CN105143123B - 脆性材料的板材的分断方法及分断装置 - Google Patents

Abstract

脆性材料的板材的分断方法是，首先在分断预定线（2）上，在板材（1）的第1主面（1a）形成微小的起点划痕（16），继而在一对的线上按压板材（1）的第1主面（1a）。然后，例如，对板材（1）的第2主面（1b）进行接触加热的分断构件（11）与板材（1）的第2主面（1b）接触从而使第1主面（1a）产生拉伸热应力，并且，向板材（1）的第2主面（1b）施加板厚方向的弯曲力，使因弯曲力所致的拉伸应力与拉伸热应力叠加。藉此，沿分断预定线（2）将板材（1）分断。

Description

脆性材料的板材的分断方法及分断装置

技术领域

本申请发明是关于一种用于将由脆性材料构成的板材分断的分断方法及分断装置。

背景技术

近年来，在FPD（flat panel display，平板显示器）或建材、汽车产业等中，多使用玻璃板或半导体基板等由脆性材料构成的板材（以下简称为“板材”）。就该板材而言，也有为了轻量化等目的而厚度变得极薄的薄板材（例如，1 mm以下，近年来亦有0.3 mm左右的情况）。

此种板材可根据使用目的等而被分断为所需的大小。作为普通的分断方法，例如，就玻璃板（以下，作为板材的一例以“玻璃板”为例进行说明）而言，有如下方法：沿分断预定线利用机械切割机（钻石切割机、超硬刀轮等）形成划线槽（切口），沿该划线槽施加机械应力（弯曲应力）而进行分断（割断）。此时，会产生切削屑或微细的分断屑（玻璃屑）等垃圾（以下称为“分断垃圾”）而污染玻璃表面。因此，需要用于清洗该分断垃圾的清洗装置。

而且，已沿划线槽分断的边缘会因机械切割机而产生微小缺损等从而使强度下降，故而，需要对边缘进行研削及研磨。而且，为了提高生产性，需要形成划线槽的刻划装置与进行割断的分断装置，导致成本上升。

作为此种现有技术，示出如下方法：沿玻璃的切断线铺设热线，将该热线加热至规定温度，同时，对玻璃整体作用切断方向的拉伸力以加速自一端面起的断裂的进展，且使热应力断裂沿切断线前进，从而将玻璃分断（例如，参照非专利文献1）。

还示出如下方法：从玻璃的热线的相反侧边喷射边移动冷却空气，且对玻璃整体作用切断方向的拉伸力，而使自一端面起的断裂沿切断线进展，从而将玻璃分断（例如，参照专利文献1、非专利文献1的第117页）。

而且，作为其他现有技术，亦有如下方法：使点热源沿玻璃基板的切断线移动，同时，对玻璃基板整体作用切断方向的拉伸力而使热应力断裂沿切断线进展，从而将玻璃基板分断（例如，参照专利文献2）。

进而，作为其他现有技术，亦有如下技术：使雷射光聚光于玻璃板的表面部，使该聚光点沿加工目标的形状进行扫描，藉此，利用热应力实施刻划，且于该部位利用雷射光施加热应变，从而将玻璃板割断（例如，参照专利文献3）。

现有技术文献：

非专利文献

非专利文献1：“关于利用热应力的脆性带板材料的割断加工的研究”长崎大学 研究生院 海洋生产科学研究科 泽田 博司 1998年12月、第103-107、117、120页。

专利文献

专利文献1：日本特开平11-157863号公报；

专利文献2：日本特开2011-84423号公报；

专利文献3：日本特开平5-32428号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，上述非专利文献1的方法中，为了使断裂自一端面的划痕起前进，而需要在利用热线进行加热的同时沿切断线对玻璃板整体作用切断方向的拉伸力，虽然可沿切断线将力作用于小型玻璃，但难以沿切断线力将力作用于1000 mm以上的大型玻璃。进而，断裂的进展速度慢，生产性低。

而且，上述非专利文献1的第一17页、及专利文献1的方法中，为了促进断裂的进展而边喷射边移动冷却空气，但尽管如此，分断速度仍慢，无法提高大型玻璃的生产性。

而且，上述专利文献2所记载的方法中，与上述非专利文献1同样，作用切断方向的力这一操作难以适用于大型玻璃这样的板材。而且，因利用移动的点热源，故装置相较于上述非专利文献1更复杂。

进而，上述专利文献3所记载的方法中，大大受到玻璃板的物性值的影响，若玻璃板的厚度、类型等变化则需要进行条件搜索。而且，热应力断裂的生成需要时间，处理速度慢，生产性低。为了提高生产性，需要另外的分断装置，从而使设备大型化。

而且，就上述专利文献2、3所记载的使用雷射光的分断装置而言，照射雷射光的装置较为大型，且难以对照射雷射光的角度等进行管理。因此，需要大的设置空间及大量的费用。

因此，本申请发明的目的在于提供一种当分断脆性材料的板材时能抑制分断垃圾的产生、且能提高生产性的简便的分断方法、及可执行该分断方法的分断装置。

解决问题的手段：

为了达成上述目的，本申请发明的脆性材料的板材的分断方法是沿分断预定线将由脆性材料构成的板材分断的方法；其特征在于具有：在上述分断预定线上，于上述板材的第一主面形成微小的起点划痕的划痕形成工序；在夹着上述分断预定线且与该分断预定线平行的一对的线上，按压上述板材的第一主面的按压工序；及，沿上述分断预定线延伸且对上述板材进行接触加热或接触冷却的分断构件与上述板材接触，从而使上述板材的第一主面产生拉伸热应力，并且，沿上述分断预定线向上述板材的朝向第一主面的相反侧的第二主面施加板厚方向的弯曲力，藉此使因上述弯曲力所致的拉伸应力与上述拉伸热应力叠加，从而沿上述分断预定线将上述板材分断的分断工序。该说明书及申请专利范围书中的“热应力”是指，因与经加热或冷却的分断构件接触而于脆性材料的板材的内部产生的热应变的应力。而且，“微小”是指，几毫米（例如，5 mm）以下的划痕。进而，“施加弯曲力”是指，在与分断预定线平行的一对的线上按压板材的第一主面，同时，在分断预定线上推顶板材的第二主面使板材产生所需的板厚方向的弯曲变形。

利用该结构，使对脆性材料的板材进行接触加热或接触冷却的分断构件沿分断预定线与板材接触，藉此可使形成有起点划痕的板材的第一主面产生拉伸热应力。例如，当对板材的第二主面进行接触加热的分断构件已与板材的第二主面接触时，因第二主面与第一主面的温度差，在板材的第二主面上沿分断预定线产生因热膨胀所致的压缩热应力，于第一主面上因其反作用力而产生拉伸热应力。或者，当使对板材的第一主面进行接触冷却的分断构件与板材的第一主面接触时，因第一主面与第二主面的温度差，在板材的第一主面上沿分断预定线产生因热收缩所致的拉伸热应力，于第二主面上因其反作用力而产生压缩热应力。进而，若沿分断预定线向板材的第二主面施加板厚方向的弯曲力，则因该弯曲力而所致的拉伸应力与上述拉伸热应力叠加于板材的第一主面上，因此，断裂会自起点划痕起沿分断预定线前进。再者，弯曲力的施加既可于拉伸热应力产生之前亦可于其产生之后，又可与拉伸热应力同时产生。结果，能沿分断预定线将板材分断。根据该方法，分断于瞬间进行，从而能提高生产性。而且，仅在板材的第一主面形成微小的起点划痕即可，无需机械性地形成槽或机械性地分断，因此分断板材时能抑制分断屑的产生。而且，无需对已分断的板材进行清洗，能以非常简单的装置进行板材的分断。

而且，可为如下结构：上述分断构件配置于上述板材的第二主面侧、且对上述板材的第二主面进行接触加热，使上述分断构件与上述板材的第二主面接触，从而使上述板材的第一主面产生拉伸热应力，通过将上述分断构件向上述板材按压，以此向上述板材的第二主面施加板厚方向的弯曲力。

若如此构成，则对板材的第二主面进行接触加热的分断构件，沿分断预定线与板材的第二主面接触且被按压于板材，藉此，在板材的第二主面上，沿分断预定线而作用有因热膨胀所致的压缩热应力与因弯曲力所致的压缩应力，在第一主面上作用有因热膨胀的反作用力所致的拉伸热应力与因弯曲力所致的拉伸应力，故而，能利用沿分断预定线产生的这些应力来将板材分断。而且，能利用对板材的第二主面进行接触加热的分断构件，向板材的第二主面施加弯曲力。

而且，可为如下结构：上述分断工序中，使上述分断构件与上述板材的第二主面接触，并且，使配置于上述板材的第一主面侧且沿上述分断预定线延伸、并对上述板材的第一主面进行接触冷却的第二分断构件，与上述板材的第一主面接触。

若如此构成，则在板材的第一主面上，除了作用有因分断构件的第二主面附近的加热引起的热膨胀的反作用力所致的拉伸热应力与因弯曲力所致的拉伸应力，还作用有因第二分断构件的第一主面附近的冷却引起的热收缩所致的拉伸热应力，故而，能沿分断预定线产生更大的应力从而将板材分断。

而且，可为如下结构：上述分断构件配置于上述板材的第一主面侧、且对上述板材的第一主面进行接触冷却，上述分断工序中，使上述分断构件与上述板材的第一主面接触，并且，使与上述分断构件相向地配置且沿上述分断预定线延伸的推压构件对抗上述分断构件从而按压于上述板材，藉此向上述板材的第二主面施加板厚方向的弯曲力。

若如此构成，则使对板材的第一主面进行接触冷却的分断构件沿分断预定线而与板材的第一主面接触，藉此，于第一主面产生因热收缩所致的拉伸热应力。而且，藉由将推压构件沿分断预定线按压于板材，从而于第一主面产生因弯曲力所致的拉伸应力。因此，能利用这些应力而沿分断预定线将板材分断。

而且，可为如下结构：上述分断工序中，在与分断预定线正交的方向上对上述板材进行拉伸。

若如此构成，则在作用于板材的第一主面的拉伸热应力与因弯曲力所致的拉伸应力上，进一步叠加因拉伸力所致的拉伸应力，从而，能沿分断预定线将板材分断。

例如，可使对板材进行接触加热或接触冷却的分断构件与板材接触，同时在与分断预定线正交的方向上对板材进行拉伸。若如此构成，则使拉伸热应力与同时因拉伸力所致的拉伸应力叠加，从而能以更短的时间沿分断预定线将板材分断。

而且，可在上述板材的端部形成上述起点划痕。

若如此构成，则能使板材以自起点划痕侧的端部起开裂的形式进行分断，从而能沿分断预定线顺利地将板材分断。

另一方面，一个形态下的、根据本申请发明的脆性材料的板材的分断装置，是沿上述分断预定线将板材分断的分断装置，该板材由脆性材料构成，且在分断预定线上，于该板材的第一主面形成有微小的起点划痕；其特征在于，具有：在夹着上述分断预定线且与该分断预定线平行的一对的线上，按压上述板材的第一主面的一对的按压构件；配置于上述板材的朝向第一主面的相反侧的第二主面侧，沿上述分断预定线延伸，且对上述板材的第二主面进行接触加热的分断构件；及驱动上述分断构件的驱动机，上述驱动机以如下形式驱动上述分断构件，使上述分断构件与上述板材的第二主面接触从而使上述板材的第一主面产生拉伸热应力，并将上述分断构件按压于上述板材而沿上述分断预定线向上述板材的第二主面施加板厚方向的弯曲力，藉此使因上述弯曲力所致的拉伸应力与上述拉伸热应力叠加，从而使上述板材沿上述分断预定线分断。

通过该结构，使对脆性材料的板材的第二主面进行接触加热的分断构件沿分断预定线而与板材的第二主面接触，藉此，因第二主面与第一主面的温度差，而在板材的第二主面上沿分断预定线产生因热膨胀所致的压缩热应力，在第一主面上因其反作用力而产生拉伸热应力。进而，若沿分断预定线而向板材的第二主面施加板厚方向的弯曲力，则因该弯曲力所致的拉伸应力与上述拉伸热应力叠加于板材的第一主面上，藉此，断裂会自起点划痕起沿分断预定线前进。结果，能沿分断预定线将板材分断。根据该装置，分断是瞬间进行，从而能提高生产性。而且，仅在板材的第一主面上形成微小的起点划痕即可，无需机械性地形成槽或机械性地分断，因此分断板材时能抑制分断屑的产生。而且，无需对已分断的板材进行清洗，能以非常简单的装置进行板材的分断。

进而，上述结构中，对板材的第二主面进行接触加热的分断构件，沿板材的分断预定线与板材的第二主面接触且被按压于板材，藉此，在板材的第二主面，沿分断预定线而作用有因热膨胀所致的压缩热应力与因弯曲力所致的压缩应力，在第一主面作用有因热膨胀的反作用力所致的拉伸热应力与因弯曲力所致的拉伸应力，故而，能利用沿分断预定线产生的这些应力来将板材分断。而且，能利用对板材进行加热的分断构件，向板材的第二主面施加弯曲力。

而且，上述分断装置还具备：配置于上述板材的第一主面侧、沿上述分断预定线延伸、且与上述板材的第一主面接触从而对上述板材的第一主面进行接触冷却的第二分断构件。

若如此构成，则在板材的第一主面，除了作用有因分断构件的第二主面附近的加热引起的膨胀力的反作用力所致的拉伸热应力与因弯曲力所致的拉伸应力，亦作用有因第二分断构件的第一主面附近的冷却引起的热收缩所致的拉伸热应力，故而，能沿分断预定线产生更大的应力从而将板材分断。

而且，另一形态下的、根据本申请发明的脆性材料的板材的分断装置，是沿上述分断预定线而将板材分断的分断装置，该板材由脆性材料构成，且在分断预定线上、于该板材的第一主面形成有微小的起点划痕；其特征在于，具备：在夹着上述分断预定线且与该分断预定线平行的一对的线上，按压上述板材的第一主面的一对的按压构件；配置于上述板材的第一主面侧、沿上述分断预定线延伸、且对上述板材的第一主面进行接触冷却的分断构件；以使上述分断构件与上述板材的第一主面接触从而使上述板材的第一主面产生拉伸热应力的形式，驱动上述分断构件的第一驱动机；与上述分断构件相向地配置且沿上述分断预定线延伸的推压构件；及驱动上述推压构件的第二驱动机，上述第二驱动机以如下形式驱动上述推压构件，使上述推压构件对抗上述分断构件并按压于上述板材，从而沿上述分断预定线向上述板材的朝向第一主面的相反侧的第二主面施加板厚方向的弯曲力，藉此，使因上述弯曲力所致的拉伸应力与上述拉伸热应力叠加，从而，使上述板材沿上述分断预定线分断。

通过该结构，对脆性材料的板材的第一主面进行接触冷却的分断构件沿分断预定线而与板材的第一主面接触，藉此，因第一主面与第二主面的温度差，在板材的第一主面上沿分断预定线产生因热收缩所致的拉伸热应力，在第二主面上因其反作用力而产生压缩热应力。进而，若沿分断预定线向板材的第二主面施加板厚方向的弯曲力，则因该弯曲力所致的拉伸应力与上述拉伸热芯力叠加于板材的第一主面上，藉此，断裂会自起点划痕起沿分断预定线前进。结果，能沿分断预定线将板材分断。根据该装置，分断是瞬间进行，从而能提高生产性。而且，仅在板材的第一主面形成微小的起点划痕即可，无需机械性地形成槽或机械性地分断，因此分断板材时能抑制分断屑的产生。而且，无需对已分断的板材进行清洗，能以非常简单的装置进行板材的分断。

进而，上述结构中，对板材的第一主面进行接触冷却的分断构件沿分断预定线与板材的第一主面接触，藉此第一主面产生因热收缩所致的拉伸热应力。而且，将推压构件沿分断预定线按压于板材从而施加弯曲力，借助于此使第一主面产生因弯曲力所致的拉伸应力。因此，能利用这些应力来沿分断预定线将板材分断。

而且，上述分断装置还具备在与分断预定线正交的方向上拉伸上述板材的拉伸机。

若如此构成，则使作用于板材的第一主面的拉伸热应力与因弯曲力所致的拉伸应力进一步叠加于因拉伸力所致的拉伸应力，从而能沿分断预定线将板材分断。

例如，上述拉伸机可形成为使对板材进行接触加热或接触冷却的分断构件与板材接触，同时在与分断预定线正交的方向上对板材进行拉伸的结构。若如此构成，则拉伸热应力与同时因拉伸力所致的拉伸应力叠加，从而，能沿分断预定线以更短的时间将板材分断。此时，若将分断装置设为立式、使板材成为竖立状态而进行这些动作，则上述拉伸力可利用自重进行，故而，能使分断装置成为简单的装置。

而且，上述分断装置还具备在上述分断预定线上、于上述板材的第一主面形成上述起点划痕的划痕形成单元。

若如此构成，本申请发明的分断方法的划痕形成工序直至分断工序可通过一个分断装置来实现。

而且，对上述板材的第二主面进行接触加热的上述分断构件，可形成为与上述板材相接的部分具有小于该板材沿分断预定线分断时的弯曲角的接触角度。或者，上述推压构件可形成为与上述板材相接的部分具有小于该板材沿上述分断预定线分断时的弯曲角的接触角度。

若如此构成，则分断构件或推压构件能沿板材的分断预定线保持相接的状态而脆性破坏，从而能使沿分断预定线的分断变得稳定。

发明效果：

根据本申请发明，可构成当分断板材时能抑制分断垃圾的产生、且装置结构少的简便的分断装置。

附图说明

图1是示出本申请发明的第一实施形态的板材的分断装置的立体图；

图2是图1所示的分断装置的侧视图；

图3A是图1所示的分断构件的剖视图；

图3B是示出分断构件的另一剖视例的图；

图3C是示出分断构件的另一剖视例的图；

图3D是示出分断构件的另一剖视例的图；

图4是示出通过图2所示的分断装置进行玻璃板分断时产生的作用的放大侧视图；

图5A是示出起点划痕的位置的一例的板材的立体图；

图5B是示出起点划痕的位置的另一例的板材的立体图；

图6是示出本申请发明的第二实施形态的板材的分断装置的侧视图；

图7是示出本申请发明的第三实施形态的板材的分断装置的侧视图；

图8是示出通过图7所示的分断装置进行玻璃板分断时产生的作用的放大侧视图；

图9是示出本申请发明的第四实施形态的板材的分断装置的侧视图；

图10A是图1所示的分断构件的立体图；

图10B是示出分断构件的另一例的立体图；

图10C是示出分断构件的另一例的立体图；

图10D是示出分断构件的另一例的立体图。

具体实施方式

以下，基于附图对本申请发明的实施形态进行说明。以下的实施形态中，作为由脆性材料构成的板材是以玻璃板1为例进行说明。而且，对板材的分断装置的主要结构及其作用进行说明，省略具体的机构等的记载。

（第一实施形态）

图1、2所示的第一实施形态的板材的分断装置10是使用对玻璃板1进行接触加热的分断构件11，沿分断预定线2将玻璃板1分断的一个示例。分断预定线2例如为虚线。

玻璃板1具有在分断预定线2上形成有微小的起点划痕16的第一主面1a、及朝向第一主面1a的相反侧的第二主面1b。本实施形态中，玻璃板1以与水平面平行的状态分断，因此第一主面1a为上表面，第二主面1b为下表面。然而，玻璃板1也例如可与铅垂方向水平，第一主面1a及第二主面1b两者朝向水平方向。

玻璃板1在从图示的左方向至右方向的搬送方向F上搬送。图示的搬送装置3是示出利用气体使玻璃板1悬浮地进行搬送的示例。搬送装置3也可为例如使用辊等的其他结构。

由上述搬送装置3搬送的玻璃板1停止于规定位置通过分断构件11进行接触加热后被分断。分断构件11设置为配置于玻璃板1的第二主面1b侧即下方，且与搬送方向F交叉。该实施形态的分断构件11沿着与玻璃板1的搬送方向F正交的分断预定线2延伸。

而且，分断构件11形成为借助驱动机12可朝向玻璃板1进退的结构，且可被该驱动机12向上或向下地驱动。分断构件11被驱动机12向上驱动，由此朝向玻璃板1按压。驱动机12只要可使分断构件11准确地进退即可，例如可使用线性致动器（linear actuator）等。

进而，分断构件11与将该分断构件11的表面附近加热至规定的加热温度的加热装置13连接。分断构件11与玻璃板1的第二主面1b接触，藉此，将第二主面1b的与该分断构件11相接的部分加热至与自身大致相同的温度。作为由该加热装置13加热的分断构件11，例如，可使用护套加热器。分断构件11的规定的加热温度例如为100℃〜400℃左右。该加热温度可根据板材而决定。

作为上述分断构件11的截面形状，除了图3A所示的圆形截面以外，还可如图3B所示设为三角形、如图3C所示设为矩形、及如图3D所示设为与玻璃板1相接的部分为尖锐形状等。分断构件11的截面形状可设定为：与玻璃板（板材）1接触的部分具有小于玻璃板1被分断时的弯曲角的接触角度。

另一方面，如图1、2所示，在玻璃板1的第一主面1a侧即上方设有在与上述分断预定线2平行的一对的线上按压玻璃板1的第一主面1a的一对的按压构件14、15。本实施形态的按压构件14、15以在夹着分断预定线2的两侧按压玻璃板1的形式配设。该按压构件14、15由未图示的驱动机而升降。作为按压构件14、15，例如可使用由树脂或橡胶形成为棒状的构件。

而且，如图1所示，本实施形态中，分断装置10具有在分断预定线2上、在玻璃板1的第一主面1a上形成微小的起点划痕（划线）16的划痕形成单元17。起点划痕16理想的是形成于玻璃板1的端部。其原因在于，能够以自起点划痕16侧的端部起开裂的形式将玻璃板1分断，且能沿分断预定线2顺利地将玻璃板1分断。此处，所谓“玻璃板1的端部”是指，于分断预定线2的延伸方向上将玻璃板1三等分时的两侧部分。例如，起点划痕16可如图5A所示形成于玻璃板1的第一主面1a与端面1c的角部，亦可如图5B所示形成于自玻璃板1的端面1c略微进入内侧的位置。再者，划痕形成单元17形成起点划痕16的时间既可为按压构件14、15对玻璃板1的第一主面1a进行按压之前、亦可为按压之后。

作为微小的起点划痕16，例如，划痕形成单元17可于玻璃板1的端部形成1〜2 mm左右的划刻线，亦可形成点状的划痕。本实施形态中，作为划痕形成单元17，采用于分断预定线2到达分断构件11的位置之前自横方向形成起点划痕16的刻纹机（cutter）。

通过上述搬送装置3停止于规定的位置、且于第一主面1a形成有起点划痕16的玻璃板1被按压构件14、15朝向搬送装置3按压，该状态下，已加热至规定的加热温度的分断构件11沿分断预定线2与玻璃板1的第二主面1b接触。藉此，玻璃板1的第二主面1b与第一主面1a的间形成较大的温度梯度。结果，于第二主面1b产生因热膨胀所致的压缩热应力，于第一主面1a产生因热膨胀的反作用力所致的拉伸热应力。

之后，在玻璃板1的第一主面1a与第二主面1b保持较大的温度差期间、换言之、在通过热传递而使第一主面1a的温度接近第二主面1b的温度之前，分断构件11按压于玻璃板1。藉此，如图4所示，于玻璃板1的第二主面1b，沿分断预定线2施加有板厚方向的弯曲力A。而且，由脆性材料构成的玻璃板1通过该弯曲力所致的应力与分断构件11所致的热应力在分断预定线2处被分断。

进而，如图1所示，亦可设置在与分断预定线2正交的方向拉伸玻璃板（板材）1的拉伸机60（双点锁线所示）。拉伸机60只要能夹着分断预定线2向彼此相反的方向拉伸玻璃板（板材）1即可。该示例是把持玻璃板1的端部进行拉伸的示例。亦可利用该拉伸机60，在将分断构件11向玻璃板1按压之前或按压同时，向玻璃板1施加拉伸力，从而沿分断预定线2将玻璃板1分断。此时，根据玻璃板（板材）1，亦可如以下说明的那样，仅在沿分断预定线2由分断构件11加热的同时，通过上述拉伸机60施加拉伸力。再者，亦可如第三实施形态中说明的那样，当对玻璃板1进行冷却的分断构件31（参照图7）与玻璃板1的第一主面1a接触时，只要在与分断构件31接触之前通过拉伸机60施加拉伸力即可。藉由如此施加拉伸力，能利用沿玻璃板1的分断预定线2产生的、因分断构件31所致的热应力与因拉伸力所致的拉伸应力，来将玻璃板（板材）1分断。

如果分断装置10设为立式、且玻璃板（板材）1以分断预定线2与水平方向平行的形式在竖立的状态下进行操作，则该拉伸机60可将玻璃板（板材）1的自重用作拉伸力。然而，此时，按压构件14、15及其对向构件（相当于上述搬送装置3，未图示）被设有滚动轴承的辊而轻轻地按压。或者，按压构件14、15亦可不按压玻璃板1，而是隔着少许间隙而限制玻璃板1的变形。

图4是示出通过上述分断装置10进行玻璃板1分断时产生的作用的放大侧视图。该图中，夸张地表示当将分断构件11按压于玻璃板1时的变化。

如上所述，若使分断构件11沿分断预定线2与玻璃板1的第二主面1b接触，则玻璃板1沿分断预定线2自第二主面1b侧加热（由圆弧表示热），且因第二主面1b与第一主面1a的温度差，而使得在第二主面1b产生因热膨胀所致的压缩热应力，在第一主面1a产生因热膨胀的反作用力所致的拉伸热应力。之后，若将分断构件11按压于玻璃板1，则沿分断预定线2向玻璃板1的第二主面1b施加板厚方向的弯曲力A，在玻璃板1的与分断构件11相接的位置作用有达到最大程度的力矩。藉此，在玻璃板1的第二主面1b上作用有压缩应力，在第一主面1a上作用有拉伸应力（箭头所示）。

因此，沿玻璃板1的分断预定线2，在第二主面1b上在因热膨胀所致的压缩热应力上叠加因弯曲力A所致的压缩应力，而在第一主面1a上在因第二主面1b的热膨胀的反作用力所致的拉伸热应力上叠加因弯曲力A所致的拉伸应力，从而，断裂自第一主面1a上所形成的起点划痕16起沿分断预定线2而前进。藉此，由脆性材料构成的玻璃板1沿分断预定线2因脆性破坏而分断。即，因由分断构件11的加热引起的表里的温度差而产生的热应力、与因分断构件11而产生的玻璃板1的因弯曲力A所致的应力叠加，从而达到破坏应力，使玻璃板1分断。而且，利用这些应力能于瞬间（例如，1〜3秒左右）进行分断。

如此，使分断构件11的轴线沿分断预定线2与玻璃板1接触，同时，沿分断预定线2将弯曲力矩作用于玻璃板1，藉此，能使玻璃板1沿分断构件11的轴线（分断预定线2）瞬间分断。

因此，根据上述分断装置10，能于分断玻璃板（板材）1时抑制分断垃圾的产生，且能构成为装置结构少的简便的分断装置。

（第二实施形态）

图6是示出第二实施形态的板材的分断装置的立体图。该第二实施形态的分断装置20中，将对玻璃板1进行接触加热的分断构件21配置于玻璃板1的第二主面1b侧即下方的固定位置，藉由自第一主面1a侧即上方将玻璃板1的端部朝分断构件21压下，从而沿分断预定线2将玻璃板1分断。

该实施形态中，与搬送装置3在搬送方向上相距规定距离的位置处，在被搬送的玻璃板1的第二主面1b的规定量（例如，数 mm）的下方配置有分断构件21。该分断构件21的配置位置可由如下所述进行分断的玻璃板（板材）1的厚度或弯曲强度等决定。分断构件21为固定式，除此之外与第一实施形态的分断构件11结构相同。

另一方面，于玻璃板1的第一主面1a侧即上方，设有在夹着分断预定线2且与该分断预定线2平行的一对的线上按压玻璃板1的第一主面1a的一对的按压构件24、25。按压构件24、25是由驱动机（仅图示出一侧的按压构件25用的驱动机22）升降。本实施形态中，设于玻璃板1的搬送方向后方的按压构件24用的驱动机以微小的冲程（stroke）升降按压构件24，而于固定位置按压玻璃板1；设于搬送方向前方的按压构件25用的驱动机22则具有可将玻璃板1的前端部向分断构件21压下的较大的冲程。

因此，根据该实施形态的分断装置20，使玻璃板1的端部自搬送装置3突出规定量，且于分断预定线2与分断构件21对准的位置（如下分断的位置）停止。而且，玻璃板1的前端部被按压构件25向分断构件21压下，玻璃板1的第二主面1b与分断构件21接触。藉此，玻璃板1沿分断预定线2自第二主面1b侧加热，因第二主面1b与第一主面1a的温度差，而在第二主面1b产生因热膨胀所致的压缩热应力，在第一主面1a产生因热膨胀的反作用力所致的拉伸热应力。

之后，玻璃板1的前端部被按压构件25进一步压下，由此，分断构件21被按压于玻璃板1。藉此，与上述第一实施形态同样，在玻璃板1的第二主面1b上，沿分断预定线2施加有板厚方向的弯曲力A，由脆性材料构成的玻璃板1通过因该弯曲力所致的应力、与因分断构件21的加热所致的热应力（准确而言，形成有起点划痕16的第一主面1a上的因弯曲应力所致的拉伸应力与拉伸热应力的叠加），而于分断预定线2处被分断。

而且，本实施形态中，将玻璃板1的一端向分断构件21压下而分断，故沿分断预定线2被分断的玻璃板1于分断的瞬间会弹回至与按压构件24侧高度相同的位置。因此，分断后不需要使分断构件21从玻璃板1退避的动作。

（第三实施形态）

图7是示出本申请发明的第三实施形态的板材的分断装置的侧视图。该实施形态的分断装置30是使用对玻璃板1进行接触冷却的分断构件31，沿分断预定线2将玻璃板1分断的示例。再者，对于与上述第一实施形态相同的结构，省略其详细说明。

如图所示，在玻璃板1的第一主面1a侧即上方设有在夹着分断预定线2且与该分断预定线2平行的一对的线上按压玻璃板1的第一主面1a的一对的按压构件34、35。而且，在玻璃板1的上方配置有对玻璃板1的第一主面1a进行接触冷却的分断构件31，且该分断构件31以与搬送方向F交叉的形式设置。该分断构件31亦沿着与玻璃板1的搬送方向F正交的分断预定线2延伸。分断构件31连接于未图示的冷却装置（与图1所示的加热装置13相同），且使用液体氮、干冰或冷冻装置的制冷剂等而冷却至规定的冷却温度。分断构件31与玻璃板1的第一主面1a接触，藉此，将第一主面1a的与该分断构件31相接的部分冷却至与自身大致相同的温度。分断构件31的规定的冷却温度例如为+20℃〜-50℃左右。泠却温度可根据板材的温度而决定。

上述分断构件31通过与玻璃板1接触或相离的第一驱动机32而进退。即，第一驱动机32向上或向下地驱动分断构件31。

另一方面，于玻璃板1的第二主面1b侧即下方，设有沿分断预定线2推压玻璃板1的推压构件36。该推压构件36与分断构件31相向地配置，且与分断构件31同样地沿分断预定线2延伸。推压构件36形成为可通过设于下方的第二驱动机37进退的结构，且可被第二驱动机37向上或向下地驱动。推压构件36被第二驱动机37向上驱动，从而，对抗与玻璃板1接触的分断构件31而被按压于玻璃板1。第一驱动机32及第二驱动机37均可使用例如线性致动器等。推压构件36的截面形状可设定为如下形状：与玻璃板（板材）1接触的部分具有小于当玻璃板1被分断时的弯曲角的接触角度。

图8是示出通过图7所示的分断装置30进行分断玻璃板1时产生的作用的放大侧视图。该图中，夸张地表示使分断构件31与玻璃板1接触、且将推压构件36按压于玻璃板1时的变化。

如上所述，若使用第一驱动机32而使分断构件31沿分断预定线2与玻璃板1的第一主面1a接触，则玻璃板1沿分断预定线2自第一主面1a侧冷却（由圆弧表示热），因第一主面1a与第二主面1b的温度差，而在第一主面1a产生因热收缩所致的拉伸热应力，在第二主面1b产生因热收缩的反作用力所致的压缩热应力。之后，使用第二驱动机37从而夹着玻璃板1，并自分断构件31的相反侧起，沿分断预定线2将推压构件36按压于玻璃板1，从而，在玻璃板1的第二主面1b上，沿分断预定线2施加有板厚方向的弯曲力A，在玻璃板1的与推压构件36相接的位置作用有达到最大程度的力矩。藉此，于玻璃板1的第二主面1b作用有压缩应力，于第一主面1a作用有拉伸应力。

因此，沿玻璃板1的分断预定线2，在第一主面1a上，在因热收缩所致的拉伸热应力上叠加因弯曲力A所致的拉伸应力，在第二主面1b上，在因第一主面1a的热收缩的反作用力所致的压缩热应力上叠加因弯曲力A所致的压缩应力，从而使断裂自第一主面1a上所形成的起点划痕16起沿分断预定线2而前进。藉此，由脆性材料构成的玻璃板1沿分断预定线2受到脆性破坏而分断。即，因分断构件31的冷却引起的玻璃板1的表里的温度差所产生的热应力、与因由推压构件36引起的玻璃板1的弯曲力A所致的应力叠加，达到破坏应力，从而使玻璃板1分断。而且，利用这些应力能于瞬间（例如，1〜3秒左右）进行分断。

如此，当使用对玻璃板1的第一主面1a进行接触冷却的分断构件31与推压构件36时，使分断构件31及推压构件36的轴线沿分断预定线2与玻璃板1接触，同时，沿分断预定线2而将弯曲力矩作用于玻璃板1，藉此，能沿分断构件31的轴线瞬间地将玻璃板1分断。

因此，利用该分断装置30，亦能于分断玻璃板（板材）1时抑制分断垃圾的产生，且能构成为装置结构少且简便的分断装置。

进而，作为使用如此对玻璃板1的第一主面1a进行接触冷却的分断构件31的实施形态，例如，就玻璃板1而言，刚生成玻璃板1后具有约300℃〜100℃的温度，因此还可使已冷却的分断构件31与该状态下的玻璃板1接触。此时，通过玻璃板1的温度与分断构件31的温度差可容易地进行分断。此时，亦可于制造阶段中，将玻璃板1分断为规定的大小，故而，可实现玻璃板1的制造工序的高效化，能提高用于将规定大小的玻璃板1分断的作业的效率。

（第四实施形态）

图9是示出本申请发明的第四实施形态的板材的分断装置的立体图。该实施形态的分断装置40将上述第一实施形态的接触加热与上述第三实施形态的接触冷却组合而成。再者，关于与上述第一实施形态及第二实施形态相同的结构，省略其详细说明。

如图所示，该实施形态的分断装置40中，对于玻璃板1，沿分断预定线2，自形成有起点划痕16的第一主面1a侧进行冷却，自第二主面1b侧进行加热。对玻璃板1的第二主面1b进行接触加热的第一分断构件41配置于玻璃板1的第二主面1b侧即下方，且沿与玻璃板1的搬送方向F正交的分断预定线2延伸。另一方面，对玻璃板1的第一主面1a进行接触冷却的第二分断构件46（相当于本申请发明的第二分断构件）配置于玻璃板1的第一主面1a侧即上方，且沿与搬送方向F正交的分断预定线2延伸。这些第一分断构件41及第二分断构件46可分别通过第一驱动机42及第二驱动机47而朝向玻璃板1进退。第一驱动机42与第一实施形态的驱动机12（参照图2）结构相同，第二驱动机37与第三实施形态的第一驱动机32（参照图7）结构相同。于玻璃板1的上方设有在夹着分断预定线2且与该分断预定线2平行的一对的线上按压玻璃板1的第一主面1a的一对的按压构件44、45。

根据如此的第四实施形态的分断装置40，沿分断预定线2，使对玻璃板1的第一主面1a进行接触冷却的第二分断构件46与玻璃板1的第一主面1a接触，同时，沿分断预定线2，使对玻璃板1的第二主面1b进行接触加热的第一分断构件41与玻璃板1的第二主面1b接触。之后，第一分断构件41对抗第二分断构件46而按压于玻璃板1。藉此，因第一分断构件41的第二主面1b附近的加热引起的因热膨胀所致的压缩热应力、与因弯曲力所致的压缩应力，沿分断预定线2作用于玻璃板1的第二主面1b，因第二分断构件46的第一主面1a附近的冷却引起的因热收缩所致的拉伸热应力、与因弯曲力所致的拉伸应力，沿分断预定线2作用于第一主面1a。而且，这些应力叠加且达到破坏应力，使玻璃板1沿分断预定线2而瞬间分断。

而且，于第一主面1a，不仅作用有因第一分断构件41的第二主面1b附近的加热引起的热膨胀的反作用力所致的拉伸热应力、与因弯曲力所致的拉伸应力，还作用有因第二分断构件46的第一主面1a附近的冷却引起的因热收缩所致的拉伸热应力，故而，能沿分断预定线2产生更大的应力从而将玻璃板1分断。而且，当如本实施形态所示并用接触加热与接触冷却时，可获得更大的温度梯度，产生的热应力变大，故而，能以更小的弯曲力沿分断预定线2将玻璃板1分断。而且，分断所需的时间变为更短的时间。

（其他实施形态）

作为各个上述分断构件11、21、31、41、46（以下称为分断构件51），能如上述实施形态与图9A所示使用圆形截面的构件，但亦可形成为图10B〜图10D所示的结构。

图10B是使分断构件51成为大致三角形截面的示例。而且，如图10C所示，分断构件51可将圆形截面的护套加热器52、制冷剂管53等放入矩形状截面的金属容器54（例如，不锈钢制容器）内。此时，可通过将金属容器54分割成2部分等并由螺栓55连结，以此将护套加热器52、制冷剂管53等配置于内部。而且，通过放入金属容器54内，能利用机械加工准确地加工出金属容器54的与玻璃板1的接触部56（图示的上端部）。而且，亦可任意地设定分断时与玻璃板1的接触角度。

进而，如图10D所示，分断构件51还可护套加热器52、制冷剂管53等放入大致三角形截面的金属容器58内。此时，亦能利用机械加工而准确地加工出金属容器58的与玻璃板1的接触部56（图示的上端部）。而且，亦可任意地设定分断时与玻璃板1的接触角度。

如此，作为分断构件51，可使用护套加热器52或制冷剂管53本身，或使用将护套加热器52或制冷剂管53放入内部的构件等。再者，分断构件亦可形成为其他结构。

（总结）

如上所述，根据上述板材的分断装置10、20、30、40，能够沿分断预定线2，使因进行接触加热及/或接触冷却而产生的热应力与因板厚方向的弯曲力所致的应力叠加从而将玻璃板（板材）1分断，且能实现抑制分断垃圾的产生的分断。而且，通过抑制分断垃圾的产生，以此无需用于清洗分断垃圾的清洗装置，亦无需划线装置，用于分断玻璃板（板材）1的结构可形成为简便的结构，从而能实现装置的小型化与低成本化。

而且，沿分断预定线2利用热应力及弯曲力所致的应力而整齐地将玻璃板（板材）1分断，故而，玻璃板1的分断部分无微小缺损等，能使分断后的玻璃板1成为边缘强度高的玻璃板1。而且，无需倒角工序，此方面亦能实现装置的小型化与低成本化。

因此，不仅于FPD业界，而且在所谓的建材、汽车产业等领域，均能提供高质量的玻璃板（板材）1。

再者，上述实施形态中，作为脆性材料的板材以玻璃板1为例进行说明，但作为板材，只要为脆性材料且能被因热应力及弯曲力所致的应力分断便可适用，并不限定于上述实施形态。

而且，上述实施形态中，说明了在与搬送方向F正交的分断预定线2上将脆性材料的板材（玻璃板1）分断的示例，但只要分断预定线2为直线，则亦可相对于搬送方向F以规定角度进行分断，分断预定线2并不限定于与搬送方向F正交。

而且，分断装置并非必须具有划痕形成单元17，亦可于玻璃板1被送入至分断装置之前，利用与分断装置不同的装置在玻璃板1的第一主面1a上形成起点划痕16。

进而，上述实施形态示出了一个示例，可将各实施形态加以组合、或于不损及本申请发明的宗旨的范围内进行各种变更，本申请发明并不限于上述实施形态。

工业应用性：

本申请发明的板材的分断方法可利用于液晶显示器用玻璃板等须确保高质量的板材的分断中。

符号说明：

1 玻璃板（脆性材料的板材）

1a 第一主面

1b 第二主面

2 分断预定线

3 搬送装置

10 分断装置

11 分断构件

12 驱动机

13 加热装置

14 按压构件

15 按压构件

16 起点划痕（划线）

17 划痕形成单元

20 分断装置

21 分断构件

22 驱动机

24 按压构件

25 按压构件

30 分断装置

31 分断构件

32 第一驱动机

34 按压构件

35 按压构件

36 推压构件

37 第二驱动机

40 分断装置

41 第一分断构件

42 第一驱动机

44 按压构件

45 按压构件

46 第二分断构件

47 第二驱动机

51 分断构件

52 护套加热器

53 制冷剂管

54 金属容器

56 接触部

58 金属容器

60 拉伸机。

Claims (15)

1.一种脆性材料的板材的分断方法，是沿分断预定线将由脆性材料构成的板材分断的分断方法，其特征在于，具有：

在上述分断预定线上，于上述板材的第一主面形成微小的起点划痕的划痕形成工序；

在夹着上述分断预定线且与该分断预定线平行的一对的线上，按压上述板材的第一主面的按压工序；及

沿上述分断预定线延伸且对上述板材进行接触加热的第一分断构件在上述板材的全宽范围内与上述板材的朝向第一主面相反侧的第二主面接触、或沿上述分断预定线延伸且对上述板材进行接触冷却的第二分断构件在上述板材的全宽范围内与上述板材的第一主面接触，从而使上述板材的第一主面产生拉伸热应力，并且，沿上述分断预定线向上述板材的第二主面施加板厚方向的弯曲力，藉此使因上述弯曲力所致的拉伸应力与上述拉伸热应力叠加，从而沿上述分断预定线将上述板材分断的分断工序。

2.根据权利要求1所述的脆性材料的板材的分断方法，其特征在于，

上述第一分断构件是配置于上述板材的第二主面侧、且对上述板材的第二主面进行接触加热，

通过将上述第一分断构件向上述板材按压，以此向上述板材的第二主面施加板厚方向的弯曲力。

3.根据权利要求2所述的脆性材料的板材的分断方法，其特征在于，上述分断工序中，使上述第一分断构件与上述板材的第二主面接触，并且，使配置于上述板材的第一主面侧且沿上述分断预定线延伸、并对上述板材的第一主面进行接触冷却的上述第二分断构件，在上述板材的全宽范围内与上述板材的第一主面接触。

4.根据权利要求1所述的脆性材料的板材的分断方法，其特征在于，

上述第二分断构件是配置于上述板材的第一主面侧、且对上述板材的第一主面进行接触冷却，

上述分断工序中，使上述第二分断构件在上述板材的全宽范围内与上述板材的第一主面接触，并且，使与上述第二分断构件相向地配置且沿上述分断预定线延伸的推压构件对抗上述第二分断构件从而按压于上述板材，藉此向上述板材的第二主面施加板厚方向的弯曲力。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的脆性材料的板材的分断方法，其特征在于，上述分断工序中，在与分断预定线正交的方向上对上述板材进行拉伸。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的脆性材料的板材的分断方法，其特征在于，在上述板材的端部形成上述起点划痕。

7.一种脆性材料的板材的分断装置，是沿分断预定线将板材分断的分断装置，该板材由脆性材料构成，且在分断预定线上，于该板材的第一主面形成有微小的起点划痕；其特征在于，具有：

在夹着上述分断预定线且与该分断预定线平行的一对的线上，按压上述板材的第一主面的一对的按压构件；

配置于上述板材的朝向与第一主面相反侧的第二主面侧，沿上述分断预定线延伸，且在上述板材的全宽范围内与上述板材接触从而对上述板材的第二主面进行接触加热的分断构件；及

驱动上述分断构件驱动机，上述驱动机以如下形式驱动上述分断构件，使上述分断构件与上述板材的第二主面接触从而使上述板材的第一主面产生拉伸热应力，并将上述分断构件按压于上述板材而沿上述分断预定线向上述板材的第二主面施加板厚方向的弯曲力，藉此使因上述弯曲力所致的拉伸应力与上述拉伸热应力叠加，从而使上述板材沿上述分断预定线分断。

8.根据权利要求7所述的脆性材料的板材的分断装置，其特征在于，还具备配置于上述板材的第一主面侧、沿上述分断预定线延伸、并且在上述板材的全宽范围内与上述板材的第一主面接触从而对上述板材的第一主面进行接触冷却的第二分断构件。

9.根据权利要求7或8所述的脆性材料的板材的分断装置，其特征在于，还具备在与上述分断预定线正交的方向上拉伸上述板材的拉伸机。

10.根据权利要求7或8所述的脆性材料的板材的分断装置，其特征在于，还具备在上述分断预定线上、于上述板材的第一主面形成上述起点划痕的划痕形成单元。

11.根据权利要求7或8所述的脆性材料的板材的分断装置，其特征在于，对上述板材的第二主面进行接触加热的上述分断构件，能形成为与上述板材相接的部分具有小于该板材沿上述分断预定线分断时的弯曲角的接触角度。

12.一种脆性材料的板材的分断装置，是沿分断预定线将板材分断的分断装置，该板材由脆性材料构成，且在上述分断预定线上、于该板材的第一主面形成有微小的起点划痕；其特征在于，具备：

在夹着上述分断预定线且与该分断预定线平行的一对的线上，按压上述板材的第一主面的一对的按压构件；

配置于上述板材的第一主面侧，沿上述分断预定线延伸，且在上述板材的全宽范围内与上述板材接触从而对上述板材的第一主面进行接触冷却的分断构件；

以使上述分断构件与上述板材的第一主面接触从而使上述板材的第一主面产生拉伸热应力的形式，驱动上述分断构件的第一驱动机；

与上述分断构件相向地配置且沿上述分断预定线延伸的推压构件；及

驱动上述推压构件的第二驱动机，上述第二驱动机以如下形式驱动上述推压构件，使上述推压构件对抗上述分断构件并按压于上述板材，从而沿上述分断预定线向上述板材的朝向与第一主面相反侧的第二主面施加板厚方向的弯曲力，藉此，使因上述弯曲力所致的拉伸应力与上述拉伸热应力叠加，从而使上述板材沿上述分断预定线分断。

13.根据权利要求12所述的脆性材料的板材的分断装置，其特征在于，还具备在与上述分断预定线正交的方向上拉伸上述板材的拉伸机。

14.根据权利要求12或13所述的脆性材料的板材的分断装置，其特征在于，还具备在上述分断预定线上、于上述板材的第一主面形成上述起点划痕的划痕形成单元。

15.根据权利要求12或13所述的脆性材料的板材的分断装置，其特征在于，上述推压构件，能形成为与上述板材相接的部分具有小于该板材沿上述分断预定线分断时的弯曲角的接触角度。