JPH11171574A

JPH11171574A - スクライバー

Info

Publication number: JPH11171574A
Application number: JP9342593A
Authority: JP
Inventors: Naojiro Honda; 直二郎本田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 1999-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶用ガラス板のような硬質板材料を切断す
るスクライバーであって、スクライブカッター自体の長
寿命化のみならず、スクライブカッターと接触して摩擦
を生ずる部位においても、摩擦による磨り減りを防止し
て長寿命化を図ること。【解決手段】算盤玉状のスクライブカッターと、該ス
クライブカッターの中心孔に回転可能に挿通する回転軸
と、該回転軸の軸受け部とを含むホルダーとから構成さ
れるスクライバーであって、前記スクライブカッター
は、焼結ダイヤモンドで形成されており、中心孔の内周
面がダイヤモンド状カーボンで被覆されている構成と
し、従来例において擦り減りが目立った回転軸との摩擦
が著しく軽減され、それによってスクライバーとしての
長寿命化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、液晶用ガ
ラス板のように硬質材料で形成された板材等を切断する
ために使用されるものであって、回転軸を有する算盤状
の回転刃と回転軸の軸受け部を有するホルダーとからな
るスクライバーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の長寿命のスクライバーとして
は、例えば、特開平７−１５６１３３号公報に開示さ
れた構成のもの、及び人造ダイヤモンドを粉末状とし
た後に、高温高圧下で得られる焼結ダイヤモンド（ＰＣ
Ｄ）を回転刃として使用した構成のものが従来例として
公知になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
のスクライバーは、回転刃の両側を一対のスペーサで挟
む構成であって、その回転刃とスペーサとをダイヤモン
ドで形成したもので、回転刃とスペーサとをダイヤモン
ドで形成するとなると、単結晶の大きなダイヤモンドが
必要であり、現実には高価で得難いものである。仮に、
そのようなダイヤモンドが得られたにしても、刃先の方
向（単結晶の方向）を切断に適した結晶面に合わせる加
工を施すことは極めて困難であるばかりでなく、回転刃
とスペーサとが高価で且つ磨耗し難い材料である割に
は、回転軸及び軸受け部材が回転刃とスペーサに比べて
磨耗しやすい材料で形成されているので、スクライバー
としては高価でありながらやはり長期に使用し得ないと
いう問題点を有している。

【０００４】また、前記の焼結ダイヤモンド（ＰＣ
Ｄ）で回転刃を形成した場合には、前記のスクライバ
ーよりは安価である。

【０００５】しかしながら、高精度に加工した回転刃に
おいて、その中心部に軸孔が設けられており、その軸孔
に回転軸が取り付けられるものであるが、軸孔側は何の
工夫も施されていないために、回転軸との間で比較的大
きな摩擦が生じやすい状態になっており、その摩擦によ
って回転軸及び軸孔が磨り減り、回転刃にガタツキが生
ずるようになり、液晶ガラス基板などの精密切断工程に
おいて回転刃の回転がスムーズ性を欠いて支障を来すこ
とになる。

【０００６】そこで、比較的加工性が良好で安価に提供
できる超硬部材を使用したスクライバーが、本願発明と
同一出願人に係る先願発明の特願平８−２２９７４７号
の明細書に記載されている。この先願発明においては、
通常使用されている硬質の超硬カッターにおける回転刃
の表面にダイヤモンド状カーボンを被覆すると共に、支
持軸の表面にもダイヤモンド状カーボンを被覆したもの
であって、そのように構成することで比較的安価に提供
できると共に、焼結ダイヤモンドには及ばないものの、
通常の超硬カッターに比べれば比較的長寿命であるが、
それでも使用における交換頻度に問題点を有するもので
ある。

【０００７】従って、従来例のスクライバーにおいては
高価過ぎる割には使用寿命がそれに見合っていないこ
と、及び前記先願発明においては、製造単価に比べれば
それなりの使用寿命を有しているが、交換頻度等の作業
性の問題を考慮すると、高価であってもそれに見合った
長寿命にすることに解決しなければならない課題を有し
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記従来例の課題を解決
する具体的手段として本発明は、算盤玉状のスクライブ
カッターと、該スクライブカッターの中心孔に回転可能
に挿通する回転軸と、該回転軸の軸受け部とを含むホル
ダーとから構成されるスクライバーであって、前記スク
ライブカッターは、焼結ダイヤモンドで形成されてお
り、中心孔の内周面がダイヤモンド状カーボンで被覆さ
れていることを特徴とするスクライバーを提供するもの
である。

【０００９】また、本発明においては、回転軸は、その
表面がダイヤモンド状カーボンで被覆されていること、
回転軸は、焼結ダイヤモンドまたは超硬部材で形成され
ていること、スクライブカッターとホルダー側の軸受け
部との摺動面にダイヤモンド状カーボンが被覆されてい
ること、スクライブカッターの刃部を含む全面にダイヤ
モンド状カーボンが被覆されていること、及び被覆され
たダイヤモンド状カーボンの厚さは、３μｍ以下である
こと、を付加的な構成要件として含むものである。

【００１０】本発明に係るスクライバーは、回転刃、即
ちスクライブカッターの中心孔の内周面をダイヤモンド
状カーボンで被覆することで、中心孔が滑面となって回
転軸との間での摩擦が軽減され、摩擦による擦り減りが
ほとんど生じなくなるので、スクライブカッターの回転
が常に速やかになって、著しく長寿命なものとなり、使
用における交換頻度が数倍激減するものとなるのであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図示の実施の形態
により更に詳しく説明する。まず、図１〜４に示した実
施の形態であるスクライバーは、その先端側のホルダー
部１をフォーク状に形成して軸受け部２とし、該軸受け
部２で形成される空間２ａに、算盤玉形状を呈するスク
ライブカッター３が回転軸４を介して回転自在に取り付
けられた構成のものである。

【００１２】スクライブカッター３は、その本体部分が
焼結ダイヤモンド（ＰＣＤ）で形成され、その中心部に
前記回転軸４が挿通される中心孔５が設けられており、
図２及び図３に示したように、その外周面全部と中心孔
５の内周部とにダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）が薄
膜状の被覆層６、７として一体に被覆形成されたもので
ある。

【００１３】また、スクライブカッター３が回転自在に
支持される回転軸４は、超硬部材又は焼結ダイヤモンド
（好ましくは焼結ダイヤモンド）で形成され、その外周
面にも前記同様のダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）が
薄膜状の被覆層８として一体に被覆形成されたものであ
る。

【００１４】特に、焼結ダイヤモンド（ＰＣＤ）は、コ
バルト（Ｃｏ）等の金属を含有し導電性のあるもので、
後述するＤＬＣコーティングの密着性が良好なものであ
る。

【００１５】更に、ホルダー部１の軸受け部２は金属、
好ましくは超硬部材で形成され、図４に示したように、
軸受け部２の内側で、少なくともスクライブカッター３
の側面が接触する部位に、前記同様のダイヤモンド状カ
ーボン（ＤＬＣ）が薄膜状の被覆層９として一体に被覆
形成されたものである。なお、符号１０は、回転軸４が
取り付けられる孔である。

【００１６】超硬部材の一例としては、例えば、超硬合
金（ＷＣ−Ｃｏを含む合金）、合金工具（ＳＫＨ、ＳＫ
Ｄ、ハイス等）と同質材料、ステンレス鋼、アルミ合金
（６０６３等）、アルミナ、セラミックス等から選択さ
れるものである。

【００１７】前記ダイヤモンド状カーボンの被覆手段と
しては、図５に示したように、ＤＬＣコーティング装置
１１（例えば、ナノテック株式会社製、ＮＡＮＯＫＯＡ
Ｔ４００）が使用できる。

【００１８】このＤＬＣコーティング装置１１の構造
は、真空槽１２と、該真空槽１２内にコーテイングしよ
うとするスクライブカッター３を回転自在にセット（ホ
ルダー部１または回転軸４の場合は、吊垂状態で揺動出
来るようにセット）する導線性治具１２ａと、該導線性
治具１２ａを支持する陰極側の電極１３と、陽極側の電
極１４と、加熱用ヒーター１５と、炭化水素ガスを真空
槽１２内に導入するガス導入鋼６と、前記電極１３、１
４及び加熱用ヒーター１５に電気的に接続された電源部
１７と、該電源部１７に電気的に接続されプラズマを均
一にするための補助電極１８とから構成されている。

【００１９】そして、このＤＬＣコーティング装置１１
を使用するには、前記導電性治具１２ａの両端部で立設
され対向配置された一対の支持部材に回動自在に横架さ
れた回転支持軸１２ｂに、コーティング対象のスクライ
ブカッター３を所定間隔をもって複数個嵌装させた状態
で収容する。

【００２０】次に、ＤＬＣコーティング装置１１の接続
管１９に、外部の真空装置（図示せず）の連結管を接続
し、該真空装置を作動させて真空槽１２の内部を約１０
^-6Ｔｏｒｒ（トール）程度の真空度にする。

【００２１】その状態を維持して、前記ガス導入口１６
から真空槽１２内にアセチレンまたはベンゼンガス等の
炭化水素ガスを導入し、前記加熱用ヒーター１５で前記
炭化水素ガスを加熱させる。更に、前記電源部１７で前
記電極１３、１４及び補助電極１８に所定の電圧を印加
する。

【００２２】このようにすることで、炭化水素ガスがプ
ラズマ状態になり、プラズマ状態の炭化水素を前記導電
性治具１２ａに嵌装させたスクライブカッター３の表面
に析出または蒸着させてＤＬＣの被覆層６（７、８、
９）を形成する。尚、中心孔５に被覆層７を形成するに
は、回転支持軸１２ｂの外径を小径とし、中心孔５との
間に相当な空間を形成するか、または、回転支持軸１２
ｂの形状を三角柱もしくは楕円柱などに形成し、中心孔
５との間に相当な空間を形成することで可能となる。ま
た、回転軸４及び軸受け部２の被覆層８、９を形成する
には、吊垂状態にするかまたは網状のトレー等を用いれ
ば可能となる。特に、スクライブカッター３は、蒸着中
において、回転支持軸１２ｂにより回転（ホルダー部１
または回転軸４の場合は揺動）されているので、ＤＬＣ
の被覆層６（７、８、９）が均一に形成される。

【００２３】この場合に、形成されるＤＬＣの被覆層
（６、７、８、９）の厚さは、蒸着時間の調整により制
御できるものであり、例えば、約１〜３μｍの厚さ範囲
が選択され、２μｍの厚さが適当である。

【００２４】このようにして形成された被覆層につい
て、表面荒さと密着度について調べた結果、実際の表面
荒さが▽▽▽▽以上であって、緻密で強固なＤＬＣの被
覆層が形成されていることが確認された。

【００２５】また、形成された緻密で強固なＤＬＣの被
覆層は、トライボロジー面でも顕著に優れており、摩擦
係数は０．０５であって通常金属に比べて１／１０、即
ち一桁低く、超硬部材に比べても１／５程度と低く、滑
面に形成されて且つ滑性が著しく優れたものとなってい
る。

【００２６】このように回転するスクライブカッター３
と、該回転によって摩擦が生ずる部位に、ＤＬＣの被覆
層（６、７、８、９）を形成した本発明に係るスクライ
バー（ＤＬＣコートＰＣＤカッターという）と、前記従
来例のＰＣＤカッター及び超硬カッターと、前記先願発
明の超硬カッター＋ＤＬＣ膜とをそれぞれ自動スクライ
ブ機に装備し、液晶用基板ガラスである無アルカリガラ
ス（日本電気硝子社製、ＯＡ−２、厚さ１．１ｍｍ）に
対して同一条件で切断試験を行った。その結果は、図６
に示したグラフの通りである。

【００２７】図６のグラフから明らかなように、超硬カ
ッターに対して、ＤＬＣ膜を施したものはその寿命が５
０倍であるが、従来技術のＰＣＤカッターは、更に２倍
の寿命がある。しかしながら、本発明においては、従来
のＰＣＤカッターと単価的にはそれ程変わりがないが、
使用寿命は４倍であり、先願発明の８倍の寿命があるこ
とが確認されたのであり、使用における交換頻度もそれ
に見合って１／４及び１／８と激減している。

【００２８】その理由は、スクライブカッター３が焼結
ダイヤモンド（ＰＣＤ）で形成され、更にダイヤモンド
状カーボン（ＤＬＣ）で被覆されていることで、刃部の
磨耗が少ないこと、及びスクライブカッター３の中心孔
５と回転軸４との摩擦が激減し、両者間の磨り減りが減
少したことから、ガタツキも生じないで飛躍的に長寿命
になったものと認められる。

【００２９】いづれにしても、スクライブカッター自体
の性能を向上させることは勿論であるが、そのスクライ
ブカッターと接触し且つ摩擦が生ずる部位において、摩
擦係数の低下を図ると共に耐磨耗性を向上させるべく、
本発明においては、スクライブカッターの基材として焼
結ダイヤモンドを選択すると共に、特に、中心孔の内周
面にダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）の硬質皮膜を一
体に形成したものであり、そのＤＬＣの被覆層によっ
て、各構成部分の摩擦による磨り減りが減少し、著しく
長寿命化が図れるのである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るスクラ
イバーは、算盤玉状のスクライブカッターと、該スクラ
イブカッターの中心孔に回転可能に挿通する回転軸と、
該回転軸の軸受け部とを含むホルダーとから構成される
スクライバーであって、前記スクライブカッターは、焼
結ダイヤモンドで形成されており、中心孔の内周面がダ
イヤモンド状カーボンで被覆されている構成としたの
で、特に、従来例において擦り減りが目立った回転軸と
の摩擦が著しく軽減され、それによってスクライバーと
しての長寿命化が図れるという優れた効果を奏する。

【００３１】更に、スクライブカッターの外周面、回転
軸の表面、及びホルダーにおける軸受け部の内側面をダ
イヤモンド状カーボンで被覆することにより、各構成部
分における相互の摩擦が著しく軽減されることになり、
スクライバーとして飛躍的な長寿命化が図れるという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るスクライバーの要部
を示す正面図である。

【図２】同スクライバーに使用されるスクライブカッタ
ーの側面図である。

【図３】同スクライバーに使用されるスクライブカッタ
ーの一部を断面で示し且つ回転軸とを分解して示した斜
視図である。

【図４】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図５】同スクライバーに使用されるスクライブカッタ
ーをＤＬＣコーティング装置でＤＬＣの被覆層を形成さ
せる状況を示す概略説明図である。

【図６】本発明の実施の形態に係るスクライバーと、先
願発明及び従来例のカッターとの切断試験結果を示す寿
命の比較図である。

【符号の説明】

１……ホルダー、２……軸受け部、２ａ……空間
部、３……スクライブカッター、４……回転軸、５
……中心孔、６、７、８、９……ＤＬＣの被覆層、１
０……回転軸が取り付けられる孔、１１……ＤＬＣコー
ティング装置、１２……真空槽、１２ａ……導電性治
具、１２ｂ……回転支持軸、１３、１４……電極、
１５……加熱用ヒーター、１６……ガス導入口、１
７……電源部、１８……補助電極、１９……接続管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】算盤玉状のスクライブカッターと、該ス
クライブカッターの中心孔に回転可能に挿通する回転軸
と、該回転軸の軸受け部とを含むホルダーとから構成さ
れるスクライバーであって、前記スクライブカッターは、焼結ダイヤモンドで形成さ
れており、中心孔の内周面がダイヤモンド状カーボンで
被覆されていることを特徴とするスクライバー。
【請求項２】回転軸は、その表面がダイヤモンド状カ
ーボンで被覆されている請求項１に記載のスクライバ
ー。
【請求項３】回転軸は、焼結ダイヤモンドまたは超硬
部材で形成されている請求項１または２に記載のスクラ
イバー。
【請求項４】スクライブカッターとホルダー側の軸受
け部との摺動面にダイヤモンド状カーボンが被覆されて
いる請求項１、２または３に記載のスクライバー。
【請求項５】スクライブカッターの刃部を含む全面に
ダイヤモンド状カーボンが被覆されている請求項１、
２、３または４に記載のスクライバー。
【請求項６】被覆されたダイヤモンド状カーボンの厚
さは、３μｍ以下である請求項１、２、３、４または５
に記載のスクライバー。