JP2007182068A - スクライバーのホイールホルダー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脆性基板を切断するために使われるスクライバーのホイールホルダーを磁力を用いて容易に着脱して交換することができるスクライバーのホイールホルダー装置を提供する。
【解決手段】脆性基板を切断するためのスクライバーのヘッド６０に回転自在に装着される結合手段と、結合手段に着脱自在に結合されるホイールホルダー７０と、結合手段またはホイールホルダーに装着され、かつ磁力でホイールホルダーを結合手段に固定させる磁石６６と、を備えて構成されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、スクライバーのホイールホルダー装置に関し、特に、ガラスのような脆性基板を切断するために使用するスクライバーのホイールホルダー装置に関する。

一般的に、ディスプレイなどの基板に使われるガラス基板は、大型に製作された後、用途に応じた大きさに切断加工される。

ガラス基板のような脆性材質を切断するための工程は、ガラス基板より硬度が高いダイヤモンド材質の工具を用いて基板の表面に切断線を形成するスクライブ工程と、ガラス基板に形成された切断線を中心にして加圧して切断するブレーキ工程とからなっている。

スクライブ工程は、切断工具であるホイールを用いてガラス基板の切断位置にクラックを形成する工程であり、ブレーキ工程は、ガラス基板にスクラッチを形成しない材質からなるブレーキバーをクラックに位置させて、適当な力で瞬間的な圧力を加えて、クラックがガラス基板の厚さ方向に拡張されながら切断することにある。

前述のようなスクライブ工程に使われる装置を「スクライバー」と言い、その典型的な構造が特許文献１に開示されている。
また、脆性材料基板のスクライバーおよび脆性材料基板の各端面を研磨する脆性材料基板研磨装置について特許文献２に、ガラス板上に圧接状態にして転動させることでスクライブライン（切筋）を刻むガラスカッターホイールに関して特許文献３にそれぞれ開示されている。

特許文献１に開示された技術のうち、本願発明と関連するスクライバーの構造を、図１に示す。このスクライバーは、ガラス基板１９に接触してガラス基板１９を切断するホイール１６と、ホイール１６を固定及び支持するホイールホルダー１５と、ホイール１６及びホイールホルダー１５が駆動自在に装着されるヘッド１０とで構成される。ヘッド１０の一側には、ヘッド１０を垂直及び水平方向に移動させるガイド１７が連結されて、ガイド１７は別の駆動装置に連結されて駆動される。これにより、ヘッド１０はガイド１７が上下または左右に移動するにつれて共に移動する。

ヘッド１０は、ホイールホルダー１５に圧力を加えるためのシリンダー１８と、シリンダー１８によって加えられる力を測定するロードセル１１と、ロードセル１１を介してシリンダー１８から加えられる力を下方に伝達するバー１２と、ヘッド１０の下端部に装着され、かつその中心にホイールホルダー１５のホルダーシャフト１４が結合されるベアリング１３とで構成される。

バー１２は、その一端がヘッド１０の一側に結合されており、かつその他端が自由に開放されている。また、バー１２は、シリンダー１８とベアリング１３との間に位置して、シリンダー１８から加えられる圧力をベアリング１３を介してホイールホルダー１５に伝達する。

以下、ヘッド１０とベアリング１３との結合構造を詳細に示す図２を参照して、従来のスクライバーの問題点を説明する。

図２は、図１に示されたスクライバーの問題点を説明するために、スクライバーを概略的に示す図である。このスクライバーは、ガラス基板に接触して回転しながらクラックを形成するように円形からなるホイール２５と、ホイール２５が回転自在に結合されるホイールホルダー２４と、その一端がホイールホルダー２４の一端部に結合されるホルダー軸２３と、その中心にホルダー軸の他端部が結合されるベアリング２２と、ベアリング２２が装着されるヘッド２０と、ヘッド２０にベアリング２２の外周面を固定させる固定ボルト２１とで構成される。

前述のように構成された従来のスクライバーは、ガラス基板の切断位置によってヘッド２０の位置を移動させながら、ホイール２５がガラス基板の表面に接触するように加圧すると、ホイール２５によってガラス基板の表面にクラックが形成される。

この際、クラックの方向を変えるとき、ホイール２５の方向も変えなければならないが、このようなホイール２５の方向変更は、ベアリング２２とホルダー軸２３とが互いにベアリング結合されているため、ベアリング２２の回転によってなされる。

ところが、ホイールホルダー２４は、ベアリング２２を介してヘッド２０に結合されているので、ホイール２５が摩耗して交換しなければならないとき、固定ボルト２１を緩めて、ヘッド２０からベアリング２２を離した後、別のホイールホルダーが装着された新しいベアリングを装着しなければならない。従って、ホイールホルダー２４を交換するためには、固定ボルト２１を緩めたり、締めたりするための別の工具を用いて作業しなければならない不便があり、さらに、交換作業の途中で固定ボルト２１を紛失するおそれもある。

また、ホイール２５を交換するためには、ホイールホルダー２４及び相対的に耐久性が高いベアリング２２をも交換しなければならないので、無駄な費用が発生するという問題点がある。
さらに、ガラス基板の切断位置を正確にするために、ホイール２５を交換する毎に、ホイールホルダー２４の軸中心、ベアリング２２の中心、およびヘッド２０の中心とが正確に整列させなければならないので、面倒であるという問題点もある。

一方、本願出願人は、前述の従来技術の問題点を解消するために、特許文献４に開示された脆性基板用スクライバーのホイールホルダー装置を提案した。

特許文献４に開示されたスクライバーのホイールホルダー装置は、図３及び図４に示されたように、ガラス基板の切断位置にクラックを形成するホイール５２を含むホイールホルダー５０と、ホイールホルダー５０が装着され、かつガラス基板の切断位置に対してホイール５２を移動させる移動手段により移動するヘッド３０と、ヘッド３０にホイールホルダー５０を装着させる連結手段としてのチャック４０とで構成される。

チャック４０は、ヘッド３０にホイールホルダー５０を容易に着脱自在にできるようなコレットチャックで構成される。チャック４０の構造は、図４に示されたように、ベアリング３２の中心に固定されるチャック固定部４３が一端部に形成され、他端部の中心に中空部４５が形成され、かつ中空部４５の外周面にチャックボルト４４が形成されたシャフト４２と、シャフト４２の他端部に形成された中空部４５に一端部が内挿され、かつホイールホルダー５０のホルダー軸５４が装着されるように、多数の締め付け片４６ａからなるコレット４６と、コレット４６をシャフト４２の中空部４５に内挿固定させるクランピングナット４８とで構成される。

特許文献４に開示されたスクライバーのホイールホルダー装置は、ホイールホルダー装置をヘッドに結合させるために、コレットチャックを利用するので、装置の構成が複雑となるという問題点がある。

また、スクライブラインを形成するために、ヘッドを駆動させる過程で、ガラス基板に対して適当な加圧力が印加されるように精密に制御しなければならないが、前述のようにコレットチャックを用いた場合には、コレットチャックを追加で設置することにより重くなり、また距離が離れることでヘッドの制御を精密に行うことが難しくなるという問題点が生じる。

大韓民国特許公開第１０−２００５−３２８３４号公報 再公表０３／０７２５１６号公報 特開２００２−１２１０４０号公報 大韓民国特許出願第１０−２００５−１１４７９１号公報

本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、脆性基板を切断するために使われるスクライバーのホイールホルダーを容易に着脱して交換することができるスクライバーのホイールホルダー装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ホイールを交換するときに、ホイールホルダーの軸中心、ベアリングの中心、およびヘッドの中心それぞれの補正が不要なスクライバーのホイールホルダー装置を提供することにある。

また、本発明のさらに他の目的は、ヘッドにホイールホルダーを装着させる結合手段を、簡単で、かつ短い長さ及び軽量の構造にして、ヘッドの移動制御を精密に行うことができるスクライバーのホイールホルダー装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のスクライバーのホイールホルダー装置に係る第１の実施の形態は、脆性基板を切断するためのスクライバーのヘッドに回転自在に装着される結合手段と、結合手段に着脱自在に結合されるホイールホルダーと、結合手段またはホイールホルダーに装着され、かつ磁力でホイールホルダーを結合手段に固定させる磁石と、を備えることを特徴とする。

本発明は、結合手段をヘッドに回転自在に結合させるベアリングがさらに備えられることを特徴とする。
磁石は結合手段に装着され、ホイールホルダーは磁石に磁力で結合される磁性体からなることを特徴とする。
磁石はホイールホルダーに装着され、結合手段は磁力で磁石に結合される磁性体からなることを特徴とする。
磁性体は、常磁性体または強磁性体のいずれか１つであることを特徴とする。

結合手段は、一側の内側に内向きに直径が小さくなる中空部が形成されることを特徴とする。
結合手段は、中空部の内側端または内側端の内部に磁石が収容される磁石収容部が形成されることを特徴とする。

ホイールホルダーは、結合手段の中空部に結合される形態の固定部が備えられることを特徴とする。
固定部は、常磁性体または強磁性体で形成されることを特徴とする。

結合手段は、中空部の内側端に延長して磁石収容部が形成され、磁石収容部に収容された磁石が離脱することを防止するために、磁石収容部と中空部との連結部位にストップリング収容部が形成され、ストップリング収容部に締結されるストップリングがさらに備えられることを特徴とする。
結合手段は、中空部の内側端の内部に磁石収容部を形成し、磁石収容部に磁石を収容するために、長手方向に少なくとも２つに分割されてなり、外周面に少なくとも１つの締結リング収容部が形成され、締結リング収容部に締結される少なくとも１つの締結リングがさらに備えられることを特徴とする。

また、本発明のスクライバーのホイールホルダー装置に係る他の実施の形態では、脆性基板を切断するためのスクライブラインを形成するホイールホルダーと、スクライバーのヘッドに装着され、かつホイールホルダーが着脱自在に結合される結合手段と、結合手段と磁気結合し、それらの間に収容されたホイールホルダーを固定させる磁石と、を備えることを特徴とする。

結合手段と磁石との間には、ホイールホルダーの一端部を収容する結合孔が形成され、結合孔の内径は、ホイールホルダーの一端部の外径より小さく形成されることを特徴とする。
磁石は、磁気力発生及び解除が可能な電磁石からなることを特徴とする。

本発明は、スクライバーのヘッドとホイールホルダーとの結合が磁力でなされるようにすることによって、ホイールホルダーを容易に着脱して交換することができるという効果を奏する。
また、ヘッドの中心とホイールホルダーの中心とを自動で一致させることによって、ホイールホルダーの交換による中心補正過程が省略され、生産性が向上する。

また、ヘッドとホイールホルダーとの結合手段を、簡単で、かつ短い長さ及び軽量の構造にして、ヘッドの移動制御を精密に行うことができるので、スクライブラインを正確に形成することができる。
特に、本発明の第１及び第２実施の形態では、ホイールの摩耗によって交換される構成要素の中にベアリングを含まないので、費用節減の効果を奏する。

以下、添付の図面を参照して、本発明に係るスクライバーのホイールホルダー装置を詳細に説明する。

図５は、本発明第１の実施の形態に係るスクライバーのホイールホルダー装置における構造を説明する断面図、図６は、その分解斜視図である。図７は、本発明第２の実施の形態に係るスクライバーのホイールホルダー装置の構造を説明する断面図である。図８は、本発明第３の実施の形態に係るスクライバーのホイールホルダー装置の構造を説明する斜視図、図９は、その分解斜視図である。

本発明に係るスクライバーのホイールホルダー装置は、スクライブラインを形成するために別の制御手段により制御されて移動するヘッドと、基板にスクライブラインを形成するホイールが装着されたホイールホルダーをヘッドに結合させる結合手段とで構成される。

本発明では、結合手段における実施の形態を３つに分類して説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態によるスクライバーのホイールホルダー装置は、図５及び図６に示されたように、スクライブラインを形成するために移動が可能なヘッド６０と、ヘッド６０に装着されたベアリング６２と、ヘッド６０に対して回転自在にベアリング６２に装着される結合部６４と、結合部６４に磁力により着脱自在に装着されるホイールホルダー７０とで構成される。

従って、本発明は、結合部６４とホイールホルダー７０とが互いに磁力により着脱自在に結合されるように、結合部６４に磁石６６を内蔵させ、ホイールホルダー７０の固定部７２を常磁性体で形成することによって、固定部７２が結合部６４の磁石６６に結合される構造にした。
言い換えれば、結合部６４の一端部の内側に下向きに直径が広くなる中空部６５ａを形成し、中空部６５ａの上に磁石６６が内蔵される磁石収容部６５ｂを形成する。

この際、磁石収容部６５ｂに磁石６６を収容するために、結合部６４を、図６に示されたように、長手方向に分割して、第１結合部６４ａ及び第２結合部６４ｂの２つに分割した後に、中空部６５ａ及び磁石収容部６５ｂを形成する。

そして、第１結合部６４ａと第２結合部６４ｂとを一体化するために、第１結合部６４ａ及び第２結合部６４ｂの外周面の両端部に第１締結リング収容部６５ｃ及び第２締結リング収容部６５ｄを形成し、第１締結リング収容部６５ｃ及び第２締結リング収容部６５ｄに、それぞれ弾性体からなる円形の第１締結リング６８ａ及び第２締結リング６８ｂを締結させる。

ここで、第１締結リング６８ａ及び第２締結リング６８ｂのうち少なくともベアリング６２に内挿される第１締結リング６８ａは、その外周面が第１結合部６４ａ及び第２結合部６４ｂの外周面から突出してはならない。
また、前述のように、第１結合部６４ａ及び第２結合部６４ｂの両端に第１締結リング６８ａ及び第２締結リング６８ｂを締結する方式の他に、第１結合部６４ａ及び第２結合部６４ｂの中間に１個の締結リングだけを締結させて両者を結合させることもできる。

一方、結合部６４に収容された磁石６６に取り付けられるホイールホルダー７０は、その一端にホイール７４が装着されていて、ホイール７４の反対側には、結合部６４に形成された中空部６５ａに内挿され、かつ磁石６６に結合される常磁性体からなる固定部７２が形成される。

固定部７２は、中空部６５ａに内挿される構造を有しなければならないので、上端から下端、すなわちホイール７４側に直径が広くなる構造の円錐型の構造を有しなければならない。
そして、固定部７２は、磁石６６に取り付けられる常磁性体からなることが好ましいが、場合によっては、磁石６６に当接する部分の極性が磁石６６の極性と反対となるようにして、引力関係が形成されるように極性が配置された別の磁石で形成してもよいし、又は一部を磁石で形成してもよい。

また、前記の実施の形態の説明では、結合部６４に磁石６６を内蔵した場合を例にして説明したが、結合部６４を常磁性体で構成し、固定部７２の全体またはその一部を強磁性体、すなわち磁石で形成することによって、両者が磁力で結合されるようにすることができる。
前述のように、固定部７２を強磁性体で形成する場合、結合部６４を２つに分割して、磁石収容部６５ｂを形成する必要がないので、製造が容易となるという利点がある。

（第２の実施の形態）
本発明の第２実施の形態によるスクライバーのホイールホルダー装置は、図７の（Ａ）に示されたように、ヘッド６０に装着される結合部８０の構造を変形したもので、結合部８０の一端は、ベアリング６２に装着され、結合部８０の他端の内側に下向きに直径が広くなる円錐型の中空部８０ａが形成され、かつ中空部８０ａの上端には、中空部８０ａの上端の直径と同じか、小さい直径をもつ磁石収容部８０ｃが形成されている。

そして、磁石収容部８０ｃと中空部８０ａとの境界部分には、磁石収容部８０ｃに収容される磁石８２が離脱することを防止するために挿入される環形の弾性体からなるストップリング８４が収容されるストップリング収容部８０ｂが形成されている。

前述した本発明に係る結合部８０は、図７の（Ｂ）に示されたように、磁石収容部８０ｃに磁石８２を挿入した後、ストップリング収容部８０ｂにストップリング８４を挿入することによって、磁石８２が磁石収容部８０ｃから離脱することを防止する。
そして、中空部８０ａに、図５及び図６に示された構造からなるホイールホルダー７０の固定部７２を挿入し、磁石８２による磁力で両者を結合させる。

この際、本発明に係るホイールホルダー７０が結合部６４、８０から任意に離脱することを防止するためには、第１及び第２の実施の形態に係る結合部６４、８０または固定部７２に装着される磁石の磁気力がホイールホルダー７０の荷重より強くなければならない。但し、作業者がホイールホルダー７０を引っ張ったとき分離されるように構成しなければならない。

そして、本発明の第１及び第２の実施の形態によって結合部６４、８０に形成された中空部６５ａ、８０ａとホイールホルダー７０の軸としての役目をする固定部７２との構造がテーパー構造で形成されているので、結合部６４、８０の回転中心が正確に設定されていれば、以後結合されるホイールホルダー７０の中心が自動で一致するため、中心設定による追加作業が不要である。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態によるスクライバーのホイールホルダー装置は、図８及び図９に示されたように、磁石による磁力と機械的結合を兼用して、スクライバーのヘッドに、ホイール９７ｂが装着されたホイールホルダー９７を結合させる結合部９０からなる。

結合部９０は、ヘッドに結合され、かつ磁性体からなる本体９２と、電磁石（図示してない）が内蔵され、本体９２に対向結合され、かつその一側が本体９２の一側にヒンジ９５で結合される補助部９４と、補助部９４に設けられ、かつ補助部９４に内蔵された電磁石をオン／オフさせるスイッチ９６とで構成される。
この際、本体９２と補助部９４との中間には、ホイールホルダー９７のホルダー軸９７ａが結合されたベアリング９８が収容される結合孔９３が円形で形成される。
そして、電磁石は、スイッチ９６を介して供給される別の外部電源によって動作する。

結合部９０を構成する本体９２と補助部９４との間に形成された結合孔９３の内径が、ベアリング９８の外径より若干小さく（通常の機械加工による加工公差範囲内で小さく）形成されているため、ベアリング９８を本体９２の結合孔９３に結合させ、補助部９４の電磁石を駆動させるとき、補助部９４が本体９２に磁気力で結合されながら密着されるので、ベアリング９８が結合孔９３に強制結合されて固定される。

従って、ホイールホルダー９７を新しく装着したり交替するために、スイッチ９６を遮断して、電磁石の磁場を除去すれば、磁気力により本体９２に結合されていた補助部９４が本体９２から分離される。この際、本体９２と補助部９４とは、各々の一側がヒンジ９５により連結されているので、完全分離されずに、ベアリング９８が分離される程度の距離分だけ分離される。

そして、新しいホイールホルダー９７のベアリング９８を結合孔９３に挿入した後、スイッチ９６を用いて電磁石を稼動させるとき、補助部９４と本体９２とが互いに磁気結合されるので、それらの間に挟持されているベアリング９８が機械的接触により強制結合されて固定される。

前述のように構成された本発明の第３の実施の形態による結合部９０は、補助部９４の電磁石により発生した磁気力でベアリング９８が固定されるので、常に一定の力でホイールホルダー９７を固定させることができる。
すなわち、電磁石に供給される電流を一定にする場合、磁気力の強さが一定に維持されるので、ホイールホルダー９７が如何なる状況でも一定の力で固定される。
また、結合孔９３に結合されるベアリング９８を一定の規格にしておくと、ホイールホルダー９７のホイール９７ｂの位置をも常に一定に維持することができる。

従来のスクライバーのホイールホルダー装置の構造を説明する構成図である。 従来のスクライバーのホイールホルダー装置の別の構造を説明する構成図である。 従来のスクライバーのホイールホルダー装置のさらに別の構造を説明する構成図である。 図３のスクライバーのホイールホルダー装置の構造を説明する斜視図である。 本発明第１の実施の形態によるスクライバーのホイールホルダー装置の構造を説明する断面図である。 図５のホイールホルダー装置の分解斜視図である。 本発明第２の実施の形態によるスクライバーのホイールホルダー装置の構造を説明する断面図である。 本発明第３の実施の形態によるスクライバーのホイールホルダー装置の構造を説明する斜視図である。 図９のホイールホルダー装置の分解斜視図である。

符号の説明

６０； ヘッド
６２； ベアリング
６４； 結合部
６６； 磁石
７０； ホイールホルダー
７２； 固定部
８０； 結合部
８２； 磁石
８４； ストップリング
９０； 結合部
９２； 本体
９３； 結合孔
９４； 補助部
９５； ヒンジ
９７； ホイールホルダー
９８； ベアリング

Claims (14)

1. 脆性基板を切断するためのスクライブラインを形成するホイールホルダーと、
   スクライバーのヘッドに装着され、かつ前記ホイールホルダーが着脱自在に結合される結合手段と、
   前記結合手段または前記ホイールホルダーに装着され、かつ磁力で前記ホイールホルダーを前記結合手段に固定させる磁石と、を備えることを特徴とするスクライバーのホイールホルダー装置。
2. 前記結合手段を前記ヘッドに回転自在に結合させるベアリングがさらに備えられることを特徴とする請求項１に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。
3. 前記磁石は、前記結合手段に装着され、前記ホイールホルダーは、前記磁石に磁力で結合される磁性体からなることを特徴とする請求項１に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。
4. 前記磁石は、前記ホイールホルダーに装着され、前記結合手段は、前記磁石に磁力で結合される磁性体からなることを特徴とする請求項１に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。
5. 前記磁性体は、常磁性体または強磁性体のいずれか１つであることを特徴とする請求項３又は４に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。
6. 前記結合手段は、一側の内側に内向きに直径が小さくなる中空部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。
7. 前記結合手段は、前記中空部の内側端または前記内側端の内部に前記磁石が収容される磁石収容部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。
8. 前記ホイールホルダーは、前記結合手段の前記中空部に結合される形態の固定部を備えることを特徴とする請求項１又は７に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。
9. 前記固定部は、常磁性体または強磁性体で形成されることを特徴とする請求項８に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。
10. 前記結合手段は、前記中空部の内側端に延長して前記磁石収容部が形成され、前記磁石収容部に収容された前記磁石が離脱することを防止するために、前記磁石収容部と前記中空部との連結部位にストップリング収容部が形成され、前記ストップリング収容部に締結されるストップリングがさらに備えられることを特徴とする請求項７に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。
11. 前記結合手段は、前記中空部の内側端の内部に前記磁石収容部が形成され、前記磁石収容部に前記磁石を収容するために、長手方向に少なくとも２つに分割されてなり、外周面に少なくとも１つの締結リング収容部が形成され、前記締結リング収容部に締結される少なくとも１つの締結リングがさらに備えられることを特徴とする請求項７に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。
12. 脆性基板を切断するためのスクライブラインを形成するホイールホルダーと、
    スクライバーのヘッドに装着され、かつ前記ホイールホルダーが着脱自在に結合される結合手段と、
    前記結合手段と磁気結合し、それらの間に収容された前記ホイールホルダーを固定させる磁石と、を備えることを特徴とするスクライバーのホイールホルダー装置。
13. 前記結合手段と前記磁石との間には、前記ホイールホルダーの一端部を収容する結合孔が形成され、前記結合孔の内径は、前記ホイールホルダーの一端部の外径より小さく形成されることを特徴とする請求項１２に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。
14. 前記磁石は、磁気力発生及び解除が可能な電磁石からなることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のスクライバーのホイールホルダー装置。

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