JP3046950B2 - 破断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、板ガラス等の硬
質材料からなるワークの面に閉曲線からなる刻線を形成
した後、この刻線に沿って破断することにより、ワーク
を刻線の内側の部分と外側の部分に分離する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、板ガラス等のワークを２つに破
断する場合には、ワークの面に予め直線的に刻線を形成
し、この刻線の両側の部分を把持して刻線を形成した面
側が凸になるように力を加え、刻線に沿って破断してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法で
は、閉曲線を描く刻線に沿って破断する場合には適用で
きなかった。そのため、例えば板ガラスから円盤形状の
板を切り出す方法には、レーザーを用いる等、製造コス
トが高い方法しかなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、閉曲
線を描く刻線が形成された板状ワークを、上記刻線に沿
って破断することにより、この刻線の内側の部分と外側
の部分とを分離する装置において、上記ワークの外側部
分を全周にわたって挟持するとともに、上記ワークの内
側部分に対峙する穴を有する一対の挟持部材と、上記一
対の挟持部材の一方に設けられその内部空間の容積が可
変である容積変更器とを備え、上記容積変更器の内部空
間が、当該一方の挟持部材の穴を介して、挟持された状
態の上記ワークの一方の面と対峙し、他方の挟持部材の
穴が大気解放であることを特徴とする。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１に記載の破断
装置において、上記容積変更器がベローズを含み、この
ベローズにおいて上記一方の挟持部材とは反対側の端部
が、衝撃を受けるための力作用部として提供されること
を特徴とする。請求項３の発明は、請求項１に記載の破
断装置において、上記容積変更器が、シリンダと、この
シリンダ内をスライドするピストンと、このピストンに
連結されたロッドとを有し、このロッドの端部に衝撃を
受けるための力作用部が設けられていることを特徴とす
る。請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載
の破断装置において、さらに、上記容積変更器の力作用
部を叩いてその内部空間の容積を急激に減少させる打撃
機構を備えたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図面を参照して
説明する。まず、本発明に係わる破断装置を説明する前
に、コンピュータ等に用いられる記憶ディスクの基板の
製造方法の概略について説明する。図２（Ａ）に示すよ
うに、四角形の板ガラスからなるワーク１の一方の面
に、図３のスクライブ装置６を用いて、円（閉曲線）を
描くように刻線１ａを形成する。このスクライブ装置６
は、先端にダイヤモンド粒を有するカッタ７と、このカ
ッタ７を保持するホルダ８と、このホルダ８に超音波振
動を付与するアクチュエータとを有している。カッタ７
の先端をワーク１の一方の面に押し付けた状態で、超音
波振動を付与しながら移動させることにより、垂直クラ
ックを含む刻線１ａを形成する。

【０００７】次に、図１に示す破断装置を用いて、この
刻線１ａに沿ってワーク１を破断し、刻線１ａの外側の
部分２と内側の部分３に分離する。次に、上記のように
して分離された内側部分すなわち円盤形状をなすワーク
３に同心円をなすようにして上記と同様にして刻線３ａ
を形成する。次に、上記破断装置とほぼ同じ構成の装置
を用いて、上記刻線３ａに沿ってワーク３を破断し、外
側のドーナツ形状の部分４と、内側の部分５とに分離す
る。この外側部分４が、記憶ディスクの基板として用い
られる。

【０００８】ここで、上記破断装置を図１を参照しなが
ら説明する。破断装置は、水平に設置されたベース１０
（挟持部材）を備えている。このベース１０には円形の
穴１１が形成されている。この穴１１の径は、上記ワー
ク１に形成された刻線１ａの円の径より大きい。この穴
１１の周縁近傍の上面が環状のワーク挟持部１２とな
る。このワーク挟持部１２には環状溝１２ａが形成さ
れ、この環状溝１２ａにＯリング１３が装着されてい
る。

【０００９】上記ベース１０の上方には、押さえ部材２
０（挟持部材）が図示しない移動機構により上下動可能
に配置されている。この押さえ部材２０は、ベース１０
の穴１１に対峙する穴２１を有している。この穴２１の
周縁近傍の下面が環状のワーク挟持部２２となる。この
ワーク挟持部２２の内径はベース１０のワーク挟持部１
２の内径と等しく、ワーク１の刻線１ａの円より大径と
なっている。このワーク挟持部２２には環状溝２２ａが
形成され、この環状溝２２ａにＯリング２３が装着され
ている。

【００１０】上記押さえ部材２０の上面には、穴２１の
周縁において、ベローズ３０（容積変更器）の下端周縁
が気密をなして取り付けられている。このベローズ３０
は、その弾性により、無負荷状態で図１（Ａ）の伸び状
態に復帰することができる。ベローズ３０の上端は硬い
板で閉塞されており、この閉塞端部が力作用部３１とし
て提供される。上記ベローズ３０の上方には、打撃機構
４０のハンマー部４１が配置されている。

【００１１】次に、上記構成の破断装置を用いたワーク
１の破断作用について詳述する。ベース１０のワーク挟
持部１２にワーク１が載せられる。このワーク１は、手
でワーク挟持部１２に載せてもよいし、先端に吸着部を
有するロボットでワーク１を運んできてワーク挟持部１
２に載せてもよい。なお、このセット状態において、ワ
ーク１は、刻線１ａを形成した面を下にする。また、刻
線１ａの円は、ベース１０の穴１１とほぼ同心をなし、
この穴１１の周縁（ワーク挟持部１２の内周縁）の内側
に位置している。

【００１２】次に、移動機構を駆動させて押さえ部材２
０を下降させ、ワーク１の上面を押圧する。換言すれ
ば、ワーク１において刻線１ａの外側の部分２を、ベー
ス１０と押さえ部材２０のワーク挟持部１２，２２で挟
持する。このワーク１の挟持状態で、刻線１ａが形成さ
れた下面がベース１の穴１１を介して大気に臨んでお
り、ワーク１の上面が押さえ部材２０の穴２１を介して
ベローズ３０の内部空間３２に臨んでいる。ベローズ３
０の内部空間３２は、ワーク１に塞がれていて、密閉空
間となっている。

【００１３】次に、打撃機構４０を駆動させて、そのハ
ンマー部４１でベローズ３０の力作用部３１を叩く。す
ると、ベローズ３０の内部空間３２の容積が一気に減少
し、これに伴いワーク１の上面に衝撃的なエア圧が付与
される。これにより、ワーク１が下に凸となるように湾
曲され、それに伴って発生する衝撃的な応力により、ワ
ーク１が刻線１ａに沿って破断される。その結果、ワー
ク１の刻線１ａの内側の部分３が外側の部分２から分離
され、ベース１０の穴１１を通って落下する。落下した
部分３は、図示しないスポンジ等の緩衝部材で受け止め
られる。上記のように、ワーク１の破断に衝撃的なエア
圧を用いるので、刻線１ａに対してほぼ均等な圧力が付
与され、きれいに破断することができる。

【００１４】上記破断の後に、ハンマー部４１を上方に
移動させるとともに、押圧部材２０を上方に移動させ、
ロボット等でワーク１を吸着してベース１から外す。な
お、打撃機構４０を用いずに、上記ベローズ３０の力作
用部３１を手で叩いてもよい。

【００１５】以下、本発明の他の実施形態について説明
する。これら実施形態において、第１実施形態に対応す
る構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略す
る。図４に示す本発明の第２の実施形態では、ベース１
０の穴１１の下部に径方向，内方向に突出する環状のフ
ランジ１５が形成され、このフランジ１５の上面にスポ
ンジからなる環状の緩衝部材１６が取り付けられてい
る。ワーク１の分離した内側部分２は、この緩衝部材１
６で受け止められる。

【００１６】図５に示す本発明の第３の実施形態では、
容積変更器としてベース３０の代わりに、シリンダ機構
５０が用いられる。このシリンダ機構５０は、円筒形状
をなしてその下端部が押さえ部材２０の穴２１に固定さ
れたシリンダ部５１と、このシリンダ部５１に気密をな
して上下方向スライド可能に収容されたピストン５２
と、このピストン５２に下端部が連結されたロッド５３
と、このロッド５３の上端部に連結された水平をなす円
盤形状の力作用部５４と、この力作用部５４と押さえ部
材２０との間に介在されたスプリング５５とを備えてい
る。シリンダ部５１の内部空間５６は、押さえ部材２０
の穴２１を介してワーク１の上面と対峙している。

【００１７】打撃機構４０を駆動させて、シリンダ機構
５０の力作用部５４を叩くと、ピストン５２が下方に移
動して、内部空間５６の容積が急激に減少し、ワーク１
に衝撃的なエア圧を供給できる点では、前述した実施形
態と同じである。ハンマー部が上昇して力作用部５４か
ら離れた時には、スプリング５５の力で力作用部５４が
上昇し、ピストン５２が元の状態に復帰する。

【００１８】ワークに形成される刻線は、多角形をなす
閉曲線であってもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、ワークに衝撃的なエア圧を付与することによ
り、刻線に沿ってほぼ均等な圧力が付与され、きれいに
破断することができる。しかも、簡単の構成であるの
で、破断に要するコストを低減することができる。請求
項２の発明によれば、ベローズを用いることにより、装
置の構成をより簡略化することができる。請求項３の発
明によれば、シリンダとピストンを用いることにより、
耐久性を高めることができる。請求項４の発明によれ
ば、打撃機構を用いることにより、破断作業の自動化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態をなす破断装置の縦断
面図であり、（Ａ）は破断前の状態を示し、（Ｂ）は破
断後の状態を示す。

【図２】図２は、記憶ディスク用基板の製造過程を示す
平面図であり、（Ａ）は四角の板ガラスからなるワーク
に円形の刻線を付けた状態を示し、（Ｂ）は、円形の刻
線に沿って破断することによって分離された内側の部分
を示す。

【図３】スクライブ装置を用いてワークに刻線を形成し
ている状態を示す要部拡大縦断面図である。

【図４】本発明の破断装置の第２実施形態を示す縦断面
図である。

【図５】本発明の破断装置の第３実施形態を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１ ワーク １ａ 刻線 １０ ベース（挟持部材） １１ 穴 １２ ワーク挟持部 ２０ 押さえ部材（挟持部材） ２１ 穴 ２２ ワーク挟持部 ３０ ベローズ（容積変更器） ３１ 力作用部 ３２ 内部空間 ４０ 打撃機構 ４１ ハンマー部 ５０ シリンダ機構（容積変更器） ５１ シリンダ部 ５２ ピストン ５３ ロッド ５４ 力作用部 ５６ 内部空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C03B 33/033 C03B 33/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】閉曲線を描く刻線が形成された板状ワーク
   を、上記刻線に沿って破断することにより、この刻線の
   内側の部分と外側の部分とを分離する装置において、 上記ワークの外側部分を全周にわたって挟持するととも
   に、上記ワークの内側部分に対峙する穴を有する一対の
   挟持部材と、 上記一対の挟持部材の一方に設けられその内部空間の容
   積が可変である容積変更器とを備え、 上記容積変更器の内部空間が、当該一方の挟持部材の穴
   を介して、挟持された状態の上記ワークの一方の面と対
   峙し、他方の挟持部材の穴が大気解放であることを特徴
   とする破断装置。
2. 【請求項２】上記容積変更器がベローズを含み、このベ
   ローズにおいて上記一方の挟持部材とは反対側の端部
   が、衝撃を受けるための力作用部として提供されること
   を特徴とする請求項１に記載の破断装置。
3. 【請求項３】上記容積変更器が、シリンダと、このシリ
   ンダ内をスライドするピストンと、このピストンに連結
   されたロッドとを有し、このロッドの端部に衝撃を受け
   るための力作用部が設けられていることを特徴とする請
   求項１に記載の破断装置。
4. 【請求項４】さらに、上記容積変更器の力作用部を叩い
   てその内部空間の容積を急激に減少させる打撃機構を備
   えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   破断装置。