(57)【要約】【解決手段】脆性板３の表面３ａに加熱縁７及び加熱側押え縁８を当てがうとともに脆性板３の裏面３ｂに冷却縁１４及び冷却側押え縁１５を加熱縁７及び加熱側押え縁８に沿って当てがって、表面３ａ側より低温の裏面３ｂ側と表面３ａ側との間の温度差により表面３ａ側の膨張と裏面３ｂ側の圧縮とによって生じる熱応力（引張応力や圧縮応力）が、加熱縁７及び冷却縁１４ばかりでなく、加熱側押え縁８及び冷却側押え縁１５に集中して、加熱縁７と加熱側押え縁８との間や冷却縁１４と冷却側押え縁１５との間でギャップＧで生じる。その熱応力を原因として発生する曲げモーメントにより、脆性板３が表面３ａ側から裏面３ｂ側へ向けて熱割断される。【効果】脆性板３における切断縁の直進性をレーザー光による熱割断方法と比較して向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性板の厚み方向の両面のうち一方の面に加熱縁を当てがうとともに他方の面に冷却縁を加熱縁に沿って当てがって、その一方の面側より低温の他方の面側とその一方の面側との間の温度差で一方の面側の膨張と他方の面側の圧縮とによって生じる熱応力を原因として発生する曲げモーメントにより、脆性板を加熱縁及び冷却縁に沿って一方の面側から他方の面側へ向けて熱割断を行うことを特徴とする脆性板の熱割断方法。
【請求項２】
前記加熱縁と前記冷却縁との間に脆性板の厚み方向の両面に沿うギャップを設けた状態で、前記熱割断を行うことを特徴とする請求項１に記載の脆性板の熱割断方法。
【請求項３】
脆性板の厚み方向の両面のうち、前記加熱縁が当てがわれる一方の面側に加熱縁に沿って当てがわれる押え縁と、前記冷却縁が当てがわれる他方の面側に冷却縁に沿って当てがわれる押え縁とのうち、少なくとも一つの押え縁を脆性板に当てがった状態で、前記熱割断を行うことを特徴とする請求項１に記載の脆性板の熱割断方法。
【請求項４】
前記加熱縁と前記冷却縁との間に脆性板の厚み方向の両面に沿うギャップを設けるとともに、脆性板の厚み方向の両面のうち、前記加熱縁が当てがわれる一方の面側に加熱縁に沿って当てがわれる押え縁と、前記冷却縁が当てがわれる他方の面側に冷却縁に沿って当てがわれる押え縁とのうち、少なくとも一つの押え縁を脆性板に当てがった状態で、前記熱割断を行うことを特徴とする請求項１に記載の脆性板の熱割断方法。
【請求項５】
脆性板の厚み方向の両面のうち、前記加熱縁が当てがわれる一方の面側に加熱縁に沿って当てがわれる押え縁と、前記冷却縁が当てがわれる他方の面側に冷却縁に沿って当てがわれる押え縁とのうち、少なくとも一つの押え縁と前記加熱縁または冷却縁との間に脆性板の厚み方向の両面に沿うギャップを設けるとともに、少なくとも一つの押え縁を脆性板に当てがった状態で、前記熱割断を行うことを特徴とする請求項１に記載の脆性板の熱割断方法。
【請求項６】
前記加熱縁と前記冷却縁との間に脆性板の厚み方向の両面に沿う第一のギャップを設けるとともに、脆性板の厚み方向の両面のうち、前記加熱縁が当てがわれる一方の面側で加熱縁に沿って当てがわれる押え縁と、前記冷却縁が当てがわれる他方の面側で冷却縁に沿って当てがわれる押え縁とのうち、少なくとも一つの押え縁と前記加熱縁または冷却縁との間に脆性板の厚み方向の両面に沿う第二のギャップを設け、少なくとも一つの押え縁を脆性板に当てがった状態で、前記熱割断を行うことを特徴とする請求項１に記載の脆性板の熱割断方法。
【請求項７】
線条に連続して延設された前記加熱縁及び冷却縁により、前記熱割断を行うことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一つの請求項に記載の脆性板の熱割断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極薄ガラス板などの脆性板を熱割断する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、脆性板をダイヤモンドカッターによる傷入れ加工で切断する方法においては、傷入れ加工後にブレイク工程を加工後の後処理として必要とするばかりではなく、ブレイク工程により切断縁にクラックが発生する。
【０００３】
脆性板をダイヤモンド砥石により切断する方法においては、高精度な切り出しが可能であるが、切断面及び切断端面にマイクロクラックが無数に発生するために次工程で端面研削及び面取りを加工後の後処理として必要とし、また、ウエット加工であるために洗浄工程と乾燥工程を加工後の後処理として必要とし、最終製品単価を高騰させる。
【０００４】
脆性板をレーザー光によるアブレーション加工で切断する方法においても、高精度な切り出しが可能であるが、切断面及び切断端面にマイクロクラックが無数に発生するために次工程にて端面研削及び面取りを加工後の後処理として必要とし、また、設備価格が高価になるばかりではなく、プラズマ化したデブリの処理のために洗浄工程と乾燥工程を加工後の後処理として必要とし、最終製品単価を高騰させる。
【０００５】
そこで、例えば下記の特許文献１に示すように、脆性板に対しレーザー光により切断縁に沿う熱衝撃を与えて脆性板を熱割断する方法が開発されている。この熱割断方法においては、レーザー光により切断縁の両側に生じる熱応力（圧縮応力や引張応力）が不均一となって安定しないために切断縁の直進性に劣るとともに、設備価格が高価となって最終製品単価を高騰させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−４０６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、レーザー光による熱割断方法に代わる新たな熱割断方法を提供して、脆性板における切断縁の直進性を向上させることを主目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
後記実施形態（図１に示す第１実施形態、図２に示す第２実施形態、図３に示す第３実施形態、図４に示す第４実施形態、）の図面の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明（第１〜４実施形態に対応）にかかる脆性板の熱割断方法においては、脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）のうち一方の面（３ａ）に加熱縁（７）を当てがうとともに他方の面（３ｂ）に冷却縁（１４）を加熱縁（７）に沿って当てがって、その一方の面（３ａ）側より低温の他方の面（３ｂ）側とその一方の面（３ａ）側との間の温度差で一方の面（３ａ）側の膨張と他方の面（３ｂ）側の圧縮とによって生じる熱応力を原因として発生する曲げモーメントにより、脆性板（３）を加熱縁（７）及び冷却縁（１４）に沿って一方の面（３ａ）側から他方の面（３ｂ）側へ向けて熱割断を行う。
【０００９】
請求項１の発明では、ガラス板などの脆性板（３）の熱割断方法において、脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）のうち一方の面（３ａ）に当てがわれる加熱縁（７）を採用したので、形態を維持することができる加熱縁（７）から平均的に発生する熱により、切断縁の両側に生じる熱応力（引張応力や圧縮応力）を平均化して安定させることができる。また、脆性板（３）における他方の面（３ｂ）に当てがわれる冷却縁（１４）を採用したので、形態を維持することができる冷却縁（１４）により他方の面（３ｂ）の冷却を助長して、脆性板（３）における一方の面（３ａ）側と他方の面（３ｂ）側との間の温度差を大きくし、脆性板（３）に曲げモーメントを発生させ易くすることができる。従って、脆性板（３）を加熱縁（７）や冷却縁（１４）に沿って熱割断する際に切断縁の直進性を高めることができる。
【００１０】
請求項１の発明を前提とする請求項２の発明（第１，２実施形態に対応）においては、前記加熱縁（７）と前記冷却縁（１４）との間に脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）に沿うギャップ（Ｇ）を設けた状態で、前記熱割断を行う。請求項２の発明では、加熱縁（７）と冷却縁（１４）との間のギャップ（Ｇ）により、加熱縁（７）や冷却縁（１４）やギャップ（Ｇ）に沿って脆性板（３）に応力集中が発生し易くなって、切断縁の直進性をより一層高めることができる。
【００１１】
請求項１の発明を前提とする請求項３の発明（第１，３実施形態に対応）においては、脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）のうち、前記加熱縁（７）が当てがわれる一方の面（３ａ）側に加熱縁（７）に沿って当てがわれる押え縁（８）と、前記冷却縁(１４)が当てがわれる他方の面（３ｂ）側に冷却縁(１４)に沿って当てがわれる押え縁(１５)とのうち、少なくとも一つの押え縁（８，１５）を脆性板（３）に当てがった状態で、前記熱割断を行う。請求項３の発明では、脆性板（３）に当てがった押え縁（８，１５）により、加熱縁（７）や冷却縁(１４)や押え縁（８，１５）に沿って脆性板（３）に応力集中が発生し易くなって、切断縁の直進性をより一層高めることができる。
【００１２】
請求項１の発明を前提とする請求項４の発明（第１実施形態に対応）においては、前記加熱縁（７）と前記冷却縁(１４)との間に脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）に沿うギャップ（Ｇ）を設けるとともに、脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）のうち、前記加熱縁（７）が当てがわれる一方の面（３ａ）側に加熱縁（７）に沿って当てがわれる押え縁（８）と、前記冷却縁(１４)が当てがわれる他方の面（３ｂ）側に冷却縁(１４)に沿って当てがわれる押え縁(１５)とのうち、少なくとも一つの押え縁（８，１５）を脆性板（３）に当てがった状態で、前記熱割断を行う。請求項４の発明では、加熱縁（７）と冷却縁(１４)との間のギャップ（Ｇ）や、脆性板（３）に当てがった押え縁（８，１５）により、加熱縁（７）や冷却縁(１４)やギャップ（Ｇ）や押え縁（８，１５）に沿って脆性板（３）に応力集中が発生し易くなって、切断縁の直進性をより一層高めることができる。
【００１３】
請求項１の発明を前提とする請求項５の発明（第１，３実施形態に対応）においては、脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）のうち、前記加熱縁（７）が当てがわれる一方の面（３ａ）側で加熱縁（７）に沿って当てがわれる押え縁（８）と、前記冷却縁(１４)が当てがわれる他方の面（３ｂ）側で冷却縁(１４)に沿って当てがわれる押え縁（１５）とのうち、少なくとも一つの押え縁（８，１５）と前記加熱縁（７）または冷却縁（１４）との間に脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）に沿うギャップ（Ｇ）を設けるとともに、少なくとも一つの押え縁（８，１５）を脆性板（３）に当てがった状態で、前記熱割断を行う。請求項５の発明では、脆性板（３）に当てがった押え縁（８，１５）や、加熱縁（７）または冷却縁(１４)と押え縁（８，１５）との間のギャップ（Ｇ）により、加熱縁（７）や冷却縁(１４)や押え縁（８，１５）やギャップ（Ｇ）に沿って脆性板（３）に応力集中が発生し易くなって、切断縁の直進性をより一層高めることができる。
【００１４】
請求項１の発明を前提とする請求項６の発明（第１実施形態に対応）においては、前記加熱縁（７）と前記冷却縁(１４)との間に脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）に沿う第一のギャップ（Ｇ）を設けるとともに、脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）のうち、前記加熱縁（７）が当てがわれる一方の面（３ａ）側に加熱縁（７）に沿って当てがわれる押え縁（８）と、前記冷却縁(１４)が当てがわれる他方の面（３ｂ）側で冷却縁(１４)に沿って当てがわれる押え縁（１５）とのうち、少なくとも一つの押え縁（８，１５）と前記加熱縁（７）または冷却縁(１４)との間に脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）に沿う第二のギャップ（Ｇ）を設け、少なくとも一つの押え縁（８，１５）を脆性板（３）に当てがった状態で、前記熱割断を行う。なお、第一のギャップ（Ｇ）と第二のギャップ（Ｇ）において、脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）に沿う寸法を同一にしても異なるものにしてもよい。請求項６の発明では、加熱縁（７）と冷却縁(１４)との間の第一のギャップ（Ｇ）や、脆性板（３）に当てがった押え縁（８，１５）や、加熱縁（７）または冷却縁(１４)と押え縁（８，１５）との間の第二のギャップ（Ｇ）により、加熱縁（７）や冷却縁(１４)や押え縁（８，１５）や第一のギャップ（Ｇ）や第二のギャップ（Ｇ）に沿って脆性板（３）に応力集中が発生し易くなって、切断縁の直進性をより一層高めることができる。
【００１５】
請求項１〜６のうちいずれか一つの請求項の発明を前提とする請求項７の発明（第１〜４実施形態に対応）においては、線条に連続して延設された前記加熱縁（７）及び冷却縁(１４)により、前記熱割断を行う。請求項７の発明では、直線条や曲線条や環条やそれらを組み合わせた線条をなす切断縁により、脆性板（３）を各種の形態で熱割断することができる。
【００１６】
次に、請求項以外の技術的思想について実施形態の図面の符号を援用して説明する。
請求項１〜７のうちいずれか一つの請求項の発明を前提とする第８の発明（第１〜４実施形態に対応）においては、前記脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）のうち加熱縁（７）を当てがう一方の面（３ａ）に形成した予備亀裂（２２）に沿って、前記熱割断を行う。第８の発明では、予備亀裂(２２)により脆性板（３）の熱割断を促進させることができる。
【００１７】
請求項１〜７のうちいずれか一つの請求項の発明または第８の発明を前提とする第９の発明（第１〜４実施形態に対応）においては、前記加熱縁（７）または冷却縁(１４)または加熱縁（７）及び冷却縁(１４)に超音波振動を付加した状態で、前記熱割断を行う。第９の発明では、振動荷重負荷による高歪み速度のせん断変形で平滑な割断面を得ることができる。
【００１８】
請求項１〜７のうちいずれか一つの請求項の発明または第８の発明または第９の発明を前提とする第１０の発明（第１〜４実施形態に対応）においては、前記加熱縁（７）を脆性板（３）に当てがった際に脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）に沿う方向で加熱縁（７）を挟む両側のうち少なくとも一方の側で加熱縁（７）と脆性板（３）との間に隙間（Ｓ）を生じさせるように加熱縁（７）に形成した輻射面（９）と、前記冷却縁(１４)を脆性板（３）に当てがった際に脆性板（３）の厚み方向（Ｚ）の両面（３ａ，３ｂ）に沿う方向で冷却縁(１４)を挟む両側のうち少なくとも一方の側で冷却縁(１４)と脆性板（３）との間に隙間（Ｓ）を生じさせるように冷却縁(１４)に形成した輻射面(１６)とのうち、少なくとも一つの輻射面(９，１６)を形成した状態で、前記熱割断を行う。第１０の発明では、輻射面(９，１６)が隙間（Ｓ）を介して、脆性板（３）における一方の面（３ａ）側の温度上昇、または、脆性板（３）における他方の面（３ｂ）側の温度下降を助長して、脆性板（３）における一方の面（３ａ）側と他方の面（３ｂ）側との間の温度差を大きくし、脆性板（３）に曲げモーメントを発生させ易くすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、脆性板（３）の熱割断において、脆性板（３）における切断縁の直進性をレーザー光による熱割断方法と比較して向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は第１実施形態にかかる脆性板の熱割断方法を実施する場合の熱割断状態を概略的に示す部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）中Ａ部の部分拡大断面図であり、（ｃ）は脆性板の熱割断方法を説明するための原理図である。
【図２】（ａ）は第２実施形態にかかる脆性板の熱割断方法を実施する場合の熱割断状態を概略的に示す部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）中Ｂ部の部分拡大断面図である。
【図３】（ａ）は第３実施形態にかかる脆性板の熱割断方法を実施する場合の熱割断状態を概略的に示す部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）中Ｃ部の部分拡大断面図である。
【図４】（ａ）は第４実施形態にかかる脆性板の熱割断方法を実施する場合の熱割断状態を概略的に示す部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）中Ｄ部の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、第１実施形態にかかる脆性板の熱割断方法について図１を参照して説明する。
加工台１にはその表裏両面間で加工孔１ａが貫通して帯状に形成され、加工台１の表面には加工孔１ａを挟む両側で粘着シート２が貼られ、粘着シート２上には厚み方向Ｚで互いに平行な表裏両面３ａ，３ｂを有する極薄ガラス板などの脆性板３が載せられて固定されている。加工孔１ａは、脆性板３の熱割断形態に合わせて、両端を有する直線条や、両端を有する曲線条や、無端の環条や、それらを組み合わせた線条に連続して延設されている。
【００２２】
加工台１の表面側には加熱側可動体４が加工孔１ａに沿って配置されている。加熱側可動体４においては、加熱装置（図示せず）及び振動発生装置（図示せず）に接続された加熱体５と、加熱体５に対し加工台１の表面に沿って並ぶ加熱側押え体６とが一体的に取着されている。加熱側可動体４において、脆性板３の表裏両面３ａ，３ｂのうち表面３ａに面する下端部は、下向きのＶ状に形成され、表面３ａに沿う幅方向Ｙの中央部で加工孔１ａに沿って線条（両端を有する直線条や、両端を有する曲線条や、無端の環条や、それらを組み合わせた線条）に連続して延設された加工縁４ａを有している。加熱側可動体４の加工縁４ａにおいては、加熱体５の下端部に形成された加熱縁７と、加熱側押え体６の下端部に形成された加熱側押え縁８とが、脆性板３の表面３ａに沿って幅方向Ｙで並び、互いに沿って線条に連続して延設されている。加熱体５の下端部には加熱縁７から脆性板３の表面３ａに対し上方に離間するように傾斜する加熱側輻射面９が形成されている。加熱側押え体６の下端部には加熱側押え縁８から脆性板３の表面３ａに対し上方に離間するように傾斜する傾斜面１０が形成されている。
【００２３】
加工台１の裏面側には冷却側可動体１１が加工孔１ａに沿って配置されている。冷却側可動体１１においては、冷却装置（図示せず）及び振動発生装置（図示せず）に接続された冷却体１２と、冷却体１２に対し加工台１の裏面に沿って並ぶ冷却側押え体１３とが一体的に取着され、冷却体１２が加熱側押え体６に対する反対側で脆性板３を介して配置されているとともに、冷却側押え体１３が加熱体５に対する反対側で脆性板３を介して配置されている。冷却側可動体１１において、脆性板３の表裏両面３ａ，３ｂのうち裏面３ｂに面する上端部は、上向きのＶ状に形成され、裏面３ｂに沿う幅方向Ｙの中央部で加工孔１ａに沿って線条に連続して延設された加工縁１１ａを有している。冷却側可動体１１の加工縁１１ａにおいては、冷却体１２の上端部に形成された冷却縁１４と、冷却側押え体１３の上端部に形成された冷却側押え縁１５とが、脆性板３の裏面３ｂに沿って幅方向Ｙで並び、互いに沿って線条に連続して延設されている。冷却体１２の上端部には冷却縁１４から脆性板３の裏面３ｂに対し下方に離間するように傾斜する冷却側輻射面１６が形成されている。冷却側押え体１３の上端部には冷却側押え縁１５から脆性板３の裏面３ｂに対し下方に離間するように傾斜する傾斜面１７が形成されている。
【００２４】
加熱側可動体４において、加熱縁７と加熱側押え縁８との間で側面１８，１９が相対向している。冷却側可動体１１において、冷却縁１４と冷却側押え縁１５との間で側面２０，２１が相対向している。加熱縁７の側面１８の下端部１８ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ７と、冷却側押え縁１５の側面２１の上端部２１ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ１５とは、互いに一致している。加熱側押え縁８の側面１９の下端部１９ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ８と、冷却縁１４の側面２０の上端部２０ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ１４とは、互いに一致している。想定線Ｌ７及び想定線Ｌ１５と想定線Ｌ８及び想定線Ｌ１４とは脆性板３の表面３ａ及び裏面３ｂに沿うギャップＧを空けて互いに離間している。ちなみに、想定線Ｌ７と想定線Ｌ１４との間のギャップを第一のギャップＧとし、また、想定線Ｌ７と想定線Ｌ８との間のギャップや、想定線Ｌ１５と想定線Ｌ１４との間のギャップをそれぞれ第二のギャップＧとしている。
【００２５】
次に、脆性板３の熱割断作用を説明する。
例えば、脆性板３の熱割断形態が両端を有する直線条の場合には、加工孔１ａの幅方向Ｙの中央部に対応する直線条の切断予定線が交差する脆性板３の表面３ａの端縁などに予備亀裂２２が形成されている。加工孔１ａの幅方向Ｙの中央部に対応して、加熱側可動体４の加工縁４ａ（加熱縁７及び加熱側押え縁８）を脆性板３の表面３ａに対し所定圧力で当てがうとともに、加工孔１ａに通した冷却側可動体１１の加工縁１１ａ（冷却縁１４及び冷却側押え縁１５）を脆性板３の裏面３ｂに対し所定圧力で当てがった状態では、直線条の切断予定線及び予備亀裂２２がギャップＧの幅方向Ｙの中央部に位置している。加熱側可動体４の加熱側輻射面９及び傾斜面１０と脆性板３の表面３ａとの間、冷却側可動体１１の冷却側輻射面１６及び傾斜面１７と脆性板３の裏面３ｂとの間には、それぞれ隙間Ｓが生じる。脆性板３は室温程度に設定されている。
【００２６】
加熱縁７が冷却側押え縁１５の真上域で脆性板３の表面３ａを加熱するとともに、冷却縁１４が加熱側押え縁８の真下域で脆性板３の裏面３ｂを冷却すると、表面３ａ側と裏面３ｂ側との間の温度差により、表面３ａ側の膨張と裏面３ｂ側の圧縮とによる熱応力（引張応力や圧縮応力）が、加熱縁７特にその側面１８の下端部１８ａや、冷却縁１４特にその側面２０の上端部２０ａばかりでなく、加熱側押え縁８特にその側面１９の下端部１９ａや、冷却側押え縁１５特にその側面２１の上端部２１ａに集中して、ギャップＧに開放された脆性板３の表面３ａ及び裏面３ｂで生じる。その熱応力を原因として発生する曲げモーメントにより、脆性板３がギャップＧで表面３ａ側から裏面３ｂ側へ向けて熱割断される。最大の熱応力は、ギャップＧの幅方向Ｙのほぼ中央部で生じ、表面３ａ側と裏面３ｂ側との間の温度差が大きいほど大きくなる。例えば、極薄ガラス板である脆性板３の表面３ａと裏面３ｂとの間の厚みＷを０.０３ｍｍ≦Ｗ≦１．０ｍｍ程度に設定する場合、ギャップＧの幅方向Ｙの寸法を０.００１ｍｍ≦Ｇ≦１．０ｍｍ程度に設定するとともに、加熱温度と冷却温度との間の温度差Ｔを２００度≦Ｔ≦５００度程度に設定することができる。なお、ガラス板を熱割断する際には圧縮力が引張力に対し弱い特性を生かすことができる。
【００２７】
その熱割断の際、脆性板３の予備亀裂２２は亀裂の発生を促進させる。また、脆性板３に伝達される超音波振動は、振動荷重負荷による高歪み速度のせん断変形により割断面を平滑にする。さらに、加熱側輻射面９は隙間Ｓを介して脆性板３の表面３ａの温度上昇を助長するとともに、冷却側輻射面１６は隙間Ｓを介して脆性板３の裏面３ｂの温度下降を助長する。
【００２８】
ちなみに、脆性板３の材質や厚みや切断長さなどの各種条件に応じて、加熱縁７の加熱温度及び加熱面積や、冷却縁１４の冷却温度及び冷却面積や、ギャップＧの幅方向Ｙの寸法や、予備亀裂２２及び超音波振動の有無などを設定することができる。
【００２９】
なお、脆性板３の熱割断形態が、両端を有する曲線条や、無端の環条や、それらを組み合わせた線条である場合も同様である。
次に、第２実施形態にかかる脆性板の熱割断方法について第１実施形態との相違点を中心に図２を参照して説明する。
【００３０】
加熱側可動体４の加工縁４ａで加熱側押え縁８が省略されて加熱縁７のみが設けられ、冷却側可動体１１の加工縁１１ａで冷却側押え縁１５が省略されて冷却縁１４のみが設けられている。加熱縁７の側面１８の下端部１８ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ７と、冷却縁１４の側面２０の上端部２０ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ１４とは、脆性板３の表面３ａ及び裏面３ｂに沿うギャップＧを空けて互いに離間している。
【００３１】
加熱縁７が脆性板３の表面３ａを加熱するとともに、冷却縁１４が脆性板３の裏面３ｂを冷却すると、表面３ａ側と裏面３ｂ側との間の温度差により、表面３ａ側の膨張と裏面３ｂの圧縮とによる熱応力（引張応力や圧縮応力）が、加熱縁７特にその側面１８の下端部１８ａや、冷却縁１４特にその側面２０の上端部２０ａに集中して、ギャップＧに開放された脆性板３の表面３ａ及び裏面３ｂで生じる。その熱応力を原因として発生する曲げモーメントにより、脆性板３がギャップＧで表面３ａ側から裏面３ｂ側へ向けて熱割断される。
【００３２】
次に、第３実施形態にかかる脆性板の熱割断方法について第１実施形態との相違点を中心に図３を参照して説明する。
冷却体１２が加熱体５に対する反対側で脆性板３を介して配置されているとともに、冷却側押え体１３が加熱側押え体６に対する反対側で脆性板３を介して配置されている。加熱縁７の側面１８の下端部１８ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ７と、冷却縁１４の側面２０の上端部２０ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ１４とは、互いに一致している。加熱側押え縁８の側面１９の下端部１９ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ８と、冷却側押え縁１５の側面２１の上端部２１ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ１５とは、互いに一致している。想定線Ｌ７及び想定線Ｌ８と想定線Ｌ１４及び想定線Ｌ１５とは脆性板３の表面３ａ及び裏面３ｂに沿うギャップＧを空けて互いに離間している。
【００３３】
加熱縁７が冷却縁１４の真上域で脆性板３の表面３ａを加熱するとともに、冷却縁１４が加熱縁７の真下域で脆性板３の裏面３ｂを冷却すると、表面３ａ側と裏面３ｂ側との間の温度差により、表面３ａ側の膨張と裏面３ｂの圧縮とによる熱応力（引張応力や圧縮応力）が、加熱縁７特にその側面１８の下端部１８ａや、冷却縁１４特にその側面２０の上端部２０ａばかりでなく、加熱側押え縁８特にその側面１９の下端部１９ａや、冷却側押え縁１５特にその側面２１の上端部２１ａに集中して、ギャップＧに開放された脆性板３の表面３ａ及び裏面３ｂで生じる。その熱応力を原因として発生する曲げモーメントにより、脆性板３がギャップＧで表面３ａ側から裏面３ｂ側へ向けて熱割断される。
【００３４】
次に、第４実施形態にかかる脆性板の熱割断方法について第２実施形態との相違点を中心に図４を参照して説明する。
加熱縁７の側面１８の下端部１８ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ７と、冷却縁１４の側面２０の上端部２０ａを通って脆性板３の厚み方向Ｚに延びる想定線Ｌ１４とが、互いに一致して、脆性板３の表面３ａ及び裏面３ｂに沿うギャップＧは生じていない。加熱縁７を脆性板３の厚み方向Ｚで冷却縁１４の真上域に配置するとともに、冷却縁１４を脆性板３の厚み方向Ｚで加熱縁７の真下域に配置することができる。
【００３５】
加熱縁７が脆性板３の表面３ａを加熱するとともに、冷却縁１４が脆性板３の裏面３ｂを冷却すると、表面３ａ側と裏面３ｂ側との間の温度差により、表面３ａ側の膨張と裏面３ｂの圧縮とによる熱応力（引張応力や圧縮応力）が、加熱縁７特にその側面１８の下端部１８ａや、冷却縁１４特にその側面２０の上端部２０ａに集中して、脆性板３の表面３ａ及び裏面３ｂで生じる。その熱応力を原因として発生する曲げモーメントにより、脆性板３が表面３ａ側から裏面３ｂ側へ向けて熱割断される。
【００３６】
第１〜４実施形態においては、例えば下記の方法により、加熱側可動体４及び冷却側可動体１１を脆性板３に当てがうことができる。
・  加熱側可動体４の加工縁４ａを脆性板３の表面３ａに当てがう加熱初期タイミングと、冷却側可動体１１の加工縁１１ａを脆性板３の裏面３ｂに当てがう冷却初期タイミングとのうち、一方を他方より遅らせるか、または、その加熱初期タイミングと冷却初期タイミングとを同じにして、熱割断を行う。
【００３７】
・  加熱側可動体４の加工縁４ａと冷却側可動体１１の加工縁１１ａとのうち、一方を脆性板３に当てがった状態で、他方を脆性板３に接近させて脆性板３に当てがうことにより、熱割断を行う。
【００３８】
・  加熱側可動体４の加工縁４ａ及び冷却側可動体１１の加工縁１１ａを脆性板３に当てがった状態で、加工縁４ａと加工縁１１ａとのうち、一方を他方に沿って脆性板３で摺動させることにより、他方に対する一方の当接位置を変化させながら熱割断を行う。
【００３９】
・  加熱側可動体４の加工縁４ａ及び冷却側可動体１１の加工縁１１ａを脆性板３に当てがった状態で、加工縁４ａと加工縁１１ａとのうち、一方を他方に対し傾動させることにより、他方に対する一方の当接面積を次第に大きくしながら熱割断を行う。
【００４０】
本実施形態は下記の効果を有する。
（１）  加熱縁７を有する加熱体５を採用したので、形態を維持することができる加熱縁７から平均的に発生する熱により、切断縁の両側に生じる熱応力（引張応力や圧縮応力）を平均化して安定させることができる。従って、脆性板３に対しレーザー光により切断縁に沿う熱衝撃を与えて脆性板を熱割断する従来の方法と比較して、切断縁の直進性を高めることができる。
【００４１】
（２）  冷却縁１４を有する冷却体１２を採用したので、形態を維持することができる冷却縁１４から平均的に発生する熱により、脆性板３における表面３ａ側と裏面３ｂ側との間の温度差を大きくし、脆性板３に曲げモーメントを発生させ易くすることができる。従って、切断縁の直進性をより一層高めることができる。
【００４２】
（３）  脆性破壊の原理を活用して平滑な割断面を得ることができるとともに、切断粉の発生がなく、ドライ加工である。従って、脆性板をダイヤモンドカッターによる傷入れ加工で切断する従来の方法や、脆性板をダイヤモンド砥石により切断する従来の方法や、脆性板をレーザー光によるアブレーション加工で切断する従来の方法と比較して、加工後の後処理を必要としない。
【００４３】
（４）  加熱縁７と冷却縁１４と加熱側押え縁８と冷却側押え縁１５との間で相互に生じさせたギャップＧにより、加熱縁７や冷却縁１４や押え縁８，１５やギャップＧに沿って脆性板３に応力集中が発生し易くなって、切断縁の直進性をより一層高めることができる。
【００４４】
（５）  脆性板３に当てがった押え縁８，１５により、加熱縁７及び冷却縁１４ばかりでなく、押え縁８，１５に沿って脆性板３に応力集中が発生し易くなって、切断縁の直進性をより一層高めることができる。
【００４５】
（６）  加熱縁７及び冷却縁１４を直線条や曲線条や環条やそれらを組み合わせた線条に連続して延設したので、切断縁が加熱縁７及び冷却縁１４に合わせて直線条や曲線条や環条やそれらを組み合わせた線条をなし、脆性板３を各種の形態で熱割断することができる。
【００４６】
（７）  予備亀裂２２により、脆性板３の熱割断を促進させることができる。
（８）  加熱縁７及び冷却縁１４に伝達される超音波振動により、振動荷重負荷による高歪み速度のせん断変形で平滑な割断面を得ることができる。
【００４７】
（９）  加熱体５の加熱側輻射面９により脆性板３の表面３ａ側の温度上昇を助長するとともに、冷却体１２の冷却側輻射面１６により脆性板３の裏面３ｂ側の温度下降を助長して、脆性板３における表面３ａ側と裏面３ｂ側との間の温度差を大きくし、脆性板３に曲げモーメントを発生させ易くすることができる。
【００４８】
前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。
・  第１実施形態または第３実施形態において、加熱側押え縁８と冷却側押え縁１５とのうち一方を省略することができる。
【００４９】
・  第１〜４実施形態において、加熱側可動体４を加工台１の裏面側に配置し、冷却側可動体１１を加工台１の表面側に配置することができる。
・  第１実施形態の冷却側可動体１１において、冷却体１２と冷却側押え体１３との間に支持体を配置し、熱割断時にその支持体によりギャップＧの幅方向Ｙの中央部で脆性板３の裏面３ｂを支えることができる。
【００５０】
・  第１実施形態の冷却側可動体１１において、冷却体１２に代えて冷却側押え体１３を配置するとともに、両冷却側押え体１３間に冷却体を配置し、熱割断時にその冷却体によりギャップＧの幅方向Ｙの中央部で脆性板３の裏面３ｂを支えることができる。
【００５１】
・  第３実施形態の冷却側可動体１１において、冷却体１２に代えて加熱体を配置するとともに、その加熱体と冷却側押え体１３との間に冷却体を配置し、熱割断時にその冷却体によりギャップＧの幅方向Ｙの中央部で脆性板３の裏面３ｂを支えることができる。
【００５２】
・  ガラス板以外に、サファイアやシリコンやＳｉＣやＧａＡｓなど、各種の材質や硬度を有する材料からなる脆性板３を熱割断することができる。
・  予備亀裂２２や超音波振動については省略してもよい。
【００５３】
・  加熱体５の加熱側輻射面９や冷却体１２の冷却側輻射面１６を省略してもよい。
・  第１実施形態または第３実施形態において、加熱側可動体４の外周に円形状の加工縁４ａを形成して加熱体５の外周に円形線状の加熱縁７を形成するとともに加熱側押え体６の外周に円形線状の加熱側押え縁８を形成し、また、冷却側可動体１１の外周に円形状の加工縁１１ａを形成して冷却体１２の外周に円形線状の冷却縁１４を形成するとともに冷却側押え体１３の外周に円形線状の冷却側押え縁１５を形成する。この加熱側可動体４の加工縁４ａを脆性板３の表面３ａに当てがうとともに、この冷却側可動体１１の加工縁１１ａを加熱側可動体４の加工縁４ａの真下域で脆性板３の裏面３ｂに当てがった状態で、加熱側可動体４及び冷却側可動体１１を同じ回転速度で切断予定線に沿って繰り返し往復運動させて脆性板３を熱割断する。その際、加工縁４ａを脆性板３の表面３ａに当てがった後に、加工縁１１ａを脆性板３の裏面３ｂに当てがうことができる。加熱側可動体４の加熱側押え体６及び冷却側可動体１１の冷却側押え体１３を省略した第２実施形態または第４実施形態も同様である。
【００５４】
・  第１実施形態または第３実施形態において、前述したように脆性板３を熱割断する前に脆性板３に予熱処理を行う。例えば、脆性板３の表面３ａを予め加熱した後に、脆性板３の裏面３ｂに対し切断予定線に沿って液体窒素または冷媒流体（冷媒液や冷媒気体）を噴射する。その場合、冷却側可動体１１における冷却体１２と冷却側押え体１３との間の隙間を噴射通路に利用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
３…脆性板、３ａ…表面（一方の面）、３ｂ…裏面（他方の面）、７…加熱縁、８…加熱側押え縁、１４…冷却縁、１５…冷却側押え縁、Ｚ…脆性板の厚み方向、Ｇ…ギャップ。
【図１】
2015171961.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015171961.tif 000005
【図４】
2015171961.tif 000006