(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル上に保持されたグリーンシートに対し、カット刃を垂直に降下させることでグリーンシートを一端側から順にカットするカット装置において、
カット時にカット刃の両面がグリーンシートから受ける刃面に垂直な方向の力Ｆ1 ，Ｆ2 の差により上記カット刃に発生する反力を利用して、上記テーブルまたはカット刃が刃面に垂直な方向に自由に移動できるように、上記テーブルまたはカット刃を、刃面に垂直な方向に移動自在としたことを特徴とするカット装置。
【請求項２】
テーブル上に保持されたグリーンシートに対し、カット刃を垂直に降下させることでグリーンシートをカットするカット装置において、
カット時にテーブルまたはカット刃がグリーンシートから受ける刃面に垂直な方向の力または撓みを検出する手段と、
上記力または撓みに応じて、テーブルまたはカット刃をカット刃の降下と同期して刃面に垂直な方向に、かつ上記力または撓みを低減する方向に移動させる手段と、を含むことを特徴とするカット装置。
【請求項３】
テーブル上に保持されたグリーンシートに対し、カット刃を垂直に降下させることでグリーンシートをカットするカット装置において、
カット時にテーブルまたはカット刃がグリーンシートから受ける刃面に垂直な方向の力または撓みを検出する手段と、
上記刃面に垂直な方向の力分布または撓み分布を、グリーンシートのカットされる全領域において記憶する手段と、
上記分布に応じて、テーブルまたはカット刃をカット刃の降下と同期して刃面に垂直な方向に、かつ上記力または撓みを低減する方向に移動させる手段と、を含むことを特徴とするカット装置。
【請求項４】
テーブル上に保持されたグリーンシートに対し、カット刃を垂直に降下させることでグリーンシートを一端側から順にカットするカット装置において、
上記テーブルをカット刃の刃面に垂直な方向に移動自在とするガイド機構が設けられ、
上記テーブルのカット刃の刃面に垂直な方向の一方側に、上記テーブルを一定ピッチずつ送り移動させる送り機構が配置され、
上記テーブルのカット刃の刃面に垂直な方向の他方側に、上記テーブルを送り機構側へ押しつける押し付け機構が配置され、
上記送り機構および押し付け機構にはそれぞれテーブルの側面に接離自在な当接部材が設けられ、
上記カット刃は上記グリーンシートの上記送り機構側の端部からカットを開始するように配置され、上記押し付け機構の当接部材は上記カット刃がカットを開始すると同時またはその直前にテーブルから離間することを特徴とするカット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックグリーンシートなどのグリーンシートをカット刃を用いてカットする装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、積層セラミックコンデンサやセラミック多層基板などを製造する際、セラミックグリーンシートが用いられる。このようなグリーンシートを所定幅にカットする場合、テーブル上に保持されたグリーンシートに対し、カット刃を垂直に降下させることでグリーンシートをカットする方法が用いられることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１は従来のカット装置の一例を示す。テーブル１は送りネジ２によって水平方向に一定ピッチ間隔で送られるようになっており、テーブル１の上に位置決めガイド３を突設し、このガイド３にグリーンシートＧの側面を当てて位置決めしている。テーブル１の上方には刃ホルダ４によって保持されたカット刃５が配置され、このカット刃５を降下させることで、グリーンシートＧに食い込ませてカットするようになっている。カット中、テーブル１は遊動しないように固定されている。
【０００４】
しかし、上記のようなカット装置の場合、グリーンシートＧのカット断面が斜めに傾くという問題があった。その発生原因について検討した結果、次のようなことが判明した。すなわち、カットが進行するにつれて、カット刃５の両面には図２に示すような側方からの力Ｆ1 ，Ｆ2 が作用する。このうち、グリーンシートＧの一方の側面はガイド３で位置決めされているのに対し、他方の側面はフリーの状態にあるため、チップとなる部分Ｇ1 はカット刃５の進入によって刃５から離れる方向に曲げられる。その結果、刃５の両面に加わる力Ｆ1 ，Ｆ2 に差が生じ、カット刃５がチップＧ1 方向に撓むからであると考えられる。
【０００５】
特に、グリーンシートＧのカット幅をできるだけ細幅とする必要上、カット刃５も薄肉な刃を用いることになる。そのため、カット刃５の曲げ剛性が低くなり、カット時に作用する力によってカット刃５が撓みやすい。
なお、カット刃５に撓みが発生するのは、グリーンシートＧの一側面をガイド３によって位置決めした場合に限るものではなく、グリーンシートＧの一端から順に一定幅でカットする場合には発生しやすい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、カット時におけるカット刃の撓みを抑制し、カット断面の傾きを抑制できるグリーンシートのカット装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、テーブル上に保持されたグリーンシートに対し、カット刃を垂直に降下させることでグリーンシートを一端側から順にカットするカット装置において、カット時にカット刃の両面がグリーンシートから受ける刃面に垂直な方向の力Ｆ1 ，Ｆ2 の差により上記カット刃に発生する反力を利用して、上記テーブルまたはカット刃が刃面に垂直な方向に自由に移動できるように、上記テーブルまたはカット刃を、刃面に垂直な方向に移動自在としたものである。
【０００８】
テーブル上にグリーンシートを水平に保持し、その上からカット刃を降下させると、カット刃の下端でグリーンシートが押し切られる。このとき、カット刃の両面に働く力のアンバランスによりカット刃は撓もうとするが、テーブルまたはカット刃がカット刃面に垂直な方向に移動自在であるため、カット刃の反力によってテーブルまたはカット刃が水平移動し、カット刃の撓みを抑制する。
【０００９】
請求項２に記載のカット装置は、テーブル上に保持されたグリーンシートに対し、カット刃を垂直に降下させることでグリーンシートをカットするカット装置において、カット時にテーブルまたはカット刃がグリーンシートから受ける刃面に垂直な方向の力または撓みを検出する手段と、上記力または撓みに応じて、テーブルまたはカット刃をカット刃の降下と同期して刃面に垂直な方向に、かつ上記力または撓みを低減する方向に移動させる手段と、を含むものである。
この場合には、カット時に発生する力を検出し、この力に応じてテーブルまたはカット刃を強制的に水平移動させるので、摩擦抵抗などによってテーブルまたはカット刃が円滑に移動できない場合でも、カット刃の撓みをより確実に低減でき、斜めカットを抑制できる。
【００１０】
請求項３に記載のカット装置は、テーブル上に保持されたグリーンシートに対し、カット刃を垂直に降下させることでグリーンシートをカットするカット装置において、カット時にテーブルまたはカット刃がグリーンシートから受ける刃面に垂直な方向の力または撓みを検出する手段と、上記刃面に垂直な方向の力分布または撓み分布を、グリーンシートのカットされる全領域において記憶する手段と、上記分布に応じて、テーブルまたはカット刃をカット刃の降下と同期して刃面に垂直な方向に、かつ上記力または撓みを低減する方向に移動させる手段と、を含むものである。
すなわち、請求項２のカット装置と異なり、カット時の力に応じてテーブルまたはカット刃を移動させるのではなく、予め力分布または撓み分布を測定しておき、この分布にしたがってテーブルまたはカット刃を強制移動させる。つまり、予め良好なカット断面が得られる移動パターンを求めておき、このパターンに従ってテーブルまたはカット刃を移動させるので、処理速度が遅く応答性が遅い装置でも容易に制御できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図３は本発明にかかるカット装置の第１実施例を示し、この例ではカットすべき加工物として積層セラミックグリーンシートＧを用いた。
図において、１０はテーブルであり、２本のスライドシャフト１１によって水平方向（Ｘ軸方向）にスライド自在にガイドされている。テーブル１０の上面にはガイド１２が突設され、テーブル１０の上に載置されたグリーンシートＧの一側縁を上記ガイド１２に当てて位置決めしてある。なお、テーブル１０の表面は多孔質または多数の通気穴を有する材料で形成され、テーブル１０の下方より真空吸引することで、テーブル１０上のグリーンシートＧを吸着保持している。
【００１２】
テーブル１０の上方には、スライドシャフト１１と直交方向にカット刃１３が配置され、刃ホルダ１４によって垂直に保持されている。刃ホルダ１４は図示しない昇降手段によって上下方向に、かつ後述する送り機構１５の送り動作に同期して昇降駆動される。
【００１３】
テーブル１０のＸ軸方向の一方には、例えばボールネジ式の送り機構１５が配置され、この送り機構に連結された当接部材１６がテーブル１０のＸ軸方向の一側面に当接可能である。また、テーブル１０のＸ軸方向の他方には、例えばシリンダなどの押し付け機構１７が配置され、その押し付け機構１７に連結された当接部材１８がテーブル１０のＸ軸方向の他側面に圧接可能である。上記送り機構１５はグリーンシートＧのカット幅に応じて一ピッチずつ矢印Ａ方向に当接部材１６を突出させるようになっており、これに対応して押し付け機構１７が突出して、両者でテーブル１０を挟持して位置決めするようになっている。なお、押し付け機構１７はカット刃１３が降下してグリーンシートＧに接触すると同時または接触する直前に後退し、当接部材１８をテーブル１０から離すように制御される。
【００１４】
上記構成のカット装置の動作を説明する。
まず、テーブル１０を初期位置へ移動させる。そのため、送り機構１５を突出させてテーブル１０を矢印Ａ方向へ最大限移動させた後、押し付け機構１７を突出させてテーブル１０を位置決めする。この初期位置において、カット刃１３はグリーンシートＧの始端側（送り機構側）からカット幅１個分だけ離れた位置の上方に待機している。
【００１５】
次に、カット刃１３を降下させる。カット刃１３がグリーンシートＧに接触すると同時または接触する直前に、押し付け機構１７が後退し、当接部材１８をテーブル１０から離す。そのため、テーブル１０は矢印Ａ方向へスライド自在となる。カット刃１３がグリーンシートＧに食い込むと、図２と同様にカット刃１３の両面に側方からの力Ｆ1 ，Ｆ2 が作用し、これら力Ｆ1 ，Ｆ2 に差が生じて（Ｆ1 ＞Ｆ2 ）カット刃１３が矢印Ａ方向と逆方向に撓もうとする。しかしながら、グリーンシートＧを支持したテーブル１０はスライドシャフト１１によってスライド自在にガイドされているので、上記力Ｆ1 に対するカット刃１３の反力によってテーブル１０はＡ方向にスライドする。つまり、カット刃１３の撓みを抑制する方向にテーブル１０が移動するため、グリーンシートＧのカット断面の傾きを抑制できる。
【００１６】
上記のように１本のカットラインを作成した後、カット刃１３が上昇し、送り機構１５が１ピッチ分だけ矢印Ａ方向と逆方向へ後退するとともに、押し付け機構１７が突出してテーブル１０を次のカット位置へ位置決めする。その後、上記と同様にカット刃１３を降下させるとともに、押し付け機構１７を後退させ、グリーンシートＧのカットを行なう。この場合も、テーブル１０が自由にスライドすることで、カット断面の傾きを抑制できる。
【００１７】
図４は従来および本発明のカット装置を用いてカットしたチップ部品の側面の傾きとテーブル移動量との関係を示したものである。
ここで用いたチップ部品Ｃは、図５のように複数枚積層したグリーンシートを厚み方向にカットしたものであり、その厚みｔ，幅Ｗは以下の通りである。
ｔ＝１．８６ｍｍ
Ｗ＝０．９２ｍｍ
上記チップ部品Ｃの上縁と下縁との横ずれδを測定することで、傾きを求めたものである。
【００１８】
図４から明らかなように、従来例１（テーブル固定）の場合には横ずれδが１００μｍ、従来例２（テーブルにガタあり）の場合には横ずれδが８０μｍにもなるのに対し、本発明のようにテーブルを移動自在とした場合には、横ずれδを４０μｍ程度に低減できた。そのため、チップ部品Ｃの側面の傾きを大幅に低減でき、良質のチップ部品を得ることができた。
なお、テーブルの慣性重量、摺動抵抗などを低減することにより、チップ部品の傾きを一層抑制することが可能である。
【００１９】
図６は本発明にかかるカット装置の第２実施例を示す。この実施例において、第１実施例（図３）と同一部品には同一符号を付して重複説明を省略する。
第１実施例では、カット刃１３に作用する横力による撓みをテーブル１０が自由に移動することで抑制したが、摩擦抵抗や慣性などによってテーブル１０の移動が円滑でない場合には、横力による撓みを十分に抑制できない。そこで、この実施例ではカット刃１３に作用する横力が低減する方向に強制的にテーブル１０を移動させることで抑制している。
【００２０】
テーブル１０の側部には、テーブル１０の送りと逃げ動作とを兼ねる送り機構２０が設けられ、この送り機構２０に連結された連結部材２１がテーブル１０の側面に固定されている。そのため、テーブル１０は送り機構２０によってＸ軸方向（前後方向）に駆動される。
カット刃１３を保持した刃ホルダ１４にはロードセル２２が設けられ、カット刃１３に作用する刃面に垂直な方向（Ｘ軸方向）の荷重を測定する。
上記ロードセル２２の検出信号はマイクロコンピュータなどの制御装置２３に送られ、制御装置２３は送り機構２０を制御している。
【００２１】
上記構成のカット装置の場合、カット刃１３を降下させるにつれて変化する横荷重をロードセル２２で検出し、この横荷重を低減する方向に送り機構２０を駆動することで、カット刃１３の撓みを抑制し、カット断面の傾きを抑制するものである。
上記実施例では、カット刃１３の横力をロードセル２２で検出したが、カット刃１３の撓みを別のセンサ（例えば歪みゲージ）で検出してもよい。
また、カット刃１３の横力を検出するロードセル２２は、カット刃１３の近傍に設ける必要はなく、例えば送り機構２０とテーブル１０とを連結する連結部材２１や、テーブル１０上のガイド１２に設けてもよい。
【００２２】
上記実施例では、カット刃１３の降下に伴って発生する横荷重を検出し、横荷重に応じて送り機構２０を駆動しているが、カット刃１３がグリーンシートＧをカットする僅かな時間内に送り機構２０を制御しなければならないため、高速な検出と応答性とが要求される。
そこで、予め試験的にカット刃１３でグリーンシートＧを全領域に亘ってカットし、その時にカット刃１３に作用する横荷重または撓みを測定し、その分布を制御装置２３に記憶しておく。その後、実際のグリーンシートＧのカットに際し、上記分布に応じてテーブル１０を移動させることで、カット刃１３の撓みを低減するようにしてもよい。この場合には、テーブル１０を移動させるタイミングと移動量とをカット位置に応じて予め求めてあるので、高速な検出と応答性が必要でなく、安価な装置で実施できる。
【００２３】
上記実施例では、カット刃の撓みを低減するために、テーブルを移動させる例について説明したが、カット刃自身を刃面に垂直な方向に移動させることで、その撓みを低減するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、グリーンシートを保持したテーブルまたはカット刃を刃面に垂直な方向に移動自在としたので、カット刃の両面に働く力のアンバランスによりカット刃が撓もうとした時、テーブルまたはカット刃がカット刃面に垂直な方向に移動して力のアンバランスを解消し、カット刃の撓みを抑制できる。そのため、カット断面の傾きを少なくでき、良質の製品を得ることができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、カット時に発生する力または撓みを検出し、この力または撓みに応じてテーブルまたはカット刃を強制的に移動させるので、摩擦抵抗などによってテーブルまたはカット刃が円滑に移動できない場合でも、カット刃の撓みをより確実に低減でき、斜めカットを抑制できる。
さらに、請求項３に記載の発明によれば、予めカット時の力分布または撓み分布を測定しておき、この分布にしたがってテーブルまたはカット刃を強制移動させるので、処理速度が遅く応答性が遅い装置でも、斜めカットを確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のカット装置の概略構造図である。
【図２】図１のカット装置におけるカット部分の拡大図である。
【図３】本発明にかかるカット装置の一例の斜視図である。
【図４】従来および本発明のカット装置を用いてカットしたチップ部品の側面の傾きとテーブル移動量との関係を示すグラフである。
【図５】チップ部品Ｃの側面図である。
【図６】本発明にかかるカット装置の第２実施例の斜視図である。
【符号の説明】
１０        テーブル
１３        カット刃
１５        送り機構
１７        押し付け機構
Ｇ          グリーンシート
【図１】
0003978827.tif 000002
【図２】
0003978827.tif 000003
【図３】
0003978827.tif 000004
【図４】
0003978827.tif 000005
【図５】
0003978827.tif 000006
【図６】
0003978827.tif 000007