(57)【要約】 【課題】  切断面が鏡面状にすることができる切断加工用バイト、切断加工装置および切断方法を提供する。【解決手段】  バイト１は、粗加工刃を有する複数のインサート２〜９と、仕上げ加工刃を有する複数のインサート１０，１１とを備え、各インサート２〜１１の切刃の刃先は、加工方向Ｘに沿った略同一線上に配置されており、複数の切刃においては、加工方向上流側に配置された切刃は加工方向下流側に配置された切刃よりも加工深さが大きく、仕上げ加工刃の加工幅は、粗加工刃の加工幅より大きく設定される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被加工体の切断に用いられ、複数の切刃を有する切断加工用バイトであって、
複数の切刃のうち少なくとも１つの切刃は、粗加工刃であり、
複数の切刃のうち少なくとも１つの切刃は、仕上げ加工刃であり、
前記複数の切刃の刃先は、予め定める加工方向に沿った略同一線上に配置されており、
前記複数の切刃においては、加工方向上流側に配置された切刃は加工方向下流側に配置された切刃よりも加工深さが大きく、
仕上げ加工刃の加工幅は、粗加工刃の加工幅より大きいことを特徴とする切断加工用バイト。
【請求項２】
板状の被加工体の切断に用いられ、複数の切刃を有する切断加工用バイトであって、
複数の切刃のうち少なくとも２つの切刃は、粗加工刃兼仕上げ加工刃であり、
前記複数の切刃の刃先は、予め定める加工方向に沿った略同一線上に配置されており、
前記複数の切刃においては、加工方向上流側に配置された切刃は加工方向下流側に配置された切刃よりも加工深さが大きいことを特徴とする切断加工用バイト。
【請求項３】
複数の切刃のうち加工方向最後方に配置された切刃は、被加工体の切断面と被加工体の厚み方向両面とがなす角度が略直角になるような刃先形状を有することを特徴とする請求項１または２記載の切断加工用バイト。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の切断加工用バイトを、被加工体に対して、１回相対的に変位させることによって、被加工体を切断することを特徴とする切断方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の切断加工用バイトと、
前記切断加工用バイトを保持固定する固定手段と、
前記切断加工用バイトの刃先高さを調整する調整手段と、
被加工体を保持固定するステージと、
前記切断加工用バイトとステージとを相対的に変位させる変位手段とを有することを特徴とする切断加工装置。
【請求項６】
前記ステージは、加工方向に略垂直な軸線まわりに角変位可能であることを特徴とする請求項５に記載の切断加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の被加工体の切断に関し、鏡面状の切断面を得るための切断加用バイト、切断加工装置、切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、導光板は射出成型により製造されているが、製造効率をアップするため、大型サイズの板材から所望サイズの板を切り出して導光板を得る方法が考えられる。この場合、切断面が入光面または反射面となるので、切断面を成型品と同等の鏡面状に仕上げる必要がある。従来の技術の切断方法として、切断部の所定深さまで切断刃の刃先を入れ、その切断刃の刃先を支点として曲げを加えることで割断して鏡面を得る方法が開示されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−９６２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の従来の技術の切断方法では、曲げ力を与えているので、断面にうねりが発生するなどして切断面の状態が不安定になるという問題があった。
【０００５】
したがって本発明の目的は、切断面が鏡面状にすることができる切断加工用バイト、切断加工装置および切断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、板状の被加工体の切断に用いられ、複数の切刃を有する切断加工用バイトであって、
複数の切刃のうち少なくとも１つの切刃は、粗加工刃であり、
複数の切刃のうち少なくとも１つの切刃は、仕上げ加工刃であり、
前記複数の切刃の刃先は、予め定める加工方向に沿った略同一線上に配置されており、
前記複数の切刃においては、加工方向上流側に配置された切刃は加工方向下流側に配置された切刃よりも加工深さが大きく、
仕上げ加工刃の加工幅は、粗加工刃の加工幅より大きいことを特徴とする切断加工用バイトである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、切断加工用バイトは、複数の切刃のうち、粗加工刃と仕上げ加工刃とを有する。各切刃の刃先は、加工方向に沿った略同一線上に配置されている。また複数の切刃においては、加工方向上流側に配置された切刃は加工方向下流側に配置された切刃よりも加工深さが大きく設定される。したがって切断加工バイトを加工方向にそって変位させると、各切刃が順次、被加工体の同一部分を徐々に深さが大きくなるように切削する。また仕上げ加工刃の加工幅は、粗加工刃の加工幅より大きく設定される。これによって粗加工刃によって加工された切断面を、仕上げ加工刃によって、切削することができるので、切断面を平滑にすることができる。このような切断加工用バイトを用いることによって、被加工体とバイトを１回相対的に走査することで、被加工体を切断することが可能であり、さらに平滑な切断面を確実に得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明の実施の一形態の切断加工バイト１を示す正面図である。図２は、切断加工バイト１を示す斜視図である。切断加工バイト１（以下、「バイト１」ということがある）は、複数のインサート２〜１１と、各インサート２〜１１を保持固定するホルダ１２とを含んで構成される。各インサート２〜１１は、それぞれホルダ１２に対して位置決めピン１３ａを通して位置決めされた上でボルト１４ａによって固定されている。またホルダ１２には、バイト１を後述する切断加工装置１５（図５参照）に固定するための保持部１６が位置決めピン１３ｂを通して位置決めされた上でボルト１４ｂによって固定されている。このようなバイト１によって、板状の被加工体、本実施の形態では導光体などの樹脂板材１７を厚み方向に沿った切断面１８となるように切断する。
【０００９】
図３は、加工方向Ｘ下流側から見た各インサート２〜１１の刃先の形状と樹脂板材１７への切り込み状態を示す側面図である。バイト１は、予め定める加工方向Ｘに沿って、複数のインサート２〜１１が１列に設けられる。バイト１は、複数、本実施の形態では１０個のインサート２〜１１が着脱自在に設けられる。以下、１０個のインサート２〜１１の内、最も加工方向Ｘ下流側にあるインサート２を第１インサート２と称し、加工方向Ｘ上流側に向かって、順次、第２インサート３〜第１０インサート１１と称する。本実施の形態では、３つのグループのインサート２〜１１がそれぞれバイト１に装着される。図３（ａ）は、第１グループのインサート２〜４である第１インサート２〜第３インサート４を示し、図３（ｂ）は、第２グループのインサート５〜９である第４インサート５〜第８インサート９を示し、図３（ｃ）は、第３グループのインサート１０，１１である第９インサート１０および第１０インサート１１を示す。
【００１０】
各インサート２〜１１は、それぞれ切刃１９を有する。したがってバイト１は、複数の切刃１９を有する。また各インサート２〜１１の切刃１９の刃先は、加工方向Ｘに沿った略同一線（用語「略同一線」は同一線を含む）上に配置される。本実施の形態では、少なくとも各グループのインサート２〜１１では、切刃１９の刃先は、加工方向Ｘに沿った略同一線上に配置される。
【００１１】
第１グループのインサート２〜４は、粗加工刃を有する。第１グループのインサート２〜４である第１インサート２〜第３インサート４は、図３（ａ）に示すように、所謂剣バイト状の両刃の刃先形状を有しており、その刃幅Ｗ１はそれぞれ等しい。第１インサート２〜第３インサート４の刃の側面は、切断すべき樹脂板材１７の厚み方向両面（以下、「上底面」ということがある）に対して直角を成す形状を有している。さらに、図１に示すように、第１インサート２〜第３インサート４では、加工方向Ｘ上流側に配置された切刃１９は加工方向Ｘ下流側に配置された切刃１９よりも加工深さが大きくなるよう、一定の深さ寸法ｈごとに順に刃先高さが低い。したがって第１グループのインサート２〜４では、第１インサート２は、最も加工深さが小さく、第３インサート４が最も加工深さが大きい。
【００１２】
第２グループのインサート５〜９は、粗加工刃を有する。第２グループのインサート５〜９である第４インサート５〜第８インサート９は、図３（ｂ）に示すように、左右対称の鋭角部分を形成するようにＶ字の溝が形成された刃先形状を有しおり、その刃幅Ｗ２はそれぞれ等しい。第４インサート５〜第８インサート９の刃の側面は、切断すべき樹脂板材１７の上底面に対して直角を成す形状を有している。また第１グループのインサート２〜４の刃幅Ｗ１と、第２グループのインサート５〜９の刃幅Ｗ２とは、略等しくなるように設定される。
【００１３】
さらに、図１に示すように、第４インサート５〜第８インサート９では、加工方向Ｘ上流側に配置された切刃１９は加工方向Ｘ下流側に配置された切刃１９よりも加工深さが大きくなるよう、一定の深さ寸法ｈごとに順に刃先高さが低い。したがって第２グループのインサート５〜９では、第４インサート５は、最も加工深さが小さく、第８インサート９が最も加工深さが大きい。また第４インサート５の刃先高さは、第１インサート２の刃先高さと略等しく設定され、第６インサート７の刃先高さは、第２インサート３の刃先高さと略等しく設定され、第６インサート７の刃先高さは、第３インサート４の刃先高さと略等しく設定される。第７インサート８および第８インサート９は、加工方向Ｘ下流側にある第６インサート７の刃先に対して、順次深さ寸法ｈごとに加工深さが大きくなっている。
【００１４】
第３グループのインサート１０，１１は、仕上げ加工刃を有する。第３グループのインサート１０，１１である第９インサート１０および第１０インサート１１は、図３（ｃ）に示すように、所謂片刃バイトであり、第９インサート１０の切刃１９と第１０インサート１１の切刃１９とは、互い違いに配置される。第９インサート１０および第１０インサート１１は、加工方向Ｘに対して、左右対称形状であり、夫々の傾斜面が内側に来るように配置されている。第９インサート１０および第１０インサート１１の切刃１９は、切断すべき樹脂板材１７の上底面に対して略直角を成す刃先形状を有している。第９インサート１０および第１０インサート１１は、切刃１９の間隔Ｗ３が第４インサート５〜第８インサート９の刃幅Ｗ２よりわずかに大きくなるように設定される。また第９インサート１０および第１０インサート１１の刃先高さは、第８インサート９と略等しく設定される。
【００１５】
次に、インサート２〜１１の材料に関して説明する。第１インサート２〜第８インサート９の材料は、ステンレススチールおよび高速度工具鋼など一般に工具に使用される金属材料であれば特に限定するものではない。第９インサート１０および第１０インサート１１の材料は、金属製の本体（ステンレススチールおよび高速度工具鋼など一般に工具に使用される金属材料であれば特に材料を限定するものではない）の刃先部分にダイヤモンド製の刃先が固着されている。
【００１６】
図４は、インサート２〜１１と樹脂板材１７との関係を説明するための正面図である。図４に示すように、切断すべき樹脂板材１７の厚みｔと、第１インサート２の樹脂板材１７に対する切込み量ｚと、第１インサート２の刃先と第８インサート９〜第１０インサート１１の刃先の高さ間隔ｈ０とした場合、（ｚ＋ｈ０）＞ｔの関係を満たす様に刃先高さ間隔ｈは設定される。したがって粗加工刃を有する第１インサート２〜第３インサート４のうちの、少なくとも１つは加工深さが樹脂板材１７の板厚未満に設定され、仕上げ加工刃を有する第９インサート１０および第１０インサート１１の少なくとも１つは加工深さが板厚以上に設定される。
【００１７】
次に、図３を用いてバイト１による樹脂板材１７の切断プロセスについて説明する。なお、ここで、バイト１は樹脂板材１７に対して適正な高さに固定されているものとする。
【００１８】
図２に示すように、樹脂板材１７に対してバイト１を加工方向Ｘに走査すると、まず、第１グループのインサート２〜４である第１インサート２〜第３インサート４が順に樹脂板材１７に切り込まれる。第１インサート２〜第３インサート４の刃先高さは、加工方向Ｘについて加工方向Ｘ上流側に向かって深さ寸法ｈずつ順に大きくなっているので、図３（ａ）に示すように樹脂板材１７にＶ字溝を形成するように切削が進行する。
【００１９】
次に、第１グループのインサート２〜４の加工方向Ｘ上流側に配置される第２グループのインサート５〜９である第４インサート５〜第８インサート９が順に切り込まれる。図３（ｂ）に示すように、第４インサート５〜第８インサート９は、左右対称の鋭角部分を形成するようにＶ字の溝が形成された刃先形状を有しており、第４インサート５〜第８インサート９の外側の切刃１９と樹脂板材１７の上底面とが直角を成しているので、垂直な切断面１８を形成すると共に、山型の切り残し部２０を形成するように切削が進行する。なお、第８インサート９が樹脂板材１７上を走査し切った時点で、実質的に樹脂板材１７の切断は完了している。
【００２０】
次に、第２グループのインサート５〜９の加工方向Ｘ上流側に配置される第３グループのインサート１０，１１である第９インサート１０および第１０インサート１１が樹脂板材１７に切り込まれる。第９インサート１０の切刃１９と第１０インサート１１の切刃１９の間隔Ｗ３は、第４インサート５〜第８インサート９の刃幅Ｗ２よりも大きく、図３（ｃ）に示すように、第４インサート５〜第８インサート９によって加工された加工面を１回の走査で全て除去することができる。さらに、第９インサート１０および第１０インサート１１の刃先はダイヤモンド製であり非常に平滑な切れ刃を有するので、第９インサート１０および第１０インサート１１によって切削された切断面１８も鏡面に近い平滑面となる。なお、第９インサート１０および第１０インサート１１の刃先の高さは、第８インサート９と略同一であるため厚み方向の切り込みはない。
【００２１】
前述のようにバイト１を樹脂板材１７に対して所定寸法の切り込み寸法で走査にすることによって、以上の切断プロセスで切削加工が進行するので、樹脂板材１７に対してバイト１を１回走査させることで樹脂板材１７を切断することが可能で、かつ、平滑な切断面１８を得ることが可能である。
【００２２】
本実施の形態のバイト１では、粗加工用のインサート２〜９である第１インサート２〜第８インサート９と、仕上げ加工用のインサート１０，１１である第９インサート１０および第１０インサート１１を組み合わせたバイト１について述べたが、全てのバイト１を仕上げ用のバイト１としても良い。この場合、全てのバイト１の刃幅を同一寸法としてもよい。また粗加工刃兼仕上げ加工刃を有するインサートを複数用いてもよい。さらに、バイト１の刃先形状、およびバイト１の数や構成は、バイト１を樹脂板材１７に対して１回走査することにより切断することが可能で、かつ、平滑な切断面１８を得ることが可能な構成であれば特に限定するものではない。
【００２３】
次に、前述のバイト１を備える切断加工装置１５に関して説明する。図５は、バイト１を備える切断加工装置１５を示す正面図である。図６は、切断加工装置１５の動作を示す斜視図である。切断加工装置１５は、主に、樹脂板材１７を吸着保持するワークステージ２１、複数のバイト１、前記複数のバイト１を保持固定するバイト固定手段２２、バイト固定手段２２をワークステージ２１に対して上下動させる上下動手段２３、バイト固定手段２２を樹脂板材１７に対して走査する工具走査手段２４、工具走査手段２４を保持する装置フレーム２５、ワークステージ２１を水平面内で所望角度回転させるワークステージ回転手段２６、ワークステージ２１およびワークステージ回転手段２６を載置固定する装置ベース２７、切り屑を除去する切り屑除去手段２８（図６参照、実際には各バイト１に対応する切り屑除去手段２８が取り付けられているが、ここでは全ての図示は省略）、装置の動作を制御する制御部２９とを含んで構成されている。
【００２４】
バイト固定手段２２は、固定手段であって、夫々のバイト１間隔を調整可能な機構を有している。ワークステージ２１は、ワーク位置決め手段を有し、ワークステージ２１に対して樹脂板材１７を位置決めしたうえで樹脂板材１７を真空吸着により保持固定する機構を有している。ここでは、樹脂板材１７の保持を真空吸着としているが、その固定方法は特に限定するものではなく、静電吸着や、機械的なクランプであっても良い。
【００２５】
樹脂板材１７は、図３に示すように、樹脂板材１７とのワークステージ２１側に貼り付けられた粘着剤付保護フィルム１７ａとを含み、バイト１の刃先を樹脂板材１７の厚み以上に深く切り込んでもワークステージ２１に刃先が接触しない構成となっている。
【００２６】
上下動手段２３は、調整手段であって、その機構としては、エアシリンダ、あるいは電動シリンダなどを使用することが考えられるが、使用する機械要素は特に限定するものではない。工具走査手段２４は、変位手段であって、その機構としては、モーターとボールねじと直動ガイドを利用したものや、モーターとタイミングベルトと直動ガイドを利用したもの、リニアモーターを利用したものなどが考えられるが、使用する機械要素は特に限定するものではない。ワークステージ回転手段２６は、ワークステージ２１を加工方向Ｘに略垂直な軸線まわりに角変位可能であり、その機構としてはモーターを利用したものや、エアにより駆動するロータリーアクチュエーターを利用したものなどが考えられるが、使用する機械要素は特に限定するものではない。
【００２７】
次に、図６を用いて切断加工装置１５の動作について説明する。まず、図６（ａ）に示すように、上下動手段２３が作動しバイト固定手段２２に保持されたバイト１を初期位置から加工位置まで下降させる。加工位置は、予めセッティングすることが可能である。このとき、バイト１は工具走査手段２４が作動しても樹脂板材１７に干渉しない位置に保持されている。
【００２８】
次に、図６（ｂ）に示すように、工具走査手段２４が作動しバイト１を構成する全てのバイト１が樹脂板材１７上を通過するまでバイト１を加工方向Ｘへ走査させる。この走査距離は予めセッティングすることが可能となっている。この間、各バイト１近傍に設けられた切り屑除去手段２８が作動し、発生する切り屑を吸引除去する。以上の動作により第１の加工方向Ｘについての樹脂板材１７の分断は完了する。
【００２９】
次に、図６（ｃ）に示すように、上下動手段２３が作動しバイト１とを樹脂板材１７に干渉しない位置まで上昇させた後、工具走査手段２４が作動し、バイト１を初期位置へと回帰させる。同時に、ワークステージ回転手段２６が作動し、ワークステージ２１を水平方向に９０度角変位させる。
【００３０】
次に、図６（ｄ）に示すように、上下動手段２３が作動し、バイト１を初期位置から加工位置まで下降させる。加工位置は予めセッティングすることが可能である。このとき、バイト１は工具走査手段２４が作動しても樹脂板材１７に干渉しない初期位置に保持されている。
【００３１】
次に、図６（ｅ）に示すように、工具走査手段２４が作動し、バイト１が樹脂板材１７上を通過するまでバイト１を加工方向Ｘへ走査させる。この間、各バイト１近傍に設けられた切り屑除去手段２８が作動し、発生する切り屑を吸引除去する。以上の動作により第２の加工方向Ｘについての樹脂板材１７の分断は完了する。
【００３２】
次に、図６（ｆ）に示すように、上下動手段２３が作動しバイト１を樹脂板材１７に干渉しない位置まで上昇させた後、工具走査手段２４が作動しバイト１を初期位置へと回帰させる。同時に、ワークステージ回転手段２６が作動し、ワークステージ２１を水平方向に９０度角変位させる。
【００３３】
以上の動作によって樹脂板材１７を所望サイズに個片化することが可能である。
したがって切断加工装置１５によって、樹脂板材１７を短時間で複数の短冊状に切断することが可能であり、さらに平滑な切断面１８を確実に得ることが可能である。また切断加工装置１５によると、大型サイズの樹脂板材１７を高効よく所望サイズに個片化することが可能であるとともに、高品位な切断面１８を得ることが可能である。
【００３４】
ここでは、第１の加工方向Ｘと第２の加工方向Ｘとは、同一のバイト１によって切断加工したが、第１の加工方向Ｘ用のバイト１と第２の加工方向Ｘ用のバイト１を取り付けた切断加工装置１５であってもよい。このような切断加工装置１５によって、第１および第２の加工方向Ｘの切断幅を個別に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の一形態の切断加工バイト１を示す正面図である。
【図２】切断加工バイト１を示す斜視図である。
【図３】加工方向Ｘ下流側から見た各インサート２〜１１の刃先の形状と樹脂板材１７への切り込み状態を示す側面図である。
【図４】インサート２〜１１と樹脂板材１７との関係を説明するための正面図である。
【図５】バイト１を備える切断加工装置１５を示す正面図である。
【図６】切断加工装置１５の動作を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  切断加工バイト
２  第１インサート
３  第２インサート
４  第３インサート
５  第４インサート
７  第６インサート
８  第７インサート
９  第８インサート
１０  第９インサート
１１  第１０インサート
１５  切断加工装置
１７  樹脂板材
１８  切断面
２２  バイト固定手段
２３  上下動手段
２４  工具走査手段
２６  ワークステージ回転手段
【図１】
2009056531.tif 000003
【図２】
2009056531.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2009056531.tif 000007
【図６】
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