JP2004535355A - 切れ目が刻設された被加工物を分割する方法 - Google Patents

Abstract

２つの柔軟な圧力ホースを有する支持台に対して、切れ目の付いた被加工物の表面を押し当てる。その際、被加工物の全長に亙って圧力ホースを切れ目に対して平行にして、切れ目から所定距離離れた位置に置く。反対側の表面には挿入体を配置する。このとき、この表面上に載る該挿入体の挿入部分が上記切れ目の長さの一部、それも切れ目の終端領域に至るまで延在しかつ切れ目面内に位置するようにする。次に挿入体を上記表面に対して平行にしたまま切れ目の方に向けて動かし、これにより、上記材料の表面に、切れ目の延在方向に対して横に向かって引張応力が形成されるようにして、切れ目が破断をきたすことなくその全長に沿って開くようにする。次に、挿入体を所定角度αだけ傾け、挿入する深さが切れ目の一方の終端領域において最も深くなるようにする。それから、上記所定角度αを維持したまま、挿入体を切れ目に向けて上記材料の表面に対して平行に動かす。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、切れ目が刻設された被加工物、特にガラスからなる被加工物を分割ないし分断する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工物を割る前に溝付けしたり切れ目を入れたりすることが知られている。この工程では、機械的に溝を付けたり、切れ目入れたりすることができる。また、被加工物は、きれいな切れ目の面を得て、このきれいな切れ目の面によって後続の破断工程できれいな破断エッジ（破断部分の縁部／破断面）が得られるにようにするため、レーザによって溝付けされることが多い。
【０００３】
大きな材料強度の切れ目の入った被加工物、及びレーザによる溝の付いた被加工物は、従来の破断技術を用いる場合、所定限度内でしか切断することができない。特に、材料強度の大きな被加工物を長い長さに亙って割ろうとすると、従来の破断方法では、破断エッジが不十分な質にしかならない。とりわけ、始端と終端で破断エッジの品質が低いことが多い。切断開始端及び終端には、いわゆるノーズがよく形成され、その起きる頻度も強さも、材料の厚みが増すにつれて増加する。この問題は、ガラスからなる被加工物を割る際に頻繁に発生する。ノーズというのは、ガラスの厚さに応じて長さが変わる破断エッジの始まりの部分と終わりの部分における非垂直的な割れ／破壊と定義される。垂直からのずれは、ガラスの上方エッジから下方エッジにかけて測ると、ガラスの厚さによっては、数ミリメータに達することがある。
【０００４】
とりわけ、１ｍｍかそれを超えるような厚いガラス厚の場合には、従来の破断方法では、レーザで溝が付けられた非常に長いガラスを割ることはできない。特に、導入される力は、レーザで溝付けされたガラスでは従来通り切れ目が入れられたガラスに比べて大きいのだが、この力のために、破断エッジが高い品質になるようにしてガラスを割るということが難しくなっている、又は阻害されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、従来の方法に対して改善された、切れ目の入った被加工物を割る（分断／分割／破断する）方法を提供することにある。とりわけ、本方法は、破断エッジが高品質となるようにして厚さの厚い被加工物を割ることを可能にするものでなければならない。その上、本方法は、低コストで実施できるものでなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有した方法によって解決される。従属請求項には、特に有利な実施形態が記載されている。
【０００７】
上記被加工物は、１ｍｍないしそれを超える厚さを有し、特に６ｍｍないしそれを超える厚さを有している。こういった被加工物は、従来の破断方法を用いると、きれいな破断エッジを有した状態で割ることができない。
【０００８】
本発明に係る方法は、溝（ノッチ）の付いた、あるいは切れ目の入ったガラスを割るのに特に適している。本発明によれば、被加工物は、切れ目の入った面が支持台に向かうようにして置かれる。反対側の面上には、挿入体が配置される。この配置は、次のようにして行う。すなわち、上記挿入体は、該挿入体の方に向いた表面に載る挿入部分を有し、上記切れ目の長さの少なくとも一部に亙って、それも、上記切れ目の少なくとも一方の終端領域（終端部分）に至るまで延在するように位置決めされている。上記挿入体の挿入部分は、上記切れ目面内に存在している。本発明によれば、挿入体は、自身の挿入部分の挿入深さが切れ目の終端領域において最も深くなるように該挿入部分が被加工物内へと押圧される。切れ目の終端領域における上記挿入の深さは、当該切れ目の残りの部分における挿入深さを基準にして相対的に参照されなければならない。絶対的に見れば、挿入深さが深いということは重要ではない。それどころか、挿入深さは、例えばガラス等のように、硬い被加工物である結果、多くの場合瑣末なものになる。上記挿入体は、中に向かって押し込まれて行く対象の表面上に、該挿入体の挿入部分によって圧縮応力を作用させる。この圧縮応力は、他方の側で支持台によって吸収される。この反対の側、つまり切れ目の入った面上では、切れ目の伝播する方向に対して横に向かって引っ張り応力が生じる。というのも、本発明によれば、被加工物は、該被加工物の切れ目の付いた面が、該切れ目の両側部分で支持台上に置かれるからである。
【０００９】
挿入体の挿入部分は、被加工物の対向する面に対して予め設定された角度αだけ傾けられ、その後、切れ目の方向に平行、あるいは少なくとも略平行に動かされる。切れ目の長さに亙って挿入部分の挿入深さが異なるものとなり、挿入深さは、本発明によれば、切れ目の一方の終端領域において最も深いものとなる。
【００１０】
本発明によれば、挿入体の挿入部分は、被加工物の対向する面に対して先ず平行に被加工物の中に向かって押し込まれ、これにより、引張応力によって切れ目が開かれる。このとき、この工程によって被加工物が早々に割れてしまうことのないようにする。被加工物が割れてしまうことを防ぐには、前方への動きを、材料、形状、そして特に被加工物の肉厚に応じて予め設定された選択された区間に制限すれば可能である。平行に押圧する結果、切れ目は、概ね均等に開くことになる。被加工物は、好適には、とりわけ同時に、又は同じく後から続けて、切れ目の部分で加熱されてもよい。切れ目を蒸気にさらすことで加熱することができる。
【００１１】
本発明に係る方法の有利な構成において、支持台は、上記切れ目の両方の側にそれぞれ少なくとも一つ配置された膨張自在な圧力チューブ（ホース）を備えている。被加工物の長さ全体に亙って上記ホースが配置され、特に切れ目に対して平行に配置されることが好ましい。圧力チューブは、先ず被加工物の切れ目の付けられた面上に配置することができ、次いで、内部が加圧された媒体で充填できることが有利である。このようにして、上記チューブは、上記面に向かって均等に押し付けられ、その全長に亙って均等に力を働かせるようになる。
【００１２】
上記挿入体は、挿入部分の境界が、工具内に押し込まれる真直ぐ延びたエッジによって定められるような形状を有していることが有利である。このエッジは、先が尖るようにテーパが設けられていてもよいし、あるいはまた、所定の径を有して設けられていてもよい。テーパの角度あるいは径の大きさは、ガラスの厚さに応じて決められることが好ましい。
【００１３】
特に高い品質の破断面は、挿入体の挿入部分が、切れ目の平面（切れ目面）内で被加工物の全長に渡って押し込まれるようにすれば得ることができる。このようにして、切れ目の終端領域におけるノーズの発生を十分な信頼性で抑えることができる。
【００１４】
特にガラスからなる被加工物の場合に好ましいのは、被加工物がレーザにより溝付けされている場合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施形態と図面に基づき詳述する。
【００１６】
図１は、例えば切れ目が設けられたガラス板といった、切れ目付きの被加工物１の上面図ならびに側面図を示す。この切れ目２は、特にレーザによる溝とすることができる。本発明により、被加工物１は、切れ目が設けられた側１．２が支持台４に対向するように配置されている。上記支持台は、本実施形態において、２つの圧力チューブ（圧力ホース）を備えている。これらのホースは、被加工物１の全長に亙って切れ目２から所定距離だけ離間されて、該切れ目２に平行に配置されている。配置後、上記チューブは、液体ないし気体の媒体によって充填することができ、これにより、これらチューブが被加工物１の面１．２に向かって均等に押圧されるようになっている。
【００１７】
被加工物１の反対側の表面１．１上にある切れ目２に沿って、挿入体３が配置されている。本実施形態において、挿入体３は、自身の挿入部分３．１が被加工物表面１．１上の切れ目２の全長に亙って切れ目面５内にあるようにして配置されている。
【００１８】
さて、挿入体３は、表面１．１に対して平行に持ち上げられる。すなわち、挿入体は、切れ目２の方向に動かされる。これにより、底面側（材料表面１．１）には、圧縮応力がもたらされ、上面側（材料表面１．２）には、切れ目２の伝播方向に対して横に向かって引張応力がもたらされる。もし、挿入体３をさらに持ち上げることによって、破断を起す力が切れ目２の方向にさらに増加されていたなら、破断エッジの品質に悪い影響が及ぼされていたであろうし、また、エッジの開始端と終端でのノーズ、つまり、切れ目２の２つの終端領域におけるノーズも大きなものとなっていたであろう。こういった方法では、ガラス厚が６ｍｍを超えるガラスは、もはや分断することはできなかったであろう。
【００１９】
さて、上記切れ目２には蒸気が吹き付けられることが好ましく、これにより、特に、切れ目２に向かう方向に挿入体３を僅かに平行にずらすことと合わせることで、切れ目２が全長に亙って開いていくことになる。このような状態が図３に示されている。
【００２０】
本発明によれば、挿入体３は、挿入深さが一方の終端領域（すなわち、図２に示されるような切れ目２の端部２．１）において最も深くなるようにして、該挿入体の挿入部分３．１が被加工物１の中に向かって押し込まれる。この状態を得るには、特に図２に示されるように、対面する被加工物１の表面１．１に対して、予め定められた角度αだけ挿入体３の挿入部分３．１を傾ければよい。挿入部分３．１を挿入する様子は、傾きがはっきり分かるように誇張されて描かれている。この挿入深さは、実際には、非常に硬い被加工物１が分割される際には特に、些細なものでしかない。
【００２１】
切れ目２の図示された端部２．１において挿入部分３．１がより深く挿入される結果、切れ目２の最初の数ｍｍの部分で、初期の破断が切れ目２から始まって材料の全厚にわたって進行することになる。かくして、この初期破断は、挿入体を予め設定された角度αにした状態で被加工物表面１．１に対して平行に切れ目２に向かう方向に動かす（つまり、図示された場合においては持ち上げる）ことによって、被加工物の全長に亙って、あるいは切れ目２全体に亙って非常に小さな破断力で続けさせることができる。
【００２２】
支持台のチューブ４は、図示された実施形態においては圧力受として機能する。
【００２３】
上記の結果が、始端の領域にも終端領域にも、いずれにもノーズを持たない破断エッジである。挿入体３の挿入部分３．１を切れ目２の下方に極めて正確に位置付けることによって、そして、特に被加工物の厚さに応じて切れ目２からチューブを所定距離離すことによって、とりわけ高品質の破断面を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る方法の一実施形態により支持台に向けて被加工物を当接させて挿入体を配置した様子を示す図である。
【図２】被加工物の対向する面に対して挿入体の挿入部分を傾ける様子を示す図である。
【図３】切れ目が設けられた被加工物を示す図であって、挿入体により加えられた圧力のために切れ目が開かれる様子を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・被加工物
１．１・・・表面（面）
１．２・・・表面（面）
２・・・切れ目
２．１・・・終端領域
３・・・挿入体
３．１・・・挿入部分
４・・・支持台
５・・・切れ目面（切れ目の平面）

Claims (7)

1. 肉厚１ｍｍ以上のガラスからなる切れ目が設けられた被加工物（１）を分割する方法であって、
   ２つの圧力チューブを有する支持台（４）の上に、切れ目が設けられた表面（１．２）が載るようにして前記被加工物（１）を置き、このとき、前記２つの圧力チューブが前記切れ目（２）から所定距離の位置に前記被加工物（１）の全長に亙って前記切れ目（２）に対して平行に配置されるようにし、；
   反対側の表面（１．１）上には、挿入体（３）が配置され、このとき、
   前記挿入体が、前記表面（１．１）に挿入部分（３．１）を載せた状態で前記切れ目（２）の長さの少なくとも一部、それも、当該切れ目の少なくとも一方の終端領域（２．１）にまで至る部分に延在するようにするとともに、
   前記挿入体（３）の前記挿入部分（３．１）が前記切れ目面（５）内に位置するようにし；
   次に、前記材料の表面（１．１）では、前記切れ目（２）の走る方向に対して横に引張応力が形成されて、前記切れ目（２）が破断することなく全長に亙って開く程度に、前記挿入体（３）を前記表面（１．１）に対して前記挿入体を平行にしたまま前記切れ目（２）の方に動かし；
   次に、前記挿入体（３）を予め設定された角度αだけ傾け、これにより、前記切れ目（２）の一方の終端部（２．１）の部分で挿入深さが最も深くなるようにし；
   次に、前記設定角度αを保ちながら前記挿入体（３）を前記材料表面（１．１）に対して平行に前記切れ目（２）の方に動かす工程を有する方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記被加工物は、６ｍｍないしそれを超える厚さを有していることを特徴とする方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の方法において、
   前記被加工物（１）の切れ目が設けられた表面（１．２）上に前記チューブを配置した後、前記圧力チューブに加圧された媒体を充填することを特徴とする方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法において、
   とりわけ、請求項５により前記挿入部分（３．１）を押圧することと同時に、もしくは時間的に後から、前記切れ目（２）に特に蒸気を当てて、前記切れ目（２）の部分で前記被加工物（１）を加熱することを特徴とする方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法において、
   前記被加工物（１）にレーザでノッチを入れることを特徴とする方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法において、
   前記被加工物（１）の中に向かって押圧される真直ぐで途切れのないエッジで前記挿入部分（３．１）の境界を定め、前記エッジに特に先が尖るようなテーパを設けることを特徴とする方法。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の方法において、
   前記被加工物（１）の全長に亙って、前記挿入体（３）の前記挿入部分（３．１）を押し込むことを特徴とする方法。