JP4860177B2 - ガラス板等ワークの切断方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス，合せガラス，金属複合ガラス等のガラス板やセラミックをカッターに液体を供給しながら切断するガラス板等ワークの切断方法及び装置に関する。

従来、傾斜姿勢の載置台（ワーク台）に載置セットされる合せガラス等のガラス（板材）を、回転円盤型のカッターによって表面（上面側）から切断方向に移動させて切断する切断装置は既に公知である（例えば特許文献１。）。
この切断装置はワーク台に載置したガラスを上下動可能な移動台で挟持した状態で、上向きに切削する方向に回転するカッターを、ガラスの上面側で移動台に沿わせ上方から下方の切断方向に移動させながら切断する構造となっている。さらにカッターには給水管を設けガラスの切断部に水を供給し冷却する構造となっている。
特開平８−３２５０２６号公報

上記特許文献１で示される切断装置は、ワーク台に載置したガラスを移動台で挟持するので、上向き回転のカッターによる切断時にガラスの捩れや振動を防止する利点はあるが、カッターを移動可能に支持する移動台の上下機構が複雑化すること、及び切断工程毎に長大な移動台を挟持操作する煩雑な作業を要する等の欠点がある。

また上向きに回転するカッターは、例えば微細合成ダイヤモンド砥粒をレジンボンド等の結合材によって極薄円盤のソリッド型に形成したものを用いて切断する場合に、回転方向上手側の切断コーナー部（下面側の切断コーナー部）は滑らかなエッジにすることができるが、回転方向下手側の切断コーナー部（上面側の切断コーナー部）には回転方向への欠けや返りを生じ易く、ギザギザ状の鋭利なエッジが形成される。

この切断面に形成される鋭利なエッジは、ガラスの運搬や施工をする際に身体に切り傷を与える危惧があるため、一般に切断作業後に別工程によってエッジ部の面取り作業が行われコスト高になる等の問題がある。
またカッター側に給水管を設けた切断装置は、水によってガラスの切断部を冷却できるが、水はそのまま直下に落下したり回転方向下手側に放出されるので、切断作業時に生ずる切削粉やカッターから離脱した砥粒が水によって持ち回しされることなく排出され、切削粉等を混入した砥粒水が切断液として有効利用されていないものである。

上記課題を解決するためのガラス板等ワークの切断方法及び装置は、第１に、ワーク台２に支持するガラス板等のワークＷを一側面から回転円盤型のカッター３を切断方向に移動させて切断するに、上記ワークＷの他側面に設置されて液体を貯留する切断液供給路９内に、カッター３の刃先を臨ませて移動させることにより、ワークＷの切断部に切断液供給路９内の液体を供給しながら切断するガラス等ワークの切断方法であって、切断液供給路９の一側と他側に、液体を供給する給液管２７と供給される液体を排出する排液管２９を設けて、液体を切断液供給路９に連続的に供給することを特徴としている。

第２に、切断液供給路９から流出する液体の流出量を調節することにより、切断液供給路９内の液体量を調節することを特徴としている。

第３に、ワーク台２に支持されるガラス板等のワークＷを一側面から回転円盤型のカッター３を切断方向に移動させて切断する切断装置１において、上記ワークＷの他側面でワーク台２に液体を貯留する切断液供給路９を切断方向に沿わせて設け、ワークＷを切断する際にカッター３の刃先を切断液供給路９内に挿入して移動させる構成としたガラス板等ワークの切断装置であって、切断液供給路９を、カッター３を挿入して移動させる程度の巾にしたカッター案内溝３３と、カッター案内溝３３に沿って貯留した液体を供給する液路孔３５とによって形成したことを特徴としている。

第４に、切断液供給路９に液体を供給する複数のノズル孔３７を有する給液管路３６を切断液供給路９の近傍に沿って設けたことを特徴としている。

第５に、給液管路３６の上端に液体を供給する給液管２７を接続し、液路孔３５の下端に供給される液体を排出する排液管２９を設け、排液管２９側に液体の排出量を調節するバルブ２８を設けたことを特徴としている。

第６に、切断液供給路９の両側に、該切断液供給路９からワーク台２上に流出する液体を回収する液体回収路１０，１０を設けたことを特徴としている。

上記のように構成される本発明によれば、液体を貯留する切断液供給路内にカッターの刃先を臨ませて移動させ、ワークの切断部に切断液供給路内の液体を供給しながら切断する切断方法としたので、ワークを切断する際に生ずる切削粉等を切断液供給路の液体に効率よく簡単に混入することができる。また切削粉が混入された切断液をワークの切断部に確実に供給し、カッターの回転による切断作業時の冷却及び切断面の研磨を促進し、ワークの切断と切断面の仕上げを行うことができる。

切断液供給路の一側から液体を供給し他側から排出し回転するカッターに対し液体を連続的に供給し、効率のよい冷却を簡単に行うことができる。また切削粉を混入した切断液を切断部に確実に供給し、ワークの切断面を綺麗に仕上げることができる。

切断液供給路に設けたバルブの絞り操作等の流出量調節手段によって、切断液供給路内の液体の貯留量を多くしカッターに切断及び冷却に十分な液量を供給することができる。

ワーク台に支持されるワークを一側面からカッターを切断方向に移動させて切断する切断装置に、ワークの他側面でワーク台に液体を貯留する切断液供給路を切断方向に沿わせて設けることにより、カッターの刃先を切断液供給路内に挿入した状態で切断方向に移動させてワークを切断するとき、切断方向への冷却を簡単に行うことができる。またワークの切断時に生ずる切削粉を切断液供給路内の液体に効率よく混入することができ、切削粉を混入した切断液を切断部に供給し、ワークの切断と切断面の研磨を同時に行うことができる。

カッターを挿入移動させる小巾のカッター案内溝と、カッター案内溝に沿って設けた液路孔内に液体を十分に溜めることができ、切断時のカッターに対し液体をカッター案内溝から刃先側に確実に供給することができる。また切断時に生ずる切削粉等を受けてカッターに供給し持ち回しさせることができるので、ワークの切断面を綺麗に仕上げることができる。

切断液供給路と近傍に沿って設けた給液管路を複数のノズル孔によって接続したことにより、切断液供給路の全長に対し給液管路から液体を均等に供給することができる。

給液管路の一側と他側に液体を供給する給液管と供給される液体を排出する排液管を設け、排液管側に液体の排出量を調節するバルブを設けたことにより、回転するカッターに対し液体を簡単な構成によってガラス切断及び冷却に十分な液体を連続的に供給する。また切削粉を混入した切断液を切断部に確実に供給しワークの切断面を綺麗に仕上げることができる。

切断液供給路と液体回収路の間に、ワークを液体を介しワーク台に支持する液体層を簡単に形成することができる。また液体層により切断部の冷却を促進すると共にカッターによる切断時の振動を緩衝することができる。

以下図示する本発明の実施形態について説明する。図面において符号１は本発明の切断方法によってワークとなる合せガラス（以下単にガラスと言う）Ｗを綺麗な切断面で切断することができる切断装置を示す。この切断装置１はガラスＷを所定の切断姿勢で載置するワーク台（載置台）２と、該ワーク台２に載置セットされたガラスＷを切断するディスク回転型のカッター３を備えた切断ユニット４と、カッター３で切断されるガラスＷの切断部に切断液を供給する給液構造（給液部）５等から構成される。

上記各部の詳細な構成について説明する。先ずワーク台２は切断されるガラスＷを支持する平面視方形状の板体で形成され、機体フレーム６によってカッター３が移動する切断方向に沿う傾斜姿勢で支持される。
このワーク台２は低位となる前側左右方向に沿って棒状又は柱状のガラス受具７を突設し、ワーク台２に載置されるガラスＷの下側を受け止め支持しながら、横方向にスライド移動可能に支持することができる。

またワーク台２はガラス受具７に沿って切断位置決め具８を横方向に移動調節可能に備えている。この切断位置決め具８はガラス受具７に沿って設けられた目盛付きのスケールバー８ａに移動調節可能に組付け構成され、ガラスＷの左端面に接当させてカッター３による切断位置への繰り出し量を設定することができる。

そして、ワーク台２の右端側にはガラス受具７に直交する方向に、カッター３の刃先を挿入して移動させる切断液供給路９を縦溝状に形成し切断移動経路にしている。
また図示例のワーク台２は切断液供給路９の両側に凹溝状の液体回収路１０，１０を略平行状に穿設している。この液体回収路１０，１０は、後述する給液構造５の切断液供給路９からガラスＷの裏側に向けて供給される液体を回収することができる。

この構成によりワーク台２に載置されるガラスＷは、その左端に切断位置決め具８を接当させた状態で、図２の点線で示す位置から実線で示すように必要寸法だけ移動することにより、カッター３の切断位置（切断移動経路）から左端までの長さを簡単に定めることができる。
またワーク台２は切断液供給路９の上方に、側面視でゲート型をなす支持フレーム１１を機体フレーム６の前後側から立設し、上部フレーム１２に切断ユニット４を設置している。

次に切断ユニット４について説明する。図１，図４で示すように切断ユニット４は、横向きＨ型断面をなす上部フレーム１２に沿って上下動するリニア駆動部１３を取付固定し、その移動子に切断部台（カッター支持フレーム）１５を取付支持している。切断部台１５は上部フレーム１２とリニア駆動部１３を囲う箱型フレームの下面に、ブラケットを介し回動支持軸１６を設け、該回動支持軸１６の中途部にカッターフレーム１７を取付けている。
回動支持軸１６は端部に設けたアーム１８を、切断部台１５の一側に設けた伸縮シリンダー１９の作動子（ピストン）と連結している。

カッターフレーム１７は図１で示すように、回動支持軸１６の前後位置にカッター３と駆動モーター２０を配設している。図４で示すようにカッター３は、カッターフレーム１７に軸支されるカッター軸２１の右端に着脱可能に取付固定され、左端においてカッター軸２１が駆動モーター２０からベルト伝動機構２２を介して所定の切断回転数で回転される。またカッター３の左右には、カッターフレーム１７側に支持される液体の供給ノズル２３が配設され、任意の切削液又は後述する給液構造５の液体タンク２５内の水等をカッター３の切断箇所（切断部）に供給することができる。

次に給液構造５について説明する。図１，図３，図４で示すように給液構造５は、前記液体タンク２５に設置される給液ポンプ２６と、ワーク台２に形成した切断液供給路９の上端部とを給液管２７によって接続し、水を切断液供給路９の後述するカッター案内溝３３から送り出しガラスＷの裏面に供給することができる。そして、切断液供給路９の下端部には水の戻し路を形成するバルブ２８付きの排液管２９を備え、水の排出量を調節可能にしながら端部から回収ケース３０内に排水する。

この構成によりバルブ２８を絞ると、カッター３への給水を十分にすることができる。
また回収ケース３０内に排出される水は、底部に形成される排出口３１からフィルター３２に排出され、該フィルター３２によって濾過され液体タンク２５に回収される。この回収ケース３０は切断液供給路９の両側の液体回収路１０，１０から排出される水も受けて液体タンク２５に回収することができる。

この実施形態における切断液供給路９は、図４〜図６で示すようにカッター３の刃先を挿入し切断方向に移動させるカッター案内溝３３と、該カッター案内溝３３に水を溜めた状態で供給する液路孔３５とでアリ溝状断面に形成される。そして、液路孔３５に沿った近傍（この例では下部）に給液管路３６を形成している。この給液管路３６は給液ポンプ２６に給液管２７を介して接続され、液路孔３５内に水を供給する。

上記カッター案内溝３３は、カッター３の刃先の厚さよりやや広い程度の溝巾とし、カッター３が挿入した状態で、溝の両側壁と刃先の両側に小さな隙間（小隙）を形成することができる。液路孔３５はカッター案内溝３３より広巾で大きな断面となし、給液管２７が接続される給液管路３６に対し、溝方向に給液間隔を有して穿設した複数のノズル孔３７を介し連通させている。また液路孔３５は終端側に形成される排液孔に前記バルブ２８を有する排液管２９を設けている。

この構成により、ワーク台２にガラスＷが載置セットされると、ガラスＷの裏面がカッター案内溝３３を塞いだ状態にすることができる。そして、給液管２７を介し給液管路３６内に水が供給されると、ノズル孔３７，３７・・から液路孔３５及びカッター案内溝３３内に水を充填し、バルブ２８の絞り量に応じて水をカッター案内溝３３から流出させることができる。

これにより切断ユニット４が移動しカッター３によってガラスＷを傾斜上手側から切断を行うと、ガラスＷの端部から切断溝が徐々に切断方向に沿って形成され、切断溝から流出する水はカッター３の側面に供給されながらガラスＷの上面側を流下し、冷却作用をしながら傾斜下手側で回収ケース３０に収容される。

上記給液構造５の構造において、切断液供給路９と液体回収路１０，１０及び給液管路３６，ノズル孔３７は何れも、１枚板状のワーク台２に対し穴あけ加工手段によって一体的に形成することができるので、各流路を配管継手等を省略した簡潔で廉価な構成によって製作することができる。

尚、少なくとも切断液供給路９と液体回収路１０，１０は穴あけ加工手段によって１枚状板に形成することが望ましく、この場合には例えばアングルフレームによって枠組みされたワーク台２に対し着脱可能に設けることができる。また切断液供給路９から流出する液体は両側に形成される平坦面３９とガラス底面間の境界面又は微小間隙を経て、液体回収路１０，１０に流し入れることにより、液体タンク２５内に簡単に回収することができる。

この構成によりガラスＷによって塞がれた切断液供給路９と液体回収路１０，１０との間に、カッター案内溝３３から流出する水によって水膜状の液体層を形成することができる。これによりガラスＷは切断部がワーク台２の表面と液体層を介して支持され直接的な接触を防止することができる。

従って、カッター３が切断する際にガラスＷに振動を生じたとしても、液体層が液体ベッド状の振動吸収部材を形成する。これにより従来のもののようにワーク台２の表面に貼着されるスポンジ等の振動吸収部材の設置構造を省略しながら、ワーク台２にガラスＷを直接的に支持し振動を吸収することができ、ガラスＷの割れやクラックの発生を防止することができる。このとき液体層は液体回収路１０，１０の間で形成される層巾に規制されるので、層厚を略一定にすることができると共に、層巾以上にガラスＷを広範囲に濡らすことがない。

以上のように構成される切断装置１によるガラスＷの切断作業は、先ず切断ユニット４が図１の実線で示すカッター３を上昇させた切断待機姿勢において、ガラスＷがワーク台２上に載置され、ガラス受具７及び切断位置決め具８によって所定の切断位置に位置決めセットされる。次いで、駆動モーター２０及び給液ポンプ２６が駆動され、且つ伸縮シリンダー１９及びリニア駆動部１３が作動操作される。

これにより下向き回転するカッター３は、回動支持軸１６を中心に下降し所定の切断高さに支持され、切断位置決め具８と直交する切断方向にリニア駆動部１３により前進（下降）移動してガラスＷの切断を行う。このときカッター３には供給ノズル２３及び切断液供給路９から水が供給される。
次いで、切断が終了される点線で示す終端位置で、カッター３の回転及び給液ポンプ２６による水の供給が停止され、駆動モーター２０及びリニア駆動部１３の退避作動によって、切断ユニット４はカッター３を上昇させ元の待機位置に復帰し一連の切断作業を完了する。尚、上記各部の作動は図示しない操作盤によって、自動操作或いは手動操作によって所望に行われる。

上記のように構成される切断装置１は、水を貯留する切断液供給路９内にカッター３の刃先を挿入移動させカッター３に水を供給しながら切断する方法によって、カッター３及びガラスＷの切断方向への冷却を簡単に行う。このときワークＷの切断時に生ずる切削粉や砥粒はカッター３を介し切断液供給路９に導入することができ、切削粉等を外部への飛散を防止して切断液供給路９内の水に効率よく混入することができる。

そして、切削粉が混入された水（切断液）は図５，図６で示すように、切断液供給路９のカッター案内溝３３を介してカッター３に供給することができ、水と共にカッター３の側面等に付着した切削粉の一部を持ち回してガラスＷの切断部に再供給させ、ガラスＷの切断面をカッター３の側面を介し切削粉等で研磨することができる。

即ち、切断液供給路９内で切削粉等の滞留が促進され、切削粉を含む切断液はカッター３の切断方向移動と回転によって順次掻き上げられ、切断面の回転方向下手側の切断コーナー部（同図では下面側の切断コーナー部）に対し、多量の切削粉を水と共に勢いよく供給して面取り加工と同様の研磨作用を行うことができる。
これにより上記切断コーナー部に従来のもののように回転方向への欠けや返りを残すことなく、滑らかなエッジに形成され指で撫でても切り傷を与えない程に仕上げることができる。また切断面の回転方向上手側の切断コーナー部も滑らかなエッジに形成することができる。

従って、ガラスＷは切断と同時に切断面を滑らかに研磨した状態で仕上げることができるので、切断コーナー部の面取りを後加工によって行う等の煩雑な仕上げ工程を省略することができる。またガラスＷの切断と切断面の仕上げを同時に行う切断装置１を、簡潔な構成によって廉価に提供することができる。
また切断面の切断コーナー部は、大きな斜面やアール面で研削することなく、切削粉や砥粒によって滑らかなエッジに形成されるので、切断面を常に均質に仕上げることができる等の利点もある。

また切断装置１はバルブ２８の絞り操作によって、排液管２９から排出される水の排出量を少なくし、カッター案内溝３３から流出させる水量を増やすので、ガラスＷの切断部に多量の水を供給し冷却及び研磨作用を簡単に調節することができる。従って、厚いガラスや硬質ガラス並びに合せガラスを切断する場合でも、過熱や切削粉の飛散を防止した切断を行うことができ、特にカッター表面砥粒の目詰まりを生じ易い合せガラスの場合でも、中間膜を形成する合成樹脂材等の加熱や熔解を防止してスムーズな切断を行うことができる。

さらに、切断液供給路９は両側に所定巾の平坦面３９を介して液体回収路１０，１０を設けているので、切断液供給路９と液体回収路１０，１０の間に、ガラスＷを液体を介しワーク台２に支持する液体層を簡単に形成することができる。ワーク台２とワークＷの間に形成される液体層は、切断時の冷却を促進すると共にガラスＷの振動を緩衝するために用いられるスポンジ等の振動吸収部材を不要にすることができる。

またワーク台２に載置されるガラスＷがカッター案内溝３３を塞いだ状態で、バルブ２８を絞り操作し、水の流量を大きくすると、平坦面３９に水膜状に形成される液体層により重たいガラスＷをワーク台２上で左右方向に移動させたり、切断位置決め具８を操作して行う位置決め作業を楽に行うことができる。

また供給ノズル２３及び切断液供給路９に供給し排出される水は、回収ケース３０を介しフィルター３２に回収され切削粉や砥粒が除去されるので、給液ポンプ２６によって再び切断用の液体として循環利用することができる。尚、この実施形態において、切断ユニット４側から供給ノズル２３，２３の外側寄りにガラスＷの表面に可撓性を有して接触する板状の遮蔽部材２４を設けるか、或いは後述する液体誘導装置５０を設けることが望ましい。この場合には、供給ノズル２３，２３から供給される水及びガラスＷの表面を流下する水の拡散を防止して回収することができる。

また切断液供給路９から流出する液体の流出量を調節する流出量調節手段は、排液管２９側に設けたバルブ２８の絞り操作をする構成としたが、これに限ることなく給液ポンプ２６による供給量を調節する手段にすることができる。
また切断装置１は、ワーク台２の上方に支持したカッター３により傾斜上手側から切断する構成としたが、カッター３をワーク台２の下側に公知の手段によって移動可能に支持し、ワークＷを下面側から切断する方式にすることもできる。この場合には切断液供給路９はワークＷの上面側に接離可能に設置される。

また合成ダイヤモンド砥粒をソリッド型の極薄円盤に形成したカッター３は、合せガラスの切断並びに各種のガラス或いはセラミック板材等も好適に切断することができる。この他カッター３は金属板材等の各種ワークの切断に適したカッターを使用することができ、この場合の液体はワークに適応する切削液を選択し供給することができる。

次に図７〜図９を参照し前記液体誘導装置５０について説明する。液体誘導装置５０は前記遮蔽部材２４と同様なスポンジ等の可撓性及び弾力性を有する誘導部材５１を有するフレーム杆５２，５２と、該フレーム杆５２，５２の前後端を機体フレーム６側から上下動可能に支持するリンク杆５３，５３と、フレーム杆５２，５２をリンク杆５３，５３を介し押圧方向（下向き方向）に付勢するスプリング５５等から構成される。
図示するように左右のフレーム杆５２，５２は、切断液供給路９を中心に左右に形成される液体回収路１０，１０の外側寄りの上方にユニット構造によって配置される。

以上のように構成される液体誘導装置５０は、図８の実線で示されるように、誘導部材５１が自重及びスプリング５５の付勢力によってガラスＷを押圧し作業姿勢にすることができる。このとき誘導部材５１，５１はガラスＷの形状に沿って圧縮変形し密着するので、外部に水を拡散することなく下方に誘導することができる。また誘導部材５１，５１はカッター３の両側で弾力性を有しガラスＷを押圧するので切断時の振動を防止することができる。

そして、スプリング５５，５５・・の付勢力に抗してフレーム杆５２，５２を上動させると、同図に点線で示すように非作業姿勢に切り換えることができる。これにより誘導部材５１，５１によるガラスＷの押圧を解除することができ、ワーク台２に対するガラスＷの移動を簡単に行うことができる。

本発明に係わる切断装置の構成を示す側面図である。 図１の平面図である。 図１のカッター装置を省略して示す平面図である。 カッター装置の構成及び切断作業の状態を示す正面図である。 切断液供給路の構成及び切断作業の状態を示す側断面図である。 図５のＡ−Ａ線拡大断面図である。 ワーク台に液体誘導装置を設けた状態を示す側断面図である。 液体誘導装置の構成を示す側面図である。 液体誘導装置の構成及び作用を示す断面図である。

１ 切断装置
２ ワーク台
３ カッター
５ 給液構造
９ 切断液供給路
１０ 液体回収路
２７ 給液管
２８ バルブ
２９ 排液管
３３ カッター案内溝
３５ 液路孔
３６ 給液管路
３７ ノズル孔
３９ 平坦面
Ｗ ワーク（ガラス）

Claims (6)

1. ワーク台（２）に支持するガラス板等のワーク（Ｗ）を一側面から回転円盤型のカッター（３）を切断方向に移動させて切断するに、上記ワーク（Ｗ）の他側面に設置されて液体を貯留する切断液供給路（９）内に、カッター（３）の刃先を臨ませて移動させることにより、ワーク（Ｗ）の切断部に切断液供給路（９）内の液体を供給しながら切断するガラス等ワークの切断方法であって、切断液供給路（９）の一側と他側に、液体を供給する給液管（２７）と供給される液体を排出する排液管（２９）を設けて、液体を切断液供給路（９）に連続的に供給するガラス板等ワークの切断方法。
2. 切断液供給路（９）から流出する液体の流出量を調節することにより切断液供給路（９）内の液体量を調節する請求項１のガラス板等ワークの切断方法。
3. ワーク台（２）に支持されるガラス板等のワーク（Ｗ）を一側面から回転円盤型のカッター（３）を切断方向に移動させて切断する切断装置（１）において、上記ワーク（Ｗ）の他側面でワーク台（２）に液体を貯留する切断液供給路（９）を切断方向に沿わせて設け、ワーク（Ｗ）を切断する際にカッター（３）の刃先を切断液供給路（９）内に挿入して移動させる構成としたガラス板等ワークの切断装置であって、切断液供給路（９）を、カッター（３）を挿入して移動させる程度の巾にしたカッター案内溝（３３）と、カッター案内溝（３３）に沿って貯留した液体を供給する液路孔（３５）とによって形成したガラス板等ワークの切断装置。
4. 切断液供給路（９）に液体を供給する複数のノズル孔（３７）を有する給液管路（３６）を切断液供給路（９）の近傍に沿って設けた請求項３のガラス板等ワークの切断装置。
5. 給液管路（３６）の上端に液体を供給する給液管（２７）を接続し、液路孔（３５）の下端に供給される液体を排出する排液管（２９）を設け、排液管（２９）側に液体の排出量を調節するバルブ（２８）を設けた請求項４のガラス板等ワークの切断装置。
6. 切断液供給路（９）の両側に、該切断液供給路（９）からワーク台（２）上に流出する液体を回収する液体回収路（１０），（１０）を設けた請求項３又は４又は５のガラス板等ワークの切断装置。

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