JP2003136470A - 切断刃ユニット及びそのユニットを使用したカッティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの性質に応じた切断やハーフカットが
行える切断刃ユニット及びそのユニットを使用したカッ
ティング装置を提供する。 【解決手段】 サーボモータＭ、エアーシリンダ、リニ
アモータ、油圧サーボモータ、カム等の各々異にする駆
動源と、その駆動源で昇降される切断刃Ｃとを備えて各
々ユニット化し、カッティング装置Ａのコラムａ１に選
択的に交換可能に取着する。エアーシリンダ、は、等速
切断に適し、サーボモータＭは、下死点の制御が行え、
高負荷な切断も可能、油圧サーボモータは、下死点の制
御が行え、サーボモータＭよりも更に高負荷な切断が可
能。リニアモータは、切断力は弱いが、高速切断が可能
で、また下死点の調整及び切断スピードの調整も高精度
に行える。カムは、高速・等速での繰り返し運動に適す
る。この特徴を利用して、各種駆動源（サーボモータ、
エアーシリンダ、油圧サーボモータ、カム等）を異にす
る切断刃ユニット１を、各種ワークの切断やハーフカッ
トに選択使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックスパッ
ケージ、セラミックグリーンシートの積層基板、セラミ
ックス以外のフィルム材、セラミックスコンデンサ、フ
レキシブル基板、プラスチック板等のワークを切断もし
くはハーフカットするに好適な切断刃ユニット及びその
ユニットを使用したカッティング装置に関するものであ
る。

【０００２】

【技術背景】カッティング装置には様々あれど、切断刃
を共通して具備し、ワークを載置するテーブルまたはカ
ッティング装置自体を定量送りしつつテーブルに載置さ
れたワークを切断したり、ハーフカットする。テーブル
がインデックステーブルの場合には、９０度回動させる
度にカッティング装置自体を定量送りしつつ切断もしく
はハーフカットする。

【０００３】ところで、切断したりハーフカットされる
ワークには様々な種類があり、例えばセラミックスパッ
ケージ、セラミックグリーンシートの積層基板、セラミ
ックス以外のフィルム材、セラミックスコンデンサ、フ
レキシブル基板、プラスチック板、製品チップ部等が挙
げられる。また、切断やハーフカットするに際して、切
断刃の刃先とテーブルやインデックステーブルの表面と
の関係には、平行度も要求される。その平行度が出てい
ないと完全な切断が行えなえなくなったり、切断刃がテ
ーブルやインデックステーブルに衝突して刃こぼれを起
したり、例えば表面側、裏面側からのハーフカットの深
さが一様ではなくなる。ことに、ハーフカットの深さが
一様ではなくなると、例えば焼成前のセラミックグリー
ンシート等の積層基板では、焼成して割った際に亀裂
や、欠け、層剥離等が生じる、ソーフィルタ等の凹部を
表面側に有する積層基板にあっては、層相互間に接合面
積が少ない凹部に近接する位置からハーフカットされる
ため、割る時に生じる分散力で凹部の周壁部分に亀裂が
生じ易く、層剥離が顕著化する問題も生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来事情
に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ワーク
の性質に応じた切断やハーフカットが行える切断刃ユニ
ット及びそのユニットを使用したカッティング装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に講じた技術的手段は、エアーシリンダ、サーボモー
タ、リニアモータ、油圧サーボモータ、カム等の各々異
にする駆動源と、その駆動源の駆動力を受けて昇降され
る切断刃とを備えて各々ユニット化し、カッティング装
置のコラムに選択的に交換可能に取着される切断刃ユニ
ット（請求項１）である。

【０００６】詳細には、前記駆動源とするエアーシリン
ダのプランジャにカッター支持部を連結して昇降可能に
した場合には、等速切断に適し、またコスト的に有利で
ある。また、駆動源とするサーボモータに直結するネジ
棒にボールネジでカッター支持部を昇降可能にした場合
は、下死点の制御が行え、高負荷な切断も可能、駆動源
とするサーボモータの駆動力を増圧油圧回路を介してカ
ッター支持部を昇降可能にした場合には、下死点の制御
が行えるばかりでなく、サーボモータよりも更に高負荷
な切断が可能で、共にワークのハーフカットに適してい
る。更に駆動源とするリニアモータでカッター支持部を
昇降可能にした場合、切断力は弱いが、高速切断が可能
で、また下死点の調整及び切断スピードの調整も高精度
に行え、切断面も美麗である。また、モータの駆動力で
回転するカムでカッター支持部を昇降可能にした場合
は、高速・等速での繰り返し運動に適し、サーボモータ
を駆動源とする場合よりも低負荷ではあるもののコスト
的に有利である。等の特徴を有している。この特徴を利
用して、エアーシリンダ、サーボモータ、油圧サーボモ
ータ、カム等を切断刃昇降用の駆動源とする各切断刃ユ
ニットは、各種ワークの切断やハーフカットに選択使用
される。詳細には、前記エアーシリンダは、カッター支
持部の上下の往復量（昇降量）を一定にするため、ハー
フカットする場合には、切断刃の往復運動を別駆動にす
る必要があり、その点を考慮するとチップ等の部品切断
や外周切断等、大雑把な切断に好適である。またサーボ
モータはカッター支持部の上死点、下死点各々の位置を
コントロールできるため、ハーフカット量を任意に設定
可能であり、セラミックスパッケージ、製品チップ部の
ハーフカットに好適である。そして、油圧サーボモータ
は、サーボモータよりも高負荷が可能であるため、肉厚
なセラミックス以外のフィルム（プラスチック製）や、
セラミックスグリーンシートの積層基板等のハーフカッ
トに好適である。更に、リニアモータは、低速だと切断
面に避けが生じる低粘性のワークの切断やハーフカット
に好適である。また、カムにあっては、カッター支持部
の上下の往復量（昇降量）を一定にするため、ハーフカ
ット量をコントロールできないが、チップ等の部品切断
や外周切断等の切断に好適である。

【０００７】また、請求項１記載の切断刃ユニットを有
するカッティング装置（請求項２）、請求項１記載の切
断刃ユニットをその切断刃の刃渡り方向の傾斜角度を制
御動可能とするカッティング装置（請求項３）も好適な
ものである。

【０００８】請求項３においては、切断刃の刃先とワー
クの載せ面（テーブルやインデックステーブルの表面）
との間を平行にして切断することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。本発明切断刃ユニット及びその切断刃ユニットを
有するカッティング装置の実施の形態を説明すると、図
１〜図３は第１の実施の形態の切断刃ユニットを有する
カッティング装置、図４、図５、図６は、各々第２、第
３、第４の切断刃ユニットを有するカッティング装置を
示している。符号１がその切断刃ユニット、Ａはその切
断刃ユニット１が取着されるカッティング装置、２はイ
ンデックステーブルである。

【００１０】まず、第1の実施の形態について説明する
と、この切断刃ユニット１は、図１に示すように駆動源
としてサーボモータＭを支持する支持体１１と、その支
持体１１に昇降可能に備設されたカッター機構２１とを
備え、カッティング装置Ａのコラムａ１に着脱可能に取
着される。

【００１１】支持体１１は、逆様Ｌ形状を呈し、その水
平板部１１１にはサーボモータＭが設置されている。

【００１２】また、支持体１１はその縦板部１１２表面
にガイドレール１１３、１１３を平行に縦設し、下部に
切断刃Ｃを着脱可能に取付けたカッターラム１１４を、
そのガイドレール１１３、１１３に昇降可能に係合し、
前記サーボモータＭに連結したネジ棒ｍをそのカッター
ラム１１４に設けたボールネジｍ１に螺嵌することによ
ってカッターラム１１４を昇降可能とし、それによって
カッター機構２１を構成している。

【００１３】この切断刃ユニット１は、切断刃Ｃの刃渡
り方向（Ｘ軸線方向）の傾斜角度を制御動可能にしてカ
ッティング装置Ａのコラムａ１に着脱可能に取着されて
いる。

【００１４】カッティング装置Ａは、機台Ａ１上面に設
けられたサーボモータＭに直結するネジ棒ｍに螺嵌する
ボールネジｍ１でコラムａ１を前後方向（Ｙ軸線方向）
に制御動可能に設けて構成され、そのコラムａ１は、両
平行板部ａ１−１、ａ１−２を略直角三角形状とする平
面視コ形状を呈している。符号５が機台Ａ１に設けたガ
イドレール、５ａがコラムａ１に設けられたその案内部
である。

【００１５】インデックステーブル２は、前記コラムａ
１前方の機台Ａ１上面に設置してなり、表面の加工面に
はワーク（図示せず）を載置して仮固定するためのバキ
ューム孔（図示せず）を散在状に開孔してある。

【００１６】前記する刃渡り方向（Ｘ軸線方向）の傾斜
角度を制御動可能とする手段３は、図１〜図３に示すよ
うに、支持体１１の縦板部１１２とコラムａ１の前板部
ａ１−２との間に介在される中板１３と、その中板１３
の下部側と前記前板部ａ１−２とに亘って挿通された回
転用中心軸２３と、その回転用中心軸２３の真上位置に
設けられたブレーキ機構３３と、前記中板１３に傾斜力
を付与する傾斜力付与機構４３とから構成され、支持体
１１は前記中板１３にネジ１００（ボルト）止めによっ
て着脱可能となっている。

【００１７】ブレーキ機構３３は、前記する傾斜状態を
維持する役目を有し、中板１３及び前板部ａ１−２に開
孔した挿通孔ａ１−３を挿通する挟持用ピストン（中板
の表面に当接する頭部と挿通孔を挿通する軸部とを備え
たもの）３３１の軸部３３２を必要時にコラムａ１側に
後退させて頭部３３３で中板１３をコラムａ１の前板部
ａ１−２に押圧固定する油圧ブレーキを用いている。こ
のブレーキ機構３３は、電磁ブレーキ等でも構わないも
のである。

【００１８】前記支持体１１は、その縦板部１１２にお
ける前記ブレーキ機構３３の挟持用ピストン３３１が対
応する部分に挟持用ピストン３３１の頭部３３３を収容
する収容孔１１５を開孔すると共に、前記回転用中心軸
２３が対応する部分に中板１３から突設したボス１３１
を嵌合させる嵌合孔１１６を開孔し、収容孔１１５に挟
持用ピストン３３１の頭部３３３を収容し、且つ嵌合孔
１１６にボス１３１を嵌合するようにコラムａ１前方か
ら中板１３の表面に当接させた状態でネジ１００（ボル
ト）止めされている。

【００１９】前記傾斜力付与機構４３は、図３に示すよ
うに、前記中板１３の一側縁を押動するカム（サーボモ
ータを駆動源とする）４３１と、同中板１３の他側縁に
接近する緩衝バネ４３２とで構成されて、各々コラムａ
１の前板部ａ１−２左右に設けられており、カム４３１
の回転量によって回転用中心軸２３を中心にして緩衝バ
ネ４３２に抗して中板１３を押動してその中板１３と共
にネジ１００（ボルト）止めされた切断刃ユニット１が
Ｘ軸線方向（切断刃の刃渡り方向）に傾斜するようにな
っている。尚、前記カム４３１の代りに、圧電素子また
はボールネジを使用するのも自由である。

【００２０】前記ブレーキ機構３３は、傾斜力付与機構
４３のカム４３１の回転量でＸ軸線方向（切断刃の刃渡
り方向）の刃先の傾斜角度をインデックステーブル２と
平行にした状態に制御した後、作動させて支持体１１を
着脱可能に取り付けた中板１３と共に切断刃ユニット１
のその制御傾斜角度を維持する。

【００２１】斯様に構成されたカッティング装置Ａは、
サーボモータＭを駆動源とするカッター機構２１を備え
た切断刃ユニット１が切断刃Ｃの刃渡り方向（Ｘ軸線方
向）の傾斜角度を制御動可能にしてコラムａ１に着脱可
能に取付られる。それによってインデックステーブル２
と切断刃Ｃの刃先とを平行間係にして、ワークの切断、
ハーフカットに当たることができる。

【００２２】次に、図４に示す第２の実施の形態に説明
すると、この実施の形態は、駆動源としてリニアモータ
Ｍ１とする切断刃ユニット１を使用したカッティング装
置Ａを示している。切断刃ユニット１は、逆向きＬ形状
を呈するカッターラム１１４の縦板部１１４−１裏面に
係合部１１４−２、１１４−２を設けると共に、その縦
板部１１４−１の背後に配置され同縦板部１１４−１と
平行な案内板１１７に一対のガイドレール１１３、１１
３を平行に突設して、その係合部１１４−２、１１４−
２をガイドレール１１３、１１３に昇降可能に係合さ
せ、縦板部１１４−１裏面の係合部１１４−２、１１４
−２間にリニアモータＭ１の一方を構成するコイルｄ
を、そのコイルｄに正対してガイドレール１１３、１１
３間の案内板１１７の表面に磁石ｅを間隔をおいて縦設
し、その案内板１１７を前記第１の実施の形態の中板１
３に着脱可能にネジ１００（ボルト）止めさせてある。
中板１３は、前記第１の実施の形態と同様に下部側を前
記コラムａ１の前板部ａ１−２に挿通された回転用中心
軸２３で軸支されている。また、回転用中心軸２３の真
上位置に設けられたブレーキ機構３３と、前記中板１３
に傾斜力を付与する傾斜力付与機構４３とで前記する刃
渡り方向（Ｘ軸線方向）の傾斜角度を制御動可能とする
手段３を構成していること前記する実施の形態と同様で
あるため、同一符号を付し、具体的な説明は省略する
が、この実施の形態では、中板１３においてブレーキ機
構３３の挟持用ピストン３３１が対応する部分に同挟持
用ピストン３３１の頭部３３３を収容する収容凹部１３
２を案内板１１７裏面との間にクリアランスを有して凹
設してあり、傾斜力付与機構４３のカム４３１の回転量
でＸ軸線方向（切断刃の刃渡り方向）の切断刃Ｃの刃先
がインデックステーブルと平行となるようにカッター機
構２１を傾斜させた状態で、作動するブレーキ機構３３
で中板１３をコラムａ１の前板部ａ１−２に押圧固定す
ることによって、切断刃Ｃの刃先をインデックステーブ
ルの加工面と平行状態に制御傾斜角度を維持することが
できる。

【００２３】更に、図５に示す第３の実施の形態を説明
すると、この実施の形態は、エアーシリンダＭ２を駆動
源とした切断刃ユニット１を使用するカッティング装置
Ａを示している。

【００２４】この切断刃ユニット１は、前記する第１の
実施の形態のカッターラム１１４をエアーシリンダＭ２
で昇降可能にした例であり、カッターラム１１４にエア
ーシリンダＭ２のプランジャーＰを連結する連結部１１
８を突設し、支持体１１の水平板部１１１先端に、切断
刃Ｓが下死点を所定に設定すべくその連結部１１８が衝
合するストッパー部１１９−１を下端に有するストッパ
ー体１１９を垂設した構成になっており、他の具体的構
成は前記第１の実施の形態と同様であるため、同一符号
を付して具体的な説明は省略するが、前記する切断刃の
刃渡り方向（Ｘ軸線方向）の傾斜角度を制御動可能とす
る手段３を有すること同様である。

【００２５】また、図６に示す第４の実施の形態を説明
すると、この実施の形態は、カムＭ３を駆動源とした切
断刃ユニット１を使用するカッティング装置Ａを示して
いる。切断刃ユニット１は、第１の実施の形態に対して
支持体１１の水平板部１１１の下面にサーボモータを設
け、そのサーボモータで駆動回転されるカムＭ３でカッ
ターラム１１４から突設した押動部１２０を同水平板部
１１１とに亘って介在した引っ張りバネ４に抗して押動
することによってカッターラム１１４を昇降させる構成
になっている。他の具体的構成は前記第１の実施の形態
と同様であるため、同一符号を付して具体的な説明は省
略するが、前記する切断刃の刃渡り方向（Ｘ軸線方向）
の傾斜角度を制御動可能とする手段３を有すること同様
である。

【００２６】尚、油圧サーボモータを駆動源とする切断
刃ユニットを使用したカッティング装置を図示していな
いが、サーボモータに増圧油圧回路をシンクロさせ、増
圧油圧回路の出力でカッターラムが昇降するように構成
する点を除いて第１の実施の形態と同様な構成になって
いる（第５の実施の形態）。

【００２７】前記する第１〜第５の各実施の形態で示す
各切断刃ユニット１…は、カッティング装置Ａにおける
コラムａ１の前板部ａ１−２にネジ１００（ボルト）止
めされており、互いに交換可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上のように、サーボモータ、
エアーシリンダ、リニアモータ、油圧サーボモータ、カ
ム等の各々異にする駆動源と、その駆動源の駆動力を受
けて昇降される切断刃とを備えて各々ユニット化し、コ
ラムに選択的に交換可能に取着するものであるから、各
駆動源の特性を有効利用して、低粘性、高粘性、高硬
度、低硬度、弱脆性等のワークの切断したり、ハーフカ
ットすることができる。従って、高精度な切断が必要で
はないワーク切断、高硬度なワーク切断やハーフカッ
ト、低粘性ワーク切断やハーフカット、高粘性ワーク切
断やハーフカット等を含むワークの諸事情を適した大雑
把な切断、高精度な切断、高精度なハーフカットを行う
に際して、カッティング装置に選択し交換して、それを
実行できる便利な切断刃ユニットを提供することができ
る。しかも、切断刃ユニットをその切断刃の刃渡り方向
の傾斜角度を制御動可能にしているため、切断刃の刃先
をワークの載せ面（テーブルやインデックステーブルの
表面）に対して平行にして切断やハーフカットすること
が可能となり、刃こぼれや切断不良、更には層剥離、ク
ラック等を発生させることがなくなる。詳細にはサーボ
モータや油圧サーボモータやリニアモータからなる駆動
源を使用すると、切断刃の下降位置がカットの度に制御
可能である。従って、ワークの載せ面（テーブルやイン
デックステーブルの上面）に対して切断刃の刃先を平行
にしてから、その載せ面または切断刃を所定ピッチ宛送
り動しつつワークを所定ピッチ毎にカットする際、その
載せ面の傾斜でカットの度に徐々に変位するカッティン
グ深さに一致するように下死点の位置に制御でき、高精
度が要求される切断やハーフカットに特に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示し、サーボモータまたは
油圧サーボモータを駆動源とする切断刃ユニットを、カ
ッティング装置のコラムから外した状態を示す側面断面
図。

【図２】使用状態を示す同側面断面図。

【図３】使用状態を示す同正面図。

【図４】駆動源としてリニアモータを使用する切断刃ユ
ニットを有するカッティング装置の側面断面図。

【図５】駆動源としてエアーシリンダを使用する切断刃
ユニットを有するカッティング装置の側面断面図。

【図６】駆動源としてカムを使用する切断刃ユニットを
有するカッティング装置の側面断面図。

【符号の説明】

１：切断刃ユニット Ｍ：サーボモータ Ｍ２：エアーシリンダ Ｍ１：リニアモータ Ｍ３：カム Ａ：カッティング
装置 ａ１：コラム Ｃ：切断刃 ３：刃渡り方向（Ｘ軸線方向）の傾斜角度を制御動可能
とする手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアーシリンダ、サーボモータ、リニア
   モータ、油圧サーボモータ、カム等の各々異にする駆動
   源と、その駆動源の駆動力を受けて昇降される切断刃と
   を備えて各々ユニット化し、カッティング装置のコラム
   に選択的に交換可能に取着される切断刃ユニット。
2. 【請求項２】 請求項１記載の切断刃ユニットを有する
   カッティング装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の切断刃ユニットをその切
   断刃の刃渡り方向の傾斜角度を制御動可能にしているこ
   とを特徴とするカッティング装置。