JPH0912328A - ホイールカッター及びその製造方法 - Google Patents

ホイールカッター及びその製造方法

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JPH0912328A
JPH0912328A JP7163977A JP16397795A JPH0912328A JP H0912328 A JPH0912328 A JP H0912328A JP 7163977 A JP7163977 A JP 7163977A JP 16397795 A JP16397795 A JP 16397795A JP H0912328 A JPH0912328 A JP H0912328A
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JP
Japan
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wheel cutter
cutting
angle
cutting edge
polishing
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JP7163977A
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English (en)
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Hiroshi Hamashima
浩 浜島
Shinichi Ikeo
真一 池尾
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/10Glass-cutting tools, e.g. scoring tools
    • C03B33/105Details of cutting or scoring means, e.g. tips
    • C03B33/107Wheel design, e.g. materials, construction, shape

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nonmetal Cutting Devices (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】セラミックス、サーメット、超硬合金等の硬質
材から成り、刃先11を成す二つの斜面12、13にお
ける研摩痕12a、13aの成す角度αを30〜60°
としてホイールカッター10を構成する。 【効果】切れ味を良くし、寿命を長くできるとともに、
ガラス等の切断面を平滑にすることができるため、高性
能で耐久性に優れたホイールカッター10を提供でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶パネルガラ
スを切断するためのホイールカッターに関し、特に刃の
寿命が長くかつガラスの切断面を平滑にできるホイール
カッターに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より液晶パネルガラス等を製造する
工程で、ガラス基板を切断する際には、図1に示すよう
にガラス基板20上にホイールカッター10の刃先11
を押しつけ、回転させながら矢印方向に移動させて線状
の溝21を形成した後、応力を加えて溝21に沿って切
断することが行われている。
【0003】上記ホイールカッター10の材質としては
ダイヤモンド、超硬合金、サーメット等の硬質材が用い
られているが寿命の点で十分ではなく、この点を改良す
るため各種の技術が提案されている。
【0004】例えば、実開昭59−61246号公報に
は多結晶ダイヤモンド及び/又は窒化ホウ素からなるも
のが、実公昭61−42820号公報には金属あるいは
サーメット中にダイヤモンド及び/又は窒化ホウ素を含
有するものが、特開平4−224128号公報には窒化
ケイ素にダイヤモンド膜を形成したものが、それぞれ開
示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のホイールカッターを石英等の高硬度ネサガラスの切断
に用いた場合、いずれも切れ味が悪く、寿命が短いとい
う問題があった。
【0006】また、特に液晶パネルを使用する電子工業
分野においては、切断面の精度を向上し、切断面を平滑
にすることが望まれている。しかしながら上述したホイ
ールカッターでは、切れ味が悪く、また溝21を形成す
る際に異なる方向にクラックが生じやすいことから、応
力を加えて切断した後の切断面を平滑にすることが困難
であり、しかも切断面のエッジが欠けやすいという問題
があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、セラミ
ックス、サーメット、超硬合金等の硬質材から成るホイ
ールカッターにおいて、刃先を成す二つの斜面における
研摩痕の成す角度αを30〜60°としたことを特徴と
するものである。
【0008】また、このようなホイールカッターは、上
記刃先を成す二つの斜面を研摩する際に、互いの研摩方
向の成す角度αが30〜60°となるように傾ければ良
い。
【0009】即ち、本発明者等はホイールカッターの切
れ味を良くし、寿命を長くし、切断面を平滑状態にする
ために種々の検討を重ねた結果、ホイールカッターの刃
先を成す二つの斜面の研摩方向が重要であり、両斜面の
研摩方向を30〜60°の範囲で傾ければ良いことを見
出した。つまり、二つの斜面には研摩方向に応じて表面
に微小な筋状の研摩痕が残ることになるが、刃先におけ
る研摩痕の方向が二つの斜面間で傾いていることによ
り、刃先部分に鋸状の微小な鋭いエッジが形成されるこ
ととなり、刃先の切れ味を高くできるのである。
【0010】
【作用】本発明のホイールカッターは、切れ味が良いこ
とから、小さな加圧力や切り込み量であってもその後の
破断が可能であり、ホイールカッターの寿命を長くでき
るとともに切断面の平滑性も高くできる。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。
【0012】図1(a)に左側面図、(b)に刃先から
見た正面図、(c)に右側面図、図2に断面図をそれぞ
れ示すように、本発明のホイールカッター10は、中央
に軸孔14を有する円板状体であり、外周全体に二つの
斜面12、13を形成して両刃形状の刃先11を備えて
いる。
【0013】このホイールカッター10を使用する時
は、図3に示すように上記軸孔14中に回転軸(不図
示)を挿入した状態でガラス基板20上に刃先11を押
しつけ、回転させながら矢印方向に移動させることによ
って、ガラス基板20上に溝21を形成した後、応力を
加えればこの溝21に沿って切断することができる。
【0014】また、このホイールカッター10はセラミ
ックス、サーメット、超硬合金等の極めて硬度の高い材
質から形成されており、図1(a)(c)にそれぞれ矢
印で示すように、半径方向に沿って中心から外側方向へ
研摩加工が行われるため、この方向に沿って微小な筋状
の研摩痕12a、13aが形成される。
【0015】そして、本発明においては、二つの斜面1
2、13における研摩痕12a、13aの方向を互いに
傾けたことが重要である。即ち、図1(b)に示すよう
に、刃先11側からみた場合、斜面12側の研摩痕12
aと斜面13側の研摩痕13aとは同一方向とはなら
ず、ある角度αで傾いている。そのため、この刃先11
部分に鋸状の微小なエッジが形成され、切れ味を良くす
ることができるのである。このように、本発明における
斜面12、13の研摩痕12a、13aの成す角度αと
は、図1(b)に示すように刃先11側から見た時の研
摩痕12a、13aの成す角度のことを言う。
【0016】なお、上記角度αについては種々実験を行
った結果、30〜60°の範囲内としたものが優れた切
れ味を示した。これは角度αが30°未満であると上記
切れ味を高める効果が乏しく、一方60°を超えると切
れ味が悪くなるためである。
【0017】また、図1(b)において各斜面12、1
3における研摩痕12a、13aと刃先11との成す角
度β1 、β2 はそれぞれ15°〜90°の範囲内とする
ことが好ましい。これは角度β1 、β2 が15°未満で
あると、刃先11に対する角度が浅すぎて切れ味が悪く
なるためである。
【0018】さらに、刃先11の刃角γについては11
5〜135°の範囲内とする。これは、刃角γが115
°未満であると刃先11にチッピングが生じやすく、一
方135°を超えると切れ味が低下するためである。
【0019】また、貫通孔14の端部にはチッピングを
防止するために面取り15を形成してある。
【0020】次に、本発明のホイールカッター10の材
質としては、各種セラミックス、サーメット等を用いる
ことができるが、特にTiN,TiC等の硬質相を主成
分とし結合相として鉄族金属等を含有するサーメット、
またはWCからなる硬質相を主成分とし結合相として鉄
族金属等を含有する超硬合金が好適である。これらのサ
ーメットまたは超硬合金は、いずれも硬度、靱性が高い
ため、耐摩耗性に優れチッピングも生じにくい。
【0021】上記サーメットまたは超硬合金でホイール
カッター10を形成する場合、刃先11または全体を熱
処理することでさらに硬度を高くすることができる。こ
れは、研磨で結晶構造が劣化変化した刃先11において
脱粒や粒子間歪みで脆くなった刃先加工面を熱処理する
ことによって、溶解度変化を利用して過飽和固溶体を得
ることができ、このようにして得られた刃先11の結晶
組織は、クラック進展が阻止され粒子の粘り強さ(粒子
間結合力)が増し、表面硬化現象がおこるためである。
また熱処理を加えることにより、刃先11の表面に厚さ
0.5〜3μmの酸化膜が得られ、被切断物であるガラ
スとの反応を極めて少なくすることもでき、ガラス切断
用ホイールカッターの寿命を延ばすことができる。
【0022】また、サーメットまたは超硬合金で形成す
る場合、結晶粒径は2μm以下とし、刃先11近傍の斜
面12、13の表面は研摩痕12a、13aを有し、中
心線平均粗さ(Ra)0.3μm以上とすることが好ま
しい。これは、中心線平均粗さ(Ra)0.3μm未満
であると滑りやすくなるためである。
【0023】さらに、ホイールカッター10を成す材質
として、高純度アルミナセラミックスまたは単結晶サフ
ァイアも好適に用いることができる。高純度アルミナセ
ラミックスは、99重量%以上、好ましくは99.9重
量%以上、さらに好ましくは99.95重量%以上のA
2 3 を主成分とし、残部がSiO2 、MgO等から
なるものであり、また単結晶サファイアはAl2 3
単結晶体であって、いずれも硬度、強度の高いものであ
る。
【0024】また、ホイールカッター10を高純度アル
ミナセラミックスまたは単結晶サファイアで形成する場
合、刃先11を成す少なくとも一方の斜面12、13の
表面は、研摩痕12a、13aを有しているが、中心線
平均粗さ(Ra)は0.3μm以下としておくことが好
ましい。これは、刃先11近傍を滑らかにすることによ
って、ガラス基板20上に形成した溝21の歪みを小さ
くし、応力切断後の切断面を平滑にできるためである。
【0025】なお、刃先11近傍の表面粗さについて
は、サーメットまたは超硬合金の場合と、高純度アルミ
ナセラミックスまたは単結晶サファイアの場合で、好ま
しい範囲が全く異なるが、これは材質による硬度等の機
械的特性の相違によるものであると考えられる。
【0026】次に本発明のホイールカッター10の製造
方法を説明する。
【0027】まず、サーメット、超硬合金、高純度アル
ミナセラミックス等の場合は、所定の組成からなる原料
粉末を公知の方法で成形し、焼成することによって図1
に示すような形状の焼結体を得る。一方単結晶サファイ
アの場合は、溶融Al2 3中から種結晶を引き上げる
ことによって単結晶サファイアの板を得て、これを加工
することによって図1のような形状とする。
【0028】そして、このホイールカッター10の斜面
12、13にダイヤモンド砥粒を用いた砥石によって研
摩加工を施すが、例えば図1(a)に示すように斜面1
2側が半径方向に沿って刃先11との角度β1 が90°
となるように研摩し、一方図1(c)に示すように斜面
13側は半径方向からやや傾いた方向に沿って刃先11
との角度β2 が90°未満となるように研摩する。
【0029】このようにすれば、斜面12、13におけ
る互いの研摩痕12a、13aが角度αで傾いたホイー
ルカッター10を得ることができる。なお、図1では斜
面12側の研摩方向を刃先11と成す角度β1 が90°
となるようにしたが、角度β1 を90°未満としても良
い。
【0030】なお、上記研摩痕12a、13aは、斜面
12、13を双眼顕微鏡等で観察すれば容易に確認する
ことができる。
【0031】このような本発明のホイールカッター10
はガラス基板20の切断面を平滑にできることから、特
に液晶パネルガラスの切断用に好適に用いることができ
る。また、ガラス以外にもさまざまな脆性材料の切断に
用いることができる。
【0032】実験例1 図1に示すホイールカッター10をサーメット及び超硬
合金で試作し、切断評価試験を行った。
【0033】ホイールカッター10の外径は2.5m
m、厚みは0.65mmで、軸孔14の直径は0.8m
m、面取り部15は0.5mm程度のC面とした。ま
た、刃角γは125゜で、斜面12側の研摩方向は半径
方向として刃先11と成す角度β1 を90°とし、他方
の斜面13側の研摩方向と先11との角度β2 を変化さ
せることによって、両斜面12、13の研摩痕12a、
13a間の角度αを変化させた。
【0034】さらに、研磨加工後のホイールカッター1
0を10-1torrの雰囲気下で800℃の熱処理を1
時間行った。
【0035】このようにして得られた各種ホイールカッ
ター10を用いて、厚み1.1mmのAS製ガラスに荷
重1.0kgで押しつけ、250mm/秒の速度で30
0mm移動させた後、せん断機で破断した結果を評価し
た。
【0036】結果を表1に示すように、ホイールカッタ
ー10の材質をサーメットまたは超硬合金とし、研摩痕
12a、13aの成す角度αを30〜60°の範囲内と
した本発明実施例は、溝21の形状、深さ、切断状態の
いずれも問題なかった。特に、熱処理を行ったもの(N
o.1〜6)は寿命も極めて長くすることができ、液晶
パネルガラス切断用ホイールカッターに好適に用いられ
ることがわかる。
【0037】
【表1】
【0038】実験例2 次に、図1に示すホイールカッター10を高純度アルミ
ナセラミックス及び単結晶サファイアで試作して切断評
価試験を行った。
【0039】ホイールカッター10の形状、寸法は上記
実験例1と同様にし、研摩痕12a、13aの成す角度
αが異なるものを試作し、また斜面12、13の研摩加
工時のダイヤモンド砥粒の粒径を変えて、各斜面の表面
粗さ(Ra)を変化させた。
【0040】得られたホイールカッター10を用いて、
実験例1と同様の切断評価を行った。結果は表2に示す
通りである。なお、表2中99%アルミナとはAl2
3 含有量99重量%の高純度アルミナセラミックスのこ
とであり、サファイアとは単結晶サファイアを意味す
る。
【0041】この結果より、ホイールカッターの材質を
高純度アルミナセラミックスまたは単結晶サファイアと
し、研摩痕の角度αを30〜60°としたものは、寿命
が長く溝深さの点で問題がなかった。特に斜面の表面粗
さ(Ra)を0.3μm以下としたもの(No.1〜
6)は溝形状、切断状態も良好であり、液晶パネルガラ
ス切断用ホイールカッターに好適に用いられることがわ
かる。
【0042】
【表2】
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、セラミッ
クス、サーメット、超硬合金等の硬質材から成り、刃先
を成す二つの斜面における研摩痕の成す角度αを30〜
60°としてホイールカッターを構成したことによっ
て、切れ味を良くし、寿命を長くできるとともに、ガラ
ス等の切断面を平滑にすることができる。そのため、高
性能で耐久性に優れたホイールカッターを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のホイールカッターを示し、(a)は左
側面図、(b)は正面図、(c)は右側面図である。
【図2】図1(a)中のX−X線断面図である。
【図3】ホイールカッターの使用方法を説明するための
図である。
【符号の説明】
10 :ホイールカッター 11 :刃先 12 :斜面 12a:研摩痕 13 :斜面 13a:研摩痕 14 :軸孔 15 :面取り部 α :研摩痕12a、13aの成す角度 β1 :研摩痕12aと刃先11との成す角度 β2 :研摩痕13aと刃先11との成す角度 γ :刃先11の刃角

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミックス、サーメット、超硬合金等の
    硬質材から成り、外周に両刃形状の刃先を有する円板状
    体であって、上記刃先を成す二つの斜面に、互いに30
    〜60°の角度αで傾いた研摩痕を有することを特徴と
    するホイールカッター。
  2. 【請求項2】上記円板状体がサーメットまたは超硬合金
    から成り、熱処理による表面酸化膜を有することを特徴
    とする請求項1記載のホイールカッター。
  3. 【請求項3】上記円板状体が高純度アルミナセラミック
    スまたは単結晶サファイアから成り、刃先を成す二つの
    斜面のうち少なくとも一方の表面を中心線平均粗さ(R
    a)0.3μm以下としたことを特徴とする請求項1記
    載のホイールカッター。
  4. 【請求項4】セラミックス、サーメット、超硬合金等の
    硬質材から成り、外周に両刃形状の刃先を有する円板状
    体を形成し、上記刃先を成す二つの斜面に、互いに30
    〜60°の角度αで傾いた方向に研摩する工程からなる
    ホイールカッターの製造方法。
JP7163977A 1995-06-29 1995-06-29 ホイールカッター及びその製造方法 Pending JPH0912328A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20041005