(57)【要約】【課題】  磨耗するごとに複数回位置を変えて使用することができるカッターホイールを用いたカッターにおいて、使用中におけるカッターホイールの回転を確実に防ぐことができるカッター装置を提供する。【解決手段】  カッター２１は、外周円に刃先が形成されたカッターホイールに対し刃先を含む外周の一部を除去して、複数の平面２１ｃ、２１ｄが外周に形成された変形カッターホイール２１が用いられ、ホルダ２２は、変形カッターホイールの外周に形成された平面のうちいずれか２つの平面をそれぞれ当接させる２つの当接面３５、３６が形成され、ホルダの２つの当接面に当接させる変形カッターホイールの２つの平面を交換することでカッターホイールが被加工物に圧接する刃先の位置を替えるようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダに支持されたカッターを被加工物に圧接しながら走査することにより切断を行うとともに磨耗したカッターをホルダから取り出して交換するカッター装置であって、
前記カッターは、外周円に刃先が形成されたカッターホイールに対し刃先を含む外周の一部を除去して、複数の平面が外周に形成された変形カッターホイールが用いられるとともに、
前記ホルダは、前記変形カッターホイールの外周に形成された平面のうちいずれか２つの平面をそれぞれ当接させる２つの当接面が形成され、
前記ホルダの２つの当接面に当接させる前記変形カッターホイールの２つの平面を交換することでカッターホイールが被加工物に圧接する刃先の位置を替えることを特徴とするカッター装置。
【請求項２】
前記変形カッターホイールは、片側半円に複数の平面が形成され、他方側半円に刃先が形成される請求項１に記載のカッター装置。
【請求項３】
前記ホルダに形成される当接面の一つが水平面となるように形成される請求項２に記載のカッター装置。
【請求項４】
前記変形カッターホイールの刃先角度が２０°〜８０°である請求項１に記載のカッター装置。
【請求項５】
前記変形カッターホイールの材質が超硬合金または焼結ダイヤモンドである請求項１に記載のカッター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッターを用いて脆性材料（ガラス等）や金属材料以外の樹脂、フィルム等を切断するカッター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、樹脂材料やフィルム材料の被加工物を切断する際に、鉄、ステンレス製の刃先を有するカッターを被加工物上に圧接しながら移動して切断するカッター装置が用いられている。その場合、カッター装置で切断を繰り返すうちに刃先が磨耗すると、切れ味が悪くなるため、カッターを交換するようにしている。
一般に、ガラス等の脆性材料を切断する際には、外周円に沿って刃先が形成されたカッターホイール（回転刃）を用いて、カッターホイールを回転しながら圧接するようにしてガラス基板に切り筋を形成する。しかし樹脂材料やフィルム材料の切断ではカッターホイールは用いない。これは、樹脂材料やフィルム材料を切断する際に刃先が回転すると荷重が分散して、切断が困難になるためである。そのため、直線状の刃先を有するカッターで樹脂材料やフィルム材料の切断が行われていた。
【０００３】
ところで、カッターが磨耗するごとに新しいカッターに交換するのでは、１つ１つのカッターの使用寿命が短くなり、利用効率が低いことになる。そのため、樹脂材料やフィルム材料の切断用のカッターにカッターホイールを用いて、磨耗するごとにカッターホイールを少し回転させて刃先の位置を変えることにより、樹脂材料やフィルム材料を切断することが開示されている。
【０００４】
すなわち、カッターホイールが回転しないように固定し、刃先の一部で切断を行い、その部分の刃先が磨耗した時点で、カッターホイールを少し回転させて新たな刃先の一部で切断を行うようにしたカッター装置が開示されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
特許文献１に記載のカッター装置では、円盤状のカッター（切刃）が、ホルダに対し、切刃ベースを介して回転自在に取り付けられている。そして切刃ベースの裏側面に複数の位置決め孔が所定間隔で円形配列され、切刃ベースはホルダから突出するばね加圧式の係止ピンで何れかの孔を凹凸係合されて所定角度位置に係止されるようにしてある。カッターは、切刃ベースの表側面と中間材（座金）とで挟むようにし、ねじで中間材（座金）を締め付けることで切刃ベースにカッターが押し付けられるようにして固定してある。また、特許文献２に記載のカッター装置でも、ディスクカッター自体はその両側が押さえローラと押さえプレートとにより挟まれ、脱着ねじにより押し付けるようにして固定してある。
【特許文献１】特許第２９２２２２１号公報
【特許文献２】特開平９−１５０３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載のカッター装置では、係止ピンが入り込む位置決め孔を変えることで所定角度ずらしてカッター（切刃）を使用することができるが、カッターの側面と切刃ベースの表側の面との間は、ねじで押し付けて固定しているだけであり、ねじが緩んだり、使用中にカッターの側面が切刃ベースの表側の面に対し滑り出したりして回転すると、使用する刃先部分が変わってしまう可能性があった。特許文献２に記載のカッター装置についても、同様の可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明は、固定したカッターホイールで樹脂材料やフィルム材料を切断し、磨耗するごとに複数回位置を変えて使用することができるカッターホイールを用いたカッターにおいて、使用中におけるカッターホイールの回転を確実に防ぐことができるカッター装置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】
上記課題を解決するためになされた本発明のカッター装置は、ホルダに支持されたカッターを被加工物に圧接しながら走査することにより切断を行うとともに磨耗したカッターをホルダから取り出して交換するカッター装置であって、前記カッターは、外周円に刃先が形成されたカッターホイールに対し刃先を含む外周の一部を除去して、複数の平面が外周に形成された変形カッターホイールが用いられるとともに、前記ホルダは、前記変形カッターホイールの外周に形成された平面のうちいずれか２つの平面をそれぞれ当接させる２つの当接面が形成され、前記ホルダの２つの当接面に当接させる前記変形カッターホイールの２つの平面を交換することでカッターホイールが被加工物に圧接する刃先の位置を替えるようにしている。
【０００９】
本発明によれば、カッターとして、外周円に刃先が形成された円盤状のカッターホイールを元に、その外周の一部を除去して複数の平面が外周に形成された変形カッターホイールを用いる。そして、この変形カッターホイールを取り付けるホルダは、変形カッターホイールの外周に形成された平面のうちいずれか２つの平面をそれぞれ当接させる２つの当接面が形成してある。したがって、ホルダの２つの当接面に、変形カッターホイールの２つの平面を当接させることで、ホルダの当接面が回転を防ぐストッパとして働き、カッターホイールは確実に固定される。また、ホルダの２つの当接面に当接するカッターホイールの２つの平面を交換することでカッターホイールが被加工物に圧接する刃先の位置を切り替え、外周円に形成された刃先における複数の位置で切断を行うようにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、変形カッターホイールの回転を確実に停止させた状態で切断加工を行うことができる。変形カッターホイールは２つの平面でホルダに当接させているので、刃先に対し、刃先面にいずれの方向の力が加わった場合でも、少なくとも２つの平面のいずれかがホイールの回転を防ぐ力を与えることができる。
【００１１】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
上記発明において、変形カッターホイールは、片側半円に複数の平面が形成され、他方側半円に刃先が形成されるようにしてもよい。
これにより、刃先が磨耗するごとにひとつ隣の平面を順次ホルダに当接していけば刃先を新しくすることができる。
【００１２】
この場合、ホルダに形成される当接面の一つが水平面となるようにしてもよい。これにより、水平な当接面に変形カッターホイールの平面を当接させれば変形カッターホイールの刃先部分がくるようすることができる。
【００１３】
上記発明において、変形カッターホイールの刃先角度が２０°〜８０°にするのが好ましい。
ガラス等の脆性材料基板で回転させながら使用するカッターホイールでは、刃先角度は９０°より大きくしているが、樹脂材料やフィルム材料を切断する場合のように、回転させずに固定して切断するカッターホイールでは、刃先角度を小さくすることにより、被加工物との間の摩擦を小さくすることができるので、小さな圧接荷重で切断することができる。
【００１４】
上記発明において、変形カッターホイールの材質が超硬合金または焼結ダイヤモンドであるようにしてもよい。
これにより、長寿命の変形カッターホイールを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、ガラス基板あるいは樹脂基板上にタッチパネル材（ＰＥＴ製）が積層された基板において、タッチパネル材を切断する場合を例に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態であるカッター装置の全体構成を示す図である。カッター装置ＣＭは、水平な架台１上に平行に配置された一対のガイドレール３、４に沿って、図１の紙面前後方向（以下Ｙ方向という）に往復移動するスライドテーブル２が設けられている。両ガイドレール３、４の間に、スクリューネジ５が前後方向に沿って配置され、このスクリューネジ５に、前記スライドテーブル２に固定されたステー６が螺合されており、スクリューネジ５をモータ（図示外）によって正、逆転することにより、スライドテーブル２がガイドレール３、４に沿ってＹ方向に往復移動するように形成されている。
【００１７】
スライドテーブル２上には、水平な台座７がガイドレール８に沿って、図１の左右方向（以下Ｘ方向という）に往復移動するように配置されている。台座７に固定されたステー１０ａに、モータ９によって回転するスクリューネジ１０が貫通螺合されており、スクリューネジ１０が正、逆転することにより、台座７がガイドレール８に沿って、Ｘ方向に往復移動する。
【００１８】
台座７上には、回転機構１１によって回転する回転テーブル１２が設けられており、この回転テーブル１２に、切断対象物であるタッチパネル材（ＰＥＴ材）付きの基板Ｇが水平な状態で取り付けられる。回転機構１１は、回転テーブル１２を、垂直な軸の周りで回転させるようになっている。分断対象物である基板Ｇは、例えば吸引チャックによって回転テーブル１２に固定される。
【００１９】
回転テーブル１２の上方には、スクライブヘッド１５が取り付けられる。スクライブヘッド１５は、変形カッターホイール２１、ホルダ２２、昇降機構２３からなり、アーム２４を介してフレーム２５に支持されている。
昇降機構２３は、図示しない駆動機構によりホルダ２２を昇降することにより、変形カッターホイール２１を基板Ｇに圧接することができるようにしてある。
【００２０】
図２は変形カッターホイール２１の構成を示す図であり、図２（ａ）はカッターホイールの正面図、図２（ｂ）は右側面図である。変形カッターホイールは超硬合金又は焼結ダイヤモンドで形成され、中心には支軸となるピン（図３）が挿入される孔２１ａが形成され、外周円に刃先２１ｂが形成される。さらに外周の一部が刃先とともに除去され平面２１ｃ、２１ｄが形成される。平面２１ｃ、２１ｄは、円形のカッターホイールに対しワイヤカット又はレーザカット又は研削加工を施して、外周の一部を除去することにより形成される。
【００２１】
図３は変形カッターホイール２１を支持するホルダ２２の展開図である。ホルダ２２は、主にベースプレート３１とカバープレート３２とからなる。図４はベースプレート３１を示す図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は右側面図である。また、図５はカバープレート３２を示す図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は右側面図である。
以下、図３から図５に基づいて、変形カッターホイール２１を支持するホルダ２２について説明する。
【００２２】
べースプレート３１の下辺近傍には、変形カッターホイール２１を取り付けるための切り欠き部３３が形成される。切り欠き部３３は、底面３４、第一当接面３５、第二当接面３６の３つの平面で囲まれる。底面３４には、変形カッターホイール２１の支軸となるピン３７が取り付けられる穴３８が形成される。この穴３８にピン３７を挿入して変形カッターホイール２１を取り付けると、刃先の一部がベースプレート３１の外側に出るようになる。
【００２３】
また、第一当接面３５、第二当接面３６は、変形カッターホイール２１を取り付けたときに、第一当接面３５に平面２１ｃが当接し、第二当接面３６に２１ｄが当接するようにして、カッターホイール２１が回転しないようにカッターホイール２１の寸法に合わせて加工してある。さらに、変形カッターホイール２１を表裏反転させて取り付けると、第一当接面３５に平面２１ｄが当接し、第二当接面３５に平面２１ｃが当接するようにしてある。この反転により、ベースプレート３１の外側に出る刃先部分を代えることができる。
【００２４】
ベースプレート３１の中央には、カバープレート３２を固定するためのネジ孔４０、４１が形成される。ベースプレートの上辺近傍には、昇降機構２３に固定するための孔４２が形成される。ベースプレートの左辺にはカバープレート３２を当接させて位置決めする凸部４３が形成される。
【００２５】
カバープレート３２は、中央にベースプレート３１に固定するネジを取り付ける孔４５、４６が形成され、上辺近傍に昇降機構２３に固定するための孔４７が形成される。
【００２６】
カッター装置ＣＭの動作について説明する。ホルダ２２に変形カッターホイール２１を取り付け、回転テーブル１２の上にタッチパネル材（ＰＥＴ材）付きの基板Ｇを載置する。
取り付けられた変形カッターホイール２１は、平面２１ｃ、２１ｄが当接面３５、３６と当接することにより回転が阻止される。そして、スライドテーブル２の位置を調整して、Ｙ方向の位置を定め、台座７の位置を調整してＸ方向の位置を定める。
続いて昇降機構２３を作動して、変形カッターホイール２１を基板Ｇに圧接させる。台座７でＸ方向に走査することにより、基板Ｇのタッチパネル材を切断する。このような切断動作を繰り返すうちに、刃先が磨耗し、やがて切れ味が悪くなってくると、刃先の交換作業に入る。
【００２７】
刃先の交換は、ホルダ２２のカバープレート３２を取り外し、ベースプレート３１上の変形カッターホイール２１を取り出し、これを反転し、再びベースプレート３１に取り付ける。これにより、刃先の位置が代わり、ベースプレート３１の下方外側には、未使用の刃先部分が現れるようになる。この状態でカバープレート３２をベースプレート３１に固定する。取り付けられた変形カッターホイール２１は、平面２１ｃ、２１ｄが当接面３５、３６と当接することになり回転が阻止される。以上の作業により新しい刃先に切り替えられる。
このようにして、１つの変形カッターホイール２１を２度使用することにより、使用寿命を延ばすことができる。
【００２８】
上記実施形態では、２度使用できる変形カッターホイール２１とホルダ２２とを用いたが、ホルダ２２のベースプレート３１に形成する２つの当接面の角度を変え、変形カッターホイール２１の外周に形成される平面の数と角度を変えることにより、さらに使用回数を増やすことができる。
【００２９】
例えば、図６は本発明の他の一実施形態であるホルダ５０のベースプレート５１と、それに対応する変形カッターホイール５２を取り付けた状態を示す図である。
ベースプレート５１には互いに１２０度の角度をなす２つの当接面５３、５４が形成される。一方、変形カッターホイール５２は、互いに１２０度の角度をなして３つの平面５５、５６、５７が形成される。
【００３０】
この場合、当接面５３、５４に平面５５，５６を当接させる場合と、平面５６，５７を当接させる場合とをとることができる。さらに変形カッターホイール５２を反転させて、当接面５３，５４に平面５６、５５を当接させる場合と、平面５７，５６を当接させる場合とをとることができ、１つの変形カッターホイールで４度使用することができる。
【００３１】
同様に、さらに変形カッターホイールに形成する平面数を増やせば、より多くの回数交換することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、樹脂材料やフィルム材料を切断するカッター装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態であるカッター装置の全体構成図。
【図２】変形カッターホイールの一実施例を示す図。
【図３】図２のカッターホイールに対応するホルダの展開図。
【図４】図３に示すホルダのベースプレートの構成を示す図。
【図５】図３に示すホルダのカバープレートの構成を示す図。
【図６】他の変形カッターホイールの一実施例を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
２    スライドステージ
７    台座
１２  回転テーブル
２１  変形カッターホイール
２１ｂ  刃先
２１ｃ  平面
２１ｄ  平面
２２  ホルダ
２３  昇降機構
３１  ベースプレート
３２  カバープレート
３５  第一当接面
３６  第二当接面
【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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