JP2007168058A

JP2007168058A - シート切断装置

Info

Publication number: JP2007168058A
Application number: JP2005373165A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kato; 伸司加藤; Hisaya Takeda; 尚也武田; Satoshi Yamada; 聡山田
Original assignee: Howa Machinery Ltd
Current assignee: Howa Machinery Ltd
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: JP4821315B2

Abstract

【課題】切断前のシートの搬入作業や切断後のシートの搬出作業が行い易いシート切断装置を提供する。
【解決手段】シート切断装置１には、シート載置台１１を案内レール３４，３４に沿って移動させるためのテーブル移動機構が、シート片取出位置と金枠取出位置とに移動可能に設けられている。また、シート片取出位置に移動されたシート載置台１１の回転テーブル１３上の切断後のシートＳ（小型矩形状のチップＣ，Ｃ・・）を回転テーブル１３上から排出可能なシート片排出装置がシート切断機構の一方側に配設されている。さらに、金枠取出位置に移動されたシート載置台１１の回転テーブル１３上の残存シート付金枠３を回転テーブル１３上から排出可能な金枠排出装置がシート切断機構の他方側に配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、シートの切断加工装置に関するものであり、詳しくは、積層チップコンデンサーや積層チップインダクタ等のセラミックグリーンシートを多数の小形矩形状のチップに切断するためのシート切断装置に関するものである。

従来のシート切断装置としては、シートを固定するためのシート載置台の上方に、サーボモーターによって切断刃を上下動させる切断機構が設けられており、サーボモーターの駆動により切断刃を上下に復動させるとともに、その復動毎に、ワーク載置台の水平移動を実行し、所定回数だけ一定方向のシートの切断を繰り返した後に、ワーク載置台を９０度回転させて、再度、切断刃の上下復動およびワーク載置台の水平移動を繰り返し実行することによって、ワーク載置台上のシートを多数の小形矩形状のチップに切断するものが知られている（特許文献１）。

特開２００１−１１３５２０号公報

また、シート切断装置を利用してセラミックグリーンシート等のシートを切断する場合には、前工程からシートを搬送をする際には、その搬送を行い易くするために、金枠に取り付けられた状態でシートの搬送が行われる。

上記従来のシート切断装置を利用して金枠に取り付けられたシートを切断する場合には、加工テーブルの周辺に金枠の回収装置を設けて、切断作業後にシート載置台の加工テーブル上に残った金枠を作業ライン上から排出して回収する必要がある。しかしながら、そのように加工テーブルの周辺に金枠の回収装置を設けたシート切断装置においては、切断前のシートの搬入作業や、切断後のシート（小型矩形状のチップ）の搬出作業が行いにくい、という不具合がある。

本発明の目的は、上記従来のシート切断装置の問題点を解消し、切断前のシートの搬入作業や切断後のシートの搬出作業が行い易いシート切断装置を提供することにある。

かかる本発明の内、請求項１に記載された発明の構成は、フレームにシート配置空間に向けて切断刃を昇降可能に設けてあるシート切断機構と、シート切断機構のシート配置空間においてシート付の金枠を載置固定可能なテーブルを切断刃の長手方向と直角な方向へ移動可能でかつ少なくとも９０度旋回可能に設けたテーブル移動機構とを備え、シート配置空間に配置したシート付金枠を互いに直交する方向において所定位置へ順次移動させるとともに切断刃を昇降させてシートから複数のシート片を切り離すように構成されたシート切断装置であって、テーブル移動機構をそのテーブルが移動する方向においてシート切断機構を挟んだ一方側のシート片取出位置と他方側の金枠取出位置とに移動可能に設け、シート片取出位置に移動されたテーブル上のシート片をテーブル上から排出可能なシート片排出装置をシート切断機構の一方側に配設し、金枠取出位置に移動されたテーブル上の残存シート付金枠をテーブル上から排出可能な金枠排出装置をシート切断機構の他方側に配設したことにある。なお、本発明のシート切断装置で切断されるシートは、セラミックグリーンシート等の薄板状のシートで、１枚の他に、複数枚のシートからなる積層シートをも意味する。

請求項２に記載された発明の構成は、請求項１に記載の発明において、シート切断によって生じる不要なシート屑片をテーブル上から除去する清掃装置をテーブル移動機構のテーブルに備えたことにある。

請求項３に記載された発明の構成は、請求項１に記載の発明において、移動体をシート片取出位置の上方とシート片排出位置の上方へ往復移動可能な作動機をフレームに配設し、移動体に昇降可能な昇降体を設け、シート片取出位置に移動されたテーブル上の各シート片を吸着可能な吸着体を昇降体に設けてシート片排出装置を構成したことにある。

請求項４に記載された発明の構成は、請求項１に記載の発明において、移動体を金枠排出装置の上方と金枠回収位置の上方へ往復移動可能な作動機をフレームに配設し、昇降可能な昇降体を移動体に設け、金枠取出位置に移動されたテーブル上の金枠を支持可能な支持体を昇降体に設けて金枠排出装置を構成したことにある。

請求項１のシート切断装置は、テーブル移動機構をそのテーブルがテーブル移動方向においてシート切断機構を挟んだ一方側のシート片取出位置と他方側の金枠取出位置とに移動可能に設け、シート切断機構の一方側にシート片排出装置を配設し、シート切断機構の他方側に金枠排出装置を配設しているので、シート片取出位置の上方から金枠排出装置をなくすことができ、シート片取出位置におけるテーブル上への金枠装着作業を効率的に行うことができる上、テーブル移動機構を利用して金枠の回収を簡易な構成で安価に実施できる。

請求項２のシート切断装置は、テーブル移動機構のテーブルにシート切断によって生じる不要なシート屑片をテーブル上から除去する清掃装置を備えているので、テーブルに残されるシート屑片をテーブル上から除去してテーブル上を常にきれいに維持でき、シートの切断を繰返し正確に行うことができる。

請求項３のシート切断装置は、移動体をシート片取出位置の上方とシート片排出位置の上方へ往復移動可能な作動機をフレームに配設し、昇降可能な昇降体を移動体に設け、シート片取出位置に移動されたテーブル上の各シート片を吸着可能な吸着体を昇降体に設けてシート片排出装置を構成したので、シート片取出位置に移動されたテーブル上の各シート片を一斉にテーブル上から排出でき、シート片の取出しを簡易な機構で機械化できる。

請求項４のシート切断装置は、移動体を金枠排出装置の上方と金枠回収位置の上方へ往復移動可能な作動機をフレームに配設し、昇降可能な昇降体を移動体に設け、金枠取出位置に移動されたテーブル上の金枠を支持可能な支持体を昇降体に設けて金枠排出装置を構成したので、金枠取出位置に移動されたテーブル上の金枠を支持してテーブル上から排出でき、金枠の取出しを簡易な機構で機械化できる。

以下に、本発明に係るシート切断装置の一実施形態について、図面にしたがって詳細に説明する。図１〜図４は、それぞれ、シート切断装置の正面図、平面図、右側面図、左側面図であり、シート切断装置１は、シートを切断するためのシート切断機構を設けたシート切断ステーションＳ１、切断されたセラミックグリーンシートを取り出すためのシート排出装置を設けたシート片排出ステーションＳ２、および、残存シート付きの金枠を回収するための金枠排出装置を設けた金枠排出ステーションＳ３によって構成されている。

シート切断ステーションＳ１には、切断するシート（セラミックグリーンシート）を載置するためのシート載置台１１と、シート載置台１１に載置されたシートを切断するためのシート切断機２１とからなるシート切断機構が設けられている。シート載置台１１は、移動台１２の上方に回転テーブル１３を設置したものであり、基台２に平行に配設されたガイドレール１４，１４上に設置されている。そして、図示しない直線駆動装置によりボールネジが回転することによって、ガイドレール１４，１４に沿って、シート片排出ステーションＳ２のシート片取出位置と金枠排出ステーションＳ３の金枠取出位置との間を往復動するようになっている。すなわち、シート載置台１１、図示しない直線駆動装置、ガイドレール１４，１４によって、テーブル移動機構が構成されている。また、図示しない回転駆動装置によって、回転テーブル１３が鉛直軸を中心として９０度以上の角度で回転するようになっている。

一方、シート切断機２１は、基台２に立設された支柱（図示せず）に支承されている。そして、カッターホルダ２２内に刃先を下方に向けて装着された切断刃２３を、図示しないボールねじのモータによる回転作動によって、鉛直方向に上下動させることができるようになっている。

また、図３の如く、シート片排出ステーションＳ２においては、切断されたシート片を回転テーブル１３上から取り出して排出するためのシート片排出装置Aが設置されている。シート片排出装置Aにおいては、ガイドレール１４，１４を跨ぐように、一対の支持フレーム３２，３２が立設されており、それらの支持フレーム３２，３２には、架台３３が懸架されている。架台３３には、１本のロッドレスシリンダ３４と１本のガイドレール３８が水平に設置されており、そのガイドレール３８によって案内移動されている一対の摺動子３８ａに移動体３７の鉛直部３９が固着されている。移動体３７の鉛直部３９には、ロッドレスシリンダ３４の水平移動可能な移動子３５が取付ねじによって一体的に連結されている。すなわち、移動体３７がロッドレスシリンダ３４の移動子３５によって、架台３３に沿ってガイドレール１４，１４と垂直な方向へ水平移動されるように構成されている。なお、ロッドレスシリンダ３４とガイドレール３８の代わりにガイド付ロッドレスシリンダを設置し、直線移動されるガイド付ロッドレスシリンダの移動子に移動体を取り付けるようにしても良い。

移動体３７は、平板状の鉛直部３９の下端に平板状の水平部４０が外側へ突出するように連設されている。そして、鉛直部３９と水平部４０に、三角形状の補強板４１が鉛直状に溶接されている。また、水平部４０には、シリンダ４２および２つのブッシュ４３ａ，４３ｂが一列に設置されており、シリンダ４２のピストンロッド４４、および、各ブッシュ４３ａ，４３ｂを貫通して案内されている２本のガイドバー４５，４５が、水平部４０の下面から下方に突出した状態になっている。そして、それらのシリンダ４２のピストンロッド４４、および、ガイドバー４５，４５の下端に昇降体３６が取り付けられている。

昇降体３６は、吸着手段（吸着体）４６，４６・・を４×４の格子状に配列させた円板形状の支持板４７と、その支持板４７より上方に位置する四角形状の固着板４８とを、４本の支持ピン４７ａを介して上下に平行に設置したものであり、その固定板４８の上面に、水平部４０の下面から突出したシリンダ４２のピストンロッド４４、およびガイドバー４５，４５が固着されている。加えて、片方の支持フレーム３２のシート切断ステーションＳ１に対して外側の位置には、切断されたシートを載置するためのシート排出台４９が設置されている。

一方、図４の如く、金枠排出ステーションＳ３においても、シート片排出ステーションＳ２と同様に、シート切断後の残存シート付金枠を回転テーブル１３上から取り出して排出するための金枠排出装置Ｂが設置されている。金枠排出装置Ｂにおいては、ガイドレール１４，１４を跨ぐように、一対の支持フレーム５２，５２が立設されており、それらの支持フレーム５２，５２には、１本のロッドレスシリンダ５４と１本のガイドレール５８を設置した架台５３が懸架されている。そして、ロッドレスシリンダ５４の移動子５５には、ガイドレール５８によって水平移動可能に案内されている一対の摺動子５８ａに固着されている移動体５７が連結されている。すなわち、移動体５７がロッドレスシリンダ５４の移動子５５によって、架台５３に沿ってガイドレール１４，１４と垂直な方向へ水平移動されるように構成されている。なお、ロッドレスシリンダ５４とガイドレール５８の代わりにガイド付ロッドレスシリンダを設置しても良い。

移動体５７は、平板状の鉛直部５９の下端に平板状の水平部６０が外側へ突出するように連設されている。そして、鉛直部５９と水平部６０に、三角形状の補強板６１が鉛直状に溶接されている。また、水平部６０には、シリンダ６２および２つのブッシュ６３ａ，６３ｂが一列に設置されており、シリンダ６２のピストンロッド６４、および、各ブッシュ６３ａ，６３ｂを貫通した２つのガイドバー６５，６５が、水平部６０の下面から下方に突出した状態になっている。そして、それらのシリンダ６２のピストンロッド６４、および、ガイドバー６５，６５の下端に昇降体５６が取り付けられている。

昇降体５６は、四角形状の支持板６７の対向する一対の端縁際に設置板６８，６８を平行に立設したものである。図５は、設置板６８，６８の設置部位を示したものであり、各設置板６８，６８には、シリンダ７０および２つのブッシュ７１ａ，７１ｂが一列に水平に設置されており、シリンダ７０のピストンロッド７２、および、各ブッシュ７１ａ，７１ｂを貫通した２つのガイドバー７３，７３が、設置板６８から外側に突出した状態になっている。そして、それらのシリンダ７０のピストンロッド７２、および、ガイドバー７３，７３の先端には、シリンダ７５および２つのブッシュ７６ａ，７６ｂを固着した断面Ｌ字状のガイド板７４が固着されている。さらに、それらのシリンダ７５のピストンロッド７７、および、各ブッシュ７６ａ，７６ｂを貫通した２つのガイドバー７８，７８の先端には、金枠３を把持するための把持爪８０，８０を両端に設けた支持体７９が取り付けられている。加えて、片方の支持フレーム３２のシート切断ステーションＳ１に対して外側の位置には、残存シート付の金枠３を載置するための金枠排出台８１が設置されている。なお、金枠排出台８１のテーブル８３上には、支持アーム８２，８２・・が立設されている。

以下、上記の如く構成されたシート切断装置１を用いたシートの切断方法の一例について説明する。切断されるシートＳは、所定の大きさの矩形に切断され、予め、所定のパターンをもって電気的要素を構成する材料膜（たとえば、内部電極）が印刷等により形成されている。また、シートＳの四隅際には、位置決め用のアライメントマーク（図示せず）が印刷されている。そして、かかるシートＳは、矩形状に形成された金枠３上に載置され、金枠３に設けられた固定手段（貼付テープ等）５，５・・によって四隅を固定された状態で、シート載置台１１の回転テーブル１３上まで搬送される。なお、金枠３に対するシートＳの固定は、シートＳの四隅のみではなく、シートＳの４辺全周を貼付テープで貼り付けて固定するようにしても良い。金枠３には、予め位置決め孔４，４が穿設されており、それらの位置決め孔４，４に、回転テーブル１３上に突設された位置決めピン（図示せず）を嵌合させて、金枠３を一方向に押し付けることによって、所定の位置に設置される。しかる後、シート切断機２１に設けられたＣＣＤカメラ（図示せず）を用いて、シートＳに付されたアライメントマークを基準として、回転テーブル１３が適宜Ｙ方向への移動、回転を実行することによって、シートＳが正確に位置決めされる。

そのようにシートＳが位置決めされた後には、シート切断機２１の駆動装置（図示せず）によりカッターホルダ２２が上下に復動することによって、切断刃２３がシートＳを高速切断する。そして、カッターホルダ２２が１回上下動する毎にシート載置台１１をテーブル移動機構によって所定のピッチずつ移動させる作動を繰り返すことによって、シートＳに、平行状の複数本のスリットが入れられる。しかる後、回転駆動装置（図示せず）によってシート載置台１１の回転テーブル１３が９０度回転された後に、上記したカッターホルダ２２の上下動およびシート載置台１１の所定のピッチずつの移動を繰り返すことによって、シートＳは、多数の小型矩形状のチップに切断される。

シートＳが多数の小型矩形状のチップに切断された後には、シート載置台１１が、テーブル移動機構によってシート片排出ステーションＳ２まで搬送される。シート載置台１１が、シート片排出ステーションＳ２まで搬送されると、片側（図３における左側；シート片取出位置）の上方で待機していた昇降体３６がシリンダー４２の空気圧作動によって下降する。そして、各吸着手段４６，４６・・の下端が切断された小型矩形状のチップに接すると、各吸着手段４６，４６・・が各チップＣ，Ｃ・・を吸引することによって把持する。各吸着手段４６，４６・・が各チップＣ，Ｃ・・を把持すると、昇降体３６が上昇を開始すると同時に、ロッドレスシリンダ３４の空気圧による駆動によって、移動体３７が反対側（図３における右側；シート片排出位置）へ移動する。そして、移動を終了すると同時に、昇降体３６が下降を開始し、各吸着手段４６，４６・・に把持された各チップＣ，Ｃ・・がシート排出台４９の上面と接した時点で下降を停止し、その位置で、吸着手段４６，４６・・が吸引を停止することによって、各チップＣ，Ｃの把持を解除する。かかる吸着手段４６，４６・・による各チップＣ，Ｃの把持の解除によって、切断されたシートＳの排出動作を完了する。

上記の如く、切断されたシートＳの各チップＣを吸着手段４６によって吸着して、回転テーブル１３上から排出する排出動作を完了した後には、シート載置台１１が、テーブル移動機構によって金枠排出ステーションＳ３まで搬送される。シート載置台１１が、金枠排出ステーションＳ３まで搬送されると、片側（図３における左側；金枠取出位置）の上方で待機していた昇降体５６がシリンダー６２の空気圧作動によって下降する。そして、支持板６７の下面が残存したシートＳ（チップＣ，Ｃ・・を除いたもの）付きの金枠２に接近または接すると、支持板６７の外側に位置していた各ガイド板７４，７４が、シリンダー７０の作動によって内側に移動し（図５（ｂ）参照）、ガイド版７４，７４の下側に位置している把持体７９の把持爪８０，８０が金枠３の下側において金枠３の端縁より内側へ入り込む。そのように、ガイド板７４，７４が内側へ入り込んだ後には、シリンダ７５の作動によって、把持体７９が上昇し、把持爪８０，８０が金枠３の下面と接触することによって、金枠３を把持する。

把持爪８０，８０よって金枠３を把持した後には、昇降体５６が上昇を開始すると同時に、ロッドレスシリンダ５４の空気圧による駆動によって、移動体５７が反対側（図４における右側；金枠排出位置）へ移動する。そして、移動を終了すると同時に、昇降体５６が下降を開始し、把持爪８０，８０に把持された金枠３が金枠排出台８１の支持アーム８３，８３・・の上端と接した時点で下降を停止し、その位置で、シリンダー７０の空気圧作動により各ガイド板７４，７４が外側に移動することによって、金枠３の把持を解除する。そのように各ガイド板７４，７４が外側に移動して金枠３の把持を解除することによって、残存シート付金枠３の排出動作を完了する。

シート切断装置１は、上記の如く、テーブル移動機構がシート片取出位置と金枠取出位置とに移動可能に設けられているとともに、シート片取出位置に移動された回転テーブル１３上の切断後のシートＳ（小型矩形状のチップＣ，Ｃ・・）を回転テーブル１３上から排出可能なシート片排出装置がシート切断機構の一方側に配設されており、金枠取出位置に移動された回転テーブル１３上の残存シート付金枠３を回転テーブル１３上から排出可能な金枠排出装置がシート切断機構の他方側に配設されているため、シート片取出位置の上方に金枠排出装置を設ける必要がなく、シート片取出位置における回転テーブル１３上への金枠装着作業を効率的に行うことができる上、金枠３の回収をテーブル移動機構を利用して簡易な構成で安価に実施できる。

また、シート切断装置１は、移動体３７をシート片取出位置の上方とシート片排出位置の上方へ往復移動可能なロッドレスシリンダ３４（直線作動機）を支持フレーム３２，３２間の架台３３に配設し、昇降体３６を移動体３７に設け、シート片取出位置に移動された回転テーブル１３上の各シート片（小型矩形状のチップＣ，Ｃ・・）を吸着可能な吸着手段４６，４６・・を昇降体３６に設けることによってシート片排出装置を構成したので、シート片取出位置に移動された回転テーブル１３上の各シート片（小型矩形状のチップＣ，Ｃ・・）を一斉に回転テーブル１３上から排出でき、シート片の取出しを簡易な機構で機械化できる。

また、シート切断装置１は、移動体５７を金枠取出位置の上方と金枠回収位置の上方へ往復移動可能なロッドレスシリンダ５４（直線作動機）を支持フレーム５２，５２間の架台５３に配設し、昇降体５６を移動体５７に設け、金枠取出位置に移動された回転テーブル１３上の金枠３を支持可能な支持体７９を昇降体５６に設けて金枠排出装置を構成したので、金枠取出位置に移動された回転テーブル１３上の金枠３を支持して回転テーブル１３上から排出でき、金枠３の取出しを簡易な機構で機械化できる。

なお、本発明のシート切断装置の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、シート切断機構、シート片排出装置、金枠排出装置等の形状・構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、シート載置台の回転テーブルには、シート切断によって回転テーブル上に生じる不要なシート屑片を除去するための清掃装置を設置することも可能である。かかる構成を採用した場合には、回転テーブルに残されるシート屑片を回転テーブル上から除去して回転テーブル上を常にきれいに維持でき、シートの切断を繰返し正確に行うことができる、というメリットがある。清掃装置としては、回転テーブル上に横移動可能な回収シートを設けたり、横移動可能なブラシで回転テーブル上を掃くようにしたり、横移動可能な吸引ノズルで回転テーブル上を吸引するようにすると良い。また、回転テーブルの移動軌跡の途中に清掃ブラシまたは吸引ノズル等の清掃部材を固定的または昇降可能に設けても良い。

また、回転テーブルは、突設された位置決めピンを金枠に穿設された位置決め孔に嵌合させて金枠を一方向へ押し付けることによって金枠を所定の位置へ固定するものに限定されず、回転テーブルに設置された吸着孔から空気を吸着することによって金枠を固定するもの等に変更することも可能である。

さらに、シート片排出装置あるいは金枠排出装置において、移動体を往復移動させるための手段（作動機）は、上記実施形態の如きロッドレスシリンダに限定されず、ロッド付シリンダや電動式直線作動機に変更することも可能である。作動機としては、直線作動機に限定されるものではなく、曲線作動機や円弧移動機構でも良い。

なお、本発明のシート切断装置によって切断されるシートは、単層のものに限定されず、複数枚のシートが積層されて圧着された積層シートでも良いし、複数枚のシートが接合されたものでも良い。

シート切断装置の正面図である。シート切断装置の平面図である。シート切断装置の右側面図である。シート切断装置の左側面図である。設置板の設置部位の平面図（図４におけるＡ−Ａ線断面図）である。

符号の説明

１・・シート切断装置、３・・金枠、１１・・シート載置台、１３・・回転テーブル、１４・・ガイドレール、２１・・シート切断機、２３・・切断刃、３２・・支持フレーム、３３・・架台、３６・・昇降体、３７・・移動体、４６・・吸着手段、５２・・支持フレーム、５３・・架台、５６・・昇降体、５７・・移動体。

Claims

フレームにシート配置空間に向けて切断刃を昇降可能に設けてあるシート切断機構と、シート切断機構のシート配置空間においてシート付の金枠を載置固定可能なテーブルを切断刃の長手方向と直角な方向へ移動可能でかつ少なくとも９０度旋回可能に設けたテーブル移動機構とを備え、シート配置空間に配置したシート付金枠を互いに直交する方向において所定位置へ順次移動させるとともに切断刃を昇降させてシートから複数のシート片を切り離すように構成されたシート切断装置であって、
テーブル移動機構をそのテーブルが移動する方向においてシート切断機構を挟んだ一方側のシート片取出位置と他方側の金枠取出位置とに移動可能に設け、シート片取出位置に移動されたテーブル上のシート片をテーブル上から排出可能なシート片排出装置をシート切断機構の一方側に配設し、金枠取出位置に移動されたテーブル上の残存シート付金枠をテーブル上から排出可能な金枠排出装置をシート切断機構の他方側に配設してなるシート切断装置。
シート切断によって生じる不要なシート屑片をテーブル上から除去する清掃装置をテーブル移動機構のテーブルに備えてなる請求項１に記載のシート切断装置。
移動体をシート片取出位置の上方とシート片排出位置の上方へ往復移動可能な作動機をフレームに配設し、移動体に昇降可能な昇降体を設け、シート片取出位置に移動されたテーブル上の各シート片を吸着可能な吸着体を昇降体に設けてシート片排出装置を構成した請求項１に記載のシート切断装置。
移動体を金枠排出装置の上方と金枠回収位置の上方へ往復移動可能な作動機をフレームに配設し、昇降可能な昇降体を移動体に設け、金枠取出位置に移動されたテーブル上の金枠を支持可能な支持体を昇降体に設けて金枠排出装置を構成した請求項１に記載のシート切断装置。