KR20150138804A

KR20150138804A - 스크라이브 헤드 그리고 스크라이브 장치

Info

Publication number: KR20150138804A
Application number: KR1020150030707A
Authority: KR
Inventors: 야스토모 오카지마
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2015-12-10
Also published as: JP6349971B2; CN105314834A; TWI649282B; JP2015223820A; TW201544473A; CN105314834B

Abstract

(과제) 커터 휠의 내륜차의 문제를 해결하여 직진성을 향상시킨 스크라이브 헤드와, 이 스크라이브 헤드를 이용한 스크라이브 장치를 제공한다.
(해결 수단) 기판(W)의 표면에 밀어붙이면서 이동시키고 기판(W) 표면에 스크라이브 라인을 가공하는 커터 휠(11)을 구비한 스크라이브 헤드(10)로서, 하부에 커터 휠(11)을 갖는 홀더(13)와, 이 홀더(13)의 부착축(12)을 통하여 자유 회전운동할 수 있도록 홀더(13)를 지지하는 홀더 조인트(15)와, 이 홀더 조인트(15)를 수직인 회전축(16)을 통하여 회전운동이 자유롭게 지지(holding)하는 제1 지지 부재(18)와, 제1 지지 부재(18)를 승강 가능하게 지지하는 제2 지지 부재(19)로 이루어지고, 홀더의 부착축(12)이 수직인 라인(L1)에 대하여 스크라이브 헤드(10)의 진행 방향 후방측으로 경사져 형성되고, 홀더 조인트(15)의 수직인 회전축(16)을 커터 휠(11)의 접지점(P1)을 통과하는 수직인 라인(L1) 상에 설치한다.

Description

스크라이브 헤드 그리고 스크라이브 장치{SCRIBING HEAD AND SCRIBING APPARATUS}

본 발명은, 유리 등의 취성 재료 기판(brittle material substrate)의 표면에 스크라이브 라인(분단(dividing)용의 절홈)을 가공하기 위한 커터 휠(스크라이빙 휠(scribing wheel)이라고도 함)을 구비한 스크라이브 헤드 그리고 당해 스크라이브 헤드를 이용한 스크라이브 장치에 관한 것이다.

종래부터, 취성 재료 기판(이하, 단순히 「기판」이라고 함)의 표면에, 커터 휠로 스크라이브 예정 라인을 따른 스크라이브 라인을 가공하는 스크라이브 장치는 널리 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1, 특허문헌 2 참조).

통상, 커터 휠은 홀더에 지지되고, 홀더는 스크라이브 헤드의 홀더 조인트에 부착되어 있다. 그리고 종래는, 스크라이브 헤드를 진행시켰을 때에, 그 진행 방향의 선 상에 커터 휠이 항상 되돌아오려고 작용하는 소위 「캐스터 효과(caster effect)」를 발휘하도록 구성된 것이 많이 이용되고 있다(예를 들면 특허문헌 3, 특허문헌 4 참조).

도 3은 상기의 「캐스터 효과」를 갖는 종래의 커터 휠의 부착 구조를 나타내는 설명도이다.

하단에 커터 휠(21)을 지지(holding)하는 홀더(22)가, 수직인 부착축(23)을 통하여 스크라이브 헤드(24)의 홀더 조인트(25)에 자유 회전 가능하게 부착되어 있다. 커터 휠(21)의 접지점은, 수직인 부착축(23)의 축심을 연장한 라인(L3)에 대하여 스크라이브 헤드(24)의 진행 방향 후방측으로 거리(S1)만큼 오프셋한 위치로 하고 있다. 따라서, 스크라이브 헤드(24)를 진행시켰을 때에, 추종하는 커터 휠(21)은 항상 진행 방향의 선 상으로 되돌아오려고 하는 모멘트가 작용하여 커터 휠의 직진성이 얻어지도록 되어 있다.

국제공개공보 WO2007/063979호 　 일본공개특허공보 2011-218815호 일본공개특허공보 평8-217476호 일본공개특허공보 2010-260757호

상기한 「캐스터 효과」에 의한 커터 휠의 직진성은, 오프셋량에 의해 변화한다. 또한, 커터 휠의 이동 속도에도 의하지만, 오프셋량이 큰 경우에는 직진성은 향상되기는 하지만 좌우의 진동에 대하여 약해져, 스크라이브 헤드의 진행 방향을 따른 선 상으로부터 외측으로 흔들리기 쉬워진다.

또한, 「캐스터 효과」를 갖는 스크라이브 헤드에서는, 곡선을 따라 스크라이브 라인을 가공하는 경우, 도 4에 나타내는 바와 같이, 커터 휠(21)이 스크라이브 예정 라인(28)으로부터 내측으로 흔들려 정확하게 가공할 수 없다는 소위 내륜차의 문제가 발생한다. 따라서, 곡선 절단에서는, 커터 휠의 전동(rolling) 궤적을 내측으로 흔들리는 분만큼 미리 계산하여 컴퓨터에 프로그램할 필요가 있지만, 그 조작은 매우 번거롭다. 또한 내측으로 흔들린 커터 휠(21)은, 도 4에 나타내는 바와 같이 곡선에 대하여 평면에서 볼 때 비스듬해지기 때문에, 스크라이브 라인을 깨끗하게 가공할 수 없다는 과제도 있다.

한편, 자전거나 오토바이 등의 핸들축과 차륜에는, 캐스터 각과 트레일이라고 불리는 구성이 조입(incorporation)되어 있다. 캐스터 각이란, 도 5에 나타내는 바와 같이, 수직인 라인(L4)에 대한 핸들축(26)의 회전 축심(L5)의 경사각(β)이고, 트레일이란, 차륜(27)의 접지점(P3)과 핸들축(26)의 회전 축심(L5)을 상기 접지점(P3)과 동일한 수평선까지 연장시킨 지점(P4)까지의 거리(T1)를 말한다. 핸들축(26)의 경사가 큰 만큼 트레일(T1)이 길어져, 직진성은 안정되지만 핸들 조작은 무거워진다.

본 발명은 상기의 점을 고려하여, 곡선의 스크라이브 라인을 정확하게 가공할 수 있음과 함께, 상기한 트레일의 구성을 조합함으로써, 커터 휠의 흔들림를 억제하여 직진성을 향상시킬 수 있는 스크라이브 헤드, 그리고, 당해 스크라이브 헤드를 이용한 스크라이브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 다음과 같은 기술적 수단을 강구했다. 즉, 본 발명은, 기판 표면을 밀어붙이면서 상대적으로 이동시킴으로써 기판 표면에 스크라이브 라인을 가공하는 커터 휠을 구비한 스크라이브 헤드로서, 상기 스크라이브 헤드는, 하부에 커터 휠을 갖는 홀더와, 이 홀더의 상부에 설치한 부착축을 통하여 당해 부착축의 주위에서 자유 회전운동할 수 있도록 상기 홀더를 지지하는 홀더 조인트와, 이 홀더 조인트를 수직인 회전축을 통하여 회전운동이 자유롭게 지지하는 제1 지지 부재와, 이 제1 지지 부재를 승강 가능하게 지지하는 제2 지지 부재로 구성되어 있고, 상기 홀더의 부착축이 수직인 라인에 대하여 상기 스크라이브 헤드의 진행 방향 후방측으로 경사져 형성되고, 상기 홀더 조인트의 수직인 회전축의 축심이, 상기 커터 휠의 접지점을 통과하는 수직인 라인 상에 설치되어 있는 구성으로 했다.

또한, 본 발명은, 상기의 스크라이브 헤드를 구비하고, 당해 스크라이브 헤드는 베이스 프레임의 빔에 지지되어 있고, 이 스크라이브 헤드의 커터 휠을, 테이블 상에 올려놓은 기판 표면으로 밀어붙이면서 기판 표면을 따라 상대적으로 이동하도록 구성되어 있는 스크라이브 장치도 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 커터 휠의 직경이 1∼3㎜이고, 상기 부착축의 축심과 수직인 라인과의 경사각이 10∼25°이고, 상기 커터 휠의 기판에 대한 접지점과 상기 부착축의 축심을 연장시킨 라인이 상기 기판에 교차하는 지점과의 트레일량을 2∼5㎜로 하는 것이 좋다. 또한, 상기 커터 휠의 휠축과 상기 부착축의 축심을 연장시킨 라인과의 오프셋량은 1∼4㎜로 하는 것이 좋다.

본 발명에 의하면, 홀더의 부착축을 경사시킴으로써 발생하는 트레일에 의해, 커터 휠의 직진성이 향상됨과 함께, 경사진 부착축은 수직으로 부착한 경우에 비해 회전의 자유도가 제한되기 때문에 직진성이 안정되어, 진동 등에 의한 흔들림을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 홀더 조인트의 수직인 회전축이, 커터 휠의 접지점을 통과하는 수직인 라인을 따라 제1 지지 부재에 부착되어 있기 때문에, 곡선을 스크라이브할 때에는 커터 휠이 스크라이브 헤드의 이동 궤적을 따라 진행할 수 있고, 이에 따라, 종래와 같이 곡선의 스크라이브 예정 라인으로부터 내측으로 흔들리는 일이 없어져, 곡선의 스크라이브 라인을 정확하게 가공하는 것이 가능해진다.

　또한, 스크라이브시에 있어서의 커터 휠로의 가압은, 일반적인 2륜차의 핸들축과는 달라, 커터 휠의 날끝 중심 위치에 있어서 수직으로 부가되기 때문에, 커터 휠의 가압 제어를 용이하게 행하는 것이 가능해진다는 효과가 있다.

본 발명에 있어서, 상기 커터 휠의 휠축이, 상기 부착축의 축심을 연장시킨 라인에 대하여 상기 스크라이브 헤드의 진행 방향 후방측으로 오프셋한 위치에 설치되어 있는 구성으로 하는 것이 좋다.

이에 따라, 오프셋한 분만큼 트레일량을 길게 취할 수 있어, 직진성을 더욱 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스크라이브 장치의 일 예를 나타내는 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스크라이브 헤드의 정면도이다.
도 3은 종래의 스크라이브 헤드의 일 예를 나타내는 정면도이다.
도 4는 종래의 스크라이브 헤드가 갖는 내륜차의 문제를 설명하는 도면이다
도 5는 일반적인 2륜차에 있어서의 캐스터 각과 트레일의 설명도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하에 있어서, 본 발명의 스크라이브 헤드 그리고 이 스크라이브 헤드를 구비한 스크라이브 장치의 상세를, 도 1및 도 2에 나타낸 실시예에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 스크라이브 장치를 나타내는 것으로서, 기판(W)을 올려놓고 지지하는 테이블(1)을 구비하고 있다. 테이블(1)의 표면에는 다수의 에어 흡인구멍(도시 생략)이 형성되어 있고, 외부에 설치한 진공 펌프 등의 에어 흡인원(도시 생략)에 연통되어 있다.

　또한, 테이블(1)은, 수평인 레일(2)을 따라 Y방향(도 1의 전후 방향)으로 이동할 수 있도록 되어 있고, 모터(도시 생략)에 의해 회전하는 나사축(3)에 의해 구동된다. 또한, 테이블(1)은, 모터를 내장하는 회전 구동부(4)에 의해 수평면 내에서 회전운동할 수 있도록 되어 있다.

테이블(1)을 사이에 두고 설치해 둔 양측의 지지 기둥(5, 5)과, X방향에 수평으로 연장되는 빔(동살)(6)을 구비한 베이스 프레임(7)이, 테이블(1) 상을 걸치도록 하여 설치되어 있다. 빔(6)에는, X방향에 수평으로 연장되는 가이드(8)가 설치되고, 이 가이드(8)에 본 발명에 따른 스크라이브 헤드(10)가 모터(9)에 의해 X방향으로 이동할 수 있도록 부착되어 있다.

도 2에서 상세하게 나타내는 바와 같이, 스크라이브 헤드(10)는, 하부에 커터 휠(11)을 구비함과 함께, 상부에 부착축(12)을 구비한 홀더(13)와, 부착축(12)의 주위에서 자유 회전운동할 수 있도록, 부착축(12) 그리고 베어링(14)을 통하여 홀더(13)를 지지하는 홀더 조인트(15)와, 이 홀더 조인트(15)를 수직인 회전축(16) 그리고 베어링(17)을 통하여 회전운동이 자유롭게 지지하는 제1 지지 부재(18)와, 이 제1 지지 부재(18)를 승강 가능하게 지지하는 제2 지지 부재(19)로 구성되어 있다.

제1 지지 부재(18), 홀더 조인트(15) 그리고 홀더(13)는, 제2 지지 부재(19)에 설치한 유체 실린더 등의 승강 기구(도시 생략)에 의해 일체가 되어 승강할 수 있도록 되어 있다. 또한, 홀더(13)에 부착되는 커터 휠(11)은, 직경이 1∼3㎜인 것이 이용된다.

홀더(13)의 부착축(12)은, 수직인 라인(L1)에 대하여 스크라이브 헤드(10)의 진행 방향(도 2의 화살표 방향)의 후방측으로 각도 α만큼 기울어져 형성되어 있다. 그 경사각(캐스터 각) α는 10∼25°로 하는 것이 바람직하다.

또한, 부착축(12)의 경사에 의해, 커터 휠(11)의 기판(W)으로의 접지점(P1)과, 부착축(12)의 축심을 연장한 라인(L2)이 기판(W)에 교차하는 지점(P2)과의 사이에 트레일(T)이 발생한다. 이 트레일(T)의 길이는 2∼5㎜로 하는 것이 바람직하다.

또한, 커터 휠(11)의 휠축(11a)이, 경사진 부착축(12)의 축심을 연장시킨 라인(L2)에 대하여 스크라이브 헤드(10)의 진행 방향 후방측으로 간격(S)만큼 오프셋한 위치에 설치되어 있다. 그 오프셋량, 즉 간격(S)은 1∼4㎜로 하는 것이 좋다.

또한, 홀더 조인트(15)의 수직인 회전축(16)의 축심은, 커터 휠(11)의 접지점(P1)을 통과하는 수직인 라인(L1)을 따라 설치되어 있다.

본 실시예에 있어서, 직경 2㎜의 커터 휠을 사용하고, 부착축(12)의 경사각 α를 17°로 하고, 오프셋 간격(S)을 2.5㎜로 했을 때, 트레일(T)의 길이는 2.92㎜가 되었다. 따라서, 트레일(T)은, 부착축(12)을 수직으로 한 경우의 오프셋량 2.5㎜보다 길게 형성되게 된다.

상기의 스크라이브 장치는, 커터 휠(11)을 기판(W)의 표면에 밀어붙이면서 스크라이브 헤드(10)를 도 2의 화살표 방향으로 이동시킴으로써, 기판(W)의 표면에 스크라이브 라인을 가공한다.

이 가공시에, 부착축(12)을 경사시킴으로써 발생하는 트레일(T)에 의해, 커터 휠(11)의 직진성이 향상됨과 함께, 경사진 부착축(12)은 수직인 경우에 비해 회전의 자유도가 제한되기 때문에 직진성이 안정되어, 진동 등에 의한 흔들림을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 커터 휠(11)의 휠축(11a)이, 경사진 부착축(12)의 축심을 연장시킨 라인(L2)에 대하여 스크라이브 헤드(10)의 진행 방향 후방측으로 간격(S)만큼 오프셋한 위치에 설치되어 있기 때문에, 그 간격(S)분만큼 상기 트레일(T)을 길게 취할 수 있어, 더욱 직진성을 높일 수 있다.

또한, 홀더 조인트(15)의 수직인 회전축(16)이, 커터 휠(11)의 접지점(P1)을 통과하는 수직인 라인(L1)을 따라 제1 지지 부재(18)에 부착되어 있기 때문에, 곡선의 스크라이브시에 있어서, 커터 휠(11)이 스크라이브 헤드(10)의 이동 궤적을 따라 진행할 수 있다. 이에 따라, 종래와 같이, 곡선의 스크라이브 예정 라인으로부터 내측으로 흔들리는 일이 없어져, 곡선의 스크라이브 라인을 정확하게 가공하는 것이 가능해진다.

또한, 스크라이브시에 있어서의 커터 휠(11)로의 가압은, 서두에서 서술한 2륜차의 핸들축과는 달라, 커터 휠(11)의 날끝 중심 위치에 있어서 수직으로 부가되기 때문에, 가압 제어를 용이하게 행할 수 있다.

이상, 본 발명의 대표적인 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기의 실시예 구조만으로 특정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시예에서는, 커터 휠(11)의 휠축(11a)이, 경사진 부착축(12)의 축심을 연장시킨 라인(L2)에 대하여 스크라이브 헤드(10)의 진행 방향 후방측으로 간격(S)만큼 오프셋한 위치에 설치했지만, 이 간격(S)을 0으로 하여 형성하는 것도 가능하다. 그 외 본 발명에서는, 그 목적을 달성하고, 청구의 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 수정, 변경하는 것이 가능하다.

본 발명은, 유리 등의 취성 재료 기판의 표면에 스크라이브 라인을 가공하는 스크라이브 헤드 그리고 이 스크라이브 헤드를 이용한 스크라이브 장치에 적용할 수 있다.

W : 기판
S : 오프셋 간격
T : 트레일
1 : 테이블
6 : 빔
7 : 베이스 프레임
10 : 스크라이브 헤드
11 : 커터 휠
11a : 휠축
12 : 부착축
13 : 홀더
15 : 홀더 조인트
16 : 수직인 회전축
18 : 제1 지지 부재
19 : 제2 지지 부재

Claims

기판 표면을 밀어붙이면서 상대적으로 이동시킴으로써 기판 표면에 스크라이브 라인을 가공하는 커터 휠을 구비한 스크라이브 헤드로서,
상기 스크라이브 헤드는, 하부에 커터 휠을 갖는 홀더와, 이 홀더의 상부에 설치한 부착축을 통하여 당해 부착축의 주위에서 자유 회전운동할 수 있도록 상기 홀더를 지지하는 홀더 조인트와, 이 홀더 조인트를 수직인 회전축을 통하여 회전운동이 자유롭게 지지(holding)하는 제1 지지 부재와, 이 제1 지지 부재를 승강 가능하게 지지하는 제2 지지 부재로 구성되어 있고,
상기 홀더의 부착축이 수직인 라인에 대하여 상기 스크라이브 헤드의 진행 방향 후방측으로 경사져 형성되고,
상기 홀더 조인트의 수직인 회전축의 축심이, 상기 커터 휠의 접지점을 통과하는 수직인 라인 상에 설치되어 있는 스크라이브 헤드.
제1항에 있어서,
상기 커터 휠의 휠축이, 상기 부착축의 축심을 연장시킨 라인에 대하여 상기 스크라이브 헤드의 진행 방향 후방측으로 오프셋한 위치에 설치되어 있는 스크라이브 헤드.
제1항에 있어서,
상기 커터 휠의 직경이 1∼3㎜이고, 상기 부착축의 축심과 수직인 라인과의 경사각이 10∼25°이고, 상기 커터 휠의 기판에 대한 접지점과 상기 부착축의 축심을 연장시킨 라인이 상기 기판에 교차하는 지점과의 트레일량이 2∼5㎜인 스크라이브 헤드.
제1항에 있어서,
상기 커터 휠의 휠축과 상기 부착축의 축심을 연장시킨 라인과의 오프셋량이 1∼4㎜인 스크라이브 헤드.
제1항 내지 제4항에 기재된 스크라이브 헤드를 구비하고, 당해 스크라이브 헤드는 베이스 프레임의 빔에 지지되어 있고, 당해 스크라이브 헤드의 커터 휠을 테이블 상에 올려놓은 기판 표면으로 밀어붙이면서 기판 표면을 따라 상대적으로 이동하도록 구성되어 있는 스크라이브 장치.