JP2008080439A - 多面体の加工保持装置及び加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水平な上面及び下面に対してそれぞれ同一の所定角度で連接する側面を有する多面体を、専用の加工装置を用いることなく、より少ない加工工程でかつ精度よく加工することができる多面体の加工保持装置及び加工方法を提供する。
【解決手段】被加工材２０の一側面を着脱可能に保持する保持部４１を有する駒部材４０と、前記駒部材４０を着脱可能に取付固定する取付固定部５１を有し、前記取付固定部５１に取付け固定された駒部材４０に保持された被加工材２０の上部側もしくは下部側又は上下部両側となる面が仕上げ加工面Ｋとなるように水平保持する水平保持部５５を有する駒保持部材５０とからなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、水平な上面及び下面に対してそれぞれ同一の所定角度で連接する側面を有する多面体の加工保持装置及び加工方法に関する。

一般に、多面体を加工する手段としては、あらかじめ加工材料の切削研磨や押出成形等の適宜の成形方法によって所望する多面体に近似した形状の被加工材を形成した後、前記多面体の各面を仕上げ加工面として加工して仕上多面体とするように構成される。前記多面体の各面の加工は、回転させた加工部材を被加工面の上方から接触させて加工する立軸ロータリー研削機や、中央に配置されたサンギアと外周に配置されたインターナルギアと前記サンギア及びインターナルギアの回転によって前記サンギアの周囲を自転及び公転するキャリアを有する下加工盤と前記下加工盤と相対する方向に回転する上加工盤とによって上下両面を加工する両面加工機等の加工装置を用いた方法が知られている（例えば、特許文献１，特許文献２参照。）。

ところで、近年、太陽光を利用した発電装置では、複数の太陽電池が配置されたパネルを所定角度に傾斜させて太陽光発電を行うパネル式太陽光発電装置に代わって集光式太陽光発電装置が注目されている（例えば、特許文献３参照。）。この集光式太陽光発電装置では、集光レンズと太陽電池との間に、水平な上面及び下面に対してそれぞれ同一の所定角度で連接する側面を有する多面体（角錐台形状）に形成されたホモジナイザーを配置し、前記集光レンズによって収束された太陽光を前記ホモジナイザー内に入射させ、前記入射光がホモジナイザー内で全反射されて均質化された光が太陽電池に照射される。これにより、パネル式太陽光発電装置に比して、約２．６倍の発電を行うことが可能となる。

上記ホモジナイザーのように上面及び下面に対して所定角度で連接した側面を有する多面体を製造する場合、適宜の成形方法によって所望する多面体に近似した形状の被加工材を形成した後、専用の加工装置を用いて加工することも可能であるが、汎用性がなく経済的にも不利となる等の問題がある。

そこで、前述の一般的な多面体の各面の加工に用いられる前記立軸ロータリー研削機や両面加工機等の加工装置によって加工を行うために、例えば、図１２に示すように、被加工材１２０を所望する多面体（仕上多面体）に加工する際に前記被加工材１２０の加工面（図示の例では側面１２３Ａ）を上側にして、前記加工面１２３Ａが仕上げ加工面として加工された際に水平となるように前記加工面１２３Ａと反対側の側面１２３Ｃを保持する保持部１３１を有する加工保持装置１３０が用いられる。この保持装置１３０では、図示の例の如く被加工材１２０の上下面１２１，１２２に対して所定角度で連接した側面１２３Ａを加工する場合に、前記保持部１３５は所定角度で傾斜して形成される。図１２において、符号１２１は被加工材１２０の下面、１２２は被加工材１２０の上面、１２３Ｂ，１２３Ｄは上下面１２１，１２２に連接された各側面を表す。

上記保持装置１３０を用いた加工にあっては、被加工材１２０の一側面１２３Ａを上側に配置して仕上げ加工面として加工した後、別の側面１２３Ｂ，１２３Ｃ，１２３Ｄがそれぞれ上側となるように順次保持して同様に加工が行われる。そして、被加工材１２０の上面１２１及び下面１２２を加工する際には、該被加工材１２０の上面１２１または下面１２２を上側として立設させた状態で固定して、前記上下面１２１，１２２をそれぞれ仕上げ加工面として加工するように構成される。しかしながら、上記従来の加工では、上下面１２１，１２２を加工して仕上多面体とした際に、各側面の上面及び下面に対する角度にばらつきが生じることが避けられない。また、前記従来の加工では、被加工材１２０の各面１２１，１２２，１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃ，１２３Ｄの加工を行うたびに、該被加工材１２０保持し直す必要があり、加工工程数が多くなって作業が煩雑となることも問題であった。
特開２００２−２００５４６号公報 特開２００６−６８８８８号公報 特開２００３−２５８２９１号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、水平な上面及び下面に対してそれぞれ同一の所定角度で連接する側面を有する多面体を、専用の加工装置を用いることなく、より少ない加工工程でかつ精度よく加工することができる多面体の加工保持装置及び加工方法を提供するものである。

すなわち、請求項１の発明は、下面（２１）及び上面（２２）との間に前記上面及び下面に対して連接する複数の側面（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ）を有する多面体からなる被加工材（２０）を、前記下面及び上面をいずれも水平な仕上下面（１１）及び仕上上面（１２）とし、かつ前記各側面を前記水平な仕上上面及び仕上下面に対してそれぞれ同一の所定角度（α，β）で連接する仕上側面（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）とする仕上多面体（１０）に加工する際に使用される被加工材のための保持装置（３０）であって、前記被加工材の一側面を着脱可能に保持する保持部（４１）を有する駒部材（４０）と、前記駒部材を着脱可能に取付固定する取付固定部（５１）を有し、前記取付固定部に取付け固定された駒部材に保持された被加工材の上部側もしくは下部側又は上下部両側となる面が仕上げ加工面（Ｋ）となるように水平保持する水平保持部（５５）を有する駒保持部材（５０）とからなることを特徴とする多面体の加工保持装置に係る。

請求項２の発明は、前記駒部材の保持部が仕上側面と同一角度（α，β）の面で形成されている請求項１に記載の多面体の加工保持装置に係る。

請求項３の発明は、前記駒部材の保持部が接着剤による接着面として形成されている請求項１又は２に記載の多面体の加工保持装置に係る。

請求項４の発明は、前記駒部材の保持部が真空装置による真空吸着面として形成されている請求項１又は２に記載の多面体の加工保持装置に係る。

請求項５の発明は、前記駒保持部材が定盤（Ｔ）に載置され、前記定盤に内蔵された電磁石のオンオフによって前記駒部材が前記取付固定部に着脱可能に取付固定されるとともに、前記駒保持部材が前記定盤に着脱可能に固定される請求項１ないし４のいずれか１項に記載の多面体の加工保持装置に係る。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の加工保持装置を用いて行う加工方法であって、前記被加工材の一側面を駒部材の保持部に保持し、前記駒保持部材によって前記駒部材に保持された被加工材の上部側又は下部側となる面が仕上げ加工面（Ｋ）となるように水平保持した後、前記仕上げ加工面を水平となるように加工し、次いで、前記加工された被加工材の側面を駒部材の保持部に保持し、前記と同様に、前記駒保持部材によって水平保持して、仕上げ加工面を水平となるように加工し、以後同様に、前記被加工材の別の側面を駒部材の保持部に保持して、前記駒保持部材によって水平保持された仕上げ加工面を水平となるように加工することを特徴とする多面体の加工方法に係る。

請求項１の発明に係る多面体の加工保持装置は、下面（２１）及び上面（２２）との間に前記上面及び下面に対して連接する複数の側面（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ）を有する多面体からなる被加工材（２０）を、前記下面及び上面をいずれも水平な仕上下面（１１）及び仕上上面（１２）とし、かつ前記各側面を前記水平な仕上上面及び仕上下面に対してそれぞれ同一の所定角度（α，β）で連接する仕上側面（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）とする仕上多面体（１０）に加工する際に使用される被加工材のための保持装置（３０）であって、前記被加工材の一側面を着脱可能に保持する保持部（４１）を有する駒部材（４０）と、前記駒部材を着脱可能に取付固定する取付固定部（５１）を有し、前記取付固定部に取付け固定された駒部材に保持された被加工材の上部側もしくは下部側又は上下部両側となる面が仕上げ加工面（Ｋ）となるように水平保持する水平保持部（５５）を有する駒保持部材（５０）とからなるため、仕上多面体に加工するに際して、専用の加工装置を用いる必要がなく、公知の加工装置を用いて精度よく加工を行うことができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記駒部材の保持部が仕上側面と同一角度（α，β）の面で形成されているため、駒保持部材の水平保持部によって仕上げ加工面をより簡易に水平保持することが可能となる。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記駒部材の保持部が接着剤による接着面として形成されているため、被加工材を極めて簡易に保持することができる。

請求項４の発明は、請求項１又は２において、前記駒部材の保持部が真空装置による真空吸着面として形成されているため、被加工材の着脱が容易となって、作業効率が向上する。

請求項５の発明は、請求項１ないし４において、前記駒保持部材が定盤（Ｔ）に載置され、前記定盤に内蔵された電磁石のオンオフによって前記駒部材が前記取付固定部に着脱可能に取付固定されるとともに、前記駒保持部材が前記定盤に着脱可能に固定されるため、前記駒部材と駒保持部材との固定がより強固となるとともに、当該加工保持装置を前記定盤に簡易に固定することができる。

請求項６の発明に係る多面体の加工方法は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の加工保持装置を用いて行う加工方法であって、前記被加工材の一側面を駒部材の保持部に保持し、前記駒保持部材によって前記駒部材に保持された被加工材の上部側又は下部側となる面が仕上げ加工面（Ｋ）となるように水平保持した後、前記仕上げ加工面を水平となるように加工し、次いで、前記加工された被加工材の側面を駒部材の保持部に保持し、前記と同様に、前記駒保持部材によって水平保持して、仕上げ加工面を水平となるように加工し、以後同様に、前記被加工材の別の側面を駒部材の保持部に保持して、前記駒保持部材によって水平保持された仕上げ加工面を水平となるように加工するため、従来に比して加工工程を少なくすることができ、作業効率が格段に向上する。

以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係る多面体の加工保持装置の斜視図、図２は被加工材及び仕上多面体の斜視図、図３は仕上多面体の側面図、図４は駒部材の側面図、図５は被加工材の駒部材への固定方法を表した要部断面図、図６は被加工材の側面を上部側に配置する加工保持装置の要部断面図、図７は被加工材の下面を上部側に配置する加工保持装置の要部断面図、図８は被加工材の上面を上部側に配置する加工保持装置の要部断面図、図９は複数の被加工材の各側面を上部側と下部側にそれぞれ配置する加工保持装置の要部断面図、図１０は被加工材の上下面を上部側と下部側にそれぞれ配置する加工保持装置の要部断面図、図１１は被加工材を真空吸着によって駒部材で保持する加工保持装置の要部断面図、図１２は従来の加工保持装置の要部断面図である。

図１に示す本発明の一実施例に係る多面体の加工保持装置３０は、図２及び図３に示す仕上多面体１０に加工する際に使用される被加工材２０のためのものであって、駒部材４０と、駒保持部材５０とからなる。実施例の加工保持装置３０では、多数の被加工材２０を一括して加工することが可能に構成される。図１において、符号Ｔは前記加工保持装置３０が載置される公知の加工装置の定盤である。

仕上多面体１０は、図２及び図３に示すように、いわゆる角錐台形状に構成されたものであって、下面２１及び上面２２との間に前記上面２１及び下面２２に対して連接する複数の側面２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄを有する多面体からなる被加工材２０を、前記下面２１及び上面２２をいずれも水平な仕上下面１１及び仕上上面１２とし、かつ前記各側面２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄを前記水平な仕上上面１１及び仕上下面１２に対してそれぞれ同一の所定角度α，βで連接する仕上側面１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄとして加工してなる。実施例の仕上多面体１０は、全長が４０ｍｍで、一辺１１ｍｍの正方形に形成された仕上下面１１と、一辺６．５ｍｍの正方形に形成された仕上上面１２と、所定角度α及びβがそれぞれ８６．８°と９３．２°で仕上下面１１及び仕上上面１２で連接する仕上側面１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄで構成されたホモジナイザーである。上記ホモジナイザーとしての仕上多面体１０は、ＳｉＯ₂−Ｎａ₂Ｏ−Ｋ₂Ｏ系のケイ酸塩ガラスによって構成され、その組成は、ＳｉＯ₂：６９．５ｗｔ％，Ｎａ₂Ｏ：９．０ｗｔ％，Ｋ₂Ｏ：１１．０ｗｔ％，Ａｌ₂Ｏ₃：２．５ｗｔ％，Ｓｂ₂Ｏ₃：０．２５ｗｔ％，ＴｉＯ₂：６．０ｗｔ％，Ｆ：１．７５ｗｔ％である。なお、実施例の被加工材２０は、前記ケイ酸塩ガラスをガラス転移点前後に加熱して熱加工することによって成形される。なお、仕上多面体１０の仕上側面の角度α，βはα＋β＝１８０°である。

駒部材４０は、図１及び図４に示すように、被加工材２０の一側面（２３Ｃ）を着脱可能に保持する保持部４１を有する。実施例の駒部材４０は鉄等の金属製の部材であって、図１に示すように、被加工材２０の底面２１を横方向に連接して保持するように構成される。この駒部材４０では、図示しかつ請求項２の発明として規定したように、保持部４１が仕上側面（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）と同一角度α，βの面で形成される。駒部材４０は、水平に形成された底面４２に垂直な後面４３及び前面４４に対してそれぞれ角度α，βで連接した傾斜面としての保持部４１を有している。また、上記駒部材４０では、図示の如く、被加工材２０の下面２１側及び上面２２側の一部を当該駒部材４０の前後からそれぞれ突出して保持するように構成される。なお、図において符号４５は底面４２に形成された嵌合溝である。

実施例の駒部材４０では、請求項３の発明として規定したように、保持部４１が接着剤による接着面として形成されている。被加工材２０の保持に際しては、ステッキワックス系、アドフィックス系、スカイワックス系、シフトワックス系、アルコワックス系、アクアワックス系、天然樹脂等の公知のホットメルト系接着剤が使用される。また、特に、前記接着剤を染み込ませた和紙等の薄い緩衝剤を介して被加工材２０と駒部材４０の保持部４１とを接着させるように構成すれば、被加工材２０を取り外した際に該被加工材２０の被接着面の傷付きを防止することができる。

また、上記駒部材４０の保持部４１に被加工材２０を固定させる際には、図５に示す位置決め部材６０が使用される。この位置決め部材６０は、駒部材４０を所定角度で傾斜させて保持する傾斜保持部６１と、前記傾斜保持部６１上に形成され前記駒部材４０の嵌合溝４５に着脱自在に嵌合する突条の取付部６２と、前記傾斜保持部６１に対して垂直に形成され前記被加工材２０の下面２１または上面２２を支持するための支持面部６３とを備える。そして、被加工材２０は、前記傾斜保持部６１によって所定角度に傾斜した駒部材４０の保持部４１に、下面２１または上面２２（図示の例では上面２２）が支持面部６３に当接して支持された状態で一側面（２３Ｃ）が固定されるように構成される。

駒保持部材５０は、図１，図６〜図１０に示すように、駒部材４０を着脱可能に取付固定する取付固定部５１を有し、前記取付固定部５１に取付け固定された駒部材４０に保持された被加工材２０の上部側もしくは下部側又は上下部両側となる面が仕上げ加工面Ｋとなるように水平保持する水平保持部５５を有する。この駒保持部材５０において、取付固定部５１は、水平保持部５５に形成され、駒部材４０の嵌合溝４５に着脱自在に嵌合する突条部として構成されている。また、実施例の駒保持部材５０は、前記駒部材４０と同様に鉄等の金属製の部材として構成され、被加工材２０の加工する各面に対応した個別の形状の部材（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ）が用いられる。なお、この駒保持部材５０にあっては、図１に示すように、一の駒部材４０を保持するように構成することも可能であるが、図６〜図１０に示すように、複数（この例では２つ）の駒部材４０（４０Ａ，４０Ｂ）を保持するように構成すれば、より多数の被加工材を一括して加工することが可能となり、作業効率を向上させることができる。

図６に示す加工保持装置３０Ａは、立軸ロータリー研削機等の公知の加工装置Ｍ１によって被加工材２０の片面（上部側の面）を加工する際に用いるものであって、駒保持部材５０Ａが加工装置Ｍ１の定盤Ｔ上に載置され、被加工材２０の各側面２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄのいずれかが上部側となるように駒部材４０を保持するように構成される。この駒保持部材５０Ａでは、仕上多面体１０の各側面１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄの角度α，βに対応した所定の角度で水平保持部５５Ａが傾斜して形成されている。また、図示の例では、２つの駒部材４０を前後方向に直列で配置するように構成される。なお、図の符号５１Ａは駒保持部材５０Ａの取付固定部である。

図７及び図８に示す加工保持装置３０Ｂ，３０Ｂ’は、前記加工保持装置３０Ａと同様に立軸ロータリー研削機等の加工装置Ｍ１によって被加工材２０の片面（上部側の面）を加工する際に用いるものであって、駒保持部材５０Ｂが定盤Ｔ上に載置され、被加工材２０の上面２１又は下面２２が上部側となるように駒部材４０を保持するように構成される。この駒保持部材５０Ｂでは、水平保持部５５Ｂが垂直に形成され、下盤部５２Ｂ上に前記水平保持部５５Ｂと一体に構成されている台座部５３Ｂを有し、該台座部５３Ｂに駒部材４０の後面４３または前面４４が載置されて、被加工材２０の上面２２または下面２１が前記下盤部５２Ｂに接触しないように保持するように構成される。なお、この実施例では、加工保持装置３０Ｂは被加工材２０の下面２１を上部側として保持するものであり、加工保持装置３０Ｂ’は被加工材２０の上面２２を上部側として保持するものである。また、図の符号５１Ｂは駒保持部材５０Ｂの取付固定部である。

図９に示す加工保持装置３０Ｃは、両面加工機等の加工装置Ｍ２によって被加工材２０を上下両側から加工する際に用いるものであって、駒保持部材５０Ｃが、一の駒部材４０Ａに保持された被加工材２０の各側面２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄのいずれかが上部側、他の駒保持部材４０Ｂに保持された被加工材２０の各側面２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄのいずれかが下部側となるように、前記２つの駒部材４０Ａ，４０Ｂを上側と下側とで保持するように構成される。この駒保持部材５０では、上下両面に線対称に傾斜した水平保持部５５Ｃが、それぞれ仕上多面体１０の各側面１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄの角度α，βに対応した所定の角度で形成されている。この図において、符号５１Ｃは駒保持部材５０Ｃの取付固定部である。

図１０に示す加工保持装置３０Ｄは、前記加工保持装置３０Ｃと同様に両面加工機等の加工装置Ｍ２によって被加工材２０を上下両側から加工する際に用いるものであって、駒保持部材５０Ｄが２つの駒部材４０Ａ，４０Ｂに保持された各被加工材２０の下面２１または上面２２のいずれかを上部側または下部側となるように保持するように構成される。この駒保持部材５０Ｄでは、前記各駒部材４０Ａ，４０Ｂの底面４２Ａ，４２Ｂを密接させた際に各後面４３Ａ，４３Ｂ及び前面４４Ａ，４４Ｂをそれぞれ面一にして把持する水平保持部５５Ｄが形成されている。なお、図中の符号５１Ｄは角柱状に形成された取付固定部であり、駒部材４０Ａ，４０Ｂの各嵌合溝４５（４５Ａ，４５Ｂ）によって囲まれた空間に嵌挿される。

また、図６〜図８に示す加工保持装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｂ’の如く、駒保持部材５０Ａ，５０Ｂを定盤Ｔに載置して加工する際には、請求項５の発明として規定したように、定盤Ｔに内蔵された電磁石（図示せず）のオンオフによって駒部材４０を取付固定部５１Ａ，５１Ｂに着脱可能に取付固定するとともに、駒保持部材５０Ａ，５０Ｂを定盤Ｔに着脱可能に固定するように構成される。これにより、駒保持部材５０Ａ，５０Ｂによる駒部材４０の固定をより強固にすることができるとともに、前記駒保持部材５０Ａ，５０Ｂを定盤Ｔ上に容易に固定するこができる。また、加工レートが高い高負荷な高速加工を行う場合には、例えば、図７，８に図示した駒部材４０に保持された被加工材２０，２０の側面２３Ａ，２３Ａ側から別途部材を用いて保持する等、適宜の補強をしてもよい。

次に、図５〜図１０を用いて、被加工材２０を仕上多面体１０に加工する加工方法について説明する。この加工方法は、請求項６の発明として規定したように、前述の加工保持装置３０を用いて行うものであって、被加工材２０の一側面を駒部材４０の保持部４１に保持し、駒保持部材５０によって駒部材４０に保持された被加工材２０の上部側又は下部側となる面が仕上げ加工面Ｋとなるように水平保持した後、前記仕上げ加工面Ｋを水平となるように加工し、次いで、前記加工された被加工材２０の側面を駒部材４０の保持部４１に保持し、前記と同様に、駒保持部材５０によって水平保持して、仕上げ加工面Ｋを水平となるように加工し、以後同様に、被加工材２０の別の側面を駒部材４０の保持部に保持して、駒保持部材５０によって水平保持された仕上げ加工面Ｋを水平となるように加工する。以下、詳細に説明する。

この加工方法では、まず、所定のガラスブロックをガラス転移点前後に加熱して熱加工により角錐台の概略形状とした被加工材２０を形成し、該被加工材２０を駒部材４０に仮止めさせて、仕上多面体１０とするための基準面の加工が行われる。被加工材２０の仮止めでは、図５に示すように、位置決め部材６０の傾斜保持部６１に駒部材４０を固定保持させた後、被加工材２０の上面２２が前記位置決め部材６０の支持面部６３に支持された状態で、前記駒部材４０の保持部４１にホットメルト系接着剤を塗布し、その上に和紙を乗せて前記ホットメルト系接着剤を浸透させて一側面２３Ｃが接着される。被加工材２０が仮止めされた駒部材４０は、図６に示すように、駒保持部材５０Ａの水平保持部５５Ａに前記被加工材２０の側面２３Ａが上部側となるように保持される。

ここで、図６に示すように、被加工材２０が仮止めされた駒部材４０を駒保持部材５０Ａで保持した加工保持装置３０Ａは、立軸ロータリー研削機からなる公知の加工装置Ｍ１の定盤Ｔ上に載置され、前記定盤Ｔに内蔵された図示しない電磁石を作動させて前記駒保持部材５０Ａが定盤Ｔに固定されるとともに、駒部材４０と駒保持部材５０Ａとが磁気的に固定される。そして、加工装置Ｍ１の加工盤Ｍ１ａによって上部側に配置された被加工材２０の側面２３Ａの研削が行われる。

次いで、図９に示すように、２つの駒部材４０（４０Ａ，４０Ｂ）を、前記研削された各被加工材２０の側面２３Ａがそれぞれ上下部両側となるように駒保持部材５０Ｃの各水平保持部５５Ｃ，５５Ｃにそれぞれ保持させて加工保持装置３０Ｃとし、両面加工機からなる公知の加工装置Ｍ２の下加工盤Ｍ２ａ上に載置される。そして、加工装置Ｍ２の下加工盤Ｍ２ａ及び上加工盤Ｍ２ｂによって、駒部材４０Ａに保持された上部側の被加工材２０の側面２３Ａと駒部材４０Ｂによって保持された下部側の被加工材２０の側面２３Ａがそれぞれ研磨され、前記各側面２３Ａが仕上げ加工面Ｋ（仕上多面体１０の仕上側面１３Ａ）として水平に加工される。

上記の如く、被加工材２０の側面２３Ａを仕上げ加工面Ｋ（仕上側面１３Ａ）として加工した後、駒部材４０による被加工材２０の仮止めを解除し、図５に示す位置決め部材６０を用いて前記仕上げ加工面Ｋ（仕上側面１３Ａ）を基準面として、駒部材４０の保持部４１に塗布された接着剤を浸透させた和紙を介して接着させる。続いて、前記駒部材４０を駒保持部材５０Ａの水平保持部５５Ａに前記被加工材２０の側面２３Ｃが上部側となるように保持して、加工保持装置３０Ａとして加工装置Ｍ１の定盤Ｔ上に載置し、前記定盤Ｔに内蔵された電磁石によって駒保持部材５０Ａを定盤Ｔに固定させるとともに、駒部材４０と駒保持部材５０Ａとを磁気的に固定させる。そして、加工装置Ｍ１の加工盤Ｍ１ａによって上部側に配置された被加工材２０の側面２３Ｃが研削される。

次いで、２つの駒部材４０（４０Ａ，４０Ｂ）を、前記研削された各被加工材２０の側面２３Ｃがそれぞれ上下部両側となるように駒保持部材５０Ｃの各水平保持部５５Ｃ，５５Ｃにそれぞれ保持させて加工保持装置３０Ｃとし、両面加工機からなる公知の加工装置Ｍ２の下加工盤Ｍ２ａ上に載置される。そして、加工装置Ｍ２の下加工盤Ｍ２ａ及び上加工盤Ｍ２ｂによって、駒部材４０Ａに保持された上部側の被加工材２０の側面２３Ｃと駒部材４０Ｂによって保持された下部側の被加工材２０の側面２３Ｃがそれぞれ研磨され、前記各側面２３Ｃが仕上げ加工面Ｋ（仕上多面体１０の仕上側面１３Ｃ）として水平に加工される。

このように、被加工材２０の側面２３Ａ，２３Ｃを仕上多面体１０の仕上側面１３Ａ，１３Ｃに加工した後、図７に示すように、仕上側面１３Ａを基準面として保持部４１で保持した前記駒部材４０を駒保持部材５０Ｂの水平保持部５５Ｂに被加工材２０の下面２１が上部側となるように保持させて、加工保持装置３０Ｂとして加工装置Ｍ１の定盤Ｔ上に載置される。そして、定盤Ｔに内蔵された電磁石で駒保持部材５０Ｂが定盤Ｔに固定されるとともに駒部材４０と駒保持部材５０Ｂとが固定され、加工装置Ｍ１の加工盤Ｍ１ａによって被加工材２０の下面２１が研削される。

続いて、定盤Ｔに内蔵された電磁石を一旦オフにして駒部材４０と駒保持部材５０Ｂの固定を解除させ、図８に示すように、前記駒部材４０を上下反転させて被加工材２０の上面２２が上部側となるように駒部材５０の水平保持部５５Ｂに改めて保持させて、加工保持装置３０Ｂ’として加工装置Ｍ１の定盤Ｔ上に載置される。そして、定盤Ｔに内蔵された電磁石で駒保持部材５０Ｂが定盤Ｔに固定されるとともに駒部材４０と駒保持部材５０Ｂとが固定され、加工装置Ｍ１の加工盤Ｍ１ａによって被加工材２０の上面２２が研削される。

次いで、図１０に示すように、２つの駒部材４０（４０Ａ，４０Ｂ）の各底面４２Ａ，４２Ｂを密接させ、かつ、各被加工材２０の下面２１が下部側で上面２２が上部側となるように各駒部材４０（４０Ａ，４０Ｂ）の後面４３Ａ，４３Ｂ及び前面４４Ａ，４４Ｂを水平保持部５５Ｄでそれぞれ面一に把持させて加工保持装置３０Ｄとし、加工装置Ｍ２の下加工盤Ｍ２ａ及び上加工盤Ｍ２ｂによって各駒部材４０（４０Ａ，４０Ｂ）に保持された被加工材２０の下面２１及び上面２２がそれぞれ研磨され、前記下面２１及び上面２２がそれぞれ仕上げ加工面Ｋ（仕上多面体１０の仕上下面１１及び仕上上面１２）として水平に加工される。

上記の如く、被加工材２０の側面２３Ａ，２３Ｃ及び上下面２１，２２を仕上多面体１０の仕上側面１３Ａ，１３Ｃ、仕上下面１１及び仕上上面１２にそれぞれ加工した後、被加工材２０の残った側面２３Ｂ，２３Ｄが、側面２３Ａ，２３Ｃの加工と同様の手順で仕上多面体１０の仕上側面１３Ｂ，１３Ｄに加工される。

次に、本発明の多面体の加工保持装置３０を用いた加工方法に基づいて仕上多面体１０を加工した実施例について説明する。以下の実施例１〜５では、ＳｉＯ₂−Ｎａ₂Ｏ−Ｋ₂Ｏ系のケイ酸塩ガラスからなるガラスブロックをガラス転移点前後に加熱して熱加工により、全長が約４０ｍｍ、下面が一辺約１１ｍｍの正方形、上面が一辺約６．５ｍｍの正方形、角度αが約８６．８°、角度βが約９３．２°の角錐台の概略形状とした被加工材２０を形成し、前述の加工方法に基づいて仕上多面体に加工した。また、比較例１〜１０として、従来の加工保持装置１３０を用いて、実施例１〜５と同様の被加工材を仕上多面体に加工した。

上記実施例１〜５及び比較例１〜１０に関し、立軸ロータリー研削機としては株式会社三進精機製ＳＰＧ−７５０（粗研磨としてダイヤモンド砥石のメタルボンド＃２３０→＃１５００を使用）を使用し、両面加工機としてはスピードファム株式会社製ＤＳＭ９Ｂ（仕上げ研磨としてセリウムスラリーを使用）を使用した。また、それぞれ加工された仕上多面体の各仕上側面（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）の角度α（°）を、カールツアイス製ＵＰＭＣ５５０ＣＡＲＡＴ（ＳＮｏ．８８９５１）を用いて測定した。

表１に示した結果からよく理解されるように、本発明の加工保持装置３０を用いた加工方法では、仕上多面体の各仕上側面（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）の角度のばらつきが小さくなり、加工精度が向上した。

以上説明したように、本発明の多面体の加工保持装置３０は、被加工材２０の一側面を着脱可能に保持する保持部４１を有する駒部材４０と、駒部材４０を着脱可能に取付固定する取付固定部５１を有し、前記取付固定部５１に取付け固定された駒部材４０に保持された被加工材２０の上部側もしくは下部側又は上下部両側となる面が仕上げ加工面Ｋとなるように水平保持する水平保持部５５を有する駒保持部材５０とからなるため、仕上多面体１０に加工するに際して、専用の加工装置を用いる必要がなく、公知の加工装置（立軸ロータリー研削機や両面加工機等）を用いて精度よく加工を行うことができる。

また、この加工保持装置３０を用いた加工方法にあっては、被加工材２０の一側面（仕上げ加工面Ｋとしての仕上げ多面体１０の側面１３Ａ）を駒部材４０の保持部４１で保持した状態で複数の面（側面２３Ｃ，下面２１，上面２２）を加工することが可能であるため、従来に比して加工工程を少なくすることができ、作業効率が格段に向上する。特に、この加工方法は、ガラス等の脆性材料を角錐台形状等の水平な上面及び下面に対してそれぞれ同一の所定角度で連接する側面を有する多面体に好適であり、加工時に被加工材の加工面に亀裂等が発生するおそれがない。

なお、本発明の多面体の加工保持装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。実施例では、被加工材２０が、側面２３Ａ，２３Ｃ、上下面２１，２２、側面２３Ｂ，２３Ｄの順にそれぞれ加工したが、前記上下面２１，２２は、各側面２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄのいずれかを仕上げ加工面Ｋとして該仕上げ加工面Ｋを駒部材４０の保持部４１に保持させた状態であればどのような順番で加工してもよく、例えば、各側面２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄをそれぞれ加工した後に上下面２１，２２を加工しても構わない。

また、実施例では、被加工材２０が駒部材４０の保持部４１を接着面として構成したが、図１１に図示しかつ請求項４の発明として規定したように、前記保持部４１を真空装置（図示せず）による真空吸着面４１Ａとして形成することができる。真空吸着面としての保持部４１Ａには、略中央部分に底面４２まで貫通した吸引孔４６が形成され、表面の外縁部分にはゴム等からなる弾性体４７が配置される。そして、吸引孔４６に外部の真空装置を接続して、前記弾性体４７を介して保持部４１Ａに被加工材２０を配置して前記真空装置で真空吸引することにより、前記被加工材２０が保持部４１Ａに真空吸着される。これにより、被加工材２０の着脱が容易となり、作業効率が向上する。なお、図の符号５６は、駒部材４０の吸引孔４６に連接するように駒保持部材５０に形成された吸引孔である。

さらに、本発明では、仕上多面体として全長が約４０ｍｍの角錐台形状ものを加工したが、大きさや形状はこれに限定されるものではなく、例えば、全長を約２０ｍｍ（角度αは８３．６°、角度βは９６．４°）としたり、形状を六角錐台とすることもできる。

本発明の一実施例に係る多面体の加工保持装置の斜視図である。 被加工材及び仕上多面体の斜視図である。 仕上多面体の側面図である。 駒部材の側面図である。 被加工材の駒部材への固定方法を表した要部断面図である。 被加工材の側面を上部側に配置する加工保持装置の要部断面図である。 被加工材の下面を上部側に配置する加工保持装置の要部断面図である。 被加工材の上面を上部側に配置する加工保持装置の要部断面図である。 複数の被加工材の各側面を上部側と下部側にそれぞれ配置する加工保持装置の要部断面図である。 被加工材の上下面を上部側と下部側にそれぞれ配置する加工保持装置の要部断面図である。 被加工材を真空吸着によって駒部材で保持する加工保持装置の要部断面図である。 従来の加工保持装置の要部断面図である。

符号の説明

１０ 仕上多面体
１１ 仕上下面
１２ 仕上上面
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ 仕上側面
２０ 被加工材
２１ 下面
２２ 上面
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ 側面
３０ 多面体の保持装置
４０ 駒部材
４１ 保持部
５０ 駒保持部材
５１ 取付固定部
５５ 水平保持部
Ｋ 仕上げ加工面

Claims (6)

1. 下面（２１）及び上面（２２）との間に前記上面及び下面に対して連接する複数の側面（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ）を有する多面体からなる被加工材（２０）を、前記下面及び上面をいずれも水平な仕上下面（１１）及び仕上上面（１２）とし、かつ前記各側面を前記水平な仕上上面及び仕上下面に対してそれぞれ同一の所定角度（α，β）で連接する仕上側面（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）とする仕上多面体（１０）に加工する際に使用される被加工材のための保持装置（３０）であって、
   前記被加工材の一側面を着脱可能に保持する保持部（４１）を有する駒部材（４０）と、
   前記駒部材を着脱可能に取付固定する取付固定部（５１）を有し、前記取付固定部に取付け固定された駒部材に保持された被加工材の上部側もしくは下部側又は上下部両側となる面が仕上げ加工面（Ｋ）となるように水平保持する水平保持部（５５）を有する駒保持部材（５０）
   とからなることを特徴とする多面体の加工保持装置。
2. 前記駒部材の保持部が仕上側面と同一角度（α，β）の面で形成されている請求項１に記載の多面体の加工保持装置。
3. 前記駒部材の保持部が接着剤による接着面として形成されている請求項１又は２に記載の多面体の加工保持装置。
4. 前記駒部材の保持部が真空装置による真空吸着面として形成されている請求項１又は２に記載の多面体の加工保持装置。
5. 前記駒保持部材が定盤（Ｔ）に載置され、前記定盤に内蔵された電磁石のオンオフによって前記駒部材が前記取付固定部に着脱可能に取付固定されるとともに、前記駒保持部材が前記定盤に着脱可能に固定される請求項１ないし４のいずれか１項に記載の多面体の加工保持装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の加工保持装置を用いて行う加工方法であって、
   前記被加工材の一側面を駒部材の保持部に保持し、前記駒保持部材によって前記駒部材に保持された被加工材の上部側又は下部側となる面が仕上げ加工面（Ｋ）となるように水平保持した後、前記仕上げ加工面を水平となるように加工し、
   次いで、前記加工された被加工材の側面を駒部材の保持部に保持し、前記と同様に、前記駒保持部材によって水平保持して、仕上げ加工面を水平となるように加工し、
   以後同様に、前記被加工材の別の側面を駒部材の保持部に保持して、前記駒保持部材によって水平保持された仕上げ加工面を水平となるように加工することを特徴とする多面体の加工方法。

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