JP2002127133A

JP2002127133A - スクライブ装置

Info

Publication number: JP2002127133A
Application number: JP2000321597A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ishikawa; 裕一石川; Meguri Sakamoto; 巡坂本
Original assignee: THK Co Ltd; Beldex Corp
Current assignee: THK Co Ltd; Beldex Corp
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2002-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】カッタが横方向に振れることがなく、且つ振
動アクチュエータの振動を効率良くカッタに伝達するこ
とができるスクライブ装置を提供する。【解決手段】スクライブ装置は、ハウジング２５と、ハ
ウジング２５内にその一部が収納され、ハウジング２５
に対して軸線方向にのみ直線運動するのが許容される主
軸２６と、ハウジング２５と主軸２６との間に配置さ
れ、主軸２６を振動する振動アクチュエータ２７と、こ
の主軸２６に連結されるカッタ１２とを備える。主軸２
６の外周には、軸線方向に平行に延びる複数本のキー溝
２６ｃが形成される。ハウジング２５には、キー溝２６
ｃに嵌まり合う回り止め部３６が設けられる。回り止め
部３６は、キー溝２６ｃに向かってその位置が調整可能
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス、半導体等
の脆性材料からなるワークにスクライブ線を形成するス
クライブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から脆性材料のワークの表面にスク
ライブ線を形成するスクライブ装置が知られている。ス
クライブ装置は、スクライブ本体内に振動を発生するピ
エゾアクチュエータを有し、ピエゾアクチュエータでス
クライブ本体の下端に設けたカッタを振動する。そし
て、振動させたカッタをワーク表面に押し付け、カッタ
を移動し、ワークの表面にスクライブ線（刻線）を形成
する。スクライブ線に沿って荷重を加えることで、ワー
クが切断される。

【０００３】図７は、出願人が提案したスクライブ装置
の振動発生機構（スクライブ本体）を示す（特願平１１
−２２３５４６号参照）。ハウジング１には、振動アク
チュエータとしてのピエゾアクチュエータ３，３が収納
される。また、ハウジング１には、上下方向に往復運動
可能に主軸２の上部が配置される。主軸２の下端には図
示しないカッタが取り付けられる。ピエゾアクチュエー
タ３，３は、ハウジング１に対して主軸２を軸線方向に
振動可能なように、主軸２内に配置されている。

【０００４】主軸２は、第１の支持機構４及び第２の支
持機構５によって中心線Ｌに沿う方向に微少量移動可能
にハウジング１に支持されている。第１の支持機構４は
ピエゾアクチュエータ３，３の上方に配置され、第２の
支持機構５はピエゾアクチュエータ３，３の下方に配置
される。第１の支持機構４は、ハウジング１の上壁に設
けられたガイド部材４ａと、主軸２の上壁を貫通して形
成された断面円形のスライド孔４ｂとで構成される。ガ
イド部材４ａは、ハウジング１の上壁を貫通し、スライ
ド孔４ｂに僅かなクリアランスをもって挿入される。こ
れにより、主軸２の上端部がハウジング１にスライド可
能に支持される。第２の支持機構５は、板ばね６とゴム
製の球形ボール７とから構成される。板ばね６は、その
両端がハウジング１の張出部１ａに固定され、その中央
が主軸２のばね固定部２ａに固定されている。

【０００５】従来のスクライブ装置によれば、主軸２の
上下方向へのスライド運動は、第１の支持機構４によっ
て案内されるのみなので、ピエゾアクチュエータ３，３
の振動を効率良く主軸に伝達することができる。また、
第２の支持機構５の板ばね６は、主軸２を介してピエゾ
アクチュエータ３，３に与圧を付与しているので、ピエ
ゾアクチュエータ３，３の振動に主軸２の振動、ひいて
はカッタの振動を追従させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スクライブ装置にあっては、主軸２を上記第１の支持機
構４及び上記第２の支持機構５で支持しているのみなの
で、主軸２が横方向に振れてしまうという問題がある。
このため、カッタが望まれる上下方向への振動と共に、
横方向に振れてしまうことがあった。カッタが横方向に
振れてしまうと、例えば繰り返し同じ位置で、高精度に
ワークにスクライブ線を形成することができなくなって
しまう。また、主軸２が横方向に振れてしまうと、カッ
タからワークに付与される加圧力に横方向の分力が生
じ、ワークに垂直方向のクラックを発生させにくくなっ
てしまう。

【０００７】そこで、本発明は、カッタが横方向に振れ
ることがなく、且つ振動アクチュエータの振動を効率良
くカッタに伝達することができるスクライブ装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものでない。

【０００９】本発明者は、主軸に軸線方向に延びるキー
溝を形成し、ハウジングにこのキー溝に嵌まり合う回り
止め部をキー溝に向かって進退自在に設ければ、カッタ
が横方向に振れることがなく、且つ振動アクチュエータ
の振動を効率良くカッタに伝達することを知見した。具
体的には、本発明は、カッタ（１２）に振動を付与して
ワーク（１１）にスクライブ線を形成するスクライブ装
置であって、ハウジング（２５）と、ハウジング（２
５）内にその一部が収納され、ハウジング（２５）に対
して軸線方向にのみ直線運動するのが許容される主軸
（２６）と、ハウジング（２５）と主軸（２６）との間
に配置され、前記主軸（２６）を振動する振動アクチュ
エータ（２７）と、この主軸（２６）に連結されるカッ
タ（１２）と、を備え、前記主軸（２６）の外周には、
前記主軸（２６）の軸線方向に平行に延びる複数本のキ
ー溝（２６ｃ）が形成され、前記ハウジング（２５）に
は、前記キー溝（２６ｃ）に嵌まり合う回り止め部（３
６）が設けられ、前記回り止め部（３６）は、前記キー
溝（２６ｃ）に向かってその位置が調整可能であること
を特徴とするスクライブ装置により上述した課題を解決
した。

【００１０】この発明によれば、主軸にはスプライン軸
のようにキー溝が形成され、ハウジングにはキー溝に嵌
まり合う回り止め部が設けられるので、主軸はハウジン
グに対して軸線方向に直線運動するのが許容されると共
に回転するのが防止される。したがって、主軸の横方向
への振れ、ひいてはカッタの横方向の振れを防止するこ
とができる。

【００１１】また、本発明によれば、回り止め部はキー
溝に向かってその位置が調整可能であるので、主軸と回
り止め部との間の隙間を調整でき、振動アクチュエータ
の振動を効率良く主軸に、ひいてはカッタに伝達するこ
とができる。なお、回り止め部を主軸に押え付けすぎる
と主軸が振動しなくなる。一方、回り止め部と主軸との
間に隙間がありすぎると主軸が横方向に振れてしまう。

【００１２】また、本発明は、前記複数本のキー溝（２
６ｃ）は、前記主軸（２６）の周方向に均等間隔を開け
て設けられることを特徴とする。

【００１３】この発明によれば、主軸を周方向に略均等
に支持することができるので、主軸をバランス良く支持
することができる。

【００１４】また、本発明は、前記ハウジング（２５）
には、両端が前記ハウジング（２５）に固定された板ば
ね（２８）が設けられ、前記主軸（２６）には、外周面
が前記板ばね（２８）に線接触すると共に、板ばね（２
８）の軸線と直交する方向に延びるピン（５２）が設け
られ、前記板ばね（２８）が前記ピン（５２）を介して
前記振動アクチュエータ（２７）に与圧を付与すること
を特徴とする。

【００１５】この発明によれば、板ばねが振動アクチュ
エータに与圧を付与するので、主軸の振動を振動アクチ
ュエータの振動に追従させることができる。また、ピン
は、その外周面が前記板ばねに線接触すると共に板ばね
の軸線と直交する方向に延びているので、板ばねが撓む
ことによって、ピンが板ばねの軸線方向に移動すること
が抑制される。これにより、主軸が横方向に振れるのが
抑制される。

【００１６】また、本発明は、前記主軸（２６）に軸線
と直交する方向に貫通孔（５１）が形成され、該貫通孔
（５１）内に前記ピン（５２）が架け渡され、前記板ば
ね（２８）は前記貫通孔（５１）を通って前記主軸（２
６）を貫通することを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、主軸の軸線上にピンを
配置することができ、主軸の中心線上に与圧をかけるこ
とができる。

【００１８】また、本発明は、前記板ばね（２８）の固
有振動数は、前記振動アクチュエータ（２７）の振動数
よりも大きく設定されることを特徴とする。

【００１９】この発明によれば、振動アクチュエータの
振動数に係わらず、主軸を振動アクチュエータに常に密
着させることができ、したがって、主軸の振動を確実に
振動アクチュエータの振動に追従させることができる。

【００２０】また、本発明は、前記ハウジング（２５）
には、前記振動アクチュエータ（２７）のその軸線方向
の位置を調整する与圧調整機構（４２）が設けられ、前
記ハウジング（２５）には、その反発力によって前記主
軸（２６）を前記ハウジングの（２５）所定位置に付勢
する組付け調整用マグネット（２９ａ，２９ｂ）が設け
られることを特徴とする。

【００２１】与圧調整機構で振動アクチュエータの軸線
方向の位置を調整すると、板ばねから振動アクチュエー
タに付与される与圧が調整される。振動アクチュエータ
に適正な与圧を付与するためには、主軸に設けたピンが
板ばねを撓ませる量を正確に管理する必要がある。この
発明によれば、与圧調整機構を作動し、主軸を移動する
と、主軸のハウジングへの付勢が解除される。これによ
り、与圧調整機構に組付け調整用マグネットによる反発
力が働く。この反発力を感知することで、主軸が所定位
置から僅かに移動したことがわかる。この位置を基準と
して、さらに与圧調整機構を作動すると、主軸の移動量
を正確に把握することができる。これにより、主軸に設
けたピンが板ばねを撓ませる量を正確に管理することが
できる。

【００２２】また、本発明は、前記振動アクチュエータ
（２７）は、前記ハウジング（２５）及び前記主軸（２
６）によって略覆われていることを特徴とする。

【００２３】この発明によれば、振動アクチュエータ等
から発生する音がハウジング内にこもるので、騒音を抑
制することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態におけ
るスクライブ装置を示す。このスクライブ装置は、ガラ
ス、半導体、セラミクス等の脆性材料からなる薄板状の
ワーク１１の表面に、チゼル等のカッタ１２（ヘッド、
当接部材）を用いてスクライブ線を形成する。ワーク１
１の表面にはカッタ１２が当接している。カッタ１２を
振動し、カッタ１２からワーク１１に加わる加圧力を振
動することによって、ワーク表面１１ａ部分に垂直な縦
クラック１４が発生する。

【００２５】スクライブ装置は、ベースプレート１５
と、ベースプレート１５を水平方向に２次元的に移動す
る移動機構２３と、このベースプレートに取り付けられ
たリニアガイド等の直線案内装置２１と、この直線案内
装置２１に取り付けられ、上下方向に直線運動可能なス
クライブ本体１７と、スクライブ本体１７に荷重を加え
る錘１８と、磁力を用いて錘１８の荷重をスクライブ本
体１７に伝える一対の荷重用磁石１９と、磁力を用いて
カッタからワークに加わる静荷重を調整する一対の浮上
用磁石２０とから構成される。ベースプレート１５と錘
１８との間には、錘１８がベースプレート１５に対して
垂直方向に直線運動可能なようにリニアガイド等の直線
案内装置２２が設けられる。

【００２６】図２及び図３は、スクライブ本体１７を示
す。図２は、スクライブ本体１７の垂直方向断面図を示
し、図３は、スクライブ本体１７の底面図（主軸を除い
ている）を示す。スクライブ本体１７は、ハウジング２
５と、ハウジング２５内にその上部が収納され、ハウジ
ング２５に対して軸線方向にのみ直線運動するのが許容
される主軸２６と、ハウジング２５と主軸２６との間に
配置され、主軸２６を振動する振動アクチュエータとし
てのピエゾアクチュエータ２７と、この主軸２６の下端
に連結されるカッタ１２（図１参照）とを備える。ピエ
ゾアクチュエータ２７には、板ばね２８によって与圧が
かけられている。また、ハウジング２５には、組付け調
整を容易にするために互いに反発する一対の組付け調整
用磁石２９ａ，２９ｂが設けられている。ハウジング２
５、主軸２６およびピエゾアクチュエータ２７は、その
中心線Ｌが略一致する。この実施形態の場合、中心線Ｌ
は垂直方向を向いている。

【００２７】ハウジング２５は、垂直方向に細長い箱形
状をなしている。ハウジング２５は、上下方向に貫通孔
が形成されたハウジング本体２５ａと、ハウジング本体
２５ａの上面に取り付けられた上蓋２５ｂと、ハウジン
グ本体２５ａの下面に取り付けられ、主軸２６が貫通す
る貫通孔３０が形成された下蓋２５ｃと、下蓋２５ｃの
上面に設けられ、組付け調整用磁石２９ａ，２９ｂを支
持する台座３１とから構成される。ハウジング本体２５
ａには、主にピエゾアクチュエータ２７が収納される第
１の収容室３２と、主に主軸２６が収納される第２の収
容室３３と、組付け調整用マグネット２９ａ，２９ｂが
収納される第３の収容室３４とを有する。第２の収容室
３３は断面円形に形成され、その直径は主軸２６の直径
よりも僅かに大きく設定される。第１の収容室３２は、
ハウジング２５内に大きな空間を形成するように第２の
収容室３３よりもその内径が広げられる。第３の収容室
３４は、第２の収容室３３との間に段差３５を形成する
ように、第２の収容室３３よりも僅かにその直径が広げ
られる。この段差３５に後述する主軸２６のフランジ２
６ａが係合する。

【００２８】ハウジング本体２５ａの第２の収容室３３
部分には、周方向に均等間隔を開けて、例えば１２０度
均等間隔を開けて、複数の回り止め部３６…が設けられ
る。この実施形態の場合、回り止め部３６…は、上下に
２組合計６個設けられる（図４参照）。この回り止め部
３６…は、球体３６ａと、球体３６ａを主軸２６に形成
したキー溝（詳細は後述する）に向かって進退させ、球
体３６ａの位置を調整する雄ねじ３６ｂとから構成され
る。ハウジング本体２５ａには、この雄ねじ３６ｂに螺
合する雌ねじ３７が第２の収容室３３に連通するように
形成される。雄ねじ３６ｂ…を回し、雌ねじ３７…に対
する雄ねじ３６ｂ…の位置を調整することで、球体３６
ａ…の位置を調整する。球体３６ａ…の材質には、ジュ
ラルミン等の合金等が用いられる。

【００２９】ハウジング本体２５の直線案内装置２１側
の一側面には、直線案内装置２１に取り付けるためのね
じ部３８が形成される。また、ハウジング本体２５ａの
他側面には、ピエゾアクチュエータ２７を空冷するため
の吸気口４０及び排気口３９が形成される。吸気口４０
は、第２の収容室３３に連通するように設けられ、排気
口３９は第１の収容室３２に連通するように設けられ
る。吸気口４０及び排気口３９からはドライエアーが出
し入れされる。また、吸気口４０及び排気口３９には、
ピエゾアクチュエータ２７から発生する騒音を抑制する
ように、必要に応じてサイレンサーが設けられる。

【００３０】ハウジング２５の上蓋２５ｂには、ねじ穴
４１が形成されていて、このねじ穴４１に与圧調整機構
をなす与圧調整ねじ４２が螺合されている。この調整ね
じ４２の下端部は、ピエゾアクチュエータ２７の上端に
設けた受座４３の上面に当接している。なお、この調整
ねじ４２の下端部は、円錐凸面をなしていて受座４３の
円錐凹面に嵌まっている。調整ねじ４２には、上蓋２５
ｂに調整ねじ４２を固定するロックナット４７が螺合さ
れる。また、上蓋２５ｂの上面には、上記荷重用磁石１
９の一方１９ｂが固定されている。

【００３１】ハウジング２５の下蓋２５ｃには、図３に
示すように、スリット４４が形成されている。下蓋２５
ｃと主軸２６との間には、スリット４５が形成されたブ
ッシュ４６が設けられる。隙間調整ねじ４７で下蓋２５
ｃ及びブッシュ４６のすり割りを締め付ける。スリット
４４，４５の隙間は、ブッシュが４６主軸２６に触れる
ことなく、ブッシュ４６と主軸２６との間に僅かな隙間
が空くように調整される。

【００３２】図２に示すように、ハウジング２５には、
ピエゾアクチュエータ２７が収納されている。ピエゾア
クチュエータ２７は断面が四角形をなし、その内部に圧
電素子を有する。また、ピエゾアクチュエータ２７には
図示しない電極が設けられている。この電極に高周波電
界をかけるとピエゾアクチュエータ２７が周期的に軸方
向の振動を発生する。ピエゾアクチュエータ２７の上端
面は受座４３に当接し、ピエゾアクチュエータ２７の下
端面は主軸２６に当接する。なお、振幅を大きくするた
めに、ピエゾアクチュエータ２７を直列に複数繋げても
良い。

【００３３】主軸２６は、上記回り止め部３６によって
中心線に沿って微少量移動可能なようにハウジング２５
に支持されている。主軸２６は、ハウジング２５内に収
納される上部主軸２６ｄと、上部主軸２６ｄに圧入され
る下部主軸２６ｅとで構成される。上部主軸２６ｄに
は、ピエゾアクチュエータ収容穴４８が形成される。こ
の収容穴４８の底面には、ピエゾアクチュエータ２７の
外形と形状を合わせた平面四角形状の凹溝４９が形成さ
れる。この凹溝４９によってピエゾアクチュエータ２７
の位置ずれが防止される。上部主軸２６ｄの外周面に
は、上部主軸２６ｄがスプライン軸となるように、上部
主軸２６ｄの軸線方向に平行に延びる複数本、例えば３
本のキー溝２６ｃ…が形成される（図５参照）。このキ
ー溝２６ｃ…は、断面略円弧状で、上部主軸２６ｄの周
方向に均等間隔を開けて、例えば１２０度の間隔を開け
て設けられる。キー溝２６ｃ…の曲率半径は、球体３６
ａの半径と略一致する。

【００３４】下部主軸２６ｅは、上部にハウジング２５
の段差３５に係合するフランジ２６ａを有し、下部にカ
ッタが取付られるカッタ取付部５０を有する。下部主軸
２６ｅのフランジ２６ａとカッタ取付部５０との間に
は、軸線と直交する方向に主軸を貫通する貫通孔５１が
形成される。貫通孔５１は断面略四角形状で、その略中
央にはピン５２が架け渡される。

【００３５】図６は、ピエゾアクチュエータに与圧を付
与する板ばね２８を示す。図中（Ａ）は、図２のVI−VI
線断面図を示し、図中（Ｂ）は、（Ａ）の板ばね２８の
平面図を示す。板ばね２８は、貫通孔５１を通って下部
主軸２６ｅを貫通している。板ばね２８の両端は、ハウ
ジング２５の下蓋２５ｃに固定されている。図中（Ａ）
に示すように、ピン５２の外周面は板ばね２８に線接触
している。また、図中（Ｂ）に示すように、ピン５２の
軸線は、板ばね２８の軸線Ｍと直交する。すなわち、ピ
ン５２は板ばね２８の軸線Ｍに直交する方向に延びてい
る。板ばね２８の軸線方向の長さは、下部主軸２６ｅの
直径よりも僅かに大きく設定されている。板ばね２８の
厚み、横幅等は、板ばね２８の固有振動数が、ピエゾア
クチュエータ２７の振動数よりも大きくなるように設定
される。例えば、ピエゾアクチュエータの振動数が数ｋ
Ｈｚなのに対し、板ばねの固有振動数は数十ｋＨｚに設
定される。板ばね２８が撓むと、ピン５２に上方向の力
が与えられ、ピエゾアクチュエータ２７に与圧が付与さ
れる。ピエゾアクチュエータ２７の予圧は、ハウジング
２５の上端部に設けた調整ねじ４２を回すことで調整さ
れる。板ばね２８の材質には鋼材が用いられる。

【００３６】図２に示すように、ハウジング２５には、
組付け調整用マグネットとしての互いに反発する一対の
リングマグネット２９ａ，２９ｂが設けられる。この一
対のリングマグネット２９ａ，２９ｂの反発力によって
主軸２６のフランジ２６ａがハウジング２５の段差３５
に付勢される。リングマグネット２９ａ，２９ｂは、台
座３１に支持されている。組付け当初、一対のリングマ
グネット２９ａ，２９ｂ間には、その反発力によって例
えば１ｍｍ程度の隙間が空き、フランジ２６ａが段差３
５に付勢されている。なお、リングマグネット２９ａ，
２９ｂの磁界がピエゾアクチュエータ２７に悪影響を及
ばさないように、主軸２６には非磁性材料が使用され
る。

【００３７】上記スクライブ本体の組付け方法を説明す
る。まず、ハウジング２５に主軸２６を挿入し、一対の
リングマグネット２９ａ，２９ｂをハウジング２５内に
組み付ける。次に、主軸２６のキー溝２６ｃが回り止め
部３６のねじ穴３７に一致するように主軸２６を回す。
次にねじ穴３７に球体３６ａを挿入し、止めねじ３６ｂ
で仮固定する。

【００３８】次に、主軸２６がハウジング２５の所定位
置に付勢された状態で、与圧調整機構の調整ねじ４２を
回し、ピエゾアクチュエータ２７に適正な与圧を付与す
る。ここで、ピエゾアクチュエータ２７に適正な与圧を
付与するのためには、主軸２６に設けたピン５２が板ば
ね２８を撓ませる量を正確に管理する必要がある。調整
ねじ４２を回し、主軸２６を下方に移動させると、リン
グマグネット２９ａ，２９ｂによる主軸２６のハウジン
グ２５への付勢が解除される。これにより、調整ねじ４
２にリングマグネット２９ａ，２９ｂによる反発力が働
く。この反発力を感知することで、主軸２６が所定位置
から僅かに移動したことがわかる。主軸２６が僅かに移
動した位置を基準として、調整ねじ４２をさらに回す
と、基準位置からの主軸２６の降下量を正確に把握する
ことができる。これにより、ピン５２が板ばね２８を撓
ませる量を正確に管理することができる。

【００３９】次に、ピエゾアクチュエータ２７を振動さ
せる。ここで、主軸２６が上下方向に振動し、且つ横方
向に振れないように、球体３６ａの押込み量を雄ねじ３
６ｂによって調整する。球体３６ａを主軸２６に押え付
けすぎると、主軸２６が振動しなくなる。一方、球体３
６ａと主軸２６との間に隙間がありすぎると、主軸２６
が横方向に振れてしまう。本発明によれば、球体３６ａ
はキー溝２６ｃに向かってその位置が調整可能であるの
で、主軸２６のキー溝２６ｃと球体３６ａとの間の隙間
を調整でき、ピエゾアクチュエータ２７の振動を効率良
く主軸２６に伝達することができる。球体３６ａは、主
軸２６のキー溝２６ｃに当たったか当たらないか微妙な
位置に配置されている。

【００４０】図１に示すように、主軸２６には、アタッ
チメント５５を介してカッタ１２が首振り可能に取り付
けられる。カッタ１２は、上記中心線Ｌ上に配置されて
おり、その下端部が円錐形状をなして尖っている。カッ
タ１２の下端には、角錐形状をなすダイヤモンド粒が固
着されている。このダイヤモンド粒の頂点が、ワーク表
面１１ａに当たっている。なお、カッタ１２の代わり
に、円盤形状をなし、全周にわたってエッジを有し、主
軸に回転可能に支持されるチゼルを用いてもよい。ま
た、カッタ１２を中心線Ｌからずらして設けても、傾け
て設けても良い。

【００４１】錘１８の下端部には、荷重用板ばね４０が
取付けられる。錘１８の下端には凹部５６が形成され
る。荷重用板ばね４０が可撓可能なように、荷重用板ば
ねは凹部５６の両側の縁５７に掛け渡されている。荷重
用板ばね４０の下端中央には、荷重用磁石１９ａが取り
付けられる。

【００４２】上述のように、スクライブ本体１７および
錘１８は、それぞれ直線案内装置２１，２２を介してベ
ースに取付けられている。図１に示すように、スクライ
ブ本体１７と錘１８との間には、磁力を用いて錘１８の
荷重をスクライブ本体１７に伝える一対の荷重用磁石１
９ａ，１９ｂが設けられる。この一対の荷重用磁石１９
ａ，１９ｂは、それぞれが永久磁石からなり、その一方
１９ａが板ばね４０の下面に取り付けられ、他方１９ｂ
がスクライブ本体１７の上面に取り付けられる。また、
一対の荷重用磁石１９ａ，１９ｂは、同極（例えばＮ極
同士）が対面するように垂直方向に並べて配置され、互
いに反発している。磁力の反発力によって、錘１８の荷
重をスクライブ本体１７に伝えている。

【００４３】スクライブ本体１７の下方には、カッタ１
２からワーク１１に加わる静荷重を、磁力を用いて調整
する一対の浮上用磁石２０ａ，２０ｂが設けられる。こ
の一対の浮上用磁石２０ａ，２０ｂは、それぞれが永久
磁石からなり、浮上用磁石の一方２０ａは、スクライブ
本体１７の下面に取り付けられる。他方は、ベースプレ
ート１５から突出した水平板５８に設けた高さ調整機構
５９に取り付けられる。この高さ調整機構５９は、周知
のマイクロメータと同様な構造で、浮上用磁石２０ｂの
高さを調整する。

【００４４】一対の浮上用磁石２０ａ，２０ｂは、同極
（例えばＮ極同士）が対面するように垂直方向に並べて
配置され、互いに反発している。磁力の反発力によっ
て、スクライブ本体１７に浮上する力を与え、カッタ１
２からワーク１１に加わる静荷重を調整する。また、浮
上用磁石２０ｂには、永久磁石の代わりに、磁力を調整
可能な電磁石を用いてもよい。電磁石を用いる場合、電
圧を調整することによって磁力を調整する。

【００４５】上記スクライブ装置の使用方法を説明す
る。まず、錘１８の質量およびスクライブ本体１７の質
量を、ガリウム砒素、シリコン、ガラス等のワーク１１
の材料、および厚み等に合わせて決定する。

【００４６】次に、水平のテーブル１３にワーク１１を
載せ、ワーク１１を所定位置に位置決めする。カッタ１
２がワーク１１に載り上げると、カッタ１２からワーク
１１に静荷重が付与される。この静荷重がワーク１１に
合わせて略一定になるように、高さ調整機構５９によっ
て浮上用磁石２０ｂの高さを調整する。浮上用磁石２０
ａ，２０ｂを設けることによって、磁力による反発力の
分だけ静荷重が減じられる。静荷重を大きくしすぎる
と、ワーク表面１１ａに横クラックが発生してしまうこ
とがある。逆に、静荷重をあまりに小さくしすぎると、
スクライブ本体を振動させたとき、カッタ１２がワーク
１１から浮き上がり、カッタ１２がワーク１１に衝突
し、ワーク表面１１ａにダメージを与える。このため、
静荷重は、ワーク１１に合わせて慎重に決定される。

【００４７】所定の静荷重が得られたら、ピエゾアクチ
ュエータ２７に高周波電界をかける。これにより、ピエ
ゾアクチュエータ２７が周期的に伸縮する。カッタ１２
は、静荷重によってワーク１１に常に接触しているの
で、ピエゾアクチュエータ２７を振動すると、スクライ
ブ本体１７が振動し、カッタ１２からワーク１１に動荷
重が付与される。スクライブ本体１７の振動に伴って、
荷重用磁石１９ａ，１９ｂの反発力によって浮いている
錘１８も振動するので、一対の荷重用磁石１９ａ，１９
ｂ間の距離が変化することが少なく、一対の荷重用磁石
１９ａ，１９ｂの磁力の反発力が変動することもない。
したがって、カッタ１２からワーク１１に適正な動荷重
を付与することができる。さらに、ワーク１１の板厚が
変化したり、あるいはワーク１１がうねっていても、ワ
ーク１１に追従して錘１８が移動するので、このような
場合でも磁力の反発力が変動することがない。

【００４８】ベースプレート１５は、移動機構２３によ
って水平方向に移動される。これにより、ワーク表面１
１ａに縦クラック１４からなるスクライブ線が形成され
る。スクライブ線が形成されたワーク１１は、テーブル
１３から取り外され、図示しない破断装置により、スク
ライブ線に沿って破断される。

【００４９】本発明によれば、板ばね２８は、主軸２６
を介してピエゾアクチュエータ２７に与圧を付与してい
るので、主軸２６がピエゾアクチュエータ２７の振動に
追従して振動する。板ばね２８の固有振動数は、ピエゾ
アクチュエータ２７の振動数よりも大きく設定されるの
で、ピエゾアクチュエータ２７の振動数に係わらず、主
軸２６をピエゾアクチュエータ２７に常に密着させるこ
とができ、したがって、主軸２６の振動を確実にピエゾ
アクチュエータ２７の振動に追従させることができる。

【００５０】また、主軸２６にはスプライン軸のように
キー溝２６ｃが形成され、ハウジング２５にはキー溝に
嵌まり合う回り止め部３６が設けられるので、主軸２６
は、ハウジング２５に対して軸線方向に直線運動するの
を許容されると共に回転するのが防止される。したがっ
て、主軸２６の横方向への振れ、ひいてはカッタ１２の
横方向の振れを防止することができる。また、ピン５２
は、その外周面が前記板ばね２８に線接触すると共に板
ばね２８の軸線と直交する方向に延びているので、板ば
ね２８が撓むことによって、ピン５２が板ばね２８の軸
線方向に移動することが抑制される。したがって、主軸
２６が横方向に振れるのをこの部分でも抑制することが
できる。さらに、主軸２６の下部にはブッシュ４６が設
けられているので、この位置でも主軸２６が横方向に振
れるのが抑制される。この結果、略一定の振幅及び周波
数をもって、カッタ１２を再現性高く上下方向に振動さ
せることができる。本発明のスクライブ装置では、従来
のスクライブ装置に比べ、３〜５倍横方向への剛性が高
められ、また縦方向への振幅の減衰が無いので、２０〜
５０％縦振幅が大きく取れ、さらに横方向への振幅も１
／３〜１／５に抑えることができた。

【００５１】また、ピエゾアクチュエータ２７は、ハウ
ジング２５及び主軸２６によって略覆われているので、
ピエゾアクチュエータ２７から発生する音がハウジング
２５内にこもる。したがって、騒音を７〜１０ｄｂＡ程
度抑制することができた。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主軸にはスプライン軸のようにキー溝が形成され、ハウ
ジングにはキー溝に嵌まり合う回り止め部が設けられる
ので、主軸はハウジングに対して軸線方向に直線運動す
るのを許容されると共に回転するのが防止される。した
がって、主軸の横方向への振れ、ひいてはカッタの横方
向の振れを防止することができる。

【００５３】また、回り止め部はキー溝に向かって位置
が調整可能であるので、主軸と回り止め部との間の隙間
を調整でき、振動アクチュエータの振動を効率良く主軸
に、ひいてはカッタに伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のスクライブ装置を示す側
面図。

【図２】上記図１のスクライブ装置のスクライブ本体の
垂直方向断面図。

【図３】上記図１のスクライブ装置の底面図。

【図４】上記図２のIV−IV線断面図。

【図５】上部主軸を示す斜視図。

【図６】板ばねを示す図（図中（Ａ）は図２のVI−VI線
断面図、図中（Ｂ）は平面図）。

【図７】従来のスクライブ本体を示す断面図。

【符号の説明】

１１ワーク１２カッタ２５ハウジング２６主軸２６ｃキー溝２７ピエゾアクチュエータ（振動アクチュエータ）２８板ばね２９ａ，２９ｂ組付け調整用マグネット３６回り止め部４２与圧調整機構５１貫通孔５２ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂本巡東京都豊島区北大塚１丁目12番15号株式会社ベルデックス内Ｆターム(参考） 3C069 AA03 BA03 BB01 BB03 BB04 BC02 CA05 CA11 EA01 EA02 4G015 FA03 FB01 FC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カッタに振動を付与してワークにスクラ
イブ線を形成するスクライブ装置であって、ハウジングと、ハウジング内にその一部が収納され、ハ
ウジングに対して軸線方向にのみ直線運動するのが許容
される主軸と、ハウジングと主軸との間に配置され、前
記主軸を振動する振動アクチュエータと、この主軸に連
結されるカッタと、を備え、前記主軸の外周には、前記主軸の軸線方向に平行に延び
る複数本のキー溝が形成され、前記ハウジングには、前記キー溝に嵌まり合う回り止め
部が設けられ、前記回り止め部は、前記キー溝に向かってその位置が調
整可能であることを特徴とするスクライブ装置。
【請求項２】前記複数本のキー溝は、前記主軸の周方
向に均等間隔を開けて設けられることを特徴とする請求
項１に記載のスクライブ装置。
【請求項３】前記ハウジングには、両端が前記ハウジ
ングに固定された板ばねが設けられ、前記主軸には、外周面が前記板ばねに線接触すると共
に、板ばねの軸線と直交する方向に延びるピンが設けら
れ、前記板ばねが前記ピンを介して前記振動アクチュエータ
に与圧を付与することを特徴とする請求項１又は２に記
載のスクライブ装置。
【請求項４】前記主軸に軸線と直交する方向に貫通孔
が形成され、該貫通孔内に前記ピンが架け渡され、前記
板ばねは前記貫通孔を通って前記主軸を貫通することを
特徴とする請求項３に記載のスクライブ装置。
【請求項５】前記板ばねの固有振動数は、前記振動ア
クチュエータの振動数よりも大きく設定されることを特
徴とする請求項３または４に記載のスクライブ装置。
【請求項６】前記ハウジングには、前記振動アクチュ
エータのその軸線方向の位置を調整する与圧調整機構が
設けられ、前記ハウジングには、その反発力によって前記主軸を前
記ハウジングの所定位置に付勢する互いに反発する一対
の組付け調整用マグネットが設けられることを特徴とす
る請求項３ないし５いずれかに記載のスクライブ装置。
【請求項７】前記振動アクチュエータは、前記ハウジ
ング及び前記主軸によって略覆われていることを特徴と
する請求項１ないし６いずれかに記載のスクライブ装
置。