KR20200136818A

KR20200136818A - 커터 휠 및 홀더 유닛

Info

Publication number: KR20200136818A
Application number: KR1020200054205A
Authority: KR
Inventors: 요스케 히라구리; 요헤이 오기소; 노리유키 오가사와라; 료타 사카구치
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2020-12-08
Also published as: JP7312430B2; TW202045446A; JP2020192717A; CN112008894A

Abstract

[과제] 휠과 회전축을 간단하고 견고하게 접합할 수 있는 커터 휠 및 이와 같은 커터 휠을 구비하는 홀더 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결수단] 커터 휠(200)은 회전축(220)과, 회전축(220)이 삽입되는 축 구멍(211) 및 기판(F)에 스크라이브 라인을 형성하는 칼끝(212)을 갖는 휠(210)을 구비하고, 회전축(220)은 적어도 일부에 축 구멍(221)의 지름보다 작은 지름(L1)에서 축 구멍(221)의 지름보다 큰 지름(L2)을 향해 확대되도록 형성된 테이퍼 부분(R1)을 가지며, 회전축(220)의 테이퍼 부분(R1)이 축 구멍(211)에 압입됨으로써 회전축(220)과 휠(210)이 일체화되어 있다.

Description

커터 휠 및 홀더 유닛{CUTTER　WHEEL AND HOLDER UNIT}

본 발명은 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하기 위한 커터 휠 및 커터 휠을 구비하는 홀더 유닛에 관한 것이다.

종래에 유리기판 등의 취성재료 기판의 분단에서는 휠의 칼끝이 기판의 표면에 눌러지면서 소정의 라인을 따라서 이동되어 스크라이브 라인이 형성된다. 휠과 휠의 회전축이 별개체인 경우, 휠의 축 구멍(軸孔)과 회전축 사이의 틈새(clearance)에 의해 휠의 회전에 덜컹거림이 발생하며, 휠은 안정적으로 회전할 수 없는 우려가 있다. 휠의 회전이 안정되지 않는 경우 양호한 스크라이브 라인을 형성하기는 곤란하다.

그래서, 회전축과 휠을 일체화함으로써 휠의 축 구멍과 회전축 사이에 틈새를 발생시키지 않는 커터 휠이 있다. 이와 같은 커터 휠에서는 휠의 축 구멍과 회전축의 사이에 스크라이브 라인이 발생하지 않도록 회전축과 휠을 견고하게 접합할 필요가 있다.

특허문헌 1의 커터 휠에서는 2 분할한 회전축 각각에 플랜지부가 마련되고 그 플랜지부를 휠의 측면에서 받쳐줌으로써 회전축과 휠이 일체화되어 있다. 2개의 회전축의 단부가 각각 휠의 축 구멍에 삽입되고 각 회전축의 플랜지부에 휠이 끼워진다. 또한, 회전축과 휠이 접착제로 고정된다.

일본 특개2001-058841호 공보

특허문헌 1의 구성에서는 2개의 회전축을 각각 휠의 축 구멍에 삽입한다는 번거로운 작업이 필요해진다. 이와 같은 작업은 특히 휠의 소형화에 따라 휠의 두께가 작아지면 매우 정교하고도 치밀한 것이 되어서 상당히 손이 많이 간다.

이와 같은 과제를 감안하여 본 발명은 휠과 회전축을 간편하면서 견고하게 접합할 수 있는 커터 휠 및 이와 같은 커터 휠을 구비하는 홀더 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 형태는 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하기 위한 커터 휠에 관한 것이다. 이 형태에 관한 커터 휠은 회전축과 상기 회전축이 삽입되는 축 구멍 및 상기 기판에 상기 스크라이브 라인을 형성하는 칼끝을 갖는 휠을 구비하고, 상기 회전축은 적어도 일부에 상기 축 구멍의 지름보다 작은 지름에서 상기 축 구멍의 지름보다 큰 지름을 향해서 확대되도록 형성된 테이퍼 부분을 가지며, 상기 회전축의 상기 테이퍼 부분이 상기 축 구멍에 압입(壓入)됨으로써 상기 회전축과 상기 휠이 일체화되어 있다.

본 형태에 관한 커터 휠에 의하면, 회전축의 테이퍼 부분에서 휠의 축 구멍의 지름보다 작은 쪽에서 회전축을 휠의 축 구멍으로 통과시키면, 휠은 테이퍼 부분에서 축 구멍보다 큰 지름의 부분에서 멈춘다. 이 상태로 테이퍼 부분을 축 구멍에 압입함으로써 휠을 회전축에 견고하게 접합할 수 있다. 이와 같이, 회전축에 테이퍼 부분을 마련함으로써 휠의 축 구멍에 회전축을 압입하는 간편한 작업에 의해 견고하게 회전축과 휠을 일체화할 수 있다.

본 형태에 관한 커터 휠로 상기 테이퍼 부분에서의 테이퍼 비의 값은 1/5 이하인 것이 바람직하고, 또한 테이퍼 비의 값이 1/10 이하인 것이 더 바람직하다.

테이퍼 부분의 테이퍼 비가 커질수록 휠에 대한 회전축의 고정이 불안정해진다. 즉, 테이퍼 비가 커지면 테이퍼 각이 커지므로 축 구멍에 압입된 회전축의 테이퍼 부분이 축 구멍에서 빠지기 쉬워진다. 따라서 휠에 대한 회전축의 고정의 안정화의 관점에서 테이퍼 부분의 테이퍼 비는 어느 정도의 크기로 제한하는 것이 바람직하다. 이와 같은 관점에서 테이퍼 부분의 테이퍼 비는 상기와 같이 1/5 이하로 설정되는 것이 바람직하고, 1/10 이하로 설정되는 것이 더 바람직하다. 이에 의해 휠에 대해 회전축을 안정적으로 고정할 수 있다.

본 발명의 제 2 형태는 홀더 유닛에 관한 것이다. 본 형태에 관한 홀더 유닛은 제 1 형태에 관한 커터 휠과 상기 커터 휠을 회전 가능하게 지지하는 홀더를 구비한다.

이 구성에 의하면, 상기 제 1 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.

상기 제 1 형태와 같은 본 형태에 있어서도 상기 테이퍼 부분에서의 테이퍼 비의 값은 1/5 이하인 것이 바람직하고, 또한 테이퍼 비의 값이 1/10 이하인 것이 더 바람직하다.

본 형태에 관한 홀더 유닛에 있어서 상기 홀더는 상기 회전축의 양단부를 지지하는 받침부를 구비하고, 상기 회전축은 선단 쪽으로 갈수록 가늘어지는(taper) 형상의 단부를 가지며, 상기 받침부에는 상기 회전축의 상기 단부의 경사면과 접촉하고, 또한 상기 경사면과는 다른 경사각의 경사면이 마련되어 있다.

본 형태에 관한 홀더 유닛에 의하면, 받침부에 의해 회전축의 양단부(兩端部)를 마찰에 의한 제동력을 억제하면서 회전 가능하게 지지할 수 있다. 따라서 스크라이브 동작시에 휠을 원활하게 회전시킬 수 있다. 또한, 회전축의 양단이 받침부의 경사면에 의해 지지 되므로 회전축이 길이방향으로 크게 이동하는 일이 없다. 그 때문에 스크라이브 동작시에 휠이 회전축에 평행한 방향으로 움직이는 것이 방지된다. 따라서 휠에 의한 스크라이브 성능을 높일 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 휠과 회전축을 간편하고도 또한 견고하게 접합할 수 있는 가능한 커터 휠 및 이와 같은 커터 휠을 구비하는 홀더 유닛을 제공할 수 있다.

본 발명의 효과 내지 의의는 이하에 설명하는 실시형태의 설명에 의해 더 분명해질 것이다. 단, 이하에 나타내는 실시형태는 어디까지나 본 발명을 실시화 할 때의 하나의 예시이며 본 발명은 이하의 실시형태에 기재된 것에 어떤 제한이 되는 것은 아니다.

도 1(a)는 실시형태에 관한 홀더 유닛이 적용되는 스크라이브 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 1(b)는 실시형태에 관한 홀더 유닛의 측면도이다.
도 2는 실시형태에 관한 홀더 유닛의 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 3(a), (b)는 각각 실시형태에 관한 홀더 유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 실시형태에 관한 커터 휠이 받침부에 지지되어 있는 모습을 나타내는 모식도이다.
도 5(a)~(c)는 실시형태에 관한 커터 휠의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 도 5(a)는 커터 휠의 구성을 나타내는 측면도이고, 도 5(b)는 커터 휠의 회전축의 확대도이며, 도 5(c)는 커터 휠의 회전축에 형성되어 있는 테이퍼 부분에 관한 도면이다.

이하에 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면에는 편의상 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축이 부기되어 있다. Z축은 수직방향에 평행이다. 상방 및 하방은 각각 Z축 정(正)방향 및 Z축 부(負)방향에 대응한다.

<스크라이브 장치의 구성>

도 1 (a)는 홀더 유닛(50)이 적용되는 스크라이브 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 1 (a)에 나타내는 것과 같이, 스크라이브 장치(1)는 스크라이브 헤드(10)와 이동기구(20) 및 지지기구(30)를 구비한다. 스크라이브 헤드(10)는 지지기구 (30)에 지지된 기판(F)에 스크라이브 라인을 형성한다. 이동기구(20)는 스크라이브 헤드(10)를 스크라이브 방향(X축 정방향)으로 이동시킨다. 지지기구(30)는 윗면에 기판(F)이 탑재되며, 기판(F)을 지지한다. 또한, 지지기구(30)는 지지한 기판(F)을 스크라이브 라인의 형성 피치로 Y축 방향으로 보낸다.

기판(F)은 유리기판이나 세라믹 기판 등의 취성재료 기판이다. 또는 취성재료 기판 위에 PET, 폴리이미드 수지 등의 수지를 적층한 기판으로 해도 좋다. 또한, 복수의 취성재료 기판을 접착제 층을 통해 접합한 접합기판으로 해도 좋다.

이동기구(20)는 이동부재(21)와, 이송부(22)와, 지지부(23a, 23b)와, 구동기구(24)를 구비한다.

이동부재(21)는 판 형상의 부재로 이루어지며, 스크라이브 헤드(10)를 지지한다. 이송부(22)는 이동부재(21)를 X축 방향으로 안내하는 레일 등을 구비하고 이동부재(21)를 X축 방향으로 이송한다. 지지부(23a, 23b)는 이송부(22)를 지지한다. 구동기구(24)는 이송부(22)의 구동 원이며 모터로 되어 있다.

지지기구(30)는 테이블(31)과, 가이드 레일(32a 및 32b)과, 구동축(33)을 구비한다. 테이블(31)은 상면에 기판(F)이 탑재되며, 기판(F)을 지지한다. 가이드 레일(32a 및 32b)은 테이블(31)을 Y축 방향으로 이송한다. 구동축(33)은 외주에 기어 홈(gear groove)을 갖는 축이며, 테이블(31)에 형성된 구멍의 기어 홈과 맞물려있다. 도시하지 않은 모터에 의해 구동축(33)이 회전됨으로써 테이블(31)이 Y축 방향으로 구동된다.

스크라이브 헤드(10)는 기판(F) 표면의 상방(Z축 정방향)의 위치에서 이동기구(20)의 이동부재(21)에 설치되어 있다. 스크라이브 헤드(10)는 이동부재(21)에 안내되어 X축 방향으로 이동하도록 설치되어 있다. 스크라이브 헤드(10)의 하단에 홀더 유닛(50)이 착탈 가능하게 설치되어 있다.

도 1(b)는 스크라이브 헤드(10)에 대한 홀더 유닛(50)의 장착상태를 나타내는 도면이다. 도 1(b)에서는 스크라이브 헤드(10) 측의 구성이 X-Z 평면에 평행한 평면으로 절단된 단면도로 도시되어 있고, 홀더 유닛(50) 측의 구성은 측면도로 도시되어 있다.

스크라이브 헤드(10)의 하단에 홀더 조인트(40)가 설치되어 있다. 홀더 조인트(40)는 축(41) 및 조인트(42)를 구비한다. 축(41)은 베어링(43a, 43b)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링(43a, 43b) 사이에는 원통 형상의 스페이서(44)가 배치되어 있다. 조인트(42)는 축(41)에 고정되어 있다. 따라서 조인트(42)는 베어링(43a, 43b)의 중심축에 대해 회전 가능하게 되어 있다.

조인트(42)의 하면에는 Z축 부측으로 개구하는 원형의 구멍(45)이 형성되어있다. 구멍(45)의 가장 안쪽부분(45a)에 자석(46)이 설치되어 있다. 또한, 구멍(45)의 내부에는 구멍(45)의 중심축(M1)에서 지름방향으로 변위한 위치에, 구멍(45)의 중심축(M1)과 수직인 방향으로 위치결정 핀(47)이 설치된다. 구멍(45)에 홀더 유닛(50)의 돌출부(101)가 삽입됨으로써 홀더 유닛(50)이 조인트(42)에 장착된다. 즉, 돌출부(101)가 구멍(45)에 삽입되면 자성재료로 이루어지는 돌출부(101)가 자석(46)에 흡인되어 돌출부(101)의 경사면(101a)이 핀(47)에 접촉한다. 이에 의해 홀더 유닛(50)이 홀더 조인트(40)에 장착된다.

도 2는 홀더 유닛(50)의 구성을 나타내는 분해사시도이다. 도 2에 나타내는 것과 같이, 홀더 유닛(50)은 홀더(100)와 커터 휠(200)을 구비한다.

홀더(100)는 돌출부(101)와, 지지부(102a, 102b)와, 누름 나사(103), 당김 나사(104)와, 지지부재(110a, 110b)를 구비하고 있다.

돌출부(101)와 지지부(102a, 102b)에 의해 홀더(100) 본체가 구성된다. 돌출부(101) 및 지지부(102a, 102b)는 자성재료에 의해 일체로 형성되어 있다. 돌출부(101)는 원통 형상을 가진다. 상기와 같이 돌출부(101)의 외측 면의 일부가 절단(cutout)됨으로써 경사면(101a)이 형성되어 있다. 돌출부(101)의 하단에 지지부 (102a, 102b)가 Y축 방향으로 마주보고 형성되어 있다.

지지부(102a, 102b)는 Y축 방향에서 본 경우에 하단을 향해 폭이 좁아지는 사다리꼴 형상으로 되어 있다. 지지부(102a, 102b) 사이에 지지 홈(105)이 형성되어 있다. Y축 방향의 지지 홈(105)의 폭은 커터 휠(200)의 회전축(220)보다 약간 넓다.

지지부(102a, 102b)의 하단에는 원형의 구멍(106a, 106b)이 지지 홈(105)을 사이에 두고 동축(同軸) 상에 형성되어 있다. 구멍(106a, 106b)의 중심축은 Y축에 평행이다. 구멍(106a, 106b)의 하단은 지지부(102a, 102b)의 하면까지 개방(notch)되어 있다.

구멍(106a, 106b)에는 커터 휠(200)의 회전축(220)을 지지하는 기둥 형상의 지지부재(110a, 110b)가 장착된다. 지지부재(110a, 110b)는 구멍(106a, 106b)보다 Y축 방향의 길이가 길고 지름이 구멍(106a, 106b)보다 약간 크다. 지지부재(110a, 110b)의 한쪽 단부에는 커터 휠(200)의 회전축(220)을 받쳐주는 받침부(111a, 111b)가 설치되어 있다.

커터 휠(200)은 지지부재(110a, 110b)를 통해 구멍(106a, 106b)에 지지된다. 상기와 같이 구멍(106a, 106b)은 중심축이 동축이고, 또한, Y축과 평행이 되도록 지지부(102a, 102b)에 형성되어 있다. 그 때문에 지지부재(110a, 110b)는 중심축이 동축이고, 또한, Y축과 평행이 되도록 구멍(106a, 106b)에 배치된다.

지지부(102a)의 상부에는 누름 나사(103)가 삽입되는 나사 구멍(107)이 형성되어 있다. 또한, 나사 구멍(107)은 도 2에 도시되지 않고, 도 3 (a)에 도시되어 있다. 또, Y축 정측의 지지부(102a)의 상부에는 2개의 당김 나사(104)가 각각 삽입되는 2개의 나사 구멍(108a)이 형성되어 있다. 또, Y축 부측의 지지부(102b)의 상부에는 2개의 당김 나사(104)의 머리부(104a)가 각각 꼭 맞게 삽입되는 원형의 오목부(108b)가 형성되며, 이들 오목부(108b) 저부 중앙에 지지부(102b)의 Y축 정측의 측면으로 관통하는 나사 구멍(108c)이 각각 형성되어 있다. 나사 구멍 108a 및 나사 구멍 108c는 지지 홈(105)을 사이에 두고 동축으로 형성되어 있다.

이와 같이, 본 실시형태에서는 당김 나사(104)가 2개 사용되기 때문에 나사 구멍(108a, 108c)은 지지부(102a, 102b)에 X축 방향으로 2개가 나란히 형성되어 있다. 나사 구멍(107) 및 2개의 나사 구멍(108a, 108c)은 중심축이 Y축에 평행이 되도록 지지부(102a, 102b)에 형성되어 있다.

누름 나사(103)는 구면(球面)형상의 접촉부(103a)와 나사부(103b)를 구비하고 있고, 당김 나사(104)는 원기둥 형상의 머리부(104a)와 나사부(104b)를 구비한다. 누름 나사(103)의 접촉부(103a)는 지지부(102b)의 내측 면에 접촉한다. 당김 나사 (104)의 나사부(104b)는 지지부(102a) 측의 나사 구멍(108a)에 나사결합 한다. 당김 나사(104)의 머리부(104a)는 상기와 같이 지지부(102b)의 오목부(108b)에 꼭 맞는다.

커터 휠(200)은 휠(210)과 회전축(220)이 일체화됨으로써 형성되어 있다. 따라서 휠(210)과 회전축(220)은 일체적으로 회전한다. 회전축(220)을 휠(210)에 압입함으로써 휠(210)과 회전축(220)이 접합 된다. 휠(210)은 회전축(220)이 삽입되는 축 구멍(211)과, 휠(210)의 외주를 따라서 마련되어 있는 칼끝(212)을 구비하고 있다. 회전축(220)의 단부(220a, 220b)는 선단 쪽으로 갈수록 가늘어지는 형상으로 형성되어 있다. 여기에서는 원뿔 형상의 경사면에 구면 형상의 곡면이 이어지도록 단부(220a, 220b)가 형성되어 있다. 칼끝(212)은 스크라이브 동작시에 기판(F)에 대고 눌러서 회전축(220)이 회전하면 기판(F)의 표면상에 스크라이브 라인을 형성한다.

휠(210)은 칼끝(212)이 미리 가공된 것이 채용된다. 회전축(220)은 휠 (210)과 접합된 후, 휠(210)을 사이에 두고 양측의 길이가 가지런하도록 단부(220a, 220b)가 선단 쪽으로 갈수록 가늘어지는 형상으로 가공된다.

상기와 같이 지지부재(110a, 110b)는 커터 휠(200)의 회전축(220)을 지지한다. 구체적으로는 회전축(220)의 단부(220a, 220b)가 지지부재(110a, 110b)의 받침부(111a, 111b)에 의해 지지된다. 즉, 휠(210)과 회전축(220)이 접합된 상태로 커터 휠(200)이 지지부(102a, 102b) 사이의 지지 홈(105)에 삽입된다. 이때, 회전축(220)의 양단이 각각 구멍(106a, 106b)과 마주한다. 이 상태로 지지부재(110a, 110b)가 각각 지지부(102a, 102b)의 외측에서 구멍(106a, 106b)에 끼워진다. 이에 의해 회전축(220)의 양단이 지지부재(110a, 110b)의 받침부(111a, 111b)에 의해 지지 되어서 회전축(220)이 지지부재(110a, 110b)에 끼워진다. 또한, 지지부재(110a, 110b)가 접착제에 의해 지지부(102a, 102b)에 고정된다. 이와 같이 하여 커터 휠(200)이 지지부(102a, 102b)에 지지된다.

또한, 지지부재(110a, 110b)에 의한 커터 휠(200)의 지지방법에 대해서는 추후 도 4를 참조하여 더 상세히 설명한다. 또, 커터 휠(200)의 구성의 상세에 대해서는 추후 도 5(a) ~ (c)를 참조하여 설명한다.

도 3 (a), (b)는 각각 조립 후의 홀더 유닛(50)의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 3 (a), (b)에 나타내는 것과 같이, 누름 나사(103)는 접촉부(103a) 측에서 나사 구멍(107)에 나사결합 된다. 누름 나사(103)는 시계방향으로 회전시키면 누름 나사(103)의 접촉부(103a)가 지지부(102b)의 내측 면에 접촉하고, 시계방향으로 더 회전시키면 지지부(102b)를 Y축 부측으로 밀어낸다. 이에 의해 지지 홈(105)의 Y축 방향의 폭이 넓어진다.

한편, 당김 나사(104)는 나사부(104b)가 나사 구멍(108c)에 나사결합 되고, 또한 지지 홈(105)을 넘어서 나사 구멍(108a)에 나사결합 되어 맞물려 있다. 당김 나사(104)의 머리부(104a)는 오목부(108b)에 끼워져 있다. 당김 나사(104)는 시계방향으로 회전시키면 지지부(102a)를 Y축 부측으로 끌어당겨서 지지 홈(105)의 Y축 방향의 폭이 좁아지게 된다. 이와 같이, 누름 나사(103) 및 당김 나사(104)를 회전시켜서 지지 홈(105)의 Y축 방향의 폭을 조정할 수 있다. 즉, 이 지지 홈(105)의 Y축 방향 폭의 조정에 의해 지지부(102a, 102b)의 개폐를 조정할 수 있고, 이에 의해 지지부(102a, 102b)의 구멍(106a, 106b)에 장착되어 있는 지지부재(110a, 110b)의 개폐를 조절할 수 있다.

상기와 같이, 지지부재(110a, 110b)의 받침부(111a, 111b)는 회전축(220)의 단부(220a, 220b)를 받쳐준다. 이 때문에 누름 나사(103) 및 당김 나사(104)를 회전시켜서 지지부재(110a, 110b)가 닫히는 방향으로 이동한 경우 회전축(220)의 단부(220a, 220b)와 받침부(111a, 111b)의 간격이 좁혀지며, 반대로 지지부재(110a, 110b)가 열리는 방향으로 이동 한 경우는 회전축(220)의 단부(220a, 220b)에 대한 받침부(111a, 111b)의 간격이 넓어진다. 이에 의해 휠(210)이 안정적으로 회전 할 수 있는 적당한 간격으로 받침부(111a, 111b)를 회전축(220)의 단부(220a, 220b)에 접촉시킬 수 있다.

도 4는 스크라이브 시에 커터 휠(200)의 회전축(220)이 지지부재(110a, 110b)에 지지되는 모습을 나타내는 모식도이다.

도 4에 나타내는 것과 같이, 지지부재(110a, 110b)는 선단에 받침부(111a, 111b)가 형성되어 있다. 받침부(111a, 111b)에는 바깥쪽으로 향해 넓어지는 테이퍼 형상의 경사면(112a, 112b)이 설치되어 있다. 받침부(111a, 111b)의 경사면(112a, 112b)의 경사각과 선단 쪽으로 갈수록 가늘어지는 형상의 회전축(220)의 단부(220a, 220b)의 경사각은 서로 상이하다. 이에 의해 받침부(111a, 111b)의 경사면(112a, 112b)에서 회전축(220)의 단부(220a, 220b)를 대략 선 접촉의 상태로 지지할 수 있다.

스크라이브 시에는 기판에서의 반력에 의해 커터 휠(200)을 위쪽으로 밀어올리므로 회전축(220)의 단부(220a, 220b)는 받침부(111a, 111b)의 경사면(112a, 112b)의 위쪽에 접촉한다. 도 4의 검은 동그라미는 회전축(220)의 단부(220a, 220b)가 받침부(111a, 111b)의 경사면(112a, 112b)의 상측과 접촉하는 것을 나타내고 있다. 이 때문에 회전축(220)의 단부(220a, 220b)와 받침부(111a, 111b)의 경사면(112a, 112b)의 하측 사이에 미세한 틈(113a, 113b)이 생긴다.

여기서, 누름 나사(103) 및 당김 나사(104)를 회전시켜 지지부재(110a, 110b)를 닫히는 방향(도 4의 화살표 방향)으로 이동시키면 회전축(220)의 단부(220a, 220b)와 받침부(111a, 111b)의 간격, 예를 들어, 도 4에 나타내는 틈(113a, 113b)이 작아져서 회전축(220)이 회전하기 어려워진다. 반대로, 누름 나사(103) 및 당김 나사(104)를 회전시켜 지지부재(110a, 110b)를 열리는 방향으로 이동시키면 회전축(220)의 단부(220a, 220b)와 받침부(111a, 111b)의 간격, 예를 들어 도 4에 나타내는 틈(113a, 113b)이 커져서 회전축(220)이 회전하기 쉬워진다. 단, 지지부재(110a, 110b)가 너무 열리면 회전축(220)의 단부(220a, 220b)와 받침부(111a, 111b) 사이의 간격이 너무 커지게 되어 회전축(220)이 길이방향으로 덜컹거림(진동)이 발생하기 쉬워지게 된다.

따라서 받침부(111a, 111b)와 회전축(220)의 단부(220a, 220b)의 간격이 회전축(220)이 거의 덜컹거리지 않고 부드럽게 회전할 수 있도록 누름 나사(103) 및 당김 나사(104)의 회전이 조정된다. 이에 의해 휠(210)을 안정적으로 회전시킬 수있다.

다음에 커터 휠(200)의 구성에 대해 설명한다. 도 5 (a)는 커터 휠(200)의 구성을 나타내는 측면도이고, 도 5(b)는 중앙 부근에서 Y축 부측의 회전축(220)의 확대도이며, 도 5(c)는 테이퍼 비의 값을 설명하는 모식도이다.

상기와 같이 커터 휠(200)은 축 구멍(211)과 칼끝(212)을 갖는 휠(210)과 회전축(220)이 일체화되어 구성되어 있다. 또한, 도 5 (b)에 나타내는 것과 같이 회전축(220)은 Y축 부측에서 Y축 정측을 향해서 지름이 커지도록 테이퍼 부분(R1)이 형성되어 있다.

테이퍼 부분(R1)은 최소 지름(L1)이 축 구멍(211)의 지름보다 작고 최대 지름(L2)이 축 구멍(211)보다 커지도록 형성되어 있다. 또, 회전축(220)에서 테이퍼 부분(R1)을 사이에 두고 Y축 부측에 위치하는 회전축부(R2)는 단부(220b) 이외의 부분에서 테이퍼 부분(R1)의 최소 지름(L1)과 동일한 지름을 갖도록 형성되어 있다. 테이퍼 부분(R1)을 사이에 두고 Y축 정측에 위치하는 회전축부(R3)는 단부(220a) 이외의 부분에서 테이퍼 부분(R1)의 최대 지름(L2)과 동일한 지름을 갖도록 형성되어 있다.

휠(210)과 회전축(220)을 일체화하는 경우 휠(210)의 축 구멍(211)에 회전축 (220)을 테이퍼 부분(R1)의 최소 지름 측에서 삽입한다. 이에 의해 테이퍼 부분(R1)이 축 구멍(211)의 내측에 접촉한다. 그 후, 회전축(220)을 축 구멍(211)에 더 밀어넣는다. 이에 의해 테이퍼 부분(R1)이 축 구멍(211)에 압입된다. 이에 의해 휠(210)과 회전축(220)이 일체화된다.

휠(210)과 회전축(220)이 일체화된 후, 휠(210)이 회전축(220)의 중앙에 위치하도록 회전축(220)은 휠(210)을 사이에 두고 회전축부(R2)와 회전축부(R3)의 길이가 동일해지게 가공된다. 또, 회전축(220)의 단부(220a, 220b)가 선단 쪽으로 갈수록 가늘어지는 형상으로 가공된다.

일반적으로 테이퍼 비는 테이퍼 부분의 최대 지름을 a, 최소 지름을 b, a와 b의 거리를 c라고 한 경우 이하의 연산식으로 산출된다.

테이퍼 비 = (a―b)／c …(1)

식 (1)에 의거하여 산출된 테이퍼 비의 값이 클수록 테이퍼 각은 크다. 여기서, 도 5(b)에 나타내는 테이퍼 부분(R1)의 테이퍼 각이 커질수록 휠(210)의 축 구멍(211)에 압입된 테이퍼 부분(R1)은 축 구멍(211)에서 빠지기 쉬워진다. 그 때문에 휠(210)이 안정적으로 회전축(220)의 테이퍼 부분(R1)에 고정되기 위해서는 테이퍼 비의 값을 어느 정도의 크기로 제한하는 것이 바람직하다.

또, 테이퍼 비의 값이 작을수록 테이퍼 각은 작다. 여기서, 도 5(b)에 나타내는 테이퍼 부분(R1)의 테이퍼 각이 작을수록, 휠(210)의 축 구멍(211)에 압입된 테이퍼 부분(R1)은 축 구멍(211)에서 빠지기 어려워진다. 이 때문에 휠(210)에 대한 회전축(220)의 고정이 안정화한다.

그러나 테이퍼 비의 값이 작은 경우, 휠(210)의 축 구멍(211) 지름의 공차에 의해 축 구멍(211)에 압입될 때의 테이퍼 부분(R1)의 삽입량에 편차가 생긴다. 테이퍼 부분(R1)에서의 휠(210)의 축 구멍(211)의 삽입량이 크게 차이가 나면, 테이퍼 부분(R1)을 휠(210)의 축 구멍(211)에 압입한 후, 회전축부 R2와 회전축부 R3의 길이를 조정하는 공정에서 회전축부 R2 및 회전축부 R3을 단부로부터 넓은 범위에서 절단할 필요가 있다. 이와 같은 단부의 절단은 회전축(220)을 불필요하게 소비하게 되므로 바람직하지 않다. 그 때문에 테이퍼 비의 값은 어느 정도로 작게 제한하는 것이 바람직하다.

그래서, 본원 발명자는 휠(210)의 축 구멍(211)의 지름의 공차를 고려하면서 휠(210)에 대한 회전축(220)의 고정의 안정화의 관점에서 테이퍼 부분(R1)에서의 테이퍼 비 값의 최적한 범위를 검토했다.

<테이퍼 비 값의 검토>

도 5(c)에 나타내는 것과 같이, 본원 발명자는 테이퍼 부분의 최소 지름이 0.805mm, 휠의 축 구멍의 지름이 공차에 의해 0.82 ~ 0.822mm의 범위에서 편차가 있는 경우에 대해 검토했다. 도 5(c)에서 L은 테이퍼 부분에 휠의 축 구멍을 삽입한 때에 휠이 고정되는 위치의 편차의 양이다.

테이퍼 비의 값이 1/4, 1/5, 1/10의 경우, 편차의 양(L)은 각각 0.008mm, 0.010mm 및 0.02mm로 산출되었다. 또, 테이퍼 비의 값이 1/4, 1/5, 1/10의 경우의 테이퍼 각은 각각 14.04도, 11.31도, 및 5.71도였다.

이 결과로부터, 테이퍼 비의 값이 1/4의 경우 편차의 양(L)을 억제할 수 있음을 알 수 있다. 그러나 테이퍼 비의 값이 1/4의 경우 테이퍼 각도가 14.04도로 크기 때문에 스크라이브 시의 커터 휠의 전동에 따라, 특히 축방향으로의 힘이 휠에 가해진 경우에 테이퍼 부분에서 휠이 탈락하기 쉬워진다고 생각된다. 이에 대해, 테이퍼 비가 1/5의 경우는 테이퍼 비가 1/4의 경우에 비해 편차의 양(L)이 다소 증가하지만, 스크라이브 시에 테이퍼 부분에서 휠이 빠지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 테이퍼 비가 1/10의 경우는 휠을 회전축에 의해 확실히 접합할 수 있다고 생각된다.

이 검증으로부터 테이퍼 부분의 테이퍼 비는 1/5 이하인 것이 바람직하고, 1/10 이하인 것이 더 바람직하다고 할 수 있다.

다음에, 테이퍼 비의 값이 1/200, 1/100 및 1/70의 경우, 편차의 양(L)은 각각 0.400mm, 0.200mm 및 0.140mm로 산출되었다. 또, 테이퍼 비의 값이 1/200, 1/100 및 1/70의 경우의 테이퍼 각도는 각각 0.29도, 0.57도 및 0.82도였다.

이 결과로부터 테이퍼 비의 값이 1/200의 경우 편차의 양(L)은 0.400mm까지 확대하는 것을 알 수 있었다. 이 경우, 테이퍼 부분을 휠의 축 구멍에 압입하면 회전축의 좌우 길이를 조정할 때 회전축의 단부를 넓은 범위로 절단하게 되어 회전축을 낭비하는 결과가 된다. 이에 대해, 테이퍼 비가 1/100의 경우 편차량은 0.200mm로 감소하고 또한 테이퍼 비가 1/70의 경우 편차량은 0.140mm까지 감소한다.

이 검증으로부터 테이퍼 부분의 테이퍼 비는 1/100 이상인 것이 바람직하고, 1/70 이상인 것이 더 바람직하다고 할 수 있다.

이상 2가지의 검토로부터 테이퍼 부분의 테이퍼 비의 값은 1/5 ~ 1/100의 범위로 설정되는 것이 바람직하고, 1/10 ~ 1/70로 설정되는 것이 더 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 테이퍼 부분의 테이퍼 비의 값이 1/5 ~ 1/100의 범위로 설정되면 휠에 대해 회전축을 안정적으로 고정할 수 있는 동시에, 압입 시에서의 회전축의 삽입량의 차이를 억제할 수 있으며, 또한 회전축의 불필요한 절단을 억제할 수 있다.

<실시형태의 효과>

본 실시형태에 의하면 이하의 효과를 얻을 수 있다.

테이퍼 부분(R1)을 축 구멍(211)에 압입함으로써 휠(210)을 회전축(220)에 견고하게 접합할 수 있다. 회전축(220)에 테이퍼 부분(R1)을 마련함으로써 휠(210)의 축 구멍(211)에 회전축(220)를 압입하는 간단한 작업을 통해 견고하게 회전축(220)과 휠(210)을 일체화할 수 있다.

상기 검증에서 확인한 것과 같이 테이퍼 부분(R1)에서의 테이퍼 비의 값은 1/5 이하인 것이 바람직하고, 또한 테이퍼 비의 값이 1/10 이하인 것이 더 바람직하다. 이에 의해 휠(210)에 대해 회전축(220)을 안정적으로 고정할 수 있다.

또한, 상기 검증에서 확인한 것과 같이 테이퍼 부분(R1)에서의 테이퍼 비의 값은 1/100 이상인 것이 바람직하고, 또한 테이퍼 비의 값이 1/70 이상인 것이 더 바람직하다. 이에 의해 압입시에서의 회전축(220) 삽입량의 편차를 억제할 수 있고, 회전축(220)의 쓸데없는 절단을 억제할 수 있다.

도 4에 나타낸 것과 같이 회전축(220)은 선단 쪽으로 갈수록 가늘어지는 형상의 단부(220a, 220b)를 가지고 있으며, 받침부(111a, 111b)는 회전축(220)의 단부(220a, 220b)의 경사면과 접촉하고, 또한 이 경사면과는 다른 경사각의 경사면(112a, 112b)이 설치되어 있다. 이에 의해 받침부(111a, 111b)에 의해 회전축(220)의 단부(220a, 220b)를 마찰에 의한 저항을 억제하면서 회전 가능하게 지지할 수 있다. 따라서 스크라이브 동작 시에 휠(210)을 원활하게 회전시킬 수 있다. 또, 회전축(220)의 양단이 받침부(111a, 111b)의 경사면에 의해 지지되기 때문에 회전축(220)이 길이방향으로 크게 이동할 수가 없다. 이 때문에 스크라이브 동작 시에 휠(210)이 회전축(220)에 평행한 방향으로 움직이는 것이 방지된다. 따라서 휠(210)에 의한 스크라이브 성능을 높일 수 있다.

도 3 (a), (b)를 참조하여 설명한 것과 같이 누름 나사(103) 및 당김 나사(104)의 회전을 조정함으로써 지지 홈(105)의 Y축 방향의 폭을 조정할 수 있으며, 지지부재(110a, 110b)의 개폐를 조정할 수 있다. 이에 의해 회전축(220)의 단부(220a, 220b)와 받침부(111a, 111b)의 간격, 예를 들어, 도 4에 나타내는 틈(113a, 113b)을 적절한 크기로 할 수 있다. 따라서 휠(210)을 안정적으로 회전시킬 수 있다. 또, 휠(210)이 기판(F)의 표면을 원활하게 회전하기 때문에 칼끝(212)의 능선이 잘 마모되지 않게 된다. 따라서 휠(210)의 수명을 연장할 수 있다.

<변경 예>

상기 실시형태에 관한 커터 휠(200)에서는 회전축(220)에 1개소만 테이퍼 부분(R1)이 설치되었으나, 회전축(220)에 테이퍼 부분이 2개소 이상 설치되어도 좋다.

예를 들어, 도 5(b)에서 테이퍼 부분(R1)이 배치된 영역에 테이퍼 각이 다른 2단의 테이퍼 부분이 연속적으로 설치되어도 좋다. 즉, 도 5(b)의 테이퍼 부분(R1)의 테이퍼 각이 좁아지고, 테이퍼 부분(R1)의 옆에 테이퍼 부분(R1)보다 테이퍼 각이 큰 테이퍼 부분이 추가되어도 좋다. 회전축(220)에 설치되는 테이퍼 부분은 3개소 이상이어도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 회전축(220)의 일부에 테이퍼 부분(R1)이 설치되었으나, 회전축(220) 전체가 테이퍼 형상으로 형성되어도 좋다. 즉, 도 5(a), (b)에서 회전축(220)은 길이방향의 모든 범위에서 단부(220b)에서 단부(220a)를 향해서 지름이 확대되도록 형성되어도 좋다. 이와 같이, 회전축(220) 전체가 테이퍼 형상이며, 상기 실시형태에 비해서 회전축(220)을 가공하기 쉽다.

또, 상기 실시형태에 관한 커터 휠(200)은 회전축(220)의 테이퍼 부분(R1)이 직선으로 경사진 형상인데, 테이퍼 부분(R1)은 곡선 형상으로 경사져도 좋다. 예를 들어, 테이퍼 부분(R1)이 바깥쪽으로 볼록하도록 경사지는 휠을 축 구멍(211)에 테이퍼 부분(R1)을 압입에 의해 접합하면 바깥쪽으로 볼록한 테이퍼 부분(R1)의 외측 면과 축 구멍(211)이 면 접촉하기 쉽다. 따라서 축 구멍(211) 및 테이퍼 부분(R1)의 접촉면적이 증가하기 때문에 휠(210)을 회전축(220)의 테이퍼 부분(R1)에 압입하면 더 견고하게 휠(210)과 회전축(220)이 접합된다.

또한, 회전축 (220)의 테이퍼 부분(R1)을 휠(210)의 축 구멍(211)에 압입한 후, 예를 들어 축 구멍(211) 및 테이퍼 부분(R1)의 경계 부분에 접착제를 도포해도 좋다. 이에 의해 휠(210)과 회전축(220)의 접합을 보강할 수 있다.

이 외에 본 발명의 실시형태는 특허청구범위에 나타난 기술적 사상의 범위 내에서 적절하게 다양한 변경이 가능하다.

1 스크라이브 장치
50 홀더 유닛
100 홀더
111a, 111b 받침부
112a, 112b 받침부의 경사면
200 커터 휠
210 휠
211 축 구멍
212 칼끝
220 회전축
220a, 220b 회전축의 단부
F 기판
L1 테이퍼 부분의 최소 지름
L2 테이퍼 부분의 최대 지름
R1 테이퍼 부분

Claims

기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하기 위한 커터 휠로,
회전축과,
상기 회전축이 삽입되는 축 구멍 및 상기 기판에 상기 스크라이브 라인을 형성하는 칼끝을 갖는 휠을 구비하고,
상기 회전축은 적어도 일부에 상기 축 구멍의 지름보다 작은 지름에서 상기 축 구멍의 지름보다 큰 지름을 향해 확대되도록 형성된 테이퍼 부분을 가지며,
상기 회전축의 상기 테이퍼 부분이 상기 축 구멍에 압입됨으로써 상기 회전축과 상기 휠이 일체화되어 있는 것을 특징으로하는 커터 휠.
제1항에 기재된 커터 휠에 있어서,
상기 테이퍼 부분에서의 테이퍼 비의 값이 1/5 이하인 것을 특징으로 하는 커터 휠.
제1항에 기재된 커터 휠에 있어서,
상기 테이퍼 부분에서의 테이퍼 비의 값이 1/10 이하인 것을 특징으로 하는 커터 휠.
기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하기 위한 커터 휠과,
상기 커터 휠을 회전 가능하게 지지하는 홀더를 구비하고,
상기 커터 휠은,
회전축과,
상기 회전축이 삽입되는 축 구멍 및 상기 기판에 상기 스크라이브 라인을 형성하는 칼끝을 갖는 휠을 구비하며,
상기 회전축은 적어도 일부에 상기 축 구멍의 지름보다 작은 지름에서 상기 축 구멍의 지름보다 큰 지름을 향해 확대되도록 형성된 테이퍼 부분을 갖고,
상기 회전축의 상기 테이퍼 부분이 상기 축 구멍에 압입됨으로써 상기 회전축과 상기 휠이 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 홀더 유닛.
제4항에 기재된 홀더 유닛에 있어서,
상기 테이퍼 부분에서의 테이퍼 비의 값이 1/5 이하인 것을 특징으로 하는 홀더 유닛.
제4항에 기재된 홀더 유닛에 있어서,
상기 테이퍼 부분에서의 테이퍼 비의 값이 1/10 이하인 것을 특징으로 하는 홀더 유닛.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 홀더 유닛에 있어서,
상기 홀더는 상기 회전축의 양단부를 지지하는 받침부를 구비하고,
상기 회전축은 선단 쪽으로 갈수록 가늘어지는 형상의 단부를 가지고 있으며,
상기 받침부에는 상기 회전축의 상기 단부의 경사면과 접촉하고, 또한 상기 경사면과는 다른 경사각의 경사면이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 홀더 유닛.