JP2014065213A - チップホルダユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】スクライビングホイールの保持位置を安定させ、スクライブラインの直線性を向上させることができるチップホルダユニットを提供すること。
【解決手段】スクライビングホイール30は円板状で中心に貫通孔31を有し、円板の外周部に沿ってV字形の刃先を有する。チップホルダ本体10はスクライビングホイール30を挿入するための一定の幅を持つホルダ溝12と、一対の支持部13,14を有する。支持部13,14の貫通孔15,16にベアリングホルダ17,18を挿入し、一対の球25,26及びその球を回転自在に保持するベアリング24,27及びベアリングホルダ17,18によってスクライビングホイール30を挟み込んで回転自在に保持する。
【選択図】図2
【解決手段】スクライビングホイール30は円板状で中心に貫通孔31を有し、円板の外周部に沿ってV字形の刃先を有する。チップホルダ本体10はスクライビングホイール30を挿入するための一定の幅を持つホルダ溝12と、一対の支持部13,14を有する。支持部13,14の貫通孔15,16にベアリングホルダ17,18を挿入し、一対の球25,26及びその球を回転自在に保持するベアリング24,27及びベアリングホルダ17,18によってスクライビングホイール30を挟み込んで回転自在に保持する。
【選択図】図2
Description
本発明は脆性材料基板にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールを保持するチップホルダユニットに関するものである。
脆性材料基板を所望の寸法にスクライブし、分断するためスクライブ装置が用いられる。スクライブ装置は、脆性材料基板と対向するスクライブヘッドにチップホルダユニットを備えている。図1は、特許文献1に示されている従来のチップホルダユニットの断面図である。チップホルダユニット100は、チップホルダ本体110、スクライビングホイール120、及びピン130を有し、チップホルダ本体110にスクライビングホイール120を取り付けたものである。
図1に示すようにチップホルダ110の下部には、ホルダ溝111及びピン孔112が形成されている。スクライビングホイール120は円板状の部材であり、2つの円形の側面の中心を貫通する貫通孔を有し、スクライビングホイール120の外周部に沿ったV字形の刃先を有する。V字形の刃先は、スクライビングホイール120の外周に沿った稜線を形成している。ピン130は円柱形の部材であり、スクライビングホイール120の貫通孔及びホルダ110のピン孔112に挿入されて、スクライビングホイール120を回転自在に保持するものである。
チップホルダ100は、ピン130を用いてスクライビングホイール120をホルダ溝111内で保持し、ねじ140によってホルダ溝111の間隔を微調整できるようにしている。ピン130は側方に突出部を有する一対のワッシャ141,142によって保持され、ねじ143,144によりワッシャ141,142が夫々ねじ止めされている。
従来のチップホルダユニットはホルダ溝をねじ140によって調整自在としており、スクライビングホイールの左右に合わせて10〜20μm程度のクリアランスが設けられている。しかしこのクリアランスは最適値に調整することが難しく、小さすぎればスクライビングホイールの回転抵抗が大きくなり、クリアランスが大きすぎれば、基板に形成するスクライブラインの直線性が低下する。従ってスクライビングホイールをその回転抵抗を小さくしながら安定して保持することが難しいという欠点があった。また、ピン孔とピン、ピンとスクライビングホイールとの間においてもそれぞれ回転抵抗が生じるため、スクライビングホイールの回転抵抗をさらに小さくすることは困難だった。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、既に広く用いられている中心に貫通孔を持つスクライビングホイールを用い、スクライビングホイールの回転抵抗を小さくすると共に、スクライブラインの直線性を向上させることができるチップホルダユニットを提供することを目的とする。
この課題を解決するために、本発明のチップホルダユニットは、円周面に断面V字状の刃が形成され、中央に円形の貫通孔を有するスクライビングホイールと、互いに平行な対向する面を有する一対の支持部、前記一対の支持部を同軸に貫通する貫通孔を有するチップホルダ本体と、前記貫通孔内に保持される一対のベアリングと、前記チップホルダ本体の貫通孔に挿入され、前記一対のベアリングの内輪から所定間隔を隔てて前記夫々一対のベアリングの外輪を保持する一対のベアリングホルダと、前記夫々のベアリングの内輪とスクライビングホイールの貫通孔の側面との間に挟み込まれ、前記スクライビングホイールの貫通孔の直径及び前記一対のベアリングの内径より大きい直径を有する2つの球と、を具備するものである。
ここで前記一対のベアリングと一対のベアリングホルダ及び2つの球を前記スクライビングホイールの外側より付勢する一対の付勢手段を有するようにしてもよい。
ここで前記球は、セラミックス真球としてもよい。
このような特徴を有する本発明によれば、スクライビングホイールを球と微小なベアリングによって保持することによってチップホルダユニットを構成している。このため通常のスクライビングホイール、球及びベアリングを用いることでチップホルダを構成することができる。本発明では従来のピンを用いてスクライビングホイールを固定するチップホルダユニットに比べて、球とスクライビングホイール、球とベアリングの間にクリアランスがなく、スクライブラインの直線性を向上させることができる。さらに、スクライビングホイールの回転に伴いベアリング内輪が回転し、またスクライビングホイールと球との接触面積も小さいことから、回転抵抗をより小さくすることができる。又磨耗等により球の直径が多少変化してもベアリングホルダの間隔を適宜調整することによってクリアランスなくスクライビングホイールを保持することができるため、製造が極めて容易になるという効果が得られる。
本発明の実施の形態によるチップホルダユニットについて図面を用いて説明する。図2はチップホルダユニットの断面図、図3はその正面図である。チップホルダユニット1はチップホルダ10とスクライビングホイール30を有しており、チップホルダ10の下端にスクライビングホイール30を回転自在に保持するものである。チップホルダ10は図4に正面図を示すように、下方の左右部分が切欠かれた直方体状の部材であり、上部にチップホルダ10を固定するための貫通孔11を有している。チップホルダ10の下方にはホルダ溝12が下方を開放するように形成され、ホルダ溝12を挟む部分を支持部13,14とする。チップホルダ10の支持部13,14の相対向する面はほぼ平行に形成され、ホルダ溝12の間隔wはスクライビングホイール30の厚さより十分大きくなるようにしておく。
左右の支持部13,14の最下端にはホルダ溝12と垂直に交差し支持部13,14を夫々貫通する貫通孔15,16が同軸に形成される。貫通孔15,16は下端がわずかに開放されたスリットとされていてもよく、ベアリング及びベアリングホルダ17,18を保持するものである。ベアリングホルダ17,18は円柱状の部材であって、ベアリングの内輪に接触しないようにホルダ溝側の端面の中央部分には円形の凹部が形成され、凹部の外縁がベアリングの外輪にのみ接触するようにされている。
又チップホルダ10には図示のように支持部13,14の上部に側方よりねじ溝19,20が設けられる。ねじ溝19,20は後述する板ばねをねじ止めするためのものである。
スクライビングホイール30は、例えば焼結ダイヤモンドや超硬合金で形成された、例えば厚さdの円板状の部材であって、外周部に沿って稜線を形成するV字形の刃を有している。スクライビングホイール30の中心には円形の貫通孔31が設けられる。この貫通孔31の縁はわずかにテーパー状に形成されている。スクライビングホイール30の外径は例えば1.0〜6.0mmであり、貫通孔の直径は0.4〜1.5mmである。スクライビングホイールの外径が小さいほど回転抵抗が高くなるため、本発明のチップホルダユニットは1.0〜3.0mmのスクライビングホイールを使用する場合に特に好適である。
チップホルダの左右の支持部13,14の外側には一対の板ばね21,22が取付けられる。板ばね21,22は図2,図3に示すように平板状の部材であって、中央部に2箇所の折り曲げ部が形成された弾性部材であり、支持部より突出したベアリングホルダ17,18の一端をチップホルダの外側より押圧するものである。
さてこのチップホルダユニットの組立てについて、図2及び図3を用いて説明する。まず支持部13側より貫通孔15にベアリングホルダ17を挿入し、外側より板ばね21で貫通孔15を閉じ、ボルト23でねじ止めして板ばね21を保持する。そしてベアリングホルダ17の左端部にベアリング24を取付ける。このときベアリング24の外輪のみがベアリングホルダ17に接触するようにする。ベアリング24の内輪には球25を接触させ、球25をスクライビングホイール30の中心の貫通孔31の開口に形成されたテーパー部に接触させる。更にスクライビングホイール30を介して図中左方向に球25と同一の形状の球26を接触させ、ベアリング27の内輪をこの球26に接触させる。次いでベアリング27の外輪のみを貫通孔16に挿入したベアリングホルダ18によって保持する。このとき、ベアリングホルダ24、27は支持部よりわずかに突出するようにされている。この状態で図2の左側より板ばね22によってベアリングホルダ18を押圧して保持するようにし、ボルト28で板ばね22を固定してスクライビングホイール30がホルダ溝12の略中央に位置するように調整する。ここで板ばね21,22、ボルト23,28は、ベアリングホルダ17,18とベアリング24,27、球25,26を中央のスクライビングホイール30に向けて付勢する付勢手段を構成している。
このように本実施の形態のチップホルダユニットでは、ベアリングホルダ17,18とベアリング24,27、球25,26及びその間に保持されているスクライビングホイール30はチップホルダ1から脱落することはなくなる。そして球25,26の直径を適宜選択しておくことにより、スクライビングホイール30は軸方向にほとんど移動することなく、球25,26と共にベアリング24,27により回転自在に保持されることとなる。
ここで極小径のベアリング24,27を用いて球25,26を介してスクライビングホイール30を保持することによって、スクライビングホイールを回転させてスクライブする際に摩擦を極めて小さくすることができる。そのため回転がスムーズとなり、スクライブ荷重を軽くすることができる。
尚この実施の形態ではスクライビングホイールは既に広く用いられている中心に貫通孔を有するスクライビングホイールを用いることができる。又スクライビングホイールとベアリングの内輪に当接する一対の球25,26は汎用的なセラミックス真球(Si3N4)や金属球など種々の球を用いることができるが、硬度の高い焼結ダイヤモンドや超硬合金製のスクライビングホイールと接触し磨耗するため、比較的硬度の高いセラミックス真球を用いることにより、球の寿命を長くすることができる。この球25,26の直径は、スクライビングホイール30自体の直径よりも小さく、ボールベアリングの内径及びスクライビングホイール30の貫通孔31よりも大きければよく、この範囲の直径、例えばφ0.5〜φ1.5mmの直径を有する種々の球体を用いることができる。スクライビングホイールはその使用対象などに応じて複数の大きさのものがあり、貫通孔の径も異なっているが、汎用的な球を用いることでスクライビングホイールの貫通孔毎にピンを準備しておく必要がなくなる。
尚この実施の形態では一対のベアリングホルダ17,18は貫通孔15,16よりわずかに外方に突出して保持されており、板ばね21,22により内向きに押圧するように力が加わっている。これによってベアリングの内輪とスクライビングホイールとが球を介して所定の位置に固定されることとなり、クリアランスの調整作業が不要となる。又スクライビングホイールの両側にクリアランスがないため、スクライブラインの直線性を向上させることができる。更に、使用により球又はスクライビングホイールのテーパー部が徐々に磨滅することがあるが、この場合にも板ばね21,22の押圧力を調整することによりスクライビングホイール30の位置を中心位置に保持することができ、長時間に渡ってスクライブラインの直線性を損なうことはない。
尚この実施の形態では板ばねとボルトによってベアリングホルダを保持するようにしているが、一対のベアリングホルダによってスクライビングホイールを両側から押圧する状態でチップホルダ10にロウ付けなどで固定するようにしてもよい。
本発明は、スクライブ中のスクライビングホイールの位置を安定させることができるので、スクライブを自動で行うスクライブ装置や、脆性材料基板を手切りする脆性材料切断用カッターに用いることができる。
1 チップホルダユニット
10 チップホルダ
11 貫通孔
12 ホルダ溝
13,14 支持部
15,16,31 貫通孔
17,18 ベアリングホルダ
19,20 ねじ溝
21,22 板ばね
23,28 ボルト
24,27 ベアリング
25,26 球
30 スクライビングホイール
10 チップホルダ
11 貫通孔
12 ホルダ溝
13,14 支持部
15,16,31 貫通孔
17,18 ベアリングホルダ
19,20 ねじ溝
21,22 板ばね
23,28 ボルト
24,27 ベアリング
25,26 球
30 スクライビングホイール
Claims (3)
- 円周面に断面V字状の刃が形成され、中央に円形の貫通孔を有するスクライビングホイールと、
互いに平行な対向する面を有する一対の支持部、前記一対の支持部を同軸に貫通する貫通孔を有するチップホルダ本体と、
前記貫通孔内に保持される一対のベアリングと、
前記チップホルダ本体の貫通孔に挿入され、前記一対のベアリングの内輪から所定間隔を隔てて前記夫々一対のベアリングの外輪を保持する一対のベアリングホルダと、
前記夫々のベアリングの内輪とスクライビングホイールの貫通孔の側面との間に挟み込まれ、前記スクライビングホイールの貫通孔の直径及び前記一対のベアリングの内径より大きい直径を有する2つの球と、を具備するチップホルダユニット。 - 前記一対のベアリングと一対のベアリングホルダ及び2つの球を前記スクライビングホイールの外側より付勢する一対の付勢手段を有する請求項1記載のチップホルダユニット。
- 前記球は、セラミックス真球である請求項1記載のチップホルダユニット。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP2012212189A JP2014065213A (ja) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | チップホルダユニット |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016023091A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | トーヨー産業株式会社 | ガラス切断工具 |
CN107176784A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-09-19 | 嘉兴沃尔德金刚石工具有限公司 | 一种无孔刀轮 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5648445B2 (ja) * | 1978-11-02 | 1981-11-16 | ||
JP2007296832A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Hidekazu Obayashi | 脆性材料用のカッターホイールのチップホルダー |
JP2011093187A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd | チップホルダユニット |
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2012
- 2012-09-26 JP JP2012212189A patent/JP2014065213A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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Legal Events
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A621 | Written request for application examination |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20161122 |