(57)【要約】【課題】スクライブ初期においてカッターホルダが斜めにずれることを防止して正確にスクライブラインを形成することができるカッターホルダ取付構造を提供する。【解決手段】下端にカッターホイール６を備えたカッターホルダ取付構造体１の旋回軸８が玉ベアリング１０を介してスクライブ装置Ａのスクライブヘッド９に旋回自在に取り付けられ、玉ベアリング１０の外輪１０ｂがスクライブヘッド９もしくはこれに連なる部分に取り付けられ、玉ベアリング１０、１１の内輪１０ａ、１１ａが旋回軸８に取り付けられ、旋回軸８の上方に当該旋回軸８を内輪とともに常時上方に吸引して持ち上げる磁石体１８が配置されていて、玉ベアリング１０の内部間隙Ｌ２によるカッターホルダ取付構造体１のガタツキを抑制するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端にカッターホイールを備えたカッターホルダ取付構造体の旋回軸が玉ベアリングを介してスクライブ装置のスクライブヘッドに旋回自在に取り付けられたカッターホルダ取付構造であって、
前記玉ベアリングの外輪が前記スクライブヘッドもしくはこれに連なる部分に取り付けられ、前記玉ベアリングの内輪が前記旋回軸に取り付けられ、
前記旋回軸の上方に当該旋回軸を前記内輪とともに常時上方に吸引して持ち上げる磁石体が配置されているように構成されているカッターホルダ取付構造。
【請求項２】
前記玉ベアリングの外輪が前記スクライブヘッドに取り付けられ、前記玉ベアリングの内輪が前記カッターホルダ取付構造体の旋回軸に取り付けられ、前記磁石体が前記旋回軸の上方で前記スクライブヘッドに取り付けられている請求項１に記載のカッターホルダ取付構造。
【請求項３】
前記カッターホルダ取付構造体の旋回軸の周囲を前記玉ベアリングと共に覆うカバー体が設けられ、前記玉ベアリングの外輪が前記カバー体に取り付けられ、前記玉ベアリングの内輪が前記カッターホルダ取付構造体の旋回軸に取り付けられ、前記磁石体が前記旋回軸の上方で前記カバー体の内部に取り付けられ、前記カバー体が前記スクライブヘッドに取り付けられている請求項１に記載のカッターホルダ取付構造。
【請求項４】
前記旋回軸を吸引して常時持ち上げる前記磁石体の吸引力が、前記旋回軸の旋回を許容する範囲内で設定されている請求項１〜３のいずれかに記載のカッターホルダ取付構造。
【請求項５】
前記カッターホルダ取付構造体が、カッターホルダと、前記カッターホルダを保持するホルダジョイントと、を含み、前記ホルダジョイントが前記旋回軸を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカッターホルダ取付構造。
【請求項６】
前記旋回軸がカッターホルダに直接取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカッターホルダ取付構造。
【請求項７】
下方にカッターホルダが保持される開口部を有し、上方に旋回軸を備えるホルダジョイントであって、前記旋回軸の周囲を玉ベアリングと共に覆うカバー体が設けられ、前記玉ベアリングの外輪が前記カバー体に取り付けられ、前記玉ベアリングの内輪が前記旋回軸に取り付けられ、磁石体が前記旋回軸の上方で前記カバー体の内部に取り付けられていることを特徴とするホルダジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス等の脆性材料基板の表面に分断用のスクライブライン（切り溝）を加工する際に使用されるカッターホイール（スクライビングホイールともいう）を保持するカッターホルダを、スクライブ装置のスクライブヘッドに取り付けるためのカッターホルダ取付構造、並びに、ホルダジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス基板等の脆性材料基板を分断する加工では、カッターホイールを基板表面に押し付けて互いに直交するＸ−Ｙ方向の複数条のスクライブラインを形成し、その後、スクライブラインに沿って裏面側から外力を印加して基板を撓ませることにより、単位基板ごとに分断する方法が一般的に知られており、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
カッターホイールはカッターホルダを介してスクライブ装置のスクライブヘッドに取り付けて使用される。図５〜図７は従来のカッターホルダ並びに当該カッターホルダとスクライブヘッドとの取付構造を示すものである。
【０００４】
カッターホルダ取付構造体１’は、カッターホルダ２と、このカッターホルダ２を保持するホルダジョイント３とを備えている。カッターホルダ２は略円柱状の胴部４を有し、この胴部４の下端部分に当該胴部４の軸心に対して直交するホイール軸５を介してカッターホイール６が回転自在に取り付けられている。
【０００５】
また、胴部４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、胴部４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は胴部４の軸心に対して平行である。また、胴部４は鉄等の磁性体で構成されている。
【０００６】
ホルダジョイント３は、上部に上下方向に延びる旋回軸８を備え、この旋回軸８が図３に示すスクライブ装置Ａのスクライブヘッド９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。上下の玉ベアリング１０、１１のそれぞれの内輪１０ａ、１１ａの間にはカラー１２が介在されていて、上下の玉ベアリング１０、１１の間隔が緊密に埋められている。また、旋回軸８の上端面に螺合されたネジ１３の大径頭部１３ａが上部の玉ベアリング１１の内輪１１ａの上端面に係合されており、これにより旋回軸８が玉ベアリング１０、１１から下方に抜け出るのを阻止している。また、下部の玉ベアリング１０の外輪１０ｂはスクライブヘッド９にビスや嵌合等の手段により結合されている。
【０００７】
さらに、ホルダジョイント３は、カッターホルダ２を受け入れる断面略円形の開口部１４が下方に向かって開口して形成されており、その内奥部（上端）にカッターホルダ２を吸着保持するための磁石１５が取り付けられている。また、開口部１４の内部には、開口部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が設けられている。これにより、カッターホルダ２が開口部１４に挿入された際に、平行ピン１６がカッターホルダ２の傾斜面７ｂに接触してカッターホイール６の方向が一定となると共に、カッターホイール６の接地点が旋回軸８の軸心に対してカッターホイール走行方向後方にＬ１だけずれるように位置決めされる。このずれは、カッターホイール走行時に常に進行方向に戻ろうとする所謂「キャスター効果」を発揮してカッターホイールの直進性を助長するためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５２１０３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記のカッターホルダでは、Ｘ方向またはＹ方向のスクライブラインを加工する際、あるいは「交点飛ばしスクライブ」の際に、スクライブ開始当初において図８に示すように規定のスクライブ予定ラインＳに対して斜めにずれて走行することがあった。「交点飛ばしスクライブ」とは、図９に示すように、Ｘ方向のスクライブラインＳ１に対してこれに直交するＹ方向のスクライブラインＳ２を加工する際に、Ｘ方向のスクライブラインＳ１との交点部分で「カケ」や「ソゲ」等の損傷が発生するのをなくすために交点の前後にスクライブラインを形成しない部分を設けてスクライブする手法である。
【００１０】
このスクライブ初期において斜めにずれて走行する現象は、下記の点に起因する。
通常、内輪と外輪との間に球やコロ等の滑動子を挟み込んだ玉ベアリングでは、滑動子と内輪及び外輪との間に間隙（公差）が存在する（以下、この間隙を「内部間隙」という）。そのため、無負荷時（非スクライブ時）の旋回軸８は、図６に示すように内部間隙Ｌ２だけ自重で下がっている。逆に負荷時（スクライブ時）には、図７に示すようにカッターホイール６の基板への押し付けによる反力で内部間隙Ｌ２だけ持ち上げられることになる。このような内部間隙Ｌ２による旋回軸８の上下方向の動きに伴い、旋回軸８がわずかに回転し、スクライブ初期においてカッターホイールにブレ（首振り現象）が生じて斜めにずれて走行するものと考えられる。このように、スクライブ初期においてカッターホイールが斜めにずれると、その後の走行ではキャスター効果により直進走行が復帰しても図８に示すように規定のスクライブ予定ラインＳから距離ＺだけずれたスクライブラインＳ３が形成されることになり、高精度で高品質な製品を得ることができない。
【００１１】
そこで本発明は、上記の課題に鑑み、スクライブ初期においてカッターホルダが斜めになったり予定ラインからの位置がずれたりすることを防止して正確にスクライブラインを形成することができるカッターホルダ取付構造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】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち本発明は、下端にカッターホイールを備えたカッターホルダ取付構造体の旋回軸が玉ベアリングを介してスクライブ装置のスクライブヘッドに旋回自在に取り付けられたカッターホルダ取付構造であって、前記玉ベアリングの外輪が前記スクライブヘッドもしくはこれに連なる部分に取り付けられ、前記玉ベアリングの内輪が前記旋回軸に取り付けられ、前記旋回軸の上方に当該旋回軸を前記内輪とともに常時上方に吸引して持ち上げる磁石体が配置されるように構成した。
【００１３】
ここで、前記玉ベアリングの外輪が前記スクライブヘッドに取り付けられ、前記玉ベアリングの内輪が前記カッターホルダ取付構造体の旋回軸に取り付けられ、前記磁石体が前記旋回軸の上方で前記スクライブヘッドに取り付けられている構成としてもよい。
さらに、前記旋回軸を吸引して常時持ち上げる前記磁石体の吸引力が、前記旋回軸の旋回を許容する範囲内で設定されている構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、カッターホルダ取付構造体の旋回軸が磁石体による吸引によって常時持ち上げられているため、無負荷時（非スクライブ時）に玉ベアリングの内部間隙の間で自重により下方に動くことが阻止される。したがって、内部間隙によるガタツキがなくなってスクライブ再開時のスクライブ初期におけるカッターホイールの首振り現象を防止することができる。これにより、スクライブ初期におけるカッターホイールの斜め走行や位置ずれを抑制して、スクライブ予定ラインに沿って正確にスクライブラインを加工することができる。
【００１５】
本発明において、前記カッターホルダ取付構造体の旋回軸の周囲を前記玉ベアリングと共に覆うカバー体が設けられ、前記玉ベアリングの外輪が前記カバー体に取り付けられ、前記玉ベアリングの内輪が前記カッターホルダ取付構造体の旋回軸に取り付けられ、前記磁石体が前記旋回軸の上方で前記カバー体の内部に取り付けられ、前記カバー体が前記スクライブヘッドに取り付けられている構成としてもよい。
これにより、玉ベアリングや磁石体がカバー体の内部に格納されてカッターホルダ取付構造体と一体的に形成されているので、カッターホルダ取付構造体の外装をシンプルに形成できると共に、スクライブヘッドへの組み付け作業を容易に行うことができる。
【００１６】
本発明において、前記カッターホルダ取付構造体が、カッターホルダと、前記カッターホルダを保持するホルダジョイントと、を含み、前記ホルダジョイントが前記旋回軸を備えるようにしてもよい。
また、前記旋回軸がカッターホルダに直接取り付けられるようにしてもよい。
【００１７】
また、別の観点からなされた本発明のホルダジョイントは、下方にカッターホルダが保持される開口部を有し、上方に旋回軸を備えるホルダジョイントであって、前記旋回軸の周囲を玉ベアリングと共に覆うカバー体が設けられ、前記玉ベアリングの外輪が前記カバー体に取り付けられ、前記玉ベアリングの内輪が前記旋回軸に取り付けられ、磁石体が前記旋回軸の上方で前記カバー体の内部に取り付けられるようにしている。
これにより、玉ベアリングや磁石体がカバー体の内部に格納されてホルダジョイントと一体的に形成されているので、ホルダジョイントの外装をシンプルに形成できると共に、スクライブヘッドへの組み付け作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のカッターホルダ取付構造を示す断面図。
【図２】スクライブ装置を示す概略正面図。
【図３】本発明と従来例のカッターホルダを用いてスクライブ試験した際のずれ量を示すグラフ。
【図４】本発明の別実施例を示す断面図。
【図５】従来のカッターホルダを示す分解斜視図。
【図６】無負荷時（非スクライブ時）における従来のカッターホルダ取付構造を示す断面図。
【図７】負荷時（スクライブ時）における従来のカッターホルダ取付構造を示す断面図。
【図８】スクライブ時に斜めずれが発生した際の軌跡を示す平面図。
【図９】交点飛ばしスクライブの手法を示す説明図。
【図１０】スクライブライン加工時の動作を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下において、本発明に係るカッターホルダの取付構造について詳細に説明する。本発明に係るカッターホルダの取付構造では、その一部において上記図５〜図７で示した従来のカッターホルダ取付構造と同じ機能を持つ構成要素を含んでいる。したがって、同じ機能を有する部分については同じ符号を付して説明する。
【００２０】
本発明に係るカッターホルダ取付構造体１は、図１に示すように、カッターホルダ２と、このカッターホルダ２を保持するホルダジョイント３とを備えている。カッターホルダ２は略円柱状の胴部４を有し、この胴部４の下端部分に当該胴部４の軸心に対して直交するホイール軸５を介してカッターホイール６が回転自在に取り付けられている。
【００２１】
また、胴部４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、胴部４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は胴部４の軸心に対して平行である。また、胴部４は鉄等の磁性体で構成されている。
【００２２】
ホルダジョイント３は、上部に上下方向に延びる旋回軸８を備え、この旋回軸８が図２に示すスクライブ装置Ａのスクライブヘッド９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。上下の玉ベアリング１０、１１のそれぞれの内輪１０ａ、１１ａの間にはカラー１２が介在されていて、上下の玉ベアリング１０、１１の間隔が緊密に埋められている。また、旋回軸８の上端面に螺合されたネジ１３の大径頭部１３ａが上部ベアリング１１の内輪１１ａの上端面に係合して、旋回軸８がベアリング１０、１１から下方に抜け出るのを阻止している。このネジ１３は鉄などの磁性体で構成されている。また、下部の玉ベアリング１０の外輪１０ｂは、スクライブヘッド９にビスまたは嵌合等の手段により結合されている。
【００２３】
さらに、ホルダジョイント３は、カッターホルダ２を受け入れる断面略円形の開口部１４が下方に向かって開口して形成されており、その内奥部（上端）にカッターホルダ２を吸着保持するための磁石１５が取り付けられている。
また、開口部１４の内部には、開口部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が設けられている。これにより、カッターホルダ２が開口部１４に挿入された際に、平行ピン１６がカッターホルダ２の傾斜面７ｂに接触してカッターホイール６の方向が一定となるとともに、カッターホイール６の接地点が旋回軸８の軸心に対してカッターホイール走行方向後方にＬ１だけずれるように位置決めされる。
【００２４】
さらに本発明では、前記旋回軸８を常時上方に吸引する磁石体１８が旋回軸８のネジ１３の上方でスクライブヘッド９に取り付けられている。この磁石体１８の吸引により、カッターホルダ取付構造体１は図１に示すように旋回軸８並びにこの旋回軸８に取り付けた玉ベアリング１０の内輪１０ａと共に玉ベアリング１０の内部間隙Ｌ２だけ持ち上げられた姿勢を常時保持し、内部間隙Ｌ２によるガタツキをなくすように形成されている。なお、磁石体１８の吸着力は、旋回軸８を吸引して上方に持ち上げるものであるが、上述した「キャスター効果」による旋回軸８の旋回は許容される範囲のものが用いられる。
【００２５】
上記のようにしてスクライブ装置Ａのスクライブヘッド９に取り付けたカッターホイール６を、テーブル２０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（図２、１０参照）。
１本のスクライブラインを加工すると、カッターホイール６を上昇させて基板Ｗから持ち上げ、次に加工すべきスクライブ予定ライン上に移動してスクライブする。この際、「交点飛ばしスクライブ」においても、図９に示すように、Ｘ方向のスクライブラインＳ１に対してこれに直交するＹ方向のスクライブラインＳ２を加工する際に、Ｘ方向のスクライブラインＳ１との交点の直前部分でカッターホイール６を上昇させ、交点をわずかに通過した位置で再度降下させてスクライブする。
【００２６】
上記の構成において、ホルダジョイント３は磁石体１８による吸引によって旋回軸８並びにこの旋回軸８に取り付けた玉ベアリング１０の内輪１０ａと共に常時持ち上げられているため、無負荷時（非スクライブ時）にベアリングの内部間隙Ｌ２の間で自重により下方に動くことはない。したがって、内部間隙Ｌ２によるガタツキがなくなってスクライブ再開時のスクライブ初期におけるカッターホルダ２の首振り現象を防止することができる。これにより、スクライブ初期の斜め走行を抑制して、スクライブ予定ラインに沿って正確に直線のスクライブラインを加工することができる。
【００２７】
本発明者等は、本発明に係るカッターホルダ取付構造と、従来例のカッターホルダ取付構造を用いたスクライブヘッドで、それぞれ１００回のスクライブ試験を行った。カッターホイールは直径２ｍｍのものを用い、厚み０．４ｍｍのガラス基板に対して図に示すように上方から降下させて、スクライブ荷重３Ｎで走行させた。図３はその時のずれ量（図８に示す距離Ｚ）を示すものである。
この試験結果によれば、従来例のホルダジョイントを用いたスクライブヘッドでは最大で３８μｍ、平均で１７μｍのずれ量が検出され、特にずれ量のバラツキが目立った。これに対し、本発明のホルダジョイントを用いたものでは最大でも従来の半分以下の１８μｍ、平均で１０μｍのずれ量しかなく、またずれ量のバラツキも小さく、優れた効果を発揮した。
【００２８】
図４は本発明の別実施例を示すものである。
この実施例では、ホルダジョイント３の旋回軸８の周囲を玉ベアリング１０、１１と共に覆う円筒状のカバー体２１が設けられている。そして、玉ベアリング１０の外輪１０ｂがカバー体２１に取り付けられ、玉ベアリング１０、１１の内輪１０ａ、１１ａがホルダジョイントの旋回軸８に取り付けられ、カバー体２１がスクライブヘッド９にビスや嵌合等の手段により取り付けられている。また、旋回軸８の上方でカバー体２１の天板下面に、旋回軸８を吸引して常時持ち上げる磁石体１８が設けられている。その他の構成は、上記図１で示した先の実施例と同じである。
【００２９】
図４の実施例においても先の実施例と同様に、スクライブ初期におけるカッターホイール６の首振り現象を防止することができ、これにより、スクライブ初期の斜め走行を抑制して、スクライブ予定ラインに沿って正確にスクライブラインを加工することができた。
特に本実施例では、玉ベアリング１０、１１や磁石体１８がカバー体２１内に格納されてホルダジョイント３と一体的に形成されているので、カッターホルダ取付構造体１の外装がシンプルになると共に、スクライブヘッド９への組み付け作業を容易に行うことができるといったメリットがある。
【００３０】
以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものでない。例えば、旋回軸８を旋回可能に支持するための玉ベアリングとして、上記実施例では球を内蔵したものを用いたが、円錐体や円柱体のコロを内蔵したベアリングであってもよい。また、ベアリングの数を増減して実施することも可能である。
また、カッターホルダ取付構造体として、上記実施例ではカッターホルダを保持するホルダジョイントを用いたが、ホルダジョイントを省略してカッターホルダに旋回軸及び玉ベアリングを直接取り付けてもよい。さらに、磁石体１８が吸引する磁性体としてネジ１３を用いたが、別途磁性体を旋回軸の上部に設けてもよい。その他本発明では、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、ガラス等の脆性材料基板の表面に分断用のスクライブラインを加工するカッターホイールを保持するためのカッターホルダ取付構造並びにホルダジョイントに適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ  スクライブ装置
Ｌ２  ベアリングの内部間隙
１  カッターホルダ取付構造体
２  カッターホルダ
３  ホルダジョイント
６  カッターホイール
８  旋回軸
９  スクライブヘッド
１０  下部の玉ベアリング
１０ａ  ベアリングの内輪
１０ｂ  ベアリングの外輪
１３  ネジ
１８  磁石体
２１  カバー体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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