JP3968789B2 - カッタ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガラス板切断用又はラス板折割用のカッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
素板ガラス板から建築物用の窓ガラス、自動車用の窓ガラス等を製造する際には、素板ガラス板を所定の形状にするために、例えば、素板ガラス板に所定の形状に沿った切線（主折割線）を形成し、この切線が形成された素板ガラス板に端切り線（補助折割線）を形成すると共に切線及び端切り線（以下これらを単に切線という）に沿ってガラス板を切断又は押し割るガラス板切断装置又はガラス板折割装置が用いられる。そしてこのようなガラス板切断装置又はガラス板折割装置は、切線を形成するためにカッタ装置を具備しており、このカッタ装置は、カッタ刃をガラス板へ押し付けるカッタ刃押付け機構を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来のカッタ装置おいて、ガラス板表面の凹凸変化（うねり）に対するカッタ刃の追従性が悪いと、切線の強い（深い）ところや、切線の弱い（浅い）ところ、場合により切線の消えたところ等が生じて、切線が一定統一したものとならず、良好な切断面を得ることができない。そしてカッタ刃押付け機構を調節して切線の弱いところで所定の切線が形成されるようにすると、切線の強い（深い）ところで更に強く切線が形成されて切断面が非常に悪くなり、場合によりはま欠け等が生る。これに対して切線の強いところで所定の切線が形成されるようにすると、切線の弱いところで時々切線が付かないことが生じ、場合によりガラス板を切断できなくなる虞があり、この傾向は、カッタ刃の移動速度を速くして切断速度を上げる場合に顕著に生じる。
【０００４】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガラス板表面の凹凸変化に対するカッタ刃の追従、応答性をよくして、一定統一した切線をガラス板に形成し得るカッタ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、カッタ刃を支持する先金部と、この先金部を軸方向に移動自在に支持する先金支持部と、先金部と先金支持部との間に設けられていると共にカッタ刃をガラス板に向かって弾性的に付勢する弾性部材と、下端に先金支持部が固定されていると共に軸方向に可動であって回転自在な軸と、カッタ刃を切線を形成すべき方向に向かせるように軸を回転させる軸回転装置と、空気弾性力を軸に与えて当該空気弾性力によってカッタ刃をガラス板に押圧させるべく軸に連結された空気圧シリンダ装置とを具備しており、軸回転装置は、軸と同心に配された電動モータを具備しており、電動モータは、軸にボールスプライン機構を介して結合して軸と同心に配された回転子と、軸と同心に配された固定子とを具備しており、ボールスプライン機構は、回転子の内面及び軸の外面に軸心に沿ってそれぞれ形成されたスプライン溝と、このスプライン溝に嵌込まれた多数のボールとからなり、ボールスプライン機構は回転子の回転を軸に伝達する一方、回転子に対する軸の軸方向の相対的な移動を許容するようになっているカッタ装置によって達成される。
【０００６】
本発明の一つの例では、先金部は、カッタ刃が取り付けられた取り付け部と、取り付け部と一体に形成された軸部とを具備しており、軸部において軸方向に移動自在に先金支持部に支持されている。なお、先金支持部は、先金部を軸心回りで回転自在に支持していてもよく、この場合、先金支持部に軸可動玉軸受を具備せしめ、軸可動玉軸受により先金部、より具体的には先金部の軸部を、軸心回りで回転自在にかつ軸方向に移動自在に支持するようにしてもよい。
【０００７】
弾性部材としては、好ましい例としてコイルばねを示し得るが、板ばね、ゴム部材等の他の弾性部材であってもよい。なお、軸可動玉軸受軸を設ける場合、可動玉軸受と取り付け部との間に、コイルばねからなる弾性部材を配するとよい。また、先金部を軸心回りで回転自在に支持する場合、ガラス板への押圧位置を軸心から偏心させるようにすると、刃先を切線方向に自動的に倣わせることができ好ましい。カッタ刃の好ましい例としてはカッタホイールを例示し得るが、その他のものであってもよい。
【０００８】
本発明を用いることにより先金支持部を軸方向に固定にしてもよいが、好ましくは可動として、これをカッタ刃押付け機構又はカッタ刃位置決め機構に連結するとよい。
【０００９】
【作用】
本発明のカッタ装置では、カッタ刃は位置決め機構によりガラス板表面に当接され、予め記憶されたプログラムにより切線形成方向に移動される。ガラス板表面の凹凸変化があると、弾性部材の伸縮により、カッタ刃はガラス板表面の凹凸変化に対応して、それに倣って移動し、而してカッタ刃はガラス板表面の凹凸変化に拘らず所望の切線を形成する。
【００１０】
以下本発明を、図面に示す好ましい具体例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら具体例に何等限定されないのである。
【００１１】
【具体例】
図１から図３において、本例のカッタ装置１００は、カッタ刃であるカッタホイール７を回転自在に支持する先金部７１と、先金部７１を軸方向、すなわちＡ及びＢ方向に移動自在に支持する先金支持部７２との間に、カッタホイール７をガラス板８０に向かって弾性的に付勢する弾性部材であるコイルばね７４を設けてなる。
【００１２】
本例のカッタ装置１００は、更に、基台１と、基台１に上下動自在、すなわちＡ及びＢ方向に移動自在に装着されたスライダ２と、スライダ２を上下移動させるスライダ移動装置３と、スライダ２に装着された空気圧シリンダ装置３５と、空気圧シリンダ装置３５からの空気弾性力を受けるように、空気圧シリンダ装置３５に連結された回転自在な軸５と、軸５を回転させる軸回転装置６とを具備しており、軸５の下端に先金支持部７２が固定されている。
【００１３】
スライダ２は、基台１に固定されたレール２１にＡ及びＢ方向に移動自在に嵌合されている。スライダ移動装置３は、基台１に設けられた電動モータ２２と、スライダ２に螺合して両端で基台１に回転自在に支持されて設けられたねじ軸２３と、電動モータ２２の出力回転軸２４の回転をねじ軸２３に伝達すべく、ねじ軸２３及び出力回転軸２４に連結された回転伝達機構２５とを具備している。回転伝達機構２５は、出力回転軸２４の一端に取り付けられたプーリ３１と、ねじ軸２３の一端に取り付けられたプーリ３２と、プーリ３１及び３２間に掛け渡されたベルト３３とからなる。電動モータ２２の作動で出力回転軸２４が回転されると、この回転はプーリ３１、ベルト３３及びプーリ３２を介してねじ軸２３に伝達され、こうしてねじ軸２３が回転されると、ねじ軸２３に螺合したスライダ２はＡ又はＢ方向に移動、すなわち下降又は上昇される。
【００１４】
空気圧シリンダ装置３５のピストンロッド３６の一端３７は、調心用のカップリング３８及び連結軸３９並びにベアリング機構４０を介して軸５の上端４１に連結されている。ベアリング機構４０は、ハウジング４５とハウジング４５内に装着されて連結軸３９に取り付けられたボール軸受４６とを具備し、ピストンロッド３６の一端３７と軸５とを相対回転可能となるように、すなわち軸５の軸心４７の回りでの相対回転Ｒを可能となるように、これらを相互に連結している。なお、調心用のカップリング３８及び連結軸３９を省いて、ピストンロッド３６の一端３７を、ベアリング機構４０を介して軸５の上端４１に連結しても良い。空気圧シリンダ装置３５によって発生される空気弾性力はピストンロッド３６、カップリング３８、連結軸３９、ベアリング機構４０及び軸５並びに先金支持部７２及び先金部７１を介してカッタホイール７に伝達される。
【００１５】
空気圧シリンダ装置３５のピストンロッド３６に連結されたピストンを収容するシリンダ４８は、スライダ２の取付部４９に取り付けられており、スライダ２がＡ又はＢ方向に移動されると、空気圧シリンダ装置３５、カップリング３８、連結軸３９、ベアリング機構４０及び軸５を介して先金支持部７２及び先金部７１、したがってカッタホイール７もまたＡ又はＢ方向に移動、すなわち下降又は上昇される。
【００１６】
軸回転装置６は、軸５と同心に配された電動モータ５１を具備しており、電動モータ５１は、軸５にボールスプライン機構５２を介して結合して軸５と同心に配された回転子５３と、基台１のブラッケト５５にねじ５４等を介して固定されて軸５と同心に配された固定子５６とを具備しており、固定子５６と回転子５３の外側円筒部５７との間にはボール軸受５８が配されており、ボールスプライン機構５２は、回転子５３の内側円筒部５９の内面及び軸５の外面に軸心４７に沿ってそれぞれ形成されたスプライン溝６０及び６１と、スプライン溝６０及び６１に嵌込まれた多数のボール６２とからなり、ボールスプライン機構５２は回転子５３の回転を軸５に伝達する一方、回転子５３に対する軸５のＡ及びＢ方向の相対的な移動を許容する。電動モータ５１の作動で回転子５３が回転されることにより軸５も回転され、而してカッタホイール７は切線を形成すべき方向に向けられる。
【００１７】
先金部７１は、回転自在にカッタホイール７を支持する取り付け部７５と、取り付け部７５に一体に形成された軸部７６とを具備しており、先金支持部７２は、筒状本体７７とボールスプライン機構７８とを具備しており、軸部７６がボールスプライン機構７８を介して筒状本体７７にＡ及びＢ方向に移動自在に支持されており、筒状本体７７はねじ７９により軸５の下端に固定されている。本例ではコイルばね７４は筒状本体７７と取り付け部７５との間に配されて、取り付け部７５をガラス板８０に向ってその弾性力により付勢している。ボールスプライン機構７８は、ボール８１を有してボールスプライン機構５２と同様に形成されている。
【００１８】
基台１は、図示しないＸ−Ｙ移動装置によりガラス板８０の面と平行な面内においてＸ方向（図１の紙面に垂直な方向）及びこれに直交するＹ方向に移動されるようになっており、したがって基台１のＸ−Ｙ方向の移動でカッタホイール７もまたガラス板８０の面と平行な面内において、すなわちＸ−Ｙ方向において位置決めされる。
【００１９】
以上のように形成されたカッタ装置１００によってガラス板８０に切線を形成する場合には、まず、切線形成開始に際してスライダ移動装置３の電動モータ２２を作動させる。電動モータ２２の作動でスライダ２が下降され、スライダ２の下降は空気圧シリンダ装置３５を介して軸５に伝達される。軸５が下降されると同時にカッタホイール７も下降され、これによりカッタホイール７はガラス板８０に当接される。カッタホイール７のガラス板８０への当接後、基台１はＸ−Ｙ平面内で移動されてカッタホイール７は切線を形成しながら切線を形成すべき方向に移動される。Ｘ−Ｙ平面内での移動中、電動モータ５１の回転子５３の作動による軸５の回転でカッタホイール７は切線を形成すべき方向に向けられる。切線形成中においては、空気圧シリンダ装置３５からの空気弾性力によってカッタホイール７はガラス板８０に押圧される。全ての切線の形成が完了すると、再び電動モータ２２が逆転作動されることにより軸５の上昇と共にカッタホイール７も上昇され、カッタホイール７はガラス板８０から所定の位置まで上昇、離反される。
【００２０】
ところでカッタ装置１００では、取り付け部７５に取り付けられたカッタホイール７がコイルばね７４により弾性的にガラス板８０に押し付けられているため、ガラス板８０の表面に凹凸変化（うねり）があったとしても、それに対応してカッタホイール７は上下動する結果、ほぼ一様な切線をガラス板８０に形成することができる。そして、コイルばね７４が比較的重量の小さい先金部７１を付勢しているため、カッタホイール７を高速で移動させて切断速度を上げても、ガラス板８０の表面の凹凸変化にカッタホイール７を忠実に応答させることができる。
【００２１】
なお、カッタ装置１００では、カッタホイール７の下降、上昇をスライダ移動装置３によって行わせ、カッタホイール７のガラス板８０への弾性的押圧を空気圧シリンダ装置３５によって行わせているため、カッタホイール７の下降においてカッタホイール７がガラス板８０へ激突するような事態をなくすことができ、ひび割れ、欠け等のないガラス板製品を製造し得る。すなわち空気圧シリンダ装置３５によってカッタホイール７の下降、上昇をも行わせると、カッタホイール７の下降時、カッタホイール７がガラス板８０に激突する虞があるが、カッタ装置１００ではそのような虞がなくなり、カッタホイール７をぴったりとガラス板８０に対して位置決めすることができる。
【００２２】
ところで前記では、先金部７１をボールスプライン機構７８を介してＡ及びＢ方向に移動自在に支持したが、これに代えて図４に示すように、先金支持部７２に、軸可動玉軸受１１１を具備せしめ、先金部７１を、その軸部７６において軸可動玉軸受１１１により軸心４７回りでＲ方向に回転自在にかつ軸方向に移動自在に支持し、軸可動玉軸受１１１と取り付け部７５との間に、コイルばね７４を配してもよい。また、カッタホイール７のガラス板８０への押圧位置１１３が軸心７から偏心するようにカッタ装置１００を形成すると、切線形成中におけるカッタホイール７の刃先を移動方向に自動的に倣わすことができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ガラス板表面の凹凸変化に対するカッタ刃の追従、応答性をよくして、一定統一した切線をガラス板に形成し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい一具体例の断面説明図である。
【図２】図１に示す具体例の一部詳細説明図である。
【図３】図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本発明の好ましい他の具体例の一部断面説明図である。
【符号の説明】
７ カッタホイール
７１ 先金部
７２ 先金支持部
７４ コイルばね
１００ カッタ装置

Claims (8)

1. カッタ刃を支持する先金部と、この先金部を軸方向に移動自在に支持する先金支持部と、先金部と先金支持部との間に設けられていると共にカッタ刃をガラス板に向かって弾性的に付勢する弾性部材と、下端に先金支持部が固定されていると共に軸方向に可動であって回転自在な軸と、カッタ刃を切線を形成すべき方向に向かせるように軸を回転させる軸回転装置と、空気弾性力を軸に与えて当該空気弾性力によってカッタ刃をガラス板に押圧させるべく軸に連結された空気圧シリンダ装置とを具備しており、軸回転装置は、軸と同心に配された電動モータを具備しており、電動モータは、軸にボールスプライン機構を介して結合して軸と同心に配された回転子と、軸と同心に配された固定子とを具備しており、ボールスプライン機構は、回転子の内面及び軸の外面に軸心に沿ってそれぞれ形成されたスプライン溝と、このスプライン溝に嵌込まれた多数のボールとからなり、ボールスプライン機構は回転子の回転を軸に伝達する一方、回転子に対する軸の軸方向の相対的な移動を許容するようになっているカッタ装置。
2. 先金支持部は、先金部を軸心回りで回転自在に支持している請求項１に記載のカッタ装置。
3. 弾性部材は、コイルばねからなる請求項１又は２に記載のカッタ装置。
4. 先金部は、カッタ刃が取り付けられた取り付け部と、取り付け部と一体に形成された軸部とを具備しており、軸部において先金支持部に支持されている請求項１から３のいずれか一項に記載のカッタ装置。
5. 先金支持部は、軸可動玉軸受により先金部を軸心回りで回転自在にかつ軸方向に移動自在に支持している請求項１から４のいずれか一項に記載のカッタ装置。
6. 先金部は、カッタ刃が取り付けられた取り付け部と、取り付け部と一体に形成された軸部とを具備しており、先金支持部は、軸可動玉軸受を具備しており、先金部は、軸部において軸可動玉軸受軸部により軸心回りで回転自在にかつ軸方向に移動自在に支持されている請求項１に記載のカッタ装置。
7. 軸可動玉軸受と取り付け部との間に、コイルばねからなる弾性部材が配されている請求項６に記載のカッタ装置。
8. 先金支持部は、軸方向に可動である請求項１から７のいずれか一項に記載のカッタ装置。

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