(57)【要約】【課題】スクライビングホイールの保持位置を安定させ、スクライブラインの直線性を向上させることができるチップホルダユニットを提供すること。【解決手段】スクライビングホイール３０は円板状で中心に貫通孔３１を有し、円板の外周部に沿ってＶ字形の刃先を有する。チップホルダ本体１０はスクライビングホイール３０を挿入するための一定の幅を持つホルダ溝１２と、一対の支持部１３，１４を有する。支持部１３，１４の貫通孔１５，１６に球保持部１７，１８を挿入し、一対の球２４，２５及び球保持部１７，１８によってスクライビングホイール３０を挟み込んで回転自在に保持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周面に断面Ｖ字状の刃が形成され、中央に円形の貫通孔を有するスクライビングホイールと、
互いに平行な対向する面を有する一対の支持部、前記一対の支持部を同軸に貫通する貫通孔を有するチップホルダ本体と、
前記チップホルダ本体の貫通孔に所定間隔を隔てて保持され、相対向する面に窪みを有する一対の球保持部と、
前記夫々の球保持部とスクライビングホイールの貫通孔の側面との間に挟み込まれ、前記スクライビングホイールの貫通孔の直径より大きく前記スクライビングホイールの直径より小さい直径を有する２つの球と、を具備するチップホルダユニット。
【請求項２】
前記一対の球保持部及び２つの球を前記スクライビングホイールの外側より付勢する一対の付勢手段を有する請求項１記載のチップホルダユニット。
【請求項３】
前記球は、セラミックス真球である請求項１記載のチップホルダユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は脆性材料基板にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールを保持するチップホルダユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脆性材料基板を所望の寸法にスクライブし、分断するためスクライブ装置が用いられる。スクライブ装置は、脆性材料基板と対向するスクライブヘッドにチップホルダユニットを備えている。図１は、特許文献１に示されている従来のチップホルダユニットの断面図である。チップホルダユニット１００は、チップホルダ本体１１０、スクライビングホイール１２０、及びピン１３０を有し、チップホルダ本体１１０にスクライビングホイール１２０を取り付けたものである。
【０００３】
図１に示すようにチップホルダ１１０の下部には、ホルダ溝１１１及びピン孔１１２が形成されている。スクライビングホイール１２０は円板状の部材であり、２つの円形の側面の中心を貫通する貫通孔を有し、スクライビングホイール１２０の外周部に沿ったＶ字形の刃先を有する。Ｖ字形の刃先は、スクライビングホイール１２０の外周に沿った稜線を形成している。ピン１３０は円柱形の部材であり、スクライビングホイール１２０の貫通孔及びホルダ１１０のピン孔１１２に挿入されて、スクライビングホイール１２０を回転自在に保持するものである。
【０００４】
チップホルダ１００は、ピン１３０を用いてスクライビングホイール１２０をホルダ溝１１１内で保持し、ねじ１４０によってホルダ溝１１１の間隔を微調整できるようにしている。ピン１３０は側方に突出部を有する一対のワッシャ１４１，１４２によって保持され、ねじ１４３，１４４によりワッシャ１４１，１４２が夫々ねじ止めされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０９３１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のチップホルダユニットはホルダ溝をねじ１４０によって調整自在としており、スクライビングホイールの左右に合わせて１０〜２０μｍ程度のクリアランスが設けられている。しかしこのクリアランスは最適値に調整することが難しく、小さすぎればスクライビングホイールの回転抵抗が大きくなり、クリアランスが大きすぎれば、基板に形成するスクライブラインの直線性が低下する。従ってスクライビングホイールをその回転抵抗を小さくして安定しながら保持することが難しいという欠点があった。また、ピン孔とピン、ピンとスクライビングホイールとの間においてそれぞれ回転抵抗が生じるため、スクライビングホイールの回転抵抗をさらに小さくすることは困難だった。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、既に広く用いられている中心に貫通孔を持つスクライビングホイールを用い、スクライビングホイールの回転抵抗を小さくすると共に、スクライブラインの直線性を向上させることができるチップホルダユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明のチップホルダユニットは、円周面に断面Ｖ字状の刃が形成され、中央に円形の貫通孔を有するスクライビングホイールと、互いに平行な対向する面を有する一対の支持部、前記一対の支持部を同軸に貫通する貫通孔を有するチップホルダ本体と、前記チップホルダ本体の貫通孔に所定間隔を隔てて保持され、相対向する面に窪みを有する一対の球保持部と、前記夫々の球保持部とスクライビングホイールの貫通孔の側面との間に挟み込まれ、前記スクライビングホイールの貫通孔の直径より大きく前記スクライビングホイールの直径より小さい直径を有する２つの球と、を具備するものである。
【０００９】
ここで前記一対の球保持部及び２つの球を前記スクライビングホイールの外側より付勢する一対の付勢手段を有するようにしてもよい。
【００１０】
ここで前記球は、セラミックス真球としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
このような特徴を有する本発明によれば、スクライビングホイールを球と窪みを有する球保持部によって保持してチップホルダユニットを構成している。このため通常のスクライビングホイールを球を用いることでチップホルダを構成することができる。本発明では従来のピンを用いてスクライビングホイールを固定するチップホルダユニットに比べて、球とスクライビングホイール、球とベアリングの間にクリアランスがなく、スクライブラインの直線性を向上させることができる。更に球の直径が多少変化しても球保持部の間隔を適宜調整することによってスクライビングホイールを保持することができるため、製造が極めて容易になるという効果が得られる。又スクライブ時に球と球保持部が線接触するだけであるため摩擦を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は従来のチップホルダユニットの構成を示す図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態によるチップホルダユニットの断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態によるチップホルダの構成を示す正面図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態によるチップホルダの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態によるチップホルダユニットについて図面を用いて説明する。図２はチップホルダユニットの断面図、図３はその正面図である。チップホルダユニット１はチップホルダ１０とスクライビングホイール３０を有しており、チップホルダ１０の下端にスクライビングホイール３０を回転自在に保持するものである。チップホルダ１０は図４に正面図を示すように、下方の左右部分が切欠かれた直方体状の部材であり、上部にチップホルダ１０を固定するための貫通孔１１を有している。チップホルダ１０の下方にはホルダ溝１２が下方を開放するように形成され、ホルダ溝１２を挟む部分を支持部１３，１４とする。チップホルダ１０の支持部１３，１４の相対向する面はほぼ平行に形成され、ホルダ溝１２の間隔ｗはスクライビングホイール３０の厚さより十分大きくなるようにしておく。
【００１４】
左右の支持部１３，１４の最下端にはホルダ溝１２と垂直に交差し支持部１３，１４を夫々貫通する貫通孔１５，１６が同軸に形成される。貫通孔１５，１６は下端がわずかに開放されたスリットとされていてもよく、球保持部１７，１８を保持するものである。球保持部１７，１８は円柱状の部材であって、一方の端面の中央部分には円錐形の窪みが形成されている。
【００１５】
又チップホルダ１０には図示のように支持部１３，１４の上部に側方よりねじ溝１９，２０が設けられる。ねじ溝１９，２０は後述する板ばねをねじ止めするためのものである。
【００１６】
スクライビングホイール３０は、例えば焼結ダイヤモンドや超硬合金で形成された、例えば厚さｄの円板状の部材であって、外周部に沿って稜線を形成するＶ字形の刃を有している。スクライビングホイール３０の中心には円形の貫通孔３１が設けられる。この貫通孔３１の縁はわずかにテーパー状に形成されている。スクライビングホイール３０の外径は例えば１．０〜６．０ｍｍであり、貫通孔の直径は０．４〜１．５ｍｍである。スクライビングホイールの外径が小さいほど回転抵抗が高くなるため、本発明のチップホルダユニットは１．０〜３．０ｍｍのスクライビングホイールを使用する場合に特に好適である。
【００１７】
チップホルダの左右の支持部１３，１４の外側には一対の板ばね２１，２２が取付けられる。板ばね２１，２２は図２，図３に示すように平板状の部材であって、中央部に２箇所の折り曲げ部が形成された弾性部材であり、支持部より突出した球保持部１７，１８の一端をチップホルダの外側より押圧するものである。
【００１８】
さてこのチップホルダユニットの組立てについて、図２及び図３を用いて説明する。まず支持部１３側より貫通孔１５に球保持部１７を挿入し、外側より板ばね２１で貫通孔１５を閉じ、ボルト２３でねじ止めして板ばね２１を保持する。そして球保持部１７の左端の窪みに球２４を接触させる。そして球２４をスクライビングホイール３０の中心の貫通孔３１の開口に形成されたテーパー部に接触させる。更にスクライビングホイール３０の左側も右側と同様に球２４と同一形状の球２５を貫通孔１６に挿入した球保持部１８の窪みに嵌め込む。このとき、球保持部１７，１８は支持部よりわずかに突出するようにされている。この状態で図２の左側より板ばね２２によって球保持部１８を押圧して保持するようにし、ボルト２６で板ばね２２を固定してスクライビングホイール３０がホルダ溝１２の略中央に位置するように調整する。ここで板ばね２１，２２、ボルト２３，２６は、球保持部１７，１８と球２４，２５を中央のスクライビングホイール３０に向けて付勢する付勢手段を構成している。
【００１９】
このように本実施の形態のチップホルダユニットでは、球保持部１７，１８と球２４，２５及びその間に保持されているスクライビングホイール３０はチップホルダ１から脱落することはなくなる。そして球２４，２５の直径を適宜選択しておくことにより、スクライビングホイール３０は軸方向にほとんど移動することなく、球２４，２５により回転自在に保持されることとなる。
【００２０】
ここで球２４，２５を介してスクライビングホイール３０を保持することによって、スクライビングホイールを回転させてスクライブする際に球保持部１７，１８の窪みの内面と球２４，２５とが線接触するため、摩擦を極めて小さくすることができる。そのため回転がスムーズとなり、スクライブ荷重を軽くすることができる。
【００２１】
尚この実施の形態ではスクライビングホイールは既に広く用いられている中心に貫通孔を有するスクライビングホイールを用いることができる。又スクライビングホイールに当接する一対の球２４，２５は汎用的なセラミックス真球（Ｓｉ3Ｎ4）や金属球など種々の球を用いることができるが、硬度の高い焼結ダイヤモンドや超硬合金製のスクライビングホイールと接触し磨耗するため、比較的硬度の高いセラミックス真球を用いることにより、球の寿命を長くすることができる。この球２４，２５の直径は、スクライビングホイール３０自体の直径よりも小さく、スクライビングホイール３０の貫通孔３１よりも大きければよく、この範囲の直径、例えばφ０．５〜φ１．５ｍｍの直径を有する種々の球体を用いることができる。スクライビングホイールはその使用対象などに応じて複数の大きさのものがあり、貫通孔の径も異なっているが、汎用的な球を用いることでスクライビングホイールの貫通孔毎にピンを準備しておく必要がなくなる。
【００２２】
尚この実施の形態では一対の球保持部は貫通孔１５，１６よりわずかに外方に突出して保持されており、板ばね２１，２２により内向きに押圧するように力が加わっている。これによってスクライビングホイールと球及び球保持部が所定の位置に固定されることとなり、クリアランスの調整作業が不要となる。又スクライビングホイールの両側にクリアランスがないため、スクライブラインの直線性を向上させることができる。更に使用が進むにつれて球保持部の窪みの上部、球又はスクライビングホイールのテーパー部が摩耗によって徐々に磨滅することがあるが、両側より板ばね２１，２２で挟み込んでいるため、スクライビングホイール３０の位置を中心位置に保持することができ、長時間に渡ってスクライブラインの直線性を損なうことはない。
【００２３】
尚この実施の形態では板ばねとボルトによって球保持部を保持するようにしているが、一対の球保持部によってスクライビングホイールを両側から押圧する状態でチップホルダ１０にロウ付けなどで固定するようにしてもよい。又本実施の形態では球保持部に円錐状の窪みを形成しているが、半球状など中心軸に対して回転対象の任意の形状の窪みを形成しておいてもよい。なお、球保持部及び球の磨耗をより小さくする点からは、球保持部と球の接触面積が小さい方が好ましく、球保持部の窪みは円錐状またはわずかに凸曲面であることが好ましい。また円錐の頂角が浅すぎる場合には球を保持し難く、深すぎれば接触面積が大きくなって摩擦が大きくなるため、円錐の頂角は好ましくは７０〜１１０°、より好ましくは８０〜１００°である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、スクライブ中のスクライビングホイールの位置を安定させることができるので、スクライブを自動で行うスクライブ装置や、脆性材料基板を手切りする脆性材料切断用カッターに用いることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  チップホルダユニット
１０  チップホルダ
１１，１５，１６，３１  貫通孔
１２  ホルダ溝
１３，１４  支持部
１７，１８  球保持部
１９，２０  ねじ溝
２１，２２  板ばね
２３，２６  ボルト
２４，２５  球
３０  スクライビングホイール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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