JP6428642B2 - 脆性板の加工方法、および脆性板の加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、脆性板の加工方法、および脆性板の加工装置に関する。

脆性板の加工方法は、切り工程と、折り工程とを有する。切り工程では脆性板の表面に切線を形成し、折り工程では切線に沿って脆性板を割断する。脆性板としては、例えばガラス板などが挙げられる。

ところで、切り工程では、脆性板の表面に押し付けられるカッターと、脆性板の裏面全体を平坦に支持するステージとを相対的に移動させる。これにより、脆性板の表面に切線が形成される（例えば特許文献１参照）。

日本国特開２０１１−２３１０１１号公報

脆性板の表面にカッターを押し付ける時、脆性板の表面に食い込むカッターの先端から、脆性板の表面に対して略垂直な亀裂（所謂、メディアンクラック）が形成される。メディアンクラックが切線として用いられる。加えて、脆性板の表面に食い込むカッターの先端から脆性板の表面に対して略平行な亀裂（所謂、ラテラルクラック）が生じることがある。ラテラルクラックは欠陥となる。

欠陥の発生を抑えるため、カッターの押し付け力には上限がある。そのため、従来、切線の深さが浅く、切線に沿って、脆性板の表面に対して垂直な割断面を形成することが難しい場合があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、深さが深い切線を形成できる脆性板の加工方法の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
脆性板の表面に押し付けられるカッターと、前記脆性板の裏面を支持する支持部材とを相対的に移動させることにより前記脆性板の表面に切線を形成する切り工程を有する、脆性板の加工方法であって、
前記支持部材は、前記脆性板の一部を平坦に支持する平坦部と、前記脆性板の残部の所定位置に前記カッターを押し付けた場合に前記脆性板の曲げ変形の形状を規定する規定部とを含み、
前記切り工程では、前記脆性板の前記一部を前記平坦部によって平坦に支持すると共に、前記脆性板の前記残部の所定位置に前記カッターを押し付け、
前記規定部は、前記カッターの押し付け前に前記脆性板の裏面を支持せず、前記カッターの押し付け時に前記脆性板の裏面を支持する規定面を有し、該規定面の形状によって前記脆性板の曲げ変形の形状を規定する、脆性板の加工方法が提供される。

本発明の一態様によれば、深さが深い切線を形成できる脆性板の加工方法が提供される。

本発明の第１実施形態によるガラス板の加工装置を示す図であって、カッター押し付け前の状態を示す図である。 本発明の第１実施形態によるガラス板の加工装置を示す図であって、カッター押し付け時の状態を示す図である。 本発明の第１実施形態によるテンプレートを示す平面図である。 図３に示すテンプレートと、切線との位置関係を示す平面図である。 変形例によるテンプレートと、切線との位置関係を示す平面図である。 本発明の第２実施形態によるガラス板の加工装置を示す図であって、カッター押し付け前の状態を示す図である。 本発明の第２実施形態によるガラス板の加工装置を示す図であって、カッター押し付け時の状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。以下の説明において、数値範囲を表す「〜」はその前後の数値を含む範囲を意味する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態によるガラス板の加工装置を示す図であって、カッター押し付け前の状態を示す図である。図２は、本発明の第１実施形態によるガラス板の加工装置を示す図であって、カッター押し付け時の状態を示す図である。

ガラス板の加工装置１０は、ガラス板１１の表面１１ａに押し付けられるカッター２０、ガラス板１１の裏面１１ｂを支持する支持部材としてのテンプレート２１、カッター２０とテンプレート２１とを相対的に移動させる移動装置３０、および移動装置３０を制御する制御装置４０を有する。移動装置３０は、一般的なものであるので、説明を省略する。制御装置４０は、例えばメモリなどの記憶部およびＣＰＵ（Central Processing Unit）を有し、記憶部に記憶されたプログラムをＣＰＵに実行させることにより、移動装置３０を制御する。切線１２の位置が制御できる。

カッター２０は、ガラス板１１の表面１１ａに押し付けられ、ガラス板１１に対して相対的に移動されることによりガラス板１１の表面１１ａに切線１２を形成する。カッター２０は、例えばホイールカッターであって、回転軸２０ａを中心に回転自在とされ、外周に刃を有する。ガラス板１１の表面１１ａにカッター２０の外周を押し付けた状態で、ガラス板１１に対してカッター２０を相対的に移動させると、カッター２０は回転軸２０ａを中心に回転しながら切線１２を形成する。

尚、本実施形態のカッター２０は、切線１２の形成時に回転するホイールカッターであるが、切線１２の形成時に回転しないポイントカッターでもよい。ポイントカッターは、先端に刃を有する。

テンプレート２１は、ガラス板１１の裏面１１ｂを支持する。テンプレート２１は、ガラス板１１の裏面１１ｂと接触してよい。尚、テンプレート２１は、ガラス板１１の裏面１１ｂと接触しなくてもよく、中間部材を介してガラス板１１の裏面１１ｂを支持してもよい。中間部材としては、例えばガラス板１１を搬送する搬送ベルトが挙げられる。

テンプレート２１は、真空吸着によってガラス板１１の裏面１１ｂを支持してもよいし、摩擦によってガラス板１１の裏面１１ｂを支持してもよい。テンプレート２１によるガラス板１１の支持方法は特に限定されない。

テンプレート２１は、平坦部２２と、規定部２４とを有する。平坦部２２は、ガラス板１１の一部を平坦に支持する平坦面２２ａを有する。平坦部２２の平坦面２２ａとは反対側の面２２ｂは、平坦面でなくてもよい。

規定部２４は、ガラス板１１の残部の所定位置にカッター２０を押し付けた場合にガラス板１１の曲げ変形の形状を規定する。ガラス板１１の曲げ変形は、平坦面２２ａの外縁を曲げ支点とする変形である。

ガラス板１１の曲げ変形によって、カッター２０の進行方向後方において切線１２に引張応力が作用し、切線１２が開き、切線１２の深さが深くなる。また、ガラス板１１の曲げ変形は規定部２４によって規定されるため、ガラス板１１の破損が防止できる。

規定部２４は、カッター２０の押し付け前にガラス板１１の裏面１１ｂを支持せず、カッター２０の押し付け時にガラス板１１の裏面１１ｂを支持する規定面２４ａを有し、該規定面２４ａの形状によってガラス板１１の曲げ変形の形状を規定する。

規定面２４ａは、図１に示すように平坦面２２ａを含む平面から該平面に対して下方に離間している。規定面２４ａは、階段状に形成されてよい。高さの異なる複数のブロックを横に並べることでテンプレート２１が製作できる。大きさの異なる複数の板を上下に積層することでもテンプレート２１が製作できる。いずれの場合も、テンプレート２１の製作コストが安い。尚、規定面２４ａは、なだらかなスロープ状に形成されてもよい。カッター２０の押し付け前にガラス板１１と規定面２４ａとの間に空間があればよい。

平坦面２２ａに対する規定面２４ａの傾斜角θは、例えば０．３°〜５°である。ここで、傾斜角θとは、平坦面２２ａの外縁に対して垂直な断面において、平坦面２２ａの外縁と規定面２４ａの外縁とを通る直線と、平坦面２２ａとのなす角をいう。傾斜角θが０．３°以上であれば、テンプレート２１を不必要に大きくすることなく、カッター２０の進行方向後方において切線１２に作用する引張応力を十分に大きくすることが可能である。また、傾斜角θが５°以下であれば、規定面２４ａの幅を広く確保できるのでガラス板１１の様々な形状に対応でき、また、ガラス板１１の表面１１ａに対して略垂直な切線１２が形成できる。傾斜角θは、好ましくは０．５°以上であり、また４°以下である。

尚、切線１２が表面１１ａに対して略垂直となるように、カッター２０の回転軸２０ａが平坦面２２ａに対して傾いていてもよい。

図３は、本発明の第１実施形態によるテンプレートを示す平面図である。図３に示すように、規定部２４は平坦部２２の外縁を取り囲んでよい。１枚のテンプレート２１によって形状の異なる複数種類の切線１２の形成に対応できる。複数種類の切線１２は、ある程度同じ大きさのものであればよく、例えば異なる車種の同一の取付位置の窓ガラス（例えば異なる車種のフロントガラス）の切線であってよい。

図４は、図３に示すテンプレートと、切線との位置関係を示す平面図である。図４において平坦面２２ａの外縁２２１を破線で示す。

図４に示すように、切線１２は閉じており、切線１２の内側から製品が取り出される。切線１２は、内側に凹む凹部１２ａを有してよい。この凹部１２ａは一般的にインカーブと呼ばれる。ガラス板１１のうち、凹部１２ａの両端を結ぶ直線１３と凹部１２ａとで囲まれる除去部分（図４に左下がりの斜線で示す部分）１４は、割断後に除去され、製品の一部とはならない。

尚、本実施形態の切線１２は閉じているが、閉じていなくてもよい。切線１２の凹部１２ａは、平面視で平坦部２２側に凹む線であればよい。

本実施形態によれば、切線１２の深さが深く、ガラス板１１の割断時にガラス板１１に加える荷重が軽減できる。そのため、除去部分１４を複数の領域に分割して割断する場合に、複数の領域を区画する切線の数が低減できる。除去部分１４を複数の領域に分割せずに割断することも可能である。

図４に示すように、平坦面２２ａの外縁２２１は、外側に凸の曲線部分、および直線部分の少なくともいずれか（本実施形態では直線部分）のみを有し、内側に凸の曲線部分を有しなくてよい。つまり、平坦面２２ａの外縁２２１は、内側に凹む凹部を有しなくてよい。

図５は、変形例によるテンプレートと、切線との位置関係を示す平面図である。図５において平坦面２２ａの外縁２２１を破線で示す。

図５に示すように、平坦面２２ａの外縁２２１は、内側に凹む凹部２２２を有してもよい。この場合、規定部２４の上方に、ガラス板１１の曲げ変形が困難な領域（図５に右下がりの斜線で示す領域）２２４が存在する。この領域２２４は、凹部２２２の両端を結ぶ直線２２３と、凹部２２２とで囲まれる領域である。

図４に示すように、平坦面２２ａの外縁２２１が凹部２２２（図５参照）を有しない場合、規定部２４の上方にガラス板１１の曲げ変形が困難な領域２２４（図５参照）が存在しない。そのため、深さの深い切線１２が形成できる。

一方、図５に示すように、平坦面２２ａの外縁２２１が凹部２２２を有する場合、ガラス板１１の曲げ変形が困難な領域２２４に切線１２が重ならない。よって、平坦面２２ａの外縁２２１が凹部２２２を有しない場合と同様に、深さの深い切線１２が形成できる。

尚、図４に示す切線１２は、内側に凹む凹部１２ａを有するが、凹部１２ａを有しなくてもよい。この場合に、平坦面２２ａの外縁２２１が凹部２２２を有しなくてよい。規定部２４の上方にガラス板１１の曲げ変形が困難な領域２２４が存在しないため、深さの深い切線が形成できる。

同様に、図５に示す切線１２は、内側に凹む凹部１２ａを有するが、凹部１２ａを有しなくてもよい。この場合に、平坦面２２ａの外縁２２１が凹部２２２を有し、ガラス板１１の曲げ変形が困難な領域２２４に切線が重ならなくてよい。深さの深い切線が形成できる。

次に、図１および図２を再度参照して、上記ガラス板の加工装置１０を用いたガラス板の加工方法について説明する。ガラス板の加工方法は、ガラス板１１の表面１１ａに押し付けられるカッター２０と、ガラス板１１の裏面１１ｂを支持するテンプレート２１とを相対的に移動させることによりガラス板１１の表面１１ａに切線１２を形成する切り工程を有する。

切り工程では、ガラス板１１の一部を平坦部２２で支持すると共に、ガラス板１１の残部の所定位置にカッター２０を押し付ける。カッター２０の押し付け力によって、ガラス板１１は、平坦面２２ａの外縁２２１を曲げ支点として曲げ変形される。ガラス板１１の曲げ変形は、規定部２４により規定される。

ガラス板１１の曲げ変形によって、カッター２０の進行方向後方において切線１２に引張応力が作用し、切線１２が開き、切線１２の深さが深くなる。また、ガラス板１１の曲げ変形は規定部２４によって規定されるため、ガラス板１１の破損が防止できる。

［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態によるガラス板の加工装置を示す図であって、カッター押し付け前の状態を示す図である。図７は、本発明の第２実施形態によるガラス板の加工装置を示す図であって、カッター押し付け時の状態を示す図である。

テンプレート２１Ａは、図１および図２に示す規定部２４の代わりに、規定部２４Ａを有する。規定部２４Ａは、ガラス板１１の所定位置にカッター２０を押し付けた場合にガラス板１１の曲げ変形の形状を規定する。ガラス板１１の曲げ変形は、平坦面２２ａの外縁を曲げ支点とする変形である。

ガラス板１１の曲げ変形によって、カッター２０の進行方向後方において切線１２に引張応力が作用し、切線１２が開き、切線１２の深さが深くなる。また、ガラス板１１の曲げ変形は規定部２４Ａによって規定されるため、ガラス板１１の破損が防止できる。

規定部２４Ａは、カッター２０の押し付け力に応じた弾性変形をすることによりガラス板１１の曲げ変形の形状を規定する。カッター２０の押し付け力を解除すると、規定部２４Ａは元の形状に戻る。カッター２０の押し付け前に、規定面２４Ａａは、平坦面２２ａと面一であってよく、ガラス板１１の裏面１１ｂを支持してよい。ガラス板１１の裏面１１ｂ全体が常に支持できる。

カッター２０の押し付け時に、ガラス板１１の曲げ変形部分の平坦面２２ａに対する傾斜角θＡは、例えば０．３°〜５°である。傾斜角θＡが０．３°以上であれば、カッター２０の進行方向後方において切線１２に作用する引張応力が十分に大きい。また、傾斜角θＡが５°以下であれば、ガラス板１１の表面１１ａに対して略垂直な切線１２が形成できる。傾斜角θＡは、好ましくは０．５°以上であり、また４°以下である。傾斜角θＡが上記範囲内となるように、規定部２４Ａの材料が選定されてよい。

以上、脆性板としてのガラス板の加工方法の実施形態などを説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の脆性板は、ガラス板であるが、金属シリコン板、セラミック板などでもよい。

本出願は、２０１３年１２月２７日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−２７３３３２号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１３−２７３３３２号の全内容を本出願に援用する。

１０ ガラス板の加工装置
１１ ガラス板
１１ａ ガラス板の表面
１１ｂ ガラス板の裏面
１２ 切線
１２ａ 切線のうち、平面視で平坦部側に凹む凹部
１３ 凹部の両端を結ぶ直線
１４ 凹部の両端を結ぶ直線と凹部とで囲まれる部分
２０ カッター
２１ テンプレート
２２ 平坦部
２２ａ 平坦面
２２１ 平坦面の外縁
２２２ 平坦面の外縁のうち、内側に凹む凹部
２２３ 凹部の両端を結ぶ直線
２２４ 凹部の両端を結ぶ直線と凹部とで囲まれる領域
２４ 規定部
２４ａ 規定面
２４Ａ 規定部
２４Ａａ 規定面
３０ 移動装置
４０ 制御装置

Claims (10)

1. 脆性板の表面に押し付けられるカッターと、前記脆性板の裏面を支持する支持部材とを相対的に移動させることにより前記脆性板の表面に切線を形成する切り工程を有する、脆性板の加工方法であって、
   前記支持部材は、前記脆性板の一部を平坦に支持する平坦部と、前記脆性板の残部の所定位置に前記カッターを押し付けた場合に前記脆性板の曲げ変形の形状を規定する規定部とを含み、
   前記切り工程では、前記脆性板の前記一部を前記平坦部によって平坦に支持すると共に、前記脆性板の前記残部の所定位置に前記カッターを押し付け、
   前記規定部は、前記カッターの押し付け前に前記脆性板の裏面を支持せず、前記カッターの押し付け時に前記脆性板の裏面を支持する規定面を有し、該規定面の形状によって前記脆性板の曲げ変形の形状を規定する、脆性板の加工方法。
2. 前記平坦部の前記脆性板を支持する平坦面に対する前記規定面の傾斜角が０．３°〜５°である、請求項１に記載の脆性板の加工方法。
3. 前記切線は、平面視で前記平坦部側に凹む凹部を有する、請求項１または２に記載の脆性板の加工方法。
4. 前記平坦部の前記脆性板を支持する平坦面の外縁は、内側に凹む凹部を有しない、請求項１〜３のいずれか１項に記載の脆性板の加工方法。
5. 前記規定部が前記平坦部の外縁を取り囲む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の脆性板の加工方法。
6. 脆性板の表面に押し付けられるカッターと、前記脆性板の裏面を支持する支持部材と、前記カッターと前記支持部材とを相対的に移動させる移動装置と、該移動装置を制御する制御装置とを有し、前記脆性板の表面に切線を形成する、脆性板の加工装置であって、
   前記支持部材は、前記脆性板の一部を平坦に支持する平坦部と、前記脆性板の残部の所定位置に前記カッターを押し付けた場合に前記脆性板の曲げ変形の形状を規定する規定部とを含み、
   前記規定部は、前記カッターの押し付け前に前記脆性板の裏面を支持せず、前記カッターの押し付け時に前記脆性板の裏面を支持する規定面を有し、該規定面の形状によって前記脆性板の曲げ変形の形状を規定する、脆性板の加工装置。
7. 前記平坦部の前記脆性板を支持する平坦面に対する前記規定面の傾斜角が０．３°〜５°である、請求項６に記載の脆性板の加工装置。
8. 前記平坦部の前記脆性板を支持する平坦面の外縁は、内側に凹む凹部を有しない、請求項６または７に記載の脆性板の加工装置。
9. 前記平坦部の前記脆性板を支持する平坦面の外縁は、内側に凹む凹部を有し、
   前記制御装置は、平面視において前記外縁の前記凹部の両端を結ぶ直線と前記外縁の前記凹部とで囲まれる領域に前記切線が重ならないように前記移動装置を制御する、請求項６または７に記載の脆性板の加工装置。
10. 前記規定部が前記平坦部の外縁を取り囲む、請求項６〜９のいずれか１項に記載の脆性板の加工装置。

Images