切斷脆性構(gòu)件的裝置、方法以及被切斷的脆性構(gòu)件的制作方法
切斷脆性構(gòu)件的裝置、方法以及被切斷的脆性構(gòu)件的制作方法
【專利摘要】切斷如玻璃一樣的脆性構(gòu)件的裝置具備：構(gòu)成為使激光通過第一空間照射上述構(gòu)件上的第一區(qū)域的激光振蕩器；構(gòu)成為向與上述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)的冷卻噴嘴；擋板，其配置為相對于上述構(gòu)件具有空隙且設置成不包圍上述第一空間的狀態(tài)，以使來自上述第二區(qū)域的飛沫以及霧沫的流動從上述第一空間偏離的方式定向；以及構(gòu)成為向上述空隙噴射氣體的氣體噴嘴。
【專利說明】切斷脆性構(gòu)件的裝置、方法以及被切斷的脆性構(gòu)件
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及切斷像玻璃一樣的脆性構(gòu)件的裝置、方法以及被切斷的脆性構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]像玻璃板一樣的脆性構(gòu)件，即使不通過切斷工具也能夠通過施以熱沖擊進行切斷。例如,通過像激光一樣的局部加熱單元對玻璃板施加熱,若通過對承受了該局部加熱的部位噴射冷卻介質(zhì)施以熱沖擊，則引起承受了該熱沖擊的部位劈開。因此，將承受激光照射的區(qū)域與承受冷卻介質(zhì)噴射的區(qū)域適當?shù)慕咏绻赃m當?shù)乃俣葘⒉ＡО鍙那罢叩膮^(qū)域向后者的區(qū)域運送，則由于承受熱沖擊的區(qū)域變得沿直線延伸，因此能夠沿該直線切斷玻璃板。
[0003]專利文獻I公開了關(guān)聯(lián)的技術(shù)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利申請公開2008-49375號公報。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]由于冷卻介質(zhì)的飛沫或者霧沫、或是在玻璃板上流動的廢液侵入激光通過的區(qū)域?qū)е录す獗晃?。為了補償該部分，需要調(diào)整激光振蕩器的輸出功率，這使工程管理的麻煩增大，另外也是必須選擇更大輸出功率的激光振蕩器的主要原因。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述問題而做成的裝置。根據(jù)本發(fā)明的第一方案，切斷像玻璃一樣的脆性構(gòu)件的裝置，具備:構(gòu)成為使激光通過第一空間照射上述構(gòu)件上的第一區(qū)域的激光振蕩器；構(gòu)成為向與上述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)的冷卻噴嘴；擋板，其配置為相對于上述構(gòu)件具有空隙且配置成不包圍上述第一空間的狀態(tài)，以使來自上述第二區(qū)域的飛沫以及霧沫的流動從上述第一空間偏離的方式定向；以及構(gòu)成為向上述空隙噴射氣體的氣體噴嘴。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，切斷脆性構(gòu)件的方法由以下步驟組成，用激光振蕩器使激光通過第一空間照射上述構(gòu)件上的第一區(qū)域，用冷卻噴嘴對與上述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)，將相對于上述構(gòu)件具有空隙且設置成不包圍上述第一空間狀態(tài)的擋板以使來自上述第二區(qū)域的飛沫以及霧沫的流動從上述第一空間偏離的方式定向，用氣體噴嘴朝向上述空隙噴射氣體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1A是本發(fā)明的一個實施方式的切斷裝置的概要側(cè)視圖。
[0011]圖1B是作為切斷對象的構(gòu)件的俯視圖，是舉例說明激光照射區(qū)域和冷卻區(qū)域的圖。
[0012]圖2是變形例的切斷裝置的概要側(cè)視圖。[0013]圖3A是另一變形例的切斷裝置的概要側(cè)視圖。
[0014]圖3B是作為切斷對象的構(gòu)件的俯視圖，是舉例說明與激光照射區(qū)域及冷卻區(qū)域重疊的擋板的配置的圖。
[0015]圖4是又一變形例的切斷裝置的概要側(cè)視圖。
[0016]圖5A是表示作為切斷對象的構(gòu)件、激光振蕩器以及氣體噴嘴的配置的例子的俯視圖。
[0017]圖5B是表示作為切斷對象的構(gòu)件、激光振蕩器以及氣體噴嘴的配置的其他的例子的俯視圖。
【具體實施方式】
[0018]以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的幾個例示的實施方式。
[0019]本實施方式的裝置能夠適用于玻璃板的切斷，當然也能夠利用于切斷其他的脆性構(gòu)件。雖然在以下的說明中以切斷玻璃板2的情況為例，但是這僅僅是舉例，不是對本發(fā)明的限定。
[0020]另外在以下的說明中，一般地，“飛沫”一詞是指液滴等飛散性質(zhì)的物質(zhì)，“霧沫”一詞是指霧以及包含類似霧的微小液滴的漂浮性質(zhì)物質(zhì)。
[0021]參照圖1A、圖2、圖3A、圖4，本實施方式的切斷玻璃板2的裝置1、1A、1B、1C具備:承載玻璃板2的工作臺3 ;用于對玻璃板2照射激光的激光振蕩器4 ;用于噴射冷卻介質(zhì)的冷卻噴嘴5 ;擋板(baffle，即整流板)6、6t或8 ;以及用于噴射氣體的氣體噴嘴7。在裝置IC中，擋板6t兼具氣體噴嘴的功能。
[0022]工作臺3具備適當?shù)陌徇\單元，能夠?qū)⒉ＡО?沿例如箭頭記號A所示方向運送?；蛘咭部梢怨潭úＡО?，將激光振蕩器4、冷卻噴嘴5以及其他的組成部分沿與箭頭記號A相反方向運送。并且，只要相對于激光振蕩器4的距離穩(wěn)定，也可以利用懸浮搬運裝置。雖然以下僅以沿箭頭記號A的方向運送玻璃板2為例進行說明，但是這僅僅是為了說明的方便，這些變形例中任一個都是可能的。
[0023]對于激光振蕩器4，雖然例如具有100?數(shù)百W輸出功率的二氧化碳激光振蕩器是能夠適用的，但也能夠選用其他的輸出功率范圍或是采用具有其他振蕩機構(gòu)的激光振蕩器。激光振蕩器4的配置,優(yōu)選為了避開被玻璃板2反射的激光,為從相對于玻璃板2成適當?shù)慕嵌鹊男钡姆较蛘丈浼す?0。
[0024]激光40能夠具有一定寬度地照射，因此，圖中激光40通過的區(qū)域41 (第一空間)被畫做具有寬度。另外，附圖標記22是玻璃板2上被激光40照射的區(qū)域(第一區(qū)域)。
[0025]冷卻噴嘴5是噴射冷卻介質(zhì)50的噴嘴。能夠利用例如水作為冷卻介質(zhì)50，這在價格便宜、獲得容易這點上是有利的?；蛘邚睦鋮s效率等的觀點考慮，能夠用酒精、干冰、氮氣、氬氣等代替水。這些冷卻介質(zhì)可能的話，能夠以液相、氣相、被氣體搬運的霧中任一種狀態(tài)被利用。
[0026]冷卻介質(zhì)50必然具有一定寬度地被噴射，被噴射向玻璃板2上的區(qū)域23(第二區(qū)域)。參照圖1B，被冷卻介質(zhì)50噴射的區(qū)域23與被激光40照射的區(qū)域22不同，沿箭頭標記A的方向適當?shù)胤蛛x。
[0027]由于玻璃板2沿箭頭標記A的方向被搬運，因此玻璃板2在區(qū)域22被加熱后立刻在區(qū)域23被冷卻，以施以熱沖擊。預先在玻璃板2的端部用金剛石刀具等進行刻痕(scoring),作為切斷的起點。若以切斷預定線20通過區(qū)域22、23的兩方的方式運送玻璃板2的話，則沿此預定線對玻璃板2施以熱沖擊。以使玻璃板2沿切斷預定線20按照實線25被切斷。
[0028]像圖1A所示一樣，冷卻噴嘴5能夠配置為從與玻璃板2的表面正交的方向噴射冷卻介質(zhì)50?；蛘呦駡D2所示一樣，冷卻噴嘴5能夠配置為從相對于玻璃板2的表面向區(qū)域22傾斜了角度Θ的方向噴射冷卻介質(zhì)50。這里的Θ是大于O度且小于90度的適當?shù)慕嵌取?br> [0029]被噴射的冷卻介質(zhì)50與玻璃板2碰撞后，一部分變?yōu)轱w沫，一部分變?yōu)殪F沫，像圖中附圖標記52 —樣向周圍飛散。以該飛沫或者霧沫的流動52從被激光40照射的區(qū)域22偏離為目的，配置擋板6。按照該目的，能夠適當?shù)嘏渲脫醢?，例如像圖示一樣能夠選擇配置于區(qū)域22與區(qū)域23之間，或者配置于區(qū)域41與區(qū)域51之間。另外，雖然鑒于將飛沫或者霧沫的流動52偏離的目的，擋板6能夠適當?shù)貎A斜，但是應當選擇不干涉激光的通過區(qū)域41的傾斜度。
[0030]擋板6例如是平板或者曲面板。在將擋板6做成曲面的情況下，曲面可以環(huán)繞一圈、其一側(cè)的邊緣與另一側(cè)的邊緣相連結(jié)形成像圖3B—樣的閉合圓筒?；蛘邠醢?也可以是在其全周上非閉合的曲面板。無論選擇哪個，激光40通過的區(qū)域41不能被擋板6包圍，區(qū)域41的側(cè)方以及優(yōu)選后方(與箭頭標記A相反的方向)都是敞開的。根據(jù)這樣的構(gòu)成，擋板6不會妨礙激光40產(chǎn)生的熱向外部輻射。即激光40產(chǎn)生的熱不會滯留在區(qū)域22周圍，以使熱影響不集中在區(qū)域22而導致模糊。這種構(gòu)成在能夠使切斷線25正確地沿著切斷預定線這點上是有利的。
[0031]當然，以保護周圍的作業(yè)者或者裝置為目的，也可以在足夠遠離區(qū)域22或者區(qū)域41的位置設置遮蔽激光的單元。
[0032]為了避免擋板6與玻璃板2接觸，確保擋板6上接近玻璃板2的一端60與玻璃板2之間有適當?shù)目障丁榱朔乐癸w沫或者霧沫從該空隙泄露到區(qū)域22，氣體噴嘴7被用做向該空隙噴射氣體70。被氣體70噴射的區(qū)域在區(qū)域22與區(qū)域23之間，是圖1B中附圖標記24所指的區(qū)域。
[0033]作為從噴嘴7噴出的物質(zhì)，雖然通常使用空氣，但是也可以用氮氣或者氬氣等其他氣體代替。
[0034]或者，氣體噴嘴也可以像圖4所示一樣內(nèi)置于擋板內(nèi)。中空的擋板6t能夠通過內(nèi)部的空洞6c使氣體70流通，也可以用做氣體噴嘴。被噴出的氣體70從擋板6t的尖端，與上述一樣，向擋板6t下的空隙、區(qū)域22與區(qū)域23之間的區(qū)域噴出。在這種情況下，既可以設置另一種氣體噴嘴7，也可以像圖示一樣省略。
[0035]或者，氣體噴嘴7也可以像圖5A所示一樣，采用沿從區(qū)域22朝向區(qū)域23的方向?qū)怏w70進行定向的配置。該配置對使飛沫或者霧沫從區(qū)域22遠離有利?；蛘邭怏w噴嘴7也可以像圖5B所示一樣，采用沿相對于從區(qū)域22朝向區(qū)域23的方向具有大于O度且小于90度角度的方向?qū)怏w70進行定向的配置。該配置因使氣體70以將玻璃板2上的冷卻介質(zhì)50向其側(cè)方?jīng)_走、排除的方式流動，因此有利于冷卻介質(zhì)50的廢液處理。另外，根據(jù)該配置，氣體70難以進入玻璃板2的下側(cè)。尤其在作為搬運方法使用懸浮搬運裝置的情況下，在侵入了玻璃板2的下側(cè)的氣體70不會攪亂玻璃板2的浮起高度這點，該配置是有利的。
[0036]另外,在擋板6上朝向玻璃板2的一端60,或者圓筒體8上朝向玻璃板2的一端82也可以像圖1A、圖2、圖3A、圖4所示一樣具備錐形61、84。錐形61、84將氣體70向朝向區(qū)域23的方向引導，特別是引導氣體而將冷卻介質(zhì)50從玻璃板2上排除。
[0037]在擋板采用像圖3A、圖3B—樣的閉合圓筒體8的情況下，其上部也可以閉合。即使在這種情況下，下部也像圖示一樣敞開著，另外確保下端83與玻璃板2之間有空隙。在上部閉合著的情況下，冷卻噴嘴5與圓筒體8可以緊密接觸。另外，在這種情況下，也可以在側(cè)壁80或是其他部位設置貫通孔81。貫通孔81用于向外部排出飛沫或者霧沫?；蛘咭部梢耘c貫通孔81相連接地設置吸引裝置。無論哪種，都能夠有效地防止飛沫或者霧沫的流動52向區(qū)域22泄漏。
[0038]激光振蕩器4、冷卻噴嘴5、擋板6以及氣體噴嘴7的位置以及傾斜度也可以不固定，另外也可以設置像千分尺一樣的適當?shù)恼{(diào)整單元來調(diào)整這些部件。
[0039]為了回收使用后的冷卻介質(zhì)，也可以設置適當?shù)幕厥栈芈?，以將冷卻介質(zhì)再利用。
[0040]根據(jù)上述的裝置1、1A、1B或者1C，玻璃板2的切斷步驟按照以下進行。在待切割的玻璃板2上，在切斷預定線20的一端或者線上任一點上，施以像上述一樣的刻痕21。在裝置1、1A、1B或者IC中，一邊將玻璃板2固定在工作臺3上并以已控制的速度沿箭頭標記A的方向運送，一邊向玻璃板2上的區(qū)域22照射激光40、向區(qū)域23噴射冷卻介質(zhì)50。此時，與激光40的照射或是冷卻介質(zhì)50的噴射同時地，向擋板6下的縫隙噴射氣體70。于是，沿玻璃板2上的切斷預定線20產(chǎn)生加熱與冷卻，以對玻璃板2施以熱沖擊，主要產(chǎn)生拉伸應力。通過僅利用該拉伸應力，或者利用沿切斷預定線20彎曲等方法施加輔助的適當?shù)膽?，使龜裂沿切斷預定線20進展，玻璃板2沿切斷預定線20被切開。
[0041]根據(jù)上述實施方式，通過擋板和氣體的作用，冷卻介質(zhì)的飛沫或者霧沫不會侵入激光通過或者照射的區(qū)域。因此，不存在激光被冷卻介質(zhì)吸收的情況。沒有必要為了補償激光的損失而調(diào)整激光振蕩器的輸出功率，減輕工程管理的麻煩，另外，沒有必要選擇更大輸出功率的激光振蕩器。
[0042]雖然通過適當?shù)膶嵤┓绞綄Ρ景l(fā)明進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式。以上述公開內(nèi)容為基礎，具有該【技術(shù)領域】的普通技術(shù)的技術(shù)人員，能夠通過實施方式的修正或者變形來實施本發(fā)明。
[0043]生產(chǎn)上的可利用性
[0044]提供一種切斷脆性構(gòu)件的裝置，其降低了激光的損失。
[0045]符號說明
[0046]1、1A、IB—切斷裝置，2—玻璃板，3—工作臺，4一激光振蕩器，5—冷卻噴嘴，6、6t—擋板，6c —空洞，7—氣體噴嘴，8—圓筒體，22—區(qū)域(第一區(qū)域)，23—區(qū)域(第二區(qū)域)，41一區(qū)域(第一空間)，51—區(qū)域，61、84—錐形。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，其切斷脆性構(gòu)件，該裝置的特征在于，具備: 構(gòu)成為使激光通過第一空間照射上述構(gòu)件上的第一區(qū)域的激光振蕩器； 構(gòu)成為向與上述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)的冷卻噴嘴； 擋板，其配置為相對于上述構(gòu)件具有空隙且設置成不包圍上述第一空間的狀態(tài)，以使來自上述第二區(qū)域的飛沫以及霧沫的流動從上述第一空間偏離的方式定向；以及構(gòu)成為向上述空隙噴射氣體的氣體噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 上述擋板具備朝向上述空隙的錐形端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 上述擋板為從由平板、非閉合曲面板以及具有能包圍上述冷卻噴嘴的尺寸的圓筒板所組成的組中選擇一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 上述氣體噴嘴以從由下述配置組成的組中選擇的任一種配置方式設置:沿從上述第一區(qū)域朝向上述第二區(qū)域的方向?qū)ι鲜鰵怏w進行定向的配置；以及與沿相對于從上述第一區(qū)域朝向上述第二區(qū)域的方向具有大于O度且小于90度的角度的方向?qū)ι鲜鰵怏w進行定向的配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 上述氣體噴嘴內(nèi)置于上述擋板中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 上述冷卻噴嘴配置為，從任一方向噴射上述冷卻介質(zhì)，該任一方向是從由與上述構(gòu)件表面正交的方向和相對于上述構(gòu)件表面向上述第一區(qū)域傾斜大于O度且小于90度的方向所組成的組中選擇的方向。
7.一種方法，其切斷脆性構(gòu)件，該方法的特征在于， 包括以下步驟: 用激光振蕩器使激光通過第一空間照射上述構(gòu)件上的第一區(qū)域； 用冷卻噴嘴對與上述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)； 將相對于上述構(gòu)件具有空隙且設置成不包圍上述第一空間的狀態(tài)的擋板以使來自上述第二區(qū)域的飛沫以及霧沫的流動從上述第一空間偏離的方式定向；以及用氣體噴嘴朝向上述空隙噴射氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 還包括在上述擋板上設置朝向上述空隙的錐形端的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 還包括在由平板、非閉合曲面板以及具有能包圍上述冷卻噴嘴的尺寸的圓筒板所組成的組中選擇一種作為上述擋板的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 還包括以從由下述配置組成的組中選擇的任一種配置方式設置上述氣體噴嘴的步驟:沿從上述第一區(qū)域朝向上述第二區(qū)域的方向?qū)ι鲜鰵怏w進行定向的配置；以及沿相對于從上述第一區(qū)域朝向上述第二區(qū)域的方向具有大于O度且小于90度的角度的方向?qū)ι鲜鰵怏w進行定向的配置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 還包括將上述氣體噴嘴內(nèi)置于上述擋板中的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 還包括將上述冷卻噴嘴配置為從任一方向噴射上述冷卻介質(zhì)的步驟，該任一方向是從由與上述構(gòu)件表面正交的方向和相對于上述構(gòu)件表面向上述第一區(qū)域傾斜大于O度且小于90度的方向所組成的組中選擇的方向。
13.一種脆性構(gòu)件，其特征在于， 能由權(quán)利要求7~12任一項所述的方法切斷。
【文檔編號】B23K26/14GK103619528SQ201280031417
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月28日
【發(fā)明者】山田淳一, 河口紀仁, 和田芳幸, 久住智勇, 長谷川敬晃, 中山雄一朗, 齋藤俊明 申請人:株式會社Ihi
【專利摘要】切斷如玻璃一樣的脆性構(gòu)件的裝置具備：構(gòu)成為使激光通過第一空間照射上述構(gòu)件上的第一區(qū)域的激光振蕩器；構(gòu)成為向與上述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)的冷卻噴嘴；擋板，其配置為相對于上述構(gòu)件具有空隙且設置成不包圍上述第一空間的狀態(tài)，以使來自上述第二區(qū)域的飛沫以及霧沫的流動從上述第一空間偏離的方式定向；以及構(gòu)成為向上述空隙噴射氣體的氣體噴嘴。
【專利說明】切斷脆性構(gòu)件的裝置、方法以及被切斷的脆性構(gòu)件
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及切斷像玻璃一樣的脆性構(gòu)件的裝置、方法以及被切斷的脆性構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]像玻璃板一樣的脆性構(gòu)件，即使不通過切斷工具也能夠通過施以熱沖擊進行切斷。例如,通過像激光一樣的局部加熱單元對玻璃板施加熱,若通過對承受了該局部加熱的部位噴射冷卻介質(zhì)施以熱沖擊，則引起承受了該熱沖擊的部位劈開。因此，將承受激光照射的區(qū)域與承受冷卻介質(zhì)噴射的區(qū)域適當?shù)慕咏绻赃m當?shù)乃俣葘⒉ＡО鍙那罢叩膮^(qū)域向后者的區(qū)域運送，則由于承受熱沖擊的區(qū)域變得沿直線延伸，因此能夠沿該直線切斷玻璃板。
[0003]專利文獻I公開了關(guān)聯(lián)的技術(shù)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利申請公開2008-49375號公報。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]由于冷卻介質(zhì)的飛沫或者霧沫、或是在玻璃板上流動的廢液侵入激光通過的區(qū)域?qū)е录す獗晃?。為了補償該部分，需要調(diào)整激光振蕩器的輸出功率，這使工程管理的麻煩增大，另外也是必須選擇更大輸出功率的激光振蕩器的主要原因。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述問題而做成的裝置。根據(jù)本發(fā)明的第一方案，切斷像玻璃一樣的脆性構(gòu)件的裝置，具備:構(gòu)成為使激光通過第一空間照射上述構(gòu)件上的第一區(qū)域的激光振蕩器；構(gòu)成為向與上述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)的冷卻噴嘴；擋板，其配置為相對于上述構(gòu)件具有空隙且配置成不包圍上述第一空間的狀態(tài)，以使來自上述第二區(qū)域的飛沫以及霧沫的流動從上述第一空間偏離的方式定向；以及構(gòu)成為向上述空隙噴射氣體的氣體噴嘴。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，切斷脆性構(gòu)件的方法由以下步驟組成，用激光振蕩器使激光通過第一空間照射上述構(gòu)件上的第一區(qū)域，用冷卻噴嘴對與上述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)，將相對于上述構(gòu)件具有空隙且設置成不包圍上述第一空間狀態(tài)的擋板以使來自上述第二區(qū)域的飛沫以及霧沫的流動從上述第一空間偏離的方式定向，用氣體噴嘴朝向上述空隙噴射氣體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1A是本發(fā)明的一個實施方式的切斷裝置的概要側(cè)視圖。
[0011]圖1B是作為切斷對象的構(gòu)件的俯視圖，是舉例說明激光照射區(qū)域和冷卻區(qū)域的圖。
[0012]圖2是變形例的切斷裝置的概要側(cè)視圖。[0013]圖3A是另一變形例的切斷裝置的概要側(cè)視圖。
[0014]圖3B是作為切斷對象的構(gòu)件的俯視圖，是舉例說明與激光照射區(qū)域及冷卻區(qū)域重疊的擋板的配置的圖。
[0015]圖4是又一變形例的切斷裝置的概要側(cè)視圖。
[0016]圖5A是表示作為切斷對象的構(gòu)件、激光振蕩器以及氣體噴嘴的配置的例子的俯視圖。
[0017]圖5B是表示作為切斷對象的構(gòu)件、激光振蕩器以及氣體噴嘴的配置的其他的例子的俯視圖。
【具體實施方式】
[0018]以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的幾個例示的實施方式。
[0019]本實施方式的裝置能夠適用于玻璃板的切斷，當然也能夠利用于切斷其他的脆性構(gòu)件。雖然在以下的說明中以切斷玻璃板2的情況為例，但是這僅僅是舉例，不是對本發(fā)明的限定。
[0020]另外在以下的說明中，一般地，“飛沫”一詞是指液滴等飛散性質(zhì)的物質(zhì)，“霧沫”一詞是指霧以及包含類似霧的微小液滴的漂浮性質(zhì)物質(zhì)。
[0021]參照圖1A、圖2、圖3A、圖4，本實施方式的切斷玻璃板2的裝置1、1A、1B、1C具備:承載玻璃板2的工作臺3 ;用于對玻璃板2照射激光的激光振蕩器4 ;用于噴射冷卻介質(zhì)的冷卻噴嘴5 ;擋板(baffle，即整流板)6、6t或8 ;以及用于噴射氣體的氣體噴嘴7。在裝置IC中，擋板6t兼具氣體噴嘴的功能。
[0022]工作臺3具備適當?shù)陌徇\單元，能夠?qū)⒉ＡО?沿例如箭頭記號A所示方向運送?；蛘咭部梢怨潭úＡО?，將激光振蕩器4、冷卻噴嘴5以及其他的組成部分沿與箭頭記號A相反方向運送。并且，只要相對于激光振蕩器4的距離穩(wěn)定，也可以利用懸浮搬運裝置。雖然以下僅以沿箭頭記號A的方向運送玻璃板2為例進行說明，但是這僅僅是為了說明的方便，這些變形例中任一個都是可能的。
[0023]對于激光振蕩器4，雖然例如具有100?數(shù)百W輸出功率的二氧化碳激光振蕩器是能夠適用的，但也能夠選用其他的輸出功率范圍或是采用具有其他振蕩機構(gòu)的激光振蕩器。激光振蕩器4的配置,優(yōu)選為了避開被玻璃板2反射的激光,為從相對于玻璃板2成適當?shù)慕嵌鹊男钡姆较蛘丈浼す?0。
[0024]激光40能夠具有一定寬度地照射，因此，圖中激光40通過的區(qū)域41 (第一空間)被畫做具有寬度。另外，附圖標記22是玻璃板2上被激光40照射的區(qū)域(第一區(qū)域)。
[0025]冷卻噴嘴5是噴射冷卻介質(zhì)50的噴嘴。能夠利用例如水作為冷卻介質(zhì)50，這在價格便宜、獲得容易這點上是有利的?；蛘邚睦鋮s效率等的觀點考慮，能夠用酒精、干冰、氮氣、氬氣等代替水。這些冷卻介質(zhì)可能的話，能夠以液相、氣相、被氣體搬運的霧中任一種狀態(tài)被利用。
[0026]冷卻介質(zhì)50必然具有一定寬度地被噴射，被噴射向玻璃板2上的區(qū)域23(第二區(qū)域)。參照圖1B，被冷卻介質(zhì)50噴射的區(qū)域23與被激光40照射的區(qū)域22不同，沿箭頭標記A的方向適當?shù)胤蛛x。
[0027]由于玻璃板2沿箭頭標記A的方向被搬運，因此玻璃板2在區(qū)域22被加熱后立刻在區(qū)域23被冷卻，以施以熱沖擊。預先在玻璃板2的端部用金剛石刀具等進行刻痕(scoring),作為切斷的起點。若以切斷預定線20通過區(qū)域22、23的兩方的方式運送玻璃板2的話，則沿此預定線對玻璃板2施以熱沖擊。以使玻璃板2沿切斷預定線20按照實線25被切斷。
[0028]像圖1A所示一樣，冷卻噴嘴5能夠配置為從與玻璃板2的表面正交的方向噴射冷卻介質(zhì)50?；蛘呦駡D2所示一樣，冷卻噴嘴5能夠配置為從相對于玻璃板2的表面向區(qū)域22傾斜了角度Θ的方向噴射冷卻介質(zhì)50。這里的Θ是大于O度且小于90度的適當?shù)慕嵌取?br> [0029]被噴射的冷卻介質(zhì)50與玻璃板2碰撞后，一部分變?yōu)轱w沫，一部分變?yōu)殪F沫，像圖中附圖標記52 —樣向周圍飛散。以該飛沫或者霧沫的流動52從被激光40照射的區(qū)域22偏離為目的，配置擋板6。按照該目的，能夠適當?shù)嘏渲脫醢?，例如像圖示一樣能夠選擇配置于區(qū)域22與區(qū)域23之間，或者配置于區(qū)域41與區(qū)域51之間。另外，雖然鑒于將飛沫或者霧沫的流動52偏離的目的，擋板6能夠適當?shù)貎A斜，但是應當選擇不干涉激光的通過區(qū)域41的傾斜度。
[0030]擋板6例如是平板或者曲面板。在將擋板6做成曲面的情況下，曲面可以環(huán)繞一圈、其一側(cè)的邊緣與另一側(cè)的邊緣相連結(jié)形成像圖3B—樣的閉合圓筒?；蛘邠醢?也可以是在其全周上非閉合的曲面板。無論選擇哪個，激光40通過的區(qū)域41不能被擋板6包圍，區(qū)域41的側(cè)方以及優(yōu)選后方(與箭頭標記A相反的方向)都是敞開的。根據(jù)這樣的構(gòu)成，擋板6不會妨礙激光40產(chǎn)生的熱向外部輻射。即激光40產(chǎn)生的熱不會滯留在區(qū)域22周圍，以使熱影響不集中在區(qū)域22而導致模糊。這種構(gòu)成在能夠使切斷線25正確地沿著切斷預定線這點上是有利的。
[0031]當然，以保護周圍的作業(yè)者或者裝置為目的，也可以在足夠遠離區(qū)域22或者區(qū)域41的位置設置遮蔽激光的單元。
[0032]為了避免擋板6與玻璃板2接觸，確保擋板6上接近玻璃板2的一端60與玻璃板2之間有適當?shù)目障丁榱朔乐癸w沫或者霧沫從該空隙泄露到區(qū)域22，氣體噴嘴7被用做向該空隙噴射氣體70。被氣體70噴射的區(qū)域在區(qū)域22與區(qū)域23之間，是圖1B中附圖標記24所指的區(qū)域。
[0033]作為從噴嘴7噴出的物質(zhì)，雖然通常使用空氣，但是也可以用氮氣或者氬氣等其他氣體代替。
[0034]或者，氣體噴嘴也可以像圖4所示一樣內(nèi)置于擋板內(nèi)。中空的擋板6t能夠通過內(nèi)部的空洞6c使氣體70流通，也可以用做氣體噴嘴。被噴出的氣體70從擋板6t的尖端，與上述一樣，向擋板6t下的空隙、區(qū)域22與區(qū)域23之間的區(qū)域噴出。在這種情況下，既可以設置另一種氣體噴嘴7，也可以像圖示一樣省略。
[0035]或者，氣體噴嘴7也可以像圖5A所示一樣，采用沿從區(qū)域22朝向區(qū)域23的方向?qū)怏w70進行定向的配置。該配置對使飛沫或者霧沫從區(qū)域22遠離有利?；蛘邭怏w噴嘴7也可以像圖5B所示一樣，采用沿相對于從區(qū)域22朝向區(qū)域23的方向具有大于O度且小于90度角度的方向?qū)怏w70進行定向的配置。該配置因使氣體70以將玻璃板2上的冷卻介質(zhì)50向其側(cè)方?jīng)_走、排除的方式流動，因此有利于冷卻介質(zhì)50的廢液處理。另外，根據(jù)該配置，氣體70難以進入玻璃板2的下側(cè)。尤其在作為搬運方法使用懸浮搬運裝置的情況下，在侵入了玻璃板2的下側(cè)的氣體70不會攪亂玻璃板2的浮起高度這點，該配置是有利的。
[0036]另外,在擋板6上朝向玻璃板2的一端60,或者圓筒體8上朝向玻璃板2的一端82也可以像圖1A、圖2、圖3A、圖4所示一樣具備錐形61、84。錐形61、84將氣體70向朝向區(qū)域23的方向引導，特別是引導氣體而將冷卻介質(zhì)50從玻璃板2上排除。
[0037]在擋板采用像圖3A、圖3B—樣的閉合圓筒體8的情況下，其上部也可以閉合。即使在這種情況下，下部也像圖示一樣敞開著，另外確保下端83與玻璃板2之間有空隙。在上部閉合著的情況下，冷卻噴嘴5與圓筒體8可以緊密接觸。另外，在這種情況下，也可以在側(cè)壁80或是其他部位設置貫通孔81。貫通孔81用于向外部排出飛沫或者霧沫?；蛘咭部梢耘c貫通孔81相連接地設置吸引裝置。無論哪種，都能夠有效地防止飛沫或者霧沫的流動52向區(qū)域22泄漏。
[0038]激光振蕩器4、冷卻噴嘴5、擋板6以及氣體噴嘴7的位置以及傾斜度也可以不固定，另外也可以設置像千分尺一樣的適當?shù)恼{(diào)整單元來調(diào)整這些部件。
[0039]為了回收使用后的冷卻介質(zhì)，也可以設置適當?shù)幕厥栈芈?，以將冷卻介質(zhì)再利用。
[0040]根據(jù)上述的裝置1、1A、1B或者1C，玻璃板2的切斷步驟按照以下進行。在待切割的玻璃板2上，在切斷預定線20的一端或者線上任一點上，施以像上述一樣的刻痕21。在裝置1、1A、1B或者IC中，一邊將玻璃板2固定在工作臺3上并以已控制的速度沿箭頭標記A的方向運送，一邊向玻璃板2上的區(qū)域22照射激光40、向區(qū)域23噴射冷卻介質(zhì)50。此時，與激光40的照射或是冷卻介質(zhì)50的噴射同時地，向擋板6下的縫隙噴射氣體70。于是，沿玻璃板2上的切斷預定線20產(chǎn)生加熱與冷卻，以對玻璃板2施以熱沖擊，主要產(chǎn)生拉伸應力。通過僅利用該拉伸應力，或者利用沿切斷預定線20彎曲等方法施加輔助的適當?shù)膽?，使龜裂沿切斷預定線20進展，玻璃板2沿切斷預定線20被切開。
[0041]根據(jù)上述實施方式，通過擋板和氣體的作用，冷卻介質(zhì)的飛沫或者霧沫不會侵入激光通過或者照射的區(qū)域。因此，不存在激光被冷卻介質(zhì)吸收的情況。沒有必要為了補償激光的損失而調(diào)整激光振蕩器的輸出功率，減輕工程管理的麻煩，另外，沒有必要選擇更大輸出功率的激光振蕩器。
[0042]雖然通過適當?shù)膶嵤┓绞綄Ρ景l(fā)明進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式。以上述公開內(nèi)容為基礎，具有該【技術(shù)領域】的普通技術(shù)的技術(shù)人員，能夠通過實施方式的修正或者變形來實施本發(fā)明。
[0043]生產(chǎn)上的可利用性
[0044]提供一種切斷脆性構(gòu)件的裝置，其降低了激光的損失。
[0045]符號說明
[0046]1、1A、IB—切斷裝置，2—玻璃板，3—工作臺，4一激光振蕩器，5—冷卻噴嘴，6、6t—擋板，6c —空洞，7—氣體噴嘴，8—圓筒體，22—區(qū)域(第一區(qū)域)，23—區(qū)域(第二區(qū)域)，41一區(qū)域(第一空間)，51—區(qū)域，61、84—錐形。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，其切斷脆性構(gòu)件，該裝置的特征在于，具備: 構(gòu)成為使激光通過第一空間照射上述構(gòu)件上的第一區(qū)域的激光振蕩器； 構(gòu)成為向與上述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)的冷卻噴嘴； 擋板，其配置為相對于上述構(gòu)件具有空隙且設置成不包圍上述第一空間的狀態(tài)，以使來自上述第二區(qū)域的飛沫以及霧沫的流動從上述第一空間偏離的方式定向；以及構(gòu)成為向上述空隙噴射氣體的氣體噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 上述擋板具備朝向上述空隙的錐形端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 上述擋板為從由平板、非閉合曲面板以及具有能包圍上述冷卻噴嘴的尺寸的圓筒板所組成的組中選擇一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 上述氣體噴嘴以從由下述配置組成的組中選擇的任一種配置方式設置:沿從上述第一區(qū)域朝向上述第二區(qū)域的方向?qū)ι鲜鰵怏w進行定向的配置；以及與沿相對于從上述第一區(qū)域朝向上述第二區(qū)域的方向具有大于O度且小于90度的角度的方向?qū)ι鲜鰵怏w進行定向的配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 上述氣體噴嘴內(nèi)置于上述擋板中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于， 上述冷卻噴嘴配置為，從任一方向噴射上述冷卻介質(zhì)，該任一方向是從由與上述構(gòu)件表面正交的方向和相對于上述構(gòu)件表面向上述第一區(qū)域傾斜大于O度且小于90度的方向所組成的組中選擇的方向。
7.一種方法，其切斷脆性構(gòu)件，該方法的特征在于， 包括以下步驟: 用激光振蕩器使激光通過第一空間照射上述構(gòu)件上的第一區(qū)域； 用冷卻噴嘴對與上述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)； 將相對于上述構(gòu)件具有空隙且設置成不包圍上述第一空間的狀態(tài)的擋板以使來自上述第二區(qū)域的飛沫以及霧沫的流動從上述第一空間偏離的方式定向；以及用氣體噴嘴朝向上述空隙噴射氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 還包括在上述擋板上設置朝向上述空隙的錐形端的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 還包括在由平板、非閉合曲面板以及具有能包圍上述冷卻噴嘴的尺寸的圓筒板所組成的組中選擇一種作為上述擋板的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 還包括以從由下述配置組成的組中選擇的任一種配置方式設置上述氣體噴嘴的步驟:沿從上述第一區(qū)域朝向上述第二區(qū)域的方向?qū)ι鲜鰵怏w進行定向的配置；以及沿相對于從上述第一區(qū)域朝向上述第二區(qū)域的方向具有大于O度且小于90度的角度的方向?qū)ι鲜鰵怏w進行定向的配置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 還包括將上述氣體噴嘴內(nèi)置于上述擋板中的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于， 還包括將上述冷卻噴嘴配置為從任一方向噴射上述冷卻介質(zhì)的步驟，該任一方向是從由與上述構(gòu)件表面正交的方向和相對于上述構(gòu)件表面向上述第一區(qū)域傾斜大于O度且小于90度的方向所組成的組中選擇的方向。
13.一種脆性構(gòu)件，其特征在于， 能由權(quán)利要求7~12任一項所述的方法切斷。
【文檔編號】B23K26/14GK103619528SQ201280031417
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月28日
【發(fā)明者】山田淳一, 河口紀仁, 和田芳幸, 久住智勇, 長谷川敬晃, 中山雄一朗, 齋藤俊明 申請人:株式會社Ihi
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