TWI471206B - Cutter retainer and retainer unit - Google Patents

Description

刀輪保持具及保持具單元

本發明係關於一種形成用於分斷脆性材料基板之劃線之劃線裝置之刀輪保持具(劃線輪用保持具)及保持具單元(刀輪保持具單元)。

有用於將脆性材料基板劃線為預期尺寸之劃線裝置。劃線裝置在與脆性材料基板對向之劃線頭上具有保持具單元，於保持具單元上安裝有具有劃線輪之刀輪保持具。圖1係表示先前之刀輪保持具之構成之圖。圖1(a)為前視圖，圖1(b)為側視圖，圖1(c)為表示下面之圖。刀輪保持具100具有保持具101、劃線輪102、及銷103。

如圖1所示，於刀輪保持具100之下部形成有保持具槽104及銷孔105。劃線輪102為圓板狀構件，具有貫通2個圓形側面中心的貫通孔、及沿著劃線輪102之外周部之V字形刃。V字形之刃前緣形成有沿著劃線輪102之外周之稜線。稜線兩側之傾斜面(外周邊部)通常以90～160°之角度(收束角)相互交叉而形成稜線。銷103為圓柱形構件，被插入至劃線輪102之貫通孔及保持具101之銷孔105，保持劃線輪102旋轉自由。

刀輪保持具100係於保持具槽104內保持劃線輪102，並將銷103插入固定於銷孔105及劃線輪102之貫通孔。作為具有該種刀輪保持具之劃線裝置，有專利文獻1所示者。

[專利文獻1]國際專利公開WO2007/063979號公報

劃線輪之厚度例如為0.65 mm左右。保持具槽之寬度，與劃線輪之厚度相比寬例如0.02 mm左右，且劃線輪與保持具槽之間確保有間隙。劃線輪可藉由該間隙而於保持具槽內沿著銷移動0.02 mm左右。然而，因設有間隙，故成為劃線之形成位置無法穩定而偏離預期位置之原因。

本發明係鑒於此種先前之劃線裝置中劃線之形成位置會偏離之問題而為，其目的在於使劃線之形成位置穩定，不偏離預期位置。

為解決該問題，本發明之刀輪保持具具備：劃線輪，為圓板狀且於中心具有貫通孔，並具有形成沿著圓板外周部呈V字形之稜線之刃前緣的2個曲面；及保持具，其具有用於插入上述劃線輪之具有固定寬度之保持具槽、直線狀貫通上述保持具槽之形成部之銷孔、及被插入銷孔及上述劃線輪之貫通孔且於上述保持具槽內保持上述劃線輪旋轉自由之銷；且，藉由上述劃線輪之旋轉而使上述劃線輪往上述保持具槽之一方之側面移動並抵接。

於此，上述銷亦可為圓柱狀且沿其外周設有螺旋狀之槽。

於此，上述銷亦可為圓柱狀且錐狀。

於此，上述保持具之銷孔亦可為與垂直方向傾斜而形成。

於此，上述劃線輪亦可具有刃前緣，該刃前緣於具有上述貫通孔之2個側面之間，與厚度方向之正中間相比靠近一方之側面具有呈V字形之稜線。

於此，上述劃線輪垂直於稜線面之面與上述一方之曲面相交而成之線之相對於上述稜線面的角度，及垂直於上述稜線面之面與上述他方之曲面相交而成之線之相對於上述稜線面的角度亦可不同。

於此，上述劃線輪可沿上述劃線輪之貫通孔之壁面具有螺旋狀之槽。

為解決該問題，本發明之保持具單元係具有上述刀輪保持具、及安裝上述刀輪保持具之保持具接頭，且上述保持具接頭係具備軸承、及保持部者，該保持部安裝於上述軸承，並以上述刀輪保持具之劃線輪係配置於自上述軸承之中心軸隔開固定距離之位置之方式保持上述刀輪保持具。

根據具有如此特徵之本發明，可使脆性材料基板上之劃線之形成位置穩定，從而可消除劃線之形成精度之不均一。

(第1實施形態)

利用圖2～圖7，對本發明之刀輪保持具及保持具單元之第1實施形態加以說明。圖2係表示本實施形態之劃線頭及保持具單元之構成的圖。於劃線頭1之下部安裝有由刀輪保持具10A及保持具接頭20構成之保持具單元。

圖3及圖4係表示刀輪保持具及保持具接頭之圖。如圖3所示，刀輪保持具10A具有切除保持具11A之上部而形成之安裝部、及於保持具11A之下部具有劃線輪12A。

其次，保持具接頭20如圖3及圖4所示，上部具有軸承21a、21b，下部為保持刀輪保持具之保持部22。於保持具接頭20之保持部22，如圖示形成有圓形之開口23，於其內側埋設有磁石24。又，於開口23之內部，自中心軸隔開之位置設與中心軸垂直之平行銷25。平行銷25為圓柱構件，如圖示與保持具11A之安裝部接觸，對刀輪保持具10A進行定位。

將該刀輪保持具10A安裝於保持具接頭20時，如圖4所示將刀輪保持具10A自其安裝部插入至保持具接頭20之開口23。如此便藉由磁石來吸引刀輪保持具10A之前端部，進而安裝部與平行銷25接觸而被定位固定。

如此固定於保持具接頭20之刀輪保持具10A，便與保持部22一併繞軸承21a、21b之中心軸自由旋轉。通常，刀輪保持具10A之劃線輪12A之中心偏移配置於自軸承21a、21b之中心軸隔開固定距離之位置。藉由該偏移，即便保持部22於劃線中劃線方向產生變化，劃線輪12A亦將以持續朝著保持具接頭20之移動方向，位於軸承21a、21b之中心軸後方之方式藉由軸承21a、21b進行旋轉。因此，劃線中之劃線輪12A係往固定之方向旋轉。

圖5係簡單表示刀輪保持具10A之構成之圖。圖5(a)為前視圖，圖5(b)為側視圖，圖5(c)為表示下面之圖。圖中以箭頭表示之X軸方向係表示紙面水平方向，Y軸方向係表示紙面之上下方向。圖5(a)及(b)之刀輪保持具10A以上面及下面與X軸方向平行之方式進行描繪。刀輪保持具10A具有保持具11A、劃線輪12A及銷13A。

保持具11A係由例如金屬形成之圓柱形之構件，如圖5(b)所示，具有將上部之一部分切除而形成之安裝部。如圖5(a)所示，保持具11A具有保持具槽14。保持具槽14係例如寬約0.67 mm，且形成為平行於Y軸方向。此外，保持具11A具有銷孔15A。銷孔15A為圓形之貫通孔，平行於X軸方向貫通保持具11A，且與保持具槽14垂直交叉。此外，銷孔15A於圖5(a)之右端開口附近具有段部。因該段部，一方之開口之口徑變得小於他方之開口之口徑。

劃線輪12A係由例如燒結金剛石形成之例如厚度約0.65 mm之圓板狀之構件，於中心具有貫通孔。又，劃線輪12A沿外周部具有V字形之刃，V字形之刃前緣係形成沿著劃線輪12A之外周之稜線，且位於劃線輪12A之厚度方向之正中間。稜線之兩側之傾斜面(外周邊部)通常以90～160°之角度(收束角)相互交叉而形成稜線。

圖6係表示銷13A之圖。銷13A係以例如超硬合金等金屬、燒結金剛石形成之圓柱形之構件，一端具有尖頭形狀。又，於銷13A之表面上刻有螺旋狀之槽。螺旋狀之槽之槽寬及槽深均為例如數μm。

將劃線輪12A插入保持於保持具槽14內，將銷13A自尖頭形狀之部分插入銷孔15A及劃線輪12A之貫通孔。於銷13A之尖頭形狀之部分與位於銷孔15A之一方之開口附近之段部接觸之處，將銷13A固定於銷孔15A。藉此，劃線輪12A於銷13A被保持為旋轉自由，獲得圖5所示之刀輪保持具10A。

若將該刀輪保持具10A安裝於保持具接頭，進而固定於劃線頭，一面使劃線輪12A抵接脆性材料基板，一面使刀輪保持具10A與脆性材料基板相對移動，則劃線輪12A會一面伴隨刀輪保持具10A之移動而旋轉，一面於脆性材料基板上相對移動，從而於脆性材料基板上形成劃線。此時，於旋轉之劃線輪12A與銷13A之間產生滑動摩擦力，該滑動摩擦力因自銷13A表面之螺旋槽所受之影響，使得劃線輪12A沿銷13A往圖5(a)之右側方向移動。移動後之劃線輪12A如圖7所示移動至與保持具槽14之側面接觸之處，從而持續形成劃線。

於本實施形態中，若劃線輪12A與保持具槽14之側面接觸，則其與未接觸之側面之間會產生約0.02 mm之間隙，而於劃線輪12A旋轉中，該狀態被維持。因此，劃線輪12A之在保持具槽14內之位置穩定，故相對於劃線輪12A之行進方向之左右之搖晃消失，被形成之劃線之位置穩定。

再者，於本實施形態之劃線輪12A之貫通孔之內壁亦可刻有如銷13A般之螺旋狀之槽。若考慮劃線輪12A之旋轉方向來決定刻螺旋狀之槽之方向，則可更確實地使劃線輪12A移動至與保持具槽14之側面接觸之位置並保持。

又，即使於劃線輪12A之貫通孔之內壁刻螺旋狀之槽，且使銷13A之表面為平滑之狀態來構成刀輪保持具10A，亦可獲得與本實施形態相同之效果。

(第2實施形態)

利用圖8～圖10對本發明第2實施形態之刀輪保持具加以說明。本實施形態之劃線頭之構成與第1實施形態相同。圖8係表示本實施形態之刀輪保持具10B之構成的前視圖。刀輪保持具10B具有保持具11B、劃線輪12A、及銷13B。對與第1實施形態中所用之構成要素相同者標註相同之符號。

保持具11B之構成與第1實施形態之保持具11A大致相同，具有保持具槽14及銷孔15B。銷孔15B雖與第1實施形態之銷孔15A同樣平行於X軸方向貫通保持具11B且與保持具槽14垂直交叉，但形狀與第1實施形態之銷孔15A不同，係如圖8所示為錐形。貫通保持具11之銷孔15B與第1實施形態之銷孔15A同樣於圖8之右端之開口附近具有段部。

圖9係表示銷13B之圖。銷13B係由例如超硬合金等金屬製、燒結金剛石製等被形成為錐狀之構件，小徑之右端為尖頭形狀。銷孔15B之內徑與銷13B之外徑之大小可將銷13B無間隙地插入銷孔15B。

使用該等保持具11B、劃線輪12A、及銷13B構成刀輪保持具10B。將劃線輪12A插入保持具槽14內並保持，將銷13B自其尖頭部分插入銷孔15B、及劃線輪12A之貫通孔。於銷13B之尖頭形狀之部分與位於銷孔15B之開口附近之段部接觸之處，將銷13B固定於銷孔15B。藉此，劃線輪12A被銷13B保持為旋轉自由，從而構成圖8所示之刀輪保持具10B。

若將該刀輪保持具10B安裝於保持具接頭，進而固定於劃線頭，一面使刀輪保持具10B之劃線輪12A抵接脆性材料基板，一面使刀輪保持具10B與脆性材料基板相對移動，則劃線輪12A會一面伴隨刀輪保持具10B之移動而旋轉，一面於脆性材料基板上相對移動，於脆性材料基板上形成劃線。此時，旋轉之劃線輪12A向圖中右方向之銷13B之口徑小之方向移動。移動後之劃線輪12A如圖10所示移動至與保持具槽14之側面接觸之處，持續形成劃線。

即使於本實施形態中，劃線輪12A之在保持具槽14內之位置亦為穩定，故相對於劃線輪12A之行進方向之左右之搖晃消失，被形成之劃線之位置穩定。

(第3實施形態)

利用圖11～圖13說明本發明之第3實施形態之刀輪保持具。本實施形態之劃線頭之構成與第1實施形態相同。圖11係表示本實施形態之刀輪保持具10C之構成的前視圖。刀輪保持具10C具有保持具11C、劃線輪12B、及銷13C。對於與第1實施形態所用之構成要素相同者標註相同之符號。

保持具11C之構成與第1實施形態之保持具11A大致相同，具有保持具槽14及銷孔15C。銷孔15C係與第1實施形態之銷孔15A相同之圓形貫通孔，但其自圖式左側朝向右側移位至Y軸方向上側。其結果，位於保持具11C之表面之2個開口中，圖式右側之開口與圖式左側之開口相比，移位至Y軸方向上側。再者，銷孔15C與第1實施形態之銷孔15A同樣於2個開口中之1個開口附近具有段部。

銷13C雖係具有與第1實施形態之銷13A相同之形狀者，但表面不具有螺旋狀之螺旋槽，而是如圖12所示為平滑狀。

劃線輪12B雖係具有與第1實施形態之劃線輪12A相同之構成者，但其具有與劃線輪12A之貫通孔相比直徑更大之貫通孔。藉由此貫通孔，劃線輪12B即便將對X軸方向被傾斜配置之銷13C通過貫通孔，亦可保持劃線輪旋轉自由。

使用該等保持具11C、劃線輪12B、及銷13C構成刀輪保持具10C。於保持具槽14內保持劃線輪12B，將銷13C自具有尖頭形狀之部分插入銷孔15C及劃線輪12B之貫通孔。於銷13C之尖頭部分與位於銷孔15C之開口附近之段部接觸之處，將銷13C固定於銷孔15C。藉此，劃線輪12B被銷13C保持為旋轉自由，構成圖11所示之刀輪保持具10C。

若將該刀輪保持具10C安裝於保持具接頭，進而固定於劃線頭，一面使刀輪保持具10C之劃線輪12B抵接脆性材料基板，一面使刀輪保持具10C與脆性材料基板相對移動，則劃線輪12B會一面伴隨刀輪保持具10C之移動而旋轉，一面於脆性材料基板上進行相對移動，於脆性材料基板上形成劃線。此時，旋轉之劃線輪12B沿銷13C朝著Y軸方向上側移動。移動後之劃線輪12B如圖13所示朝著圖中右方向移動至與保持具槽14之側面接觸之處，持續形成劃線。

即使於本實施形態中，劃線輪12B之在保持具槽14內之位置亦為穩定，故相對於劃線輪12B之行進方向之左右之搖晃消失，被形成之劃線之位置穩定。

(第4實施形態)

利用圖14～圖16說明本發明第4實施形態之刀輪保持具。本實施形態之劃線頭之構成與第1實施形態相同。刀輪保持具10D具有保持具11A、劃線輪12C及銷13C。對於保持具11A、銷13C等與第1及第3實施形態中所用之構成要素相同者標註相同之符號。

劃線輪12C係以例如超硬合金、燒結金剛石形成之構件。劃線輪12C係使具有相互全等之底面且高度不同之2個圓錐台於底面重合之形狀，且具有對向之2個圓形之側面12a、12b，及為圓錐台側面之曲面12c、12d。側面12a、12b具有貫通中心之貫通孔。曲面12c、12d形成V字形之刃，於曲面12c、12d之切線形成有刃前緣之稜線。該稜線如圖14所示，並非形成於劃線輪12C之厚度方向之正中間，而是形成為靠近側面12a。

圖15係放大表示藉由通過側面12a、12b之貫通孔之中心軸之平面截斷劃線輪12C時之剖面的剖面圖。圖15係表示曲面12c、12d及貫通孔。虛線為隱藏於紙面背後之稜線。圖15之虛線與包含稜線之平面(未圖示，以下稱為稜線面)之位置一致。將於垂直於該稜線面之面即平行於圖15之紙面之面與曲面12c相交之部分形成之線之相對於稜線面之角度設為θ1。又，將於平行於圖15之紙面之面與曲面12d相交之部分形成之線之相對於稜線面之角度設為θ2。劃線輪12C係構成為角度θ1與角度θ2相等。

再者，於垂直於該稜線面之面與曲面12c及12d相交之部分形成之線，至少在與稜線面之交點部分為直線狀，因此可定義角度θ1及角度θ2。

使用該等保持具11A、劃線輪12C、及銷13C構成刀輪保持具10D。將劃線輪12C插入保持於保持具槽14內，將銷13C自其具有尖頭形狀之部分插入銷孔15A及劃線輪12C之貫通孔。銷13C於尖頭部分與位於銷孔15A之開口附近之段部接觸之處被固定於銷孔15A。藉此，劃線輪12C被銷13C保持為旋轉自由，構成圖14所示之刀輪保持具10D。

若將該刀輪保持具10D安裝於保持具接頭，進而固定於劃線頭上，一面使刀輪保持具10D之劃線輪12C抵接脆性材料基板，一面使刀輪保持具10D與脆性材料基板相對移動，則劃線輪12C會一面伴隨刀輪保持具10D之移動而旋轉，一面於脆性材料基板上相對移動，於脆性材料基板上形成劃線。此時，旋轉之劃線輪12C因於厚度方向之正中間並無刃前緣之稜線，故沿著銷13C朝著接近稜線之側面之方向移動。移動後之劃線輪12C如圖16所示往圖中右側之側面12a之方向移動至與保持具槽14之側面接觸之處，持續形成劃線。

即使於本實施形態中，劃線輪12C之在保持具槽14內之位置亦為穩定，故相對於劃線輪12C之行進方向之左右之搖晃消失，被形成之劃線之位置穩定。

就劃線輪12C之第1變形例進行說明。圖17(a)係放大表示為第1變形例之劃線輪12D之圖。劃線輪12D係以例如超硬合金、燒結金剛石形成之構件。劃線輪12D係使具有相互全等之底面且高度相等之2個圓錐台於底面重合之形狀，且具有對向之2個圓狀之側面12e、12f，及作為圓錐台側面之曲面12g、12h。側面12e、12f於中心具有圓筒狀之貫通孔。曲面12g、12h形成有V字形之刀，於曲面12g、12h之切線形成有刃前緣之稜線。該稜線係如圖17(a)所示形成於劃線輪12D之厚度方向之正中間。

圖17(b)係放大表示藉由通過側面12e、12f之貫通孔之中心軸之平面截斷劃線輪12D時之剖面的剖面圖。圖17(b)表示曲面12g、12h及貫通孔。虛線為隱藏於紙面背後之稜線。圖17(b)之虛線與稜線面(未圖示)之位置一致，將於垂直於稜線面之面與曲面12g、12h相交之部分形成之2條線之相對稜線面之角度分別設為角度θ3、角度θ4。劃線輪12D係構成為角度θ3與角度θ4不同。於圖17(b)中θ3＜θ4，關於角度θ3及角度θ4，例如可將角度θ3設為45°～65°(例如55°)，將角度θ4設為55°～75°(例如65°)。

於形成劃線時，即使使用劃線輪12D代替劃線輪12C，劃線輪12D亦會沿著銷13C朝著圖式右側之側面12e之方向移動，因此可獲得與劃線輪12C相同之效果。

就劃線輪12C之第2變形例進行說明。圖18(a)係放大表示為第2變形例之劃線輪12E之圖。劃線輪12E係以例如超硬合金、燒結金剛石形成之構件。劃線輪12E係使具有相互全等之底面且高度不同之2個圓錐台於底面重合之形狀，且具有對向之2個圓狀之側面12i、12j，及為圓錐台側面之曲面12k、12l。側面12i、12j於中心具有圓筒狀之貫通孔。曲面12k、12l係形成有V字形之刀，於曲面12k、12l之切線形成有刃前緣之稜線。該稜線係如圖18所示，並非形成於劃線輪12E之厚度方向之正中間，而是形成為靠近側面12i。

圖18(b)係放大表示藉由通過側面12i、12j之貫通孔之中心軸之平面截斷劃線輪12E時之剖面的剖面圖。圖18(b)係表示曲面12k、12l及貫通孔。虛線為隱藏於紙面背後之稜線。圖18(b)之虛線與稜線面(未圖示)之位置一致，將於垂直於稜線面之面與曲面12k、12l相交之部分形成之2條線之相對於稜線面之角度分別設為角度θ5、角度θ6。劃線輪12E係構成為角度θ5與角度θ6不同。於圖18(b)中θ5＜θ6，關於角度θ5及角度θ6，例如可將角度θ5設為45°～65°(例如55°)，將角度θ6設為55°～75°(例如65°)。

於形成劃線時，即使使用劃線輪12E代替劃線輪12C，劃線輪12E亦會沿著銷13C朝向圖式右側之側面12i之方向移動，因此可獲得與劃線輪12C相同之效果。

再者，於本實施形態之劃線輪12C～12E之貫通孔之內壁亦可刻如第1實施形態之銷13A般之螺旋狀之槽。藉此便可確實使劃線輪12C～12E移動至與保持具槽14之側面接觸之處。

又，亦可使用第1實施形態之銷13A來代替本實施形態之平滑表面之銷13C。藉此便可確實使劃線輪12C～12E移動至與保持具槽14之側面接觸之處。

當然，第1～第4實施形態所例示之劃線輪之厚度及保持具槽之寬度並不限於此例示而可任意加以選擇。

第1～第4實施形態之刀輪保持具並不限於自動地劃線脆性材料基板之自動劃線裝置，亦可安裝於手動切割脆性材料基板之脆性材料切斷用刀具使用。

[產業上之可利用性]

本發明可使劃線中之劃線輪之位置穩定，故可用於自動進行劃線之劃線裝置或手動切割脆性材料基板之脆性材料切斷用刀具。

1．．．劃線頭

10A～10D、100．．．刀輪保持具

11A～11C、101．．．保持具

12a、12b、12e、12f、12i、12j．．．側面

12c、12d、12g、12h、12k、12l．．．曲面

12A～12E、102．．．劃線輪

13A～13C、103．．．銷

14、104．．．保持具槽

15A～15C、105．．．銷孔

20．．．保持具接頭

21a、21b．．．軸承

22．．．保持部

23．．．開口

24．．．磁石

25．．．平行銷

θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6．．．角度

圖1係表示先前之刀輪保持具之構成的圖。

圖2係表示本發明第1實施形態之劃線頭之構成的圖。

圖3係表示本發明第1實施形態之保持具單元之構成的圖。

圖4係表示對本發明第1實施形態之保持具接頭插入刀輪保持具時之狀態的圖。

圖5係表示本發明第1實施形態之刀輪保持具之構成的圖。

圖6係表示用於刀輪保持具之銷的圖。

圖7係表示本發明第1實施形態之刀輪保持具之劃線輪之移動的圖。

圖8係表示本發明第2實施形態之刀輪保持具之構成的圖。

圖9係表示用於刀輪保持具之銷的圖。

圖10係表示本發明第2實施形態之刀輪保持具之劃線輪之移動的圖。

圖11係表示本發明第3實施形態之刀輪保持具之構成的圖。

圖12係表示用於刀輪保持具之銷的圖。

圖13係表示本發明第3實施形態之刀輪保持具之劃線輪之移動的圖。

圖14係表示本發明第4實施形態之刀輪保持具之構成的圖。

圖15係放大表示本發明第4實施形態之劃線輪12C之剖面的圖。

圖16係表示本發明第4實施形態之刀輪保持具之劃線輪之移動的圖。

圖17係放大表示本發明第4實施形態之第1變形例之劃線輪12D及其剖面的圖。

圖18係放大表示本發明第4實施形態之第2變形例之劃線輪12E及其剖面的圖。

10A．．．刀輪保持具

11A．．．保持具

12A．．．劃線輪

13A．．．銷

14．．．保持具槽

15A．．．銷孔

Claims (2)

1. 一種刀輪保持具，其具有用於插入劃線輪之保持具槽、直線狀貫通上述保持具槽之形成部之銷孔，其特徵在於：上述銷孔係對保持具槽傾斜於垂直方向而形成。
2. 如申請專利範圍第1項之刀輪保持具，其中，藉由上述劃線輪之旋轉使上述劃線輪往上述保持具槽之一方之側面移動並抵接。