JP5069382B1

JP5069382B1 - 定盤ユニット

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Publication number: JP5069382B1
Application number: JP2012101882A
Authority: JP
Inventors: 金子　　保; 康崇田島
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: TWI435405B; CN103377863B; KR101301326B1; TW201330165A; CN103377863A; JP2013228170A

Abstract

【課題】簡単かつ安価に製作し得る構成で、セラミック製の定盤に対し、加熱処理するガラス基板を金属製の位置決めピンで位置決めすることが可能な定盤ユニットを提供する。
【解決手段】加熱処理するガラス基板２がその上に載置されるセラミック製の定盤３と、定盤にガラス基板を位置決めする位置に配列して、上下方向へ貫通形成した複数のルーズホール４と、これらルーズホール内にルーズに挿入される複数の金属製の位置決めピン５と、定盤上で位置決めピン同士を連結して、ルーズホールから定盤上への位置決めピンの突出状態を保持する連結部材６とを備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、簡単かつ安価に製作し得る構成で、セラミック製の定盤に対し、加熱処理するガラス基板を金属製の位置決めピンで位置決めすることが可能な定盤ユニットに関する。

従来、薄板状のワークに処理を施す際に、ワークを位置保持する技術として、例えば特許文献１〜３が知られている。特許文献１の「ワークの昇降装置」は、薄板形状のワークを吸着保持してワークに所定の処理を施すフレートに対して、ワークを昇降させるためのワークの昇降装置であって、ワークを昇降させるための昇降ピンと、昇降ピンを昇降駆動するためのシリンダーとを具備し、昇降ピンのワークを押し上げる力を、ワークの重さの１０倍以下に設定している。

特許文献２の「基板ホルダ」は、透明な矩形状のガラス基板の周縁部を載置し透過照明用の開口を形成した基板支持部材と、前記基板支持部材に前記開口を囲むよう設けられ前記ガラス基板の位置決めを行う当付ピン及び押圧ピンと、前記開口を横断するように複数配置され、前記基板支持部材に載置された前記ガラス基板の裏面を支持する支持ピンを突設した細長い支持板と、前記基板支持部材に設けられ、前記支持板を上昇させて前記支持ピンを前記ガラス基板の裏面に当接させ前記ガラス基板を支持するとともに前記支持板を下降させて前記支持ピンを前記ガラス基板の裏面から離間させて前記ガラス基板に対する支持を解除する昇降装置と、を備えており、前記昇降装置は、前記ガラス基板が前記基板支持部材に位置決めされた後に前記支持板を上昇させて前記支持ピンにより前記ガラス基板を支持するようになっている。

特許文献３の「セッターガラス、位置決めピン及びプラズマディスプレイパネルの製造方法」では、セッターガラスは、ガラス基板の熱処理のために、ガラス基板を載置した状態で熱処理炉内を搬送されるセッターガラスであって、ガラス基板が載置される基板載置領域の外周の複数箇所に、位置決めピンが取り付けられるピン取付部が形成されている。

特許文献１は、ワークをプレートに吸着保持する装置を備えている。特許文献２は、ガラス基板を基板ホルダーに吸着保持し、押付ピンと当付ピンとで挟持する装置を備えている。特許文献３では、薄板状のガラス基板を熱処理する際に、ガラス基板を耐熱性に優れたセラミック製のセッター（トレイ）に載置し、搬送中にセッター上のガラス基板が移動しないようにセッターに位置決めピンを設けている。位置決めピンは、セッターに嵌合されたり、ネジにて螺合されている。

特開２００２−３１３８９３号公報特許第３６３６２３５号明細書特開２００５−１７４６６９号公報

液晶等の表示パネルやタッチパネルは年々薄型になっており、その基材となるガラス基板も薄くなり、製造時の取り扱いが難しくなっている。そのガラス基板に加工を行う際は、高い精度が要求されるため、ガラス基板を加熱処理する際には、定盤に位置決めした状態で搬送することが望ましい。

このとき、定盤ユニットとして、定盤及び位置決めピンに、耐熱性に優れたセラミックを用いるとコストが高騰する。また、安価な金属製の位置決めピンをセラミック製の定盤に嵌合したりネジにて螺合すると、セラミックと金属との熱膨張率の違いから、セラミック製の定盤を破損するおそれがある。このため、加熱処理するガラス基板を位置決めして保持する安価な定盤ユニットが求められている。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、簡単かつ安価に製作し得る構成で、セラミック製の定盤に対し、加熱処理するガラス基板を金属製の位置決めピンで位置決めすることが可能な定盤ユニットを提供することを目的とする。

本発明にかかる定盤ユニットは、加熱処理するガラス基板がその上に載置されるセラミック製の定盤と、該定盤に、ガラス基板を位置決めする位置に配列して、上下方向へ貫通形成した複数のルーズホールと、これらルーズホール内にルーズに挿入される複数の金属製の位置決めピンと、上記定盤上で上記位置決めピン同士を連結して、上記ルーズホールから該定盤上への該位置決めピンの突出状態を保持する連結部材とを備えたことを特徴とする。

前記連結部材は、ガラス基板の隅角部を位置決めするために当該隅角部を挟んで配列される前記位置決めピン同士を、該隅角部を避けて連結することを特徴とする。

前記連結部材は、前記位置決めピンに対し、該位置決めピンによってガラス基板から遮られる位置で係止される係止部を有することを特徴とする。

前記位置決めピンには、前記連結部材がルーズに貫通する横向き貫通孔が形成されると共に、上記連結部材の前記係止部は、上記横向き貫通孔から上記位置決めピンの外回りに沿って曲げ返した湾曲部で形成され、該湾曲部は、これがガラス基板に干渉することを規制するために、上記連結部材が上記横向き貫通孔内で回転することに応じて上記位置決めピンに当接されることを特徴とする。

本発明にかかる定盤ユニットにあっては、簡単かつ安価に製造し得る構成で、セラミック製の定盤に対し、加熱処理するガラス基板を金属製の位置決めピンで位置決めすることができる。

本発明に係る定盤ユニットの第１実施形態の構成を説明する説明図である。図１に示した定盤ユニットに適用される位置決めピンの斜視図である。図１の定盤ユニットであって、ガラス基板の隅角部を位置決めする状態を示す斜視図である。本発明に係る定盤ユニットの第２実施形態の構成を説明する説明図である。図４に示した定盤ユニットであって、位置決めピンに連結部材を貫通させた状態を示す斜視図である。図５に示した連結部材の係止部を説明する説明図である。想定される不具合を説明する説明図である。

以下に、本発明にかかる定盤ユニットの好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１には、第１実施形態の定盤ユニット１が示されている。本実施形態にかかる定盤ユニット１は、例えば、携帯用通信機器に用いられる、厚さがおおよそ１ｍｍ以下の薄板状のガラス基板２を加熱処理する際に、ガラス基板２を定盤３上に位置決めして加熱炉内に搬送するときに用いられる。本実施形態においては、長方形状のガラス基板２が載置される定盤ユニット１を例に挙げて説明する。

定盤ユニット１は図１に示すように、加熱処理するガラス基板２がその上に載置されるセラミック製の定盤３と、この定盤３に、ガラス基板２を位置決めする位置に配列して、上下方向へ貫通形成した複数のルーズホール４と、これら複数のルーズホール４それぞれの内方にルーズに挿入される複数の金属製の位置決めピン５と、定盤３上で位置決めピン５同士を連結して、ルーズホール４に挿入された位置決めピン５がルーズホール４から定盤３上に突出した状態に保持する連結部材６とを備えている。

図１に示すように、セラミック製の定盤３は、載置されるガラス基板２よりも大きな面積を有する。定盤３には、ガラス基板２が位置決めされて載置される載置領域Ｒを囲むように、ガラス基板２を位置決めする位置に８つのルーズホール４が配列される。８つのルーズホール４は、ガラス基板２が有する４つの隅角部２ａを位置決めするために、当該４つの隅角部２ａを挟む位置に２つずつ設けられている。

図２には、定盤ユニット１を構成する位置決めピン５が示されている。位置決めピン５の上部は、円錐台状に形成される。位置決めピン５の下部は、上部の円錐台の底面と同直径の円柱状に形成される。以下では、円錐台状をなす部位をピン上部５ａとし、円柱状をなす部位をピン下部５ｂと称して説明する。

ピン上部５ａは、その下端の直径が定盤３に設けられたルーズホール４の直径よりも小さく形成される。ピン上部５ａは、下端から上端に向かって水平断面の直径が小さくなるように形成される。このため、位置決めピン５は、ピン上部５ａの下端の直径及びピン下部５ｂの直径が最大外径とされ、この最大外径は、ルーズホール４の直径より小さく設定される。

位置決めピン５には、ピン下部５ｂに位置させて当該位置決めピン５の直径方向に沿って貫通して、横向き貫通孔７が形成される。横向き貫通孔７内には、連結部材６が挿通される。横向き貫通孔７の直径は、位置決めピン５の最大外径より十分に小さく形成される。

第１実施形態に係る定盤ユニット１は、加熱処理に用いられるため、ルーズホール４が形成されているセラミック製の定盤３と、ルーズホール４に挿入される金属製の位置決めピン５との熱膨張率の違いを考慮して、加熱処理により熱膨張した位置決めピン５が定盤３に損傷を与えないように、ルーズホール４の内径は位置決めピン５の外径よりも十分に大きく形成される。このため、位置決めピン５を単にルーズホール４に挿入すると、ルーズホール４から定盤３上への位置決めピン５の突出状態を保持することができない。そこで、本実施形態に係る定盤ユニット１では、定盤３上で位置決めピン５同士を連結する連結部材６を備えている。

連結部材６は、例えば、位置決めピン５に設けられた横向き貫通孔７の直径よりも十分に小さな直径で形成された金属製の線材である。従って、連結部材６は、横向き貫通孔７内にルーズに貫通される。

図３には、ガラス基板２の隅角部２ａを位置決めしている状態が示されている。連結部材６は、定盤３に設けた８つのルーズホール４のうち、ガラス基板２の各隅角部２ａを位置決めするために当該隅角部２ａを挟んで配列されている２つのルーズホール４に挿入される位置決めピン５の横向き貫通孔７に貫通され、隅角部２ａを避けてこれら２つの位置決めピン５同士を連結する。

すなわち、連結部材６は、隅角部２ａを形成するガラス基板２の二辺２ｂ，２ｃと当接されるように、隅角部２ａを挟んで配列される２つの位置決めピン５を、隅角部２ａを避けて連結する。このため、連結部材６の長さは、ほぼ直角に折り曲げた上で、各位置決めピン５から突出する長さに設定される。この折り曲げ部６ａの形成により、位置決めピン５からの連結部材６の抜け出しも防止される。

定盤ユニット１にガラス基板２を載置する際には、８個の位置決めピン５を用い、まず、連結部材６で、位置決めピン５を２つずつ連結する。このとき、各位置決めピン５の横向き貫通孔７から連結部材６の端部を突出させるようにする。また、隅角部２ａを避けるように、連結部材６を折り曲げ部６ａにより、例えばほぼ直角に折り曲げておく。

次に、定盤３に設けた８つのルーズホール４のうち、ガラス基板２の各隅角部２ａを挟む位置関係の２つずつのルーズホール４に合わせて、連結部材６で連結した２つの位置決めピン５の間隔を調整する。次いで、２つのルーズホール４に各々、位置決めピン５を挿入する。このとき、位置決めピン５間の連結部材６が定盤３上に載置されることにより、ルーズホール４から定盤３上への位置決めピン５の突出状態が保持される。

その後、定盤３上方からガラス基板２を搬入して、載置領域Ｒに載置する。このとき、各位置決めピン５のピン上部５ａが円錐台形状に形成されているので、ガラス基板２をピン上部５ａの傾斜を利用して、載置領域Ｒに容易かつ円滑に位置決めして配置することができる。

第１実施形態に係る定盤ユニット１によれば、定盤３にガラス基板２を位置決めする位置決めピン５は、２つの位置決めピン５の横向き貫通孔７に連結部材６が挿通されることにより連結され、定盤３に設けられたルーズホール４に挿入されてルーズホール４から定盤３上への突出状態が保持される。

これにより、位置決めピン５自身にストッパーなどを設けることなく、位置決めピン５を定盤３上に突出させた状態で保持することができる。従って、定盤３には、ルーズホール４を設けるだけなので、定盤３に対する複雑な加工を必要としない。位置決めピン５及び連結部材６は単純な形状なので容易に加工することができる。

位置決めピン５は、ルーズホール４にルーズに挿入するだけであって圧入等しないので、ルーズホール４と位置決めピン５との間に融通の利く隙間を設けることができる。これにより、加熱処理に用いる定盤ユニット１において、位置決めピン５と定盤３との熱膨張率が異なっても悪影響がなく、位置決めピン５を高価なセラミックで形成する必要がない。従って、材料コスト及び加工コストを抑えて、定盤ユニット１を安価に製作することができる。

連結部材６を２つの位置決めピン５の横向き貫通孔７に貫通させて位置決めピン５同士を連結するので、位置決めピン５をルーズホール４に挿入した状態では、連結部材６が位置決めピン５から抜けることはない。このように連結部材６を横向き貫通孔７に貫通させるだけで、位置決めピン５同士を連結することができるので、優れた作業性及び生産性を確保することができる。

ここで、ガラス基板２の各隅角部２ａを挟んで配置される２つの位置決めピン５同士を連結する連結部材６は、必ずしもほぼ直角に曲げられていなくともよく、少なくとも隅角部２ａを避けて位置決めピン５の横向き貫通孔７を貫通して、２つの位置決めピン５同士を連結すればよい。

連結部材６を用いないで熱膨張率の異なる位置決めピン５を定盤３に保持する場合には、位置決めピン５のピン上部５ａの下端の直径をピン下部５ｂの直径より大きくするなどして、ルーズホール４から落下しないようにするという方法もあるが、ガラス基板２は薄く、位置決めピン５は軽いため、定盤ユニット１にガラス基板２を載置して搬送したときに、その振動で図７のＡ部のように、ピン上部５ａと定盤３との間にガラス基板２が潜り込んで挟み込まれてしまうことが想定される。そうすると、ガラス基板２をリフトアップする際に、ガラス基板２の縁が位置決めピン５に引っ掛かって、ガラス基板２を破損するおそれがある。

これに対し、本実施形態に係る定盤ユニット１は、定盤３と位置決めピン５とが上下に重なる部位がまったく存在しないので、位置決めピン５がガラス基板２に引っかかるなどして、ガラス基板２を破損することを防止できる。

定盤３に位置決めピン５を装着する際には、定盤３の上方からルーズホール４に位置決めピン５を挿入するだけなので、定盤３に対し、上方からの作業のみで位置決めピン５をセットすることができる。すなわち、位置決めピン５を定盤３の下面側からビスやナットを用いて固定したりしないので、短時間で簡単に作業することができる。

また、定盤３が汚損した際には、位置決めピン５及び連結部材６を容易に取り外して清掃したり、これら位置決めピン５等を交換することができる。これにより、優れた作業性及びメンテナンス性を確保でき、安価でありながら製造効率が高い定盤ユニット１を製作することができる。

図４には、第２実施形態に係る定盤ユニット１が示されている。上記第１実施形態においては、ガラス基板２の各隅角部２ａを挟んで配列される位置決めピン５同士を連結する場合について説明したが、第２実施形態の定盤ユニット１では、ガラス基板２の各辺に沿って配列された位置決めピン５同士を連結することにより、ルーズホール４から定盤３上への位置決めピン５の突出状態を保持するようになっている。

第２実施形態に係る定盤ユニット１を構成する定盤３及び位置決めピン５は、第１実施形態の定盤ユニット１と同一である。第２実施形態では、連結部材６はほぼ直線状に形成され、その状態で位置決めピン５に貫通される。

第２実施形態に用いられる連結部材６も、第１実施形態の連結部材６と同様に、位置決めピン５に設けられた横向き貫通孔７の直径より十分に小さな直径に設定された金属製の線材で、ルーズに貫通される。連結部材６の長さは、定盤３に設けられた８つのルーズホール４のうち、位置決めするガラス基板２の各辺に沿って配列されている各々２つのルーズホール４に挿入された位置決めピン５を貫通してそれらの端部が突出するように設定される。

図５は、連結部材６で連結した位置決めピン５を定盤３のルーズホール４に挿入した状態を示している。定盤ユニット１にガラス基板２を載置する前に、ガラス基板２を位置決めしたときにガラス基板２の各辺に沿う位置に形成したルーズホール４に挿入される位置決めピン５に対し、それらの横向き貫通孔７に貫通させて連結部材６を設け、連結部材６の端部を横向き貫通孔７から突出させる（図４参照）。

連結部材６は、ほぼ直線状をなしているので、２つの位置決めピン５の横向き貫通孔７から簡単に外れてしまうおそれがある。第２実施形態に係る定盤ユニット１では、２つの位置決めピン５を貫通した連結部材６に、各位置決めピン５に係止される係止部６ｂを形成する。

具体的には、ガラス基板２の各辺と平行に並べて配列される各々２つずつのルーズホール４に合わせて、連結部材６が貫通された２つの位置決めピン５の間隔を調整し、その後、位置決めピン５をルーズホール４に挿入する。

次いで、２つの位置決めピン５が連結部材６から抜けないように、図５に示すように、位置決めピン５から突出している連結部材６の端部を曲げ返して、連結部材６に位置決めピン５に係止される係止部６ｂを形成する。すなわち、位置決めピン５の横向き貫通孔７から突出する連結部材６の端部を、位置決めピン５の外回りに沿って曲げ返して湾曲させた湾曲部が係止部６ｂとして形成される。

図６には、位置決めピン５を貫通して曲げ返された連結部材６の端部でなる係止部６ｂが示されており、図６（ａ）にはその平面図が、図６（ｂ）にはその縦断面図が示されている。連結部材６の曲げ返した係止部６ｂは、図６（ａ）に示すように、位置決めピン５をルーズホール４に挿入したときに、位置決めピン５によってガラス基板２から遮られる位置、すなわち位置決めピン５に対し、ガラス基板２が載置される載置領域Ｒと反対側に位置するように、両係止部６ｂとも位置決めピン５に対して同じ側に曲げ返される。

また、線材でなる連結部材６において、図６（ｂ）に示すように、係止部６ｂの内縁と位置決めピン５に貫通されている部位の軸心との距離ｒは、位置決めピン５が定盤３より上方に突出する部位（おおよそピン上部５ａ）の高さｈより小さくなるように設定される。

定盤ユニット１を搬送するときの振動等で連結部材６が貫通孔７内で回転してしまうことが考えられるが、これにより、連結部材６が横向き貫通孔７内で回転することに応じて係止部６ｂが位置決めピン５に当接するので、連結部材６の係止部６ｂが位置決めピン５を乗り越えて載置領域Ｒ側に移動することはなく、係止部６ｂがガラス基板２と干渉することを規制して、ガラス基板２が損傷されることを防止できる。

第２実施形態に係る連結部材６は、係止部６ｂが位置決めピン５に係止されることにより、位置決めピン５からの抜けが防止されるので、簡単な作業で安定して位置決めピン５の突出状態を保持できる。

特に、第２実施形態の定盤ユニット１は、連結部材６の係止部６ｂを、位置決めピン５の外回りに沿って曲げ返した湾曲部とし、位置決めピン５によりガラス基板２から遮られる位置で位置決めピン５に係止させ、さらに、連結部材６が横向き貫通孔７内で回転しても係止部６ｂが位置決めピン５に当接してガラス基板２側へ移動しないようにしたので、係止部６ｂがガラス基板２と干渉することを規制し、定盤ユニット１に載置されるガラス基板２の連結部材６による損傷を確実に防止することができる。

上記実施形態においては、ガラス基板２の形状を長方形状としたがこれに限るものではない。また、上記実施形態においては、位置決めピン５の横向き貫通孔７を、ピン下部５ｂに設ける場合について説明したが、ピン上部５ａに設けるようにしても良い。連結部材６は線材のみならず、帯材など、その他各種の形態を採用することができる。

連結部材６が、ガラス基板２の隅角部２ａを避けるとは、接触・干渉しないことをいい、その意味で折り曲げに限らず、その他の態様であっても良いことはもちろんである。係止部６ｂについても、湾曲部に限らず、鉤状やその他の形態を採用し得ることはもちろんである。

第２実施形態であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。また、第１実施形態の連結部材６に係止部６ｂを形成するようにしても良いことはもちろんである。

１定盤ユニット
２ガラス基板
２ａガラス基板の隅角部
２ｂ，２ｃガラス基板の辺
３定盤
４ルーズホール
５位置決めピン
５ａピン上部
５ｂピン下部
６連結部材
６ａ折り曲げ部
６ｂ係止部
７横向き貫通孔
Ｒ載置領域
ｈ位置決めピンが定盤より上方に突出する部位の高さ
ｒ係止部と位置決めピンに貫通されている部位との距離

Claims

加熱処理するガラス基板がその上に載置されるセラミック製の定盤と、該定盤に、ガラス基板を位置決めする位置に配列して、上下方向へ貫通形成した複数のルーズホールと、これらルーズホール内にルーズに挿入される複数の金属製の位置決めピンと、上記定盤上で上記位置決めピン同士を連結して、上記ルーズホールから該定盤上への該位置決めピンの突出状態を保持する連結部材とを備えたことを特徴とする定盤ユニット。
前記連結部材は、ガラス基板の隅角部を位置決めするために当該隅角部を挟んで配列される前記位置決めピン同士を、該隅角部を避けて連結することを特徴とする請求項１に記載の定盤ユニット。
前記連結部材は、前記位置決めピンに対し、該位置決めピンによってガラス基板から遮られる位置で係止される係止部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の定盤ユニット。
前記位置決めピンには、前記連結部材がルーズに貫通する横向き貫通孔が形成されると共に、上記連結部材の前記係止部は、上記横向き貫通孔から上記位置決めピンの外回りに沿って曲げ返した湾曲部で形成され、該湾曲部は、これがガラス基板に干渉することを規制するために、上記連結部材が上記横向き貫通孔内で回転することに応じて上記位置決めピンに当接されることを特徴とする請求項３に記載の定盤ユニット。