JP2005132685A

JP2005132685A - 自動ガラススクライバー

Info

Publication number: JP2005132685A
Application number: JP2003371568A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kashiwagi; 謙一柏木; Masayoshi Sano; 雅好佐野
Original assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Current assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-26
Anticipated expiration: 2023-10-31
Also published as: JP4319520B2

Abstract

【課題】自動ガラススクライバーの分断処理能力を上げる。
【解決手段】テーブルガイドレール３に沿ってＹ方向に移動可能なＹ−θテーブル１０を備え、該テーブルガイドレール３を跨いでＸ方向に直交するフレーム上にＺ方向移動可能なワーク分断ユニット１２０をＸ方向移動可能に設けた自動ガラススクライバー４００において、フレームの上面に複数のＸ方向駆動ユニット１１０を並列に複数列配し、該複数のＸ方向駆動ユニット１１０と、先端にカッターを備えフレーム側面上でＸ方向ガイドレールに沿って移動可能な複数のワーク分断ユニット１２０とをカッターヘッドブラケット１４１で夫々連結して複数のカッターヘッド組立ユニット１４０を構成し、隣接するワーク分断ユニット１２０同士の移動可能エリアの一部が重なる様に配したカッターヘッド組立ユニット１４０をメインコントローラーにより集中的に制御した。
【選択図】図１

Description

本発明は自動ガラススクライバーに関する。

各種電子機器部品等の表示部に使用する液晶板あるいは顕微鏡標本の作成に使用するスライドガラスを造る場合、大型のパネルを分割することにより所定の大きさのガラス基板を得る。ガラス基板の切断には、切断装置の載物面上に真空吸着等の手段でガラス基板を固定し、ガラス基板の片面側にその外周部が超硬合金、ダイヤモンド等の硬質部材で形成されたホイール状のカッターにより、スクライブと呼ばれる線状の条痕を施し、反対面側よりプレス、またはローラー等の押圧手段によりスクライブ線に沿って加圧し、ガラス基板のスクライブ溝に発生した基板面に対し垂直方向のクラックを進展させて切断する、いわゆるスクライブ法が一般的に行われ、これを自動装置化した自動ガラススクライバーが用いられている。

以下背景技術を図８〜１１を用いて説明する。図８は背景技術における自動ガラススクライバーの平面図を、図９は図８の側面図を、図１０は背景技術におけるツインカッターヘッドを備えた自動ガラススクライバーの一例を示す側面図を、図１１は背景技術におけるツインカッターヘッドを備えた自動ガラススクライバーの他の一例を示す斜視図である。

図８、９に示す様に、従来の自動ガラススクライバーは、長方形をしたベース１上において、長手方向に並設した２本のガイドレール台２を設け、その上に、夫々テーブルガイドレール３を固定しておく。そして、その２本のテーブルガイドレール３の中央部には、該テーブルガイドレール３に平行してＹ方向ボールネジ４を２個の軸受５で支持している。Ｙ方向ボールネジ４の軸線延長上には正転及び逆転が可能なＹ方向モータ７を設け、その出力軸とＹ方向ボールネジ４をカップリング８で接続している。Ｙ方向ボールネジ４にはＹ方向ボールナット９が嵌合し、そのＹ方向ボールナット９はＹ−θテーブル装置１０の底面に固定している。Ｙ−θテーブル装置１０の底面にはまたガイドブロック１１を４個取付け、そのガイドブロック１１をテーブルガイドレール３と摺動自在に嵌合している。

ベース１のＹ方向略中央部分では、テーブルガイドレール３を跨いで、カッターヘッドガイド１２及びＸ方向ボールネジ１３を支持柱６で支持している。Ｘ方向ボールネジ１３の一端には、正逆転可能なＸ方向モータ１４を接続し、中間部にはＸ方向ボールナット１５を嵌合している。カッターヘッドガイド１２にはカッターヘッド組立１６を摺動自在に嵌合し、カッターヘッド組立１６にはカッター１７を取付けている。Ｘ方向ボールナット１５とカッターヘッド組立１６は一体化しているので、カッターヘッド組立１６に固着したカッター１７はＸ方向に移動自在である。又、カッター１７はカッターヘッド組立１６上でＺ方向に移動可能な構造となっている。

Ｙ−θテーブル装置１０は上面テーブル２１とベーステーブル２２から成る。ベーステーブル２２の側面には、正逆転可能なテーブル回転モータ２３が取り付けられ、その出力軸に取付けられたピニオン２４は上面テーブル２１の一端面に設けられたセクター２５と噛み合っている。上面テーブル２１はテーブル回転モータ２３によってベーステーブル２２に対し９０度回動可能である。

自動ガラススクライバー１００を使用する場合は、先ず、ワーク２６（ガラス基板）を固着する為、Ｙ方向送りモータ７によってＹ−θテーブル装置１０を支持柱６が邪魔にならない位置迄移動した後、上面テーブル２１上にワーク２６（ガラス基板）を固定する。ワーク２６（ガラス基板）のアライメントマークをモニターしながら、微調モータ２７を用いてワーク２６（ガラス基板）の位置を微調後、カッター１７を降ろす。その後、Ｙ方向送りモータ７によって、Ｙ−θテーブル装置１０をＹ軸方向に送りながら、ワーク２６（ガラス基板）をその端面迄スクライブする。次に、カッター１７をＺ方向に上げた状態で、Ｙ−θテーブル装置１０をＹ方向に戻してから、Ｘ方向送りモータ１４でカッターヘッド組立１６をＸ方向に送り、次のスクライブ位置に達したら再びカッター１７を降ろし、Ｙ−θテーブル装置１０をＹ軸方向に移動させながらワーク２６（ガラス基板）をスクライブし、この工程を繰り返すことで一定方向の全てのスクライブを行う。これが完了したら、テーブル回転モータ１０によって上面テーブル２１を９０度回転させ、それに搭載したワーク２６（ガラス基板）の向きを９０度回転させた後、再びＹ−θテーブル装置１０及びカッター１７に、テーブル回転前と同様の動きをさせることで、先に施したスクライブ線と直交するスクライブ線を刻んでいく。

ところで生産効率向上の為に、ワークを大型化をする事で一枚から切り出す枚数を増やすことが行われる様になるにつれて、上記のシングルカッター式自動ガラススクライバーでは分断時間が長く掛かり、又、カッターヘッド移動量が大きくなることで、製品の誤差寸法が累積的に大きくなってしまう問題が生じた。そこで、カッターを２個装着するツイン方式が登場した。その一例を実公平７−１８７３７に基づいた図１０を用いて説明する。

移動台３１の上面に設けられたテーブル３２は移動台３１上で９０度回転自在である。また基台３３上のＹ方向案内レール３４に沿ってＹ方向に移動自在な移動台３１の底面に固定された送りナット３５は、基台３３上に設けた正逆転可能なモータ３６の出力軸と連動する螺子杆３７と嵌合している。一方、支柱３８に支持されたＸ方向案内レール３９によって支承された水平移動部材４０はモータによりＸ方向に駆動自在であり、水平移動部材４０の下端には支持腕４１が設けられ、該支持上腕４１には第１のカッター保持手段４２、第２のカッター保持手段４３が、ハンドル４４の操作により遠近動自在可能に付いている。又、各カッター保持手段にはカッター４５、４６が昇降自在に付いている。テーブル３２上にはワーク４７が載る。この自動ガラススクライバー２００を用いてワーク４７をスクライブする場合は、カッター４５、４６をワーク４７に押圧して第１カッター保持手段４２及び第２カッター保持手段４３をＸ方向に移動させ、同時に２箇所でスクライブする。テーブル３２のＹ方向移動機能はワーク４７をスクライブ幅分だけ送る為に、又、テーブル３２の９０度回転機能は、Ｘ方向にしか移動しないカッター４５、４６でスクライブ加工済みの辺と直交する辺をスクライブする為に設けてある。スクライブ開始時と終了時には必要に応じて作業を行わない何れかのカッターを上昇させることもできる。

カッターを２個装着したもう一つの例として特開２０００−８６２６２に基づいた図１１を用いて説明する。支持柱５１とガイドバー５２から成るガントリー５３はレール５４に沿ってガイドバー５２と直交するＹ方向に移動可能であり、移動部材５５はガイドバー５２上をＸ方向に移動可能である。また移動部材５５上にはホルダー支持体５６が回動手段５７（モーター）を介して９０度回動可能に設けられ、ホルダー支持体５６上にはリニアモータによってガイドに沿って自在に移動可能な２個の台座５８、５９が設けてある。また夫々の台座５８、５９上には下端にカッター６０、６１を有するスクライブヘッド６２、６３が設けてある。以上の構成の自動ガラススクライバー３００はテーブル６４は固定しているが、スクライブヘッド６２、６３がテーブル６４に対してＸ方向及びＹ方向に移動可能である。スクライブに際しては先ずＹ方向に２条づつスクライブし、それが終了したらホルダー支持体５６を９０度回動させた後Ｘ方向に移動させて２条づつスクライブする。

特開２０００−８６２６２号広報実公平７−１８７３７号広報

実公平７−１８７３７の場合、カッターをツイン化することでスクライブ能力が向上してスクライブ時間が短縮した。しかし、スクライブ位置を変えていく場合、２個のカッターがワンセットとなって移動し、しかも２個のカッター間距離設定が手動式の為、スクライブ工程中でのスクライブピッチの自在変更は不可能である。更に近年はスクライブ効率を上げる為、２個より多くのカッターで同時にスクライブする要求もある。しかしその構造上、ツインから更に３個以上のマルチ化への展開はその構成が複雑化して高価なものになる問題があった。

特開２０００−８６２６２の場合、カッターを２個備えたツイン式であり、更に２個のカッターがワンセットで移動するのは実公平７−１８７３７と同じであるが、２個のカッター間の距離設定が自動の為、スクライブの途中でのスクライブピッチの変更は可能である。しかしＸ方向への移動が二重構造で複雑化しており、又トルクに対し不安定な回動手段を介している為スクライブ寸法精度を出し難い問題がある。又その構造上、ツインから更に３個以上のマルチ化への展開はその構成が複雑化して高価なものになる問題があった。

本発明は上記課題を解決するために成されたものである。解決する手段として、本発明の請求項１記載に係わる発明は、回転可能で且つテーブルガイドレールに沿ってＹ方向に移動可能なＹ−θテーブルを備え、該テーブルガイドレールを跨いでＹ方向に直交するフレーム上にＺ方向移動可能なワーク分断ユニットをＸ方向移動可能に設けた自動ガラススクライバーにおいて、前記フレームの上面に並列に複数列配した複数のＸ方向駆動ユニットと、先端にカッターを備え前記フレーム側面上でＸ方向ガイドレールに沿って移動可能な複数のワーク分断ユニットとを備えて、前記複数のＸ方向駆動ユニットと前記複数のワーク分断ユニットとをカッターヘッドブラケットを介してそれぞれ連結して複数のカッターヘッド組立ユニットを配設したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２記載に係わる発明は、前記複数のワーク分断ユニットは、それぞれＺ方向に移動可能な駆動手段を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３記載に係わる発明は、前記複数のカッターヘッド組立ユニットは、それぞれ独立してＸ及びＺ方向に移動可能であることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４記載に係わる発明は、前記複数のカッターヘッド組立ユニットは、隣接するワーク分断ユニット同士の移動可能エリアの一部が重なる様に配されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５記載に係わる発明は、前記複数のカッターヘッド組立ユニットをメインコントローラーにより集中的に制御していることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６記載に係わる発明は、前記複数のＸ方向駆動ユニットを２列に配したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項７記載に係わる発明は、前記複数のカッターヘッド組立ユニットの総数が２〜４個であることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項８記載に係わる発明は、前記ワーク分断ユニットにはワーク面上に凸部が存在した場合にカッターが逃げる手段を備えていることを特徴とするものである。

本発明に使用するＸ方向駆動ユニットはその構造がシンプルである。このＸ方向駆動ユニットを必要に応じてスペースに余裕のあるフレームの上面に並列に配置し、該Ｘ方向駆動ユニットと連動するワーク分断ユニットをフレーム側面の同一ガイド上に摺動自在に設ける事でスクライブカッターマルチ化への展開が容易になり、生産性の高い自動ガラススクライバーを得ることができた。また構造がシンプルなＸ方向駆動ユニットをスペースに余裕のあるフレームの上面に配するので高剛性の構成を容易に実現でき、その結果スクライブ寸法精度の高い自動ガラススクライバーを得ることができた。

マルチ化したカッターヘッド組立ユニットを集中的に制御し、各カッターヘッド組立ユニットに仕事を最適化して分配することにより分断処理能力がカッター数の増設分以上に向上し、分断時間が短縮された。又、カッター等の調整作業や交換も一度に可能となるのでメンテナンスに要する作業時間の短縮という効果も生み出した。又、自在にピッチを設定することで、必要に応じてスクライブ幅の異なる製品を混在して生産することも可能になった。

次に本発明を実施するための最良の形態を図１〜７を用いて説明する。図１は本発明の自動ガラススクライバーの平面図を、図２は図１の側面図を、図３は図１中のフレーム組立部の拡大平面図を、図４は図３中のワーク分断ユニット部分の平面図を、図５は図４中の矢視Ｃ図で、ワーク分断ユニットの正面図を、図６は図４中の矢視Ｄ図で、ワーク分断ユニットの側面図を、図７は本発明に用いたＸ方向駆動ユニットの各種配列を示す平面図である。ところで、図１、２に示した本発明の自動ガラススクライバーは、フレーム組立ユニット部を除いて、図８、９を用いて背景技術で説明した自動ガラススクライバーと同じである。従って、背景技術で説明した構成部品と全く同一部品は同一符号を付し、簡単な説明にとどめ、また発明の要旨に直接関係しない部分の説明は省略した。

図１、２に示す本発明の自動ガラススクライバー４００は、背景技術で説明した自動ガラススクライバー１００と同様に、長方形のベース１上に並設した２本のガイドレール台２上に、夫々テーブルガイドレール３を固定してある。そして、その２本のテーブルガイドレール３の中央部にはＹ方向ボールネジ４が軸受５で支持され、Ｙ方向ボールネジ４の軸線上には正転及び逆転が可能なＹ方向モータ７が設けられ、その出力軸はＹ方向ボールネジ４とカップリング８で接続している。Ｙ−θテーブル装置１０の底面には、Ｙ方向ボールネジ４に嵌合したＹ方向ボールナット９及びテーブルガイドレール３と摺動自在に嵌合している４個のガイドブロック１１が取り付けられている。ワーク２６を載置するＹ−θテーブル装置１０は上面テーブル２１とベーステーブル２２から成り、上面テーブル２１はテーブル回転モータ２３によってベーステーブル２２に対し９０度回動可能である。

ベース１のＹ方向略中央部分には、支柱１０１に支えられ、テーブルガイドレール３を跨いでＹ方向に直交するフレーム１５１の上面に４個のＸ方向駆動ユニット１１０を２列並列に配し、該４個のＸ方向駆動ユニット１１０と、先端にカッター１７を備えフレーム１５１側面上でＹ方向ガイドレール１５２に沿って移動可能な４個のワーク分断ユニット１２０とをカッターヘッドブラケット１４１で夫々連結して構成した４個のカッターヘッド組立ユニット１４０からなるフレーム組立１５０がある。このフレーム組立１５０が本発明の自動ガラススクライバー４００における主要構成部品である。

図３に拡大して示した様に、Ｘ方向駆動ユニット１１０は、正逆転可能なＸ方向モータ１１１の出力軸とＸ方向ナットブロック１１２を固定したＸ方向ボールナット１１３を嵌合したＸ方向ボールネジ１１４とをカップリング１１５を介して連結している。このＸ方向駆動ユニット１１０をＸモータブラケット１１６及び軸受１１７を用いてフレーム１５１上面に２列に合計４個取付けている。

次に、カッター１７をＺ方向に移動可能な駆動手段を有するワーク分断ユニット１２０の構成を図４〜図６を用いて説明する。Ｌ形をしたＺモータブラケットＢ１２１にはＸガイドブロック１２２を有するベースプレート１２３が取付いている。又、正逆転可能なＺ方向モータ１２４がＺモータブラケットＢ１２１を介して、Ｌ形をしたＺモータブラケットＡ１２５に固定されている。ＺモータブラケットＢ１２１上にはＺ方向ガイドレール下１２６が設けられ、ナットブラケット１２７の底面に取付けられた下ガイドブロック１２８を案内している。ナットブラケット１２７上面には、Ｚ方向ボールナット１２９を有するＺ方向ナットブロック１３１が固定され、Ｚ方向ボールナット１２９はＺ方向モータ１２４の出力軸に連動するＺ方向ボールネジ１３２と嵌合している。ナットブラケット１２７上面には、ワーク２６上に凸部が存在した場合にカッター１７の逃げを可能にするカッター逃げ手段を介してカッター１７が取り付いている。即ち、ナットブラケット１２７上面には、Ｚ方向ガイドレール上１３３が設けてあり、カッターブラケット１３４底面に取付けられた上ガイドブロック１３５を案内している。ナットブラケット１２７上面にはエアーシリンダー１３６が設けられており、その出力軸は下端にカッターホルダー１３７を介してカッター１７が取付けられているカッターブラケット１３４の上端と接触している。カッター１７はＺ方向モータ１２４の出力によりＺ方向に移動可能である。ベースプレート１２３に設けたＸガイドブロック１２２をフレーム１５１の側面に設けたＸ方向ガイドレール１５２と嵌合することで、ワーク分断ユニット１２０はフレーム１５１側面上でＸ方向摺動自在に取付けられる。

Ｘ方向駆動ユニット１１０とワーク分断ユニット１２０をカッターヘッドブラケット１４１で連結してカッターヘッド組立ユニット１４０を構成する。カッターヘッドブラケット１４１は短型と長型の２種類に大別出来る。短型ブラケットは、フレーム１５１のワーク分断ユニット１２０取付け側面に近い列に配したＸ方向駆動ユニット１１０とワーク分断ユニット１２０を連結し、長型ブラケットは遠い列に配したＸ方向駆動ユニット１１０とワーク分断ユニット１２０を連結する。

４個のＸ方向ナットブロック１１２が移動可能範囲を移動した時、該ナットブロック１１２と連動する４個のワーク分断ユニット１２０先端に設けたカッター１７のＸ方向移動範囲が、隣接するワーク分断ユニット１２０のカッター１７のＸ方向移動範囲と端部において重なる様に、Ｘ方向駆動ユニット１１０の形状と配置、並びにカッターヘッドブラケット１４１の形状を併せて決定する。

尚、詳細な説明は省略するが、本発明の自動ガラススクライバー４００は各カッターヘッド組立ユニット１４０をプログラムに従って独立してＸ方向及びＺ方向に制御可能であるが、それと同時に、移動可能エリアと干渉防止エリアをコンピュータ管理することでユニット同士が干渉しない様に集中制御するメインコントローラーを備えている。このメインコントローラーにより、プログラムに従い最も効率的手順でワーク２６をスクライブする様全てのカッターヘッド組立ユニット１４０を集中制御している。

本発明の自動ガラススクライバーに使用するカッターヘッド組立ユニット１４０の総個数はスクライブしたいワーク２６の大きさに依って決めていく。実施例として、Ｘ方向駆動ユニット１１０の配列を図７を用いて説明する。カッターヘッド組立ユニット１４０の総個数が２個で配列を２列にする場合は、図７（ａ）若しくは図７（ｂ）に示す様になる。またＸ方向駆動ユニット１１０の配列が２列で、Ｘ方向駆動ユニット１１０の総個数が３個の場合は図７（ｃ）に示した配列とする。Ｘ方向駆動ユニット１１０の配列が２列でＸ方向駆動ユニット１１０の総個数が４個の場合は図７（ｄ）のような配列とするが、これは最良の形態で詳述した通りである。以上はＸ方向駆動ユニット１１０をＸ方向の１列中に１〜２個配置する場合だけを例に挙げて説明した。しかし、将来ワークが更に大型化した場合は、必要に応じて１列に配置する個数を増やしていくことも勿論可能である。

ところで本発明では全て２列を例に説明した。列数が増えるとカッターヘッドブラケット１４１が長くなり、スクライブ寸法精度を出し難くなる。これを補完するためにはカッターヘッドブラケット１４１の剛性アップが必要になるので２列が最適である。しかし本発明のＸ方向駆動ユニット１１０の配列列数に制限は無い。

本発明の自動ガラススクライバーの平面図である。図１の側面図である。図１中のフレーム組立部の拡大平面図である。図３中のワーク分断ユニット部の平面図である。図４中の矢視Ｃ図でである。図４中の矢視Ｄ図である。本発明に用いたＸ方向駆動ユニットの各種配列を示す平面図である。背景技術におけるシングルカッターを備えた自動ガラススクライバーの平面図である。図８の側面図である。背景技術におけるツインカッターを備えた自動ガラススクライバーの一例を示す側面図である。背景技術におけるツインカッターを備えた自動ガラススクライバーの他の一例を示す斜視図である。

符号の説明

３テーブルガイドレール
４Ｙ方向ボールネジ
７Ｙ方向モータ
９Ｙ方向ボールナット
１７、４５、４６、６０、６１カッター
１０Ｙ−θテーブル装置
２６、４７ワーク（ガラス板）
３４Ｙ方向案内レール
５２ガイドバー
５４レール
５５移動部材
５６ホルダー支持体
５７回転手段
６２、６３スクライブヘッド
１１０Ｘ方向駆動ユニット
１１１Ｘ方向モータ
１２０ワーク分断ユニット
１２４Ｚ方向モータ
１２６Ｚ方向ガイドレール下
１３３Ｚ方向ガイドレール上
１３６エアーシリンダー
１４０カッターヘッド組立ユニット
１４１カッターヘッドブラケット
１５０フレーム組立
１５１フレーム
１５２Ｘ方向ガイドレール
１００、２００、３００、４００自動ガラススクライバー

Claims

回転可能で且つテーブルガイドレールに沿ってＹ方向に移動可能なＹ−θテーブルを備え、該テーブルガイドレールを跨いでＹ方向に直交するフレーム上にＺ方向移動可能なワーク分断ユニットをＸ方向移動可能に設けた自動ガラススクライバーにおいて、前記フレームの上面に並列に複数列配した複数のＸ方向駆動ユニットと、先端にカッターを備え前記フレーム側面上でＸ方向ガイドレールに沿って移動可能な複数のワーク分断ユニットとを備えて、前記複数のＸ方向駆動ユニットと前記複数のワーク分断ユニットとをカッターヘッドブラケットを介してそれぞれ連結して複数のカッターヘッド組立ユニットを配設したことを特徴とする自動ガラススクライバー。
前記複数のワーク分断ユニットは、それぞれＺ方向に移動可能な駆動手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の自動ガラススクライバー。
前記複数のカッターヘッド組立ユニットは、それぞれ独立してＸ及びＺ方向に移動可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動ガラススクライバー。
前記複数のカッターヘッド組立ユニットは、隣接するワーク分断ユニット同士の移動可能エリアの一部が重なる様に配されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の自動ガラススクライバー。
前記複数のカッターヘッド組立ユニットをメインコントローラーにより集中的に制御していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の自動ガラススクライバー。
前記複数のＸ方向駆動ユニットを２列に配したことを特徴とする請求項１記載の自動ガラススクライバー。
前記複数のカッターヘッド組立ユニットの総数が２〜４個であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の自動ガラススクライバー。
前記ワーク分断ユニットにはワーク面上に凸部が存在した場合にカッターが逃げる手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の自動ガラススクライバー。