CN105314834B - 刻划头及刻划装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于刻划头及刻划装置。具备有借由一边按压基板W表面一边移动而在基板W表面加工刻划线的刀轮11的刻划头10，由在下部具有刀轮11的保持具13、以通过该保持具13的安装轴12而可自由旋动的方式支承保持具13的保持具接头15、通过垂直的旋转轴16而将该保持具接头15保持成旋动自如的第一保持构件18、以及将第一保持构件18保持成可升降的第二保持构件19所构成；保持具的安装轴12形成为相对于垂直的线L1往刻划头10的行进方向后方侧倾斜；将保持具接头15的垂直的旋转轴16，设置于通过刀轮11的接地点P1的垂直的线L1上。本发明提供的刻划头、及使用有该刻划头的刻划装置，可解决刀轮的内轮差问题并提高直进性。

Description

刻划头及刻划装置
技术领域
本发明是关于一种具备有用于在玻璃等脆性材料基板表面加工刻划线(分断用的切槽)的刀轮(亦称刻划轮)的刻划头及使用有该刻划头的刻划装置。
背景技术
以往，在脆性材料基板(以下，简称“基板”)的表面，利用刀轮加工沿刻划预定线的刻划线的刻划装置广为众知(例如参照专利文献1、专利文献2)。
一般而言，刀轮支承于保持具，保持具安装于刻划头的保持具接头。而且以往常被使用有如下的构成：在已使刻划头行进时，刀轮发挥作用始终要返回其行进方向的线上的所谓的“后倾效果(caster effect)”(例如参照专利文献3、专利文献4)。
图3是表示具有上述“后倾效果”的现有习知刀轮的安装构造的说明图。
下端保持刀轮21的保持具22，通过垂直的安装轴23而呈可自由旋转地被安装于刻划头24的保持具接头25。刀轮21的接地点，位于相对于延长垂直的安装轴23的轴心而成的线L3往刻划头24的行进方向后方侧偏移距离S1的位置。因此，在已使刻划头24行进时，使相随的刀轮21作用始终欲返回行进方向的线上的力矩而能获得刀轮的直进性。
专利文献1：国际公开WO2007/063979号公报
专利文献2：日本特开2011-218815号公报
专利文献3：日本特开平8-217476号公报
专利文献4：日本特开2010-260757号公报
上述“后倾效果”所产生的刀轮的直进性，因偏移量而改变。另外，虽亦因刀轮的移动速度而改变，但在偏移量较大的情形，直进性提高但对于左右的振动则变弱，使得容易从沿刻划头的行进方向的线上往外侧偏离。
此外，在利用具有“后倾效果”的刻划头，沿着曲线加工刻划线的情形时，如图4所示般，将产生刀轮21从刻划预定线28往内侧偏离而无法正确地进行加工等所谓的内轮差的问题。因此，在进行曲线切割中，有必要预先计算刀轮的滚动轨迹往内侧偏离的量并在电脑中进行程序化，但此操作相当地麻烦。此外，由于已往内侧偏离的刀轮21，如图4所示般在俯视观察下成为相对于曲线倾斜，因此亦存在有无法漂亮地加工刻划线等课题。
另一方面，在自行车或摩托车等的操纵把手轴与车轮，包含有称为后倾角与尾径(trail)的构成。所谓的后倾角，如图5所示般，是操纵把手轴26的旋转轴心L5相对于垂直的线L4的倾斜角β，所谓的尾径，是车轮27的接地点P3至将操纵把手轴26的旋转轴心L5延长至与该接地点P3相同水平线而成的地点P4的距离T1。操纵把手轴26的倾斜越大则尾径(T1)越长，虽直进性稳定但操纵把手的操作变沉重。
发明内容
考虑到上述观点，本发明的目的在于提供一种能够正确地加工曲线的刻划线，并且借由组合上述的尾径的构成而能够抑制刀轮的偏离并提高直进性的刻划头以及使用有该刻划头的刻划装置。
为了解决上述课题，在本发明中提出了如以下般的技术性手段。亦即，本发明的刻划头，构成为：具备有借由一边按压基板表面一边使其相对移动而在基板表面加工刻划线的刀轮；该刻划头，由在下部具有刀轮的保持具、以通过设于该保持具上部的安装轴而可绕该安装轴自由旋动的方式支承该保持具的保持具接头、通过垂直的旋转轴而将该保持具接头保持成旋动自如的第一保持构件、以及将该第一保持构件保持成可升降的第二保持构件所构成；该保持具的安装轴形成为相对于垂直的线往该刻划头的行进方向后方侧倾斜；该保持具接头的垂直的旋转轴的轴心，设置于通过该刀轮的接地点的垂直的线上。
此外，本发明的刻划装置，构成为：具备上述的刻划头，该刻划头被保持于机架的梁，使该刻划头的刀轮一边按压于平台上所载置的基板表面一边沿基板表面相对移动。
在本发明中，较佳为：该刀轮的直径为1～3mm，该安装轴的轴心与垂直的线间的倾斜角为10～25°，该刀轮的对基板的接地点与延长该安装轴的轴心而成的线与该基板相交的地点间的尾径量为2～5mm。此外，较佳为：该刀轮的轮轴与延长该安装轴的轴心而成的线间的偏移量为1～4mm。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
根据本发明，能够借由使保持具的安装轴倾斜而产生的尾径，提高刀轮的直进性，并且，倾斜的安装轴与垂直安装的情形相比，由于其旋转的自由度受到限制，因此能够使直进性稳定，且有效地抑制因振动等而产生的偏离。
进一步地，由于保持具接头的垂直的旋转轴，是沿着通过刀轮的接地点的垂直的线而安装于第一保持构件，因此在刻划曲线时，刀轮能够沿着刻划头的移动轨迹行进，借此，不会有如现有习知般曲线从刻划预定线往内侧偏离的情况，而能够正确地加工曲线的刻划线。
此外，由于在刻划时的对刀轮的加压，与一般的二轮车的操纵把手轴不同，是在刀轮的刃前端中心位置垂直地施加，因此具有能够容易地进行刀轮的加压控制等效果。
在本发明中，亦可构成为：该刀轮的轮轴，设在相对于延长该安装轴的轴心而成的线往该刻划头的行进方向后方侧偏移的位置。
借此，能够以偏移的量取得较长的尾径量，能够进一步提高直进性。
附图说明
图1是表示本发明的刻划装置的一例的概略性前视图。
图2是本发明的刻划头的前视图。
图3是表示现有习知的刻划头的一例的前视图。
图4是用于说明现有习知的刻划头所存在的内轮差问题的图式。
图5是一般的二轮车中的后倾角与尾径的说明图。
【主要元件符号说明】
W：基板 S：偏移间隔
T：尾径 1：平台
6：梁 7：机架
10：刻划头 11：刀轮
11a：轮轴 12：安装轴
13：保持具 15：保持具接头
16：垂直的旋转轴 18：第一保持构件
19：第二保持构件
具体实施方式
在以下，根据图1及图2所示的实施例，说明本发明的刻划头及具备有该刻划头的刻划装置的细节。
图1是表示本发明的刻划装置的图式，具备有载置并保持基板W的平台1。在平台1的表面设有多个空气吸引孔(省略图示)，并与设置于外部的真空泵等空气吸引源(省略图示)连通。
此外，平台1，成为可沿水平的轨条2而在Y方向(图1的前后方向)移动，并由借由马达(省略图示)而进行旋转的螺杆轴3驱动。此外，平台1，成为可借由内藏马达的旋转驱动部4而在水平面内旋动。
具备有夹着平台1而设置的两侧的支承柱5、5、与在X方向水平延伸的梁(横梁)6的机架7，设置成跨越平台1上。在梁6，设置有在X方向水平延伸的导引件8，在该导引件8安装本发明的刻划头10，以使该刻划头10可借由马达9而在X方向移动。
如在图2所详细揭示般，刻划头10，是由在下部具备有刀轮11并且在上部具备有安装轴12的保持具13、以可绕安装轴12自由旋动的方式通过安装轴12及轴承14支承保持具13的保持具接头15、通过垂直的旋转轴16及轴承17而将该保持具接头15保持成旋动自如的第一保持构件18、以及将该第一保持构件18保持成可升降的第二保持构件19所构成。
第一保持构件18、保持具接头15及保持具13，成为可借由在第二保持构件19所设置的流体汽缸等升降机构(省略图示)而呈一体地升降。此外，安装于保持具13的刀轮11，采用直径为1～3mm。
保持具13的安装轴12，以相对于垂直的线L1往刻划头10的行进方向(图2的箭头方向)的后方侧倾斜角度α的方式形成。该倾斜角(后倾角)α较佳为10～25°。
此外，借由安装轴12的倾斜，而在刀轮11对基板W的接地点P1、与延长安装轴12的轴心而成的线L2与基板W相交的地点P2间产生尾径T。该尾径T的长度较佳为2～5mm。
进一步地，刀轮11的轮轴11a，设在相对于延长倾斜的安装轴12的轴心而成的线L2往刻划头10的行进方向后方侧偏移间隔S的位置。该偏移量，亦即偏移间隔S较佳为1～4mm。
此外，保持具接头15的垂直的旋转轴16的轴心，沿通过刀轮11的接地点P1的垂直的线L1设置。
在本实施例中，在使用直径为2mm的刀轮，并将安装轴12的倾斜角α设为17°，偏移间隔S设为2.5mm时，尾径T的长度则成为2.92mm。因此，尾径T，形成为较垂直地设定安装轴12的情形的偏移量2.5mm更长。
上述的刻划装置，借由一边将刀轮11按压于基板W的表面一边使刻划头10移动于图2的箭头方向，而对基板W的表面加工刻划线。
在该加工时，借由使安装轴12倾斜而产生的尾径T，能够提高刀轮11的直进性，并且，倾斜的安装轴12与垂直的情形相比，由于其旋转的自由度受到限制，因此能够使直进性稳定，且有效地抑制因振动等而产生的偏离。
进一步地，由于刀轮11的轮轴11a，设在相对于延长倾斜的安装轴12的轴心而成的线L2往刻划头10的行进方向后方侧偏移间隔S的位置，因此能够以该偏移间隔S的量取得较长的上述尾径量，能够进一步提高直进性。
此外，由于保持具接头15的垂直的旋转轴16，是沿着通过刀轮11的接地点P1的垂直的线L1而安装于第一保持构件18，因此在进行曲线的刻划时，刀轮11能够沿着刻划头10的移动轨迹行进。借此，不会有如现有习知般，从曲线的刻划预定线往内侧偏离的情况，能够正确地加工曲线的刻划线。
此外，由于刻划时的对刀轮11的加压，与在最初已叙述的二轮车的操纵把手轴不同，是在刀轮11的刃前端中心位置垂直地施加，因此能够容易地进行加压控制。
以上，虽已针对本发明的代表性的实施例进行了说明，但本发明并不特定于仅上述的实施例构造。例如，在上述实施例中，刀轮11的轮轴11a，虽设在相对于延长倾斜的安装轴12的轴心而成的线L2往刻划头10的行进方向后方侧偏移间隔S的位置，但亦可将该偏移间隔S设为0。
本发明可适用于对玻璃等脆性材料基板的表面加工刻划线的刻划头、及使用有该刻划头的刻划装置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种刻划头，具备有借由一边按压基板表面一边使其相对移动而在基板表面加工刻划线的刀轮，其特征在于：
该刻划头，由在下部具有刀轮的保持具、以通过设于该保持具上部的安装轴而可绕该安装轴自由旋动的方式支承该保持具的保持具接头、通过垂直的旋转轴而将该保持具接头保持成旋动自如的第一保持构件、以及将该第一保持构件保持成可升降的第二保持构件所构成；
该保持具的安装轴形成为相对于垂直的线往该刻划头的行进方向后方侧倾斜；
该保持具接头的垂直的旋转轴的轴心，设置于通过该刀轮的接地点的垂直的线上。
2.根据权利要求1所述的刻划头，其特征在于：其中该刀轮的轮轴，设在相对于延长该安装轴的轴心而成的线往该刻划头的行进方向后方侧偏移的位置。
3.根据权利要求1或2所述的刻划头，其特征在于：其中该刀轮的直径为1～3mm，该安装轴的轴心与垂直的线间的倾斜角为10～25°，该刀轮的对基板的接地点与延长该安装轴的轴心而成的线与该基板相交的地点间的尾径量为2～5mm。
4.根据权利要求1或2所述的刻划头，其特征在于：其中该刀轮的轮轴与延长该安装轴的轴心而成的线间的偏移量为1～4mm。
5.根据权利要求3所述的刻划头，其特征在于：其中该刀轮的轮轴与延长该安装轴的轴心而成的线间的偏移量为1～4mm。
6.一种刻划装置，其特征在于：
具备权利要求1～5中任一权利要求所述的刻划头；
该刻划头被保持于机架的梁，使该刻划头的刀轮一边按压于平台上所载置的基板表面一边沿基板表面相对移动。
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