• 検索結果がありません。

液 晶 デ ィ ス プ レイ表 示 (STN 方 式) 用 基 板 ガ ラ ス の YAG レー ザ に よ る割 断 *

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

シェア "液 晶 デ ィ ス プ レイ表 示 (STN 方 式) 用 基 板 ガ ラ ス の YAG レー ザ に よ る割 断 *"

Copied!
5
0
0

読み込み中.... (全文を見る)

全文

(1)論文. 液 晶 デ ィ ス プ レイ表 示 (STN YAG 黒. Precision. レー ザ に よ る割 断 *. 部. Breaking. 利. paper. Popular. mechanical. brings. lower. laser,. is. Present some. recently. of. on. glass. specimen. of. the. improves. cracks. size of. which. 1.. of. liquid. 緒. lens. breaking. the. optimum. the. quality. plate,. crystal. of. but. of. It. The experiments. breaking. quality. display. panel,. of. the. precise. found. that. lens. on the. shape. yields. less. glass. plate.. breaking,. that. been. in which temperature spot. related. of. rate. made at. 基 板 が 使 用 さ れ て い る.ガ. ラ ス基 板 に は 電 子 回 路 が 描 画 さ れ,. 種 々 の 処 理 が 施 さ れ た 後 所 定 の 寸 法 に 切 断 され,液 して 組 み 立 て られ る1).ガ. ラ ス 基 板 の 切 断 は,超. edge. to the. of. the. and non-. quality. 式 の 液 晶 基 板 ガ ラ ス をYAGレ. の 観 点 か ら は,高 こで は,切. of. breaking. main crack. breaking. of. closely. the. て 切 断 加 工 す る こ と を 試 み た もの で あ る.レ 映 像 機器 の 一つ で あ る液 晶デ ィスプ レイ には高 品質 の ガ ラス. size. rate. rate,. CO2. obtained.. breaking. notch. meandering. which using. crystal. is. the. breaking. 本 報 は,STN方. 言. not. effective. which. of. quality. an ambient. elevates show. YAG laser.. method. have. under. length. dependent breaking. high. of STN liquid. focus. of is. always. using. non-contact. in air is. focal. the. panel. however, panel. longer. not. with. performed ones.. it.. is. panel. shorter. it. for. wheel. the. display. are. usage. display. results,. the. notchted. with. condition the. of tests. the with. The. deteriorate. : YAG laser,. breaking Breaking. crystal. diamond. breaking. (SIN Type) by YAGLaser. Matsumoto. a liquid small. 宏 ***. Panel. The excellent. increases. the. 貴. Display. using. Precise. including. glass.. 本. breaking. panel. used.. specimens. the. for. quality. are. of. upon. Crystal. enthusiastically.. quality. The choice. Key words. panel.. surface. independent. branching. glass. the. on high. of. and also. specimen.. the. of. focus. size. the. plate. focus. different. different. breaking. of. conducted. experiments. laser. is. cutting. 松. Kurobe and Takahiro. some experiments. productivity. lenses. using. the. describes. 次**. of a Liquid Toshiji. This. 方 式) 用 基 板 ガ ラ ス の. ー ザ を用 い. ーザ 切断 の実用化. 品 位 に して 高 速 な 切 断 加 工 が 望 ま れ る が, こ. 断 加 工 の 高 品 位 化 に つ い て まず 検 討 を 行 っ た.. 晶 パ ネル と 2.. 硬 のロ ー ラ形. 実. 験. 方. 法. 回 転 チ ゼ ル を 用 い る か 薄 刃 ダ イ ヤ モ ン ド砥 石 を 用 い て 行 わ れ る. し か し,こ れ らの 機 械 的 加 工 法 は,工. 具 を 直 接 加 工 物 に押 し当. て て 加 工 す る た め 微 細 な 切 粉 の 発 生 や 飛 散 は 避 け られ ず,切. 断. 縁 に 微 視 き 裂 が 残 る こ と が 問 題 とな っ て い る.製. 品の 歩 ど ま り. 低 下 の 原 因 の 一 つ と も な って い る.こ. 械 式 切断 法 に. の た め,機. そ の 方 法 の 一 つ と して,レ. が よ く知 ら れ て い る が,そ. 実験 装 置. 割 断 試 験 に 使 用 した レー ザ 装 置 は,公 称 出 力100WのYAG レ ー ザ 加 工 機(LAZA‑A724型;東 芝 製)で あ る .本 装 置 の 発 振 モー ドは マ ル チ モ ー ドで あ る.水 ビ ー ム 径 約 φ6mmの. 代 わ る切 断 法 が 求 め ら れ て い る. ーザ ビー ム を用 いて非 接 触 で切 断. す る 加 工 法 が 検 討 さ れ て い る.炭. 2.1. 酸 ガ ス レーザ を用 いる切 断 法. れ は,基. 材 の 溶 融 ・蒸 発 が 切 断 の 基. 直 下 方 に 変 え て 試 料 に照 射 さ れ る. 本 実 験 で は,焦. 礎 と な って お り,熱. ひずみ の 残 留は 避 け られず 切断 品 位 は必ず. し も 良 くな い2).最. 近,YAGレ. 用 い た.収. 断)す. ーザ を用 いて 硬ぜ い 性材 料 を. る 加 工 法 が 研 究 さ れ て お り,液. 晶基 板 ガ ラス へ. の 適 用 が 検 討 さ れ て い る.YAGレ. ー ザ に よ る 方 法 は,熱. 誘 起 を利 用 し た 切 断 法 で あ っ て,炭. 酸 ガ ス レー ザ に よ る 方 法 と. は 原 理 は 全 く異 な る.切 て 比 較 的 良 い3)4).し. 応力. 断 品 位 も 炭 酸 ガ ス レー ザ の 場 合 に 比 べ. か し,レ ー ザ 切 断 の 実 用 化 に 当 た っ て は. 種 々 検 討 す べ き 課 題 も 多 い 心.. 点 距 離 の 異 な る 収 束 レ ン ズ を 種 々 用 い,切 断. 加 工 に 及 ぼ す 焦 点 距 離 の 影 響 に つ い て 検 討 を 行 っ た.収 ズ と して は,焦. 切 断(割. 平 方 向 に射 出 さ れ る 波 長 1.06 μm,. レ ー ザ 光 は 光 学 装 置 を 用 い て そ の 光 路 を鉛. 点 距 離 が30,40,50,80mmの4種. 束 レ ンズ を 収 納 して い る ホ ル ダ は,焦. を 調 べ ら れ る よ う に 上 下 方 向 に ±6mm移. 2.2. 試. 料. 割 断 試 験 に 供 した 試 料 は,STN方 ス で あ る.表1に. 実 験 に 際 し,超 硬 合 金 製 の 回 転 ロ ー ラ 形 チ ゼ ル を 用 い て, 厚. * *. 原稿受 付 正 会 員. 平 成 8 年 11 月 11 日 金 沢 大 学 工 学 部(金 沢 市 小 立 野 2‑40‑20). * * *. 学生 会員. 金沢大学 工学部. 幅 広 板 よ り試 験 片 を切 り出 し,そ の 後 ア セ トン 液中. 定 と し,試 験 片 の 長 手 方 向(レ. Vol.. 63,. No.. 7,. 1997. 断 試 験 は,板. ー ザ 掃 引 方 向)の. + 複 数 メ ー カか ら の 私 信 に よ る.. 精密 工 学会 誌. 式の液 晶表 示 用基板 ガラ. そ の 物 理 的 性 質 を 示 す.. に 試 験 片 を 浸 漬 し超 音 波 洗 浄 した.割. 1018. 点 外 しの 影響. 動 可 能 とな って い る.. しか し,本 実 験 は 主 と して ジ ャ ス トフ ォー カ ス の 状 態 で 行 った,. さ1.1mmの *. 束 レン. 類 の レ ンズ を. 幅 を20mm 一. 値 を 種 々 変え.

(2) 黒部.松 本:液 晶デ ィスプレイ表 示(STN方. Table. 1. Physical. properties. 式)用 基板が ラス のYAGレ. of STN glass panel. Fig. 2. Fig. 1. Specimen. ーザによ る割断. hold. setup. Notch. Tabel. 2. Effect. of. making. apparatus. Experimental. condition. in air. て行 った. 被割 断 試 験 片 は,図1に. 示 す ジ グ の 上 に 載 置 さ れ,空. 浮か され た 形 で 保 持 され る.試. 験 片 の 直 下 に は,レ. 反射 させ る ア ル ミ ナ 板 が 敷 か れ,反 するよ う に 配 慮 して い る.ア 34mmであ る.レ. 2.3. 射 レー ザ 光 の 影 響 を 少 な く. ル ミナ板 か ら試験 片 まで の高 さは. ー ザ は 試 験 片 中 央 部 に 照 射 し,往. の照 射 と した.き. 気中に. ーザ光 を乱. 路 の1回. のみ. 裂 は レー ザ 光 に 追 尾 す る 形 で 伝 播 す る.. ノ ッチ 導 入 装 置. 割断 試 験 は,平. 滑 試 験 片 と ノ ッ チ 付 き試 験 片 の2種. につ い て 行 った.こ. こで,平. 類 の試 料. 滑 試 験 片 と は 幅 広 板 よ り所 定 の 寸. 法に切 り出 した ま ま の 試 験 片 を い う.一 方,ノ とは試 験 片 長 手 方 向 の 試 験 片 端 部(レ. ッチ 付 き試 験 片. ー ザ 照 射 面 側)の. 片側に. ノッチ を 付 与 し た 試 験 片 を 指 す. ノ ッチ の 導 入 は 図2に. 示 す 装 置 を 用 い て 行 っ た.本. 試験 片 を 載 置 す る ス テ ー ジ,ス. 装 置 は,. テ ー ジ を 駆 動 す る 駆 動 部,ノ. チを付 与 す る 天 び ん 形 荷 重 負 荷 装 置 か ら 成 っ て い る.ス. ッ. Fig. 3. focal. length. of lens on. 上には ス ト ッパ が 設 け ら れ て お り,試 験 片 長 手 方 向 の ノ ッチ の. て い る.直. 長さが 同 一(1mm)に. り上 め 条 件 の 下 で は 割 断 は で き な い.図3か. な る よ う に 配 慮 さ れ て い る.負. える こ と に よ って,試. 荷荷 重 を変. 験 片 厚 さ 方 向 の ノ ッチ 深 さ を 制 御 す る.. ノ ッチ を 付 与 す る 超 硬 合 金 製 回 転 ロ ー ラ 形 チ ゼ ル に は,ダ ヤコ ンパ ク トホ イー ル チ ップ(三 いた.ホ. 星 ダ イヤ モ ン ド工 業 製)を. イ ー ル チ ップ の 直 径 は2.6mm,厚. 端の チ ップ ア ン グル は130。. で あ る.ノ. み は0.65mm,刃. breaking. テージ 線 右 下 の 条 件 下 で は 常 に 割 断 が 可 能 で あ り,そ. 大 き く な る に つ れ て,割. イ. す る こ と が わ か る.ま. 用. 径 が 小 さ い)方. の先. ッチ 付 与 に際 して, 図. ンズ の 焦 点 距 離 が 短 い(ス. ポ ット. が 割 断 能 率 は 高 く な る 様 子 が わ か る.こ. た,レ. れ は次. の 理 由 に よ る と 考 え ら れ る. ス ポ ッ ト径dは,d=2fθ(θ:ビ ワ ー 密 度Fは,. ー ム の 開 き角)で. れ,ま. た,パ. 験片端 部 が 欠 け な い よ う に 配 慮 し た.ノ. ー)で. 表 記 さ れ る5) .し た が って,こ. とした.. れよ. ーザ 出 力が. 断 可 能 な 最 大 送 り速 度 が 直 線 的 に増 加. 2に 示 す よ う に ダ ミー の 板 ガ ラ ス を 試 験 片 と接 して 配 置 し, 試 ッチ 付 与 速 度 は 1mm/s. ら,レ. F=4P/πd2. (P:レ. 表 さ. ーザ パ ワ. れ らの 関係 式 か ら焦点距. 離 の 短 い レ ンズ を 使 用 した 場 合 の 方 が パ ワ ー 密 度 も大 き くな り, 割 断 能 率 が 高 く な っ た も の と考 え られ る. 3.. 実験 結 果及 び 考察. ガ ラ ス パ ネ ル の 光(波 う に92%以. 3.1. 割 断 に 及 ぼ す レ ンズ 焦 点 距 離 の 影 響. レ ン ズ 焦 点 距 離 を 変 化 させ た 場 合,割 のよ う に 変 化 す る か 調 べ た.加. 工 条 件 を 表2に. 示 す.実. 験 は,. なる と 考 え ら れ る.加. 験 で は,レ. 30, 40,. 50, 80 mm. た の は,こ. と変 え て,レ. ー ザ 出 力 と 割 断 可 能 な 最 大 送 り速 度(テ. ーブ ル送. 関 係 を 求 め た. 示 す.図3は,割. 焦点の. 工 能 率 が 焦 点 距 離 の 短 い レ ンズ で 向 上 し. の こ と が 原 因 し て い る も の と思 わ れ る.. レ ン ズ の 焦 点 距 離 を 変 え た 場 合,割 す る か 調 べ た.多. 断 可能 な 臨 界条件 を示 し. 点 距 離 の短 い レ ン. レ ン ズ に 比 べ て 熱 応 力 が 大 き くな り,応 力 勾 配 も 急 峻 な も の に. て行 っ た.実. 実 験 結 果 を 図3に. 記すよ. の た め, 低. ズ で は ス ポ ッ ト径 が 小 さ くパ ワ ー 密 度 も大 き い た め,長. 特に断 ら な い 限 り試 験 片 端 部 に ノ ッチ を 付 与 しな い 試 料 に つ い. り速 度)の. 過 率 は,表1に. ー ザ の 吸 収 率 が 低 い.こ. い パ ワ ー 密 度 で は 熱 膨 張 は 起 こ り に く い.焦. 断 能率 や割 断 品位 が ど. ン ズ の 焦 点 距 離fを. 長1.06μm)透. 上 と 大 き く,レ. く の 観 察 か ら,割. 図 で 表 さ れ る と考 え られ る.割. 精 密 工学 会 誌. 断 様 態が どの よ うに変化. 断 の 様 態 は 図4に. 断 品 位 は,図. Vo1.. 63,. No.. 中 の WL,. 7,. 1997. 示す 模 式 WD,. 1019.

(3) 黒部 ・松 本:液 晶デ ィスプ レイ表示(STN方. (a) Fig. 4. 式)用 基板が ラスのYAGレ. Surface. ー ザによる割 断. (b) Cross section. Schematic. view. of crack. growth. mode. Table 3 Measurement results of breaking mode (60W, Maximum feed rate). Fig. 5 Relationship. Raの. 諸 量 で 主 と し て 表 され る.こ. と主 き裂(割. こ で,WLは. 断 に 至 ら し め る き 裂)の. こ で,ず. breaking. propability. and table feed rate. レーザ 掃 引線. ず れ 量 を,WDは. 貫通 し. た 主 き裂 線 と レー ザ 掃 引 線 と の ず れ 量 を 表 し て い る.Raは 断 面 の 表 面 粗 さ を表 す.こ. between. 割. れ 量 を以 後 う ね り幅 と呼 ぶ. こ と にす る. 表3に,割. 断 面 の 断 面 性 状 の 測 定 結 果 を 示 す.割. 断 試 験 は,. レー ザ 出 力60W,各. レ ン ズ の テ ー ブ ル 送 り速 度 を 最 大 に し て 行. った.表3か. ン ズ の 焦 点 距 離 が 長 く な る と,割. Raの. ら,レ. 値 が 大 き く な る こ とが わ か る.一. 断面 粗 さ. 方,WL,WDの. 値 は幾. (a). 分 ば らつ くが ほ ぼ 一 定 の 値 で あ る こ とが わ か る. Raの. 値 が,レ. Fig. 6. Surface Schematic. (b) Cross section view. of the. crack. growth. mode. ンズ の 焦 点 距 離 が 長 くな る に つ れ て 大 き くな. る の は 次 の 理 由 に よ る も の と 思 わ れ る.先. に 記 し た よ う に,. レ. ンズ の 焦 点 距 離 が 長 く な る と ス ポ ッ ト径 も大 き く な り,熱 応 力 場 の 広 が り も 大 き くな る.し 配 も緩 や か で あ る.こ. か し,熱 応 力 の 値 は 小 さ く応 力 勾. の た め,レ. ーザ 掃 引後 の 冷却 の 収縮 過程. で 生 じる 引 張 り応 力 の 分 布 状 態 も 広 が っ た も の と な る.ま レ ー ザ の 照 射 は 表 面 の み で あ る の で,熱 で 異 な っ た も の に な る.割. た,. 勾配 も試料 の厚 さ方 向. 断 面 の 創 成 プ ロ セ ス に こ れ らの 応 力. 状 態 が 密 接 に 関 係 し て,Raの 値 が 変 化 した も の と考 え られ る. 一方 ,WL,WDの 値 が レ ンズ の 焦 点 距 離 に よ っ て あ ま り 変 わ ら な い の は,次. の 理 由 に よ る も の と思 わ れ る.き. 裂 は,き. 裂に. 先 行 して 走 行 す る レ ー ザ 照 射 熱 源 が 作 る 応 力 場 の 大 き さ に規 定 され て 伝 播 す る.し. か し,ガ. ラ ス はYAGレ. さ く,見 か け 上 応 力 の 変 動(ゆ この た め,WL,WDの. ら ぎ)が. ーザ の 吸収 能が 小. 値 が ほ ぼ 一 定 に な っ た も の と推 察 れ る.. 以 上 の 実 験 か ら,焦. 点 距 離 の 短 い レ ンズ を 使 用 し た 方 が, 割. 断 能 率 ・割 断 品 位 と も に 良 くな る こ とが わ か る.こ 後 の 実 験 に お い て はf=30mmの. の た め, 以. レ ン ズ を 使 用 して 実 験 を 行 う こ. と に し た. 3.2. 送 り速度 の影 響. レ ー ザ 出 力 を60W一. 定 に し て 送 り速 度 を0〜5mm/sと. 割 断 確 率 の 変 動 と割 断 品 位 に つ い て 調 べ た.実 り速 度 ご と に10枚 の 試 験 片 を 供 した.実. 変 化 さ せ,. 験 に 際 し,各 送. 験 後,割. 断 した 試 験 片. 数 を 数 え 割 断 確 率 を 求 め た. 実 験 結 果 を 図5に. 示 す.図5か. ら,割 断 確 率 曲 線 は ほ ぼ 左 右. 値 は テ ー ブ ル 送 り速 度 が2.5〜3mm/sの. 断 確率 の 最大. 間 に 存 在 す る.こ. ー ブ ル 送 り速 度 を 最 適 に選 べ ば,割. の こと. 断 は確 実 に行 え る. こ と が わ か る. 割 断 確 率 が 二 次 曲 線 を 描 くの は 次 の 理 由 に よ る も の と 思 わ れ. 1020. 精 密 工 学 会 誌 Vol. 63,. る.テ. ー ブ ル 送 り速 度 を ピ ー ク の 位 置 の 速 度 よ り も 大 き な速 度. にす る と,レ. ー ザ 掃 引 速 度 が 速 く な り過 ぎ る た め 表 面 で の熱 の. 蓄 積 が 十 分 伴 わ な く な り,割. 断 に 要 す る 熱 応 力 の 値 が 小 さ くな. る.こ. の た め,割. 断 能 率 が 次 第 に 小 さ く な っ た も の と考 え られ. る.一. 方,ピ. ー ク値 よ り 小 さ い 速 度 域 で は 入 熱 量 が 逆 に大 きく. な り 過 ぎ,ガ. ラ ス が 軟 化 ・溶 融 し,き 裂 の 発 生 が 難 し くな る こ. と が 原 因 し て い る と 思 わ れ る.実. 際,ガ. ラ ス は 軟 化 温 度 が 720. ℃ と 低 く高 温 度 域 で 軟 化 ・溶 融 が 比 較 的 起 こ りや す い と考 え ら れ る.. 対 称 な 上 に 凸 の 二 次 曲 線 を な す こ とが わ か る.割. か ら,テ. Fig. 7 Relationship between thermal damaged layer and table feed rate. 小 さ い と 考 え ら れ る.. No.. 7,. 1997. 図6に,レ. ー ザ 出 力60Wと. し,テ ー ブ ル 送 り速 度 を1mm/s. して 割 断 し た 試 験 片 の 光 学 顕 微 鏡 写 真 の 模 式 図 を 示 す.図6 ら,テ. ー ブ ル 送 り速 度 が1mm/sと. す ず み 部 分)が. 痕 と呼 ば れ る.ま. ブ き 裂(主. た,サ. 激 し く派 生 し,主. か. 極 め て 遅 い 場 合 に は,レ ーザ. 照 射 面 に は 熱 影 響 層(う. き裂)も. と. 残 る.こ. れ は トレース. き 裂 か ら枝 分 か れ して いる. き 裂 が 大 き く う ね る.割. 断 面 は非 常.

(4) 黒 部 ・松本:液 晶デ ィスプレイ表 示(STN方. Fig. 8. Effect. に荒れ た 面 と な る.ま. of. specimen. た,表. size. on. breaking. Fig. 9. 面 直 下 に は 熱 損 傷 域 が 残 る.し. しなが ら,テ. ー ブ ル 送 り速 度 を 約2mm/sと. 幅(図7)は. 全 く 見 ら れ な く な る.し. 式)用 基 板がラ スのYAGレ. ーザ による割断. Effect of notch on breaking. Table 4 Measurement results of breaking mode (60W, Maximum feed rate). か. 速 くす る と熱 影 響 層. か し,こ の 速 度 域 で は ま. だサブ き裂 は 幾 分 残 る. テー ブ ル 送 り速 度 を 約2.5mm/sと. さ ら に 速 くす る と,サ ブ き. 裂や深 さ方 向 に 形 成 さ れ る 熱 影 響 層 も全 く 見 ら れ な くな る. た,割 断 面 粗 さや 割 断 方 向 う ね り,深 は,テ ー ブ ル 送 り速 度 を 約3mm/s以 収束す る.例. え ば,深. 上 にす る とほ ぼ最 小 の値 に. さ 方 向 う ね り に 関 して は10μm程. にな る.テ ー ブ ル 送 り速 度 が3mm/s以 様態は,前. 節 の 図4に. ま. さ方 向 うね りに関す る値. 度 の値. 上 と速 い場 合 の割 断面 の. いる率.し. 発 生 を阻 止す る こ とはで きない といわ れて. か し,YAGレ. ー ザ に よ る 割 断 の 場 合 に は,割. 断条. 件を適 切 に 選 べ ば サ ブ き 裂 の 発 生 を 抑 止 す る こ と が で き,こ. の. これ ま で の 実 験 は,20mm×20mmの. 大 き さの試 験 片 につ い て行. 用 上 の 観 点 か らは 長 寸 法 の 試 験 片 に つ. いて検 討 を 行 う必 要 が あ る.こ として 長 手 方 向(レ. こで は,試. ー ザ 掃 引 方 向)の. 験 片 の 幅 を20mm一 定. 寸 法 を20,50,100mm. と. 実験 結 果 を 図8に. 示 す.図8は. 割 断 可 能 な 臨 界 条 件 を 示 す.. 断 能 率 は 割 断 寸 法 に ほ と ん ど 依 存 しな い こ とが わ. かる.こ れ は,レ. れ ま で,レ. ーザ 割 断が どの よ うな機 構 によ って営 まれ る. のか を知 る こ と に よ って 理 解 し得 る と 思 わ れ る.い. ー ザ 光の 強 度. 制 御 し て 初 期 き 裂 を 発 生 させ て い た が,. り ス ム ー ズ に 初 期 き 裂 を 発 生 さ せ る た め に は,試. 片 左 端 部 か ら 約1mmの. ま,レ. ーザ. の 後,そ. 伝播 し他 端 に 至 る.割. の き 裂 が レー ザ ビ ー ム に 追 従 す る 形 で. 断 は,こ. の 初 期 き裂 の 発 生 と 伝 播 よ って. こ こで,レ. ー ザ 光 に 数mmの 一 定 距 離 を 隔 て て 追 従 ・伝 播 す る. き裂 にっ い て 考 え る.そ. れ が 伝 播 す る 駆 動 力 は,レ. 収に よ って 生 じ る 誘 起 熱 応 力 で あ る.走. ーザ 光 の吸. 行 す る レー ザ 光 は 動 的. 与 す る 荷 重 は5,10,20,30Nの4通. り に変 え た.レ. ー ザ は,. 荷 重 で ノ ッチ を 入 れ た ノ ッチ 付 き 試 験 片 と ノ ッチ を 入. 臨 界 条 件 を 示 す.図9か. ら,ノ. 示 す.図9は. 割断可能な. ッ チ を 付 与 す る と ノ ッチ を 付 与. し な い 場 合 に 比 べ て 割 断 能 率 が 上 が る こ と が わ か る.こ は,初. 期 き 裂 を レー ザ 照 射 の み で 発 生 せ る よ り も,ノ. か し,レ ー ザ 出 力 が 高 くな る と ノ ッチ の 効 果 が 次 第 に 小. さ く な っ て い く.こ. れ は 次 の 理 由 に よ る も の と考 え られ る.. 初 期 き裂 の 発 生 と そ の 後 の 伝 播 の 様 態 は,力 大 係 数Kの 合,Kの. 値 に よ っ て 決 ま る6).モ. ー ド1(開. 学 的 に は応 力拡 口 型 き裂)の. (1) で 表 さ れ る.こ. こ で,aは. き裂 長 さ,σ. は熱 応力 の 大 き さであ. る. よ っ て 規 定 され る が,. 式(1)か ら そ れ は レ ー ザ 照 射 に よ っ て 生 じる 熱 応 力 の 大 き さ と, 試 験 片 表 面 に 先 在 す る き 裂 の 大 き さの か ね 合 い に よ って 決 ま る. 図9に. 見 られ る よ う に,レ. ー ザ 出 力 が 高 く な る に つ れ て ノ ッチ. き さ(レ. 裂 の 伝 播 は レー ザ 光 を 中 心 と す る. 数mmの応 力 域 の 状 態 に よ っ て 規 定 され,試 を受 け な い と考 え ら れ る.こ. 料 の大 き さには 影響. の こ とが 原 因 して 割 断 能 率 が 割 断. 寸法 に ほ と ん ど 依 存 し な か っ た も の と 推 察 さ れ る. 3.4. ー ザ パ ワ ー)が. き 裂 長 さ のK値. 増 す と,Kの. ら熱応 力 の大. 値 が大 き くな り見か け上. に寄 与す る効果 が 減 少す る よ うに 見え るた め と. 思 わ れ る. 表4に,ノ. ッチ を 付 与 した 場 合 と しな い 場 合 の 試 料 の 割 断 様. 態 の 測 定 結 果 を 示 す.表4か. ら,ノ. ッチ を 付 与 す る と割 断 面 粗. ノ ッチ 付 与 試 験 片 の 割 断 特 性. 先 に も 記 し た よ う に,レ. ー ザ 照 射 に よ る ガ ラ ス の 割 断 は, 初. 場. 値 は,. の 効 果 が 次 第 に 小 さ く な っ て い く の は,式(1)か. な わ ち,き. のこと ッチ を 付. 与 し て 発 生 さ せ た 場 合 の 方 が よ り有 効 で あ る こ と を 物 語 っ て い. であ る.こ. と考 え られ る.す. ノ. ッ チ 上 を 通 る よ う に 制 御 し ジ ャス トフ ォ ー カ ス で 照 射 した.. な移動 熱 源 で あ り,レ ー ザ 光 が 作 り出 す 誘 起 熱 応 力 域 も 移 動 形 のた め照 射点 を中心 とす る応 力域 の広 が りも小 さい. 験. 距 離 に わ た る 範 囲 に 入 れ た 。 ノ ッチ を 付. き 裂 が 発 生 ・進 展 す る 条 件 は 式(1)に. 営まれ る.. こ で,. ッチ は,試. 光を試 験 片 長 手 方 向 に 掃 引 す る と,試 験 片 端 部 に まず 初 期 き 裂 が発生 す る.そ. よ. 験 片 に ノ ッチ. ノ ッチ 付 き試 験 片 に つ い て 割 断 実 験 を 行 った.ノ. る.し. 変化 させ て 割 断 実 験 を 行 っ た.. 図8か ら,割. (レ ー ザ パ ワ ー)を. か し,レ ー ザ 割 断. 期 き裂 を精 密 かつ 確 実 に. れ な い 平 滑 試 験 片 の 測 定 結 果 を 図9に. 試 験片 寸 法 の影響. った.し か しな が ら,実. 試 験 片 に 発 生 させ る 必 要 が あ る.こ. 20Nの. 点で機 械 式 割 断 法 の 場 合 よ り も 優 れ て い る と い え る. 3.3. を 安 定 的 か つ 正 確 に 行 う た め に は,初. を 付 与 す る の も効 果 が あ る の で は な い か と 期 待 さ れ る.そ. 示 す 模 式 図 の よ う に な る.. 現用 の 回 転 ロ ー ラ 形 チ ゼ ル に よ る ガ ラ ス の 割 断 の 場 合 に は, サブ き裂(図6)の. 期 き 裂 の 発 生 とそ の 伝 播 に よ っ て 起 こ る.し. * 複 数 メ ー カ か ら の 私 信 に よ る.. 精 密 工学 会 誌. Vol.. 63,. No.. 7,. 1997. 1021.

(5) 黒 部 ・松本:液 晶デ ィスプ レイ表示(STN方. 式)用 基板 がラス のYAGレ. ーザ による割断. 4.. 液 晶 表 示(STN方. 結. 式)用. 論. 基 板 ガ ラ ス をYAGレ. て 精 密 割 断 す る 実 験 的 検 討 を 行 っ た.そ. ーザ を用い. の 結 果,次. の よ う な結. 論 が 得 ら れ た. (1). レ ン ズ の 焦 点 距 離 が 短 く な る と,割. 断 能 率 ・割 断 品 位 と. も に 向 上 す る. (2) 割 断 確 率 曲 線 は 上 に 凸 の 二 次 曲 線 を 描 く.割 断 に は 最 適 な テ ー ブ ル 送 り速 度 が 存 在 す る. (3) 割 断 能 率 は 割 断 寸 法 に依 存 し な い 。 しか し,割 断 寸 法 が 大 き く な る と割 断 品 位 は 若 干 低 下 す る. (4) 試 験 片 に ノ ッチ を 付 与 す る と割 断 能 率 ・割 断 品 位 が 向上 Fig. 10 Effect. of applied. す る.ノ. load. ッチ 負 荷 荷 重 が 大 き い と 割 断 能 率 が 向 上 す る,. 参 さRaの. 値 は 小 さ くな り,ま. うね りWDの. た,割. 断 方 向 う ね りWL,深. 値 と も 小 さ く な る こ と が わ か る.こ. 裂 が ス ム ー ズ に 創 成 さ れ る た め,初 り も 小 さ な 値 と な り,そ. れ は,初. れ か ら,ノ が わ か る.こ. 1). 岡 野 光 治,小. 林 駿 介:液. 2). 藤 森 康 朝:レ. ー ザ プ ロ セ シ ン グ,日. の 後 の き 裂 の 進 展 も滑 ら か に 行 わ れ た 3). 黒 部 利 次,川. 4). ッ チ の 長 さ が 一 定 で あ って も,負 荷 荷 重. 黒 部 利 次,永. 難波. に 生 成 さ れ る た め と 思 わ れ る.. 6). 田 中 紘 一:破. Vol.. 63,. No.. 7,. 1997. 進:レ. 料,. 風 館,. (1990). 52.. 経 産 業 図 書,. 尾 利 幸:YAGレ 42,. 479,. 井 久 司,川. ス の 曲 線 割 断,材 5). 精 密工 学 会誌. 向 徳 康,高. ス の 精 密 割 断,材. こ. ッチ 負 荷 荷 重 が 増 え る に つ れ て 割 断 能 率 が 増 す こ と. 晶,培. (1990). 230.. が 増 え る につ れ て ノ ッチ の 深 さ も 大 き くな り,初 期 き 裂 が 容 易. 1022. 献. 期 き. ッチ 付 与 荷 重 を 変 え た 場 合 の 測 定 結 果 を 示 す.. れ は,ノ. 文. 期 き 裂 割 断 面 の 粗 さや う ね. た め で は な い か と考 え ら れ る. 図10に,ノ. 考. さ方 向. 料,. ー ザ に よ る ガラ. (1993). 1004.. 向 徳 康:YAGレ 43,. ー ザ と 加 工,共 壊 と 材 料,裳. 492,. (1994). 立 出 版, 華 房,. ー ザ に よ る ガラ 1147. (1983). (1991). 81.. 14..

(6)

参照

関連したドキュメント

単品系 二 品系 小児用 ス ト ー マ 装具併用品 ス ト ー マ 用洗腸用具

Bu: Fabrication of Polymeric Microlens of Hemi‑ spherical Shape Using Micromolding, Optical Engineering, 41, 9 2002 2267.. Washbum etal.:Int.CriticalTables of Numerical Date,

Three kinds of wheel have under the conditions ranging from conventional grinding speed to 12000.. made in which

Lane and Bands Table と同様に、Volume Table と Lane Statistics Table も Excel 形式や CSV

Table 1 Results measured by current analytical methods for retention time (RT) and number of theoretical plates (NTP) of theobromine, caffeine, and internal standard..

Table 1 shows an input to output logic table according to the dead time control modes and an enable or the disable operation mode.

[r]

[r]