回転式カッターヘッドとそれを備えたスクライブ装置、及びそのスクライブ方法とその方法によって形成した脆性材料部品
【課題】 曲線形状のガラススクライブができる回転式カッターヘッドを提供する。
【解決手段】 回転式カッターヘッドをアーム４０とカッターチップ４９を設けたチップホルダー４６とから構成し、スクライブヘッド３２の下部に回転制御手段を設けて回転転制御可能に取付ける。また、チップホルダー４６はアーム４０に少なくとも１個取付けると共にスクライブヘッド３２の中心軸Ｑからオフセットした位置に位置可変手段を用いて設け、カッターヘッドの回転によってチップホルダー４６がスクライブヘッド３２の中心軸Ｑの周りを回転するようにする。
【解決手段】 回転式カッターヘッドをアーム４０とカッターチップ４９を設けたチップホルダー４６とから構成し、スクライブヘッド３２の下部に回転制御手段を設けて回転転制御可能に取付ける。また、チップホルダー４６はアーム４０に少なくとも１個取付けると共にスクライブヘッド３２の中心軸Ｑからオフセットした位置に位置可変手段を用いて設け、カッターヘッドの回転によってチップホルダー４６がスクライブヘッド３２の中心軸Ｑの周りを回転するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスなどの脆性材料をスクライブするスクライブ装置のカッターヘッドに関し、特に回転式のカッターヘッドとそれを備えたスクライブ装置、及び、その回転式カッターヘッドを用いてのスクライブ方法とそのスクライブ方法によって形成した脆性材料部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置はパーソナルコンピュータやファックス，電話等の情報機器、複写機などの事務用機器、電子レンジや冷蔵庫，洗濯機等の家電製品、時計、各種の加工機械装置等と今や各方面の機器に広く用いられている。この液晶表示装置の主要構成部品の一つにガラスが用いられているが、このガラスの所要の大きさへの切断はスクライブ装置を用いて行っている。
【０００３】
一般に、スクライブ装置のスクライブ方法は、カッターチップを設けたカッターヘッドをスクライブ装置に取付け、カッターヘッドをガラス面上で横軸（Ｘ軸）方向の移動と縦軸（Ｙ軸）方向の移動を行ってカッターチップでガラスをスクライブする方法を取っている。そして、スクライブ後に破断して矩形形状のガラスを製作している。
【０００４】
この様なスクライブ装置での横軸方向の移動と縦軸方向の移動との組み合わせで曲線形状のスクライブ線を形成するには大変無理があり、円形や楕円形などの形状のガラスを製作するのに時間を要すると共にその形状及び切断面も非常に粗いものとなって、滑らかな曲線や滑らかな切断面を得ることができなかった。
【０００５】
そこで、円形や楕円形などの曲線形状を成すガラスを得る技術の一つとして下記に示す特許文献１に開示された技術を見ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−４０７３９号公報
【０００７】
図１４は上記特許文献１に示されたところのガラス切断装置の斜視図を示している。このガラス切断装置は、図１４に示されるように、大きく分けて型板２とカッターヘッド１０とから構成されている。型板２は型板本体４と一対（図中左右にある２組）の吸盤５、吸盤ベース６、ネジ、カムレバー７などが組み立てられた構造をなしている。また、カッターヘッド１０はカッター刃１２、カッター本体１１、ベアリング１８、連結バー１３、ガイド棒１４、握り１５などが組み立てられた構造をなしている。
【０００８】
型板本体４は長円形の形状をなしており、上面側に同じ長円形での溝４ａが設けられている。そして、その溝４ａの中をベアリング（図示していない）を取付けたガイド棒１４が走行するようになっている。
【０００９】
ガラスの切断は次ぎの様にして行われる。ガラスＧ上に一対の吸盤５を介して型板２をあてがい、カムレバー７を起こして吸盤５をガラスＧに吸着する。次に、カッターヘッド１０の握り１５を握って矢印の方向にカッターヘッド１０を動かすと、型板本体４の外壁に沿ってカッターヘッド１０のベアリング１８が回転し、それにつれてガラスＧに当接したカッター刃１２が回転してガラスＧをスクライブし、スクライブ線Ｓが形成される。このスクライブ線Ｓは型板本体４の溝４ａの長円形と相似形の長円形形状をなして形成される。その後、ガラスＧを押さえて、吸盤５がガラスＧに吸着した状態で型板２とカッターヘッドを持ち上げると長円形をなしたガラスＧがスクライブ線Ｓの所で切断されて、吸盤５に吸着した状態で持ち上げられる。そして、カムレバー７を倒すことにより長円形のガラスＧが吸盤から離れて長円形のガラスが得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１に示されたガラス切断装置は型板２の溝４ａの形状に倣ってスクライブするスクライブ方法を取っている。従って、型板２の溝４ａの形状を変えれば色々な形状のガラスを製作することができる。例えば、円形状のもの、四隅をＲ付けした略矩形形状のもの、楕円形状のもの、異形曲線をなす異形形状のものなどである。
【００１１】
しかしながら、この方法はガラスの形状が変わる毎に型板２或いは型板２の型板本体４を用意しなければならない。また、同じ形状でも大きさが変わる毎にカッターヘッド１０或いはカッターヘッドの１０の連結バー１３やベアリング１８を用意しなければならない。このため、ガラスの形状や大きさに合わせて型板２やカッターヘッド１０を沢山用意しなければならないので設備コストも高くなる。また、それらの設備管理上での管理コストも増える。
【００１２】
また、このカラス切断装置は手動による切断方法を取る。量産性も低く、その製造コストも高くなる。
【００１３】
また、手動であることから、カッター刃でのガラス押圧力も一定にならず押圧力のバラツキが発生する。このことは、ガラスへのスクライブの深さが一定にならず、スクライブ深さのバラツキが大きく現れる。そして、ガラスを切断したときにはガラス切断面が粗くなり、場合によってはチッピングなども発生し、ガラスの品質低下を招く危険がある。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みて成されたもので、短時間で曲線形状のガラスが形成できて、そして、滑らかな外形曲線と滑らかな切断面が得られるスクライブ方法、並びにスクライブ装置などを見いだすことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するための手段として、本発明においては回転式カッターヘッドを用いる。そして、本発明における回転式カッターヘッドの特徴は、スクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドであって、該カッターヘッドはアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成され、前記アームは前記スクライブヘッドに回転制御可能に取付けられ、前記チップホルダーは前記アームに少なくとも１個取付けられると共に前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に設けられて前記アームの回転によって前記スクライブヘッドの中心軸の周りを回転することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記アームは回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記回転制御手段は少なくともモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材からなることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記アームは前記チップホルダーのオフセット量を所定量可変にするための位置可変手段を有することを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記位置可変手段は所要の間隔に設けた複数のチップホルダー取付け穴からなることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記位置可変手段は長窓穴からなることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記位置可変手段はモータと前記チップホルダーをスライドするスライド機構部材とからなり、前記チップホルダーの位置可変は自動的に制御可能になっていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記スクライブヘッドに前記カッターチップの押圧力を脆性材料の板厚に応じて制御できる押圧力制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明のスクライブ装置の特徴は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドを備え、該スクライブヘッドに設けたカッターヘッドのカッターチップで前記ワークにスクライブを行うスクライブ装置において、前記カッターヘッドは上記の特徴を持った回転式カッターヘッドであることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明のスクライブ方法の特徴は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に１個又は２個取付け、前記アームを回転駆動させて前記チップホルダーを前記スクライブヘッドの中心軸の周りを回転させ、前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明のスクライブ方法の特徴は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に１個又は２個取付け、前記アームの回転駆動で前記チップホルダーを回転移動させ、前記スクライブヘッドの前記横軸あるいは縦軸の移動駆動で前記チップホルダーを直線移動させ、該チップホルダーの回転移動と直線移動を相互に行って前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明のスクライブ方法の特徴は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に自動的に制御可能な位置可変手段を介して１個又は２個取付け、前記アームの回転駆動で前記チップホルダーを回転移動させ、前記スクライブヘッドの前記横軸あるいは縦軸の移動駆動で前記チップホルダーを直線移動させ、前記制御可能な位置可変手段でチップホルダーを回転移動及び直線移動以外のオフセット移動をさせ、該チップホルダーの回転移動と直線移動とオフセット移動とを相互に組み合わせて前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明のスクライブ方法の特徴は、前記回転制御手段は少なくともモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材からなることを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明のスクライブ方法の特徴は、前記位置可変手段はモータと前記チッブホルダーをスライドするスライド機構部材とからなることを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明のスクライブ方法によって形成する脆性材料部品の特徴は、円形部品又は円形のリング状部品であることを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明のスクライブ方法によって形成する脆性材料部品の特徴は、長円形部品又は長円形のリング状部品、又は四隅がＲ付けされた略矩形部品又は四隅がＲ付けされた略矩形のリング状部品であることを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明のスクライブ方法によって形成する脆性材料部品の特徴は、外形が曲線と直線とが混ざり合った異形形状の部品、又は外形が異形曲線をなす形状の部品、又はこれらの外形形状をなすリング状の部品であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の回転式カッターヘッドは、アームとチップホルダーとから構成し、アームはスクライブヘッドに回転制御可能に取付け、チップホルダーをアームに少なくとも１個取付けると共にスクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に設けることにより、アームの回転によってチップホルダーがスクライブヘッドの中心軸の周りを回転する。チップホルダーがスクライブヘッドの中心軸の周りを回転して円弧移動を行うことにより、チップホルダーに設けたカッターチップが脆性材料であるガラスに当接して円弧移動を行い、円弧曲線なるスクライブ線が得られる。チップホルダーをアームに１個取付ければ１本の円弧曲線なるスクライブ線が得られ、チップホルダーを２個取付ければ２本の平行な円弧曲線なるスクライブ線が得られる。
【００３３】
また、アームが回転制御手段を介してスクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転することにより、アームに取付けられたチップホルダーは回転制御可能なアームによって回転角は任意に設定できる。チップホルダーの３６０°回転で円形のスクライブ線、１８０°回転で１／２円形のスクライブ線、９０°回転で１／４円形のスクライブ線などが得られる。
【００３４】
また、アームの回転制御手段にモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材でもって構成する。モータを用いると制御機構や伝達機構が簡単な構造にすることができるのでコスト的に安くできる。また、小型な構造で纏めることができるので狭いスペースでも設けられる。モータとしてはサーボモータやステッピングモータなどを用いることができる。
【００３５】
また、チップホルダーのオフセット量を所定量可変できるように位置可変手段を設けることにより、オフセット量を所望の値に設定することができる。このことは、チップホルダーの回転移動の回転半径を変え、スクライブ線の円弧半径を変えることができる。小さい円弧半径、大きい円弧半径と所望の円弧形状が得られる。
【００３６】
また、位置可変手段を所要の間隔に設けた複数のチップホルダー取付け穴でもつて構成する。どの位置の取付け穴に取付けるかによってオフセット量が決まる。例えば、アームの一番先端側の取付け穴にチップホルダーを取付ければオフセット量は一番大きくなり、一番大きな円弧半径が得られる。逆に、アームの一番内側の取付け穴にチップホルダーを取付ければオフセット量は一番小さくなり、一番小さな円弧半径が得られる。
【００３７】
また、位置可変手段を長窓穴でもって構成することもできる。長窓穴であるとその長窓穴の長さの範囲の中で所望の位置にチップホルダーを固定することができる。一つの長穴で位置可変を自由に設定できるので大変便利である。また、アームの制作費も安くできる。
【００３８】
また、位置可変手段をモータとチップホルダーをスライドするスライド機構部材とから構成することもできる。モータとスライド機構部材とでもって構成するとチップホルダーの位置可変を自動的に制御できる。また、オフセット量を任意に設定することができる。これは、チップホルダーのオフセット量を自動的に設定可能となって、アームからチップホルダーを取り外しすることなくオフセット量を任意の値に設定できる。また、このモータとスライド機構部材からなる位置変換手段でのオフセット量移動をオフセット移動と云うことにすると、このオフセット移動とチップホルダーの回転移動とスクライブヘッドの直線移動とを組み合わせることによって円弧曲線以外の曲線のスクライブ線を形成することができる。
【００３９】
また、スクライブヘッドに脆性材料の板厚に応じてカッターチップの押圧力を制御できる押圧力制御手段を設けることによって、板厚に変化があっても絶えず一定な押圧力が得られるのでスクライブの深さが一定になり、脆性材料を切断したときの切断面も滑らかで綺麗な切断面が得られる。
【００４０】
この様な作用を果たす回転式カッターヘッドをスクライブ装置に備えることにより、脆性材料を円形形状や長円形状にスクライブし、そして、切断することができる。或いはまた、円形形状のリングや長円形状のリングにスクライブし、切断することができる。また、１台のスクライブ装置、１個のカッターヘッドで自動的に対応できることから製造コストも安くすることができる。また、切断外形も滑らかな形状に仕上げられ、切断面も滑らかな面に仕上げられることから良い品質のものが得られる。
【００４１】
次に、本発明のスクライブ方法は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、アームをスクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介してスクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、チップホルダーをアームのスクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に１個又は２個取付け、アームを回転駆動させてチップホルダーをスクライブヘッドの中心軸の周りを回転させ、チップホルダーに設けたカッターチップでワークにスクライブを行う方法を取る。これによって、円形部品や円形のリング状部品を形成することができる。また、アームの回転駆動でチップホルダーを回転移動させ、スクライブヘッドの横軸あるいは縦軸の移動駆動でチップホルダーを直線移動させ、該チップホルダーの回転移動と直線移動を相互に行ってチップホルダーに設けたカッターチップでワークにスクライブを行う方法を取ることにより、長円形部品や長円形のリング状部品を形成することができる。
【００４２】
また、本発明のスクライブ方法は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、アームをスクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介してスクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、チップホルダーをアームのスクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に自動的に制御可能な位置可変手段を介して１個又は２個取付け、アームの回転駆動でチップホルダーを回転移動させ、スクライブヘッドの横軸あるいは縦軸の移動駆動で前記チップホルダーを直線移動させ、制御可能な位置可変手段でチップホルダーを回転移動及び直線移動以外のオフセット移動をさせ、該チップホルダーの回転移動と直線移動とオフセット移動とを相互に組み合わせてチップホルダーに設けたカッターチップでワークにスクライブを行う方法を取ることにより、外形が曲線と直線でなす異形形状の部品や外形が異形曲線をなす部品、或いは、これらの外形形状でのリング状部品を形成することができる。
【００４３】
ここで、回転制御手段をモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材とで構成することによる効果、及び、位置可変手段をモータとチップホルダーをスライドするスライド機構部材とで構成することによる効果は前述した通りである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図５を用いて説明する。ここで、図１は本発明の実施形態に係るスクライブ装置の要部の斜視図を示している。また、図２は図１におけるスクライブヘッド収納部と回転式カッターヘッドの側面図を示していて、スクライブヘッドと回転式カッターヘッドは一部分半裁の断面図でもって示している。また、図３は図２に示されたアームの斜視図で、図４は図２におけるアームの回転駆動によるカッターチップのスクライブ状態を示した説明図を示している。また、図５は本実施形態に係るスクライブ装置でスクライブしたスクライブ形状を示した平面図で、図５の（ａ）は円形状、図５の（ｂ）は長円形状、図５の（ｃ）は四隅がＲ（円弧）の付いた略矩形形状のものを示している。
【００４５】
最初に図１において、本発明の実施形態に係るスクライブ装置２０は、装置本体部２１の上部にテーブル２２、前部に操作パネル２３が設けられている。このテーブル２２はスクライブ加工を行うワークＷを載置するために設けている。そして、真空吸着などの方法でワークＷをテーブル２２上に固定する。また、このテーブル２２はワークＷを規定の位置に配置できるように僅かに回転してワークＷの位置合わせ調整ができるようになっている。ワークＷは、本実施形態においては、ガラスなる脆性材料を用いている。操作パネル２３は後述するスクライブヘッドの縦軸（図１中ではＹ軸を指しており、以降、Ｙ軸と云う）方向、横軸（図１中ではＸ軸を指しており、以降、Ｘ軸と云う）方向の移動量などの様々な指示情報を入力操作するために設けている。尚、本実施形態では操作パネル２３を装置本体部２１と一体的に設けているが、この操作パネル２３は装置本体部２１とは別に操作ボックスを設け、その操作ボックスでもって指示情報の入力操作を行うことも可能である。
【００４６】
また、操作本体部２１上には後述するスクライブヘッドをＹ軸方向、Ｘ軸方向に移動させるためにブリッジ２４なる駆動装置を設けている。このブリッジ２４は装置本体部２１の内部から立脚した左右２本の支柱２５にガイドバー２６を取付けてコ字型にブリッジを形成している。このブリッジ２４は装置本体部２１の内部に設けたモータ、ボールネジなどの駆動部材（図示していない）などによってＹ軸方向に制御可能に移動するようになっている。また、このブリッジ２４を形成するガイドバー２６の中空内部にはボールネジ（図示していない）が配設してあり、そして、このボールネジは片方の支柱２５に取付けたモータ２９と連結してモータ２９の回転に応じて回転駆動するようになっている。また、このボールネジに係合してヘッド移動板２８が設けてあり、このヘッド移動板２８がボールネジの回転駆動によってガイドバー２６に設けてあるガイド２７に沿ってＸ軸方向に制御可能に移動するようになっている。また、ヘッド移動板２８にはスクライブヘッド収納部３０が設けられており、このスクライブヘッド収納部３０から回転式カッターヘッド５０が外に飛び出している。また、この回転式カッターヘッド５０はアーム４０とアーム４０に設けられたチップホルダー４６からなっている。
【００４７】
次に、スクライブヘッド収納部３０はゴミやほこりなどを避けるためにボックスに覆われているが、その内部は、図２に示すように、前述したヘッド移動板２８に係合してヘッド昇降板３１が設けられている。このヘッド昇降板３１は図示していないエアーシリンダーによって上下に昇降可能に移動する。また、このヘッド昇降板３１にはスクライブヘッド３２とモータ３３が固定されており、スクライブヘッド３２には回転式カッターヘッド５０が取付けられている。スクライブヘッド３２はヘッド本体３２ａとベアリング３２ｂとから構成され、回転式カッターヘッド５０はアーム４０とアーム４０の先端に設けたチップホルダー４６とから構成している。また、アーム４０はアーム軸４１とアーム板４２とから構成しており、このアーム軸４１がスクライブヘッド３２のベアリング３２ｂの部分と係合して、スクライブヘッド３２に回転式カッターヘッド５０が取付けられるようになっている。また、アーム４０のアーム軸４１にはプーリ４５が固定されており、このプーリ４５がベルト３４を介してモータ３３と連結し、モータ３３の回動に合わせてプーリ４５が回動し、同時にアーム４０が回転するようになっている。このモータ３３、ベルト３４、プーリ４５はアーム４０を回転制御する手段として用いており、モータ３３にサーボモータを用いていることから、アーム４０の回転方向や回転角は制御可能に回転する。また、スクライブヘッド３２及びモータ３３が昇降可能なヘッド昇降板３１に固定されていることから、カッターヘッド５０もヘッド昇降板３１の昇降に合わせて上下に移動する。
【００４８】
ここで、本実施形態でのアーム４０は、図３に示すように、アーム軸４１とアーム板４２とから構成する。アーム板４２は両端に４２ａの穴と４２ｂの穴があり、４２ａの穴にはアーム軸４１が圧入などの方法で固定されている。また、４２ｂの穴にはチップホルダー４６がネジ止めなどの方法で固定されるようになっている。このアーム４０は、図２に示すように、スクライブヘッド３２の中心軸Ｑを中心にして回転する。このスクライブヘッド３２の中心軸Ｑはアーム軸４１の中心軸にもなっている。従って、アーム４０はスクライブヘッド３２の中心軸Ｑを中心にして回転し、アーム４０に取付けたチップホルダー４６もスクライブヘッド３２の中心軸Ｑを中心にして回転する。即ち、アーム４０とチップホルダー４６とからなる回転式カッターヘッド５０はスクライブヘッド３２の中心軸Ｑを中心にして回転する回転式のカッターヘッドになっている。
【００４９】
アーム４０の先端の穴４２ｂには、図２に示すように、チップホルダー４６が固定して設けられる。このチップホルダー４６はホルダー４７にピン４８を介してカッターチップ４９が回動自在に取付けられたものからなっている。そして、カッターチップ４９の刃先が脆性部材のガラスの表面に当接してスクライブできるようになっている。
【００５０】
従って、チップホルダー４６はスクライブヘッド３２の中心軸Ｑ（この中心軸はアーム軸４１の中心軸にもなっている）からオフセットした位置に設けられている。そして、そのオフセット量をＰとすると、チップホルダー４６はアーム４０の回転駆動によってスクライブヘッド３２の中心軸Ｑの周りをオフセット量Ｐをもって制御可能に回転移動する。
【００５１】
図４はアーム４０の回転駆動によるカッターチップ４９のスクライブ状態を示した説明図である。アーム４０がスクライブヘッド３２の中心軸Ｑ（この中心軸はアーム軸４１の中心軸にもなっている）を中心軸にして回転駆動すると、ガラスＧの表面に当接したチップホルダー４６のカッターチップ４９はスクライブを施しながら矢印の方向に回転移動してオフセット量Ｐの半径をもって円弧状のスクライブ線Ｒを形成する。アーム４０が１回転（３６０°回転）すると円形のスクライブ線Ｒが形成され、後工程での適宜な切断方法によって切断すると半径Ｐなる円形のガラスが出来上がる。また、アーム４０を半回転（１８０°回転）すると半円（１／２円）なるスクライブ線Ｒが形成でき、アーム４０を１／４回転（９０°回転）すると１／４円なるスクライブ線Ｒが形成できる。
【００５２】
上記の円弧形状のスクライブが行える回転式カッターヘッド５０はガラスＧの面上で所望の位置にセットすることができる。スクライブヘッド３２を設けてあるところのブリッジ２４をＹ軸方向の駆動で所望の位置に移動し、スクライブヘッド３２を設けてあるところのヘッド移動板２８をＸ軸方向の駆動で所望の位置に移動することによって回転式カッターヘッド５０を所望の位置にセットできる。これは、予め操作パネルでの位置情報入力によって行われれ、また、回転式カッターヘッド５０の回転角制御も予め操作パネルでの位置情報入力によって行われる。そして、回転式カッターヘッド５０の回転制御やスクライブヘットのＹ軸移動制御、Ｘ軸移動制御は別途（図示していない）に設けた駆動回路によって制御が行われるようになっている。
【００５３】
次に、本実施形態におけるスクライブ装置２０は、最初にテーブル２２上に載置したワークＷを規定の位置にセッするために位置調整機構を持っている。この位置調整は２台のカメラと２台のモニターテレビを用いて行っている。図１において、装置本体部２１の後方側に取付けた取付台５１がブリッジ型に設けられており、その上にレール５２が敷かれ、レール５２の左右に２個の台座５３が設けられ、そして、２台のカメラ５４が台座５３に取付けられている。このカメラ５４は台座５３の上下移動機構によって上下に動くようになっている。
また、カメラ５４とコードを介して接続された２台のテレビ５５が配置されており、このカメラ５４で写した映像をテレビ５５で表示できるようになっている。
【００５４】
正常な位置へのセットは次のようにして行う。最初に、ワークＷの左右２隅に設けた十字線なるアライメントマークを左右２台のカメラ５４でそれぞれ写し取り、その映像を２台のテレビ５５にそれぞれ映し出し、左右のアライメントマークがテレビに映し出される基準に対してどの位ずれているかを見る。そして、左右２台のテレビ映像を見ながらテーブル２２を微小に回転してアライメントマークをテレビに映し出された基準に一致させる。これによってワークＷは規定の位置にセットされる。
【００５５】
本実施形態のスクライブ装置２０は円弧の回転駆動を行う回転式カッターヘッド５０を備えている。そして、その回転式カッターヘッド５０の回転駆動によってガラスを円弧形状にスクライブする。図５は本実施形態のスクライブ装置で得られるスクライブ形状を示したものである。
【００５６】
図５の（ａ）は、スクライブヘッド３２を静止させて回転式カッターヘッド５０を１回転（３６０°回転）Ｔ１させ、チップホルダー４６を１回転移動させてカッターチッブ４９で円形のスクライブ線Ｒ１を形成したものである。
【００５７】
図５の（ｂ）は長円形状のスクライブ線Ｒ２を得たもので、最初に、スクライブヘッド３２をＹ軸方向の駆動を行って、Ｙ１方向（Ｙ軸の往方向）に回転式カッターヘッド５０を移動させながらチップホルダー４６を直線移動させ、カッターチップ４９で直線のスクライブを行う。次に、回転式カッターヘッド５０を１／２回転（１８０°回転）Ｔ２を行いながらチップホルダー４６を半回転移動させ、半円のスクライブを行う。次に、回転式カッターヘッド５０を１／２回転した状態で回転式カッターヘッド５０をＹ２方向（Ｙ１方向と逆な方向で、複方向）に移動してチップホルダー４６を直線移動させ、直線のスクライブを行う。尚、Ｙ１方向とＹ２方向での移動量は同じである。最後に、回転式カッターヘッド５０を１／２回転Ｔ３を行ってチップホルダー４６を半回転移動させ、半円のスクライブを行う。これによって、長円形なるスクライブ線Ｒ２が形成される。このように、長円形なるスクライブ線Ｒ２は、回転式カッターヘッド５０のチップホルダー４６をＹ１方向（Ｙ軸の往方向）への直線移動−１／２回転Ｔ２移動−Ｙ２方向（Ｙ軸の複方向）への直線移動−１／２回転Ｔ３移動を順次組み合わせることによって形成する。
【００５８】
図５の（ｃ）は四隅がＲ（円弧）付けされた略矩形形状のスクライブ線Ｒ３を得たものである。これは、スクライブヘッド３２をＹ軸方向の駆動とＸ軸方向の駆動の両方の駆動を使って行う。このスクライブ線Ｒ３は、回転式カッターヘッド５０のチップホルダー４６をＹ３方向（Ｙ軸の往方向）への直線移動−１／４回転Ｔ４（９０°回転）移動−Ｘ１方向（Ｘ軸の往方向）への直線移動−１／４回転Ｔ５（９０°回転）移動−Ｙ４方向（Ｙ軸の複方向）への直線移動−１／４回転Ｔ６（９０°回転）移動−Ｘ２方向（Ｘ軸の複方向）への直線移動−１／４回転Ｔ７（９０°回転）移動を行いながらカッターチップでスクライブすることによって形成できる。
【００５９】
このようにしてスクライブした後で、スクライブ装置２０に連結或いは別途に配設した切断装置でスクライブ線の部分を切断することによって円形状のガラスや長円形状のガラス、或いは四隅が円弧のＲ付けされた略矩形形状のガラスが得られる。
【００６０】
尚、本実施形態における回転式カッターヘッド５０はアーム４０にチップホルダー４６を１個設けたものからなるが、２個、３個、４個と複数設けることも可能である。例えば、チップホルダー４６を２個設けて３６０°回転すると円形のリング状ガラスを製作することができる。チップホルダー４６を複数設けるにはアーム４０に複数の穴を並べて形成し、その穴にチップホルダー４６ーを取付ければ良い。
【００６１】
また、本実施形態においては、アーム４０の先端に１個の穴を設けて、その穴にチップホルダー４６を設けたが、穴は必要に応じて複数、所要間隔に設けることもできる。そして、その要望の穴にチップホルダー４６を設けると要望するオフセット量を得ることができる。形状の大きさに応じて適宜に穴を選択し、その選択した穴にチップホルダー４６を設けると良い。
【００６２】
このように、スクライブ装置２０に回転式カッターヘッド５０を用いることにより、１個のカッターヘッド５０で円形状、長円形状、略矩形形状のガラスを製作することができる。また、また、その大きさも自由に設定することができる。しかも、自動的に製作することがきるので量産性があり、製造コストも非常に安くできる。また、ガラスの切断形状も滑らかな曲線が得られ、切断面も滑らかな面が得られるので綺麗な切断面が得られる。
【００６３】
尚、本実施形態においては、回転式カッターヘッド５０の回転駆動の回転制御手段はモータ３３、プーリ４５、ベルト３４などから構成したが、回転制御手段はこの構成に限るものではなく、モータ、歯車などの構成で回転制御を行っても良く、また、目的にかなうものであれば他の構成のものであっても構わない。
【００６４】
また、スクライブヘッド３２のＸ軸方向の駆動はモータ２９、ボールネジを介してヘッド移動板２８をＸ軸方向に駆動させることによって行っているが、スクライブヘッド３２のＸ軸方向の駆動はこの構成に限るものではなく、ボールネジに代えてベルトを用いた構成でスクライブヘッド３２のＸ軸方向の駆動を行なう構造であっても良い。
【実施例１】
【００６５】
以下、実施例を挙げて本発明の更に詳しい内容を説明する。最初に、本発明の実施例１を図６、図７を用いて説明する。図６は本発明の実施例１に係る回転式カッターヘッドの斜視図を示している。また、図７は図６における回転式カッターヘッドでのスクライブ方法によって得られたガラスの平面図を示している。
【００６６】
実施例１に係る回転式カッターヘッド７０は、図６に示すように、アーム６０に２個のチップホルダー６６を設けたものからなる。アーム６０はアーム軸６１をアーム板６２の一方端側に圧入などの方法で固定した構造を取っており、アーム軸６１はスクライブヘッド（前述の実施形態で説明したスクライブヘッドと同一仕様のもの）に取付けられる。また、アーム板６２は他方端側に所定の間隔を持って６２ｂ１、６２ｂ２、６２ｂ３、６２ｂ４なる複数の穴を順次形成したものからなっている。この６２ｂ１、６２ｂ２、６２ｂ３、６２ｂ４なる複数の穴はチップホルダー６６が取付けられる穴で、スクライブヘッドの中心軸Ｑ（この中心軸Ｑはアーム軸６１の中心軸にもなっている）からのチップホルダー６６の位置のオフセット量の位置可変手段として用いている。本実施例１では６２ｂ１、６２ｂ２、６２ｂ３、６２ｂ４なる４個の穴を設けてあるが、特に４個に限定するものではなく必要とする個数の穴を設けるのが好ましい。
【００６７】
本実施例１においては、６２ｂ１の穴と６２ｂ３の穴にそれぞれチップホルダー６６を止めネジなどを用いて平行にして固定している。従って、６２ｂ３の穴に取付けたチップホルダー６６はＰ１なるオフセット量を持ち、６２ｂ１の穴に取付けたチップホルダー６６はＰ２なるオフセット量を持っている。２個のチップホルダー６６はその先端にそれぞれカッターチップ６９を持ち、この２個のカッターチップ６９でガラスのスクライブを行う。
【００６８】
この２個のチップホルダー６６を取付けた回転式カッターヘッド７０は、前述の実施形態と同様に、モータ、ベルトなどの構成による回転制御手段により制御可能に回転する。図７は２個のチップホルダー６６を取付けた回転式カッターヘッド７０を１回転（３６０°回転）回転させながら２個のチップホルダー６６のそれぞれのカッターチップ６９でガラスをスクライブし、切断して形成した円形のリング状ガラスを示している。
【００６９】
オフセット量Ｐ１の所に設けたチップホルダー６６のカッターチップ６９でリングの内径部分がスクライブされ、オフセット量Ｐ２の所に設けたチップホルダー６６のカッターチップ６９でリングの外形部分がスクライブされる。その内径部分のスクライブ線と外形部分のスクライブ線を切断すると、内径Ｐ１、外形Ｐ２のリング形状のガラスＧ１が得られる。リングの幅は２個のチップホルダーのオフセット量の差によって決まるので、チップホルダー６６を取付ける穴の位置を変えることによってリングの幅を自由に変えることができる。
【００７０】
図７に示すリング状のガラスＧ１は回転式カッターヘッド７０を１回転（３６０°回転）することによって得られる。前述の実施形態で述べたように、回転式カッターヘッド７０チップホルダー６６をＹ軸の往方向への直線移動−１／２回転（１８０°回転）移動−Ｙ軸の複方向への直線移動−１／２回転（１８０°回転）移動を繰り返すことによって長円形状のリング状ガラスが得られる。
【００７１】
また、回転式カッターヘッド７０のチップホルダー６６をＹ軸の往方向への直線移動−１／４回転（９０°回転）移動−Ｘ軸の往方向への直線移動−１／４回転（９０°回転）移動−Ｙ軸の複方向への直線移動−１／４回転（９０°回転）移動−Ｘ軸の複方向への直線移動−１／４回転（９０°回転）移動を繰り返すことによって四隅がＲ付けされた略矩形形状のリング状ガラスを得ることができる。
【００７２】
また、アーム６０に取付けるチップホルダー６６は２個に限らず、更に３個、４個と増やすことも可能である。チップホルダー６６の数を増やすことにより大きさの異なるリング状のガラスを一度に複数個形成することができる。
【００７３】
尚、本実施例１においては、リング形状のガラスを主体に説明したが、リング形状のガラスと同時に円形のガラスや長円形のガラス、略矩形のガラスも形成されることは云うまでもない。
【実施例２】
【００７４】
次に、本発明の実施例２に係る回転式カッターヘッドを図８、図９を用いて説明する。ここで、図８は本発明の実施例２に係るスクライブ装置に取付かれるスクライブヘッド収納部と回転式カッターヘッドの側面図を示していて、スクライブヘッドと回転式カッターヘッドは一部分半裁の断面図でもって示している。また、図９は図８に示された回転式カッターヘッドの斜視図を示している。
【００７５】
実施例２の回転式カッターヘッドの特徴は、カッターチップの押圧力をガラスなる脆性材料の厚みの変化に応じて制御できる押圧力制御手段を設けた構造にしてあること、チップホルダーのオフセット量の位置可変手段をアームに設けた長窓穴で調整する構造にしてあることである。
【００７６】
最初に、カッターチップの押圧力制御手段の構造について図８を用いて説明する。図８において、８０はスクライブヘッド収納部を示しており、このスクライブヘッド収納部８０はヘッド移動板２８上にある。このヘッド移動板２８は、前述の実施形態で図１を用いて説明したスクライブ装置のヘッド移動板と同じ仕様の部品を指している。このヘッド移動板２８は図１で示したモータ２９と図示していないボールネジによってＸ軸方向に制御可能に駆動する。（図１参照）
【００７７】
再び図８に戻り、スクライブヘッド収納部８０の内部にあっては、ヘッド移動板２８にヘッド昇降板８１が係合して設けられている。このヘッド昇降板８１は図示していないエアーシリンダーによって上下に昇降可能に移動する。また、このヘッド昇降板８１にはスクライブヘッド８２とモータ８３が固定されており、スクライブヘッド８２には回転式カッターヘッド１００が取付けられている。スクライブヘッド８２はヘッド本体８２ａとベアリング８２ｂと栓８２ｃとから構成されており、内部に中グリによって形成した中空部８２ｄを持っている。栓８２ｃは中空部８２ｄを塞ぐ栓で、ネジ止め・接着などの方法でヘッド本体８２ａに固く固定される。また、この栓８２ｃには穴が設けてあり、この穴にはパイプ８７が固く取付けられて、パイプ８７を介して外部から圧縮空気８８が中空部８２ｄに送り込まれるようになっている。
【００７８】
回転式カッターヘッド１００はアーム９０とアーム９０の先端にナット９５を介してネジ止めされたチップホルダー９６とから構成している。チップホルダー９６はネジ部を持ったホルダー９７にピン９８を介してカッターチップ９９を設けた構成をなしている。また、アーム９０はアーム軸９１とアーム板９２とから構成しており、このアーム軸９１がスクライブヘッド８２のベアリング８２ｂと係合して取付けられる。これによって回転式カッターヘッド１００がスクライブヘッドに８２に取付けられる。また、このアーム軸９１の先端にはネジ穴９１ａが設けられており、スクライブヘッド８２に取付けられた後にそのネジ穴９１ａにピストン９３がネジ止めされて取付けられる構造になっている。そして、スクライブヘッド８２の中空部８２ｄとピストン９３と圧縮空気８８とでもって加圧シリンダーの働きをなしていて、押圧力制御手段としての構成をなしている。パイプ８７を介して圧縮空気８８が中空部８２ｄに送り込まれるとピストン９３が押し下げられ、それに併せてピストン９３に連結した回転式カッターヘッド１００が下方に押し下げられ、ガラスに当接したカッターチップ９９の押圧力が大きくなる。
【００７９】
また、このカッターチップ９９の押圧力制御手段は、圧縮空気を中空部８２ｄに供給するためのエアー回路（図示していない）を持つ。このエアー回路の構成は、圧縮空気源から出た圧縮空気はフィルター、レギュレーター、リュブリケータを順次通過し、減圧弁で圧力調整される。そして、電磁弁式のディストリビューターを経て中空部８２ｄに供給される。電磁弁式のディストリビューターは制御部からの信号で駆動され、中空部８２ｄとの間のエアー流路を接続または遮断することができる。また、減圧弁に供給されるエアーの圧力を監視する圧力スイッチが設けられており、エアーの圧力が所定の圧力以下に成った場合、或いは、所定の圧力以上になった場合に前記制御部に異常信号を出力するようになっている。
【００８０】
予めカッターチップ９９の押圧力による供給エアー圧の許容範囲を設定しておき、その許容範囲のエアー圧を減圧弁で調整する。例えば、ガラスの厚みが厚くなると、ガラス面上で接触するカッターチップ９９の加圧力は大きくなり、同時に供給エアー圧も高くなる。そして、このエアー圧が許容範囲を越えると減圧弁が働いて供給エアー圧を下げ、そして、カッターチップ９９の押圧力を低くする調整が行われる。ガラスの厚みが薄くなると、上記の働きと逆の働きが行われてカッターチップ９９の押圧力を高くする調整が行われる。
【００８１】
このような加圧力制御手段を設けることによって、ガラスの板厚が変わっても一定の押圧力の下でスクライブを行うことができ、一定のスクライブの深さが得られる。そして、ガラスを切断したときに滑らかで綺麗な切断面が得られる。また、カッターチップの摩耗も少なくなり、カッターチップの研磨回数を減らすことができる。尚、実施例３ではエアーシリンダーの構造をスクライブヘッド８２の内部にその構造を設けたが、出来合の加圧シリンダーをスクライブヘッド８２に取付ける構造を取ることも可能である。
【００８２】
また、この回転式カッターヘッド１００はモータ８３の駆動を利用して制御可能に回転駆動する。即ち、アーム９０のアーム軸９１にはプーリ８５が固定され、このプーリ８５がベルト８４を介してモータ８３と連結し、モータ８３の回動に合わせてプーリ８５が回動し、同時にアーム９０が回転駆動する。このモータ８３、ベルト８４、プーリ８５はアーム９０を回転制御する手段として用いており、モータ８３にサーボモータを用いていることから、アーム９０の回転方向や回転角は制御可能に回転する。そして、アーム９０とカッターホルダー９６とからなる回転式カッターヘッド１００も制御可能に回転する。また、スクライブヘッド８２及びモータ８３が昇降可能なヘッド昇降板８１に固定されていることから、回転式カッターヘッド１００はヘッド昇降板８１の昇降に合わせて上下方向（Ｚ軸方向）に移動する。
【００８３】
次に、カッターヘッド１００は前述した如くアーム９０にナット９５を介してチップホルダー９６をネジ止めした構成を取る。その構造は、図９に示すように、アーム板９２の一方端にアーム軸９１が圧入などの方法で固くアーム板９２と固定されている。アーム板９２の他方端側には長い長窓穴９２ｃが設けられて、その長窓穴９２ｃにオフセット量Ｐを持ってチップホルダー９６がナット９５を介して固定されている。チップホルダー９６はネジ部を設けたホルダー９７の先端にピンを介してカッターチップ９９を設けたものからなるが、ホルダー９７のネジ部が長窓穴９２ｃに挿入され、上からナット９５でそのネジを締め付けてアーム板９２に固定する構造を取っている。
【００８４】
このような構成を取ることにより、オフセット量Ｐは所望の値に自由に設定することができる。場合によっては、長窓穴９２ｃに沿ってオフセット量を示す目盛などを刻んでおくと所望のオフセット量で容易にチップホルダー９６を組み付けることができる。
【００８５】
また、この長窓穴９２ｃに２個のチップホルダー９６を取付けることも可能である。２個設けるとリング状のガラスを製作することができる。
【００８６】
図１０はアームに長窓穴の位置可変手段を設けた他の構造を示したものである。図１０に示すように、この回転式カッターヘッド１２０はアーム１１０、チップホルダー１１６から構成するが、アーム１１０の長窓穴１１２ｃはアーム軸１１１の取付け側に設けている。即ち、アーム板１１２の一方端側に長窓穴１１２ｃを設け、この長窓穴１１２ｃにアーム軸１１１に設けたネジ１１１ｂを挿入させて、ナット１１５でもって下側から締め付けてアーム軸１１１をアーム板１１２に固定する構造を取っている。また、アーム板１１２の他方端には穴１１２ｂを設け、その穴１１２ｂにチップホルダー１１６を止めネジなどの方法で固定している。
【００８７】
オフセット量Ｐの調整はアーム軸１１１の固定側で、アーム軸１１１を長窓穴１１２ｃでの位置をずらして調整する。このような構造を取ることによりオフセット量Ｐは所望の値に自由に設定することができる。
【００８８】
尚、図１０に示すカッターヘッド１２０はチップホルダー１１６を１個設けた構成を取っているが、２個設けることも可能である。穴を１個追加して、その穴にチップホルダー１１６を設けるか、或いは、長窓穴１１２ｃを利用して、その長窓穴１１２ｃにチップホルダー１１６を設けることで２個のチップホルダー１１６を設けた構成が取れる。
【実施例３】
【００８９】
次に、本発明の実施例３に係る回転式カッターヘッドを図１１〜図１３を用いて説明する。ここで、図１１は本発明の実施例３に係る回転式カッターヘッドの側面図を示しており、図１２は図１１におけるオフセット位置制御ユニットの下斜め方向から見た斜視図を示している。また、図１３は図１１における回転式カッターヘッドを用いてスクライブしたスクライブ線の一部の形状を示した平面図で、図１３の（ａ）は直線と曲線で形成したスクライブ線、図１３の（ｂ）は曲線のみで形成したスクライブ線を示している。
【００９０】
実施例３の回転式カッターヘッド１５０は、図１１に示すように、アーム１３０とアームに１３０に取付けられたオフセット位置制御ユニット１４０とから構成される。そして、この回転式カッターヘッド１５０はスクライブヘッドに取付けられて制御可能に回転する。また、ここでの回転式カッターヘッド１５０の特徴はオフセット量Ｐを自由に調整制御できるオフセット位置制御ユニット１４０を持っていることである。このオフセット位置制御ユニット１４０はアーム軸１３１とアーム板１３２とから構成されたアーム１３０のアーム板１３２に設けている。
【００９１】
実施例３の回転式カッターヘッド１５０は、スクライブヘッドの中心軸Ｑ（これは、アーム軸１３１の中心軸にもなっている）からオフセットしたカッターチップ１４９のオフセット位置の位置可変手段としてオフセット位置制御ユニット１４０を用いている。そして、このオフセット位置制御ユニット１４０は、モータ１４５とチップホルダー１４６と調整台１４１、ボールネジ１４２、ガイド棒１４３、バネ１４４などから構成していて、調整台１４１、ボールネジ１４２、ガイド棒１４３、バネ１４４はチップホルダー１４６をスライドするスライド機構部品になっている。
【００９２】
図１２により、調整台１４１はコの字型をした枠になっており、そのほぼ中心部にボールネジ１４２が設けられて、このボールネジ１４２は回動自在に保持されている。また、この調整台１４１にはボールネジ１４２の両脇に当たる部分に２本のガイド棒１４３が設けられて調整台１４１に固定されている。チップホルダー１４６はホルダー１４７にピンを介してカッターチップ１４９を取付けたものからなるが、更に、このチップホルダー１４６は１個のネジ穴１４７ｂと２個の穴１４７ｃを持っており、１個のネジ穴１４７ｂはボールネジ１４２と係合し、２個の穴１４７ｃは２本のガイド棒１４３と係合している。そして、このホルダーチップ１４６はボールネジ１４２の回動に応じてＯ−Ｏ軸方向に移動できるようになっている。また、２本のガイド棒１４３は、ボールネジ１４２の回動に応じて移動するチップホルダー１４６を傾かずに円滑に移動できるようにするためにガイド目的で設けている。また、２本のガイド棒１４３には、図１１に示すように（図１２では省略してある）、バネ１４４を設けてあり、チップホルダー１４６が付勢された状態におかれている。
【００９３】
モータ１４５はサーボモータを用いているが、このモータ１４５は歯車（図示していない）を介してボールネジ１４２と連結しており、モータ１４５の回動に沿ってボールネジ１４２が回動するようになっている。モータ１４５が回動するとボールネジ１４２が回動し、そして、ボールネジ１４２の回動によってチップホルダー１４６がＯ−Ｏ軸方向に移動する。
【００９４】
尚本発明では、以降、Ｏ−Ｏ軸をオフセット軸、Ｏ−Ｏ軸の移動をオフセット移動と定義付けて説明することにする。
【００９５】
実施例３のチップホルダー１４６はオフセット軸を持ってモータ１４５により制御可能にオフセット移動ができる。また、前述したように回転式カッターヘッド１５０がスクライブヘッドを中心軸Ｑにして制御可能に回転駆動することから、回転式カッターヘッド１５０に取付けられたチップホルダー１４６は中心軸Qからのオフセット量Ｐを持って制御可能に回転移動する。そして、そのオフセット量Ｐは、チップホルダー１４６が制御可能にオフセット移動できることから、自由に設定することができる。前述の実施例１、実施例２での回転式カッターヘッドでは、オフセット量Ｐを変える場合に、カッターヘッドを取り外して再び所定の位置に取付け直しをしなければならなかった。しかしながら、本実施例３の回転式カッターヘッドは取付け直しをする必要はなく、予めオフセット位置情報を操作パネルから入力しておくことでオフセット量Ｐを変更することができる。これにより、スクライブ装置の稼働率を高めることができる。また、オフセット移動制御が自由にできることによってスクライブするスクライブ形状に幅を広げることができる。
【００９６】
以下、本実施例３の回転式カッターヘッド１５０を用いてできる簡単なスクライブ形状モデルを図１３を用いて説明する。ここで、図１３の（ａ）において、一点鎖線はスクライブヘッドの中心軸Ｑ（これは、アーム軸の中心軸でもある）の移動軌跡を示していて、矢印が移動の進行方向を示している。Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５は移動停止ポイントで、移動が停止した位置を示している。また、実線のＲはスクライブ線を示していて、カッターチップ１４９で形成したＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のスクライブ線からなっている。Ｒ１はＸ軸と平行な直線、Ｒ２はＸ軸に対して傾斜した直線、Ｒ３は１／４円なる曲線、Ｒ４はＹ軸と平行な直線になっている。そして、これらのスクライブ線は繋がった連続線なるスクライブ線になっている。また、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４はスクライブ線の変曲点を示している。Ｐ１、Ｐ２、Ｐｍ、Ｐｎはオフセット量を示している。また、停止ポイントＱ１の所に示した角度９０°はスクライブヘッドの中心軸Ｑの進行方向Ｘ軸に対してのカッターヘッド１５０の位置角度を示しており、同様に、停止ポイントＱ３の所に示したθは進行方向Ｘ軸に対してのカッターヘッド１５０の９０°より大きい位置角度を示している。また、停止ポイントＱ５の所に示した角度９０°はＸ軸に対してのカッターヘッド１５０の位置角度と、カッターヘッド１５０の回転角度を示している。
【００９７】
Ｒ１からＲ４なるスクライブ線の形成方法は次ぎのスクライブ方法を取ることによって形成される。
最初に、（１）Ｑ１の停止ポイントで、Ｚ軸駆動を行って回転式カッターヘッド１５０を上昇させ（これは、スクライブヘッドを上昇させることによってカッターヘッド１５０は上昇する）スクライブヘッドの進行方向Ｘ軸に対してカッターヘッド１５０を位置可変手段を用いて９０°をなす位置角度と、オフセット位置制御ユニットなる位置可変手段を用いてオフセット量Ｐ１とを設定する。
次に、（２）カッターヘッド１５０を下降させてカッターチップ１４９をガラス面に所要の押圧力の下で接地させ、そして、停止ポイントＱ２の所までＸ軸方向の直線移動を行ってＲ１のスクライブ線を形成する。
次に、（３）停止ポイントＱ２の所でカッターヘッド１５０を上昇させ、その上昇した状態で停止ポイントＱ３の所までカッターヘッド１５０を移動し、カッターヘッド１５０を回転させて角度θ２（図１３の（ａ）においてθ２は９０°より大きい）の位置角度に設定し、更に、オフセット移動を行ってオフセット量Ｐ２を設定する。このオフセット量Ｐ２は変曲点ｒ２と停止ポイントＱ３との距離になっている。
次に、（４）Ｑ３のポイントでカッターヘッド１５０を下降させてカッターチップ１４９をガラス面に所要の押圧力の下で接地させ、スクライブヘッドをＱ４の停止ポイントまで直線移動させながら、同時に、オフセット移動を行ってオフセット量をＰ２からＰｍまで連続的に大きくしていき、カッターチップ１４９でスクライブを行う。これによって、傾きのあるスクライブ線Ｒ２が形成される。Ｑ３のポイントでカッターヘッド１５０を９０°より大きいθ角度に振ったとき、カッターチップ１４９の刃の向きは変曲点ｒ３の方向に向いた状態になる。そして、その状態で連続的にオフセット移動を行いながらスクライブヘッドをＱ４のポイントに進めてもカッターチップ１４９に大きな負荷が掛かることなくスムーズにスクライブを施すことができる。
【００９８】
次に、（５）停止ポイントＱ４でカッターヘッド１５０を上昇させ、スクライブヘッドをＸ軸、Ｙ軸の駆動を行ってＱ５のポイントに移動させる。そして、カッターヘッド１５０を回転させてＸ軸に対して９０°の位置角度に設定し、更に、オフセット移動を行ってオフセット量をＰｎに設定する。オフセット量Ｐｎは変曲点ｒ３とポイントＱ５の距離になっている。
次に、（６）Ｑ５のポイントでカッターヘッド１５０を下降してカッターチップ１４９をガラス面に所要の押圧力の下で接地させ、その状態でカッターヘッド１５０を９０°回転駆動させてカッターチップ１４９でスクライブを行う。これによって、Ｒ３の１／４円の曲線なるスクライブ線が形成される。
次に、（７）上記（６）で１／４円のスクライブ線Ｒ３を施した状態でスクライブヘッドをＹ軸方向に直線移動させ、カッターチップ１４９の直線移動でスクライブ線Ｒ４を形成する。
【００９９】
以上のスクライブ方法を行うことによりＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４からなる連続したスクライブ線が得られる。そして、このようなスクライブ線を一周に渡って形成し、そして、スクライブ線に沿ってガラスを切断すれば、Ｘ軸に平行な直線、Ｙ軸に平行な直線、円弧なる曲線、傾きを持った直線などが混ざり合った異形形状（本発明においては、Ｘ軸、Ｙ軸に平行な直線や円弧曲線の外に傾きを持った直線や円弧でない曲線などが入って形成された形状のものを異形形状と呼ぶことにする）のガラスが得られる。
【０１００】
次に、図１３の（ｂ）に示したスクライブ線の形成方法について説明する。ここで、図１３の（ｂ）の形状は楕円形状の一部分を示している。また、図１３の（ｂ）において、一点鎖線はスクライブヘッドの中心軸Ｑ（これは、アーム軸の中心軸でもある）の移動軌跡を示していて、矢印が移動の進行方向でＸ軸方向に移動する。Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、・・・は移動停止ポイントで、移動が停止した位置を示している。また、実線のＲはスクライブ線を示していて、カッターチップ１４９で形成したＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、・・・のスクライブ線の連結したものからなっている。また、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５、・・・はスクライブ線の変曲点を示している。また、θ１、θ２、θ３、θ４、・・・はそれぞれの止ポイントでのスクライブヘッドの進行方向に対してのカッターヘッド１５０の位置角度を示している。即ち、Ｑ１ポイントではθ１の位置角度、Ｑ２ポイントではθ２の位置角度、などとなっている。停止ポイント毎にカッターヘッド１５０の位置角度が変わる。これらの位置角度の調整は回転制御手段で行う。また、γ１、γ２、γ３、γ４、・・・はスクライブ中での回転式カッターヘッド１５０の回転角度を示している。Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、・・・はオフセット量を示していて、Ｐ１は変曲点ｒ１とポイントＱ１の距離になっている。同様に、Ｐ２は変曲点ｒ２とポイントＱ２の距離、Ｐ３は変曲点ｒ３とポイントＱ３の距離になっている。停止ポイント毎にチップホルダー１４６のオフセット移動が行われ、オフセット量が変わる。
【０１０１】
ここで、停止ポイントＱ１で、カッターチップ１４９をガラス面に所定の押圧力の下で接地して、オフセット量Ｐ１の下でカッターヘッド１５０を角度γ１の回転移動を行うとＲ１なる円弧のスクライブ線が得られる。同様にして、停止ポイントＱ２で、オフセット量Ｐ２の下でカッターヘッド１５０を角度γ２の回転移動を行うとＲ２なる円弧のスクライブ線が得られる。これを順次繰り返してスクライブ線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、・・・を得る。そして、これを繋げるとなだらかな楕円の近似曲線が得られる。
【０１０２】
以下、図１３の（ｂ）に示した形状のスクライブ線の形成方法を説明する。最初に、（１）Ｑ１のポイントでカッターヘッド１５０を上昇させ、カッターヘッド１５０の回転制御手段を用いてθ１の位置角度を設定する。また、チップホルダー１４６の位置可変手段を用いてチップホルダー１４６のオフセット移動を行いオフセット量Ｐ１を設定する。
次に、（２）カッターヘッド１５０を下降させてカッターチップ１４９をガラス面に所定の押圧力の下で接地させ、回転制御手段を用いてカッターヘッド１５０をγ１角度回転移動させる。これによって、カッターチップ１４９によるＲ１のスクライブ線が得られる。
次に、（３）カッターヘッド１５０を上昇させ、スクライブヘッドをＱ２のポイントに直線移動させ、回転制御手段を用いてカッターヘッド１５０をθ２の位置角度に設定し、また、位置可変手段を用いてチップホルダー１４６のオフセット量Ｐ２を設定する。
次に、（４）カッターヘッド１５０を下降させてカッターチップ１４９をガラス面に所定の押圧力の下で接地させ、回転制御手段を用いてカッターヘッド１５０をγ２角度回転移動させる。これによって、Ｒ２のスクライブ線が得られる。
以降は、上記（３）と（４）の作業をポイントＱ３以降のポイント毎に行い、Ｒ３以降のスクライブ線を形成する。
【０１０３】
図１３の（ｂ）はスクライブ線の一部分を取り上げたものであるが、上記のような形成方法を一周に渡って行うことにより楕円形状のものが得られる。また、外形の形状によっては停止ポイントの位置を沢山設け、オフセット量やカッターヘッドの回転角度を小刻みに変化させるとかなり複雑な異形曲線の形状も得ることができる。そして、そのスクライブ線に沿ってガラスを切断すると異形曲線の形状部品が得られる。
【０１０４】
また、上記のスクライブ作業はＱ１、Ｑ２、・・・の停止ポイントの位置座標、θ１、θ２、・・・の位置角度、γ１、γ２、・・・の回転角度、Ｐ１、Ｐ２、・・・のオフセット量などの情報を予め駆動回路に入力しておくことにより全て自動的に作業が行われる。なだらかな外形曲線の場合はさほどの時間を要せずにスクライブ形状が形成できる。外形曲線が著しく凹凸が激しいものはスクライブ形成に少し時間を要するが、切断したガラスの外形曲線はかなり滑らかで綺麗な形状が得られる。また、切断面もかなり綺麗に仕上げられる。
【０１０５】
以上述べたように、チップホルダーの自動的に制御可能な位置可変手段を設けることによりかなり複雑な外形形状のガラスを製作することができる。
【０１０６】
実施例３の回転式カッターヘッド１５０はオフセット位置制御ユニット１４０なる位置可変手段を１個設けたものであるが、２個設けることも可能である。２個設けるとリング形状のガラスが得られる。
【０１０７】
以上、実施形態や実施例１、２、３をもって本発明の回転式カッターヘッド及びスクライブ装置やスクライブ方法などを説明した。その中で、脆性材料にガラスを挙げて説明を行ったが、ガラス以外の脆性材料として石英やアルミナ、ジルコニア、チッカ珪素、炭化珪素などのセラミックも挙げることができる。これらの脆性材料は何れもガラスと同様に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施形態に係るスクライブ装置の要部の斜視図である。
【図２】図１におけるスクライブヘッド収納部と回転式カッターヘッドの側面図である。
【図３】図２に示されたアームの斜視図である。
【図４】図２におけるアームの回転駆動によるカッターチップのスクライブ状態を示した説明図である。
【図５】図１におけるスクライブ装置でスクライブしたスクライブ形状を示した平面図で、図５の（ａ）は円形状、図５の（ｂ）は長円形状、図５の（ｃ）は四隅がＲ（円弧）の付いた略矩形形状のものを示している。
【図６】本発明の実施例１に係る回転式カッターヘッドの斜視図である。
【図７】図６における回転式カッターヘッドでのスクライブ方法によって得られたガラスの平面図である。
【図８】本発明の実施例２に係るスクライブ装置に取付かれるスクライブヘッド収納部と回転式カッターヘッドの側面図である。
【図９】図８に示された回転式カッターヘッドの斜視図である。
【図１０】アームに長窓穴の位置可変手段を設けた他の構造を示した斜視図である。
【図１１】本発明の実施例３に係る回転式カッターヘッドの側面図である。
【図１２】図１１におけるオフセット位置制御ユニットの下斜め方向から見た斜視図である。
【図１３】図１１における回転式カッターヘッドを用いてスクライブしたスクライブ線の形状を示した平面図で、図１３の（ａ）は直線と曲線で形成したスクライブ線、図１３の（ｂ）は曲線のみで形成したスクライブ線を示している。
【図１４】特許文献１に示されたところのガラス切断装置の斜視図である。
【符号の説明】
【０１０９】
２０ スクライブ装置
２１ 装置本体部
２２ テーブル
２３ 操作パネル
２４ ブリッジ
２５ 支柱
２６ ガイドバー
２７ ガイド
２８ ヘッド移動板
２９、３３、８３、１４５ モータ
３０、８０ スクライブヘッド収納部
３１、８１ ヘッド昇降板
３２、８２ スクライブヘッド
３２ａ、８２ａ ヘッド本体
３２ｂ、８２ｂ ベアリング
３４、８４ ベルト
４０、６０、９０、１１０、１３０ アーム
４１、６１、９１、１１１、１３１ アーム軸
４２、６２、９２、１１２、１３２ アーム板
４２ｂ、６２ｂ１、６２ｂ２、６２ｂ３、６２ｂ４、１１２ｂ 穴
４５、８５ プーリ
４６、６６、９６、１１６、１４６ チップホルダー
４７、９７、１１７、１４７ ホルダー
４８、９８ ピン
４９、６９、９９、１１９、１４９ カッターチップ
５０、７０、１００、１２０、１５０ 回転式カッターヘッド
８２ｃ 栓
８２ｄ 中空部
８８ 圧縮空気
９２ｃ、１１２ｃ 長窓穴
９３ ピストン
９５、９５ ナット
１４０ オフセット位置制御ユニット
１４１ 調整台
１４２ ボールネジ
１４３ ガイド棒
１４４ バネ
Ｇ、Ｇ１ ガラス
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐｍ、Ｐｎ オフセット量
Ｑ 中心軸
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５ 移動停止ポイント
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５ スクライブ線
θ１、θ２、θ３、θ４ 位置角度
γ１、γ２、γ３、γ４ 回転角度
ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５ 変曲点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスなどの脆性材料をスクライブするスクライブ装置のカッターヘッドに関し、特に回転式のカッターヘッドとそれを備えたスクライブ装置、及び、その回転式カッターヘッドを用いてのスクライブ方法とそのスクライブ方法によって形成した脆性材料部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置はパーソナルコンピュータやファックス，電話等の情報機器、複写機などの事務用機器、電子レンジや冷蔵庫，洗濯機等の家電製品、時計、各種の加工機械装置等と今や各方面の機器に広く用いられている。この液晶表示装置の主要構成部品の一つにガラスが用いられているが、このガラスの所要の大きさへの切断はスクライブ装置を用いて行っている。
【０００３】
一般に、スクライブ装置のスクライブ方法は、カッターチップを設けたカッターヘッドをスクライブ装置に取付け、カッターヘッドをガラス面上で横軸（Ｘ軸）方向の移動と縦軸（Ｙ軸）方向の移動を行ってカッターチップでガラスをスクライブする方法を取っている。そして、スクライブ後に破断して矩形形状のガラスを製作している。
【０００４】
この様なスクライブ装置での横軸方向の移動と縦軸方向の移動との組み合わせで曲線形状のスクライブ線を形成するには大変無理があり、円形や楕円形などの形状のガラスを製作するのに時間を要すると共にその形状及び切断面も非常に粗いものとなって、滑らかな曲線や滑らかな切断面を得ることができなかった。
【０００５】
そこで、円形や楕円形などの曲線形状を成すガラスを得る技術の一つとして下記に示す特許文献１に開示された技術を見ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−４０７３９号公報
【０００７】
図１４は上記特許文献１に示されたところのガラス切断装置の斜視図を示している。このガラス切断装置は、図１４に示されるように、大きく分けて型板２とカッターヘッド１０とから構成されている。型板２は型板本体４と一対（図中左右にある２組）の吸盤５、吸盤ベース６、ネジ、カムレバー７などが組み立てられた構造をなしている。また、カッターヘッド１０はカッター刃１２、カッター本体１１、ベアリング１８、連結バー１３、ガイド棒１４、握り１５などが組み立てられた構造をなしている。
【０００８】
型板本体４は長円形の形状をなしており、上面側に同じ長円形での溝４ａが設けられている。そして、その溝４ａの中をベアリング（図示していない）を取付けたガイド棒１４が走行するようになっている。
【０００９】
ガラスの切断は次ぎの様にして行われる。ガラスＧ上に一対の吸盤５を介して型板２をあてがい、カムレバー７を起こして吸盤５をガラスＧに吸着する。次に、カッターヘッド１０の握り１５を握って矢印の方向にカッターヘッド１０を動かすと、型板本体４の外壁に沿ってカッターヘッド１０のベアリング１８が回転し、それにつれてガラスＧに当接したカッター刃１２が回転してガラスＧをスクライブし、スクライブ線Ｓが形成される。このスクライブ線Ｓは型板本体４の溝４ａの長円形と相似形の長円形形状をなして形成される。その後、ガラスＧを押さえて、吸盤５がガラスＧに吸着した状態で型板２とカッターヘッドを持ち上げると長円形をなしたガラスＧがスクライブ線Ｓの所で切断されて、吸盤５に吸着した状態で持ち上げられる。そして、カムレバー７を倒すことにより長円形のガラスＧが吸盤から離れて長円形のガラスが得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１に示されたガラス切断装置は型板２の溝４ａの形状に倣ってスクライブするスクライブ方法を取っている。従って、型板２の溝４ａの形状を変えれば色々な形状のガラスを製作することができる。例えば、円形状のもの、四隅をＲ付けした略矩形形状のもの、楕円形状のもの、異形曲線をなす異形形状のものなどである。
【００１１】
しかしながら、この方法はガラスの形状が変わる毎に型板２或いは型板２の型板本体４を用意しなければならない。また、同じ形状でも大きさが変わる毎にカッターヘッド１０或いはカッターヘッドの１０の連結バー１３やベアリング１８を用意しなければならない。このため、ガラスの形状や大きさに合わせて型板２やカッターヘッド１０を沢山用意しなければならないので設備コストも高くなる。また、それらの設備管理上での管理コストも増える。
【００１２】
また、このカラス切断装置は手動による切断方法を取る。量産性も低く、その製造コストも高くなる。
【００１３】
また、手動であることから、カッター刃でのガラス押圧力も一定にならず押圧力のバラツキが発生する。このことは、ガラスへのスクライブの深さが一定にならず、スクライブ深さのバラツキが大きく現れる。そして、ガラスを切断したときにはガラス切断面が粗くなり、場合によってはチッピングなども発生し、ガラスの品質低下を招く危険がある。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みて成されたもので、短時間で曲線形状のガラスが形成できて、そして、滑らかな外形曲線と滑らかな切断面が得られるスクライブ方法、並びにスクライブ装置などを見いだすことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するための手段として、本発明においては回転式カッターヘッドを用いる。そして、本発明における回転式カッターヘッドの特徴は、スクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドであって、該カッターヘッドはアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成され、前記アームは前記スクライブヘッドに回転制御可能に取付けられ、前記チップホルダーは前記アームに少なくとも１個取付けられると共に前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に設けられて前記アームの回転によって前記スクライブヘッドの中心軸の周りを回転することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記アームは回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記回転制御手段は少なくともモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材からなることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記アームは前記チップホルダーのオフセット量を所定量可変にするための位置可変手段を有することを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記位置可変手段は所要の間隔に設けた複数のチップホルダー取付け穴からなることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記位置可変手段は長窓穴からなることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記位置可変手段はモータと前記チップホルダーをスライドするスライド機構部材とからなり、前記チップホルダーの位置可変は自動的に制御可能になっていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の回転式カッターヘッドの特徴は、前記スクライブヘッドに前記カッターチップの押圧力を脆性材料の板厚に応じて制御できる押圧力制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明のスクライブ装置の特徴は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドを備え、該スクライブヘッドに設けたカッターヘッドのカッターチップで前記ワークにスクライブを行うスクライブ装置において、前記カッターヘッドは上記の特徴を持った回転式カッターヘッドであることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明のスクライブ方法の特徴は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に１個又は２個取付け、前記アームを回転駆動させて前記チップホルダーを前記スクライブヘッドの中心軸の周りを回転させ、前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明のスクライブ方法の特徴は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に１個又は２個取付け、前記アームの回転駆動で前記チップホルダーを回転移動させ、前記スクライブヘッドの前記横軸あるいは縦軸の移動駆動で前記チップホルダーを直線移動させ、該チップホルダーの回転移動と直線移動を相互に行って前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明のスクライブ方法の特徴は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に自動的に制御可能な位置可変手段を介して１個又は２個取付け、前記アームの回転駆動で前記チップホルダーを回転移動させ、前記スクライブヘッドの前記横軸あるいは縦軸の移動駆動で前記チップホルダーを直線移動させ、前記制御可能な位置可変手段でチップホルダーを回転移動及び直線移動以外のオフセット移動をさせ、該チップホルダーの回転移動と直線移動とオフセット移動とを相互に組み合わせて前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明のスクライブ方法の特徴は、前記回転制御手段は少なくともモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材からなることを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明のスクライブ方法の特徴は、前記位置可変手段はモータと前記チッブホルダーをスライドするスライド機構部材とからなることを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明のスクライブ方法によって形成する脆性材料部品の特徴は、円形部品又は円形のリング状部品であることを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明のスクライブ方法によって形成する脆性材料部品の特徴は、長円形部品又は長円形のリング状部品、又は四隅がＲ付けされた略矩形部品又は四隅がＲ付けされた略矩形のリング状部品であることを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明のスクライブ方法によって形成する脆性材料部品の特徴は、外形が曲線と直線とが混ざり合った異形形状の部品、又は外形が異形曲線をなす形状の部品、又はこれらの外形形状をなすリング状の部品であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の回転式カッターヘッドは、アームとチップホルダーとから構成し、アームはスクライブヘッドに回転制御可能に取付け、チップホルダーをアームに少なくとも１個取付けると共にスクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に設けることにより、アームの回転によってチップホルダーがスクライブヘッドの中心軸の周りを回転する。チップホルダーがスクライブヘッドの中心軸の周りを回転して円弧移動を行うことにより、チップホルダーに設けたカッターチップが脆性材料であるガラスに当接して円弧移動を行い、円弧曲線なるスクライブ線が得られる。チップホルダーをアームに１個取付ければ１本の円弧曲線なるスクライブ線が得られ、チップホルダーを２個取付ければ２本の平行な円弧曲線なるスクライブ線が得られる。
【００３３】
また、アームが回転制御手段を介してスクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転することにより、アームに取付けられたチップホルダーは回転制御可能なアームによって回転角は任意に設定できる。チップホルダーの３６０°回転で円形のスクライブ線、１８０°回転で１／２円形のスクライブ線、９０°回転で１／４円形のスクライブ線などが得られる。
【００３４】
また、アームの回転制御手段にモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材でもって構成する。モータを用いると制御機構や伝達機構が簡単な構造にすることができるのでコスト的に安くできる。また、小型な構造で纏めることができるので狭いスペースでも設けられる。モータとしてはサーボモータやステッピングモータなどを用いることができる。
【００３５】
また、チップホルダーのオフセット量を所定量可変できるように位置可変手段を設けることにより、オフセット量を所望の値に設定することができる。このことは、チップホルダーの回転移動の回転半径を変え、スクライブ線の円弧半径を変えることができる。小さい円弧半径、大きい円弧半径と所望の円弧形状が得られる。
【００３６】
また、位置可変手段を所要の間隔に設けた複数のチップホルダー取付け穴でもつて構成する。どの位置の取付け穴に取付けるかによってオフセット量が決まる。例えば、アームの一番先端側の取付け穴にチップホルダーを取付ければオフセット量は一番大きくなり、一番大きな円弧半径が得られる。逆に、アームの一番内側の取付け穴にチップホルダーを取付ければオフセット量は一番小さくなり、一番小さな円弧半径が得られる。
【００３７】
また、位置可変手段を長窓穴でもって構成することもできる。長窓穴であるとその長窓穴の長さの範囲の中で所望の位置にチップホルダーを固定することができる。一つの長穴で位置可変を自由に設定できるので大変便利である。また、アームの制作費も安くできる。
【００３８】
また、位置可変手段をモータとチップホルダーをスライドするスライド機構部材とから構成することもできる。モータとスライド機構部材とでもって構成するとチップホルダーの位置可変を自動的に制御できる。また、オフセット量を任意に設定することができる。これは、チップホルダーのオフセット量を自動的に設定可能となって、アームからチップホルダーを取り外しすることなくオフセット量を任意の値に設定できる。また、このモータとスライド機構部材からなる位置変換手段でのオフセット量移動をオフセット移動と云うことにすると、このオフセット移動とチップホルダーの回転移動とスクライブヘッドの直線移動とを組み合わせることによって円弧曲線以外の曲線のスクライブ線を形成することができる。
【００３９】
また、スクライブヘッドに脆性材料の板厚に応じてカッターチップの押圧力を制御できる押圧力制御手段を設けることによって、板厚に変化があっても絶えず一定な押圧力が得られるのでスクライブの深さが一定になり、脆性材料を切断したときの切断面も滑らかで綺麗な切断面が得られる。
【００４０】
この様な作用を果たす回転式カッターヘッドをスクライブ装置に備えることにより、脆性材料を円形形状や長円形状にスクライブし、そして、切断することができる。或いはまた、円形形状のリングや長円形状のリングにスクライブし、切断することができる。また、１台のスクライブ装置、１個のカッターヘッドで自動的に対応できることから製造コストも安くすることができる。また、切断外形も滑らかな形状に仕上げられ、切断面も滑らかな面に仕上げられることから良い品質のものが得られる。
【００４１】
次に、本発明のスクライブ方法は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、アームをスクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介してスクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、チップホルダーをアームのスクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に１個又は２個取付け、アームを回転駆動させてチップホルダーをスクライブヘッドの中心軸の周りを回転させ、チップホルダーに設けたカッターチップでワークにスクライブを行う方法を取る。これによって、円形部品や円形のリング状部品を形成することができる。また、アームの回転駆動でチップホルダーを回転移動させ、スクライブヘッドの横軸あるいは縦軸の移動駆動でチップホルダーを直線移動させ、該チップホルダーの回転移動と直線移動を相互に行ってチップホルダーに設けたカッターチップでワークにスクライブを行う方法を取ることにより、長円形部品や長円形のリング状部品を形成することができる。
【００４２】
また、本発明のスクライブ方法は、ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、アームをスクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介してスクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、チップホルダーをアームのスクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に自動的に制御可能な位置可変手段を介して１個又は２個取付け、アームの回転駆動でチップホルダーを回転移動させ、スクライブヘッドの横軸あるいは縦軸の移動駆動で前記チップホルダーを直線移動させ、制御可能な位置可変手段でチップホルダーを回転移動及び直線移動以外のオフセット移動をさせ、該チップホルダーの回転移動と直線移動とオフセット移動とを相互に組み合わせてチップホルダーに設けたカッターチップでワークにスクライブを行う方法を取ることにより、外形が曲線と直線でなす異形形状の部品や外形が異形曲線をなす部品、或いは、これらの外形形状でのリング状部品を形成することができる。
【００４３】
ここで、回転制御手段をモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材とで構成することによる効果、及び、位置可変手段をモータとチップホルダーをスライドするスライド機構部材とで構成することによる効果は前述した通りである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図５を用いて説明する。ここで、図１は本発明の実施形態に係るスクライブ装置の要部の斜視図を示している。また、図２は図１におけるスクライブヘッド収納部と回転式カッターヘッドの側面図を示していて、スクライブヘッドと回転式カッターヘッドは一部分半裁の断面図でもって示している。また、図３は図２に示されたアームの斜視図で、図４は図２におけるアームの回転駆動によるカッターチップのスクライブ状態を示した説明図を示している。また、図５は本実施形態に係るスクライブ装置でスクライブしたスクライブ形状を示した平面図で、図５の（ａ）は円形状、図５の（ｂ）は長円形状、図５の（ｃ）は四隅がＲ（円弧）の付いた略矩形形状のものを示している。
【００４５】
最初に図１において、本発明の実施形態に係るスクライブ装置２０は、装置本体部２１の上部にテーブル２２、前部に操作パネル２３が設けられている。このテーブル２２はスクライブ加工を行うワークＷを載置するために設けている。そして、真空吸着などの方法でワークＷをテーブル２２上に固定する。また、このテーブル２２はワークＷを規定の位置に配置できるように僅かに回転してワークＷの位置合わせ調整ができるようになっている。ワークＷは、本実施形態においては、ガラスなる脆性材料を用いている。操作パネル２３は後述するスクライブヘッドの縦軸（図１中ではＹ軸を指しており、以降、Ｙ軸と云う）方向、横軸（図１中ではＸ軸を指しており、以降、Ｘ軸と云う）方向の移動量などの様々な指示情報を入力操作するために設けている。尚、本実施形態では操作パネル２３を装置本体部２１と一体的に設けているが、この操作パネル２３は装置本体部２１とは別に操作ボックスを設け、その操作ボックスでもって指示情報の入力操作を行うことも可能である。
【００４６】
また、操作本体部２１上には後述するスクライブヘッドをＹ軸方向、Ｘ軸方向に移動させるためにブリッジ２４なる駆動装置を設けている。このブリッジ２４は装置本体部２１の内部から立脚した左右２本の支柱２５にガイドバー２６を取付けてコ字型にブリッジを形成している。このブリッジ２４は装置本体部２１の内部に設けたモータ、ボールネジなどの駆動部材（図示していない）などによってＹ軸方向に制御可能に移動するようになっている。また、このブリッジ２４を形成するガイドバー２６の中空内部にはボールネジ（図示していない）が配設してあり、そして、このボールネジは片方の支柱２５に取付けたモータ２９と連結してモータ２９の回転に応じて回転駆動するようになっている。また、このボールネジに係合してヘッド移動板２８が設けてあり、このヘッド移動板２８がボールネジの回転駆動によってガイドバー２６に設けてあるガイド２７に沿ってＸ軸方向に制御可能に移動するようになっている。また、ヘッド移動板２８にはスクライブヘッド収納部３０が設けられており、このスクライブヘッド収納部３０から回転式カッターヘッド５０が外に飛び出している。また、この回転式カッターヘッド５０はアーム４０とアーム４０に設けられたチップホルダー４６からなっている。
【００４７】
次に、スクライブヘッド収納部３０はゴミやほこりなどを避けるためにボックスに覆われているが、その内部は、図２に示すように、前述したヘッド移動板２８に係合してヘッド昇降板３１が設けられている。このヘッド昇降板３１は図示していないエアーシリンダーによって上下に昇降可能に移動する。また、このヘッド昇降板３１にはスクライブヘッド３２とモータ３３が固定されており、スクライブヘッド３２には回転式カッターヘッド５０が取付けられている。スクライブヘッド３２はヘッド本体３２ａとベアリング３２ｂとから構成され、回転式カッターヘッド５０はアーム４０とアーム４０の先端に設けたチップホルダー４６とから構成している。また、アーム４０はアーム軸４１とアーム板４２とから構成しており、このアーム軸４１がスクライブヘッド３２のベアリング３２ｂの部分と係合して、スクライブヘッド３２に回転式カッターヘッド５０が取付けられるようになっている。また、アーム４０のアーム軸４１にはプーリ４５が固定されており、このプーリ４５がベルト３４を介してモータ３３と連結し、モータ３３の回動に合わせてプーリ４５が回動し、同時にアーム４０が回転するようになっている。このモータ３３、ベルト３４、プーリ４５はアーム４０を回転制御する手段として用いており、モータ３３にサーボモータを用いていることから、アーム４０の回転方向や回転角は制御可能に回転する。また、スクライブヘッド３２及びモータ３３が昇降可能なヘッド昇降板３１に固定されていることから、カッターヘッド５０もヘッド昇降板３１の昇降に合わせて上下に移動する。
【００４８】
ここで、本実施形態でのアーム４０は、図３に示すように、アーム軸４１とアーム板４２とから構成する。アーム板４２は両端に４２ａの穴と４２ｂの穴があり、４２ａの穴にはアーム軸４１が圧入などの方法で固定されている。また、４２ｂの穴にはチップホルダー４６がネジ止めなどの方法で固定されるようになっている。このアーム４０は、図２に示すように、スクライブヘッド３２の中心軸Ｑを中心にして回転する。このスクライブヘッド３２の中心軸Ｑはアーム軸４１の中心軸にもなっている。従って、アーム４０はスクライブヘッド３２の中心軸Ｑを中心にして回転し、アーム４０に取付けたチップホルダー４６もスクライブヘッド３２の中心軸Ｑを中心にして回転する。即ち、アーム４０とチップホルダー４６とからなる回転式カッターヘッド５０はスクライブヘッド３２の中心軸Ｑを中心にして回転する回転式のカッターヘッドになっている。
【００４９】
アーム４０の先端の穴４２ｂには、図２に示すように、チップホルダー４６が固定して設けられる。このチップホルダー４６はホルダー４７にピン４８を介してカッターチップ４９が回動自在に取付けられたものからなっている。そして、カッターチップ４９の刃先が脆性部材のガラスの表面に当接してスクライブできるようになっている。
【００５０】
従って、チップホルダー４６はスクライブヘッド３２の中心軸Ｑ（この中心軸はアーム軸４１の中心軸にもなっている）からオフセットした位置に設けられている。そして、そのオフセット量をＰとすると、チップホルダー４６はアーム４０の回転駆動によってスクライブヘッド３２の中心軸Ｑの周りをオフセット量Ｐをもって制御可能に回転移動する。
【００５１】
図４はアーム４０の回転駆動によるカッターチップ４９のスクライブ状態を示した説明図である。アーム４０がスクライブヘッド３２の中心軸Ｑ（この中心軸はアーム軸４１の中心軸にもなっている）を中心軸にして回転駆動すると、ガラスＧの表面に当接したチップホルダー４６のカッターチップ４９はスクライブを施しながら矢印の方向に回転移動してオフセット量Ｐの半径をもって円弧状のスクライブ線Ｒを形成する。アーム４０が１回転（３６０°回転）すると円形のスクライブ線Ｒが形成され、後工程での適宜な切断方法によって切断すると半径Ｐなる円形のガラスが出来上がる。また、アーム４０を半回転（１８０°回転）すると半円（１／２円）なるスクライブ線Ｒが形成でき、アーム４０を１／４回転（９０°回転）すると１／４円なるスクライブ線Ｒが形成できる。
【００５２】
上記の円弧形状のスクライブが行える回転式カッターヘッド５０はガラスＧの面上で所望の位置にセットすることができる。スクライブヘッド３２を設けてあるところのブリッジ２４をＹ軸方向の駆動で所望の位置に移動し、スクライブヘッド３２を設けてあるところのヘッド移動板２８をＸ軸方向の駆動で所望の位置に移動することによって回転式カッターヘッド５０を所望の位置にセットできる。これは、予め操作パネルでの位置情報入力によって行われれ、また、回転式カッターヘッド５０の回転角制御も予め操作パネルでの位置情報入力によって行われる。そして、回転式カッターヘッド５０の回転制御やスクライブヘットのＹ軸移動制御、Ｘ軸移動制御は別途（図示していない）に設けた駆動回路によって制御が行われるようになっている。
【００５３】
次に、本実施形態におけるスクライブ装置２０は、最初にテーブル２２上に載置したワークＷを規定の位置にセッするために位置調整機構を持っている。この位置調整は２台のカメラと２台のモニターテレビを用いて行っている。図１において、装置本体部２１の後方側に取付けた取付台５１がブリッジ型に設けられており、その上にレール５２が敷かれ、レール５２の左右に２個の台座５３が設けられ、そして、２台のカメラ５４が台座５３に取付けられている。このカメラ５４は台座５３の上下移動機構によって上下に動くようになっている。
また、カメラ５４とコードを介して接続された２台のテレビ５５が配置されており、このカメラ５４で写した映像をテレビ５５で表示できるようになっている。
【００５４】
正常な位置へのセットは次のようにして行う。最初に、ワークＷの左右２隅に設けた十字線なるアライメントマークを左右２台のカメラ５４でそれぞれ写し取り、その映像を２台のテレビ５５にそれぞれ映し出し、左右のアライメントマークがテレビに映し出される基準に対してどの位ずれているかを見る。そして、左右２台のテレビ映像を見ながらテーブル２２を微小に回転してアライメントマークをテレビに映し出された基準に一致させる。これによってワークＷは規定の位置にセットされる。
【００５５】
本実施形態のスクライブ装置２０は円弧の回転駆動を行う回転式カッターヘッド５０を備えている。そして、その回転式カッターヘッド５０の回転駆動によってガラスを円弧形状にスクライブする。図５は本実施形態のスクライブ装置で得られるスクライブ形状を示したものである。
【００５６】
図５の（ａ）は、スクライブヘッド３２を静止させて回転式カッターヘッド５０を１回転（３６０°回転）Ｔ１させ、チップホルダー４６を１回転移動させてカッターチッブ４９で円形のスクライブ線Ｒ１を形成したものである。
【００５７】
図５の（ｂ）は長円形状のスクライブ線Ｒ２を得たもので、最初に、スクライブヘッド３２をＹ軸方向の駆動を行って、Ｙ１方向（Ｙ軸の往方向）に回転式カッターヘッド５０を移動させながらチップホルダー４６を直線移動させ、カッターチップ４９で直線のスクライブを行う。次に、回転式カッターヘッド５０を１／２回転（１８０°回転）Ｔ２を行いながらチップホルダー４６を半回転移動させ、半円のスクライブを行う。次に、回転式カッターヘッド５０を１／２回転した状態で回転式カッターヘッド５０をＹ２方向（Ｙ１方向と逆な方向で、複方向）に移動してチップホルダー４６を直線移動させ、直線のスクライブを行う。尚、Ｙ１方向とＹ２方向での移動量は同じである。最後に、回転式カッターヘッド５０を１／２回転Ｔ３を行ってチップホルダー４６を半回転移動させ、半円のスクライブを行う。これによって、長円形なるスクライブ線Ｒ２が形成される。このように、長円形なるスクライブ線Ｒ２は、回転式カッターヘッド５０のチップホルダー４６をＹ１方向（Ｙ軸の往方向）への直線移動−１／２回転Ｔ２移動−Ｙ２方向（Ｙ軸の複方向）への直線移動−１／２回転Ｔ３移動を順次組み合わせることによって形成する。
【００５８】
図５の（ｃ）は四隅がＲ（円弧）付けされた略矩形形状のスクライブ線Ｒ３を得たものである。これは、スクライブヘッド３２をＹ軸方向の駆動とＸ軸方向の駆動の両方の駆動を使って行う。このスクライブ線Ｒ３は、回転式カッターヘッド５０のチップホルダー４６をＹ３方向（Ｙ軸の往方向）への直線移動−１／４回転Ｔ４（９０°回転）移動−Ｘ１方向（Ｘ軸の往方向）への直線移動−１／４回転Ｔ５（９０°回転）移動−Ｙ４方向（Ｙ軸の複方向）への直線移動−１／４回転Ｔ６（９０°回転）移動−Ｘ２方向（Ｘ軸の複方向）への直線移動−１／４回転Ｔ７（９０°回転）移動を行いながらカッターチップでスクライブすることによって形成できる。
【００５９】
このようにしてスクライブした後で、スクライブ装置２０に連結或いは別途に配設した切断装置でスクライブ線の部分を切断することによって円形状のガラスや長円形状のガラス、或いは四隅が円弧のＲ付けされた略矩形形状のガラスが得られる。
【００６０】
尚、本実施形態における回転式カッターヘッド５０はアーム４０にチップホルダー４６を１個設けたものからなるが、２個、３個、４個と複数設けることも可能である。例えば、チップホルダー４６を２個設けて３６０°回転すると円形のリング状ガラスを製作することができる。チップホルダー４６を複数設けるにはアーム４０に複数の穴を並べて形成し、その穴にチップホルダー４６ーを取付ければ良い。
【００６１】
また、本実施形態においては、アーム４０の先端に１個の穴を設けて、その穴にチップホルダー４６を設けたが、穴は必要に応じて複数、所要間隔に設けることもできる。そして、その要望の穴にチップホルダー４６を設けると要望するオフセット量を得ることができる。形状の大きさに応じて適宜に穴を選択し、その選択した穴にチップホルダー４６を設けると良い。
【００６２】
このように、スクライブ装置２０に回転式カッターヘッド５０を用いることにより、１個のカッターヘッド５０で円形状、長円形状、略矩形形状のガラスを製作することができる。また、また、その大きさも自由に設定することができる。しかも、自動的に製作することがきるので量産性があり、製造コストも非常に安くできる。また、ガラスの切断形状も滑らかな曲線が得られ、切断面も滑らかな面が得られるので綺麗な切断面が得られる。
【００６３】
尚、本実施形態においては、回転式カッターヘッド５０の回転駆動の回転制御手段はモータ３３、プーリ４５、ベルト３４などから構成したが、回転制御手段はこの構成に限るものではなく、モータ、歯車などの構成で回転制御を行っても良く、また、目的にかなうものであれば他の構成のものであっても構わない。
【００６４】
また、スクライブヘッド３２のＸ軸方向の駆動はモータ２９、ボールネジを介してヘッド移動板２８をＸ軸方向に駆動させることによって行っているが、スクライブヘッド３２のＸ軸方向の駆動はこの構成に限るものではなく、ボールネジに代えてベルトを用いた構成でスクライブヘッド３２のＸ軸方向の駆動を行なう構造であっても良い。
【実施例１】
【００６５】
以下、実施例を挙げて本発明の更に詳しい内容を説明する。最初に、本発明の実施例１を図６、図７を用いて説明する。図６は本発明の実施例１に係る回転式カッターヘッドの斜視図を示している。また、図７は図６における回転式カッターヘッドでのスクライブ方法によって得られたガラスの平面図を示している。
【００６６】
実施例１に係る回転式カッターヘッド７０は、図６に示すように、アーム６０に２個のチップホルダー６６を設けたものからなる。アーム６０はアーム軸６１をアーム板６２の一方端側に圧入などの方法で固定した構造を取っており、アーム軸６１はスクライブヘッド（前述の実施形態で説明したスクライブヘッドと同一仕様のもの）に取付けられる。また、アーム板６２は他方端側に所定の間隔を持って６２ｂ１、６２ｂ２、６２ｂ３、６２ｂ４なる複数の穴を順次形成したものからなっている。この６２ｂ１、６２ｂ２、６２ｂ３、６２ｂ４なる複数の穴はチップホルダー６６が取付けられる穴で、スクライブヘッドの中心軸Ｑ（この中心軸Ｑはアーム軸６１の中心軸にもなっている）からのチップホルダー６６の位置のオフセット量の位置可変手段として用いている。本実施例１では６２ｂ１、６２ｂ２、６２ｂ３、６２ｂ４なる４個の穴を設けてあるが、特に４個に限定するものではなく必要とする個数の穴を設けるのが好ましい。
【００６７】
本実施例１においては、６２ｂ１の穴と６２ｂ３の穴にそれぞれチップホルダー６６を止めネジなどを用いて平行にして固定している。従って、６２ｂ３の穴に取付けたチップホルダー６６はＰ１なるオフセット量を持ち、６２ｂ１の穴に取付けたチップホルダー６６はＰ２なるオフセット量を持っている。２個のチップホルダー６６はその先端にそれぞれカッターチップ６９を持ち、この２個のカッターチップ６９でガラスのスクライブを行う。
【００６８】
この２個のチップホルダー６６を取付けた回転式カッターヘッド７０は、前述の実施形態と同様に、モータ、ベルトなどの構成による回転制御手段により制御可能に回転する。図７は２個のチップホルダー６６を取付けた回転式カッターヘッド７０を１回転（３６０°回転）回転させながら２個のチップホルダー６６のそれぞれのカッターチップ６９でガラスをスクライブし、切断して形成した円形のリング状ガラスを示している。
【００６９】
オフセット量Ｐ１の所に設けたチップホルダー６６のカッターチップ６９でリングの内径部分がスクライブされ、オフセット量Ｐ２の所に設けたチップホルダー６６のカッターチップ６９でリングの外形部分がスクライブされる。その内径部分のスクライブ線と外形部分のスクライブ線を切断すると、内径Ｐ１、外形Ｐ２のリング形状のガラスＧ１が得られる。リングの幅は２個のチップホルダーのオフセット量の差によって決まるので、チップホルダー６６を取付ける穴の位置を変えることによってリングの幅を自由に変えることができる。
【００７０】
図７に示すリング状のガラスＧ１は回転式カッターヘッド７０を１回転（３６０°回転）することによって得られる。前述の実施形態で述べたように、回転式カッターヘッド７０チップホルダー６６をＹ軸の往方向への直線移動−１／２回転（１８０°回転）移動−Ｙ軸の複方向への直線移動−１／２回転（１８０°回転）移動を繰り返すことによって長円形状のリング状ガラスが得られる。
【００７１】
また、回転式カッターヘッド７０のチップホルダー６６をＹ軸の往方向への直線移動−１／４回転（９０°回転）移動−Ｘ軸の往方向への直線移動−１／４回転（９０°回転）移動−Ｙ軸の複方向への直線移動−１／４回転（９０°回転）移動−Ｘ軸の複方向への直線移動−１／４回転（９０°回転）移動を繰り返すことによって四隅がＲ付けされた略矩形形状のリング状ガラスを得ることができる。
【００７２】
また、アーム６０に取付けるチップホルダー６６は２個に限らず、更に３個、４個と増やすことも可能である。チップホルダー６６の数を増やすことにより大きさの異なるリング状のガラスを一度に複数個形成することができる。
【００７３】
尚、本実施例１においては、リング形状のガラスを主体に説明したが、リング形状のガラスと同時に円形のガラスや長円形のガラス、略矩形のガラスも形成されることは云うまでもない。
【実施例２】
【００７４】
次に、本発明の実施例２に係る回転式カッターヘッドを図８、図９を用いて説明する。ここで、図８は本発明の実施例２に係るスクライブ装置に取付かれるスクライブヘッド収納部と回転式カッターヘッドの側面図を示していて、スクライブヘッドと回転式カッターヘッドは一部分半裁の断面図でもって示している。また、図９は図８に示された回転式カッターヘッドの斜視図を示している。
【００７５】
実施例２の回転式カッターヘッドの特徴は、カッターチップの押圧力をガラスなる脆性材料の厚みの変化に応じて制御できる押圧力制御手段を設けた構造にしてあること、チップホルダーのオフセット量の位置可変手段をアームに設けた長窓穴で調整する構造にしてあることである。
【００７６】
最初に、カッターチップの押圧力制御手段の構造について図８を用いて説明する。図８において、８０はスクライブヘッド収納部を示しており、このスクライブヘッド収納部８０はヘッド移動板２８上にある。このヘッド移動板２８は、前述の実施形態で図１を用いて説明したスクライブ装置のヘッド移動板と同じ仕様の部品を指している。このヘッド移動板２８は図１で示したモータ２９と図示していないボールネジによってＸ軸方向に制御可能に駆動する。（図１参照）
【００７７】
再び図８に戻り、スクライブヘッド収納部８０の内部にあっては、ヘッド移動板２８にヘッド昇降板８１が係合して設けられている。このヘッド昇降板８１は図示していないエアーシリンダーによって上下に昇降可能に移動する。また、このヘッド昇降板８１にはスクライブヘッド８２とモータ８３が固定されており、スクライブヘッド８２には回転式カッターヘッド１００が取付けられている。スクライブヘッド８２はヘッド本体８２ａとベアリング８２ｂと栓８２ｃとから構成されており、内部に中グリによって形成した中空部８２ｄを持っている。栓８２ｃは中空部８２ｄを塞ぐ栓で、ネジ止め・接着などの方法でヘッド本体８２ａに固く固定される。また、この栓８２ｃには穴が設けてあり、この穴にはパイプ８７が固く取付けられて、パイプ８７を介して外部から圧縮空気８８が中空部８２ｄに送り込まれるようになっている。
【００７８】
回転式カッターヘッド１００はアーム９０とアーム９０の先端にナット９５を介してネジ止めされたチップホルダー９６とから構成している。チップホルダー９６はネジ部を持ったホルダー９７にピン９８を介してカッターチップ９９を設けた構成をなしている。また、アーム９０はアーム軸９１とアーム板９２とから構成しており、このアーム軸９１がスクライブヘッド８２のベアリング８２ｂと係合して取付けられる。これによって回転式カッターヘッド１００がスクライブヘッドに８２に取付けられる。また、このアーム軸９１の先端にはネジ穴９１ａが設けられており、スクライブヘッド８２に取付けられた後にそのネジ穴９１ａにピストン９３がネジ止めされて取付けられる構造になっている。そして、スクライブヘッド８２の中空部８２ｄとピストン９３と圧縮空気８８とでもって加圧シリンダーの働きをなしていて、押圧力制御手段としての構成をなしている。パイプ８７を介して圧縮空気８８が中空部８２ｄに送り込まれるとピストン９３が押し下げられ、それに併せてピストン９３に連結した回転式カッターヘッド１００が下方に押し下げられ、ガラスに当接したカッターチップ９９の押圧力が大きくなる。
【００７９】
また、このカッターチップ９９の押圧力制御手段は、圧縮空気を中空部８２ｄに供給するためのエアー回路（図示していない）を持つ。このエアー回路の構成は、圧縮空気源から出た圧縮空気はフィルター、レギュレーター、リュブリケータを順次通過し、減圧弁で圧力調整される。そして、電磁弁式のディストリビューターを経て中空部８２ｄに供給される。電磁弁式のディストリビューターは制御部からの信号で駆動され、中空部８２ｄとの間のエアー流路を接続または遮断することができる。また、減圧弁に供給されるエアーの圧力を監視する圧力スイッチが設けられており、エアーの圧力が所定の圧力以下に成った場合、或いは、所定の圧力以上になった場合に前記制御部に異常信号を出力するようになっている。
【００８０】
予めカッターチップ９９の押圧力による供給エアー圧の許容範囲を設定しておき、その許容範囲のエアー圧を減圧弁で調整する。例えば、ガラスの厚みが厚くなると、ガラス面上で接触するカッターチップ９９の加圧力は大きくなり、同時に供給エアー圧も高くなる。そして、このエアー圧が許容範囲を越えると減圧弁が働いて供給エアー圧を下げ、そして、カッターチップ９９の押圧力を低くする調整が行われる。ガラスの厚みが薄くなると、上記の働きと逆の働きが行われてカッターチップ９９の押圧力を高くする調整が行われる。
【００８１】
このような加圧力制御手段を設けることによって、ガラスの板厚が変わっても一定の押圧力の下でスクライブを行うことができ、一定のスクライブの深さが得られる。そして、ガラスを切断したときに滑らかで綺麗な切断面が得られる。また、カッターチップの摩耗も少なくなり、カッターチップの研磨回数を減らすことができる。尚、実施例３ではエアーシリンダーの構造をスクライブヘッド８２の内部にその構造を設けたが、出来合の加圧シリンダーをスクライブヘッド８２に取付ける構造を取ることも可能である。
【００８２】
また、この回転式カッターヘッド１００はモータ８３の駆動を利用して制御可能に回転駆動する。即ち、アーム９０のアーム軸９１にはプーリ８５が固定され、このプーリ８５がベルト８４を介してモータ８３と連結し、モータ８３の回動に合わせてプーリ８５が回動し、同時にアーム９０が回転駆動する。このモータ８３、ベルト８４、プーリ８５はアーム９０を回転制御する手段として用いており、モータ８３にサーボモータを用いていることから、アーム９０の回転方向や回転角は制御可能に回転する。そして、アーム９０とカッターホルダー９６とからなる回転式カッターヘッド１００も制御可能に回転する。また、スクライブヘッド８２及びモータ８３が昇降可能なヘッド昇降板８１に固定されていることから、回転式カッターヘッド１００はヘッド昇降板８１の昇降に合わせて上下方向（Ｚ軸方向）に移動する。
【００８３】
次に、カッターヘッド１００は前述した如くアーム９０にナット９５を介してチップホルダー９６をネジ止めした構成を取る。その構造は、図９に示すように、アーム板９２の一方端にアーム軸９１が圧入などの方法で固くアーム板９２と固定されている。アーム板９２の他方端側には長い長窓穴９２ｃが設けられて、その長窓穴９２ｃにオフセット量Ｐを持ってチップホルダー９６がナット９５を介して固定されている。チップホルダー９６はネジ部を設けたホルダー９７の先端にピンを介してカッターチップ９９を設けたものからなるが、ホルダー９７のネジ部が長窓穴９２ｃに挿入され、上からナット９５でそのネジを締め付けてアーム板９２に固定する構造を取っている。
【００８４】
このような構成を取ることにより、オフセット量Ｐは所望の値に自由に設定することができる。場合によっては、長窓穴９２ｃに沿ってオフセット量を示す目盛などを刻んでおくと所望のオフセット量で容易にチップホルダー９６を組み付けることができる。
【００８５】
また、この長窓穴９２ｃに２個のチップホルダー９６を取付けることも可能である。２個設けるとリング状のガラスを製作することができる。
【００８６】
図１０はアームに長窓穴の位置可変手段を設けた他の構造を示したものである。図１０に示すように、この回転式カッターヘッド１２０はアーム１１０、チップホルダー１１６から構成するが、アーム１１０の長窓穴１１２ｃはアーム軸１１１の取付け側に設けている。即ち、アーム板１１２の一方端側に長窓穴１１２ｃを設け、この長窓穴１１２ｃにアーム軸１１１に設けたネジ１１１ｂを挿入させて、ナット１１５でもって下側から締め付けてアーム軸１１１をアーム板１１２に固定する構造を取っている。また、アーム板１１２の他方端には穴１１２ｂを設け、その穴１１２ｂにチップホルダー１１６を止めネジなどの方法で固定している。
【００８７】
オフセット量Ｐの調整はアーム軸１１１の固定側で、アーム軸１１１を長窓穴１１２ｃでの位置をずらして調整する。このような構造を取ることによりオフセット量Ｐは所望の値に自由に設定することができる。
【００８８】
尚、図１０に示すカッターヘッド１２０はチップホルダー１１６を１個設けた構成を取っているが、２個設けることも可能である。穴を１個追加して、その穴にチップホルダー１１６を設けるか、或いは、長窓穴１１２ｃを利用して、その長窓穴１１２ｃにチップホルダー１１６を設けることで２個のチップホルダー１１６を設けた構成が取れる。
【実施例３】
【００８９】
次に、本発明の実施例３に係る回転式カッターヘッドを図１１〜図１３を用いて説明する。ここで、図１１は本発明の実施例３に係る回転式カッターヘッドの側面図を示しており、図１２は図１１におけるオフセット位置制御ユニットの下斜め方向から見た斜視図を示している。また、図１３は図１１における回転式カッターヘッドを用いてスクライブしたスクライブ線の一部の形状を示した平面図で、図１３の（ａ）は直線と曲線で形成したスクライブ線、図１３の（ｂ）は曲線のみで形成したスクライブ線を示している。
【００９０】
実施例３の回転式カッターヘッド１５０は、図１１に示すように、アーム１３０とアームに１３０に取付けられたオフセット位置制御ユニット１４０とから構成される。そして、この回転式カッターヘッド１５０はスクライブヘッドに取付けられて制御可能に回転する。また、ここでの回転式カッターヘッド１５０の特徴はオフセット量Ｐを自由に調整制御できるオフセット位置制御ユニット１４０を持っていることである。このオフセット位置制御ユニット１４０はアーム軸１３１とアーム板１３２とから構成されたアーム１３０のアーム板１３２に設けている。
【００９１】
実施例３の回転式カッターヘッド１５０は、スクライブヘッドの中心軸Ｑ（これは、アーム軸１３１の中心軸にもなっている）からオフセットしたカッターチップ１４９のオフセット位置の位置可変手段としてオフセット位置制御ユニット１４０を用いている。そして、このオフセット位置制御ユニット１４０は、モータ１４５とチップホルダー１４６と調整台１４１、ボールネジ１４２、ガイド棒１４３、バネ１４４などから構成していて、調整台１４１、ボールネジ１４２、ガイド棒１４３、バネ１４４はチップホルダー１４６をスライドするスライド機構部品になっている。
【００９２】
図１２により、調整台１４１はコの字型をした枠になっており、そのほぼ中心部にボールネジ１４２が設けられて、このボールネジ１４２は回動自在に保持されている。また、この調整台１４１にはボールネジ１４２の両脇に当たる部分に２本のガイド棒１４３が設けられて調整台１４１に固定されている。チップホルダー１４６はホルダー１４７にピンを介してカッターチップ１４９を取付けたものからなるが、更に、このチップホルダー１４６は１個のネジ穴１４７ｂと２個の穴１４７ｃを持っており、１個のネジ穴１４７ｂはボールネジ１４２と係合し、２個の穴１４７ｃは２本のガイド棒１４３と係合している。そして、このホルダーチップ１４６はボールネジ１４２の回動に応じてＯ−Ｏ軸方向に移動できるようになっている。また、２本のガイド棒１４３は、ボールネジ１４２の回動に応じて移動するチップホルダー１４６を傾かずに円滑に移動できるようにするためにガイド目的で設けている。また、２本のガイド棒１４３には、図１１に示すように（図１２では省略してある）、バネ１４４を設けてあり、チップホルダー１４６が付勢された状態におかれている。
【００９３】
モータ１４５はサーボモータを用いているが、このモータ１４５は歯車（図示していない）を介してボールネジ１４２と連結しており、モータ１４５の回動に沿ってボールネジ１４２が回動するようになっている。モータ１４５が回動するとボールネジ１４２が回動し、そして、ボールネジ１４２の回動によってチップホルダー１４６がＯ−Ｏ軸方向に移動する。
【００９４】
尚本発明では、以降、Ｏ−Ｏ軸をオフセット軸、Ｏ−Ｏ軸の移動をオフセット移動と定義付けて説明することにする。
【００９５】
実施例３のチップホルダー１４６はオフセット軸を持ってモータ１４５により制御可能にオフセット移動ができる。また、前述したように回転式カッターヘッド１５０がスクライブヘッドを中心軸Ｑにして制御可能に回転駆動することから、回転式カッターヘッド１５０に取付けられたチップホルダー１４６は中心軸Qからのオフセット量Ｐを持って制御可能に回転移動する。そして、そのオフセット量Ｐは、チップホルダー１４６が制御可能にオフセット移動できることから、自由に設定することができる。前述の実施例１、実施例２での回転式カッターヘッドでは、オフセット量Ｐを変える場合に、カッターヘッドを取り外して再び所定の位置に取付け直しをしなければならなかった。しかしながら、本実施例３の回転式カッターヘッドは取付け直しをする必要はなく、予めオフセット位置情報を操作パネルから入力しておくことでオフセット量Ｐを変更することができる。これにより、スクライブ装置の稼働率を高めることができる。また、オフセット移動制御が自由にできることによってスクライブするスクライブ形状に幅を広げることができる。
【００９６】
以下、本実施例３の回転式カッターヘッド１５０を用いてできる簡単なスクライブ形状モデルを図１３を用いて説明する。ここで、図１３の（ａ）において、一点鎖線はスクライブヘッドの中心軸Ｑ（これは、アーム軸の中心軸でもある）の移動軌跡を示していて、矢印が移動の進行方向を示している。Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５は移動停止ポイントで、移動が停止した位置を示している。また、実線のＲはスクライブ線を示していて、カッターチップ１４９で形成したＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のスクライブ線からなっている。Ｒ１はＸ軸と平行な直線、Ｒ２はＸ軸に対して傾斜した直線、Ｒ３は１／４円なる曲線、Ｒ４はＹ軸と平行な直線になっている。そして、これらのスクライブ線は繋がった連続線なるスクライブ線になっている。また、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４はスクライブ線の変曲点を示している。Ｐ１、Ｐ２、Ｐｍ、Ｐｎはオフセット量を示している。また、停止ポイントＱ１の所に示した角度９０°はスクライブヘッドの中心軸Ｑの進行方向Ｘ軸に対してのカッターヘッド１５０の位置角度を示しており、同様に、停止ポイントＱ３の所に示したθは進行方向Ｘ軸に対してのカッターヘッド１５０の９０°より大きい位置角度を示している。また、停止ポイントＱ５の所に示した角度９０°はＸ軸に対してのカッターヘッド１５０の位置角度と、カッターヘッド１５０の回転角度を示している。
【００９７】
Ｒ１からＲ４なるスクライブ線の形成方法は次ぎのスクライブ方法を取ることによって形成される。
最初に、（１）Ｑ１の停止ポイントで、Ｚ軸駆動を行って回転式カッターヘッド１５０を上昇させ（これは、スクライブヘッドを上昇させることによってカッターヘッド１５０は上昇する）スクライブヘッドの進行方向Ｘ軸に対してカッターヘッド１５０を位置可変手段を用いて９０°をなす位置角度と、オフセット位置制御ユニットなる位置可変手段を用いてオフセット量Ｐ１とを設定する。
次に、（２）カッターヘッド１５０を下降させてカッターチップ１４９をガラス面に所要の押圧力の下で接地させ、そして、停止ポイントＱ２の所までＸ軸方向の直線移動を行ってＲ１のスクライブ線を形成する。
次に、（３）停止ポイントＱ２の所でカッターヘッド１５０を上昇させ、その上昇した状態で停止ポイントＱ３の所までカッターヘッド１５０を移動し、カッターヘッド１５０を回転させて角度θ２（図１３の（ａ）においてθ２は９０°より大きい）の位置角度に設定し、更に、オフセット移動を行ってオフセット量Ｐ２を設定する。このオフセット量Ｐ２は変曲点ｒ２と停止ポイントＱ３との距離になっている。
次に、（４）Ｑ３のポイントでカッターヘッド１５０を下降させてカッターチップ１４９をガラス面に所要の押圧力の下で接地させ、スクライブヘッドをＱ４の停止ポイントまで直線移動させながら、同時に、オフセット移動を行ってオフセット量をＰ２からＰｍまで連続的に大きくしていき、カッターチップ１４９でスクライブを行う。これによって、傾きのあるスクライブ線Ｒ２が形成される。Ｑ３のポイントでカッターヘッド１５０を９０°より大きいθ角度に振ったとき、カッターチップ１４９の刃の向きは変曲点ｒ３の方向に向いた状態になる。そして、その状態で連続的にオフセット移動を行いながらスクライブヘッドをＱ４のポイントに進めてもカッターチップ１４９に大きな負荷が掛かることなくスムーズにスクライブを施すことができる。
【００９８】
次に、（５）停止ポイントＱ４でカッターヘッド１５０を上昇させ、スクライブヘッドをＸ軸、Ｙ軸の駆動を行ってＱ５のポイントに移動させる。そして、カッターヘッド１５０を回転させてＸ軸に対して９０°の位置角度に設定し、更に、オフセット移動を行ってオフセット量をＰｎに設定する。オフセット量Ｐｎは変曲点ｒ３とポイントＱ５の距離になっている。
次に、（６）Ｑ５のポイントでカッターヘッド１５０を下降してカッターチップ１４９をガラス面に所要の押圧力の下で接地させ、その状態でカッターヘッド１５０を９０°回転駆動させてカッターチップ１４９でスクライブを行う。これによって、Ｒ３の１／４円の曲線なるスクライブ線が形成される。
次に、（７）上記（６）で１／４円のスクライブ線Ｒ３を施した状態でスクライブヘッドをＹ軸方向に直線移動させ、カッターチップ１４９の直線移動でスクライブ線Ｒ４を形成する。
【００９９】
以上のスクライブ方法を行うことによりＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４からなる連続したスクライブ線が得られる。そして、このようなスクライブ線を一周に渡って形成し、そして、スクライブ線に沿ってガラスを切断すれば、Ｘ軸に平行な直線、Ｙ軸に平行な直線、円弧なる曲線、傾きを持った直線などが混ざり合った異形形状（本発明においては、Ｘ軸、Ｙ軸に平行な直線や円弧曲線の外に傾きを持った直線や円弧でない曲線などが入って形成された形状のものを異形形状と呼ぶことにする）のガラスが得られる。
【０１００】
次に、図１３の（ｂ）に示したスクライブ線の形成方法について説明する。ここで、図１３の（ｂ）の形状は楕円形状の一部分を示している。また、図１３の（ｂ）において、一点鎖線はスクライブヘッドの中心軸Ｑ（これは、アーム軸の中心軸でもある）の移動軌跡を示していて、矢印が移動の進行方向でＸ軸方向に移動する。Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、・・・は移動停止ポイントで、移動が停止した位置を示している。また、実線のＲはスクライブ線を示していて、カッターチップ１４９で形成したＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、・・・のスクライブ線の連結したものからなっている。また、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５、・・・はスクライブ線の変曲点を示している。また、θ１、θ２、θ３、θ４、・・・はそれぞれの止ポイントでのスクライブヘッドの進行方向に対してのカッターヘッド１５０の位置角度を示している。即ち、Ｑ１ポイントではθ１の位置角度、Ｑ２ポイントではθ２の位置角度、などとなっている。停止ポイント毎にカッターヘッド１５０の位置角度が変わる。これらの位置角度の調整は回転制御手段で行う。また、γ１、γ２、γ３、γ４、・・・はスクライブ中での回転式カッターヘッド１５０の回転角度を示している。Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、・・・はオフセット量を示していて、Ｐ１は変曲点ｒ１とポイントＱ１の距離になっている。同様に、Ｐ２は変曲点ｒ２とポイントＱ２の距離、Ｐ３は変曲点ｒ３とポイントＱ３の距離になっている。停止ポイント毎にチップホルダー１４６のオフセット移動が行われ、オフセット量が変わる。
【０１０１】
ここで、停止ポイントＱ１で、カッターチップ１４９をガラス面に所定の押圧力の下で接地して、オフセット量Ｐ１の下でカッターヘッド１５０を角度γ１の回転移動を行うとＲ１なる円弧のスクライブ線が得られる。同様にして、停止ポイントＱ２で、オフセット量Ｐ２の下でカッターヘッド１５０を角度γ２の回転移動を行うとＲ２なる円弧のスクライブ線が得られる。これを順次繰り返してスクライブ線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、・・・を得る。そして、これを繋げるとなだらかな楕円の近似曲線が得られる。
【０１０２】
以下、図１３の（ｂ）に示した形状のスクライブ線の形成方法を説明する。最初に、（１）Ｑ１のポイントでカッターヘッド１５０を上昇させ、カッターヘッド１５０の回転制御手段を用いてθ１の位置角度を設定する。また、チップホルダー１４６の位置可変手段を用いてチップホルダー１４６のオフセット移動を行いオフセット量Ｐ１を設定する。
次に、（２）カッターヘッド１５０を下降させてカッターチップ１４９をガラス面に所定の押圧力の下で接地させ、回転制御手段を用いてカッターヘッド１５０をγ１角度回転移動させる。これによって、カッターチップ１４９によるＲ１のスクライブ線が得られる。
次に、（３）カッターヘッド１５０を上昇させ、スクライブヘッドをＱ２のポイントに直線移動させ、回転制御手段を用いてカッターヘッド１５０をθ２の位置角度に設定し、また、位置可変手段を用いてチップホルダー１４６のオフセット量Ｐ２を設定する。
次に、（４）カッターヘッド１５０を下降させてカッターチップ１４９をガラス面に所定の押圧力の下で接地させ、回転制御手段を用いてカッターヘッド１５０をγ２角度回転移動させる。これによって、Ｒ２のスクライブ線が得られる。
以降は、上記（３）と（４）の作業をポイントＱ３以降のポイント毎に行い、Ｒ３以降のスクライブ線を形成する。
【０１０３】
図１３の（ｂ）はスクライブ線の一部分を取り上げたものであるが、上記のような形成方法を一周に渡って行うことにより楕円形状のものが得られる。また、外形の形状によっては停止ポイントの位置を沢山設け、オフセット量やカッターヘッドの回転角度を小刻みに変化させるとかなり複雑な異形曲線の形状も得ることができる。そして、そのスクライブ線に沿ってガラスを切断すると異形曲線の形状部品が得られる。
【０１０４】
また、上記のスクライブ作業はＱ１、Ｑ２、・・・の停止ポイントの位置座標、θ１、θ２、・・・の位置角度、γ１、γ２、・・・の回転角度、Ｐ１、Ｐ２、・・・のオフセット量などの情報を予め駆動回路に入力しておくことにより全て自動的に作業が行われる。なだらかな外形曲線の場合はさほどの時間を要せずにスクライブ形状が形成できる。外形曲線が著しく凹凸が激しいものはスクライブ形成に少し時間を要するが、切断したガラスの外形曲線はかなり滑らかで綺麗な形状が得られる。また、切断面もかなり綺麗に仕上げられる。
【０１０５】
以上述べたように、チップホルダーの自動的に制御可能な位置可変手段を設けることによりかなり複雑な外形形状のガラスを製作することができる。
【０１０６】
実施例３の回転式カッターヘッド１５０はオフセット位置制御ユニット１４０なる位置可変手段を１個設けたものであるが、２個設けることも可能である。２個設けるとリング形状のガラスが得られる。
【０１０７】
以上、実施形態や実施例１、２、３をもって本発明の回転式カッターヘッド及びスクライブ装置やスクライブ方法などを説明した。その中で、脆性材料にガラスを挙げて説明を行ったが、ガラス以外の脆性材料として石英やアルミナ、ジルコニア、チッカ珪素、炭化珪素などのセラミックも挙げることができる。これらの脆性材料は何れもガラスと同様に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施形態に係るスクライブ装置の要部の斜視図である。
【図２】図１におけるスクライブヘッド収納部と回転式カッターヘッドの側面図である。
【図３】図２に示されたアームの斜視図である。
【図４】図２におけるアームの回転駆動によるカッターチップのスクライブ状態を示した説明図である。
【図５】図１におけるスクライブ装置でスクライブしたスクライブ形状を示した平面図で、図５の（ａ）は円形状、図５の（ｂ）は長円形状、図５の（ｃ）は四隅がＲ（円弧）の付いた略矩形形状のものを示している。
【図６】本発明の実施例１に係る回転式カッターヘッドの斜視図である。
【図７】図６における回転式カッターヘッドでのスクライブ方法によって得られたガラスの平面図である。
【図８】本発明の実施例２に係るスクライブ装置に取付かれるスクライブヘッド収納部と回転式カッターヘッドの側面図である。
【図９】図８に示された回転式カッターヘッドの斜視図である。
【図１０】アームに長窓穴の位置可変手段を設けた他の構造を示した斜視図である。
【図１１】本発明の実施例３に係る回転式カッターヘッドの側面図である。
【図１２】図１１におけるオフセット位置制御ユニットの下斜め方向から見た斜視図である。
【図１３】図１１における回転式カッターヘッドを用いてスクライブしたスクライブ線の形状を示した平面図で、図１３の（ａ）は直線と曲線で形成したスクライブ線、図１３の（ｂ）は曲線のみで形成したスクライブ線を示している。
【図１４】特許文献１に示されたところのガラス切断装置の斜視図である。
【符号の説明】
【０１０９】
２０ スクライブ装置
２１ 装置本体部
２２ テーブル
２３ 操作パネル
２４ ブリッジ
２５ 支柱
２６ ガイドバー
２７ ガイド
２８ ヘッド移動板
２９、３３、８３、１４５ モータ
３０、８０ スクライブヘッド収納部
３１、８１ ヘッド昇降板
３２、８２ スクライブヘッド
３２ａ、８２ａ ヘッド本体
３２ｂ、８２ｂ ベアリング
３４、８４ ベルト
４０、６０、９０、１１０、１３０ アーム
４１、６１、９１、１１１、１３１ アーム軸
４２、６２、９２、１１２、１３２ アーム板
４２ｂ、６２ｂ１、６２ｂ２、６２ｂ３、６２ｂ４、１１２ｂ 穴
４５、８５ プーリ
４６、６６、９６、１１６、１４６ チップホルダー
４７、９７、１１７、１４７ ホルダー
４８、９８ ピン
４９、６９、９９、１１９、１４９ カッターチップ
５０、７０、１００、１２０、１５０ 回転式カッターヘッド
８２ｃ 栓
８２ｄ 中空部
８８ 圧縮空気
９２ｃ、１１２ｃ 長窓穴
９３ ピストン
９５、９５ ナット
１４０ オフセット位置制御ユニット
１４１ 調整台
１４２ ボールネジ
１４３ ガイド棒
１４４ バネ
Ｇ、Ｇ１ ガラス
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐｍ、Ｐｎ オフセット量
Ｑ 中心軸
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５ 移動停止ポイント
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５ スクライブ線
θ１、θ２、θ３、θ４ 位置角度
γ１、γ２、γ３、γ４ 回転角度
ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５ 変曲点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドであって、該カッターヘッドはアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成され、前記アームは前記スクライブヘッドに回転制御可能に取付けられ、前記チップホルダーは前記アームに少なくとも１個取付けられると共に前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に設けられて前記アームの回転によって前記スクライブヘッドの中心軸の周りを回転することを特徴とする回転式カッターヘッド。
【請求項２】
前記アームは回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転することを特徴とする請求項１に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項３】
前記回転制御手段は少なくともモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材からなることを特徴とする請求項２に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項４】
前記アームは前記チップホルダーのオフセット量を所定量可変にするための位置可変手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項５】
前記位置可変手段は所要の間隔に設けた複数のチップホルダー取付け穴からなることを特徴とする請求項４に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項６】
前記位置可変手段は長窓穴からなることを特徴とする請求項４に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項７】
前記位置可変手段はモータと前記チップホルダーをスライドするスライド機構部材とからなり、前記チップホルダーの位置可変は自動的に制御可能になっていることを特徴とする請求項４に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項８】
前記スクライブヘッドに前記カッターチップの押圧力を脆性材料の板厚に応じて制御できる押圧力制御手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項９】
ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドを備え、該スクライブヘッドに設けたカッターヘッドのカッターチップで前記ワークにスクライブを行うスクライブ装置において、前記カッターヘッドは前記請求項１乃至８のいずれかに記載の回転式カッターヘッドであることを特徴とするスクライブ装置。
【請求項１０】
ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に１個又は２個取付け、前記アームを回転駆動させて前記チップホルダーを前記スクライブヘッドの中心軸の周りを回転させ、前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするスクライブ方法。
【請求項１１】
ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に１個又は２個取付け、前記アームの回転駆動で前記チップホルダーを回転移動させ、前記スクライブヘッドの前記横軸あるいは縦軸の移動駆動で前記チップホルダーを直線移動させ、該チップホルダーの回転移動と直線移動を相互に行って前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするスクライブ方法。
【請求項１２】
ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に自動的に制御可能な位置可変手段を介して１個又は２個取付け、前記アームの回転駆動で前記チップホルダーを回転移動させ、前記スクライブヘッドの前記横軸あるいは縦軸の移動駆動で前記チップホルダーを直線移動させ、前記制御可能な位置可変手段でチップホルダーを回転移動及び直線移動以外のオフセット移動をさせ、該チップホルダーの回転移動と直線移動とオフセット移動とを相互に組み合わせて前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするスクライブ方法。
【請求項１３】
前記回転制御手段は少なくともモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材からなることを特徴とする請求項１０、１１、１２のいずれかに記載のスクライブ方法。
【請求項１４】
前記位置可変手段はモータと前記チッブホルダーをスライドするスライド機構部材とからなることを特徴とする請求項１２に記載のスクライブ方法。
【請求項１５】
前記請求項１０に記載のスクライブ方法で円形部品又は円形のリング状部品を形成したことを特徴とする脆性材料部品
【請求項１６】
前記請求項１１に記載のスクライブ方法で長円形部品又は長円形のリング状部品、又は四隅がＲ付けされた略矩形部品又は四隅がＲ付けされた略矩形のリング状部品を形成したことを特徴とする脆性材料部品
【請求項１７】
前記請求項１２に記載のスクライブ方法で外形が曲線と直線とが混ざり合った異形形状の部品、又は外形が異形曲線をなす形状の部品、又はこれらの外形形状をなすリング状の部品を形成したことを特徴とする脆性材料部品。
【請求項１】
スクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドであって、該カッターヘッドはアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成され、前記アームは前記スクライブヘッドに回転制御可能に取付けられ、前記チップホルダーは前記アームに少なくとも１個取付けられると共に前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に設けられて前記アームの回転によって前記スクライブヘッドの中心軸の周りを回転することを特徴とする回転式カッターヘッド。
【請求項２】
前記アームは回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転することを特徴とする請求項１に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項３】
前記回転制御手段は少なくともモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材からなることを特徴とする請求項２に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項４】
前記アームは前記チップホルダーのオフセット量を所定量可変にするための位置可変手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項５】
前記位置可変手段は所要の間隔に設けた複数のチップホルダー取付け穴からなることを特徴とする請求項４に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項６】
前記位置可変手段は長窓穴からなることを特徴とする請求項４に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項７】
前記位置可変手段はモータと前記チップホルダーをスライドするスライド機構部材とからなり、前記チップホルダーの位置可変は自動的に制御可能になっていることを特徴とする請求項４に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項８】
前記スクライブヘッドに前記カッターチップの押圧力を脆性材料の板厚に応じて制御できる押圧力制御手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転式カッターヘッド。
【請求項９】
ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドを備え、該スクライブヘッドに設けたカッターヘッドのカッターチップで前記ワークにスクライブを行うスクライブ装置において、前記カッターヘッドは前記請求項１乃至８のいずれかに記載の回転式カッターヘッドであることを特徴とするスクライブ装置。
【請求項１０】
ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に１個又は２個取付け、前記アームを回転駆動させて前記チップホルダーを前記スクライブヘッドの中心軸の周りを回転させ、前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするスクライブ方法。
【請求項１１】
ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に１個又は２個取付け、前記アームの回転駆動で前記チップホルダーを回転移動させ、前記スクライブヘッドの前記横軸あるいは縦軸の移動駆動で前記チップホルダーを直線移動させ、該チップホルダーの回転移動と直線移動を相互に行って前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするスクライブ方法。
【請求項１２】
ワークテーブルに固定した脆性材料よりなるワークの表面上を縦軸、横軸、垂直軸に制御可能に移動するスクライブヘッドの下部に取付けられるカッターヘッドを回転制御可能なアームとカッターチップを設けたチップホルダーとから構成し、前記アームを前記スクライブヘッドに取付けると共に回転制御手段を介して前記スクライブヘッドの中心軸を回転中心軸にして制御可能に回転できるようにし、前記チップホルダーを前記アームの前記スクライブヘッドの中心軸からオフセットした位置に自動的に制御可能な位置可変手段を介して１個又は２個取付け、前記アームの回転駆動で前記チップホルダーを回転移動させ、前記スクライブヘッドの前記横軸あるいは縦軸の移動駆動で前記チップホルダーを直線移動させ、前記制御可能な位置可変手段でチップホルダーを回転移動及び直線移動以外のオフセット移動をさせ、該チップホルダーの回転移動と直線移動とオフセット移動とを相互に組み合わせて前記チップホルダーに設けたカッターチップで前記ワークにスクライブを行うことを特徴とするスクライブ方法。
【請求項１３】
前記回転制御手段は少なくともモータとモータの回転をアームに伝達する伝達部材からなることを特徴とする請求項１０、１１、１２のいずれかに記載のスクライブ方法。
【請求項１４】
前記位置可変手段はモータと前記チッブホルダーをスライドするスライド機構部材とからなることを特徴とする請求項１２に記載のスクライブ方法。
【請求項１５】
前記請求項１０に記載のスクライブ方法で円形部品又は円形のリング状部品を形成したことを特徴とする脆性材料部品
【請求項１６】
前記請求項１１に記載のスクライブ方法で長円形部品又は長円形のリング状部品、又は四隅がＲ付けされた略矩形部品又は四隅がＲ付けされた略矩形のリング状部品を形成したことを特徴とする脆性材料部品
【請求項１７】
前記請求項１２に記載のスクライブ方法で外形が曲線と直線とが混ざり合った異形形状の部品、又は外形が異形曲線をなす形状の部品、又はこれらの外形形状をなすリング状の部品を形成したことを特徴とする脆性材料部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−１２６３２２（Ｐ２００７−１２６３２２Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１９７４２（Ｐ２００５−３１９７４２）
【出願日】平成１７年１１月２日（２００５．１１．２）
【出願人】（０００１２４３６２）シチズンセイミツ株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２日（２００５．１１．２）
【出願人】（０００１２４３６２）シチズンセイミツ株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
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