JP2003200355A - セラミックグリーン成形体用切断刃とその製造方法およびそれを用いた切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックグリーン成形体を切断しやすくか
つ破損しにくい、セラミックグリーン成形体用切断刃と
その製造方法およびそれを用いた切断装置を得る。 【解決手段】 セラミックグリーン成形体用切断刃１０
は、刃元部１２と刃先部１４とを含む。刃元部１２およ
び刃先部１４は、ダイヤモンド粉末などの砥粒を金属焼
結体によって成形することにより形成される。刃先部１
４に含まれる砥粒の粒径を刃元部１２に含まれる砥粒の
粒径より大きくする。

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、セラミックグリ
ーン成形体用切断刃とその製造方法およびそれを用いた
切断装置に関し、特に、たとえばセラミック電子部品を
作製するためのセラミックグリーンシートの積層体など
を切断するために用いられる、セラミックグリーン成形
体用切断刃とその製造方法およびそれを用いた切断装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のセラミックグリーン成形体用切断
刃としては、たとえば超硬合金製の切断刃が用いられて
いる。しかしながら、このようなセラミックグリーン成
形体用切断刃では、耐磨耗性や切断性に問題があるた
め、たとえば実開平５−７６３号公報に開示されている
ように、金属製の切断刃の刃先部にダイヤモンドコーテ
ィングを施した切断刃が考えられた。このように、刃先
部にダイヤモンドコーティングを施すことにより、耐磨
耗性や切断性の向上が図られている。

【０００３】ところが、刃先部へのコーティング程度で
は、切断刃の母材との密着性を高めることが難しく、ま
たコーティングできる厚みも薄いため、早期にコーティ
ングが剥がれて使用できなくなる。そこで、たとえば特
開平８−１０９４３１号公報に開示されているように、
砥粒としてのダイヤモンド粉末が一様に分散するように
金属焼結体で成形した切断刃が考えられた。このよう
に、ダイヤモンド粉末を砥粒として切断刃を成形するこ
とにより、セラミックグリーン成形体用切断刃の耐磨耗
性や切断性の向上を図ることができる。

【０００４】このような切断刃は、たとえば積層型セラ
ミックコンデンサなどを作製するためのセラミックグリ
ーン成形体を切断するために用いられる。積層セラミッ
クコンデンサ用のセラミックグリーン成形体は、内部電
極用パターンが形成された複数のセラミックグリーンシ
ートを積層したものであり、この切断刃により、個々の
コンデンサ用にセラミックグリーン成形体が切断され
る。セラミックグリーン成形体が切断されて得られたチ
ップは焼成され、得られた焼結体に外部電極を形成する
ことにより、積層型セラミックコンデンサが作製され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、セラミック
グリーン成形体用切断刃に含まれるダイヤモンド粉末の
粒径が小さいと、セラミックグリーン成形体を切断しに
くくなることがある。これは、砥粒の粒径が小さいと、
切断刃がセラミックグリーンシートの積層体に密着する
ため、切断刃が進みにくくなるためであると考えられ
る。

【０００６】そこで、ダイヤモンド粉末の粒径を大きく
すると、セラミックグリーン成形体を切断しやすくなる
が、切断刃の強度が弱くなって折れやすくなる。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、セ
ラミックグリーン成形体を切断しやすくかつ破損しにく
い、セラミックグリーン成形体用切断刃とそれを用いた
切断装置を提供することである。さらに、この発明の目
的は、上述のようなセラミックグリーン成形体用切断刃
を製造するための製造方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、砥粒と金属
焼結体とからなるセラミックグリーン成形体用切断刃に
おいて、刃先部における砥粒の粒径を刃元部における砥
粒の粒径より大きくしたことを特徴とする、セラミック
グリーン成形体用切断刃である。このようなセラミック
グリーン成形体用切断刃において、刃元部の厚みをｔと
したとき、刃元部における砥粒の粒径がｔ／３以下であ
ることが好ましい。なお、砥粒は、ダイヤモンド粉末、
金属酸化物粉末またはセラミック粉末の中から選ばれる
少なくとも１種類とすることができる。また、この発明
は、粒径の小さい砥粒を含む焼結用金属材料を用いて刃
元部を成形する工程と、粒径の大きい砥粒を含む焼結用
金属材料を用いて刃元部の先端部近傍に刃先部を成形す
る工程と、刃元部と刃先部とを同時焼成する工程とを含
む、セラミックグリーン成形体用切断刃の製造方法であ
る。さらに、この発明は、上述のいずれかのセラミック
グリーン成形体用切断刃を用いた、切断装置である。

【０００９】このセラミックグリーン成形体用切断刃に
おいては、刃元部に含まれる砥粒の粒径が小さいため、
セラミックグリーン成形体を切断する際に破損しにく
い。さらに、セラミックグリーン成形体に食い込む部分
である刃先部に含まれる砥粒の粒径が大きいため、切断
性が良好である。また、刃元部の厚みをｔとしたとき、
刃元部に含まれる砥粒の粒径をｔ／３以下とすることに
より、金属焼結体のネッキングポイントが砥粒によって
立ち切られる長さが少なくなり、刃元部の強度を大きく
することができる。セラミックグリーン成形体を切断す
るための砥粒としては、たとえばダイヤモンド粉末、金
属酸化物粉末、セラミック粉末などの硬度の高い材料が
用いられる。このセラミックグリーン成形体用切断刃を
作製するために、まず刃元部が成形され、そののち、刃
元部の先端部近傍に刃先部が成形される。そして、刃元
部と刃先部とを同時焼成することにより、刃元部と刃先
部とが一体となったセラミックグリーン成形体用切断刃
を得ることができる。このとき、刃元部に含まれる砥粒
の粒径を小さいものとすることにより、刃元部の強度を
大きくすることができ、刃先部に含まれる砥粒の粒径を
大きいものとすることにより、良好な切断性を得ること
ができる。また、このようなセラミックグリーン成形体
用切断刃を用いることにより、切断性が良好で、かつ切
断刃の交換頻度を少なくすることができる切断装置を得
ることができる。

【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１はこの発明のセラミックグリ
ーン成形体用切断刃を示す斜視図であり、図２はその断
面図解図である。セラミックグリーン成形体用切断刃１
０は、刃元部１２を含む。刃元部１２は、矩形の板状に
形成され、その１つの辺の先端部が鋭角となるように厚
みを変化させて形成される。この刃元部１２は、砥粒と
焼結用金属材料の混合物を焼成することによって形成さ
れる。

【００１２】さらに、刃元部１２の鋭角的な先端部近傍
には、刃先部１４が形成される。刃先部１４は、刃元部
１２の厚みが変化する部分の外側を覆うように形成され
る。刃先部１４も、その先端部が鋭角的に形成される。
この刃先部１４も、刃元部１２と同様に、砥粒と焼結用
金属材料の混合物を焼成することによって形成される
が、砥粒として、刃元部１２より刃先部１４のほうが大
きい粒径を有するものが用いられる。なお、砥粒として
は、たとえばダイヤモンド粉末などが用いられるが、金
属酸化物粉末やセラミック粉末などの硬度の高い材料を
用いることができる。

【００１３】このセラミックグリーン成形体用切断刃１
０を作製するためには、まず砥粒と焼結用金属材料とが
準備される。焼結用金属材料としては、たとえば、周期
律表のＩＶａ，Ｖａ，ＶＩａ族遷移金属の炭化物、窒化
物、ホウ化物、およびこれらの複合化合物の１種または
２種以上と、鉄、コバルト、ニッケルの鉄族金属のうち
の１種または２種以上とからなるものが用いられる。

【００１４】そして、砥粒と焼結用金属材料とが混合さ
れ、刃元部１２の形状に成形される。ここで、刃元部１
２に用いられる砥粒としては、粒径の小さいものが用い
られる。好ましくは、刃元部１２の厚みをｔとしたと
き、砥粒の粒径がｔ／３以下のものが用いられる。刃元
部の厚みとしては、一般的に０．１〜０．２ｍｍ程度の
ものが用いられる。さらに、刃元部１２の鋭角的な先端
部の近傍を覆うようにして、刃先部１４が成形される。
刃先部１４に用いられる砥粒としては、粒径の大きいも
のが用いられる。一例としては、６０〜８０μｍ程度の
粒径とされる。

【００１５】このようにして得られた切断刃の成形体を
焼成することにより、セラミックグリーン成形体用切断
刃１０が形成される。焼成されたセラミックグリーン成
形体用切断刃１０は、刃元部１２にラップ仕上げをして
平滑な表面とし、さらに、刃先部１４を研磨することに
より切れ味が確保される。このとき、刃元部１２と刃先
部１４とを同時に焼成することにより、刃元部１２と刃
先部１４とが一体となったセラミックグリーン成形体用
切断刃１０を得ることができる。

【００１６】このセラミックグリーン成形体用切断刃１
０を用いて、セラミックグリーン成形体切断用の切断装
置が形成される。切断装置２０は、図３に示すように、
セラミックグリーン成形体用切断刃１０を保持するため
のホルダー２２を含む。ホルダー２２には、切断刃１０
の刃元部１２が保持され、刃先部１４の先端部が下方に
向かうように配置される。さらに、ホルダー２２は、ベ
ース部材２４の下面に形成されている。

【００１７】また、ベース部材２４には、２つのアクチ
ュエータ２６，２８が取り付けられる。これらのアクチ
ュエータ２６，２８からは、下方に向かって、それぞれ
ロッド３０，３２が往復可能に延びている。これらのロ
ッド３０，３２の先端には、それぞれ別のアクチュエー
タ３４，３６が取り付けられる。これらのアクチュエー
タ３４，３６からは、対向する向きに、それぞれロッド
３８，４０が往復可能に延びている。さらに、ロッド３
８，４０の先端には、それぞれガイド４２，４４が取り
付けられる。したがって、アクチュエータ３４，３６が
作動することにより、ガイド４２，４４が互いに突き合
わされるようにして移動する。

【００１８】これらのガイド４２，４４の間に、切断刃
１０が配置される。この切断刃１０の下方に、たとえば
積層型セラミックコンデンサ用のセラミックグリーン成
形体５０が配置される。セラミックグリーン成形体５０
は、セラミックグリーンシート５２上に内部電極用パタ
ーン５４を形成して積層したものである。このセラミッ
クグリーン成形体５０が切断されて、個々の積層セラミ
ックコンデンサ用のチップが得られる。

【００１９】このセラミックグリーン成形体５０を切断
する際には、ロッド３０，３２が延びた状態で、アクチ
ュエータ３４，３６が作動し、図４に示すように、切断
刃１０の対向側面に向かって、ガイド４２，４４が近づ
いていく。したがって、切断刃１０の刃先部１４が、ガ
イド４２，４４によって挟まれる。このとき、切断刃１
０とガイド４２，４４との間には、若干の隙間があるよ
うに、ガイド４２，４４の位置が制御される。

【００２０】この状態で、ベース部材２４が下降し、切
断刃１０によって、セラミックグリーン成形体５０が切
断される。このとき、ガイド４２，４４の下面がセラミ
ックグリーン成形体５０の表面に接触したところで、ア
クチュエータ２６，２８が作動し、ロッド３０，３２が
引き込まれる。ロッド３０，３２を引き込む速度は、切
断刃１０が下降する速度に同期して制御される。したが
って、ガイド４２，４４の下面がセラミックグリーン成
形体５０に接触した状態で、切断刃１０が下降してい
く。このように、この切断装置２０では、ガイド４２，
４４に挟まれた状態で、切断刃１０が下降するため、こ
の切断刃１０が折れにくい。

【００２１】このセラミックグリーン成形体用切断刃１
０では、刃元部１２に含まれる砥粒の粒径が小さいた
め、焼結用金属とともに緻密な構造を得ることができ、
刃元部１２は靭性が高く破損しにくい。特に、刃元部１
２の厚みをｔとしたとき、刃元部１２に含まれる砥粒の
粒径をｔ／３以下とすることにより、金属焼結体のネッ
キングポイントが砥粒によって断ち切られる長さが少な
くなり、強度を大きくすることができる。それに対し
て、刃先部１４に含まれる砥粒の粒径が大きいため、切
削性が高く、セラミックグリーン成形体５０を切断しや
すい。このように、このセラミックグリーン成形体用切
断刃１０は、破損しにくく、かつ切断性の良好なものと
なっている。

【００２２】

【実施例】（実施例１）（Ｉ）金属製のセラミックグリ
ーン成形体用切断刃、（ＩＩ）刃先部にダイヤモンドコ
ーティングを施したセラミックグリーン成形体用切断
刃、（ＩＩＩ）均一な粒径のダイヤモンド粉末を金属焼
結体で成形したセラミックグリーン成形体用切断刃、
（ＩＶ）本発明のセラミックグリーン成形体用切断刃に
ついて、セラミックグリーン成形体の切断を行ない、何
回くらいの切断が可能であるかを調べた。そして、その
結果を表１および図５に示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１および図５より、（Ｉ）（ＩＩ）（Ｉ
ＩＩ）のセラミックグリーン成形体用切断刃に比べて、
（ＩＶ）に示す本発明のセラミックグリーン成形体用切
断刃では、切断可能回数が多いことがわかる。これは、
本発明の切断刃では、刃元部および刃先部に含まれる砥
粒の粒径を変化させて、各部位ごとに求められる特性の
最適化が図られることにより、高強度、高耐磨耗性を有
し、切断性の良好なものとなっているためである。

【００２５】（実施例２）セラミックグリーン成形体用
切断刃の刃元部の厚みと砥粒粒径との比および曲げ強度
比との関係を調べ、その結果を表２および図６に示し
た。

【００２６】

【表２】

【００２７】表２および図６より、刃元部の厚みをｔと
したとき、刃元部に含まれる砥粒の粒径がｔ／３以下の
ときに、曲げ強度比が大きいことがわかる。したがっ
て、砥粒粒径がｔ／３以下のとき、セラミックグリーン
成形体用切断刃の強度が大きく、切断装置に使用した場
合に、切断刃の交換回数を少なくすることができる。ま
た、刃元部に含まれる砥粒の粒径が小さいほうが、切断
装置における切断刃を保持するホルダー部分の磨耗を小
さくすることができる。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、刃元部と刃先部に含
まれる砥粒の粒径を調整することにより、刃元部の強度
を大きくし、かつ刃先部の切断性を向上させることがで
きる。したがって、良好な切断性を有し、高耐久性のセ
ラミックグリーン成形体用切断刃を得ることができる。
したがって、このような切断刃を用いることにより、セ
ラミック成形体を容易に切断することができ、しかも切
断刃の交換回数を少なくすることができる切断装置を得
ることができる。さらに、刃元部を成形したのち、その
先端部近傍に刃先部を成形し、これらを同時焼成するこ
とにより、刃元部と刃先部とが一体化したセラミックグ
リーン成形体用切断刃を効率よく製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のセラミックグリーン成形体用切断刃
の一例を示す斜視図である。

【図２】図１に示すセラミックグリーン成形体用切断刃
の断面図解図である。

【図３】図１および図２に示すセラミックグリーン成形
体用切断刃を用いた切断装置の一例を示す図解図であ
る。

【図４】図３に示す切断装置の動きを示す図解図であ
る。

【図５】セラミックグリーン成形体用切断刃の種類を変
えて切断回数を調べた結果を示すグラフである。

【図６】セラミックグリーン成形体用切断刃の刃元部の
厚みと砥粒粒径との比および刃元部の曲げ強度比の関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ セラミックグリーン成形体用切断刃 １２ 刃元部 １４ 刃先部 ２０ 切断装置 ５０ セラミックグリーン成形体

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C027 JJ01 3C063 AA10 AB07 BB01 BB02 BC02 BG06 EE01 3C069 AA01 BA03 BB02 CA03 EA01 EA03 4G055 AA08 AC09 BB05 BB12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥粒と金属焼結体とからなるセラミック
   グリーン成形体用切断刃において、 刃先部における前記砥粒の粒径を刃元部における前記砥
   粒の粒径より大きくしたことを特徴とする、セラミック
   グリーン成形体用切断刃。
2. 【請求項２】 前記刃元部の厚みをｔとしたとき、前記
   刃元部における前記砥粒の粒径がｔ／３以下であること
   を特徴とする、請求項１に記載のセラミックグリーン成
   形体用切断刃。
3. 【請求項３】 前記砥粒は、ダイヤモンド粉末、金属酸
   化物粉末またはセラミック粉末の中から選ばれる少なく
   とも１種類であることを特徴とする、請求項１または請
   求項２に記載のセラミックグリーン成形体用切断刃。
4. 【請求項４】 粒径の小さい砥粒を含む焼結用金属材料
   を用いて刃元部を成形する工程、 粒径の大きい砥粒を含む焼結用金属材料を用いて前記刃
   元部の先端部近傍に刃先部を成形する工程、および前記
   刃元部と前記刃先部とを同時焼成する工程を含む、セラ
   ミックグリーン成形体用切断刃の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載のセラミックグリーン成形体用切断刃を用いた、切断
   装置。