KR20100023751A

KR20100023751A - 절단 장치

Info

Publication number: KR20100023751A
Application number: KR1020090076670A
Authority: KR
Inventors: 다카시 스즈키; 노리유키 와카바야시; 스케 야마다
Original assignee: 유에이치티 가부시키가이샤
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2010-03-04
Also published as: TW201008734A; CN101653845A; KR101598860B1; JP5272196B2; JP2010046768A; TWI476086B; CN101653845B

Abstract

본 발명에 따른 절단 장치는 위아래로 움직일 수 있는 커터 홀더와 상기 커터 홀더에 장착된 평평한 형상을 가진 절단 칼날을 갖추고 있다.

상기 커터 홀더는 상기 절단 칼날의 절단 방향에 따라 진동하는 압전 소자가 설치된 프레임부와 상기 압전 소자의 측방에 위치하는 공진 작용부를 개입시켜 상기 프레임부에 대해 하부로부터 결합된 커터 보관 유지부를 갖추고 있다.

상기 커터 보관 유지는 상기 절단 칼날을 보관/유지 함과 동시에 상기 압전 소자의 자유 구동면이 당접하는 당접면을 가지고 있다.

절단 장치, 커터 홀더, 절단 칼날, 압전 소자

Description

절단 장치{Cutting apparatus}

본 발명은 절단 장치에 관한 것이다.

인덕터나 콘덴서, 집적회로용 패키지 등의 제조 과정에 있어서, 절단 장치에 의해 세라믹 그린 시트 또는 그 적층제가 격자 모양으로 절단되어 팁이 형성된다. 여기서, 세라믹 그린 시트 등의 피절단물을 균질하게 절단 하려면, 절단 칼날에 대해 주파수의 높은 진동을 절단 방향에 따르 더하는 것이 유리하다. 이를 실현하기 위해 초음파 진동 방식의 절단 장치가 알려져 있다. 이러한 종류의 절단 장치에서는 절단 방향에 따라 진동하는 진동원으로서 전왜(電歪)/자왜(磁歪)형 진동자에 호른이라고 불리는 진동 증폭기가 접속되고 있으며, 상기 호른을 개입시켜 전왜(電歪)/자왜(磁歪)형 진동자의 진동이 절단 칼날이 전달될 수 있다.

종래의 초음파 진동 방식의 절단 장치에서는 진동 방향과 절단 방향을 일치시킴과 동시에 진동원과 절단 칼날과의 사이에 호른이 개재되어 있다. 그러나 이러 한 종류의 절단 장치에서는 진동원과 절단 칼날과의 간격이 커져서, 그 사이에 개재되는 호른의 공진 작용에 의해 옆으로 흔들거림이 생기기 쉬워진다. 이 때문에 옆으로 흔들거림과 절단 칼날의 극박화(極薄化)가 서로 작용하여 상기 절단 칼날에 구불거림이나 물결 현상이 생겨 균질한 절단면을 얻을 수 없게 된다.

또한, 이러한 방식의 경우 진동원과 호른과 절단 칼날이 절단 방향에 따라 이러져 배치되기 때문에 절단 방향에 따른 장치의 길이가 증대해 설치 공간의 제약이 있는 용도에는 채용할 수 없는 문제점이 있다.

전술한 문제점을 개선하기 위한 제안이 특개 2007-30116호 공보에 개시되어 있다. 이 개선 제안에서는 진동원의 진동을 직접적으로 절단 칼날에게 전달하는 구조가 채용되고 있다. 이러한 구조에 의하면 절단 칼날의 옆으로 흔들거림이나 구불거림 또는 물결 현상을 방지할뿐만 아니라 장치의 컴팩트화가 가능하다.

특개 2007-30116호 공보에는 위아래로 움직일 수 있는 커터 홀더에 평평한 형상을 한 절단 칼날을 가진 절단 장치가 개시되어 있다. 이 절단 장치에 의하면 커터 홀더 내에 적측형 압전 소자가 설치되어 있다. 또, 압전 소자의 아래쪽 면은 칼날 장치 블록에 접합되어 있다. 워크의 절단 동작은 커터 홀더의 하강 동작과 협동하여 압전 소자에 의해 절단 칼날에 세로 방향의 미진동을 부여하면서 행해진다. 여기서 말하는 접합이란, 압전 소자의 아래쪽 면이 칼날 장치 블록에 고정되어 있는 상태를 의미한다. 즉, 압전 소자의 아래쪽 면과 칼날 장치 블록과는 접착 또는 이탈시킬 수 없기 때문에 칼날 장치 블록은 항상 압전 소자와 일체가 되어 진동하게 된다.

이와 같이 특개 2007-30116호 공보에 기재된 장치에 의하면, 압전 소자의 미진동이 칼날 장치 블록에 대해 직접적으로 전해진다. 이것에 의해 절단 칼날이 옆으로 흔들거림 없이 균질인 절단면을 형성할 수 있다.

이에 대해 본 발명자는 구조적으로 옆으로 흔들거림이 없게 하는 동시에 컴팩트하게 진동원과 절단 칼날과의 사이에 공진 구조를 개재시킬 수 있으면, 상기 문헌에 명시된 장치의 이점을 살리면서 절단 칼날의 진폭을 크게할 수 있어 절단 성능을 더욱 향상시킬 수 있다는 것을 찾아내었다.

본 발명은 절단 칼날에 초음파 진동을 주는 절단 장치에 대해, 상기 절단 칼날이 옆으로 흔들거림 없이 공진 작용을 이용하여 큰 진폭의 진동을 상기 절단 칼날에 주는 것으로서, 절단 성능을 더욱 향상시키고, 또한 공진 작용을 부여하기 위한 구조를 진동원과 절단 칼날과의 사이에 개재시킴으로서 장치의 컴팩트화를 꾀하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에서는 위아래로 움직 일 수 있는 커터 홀더에 평평한 형상의 절단 칼날을 가진 절단 장치에 제공된다. 상기 커터 홀더는 상기 절단 칼날의 절단 방향에 따라 진동하는 압전 소자가 설치된 프레임부와 상기 압전 소자의 측방에 위치하는 공진 작용부를 개입시켜 상기 프레임부에 대해 하부로부터 결합된 커터 보관 유지부를 갖추고 있다.

상기 커터 보관 유지부는 상기 절단 칼날을 보관/유지 함과 동시에 상기 압전 소자의 하단이 당접(當接)하는 당접면을 가지고 있다. 상기 압전 소자는 커터 보관 유지부와 공진 작용부로 구성되는 진동계가 공진 상태가 되도록 진동된다.

본 발명에 의하면, 커터 보관 유지부는 압전 소자의 하단이 당접하는 당접면을 가지고 있다. 이 때문에, 상기 압전 소자의 진동이 직접적으로 커터 보관 유지부에 가해지는 구조이면서, 상기 커터 보관 유지부는 상기 압전 소자와 일체가 되어 진동하기 않는 구조가 되어 있다. 진동원인 상기 압전 소자가 구동되면 상기 압전 소자의 하단이 상기 커터 보관 유지부의 당접면에 당접되기 때문에 상기 커터 보관 유지부와 공진 작용부로 구성되는 진동계에 진동이 가해진다. 이에 의해 상기 커터 보관 유지부 및 상기 공진 작용부는 상기 공진 작용부의 용수철성에 의해 절단 칼날의 절단 방향에 따라 진동된다. 상기 진동계는 상기 커터 보관 유지부의 질량과 상기 공진 작용부의 용수철 정수에 근거하는 고유 진동수를 가지고 있다. 상기 압전 소자에 의해 가해지는 진동를 상기 고유 진동수에 일치시키는 것에 의해, 상기 커터 보관 유지부와 상기 공진 작용부로 구성되는 진동계가 진동된다. 이에 의해 상기 압전 소자의 진동보다 꽤 큰 진폭으로 상기 커터 보관 유지부에 보관/유 지될 절단 칼날을 절단 방향에 따라 진동시킬 수 있다.

이 때 상기 압전 소자는 직접적으로 상기 커터 보관 유지부에 대해 진동을 가한다. 또, 용수철성을 가지는 상기 공진 작용부는 상기 압전 소자의 측방에 배치되고 있다. 이 때문에, 상기 절단 칼날이 옆으로 흔들거림이 없이 공진 작용을 이용해 큰 진폭을 가지는 진동을 절단 칼날에게 줄 수 있어 절단 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 또, 진동 방향에 따른 장치의 길이가 증대하지 않기 때문에 컴팩트화를 실현할 수 있다.

위아래로 움직일 수 있는 커터 홀더에 평평한 형상을 가진 절단 칼날이 설치된 절단 장치에 있어서, 상기 커터 홀더는 상기 절단 칼날의 절단 방향에 따라 진동하는 압전 소자가 설치된 프레임부와, 상기 압전 소자의 측방에 위치하는 공진 작용부를 개입시켜 상기 프레임부의 하부로부터 결합된 커터 보관 유지부를 갖추고, 상기 커터 보관 유지부는 상기 절단 칼날을 보관하고 유지하는 동시에 상기 압전 소자의 하단이 당접하는 당접면을 가지고, 상기 압전 소자는 상기 커터 보관 유지부와 상기 공진 작용부로 구성되는 진동계가 공진 상태가 되도록 진동된다.

상기 절단 장치는 하나의 압전 소자와 한 벌의 상기 공진 작용부를 갖추고, 상기 각 공진 작용부는 상기 압전 소자의 양측으로 각각 배치된다.

상기 공진 작용부는 고강성 용수철 구조를 가질 수 있다.

상기 공진 작용부는 상기 프레임부에 근접하는 기단을 갖추고, 상기 고강성 용수철 구조는 상기 프레임부의 기단으로부터 수평으로 한쪽만 고정되는 수평 용수철 부분과 상기 수평 용수철 부분으로부터 수직 방향으로 굴곡이 있는 수직 용수철 부분으로 구성되고, 상기 수직 용수철 부분의 단부는 상기 커버 보관 유지부에 결합될 수 있다.

상기 압전 소자의 진동 주파수는 상기 커터 보관 유지부와 상기 공진 작용으로 구성되는 진동계를 공진시킬 수 있도록 제어 가능하다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 절단 장치에 의하면, 절단 칼날이 옆으로 흔들거림 없이 공진 작용을 이용하여 큰 진폭의 진동을 상기 절단 칼날에 주게 되므로 절단 성능을 더욱 향상시키고, 또한 공진 작용을 부여하기 위한 구조를 진동원과 절단 칼날과의 사이에 개재시킴으로서 장치의 컴팩트화를 꾀할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 절단 장치의 일실시예를 도 1a, 1b 및 도 2에 근거하여 설명한다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 커터 홀더(1)는 프레임부(10), 커터 보관 유지부(11) 및 공진 작용부(12)를 포함한다.

상기 프레임부(10)에는 절단 칼날(3)의 절단 방향에 따라 진동하는 압전 소자(2)가 설치되어 있다. 상기 커터 보관 유지부(11)에는 평평한 형상의 절단 칼날(3)이 보관/유지되고 있다.

또한, 상기 프레임부(10)에는 압전 소자(2)가 설치되어 있으며, 상기 압전 소자(2)는 자유 구동면(2A)이 형성된다. 상기 자유 구동면(2A)은 상기 압전 소자(2)의 아래쪽 면에서 형성되거나 또는 상기 압전 소자(2)의 하단에 접속된 구동 부재(20)의 아래쪽 면에 형성될 수도 있다. 상기 압전 소자(2)는 상기 프레임부(10)의 수용부(10A) 내에 배치되어 있다. 상기 압전 소자(2)의 하단은 상기 수용부(10A)로부터 해방되어 있다.

상기 커터 보관 유지부(11)는 기체부(11A) 및 누름판(11B)을 갖추고 있다. 상기 절단 칼날(3)은 상기 기체부(基體部, 11A)에 제지 당하고 또한 상기 누름판(11B)에 의해 눌러질 수 있다. 이것에 의해 상기 절단 칼날(3)은 칼끝을 하부로 향한 상태로 상기 커터 보관 유지부(11)에 의해 보관 유지되고 있다. 구체적으로 상기 기체부(11A)의 보관 유지면으로부터 돌출하는 돌기부(11A1)가 상기 절단 칼날(3)의 보관 유지 구멍과 누름판(11B)의 삽입 구멍과의 사이에 삽입되어 있다. 상 기 돌기부(11A1)의 외부면에는 나사부가 형성되어 있다. 상기 돌기부(11A1)의 나사부에 너트(11A2)를 나합시키는 것에 의해 상기 누름판(11B)가 상기 기체부(11A)를 누르고 붙일 수 있게된다.

상기 커터 보관 유지부(11)에는 상기 압전 소자(2)의 자유 구동면(2A)이 당접하는 당접면(11C)가 형성되어 있다. 상기 압전 소자(2)가 구동하면 상기 압전 소자(2)의 자유 구동면(2A)이 상기 커터 보관 유지부(11)의 당접면(11C)에 당접된다. 그리고, 이것에 의해 상기 압전 소자(2)에 의한 진동이 상기 커터 보관 유지부(11)에 대해 직접적으로 가해진다. 또한, 상기 압전 소자(2)의 자유 구동면(2A)과 상기 커터 보관 유지부(11)의 당접면(11C)와는 접합되어 있지 않다. 이 때문에 상기 압전 소자(2)의 진동과는 다른 주파수로 상기 커터 보관 유지부(11)를 진동시킬 수 있다. 즉, 상기 압전 소자(2)의 진동시에는 상기 압전 소자(2)의 자유 구동면(2A)가 상기 커터 보관 유지부(11)의 당접면(11C)를 두드리도록 작용한다. 본 실시 형태에 대해 당접이란, 상기 자유 구동면(2A)과 상기 당접면(11C)가 접합되어 있지 않지만 접촉하고 있는 상태를 의미하고 있다. 즉, 상기 자유 구동면(2A)와 상기 당접면(11C)와는 접촉 또는 격리 가능하기 때문에 상기 자유 구동면(2A) 및 상기 당접면(11C)의 접촉 또는 격리가 연속적으로 반복해지는 것으로, 상기 압전 소자(2)의 자유 구동면(2A)가 상기 커터 보관 유지부(11)의 당접면(11C)를 두드리도록 작용한다.

상기 공진 작용부(12)는 상기 압전 소자(2)의 측방에 위치하고 있다. 상기 공진 작용부(12)는 상기 프레임부(10)으로 상기 커터 보관 유지부(11)를 서로 결합하고 있다. 즉, 상기 커터 보관 유지부(11)는 상기 공진 작용부(12)를 개입시켜 상기 프레임부(10)에 대해 하부로부터 결합되고 있다. 도면에 도시된 예에서는 하나의 압전 소자(2)의 양측으로 한 벌의 공진 작용부(12) 각각이 배치되어 있다. 상기 커터 보관 유지부(11)를 안정적으로 진동시키리면 상기 압전 소자(2)에 대해서 좌우 대칭인 공진 작용부(12)를 마련하는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 예에서는 상기 압전 소자(2)는 1개이지만, 이것에 한정하는 것은 아니고, 복수의 압전 소자(2)를 프레임부(10)에 설치하는 것도 무방하다. 복수의 압전 소자(2)를 설치하는 경우에는 모든 압전 소자(2)를 동조(同調)해 진동시키는 것이 필요하게 된다.

상기 공진 작용부(12)는 고강성 용수철 구조를 가지고 있다. 상기 공진 작용부(12)는 상기 프레임부(10)에 일체화되어 있다. 상기 공진 작용부(12)는 상기 커터 보관 유지부(11)에 결합되는 용수철단을 가지고 있다. 상기 공진 작용부(12)는 상기 압전 소자(2)의 진공이 부가되는 것에 의해 상기 공진 작용부(12)로 상기 커터 보관 유지부(11)를 공진 주파수로 진동시킨다. 이 때문에, 상기 공진 작용부(12)에는 강성의 높은 용수철 구조인 것에 더불어 옆으로 흔들리지 않게 하는 것이 필요하게 된다.

구체적으로, 상기 공진 작용부(12)는 상기 프레임부(10)에 근접하는 부분을 기단(基端, 12c)으로 갖추고 있다. 상기 공진 작용부(12)는 상기 기단(12c)으로부터 수평으로 연장되는 평평한 형상의 수평 용수철 부분(12a)과 상기 수평 용수철 부분(12a)으로부터 수직 하부 방향으로 굴곡되는 수직 용수철부(12b)로 구성된다.

상기 수직 용수철 부분(12b)의 단부는 상기 커터 보관 유지부(11)에 결합되어 있다. 이와 같이 옆으로된 L자형의 용수철 구조를 상기 공진 작용부(12)에 형성하는 것으로써 횡방향의 진동 성분을 줄일 수 있고 절단 칼날(3)을 절단 방향에 따라 효율적으로 진동시킬 수가 있다. 또한 용수철 구조는 적정한 진동을 얻을 수 있는 구조이면 어떠한 구조를 채용하여도 괜찮다.

다음에는 본 실시 형태와 관련되는 커터 홀더(1)의 기능을 설명한다.

압전 소자(2)를 구동시키면 상기 압전 소자(2)의 자유 구동면(2A)가 커터 보관 유지부(11)의 당접면(11C)에 당접된다. 이것에 의해 진동원인 압전 소자(2)로부터 상기 커터 보관 유지부(11)와 상기 공진 작용부(12)로 구성되는 진동계에 대해 진동이 가해진다. 그리고, 상기 커터 보관 유지부(11) 및 상기 공진 작용부(12)는 상기 공진 작용부(12)의 용수철성에 의해 절단 칼날(3)의 절단 방향에 따라 진동한다. 이 진동계는 상기 커터 보관 유지부(11)의 질량과 상기 공진 작용부(12)의 용수철 정수에 근거하는 고유 진동수를 가지고 있다. 상기 압전 소자(2)에 의해 가해지는 진동을 이 고유 진동수에 일치시키는 것에 따라, 상기 커터 보관 유지부(11)와 상기 공진 작용부(12)로 구성되는 진동계가 공진 상태가 된다. 이것에 의해 상기 압전 소자(2)의 진동보다 꽤 큰 진폭으로 상기 커터 보관 유지부(11)에 보관 유 지되는 절단 칼날을 절단 방향에 따라 진동시킬 수 있다.

이 때, 상기 압전 소자(2)는 직접적으로 상기 커터 보관 유지부(11)에 대해 진동을 가한다. 또, 용수철성을 가지는 상기 공진 작용부(12)는 상기 압전 소자(2)의 측방에 배치되고 있다. 이 때문에 진동 방향에 따른 장치의 길이가 증대하지는 않는다. 또, 진동원인 상기 압전 소자(2)에 대해서 좌우 대칭에 상기 공진 작용부(12)를 마련하는 것으로 옆으로 흔들거림의 발생을 억제할 수도 있다. 그 것과 함께 진폭을 크게 하여 절단 성능을 더욱 높일 수도 있어 장치의 컴팩트화를 실현할 수도 있다.

상기 압전 소자(2)에는 미도시된 제어 수단이 접속될 수 있다. 상기 압전 소자(2)의 진동 주파수는 상기 제어 수단에 의해 변경될 수 있다. 이 경우, 상기 압전 소자(2)의 진동 주파수는 커터 보관 유지부(11)와 공진 작용부(12)로 구성되는 진동계를 공진시키도록 서서히 높일 수 있다. 그리고, 상기 진동계가 공진한 시점에서 상기 압전 소자(2)의 구동 상태를 고정하여 상기 커터 보관 유지부(11) 및 상기 공진 작용부(12)의 형태에 대응하여 진동계를 공진 상태로 할 수 있다.

다음으로는 전술한 커터 홀더(1)를 갖춘 절단 장치(A)의 구성에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2를 참조하면, 도시 생략한 기대(機台) 위에는 회전 테이블(100)과 상기 회전 테이블(100)의 양측으로 배치된 전후 방향 연장되는 한 벌의 Y축 가이드 레일(101)이 설치되어 있다. 각 Y축 가이드 레일(101)에는 각부(脚部, 102a)가 슬라이드 가능하게 각각 장착되어 있다. 한 벌의 각부(102a) 상에는 문형(門型)의 지지 기체(支持機體, 102)가 설치되어 있다. 상기 지지 기체(102)의 전면에는 상하 방향으로 연장되는 한 벌의 Z축 가이드 레일(103)이 설치되어 있다. 또한, 상기 지지 기체(102)의 전면에는 양 Z축 가이드 레일(103)에 따라 슬라이드 가능한 커터 램(104)이 설치되어 있다. 상기 커터 램(104)에는 전술한 커터 홀더(1)이 착탈 가능하게 장착되어 있다.

상기 회전 테이블(100)은 미도시된 구동원에 의해 소정 각도(예, 90°) 범위 내에서 회전 가능하게 설치되어 있다. 상기 회전 테이블(100)의 표면에는 상기 표면에 진공 구멍을 개구(開口)한 흡착 테이블(105)가 장착되어 있다. 상기 흡착 테이블(105) 상에는 절단되는 워크(W)가 재치(載置)되어 보관 유지된다. 상기 지지 기체(102)에는 구동원인 써브 모터(M1, M2)가 설치되어 있다. 상기 써브 모터 M1은 상기 커터 램(104)의 중앙의 윗쪽에 배치되어 있다. 상기 써브 모터 M1에는 승강축(106)이 구동 연결되고 상기 승강측(106)의 하단에는 상기 커터 램(104)이 연결되어 있다. 이것에 의해 상기 써브 모터 M1은 상기 커터 램(104)을 위아래로 움직일 수 있다. 또한, 상기 써브 모터 M2는 기대(機台) 위에 있는 상기 지지 기체(102)의 배면 하부에 배치되고 있다. 상기 써브 모터 M2에는 Y 구동축(107)이 구동 연결되고 Y 구동축(107) 선단(先端)에는 상기 지지 기체(102)가 연결되어 있다. 이것에 의해 상기 써브 모터 M2는 상기 커터 램(104)를 Y축 방향(전후 방향)으로 왕복 운동시킬 수 있다. 커터 홀더(1)의 하부에는 평평한 형상의 절단 칼날(3)이 착탈 가능하게 장착되고 있다. 상기 절단 칼날(3)은 상기 회전 테이블(100)의 상기 흡착 테이블(105)의 바로 윗쪽에 배치된다.

따라서, 커터 홀더(1)에 장착된 절단 칼날(3)은 써브 모터 M1에 의해 위아래 움직이는 커터 램(104)에 추종(追從)하여 흡착 테이블(105) 위를 위아래로 움직일 수 있게 된다. 그리고, 하강하는 상기 절단 칼날(3)에 의해 워크(W)가 절단된다. 또, 1회의 절단 동작 마다 상기 절단 칼날(3)은 써브 모터 M2에 의해 Y축 방향에 소정 치수만 이동하면서 상기의 절단 동작을 반복한다. 또한, 회전 테이블(100)이 90°회전한 후에도 같은 절단 동작에 의해 워크(W)가 격자 모양으로 절단될 수 있다.

여기서, 상기의 절단 장치(A)에 대해 구동원으로서 써브 모터 M1, M2를 이용하였으나, 리니어 모터, 에어 실린더, 유압 써브 모터 등을 이용할 수 있다. 또한, 지지 기체(102)를 Y축 방향으로 이동시키는 것에 대신하여 회전 테이블(100)을 Y축 방향으로 이동시키는 방법으로 응용될 수 있다.

상기의 절단 장치(A)에서는 써브 모터 M1에 의해 커터 홀더(1)가 커터 램(104)과 함께 흡착 테이블(105) 위에서 하강한다. 그것과 함께 절단 칼날(3)이 워크(W)에 접촉하는 타이밍에 압전 소자(2)의 작동에 의해 세로 방향으로 수십 μm의 진폭으로 고속 진동한다. 즉, 상기 커터 홀더(1)의 하강 동작과 상기 절단 칼 날(3)의 진동과의 협동에 의해 상기 워크(W)의 절단 동작을 한다. 상기 절단 동작에서는 예를 들면, 수백 Hz에서 수만 Hz 이상의 불가청 영역의 진동을 발생시킬 수 있다. 따라서, 전술한 공진을 얻을 수 있는 필요한 진동수에 의해 절단 성능이 높은 큰 진폭의 진동을 얻을 수 있게 된다.

자세하게는 , 상기 써브 모터(M1)로 설정된 소정의 또는 변경 후의 이송량으로 커터 홀더(1)를 하강시킨다. 이 때, 하강하는 절단 칼날(3)에 진동을 가하면서 워크(W)가 절단 된다. 상기 워크(W)의 절단 후, 상기 커터 홀더(1)가 충분히 상승한 시점에서 상기 써브 모터 M2에 의해 커터 램(104)이 Y축 방향에 따라 소정량만 보내진다. 그 후, 다시 워크(W)를 절단하기 때문에 상기 커터 홀더(1)를 하강시킨다. 워크(W)의 절단은 상기 워크(W)의 Y축 방향의 단부를 절단할 때까지 반복한다. 그 후, 회전 테이블(100)을 90° 회전시키고 나서 재차 상기의 절단 동작이 반복된다. 이것에 의해 상기 워크(W)가 격자 모양으로 절단되어 예를 들면, 종횡 치수 0.6 mm ∼ 0.3 mm의 미소 사이즈의 팁이 제작될 수 있다.

상기의 절단 장치(A)에 의하면 절단 칼날(3)에 대해 큰 폭의 진동이 부여된다. 여기에 따른 마찰열에 의해 워크(W)의 조성 입자나 바인더의 이동이 용이하게 된다. 이 때문에 취성(脆性)이 높은 소재의 절단 저항이 경감되어 크랙의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태는 압전 소자(2)를 커터 홀더(1) 내에 마련하여 호른을 설치하는 일이 없이 상기 절단 칼날(3)에 대해 직접적으로 구동하는 방 식이다. 이 때문에 상기 절단 칼날(3)의 구불거림 등을 방지할 수 있어 장치의 컴팩트화가 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 절단 장치를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1a은 본 발명의 일실시예에 따른 절단 장치의 커터 홀더를 도시한 정면도이다.

도 1b는 도 1a의 1b - 1b 선에 따른 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 절단 장치를 도시한 사시도이다.

Claims

위아래로 움직일 수 있는 커터 홀더에 평평한 형상을 가진 절단 칼날이 설치된 절단 장치에 있어서,

상기 커터 홀더는 상기 절단 칼날의 절단 방향에 따라 진동하는 압전 소자가 설치된 프레임부와,

상기 압전 소자의 측방에 위치하는 공진 작용부를 개입시켜 상기 프레임부의 하부로부터 결합된 커터 보관 유지부를 갖추고,

상기 커터 보관 유지부는 상기 절단 칼날을 보관하고 유지하는 동시에 상기 압전 소자의 하단이 당접하는 당접면을 가지고, 상기 압전 소자는 상기 커터 보관 유지부와 상기 공진 작용부로 구성되는 진동계가 공진 상태가 되도록 진동되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 절단 장치는 하나의 압전 소자와 한 벌의 상기 공진 작용부를 갖추고, 상기 각 공진 작용부는 상기 압전 소자의 양측으로 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 공진 작용부는 고강성 용수철 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 공진 작용부는 상기 프레임부에 근접하는 기단을 갖추고, 상기 고강성 용수철 구조는 상기 프레임부의 기단으로부터 수평으로 한쪽만 고정되는 수평 용수철 부분과 상기 수평 용수철 부분으로부터 수직 방향으로 굴곡이 있는 수직 용수철 부분으로 구성되고, 상기 수직 용수철 부분의 단부는 상기 커버 보관 유지부에 결합되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 압전 소자의 진동 주파수는 상기 커터 보관 유지부와 상기 공진 작용으로 구성되는 진동계를 공진시킬 수 있도록 제어 가능한 것을 특징으로 하는 절단 장치.