(57)【要約】【課題】ラウンド刃の切削刃物の取付角度を確実かつ容易に変えることができ、その刃先の加工位置を高精度に維持できる回転切削ユニットを提供する。【解決手段】円盤形状の回転ヘッド１と、この回転ヘッド１に取り付けられ、円弧形状の刃先７ａの単結晶ダイヤモンド刃７を有する刃物ブロック２とを有し、回転ヘッド１は、円周上の複数箇所に切欠き形状の取付部３を有し、取付部３の各々は、回転ヘッド１の回転面Ｓに対する傾斜角度が取付部３ごとに異なる底面５を有し、刃物ブロック２は、底面５に接触した状態で、取付部３の何れか一つに取り付けられている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤形状の回転ヘッドと、
この回転ヘッドに取り付けられ、円弧形状の刃先の切削刃物を有する刃物ブロックと、を有し、
上記回転ヘッドは、円周上の複数箇所に切欠き形状の取付部を有し、これらの取付部の各々は、上記回転ヘッドの中心軸線に垂直な回転面に対する傾斜角度がそれぞれ異なる底面を有し、
上記刃物ブロックは、上記取付部の何れか一つに、上記底面に接触した状態で、取り付けられている
ことを特徴とする回転切削ユニット。
【請求項２】
上記回転ヘッドの取付部の底面の傾斜角度は、取付部ごとに一定角度ずつ異なっている請求項１記載の回転切削ユニット。
【請求項３】
上記回転ヘッドの各取付部には、上記回転面から一定距離の位置に、それぞれピン取付部が形成されており、
上記刃物ブロックは、上記切削刃物の刃先の円弧形状の中心点を通る軸線上で、上記ピン取付部にピン留めされる請求項１又は２記載の回転切削装置。
【請求項４】
上記刃物ブロックは、上記切削刃物の刃先の円弧形状の中心点を通る軸線上に延びるピンを有する請求項３記載の回転切削ユニット。
【請求項５】
上記刃物ブロックの切削刃物は、単結晶ダイヤモンド刃である請求項１乃至４の何れか１項に記載の回転切削ユニット。
【請求項６】
円盤形状の回転ヘッドであって、
円周上の複数箇所に切欠き形状の取付部を有し、これらの取付部の各々は、回転ヘッドの中心軸線に垂直な回転面に対する傾斜角度がそれぞれ異なる底面を有する
ことを特徴とする回転ヘッド。
【請求項７】
円弧形状の刃先を有する切削刃物を有する刃物ブロックであって、
上記切削刃物の刃先の円弧形状の中心点を通る軸線上で、回転ヘッドにピンで位置決めされ固定される
ことを特徴とする刃物ブロック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削加工機においてカッターホイールに取り付けて使用される回転切削ユニットに係り、特に、刃先が円弧形状をした刃物を付けた回転切削ユニット、それを構成する回転ヘッド及び刃物ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、多くのＬＥＤプリンタやスキャナ等に、画像伝送体として光伝送体アレイ（ロッドレンズアレイともいう。）が組み込まれている。光伝送体アレイは、一般に、二枚の樹脂基板と、それらの間に並列に配列された、光伝送性を有する多数本の棒状レンズ（ロッドレンズともいう。）から構成されている。光伝送体アレイの整列した棒状レンズの両端面は、光学部品として鏡面状に加工されている。
【０００３】
棒状レンズの両端面は、通常、鏡面切削加工により鏡面状に加工される。鏡面切削加工にあたっては、回転ヘッドに単結晶ダイヤモンド製の切削刃物を取り付けて回転させておき、光伝送体アレイを切削刃物の回転面に平行に移動させて、フライス加工方式で切削する。
【０００４】
従来、このようなフライス加工方式の鏡面切削加工には、直線状の刃先を有する平刃の切削刃物が使用されていた。平刃の切削刃物を使用すれば、非常に高精度な平面鏡面を形成することができる上、一度に広い幅を切削することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１５２５１８号公報（図１）
【０００６】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら、切削加工により切削刃物の刃先は摩耗するため、切削刃物は定期的に交換して再研磨される。特に、平刃の切削刃物は、刃先全体が同時に摩耗するため、頻繁に交換する必要がある。その結果、切削刃物の再研磨の費用が高くなりランニングコストの上昇を招いている。
【０００７】
さらに、切削刃物を交換する際には、交換後の切削刃物の刃先の位置を高精度で調整する必要がある。刃先の位置が出過ぎていると、ワークを把持するクランプまで削ってしまう危険がある。
【０００８】
その上、光伝送体アレイの両端面を同時に鏡面切削加工する際には、向かい合わせに配置した平刃の刃先どうしを高精度で平行に設置する必要がある。平刃どうしの平行度が低いと、例えば、光伝送体アレイの上列の棒状レンズと下列の棒状レンズの長さに差が生じ、光伝送体アレイの光学特性が低下するおそれがある。
このように、切削刃物の交換には、切削刃物の刃先を高精度で位置決めする必要があるため、作業者の高い熟練と、長い交換時間が必要であった。
【０００９】
ところで、金属等の切削加工においては、円弧形状の刃先を有するラウンド刃の切削刃物が使用されることがある。ラウンド刃の切削刃物は、円弧形状の刃先を含む面内でラウンド刃の取付角度を変えて、刃先の複数の部分が順次に使用される。このため、ラウンド刃の切削刃物を使用すれば、切削刃物の交換頻度が平刃よりも低いため、再研磨にかかる費用を抑えることができる。
【００１０】
しかしながら、ラウンド刃の切削刃物の取付角度には制限がない。このため、何度もラウンド刃の取付角度を変えるうちに、誤って、以前に取り付けたときの角度と同じ角度で再び取り付けてしまうおそれがある。その場合、ラウンド刃の刃先の同一部分を繰り返して使用することになるため、加工精度が劣化する。
【００１１】
そこで、本発明は、ラウンド刃の切削刃物の取付角度を確実かつ容易に変えることができる回転切削ユニット、それを構成する回転ヘッド及び刃物ブロックを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の回転切削ユニットは、円盤形状の回転ヘッドと、この回転ヘッドに取り付けられ、円弧形状の刃先の切削刃物を有する刃物ブロックと、を有し、回転ヘッドは、円周上の複数箇所に、切欠き形状の取付部を有し、これらの取付部の各々は、回転ヘッドの中心軸線に垂直な回転面に対する傾斜角度が取付部ごとに異なる底面を有し、刃物ブロックは、底面に接触した状態で、取付部の何れか一つに取り付けられることを特徴としている。
【００１３】
このように、本発明によれば、回転ヘッドの各取付部の底面の傾斜角度が、互いに異なっている。このため、刃物ブロックを、その側面を取付部の底面に当てて取り付けることにより、刃物ブロックは、取付部ごとに異なる取付角度で取り付けられる。したがって、刃物ブロックを取り付ける取付部を変えることにより、切削刃物の取付角度を確実かつ容易に変えることができる。
【００１４】
また、本発明において、好ましくは、回転ヘッドの取付部の底面の傾斜角度は、取付部ごとに一定角度ずつ異なっている。
これにより、刃物ブロックを取り付ける取付部を変えることにより、刃物ブロックの取付角度を一定角をあけて変えることができる。その結果、刃物ブロックの取付角度に対応して、切削刃物の円弧状の刃先の部分を一定間隔で使用することができる。
【００１５】
ところで、円弧形状の刃先を有するラウンド刃の切削刃物を使用する場合においても、平刃の切削刃物を使用する場合と同様に、切削刃物を交換するたびに、切削刃物の刃先を、例えば１０μｍ以下の高精度で位置決めする必要がある。
【００１６】
そこで、本発明において、好ましくは、回転ヘッドの各取付部には、回転面から一定距離の位置にそれぞれピン取付部が形成されており、刃物ブロックは、切削刃物の刃先の円弧形状の中心点を通る軸線上にピンが設けられており、このピンにより位置決めされ固定される。
【００１７】
このように構成すれば、刃物ブロックは、切削刃物の刃先の円弧形状の中心点即ち、刃先の円弧の中心点を軸として、回転ヘッドの取付部にピン留めされる。この中心点と刃先の各点との間の距離は一定である。このため、ピン留め位置と刃先の各点との間の距離は一定である。また、回転ヘッドの各取付部のピン取付穴の中心軸線は、回転面から一定距離の共通面上にそれぞれ位置する。このため、刃物ブロックをどの取付部に取り付けた場合であっても、切削刃物の刃先は、実質的に、同一の面に接する。
これにより、刃物ブロックを取り付ける取付部を変えて取付角度を変えても、切削刃物の刃先の使用部位は、実質的に、同一の面上に位置決めされる。したがって、切削刃物の刃先を高精度で容易に位置決めすることができる。
【００１８】
また、本発明において、好ましくは、刃物ブロックは、切削刃物の刃先の円弧形状の中心点を通る軸線上に延びるピンを有する。
このピンを回転ヘッドのピン取付穴に挿入することにより、刃物ブロックを回転ヘッドに容易に取り付けることができる。
【００１９】
また、本発明において、好ましくは、刃物ブロックの切削刃物は、単結晶ダイヤモンド刃である。
硬度の高い単結晶ダイヤモンドは、回転鏡面切削加工に切削刃物として使用して好適できある。
【００２０】
また、本発明の回転ヘッドは、円盤形状の回転ヘッドであって、円周上の複数箇所に、切欠き形状の取付部を有し、取付部の各々は、回転ヘッドの中心軸線に垂直な回転面に対する傾斜角度が取付部ごとに異なる底面を有することを特徴としている。
【００２１】
このように、本発明の回転ヘッドによれば、回転ヘッドの取付部の底面の傾斜角度が、取付部ことに異なっている。このため、刃物ブロックを、取付部の底面に当てて取り付ければ、刃物ブロックを、取付部ごとに異なる取付角度で取り付けることができる。したがって、刃物ブロックを取り付ける取付部を変えることにより、切削刃物の取付角度を確実かつ容易に変えることができる。
【００２２】
また、本発明の刃物ブロックは、円弧形状の刃先を有する切削刃物を有する刃物ブロックであって、切削刃物の刃先の円弧形状の中心点を通る軸線上で、回転ヘッドにピン留めされることを特徴としている。
このように、本発明の刃物ブロックによれば、切削刃物の刃先の円弧形状の中心点で、回転ヘッドにピン留めされる。この中心点と刃先の各点との間の距離は一定である。このため、ピン留め位置と刃先の各点との間の距離は一定である。したがって、刃物ブロックの回転ヘッドに対する取付角度によらず、切削刃物の刃先を、実質的に、同一面に接するよう容易に位置決めすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の回転切削ユニット、回転ヘッド及び刃物ブロックの実施形態を説明する。
まず、図１に、本実施形態の回転切削ユニット１０を使用して、光伝送体アレイ１２を鏡面切削加工する様子を模式的に示す。図１に示すように、回転切削ユニット１０は、モータ（図示せず）に連結されたカッターホイール１１に取り付けられて回転している。そして、光伝送体アレイ１２が、一対の把持冶具（図示せず）で上下から把持されて、回転切削ユニット１０の前を回転面Ｓに平行に移動する。これにより、光伝送体アレイ１２の長手方向の側面が鏡面切削される。その結果、この側面に露出している棒状レンズ１３の端面１３ａが鏡面状に加工される。
【００２４】
回転切削ユニット１０は、円盤形状の回転ヘッド１と、刃先７ａが円弧形状をしたラウンド刃の切削刃物７を有する刃物ブロック２とから構成されている。回転ヘッド１は、回転ヘッドの中心軸線ａを回転軸１１ａに合わせて、カッターホイール１１に取り付けられている。また、刃物ブロック２は、回転ヘッド１の円周上に設けられた複数箇所の切欠き形状の取付部３のうちの一箇所に取り付けられている。また、刃物ブロック２の切削刃物７は、単結晶ダイヤモンド刃である。
【００２５】
ここで、図２の（Ａ）及び（Ｂ）に、刃物ブロック２を回転ヘッド１に異なる角度で取り付けた様子を示す。刃物ブロック２を回転ヘッド１に取り付ける角度を変えることにより、ラウンド刃７の刃先７ａのうちワークに当たる使用部分を変えることができる。
【００２６】
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態の回転切削ユニット１０を構成する回転ヘッド１について詳細に説明する。図３は、本実施形態の回転ヘッド１の平面図である。また、図４は、図３に示した回転ヘッド１の各取付部３の、回転面Ｓに垂直な平面に沿った断面図である。
【００２７】
本実施形態の回転ヘッド１は、直径１７６ｍｍ、厚さ１６ｍｍの円盤形状を有し、金属製である。そして、回転ヘッド１の円周上には、１０箇所に切欠き形状の取付部３が形成されている。各取付部３は、回転ヘッド１の中心から見て３６°ずつ離れて、等間隔に形成されている。
【００２８】
各取付部３の切欠き形状は、向かい合った二つの平坦な側面４ａ及び４ｂと、平坦な底面５によって形作られている。二つの側面４ａ及び４ｂは、円盤形状の回転ヘッド１の中心軸線ａに垂直な回転面Ｓに垂直である。また、底面５は、二つの側面４ａ及び４ｂに垂直である。
【００２９】
さらに、図４に示すように、底面５の、回転面Ｓに対する傾斜角度は、取付部３ごとに異なっている。図４（Ａ）〜（Ｊ）は、それぞれ図３のＡ−Ａ〜Ｊ−Ｊに沿った断面図である。そして、本実施形態では、各底面５の傾斜角度は、取付部３ごとに３．０°ずつ異なっている。傾斜角度を、回転面Ｓ及び側面４ａ及び４ｂに垂直な平面に対する角度で表すと、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）では、図４において右下がりで、θ１＝１３．５°、θ２＝１０．５°、θ３＝７．５°、θ４＝４．５°、θ５＝１．５°であり、また、図４（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）及び（Ｊ）では、図４において左下がりで、θ６＝１．５°、θ７＝４．５°、θ８＝７．５°、θ９＝１０．５°及びθ１０＝１３．５°である。
【００３０】
また、各取付部３の切欠き形状の側面４ａには、ピン取付部としてピン取付穴６が形成されている。各取付部４のピン取付穴６の中心軸線は、それぞれ底面５から一定距離の位置で開口しており、回転面Ｓと平行な共通面Ｓ０内で、側面４ａと垂直な方向に延びている。
【００３１】
次に、図５を参照して、本実施形態の回転切削ユニット１０を構成する刃物ブロック２について説明する。
刃物ブロック２は、切削刃７の刃先７ａを含む平面に垂直な平坦な側面８を有している。そして、この側面８を取付部３の底面５に接触させた状態で、回転ヘッド１の取付部３の何れか一つに取り付けられる。このため、刃物ブロック２の取付角度は、回転ヘッド１の取付部３の底面５の傾斜角度によって決まる。底面５の傾斜角度は、上述したように、取付部３ごとに異なっている。したがって、刃物ブロック２を取り付ける取付部３を変えることにより、刃物ブロック２の取付角度を確実かつ容易に変えることができる。
【００３２】
例えば、本実施形態では、刃物ブロック２を、１０箇所の各取付部３に順次に付け替えることにより、取付角度が３°ずつ変化する。このため、円弧形状の刃先７ａの使用部分を３°ずつ順次にずらすことができる。
【００３３】
また、本実施形態の刃物ブロック２は、その底に、切削刃物７の刃先７ａの円弧形状の中心点を通り、かつ、円弧形状の刃先７ａを含む平面に垂直な方向に延びるピン９を有している。そして、このピン９を、回転ヘッド１の取付部３のピン取付穴６に挿入することにより、刃物ブロック２が回転ヘッド１に取り付けられる。
なお、刃物ブロック２は、ピン９と反対側の面（即ち、刃物ブロック２の上面側）から六角穴付き止めねじによって取付部３の側面４ａに押し付けることにより、回転ヘッド１に固定するとよい。
【００３４】
そして、本実施形態では、ピン９の軸線と切削刃物７の刃先７ａの各点との距離が一定である。また、回転ヘッド１の各取付部２のピン取付穴６の中心軸は、回転面Ｓに平行な共通面Ｓ０内にある。このため、刃物ブロック２をどの取付部３に取り付けた場合であっても、切削刃物７の刃先７ａは、実質的に、同一面Ｓ１に接する。
【００３５】
ここで、図６（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に、図４（Ａ）、（Ｅ）及び（Ｈ）に示した傾斜角度の底面５を有する取付部３に、刃物ブロック２を取り付けた様子それぞれを示す。刃物ブロック２は、その側面８を取付部３の底面５に合わせた状態で取り付けられている。そして、図６（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、ピン９から刃先７ａの使用部分までの距離Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、実質的に等しい。
【００３６】
このように、本実施形態によれば、刃物ブロック２を取り付ける取付部３を変えて取付角度を変えても、切削刃物７の刃先７ａの使用部位（加工位置）は、実質的に、同一面上に安定して位置決めされる。したがって、切削刃物７の刃先７ａを高精度で容易に位置決めすることができる。
【００３７】
また、本実施形態の回転切削ユニット１０においては、刃物ブロック２を取り外して切削刃物７を交換する際に、人手により切削刃物７の刃先７ａを高精度で位置決めする必要がない。このため、作業者の高い熟練を必要としない。また、刃物ブロック２の取付位置を変えた場合に、刃先７ａの位置決めの調整が実質的に不要である。このため、切削刃物７の交換作業を短時間で行うことができる。その上、切削刃物７の交換の際に試切りを繰り返す必要がないので、試切りによる製品ロスの発生量を低減することができる。
【００３８】
上述した各実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組み合わせを行うことができ、これに限定されるものではない。
上述した実施形態においては、回転ヘッド１の取付部３に、ピン取付部として、ピン取付穴６を設けたが、本発明では、ピン取付部はこれに限定されない。例えば、ピン取付部としてピンを設けてもよい。
また、上述した実施形態においては、刃物ブロック２にピン９を設けた例について説明したが、ピン留めの手法はこれに限定されない。例えば、刃物ブロックの切削刃物の刃先の円弧形状の中心点を貫通する孔を形成し、この孔にピンを通すことにより、刃物ブロックを回転ヘッドにピン留めしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、ラウンド刃の切削刃物の取付角度を確実かつ容易に変えることができるとともに、ラウンド刃の刃先の位置、即ち加工位置を高い精度で維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる回転切削ユニットを使用して鏡面切削加工を行う様子を示す概略斜視図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施形態による回転切削ユニットを示す部分
【図３】本発明の一実施形態による回転ヘッドの平面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｊ）は、図３に示した回転ヘッドの各取付部の断面図である。
【図５】（Ａ）は、本発明の一実施形態による刃物ブロックの上面図であり、（Ｂ）はその側面図であり、（Ｃ）はその後面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、回転ヘッドの異なる取付部に刃物ブロックを取り付けた様子を示す図である。
【符号の説明】
１  回転ヘッド
２  刃物ブロック
３  取付部
４ａ、４ｂ  側面
５  底面
６  ピン取付穴
７  切削刃物
７ａ  刃先
８  側面
９  ピン
１０  回転切削ユニット
１１  カッターホイール
１２  光伝送体アレイ
１３  棒状レンズ
１３ａ  棒状レンズの端面
【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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