(57)【要約】    【課題】  被加工物に一定の深さの溝を形成することができる溝形成方法、該溝形成方法を実行する溝形成装置、及び切削刃を提供する。    【解決手段】  回転切削刃２０は、円板形状を有し、固定台１１に固定された長尺状ガラスの基準平面を切削する一対の表面切削用刃部２２ａ，２２ｂと、一対の表面切削用刃部２２ａ，２２ｂの軸方向の両側に配され、基準平面に対して一定の高さの凸部を切削する凸部切削用刃部２１とを一体的に有する。凸部切削用刃部２１は半径Ｒ１であり、一対の表面切削用刃部２２ａ，２２ｂは、半径Ｒ１より大きい半径Ｒ２（Ｒ２＞Ｒ１）である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に溝を形成する溝形成方法において、単一の切削刃により、前記被加工物の基準平面を切削する基準平面切削ステップと、前記基準平面に対して一定の深さを有する凹部又は一定の高さを有する凸部を切削する凹凸部切削ステップとを同時に実行することを特徴とする溝形成方法。
【請求項２】
前記基準平面切削ステップ及び前記凹凸部切削ステップからなる切削ステップを順次繰り返し実行することを特徴とする請求項１記載の溝形成方法。
【請求項３】
前記切削ステップは、前記基準平面と前記凹部又は前記凸部のいずれか一方とからなる一組の切削部を形成し、今回形成された一組の切削部が、前回形成された一組の切削部と隣接していることを特徴とする請求項２記載の溝形成方法。
【請求項４】
前記切削ステップは、前記基準平面と前記凹部又は前記凸部のいずれか一方とからなる一組の切削部を形成し、今回形成された一組の切削部が、前回形成された一組の切削部の一部と重なることを特徴とする請求項２記載の溝形成方法。
【請求項５】
凹凸部切削ステップは、前記凹部又は前記凸部を複数切削することを特徴とする請求項１記載の溝形成方法。
【請求項６】
被加工物を切削する切削刃において、前記被加工物の基準平面を切削する基準平面切削用刃部と、前記基準平面に対して一定の深さを有する凹部又は一定の高さを有する凸部を切削する凹凸部切削用刃部とを一体的に有することを特徴とする切削刃。
【請求項７】
前記基準平面切削用刃部の外形寸法は前記凹凸部切削用刃部の外形寸法と異なることを特徴とする請求項６記載の切削刃。
【請求項８】
前記基準平面切削用刃部外周面及び前記凹凸部切削用刃部の外周面の少なくとも一方が平面であることを特徴とする請求項６又は７記載の切削刃。
【請求項９】
前記凹凸部切削用刃部は、前記基準平面切削用刃部に回転軸の軸心方向に隣接していることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の切削刃。
【請求項１０】
前記凹凸部切削用刃部は、前記基準平面切削用刃部の両側に配された一対の凹凸部切削用刃部から成ることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の切削刃。
【請求項１１】
前記基準平面切削用刃部は、その外周面が前記回転軸の軸心に向かう方向に凹状であることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の切削刃。
【請求項１２】
前記凹凸部切削用刃部は、その断面が先細りの形状であることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の切削刃。
【請求項１３】
回転軸に取付けられ被加工物を切削する切削刃を備える溝形成装置において、前記切削刃は、前記被加工物の基準平面を切削する基準平面切削用刃部と、前記基準平面に対して一定の深さを有する凹部又は一定の高さを有する凸部を切削する凹凸部切削用刃部とを一体的に有することを特徴とする溝形成装置。
【請求項１４】
前記切削刃を同心的に複数有することを特徴とする請求項１３記載の溝形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝形成方法、該溝形成方法を実行する溝形成装置、及び切削刃に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製品等に施される様々な加工処理において、製品等の固体表面に複数の平行な溝を形成することが求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光ファイバとしての多数本の屈折率分布型ロッドを所定間隔で精密配列するロッドアレイにおいて、屈折率分布型ロッドが収まる複数の浅溝を均一間隔で平行に刻設した溝付き平板が開示されている。溝付き平板に刻設された各浅溝は、断面Ｖ字型をなし、精密配列される直径０．６〜２．０ｍｍの屈折率分布型ロッドの上半分以上が突出するようなごく浅い形状である。
【０００４】
また、特許文献２には、電子線を用いる表示装置において、真空容器内に設けられたガラススペーサの表面に複数の平行な溝を形成する方法が開示されている。この複数の平行な溝は、主として真空容器内における二次電子の放出を抑えることを目的として形成される。但し、このガラススペーサは、長尺状の母材ガラスの表面に複数の平行な溝を形成させ、この長尺状の母材ガラスを延伸することにより作製されるため、微細な溝を直接形成する必要はない。しかしながら、延伸後のガラススペーサの外形寸法は、延伸前の母材ガラスの外形寸法とほぼ相似形に保たれるため、所望の溝を母材ガラスに精度良く形成しておく必要がある。
【０００５】
上記のような加工処理では、長尺状の母材ガラスに対して、例えば、機械的な切削加工が行われる。具体的には、図６に示すように、表面切削用刃部９１を用いて被加工物９０を所定の外形寸法になるように表面を切削し（図６（ａ））、次に、高速回転する溝切削用刃部９２を被加工物９０の表面に平行な方向に移動させ、被加工物９０の表面に所定の長さの溝９３を切削する（図６（ｂ））。また、溝切削用刃部９２を、被加工物９０の両端部間を複数回走行させることにより、被加工物９０の表面に複数の平行な溝９３が切削される（図６（ｃ））。
【０００６】
ここで、溝切削用刃部９２は消耗によりその外径が変化するため、被加工物９０の両端部間を１回走行するごとに、被加工物９０を固定する固定台（不図示）と溝切削用刃部９２の刃先との距離を変更する。これにより、被加工物９０に形成される各溝９３の深さがほぼ一定に保たれる。
【特許文献１】特開平９−９０１０５号公報
【特許文献２】特開２０００−３１１６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記切削加工では、溝切削用刃部９２が被加工物９０の両端部間を走行している間は、被加工物９０を固定する固定台と溝切削用刃部９２の刃先との距離を調整することができないため、刃先が磨耗した場合は、固定台と刃先との距離が変化し、被加工物９０に形成された１つの溝においてその深さにばらつきが生じるという問題点がある。
【０００８】
また、刃先の摩耗が微少であっても、溝切削用刃部９２の移動面と被加工物９０の加工表面とを完全に平行にすることは極めて困難であるため、溝切削用刃部９２の移動に伴って溝の深さに変化が生じるという問題点がある。
【０００９】
本発明の目的は、被加工物に一定の深さの溝を形成することができる溝形成方法、該溝形成方法を実行する溝形成装置、及び切削刃を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の溝形成方法は、被加工物に溝を形成する溝形成方法において、単一の切削刃により、前記被加工物の基準平面を切削する基準平面切削ステップと、前記基準平面に対して一定の深さを有する凹部又は一定の高さを有する凸部を切削する凹凸部切削ステップとを同時に実行することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の溝形成方法は、請求項１記載の溝形成方法において、前記基準平面切削ステップ及び前記凹凸部切削ステップからなる切削ステップを順次繰り返し実行することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の溝形成方法は、請求項２記載の溝形成方法において、前記切削ステップは、前記基準平面と前記凹部又は前記凸部のいずれか一方とからなる一組の切削部を形成し、今回形成された一組の切削部が、前回形成された一組の切削部と隣接していることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の溝形成方法は、請求項２記載の溝形成方法において、前記切削ステップは、前記基準平面と前記凹部又は前記凸部のいずれか一方とからなる一組の切削部を形成し、今回形成された一組の切削部が、前回形成された一組の切削部の一部と重なることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の溝形成方法は、請求項１記載の溝形成方法において、凹凸部切削ステップは、前記凹部又は前記凸部を複数切削することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の切削刃は、被加工物を切削する切削刃において、前記被加工物の基準平面を切削する基準平面切削用刃部と、前記基準平面に対して一定の深さを有する凹部又は一定の高さを有する凸部を切削する凹凸部切削用刃部とを一体的に有することを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の切削刃は、請求項６記載の切削刃において、前記基準平面切削用刃部の外形寸法は前記凹凸部切削用刃部の外形寸法と異なることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の切削刃は、請求項６又は７記載の切削刃において、前記基準平面切削用刃部外周面及び前記凹凸部切削用刃部の外周面の少なくとも一方が平面であることを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載の切削刃は、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の切削刃において、前記凹凸部切削用刃部は、前記基準平面切削用刃部に回転軸の軸心方向に隣接していることを特徴とする切削刃。
【００１９】
請求項１０記載の切削刃は、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の切削刃において、前記凹凸部切削用刃部は、前記基準平面切削用刃部の両側に配された一対の凹凸部切削用刃部から成ることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１記載の切削刃は、請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の切削刃において、前記基準平面切削用刃部は、その外周面が前記回転軸の軸心に向かう方向に凹状であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２記載の切削刃は、請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の切削刃において、前記凹凸部切削用刃部は、その断面が先細りの形状であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１３記載の溝形成装置は、回転軸に取付けられ被加工物を切削する切削刃を備える溝形成装置において、前記切削刃は、前記被加工物の基準平面を切削する基準平面切削用刃部と、前記基準平面に対して一定の深さを有する凹部又は一定の高さを有する凸部を切削する凹凸部切削用刃部とを一体的に有することを特徴とする。
【００２３】
請求項１４記載の溝形成装置は、請求項１３記載の溝形成装置において、前記切削刃を同心的に複数有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の溝形成方法によれば、単一の切削刃により、被加工物の基準平面を切削する基準平面切削ステップと、基準平面に対して一定の深さを有する凹部又は一定の高さを有する凸部を切削する凹凸部切削ステップとを同時に実行するので、切削刃が被加工物の両端部間を走行している間に消耗した場合であっても、基準平面に対する凹部の深さ又は基準平面に対する凸部の高さが常に一定となり、もって被加工物に一定の深さの溝を形成することができる。また、切削刃の移動面と被加工物の表面とを完全に平行にすることができない場合であっても、基準平面と基準平面に対して一定の深さを有する凹部又は一定の高さを有する凸部とが同時に切削されるので、切削刃の移動に伴う溝の深さの変化がなく、常に一定の深さの溝を形成することができる。
【００２５】
請求項２記載の溝形成方法によれば、基準平面ステップ及び凹凸部切削ステップから成る切削ステップを順次繰り返し実行するので、被加工物に一定の深さの溝を複数形成することができる。
【００２６】
請求項３記載の溝形成方法によれば、切削ステップは、基準平面と凹部又は凸部のいずれか一方とからなる一組の切削部を形成し、今回形成された一組の切削部が、前回形成された一組の切削部と隣接しているので、被加工物に複数の溝を効率よく形成することができる。
【００２７】
請求項４記載の溝形成方法によれば、今回形成された一組の切削部が、前回形成された一組の切削部の一部と重なるので、被加工物に複数の溝を所望の間隔で形成することができる。
【００２８】
請求項５記載の溝形成方法によれば、凹凸部切削ステップは、前記凹部又は前記凸部を複数切削するので、一回の工程で複数の溝を形成することができ、工程数を低減することができる。
【００２９】
請求項６記載の切削刃によれば、被加工物の基準平面を切削する基準平面切削用刃部と、基準平面に対して一定の深さを有する凹部又は一定の高さを有する凸部を切削する凹凸部切削用刃部とを一体的に有するので、切削刃が被加工物の両端部間を走行している間に消耗した場合であっても、基準平面に対する凹部の深さ又は基準平面に対する凸部の高さが常に一定となり、もって被加工物に一定の深さの溝を形成することができる。
【００３０】
請求項７記載の切削刃によれば、基準平面切削用刃部の外形寸法は凹凸部切削用刃部の外形寸法と異なるので、一定の深さの溝を形成することができる。
【００３１】
請求項８記載の切削刃によれば、基準平面切削用刃部外周面及び凹凸部切削用刃部の外周面の少なくとも一方が平面であるので、一定の深さの溝を確実に形成することができる。
【００３２】
請求項９記載の切削刃によれば、凹凸部切削用刃部は、基準平面切削用刃部に回転軸の軸心方向に隣接しているので、被加工物に複数の溝を効率よく形成することができる。
【００３３】
請求項１０記載の切削刃によれば、凹凸部切削用刃部は、基準平面切削用刃部の両側に配された一対の凹凸部切削用刃部から成るので、被加工物に複数の溝を更に効率よく形成することができる。
【００３４】
請求項１０記載の切削刃によれば、基準平面切削用刃部は、その外周面が前記回転軸の軸心に向かう方向に凹状であるので、使用用途に適した断面形状を有する凹部及び凸部を形成することができる。
【００３５】
請求項１１記載の切削刃は、凹凸部切削用刃部は、その断面が先細りの形状であるので、被加工物に断面が先細りの形状である溝を形成することができる。
【００３６】
請求項１２記載の溝形成装置によれば、切削刃は、被加工物の基準平面を切削する基準平面切削用刃部と、基準平面に対して一定の深さを有する凹部又は一定の高さを有する凸部を切削する凹凸部切削用刃部とを一体的に有するので、切削刃が被加工物の両端部間を走行している間に消耗した場合であっても、基準平面に対する凹部の深さ又は基準平面に対する凸部の高さが常に一定となり、もって被加工物に一定の深さの溝を形成することができる。
【００３７】
請求項１３記載の溝形成装置によれば、切削刃を同心に複数有するので、一回の工程で複数の溝を形成することができ、工程数を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００３９】
図１は、本発明の実施の形態に係る溝形成装置の構成を概略的に示す側面図である。
【００４０】
図１において、溝形成装置１は、ベース１０ａと、ベース１０ａに固定された垂直な支柱１０ｂと、装置本体１０に設けられ、平板上の被加工物Ａを固定する水平な固定台１１と、支柱１０ｂに垂直方向且つ水平方向に移動可能に取付けられた可動部１２と、可動部１２に回転自在に設けられた回転軸１３と、可動部１２に配され、回転軸１３をベルト（不図示）等を介して駆動する駆動装置１４と、回転軸１３に脱着可能に取付けられた回転切削刃２０とを備える。被加工物Ａは、例えば、電子線励起ディスプレイにおいて真空容器内に設けられるガラススペーサを作製するための母材ガラス（長尺上ガラス）である。
【００４１】
図２は、図１の回転切削刃２０の拡大断面図である。
【００４２】
図２において、回転切削刃２０は、円板形状を有し、長尺状ガラスの基準平面を切削する一対の表面切削用刃部（基準平面切削用刃部）２２ａ,２２ｂと、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂの間に配され、基準平面に対して一定の高さを有する凸部を切削する凸部切削用刃部（凹凸部切削用刃部）２１とを一体的に有する。回転切削刃２０は、例えば、外周縁部の表面にダイヤモンド粒子を焼き付けた金属から成る。
【００４３】
一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂは半径Ｒ１であり、凸部切削用刃部２１は、半径Ｒ１より大きい半径Ｒ２（Ｒ２＞Ｒ１）である。したがって、回転切削刃２０の外周縁部において、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂは凸部を形成し、凸部切削用刃部２１は凹部を形成する。これにより、一定の深さの溝を確実に形成することができる。
【００４４】
また、凸部切削用刃部２１は、その外周面が回転軸１３の軸心に向かう方向に凹状であり、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂは、その外周面が平面であり且つその外周縁部の断面が略矩形形状である。これにより、凹部の底部を平面に形成しつつ曲面を有する凸部を形成することができる。
【００４５】
回転切削刃２０の厚さは、例えば８ｍｍであり、凸部切削用刃部２１の半径Ｒ１は、例えば、１０２．１６ｍｍである。一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂの半径Ｒ２は、例えば、１０２．５ｍｍである。したがって、上記寸法の場合は、半径Ｒ１及び半径Ｒ２の差は０．３４ｍｍとなる。この半径Ｒ１及び半径Ｒ２の差を変更することにより、長尺状ガラスに所望の深さの溝を形成することができる。
【００４６】
図３は、図１の溝形成装置１を用いて長尺状ガラスに溝を形成する方法を説明する図である。
【００４７】
図３において、まず、所定の大きさに切断された長尺状ガラスを固定台１１に固定し、所定の深さの溝が長尺状ガラスに形成されるように、可動部１２を移動させることにより固定台１１に対する回転切削刃２０の高さを変更する。次に、回転切削刃２０を用いて、長尺状ガラスの基準平面を切削すると同時に基準平面に対して一定の高さを有する凸部を切削する。具体的には、長尺状ガラス上において回転切削刃２０をその接線方向に沿って移動させ、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂにより一対の溝３１ａ，３１ｂを切削すると共に凸部切削用刃部２１により凸部３２を切削する（図３（ａ））。これにより、基準平面となる一対の溝３１ａ，３１ｂと凸部３２とからなる一組の切削部が形成される。
【００４８】
次に、一対の溝３１ａ，３１ｂを切削する基準平面切削ステップ及び凸部３２を切削する凸部切削ステップから成る切削ステップを順次繰り返し実行する。具体的には、回転切削刃２０をその軸心方向に移動した後、前回の切削ステップにより切削された溝３１ｂに回転切削刃２０を隣接させた状態で今回の切削ステップを実行し、溝３１ｂと今回の切削ステップにより切削される溝３３ａとが一体化するように長尺状ガラスの表面を切削する（図３（ｂ））。さらに、回転切削刃２０を長尺状ガラスの長手方向に沿って移動させる。これにより、溝３１ｂと溝３３ａとが一体化してなる溝３４及び凸部３５が形成される（図３（ｃ））。さらに、長尺状ガラスの両端部間において上記切削ステップを繰り返し実行することにより、長尺状ガラスの表面に複数の凸部及び複数の溝が形成される。
【００４９】
次に、上記の溝形成方法を用いて形成された溝の深さのばらつきを以下のように測定した。
【００５０】
先ず、長さ５５０ｍｍの長尺状ガラスを準備し、表面の切削厚さを５０μｍ、凸部切削用刃部２１の半径Ｒ１及び一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂの半径Ｒ２の差を０．３４ｍｍとして、長尺状ガラスに長さ４５０ｍｍの溝３９本を形成した。次に、各溝の長手方向における中心位置と、該中心位置から両端部方向に１００ｍｍ離れた２つの位置との合計３箇所において溝深さを測定し、これを、３９本の溝全てにおいて測定し、計１１７箇所（３箇所／本×３９本）の測定位置における溝深さの値の平均値、最大値、及び最小値を求めた。尚、溝の深さの測定は、非接触３次元形状測定機を用いて行われた。
【００５１】
上記１１７箇所の測定位置における溝深さの平均値は０．３３８ｍｍであり、最大値は０．９ｍｍ、最小値は０．３３５ｍｍであった。したがって、上記の溝形成方法を用いることにより、長尺状ガラスに形成された溝深さのばらつきを極めて小さくすることができることが分かった。
【００５２】
本実施の形態によれば、回転切削刃２０は、長尺状ガラスの基準平面を切削する一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂと、基準平面に対して一定の高さを有する凸部を切削する凸部切削用刃部２１とを一体的に有するので、回転切削刃２０が長尺状ガラスの両端部間を走行している間に消耗した場合であっても、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂと凸部切削用刃部２１とがほぼ均一に消耗することにより基準平面に対する凸部の高さが常に一定となり、もって一定の深さの溝を形成することができる。また、回転切削刃２０の移動面と長尺状ガラスの表面とを完全に平行にすることができない場合であっても、基準平面と基準平面に対して一定の高さを有する凸部とが同時に切削されるので、回転切削刃２０の移動に伴う溝の深さの変化がなく、常に一定の深さの溝を形成することができる。
【００５３】
また、一対の溝３１ａ，３１ｂを切削する基準平面切削ステップ及び凸部３２を切削する凸部切削ステップから成る切削ステップを順次繰り返し実行するので、長尺状ガラスに一定の深さの溝を複数形成することができる。
【００５４】
本実施の形態では、回転切削刃２０は、長尺状ガラスの基準平面を切削する一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂと、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂの間に配され、基準平面に対して一定の高さを有する凸部を切削する凸部切削用刃部２１とを一体的に有するが、これに限るものではなく、長尺状ガラスの基準平面を切削する一対の表面切削用刃部と、一対の表面切削用刃部の間に配され、基準平面に対して一定の深さを有する凹部を切削する凹部切削用刃部２１とを一体的に有していてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では、回転切削刃２０は、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂと凸部切削用刃部２１とを一体的に有するが、これに限るものではなく、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂと凸部切削用刃部２１とがスペーサを介して固定されていてもよい。
【００５６】
さらに、本実施の形態では、凸部切削用刃部２１は、その外周面が回転軸１３の軸心に向かう方向に凹状であり、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂは、その外周面が平面であり且つその外周縁部の断面が略矩形形状であるが、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂの外周面及び凸部切削用刃部２１の外周面の少なくとも一方が平面であってもよい。これにより、一定の深さの溝を確実に形成することができる。
【００５７】
本実施の形態では、可動部１２を移動させることにより固定台１１に対する回転切削刃２０の高さを変更するが、これに限るものではなく、移動可能に設けられた固定台を移動させることにより回転切削刃２０に対する固定台の高さを変更してもよい。
【００５８】
また、本実施の形態では、長尺状ガラス上において回転切削刃２０をその接線方向に沿って移動させることにより、長尺状ガラス上に一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂにより一対の溝３１ａ，３１ｂ及び凸部３２を形成するが、これに限るものではなく、固定台１１又は長尺状ガラスを移動させることにより一対の溝３１ａ，３１ｂ及び突出部３２を形成してもよい。
【００５９】
本実施の形態では、長尺状ガラスの表面に溝を形成する際に回転切削刃２０を用いるが、これに限るものではなく、ガラス以外の他の材料、例えば金属や木材等から成る被加工物の表面に溝を形成する際にも回転切削刃２０を用いることが可能である。その場合、回転切削刃２０の材質は被加工物の材質等に応じて種々の材質が選択される。
【００６０】
さらに、本実施の形態では、回転切削刃２０は、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂと凸部切削用刃部２１とを一体的に有するが、表面切削用刃部と凸部切削用刃部とを有していればよく、又は表面切削用刃部と凹部切削用刃部とを有していればよい。したがって、切削刃は、本実施の形態における形状に限らず、以下に示すような様々な形状を取り得る。
【００６１】
図４は、図１の回転切削刃２０の変形例を示す部分断面図である。
【００６２】
図４（ａ）において、回転切削刃４０は、被加工物の基準平面を切削する表面切削用刃部４１と、表面切削用刃部４１と一体的に設けられ、基準平面に対して一定の深さを有する凹部を切削する凹部切削用刃部４２と、表面切削用刃部４１及び凹部切削用刃部４２の間に形成された曲面部４３を有する。
【００６３】
この場合、回転切削刃４０は、被加工物の基準平面を切削すると同時に基準平面に対して一定の深さを有する凹部を切削する。これにより、被加工物に基準平面と凹部とからなる一組の切削部が形成される。次に、上記基準平面を切削する基準平面切削ステップ及び上記凹部を切削する凹部切削ステップから成る切削ステップを順次繰り返し実行する。具体的には、回転切削刃４０をその軸心方向に移動した後、前回の切削ステップにより切削された凹部に回転切削刃４０を隣接させた状態で今回の切削ステップを実行する。これにより、複数の溝を一定の深さで形成することができる。また、前回の切削ステップにより切削された凹部と今回の切削ステップにより切削された基準平面とが隣接しているので、被加工物に複数の溝を効率よく形成することができる。
【００６４】
また、被加工物が曲面部４３により切削されるので、基準平面の端部を曲面に形成することができる。尚、回転切削刃４０は曲面部４３を有していなくてもよい。この場合は、基準平面の端部が平面に形成される。
【００６５】
尚、今回形成された一組の切削部が、前回形成された一組の切削部の一部と重なっていてもよい。具体的には、今回の切削ステップにより切削される凹部が、前回の切削ステップにより切削された基準平面上に形成される。これにより、複数の溝を所望の間隔で形成することができる。
【００６６】
また、他の変形例として、図４（ｂ）に示すように、回転切削刃５０は、被加工物の基準平面を切削する表面切削用刃部５１と、表面切削用刃部５１と一体的に設けられ、基準平面に対して一定の深さを有する凹部を切削する凹部切削用刃部５２と、表面切削用刃部５１及び凹部切削用刃部５２の間に形成された溝部５３とを有する。これにより、被加工物に溝を一定の深さで形成することができ、また、溝部５３が設けられることにより、表面切削用刃部５１の外周縁部の断面及び溝切削用刃部５２の外周縁部の断面を正確に矩形形状とすることができ、基準平面の端部を平面に形成することができる。
【００６７】
尚、回転切削刃５０は、表面切削用刃部５１に一体的に設けられる凹部切削用刃部５２を有するが、これに限るものではない。図４（ｃ）に示すように、回転切削刃５０の変形例としての回転切削刃６０は、被加工物の基準平面を切削する溝切削用刃部６１にスペーサ６３を介して同心的に固定される凹部切削用刃部６２を有する。これにより、被加工物に一定の深さの溝を形成することができる。
【００６８】
また、本実施の形態において、一対の表面切削用刃部２２ａ,２２ｂはその外周縁部の断面が略矩形形状であるが、これに限るものではない。図４（ｄ）に示すように、回転切削刃５０の変形例としての回転切削刃７０は、被加工物の基準平面を切削する表面切削用刃部７１と、表面切削用刃部７１に一体的に設けられ、基準平面に対して一定の深さを有する凹部を切削すると共にその断面が先細りの形状である凹部切削用刃部７２と、表面切削用刃部７１及び凹部切削用刃部７２の間に形成された溝部７３とを有する。また、図４（ｅ）に示すように、回転切削刃７０の変形例としての回転切削刃８０は、被加工物の基準平面を切削する表面切削用刃部８１と、表面切削用刃部８１にスペーサ８３を介して同心的に固定され、基準平面に対して一定の深さを有する凹部を切削すると共にその断面が先細りの形状である凹部切削用刃部８２とを有する。これにより、被加工物に一定の深さの溝を形成することができ且つ断面が先細りの形状である溝を形成することができる。
【００６９】
ここで、図４（ｅ）に示す回転切削刃８０を用いて、被加工物に溝を切削する例を以下に示す。
【００７０】
図５は、被加工物としての屈折率分布型ロッドレンズの配列用部材に溝を形成する方法を説明する図である。
【００７１】
図５において、まず、アルミニウム製配列用部材８５の基準平面８６を切削すると同時に基準平面８６に対して一定の深さを有する凹部８７を切削する。これにより、配列用部材８５に基準平面８６と凹部８７とからなる一組の切削部が形成される。次に、上記基準平面を切削する基準平面切削ステップ及び凹部８７の切削する凹部切削ステップから成る切削ステップを順次繰り返し実行する。具体的には、回転切削刃４０をその軸心方向に移動した後、今回の切削ステップにより切削される凹部を、前回の切削ステップにより切削された基準平面上に形成する。これにより、一定の深さの溝を複数形成することができる。また、一定の深さの溝を複数形成することにより、基準平面８６上における凹部８７の幅が一定となる。
【００７２】
上記方法を用いて、所定の厚さを有するアルミニウムブロックに溝を形成したところ、基準平面上における凹部の幅ｄが０．６ｍｍである凹部を等間隔に複数形成することができた。また、直径０．５７ｍｍのロッドレンズＬを各凹部に配列したところ、複数のロッドレンズの軸心を一定の高さに保つことができた。
【００７３】
尚、本実施の形態では、溝形成装置１は、回転軸１３に取付けられた回転切削刃２０を有するが、これに限るものではなく、回転切削刃２０を同心的に複数有していてもよい。これにより、一回の工程で複数の溝を形成することができ、工程数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態に係る溝形成装置の構成を概略的に示す側面図である。
【図２】図１の回転切削刃の拡大断面図である。
【図３】図１の溝形成装置を用いて長尺状ガラスに溝を形成する方法を説明する図である。
【図４】図１の回転切削刃の変形例を示す部分断面図である。
【図５】被加工物としての屈折率分布型ロッドレンズの配列用部材に溝を形成する方法を説明する図である。
【図６】従来の機械的な切削加工を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  溝形成装置
１０  装置本体
１１  固定台
１２  可動部
１３  回転軸
１４  駆動装置
２０  回転切削刃
２１  凸部切削用刃部
２２ａ，２２ｂ  一対の表面切削用刃部
【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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