JP4605882B2

JP4605882B2 - 硬質脆性板のブレーク装置

Info

Publication number: JP4605882B2
Application number: JP2000313825A
Authority: JP
Inventors: 外茂夫内潟
Original assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2020-10-13
Also published as: JP2002121041A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのディスプレイパネルとして用いるガラスセルや、これらのパネルを製造するガラス基板などの硬質脆性板のブレーク装置に関するもので、硬質脆性板の所望の切断線に沿って予め設けたスクライブ溝にブレーク刃を衝撃的に当接させることによって、硬質脆性板を当該スクライブ溝に沿って割って分断（割断）する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス板を所望の切断線に沿って割断する方法として、ダイヤモンドの尖針でガラス板の表面に傷（スクライブ溝）を付け、次にその傷を付けた部分に軽い衝撃力を与えるか、曲げ応力を与えることによって割断する方法は、古くから行われている。この割断方法においては、スクライブ溝をどの程度の深さで設けるかや、スクライブ溝を設けたガラス板のどの位置にどの程度の衝撃力を加えるか等に熟練を必要とし、これらが適切に行われないと、予期しない方向の割れや欠けが発生する。
【０００３】
液晶パネルなどのガラスセルの分断においても、基本的には上記と同様な方法での割断が広く用いられている。近時提唱されている他の分断方法として、レーザビームなどを切断線に沿って走行させることにより、ガラス板に局部的な熱応力による割れを生じさせることによって分断させる方法があるが、分断速度が上記従来の機械的な割断に比べて遅いために、未だ広く実用化されるには至っていない。
【０００４】
電子ディバイスの製造技術の進歩により、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイの大画面化と生産数量の増加が進行し、製造に用いるガラス板の大面積化が進んでいる。これらのディスプレイは、１枚の（正確には表裏２枚の）ガラス板に複数のディスプレイパネルをマトリックス状に形成し、その後これを複数の切断線に沿って縦横に分割して、所望寸法のディスプレイパネルにする。また、携帯型の電子装置の普及により、ディスプレイパネルに対する軽量化の要請から、使用するガラス板の厚さも薄くなってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなディスプレイパネル用のガラス板の大面積化と板厚の低下に伴い、上述した機械的な方法でガラス板を割断する際のブレーク工程で装置の繊細な調整が必要になってきた。ディスプレイパネル用のガラスセルは、テーブルに載置した状態でブレークが行われるが、テーブルの面精度やガラスセルの厚さ精度にある程度の誤差が入り込むのを避けることはできず、面積が大きくなれば、その誤差も大きくなり、かつガラス板の厚さが薄くなることによって、予期しない方向への割れや欠けが発生しやすくなる。
【０００６】
ガラス板のブレークは、下向きの浅いＶ形断面を有するブレーク刃をスクライブ溝を形成したガラス板の表面に衝撃的に当接させることによって行われるが、ブレーク刃は通常合成樹脂製で、比較的摩耗しやすく、摩耗によってガラス板に与える衝撃力も変化する。このようなことから、実際にブレーク作業を開始する前に、割断しようとするガラスセルの寸法や厚さ等に応じて、ブレーク刃がガラスセルに衝突したときのガラス板表面に対するブレーク刃の当接深さなどを精密に調整しているが、前述したガラスセルの大面積化と板厚の低下に伴って、ブレーク時の割れや欠けによる不良品が増大する傾向にあり、また、作業前の調整に非常に時間がかかるという問題が生じてきている。
【０００７】
この発明は、上記のような問題の発生に鑑み、スクライブ工程とブレーク工程とで、ガラスセルの割断を行なう際のブレーク工程において、不良品の発生を低減し、運転前の調整時間を短縮することを課題としており、特にディスプレイパネルの製造に用いるガラス板の大面積化と薄肉化に伴って生じた上記問題を解消することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明では、１枚のガラス板に形成された複数本のスクライブ溝のそれぞれに対して、ガラス板に対するブレーク刃の当接深さを調節ないし設定可能にすることによって上記課題を解決している。
【０００９】
この発明のガラス板のブレーク装置は、硬質脆性板に形成した複数のスクライブ溝にブレーク刃を衝撃的に当接させて複数のスクライブ溝に沿って硬質脆性板を順次割断して行く硬質脆性板のブレーク装置において、硬質脆性板に対するブレーク刃の当接深さを調整する手段と、複数のスクライブ溝のそれぞれについて当接深さを設定ないし演算する制御手段とを設けている。この発明の装置では、ブレーク済のスクライブ溝から次にブレークするスクライブ溝に対向する位置にブレーク刃を相対移動させる送り動作と、この送り動作の間ないし前後にブレーク刃の当接深さの変更を行なう調整動作と、ブレーク刃を硬質脆性板に衝撃的に当接させる衝突動作とを繰り返す。
【００１０】
上記手段及び繰返し動作は、ブレーク刃６５を急速下降させる衝突装置８と、この衝突装置によるブレーク刃の下降動作を所定位置で強制停止させるストッパ６１と、ストッパ６１によるブレーク刃６５の停止高さを調整する高さ調整装置３と、高さ調整装置を駆動するサーボ駆動装置３５と、このサーボ駆動装置に複数の設定位置信号を所定の順序で繰返し出力する制御器７とを備えたブレーク装置によって実現できる。
【００１１】
複数のスクライブ溝毎のブレーク刃の当接深さの設定ないし調整は、ブレーク刃６５の下降動作を強制的に停止させるストッパ６１自体を位置調整可能に設け、かつその位置をサーボ駆動装置によって制御することによっても実現できるが、ストッパ６１にはブレーク動作毎に衝撃的な力が繰返し作用するため、ストッパの支持部に微細な位置調整機能と衝撃的な外力に耐える強度とを合せ持たせる必要があり、装置の設計及び製造上不利である。
【００１２】
これに対して固定位置にストッパ６１とブレーク刃の衝突装置８とを搭載した昇降ブラケット５を設けて、この昇降ブラケット５の高さ位置を調整することによって、ブレーク刃の当接深さを設定ないし調整するようにすれば、上記問題を回避してより合理的で耐久性のある装置を提供できる。
【００１３】
すなわち、実用上より好ましいこの発明のブレーク装置は、一定高さに保持された支持フレーム３１と、この支持フレームに鉛直方向の第１直線ガイド５１で案内されている昇降ブラケット５と、支持フレームと昇降ブラケットとの高さ方向の相対位置関係を設定する高さ調整装置３と、昇降ブラケットに第２鉛直ガイド６７で案内されたブレーク刃ホルダ６２と、昇降ブラケットに装着されてブレーク刃ホルダ６２を昇降駆動する衝突装置８と、昇降ブラケット５の所定位置に固定されて衝突装置によるブレーク刃ホルダの下降動作を強制的に停止させるストッパ６１とを備えた装置である。
【００１４】
この発明は、本願発明者らが行なった試験で、ガラス板上に設けられたスクライブ溝の平面上の位置によってブレーク刃の最適な当接深さが異なるという、試験結果が得られたことに基づいて完成されたものである。ガラス板の辺に近い位置で割断するときと、中央に近い位置で割断するときとでは、ブレーク刃が衝突したときにガラス板の内部に生ずる曲げ応力や衝撃応力に相違があり、これを一律に調整しようとした従来方法ないし装置では、大面積で板厚の薄いガラスセルの安定した割断を困難にしていたと考えられる。
【００１５】
特にディスプレイパネル用のガラスセルの場合は、２枚のガラス板の間に液晶やシール材などが挟みこまれているために、割断しようとするガラスセルの上面のガラス板は、クッション性のある中間層で面支持された状態となっていると考えられ、これが割断位置によってブレーク条件を変化させる大きな要因になっているものと推測される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施例を参照して、この出願に係る発明を更に説明する。図１はブレーク装置のブレーク刃支持部分の構造を示す模式的な側面図である。前工程で例えば図４に示すように、複数本のスクライブ溝１２ａ・・・１２ｇを刻設したガラスセル１は、Ｙ方向（図１の左右方向）に移動位置決めされるテーブル２上にサクションで吸引固定された状態でブレークされる。テーブル２の上方には、図１の紙面直角方向に横架された支持フレーム３１が配置されており、この支持フレーム３１に、図２に示す高さ調整装置３が設けられている。
【００１７】
高さ調整装置３は、下向き斜面３４を備えたカム３２をＺ軸サーボモータ３５で正逆転駆動されるボールねじ３８に螺合することにより、前記下向き斜面３４に下方から当接しているカムフォロア３３を昇降させることにより、後述する昇降ブラケット５の高さを調整する。
【００１８】
より詳細に説明すると、支持フレーム３１の上方に位置する図１の紙面直角方向に細長いフレーム板４３の下方にＺ軸サーボモータ３５及び軸受ブロック３６、３７が固定して装着されており、この軸受ブロック３６、３７によって両端を軸支されたボールねじ３８がカップリング３９でＺ軸サーボモータ３５の出力軸に連結されている。フレーム板４３の下面の前記軸受ブロック３６、３７の間には、ボールねじ３８と平行なガイドレール４０が固定されている。カム３２はガイドレール４０に摺動自在に装着されてボールねじ３８に螺合するスライダブロック４１に固定して設けられている。
【００１９】
カムフォロア３３は、後述する付勢シリンダ４２（図１参照）の付勢力により、カムの下向き斜面３４に当接している。Ｚ軸サーボモータ３５の正逆転により、カム３２が図２の左右方向に移動して、カムフォロア３３従ってこれを軸支している昇降ブラケット５を昇降させる。
【００２０】
支持フレーム３１の両端部（図１の紙面直角方向の端部）には、鉛直方向の第１ガイド５１が固定されており、この直線ガイドに近接して、付勢シリンダ４２がそのロッドを上向きにして装着されている。前述したカムフォロア３３を装着した昇降ブラケット５は、第１ガイド５１によって昇降自在にガイドされ、かつ付勢シリンダ４２のロッドに連結されて上方に付勢されており、この付勢力によりカムフォロア３３が前記カムの下向き斜面３４に当接している。
【００２１】
昇降ブラケット５の上部には、シリンダブラケット６が固定され、その前端に（図１の左側）から下方に延びるＬ形ブラケット８１にストッパ６１が固定され、更に昇降ブラケット５の下方には、ブレーク刃ホルダ６２の原点ピン６３に当接する原点センサ６４が装着されている。昇降ブラケット５は、図１の紙面直角方向に細長い部材で、その長手両端部前面に鉛直方向の第２直線ガイド６７が装着されている。
【００２２】
ブレーク刃６５は、下方に向いた鈍角の刃先６６を有する断面ホームベース形のポリウレタン製の図１の前後方向に細長い部材である。このブレーク刃６５は、そのホルダ６２に装着されており、当該ホルダ６２は、第２直線ガイド６７によって上下動自在に案内されたホルダフレーム８２に固定され、このホルダフレームが前記シリンダブラケット６に装着したブレークシリンダ８の下向きのロッド８３に連結されている。ロッド８３の先端がストッパ６１に当接することにより、ホルダフレーム８２の下降端位置、すなわちブレーク刃６５の下降端位置が規定される。
【００２３】
ガラスセル１の表面からのブレーク刃の刃先６６の当接深さは、前述した高さ調整装置３で昇降ブラケット５の高さを調整して、支持フレーム３１に対するストッパ６１の高さを調整することによって行われる。
【００２４】
原点センサ６４は、ブレーク刃６５の高さの基準点（零点）を検出するために設けられたもので、ブレークシリンダ８のロッド８３をストッパ６１に当接させた状態で、高さ調整装置３を動作させて昇降ブラケット５を徐々に下降させて行き、ブレーク刃の刃先６６がガラスセル１の表面に接触したときに、センサ６４と原点ピン６３とが離間することを検出して、その検出信号により、Ｚ軸サーボモータ３５の図３に示す偏差カウンタ７１ｂをリセットすることにより、ブレーク刃６５の原点高さを設定する。
【００２５】
ブレーク刃の原点高さの設定は、割断しようとするガラスセルのロットが変わったときや、摩耗したブレーク刃を交換したときなどに行われる。なお、原点設定を行なったあと、退避シリンダ６９でセンサ６４を下方に退避させ、ブレーク動作ごとにセンサと原点ピン６３とが接触するのを防止している。
【００２６】
テーブル２は、Ｙ軸モータ２１で回転駆動されるボールねじ２２に螺合しており、Ｙ軸モータ２１の回転停止によりテーブル２に従ってその上に固定されたガラスセル１のＹ軸方向の位置設定が行なわれる。
【００２７】
図３は上記実施例のブレーク装置の動作を制御する制御系のブロック図である。制御装置７は、その設定値を入力するためのキーボード７３及び表示用ディスプレイ７４を備えており、制御装置７の記憶領域に設定テーブル７５が記録されている。設定テーブル７５は、ブレークするガラスセルの切断位置に対応するＹ軸座標値、ブレーク刃の接触深さに対応するＺ軸座標値が記録されている。図１で説明したＹ軸モータ２１は、アンプ７６ａ及び偏差カウンタ７１ａを介して制御装置７に接続されており、図２で説明したＺ軸サーボモータ３５は、同様にアンプ７６ｂ及び偏差カウンタ７１ｂを介して制御装置７に接続されている。また、図１のブレークシリンダ８の空圧回路を開閉するＩＰバルブ７８は、アンプ７６ｃを介して制御装置７に連結されている。
【００２８】
Ｙ軸モータ２１及びＺ軸サーボモータ３５には、それぞれパルスジェネレータ７９ａ、７９ｂが連結されており、そのカウント信号がフィードバック信号として偏差カウンタ７１ａ、７１ｂに入力されている。また、前述したように、原点センサ６４の検出信号は、リセット信号としてＺ軸サーボモータの偏差カウンタ７１ｂに入力されている。
【００２９】
以上の実施例において、テーブル２に例えば図４に示すようなスクライブ溝１２ａ・・・１２ｇを設けたガラスセル１を固定して、Ｙ軸モータ２１によりテーブル２を移動して各スクライブ溝毎にテーブルの位置決めを行ない、当該位置決めされたスクライブ溝の番号に対応するＺ軸座標値により、Ｚ軸サーボモータ３５を回転して、当該スクライブ溝に対応するブレーク刃の当接深さを設定し、次にブレークシリンダ８を動作させて、当該スクライブ溝部分においてガラスセルをブレークする、という動作を繰返すことにより、ガラスセル１を複数の分断線に沿って順次分断する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブレーク刃の支持構造を示す模式的な側面図
【図２】高さ調整装置を図１のＡ方向から見た図
【図３】制御系を示すブロック図
【図４】複数のスクライブ溝を設けたガラスセルの平面図
【符号の説明】
３高さ調整装置
５昇降ブラケット
７制御器
８衝突装置
31 支持フレーム
35 サーボ駆動装置
51 第１ガイド
61 ストッパ
62 ブレーク刃ホルダ
65 ブレーク刃
67 第２直線ガイド

Claims

硬質脆性板に形成した複数のスクライブ溝にブレーク刃を衝撃的に当接させて当該スクライブ溝に沿って前記硬質脆性板を順次割断する硬質脆性板のブレーク装置において、ブレーク刃(65)を急速下降させる衝突装置(8)と、この衝突装置によるブレーク刃の下降動作を所定位置で強制停止させるストッパ(61)と、ストッパ(61)によるブレーク刃(65)の停止高さを調整する高さ調整装置(3)と、高さ調整装置を駆動するサーボ駆動装置(35)と、このサーボ駆動装置に複数の設定位置信号を所定の順序で繰返し出力する制御器(7)とを備えた、硬質脆性板のブレーク装置。
一定高さに保持された支持フレーム(31)と、この支持フレームに鉛直方向の第１ガイド(51)で案内されている昇降ブラケット(5)と、支持フレームと昇降ブラケットとの高さ方向の相対位置関係を設定する高さ調整装置(3)と、昇降ブラケットに第２鉛直ガイド(67)で案内されたブレーク刃ホルダ(62)と、昇降ブラケットに装着されてブレーク刃ホルダ(62)を昇降駆動する衝突装置(8)と、昇降ブラケット(5)の所定位置に固定されて衝突装置によるブレーク刃ホルダの下降動作を強制的に停止させるストッパ(61)とを備えている、請求項１記載の硬質脆性板のブレーク装置。