JP2020015634A - ガラス板の製造装置及びガラス板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形ロールを速やかに昇温できるガラス板の製造装置及びガラス板の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス板ＰＧの製造装置１０は、供給部２０から流下する溶融ガラスＭＧを板状に圧延する一対の成形ロール３０（３１，３２）と、第２成形ロール３２を軸方向に亘って覆うカバー５１と、を備える。カバー５１は、第２成形ロール３２に接近する接近位置及び第２成形ロール３２から離れる退避位置の間で変位する。【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス板の製造装置及びガラス板の製造方法に関する。

特許文献１には、フィーダーから排出された溶融ガラスを一対の成形ロールで圧延することで溶融ガラスを板状に成形する、いわゆるロールアウト法によるガラス板の製造装置が記載されている。

特開平９−３０１７２４号公報

ロールアウト法によるガラス板の製造装置において、成形ロールには耐用限度が設定されているため、定期的に成形ロールの交換作業が行われる。ところが、交換直後の成形ロールの温度は溶融ガラスの圧延に適した温度よりも低く、製造装置は、成形ロールの温度が溶融ガラスの圧延に適した温度となるまでガラス板の製造を中断する必要が生じる。なお、こうした課題は、成形ロールの交換時に限らず、停止状態の製造装置を再稼働させる場合にも概ね共通する課題である。本発明の目的は、成形ロールを速やかに昇温できるガラス板の製造装置及びガラス板の製造方法を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するガラス板の製造装置は、溶融ガラスの供給部から流下する前記溶融ガラスを板状に圧延する一対の成形ロールを備えるガラス板の製造装置であって、前記成形ロールを軸方向に亘って覆うカバーであって、前記成形ロールに接近する接近位置及び前記成形ロールから離れる退避位置の間で変位するカバーを備える。

製造装置は、成形ロールの交換直後など、成形ロールの温度が低い場合には、カバーを接近位置に変位させることで、昇温中の成形ロールから熱が逃げることを抑制できる。これにより、製造装置は、成形ロールを速やかに昇温できる。さらに、製造装置は、成形ロールが過度に昇温する場合には、カバーを退避位置に変位させることで、成形ロールから熱を逃がすことができる。こうして、製造装置は、成形ロールを速やかに昇温できる一方で、成形ロールの過度な昇温を抑制できる。

上記構成のガラス板の製造装置において、前記カバーは、前記接近位置に位置するとき、鉛直方向において、前記供給部から前記成形ロールまでの範囲を覆うことが好ましい。
上記構成によれば、供給部から成形ロールに流下する溶融ガラスの温度が低下しにくくなる。このため、製造装置は、カバーを接近位置に配置することで、溶融ガラスから成形ロールに対する伝熱量を増やすことができる。こうして、製造装置は、成形ロールを速やかに昇温できる。

上記構成のガラス板の製造装置は、前記一対の成形ロールに圧延されたガラス板を前記軸方向と交差する搬送方向に搬送する搬送部を備え、前記一対の成形ロールのうち、前記搬送方向に位置する成形ロールを第１成形ロールとし、他方の成形ロールを第２成形ロールとしたとき、前記カバーは、前記第２成形ロールを覆うことが好ましい。

上記構成によれば、搬送方向に位置する第１成形ロールは、第２成形ロールと比較して、圧延済みのガラス板と接触する時間が長くなる。このため、第１成形ロールは、第２成形ロールよりもガラス板からの伝熱量が多くなりやすい。この点、製造装置は、第２成形ロールを覆うカバーのみを設けることで、第１成形ロールの温度が過度に昇温することを抑制できる。また、製造装置は、第２成形ロールを覆うカバーを設けることで、第２成形ロールを速やかに昇温できる。

上記構成のガラス板の製造装置は、前記一対の成形ロールに圧延されたガラス板を前記軸方向と交差する搬送方向に搬送する搬送部を備え、前記一対の成形ロールのうち、前記搬送方向に位置する成形ロールを第１成形ロールとし、他方の成形ロールを第２成形ロールとしたとき、前記カバーは、前記第１成形ロールを覆う第１カバーと、前記第２成形ロールを覆う第２カバーと、を有し、前記第１カバーの面積は、前記第２カバーの面積よりも小さいことが好ましい。

上記構成によれば、搬送方向に位置する第１成形ロールは、第２成形ロールと比較して、圧延済みのガラス板と接触する時間が長くなる。このため、第１成形ロールは、第２成形ロールよりもガラス板からの伝熱量が多くなりやすい。この点、製造装置は、第２カバーの面積を第１カバーの面積よりも大きくすることで、第１成形ロールが過度に昇温することを抑制でき、第２成形ロールを速やかに昇温できる。

上記構成のガラス板の製造装置において、前記カバーが前記接近位置に位置するとき、前記成形ロールの下部は、水平方向に露出することが好ましい。
上記構成によれば、作業者は、成形ロールの状態を目視で確認したり、測定器で状態を確認したりすることが容易となる。

上記構成のガラス板の製造装置において、前記カバーにおける前記成形ロールに対向する面は鏡面であることが好ましい。
上記構成の製造装置は、成形ロール及び溶融ガラスからカバーに向かって放射される熱を、成形ロールに反射できる。したがって、製造装置は、カバーを接近位置に配置することで、成形ロールを速やかに昇温できる。

上記課題を解決するガラス板の製造方法は、溶融ガラスを供給する供給部から流下する前記溶融ガラスを一対の成形ロールにより板状に成形するガラス板の製造方法であって、前記成形ロールを軸方向に亘って覆うカバーと前記成形ロールとの距離が変化するように、前記カバーを変位させることにより、前記成形ロールの温度を調整する。

上記ガラス板の製造方法は、上述したガラス板の製造装置と同等の効果を得ることができる。

上記ガラス板の製造装置及びガラス板の製造方法は、成形ロールを速やかに昇温できる。

一実施形態に係るガラス板の製造装置の概略構成を示す斜視図。 カバー機構を二点鎖線で図示した製造装置の背面図。 製造装置の側面図。 変更例に係る製造装置の側面図。

以下、一実施形態に係るガラス板の製造装置及びガラス板の製造方法について説明する。
図１に示すように、製造装置１０は、溶融ガラスＭＧを供給する供給部２０と、溶融ガラスＭＧを圧延して板状に成形する一対の成形ロール３０と、圧延したガラス板ＰＧを搬送する搬送部４０と、成形ロール３０の温度調整を行うカバー機構５０と、を備える。

以降の説明では、一対の成形ロール３０の回転軸線が延びる方向を「幅方向Ｘ」とし、搬送部４０がガラス板ＰＧを搬送する方向を「搬送方向Ｆ」とする。本実施形態では、幅方向Ｘ及び搬送方向Ｆが直交し、幅方向Ｘ及び搬送方向Ｆの両方向と直交する方向が「鉛直方向Ｚ」となる。

図２及び図３に示すように、供給部２０には、溶融ガラスＭＧを流下させる供給口２１が形成される。供給口２１は、幅方向Ｘを長手方向とする略長円形状の開口である。供給部２０には、図示しない溶融炉からフィーダーを介して溶融ガラスＭＧが供給される。なお、本実施形態の供給部２０からは、成形ロール３０の交換時であっても、成形ロール３０の交換を妨げないように、溶融ガラスＭＧが流下され続けるものとする。

図１〜図３に示すように、一対の成形ロール３０は、略円柱状をなし、金属により形成される。一対の成形ロール３０は、搬送方向Ｆに間隔をあけて配置される。一対の成形ロール３０は、内部に、昇温のための発熱機構及び冷却のための冷却機構を有してもよい。以降の説明では、一対の成形ロール３０において、搬送方向下流に配置される成形ロール３０を「第１成形ロール３１」とも言い、搬送方向上流に配置される成形ロール３０を「第２成形ロール３２」とも言う。つまり、製造装置１０の平面視において、第１成形ロール３１は搬送部４０と重なるものの、第２成形ロール３２は搬送部４０と重ならない。

供給部２０の供給口２１から一対の成形ロール３０の間に流下した溶融ガラスＭＧは、幅方向Ｘに広がる。一対の成形ロール３０は、溶融ガラスＭＧの液溜まりを巻き込むように回転し、溶融ガラスＭＧを圧延する。こうして、一対の成形ロール３０は、溶融ガラスＭＧをガラス板ＰＧに成形する。

図１に示すように、搬送部４０は、回転軸線が幅方向Ｘを向くように配置される複数の搬送ローラー４１を有する。搬送ローラー４１は、搬送方向Ｆに間隔をあけて配置される。搬送部４０は、ガラス板ＰＧを載せた搬送ローラー４１を同一方向に回転させることにより、ガラス板ＰＧを、ガラス板ＰＧを徐冷するための徐冷炉６０に向けて搬送する。

図１〜図３に示すように、カバー機構５０は、平板状をなすカバー５１と、カバー５１に固定される固定軸５２と、を有する。
カバー５１は、例えば、金属材料により、矩形板状に形成される。図２に示すように、カバー５１の長手方向における幅Ｗ１は、第２成形ロール３２の軸方向における幅Ｗ２よりも長い。また、カバー５１の短手方向における長さＤ１は、供給部２０の下面、すなわち供給口２１から第２成形ロール３２の上端までの長さＤ２よりも長い。さらに、カバー５１の短手方向における長さＤ１は、供給部２０の供給口２１から第２成形ロール３２の回転軸線までの長さよりも長い。

カバー５１は、第２成形ロール３２に接近する接近位置及び第２成形ロール３２から離れた退避位置の間で変位できるように、第２成形ロール３２の後方に配置される。カバー５１は、図３に実線で示す接近位置に位置するとき、鉛直方向Ｚにおいて、供給部２０の下端部から第２成形ロール３２の中央部までを覆う。言い換えれば、カバー５１は、接近位置に位置するときでも、第２成形ロール３２の下端部を水平方向に露出させる。また、カバー５１は、図３に実線で示す接近位置及び図３に二点鎖線で示す退避位置の何れに位置するかに関わらず、幅方向Ｘ（軸方向）に亘って、第２成形ロール３２を覆う。

カバー５１において、第２成形ロール３２を向く裏面５１１は、反射率を高くするために鏡面とされる。カバー５１には、熱変形を抑制するために、補強リブなどの補強構造を設けることが好ましい。

そして、カバー５１は、カバー５１の固定軸５２が軸線回りに回転することで、接近位置及び退避位置の間で変位する。ここで、カバー５１は、作業者が手作業で回転するように構成してもよいし、モーターなどの動力によって回転するように構成してもよい。また、カバー５１は、接近位置及び退避位置の間の任意の位置で停止できるように構成することが好ましい。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）製造装置１０は、第２成形ロール３２の交換直後など、第２成形ロール３２の温度が低い場合には、図３に実線で示すように、カバー５１を接近位置に変位させることで、第２成形ロール３２から熱が逃げることを抑制できる。詳しくは、製造装置１０は、第２成形ロール３２に向かって流れる冷気をカバー５１で遮ったり、第２成形ロール３２及びカバー５１の間の空間に熱を閉じ込めたり、昇温されたカバー５１から第２成形ロール３２に向けて熱を放射させたりできる。こうして、製造装置１０は、第２成形ロール３２を速やかに昇温できる。さらに、製造装置１０は、第２成形ロール３２の温度が過度に上昇する場合には、図３に二点鎖線で示すように、カバー５１を退避位置に変位させることで、第２成形ロール３２から熱を逃がすことができる。つまり、製造装置１０は、第２成形ロール３２の過度な昇温を抑制できる。

なお、第２成形ロール３２は、第１成形ロール３１と溶融ガラスＭＧを介して熱を授受できるため、製造装置１０は、第２成形ロール３２の温度調整により、第１成形ロール３１の温度調整を間接的に行うこともできる。

こうして、製造装置１０は、第２成形ロール３２及びカバー５１の距離が変化するようにカバー５１を変位させることにより、一対の成形ロール３０の温度を調整する。その結果、製造装置１０は、速やかに、一対の成形ロール３０の温度を溶融ガラスＭＧの圧延に適した温度にできる。つまり、製造装置１０は、一対の成形ロール３０の交換時などに、ガラス板ＰＧの製造ができないダウンタイムを短縮できる。

（２）図３に示すように、カバー５１は、接近位置に位置するとき、供給部２０から第２成形ロール３２までの範囲を覆う。このため、供給部２０から一対の成形ロール３０に流下する溶融ガラスＭＧの温度が低下しにくくなる。したがって、製造装置１０は、カバー５１を接近位置に配置することで、一対の成形ロール３０を速やかに昇温できる。

（３）図３に示すように、搬送方向Ｆに位置する第１成形ロール３１は、第２成形ロール３２と比較して、圧延済みのガラス板ＰＧと接触する時間が長い。このため、第１成形ロール３１は、第２成形ロール３２よりもガラス板ＰＧからの伝熱量が多くなる。したがって、製造装置１０は、第２成形ロール３２のみを覆うカバー５１を設けることで、第１成形ロール３１が過度に昇温することを抑制できる。また、製造装置１０は、第２成形ロール３２を覆うカバー５１を設けることで、第２成形ロール３２を速やかに昇温できる。

（４）図３に示すように、製造装置１０は、カバー５１を接近位置に配置したときでも、第２成形ロール３２の下部を水平方向に露出させる。このため、作業者は、第２成形ロール３２の状態を目視で確認したり、測定器で状態を確認したりすることが容易となる。例えば、作業者は、第２成形ロール３２を目視した結果に基づいて第２成形ロール３２の温度を推定し、第２成形ロール３２とカバー５１との距離を調整できる。

（５）カバー５１の第２成形ロール３２に対向する裏面５１１は鏡面であるため、製造装置１０は、第２成形ロール３２及び溶融ガラスＭＧからカバー５１に向かって放射される熱を、第２成形ロール３２に反射できる。したがって、製造装置１０は、カバー５１を接近位置に配置することで、第２成形ロール３２を必要に応じて速やかに昇温できる。また、製造装置１０は、カバー５１が昇温しにくくなることで、カバー５１の熱変形を抑制できる。

（６）製造装置１０が成形ロール３０を溶融ガラスＭＧからの伝熱のみで昇温する構成を採用する場合において、溶融ガラスＭＧの温度を高くすることで成形ロール３０を速やかに昇温させようとすると、成形ロール３０が早期に耐用限度に達しやすくなる。この点、上記構成の製造装置１０は、カバー５１を設けることで成形ロール３０の昇温を促進する構成を採用するため、成形ロール３０が早期に耐用限度に達することを抑制できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記製造装置１０は、図４に示す製造装置１０Ａとしてもよい。図４に示すように、製造装置１０Ａは、第１カバー機構７０と、第２カバー機構８０と、を備える。第１カバー機構７０は、第１成形ロール３１を覆う第１カバー７１と、第１カバー７１に固定される第１固定軸７２と、を有する。第１カバー７１は、矩形板状をなしている。第１カバー７１の長手方向における幅は、第１成形ロール３１の軸方向における幅よりも長く、第１カバー７１の短手方向における長さＤ３は、供給部２０の供給口２１から第１成形ロール３１の回転軸線までの長さと略等しい。そして、第１カバー７１は、第１成形ロール３１に接近する接近位置と第１成形ロール３１から退避する退避位置との間で変位できるように、第１成形ロール３１の前方に配置される。一方、第２カバー機構８０は、上記実施形態におけるカバー機構５０と同一の構成である。つまり、第２カバー機構８０は、カバー５１に相当する第２カバー８１と、固定軸５２に相当する第２固定軸８２と、を有する。

第１カバー７１の長手方向における幅は、第２カバー８１の長手方向における幅と等しく、第１カバー７１の短手方向における長さＤ３は、第２カバー８１の短手方向における長さＤ４（＝長さＤ２）よりも短い。このため、第１カバー７１の面積は、第２カバー８１の面積よりも小さくなる。そして、接近位置に配置される第１カバー７１によって第１成形ロール３１が覆われる面積は、接近位置に配置される第２カバー８１によって第２成形ロール３２が覆われる面積よりも小さくなる。

上述した通り、搬送方向Ｆに位置する第１成形ロール３１は、第２成形ロール３２と比較して、圧延済みのガラス板ＰＧと接触する時間が長い。つまり、第１成形ロール３１は、第２成形ロール３２よりもガラス板ＰＧから伝熱される熱量が多い。この点、製造装置１０Ａは、第２カバー８１の面積を第１カバー７１の面積よりも大きくすることで、第１成形ロール３１が過度に昇温することを抑制でき、第２成形ロール３２を必要に応じて速やかに昇温できる。また、第１カバー７１の短手方向における長さを第２カバー８１よりも短くしたことで、第１カバー７１が搬送部４０及び搬送部４０に搬送されるガラス板ＰＧに干渉するおそれを低減できる。

・図４に示す変更例において、第１カバー７１及び第２カバー８１の面積は等しくてもよい。
・カバー５１は、接近位置及び退避位置の間を変位できる構成であれば、上記実施形態と異なる態様で変位する構成としてもよい。

・例えば、カバー５１は、幅方向Ｘに直線的に往復移動したり、蛇腹状に伸縮したりすることで、接近位置及び退避位置の間を変位するように構成してもよいし、ロール状に巻き重ねたり、スクリーン状に展開したりすることで、接近位置及び退避位置の間を変位するように構成してもよい。

・カバー５１は、第２成形ロール３２の軸方向における中央部を覆う第１カバーと、第２成形ロール３２の軸方向における両端部を覆う第２カバーと、を有してもよい。この場合、第２成形ロール３２が幅方向Ｘに亘って温度が低くなったり高くなったりする場合には、第１カバー及び第２カバーを同時に回転させてもよい。一方、第２成形ロール３２の軸方向における両端部の温度が中央部の温度に比べて低くなる場合には、第２カバーだけを第２成形ロール３２に接近させたり、第１カバーだけを第２成形ロール３２から遠ざけたりしてもよい。

・カバー５１は、成形ロール３０の軸方向における端面を覆う側壁を有してもよい。これによれば、製造装置１０は、成形ロール３０の保温効果をより高めることができる。
・製造装置１０は、第２成形ロール３２の温度に応じて、カバー５１の位置を詳細に調整してもよい。これによれば、製造装置１０は、第２成形ロール３２の温度を所望の温度に維持しやすくなる。

・上記実施形態において、カバー５１の第２成形ロール３２に対向する裏面５１１は鏡面でなくてもよい。
・上記実施形態において、カバー５１を接近位置に配置したときの第２成形ロール３２の水平方向に対する露出度合は、適宜変更してもよい。つまり、カバー５１は、第２成形ロール３２の全てを覆ってもよいし、第２成形ロール３２の上部だけを覆ってもよい。

１０，１０Ａ…製造装置、２０…供給部、２１…供給口、３０…成形ロール、３１…第１成形ロール、３２…第２成形ロール、４０…搬送部、４１…搬送ローラー、５０…カバー機構、５１…カバー、５１１…裏面、５２…固定軸、６０…徐冷炉、７０…第１カバー機構、７１…第１カバー、７２…第１固定軸、８０…第２カバー機構、８１…第２カバー、８２…第２固定軸、ＭＧ…溶融ガラス、ＰＧ…ガラス板、Ｄ１〜Ｄ４…長さ、Ｗ１，Ｗ２…幅、Ｆ…搬送方向、Ｘ…幅方向、Ｚ…鉛直方向。

Claims (7)

1. 溶融ガラスの供給部から流下する前記溶融ガラスを板状に圧延する一対の成形ロールを備えるガラス板の製造装置であって、
   前記成形ロールを軸方向に亘って覆うカバーであって、前記成形ロールに接近する接近位置及び前記成形ロールから離れる退避位置の間で変位するカバーを備える
   ことを特徴とするガラス板の製造装置。
2. 前記カバーは、前記接近位置に位置するとき、鉛直方向において、前記供給部から前記成形ロールまでの範囲を覆う
   請求項１に記載のガラス板の製造装置。
3. 前記一対の成形ロールに圧延されたガラス板を前記軸方向と交差する搬送方向に搬送する搬送部を備え、
   前記一対の成形ロールのうち、前記搬送方向に位置する成形ロールを第１成形ロールとし、他方の成形ロールを第２成形ロールとしたとき、
   前記カバーは、前記第２成形ロールを覆う
   請求項１又は請求項２に記載のガラス板の製造装置。
4. 前記一対の成形ロールに圧延されたガラス板を前記軸方向と交差する搬送方向に搬送する搬送部を備え、
   前記一対の成形ロールのうち、前記搬送方向に位置する成形ロールを第１成形ロールとし、他方の成形ロールを第２成形ロールとしたとき、
   前記カバーは、前記第１成形ロールを覆う第１カバーと、前記第２成形ロールを覆う第２カバーと、を有し、
   前記第１カバーの面積は、前記第２カバーの面積よりも小さい
   請求項１又は請求項２に記載のガラス板の製造装置。
5. 前記カバーが前記接近位置に位置するとき、前記成形ロールの下部は、水平方向に露出する
   請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のガラス板の製造装置。
6. 前記カバーにおいて、前記成形ロールに対向する面は鏡面である
   請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のガラス板の製造装置。
7. 溶融ガラスを供給する供給部から流下する前記溶融ガラスを一対の成形ロールにより板状に成形するガラス板の製造方法であって、
   前記成形ロールを軸方向に亘って覆うカバーと前記成形ロールとの距離が変化するように、前記カバーを変位させることにより、前記成形ロールの温度を調整する
   ガラス板の製造方法。