專利名稱：刀片夾持器、其制造方法和用它劃割的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有切割刀片的刀片夾持器、其制造方法、一種劃割裝置和一種使用該夾持器的手動(dòng)切割器。
背景技術(shù)：
一種在其下端具有一個(gè)切割刀片的刀片夾持器被用來在一個(gè)由脆性材料制成的板的表面上劃線以將該板分成多塊，圖1表示在日本實(shí)用新型62023779/1987中披露的現(xiàn)有技術(shù)的切割刀片2的例子，如圖1中的(a)所示，切割刀片2具有共用一個(gè)公共底部的兩個(gè)錐形的形狀，其兩個(gè)尖端被用作切割刀片2的軸。此外，如圖1中的(b)、(c)和(d)所示，切割刀片2可以具有凹入的斜面、凸出的斜面和R形倒角的尖端，切割刀片可以由燒結(jié)金剛石制成。在刀片夾持器中，刀片在用來支撐刀片的支承件上的摩擦力變得很低，刀片的劃割壽命被延長(zhǎng)。
近來，對(duì)于用劃割方法制造的液晶顯示器等等產(chǎn)品來說，有很高的降低最終產(chǎn)品價(jià)格的要求，因而要求降低劃割成本和進(jìn)一步增加劃割效率，關(guān)于刀片夾持器，需要增加用于劃割的刀片夾持器的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種刀片夾持器，它具有較高的劃割效率和較長(zhǎng)的劃割壽命。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)刀片夾持器包括一個(gè)切割刀片、兩個(gè)夾持件，和兩個(gè)用于支撐切割刀片的支承件，切割刀片在其切割刃的圓形棱線的兩側(cè)具有一個(gè)錐形的軸；支承件設(shè)置在兩個(gè)夾持件的相對(duì)側(cè)，兩個(gè)支承件中的每個(gè)都具有一個(gè)用來支撐切割刀片的鐘形凹入部。
優(yōu)選地，鐘形凹入部具有一個(gè)彎曲平面，該彎曲平面具有一個(gè)預(yù)定的曲率半徑。
優(yōu)選地，鐘形凹入部沒有貫通到夾持件。
優(yōu)選地，鐘形凹入部沒有貫通到夾持件，并且曲率半徑是0.1D到D，其中D表示切割刀片的切割刃的直徑。
優(yōu)選地，鐘形凹入部延伸到夾持件。
優(yōu)選地，鐘形凹入部延伸到夾持件，并且曲率半徑是D到2D，其中D表示切割刀片的切割刃的直徑。
優(yōu)選地，支承件由單晶體金剛石制成。
優(yōu)選地，支承件由燒結(jié)金剛石制成。
一種根據(jù)本發(fā)明的方法，該方法用于生產(chǎn)一種刀片夾持器，該刀片夾持器具有一個(gè)切割刀片，切割刀片在其切割刃的圓形棱線的兩側(cè)具有一個(gè)錐形的軸，在該方法中，一個(gè)鐘形凹入部形成于支承件上以支撐切割刀片，一個(gè)保持支承件的支承件保持器被安裝到第一和第二夾持件的每一個(gè)上，切割刀片與帶有支承件的第一和第二夾持件結(jié)合。
優(yōu)選地，支承件由單晶體金剛石制成。
優(yōu)選地，具有鐘形形狀的凹入部用釔鋁石榴石激光器制造。
優(yōu)選地，支承件由燒結(jié)金剛石制成。
優(yōu)選地，鐘形凹入部用電火花加工形成。
一種根據(jù)本發(fā)明的劃割裝置包括一個(gè)在X和/或Y方向上相對(duì)于工作臺(tái)移動(dòng)一個(gè)劃割頭的機(jī)構(gòu)，一個(gè)由脆性材料制成的平板被放在該工作臺(tái)上，劃割頭設(shè)有上述刀片夾持器中的一種。
一種根據(jù)本發(fā)明的手動(dòng)切割器具有一個(gè)圓柱形把手和一個(gè)被固定到該把手一端的刀片夾持器，刀片夾持器是上述刀片夾持器中的一種。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是切割刀片和刀片夾持器的壽命能被延長(zhǎng)，這是因?yàn)榍懈畹镀男D(zhuǎn)精度被提高和在支承件處的摩擦阻力能根據(jù)刀片夾持器的結(jié)構(gòu)通過提供固態(tài)潤(rùn)滑劑而被降低，刀片夾持器具有帶有凹口的刀片夾持件以支撐一個(gè)切割刀片，該切割刀片具有共用一個(gè)公共底部的兩個(gè)錐形的形狀，每個(gè)凹口都有一個(gè)具有預(yù)定曲率半徑的凹入部。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的由一個(gè)夾持器夾持的切割刀片的平面圖；圖2是一個(gè)刀片夾持器在刀片和其支承件周圍的一個(gè)區(qū)域中的放大的示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的拉絲機(jī)在其拉模周圍的視圖；
圖4是一個(gè)刀片夾持器的前視圖和側(cè)視圖；圖5是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的刀片夾持器在刀片和其支承件周圍一個(gè)區(qū)域中的放大的示意圖；圖6是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的刀片夾持器在刀片和其支承件周圍一個(gè)區(qū)域中的放大的示意圖；圖7是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的刀片夾持器在刀片和其支承件周圍一個(gè)區(qū)域中的放大的示意圖；圖8是用于根據(jù)第三實(shí)施例的刀片夾持器的支承件的制造步驟的視圖；圖9是具有根據(jù)本發(fā)明的刀片夾持器的劃割裝置的前視圖；圖10是圖9所示的劃割裝置的側(cè)視圖；和圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具有刀片夾持器的手動(dòng)切割器的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖，其中同樣的附圖標(biāo)記在幾個(gè)附圖中都表明同樣的或相應(yīng)的部分，在下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
本發(fā)明研究了現(xiàn)有技術(shù)的刀片夾持器以便提高制造效率和延長(zhǎng)其劃割壽命，圖2詳細(xì)表示一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的夾持器1的切割刀片2和支承件3a的例子，夾持器1用于刀片2。支承件3a在切割刀片2的兩側(cè)支撐切割刀片2，支承件3a由燒結(jié)金剛石制成，一個(gè)與切割刀片2接觸的支撐部分3b具有一個(gè)錐形凹入部，該凹入部鄰接切割刀片2的輪廓?；谝粋€(gè)關(guān)于切割刀片2的切割刃壽命的測(cè)試，為了延長(zhǎng)切割刀片2的切割刃的壽命，發(fā)現(xiàn)與防止切割刀片2的切割刃的磨損和破裂相比，減少在切割刀片2和支撐部分3b之間的摩擦阻力以提高關(guān)于切割刀片2的旋轉(zhuǎn)的精度是更有效的。即，提高關(guān)于切割刀片2的旋轉(zhuǎn)的精度以降低切割刀片2的軸和支承件3a的磨損是所希望的。
圖3表示用來拉伸一根金屬絲S以便減小其直徑的拉伸機(jī)的拉模，該拉模具有被稱作錐形口(入口)、引道、縮減道、支承、出口錐和出口的多個(gè)區(qū)域，由于考慮到其壽命和拉伸精度，所以拉模由金剛石制成。用于拉伸的拉模內(nèi)部區(qū)域具有適合拉伸精度、耐磨性和高強(qiáng)度的形狀，并且其截面具有一個(gè)平緩的彎曲部分。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)镀瑠A持器的支撐部分3b具有如圖3所示的鐘形形狀的彎曲部分而不是圖2所示的錐形形狀的彎曲部分時(shí)，切割刀片2在支撐部分3b處所得到的穩(wěn)定的線接觸提高了切割刀片的向心性和旋轉(zhuǎn)精度，因而，切割刃的劃割壽命變得更長(zhǎng)。
圖4表示用于切割一種脆性材料的刀片夾持器1的正視圖和側(cè)視圖。在刀片夾持器的下部，兩個(gè)夾持件1a和1b平行設(shè)置，它們用未示出的支承件可旋轉(zhuǎn)地支撐一個(gè)在它們之間的刀片2，刀片夾持器1具有一個(gè)成整體的本體，該本體包括夾持件1a和1b，并且一個(gè)切割刀片2配裝到該成整體的本體的下部以構(gòu)成一個(gè)刀片夾持器1。在結(jié)合夾持件1a和1b以可旋轉(zhuǎn)地夾持切割刀片2之后，刀片夾持器1能被用于一種所希望的用途，其中在夾持件1a和1b之間具有一個(gè)預(yù)定間隙。
圖5表示其下部的刀片夾持器20的截面。支承件保持器6例如用焊接固定到圓形凹口中，該圓形凹口設(shè)置于第一夾持件20a和第二夾持件20b的彼此面對(duì)的平面中，夾持件保持器6例如由鐵-銅-錫燒結(jié)金屬制成，并且它已經(jīng)與支承件5a燒結(jié)在一起，支承件5a由具有圓柱形狀的單晶體金剛石制成，切割刀片2在其切割刃的圓形棱線的兩側(cè)具有一個(gè)錐形的軸。與圖3所示的鐘形區(qū)域相似，在支承件5a的表面上的支撐部分5b具有鐘形形狀，例如，如果切割刀片2的切割刃的圓形棱線的直徑是2毫米，那么上述彎曲部分的曲率半徑大約是0.2至2毫米。此外，如果刀片2的切割刃的半徑被以毫米為單位表示為D，那么彎曲部分的曲率半徑以毫米為單位在0.1D至D的范圍內(nèi)選擇。
支撐部分5b形成一個(gè)非貫通的凹口，如圖5所示，即，支撐部分5b的凹口沒有貫通到支承件5a。在這種情況下，固態(tài)潤(rùn)滑劑從切割刀片2的側(cè)面供應(yīng)，固態(tài)潤(rùn)滑劑例如是二硫化鎢或二硫化鉬，它們具有例如這樣的特性，即它能在廣泛的溫度范圍內(nèi)使用和難以被蒸發(fā)。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一個(gè)刀片夾持器20的下部。與第一實(shí)施例的刀片夾持器的下部相似，支承件保持器6和支承件7a被固定到圓形凹入部中，圓形凹入部設(shè)于第一夾持件20a和第二夾持件20b的彼此面對(duì)的平面內(nèi)。支撐部分7b具有一個(gè)通孔7d，并且它被支承件保持器6封閉。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的一個(gè)刀片夾持器20的下部。與第二實(shí)施例的刀片夾持器的下部相似，支承件保持器6和支承件7a被固定到圓形凹入部中，圓形凹入部設(shè)于第一夾持件20a和第二夾持件20b的彼此面對(duì)的平面內(nèi)。支撐部分7b具有一個(gè)通孔7d，同時(shí)一個(gè)穿過支承件保持器6和夾持件20a、20b的通孔7c也被形成，以便與通孔7d對(duì)齊，通孔7c和7d被用作從夾持器20的外部提供固態(tài)潤(rùn)滑劑的入口。
此外，在這種情況下，當(dāng)切割刀片2的切割刃的直徑是3毫米時(shí)，支撐部分7b具有曲率半徑例如為大約3至6毫米的切割刃圓形棱線。此外，如果切割刀片2的切割刃的直徑被表示為D毫米，那么彎曲部分的曲率半徑在D至2D毫米的范圍內(nèi)選擇。
根據(jù)本發(fā)明的刀片夾持器符合一種結(jié)構(gòu)，其中圖4所示的兩個(gè)夾持件1a和1b用根據(jù)上述第一至第三實(shí)施例之一的第一和第二夾持件20a和20b取代。
圖8表示一個(gè)由單晶體金剛石或燒結(jié)金剛石制成的支承件7a的制造步驟的實(shí)施例。當(dāng)支承件7a由單晶體金剛石X制成時(shí)，在圖8A的(a)中用影線表示的金剛石X的頂部和底部部分被一個(gè)部件(skeif)或類似物切下，并且在其中央用釔鋁石榴石(YAG)激光形成一個(gè)鐘形的孔作為支撐部分7b的基礎(chǔ)(圖8中的(b))，然后該孔被YAG激光弄圓以具有支承件7a的預(yù)定外部輪廓(圖8中的(c))，接著如圖8中的(f)所示執(zhí)行研磨，在該步驟中，當(dāng)自由顆粒(2到4微米的金剛石顆粒)被提供給支承件保持器7b時(shí)，一個(gè)具有與支承件保持器7b相同的頂角的針狀件12繞著該孔進(jìn)一步地旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)，以便不會(huì)使鐘形形狀變形。
當(dāng)制造由燒結(jié)金剛石制成的支承件7a時(shí)，金剛石顆粒首先被燒結(jié)以提供一個(gè)具有預(yù)定外徑的圓柱形支承件7a’(圖8中的(d))，接著，通過一個(gè)具有與鐘形形狀相似輪廓的放電電極11，對(duì)圓柱形支承件7a’進(jìn)行放電加工，于是鐘形形狀被轉(zhuǎn)移給圓柱形支承件7a’(圖8中的(e))。然后，當(dāng)顆粒(2到4微米的金剛石顆粒)提供給遭受電火花加工的表面時(shí)，一個(gè)具有與支承件保持器7b相同的頂角的針狀件12被繞著該孔轉(zhuǎn)動(dòng)和傾斜以便不會(huì)破壞鐘形形狀(圖8中的(f))。
支承件7a可以由寶石制成，例如藍(lán)寶石或紅寶石，研磨不局限于上述方法，例如可以使用金屬絲研磨。
為了制造根據(jù)本發(fā)明的刀片夾持器，具有上述鐘形凹口的支承件5a、7a被支承件保持器6保持并被安裝到第一和第二夾持件20a、20b，接著切割刀片2與具有支承件5a、7a的第一和第二夾持件20a、20b結(jié)合。
在具有1.0千克的邊緣荷載的刀片夾持器上進(jìn)行切割測(cè)試，且其運(yùn)行距離(或壽命)被確定為耐久性測(cè)試的結(jié)果。關(guān)于圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的刀片夾持器，運(yùn)行距離平均是150000米，而本發(fā)明的刀片夾持器的運(yùn)行距離被很大地延長(zhǎng)到平均300000米。此外，通過每隔10000米提供固態(tài)潤(rùn)滑劑，切割刃的壽命被進(jìn)一步延長(zhǎng)大約20％到30％。
通過使用在支承件保持器5b、7b注入油的支承件5a、7a或所謂的無油軸承來支撐切割刀片2，不需要固態(tài)潤(rùn)滑劑的定期再填充，并且能保持穩(wěn)定的切割性能。作為選擇，為了延長(zhǎng)支承件5a、7a的壽命，支承件保持器5b、7b可以具有覆層以提高表面性能和使表面變硬(例如defric覆蓋層)。
下面，對(duì)具有上述刀片夾持器的劃割裝置進(jìn)行說明。圖9和10是劃割裝置的前視圖和側(cè)視圖，一個(gè)由脆性材料制成的平板50被放在水平的可旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)51上，通過用真空泵(未示出)吸住平板，平板50被固定在工作臺(tái)51上，一對(duì)平行導(dǎo)軌52支撐工作臺(tái)51，并能用滾珠絲杠53在Y方向(垂直于圖9的紙片)上沿著導(dǎo)軌52引導(dǎo)工作臺(tái)51。一個(gè)導(dǎo)向桿54在X方向(圖9中的左右方向)上被設(shè)置在工作臺(tái)51上方，一個(gè)劃割頭55被安裝在導(dǎo)向桿54上以便在X方向上滑動(dòng)，一個(gè)馬達(dá)56被提供來使劃割頭55滑動(dòng)。上述刀片夾持器20被連接在劃割頭55的下方以便升起和落下和繞著垂直于平板50的軸線擺動(dòng)，切割刀片2被可旋轉(zhuǎn)地安裝在其下端。一對(duì)電荷耦合裝置(CCD)攝象機(jī)58被布置在導(dǎo)向桿54上方以識(shí)別設(shè)置在平板50上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志，平板50被放在工作臺(tái)51上。此外，在劃割頭55中包括一個(gè)切割刀片變換器，用來將刀片夾持器20的方向顛倒180度，以便在每次形成劃割線時(shí)，將切割刀片顛倒180度。
圖11表示一個(gè)具有上述刀片夾持器的手動(dòng)切割器。用于保持手動(dòng)切割器的圓柱形把手61與由申請(qǐng)人申請(qǐng)的日本實(shí)用新型62-23780/1987中披露的相同，而上述刀片夾持器20被安裝在其底部。手動(dòng)切割器不僅能用于玻璃板，而且能用于由脆性材料制成的板，例如陶瓷材料或半導(dǎo)體材料。此外，手動(dòng)切割器包括一個(gè)油腔63、蓋64和若干用于它的機(jī)構(gòu)65-73，但它們與本發(fā)明沒有直接關(guān)系，因而這里省略對(duì)它們的說明。
雖然已經(jīng)結(jié)合其實(shí)施例和參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了充分的描述，但應(yīng)該注意，本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種刀片夾持器，它包括切割刀片，在其切割刃的圓形棱線的兩側(cè)具有錐形的軸；兩個(gè)夾持件；和兩個(gè)用于支撐所述切割刀片的支承件，該支承件設(shè)置在所述兩個(gè)夾持件的相對(duì)側(cè)；其中所述兩個(gè)支承件中的每個(gè)都具有用來支撐所述切割刀片的鐘形凹入部。
2.如權(quán)利要求1所述的刀片夾持器，其特征在于，所述鐘形凹入部具有彎曲平面，該彎曲平面具有預(yù)定的曲率半徑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的刀片夾持器，其特征在于，所述鐘形凹入部沒有貫通到所述夾持件。
4.如權(quán)利要求2所述的刀片夾持器，其特征在于，所述鐘形凹入部沒有貫通到所述夾持件，并且曲率半徑是0.1D到D，其中D表示所述切割刀片的切割刃的直徑。
5.如權(quán)利要求1或2所述的刀片夾持器，其特征在于，所述鐘形凹入部延伸到所述夾持件。
6.如權(quán)利要求2所述的刀片夾持器，其特征在于，所述鐘形凹入部延伸到所述夾持器，并且曲率半徑是D到2D，其中D表示所述切割刀片的切割刃的直徑。
7.如權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的刀片夾持器，其特征在于，所述支承件由單晶體金剛石制成。
8.如權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的刀片夾持器，其特征在于，所述支承件由燒結(jié)金剛石制成。
9.一種用于生產(chǎn)刀片夾持器的方法，該刀片夾持器具有切割刀片，切割刀片在其切割刃的圓形棱線的兩側(cè)具有錐形的軸，該方法包括下列步驟形成用于支承件的鐘形凹入部以支撐切割刀片；將保持支承件的支承件保持器安裝到第一和第二夾持件的每一個(gè)上；和將切割刀片與帶有支承件的第一和第二夾持件結(jié)合。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述支承件由單晶體金剛石制成。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述具有鐘形形狀的凹入部用釔鋁石榴石(YAG)激光器制造。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述支承件由燒結(jié)金剛石制成。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述鐘形凹入部用放電加工形成。
14.一種劃割裝置，它包括在X和/或Y方向上相對(duì)于工作臺(tái)移動(dòng)劃割頭的機(jī)構(gòu)，由脆性材料制成的平板被放在該工作臺(tái)上，其中所述劃割頭包括根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的刀片夾持器。
15.一種手動(dòng)切割器，它包括圓柱形把手；和被固定到該把手的一端的刀片夾持器，其中所述刀片夾持器是根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的刀片夾持器中的一個(gè)。
全文摘要
一種刀片夾持器具有一個(gè)切割刀片，在切割刀片兩側(cè)具有一個(gè)錐形的軸。用來支撐切割刀片的凹入部是鐘形的，該鐘形部分有一個(gè)具有預(yù)定曲率半徑的彎曲部分，在一個(gè)例子中，固態(tài)潤(rùn)滑劑可以從夾持器的外部提供給刀片夾持器的凹入部，因而切割刀片的壽命能被延長(zhǎng)。
文檔編號(hào)C03B33/10GK1604877SQ0282542
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月18日
發(fā)明者富森纮 申請(qǐng)人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司