JP5193289B2 - 脆性材料ブレーク装置及び脆性材料ブレーク方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクライブラインが移動方向と略平行に形成されたガラス板のような脆性材料であっても、連続的に移動させて脆性材料の側方部分をブレークすることができる脆性材料ブレーク装置及び脆性材料ブレーク方法に関する。

ガラス板等の板状の脆性材料にスクライブラインが形成された後、脆性材料に所定の加重を負荷することにより、脆性材料をスクライブラインに沿ってブレークすることができる。

例えば特許文献１には、サーボモータ等にて駆動されるアクチュエータにより動作するブレードを上下動させ、スクライブラインが形成されたガラス板のような脆性材料を、クラック等を生じさせない状態で、かつ手際良く切断することができるブレーク装置が開示されている。脆性材料は、スライドテーブルにより所定の位置へと移動させて停止させ、固定した状態でブレードを下方へ駆動することにより、スクライブラインに沿って切断される。
特開２００７−２７７０３２号公報

しかし、特許文献１に開示されているようなブレーク装置では、脆性材料をブレークする時点で一度停止させて固定する必要がある。したがって、連続的にブレークすることができないことから、ブレークするべきガラス板の枚数が多くなればなるほどブレーク工程に要する時間を短縮することが困難であるという問題点があった。

また、正確にブレークするためには、スクライブラインとブレードとの位置合わせを正確に行う必要があり、カメラ等の位置合わせセンサを別途設けることにより、位置の補正を行う等、装置全体の機構が複雑となり、コスト高となるという問題点もあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、脆性材料を連続的に移動させつつブレークすることができ、特にスクライブラインとブレードとの位置合わせ、位置補正等を行うことなく確実にブレークすることができる脆性材料ブレーク装置及び脆性材料ブレーク方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係る脆性材料ブレーク装置は、脆性材料を両側から挟持する複数の移動ローラを備え、該複数の移動ローラが脆性材料の移動方向に配列されており、前記移動ローラにより連続的に移動される脆性材料を、表面に形成されているスクライブラインに沿ってブレークする脆性材料ブレーク装置であって、前記脆性材料の幅は、前記移動ローラの前記脆性材料の進行方向と略直交する方向の間隔よりも広く、前記脆性材料の前記スクライブラインは、前記移動ローラの外側に位置する一端又は両端部分に、前記脆性材料の進行方向と略平行に形成されており、前記脆性材料の前記スクライブラインよりもさらに外側に位置する一端又は両端部分の上方に、加圧ローラと支点ローラとが、互いに平ベルトが掛け回されて対となるようにして、前記加圧ローラが前記支点ローラよりも進行方向側に位置するように配置され、前記加圧ローラが押し下げられると、前記平ベルトが前記支点ローラを回転中心として斜めに押し下げられた状態になり、前記加圧ローラおよび前記平ベルトが前記脆性材料の前記スクライブラインより外側部分を加圧することが可能となるように構成され、前記脆性材料が前記複数の移動ローラにより移動される領域に存在する間は、前記加圧ローラおよび平ベルトを前記脆性材料側へ押し下げるようにしてあることを特徴とする。

また、第２発明に係る脆性材料ブレーク装置は、第１発明において、前記脆性材料の存在を検知するセンサを備え、該センサが前記脆性材料の存在を検知している間、前記加圧ローラを前記脆性材料側へ押し下げるようにしてあることを特徴とする。

また、第３発明に係る脆性材料ブレーク装置は、第１又は第２発明において、前記スクライブラインは、前記脆性材料の前記加圧ローラ側の面に形成してあることを特徴とする。

次に上記目的を達成するために第４発明に係る脆性材料ブレーク方法は、脆性材料を両側から挟持する複数の移動ローラが脆性材料の移動方向に配列されており、前記移動ローラにより連続的に移動される脆性材料を、表面に形成されているスクライブラインに沿ってブレークする脆性材料ブレーク方法であって、前記脆性材料の幅は、前記移動ローラの前記脆性材料の進行方向と略直交する方向の間隔よりも広く、前記脆性材料の前記スクライブラインは、前記移動ローラの外側に位置する一端又は両端部分に、前記脆性材料の進行方向と略平行に形成され、前記脆性材料の前記スクライブラインよりもさらに外側に位置する一端又は両端部分の上方に、加圧ローラと支点ローラとが、互いに平ベルトが掛け回されて対となるようにして、前記加圧ローラが前記支点ローラよりも進行方向側に位置するように配置され、前記脆性材料が前記複数の移動ローラにより移動される領域に存在する間は、前記加圧ローラが押し下げられるとともに、前記平ベルトが前記支点ローラを回転中心として斜めに押し下げられた状態になり、前記加圧ローラおよび前記平ベルトにより前記脆性材料の前記スクライブラインより外側部分を押し下げて加圧するようにしていることを特徴とする。

第１発明及び第４発明では、脆性材料を両側から挟持する複数の移動ローラが脆性材料の移動方向に配列されている。移動ローラにより連続的に移動される脆性材料を、表面に形成されているスクライブラインに沿ってブレークする。脆性材料の幅は、移動ローラの脆性材料の進行方向と略直交する方向の間隔よりも広くなるようにしてあり、脆性材料の前記スクライブラインは、移動ローラの幅を超えた脆性材料の外側の一端又は両端部分に、脆性材料の進行方向と略平行に形成されている。加圧ローラおよび平ベルトにより、前記移動ローラが前記脆性材料に接する位置の外側のスクライブラインの形成された一端又は両端部分にて前記脆性材料に加圧することが可能としてあり、脆性材料が複数の移動ローラにより移動される領域に存在する間は、加圧ローラを脆性材料側へ押し下げる。このとき平ベルトは支点ローラを回転中心として斜めに押し下げられる。加圧ローラを押し下げることによりスクライブラインの外側の両端部分に確実に曲げモーメントをかけることができ、さらに平ベルトにより移動方向の先端から順次押し下げられ、せん断力も付与することができ、精緻な位置合わせをすることなく簡単な機構でスクライブラインに沿って確実にブレークすることが可能となる。また、脆性材料を停止することなくブレークすることができるので、ブレーク工程に要する時間を大きく短縮することが可能となる。

第２発明では、脆性材料の存在を検知するセンサを備え、該センサが脆性材料の存在を検知している間、加圧ローラを脆性材料側へ押し下げる。脆性材料が存在している間だけ、加圧ローラに掛け回されているベルトが押し下げられることにより、脆性材料の両側部分に形成されているスクライブラインに沿って確実にブレークすることができる。

第３発明では、スクライブラインは、脆性材料の加圧ローラ側の面に形成してあることにより、加圧ローラによる圧力によってスクライブラインに沿って確実にブレークすることができる。

上記構成により、加圧ローラを押し下げることによりスクライブラインの外側の両端部分に確実に曲げモーメントをかけることができ、さらに平ベルトによりせん断力も付与することができ、精緻な位置合わせをすることなく簡単な機構でスクライブラインに沿って確実にブレークすることが可能となる。また、脆性材料を停止することなくブレークすることができるので、ブレーク工程に要する時間を大きく短縮することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る脆性材料ブレーク装置の構成を模式的に示す移動ローラの回転軸方向から見た側面図である。 スクライブラインの形成状態を示すガラス板の平面図である。 ガラス板と上部移動ローラ、下部移動ローラ、加圧ローラそれぞれとの位置関係を示すガラス板の移動方向から見た正面図である。 加圧ローラを押し下げた場合のガラス板の移動方向から見た正面図である。 平ベルトを用いた場合の本実施の形態に係る脆性材料ブレーク装置の概略構成を示す斜視図である。

１１ ガラス板（脆性材料）
１３ 上部移動ローラ
１４ 下部移動ローラ
１５ 加圧ローラ
１８ スクライブライン
１７、１９、２０ 平ベルト
２１ センサ

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明では、ブレークの対象となる脆性材料はガラス板であり、事前に周知のスクライブライン形成装置等によりスクライブラインが形成されているものとする。

図１は、本発明の実施の形態に係る脆性材料ブレーク装置の構成を模式的に示す移動ローラの回転軸方向から見た側面図である。図１に示すように、本実施の形態に係る脆性材料ブレーク装置は、板状の脆性材料、例えばガラス板１１を矢印１２方向へと連続的に移動させる。ガラス板１１は、一対の上部移動ローラ１３及び下部移動ローラ１４により複数個所で両面から挟持され、複数の上部移動ローラ１３、１３、・・・及び下部移動ローラ１４、１４、・・・の回転により移動する。

ガラス板１１には、移動する方向に沿って２本のスクライブラインが形成されている。図２は、スクライブラインの形成状態を示すガラス板１１の平面図である。図２に示すように、ガラス板１１の両端部分に、移動方向１２と略平行な２本のスクライブライン１８、１８が形成されている。

図１に戻って、ガラス板１１をブレークするための加圧ローラ１５、１５が、ガラス板１１の進行方向の側方であり、スクライブライン１８、１８よりも外側に配置されている。加圧ローラ１５、１５は、複数の上部移動ローラ１３、１３、・・・及び下部移動ローラ１４、１４、・・・が配置されている位置よりもガラス板１１が進行する方向に少し離れた位置に配置される。

図３は、ガラス板１１と上部移動ローラ１３、１３、・・・、下部移動ローラ１４、１４、・・・、加圧ローラ１５、１５それぞれとの位置関係を示すガラス板１１の移動方向から見た正面図である。図３に示すように、ガラス板１１は、上部移動ローラ１３、１３、・・・及び下部移動ローラ１４、１４、・・・により上下から挟持されている。そして、ガラス板１１の上面に、スクライブライン１８、１８がガラス板１１の進行方向に沿って形成されている。スクライブライン１８、１８は、上部移動ローラ１３、１３、・・・及び下部移動ローラ１４、１４、・・・により上下から挟持されている位置よりも外側に形成されている。

加圧ローラ１５、１５は、スクライブライン１８、１８よりもさらに外側に配置されている。このように配置することで、加圧ローラ１５、１５を押し下げた場合、ガラス板１１の両端部分には外側を押し下げる方向への曲げモーメントが発生し、スクライブライン１８、１８に沿ってガラス板１１をブレークすることができる。

図４は、加圧ローラ１５、１５を押し下げた場合のガラス板１１の移動方向から見た正面図である。図４に示すように、加圧ローラ１５、１５を押し下げることにより（矢印方向）、ガラス板１１はスクライブライン１８、１８に沿ってブレークされ、ブレークされた切片は下方へ落下して回収される。

加圧ローラ１５、１５を押し下げるタイミングは、少なくともガラス板１１の先端部分が加圧ローラ１５、１５の直下に位置している状態で押し下げ、ガラス板１１の後端部分が加圧ローラ１５、１５を通過した時点で元の位置へ戻れば足りる。加圧ローラ１５、１５の上下動を制御するために、ガラス板１１が通過しているか否かを検出するセンサ２１、加圧ローラ１５、１５を上下動させるアクチュエータ２２、及びセンサ２１で検出された信号に基づいてアクチュエータ２２へ上下動の指示信号を送出する制御装置２３を備えている。

センサ２１は、例えば光電センサであり、ガラス板１１のような透明な材質の有無を検出することができる回帰型光電センサであることが好ましい。センサ２１は、ガラス板１１が上部移動ローラ１３、１３、・・・及び下部移動ローラ１４、１４、・・・により上下から挟持された状態になった時点でガラス板１１の存在を検出することができるよう、上部移動ローラ１３、１３、・・・及び下部移動ローラ１４、１４、・・・よりガラス板１１の進行方向側であって、ガラス板１１の幅の略中央に配設する。また、加圧ローラ１５、１５の上下動中心と、センサ２１が検出する位置が略一致する位置、又はセンサ２１が検出する位置の方がガラス板の進行方向の先の位置に配設することが好ましい。このようにすることで、センサ２１がガラス板１１の存在を検出した時点で、ガラス板１１は必ず加圧ローラ１５、１５の直下に一部が存在することになる。

そして、センサ２１がガラス板１１の存在を検出した場合、制御装置２３はアクチュエータ２２に加圧ローラ１５、１５を押し下げるよう指示信号を送信する。アクチュエータ２２は、サーボモータ等であり、指示信号に応じて加圧ローラ１５、１５を所定量押し下げる。

加圧ローラ１５、１５が押し下げられることにより図４の状態となり、加圧ローラ１５、１５の存在する位置までガラス板１１が移動された時点でガラス板１１は、スクライブラインに沿ってブレークされる。そのまま連続的にガラス板１１が移動されることにより、特に位置合わせ等の複雑な動作制御を行うことなく、順次スクライブラインに沿ってブレークされる。

センサ２１が、ガラス板１１の不存在を検出した場合、制御装置２３はアクチュエータ２２に加圧ローラ１５、１５を引き上げるよう指示信号を送信する。アクチュエータ２２は、指示信号に応じて加圧ローラ１５、１５を元の位置まで引き上げる。すなわち、センサ２１がガラス板１１の不存在を検出した時点では、既にブレーク工程は完了しており、次のガラス板１１が移動されるまで加圧ローラ１５、１５を引き上げておくことにより、連続的にブレーク工程を実行することができる。

なお、図１に戻って、ブレーク工程を円滑に実行するべく、加圧ローラ１５、１５とそれぞれ一対となった支点ローラ１６、１６を設け、加圧ローラ１５と支点ローラ１６との間を平ベルト１７等で接続しておくことが好ましい。同様に、ガラス板１１の移動を円滑にするために、上部移動ローラ１３、１３、・・・及び下部移動ローラ１４、１４、・・・を互いに平ベルト１９、２０等で接続しても良い。

図５は、平ベルトを用いた場合の本実施の形態に係る脆性材料ブレーク装置の概略構成を示す斜視図である。図５では、下部移動ローラ１４、１４、・・・及び平ベルト２０は省略しているが、ガラス板１１は、上部移動ローラ１３、１３、・・・及び下部移動ローラ１４、１４、・・・に掛け回してある平ベルト１９、２０の回転にしたがって、矢印１２の方向へ移動している。

ガラス板１１が、図１に示すセンサ２１にて検出されるまで、加圧ローラ１５、１５とそれぞれ一対となった支点ローラ１６、１６に掛け回されている平ベルト１７、１７は、加圧ローラ１５、１５が押し下げられていないことからガラス板１１とは接触していない。そして、センサ２１がガラス板１１の存在を検出した時点で加圧ローラ１５、１５が押し下げられ、平ベルト１７、１７は、支点ローラ１６、１６を回転中心としてガラス板１１に対して斜めに押し下げられる。そして、ガラス板１１の両端部分、すなわちスクライブライン１８、１８が形成されている部分よりも外側の部分を、移動方向の先端から順次押し下げるよう機能する。

このように平ベルト１７、１７によりガラス板１１の両端部分を押し下げるようにすることで、加圧ローラ１５、１５のみでブレークする場合の曲げモーメントだけでなく、せん断力も付与することができ、より確実にスクライブライン１８、１８に沿ってブレークすることが可能となる。

以上のように本実施の形態によれば、加圧ローラ１５、１５を押し下げる、又は平ベルト１７、１７を押し下げることにより、スクライブライン１８、１８の外側の両端部分に確実に曲げモーメントをかける、又はスクライブライン１８、１８に沿ってせん断力を付与することができ、精緻な位置合わせをすることなく簡単な機構でスクライブラインに沿って確実にブレークすることが可能となる。また、ガラス板１１を停止することなくブレークすることができるので、ブレーク工程に要する時間を大きく短縮することが可能となる。

なお、脆性材料はガラス板１１に限定されるものではなく、分断する場合にスクライブラインを形成し、その後でブレーク工程を実行することにより高い精度で分断を行う脆性材料であれば、その種類を問わない。また、センサ２１の種類も特に限定されるものではなく、透明なガラス板１１等を検出することが可能なセンサであれば何でも良い。その他、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。

Claims (4)

1. 脆性材料を両側から挟持する複数の移動ローラを備え、
   該複数の移動ローラが脆性材料の移動方向に配列されており、
   前記移動ローラにより連続的に移動される脆性材料を、表面に形成されているスクライブラインに沿ってブレークする脆性材料ブレーク装置であって、
   前記脆性材料の幅は、前記移動ローラの前記脆性材料の進行方向と略直交する方向の間隔よりも広く、
   前記脆性材料の前記スクライブラインは、前記移動ローラの外側に位置する一端又は両端部分に、前記脆性材料の進行方向と略平行に形成されており、
   前記脆性材料の前記スクライブラインよりもさらに外側に位置する一端又は両端部分の上方に、加圧ローラと支点ローラとが、互いに平ベルトが掛け回されて対となるようにして、前記加圧ローラが前記支点ローラよりも進行方向側に位置するように配置され、
   前記加圧ローラが押し下げられると、前記平ベルトが前記支点ローラを回転中心として斜めに押し下げられた状態になり、前記加圧ローラおよび前記平ベルトが前記脆性材料の前記スクライブラインより外側部分を加圧することが可能となるように構成され、
   前記脆性材料が前記複数の移動ローラにより移動される領域に存在する間は、前記加圧ローラおよび前記平ベルトが前記脆性材料側へ押し下げるようにしてあることを特徴とする脆性材料ブレーク装置。
2. 前記脆性材料の存在を検知するセンサを備え、
   該センサが前記脆性材料の存在を検知している間、前記加圧ローラを前記脆性材料側へ押し下げるようにしてあることを特徴とする請求項１記載の脆性材料ブレーク装置。
3. 前記スクライブラインは、前記脆性材料の前記加圧ローラ側の面に形成してあることを特徴とする請求項１又は２記載の脆性材料ブレーク装置。
4. 脆性材料を両側から挟持する複数の移動ローラが脆性材料の移動方向に配列されており、
   前記移動ローラにより連続的に移動される脆性材料を、表面に形成されているスクライブラインに沿ってブレークする脆性材料ブレーク方法であって、
   前記脆性材料の幅は、前記移動ローラの前記脆性材料の進行方向と略直交する方向の間隔よりも広く、
   前記脆性材料の前記スクライブラインは、前記移動ローラの外側に位置する一端又は両端部分に、前記脆性材料の進行方向と略平行に形成され、
   前記脆性材料の前記スクライブラインよりもさらに外側に位置する一端又は両端部分の上方に、加圧ローラと支点ローラとが、互いに平ベルトが掛け回されて対となるようにして、前記加圧ローラが前記支点ローラよりも進行方向側に位置するように配置され、
   前記脆性材料が前記複数の移動ローラにより移動される領域に存在する間は、前記加圧ローラが押し下げられるとともに、前記平ベルトが前記支点ローラを回転中心として斜めに押し下げられた状態になり、前記加圧ローラおよび前記平ベルトとにより前記脆性材料の前記スクライブラインより外側部分を押し下げて加圧することを特徴とする脆性材料ブレーク方法。

Images