KR100251620B1

KR100251620B1 - 스크라이브장치

Info

Publication number: KR100251620B1
Application number: KR1019980015667A
Authority: KR
Inventors: 교우 시모토요도메
Original assignee: 테라마치 아키히로; 가부시키가이샤 베르덱스; 데라마찌 아끼히로; 티에치케이 가부시끼가이샤
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 2000-04-15
Also published as: EP0905097A1; US6470782B1; DE69800550D1; KR19990029176A; EP0905097B1; US20020023528A1; DE69800550T2

Abstract

스크라이브장치는 바디(10)를 갖추고 있다. 바디(10)에 소재(100)의 면과 교차되는 슬라이드축(Lb) 방향에 홀더(20)가 미소량 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 바디(10)와 홀더(20)에는 상기 슬라이드축(Lb) 방향으로 떨어진 수부(15), (21)가 각각 형성되어 있다. 상기 바디와 홀더의 수부에는 진동액추에이터(40)가 끼워져 있다. 상기 홀더(20)는 당접부재(30)를 계속 유지하고 있다. 상기 홀더는 그 수부가 진동액추에이터를 누르도록 탄성부재(23)에 의해 탄성되어 있다. 상기 진동액추에이터는 상기 슬라이드축 방향의 진동을 상기 홀더에 부가하고 당접부재는 이 진동을 홀더에서 소재로 전달한다.

Description

스크라이브장치

본 발명은 판유리(Sheet glass) 등의 경질재료의 소재의 면에 각선을 형성하는 스크라이브장치에 관한 것이다.

일반적으로 판유리 등의 소재를 파단(破斷)하는 경우에는, 소재의 면에 미리 각선을 형성하고 이 각선에 따라서 파단하도록 하고 있다. 이 각선의 형성에 이용되는 종래의 스크라이브장치는, 예를들면 일본국 실용신안 공개공보 평1-110234호에 개시되어 있다. 상세히 기술하면, 도 19a, 도 19b에 나타낸 바와 같이 종래의 스크라이브장치는 원주면이 날카로운 원반형상의 커터(90;당접부재)와, 이 커터(90)를 자유자재로 회전하도록 지지하는 홀더(91)와, 이 홀더(91)를 통해서 커터(90)를 판유리(100;소재)의 면에 꽉 누름과 동시에 판유리(100)의 면에 따라서 이동시키는 압압(押壓)·이동기구(도시하지 않는다)를 갖추고 있다.

위에서 설명한 바와 같이 커터(90)를 판유리(100)에 꽉 누른 상태에서 이동시킴으로써 각선(105)이 형성된다. 이 각선(105)은 도 19a에 나타낸 바와 같이 인선(刃先)진입부(105a)와, 리브마크(Rib mark;105b)와, 수직크랙(105c)을 포함하고 있다. 판유리(100)의 파단을 용이하게 하기 위해서는 수직크랙(105c)을 깊이 형성할 필요가 있다. 이를 위해서는 커터(90)를 판유리(100)에 누르는 힘을 크게하면 된다. 그런데, 커터(90)를 판유리(100)에 큰 힘으로 억누르면, 도 19b에 나타낸 바와 같이 판유리(100)에는 수직크랙(105c)을 포함하는 각선(105)뿐만 아니라 이 각선(105)에서 좌우방향으로 늘어나는 수평크랙(106)이 발생하고, 이 수평크랙(106)에 의해서 각선(105) 근방에 이지러짐 또는 박리 등이 발생한다는 문제가 발생한다.

상기 커터(90)의 판유리(100)로의 누르는 힘을 작게 하면, 수평크랙(106)이 발생하지는 않지만, 그렇게 하면 수직크랙(105c)의 깊이가 얕아지게 되어 판유리(100)의 파단을 양호하게 할 수 없게 된다.

본 발명의 목적은 깊고 깨끗한 각선을 형성하는 것이 가능한 스크라이브장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 요지는 다음과 같은 특성을 갖는 스크라이브장치이다. 바디에 소재면과 교차되는 슬라이드축 방향에 홀더가 미소량 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 바디와 홀더에는 상기 슬라이드축 방향으로 떨어진 수부가 각각 형성되어 있다. 상기 바디와 홀더의 수부에는 진동액추에이터가 끼워져 있다. 상기 홀더는 당접부재를 계속 유지하고 있다. 상기 홀더는 그 수부가 진동액추에이터를 누르도록 탄성부재에 의해 탄성력이 가해지고 있다. 상기 진동액추에이터는 상기 슬라이드축 방향의 진동을 상기 홀더에 부여하고, 당접부재는 홀더에서의 진동을 소재에 전달한다. 이 상태에서 사람의 손 또는 이동기구에 의해 바디 또는 소재가 상대적으로 이동하면 각선이 형성된다.

도 1은 본 발명의 제 1의 실시형태를 이루는 스크라이브장치의 정면도,

도 2는 도 1에 있어서 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 스크라이브장치의 종단면도,

도 3은 동 스크라이브장치의 평면도,

도 4a는 동 스크라이브장치의 바디의 케이스부재의 일부를 단면으로 해서 나타낸 정면도,

도 4b는 도 4a에 있어서 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도,

도 4c는 케이스부재의 저면도,

도 5a는 동 스크라이브장치에 있어서, 커터를 계속 유지하는 연결구를 나타내는 정면도,

도 5b는 도 5a에 있어서 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도,

도 5c는 연결구의 저면도,

도 6은 도 1에 있어서 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 횡단면도,

도 7은 동 스크라이브장치의 커터와 가이드판의 저면도,

도 8a, 도 8b는 커터를 판유리의 일측 가장자리까지 안내하는 과정을 순서를 쫓아서 나타내는 확대단면도,

도 9는 커터와 가이드판과 각선이 형성된 판유리를 나타내는 확대단면도,

도 10은 커터의 판유리에 대한 누르는 힘을 나타내는 도면,

도 11은 판유리의 각선에 따른 확대 단면도,

도 12는 각선을 형성한 판유리를 파단하는 장치의 개략구성을 나타내는 도면,

도 13은 본 발명의 제 2의 실시형태를 이루는 스크라이브장치의 종단면도,

도 14는 본 발명의 제 3의 실시형태를 이루는 스크라이브장치를 일부 단면으로서 나타내는 정면도,

도 15는 상기 제 3 실시형태에 있어서, 누르는 힘, 진동에너지의 부여방향과, 소재의 이동방향과의 관계를 나타내는 도면,

도 16은 본 발명의 제 4의 실시형태를 이루는 스크라이브장치의 요부 단면도,

도 17은 스크라이브장치를 이용해서 각선을 형성하는 공정의 다른 모양을 나타내는 도면,

도 18은 스크라이브장치를 이용해서 각선을 형성하는 공정의 더욱 다른 모양을 나타내는 도면,

도 19a는 종래의 스크라이브장치를 일부 단면으로 나타낸 정면도,

도 19b는 종래의 스크라이브장치의 측면도.

이하, 본 발명의 제 1의 실시형태를 도1∼도11에 기초해서 설명한다.

도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 스크라이브장치는 이동대(1;지지대)와, 이 이동대(1)를 수평방향으로 이동시키는 이동기구(2)와, 이 이동대(1)에 설치된 슬라이드기구(3)와, 이 슬라이드기구(3)에 의해 수직방향으로 이동가능하게 지지된 바디(10)와, 이 바디(10)에 미소량의 수직방향 슬라이드가 가능하도록 지지된 홀더(20)와, 이 홀더(20)의 하단에 설치된 커터(30;당접부재(當接部材))와, 홀더(20)에 수직방향의 진동을 부여하는 피에조액추에이터(Piezo-Actuator;40)(진동엑추에이터)를 갖추고 있다.

이하, 상기 구성요소에 대해서 순서에 따라 설명한다. 상기 이동기구(2)는 상기 이동대(1)를 도 1에 있어서 좌우방향, 도 2에 있어서 지면과 수직 방향에 수평으로 이동하도록 되어 있다.

상기 슬라이드기구(3)는 가이드(4)와 슬라이더(5)를 구비하고 있다. 가이드(4)는 사각형의 설치판(6)을 통해서 이동대(1)에 고정되어 있다. 가이드(4)는 수직방향으로 연장된 가이드홈(4a)을 가지고 있다. 수직방향으로 길게 형성된 슬라이더(5)는 가이드홈(4a)에 들어가는 돌출부(5a)를 가지고 있고, 이와 같은 구조에 의해 슬라이더(5)는 가이드(4)에 수직방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 또 이 슬라이더(5)는 가이드(4)에 설치된 스토퍼(도시하지 않는다)에 의해 하한위치가 결정되고 있다.

도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 슬라이더(5)에는 상, 하 한쌍의 수평을 이루는 판스프링(7a)(7b)(탄성을 갖는 진동완충부재)을 통해서 상기 바디(10)가 설치되어 있다. 상세히 기술하면, 슬라이더(5)에는 상, 하에 브래킷(8a)(8b)이 하나씩 고정되어 있고, 이들 브래킷(8a)(8b)에 상기 판스프링(7a)(7b)의 중앙이 각각 고정되어 있다. 한편 상기 바디(10)에는 상, 하에 한 쌍씩의 브래킷(9a)(9b)이 고정되어 있다. 상측의 한쌍의 브래킷(9a)은 브래킷(8a)에서 떨어져서 브래킷(8a)의 양측에 배치되어 있고, 상기 판스프링(7a)의 양단에 고정되어 있다. 마찬가지로 하측의 한쌍의 브래킷(9b)도 브래킷(8b)에서 떨어져서 이 브래킷(8b)의 양측에 배치되어 있으며 상기 판스프링(7b)의 양단에 고정되어 있다.

또 판스프링(7a)(7b)의 한쪽 또는 양쪽이 중앙을 바디(10)측에 고정시켜 양단을 슬라이더(5)측에 고정하여도 된다.

상기 브래킷(8a)은 위쪽으로 돌출되어 있고, 그 상단면에는 중량추(50)가 떼었다 붙였다 할 수 있도록 설치되어져 있다. 즉, 이 중량추(50)에는 수직으로 관통구멍(50a)이 형성되어 있다. 나사(51)를 이 관통구멍(50a)을 통해서 브래킷(8a)의 상단면에 형성된 나사구멍(8x)에 끼워넣음으로써, 중량추(50)가 설치되어져 있다.

상기 중량추(50)에는 원통형상의 진동센서(55)가 떼었다 붙였다 할 수 있도록 설치되어져 있다. 즉, 중량추(50)의 옆면에는 수용구멍(50b)이 형성되어 있고, 이 수용구멍(50b)에 진동센서(55)가 수용되어 있다. 중량추(50)에는 수직으로 나사구멍(50c)이 형성되어 있고, 이 나사구멍(50c)에 나사(56;도 3에만 나타낸다)를 끼워 넣어서 그 선단부로 진동센서(55)의 외주면을 꽉 누름으로써 진동센서(55)가 고정된다.

상기 바디(10)는 수직방향으로 길고 가느다란 사각형의 플레이트(11)와, 이 플레이트(11)의 상부의 정면측에 고정된 케이스부재(12)와, 플레이트(11)의 하부 정면에 고정된 가이드(13)를 가지고 있다. 플레이트(11)와 케이스부재(12)에 의해 수용공간(14)이 형성되어 있다. 상기 케이스부재(12)의 하단에는 상기 피에조액추에이터(40)를 위한 얕은 오목부로 이루어진 수부(15)가 형성되어 있다.

상기 홀더(20)는 수직방향으로 연장된 폭이 좁은 평판형상을 이루고 있다. 이 홀더(20)의 중간부는 상기 가이드(13)에 형성된 수직으로 연장된 가이드홈(13a)에 끼여져 있다. 이것에 의해 홀더(20)는 수직방향으로 미소량의 슬라이드가 가능하게 바디(10)에 지지되고 있다. 본 실시형태에서는 홀더(20)의 중심축(Lb)은 슬라이드축과 평행을 이루고, 수직으로 연장되어 있다.

상기 홀더(20)의 긴쪽 방향의 중간부 정면에는 수부재(21 ; 홀더(20)의 수부)가 고정되어 있다. 상기 피에조액추에이터(40)는 단면사각형으로 수직방향으로 길고 가느다란 형상을 이루고, 그 상단은 바디(10)의 수부(15)에 끼워지도록 해서 받아들여지고, 그 하단은 홀더(20)의 수부재(21)에서 받아들여지고 있다.바꾸어 말하면, 피에조액추에이터(40)의 중심축(La)은 홀더(20)의 중심축(Lb)과 수평을 이루어서 수직으로 연장되고, 수직방향으로 대향하여 설치된 상기 수부(15)와 수부재(21)와의 사이에 끼이도록 해서 배치되어 있다. 피에조액추에이터(40)는 고주파 교류전압을 받아서 수직방향으로 주기적으로 신축하는 것이고, 그 주기적 신축에 의해서 홀더(20)를 수직방향으로 진동시키도록 되어 있다.

또, 피에조액추에이터(40)의 하단에는 하면이 구면을 이루는 지지부재(45)가 고정되어 있고, 이 지지부재(45)의 하면은 수부재(21)에 형성된 원추면 또는 구면을 이루는 수면(21a)에 접해 있다. 이것에 의해 피에조액추에이터(40)의 진동을 균등하게 홀더(20)의 중심축(Lb)방향, 즉 슬라이드축 방향으로 부여하는 것이 가능하다.

상기 홀더(20)의 상단에는 수직으로 위쪽으로 연장된 로드(22)가 핀(22x)을 통해서 연결되어 있다.

상기 로드(22)는 바디(10)의 케이스부재(12)의 상벽을 관통해서 위쪽으로 돌출되어 있다. 케이스부재(12)의 상면에는 고무나 수지 등의 탄성재료로 이루어진 볼(23 ; 구형상의 탄성부재)과, 한쌍의 수좌(24)(25)가 배치되어 있다. 수좌(24) (25)는 구면을 가지고 볼(23)의 상하에 배치되어 있다. 이것들은 상기 로드(22)가 관통된 상태로 지지되어 있다.

상기 로드(22)의 상단부에는 수나사(22a)가 형성되어 있고, 이 수나사(22a)에 상측의 수좌(24)가 나사결합되어 있다. 이 수좌(24)를 단단히 조임으로써 하측의 수좌(25)가 케이스부재(12)의 상면에 닿은 상태에서 수좌(24)(25)에 상기 볼(23)을 끼워 탄성변형시킨다. 이 볼(23)의 복원력이 홀더(20)를 바디(10)에 대해서 위쪽으로 끌어당기는 힘이 되고, 나아가서는 홀더(20)의 수부재(21)를 통해서 상기 피에조액추에이터(40)에 부여되는 탄성력이 된다.

상기 수나사(22a)에는 더욱이 로크 너트(26)가 나사결합되어 있어, 상측의 수좌(24)의 느슨해짐을 방지하고 있다. 또 상측의 수좌(24)가 로드(22)와 나사결합되지 않고 로드(22)를 관통시키기만 해도 된다. 이 경우에는 로크 너트(26)를 단단히 조임으로 볼(23)을 탄성변형시킨다.

상기 홀더(20)는 상기 볼(23)의 탄성에 의해 위쪽으로 당겨지고, 이 힘에 의해 수부재(21)가 피에조액추에이터(40)를 꽉 누르고 있기 때문에 피에조액추에이터(40)는 바디(10)에 안정되게 지지되어 있다. 홀더(20)는 이 볼(23)의 탄성변형의 범위에서 수직방향으로 슬라이드 가능(이동가능)하다. 상술한 「미소량의 슬라이드 가능」의 표현은 이것을 의미하고 있다.

다음으로 상기 피에조액추에이터(40)를 위한 에어냉각기구에 대해서 상세히 기술한다. 도 4a, 도 4b, 도 4c에 가장 잘 나타내고 있는 바와 같이, 상기 바디(10)의 케이스부재(12)에는 에어통로(16)가 형성되어 있다. 에어통로(16)의 일단 개구(16a)는 케이스부재(12)의 측면에 위치하고, 이 개구(16a)에는 결합구(17)를 통해서 압축에어원(18;에어압원)이 접속되어 있다.

상기 에어통로(16)는 일단 개구(16a)에서 수평으로 연장됨과 더불어 2개로 나뉘어서 아래쪽으로 연장되고, 그 타단 개구(16b)가 케이스부재(12)의 하면에 위치해 있다. 보다 상세히 말하면, 수부(15)의 양측 귀퉁이에 위치해 있다. 상기 피에조액추에이터(40)의 상단은 2개의 타단 개구(16b)를 부분적으로 막도록 되어 있다.

상기 케이스부재(12)의 하단부의 외면에는 피에조액추에이터(40)의 정면과 양 측면을 덮는 U자형의 횡단면을 갖는 커버(19)가 설치되어져 있다. 이 커버(19)와 피에조액추에이터(40)와의 사이에는 빈틈(19a)이 형성되어 있다. 이 빈틈(19a)의 상단은 상기 에어통로(16)의 타단 개구(16b)가 위치되어 있고, 하단은 개방되어 있다.

다음으로 상기 커터(30)의 설치구조에 대해서 설명한다. 상기 홀더(20)의 하단부에는 연결구(60)를 통해서 상기 커터(30)가 설치되어져 있다. 도 5a에 나타낸 바와 같이, 연결구(60)는 상측의 설치부(61)와, 하측의 파지부(62)를 가지고 있다.

상기 연결구(60)의 설치부(61)는 2개의 설치벽(61a)(61b)을 가지며 종단면이 U자형을 이루고 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이 이들 설치벽(61a)(61b) 사이에 홀더(20)의 하단부가 들어가도록 되어 있다. 나사(63)를 설치부(61)의 한쪽의 설치벽(61a)과 홀더(20)의 하단부에 관통시켜서, 다른쪽 설치벽(61b)에 끼워넣음으로써 연결구(60)가 홀더(20)의 하단부에 연결된다.

상기 나사(63)가 느슨해진 상태에서는 연결구(60)는 나사(63)를 중심으로 해서 홀더(20)에 대해서 회전운동 가능하다. 이 나사(63)를 조임과 더불어 나사(64)를 상기 설치벽(61a)에 끼워넣어서, 그 선단을 홀더(20)의 하단부에 꽉 누름으로써 연결구(60)는 홀더(20)에 대해서 고정된다. 이와 같이, 연결구(60)는 홀더(20)의 중심축(Lb;슬라이드축)에 대해서 각도조절이 가능하다.

상기 연결구(60)의 파지부(62)는 도 5b, 도 6에 나타낸 바와 같이, 2개의 평행을 이루는 조각(62a)(62b)을 가지고 횡단면 U자형을 이루고 있고, 이들 조각(62a)(62b) 사이에 커터(30)의 단면 사각형을 이루는 베이스부(31)를 받아들이도록 되어 있다. 이 상태에서 나사(65)를 파지부(62)의 한쪽의 조각(62a)을 관통시키고, 다른쪽 조각(62b)에 끼워넣어서 양쪽 조각(62a)(62b)을 서로 근접시키도록 하고, 이 양쪽 조각(62a)(62b)에서 베이스부(31)를 단단히 조임으로써 커터(30)가 연결구(60)에 떼었다 붙였다 할 수 있도록 고정된다.

상기 파지부(62)는 수평을 이루는 계지벽(62c)을 가지고 있고, 커터(30)의 고정싱태에 이 계지벽(62c)에 베이스부(31)의 상면이 닿도록 되어 있다.

상기 커터(30)는 상기 베이스부(31)와, 이 베이스부(31)의 하면 중앙에 고정된 팁부(32)를 가지고 있다. 팁부(32)의 중심축(Lc)은 홀더(20)의 중심축(Lb)과 수평을 이루어서 수직으로 연장되고, 그 하단(선단)이 원뿔형상을 이루어 뾰족해져 있다. 또 이 팁부(32)의 하단은 각뿔형상이어도 된다. 커터(30)의 하단에는 각뿔형상을 이루는 다이아몬드가루가 고착되어 있다. 이 다이아몬드가루의 정점이 바로 아래를 향해서 후술하는 판유리(100)의 면에 닿도록 되어 있다.

상기 연결구(60)에는 가이드판(35;가이드부재)이 설치되어져 있다. 이 가이드판(35)은 U자형의 판스프링으로 이루어지고, 양단부가 평탄한 고정부(35a)로 되고, 중앙부가 볼록하게 구부러진 가이드부(35b)로 되어 있다. 이들 한쌍의 고정부(35a)가 연결구(60)의 설치부(62)의 양 측면에 고정되어 있다.

도 1, 도7에 나타낸 바와 같이, 상기 가이드부(35b)의 중앙부에는 구멍(35c)이 형성되어 있다. 상기 커터(30)의 팁부(32)는 이 구멍(35c)을 통해서 가이드부(35b)로부터 소정량(도 8에 있어서 H로 나타낸다)만큼 아래쪽으로 돌출해 있다. 또 도면에는 이 돌출량을 과장해서 나타내고 있다.

도 1, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 설치판(6)에는 에어실린더(70;압상기구)가 수직으로 설치되어 있다. 한편, 바디(10)의 케이스부재(12)의 측면에는 L자형의 브래킷(75)이 고정되어 있고, 이 브래킷(75)에는 수직을 이루는 짧은로드(76)가 나사결합되어 있다. 이 짧은로드(76)와 상기 에어실린더(60)의 로드(71)의 상단이 마주보고 있다.

상기와 같은 구성을 이루는 스크라이브장치의 작용을 설명한다. 도 8a에 나타낸 바와 같이, 수평의 설치대(80)에 판유리(100;소재)를 위치를 정해서 수평으로 세트한다. 초기상태에서는 스크라이브장치의 커터(30)는 판유리(100)의 가장자리에서 수평방향으로 떨어져 있고, 하한 위치(슬라이더(5)의 하한 위치에 대응하는 위치)에 있다. 이 상태에서 이동기구(2)를 구동시켜서 이동대(1)를 수평방향(도 8a에서의 화살표 방향)으로 이동시키면, 바디(10), 홀더(20), 커터(30)가 하나로 되어 이동한다. 그러면, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 홀더(20)에 설치되어진 가이드판(35)의 굴곡된 가이드부(35b)가 판유리(100)의 한쪽 가장자리에 닿는다. 이동대(1)를 더 이동시키면 가이드부(35b)가 판유리(100)의 한쪽 가장자리에 밀착되면서 그 경사에 따라서 밀어 올려지고, 나아가서는 슬라이더(5), 바디(10), 홀더(20), 커터(30)도 밀어 올려진다. 즉, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 커터(30)가 판유리(100)의 한쪽 가장자리에 닿는다. 화살표 방향으로 약간 더 이동시킴으로써 커터(30)의 팁부(32)의 테이퍼를 통해서 팁부(32)의 하단이 판유리(100)의 상면에 놓인다.

상술한 바와 같이, 커터(30)를 판유리(100)의 상면의 한쪽 가장자리 근방에 놓은 상태에서 커터(30)에는 판유리(100)의 상면에 대해 누르는 힘이 항상 부여되고 있다. 이 누르는 힘은 바디(10), 홀더(20), 슬라이더(5), 중량추(50) 등의 자중(自重)에 기인하는 것이다.

상기와 같이, 바디(10) 등의 자중으로 커터(30)가 판유리(100)의 상면을 꽉 누른 상태에서 스크라이브를 실행한다. 즉, 이동기구(2)의 구동에 의해 이동대(1)를 이동시켜서 커터(30)를 도 8b에 있어서 화살표 방향(도 9에 있어서 지면과 직교하는 방향)으로 이동시킴과 동시에 피에조액추에이터(40)에 고주파 전압을 인가시켜서, 피에조액추에이터(40)를 주기적으로 신축시킨다. 그러면 이 주기적 신축에 따른 홀더(20)의 진동이 커터(30)를 통해서 판유리(100)에 전달된다. 바꾸어 말하면, 도 10에 나타낸 바와 같이, 커터(30)를 통해서 판유리(100)에 부여되는 누르는 힘(P)은 상기 바디(10) 등의 자중에 기인하는 일정의 힘(P1)에, 피에조액추에이터(40)의 진동에 기인하는 힘을 더한 것이 된다. 따라서 누르는 힘(P)은 주기적으로 매우 큰 힘이 되어 커터(30)의 뾰족한 하단을 통해서 판유리(100)에 충격을 부여하게 되고, 도 11에 나타낸 바와 같이 깊은 수직크랙(105c)을 갖는 각선(105)을 형성하는 것이 가능하다. 그러나, 상기 힘(P1)이 비교적 작기 때문에 종래장치와 같은 수평크랙의 발생을 대부분 방지하는 것이 가능하다.

덧붙여서, 본 실시형태에 따라서 형성되는 각선(105)은 도 11에 나타낸 바와 같이 종래와는 다른 털모양의 리브마크(105b)를 갖는다.

상기 누르는 힘(P)의 주기, 바꾸어 말하면 피에조액추에이터(40)에 인가되는 고주파 전압의 주파수는, 판유리(100)의 재질, 경도, 두께 등에 따라서 3∼30KHz정도로 설정하고, 피에조액추에이터(40)의 신축량, 결국 진폭은 수㎛∼20㎛정도로 설정한다. 또 커터(30)의 전송 속도는 위의 주파수를 채용하는 경우, 100∼250㎜/sec정도로 설정하는 것이 좋다.

상기 각선(105)의 형성공정에 있어서, 커터(30)는 바디(10) 등의 자중에 따른 누르는 힘에 의해 항상 판유리(100)의 면에 접한 상태이고, 이 면에서 순간적으로 떨어지는 것이 아니기 때문에 각선(105)의 근방의 손상이 없는 깨끗한 각선을 형성하는 것이 가능하다. 또 홀더(20)가 강체이고 커터(30)가 홀더(20)에 설치되어져 있기 때문에 커터(30)는 홀더(20)와 일체가 되어 진동하고, 피에조액추에이터(40)의 진동 에너지를 양호하게 커터(30)에 전달하는 것이 가능하고, 공진(共振)의 가능성을 감소시키는 것이 가능하며, 커터(30)가 튀는 가능성을 줄일 수 있다.

더구나 본 실시형태에서는 바디(10)와 슬라이더(5)와의 사이에 판스프링(7a)(7b)이 개재되어 있어 진동을 완충하기 때문에 공진의 가능성을 한층 효과적으로 줄이는 것이 가능하다.

또 탄성부재로서 볼(23)을 이용하고 있기 때문에, 내구성이 좋고, 확실하게 피에조액추에이터(40)에 탄성력을 부여하는 것이 가능하다.

본 실시형태에서는 중량추(50)를 떼었다 붙였다 할 수 있도록 슬라이더(5)에 설치하였기 때문에 상기 힘(P1)을 필요에 따라서, 즉 판유리(100)의 재질, 경도, 두께 등에 따라서, 증대시키는 것이 가능하다. 더구나 이 중량추(50)를 변경함으로써 힘(P1)을 변경하는 것이 가능하다.

상기 슬라이더(5)와 중량추(50)의 자중은 판스프링(7a)(7b)을 통해서 커터(30)에 부여되는 것이다. 바꾸어 말하면, 피에조액추에이터(40)의 진동이나 커터(30)가 받는 판유리(100)에서의 반발력은 판스프링(7a)(7b)에 의해 완충되기 때문에, 슬라이더(5) 및 중량추(50)에 기인하는 힘(P1)을 안정시키는 것이 가능하다.

중량추(50)에 장착된 진동센서(55)는 슬라이더(5)에 전달된 진동을 검출하고, 이것을 도시하지 않은 모니터에 보낸다. 모니터에는 진동파형이 표시된다. 조작자는 이 진동파형의 진폭이 공진에 기인해서 극대로 되는 것을 피하도록, 바람직하게는 극소 내지는 최소가 되도록 피에조액추에이터(40)에 인가되는 고주파 전압의 주파수를 조절한다. 이것에 의해 공진의 가능성을 더 한층 확실히 방지하는 것이 가능하다.

상기 피에조액추에이터(40)의 진동은 판스프링(7a)(7b)에 의해 감쇄되어서 진동센서(55)에 전달되기 때문에, 진동센서(55)에서는 공진에 따른 진폭의 증대분을 확실히 검출하는 것이 가능하다.

또 진동센서(55)는 바디(10)에 설치해도 된다.

상기 피에조액추에이터(40)를 구동시키고 있는 기간은, 압축에어원(19)에서 바디(10)의 에어통로(16)로 압축에어가 공급된다. 이것에 의해 에어통로(16)의 개구(16b)에서 피에조액추에이터(40)를 향해서 에어가 내뿜어지고, 이 에어는 피에조액추에이터(40)와 커버(19)와의 빈틈(19a)을 통해, 이 빈틈(19a)의 하단에서 배출된다. 이 때에 에어는 피에조액추에이터(40)의 정면과 양 측면을 따라서 흐르기 때문에 피에조액추에이터(40)를 냉각하는 것이 가능하고, 피에조액추에이터(40)의 과열에 의한 고장을 방지하는 것이 가능하다.

상기 커터(30)에 의한 판유리(100)의 각선형성이 완료되면, 피에조액추에이터(40)에 대한 통전을 정지함과 더불어 에어실린더(70)를 구동시켜서 바디(10)를 위쪽으로 밀어올려 커터(30)를 판유리(100)에서 뗀다. 그리고 판유리(100)를 설치대(80)에서 떼어낸다. 그 후, 이동대(1)를 초기위치로 되돌림과 더불어 에어실린더(70)를 역방향으로 구동시켜서 도 1의 상태 즉, 에어실린더(70)의 로드의 상단이 짧은로드(76)에서 떨어진 상태로 되돌림으로써 바디(10)를 하한 위치까지 되돌린다. 그리고 상기와 같이 해서 다음의 새로운 판유리(100)를 설치대(80)에 세트하고 다시 각선 형성의 공정을 실행한다.

여기서, 연결구(60)의 작용에 대해서 설명한다. 전술한 바와 같이 연결구(60)는 각도조절이 가능하다. 판유리(100)의 경도가 큰 경우에는 도시와 같이 커터(30)의 팁부(32)의 중심축(Lc)을 수직으로 하여 판유리(100)의 면과 직교시킨다. 이것에 의해 깊은 수직크랙을 형성할 수 있다. 판유리(100)의 경도가 작은 경우에는 연결구(60)의 각도조절에 의해 팁부(32)의 중심축(Lc)을 커터(30)의 이동방향으로 경사시킨다. 바꾸어 말하면, 판유리(100)의 커터(30)에 대한 상대적 이동방향과 반대측으로 경사시킨다. 이것에 의해 팁부(32)의 판유리(100)로의 박히는 깊이를 얕게 해서 판유리(100)로의 걸림을 방지한다.

상기 커터(30)의 팁부(32)의 다이아몬드가루가 마모된 때에는 나사(65)를 느슨하게 해서 커터(30)를 연결구(60)에서 떼어내고, 간단하게 새로운 커터(30)로 교환하는 것이 가능하다.

참고로, 상기와 같이 각선(105)이 형성된 판유리(100)는 도 12에 나타낸 파단장치를 이용해서 파단한다. 이 파단장치는 재치대(150)와 진공흡인장치(160)로 구성되어 있다. 재치대(150)의 상면(150a)에는 얕은 오목부(151)가 형성되어 있다. 이 오목부(151)는 지면과 직교하는 방향으로 연장되고, 그 길이는 각선(105)의 전장보다 약간 짧게 설정되어 있다.

상기 설치대(150)의 상면(150a)에는 오목부(151)를 둘러싸도록 해서 홈(152)이 형성되고, 이 홈(152)에는 O링(153)이 장착되어 있다. 재치대(150)에는 오목부(151)에 나란히 늘어서 있는 진공흡인구멍(154)이 형성되어 있고,이 진공흡인구멍(154)에 상기 진공흡인장치(160)의 연통관(165)의 일단이 접속되어 있다. 연통관(165)의 타단에는 제 1의 전자밸브(V1)를 통해서 대기에 개방되는 대기 개방관(166)과, 제2의 전자밸브(V2)를 통해서 진공탱크(167)로 통하는 흡인관(168)이 접속되어 있다. 진공탱크(167)는 진공펌프(도시하지 않음)에 접속되고, 항상 높은 진공도로 유지되고 있다.

이 파단장치를 이용해서 판유리(100)를 파단하는 경우는 판유리(100)를 재치대(150)의 상면(150a)의 O링(153)에 밀착하도록 놓는다. 이때, 각선(105)을 아래로 향하게 함과 더불어 오목부(151)의 폭방향 중앙에 놓이도록 한다. 다음에, 제 1의 전자밸브(V1) 및 제 2의 전자밸브(V2)를 교대로 반복하여 짧은 주기로 개폐조작하여, 각선(105)을 형성하고 있는 판유리(100)의 하면에 충격적인 흡인력을 반복 작용시킨다. 이것에 의해 판유리(100)를 각선(105)에 따라서 파단하는 것이 가능하다. 상술한 바와 같이, 각선(105)은 깊고 깨끗하게 형성되어 있기 때문에 파단을 용이하게 또한 확실히 각선(105)을 따라서 행하는 것이 가능하다.

다음으로 본 발명의 다른 실시형태를 설명한다. 이들 실시형태에 있어서, 제 1의 실시형태에 대응하는 구성부에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.

도 13은 본 발명의 제 2의 실시형태를 나타낸다. 이 제 2의 실시형태가 전술한 제 1의 실시형태와 크게 다른 것은, 피에조액추에이터(40)의 중심축(La)이 홀더(20)의 중심축(Lb)과 일치하여 일직선을 이루는 것이다. 상세히 기술하면, 홀더(20)에는 두께 방향으로 관통된 구멍(20a;수용공간)이 형성되어 있다. 이 구멍(20a)은 홀더(20)의 긴쪽 방향으로 연장된 길고 가느다란 사각형을 이루고, 이 구멍(20a)에 피에조액추에이터(40)가 수용되어 있다.

상기 구멍(20a)의 아래쪽 가장자리의 중앙부가 수부(21')로 되어 있고, 이 수부(21')가 피에조액추에이터(40)의 하단에 설치되어진 지지부재(45)를 받기 위해서 원추면 내지는 구면을 이루고 있다. 한편, 바디(10)의 케이스부재(12)의 하단에는 상기 구멍(20a)의 상단부에 들어갈 돌출부(15')가 설치되어 있고, 이 돌출부(15')가 피에조엑추에이터(40)의 상단을 받기 위한 수부로 되어 있다.

상기 제 2의 실시형태에서는 피에조엑추에이터(40)의 중심축(La)이 홀더(20)의 중심축(Lb)과 일치하기 때문에 피에조엑추에이터(40)의 진동을 효율적으로 홀더(20)에 전달하는 것이 가능하다.

도 14는 본 발명의 제 3의 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태에서는 설치판(6)이 브래킷(85)을 통해서 지지대(86)에 고정되어 있다. 브래킷(85)은 평면형상의 L자형을 이루고, 그 한쪽의 판부(85a)가 상, 하 2개씩의 나사(87)에 의해 지지대(86)에 고정되어 있고, 다른쪽 판부(85b)에는 설치판(6)이 고정되어 있다. 상기 한쪽의 판부(85a)와 지지대(86)와의 사이에는 와셔(88)가 개재되어 있고, 이 와셔(88)에 의해 판부(85a)는 수직면에 대해서 기울어져 있다. 와셔(88)에는 상측의 나사(87)가 끼워 통해져 있고, 이 와셔(88)의 두께로 브래킷(85)의 기울기를 조절하고 있다. 또 도 14에서는 기울기를 과장해서 나타낸다.

상기 브래킷(85)의 기울기는 설치판(86)에 설치되어진 구성요소, 즉 슬라이드기구(3)의 가이드(4), 슬라이더(5), 바디(10), 홀더(20)의 경사를 초래한다. 즉 홀더(20)의 중심축(Lb;슬라이드축), 슬라이더(5)의 슬라이드축, 피에조액추에이터(40)의 중심축(La;진동축)도 경사지게 된다.

상기 제 3 실시형태에서는 설치대(80)가 이동기구(2)에 의해 이동되고, 판유리(100)의 커터(30)에 대한 수평이동이 이루어지도록 되어 있다. 상기 홀더(20)의 중심축(Lb;슬라이드축)은 판유리(100)의 상대적 이동방향의 반대측으로 경사져 있다. 즉, 도 14에 나타낸 바와 같이 판유리(100)가 수평으로 좌측방향으로 나아가는 경우에는 홀더(20)의 중심축(Lb)은 수직축(판유리(100)의 이동방향과 직교하는 축)보다 오른쪽으로 기울어져 있다.

상기 제 3 실시형태에서는 홀더(20)의 중심축(Lb)이 경사져 있기 때문에, 커터(30)에서 판유리(100)로의 누르는 힘(P) 및 진동 에너지가 도 15에 과장해서 나타낸 바와 같이 경사진 방향에서 부여된다. 바꾸어 말하면, 이미 형성된 각선(105)의 수직크랙(105c)을 향해서 공급되고, 이 수직크랙(105c)을 성장시키도록 작용하기 때문에 더한층 확실하게 깊은 수직크랙(105c)을 형성하는 것이 가능하다.

상기 제 3 실시형태에 있어서, 연결구(60)의 각도조절에 의해 판유리(100)에 대한 커터(30)의 팁부(32)의 중심축(Lc;각추 또는 원추의 중심축)의 경사를 조절하는 것이 가능하다. 즉, 판유리(100)의 경도가 큰 경우에는 팁부(32)의 중심축(Lc)과 홀더(20)의 중심축(Lb)과의 교차각도를 작게 함으로써 도 14에 나타낸 바와 같이 팁부(32)의 중심축(Lc)을 판유리(100)의 면과 직각 또는 그것에 가까운 각도로 한다. 또 판유리(100)의 경도가 작은 경우에는 팁부(32)의 중심축(Lc)과 홀더(20)의 중심축(Lb)과의 교차각도를 크게 하고, 판유리(100)에 대한 경사를 크게 한다.

또 상기 제 3 실시형태에 있어서, 브래킷(86)을 경사시키는 대신에 설치판(6)에 고정된 가이드(4;도 1 참조)를 경사시켜도 된다.

도 16은 본 발명의 제4 실시형태의 요부를 나타낸다. 이 실시형태에서는 에어실린더(59;탄성기구, 압압수단)가 예를들면 지지대(1)에 직접 또는 설치판(6)을 통해서 간접적으로 고정되어 있고, 그 로드의 선단이 슬라이더(5)에 연결 또는 당접되어 있다. 이 에어실린더(59)의 구동에 의해 슬라이더(5) 나아가서는 바디(10)를 소재면을 향해서 탄성력을 부여한다. 이 에어실린더(59)를 이용하면 도 1에 나타낸 바디(10), 홀더(20)를 수평으로 하고, 소재를 수직으로 한 상태에서 스크라이브를 행하는 것이 가능하다.

상기 제 1, 제 2, 제 4 실시형태에 있어서, 바디(10)를 지지하는 지지대(1)를 수평이동 시키지 않고 소정 위치에 고정하고, 이동기구(2)를 설치대(80)에 연결해서 이 설치대(80)에 설치된 판유리(100)를 이동시켜도 된다. 또 제 3 실시형태에 있어서, 지지대(85)를 도 14에 있어서 오른쪽 방향으로 이동시켜도 된다.

상기 실시형태에 있어서는 원추상 또는 각추상을 이루는 커터(30)를 이용하고 있지만, 도 19에 나타낸 바와 같은 원반상의 커터(90)를 이용해도 된다. 이 경우, 커터(90)의 외주면의 일부가 소재에 닿는 뾰족한 선단으로서 제공된다.

탄성부재로서 볼(23) 대신에 겹쳐진 다수의 접시 스프링(Belleville spring) 등을 이용해도 된다.

바디(10)는 판스프링(7a)(7b)을 통하지 않고 슬라이더(5)에 고정해도 좋고 슬라이더(5)와 일체이어도 된다.

에어압원으로서 진공기구를 사용해도 된다. 이 경우에는 전술한 실시형태의 경우와 에어의 흐름이 역으로 된다.

바디(10)의 소재에 대한 이동 또는 소재의 바디(10)에 대한 이동은 조작자의 손으로 해도 좋고, 커터(30)로의 누르는 힘의 부여를 조작자의 손으로 바디(10)를 통해서 해도 된다.

도 17의 실시형태에서는 설치대(80)에 오목부(80a)가 형성되어 있다. 그리고 판유리(100)의 각선 예정부위를 이 오목부(80a)에 일치시키도록 해서 판유리(100)를 설치대(80)에 놓고, 스크라이브를 행한다. 이렇게 하면, 판유리(100)의 평탄도나 설치대(80)의 평탄도가 나빠도 안정되게 진동 에너지를 판유리(100)에 부여하는 것이 가능하다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 판유리(100)에는 두께 방향의 중앙부에 압축층(100a;내부응력으로서 압축응력이 존재하는 층)이 존재하고 있다. 판유리(100)가 얇은 경우에는 이 압축층(100a)을 수직크랙(105c)이 횡단하도록 각선을 형성하는 것이 바람직하다. 그렇게 하면 각선 형성 후에 파선으로 나타낸 바와 같이 자연히 수직크랙이 성장하기 때문에 전술한 것 같은 파단공정을 필요로 하지 않고 소재를 파단하는 것이 가능하다.

소재로서는 판유리에 한정되지 않고 세라믹제의 판, 실리콘웨이퍼 등 이어도 된다.

본 발명의 스크라이브장치를 사용하면 진동액추에이터의 진동을 이용함으로써 각선을 소재에 깊게 형성하는 것이 가능하고, 더욱이 수평크랙의 발생을 방지하는 것이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다. 더욱이 바디 및 홀더를 통해서 커터에 누르는 힘을 부여하기 때문에 커터는 안정되게 소재면에 꽉 눌려져 튀는 것이 없기 때문에 소재면에서의 각선 근방의 손상을 억제할 수 있고, 정밀도가 한층 더 높은 각선을 형성하는 것이 가능하다.

Claims

수부를 갖는 바디와, 상기 바디에 소재의 면과 교차하는 슬라이드축 방향으로 미소량 슬라이드 가능하게 지지되고 또한 상기 바디의 수부에서 상기 슬라이드축 방향으로 떨어진 수부를 갖는 홀더와, 상기 바디와 홀더의 수부에 끼워지고, 상기 슬라이드축 방향의 진동을 상기 홀더에 부여하는 진동액추에이터와, 상기 홀더에 계속 유지되어 홀더에서의 진동을 소재에 전달하는 당접부재와, 상기 홀더를 그 수부가 진동 액추에이터를 누르도록 탄성시키는 탄성부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 1항에 있어서, 상기 바디를 소재에 대해서 소재면에 따른 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써 상기 당접부재를 소재면에 대해서 상대적으로 이동시키는 이동기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 1항에 있어서, 가이드와 이 가이드에 상기 슬라이드축 방향으로 슬라이드 가능하게 지지된 슬라이더를 갖는 슬라이드기구를 갖추고 상기 바디가 이 슬라이더에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 3항에 있어서, 상기 슬라이더와 상기 바디가 탄성을 갖는 진동완충부재를 통해서 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 4항에 있어서, 상기 진동완충부재가 판스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 3∼제 5항중 어느 한항에 있어서, 상기 바디 또는 슬라이더에 진동센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 3∼제 5항중 어느 한항에 있어서, 상기 슬라이드축이 거의 수직으로 연장되고, 상기 바디, 홀더, 슬라이더의 자중으로 상기 당접부재를 소재의 면에 꽉 누르는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 7항에 있어서, 상기 슬라이더에는 중량추를 떼었다 붙였다 할 수 있도록 설치한 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 8항에 있어서, 상기 중량추에 진동센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 7항에 있어서, 상기 슬라이더를 밀어올려서 상기 당접부재를 소재의 면에서 떼어 내기 위한 압상기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 3∼제 5항중 어느 한항에 있어서, 상기 슬라이더를 소재의 면을 향해서 탄성시켜 상기 당접부재를 소재면에 꽉 누르는 탄성기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 1항에 있어서, 상기 홀더의 일단에 상기 당접부재가 설치되고, 그 타단에 상기 슬라이드축 방향으로 연장된 로드가 연결되고, 이 로드가 바디를 관통해서 돌출해 있고, 이 로드의 돌출부에 상기 탄성부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 12항에 있어서, 상기 탄성부재가 탄성재료의 볼로 되고 이 볼이 한쌍의 수좌에 의해서 협지되어 있고, 이들 볼, 한쌍의 수좌를 상기 로드가 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치
제 1항에 있어서, 상기 바디에는 에어통로가 형성되고, 이 에어통로의 일단 개구가 에어압원에 접속되고, 타단개구가 상기 진동액추에이터로 향하고 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 14항에 있어서, 상기 바디에는 상기 진동액추에이터를 덮는 커버가 설치되고, 이 커버와 진동액추에이터와의 사이에 상기 에어통로와 늘어서 있는 빈틈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 1항에 있어서, 상기 홀더에는 수용공간이 형성되고, 이 수용공간에 상기 진동액추에이터가 수용되고, 이들 홀더와 진동액추에이터의 축선이 일치함과 더불어 상기 슬라이드축 방향으로 연장되어 있는 것을 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 1항에 있어서, 상기 슬라이드축이 상기 소재의 상대적 이동방향의 반대측으로 기울어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 17항에 있어서, 상기 홀더에는 연결구가 상기 슬라이드축에 대해서 각도조절 가능하게 설치되어져 있고, 이 연결구에 상기 당접부재가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.
제 1항에 있어서, 상기 홀더에는 연결구가 설치되어져 있고, 이 연결구는 파지부를 가지고, 이 파지부는 평행을 이루는 한쌍의 조각을 가져서 단면 U자형을 이루고, 이 파지부의 한쌍의 조각 사이에 상기 당접부재를 수용한 상태에서 한쌍의 조각의 선단부를 나사로 서로 가깝게 함으로써 상기 당접부재가 상기 연결구에 고정되는 것을 특징으로 하는 스크라이브장치.