JP5284726B2 - 脆性材料ブレーク装置 - Google Patents

Description

本発明は、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、板厚に依存することなく、高い品質でブレークすることができる脆性材料ブレーク装置に関する。

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。

従来のブレーク装置として、厚板の脆性材料であっても確実にブレークすることができるよう、ブレークバーを所定の速度以上の速度で降下させる、シリンダ式ブレーク装置が多用されていた。しかし、シリンダ式のブレーク装置では、速度制御を空気圧で行うことから精緻な速度制御を行うことができず、押し込み量の調整が困難であった。

そこで、薄板であっても高い品質にてブレークすることができるよう、サーボモータにより脆性材料への圧力を精緻に制御することができるサーボ式ブレーク装置が開発されている。図１は、従来のサーボ式ブレーク装置の概略構成を示す斜視図である。

図１に示すように、従来のサーボ式ブレーク装置は、水平固定部材２２に設けてあるサーボモータ２３の回転軸にボールネジ２４を直結してあり、ボールネジ２４の下端は、別の水平固定部材２５にて回転することが可能に支持されている。ボールネジ２４に螺合する雌ネジ２６を中央部に備える上移動部材２７の両端部からは、下方に支持軸２８、２９が設けてあり、支持軸２８、２９は水平固定部材２５を貫通して下移動部材３０に固着されている。これにより、サーボモータ２３が回転した場合、上移動部材２７と一体となって下移動部材３０も上下動する。

一方、ブレークバー９から上方に向かう２本の軸３１、３２が設けてあり、軸３１、３２は、下移動部材３０に摺動することが可能に挿通され、下移動部材３０に対してブレークバー９が上下動することが可能となっている。一方、下移動部材３０とブレークバー９とは係合機構において加重センサ３５を介して連通している。

テーブル７は、Ｙ方向への移動及び回転することが可能に設けてあり、テーブル７の上にブレーク対象となる脆性材料２が載置される。ブレークバー９の下降位置に脆性材料２に生成されているスクライブラインを合わせ、ブレークバー９を下降させることにより脆性材料２をブレークする。
特開平１０−３３０１２５号公報

しかし、特許文献１に開示されているようなサーボ式のブレーク装置では、薄板に対しては高い品質にてブレークすることができるものの、厚板の場合にはブレークバー９に所定の速度が要求されることから、シリンダ式のブレーク装置を用いるしかなかった。したがって、ブレーク対象となる脆性材料の板厚に応じて複数のブレーク装置を併用する必要があり、製造コストの低減が困難であるという問題点があった。

また、サーボ式のブレーク装置は、低速で移動させて徐々に加圧することにより薄板が破損することなくブレークすることができる。したがって、特許文献１に示すように、機械的なストッパを設ける必要性が無かった。しかし、厚板に対応する場合、所定の速度以上でブレークバー９を下降させないと、スクライブラインに沿ってブレークすることができないおそれが高い。従来のサーボ式ブレーク装置では機械的なストッパを設けていないため、一定速度以上になった場合にブレークバー９による過剰な押し込みを未然に回避することができない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、ブレーク対象の脆性材料が厚板であるか薄板であるかに関わらず、高い品質にてブレークすることができる脆性材料ブレーク装置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、脆性材料を支持する支持台と、スクライブラインが形成され、移動手段により移動される脆性材料を押し下げるブレークバーと、該ブレークバーを上下動させる一又は複数の支持軸と、該一又は複数の支持軸を上下動させるモータと、前記ブレークバーが所定の位置より下方に移動することを規制する規制機構とを有し、該ブレークバーにより前記スクライブラインに沿って前記脆性材料をブレークする脆性材料ブレーク装置において、前記規制機構は、前記支持軸に一体に設けられたステッピングモータの回転軸下端の衝突部と、該衝突部が回転しながら下降してきたときに該衝突部を受け止める回転可能な台座部とからなることを特徴とする。

第１発明では、脆性材料を支持する支持台と、スクライブラインが形成され、移動手段により移動される脆性材料を押し下げるブレークバーとを有し、該ブレークバーによりスクライブラインに沿って脆性材料をブレークする。ブレークバーを上下動させる一又は複数の支持軸と、該一又は複数の支持軸を上下動させるモータとを備えており、ブレークバーが所定の位置より下方に移動することを規制する規制機構を備えることにより、ブレークバーが低速で下降する場合のみならず、高速で下降する場合であっても、所定の高さよりもブレークバーが下降することを未然に防止することができ、脆性材料が厚板である場合であっても、安全かつ確実に脆性材料をブレークすることが可能となる。

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、前記台座部は、前記衝突部の回転軸の中心線と同一の中心線を中心として回転することができるようにしてあることを特徴とする。

第２発明では、台座部を、衝突部の回転軸の中心線と同一の中心線を中心として回転することが可能な構成とすることにより、回転することが可能な衝突部が台座部に接触する際に生じる、回転によるせん断力の発生を最小限にとどめることができ、台座部の耐用年数を増大させることが可能となる。

上記のように、ブレークバーが所定の位置より下方に移動することを規制する規制機構を備えることにより、ブレークバーが低速で下降する場合のみならず、高速で下降する場合であっても、所定の高さよりもブレークバーがさらに下降することを防止することができ、脆性材料が厚板である場合であっても、安全かつ確実に脆性材料をブレークすることが可能となる。

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。図２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示す正面図及び部分側面図である。図２（ａ）は、下降前の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示す正面図であり、図２（ｂ）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示す部分側面図であり、図２（ｃ）は、下降後の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示す正面図である。

本発明の実施の形態に係る脆性材料ブレーク装置１は、図２（ａ）に示すように、二基のステッピングモータ５１、５１を機枠５０に対して上下動することが可能な支持部材（支持軸）５３、５３と一体として設けてある。ステッピングモータ５１、５１の回転に応じて、ブレークするための下降量を調整している。

図２（ｂ）に示すように、支持部材（支持軸）５３、５３の背面側にはリニアサーボモータ５７が設けてある。リニアサーボモータ５７、５７により、支持部材５３、５３が機枠５０に対して上下動する。

図２（ａ）に戻って、支持部材５３、５３の下部に設けてある上移動部材５４、５４を貫通して、下方に誘導軸５６、５６が設けてあり、誘導軸５６、５６は、ブレークバー支持部材５８に連結されている下移動部材５５、５５に固着されている。したがって、下移動部材５５、５５より下部にある部材は上移動部材５４、５４に吊るされているのと同様の状態となっている。

また、下移動部材５５、５５は、ブレークバー５９が固着されたブレークバー支持部材５８を支持しており、リニアサーボモータ５７、５７により支持部材５３、５３が上下動し、ブレークバー５９が上下動する。

一方、ブレークバー支持部材５８は、下移動部材５５、５５と回転することが可能に連結されている。したがって、ステッピングモータ５１、５１の移動速度を変えることにより、ブレークバー支持部材５８を所望の方向へ傾斜させることができ、ブレークバー５９も傾斜させることが可能となっている。

ブレーク時には、従来のブレーク装置と同様に、Ｙ方向への移動及び回転することが可能なテーブル（図示せず）の上にブレーク対象となる脆性材料を載置し、ブレークバー５９の下降位置に脆性材料に生成されているスクライブラインを合わせ、リニアサーボモータ５７、５７によりブレークバー５９を下降させる。本実施の形態では、ブレークバー５９が過剰に下降しないように、衝突部６０及びストッパ６１で構成される規制機構を備えている。

図３は、本発明の実施の形態に係る脆性材料ブレーク装置１の規制機構の構成を模式的に示す、一基のステッピングモータ５１の回転軸を含む面での断面図である。図３（ａ）はブレーク前の状態を、図３（ｂ）はストッパ６１に衝突部６０が接触した状態を、それぞれ示している。

図３（ａ）に示すように、リニアサーボモータ５７が、ブレークバー５９と連結されている支持部材５３と接続されており（ブレークバー支持部材５８は図示せず）、ステッピングモータ５１の回転軸上に衝突部６０を設けてある。ストッパ６１は、テーブル１０の上に載置された脆性材料２０をブレークする前は、所定の間隔をおいて配置してある。所定の間隔はステッピングモータ５１の回転により調整することができる。ブレーク時にはリニアサーボモータ５７が高速移動することで支持部材５３ごとブレークバー５９が下降する。このとき、図３（ｂ）に示すように、衝突部６０がストッパ６１に衝突した時点でブレークバー５９は下降を停止する。

すなわちブレーク時には、二基のリニアサーボモータ５７、５７の移動速度を制御することにより、ブレークバー５９の下降速度を制御することができる。例えばブレーク対象となる脆性材料が薄板である場合には、リニアサーボモータ５７、５７の移動速度を低く抑制することでブレークバー５９の下降速度を遅く設定する。これにより、スクライブラインに沿ってブレークすることができるとともに、余分な割れの発生を防止する。また、ブレーク対象となる脆性材料が厚板である場合には、リニアサーボモータ５７、５７の移動速度を高くすることでブレークバー５９の下降速度を速く設定する。これにより、スクライブラインに沿って割れにくい厚みを有する場合であっても、確実にブレークすることができる。

ブレーク対象となる脆性材料が厚板である場合、加速のついたブレークバー５９は慣性により容易に停止することが困難となり、過剰な押し下げが生じるおそれがある。そこで、ステッピングモータ５１、５１の回転軸の下端に、ストッパ６１、６１と接触する衝突部６０、６０を設けておくことにより、衝突部６０、６０がストッパ６１、６１と衝突するまではリニアサーボモータ５７、５７の移動速度でブレークバー５９が下降するが、図２（ｃ）に示すように衝突部６０、６０がストッパ６１、６１と衝突した時点でそれ以上下降しないよう規制することができる。これにより、ブレーク対象となる脆性材料が厚板であっても、安全に脆性材料をブレークすることができる。

なお、リニアサーボモータ５７、５７の移動によりブレークバー５９が下降した場合、衝突部６０、６０は回転することが可能な状態で下降する。従来のシリンダ式のブレーク装置に設けてあるストッパと同様、回転しないストッパを設けても良いが、シリンダ式ブレーク装置では衝突部が回転することがない。それに対して本実施の形態に係るブレーク装置では、衝突部６０、６０がストッパ６１、６１に衝突する場合に、衝突部６０、６０が回転しているときには回転による面せん断力が生じ、ストッパ６１、６１の表面の磨耗、破損の可能性が高くなる。そこで、ストッパ６１、６１も回転することが可能としておくことにより、回転による面せん断力を低減している。

図４は、本実施の形態に係る脆性材料ブレーク装置１のストッパ６１の構成を示す回転中心軸を含む面での断面図である。図４に示すように、円盤状部材６１１の中央部分に、回転軸６１２を有する台座部６１３を備えており、台座部６１３の回転軸６１２をスラストベアリング６１４に嵌め込んである。衝突部６０が回転しながらストッパ６１に衝突した場合、衝突部６０との摩擦により台座部６１３も回転し、円盤状部材６１１上に面せん断力が生じるのを未然に回避することができる。したがって、ストッパ６１の表面が衝突部６０との摩擦により削り取られることもなく、耐摩耗性が飛躍的に向上する。

以上のように本実施の形態によれば、ブレークバーが所定の位置より下方に移動することを規制する規制機構を備えることにより、ブレークバーが低速で下降する場合のみならず、高速で下降する場合であっても、所定の高さよりもブレークバーが下降することを未然に防止することができ、脆性材料が厚板である場合であっても、安全かつ確実に脆性材料をブレークすることが可能となる。

なお、上述した実施の形態では、リニアサーボモータ５７、５７が二基設けてある場合について説明しているが、リニアサーボモータ５７及び衝突部６０とストッパ６１とからなる規制機構の数は二基に限定されるものではなく、四基でも良いし、あるいは一基のみであっても良い。

また、脆性材料はガラス板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、その後でブレーク処理をすることにより高い品質にて分断を行う脆性材料であれば、その種類を問わない。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く、例えばストッパもスラストベアリングを用いる機構に限定されるものではない。

従来のサーボ式ブレーク装置の概略構成を示す斜視図である。 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示す正面図及び部分側面図である。 本発明の実施の形態に係る脆性材料ブレーク装置の規制機構の構成を模式的に示す、一基のステッピングモータの回転軸を含む面での断面図である。 本実施の形態に係る脆性材料ブレーク装置のストッパの構成を示す回転中心軸を含む面での断面図である。

符号の説明

１ 脆性材料ブレーク装置
５１ ステッピングモータ
５３ 支持部材（支持軸）
５７ リニアサーボモータ
５９ ブレークバー
６０ 衝突部（規制機構）
６１ ストッパ（規制機構）

Claims (2)

1. 脆性材料を支持する支持台と、
   スクライブラインが形成され、移動手段により移動される脆性材料を押し下げるブレークバーと、
   該ブレークバーを上下動させる一又は複数の支持軸と、
   該一又は複数の支持軸を上下動させるモータと、
   前記ブレークバーが所定の位置より下方に移動することを規制する規制機構と
   を有し、該ブレークバーにより前記スクライブラインに沿って前記脆性材料をブレークする脆性材料ブレーク装置において、
   前記規制機構は、
   前記支持軸に一体に取り付けられたステッピングモータの回転軸下端の衝突部と、
   該衝突部が回転しながら下降してきたときに該衝突部を受け止める回転可能な台座部と
   からなることを特徴とする脆性材料ブレーク装置。
2. 前記台座部は、前記衝突部の回転軸の中心線と同一の中心線を中心として回転することができ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。
   

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