外径よりも小径または略同径とされると共に、ナット部材１０の外径は円環状部材９の外径よりも小径とされている。

更に、芯部材８の内周面には、軸方向に直線上に延びる凹溝８ｄが形成されると共に（図４参照）、ローラ軸７の外周面には、軸方向に直線上に延びる凸条７ｄが形成され（図２参照）、これらの凹溝８ｄと凸条７ｄとが係合することにより、ローラ軸７に対する芯部材８の周方向移動が規制されている。この場合、凸条７ｄは凹溝８ｄよりも長尺に形成され、この凸条７ｄの軸方向寸法は、ローラ構体５がローラ軸７上を移動可能な所定範囲Ａに対応している。

更に、図２に示すように、ローラ構体５の軸方向両側には、ローラ軸７上の所定範囲Ａ内における軸方向任意位置でローラ構体５の移動を規制する規制部材１１がそれぞれ配設されている。これらの規制部材１１は、ローラ軸７の外周側に嵌合され且つローラ軸７に締付け力を作用させるセットカラーからなるものである。これらのセットカラー１１は、円環状体を半割り状態としてローラ軸７に嵌合させ、ボルト等の締結部材１２で半割り状態の円環状体の内周面が縮径するように締付けることにより、ローラ軸７上に固定されるものである。本実施形態では、一方のセットカラー１１は、芯部材８のフランジ部８ｂの端面に当接し、他方のセットカラー１１は、芯部材８の円筒部８ａの端面に当接している。

このような構成によれば、幅方向寸法が第１の寸法のガラス板を成形すべく、成形体２から流下した溶融ガラスＧを第１の寸法に対応する幅のガラスリボンＲとする工程から、品種が異なることにより幅方向寸法が第２の寸法のガラス板を成形すべく、溶融ガラスＧを第２の寸法に対応する幅のガラスリボンＲとする工程に切り替える際には、以下に示すような作業が実行される。

すなわち、成形ローラ４を成形装置１から一旦取り出し、ローラ軸７上におけるローラ構体５の軸方向両側のセットカラー１１を弛める。これにより、ローラ構体５の軸方向移動の規制が解除されて、ローラ構体５は、ローラ軸７上における所定範囲Ａ内において軸方向両側に移動可能となる。このような状態で、ローラ構体５のローラ部材６が、上述の第１の寸法に対応するガラスリボンＲの幅方向両端縁部を挟持する位置から、第２の寸法に対応するガラスリボンＲの幅方向両端縁部を挟持する位置まで移行するように、ローラ構体５を軸方向に移動させる。この後、ローラ構体５の軸方向両側のセットカラー１１をそれぞれ締付けることにより、ローラ構体５ひいてはローラ部材６は、要求されるべき軸方向位置に位置決め固定される。このようにローラ構体５のローラ部材６が第２の寸法に対応するガラスリボンＲの幅方向両端縁部を挟持する位置まで移行した成形ローラ４を再び成形装置１に取り付け、第２の寸法のガラス板の成形に供するようにする。

このように、成形すべきガラス板の品種切り替えに起因してガラスリボンＲの幅が変更された場合であっても、ローラ軸７の軸方向に対するローラ構体５の位置を変更するだけで、つまりローラ構体５についてはそのままの組み付け状態を維持して軸方向位置を変更するだけで、幅の変更後のガラスリボンＲについても、その幅方向両端縁部をローラ部材６が適切に挟持できることになる。従って、成形ローラ４自体の交換が不要になり、その交換作業の煩雑化が回避されると共に、時間的ロスが大幅に軽減され、生産性の向上を図ることが可能となる。

尚、上記実施形態は、オーバーフローダウンドロー方式を採用したガラス板の成形装置に本発明を適用したが、スリットダウンドロー方式その他の方式を採用したガラス板の成形装置についても同様に本発明を適用することができる。

本発明に係る成形ローラ及びガラス板の成形装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ等の各種画像表示機器用のガラスパネルの製作に用いられるガラス基板の成形、並びに各種電子表示機能素子や薄膜を形成するための基材として用いられるガラス基板の成形に有効利用できる。

本発明の実施形態に係る成形ローラを備えてなるガラス板の成形装置における主要部の概略構成を示す側面図である。 前記成形ローラを示す正面図である。 前記成形ローラの構成要素であるローラ構体を示す拡大縦断正面図である。 前記ローラ構体の拡大側面図である。

符号の説明

１ ガラス板の成形装置
２ 成形体
４ 成形ローラ
５ ローラ構体
６ ローラ部材
６ａ ローラ部材の外周面の隆起部
７ ローラ軸
８ 芯部材
８ａ 円筒部
８ｂ フランジ部
８ｃ ネジ部
９ 環状部材（円環状部材）
１０ ナット部材
１１ 規制部材（セットカラー）
Ｇ 溶融ガラス
Ｒ ガラスリボン

Claims (11)

1. ガラス板を成形するに際して、溶融ガラスを帯状に成形してなるガラスリボンの幅方向両端縁部を表裏両側から挟持するローラ部材を備えたローラ構体を、表裏両側でそれぞれローラ軸に装着してなる成形ローラであって、
   前記ローラ構体は、ガラスリボンの幅方向両端縁部に対応する位置に離隔して配置されると共に、それらのローラ構体は、前記ローラ軸の軸方向両側にそれぞれ位置調整可能となるように装着されていることを特徴とする成形ローラ。
2. 前記ローラ構体は、前記ローラ軸の外周側に周方向移動を規制されて嵌合され且つ円筒部の軸方向一端にフランジ部が形成された芯部材と、該芯部材の円筒部の外周側に嵌合されたローラ部材と、前記芯部材の円筒部の外周側に嵌合され且つ前記ローラ部材を該芯部材のフランジ部との間に挟持して固定保持する環状部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の成形ローラ。
3. 前記環状部材は、前記芯部材の円筒部におけるフランジ部と反対側の端部外周面に形成されたネジ部に螺合するナット部材からの軸方向の押圧力を受けて、前記ローラ部材をフランジ部に押し付けていることを特徴とする請求項２に記載の成形ローラ。
4. 前記ローラ構体は、前記芯部材のフランジ部をローラ軸の軸方向中央部側に位置させて該ローラ軸に装着されていることを特徴とする請求項２または３に記載の成形ローラ。
5. 前記ローラ構体の軸方向両側に、前記ローラ軸上の所定範囲内における軸方向任意位置で前記ローラ構体の軸方向移動を規制する規制部材を配設したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の成形ローラ。
6. 前記規制部材は、前記ローラ軸の外周側に嵌合され且つ該ローラ軸に締付け力を作用させるセットカラーであることを特徴とする請求項５に記載の成形ローラ。
7. 前記ローラ部材の外周面における軸方向全領域または一部領域が、前記芯部材のフランジ部の外周面及び環状部材の外周面よりも径方向外周側に隆起していることを特徴とする請求項２〜６の何れかに記載の成形ローラ。
8. 前記ローラ部材の外周面における軸方向中央部領域が、該外周面の他の領域よりも径方向外周側に隆起していることを特徴とする請求項７に記載の成形ローラ。
9. 前記ガラス板が、液晶ディスプレイ用ガラス基板であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の成形ローラ。
10. 前記液晶ディスプレイ用ガラス基板が、ダウンドロー法により成形されることを特徴とする請求項９に記載の成形ローラ。
11. 請求項１〜１０の何れかに記載の成形ローラが、ガラスリボンの長手方向複数箇所を挟持するように複数対備えられていることを特徴とするガラス板の成形装置。

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