JP5338780B2 - スクライブヘッド - Google Patents
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Description
本発明はスクライブ装置に用いられるスクライブヘッドに関し、特に貼り合わせ基板のスクライブに適したホルダジョイントの方向を回転させることができるスクライブヘッドに関するものである。
従来、液晶表示パネルや液晶プロジェクタ基板等のフラットパネルディスプレイ(FPD)等では、製造過程においてマザーガラス基板が貼り合わされた後に所定の大きさの単個のパネルとなるように分断される。マザーガラス基板等の脆性材料基板の分断には、スクライブ工程とブレイク工程があり、スクライブ工程ではスクライブ装置が用いられる。FPDの製造では、一枚のマザー基板をスクライブして、ブレイク工程により複数個のパネル基板を取り出す。
スクライブ装置には、例えば特許文献1,2に示されるように、脆性材料基板を載置して保持するテーブルと、脆性材料基板に対して相対的に水平方向に移動することができ、上下方向にも移動自在のスクライブヘッドとが設けられている。スクライブヘッドの下端部には、ホルダジョイントが取付けられている。ホルダジョイントはその下端にスクライビングホイール(以下、単に刃先ともいう)を回転自在に保持するものである。
さて図1(a)に示す液晶パネル等の貼り合わせ基板100は、上下のガラス基板101,102が貼り合わされて構成される。貼り合わせ基板100から単個のパネルを切り出す際に通常は長方形状部分について上下のスクライブヘッドの位置を合わせて上下同時にスクライブするようにしている。しかし図1(a)の円形部分の拡大図を図1(b)、側面図を図1(c)に示すように、貼り合わせ基板100の端部では下方のガラス基板102上に形成された電極を露出させる必要がある。そのため上部のガラス基板101の面をより小さく切断する。この場合には上部のガラス基板101のスクライブラインと下部のガラス基板102のスクライブラインの位置をわずかに異ならせたスクライブが必要となる。このようにスクライブラインをずらせる場合であっても、マザー基板の端部から外部シール103の内端までは上下のガラス基板101,102のスクライブラインを合わせてスクライブする必要がある。例えば図1(b)において上下のスクライブラインを夫々L1,L2とすると、外周より外部シール103の内端までスクライブラインL1,L2に示すように上下同時にスクライブする。更に外部シール103よりも内側に入ると、上部のスクライブラインL1はそのまま進行させ、下方のスクライブヘッドのみを蛇行させて上部のスクライブヘッドとわずかに位置をずらせスクライブラインL2に沿ってスクライブする。このようにスクライブを行えばその後のブレイク工程によって下方のガラス基板102に形成された電極を露出させることができる。
このとき、従来ではホルダジョイントのシャフトをボールベアリングによって保持することで回転自在とし、スクライブヘッドの移動方向を変えてキャスタ効果によって刃先の向きを変え、スクライブラインを蛇行させるようにしていた。
このように従来のスクライブ装置では、キャスタ効果によって刃先の向きを変更させていたので、所望の方向にスクライブできるようになるまでの助走距離が長くなってしまうという欠点があった。又スクライブラインの軌跡が不確定になってしまうという欠点もあった。
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、刃先が取り付けられたホルダジョイントをモータによって回転させ、無駄なスクライブ距離を短くすることを目的とする。
この課題を解決するために、本発明のスクライブヘッドは、スクライビングホイールを保持するホルダジョイントと、旋回モータと、前記旋回モータの回転力を前記ホルダジョイントに伝える回転力伝達機構と、を具備し、前記ホルダジョイントは、下端にスクライビングホイールが取り付けられ、前記回転力伝達機構によって伝えられた回転力によりその軸周りに回転するキングピンを具備し、前記回転力伝達機構は、前記旋回モータの出力軸に固定された第1ギアと、該第1ギアと噛合する第2ギアと、該第2ギアの回転に伴って回転するシャフトと、前記シャフトに取り付けられ、シャフトと共に回転し、その下面にテーパー状の突出部を有するクラッチプレートと、前記クラッチプレートの突出部に対応するテーパー形状の切欠きを有して前記キングピンの上部に固定され、前記クラッチプレートの回転に従動して回転し、前記クラッチプレートの回転を遊びを伴って前記キングピンに伝える連結ボスと、を有し、前記シャフトと前記キングピンとを同軸としたものである。
ここで前記キングピンは、一対のベアリングによってその軸に沿って回転自在に保持されているようにしてもよい。
このような特徴を有する本発明によれば、スクライブヘッドを用いてスクライブする際に刃先の方向を能動的に変えることができる。このため貼り合わせ基板をスクライブする際に、上下の刃先を同位置にして外部シール部をスクライブしたり、電極を露出させる必要がある部分では上下のスクライブラインをずらせてスクライブするなど、刃先を自由に制御することができるという効果が得られる。又刃先の方向を自由に制御できるため、キャスタ効果で刃先の向きを変える場合に比べてスクライブラインの軌跡が安定し、短距離で所望の方向にスクライブできるようになるという効果が得られる。
図2は本発明の実施の形態によるスクライブヘッドの一例を示す斜視図であり、図3はスクライブヘッドの中央縦断面図である。これらの図に示すようにスクライブヘッドは図示しないブリッジに垂直に取り付けられる長方形状のベースプレート11を有している。ベースプレート11の上部にトッププレート12が水平に設けられ、ベースプレート11の下部にトッププレート12と平行にボトムプレート13が設けられる。トッププレート12の上部にはサーボモータ14がその回転軸を下方に向けて固定されている。又サーボモータ14の上部には、その回転角を検出するエンコーダ15が設けられている。サーボモータ14のモータ軸には、図3に示すようにカップリング16を介してボールねじ17のシャフト17aが取り付けられる。又ベースプレート11にはトッププレート12とボトムプレート13の間にスライダ18がリニアウェイ19を介して上下動自在に取り付けられている。スライダ18にはボールねじ17のナット部17bが取り付けられ、サーボモータ14の回転に伴ってスライダ18を上下動させることができる。スライダ18の下面には、ホルダブラケット20が取り付けられ、更にホルダブラケット20の下端にはホルダフランジ21が取り付けられる。
次に各部材について、より詳細に説明する。図4(a),(b)は上方及び下方から見たボトムプレート13を示す斜視図、図5(a),(b)はその平面図及び部分断面図である。ボトムプレート13は平板状の部材であって、一端には側面に沿った突起部13aが形成されており、この突起部13aに設けられたねじ孔によってベースプレート11にねじ止めされてベースプレート11に対し垂直に接続される。この突起部13aに隣接して長方形状の貫通孔13bが形成される。ボトムプレート13の他端には、ボトムプレート13の長手方向に平行な一対の側壁13c,13dが形成されており、側壁13c,13dのそれぞれの頂面にはねじ溝が設けられている。ボトムプレート13の中央には円形の貫通孔13eが形成され、その底面側には凹部13fが設けられ、凹部13fには後述のホルダフランジ21の上面が嵌まり込む。更に凹部13fの直上には径の小さい段差部13gが形成されている。
図6(a),(b)は上方及び下方から見たスライダ18を示す斜視図である。スライダ18は図示のように前面に開口を有する筐体状の部材であり、上面にはボールねじ17が貫通するためのU字状の切欠き18aが形成される。又スライダ18の下面には後述するスプラインシャフトを回動自在に保持する貫通孔18bとホルダブラケット20を連結するためのねじ溝18c,18d、スプラインシャフトのシャフトホルダをねじ止めするためのねじ溝18f,18g等が形成されている。
この実施の形態では図3に示すように、ボトムプレート13に設けられた貫通孔13bにホルダブラケット20が貫通しており、上部のスライダ18とホルダフランジ21とがホルダブラケット20を介して連結されている。
ホルダフランジ21は図7(a)に斜視図及び(b)に中央縦断面図を示すように、円筒形の部材であって、上面にはフランジ21aが形成され、前述したホルダブラケット20の下端にねじ止めして固定される。又ホルダフランジ21の下方の円筒形部分には金属カラー23が取り付けられる。金属カラー23の内部空間には、後述のホルダジョイント50が圧入される。
次にボトムプレート13にはスクライビングホイールの方向を回転させるための機構が取り付けられている。図3に示すように、ボトムプレート13の上部には旋回モータ31がその回転軸を下方に向けて固定されている。具体的には、旋回モータ31を収納した筐体がボトムプレート13の側壁13c,13dの頂面のねじ溝にねじ又はボルトで取り付けられて固定される。旋回モータ31の上部にはその回転角を検出するエンコーダ32が設けられている。旋回モータ31の出力軸には第1のギア33が固定されている。ギア33は、旋回モータ31がボトムプレート13に取り付けられた状態において、ボトムプレート13の側壁13cと13dの間の空間に位置付けられる。
図8(a),(b)は回転力伝達機構のうちスプラインシャフトの周辺をより詳細に示す斜視図及び断面図である。回転力伝達機構はこれらの図に示すように、ボールスプラインを構成するスプラインシャフト34とその外筒35を有している。スプラインシャフト34は円柱状の部材であり、スプラインシャフト34の上部にはスプラインシャフトホルダ36が固定され、中央部分にはボールスプラインギア37が設けられている。スプラインシャフト34の上端はスライダ18の下面の貫通孔18bに挿入され、スプラインシャフトホルダ36はスライダ18の下面のねじ溝18f,18gにねじ止めされる。スプラインシャフト34の中央部分にはボールスプラインの外筒35が設けられる。ボールスプラインギア37は上部に筒状部37a,下部にこれと同軸で内径の小さい筒状部37bを有し、上部筒状部37aの外周に第2ギアとなるギア部37cが設けられる。ボールスプラインの外筒35は側方よりねじによってボールスプラインギア37の上部筒状部37aに固定される。ボールスプラインギア37のギア部37cはギア33と噛合している。又ボトムプレート13の貫通孔13eにはベアリング38,39が挿入され、段差部13gによって保持されている。これらのベアリング38,39はボールスプラインギアの下部筒状部37bの外周を保持することにより、ボールスプラインギア37を回転自在とするベアリングである。更にスプラインシャフト34の下端にはボールベアリング40及びクラッチプレート41が取り付けられる。スプラインシャフト34はモータ14の回転に伴ってスライダ18,ホルダブラケット20と共に上下動し、旋回モータ31の回転に伴って回転するものである。
図9(a)はクラッチプレート41を示す正面図、(b)は底面図及び(c)は斜視図である。これらの図に示すようにクラッチプレート41は円板状の部材であって、スプラインシャフト34の下端に取り付けられている。クラッチプレート41の下面には180度対称な位置に一対の突出部41a,41bが形成されている。図9(a)に示されるように突出部41a,41bは下方が狭くなったテーパー状である。ここでこの突出部の下端の幅をT1とする。
次にホルダフランジ21の金属カラー23に圧入されるホルダジョイント50について説明する。図10の左側はホルダジョイント50の側面図、右側は断面図である。ホルダジョイント50は中央に円柱状のキングピン51を有している。キングピン51はスプラインシャフト34の回転に伴って回転するものであり、その円柱状部には、上部と中央部にキングピン51を回動自在に保持するための第1,第2のベアリング52,53が円筒形のスペーサ54を介して設けられている。又キングピン51の下方にはキングピン押さえ55とベアリングカバー56が設けられる。キングピン51の下方にはピン57によりスクライビングホイール58が回転自在に保持されている。更にキングピン51の上部には連結ボス59がねじ止めにより固定されている。
図11(a)は連結ボス59の平面図、(b)は断面図、(c)は側面図、(d)は斜視図である。これらの図に示すように連結ボス59は円筒部材であって、上部の側壁には180°対称な位置に切欠き59a,59bが設けられている。切欠き59a,59bは上向きに角度α(例えば15°)の角度で拡がるようにテーパー状に切欠かれており、この切欠き部分には前述したクラッチプレート41の左右のテーパー状からなる突出部41a,41bが係合することとなる。ここで切欠きの幅T2は前述したクラッチプレート41の突出部の幅T1よりわずかに大きくしておき、回転力を伝達する際の遊びを設けておく。
ここで本実施の形態において、ギア33、ボールスプラインギア37、スプラインシャフト34、クラッチプレート41及び連結ボス59は旋回モータ31の回転力を遊びを伴ってホルダジョイント50のキングピン51に伝える回転力伝達機構を構成している。
次に本実施の形態の動作について説明する。トッププレート12の上面に取り付けられているサーボモータ14を駆動することによってボールねじ17が回転する。これによりスライダ18は図3に示すリニアウェイ19の最も高い位置と、図12に示す最も低い位置との間を上下動することができる。スライダ18の上下動に伴い、スライダ18と連結されているホルダブラケット20、ホルダフランジ21及びスプラインシャフト34も同時に上下動することとなる。このようにスライダ18とホルダフランジ21との間隔が大きい場合にもこれらを連結して上下動させることができる。
次に曲線状のスクライブラインを形成する際の動作について説明する。ボトムプレート13の上部に保持されている旋回モータ31を駆動することによって、旋回モータ31に連結されたギア33が回転する。これによってこのギア33に噛合するボールスプラインギア37を介してスプラインシャフト34も回転することとなり、この下端に固定されたクラッチプレート41が回転する。これに伴ってキングピン51の上部に固定されている連結ボス59を介してキングピン51が回転することとなり、キングピン51の下方に保持されているスクライビングホイール58の角度を変化させることができる。本発明ではならい動作に伴うキャスタ効果ではなく、スクライビングホイールの角度をモータによって変化させることにより、曲線状のスクライブラインの形成を容易に行うことができる。
この実施の形態においては、前述したようにクラッチプレート41に一対の突起を設け、遊びを介して回転力を連結ボス59に伝えるようにしている。ここでテーブルやスクライブヘッドを所望のXY方向に移動させたときに、ガラス基板をテーブル上に配置したときの傾きによって毎回必要なスクライブラインの方向がわずかに異なるが、スクライビングホイールの方向とガラス基板の走行方向が完全に一致しない場合に切断時の面が平坦でなくなってしまう。しかし本実施の形態ではキングピンは一対のベアリングによって回転自在に保持されており、更にクラッチプレートと連結ボスとの間の遊びがあるため、キングピンの方向を旋回モータによって回転させた後もわずかな遊びの範囲でならい動作により所望のスクライブ方向に変化させることができ、スクライビングホイールの方向とガラス基板の走行方向とを一致させることができるため、切断面を平坦に保つことができるという効果が得られる。
本発明はスクライビングホイールの走行方向自体をモータによって変化させることでスクライブラインを容易に湾曲させることができ、貼り合わせ基板のスクライブに好適に用いることができる。
10 スクライブヘッド
11 ベースプレート
12 トッププレート
13 ボトムプレート
14 サーボモータ
15 エンコーダ
16 カップリング
17 ボールねじ
18 スライダ
19 リニアウェイ
20 ホルダブラケット
21 ホルダフランジ
23 金属カラー
31 旋回モータ
32 エンコーダ
33 ギア
34 スプラインシャフト
35 外筒
37 ボールスプラインギア
38,39 ベアリング
41 クラッチプレート
50 ホルダジョイント
51 キングピン
58 スクライビングホイール
59 連結ボス
11 ベースプレート
12 トッププレート
13 ボトムプレート
14 サーボモータ
15 エンコーダ
16 カップリング
17 ボールねじ
18 スライダ
19 リニアウェイ
20 ホルダブラケット
21 ホルダフランジ
23 金属カラー
31 旋回モータ
32 エンコーダ
33 ギア
34 スプラインシャフト
35 外筒
37 ボールスプラインギア
38,39 ベアリング
41 クラッチプレート
50 ホルダジョイント
51 キングピン
58 スクライビングホイール
59 連結ボス
Claims (2)
- スクライビングホイールを保持するホルダジョイントと、
旋回モータと、
前記旋回モータの回転力を前記ホルダジョイントに伝える回転力伝達機構と、を具備し、
前記ホルダジョイントは、
下端にスクライビングホイールが取り付けられ、前記回転力伝達機構によって伝えられた回転力によりその軸周りに回転するキングピンを具備し、
前記回転力伝達機構は、
前記旋回モータの出力軸に固定された第1ギアと、
該第1ギアと噛合する第2ギアと、
該第2ギアの回転に伴って回転するシャフトと、
前記シャフトに取り付けられ、シャフトと共に回転し、その下面にテーパー状の突出部を有するクラッチプレートと、
前記クラッチプレートの突出部に対応するテーパー形状の切欠きを有して前記キングピンの上部に固定され、前記クラッチプレートの回転に従動して回転し、前記クラッチプレートの回転を遊びを伴って前記キングピンに伝える連結ボスと、を有し、前記シャフトと前記キングピンとを同軸としたスクライブヘッド。 - 前記キングピンは、一対のベアリングによってその軸に沿って回転自在に保持されている請求項1記載のスクライブヘッド。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010205363A JP5338780B2 (ja) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | スクライブヘッド |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010205363A Expired - Fee Related JP5338780B2 (ja) | 2010-09-14 | 2010-09-14 | スクライブヘッド |
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KR101727543B1 (ko) * | 2016-02-22 | 2017-04-17 | 한국미쯔보시다이아몬드공업(주) | 기판절단용 스크라이브헤드 회전장치 |
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JPH0742126B2 (ja) * | 1992-11-02 | 1995-05-10 | 坂東機工株式会社 | ガラス板の数値制御切断機 |
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2010
- 2010-09-14 JP JP2010205363A patent/JP5338780B2/ja not_active Expired - Fee Related
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