JP2000280160A

JP2000280160A - ワーク切断装置およびワーク切断方法

Info

Publication number: JP2000280160A
Application number: JP2000024799A
Authority: JP
Inventors: Sadahiko Kondo; 禎彦近藤; Toshifumi Hiyoke; 利文火除
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: JP3557582B2

Abstract

(57)【要約】【課題】切断精度および生産性を向上できるワーク切
断装置およびワーク切断方法を提供する。【解決手段】ベット１２上に立設されるコラム１４の
レール１６ａ、１６ｂに、スライダ１８を摺動可能に装
着する。スライダ１８の前面に、支持部２６ａと２６ｂ
とによって、複数の切断刃ブロック２８が装着された回
転軸３０を回転可能に支持する。各切断刃ブロック２８
は、複数の切断刃４０とその両端の厚手の切断刃４２と
を含む。ベット１２上の切断刃ブロック２８の真下に
は、断面Ｖ字状の凹部４６を有するテーブル４７を配置
し、凹部４６上に配置板５０ａ、５０ｂ、コート材５２
ａ、５２ｂを介して複数のワーク５４を配置する。固定
部材５６によってワーク５４を固定する。切断刃４０、
４２を回転させながら降下させ、ワーク５４を切断す
る。このとき、クーラント供給部８０の供給口８６ａ、
８６ｂ、およびクーラント供給路６８の供給口７４か
ら、クーラント７２を吐出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はワーク切断装置お
よびワーク切断方法に関し、特にたとえば磁石などの磁
性部材を切断するために用いられる、ワーク切断装置お
よびワーク切断方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボイスコイルモータなどに使用される磁
石を得るための従来のワーク切断装置１は、図１７に示
すように、レール２に摺動可能に装着されたＸスライダ
３を含む。Ｘスライダ３上には、チャックテーブル４、
その上に貼付板５が取り付けられ、貼付板５には接着剤
によってたとえば複数のワーク６が固定される。そし
て、Ｘスライダ３を矢印Ａ方向（Ｘ軸方向）に摺動さ
せ、ワーク６を、矢印Ｂ方向に回転している切断刃７に
向かって一定速度で相対移動させることによって、ワー
ク６を所定の厚みに切断していた。このとき、ワーク６
は複数の切断刃７によって切断されるので、一度の作業
で複数枚の磁石が得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ワーク切断装置１で
は、切断刃７が回転軸８に完全に直角になるよう取り付
けられるのが理想的であり、この場合には切断反力は切
断刃面内に発生し、切断刃７をその面に垂直に変形させ
る力は発生しない。しかし、現実的には、図１８に示す
ように、切断刃取り付け誤差θ（θ＝０．０２〜０．０
４度程度）が発生し、切断反力ｆの接線分力ｆ１の取り
付け誤差分の分力ｆ２（＝ｆ１×ｓｉｎθ）が切断刃７
を変形させようとする力として作用し、切断刃７が変形
し、切断精度が悪くなる。また、図１９に示すように、
切断に要する切断刃７のストロークが長くなるので、切
断時間が長くなり、作業性が悪いという問題点があっ
た。それゆえに、この発明の主たる目的は、切断精度お
よび生産性を向上できる、ワーク切断装置およびワーク
切断方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載のワーク切断装置は、複数の切断刃
を回転させてワークを切断するワーク切断装置であっ
て、複数のワークが配置される凹部を有するワーク配置
部、切断時の切断刃に対するワークの相対的運動方向が
切断刃の軸方向と垂直になるように、ワークおよび切断
刃の少なくともいずれか一方を移動させるための駆動手
段、ならびにワークにクーラントを供給するためのクー
ラント供給手段を備える。請求項２に記載のワーク切断
装置は、請求項１に記載のワーク切断装置において、凹
部はＶ字状の断面を有し、断面は切断刃を含む面内およ
びその面に平行な面内の少なくともいずれか一方に含ま
れるものである。

【０００５】請求項３に記載のワーク切断装置は、請求
項１または２に記載のワーク切断装置において、切断刃
は、ヤング率が４４１，３１５Ｎ／mm²〜６８６，４９
０Ｎ／mm²の円板状の基板と基板の外周縁に形成される
刃先とを含むものである。請求項４に記載のワーク切断
装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載のワーク切
断装置において、凹部にワークを固定するための固定部
材をさらに含み、固定部材は、ワークのうち切断刃に対
向する面に圧接される櫛状部を有するものである。

【０００６】請求項５に記載のワーク切断装置は、請求
項１ないし４のいずれかに記載のワーク切断装置におい
て、複数の切断刃のうち両端の切断刃の厚みが他の切断
刃の厚みより大きく設定されるものである。請求項６に
記載のワーク切断装置は、請求項１ないし５のいずれか
に記載のワーク切断装置において、複数の切断刃がブロ
ック化されて切断刃ブロックが形成され、複数の切断刃
ブロックがその軸方向に並列配置されるものである。請
求項７に記載のワーク切断装置は、請求項１に記載のワ
ーク切断装置において、クーラント供給手段は、それぞ
れワークにクーラントを供給するための第１供給口およ
び第２供給口を有する第１クーラント供給部を含むもの
である。

【０００７】請求項８に記載のワーク切断装置は、請求
項７に記載のワーク切断装置において、第１供給口はワ
ークの近傍に形成され、第２供給口は第１供給口よりも
切断刃の回転方向上流側に形成されるものである。請求
項９に記載のワーク切断装置は、請求項７または８に記
載のワーク切断装置において、複数のワークは切断刃の
回転方向上流側および下流側に配置され、第２供給口か
らのクーラントは切断刃の回転方向下流側のワークに向
けて供給されるものである。請求項１０に記載のワーク
切断装置は、請求項７ないし９のいずれかに記載のワー
ク切断装置において、クーラント供給手段は、クーラン
トを供給するための供給口が凹部に形成される第２クー
ラント供給部をさらに含むものである。

【０００８】請求項１１に記載のワーク切断装置は、請
求項７ないし１０のいずれかに記載のワーク切断装置に
おいて、凹部を囲む囲み部材をさらに含むものである。
請求項１２に記載のワーク切断装置は、請求項７ないし
１１のいずれかに記載のワーク切断装置において、切断
刃がレジン系ダイヤモンド切断刃を含むものである。
請求項１３に記載のワーク切断装置は、請求項７ないし
１２のいずれかに記載のワーク切断装置において、クー
ラントの吐出圧力が１９６，１４０Ｐａ〜１，４７１，
０５０Ｐａであるものである。

【０００９】請求項１４に記載のワーク切断方法は、複
数の切断刃を回転させてワークを切断するワーク切断方
法であって、複数のワークをワーク配置部の凹部に配置
する第１ステップ、ならびに切断刃に対するワークの相
対的運動方向が切断刃の軸方向と垂直になるように、ワ
ークおよび切断刃の少なくともいずれか一方を移動させ
てワークを切断する第２ステップを備える。請求項１５
に記載のワーク切断方法は、請求項１４に記載のワーク
切断方法において、凹部はＶ字状の断面を有し、断面は
切断刃を含む面内およびその面に平行な面内の少なくと
もいずれか一方に含まれるものである。

【００１０】請求項１６に記載のワーク切断方法は、請
求項１４または１５に記載のワーク切断方法において、
切断刃は、ヤング率が４４１，３１５Ｎ／mm²〜６８
６，４９０Ｎ／mm²の円板状の基板と基板の外周縁に形
成される刃先とを含むものである。請求項１７に記載の
ワーク切断方法は、請求項１４ないし１６のいずれかに
記載のワーク切断方法において、第１ステップは、ワー
クのうち切断刃に対向する面を固定部材の櫛状部によっ
て圧接して凹部にワークを固定するステップをさらに含
むものである。

【００１１】請求項１８に記載のワーク切断方法は、請
求項１４ないし１７のいずれかに記載のワーク切断方法
において、複数の切断刃のうち両端の切断刃の厚みが他
の切断刃の厚みより大きく設定されるものである。請求
項１９に記載のワーク切断方法は、請求項１４ないし１
８のいずれかに記載のワーク切断方法において、複数の
切断刃がブロック化された切断刃ブロックが複数その軸
方向に並列配置されており、第１ステップは、ワーク配
置部の凹部に各切断刃ブロックに対応してワークを配置
するステップを含むものである。請求項２０に記載のワ
ーク切断方法は、請求項１４に記載のワーク切断方法に
おいて、第２ステップは、ワークに複数の箇所からクー
ラントを供給するステップを含むものである。

【００１２】請求項２１に記載のワーク切断方法は、請
求項２０に記載のワーク切断方法において、第２ステッ
プは、切断刃およびワークに対して同じ側からクーラン
トを供給するステップを含むものである。請求項２２に
記載のワーク切断方法は、請求項２０または２１に記載
のワーク切断方法において、第１ステップは、複数のワ
ークを切断刃の回転方向上流側および下流側に配置する
ステップを含み、第２ステップは、クーラントを切断刃
の回転方向下流側のワークに向けて供給するステップを
含むものである。請求項２３に記載のワーク切断方法
は、請求項２０ないし２２のいずれかに記載のワーク切
断方法において、第２ステップは、ワークに対して凹部
からクーラントを供給するステップを含むものである。

【００１３】請求項２４に記載のワーク切断方法は、請
求項２０ないし２３のいずれかに記載のワーク切断方法
において、第２ステップは、ワークをクーラントに浸漬
した状態で切断するステップを含むものである。請求項
２５に記載のワーク切断方法は、請求項２０ないし２４
のいずれかに記載のワーク切断方法において、切断刃が
レジン系ダイヤモンド切断刃を含むものである。請求項
２６に記載のワーク切断方法は、請求項２０ないし２５
のいずれかに記載のワーク切断方法において、クーラン
トの吐出圧力が１９６，１４０Ｐａ〜１，４７１，０５
０Ｐａであるものである。

【００１４】請求項１に記載のワーク切断装置では、ワ
ーク配置部の凹部に複数のワークを配置し、そのワーク
に対してたとえば複数の切断刃を回転させながら降下さ
せることによって、ワークに対して切断刃を切り込むこ
とができる。この場合、切断刃を変形させようとする力
を従来技術より小さくできるので、切断刃の変形も小さ
くなり、切断面の精度が向上する。また、切断に要する
切断刃のストロークも短くできるので、切断時間を短縮
でき、生産性が向上する。さらに、ワーク配置部の凹部
に複数のワークを配置するので、一度に多くのワークを
切断できる。請求項１４に記載のワーク切断方法におい
ても同様である。

【００１５】請求項２に記載のワーク切断装置のよう
に、凹部を断面Ｖ字状にすれば、ワーク配置部の加工コ
ストを安くでき、様々な種類のワークに適用できる。特
に、平面状のワークを配置するときに、ばたつきなく安
定的に配置できる。請求項１５に記載のワーク切断方法
においても同様である。請求項３に記載のワーク切断装
置では、切断刃の基板に、ヤング率が４４１，３１５Ｎ
／mm²〜６８６，４９０Ｎ／mm²のたとえば超硬合金を用
いることによって、薄くて硬く切断性のよい切断刃が得
られる。したがって、削り代を小さくでき、製品の歩留
まりを向上でき、生産性を向上できる。請求項１６に記
載のワーク切断方法においても同様である。

【００１６】請求項４に記載のワーク切断装置では、ワ
ークのうち切断刃に対向する面に櫛状部を圧接させてワ
ークを固定するので、従来とは異なり、ワークを接着剤
等で固定する作業およびワークの切断後に接着剤を剥が
すという作業が不要となり、作業時間を短縮でき、生産
性が向上する。請求項１７に記載のワーク切断方法にお
いても同様である。請求項５に記載のワーク切断装置で
は、両端の切断刃の厚みを大きくすることによって、切
断するワークの両端に生じうる寸法はずれの部分を粉状
にすることができるので、不良品の混入を防ぐことがで
き、歩留まりおよび生産性が向上する。請求項１８に記
載のワーク切断方法においても同様である。

【００１７】請求項６に記載のワーク切断装置では、所
定枚数の切断刃をブロック化して切断刃ブロックを形成
し、複数の切断刃ブロックをその軸方向に並列的に配置
する。このとき、切断刃の取り付け誤差の影響は、隣り
合う切断刃ブロックには及ばず、取り付け誤差は累積し
ないので、複数の切断刃ブロックを並列配置することが
でき、その結果、１度の切断作業で多くのワークを切断
できる。また、各ワーク毎に切断刃ブロックをセットで
きるので、切断刃の取り付け精度を向上でき、寸法はず
れの製品の混入を抑制できる。したがって、歩留まりが
向上し、生産性が向上する。請求項１９に記載のワーク
切断方法においても同様である。

【００１８】請求項７に記載のワーク切断装置では、位
置が異なる複数の箇所からワークにクーラントを供給す
ることによって、凹部を有するワーク配置部を使用し切
断刃とワークとの接触面積が大きくなる場合において
も、確実にクーラントを供給できる。したがって、切断
刃が効果的に摩耗され、ワークを生産性よく切断でき
る。請求項２０に記載のワーク切断方法においても同様
である。請求項８に記載のワーク切断装置では、切断刃
およびワークに対して同じ側の複数の箇所からクーラン
トを供給できるので、スラッジを円滑に排出できる。請
求項２１に記載のワーク切断方法においても同様であ
る。

【００１９】請求項９に記載のワーク切断装置では、切
断刃の回転方向下流側のワークにもクーラントを供給で
きる。また、切断刃の回転によって発生する空気の連れ
まわり流を遮断する。したがって、クーラントに対する
空気の連れまわり流の影響が少なくなり、クーラントを
ワークにより確実に与えることができる。請求項２２に
記載のワーク切断方法においても同様である。請求項１
０に記載のワーク切断装置では、ワーク配置部の凹部か
らワークに対してクーラントを供給する。したがって、
ワークの側面などのクーラントを供給し難い部分にも、
クーラントを供給できるので、ワークの切断精度がさら
に向上する。特に、ワークの厚みが大きい場合に有効と
なる。請求項２３に記載のワーク切断方法においても同
様である。

【００２０】請求項１１に記載のワーク切断装置では、
凹部にクーラントを溜めることができるので、ワークを
クーラントに浸漬した状態で、ワークを切断できる。し
たがって、ワークの切断精度がさらに向上する。請求項
２４に記載のワーク切断方法においても同様である。ま
た、切断刃がレジン系ダイヤモンド切断刃を含む場合に
は、クーラントの供給量が不足すると切断刃の異常摩擦
を引き起こし、切断精度が悪化するので、請求項１２に
記載のワーク切断装置は特に有効となる。請求項２５に
記載のワーク切断方法においても同様である。請求項１
３に記載のワーク切断装置では、クーラントの吐出圧力
が１９６，１４０Ｐａ〜１，４７１，０５０Ｐａである
ので、レジン系ダイヤモンド切断刃を含む切断刃がほど
よく摩耗し、ワークを円滑に切断できる。請求項２６に
記載のワーク切断方法においても同様である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。図１を参照して、この発
明の実施の形態のワーク切断装置１０は薄刃切断機の一
種であり、ベッド１２を含み、ベッド１２上には横断面
略コ字状のコラム１４が立設される。コラム１４の前面
には鉛直方向に平行する２本のレール１６ａおよび１６
ｂが形成され、レール１６ａおよび１６ｂには上下方向
（Ｚ軸方向）に摺動可能なスライダ１８が装着される。
スライダ１８の背面には、鉛直方向のねじ孔を有するス
ライダ支持部２０が取り付けられ、スライダ支持部２０
のねじ孔には切込軸として機能するねじ２２が螺入され
る。ねじ２２はコラム１４上に配設される昇降モータ２
４によって回転される。したがって、昇降モータ２４の
制御によってねじ２２が回転し、スライダ支持部２０を
介してスライダ１８が上下動可能とされ、切断時には、
後述する切断刃ブロック２８が矢印Ｃ方向（下方向）に
送られる。

【００２２】スライダ１８の前面には所定間隔を有しか
つ同一高さに支持部２６ａおよび２６ｂが設けられ、支
持部２６ａおよび２６ｂによって、複数の切断刃ブロッ
ク２８が取り付けられた回転軸３０が回転可能に支持さ
れる。回転軸３０の一端にはプーリ３２を介してベルト
３４が装着され、ベルト３４を図示しないモータで回転
させることによって、回転軸３０、切断刃ブロック２８
がたとえば矢印Ｄ方向に回転される。なお、支持部２６
ｂは、スライダ１８に取り付けられたレール３６ａおよ
び３６ｂを摺動してスライダ１８の前面に着脱可能に装
着される。

【００２３】図２に示すように、回転軸３０の外周面に
は複数（この実施の形態では５個）のセグメントフラン
ジ３８が装着され、各セグメントフランジ３８内に切断
刃ブロック２８が装着される。切断刃ブロック２８は、
図２および図３に示すように、複数の切断刃４０とその
両端の厚手の切断刃４２とを含み、各切断刃間にはスペ
ーサ４４が介挿される。すなわち、切断刃４０とスぺー
サ４４とが交互に配置され、その両端に切断刃４２が取
り付けられる。各切断刃ブロック２８およびセグメント
フランジ３８の寸法は、切断するワーク５４（後述）の
寸法に合わせて設定される。

【００２４】切断刃４０および４２は、それぞれ円板状
の基板４０ａおよび４２ａを含み、基板４０ａおよび４
２ａの外周縁にはそれぞれ刃先４０ｂおよび４２ｂが装
着されている。基板４０ａおよび４２ａは、それぞれヤ
ング率が４４１，３１５Ｎ／mm²〜６８６，４９０Ｎ／m
m²の超硬合金、たとえばタングステンカーバイドによっ
て構成されることが望ましく、この場合、図１のワーク
５４を切断する際、刃ぶれが生じにくくなるので削り代
を小さくできる。ヤング率が４４１，３１５Ｎ／mm²未
満の場合、超硬合金といえども切断時の抵抗で曲がりや
うねりが生じ、結果として基板４０ａを薄くできず超硬
合金のメリットがなくなる。また、ヤング率が６８６，
４９０Ｎ／mm²を越えると曲がりやうねりの点では問題
ないものの硬く脆くなるため、使用時に破損し易くなり
危険である。したがって、ヤング率を４４１，３１５Ｎ
／mm²〜６８６，４９０Ｎ／mm²の範囲内に限定した。刃
先４０ｂ、４２ｂとしては、たとえばダイヤモンド系砥
粒をレジンで固めたレジン系ダイヤモンドが用いられ
る。

【００２５】この実施の形態では、たとえば、基板４０
ａの厚みは０．６mm、スペーサ４４の厚みは２．５mm、
厚手の基板４２ａの厚みは３mmに設定される。このよう
に両端の切断刃４２の厚みを大きくすることによって、
ワーク５４の両端の寸法はずれの部分を粉状にすること
ができる。また、切断刃４０および４２の外径（半径）
を、スペーサ４４の外径（半径）より（ワーク５４の厚
み＋櫛状部６２の厚み）の分だけ長くなるように設定す
ることが望ましい。

【００２６】図１に戻って、ベッド１２上の切断刃ブロ
ック２８の真下には、ワーク配置部４５が設けられる。
ワーク配置部４５は、断面略Ｖ字状の凹部４６を有する
たとえばカーボン製のテーブル４７を含み、テーブル４
７の斜面４８ａおよび４８ｂには、それぞれ配置板５０
ａおよび５０ｂが装着される。図４に示すように、配置
板５０ａおよび５０ｂのそれぞれの上面には、さらに樹
脂等からなる摩擦係数の高いコート材５２ａおよび５２
ｂが形成される。したがって、コート材５２ａと５２ｂ
とはＶ字状に配置される。切断作業時には、コート材５
２ａおよび５２ｂ上の各切断刃ブロック２８に対応する
位置に、それぞれワーク５４が配置される。この実施の
形態では、コート材５２ａおよび５２ｂ上にそれぞれ５
個ずつ、計１０個のワーク５４が配置される。ワーク５
４としては、たとえば円弧状の断面を有する磁石等の磁
性部材が用いられる。

【００２７】さらに、図４に示すように、テーブル４７
の斜面４８ａおよび４８ｂ上の各切断刃ブロック２８に
対応する位置には、それぞれワーク５４を固定するため
のクランプ状の固定部材５６が設けられる。この実施の
形態では、各ワーク５４に対応して１０個の固定部材５
６が配置される。固定部材５６は、斜面４８ａ、４８ｂ
から立設される基部５８を含む。基部５８は、下部５８
ａと、下部５８ａに支軸５８ｂを介して回動可能に接続
される上部５８ｃとを含む。基部５８上には調整部６０
が接続され、さらに、Ｌ字状になるように櫛状部６２の
端部が位置決めされ、板部材６４上からねじ６６を螺入
することによって、櫛状部６２が取り付けられる。櫛状
部６２は、たとえばばねなどの弾性体によって構成され
るのが望ましい。

【００２８】調整部６０として高さやその上面傾斜角の
異なるものを用いることによって、櫛状部６２の取り付
け角度を変更でき、ワーク５４への押圧力を変更でき
る。また、固定部材５６の櫛状部６２の湾曲度を調整す
ることによって、ワーク５４への押圧力、ひいてはワー
ク５４とコート材５２ａ、５２ｂとの摩擦力を調整でき
る。櫛状部６２は、切断時にその隙間６２ａに切断刃４
０の刃先４０ｂが入るように設定される。

【００２９】固定部材５６によるワーク固定時には、ワ
ーク５４のうち切断刃４０、４２と対向する面すなわち
上面を櫛状部６２でテーブル４７方向に押圧し、これに
よって、切断時にワーク５４を固定できる。固定部材５
６による押圧は、基部５８の上部５８ｃを外側へ倒すこ
とによって解除できる。固定部材５６によれば、ワーク
に加わる押圧力の調整も難しくないので、ワークがたと
えば薄い部材、欠けやすい部材であっても、固定作業時
にワークが欠損するようなことはない。

【００３０】また、図５（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、テーブル４７内には、クーラント供給部となるクー
ラント供給路６８が形成される。テーブル４７の側面に
設けられた孔７０からクーラント７２がクーラント供給
路６８内へ与えられ、テーブル４７の凹部４６の底部に
設けられた複数の孔型の供給口７４からクーラント７２
が上方向へ吐出される。クーラント７２の吐出圧力は、
１９６，１４０Ｐａ〜１，４７１，０５０Ｐａであり、
より好ましくは、２９４，２１０Ｐａ〜６８６，４９０
Ｐａである。凹部４６を囲むようにテーブル４７の側面
には板状の囲み部材７６が取り付けられ、凹部４６にク
ーラント７２を溜めることが可能となる。囲み部材７６
を設けているときは、クーラント７２の吐出圧力は、２
９４，２１０Ｐａ以下であってもよい。なお、凹部４６
の底部には、配置板８８ａおよび８８ｂの位置決めピン
７８が形成される。

【００３１】さらに、図１および図６に示すように、ス
ライダ１８の側面には、切断刃ブロック２８と対向する
ようにクーラント供給部８０が取り付けられる。図１０
（ａ）および（ｂ）にも示すように、クーラント供給部
８０は、クーラント供給路８２と滞留部８４とを含む。
滞留部８４の前面には、それぞれスリット状の供給口８
６ａおよび８６ｂが、上下方向に間隔をあけて形成され
る。すなわち、供給口８６ａがワーク５４の近傍に形成
され、供給口８６ｂが供給口８６ａよりも切断刃４０、
４２の回転方向上流側に形成される。供給口８６ａおよ
び供給口８６ｂのスリット幅Ｗはたとえば１ｍｍ〜２ｍ
ｍである。図１０（ａ）および（ｂ）からわかるよう
に、滞留部８４内には、吐出するクーラント７２の圧力
を一定にするために略Ｌ字状の邪魔板８８が設けられ
る。クーラント供給路８２を介してクーラント７２が滞
留部８４に与えられ、供給口８６ａおよび８６ｂから吐
出される。

【００３２】ここで、クーラント７２の吐出圧力は、１
９６，１４０Ｐａ〜１，４７１，０５０Ｐａである。こ
の範囲内であれば、レジン系ダイヤモンド切断刃を含む
切断刃４０および４２がほどよく摩耗し、ワーク５４を
円滑に切断できる。クーラント７２の吐出圧力は、より
好ましくは、２９４，２１０Ｐａ〜６８６，４９０Ｐａ
である。この範囲内であれば、吐出圧力による切断刃４
０および４２の変形もなく、ワーク５４を精度良く切断
できる。下側の供給口８６ａからは、ワーク５４と切断
刃４０、４２とが接触する切断部９０へクーラント７２
が供給される。上側の供給口８６ｂからは、切断刃４
０、４２の回転方向下流側、すなわち図１０（ａ）およ
び（ｂ）に示す左側のワーク５４に向けて、クーラント
７２が供給される。

【００３３】ワーク切断装置１０の主要な動作につい
て、図７を参照して説明する。まず、図７（ａ）に示す
ように、基部５８の上部５８ｃを外側へ倒して、ワーク
５４の配置可能な状態にする。ついで、図７（ｂ）に示
すように、コート材５２ａおよび５２ｂ上にそれぞれワ
ーク５４を配置し、図７（ｃ）に示すように、基部５８
の上部５８ｃを元の位置に戻して、櫛状部６２でワーク
５４の上面を上方向から押圧してワーク５４を固定す
る。その後、図示しないスタートボタンをオンすると、
切断刃４０および４２が回転しながらワーク５４に向か
って降下し、やがて同一速度で回転して、図７（ｄ）に
示すようにワーク５４を切断していく。このとき、ワー
ク５４には切断反力が働くが、固定部材５６によってワ
ーク５４を固定するので、切断終了までワーク５４を確
実に保持することができ、切断時におけるワーク５４の
ばたつきを抑えることができる。したがって、切断終了
後にワーク５４が倒れて回転する切断刃４０または４２
に接触し切断後のワーク５４が破損するということはな
い。ワーク５４の切断が終了し切断刃４０、４２の刃先
４０ｂ、４２ｂが配置板５０ａ、５０ｂに達した時点で
切断刃４０、４２の回転は自動停止され、その後、切断
刃４０、４２は上昇してワーク５４から離れる。なお、
ワーク５４の切断作業中には、クーラント供給部８０の
供給口８６ａおよび８６ｂ、クーラント供給路６８の供
給口７４から、クーラント７２が吐出される。

【００３４】このようなワーク切断装置１０によれば、
図８に示すように、従来と同様の切断刃取り付け誤差θ
があっても、切断反力Ｆが回転軸３０の略中心方向にな
るので、接線分力Ｆ１は小さくなり、切断刃４０を変形
させようとする分力Ｆ２（＝Ｆ１×ｓｉｎθ）は必然的
に、図１８に示す従来技術の場合よりも小さくなる。そ
の結果、切断刃４０の変形を小さくでき、切断精度が向
上する。さらに、従来とは異なり、ワーク５４をＶ字状
に配置し横方向ではなく上方向から切断するので、切断
時の押圧力によってワーク５４がずれるということはな
い。したがって、ワーク５４の切断寸法精度や切断面が
良好となる。また、凹部４６において、切断刃４０を含
む面と交差するように複数のワーク５４のそれぞれを配
置することによって、一度に多くのワーク５４を切断で
きる。

【００３５】切断刃４０の基板４０ａとして超硬合金で
あるたとえばタングステンカーバイドを用いるが、上述
のように切断刃４０の変形を小さくでき刃ぶれが生じに
くくなるので、さらに基板４０ａの厚みを小さくでき、
１個のワーク５４からとり出せる部材９６（後述）の数
を多くできる。また、各ワーク５４ごとに切断刃ブロッ
ク２８を対応づけてセットでき、かつ切断刃４０および
４２の取り付け精度が良いため、特にワーク５４の寸法
ばらつき等があっても、寸法はずれの製品の混入を抑制
することができる。さらに、切断刃ブロック２８の両端
の切断刃４２の厚みを切断刃４０の厚みより大きく設定
することによって、寸法はずれの製品となりうるワーク
５４の両端を粉状にすることができるので、不良品の混
入を阻止することができる。したがって、歩留まりが向
上し、生産性が向上する。

【００３６】また、図９に示すように、ワーク切断装置
１０による切断開始から切断終了までの切断刃４０のス
トロークは２９．５４mmであり、図１９に示す従来技術
（１８６．２５mm）と比較して短縮できる。すなわち、
図１に示すように、テーブル４７の上面の凹部４６をＶ
字状に形成しかつ上方向から切断することによって、切
断ストロークを短くでき、ワーク切断時間を大幅に短縮
できる。このとき、回転軸３０からの距離が等しくなる
ようにワーク５４を配置することによって、切断ストロ
ークを一層短くできる。さらには、テーブル４７の斜面
４８ａと４８ｂとがなす角度すなわちコート材５２ａと
５２ｂとのなす角度（Ｖ字の角度）を、図９に示すよう
に、２つのワーク５４の底部のＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４
の４点を同時に切断刃４０の刃先４０ｂが通過するよう
に設定することによって、ワーク５４の切断ストローク
をさらに短くでき、切断加工時間を短縮でき、生産性が
向上する。

【００３７】また、たとえば、切断刃４０および４２の
外径を、スペーサ４４の外径にさらに（ワーク５４の厚
み＋櫛状部６２の厚み）分を加えた寸法に設定すれば、
切断刃４０、４２の半径を小さくできる。この場合、ワ
ーク切断の際に切断刃４０、４２にかかる負荷の変化が
小さくなるので、切断刃４０、４２の回転数を安定化で
き、また、切断刃４０、４２のブレも抑制でき、ワーク
５４の切断面が良好となる。

【００３８】また、図２に示すように、一定枚数の切断
刃４０および４２をブロック化して切断刃ブロック２８
を形成し、回転軸３０に複数個の切断刃ブロック２８を
装着するので、各切断刃４０、４２、スぺーサ４４の厚
み方向の取り付け誤差が隣接する切断刃ブロック２８に
影響せず、取り付け誤差が累積しない。したがって、切
断精度は悪化せず、寸法はずれの製品の混入を抑制でき
る。その結果、回転軸３０に取り付けられる切断刃４０
の数を多くしても良品が多くとれるので、生産性を向上
できる。一実験例では、従来のワーク切断装置１の場
合、取り付け可能な切断刃の枚数は５０枚が限界であっ
たが、ワーク切断装置１０の場合１００枚まで取り付け
可能となった。

【００３９】ワーク５４を上部から固定部材５６で固定
した後、切断することによって、接着剤でワーク５４を
固定することなく切断できるので、接着や、その剥離に
かかる作業が不要となり、生産性が向上する。一実験例
では、たとえば、２０mm×４０mm×６０mmのワークを従
来のワーク切断装置１によって切断した場合には、接着
と剥離とに５５分必要であったが、ワーク切断装置１０
によれば、それらの作業は不要となるので、その分の工
程を削減できた。切断時間については、ワーク切断装置
１では１８．５分必要であったが、ワーク切断装置１０
によればそれを１０分に短縮することができた。したが
って、生産性を向上できる。

【００４０】なお、凹部４６を断面Ｖ字状にすることに
よって、加工コストを安くでき、様々な種類のワークに
適用できる。特に、平面状のワークを配置するときに、
ばたつきなく安定的に配置できる。また、凹部４６の断
面形状であるＶ字の角度は、ワークの形状等に応じて設
定でき、また、ワーク５４のように下面が凹面状のもの
を配置する場合には、それに応じた膨らみをコート材５
２ａおよび５２ｂに形成してもよい。さらに、凹部４６
の断面形状は、円弧状でもよく、特に、切断刃４０と同
じ曲率を有する円弧状であれば、切断時間を短縮する上
でより好ましい。

【００４１】さらに、ワーク切断装置１０によれば、形
成箇所が異なる供給口８６ａおよび８６ｂをクーラント
供給部８０に設け、ワーク５４に複数の箇所からクーラ
ント７２を供給することによって、図１０（ｂ）に示す
ように、切断刃４０、４２とワーク５４との接触面積が
大きくなる場合においても、確実にクーラント７２を供
給できる。したがって、切断刃４０、４２が効果的に摩
耗され、精度および生産性よくワーク５４を切断でき
る。また、切断刃４０、４２およびワーク５４に対して
同じ側の複数の箇所からクーラント７２を供給できるの
で、スラッジを円滑に排出できる。

【００４２】さらに、供給口８６ｂからのクーラント７
２の吐出によって、切断刃４０、４２の回転方向下流側
のワーク５４にもクーラント７２を供給できる。このと
き、スペーサ４４に衝突するクーラント７２は、スペー
サ４４から振り落とされるようにして下流側のワーク５
４に供給される。また、供給口８６ｂからのクーラント
７２によって、切断刃４０、４２の回転によって発生す
る空気の連れまわり流を遮断する。したがって、供給口
８６ａからのクーラント７２に対する空気の連れまわり
流の影響が少なくなり、供給口８６ａからのクーラント
７２をワーク５４により確実に与えることができる。

【００４３】また、切断刃４０、４２がレジン系ダイヤ
モンド切断刃を含む場合には、クーラント７２の供給量
が不足すると切断刃４０、４２の異常摩擦を引き起こ
し、切断精度が悪化するので、この発明は特に有効とな
る。さらに、ワーク５４が磁石部材のような焼結体のと
き切断精度が悪いと割れや欠けを発生させるので、この
発明は特に有効となる。また、凹部４６にクーラント７
２の供給口７４を形成することによって、ワーク５４の
側面など、クーラント供給部８０ではクーラント７２を
供給し難い部分にも、クーラント７２を供給できるの
で、ワーク５４の切断精度がさらに向上する。特に、ワ
ーク５４の厚みが大きい場合に有効となる。

【００４４】さらに、凹部４６を囲み部材７６で囲むこ
とによって、凹部４６にクーラント７２を溜めることが
できる。したがって、ワーク５４をクーラント７２に浸
漬した状態で、ワーク５４を切断できる。また、供給口
７４からの吐出圧力が供給口８６ａおよび８６ｂからの
吐出圧力より低くても、切断刃４０、４２にクーラント
７２を供給できる。したがって、ワーク５４の切断精度
がさらに向上する。特に、切断刃４０、４２の回転方向
下流側のワーク５４にクーラント７２を十分に供給で
き、スラッジの滞留も防ぐことができ、精度良くワーク
５４を切断できる。

【００４５】ここで、ワーク切断装置１０の実験例につ
いて説明する。実験条件を表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】図１０（ａ）および（ｂ）に示す場合と、
図１１（ａ）および（ｂ）に示す場合とについて、それ
ぞれ、「寸法ばらつき」、「平行度」、「摩耗レート」
を求めた。図１０（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、クー
ラント供給部８０およびクーラント供給路６８を有する
ワーク切断装置１０を用いた場合の、切断開始時および
切断中（後半）のクーラント供給状態を示す。図１１
（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、クーラント供給部とし
て、供給口９２が１つのクーラント供給部９４だけを用
いた場合の、切断開始時および切断中（後半）のクーラ
ント供給状態を示す。図１１（ａ）および（ｂ）に示す
場合に用いる装置のその他の構成はワーク切断装置１０
と同様である。

【００４８】ここで、「寸法ばらつき」とは、図１２
（ａ）に示すように、ワーク５４を切断して得られた部
材９６の５点の厚みを測定し、その厚みの最大値と最小
値との差をいう。「平行度」は次のように求められる。
図１２（ｂ）に示すように、部材９６のうち、平行な矢
印Ｖ１およびＶ２方向、それに直交する矢印Ｈ方向のそ
れぞれについて、部材９６の厚みを測定する。そして、
矢印Ｖ１、Ｖ２、Ｈ方向のそれぞれについて最大値と最
小値との差を求め、その平均値をとり、「平行度」とす
る。実験では、「寸法ばらつき」および「平行度」はそ
れぞれ、１回の切断（ｐａｓｓ）で得られるすべての部
材９６について測定され、その測定は１０ｐａｓｓごと
に行われた。そして、１００ｐａｓｓの切断終了時点で
得られた「寸法ばらつき」および「平行度」がそれぞれ
平均され、図１３（ａ）に示すような値が得られた。
「摩耗レート」とは、１００ｐａｓｓの切断終了時点で
の各切断刃４０、４２の径方向のすり減り量を測定し、
その平均値をとったものをいう。

【００４９】実験では、ワーク切断装置１０について
は、クーラント７２を良好に供給できた。一方、クーラ
ント供給部としてクーラント供給部９４だけを用いた場
合、図１１（ａ）に示す切断開始時には、切断部９０に
クーラント７２を供給できたが、図１１（ｂ）に示す切
断中（後半）には、クーラント７２を切断部９０に供給
できずかつ下流側のワーク５４には供給不足となった。
図１３（ａ）〜（ｃ）に示す実験結果より、図１０
（ａ）および（ｂ）のワーク切断装置１０の方が寸法ば
らつきが小さく、切断精度が高くなることがわかる。ま
た、図１４（ａ）および（ｂ）に示す実験結果より、図
１０（ａ）および（ｂ）のワーク切断装置１０の方が摩
耗レートが低くなり、切断刃４０、４２の寿命を長くで
き、ワーク５４を効率よく切断できることがわかる。

【００５０】因みに、ワーク切断装置１０において、ク
ーラント供給部として、クーラント供給部８０のみを用
いた場合と、クーラント供給部８０およびクーラント供
給路６８を用いた場合とを比較すると、切断作業の回数
が増えれば、クーラント供給部８０のみを用いる場合の
方が摩耗レートが大きくなる。

【００５１】なお、ワーク切断装置１０において、図１
５に示すようなテーブル４７ａが用いられてもよい。テ
ーブル４７ａの凹部４６の底部には、スリット型の供給
口７４ａが形成される。その他の構成についてはテーブ
ル４７と同様である。スリット型の供給口７４ａを用い
れば、各切断刃４０、４２にクーラント７２をより均一
に吐出できる。また、図１６に示すようなクーラント供
給部８０ａが用いられてもよい。クーラント供給部８０
ａでは、スリット状の供給口９８ａおよび９８ｂに、そ
れぞれノズル１００ａおよび１００ｂが取り付けられ
る。ノズル１００ａおよび１００ｂはクーラント７２の
吐出方向を調整できるように回動可能に構成される。し
たがって、クーラント供給部８０ａを用いれば、テーブ
ル４７の形状や大きさ、ワーク５４の形状、大きさおよ
び配置等に応じてクーラント７２を所望の方向に供給す
ることができる。

【００５２】上述の実施の形態では、ワーク５４に向け
て切断刃４０、４２を移動させる場合について説明した
が、これに限定されず、たとえば、切断刃４０、４２に
向けてワーク５４を移動させてもよく、さらに、切断刃
４０、４２およびワーク５４をともに移動させてもよ
い。さらには、切断時における切断刃４０、４２に対す
るワーク５４の相対的運動方向が切断刃４０、４２の軸
方向と垂直になるように、ワーク５４および切断刃４
０、４２の少なくともいずれか一方を移動させる任意の
手段を用いることができる。

【００５３】

【発明の効果】この発明によれば、切断刃を変形させよ
うとする力を従来より小さくできるので、切断刃の変形
も小さくなり、切断精度が向上する。また、切断に要す
る切断刃のストロークも短くできるので、切断時間を短
縮でき、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の要部を示す斜視図であ
る。

【図２】回転軸に切断刃ブロックを取り付けた状態を示
す断面図である。

【図３】切断刃ブロックを示す分解斜視図である。

【図４】固定部材を示す斜視図である。

【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれテーブルに設
けられるクーラント供給部および囲み部材の一例を示す
斜視図および図解図である。

【図６】スライダに取り付けられるクーラント供給部の
一例を示す斜視図である。

【図７】（ａ）ないし（ｄ）は、図１の実施形態の動作
を模式的に示す図解図である。

【図８】図１の実施形態による切断時に切断刃にかかる
加工反力の関係を示す図解図でる。

【図９】図１の実施形態の切断ストロークを示す図解図
である。

【図１０】図１に示す実施形態によるクーラント供給状
態を示す図解図であり、（ａ）は切断開始時、（ｂ）は
切断中（後半）を示す。

【図１１】供給口が１つのクーラント供給部を用いた場
合のクーラント供給状態を示す図解図であり、（ａ）は
切断開始時、（ｂ）は切断中（後半）を示す。

【図１２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ寸法ばらつ
きおよび平行度を説明するための図解図である。

【図１３】（ａ）は切断精度に関する実験結果を示すテ
ーブル、（ｂ）および（ｃ）はそのグラフである。

【図１４】（ａ）は摩耗レートに関する実験結果を示す
テーブル、（ｂ）はそのグラフである。

【図１５】テーブルに設けられるクーラント供給部の他
の例を示す斜視図である。

【図１６】スライダに取り付けられるクーラント供給部
の他の例を示す図解図である。

【図１７】従来技術の一例を示す斜視図である。

【図１８】図１７に示す従来技術による切断時に切断刃
にかかる加工反力の関係を示す図解図である。

【図１９】図１７に示す従来技術の切断ストロークを示
す図解図である。

【符号の説明】

１０ワーク切断装置１６ａ、１６ｂ、３６ａ、３６ｂレール１８スライダ２０スライダ支持部２２ねじ２４昇降モータ２８切断刃ブロック３０回転軸３８セグメントフランジ４０、４２切断刃４０ａ、４２ａ基板４０ｂ、４２ｂ刃先４４スペーサ４５ワーク配置部４６凹部４７、４７ａテーブル４８ａ、４８ｂ斜面５４ワーク５６固定部材６２櫛状部６８、８２クーラント供給路７２クーラント７４、７４ａ、８６ａ、８６ｂ、９２、９８ａ、９８ｂ
供給口７６囲み部材８０、８０ａ、９４クーラント供給部

フロントページの続きＦターム(参考） 3C027 AA05 AA10 PP02 3C040 AA03 AA05 BB07 GG03 HH11 3C058 AA03 AA09 AA16 AA18 AB04 AB06 AB08 AC04 BA05 CA01 CB01 CB03 CB10 3C069 AA01 BA04 BB01 BB02 BC02 CA00 CB01 DA06 EA02 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の切断刃を回転させてワークを切断
するワーク切断装置であって、複数の前記ワークが配置される凹部を有するワーク配置
部、切断時の前記切断刃に対する前記ワークの相対的運動方
向が前記切断刃の軸方向と垂直になるように、前記ワー
クおよび前記切断刃の少なくともいずれか一方を移動さ
せるための駆動手段、ならびに前記ワークにクーラント
を供給するためのクーラント供給手段を備える、ワーク
切断装置。
【請求項２】前記凹部はＶ字状の断面を有し、前記断
面は前記切断刃を含む面内およびその面に平行な面内の
少なくともいずれか一方に含まれる、請求項１に記載の
ワーク切断装置。
【請求項３】前記切断刃は、ヤング率が４４１，３１
５Ｎ／mm²〜６８６，４９０Ｎ／mm²の円板状の基板と前
記基板の外周縁に形成される刃先とを含む、請求項１ま
たは２に記載のワーク切断装置。
【請求項４】前記凹部に前記ワークを固定するための
固定部材をさらに含み、前記固定部材は、前記ワークの
うち前記切断刃に対向する面に圧接される櫛状部を有す
る、請求項１ないし３のいずれかに記載のワーク切断装
置。
【請求項５】前記複数の切断刃のうち両端の切断刃の
厚みが他の切断刃の厚みより大きく設定される、請求項
１ないし４のいずれかに記載のワーク切断装置。
【請求項６】前記複数の切断刃がブロック化されて切
断刃ブロックが形成され、複数の前記切断刃ブロックが
その軸方向に並列配置される、請求項１ないし５のいず
れかに記載のワーク切断装置。
【請求項７】前記クーラント供給手段は、それぞれ前
記ワークにクーラントを供給するための第１供給口およ
び第２供給口を有する第１クーラント供給部を含む、請
求項１に記載のワーク切断装置。
【請求項８】前記第１供給口は前記ワークの近傍に形
成され、前記第２供給口は前記第１供給口よりも前記切
断刃の回転方向上流側に形成される、請求項７に記載の
ワーク切断装置。
【請求項９】複数の前記ワークは前記切断刃の回転方
向上流側および下流側に配置され、前記第２供給口から
のクーラントは前記切断刃の回転方向下流側のワークに
向けて供給される、請求項７または８に記載のワーク切
断装置。
【請求項１０】前記クーラント供給手段は、前記クー
ラントを供給するための供給口が前記凹部に形成される
第２クーラント供給部をさらに含む、請求項７ないし９
のいずれかに記載のワーク切断装置。
【請求項１１】前記凹部を囲む囲み部材をさらに含
む、請求項７ないし１０のいずれかに記載のワーク切断
装置。
【請求項１２】前記切断刃がレジン系ダイヤモンド切
断刃を含む、請求項７ないし１１のいずれかに記載のワ
ーク切断装置。
【請求項１３】前記クーラントの吐出圧力が１９６，
１４０Ｐａ〜１，４７１，０５０Ｐａである、請求項７
ないし１２のいずれかに記載のワーク切断装置。
【請求項１４】複数の切断刃を回転させてワークを切
断するワーク切断方法であって、複数の前記ワークをワーク配置部の凹部に配置する第１
ステップ、ならびに前記切断刃に対する前記ワークの相
対的運動方向が前記切断刃の軸方向と垂直になるよう
に、前記ワークおよび前記切断刃の少なくともいずれか
一方を移動させて前記ワークを切断する第２ステップを
備える、ワーク切断方法。
【請求項１５】前記凹部はＶ字状の断面を有し、前記
断面は前記切断刃を含む面内およびその面に平行な面内
の少なくともいずれか一方に含まれる、請求項１４に記
載のワーク切断方法。
【請求項１６】前記切断刃は、ヤング率が４４１，３
１５Ｎ／mm²〜６８６，４９０Ｎ／mm²の円板状の基板と
前記基板の外周縁に形成される刃先とを含む、請求項１
４または１５に記載のワーク切断方法。
【請求項１７】前記第１ステップは、前記ワークのう
ち前記切断刃に対向する面を固定部材の櫛状部によって
圧接して前記凹部に前記ワークを固定するステップをさ
らに含む、請求項１４ないし１６のいずれかに記載のワ
ーク切断方法。
【請求項１８】前記複数の切断刃のうち両端の切断刃
の厚みが他の切断刃の厚みより大きく設定される、請求
項１４ないし１７のいずれかに記載のワーク切断方法。
【請求項１９】前記複数の切断刃がブロック化された
切断刃ブロックが複数その軸方向に並列配置されてお
り、前記第１ステップは、前記ワーク配置部の凹部に前
記各切断刃ブロックに対応して前記ワークを配置するス
テップを含む、請求項１４ないし１８のいずれかに記載
のワーク切断方法。
【請求項２０】前記第２ステップは、前記ワークに複
数の箇所からクーラントを供給するステップを含む、請
求項１４に記載のワーク切断方法。
【請求項２１】前記第２ステップは、前記切断刃およ
び前記ワークに対して同じ側から前記クーラントを供給
するステップを含む、請求項２０に記載のワーク切断方
法。
【請求項２２】前記第１ステップは、複数の前記ワー
クを前記切断刃の回転方向上流側および下流側に配置す
るステップを含み、前記第２ステップは、前記クーラントを前記切断刃の回
転方向下流側のワークに向けて供給するステップを含
む、請求項２０または２１に記載のワーク切断方法。
【請求項２３】前記第２ステップは、前記ワークに対
して前記凹部から前記クーラントを供給するステップを
含む、請求項２０ないし２２のいずれかに記載のワーク
切断方法。
【請求項２４】前記第２ステップは、前記ワークを前
記クーラントに浸漬した状態で切断するステップを含
む、請求項２０ないし２３のいずれかに記載のワーク切
断方法。
【請求項２５】前記切断刃がレジン系ダイヤモンド切
断刃を含む、請求項２０ないし２４のいずれかに記載の
ワーク切断方法。
【請求項２６】前記クーラントの吐出圧力が１９６，
１４０Ｐａ〜１，４７１，０５０Ｐａである、請求項２
０ないし２５のいずれかに記載のワーク切断方法。