(57)【要約】  脆性材料のシートが、先にスクライブされたシート材料に超音波エネルギーを印加することによりスクライブ線に沿って分割される。脆性材料は移動している帯材の形態にあることができ、スクライブ線に沿うクラック伝搬を促進するために荷重がスクライブ線に対して横方向に印加される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性材料のシートを分割する方法において、前記方法が、
スクライブ線を有する前記シートに、クラックを誘起し、前記スクライブ線に沿って前記クラックを伝搬させるに十分な超音波エネルギーを印加する工程、
を有してなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記クラックを前記スクライブ線の深さの少なくとも５倍は伝搬させるに十分な超音波エネルギーを印加する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スクライブ線に直接に前記超音波エネルギーを印加する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
十分な超音波エネルギーを印加する前記工程が、振動している部材に前記シートを接触させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記シートを、移動している帯材として形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
脆性材料のシートを分割する方法において、前記方法が、
前記シートにスクライブ線を形成する工程、
前記スクライブ線の長さに対して横方向に、前記シートに張力を印加する工程、及び
クラックを発生させて前記スクライブ線に沿って伝搬させるために前記シートに超音波エネルギーを印加する工程、
を有してなることを特徴とする方法。
【請求項７】
前記シート材の厚さのほぼ１０％の深さを有するように前記スクライブ線を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
シート材を分割するための装置において、
前記シート材にスクライブ線を形成する集成スクライブ装置、
クラックを発生させて前記スクライブ線に沿って伝搬させるために前記シートに超音波エネルギーを結合する超音波印加装置、及び
前記集成スクライブ装置及び前記超音波印加装置に接続され、前記スクライブ線の形成後に前記シートに前記超音波エネルギーを結合するように選ばれる、コントローラ、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項９】
前記スクライブ線の長さに対して横方向に力を印加するための集成荷重印加装置をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記超音波印加装置がブレードの形態のカプラを有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は脆性材料のシートの分割に、さらに詳しくは、脆性材料への超音波エネルギーの印加に応じるクラックの発生及びスクライブ線に沿う伝搬に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス、非晶質ガラス、ガラス−セラミックまたはセラミック材料のような、脆性材料のシートを所望の形状または寸法の個片を形成するために切断または整形するためには、従来２つの技法が用いられている。
【０００３】
第１の従来技法は、脆性材料の表面をスクライブするための、ダイアモンドまたはタングステンのチップのような硬い工具によるシートの機械的スクライブを含み、脆性材料は次いで材料に印加される曲げモーメントに応じてスクライブ線に沿って割られる。一般に、曲げモーメントはスクライブ線の周りで脆性材料を物理的に曲げることによって印加される。しかし、このプロセスは曲げモーメントによりシートにかなりのエネルギーを誘起し、したがって、材料のある形状または製造プロセスに対しては不適である。この分割方法は新しく形成された縁に沿ってツイスト−ハックルを誘起することも多い。
【０００４】
第２の従来技法は、特許文献１に説明されるような、レーザスクライブ工程を含む。代表的なレーザスクライブ工程は、脆性材料の局所域を連続波レーザで加熱する工程及び、次いで直ちに、ガスまたは、水のような、液体の、冷却材をかけることによって加熱域を急冷する工程を含む。レーザでスクライブされた材料の分割は機械的スクライブで行われるように曲げを用いて機械的に割ることによるか、または第２のさらに高エネルギーのレーザビームによって達成することができる。第２のさらに高エネルギーのレーザビームの使用により曲げを用いない分割が可能になる。しかし、この分割は低速であり、クラック伝搬の制御が困難であることが多い。第２のレーザビームはまた熱チェックを生じさせ、高残留応力も誘起する。
【特許文献１】米国特許第５７７６２２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、脆性材料のシートの曲げを必要とせず、シートの操作を最小限に抑える、反復可能で均一な分割が必要とされている。（延伸時の）垂直方向成形中または水平方向成形（例えばフロートガラス）中に用いることができる低擾乱分割も必要とされている。曲げ誘起分割に一般にともなうツイスト−ハックルゆがみの低減も必要とされている。材料の物理的曲げ、あるいは極端な温度勾配の導入を必要としない、スクライブ線に沿う脆性材料の分割が必要とされている。連続的に移動している脆性材料の帯材からの、帯材に沿って上流に伝搬し得る擾乱の付与を低減する、板材の分割が特に必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、相当な曲げモーメントの印加または衝撃荷重の印加を必要としない、脆性材料の分割のための装置を提供する。本装置は連続的に移動している脆性材料の帯材からの、帯材への擾乱の導入を低減しながらの、脆性材料の板材の反復可能で均一な分割も提供する。本装置によりさらに、曲げモーメント誘起分割に普通に見られるツイスト−ハックルを低減する脆性材料のシートの分割が可能になる。
【０００７】
本装置は、静止し、自立しているかまたは固定されたシート材を分割するために用いることができる。しかし、本装置は特に帯材からの板材の分割に適用できることがわかった。さらに、本装置は移動している帯ガラスからの板ガラスの分割に適用できることがわかった、
概括すれば、クラックを形成し、先に形成されたスクライブ線に沿ってクラックを伝搬させるために、超音波エネルギーが脆性材料に印加される。一般に、超音波エネルギーは、材料のスクライブ線側またはスクライブ線の裏側で、スクライブ線の局所領域に印加される。
【０００８】
別の構成において、スクライブ線に沿う脆性材料の分割は、超音波エネルギーの印加に先立つ、スクライブ線への横方向荷重の印加によって促進される。荷重を印加することにより、シートに張力がかかり、１つの局在点に印加された超音波エネルギーを有効に伝搬させることができる。超音波エネルギーの周波数、超音波エネルギーの振幅及びスクライブ線にかかる張力を選択することにより、多くの脆性材料の分割に本装置を用いることができる。
【０００９】
連続帯ガラスから板ガラスを分割するための現在の構成において、本発明は帯材内を上流に渡っていくことができる有害な擾乱の導入を低減する。本発明により、従来装置にともなう実質的な曲げモーメントまたは衝撃荷重を与えずに帯材から板材を分割することが可能になる。したがって、帯材内を上流に渡っていくエネルギーが低減される。
【００１０】
本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、当業者には、ある程度はその説明から容易に明らかであろうし、あるいは本明細書に説明されるように本発明を実施することによって認められるであろう。説明の目的のため、以下の議論はガラス製造に関して述べられる。しかし、脆性材料がガラスであると特定する特許請求項を除く、添付される特許請求の範囲に定められ、述べられる本発明がガラス製造に限定されないことは当然である。
【００１１】
上述の一般的説明及び以下の詳細な説明が本発明の例示に過ぎず、特許請求される本発明の本質及び特徴を理解するための概観または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。また、上に挙げた本発明の態様も、以下で論じられ、特許請求される、本発明の好ましい実施形態及びその他の実施形態も、個別にあるいはどのような組合せにおいても、用いることができる。
【００１２】
添付図面は本発明のさらなる理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて、本明細書の一部をなす。図面は本発明の様々な実施形態を示し、記述とともに本発明の原理及び動作の説明に役立つ。図面に示される様々な特徴が必ずしも比例尺で描かれてはいないことに注意すべきである。実際上、議論を明解にするために任意に寸法を拡大または縮小することがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下の詳細な説明では、説明の目的であって限定のためではない、特定の詳細を開示する例示的実施形態が本発明の完全な理解を提供するために述べられる。しかし、本開示の恩恵を有する当業者には、本明細書に開示される特定の詳細に拘束されない別の実施形態で本発明を実施できることが明らかであろう。さらに、よく知られたデバイス、方法及び材料の説明は本発明の説明を紛らわしくしないように省略されることがある。
【００１４】
本発明は、脆性材料を曲げないかまたは脆性材料に衝撃を与えない、脆性材料の超音波誘起分割を提供する。一構成において、本発明は移動している脆性材料の帯材から脆性材料の板材の分割を提供し、選ばれた構成では帯材内を上流に伝搬することができる擾乱の導入が低減される。説明の目的のため、本発明は初め、移動しているガラス帯材からの板ガラスの分割として述べられる。
【００１５】
図１は融合プロセスに一般に用いられるタイプのガラス製造装置１０の略図である。装置１０は、キャビティ１１に溶融ガラス（図示せず）を受け取る成形アイソパイプ１２を有する。溶融ガラスはキャビティ１１の上端から溢れだし、アイソパイプ１２の外側面に沿ってルート１４まで流れ下って、帯ガラス２０を形成する。帯ガラス２０は、ルート１４を離れた後、固定縁端ローラー１６を通過する。このようにして脆性材料の帯材２０が形成され、帯材２０はルート１４から自由終端２２まで延びる長さを有する。
【００１６】
そのような引降しシートまたは融合プロセスは、米国特許第３３３８６９６号（ドカーティ（Dockerty））及び米国特許第３６８２６０９号（ドカーティ）の明細書に説明されている。これらの特許明細書は本明細書に参照として含まれる、したがって、例示的実施形態の説明を紛らわしくしないように、詳細は省略される。しかし、他のタイプのガラス製造装置も本発明とともに用い得ることに注意されたい。ガラス形成の当業者には、そのような構造を達成するための、積層引降しプロセス、スロット引きプロセス及び積層融合プロセスのような、多くの方法があることが知られている。
【００１７】
融合タイプまたはその他のタイプのガラス製造装置においては、帯ガラス２０がアイソパイプ１２から下方に走行するにつれて、帯材は、柔軟な、例えばルート１４における５０ｍｍ厚の液体形態から、例えば終端２２におけるほぼ０.０３ｍｍ〜２.０ｍｍ厚の堅い帯ガラスに変化する。
【００１８】
帯材２０の形成プロセスにおいて、帯材はルート１４における液体状態から流れ下って帯材の終端２２における固体状態に変態する。変態中のガラスへの擾乱の導入は得られる固体状態のガラスに望ましくない不均一性を生じさせ得る。従来、帯材からの板材の分割では、波動または歪の形態のかなりのエネルギーが帯材の固体部分に導入されていた。そのような歪は、上流に渡っていき、帯材の溶融部分から固体部分への遷移領域に入るであろう。歪が帯材の遷移領域内に散逸すると、不均一性及び非線形性が制御されない態様で導入され、以降の板材の均一性を低下させ得る。
【００１９】
定義の目的のため、帯材２０がルート１４から降下するにつれて、帯材は帯材の移動を表す速度ベクトルで走行して、（Ａ面と称されることが多い）概ね平坦な第１の面３２及び（Ｂ面と称されることが多い）を有する概ね平坦な第１の面３４を有する、概ね平坦な部材を形成する。いくつかの構成においては、図２に見られるように、帯材２０は、アイソパイプ１２からの帯材の走行中の固定ローラー１６または制御面による嵌合のための大きさにつくられた側ビードまたは球塊部分３６を有する。帯材２０に関して、用語「対向される」または「対向する」は帯材の第１の面及び第２の面の両者についての接触を意味する。
【００２０】
用語「上流」は帯材２０上の注目する点からルート１４に向かう側を意味する。用語「下流は」帯材２０上の注目する点から終端２２に向かう側を意味する。
【００２１】
帯材２０からの板材２４の分割は、ルート１４からの与えられた距離範囲内で、帯材の少なくとも一方の面に形成されたスクライブ線に沿って、行われる。すなわち、一定の作業パラメータの下で、帯ガラス２０はルート１４から概ね一定の距離において概ねあらかじめ定められた固体状態に達し、したがって分割を受け得る。
【００２２】
本装置は、集成スクライブ装置４０，超音波印加装置６０及び集成荷重印加装置８０を備える。
【００２３】
集成スクライブ装置４０は帯材２０の第１の面３２上にスクライブ線２６を形成するために用いられる。集成スクライブ装置４０はスクライブ針４２及び、いくつかの構成においては、スクライブアンビル４４を有する。説明の目的のため、スクライブ針４２及びスクライブアンビル４４は、図２に示され、図３では明解さのために省略されている、共通キャリッジ１００上の走行に関して説明される。キャリッジ１００はフレーム１０２に対して移動することができ、キャリッジの移動は、帯材２０の速度ベクトルと整合させるため、モーター、ラックアンドピニオン歯車のような、機械的または電気機械的機構を含む様々な機構のいずれかによって与えることができる。
【００２４】
したがって、スクライブ針４２は帯材に整合する速度ベクトルで帯材２０の走行方向に沿って走行するであろう。スクライブ針４２は帯材２０と同じ走行方向に沿って平行移動するから、帯材の走行方向に垂直に延びるスクライブ線２６を形成することができる。
【００２５】
スクライブ針４２は、レーザまたは、ダイアモンド、炭化物、ジルコニウムまたはタングステンを含む、スクライブホイール、スクライブポイントまたはスクライブチップを含むが、これらには限定されない、技術上よく知られた様々な構成のいずれかとすることができる。
【００２６】
スクライブ線２６を形成するために帯材２２との接触が必要であるようなスクライブ針４２の構成については、スクライブ針はまた引き戻された非接触位置と突き出された帯材接触位置の間で移動可能である。
【００２７】
スクライブ針４２が接触している間、スクライブ針はスクライブアンビル４４と協同して、帯材２０の第１の面３２に沿ってスクライブ線２６を形成する。
【００２８】
一般に、スクライブ線２６の深さはシート材料、すなわち帯材２０の厚さのほぼ１０％である。したがって、厚さがほぼ０.７ｍｍ〜１.３ｍｍの帯材２０については、スクライブ線２６の深さはほぼ７０μｍ〜１３０μｍの範囲とすることができる。ディスプレイ装置に用いられる板ガラス、すなわち基板については、帯材の厚さは通常０.４ｍｍと３.０ｍｍの間であり、したがってスクライブ線２６の深さはほぼ４０μｍ〜３００μｍの範囲とすることができる。しかし、材料、動作温度及び超音波印加装置６０が異なれば、帯材２０の厚さに対するスクライブ線２６の深さの調節が必要になり得ることは当然である。
【００２９】
帯材２０からの板材２４の分割において、スクライブ線２６は直線であり、ビード３６間で帯材面上を延びる。したがって、スクライブ線２６はスクライブ線の長さに沿って延びる縦寸法を有する。
【００３０】
超音波印加装置６０は超音波エネルギーを帯材２０に結合させる。超音波印加装置は、ホンダエレクトロニクス（Honda Electronics）社から市販されているＵＳＷ３３５ミニカッター、またはソニックスアンドマテリアルズ社（Sonics & Materials, Inc.）から市販されている超音波プロセッサモデルＶＣ-２５１５及びモデルＶＣ-５０５のような、市販製品である。様々な機構を超音波エネルギーの発生に用いることができる。例えば、水晶発振器または、強い交番磁場内のニッケルロッドのような、磁歪変調器を用いることができる。超音波印加装置６０は超音波エネルギーを帯材２０に導入するためのカプラ６２を有する。カプラ６２は、ナイフまたはブレード、エッジあるいはポイントのような、様々な形状のいずれかを有することができる。満足できるカプラ６２は長さがほぼ６ｍｍのブレードであることがわかった。超音波印加装置６０についての満足できるパワー定格はほぼ３０Ｗであることがわかった。しかし、帯材２０の特定の材料、スクライブ線２６の深さ及び横荷重印加量に依存して、超音波印加装置６０のパワー定格はほぼ１０Ｗからほぼ３００Ｗとすることができる。
【００３１】
一般に、超音波エネルギーは超音波振動の形態にある。超音波振動の周波数はほぼ１５ｋＨｚからほぼ４００ｋＨｚの間である。しかし、ほぼ７００ｋＨｚからほぼ１.２ＭＨｚのような、４００ｋＨｚより高い、周波数を用い得ることは当然であり、そのような周波数も超音波の概念に含まれるとされる。文献によっては、ほぼ７００ｋＨｚとほぼ１.２ＭＨｚの間の周波数がメガソニック周波数として表されていることに注意されたい。そのような周波数が超音波の概念に含まれることは当然である。超音波周波数の使用には、そのような周波数は可聴範囲の外にあり、以下で説明するように、高い周波数及び比較的小さい振幅により帯材２０内に望ましくない歪が生じるに十分に振幅が大きい帯材の振動をおこさせないから、有利である。しかし、超音波範囲の外にある１５ｋＨｚより低い周波数を用い得ることも当然である。振動の振幅は一般にほぼ２０μｍ〜ほぼ１００μｍの範囲にあり、満足できる範囲はほぼ４０μｍ〜ほぼ８０μｍである。しかし、特定の振動振幅が、ある程度は、脆性材料の組成及び寸法によって、またカプラ６２形状によっても決定されることは当然である。
【００３２】
スクライブ線の縦方向長さに対して横方向に帯材２０に荷重または力Ｌを印加するために、図２及び３に示される集成荷重印加装置８０が用いられる。すなわち、荷重は帯材２０の走行方向に沿う。帯材２０から板材２４を分割するための構成において、荷重は速度ベクトルＶに沿う。しかし、横荷重（すなわち張力）は帯材２０に印加される荷重または力のベクトルの成分であり得ると考えられる。
【００３３】
一構成において、集成荷重印加装置８０はまたスクライブ線２６の下流で帯材２０を確保し、帯材２０からの分割に際して板材２４の取外しを制御する。代表的な集成荷重印加／板材確保装置８０及び付帯する運搬装置は米国特許第６６１６０２５号明細書に説明されている。この特許明細書は本明細書に明示的に含まれる。
【００３４】
集成荷重印加装置８０は、軟質真空吸引カップのような、板材確保部材８２を有する。板材２４を確保するために、クランプのような、その他の道具も用い得ることは当然である。板材確保部材８２の数は板材２４の寸法、厚さ及び重量に応じて変えることができる。
【００３５】
集成荷重印加装置８０はスクライブ線２６にかけて荷重を印加するために様々な機構のいずれかを用いることができる。例えば、帯材２０の速度ベクトルに平行な、または速度ベクトルと同一領域にわたる、力を印加するために、空気圧または液圧のピストンまたはシリンダーを板材確保部材に連結することができる。集成荷重印加装置８０は、制御可能かつ調整可能な横方向の力をスクライブ線２６にかけて印加できることが好ましい。一般的な印加荷重値は、スクライブ線の長さ及び分割される材料に依存して、ほぼ２ポンド（約０.９ｋｇ）から５０ポンド（約２.３ｋｇ）の範囲とすることができる。一般に、クラック伝搬の効率を高めるため、集成荷重印加装置によるような、十分な張力を印加することが有利である。
【００３６】
集成荷重印加装置８０が、スクライブ線２６が形成される前または後のいずれにおいても帯材２０を確保できることは当然である。
【００３７】
コントローラ９０はコンポーネントの動作を統制するために、有線または無線で、集成スクライブ装置４０，超音波印加装置６０及び集成荷重印加装置８０の内の少なくとも１つに有効に接続することができる。コントローラ９０はコンポーネントの内の１つに内蔵されたプロセッサとすることができる。あるいは、コントローラ９０は、帯材２０からの板材２４の分離を提供するための、集成スクライブ装置４０，超音波印加装置６０及び集成荷重印加装置８０の統合制御を可能にするようにプログラムされた専用のプロセッサまたはコンピュータとすることができる。すなわち、コントローラ９０は、スクライブ線２６の形成、スクライブ線に対して横方向の張力の印加及び超音波エネルギーの印加の順序付けを可能にすることができる。
【００３８】
動作において、集成スクライブ装置４０が帯材２０の第１の面３２にかけてスクライブ線２６を形成する。続いて、カプラ６２が帯材２０の第２の面３４に近づけられるかまたは接触させられて、一般には超音波振動の形態の、超音波エネルギーを帯材２０に与える。帯材２０と接触することにより、カプラ６２は帯材への比較的効率が高いエネルギー伝達を提供する。カプラは、スクライブ線のやや上流またはスクライブ線のやや下流において、スクライブ線２６の裏面の、帯材２４の第２の面３４に接触することができる。カプラ６２は一般にスクライブ線２６の下流のほぼ１〜２０ｍｍの範囲内で接触する。カプラ６２はシートのスクライブされていない面に作用する。カプラ６２が帯材２０と接触する正確な位置はカプラの形状寸法にある程度依存する。一般に、カプラ６２の幅は０.１〜２０ｍｍである。例えば幅０.１ｍｍの、挟幅カプラ６２の場合、カプラはスクライブ線２６からほぼ０.１ｍｍで帯材２０のスクライブされていない面に接するべきである。広幅カプラでは、スクライブ線２６の裏面にカプラ６２の中心が接することが有利である。スクライブ線６２の縦位置のほぼ１ｍｍ以内でカプラ６２を帯材２０に接触させることができると考えられる。すなわち、降下している帯材２０に対しては、スクライブ線２６が与えられた高さで水平方向に延びていれば、カプラ６２は与えられた高さのほぼ１ｍｍ以内で帯材２０のスクライブされていない面に接触する。カプラ６２の寸法が小さくなるにしたがって、スクライブ線２６とカプラとの接触位置の間の距離を短くするべきである。
【００３９】
超音波エネルギーはスクライブ線２６に沿ってクラックを発生させ、続いてスクライブ線に沿うクラック伝搬を生じさせる。超音波振動の振幅、スクライブ線２６の深さ、スクライブ線に対して横方向に印加される張力の大きさ及び帯材２０の組成に依存して、クラック伝搬はスクライブ線に沿ってスクライブ線の深さのほぼ５倍から１５〜２０インチ（約３８.１〜５０.８ｃｍ）またはスクライブ線の全長まで広がることができる。選ばれた構成において、クラックはスクライブ線２６の長さをこえて伝搬することができる、
帯材２０のスクライブされた面、すなわち第１の面でカプラ６２を帯材に接触させ得ることも当然である。カプラ６２が帯材２０に接触する位置の、スクライブ線２６の位置に対する、垂直方向間隔は、既述した通りである。そのような場所で超音波エネルギーを帯材２０に結合することによって、スクライブ線２６に沿うクラックの発生及び伝搬がおこるが、望ましくない屑の発生もおこり得る。したがって、屑の発生を低減するためには、帯材２０のスクライブされていない面にカプラ６２を接触させることが有利である。
【００４０】
さらに、スクライブ線２６の局所区画に沿うクラック伝搬を誘起するために、単一または複数のカプラ６２を同時に、または順次に、帯材２０に接触させることができると考えられる。しかし、複数の起発点から生じるクラックは脆性材料の互いにやや異なる面に沿って広がり得るから、単一の起発点からのスクライブ線２６の全長に沿うクラック伝搬を提供するに十分な超音波エネルギーとともに、スクライブ線２６に対して横方向に十分な荷重を印加することが有利であると考えられる。さらに、クラック伝搬中は中断することなく超音波エネルギーを印加することが有利である。
【００４１】
図４を参照すれば、スクライブされたガラスシート２０'が水平面上に配置され、ガラスシート２０'のスクライブされていない面に超音波印加によって超音波エネルギーが誘起される。図５において、シート２０'はクランプ１８によって基盤に対してクランプされ、スクライブ線２６の長さに対して横方向に荷重Ｌが印加される。
【００４２】
理論的に、超音波印加装置６０は低振幅振動を帯材２０に伝達すると考えられる。帯材２０に張力がかけられると、振動は高効率で伝搬し、ガラスに、スクライブ線２６のような、欠陥がある場所にクラックを誘起する。
【００４３】
本発明を限定することなく、本発明をさらに説明するための、特定の実施例を参照する。第１の実施例においては、厚さが０.７ｍｍのガラスシートに深さが７０μｍのスクライブ線２６を形成した。すなわち、スクライブ線の深さを基板厚の１０％とした。シートを水平面上に、図４に示されるようにスクライブされたシート面を水平面に接触させて支持した。長さがほぼ６ｍｍのブレードカプラ６２を有する超音波印加装置６０を２０ｋＨｚで動作させて、スクライブ線２６の概ね裏側でシートに接触させた。得られたクラック伝搬距離はほぼ５ｃｍからほぼ６ｃｍであった。スクライブ線２６の深さをシート厚のほぼ５％として、６ｍｍ長のカプラで同じ２０ｋＨｚの振動を印加した場合はいずれも、クラックは全く発生せず、したがってクラック伝搬もおこらなかった。すなわち、帯材に張力がかけられていない場合には、２０ｋＨｚでの超音波エネルギーの印加に応じたクラック伝搬が可能となる、スクライブ線２６の閾深さがあると思われる。
【００４４】
第２の実施例において、ほぼ１.３ｍ×１.１ｍの０.７ｍｍ厚長方形ガラスシートにスクライブ線２６を形成した。スクライブ線の深さを７０μｍ（シート厚の１０％）として、シート幅にわたってスクライブ線を入れた。スクライブ線２６が水平に走るように、スクライブしたシートを垂直に置き、６ポンド（約２.７ｋｇ）の荷重をスクライブ線の下方でシートに取り付けた。２０ｋＨｚで動作する、第１の実施例で用いたものと同じ超音波印加装置６０を、カプラ６２を用いて、シートのスクライブされていない面に接触させた。クラックが発生し、単一の開始点からスクライブ線２６の全長に沿って伝搬した。ツイスト−ハックルは見られなかった。
【００４５】
第３の実施例において、ほぼ１.３ｍ×１.１ｍの０.７ｍｍ厚長方形ガラスシートにスクライブ線２６を形成した。スクライブ線の深さを７０μｍ（シート厚の１０％）として、シート幅にわたってスクライブ線を入れた。スクライブ線が水平に走るように、スクライブしたシートを垂直に置いた。スクライブ線２６に対して横方向の外部張力荷重は印加しなかった。すなわち、シートへの張力印加は行わなかった。シートの重量は第２の実施例のシートと同じであった。シートの重量だけがスクライブ線２６に対して横方向にかかった。２０ｋＨｚで動作する、第２の実施例で用いたものと同じ超音波印加装置６０を、カプラ６２を用いてシートのスクライブされていない面に接触させた。クラックが発生して、スクライブ線２６に沿ってほぼ０.７ｍ伝搬し、そこで止まった。すなわち、スクライブ線の全長に沿うクラック伝搬を得るためには、スクライブ線２６にかかる横方向荷重を印加しなければならないか、あるいはより高い超音波振動を印加しなければならないと思われる。
【００４６】
本発明を特定の例示的実施形態に関して説明したが、上述の説明に啓発された当業者には多くの別形、改変及び変形が明らかであろう。したがって、本発明は添付される特許請求項の精神及び広い範囲の内に入るような別形、改変及び変形の全てを包含するとされる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】脆性材料の帯材を形成するための装置を示す簡略な斜視図である
【図２】融合ガラス製造装置から延び出している帯材の簡略な正面図である
【図３】帯材への超音波エネルギー印加の簡略な側面図である
【図４】超音波エネルギーの印加による分割のための横置き脆性材料シートの側面図である
【図５】スクライブ線に対して横方向の荷重の印加とともに超音波エネルギーを印加することによる分割のための脆性材料のシートの側面図である
【符号の説明】
【００４８】
２０    帯ガラス
２２    自由終端
２４    板ガラス
２６    スクライブ線
３２    第１の面
３４    第２の面
４０    集成スクライブ装置
４２    スクライブ針
４４    スクライブアンビル
６０    超音波印加装置
６２    カプラ
８０    集成荷重印加装置
８２    板ガラス確保部材
９０    コントローラ
【図１】
2008540169.tif 000003
【図２】
2008540169.tif 000004
【図３】
2008540169.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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