JPH04276588A

JPH04276588A - 移動中のガラス板を接触せずに検出するための装置

Info

Publication number: JPH04276588A
Application number: JP3338671A
Authority: JP
Inventors: Denis Mathivat; デニス　マティーバ; Jacques Sabater; ジャック　サバター; Frederic Weber; フレデリック　ウェーバー
Original assignee: Saint Gobain Vitrage International SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1992-10-01
Also published as: US5254855A; EP0493203B1; FR2670908A1; FI916003A0; FI916003L; DE69107991D1; EP0493203A1; ES2072579T3; FI916003A7; DE69107991T2; FR2670908B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、ガラス製造工業の設備、特に曲
げ加工され及び／又は強化されたガラスを製造するため
の設備において、光電反射バリヤーを使って、移動して
いるガラス板を接触しないで検出するための、高温領域
及び／又は擾乱雰囲気を有する領域でさえ使用できる装
置に関する。

【０００２】例えば、ガラス製造設備では、所定の点で
各ガラス板の通過を監視できることが必要である。空間
的且つ時間的なこの検出は、ガラス板のその後の一又は
二以上の処理操作又はその位置を直すための操作の開始
を制御することを可能にする。

【０００３】市場は、現在、ますます複雑なガラス板の
形状を要求しており、そしてそれはますます改良された
ガラス板の処理操作を必要とする。この場合に、検出は
、これらの操作の申し分のない同期化を保証する上で極
めて重要なものになる。従って、検出器の位置がたとえ
設備内のどこであろうと、例えば再加熱炉のような位置
であろうと、あるいはガラス板を曲げ及び／又は強化す
るための、特に自動車窓ガラスを得るための、自動式設
備のいずれかの他の帯域であろうと、ますます信頼でき
、迅速で、そして精確な検出器を開発することが必要で
ある。

【０００４】この場合には、検出すべきガラスの温度は
、それらを炉内で曲げ加工ユニットまで移す間に、軟化
点を超えるまで上昇して、５００℃と７００℃の間で曲
げ加工が行われる。

【０００５】従って、検出器を製造ラインに、すなわち
温度が変化してゆく領域であって、それらの温度がまた
、例えば再加熱炉、曲げ加工ユニット、あるいは強化ユ
ニットをさえ含む、当該領域の扉の開放の繰返しのため
空気をわずかに動かすことにより乱されやすい領域に、
設けることがいよいよ必要である。これらの開放操作は
、曲げ加工用及び／又は強化用の道具類を一つの領域か
ら他の領域へ移動させるために必要である。

【０００６】この検出が「遅く」なるほど、ガラス板の
検出を行う位置とそのガラス板の検出により始められる
操作が開始される位置との間隔を最大限まで縮めること
を可能にする。こうして、検出の不確実さと、それゆえ
にそれにより、またこれらの二つの位置の間でガラス板
に起こることのある思いがけない出来事の結果により開
始される後の操作の不確実さとが制限される。

【０００７】提案された最初の検出器は、その操作がガ
ラス板の輸送平面に光ビームを放射し、ガラス板の通過
の際にこの光ビームの遮断を検出するという原理に基礎
をおく、光学的検出器であった。これは、軟化点を超え
たガラス板が通過する時にそれに事実上あとをつけるこ
とになりかねない検出器とガラス板との接触を避けるこ
とを可能にする。

【０００８】ところが、これらのビームはわずかに温度
差のある空気の層を通り抜ける場合には大層乱される。これは、光ビームの及ぶべき距離がかなりの場合にとり
わけ当てはまる。これはビームの進路の逸脱に通じ、そ
してそれらは多かれ少なかれ回折されて、完全に誤った
検出を行うことに至る。

【０００９】この問題を解消するために、他の検出器、
例えば機械式検出器のようなものが使用されており、輸
送用ローラーと一体の引込みフィンガーにより構成され
た一例が欧州特許発明第２１７７０８号明細書に記載さ
れる。これらには、外部の媒体の温度に完全に不感受性
であり、また何らの問題なしにガラス板輸送平面の幅の
全体にわたり位置を変えることができるという利点があ
る。このように、引込みフィンガーの位置はそのローラ
ーに沿って容易に変更することができる。とは言うもの
の、検出したい端部の寸法及び形状に応じて検出点を各
ガラスのタイプの関数として選ぶように、容易に位置を
変えられる検出器を手に入れることが重要である。

【００１０】原則として、ガラス板にあとのつくことは
、移動するガラス板と検出フィンガーとが最初に当って
から後者が傾くので避けられる。しかしながら、この検
出法は、特に一定のタイムラグで反応することにより信
頼性の問題の原因となりかねない、検出用ローラーと一
体のレバーアームにより接合されたジャッキの使用を必
要とする。このように、実際のところ、ガラス板が既に
軟化点に達している場合には、このタイプの検出器でガ
ラス板にその光学的品質に傷をつけることになりかねな
いあとをつけることがあるという危険が存在する。

【００１１】欧州特許出願公開第３４８２６６号明細書
に記載された空気式の検出器には、ガラス板と少しも接
触せずにそれを検出するという利点がある。それらは、
ガラス板の輸送平面のおのおのの側に配置された、加圧
ガス放出器とガラス板の通過による圧力の消失を検出す
る受け器とによるか、あるいは両方とも輸送平面に配置
された、放出器とこの場合には反射でガラス板の通過に
より引き起こされる圧力差を検出する受け器とにより構
成される。両方の場合とも、良好な精度と合理的な応答
時間を維持するためには、放出器をガラス板の非常に近
くに、数ミリメートルの間隔をあけて、配置することが
必要である。このはっきりと示された間隔と比べて少し
でも変動すると検出誤差を招く。しかしながら、例えば
装置が一定量膨張することになる高温の帯域では、その
ような変動を避けるのは容易でない。更に、ガラス板の
厚さは可変的である。従って、放出器と受け器の垂直平
面の位置を新しい生産操業のたびに再度調整することが
必要であるが、これは時として少しも容易ではない。

【００１２】光学検出装置を光ビームを案内することに
より改良するための研究も行われている。欧州特許出願
公開第２６７８５０号明細書は、設備のどんな構成にも
特別に適合可能である多数の集成光ファイバーによって
ビームを案内することを推奨する。

【００１３】とは言うものの、そのようなガラス繊維を
用いることは非常に熱い環境においては、たとえその中
を冷却用流体が流れる外被でそれらを取り囲むことによ
り冷却しようとしても、過剰の熱により傷められるとそ
れらは長い間に継続的に破壊しがちである。そのような
保護外被においてさえ、繊維の出口端は非常に大量の熱
に比較的攻撃されやすいままである。

【００１４】非常に高い温度の作用下での繊維のそのよ
うに漸進的な劣化は、光ビームの強さが検出の信頼性が
すっかりなくなる限界値まで低下することに通じる。

【００１５】従って本発明は、これらの不都合を全てな
くし、特に、温度がガラスの軟化点を超えることがある
高温の領域及び／又は空気の動く領域において乱されな
い、移動するガラス板の存在を精確に且つ迅速に検出す
る検出装置に関する。

【００１６】本発明による装置は、光ビームの放出器と
受光器を組み入れた光電反射バリヤーを使ってガラス製
造設備において移動するガラス板を接触せずに検出する
ことを可能にする。上記の光ビームは耐熱性材料の伝送
路内を進み、この伝送路の壁は均質の等温媒体の範囲を
定め、またこの伝送路は検出すべきガラス板の近くに現
れる。

【００１７】伝送路という用語は、本発明によれば、光
ファイバーの断面よりもはるかに大きく、例えば数平方
センチメートルでよい、特定の形の断面を有する導波路
を意味するものと理解される。

【００１８】光学的な検出を選ぶことによって、あとを
つけるいずれの危険もなくされる。更に、光ビームに伝
送路内を進ませることによって、先に説明したように乱
された領域で進むことができる光ビームの場合に遭遇す
るような回折及び／又は逸脱の危険もない。その上、耐
熱性材料の伝送路の選定は、それを光ファイバーのよう
な導波路を傷める高温の領域において使用することを可
能にする。この伝送路は、金属管により好ましく構成さ
れる。

【００１９】有利なことに、検出すべきガラス板の輸送
平面に対して実質的に垂直な伝送路から出てゆく放出ビ
ームの道筋を得ることが可能である。例えば、移動して
ゆくガラス板の一端を検出したい場合には、ビームをそ
の端部に対して実質的に垂直に反射させると検出がより
精確になる。

【００２０】この装置の多数の変形を提案することがで
きる。例えば、ガラス板の輸送平面が垂直である場合に
検出することが問題であるならば、光ビームは管の一方
の切断面を通って入りそして他方を通って出てゆくこと
ができる。ところが、例えば輸送平面が水平であり、そ
して管の一方の切断面から出てゆくビームがその輸送平
面を横切ることができるように管を容易に配置すること
が可能でない場合には、高温に耐えることができ、且つ
、光ビームの最適な通過を可能にしそして特にそれらを
ガラス板の通過帯域に集束することを可能にする光学部
品を備えることが必要である。これらの光学部品には反
射防止処理を施すこともできる。

【００２１】例えば、管の壁に横向きの出口を作りそし
てその管内に、熱に耐え且つ放出された光ビームの進路
を横向きの出口に向けて内側へ反射するプリズムを配置
することが可能である。従って、本発明による装置を任
意の設備配置に適合させることが可能である。例えば、
ガラス板輸送平面に関して管の長手方向の軸線がたとえ
どれだけ傾斜していても、プリズムは所望の出口の道筋
が手に入るように配置される。プリズムは、受光器に達
する光ビームのより良好な選択性が得られるように配置
することができるということに注目すべきである。

【００２２】例えば、放出された光ビームが当たるプリ
ズムの第一の面に対する法線がそのビームに対して完全
に平行ではないようにプリズムを傾けることが望ましく
、その傾斜角は、光学部品の特性の関数として、一般に
は１０°未満である。従って、プリズムの面へ放出され
た光ビームの反射に起因する寄生光ビームを受光器が受
取るのを避けることが可能である。

【００２３】光ビームは、大きさが低下するにつれてよ
りよく局所に制限し且つより迅速に分析することができ
る光の「スポット」を作るようにガラス板へ集束されて
、検出精度がよりよくなる。この集束のためには、出口
の外側に第一のレンズを配置することができ、そしてこ
のレンズは管から出てくる放出ビームを検出すべきガラ
ス板へ最適に集束するのを可能にする。

【００２４】例えば、ビームの道筋を部分的に管の壁に
平行に向けるために、放出ビームの入口部分に第二のレ
ンズを配置することも可能である。

【００２５】可能な最小の光ビームを集束するためには
、小さくて点に近いような光源を用いることが有利であ
る、ということが指摘される。従って、精度は最善の本
質であり、このために放出器は発光ダイオードにより構
成することができる。

【００２６】放出されそして受取られる光ビームは、紫
外領域から赤外領域までの全範囲で選ぶことのできる十
分に選択された導波路に都合よく集中させられる。例え
ば、赤外領域の信号を処理する方法がよく知られている
ことを条件とし且つその範囲の強力な放出器がある場合
には、赤外領域の導波路を選ぶことが可能である。更に
、その放出器は振幅変調方式で光ビームを放出する。受光器は、反射光ビームの特定波長の結果として回帰す
る反射光ビームに印をつけることができ、またそれをフ
ィルターにかけて、再加熱炉のような加熱される閉鎖空
間に多い他の全ての寄生赤外線を別にすることができる
。変調は、同じ波長の寄生放射線から連続成分を除去す
ることを可能にする。

【００２７】有利には、通路の出口の近くに、例えば一
番大きい断面が開口部に当てられる円錐のような、保護
具を設けることができる。それは、光学部品をほこり又
はガラスくずの降下から保護するのを可能にする。

【００２８】例えば、伝送路を検出すべきガラス板の輸
送平面に平行な平面に配置することが可能である。これ
は、輸送用ローラーに平行でありそして特にその下方に
ある平面が、プリズムをその関数として調整することが
単に必要なだけのように容易に近づきやすい区域にある
、曲げ／強化用の設備の再加熱炉で実施することができ
る。

【００２９】この場合には、伝送路は、検出すべきガラ
ス板の輸送平面から例えば５０〜８０ｍｍの距離に位置
する。これは非常に重要な利点を与え、すなわちこの伝
送路は、検出の精度を害なうことなくガラス板から比較
的大きな距離の所に配置することができる。更に、ロー
ラーから比較的遠いことによって、ローラーと装置との
間に破壊したガラスの破片が閉じ込められたままになる
危険がない。

【００３０】従って、伝送路は、より一層近づきやすい
ローラーの下方に配置され、それらの間には配置されな
い。この伝送路の位置は、検出を行うべき点にそれを全
て輸送ローラーの進路に沿って非常に容易に移動させる
ことを可能にする。先に示したように、最高の精度はビ
ームがガラス板へ完全に集束される場合に得られる。し
かしながら、本発明による検出装置は、たとえその間隔
が前述の範囲に１０〜１５ｍｍの変動を受けるとしても
、完璧に有効である。従って、検出器の正確な高さを決
めるために複雑な反復の多い設定を行う必要がない。更
に、伝送路はローラーの十分下方にあるので、ローラー
と伝送路との間にガラスくずが蓄積することがない。こ
の場合、いずれのガラスくずも何の問題もなく伝送路の
どちらかの側へ流れてゆくことができる。

【００３１】放出器及び受光器からの光ビームは、光フ
ァイバーにより伝送路の少なくともある長さにわたって
、伝送路の入口及び／又はその内部まで送ることが可能
である。光ファイバーは導波路を構成し、そしてこれは
、それらが過度の熱にさらされないことを条件として、
特に実用的であり且つ非常に融通がきくものである。

【００３２】以下において、限定しない態様と添付の図
面とに関連して本発明を更に詳しく説明する。

【００３３】明瞭にするために、添付の二つの図面は図
示された種々の構成要素の相対比率を考慮に入れていな
い。

【００３４】図１は、本発明の限定しない態様による検
出装置を示す。知られているやり方でもって、光ビーム
の放出／受光器はいずれの熱源からも保護して配置され
る。放出器は、点に近いような光源を構成する発光ダイ
オードでよい。放出されたビーム４は、選定された周波
数に集中されそして振幅変調される。この態様では、赤
外領域の周波数を使用する。

【００３５】知られているやり方でもって、受光器は受
取った光ビームを電気パルスに変換し、電気パルスは、
受光器に２により電気的に接続された処理ユニット１に
よって処理されそして後に利用される。

【００３６】放出されたビームは、放出／受光器３から
検出すべきガラス板１１の付近までの道筋を、伝送器６
を通り抜けてたどる。それは伝送路の一方の切断面から
入り、そして他方の切断面かあるいは横向きの出口から
出てゆくことができる。この態様では横向きの出口が選
ばれている。反射されたビームは、同じ道筋を逆の方向
にたどる。

【００３７】なおこの態様によれば、放出／受光器３か
ら発する道筋は、熱くない、保護された、そして部分的
に乱される領域、及び／又は、ガラス板があり、その存
在及び／又は位置が検出されるべき、非常に熱い区域、
例えば炉のようなものを、部分的に横切る。

【００３８】熱い及び／又は乱される区域の外側では、
例えばここでの光ファイバー１０のように任意の知られ
ている手段により、ビームを放出／受光器３から導くこ
とができる。光ファイバーは、高温にさらされない場合
には特に有効な導波路を構成する。ここで有利には、光
ファイバーの出口面は点のような光源として役に立つ。それらの長さは、設備の構成に応じ、また放出／受光器
３及び処理ユニット１の位置に従って変えることができ
る、ということに注目すべきである。そのような導波路
１０を使用しないことも可能であるが、これは、放射熱
から保護することに関して問題を引き起こしかねず及び
／又は取扱う区域の寸法的問題を引き起こしかねない高
温の区域に向けて放出／受光器３を移動させなくてはな
らないことに至る。その場合、光ビームは非常に精確な
固定した道筋をもたなくてはならず、そしてこれは、設
備の構成を後に変更したい場合には必ずしも非常に実用
的であるとは限らない。

【００３９】ビームが高温の及び／又は乱された区域に
入るやいなや、本発明による装置は、それらが高温の空
気の動きから保護された等温の均質媒体中の道筋をガラ
ス板の付近までたどるのを保証することを可能にする。この結果は、その壁がそのような媒体の範囲を定める伝
送路６によって得られる。それにもかかわらず、そのよ
うな伝送路はビームが保護され及び／又は高温でない道
筋にある間にはなおさらそれらを導くことができるとい
うことは明らかである。

【００４０】ここに示された態様によれば、伝送路６は
５×５ｃｍの正方形断面を有する金属の管により構成さ
れ、その長さは設備の構成に応じ、またガラス板１１を
検出したい通過点に応じて変わる。この長さは、設備の
幅にも対応することができ、そしてその場合には、管が
比較的長い場合に比較的高い温度にさらされる時にたわ
む傾向のないことを保証することが必要である。

【００４１】この通路には、好ましくはシリカから作ら
れ、１０００℃より高い温度に耐えることができる三つ
の光学部品が本質的に取付けられる。第一のレンズ５は
、放出された光束が入る管の近くに配置され、そしてこ
の光束にその管内を伝わらせるのに役立つ。プリズム９
は、管内に配置され、放出ビームのために管の平面に平
行な道筋の末端を決定する。このプリズムに突き当ると
、ビームは偏向されて、ここで選ばれた、提示された態
様の管に対して実質的に垂直な方向に進む。第三の部品
は、プリズムによりそらされたビームを再び集束させる
ためのレンズ７である。それは、管壁に位置するビーム
の横向きの出口に位置する。図１に関連して数値をあげ
るとすれば、例えば、焦点距離７５ｍｍ、直径４０ｍｍ
の、平凸型の入口及び出口レンズを使用することができ
る。伝送路は１．８０ｍの長さでよく、また光ファイバ
ーの直径は１〜２ｍｍでよい。この場合、このデータを
基準にして、プリズムを所定の軸に応じておよそ１／２
°傾けることが有利である。これは、受光器がプリズム
の面で反射された寄生ビームを検出するのを防ぐのに十
分である。

【００４２】この態様においては、光学部材を落下して
くるガラスくずから保護するための部品を追加している
。それは好ましくは金属の円錐８であり、その一番大き
い直径を放出ビームの出口に合わせる。

【００４３】伝送路に例えば放出ビームの入口から入り
、そしてなお伝送路内にあって一方はプリズム９の近く
に、他方はレンズ７の近くに分かれて現れる、図１には
示されていない例えば非常に細い管のような、ガス供給
管を備えることも可能である。この場合、このガス供給
管は、光学部品のおのおのへ非常に静かに吹きつけて、
それらから少量のほこり及び／又はガラスくずをなくす
のを可能にする。

【００４４】図２は、曲げ及び／又は強化用設備の再加
熱炉の部分において可能な伝送路の位置を示す。この配
置は例示として示されているに過ぎないこと、そして本
発明による伝送路はガラス製造設備のガラス板の任意の
都合のよい検出位置に配置することができることは明ら
かである。

【００４５】単純にするために、図２は炉の輸送用ロー
ラー１２を示すだけである。伝送路６は、これらのロー
ラーの下方にそれらの一つに対して平行して有利に配置
され、末端の一方は炉の外部に位置している。従って、
調整のために近づくことができる。管に対して垂直に外
へ進む放出ビームは、移動してゆくガラス板１１にやは
り垂直に突き当る。

【００４６】ガラス板に突き当る前に伝送路を離れる放
出ビームの自由な進路は、ここでは６５ｍｍであるが、
５０ｍｍと８０ｍｍの間で変えることができる。とは言
え、その長さの範囲に１０〜１５ｍｍの変動がある場合
、それらは、例えば誤差又は応答時間の増加といったよ
うな、検出上の有意の問題の原因とならない。

【００４７】従って、このような伝送路は非常に順応性
がある。この図によれば、それはローラーの幅全体にわ
たって移すことも、ローラー装置の長さ全体にわたり特
定のローラーの近くに移すこともできるということを理
解することが可能である。

【００４８】このような装置による検出は、およそ１５
／１０００秒の最高の応答が得られるので、極めて速く
且つ精確である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による検出装置の一態様を示す図である
。

【図２】図１の装置に属している伝送路をガラス板の曲
げ及び／又は強化用設備の再加熱炉の輸送用ローラーの
下に配置したところを示す図である。

【符号の説明】

３…放出／受光器４…放出ビーム５…レンズ６…伝送路７…レンズ８…円錐９…プリズム１０…光ファイバー１１…ガラス板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　光ビームの放出器と受光器（３）を組
み入れた光電反射バリヤーを使ってガラスの製造設備に
おいて移動しているガラス板を接触することなしに検出
するための装置であって、光ビーム（４）が耐熱性材料
の伝送路（６）内を進み、この伝送路の壁が等温の均質
媒体の範囲を定め、そしてこの伝送路が検出すべきガラ
ス板（１１）の輸送平面の近くに現れることを特徴とす
る検出装置。
【請求項２】　　前記伝送路（６）が金属の管であるこ
とを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】　　前記伝送路（６）に放出された光ビー
ムをガラス板の通過区域へ集束させるための光学部品を
備えたことを特徴とする、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】　　前記伝送路（６）の出口に耐熱性のレ
ンズ（７）が配置されることを特徴とする、請求項３記
載の装置。
【請求項５】　　前記伝送路が反射偏向手段を有するこ
とを特徴とする、請求項３又は４記載の装置。
【請求項６】　　前記伝送路（６）の出口が横向きであ
り、そして当該伝送路が光ビームの進路を上記横向きの
出口へ向けて内側に曲げる耐熱性のプリズム（９）を有
することを特徴とする、請求項５記載の装置。
【請求項７】　　前記伝送路（６）が検出すべきガラス
板（１１）の輸送平面に平行な平面に配置されることを
特徴する、請求項１から６までのいずれか一つに記載の
装置。
【請求項８】　　前記伝送路（６）が検出すべきガラス
板（１１）を輸送するためのローラーのような輸送手段
の下に配置されることを特徴とする、請求項１から７ま
でのいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】　　前記伝送路（６）の放射光ビームが入
る切断面に耐熱性のレンズ（５）を備えたことを特徴と
する、請求項３から８までのいずれか一つに記載の装置
。
【請求項１０】　　前記伝送路（６）の出口の上に、一
番幅の広い切断面が当該出口に当てられる金属の円錐の
ような、ガラスくずから保護する部品（８）が載せられ
ていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれ
か一つに記載の装置。
【請求項１１】　　前記伝送路（６）の光学部品の近く
にガス供給管を設けたことを特徴とする、請求項３から
１０までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１２】　　前記放出器が発光ダイオードのよう
に点に近いような光源であることを特徴とする、請求項
１から１１までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１３】　　放出された光ビームが特定の波長に
集中させられることを特徴とする、請求項１から１２ま
でのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１４】　　選ばれた当該波長が赤外領域に属す
ることを特徴とする、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】　　放出された光ビームが振幅変調され
ることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか
一つに記載の装置。
【請求項１６】　　前記伝送路（６）が検出すべきガラ
ス板（１１）の輸送平面から５０〜８０ｍｍの距離のと
ころに通じていることを特徴とする、請求項１から１５
までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１７】　　前記光学部品（５，７，９）の表面
に反射防止処理が施されることを特徴とする、請求項３
から１６までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１８】　　前記伝送路（６）の前記プリズム（
９）が放出された光ビーム（４）とこのビームが行き当
る当該プリズムの第一の面に対する法線とのなす角度が
１０°未満であるように配置されることを特徴とする、
請求項６から１７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１９】　　前記伝送路（６）における光ビーム
（４）の進路の少なくとも一部が少なくとも一つの光フ
ァイバーでもって実現されることを特徴とする、請求項
１から１８までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２０】　　前記光ビーム（４）が少なくとも一
つの光ファイバー（１０）により前記伝送路（６）の入
口へ供給されることを特徴とする、請求項１から１９ま
でのいずれか一つに記載の装置。