JP5197692B2 - 硬質脆性板のブレーク装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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する方法があるが、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。

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。

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。

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。

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、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おり、ブレーク刃の当接深さの精密な設定ないし調整作業が簡単に可能な合理的で耐久性のあるブレーク装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決した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とを備えている。

ブレーク刃の支持構造を示す模式的な側面図 高さ調整装置を図１のＡ方向から見た図 制御系を示すブロック図 複数のスクライブ溝を設けたガラスセルの平面図

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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 (1)

1. 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、硬質脆性板のブレーク装置。

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