JP3023196B2

JP3023196B2 - 基板の分割装置

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Publication number: JP3023196B2
Application number: JP3077271A
Authority: JP
Inventors: 孝古沢
Original assignee: 日幸工業株式会社
Priority date: 1991-03-18
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: JPH04289095A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、順次搬送される複数
の基板の各々を単位基板に分割する、基板分割装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプリント基板には、回路パターン
の印刷や素子類の実装により複数の単位プリント回路が
グリッド状に形成されている。図１３は、この集合プリ
ント基板の平面図を示したもので、回路パターン，素子
類が実装された単位プリント回路１５０がグリッド状に
複数形成されている。このプリント基板は、二点鎖線で
示されるＶ状溝である分割線１５２に沿って、個々の単
位プリント回路基板にまで細分割される。図示するよう
に、回路パターンや素子に損傷を与えるおそれがあるた
め、前記分割線１５２近傍には通常回路パターン，素子
類は形成されていない。

【０００３】従来、このようなプリント基板の分割は、
ロータリーカッタによる切削や、人手による折り曲げ等
により行われてきた。しかしながら、前者の方法では切
粉が発生して基板が汚されるため、後工程でこの汚れを
除去する必要がある。また、素子類が前記分割線の上方
に突出する場合は、素子と干渉するカッタの使用は出来
ない。後者の方法では、作業能率が著しく低下するとと
もに、分割の際、基板表面の素子類を傷める危険性があ
る。

【０００４】そこで、特開平１−２８１８９９号に記載
のように、分割する基板のＶ状溝から後ろの部分の両側
の縁の部分または両側面の稜線を押え、Ｖ状溝の下側に
分割の支点を設け基板上部のＶ状溝から前方の片側縁部
又は片側稜線上部を支点軸を中心に回動する動作板で押
し当てることを内容とする、基板の分割装置の従来例が
存在する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の分割装置では、曲げ応力により基板に発生するスト
レスが大きくなり、実装された素子類，回路パターン等
に損傷を与えるおそれがあった。

【０００６】また、図１３に示すように、前記分割線
は、一つの分割線に対して直交する方向にも形成されて
いるため、一つの方向の分割が終了した後、これと直交
する方向の分割を行うためには、基板の方向を変えて基
板を分割装置に再セットするか、または、直交する方向
の分割を人手によって行う等の必要があった。このた
め、一つのプリント基板を単位プリント回路基板に分割
するための作業能率が大きく低下するという課題があっ
た。

【０００７】そこで、この発明の目的は、前記従来の分
割装置の課題を解決するために、基板を分割する際の曲
げ応力によるストレスを極力低下させることにより素子
類，回路パターン等に損傷を与えることなく基板を分割
でき、かつ基板の分割の作業効率を大きく向上できる、
基板の分割装置を提供すること、にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、順次搬送される複数の基板の各
々を単位基板に分割する装置において、搬送される基板
に対向する切断刃を有し、この切断刃が基板に圧接する
ことによって当該基板を切断する切断装置と、搬送され
る基板の向きを変更可能な基板方向可変装置とを備え、
前記切断装置は、前記基板方向可変装置の前後で、搬送
される過程の基板を切断できる位置に設けられてなり、
かつ前記基板方向可変装置が、切断された基板の向きを
次に切断される方向に合わせて変更するように構成され
てなる。

【０００９】

【作用】このような本発明によれば、基板に直接切断刃
を圧接して基板を切断するため、切断における応力は極
めて局部的に限定されることから他の箇所には余計な応
力が掛からない。そして、切断装置で切断される前に搬
送される基板の向きを変えることができるため、基板の
向きを変えて再セットしたり、人手により基板を分割す
る必要がなく、基板の分割のための作業効率を大きく向
上できる。

【００１０】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１，２は、本発明装置の第１の実施例を示すもの
であり、図１はその平面を示し、図２は側面を示す。基
板の分割装置１は、基板の搬送系２と、基板を切断する
切断機３と、搬送される基板方向を変更可能な反転機
（基板方向可変装置）４とから構成されている。

【００１１】前記搬送系２は、図面の右から左方向にか
けて搬送ラインが形成され、複数の基板が順次矢示方向
に搬送される。ラインの両側には、対向する一対の側板
１０Ａ，Ｂが設けられ、この側板のそれぞれには、べル
ト１１Ａ，Ｂ及び、このベルトを駆動するための複数の
プーリ１２、及びモータ１３からなるベルトコンベヤ１
４を備える。前記ベルト１１は、前記側板１０の内壁面
から搬送ラインの幅方向に突出し、かつラインの幅方向
に一対設けられる。このベルト１１Ａ，Ｂ上には基板１
５のそれぞれの側縁部が載置される。基板１５はベルト
の回転に従って搬送される。尚、符号１６は、前記モー
タ１３を支持する支持フレームである。前記側板１０
Ａ，Ｂ間距離は、基板の幅に合わせて調整することがで
きる。また、搬送ラインを幾つかにブロック化し、各ブ
ロック毎にベルトコンベヤを設けて複数の基板をそれぞ
れのブロックで異なる速度で搬送することができる。

【００１２】前記搬送系の途中には切断機３が二基設け
られている。この切断機は、図１，図２及び切断機の詳
細図である図３に示すように、切断機本体１８と、この
切断機本体を支持する支持台２０と、切断機に油圧を供
給する油圧供給装置４０とからなる。切断機本体１８
は、前記搬送系を跨ぐように四本のシャフト２１を備
え、このシャフトはそれぞれ、上側固定プレート２２
と、前記支持台２０の支持プレート２０Ａ上に固定され
た下側固定プレート２３との間にボルト締めされてい
る。前記上側固定プレート２２と下側固定プレート２３
のそれぞれ略中央には油圧シリンダ２４が突設され、こ
のそれぞれ油圧シリンダの先端は上側可動プレート２
５、下側可動プレート２６に固設されている。

【００１３】図３によりさらに明らかなように、前記上
側可動プレート２５の下面と、前記下側可動プレート２
６の上面のそれぞれには、基板１５を切断する互いに対
向する一対の切断刃２７Ａ，Ｂを固定するダイセット２
８が固設されている。それぞれのダイセットからは凹溝
を有するフランジ２８Ａが突設されている。符号２９
は、切断刃２７が固定された支持板であり、この支持板
は凸部を有し、この凸部が前記凹溝と係合することによ
り、前記支持板９をダイセット２８に取り付けることが
できる。

【００１４】前記側板１０からは、前記搬送ラインの幅
方向中央に向い、さらに終端が上方に向かうアーム３０
が延設され、このアームの終端には、搬送された基板の
到着を検知するためのａ接点型光電スイッチＰＨＳ１〜
３が、搬送される基板平面側に向かって固定されてい
る。この光電スイッチは、切断刃の直前と直後、および
後述するストッパの直前の三箇所に設置されている。符
号３４は、搬送される基板の先端と接触して、切断され
る基板を位置決め・固定するためのストッパである。こ
のストッパは、ストッパ支持台３４Ａに固定され、図示
しない駆動手段（例、空気シリンダ）によりラインの搬
送方向に水平移動可能であり、かつ、ラインと垂直方向
にも昇降移動可能である。尚、符号３６は搬送ラインに
対して垂直に突出する位置決めピン、３８は搬送ライン
の幅方向に突出する位置決めピンである。

【００１５】次に、前記図１，２で示す反転機４の詳細
について説明する。図４はこの反転を示したものであ
り、（１）はその正面図、（２）はその平面図、（３）
はその右側面図である。この反転機は、搬送ラインに鉛
直に突出して、搬送される基板１５をベルト１１から持
ち上げ、切断機３Ｂで基板が切断されるのに先立ち、基
板の方向を反転させるものである。この反転機は、搬送
ラインの下方に存在し、上昇シリンダ１００に固定され
る固定フレーム１０２と、スライドレール１０４に沿っ
て昇降する昇降フレーム１０６と、昇降フレーム内に配
設される回転シリンダ１０８と、昇降フレーム上にあり
回転シリンダによって回転する回転プレート１１０と、
回転プレートの平面に存在するスライドレール１１２
と、このスライドレールに沿って水平に移動する可動側
板１１４と、この可動側板に対向して配置される固定側
板１１６と、前記回転プレートの側壁略中央に配置され
た光電スイッチＰＨＳ４と、から構成される。前記可動
側板１１４と固定側板１１６のそれぞれの内部には、ベ
ルト１１８、モータ１２０、プーリ１２２からなるベル
トコンベヤ１２４が配設されている（図４（３）参
照）。尚、本実施例に係る分割装置は、図示しないが、
前記した各光電スイッチ等からの検出信号が入力され、
かつ切断機、反転機等の動作信号を出力するＩ／Ｏポー
トと、切断機，反転機等の制御プログラムが記憶された
記憶装置と、切断機，反転機の制御信号を演算する演算
装置と、を有する制御装置を備えている。

【００１６】前記切断機３においての基板の位置決め
は、光電スイッチＰＨＳが基板の到達により「オン」し
た後、ベルトコンベヤ駆動用モータ１３から出力される
パルス数を計数し、基板の目的とする分割線を切断刃２
７Ａ，Ｂに一致するように基板を停止することにより行
う。光電スイッチが「オン」になった後、目的の分割線
までの距離は予め記憶装置に設定しておくことができ
る。光電スイッチの設置位置は、分割しようとする基板
の種類に応じて適宜変更でき、光電スイッチを必要に応
じて増設することもできる。前記反転機における基板の
位置決めもこれと同様にして行うことができる。

【００１７】次に、本実施例に示す基板を分割装置を用
いて、図５に示す集合プリント基板１５を分割線７２，
７４に沿って４分割する場合について説明する。図５
（１）はその平面図、（２）はそのＩＩ−ＩＩ断面図、
（３）は（１）のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。この分
割線は、前記切断刃２７によって切断されるように表裏
に直交するＶ溝状に形成されている。先ず、この基板の
切断に適した分割刃を選定し、これを切断機のダイセッ
ト２８に組付ける（図３参照）。基板の分割線近傍に
は、通常素子類の形成を避けることが多いが、時として
分割線を跨ぐ形でリード線等が実装されることもあるの
で、このようなリード線等を避ける切欠きを有する切断
刃を選定する必要がある。

【００１８】図６は、基板を分割するプログラムをフロ
ーチャートで示したものである。プログラムがスタート
すると、基板は、図１に示すように、その側縁が対向す
る一対のベルト１１Ａ，Ｂに載置された状態で、ライン
Ｌ１に順次搬送される（Ｓ１）。そして、切断機３Ａ内
に基板が進入すると、光電スイッチＰＨＳ１，ＰＨＳ
２，ＰＨＳ３が基板の進入に従って順に「オン」する。
光電スッチが「オン」すると、制御装置（不図示）に基
板の到達を意味する「Ｈ」信号を出力する。ＰＨＳ１が
「オン」した場合は、分割される基板の次に来る基板を
切断機３Ａの直前で停止するように前段のベルトコンベ
ヤを制御する。制御装置は、光電スイッチＰＨＳ１〜３
の全てが「オン」か否かを判定する（Ｓ２）。

【００１９】Ｓ２において、光電スイッチＰＨＳ１〜３
の全てが「オン」と判定されると、前記ストッパ３４が
突出して基板１５の先端と当接し基板の搬送をストップ
する。そして、これと同時に切断機内の基板を位置決め
して搬送するためのベルトコンベヤの駆動を停止する
（Ｓ３）。一方、Ｓ２において、光電スイッチＰＨＳ１
〜３の全てが未だ「オン」でないと判定されると、基板
の搬送が継続される。次いでＳ４のステップに移行し、
ラインに対して垂直方向に位置決めピン３６が突出し、
同時にラインの幅方向に対して水平に位置決めピン３８
が突出する。垂直方向に突出するピン３６は前記基板の
端部の穴（この穴は基板に素子を実装する時の位置決め
手段となる）７６Ａ，Ｂに挿入され、水平方向に突出す
るピン３８は基板の側壁に形成された位置決め用Ｖ状溝
７８に係合する。前記ストッパ３４およびピン３６，３
８により、基板の表裏に形成されたＶ状溝に上下の切断
刃２７Ａ，Ｂが一致するように基板を固定することがで
きる。

【００２０】次いで、Ｓ５のステップに移行し、前記可
動プレート２５，２６を基板１５側に向かって移動さ
せ、上下一対の切断刃２７Ａ，Ｂで基板を７４の分割線
に沿って分割する。この時、上下の切断刃間が、一定幅
（例えば、０．２ｍｍ）となった時点で可動プレート２
５，２６が停止される。切断刃による基板の切断では、
ロータリーカッタによる切断のように切粉の発生や、人
手による切断やせん断による切断のように余計なストレ
スが掛からず基板に実装された素子に悪影響を与えな
い。次いで、Ｓ６のステップでは、可動プレート２５，
２６を切断前の初期状態に復帰させるとともに、前記ス
トッパ２４、位置決め用ピン３６，３８も切断前の初期
状態に復帰させる。そして、前記光電スイッチＰＨＳ１
〜３の「Ｈ」信号を初期化して「Ｌ」の信号を出力する
ようにする。次いで、Ｓ７のステップに移行し、ベルト
コンベヤを再駆動することにより、分割されて二つとな
った基板をさらに搬送する。

【００２１】分割された基板が更に搬送されると、前記
図４の反転機４の光電スイッチＰＨＳ４が「オン」とな
り、制御装置（不図示）に基板の到達を意味する「Ｈ」
信号を出力する。Ｓ８のステップでは、光電スイッチＰ
ＨＳ４が「Ｈ」か否かが判定され、「Ｈ」であるとＳ９
のステップに移行し、基板の搬送を停止する。「Ｈ」で
ないと判定された場合は、光電スイッチＰＨＳ４が
「Ｈ」となるまで基板１５の搬送が継続される。Ｓ１０
のステップでは、搬送される基板の幅に合致するように
可動側板１１４を移動させた後、前記可変側板１１４及
び固定側板１１６が一点鎖線の位置まで上昇して、可動
側板１１４及び固定側板１１６の先端にあるベルト１１
８に基板１５を載置する。この後、回転プレート１１０
を９０度反転させ（Ｓ１１）、次いで、ベルト１１８を
回転することにより、ベルト上に載置されている基板を
次段のラインＬ２に送り出することができる（Ｓ１
２）。そして、反転機は、基板を次段のラインＬ２に送
り出した後、光電スイッチＰＨＳ４を初期化するととも
に、回転プレート１１０を初期状態に戻した後、昇降フ
レーム１０６を下降し、かつ、可動側板１１４を元の状
態まで復帰させて次の基板の反転に備える。

【００２２】この反転により、基板の分割線７２を搬送
ラインＬ２の幅方向に一致させることができる。従っ
て、次段の切断機３Ｂにおいて、当初半分に分割された
基板をさらに半分に分割できる。この結果、基板を分割
線７２，７４で分割することにより、４個の単位プリン
ト回路基板にまで分割することができる（Ｓ１３）。こ
の結果、反転機４により切断刃に基板の全ての分割線を
一致させることができたため、基板を再度分割装置にセ
ットし直したり、人手で分割する必要がないため、短い
タクトで基板の分割が可能となる。

【００２３】次に本発明の第２の実施例を図７，図８に
基づいて説明する。図７は、その平面図であり、図８は
その側面図である。この実施例が第１の実施例と異なる
のは、反転後の搬送ラインが２系統になっている点、お
よび、反転機として水平多関節系ロボットを使用した点
である。尚、符号８０は前記制御装置が配設される制御
盤、符号８２は補助作業台である。

【００２４】先ず、本実施例で使用される反転機４の詳
細について説明する。この反転機は、水平多関節系ロボ
ットと、このロボットの先端に配設される基板把持機構
とからなる。より詳しくは、図９に示すように、ロボッ
ト本体１４０と、軸の回りに回動するアーム４３，４４
と、図１０，１１にその詳細な構造が示されている基板
の把持機構４２とから構成されている。図９に示す水平
多関節ロボットは、Ａ軸回りで回動可能な第１のアーム
４３と、Ｂ軸の回りで回動可能な第２のアーム４４を有
する。この第２のアームの先端には、基板把持機構を固
定するヘッド４５を備える。

【００２５】図１０，１１は基板把持機構を示すもので
あり、図１０はその正面図、図１１はこの背面図であ
る。前記ヘッド４５の両側には、伸縮可能な一対の水平
腕５０Ａ，Ｂが配設されている。この水平腕のそれぞれ
には第２の側板５２Ａ，Ｂが接続され、水平に並ぶ一対
の第１のロッド５４Ａ及び第２のロッド５４Ｂがこの第
２の側板５２Ａ，Ｂを貫通している。

【００２６】図１０の正面図に示される第１のロッド５
４Ａは、左側の側板５２Ａとは固設しているが、他の側
板５２Ｂにはすべり軸受５６Ａを介して滑動自在に支持
されている。この第１のロッド５４Ａは、図面右方向端
部で把持具５８Ｂとボルト固定されている。図１１に示
す背面図において、第２のロッド５４Ｂは、前記側板５
２Ａと反対側の側板５２Ｂと固設し、前記側板５２Ａに
は滑り軸受５６Ｂを介して支持されている。そして、こ
の第２のロッド５４Ｂの図面右方向端部で把持具５８Ａ
とボルト固定されている。前記把持具５８Ａは、第１の
ロッド５４Ａを滑り軸受５６Ｃを介して滑動自在に支持
しており、他の把持具５８Ｂは、第２のロッド５４Ｂを
滑り軸受５Ｄを介して滑動自在に支持している。

【００２７】前記両把持具５８Ａ，Ｂは、ともに略く字
状に形成され、その先端において搬送される基板１５を
把持する。前記把持具５８Ａには、把持される基板に向
かって昇降する基板押え６０を有する空気シリング６２
が配設されている。符号ＰＨＳ５は、搬送される基板が
前記ヘッド部に到達したことを検出する光電スイッチで
あり、符号６６は、到達した基板１５を載置して持ち上
げする昇降テーブルである。

【００２８】基板の到達により光電スイッチＰＨＳ５が
「オン」すると、基板の搬送が停止される。次いで、前
記昇降テーブル６６が上昇し、基板を当該基板を搬送す
るベルト１１から持ち上げる。前記ヘッド部４５の水平
腕５０Ａ，Ｂを矢示方向に伸長すると、前記把持具５８
Ａ，Ｂ間はより短縮されるようになり、前記昇降テーブ
ル６６上の基板１５を一対の把持具５８Ａ，Ｂ間に把持
することができる。次いで、基板押え６０が下降して把
持された基板を把持具に固定する。

【００２９】前記ヘッド部の水平腕５０Ａ，Ｂを矢示方
向とは逆に短縮すると、前記把持具５８Ａ，Ｂ間はより
拡張されるようになって基板の把持を解除し、把持した
基板を搬送ラインに復帰させることができる。前記アー
ム４３，４４を破線で示すように、軸Ａ，Ｂ回りに回転
させることにより（図７，８参照）、把持した基板を搬
送ラインＬ１とは連続しない他の搬送ラインＬ２に移し
変えることができる。従って、反転機以降の搬送ライン
を複数系統にすることができる。

【００３０】本実施例の動作を図１２に示す集合プリン
ト基板１５を分割する場合に基づいて説明すると、基板
が図７，８の矢示方向に搬送されると、切断機３Ａにお
いて、基板が分割線９２Ｂで切断される。次いで、切断
機３Ｂにおいて、分割線９２Ａ，９２Ｃで切断される。
この結果、一枚の基板が４分割される。尚、切断機３Ｂ
においては、基板の前後端の余肉部９４Ａ，Ｂをも切断
する。

【００３１】さらに搬送されると、４分割された複数の
基板のうち、Ｔ１の基板は、反転機４により基板方向が
９０度反転されてそのまま同じラインを搬送される。Ｔ
１の次に来るＴ２の基板は、その基板方向が９０度反転
されると同時に、反転機のアーム４３，４４を鎖線方向
に回転させて、基板Ｔ２をラインＬ２に平行なラインＬ
３に搬送させる。そして、基板Ｔ２の後に搬送される基
板Ｔ３は反転させて、ラインＬ２を搬送させる。さら
に、Ｔ３の基板の後から搬送されるＴ４はラインＬ３に
搬送される。

【００３２】ラインＬ３にある切断機３ＣとラインＬ２
にある切断機３Ｄでは、前記切断機３Ａ及び３Ｂで分割
された基板の前後に存在する余肉部９６Ａ，Ｂを除去す
る。次いで、ラインＬ３にある切断機３Ｅおよびライン
Ｌ２に存在する切断機３Ｆで分割線９２Ｄおいて基板が
分離され、さらに切断機３Ｇ，３Ｈで分割線９２Ｅにお
いて基板が分離される。この結果、前記図１１に示す集
合プリント基板１５は、１２個の単位プリント回路基板
にまで分割される。

【００３３】この第２の実施例によれば、搬送ライン
は、基板を反転した後２系統になるため、基板を切断す
るタクトを２倍に向上できるとともに、基板の種類分け
をすることができる（例えば、ラインＬ３には、スイッ
チ類が実装された単位プリント回路基板のみが搬送され
るようにできる）。

【００３４】前記実施例では、搬送される基板の方向を
９０度反転させる場合について説明したが、これに限ら
ずいかなる角度で基板の方向を変えることもできる。ま
た、基板を分割するための搬送ラインを１列又は２列の
場合について説明したが、これを３列以上にすることも
できる。またさらに、図７，８の実施例では、基板方向
を変えた後ラインを２系統にしたが、これを３系統以上
にすることもできる。

【００３５】また、前記切断機の刃は、ラインの幅方向
に水平に設置されたが、これに限らず、いかなる方向に
も切断刃を設定することもできる。反転機を使用し、か
つ、切断刃のラインに対する設置位置を適宜変更するこ
とにより、基板の分割線が如何に形成されていても、こ
の基板を単位基板に分割することができる。

【００３６】また、前記実施例では、表裏に予めＶ型の
分割線が形成された基板の分割について説明したが、本
発明では切断刃により基板を分割するために、表又は裏
の一方に分割線が形成されているか、あるいは、全く分
割線が形成されていない基板にも、本発明を適用するこ
とができる。さらにまた、前記実施例の切断機では、切
断刃を上下一対設けているが、一方のみを切断刃とし、
他方を当板とすることもできる。また、搬送される基板
の到達を検出する手段としては、前記の光電スイッチ限
らず、近接スイッチ等他の検出スイッチを使用すること
もできる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板を分割する際の曲げ応力によるストレスを極力低下
させることにより素子類、回路パターン等に損傷を与え
ることなく基板を分割でき、かつ基板の分割の作業効率
を大きく向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す平面図。

【図２】図１の側面図。

【図３】切断装置の詳細図。

【図４】（１）は反転機（基板方向可変機）の正面図、
（２）はその平面図、（３）はその右側面図。

【図５】（１）は第１の実施例で分割される基板の平面
図、（２）はそのＩＩ−ＩＩ断面図、（３）はそのＩＩ
Ｉ−ＩＩＩ断面図。

【図６】基板を分割するプログラムのフローチャート。

【図７】本発明の第２の実施例を示す平面図。

【図８】図７の側面図。

【図９】基板方向可変装置の一例である水平多関節系ロ
ボットの斜視図。

【図１０】基板把持機構の詳細を示す正面図。

【図１１】図１０の背面図。

【図１２】第２の実施例で分割される基板の平面図。

【図１３】集合プリント基板の平面図。

【符号の説明】

１分割装置２搬送系３切断機４反転機（基板方向可変装置）１４ベルトコンベヤ１５基板１８切断機本体２０切断機支持台２７切断刃１００上昇シリンダ１１０回転プレート１１４可動側板１１６固定側板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】順次搬送される複数の基板の各々を単位
基板に分割する装置において、搬送される基板に対向す
る切断刃を有し、この切断刃が基板に圧接することによ
って当該基板を切断する切断装置と、搬送される基板の
向きを変更可能な基板方向可変装置とを備え、前記切断
装置は、前記基板方向可変装置の前後で、搬送される過
程の基板を切断できる位置に設けられてなり、かつ前記
基板方向可変装置が、切断された基板の向きを次に切断
される方向に合わせて変更するように構成されてなる、
基板の分割装置。