保持器单元的制作方法

文档序号:21321922发布日期:2020-06-30 20:54阅读:208来源:国知局
保持器单元的制作方法

本发明涉及保持器单元。



背景技术:

已知在对脆性材料基板等被加工物的刻划线的形成中使用刻划装置。该刻划装置具备保持器单元,该保持器单元主要包括对被加工物进行刻划的刻划轮、与刻划轮一体地旋转的支承销、以及保持支承销的保持器。在刻划中,在刻划轮被按压于被加工物的表面的状态下,被加工物与刻划轮相对地移动,在被加工物形成刻划线。需要说明的是,作为以往的刻划装置的一例,可举出专利文献1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2002-234748号公报

在以往的保持器单元中,支承销插入形成于保持器的贯通孔,通过支承销与刻划轮的旋转相伴地在构成贯通孔的内表面滑动,而限制了刻划轮相对于贯通孔的位移。但是,支承销与构成贯通孔的内表面为滑动摩擦,因此支承销与构成贯通孔的内表面之间的摩擦阻力变大。



技术实现要素:

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供能够使刻划轮更加顺畅地旋转的保持器单元。

用于解决课题的方案

本发明涉及的保持器单元具备:刻划轮;支承销,其支承所述刻划轮并且与所述刻划轮一体地旋转;保持器,其具有收容所述支承销的销收容部;第一旋转体,其在所述刻划轮的扫描方向上能够与所述支承销的一侧接触;第二旋转体,其在所述刻划轮的扫描方向上能够与所述支承销的另一侧接触;第一销,其将所述第一旋转体支承为能够旋转,并安装于所述保持器;以及第二销,其将所述第二旋转体支承为能够旋转,并安装于所述保持器。

根据该结构,通过第一旋转体以及第二旋转体来限制支承销在刻划轮的扫描方向上的移动。并且,在支承销与刻划轮的旋转一起旋转的情况下,与支承销接触的第一旋转体相对于第一销旋转,与支承销接触的第二旋转体相对于第二销旋转。因此,支承销与第一旋转体之间为滚动摩擦阻力,且支承销与第二旋转体之间为滚动摩擦阻力。滚动摩擦阻力比滑动摩擦阻力小,因此支承销更加顺畅地旋转。因此,能够使刻划轮更加顺畅地旋转。

在所述保持器单元的一例中,在所述保持器单元的高度方向上,所述第一旋转体以及所述第二旋转体配置于相同的位置,并且所述第一旋转体的旋转中心以及所述第二旋转体的旋转中心分别配置于比所述支承销靠所述保持器的前端部的相反侧的位置,在所述扫描方向上,所述第一旋转体与所述第二旋转体之间的距离比所述支承销的外径小。

根据该结构,通过第一旋转体以及第二旋转体来限制支承销在保持器单元的高度方向上的移动。并且刻划轮的扫描方向上的第一旋转体与第二旋转体之间的距离的最小值比支承销的外径小,因此防止支承销进入成为第一旋转体与第二旋转体之间的最小值的部分。因此,支承销能够顺畅地旋转。

在所述保持器单元的一例中,所述保持器具有收容所述刻划轮的轮收容部,所述第一旋转体以及所述第二旋转体的至少一方收容于所述轮收容部。

根据该结构,与第一旋转体以及第二旋转体配置于轮收容部的外部的结构相比,能够使保持器单元小型化。

在所述保持器单元的一例中,所述第一旋转体以及所述第二旋转体分别设置有多个,所述第一旋转体在所述支承销的轴向上配置于所述刻划轮的两侧,所述第二旋转体在所述支承销的轴向上配置于所述刻划轮的两侧。

根据该结构,在支承销的轴向上支承销被多个旋转体支承,因此能够更加稳定地对支承销进行支承。因此,通过支承销的晃动变小而使刻划轮的晃动变小,因此能够提高刻划品质。

在所述保持器单元的一例中,所述销收容部形成为所述保持器的前端部开口而成的狭缝。

根据该结构,刻划轮与支承销能够以一体化的状态经由狭缝从保持器取下。因此,例如在需要更换刻划轮以及支承销的至少一方的情况下,无需包括保持器单元在内都进行更换,而通过刻划轮以及支承销的更换便能够应对。因此,能够降低部件更换时的成本。

在所述保持器单元的一例中,所述保持器单元还具备:保持构件,其安装于所述保持器,并保持所述支承销的轴向的一方的端部;以及施力构件,其安装于所述保持器,并朝向所述保持构件推压所述支承销的轴向的另一方的端部,所述保持构件具有限制所述支承销向所述保持器的前端侧移动的限制部。

根据该结构,能够限制支承销在支承销的轴向上的位移。此外,通过限制部而限制在保持器单元的高度方向上支承销向保持器的前端侧移动,因此能够抑制支承销以及刻划轮从保持器脱落。

在所述保持器单元的一例中,所述第一旋转体以及所述第二旋转体的至少一方为滚动轴承。

根据该结构,与将第一旋转体以及第二旋转体设为滑动轴承的结构相比,第一旋转体的旋转阻力以及第二旋转体的旋转阻力变小。因此,在支承销的旋转力向第一旋转体以及第二旋转体传递的情况下,第一旋转体以及第二旋转体能够更加顺畅地旋转。

在所述保持器单元的一例中,所述第一旋转体的外径以及所述第二旋转体的外径分别比所述刻划轮的外径大。

随着被加工物的厚度变薄而需要使刻划轮对被加工物施加的载荷减小,因此需要使刻划轮的外径减小。另一方面,随着第一旋转体以及第二旋转体的外径变小而制造变得困难,因此制造成本变高。鉴于该点,在本保持器单元中,通过使第一旋转体以及第二旋转体的外径比刻划轮的外径大,即使减小刻划轮的外径也能够抑制第一旋转体以及第二旋转体的制造成本的增加。

发明效果

根据本保持器单元,能够使刻划轮更加顺畅地旋转。

附图说明

图1是具备实施方式的保持器单元的刻划装置的立体图。

图2的(a)是保持器单元的主视图,图2的(b)是图2的(a)的刻划轮以及刻划轮周边的放大图,图2的(c)是图2的(a)的保持构件的限制部以及限制部周边的放大图。

图3是保持器单元的侧视图。

图4是图3的支承销以及支承销周边的放大图。

图5是图2的5-5线的剖视图。

图6是图2的6-6线的剖视图。

图7的(a)~(c)是变更例的支承销的剖视图。

图8的(a)以及图8的(b)是变更例的支承销以及刻划轮的主视图。

图9是变更例的保持器单元的主视图。

附图标记说明:

100:保持器单元

110:保持器

111:轮收容部

112:销收容部

120:刻划轮

130:支承销

140a、140b:第一旋转体

150a、150b:第二旋转体

160:第一销

170:第二销

180:保持构件

181:限制部

190:施力构件

210:支承销

dc:保持器单元的高度方向

ds:扫描方向。

具体实施方式

(实施方式)

刻划装置在将刻划轮按压于被加工物的状态下,使刻划轮与被加工物相对地移动,由此在被加工物的表面形成刻划线。刻划装置的该动作被称为刻划轮的扫描。刻划轮的扫描方法主要分类为三种方法。在第一扫描方法中,在刻划加工时保持刻划轮的位置,并相对于刻划轮搬运被加工物。通过被加工物的搬运从而刻划轮在被加工物的表面上相对地沿规定的扫描方向进行扫描。在第二扫描方法中,在刻划加工时保持被加工物的位置,刻划轮相对于被加工物沿规定的扫描方向进行扫描。在第三扫描方法中,组合第一扫描方法与第二扫描方法,刻划轮相对于被加工物沿规定的扫描方向进行扫描。

被加工物的一例为脆性材料基板。脆性材料基板的一例为玻璃基板以及陶瓷基板。玻璃基板的一例为无碱玻璃的基板。由脆性材料基板形成的无碱玻璃的基板例如用于平板显示器。平板显示器的一例为电视接收机的显示器以及智能手机的显示器。智能手机的显示器所使用的无碱玻璃的基板特别薄。智能手机的平板显示器所使用的一张玻璃基板的厚度例如包含在0.15mm~0.30mm的范围内。液晶电视的平板显示器所使用的一张玻璃基板的厚度例如包含在0.4mm~0.7mm的范围内。

在刻划加工时刻划轮对被加工物施加的载荷的适当范围与被加工物的厚度具有相关性。载荷的适当范围以被刻划加工后的被加工物的裂缝的形成状态为优选的状态的方式决定。在通用的脆性材料基板中,厚度越薄则载荷的适当范围越窄。这意味着越薄的脆性材料基板越易于产生与刻划轮的载荷的变动相伴的品质的降低。在液晶电视的平板显示器的制造中,例如对厚度0.5mm的脆性材料基板以层叠两张的状态被实施刻划加工。该情况下的载荷的适当范围为10n~15n。在智能手机的显示器的制造中,例如对厚度0.15mm的脆性材料基板以层叠两张的状态被实施刻划加工。该情况下的载荷的适当范围为4n~7n。另外,被加工物的厚度与刻划轮的外径具有相关性。优选为随着被加工物的厚度变薄而使用外径小的刻划轮。换言之,优选为随着刻划轮对被加工物施加的载荷变小而使用外径小的刻划轮。

在图1中,示出了以即使在被加工物w较薄的情况下也能得到适当的品质的方式对被加工物w进行刻划加工的刻划装置10的一例。刻划装置10通过相对于刻划轮120(参照图2)搬运被加工物w而在被加工物w形成刻划线。构成刻划装置10的主要的要素是搬运装置20以及加工装置30。搬运装置20包括导轨21、工作台22、直进驱动机构23、旋转驱动机构24、以及真空吸引装置25。在以下的说明中,将被加工物w被搬运的方向称为搬运方向da,将在刻划装置10的俯视观察下与搬运方向da正交的方向称为宽度方向db,将与搬运方向da以及宽度方向db正交的方向称为高度方向dc。在搬运方向da中包含第一搬运方向、以及与第一搬运方向相反的第二搬运方向。在宽度方向db中包含第一宽度方向、以及与第一宽度方向相反的第二宽度方向。在高度方向dc中包含上方以及下方。

在图示的例子中,在刻划装置10的基座(省略图示)配置有一对导轨21。导轨21的形状是决定搬运方向da的直线。一方的导轨21与另一方的导轨21在宽度方向db上隔开恒定的间隔而配置。工作台22划分为滑块22a、支柱22b、以及顶板22c。滑块22a以能够沿着导轨21移动的方式与各导轨21连结。支柱22b是以能够在内部配置其他要素的方式构成的中空的部分,并设置于滑块22a上。顶板22c是用于配置被加工物w的部分,并设置于支柱22b上。

直进驱动机构23使工作台22相对于导轨21移动。直进驱动机构23例如包括马达23a以及进给丝杠23b。马达23a配置于刻划装置10的基座(省略图示)。马达23a的输出轴以进给丝杠23b绕马达23a的旋转中心轴旋转的方式与进给丝杠23b连结。进给丝杠23b配置于一对导轨21之间。进给丝杠23b的长度方向与导轨21的长度方向平行。滑块22a以与进给丝杠23b的旋转相伴地沿进给丝杠23b的长度方向移动的方式与进给丝杠23b连结。通过马达23a旋转而使进给丝杠23b旋转,工作台22与进给丝杠23b的旋转方向相应地相对于导轨21向第一搬运方向或者第二搬运方向移动。

旋转驱动机构24以及真空吸引装置25配置于支柱22b内。旋转驱动机构24使顶板22c绕与高度方向dc平行的中心轴心相对于支柱22b旋转。真空吸引装置25使配置于顶板22c上的被加工物w吸附于顶板22c。刻划加工在被加工物w被真空吸引装置25吸附的状态下实施。

加工装置30包括纵框架31、横框架32、刻划头33、保持器接头34、保持器单元100、横驱动机构35、以及纵驱动机构36。纵框架31、横框架32、刻划头33、以及保持器接头34例如由适合于各自功能的金属构成。

在图示的例子中,在刻划装置10的基座(省略图示)配置有一对纵框架31。纵框架31的长度方向与高度方向dc平行。一对纵框架31以夹着一对导轨21的方式配置于宽度方向db上的各导轨21的外侧。横框架32设置于一对纵框架31之间。横框架32的长度方向与宽度方向db平行。横框架32固定于各纵框架31。在横框架32例如设置有与横框架32的长度方向平行的槽即引导件32a。

刻划头33是支承保持器接头34的基座。刻划头33以能够沿着横框架32在宽度方向db上移动的方式与引导件32a连结。保持器接头34连结于刻划头33的下部。保持器接头34以能够装卸保持器单元100的方式构成。

横驱动机构35使刻划头33相对于横框架32沿宽度方向db移动。横驱动机构35例如包括马达35a以及进给丝杠35b。马达35a设置于一方的纵框架31。马达35a的输出轴以进给丝杠35b绕马达35a的旋转中心轴旋转的方式与进给丝杠35b连结。进给丝杠35b配置于横框架32内。进给丝杠35b的长度方向与横框架32的长度方向平行。刻划头33以与进给丝杠35b的旋转相伴地沿进给丝杠35b的长度方向移动的方式与进给丝杠35b连结。通过马达35a旋转而使进给丝杠35b旋转,刻划头33与进给丝杠35b的旋转方向相应地相对于横框架32向第一宽度方向或者第二宽度方向移动。保持器接头34以及保持器单元100与刻划头33一体地沿宽度方向db移动。

纵驱动机构36设置于刻划头33。纵驱动机构36具有第一驱动机构36a以及第二驱动机构36b。第一驱动机构36a使刻划头33沿高度方向dc移动。第二驱动机构36b通过使保持器接头34相对于刻划头33移动而对被加工物w赋予刻划载荷。第一驱动机构36a例如包括马达以及进给丝杠。马达的输出轴以进给丝杠绕马达的旋转中心轴旋转的方式与进给丝杠连结。进给丝杠的长度方向与高度方向dc平行。刻划头33以与进给丝杠的旋转相伴地沿进给丝杠的长度方向移动的方式与进给丝杠连结。通过马达旋转而使进给丝杠旋转,刻划头33与进给丝杠的旋转方向相应地相对于引导件32a向上方或者下方移动。保持器单元100与保持器接头34一体地沿高度方向dc移动。第二驱动机构36b例如包括气缸或者伺服马达、以及直线移动机构。第二驱动机构36b配置于刻划头33内。气缸或者伺服马达使直线移动机构沿高度方向dc移动。保持器接头34安装于直线移动机构。直线移动机构以及保持器接头34一体地沿高度方向dc移动。

参照图2~图6对保持器单元100的详细的结构进行说明。在以下的说明中,将在高度方向dc上从保持器单元100朝向被加工物w的方向称为“下方”,并将从被加工物w朝向保持器单元100的方向称为“上方”。另外,将刻划轮120的扫描方向称为“扫描方向ds”,将与高度方向dc和扫描方向ds正交的方向称为“宽度方向dd”。将在宽度方向dd上朝向保持器单元100的中心线c的方向称为“内侧”,并将远离中心线c的方向称为“外侧”。

图2的(a)示出从扫描方向ds观察时的保持器单元100的正面结构。如图2的(a)以及图4所示,保持器单元100具备保持器110、刻划轮120、支承销130、第一旋转体140a、140b、第二旋转体150a、150b、第一销160、以及第二销170。

如图2的(a)以及图3所示,保持器110具有收容刻划轮120的轮收容部111和收容支承销130的销收容部112。轮收容部111在宽度方向dd上设置于保持器110的中央,并朝向下方开口。保持器110具有构成轮收容部111的一对壁部113。一对壁部113沿宽度方向dd隔开间隔而配置,并沿高度方向dc延伸。销收容部112形成为保持器110的前端部开口而成的狭缝。具体而言,销收容部112形成为在一对壁部113的前端部(下端部)下方开口而成的狭缝(参照图4)。一对壁部113的前端部形成有随着朝向宽度方向dd的内侧而向下方倾斜的倾斜面113a。销收容部112形成于一对壁部113的前端部中的扫描方向ds的中央部。

构成刻划轮120的材料的一例为超硬金属、烧结金刚石(polycrystallinediamond)、单晶金刚石、以及多晶金刚石。如图2的(b)所示,刻划轮120包括圆板状的主体部121和剖面v字状的刀尖部122。剖面v字状是指在沿着刻划轮120的厚度方向(宽度方向dd)的平面上切开刻划轮120的剖面上,朝向刻划轮120的外周缘而前端变细的形状。

刀尖部122具有形成剖面v字状的两个斜面即第一斜面122a以及第二斜面122b。第一斜面122a以及第二斜面122b相对于宽度方向dd上的刻划轮120的中心即与宽度方向dd正交的旋转中心面rc对称。需要说明的是,刻划轮120也可以是第一斜面122a以及第二斜面122b相对于旋转中心面rc非对称的结构。

在主体部121的中心部形成有将主体部121沿宽度方向dd贯通的孔123。在孔123插入或者压入支承销130。在本实施方式中,支承销130压入孔123。因此,支承销130与刻划轮120一体地旋转。

如图2的(a)所示,支承销130形成为圆柱状。如图4所示,支承销130从下方插入销收容部112。更加详细而言,支承销130与销收容部112不接触。即,在扫描方向ds上,在销收容部112与支承销130之间形成有间隙,在高度方向dc上,在销收容部112的上端部与支承销130之间形成有间隙。如图2的(a)所示,支承销130在宽度方向dd上比一对壁部113向外侧突出。在支承销130的轴向的两端部形成有球面131。

如图2的(a)以及图4所示,在轮收容部111还收容有第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b。第一旋转体140a、140b在支承销130的轴向上配置于刻划轮120的两侧。具体而言,在宽度方向dd上,第一旋转体140a配置于刻划轮120的一侧,第一旋转体140b配置于刻划轮120的另一侧。第二旋转体150a、150b在支承销130的轴向上配置于刻划轮120的两侧。具体而言,在宽度方向dd上,第二旋转体150a配置于刻划轮120的一侧,第二旋转体150b配置于刻划轮120的另一侧。在扫描方向ds上,第一旋转体140a、140b配置于刻划轮120的一侧,第二旋转体150a、150b配置于刻划轮120的另一侧。在本实施方式中,各旋转体140a、140b、150a、150b使用滚动轴承。

如图5所示,第一旋转体140a具有内圈141、外圈142、一对盖143、以及滚动体。一对盖143在沿着第一旋转体140a的旋转中心轴的方向上安装于内圈141的两端部以及外圈142的两端部。滚动体配置于被内圈141、外圈142、以及一对盖143围起的空间。滚动体的形状为球状、圆柱状、圆台状等。需要说明的是,本实施方式的第一旋转体140b是与第一旋转体140a相同的结构。

第二旋转体150a具有内圈151、外圈152、一对盖153、以及滚动体。一对盖153在沿着第二旋转体150a的旋转中心轴的方向上安装于内圈151的两端部以及外圈152的两端部。滚动体配置于被内圈151、外圈152、以及一对盖153围起的空间。滚动体的形状为球状、圆柱状、圆台状等。需要说明的是,本实施方式的第二旋转体150b是与第二旋转体150a相同的结构。

在本实施方式中,第一旋转体140a、140b的外径(外圈142的直径)与第二旋转体150a、150b的外径(外圈152的直径)相等。各旋转体140a、140b、150a、150b的外径比支承销130的外径以及刻划轮120的外径大。第一旋转体140a、140b的内径(内圈141的内径)与第二旋转体150a、150b的内径(内圈151的内径)相等。在此,外径相等、以及内径相等是指包含各旋转体的产品的偏差(各旋转体的制造上的加工误差以及组装误差)。

如图2的(a)以及图5所示,第一旋转体140a、140b被第一销160支承。第二旋转体150a、150b被第二销170支承。第一销160配置于相对于支承销130靠扫描方向ds的一侧并且比支承销130靠上方的位置。第二销170配置于相对于支承销130靠扫描方向ds的另一侧并且比支承销130靠上方的位置。第一销160的高度方向dc的位置与第二销170的高度方向dc的位置相同。这样,成为第一旋转体140a、140b的旋转中心轴的第一销160的中心轴c1位于比支承销130的中心轴cs靠扫描方向ds的一侧并且靠上方的位置。成为第二旋转体150a、150b的旋转中心轴的第二销170的中心轴c2位于比支承销130的中心轴cs靠扫描方向ds的另一侧并且靠上方的位置。

第一销160以及第二销170分别形成为圆柱状。第一销160的外径与第二销170的外径相等。在此,外径相等是指包含各销的产品的偏差(各销的加工误差)。第一销160插入或者压入第一旋转体140a、140b的内圈141。第二销170插入或者压入第二旋转体150a、150b的内圈151。在本实施方式中,第一销160压入第一旋转体140a、140b的内圈141,第二销170压入第二旋转体150a、150b的内圈151。

第一销160以及第二销170被保持器110的一对壁部113保持。更加详细而言,如图4所示,在一对壁部113形成有供第一销160安装的第一孔114和供第二销170安装的第二孔115。第一孔114以及第二孔115是将壁部113沿宽度方向dd贯通的孔。第一孔114形成于比销收容部112靠扫描方向ds的一侧并且比销收容部112靠上方的位置。第二孔115形成于比销收容部112靠扫描方向ds的另一侧并且比销收容部112靠上方的位置。第一销160插入或者压入第一孔114。第二销170插入或者压入第二孔115。在本实施方式中,第一销160压入第一孔114,第二销170压入第二孔115。因此,第一旋转体140a、140b的外圈142能够相对于第一销160旋转,第二旋转体150a、150b的外圈152能够相对于第二销170旋转。

如图6所示,第一旋转体140a以其外圈142与支承销130的比中心轴cs靠上方并且靠扫描方向ds的一侧的部分接触的方式配置。具体而言,在连结第一销160的中心轴c1和支承销130的中心轴cs的线段l1上外圈142与支承销130接触。需要说明的是,虽未图示,但第一旋转体140b也与第一旋转体140a同样地,以其外圈142与支承销130的比中心轴cs靠上方并且靠扫描方向ds的一侧的部分接触的方式配置。

第二旋转体150a以其外圈152与支承销130的比中心轴cs靠上方并且靠扫描方向ds的另一侧的部分接触的方式配置。具体而言,在连结第二销170的中心轴c2和支承销130的中心轴cs的线段l2上外圈152与支承销130接触。需要说明的是,虽未图示,但第二旋转体150b也与第二旋转体150a同样地,以其外圈152与支承销130的比中心轴cs靠上方并且靠扫描方向ds的另一侧的部分接触的方式配置。

这样,通过支承销130与各旋转体140a、140b、150a、150b接触,而限制支承销130的向上方的位移、以及向扫描方向ds的位移。

在扫描方向ds上,在第一旋转体140a、140b的外圈142与第二旋转体150a、150b的外圈152之间形成有间隙g。扫描方向ds上的间隙g的大小比支承销130的外径小。扫描方向ds上的间隙g的大小为支承销130的外径的1/2以下。在一例中,扫描方向ds上的间隙g相对于支承销130的外径的大小之比为0.125。在此,间隙g被连结第一销160的中心轴c1和第二销170的中心轴c2的线段l3上的、第一旋转体140a的外圈142和第二旋转体150a的外圈152之间的距离决定。即,间隙g为扫描方向ds上的第一旋转体140a与第二旋转体150a之间的距离的最小值。

如图2的(a)所示,保持器单元100还具备保持构件180以及施力构件190。保持构件180以及施力构件190分别通过螺栓b安装于保持器110。保持构件180以及施力构件190分别配置于一对壁部113的外侧(在宽度方向dd上相对于一对壁部113而与轮收容部111为相反侧)。

如图3所示,保持构件180在宽度方向dd观察下形成为具有朝向下方而前端变细的倾斜部的梯形状。如图2的(c)所示,在保持构件180的下方的部分形成有限制支承销130向下方的位移的限制部181。限制部181由随着朝向下方而朝向宽度方向dd的内侧倾斜的倾斜部构成。支承销130的球面131与限制部181接触。

施力构件190的一例为板簧。施力构件190以与支承销130的宽度方向dd的一方的球面131接触、并始终朝向保持构件180沿宽度方向dd施力的方式构成。

这样,在宽度方向dd上,支承销130被保持构件180以及施力构件190夹住。由此,支承销130的沿宽度方向dd的位移被限制。此外,通过保持构件180的限制部181而限制支承销130的另一方的球面131向下方的位移。

对本实施方式的作用进行说明。

在通过刻划装置10的纵驱动机构36而使刻划轮120以规定的载荷按压于被加工物w的情况下,从被加工物w对刻划轮120施加的反作用力经由支承销130而被各旋转体140a、140b、150a、150b承受。若在该状态下刻划轮120对被加工物w进行刻划,则刻划轮120与支承销130一体地旋转,因此支承销130以与各旋转体140a、140b、150a、150b接触的状态旋转。各旋转体140a、140b、150a、150b的外圈142、152通过支承销130的旋转而旋转。在一例中,如图6的粗线箭头所示,若支承销130逆时针旋转,则第一旋转体140a、140b顺时针旋转,且第二旋转体150a、150b顺时针旋转。这样,在支承销130与外圈142、152之间,滚动摩擦阻力成为主要的阻力。

此外,外圈142、152的外径比支承销130的外径大,因此外圈142、152的旋转相对于支承销130的旋转之比小于1,因此通过刻划轮120对被加工物w进行刻划时的外圈142、152的转速比支承销130的转速小。

对本实施方式的效果进行说明。

(1)保持器单元100具备:能够在扫描方向ds上与支承销130的一侧接触的第一旋转体140a、140b;能够与支承销130的另一侧接触的第二旋转体150a、150b;将第一旋转体140a、140b支承为能够旋转的第一销160;以及将第二旋转体150a、150b支承为能够旋转的第二销170。根据该结构,通过第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b来限制支承销130在扫描方向ds上的位移。并且,在支承销130随着刻划轮120的旋转而旋转的情况下,与支承销130接触的第一旋转体140a、140b的外圈142旋转,与支承销130接触的第二旋转体150a、150b的外圈152旋转。因此,支承销130与第一旋转体140a、140b的外圈142之间为滚动摩擦阻力,支承销130与第二旋转体150a、150b的外圈152之间为滚动摩擦阻力。滚动摩擦阻力比滑动摩擦阻力小,因此支承销130更加顺畅地旋转。因此,能够使刻划轮120更加顺畅地旋转。

(2)在高度方向dc上,第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b配置于相同的位置,第一旋转体140a、140b的旋转中心以及第二旋转体150a、150b的旋转中心分别配置于比支承销130靠上方的位置。根据该结构,第一旋转体140a、140b对支承销130的扫描方向ds的一侧并且上方的部分进行支承,第二旋转体150a、150b对支承销130的扫描方向ds的另一侧并且上方的部分进行支承。另外,通过第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b来限制支承销130在高度方向dc上的位移。并且,在扫描方向ds上,第一旋转体140a、140b与第二旋转体150a、150b之间的距离(间隙g的扫描方向ds上的大小)比支承销130的外径小。由此,第一旋转体140a与支承销130的接触点和第二旋转体150a与支承销130的接触点的扫描方向ds上的距离比支承销130的外径小。另外,第一旋转体140b与支承销130的接触点和第二旋转体150b与支承销130的接触点的扫描方向ds上的距离比支承销130的外径小。因此,防止支承销130进入间隙g。因此,支承销130能够顺畅地旋转。

(3)第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b分别收容于保持器110的轮收容部111。根据该结构,与第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b配置于保持器110的外部的结构相比,能够使保持器单元100小型化。

(4)第一旋转体140a在宽度方向dd上相对于刻划轮120配置于一侧,第一旋转体140b相对于刻划轮120配置于另一侧。第二旋转体150a在宽度方向dd上相对于刻划轮120配置于一侧,第二旋转体150b相对于刻划轮120配置于另一侧。在宽度方向dd上支承销130的扫描方向ds的一侧的部分被两个第一旋转体140a、140b支承,在宽度方向dd上支承销130的扫描方向ds的另一侧被两个第二旋转体150a、150b支承,因此能够对支承销130更加稳定地支承。因此,通过支承销130的晃动变小而刻划轮120的晃动变小,因此能够提高刻划品质。

(5)保持器110的销收容部112形成为保持器110的前端部开口而成的狭缝。根据该结构,刻划轮120与支承销130能够以一体化的状态经由销收容部112从保持器110取下。因此,例如在需要更换刻划轮120以及支承销130的至少一方的情况下,无需包括保持器单元100在内都进行更换,而通过刻划轮120以及支承销130的更换便能够应对。因此,能够降低部件更换时的成本。

(6)保持器单元100具备对支承销130的一方的球面131进行保持的保持构件180、以及将支承销130的另一方的球面131朝向保持构件180推压的施力构件190。保持构件180具有限制支承销130向下方移动的限制部181。根据该结构,能够限制支承销130在宽度方向dd上的位移。此外,通过限制部181来限制在高度方向dc上支承销130向下方移动,因此能够抑制支承销130以及刻划轮120从保持器110脱落。

(7)第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b分别为滚动轴承。根据该结构,与将第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b假定为滑动轴承的结构相比,第一旋转体140a、140b的旋转阻力以及第二旋转体150a、150b的旋转阻力变小。因此,第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b能够相对于支承销130的旋转更加顺畅地旋转。

(8)需要随着被加工物的厚度变薄而使刻划轮120对被加工物施加的载荷减小,因此需要使刻划轮120的外径减小。另一方面,随着第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b的外径变小而制造变得困难,因此制造成本变高。鉴于该点,在本实施方式中,第一旋转体140a、140b的外径以及第二旋转体150a、150b的外径分别比刻划轮120的外径大。因此,即使减小刻划轮120的外径,也能够抑制第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b的制造成本的增加。

(9)第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b的外径比支承销130的外径大。根据该结构,在通过刻划轮120对被加工物w进行刻划的情况下,第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b的转速相对于支承销130的转速变小,因此第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b的寿命变长。

(10)支承销130被压入刻划轮120的孔123。根据该结构,能够抑制刻划轮120相对于支承销130移动。因此,能够降低刻划轮120的晃动,因此刻划品质提高。

(11)各旋转体140a、140b、150a、150b使用相同的种类以及相同的大小的滚动轴承。根据该结构,刻划轮120向扫描方向ds的一方向扫描的情况下的支承销130与各旋转体140a、140b、150a、150b之间的滚动摩擦阻力与刻划轮120向扫描方向ds的另一方向扫描的情况下的支承销130与各旋转体140a、140b、150a、150b之间的滚动摩擦阻力相等。因此,抑制根据刻划轮120对被加工物w进行刻划的方向而刻划品质不同的情况。

(12)在支承销130的两端部形成有球面131。支承销130在一方的球面131处与保持构件180的限制部181以能够滑动的方式接触,在另一方的球面131上与施力构件190以能够滑动的方式接触。因此,能够降低支承销130与保持构件180咬合的可能性、以及支承销130与施力构件190咬合的可能性。

(变更例)

上述实施方式是本发明涉及的保持器单元所能采用的方式的例示,并不意在限制其方式。本发明涉及的保持器单元能采用与上述实施方式所例示的方式不同的方式。其一例是将上述实施方式的结构的一部分进行置换、变更、或者省略的方式、或者对上述实施方式附加新的结构的方式。在以下的变更例中,对与上述实施方式的方式相同的部分标注与上述实施方式相同的附图标记并省略其说明。

·在上述实施方式的基础上,也可以是,第一旋转体140a、140b中的至少一方配置于比一对壁部113靠宽度方向dd的外侧的位置。另外,也可以是,第二旋转体150a、150b中的至少一方配置于比一对壁部113靠宽度方向dd的外侧的位置。

·在上述实施方式的基础上,第一旋转体140a、140b的外径的大小分别能够任意变更。在一例中,第一旋转体140a的外径也可以与第一旋转体140b的外径不同。另外,第二旋转体150a、150b的外径的大小分别能够任意变更。在一例中,第二旋转体150a的外径也可以与第二旋转体150b的外径不同。另外,第一旋转体140a、140b的外径的大小也可以与第二旋转体150a、150b的外径的大小不同。

·在上述实施方式的基础上,也可以是,第一旋转体140a、140b的至少一方是滚动轴承以外的结构。在一例中,第一旋转体140a、140b的至少一方是滑动轴承。滑动轴承的一例是供第一销160插入的圆筒状的滚子。滚子被第一销160支承为能够旋转。滚子的内周面以及第一销160的外周面的至少一方优选为由高耐磨损材料形成。高耐磨损材料包含金刚石、立方晶氮化碳、蓝丝黛尔石、超硬度纳米管、以及立方晶氮化硼的至少一个。由此,滚子与第一销160的摩擦面的磨损量降低,因此刻划轮120的旋转状态的稳定性变高。

·在上述实施方式的基础上,也可以是,第二旋转体150a、150b的至少一方是滚动轴承以外的结构。在一例中,第二旋转体150a、150b的至少一方是滑动轴承。滑动轴承的一例是供第二销170插入的圆筒状的滚子。滚子被第二销170支承为能够旋转。滚子的内周面以及第二销170的外周面的至少一方优选为由高耐磨损材料形成。高耐磨损材料包含金刚石、立方晶氮化碳、蓝丝黛尔石、超硬度纳米管、以及立方晶氮化硼的至少一个。由此,滚子与第二销170的摩擦面的磨损量降低,因此刻划轮120的旋转状态的稳定性变高。

·在上述实施方式的基础上,刻划轮120的外径的大小能够根据被加工物w的厚度而任意变更。在一例中,刻划轮120的外径也可以在各旋转体140a、140b、150a、150b的外圈142、152的外径以上。

·在上述实施方式的基础上,也可以是,刻划轮120与支承销130由单一构件构成。

·在上述实施方式的基础上,在刻划轮120与支承销130构成为能够分离的情况下,保持器110的销收容部112也可以代替狭缝而是将一对壁部113沿宽度方向dd贯通的贯通孔。

·在上述实施方式的基础上,支承销130的与第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b接触的部分的剖面形状能够任意变更。在一例中,也可以通过将圆柱状的支承销130的外周部分的一部分沿着支承销130的轴向进行加工,而在支承销130的外周部分设置如图7的(a)所示的多个平坦部132、或者如图7的(b)所示的多个槽部133。如图7的(a)所示,多个平坦部132在支承销130的周向上隔开规定的间隔而配置。即,在支承销130的外周部分,交替地设置有圆柱状的支承销130的外周面134与平坦部132。如图7的(b)所示,多个槽部133在支承销130的周向上隔开规定的间隔而配置。即,在支承销130的外周部分,交替地设置有圆柱状的支承销130的外周面134与槽部133。需要说明的是,也可以如图7的(c)所示,在支承销130的外周部分,在支承销130的周向上连续地设置有多个槽部133。在该情况下,在支承销130的外周部分不设置圆柱状的支承销130的外周面134。另外,也可以是在支承销130的外周部分在支承销130的周向上连续地设置多个平坦部132的所谓多边形状。

这样,通过在支承销130的外周部分设置多个平坦部132或者槽部133,支承销130的中心与接触点之间的距离(接触半径r)周期性地变化,该接触点是第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b与支承销130的接触点。因此,随着刻划轮120的旋转,由于支承销130与第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b的接触,而支承销130上下移动,在刻划时刻划轮120能够对被加工物w施加冲击。其结果是,能够在被加工物w形成深的垂直裂缝。

·在图7所示的变更例的基础上,平坦部132的数量以及槽部133的数量能够任意变更。可以是,平坦部132的数量以及槽部133的数量越少,则使平坦部132的面以及槽部133的深度越深。由此,支承销130与第一旋转体140a、140b以及第二旋转体150a、150b的接触半径r的差异变大,在刻划时刻划轮120对被加工物w施加的冲击变得更大。

在一例中,平坦部132的数量以及槽部133的数量根据支承销130的外径的大小来设定。例如在支承销130的外径为0.8mm的情况下,平坦部132的数量以及槽部133的数量分别为10~60个左右。需要说明的是,在图7的(a)中,支承销130的外径为0.8mm,平坦部132的数量为12个,在图7的(b)中,槽部133的数量为12个。

·在图7所示的变更例的基础上,在支承销130的与第一旋转体140a以及第二旋转体150a接触的部分设为第一部分、与第一旋转体140b以及第二旋转体150b接触的部分设为第二部分的情况下,在支承销130的周向上,在第一部分设置的平坦部132的相位以及在第二部分设置的平坦部132的相位能够任意设定。在第一例中,如图8的(a)所示,支承销130的在第一部分135设置的平坦部132的相位与在第二部分136设置的平坦部132的相位一致。在该情况下,第一旋转体140a以及第二旋转体150a与第一部分135接触的时机和第一旋转体140b以及第二旋转体150b与第二部分136接触的时机一致。在第二例中,支承销130的在第一部分135设置的平坦部132的相位和在第二部分136设置的平坦部132的相位互不相同。在一例中,如图8的(b)所示,在第一部分135设置的平坦部132的相位与在第二部分136设置的平坦部132的相位相差1/2。即,在支承销130的周向上,在与第一部分135的平坦部132对应的第二部分136的部分设置有支承销130的外周面134,在与第一部分135的外周面134对应的第二部分136的部分设置有平坦部132。在该情况下,第一旋转体140a以及第二旋转体150a与第一部分135、第一旋转体140b以及第二旋转体150b与第二部分136交替地接触。因此,与支承销130的在第一部分135设置的平坦部132的相位与在第二部分136设置的平坦部132的相位相同的情况相比,即使平坦部132的数量相同,也能够更加细微地给予冲击。因此,能够使被加工物w的分离性提高。需要说明的是,在第一部分135以及第二部分136设置槽部133的情况下,与在第一部分135以及第二部分136设置平坦部132的情况同样地,在支承销130的周向上,在第一部分135设置的槽部133的相位以及在第二部分136设置的槽部133的相位能够任意变更。

·在上述实施方式以及上述变更例的基础上,也可以省略保持构件180以及施力构件190。在该情况下,如图9所示,代替支承销130而通过主轴装置200的锥状的支承销210将刻划轮120支承为能够旋转。即,支承销210插入刻划轮120的孔123(参照图4)。支承销210与上述实施方式同样地,与各旋转体140a、140b、150a、150b的外圈142、152接触。通过该结构能得到与上述实施方式同样的效果。

·在图9所示的变更例的基础上,也可以省略第一旋转体140a以及第二旋转体150a、或者第一旋转体140b以及第二旋转体150b。另外,在图9所示的变更例的基础上,在未省略第一旋转体140a以及第二旋转体150a的情况下,也可以省略第一旋转体140b以及第二旋转体150b中的一方。另外,在图9所示的变更例的基础上,在未省略第一旋转体140b以及第二旋转体150b的情况下,也可以省略第一旋转体140a以及第二旋转体150a中的一方。

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