JP4219945B2 - ガラス切断用カッターホイル - Google Patents

Description

この発明は、ガラスに切断線を入れるために用いる焼結ダイヤコンパックス製のガラス切断用カッターホイルに関する。

ガラス切断機や切断具に回転可能となるよう取付け、ガラスの表面に切断線を施すガラス切断用カッターホイルは、ホイル本体の外周両側に中央部から側面に至る逆傾斜の傾斜面を設け、両傾斜面の交わる部分によって環状の刃先稜線を形成した構造になっており、このようなガラス切断用カッターホイルは、主に超硬合金又は焼結ダイヤコンパックスの２種類の素材を用いて加工、形成されている。

従来のガラス切断用カッターホイルの製造において、超硬合金製のカッターホイルは、素材の硬度がビッカース硬さＨｖで２０００となり、刃先形成の研磨をするためダイヤ砥石を使用すると、刃先稜線から側面の傾斜面に、ダイヤ砥石のメッシュと比例した研磨筋がこの傾斜面の刃先稜線から側面の全長に至るように形成されることになる（特許文献１参照）。

一方、焼結ダイヤコンパックス製のカッターホイルでは、素材の硬度がビッカース硬さＨｖで８０００〜１００００であることから、通常の刃先形成用のダイヤ砥石では研磨筋ができず、刃先稜線から側面に至る傾斜面の状態は、梨地状に仕上がることになる。
特開平６−５６４５１号公報

近年、液晶パネルを代表とする電子機器やその周辺部品に使用されるガラスが、硬質かつ薄板になる傾向にあり、このようなガラスの切断に超硬合金製のカッターホイルを用いる場合、超硬合金製では材質の硬度が高くないことから、刃先研磨の状態を粗面に仕上げなければならない。

刃先研磨を粗面に仕上げると、ガラスに対しての「かかり」や「食いつき」が良くなり、硬質のガラスに対しても切断線を入れることができるが、ガラスを分断したときに、ガラス断面に見られる垂直亀裂（リブマーク）の状態が刃先状態と比例して粗くなり、ガラスの破断強度を損ねる傾向にある。

また、焼結ダイヤコンパックス製のカッターホイルでは、材質硬度が高いため、ガラスに対する「かかり」や「食いつき」性が優れているものの、刃先稜線から側面に至る傾斜面に研磨筋（条痕）が付かないことから、切断線に部分的な刃飛び等が発生していた。

特に、Ｘ・Ｙ切断（切断線が交差する切断方法）においては、その交点部分での切断線の刃飛びが多く発生していた。

この交点での刃飛びは、その後のブレイク工程での歩留まりを低下させると共に、切断後のガラスの破断強度を極端に損ねてしまうことになる。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、ガラス切断中に刃飛びの発生をなくし、分断後のガラス破断強度を損ねることのない焼結ダイヤコンパックス製のガラス切断用のカッターホイルを提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明は、ホイル本体の外周両側に中央部から側面に至る逆傾斜の傾斜面を設け、両傾斜面の交わる部分によって環状の刃先稜線を形成した焼結ダイヤコンパックス製のガラス切断用カッターホイルにおいて、前記両傾斜面に、刃先稜線から間隔をあけて研磨筋を付設した構成を採用したものである。

上記研磨筋が、刃先稜線から２μｍ〜１００μｍの間隔をあけて設けられているようにしたり、前記研磨筋の深さを１μｍ〜３０μｍとすることができ、この研磨筋の周方向の配置間隔を３０μｍ〜５００μｍの範囲に設定することができる。

また、上記刃先稜線を境にして両傾斜面に付設された研磨筋は、その延長線が刃先稜線で周方向に交互の配置となるように設けたり、その延長線が刃先稜線で交わるような配置となるように設けることができる。

ここで、研磨筋を刃先稜線から２〜１００μｍの間隔をあけて設けることにより、刃先稜線と研磨筋の間に平滑面が存在することになり、このカッターホイルでガラスを切断すると、刃先稜線がガラスに対して食い込んだ時に、食い込み深さ３〜７μｍの範囲における接触面でのガラスへのダメージが少なく、かつ、研磨筋の効果により、ガラスに対して垂直方向に発生する亀裂の成長を促し、綺麗な切断面が得られると共に、折割工程が大変楽になる。

上記研磨筋は、放電研磨加工によって形成することができるが、ストレート型と呼ばれる、非導電性の円板と導電性電極板を多層構造とした回転電極を用いることで、研磨筋を容易に形成することができる。

この発明によると、ガラス切断用カッターホイルの刃先稜線を挟む両傾斜面に、刃先稜線から間隔をあけて研磨筋を付設したので、刃先稜線と研磨筋の間に平滑面が存在することになり、ガラス切断時に刃先稜線がガラスに対して食い込んだ接触面でのガラスへのダメージ発生が少なく、綺麗な切断面が得られると共に、傾斜面に施した研磨筋の効果により、ガラス切断中の刃飛びの発生をなくし、かつ、ガラスに対して垂直方向に発生する亀裂の成長を促し、折割工程が大変楽になり、分断工程の歩留まりを大幅に向上させる効果を併せ持っている。

次に、この発明の実施形態を図示例と共に説明する。

図１のように、ガラス切断用のカッターホイル１は、軸心に沿って軸孔２が貫通するように設けられた円板状となるホイル本体１ａの外周両側に、幅方向中央部から側面に至る逆傾斜の傾斜面３を設け、両傾斜面３の交わる部分によって環状の刃先稜線４を形成し、前記両傾斜面３に、刃先稜線４から間隔をあけて研磨筋５を付設した構造になっている。

上記ホイル本体１ａの材料としては、焼結ダイヤコンパックスを用い、ちなみにホイル本体１ａの大きさは、最大外径が２ｍｍから６ｍｍ、軸方向の厚みが０．３ｍｍから１．５ｍｍ、両傾斜面３のなす角度は９０度から１６０度、好ましくは１３０度に設定されている。

上記両傾斜面３に加工する研磨筋５は、刃先稜線４から２μｍ〜１００μｍの間隔Ｈをあけて設け、この研磨筋５の深さは、１μｍ〜３０μｍ、研磨筋５の開口幅は４０μｍ程度、ホイル本体１ａの周方向に対する研磨筋５の配置間隔は３０μｍ〜５００μｍの範囲に設定されている。

このように、研磨筋５を刃先稜線４から間隔をあけて設けることにより、前記間隔Ｈの部分で、刃先稜線４と研磨筋５の端部間に傾斜面を形成したときの研削加工のままの平滑面６が存在することになる。

上記研磨筋５は、放電研磨加工によって形成することができ、図２（ａ）と（ｂ）に示すように、ストレート型と呼ばれる、非導電性の円板７と薄い金属の導電性電極板８を積層して多層構造とした回転電極９を用い、放電研磨加工により導電性電極板８に通電した状態で回転電極９を回転させ、導電性電極板８の周縁をホイル本体１ａの傾斜面３に接触させることで、ホイル本体１ａの半径方向に沿って直線的に伸びる研磨筋５を加工でき、回転電極９に対してホイル本体１ａを間歇的に回転させて加工位置を変えて行くことで、周方向に一定間隔の配置で研磨筋５を形成することができる。なお、図１と図２において、ホイル本体１ａと研磨筋５の比率や回転電極９とホイル本体１ａの直径や厚みの比率は、図面による理解を容易にするため、上述及び以降に例示した数値と異なる条件で図示している。

ちなみに、回転電極９は、導電性電極板８の厚みが４０μｍ、直径が５０ｍｍ程度となり、その対向面の間隔が円板７によって３０μｍ〜５００μｍになるよう、複数枚を重ねて配置することにより多層構造に形成されている。

上記ホイル本体１ａの両傾斜面３に対する研磨筋５の形成において、図１（ａ）に示す第１の例は、研磨筋５をその延長線が刃先稜線４で周方向に交互の配置となるように設けている。

また、図１（ｂ）に示す第２の例の研磨筋５は、その延長線が刃先稜線４で交わるような配置となるように設けたものを示しているが、何れの例においても、研磨筋５は、ホイル本体１ａの側面に達する長さにしたり、図１（ｃ）に示す第３の例のように傾斜面３の途中で終わるような長さに設定することができる。なお、図１（ｃ）では、傾斜面３を二段傾斜面とし、刃先稜線４寄りの傾斜面に研磨筋５を施している。

この発明のガラス切断用のカッターホイル１は、上記のような構成であり、軸孔２を用いてガラス切断機や切断具の軸に回転可能となるよう取付け、切断せんとするガラスの表面に刃先稜線４を押し付け、カッターホイル１又はガラスを相対的に移動させることで、カッターホイル１を回転させてガラスに切れ目を入れ、この切れ目の部分でガラスを分断することにより、ガラスの切断を行うものである。

上記カッターホイル１は、ホイル本体１ａの両側の傾斜面３を平滑に仕上げた後、両側の傾斜面３に図２で示したように、回転電極９を用いて研磨筋５を加工する。この研磨筋５は、刃先稜線から間隔をあけて付設する。

上記カッターホイル１によるガラスの切断時において、研磨筋５を刃先稜線４から２μｍ〜１００μｍの間隔Ｈをあけて設け、刃先稜線４と研磨筋５の端部の間に平滑面６を残すことにより、刃先稜線４がガラスに対して食い込んだ時に、平滑面６の作用によって、食い込み深さ３〜７μｍの範囲における接触面でのガラスへのダメージを少なくすることができ、かつ、研磨筋５の効果により、ガラス切断中の交点部分の刃飛びや欠けの発生をなくし、ガラスに連続した切れ目を施すことができると共に、ガラスに対して垂直方向に発生する亀裂（クラック）の成長を促し、図３（ａ）のように、ガラスＡ分断後の切断面（リブマーク）が同図３（ｂ）で示した従来のカッターホイルによるガラスＡの切断面よりも綺麗になるので、携帯電話や携帯ゲーム機等、ガラス破断強度を要求される液晶パネルの切断に大きな威力を発揮することができる。

また、ガラスに対して垂直方向に発生する亀裂の成長を促すことで、ガラスの折割が大変楽になり、分断工程の歩留まりを大幅に向上させることができる。

（ａ）はこの発明にかかるカッターホイルの第１の例を示す正面図、（ｂ）は第２の例を示す正面図、（ｃ）は第３の例を示す正面図 （ａ）はカッターホイルの傾斜面に対する研磨筋の放電加工の状態を示す縦断正面図、（ｂ）は同平面図 （ａ）はこの発明にかかるカッターホイルで切断したガラスの断面図、（ｂ）は従来のカッターホイルで切断したガラスの断面図

符号の説明

１ カッターホイル
１ａ ホイル本体
２ 軸孔
３ 傾斜面
４ 刃先稜線
５ 研磨筋
６ 平滑面
７ 円板
８ 電極板
９ 回転電極

Claims (6)

1. ホイル本体の外周両側に中央部から側面に至る逆傾斜の傾斜面を設け、両傾斜面の交わる部分によって環状の刃先稜線を形成した焼結ダイヤコンパックス製のガラス切断用カッターホイルにおいて、前記両傾斜面に、刃先稜線から間隔をあけて研磨筋を付設したことを特徴とする焼結ダイヤコンパックス製のガラス切断用カッターホイル。
2. 上記研磨筋が、刃先稜線から２〜１００μｍの間隔をあけて設けられている請求項１に記載の焼結ダイヤコンパックス製のガラス切断用カッターホイル。
3. 上記研磨筋の深さを１μｍ〜３０μｍとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の焼結ダイヤコンパックス製のガラス切断用カッターホイル。
4. 上記刃先稜線を境にして両傾斜面に付設された研磨筋は、その延長線が刃先稜線で周方向に交互の配置となるように設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の焼結ダイヤコンパックス製のガラス切断用カッターホイル。
5. 上記刃先稜線を境にして両傾斜面に付設された研磨筋は、その延長線が刃先稜線で交わるような配置となるように設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の焼結ダイヤコンパックス製のガラス切断用カッターホイル。
6. 上記刃先稜線を境にして両傾斜面に付設された研磨筋は、周方向の配置間隔が３０μｍ〜５００μｍに設定されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の焼結ダイヤコンパックス製のガラス切断用カッターホイル。