(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の加工溝の角度θに対応する刃先角α，横逃げ角β，すくい角γ，逃げ角δとを形成する加工具をＺ軸を回転軸とする回転体の外周に配設し、前記回転体を回転させながら前記被加工物の加工溝方向に走査して、前記加工具の工具形状を転写させる切削加工を行うことによって溝加工を行う溝加工方法であって、
前記加工具が前記被加工物に作用する加工面における刃先角度ψを前記加工溝角度θに一致させるべく、前記加工具をＸＹ面において傾斜又は移動させると共にＹＺ面において傾斜させて溝加工を行うことを特徴とする溝加工方法。
【請求項２】
前記加工具をその工具先端を中心として角度ａだけ傾斜させて固定することを特徴とする請求項１に記載の溝加工方法。
【請求項３】
前記角度ａだけ傾斜させる手段が、前記加工具を支持すべく該加工具の長手方向に沿って配設される支持板上に適宜間隔を介して直径の相異する円柱を配設し、該円柱上に前記加工具を搭載して角度ａを形成するものである請求項２に記載の溝加工方法。
【請求項４】
前記加工具をＸＹ面上においてそのすくい面の高さを前記回転体の中心からずらすことを特徴とする請求項１に記載の溝加工方法。
【請求項５】
前記加工具をＹＺ面上において、該加工具の工具回転の中心と工具先端とを結んだ軸を中心に角度ｂだけ傾斜させることを特徴とする請求項１に記載の溝加工方法。
【請求項６】
前記加工具をＸＹ面上においてそのすくい面の高さを前記回転体の中心からずらすこと、又はＹＺ面上において前記加工具の工具回転の中心と工具先端とを結んだ軸を中心に角度ｂだけ傾斜させることにより変化する前記加工具のすくい角γ，逃げ角δ又は横逃げ角βの値を所定の角度に保持すべく予め前記夫々の角を大きめ又は小さめに形成することを特徴とする請求項４又は５に記載の溝加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤモンド工具を用いた切削加工によって高精度な溝加工を行うための溝加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開昭５５−４８７１６号公報の「光ファイバの多心接続器板の製作方法」にはガラスからなる基板の表面に角溝を形成する加工方法が開示されている。この加工方法は、ダイヤモンド粒子を埋め込み角溝と同一の刃先角度を外周に形成する円盤を回転させながら角溝形成方向に沿って移動させて溝加工を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記の公示技術の加工方法によって一応の角溝形成は可能であるが、次のような問題点がある。
前記公示技術の加工具の場合、ダイヤモンド粒子を埋め込んだ刃先であり、工具先端をシャープにすることができないため、図１４に示すような谷部の半径Ｒが１０μｍ以下の溝の加工を行うことが難しい。
【０００４】
本発明は、以上の問題点を解決すると共に、複雑な段取りの必要のない比較的簡便な方法により高精度の溝加工ができる溝加工方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、請求項１に記載の溝加工方法は、被加工物の加工溝の角度θに対応する刃先角α，横逃げ角β，すくい角γ，逃げ角δとを形成する加工具をＺ軸を回転軸とする回転体の外周に配設し、前記回転体を回転させながら前記被加工物の加工溝方向に走査して前記加工具の工具形状を転写させる切削加工を行うことによって溝加工を行う溝加工方法であって、前記加工溝の溝角度θと、前記加工具が前記被加工物に作用する加工面における刃先角度ψとを一致させるべく、前記加工具をＸＹ面において傾斜又は移動させると共にＹＺ面において傾斜させて溝加工を行うことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の溝加工方法は、前記加工具をその工具先端を中心として角度ａだけ傾斜させて固定することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の溝加工方法は、前記角度ａだけ傾斜させる手段が、前記加工具を支持すべく該加工具の長手方向に沿って配設される支持板上に適宜間隔を介して直径の相異する円柱を配設し、該円柱上に前記加工具を搭載して角度ａを形成するものであることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に記載の溝加工方法は、前記加工具をＸＹ面上においてそのすくい面の高さを前記回転体の中心からずらすことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に記載の溝加工方法は、前記加工具をＹＺ面上において、該加工具の工具回転の中心と工具先端とを結んだ軸を中心に角度ｂだけ傾斜させることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６に記載の溝加工方法は、請求項４又は５において前記加工具をＸＹ面上においてそのすくい面の高さを前記回転体の中心からずらすこと、又はＹＺ面上において前記加工具の工具回転の中心と工具先端とを結んだ軸を中心に角度ｂだけ傾斜させることにより変化する前記加工具のすくい角γ，逃げ面δ又は横逃げ角βの値を所定の角度に保持すべく予め前記夫々の角を大きめ又は小さめに形成することを特徴とする。
【００１１】
刃先角α，横逃げ角β，すくい角γ，逃げ角δ等を有する加工具をＺ軸を回転軸とする回転体の外周に固定し、これを回転させながら被加工物の加工溝の方向に走査し、工具形状を転写させる切削加工を行うことによって所望の加工溝を形成する。この場合、加工具をＸＹ面において傾斜又は移動させる、あるいは、ＹＺ面において傾斜させることにより、加工具が被加工物に作用する角度ψを、作製したい溝角度θに見合うように調整する。また、その調整方法が複雑な段取りなしで比較的容易にできるため加工効率の向上が図れる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の溝加工方法を図面を参照して詳述する。まず、図１（ａ），（ｂ）により本発明の加工方法の概要を説明する。図１（ａ）は直線状の被加工物２に直線状の溝角度θの三角溝４を形成するものであり、図１（ｂ）は曲線状の被加工物２ａに曲線状の三角溝４ａを形成するものである。加工具１は三角溝４，４ａに対応する三角形状の刃先を有するダイヤモンド工具からなり、Ｚ軸を回転軸とする回転体５の外周６に固定される。回転体５を回転させながら被加工物２，２ａの三角溝４，４ａの形成される溝方向に回転体５を走査させ、工具形状を転写させる切削加工を行うことにより溝加工が行われる。図２は被加工物２，２ａの溝角度θに対応する加工具１の被加工物２，２ａに作用する角度ψを模式的に重合させた図で、加工具１が前記被加工物に作用する角度（加工面における刃先角度）ψがθと一致するようにψが調整されていることが必要になる。
【００１３】
図３は、本発明の加工方法において、加工具１が被加工物２，２ａに作用する角度ψの調整を行う方法を模式的に示したものである。加工具１が前記被加工物に作用する角度はψで、これは必要とする溝角度θに一致する。加工具１はＸＹ面においては回転体５の回転中心Ｏを通るＸ軸上に先端部７を一致させＸ軸方向に沿って配置され、その面上においてすくい角γおよび逃げ角δを形成する。また、図示のように加工具１は後に詳しく説明するが、点線のように先端部７を中心に角度ａだけ回動した状態で回転体５に固定される。また、二点鎖線に示すように、先端部７をＤだけ移動させた状態で加工具１を回転体５に固定し、使用する場合もある。
【００１４】
また、図３におけるＹＺ面において、加工具１は横逃げ角βを上下に形成するものからなり、加工時には工具回転の中心と工具の先端部７とを結んだ軸を中心に角度ｂだけ回動した状態で使用される。
【００１５】
図４は、ＸＹ面において加工具１を角度ａだけ傾ける具体的手段の１つを示すものである。本例では図示のように回転体５に弧状のガイド溝８，９が形成され、加工具１側にはガイド溝８，９に嵌まり込むガイドピン１０，１１が固定される。加工具１の先端部７を中心として加工具１をガイド溝８，９に沿って回動することにより加工具１は角度ａだけ傾斜する。
【００１６】
図５は工具刃先角度αが９０度の場合の、図４の角度ａ（工具の傾き）と被加工物に作用する角度ψの増加量との関係を示す線図である。即ち、加工時にはψとθとを一致させる必要があるが、微少調整が必要な場合には、用いている加工具の工具刃先角度αに応じた図５と同様な線図を基にして角度ａの値を設定し、加工具１を傾斜させればよい。
【００１７】
図６は図４の場合と同様に加工具１を傾斜させる別の手段を示す。本例では、図示のようにＸＹ面において加工具１とほぼ平行に支持板１２を配設し、支持板１２上に適宜の間隔Ｌ1 を隔ててＶ溝１３，１４を形成し、Ｖ溝１３，１４に直径の異なるｄ1 ，ｄ2 の円柱１５，１６を乗せると共に、加工具１側に設けたＶ溝１７，１８を円柱１５，１６に嵌め込む。以上により、加工具１を図４と同じように角度ａだけ傾斜させることができる。また、図６の場合も、用いている加工具の工具刃先角度αに応じた図５と同様な線図が使用される。
【００１８】
図７は、加工具１が被加工物に作用する角度ψを調整する更に別の手段を示すものである。本例では、加工具１のすくい面１９を回転体５の中心Ｏから寸法Ｄだけずらす。この場合、加工具１の先端部７と回転体５の中心Ｏとを結ぶ線とＸ軸との交角をｃとすると、角度ｃはｃｏｓ-1（Ｌ／（Ｌ2 ＋Ｄ2 ）1/2 ）により求められる。なお、ＬはＸ軸に沿った中心Ｏから先端部７までの長さである。
また、図８は、工具刃先角度αが９０度、Ｌが４５ｍｍの場合の、すくい面の高さのずれＤと加工具１が被加工物に作用する角度ψの増加量との関係を示すものである。従って、用いている工具刃先角度α，Ｌに対応する図８と同様な線図より、ψとθの誤差分に相当する角度を修正できる量だけ、すくい面１９の高さのずれＤを変えることにより、ψをθに一致するようにできる。
【００１９】
図９は図７における加工具１の移動時における加工具１のすくい角γと逃げ角δの変化とその調整方法を示すものである。加工具１を図７に示すように寸法Ｄだけすくい面１９をずらし、角度ｃだけＸ軸から加工具１が傾斜することにより、図９に示すように図９（Ａ）に示したすくい角γおよび逃げ角δは図９（Ｂ）に示すようにγ＋ｃおよびδ−ｃに変化する。
この場合、ｃ＞δとなるとδ−ｃの値がマイナスとなり、二番として機能しなくなり、逆にすくい角はγ＋ｃと大きくなり過ぎる。そのため、図９（Ｃ）に示すように加工具１のすくい角および逃げ角を予めγ−φ，δ＋φの値に形成し、図７に示すような場合においても十分な二番を形成するようにしている。ここではφは予想されるｃの最大値をｃ′とするとｃ′＜φを満たす値である。
【００２０】
図１０は加工具１をＹＺ面上において加工具１の工具回転の中心と工具先端とを結んだ軸を中心に角度ｂだけ傾斜させた場合を示す。これにより、加工具１が被加工物に作用する角ψの値は変化する。図１１は工具刃先角度αが９０度の場合の角度ｂ（工具の傾き）と加工具１が被加工物に作用する角ψの微少量との関係を示すものである。工具刃先角度αに対応する図１１と同様な線図から加工具１の傾斜角ｂの値を求めることにより、加工具１が被加工物に作用する角度ψを溝角度θに一致させることが可能になる。
【００２１】
前記したように、加工具１には横逃げ角βが上下に形成されている。図１２（ａ）に示すように、加工具１が傾斜しない場合には上下に角度βの横逃げ角が形成されている。前記のように角度ｂだけ加工具１を傾斜させると、図１２（ｂ）に示すように上方の横逃げ角はβ＋ｂとなり下方の横逃げ角はβ−ｂとなる。この場合、ｂ＞βとなると下方の横逃げ角はマイナスとなり、二番として機能しなくなり、上方の横逃げ角は大きくなり過ぎる。
従って、加工具１の横逃げ角は図１３（ａ）に示すように角度βよりも大きな角度β′に予め形成し、下方側の横逃げ角がマイナスになるのを予め防止するか、又は図１３（ｂ）に示すように、上方の横逃げ角をβ−ｂとし、下方の横逃げ角をβ＋ｂとし、加工具１が角度ｂだけ傾斜しても横逃げ角βを保持するようにする。
【００２２】
以上のように、本発明では回転体５に取り付けた加工具１を傾斜，移動させることにより、加工具１が被加工物に作用する角ψを溝角度θに一致するように調整して高精度の溝加工を行うことができる。更に、刃先をシャープにすることができるため、図１４に示すような溝の谷部の半径Ｒが１０μｍ以下の溝の加工が可能である。また、加工具１の傾斜，移動も比較的簡単にでき、加工具１が被加工物に作用する角ψの調整が容易に、かつ正確に行われる。
【００２３】
【発明の効果】
１）本発明の請求項１に記載の溝加工方法によれば、回転体の外周に加工具を固定し、回転体を回転させながらこれを被加工物の溝加工方向に走査することにより谷部の半径の小さな溝が加工されると共に、回転体に対し加工具の取り付け位置を傾斜又は移動させて加工面における刃先角を被加工物の溝角度に正確に一致するように調整できるため、比較的簡単な調整により高精度の溝加工ができる。
【００２４】
２）本発明の請求項２に記載の溝加工方法によれば、加工具を工具の先端部を中心として角度ａだけ傾斜させることにより刃先角の微少調整が簡単に、且つ正確に行われる。
【００２５】
３）本発明の請求項３に記載の溝加工方法によれば、支持板上の円柱の直径を変えることにより、加工具の傾斜角度の調整が正確に、且つ簡単に行われる。
【００２６】
４）本発明の請求項４に記載の溝加工方法によれば、加工具のすくい面を移動させることにより、刃先角の微少調整が可能になり、簡便な手段で調整が正確に行われる。
【００２７】
５）本発明の請求項５に記載の溝加工方法によれば、加工具をＹＺ面上において角度ｂだけ傾斜させることにより、刃先面の微少調整が容易に行われる。
【００２８】
６）本発明の請求項６に記載の溝加工方法によれば、加工具を傾斜又は移動することによって変化する二番を常に正常な状態に保持することができ、加工性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溝加工方法の概要を示す斜視図である。
【図２】被加工物と加工具との加工時の係合状態を示す模式図である。
【図３】本発明における刃先角の微少調整方法の全体を説明するための模式図である。
【図４】回転体の回転方向に沿って加工具を角度ａだけ傾斜させる具体的手段の１つを示すＸＹ平面図である。
【図５】図４における角度ａ（工具の傾き）と加工面における刃先角の角度の増加量との関係を示す線図である。
【図６】回転体の回転方向に沿って加工具を傾斜させる具体的手段を示すＸＹ平面図である。
【図７】加工具のすくい面をＸＹ面上においてずれＤだけ移動させて刃先面の微少調整を行う方法を説明するためのＸＹ平面図である。
【図８】図７におけるすくい面の高さのずれＤと加工面における刃先角の角度増加量との関係を示す線図である。
【図９】図７における加工具の移動に伴うすくい角，逃げ角の変化およびその二番調整方法を説明するための模式図である。
【図１０】ＹＺ面上において加工具を角度ｂだけ傾斜させて刃先角の微少調整を行う方法を説明するためのＹＺ平面図である。
【図１１】図１０における角度ｂ（工具の傾き）と加工面における刃先面の角度減少量との関係を示す線図である。
【図１２】図１０における横逃げ角βの変化を示す模式図である。
【図１３】図１２の横逃げ角βの二番調整方法を説明するための模式図である。
【図１４】従来および本発明における被加工物の溝の谷部の形状を示す拡大部分断面図である。
【符号の説明】
１    加工具
２    被加工物
２ａ  被加工物
３    谷部
４    三角溝
４ａ  三角溝
５    回転体
６    外周
７    先端部
８    ガイド溝
９    ガイド溝
１０  ガイドピン
１１  ガイドピン
１２  支持板
１３  Ｖ溝
１４  Ｖ溝
１５  円柱
１６  円柱
１７  Ｖ溝
１８  Ｖ溝
１９  すくい面
【図１】
0003759554.tif 000002
【図２】
0003759554.tif 000003
【図３】
0003759554.tif 000004
【図４】
0003759554.tif 000005
【図５】
0003759554.tif 000006
【図６】
0003759554.tif 000007
【図７】
0003759554.tif 000008
【図８】
0003759554.tif 000009
【図９】
0003759554.tif 000010
【図１０】
0003759554.tif 000011
【図１１】
0003759554.tif 000012
【図１２】
0003759554.tif 000013
【図１３】
0003759554.tif 000014
【図１４】
0003759554.tif 000015