JP4342039B2 - ガラススクライバー及びスクライブ方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス板に閉曲線で囲まれた領域を切り抜くのに適したガラススクライバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス板を切断するには、ガラスカッターホィールを用いてガラス板表面を一方向にスクライブしてガラス板表面から下方に向かうクラック(垂直クラックと呼ぶ)を生じさせ、次いでガラス板に応力を加え、その垂直クラックをガラス下面まで成長させることによってガラス板を切断(ブレイク)している。ここで図１の上図(Ａ)に示すように、ガラス板１から閉曲線の領域１ａをくりぬく場合、中図(Ｂ)に示した側面図にあるように、スクライブ時の垂直クラックＶの方向を常に閉曲線の外側に向かって斜め方向に傾斜させれば、下図(Ｃ)に示すように、切り取り対象の領域１ａをガラス板１から切り抜くブレイク作業が容易となる。
【０００３】
かかる目的のために、傾斜した垂直クラックを形成できるガラスカッターホィールが例えば特開平９−２７８４７４号公報で紹介されており、それを引用してここで述べる。
【０００４】
図２はそのガラスカッターホィールを正面(スクライブ方向)から眺めた図である。ホィールカッタ１１に対して回動自在に設けられるガラスカッターホィール１２において、刃先の稜線１３に対する左側の刃先角度が７３°で右側の刃先角度が８３°となっている。このガラスカッターホィール１２を用いてガラス板１に対して、スクライブすれば、下方に向かって図中左側に傾斜した垂直クラックＶと、ガラス板表面に生じたクラック１４、１５(水平クラックと呼ぶ)とが生じることが記されている。
【０００５】
このようなガラスカッターホィール１２を用いて閉曲線のスクライブを行ったガラス板１に対するブレイクにおいては、上述の直線的なブレイクのように垂直クラックが成長する向きにガラス板を撓ませるようなことはできないため、スクライブの時点で深い垂直クラックを形成しておく必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図２にあるような従来のホィールカッタ１１を用いたスクライブ装置では、形成される垂直クラックＶが浅く、かつその傾斜角も小さいため、通常の打ち抜きによるブレイクを行うと、製品１ａのブレイク端面がギザギザになったり、あるいは製品１ａそのものが粉々に破断してしまい、適正なブレイクを行うことは困難であった。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、閉曲線のスクライブ時に傾斜した深い垂直クラックを形成できるガラススクライバーを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本出願人が先に提出した特開平９−１８８５３４号の「ガラスカッターホィール」を図３に示している。このガラスカッターホィール２１は、通常のカッターホィール(即ち、両側の刃先角度θ１、θ２が共に等しい)の稜線２２に、拡大図Ａ１、Ｂ１に示すように、所定の間隔ｐで深さｈのＵ字形状をなす溝２３’(溝自身の形状はこれに限定されない)を切除することで刃先稜線上に微細な突起２４を形成したものであり、深い垂直クラックを得ることができ、スクライブ性能が飛躍的に向上した。
【０００９】
前記拡大図Ｂ１でわかるように、溝２３’の形状は両側で対称になっており、溝２３’の切り取り量は稜線２２の両側で均等になっている。その拡大図Ｂ１に記したラインＬ１での断面を図４に示している。稜線２２から両側への溝幅Ｗ１、Ｗ２は相互に等しく、又、溝両端での溝深さは同一である。つまり、溝２３’の切り取り面２３ａ’は、当該ガラスカッターホィール２１の軸心方向に対して平行関係にある。
【００１０】
これに対し、図５のガラスカッターホィール２５に示すように、溝２３の切り取量を稜線の両側で不均等にし、溝の切り取り面２３ａを傾斜させると、切り取り量の多い方に傾斜角Ｕで傾く深い垂直クラックが形成されることが判明した。
【００１１】
垂直クラックが傾く理由としては、スクライブするときの刃先稜線が溝部において若干のズレを生じ、これがガラス板に与えるストレスの左右不均衡を生ずる結果からと思われる。
【００１２】
図５では、ガラス板１は平板なテーブルＴに吸引固定されているが、スクライブ時に、ガラス板１を凹面状に撓ませておくと(あるいはスクライブ圧で撓むようにしておくと)、垂直クラックＶの傾斜角Ｕが更に大きくなることも判明した。このような構成のガラスカッターホィールおよびガラス板を撓ませてのスクライブ法を適用すればより傾斜した深い垂直クラックが得られるので閉曲線領域の切り抜きに最適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図６はこのようなガラスカッターホイールおよびガラス板を撓ませてのスクライブ法を採用した本発明の１実施形態を示したガラススクライバー５０である。ガラス板１が上面にセットされるテーブル２は、モータ３を駆動源として半固定テーブル４上で回転する。Ｑはテーブル２の回転中心を示す。この半固定テーブル４自体は２列のレール５、６に沿ってこの紙面に垂直な方向(Ｙ方向)に移動可能である。
【００１４】
テーブル２の上方にはＸ方向にガイドバー７が延在し、そのガイドバー７に沿って２基のスクライブヘッド８a、８bが設けられており、９a、９bはそれぞれのスクライブヘッド８a、８bを移動させるモータである。各スクライブヘッド８a、８bの下部には、上下動自在にかつ首振り自在にチップホルダー１０が備えられ、それらのチップホルダー１０の下端には上述したガラスカッターホィール２５(２５ａ、２５ｂ)が回転自在に装着されている。
【００１５】
図７はガラススクライバー５０を上方から見た図であり、各ガラスカッターホィール２５ａ、２５ｂは、ガイドバー７の中心線Ｏの直下に位置するようになっている。
【００１６】
図８はガラスカッターホィール２５の詳細を示し、図３と対応する部位については共通の符号を付している。本ガラスカッターホィール２５では、図８内の拡大図Ａ２、Ｂ２に示すように、溝２３の切り取り面２３ａを傾斜させ、その切り取り量を稜線２２の両側で不均等にしている。尚、拡大図Ａ２は、矢印Ｚ方向から眺めた図である。
【００１７】
その拡大図Ｂ２に記したラインＬ２での断面を図９で示すように、本ガラスカッターホィール２５における稜線２２から両側への溝幅Ｗ１、Ｗ２は相互に等しくなく、従って溝両端での溝深さｈ１、ｈ２も互に等しくない。ここで本ガラスカッターホィール２５における各寸法を製作例として表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
図１０は上記テーブル２の詳細断面図を示し、図１１はテーブル２を上方から見た図である。テーブル２自体は円柱体の部材からなり、上面には、所定厚の周縁２ａを残すようにして所定深さの凹部２ｂが形成されている。この周縁２ａの上面がガラス板１の実質的な載置台となり、その上面には環状の吸引溝２ｃが形成され、ガラス板１を吸引ロックできるようになっている。又、このテーブル２にセットしたガラス板１を下方に撓ませるために、凹部２ｂを減圧するための吸引ポート２ｄが形成されている。
【００２０】
次にこのガラススクライバー５０により、ガラス板１に半径ｒ１の円スクライブをするときの動作を述べる。図６に示したように、一方のスクライブヘッド８ａを図中左側に退避させておき、そして、図７に示したように、テーブル２の回転中心Ｑがガイドバー７の中心線Ｏに合致するようにテーブル２を移動させる。次にガラス板１をテーブル２にセットしてテーブル２に真空吸着固定し、そしてテーブル２の凹部２ｂを減圧してガラス板１を下方に撓ませる。
【００２１】
この状態で他方のスクライブヘッド８ｂを回転中心Ｑから右へｒ1だけ隔たった位置に移動させる。このとき、ガラスカッターホイール２５ｂは図６中の部分拡大図に示す向きに(溝の切り取り量の多い方をスクライブ円の外側に)セットする。そしてチップホルダー１０を下降させ、ガラスカッターホイール２５ｂの刃先をガラス板１に当接させ、更に所定の刃先荷重を与え、この状態でテーブル２を図７のごとく矢印方向に回転させると、ガラス板１に半径ｒ1の円スクライブが行なわれる。
【００２２】
この円スクライブでガラス板１に形成される垂直クラックは、後で取り上げる図１８においてＶで示しているようにスクライブ円の外側に傾く。
【００２３】
このときのガラスカッターホィール２５の加工データの１例を表２の加工データ１として表２に示す。加工データ１はガラス厚０．７mmで図１０に示すように減圧によりガラスを凹型に撓ませたものである。
【００２４】
【表２】
┌───────────┬────────┐
│ │ 加工データ１ │
├───────────┼────────┤
│ガラス板厚 │ 0.7mm │
│刃先荷重 │ 2.5Kg/cm2 │
│スクライブ速度 │ 40mm/sec │
│切抜き直径(φ) │ 40mm │
│固定用真空力(ゲージ圧)│ -80kPa │
│撓ませ用圧力(ゲージ圧)│ あり(減圧) │
└───────────┴────────┘
【００２５】
上記の各加工データ１におけるスクライブ結果を表３に示し、比較例として図５のようにガラス板１を平板なテーブルＴ上でスクライブしたときの結果を表４に示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】
【００２８】
表３と表４を比較してわかるように、ガラス厚み０．７mmにおいては図１０のようにガラスを減圧により凹型に撓ませたスクライブのほうが図５のように平坦なテーブル上でスクライブしたときよりも垂直クラックの傾きが大きく、かつ深い結果が得られた。
【００２９】
ガラス厚み１．１mmで図１２に示すように、テーブル２の凹部２ｂを減圧せず、大気圧としたときのデータの１例として表５に加工データ２として示す。
【００３０】
【表５】
┌───────────┬────────┐
│ │ 加工データ２ │
├───────────┼────────┤
│ガラス板厚 │ 1.1mm │
│刃先荷重 │ 2.5Kg/cm2 │
│スクライブ速度 │ 40mm/sec │
│切抜き直径(φ) │ 40mm │
│撓ませ用圧力(ゲージ圧)│ なし(大気圧) │
└───────────┴────────┘
【００３１】
次に、ディスク作成等の用途として、ガラス板１に半径ｒ1と、半径ｒ2の同心円のスクライブを行う作業を述べる。図１３に示すように、スクライブヘッド８ｂは図６と同じ位置とし、他方のスクライブヘッド８ａをテーブル２の回転中心Ｑから左へｒ2だけ隔たった位置に移動させる。このとき、ガラスカッターホイール２５ａは図１３中の部分拡大図に示す向きにセットする。そして両チップホルダー１０を下降させ、ガラスカッターホイール２５ａ、２５ｂの両刃先をガラス板１に当接させ、更に所定の刃先荷重を与え、この状態でテーブル２を図１４のごとく矢印方向に回転させると、半径ｒ1、ｒ2の同心円スクライブを行なえる。
【００３２】
このときのガラス板１に形成される垂直クラックは後で取り上げる図２４に示しており、外側の垂直クラックＶ１と内側の垂直クラックＶ２は共に外側方向に傾斜している。又、図１３においてガラスカッターホィール２５ａの向きを１８０°回転させてスクライブしたときの垂直クラックは後で取り上げる図２６に示しており、内側の垂直クラックＶ２は内側に傾斜する。
【００３３】
図１５は、テーブル２の凹部２ｂ内を加圧してガラス板１上方に撓ませた状態で行うスクライブを示している。この場合、ガラスカッターホイール２５ｂは図１０の場合とは逆向きにセットすると、図中、スクライブ円の内側へ傾く深い垂直クラックＶが得られた。
【００３４】
図１６のテーブル２Ａは、図１０のごとくガラス板１を下方に撓ませたときに、ガラス板１とテーブル２Ａとの密着性を増すために、周縁２ａにおける吸着面２fにその撓みに倣うような傾斜を設けている。
【００３５】
又、図１７のテーブル２Ｂは、図１５のごとくガラス板１を上方に撓ませたときに、ガラス板１とテーブル２Ｂとの密着性を増すために吸着面２ｆにその撓みに倣うような傾斜を設けている。
【００３６】
以上述べた各実施形態(各形態)では、スクライブヘッドを固定とし、スクライブ時にガラス板を移動させたが、ガラス板を固定とし、スクライブヘッドを移動可能に設ければ、所望形状の閉曲線領域をスクライブできる。
【００３７】
又、ガラスカッターホイールに形成した溝を側方から見たときの形状は円弧形状であったが、Ｕ字形状、Ｖ字形状、鋸刃形状もしくは凹形状であっても同じ作用効果が得られる。
【００３８】
以上のようにしてスクライブされた領域の切り抜きに適したブレイク装置を紹介する。その第１形態を示した図１８、図１９は、図７のスクライブで得られたガラス板１に対するブレイク装置を示し、深くかつ傾斜した垂直クラックＶが得られているため単なるヘッダー(押圧治具)５１の押下によりブレイクできる。
【００３９】
アクリル(ナイロンでも同じ)の樹脂製によるヘッダー５１を用いて板厚が０．７mmと１．１mmの場合の押圧荷重Ｗのデータをそれぞれ表６、表７に示す。
【表６】
┌─────┬────┬────┬────┐
│切抜き直径│20mm │40mm │66mm │
├─────┼────┼────┼────┤
│Ｗ(kgf) │2.0〜3.0│3.0〜4.0│3.0〜4.0│
└─────┴────┴────┴────┘
【表７】
┌─────┬────┬────┐
│切抜き直径│40mm │66mm │
├─────┼────┼────┤
│Ｗ(kgf) │ 9〜10 │5.0〜7.0│
└─────┴────┴────┘
【００４０】
尚、このときのテーブルは図１０で示したテーブル２をそのまま使用でき、その場合、スクライブ工程とブレイク工程とを一つのテーブル上で実施できるので、作業効率が向上し、作業スペースも小さくできる。
【００４１】
図２０、図２１は第２形態を示しており、スクライブ後にテーブル２における凹部２ｂの減圧を更に強め、撓みを更に増すことでブレイクしており、この場合もスクライブ時のテーブルをそのまま用いることができる。板厚が０．７mmと１．１mmの場合の撓ませ圧(減圧)のデータをそれぞれ表８、表９に示す。尚、ガラス板のテーブルへの固定用圧は共に−８０ＫＰａ(ゲージ圧)であった。
【００４２】
【表８】
【表９】
【００４３】
図２２、図２３は第３形態を示しており、ガラス板１は垂直クラックＶが内側方向に傾斜するように閉曲線のスクライブが行われ、その閉曲線領域を吸盤５２で上方から持ち上げるようにしてブレイクしている。この吸盤５２を搬送用のロボットアームに装着すれば、ブレイクした円盤１ｐをそのまま後工程へ搬送できる。
【００４４】
図２４、図２５は第４形態を示しており、図１４において同心円にスクライブしたガラス板１(垂直クラックＶが共に外側方向に傾斜)に対するブレイク装置を示す。ヘッダー５３に、スプリング５４で付勢された内ヘッダー５５を備え、かつ、テーブル２Ｃは凹部２ｂ内の中央部に更に凹部２ｂ’が形成される。
【００４５】
図２４に示すように、ヘッダー５３を押下させると、まず外側の垂直クラックＶ１の個所で分断されて円盤１ｐが凹部２ｂに落下する。前記ヘッダー５３を更に押下させていくと、そのヘッダー５３は図２５に示すように分断された円盤１ｐで係止されるが、この後は、スプリング５４の付勢力に打ち勝って内ヘッダー５５のみが押下されるようになり、今度は内側の垂直クラックＶ２の個所で中央部１ｑがブレイクされ、中央部がくり抜かれたディスク状の円盤１ｐが得られる。
【００４６】
図２６、図２７は第５形態を示しており、内側の垂直クラックＶ２が内側に向けて傾斜しているガラス板１に対するブレイク装置を示す。この装置では、テーブル２Ｄには、内側の垂直クラックＶ２で囲まれた領域を支えるような支持台２ｇを凹部２ｂの中央部に設け、かつ、ヘッダー５６の下面に所定の凹部５６ａを形成しておく。
【００４７】
この構成により、ヘッダー５６の１回の押下動作で外側の垂直クラックＶ１でのブレイクと、内側の垂直クラックＶ２でのブレイクを同時に行える。尚、ここのテーブル２Ｄをスクライブ用と兼用する場合、スクライブ時にガラス板１が撓めるように、前記支持台２ｇはガラス載置面より所定量だけ低くしておく。
【００４８】
図２８、図２９は第６形態を示しており、外側の垂直クラックＶ１が内側に向けて傾斜し、内側の垂直クラックＶ２が外側に向けて傾斜しているガラス板１に対するブレイク装置を示す。この装置では、ヘッダー５７は下面中央に凸部５７ａを持ち、その凸部以外の下面には吸引穴５７ｂが設けられている。
【００４９】
図２９に示すように、ヘッダー５７を下降させ、凸部５７ａをガラス板１の中央部を押下することにより、内側の垂直クラックＶ２の個所でブレイクされ、この後、吸引穴５７ｂによりガラス板１をヘッダー５７に吸引させた状態でヘッダー５７を上方に移動させることにより、ガラス板１は外側の垂直クラックＶ１の個所でブレイクされ、ディスク状のガラス板が得られる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガラススクライバーは、ディスク状ホィールの刃先稜線に当該ホィールの軸心方向に対して所定角度傾斜させた溝を所定のピッチで形成したガラスカッターホィールを用い、かつ、ガラス板が撓んだ状態でスクライブするようにしたので、深い垂直クラックが得られると共に、その垂直クラックがより大きく傾斜するため、閉曲線領域の切り抜きのためのスクライブに最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 閉曲線の領域を切断する様子を示した図
【図２】 公報に開示された切断方法を示した図
【図３】 公報に開示されたガラスカッターホィールの図
【図４】 図３における刃先稜線部の部分拡大断面図
【図５】 ガラスカッターホィールの使用例を示した図
【図６】 本発明の１実施形態を示したガラススクライバーの正面図
【図７】 図６のガラススクライバーを上から眺めた図
【図８】 図６のガラススクライバーで採用したガラスカッターホィールの詳細図
【図９】 図８のガラスカッターホィールの部分拡大断面図
【図１０】 図６のガラススクライバーにおけるスクライブ例を示した図
【図１１】 図１０のテーブルを上から見た図
【図１２】 図６のガラススクライバーにおけるスクライブ例を示した図
【図１３】 図６のガラススクライバーで別のスクライブ例を示した図
【図１４】 図１３のテーブルを上から見た図
【図１５】 図６のガラススクライバーにおける別のスクライブ例を示した図
【図１６】 図１０のスクライブに適したテーブルの断面図
【図１７】 図１５のスクライブに適したテーブルの断面図
【図１８】 図ブレイク法の一例を示した図
【図１９】 図１８におけるブレイク時の様子を示した図
【図２０】 図ブレイク法の一例を示した図
【図２１】 図２０におけるブレイク時の様子を示した図
【図２２】 図ブレイク法の一例を示した図
【図２３】 図２２におけるブレイク時の様子を示した図
【図２４】 図ブレイク法の一例を示した図
【図２５】 図２４におけるブレイク時の様子を示した図
【図２６】 図ブレイク法の一例を示した図
【図２７】 図２６におけるブレイク時の様子を示した図
【図２８】 ブレイク法の一例を示した図
【図２９】 図２８におけるブレイク時の様子を示した図
【符号の説明】
１ ガラス板
２ テーブル
２ａ 周縁
２ｂ 凹部
７ ガイドバー
８ スクライブヘッド
１０ チップホルダー
２３ 溝
２３ａ 溝切り取り面
２５ ガラスカッターホィール
５１ ヘッダー
５２ 吸盤
５３ ヘッダー
５４ スプリング
５５ 内ヘッダー
５６ ヘッダー
Ｖ 垂直クラック
Ｕ 傾斜角
５７ ヘッダー
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス板に閉曲線で囲まれた領域を切り抜くのに適したガラススクライバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス板を切断するには、ガラスカッターホィールを用いてガラス板表面を一方向にスクライブしてガラス板表面から下方に向かうクラック(垂直クラックと呼ぶ)を生じさせ、次いでガラス板に応力を加え、その垂直クラックをガラス下面まで成長させることによってガラス板を切断(ブレイク)している。ここで図１の上図(Ａ)に示すように、ガラス板１から閉曲線の領域１ａをくりぬく場合、中図(Ｂ)に示した側面図にあるように、スクライブ時の垂直クラックＶの方向を常に閉曲線の外側に向かって斜め方向に傾斜させれば、下図(Ｃ)に示すように、切り取り対象の領域１ａをガラス板１から切り抜くブレイク作業が容易となる。
【０００３】
かかる目的のために、傾斜した垂直クラックを形成できるガラスカッターホィールが例えば特開平９−２７８４７４号公報で紹介されており、それを引用してここで述べる。
【０００４】
図２はそのガラスカッターホィールを正面(スクライブ方向)から眺めた図である。ホィールカッタ１１に対して回動自在に設けられるガラスカッターホィール１２において、刃先の稜線１３に対する左側の刃先角度が７３°で右側の刃先角度が８３°となっている。このガラスカッターホィール１２を用いてガラス板１に対して、スクライブすれば、下方に向かって図中左側に傾斜した垂直クラックＶと、ガラス板表面に生じたクラック１４、１５(水平クラックと呼ぶ)とが生じることが記されている。
【０００５】
このようなガラスカッターホィール１２を用いて閉曲線のスクライブを行ったガラス板１に対するブレイクにおいては、上述の直線的なブレイクのように垂直クラックが成長する向きにガラス板を撓ませるようなことはできないため、スクライブの時点で深い垂直クラックを形成しておく必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図２にあるような従来のホィールカッタ１１を用いたスクライブ装置では、形成される垂直クラックＶが浅く、かつその傾斜角も小さいため、通常の打ち抜きによるブレイクを行うと、製品１ａのブレイク端面がギザギザになったり、あるいは製品１ａそのものが粉々に破断してしまい、適正なブレイクを行うことは困難であった。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、閉曲線のスクライブ時に傾斜した深い垂直クラックを形成できるガラススクライバーを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本出願人が先に提出した特開平９−１８８５３４号の「ガラスカッターホィール」を図３に示している。このガラスカッターホィール２１は、通常のカッターホィール(即ち、両側の刃先角度θ１、θ２が共に等しい)の稜線２２に、拡大図Ａ１、Ｂ１に示すように、所定の間隔ｐで深さｈのＵ字形状をなす溝２３’(溝自身の形状はこれに限定されない)を切除することで刃先稜線上に微細な突起２４を形成したものであり、深い垂直クラックを得ることができ、スクライブ性能が飛躍的に向上した。
【０００９】
前記拡大図Ｂ１でわかるように、溝２３’の形状は両側で対称になっており、溝２３’の切り取り量は稜線２２の両側で均等になっている。その拡大図Ｂ１に記したラインＬ１での断面を図４に示している。稜線２２から両側への溝幅Ｗ１、Ｗ２は相互に等しく、又、溝両端での溝深さは同一である。つまり、溝２３’の切り取り面２３ａ’は、当該ガラスカッターホィール２１の軸心方向に対して平行関係にある。
【００１０】
これに対し、図５のガラスカッターホィール２５に示すように、溝２３の切り取量を稜線の両側で不均等にし、溝の切り取り面２３ａを傾斜させると、切り取り量の多い方に傾斜角Ｕで傾く深い垂直クラックが形成されることが判明した。
【００１１】
垂直クラックが傾く理由としては、スクライブするときの刃先稜線が溝部において若干のズレを生じ、これがガラス板に与えるストレスの左右不均衡を生ずる結果からと思われる。
【００１２】
図５では、ガラス板１は平板なテーブルＴに吸引固定されているが、スクライブ時に、ガラス板１を凹面状に撓ませておくと(あるいはスクライブ圧で撓むようにしておくと)、垂直クラックＶの傾斜角Ｕが更に大きくなることも判明した。このような構成のガラスカッターホィールおよびガラス板を撓ませてのスクライブ法を適用すればより傾斜した深い垂直クラックが得られるので閉曲線領域の切り抜きに最適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図６はこのようなガラスカッターホイールおよびガラス板を撓ませてのスクライブ法を採用した本発明の１実施形態を示したガラススクライバー５０である。ガラス板１が上面にセットされるテーブル２は、モータ３を駆動源として半固定テーブル４上で回転する。Ｑはテーブル２の回転中心を示す。この半固定テーブル４自体は２列のレール５、６に沿ってこの紙面に垂直な方向(Ｙ方向)に移動可能である。
【００１４】
テーブル２の上方にはＸ方向にガイドバー７が延在し、そのガイドバー７に沿って２基のスクライブヘッド８a、８bが設けられており、９a、９bはそれぞれのスクライブヘッド８a、８bを移動させるモータである。各スクライブヘッド８a、８bの下部には、上下動自在にかつ首振り自在にチップホルダー１０が備えられ、それらのチップホルダー１０の下端には上述したガラスカッターホィール２５(２５ａ、２５ｂ)が回転自在に装着されている。
【００１５】
図７はガラススクライバー５０を上方から見た図であり、各ガラスカッターホィール２５ａ、２５ｂは、ガイドバー７の中心線Ｏの直下に位置するようになっている。
【００１６】
図８はガラスカッターホィール２５の詳細を示し、図３と対応する部位については共通の符号を付している。本ガラスカッターホィール２５では、図８内の拡大図Ａ２、Ｂ２に示すように、溝２３の切り取り面２３ａを傾斜させ、その切り取り量を稜線２２の両側で不均等にしている。尚、拡大図Ａ２は、矢印Ｚ方向から眺めた図である。
【００１７】
その拡大図Ｂ２に記したラインＬ２での断面を図９で示すように、本ガラスカッターホィール２５における稜線２２から両側への溝幅Ｗ１、Ｗ２は相互に等しくなく、従って溝両端での溝深さｈ１、ｈ２も互に等しくない。ここで本ガラスカッターホィール２５における各寸法を製作例として表１に示す。
【００１８】
【表１】
図１０は上記テーブル２の詳細断面図を示し、図１１はテーブル２を上方から見た図である。テーブル２自体は円柱体の部材からなり、上面には、所定厚の周縁２ａを残すようにして所定深さの凹部２ｂが形成されている。この周縁２ａの上面がガラス板１の実質的な載置台となり、その上面には環状の吸引溝２ｃが形成され、ガラス板１を吸引ロックできるようになっている。又、このテーブル２にセットしたガラス板１を下方に撓ませるために、凹部２ｂを減圧するための吸引ポート２ｄが形成されている。
【００２０】
次にこのガラススクライバー５０により、ガラス板１に半径ｒ１の円スクライブをするときの動作を述べる。図６に示したように、一方のスクライブヘッド８ａを図中左側に退避させておき、そして、図７に示したように、テーブル２の回転中心Ｑがガイドバー７の中心線Ｏに合致するようにテーブル２を移動させる。次にガラス板１をテーブル２にセットしてテーブル２に真空吸着固定し、そしてテーブル２の凹部２ｂを減圧してガラス板１を下方に撓ませる。
【００２１】
この状態で他方のスクライブヘッド８ｂを回転中心Ｑから右へｒ1だけ隔たった位置に移動させる。このとき、ガラスカッターホイール２５ｂは図６中の部分拡大図に示す向きに(溝の切り取り量の多い方をスクライブ円の外側に)セットする。そしてチップホルダー１０を下降させ、ガラスカッターホイール２５ｂの刃先をガラス板１に当接させ、更に所定の刃先荷重を与え、この状態でテーブル２を図７のごとく矢印方向に回転させると、ガラス板１に半径ｒ1の円スクライブが行なわれる。
【００２２】
この円スクライブでガラス板１に形成される垂直クラックは、後で取り上げる図１８においてＶで示しているようにスクライブ円の外側に傾く。
【００２３】
このときのガラスカッターホィール２５の加工データの１例を表２の加工データ１として表２に示す。加工データ１はガラス厚０．７mmで図１０に示すように減圧によりガラスを凹型に撓ませたものである。
【００２４】
【表２】
┌───────────┬────────┐
│ │ 加工データ１ │
├───────────┼────────┤
│ガラス板厚 │ 0.7mm │
│刃先荷重 │ 2.5Kg/cm2 │
│スクライブ速度 │ 40mm/sec │
│切抜き直径(φ) │ 40mm │
│固定用真空力(ゲージ圧)│ -80kPa │
│撓ませ用圧力(ゲージ圧)│ あり(減圧) │
└───────────┴────────┘
【００２５】
上記の各加工データ１におけるスクライブ結果を表３に示し、比較例として図５のようにガラス板１を平板なテーブルＴ上でスクライブしたときの結果を表４に示す。
【００２６】
【表３】
【表４】
表３と表４を比較してわかるように、ガラス厚み０．７mmにおいては図１０のようにガラスを減圧により凹型に撓ませたスクライブのほうが図５のように平坦なテーブル上でスクライブしたときよりも垂直クラックの傾きが大きく、かつ深い結果が得られた。
【００２９】
ガラス厚み１．１mmで図１２に示すように、テーブル２の凹部２ｂを減圧せず、大気圧としたときのデータの１例として表５に加工データ２として示す。
【００３０】
【表５】
┌───────────┬────────┐
│ │ 加工データ２ │
├───────────┼────────┤
│ガラス板厚 │ 1.1mm │
│刃先荷重 │ 2.5Kg/cm2 │
│スクライブ速度 │ 40mm/sec │
│切抜き直径(φ) │ 40mm │
│撓ませ用圧力(ゲージ圧)│ なし(大気圧) │
└───────────┴────────┘
【００３１】
次に、ディスク作成等の用途として、ガラス板１に半径ｒ1と、半径ｒ2の同心円のスクライブを行う作業を述べる。図１３に示すように、スクライブヘッド８ｂは図６と同じ位置とし、他方のスクライブヘッド８ａをテーブル２の回転中心Ｑから左へｒ2だけ隔たった位置に移動させる。このとき、ガラスカッターホイール２５ａは図１３中の部分拡大図に示す向きにセットする。そして両チップホルダー１０を下降させ、ガラスカッターホイール２５ａ、２５ｂの両刃先をガラス板１に当接させ、更に所定の刃先荷重を与え、この状態でテーブル２を図１４のごとく矢印方向に回転させると、半径ｒ1、ｒ2の同心円スクライブを行なえる。
【００３２】
このときのガラス板１に形成される垂直クラックは後で取り上げる図２４に示しており、外側の垂直クラックＶ１と内側の垂直クラックＶ２は共に外側方向に傾斜している。又、図１３においてガラスカッターホィール２５ａの向きを１８０°回転させてスクライブしたときの垂直クラックは後で取り上げる図２６に示しており、内側の垂直クラックＶ２は内側に傾斜する。
【００３３】
図１５は、テーブル２の凹部２ｂ内を加圧してガラス板１上方に撓ませた状態で行うスクライブを示している。この場合、ガラスカッターホイール２５ｂは図１０の場合とは逆向きにセットすると、図中、スクライブ円の内側へ傾く深い垂直クラックＶが得られた。
【００３４】
図１６のテーブル２Ａは、図１０のごとくガラス板１を下方に撓ませたときに、ガラス板１とテーブル２Ａとの密着性を増すために、周縁２ａにおける吸着面２fにその撓みに倣うような傾斜を設けている。
【００３５】
又、図１７のテーブル２Ｂは、図１５のごとくガラス板１を上方に撓ませたときに、ガラス板１とテーブル２Ｂとの密着性を増すために吸着面２ｆにその撓みに倣うような傾斜を設けている。
【００３６】
以上述べた各実施形態(各形態)では、スクライブヘッドを固定とし、スクライブ時にガラス板を移動させたが、ガラス板を固定とし、スクライブヘッドを移動可能に設ければ、所望形状の閉曲線領域をスクライブできる。
【００３７】
又、ガラスカッターホイールに形成した溝を側方から見たときの形状は円弧形状であったが、Ｕ字形状、Ｖ字形状、鋸刃形状もしくは凹形状であっても同じ作用効果が得られる。
【００３８】
以上のようにしてスクライブされた領域の切り抜きに適したブレイク装置を紹介する。その第１形態を示した図１８、図１９は、図７のスクライブで得られたガラス板１に対するブレイク装置を示し、深くかつ傾斜した垂直クラックＶが得られているため単なるヘッダー(押圧治具)５１の押下によりブレイクできる。
【００３９】
アクリル(ナイロンでも同じ)の樹脂製によるヘッダー５１を用いて板厚が０．７mmと１．１mmの場合の押圧荷重Ｗのデータをそれぞれ表６、表７に示す。
【表６】
┌─────┬────┬────┬────┐
│切抜き直径│20mm │40mm │66mm │
├─────┼────┼────┼────┤
│Ｗ(kgf) │2.0〜3.0│3.0〜4.0│3.0〜4.0│
└─────┴────┴────┴────┘
【表７】
┌─────┬────┬────┐
│切抜き直径│40mm │66mm │
├─────┼────┼────┤
│Ｗ(kgf) │ 9〜10 │5.0〜7.0│
└─────┴────┴────┘
【００４０】
尚、このときのテーブルは図１０で示したテーブル２をそのまま使用でき、その場合、スクライブ工程とブレイク工程とを一つのテーブル上で実施できるので、作業効率が向上し、作業スペースも小さくできる。
【００４１】
図２０、図２１は第２形態を示しており、スクライブ後にテーブル２における凹部２ｂの減圧を更に強め、撓みを更に増すことでブレイクしており、この場合もスクライブ時のテーブルをそのまま用いることができる。板厚が０．７mmと１．１mmの場合の撓ませ圧(減圧)のデータをそれぞれ表８、表９に示す。尚、ガラス板のテーブルへの固定用圧は共に−８０ＫＰａ(ゲージ圧)であった。
【００４２】
【表８】
図２２、図２３は第３形態を示しており、ガラス板１は垂直クラックＶが内側方向に傾斜するように閉曲線のスクライブが行われ、その閉曲線領域を吸盤５２で上方から持ち上げるようにしてブレイクしている。この吸盤５２を搬送用のロボットアームに装着すれば、ブレイクした円盤１ｐをそのまま後工程へ搬送できる。
【００４４】
図２４、図２５は第４形態を示しており、図１４において同心円にスクライブしたガラス板１(垂直クラックＶが共に外側方向に傾斜)に対するブレイク装置を示す。ヘッダー５３に、スプリング５４で付勢された内ヘッダー５５を備え、かつ、テーブル２Ｃは凹部２ｂ内の中央部に更に凹部２ｂ’が形成される。
【００４５】
図２４に示すように、ヘッダー５３を押下させると、まず外側の垂直クラックＶ１の個所で分断されて円盤１ｐが凹部２ｂに落下する。前記ヘッダー５３を更に押下させていくと、そのヘッダー５３は図２５に示すように分断された円盤１ｐで係止されるが、この後は、スプリング５４の付勢力に打ち勝って内ヘッダー５５のみが押下されるようになり、今度は内側の垂直クラックＶ２の個所で中央部１ｑがブレイクされ、中央部がくり抜かれたディスク状の円盤１ｐが得られる。
【００４６】
図２６、図２７は第５形態を示しており、内側の垂直クラックＶ２が内側に向けて傾斜しているガラス板１に対するブレイク装置を示す。この装置では、テーブル２Ｄには、内側の垂直クラックＶ２で囲まれた領域を支えるような支持台２ｇを凹部２ｂの中央部に設け、かつ、ヘッダー５６の下面に所定の凹部５６ａを形成しておく。
【００４７】
この構成により、ヘッダー５６の１回の押下動作で外側の垂直クラックＶ１でのブレイクと、内側の垂直クラックＶ２でのブレイクを同時に行える。尚、ここのテーブル２Ｄをスクライブ用と兼用する場合、スクライブ時にガラス板１が撓めるように、前記支持台２ｇはガラス載置面より所定量だけ低くしておく。
【００４８】
図２８、図２９は第６形態を示しており、外側の垂直クラックＶ１が内側に向けて傾斜し、内側の垂直クラックＶ２が外側に向けて傾斜しているガラス板１に対するブレイク装置を示す。この装置では、ヘッダー５７は下面中央に凸部５７ａを持ち、その凸部以外の下面には吸引穴５７ｂが設けられている。
【００４９】
図２９に示すように、ヘッダー５７を下降させ、凸部５７ａをガラス板１の中央部を押下することにより、内側の垂直クラックＶ２の個所でブレイクされ、この後、吸引穴５７ｂによりガラス板１をヘッダー５７に吸引させた状態でヘッダー５７を上方に移動させることにより、ガラス板１は外側の垂直クラックＶ１の個所でブレイクされ、ディスク状のガラス板が得られる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガラススクライバーは、ディスク状ホィールの刃先稜線に当該ホィールの軸心方向に対して所定角度傾斜させた溝を所定のピッチで形成したガラスカッターホィールを用い、かつ、ガラス板が撓んだ状態でスクライブするようにしたので、深い垂直クラックが得られると共に、その垂直クラックがより大きく傾斜するため、閉曲線領域の切り抜きのためのスクライブに最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 閉曲線の領域を切断する様子を示した図
【図２】 公報に開示された切断方法を示した図
【図３】 公報に開示されたガラスカッターホィールの図
【図４】 図３における刃先稜線部の部分拡大断面図
【図５】 ガラスカッターホィールの使用例を示した図
【図６】 本発明の１実施形態を示したガラススクライバーの正面図
【図７】 図６のガラススクライバーを上から眺めた図
【図８】 図６のガラススクライバーで採用したガラスカッターホィールの詳細図
【図９】 図８のガラスカッターホィールの部分拡大断面図
【図１０】 図６のガラススクライバーにおけるスクライブ例を示した図
【図１１】 図１０のテーブルを上から見た図
【図１２】 図６のガラススクライバーにおけるスクライブ例を示した図
【図１３】 図６のガラススクライバーで別のスクライブ例を示した図
【図１４】 図１３のテーブルを上から見た図
【図１５】 図６のガラススクライバーにおける別のスクライブ例を示した図
【図１６】 図１０のスクライブに適したテーブルの断面図
【図１７】 図１５のスクライブに適したテーブルの断面図
【図１８】 図ブレイク法の一例を示した図
【図１９】 図１８におけるブレイク時の様子を示した図
【図２０】 図ブレイク法の一例を示した図
【図２１】 図２０におけるブレイク時の様子を示した図
【図２２】 図ブレイク法の一例を示した図
【図２３】 図２２におけるブレイク時の様子を示した図
【図２４】 図ブレイク法の一例を示した図
【図２５】 図２４におけるブレイク時の様子を示した図
【図２６】 図ブレイク法の一例を示した図
【図２７】 図２６におけるブレイク時の様子を示した図
【図２８】 ブレイク法の一例を示した図
【図２９】 図２８におけるブレイク時の様子を示した図
【符号の説明】
１ ガラス板
２ テーブル
２ａ 周縁
２ｂ 凹部
７ ガイドバー
８ スクライブヘッド
１０ チップホルダー
２３ 溝
２３ａ 溝切り取り面
２５ ガラスカッターホィール
５１ ヘッダー
５２ 吸盤
５３ ヘッダー
５４ スプリング
５５ 内ヘッダー
５６ ヘッダー
Ｖ 垂直クラック
Ｕ 傾斜角
５７ ヘッダー
Claims (12)
- 閉曲線のスクライブラインを刻むガラススクライバーにおいて、
円柱状部材の中央部に凹部を形成したテーブルと、テーブルにセットしたガラス板を吸引固定するための手段と、ディスク状ホィールの刃先稜線に当該ホィールの軸心方向に対して所定角度傾斜させた溝を所定のピッチで形成したガラスカッターホィールと、前記ガラスカッターホィールを回転自在に保持するスクライブヘッドと、前記スクライブヘッドをガラス板に対して相対的に移動させて閉曲線のスクライブを行うスクライブ手段とを備えたことを特徴とするガラススクライバー。 - 前記凹部内を減圧して前記ガラス板を凹面状に湾曲させる減圧手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のガラススクライバー。
- 前記ガラスカッターホィールで閉曲線のスクライブをしたとき、垂直クラックが閉曲線の外側に傾くよう、当該ガラスカッターホィールを前記スクライブヘッドに装着することを特徴とする請求項２に記載のガラススクライバー。
- 前記凹部内を加圧して前記ガラス板を凸面状に湾曲させる加圧手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のガラススクライバー。
- 前記ガラスカッターホィールで閉曲線のスクライブをしたとき、垂直クラックが閉曲線の内側に傾くよう、当該ガラスカッターホィールを上記スクライブヘッドに装着することを特徴とする請求項４に記載のガラススクライバー。
- 前記ガラスカッターホィールが第１及び第２の２つのガラスカッターホィールで構成される一方、前記スクライブヘッドが第１及び第２の２つのスクライブヘッドで構成され、前記第１及び第２のガラスカッターホィールが夫々前記第１及び第２のスクライブヘッドによって回転自在に保持されていることを特徴とする請求項１に記載のガラススクライバー。
- 請求項３に記載のガラススクライバーを用いてガラス板に閉曲線のスクライブを行うスクライブ方法であって、
前記ガラス板を凹面状に湾曲させた状態でスクライブヘッドを前記ガラス板に対して相対的に移動させてスクライブし、閉曲線の外側に傾く垂直クラックを形成する工程を具備することを特徴とするスクライブ方法。 - 請求項５に記載のガラススクライバーを用いてガラス板に閉曲線のスクライブを行うスクライブ方法であって、
前記ガラス板を凸面状に湾曲させた状態でスクライブヘッドを前記ガラス板に対して相対的に移動させてスクライブし、閉曲線の内側に傾く垂直クラックを形成する工程を具備することを特徴とするスクライブ方法。 - 請求項６に記載のガラススクライバーを用いてガラス板に閉曲線のスクライブを行うスクライブ方法であって、
スクライブによる垂直クラックが常に閉曲線の側から第１の方向及び第２の方向に向くように第１及び第２のガラスカッターホィールを夫々第１及び第２のスクライブヘッドに装着する工程と、
前記第１及び第２のスクライブヘッドを前記ガラス板に対して相対的に移動させてスクライブする工程を具備することを特徴とするスクライブ方法。 - 前記第１及び前記第２の方向は閉曲線の外側であることを特徴とする請求項９に記載のスクライブ方法。
- 前記第１及び前記第２の方向は夫々閉曲線の内側と外側であることを特徴とする請求項９に記載のスクライブ方法。
- 前記第１及び前記第２の方向は夫々閉曲線の外側と内側であることを特徴とする請求項９に記載のスクライブ方法。
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1999
- 1999-06-15 JP JP16820599A patent/JP4342039B2/ja not_active Expired - Fee Related
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