(57)【要約】　　　（修正有）【課題】チッピングを発生させることなく、脆性材料からなる板材や板厚が一様で表裏面に曲率を有する板材の切断と面取り加工を同時に行うことができるアブレシブジェット加工方法を提供する。【解決手段】板材の表裏面のうち一方の面１４１に所定形状の外形軌道に沿って研磨材粒子２１が含まれた高圧水２を噴射して、前記一方の面との境界部分の軌道に対して垂直となる断面が円弧形状である第１の溝を形成し、前記板材の表裏面のうち他方の面１４２に前記第１の溝に沿って前記高圧水２を噴射して、前記他方の面１４２との境界部分の軌道に対して垂直となる断面が円弧形状である第２の溝１７０を形成し、前記第１の溝の深さｄ１と第２の溝の深さｄ２の合計が前記板材の板厚以上であることを特徴とする。【選択図】図３
2004025391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材に研磨材粒子が含まれた高圧水を噴射して所定形状の切断加工を行うアブレシブジェット加工方法において、
前記板材の表裏面のうち一方の面に前記所定形状の外形軌道に沿って前記高圧水を噴射して、前記一方の面との境界部分の軌道に対して垂直となる断面が円弧形状である第１の溝を形成し、
前記板材の表裏面のうち他方の面に前記第１の溝に沿って前記高圧水を噴射して、前記他方の面との境界部分の軌道に対して垂直となる断面が円弧形状である第２の溝を形成し、
前記第１の溝の深さと第２の溝の深さの合計が前記板材の板厚以上であることを特徴とするアブレシブジェット加工方法。
【請求項２】
板材に研磨材粒子が含まれた高圧水を噴射して所定形状の切断加工を行うアブレシブジェット加工方法において、
前記板材の表裏面のうち一方の面に前記所定形状の外形軌道に沿って前記高圧水を噴射して、前記一方の面との境界部分の軌道に対して垂直となる断面が円弧形状である溝を形成し、
前記板材の表裏面のうち他方の面から前記溝に沿って前記高圧水を噴射して切断面を形成することを特徴とするアブレシブジェット加工方法。
【請求項３】
前記切断面と他方の面とのなす角が鈍角であることを特徴とする請求項２に記載のアブレシブジェット加工方法。
【請求項４】
板材に研磨材粒子が含まれた高圧水を噴射して所定形状の切断加工を行うアブレシブジェット加工方法において、
前記板材の表裏面のうち一方の面に前記所定形状の外形に沿って第１の溝形成条件の高圧水の噴流を当該板材に対して相対的に移動させる第１溝形成工程と、
前記板材の表裏面のうち他方の面から前記第１溝形成工程のアブレシブジェット加工の軌跡に沿って第２の溝形成条件の高圧水の噴流を当該板材に対して相対的に移動させる第２溝形成工程とを有し、
前記第１溝形成工程で設定される溝深さと前記第２溝形成工程で設定される溝深さとの合計が前記板材の板厚以上であることを特徴とするアブレシブジェット加工方法。
【請求項５】
板材に研磨材粒子が含まれた高圧水を噴射して所定形状の切断加工を行うアブレシブジェット加工方法において、
前記板材の表裏面のうち一方の面に前記所定形状の外形に沿って溝形成条件の高圧水の噴流を当該板材に対して相対的に移動させる溝形成工程と、
前記板材の表裏面のうち他方の面から前記溝形成工程のアブレシブジェット加工の軌跡に沿って切断条件の高圧水の噴流を当該板材に対して相対的に移動させる切断工程とを有することを特徴とするアブレシブジェット加工方法。
【請求項６】
前記切断条件が前記板材の板厚から溝形成工程で設定される溝深さを差し引いた厚みを切断する条件であることを特徴とする請求項５に記載のアブレシブジェット加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板材、とくに脆性材料からなる板材や板厚が一様で表裏面に曲率を有する板材の切断に関するアブレシブジェット加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アブレシブジェット加工はウォータジェット加工の１つで、研磨材粒子を含んだ高圧高速の水噴流を利用した加工技術である。研磨材粒子の衝突によって被加工物を研削摩耗するため、加工対象の制約がほとんどなく、主に種々の材料の切断加工に利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アブレシブジェット加工による切断に関して以下に示すような問題や要望がある。
（１）脆性材料の切断時のチッピング
アブレシブジェット加工の噴流は完全な整流ではなく、整流から外れる流れが一部存在する。そのため、ガラスなどの脆性材料の板材を切断する場合には、その整流から外れる流れによって運ばれた研磨材粒子が脆性材料の切断端面近傍の高圧水入り側の面に衝突することによって微細な欠けを発生させる。
この現象をチッピングと称しており、脆性材料自身の割れの起点や他製品を傷付ける原因となり、製品歩留や製品の信頼性を低減させていた。
【０００４】
（２）脆性材料切断後の面取り加工
特開平７−１７７３３号公報には、ウォータジェットの技術を利用したガラス板の加工方法が開示されているが、ウォータジェット加工による切断工程とは別にその切断切り口を研削することを行うこととしている。
すなわち、ガラス板のような脆性材料をウォータジェット加工で切断する場合には、取り扱う際の怪我や他の製品への傷付けを防止するために切断後の脆性材料端面を研削し研磨する面取り工程が切断工程の後に必ず入ることになり、生産の効率化を阻害していた。
【０００５】
（３）板厚が一様で表裏面に曲率を有する板材の切断及び面取り加工
従来、楕円形状の部品は平坦な薄板ガラスについて以下の成形加工を行い製造されていた。
（Ｓ９９１）切断傷入れ：
超硬チップ工具によりガラス板表面に部品形状ごとの楕円形状の傷入れを行う。
（Ｓ９９２）形状割り（部品取り）：
前工程による傷に沿って人手で割って部品取りを行う。
（Ｓ９９３）面取り加工：
ダイヤモンド研削ホイールによって部品ごとに端面の面取り加工を行う。
（Ｓ９９４）部品球面成形：
部品ごとに表裏面が一定の曲率になるように球状に成形する。
この後に球面成形された部品は内面銀蒸着工程を経て枠に嵌め込まれてミラー製品となる。
【０００６】
以上の工程のうち、生産効率改善のために、▲１▼ステップＳ９９２の工程の自動化、▲２▼板厚が一様で表裏面に曲率を有するガラス板から部品取りすることによるステップＳ９９４の省略が以前より検討されてきた。
しかし、形状割りの加工は傷の入り方ばらつきに合わせて割るための力の加え方を加減する必要があるなど熟練した技能が必要であることから自動化が困難であった。
また、ステップＳ９９３の工程において精度よく面取り加工するには、対象部品の１つの角部、あるいは直線状の端部を基準として平坦なところに押し当てて固定した上で面取り加工を行うことが必要であるが、板厚が一様で表裏面に曲率を有するガラス板から部品取りした場合には曲率をもつ楕円形状の部品となり面取り加工のための基準を確保することができず、熟練した技能が必要であることから自動化が困難であった。
このように、板厚が一様で表裏面に曲率を有する板材から部品取りし面取り加工ができる自動化加工技術が望まれている状況であった。
【０００７】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、チッピングを発生させることなく、脆性材料からなる板材や板厚が一様で表裏面に曲率を有する板材の切断と面取り加工を同時に行うことができるアブレシブジェット加工方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために提供する本願第一の発明に係るアブレシブジェット加工方法は、板材に研磨材粒子が含まれた高圧水を噴射して所定形状の切断加工を行うアブレシブジェット加工方法において、前記板材の表裏面のうち一方の面に前記所定形状の外形軌道に沿って前記高圧水を噴射して、前記一方の面との境界部分の軌道に対して垂直となる断面が円弧形状である第１の溝を形成し、前記板材の表裏面のうち他方の面に前記第１の溝に沿って前記高圧水を噴射して、前記他方の面との境界部分の軌道に対して垂直となる断面が円弧形状である第２の溝を形成し、前記第１の溝の深さと第２の溝の深さの合計が前記板材の板厚以上であることを特徴とする。
【０００９】
この方法では、アブレシブジェット加工に係る高圧水の噴流について整流領域から外れる流れを積極的に利用することによってチッピングを防止するだけではなく、切断と同時に面取り加工に相当する端面形状を確保することを達成している。
すなわち、アブレシブジェット加工による切断加工では切断端面と高圧水入り側の面とが角部を形成し、その角度が９０°になることを理想として加工条件が設定されるのに対して、本願発明では高圧水の噴流の量及び研磨材の量の分布状態が噴射ノズルの中心を基準として正規分布状態となっていることを利用して板材表面を研削摩耗させることにより切断加工では形成される角部をなくしている。これは、板材の噴流を受けた部分は前記分布に対応して噴射ノズル中心位置では掘削量が大きく、そこから離れるほど掘削量が指数関数的に小さくなることによるもので、縁部分から中心部に入るほど側壁の底へ向かう傾斜が大きくなる穴が形成される。したがって、噴射ノズルを所定形状の外形軌道に沿って移動させて連続的にこの加工を作用させた場合には溝が形成され、その溝と高圧水入り側の面との境界部分（溝の縁部分）の当該軌道に対して垂直となる断面は円弧形状、いわゆる角がない形状となる。これが最終的に面取りされた端部の片側となる。
ついで、前記と同様の溝形成加工を加工対象の板材の反対面の同じ位置に行い、表裏面合計の溝深さを板材の板厚以上とすることによって所定形状に切断されることになる。また、表裏面の溝形成によって片側ずつ前述した端部の面取りが行われることになり、切断と面取り加工とを同時に行うことができる。
ここで、アブレシブジェット加工の溝形成は、通常のアブレシブジェット切断加工条件を基準として、高圧水圧力の低減、高圧水流量の低減、研磨材供給量の低減、ノズル移動速度の増加のうち少なくとも１つの条件変更を実施することにより達成することができる。
また、第２の溝の軌道の中心位置は第１の溝の軌道の中心位置と完全に同一である必要はなく、結果として製品に要求される寸法精度内で切断できれば多少ずれていてもよい。
【００１０】
前記課題を解決するために提供する本願第二の発明に係るアブレシブジェット加工方法は、板材に研磨材粒子が含まれた高圧水を噴射して所定形状の切断加工を行うアブレシブジェット加工方法において、前記板材の表裏面のうち一方の面に前記所定形状の外形軌道に沿って前記高圧水を噴射して、前記一方の面との境界部分の軌道に対して垂直となる断面が円弧形状である溝を形成し、前記板材の表裏面のうち他方の面から前記溝に沿って前記高圧水を噴射して切断面を形成することを特徴とする。
【００１１】
この方法により、板材の少なくとも一方の面には第一の発明と同様の溝が形成され、チッピングを防止するだけではなく、切断と同時に面取り加工に相当する端面形状を確保することができる。
また、溝形成の後、反対面から切断加工を行うが、その切断条件は板材の板厚分を切断する条件である必要はなく、板材の板厚から前記溝深さを差し引いた厚みを切断する条件であればよい。そのため、本願発明の切断条件は板材の板厚分を切断する条件よりも緩やかな条件となり、切断のための高圧水入り側の面のチッピング発生を軽減することができる。
【００１２】
前記課題を解決するために提供する本願第三の発明に係るアブレシブジェット加工方法は、第二の発明のおいて、前記切断面と他方の面とのなす角が鈍角であることを特徴とする。
【００１３】
この方法に関して、アブレシブジェット切断加工条件のうち、高圧水圧力の低減、高圧水流量の低減、研磨材供給量の低減、ノズル移動速度の増加のうち少なくとも１つの条件変更を実施することにより、切断加工を施す面、すなわち高圧水入り側の面に形成される端部の角部の角度を鈍角とすることができる。これにより、切断加工を施す端部についても取り扱う際の怪我や他の製品への傷付けを防止することができる。
【００１４】
前記課題を解決するために提供する本願第四の発明に係るアブレシブジェット加工方法は、板材に研磨材粒子が含まれた高圧水を噴射して所定形状の切断加工を行うアブレシブジェット加工方法において、前記板材の表裏面のうち一方の面に前記所定形状の外形に沿って第１の溝形成条件の高圧水の噴流を当該板材に対して相対的に移動させる第１溝形成工程と、前記板材の表裏面のうち他方の面から前記第１溝形成工程のアブレシブジェット加工の軌跡に沿って第２の溝形成条件の高圧水の噴流を当該板材に対して相対的に移動させる第２溝形成工程とを有し、前記第１溝形成工程で設定される溝深さと前記第２溝形成工程で設定される溝深さとの合計が前記板材の板厚以上であることを特徴とする。
【００１５】
この方法では、アブレシブジェット加工に係る高圧水の噴流について整流領域から外れる流れを積極的に利用することによってチッピングを防止するだけではなく、切断と同時に面取り加工に相当する端面形状を確保することを達成している。
すなわち、アブレシブジェット加工による切断加工では切断端面と高圧水入り側の面とが角部を形成し、その角度が９０°になることを理想として加工条件が設定されるのに対して、本願発明では高圧水の噴流の量及び研磨材の量の分布状態が噴射ノズルの中心を基準として正規分布状態となっていることを利用して板材表面を研削摩耗させることにより切断加工では形成される角部をなくしている。これは、板材の噴流を受けた部分は前記分布に対応して噴射ノズル中心位置では掘削量が大きく、そこから離れるほど掘削量が指数関数的に小さくなることによるもので、縁部分から中心部に入るほど側壁の底へ向かう傾斜が大きくなる穴が形成される。したがって、噴射ノズルを所定形状の外形軌道に沿って移動させて連続的にこの加工を作用させた場合には溝が形成され、その溝と高圧水入り側の面との境界部分（溝の縁部分）の当該軌道に対して垂直となる断面は円弧形状、いわゆる角がない形状となる。これが最終的に面取りされた端部の片側となる。
ついで、前記と同様の溝形成加工を加工対象の板材の反対面の同じ位置に行い、表裏面合計の溝深さを板材の板厚以上とすることによって所定形状に切断されることになる。また、表裏面の溝形成によって片側ずつ前述した端部の面取りが行われることになり、切断と面取り加工とを同時に行うことができる。
ここで、アブレシブジェット加工の溝形成は、通常のアブレシブジェット切断加工条件を基準として、高圧水圧力の低減、高圧水流量の低減、研磨材供給量の低減、ノズル移動速度の増加のうち少なくとも１つの条件変更を実施することにより達成することができる。
また、第２の溝の軌道の中心位置は第１の溝の軌道の中心位置と完全に同一である必要はなく、結果として製品に要求される寸法精度内で切断できれば多少ずれていてもよい。
【００１６】
前記課題を解決するために提供する本願第五の発明に係るアブレシブジェット加工方法は、板材に研磨材粒子が含まれた高圧水を噴射して所定形状の切断加工を行うアブレシブジェット加工方法において、前記板材の表裏面のうち一方の面に前記所定形状の外形に沿って溝形成条件の高圧水の噴流を当該板材に対して相対的に移動させる溝形成工程と、前記板材の表裏面のうち他方の面から前記溝形成工程のアブレシブジェット加工の軌跡に沿って切断条件の高圧水の噴流を当該板材に対して相対的に移動させる切断工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
この方法により、板材の少なくとも一方の面には第四の発明と同様の溝が形成され、チッピングを防止するだけではなく、切断と同時に面取り加工に相当する端面形状を確保することができる。
また、溝形成の後、反対面から切断加工を行うが、その切断条件は板材の板厚分を切断する条件である必要はなく、板材の板厚から前記溝深さを差し引いた厚みを切断する条件であればよい。そのため、本願発明の切断条件は板材の板厚分を切断する条件よりも緩やかな条件となり、切断のための高圧水入り側の面のチッピング発生を軽減することができる。
【００１８】
前記課題を解決するために提供する本願第六の発明に係るアブレシブジェット加工方法は、第五の発明において、前記切断条件が前記板材の板厚から溝形成工程で設定される溝深さを差し引いた厚みを切断する条件であることを特徴とする。
【００１９】
この方法に関して、アブレシブジェット切断加工条件のうち、高圧水圧力の低減、高圧水流量の低減、研磨材供給量の低減、ノズル移動速度の増加のうち少なくとも１つの条件変更を実施することにより、切断加工を施す面、すなわち高圧水入り側の面に形成される端部の角部の角度を鈍角とすることができる。これにより、切断加工を施す端部についても取り扱う際の怪我や他の製品への傷付けを防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本願発明に係るアブレシブジェット加工方法の一実施の形態における構成について図面を参照して説明する。
１．加工手段
本願発明のアブレシブジェット加工手段として用いられるウォータジェット加工装置について説明する。ウォータジェット加工には清水のみの高圧高速の水噴流を利用した加工技術であるアクアジェット加工と研磨材粒子を含んだ高圧高速の水噴流を利用した加工技術であるアブレシブジェット加工とがあり、本願発明ではアブレシブジェット加工を採用している。
【００２１】
ウォータジェット加工装置は、高圧水発生装置であるブースタポンプと、高圧水を噴射する噴射ノズルと高圧水を受けとめるキャッチャと被加工物を搭載する加工テーブルとを有する加工チャンバーと、加工制御を行うＮＣ制御装置と、各種データ入力などに使用される端末装置とから構成される。加工チャンバーには上部に高圧水を下方へ噴射する噴射ノズルを、下部にその高圧水を受けとめるキャッチャを配置し、そのノズル−キャッチャ間に加工テーブルを配置して被加工物の加工を行う構成としている。そのノズル−キャッチャ間には高圧水の噴流が通る直線状の通路が確保されている。当該装置の基本的構成はアクアジェット加工とアブレシブジェット加工ともに同じであるが、噴射ノズルの構造が異なり、アブレシブジェット加工にはさらに研磨材供給機構が付加される。
【００２２】
図１に、アブレシブジェット加工に利用する噴射ノズルの断面構成図を示す。噴射ノズル１はブースタポンプ（図示せず）から供給される高圧の清水２２が通過する先端にオリフィス１１１が装着されたウォータノズル１１と、混合室１２と、先端部から研磨材粒子２１を含んだ高圧水２を噴射するアブレシブノズル１３と、ウォータノズル１１、混合室１２及びアブレシブノズル１３を収容すると共に研磨材供給機構（図示せず）から供給される研磨材粒子２１が導入される研磨材導入口１５を有するノズルボディ１４とから構成されている。ここで、ウォータノズル１１へ導入される清水２２の流量は第１の流量制御弁（図示せず）で制御され、ノズルボディ１４へ導入される研磨材２１の供給量は第２の流量制御弁（図示せず）で制御される。
【００２３】
噴射ノズル１から噴射される高圧水２は噴射ノズル１内でつぎの手順を経て形成される。
（１）ブースタポンプからウォータノズル１１に供給された高圧の清水２２はオリフィス１１１を通過する際に加速される。
（２）その加速された高圧の清水２２と研磨材導入口１５から導入された研磨材粒子２１とが混合室１２で混合される。
（３）研磨材粒子２１を含んだ清水２２は高圧水２としてアブレシブノズル１３から噴射される。
アブレシブジェット加工の能力は、被加工物の材質のほかに高圧水圧力、ノズル径（高圧水流量）、ノズル移動速度、研磨材粒子の種類、研磨材粒子の供給量、ノズル−被加工物間距離などの影響を受け、加工の種類によって条件が選択される。
ちなみに、板厚１．１ｍｍのソーダガラスの切断加工の標準条件はつぎのとおりである。
・高圧水圧力＝３００ＭＰａ
・噴射ノズル内径＝φ１．０ｍｍ
・研磨材粒子の種類＝ガーネット＃８０
・研磨材粒子の供給量（研磨材量）＝５０ｇ／ｍｉｎ
・ノズル移動速度＝２．０ｍ／ｍｉｎ
・ノズル距離＝１．０ｍｍ
アブレシブジェット加工では１回の加工で切断することが基本である。切断加工は、噴射ノズルから垂直下方に噴射された研磨材粒子が含まれた高圧水の噴流を被加工物に衝突させ、その箇所を垂直方向に貫通するまで摩耗除去していく加工であり、その加工により９０°の角をもつ端部が形成される。
【００２４】
２．溝形成原理
上記ウォータジェット加工装置を用いて実施する本願発明に係る溝形成の原理を図２に示す。
（１）溝形成手順
図２（ａ）は加工対象の板材４のおもて面４１の所定位置に溝が形成される直前の板材４の板厚方向の断面状態を示している。以下に図２（ａ）に基づいて溝が形成されるまでの手順を説明する。
（手順１）噴射ノズル１の中心Ｃを板材４の所定位置の中心直上に配置する。
（手順２）アブレシブジェット加工条件として、板材４を貫通させずに溝深さｄとなるように設定し、切断加工の標準条件を基準として高圧水圧力の低減、高圧水流量の低減、研磨材供給量の低減、ノズル移動速度の増加のうち少なくとも１つの条件変更を伴った加工条件設定を行う。
このとき、予定される所定位置における研削摩耗量の分布６を図２（ａ）中の斜線部分として示す。噴射ノズル１の中心Ｃの位置が最も大きな研削摩耗量６ｃであり、その中心Ｃから離れるほど指数関数的に小さくなり、最外端６ｅでは研削摩耗量が極小となる。
（手順３）噴射ノズル１から研磨材粒子２１を含んだ清水２２からなる高圧水２を前記設定された加工条件で所定位置に噴射する。
（手順４）アブレシブジェット加工の研削摩耗作用によっておもて面４１の所定位置の板材４が前記研削摩耗量の分布６に従い板厚方向へ掘削され、溝７が形成される。
【００２５】
（２）溝の形状
図２（ｂ）に板材４の板厚方向の断面において形成された溝７の形状を示す。
溝７の縁部分７ｅから溝の中心部である底７ｃに入るほど、溝７の側壁が底７ｃへ向かう傾斜が大きくなる穴が形成されている。すなわち、縁部分７ｅの断面形状は角部のない円弧形状となる。
なお、図２では板材４の板厚方向の１断面の状態を示しているが、噴射ノズル１は板材４のおもて面４１上を所定の軌道を移動するのに伴い、図２（ｂ）の溝７が連続的に形成され、おもて面４１上から概観すると当該所定軌道に対応した溝が形成されていることが確認できる。
【００２６】
３．実施例
被加工物として板厚１．８ｍｍで裏面が凹形状となるような半径１５００ｍｍの曲率をもつソーダガラスの板を用い、上記ウォータジェット加工装置を使用して本願発明に係るアブレシブジェット加工を行い、それに伴って形成された端部の形状を評価した。
【００２７】
（１）実施例１
（ａ）加工手順
その加工手順を図３にしたがって説明する。
▲１▼第１溝形成加工（図３（ａ））
（Ｓ１）被加工物として前記ガラス板１４０をそのおもて面１４１を上に向けて加工テーブルに固定設置する。
（Ｓ２）ウォータジェット加工装置の端末装置から下記溝形成加工用の加工条件を入力し設定する。このとき、形成される溝の深さを前記ガラス板１４０の板厚の１／２以上とする。例えば、この場合は０．９ｍｍである。
（Ｓ３）楕円形状に基づいて予め作成しておいたおもて面用軌道データを入力する。同時に前記ガラス板１４０の表裏を反転させた場合のうら面用軌道データをおもて面用軌道データの軌道位置と同じ位置となるように演算して求めておく。
あるいは、形成されたおもて面１４１の溝１７０の位置を検出して、その検出位置データからうら面用軌道データを求めてもよい。
（Ｓ４）噴射ノズル１は高さセンサーにより前記ガラス板１４０のおもて面１４１からの距離、すなわちノズル距離の高さ位置を検出して所定の高さ位置で保持され、噴射ノズル１の中心を前記ガラス板１４０のおもて面１４１の溝形成位置である位置Ｃ１に配置される。
（Ｓ５）噴射ノズル１は前記おもて面用軌道データに基づき前記ガラス板１４０上を相対的に移動して溝形成加工用の加工条件に基づきおもて面１４１に溝を形成する。図３（ａ）は図２（ａ）の状態と同様のおもて面１４１の溝深さｄ１の溝形成加工開始直後の断面図であり、その加工によって図２（ｂ）と同一形状の溝１７０が形成される。
このときの噴射ノズル１と前記ガラス板１４０の相対的な移動はＸ−Ｙ水平面上の移動であり、例えば噴射ノズル１がＸ方向について移動制御され、前記ガラス板１４０が固定設置されている加工テーブルがＹ方向について移動制御される。
【００２８】
▲２▼第２溝形成加工（図３（ｂ））
（Ｓ６）おもて面１４１の第１溝形成加工終了後に前記ガラス板１４０の表裏を反転させて加工テーブルに載せて固定する。このとき、噴射ノズル１は前記ガラス板１４０のおもて面１４１からの距離と同じとなるように高さ位置が制御され、噴射ノズル１の中心を前記ガラス板１４０のうら面１４２の溝形成位置である位置Ｃ２に配置される。
（Ｓ７）噴射ノズル１は前記うら面用軌道データに基づき前記ガラス板１４０のうら面１４２上を相対的に移動して溝形成加工用の加工条件にうら面１４２に溝を形成する。図３（ｂ）は図２（ａ）の状態と同様のうら面１４２の溝深さｄ２の溝形成加工開始直後の断面図である。うら面１４２の溝形成位置Ｃ２は前記おもて面の溝形成位置Ｃ１と同じ位置となっている。
また、その加工によって図２（ｂ）と同一形状の溝が形成されるが、溝深さｄ１＝ｄ２＝０．９ｍｍであることから、うら面１４２の第２溝が形成されると同時にその位置で第１溝と第２溝はつながり、前記ガラス板１４０を貫通する穴となる。
この加工が連続して行われることにより、楕円形状の切断となり、設定された形状の部品が切り出される。
以上の工程を経て、一連の加工作業は終了する。
【００２９】
（ｂ）溝形成加工条件
溝形成加工条件はつぎの通りとした。
・噴射ノズル内径＝φ１．０ｍｍ
・高圧水圧力＝２００ＭＰａ
・研磨材粒子の種類＝ガーネット＃８０
・研磨材粒子の供給量（研磨材量）＝５０ｇ／ｍｉｎ
・ノズル移動速度＝２．０ｍ／ｍｉｎ
・ノズル距離＝１．０ｍｍ
【００３０】
（ｃ）評価結果
図４に上記加工後の前記ガラス板１４０部品の端部についてマイクロスコープで断面形状を観察した概略図を示す。
おもて面１４１側のコーナー部１４１ｅ、うら面１４２側のコーナー部１４２ｅともに角部のない円弧形状となっており、いずれのコーナー部にもチッピングがなく実用上問題のない面取り加工となっていることを確認した。同時に得られた部品の外形寸法は設定された楕円形状の寸法の所定公差であることも確認され、良好な部品を得ることができた。
さらに、この加工方法によって１枚のソーダガラスの板から複数枚の楕円形状の部品の切断及び面取り加工を問題なく実施できることも確認した。
【００３１】
（２）実施例２
（ａ）加工手順
その加工手順を図５にしたがって説明する。
▲１▼溝形成加工
被加工物として前記ガラス板２４０をそのおもて面２４１を上に向けて加工テーブルに固定設置して、上記実施例１で示したステップＳ１からＳ５までと同一条件の加工としてステップＳ１１からＳ１５の加工を行い、おもて面２４１に溝２７０を形成する。
▲２▼切断加工（図５）
（Ｓ１６）おもて面２４１の溝形成加工終了後に前記ガラス板２４０の表裏を反転させて加工テーブルに載せて固定する。このとき、噴射ノズル１は前記ガラス板２４０のおもて面２４１からの距離と同じとなるように高さ位置が制御され、噴射ノズル１の中心を前記ガラス板２４０のうら面２４２の溝形成位置である位置Ｃ３に配置される。
（Ｓ１７）噴射ノズル１は前記うら面用軌道データに基づき前記ガラス板２４０のうら面２４２上を相対的に移動して上記切断加工用の標準加工条件に基づき前記ガラス板２４０を楕円形状に切断する。ただし、この切断条件は前記ガラス板２４０の板厚１．８ｍｍから前記溝深さｄ１を差し引いた残りの板厚ｔ２を切断する条件に変更可能である。例えば、高圧水圧力を１００ＭＰａに低減させる。また、図５はうら面２４２からの切断加工開始直後の断面図である。うら面２４２の切断加工位置Ｃ３は前記おもて面の溝形成位置Ｃ１と同じ位置となっている。
この加工が連続して行われることにより、楕円形状の切断となり、設定された形状の部品が切り出される。
以上の工程を経て、一連の加工作業は終了する。
【００３２】
（ｂ）評価結果
図６に上記加工後の前記ガラス板２４０部品の端部についてマイクロスコープで断面形状を観察した概略図を示す。
おもて面２４１側のコーナー部２４１ｅは角部のない円弧形状に、うら面１４２側のコーナー部１４２ｅは鈍角の角部となっており、いずれのコーナー部にもチッピングがなく実用上問題のない面取り加工となっていることを確認した。同時に得られた部品の外形寸法は設定された楕円形状の寸法の所定公差であることも確認され、良好な部品を得ることができた。
さらに、この加工方法によって１枚のソーダガラスの板から複数枚の楕円形状の部品の切断及び面取り加工を問題なく実施できることも確認した。
【００３３】
（３）比較例
（ａ）加工手順
その加工手順を以下に説明する。
▲１▼切断加工
（Ｓ９１）被加工物として前記ガラス板をそのおもて面を上に向けて加工テーブルに固定設置する。
（Ｓ９２）ウォータジェット加工装置の端末装置から上記切断加工用の標準加工条件の加工条件を入力し設定する。
（Ｓ９３）楕円形状に基づいて予め作成しておいた軌道データを入力する。
（Ｓ９４）噴射ノズルは高さセンサーにより前記ガラス板のおもて面からの距離、すなわちノズル距離の高さ位置を検出して所定の高さ位置で保持され、噴射ノズルの中心を前記ガラス板のおもて面の切断位置に配置される。
（Ｓ９５）噴射ノズルは前記軌道データに基づき前記ガラス板上を相対的に移動して切断加工用の標準加工条件に基づき所定形状に切断する。
【００３４】
▲２▼面取り加工
（Ｓ９６）前記ステップＳ９５で得られた部品の端部を人手により研磨板で研磨する。
【００３５】
（ｂ）評価結果
上記加工後の前記ガラス板部品の端部についてマイクロスコープで断面形状を観察した。
おもて面側のコーナー部、うら面側のコーナー部ともに角部のない円弧形状となっていたが、部分的にチッピングによる欠けが確認され、実用上問題のある面取り加工となっていた。また、本願発明と同寸法の切断では、この欠けを完全に取り除く面取り加工を行うと部品の最終的な外形寸法は設定された楕円形状の寸法の所定公差を外れてしまうため、不良部品となってしまうことも確認した。
本件のような加工後の部品が楕円形状で、かつ表裏面側に曲率をもつ形状、すなわち湾曲した板形状である場合にはその基準となる角部や直線状の端部がないことから精度のよい面取り加工が困難であった。さらにこの加工方法では１枚のソーダガラスの板から複数枚の楕円形状の部品を得るためには面取り加工工程に人手が入るためにかなりの加工時間を要することも確認した。
【００３６】
【発明の効果】
本願発明に係るアブレシブジェット加工方法では、アブレシブジェット加工に係る高圧水の噴流について整流領域から外れる流れを積極的に利用することによってチッピングを防止するだけではなく、切断と同時に面取り加工に相当する端面形状を確保することを達成している。
また、曲率をもつ楕円形状の部品などの面取り加工のための基準を確保することが困難な形状の部品についても、本願発明に係るアブレシブジェット加工方法によれば基準を失うことなく面取り加工を行うことができる。
さらに、本願発明に係るアブレシブジェット加工方法では、板材の少なくとも一方の面に溝を形成した後に切断するので、チッピングを防止するだけではなく、切断と同時に面取り加工に相当する端面形状を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るアブレシブジェット加工に利用する噴射ノズルの断面構成図である。
【図２】ウォータジェット加工装置を用いて実施する本願発明の溝形成の原理図である。
【図３】本発明に係るアブレシブジェット加工方法の実施例１における加工状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係るアブレシブジェット加工方法の実施例１における加工後の板材端部の状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係るアブレシブジェット加工方法の実施例２における加工状態を示す断面図である。
【図６】本発明に係るアブレシブジェット加工方法の実施例２における加工後の板材端部の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１　…　噴射ノズル
２　…　高圧水の噴流
４、５、１４０、１５０、２４０、２５０　…　板材
６、１６１、１６２、２６２　…　研削摩耗量の分布
６ｃ、１６１ｃ、１６２ｃ　…　研削摩耗量分布の中心
６ｅ、１６１ｅ、１６２ｅ　…　研削摩耗量分布のエッジ
７、１７０　…　溝
７ｃ　…　溝の底部
７ｅ　…　溝の縁部
１１　…　ウォータノズル
１２　…　混合室
１３　…　アブレシブノズル
１４　…　ノズルボディ
１５　…　研磨材導入口
２１　…　研磨材粒子
２２　…　清水
４１、１４１、２４１　…　おもて面
４２、１４２、２４２　…　うら面
１４１ｅ、１４２ｅ、２４１ｅ、２４２ｅ　…　端部のコーナー部
１１１　…　オリフィス
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３　…　噴射ノズル中心
ｄ、ｄ１、ｄ２　…　溝深さ
ｔ２　…　板厚（全板厚−溝深さｄ１）
【図１】
2004025391.tif 000003
【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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