(57)【要約】  【課題】  切断刃の刃先部形状を改善することで、切断刃が切断対象物に及ぼす切断圧力を軽減するようにし、それにより切断時におけるクラックの発生を確実に防止して歩留まりを高め生産性を向上させること。  【解決手段】  刃先部を滑らかな凸刃と凹刃が連続する波形状に形成した切断刃において、前記刃先部１０が、刃先位置に高低差を有する高い凸刃１１ａおよび低い凸刃１１ｂと、それらの間に介在する深さ一定の凹刃１２とで連続させた波形であること。  【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃先部を滑らかな凸刃と凹刃が連続する波形状に形成した切断刃において、前記刃先部が、刃先位置に高低差を有する高い凸刃および低い凸刃と、それらの間に介在する深さ一定の凹刃とで連続させた波形であることを特徴とする切断刃。
【請求項２】
上記低い凸刃の断面厚みが高い凸刃の断面厚みより小さいことを特徴とする請求項１記載の切断刃。
【請求項３】
上記刃先部が、平面上に載置された切断対象断物に対して縦方向の送りと横方向の微振動を付与されながら切断対象物を切断することを特徴とする請求項１又は２記載の切断刃。
【請求項４】
上記切断対象物が可撓性材料または脆性材料である請求項３記載の切断刃。
【請求項５】
上記切断対象物がセラミックグリーンシートやその積層体など電子部品である請求項４記載の切断刃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は切断刃に関し、詳しくはセラミックグリーンシートやその積層体等の切断対象物を切断するために使用される切断刃であって、特に、下降動作と同時に横方向の微振動を付与されながら切断動作をするに適した切断刃に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミックグリーンシート又はその積層体は、インダクタやコンデンサ、集積回路用パッケージなどの製造過程において、平刃状の切断刃を備えた切断装置により格子状に切断されてチップ（セラチップ）を作製するが、その切断動作時の切断刃に横方向の微振動を付与する従来装置として特開平６−８１９５号公報（特許文献１）に開示の切断装置が知られている。
その特許文献１には、積層セラミックコンデンサの積層体をチップ状に切断する切断装置であって、切断刃１を挟持したカッターホルダ２に振動ブロック３を配設し、振動ブロック３に圧電アクチュエータ６を圧接させて配設し、切断時に圧電アクチュエータ６にて、振動ブロック３およびカッターホルダ２を介し切断刃１に横振動を加えることが記載されている。
そこに例示された切断刃としては、カッターホルダ２に装着された厚さ約０．２ｍｍの切断刃１が記載され、前記圧電アクチュエータ６に交流電源から電圧を加えて切断刃１に振幅約＋１ｍｍの振動を与えるようにしたものである（符号はいずれも同文献中のものを援用した）。上記切断刃１について、刃先部の具体的形状は開示されていないが、この種の切断刃として一般的には刃先縁が同一高さの一直線状とした直線刃が採用されている。
【０００３】
一方、切断刃一般としては、刃先部に変形を加えた各種のものが知られている。
例えば、パンや肉等の食品を往復運動する切断する電動キッチンナイフの刃先部を凹凸刃としたもの、具体的には凸刃を三角刃または尖り刃とした特開平１１−１７９０９５号公報（特許文献２）、あるいは合成樹脂フィルム原反など薄い柔軟性材料を切断する刃物であって、刃先を波形とし、その刃形突部先端をほぼ直線的にそろえた実開昭６０−２２２９５号公報（特許文献３）である。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−８１９５号公報
【特許文献２】特開平１１−１７９０９５号公報（特に、図４参照）
【特許文献３】実開昭６０−２２２９５号公報（特に、図４参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、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積層体が切断抵抗の大きな材料となっており、また、チップの微小化つまり縦横寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍ、さらに０．４ｍｍ×０．２ｍｍといった微小のチップ切断も要請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）の切断刃を使用する必要がある。
そのため、上記特許文献１のような直線刃や特許文献２に記載の三角刃または尖り刃、あるいは特許文献３に記載の刃高さ一定の単なる波形切断刃（波刃）では所望の切断性能を担保できない不具合があった。
すなわち、直線刃を使用した場合は、横振動に刃先部の横滑りが大きく所定の切断力が得られないとともに摩耗しやすく耐久性が得られず、切断力を高めようと縦方向の送りを大きくすればクラック発生の原因になり、また、特許文献２のような三角刃など尖り刃では、切断角による局部的な切断圧力がかかってクラックを発生しやすい。
【０００６】
その点では、特許文献３のような波形切断刃（波刃）を使用すれば、局部的な切断圧力がかからないので、ある程度までクラックの発生を抑制できる。
しかしながら、上記セラミックグリーンシート切断の場合を例に説明すると、一枚のシートに対して多数の切断動作（フルカットまたはハーフカット）を反復し、それによりシートを格子状に切断して微小なチップを多数取りし、その後に焼成されるものである。そのため、切断工程において、クラックの発生を原因とするチップの欠け割れが歩留まりに大きく影響するが、前記のとおりチップの微小化に伴ってクラックが横へ流れるとチップの寸法不良や性能不良となって不良品となるので、高い歩留まりを担保するためには、切断時におけるクラックの発生を確実に防止することが要請される。
【０００７】
本発明は、上記従来事情に鑑みて、切断刃の刃先部形状を改善することにより、切断刃が切断対象物（以下、ワークという）に及ぼす切断圧力を軽減するようにし、それにより切断時におけるクラックの発生を確実に防止して歩留まりを高め生産性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
斯る本発明の課題を解決するための切断刃は、刃先部を滑らかな凸刃と凹刃が連続する波形状に形成した切断刃において、前記刃先部が、刃先位置に高低差を有する高い凸刃および低い凸刃と、それらの間に介在する深さ一定の凹刃とで連続させた波形であることを特徴とする（請求項１）
その場合において、滑らかな凸刃と凹刃の形状はサインカーブであることが好ましく、微細とは、凸刃間および凹刃間のピッチが同一で、その凸刃間のピッチが約１ｍｍ以下、例えば０．５ｍｍ程度であり、高い凸刃の刃高さ（凹刃底から高い凸刃頂点までの高さ）が約３０〜６０μｍ、例えば５０μｍ程度をいう。また、低い凸刃の刃高さを高い凸刃の刃高さの１／２程度、例えば、前記例示で高い凸刃の刃高さを５０μｍとした場合に低い凸刃を２５μｍとする。
それによれば、切断刃を横方向へ移動させる切断動作のおいて、凸刃が縦送り方向との合成ベクトルでワークに食い込むことにより切断力が増すので、直線刃のような横滑りによる刃先部の摩耗が少なく、また、凸刃および凹刃を微細かつ滑らかな波形としたので、鋸刃（三角刃）のような切断角による局部的な切断圧力がかからず、切断時におけるクラックの発生が抑制されるばかりでなく、切断時におけるワークに及ぼす切断圧力が高低二段の凸刃により分散されるので、クラックの発生がより確実に防止される。
【０００９】
また、上記刃先部のより好ましい形態として、低い凸刃の断面厚みが高い凸刃の断面厚みより小さいようにする（請求項２）。この形態は、刃先部を成形する段階で必然的に得られることが多いが、そうでない場合には、この成形工程を付加して作製すればよい。
これによれば、ワークの切断側面と接触する凸刃部分を減じて切断刃全体としてのワークとの粘着性を減少させることができる。
そして、上記切断刃の使用の好ましい一形態として、上記刃先部が、平面上に載置された切断対象断物に対して縦方向の送りと横方向の微振動を付与されながら切断対象物を切断すること、具体的には切断装置に装着して使用されるようにし（請求項３）、その場合において、好適な切断対象物は、セラミックグリーンシートやその積層体など電子部品で例示される可撓性材料または脆性材料である（請求項４、請求項５）。
なお、本発明において切断とは、フルカット、ハーフカットの両方を包含するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、切断刃の刃先部を改善することにより、切断時におけるワークのクラック発生を確実に防止し、歩留まりを著しく高めて生産性を向上させることができる切断刃を提供することができる（請求項１）。
また、請求項２によれば、刃先部とワークとの切断接触面を減じて粘着性を軽減できるので、可撓性、粘着性の高いワークであっても切断性を高めることができる。
そして、請求項３〜５によれば、セラミックグリーンシートやその積層体など電子部品を切断する切断装置に装着することにより、その装置の生産性を高める有用な付属部品の一つに加えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を図面により説明すると、図１および図２は切断刃１を示し、セラミックグリーンシートの積層体をワークＷとして切断する切断装置に装着し使用する場合を説明する。
図１において、切断刃１はカッターホルダ２に着脱可能に装着され、そのカッターホルダ２が縦軸送り機構３に連結されるとともに横振動駆動機構４と関連づけて、縦軸送り機構３により昇降動可能にし、その下降動作時に横振動駆動機構４により横方向へ高速な微振動が切断刃１に付与されるようにしている。
縦軸送り機構３は、周知の構造であるので詳細記述を省略するが、例えば、サーボモータにより駆動される昇降軸にカッターラムを取り付けて、そのカッターラムに前記カッターホルダ２を取り付けて切断刃１を所定の縦送り量で昇降動可能としている。
横振動駆動機構４は、例えば、上記特許文献１にあるように、カッターホルダ２に振動ブロックを配設し、その振動ブロックに圧電アクチュエータの駆動により切断刃１に横振動を付与するようにしたもの、あるいは本出願人の先の出願に係る切断装置で開示するように、カッターホルダ２に積層型圧電素子を内蔵して配設し該圧電素子の駆動により切断刃１に横振動を付与するものなど、切断刃１に横方向の微振動を付与するものであれば特に制限されるものではない。
【００１２】
上記切断刃１による切断操作の一例を説明すれば、縦軸送り機構３に設定された定量または可変な送り量でカッターホルダ２と共に切断刃１が下降し、それが台盤５上に支持されたワークＷに接触するタイミングで、横振動駆動機構４の作動により切断刃１が横方向へ数μｍから百数十μｍの設定振幅で高速微振動し、その切断刃１の下降動作と微振動との協働により切断動作をする。その一動作を終えた後、カッターホルダ２が上昇したところで、切断刃１またはワークＷを定寸移動させた後に再びカッターホルダ２と共に切断刃１が下降しながら前記切断動作をし、その切断動作をワークの送り方向の終端まで繰り返し、その後に、台盤５を回転させてワークＷを９０度転向させた状態で再度前記と同様の切断動作を反復することによってワークＷを格子状に切断した微小な（例えば、縦横寸法０．４ｍｍ×０．２ｍｍ）チップを作製する。
【００１３】
上記切断刃１の外観形状は図１および図２のとおりであり、具体的寸法を例示すると、刃長さＬが１５ｃｍ〜３０ｃｍ（図示は２０ｃｍ）、シャンク部（台金部）の厚さＴが０．４ｍｍ〜１．０ｍｍ（図示は０．５ｍｍ）であって、そのシャンク部に連続して刃先部１０が形成されている。この刃先部１０について図３〜図７により詳述する。
【００１４】
刃先部１０は、その先端縁を微細かつ滑らかな凸刃と凹刃１２で連続形成した波形としたもの（波刃）であり、詳しくは図３に拡大して示すように、滑らかなサインカーブを描くような形状にして、凸部（山部）および凹部（谷部）の各刃面をいずれもＲ形としたものである。さらに、刃先部１０は、そのＲ形凸刃を高い凸刃１１ａと低い凸刃１１ｂの二段にするとともにそれらを１個おきに配置し、それらの間に形成される前記Ｒ形凹刃１２の深さを一定としたものである。
この切断刃１０の具体的な刃先寸法を例示すれば、刃間ピッチＰが０．５ｍｍ、凸刃１１ａの刃高さＨ１が５０μｍ、凸刃１１ｂの刃高さＨ２が２５μｍである（図３，図５，図６参照）。
また、凸刃１１ａ，１１ｂを高低二段としたことに伴い、両凸刃１１ａ，１１ｂの刃厚が変化、すなわち、図４（Ａ）（Ｂ）および図６から知れるように低い凸刃１１ｂの刃厚が高い凸刃１１ａの刃厚よりも薄くなる。そして、凸刃１１ａ，１１ｂおよび凹刃１２の刃厚の関係は、それらの刃厚をＴ１，Ｔ２，Ｔ３とすると（便宜上、最大厚さの部分を示す）、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３である（図６参照）。因みに、凸刃１１ａの刃厚Ｔ１は２５μｍ〜５０μｍ、図示例では３０μｍである。
【００１５】
この切断刃１０を使用した前記切断動作の工程１ストローク（微振動の一往復動作）を例示すれば図７のとおりであり、それから知れるように、凸刃１１ａと凸刃１１ｂがワークＷに対して異なる高低位置で微振動による切断動作をするので、ワークＷにかかる切断圧力が二箇所にて分散される。したがって、一般的な波形切断刃の場合に比べて、切断圧力を軽減することができるので、ワークＷのクラック発生をより確実に防止することができる。そして、切断圧力を軽減できることは、換言すれば切断刃１０の縦送り速度を速くすることができるので、切断作業性を高めることもできる。
また、上記のとおり低い凸刃１１ｂの刃厚Ｔ２が凸刃１１ａより薄くなることにより、切断角が小さくなってクラック発生の要因をさらに減少させるだけでなく、セラミックグリーンシートのように粘性のあるバインダー等を含むワークの場合でも、横方向の微振動時において、ワークの切断側面と接触するのは全凸刃の半分に相当する凸刃１１ａだけとなり、切断刃全体としてのワークＷとの粘着性を減少させるので切断性を高めることができる。
【００１６】
なお、上記の実施の形態においては、切断対象物としてのワークがセラミックグリーンシートの場合について説明したが、本発明の切断刃は、高硬度で高い靭性または脆性を有して切断抵抗の大きい切断対象物など、セラミックグリーンシートに限定されずに適用できるものである。
また、上記実施の形態において、切断刃の下降時に切断動作をする場合を説明したが、切断刃の上昇時、すなわちワークを下面から切断（フルカット、ハーフカット）する場合にも適用可能であり、さらには、二つの切断刃を組み合わせてワークを上下からハーフカットする場合に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の切断刃を示す正面図である。
【図２】図１の切断刃を拡大した一部省略せる側面図である。
【図３】図１におけるＸ部分の拡大図である
【図４】図３の底面図であって、（Ａ）は図３中の（Ａ）−（Ａ）線に沿う断面図、（Ｂ）は同（Ｂ）−（Ｂ）線に沿う断面図、（Ｃ）は同（Ｃ）−（Ｃ）線に沿う断面図、（Ｄ）は同（Ｄ）−（Ｄ）線に沿う底面図である。
【図５】図３の側面端面図であって、（Ｅ）は図３中の（Ｅ）−（Ｅ）線に沿う端面図、（Ｆ）は同（Ｆ）−（Ｆ）線に沿う端面図、（Ｇ）は同（Ｇ）−（Ｇ）線に沿う端面図である。
【図６】図３の（Ｇ）−（Ｇ）線に沿う断面図（ハッチング省略）である。
【図７】本発明の切断刃を使用した場合における切断動作説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
１：切断刃
１０：刃先部
１１ａ：高い凸刃
１１ｂ：低い凸刃
１２：凹刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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