CN107443592A - 划线轮及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种划线轮及其制造方法。经由一对间隔件(21、22)而在划线轮基材(12)的倾斜面(13、14)形成金刚石膜(17)。形成金刚石膜后，为了将附着在膜所附着的倾斜面(13、14)与侧面(15、16)的边界部分的金刚石膜去除，而利用激光光束进行切削。这样一来，金刚石膜不会残留在侧面(15、16)的外周部分，而可提高划线轮的良率，且可改善使用时的滑动阻力。

Description

划线轮及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于压接于脆性材料基板并滚动而进行划线的划线轮及其制造方法。
背景技术
以往的划线轮将超硬合金制或多晶烧结金刚石(以下称为PCD(PolymerizeCrystal Diamond，聚晶金刚石))制的圆板作为基材。PCD是将金刚石粒子与钴等一起烧结而获得。划线轮是从成为基材的圆板的两侧将圆周的边缘相互倾斜地削入而在圆周面形成有V字形的刀尖。将像这样形成的划线轮旋转自如地轴接于划线装置的划线头等并以规定的负重按压至脆性材料基板，使它沿着脆性材料基板的面移动，由此可使它一边滚动一边进行划线。
在日本专利特开平04-224128号公报中，关于用于切断玻璃基板的玻璃切断用刀，公开有为了延长它的寿命而利用金刚石对V字形状的刀尖表面进行覆膜的玻璃切断用刀。该玻璃切断用刀是对由与金刚石的相容性良好的陶瓷形成的刀尖表面被覆金刚石膜，并对该金刚石膜进行表面研磨处理而调整形状。通过使用这种玻璃切断用刀，刀的寿命延长，另外，表现为能够以切断面变得平滑的方式将高硬度玻璃切断。
另外，在日本专利特开2013-220554号公报中，提出有如下划线轮，在具有截面形成为V字形的圆周部的划线轮的成为刀尖的倾斜面使金刚石膜生长，并对棱线的两侧的区域进行研磨。
然而，在截面形成为V字形的划线轮基材的倾斜面形成金刚石膜的情况下，为了避免金刚石膜附着在贯通孔或侧壁，而如图1(a)所示，将划线轮基材100(以下，简称为轮基材)夹在一对间隔件101、102之间，并使轮基材100的侧壁接触间隔件101、102地保持在成膜炉中。然后，在成膜炉中完成金刚石膜对轮基材100的倾斜面的附着之后，如图1(b)所示，将间隔件101、102分离并清洗轮基材100。通常，为了确保膜厚而必须多次使金刚石膜附着，将该作业重复多次。
然而，有如下情况：即使在使金刚石膜附着时使轮基材100的侧面接触间隔件101、102，膜也绕进并附着在侧面的外周面周边，而侧面的外周面的膜厚增大数μm左右。而且，轮基材100如果暂且与间隔件101、102分离，那么在清洗后无法像之前一样夹入到间隔件之间，因此，有如下情况，即，再次使金刚石膜附着时，金刚石膜会进一步绕进至外周面周边而周边部分的膜厚变大，从而超出容许公差的范围。
已完成的划线轮插入至轮保持器的切口的间隙中，旋转自如地保持而进行使用。此时，有如下问题：如果在侧面附着有金刚石膜，那么超出供划线轮插入的间隙的容许公差的范围，从而有无法保持在轮保持器的情况。即使在能够保持在轮保持器的情况下，也有如下问题：如果划线轮的侧面与倾斜面的边界部分的厚度较大，那么伴随划线轮的旋转而使用划线轮时的滑动阻力容易变大。进而，也有如下问题：只有位于轮保持器的切口的侧面的贯通孔的周边部分呈环状磨损，轮保持器也产生损伤。
发明内容
本发明是鉴于如上所述的问题而完成，其目的在于提供一种划线轮及其制造方法，该划线轮防止伴随轮基材的侧面的金刚石膜的附着而产生的良率的降低，并且在使用划线轮时滑动阻力不会变大。
为了解决该课题，本发明的划线轮具备：划线轮基材，沿着圆周部形成棱线，且具有由所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面构成的刀尖；金刚石膜，在所述划线轮基材的倾斜面具有金刚石膜；及环状槽，位于所述划线轮基材的两侧的侧面的成为与形成有金刚石膜的倾斜面的边界的环状区域。
为了解决该课题，本发明的划线轮的制造方法是沿着圆板的圆周部形成棱线且具有由所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面构成的刀尖的划线轮的制造方法，且沿着圆板状的划线轮基材的圆周从侧面的两侧以相互倾斜地削入的方式进行研磨而在圆周部分形成由倾斜面与棱线构成的刀尖部分，在所述划线轮基材的倾斜面形成金刚石膜，对划线轮基材的两侧的侧面中成为与具有所述金刚石膜的倾斜面的边界的环状区域进行切削而将侧面的环状区域的金刚石膜去除并且形成环状槽。
此处，所述划线轮基材的侧面的环状槽也可通过呈环状照射激光光束而形成。
此处，也可使形成有所述刀尖部分的多个划线轮基材与所述各划线轮基材的侧面全部接触的间隔件交替地接触而在所述各金刚石轮基材的倾斜面形成金刚石膜。
此处，也可使形成有所述刀尖部分的多个所述划线轮基材将侧面对准而相互接触，使所述两侧的划线轮基材的外侧的侧面全部接触的一对间隔件接触于外侧，而在所述各金刚石轮基材的倾斜面形成金刚石膜。
此处，所述划线轮基材的环状槽也可通过对侧面水平地照射激光光束而形成。
此处，所述划线轮基材的环状槽也可通过对侧面垂直地照射激光光束而形成。
根据具有这种特征的本发明，即使在成为金刚石膜的倾斜面与侧面的边界部分的侧面附着有膜的情况下，由于将侧面的膜去除，所以，也能够防止伴随因膜的附着引起的划线轮的厚度的变化而产生的良率的降低。另外，由于膜未附着在划线轮的侧面，所以，可获得如下效果，即，可减小将划线轮安装在轮保持器进行使用时的滑动阻力，从而可防止轮保持器的损伤。
附图说明
图1(a)、(b)是表示划线轮的制造时的金刚石膜的附着处理的概略图。
图2(a)、(b)是本发明的第一实施方式的划线轮的制造过程的前视图及侧视图。
图3是表示本发明的第一实施方式的划线轮基材上的金刚石膜的附着处理的概略图。
图4(a)、(b)是表示激光照射前后的划线轮的侧面与倾斜面的边界部分的放大剖视图。
图5(a)、(b)是表示本发明的实施方式的对划线轮基材的激光光束的照射的前视图及侧视图。
图6(a)、(b)是本实施方式的激光照射后的划线轮的前视图及侧视图。
图7是表示本发明的另一实施方式的对划线轮基材的激光光束的照射的侧视图。
图8(a)、(b)是表示另一实施方式的划线轮基材上的金刚石膜的附着处理的概略图。
图9(a)～(c)是表示本发明的另一实施方式的对划线轮基材的激光光束的照射的侧视图。
具体实施方式
图2(a)、(b)是表示本发明的第一实施方式的划线轮的制造过程的前视图及其侧视图。当制造划线轮时，首先，如图2(a)所示，例如在超硬合金的成为划线轮基材的圆板10的中央形成成为轴孔的贯通孔11。接着，将未图示的马达等的轴连通于该贯通孔11并以贯通孔11的中心轴为旋转轴进行旋转，并且对圆板10的整个圆周从圆板的正背两侧相对于旋转轴倾斜地进行研磨，而如图2(b)所示形成为垂直截面V字形而制成划线轮基材12，将V字形部分设为刀尖。将像这样形成的V字形的斜面设为倾斜面13、14，将侧面设为15、16。
接下来，对在倾斜面13、14形成金刚石薄膜的过程进行说明。首先，预先使V字形的倾斜面13、14为粗糙面以使金刚石膜容易附着。接着，如图3所示，利用一对间隔件21、22夹住划线轮基材12并使圆柱状的部件23贯通而上下固定。间隔件21、22的侧面的直径略大于划线轮基材12的侧面15、16的直径。这样一来，划线轮基材的侧面15、16分别可完全接触间隔件21、22的侧面。以该状态进行预处理后，放入至成膜炉而在划线轮基材的倾斜面13、14成膜金刚石膜17。接着，将划线轮基材12与一对间隔件21、22分离之后，利用超声波清洗等进行清洗。
另外，在通过1次成膜无法获得所需要的膜厚的情况下，也可将所述成膜与划线轮基材的侧面的金刚石膜的成膜处理重复多次，由此获得所需要的膜厚。
当利用成膜炉使金刚石膜附着时，金刚石粒子也绕进至侧面15、16的最外周的环状部分并少量附着而成为环状凸部。图4(a)是将倾斜面13与侧面15交叉的外周的一部分放大表示的剖视图，表示在倾斜面13及侧面15的外周部分附着有金刚石膜17。
接着，为了将绕进并附着在侧面15的金刚石膜去除，而在成膜后，如图5所示，对划线轮的侧面15的成为与V字形的倾斜面的边界的环状区域15a照射激光光束。作为激光光源，为了减轻对金刚石膜及轮基材的热影响，优选使用例如脉冲宽度为10纳秒以下的较短的激光光源。而且，图5(a)的以影线表示的部分表示照射有激光光束的部分。通过照射激光光束，不仅将附着在侧面15的金刚石膜17去除，而且构成划线轮基材12的超钢合金的环状区域15a也少量地例如以深度5μm左右呈环状地去除，如图4(b)中表示图5(b)的小圆部分的剖视图般形成环状槽15b。因此，即使在侧面15附着有少量的金刚石膜17的情况下，在照射激光光束后，也能够将金刚石膜从侧面15完全去除。
进而，为了将绕进并附着在侧面16的金刚石膜去除，而如图5所示，使划线轮基材12翻转，以相同的方式对侧面16与研磨面14的边界的环状区域16a照射激光光束。由此，将环状部分16a的金刚石膜17去除，进而将划线轮基材呈环状地去除而形成成为5μm左右的凹部的环状槽16b。环状槽15b、16b的宽度优选设为100μm～200μm，以能够确实地将侧面的凸部去除。在本实施方式中，设为150μm左右。
然后，利用磨石等研磨材对附有金刚石膜的前端部分以前端变尖的方式进行研磨。研磨可设为粗研磨与精研磨这2个阶段，也可成为比原来的金刚石膜17小例如5°左右的钝角。图6是表示像这样完成的划线轮的前视图及侧视图。
通过像这样将附着在侧面15、16的金刚石膜去除，而侧面不存在环状凸部，因此，轮保持器的侧面与倾斜面的边界部分的摩擦变少，而能够改善滑动阻力。
另外，在本实施方式中，从相对于划线轮的侧面垂直的方向照射激光光束而消除侧面的附着有金刚石膜的环状凸部，但也可如图7所示，从与划线轮的侧面平行的方向照射激光光束。另外，也可代替激光光束而使用磨石将附着在侧面的金刚石膜去除。
另外，在本实施方式中，当使金刚石薄膜附着在划线轮基材的倾斜面时，经由一对间隔件而保持轮基材，但在同时使金刚石薄膜附着在多个轮基材的情况下，也可如图8(a)所示使轮基材12与间隔件31、32、33…交替地接触而成膜。
另外，在同时使金刚石薄膜附着在多个轮基材的情况下，也可如图8(b)所示，仅在两端配置间隔件31、32，使多个轮基材12将侧面对准而相互接触地保持在所述间隔件31、32之间而成膜金刚石薄膜。在该情况下，如果如图9(a)、(b)所示从侧面照射激光光束，那么可同时进行附着在侧面的金刚石膜的去除及各轮基材的分离。另外，图9(c)是表示图9(b)中以圆表示的侧面与倾斜面的边界部分的局部放大图。
另外，在本实施方式中，将附着在侧面的金刚石膜去除之后，对附有金刚石膜的前端部分进行研磨，但也可在对金刚石膜的前端进行研磨之后，将附着在侧面的金刚石膜去除。

Claims (7)

1.一种划线轮，具备：
划线轮基材，沿着圆周部形成棱线，且具有由所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面构成的刀尖；
金刚石膜，在所述划线轮基材的倾斜面具有金刚石膜；及
环状槽，位于所述划线轮基材的两侧的侧面的成为与形成有金刚石膜的倾斜面的边界的环状区域。
2.一种划线轮的制造方法，是沿着圆板的圆周部形成棱线且具有由所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面构成的刀尖的划线轮的制造方法，且
沿着圆板状的划线轮基材的圆周从侧面的两侧以相互倾斜地削入的方式进行研磨而在圆周部分形成由倾斜面与棱线构成的刀尖部分，
在所述划线轮基材的倾斜面形成金刚石膜，
对划线轮基材的两侧的侧面中成为与具有所述金刚石膜的倾斜面的边界的环状区域进行切削，而将侧面的环状区域的金刚石膜去除并且形成环状槽。
3.根据权利要求2所述的划线轮的制造方法，其中所述划线轮基材的侧面的环状槽通过呈环状照射激光光束而形成。
4.根据权利要求2所述的划线轮的制造方法，其中使形成有所述刀尖部分的多个划线轮基材与所述各划线轮基材的侧面全部接触的间隔件交替地接触而在所述各金刚石轮基材的倾斜面形成金刚石膜。
5.根据权利要求2所述的划线轮的制造方法，其中使形成有所述刀尖部分的多个所述划线轮基材将侧面对准而相互接触，并使所述两侧的划线轮基材的外侧的侧面全部接触的一对间隔件接触于外侧，而在所述各金刚石轮基材的倾斜面形成金刚石膜。
6.根据权利要求3所述的划线轮的制造方法，其中所述划线轮基材的环状槽通过对侧面水平地照射激光光束而形成。
7.根据权利要求3所述的划线轮的制造方法，其中所述划线轮基材的环状槽通过对侧面垂直地照射激光光束而形成。
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