JP3185779U

JP3185779U - 切断装置

Info

Publication number: JP3185779U
Application number: JP2013003648U
Authority: JP
Inventors: 二三秋松本
Original assignee: UHT Corp
Current assignee: UHT Corp
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2023-06-11

Abstract

【課題】近時のセラミックグリーンシートやその積層体等の硬質素材や厚板ワークのように、切断対象の多様性に対応して切断性能、精度を高めて生産性に優れ実現性の高い切断装置を提供する。
【解決手段】昇降動可能なラム５に追従して昇降動するカッターホルダに、刃板取り付ブロックを１０ｂ介して平刃状の切断刃２０を取り付けた切断装置において、前記刃板取り付ブロック１０ｂを刃渡り方向へスライド可能に取り付け、その刃板取り付ブロックに近接してカム溝ブロック１６を配設するとともにカム溝ブロック１６のカム溝１８に刃板取り付ブロック１０ｂのカムフロア１５を滑動可能に係合させ、前記カッターホルダの下降時に、前記切断刃２０を刃渡り方向へスライド下降させながらワークを切断する。
【選択図】図４

Description

本考案は、切断装置、詳しくはセラミックグリーンシートの板状あるいはそれに類する板状の材料の基板を切断する切断装置に関するものである。

近時のセラミックグリーンシートの切断においては、該グリーンシートの組成改善により切断抵抗の大きな硬質材となっており、また、微小のチップ切断も要求されていることに伴って切断刃がより極薄化、例えば、刃先部の最大刃厚が約２５μｍ〜５０μｍ（シャンク部の厚みが約０．４ｍｍ〜１ｍｍ）切断刃を使用する必要があることが知られている（特許文献１参照）。
その特許文献１には、前記の要請に対応するため、カッターホルダに積層型圧電素子を内設し、切断刃に縦方向の微振動を付与する改善策が提案されている。
また、セラミックグリーシート等のワークの縁取りを枠状に残し切断する切断態様においては、切断刃の形状を改善することが提案されている（特許文献２参照）。
その特許文献２には、切断する両端部でのワークを裂くという不具合を改善するため、先端からシャンク部に向かって形成された切断機能部を、刃渡り方向に沿って平刃状の刃面にすると共に、刃渡り方向の両端部が平面視Ｖの字形状とすることで対応している。
一方、切断対象を異にするが、切断機構の改善としては、切断面の平滑性を良好なものにするため該カッターを上下に作動させた際、斜め方向にスライドする機構を設けたギロチン式切断具が提案されている（特許文献３参照）。

特開２００７−３０１１６公報特開２００１−５８３１６公報特開平５−５７６７４公報

特許文献１は、特定のセラミックグリーンシートの切断においては有用性が認められるものの、切断対象としては、パッケージなどのような大きな一辺が例えば２０ｍｍや３０ｍｍで、厚さが５ｍｍ、６ｍｍ以上といったような切断抵抗の大きな厚板ワークもあり、また、特許文献２のようなワークの縁取りを枠状に残し切断する切断態様もあるなど、多様な切断対象に適用することが難しい。
そこで上記の如く切断対象の多様性に対応するためには、新たな切断機構、切断方式の採用が要請されるが、前記特許文献３はその一つである。
しかしながら、特許文献３は切断刃を斜め下方にスライドさせながら切断する切断方式を提案しているものの、その具体的構成については何ら開示、示唆されていないためセラミックグリーンシートやその積層体等を切断対象とするには実施の実現性に乏しいものであった。

本考案は、上記従来事情に鑑みて、近時のセラミックグリーンシートやその積層体等の硬質素材や厚板ワークのように、切断対象の多様性に対応して切断性能、精度を高めて生産性に優れ実現性の高い切断装置を提供することを目的とする。

斯る本考案の切断装置は、昇降動可能なラムに追従して昇降動するカッターホルダに、刃板取り付ブロックを介して平刃状の切断刃を取り付けた切断装置において、前記刃板取り付ブロックを刃渡り方向へスライド可能に取り付け、その刃板取り付ブロックに近接してカム溝ブロックを配設するとともにカム溝ブロックのカム溝に刃板取り付ブロックのカムフロアを滑動可能に係合させ、前記カッターホルダの下降時に、前記切断刃を刃渡り方向へスライド下降させながらワークを切断するようにしたことを特徴とする。
この特徴構成によれば、切断刃による切断時には、切断刃が刃渡り方向（Ｘ方向）へスライドしながら下降するスライド下降動作をするので、包丁やナイフでもってワークを引き切りする如き切断抵抗が低減され、多様なワークに対応して切断性能を高めることができる。

上記切断刃は通常一般的な刃形状でもよいが、前記切断方式に対応するため、前記切断刃は、刃渡り方向の少なくとも一端部が刃付き面取部（Ｒ形状）であることが好ましい。
この構成によれば、前記刃付き面取部によりスライドする切断刃の端部がワークに抵抗少なく切込んで切断性を高めるばかりでなく、切断刃の直進性が確保されるので切断刃の刃曲りやワークのクラック発生を防止することができる。
なお、この刃付き面取部は、切断刃が逆向きスライドする態様もあることを考慮すれば、一端部のみに限らず両端部にそれぞれ刃付き面取り部を形成することも任意である。
また、前記切断刃は、刃渡り方向の少なくとも一端縁が前記刃付き面取部に連続する平面視Ｖ字形状とすることもよい。
この構成によれば、前記刃付き面取部と協働してスライドする切断刃の切込み抵抗をさらに軽減し直進性を確保するので、切断性を一層高めることができる。
なお、この端縁Ｖ字形状および、形状のものも刃付き面取部と同様に、切断刃の両端部に形成することもよい。

上記カム溝ブロックとカムフロアとは次のように配置する。すなわち、前記ラムが垂直壁を構成する支持機体の前面に昇降動可能に支持され、ラムに取り付けたカッターホルダの刃取り付ブロックと前記支持機体とを間隔をおいて対峙させ、その支持機体側に前記カム溝ブロックを交換可能に取り付け、刃取り付ブロック側にカムフロアを取り付けて構成される。これにより、切断装置が狭い空間内でコンパクトに配置されて具体実現化が可能である。

前記カム溝の形状は、カム溝ブロックを交換することにより変更可能とし、ワークの材質や厚さ等に応じて適宜に選択すればよいが、例えば、垂直溝部とそれに連続する傾斜溝部で形成し、前記カムフロアが、垂直溝部を通過するときに切断刃が下降してワークに接触し、傾斜溝部を通過するときに切断刃がスライド下降するようにする。
また、他例として、前記カム溝を上端から下端まで滑らかな円弧状に形成し、ワークの硬軟に応じた円弧形状を選択して切断刃の下降速さ調整する等である。

本考案によれば、カッターホルダの下降時に、前記切断刃を刃渡り方向へスライド下降させながらワークを切断するようにしたので、切断対象の多様性に対応して切断性能、精度を高めて生産性に優れた切断装置が得られるとともに、主要構成であるカム溝ブロックとカムフロアを切断装置の各部間にコンパクトに配設したので、具体的実現性の高い切断装置を提供することができる。

本考案切断装置の概要を示す斜視図である。本考案カッターホルダの斜視図である。本考案カッターホルダの一部切欠せる側面図である。図３の（４）−（４）線に沿う矢視図である。切断刃の特徴形態を示す一部省略した斜視図であり、（ａ）は刃渡り方向の少なくとも一端部を刃付き面取部（Ｒ形状）とした形態、（ｂ）は刃渡り方向の少なくとも一端縁が平面視Ｖ字形状のＶ字面とした形態、（ｃ）は刃渡り方向の少なくとも一端縁が前記（ａ）の刃付き面取部に連続する平面視Ｖ字形状のＶ字面とした形態である。カム溝ブロックのカム溝形状を例示する正面図である。ワークの切断形状を例示する平面図である。ワークの具体的な切断態様を例示し、（ａ）〜（ｆ）の各図において、図４に対応させたものである。

本発明の実施の形態をセラミックグリーンシートの積層体をワークとする切断装置について図面により説明する。
図１において、図示省略した機台上に、回転テーブル１を配設するとともにその両側に前後方向へ延びるＹ軸ガイドレール２，２を配置し、そのＹ軸ガイドレール２，２に脚部３ａ，３ａをスライド可能とした門型支持機体３を搭載する。支持機体３には、前面に上下方向へ延びるＺ軸ガイドレール４，４を備え、そのＺ軸ガイドレール４，４に沿って背部をスライド可能としたカッターラム５を配設するとともに該ラム５にカッターホルダ１０を着脱可能に取り付ける。そして、図３及び図４に示す如く、前記カッターホルダ１０にカムフロア１５を設け、支持機体３にカム溝ブロック１６を取り付けて切断装置Ａを構成するものである。

回転テーブル１は、図示省略した駆動源により所定角度（９０度）を回転可能に設置され、上面には、表面にバキューム孔を開口した吸着テーブル６を一体的に取り付け、その吸着テーブル６上に切断するワークＷを載せて保持する作業テーブルである。
支持機体３には、カッターラム５の中央部上方に駆動源であるサーボモータＭ１を設置し、そのサーボモータＭ１により、駆動される昇降軸７を前記カッターラム５に連結してカッターラム５を昇降動可能とし、また支持機体３の背面下部には駆動源であるサーボモータＭ２を機台上に設置し、そのサーボモータＭ２により駆動されるＹ駆動軸８を前記カッターラム５に連結してカッターラム５をＹ軸方向（前後方向）へ往復動可能としている。
カッターホルダ１０は、下半部に平刃状の切断刃２０を着脱可能に取り付け、その切断刃２０が回転テーブル１の前記吸着テーブル６の直上に位置するよう配置される。

したがって、カッターホルダ１０に取り付けた切断刃２０は、サーボモータＭ１により昇降動するカッターラム５に追従して吸着テーブル６上を昇降動し、その下降時にワークＷを切断するとともに一回の切断動作ごとにサーボモータＭ２によりＹ軸方向へ所定寸法だけ移動しながら切断動作を繰り返し、回転テーブル１が９０度回転した後も同様の切断動作をしてワークＷを格子状に切断する。

なお、上記切断装置Ａにおいて、駆動源としてサーボモータＭ１，Ｍ２を使用した場合を説明したが、それに限定されるものではなく、リニアモータ、エアーシリンダ、油圧サーボモータなど他の駆動方式を採用することも任意であり、また、支持機体３の具体的構造や移動方式、特に、支持機体３をＹ軸方向へ移動させることに代えて、回転テーブル１をＹ軸方向へ移動させてもよいことは勿論である。

図２〜図４によりカッターラム５と支持機体３との係合状態、詳しくはカッターホルダ１０側のカムフロア１５と支持機体３側のカム溝ブロック１６との係合状態を詳述する。
カッターラム５は、サーボモータＭ１により駆動される昇降軸７を連結するとともにＺ軸ガイドレール４，４を介在して門型支持機体３に昇降動自在に連結される。
カッターホルダ１０は、その固定ブロック１０ａがボルト１７により前記カッターラム５に着脱可能に取り付けられ、この固定ブロック１０ａに刃板取り付ブロック１０ｂがＸ軸ガイドレール１１でＸ軸方向（正面視矢印方向）へ摺動可能に組み付けて構成されている。
刃板取り付ブロック１０ｂは、その刃板取り付け面１２に切断刃２０が押え板１３で押えボルト１４により締め止めされ、この刃板取り付ブロック１０ｂの背面にはカムフロア１５が取り付けられている。

一方、門型支持機体３の前面には、前記刃板取り付ブロック１０ｂの背面に僅かの間隔をおいてカム溝ブロック１６を止めボルト１６ａで着脱可能に取り付け固定し、そのブロック１６のカム溝１８に前記刃板取り付ブロック１０ｂのカムフロア１５を滑動可能に係合させて組み付け状態とする。そして、サーボモータＭ１の駆動によりカッターラム５は支持機体３に沿って昇降動するが、該ラム５の昇降動に連動してカッターホルダ１０も昇降動し、そのカッターホルダ１０の下降時に、前記カムフロア１５がカム溝１８に沿って滑動することにより刃板取り付ブロック１０ｂを介して切断刃２０を刃渡り方向へスライド下降させ、それによりワークＷがスライド切断、つまり切断刃２０が刃渡り方向へスライド及び下降を組合せた引き切り方式をもって切断される。

次に、切断刃２０の具体例を図５により説明する。
図５（ａ）の切断刃２０は、平板状のシャンク部２１と切断を実行する切断機能部３２とで形成され、刃渡り方向の少なくとも一端部が刃付き面取部４２（Ｒ形状）である。この図（ａ）においては両端部に刃付きの面取部を例示している。
図５（ｂ）の切断刃２０は、平板状のシャンク部２１と、切断を実行する切断機能部３２とで形成され、刃渡り方向の少なくとも一端縁が平面視Ｖ字形状のＶ字面２２，２２を形成している。図５（ｃ）の切断刃２０は、平板状のシャンク部２１と、切断を実行する切断機能部３２とで形成され、刃渡り方向の少なくとも一端縁が前記刃付き面取部４２に連続する平面視Ｖ字形状のＶ字面２２，２２を形成している。図（ｃ）においては両端部に刃付きの面取部を図示してある。

図６（ａ）および（ｂ）はカム溝ブロック１６のカム溝１８の具体的形状を例示する。図６（ａ）のカム溝部１８ａは、カムフロア１５を垂直昇降させる溝であって、切断刃２０がワーク表面に接触するまでの区間であり、カム溝部１８ｂは、均等にワークを斜めにスライド下降させる引き切り切断の部分である。
図６（ｂ）のカム溝部１９ｂは、前記と同様にカムフロア１５を垂直昇降させる溝で、切断刃２０がワーク表面に接触するまでの区間であり、カム溝部１９ｂは、切断刃がワークへの進入による抵抗が比較的少ない場合、徐々に水平方向に曲進し、カム溝部１９ｃではワークへ切断刃が進入するにつれて更に垂直方向に対し角度を増す形状である。

上記の図１の切断装置Ａを使用して切断されたワークＷを図７に例示し、その具体的な切断態様を図８により説明する。

図７におけるワークＷは、切断部３１の周囲に縁取りを枠状に残し切断された態様であって、それを切断するカッターホルダ１０の切断刃２０の位置とカム溝ブロック１６のカム溝１８の位置関係について図８の（ａ）〜（ｄ）に示す。
切断の順序として、（ａ）においてはカッターホルダ１０が上位に位置する状態を示し、（ｂ）では切断刃２０の刃先端がワークＷの上面（差し掛かるか、触れた位置）まで垂直に下がった位置で、その位置から（ｃ）の位置までスライド下降して切断刃２０の刃先端がテーブル６の上面に達する切断動作をする。したがって、（ｃ）に示すように、ワークＷには、縁取りＷａを枠状に残した状態に切断される。その後に、（ｄ）に示すようにカッターラム５と共に切断刃２０がスライド上昇する。

なお、切断刃２０の刃長を変更し、又はスライド長を制御することにより、図８（ｅ）のように、ワークＷの縁取りＷａは、ワークＷの少なくとも一端側のみを残し、他端側を残さずに切断することもよい。また、カム溝１８の下限位置を調整することにより、前記のようにワークの厚みを全て切断せずにワーク厚の途中までハーフカットするよう制御することも可能であり、さらに、（ｆ）に示すように、ワークＷ幅より刃長の長い切断刃２０を用いることにより縁取りを残さない切断態様とすることも任意である。

上記説明の実施例によれば、カム溝ブロック１６が止めボルト１６ａで支持機体３に着脱可能に取り付けられているので、ワークの材質や特性にあわせてカム溝ブロック１６を交換してカム溝１８の形状を変更することができ、各種ワークの素材の硬度や厚みに合わせた種々形状のものを準備しておくことができて、高精度、良品質、つまり、切断面の平滑性をもったワークの切断が可能となる。
また、図示しないが通常のコの字型刃渡り方向端部である切断刃ではワークの縁を残しスライド切断する場合切断部両端箇所に裂けを生じることが解消できた。
したがって、切断対象の多様性に対応して切断性能、精度を高めて生産性に優れた切断装置が得られるとともに、主要構成であるカム溝ブロック１６とカムフロア１５を支持機体３とカッターホルダ１０との間にコンパクトに配設したので、製作性、使用性に優れた切断装置Ａを提供することができる。

Ａ：切断装置Ｗ：ワーク３：門型支持機体
５：カッターラム６：ワークテーブル１０：カッターホルダ
１０ａ：固定ブロック１０ｂ：刃板取り付ブロック１１：Ｘ軸ガイドレール
１２：刃板取り付け面１３：押え板１４：押えボルト
１５：カムフロア１６：カム溝ブロック１６ａ：止めボルト
１７：取り付けボルト１８：カム溝１８ａ：カム溝
１８ｂ：カム溝２０：切断刃２１：シャンク部
２２：Ｖ字面３２：切断機能部

Claims

昇降動可能なラムに追従して昇降動するカッターホルダに、刃板取り付ブロックを介して平刃状の切断刃を取り付けた切断装置において、前記刃板取り付ブロックを刃渡り方向へスライド可能に取り付け、その刃板取り付ブロックに近接してカム溝ブロックを配設するとともにカム溝ブロックのカム溝に刃板取り付ブロックのカムフロアを滑動可能に係合させ、前記カッターホルダの下降時に、前記切断刃を刃渡り方向へスライド下降させながらワークを切断するようにしたことを特徴とする切断装置。
前記切断刃は、刃渡り方向の少なくとも一端部が刃付き面取部（Ｒ形状）であることを特徴とする請求項１記載の切断装置。
前記切断刃は、刃渡り方向の少なくとも一端縁が平面視Ｖ字形状であることを特徴とする請求項１記載の切断装置
前記切断刃は、刃渡り方向の少なくとも一端部が刃付き面取部（Ｒ形状）であるとともにそれに連続する平面視Ｖ字形状の端縁を有することを特徴とする請求項１記載の切断装置。
前記ラムが垂直壁を構成する支持機体の前面に昇降動可能に支持され、ラムに取り付けたカッターホルダの刃板取り付ブロックと前記支持機体とを間隔をおいて対峙させ、その支持機体側に前記カム溝ブロックを交換可能に取り付け、刃板取り付ブロック側にカムフロアを取り付けて構成される請求項１記載の切断装置。
前記カム溝が垂直溝部とそれに連続する傾斜溝部で形成され、前記カムフロアが、垂直溝部を通過するときに切断刃が下降してワークに接触し、傾斜溝部を通過するときに切断刃がスライド下降することを特徴とする請求項５記載の切断装置。
前記カム溝が上端から下端まで滑らかな円弧状であることを特徴とする請求項５記載の切断装置。