WO2020130092A1 - 平刃状切断刃 - Google Patents

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WO2020130092A1
WO2020130092A1 PCT/JP2019/049917 JP2019049917W WO2020130092A1 WO 2020130092 A1 WO2020130092 A1 WO 2020130092A1 JP 2019049917 W JP2019049917 W JP 2019049917W WO 2020130092 A1 WO2020130092 A1 WO 2020130092A1
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blade
blade portion
extending direction
cutting
center line
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PCT/JP2019/049917
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English (en)
French (fr)
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貴哉 金山
洋 三上
ゆり子 高平
林 武彦
Original Assignee
株式会社アライドマテリアル
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/01Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
    • B26D1/04Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member
    • B26D1/06Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member wherein the cutting member reciprocates

Definitions

  • Patent Document 1 JP-A-10-217181
  • Patent Document 2 JP-A-2001-158016
  • Patent Document 3 International Publication No. 2014/050883
  • a flat blade cutting blade includes a base portion and a blade portion.
  • the base has a flat plate shape and extends along the center line.
  • the blade portion extends from the end of the base portion in the extending direction.
  • the blade portion includes a first blade portion, a second blade portion, and a third blade portion.
  • the first blade portion is located farthest from the base portion in the extending direction.
  • the second blade portion is positioned adjacent to the first blade portion on the base side in the extending direction.
  • the third blade portion is located between the second blade portion and the base portion in the extending direction.
  • FIG. 6 is an SEM observation image showing an example of a cut surface evaluated as a uniform surface in which unevenness is not observed in the cut surface in Experimental Example 1.
  • FIG. 7 is a side view showing the outer shape of the flat blade-shaped cutting blade according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an enlarged side view showing a portion VIII of the flat blade cutting blade of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a side view which shows the external shape of the flat blade-shaped cutting blade which concerns on one situation of Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 10 is a side view showing the outer shapes of the first inclined surface and the second inclined surface of the flat blade-shaped cutting blade shown in FIG. 9.
  • FIG. 9 is a side view showing the outer shapes of the first inclined surface and the second inclined surface of the flat blade-shaped cutting blade shown in FIG. 9.
  • the sheet-shaped object to be cut has a higher density and a higher hardness, the cutting resistance is increased and the cut surface is more likely to be scratched.
  • the outer shape of the first blade portion is thinned away from the base portion in the extending direction, and the center line is thinned. It has a first inclined surface that is linearly inclined with respect to and a pointed portion that serves as a cutting edge.
  • the outer shape of the second blade portion has a second inclined surface that is in contact with the first inclined surface with a gentler linear inclination with respect to the center line than the inclination of the first inclined surface.
  • the outer shape of the third blade portion has a concave curved surface that is concavely curved toward the center line and is in contact with the second inclined surface.
  • the length of the second blade portion is less than the length of the first blade portion and is 20 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less.
  • the outer shape of the first blade portion is curved in a convex shape on the side away from the center line so that the outer shape becomes thinner as the distance from the base portion increases in the extending direction. Since it has one inclined surface, it is possible to further suppress chipping during cutting by increasing the thickness of the blade.
  • the surface roughness (Sa) of the second inclined surface is 0.6 ⁇ m or less. If the surface roughness (Sa) of the second inclined surface exceeds 0.6 ⁇ m, the cutting resistance may increase.
  • a flat blade cutting blade is a flat blade cutting blade that press-cuts a sheet-shaped object to be cut.
  • the flat blade-shaped cutting blade includes a base portion and a blade portion.
  • the base has a flat plate shape and extends along the center line.
  • the blade portion extends from the end of the base portion in the extending direction.
  • the blade portion includes a first blade portion, a second blade portion, and a third blade portion.
  • the first blade portion is located farthest from the base portion in the extending direction.
  • the second blade portion is positioned adjacent to the first blade portion on the base side in the extending direction.
  • the third blade portion is located between the second blade portion and the base portion in the extending direction.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a sheet-shaped object to be cut is pressed and cut using the flat blade-shaped cutting blade according to the first embodiment of the present invention.
  • the flat blade-shaped cutting blade 100 according to the first embodiment of the present invention moves vertically and cuts the sheet-shaped object 1 to be cut.
  • the flat blade cutting blade 100 includes a base 110 and a blade 120.
  • the sheet-shaped object to be cut 1 is, for example, a ceramic green sheet before firing such as a multilayer capacitor or a multilayer inductor, a metal foil, or a hard resin.
  • the outer shape of the second blade portion 122 has a second slanted surface 122 s that is in contact with the first slanted surface 121 s with a gentler linear inclination with respect to the center line C than the slant of the first slanted surface 121 s.
  • the second inclined surfaces 122s are arranged symmetrically with respect to the center line C.
  • the outer shape of the third blade portion 123 has a concave curved surface 123s that is concavely curved toward the center line C and is in contact with the second inclined surface 122s.
  • the length of the third blade portion 123 in the extending direction (Z direction) is L3.
  • the flat blade cutting blade 100 according to the first embodiment of the present invention can be formed by a grinding process using a grinding wheel.
  • the radius of curvature of the concave curved surface substantially matches the radius of the grinding wheel.
  • each of the flat blades of Sample Nos. 1 to 24-2 was the cemented carbide material FM10K manufactured by Allied Material Co., Ltd.
  • the outer shape of each of the flat blade-shaped cutting blades of sample numbers 1 to 24-2 was 40 mm in width in the X direction, 0.4 mm in thickness in the Y direction, and 20 mm in length in the Z direction, as shown in FIG. ..
  • the thinnest portion having the smallest thickness in the Y direction was 0.1 mm.
  • the position of the thinnest part in the Z direction from the blade edge of the flat blade cutting blade was set to 0.5 mm.
  • the shapes of the blade portions of the flat blade-shaped cutting blades of Sample Nos. 1 to 24-2 are as shown in Table 1 below.
  • the cutting conditions were a cutting speed of 300 mm/s, a cutting interval of 12 mm, and a pushing amount of 0.55 mm.
  • the maximum value of the cutting load for each push-cut cutting is set as the cutting load value (unit: N), and 10 times are repeated, and the average value is set as the average cutting load (unit: N).
  • the cutting resistance was a value (unit: N/mm) obtained by dividing the average cutting load by the length (30 mm) of the flat blade cutting blade 100 acting on the object 1 to be cut.
  • the cut surface after the 100th press cutting was evaluated.
  • the properties of the cut surface were evaluated by observing a substantially central portion of the cut surface at a magnification of 300 to 400 times using a field emission scanning electron microscope (S-4200) manufactured by Hitachi, Ltd.
  • S-4200 field emission scanning electron microscope
  • the presence or absence of unevenness on the cut surface was evaluated in three levels. Specifically, it was evaluated in three levels: a uniform surface with no unevenness on the cut surface, a slight unevenness without scratches on the cut surface, and a large unevenness with a discontinuous clear color difference on the cut surface. ..
  • FIG. 4 is an SEM observation image showing an example of a cut surface evaluated as having large irregularities (scratches) that are scratches on the cut surface in Experimental Example 1.
  • FIG. 5 is an SEM observation image showing an example of a cut surface evaluated to have slight unevenness other than scratches on the cut surface in Experimental Example 1.
  • FIG. 6 is an SEM observation image showing an example of a cut surface evaluated as a uniform surface in which unevenness is not observed in the cut surface in Experimental Example 1.
  • the cutting resistance is 200 N/mm as shown in Table 2. It was over. As shown in Table 1, in Samples 1 to 3, 5 to 7, 9 to 11, 13 to 15, 17 to 19-4 in which the surface roughness (Sa) of the second inclined surface 122s is 0.6 ⁇ m or less, As shown in Table 2, the cutting resistance was 200 N/mm or less.
  • the flat blade cutting blade according to the second embodiment of the present invention is different from the flat blade cutting blade 100 according to the first embodiment of the present invention mainly in the outer shape of the second blade portion. The description of the same configuration as the flat blade cutting blade 100 will not be repeated.
  • the flat blade cutting blade 200 includes a base 110 and a blade 220.
  • the blade 220 extends from the end of the base 110 in the extending direction (Z direction).
  • the blade portion 220 extends symmetrically with respect to the center line C.
  • the blade portion 220 may be extended asymmetrically with respect to the center line C.
  • the outer shape of the second blade portion 222 is curved in a convex shape on the side away from the center line C and has the first inclination. It has a convex curved surface 222s in contact with the surface 121s. In this embodiment, the convex curved surfaces 222s are arranged symmetrically with respect to the center line C.
  • the length of the second blade 222 in the extending direction (Z direction) is L4. In the extending direction (Z direction), the length L4 of the second blade portion 222 is less than the length L1 of the first blade portion 121.
  • the second blade portion 222 having a corner portion is formed and the second blade portion 222 is formed by blasting.
  • a solid material in which a hard material having a particle diameter of 1 ⁇ m or less is dispersed and mixed in a clay material can be used.
  • the hard material diamond, W, Mo, WC, Al 2 O 3 , TiO 2 , TiC, TiCN, SiC, Si 3 N 4 or BN can be used.
  • the particle diameter of the hard material is larger than 1 ⁇ m, the cutting edge of the flat blade cutting blade 200 may be chipped, so that the hard material is preferably fine particles. Further, in order to form the smooth convex curved surface 222s, it is preferable that fine particles of the hard material are uniformly dispersed in the clay material.
  • the radius of curvature of the convex curved surface 222s is measured based on the picked-up image by picking up an image of the above vertical section using an SEM. Specifically, a field emission scanning electron microscope (S-4200) manufactured by Hitachi, Ltd. is used to image the longitudinal section at high magnification.
  • the radius of curvature of the convex curved surface 222s is the radius of the approximate circle of the convex curved surface 222s obtained by the least square method or the like based on the above-mentioned captured image.
  • each of the flat blades of sample numbers 25 to 77 was the cemented carbide material FM10K manufactured by Allied Material Co., Ltd.
  • the width in the X direction was 40 mm
  • the thickness in the Y direction was 0.4 mm
  • the length in the Z direction was 20 mm, as shown in FIG.
  • the thinnest portion having the smallest thickness in the Y direction was 0.1 mm.
  • the position of the thinnest part in the Z direction from the blade edge of the flat blade cutting blade was set to 0.5 mm.
  • the shapes of the blade portions of the flat blade-shaped cutting blades of sample numbers 25 to 32 are as shown in Tables 3 and 4 below.
  • the length of the flat blade-shaped cutting blade 100 is set to 40 mm, and the both ends of the flat blade-shaped cutting blade 100 are set so as not to act on the object to be cut 1.
  • the angle between the tip 121t and the upper surface 1a of the cutting object 1 is within ⁇ 0.05°, and the angle ⁇ 3 between the center line C and the upper surface 1a of the cutting object 1 is 89.95° to 90.05°. Set to range.
  • the cutting conditions were a cutting speed of 300 mm/s, a cutting interval of 12 mm, and a pushing amount of 0.55 mm.
  • the maximum value of the cutting load for each push-cut cutting is set as the cutting load value (unit: N), and 10 times are repeated, and the average value is set as the average cutting load (unit: N).
  • the cutting resistance was a value (unit: N/mm) obtained by dividing the average cutting load by the length (30 mm) of the flat blade cutting blade 100 acting on the object 1 to be cut.
  • the properties of the cut surface, the cutting resistance, and the chipping of the cutting edge were evaluated in the same manner as in Experimental Example 1.
  • the evaluation results of the flat blade cutting blades of Sample Nos. 25 to 77 are shown in Tables 5 and 6 below.
  • the outer shape of the second blade portion 222 has a convex curved surface 222s curved in a convex shape on the side away from the center line C and in contact with the first inclined surface 121s and the concave curved surface 123s, and the second blade portion In each of Samples 25 to 31, in which the length L4 of 222 is 20 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less, large unevenness as a scratch was not recognized on the cut surface 1d as shown in Table 3.
  • the first blade portion 121 of the flat blade-shaped cutting blade 100 has a curved first inclined surface 1121s.
  • the flat blade-shaped cutting blade 100 of FIG. The first inclined surface 1121s projects outward from the linear first inclined surface 121s of the first embodiment.
  • Both ends of the second inclined surface 122s are defined as points A and B.
  • the maximum distance from the straight line 2121s from the point B to the tip 121t to the curved first inclined surface 1121s is t.
  • the inclination of the straight line 2121s is the average inclination of the first inclined surface 1121s.
  • the internal angle ( ⁇ 1) formed by the two first inclined surfaces 1121s is the angle formed by the above two straight lines 2121s at the tip 121t.
  • FIG. 11 is a side view showing an outer shape of a flat blade cutting blade according to another aspect of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a side view showing the outer shapes of the first inclined surface and the second inclined surface of the flat blade-shaped cutting blade shown in FIG. 11.
  • Embodiment 2 is different in that the first blade portion 121 of the flat blade-shaped cutting blade 200 according to another aspect of Embodiment 3 of the present invention has a curved first inclined surface 1121s.
  • the first inclined surface 1121s projects outward from the linear first inclined surface 121s of the second embodiment.
  • Both ends of the convex curved surface 222s are defined as points A and B. It is assumed that the convex curved surface 222s exists on an approximate circle having a radius r.
  • the maximum distance from the straight line 2121s from the point B to the tip 121t to the curved first inclined surface 1121s is t.
  • the inclination of the straight line 2121s is the average inclination of the first inclined surface 1121s.
  • the shape of the first inclined surface 1121s curved in a convex shape on the side away from the center line C of the first blade portion 121 is, for example, a suspension of fine diamond or tungsten carbide particles suspended in a liquid such as water. Can be formed by adjusting the flow velocity, the injection angle and the time and colliding with the blade. It is more preferable to use particles having a particle size of 1 ⁇ m or less as the abrasive particles. In addition, in this application, the formation method does not matter.
  • the convex shape of the second blade portion 222 can also be manufactured by the same method.
  • the shape of the blade of the above embodiment is formed by combining the above methods.
  • the cutting blade is cut to obtain the cross section shown in FIG. 9 so that the cross section of the cutting blade can be measured.
  • the boundary between the first blade portion 121 and the second blade portion 122 is recognized using the SEM.
  • the distance from the tip 121t to this boundary is L1.
  • This distance L1 can be measured in the SEM length measurement mode.
  • the boundary is the L1 position.
  • the distance t1 between the two boundaries is measured in the length measurement mode, a straight line is drawn from the center to the tip 121t with the center at t1/2, and this straight line is set as the center line C.
  • a straight line is drawn from the tip 121t to the position of the point B, and the distance t of the farthest portion of the first inclined surface 1121s from this straight line is measured in the length measurement mode.
  • Sample Nos. 81 to 87 and 101 to 119 had a small number of chippings on the cutting edge, and good results were obtained.
  • the effect of the convex first inclined surface 1121s was carried out by comparing the sample numbers 25 to 31 with the sample numbers 81 to 87, and comparing the sample numbers 1 to 19-4 with the sample numbers 101 to 119.
  • the sample numbers 25 to 31 and the sample numbers 1 to 19-4 do not have a convex ridge shape on the first blade surface.
  • the sample numbers 81 to 87 and the sample numbers 101 to 119 have a convex bay shape having a height t of 3 ⁇ m to 10 ⁇ m in FIG.
  • the presence or absence of chipping in the entire length in the blade crossing direction was evaluated as the chipping when the width was 40 ⁇ m or more and the depth was 5 ⁇ m or more as shown in FIG. 13, and the chipping was evaluated.
  • the sample number of the first inclined surface 1121s provided with the relatively convex shape had a small number of chips.

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Abstract

第1刃部の外形は、延在方向(Z方向)において基部から離れるにしたがって薄くなるように中心線に対して直線状に傾斜している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有する。縦断面において、第2刃部の外形は、中心線に対して第1傾斜面の傾斜より緩やかに直線状に傾斜して第1傾斜面に接している第2傾斜面を有する。縦断面において、第3刃部の外形は、中心線側に凹状に湾曲して第2傾斜面と接している凹状湾曲面を有する。延在方向(Z方向)において、第2刃部の長さL2は、第1刃部の長さL1未満であり、かつ、20μm以上120μm以下である。

Description

平刃状切断刃
 本発明は、平刃状切断刃に関する。本出願は、2018年12月20日に出願した日本特許出願である特願2018-238359号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
 シート状の切断対象物を押切切断する平刃状切断刃の構成を開示した先行技術文献として、特開平10-217181号公報(特許文献1)、特開2001-158016号公報(特許文献2)、国際公開第2014/050883号(特許文献3)がある。
特開平10-217181号公報 特開2001-158016号公報 国際公開第2014/050883号
 本開示の一つの局面に基づく平刃状切断刃は、基部と、刃部とを備える。基部は、平板状であり、中心線に沿って延在する。刃部は、基部の延在方向の端から延設されている。刃部は、第1刃部と、第2刃部と、第3刃部とを含む。第1刃部は、上記延在方向において基部から最も離れて位置する。第2刃部は、上記延在方向において第1刃部に対して基部側に隣り合って位置する。第3刃部は、上記延在方向において第2刃部および基部の間に位置する。上記延在方向に直交する厚さ方向および上記延在方向の両方に延在する縦断面において、第1刃部の外形は、上記延在方向において基部から離れるにしたがって薄くなるように上記中心線に対して直線状に傾斜している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有する。上記縦断面において、第2刃部の外形は、上記中心線に対して第1傾斜面の傾斜より緩やかに直線状に傾斜して第1傾斜面に接している第2傾斜面を有する。上記縦断面において、第3刃部の外形は、中心線側に凹状に湾曲して第2傾斜面と接している凹状湾曲面を有する。上記延在方向において、第2刃部の長さは、第1刃部の長さ未満であり、かつ、20μm以上120μm以下である。
 本開示の別の局面に基づく平刃状切断刃は、中心線に沿って延在する平板状の基部と、基部の延在方向の端から延設された刃部とを備える。刃部は、延在方向において基部から最も離れて位置する第1刃部と、延在方向において第1刃部に対して基部側に隣り合って位置する第2刃部と、延在方向において第2刃部および基部の間に位置する第3刃部とを含む。延在方向に直交する厚さ方向および延在方向の両方に延在する縦断面において、第1刃部の外形は、延在方向において基部から離れるにしたがって薄くなるように中心線から離れる側に凸状に湾曲している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有する。縦断面において、第2刃部の外形は、中心線に対して第1傾斜面の平均傾斜より緩やかに直線状に傾斜して第1傾斜面に接している第2傾斜面を有する。縦断面において、第3刃部の外形は、中心線側に凹状に湾曲して第2傾斜面と接している凹状湾曲面を有する。延在方向において、第2刃部の長さは、第1刃部の長さ未満であり、かつ、20μm以上120μm以下である。
 本開示のさらに別の局面に基づく平刃状切断刃は、基部と、刃部とを備える。基部は、平板状であり、中心線に沿って延在する。刃部は、基部の延在方向の端から延設されている。刃部は、第1刃部と、第2刃部と、第3刃部とを含む。第1刃部は、上記延在方向において基部から最も離れて位置する。第2刃部は、上記延在方向において第1刃部に対して基部側に隣り合って位置する。第3刃部は、上記延在方向において第2刃部および基部の間に位置する。上記延在方向に直交する厚さ方向および上記延在方向の両方に延在する縦断面において、第1刃部の外形は、上記延在方向において基部から離れるにしたがって薄くなるように上記中心線に対して直線状に傾斜している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有する。上記縦断面において、第2刃部の外形は、中心線から離れる側に凸状に湾曲して第1傾斜面に接している凸状湾曲面を有する。上記縦断面において、第3刃部の外形は、中心線側に凹状に湾曲して凸状湾曲面と接している凹状湾曲面を有する。上記延在方向において、第2刃部の長さは、第1刃部の長さ未満であり、かつ、20μm以上120μm以下である。
図1は、本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃を用いてシート状の切断対象物を押切切断している状態を示す斜視図である。 図2は、図1の平刃状切断刃を矢印II方向から見た側面図である。 図3は、図2の平刃状切断刃のIII部を拡大して示す側面図である。 図4は、実験例1において、切断面に傷である大きな凹凸(傷)有りと評価された切断面の一例を示すSEM観察像である。 図5は、実験例1において、切断面に傷ではない軽微な凹凸有りと評価された切断面の一例を示すSEM観察像である。 図6は、実験例1において、切断面に凹凸が認められない均一面と評価された切断面の一例を示すSEM観察像である。 図7は、本発明の実施形態2に係る平刃状切断刃の外形を示す側面図である。 図8は、図7の平刃状切断刃のVIII部を拡大して示す側面図である。 図9は、本発明の実施形態3の一つの局面に係る平刃状切断刃の外形を示す側面図である。 図10は、図9で示す平刃状切断刃の第1傾斜面および第2傾斜面の外形を示す側面図である。 図11は、本発明の実施形態3の別の局面に係る平刃状切断刃の外形を示す側面図である。 図12は、図11で示す平刃状切断刃の第1傾斜面および第2傾斜面の外形を示す側面図である。 図13は、切断刃の欠けを示すSEM観察像である。 図14は実験例における切断方法を説明するための平刃状切断刃を示す斜視図である。 図15は、図14中のXV-XV線に沿った断面図である。
[本開示が解決しようとする課題]
 シート状の切断対象物が高密度化および高硬度化するにしたがって、切断抵抗が高くなり、かつ、切断面に傷が生じやすくなる。
 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、切断抵抗を低減しつつ、切断面に傷が生じにくくすることができる、平刃状切断刃を提供することを目的とする。
[本開示の効果]
 本発明によれば、切断抵抗を低減しつつ、切断面に傷が生じにくくすることができる。
 [本発明の実施形態の説明]
 本発明の一態様に係る平刃状切断刃は、シート状の切断対象物を押切切断する平刃状切断刃である。平刃状切断刃は、基部と、刃部とを備える。基部は、平板状であり、中心線に沿って延在する。刃部は、基部の延在方向の端から延設されている。刃部は、第1刃部と、第2刃部と、第3刃部とを含む。第1刃部は、上記延在方向において基部から最も離れて位置する。第2刃部は、上記延在方向において第1刃部に対して基部側に隣り合って位置する。第3刃部は、上記延在方向において第2刃部および基部の間に位置する。上記延在方向に直交する厚さ方向および上記延在方向の両方に延在する縦断面において、第1刃部の外形は、上記延在方向において基部から離れるにしたがって薄くなるように上記中心線に対して直線状に傾斜している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有する。上記縦断面において、第2刃部の外形は、上記中心線に対して第1傾斜面の傾斜より緩やかに直線状に傾斜して第1傾斜面に接している第2傾斜面を有する。上記縦断面において、第3刃部の外形は、中心線側に凹状に湾曲して第2傾斜面と接している凹状湾曲面を有する。上記延在方向において、第2刃部の長さは、第1刃部の長さ未満であり、かつ、20μm以上120μm以下である。
 本発明の一態様に係る平刃状切断刃においては、基部の厚さ方向および延在方向の両方に延在する縦断面において、第1刃部の外形が、基部の延在方向において基部から離れるにしたがって薄くなるように中心線に対して直線状に傾斜している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有し、第2刃部の外形が、上記中心線に対して第1傾斜面の傾斜より緩やかに直線状に傾斜して第1傾斜面に接している第2傾斜面を有し、第3刃部の外形が、中心線側に凹状に湾曲して第2傾斜面と接している凹状湾曲面を有し、上記延在方向において、第2刃部の長さが、第1刃部の長さ未満であり、かつ、20μm以上120μm以下であるため、切断対象物と刃部との接触面積を低減して切断抵抗を低減しつつ、上記縦断面における第1傾斜面の基部側の角部を鈍くして切断面に傷が生じにくくすることができる。
 本発明の別の一態様に係る平刃状切断刃は、シート状の切断対象物を押切切断する平刃状切断刃であって、中心線に沿って延在する平板状の基部と、基部の延在方向の端から延設された刃部とを備える。刃部は、延在方向において基部から最も離れて位置する第1刃部と、延在方向において第1刃部に対して基部側に隣り合って位置する第2刃部と、延在方向において第2刃部および基部の間に位置する第3刃部とを含む。延在方向に直交する厚さ方向および延在方向の両方に延在する縦断面において、第1刃部の外形は、延在方向において基部から離れるにしたがって薄くなるように中心線から離れる側に凸状に湾曲している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有する。縦断面において、第2刃部の外形は、中心線に対して第1傾斜面の平均傾斜より緩やかに直線状に傾斜して第1傾斜面に接している第2傾斜面を有する。縦断面において、第3刃部の外形は、中心線側に凹状に湾曲して第2傾斜面と接している凹状湾曲面を有する。延在方向において、第2刃部の長さは、第1刃部の長さ未満であり、かつ、20μm以上120μm以下である。
 本発明の別の一態様に係る平行切断刃においては、第1刃部の外形は、延在方向において基部から離れるにしたがって薄くなるように中心線から離れる側に凸状に湾曲している第1傾斜面を有するため、刃の厚みを大きくすることで、より切断時の欠けを抑制することができる。
 好ましくは、上記縦断面において、第1傾斜面同士に挟まれた内角をθ1とすると、10°≦θ1≦30°を満たす。上記縦断面において、θ1<10°である場合、第1刃部が鋭利となるため、第1刃部の切れ味は良くなるが、刃先が欠けやすくなるとともに第1刃部の剛性が不十分となり、切断対象物を垂直に切り難くなるおそれがある。なお、「おそれがある」とは、僅かながらそのようになる可能性があることを示し、高い確率でそのようになることを意味するものではない。θ1>30°である場合、切断抵抗が大きくなり切断面に傷が生じやすくなるおそれがある。
 好ましくは、刃部は、上記中心線に関して対称に延設されており、上記縦断面において、第1傾斜面同士に挟まれた内角をθ1、上記中心線に平行な線と第2傾斜面とのなす第2傾斜角をθ2とすると、θ1≦25°、かつ、-(θ1)/2≦θ2≦(θ1)/2を満たす。θ2<-(θ1)/2である場合、刃部を形成する際に第3刃部の表面に傷が生じやすくなるおそれがあり、θ2>(θ1)/2である場合、切断面に傷が生じやすくなるおそれがある。
 好ましくは、第2傾斜面の表面粗さ(Sa)が、0.6μm以下である。第2傾斜面の表面粗さ(Sa)が、0.6μmを超える場合、切断抵抗が大きくなるおそれがある。
 本発明の他の一態様に係る平刃状切断刃は、シート状の切断対象物を押切切断する平刃状切断刃である。平刃状切断刃は、基部と、刃部とを備える。基部は、平板状であり、中心線に沿って延在する。刃部は、基部の延在方向の端から延設されている。刃部は、第1刃部と、第2刃部と、第3刃部とを含む。第1刃部は、上記延在方向において基部から最も離れて位置する。第2刃部は、上記延在方向において第1刃部に対して基部側に隣り合って位置する。第3刃部は、上記延在方向において第2刃部および基部の間に位置する。上記延在方向に直交する厚さ方向および上記延在方向の両方に延在する縦断面において、第1刃部の外形は、上記延在方向において基部から離れるにしたがって薄くなるように上記中心線に対して傾斜している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有する。上記縦断面において、第2刃部の外形は、中心線から離れる側に凸状に湾曲して第1傾斜面に接している凸状湾曲面を有する。上記縦断面において、第3刃部の外形は、中心線側に凹状に湾曲して第2傾斜面と接している凹状湾曲面を有する。上記延在方向において、第2刃部の長さは、第1刃部の長さ未満であり、かつ、20μm以上120μm以下である。
 本発明の他の一態様に係る平刃状切断刃においては、基部の厚さ方向および延在方向の両方に延在する縦断面において、第1刃部の外形が、基部の延在方向において基部から離れるにしたがって薄くなるように中心線に対して傾斜している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有し、第2刃部の外形が、中心線から離れる側に凸状に湾曲して第1傾斜面に接している凸状湾曲面を有し、第3刃部の外形が、中心線側に凹状に湾曲して凸状湾曲面と接している凹状湾曲面を有しているため、切断対象物と刃部との接触面積を低減して切断抵抗を低減しつつ、上記縦断面における第1傾斜面の基部側の角部を鈍くして切断面に傷が生じにくくすることができる。
 好ましくは、上記延在方向において、第2刃部の長さは、第1刃部の長さ未満である。上記延在方向において、第2刃部の長さが、第1刃部の長さ以上である場合、切断抵抗が大きくなり切断面に傷が生じやすくなる。
 好ましくは、第2刃部の有する凸状湾曲面の形状曲率半径rが200μm以上500μm以下である。曲率半径が200μm以上であれば第2刃部が切断対象物断面に与える応力が小さくなり、切断抵抗が特に小さくなる。また曲率半径500μm以下であれば切断対象物と第2刃部の接触面が減少し、切断抵抗が特に小さくなる。
 好ましくは、第1刃部の第1傾斜面は、縦断面において中心線に対して直線状に傾斜しているか、または、中心線から離れる側に凸状に湾曲している。
 (実施形態1)
 以下、本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃について図を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
 図1は、本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃を用いてシート状の切断対象物を押切切断している状態を示す斜視図である。図1に示すように、本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃100は、上下方向に移動することによりシート状の切断対象物1を押切切断する。平刃状切断刃100は、基部110と、刃部120とを備える。
 シート状の切断対象物1は、たとえば、積層コンデンサ若しくは積層インダクタなどの焼成前のセラミックグリーンシート、金属箔、または、硬質樹脂などである。
 図2は、図1の平刃状切断刃を矢印II方向から見た側面図である。図3は、図2の平刃状切断刃のIII部を拡大して示す側面図である。図1および図2に示すように、本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃100の基部110は、平板状であり、中心線Cに沿って延在している。基部110の延在方向がZ方向であり、基部110の延在方向に直交する厚さ方向がY方向であり、基部110の延在方向および厚さ方向の各々に直交する幅方向がX方向である。
 刃部120は、基部110の延在方向(Z方向)の端から延設されている。本実施形態においては、刃部120は、中心線Cに関して対称に延設されている。ただし、刃部120は、中心線Cに関して非対称に延設されていてもよい。
 平刃状切断刃100による切断位置を境に切断対象物1のY方向における一方側の寸法に対して他方側の寸法が顕著に小さい場合、すなわち、被切断物のY方向の寸法が顕著に小さい場合、平刃状切断刃100によってシート状の切断対象物1を押切切断する際、Y方向の寸法の小さい方の被切断物が刃部120の先端側の傾斜に沿って斜めに傾いて切断されることがある。このように被切断物が斜めに傾いて切断されることを抑制するために、刃部120の先端側の形状において、Y方向の寸法の小さい方の被切断物と接する側の傾斜が、中心線Cに関して反対側の傾斜より小さくなるようにしてもよい。この場合、刃部120は、中心線Cに関して非対称に延設される。
 図2に示すように、刃部120は、第1刃部121と、第2刃部122と、第3刃部123とを含む。第1刃部121は、延在方向(Z方向)において基部110から最も離れて位置する。第2刃部122は、延在方向(Z方向)において第1刃部121に対して基部110側に隣り合って位置する。第3刃部123は、延在方向(Z方向)において第2刃部122および基部110の間に位置する。なお、刃部120は、延在方向(Z方向)において第3刃部123および基部110の間に位置する1つ以上の刃部をさらに含んでいてもよい。
 厚さ方向(Y方向)および延在方向(Z方向)の両方に延在する縦断面において、第1刃部121の外形は、延在方向(Z方向)において基部110から離れるにしたがって薄くなるように中心線Cに対して直線状に傾斜している第1傾斜面121s、および、刃先となる尖端部121tを有する。本実施形態においては、第1傾斜面121sおよび尖端部121tの各々は、中心線Cに関して対称に配置されている。第1刃部121の厚さは、延在方向(Z方向)の基部110側の端において最も厚くなっている。
 本実施形態においては、上記縦断面において、尖端部121tは、直線状に延在している。ただし、上記縦断面において、尖端部121tは、基部110側とは反対側に凸状の曲線状に延在していてもよい。
 本実施形態においては、上記縦断面において、第1傾斜面121s同士に挟まれた内角をθ1とすると、10°≦θ1≦30°を満たしている。延在方向(Z方向)における第1刃部121の長さはL1である。第1刃部121の長さはL1が、50μm以上800μm以下であることが好ましい。第1刃部121の長さL1が50μm未満である場合、刃部120の厚さが薄くなり、刃部120に必要な剛性を確保することができないおそれがある。第1刃部121の長さL1が800μmより長い場合、第1刃部121と切断対象物1との接触面積が大きくなり切断抵抗が大きくなるおそれがある。
 上記縦断面において、第2刃部122の外形は、中心線Cに対して第1傾斜面121sの傾斜より緩やかに直線状に傾斜して第1傾斜面121sに接している第2傾斜面122sを有する。本実施形態においては、第2傾斜面122sは、中心線Cに関して対称に配置されている。
 延在方向(Z方向)における第2刃部122の長さはL2である。延在方向(Z方向)において、第2刃部122の長さL2は、第1刃部121の長さL1未満であり、かつ、20μm以上120μm以下である。
 図3に示すように中心線Cに平行な線CPと第2傾斜面122sとのなす第2傾斜角をθ2とすると、θ1≦25°、かつ、-(θ1)/2≦θ2≦(θ1)/2を満たすことが好ましい。θ1≦25°、かつ、-(θ1)/4≦θ2≦(θ1)/4を満たすことがさらに好ましい。本実施形態においては、-6°≦θ2≦6°を満たすことが好ましい。
 また、第2傾斜面122sの表面粗さ(Sa)が、0.6μm以下であることが好ましい。たとえば、積層コンデンサなどで用いられるセラミック粉末の粒径は1μm以下となっており、第2傾斜面122sの表面粗さ(Sa)が、0.6μm以下である場合、切断面に傷が生じにくくすることができる。第2傾斜面122sの表面粗さ(Sa)が、0.6μmを超える場合、第2傾斜面122sと切断対象物1との接触面積が大きくなり切断抵抗が大きくなるおそれがある。
 図2に示すように、上記縦断面において、第3刃部123の外形は、中心線C側に凹状に湾曲して第2傾斜面122sと接している凹状湾曲面123sを有する。延在方向(Z方向)における第3刃部123の長さはL3である。
 本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃100は、剛性のある超硬合金で構成されている。具体的には、WC-Co系またはWC-Ni系の超硬合金で構成されている。ただし、平刃状切断刃100の材質は、超硬合金に限られず、切断対象物によっては鋼でもよい。
 本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃100は、研削砥石を用いた研削加工により形成することができる。凹状湾曲面の曲率半径は、研削砥石の半径と略一致する。
 ここで、各寸法の測定方法について説明する。
 延在方向(Z方向)における各刃部の長さは、測定顕微鏡を用いて測定する。具体的には、オリンパス製の測定顕微鏡(STM6-LM)に、10倍の接眼レンズおよび20倍の対物レンズを取り付けて測定する。延在方向(Z方向)における各刃部の長さは、X方向における10mm間隔毎のY-Z断面の測定値の平均値とする。
 第1傾斜面121s同士に挟まれた内角θ1、第2傾斜角θ2、および、凹状湾曲面の曲率半径の各々は、上記縦断面をSEM(Scanning Electron Microscope)を用いて撮像し、撮像画像に基づいて測定する。具体的には、日立製作所製の電界放出型走査型電子顕微鏡(S-4200)を用いて、上記縦断面を高倍率で撮像する。第1傾斜面121s同士に挟まれた内角θ1および第2傾斜角θ2の各々は、上記撮像画像に基づいて、分度器などを用いて測定する。凹状湾曲面の曲率半径は、上記撮像画像に基づいて最小二乗法などによって得られた凹状湾曲面の近似円の半径とする。
 第2傾斜面122sの表面粗さ(Sa)は、レーザ光を用いた非接触式の面粗さ測定装置を用いて測定する。具体的には、Zygo Corporation製の非接触三次元粗さ測定装置(NewView7300)を用い、上記縦断面における測定範囲を、X方向に0.15mm、Z方向に0.05mmとする。測定視野は、ズームレンズの倍率を1倍、対物レンズの倍率を50倍とする。測定補正は、ロバストタイプのバンドパスフィルタを用いて、下側の遮断周波数の波長を250μm、上側の遮断周波数の波長を2.5μmとする。
 (実験例1)
 ここで、本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃による効果を検証した実験例1について説明する。
 実験例1においては、試料番号1~24-2の平刃状切断刃を用いて押切切断を行ない、切断面の性状、および、切断抵抗の2つの評価項目に基づいて検証した。
 試料番号1~24-2の平刃状切断刃の各々の材質は、株式会社アライドマテリアル製超硬合金材質FM10Kとした。試料番号1~24-2の平刃状切断刃の各々の外形は、図1に示す、X方向における幅を40mm、Y方向における厚さを0.4mm、Z方向における長さを20mmとした。第3刃部においてY方向の厚さが最も薄い最薄部の厚さを0.1mmとした。平刃状切断刃の刃先からのZ方向における最薄部の位置を0.5mmとした。試料番号1~24-2の平刃状切断刃の各々の刃部の形状は、下記の表1に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 押切切断の加工条件は、下記の通りである。図14は実験例における切断方法を説明するための平刃状切断刃を示す斜視図である。図15は、図14中のXV-XV線に沿った断面図である。
 図14および図15で示すように、切断評価方法は牧野フライス製作所マシニングセンタV55のステージ2004にキスラー製切削動力計9255(以下、「切削動力計2003」という)をセットし、下から順に厚み10mmのアクリル板2002、厚み1mmの両面粘着シート2001、切断対象物1をセットする。切断対象物1は厚み0.5mm、幅290mm、長さ30mmの塩ビ板である。平刃状切断刃100の長さ40mmとし平刃状切断刃100の両端5mmが切断対象物1に作用しないようにしセットする。また尖端部121tと切断対象物1の上面1aとのなす角度が±0.05°以内、中心線Cと切断対象物1の上面1aとの角度θ3を89.95°から90.05°の範囲にセットする。
 切断条件は、切断速度は300mm/s、切断間隔は12mm、押込み量0.55mmとした。押切切断の1回毎の切断荷重最大値を切断荷重値(単位:N)とし、10回繰り返し、その平均値を平均切断荷重(単位:N)とする。切断抵抗は、平均切断荷重を平刃状切断刃100が切断対象物1に作用した長さ(30mm)で割った値(単位:N/mm)とした。
 切断面の性状は、100回目の押切切断による切断面を評価した。切断面の性状は、日立製作所製の電界放出型走査型電子顕微鏡(S-4200)を用いて、切断面の略中央部を300倍~400倍に拡大して観察して評価した。評価基準として、切断面における凹凸の有無を3段階で評価した。具体的には、切断面に凹凸が認められない均一面、切断面に傷ではない軽微な凹凸有り、切断面に不連続な明確な色調差が認められる大きな凹凸有り、の3段階で評価した。
 試料番号1~24-2の平刃状切断刃の各々の評価結果は、下記の表2に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 図4は、実験例1において、切断面に傷である大きな凹凸(傷)有りと評価された切断面の一例を示すSEM観察像である。図5は、実験例1において、切断面に傷ではない軽微な凹凸有りと評価された切断面の一例を示すSEM観察像である。図6は、実験例1において、切断面に凹凸が認められない均一面と評価された切断面の一例を示すSEM観察像である。
 図4~図6においては、切断対象物1のX方向の中央部における切断面1d、切断面1dのZ方向の上側のエッジ1e、および、切断面1dのZ方向の下側のエッジ1fを表記している。
 図4に示すように、切断面に傷である大きな凹凸有りと評価された切断面1dにおいては、切断面1dのZ方向の上側のエッジ1eおよび切断面1d内の各々に、不均一に位置する大きな凹凸が認められた。
 図5に示すように、切断面に傷ではない軽微な凹凸有りと評価された切断面1dにおいては、切断面1dのZ方向の上側のエッジ1eに軽微な凹凸が認められたものの、切断面1d内では凹凸は認められなかった。
 図6に示すように、切断面に凹凸が認められない均一面と評価された切断面1dにおいては、切断面1dのZ方向の上側のエッジ1eおよび切断面1d内の各々にて、凹凸は認められなかった。
 表1に示すように第2刃部122が形成されていない試料20においては、表2に示すように切断面1dに傷である大きな凹凸が認められた。表1に示すように第2刃部122の長さL2が120μmより大きい試料21~24-2の各々においては、表2に示すように切断面1dに傷である大きな凹凸が認められた。
 表1に示すように第2刃部122の長さL2が20μm以上120μm以下である試料1~19-4の各々においては、表2に示すように切断面1dに傷である大きな凹凸は認められなかった。
 この結果から、第2刃部122の外形が、中心線Cに対して第1傾斜面121sの傾斜より緩やかに直線状に傾斜して第1傾斜面121sに接している第2傾斜面122sを有し、第2刃部122の長さL2が第1刃部121の長さL1未満であり、かつ、第2刃部122の長さL2が20μm以上120μm以下であることにより、切断面に傷が生じにくくすることができることが確認できた。
 表1に示すように第2傾斜面122sの表面粗さ(Sa)が0.6μmを超えている試料4,8,12,16においては、表2に示すように切断抵抗が200N/mmを超えていた。表1に示すように第2傾斜面122sの表面粗さ(Sa)が0.6μm以下である試料1~3,5~7,9~11,13~15,17~19-4においては、表2に示すように切断抵抗が200N/mm以下であった。
 この結果から、第2傾斜面122sの表面粗さ(Sa)が0.6μm以下であることにより、切断抵抗を低減できることが確認できた。また、第2傾斜面122sの表面粗さ(Sa)が0.05μm以上0.6μm以下の範囲内において、第2傾斜面122sの表面粗さ(Sa)が小さいほど切断抵抗を低減できることが確認できた。
 欠け発生評価は、前述の切断試験後の刃先を観察することにより行った。欠けの測定方法では、測定顕微鏡を用いた。具体的には、オリンパス製の測定顕微鏡(STM6-LM)に、50倍の接眼レンズおよび20倍の対物レンズを取り付け、切断刃(XZ面)を平面に置く。図13は、切断刃の欠けを示すSEM観察像である。図13の切断刃の尖端部121tと測定ステージが平行になるように注意する。尖端部121tに焦点を合わせ、測定器のX軸方向の基準線に欠け121kの両端に位置する尖端部121tを合わせ、Yの測定値を「0」とし、基準にする。図13のX軸方向の基準線と欠け121kの端との交わる2点の間の距離を欠け121kの幅とする。X軸から測定して欠け121kのY方向に一番低い箇所を欠け121kの深さとする。この時、幅40μm以上、深さ5μmのいずれか一方でも該当した場合に刃先に欠け121kが発生したと定義した。
 切断面の性状において「大きな凹凸(傷)有り」と評価された試料番号20から24-2については切断抵抗および刃先欠け数の評価は行わなかった。
 (実施形態2)
 以下、本発明の実施形態2に係る平刃状切断刃について図を参照して説明する。本発明の実施形態2に係る平刃状切断刃は、第2刃部の外形が主に、本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃100と異なるため、本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃100と同様である構成については説明を繰り返さない。
 図7は、本発明の実施形態2に係る平刃状切断刃の外形を示す側面図である。図8は、図7の平刃状切断刃のVIII部を拡大して示す側面図である。図7においては、図2と同一の側面視にて図示している。
 図7および図8に示すように、本発明の実施形態2に係る平刃状切断刃200は、基部110と、刃部220とを備える。刃部220は、基部110の延在方向(Z方向)の端から延設されている。本実施形態においては、刃部220は、中心線Cに関して対称に延設されている。ただし、刃部220は、中心線Cに関して非対称に延設されていてもよい。
 図7に示すように、刃部220は、第1刃部121と、第2刃部222と、第3刃部123とを含む。第1刃部121は、延在方向(Z方向)において基部110から最も離れて位置する。第2刃部222は、延在方向(Z方向)において第1刃部121に対して基部110側に隣り合って位置する。第3刃部123は、延在方向(Z方向)において第2刃部222および基部110の間に位置する。なお、刃部220は、延在方向(Z方向)において第3刃部123および基部110の間に位置する1つ以上の刃部をさらに含んでいてもよい。
 厚さ方向(Y方向)および延在方向(Z方向)の両方に延在する縦断面において、第2刃部222の外形は、中心線Cから離れる側に凸状に湾曲して第1傾斜面121sに接している凸状湾曲面222sを有する。本実施形態においては、凸状湾曲面222sは、中心線Cに関して対称に配置されている。
 図8に示すように、本実施形態においては、上記縦断面において、凸状湾曲面222sは、第1傾斜面121sおよび凹状湾曲面123sの各々と接する円Crの円弧である。よって、凸状湾曲面222sの曲率半径rは、円Crの半径となる。ただし、上記縦断面において、凸状湾曲面222sは、円弧に限られず、曲線であればよい。
 延在方向(Z方向)における第2刃部222の長さはL4である。延在方向(Z方向)において、第2刃部222の長さL4は、第1刃部121の長さL1未満である。
 本発明の実施形態2に係る平刃状切断刃200において、凸状湾曲面222sを形成する方法として、まず、角部を有する第2刃部222を形成し、ブラスト処理により第2刃部222の角部を丸める方法、および、研磨剤を含む切断対象物を複数回押切切断することにより第2刃部222の角部を丸める方法などがある。
 研磨剤を含む切断対象物としては、たとえば、粘土質材料に粒径が1μm以下の硬質材料を分散混合させた固形物を用いることができる。硬質材料としては、ダイヤモンド、W、Mo、WC、Al23、TiO2、TiC、TiCN、SiC、Si34、または、BNなどを用いることができる。硬質材料の粒径が1μmより大きい場合、平刃状切断刃200の刃先が欠ける可能性があるため、硬質材料は微粒であることが好ましい。また、滑らかな凸状湾曲面222sを形成するために、粘土質材料に硬質材料の微粒粉が均一に分散していることが好ましい。
 凸状湾曲面222sの曲率半径は、上記縦断面をSEMを用いて撮像し、撮像画像に基づいて測定する。具体的には、日立製作所製の電界放出型走査型電子顕微鏡(S-4200)を用いて、上記縦断面を高倍率で撮像する。凸状湾曲面222sの曲率半径は、上記撮像画像に基づいて最小二乗法などによって得られた凸状湾曲面222sの近似円の半径とする。
 (実験例2)
 ここで、本発明の実施形態2に係る平刃状切断刃による効果を検証した実験例2について説明する。
 実験例2においては、試料番号25~77の平刃状切断刃を用いて押切切断を行ない、切断面の性状について検証した。
 試料番号25~77の平刃状切断刃の各々の材質は、株式会社アライドマテリアル製超硬合金材質FM10Kとした。試料番号25~77の平刃状切断刃の各々の外形は、図1に示す、X方向における幅を40mm、Y方向における厚さを0.4mm、Z方向における長さを20mmとした。第3刃部においてY方向の厚さが最も薄い最薄部の厚さを0.1mmとした。平刃状切断刃の刃先からのZ方向における最薄部の位置を0.5mmとした。試料番号25~32の平刃状切断刃の各々の刃部の形状は、下記の表3および表4に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 押切切断の加工条件は、下記の通りである。
 図14および図15で示すように、切断評価方法は牧野フライス製作所マシニングセンタV55のステージ2004にキスラー製切削動力計9255(以下、「切削動力計2003」という)をセットし、下から順に厚み10mmのアクリル板2002、厚み1mmの両面粘着シート2001、切断対象物1をセットする。切断対象物1は厚み0.5mm、幅290mm、長さ30mmの塩ビ板である。平刃状切断刃100の長さ40mmとし平刃状切断刃100の両端5mmが切断対象物1に作用しないようにしセットする。また尖端部121tと切断対象物1の上面1aとのなす角度が±0.05°以内、中心線Cと切断対象物1の上面1aとの角度θ3を89.95°から90.05°の範囲にセットする。
 切断条件は、切断速度は300mm/s、切断間隔は12mm、押込み量0.55mmとした。押切切断の1回毎の切断荷重最大値を切断荷重値(単位:N)とし、10回繰り返し、その平均値を平均切断荷重(単位:N)とする。切断抵抗は、平均切断荷重を平刃状切断刃100が切断対象物1に作用した長さ(30mm)で割った値(単位:N/mm)とした。切断面の性状、切断抵抗および刃先の欠けは、実験例1と同様に評価した。試料番号25~77の平刃状切断刃の各々の評価結果は、下記の表5および表6に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表5および表6に示すように、第2刃部222の外形が中心線C側に凹状に湾曲して凹状湾曲面を有する試料32においては、切断面1dに傷である大きな凹凸が認められた。また、第2刃部222の長さL4が120μmより大きい試料32においては、切断面1dに傷である大きな凹凸が認められた。
 第2刃部222の外形が中心線Cから離れる側に凸状に湾曲して第1傾斜面121sおよび凹状湾曲面123sに接している凸状湾曲面222sを有し、かつ、第2刃部222の長さL4が20μm以上120μm以下である、試料25~31の各々においては、表3に示すように切断面1dに傷である大きな凹凸は認められなかった。
 この結果から、第2刃部222の外形が、中心線Cから離れる側に凸状に湾曲して第1傾斜面121sおよび凹状湾曲面123sに接している凸状湾曲面222sを有し、第2刃部222の長さL4が第1刃部121の長さL1未満であり、かつ、第2刃部222の長さL4が20μm以上120μm以下であることにより、切断面に傷が生じにくくすることができることが確認できた。
 切断面の性状において「大きな凹凸(傷)有り」と評価された試料番号32については切断抵抗および刃先欠け数の評価は行わなかった。試料番号41から77については刃先欠け数の評価は行わなかった。
 (実施形態3)
 以下、本発明の実施形態3に係る平刃状切断刃について図を参照して説明する。本発明の実施形態3に係る平刃状切断刃は、第1刃部の外形が主に、本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃100と異なるため、本発明の実施形態1に係る平刃状切断刃100と同様である構成については説明を繰り返さない。
 図9は、本発明の実施形態3の一つの局面に係る平刃状切断刃の外形を示す側面図である。図10は、図9で示す平刃状切断刃の第1傾斜面および第2傾斜面の外形を示す側面図である。図11は、本発明の実施形態3の別の局面に係る平刃状切断刃の外形を示す側面図である。
 図9および図10で示すように、本発明の実施形態3の一つの局面に係る平刃状切断刃100の第1刃部121は湾曲した第1傾斜面1121sを有する点において、実施形態1の平刃状切断刃100と異なる。第1傾斜面1121sは、実施形態1の直線状の第1傾斜面121sよりも外側に張り出している。第2傾斜面122sの両端部を点Aおよび点Bとする。点Bから尖端部121tまでの直線2121sから曲線状の第1傾斜面1121sまでの最大距離はtである。直線2121sの傾斜が第1傾斜面1121sの平均傾斜である。
 切断刃は刃先内角(θ1)が小さい場合、切断抵抗は減少するが、欠けが発生し易くなる。これを解決するために凸湾形状の第1傾斜面1121sを形成することにより刃の厚みを大きくし欠け抑制することも可能となる。2つの第1傾斜面1121sで形成される内角(θ1)は上記の2つの直線2121sが尖端部121tにおいてなす角度をいう。
 図11は、本発明の実施形態3の別の局面に係る平刃状切断刃の外形を示す側面図である。図12は、図11で示す平刃状切断刃の第1傾斜面および第2傾斜面の外形を示す側面図である。
 図11および図12で示すように、本発明の実施形態3の別の局面に係る平刃状切断刃200の第1刃部121は湾曲した第1傾斜面1121sを有する点において、実施形態2の平刃状切断刃200と異なる。第1傾斜面1121sは、実施形態2の直線状の第1傾斜面121sよりも外側に張り出している。凸状湾曲面222sの両端部を点Aおよび点Bとする。凸状湾曲面222sは半径rの近似円上に存在するものとする。点Bから尖端部121tまでの直線2121sから曲線状の第1傾斜面1121sまでの最大距離はtである。直線2121sの傾斜が第1傾斜面1121sの平均傾斜である。
 切断刃は刃先内角(θ1)が小さい場合、切断抵抗は減少するが、欠けが発生し易くなる。これを解決するために凸湾形状の第1傾斜面1121sを形成することにより刃の厚みを大きくし欠け抑制することも可能となる。
(実験例3)
 実験例3では表4で示す寸法の平刃状切断刃の試料番号81から87および表7で示す寸法の平刃状切断刃の試料番号101から119を準備した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 第1刃部121の中心線Cから離れる側に凸状に湾曲した第1傾斜面1121sの形状は、例えば微小なダイヤモンドまたは炭化タングステン粒子を水などの液体中に懸濁させ、その懸濁液を流速や射出角度や時間を調整して刃に衝突させることにより形成させることにて可能となる。これらの研磨剤となる粒子は、1μm以下の粒子を使用することがより好ましい。なお、本願では形成手法は問わない。第2刃部222の凸形状も同様の手法で製造することができる。上記実施形態の刃の形状は上記手法等組合せて形成される。
 第1傾斜面1121sの形状測定は、切断刃の断面が測定できるように、まず、切断刃を切断して図9で示す断面を得る。SEMを用いて、第1刃部121と第2刃部122との境界を認識する。尖端部121tからこの境界までの距離はL1である。この距離L1はSEMの測長モードで測定できる。境界をL1位置とする。2つの境界間の距離t1を測長モードで測定し、t1/2を中心とし、中心から尖端部121tまで直線を引き、この直線を中心線Cとする。尖端部121tから点Bの位置に直線を引き、この直線から第1傾斜面1121sのうち最も離れた部分の距離tを測長モードで測定する。
 実験例2と同じ条件で切断を行い、その結果を評価した。結果を表6および表8に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 試料番号81から87および101から119は、刃先の欠けの数が少なく、良好な結果が得られた。
 凸形状の第1傾斜面1121sの効果は、試料番号25から31と試料番号81から87の比較、および試料番号1から19-4と試料番号101から119との比較にて実施した。試料番号25から31および試料番号1から19-4は第1刃面に凸湾形状を有していない。これに対して試料番号81から87および試料番号101から119は図10の高さtが3μm~10μmの凸湾形状を有する。刃渡り方向全長での欠けの有無は図13に記載の幅40μm以上、深さ5μm以上のいずれか一方でも該当した場合を欠けとし、欠けの数にて評価した。相対的に凸形状が設けられた第1傾斜面1121sの試料番号において欠け数が少ない結果が得られた。
 今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、上記の実施形態においては、平刃状切断刃の断面形状が中心線Cに関して対称である場合について説明したが、切断面に傷を生じさせない効果を得るためには、必ずしも平刃状切断刃の断面形状が中心線Cに関して対称でなくてもよい。
 1 切断対象物、1a 上面、1d 切断面、1e,1f エッジ、100,200 平刃状切断刃、110 基部、120,220 刃部、121 第1刃部、121k 欠け、121s,1121s 第1傾斜面、121t 尖端部、122,222 第2刃部、122s 第2傾斜面、123 第3刃部、123s 凹状湾曲面、222s 凸状湾曲面、2001 両面粘着シート、2002 アクリル板、2003 切削動力計、2004 ステージ、2121s 直線。

Claims (6)

  1.  中心線に沿って延在する平板状の基部と、
     前記基部の延在方向の端から延設された刃部とを備えた平刃状切断刃であって、
     前記刃部は、
     前記延在方向において前記基部から最も離れて位置する第1刃部と、
     前記延在方向において前記第1刃部に対して基部側に隣り合って位置する第2刃部と、
     前記延在方向において前記第2刃部および前記基部の間に位置する第3刃部とを含み、
     前記延在方向に直交する厚さ方向および前記延在方向の両方に延在する縦断面において、前記第1刃部の外形は、前記延在方向において前記基部から離れるにしたがって薄くなるように前記中心線に対して直線状に傾斜している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有し、
     前記縦断面において、前記第2刃部の外形は、前記中心線に対して前記第1傾斜面の傾斜より緩やかに直線状に傾斜して前記第1傾斜面に接している第2傾斜面を有し、
     前記縦断面において、前記第3刃部の外形は、中心線側に凹状に湾曲して前記第2傾斜面と接している凹状湾曲面を有し、
     前記延在方向において、前記第2刃部の長さは、前記第1刃部の長さ未満であり、かつ、20μm以上120μm以下である、平刃状切断刃。
  2.  中心線に沿って延在する平板状の基部と、
     前記基部の延在方向の端から延設された刃部とを備えた平刃状切断刃であって、
     前記刃部は、
     前記延在方向において前記基部から最も離れて位置する第1刃部と、
     前記延在方向において前記第1刃部に対して基部側に隣り合って位置する第2刃部と、
     前記延在方向において前記第2刃部および前記基部の間に位置する第3刃部とを含み、
     前記延在方向に直交する厚さ方向および前記延在方向の両方に延在する縦断面において、前記第1刃部の外形は、前記延在方向において前記基部から離れるにしたがって薄くなるように前記中心線から離れる側に凸状に湾曲している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有し、
     前記縦断面において、前記第2刃部の外形は、前記中心線に対して前記第1傾斜面の平均傾斜より緩やかに直線状に傾斜して前記第1傾斜面に接している第2傾斜面を有し、
     前記縦断面において、前記第3刃部の外形は、中心線側に凹状に湾曲して前記第2傾斜面と接している凹状湾曲面を有し、
     前記延在方向において、前記第2刃部の長さは、前記第1刃部の長さ未満であり、かつ、20μm以上120μm以下である、平刃状切断刃。
  3.  前記第2傾斜面の表面粗さ(Sa)が、0.6μm以下である、請求項1または2に記載の平刃状切断刃。
  4.  中心線に沿って延在する平板状の基部と、
     前記基部の延在方向の端から延設された刃部とを備えた平刃状切断刃であって、
     前記刃部は、
     前記延在方向において前記基部から最も離れて位置する第1刃部と、
     前記延在方向において前記第1刃部に対して基部側に隣り合って位置する第2刃部と、
     前記延在方向において前記第2刃部および前記基部の間に位置する第3刃部とを含み、
     前記延在方向に直交する厚さ方向および前記延在方向の両方に延在する縦断面において、前記第1刃部の外形は、前記延在方向において前記基部から離れるにしたがって薄くなるように前記中心線に対して傾斜している第1傾斜面、および、刃先となる尖端部を有し、
     前記縦断面において、前記第2刃部の外形は、中心線から離れる側に凸状に湾曲し前記第1傾斜面に接している凸状湾曲面を有し、
     前記縦断面において、前記第3刃部の外形は、中心線側に凹状に湾曲して前記凸状湾曲面と接している凹状湾曲面を有し、
     前記延在方向において、前記第2刃部の長さは、前記第1刃部の長さ未満であり、かつ20μm以上120μm以下である、平刃状切断刃。
  5.  前記第2刃部の有する凸状湾曲面の形状曲率半径rが200μm以上500μm以下である、請求項4に記載の平刃状切断刃。
  6.  前記第1刃部の前記第1傾斜面は、前記縦断面において前記中心線に対して直線状に傾斜しているか、または、前記中心線から離れる側に凸状に湾曲している、請求項4または5に記載の平刃状切断刃。
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