CN112142317A - 刻划轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供寿命较长且被加工物的品质不易降低的刻划轮。刻划轮(10)包括金刚石制的刀尖部(30)。尖部(30)包括实施了倒圆角加工的前端部(40)、以及构成为在被按压于被加工物的状态下在与被加工物之间形成空间的接触抑制结构(50)。

Description

刻划轮

技术领域

本发明涉及用于被加工物的刻划加工的刻划轮。

背景技术

为了对脆性材料基板等被加工物进行刻划加工而使用刻划轮。刻划轮的原材料例如是超硬合金或金刚石。刻划轮的种类根据被加工物的种类等来选择。金刚石制的刻划轮与超硬合金制的刻划轮相比耐久性较高。但是，并不是不会产生刀尖部的缺损等。专利文献1公开了一种技术，对刀尖部的前端部实施倒圆角加工，以使单晶金刚石制的刻划轮的寿命变长。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-52129号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在断开工序中被断开的被加工物的品质受到形成于被加工物的垂直裂纹的深度的影响。在垂直裂纹的深度较深的情况下，被断开的被加工物的品质不易降低。在刻划加工时通过刻划轮施加于被加工物的载荷(以下称为“刻划载荷”)的大小对垂直裂纹的深度造成影响。

使用了对刀尖部的前端部实施了倒圆角加工的刻划轮的情况下的垂直裂纹的深度比使用了刀尖部的前端部锋利的刻划轮的情况下的垂直裂纹的深度浅。在使用对刀尖部的前端部实施了倒圆角加工的刻划轮的情况下，用于在被加工物形成较深的垂直裂纹的方法例如为对被加工物施加较大的刻划载荷。该方法从刻划轮的寿命、与被加工物的品质的关系考虑，可能并不优选。

刻划载荷不仅对垂直裂纹的深度造成影响，例如也对刻划轮的磨损加剧、以及刻划加工时的被加工物的品质中的一方或双方造成影响。刻划载荷越大则刻划轮的磨损越容易加剧，存在缩短刻划轮的寿命的可能性。在刻划载荷过大的情况下，存在被刻划加工了的被加工物的品质降低的可能性。

本发明的目的在于提供寿命较长且被加工物的品质不易降低的刻划轮。

用于解决课题的方案

本发明所涉及的刻划轮是包括金刚石制的刀尖部的刻划轮，其中，所述刀尖部包括实施了倒圆角加工的前端部、以及构成为在被按压于被加工物的状态下在与被加工物之间形成空间的接触抑制结构。

利用上述刻划轮得到例如如下的两个效果。作为第一个效果，刻划轮的寿命变长。通过对刀尖部的前端部实施倒圆角加工，刀尖部的前端部中的局部载荷的作用被抑制。伴随于此，得到抑制刀尖部的前端部产生缺损的效果、以及抑制刀尖部的前端部的磨损加剧的效果中的一方或双方。上述的效果有助于延长刻划轮的寿命。作为第二个效果，在被加工物适当地形成垂直裂纹，被加工物的品质不易降低。认为其理由如下。在上述刻划轮的刀尖部被按压于被加工物的状态下，在接触抑制结构与被加工物之间形成空间。在被加工物中，与刀尖部接触的部分中的每单位面积的刻划载荷变大，刻划载荷局部地作用于被加工物，垂直裂纹容易伸展。这有助于在被加工物形成较深的垂直裂纹。由于通过接触抑制结构的作用而在被加工物形成较深的垂直裂纹，因此能够调整刻划载荷的范围变大。在施加于被加工物的刻划载荷较小的情况下，得到抑制刻划轮的磨损加剧的效果、以及提高被刻划加工的被加工物的品质的效果中的一方或双方。

在所述刻划轮的一例中，所述接触抑制结构包括朝向所述刻划轮的内部凹陷的凹部。

根据上述刻划轮，伴随着在刀尖部形成凹部而能够在刀尖部形成接触抑制结构。这有助于减轻用于形成接触抑制结构的制造上的负担。

在所述刻划轮的一例中，所述刀尖部还包括在所述刻划轮的圆周方向上起伏的第一起伏部，所述第一起伏部包括多个谷以及多个峰，且所述第一起伏部构成所述接触抑制结构。

在上述刻划轮中，在刻划加工时不易产生刻划轮相对于被加工物的滑动。认为其理由如下。伴随着刻划轮相对于被加工物的扫描，刻划轮相对于被加工物旋转，第一起伏部的包括峰的峰顶的部分周期性地与被加工物接触，刀尖部与被加工物之间的摩擦力增加。在该影响下，刻划轮相对于被加工物的滑动的产生得到抑制。

在所述刻划轮的一例中，所述刀尖部还包括在所述刻划轮的圆周方向上较长的槽，所述第一起伏部形成于所述槽的底面。

根据上述刻划轮，伴随着在刀尖部形成槽而能够在刀尖部形成接触抑制结构。这有助于减轻用于形成接触抑制结构的制造上的负担。

在所述刻划轮的一例中，所述刀尖部还包括在所述刀尖部的刀尖面的倾斜方向上起伏的第二起伏部，所述第二起伏部包括多个谷以及多个峰，且所述第二起伏部构成所述接触抑制结构。

在上述刻划轮中，在刻划加工时不易产生刻划轮相对于被加工物的滑动。认为其理由如下。由于第二起伏部的一部分与被加工物的接触，刀尖部与被加工物之间的摩擦力增加。在该影响下，刻划轮相对于被加工物的滑动的产生得到抑制。

在所述刻划轮的一例中，所述刀尖部还包括在所述刻划轮的圆周方向上较长的多个槽，所述第二起伏部由沿所述倾斜方向排列的所述多个槽构成。

根据上述刻划轮，伴随着在刀尖部形成沿刀尖面的倾斜方向排列的多个槽而能够在刀尖部形成接触抑制结构。这有助于减轻用于形成接触抑制结构的制造上的负担。

在所述刻划轮的一例中，所述前端部的曲率半径包含于1μm～10μm的范围。

在前端部的曲率半径为1μm以上的情况下，抑制刀尖部产生缺损的效果、以及抑制刀尖部的磨损加剧的效果中的一方或双方变大。在前端部的曲率半径为10μm以下的情况下，容易在被加工物形成较深的垂直裂纹。

在所述刻划轮的一例中，所述金刚石是单晶金刚石。

根据上述刻划轮，与例如超硬合金制的刻划轮相比寿命变长。

发明效果

根据本发明所涉及的刻划轮，刻划轮的寿命较长，且被加工物的品质不易降低。

附图说明

图1是第一实施方式的刻划轮的侧视图。

图2是图1的刻划轮的主视图。

图3是主视观察时的刀尖部的放大图。

图4是侧视观察时的刀尖部的放大图。

图5是示出第一起伏部的波纹曲线的一例的图。

图6是示出第二起伏部的波纹曲线的一例的图。

图7是示出刻划轮的制造工序的图。

图8是示出刀尖部与被加工物的关系的模型图。

图9是第二实施方式的刀尖部的模型图。

附图标记说明

10：刻划轮

10A：中心轴

10B：棱线

10C：边界线

11：第一台部

12：第二台部

20：主体

21：贯通孔

22：倒角

23：表面

30：刀尖部

31：表面

31A：第一刀尖面

31B：第二刀尖面

31C：主面

40：前端部

4：前端面

50：接触抑制结构

51：凹部

60：起伏部

61：第一起伏部

61A：谷

61B：峰

61C：谷底

61D：峰顶

61E：前表面

61L：平均线

62：第二起伏部

62A：谷

62B：峰

62c：谷底

62D：峰顶

62E：侧面

62L：平均线

70：槽

71：底面

100：刻划轮

110：前端部

111：前端面

H1：基板

H2：圆板

H3：被去除部

WP：被加工物

S：空间

L1：第一直线

L2：第二直线

θ：刀尖角。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1所示的刻划轮10被用于被加工物的刻划加工。被加工物例如是基板。基板例如是脆性材料基板。脆性材料基板例如是玻璃基板或陶瓷基板。刻划轮10具备主体20以及刀尖部30。在刻划轮10中，至少刀尖部30由高硬度材料形成。高硬度材料例如是金刚石烧结体、单晶金刚石或多晶金刚石。刻划轮10的基础构造例如被分类为第一构造以及第二构造。在第一构造中，刻划轮10整体由高硬度材料形成。在第二构造中，刻划轮10包括由非高硬度材料形成的非高硬度部、以及由高硬度材料形成的高硬度部。高硬度部例如是覆盖非高硬度部的涂层。

在一例中，刻划轮10整体由单晶金刚石或多晶金刚石构成。主体20绕着刻划轮10的中心轴10A设置。以下，将沿着刻划轮10的中心轴10A的方向称为刻划轮10的轴向。将在刻划轮10的轴向上通过刻划轮10的中心并与中心轴10A正交的面称为中心面。刻划轮10相对于中心面对称或非对称。在图1所示的例子中，刻划轮10相对于中心面对称。中心面相当于刻划轮10的对称面。

在图1所示的刻划轮10的侧面观察中，主体20的形状为环。在主体20形成有沿刻划轮10的轴向贯通主体20的贯通孔21。在主体20的贯通孔21的周围形成有倒角22。在贯通孔21插入有支承刻划轮10的销。刻划轮10与销的配合为间隙配合、过渡配合或过盈配合。销被设置于刻划加工装置的保持器支承。销与保持器的配合从间隙配合、过渡配合或过盈配合中选择，以使刻划轮10能够相对于保持器旋转。

刀尖部30相对于主体20而设置于刻划轮10的径向的外方。刀尖部30构成刻划轮10的刃。在图1所示的刻划轮10的侧面观察中，刀尖部30的形状为环。在主体20的表面23与刀尖部30的表面31之间形成有边界线10C。边界线10C的形状是与主体20的形状相对应的圆。

如图2所示，刀尖部30的厚度随着趋向刻划轮10的径向的外方而变薄。在由单晶金刚石构成的刀尖部30中，根据单晶金刚石的晶体取向，硬度在刻划轮10的圆周方向上的每个部位不同。在刻划轮10由单晶金刚石制的母材制造的情况下，例如使用激光加工作为母材的加工方法。在该加工方法中，能够不受晶体取向的影响地加工单晶金刚石。

在图2所示的刻划轮10的主视观察中，将表示刻划轮10的轮廓的线称为棱线10B。在一例中，棱线10B位于刻划轮10的中心面上。在图1所示的刻划轮10的侧视观察中，将连结中心轴10A与棱线10B的线段称为刻划轮10的半径。将由刻划轮10的半径决定的圆称为刻划轮10的圆周。刻划轮10的圆周的直径相当于刻划轮10的外径。

刀尖部30的表面31能够以棱线10B为基准而划分为第一刀尖面31A以及第二刀尖面31B。第一刀尖面31A在相对于棱线10B的刻划轮10的轴向的一方中，在棱线10B与边界线10C之间扩展。第二刀尖面31B在相对于棱线10B的刻划轮10的轴向的另一方中，在棱线10B与边界线10C之间扩展。以下，将在刻划轮10的主视观察中沿着第一刀尖面31A或第二刀尖面31B的方向称为刀尖面的倾斜方向。

刻划轮10能够以刻划轮10的中心面为基准而划分为第一台部11以及第二台部12。第一台部11构成刻划轮10相对于中心面的轴向的一方的部分。第二台部12构成刻划轮10相对于中心面的轴向的另一方的部分。第一台部11以及第二台部12相当于在圆锥台形成贯通孔21而得到的几何体。第一台部11的侧面相当于第一刀尖面31A。第二台部12的侧面相当于第二刀尖面31B。在与刻划轮10的中心面正交的刻划轮10的截面上，第一刀尖面31A以及第二刀尖面31B在刻划轮10的圆周上以与中心面交叉的方式相对于中心面而倾斜。

如图3所示，刀尖部30包括实施了倒圆角加工的前端部40、以及以在刻划加工时在与被加工物之间形成空间的方式起伏的接触抑制结构50。在图3中，相对于刀尖部30的尺寸而夸张地示出前端部40的弯曲程度。在刀尖部30由单晶金刚石形成的情况下，根据单晶金刚石的晶体取向，刀尖部30的硬度在刻划轮10的圆周方向上的每个部位不同。即，在刀尖部30中包括根据晶体取向而硬度相对较大的部分以及硬度相对较小的部分。与刀尖部30的硬度较大的部分相比，在刀尖部30的硬度较小的部分中产生缺损的可能性变高。在包括实施了倒圆角加工的前端部40的刀尖部30中，前端部40中的局部载荷的作用被抑制，抑制在根据晶体取向而硬度较小的部分中产生缺损。

以下，将未对前端部实施倒圆角加工，从而在刀尖部未形成有接触抑制结构的刻划轮称为基准刻划轮。基准刻划轮的前端部与刻划轮10的前端部40相比较锋利。基准刻划轮的刀尖部的表面的波纹比刻划轮10的刀尖部30的表面31的波纹小。

前端部40的表面即前端面41是朝向刻划轮10的径向的外方突出的曲面。棱线10B由前端部40的顶部形成。由于对前端部40实施倒圆角加工，因此在前端部40不存在能够在基准刻划轮的前端部看到的棱边。但是，在图2中，使用与表现基准刻划轮的前端部的棱线时同样的表现方法来表现前端部40的棱线10B。

前端部40的前端面41包含于刀尖部30的表面31。将各刀尖面31A、31B中的前端面41以外的部分称为主面31C。接触抑制结构50形成于第一刀尖面31A的主面31C和第二刀尖面31B的主面31C中的至少一方。对接触抑制结构50与主面31C的关系进行例示。在图3所示的第一例中，在各刀尖面31A、31B各自的主面31C形成有接触抑制结构50。在第二例中，在第一刀尖面31A的主面31C形成有接触抑制结构50，在第二刀尖面31B的主面31C未形成有接触抑制结构50。在第三例中，在第二刀尖面31B的主面31C形成有接触抑制结构50，在第一刀尖面31A的主面31C未形成有接触抑制结构50。

对刀尖部30的主面31C与被加工物的关系进行例示。在第一例中，主面31C能够划分为接触部以及非接触部。主面31C的接触部是在刀尖部30被按压于被加工物的状态下，主面31C中的与被加工物接触的部分。主面31C的接触部包括主面31C中的、至少与前端部40的前端面41相邻的部分。主面31C的非接触部是在刀尖部30被按压于被加工物的状态下，主面31C中的不与被加工物接触的部分。主面31C的非接触部包括主面31C中的、至少与边界线10C相邻的部分。在第二例中，主面31C整体相当于接触部。

对包括接触部以及非接触部的主面31C中的接触抑制结构50的形成范围进行例示。在第一例中，接触抑制结构50形成于主面31C的接触部整体、以及主面31C的非接触部整体。在第二例中，接触抑制结构50形成于主面31C的接触部整体，未形成于主面31C的非接触部。在第三例中，接触抑制结构50形成于主面31C的接触部整体、主面31C的非接触部的一部分，未形成于主面31C的非接触部的另一部分。在第四例中，接触抑制结构50形成于主面31C的接触部的一部分，未形成于主面31C的接触部的另一部分以及主面31C的非接触部。

对仅包括接触部的主面31C中的接触抑制结构50的形成范围进行例示。在第一例中，接触抑制结构50形成于主面31C的接触部整体。在第二例中，接触抑制结构50形成于主面31C的接触部的一部分，未形成于主面31C的接触部的另一部分。

刻划轮10的各部位的尺寸能够根据被加工物的尺寸等来任意地选择。刻划轮10的外径从例如φ1.5mm～φ6mm的范围选择。在一例中，刻划轮10的外径为φ2mm。主体20的厚度例如从0.4mm～1.1mm的范围选择。在一例中，主体20的厚度为0.64mm。前端部40的前端面41中的粗糙度曲线的算术平均粗糙度例如包含于0.01μm～0.06μm的范围。刀尖部30的主面31C中的粗糙度曲线的算术平均粗糙度例如包含于0.10μm～0.20μm的范围。刀尖部30的主面31C中的波纹曲线的平均长度包含于10μm～20μm的范围。刀尖部30的主面31C中的波纹曲线的最大高度例如包含于0.3μm～1.0μm的范围。

刻划轮10具有规定的刀尖角θ。刀尖角θ在例如图3所示的刻划轮10的主视观察中由第一直线L1以及第二直线L2规定。第一直线L1是与刀尖面的倾斜方向平行且通过第一刀尖面31A的主面31C的直线。第二直线L2是与刀尖面的倾斜方向平行且通过第二刀尖面31B的主面31C的直线。刀尖角θ相当于第一直线L1与第二直线L2所成的角度。对刀尖角θ的大小进行例示。刀尖角θ是钝角、直角或锐角。在图示的例子中，刀尖角θ是钝角。刀尖角θ例如从90°～140°的范围选择。

前端部40的曲率半径能够任意地选择。在一例中，前端部40的曲率半径被设定为满足第一条件～第三条件中的至少一个。第一条件是不易产生伴随刻划加工的前端部40的缺损。关于是否满足第一条件，例如能够通过如下情况进行确认：在刻划轮10相对于被加工物的每基准行进距离中所产生的前端部40的缺损的产生次数为规定次数以下。在满足第一条件的情况下，刻划轮10的寿命变长。第二条件是伴随刻划加工的刻划轮10的磨损不易加剧。关于是否满足第二条件，例如能够通过如下情况进行确认：在刻划轮10相对于被加工物的每基准行进距离中的前端部40的磨损量为规定的磨损量以下。在满足第二条件的情况下，刻划轮10的寿命变长。第三条件是在被加工物适当地形成垂直裂纹。关于是否满足第三条件，例如能够通过如下情况进行确认：垂直裂纹相对于被加工物的厚度的深度(以下称为“深度率”)包含于规定的范围。在满足第三条件的情况下，被刻划加工了的被加工物在被断开加工时的被加工物的品质不易降低。

基本上，前端部40的曲率半径越大，则抑制前端部40产生缺损、磨损加剧的效果越大，垂直裂纹的深度率越小。前端部40的曲率半径的最大值例如为10μm。前端部40的曲率半径的最小值例如为1μm。在一例中，前端部40的曲率半径从2μm～5μm的范围选择。在前端部40的曲率半径为1μm以上的情况下，抑制前端部40产生缺损、磨损加剧的效果变大。在前端部40的曲率半径为10μm以下的情况下，容易在被加工物形成较深的垂直裂纹。

接触抑制结构50的具体形态能够任意地选择。在一例中，接触抑制结构50由形成于刀尖部30的主面31C的一个或多个凹部51构成。在接触抑制结构50包括多个凹部51的形态中，能够任意地选择多个凹部51的相互的关系。多个凹部51规则地或不规则地配置。规则地配置的多个凹部51沿规定的方向排列。规定的方向例如是刻划轮10的圆周方向、刀尖面的倾斜方向、或与这些方向中的一方交叉的方向。多个凹部51的开口面积被设定为相同的面积或互不相同的面积。多个凹部51的深度被设定为相同的深度或互不相同的深度。凹部51的深度比由表面粗糙度规定的最大谷深度深。

对凹部51的具体形态进行例示。

在凹部51的第一形态中，凹部51是形成于主面31C的槽。槽在规定的方向上较长。规定的方向例如是刻划轮10的圆周方向、刀尖面的倾斜方向、或与这些方向中的一方交叉的方向。在图4中，例示出在圆周方向上较长的凹部51。在凹部51包括多个槽的形态中，能够任意地选择多个槽的相互的关系。对槽的长度的方向的关系进行例示。在第一例中，所有槽的长度的方向相同。在第二例中，所有槽的长度的方向互不相同。在第三例中，在多个槽中包括长度的方向相同的多个槽、以及长度的方向互不相同的多个槽。对槽的宽度的关系进行例示。在第一例中，所有槽的宽度相同。在第二例中，所有槽的宽度互不相同。在第三例中，在多个槽中包括宽度相同的多个槽、以及宽度互不相同的多个槽。对槽的深度的关系进行例示。在第一例中，所有槽的深度相同。在第二例中，所有槽的深度互不相同。在第三例中，在多个槽中包括深度相同的多个槽、以及深度互不相同的多个槽。对槽的截面形状的关系进行例示。在第一例中，所有槽的截面形状相同。在第二例中，所有槽的截面形状互不相同。在第三例中，在多个槽中包括截面形状相同的多个槽、以及截面形状互不相同的多个槽。

在凹部51的第二形态中，凹部51是形成于主面31C的开口部。开口部在不含有在规定的方向上较长这一槽的特征这点上与槽不同。在凹部51包括多个开口部的形态中，能够任意地选择多个开口部的相互的关系。对开口部的开口面积的关系进行例示。在第一例中，所有开口部的开口面积相同。在第二例中，开口部的开口面积互不相同。在第三例中，在多个开口部中包括开口面积相同的多个开口部、以及开口面积互不相同的多个开口部。对开口部的深度的关系进行例示。在第一例中，所有开口部的深度相同。在第二例中，开口部的深度互不相同。在第三例中，在多个开口部中包括深度相同的多个开口部、以及深度互不相同的多个开口部。对开口部的俯视观察中的开口部的形状的关系进行例示。在第一例中，所有开口部的形状相同。在第二例中，开口部的形状互不相同。在第三例中，在多个开口部中包括形状相同的多个开口部、以及形状互不相同的多个开口部。

在凹部51的第三形态中，凹部51是形成于主面31C的起伏部的谷。起伏部包括多个谷以及多个峰。在主面31C通过多个谷以及多个峰而形成波纹。多个谷的相互的关系能够任意地选择。对谷的深度的关系进行例示。在第一例中，所有谷的深度相同。在第二例中，所有谷的深度互不相同。在第三例中，在多个谷中包括深度相同的多个谷、以及深度互不相同的多个谷。对谷的截面形状的关系进行例示。在第一例中，所有谷的截面形状相同。在第二例中，所有谷的截面形状互不相同。在第三例中，在多个谷中包括截面形状相同的多个谷、以及截面形状互不相同的多个谷。

在凹部51的第四形态中，凹部51具有组合凹部51的第一形态、第二形态以及第三形态中的至少两个形态而成的形态。凹部51的第一形态所例示的多个槽的相互的关系、凹部51的第二形态所例示的多个开口部的相互的关系、以及凹部51的第三形态所例示的多个谷的相互的关系也能够应用于凹部51的第四形态。

在图3～图6所示的例子中，刀尖部30包括起伏部60。起伏部60形成于各刀尖面31A、31B的主面31C。起伏部60沿规定的方向形成波纹。规定的方向例如是刻划轮10的圆周方向、刀尖面的倾斜方向、或与这些方向中的一方交叉的方向。在起伏部60的第一形态中，起伏部60包括形成刻划轮10的圆周方向上的波纹的第一起伏部61。图5示出第一起伏部61的波纹曲线的一例。在起伏部60的第二形态中，起伏部60包括形成刀尖面的倾斜方向上的波纹的第二起伏部62。图6示出第二起伏部62的波纹曲线的一例。在起伏部60的第三形态中，起伏部60包括第一起伏部61以及第二起伏部62双方。

如图5所示，第一起伏部61包括多个谷61A以及多个峰61B。谷61A以及峰61B由平均线61L划分。谷61A是刻划轮10相对于平均线61L的靠径向内方的部分。谷61A包括谷底61C。峰61B是刻划轮10相对于平均线61L的靠径向外方的部分。峰61B包括峰顶61D。多个谷61A以及多个峰61B在刻划轮10的圆周方向上交替地形成。将谷61A和在刻划轮10的旋转方向的后方与该谷61A相邻的峰61B设为一组谷61A以及峰61B。一组谷61A以及峰61B包括在谷底61C与峰顶61D之间扩展的前表面61E。第一起伏部61构成接触抑制结构50的凹部51。包括谷底61C的谷61A的底面构成凹部51的底面52。

在包括第一起伏部61的刻划轮10中，在刻划加工时不易产生刻划轮10相对于被加工物的滑动。认为其理由如下。伴随着刻划加工时的刻划轮10的旋转，第一起伏部61的接触部周期性地与被加工物接触，刀尖部30与被加工物之间的摩擦力增加。在该影响下，刻划轮10相对于被加工物的滑动的产生得到抑制。第一起伏部61的接触部例如是包括峰顶61D的峰61B的上部的前表面61E、峰61B的全部的前表面61E、或峰61B的全部以及谷61A的一部分的前表面61E。

如图6所示，第二起伏部62包括多个谷62A以及多个峰62B。谷62A以及峰62B由平均线62L划分。谷62A是刻划轮10相对于平均线62L的靠径向内方的部分。谷62A包括谷底62C。峰62B是刻划轮10相对于平均线62L的靠径向外方的部分。峰62B包括峰顶62D。多个谷62A以及多个峰62B在刀尖面的倾斜方向上交替地形成。将谷62A和在刀尖面的倾斜方向上与该谷62A相邻的峰62B设为一组谷62A以及峰62B。一组谷62A以及峰62B包括在谷底62C与峰顶62D之间扩展的侧面62E。第二起伏部62构成接触抑制结构50的凹部51。包括谷底62C的谷62A的底面构成凹部51的底面52。

在包括第二起伏部62的刻划轮10中，在刻划加工时不易产生刻划轮10相对于被加工物的滑动。认为其理由如下。第二起伏部62的接触部在刻划加工时与被加工物接触，刀尖部30与被加工物之间的摩擦力增加。在该影响下，刻划轮10相对于被加工物的滑动的产生得到抑制。第二起伏部62的接触部例如是包括峰顶62D的峰62B的上部的侧面62E、峰62B的全部的侧面62E、或峰62B的全部以及谷62A的一部分的侧面62E。

第一起伏部61与第二起伏部62的关系能够任意地选择。

对起伏部60的平均高度进行例示。在第一例中，第一起伏部61的平均高度比第二起伏部62的平均高度低。在第二例中，第一起伏部61的平均高度比第二起伏部62的平均高度高。在第三例中，第一起伏部61的平均高度与第二起伏部62的平均高度相等。

对起伏部60的周期进行例示。在第一例中，第一起伏部61的周期比第二起伏部62的周期短。在第二例中，第一起伏部61的周期比第二起伏部62的周期长。在第三例中，第一起伏部61的周期与第二起伏部62的周期相等。认为第一起伏部61的周期越短，则抑制刻划轮10相对于被加工物的滑动的产生的效果越大。

在图3～图6所示的例子中，在刀尖部30的主面31C形成有多个槽70。如图3或图4所示，槽70在刻划轮10的圆周方向上较长。槽70与刀尖部30的棱线10B平行。多个槽70沿刀尖面的倾斜方向排列。对刻划轮10的圆周方向上的槽70的形状进行例示。在第一例中，槽70的形状在圆周方向整体上连续。在第二例中，槽70的形状在圆周方向上不连续。如图5所示，槽70的底面71起伏。第一起伏部61由底面71的起伏构成。如图6所示，第二起伏部62由沿刀尖面的倾斜方向排列的多个槽70构成。

参照图7，对刻划轮10的制造方法的一例进行说明。

在第一工序中，形成单晶金刚石的基板H1。基板H1是四边形状的薄板。基板H1的制造方法例如是高温高压合成法或化学气相蒸镀法。在第二工序中，实施通过切断加工从基板H1切出圆板H2的加工、以及在圆板H2形成贯通孔21的加工。切断加工的一例为激光加工、电火花加工、或离子束加工。

在第三工序中，在圆板H2形成有包括实施了倒圆角加工的前端部40、以及接触抑制结构50的刀尖部30。贯通孔21周围的倒角22例如在第三工序之后形成。第三工序中的针对圆板H2的加工能够分类为第一加工、第二加工、以及第三加工。第一加工是将圆板H2的外周部的被去除部H3去除的加工。第二加工是在刀尖部30形成接触抑制结构50的加工。第三加工是对刀尖部30的前端部40进行倒圆角的加工。

在第三工序的第一例中，伴随着通过切断加工从圆板H2去除被去除部H3，在圆板H2形成有包括实施了倒圆角加工的前端部40、以及接触抑制结构50的刀尖部30。即，通过一种切断加工一并实施针对圆板H2的第一～第三加工。切断加工的一例为激光加工、电火花加工、或离子束加工。

在第三工序的第二例中，首先实施从圆板H2去除被去除部H3的第一加工，然后实施在圆板H2的刀尖部30形成接触抑制结构50的第二加工，然后实施对圆板H2的刀尖部30的前端部40进行倒圆角的第三加工。用于第一～第三加工的各自的加工方法能够单独地进行选择。对加工方法的组合进行例示。在加工方法的第一例中，第一～第三加工的加工方法是相同的切断加工。在加工方法的第二例中，第一～第三加工的加工方法是互不相同的切断加工。在加工方法的第三例中，第一～第三加工中的两个加工的加工方法是相同的切断加工，另一个加工的加工方法是与其不同的切断加工。在加工方法的第四例中，第一加工以及第二加工的加工方法是相同或互不相同的切断加工，第三加工的加工方法是研磨加工或磨削加工。

在第三工序的第三例中，首先实施从圆板H2去除被去除部H3的第一加工，然后实施对圆板H2的刀尖部30的前端部40进行倒圆角的第三加工，然后实施在圆板H2的刀尖部30形成接触抑制结构50的第二加工。用于第一～第三加工的各自的加工方法能够单独地进行选择。加工方法的组合的例子与第三工序的第二例相同。

在第三工序的第四例中，首先实施从圆板H2去除被去除部H3的第一加工，然后一并实施在圆板H2的刀尖部30形成接触抑制结构50的第二加工、以及对圆板H2的刀尖部30的前端部40进行倒圆角的第三加工。用于第一～第三加工的各自的加工方法能够单独地进行选择。对加工方法的组合进行例示。在加工方法的第一例中，第一～第三加工的加工方法是相同的切断加工。在加工方法的第二例中，第一加工的加工方法与第二加工及第三加工的加工方法是互不相同的切断加工。

对刻划轮10的作用以及效果进行说明。

在刻划轮10中，通过对刀尖部30的前端部40实施倒圆角加工，前端部40中的局部载荷的作用被抑制。伴随于此，得到抑制前端部40产生缺损的效果、以及抑制前端部40的磨损加剧的效果中的一方或双方。这些效果有助于延长刻划轮10的寿命。

如图8所示，在刻划加工时，刻划轮10的刀尖部30被按压于被加工物WP。被加工物WP从刻划轮10承受刻划载荷。在一例中，刻划加工装置调整刻划载荷以使刻划载荷包含于规定的载荷范围。

在刀尖部30被按压于被加工物WP的状态下，在接触抑制结构50的凹部51的底面52与被加工物WP之间形成有空间S。前端部40、第一起伏部61的接触部、以及第二起伏部62的接触部与被加工物WP接触。伴随着刻划轮10进行扫描，刻划轮10相对于被加工物WP进行旋转。伴随着刻划轮10的旋转，刀尖部30与被加工物WP接触的部位发生变化。在各个槽70中，第一起伏部61的接触部周期性地与被加工物WP接触。

伴随着刻划轮10的旋转，在被加工物WP形成一次裂纹。在刻划轮10从形成有一次裂纹的区域离开后，二次裂纹从一次裂纹伸展。一次裂纹也被称为肋状纹。二次裂纹也被称为新生纹。通过一次裂纹以及二次裂纹而在被加工物WP形成有垂直裂纹。

在使用了刻划轮10的刻划加工中，由于在凹部51的底面52与被加工物WP之间形成空间S，因此刀尖部30与被加工物WP接触的表面31的面积与使用了基准刻划轮的情况相比变窄。在被加工物WP中，与刀尖部30接触的部分中的每单位面积的刻划载荷变大，刻划载荷局部地作用于被加工物WP，垂直裂纹容易伸展。这有助于在被加工物WP形成较深的垂直裂纹。

根据刻划轮10，通过接触抑制结构50的作用而在被加工物WP形成较深的垂直裂纹，因此能够调整刻划载荷的范围变大。在施加于被加工物WP的刻划载荷较小的情况下，得到抑制刻划轮10的磨损加剧的效果、以及提高被刻划加工的被加工物WP的品质的效果中的一方或双方。抑制刻划轮10的磨损加剧有助于延长刻划轮10的寿命。

(第二实施方式)

图9示出第二实施方式的刻划轮100。第二实施方式的刻划轮100的构造相当于对第一实施方式的刻划轮10的构造进行部分变更而得的构造。未对第二实施方式的刻划轮100的前端部110实施倒圆角加工。在其他点上，第一实施方式的刻划轮10以及第二实施方式的刻划轮100具备相同的构造。在各刻划轮10、100中，对共通的构造标注相同的附图标记。

刻划轮100的前端部110与第一实施方式的前端部40相比较锋利。前端部110的前端面111平滑。刻划轮100与第一实施方式的刻划轮10同样地具备接触抑制结构50。各刀尖面31A、31B被划分为主面31C以及前端面111。接触抑制结构50形成于第一刀尖面31A的主面31C以及第二刀尖面31B的主面31C中的至少一方。接触抑制结构50中的各种事项与第一实施方式相同。

需要说明的是，在上述各实施方式中，例示出本发明所涉及的刻划轮能够采用的形态。上述各实施方式的说明并不意在限制本发明所涉及的刻划轮能够采用的形态。本发明所涉及的刻划轮能够采用与各实施方式所例示的形态不同的形态。其一例是将各实施方式的结构的一部分进行置换、变更或者省略而得的形态、或将新的结构附加于各实施方式而得的形态。

Claims (8)

1.一种刻划轮，其包括金刚石制的刀尖部，其中，

所述刀尖部包括实施了倒圆角加工的前端部、以及构成为在被按压于被加工物的状态下在与被加工物之间形成空间的接触抑制结构。

2.根据权利要求1所述的刻划轮，其中，

所述接触抑制结构包括朝向所述刻划轮的内部凹陷的凹部。

3.根据权利要求1或2所述的刻划轮，其中，

所述刀尖部还包括在所述刻划轮的圆周方向上起伏的第一起伏部，

所述第一起伏部包括多个谷以及多个峰，且所述第一起伏部构成所述接触抑制结构。

4.根据权利要求3所述的刻划轮，其中，

所述刀尖部还包括在所述刻划轮的圆周方向上较长的槽，

所述第一起伏部形成于所述槽的底面。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的刻划轮，其中，

所述刀尖部还包括在所述刀尖部的刀尖面的倾斜方向上起伏的第二起伏部，

所述第二起伏部包括多个谷以及多个峰，且所述第二起伏部构成所述接触抑制结构。

6.根据权利要求5所述的刻划轮，其中，

所述刀尖部还包括在所述刻划轮的圆周方向上较长的多个槽，

所述第二起伏部由沿所述倾斜方向排列的所述多个槽构成。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的刻划轮，其中，

所述前端部的曲率半径包含于1μm～10μm的范围。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的刻划轮，其中，

所述金刚石是单晶金刚石。

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