JP2003127123A - Method for cutting green sheet laminated molded object - Google Patents
Method for cutting green sheet laminated molded objectInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の処理が施さ
れて、最終的に積層型セラミックス素子などになるグリ
ーンシート積層成形体を切断する方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of cutting a green sheet laminated compact which is subjected to a predetermined treatment to finally form a laminated ceramic element or the like.
【０００２】[0002]
【発明が解決しようとする課題】積層型セラミックス素
子は、まずグリーンシート積層成形体（以下、単にグリ
ーン成形体とも言う）を形成し、それを複数個の小片に
分割した後、この小片それぞれを焼成し、これによって
得られた焼結体を更に複数個に分割する工程を経て製造
されている。In the laminated ceramics element, first, a green sheet laminated compact (hereinafter also simply referred to as a green compact) is formed, divided into a plurality of small pieces, and then each of these small pieces is divided. It is manufactured through a process of firing and dividing the sintered body obtained thereby into a plurality of parts.
【０００３】ここで、グリーン成形体について説明す
る。グリーン成形体を得るには、グリーンシートが必要
となる。このグリーンシートは次のようにして製造され
る。まず、鉛を主成分とするセラミックス粉末に、水、
バインダ、分散剤、消泡剤などを加えて十分に混合す
る。この混合物がドクターブレード法によって処理さ
れ、厚さ１００μｍ程度のグリーンシートとなる。Now, the green molded body will be described. A green sheet is required to obtain a green molded body. This green sheet is manufactured as follows. First, a ceramic powder containing lead as a main component, water,
Add binder, dispersant, defoamer, etc. and mix thoroughly. This mixture is processed by the doctor blade method to form a green sheet having a thickness of about 100 μm.
【０００４】次に、このようにして得たグリーンシート
の表面に、最終的に内部電極となる金属ペーストの膜を
スクリーン印刷によって形成する。グリーンシートにこ
うした処理を施したならば、それを１６０枚程度積層さ
せる（但し上端側および下端側にそれぞれ位置する２０
枚程度は、金属ペーストの膜が形成されていないものを
用いる）。そして更に、このグリーンシートの積層体を
厚さ方向（積層方向）に加圧してグリーンシート同士を
圧着させることで、上記グリーン成形体ができ上がる。
こうして得たグリーン成形体の厚さは、１４ｍｍ程度で
ある。Next, on the surface of the green sheet thus obtained, a film of a metal paste, which finally becomes an internal electrode, is formed by screen printing. If such a treatment is applied to the green sheets, about 160 sheets of them are laminated (however, the green sheets are located on the upper end side and the lower end side, respectively).
About the number of sheets, the one without the metal paste film is used). Further, the green molded body is completed by pressing the laminated body of the green sheets in the thickness direction (laminating direction) to press the green sheets together.
The green molded body thus obtained has a thickness of about 14 mm.
【０００５】さてグリーン成形体は、上述したように複
数個の小片（以下、グリーン成形体片と言う）に分割さ
れる。すなわちグリーン成形体は、その横方向と平行な
ラインに沿って等間隔で切断される。The green molded body is divided into a plurality of small pieces (hereinafter referred to as green molded body pieces) as described above. That is, the green compact is cut at equal intervals along a line parallel to the lateral direction.
【０００６】ところが、従来の切断方法を用いて、この
グリーン成形体片を形成する際には、次のような問題が
生じていた。切断しようとするグリーン成形体の厚みが
小さい場合、具体的には、それが５ｍｍ未満の場合、格
別の不具合は生じない。しかしながら、切断しようとす
るグリーン成形体の厚さが５ｍｍを超えると、特に上記
のごとく、その厚さが１０ｍｍ以上ともなると、グリー
ン成形体を厚さ方向に沿って真直に切断するのが極めて
困難になる。この結果、グリーン成形体の切断面、すな
わちグリーン成形体片の側面には、かなりの確率で反り
などの不具合が発生する。切断面の反りが大きくなる
と、切り代から外れて、積層型セラミックス素子となる
部分の内部にまで切断面が達する。このような切断処理
が良好になされなかったものは不良品となり、廃棄され
ることになる。However, the following problems have occurred when forming the green molded piece by using the conventional cutting method. When the thickness of the green molded body to be cut is small, specifically, when it is less than 5 mm, no particular problem occurs. However, if the thickness of the green molded body to be cut exceeds 5 mm, particularly if the thickness is 10 mm or more as described above, it is extremely difficult to cut the green molded body straight along the thickness direction. become. As a result, the cut surface of the green molded body, that is, the side surface of the green molded body piece is liable to have a problem such as warpage. When the warp of the cut surface becomes large, the cut surface comes out of the cutting margin and reaches the inside of the portion to be the multilayer ceramic element. If the cutting process is not performed properly, it becomes a defective product and is discarded.
【０００７】こうした現状に鑑みて、湿式スライサーと
呼ばれる装置を用いて、グリーン成形体の切断処理が行
われることもある。だが、同装置を使用した場合、グリ
ーン成形体を切断して得られた小片、すなわちグリーン
成形体片には、かなりの量の砥粒スラリーが付着してし
まう。このため、後の焼成処理に先立って、グリーン成
形体片を十分に洗浄しておく必要があり、それゆえグリ
ーン成形体（したがってグリーンシート）を構成するバ
インダとして、耐水性を有するものの使用が不可欠とな
る。つまり、使用できるバインダの種類が大幅に制限さ
れる。[0007] In view of the current situation, the green compact may be cut using an apparatus called a wet slicer. However, when the same apparatus is used, a considerable amount of abrasive grain slurry adheres to the small pieces obtained by cutting the green compact, that is, the green compact pieces. For this reason, it is necessary to thoroughly wash the green molded body piece before the subsequent firing process, and therefore it is essential to use a water resistant binder as a constituent of the green molded body (and thus the green sheet). Becomes That is, the types of binders that can be used are greatly limited.
【０００８】また、たとえ耐水性を備えたバインダを使
用しても、グリーン成形体片が膨潤したり、変形したり
するトラブルを完全に回避することはできない。それゆ
えグリーン成形体は、やはり乾式の切断方法によって、
複数個のグリーン成形体片に分割されるのが望ましい。Even if a binder having water resistance is used, it is impossible to completely avoid the trouble that the green molded piece swells or is deformed. Therefore, the green molded body is, by the dry cutting method,
It is preferably divided into a plurality of green molded pieces.
【０００９】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、不具合が生じないようグリーンシート積層成形体
を良好に切断（乾式切断）できる技術を提供することで
ある。特に、切断されるグリーンシート積層成形体が厚
手のものであっても、切断面に反りなどの不具合が生じ
ないようグリーンシート積層成形体を、その厚さ方向に
沿って真直に切断できる技術を提供することである。[0009] Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a technique capable of satisfactorily cutting (dry cutting) a green sheet laminated compact so as not to cause a problem. In particular, even if the green sheet laminated molded body to be cut is a thick one, a technology that can cut the green sheet laminated molded body straight along the thickness direction so that defects such as warp in the cut surface do not occur Is to provide.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するべく
本発明者は、切断刃を、これまでのものよりも格段に厚
くすることを考えた。こうすると切断刃の撓みが著しく
小さくなるので、確かに、グリーンシート積層成形体の
切断面に反りが生じるといった不具合は解消される。と
ころが、厚みの大きな切断刃は、刃物としてよりも、む
しろクサビとして機能することが判明した。切断刃がク
サビとして機能した場合、グリーンシート積層成形体の
下部で割れが発生し、その多くは、積層型セラミックス
素子となる部分の内部にまで達するため、切断不良が多
発するようになる。In order to solve the above problems, the inventor of the present invention considered to make the cutting blade much thicker than the conventional ones. In this case, the bending of the cutting blade is significantly reduced, so that the problem that the cut surface of the green sheet laminated body is warped is certainly eliminated. However, it has been found that a thick cutting blade functions as a wedge rather than as a cutting tool. When the cutting blade functions as a wedge, cracks occur in the lower part of the green sheet laminated body, and most of them reach the inside of the portion to be the laminated ceramic element, resulting in frequent cutting defects.
【００１１】そこで本発明者は、これまで極めて単調で
あった切断刃の動作（単なる降下動作）に変化を与える
ことを思い付いた。そして、切断刃を振動させながらグ
リーンシート積層成形体を切断すれば、抵抗が減少する
ので、たとえそれが厚さ５ｍｍ以上の厚手のものであっ
ても、切断面に反りなどの不具合が生じないように切断
できることを、つまりグリーンシート積層成形体を、そ
の厚さ方向に沿って真直に切断（乾式切断）できること
を見出した。言いかえれば、グリーンシート積層成形体
に押し当てた切断刃を振動させながら、その厚さ方向に
切断刃を変位させて、グリーンシート積層成形体を切断
すれば、不良箇所が生じないようグリーンシート積層成
形体を良好に切断（乾式切断）できることを突き止め
た。Therefore, the present inventor has come up with the idea of changing the operation of the cutting blade, which has been extremely monotonous until now (simply descending operation). When the green sheet laminated compact is cut while vibrating the cutting blade, the resistance is reduced, so that even if the green sheet laminate is thicker than 5 mm, the cut surface will not be warped. It was found that the green sheet laminated compact can be cut straight (dry cutting) along the thickness direction. In other words, by vibrating the cutting blade pressed against the green sheet laminated body and displacing the cutting blade in the thickness direction to cut the green sheet laminated body, the green sheet does not have a defective portion. It was found that the laminated molded body can be satisfactorily cut (dry cutting).
【００１２】本発明は、こうした新知見に基づいてなさ
れたものであり、上記の課題は、複数枚のグリーンシー
トを積層し、加圧して得たグリーンシート積層成形体に
切断刃を押し当て、前記グリーンシート積層成形体の厚
さ方向に前記切断刃を変位させることによって、前記グ
リーンシート積層成形体を切断する方法であって、前記
グリーンシート積層成形体に押し当てた前記切断刃を振
動させながら、前記グリーンシート積層成形体の厚さ方
向に前記切断刃を変位させて、前記グリーンシート積層
成形体を切断することを特徴とするグリーンシート積層
成形体の切断方法によって解決される。The present invention has been made on the basis of these new findings, and the above-mentioned problem is obtained by stacking a plurality of green sheets and pressing a cutting blade against the green sheet laminated compact obtained by pressing. A method of cutting the green sheet laminated body by displacing the cutting blade in the thickness direction of the green sheet laminated body, wherein the cutting blade pressed against the green sheet laminated body is vibrated. However, the method for cutting a green sheet laminated body is characterized in that the cutting blade is displaced in the thickness direction of the green sheet laminated body to cut the green sheet laminated body.
【００１３】なお、切断刃を振動させる方向としては、
グリーンシート積層成形体の厚さ方向、グリーンシ
ート積層成形体の厚さ方向と直交する方向、すなわち切
断刃の刃長方向が考えられる。しかし切断刃が、これら
２方向に同時に振動するようにしてもよい。また、切断
刃とグリーンシート積層成形体の表面とのなす角度が絶
えず変化するよう、切断刃の変位方向およびその刃長方
向の両方と直交する仮想軸を中心として、切断刃が振動
（微小揺動）するようにしてもよい。The direction of vibrating the cutting blade is as follows.
The thickness direction of the green sheet laminated body and the direction orthogonal to the thickness direction of the green sheet laminated body, that is, the blade length direction of the cutting blade can be considered. However, the cutting blade may vibrate simultaneously in these two directions. In addition, the cutting blade vibrates around the virtual axis orthogonal to both the displacement direction of the cutting blade and its blade length direction (fine vibration) so that the angle between the cutting blade and the surface of the green sheet laminated body changes constantly. You may make it move.
【００１４】また、切断刃を上記のごとく振動させる加
振手段としては、たとえば圧電アクチュエータや電磁式
加振器、油圧あるいは空気圧シリンダーなどが挙げられ
る。加えて、切断刃を振動させる際の振動数（周波数）
は、切断されるグリーンシート積層成形体の性状（組成
や硬さ）にもよるが、１０〜１０００Ｈｚ（＝
ｓ−１）、特に１００〜５００Ｈｚ（＝ｓ−１）程度が
好ましい。Examples of the vibrating means for vibrating the cutting blade as described above include a piezoelectric actuator, an electromagnetic exciter, a hydraulic or pneumatic cylinder, and the like. In addition, the frequency (frequency) when vibrating the cutting blade
Depends on the properties (composition and hardness) of the green sheet laminated body to be cut, but it is 10 to 1000 Hz (=
s −1 ), particularly about 100 to 500 Hz (= s −1 ) is preferable.
【００１５】また、本発明に係るグリーンシート積層成
形体の切断方法を実施するに際しては、切断刃をグリー
ンシート積層成形体の厚さ方向に変位させる際、この切
断刃に、その刃長方向に沿った引張り力を作用させるこ
とが好ましい。これによって、切断面に不具合が生じる
のを一層効果的に抑止できるようになる。In carrying out the method for cutting a green sheet laminated body according to the present invention, when the cutting blade is displaced in the thickness direction of the green sheet laminated body, the cutting blade is moved in the blade length direction. It is preferable to apply a tensile force along the line. This makes it possible to more effectively suppress the occurrence of defects in the cut surface.
【００１６】ちなみに、切断刃に引張り力を作用させる
手法としては、切断刃をその材質とは異なる材質（たと
えばアルミニウム合金）のホルダーで保持すると共に、
このホルダーを加熱し、両者の熱膨張率（但し切断刃の
熱膨張率＜ホルダーの熱膨張率）の差に起因する引張り
力を切断刃に作用させる方法が挙げられる。By the way, as a method of applying a tensile force to the cutting blade, the cutting blade is held by a holder made of a material (for example, an aluminum alloy) different from the material thereof, and
There is a method in which this holder is heated and a tensile force due to a difference in thermal expansion coefficient between them (however, the thermal expansion coefficient of the cutting blade <the thermal expansion coefficient of the holder) is applied to the cutting blade.
【００１７】ホルダーを加熱するには、それに直接温風
を吹き付ける方法や、電熱線をホルダーに内蔵してお
き、それに通電する方法などが考えられる。そして、た
とえばホルダーに温風を吹き付ける場合、その温度は、
切断刃およびホルダーの形状や物性にもよるが、４０〜
１５０℃、特に５０〜７０℃程度が好ましい。In order to heat the holder, a method of directly blowing hot air to the holder, a method of energizing the heating wire with the heating wire built into the holder, and the like can be considered. And, for example, when blowing hot air to the holder, the temperature is
40 to 40 depending on the shape and physical properties of the cutting blade and holder
It is preferably 150 ° C, particularly about 50 to 70 ° C.
【００１８】切断刃に引張り力を作用させる第２の手法
としては、ネジジャッキのような器具を切断刃に取り付
けておき、それを作動させて機械的な引張り力を切断刃
に作用させる方法が挙げられる。なお、切断刃のホルダ
ーを加熱する場合についても言えることであるが、切断
刃に作用させる引張り力は、一例として、１００〜１０
００Ｎ、特に３００〜５００Ｎ程度に設定される。より
一般化して言うと、切断刃に作用させる引張り力は、切
断刃内部の引張り応力が、１０×１０６〜１００×１０
６Ｐａ、特に３０×１０６〜５０×１０６Ｐａ程度とな
るような大きさに設定されることが望ましい。A second method for applying a tensile force to the cutting blade is to attach an instrument such as a screw jack to the cutting blade and operate it to apply a mechanical tensile force to the cutting blade. Can be mentioned. The same applies to the case where the holder of the cutting blade is heated, but the tensile force applied to the cutting blade is 100 to 10 as an example.
00N, particularly about 300 to 500N. In more general terms, the tensile force applied to the cutting blade is such that the tensile stress inside the cutting blade is 10 × 10 6 to 100 × 10.
It is desirable that the size be set to 6 Pa, particularly about 30 × 10 6 to 50 × 10 6 Pa.
【００１９】また、本発明に係るグリーンシート積層成
形体の切断方法を実施するに際しては、切断刃として、
刃先角度が２０度以下、特に刃先角度が１０〜２０度の
ものを用いることが好ましい。これは、切断刃の刃先角
度が過小であると、その先端部分の強度が不足する恐れ
があり、一方、刃先角度が過大であると、切断刃がクサ
ビのごとく機能し、上述したような不具合が発生するこ
とがあるからである。In carrying out the method for cutting a green sheet laminated compact according to the present invention,
It is preferable to use a blade edge angle of 20 degrees or less, particularly a blade edge angle of 10 to 20 degrees. This is because if the cutting edge angle of the cutting blade is too small, the strength of the tip portion may be insufficient, while if the cutting edge angle is too large, the cutting blade functions like a wedge, and the above-mentioned problems This may occur.
【００２０】更に、本発明に係るグリーンシート積層成
形体の切断方法を実施するに際しては、切断刃として超
硬合金から構成されたもの、なかでもタングステンカー
バイドを主成分とする超硬合金から構成されたものを用
いることが好ましい。切断刃を超硬合金製とすること
で、切断刃の撓みを、したがって切断面の反りを一層効
果的に抑止できるようになる。Further, in carrying out the method for cutting the green sheet laminated compact according to the present invention, the cutting blade is made of cemented carbide, and particularly of tungsten carbide as the main component. It is preferable to use the one. When the cutting blade is made of cemented carbide, the bending of the cutting blade, and thus the warp of the cutting surface, can be suppressed more effectively.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を用いて、本発
明の一実施形態を具体的に説明する。ここで、図１は本
実施形態に係るグリーンシート積層成形体の切断方法を
実施する際に使用される切断装置の要部概略正面図、図
２は同装置の要部概略側面図、図３は図１におけるＸ−
Ｘ線での断面図、図４は切断刃がグリーンシート積層成
形体を切断している状況を示す概略断面図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a schematic front view of a main part of a cutting device used when the method for cutting a green sheet laminated body according to the present embodiment is performed, and FIG. 2 is a schematic side view of the main part of the device. Is X- in FIG.
A cross-sectional view taken along the X-ray, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a situation where the cutting blade is cutting the green sheet laminated body.
【００２２】本実施形態に係るグリーンシート積層成形
体の切断方法（以下、本切断方法と言う）は、最終的に
積層型セラミックス素子となるグリーンシート積層成形
体（以下、再びグリーン成形体と言う）を切断するため
のものである。すなわち、本切断方法を用いて、グリー
ン成形体は数個の小片（以下、再びグリーン成形体片と
言う）に分割され、次いで、この小片に所定の処理が施
されて上記積層型セラミックス素子となる。The cutting method of a green sheet laminated molded body according to the present embodiment (hereinafter referred to as the main cutting method) is performed by a green sheet laminated molded body (hereinafter referred to as a green molded body again) which finally becomes a laminated ceramic element. ) Is for cutting. That is, using this cutting method, the green molded body is divided into several small pieces (hereinafter referred to as green molded body pieces), and then these small pieces are subjected to a predetermined treatment to form the above-mentioned multilayer ceramic element. Become.
【００２３】なお、上記グリーン成形体は、言うまでも
なく、数十〜数百枚程度のグリーンシート（大半のもの
には内部電極となる金属ペースト膜が形成されている）
を積層し、それを厚さ方向（積層方向）に加圧すること
で、グリーンシート同士を圧着させて得たものである。Needless to say, the above-mentioned green molded body has several tens to several hundreds of green sheets (most of them have a metal paste film as an internal electrode).
Are laminated and pressed in the thickness direction (lamination direction), whereby the green sheets are pressure-bonded to each other.
【００２４】本切断方法の説明に先立って、それを実施
する際に使用される切断装置の構造についてまず解説す
る。この切断装置は、図１あるいは図２からわかるよう
に、主要構成要素として、グリーン成形体保持機構Ａお
よび切断機構Ｂを有する。このうちグリーン成形体保持
機構Ａは水平方向（図２における左右方向）にのみ変位
可能であり、一方、切断機構Ｂは、上下方向すなわち水
平面に対して垂直な方向にのみ変位可能である。但し、
両者とも駆動機構部分については、既に公知であるから
図示していない。また図１においては、説明の都合上、
切断機構Ｂの一部を断面にて示している。Prior to the description of the present cutting method, the structure of the cutting device used for carrying out the method will be first described. As shown in FIG. 1 or 2, this cutting device has a green molded body holding mechanism A and a cutting mechanism B as main components. Of these, the green compact holding mechanism A can be displaced only in the horizontal direction (the horizontal direction in FIG. 2), while the cutting mechanism B can be displaced only in the vertical direction, that is, in the direction perpendicular to the horizontal plane. However,
The drive mechanism portion is not shown in both figures because it is already known. Further, in FIG. 1, for convenience of explanation,
A part of the cutting mechanism B is shown in cross section.
【００２５】グリーン成形体保持機構Ａは、水平方向に
変位可能なベース１と、このベース１の上面に互いに対
向する状態で設けた二つの固定保持片２ａ，２ｂと、こ
れら固定保持片２ａ，２ｂの間に設けた可動保持片３と
を具備する。グリーン成形体Ｆは、可動保持片３と固定
保持片２ｂとの間に、両者に把持された状態でセットさ
れるのであるが、このうち可動保持片３は、固定保持片
２ａにスプリング４を介して連結されている。したがっ
て可動保持片３は、このスプリング４の弾撥力によって
グリーン成形体Ｆの側面に圧接し、切断中、位置ずれが
起きないようグリーン成形体Ｆを強固に固定する。The green molded body holding mechanism A includes a base 1 which can be displaced in the horizontal direction, two fixed holding pieces 2a and 2b provided on the upper surface of the base 1 so as to face each other, and these fixed holding pieces 2a and 2a. And a movable holding piece 3 provided between 2b. The green molded body F is set between the movable holding piece 3 and the fixed holding piece 2b while being held by both, and the movable holding piece 3 has the spring 4 on the fixed holding piece 2a. Are connected through. Therefore, the movable holding piece 3 is pressed against the side surface of the green molded body F by the elastic force of the spring 4, and firmly fixes the green molded body F so as not to be displaced during cutting.
【００２６】なお、固定保持片２ａ，２ｂおよび可動保
持片３は、上記切断機構Ｂが備える切断刃（後に詳述）
の長手方向つまり刃長方向と平行になっている。またベ
ース１は、上述したように、この切断刃の刃長方向と直
交する方向（水平縦方向）に変位可能である。したがっ
て切断機構Ｂによる切断処理と、ベース１の変位（１回
の変位量＝グリーン成形体片の幅）とを交互に繰り返す
ことで、このベース１に載置固定されたグリーン成形体
Ｆは、切断刃の刃長方向つまり水平横方向と平行なライ
ンに沿って切断されていく。そしてこの結果、数個の細
長いグリーン成形体片となる。ちなみに、図４における
一点鎖線が、このグリーン成形体片同士の境界線であ
る。The fixed holding pieces 2a and 2b and the movable holding piece 3 are provided with a cutting blade provided in the cutting mechanism B (detailed later).
Is parallel to the longitudinal direction, that is, the blade length direction. Further, as described above, the base 1 can be displaced in the direction (horizontal vertical direction) orthogonal to the blade length direction of this cutting blade. Therefore, by alternately repeating the cutting process by the cutting mechanism B and the displacement of the base 1 (the displacement amount of one time = the width of the green molded body piece), the green molded body F mounted and fixed on the base 1 is The cutting blade is cut along a line parallel to the lengthwise direction of the cutting blade, that is, the horizontal direction. As a result, several elongated green molded pieces are obtained. By the way, the alternate long and short dash line in FIG. 4 is a boundary line between the green molded body pieces.
【００２７】ところで、この切断装置では、グリーン成
形体Ｆをスプリング４の弾撥力によって押圧保持してい
るので、切断処理によって得られたグリーン成形体片
は、切断作業中、終始、グリーン成形体Ｆの残部と一体
になっている。よって、切断処理によって完全に別体と
なったグリーン成形体片同士が分離してしまうことはな
く、高精度な切断処理に不可欠なその疑似的一体状態が
維持される。また、上記切断刃がグリーン成形体Ｆ中に
侵徹した際、このグリーン成形体Ｆの前後長（水平縦方
向の長さ寸法）は、一時的に切断刃の刃厚分だけ増大す
る。しかしながら、この増分は、可動保持片３が、スプ
リング４を縮めながら僅かに後退することで吸収され
る。したがって、グリーン成形体Ｆには無理な力が加わ
ることがなく、変形などの不具合は生じない。By the way, in this cutting device, since the green molded body F is pressed and held by the elastic force of the spring 4, the green molded body pieces obtained by the cutting process are always cut during the cutting operation. It is integrated with the rest of F. Therefore, the green molded body pieces which are completely separated by the cutting process are not separated from each other, and the pseudo integrated state that is essential for the highly accurate cutting process is maintained. When the cutting blade penetrates into the green compact F, the front-rear length (horizontal lengthwise dimension) of the green compact F temporarily increases by the thickness of the cutting blade. However, this increment is absorbed by the movable holding piece 3 retracting slightly while contracting the spring 4. Therefore, no unreasonable force is applied to the green compact F, and defects such as deformation do not occur.
【００２８】次に、切断機構Ｂについてであるが、これ
は主要構成要素として、切断刃１１、この切断刃１１を
保持するホルダー１２、そして、このホルダー１２を吊
るベース１３を具備する。これら構成要素のうちベース
１３は、図示していない駆動機構に連結されており、こ
の駆動機構を作動させることで、切断機構Ｂが、したが
って切断刃１１が、上述したごとく上下方向に変位（上
昇・降下）するようになっている。Next, regarding the cutting mechanism B, it comprises a cutting blade 11, a holder 12 for holding the cutting blade 11, and a base 13 for suspending the holder 12 as main components. Of these components, the base 13 is connected to a drive mechanism (not shown), and by operating this drive mechanism, the cutting mechanism B, and thus the cutting blade 11, is displaced (raised) in the vertical direction as described above.・ Descent).
【００２９】但し、ホルダー１２はベース１３に対して
剛結合されておらず、皿バネ１４を介して、上下方向に
極めて僅かな量だけ変位できるよう連結されている。更
に詳しく言うと、ベース１３の両端には円孔が形成され
ており、ホルダー１２の上面に立設した２本の軸１５
ａ，１５ｂが、上記皿バネ１４およびベース１３の円孔
を貫通して、ベース１３の上面から突出している。更に
軸１５ａ，１５ｂの周囲には、基端側をベース１３の円
孔に嵌入させたガイド管１６ａ，１６ｂを配置してい
る。つまり軸１５ａ，１５ｂは、それぞれガイド管１６
ａ，１６ｂの内部を挿通して、その上端開口から突出し
た状態となっている。However, the holder 12 is not rigidly connected to the base 13 but is connected via the disc spring 14 so that it can be displaced in the vertical direction by an extremely small amount. More specifically, circular holes are formed at both ends of the base 13, and the two shafts 15 that are erected on the upper surface of the holder 12 are provided.
The a and 15b penetrate the circular holes of the disc spring 14 and the base 13 and project from the upper surface of the base 13. Further, around the shafts 15a and 15b, there are arranged guide tubes 16a and 16b whose base ends are fitted into the circular holes of the base 13. That is, the shafts 15a and 15b are respectively connected to the guide tube 16
It is in a state of being inserted through the insides of a and 16b and protruding from the upper end opening thereof.
【００３０】これに加えて、軸１５ａ，１５ｂの上端部
には、それぞれナット１７ａ，１７ｂを螺着させ、所定
の強さで締め込んである。総じて、ホルダー１２は、ベ
ース１３に対して、皿バネ１４を介して懸吊された格好
となっており、こうすることでホルダー１２が上下方向
に高速で変位（振動）することを可能にしている。In addition to this, nuts 17a and 17b are respectively screwed to the upper ends of the shafts 15a and 15b and tightened with a predetermined strength. In general, the holder 12 is in a state of being suspended from the base 13 via the disc spring 14, which allows the holder 12 to be vertically displaced (vibrated) at high speed. There is.
【００３１】なおベース１３の中央には、圧電アクチュ
エータ１８を配置している。この圧電アクチュエータ１
８は、ベース１３の中央に形成した孔から下方に突出
し、更に、その先端の凸部１８ａがホルダー１２の頭頂
部に当接している。また、圧電アクチュエータ１８は、
言うまでもなくベース１３に対して堅固に固定されてい
る。したがって、電圧を印加して、圧電アクチュエータ
１８を機能させると、つまりその先端の凸部１８ａを高
速で伸縮させると、これに合わせてホルダー１２も高速
で上下方向に振動する。言いかえれば、この圧電アクチ
ュエータ１８が、ホルダー１２を上下方向に振動させる
役割を果す。なお、ここではホルダー１２を、したがっ
て切断刃１１を振動させる加振手段として、圧電式のア
クチュエータを用いたが、これに替えて、たとえば電磁
式のアクチュエータなどを採用してもよい。A piezoelectric actuator 18 is arranged in the center of the base 13. This piezoelectric actuator 1
The reference numeral 8 projects downward from a hole formed in the center of the base 13, and the convex portion 18a at the tip of the reference numeral 8 is in contact with the crown of the holder 12. In addition, the piezoelectric actuator 18 is
Needless to say, it is firmly fixed to the base 13. Therefore, when a voltage is applied to cause the piezoelectric actuator 18 to function, that is, when the convex portion 18a at the tip of the piezoelectric actuator 18 expands and contracts at high speed, the holder 12 also vibrates vertically at high speed accordingly. In other words, the piezoelectric actuator 18 plays a role of vertically vibrating the holder 12. Although a piezoelectric actuator is used as the vibrating means for vibrating the holder 12 and hence the cutting blade 11 here, an electromagnetic actuator or the like may be used instead.
【００３２】切断機構Ｂは、上記構成要素に加えて更に
温風供給手段１９を有する。この温風供給手段１９の温
風排出口は、ホルダー１２と対面する位置にあり、温風
供給手段１９は、必要に応じて、ホルダー１２に温風を
吹き付けることができる。ところで本実施形態では、切
断刃１１およびホルダー１２として、互いに材質が異な
るものを用いている。すなわち前者は切れ味の落ちにく
い超硬合金製、特にタングステンカーバイドを主成分と
する超硬合金製であり、一方、後者は加工が容易なアル
ミニウム合金製である。The cutting mechanism B has a warm air supply means 19 in addition to the above-mentioned components. The hot air outlet of the hot air supply means 19 is located at a position facing the holder 12, and the hot air supply means 19 can blow hot air to the holder 12 as necessary. By the way, in this embodiment, the cutting blade 11 and the holder 12 are made of different materials. That is, the former is made of a cemented carbide that does not easily lose sharpness, particularly made of a cemented carbide containing tungsten carbide as a main component, while the latter is made of an aluminum alloy that can be easily processed.
【００３３】よって両者は、その熱膨張率も大きく異な
っており（切断刃１１の熱膨張率＜ホルダー１２の熱膨
張率）、温風を供給した際には、この熱膨張率の差に起
因して切断刃１１には引張り力が作用する。この引張り
力は、切断刃１１の撓み抑止に、ひいてはグリーン成形
体の切断面の反り抑止に大きな効果を発揮する。なお、
切断刃１１およびホルダー１２の材質が上記のようなも
のである場合、温風供給手段１９を用いて供給する温風
の温度は、１００℃程度に設定される。そして、この場
合の引張り力は、切断刃１１の内部の引張り応力が、３
０×１０６〜５０×１０６Ｐａ程度となるような大きさ
になる。Therefore, the thermal expansion coefficients of the two are greatly different (the thermal expansion coefficient of the cutting blade 11 <the thermal expansion coefficient of the holder 12), and when hot air is supplied, the difference in the thermal expansion coefficient is caused. Then, a tensile force acts on the cutting blade 11. This pulling force exerts a great effect in suppressing the bending of the cutting blade 11, and thus in suppressing the warp of the cut surface of the green molded body. In addition,
When the materials of the cutting blade 11 and the holder 12 are as described above, the temperature of the hot air supplied by using the hot air supply means 19 is set to about 100 ° C. And the tensile force in this case is such that the tensile stress inside the cutting blade 11 is 3
The size is about 0 × 10 6 to 50 × 10 6 Pa.
【００３４】ちなみに、切断刃１１に引張り力を作用さ
せるその他の手法としては、ネジジャッキのような器具
を切断刃１１に取り付けておき、それを作動させて機械
的な引張り力を切断刃１１に直接作用させる方法が考え
られる。By the way, as another method for applying a tensile force to the cutting blade 11, a device such as a screw jack is attached to the cutting blade 11 and is actuated to apply a mechanical tensile force to the cutting blade 11. A method of directly acting can be considered.
【００３５】切断刃１１を保持するホルダー１２は、略
コ字形となっており、切断刃１１は、このホルダー１２
の中央に設けた凹部１２ａから、その一部が露出するよ
う設けられている。切断刃１１は、ホルダー１２に対し
て数箇所でネジ止めされており、これによって強固な位
置固定状態を実現している。よって、切断刃１１がホル
ダー１２に対して振動することはない。なお、ホルダー
１２の凹部１２ａは、グリーン成形体Ｆの断面形状より
もやや大きく、この凹部１２ａの存在により、切断処理
の際、ホルダー１２がグリーン成形体Ｆに干渉すること
はない。言いかえれば、切断刃１１において凹部１２ａ
から露出する部分のみが、グリーン成形体Ｆの切断処理
に関与する。The holder 12 for holding the cutting blade 11 has a substantially U shape, and the cutting blade 11 has the holder 12
It is provided so that a part thereof is exposed from the recess 12a provided in the center of the. The cutting blade 11 is screwed to the holder 12 at several places, thereby realizing a firm position fixing state. Therefore, the cutting blade 11 does not vibrate with respect to the holder 12. The recess 12a of the holder 12 is slightly larger than the cross-sectional shape of the green compact F, and the presence of the recess 12a prevents the holder 12 from interfering with the green compact F during the cutting process. In other words, the recess 12a in the cutting blade 11
Only the portion exposed from the part is involved in the cutting process of the green compact F.
【００３６】更に言えば、図３からわかるように、切断
刃１１は、ホルダー１２の下端から僅かな量だけ、たと
えば１ｍｍ程度突出している。加えて本実施形態では、
切断刃１１として、その断面が仮想中心線を挟んで左右
対称な形状のものを用いた。特に、その刃先角度すなわ
ち刃先を構成する二つの面同士がなす角度（図３中、θ
で示す）は、１０〜２０度程度である。Furthermore, as can be seen from FIG. 3, the cutting blade 11 projects from the lower end of the holder 12 by a slight amount, for example, about 1 mm. In addition, in this embodiment,
As the cutting blade 11, a blade whose cross section is symmetrical with respect to the virtual center line was used. In particular, the blade edge angle, that is, the angle formed by two surfaces forming the blade edge (θ in FIG. 3).
Is about 10 to 20 degrees.
【００３７】さて本切断方法を含めて、切断刃を用いる
乾式切断方法は、グリーン成形体に切断刃を上方から押
し当て、その厚さ方向に切断刃を変位つまり侵徹させる
ことによって、グリーン成形体を切断することを特徴と
する。ところが本切断方法を用いた場合には、図４に示
すごとく、更に、グリーン成形体Ｆに押し当てた切断刃
１１を振動（上下方向に振動）させながら、このグリー
ン成形体Ｆの厚さ方向に、切断刃１１を全体としては一
定の速度で降下させて、グリーン成形体Ｆを切断するこ
とになる。Now, including the main cutting method, the dry cutting method using a cutting blade is performed by pressing the cutting blade against the green molded body from above and displacing or penetrating the cutting blade in the thickness direction of the green molded body. It is characterized by cutting. However, when this cutting method is used, as shown in FIG. 4, while the cutting blade 11 pressed against the green compact F is further vibrated (vertically), the thickness direction of the green compact F is increased. First, the cutting blade 11 is lowered at a constant speed as a whole to cut the green compact F.
【００３８】切断刃１１の振動数（周波数）は、切断さ
れるグリーン成形体の性状にもよるが、通常、１００〜
２００Ｈｚ程度に設定される。本実施形態では、上述し
たように、加振手段である圧電アクチュエータ１８を用
いることで、切断刃１１をホルダー１２と共に振動させ
ている。The frequency (frequency) of the cutting blade 11 depends on the properties of the green molded body to be cut, but is usually 100 to 100.
It is set to about 200 Hz. In this embodiment, as described above, the cutting blade 11 is vibrated together with the holder 12 by using the piezoelectric actuator 18 which is a vibrating unit.
【００３９】また、本切断方法を用いた場合には、振動
する切断刃１１をグリーン成形体Ｆの厚さ方向に変位さ
せる際、その刃長方向に沿った引張り力を切断刃１１に
作用させることになる。これには、上記温風供給手段１
９が使用され、先に詳述したような理由で、切断刃１１
には所要の引張り力が発生する。加えて、本切断方法を
用いた場合には、切断刃１１として、刃先角度が２０度
以下、特に１５度であって、かつ、全体がタングステン
カーバイドを主成分とする超硬合金から構成されたもの
が用いられることになる。Further, when the present cutting method is used, when the vibrating cutting blade 11 is displaced in the thickness direction of the green compact F, a tensile force along the blade length direction is applied to the cutting blade 11. It will be. For this, the warm air supply means 1 is used.
9 is used and for the reasons detailed above, the cutting blade 11
A required pulling force is generated in. In addition, when the present cutting method is used, the cutting blade 11 has a cutting edge angle of 20 degrees or less, particularly 15 degrees, and is entirely made of cemented carbide containing tungsten carbide as a main component. Things will be used.
【００４０】さて、こうした点を特徴とする本切断方法
を用いた場合には、切断刃１１を単調に変位させる場合
に比して、格段に高精度な切断処理が可能となる。すな
わち、切断刃１１を振動させながらグリーン成形体Ｆを
切断すれば、たとえそれが厚さ５ｍｍ以上の厚手のもの
であっても、切断面に反りなどの不具合が生じないよう
に、つまりグリーン成形体Ｆを、その厚さ方向に沿って
真直に切断（乾式切断）できる。換言すれば、グリーン
成形体Ｆに押し当てた切断刃１１を振動させながら、そ
の厚さ方向に切断刃１１を変位させて、グリーン成形体
Ｆを切断するので、本切断方法は、製品価値を低下させ
る不具合が生じないようグリーン成形体Ｆを良好に切断
（乾式切断）することが可能である。By the way, when the present cutting method characterized by these points is used, the cutting processing can be performed with extremely high precision as compared with the case where the cutting blade 11 is monotonically displaced. That is, if the green molded body F is cut while vibrating the cutting blade 11, even if it is a thick one having a thickness of 5 mm or more, defects such as warp in the cut surface do not occur, that is, the green molding is performed. The body F can be cut straight (dry cutting) along the thickness direction. In other words, while vibrating the cutting blade 11 pressed against the green molded body F and displacing the cutting blade 11 in the thickness direction to cut the green molded body F, the present cutting method reduces the product value. The green molded body F can be satisfactorily cut (dry cutting) so as not to cause the problem of lowering.
【００４１】なお、ここでは、グリーン成形体Ｆの厚さ
方向つまり上下方向に切断刃１１を振動させるようにし
たが、これ以外にも、グリーン成形体Ｆの厚さ方向と直
交する方向、すなわち切断刃１１の刃長方向に、切断刃
１１を振動させることもできる。また、切断刃１１を、
これら２方向に同時に振動させてもよい。更に、切断刃
１１とグリーン成形体Ｆの表面とのなす角度が絶えず変
化するよう、切断刃１１の変位方向およびその刃長方向
の両方と直交する仮想軸を中心として、切断刃１１を振
動（微小揺動）させるようにしてもよい。Here, the cutting blade 11 is vibrated in the thickness direction of the green compact F, that is, in the vertical direction, but in addition to this, a direction orthogonal to the thickness direction of the green compact F, that is, It is also possible to vibrate the cutting blade 11 in the blade length direction of the cutting blade 11. In addition, the cutting blade 11,
You may vibrate simultaneously in these two directions. Further, the cutting blade 11 is vibrated about an imaginary axis orthogonal to both the displacement direction of the cutting blade 11 and its blade length direction so that the angle formed by the cutting blade 11 and the surface of the green molded body F constantly changes ( It may be made to slightly swing).
【００４２】ちなみに、本切断方法の有用性を確かめる
べく、実際に切断試験を行った。この試験に供した試料
は、厚さが１４ｍｍの、ごく一般的な組成のグリーン成
形体である。本切断方法を用いて、このグリーン成形体
に切断処理を施したところ、切断面の反りは、許容値で
ある０．１ｍｍを大幅に下回り、平均で、０．０５ｍｍ
程度に抑えられた。一方、比較のため、旧来の乾式切断
方法を用いて同様の試験を行った。すると、切断面の反
りは上記許容値を大きく上回り、平均で０．３ｍｍ以上
となった。このことからも本切断方法の秀逸さが裏付け
られた。Incidentally, in order to confirm the usefulness of this cutting method, a cutting test was actually conducted. The sample used in this test is a green molded body having a thickness of 14 mm and a very general composition. When this green molded body was subjected to a cutting treatment using this cutting method, the warp of the cut surface was significantly lower than the allowable value of 0.1 mm, and the average was 0.05 mm.
It was suppressed to the extent. On the other hand, for comparison, the same test was performed using the conventional dry cutting method. Then, the warp of the cut surface greatly exceeded the above allowable value, and was 0.3 mm or more on average. This also supports the excellence of this cutting method.
【００４３】[0043]
【発明の効果】本発明に係るグリーンシート積層成形体
の切断方法によれば、不具合が生じないようグリーンシ
ート積層成形体を良好に切断（乾式切断）できる。特
に、本発明に係るグリーンシート積層成形体の切断方法
を用いれば、処理されるグリーンシート積層成形体が厚
手のものであっても、切断面に反りなどの不具合が生じ
ないようグリーンシート積層成形体を、その厚さ方向に
沿って真直に切断することができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the method for cutting a green sheet laminated molded body according to the present invention, the green sheet laminated molded body can be satisfactorily cut (dry cutting) so that no trouble occurs. In particular, by using the method for cutting a green sheet laminated molded body according to the present invention, even if the green sheet laminated molded body to be processed is thick, the green sheet laminated molded body is prevented from causing a defect such as a warp in a cut surface. The body can be cut straight along its thickness.
【図１】本発明の実施形態に係るグリーンシート積層成
形体の切断方法を実施する際に使用される切断装置の要
部概略正面図FIG. 1 is a schematic front view of a main part of a cutting device used when performing a method of cutting a green sheet laminated body according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施形態に係るグリーンシート積層成
形体の切断方法を実施する際に使用される切断装置の要
部概略側面図FIG. 2 is a schematic side view of a main part of a cutting device used when performing a method of cutting a green sheet laminated body according to an embodiment of the present invention.
【図３】図１におけるＸ−Ｘ線での断面図FIG. 3 is a sectional view taken along line XX in FIG.
【図４】切断刃がグリーンシート積層成形体を切断して
いる状況を示す概略断面図FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state where a cutting blade is cutting the green sheet laminated body.
Ａ グリーン成形体保持機構
Ｂ 切断機構
Ｆ グリーンシート積層成形体（グリ
ーン成形体）
１ ベース
２ａ，２ｂ 固定保持片
３ 可動保持片
４ スプリング
１１ 切断刃
１２ ホルダー
１３ ベース
１４ 皿バネ
１５ａ，１５ｂ 軸
１６ａ，１６ｂ ガイド管
１７ａ，１７ｂ ナット
１８ 圧電アクチュエータ（加振手
段）
１９ 温風供給手段A green molded body holding mechanism B cutting mechanism F green sheet laminated molded body (green molded body) 1 base 2a, 2b fixed holding piece 3 movable holding piece 4 spring 11 cutting blade 12 holder 13 base 14 disc springs 15a, 15b shaft 16a, 16b Guide tubes 17a, 17b Nut 18 Piezoelectric actuator (vibrating means) 19 Hot air supply means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 高志 千葉県東金市小沼田1568−４ 太平洋セメ ント株式会社中央研究所内 (72)発明者 江崎 徹 千葉県東金市小沼田1568−４ 太平洋セメ ント株式会社中央研究所内 Ｆターム(参考） 4G055 AA08 AC01 AC09 BB05 BB12 BB20 5E001 AB03 AE02 AH01 AH09 AJ02 5E082 AA01 AB03 EE23 FF05 FG26 PP07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Takashi Yasuda 1568-4 Onumada, Togane-shi, Chiba Pacific semester Central Research Institute (72) Inventor Toru Ezaki 1568-4 Onumada, Togane-shi, Chiba Pacific semester Central Research Institute F-term (reference) 4G055 AA08 AC01 AC09 BB05 BB12 BB20 5E001 AB03 AE02 AH01 AH09 AJ02 5E082 AA01 AB03 EE23 FF05 FG26 PP07
Claims (4)
して得たグリーンシート積層成形体に切断刃を押し当
て、前記グリーンシート積層成形体の厚さ方向に前記切
断刃を変位させることによって、前記グリーンシート積
層成形体を切断する方法であって、 前記グリーンシート積層成形体に押し当てた前記切断刃
を振動させながら、前記グリーンシート積層成形体の厚
さ方向に前記切断刃を変位させて、前記グリーンシート
積層成形体を切断することを特徴とするグリーンシート
積層成形体の切断方法。1. By stacking a plurality of green sheets and pressing a cutting blade against the green sheet laminated body obtained by applying pressure, the cutting blade is displaced in the thickness direction of the green sheet laminated body. A method for cutting the green sheet laminated body, wherein the cutting blade is displaced in the thickness direction of the green sheet laminated body while vibrating the cutting blade pressed against the green sheet laminated body. A method for cutting a green sheet laminated body, comprising cutting the green sheet laminated body.
さ方向に変位させる際、前記切断刃に、その刃長方向に
沿った引張り力を作用させることを特徴とする請求項１
に記載のグリーンシート積層成形体の切断方法。2. When the cutting blade is displaced in the thickness direction of the green sheet laminated body, a tensile force is applied to the cutting blade along the blade length direction.
The method for cutting a green sheet laminated molded body according to.
ものを用いることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載のグリーンシート積層成形体の切断方法。3. The cutting blade having a cutting edge angle of 20 degrees or less is used as the cutting blade.
The method for cutting a green sheet laminated molded body according to.
ものを用いることを特徴とする請求項１〜請求項３のい
ずれかに記載のグリーンシート積層成形体の切断方法。4. The method for cutting a green sheet laminated body according to claim 1, wherein a cutting blade made of cemented carbide is used as the cutting blade.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001324514A JP2003127123A (en) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | Method for cutting green sheet laminated molded object |
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