CN109574487B - 刀架安装结构、刀架以及刀架接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供防止在划刻初期刀架倾斜地偏移从而能够准确地形成划刻线的刀架安装结构、刀架以及刀架接头。在刀架安装结构(101)中，在下端具备刀轮(106)的刀架(102)的回转轴(108)经由滚珠轴承(110)而以回转自如的方式安装于刻划装置(A)的刻划头(109)，滚珠轴承(10)的外圈(110b)安装于刻划头或者与刻划头相连的部分，滚珠轴承(110、111)的内圈(110a、111a)安装于回转轴，在回转轴的上部配置有磁体(113)，在回转轴的上方配置有钢球(118)，钢球被所述磁体吸引而始终将所述回转轴与所述内圈一起抬起，从而抑制滚珠轴承(110)的内部间隙(L2)引起的刀架安装结构体的晃动。

Description

刀架安装结构、刀架以及刀架接头

技术领域

本发明涉及用于将保持刀轮(也称为划刻轮)的刀架安装于划刻装置的划刻头的刀架安装结构、刀架、以及刀架接头，该刀轮用于对玻璃等脆性材料基板的表面加工切断用的划刻线(切槽)。

背景技术

以往，在将玻璃基板等脆性材料基板切断的加工中，通常已知有如下方法：将刀轮按压于基板表面并形成相互正交的X-Y方向的多条划刻线，然后，沿着划刻线从背面侧施加外力使基板挠曲，从而切断为各个单位基板，例如在专利文献J中公开了这样的方法。

刀轮经由刀架安装于划刻装置的划刻头而使用。图6～图8示出以往的刀架以及该刀架与划刻头的安装结构。

刀架安装结构体1’具备刀架2和保持该刀架2的刀架接头3。刀架2具有大致圆柱状的主体部4，在该主体部4的下端部分经由与该主体部4的轴心正交的轮轴5而以旋转自如的方式安装有刀轮6。

另外，在主体部4的上部设置有用于向刀架接头3安装时进行定位的安装部7。安装部7具备将主体部4的一部分切除而形成的平面部7a和倾斜面7b。平面部7a与主体部4的轴心平行。另外，主体部4由铁等磁性体构成。

刀架接头3在上部具有沿上下方向延伸的回转轴8，该回转轴8经由上下一对滚珠轴承10、11而以能够转动的方式安装于图2所示的划刻装置A的划刻头9。滚珠轴承10、11在内圈10a、11a与外圈10b、11b之间内置有多个球。在上下的滚珠轴承10、11各自的内圈10a、11a之间夹设有套筒12，该套筒12将上下的滚珠轴承10、11的间隔紧密地填埋。另外，回转轴8的上端面通过螺钉、嵌合等方式卡合于上部的滚珠轴承11的内圈11a的上端面，由此阻止回转轴8从滚珠轴承10、11向下方脱出。另外，下部的滚珠轴承10的外圈10b通过螺钉、嵌合等方式而与划刻头9结合。

并且，刀架接头3朝向下方开口地形成有收纳刀架2的剖面呈大致圆形的开口部14，在其内侧进深部(上端)安装有用于吸附保持刀架2的磁铁15。另外，在开口部14的内部的与开口部14的轴心分离的位置处，设置有沿与该轴心正交的方向延伸的定位用的平行销16。由此，在将刀架2插入到开口部14时，平行销16与刀架2的倾斜面7b接触而使刀轮6的方向成为恒定，并且，刀轮6的接地点以相对于回转轴8的轴心向刀轮行进方向后方偏移L1的方式定位。该偏移用于发挥在刀轮行进时始终想要向行进方向返回的所谓的“脚轮效应”，有助于刀轮的直进性。

在先技术文献

专利文献1：日本特许第5210356号公报

但是，在上述的刀架中，在加工X方向或Y方向的划刻线时或者在进行“交点跳过划刻”时，在划刻开始初期，如图9所示，有时相对于规定的划刻预定线S而倾斜偏移地行进。“交点跳过划刻”是指如下方法：如图10所示，在相对于X方向的划刻线S1进行与其正交的Y方向的划刻线S2的加工时，为了避免在与X方向的划刻线S1的交点部分处产生“破碎”或“裂纹”等损伤，以在交点的前后设置不形成划刻线的部分的方式进行划刻。

在该划刻初期倾斜偏移地行进的现象起因于下述点。

通常，在内圈与外圈之间夹入了滚珠或滚子等滑动件的滚珠轴承中，在滑动件与内圈及外圈之间存在有间隙(公差)(以下将该间隙称为“内部间隙”)。因此，如图7所示，无负载时(非划刻时)的回转轴8因自重而下降了内部间隙L2。反之，在存在有负载时(划刻时)，如图8所示，因刀轮6向基板的按压所产生的反作用力，回转轴8被抬起了内部间隙L2。回转轴8随着这样的因内部间隙L2引起的回转轴8的上下方向的运动而稍微旋转，在划刻初期刀轮产生晃动(摆头现象)而倾斜偏移地行进。这样，当在划刻初期刀轮倾斜地偏移时，在之后的行进中，即便因脚轮效应而恢复为直进行进，也如图9所示那样形成了距规定的划刻预定线S偏移了距离Z的划刻线S3，从而无法得到高精度且高品质的产品。

发明内容

发明要解决的课题

于是，本发明鉴于上述的课题，其目的在于提供在划刻初期防止刀架倾斜或从预定线的位置偏移从而能够准确地形成划刻线的刀架安装结构。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，在本发明中采用了以下那样的技术方案。即本发明涉及一种刀架安装结构，在该刀架安装结构中，在下端具备刀轮的刀架安装结构体的回转轴经由滚珠轴承而以回转自如的方式安装于划刻装置的划刻头，其中，所述滚珠轴承的外圈安装于所述划刻头或者与所述划刻头相连的部分，所述滚珠轴承的内圈安装于所述回转轴，在所述回转轴的上部配置有磁体，且刀架安装结构构成为配置有磁性体，该磁性体通过被所述磁体吸引而将所述回转轴与所述内圈一起抬起。

在此，也可以构成为，所述滚珠轴承的外圈安装于所述划刻头，所述滚珠轴承的内圈安装于所述刀架安装结构体的回转轴，所述磁性体在所述回转轴的上方安装于所述划刻头。

并且，也可以构成为，始终将所述回转轴抬起的所述磁体的吸引力设定在允许所述回转轴的回转的范围内。

发明效果

在本发明中，刀架安装结构体的回转轴由于磁体的吸引而始终被抬起，因此阻止了在无负载时(非划刻时)在滚珠轴承的内部间隙之间因自重向下方运动的情况。因此，能够消除内部间隙所引起的松动，从而防止划刻再开始时的划刻初期的刀轮的摆头现象。由此，能够抑制划刻初期的刀轮的倾斜行进、位置偏移，从而沿着划刻预定线准确地加工划刻线。

在本发明中，也可以构成为，所述刀架安装结构设置有同时覆盖所述刀架安装结构体的回转轴的周围以及所述滚珠轴承的罩体，所述滚珠轴承的外圈安装于所述罩体，所述滚珠轴承的内圈安装于所述刀架安装结构体的回转轴，所述磁性体在所述回转轴的上方安装于所述罩体的内部，所述罩体安装于所述划刻头。

由此，滚珠轴承、磁体、磁性体收纳在罩体的内部而与刀架安装结构体形成为一体，因此能够将刀架安装结构体的外装形成得简单并且能够容易地进行向划刻头组装的组装作业。

在本发明中，也可以构成为，所述刀架安装结构体包括刀架和对所述刀架进行保持的刀架接头，所述刀架接头具备所述回转轴。

另外，也可以为，所述回转轴与刀架形成为一体。

另外，基于另一观点而完成的本发明的刀架在下方保持刀轮且在上方具备回转轴，所述刀架设置有同时覆盖所述回转轴的周围以及滚珠轴承的罩体，所述滚珠轴承的外圈安装于所述罩体，所述滚珠轴承的内圈安装于所述回转轴，磁性体在所述回转轴的上方安装于所述罩体的内部。

另外，基于另一观点而完成的本发明的刀架接头在下方具有保持刀架的开口部且在上方具备回转轴，所述刀架接头设置有同时覆盖所述回转轴的周围以及滚珠轴承的罩体，所述滚珠轴承的外圈安装于所述罩体，所述滚珠轴承的内圈安装于所述回转轴，磁性体安装于所述回转轴的上方且所述罩体的内部。

由此，滚珠轴承、磁体、磁性体收纳在罩体的内部并与刀架安装结构体形成为一体，因此能够将刀架接头的外装形成得简单且能够容易地进行向划刻头组装的组装作业。

附图说明

图1是示出本发明的刀架安装结构的剖视图。

图2是示出划刻装置的概要主视图。

图3是示出本发明的第二实施方式的剖视图。

图4是示出本发明的第三实施方式的剖视图。

图5是示出使用本发明和以往例的刀架进行划刻试验时的偏移量的曲线图。

图6是示出以往的刀架的分解立体图。

图7是示出无负载时(非划刻时)的以往的刀架安装结构的剖视图。

图8是示出存在有负载时(划刻时)的以往的刀架安装结构的剖视图。

图9是示出在划刻时发生倾斜偏移时的轨迹的俯视图。

图10是示出交点跳过划刻的方法的说明图。

图11是示出划刻线加工时的动作的说明图。

附图标记说明

A 刻划装置；L2 轴承的内部间隙；1、101 刀架安装结构体；2、102 刀架；3 刀架接头；6、106 刀轮；8、108 回转轴；9、109 刻划头；10、110 下部的滚珠轴承；10a、110a 轴承的内圈；10b、110b 轴承的外圈；13、113 磁体；18、118 钢球；21、121 罩体。

具体实施方式

以下，对本发明的第一实施方式的刀架的安装结构详细地进行说明。在本发明的第一实施方式的刀架的安装结构中，其一部分包含具有与上述图6～图8所示的以往的刀架安装结构相同的功能的构成要素。因此，对于具有相同功能的部分标注相同的附图标记而进行说明。

如图1所示，本发明的第一实施方式的刀架安装结构体1具备刀架2和保持该刀架2的刀架接头3。刀架2具有大致圆柱状的主体部4，在该主体部4的下端部分经由与该主体部4的轴心正交的轮轴5而以旋转自如的方式安装有刀轮6。

另外，在主体部4的上部，设置有用于向刀架接头3安装时进行定位的安装部7。安装部7具备将主体部4的一部分切除而形成的平面部7a和倾斜面7b。平面部7a与主体部4的轴心平行。另外，主体部4由铁等磁性体构成。

刀架接头3在上部具有沿上下方向延伸的回转轴8，该回转轴8经由上下一对滚珠轴承10、11以能够转动的方式安装于图2所示的划刻装置A的划刻头9。在上下的滚珠轴承10、11各自的内圈10a、11a之间夹设有套筒12，该套筒12将上下的滚珠轴承10、11的间隔紧密地填埋。另外，磁铁13安装于回转轴8的上端面。另外，下部的滚珠轴承10的外圈10b通过螺钉或嵌合等方式而与划刻头9结合。

并且，刀架接头3朝向下方开口而形成有收纳刀架2的剖面呈大致圆形的开口部14，在其内侧进深部(上端)安装有用于吸附保持刀架2的磁铁15。

另外，在开口部14的内部的与开口部14的轴心分离的位置处，设置有沿与该轴心正交的方向延伸的定位用的平行销16。由此，在将刀架2插入到开口部14时，平行销16与刀架2的倾斜面7b接触而使刀轮6的方向恒定，并且，刀轮6的接地点被定位为相对于回转轴8的轴心向刀轮行进方向后方偏移L1。

并且，在本发明中，用于将所述回转轴8始终向上方抬起的磁性体即钢球18在回转轴8的磁铁13的上方安装于刻划头9。钢球18通过压入、粘接等固定于刻划头9的保持孔，其一部分从刻划头9的内壁突出。该钢球18被磁体13吸引，从而刀架安装结构体1形成为，如图1所示那样回转轴8与安装于该回转轴8的滚珠轴承10的内圈10a一起始终保持被抬起滚珠轴承10的内部间隙L2的姿态，从而消除了内部间隙L2所引起的松动。需要说明的是，对于磁体13的吸附力而言，使用吸引回转轴8而将其向上方抬起、但允许基于上述的“脚轮效应”的回转轴8的回转的范围的吸附力。

通过使如上述那样安装于划刻装置A的划刻头9的刀轮6下降至工作台20上载置的基板W的表面，一边按压基板W的表面一边相对地直线移动，从而在基板W的表面上加工切断用的划刻线(参照图2、11)。

在加工出一条划刻线后，使刀轮6上升而从基板W抬起，移动到接下来要加工的划刻预定线上而进行划刻。此时，在“交点跳过划刻”中，也如图9所示，在加工与X方向的划刻线S1正交的Y方向的划刻线S2时，在即将达到与X方向的划刻线S1的交点之前的部分使刀轮6上升，在稍微通过了交点的位置处再次下降并进行划刻。

在上述结构中，刀架接头3通过钢球18被磁体13吸引从而与回转轴8以及安装于该回转轴8的滚珠轴承10的内圈10a一起始终被抬起，因此，不会在无负载时(非划刻时)在轴承的内部间隙L2之间因自重向下方移动。因此，消除了内部间隙L2所引起的松动，从而能够防止划刻再开始时的划刻初期的刀架2的摆头现象。由此，能够抑制划刻初期的倾斜行进，能够沿着划刻预定线准确地加工直线的划刻线。

图3示出本发明的第二实施方式。

在该实施方式中，设置有同时覆盖刀架接头3的回转轴8的周围以及滚珠轴承10、11的圆筒状的罩体21。而且，滚珠轴承10的外圈10b安装于罩体21，滚珠轴承10、11的内圈10a、11a安装于刀架接头的回转轴8，罩体21通过螺钉、嵌合等方式安装于划刻头9。另外，在回转轴8的上方且罩体21的顶板下表面设置有被磁体13吸引而始终将回转轴8抬起的磁性体即钢球18。其他结构与上述图1所示的之前的实施例相同。

在图3的第二实施方式中也与第一实施方式相同地，能够防止划刻初期的刀轮6的摆头现象，由此，能够抑制划刻初期的倾斜行进，从而沿着划刻预定线准确地加工划刻线。

尤其是在第二实施方式中，滚珠轴承10、11和磁体13、钢球18收纳在罩体21内而与刀架接头3形成为一体，因此，具有刀架安装结构体1的外装简单且能够容易地进行向划刻头9组装的组装作业这样的优点。

图4示出本发明的第三实施方式。在上述第一、第二实施方式中，使用对刀架进行保持的刀架接头作为刀架安装结构体，但在第三实施方式中省略刀架接头，将刀架与回转轴形成为一体。

第三实施方式的刀架安装结构体101具备刀架102、滚珠轴承110、111以及罩体121，刀架102不经由刀架接头而安装于刻划装置A的刻划头109。

刀架102具有大致圆柱状的主体部104，刀轮106经由与该主体部104的轴心正交的轮轴105而以旋转自如的方式安装于该主体部104的下端部分。刀架102在其上部具备沿上下方向延伸的回转轴108，磁体113安装于该回转轴108的上端。在回转轴108的周围安装有滚珠轴承110、111，并且设置有同时覆盖回转轴8的周围以及滚珠轴承10、11的圆筒状的罩体21。而且，滚珠轴承110的外圈110b安装于罩体121，滚珠轴承110、111的内圈110a、111a安装于刀架的回转轴108，在罩体21的顶板下表面，设置有被磁体13吸引而始终将回转轴8抬起的磁性体即钢球18。

在第三实施方式中也与第一、第二实施方式相同地，能够防止划刻初期的刀轮106的摆头现象，由此，能够抑制划刻初期的倾斜行进，从而沿着划刻预定线准确地加工划刻线。

尤其是在第三实施方式中，滚珠轴承110、111和磁体113、钢球118收纳在罩体121内而与刀架102形成为一体，因此，具有刀架安装结构体101的外装简单且能够容易地进行向划刻头9组装的组装作业这样的优点。

本发明人利用使用了本发明的刀架安装结构和以往例的刀架安装结构的划刻头，分别进行了50次划刻试验。使用直径为2mm的刀轮，使其相对于厚度为0.4mm的玻璃基板如图所示那样从上方下降，在划刻载荷为3N的情况下行进。图5示出此时的偏移量(图9所示的距离Z)。

根据该试验结果，在使用了以往例的刀架安装结构的划刻头中，检测到最大为24μm、平均为13μm的偏移量，偏移量的波动尤其明显。与此相对地，在使用了本发明的刀架安装结构的划刻头中，只检测到最大为以往的一半以下即9μm、平均为6μm的偏移量，并且偏移量的波动也小，发挥了优异的效果。

以上，对本发明的代表性的实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式。例如，作为用于将回转轴8支承为能够回转的滚珠轴承，在上述实施方式中使用了内置有滚珠的结构，但也可以采用内置有圆锥体或圆柱体的滚子的轴承。另外，也能够增加或减少轴承的数量来实施。

并且，作为磁体13所吸引的磁性体而使用了钢球18，但只要是由具有磁性的原料形成以便能够被磁体13吸引的构件，也可以将圆柱、棱柱等其他形状的构件设置在回转轴的上部。

此外，在本发明中，能够在实现其目的且不脱离技术方案的范围内适当进行修正、变更。

产业上的可利用性

本发明能够应用于对在玻璃等脆性材料基板的表面上加工切断用的划刻线的刀轮进行保持的刀架安装结构以及刀架接头。

Claims (6)

1.一种刀架安装结构，在该刀架安装结构中，在下端具备刀轮的刀架安装结构体的回转轴经由滚珠轴承而以回转自如的方式安装于划刻装置的划刻头，其特征在于，

所述滚珠轴承的外圈安装于所述划刻头或者与所述划刻头相连的部分，所述滚珠轴承的内圈安装于所述回转轴，

在所述回转轴的上部配置有磁体，

且刀架安装结构构成为配置有磁性体，该磁性体通过被所述磁体吸引而将所述回转轴与所述内圈一起抬起，

所述刀架安装结构设置有同时覆盖所述刀架安装结构体的回转轴的周围以及所述滚珠轴承的罩体，所述滚珠轴承的外圈安装于所述罩体，所述滚珠轴承的内圈安装于所述刀架安装结构体的回转轴，所述磁性体在所述回转轴的上方安装于所述罩体的内部，所述罩体安装于所述划刻头，

所述磁性体是钢球。

2.根据权利要求1所述的刀架安装结构，其特征在于，

吸引所述磁性体而始终将所述回转轴抬起的所述磁体的吸引力设定在允许所述回转轴的回转的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的刀架安装结构，其特征在于，

所述刀架安装结构体包括刀架和对所述刀架进行保持的刀架接头，所述刀架接头具备所述回转轴。

4.根据权利要求1或2所述的刀架安装结构，其特征在于，所述回转轴与刀架形成为一体。

5.一种刀架，其在下端保持刀轮且在上方具备回转轴，其特征在于，

所述刀架设置有同时覆盖所述回转轴的周围以及滚珠轴承的罩体，所述滚珠轴承的外圈安装于所述罩体，

所述滚珠轴承的内圈安装于所述回转轴，

在所述回转轴的上部安装有磁体，

吸引所述磁体的磁性体在所述回转轴的上方安装于所述罩体的内部，

所述磁性体是钢球。

6.一种刀架接头，其在下方具有保持刀架的开口部且在上方具备回转轴，其特征在于，

所述刀架接头设置有同时覆盖所述回转轴的周围以及滚珠轴承的罩体，

所述滚珠轴承的外圈安装于所述罩体，

所述滚珠轴承的内圈安装于所述回转轴，

磁体安装于所述回转轴的上部，

吸引所述磁体的磁性体在所述回转轴的上方安装于所述罩体的内部，

所述磁性体是钢球。

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