(57)【要約】【課題】中抜きの際に必要とする外力が小さく、内周縁に微小な凹凸や貝殻状の欠けが生じない綺麗な状態に中抜き孔を形成でき、また、水平クラックが小さい中抜き孔形成用スクライビングホイール及び中抜き孔形成方法を提供する。【解決手段】ディスク状スクライビングホイールの刃先稜線に沿って複数の溝が所定間隔で形成されており、前記溝の底部は、前記刃先稜線の接面内において、前記刃先稜線に対して所定角度θ１傾斜する方向に延在している抜き孔形成用スクライビングホイールを用いて、閉鎖曲線状のスクライブラインを形成してから、中抜きすることにより中抜き孔を形成する。【選択図】図５
2015120251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状スクライビングホイールの刃先稜線に沿って複数の溝が所定間隔で形成されており、
前記溝の底部は、前記刃先稜線の接面内において、前記刃先稜線に対して所定角度θ１傾斜する方向に延在していることを特徴とする中抜き孔形成用スクライビングホイール。
【請求項２】
前記θ１は１０°以上８０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の中抜き孔形成用スクライビングホイール。
【請求項３】
前記溝の底部が延在する方向に直交する方向の溝の垂直断面の形状は、半円状、半楕円形状、Ｖ字形状、斜面と平坦な底面とを組み合わせた形状又はＵ字形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の中抜き孔形成用スクライビングホイール。
【請求項４】
前記溝の底部は、前記刃先稜線に対して角度θ１回転した方向とは反対側において、さらに前記スクライビングホイールの回転軸方向に対して所定角度θ２傾斜する方向に延在していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の中抜き孔形成用スクライビングホイール。
【請求項５】
前記刃先稜線の両側に形成されたそれぞれの刃を形成する面と前記稜線によって形成される面との間のなす角度は互いに相違しており、前記刃先稜線に対して角度θ１回転した方向側は前記刃を形成する面と前記稜線によって形成される面との間のなす角度が大きい側とさ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中抜き孔形成用スクライビングホイール。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の中抜き孔形成用スクライビングホイールを、脆性材料基板の表面に圧接させた状態で、前記脆性材料基板及び前記中抜き孔形成用スクライビングホイールの少なくとも一方を移動させてスクライブラインを閉鎖曲線を描くように形成し、その際、前記脆性材料基板の厚み方向に対して前記閉鎖曲線の外方へ向かって傾斜したクラックを形成し、その後、前記脆性材料基板に応力を加えて前記閉鎖曲線の内側を抜き落とし、前記脆性材料基板に前記閉鎖曲線状の中抜き孔を形成することを特徴とする脆性材料基板の中抜き孔形成方法。
【請求項７】
脆性材料基板に対して前記中抜き孔形成用スクライビングホイールの刃先稜線を垂直に立てた状態で、前記脆性材料基板及び前記中抜き孔形成用スクライビングホイールの少なくとも一方を移動させることを特徴とする請求項６記載の脆性材料基板の中抜き孔形成方法。
【請求項８】
前記脆性材料基板及び前記中抜き孔形成用スクライビングホイールの少なくとも一方を、前記脆性材料基板との当接面において前記θ１が鋭角となる方向が前記閉鎖曲線の内側となるように移動させることを特徴とする請求項６又は７に記載の脆性材料基板の中抜き孔形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆性材料基板に対して円形、楕円形等の各種閉鎖曲線状の中抜き孔を形成するためのスクライビングホイール及びこのスクライビングホイールを用いた中抜き孔形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
脆性材料基板に例えば円形の中抜き孔を形成する場合、脆性材料基板の表面に対して垂直方向にクラックが形成されるスクライビングホイールを用いて円形にスクライブラインを形成しても、そのままではスクライブラインで囲まれた領域を中抜きすることは困難である。このような場合、スクライブラインで囲まれた領域に冷却剤を吹き付けて冷却することによって収縮させるとともに、スクライブラインで囲まれた領域の周囲を加熱することによって膨張させてクラックを延伸させ、スクライブラインで囲まれた領域を中抜きすることが知られている。
【０００３】
しかし、この従来の方法では、スクライブラインで囲まれた領域を冷却し、スクライブラインで囲まれた領域の周囲を加熱する余分な工程が必要となる。また、このときの収縮ないし膨張が十分でないとスクライブラインで囲まれた領域を抜き取ることができない。
【０００４】
このような問題点を解決することを目的として、下記特許文献１には、図１２Ａ及び図１２Ｂ示したように、スクライビングホイール８０の回転軸に垂直な平面に対する一方の刃先面の角度φ１及び他方の刃先面の角度φ２が互いに異なる（ここでは、φ１<φ２とする）スクライビングホイール８０を用いて、脆性材料基板８１に円形の中抜き孔を形成した例が示されている。
【０００５】
このスクライビングホイール８０を用いて脆性材料基板８１にスクライブライン８２を形成すると、クラック８３は角度φ１の刃先面側に傾斜して形成される。そのため、スクライビングホイール８０を、角度φ１の刃先面側が円形のスクライブライン８２の外側を向くようにして円形のスクライブライン８２を形成すると、図１２Ａ及び図１３Ａに示したように、クラック８３は円形のスクライブライン８２よりも外方に向かって傾いて形成される。なお、図１３における破線部分は、脆性材料基板８１に形成されたクラック８３の先端位置を示している。
【０００６】
その後、スクライブラインを形成した面でしかもスクライブラインによって囲まれる領域の外側を加熱してクラック８３を延伸させると、円形のスクライブライン８２で囲まれた領域８４は実質的に円錐台状となる。そのため、図１３Ｂに示したように、円形のスクライブライン８２で囲まれた領域８４に対して垂直方向に外力を印加して容易に中抜きして中抜き孔８５を形成することができるようになる。
【０００７】
また、下記特許文献２には、図１４Ａ〜図１４Ｃに示したように、回転軸を共有する２つの円錐台の合同な底面９１を接合した形状を有し、前記底面９１の円周部分が刃先稜線９２を形成し、この刃先稜線９２に、回転軸方向に対して所定角度φ５傾斜した溝９３が周方向に所定間隔で形成され、かつ前記２つの円錐台の側面を形成する傾斜面９４、９５と前記底面９１とのなす角度φ３及びφ４が互いに異なる（ここではφ４>φ３とする）スクライビングホイール９０を用いて、脆性材料基板に中抜き孔を形成した例が示されている。
【０００８】
このスクライビングホイール９０を用いて脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成すると、クラックは傾斜面９４側に傾斜して形成される。そのため、スクライビングホイール９０を、傾斜面９４側が円形のスクライブラインの外側を向くようにして円形のスクライブラインを形成すると、図１３に示した従来例の場合と同様に、クラックは円形状のスクライブラインの外方に向かって傾いて形成される。一方、特許文献２のスクライビングホイール９０を用いると、脆性材料基板の厚さ方向の深くまで傾いた垂直クラックを形成することができる。そのため、脆性材料基板表面を加熱することなく、スクライブラインで囲まれた領域に対して垂直方向に外力を印加することにより、スクライブラインで囲まれた領域を中抜して中抜き孔を形成することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０７−２２３８２８号公報
【特許文献２】国際公開２０１０／０８７４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているスクライビングホイール８０を用いた場合には、スクライブのみでは傾斜したクラックが脆性材料基板の厚み方向の深くまでは形成されないため、加熱等により傾斜したクラックをさらに進展させる工程が必要となる。このとき、場合によっては脆性材料基板の表面からある程度深さまでは所望の傾斜角度で形成されるが、それより深いところではクラックが脆性基板表面に対してほぼ垂直になることがある。そのため、上記特許文献１に開示されているスクライビングホイール８０を用いた場合、依然としてスクライブラインで囲まれた領域を中抜きする際に、クラックを形成する対向面が接触・摩擦し、クラックを形成する対向面同士が接触・摩擦し、貫通孔の周縁に微小な凹凸や貝殻状の欠けが生じることがある。
【００１１】
また、上記特許文献２に開示されているスクライビングホイール９０を用いた場合には、刃先稜線に溝が周方向に所定間隔で形成されているため、上記特許文献１に開示されているスクライビングホイール９０を用いた場合よりもクラックの浸透性が大きくなり、傾斜したクラックが脆性材料基板の厚み方向の深くまで形成される。しかしながら、上記特許文献２に開示されているスクライビングホイール９０を用いた場合においても、脆性材料基板の厚さが大きい場合にはクラックの傾斜角度が小さかったり、クラックの深さが十分でないことがあるため、スクライブラインで囲まれた領域を中抜きする際に一度のスクライブで中抜きすることができないことがある。加えて、スクライビングホイールの刃先稜線部分の打痕の角からも脆性材料基板の表面にクラックが形成され、このクラックが脆性材料基板の厚み方向に形成されるクラックとは逆方向側が大きくなって水平クラックとなり、脆性材料基板の表面が剥離することがある。
【００１２】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、脆性材料基板に対して円形、楕円形、星形等の閉鎖曲線状の中抜き孔を形成する際に、クラックの傾斜角度が大きくて中抜きの際に必要とする外力が小さく、中抜き孔の内周縁に微小な凹凸や貝殻状の欠けが生じない綺麗な状態に中抜き孔を形成でき、また、スクライブラインに沿って脆性材料基板の表面に形成される水平クラックが小さい、中抜き孔形成用スクライビングホイール及び脆性材料基板の中抜き孔形成方法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】
【００１３】
本発明の中抜き孔形成用スクライビングホイールは、ディスク状スクライビングホイールの刃先稜線に沿って複数の溝が所定間隔で形成されており、前記溝の底部は、前記刃先稜線の接面内において、前記刃先稜線に対して所定角度θ１（θ１<９０°）回転した方向に延在していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の中抜き孔形成用スクライビングホイールを用いて脆性材料基板にスクライブラインを形成すると、中抜き孔形成用スクライビングホイールと脆性材料基板との当接面において、刃先稜線を基準とした溝の底部の回転方向（θ１<９０°となる方向）と同じ方向に傾いたクラックが脆性材料基板の表面から底面に向かって形成される。例えば、中抜き孔形成用スクライビングホイールと脆性材料基板との当接面において、（スクライビングホイール側から見て）溝の底部が刃先稜線に対してθ１だけ左側に回転した状態に形成されている場合には、脆性材料基板の表面から底面に向かってスクライブラインの左側に傾いたクラックが形成される。同じく、溝の底部が刃先稜線に対してθ１だけ右側に回転した状態に形成されている場合には、脆性材料基板の表面から底面に向かってスクライブラインの右側に傾いたクラックが形成される。
【００１５】
そのため、本発明の中抜き孔形成用スクライビングホイールを用いて、中抜き孔形成用スクライビングホイールと脆性材料基板との当接面において、刃先稜線を基準とした溝の底部の回転方向が閉鎖曲線の外側となるように閉鎖曲線状のスクライブラインを形成すると、水平クラックが小さく、しかも、脆性材料基板の表面から底面に向かって閉鎖曲線状のスクライブラインの外周側に傾いた長いクラックが閉鎖曲面状に形成される。そのため、本発明の中抜き孔形成用スクライビングホイールを用いれば、小さい外力で、脆性材料基板に形成された閉鎖曲面状のクラックに沿って、中抜き孔の内周縁に微小な凹凸や貝殻状の欠けが生じない綺麗な状態に中抜き孔を形成することができるようになる。
【００１６】
なお、本発明の中抜き孔形成用スクライビングホイールを用いて形成する閉鎖曲線状のスクライブラインとしては、円形、楕円形、半円形、三日月形、多角形、星形等、曲線のみからなるものだけでなく、曲線と直線からなるものや直線のみからなるもの等、任意の形状のものを採用することができる。
【００１７】
また、本発明の中抜き孔形成用スクライビングホイールにおいては、前記θ１は１０°以上８０°以下であることが好ましい。
【００１８】
θ１が１０°未満の場合及び８０°を超える場合には、両者共に実質的に溝の底部がディスク状スクライビングホイールの刃先稜線に沿って回転軸と同方向（θ１＝９０°に対応）に形成されたスクライビングホイールの場合とほぼ同等の形態となる。そのため、両者共に脆性材料基板の表面から底面に向かって垂直な深いクラックが形成されるが、クラックの傾きが小さくなるので、中抜き孔形成用としては適さなくなる。
【００１９】
本発明の中抜き孔形成用スクライビングホイールにおいては、前記溝の底部が延在する方向に直交する方向の溝の垂直断面の形状は、半円状、半楕円形状、Ｖ字形状、斜面と平坦な底面とを組み合わせた形状又はＵ字形状であってもよい。
【００２０】
本発明の中抜き孔形成用スクライビングホイールによれば、溝の底部が延在する方向に直交する方向の溝の垂直断面の形状を上記の形状の中から適宜に選択することにより、スクライブ時のクラックの傾きや深さを適宜に調整することができるようになる。
【００２１】
また、本発明の中抜き孔形成用スクライビングホイールにおいては、前記溝の底部は、前記刃先稜線に対して角度θ１回転した方向とは反対側において、さらに前記スクライビングホイールの回転軸方向に対して所定角度θ２傾斜する方向に延在しているものとしてもよい。
【００２２】
このような構成を有する中抜き孔形成用スクライビングホイールを用いて脆性材料基板にスクライブラインを形成すると、このような構成を備えていない場合よりもさらに傾いたクラックが形成される。そのため、より小さい外力で、脆性材料基板に形成された閉鎖曲線状のクラックに沿って、中抜き孔の内周縁に微小な凹凸や貝殻状の欠けが生じない綺麗な状態に中抜き孔を形成することができるようになる。
【００２３】
なお、所定角度θ２の最適値は、中抜き孔形成用スクライビングホイールの刃先角度、回転軸に対する刃の傾斜面の角度、溝の断面の形状、溝の深さ等によっても変化するが、回転軸に平行な範囲（θ２＝０°）から刃の傾斜面と平行になる範囲までにおいて、適宜に選定し得る。
【００２４】
また、本発明の中抜き孔形成用スクライビングホイールにおいては、前記刃先稜線の両側に形成されたそれぞれの刃を形成する面と前記稜線によって形成される面との間のなす角度は互いに相違しており、前記刃先稜線に対して角度θ１回転した方向側は前記刃を形成する面と前記稜線によって形成される面との間のなす角度が大きい側とされているものとしてもよい。
【００２５】
このような構成を備えていると、脆性材料基板に形成されるクラックは、刃先稜線の両側に形成されたそれぞれの刃を形成する面と稜線によって形成される面との間のなす角度が小さい方に更に傾くので、本発明の上記効果がより良好に奏されるようになる。なお、これらの角度の差は大きくなるに従ってクラックの傾斜角度が大きくなるが、これらの角度の差が３０°以上となると、却ってクラックの浸透性が低下するため、これらの角度の差は３０°未満であることが好ましい。
【００２６】
さらに、本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法は、上記いずれかの中抜き孔形成用スクライビングホイールを、脆性材料基板の表面に圧接させた状態で、前記脆性材料基板及び前記中抜き孔形成用スクライビングホイールの少なくとも一方を移動させてスクライブラインを閉鎖曲線を描くように形成し、その際、前記脆性材料基板の厚み方向に対して前記閉鎖曲線の外方へ向かって傾斜したクラックを形成し、その後、前記脆性材料基板に応力を加えて前記閉鎖曲線の内側を抜き落とし、前記脆性材料基板に前記閉鎖曲線状の中抜き孔を形成することを特徴とする。
【００２７】
本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法によれば、小さい外力で、脆性材料基板に形成された閉鎖曲線状のクラックに沿って、中抜き孔の内周縁に微小な凹凸や貝殻状の欠けが生じない綺麗な状態に中抜き孔を形成することができるようになる。なお、本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法においては、スクライブラインを描いた際に形成されたクラックが脆性材料基板の厚み方向に貫通していなくても、脆性材料基板に応力を加えることによってクラックを脆性材料基板の裏面まで成長させることができるので、容易に閉鎖曲線状の中抜き孔を形成することができる。また、本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法における閉鎖曲線状のスクライブラインとしては、円形、楕円形、多角形、星形等、曲線のみからなるものだけでなく、曲線と直線からなるものや直線のみからなるもの等、任意の形状の閉鎖曲線状のスクライブラインに対して適用可能である。
【００２８】
また、本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法においては、脆性材料基板に対して前記中抜き孔形成用スクライビングホイールの刃先稜線を垂直に立てた状態で、前記脆性材料基板及び前記中抜き孔形成用スクライビングホイールの少なくとも一方を移動させればよい。
【００２９】
本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法において使用するスクライビングホイールは、脆性材料基板に対して刃先稜線を垂直に立てた状態でスクライブすると、脆性材料基板の表面から底面に向かって、自然に傾いたクラックが形成される。そのため、本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法によれば、効率よく脆性材料基板に形成された閉鎖曲線状のクラックに沿った中抜き孔を形成することができる。
【００３０】
また、本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法においては、前記脆性材料基板及び前記中抜き孔形成用スクライビングホイールの少なくとも一方を、前記中抜き孔形成用スクライビングホイールと前記脆性材料基板との当接面において、前記刃先稜線に対する前記溝の底部の回転方向がスクライブ方向に対して前記閉鎖曲線の外側となるよう状態で移動させ、閉鎖曲線状のスクライブラインを形成すればよい。
【００３１】
本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法において使用するスクライビングホイールは、脆性材料基板にスクライブラインを形成すると、中抜き孔形成用スクライビングホイールと脆性材料基板との当接面において、刃先稜線を基準とした溝の底部の回転方向（θ１<９０°となる方向）と同じ方向に傾いたクラックが脆性材料基板の表面から底面に向かって形成される。そのため、本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法によれば、上記いずれかの中抜き孔形成用スクライビングホイールを、中抜き孔形成用スクライビングホイールと脆性材料基板との当接面において、刃先稜線を基準とした溝の底部の回転方向が閉鎖曲線の外側となるように閉鎖曲線状のスクライブラインを形成すると、脆性材料基板の表面から底面に向かって、閉鎖曲線状のスクライブラインの外周側に傾いた長いクラックが閉鎖曲面状に形成される。それにより、本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法によれば、小さい外力で、脆性材料基板に形成された閉鎖曲面状のクラックに沿って、中抜き孔の内周縁に微小な凹凸や貝殻状の欠けが生じない綺麗な状態に中抜き孔を形成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明で使用するスクライビング装置の概略図である。
【図２】図２Ａは図１のスクライビング装置で使用するホルダジョイントの正面図であり、図２Ｂは同じくホルダユニットの斜視図である。
【図３】図３Ａは実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイールの正面図であり、図３Ｂは同じく側面図である。
【図４】図４Ａは図３Ａの部分拡大図であり、図４Ｂは図４ＡのIVＢ−IVＢ線に沿った垂直部分断面図であり、図４Ｃはガラス基板に形成された切削痕跡を示す平面図である。
【図５】図４ＣのＶ−Ｖ線に沿ったガラス基板の断面図である。
【図６】図６Ａは変形例１の中抜き孔形成用スクライビングホイールの正面図であり、図６Ｂは同じく側面図である。
【図７】図７Ａは変形例２の中抜き孔形成用スクライビングホイールの正面図であり、図７Ｂは同じく側面図である。
【図８】図８Ａは実施形態２の中抜き孔形成用スクライビングホイールの正面図であり、図８Ｂは同じく側面図である。
【図９】図８ＢのIX−IX線に沿った垂直部分断面図である。
【図１０】図１０Ａは実施形態２のスクライビングホイールの稜線部の部分拡大写真であり、図１０Ｂはこのスクライビングホイールを用いてガラス基板の表面にスクライブラインを形成した際のガラス基板の表面の拡大図である。
【図１１】図１０ＢのXI−XI線に沿った拡大断面図である。
【図１２】従来例のスクライビングホイールによるクラックの形成方向を示す図である。
【図１３】従来例のスクライビングホイールを用いた中抜き孔の形成工程を示す斜視図である。
【図１４】図１４Ａは別の従来例のスクライビングホイールの正面から見た刃先の部分拡大図であり、図１４Ｂは同じ側面から見た稜線の部分拡大図であり、図１４Ｃは図１４ＢのXIVC−XIVC線に沿った部分の垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の各実施形態で用いる中抜き孔形成用スクライビングホイール及びスクライブ装置を図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下に示す各実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例を示すものであり、本発明をこれらの実施形態に特定することを意図するものではない。本発明は、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。
【００３４】
最初に、図１及び図２を用いて各実施形態で共通して使用するスクライビング装置１０について説明する。スクライビング装置１０は、移動台１１を備えている。移動台１１は、ボールネジ１３と螺合されており、モータ１４の駆動によりこのボールネジ１３が回転することで、一対の案内レール１２ａ、１２ｂに沿ってｙ軸方向に移動するようになっている。移動台１１の上面には、モータ１５が設置されている。モータ１５は、上部に位置するテーブル１６をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めする。脆性材料基板としてのガラス基板１７は、テーブル１６上に載置され、図示しない真空吸引手段等によって保持されている。
【００３５】
スクライビング装置１０は、テーブル１６に載置されたガラス基板１７の上方に、このガラス基板１７の表面に形成されたアライメントマークを撮像する二台のＣＣＤカメラ１８を備えている。移動台１１とその上部のテーブル１６とを跨ぐように、ブリッジ１９がｘ軸方向に沿うようにして支柱２０ａ、２０ｂに架設されている。ブリッジ１９にはガイド２２が取り付けられており、スクライブヘッド２１はこのガイド２２に案内されてｘ軸方向に移動するように設置されている。スクライブヘッド２１には、ホルダジョイント２３を介してホルダユニット３０が取り付けられている。
【００３６】
このスクライビング装置１０は、ホルダユニット３０及びテーブルの少なくとも一方を駆動することにより、ガラス基板１７に直線ないし曲線状にスクライブラインを形成することができるため、任意形状の閉鎖曲線状のスクライブラインを形成することができる。なお、閉鎖曲線状のスクライブラインとしては、円形、楕円形、半円形、三日月形、多角形、星形等、曲線のみからなるものだけでなく、曲線と直線からなるものや直線のみからなるもの等も採用し得る。本発明の脆性材料基板の中抜き孔形成方法では、このスクライビング装置１０を用いて、閉鎖曲線状にスクライブラインを形成し、この閉鎖曲線の内側を抜き落とし、脆性材料基板としてのガラス基板１７に閉鎖曲線状の中抜き孔を形成する。
【００３７】
ホルダジョイント２３は、図２Ａに示すように、略円柱状をしており、回転軸部２３ａと、ジョイント部２３ｂを備えている。スクライブヘッド２１にホルダジョイント２３が装着された状態においては、回転軸部２３ａが二つのベアリング２４ａ、２４ｂに円筒形のスペーサ２４ｃを介して取り付けられ、このホルダジョイント２３は回動自在に保持される。円柱形のジョイント部２３ｂには、下端側に円形の開口２５を備えた内部空間２６が設けられている。この内部空間２６の上部にマグネット２７が埋設されている。マグネット２７によって、着脱自在なホルダユニット３０がこの内部空間２６に挿入されて取り付けられている。
【００３８】
ホルダユニット３０は、ホルダ３１と、本発明の中抜き孔形成用スクライビングホイール（以下、単に「スクライビングホイール」ということがある。）４０と、ピン（図示せず）とが一体となったものである。ホルダ３１は、図２Ｂに示すように、略円柱形をしており、磁性体金属で形成されている。ホルダ３１の上部には、位置決め用の取付部３２が設けられている。この取付部３２は、ホルダ３１の上部を切り欠いて形成されており、傾斜部３２ａと平坦部３２ｂを備えている。
【００３９】
ホルダ３１の取付部３２側を、開口２５を介して内部空間２６へ挿入する。その際、ホルダ３１の上端側がマグネット２７によって引き寄せられ、取付部３２の傾斜部３２ａが内部空間２６を通る平行ピン２８と接触することで、ホルダジョイント２３に対するホルダユニット３０の位置決めと固定が行われる。また、ホルダジョイント２３からホルダユニット３０を取り外す際には、ホルダ３１を下方へ引くことで容易に外すことができる。
【００４０】
なお、中抜き孔形成用スクライビングホイール４０は、消耗品であるため、定期的な交換が必要になる。このような構成のホルダジョイント２３によれば、ホルダユニット３０の着脱を容易に行えるため、ホルダユニット３０そのものを交換することで、ホルダユニット３０を構成するスクライビングホイール４０の交換を行うようになっており、スクライビングホイール４０の交換を迅速に行うことができる。
【００４１】
ホルダ３１の下部には、ホルダ３１を切り欠いて形成された保持溝３３が設けられている。この保持溝３３を設けるために切り欠いたホルダ３１の下部には、保持溝３３を挟んで支持部３４ａ、３４ｂが位置している。この保持溝３３には、スクライビングホイール４０が回転自在に配置されている。また、支持部３４ａ、３４ｂには、スクライビングホイール４０を回転自在に保持するためのピン（図示省略）が挿入される支持孔３５がそれぞれ形成されている。
【００４２】
［実施形態１］
次に、図３〜図５を用いて脆性材料基板としてのガラス基板１７に閉鎖曲線状にスクライブラインを形成するための実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０の詳細について説明を行う。なお、図３Ａは実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイールの正面図であり、図３Ｂは同じく右側面図である。図４Ａは図３Ａの部分拡大図であり、図４Ｂは図４ＡのＶ−Ｖ線に沿った垂直断面図であり、図４Ｃは図４Ａのスクライビングホイールにより脆性材料基板に形成される切削痕跡を示す図である。図５は図４ＣのＶ−Ｖ線に沿った垂直断面図である。
【００４３】
図３Ａに示すように、実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０は円板状であり、ホイール本体部４１と、刃４２と、刃先稜線４３と、溝４４とを備えている。ホイール本体部４１の中心付近には、このホイール本体部４１を回転軸方向Ｓに貫通する貫通孔４５が形成されている。貫通孔４５にピンが挿入されることで、中抜き孔形成用スクライビングホイール４０はこのピンを介してホルダ３１（図２参照）に回転自在に保持される。
【００４４】
刃先稜線４３は、ホイール本体部４１の外周に円環状に形成されている。刃４２は、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、正面視で略Ｖ字状となっており、回転軸方向Ｓに対する刃４２の厚さは刃先稜線４３に向かうに従って徐々に小さくなっている。刃先稜線４３は、刃４２の最外周部に沿って設けられている。刃４２の最外周部には、刃先稜線４３と溝４４とが交互に等ピッチで多数形成されている。
【００４５】
それぞれの溝４４は、それぞれの底部４６が同一方向に平行に延在するように形成されている。それぞれの溝４４の底部４６の延在方向Ｌは、図３Ｂ及び図４Ａに示すように、刃先稜線４３の接面内において、刃先稜線４３との間のなす角度がθ１となるようなされている。角度θ１は、鋭角とされ、好ましくは１０°〜８０°の範囲とされている。
【００４６】
θ１が１０°未満の場合及び８０°を超える場合には、両者共に実質的に溝の底部４６が中抜き孔形成用スクライビングホイール４０の刃先稜線４３に沿って回転軸と同方向（θ１＝９０°に対応）に形成されたスクライビングホイールの場合と近似する形態となり、両者共にスクライブ方向に沿って垂直な深いクラックが形成されるが、クラックの傾きが小さくなるので、中抜き孔形成用としては適さなくなる。
【００４７】
また、溝４４は、正面視の形状が円形（等方的形状）にならないように、長軸方向が定義可能な形状（図３では楕円形）とされている。この長軸方向が溝４４の底部４６の延在方向Ｌに対応する。これにより、溝４４の正面視の形状は、刃先稜線４３を中心として左右非対称になるようにされており、溝４４の底部４６はスクライブ予定ラインに沿った中抜き孔形成用スクライビングホイール４０の回転方向に対して斜めに形成されている状態となる。なお、溝４４の底部４６の延在方向Ｌに直交する方向の垂直断面は、実質的に半円状となっている。
【００４８】
なお、図４Ａ及び図５では中抜き孔形成用スクライビングホイール４０に形成された溝４４の底部の延在方向Ｌが刃先稜線４３に対して右側に角度θ１回転した方向となっている状態が示されている。しかしながら、この中抜き孔形成用スクライビングホイール４０は、ガラス基板とは溝４４の底部の延在方向Ｌが刃先稜線４３に対して左側に角度θ１回転した状態で当接する。そのため、この中抜き孔形成用スクライビングホイール４０を脆性材料基板としてのガラス基板１７の表面に所定のスクライブ荷重を印加しながら回動させてスクライブライン１７ａを形成すると、図４Ｃに示した形状の、一対の鋭角な隅部と鈍角な隅部を持つ平行四辺形の切削痕１７ｂが形成される。
【００４９】
加えて、ガラス基板１７にはクラック１７ｃが形成されるが、このクラック１７ｃは、図５に示したように、ガラス基板１７の表面に対して垂直な方向Ｈから左側に傾いた状態に形成される。なお、図４Ｃ及び図５における参照符号１７ｄは、クラック１７ｃの先端部分を示している。
【００５０】
すなわち、クラック１７ｃは、中抜き孔形成用スクライビングホイール４０とガラス基板１７との当接面において、刃先稜線４３を基準とした溝の底部４６の回転方向と同じ方向に傾いて形成される。そのため、中抜き孔形成用スクライビングホイール４０を図４Ａに示した回転方向とは逆方向に回転させてスクライブラインを形成しても、図４Ｃに示したものと同様の形状の切削痕１７ｂ及びクラック１７ｃが形成される。なお、図４Ａ及び図５において、溝の底部４６が刃先稜線４３に対してθ１だけ左側に回転した状態に形成されている場合には、ガラス基板とは溝４４の底部の延在方向Ｌが刃先稜線４３に対して右側に角度θ１回転した状態で当接するため、ガラス基板の表面から底面に向かってスクライブラインの右側に傾いたクラックが形成される。
【００５１】
そのため、中抜き孔形成用スクライビングホイール４０とガラス基板１７との当接面において、刃先稜線４３を基準とした溝の底部４６の角度θ１が形成される回転方向が閉鎖曲線の外側となるように閉鎖曲線状のスクライブラインを形成すると、図１３に示した従来例のものと同様に、ガラス基板１７の表面から底面に向かって、閉鎖曲線状のスクライブラインの外周側に傾いた長いクラック１７ｃが閉鎖曲面状に形成され、しかも、スクライブラインに沿った水平クラックも従来例のものに比すると小さくなる。これにより、実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０を用いれば、小さい外力で、水平クラックが小さく、ガラス基板１７に形成された閉鎖曲面状のクラックに沿って中抜き孔の内周縁に微小な凹凸や貝殻状の欠けが生じない綺麗な状態に中抜き孔を形成することができるようになる。
【００５２】
［変形例１及び２］
実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０としては、溝４４の形状が平面視で楕円状であり、かつ、溝４４の底部４６の延在方向Ｌに直交する方向の垂直断面が実質的に半円状となっている例を示した。しかしながら、本発明では、溝４４の底部４６が延在する方向Ｌに直交する方向の溝の垂直断面の形状は、半円状のものだけでなく、半楕円形状、Ｖ字形状、斜面と平坦な底面とを組み合わせた形状又はＵ字形状他の形状のものであってもよい。
【００５３】
このような溝４４の底部４６が延在する方向Ｌに直交する方向の溝の垂直断面の形状がＶ字状の変形例１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ａを図６を用いて、同じく斜面と平坦な底面とを組み合わせた形状の変形例２の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ｂを図７を用いて説明する。なお、図６及び図７においては、実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０と実質的に同一の構成部分については同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。
【００５４】
変形例１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ａは、図６に示したように、正面視の溝４４の形状が刃先稜線４３を中心として左右非対称な平行四辺形とされており、溝４４Ａの底部４６Ａの延在方向Ｌに直交する方向の垂直断面は実質的にＶ字状となされている。すなわち、中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ａに形成された溝４４Ａの底部の延在方向Ｌは、刃先稜線４３の接面内において、刃先稜線４３に対して右側に角度θ１回転した方向となっている。この変形例１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ａによっても、実質的に実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０と同様の作用効果を奏することができる。
【００５５】
変形例２の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ｂは、図７に示したように、正面視の形状が刃先稜線４３を中心として左右非対称な平行六辺形とされており、溝４４Ｂの平坦な底部４６Ｂの延在方向Ｌに直交する方向の垂直断面は実質的に斜面と平坦な底面とを組み合わせた形状となされている。すなわち、中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ｂに形成された平坦な溝４４Ｂの底部の延在方向Ｌは、刃先稜線４３の接面内において、刃先稜線４３に対して右側に角度θ１回転した方向となっている。この変形例２の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ｂによっても、実質的に実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０と同様の作用効果を奏することができる。
【００５６】
［実施形態２］
実施形態２の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ｃを図８〜図１１を用いて説明する。なお、図８〜図１１においては、実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０と実質的に同一の構成部分については同一の参照符号を付与して，その詳細な説明は省略する。
【００５７】
実施形態２の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ｃは、実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０において、溝４４Ｃの底部４６Ｃが、刃先稜線４３の接面内において、刃先稜線４３に対して所定角度θ１回転した方向に延在しているだけでなく、さらに中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ｃの回転軸方向Ｓに対して所定角度θ２（図９参照）傾斜する方向に延在させたものである。
【００５８】
すなわち、実施形態２の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ｃにおける刃４２は、図８Ａ、図８Ｂ及び図９に示すように、正面視で略Ｖ字状となっており、回転軸方向Ｓに対する刃４２の厚さは刃先稜線４３に向かうに従って徐々に小さくなっている。刃先稜線４３は、刃４２の最外周部に沿って設けられている。刃４２の最外周部には、刃先稜線４３と溝４４Ｃとが交互に等ピッチで多数形成されている。
【００５９】
それぞれの溝４４Ｃは、それぞれの底部４６Ｃが同一方向に平行に延在するように形成されている。それぞれの溝４４Ｃの底部４６Ｃの延在方向Ｌは、図８Ｂ及び図９Ａに示すように、刃先稜線４３の接面内において、刃先稜線４３との間のなす角度がθ１となるように右側に回転された状態となされているとともに、刃先稜線４３に対して角度θ１回転した方向とは反対側、すなわち、刃先稜線４３に対して左側において、さらに回転軸方向Ｓに所定角度θ２傾斜する方向に延在されている。角度θ１は、鋭角とされ、好ましくは１０°〜８０°の範囲とされている。また、角度θ２も鋭角とされ、回転軸Ｓに平行な範囲（θ２＝０°）から刃４２の傾斜面の表面に溝が形成されない範囲までにおいて、適宜に選定し得る。
【００６０】
なお、それぞれの溝４４Ｃの底部４６Ｃの延在方向Ｌを、刃先稜線４３に対して所定角度θ１回転した方向と同じ方向、すなわち、図９において刃先稜線４３の右側において回転軸芯方向Ｓに対して所定角度θ２傾斜するものとすると、所定の作用効果が奏されなくなる。これは、刃先稜線４３の接面内において、刃先稜線に対して所定角度θ１回転させたことによるクラックの傾斜効果と、回転軸芯方向Ｓに対して所定角度θ２傾斜せたことによるクラックの傾斜効果の効果が互いに打ち消されてしまうためである。
【００６１】
実施形態２の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ｃを用いてガラス基板にスクライブラインを形成した場合のクラックの発生状態を図１１に示した。なお、図１１における「リブマーク深さ」は、中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ｃを用いて形成されたリブマーク部分の最深位置を示しており、「クラック端部」はクラックの最深部に位置を示している。
【００６２】
このように、溝４４Ｃの底部４６の延在方向Ｌが、中抜き孔形成用スクライビングホイール４０Ｃの回転軸方向Ｓに対して所定角度θ２傾斜する方向にも延在されている場合、このような構成を備えていない実施形態１の中抜き孔形成用スクライビングホイール４０を用いて脆性材料基板にスクライブラインを形成した場合よりもさらに傾いたクラックを形成することができる。そのため、より小さい外力で、水平クラックが小さく、脆性材料基板に形成された閉鎖曲線状のクラックに沿って、中抜き孔の内周縁に微小な凹凸や貝殻状の欠けが生じない綺麗な状態に中抜き孔を形成することができるようになる。
【００６３】
なお、実施形態２においても、図示省略したが、溝の形状を、上記変形例１及び２のように、溝の底部が延在する方向に直交する方向の溝の垂直断面の形状が半円状、半楕円形状、Ｖ字形状、斜面と平坦な底面とを組み合わせた形状又はＵ字形状等の他の形状となるようにしてもよい。
【００６４】
さらに、上記実施形態１（変形例も含む）及び２においては、刃先稜線の両側に形成されたそれぞれの刃を形成する面と刃先稜線によって形成される面との間のなす角度が互い同一のものに対して適用した例を示したが、これらの角度が互いに相違しているものに対しても適用可能である。この場合においては、刃先稜線に対して角度θ１回転した方向側を前記刃を形成する面と刃先稜線によって形成される面との間のなす角度が大きい側とすれば、より傾いたクラックを形成することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のスクライビングホイールを用いてガラス基板等の脆性材料基板にスクライブラインを形成すると、形成されるクラックは脆性材料基板の厚み方向から傾斜した方向に形成され、しかも脆性材料基板の深くまで達する。これにより、コジリやハマカケ等を周縁に発生させることなく、脆性材料基板に貫通孔を円滑に形成できるようになる。
【符号の説明】
【００６６】
１０…スクライビング装置    １１…移動台          １２ａ、１２ｂ…案内レール
１３…ボールネジ            １４…モータ          １５…モータ
１６…テーブル              １７…ガラス基板      １７ａ…スクライブライン
１７ｂ…切削痕              １７ｃ…クラック      １７ｄ…クラックの先端部分
１８…カメラ                １９…ブリッジ        ２０ａ、２０ｂ…支柱
２１…スクライブヘッド      ２２…ガイド          ２３…ホルダジョイント
２３ａ…回転軸部            ２３ｂ…ジョイント部  ２４ａ…ベアリング
２４ｃ…スペーサ            ２５…開口            ２６…内部空間
２７…マグネット            ２８…平行ピン        ３０…ホルダユニット
３１…ホルダ                ３２…取付部          ３２ａ…傾斜部
３２ｂ…平坦部              ３３…保持溝          ３４ａ…支持部
３５…支持孔          ４０、４０Ａ〜４０Ｃ…中抜き用スクライビングホイール
４１…ホイール本体部        ４２…刃              ４３…刃先稜線
４４、４４Ａ〜４４Ｃ…溝    ４５…貫通孔          ４６、４６Ａ〜４６Ｃ…底部
【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１２】
2015120251.tif 000012
【図１３】
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【図１４】
2015120251.tif 000014
【図１０】
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【図１１】
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