JP3116743B2 - ホイールカッター方式切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガラス又はセラミック板
等の切断に使用されるホイールカッター方式切断装置に
関し、ホイールカッターの走行距離の積算値（総走行距
離）に応じてホイールカッターのワークに対する押付圧
力を変化させることにより、ワークの割れ面の品質の安
定化を図ると共にホイールカッターの寿命を延ばすもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ホイールカッター方式の切断装置として
は、例えばガラス又はセラミック板の切断に使用される
スクライバーがある。図５はセラミック基板の切断に使
用されるスクライバーを示す模式図、図６は同じくその
エアー回路の一例を示す模式図である。基台２０上には
ワーク台１５が水平方向（Ｘ方向に対して直交するＹ方
向）に移動可能に設けられており、このワーク台１５の
上にワーク（セラミック基板）１６を載置するようにな
っている。

【０００３】ワーク台１５の上方にはホイールカッター
９が配設されている。このホイールカッター９は、スラ
イダー及びサーボモータ（図示せず）等により構成され
るホイールカッター移動手段により、ワーク台１５の移
動方向に直交する方向（Ｘ方向）に移動するようになっ
ている。また、ホイールカッター９は、図６に示すよう
に押付シリンダー２７の駆動軸に連結されており、この
押付シリンダー２７によりワークに向けて押し付けられ
るようになっている。この押付シリンダー２７には、エ
アー取入口２１に供給されたエアーがフィルタ及びレギ
ュレータ２２、セパレータ２３、減圧弁２５及び電磁バ
ルブ２６を介して供給される。減圧弁２５を調整するこ
とにより、ホイールカッター９のワークに対する押付圧
力を調整することができる。また、電磁バルブ２６は、
制御部（図示せず）からの信号により駆動され、減圧弁
２５と押付シリンダー２７との間のエアー流路を接続又
は遮断する。なお、圧力スイッチ２４は減圧弁２５に供
給されるエアーの圧力を監視しており、エアー圧力が所
定値以下になった場合に、前記制御部に異常信号を出力
する。

【０００４】このように構成されたスクライバーにおい
て、ホイールカッター９をワーク１６に向けて押し付け
つつＸ方向に移動させる。これにより、ワーク１６の表
面に割れ（カッター９の走行跡）が形成される。その
後、この割れが広がる方向にワーク１６に応力を加える
ことにより、ワーク１６を容易に切断することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のスクライバーにおいては、以下に示す問題点が
ある。即ち、ホイールカッターは、その総走行距離が長
くなるのに伴ってカッター先端部が摩耗し、ホイールカ
ッターの走行跡に生じる割れ深さは浅くなる。ワークに
対するホイールカッターの押付圧力を高くすれば割れ深
さは深くなるが、減圧弁２５によりホイールカッターの
押付圧力を一定に維持しているため、図７に示すよう
に、カッターの走行距離が長くなるほど割れ深さは浅く
なり、初期の押付圧力が高いときには摩耗が激しいた
め、割れ深さが許容範囲以下になるまでのカッター使用
可能距離（寿命）が短い。また、新品のホイールカッタ
ーの場合と使用限界近くまで使用したカッターの場合と
では割れ深さが大きく異なるため、ワーク割れ面の品質
のばらつきが大きいという欠点もある。

【０００６】なお、図８に示すように、ホイールカッタ
ーをある程度使用した後、作業者がカッター押付圧力を
高くするように減圧弁を調整して、カッター寿命を延ば
すと共に割れ深さのばらつきを小さくすることもある。
しかし、この場合は、カッターの総走行距離を作業者が
管理して適宜圧力を調整する必要があるため、煩雑であ
るという欠点がある。更に、圧力調整を作業者が行うた
め、設定ミス及び設定忘れ等によりワークに切断不良が
発生しやすいという問題点もある。

【０００７】また、図９に示すように、減圧弁２５と電
磁バルブ２６とにより構成されるエアー回路を複数組並
列に設け、各減圧弁２５を相互に異なる空気圧に設定し
ておき、電磁バルブ２６を切り換えてホイールカッター
の押付圧力を数段階に切り換える方法もある。しかし、
この場合は、圧力を細かく調整しようとすると多数の減
圧弁２５及び電磁バルブ２６が必要になり、エアー回路
が複雑になって装置コストが高くなるという問題点があ
る。また、ワークの種類を変更するときには、ワークの
材質及び厚さ等によりホイールカッターの押付圧力を作
業者が調整する必要があり、煩雑であるという欠点もあ
る。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ホイールカッターの総走行距離に応じて押
付圧力が自動的に変化し、ホイールカッターの寿命が長
く、ワークの割れ面の品質安定性が優れたホイールカッ
ター方式切断装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るホイールカ
ッター方式切断装置は、ホイールカッターと、前記ホイ
ールカッターをワークに向けて押し付ける押付手段と、
前記ホイールカッターの総走行距離を算出する計算手段
と、前記ホイールカッターの総走行距離に応じた電気信
号を発生する制御部と、前記電気信号に基づき前記押付
手段による前記ホイールカッターの前記ワークに対する
押付圧力を調整する押付圧力調整手段と、を有すること
を特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明においては、計算手段により、数値制御
の制御データ等からホイールカッターの総走行距離を計
算する。また、制御部は、例えばホイールカッターの総
走行距離と適正な押付圧力との関係を示す関係式又は関
係表を記憶しており、この関係式又は関係表を使用し
て、現時点での前記ホイールカッターの総走行距離に対
応する適正押付圧力を求め、その適正押付圧力に対応す
る電気信号を出力する。押付圧力調整手段は、この電気
信号に応じて押付手段を制御しワークに対するホイール
カッターの押付圧力を調整する。これにより、ホイール
カッターの総走行距離に応じてワークに対するホイール
カッターの押付圧力が変化し、割れ深さを一定に維持す
ることができる。従って、ホイールカッターの寿命が著
しく向上すると共に、ワークの割れ面の品質が安定す
る。

【００１１】なお、ホイールカッターの総走行距離は、
前記数値制御の制御データ以外にも、ワーク長とホイー
ルカッター往復回数との乗算、ホイールカッターの実使
用時間とカッターの移動速度との乗算及びカッターの回
転数と周長との乗算等により求めることができる。ま
た、押付手段としては例えばガスシリンダー等を使用す
ることができ、この場合に押付圧力調整手段としては、
電気信号によりガス圧を変化できる電気−空圧変換装置
（電空レギュレータ）等を使用することができる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。図１は本発明の実施例に係るホイー
ルカッター方式切断装置を示す模式図、図２は同じくそ
のエアー回路を示す図である。なお、本実施例は、本発
明をセラミック基板切断用スクライバーに適用した例で
ある。

【００１３】ワーク１６が載置されるワーク台１５は、
駆動装置（図示せず）により駆動されて水平方向（Ｙ方
向）に移動可能になっている。このワーク台１５の上方
にはワーク台１５に平行にスライダー７が配設されてい
る。このスライダー７は、上下方向に離隔し相互に平行
に配置された２本のガイド７ａと、これらのガイド７ａ
間にガイド７ａに平行に配置されたボールネジ７ｂと、
ガイド７ａに支持されボールネジ７ｂに螺合した移動部
７ｃとにより構成されている。ボールネジ７ｂはサーボ
モータ１１に連結されており、このサーボモータ１１は
制御部１２からの信号により回転する。このサーボモー
タ１１の回転により、移動部７ｃはガイド７ａに沿って
水平方向（Ｘ方向）に移動する。移動部７ｃには押付シ
リンダー（ガスシリンダー）８が搭載されており、この
押付シリンダー８の駆動軸はホイールカッター９に連結
され、この押付シリンダー８によりホイールカッター９
がワーク１６に向けて押付けられるようになっている。

【００１４】押付シリンダー８には、エアー取入口１に
供給されたエアーが、フィルタ及びレギュレータ２、セ
パレータ３、電気−空圧変換装置（電空レギュレータ）
５及び電磁弁６を介して供給される。電気−空圧変換装
置５は、制御部１２から与えられる電気信号のレベルに
応じてエアーの圧力を調整する。なお、圧力スイッチ４
は電気−空圧変換装置５に与えられるエアーの圧力を監
視しており、所定の圧力以下のときに異常信号を制御部
１２に出力する。

【００１５】制御部１２はホイールカッター９の総走行
距離を計算する計算部を有しており、この計算部で算出
した総走行距離に応じたレベルの電気信号を出力する。
総走行距離を求める方法としては、例えば以下に示す方
法がある。

【００１６】ホイールカッターの移動を数値制御によ
り行っている場合は、制御部１２において制御データに
基づきホイールカッターの総走行距離を演算により求め
る。

【００１７】ワークの長さとホイールカッターの往復
回数との積を演算することにより、総走行距離を求め
る。

【００１８】ホイールシャフト又はホイールシャフト
に連結されたシャフトにエンコーダ等の回転角度検出計
を取付け、総回転数×カッター周長により総走行距離を
求める。

【００１９】制御部１２はこれらの方法に応じて必要な
情報を得られるようにすればよい。例えば、の方法で
あれば、シャフトに取付けられた回転角度検出計からの
出力を計算部に入力すると共に、計算部に予めカッター
周長を記憶させておき、これらの情報を基に総走行距離
を積算するようにすればよい。

【００２０】このような方法により制御部１２はホイー
ルカッター９の総走行距離を求め、その総走行距離を記
憶する。また、制御部１２は、予めカッターの総走行距
離と適正押付圧力との関係を示す関係式又は関係表を記
憶している。例えば、予め、図３に破線で示すようにカ
ッター走行距離と適正押付圧力（割れ深さが一定となる
圧力）との関係を求めておき、それを関係式又は関係表
としたものを制御部１２に記憶させておく。その後、制
御部１２は、上述の〜に示す方法等により現時点で
のカッターの総走行距離を求めて、前記関係式又は関係
表を用いて適正な押付圧力を求め、その押付圧力に応じ
た電気信号を電気−空圧変換装置５に出力する。

【００２１】電気−空圧変換装置５は、制御部１２から
与えられた電気信号により、押付シリンダー８に供給す
るエアーの圧力を調整する。この場合に、制御部１２か
ら出力される電気信号のレベルが総走行距離の小さな変
化に対応して微小なステップで変化するようにしてお
く。これにより、電気−空圧変換装置５は実質的に無段
階に空気圧を変化させることができる。

【００２２】図４は、本実施例装置における押付圧力の
制御方法を示すフローチャート図である。先ず、ステッ
プ１において、制御部１２は現時点でのホイールカッタ
ーの総走行距離を把握する。例えば、ホイールカッター
が新品の場合は、総走行距離をゼロとする。また、ホイ
ールカッターが新品でない場合は、前述の方法により演
算し制御部１２内に記憶されている総走行距離を参照す
る。

【００２３】次に、ステップ２において、制御部１２
は、現時点でのホイールカッターの総走行距離と前記関
係式又は関係表とにより指令圧力値（適正押付圧力）を
算出する。

【００２４】次に、ステップ３において、制御部１２
は、前記指令圧力値に対応する電気信号レベルを算出す
る。即ち、電気−空圧変換装置５の特性に基づき、前記
指令値に対応する電気信号レベルを求める。

【００２５】次に、ステップ４において、制御部１２は
前記レベルの電気信号を電気−空圧変換装置５に出力す
る。電気−空圧変換装置５は、この電気信号に応じて押
付シリンダー８に供給するエアーの圧力を前記指令値と
なるように制御する。

【００２６】その後、制御部１２はサーボモータ１１を
駆動し、ホイールカッター９を１ライン分だけ走行させ
る。このとき、制御部１２は記憶している総走行距離に
この１ライン分の走行距離を加算して、総走行距離を更
新する。

【００２７】このようにして、図３に示すように、制御
部１２はホイールカッターの総走行距離に応じて押付圧
力を実質的に無段階に変化させて、ワークの割れ深さが
一定になるようにする。

【００２８】本実施例においては、ホイールカッターの
総走行距離（即ち、カッターの摩耗の程度）に応じて押
付圧力を調整するので、ワークの割れ深さを長期間に亘
って略一定に維持することができる。これにより、ワー
クの割れ面の品質が安定すると共に、カッターの寿命が
著しく延びるという効果を奏する。また、本実施例にお
いては、ワークの材質又は厚さ毎にカッター総走行距離
と適正押付圧力との関係を示す関係式又は関係表を複数
記憶することにより、材質又は厚さ等が異なる種々のワ
ークに容易に対応することができるという利点もある。
更に、本実施例においては、作業者によるエアー圧力の
調整が不要であるため、作業性が著しく向上すると共
に、押付圧力の設定ミス又は設定忘れ等による不良の発
生を防止できるという利点もある。

【００２９】なお、上述の実施例では圧縮ガスにより押
付シリンダーを駆動しホイールカッターをワークに押し
付けたが、ワークに対するホイールカッターの押付手段
はこれに限定されるものではなく、例えば押付手段とし
て電磁ソレノイド等を使用することもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、制
御手段によりホイールカッターの総走行距離に応じた電
気信号を発生し、押付圧力調整手段及び押付手段により
ワークに対する前記ホイールカッターの押付圧力を前記
電気信号に応じた適正押付圧力に調整するから、長期間
に亘ってワークの割れ深さを一定に維持でき、ワークの
割れ面の品質が安定すると共に、ホイールカッターの寿
命が著しく延びるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係るホイールカッター方式
切断装置を示す模式図である。

【図２】 同じくそのホイールカッター方式切断装置の
エアー回路を示す図である。

【図３】 同じくそのホイールカッター方式切断装置に
おけるカッター走行距離とカッター押付圧力及び割れ深
さとの関係を示すグラフ図である。

【図４】 同じくホイールカッター方式切断装置におけ
る押付圧力の制御方法を示すフローチャート図である。

【図５】 セラミック基板の切断に使用されるスクライ
バーを示す模式図である。

【図６】 同じくそのエアー回路の一例を示す模式図で
ある。

【図７】 従来のスクライバーにおけるカッター走行距
離とカッター押付圧力及び割れ深さとの関係の一例を示
すグラフ図である。

【図８】 従来のスクライバーにおけるカッター走行距
離とカッター押付圧力及び割れ深さとの関係の他の例を
示すグラフ図である。

【図９】 従来のスクライバーのエアー回路の他の例及
びその問題点を示す図である。

【符号の説明】

１，２１…エアー取入口、２，２２…フィルタ及びレギ
ュレータ、３，２３…セパレータ、４，２４…圧力スイ
ッチ、５…電気−空圧変換装置、６，２５…減圧弁、７
…スライダー、８，２７…押付シリンダー、９…ホイー
ルカッター、１１…サーボモータ、１２…制御部、１５
…ワーク台、１６…ワーク、２６…電磁バルブ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホイールカッターと、前記ホイールカッ
   ターをワークに向けて押し付ける押付手段と、前記ホイ
   ールカッターの総走行距離を算出する計算手段と、前記
   ホイールカッターの総走行距離に応じた電気信号を発生
   する制御部と、前記電気信号に基づき前記押付手段によ
   る前記ホイールカッターの前記ワークに対する押付圧力
   を調整する押付圧力調整手段と、を有することを特徴と
   するホイールカッター方式切断装置。
2. 【請求項２】 前記制御部は、前記ホイールカッターの
   総走行距離と適正押付圧力との関係を示す関係式又は関
   係表を記憶しており、前記関係式又は関係表に基づき前
   記電気信号を発生することを特徴とする請求項１に記載
   のホイールカッター方式切断装置。
3. 【請求項３】 前記押付圧力調整手段は電気−空圧変換
   装置により構成され、前記押付手段は前記電気−空圧変
   換装置から供給されるガスにより駆動されるガスシリン
   ダーにより構成されていることを特徴とする請求項１又
   は２に記載のホイールカッター方式切断装置。