JP7104282B2 - 枠シート切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品の製造に使用されるグリーンシートなど、枠に貼付けられたシートをカットするための枠シート切断装置に関する。

携帯電話やスマートフォンなどに使用される電子部品は小型化、高性能化が進んでいる。このため、近年の電子部品の製造において、例えばセラミック基板の製造には、セラミックシート（グリーンシート）が用いられている。セラミックシートを用いる電子部品の製造方法については、様々な提案が従来よりなされている（特許文献１～３）。

特開２０１１－２１２８９５号公報 特開２００１－１１１２２１号公報 特開平０６－２５１９８２号公報

上記製造方法において、セラミックシートは、通常、矩形の金属枠（ステンレス枠）にテープで貼付けられて使用される。金属枠に貼付けされたセラミックシートは、回路の印刷後に金属枠ごと複数枚積層および圧着され、所定の大きさに切断され、チップ化される。セラミックシートの切断後は、図７（Ａ）に示すように、金属枠１０の内側にグリーンシート１１が四方に大きく残っている。

従来は、図７（Ｂ）に示すように、各金属枠１０の内側に残るグリーンシート１１が互いに密着して、各金属枠１０上の貼付テープを剥がせなくなることから、各金属枠１０に残るグリーンシート１１を金属枠１０の内縁に沿って図８に示すようにカットし（カット線ＣＬ）、内側のグリーンシートを除去するようにしている。この場合、作業者がカッターを用いて金属枠１０の内縁に沿ってカットするか、カット刃を四面に取付けたプレス金型を下降させて金属枠１０の内縁に沿ってカットしていた。

しかしながら、カッターを用いての作業は危険をともなう。また、プレス金型を用いる方法は、四面のカット刃をサイズ毎に付け替える必要があり付替え作業時に危険を伴う。さらに多数枚を処理しなければならないので作業負担も大きかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、電子部品の製造に用いるグリーンシートなど、枠に貼付けされた枠シートを安全にかつ効率よくカットすることが可能な枠シート切断装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る枠シート切断装置は、
矩形の枠に電子部品製造用のセラミックシートが貼付けされて枠の内側以外の中央部が 切断された後に枠の内側に残る枠シートをカットするための切断装置であって、
テーブルと、テーブルの上に前記枠シートが貼付けされた複数枚の枠をセットする枠セット部と、テーブルの上にセットされた複数枚の枠の内縁に沿って積層された各枠シートをカットする切断刃を備えるカッターと、テーブルの上にセットされた複数枚の枠の内縁に沿って前記カッターを枠の長さ方向に案内する第１ガイド機構と、テーブルの上にセットされた複数枚の枠の内縁に沿って前記カッターを枠の幅方向に案内する第２ガイド機構と、前記カッターを各枠シートの切断位置まで下降させ、かつ、前記カッターを水平移動 位置の高さまで上昇させる昇降機構と、前記カッターの切断刃の向きを枠の長さ方向また は幅方向に切り替えるための旋回手段と、それら第１ガイド機構、第２ガイド機構、昇降 機構および旋回手段を制御する制御手段を備え、
前記カッターは、下向きの本体部の先端に、前記切断刃として刃先がテーパ形状をして おり切断時に回転する回転刃が軸支されていることを主要な特徴とする。

本発明に係る枠シート切断装置は、テーブルの上にカッターを枠の長さ方向に案内する前記第１ガイド機構が載置され、当該第１ガイド機構に対し、カッターを枠の幅方向に案内する第２ガイド機構が枠の長さ方向に往復移動可能に支持されており、当該第２ガイド機構に対し、ホルダを介して、前記カッターが枠の幅方向に往復移動可能に支持されていることを第４の特徴とする。

本発明に係る枠シート切断装置は、前記枠セット部に、前記枠を複数枚重ねてセット可能とする一組の枠保持部材が取り付けられていることを第５の特徴とする。

以上説明したように、本発明に係る枠シート切断装置によると、枠に貼付けしたグリーンシートなどの枠シートを、特に複数枚の枠で積層された枠シートを、安全にかつ効率よく、枠の内縁に沿って全周にわたりカットすることができる。これにより、従来危険を伴っていた枠シートのカット作業を安全に行うとともに、作業者のこれまでの負担を大幅に軽減できるという優れた効果を奏する。

枠シート切断装置の全体斜視図、 枠シート切断装置の平面図、 枠シート切断装置の正面図、 カッターの作用を示すもので、（Ａ）は金属枠に貼付けされた枠シートのカット前の状態を示す図、（Ｂ）は同枠シートのカット後の状態を示す図、（Ｃ）はカッターを９０度旋回させる様子を示す図、 金属枠から枠シートを枠の長さ方向（Ｘ方向）にカットする順序を示す説明図、 金属枠から枠シートを枠の幅方向（Ｙ方向）にカットする順序を示す説明図、 枠シートが残る金属枠を示すもので、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はＢ－Ｂ線断面図、 枠シートをカットした後の金属枠を示す平面図である。

本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図１ないし図３において、符号１００は枠シート切断装置を示している。

枠シート切断装置１００は、図１に示すように、テーブル１１０と、枠セット部１２０と、カッター１３０と、ホルダ１４０と、第１水平ガイド機構１５０と、第２水平ガイド機構１６０と、昇降機構１７０と、制御部１８０を備えている。

テーブル１１０は、金属枠１０に貼付けされたシート１１（以下、枠シート１１という）を、金属枠１０の内縁に沿って全周にわたりカットする作業台として用いられるもので、テーブル１１０の下面には床面上に接地する複数本の脚部１１１が取り付けられている。

枠セット部１２０は、枠シート１１が貼付けされた金属枠１０を、複数枚（図示例は３枚）上下に重ねたまま、テーブル１１０上の所定位置にセットするもので、複数枚の金属枠１０を固定できる枠状のセット部材１２２からなり、当該セット部材１２２は、テーブル１１０の所定位置にボルトなどの固定部材１２４で固定されている。

セット部材１２２は、金属枠１０の規格・形状に合わせて複数タイプが準備される。セット部材１２２の上面には、複数枚の金属枠１０を一度に保持できる枠保持部材１２６が対向する角部に取り付けられている。また、セット部材１２２の対向する側面には、セットされた金属枠１０をシートのカット作業後に手で容易に取り外せるように一対の切欠き１２２Ａが設けられている。

カッター１３０は、図３に示すように、下向きの本体部１３２の先端に軸支された回転刃１３４を備えている。回転刃１３４は刃先がテーパ形状をしている。金属枠１０の枠シート１１がセラミックシートである場合、カット作業時に回転する刃先が、積層セラミックシートにより研磨され、刃先の鋭利形状を維持できる利点がある。

ホルダ１４０は、カッター１３０の本体部１３２を旋回可能に保持するもので、本体部１３２を下向きに支持する水平支持部１４２と、水平支持部１４２を支持する垂直支持部１４４から構成されている。垂直支持部１４４は後述する第２水平ガイド機構１６０のガイド部材１６６に、昇降機構１７０を介して垂直支持されている。

ホルダ１４０には、カッター１３０の本体部１３２を旋回させる旋回機構１９０が設けられている。旋回機構１９０は、旋回モータ１９２を備えており、本体部１３２を軸回りに旋回させることで、回転刃１３４の向きを図１のＸ方向からＹ方向に（あるいはＹ方向からＸ方向に）切り替えることができる。

第１水平ガイド機構１５０は、カッター１３０を、枠セット部１２０にセットされた金属枠１０の内縁１０ａに沿って、図１のＸ方向（金属枠１０の長さ方向）に移動させるもので、モータ１５２により、ベルト部を介して、カッター１３０を図１のＸ方向に往復させる電動シリンダ１５４を備えている。

電動シリンダ１５４は、シリンダ本体と、モータ１５２の駆動によりシリンダ本体内で回転するロッド（図示せず）を備え、ロッドに係合して後述する第２水平ガイド機構１６０を支持しつつＸ方向に往復移動するガイド部材１５６が取り付けられている。

第２水平ガイド機構１６０は、カッター１３０を、枠セット部１２０にセットされた金属枠１０の内縁１０ｂに沿って、図１のＹ方向（金属枠１０の幅方向）に移動させるもので、第１水平ガイド機構１５０の前記ガイド部材１５６に水平支持され、モータ１６２により、カッター１３０を図１のＹ方向に往復させる電動シリンダ１６４を備えている。

電動シリンダ１６４は、シリンダ本体と、モータ１５２の駆動によりシリンダ本体内で回転するロッド（図示せず）を備え、ロッドに係合してＹ方向に往復移動するガイド部材１６６が取り付けられている。

昇降機構１７０は、カッター１３０の回転刃１３４を、複数枚の枠シート１１を切断できる位置まで下降させ（図４（Ａ）～（Ｂ）参照）、切断後は上方位置、すなわちカッター１３０を水平移動可能な高さの位置に上昇させるもので、ホルダ１４０の垂直支持部１４４と第２水平ガイド機構１６０のガイド部材１６６の間に介在される昇降シリンダ（エアシリンダ）１７２と、ガイド部材１７４から構成されている。

制御部１８０は、第１水平ガイド機構１５０、第２水平ガイド機構１６０、昇降機構１７０を制御し、これにより、枠セット部１２０にセットされた金属枠１０の枠シート１２に対するカッター１３０の動作を制御するもので、金属枠１０の規格・サイズ毎に制御プログラムが設定保存されている。そして、図３に示すように、入力画面１８１から金属枠１０を選択し、スタート釦１８２の操作により、選択された制御プログラムを作動するようになっている。なお、符号１８３は非常停止釦である。

次に、上記構成の枠シート切断装置１００の使用方法について、図面を参照しながら以下に説明する。

まず作業者が、図１に示すように、枠シート１１が貼付けされた複数枚（図示例は３枚）の金属枠１０を、枠セット部１２０内にセットする。

次に作業者が、制御部１８０の入力画面１８１から金属枠１０の規格・サイズを選択し、スタート釦１８２を押す。これにより選択された制御プログラムがスタートする。

制御プログラムに従い、最初に昇降シリンダ１７２が作動し、上方に待機するカッター１３０を、枠シート１１の切断開始点Ｐ_０（図５（Ａ）参照）に向けて、図４（Ａ）に示すように下降させる。カッター１３０の下降により、先端の回転刃１３４が各枠シート１１を一度に切断できる位置まで進入し、停止する。

次に、モータ１５２が正転し、電動シリンダ１６４とともにホルダ１４０に保持されたカッター１３０を金属枠１０の内縁１０ａに沿ってＸ方向に前進させる。これにより、カッター１３０および回転刃１３４を切断開始点Ｐ_０から第１中継点Ｐ_１まで走行させる（図５（Ａ）参照）

次に、昇降シリンダ１７２が作動し、カッター１３０を第１中継点Ｐ_１から上昇させる。

次いで、モータ１５２が逆転し、電動シリンダ１６４とともにホルダ１４０に保持されたカッター１３０が後退する。並行して、電動シリンダ１６４の作動により、ホルダ１４０に保持されたカッター１３０を金属枠１０の内縁１０ｂに沿ってＹ方向に前進させる。これにより、カッター１３０が第１中継点Ｐ_１の直上位置から第２中継点Ｐ_２の直上位置まで水平移動する（図５（Ａ）参照）。

次いで、昇降シリンダ１７２が作動し、カッター１３０を枠シート１２の第２中継点Ｐ_２に向け下降させる。先端の回転刃１３４が各枠シート１１を一度に切断できる位置まで進入し、停止する。

次いで、モータ１５２が正転し、電動シリンダ１６４とともにホルダ１４０に保持されたカッター１３０を金属枠１０の内縁１０ａに沿ってＸ方向に前進させる。これにより、カッター１３０および回転刃１３４を第２中継点Ｐ_２から第３中継点Ｐ_３まで走行させる（図５（Ａ）参照）。

次いで、昇降シリンダ１７２が作動し、カッター１３０を第３中継点Ｐ_３から上昇させる。

次いで、モータ１５２が逆転し、電動シリンダ１６４とともにホルダ１４０に保持されたカッター１３０が後退し、並行して、電動シリンダ１６４の作動により、ホルダ１４０に保持されたカッター１３０を金属枠１０の内縁１０ｂに沿ってＹ方向に後退させる。これにより、カッター１３０が第３中継点Ｐ_３の直上位置から第４中継点Ｐ_４（切断開始点Ｐ_０と同じ位置）の直上位置まで水平移動する（図５（Ｂ）参照）。

次いで、旋回モータ１９２が正転し、カッター１３０の本体部１３２を９０°旋回させ、図４（Ｃ）に示すように、回転刃１３４の向きをＸ方向からＹ方向に切り替える。

次いで、昇降シリンダ１７２が作動し、カッター１３０を枠シートの第４中継点Ｐ_４に向け下降させる。先端の回転刃１３４が各枠シート１１を一度に切断できる位置まで進入し、停止する。

次いで、電動シリンダ１６４の作動により、ホルダ１４０に保持されたカッター１３０を金属枠１０の内縁１０ｂに沿ってＹ方向に前進させる。これにより、カッター１３０および回転刃１３４を第４中継点Ｐ_４から第５中継点Ｐ_５まで走行させる（図６（Ａ）参照）。

次いで、昇降シリンダ１７２が作動し、カッター１３０を第５中継点Ｐ_５から上昇させる。

次いで、電動シリンダ１６４の作動により、ホルダ１４０に保持されたカッター１３０がＹ方向に後退するとともに、モータ１５２の正転により、電動シリンダ１６４とともにホルダ１４０に保持されたカッター１３０をＸ方向に前進させる。これにより、カッター１３０が第５中継点Ｐ_５の直上位置から第６中継点Ｐ_６の直上位置に移動する（図６（Ａ）参照）。

次いで、昇降シリンダ１７２が作動し、カッター１３０を枠シート１２の第６中継点Ｐ_６に向け下降させる。先端の回転刃１３４が各枠シート１１を一度に切断できる位置まで進入し、停止する。

次いで、電動シリンダ装置１６４の作動により、ホルダ１４０に保持されたカッター１３０を金属枠１０の内縁１０ｂに沿ってＹ方向に前進させる。これにより、カッター１３０および回転刃１３４を第６中継点Ｐ_６から第７中継点Ｐ_７まで走行させる（図６（Ａ）参照）。

このようにして、カッター１３０と先端の回転刃１３４を、図５および図６に示す順序に従い移動させることにより、金属枠１０の内縁に沿って枠シート１１をカットする（カット線ＣＬ）。

次いで、昇降シリンダ１７２が作動し、カッター１３０を第７中継点Ｐ_７から上昇させる。

次いで、電動シリンダ１６４の作動により、ホルダ１４０に保持されたカッター１３０がＹ方向に後退するとともに、モータ１５２の逆転により、電動シリンダ１６４とともにホルダ１４０に保持されたカッター１３０をＸ方向に後退させる。これにより、カッター１３０が第７中継点Ｐ_７の直上位置から最初の切断開始点Ｐ_０の直上位置に戻る（図６（Ｂ）参照）。

このようにして、１組の金属枠１０に残る枠シート１１を金属枠１０の内縁に沿って全周にわたりカットしたら（図８参照）、作業者が、カット後の１組の金属枠１０を枠セット部１２０から取り出し、枠シート１１が残る次の１組の金属枠１０を枠セット部１２０にセットする。

そして、スタート釦１８２を押して上記の手順に従い、１組の金属枠１０に残る枠シート１１のカット作業を繰り返す。

上記工程において、モータ１５２、１６２、電動シリンダ１５４、１６４、昇降シリンダ１７２、旋回モータ１９２の各動作は、スタート釦１８２の操作により実行される制御プログラムに従う制御信号によって制御される。

本実施形態における枠シート切断装置１００によると、金属枠１０に貼付けした枠シート１１、特に複数枚の金属枠１０で積層された枠シート１１を、安全にかつ効率よく、金属枠１０の内縁に沿って全周にわたりカットすることができる。これにより、従来危険を伴っていた枠シートのカット作業を安全に行うとともに、作業者のこれまでの負担を大幅に軽減することができるようになった。

かくして、本発明によれば、金属枠に貼付けした枠シートを、複数積層した状態で、安全にかつ効率よく、金属枠の内縁に沿って全周カットできる枠シート切断装置を実現することができた。

本発明の枠シート切断装置は、金属枠に貼付けした枠シートを金属枠の内縁に沿ってカットできる例にとどまらず、制御プログラムの設定により、シートを任意の方向にカットできる自由度を備える。

本発明に係る枠シート切断装置は、枠に貼付けした枠シートを枠の内縁に沿ってカットできる装置として、さらにはシートを任意の方向にカットできる装置として幅広く利用可能である。

１０ 金属枠
１０ａ，１０ｂ 内縁
１１ 枠シート
１００ 枠シート切断装置
１１０ テーブル
１１１ 脚部
１２０ 枠セット部
１２２ セット部材
１２２Ａ 切欠き
１２４ 固定部材
１２６ 枠保持部材
１３０ カッター
１３２ 本体部
１３４ 回転刃
１４０ ホルダ
１４２ 水平支持部
１４４ 垂直支持部
１５０ 第１水平ガイド機構
１５２，１６２ モータ
１５４，１６４ 電動シリンダ
１５６，１６６ ガイド部材
１６０ 第２水平ガイド機構
１７０ 昇降機構
１７２ 昇降シリンダ
１７４ 垂直ガイド部材
１８０ 制御部
１８２ スタート釦
１８３ 非常停止釦
１９０ 旋回機構
１９２ 旋回モータ
ＣＬ カット線

Claims (3)

1. 矩形の枠に電子部品の製造に用いるセラミックシートが貼付けされて枠の内側以外の中 央部が切断された後に枠の内側に残る枠シートをカットするための切断装置であって、
   テーブルと、テーブルの上に前記枠シートが貼付けされた複数枚の枠をセットする枠セット部と、テーブルの上にセットされた複数枚の枠の内縁に沿って積層された各枠シートをカットする切断刃を備えるカッターと、テーブルの上にセットされた複数枚の枠の内縁に沿って前記カッターを枠の長さ方向に案内する第１ガイド機構と、テーブルの上にセットされた複数枚の枠の内縁に沿って前記カッターを枠の幅方向に案内する第２ガイド機構と、前記カッターを各枠シートの切断位置まで下降させ、かつ、前記カッターを水平移動 位置の高さまで上昇させる昇降機構と、前記カッターの切断刃の向きを枠の長さ方向また は幅方向に切り替えるための旋回手段と、それら第１ガイド機構、第２ガイド機構、昇降 機構および旋回手段を制御する制御手段を備え、
   前記カッターは、下向きの本体部の先端に、前記切断刃として刃先がテーパ形状をしており切断時に回転する回転刃が軸支されている ことを特徴とする枠シート切断装置。
2. テーブルの上に、前記カッターを枠の長さ方向に案内する前記第１ガイド機構が載置され、当該第１ガイド機構に対し、前記カッターを枠の幅方向に案内する第２ガイド機構が枠の長さ方向に往復移動可能に支持されており、当該第２ガイド機構に対し、ホルダを介して、前記カッターが枠の幅方向に往復移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載の枠シート切断装置。
3. 前記枠セット部に、前記枠を複数枚重ねてセット可能とする一組の枠保持部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の枠シート切断装置。

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