(57)【要約】【解決手段】支持部材に支持された脆性板に切線を形成させるカッター装置であって、前記脆性板を前記支持部材に押さえつける押さえ部材と、前記押さえ部材を支持する筐体と、前記脆性板に切線を形成するカッターと、前記筐体に支持された弾性部材とを有し、前記弾性部材は、前記カッターを前記脆性板に押し付ける方向に付勢することを特徴とするカッター装置
2015137161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材に支持された脆性板に切線を形成させるカッター装置であって、
前記脆性板を前記支持部材に押さえつける押さえ部材と、
前記押さえ部材を支持する筐体と、
前記脆性板に切線を形成するカッターと、
前記筐体に支持された弾性部材とを有し、
前記弾性部材は、前記カッターを前記脆性板に押し付ける方向に付勢することを特徴とするカッター装置。
【請求項２】
前記弾性部材は、バネを含む、請求項１に記載のカッター装置。
【請求項３】
前記筐体は、前記バネの付勢力を調整する調整機構を備える、請求項２に記載のカッター装置。
【請求項４】
前記弾性部材は、流体圧シリンダを含む、請求項１に記載のカッター装置。
【請求項５】
前記押さえ部材は、前記カッターの移動方向に回転可能なホイールである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のカッター装置。
【請求項６】
前記押さえ部材と前記脆性板との接触位置が前記カッターと前記脆性板との接触位置よりも前記カッターの移動方向前方になるように、前記押さえ部材と前記カッターとが配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のカッター装置。
【請求項７】
前記押さえ部材の少なくとも１つが前記脆性板と接触する位置と、前記カッターが前記脆性板と接触する位置との前記カッターの移動方向における距離が２ｍｍ以上５ｍｍ以下となるように、前記押さえ部材と前記カッターとが配置される、請求項６に記載のカッター装置。
【請求項８】
前記カッターを支持するカッターホルダと、
前記カッターホルダと共に、前記筐体に対して回転する回転軸と、
前記回転軸を回転自在に支持する軸受を前記筐体に保持する軸受ホルダとを有し、
前記筐体は、前記軸受ホルダに対する前記カッターホルダの所定位置からの回転を抑制する回転抑制機構を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載のカッター装置。
【請求項９】
前記回転抑制機構は、前記軸受ホルダに対する前記カッターホルダの所定位置からの回転時に、前記カッターホルダに対して回転方向とは反対方向の力を加える弾性体またはダンパーの少なくとも一方を含む、請求項８に記載のカッター装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のカッター装置の筐体を脆性板に向かって押圧しながら切断予定線に沿って移動することで、前記脆性板を前記支持部材に押さえつけながら前記脆性板に切線を形成させる、切線形成方法。
【請求項１１】
前記脆性板はガラス板である、請求項１０に記載の切線形成方法。
【請求項１２】
前記ガラス板は化学強化ガラスである、請求項１１に記載の切線形成方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の切線形成方法によって脆性板に切線を形成させた後、前記切線に沿って前記脆性板をブレイクする、脆性板の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆性板の表面に切線を形成するカッター装置および切線形成方法並びに脆性板の切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
脆性板を切断させる従来技術として、脆性板を支持台に載置した状態でカッター装置の筐体を一定圧で押圧してカッターを脆性板に押し付け、脆性板とカッターとを相対的に移動させることで切線を形成させ、切線に沿ってブレイクすることで、脆性板を切断させる技術が知られている。【０００３】
また、脆性板に反りがあった場合、脆性板と支持台とが密着しないために切線の深さが不均一になる課題があるが、その解決手段として、ローラーで支持台に載置された脆性板を押さえつけて、脆性板と支持台とを密着させ、その状態でカッターにより切線を形成させることで、脆性板の切線の深さを均一にするカッター装置が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国実開昭６１−１７２１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、脆性板を傷付けないように脆性板と支持台との間にクッション材を介在させるなど支持台に凹凸がある場合がある。その場合、特許文献１に記載の発明では、押さえ部材で脆性板を押さえつけても、脆性板は支持台の凹凸に沿って波打つことになる。【０００６】
このように脆性板が波打っている状態で、従来のようにカッター装置の筐体を一定圧で押圧してカッターを脆性板に押し付けると、脆性板に対するカッターの押し付け圧が変動する。その結果、切線の深さが不均一になる。【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、支持台に凹凸があっても、切線を形成する際に脆性板に対するカッターの押し付け圧の変動を抑制できる、カッター装置の提供を主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
支持部材に支持された脆性板に切線を形成させるカッター装置であって、
前記脆性板を前記支持部材に押さえつける押さえ部材と、
前記押さえ部材を支持する筐体と、
前記脆性板に切線を形成するカッターと、
前記筐体に支持された弾性部材とを有し、
前記弾性部材は、前記カッターを前記脆性板に押し付ける方向に付勢することを特徴とするカッター装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、支持台に凹凸があっても、切線を形成する際にガラス板に対するカッターの押し付け圧の変動を抑制できる、カッター装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態によるカッター装置の断面図であって、図３のI−I線に沿った断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるカッター装置の断面図であって、図３のII−II線に沿った断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるカッター装置の下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。以下、脆性板としてガラス板を用いる場合について説明するが、脆性板の種類は多種多様であってよく、シリコン基板などでもよい。また、脆性板は積層板であってもよく、金属膜、樹脂膜などを含んでもよいし、複数のガラス板を含んでもよい。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態によるカッター装置の断面図であって、図３のI−I線に沿った断面図である。図２は、本発明の一実施形態によるカッター装置の断面図であって、図３のII−II線に沿った断面図である。図３は、本発明の一実施形態によるカッター装置の下面図である。図３において、説明の都合上、図１および図２に示す支持台２およびガラス板４の図示を省略する。
【００１３】
カッター装置１０は、支持台２に載置されるガラス板４に対してカッター１６を相対的に移動させることにより、ガラス板４の上面に切線を形成する。切線は、ガラス板４の上面から所定の深さまで形成される。切線の形成後、ガラス板４に対して応力を加えることにより、切線に沿ってガラス板４をブレイクし、ガラス板４を切断することができる。
【００１４】
カッター装置１０は、ガラス板のスクライブ装置に搭載される。ガラス板のスクライブ装置としては、支持台２と、支持台２に載置されるガラス板４に対して相対的にカッター装置１０を移動させる駆動装置とを備える。駆動装置は、支持台２に対してカッター装置１０を昇降させる昇降シリンダを有してよい。駆動装置は、一般的なものであるので、詳細な説明を省略する。また、駆動装置はなくてもよく、カッター装置１０は手動で動かしてもよい。
【００１５】
支持台２は、ガラス板４を支持する支持部材である。ガラス板４は、支持台２に載置される。ガラス板４が傷付かないように、支持台２はクッション性を有してもよい。例えば支持台２は基台に布を貼り付けたものでもよく、布の上にガラス板４が載置されてよい。ガラス板４は、支持台２に真空吸着されてもよいし、支持台２に接着されてもよい。
【００１６】
カッター装置１０は、押さえホイール１２、ホイールホルダ１４、カッター１６、カッターホルダ１８、回転軸２０、軸受２２、軸受ホルダ２４、ガイドブロック２６、コイルバネ２８、受けブロック３０、調整機構３２、および板バネ３６を有する。ホイールホルダ１４、ガイドブロック２６、受けブロック３０、調整機構３２、および板バネ３６などで筐体が構成される。
【００１７】
押さえホイール１２は、ガラス板４を支持台２に押し付ける押さえ部材である。押さえホイール１２は、ガラス板４に押し付けられた状態で、ガラス板４に対して相対的に移動される。この間、押さえホイール１２は、その回転軸を中心に回転し、カッター１６の移動方向に回転する。押さえホイール１２が回転することで、摺動抵抗が低減できる。
【００１８】
押さえホイール１２は、３つ設けられてよく、ガラス板４を３点で押さえてよい。上記３点は、同一直線上になく、３角形の頂点にある。面で押さえる場合よりも摺動抵抗が低減できる。また、４点以上で押さえる場合と異なり、例えば支持台２の凹凸によりガラス板４が波打っている場合にガタがない。
【００１９】
各押さえホイール１２とガラス板４との接触位置がカッター１６とガラス板４との接触位置よりもカッター１６の移動方向前方になるように、各押さえホイール１２とカッター１６とが配置される。例えば、２つの押さえホイール１２は、カッター１６を挟むようにカッター１６の横に配設され、それぞれ、カッター１６の斜め前方でガラス板４を押さえる。また、他の１つの押さえホイール１２は、カッター１６の前方に配設され、カッター１６の前方でガラス板４を押さえる。
【００２０】
押さえホイール１２の少なくとも１つがガラス板４と接触する位置と、カッター１６がガラス板４と接触する位置とのカッター１６の移動方向における距離Ｌ（図１参照）が２ｍｍ以上５ｍｍ以下となるように、押さえホイール１２とカッター１６とが配置される。距離Ｌが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であると、押さえホイール１２によって、ガラス板４のカッター１６との接触部分が支持台２に密着した状態でカッター１６をガラス板４に接触させることができる。
【００２１】
尚、本実施形態では、押さえ部材として、切線の形成時に回転する押さえホイール１２が用いられるが、切線の形成時に回転しないものが用いられてもよい。押さえ部材は、ガラス板４に対して滑ることができればよい。
【００２２】
ホイールホルダ１４は、各押さえホイール１２の回転軸を保持する。尚、ホイールホルダ１４と、押さえホイール１２との間には、バネとバネの振動を減衰するダンパーとで構成されるショックアブソーバが介装されてもよい。
【００２３】
カッター１６は、支持台２に支持されるガラス板４に切線を形成する。カッター１６は、ホイールカッターであってよく、ガラス板４に押し付けられた状態で、ガラス板４に対して相対的に移動される。この間、カッター１６は、その回転軸を中心に回転し、カッター１６の移動方向に回転する。カッター１６が回転することで、摺動抵抗が低減できる。
【００２４】
尚、本実施形態のカッターは、切線の形成時に回転するホイールカッターであるが、切線の形成時に回転しないものでもよい。
【００２５】
カッターホルダ１８は、カッター１６と共に、筐体に対して昇降自在とされる。これにより、押さえホイール１２がガラス板４を押さえている状態で、筐体に対してカッター１６が上下動できるので、適切な付勢力でカッター１６をガラス板４に押し付けることができる。
【００２６】
カッターホルダ１８は、上下方向に平行な回転軸２０と共に、回転軸２０を中心に回転自在とされる。上方から見てカッター１６の移動方向に対してカッター１６が傾斜している場合、カッター１６の摺動抵抗が小さくなるようにカッターホルダ１８が自然に回転し、カッター１６の移動方向に対してカッター１６が平行になる。よって、滑らかな切線が形成できる。
【００２７】
軸受ホルダ２４は、回転軸２０を回転自在に支持する軸受２２を保持する。軸受ホルダ２４は、回転軸２０と共に回転しない。軸受ホルダ２４にはコイル溝２５が形成され、コイル溝２５にはコイルバネ２８の一部が収容される。コイルバネ２８の姿勢が安定化する。
【００２８】
ガイドブロック２６は、ホイールホルダ１４に固定され、軸受ホルダ２４を案内する。軸受ホルダ２４は、回転軸２０やカッターホルダ１８と共に、ガイドブロック２６に沿って昇降自在とされる。これにより、カッター１６が、筐体に対して昇降自在とされる。
【００２９】
コイルバネ２８は、筐体に支持され、カッター１６をガラス板４に押し付ける方向に付勢する。カッター１６の押し付け圧は、コイルバネ２８の弾性復元力によって生じ、カッター装置１０を昇降させる昇降シリンダの圧力によっては生じない。昇降シリンダの圧力は、押さえホイール１２の押さえ圧を生じさせる。
【００３０】
ところで、支持台２の支持面の凹凸などにより、ガラス板４が波打つことがある。
【００３１】
本実施形態によれば、カッター１６の押し付け圧は、コイルバネ２８の弾性復元力によって生じ、カッター装置１０を昇降させる昇降シリンダの圧力によっては生じない。よって、押さえホイール１２がガラス板４を押さえながらカッター１６が切線を形成する際に、ガラス板４の凹凸に応じて押さえホイール１２が上下動し、筐体を介してそれに連動してカッター１６も上下動する。
【００３２】
すなわち、ガラス板４の表面形状に従ってカッター１６も上下動することになるため、コイルバネ２８の長さの変化もほとんどない。よって、コイルバネ２８によるカッターを付勢する力の変動を抑制することができる。その結果、切線を形成する際にガラス板４に対するカッター１６の押し付け圧の変動を抑制できる。
【００３３】
また、ガラス板４が波打つ原因となる、支持台２の支持面の歪み、カッター装置１０のガイドの傾斜などの許容幅が広く、スクライブ装置の製造コストが低減できる。
【００３４】
受けブロック３０は、コイルバネ２８の一端部を受ける。コイルバネ２８の他端部は軸受ホルダ２４によって受けられる。軸受ホルダ２４は上述のようにガイドブロック２６に沿って昇降自在とされる。ガイドブロック２６と受けブロック３０とは連結される。
【００３５】
調整機構３２は、コイルバネ２８の付勢力を調整する。例えば、調整機構３２は、コイルバネ２８の長さを調整する。調整機構３２は、ガイドブロック２６に形成される雄ネジ３３と、受けブロック３０に形成される雌ネジ３４とで構成される。雄ネジ３３と雌ネジ３４とが螺合される。ガイドブロック２６と受けブロック３０とを回転させることにより、ガイドブロック２６に対して受けブロック３０が昇降し、コイルバネ２８の長さが調整できる。尚、雄ネジ３３と雌ネジ３４の配置は逆でもよく、ガイドブロック２６に雌ネジ３４が形成され、受けブロック３０に雄ネジ３３が形成されてもよい。
【００３６】
板バネ３６は、軸受ホルダ２４に対するカッターホルダ１８の所定位置からの回転を抑制する。板バネ３６は、軸受ホルダ２４に対するカッターホルダ１８の所定位置からの回転時に、カッターホルダ１８に対して回転方向とは反対方向の力を加える。上記所定位置は、例えば上方から見てカッター１６の移動方向に対してカッター１６が平行になる位置であってよい。
【００３７】
板バネ３６は、図１および図３に示すように、ホイールホルダ１４に対して固定され、カッターホルダ１８のガイド溝１９に挿入される。ガイド溝１９の溝幅は板バネ３６の板厚よりも僅かに大きく、板バネ３６に対してカッターホルダ１８が昇降自在とされる。
【００３８】
カッターホルダ１８が所定位置から回転すると、ガイド溝１９の側壁面が板バネ３６を押し、板バネ３６が弾性変形する。板バネ３６の弾性復元力によってカッターホルダ１８が回転方向とは反対方向に押し返される。これにより、カッター１６の移動方向に対してカッター１６が平行になるように保つことができる。ガラス板４の表面強度にバラツキがある場合などに有効である。
【００３９】
ガラス板４の表面強度にバラツキがある場合、表面強度の小さい箇所に切線が形成されやすく、カッター１６がカッター１６の移動方向に対して傾斜しようとすることがある。この傾斜を抑制することができる。
【００４０】
尚、板バネ３６の代わりに、コイルバネや皿バネなどの板バネ以外の弾性体、ダンパーが用いられてもよい。ダンパーは、弾性体と併用されてもよい。
【００４１】
カッターホルダ１８は、ホイールホルダ１４の開口部１５に挿通されており、開口部１５によって囲まれる。開口部１５は、カッターホルダ１８の回転を抑制する形状（例えば図３では矩形状）に形成される。カッターホルダ１８の回転中心から開口部１５の開口縁までの最短距離が、カッターホルダ１８の回転中心からカッターホルダ１８の外縁までの最長距離よりも短ければ、カッターホルダ１８の回転を抑制することができる。開口部１５は、例えば楕円形状でもよい。
【００４２】
板バネ３６や開口部１５によって、カッターホルダ１８の回転を抑制する回転抑制機構が構成される。
【００４３】
次に、上記構成のカッター装置の動作（切線形成方法）について説明する。先ず、ガラス板４が支持台２に載置され、駆動装置がガラス板４とカッター装置１０との位置合わせを行う。その後、駆動装置は、支持台２に対してカッター装置１０を下降させ、押さえホイール１２をガラス板４に押し付ける。
【００４４】
押さえホイール１２がガラス板４と接触する前に、カッター１６がガラス板４と接触する。カッター１６がガラス板４と接触してから、押さえホイール１２がガラス板４と接触するまでの間、カッター装置１０の下降に伴いコイルバネ２８が縮む。
【００４５】
そうして、コイルバネ２８の弾性復元力によってカッター１６がガラス板４に押し付けられると共に、押さえホイール１２がカッター１６よりも前方でガラス板４を押さえる。この状態で、駆動装置がガラス板４とカッター装置１０とを相対的に移動させることにより、ガラス板４に切線が形成される。
【００４６】
上記切線形成方法は、カッター装置１０の筐体をガラス板４に向かって押圧しながら切断予定線に沿って移動することで、ガラス板４を支持台２に押さえつけながらガラス板４に切線を形成させる。
【００４７】
上記切線形成方法によってガラス板４に切線を形成させた後、切線に沿ってガラス板４をブレイクする切断方法が提供される。
【００４８】
ところで、支持台２の支持面の凹凸などにより、ガラス板４が波打つことがある。
【００４９】
本実施形態によれば、カッター１６の押し付け圧は、コイルバネ２８の弾性復元力によって生じ、カッター装置１０を昇降させる昇降シリンダの圧力によっては生じない。よって、押さえホイール１２がガラス板４を押さえながらカッター１６が切線を形成する際に、ガラス板４の凹凸に応じて押さえホイール１２が上下動し、筐体を介してそれに連動してカッター１６が上下動する。すなわち、ガラス板４の表面形状に従ってカッター１６も上下動することになるため、コイルバネ２８によるカッターを付勢する力の変動を抑制することができる。その結果、切線を形成する際にガラス板４に対するカッター１６の押し付け圧の変動を抑制できる。
【００５０】
切線の形成時に、板バネ３６や開口部１５などの回転抑制機構が、軸受ホルダ２４に対するカッターホルダ１８の所定位置からの回転を抑制する。よって、カッター１６の移動方向に対してカッター１６を平行に保つことができる。ガラス板４の表面強度にバラツキがある場合などに有効である。
【００５１】
ガラス板４の表面強度にバラツキがある場合、表面強度の小さい箇所に切線が形成されやすく、カッター１６がカッター１６の移動方向に対して傾斜しようとすることがある。この傾斜を抑制することができる。
【００５２】
ガラス板４は、例えば化学強化ガラス板であってよい。化学強化ガラス板は、例えばガラス板の表面に含まれる小さなイオン半径のイオン（例えばＬｉイオンやＮａイオン）を大きなイオン半径のイオン（例えばＫイオン）に置換してなる。表面に圧縮応力が残留するため、傷が付きにくい。
【００５３】
化学強化ガラス板の表面に圧縮応力が残留する反作用で、化学強化ガラス板の内部には引張応力が残留する。切線の深さが深すぎると、内部の引張応力によって切線を起点としてクラックが伸展し、化学強化ガラス板が粉々に割れることもある。
【００５４】
このように、化学強化ガラス板の表面は傷付き難く、切線が形成され難い反面、切線の深さが深すぎると、内部の引張応力によって切線を起点としてクラックが伸展してしまう。そのため、化学強化ガラス板の場合、非強化ガラス板よりも、カッター１６の押し付け圧の適正な範囲が狭い。
【００５５】
本実施形態のカッター装置１０は、カッター１６の押し付け圧の変動を抑制することができるため、化学強化ガラス板に切線を形成できる。
【００５６】
ところで、化学強化ガラス板の表面圧縮応力にバラツキがあり、表面強度にバラツキがあると、表面強度の小さい所に切線が形成されやすく、カッター１６がカッター１６の移動方向に対して傾斜しようとすることがある。
【００５７】
本実施形態によれば、板バネ３６や開口部１５などの回転抑制機構が、軸受ホルダ２４に対するカッターホルダ１８の所定位置からの回転を抑制する。よって、化学強化ガラス板の表面圧縮応力にバラツキがある場合に、カッター１６の移動方向に対してカッター１６を平行に保つことができる。
【００５８】
化学強化ガラス板の用途は、例えば、建築物、車両、画像表示装置のいずれでもよく、特に限定されない。
【００５９】
以上、カッター装置および切線形成方法の実施形態などを説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
【００６０】
例えば、上記実施形態では、弾性部材としてコイルバネ２８が用いられるが、弾性部材の種類は多種多様であってよい。例えば、弾性部材として、板バネや皿バネなどのコイルバネ以外のバネ、流体圧シリンダなどが用いられてもよい。流体圧シリンダの場合、流体圧シリンダと圧力源とを接続するバルブが閉じられ、流体圧シリンダ内に閉じ込められた流体が弾性体として機能する。流体圧シリンダの付勢力を調整する場合、バルブが開かれ、流体圧シリンダ内の流体の量が調整される。流体圧シリンダは、油圧シリンダ、空気圧シリンダのいずれでもよいが、好ましくは空気圧シリンダである。空気は、油よりも圧縮しやすく、弾性変形し易いため、カッター１６の押し付け圧の変動を抑えやすい。
【００６１】
また、上記実施形態では、カッター装置１０がガラス板４の上方に配設されるが、ガラス板４の下方に配設されてもよい。さらに、ガラス板４を挟んで上下両側にカッター装置１０が配設され、ガラス板４の上下両面に同時に切線が形成されてもよい。
【００６２】
本出願は、２０１４年３月１２日に日本国特許庁に出願された特願２０１４−０４８３５６号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１４−０４８３５６号の全内容を本出願に援用する。
【符号の説明】
【００６３】
２    支持台
４    ガラス板
１０  カッター装置
１２  押さえホイール
１４  ホイールホルダ
１５  開口部
１６  カッター
１８  カッターホルダ
１９  ガイド溝
２０  回転軸
２２  軸受
２４  軸受ホルダ
２６  ガイドブロック
２８  コイルバネ
３０  受けブロック
３２  調整機構
３３  雄ネジ
３４  雌ネジ
３６  板バネ
【図１】
2015137161.tif 000003
【図２】
2015137161.tif 000004
【図３】
2015137161.tif 000005
【国際調査報告】
2015137161.tif 000006
2015137161.tif 000007
2015137161.tif 000008
2015137161.tif 000009