JP4240430B2 - 切断刃 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切断加工装置等に使用される平刃状の切断刃に関し、さらに詳しくはセラミックグリーンシート等の薄板状の基板を切断する切断刃に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
焼結前のセラミックグリーンシート等の薄板状の基板（素材板）を碁盤目状等に切断して切断チップを複数個取りするのに好適な切断加工装置がある。このものは、所定間隔（ピッチ送り）をおいて平刃状の切断刃をいわゆるギロチン式にワークに押し当てて切断するもので、用いられる切断刃は、その切断機能部全体を正面視で鋭利なＶ字状の刃面で形成している。
ところで、この種の切断刃は、切断加工装置（図示せず）の昇降移動可能なツールホルダに着脱可能に取付けると共にそのツールホルダの支持体に芯出し用のカメラを装着し、所定量ピッチ送りの度にワークの縁（矩形ワークであればその四縁）に等間隔をおいて付されている相対する一対の線状マーク（図６（ａ）（ｂ）参照）Ｍを芯出しカメラで撮像し、更に画像処理して芯出しし、その修正量でもってワークＷを吸着保持するインデックステーブルを補正動した後、切断刃１を下降させてワークＷを切断する。これをワークＷの長さ方向所定のピッチ送りの度に繰り返し、それが終了すると、インデックステーブルでワークＷを９０度回転させて、同様に切断していく。これによって切断チップＣを得るようになっている。
それ際、線状マークＭを付した四縁部分は、線状マークＭが残存することから、切断チップとしては不適である。そのため、切断対象となるワークＷに縁取りを枠状に残して碁盤目状に切断される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ワークＷに縁取りを枠状に残して碁盤目状に切断してチップＣを得る場合、切断刃１をワークＷに切り込むと、刃先部の横断面形状が細長矩形状故だと予想されるが、図６（ａ）に示すように両端が裂けて広がる傾向にあった。この広がりＳによる弾性的な復元力によって切断された切断チップが転倒したり、飛び散る現象を起こしたり、この広がりによって、隣接する切断後の切断チップＣに押動力を与え、その切断チップＣを転倒させたり、飛び散らせたりする問題が発生する（図６（ｂ））。
昨今の電子機器の小型化に対応するための、例えば縦横寸法を０．６（ｍｍ）×０．３（ｍｍ）とする切断チップにおいては、ことに微細なことから、後対応が大変であった。
また、前述したような両刃の刃面で形成された切断刃でワークをギロチン式に押し当てて加工精度を維持しながら例えば縦横寸法を０．６（ｍｍ）×０．３（ｍｍ）とするような微細な切断チップの切断を行うには、刃先角をより小さくしてワーク切断面が変形するのを最小限に食止めることが必要となる。そのため、この種の切断刃は、その刃先角を１０度乃至３０度程度とし、シャンク部の厚みを１ｍｍ程度にしてある。
しかし、刃厚（シャンク部の厚み）を変えないで刃先角をより小さく成形すると当然のことながら左右両面の刃面（切断機能部）の面積が大きくなって、その左右両面が切断時の大きな抵抗になり、切断に際して大きな切断力を必要とし、その結果、刃先部が座屈変形を起こしてしまう問題点もある。
【０００４】
本発明は、従来事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ワークに、縁取りを枠状に残し碁盤目状に切断して切断チップを得るに際して、チップの横倒や飛び散りがない切断刃を提供することにある。
他の目的とする処は、微細な所望の刃先角においても刃先部の座屈強度が高く、切れ味も良い平刃状の切断刃を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために講じた技術的手段として、本発明は、薄板状の基板に縁取りを枠状に残し碁盤目状に切断して切断チップを得る切断刃であって、先端からシャンク部に向かって形成された切断機能部は、刃渡り方向に沿って平刃状の刃面を有すると共に、刃渡り方向の両端部が平面視Ｖの字形状を呈することを特徴とする。
【０００６】
この技術的手段によれば、ワークＷに縁取りを枠状に残して碁盤目状に切断してチップを得る場合、切断刃１をワークＷに切り込むと、刃先部１１の横断面形状が細長矩形状故だと予想されるが、図６（ａ）に示すように両端が裂けて広がる傾向にある。この広がりＳによる弾性復元力で切断された切断チップＣ自らが転倒したり、飛び散る現象を起こしたり、この広がりＳによって、隣接する切断後の切断チップＣに押動力を与え、その切断チップＣを転倒させたり、飛び散らせたりもする。
切断機能部１１の刃渡り方向両端部を全高に亘って平面視Ｖの字状にすることによって、両端部の広がりを極力防止し、前記問題を解消する。
【０００７】
また、前記切断機能部を、中心線に対し左右対称の凹湾曲面で所定長さ形成された刃先部と、シャンク部に向かって厚くなるように前記刃先部と前記シャンク部とに亘って形成され中心線に対し左右対称な凹湾曲面で形成された連設部とで構成し、且つ該連設部において、前記刃先部に対して連設する凹湾曲面が、前記刃先部の凹湾曲面の最大厚さよりも薄厚な部分を途中に形成してから漸次厚くなる凹湾曲面であることを特徴とする。さらには、前記連設部が複数段の凹湾曲面で形成され、その上段の凹湾曲面各々が、当該上段の凹湾曲面に連設する下段の凹湾曲面の最大厚さよりも薄厚な部分を途中に形成してから漸次厚くなる凹湾曲面であることを特徴とする。
【０００８】
この上記技術的手段によれば、刃先部とシャンク部とを連絡する連設部を、刃先部後端（上端）からシャンク部に向って漸次肉厚を厚くするように左右対称の凹湾曲面で連設させることによって、連設部が切断時にワークに与える接触抵抗を抑制し、その上、番角を、刃先角が一番角、上段の凹湾曲面が順次二番角、三番角…とすれば、一番角である刃先部に対して二番角であるすぐ上段の左右対称の凹湾曲面のワークに対する刃当たり（ワークとの接触）がより少なくなる。これは各番角に対する上段の番角も同一条件である。よってより切断抵抗を抑制し、小さな切断力でのワークの切断を可能にして刃先部の座屈変形を防止する。
【０００９】
前記刃先部の凹湾曲面と連設部の凹湾曲面とに、曲面方向と同一方向の縦目の微小凹凸線条を刃渡り方向全長に亘って研削形成していることを特徴とする。
【００１０】
前記技術的手段によれば、前述の特徴に加えて縦目の微小凹凸線条で切り裂くように切断され、切れ味を良くする。
【００１１】
また、前記刃先部の左右両面を凹湾曲面に代えて平面とし、その平面を鏡面仕上げし、且つ連設部の凹湾曲面に、曲面方向と同一方向の縦目の微小凹凸線条を刃渡り方向全長に亘って研削形成していることを特徴とする。
【００１２】
前記技術的手段によれば、前述の作用に加えて切断面が美麗である。
【００１３】
この上記した切断刃の素材としては、超硬合金材が好適であり、座屈強度の高い形状に形成された切断刃の耐摩耗性を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明をする。図１及び図２は第１実施の形態を、図３乃至図５は第２の実施の形態を、更に図６は参考図を各々示している。図中符号１は切断刃である。
【００１５】
まず、第１の実施の形態を説明する。
図１及び図２に示すように切断刃１は、脆性の高い超硬合金材からなり、平板状のシャンク２１部と、切断を実行する切断機能部１１とで形成され、刃渡り方向両端部を平面視Ｖ字状に形成している。
切断機能部１１は、図２（ａ）に示すように全体を正面視で鋭利なＶ字状の刃面１１ｃ、１１ｃで形成したり、図２（ｂ）に示すように刃先部とその刃先部に連設する傾斜状の左右面とで正面視で鋭利な略Ｖ字状の刃面１１ｃ、１１ｃを構成してあり、共に刃渡り方向両端部を平面視Ｖ字面４１、４１で形成している。無論、図１では、両端部を切断刃１全高に亘って平面視Ｖ字状にしているが、図２（ａ）、（ｂ）共に切断機能部１１の両端部のみを平面視Ｖ字状とするも勿論自由である。
【００１６】
図６は、従来品が及ぼす切断時の現象を現している。
この現象は、切断チップＣ（切断後のチップ）の縦横寸法が０．６（ｍｍ）×０．３（ｍｍ）といった微小のものの場合に、特に悪影響を及ぼす。
それは、ワークＷを試し切断をした際の両端部の広がりＳである（図６（ａ））。
この原因は不明だが、切断機能部の横断面形状が横長矩形状であるため、刃面と端面との直角なコーナー部２点でワークＷを裂き、それに刃面（左右両面）による切断時の圧縮の弾性力が刃渡り方向に作用して、広がりＳとなって現れるものと予想される。
前記広がりＳのため、図６（ｂ）に示すようにワーク（セラミックスグリーンシート）Ｗに縁取りを枠状に残して碁盤目状に切断してチップＣを得る場合に、前記広がりＳ両端部に相対する切断チップＣは、傾斜状に向きが変えられ、それによって既に切断済の切断チップＣを押動し、その反力で切断されたチップＣや切断済チップＣの飛びはねや転倒の原因となる。
【００１７】
前記のように切断機能部１１の刃渡り方向両端部を平面視Ｖ字面４１、４１で形成した第１の実施の形態では、切断機能部１１である刃面１１ｃ、１１ｃとＶ字面４１、４１各々が鈍角をもって連設されることから、両端部でのセラミックワークＷを裂くという現象が抑制される。そのためであろうか、切断時の圧縮の弾性力が刃渡り方向に作用しても、広がりＳとなって現れなかった。
【００１８】
次に図３乃至図５に示す第２の実施の形態を説明すると、この切断刃１は、平板状のシャンク２１部と、切断を実行し且つ座屈強度を高める切断機能部１１とからなっている。
図３（ａ）の切断機能部１１は、先端部からシャンク部２１に向かって漸次厚くなるように形成されており、中心線Ｘに対し左右対称の凹湾曲面１１ａ’で所定長さ形成された所望の刃先角度の刃先部（一番角）１１ａと、シャンク部２１に向かって漸次厚くなるように刃先部１１ａとシャンク部２１とに亘って連続形成され中心線Ｘに対し左右対称の凹湾曲面（二番角）１１ｂ’、１１ｂ’で形成された一段の連設部１１ｂとから構成されている。
この切断刃１は、脆性の高い超硬合金材からなり、刃先部（一番角）１１ａと連設部１１ｂとを形成する凹湾曲面（二番角）１１ｂ’、１１ｂ’が曲面方向と同一方向に、円周面に研削面を有する砥石車で研削加工されて砥石車の曲率と同一の曲率で形成され、これによって刃先部（一番角）１１ａと連設部１１ｂは共にその研削加工で縦目の微小凹凸線条３１が刃渡り方向全長に亘って形成される。
また、この切断刃１は、刃先部（一番角）１１ａに対して連設する凹湾曲面（二番角）１１ｂ’、１１ｂ’をその刃先部（一番角）１１ａよりも薄肉な部分を途中に形成してから漸次厚くなる左右対称の凹湾曲面１１ｂ’、１１ｂ’にしている。
これは、凹湾曲面（二番角）１１ｂ’、１１ｂ’のワーク切断時にワークＷに接触する抵抗をより小さく抑制するためである。
また、図４に示すように刃渡り方向両端部全高を平面視Ｖ字状に形成して、そのそのＶ字面４１、４１の前記第１の実施の形態と同様にワークＷ切断時に広がりＳが生じないようにも配慮してある。
尚、図５に示すように少なくとも切断機能部１１の刃渡り方向両端部を平面視Ｖ字状に形成しても勿論、作用上変化ないものである。この図５の切断刃１におけるＶ字面４１は、詳細には曲率が大きな凹湾曲面状になっており、曲面方向と同一方向に、円周面に研削面を有する砥石車で研削加工されて、縦目の微小凹凸線条３１を形成している。
【００１９】
このように形成された切断刃１では、刃先部（一番角）１１ａと連設部１１ｂとが凹湾曲面１１ａ’、１１ｂ’で形成されていることにより、凹湾曲面（二番角）１１ｂ’、１１ｂ’がセラミックスグリーンシートＷの上縁部から逃げて不必要な押圧を弱くする役割をも有している。すなわち、連設部１１ｂの凹湾曲面１１ｂ’、１１ｂ’がバイト等の切削工具の逃げ面と同様な役割をもする。
そして、前記刃渡り方向全長に亘って形成してある縦目の微小凹凸線条３１が切れ味を良くし、且つ切断刃１としての強度（刃先部１１ａと連設部１１ｂの強度）を高める一助となる。
そして、前記第１の実施の形態と同様に刃先部（一番角）１１ａの凹湾曲面１１ａ’、１１ａ’とＶ字面４１、４１、連設部１１ｂの凹湾曲面（二番角）１１ｂ’、１１ｂ’とＶ字面４１、４１とが各々鈍角をもって連設されることから、両端部でのセラミックスグリーシート（ワーク）Ｗを裂くという現象が抑制され切断されたチップＣや切断済チップＣの飛びはねや転倒は生じない。
【００２０】
尚、図３の（ｂ）は、前記連設部１１を、シャンク部に向かって厚くなるように前記刃先部１１ａとシャンク部２１とに亘って連続形成され中心線に対し左右対称な３段の凹湾曲面１１ｂ’、１１ｂ’で形成した場合を示している。
この場合にも、各番角に対する上段の番角が僅かに薄肉な部分を途中に形成してから漸次厚くなる左右対称の凹湾曲面１１ｂ’、１１ｂ’にしている。
【００２１】
前記する第２の実施の形態における図３（ａ）に示す切断刃１のシャンク部２１の厚みＴ２は、０．４ｍｍ乃至１ｍｍ、刃先角θは約１５度〜２０度、刃先部（一番角）１１ａの最大肉厚（連設部１１ｂとの交点）Ｔ１は２５μｍ〜５０μｍ、またその高さＨ１は５０μｍ〜１００μｍであり、そして刃先部１１ａ先端から連設部１１ｂのシャンク部２１との交点までの高さＨ２を１ｍｍよりも僅かに高くしており、また二番角である左右対称の凹湾曲面１１ｂ’、１１ｂ’厚みＴ３はその刃先部（一番角）１１ａ寄りの中途部を前記Ｔ１よりも５μｍ程度薄肉な部分を中途に形成してから漸次厚くなるようにしてあり、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度の厚のワーク（セラミックスグリーンシート等の薄肉状の基板）Ｗを切断する。尚、図３（ｂ）は詳述しないが、Ｔ３を除いて同様であり、一番角に対する二番角、二番角に対する三番角、三番角に対する四番角は、各々下段の番角厚よりも５μｍ程度薄肉な部分を中途に形成してから漸次厚くなるように上段の各番角（左右対象の凹湾曲面）を形成している。
【００２２】
また、本実施の形態では、刃先部が傾斜平面からなる切断刃を図示していないが、前記第２の実施の形態と同様に連設部を、一番角に対して二番角、二番角に対して三番角、三番角に対して四番角…において薄肉な部分を中途に形成してから漸次厚くなる凹湾曲面にし、更に少なくとも切断機能部の刃渡り方向両端部を平面視Ｖ字状にすること同様である。
刃先部の傾斜平面は、鏡面仕上げされ、それによって、刃先部の両刃面は整い、より細かな切断チップを得るのに好適なものとなる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、刃面の刃渡り方向両端部を平面視Ｖ字状にして、刃面とＶ字面とが鈍角をもって連設されることから、両端部でのワークを裂くという現象が小さくなり、ワークに縁取りを枠状に残して碁盤目状に切断してチップを得る場合（図６参照）、切断時の圧縮の弾性力が刃渡り方向に作用しても、広がりとなって現れず、従来のように切断されたチップや切断後の隣接する切断チップを飛び散らせたりするアクシデントを防止することができる。また、刃先先端部からシャンク部に向って形成された切断機能部を、左右対称の凹湾曲面で必要最小限（必要最小角）に形成した刃先部と、シャンク部に向って漸次刃厚が厚くなるように前記刃先部とシャンク部とに亘って左右対称な一段または複数段の凹湾曲面を連続形成し、刃先部に対して連設する凹湾曲面及び下段の凹湾曲面に対して連設する上段の凹湾曲面各々が、下段の番角よりも僅かに薄肉な部分を形成してから漸次厚くなる左右対称なものであるから、切断時の、刃先部を除く各番角となる凹湾曲面のワークに接触する抵抗をより小さく抑制して、より小さな切断力での切断を可能とし、刃先部の座屈変形を招かずに微細なチップを切断するのに最適な切断刃となる。また、本発明によれば、微細な縦目の微小凹凸線条によって、切れ味が非常に良くなり、尚且つ刃先部と共に連設部の座屈強度をより信頼性のあるものにすることができる。そして、鏡面加工によって、切断面が美麗に仕上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の切断刃の使用状態を示す斜視図。
【図２】要部の拡大断面図で、（ａ）は、正面視で鋭利なＶ字状の刃面を有する切断機能部を示し（ｂ）は、刃先部とその刃先部に連設する傾斜状の左右面とで正面視で鋭利な略Ｖ字状の刃面を構成する切断機能部を示している。
【図３】第２の実施の形態の切断機能部の拡大断面図を示し、（ａ）は、連設部を一段の凹湾曲面で構成した場合、（ｂ）は、連設部を、３段の凹湾曲面で構成した場合を各々示す。
【図４】図３（ａ）の切断刃の斜視図。
【図５】切断機能部の両端部のみを平面視Ｖ字状にしている切断刃の斜視図。
【図６】横断面形状が細長矩形状の刃先部の切断状態を示す横断平面図で、 （ａ）は、刃先両端部の広がり状態を、（ｂ）は、チップ切断している状態を示す。
【符号の説明】
１…切断刃 ２１…シャンク部
１１…切断機能部 １１ａ…刃先部（一番角）
１１ｂ…連設部 Ｘ…中心線
θ…刃先角度 Ｗ…セラミックグリーンシート（ワーク）
Ｓ…広がり ３１…縦目の微小凹凸線条
１１ａ’…刃先部の凹湾曲面 ４１…Ｖ字面
１１ｂ’…連設部の左右対称の凹湾曲面（二番角、三番角、四番角）

Claims (5)

1. 薄板状の基板に縁取りを枠状に残し碁盤目状に切断して切断チップを得る切断刃であって、
   先端からシャンク部に向かって形成された切断機能部は、刃渡り方向に沿って平刃状の刃面を有すると共に、刃渡り方向の両端部が平面視Ｖの字形状を呈することを特徴とする切断刃。
2. 前記切断機能部を、中心線に対し左右対称の凹湾曲面で所定長さ形成された刃先部と、シャンク部に向かって厚くなるように前記刃先部と前記シャンク部とに亘って形成され中心線に対し左右対称な凹湾曲面で形成された連設部とで構成し、且つ該連設部において、前記刃先部に対して連設する凹湾曲面が、前記刃先部の凹湾曲面の最大厚さよりも薄厚な部分を途中に形成してから漸次厚くなる凹湾曲面であることを特徴とする請求項１記載の切断刃。
3. 前記連設部が複数段の凹湾曲面で形成され、その上段の凹湾曲面各々が、当該上段の凹湾曲面に連設する下段の凹湾曲面の最大厚さよりも薄厚な部分を途中に形成してから漸次厚くなる凹湾曲面であることを特徴とする請求項２記載の切断刃。
4. 前記刃先部の凹湾曲面と連設部の凹湾曲面とに、曲面方向と同一方向の縦目の微小凹凸線条を刃渡り方向全長に亘って研削形成していることを特徴とする請求項２記載の切断刃。
5. 前記刃先部の左右両面を凹湾曲面に代えて平面とし、その平面を鏡面仕上げし、且つ連設部の凹湾曲面に、曲面方向と同一方向の縦目の微小凹凸線条を刃渡り方向全長に亘って研削形成していることを特徴とする請求項２記載の切断刃。

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