(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位凹凸形状を１次元又は２次元方向に規則的な規則周期を持って形成してなる賦型シートの製造に用いる、賦型シート用成形型の製造装置であって、
被切削材に対して切削深さ方向及び／又は送り方向に相対的に移動する刃物台に、前記被切削材を谷形状に切削する断面形状が略三角形の第１の切削工具と前記被切削材を谷形状に切削する断面形状が略三角形で前記第１の切削工具と同一形状の第２の切削工具とが装着された切削工具
を備え、
前記第１の切削工具は、前記第２の切削工具よりも先に送られる位置にあり、
かつ、前記第１の切削工具と前記第２の切削工具の送り方向の距離をＹ、前記第１及び第２の切削工具の送り方向の規則周期をＰ、１以上の整数をｎとしたとき、
Ｙ＝ｎＰの関係にあり、
しかも、後に送られる前記第２の切削工具は、先に送られる前記第１の切削工具が切削した位置と同じ谷形状の位置をトレースすること、
を特徴とする賦型シート用成形型の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリズムシート、レンズシートなどの比較的微細であって、規則的な凹凸形状を有する賦型シートを製造するために使用される、賦型シート用成形型の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリズムシート、レンズシートなどの比較的微細であって、規則的な凹凸形状を有する賦型シートの成形時に使用する成形型を作製の際には、賦型シート形状が微細形状であるため、旋盤による円筒形状の成形型の切削加工では、１つの切削チップを備えた１つのバイトにより、切削をスパイラル状に連続的に行うなどして、位置精度を保つようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の製造装置は、１つのバイトを使用して切削を連続して行うので、切削チップが摩耗したり、破損するなどの切削チップの耐久性上の問題が生じ、成形型を精度良く製造するのは難しかった。特にプリズムシートなどの微細で鋭い凹凸を持つ賦型シート用の成形型には、賦型シートの製造上の理由から強い耐刷性が要求されるので、成形型に用いられる素材は、硬度が高い難削材が望ましいが、前述したように、このような素材を加工することは難しかった。
【０００４】
図４は、従来の製造装置による難削材の加工方法を示した図である。
バイト１は、シャンク１ｃに切削チップ１ａを備え、刃物台３に固定される。成形型素材４は、難削材であり、旋盤に取り付けられ回転する。成形素材４の切削溝４Ｖ1 から切削を開始し、図中の矢印Ｆに示す送り方向へ刃物台３が送られることで、切削溝４Ｖ1 ，４Ｖ2 と加工を進めていく。しかし、成形型素材４が難削材であるために切削チップ１ａの先端も削れてしまい（１ａ−２）、加工後半の切削溝４Ｖ(n-1) ，４Ｖn まで来ると、本来必要な切削溝の形状（４Ｖ1 等）が加工できなくなる。
【０００５】
また、従来の製造装置では、微細な凹凸形状が１つの単純形状の繰り返しである規則周期であるときは加工できた素材であっても、２つ以上の単純形状の繰り返しであるときは、数回に分けて加工を行ったり、毎回バイトを変更するなどの必要があり、工作精度が低下する上、加工にかかる時間、手間も多くかかり、成形型の価格が数倍になっていた。
【０００６】
図５は、従来の製造装置による２つ以上の単純形状の繰り返しである成形型５の加工方法を示した図である。
加工は、谷Ａを、切削チップ１ａを備えたバイト１を用いて行い、次に残った谷Ｂを、切削チップ２ａを備えたバイト２に交換して行う。このような工程により加工を行うと、バイトの交換による取り付け誤差、加工の繰り返しによる送り方向の送り量や位置、切削深さ方向の切削量などの誤差が積算し、加工された成形型の寸法精度が落ち、この成形型５によって成形されるプリズムシートなどの光学特性も、ねらいの特性を満足する事が難しく、また、成形型５の加工にかかる工数が倍増するので、成形型５の価格も数倍になってしまっていた。
【０００７】
本発明の課題は、難削材であっても精度良く加工ができ、単位凹凸形状が２以上の単純形状の組み合わせであっても短時間で精度良く加工ができる、賦型シート用成形型の製造装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、請求項１の発明は、複数の単位凹凸形状を１次元又は２次元方向に規則的な規則周期を持って形成してなる賦型シートの製造に用いる、賦型シート用成形型の製造装置であって、被切削材（２０）に対して切削深さ方向及び／又は送り方向に相対的に移動する刃物台（１３）に、前記被切削材を谷形状に切削する断面形状が略三角形の第１の切削工具（２１ａ）と前記被切削材を谷形状に切削する断面形状が略三角形で前記第１の切削工具と同一形状の第２の切削工具（２１ｂ）とが装着された切削工具（２１）を備え、前記第１の切削工具は、前記第２の切削工具よりも先に送られる位置にあり、かつ、前記第１の切削工具と前記第２の切削工具の送り方向の距離をＹ、前記第１及び第２の切削工具の送り方向の規則周期をＰ、１以上の整数をｎとしたとき、Ｙ＝ｎＰの関係にあり、しかも、後に送られる前記第２の切削工具は、先に送られる前記第１の切削工具が切削した位置と同じ谷形状の位置をトレースすること、を特徴とする賦型シート用成形型の製造装置である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による賦型シート用成形型の製造装置の第１実施形態を説明する図である。なお、以下に記す実施形態の説明において、前述した部位と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第１実施形態は、賦型シート表面の凹凸の断面形状が２種類の略三角形状を組み合わせたものの連続であるプリズムシートを成形するための成形型の製造装置及び製造方法であり、具体的には旋盤加工における切削工具であるバイトの、特にシャンクへの切削チップの取り付けに関するものである。
【００２２】
成形型１０は、切削前は、シリンダ状の銅製ブランクであり、これを図示しない旋盤で回転させながら切削することで、必要な微細凹凸形状を表面に作製する。
【００２３】
バイト１１は、シャンク１１ｃに切削チップ１１ａ，１１ｂを備え、そのシャンク１１ｃで刃物台１３に固定される。切削チップ１１ａの形状は、切削する成形型１０の深い谷形状（１０Ｖ1 ，１０Ｖk ，１０Ｖ(k+2) 等）に合った形状である。切削チップ１１ｂの形状は、切削する成形型１０の浅い谷形状（１０Ｖ2 ，１０Ｖ(k-1) ，１０Ｖ(k+1) 等）に合った形状である。
【００２４】
図２は、第１実施形態により製造された成形型１０で成型されるプリズムシートの拡大斜視図である。
プリズムシート１５は、大小２種類の山の組み合わせが規則的につながったものであり、山の頂点の位置差Ｚ＝３０μｍ、左右差ｍ＝２５μｍ、規則周期Ｐ＝５０μｍである。
【００２５】
図１に戻って、成形型１０は、プリズムシート１５の型であるので、Ｚ，Ｐ等の各寸法もプリズムシート１５と等しい。なおここでは、簡単のため、プリズムシートの成形後の収縮などについては、考慮しないこととする。
【００２６】
切削チップ１１ａと切削チップ１１ｂとの間隔Ｙは、ｍが０＜ｍ＜Ｐで、ｎを１以上の整数とすると、Ｙ＝ｎＰ＋ｍ  の関係になるように固定される。
【００２７】
ここでは、ｎ＝１００，ｍ＝２５μｍとし、Ｐ＝５０μｍなので、Ｙ＝５０２５μｍである。よって、Ｙ＝５０２５μｍ，Ｚ＝３０μｍとなるように切削チップ１１ａと切削チップ１１ｂをシャンク１１ｃに固定した。また、固定の位置精度は±１μｍとした。
【００２８】
切削は、バイト１１を固定した刃物台１３を矢印Ｆの方向へ一定速度で送りながら、成形型１０を回転させることにより、スパイラル状に行った。送り速度は、成形型１０が一回転すると規則周期Ｐと同量送られるように設定した。切削チップ１１ａは、切削チップ１１ｂよりも先に送られるので、切削チップ１１ａによって、深い谷形状の切削が１０Ｖ1 ，…，１０Ｖk ，１０Ｖ(k+2) の順番でまず行われる。次に、１００．５Ｐ（５０２５μｍ）遅れた位置に固定された切削チップ１１ｂによって、浅い谷形状の切削が、１０Ｖ2 ，…，１０Ｖ(k-1) ，１０Ｖ(k+1) の順番で行われる。
【００２９】
このように、第１実施形態では、形状の異なる２つの単純形状を組み合わせた凹凸形状を有する成形型１０を加工する製造装置として、それぞれの谷形状に合った形状の２つの切削チップを成形型１０の形状に合わせてシャンク１１ｃに固定したので、成形型１０の谷形状を正確に切削することができ、また、加工を一度に行うことができ、切削時間が短縮され、製造価格を下げることができる。
【００３０】
（第２実施形態）
図３は、本発明による賦型シート用成形型の製造装置の第２実施形態を説明する図である。
【００３１】
成形型２０の素材は、難切削材であるＮｉ−Ｐ製のシリンダであり、これを図示しない旋盤で回転させながら切削することで、必要な微細凹凸形状を表面に作製する。
【００３２】
バイト２１は、シャンク２１ｃに切削チップ２１ａ，２１ｂを備え、そのシャンク２１ｃで刃物台１３に固定される。切削チップ２１ａの形状は、切削チップ２１ｂの先端をＣ＝２μｍカットした形状である。切削チップ２１ｂの形状は、切削する成形型２０の浅い谷形状（２０Ｖ1 ，２０Ｖ2 等）に合った形状で、具体的には、頂角６０度の鋭角三角形である。
【００３３】
第２実施形態で製造する成形型２０は、頂角６０度の鋭角三角形が連続した、単純なプリズムシート用の成形型で、規則周期Ｐ＝５０μｍである。
【００３４】
切削チップ２１ａと２１ｂは、ともにシャンク２１ｃに固定されており、その間隔Ｙは、ｎを１以上の整数とすると、Ｙ＝ｎＰの関係になるように固定される。
【００３５】
ここでは、ｎ＝１００とし、Ｐ＝５０μｍなので、Ｙ＝５０００μｍである。よって、Ｙ＝５０００μｍとなる間隔に固定し、深さ方向は、Ｚ＝５μｍとなるように切削チップ２１ａと２１ｂをシャンク２１ｃに固定した。また、固定の位置精度は±１μｍとした。
【００３６】
切削は、第１実施形態と同様にして行った。送り速度は、成形型２０が一回転すると規則周期Ｐと同量送られるように設定した。第２実施形態では、切削チップ２１ａ，２１ｂの間隔が規則周期Ｐの整数倍であるため、切削チップ２１ｂは、切削チップ２１ａが切削した位置と同じ位置をトレースしながら、さらに深く、鋭く切削する。このとき既に切削チップ２１ａが２０Ｖk ，２０Ｖ(k+1) の形状に切削しているので、切削チップ２１ｂにかかる負担は軽減される。よって、難削材を素材とする成形型２０であっても、加工途中で切削チップ先端が摩耗したり、破損するなどの耐久性上の問題が生じない。
【００３７】
このように、第２実施形態では、同一の凹凸形状を有する成形型２０を加工する製造装置として、谷形状に合った形状の２つの切削チップのうち、一方の先端を平坦な形状にしたものを、シャンク２１ｃに固定したので、素材が難削材であっても、切削チップ先端が摩耗したり、破損するなどの耐久性上の問題を生じずに、成形型２０の谷形状を正確に切削することができる。また、加工を一度に行うことができるので、切削時間が短縮され、製造価格を下げることができる。
【００３８】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
【００３９】
（１）  各実施形態において、バイトは切削チップを備えた例を示したが、これに限らず、たとえば、シャンク部分と切削チップ部分が一体のバイトであってもよい。
【００４０】
（２）  各実施形態において、２以上の別々の切削チップを同一のシャンクに装着し、刃物台に固定する例を示したが、これに限らず、たとえば、複数のバイトを１つの刃物台に固定してもよい。
【００４１】
（３）第２実施形態において、はじめに先端をカットした切削チップ２１ａを使用する例を示したが、これに限らず、たとえば、同一形状の切削チップを複数使用すると、先に送られる切削チップが摩耗しても、後に送られる切削チップによって正しい形状が切削されるので、同様な効果が得られる。また、はじめに先端を丸めた切削チップを用いても、同様な効果が得られる。
【００４２】
（４）  各実施形態において、切削をスパイラル状に行う例を示したが、これに限らず、たとえば、各谷が独立しているものを順番に加工してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、同一の刃物台に固定された、被切削材を谷形状に切削する断面形状が略三角形の第１の切削工具と、被切削材を谷形状に切削する断面形状が略三角形で第１の切削工具と同一形状の第２の切削工具とを使用して切削を行うので、切削工具の刃先が摩耗したり、破損するなどの耐久性上の問題が生じず、連続して加工を行えるので、切削形状を正確にすることができる。
【００４５】
本発明によれば、この賦型シート用成形型の製造装置は、プリズムシート用であるので、プリズムシート用成形型の形状を正確にし、低価格で提供できる。
【００４６】
本発明によれば、第１の切削工具は、第２の切削工具よりも先に送られる位置にあるので、複数の切削を同時に行うことができ、複数の加工を連続的に行うことができる。
【００５０】
本発明によれば、第１の切削工具及び第２の切削工具は、断面形状が略三角形であり、その先端形状が鋭利な形状であるので、複数のプリズム形状などを有する賦型シート用成形型の製造を精度よく短時間で行える。
【００５２】
本発明によれば、第１の切削工具と第２の切削工具の送り方向の距離をＹ、前記第１及び第２の切削工具の送り方向の規則周期をＰ、１以上の整数をｎとしたとき、Ｙ＝ｎＰの関係にあるので、第２の切削工具は、第１の切削工具が切削した位置を正確にトレースすることができる。
【００５４】
本発明によれば、同一の工具台に固定され、被切削材を切削する第１の切削工具と、第２の切削工具とを使用して切削を行うので、切削工具の刃先が摩耗したり、破損するなどの耐久性上の問題が生じず、連続して加工を行えるので、切削形状を正確にすることができる。
【００５５】
本発明によれば、第１の切削工具と、第２の切削工具を同時に、被切削材に対して切削深さ方向及び／又は送り方向に移動させて加工を行うので、切削工具の先端が摩耗したり、破損するなどの耐久性上の問題が生じず、連続して加工を行えるので、切削形状を正確にすることができる。また、複数の形状を同時に加工することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する図である。
【図２】第１実施形態の成形型で成型するプリズムシートの拡大斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態を説明する図である。
【図４】従来技術を説明する図である。
【図５】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１，２，１１，２１  バイト
１ａ，２ａ，１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ  切削チップ
１ｃ，２ｃ，１１ｃ，２１ｃ  シャンク
３，１３  刃物台
４，５，１０，２０  成形型
１５  プリズムシート
【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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