(57)【要約】      （修正有）【課題】カッタホルダ取付ユニットにおいて、スクライビングホイールの高い交換作業性を維持しつつ、スクライブ形成の精度を高く維持する。【解決手段】カッタホルダ取付ユニット１は、脆性材料基板にスクライブラインを形成するスクライブ装置に用いられるものであり、カッタホルダ２と、ホルダジョイント３と、付勢機構２１とを有している。カッタホルダ２は、カッタ機構４と、磁性体からなりカッタ機構を保持するホルダ本体５とを有する。ホルダジョイント３は、カッタホルダ２を固定するために軸方向に延びる複数の爪１５ａ〜１５ｃを有するチャック１４と、チャック１４の内側に配置された磁石１６とを有する。付勢機構２１は、複数の爪１５ａ〜１５ｃを互いに接近するように付勢することで、複数の爪１５ａ〜１５ｃによってホルダ本体５を挟み付ける。【選択図】図３
2020157605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性材料基板にスクライブラインを形成するスクライブ装置に用いられるカッタホルダ取付ユニットであって、
カッタ機構と、磁性体からなり前記カッタ機構を保持するホルダ本体とを有するカッタホルダと、
前記カッタホルダを固定するために軸方向に延びる複数の爪を有するチャックと、前記チャックの内側に配置された磁石とを有するホルダジョイントと、
前記複数の爪を互いに接近するように付勢することで前記複数の爪によって前記ホルダ本体を挟み付ける付勢機構と、
を備えたカッタホルダ取付ユニット。
【請求項２】
前記付勢機構は、弾性的に付勢力を発生する付勢力発生部材を有している、請求項１に記載のカッタホルダ取付ユニット。
【請求項３】
前記付勢機構は、前記複数の爪のそれぞれの外周側に配置された押圧部材と、前記押圧部材に当接する当接部材とをさらに有し、
前記押圧部材は球であり、
前記当接部材は、前記付勢力発生部材からの荷重を軸方向に受ける受け面と、前記球に接触し軸方向の荷重の一部を前記爪側への荷重に変換する傾斜面とを有する、請求項２に記載のカッタホルダ取付ユニット。
【請求項４】
前記ホルダ本体は、当接面を外周側に有し、
前記チャックの内側に固定され、前記当接面に当接することで前記ホルダ本体を前記チャックに回り止めする回り止め部材をさらに備えている、請求項１〜３のいずれかに記載のカッタホルダ取付ユニット。
【請求項５】
前記チャックは、２本の高剛性爪と、１本の低剛性爪とを有し、
前記回り止め部材は、前記２本の高剛性爪に固定されている、請求項４に記載のカッタホルダ取付ユニット。
【請求項６】
カッタ機構と、磁性体からなり前記カッタ機構を保持するホルダ本体とを有するカッタホルダと、
前記カッタホルダを固定するために軸方向に延びる複数の爪を有するチャックと、前記チャックの内側に配置された磁石とを有するホルダジョイントと、
前記複数の爪を互いに接近するように付勢することで前記複数の爪によって前記ホルダ本体を挟み付ける付勢機構と、を備えたカッタホルダ取付ユニットを用いたスクライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッタホルダ取付ユニット及びスクライブ装置、特に、カッタホルダと、ホルダジョイントを有するカッタホルダ取付ユニット及びそれを用いたスクライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板等の脆性材料基板の分断には、通常スクライビングホイールが用いられている。具体的には、このスクライビングホイールをガラス基板上に圧接転動させて基板表面にスクライブラインを形成し、これによって基板表面から垂直方向にクラックを生じさせ（スクライブ工程）、次いで基板に応力を加えてその垂直クラックを基板の裏面まで成長させて（ブレイク工程）、脆性材料基板の分断が行われている。
基板表面にスクライブラインを形成すると、次第にスクライビングホイールの刃先が摩耗する。刃先が摩耗すると、スクライビングホイールの交換が必要になる。しかしながら、スクライビングホイールは外径が１．０〜５．０ｍｍ程度と小型なものであるため、スクライビングホイールの交換作業性が非常に悪い。
そこで、スクライビングホイールの交換作業性を改善したホイールユニットとして、チップホルダが知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１３５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
チップホルダは、ホルダ本体とスクライビングホイールとピンとを有している。より具体的には、チップホルダは、ホルダ本体の溝において、スクライビングホイールをピンで回転自在に保持している。
一方、チップホルダは、マグネットが埋設されたホルダジョイントに対して簡単に着脱できる。したがって、スクライビングホイールの交換作業性が非常に良い。
しかし、チップホルダは、直線のみではなく、曲線等の異形分断にも用いられる。その場合は、分断時に生じる横方向の負荷によって、ホルダ本体とホルダジョイントの接触部分に摩耗や破損が生じてしまい、そのためスクライブ形成の精度が低下する問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、カッタホルダ取付ユニットにおいて、スクライビングホイールの交換作業性に加えて、スクライブ形成の精度も高く維持することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
【０００７】
本発明の一見地に係るカッタホルダ取付ユニットは、脆性材料基板にスクライブラインを形成するスクライブ装置に用いられるものであり、カッタホルダと、ホルダジョイントと、付勢機構とを有している。
カッタホルダは、カッタ機構と、磁性体からなりカッタ機構を保持するホルダ本体とを有する。
ホルダジョイントは、カッタホルダを固定するために軸方向に延びる複数の爪を有するチャックと、チャックの内側に配置された磁石とを有する。
付勢機構は、複数の爪を互いに接近するように付勢することで、複数の爪によってホルダ本体を挟み付ける。
このユニットでは、カッタホルダをホルダジョイント内に差し込むと、磁石の力によってカッタホルダがホルダジョイント内に保持される。
また、複数の爪が付勢機構によってホルダ本体を挟み付けているので、例えばカッタ機構が曲線形状のスクライブラインを形成してカッタ機構の進行方向に対して横向きの力がホルダ本体に加わった場合でも、ホルダ本体がホルダジョイントに確実に接触した状態を維持できる。したがって、曲線のスクライブ加工中にカッタ機構が横向きにずれたり、位置が移動したりすることがなくなり、きれいなスクライブラインを精度よく形成できる。
【０００８】
付勢機構は、弾性的に付勢力を発生する付勢力発生部材を有していてもよい。
このユニットでは、簡単な構造で、複数の爪がホルダ本体を挟み付けることができる。
【０００９】
付勢機構は、複数の爪のそれぞれの外周側に配置された押圧部材と、押圧部材に当接する当接部材とをさらに有していてもよい。
押圧部材は球であってもよい。
当接部材は、付勢力発生部材からの荷重を軸方向に受ける受け面と、球に接触し軸方向の荷重の一部を爪側への荷重に変換する傾斜面とを有していてもよい。
このユニットでは、付勢部材、当接部材及び押圧部材によって、簡単な構造で、複数の爪がホルダ本体を挟み付けることができる。
【００１０】
ホルダ本体は、当接面を外周側に有していてもよい。
カッタホルダ取付ユニットは、チャックの内側に固定され、当接面に当接することでホルダ本体をチャックに回り止めする回り止め部材をさらに備えていてもよい。
このユニットでは、カッタホルダをホルダジョイント内に差し込むと、ホルダ本体の当接面が回り止め部材に当接して、装着完了する。
【００１１】
チャックは、２本の高剛性爪と、１本の低剛性爪とを有していてもよい。
回り止め部材は、２本の高剛性爪に固定されていてもよい。
このユニットでは、回り止め部材が２本の高剛性爪に固定されているので、爪が破損したりしにくい。
【００１２】
本発明の他の見地に係るスクライブ装置は、カッタホルダ取付ユニットを用いる。カッタホルダ取付ユニットは、カッタホルダと、ホルダジョイントと、付勢機構とを備えている。
カッタホルダは、カッタ機構と、磁性体からなりカッタ機構を保持するホルダ本体とを有する。
ホルダジョイントは、カッタホルダを固定するために軸方向に延びる複数の爪を有するチャックと、チャックの内側に配置された磁石とを有する。
付勢機構は、複数の爪を互いに接近するように付勢することで複数の爪によってホルダ本体を挟み付ける。
このスクライブ装置では、上記カッタホルダ取付ユニットと同じ効果が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るカッタホルダ取付ユニット及びスクライブ装置では、カッタ機構の高い交換作業性を維持しつつ、スクライブ形成の精度を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】スクライブ装置の概略斜視図。
【図２】カッタホルダ取付ユニットの正面図。
【図３】カッタホルダ取付ユニットの断面図。
【図４】カッタホルダ取付ユニットの分解斜視図。
【図５】カッタホルダ取付ユニットの分解斜視図。
【図６】カッタホルダの斜視図。
【図７】カッタホルダ取付ユニットの正面図。
【図８】カッタホルダ取付ユニットの部分斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．第１実施形態
（１）スクライブ装置
図１を用いて、スクライブ装置１０１を説明する。図１は、スクライブ装置の概略斜視図である。スクライブ装置１０１は、脆性材料基板Ｗ（以下、「基板Ｗ」という。）をスクライブ加工する装置である。基板Ｗは、例えば、ガラス基板、セラミック基板、サファイア基板、シリコン基板等である。
スクライブ装置１０１は、基板Ｗを載置するテーブル１０２を備えている。テーブル１０２は移動台１０３に載っており、移動台１０３は水平なレール１０５ａ、１０５ｂに沿って移動できるようになっており、モータ１０６によって回転するボールネジ１０７により駆動される。
【００１６】
なお、以下の説明では、レール１０５ａ、１０５ｂの延びる水平方向をＹ方向として、それに直交する水平方向をＸ方向という。
テーブル１０２は、基板Ｗを定位置で保持できるように保持手段（図示せず）を備えている。保持手段は、例えば、テーブル１０２に開口させた多数の小さな吸着孔（図示せず）からのエア吸引である。
【００１７】
スクライブ装置１０１には、移動台１０３とテーブル１０２を跨ぐように、Ｘ方向に沿ってブリッジ１１１が、支柱１１２ａ、１１２ｂによって架設されている。
ブリッジ１１１には、ガイド１１３が取り付けられており、スクライブヘッド１１４がガイド１１３に沿ってＸ方向に沿って移動可能に設置されている。そして、スクライブヘッド１１４には、カッタホルダ取付ユニット１（後述）が取り付けられている。
上記のようにしてスクライブ装置１０１のスクライブヘッド１１４に取り付けたカッタホルダ取付ユニット１のカッタホイール６（後述）を、テーブル１０２上に載置した基板Ｗの表面に降下させ、基板Ｗの表面に押し付けながら相対的に直線移動させることにより、基板Ｗの表面に分断用のスクライブラインを加工する。
【００１８】
（２）カッタホルダ取付ユニット
図２〜図８を用いて、カッタホルダ取付ユニット１を説明する。
カッタホルダ取付ユニット１（カッタホルダ取付ユニットの一例）は、脆性材料基板Ｗにスクライブラインを形成するスクライブ装置１０１に用いられるものであり、カッタホルダ２（カッタホルダの一例）と、ホルダジョイント３（ホルダジョイントの一例）とを有している。
カッタホルダ２は、カッタ機構４と、カッタ機構４を保持するホルダ本体５とを有する。カッタ機構４は、ホルダ本体５の下端部分にホルダ本体５の軸心に対して直交するホイール軸を介して回転自在に支持されたカッタホイール６を有している。
ホルダ本体５は、鉄等の磁性体からなり、略円柱状の胴部を有している。ホルダ本体５の上部には、ホルダジョイント３に取り付ける際の位置決め用の取付部７が設けられている。取付部７は、図３及び図６に示すように、ホルダ本体５の一部を切り欠いて形成された平面部７ａと傾斜面７ｂとを備えている。平面部７ａはホルダ本体５の軸心に対して平行である。傾斜面７ｂも平面である。
【００１９】
ホルダジョイント３は、図３に示すように、上部に上下方向に延びる旋回軸８を備え、この旋回軸８がスクライブ装置１０１のスクライブヘッド１１４に、上下一対の玉ベアリング１０、１１を介して回動可能に取り付けられている。
【００２０】
ホルダジョイント３は、チャック１４（チャックの一例）を有している。チャック１４は、ホルダジョイント３にカッタホルダ２を容易に着脱自在にするものである。チャック１４は、複数の締め付け片１５ａ〜１５ｃ（爪の一例）を有する。締め付け片１５ａ〜１５ｃは、カッタホルダ２を固定するために軸方向に延びる締め付け片１５ａ〜１５ｃによって、カッタホルダ２を受け入れる断面略円形の開口部が下方に向かって開口して形成されている。具体的には、締め付け片１５ａ〜１５ｃは、等角間隔で配置された、平面視で円弧状の部材である。締め付け片１５ａ〜１５ｃは、それぞれ１００〜１１０度程度の角度を有している。なお、締め付け片１５ａ〜１５ｃがカッタホルダ２を締め付けた状態で、カッタホルダ２の軸心が、チャック１４の中心に合わされる。
なお、締め付け片１５ａ〜１５ｃは、２本の高剛性の締め付け片１５ａ、１５ｂと、１本の低剛性の締め付け片１５ｃとを有している。具体的には、低剛性締め付け片１５ｃは他の２本に比べて半径方向の厚みが小さい。
【００２１】
チャック１４の内部には、チャック１４の軸心とは離れた箇所で該軸心と直交する方向に延びる位置決め用の平行ピン１６（回り止め部材の一例）が設けられている。これにより、カッタホルダ２がチャック１４に挿入された際に、平行ピン１６がカッタホルダ２のホルダ本体５の傾斜面７ｂに接触し、傾斜面７ｂ背面側の周面を締め付け片１５ｃの内面に押し付けて、カッタホルダ２の方向や姿勢が一定になるように位置決めする。また、このときに、図３に示すように、カッタホイール６の接地点が旋回軸８の軸心に対してカッタホイール６の走行方向後側にＬ１だけずれるように位置決めされる。このずれは、カッタホイール６の走行時に常に進行方向に戻ろうとするいわゆる「キャスター効果」を発揮してカッタホイール６の直進性を助長するためのものである。
なお、平行ピン１６は、２本の高剛性締め付け片１５ａ、１５ｂに固定されている。したがって、ホルダ本体５の傾斜面７ｂ背面側の周面が押し付けられる相手は、低剛性の締め付け片１５ｃである。したがって、低剛性締め付け片１５ｃが十分にたわむことで、ホルダ本体５とチャック１４との密着性が向上する。
ホルダジョイント３は、図３に示すように、チャック１４の底面に設けられた磁石１５を有している。磁石１５は、カッタホルダ２を吸着保持するための部材である。
【００２２】
チャック１４は、図３〜図５に示すように、付勢機構２１を有する。付勢機構２１は、複数の締め付け片１５ａ〜１５ｃを互いに接近するように付勢することでそれらによってホルダ本体５を挟み付ける機構である。
付勢機構２１は、コイルスプリング２２（付勢力発生部材の一例）を有している。このユニットでは、簡単な構造で、複数の締め付け片１５ａ〜１５ｃがホルダ本体５を挟み付けることができる。また、コイルスプリング２２の交換も容易である。
【００２３】
付勢機構２１は、複数の締め付け片１５ａ〜１５ｃのそれぞれの外周側に配置された押圧部材２３を有している。具体的には、押圧部材２３は球である。押圧部材２３は、締め付け片１５ａ〜１５ｃに形成された穴２４の外側端に着座している。
付勢機構２１は、筒状部材２５（当接部材の一例）を有している。筒状部材２５は、押圧部材２３に当接する部材である。筒状部材２５は、図３に示すように、コイルスプリング２２からの荷重を軸方向に受ける受け面２５ａと、押圧部材２３に接触し軸方向の荷重の一部を締め付け片１５ａ〜１５ｃ側への荷重に変換する傾斜面２５ｂとを有している。
【００２４】
具体的には、筒状部材２５は、下側端において半径方向内側に延びるフランジを有しており、フランジの上側が環状の受け面２５ａであり、下側が環状の傾斜面２５ｂである。コイルスプリング２２は、筒状部材２５の内側において、ホルダジョイント３の一部と筒状部材２５のフランジの受け面２５ａとの間で延びており、装着状態で圧縮されている。したがって、コイルスプリング２２は、筒状部材２５を下側に常時付勢している。その結果、３個の押圧部材２３は３本の締め付け片１５ａ〜１５ｃをそれぞれ半径方向内側に押し付けている。
このように、コイルスプリング２２、筒状部材２５及び押圧部材２３によって、簡単な構造で、複数の締め付け片１５ａ〜１５ｃがホルダ本体５を挟み付けることができる。
【００２５】
（３）カッタホルダの取付け及び取り外し動作
カッタホルダ２をホルダジョイント３に取り付けるときは、カッタホルダ２の取付部７側をホルダジョイント３のチャック１４内に挿入して取り付ける。すると、取付部７の傾斜面７ｂに平行ピン１６が接触して位置決めされるとともに、カッタホルダ２の上端部が磁石１５に吸引されて保持される。このとき、磁石１５によってカッタホルダ２が引き上げられるので、取付部７の傾斜面７ｂが平行ピン１６に押し付けられる。これにより、カッタホルダ２の姿勢が自動的に一定方向に向いた状態でホルダジョイント３に取り付けられる。
【００２６】
次に、コイルスプリング２２及び筒状部材２５をホルダジョイント３に嵌めていく。具体的には、筒状部材２５とホルダジョイント３との間でコイルスプリング２２を圧縮する。その状態を維持したまま、押圧部材２３を締め付け片１５ａ〜１５ｃの穴２４に嵌める。すると、筒状部材２５の傾斜面２５ｂが押圧部材２３を軸心方向に押し、押圧部材２３及び締め付け片１５ａ〜１５ｃを半径方向内側に押す。この結果、各締め付け片１５ａ〜１５ｃがホルダ本体５を挟み付ける。その結果、カッタホルダ２がホルダジョイント３に堅固に固定される。
【００２７】
このように複数の締め付け片１５ａ〜１５ｃが付勢機構２１によってホルダ本体５を挟み付けているので、例えば曲線のスクライブ加工を行うなど、カッタホイール６の進行方向に対して横向きの力がカッタホルダ２に加わった場合でも、ホルダ本体５がホルダジョイント３に確実に接触した状態を維持できる。したがって、曲線のスクライブ加工中にカッタホイールが横向きにずれたり、位置が移動したりすることがなくなり、きれいなスクライブラインを精度よく形成できる。
カッタホイール６が摩耗して交換する時には、筒状部材２５をコイルスプリング２２の付勢力に抗して上方に押すと、筒状部材２５の傾斜面２５ｂが押圧部材２３から離れるので、ホルダ本体５を挟み付けている複数の締め付け片１５ａ〜１５ｃが緩み、その結果、カッタホルダ２がホルダジョイント３から分離可能になる。このようにカッタホルダ２の取り外しが容易である。
【００２８】
２．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、カッタホルダとホルダジョイントを有するカッタホルダ取付ユニット及びスクライブ装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１        ：カッタホルダ取付ユニット
２        ：カッタホルダ
３        ：ホルダジョイント
４        ：カッタ機構
５        ：ホルダ本体
６        ：カッタホイール
７        ：取付部
７ａ      ：平面部
７ｂ      ：傾斜面
８        ：旋回軸
１４      ：チャック
１５      ：磁石
１５ａ    ：高剛性締め付け片
１５ｂ    ：高剛性締め付け片
１５ｃ    ：低剛性締め付け片
１６      ：平行ピン
２１      ：付勢機構
２２      ：コイルスプリング
２３      ：押圧部材
２４      ：穴
２５      ：筒状部材
２５ａ    ：受け面
２５ｂ    ：傾斜面
Ｗ        ：脆性材料基板
【図１】
2020157605.tif 000003
【図２】
2020157605.tif 000004
【図３】
2020157605.tif 000005
【図４】
2020157605.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020157605.tif 000008
【図７】
2020157605.tif 000009
【図８】
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