KR100373691B1

KR100373691B1 - 스크라이브장치

Info

Publication number: KR100373691B1
Application number: KR10-2000-7010067A
Authority: KR
Inventors: 시모토요도메교
Original assignee: 가부시키가이샤 베르덱스; 티에이치케이 컴퍼니 리미티드
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2003-02-26
Also published as: JP2000203858A; EP1090725B1; EP1090725A4; KR20010041794A; JP3638808B2; US6442852B1; DE69915065D1; EP1090725A1; TW555634B; WO2000041862A1; DE69915065T2

Abstract

보디(10)에는 홀더(20)가 수직방향으로 이동가능하게 지지되어 있다. 보디(10)와 홀더(20)의 사이에는 피에조 액추에이터(piezo actuator;40)가 끼워져 있다. 피에조 액추에이터(40)의 수직방향의 진동이 홀더(20) 하단부에 장착된 커터(30)로 전달되어 제품(100)에 각선을 형성한다. 상기 홀더(20)는 피에조 액츄에이터(40)를 사이에 두고 이격한 탄성부재와 슬라이드지지부(60)로 지지되어 있다. 탄성부재는 판스프링(61)과 탄성재료로 이루어지는 볼(62)을 포함하고, 이들이 홀더(20)를 진동방향으로 탄성지지하고 있다.

Description

스크라이브장치{SCRIBE DEVICE}

일반적으로, 취성재료의 판을 파단(破斷)하기 위해서는 제품면에 사전에 각선을 형성하고, 이 각선을 따라 파단하도록 하고 있다. 종래의 스크라이브장치는 예컨대 일본 실용신안 공개 평1-110234호 공보에 개시되어 있다. 이 스크라이브장치는 둘레가 뾰족한 원반 형상의 커터와, 이 커터를 회전가능하게 지지하는 홀더와, 이 홀더를 개재하여 커터를 제품면에 압착함과 동시에, 판유리의 면을 따라 이동시키는 가압, 이동기구를 구비하고 있다.

상기 구성의 장치에서는 커터를 판유리에 눌러 붙인 상태에서 이동시킴으로써 각선이 형성되지만, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 커터를 판유리에 눌러 붙이는 가압력(押壓力)을 크게 하면, 각선이 깊게 형성되어 판유리의 파단이 용이하게 되지만, 이 각선으로부터 좌우방향으로 뻗는 수평크랙(crack)이 발생하고, 이 수평크랙에 의해 각선 근방에 조각 또는 박리(剝離) 등이 발생하는 문제가 생긴다. 이와는 반대로, 상기 커터의 판유리에의 가압력을 작게 하면, 수평크랙이 발생하지는 않지만, 수직크랙의 깊이가 얕게 되어 버려 판유리의 파단을 양호하게 실행할 수없게 된다.

그래서, 일본 특허공개 평9-25134호 공보에는 취성재료에 대하여 진동을 주어 각선을 형성하는 스크라이브장치가 개시되어 있다. 이 스크라이브장치는 에어실린더(air cylinder)의 외통(外筒)을 지지부에 고정하고, 에어실린더의 내통(內筒)을 압전(壓電)액추에이터의 일단(一端)에 연결하고 있다. 게다가, 압전액추에이터의 타단(他端)에는 커터지지부가 연결되고, 커터지지부는 슬라이더기구를 개재하여 지지부에 슬라이드가능하게 장착되고, 스크라이브장치는 압전액추에이터의 신축(伸縮)에 의해 커터지지부가 상하로 이동하여, 그 진동에 의해 제품에 각선을 형성할 수 있다.

그러나, 이 스크라이브장치는 에어실린더 외통의 측면을 지지부에 고정하고 있어, 모멘트가 생겨 버리기 때문에 진동을 제품에 대하여 안정되게 전달하기 위하여 슬라이드기구를 마련할 필요가 있었다.

이와 같은 스크라이브장치의 슬라이드기구로서는 슬라이드 베어링(slide bearing), 롤링 베어링(rolling bearing)이라는 것을 들 수 있지만, 마찰계수 등을 고려하여 일반적으로는 롤링 베어링이 이용된다. 롤링 베어링은 볼이나 롤러 등의 전동체(轉動體)에 윤활제를 주면서 회전운동시켜 슬라이드운동을 지지하는 것이지만, 스크라이브장치의 진동은 수(數) 미크론의 거리를 1분간 수십만회 왕복하기 때문에, 기름이 떨어지거나, 전동체와 슬라이드의 마찰에 의해 플레이킹(flaking)이라는 현상이 발생하여 버린다. 이에 따라, 슬라이드기구를 구비한 스크라이브장치에 있어서는, 슬라이더의 수명이 길게 유지되지 않기 때문에 수명의 장기화를 달성할 수 없었다.

이 발명은 판(板)유리, 세라믹스 등의 취성(脆性;brittle)재료의 제품(work)면에 각선(刻線)을 형성하는 스크라이브장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태를 이루는 스크라이브장치의 정면도,

도 2는 동(同) 스크라이브장치의 측면도,

도 3은 동 스크라이브장치의 평면도,

도 4는 도 2에 있어서 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 스크라이브장치의 종단면도,

도 5는 도 1에 있어서 Ⅴ-Ⅴ선을 따른 스크라이브장치의 횡단면도,

도 6은 완충용 스프링을 지지하기 위한 상측 브래킷을 나타낸 사시도,

도 7은 완충용 스프링을 지지하기 위한 하측 브래킷을 나타낸 사시도이다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 제1발명은 당접부(55a)를 가지는 보디(10)와, 당접부(25a)를 가지는 홀더(20)와, 상기 보디와 홀더의 당접부 사이에 끼워져 지지되고(挾持), 이들 당접부의 대치(對峙)방향으로 진동을 발생하는 진동액추에이터(40)와, 상기 홀더의 단부(端部)에 지지되며, 상기 진동액추에이터로부터 상기 홀더에 부여된 진동을 제품(100)에 전하는 당접부재(30)와, 상기 진동액추에이터(40)와 당접부재(30)의 사이에 설치되고, 상기 홀더를 상기 진동방향으로 이동가능하게 상기 보디에 지지하고, 또한 상기 홀더의 당접부가 진동액추에이터를 향하도록 홀더를 밀어줌으로써 진동액추에이터에 예압(豫壓)을 부여하는 탄성부재(61, 62)와, 상기 보디(10)의 당접부(55a)를 위치조절함으로써, 상기 진동액추에이터의 예압을 조정하는 예압조정수단(55)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 탄성부재에 의해 홀더를 지지하기 때문에 보디와 홀더의 사이에 긴 롤링 베어링 등으로 이루어지는 슬라이드기구를 개재시키지 않아도 되며, 수명의 장기화를 도모할 수 있다. 또한, 상기 탄성부재는 진동액추에이터와 당접부재의 사이에 배치되어 있기 때문에, 설사 홀더의 가로진동(橫振動;laterally swung)이 있었다 하더라도, 당접부재의 가로진동은 최소한으로 할 수 있어 안정된 스크라이브를 실행할 수 있다.

제2발명은, 제1발명에 관계되는 스크라이브장치에 있어서, 상기 지지부재의 탄성부재에 의해 홀더를 진동액추에이터에 밀어줌으로써, 진동액추에이터에 예압(豫壓)을 주고 있는 것을 특징으로 한다. 상기 탄성부재가 진동액추에이터에 예압을 주고 있기 때문에, 제품으로부터의 반력의 영향을 받지 않고 당접부재를 진동액추에이터의 진동에 일치시킬 수 있으며, 양호한 스크라이브를 실행할 수 있다.

제3발명은, 제2발명에 관계되는 스크라이브장치에 있어서, 상기 보디의 상기 진동액추에이터와의 당접부에 진동액추에이터로의 예압을 조정하는 예압조정수단을 마련한 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 제품에 따른 스크라이브를 실행할 수 있다.

제4발명은, 제3발명에 관계되는 스크라이브장치에 있어서, 상기 예압조정수단은 상기 보디에 나사결합(螺合)되는 조절나사를 가지며, 상기 조절나사의 조임량을 조절함으로써 상기 진동액추에이터에 가해지는 예압을 조절하는 것을 특징으로 한다.

제5발명은, 제1발명에 관계되는 스크라이브장치에 있어서, 상기 지지부재의 탄성부재가 판(板)스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 홀더의 회전을 금지할 수 있다.

제6발명은, 제5발명에 관계되는 스크라이브장치에 있어서, 상기 판스프링의 양단(兩端)이 보디에 고정되고, 중앙이 홀더에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 홀더를 안정되게 지지할 수 있다.

제7발명은 제6발명에 관계되는 스크라이브장치에 있어서, 상기 판스프링의 중앙(中央)고정장소와 양단(兩端)고정장소의 사이에 절곡부(bent portion)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 홀더를 진동방향으로의 이동이 원활하게 실행할 수 있는 상태에서 지지할 수 있다.

제8발명은, 제1 내지 제7의 어느 하나의 발명에 관계되는 스크라이브장치에 있어서, 상기 탄성부재가 탄성재료로 이루어지는 볼을 포함하고, 이 볼이 보디와홀더에 마련된 한 쌍의 구면수좌(球面受座,spherical receiving seats)에 의해 끼워져 지지되어(挾持) 있는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 공진(共振)의 발생을 회피할 수 있어 안정된 스크라이브를 실행할 수 있다.

제9발명은, 제1발명에 관계되는 스크라이브장치에 있어서, 또한 슬라이드지지부를 구비하고, 이 슬라이드지지부는 상기 지지부재와 진동방향으로 대치함과 동시에, 상기 진동액추에이터에서 보아 상기 당접부재의 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 홀더를 한층 더 안정되게 지지할 수 있다.

제10발명은, 제9발명에 관계되는 스크라이브장치에 있어서, 상기 슬라이드지지부가, 상기 홀더에 형성되고 진동방향을 따른 축선을 가지는 슬라이드구멍과, 상기 보디에 형성되어 상기 진동방향으로 돌출됨과 동시에 상기 홀더의 슬라이드구멍에 끼워지는 돌출부(凸部)로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 슬라이드지지부를 간단한 구성으로 할 수 있다.

이하, 본 발명의 하나의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 스크라이브장치는 이동대(移動臺)(1)(지지대, 도 2에만 도시)와, 이 이동대(1)를 수평방향으로 이동시키는 이동기구(2)(도 2에만 도시)와, 이 이동대(1)에 베이스플레이트(base plate;3)를 개재하여 장착된 슬라이드기구(4)와, 이 슬라이드기구(4)에 의해 수직방향으로 이동가능하게 지지된 보디(10)와, 이 보디(10)에 미소량(微小量)의 수직방향 슬라이드를 가능하게 하여 지지된 홀더(20)와, 이 홀더(20)의 하단에 마련된 커터(30)(헤드, 당접부재)와, 홀더(20)에 수직방향의 진동을 부여하는 두 개의 피에조 액추에이터(piezo actuator;40)(진동 액추에이터)를 구비하고 있다.

상기 이동기구(2)는, 상기 이동대(1)를 도 1에 있어서 좌우방향, 도 2에 있어서 지면(紙面)과 직교하는 방향으로 수평으로 이동하도록 되어 있다.

상기 슬라이드기구(4)는 베이스플레이트(3)에 고정된 가이드(5)와, 이 가이드(5)에 수직방향으로 슬라이드가능하게 지지된 슬라이더(6)를 가지고 있다. 또한, 이 슬라이더(6)는 가이드(5)에 마련된 스토퍼(stopper;미도시)에 의해 하한(下限)위치가 결정되어 있다.

상기 슬라이더(6)에는 4장의 판스프링(7)(탄성을 가지는 진동완충부재)을 개재하여 상기 보디(10)가 지지되어 있다. 이하, 상술한다.

상기 슬라이더(6)의 상하단부에는 각각 브래킷(8, 9)이 고정되어 있다. 상측 브래킷(8)은 도 6에 나타낸 바와 같이 슬라이더(6)에 고정되는 판 형상(板形狀)의장착부(8a)와, 이 장착부(8a)의 좌우에 마련되어 전방(前方)으로 뻗는 U자형 스프링고정부(8b)를 가지고 있다. 도 2에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 이들 스프링고정부(8b)의 전단(前端)과 후단(後端)의 상면에 전후방향으로 뻗는 판스프링(7)의 양단(兩端)이 고정되어 있다.

하측 브래킷(9)도 동일하게 장착부(9a)와 좌우 한 쌍의 스프링고정부(9b)를 가지며(도 7 참조), 이들 스프링고정부(9b)의 전단과 후단의 상면에 전후방향으로 뻗는 판스프링(7)의 양단이 고정되어 있다(도 2 참조).

한편, 상기 보디(10)는 수직방향으로 가늘고 긴 상자 형상을 이루고 있으며, 그 상단부의 좌우측면에는 스프링고정부(11)가 돌출하여 형성되어 있다. 이들 스프링고정부(11)의 상면에 상측 한 쌍의 판스프링(7)의 중앙이 고정되어 있다.

또한, 상기 보디(10)의 하단부에는 좌우로 뻗는 장출부(張出部;12)가 형성되어 있다. 이들 장출부(12)의 전후방향 중앙의 하면에는 상기 스프링고정부(13)가 돌출하여 형성되어 있으며, 이 스프링고정부(12)에 하측 판스프링(7)의 중앙이 고정되어 있다.

4장의 판스프링(7)의 각각은 중앙의 고정장소와 양단의 고정장소의 사이에 절곡부(bent portion;7a)를 가지고 있다.

상기 보디(10)는 앞쪽과 아래쪽이 개방된 세로로 긴 수납공간(15)을 가지고 있으며, 횡단면 형상이 대략 U자형을 이루고 있다. 이 수납공간(15)에 상기 홀더(20)가 수납되어 있다.

홀더(20)는 수직으로 뻗는 가늘고 긴 상자 형상을 이루고 있으며, 후측이 개방된 수납공간(25)을 가지며 횡단면 형상이 대략 U자형을 이루고 있다. 홀더(20)는 보디(10)와 동축을 이루고 있다. 이들 보디(10), 홀더(20)의 중심축선을 도면중 L을 붙여 나타내었다.

도 4, 도 5에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 상기 홀더(20)의 수납공간(25)에 상기 2개의 피에조 액추에이터(40)가 보디(10), 홀더(20)와 동축을 이루며 수납되어 있다. 각 액추에이터(40)는 단면(斷面)이 사각 형상을 이루고 가늘고 길게 형성되어 있으며, 축방향의 진동을 발생시키도록 되어 있다. 2개의 피에조 액추에이터(40)는 직접 연속해 있으며, 하측 피에조 액추에이터(40)의 하단면은 홀더(20)의 수납공간(25) 저면(底面;25a)(당접부)에 맞닿아 있다.

상기 보디(10)의 좌측 벽에는 장착구멍(18)이 형성되어 있다. 이 장착구멍(18)에 접속된 노즐(미도시)로부터의 에어가 수납공간(15) 안에 들어가고, 또한 홀더(20)의 수납공간(25)에 들어가 피에조 액추에이터(40)에 내뿜어져, 피에조 액추에이터(40)를 냉각하도록 되어 있다. 또, 보디(10)의 좌우 벽과 후벽(後壁) 및 홀더(20)의 좌우 벽과 전벽(前壁)에는 상기 에어의 통로, 방출구(吹出口)가 되는 구멍(19, 29)이 각각 형성되어 있다.

상기 홀더(20)는 지지기구에 의해 상기 중심축선(L)을 따른 방향(진동방향)으로 미소량(微小量) 이동가능하게 보디(10)에 지지되어 있다. 이 지지기구는 피에조 액추에이터(40)의 윗쪽에 배치된 제1지지부(50)(슬라이드지지부)와, 피에조 액추에이터(40)의 아래쪽에 배치된 제2지지부(60)를 구비하고 있다.

상기 제1지지부(50)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 홀더(20)의 상벽을 관통하여 형성된 단면(斷面) 원형의 슬라이드구멍(51)(홀더(20)의 슬라이드부)과, 보디(10)의 상벽에 장착된 가이드부재(52)를 구비하고 있다. 가이드부재(52)는 평판 형상을 이루어 보디(10)의 상단면에 고정되는 장착부(52a)와, 이 장착부(52a)로부터 아래쪽으로 돌출하는 원통부(52b)(보디(10)의 가이드부, 돌출부)를 가지고 있다. 원통부(52b)는 보디(10)의 상벽을 관통하여, 상기 슬라이드구멍(51)에 약간의 간극(間隙;clearance)을 가지고 삽입되어 있다. 이에 따라, 홀더(20)의 상단부가 보디(10)에 슬라이드 가능하게 지지되게 된다. 또, 이들 슬라이드구멍(51)과 가이드부재(52)의 원통부(52b)가 보디(10)와 동축을 이루고 있기 때문에, 홀더(20)의 슬라이드방향은 피에조 액추에이터(40)의 진동방향과 일치한다.

상기 가이드부재(52)에는 나사구멍(52x)이 형성되어 있으며, 이 나사구멍(52x)에 후술(後述)하는 조절작용을 이루는 조절나사(55)(예압조정수단)가 나사결합(螺合)되어 있다. 이 조절나사(55)의 하단부(55a)(선단부)는 수판(受板,receiving plate;56)을 개재하여 상측 피에조 액추에이터(40)의 상단면에 맞닿아 있으며, 보디(10)의 당접부로서 제공되어 있다. 또한, 이 조절나사(55)의 하단부(55a)는 볼록 구면(凸球面)을 이루고 있으며, 상기 수판(56)의 오목 구면(凹球面)으로 이루어지는 수좌(受座,receiving seat;56a)에 끼워져 접촉하고 있다.

상기 조절나사(55)의 하단부(55a)는 홀더(20)의 수납공간(25)의 저면(25a)과 수직방향(중심축선(L)에 따른 방향)에 대치(對峙)하여 있으며, 상기 피에조 액추에이터(40)는 이들 사이에 끼워지도록 배치되어 있다.

상기 조절나사(55)에는 이 조절나사(55)를 고정하기 위한 로크너트(lock nut;57)가 나사결합되어 있다.

상기 제2지지부(60)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 탄성부재(지지부재)로서 판스프링(61)과, 고무나 수지 등의 탄성재료로 이루어지는 구형(球形)의 볼(62)을 구비하고 있다.

상기 판스프링(61)은 그 양단이 상기 보디(10)의 장출부(12) 상면에 고정되어 있으며, 그 중앙이 홀더(20)에 형성된 끝이 가는(先細) 스프링고정부(21)의 하단면에 나사(63)로 고정되어 있다. 스프링고정부(21) 및 판스프링(61)의 중앙은 보디(10), 홀더(20), 피에조 액추에이터(40)의 중심축선(L) 상에 배치되어 있다.

상기 판스프링(61)은 중앙 고정장소와 양단 고정장소의 사이에 절곡부(61a)를 가지고 있다.

상기 볼(62)은 상기 나사(63)의 두부(頭部)(홀더(20)의 볼 당접부)와 수판(受板;64)(보디(10)의 볼 당접부)의 사이에 개재되어 있다. 수판(64)은 보디(10)의 좌우 장출부(12)의 하단면에 걸쳐지도록 하여 고정되어 있다. 이들 두부와 수판(64)에는 각각 오목 구면을 이루는 수좌(受座;63a, 64a)가 형성되어 있으며, 이들 수좌(63a, 64a) 사이에 상기 볼(62)이 끼워져 있다. 나사(63), 수판(64)의 중앙 및 볼(62)은 피에조 액추에이터(40) 등의 중심축선(L) 상에 배치되어 있다.

다음으로, 상기 커터(30)의 장착구조에 대하여 설명한다. 상기 홀더(20)는 상기 스프링고정부(21)로부터 두 갈래로 나뉘어 아래쪽으로 뻗어 있다. 이들 한 쌍의 연장부(22) 사이에 상기 판스프링(61), 볼(62), 수판(64)이 배치되어 있다.

상기 홀더(20)의 연장부(延長部;22)의 하단부(선단부)에는 제1연결장치(attachment;71)가 연결되고, 이 제1연결장치에 연결 각도를 조절가능하게 하여 제2연결장치(72)가 연결되어 있다. 제2연결장치(72)의 하면에는 수납구멍(72a)이 형성되며, 이 수납구멍(72a)에 상기 커터(30)가 수납되어 나사(73)로 착탈(着脫)가능하게 고정되어 있다.

상기 커터(30)는 상기 피에조 액추에이터(40)의 중심축선(L) 상에 배치되어 있으며, 그 하단(선단(先端))이 원추(圓錐) 형상을 이루어 뾰족하게 되어 있다. 이 커터(30)의 하단에는 각추(角錐) 형상을 이루는 다이아몬드 입자가 고착되어 있다. 이 다이아몬드 입자의 정점(頂点)이 아래를 향하여 후술(後述)하는 판유리(100)(제품)의 면에 맞닿도록 되어 있다.

상기 연결장치(72)에는 가이드판(35)이 장착되어 있다. 이 가이드판(35)은 U자형 스프링재(材)로 이루어지며 연결장치(72)의 양측면에 고정되어 있다.

도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 가이드판(35)의 중앙부에는 구멍(35a)이 형성되어 있다. 상기 커터(30)의 하단은 이 구멍(35a)을 통하여 가이드판(35)보다 소정량만큼 아래쪽으로 돌출하고 있다.

도 1, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 베이스플레이트(3)에는 에어실린더(80)(가압기구)가 수직으로 장착되어 있다. 다른쪽, 보디(10)의 측면에는 L자형의 브래킷(85)이 고정되어 있으며, 이 브래킷(85)에는 수직을 이루는 짧은 로드(rod;86)가 나사결합되어 있다. 이 짧은 로드(86)와 상기 에어실린더(80)의 로드(81) 상단이 대치하고 있다.

상기 구성을 이루는 스크라이브장치의 작용을 설명한다. 상기 조절나사(55)를 감으면 피에조 액추에이터(40) 및 홀더(20)가 아래쪽으로 이동하고, 이에 따라 스프링고정부(21)를 개재하여 상기 판스프링(61)에 아래쪽으로의 힘이 부여됨과 동시에, 나사(63)를 개재하여 상기 볼(62)에도 아래쪽으로의 힘이 부여된다. 판스프링(61)은 그 양단이 보디(10)의 장출부(12)에 고정되어 있기 때문에, 상기 아래쪽으로의 힘에 의해 탄성변형한다. 또한, 볼(62)은 보디(10)에 고정된 수판(64)에 의해 받아지므로 탄성적으로 압축변형된다. 이 판스프링(61), 볼(62)의 탄성복원력이 홀더(20)를 보디(10)에 대하여 윗쪽으로 미는 힘이 된다. 그 결과, 홀더(20)의 수납공간(25) 저면(25a)이 피에조 액추에이터(40)를 향하여 밀리고, 이 저면(25a)과 조절나사(55) 하단부(55a)의 사이에 끼워진 피에조 액추에이터(40)에 예압(피에조 액추에이터(40)를 축방향으로 압축하는 방향의 힘)이 부여된다.

또한, 상기 조절나사(55)의 조임량을 크게 함에 따라 피에조 액추에이터(40)로의 예압이 커진다. 조절나사(55)에서의 예압조절이 종료한 후 로크너트(57)를 조여서 조절나사(55)의 이완을 방지한다.

상기 예압조절 완료된 스크라이브장치를 이용하여 수평의 설치대(90)에 세트된 판유리(100)(제품)에 각선(刻線)을 형성한다. 또, 초기상태에서는 스크라이브장치의 커터(30)는 판유리(100)의 테두리(edge)로부터 수평방향으로 떨어져 있으며, 하한(下限)위치(슬라이더(6)의 하한위치에 대응하는 위치)에 있다. 이 상태에서 이동기구(2)를 구동시켜 이동대(1)를 수평방향으로 이동시키면, 보디(10), 홀더(20), 커터(30)가 하나로 되어 같은 방향으로 이동한다. 그러면, 홀더(20)에 장착된 가이드판(35)이 판유리(100)의 끝테두리에 맞닿고, 이 가이드판(35)에 안내되어 커터(30)가 판유리(100)의 상면에 올려진다.

상술한 바와 같이, 커터(30)를 판유리(100)의 상면에 올린 상태에서, 커터(30)에는 판유리(100)의 상면에 대한 가압력이 항상 부여되어 있다. 이 가압력은 보디(10), 홀더(20), 슬라이더(6) 등의 자체무게에 기인하는 것이다. 또, 이 가압력은 보디(20)에 착탈가능하게 추(錘;95)를 장착함으로써 조절할 수 있다.

상기와 같이, 보디(10) 등의 자체무게로 커터(30)를 판유리(100)의 면에 눌러붙인 상태로 스크라이브를 실행한다. 즉, 이동기구(2)에 의해 이동대(1)를 이동시켜 커터(30)를 판유리(100)를 따라 이동시킴과 동시에, 피에조 액추에이터(40)에 고주파전압을 인가시켜 피에조 액추에이터(40)를 축방향으로 주기적으로 신축시킨다. 그러면, 이 주기적 신축에 의한 홀더(20)의 진동이 커터(30)를 개재하여 판유리(100)에 전달된다. 그 결과, 깊은 수직크랙을 갖는 각선(刻線)을 형성할 수 있다. 그러나, 상기 보디(10) 등의 중력에 따른 가압력이 비교적 작기 때문에, 종래 장치와 같은 수평크랙의 발생을 거의 없도록 할 수 있다.

본 실시형태에서는 2개의 피에조 액추에이터(40)를 연속시킴과 동시에 동기(同期)한 고주파전압을 인가함으로써, 1개의 피에조 액추에이터(40)를 이용한 경우에 비하여 2배의 진폭을 갖는 진동을 발생시킬 수 있고, 판유리(100)가 두꺼워도 충분한 깊이의 각선을 형성할 수 있다.

상기 피에조 액추에이터(40)에 인가하는 고주파전압의 고주파는 판유리(100)의 재질, 경도(硬度), 두께 등에 따라 3∼30㎑ 정도로 설정한다.

상기 각선의 형성공정에 있어서, 커터(30)는 보디(10) 등의 자체무게에 따른 가압력을 가지고 항상 판유리(100)의 면에 접한 상태이며, 이 면으로부터 순간적으로 떨어지는 경우가 없기 때문에, 각선 근방의 결손을 없애고 깨끗한 각선을 형성할 수 있다. 또한, 홀더(20)가 강체(剛體)이며 커터(30)가 탄성체를 개재하지 않고 홀더(20)에 장착되어 있기 때문에, 커터(30)는 홀더(20)와 일체로 되어 진동하고, 피에조 액추에이터(40)의 진동에너지를 양호하게 커터(30)에 전달할 수 있다.

본 실시형태에서는 피에조 액추에이터(40)와 홀더(20)가 동축을 이루고, 그들의 중심축선(L) 상에 커터(30)가 위치하고 있기 때문에, 피에조 액추에이터(40)의 진동을 효율 좋게 커터(30)에 전달할 수 있다.

상술한 바와 같이, 피에조 액추에이터(40)는 판스프링(61)과 볼(62)의 탄성복원력에 의해 예압을 부여받고 있기 때문에, 제품(100)의 반력의 영향을 받지 않고, 당접부재의 진동을 피에조 액추에이터의 신축에 양호하게 일치시킬 수 있으며, 안정된 진동으로 스크라이브를 실행할 수 있다.

상기 홀더(20)는 피에조 액추에이터(40)의 윗쪽에 배치된 제1지지부(50)에 의해 보디(10)에 슬라이드가능하게 지지되어 있지만, 이 슬라이드지지 거리는 짧고 원통부(52b)와 슬라이드구멍(51)의 간단한 구조로 되어 있다. 그 대신, 피에조 액추에이터(40)의 아래쪽에 배치된 제2지지부(60)의 판스프링(61)과 볼(62)로 홀더(20)를 진동방향(슬라이드방향)으로 미소량 이동가능하게 탄성지지함으로써 안정되게 지지할 수 있다.

이 제2지지부(60)는 피에조 액추에이터(40)와 커터(30)의 사이에 배치되어있기 때문에, 설사 홀더의 가로진동(橫振動;laterally swung)이 있었다 하더라도, 커터(30)의 가로진동은 최소한으로 할 수 있다.

또, 상기 슬라이드지지가 슬라이드구멍(51)과 원통부(52b)의 간단한 구성으로 되며, 종래와 같은 롤링 베어링으로 이루어지는 슬라이드기구를 이용하지 않아도 된다. 그로 인해, 홀더(20)가 수(數) 미크론의 거리를 1분간 수십만회 왕복하더라도 내구성을 확보할 수 있다.

상기 판스프링(61)과 볼(62)은 상술한 바와 같이, 피에조 액추에이터(40)로의 예압제공의 역할과 홀더(20)의 탄성지지의 역할을 담당하고 있다.

상기 볼(62)은 공진(共振)을 회피하고, 커터(30)가 판유리(100)로부터 튀어 오르는 것을 방지하는 역할도 담당하고 있다. 판스프링(61)은 홀더(20)의 회전방지의 역할도 담당하고 있다.

또, 상기 판스프링(61)은 양단이 고정되어 있으면서도, 중앙 고정장소와 양단 고정장소의 사이에 절곡부(61a)를 가지고 있기 때문에, 조절나사(55)에 의한 홀더(20)의 상하위치조절과, 홀더(20)의 진동을 용이하게 하고 있다.

본 실시형태에서는 보디(10)와 슬라이더(6)의 사이에도 판스프링(7)이 개재되어 있어, 진동액추에이터(40)로부터 보디(10)로 전달된 진동을 완충하기 때문에, 공진의 가능성을 더욱 한층 감소할 수 있고, 당접부재(30)의 제품(100)으로부터의 튀어오름을 방지할 수 있어, 안정된 스크라이브를 실행할 수 있다.

이 때, 슬라이더(6)가 보디(10)로부터 판스프링(7)을 개재하여 전달된 진동에 의해 이동가능하기 때문에, 보디(10)에 큰 반력을 부여하지 않아도 되어, 공진의 가능성을 최소한으로 감소시킬 수 있다.

게다가, 이 판스프링(7)은 절곡부(7a)를 가지므로 보디(10)의 슬라이더(6)에 대하여 상대이동량을 비교적 크게 할 수 있어서 진동완충을 보다 한층 좋게 실행할 수 있다.

또한, 4장의 판스프링(7)은 보디(10)의 좌우로 쌍을 이루어 배치되고, 게다가 상하로 떨어져 쌍을 이루는 판스프링(7)이 적어도 두 쌍 배치되어 있기 때문에, 보디(10)는 슬라이더(6)에 안정되게 지지되어, 스크라이브할 때의 보디(10)의 미소량 이동(진동)이 액추에이터(40)의 진동축(보디(10)의 중심축선(L))을 따라 실행된다. 이점에서도 스크라이브를 안정되게 실행할 수 있다.

게다가, 상기 4장의 판스프링(7)의 중앙과 보디(10)의 중심축선(L)은 동일한 평면상에 배치되어 있기 때문에, 이점에서도 보디(10)를 안정되게 지지할 수 있다.

상기 커터(30)에 의한 판유리(100)로의 각선형성이 완료되면, 피에조 액추에이터(40)에 대한 통전(通電)을 정지함과 동시에 에어실린더(80)를 구동시켜 보디(10)를 윗쪽으로 밀어 올리고 커터(30)를 제품(100)로부터 분리한다. 그리고, 판유리(100)를 설치대(90)로부터 꺼낸다. 그 후, 이동대(1)를 초기 위치로 되돌림과 동시에, 에어실린더(70)를 역방향으로 구동시켜 도 1의 상태, 즉 에어실린더(80)의 로드의 상단이 짧은 로드(86)로부터 분리된 상태로 되돌림으로써, 보디(10)를 하한(下限)위치까지 되돌린다.

상기와 같이 하여 각선이 형성된 판유리(100)는 미도시한 파단장치에 의해 각선을 따라 파단된다.

또, 본 발명은 상기 실시형태에 제약되지 않으며 다양한 태양이 가능하다. 예컨대 에어실린더를 지지대(1)에 간접적으로 고정하고, 그 로드 선단(先端)을 슬라이더(6)에 연결 또는 맞닿게(當接) 하여도 좋다. 이 에어실린더에 의해 슬라이더(6) 및 보디(10)를 제품면을 향하여 민다. 이 경우, 도 1에 나타낸 보디(10), 홀더(20)를 수평으로 넘어뜨려, 제품면을 수직으로 한 상태에서 스크라이브를 실행할 수도 있다.

보디(10)를 지지하는 지지대(1)를 수평이동시키지 않고 소정 위치로 고정하여 이동기구(2)를 설치대(90)에 연결하고, 이 설치대(90)에 설치된 판유리(100)를 이동시켜도 좋다.

상기 실시의 형태에 있어서는, 원추모양 또는 각추모양을 이루는 커터를 이용하고 있지만 원반모양의 커터를 이용하여도 좋다. 이 경우, 커터 둘레의 일부가 제품에 맞닿는 뾰족한 선단(先端)으로서 제공된다.

보디의 제품에 대한 이동 또는 제품의 보디에 대한 이동은 조작자의 손으로 실행하여도 좋고, 커터로의 가압력의 부여를 조작자의 손에 의해 보디를 개재하여 실행하여도 좋다.

상기 제2지지부(60)의 판스프링(61)과 볼(62) 중, 어느 한 쪽을 생략하여도 좋다.

상기 제1지지부(50)(슬라이드지지부)는 생략하여도 좋다. 이 경우, 피에조 액추에이터(40)의 평탄한 상단면과 보디(10)의 당접부의 면을 높은 정밀도로 피에조 액추에이터의 중심축과 직교시켜 당접시키면 된다.

Claims

⒜ 당접부(55a)를 가지는 보디(10)와,

⒝ 당접부(25a)를 가지는 홀더(20)와,

⒞ 상기 보디와 홀더의 당접부 사이에 끼워져 지지되고(挾持), 이들 당접부의 대치(對峙)방향으로 진동을 발생하는 진동액추에이터(40)와,

⒟ 상기 홀더의 단부(端部)에 지지되며, 상기 진동액추에이터로부터 상기 홀더에 부여된 진동을 제품(100)에 전하는 당접부재(30)와,

⒠ 상기 진동액추에이터(40)와 당접부재(30)의 사이에 설치되고, 상기 홀더를 상기 진동방향으로 이동가능하게 상기 보디에 지지하고, 또한 상기 홀더의 당접부가 진동액추에이터를 향하도록 홀더를 밀어줌으로써 진동액추에이터에 예압(豫壓)을 부여하는 탄성부재(61, 62)와,

⒡ 상기 보디(10)의 당접부(55a)를 위치조절함으로써, 상기 진동액추에이터의 예압을 조정하는 예압조정수단(55)을 구비한 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
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제 3항에 있어서, 상기 예압조정수단은 상기 보디(10)에 나사결합(螺合)되는조절나사(55)를 가지며, 상기 조절나사의 조임량을 조절함으로써 상기 진동액추에이터(40)에 가해지는 예압을 조절하는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 1항에 있어서, 상기 지지부재의 탄성부재가 판(板)스프링(61)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 5항에 있어서, 상기 판스프링(61)의 양단(兩端)이 보디(10)에 고정되고, 중앙이 홀더(20)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 6항에 있어서, 상기 판스프링(61)의 중앙(中央)고정장소와 양단(兩端)고정장소의 사이에 절곡부(bent portion)(61a)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 1항 내지 제 7항에 있어서, 상기 탄성부재가 탄성재료로 이루어지는 볼(62)을 포함하고, 이 볼이 보디(10)와 홀더(20)에 마련된 한 쌍의 구면수좌(球面受座)(63a, 64a)에 의해 끼워져 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 1항에 있어서, 또한 슬라이드지지부(50)를 구비하고, 이 슬라이드지지부는 상기 지지부재(61, 62)와 진동방향으로 대치함과 동시에, 상기진동액추에이터(40)에서 보아 상기 당접부재(30)의 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 9항에 있어서, 상기 슬라이드지지부(50)가, 상기 홀더(20)에 형성되고 진동방향을 따른 축선을 가지는 슬라이드구멍(51)과, 상기 보디(10)에 형성되어 상기 진동방향으로 돌출됨과 동시에 상기 홀더의 슬라이드구멍에 끼워지는 돌출부(凸部)(52b)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.