(57)【要約】【課題】耐久性が向上する板材切断装置を得る。【解決手段】カッターホルダー１４は、シーソー部材３２の一端に吊り下げられており、シーソー部材３２の他端には、錘部材６０が取り付けられている。これにより、カッターホルダー１４の重量によって板ガラスＧを介してシャフト１８に作用する荷重（下向きの荷重）は、シーソー部材３２、及び錘部材６０等により、シャフト１８に作用することはない。自動カッターホイール交換装置等のアクセサリーをカッターホルダー１４へ追加して、カッターホルダー１４の重量が重くなっても、カッターホルダー１４の重量による下向き荷重を軽減することができ、これにより、シャフト１８に作用する荷重を減らすことができる。このため、シャフト１８が早期に壊れるのが防止され、板材切断装置１０の耐久性を向上させることができる。【選択図】図１
2009001450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を切断するカッター部材を下端部に備えたカッターホルダーと、
前記カッターホルダーを前記板材に対して接近又は離間する方向へ案内するガイド手段と、
前記カッターホルダーを前記板材に向けて押圧する押圧部材と、
揺動可能に支持され、一端に前記カッターホルダーが吊り下げられるシーソー部材と、
前記シーソー部材の他端に取り付けられる錘部材と、
を備えたことを特徴とする板材切断装置。
【請求項２】
前記カッター部材は、前記カッターホルダーの下端部に取り付けられたシャフトと、前記シャフトに回転自在に保持される円盤状のカッターホイールと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の板材切断装置。
【請求項３】
前記錘部材は、脱着可能に設けられ、前記錘部材の重量を変えることができることを特徴とする請求項１又は２に記載の板材切断装置。
【請求項４】
前記シーソー部材の揺動中心で発生する前記カッターホルダーの重量によるモーメントと前記錘部材の重量によるモーメントが釣り合っていることを特徴とする請求項１から３何れか１項に記載の板材切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶表示パネルに用いられる板材（例えば板ガラス）を切断する板材切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
板材切断装置には、カッターホルダーが備えられており、このカッターホルダーの下端部には、加圧シリンダ（押圧部材）の押圧力で、板材としての板ガラスに押し付けられるカッターホイールが回転可能に取り付けられている。板ガラスを切断する際には、カッターホイールを加圧シリンダ（押圧部材）の押圧力で板ガラスへ押し付け、さらに、板ガラスに沿ってカッターホイールを移動させることで、板ガラスに切断線（切り込み）を入れて板ガラスを切断するようになっている。
【０００３】
特許文献１には、カッターホイールを支持する支持部材とカッターホルダーとの傾き角度を調整することができる技術が開示されている。
【０００４】
これによると、支持部材をカッターホルダーに対して傾けることで、板ガラスに切断線を入れる際に、カッターホイールが板ガラスを垂直に押す力とカッターホイールの移動力とが同時に板ガラスに作用するようになっている。これにより、板ガラスにカッターホイールを効率よく食い込ませることができる構成となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８１００７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この板材切断装置によると、支持部材を傾ける機構が必要となる。このため、カッターホルダーが重くなる。
【０００７】
カッターホルダーが重くなると、板ガラス（板材）に負荷される荷重が変化し、カッターホイール（カッター部材）の板ガラスへの食い込み量が変化して、板ガラスの切断部の品質が低下することが予測される。
【０００８】
本発明は、上記事実を考慮し、カッター部材の板材への食い込み量の変化を抑制して、板材の切断部の品質を向上させることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る板材切断装置は、板材を切断するカッター部材を下端部に備えたカッターホルダーと、前記カッターホルダーを前記板材に対して接近又は離間する方向へ案内するガイド手段と、前記カッターホルダーを前記板材に向けて押圧する押圧部材と、揺動可能に支持され、一端に前記カッターホルダーが吊り下げられるシーソー部材と、前記シーソー部材の他端に取り付けられる錘部材と、を有することを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、押圧部材が、ガイド手段によって案内されるカッターホルダーを板材に向けて押圧する。これにより、カッターホルダーの下端部に取り付けられたカッター部材が、板材に食い込み、そして、カッター部材又は板材を移動させることで、板材に切断線（切り込み）を入れて、板材を切断する。
【００１１】
ここで、カッター部材を板材に食い込ませる際に、カッター部材には、押圧部材の押圧力の他に、カッターホルダーの重量が負荷される。つまり、カッターホルダーの下端部に取り付けられたカッター部材には、押圧部材の押圧力とカッターホルダーの自重が負荷されることとなる。
【００１２】
一方、近年、板材切断装置の付加価値を高めるため、カッター部材をカッターホルダーに対して傾けることができる機構をカッターホルダーに追加する場合があり、カッターホルダーの重量は増加する傾向にある。
【００１３】
このように、カッターホルダーの重量が増えることで、カッター部材に負荷される荷重が増加する。これにより、板材に負荷される荷重が変化し、カッター部材の板材への食い込み量が変化して、板材の切断部の品質が低下することが予測される。
【００１４】
しかし、カッターホルダーは、揺動可能に支持されたシーソー部材の一端に吊り下げられており、シーソー部材の他端には、錘部材が取り付けられている。これにより、カッターホルダーがシーソー部材によって上方へ引き上げられ、カッターホルダーの重量による下向き（ガラスを押圧する方向）荷重は、軽減され、又はゼロとなる。
【００１５】
このように、カッターホルダーの重量による下向き荷重をゼロ、又は軽減することで、カッター部材の板材への食い込み量の変化を抑制して、板材の切断部の品質を向上させることができる。
【００１６】
本発明の請求項２に係る板材切断装置は、請求項１に記載において、前記カッター部材は、前記カッターホルダーの下端部に取り付けられたシャフトと、前記シャフトに回転自在に保持される円盤状のカッターホイールと、を有することを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、カッター部材は、カッターホルダーの下端部に取り付けられたシャフトと、シャフトに回転自在に保持される円盤状のカッターホイールを備えている。つまり、カッターホイールに作用する板材からの反力は、シャフトを剪断する剪断力又はシャフトを曲げる曲げ力としてシャフトに作用する。
【００１８】
ここで、市販されているシャフトの直径について調査すると、直径０．８ｍｍ〜１．５ｍｍのシャフトが多く、大きな荷重がシャフトに負荷されるとシャフトが破損することが考えられる。
【００１９】
しかし、シーソー部材及び錘部材を設けることで、カッターホルダーの重量による下向き荷重を軽減することができ、シャフトの破損を抑制することができる。
【００２０】
本発明の請求項３に係る板材切断装置は、請求項１又は２に記載において、前記錘部材は、脱着可能に設けられ、前記錘部材の重量を変えることができることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、錘部材は、脱着可能に設けられ、錘部材の重量を変えることができるようになっている。このため、カッターホルダーの重量が変わった場合、これに合わせて、錘部材の重量を変えることで、カッター部材にかかる荷重を軽減することができる。
【００２２】
本発明の請求項４に係る板材切断装置は、請求項１から３何れか１項に記載において、前記シーソー部材の揺動中心で発生する前記カッターホルダーの重量によるモーメントと前記錘部材の重量によるモーメントが釣り合っていることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、シーソー部材の揺動中心で発生するカッターホルダーの重量によるモーメントと、錘部材の重量によるモーメントが釣り合っている。つまり、カッターホルダーが重くなっても、カッター部材には押圧部材の押圧力しか負荷されない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、カッター部材の板材への食い込み量の変化を抑制して、板材の切断部の品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の板材切断装置１０の実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００２６】
図１、図２に示されるように、板材切断装置１０には、板材としての板ガラスＧを切断する円盤状のカッターホイール１２を下端部に備えたカッターホルダー１４が設けられている。
【００２７】
詳細には、図３に示されるように、カッターホルダー１４の下端側には、軸板１６Ｂが平行に延びた取付部材１６が設けられている。この軸板１６Ｂに設けられた取付孔１６Ａに保持されたシャフト１８に、外周部に刃先が形成されたカッターホイール１２の中心部に設けられた円孔１２Ａを通すことで、カッターホイール１２は、シャフト１８に回転自在に支持されるようになっている。
【００２８】
また、取付部材１６から突設された取付ピン１７がカッターホルダー１４に取り付けられている。
【００２９】
さらに、図１、図２に示されるように、カッターホルダー１４を後述するガイド手段としてのガイド部材２２を介して支持するフレーム２０は、昇降手段（図示省略）で上下方向に移動するようになっている。この昇降手段は、基台に設けられたサーボモーターの運転により可逆駆動する雄ネジと、フレーム２０に形成され、サーボモーターにより駆動する雄ネジと螺合する雌ネジと、を備えている。
【００３０】
また、フレーム２０には、断面Ｔ字型のＴ字レール部２２Ａが上下方向へ取り付けられている。このＴ字レール部２２Ａは、カッターホルダー１４の側面に固定された断面Ｃ字型のグリップ部２２Ｂがスライド可能に係合している（図４参照）。
【００３１】
この構成により、ガイド部材２２は、カッターホルダー１４をフレーム２０に対して上下方向に案内するようになっている。
【００３２】
さらに、フレーム２０に対して上下動するカッターホルダー１４の下側停止位置は、Ｔ字レール部２２Ａに固定されたストッパ部材２４（図１参照）にグリップ部２２Ｂが当ることで決まるようになっている。
【００３３】
また、カッターホルダー１４の上端には、上下に延びる円柱状のロッド２６が設けられており、ロッド２６の上端は、フレーム２０に設けられた貫通孔２０Ｂを通って、フレーム２０の上方へ突出している。さらに、ロッド２６の上端部には、上方に開放された断面コ字形状のブラケット部材２８が取り付けられている。
【００３４】
このブラケット部材２８の２枚の立板２８Ａには、横方に延びる長穴３０が設けられており、この長穴３０には、後述するシーソー部材３２の一端に固定されたピン３５が長穴３０の長手方向に移動可能に挿入されている。
【００３５】
また、フレーム２０の上面には、ブラケット部材２８を囲むように下方が開放された断面コ字形状の支持補助部材３６が設けられている。
【００３６】
さらに、支持補助部材３６の上面には、カッターホルダー１４を板ガラスＧに向けて押圧する押圧部材としての加圧シリンダ５４が設けられている。この加圧シリンダ５４には、被加圧物を押圧する押圧ロッド５４Ａと、押圧ロッド５４Ａの下端部に設けられ、シーソー部材３２の一端と当接するローラ部５４Ｂが備えられている。
【００３７】
この構成により、加圧シリンダ５４に備えられたローラ部５４Ｂが、所定の押圧力でシーソー部材３２の一端を押圧すると、カッターホルダー１４と共にカッターホイール１２が板ガラスＧに向けて押圧されるようになっている。
【００３８】
次にシーソー部材３２について説明する。
【００３９】
図１、図２に示されるように、前述したように、シーソー部材３２の一端には、ブラケット部材２８を介してカッターホルダー１４のロッド２６が吊り下げられている。また、シーソー部材３２の中央部には、図示しない円孔が設けられている。この円孔には、円柱状の軸部材３７が挿入され、ブラケット部材２８は、軸部材３７を中心に揺動可能となっている。
【００４０】
さらに、この軸部材３７は、ブラケット部材３８に支持されており、このブラケット部材３８は、ボルト４０にてフレーム２０に固定される構成となっている。
【００４１】
一方、シーソー部材３２の他端には、ピン４１が設けられており、ピン４１は、上方に開放された断面コ字形状のブラケット部材４２に設けられた横方に延びる長穴４４に挿入されており、長穴４４の長手方向へ移動可能となっている。
【００４２】
さらに、ブラケット部材４２の下端には、上下に延びるロッド４６が固定されており、ロッド４６の下端は、フレーム２０に設けられた貫通孔４８を通って、フレーム２０の下方へ突出するようになっている。
【００４３】
また、貫通孔４８の入口と出口には、円筒形状の端部にツバが形成されたブッシュ５０が夫々設けられており、ブッシュ５０の内部には、ロッド４６との摺動抵抗を減らす球状のベアリング５０Ａが備えられている。なお、下側に設けられたブッシュ５０は、貫通孔４８から抜け落ちないように、ボルト５２でフレーム２０に固定されている。
【００４４】
さらに、ロッド４６の下端には、雄ネジ４６Ａが形成されており、ナット５６がねじ込まれている。また、ナット５６の上面には、ロッド４６が貫通した円盤状の載置板５８が載置されている。
【００４５】
また、載置板５８の上面には、Ｕ字状の切れ込みが設けられた円形状の３個の錘部材６０が載置されている。詳細には、Ｕ字状の切れ込みにロッド４６が挿入されており、錘部材６０は、ロッド４６に対し脱着可能とされている。
【００４６】
なお、錘部材６０のＵ字状の開口部には、図示せぬストッパーが設けられており、ロッド４６から錘部材６０が脱落しないようになっている。
【００４７】
さらに、軸部材３７に発生するシーソー部材３２の一端から作用するカッターホルダー１４等の重量によるモーメントと、シーソー部材３２の他端から作用する錘部材６０等の重量によるモーメントが釣り合うように、錘部材６０の重さ、又は個数が決められている。
【００４８】
この構成により、板ガラスＧに切断線（切り込み）を入れて板ガラスＧを切断する方法について説明する。
【００４９】
図１に示されるように、板材切断装置１０のテーブルＴの上に板ガラスＧを載置し、板ガラスＧの切断線開始点の直上にカッターホイール１２が位置するようにテーブルＴ又はフレーム２０のどちらか片方を移動する。
【００５０】
さらに、前述したサーボモーターを可動させ雄ネジを駆動してフレーム２０を下方へ移動させながら、板ガラスＧの板面（図示上面）にカッターホイール１２を当接させる。
【００５１】
また、カッターホイール１２を板ガラスＧへ当接させた後、加圧シリンダ５４が、所定の押圧力で、カッターホイール１２を板ガラスＧに向けて押圧し、その後、フレーム２０又は板ガラスＧの何れか一方を走行させることで、カッターホイール１２が板ガラスＧに切断線を入れる。そして、この切断線に沿って板ガラスＧが切断される。
【００５２】
ここで、板ガラスＧには、加圧シリンダ５４の押圧力の他に、カッターホルダー１４の重量が下向き荷重として負荷される。そして、板ガラスＧからの反力は、シャフト１８を剪断する剪断力又はシャフト１８を曲げる曲げ力としてシャフト１８に作用する。
【００５３】
一方、近年、板材切断装置１０の付加価値を高めるため、カッターホイール１２をカッターホルダー１４に対して傾ける機構をカッターホルダー１４に追加する場合がある。また、カッターホイール１２を自動で交換できる自動カッターホイール交換装置をカッターホルダー１４に追加する場合もある。このようなアクセサリーをカッターホルダー１４へ追加することで、カッターホルダー１４の重量は増加する傾向にある。
【００５４】
カッターホルダー１４の重量が増えることで、板ガラスＧに負荷される荷重が変化し、カッターホイール１２の板ガラスＧへの食い込み量が変化して、板ガラスＧの切断部の品質が低下することが予測される。
【００５５】
しかし、カッターホルダー１４は、揺動するシーソー部材３２の一端に吊り下げられており、シーソー部材３２の他端には、錘部材６０が取り付けられている。さらに、前述したように、軸部材３７で発生するシーソー部材３２の一端から作用するカッターホルダー１４等の重量によるモーメントと、シーソー部材３２の他端から作用する錘部材６０等の重量によるモーメントが釣り合っている。
【００５６】
このように、カッターホルダー１４の重量による下向き荷重をゼロとすることで、カッターホイール１２の板ガラスＧへの食い込み量の変化を抑制して、板ガラスＧの切断部の品質を向上させることができる。
【００５７】
また、カッターホルダー１４の重量が増えることで、シャフト１８に作用する板ガラスＧの反力が増加し、シャフト１８が早期に破損することが予測される。流通するシャフト１８の直径は、通常、０．８ｍｍ〜１．５ｍｍであって非常に細く、過大な負荷によってシャフト１８が変形、及び破壊することが予測される。
【００５８】
しかし、カッターホルダー１４は、揺動するシーソー部材３２の一端に吊り下げられており、シーソー部材３２の他端には、錘部材６０が取り付けられている。さらに、前述したように、軸部材３７で発生するシーソー部材３２の一端から作用するカッターホルダー１４等の重量によるモーメントと、シーソー部材３２の他端から作用する錘部材６０等の重量によるモーメントが釣り合っている。
【００５９】
これにより、カッターホルダー１４の重量によって板ガラスＧを介してシャフト１８に作用する荷重は、シーソー部材３２、及び錘部材６０等により、シャフト１８に作用することはない。
【００６０】
このように、自動カッターホイール交換装置等のアクセサリーをカッターホルダー１４へ追加して、カッターホルダー１４の重量が重くなっても、カッターホルダー１４の重量による下向き荷重を軽減することができ、これにより、シャフト１８に作用する荷重を減らすことができる。このため、シャフト１８が早期に壊れるのが防止され、板材切断装置１０の耐久性を向上させることができる。
【００６１】
また、一般に流通している直径０．８ｍｍ〜１．５ｍｍの細いシャフト１８を使用することができるため、カッターホルダー１４が重くなっても、太いシャフト１８を特別に作成する必要がなく、ランニングコストを抑えることができる。
【００６２】
また、カッターホルダー１４の重量が変わっても、錘部材６０を調整することで、カッターホルダー１４の重量によるカッターホイール１２への負荷を無くすことができるため、加圧シリンダ５４を制御する必要がない。さらに、加圧シリンダ５４による一定の押圧力だけが板ガラスＧへ負荷されるため、板ガラスＧへの切込量が所定量となり、板ガラスＧの切断を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係る板材切断装置を示した側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る板材切断装置を示した斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る板材切断装置に採用されたカッターホイール及びシャフト等を示した分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る板材切断装置に採用されたガイド部材を示した断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０      板材切断装置
１２      カッターホイール（カッター部材）
１４      カッターホルダー
１８      シャフト（カッター部材）
２２      ガイド部材（ガイド手段）
２２Ａ    Ｔ字レール部（ガイド手段）
２２Ｂ    グリップ部（ガイド手段）
３２      シーソー部材
３７      軸部材（揺動中心）
５４      加圧シリンダ（押圧部材）
６０      錘部材
【図１】
2009001450.tif 000003
【図２】
2009001450.tif 000004
【図３】
2009001450.tif 000005
【図４】
2009001450.tif 000006