JPH1072224A - スクライバーとその切断刃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、例えば、液晶用ガラス板のように
硬質材料で形成される板体を切断するスクライバーの切
断刃に関し、その長寿命化と製造コストの低減である。 【解決手段】 硬質部材の表面に線状の切り込みを入れ
るスクライバーにおける切断刃であって、超硬部材から
なる切断刃の基台と、該基台の表面に被覆されるダイヤ
モンド状カーボンとからなるスクライバーの切断刃。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、液晶用ガ
ラス板のように硬質材料で形成される板体を切断するス
クライバーとその切断刃に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガラス等の硬質材料の板体を切断
するには、図４に示すように、回動自在な算盤玉状の切
断刃１を支持軸である回転軸３に嵌合させ、該回転軸３
を軸受け部材４の二股状の腕部間に横架して軸止させ、
前記切断刃１と前記腕部との間にスペーサ２を回転軸３
に嵌合させて配設してなるスクライバー５を使用する。

【０００３】前記スクライバー５の切断刃１は、超硬材
またはダイヤモンド燒結体で形成されている。

【０００４】そして、図５に示すように、例えば、液晶
ガラス６の表面に前記切断刃１を押圧しつつ転がすこと
で、該切断刃１の外周の尖頭部分１ａによって前記液晶
ガラス６の表面に微小なクラック７を生じさせる。

【０００５】前記微小なクラック７で線状の切り込み線
が形成され、この切り込み線に沿って応力を集中するよ
うに折り曲げることで、液晶ガラス６が当該線に沿って
切断される。前記切断刃１は、液晶ガラス６等の硬質材
料を切断するものなので、摩耗が激しく、切れ味が悪く
なれば新しい切断刃に交換して行うものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切断刃
の素材を超硬材にしてなる超硬カッターであると、ダイ
ヤモンド燒結体に比し安価であるがその寿命が短く、例
えば、大面積で硬質の無アルカリガラス（液晶ディスプ
レー用の基板ガラス）を切断させた場合に、短寿命で頻
繁に切断刃を交換しなければならず、手間が掛かってメ
ンテナンス上のコストが嵩むとともに、ガラス生産ライ
ンにおける生産効率が低下すると言う問題がある。

【０００７】また、切断刃の素材を、人工的に造った人
造ダイヤモンドを粉末状とした後に高温高圧下で得られ
る燒結ダイヤモンド（以下、ＰＣＤと言う）を加工した
ダイヤモンド燒結体にしてなる切断刃（以下、ＰＣＤカ
ッターと言う）であると、その寿命が前記超硬カッター
の約１００倍になり、かつ、略均一にガラス面と接触し
て切り口が綺麗に仕上がると言う利点はあるが、前記Ｐ
ＣＤ材の加工自体が困難性を伴い製作時間が掛かって小
径のものしかできず納期も掛かると言う問題があり、し
かも、切断刃の芯ブレが切断面に影響しやすく高精度な
特殊設備を必要として設備コストが嵩むと言う問題があ
る。

【０００８】このように、従来のスクライバーはその生
産効率において、かつ、スクライバーの切断刃は、その
寿命と製造コストにおいて、各々解決すべき課題を有し
ていた。本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもの
で、超硬カッターよりも長寿命であり、かつ、ＰＣＤカ
ッターよりも低コストの切断刃と、その切断刃を備えた
スクライバーを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るスクライバ
ーの切断刃の上記課題を解決するための要旨は、硬質部
材の表面に線状の切り込みを入れるスクライバーにおけ
る切断刃であって、超硬部材からなる切断刃の基台と、
該基台の表面に被覆されるダイヤモンド状カーボンとか
らなることである。

【００１０】また、前記ダイヤモンド状カーボンが、基
台の少なくとも刃先部分に被覆されていること、；更
に、ダイヤモンド状カーボンの被覆層の厚みが、３μｍ
以下であることである。

【００１１】本発明に係るスクライバーの要旨は、超硬
部材からなる切断刃の基台と、該基台の表面に被覆され
るダイヤモンド状カーボンとからなる切断刃を備えたこ
とである。また、切断刃が嵌装されスクライバーの軸受
け部材間に横架される前記切断刃用の支持軸が、その表
面をダイヤモンド状カーボンで被覆されていることであ
る。

【００１２】本発明に係るスクライバーとその切断刃に
よれば、少なくとも切断刃の刃先部分にダイヤモンド状
カーボンの被覆層が形成されて、超硬部材の切断刃の寿
命と比較して略５０倍の寿命となる。また、切断刃の製
造コストにおいては、超硬部材の切断刃よりも高コスト
になるが、ＰＣＤカッターと比較して安価となり、総合
的に寿命と製造コストの調和に優れたものとなって、生
産ラインのメンテナンスにも優れたスクライバーとな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るスクライバー
とその切断刃との実施形態について図面を参照して詳細
に説明する。なお、理解容易のため従来例に対応する部
分には、従来例と同一の符号を付けて説明する。

【００１４】本発明の第１実施例は、例えば、液晶ガラ
スである硬質部材を切断するため、超硬部材を基台とし
た切断刃１２を用いる。該切断刃１２の形状は、図１に
示すように、全体が円盤体で、その外周部を尖塔状の刃
先部分１２ａにした算盤玉状に形成され、中央部に軸孔
１２ｂが貫通させて穿設されている。また、大きさの一
例としては、直径がφ３ｍｍ，厚さｔが０．６５ｍｍ，
稜角が１３０゜，軸孔１２ｂの孔径がφ０．８ｍｍであ
る。

【００１５】そして、前記切断刃１２の超硬部材は、超
硬合金（ＷＣ−Ｃｏを含む合金），合金工具（ＳＫＨ、
ＳＫＤ、ハイス等），ステンレス鋼，アルミ合金（６０
６３等），アルミナ，セラミックス，等から選択される
一つであり、この第１実施例では超硬合金である。

【００１６】次に、前記超硬合金の切断刃１２を基台と
して、少なくとも刃先部分１２ａにダイヤモンド状カー
ボン（ＤＬＣ、と言うこともある）を被覆する。

【００１７】このダイヤモンド状カーボンの被覆方法と
して、図２に示すように、ＤＬＣコーティング装置１０
（例えば、ナノテック株式会社製、ＮＡＮＯＣＯＡＴ
４００）を使用する。

【００１８】前記ＤＬＣコーティング装置１０の構造
は、真空槽１１と、該真空槽１１内における、コーティ
ングしようとする切断刃１２を回転自在にセットする導
電性治具１１ａと、該導電性治具１１ａを支持する陰極
側の電極１３と、陽極側の電極１４と、加熱用ヒーター
１５と、炭化水素ガスを真空槽１１内に導入するガス導
入口１６と、前記電極１３，１４及び加熱用ヒーター１
５に電気的に接続される電源部１７と、該電源部１７に
電気的に接続されプラズマを均一にするための補助電極
１８とから構成されている。

【００１９】そして、このＤＬＣコーティング装置１０
を使用するには、前記導電性治具１１ａの両端部で立設
され対向配置にされた一対の支持部材に回動自在に横架
された回転軸１１ｂに、コーティング対象の切断刃１
２，１２ …を嵌装させて列設する。

【００２０】次に、ＤＬＣコーティング装置１０の接続
管１９に、外部の真空装置（図示せず）の連結管を接続
し、該真空装置を作動させ、真空槽１１の内部を約１０
-6Ｔｏｒｒ（トール）程度にする。

【００２１】次に、前記ガス導入口１６から真空槽１１
内にベンゼンガスを導入し、前記加熱用ヒーター１５で
前記ベンゼンガスを加熱させる。更に前記電源部１７で
前記電極１３，１４及び補助電極１８に電圧を印加す
る。

【００２２】これにより、ベンゼンガスがプラズマ状態
となり、プラズマ状態の炭化水素を前記導電性治具１１
ａに配設された切断刃１２の表面に析出させてＤＬＣ膜
を形成させる。前記切断刃１２は、蒸着中において、回
転軸１１ｂで回転され、ＤＬＣ膜の厚さが均一になるよ
うになされている。

【００２３】前記ＤＬＣ膜の厚さは、蒸着時間の調整に
より制御するものであり、例えば、約２μｍ程度にす
る。このＤＬＣ膜を被覆した切断刃１２の硬さは、ビッ
カース硬度で約５０００となり、超硬カッターの場合の
約２倍となる。

【００２４】こうして形成された超硬合金の切断刃１２
にＤＬＣ膜を付与したものと、同方法でＤＬＣ膜を付与
した支持軸である回転軸３を使用して、自動スクライブ
機に装着して切断試験を行った。なお、回転軸３にもＤ
ＬＣ膜を被覆するのは、前記切断刃１２の軸孔１２ｂの
周壁面にもＤＬＣ膜が被覆された場合に、当該回転軸３
が前記軸孔１２ｂの周壁面で削られるのを防止し、摩擦
係数を低減させるためである。

【００２５】例えば、液晶用基板ガラス６である無アル
カリガラス（日本電気硝子社製、ＯＡ−２、厚さｔが1.
1ｍｍ）に対して切断作用させ、その寿命長さは、図３
に示すように、同条件での切断試験において、超硬カッ
ターの約５０倍となり、ＰＣＤカッターの約半分程度で
ある。

【００２６】よって、寿命の点では超硬カッターより飛
躍的に長寿命化し、製造コストの点では超硬カッターよ
り高コストであるもののＰＣＤカッターの約１／３倍程
度であり、総合的に判断すると、製造コストに対して長
寿命となって有利であり、かつ、ＤＬＣ膜を施した切断
刃１２の量産性も良いので、需要増大が見込まれる液晶
ガラス等の量産に好適なものとなる。

【００２７】本発明の第２実施例は、切断刃１２の素材
を、ＳＫＤ（ＳＫＤ−１１，直径がφ３ｍｍ，厚さｔが
０．６５ｍｍ，稜角が１３０゜，軸孔１２ｂの直径がφ
０．８ｍｍ）としたもので、他は前記第１実施例と同様
の条件の下で試験を行った。

【００２８】この例では、切断刃１２の寿命は、超硬カ
ッターの場合の約３０倍に延びた。このように、ＤＬＣ
膜を被覆させた切断刃１２の寿命は、従来の超硬カッタ
ーよりも飛躍的に長寿命化し、切断刃の交換頻度が減少
して手間が省けると共に生産効率が向上するものであ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るスク
ライバーの切断刃は、硬質部材の表面に線状の切り込み
を入れるスクライバーにおける切断刃であって、超硬部
材からなる切断刃の基台と、該基台の表面に被覆される
ダイヤモンド状カーボンとからなるので、頻繁に交換が
必要な超硬カッターよりも長寿命となり交換頻度が減少
してメンテナンスが容易となり、コスト的にも採算性が
良いとともに量産性も良くて納期も短いと言う優れた効
果を奏する。

【００３０】本発明に係るスクライバーは、超硬部材か
らなる切断刃の基台と、該基台の表面に被覆されるダイ
ヤモンド状カーボンとからなる切断刃を備えたものなの
で、該切断刃の長寿命化によって切断刃の交換頻度が減
少して、液晶ガラス等の硬質材料の切断作業における生
産性が向上すると言う優れた効果を奏する。また、前記
切断刃が嵌装されスクライバーの軸受け部材間に横架さ
れる前記切断刃用の支持軸が、その表面をダイヤモンド
状カーボンで被覆されていることとすれば、切断刃と支
持軸との接触面における摩擦係数が減少（特にダイヤモ
ンド状カーボンは摩擦係数が小さい材料でもある。）し
て、切断刃の寿命が更に延びると言う優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における切断刃の正面図
（イ）と平面図（ロ）である。

【図２】同第１実施例における切断刃を、ＤＬＣコーテ
ィング装置でＤＬＣ膜を被覆させる様子を示す概略説明
図である。

【図３】同第１実施例に係るＤＬＣ膜を有する切断刃
と、従来のカッターとの寿命の比較を説明する説明図で
ある。

【図４】従来のスクライバーにおける切断刃部分の構造
を示す縦断面図である。

【図５】同従来の切断刃による硬質部材の切断作業の様
子を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 切断刃、 １ａ 刃先部分、 ２ スペーサ、 ３ 回転軸、 ４ 軸受け部材、 ５ スクライバー、 ６ 液晶ガラス、 ７ クラック、 １０ ＤＬＣコーティング装置、 １１ 真空槽、 １２ 切断刃、 １３，１４ 電極、 １５ 加熱用ヒーター、 １６ ガス導入口、 １７ 電源部、 １８ 被助電極、 １９ 接続管。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硬質部材の表面に線状の切り込みを入れ
   るスクライバーにおける切断刃であって、 超硬部材からなる切断刃の基台と、 該基台の表面に被覆されるダイヤモンド状カーボンとか
   らなること、 を特徴とするスクライバーの切断刃。
2. 【請求項２】 ダイヤモンド状カーボンが、基台の少な
   くとも刃先部分に被覆されていること、 を特徴とする請求項１に記載のスクライバーの切断刃。
3. 【請求項３】 ダイヤモンド状カーボンの被覆層の厚み
   が、３μｍ以下であること、 を特徴とする請求項１まはた２に記載のスクライバーの
   切断刃。
4. 【請求項４】 超硬部材からなる切断刃の基台と、該基
   台の表面に被覆されるダイヤモンド状カーボンとからな
   る切断刃を備えたこと、 を特徴とするスクライバー。
5. 【請求項５】 切断刃が嵌装されスクライバーの軸受け
   部材間に横架される前記切断刃用の支持軸が、その表面
   をダイヤモンド状カーボンで被覆されていること、 を特徴とする請求項４に記載のスクライバー。