JP3333679B2 - 溝切削装置及び溝切削方法 - Google Patents
溝切削装置及び溝切削方法Info
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- JP3333679B2 JP3333679B2 JP04640696A JP4640696A JP3333679B2 JP 3333679 B2 JP3333679 B2 JP 3333679B2 JP 04640696 A JP04640696 A JP 04640696A JP 4640696 A JP4640696 A JP 4640696A JP 3333679 B2 JP3333679 B2 JP 3333679B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物に対し微
細な溝を刻む切削装置及び溝切削方法に関する。特に、
ホログラム光学素子（ＨＯＥ）等の微細な溝を有する光
学部品の溝形状形成方法に関するものである。
細な溝を刻む切削装置及び溝切削方法に関する。特に、
ホログラム光学素子（ＨＯＥ）等の微細な溝を有する光
学部品の溝形状形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクの急速な普及により光
ディスク再生装置等の量産化が盛んに行われており、こ
の分野におけるローコスト化は急務となっている。ロー
コスト化を行うためには、例えば、部品点数を削減する
手法がある。光ディスク再生装置内の光ピックアップ
は、内蔵のレーザダイオードから出射した光を光ディス
クに照射し、この光ディスクにより反射された光をフォ
トダイオードで受光し、その光量の変化をモニタするこ
とにより光ディスク内の情報を読み取る。
ディスク再生装置等の量産化が盛んに行われており、こ
の分野におけるローコスト化は急務となっている。ロー
コスト化を行うためには、例えば、部品点数を削減する
手法がある。光ディスク再生装置内の光ピックアップ
は、内蔵のレーザダイオードから出射した光を光ディス
クに照射し、この光ディスクにより反射された光をフォ
トダイオードで受光し、その光量の変化をモニタするこ
とにより光ディスク内の情報を読み取る。
【０００３】従来、このような光学系は多数のレンズや
ハーフミラー等を用いて構成されていたが、フレネルレ
ンズやホログラム光学素子（ＨＯＥ）を用いることによ
り、ピックアップ内の部品点数が大幅に減少するため、
このような光学素子を用いることが考えられていた。
ハーフミラー等を用いて構成されていたが、フレネルレ
ンズやホログラム光学素子（ＨＯＥ）を用いることによ
り、ピックアップ内の部品点数が大幅に減少するため、
このような光学素子を用いることが考えられていた。
【０００４】これらの光学素子は、図７に示すように、
例えば、ガラスやポリカーボネット等の透明素材１で成
形されたものの表面に、幅３ミクロン程度の微細、かつ
複雑な形状の鋸歯状溝２（幅Ｗ，深さｈ，角度θ）を刻
むことにより得られる。３は回折格子曲線である。
例えば、ガラスやポリカーボネット等の透明素材１で成
形されたものの表面に、幅３ミクロン程度の微細、かつ
複雑な形状の鋸歯状溝２（幅Ｗ，深さｈ，角度θ）を刻
むことにより得られる。３は回折格子曲線である。
【０００５】この鋸歯状溝を刻むために、従来は、旋盤
による切削加工、あるいはリソグラフィやエッチング等
を用いる方法が行われている。
による切削加工、あるいはリソグラフィやエッチング等
を用いる方法が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の加工方法では、次のような問題が生じる。
た従来の加工方法では、次のような問題が生じる。
【０００７】従来のフレネルレンズのような同心円状の
微細溝を要する光学部品では、旋盤による切削加工を施
すことが可能であったが、近年微細溝の形状が必ずしも
同心円状ではなくなってきており、また、近年微細溝の
幅も各加工位置によって異なってきているので、旋盤を
用いて加工を行うことができなくなっている。
微細溝を要する光学部品では、旋盤による切削加工を施
すことが可能であったが、近年微細溝の形状が必ずしも
同心円状ではなくなってきており、また、近年微細溝の
幅も各加工位置によって異なってきているので、旋盤を
用いて加工を行うことができなくなっている。
【０００８】また、自由曲線形状の溝など、旋盤では切
削できない形状の溝を形成する時、エッチングによる溝
加工を行うことがある。エッチングによる溝加工では、
溝の幅を設計値通りに得ることは可能であるが、溝の断
面形状を設計値通りに加工することは困難である。例え
ば、イオンビーム加工によるエッチング方法では、鋸歯
状刃の傾斜部分に凹凸が発生する等で形状精度が確保で
きなくなったり、リソグラフィによるエッチングでは、
エッチングの指向性を制御することが非常に難しいため
に、溝の形状が丸まってしまう等、それぞれ設計時に期
待するほどの光学特性が確保できないという問題があ
る。
削できない形状の溝を形成する時、エッチングによる溝
加工を行うことがある。エッチングによる溝加工では、
溝の幅を設計値通りに得ることは可能であるが、溝の断
面形状を設計値通りに加工することは困難である。例え
ば、イオンビーム加工によるエッチング方法では、鋸歯
状刃の傾斜部分に凹凸が発生する等で形状精度が確保で
きなくなったり、リソグラフィによるエッチングでは、
エッチングの指向性を制御することが非常に難しいため
に、溝の形状が丸まってしまう等、それぞれ設計時に期
待するほどの光学特性が確保できないという問題があ
る。
【０００９】本発明は、上記問題点を除去し、設計値通
りの溝幅を有する溝を、高精度な断面形状を保ちつつ形
成することが可能な溝切削装置及び溝切削方法を提供す
ることを目的とする。
りの溝幅を有する溝を、高精度な断面形状を保ちつつ形
成することが可能な溝切削装置及び溝切削方法を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕溝切削装置において、ベースと、このベース上に
設けられＹ方向に駆動するＹテーブルと、このＹテーブ
ルにＹ方向に直交するＸ方向に駆動可能に設けられるＸ
テーブルと、このＸテーブルに固設された保持部に保持
される切削工具と、前記Ｙテーブルと対向する位置であ
って、Ｘ及びＹ方向に直交するＺ方向に駆動するＺテー
ブルと、このＺテーブル上にＺ方向を軸として回動する
Ｚ軸回動台を設け、このＺ軸回動台の前記切削工具と対
向する一端面に設けられる載置面に固定される被加工物
とを有し、前記切削工具を前記被加工物の被加工表面に
沿って走査することで自由曲線形状を有する溝を切削
し、且つ、前記切削工具の回動角度α、前記切削工具の
刃先角ｅ、前記被加工物に設ける溝の角度θとしたと
き、ｔａｎ（θ）＝ｔａｎ（ｅ）ｃｏｓ（α）より求め
た前記回動角度αに基づいて前記切削中に前記走査の方
向に対する前記切削工具の向きを変え前記溝の断面形状
を変化させる手段を具備することを特徴とする。
成するために、 〔１〕溝切削装置において、ベースと、このベース上に
設けられＹ方向に駆動するＹテーブルと、このＹテーブ
ルにＹ方向に直交するＸ方向に駆動可能に設けられるＸ
テーブルと、このＸテーブルに固設された保持部に保持
される切削工具と、前記Ｙテーブルと対向する位置であ
って、Ｘ及びＹ方向に直交するＺ方向に駆動するＺテー
ブルと、このＺテーブル上にＺ方向を軸として回動する
Ｚ軸回動台を設け、このＺ軸回動台の前記切削工具と対
向する一端面に設けられる載置面に固定される被加工物
とを有し、前記切削工具を前記被加工物の被加工表面に
沿って走査することで自由曲線形状を有する溝を切削
し、且つ、前記切削工具の回動角度α、前記切削工具の
刃先角ｅ、前記被加工物に設ける溝の角度θとしたと
き、ｔａｎ（θ）＝ｔａｎ（ｅ）ｃｏｓ（α）より求め
た前記回動角度αに基づいて前記切削中に前記走査の方
向に対する前記切削工具の向きを変え前記溝の断面形状
を変化させる手段を具備することを特徴とする。
【００１１】〔２〕溝切削装置において、ベースと、こ
のベース上に設けられＸ方向に駆動するＸテーブルと、
このＸテーブルにＣ軸回転中心軸を有するＣ′軸回動台
と、このＣ′軸軸回動台に固設される保持部に保持され
る切削工具と、前記Ｘテーブルと対向する位置であっ
て、Ｚ方向に駆動するＺテーブルと、このＺテーブル上
にＺ方向を軸として回動するＣ軸回動台を設け、このＣ
軸回動台の前記切削工具と対向する一端面に設けられる
載置面に固定される被加工物とを有し、前記切削工具を
前記被加工物の被加工表面に沿って走査することで自由
曲線形状を有する溝を切削し、且つ、前記切削工具の回
動角度α、前記切削工具の刃先角ｅ、前記被加工物に設
ける溝の角度θとしたとき、ｔａｎ（θ）＝ｔａｎ
（ｅ）ｃｏｓ（α）より求めた前記回動角度αに基づい
て前記切削中に前記走査の方向に対する前記切削工具の
向きを変え前記溝の断面形状を変化させる手段を具備す
ることを特徴とする。
のベース上に設けられＸ方向に駆動するＸテーブルと、
このＸテーブルにＣ軸回転中心軸を有するＣ′軸回動台
と、このＣ′軸軸回動台に固設される保持部に保持され
る切削工具と、前記Ｘテーブルと対向する位置であっ
て、Ｚ方向に駆動するＺテーブルと、このＺテーブル上
にＺ方向を軸として回動するＣ軸回動台を設け、このＣ
軸回動台の前記切削工具と対向する一端面に設けられる
載置面に固定される被加工物とを有し、前記切削工具を
前記被加工物の被加工表面に沿って走査することで自由
曲線形状を有する溝を切削し、且つ、前記切削工具の回
動角度α、前記切削工具の刃先角ｅ、前記被加工物に設
ける溝の角度θとしたとき、ｔａｎ（θ）＝ｔａｎ
（ｅ）ｃｏｓ（α）より求めた前記回動角度αに基づい
て前記切削中に前記走査の方向に対する前記切削工具の
向きを変え前記溝の断面形状を変化させる手段を具備す
ることを特徴とする。
【００１２】〔３〕溝切削装置において、べースと、こ
のべース上に設けられＹ方向に駆動するＹテーブルと、
このＹテーブルにＹ方向と直交するＸ方向に駆動可能に
設けられたＸテーブルと、このＸテーブルに固設された
Ａ軸回動台と、このＡ軸回動台に固設されたＢ軸回動台
と、このＢ軸回動台に固設された保持部に保持される切
削工具と、前記Ｙテーブルと対向する位置であって、Ｘ
及びＹ方向に直交するＺ方向に駆動するＺテーブルと、
このＺテーブル上にＺ方向を軸として回動するＣ軸回動
台を設け、このＣ軸回動台の前記切削工具と対向する一
端面に設けられる載置面に固定される被加工物とを有
し、前記切削工具を前記被加工物の被加工表面に沿って
走査することで自由曲線形状を有する溝を切削し、且
つ、前記切削工具の回動角度α、前記切削工具の刃先角
ｅ、前記被加工物に設ける溝の角度θとしたとき、ｔａ
ｎ（θ）＝ｔａｎ（ｅ）ｃｏｓ（α）より求めた前記回
動角度αに基づいて前記切削中に前記走査の方向に対す
る前記切削工具の向きを変え前記溝の断面形状を変化さ
せる手段を具備することを特徴とする。
のべース上に設けられＹ方向に駆動するＹテーブルと、
このＹテーブルにＹ方向と直交するＸ方向に駆動可能に
設けられたＸテーブルと、このＸテーブルに固設された
Ａ軸回動台と、このＡ軸回動台に固設されたＢ軸回動台
と、このＢ軸回動台に固設された保持部に保持される切
削工具と、前記Ｙテーブルと対向する位置であって、Ｘ
及びＹ方向に直交するＺ方向に駆動するＺテーブルと、
このＺテーブル上にＺ方向を軸として回動するＣ軸回動
台を設け、このＣ軸回動台の前記切削工具と対向する一
端面に設けられる載置面に固定される被加工物とを有
し、前記切削工具を前記被加工物の被加工表面に沿って
走査することで自由曲線形状を有する溝を切削し、且
つ、前記切削工具の回動角度α、前記切削工具の刃先角
ｅ、前記被加工物に設ける溝の角度θとしたとき、ｔａ
ｎ（θ）＝ｔａｎ（ｅ）ｃｏｓ（α）より求めた前記回
動角度αに基づいて前記切削中に前記走査の方向に対す
る前記切削工具の向きを変え前記溝の断面形状を変化さ
せる手段を具備することを特徴とする。
【００１３】〔４〕また、本発明は、被加工物と切削工
具とを前記被加工物の被加工表面に沿って相対変位さ
せ、前記被加工表面に溝を形成する工程を有する溝切削
方法において、前記切削工具を相対変位させる方向に対
する前記切削工具の回動角度α、前記切削工具の刃先角
ｅ、前記被加工物に設ける溝の角度θとしたとき、 ｔａｎ（θ）＝ｔａｎ（ｅ）ｃｏｓ（α） …（１） より前記回動角度αを求めることで前記被加工物の設計
上定められる所定値に溝幅が設定可能な刃先を備えるバ
イトを、前記刃先角を構成する切刃の一辺を軸として回
動させながら前記切削工具を前記被加工物の被加工表面
に沿って移動させることで自由曲線形状を有する溝を切
削することを特徴とする。
具とを前記被加工物の被加工表面に沿って相対変位さ
せ、前記被加工表面に溝を形成する工程を有する溝切削
方法において、前記切削工具を相対変位させる方向に対
する前記切削工具の回動角度α、前記切削工具の刃先角
ｅ、前記被加工物に設ける溝の角度θとしたとき、 ｔａｎ（θ）＝ｔａｎ（ｅ）ｃｏｓ（α） …（１） より前記回動角度αを求めることで前記被加工物の設計
上定められる所定値に溝幅が設定可能な刃先を備えるバ
イトを、前記刃先角を構成する切刃の一辺を軸として回
動させながら前記切削工具を前記被加工物の被加工表面
に沿って移動させることで自由曲線形状を有する溝を切
削することを特徴とする。
【００１４】溝の深さが設計上決められていれば、溝の
幅は三角比の関係によって決定される。すなわち、被加
工物が切削さる部分の角度θ（すなわち、前記した被加
工物に設ける溝の角度θ）を変化させれば、溝の幅も変
化し、その割合は、溝の深さをｈ、溝の幅をｗとした
時、 ｗ＝ｈ・ｔａｎ（θ） …（２） で、一義的に求められることになる。切削工具の刃先角
ｅは定数であるから、上記（２）式で求めた角度θを上
記（１）式に代入して回動角αを得る。
幅は三角比の関係によって決定される。すなわち、被加
工物が切削さる部分の角度θ（すなわち、前記した被加
工物に設ける溝の角度θ）を変化させれば、溝の幅も変
化し、その割合は、溝の深さをｈ、溝の幅をｗとした
時、 ｗ＝ｈ・ｔａｎ（θ） …（２） で、一義的に求められることになる。切削工具の刃先角
ｅは定数であるから、上記（２）式で求めた角度θを上
記（１）式に代入して回動角αを得る。
【００１５】すなわち、 α＝ａｒｃｃｏｓ〔ｗ／ｈ／ｔａｎ（ｅ）〕 …（３） であるから、被加工物上の各位置における回動角αの値
を、一義的に決定することができる。
を、一義的に決定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。
て図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明の第１実施例を示す溝切切削
方法を実施するための切削装置の構成図である。
方法を実施するための切削装置の構成図である。
【００１８】この図に示す切削装置は、べース２１と、
このべース２１上に設けられ、Ｙ方向に駆動するＹテー
ブル２２と、このＹテーブル２２にＹ方向と直交するＸ
方向に駆動可能に設けられたＸテーブル２３と、このＸ
テーブル２３に固設された保持部２４と、この保持部２
４に保持される切削工具としてのバイト２５とを具備し
ている。
このべース２１上に設けられ、Ｙ方向に駆動するＹテー
ブル２２と、このＹテーブル２２にＹ方向と直交するＸ
方向に駆動可能に設けられたＸテーブル２３と、このＸ
テーブル２３に固設された保持部２４と、この保持部２
４に保持される切削工具としてのバイト２５とを具備し
ている。
【００１９】また、べース２１上のＹテーブル２２と対
向する位置には、Ｘ及びＹ方向に直交するＺ方向に駆動
するＺテーブル２６と、このＺテーブル２６上にＺ方向
を軸として回動するＺ軸回動台２７が設けられており、
この回動台２７のバイト２５と対向する一端面には、被
加工物２９が載置される載置面３０が形成されている。
なお、２８はＣ軸回転中心軸である。
向する位置には、Ｘ及びＹ方向に直交するＺ方向に駆動
するＺテーブル２６と、このＺテーブル２６上にＺ方向
を軸として回動するＺ軸回動台２７が設けられており、
この回動台２７のバイト２５と対向する一端面には、被
加工物２９が載置される載置面３０が形成されている。
なお、２８はＣ軸回転中心軸である。
【００２０】このように構成された切削装置により、被
加工物２９を載置面３０に設置し、バイト２５を被加工
物２９に近接する方向に変位させ、ＮＣコントローラ
（図示なし）からの制御により、予め設定してある切削
経路（カッターパス）・切削幅のＮＣデータに応じて、
Ｘ・Ｙ・Ｚ各テーブルを駆動変位、かつ載置面３０の法
線（Ｚ方向）を軸として回動台２７を回動させ、バイト
２５の進行方向及びこの進行方向に対するバイト２５の
向きを制御し、カッターパスに対応する溝経路、回動量
に対応する溝幅を有する所定の溝を形成する。
加工物２９を載置面３０に設置し、バイト２５を被加工
物２９に近接する方向に変位させ、ＮＣコントローラ
（図示なし）からの制御により、予め設定してある切削
経路（カッターパス）・切削幅のＮＣデータに応じて、
Ｘ・Ｙ・Ｚ各テーブルを駆動変位、かつ載置面３０の法
線（Ｚ方向）を軸として回動台２７を回動させ、バイト
２５の進行方向及びこの進行方向に対するバイト２５の
向きを制御し、カッターパスに対応する溝経路、回動量
に対応する溝幅を有する所定の溝を形成する。
【００２１】ＮＣコントローラ中のＮＣデータは以下の
通りに求めた。溝形状の長さをパラメータｓとおく時、
溝形状の曲線関数を、 ｘ＝ｘ（ｓ），ｙ＝ｙ（ｓ） …（４） とおける。パラメータｓは、溝形状の曲線の始点から切
削点までの長さを表しており、切削加工が一定切削速度
にて行われる場合は、切削速度をｖ、時間をｔとして、
次のように表現することが可能である。
通りに求めた。溝形状の長さをパラメータｓとおく時、
溝形状の曲線関数を、 ｘ＝ｘ（ｓ），ｙ＝ｙ（ｓ） …（４） とおける。パラメータｓは、溝形状の曲線の始点から切
削点までの長さを表しており、切削加工が一定切削速度
にて行われる場合は、切削速度をｖ、時間をｔとして、
次のように表現することが可能である。
【００２２】ｓ＝ｖ・ｔ また、切削速度が一定でない場合も、パラメータｓは時
間の関数として表現することが可能である。同様に、パ
ラメータｓにおける回動角αや切り込み深さ量ｚも、 ｚ＝ｚ（ｓ） …（５） α＝α（ｓ） …（６） とできる。
間の関数として表現することが可能である。同様に、パ
ラメータｓにおける回動角αや切り込み深さ量ｚも、 ｚ＝ｚ（ｓ） …（５） α＝α（ｓ） …（６） とできる。
【００２３】この時、Ｘ，Ｙ，Ｚの各テーブルの移動量
は、それぞれ、 Ｘ＝ｘ（ｓ）・ｃｏｓα−ｙ（ｓ）・ｓｉｎα …（７） Ｙ＝ｘ（ｓ）・ｓｉｎα＋ｙ（ｓ）・ｃｏｓα …（８） Ｚ＝ｘ（ｓ） …（９） となり、これら（ｘ，ｙ，ｚ，α）を溝の長さｓにおけ
るＮＣテーブルとした。
は、それぞれ、 Ｘ＝ｘ（ｓ）・ｃｏｓα−ｙ（ｓ）・ｓｉｎα …（７） Ｙ＝ｘ（ｓ）・ｓｉｎα＋ｙ（ｓ）・ｃｏｓα …（８） Ｚ＝ｘ（ｓ） …（９） となり、これら（ｘ，ｙ，ｚ，α）を溝の長さｓにおけ
るＮＣテーブルとした。
【００２４】したがって、この装置では（６）、
（７）、（８）、（９）式で示される一本の曲線を１カ
ッターパスで切削する。
（７）、（８）、（９）式で示される一本の曲線を１カ
ッターパスで切削する。
【００２５】図２（ａ）乃至（ｃ）は図１の切削装置の
保持部２４に固定保持されるバイト２５の模式図であ
る。
保持部２４に固定保持されるバイト２５の模式図であ
る。
【００２６】図２（ａ）に示すように、バイト２５は切
削部たるダイヤモンドからなるチップ４１と、先端にこ
のチップ４１が固着される合金製のシャーシ４０とから
なる。
削部たるダイヤモンドからなるチップ４１と、先端にこ
のチップ４１が固着される合金製のシャーシ４０とから
なる。
【００２７】また、図２（ｂ）に示すように、チップ４
１は切り刃部Ａ４２と切り刃部Ｂ４３を有し、これら切
り刃部が被加工物２９に対して切削作用を及ぼす。
１は切り刃部Ａ４２と切り刃部Ｂ４３を有し、これら切
り刃部が被加工物２９に対して切削作用を及ぼす。
【００２８】さらに、図２（ｃ）はチップ４１を切り刃
部Ｂ４３側から見た模式図である。
部Ｂ４３側から見た模式図である。
【００２９】ここで、チップ４１の形状は、刃渡り３ｍ
ｍ程度の切り刃部Ａ及び刃渡り２ｍｍ程度の切り刃部
Ｂ、これら切り刃の交叉により構成される刃先の角度ｅ
が、例えば、８０度程度、刃先の逃げ角ｆも約８０度に
形成されている。また、シャーシ４０は、長さ１００ｍ
ｍ、幅１０ｍｍ程度の角柱である。
ｍ程度の切り刃部Ａ及び刃渡り２ｍｍ程度の切り刃部
Ｂ、これら切り刃の交叉により構成される刃先の角度ｅ
が、例えば、８０度程度、刃先の逃げ角ｆも約８０度に
形成されている。また、シャーシ４０は、長さ１００ｍ
ｍ、幅１０ｍｍ程度の角柱である。
【００３０】次に、このようなバイト２５を用いた切削
装置を用いて、被加工物２９上に光学素子のための鋸歯
状溝５０を形成する方法について説明する。
装置を用いて、被加工物２９上に光学素子のための鋸歯
状溝５０を形成する方法について説明する。
【００３１】まず、被加工物２９を、図１に示す切削装
置の載置面３０にチャック等を用いて固着させる。被加
工物２９は、例えば、厚さ５０ミクロン程度のニッケル
コートが施された直径１０ｍｍの柱状の無酸素銅（Ｃ１
０２０）である。一方、切り刃部を載置面３０に載置さ
れた被加工物２９側に向けたバイト２５のシャーシ部４
０を保持部２４で固定保持する。
置の載置面３０にチャック等を用いて固着させる。被加
工物２９は、例えば、厚さ５０ミクロン程度のニッケル
コートが施された直径１０ｍｍの柱状の無酸素銅（Ｃ１
０２０）である。一方、切り刃部を載置面３０に載置さ
れた被加工物２９側に向けたバイト２５のシャーシ部４
０を保持部２４で固定保持する。
【００３２】この時、例えば、図３（ａ）に示す鋸歯状
溝５０のように、一方の辺が載置面３０に対し垂直に形
成されるよう、チップ４１の切り刃部Ｂ４３が、回動台
２７の回動軸と平行になるように設けられる。
溝５０のように、一方の辺が載置面３０に対し垂直に形
成されるよう、チップ４１の切り刃部Ｂ４３が、回動台
２７の回動軸と平行になるように設けられる。
【００３３】バイト２５が設けられたＺテーブル２６を
駆動し、被加工物２９とバイト２５を近接させる。この
時、バイト２５の刃先の座標が被加工物２９に干渉しな
いよう、被加工物２９のＸＹ座標から、予めずらしてお
き近接させる。そして、被加工物２９とバイト２５の刃
先とのＺテーブル２６の駆動方向での位置関係が、被加
工物２９の被加工面から切り込み深さ分、例えば、２ミ
クロンだけ深い位置になるまでＺテーブルを駆動する。
駆動し、被加工物２９とバイト２５を近接させる。この
時、バイト２５の刃先の座標が被加工物２９に干渉しな
いよう、被加工物２９のＸＹ座標から、予めずらしてお
き近接させる。そして、被加工物２９とバイト２５の刃
先とのＺテーブル２６の駆動方向での位置関係が、被加
工物２９の被加工面から切り込み深さ分、例えば、２ミ
クロンだけ深い位置になるまでＺテーブルを駆動する。
【００３４】以上のような準備の後、切削を行う。
【００３５】切削工程では、図３（ａ）に示すように、
切り刃部Ａ４２をバイト２５の進行方向に対して垂直に
当接させ、Ｘテーブル２３及びＹテーブル２２を用い
て、ＮＣコントローラ（図示なし）に入力されているＮ
Ｃデータに対応する座標上に、バイト２５の刃先部を変
位させる。この時の各テーブルの駆動速度は、切削する
溝の形状により変化するため一様ではないが、刃先が移
動する方向への刃先の移動速度を常に５０ｍｍ／ｍｉｎ
に保つため、Ｘテーブル２３及びＹテーブル２２共に０
〜５０ｍｍ／ｍｉｎ程度とした。
切り刃部Ａ４２をバイト２５の進行方向に対して垂直に
当接させ、Ｘテーブル２３及びＹテーブル２２を用い
て、ＮＣコントローラ（図示なし）に入力されているＮ
Ｃデータに対応する座標上に、バイト２５の刃先部を変
位させる。この時の各テーブルの駆動速度は、切削する
溝の形状により変化するため一様ではないが、刃先が移
動する方向への刃先の移動速度を常に５０ｍｍ／ｍｉｎ
に保つため、Ｘテーブル２３及びＹテーブル２２共に０
〜５０ｍｍ／ｍｉｎ程度とした。
【００３６】以上の動作により、この切削装置は、バイ
ト２５をＸテーブル２３及びＹテーブル２２を用いて、
被加工物２９上一定切り込み深さで走査させ、一筋の溝
を１カッターパスで低速で切削する。なお、溝の深さを
変化させる場合は、ＮＣデータに対応する座標とバイト
２５の刃先の座標とが一致した時、Ｚテーブル２６を用
いて被加工物２９をＺ方向に変位させることにより行わ
れる。
ト２５をＸテーブル２３及びＹテーブル２２を用いて、
被加工物２９上一定切り込み深さで走査させ、一筋の溝
を１カッターパスで低速で切削する。なお、溝の深さを
変化させる場合は、ＮＣデータに対応する座標とバイト
２５の刃先の座標とが一致した時、Ｚテーブル２６を用
いて被加工物２９をＺ方向に変位させることにより行わ
れる。
【００３７】この切削中に、溝の深さや溝形状の他に、
溝の幅を変える必要がある場合がある。例えば、自由曲
線の溝で溝幅を一様にする時や、逆に、所望の位置にお
いて溝幅を意図的に変化させる時などである。この場合
には、以下のように溝幅の調整を行う。
溝の幅を変える必要がある場合がある。例えば、自由曲
線の溝で溝幅を一様にする時や、逆に、所望の位置にお
いて溝幅を意図的に変化させる時などである。この場合
には、以下のように溝幅の調整を行う。
【００３８】例えば、図２に示すように、切り刃部Ｂ４
３がなす線分を軸として、切り刃部Ａ４２を図３（ｂ）
に示すように、進行方向に突き出すように、バイト２５
を回動させる。この時のバイト２５の回動角、すなわ
ち、バイト２５の刃先部の回動角αは、前記（１）式に
より求めた値を、ＮＣデータ化してＮＣコントローラ
（図示なし）に入力しておく。このＮＣデータに対応す
る座標とバイト２５の刃先の座標とが一致した時、回動
台２７を回動角α分回動させて溝幅の制御を行う。
３がなす線分を軸として、切り刃部Ａ４２を図３（ｂ）
に示すように、進行方向に突き出すように、バイト２５
を回動させる。この時のバイト２５の回動角、すなわ
ち、バイト２５の刃先部の回動角αは、前記（１）式に
より求めた値を、ＮＣデータ化してＮＣコントローラ
（図示なし）に入力しておく。このＮＣデータに対応す
る座標とバイト２５の刃先の座標とが一致した時、回動
台２７を回動角α分回動させて溝幅の制御を行う。
【００３９】回動角αの量の決定には上記（３）式を用
いた。溝幅ｗ、鋸歯状溝の切削される部分の角度θ、溝
の深さｈはそれぞれ素子の設計に係る数である。
いた。溝幅ｗ、鋸歯状溝の切削される部分の角度θ、溝
の深さｈはそれぞれ素子の設計に係る数である。
【００４０】この実施例においては、溝の深さｈ方向と
溝の幅方向ｗが直交しているから、上記（２）式を用い
て溝幅ｗに対応する角度θを求めることができる。例え
ば、ｗ＝２．８ミクロン、ｈ＝０．６ミクロンの溝に対
応する角度θは、約７８度となる。
溝の幅方向ｗが直交しているから、上記（２）式を用い
て溝幅ｗに対応する角度θを求めることができる。例え
ば、ｗ＝２．８ミクロン、ｈ＝０．６ミクロンの溝に対
応する角度θは、約７８度となる。
【００４１】次に、この角度θの値とチップ４１の刃先
角ｅとを上記（１）式に代入し回動角αを求める。この
実施例では刃先角ｅ＝８０度であるから、刃先の進行方
向に対する刃先の回動角αは約３４．６度となる。被加
工物上の他の座標についても同様に計算を行う。これら
の値を被加工物と上各座標における溝幅に対応する切削
工具の向きの変化量としてＮＣデータ化し、ＮＣコント
ローラ（図示なし）に入力しておく。
角ｅとを上記（１）式に代入し回動角αを求める。この
実施例では刃先角ｅ＝８０度であるから、刃先の進行方
向に対する刃先の回動角αは約３４．６度となる。被加
工物上の他の座標についても同様に計算を行う。これら
の値を被加工物と上各座標における溝幅に対応する切削
工具の向きの変化量としてＮＣデータ化し、ＮＣコント
ローラ（図示なし）に入力しておく。
【００４２】この実施例の切削装置では、切り込み深さ
２ミクロンで切削を行い、溝深さｈを０．６ミクロンで
一定として切削を行った。この時、刃先部の回動角αを
０度から３５度に変化させ、溝深さｈ一定のまま溝幅が
３．２ミクロンから２．８ミクロンまで変化したことを
確認した。また、この時、鋸歯状溝の形状精度が、エッ
チング等の加工方法で加工を行った場合の精度と比較し
て、格段に優れていることを原子間力顕微鏡による観察
で確認した。
２ミクロンで切削を行い、溝深さｈを０．６ミクロンで
一定として切削を行った。この時、刃先部の回動角αを
０度から３５度に変化させ、溝深さｈ一定のまま溝幅が
３．２ミクロンから２．８ミクロンまで変化したことを
確認した。また、この時、鋸歯状溝の形状精度が、エッ
チング等の加工方法で加工を行った場合の精度と比較し
て、格段に優れていることを原子間力顕微鏡による観察
で確認した。
【００４３】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。
る。
【００４４】図４は本発明の第２実施例を示す溝切切削
方法を実施するための切削加工装置の構成図であり、第
１実施例と同様の効果を持っている。
方法を実施するための切削加工装置の構成図であり、第
１実施例と同様の効果を持っている。
【００４５】この図に示す切削加工装置は、べース１０
１と、このべース１０１上に設けられ、Ｘ方向に駆動す
るＸテーブル１０２と、このＸテーブル１０２にＣ軸回
転中心軸１０８を有するＣ′軸回動台１０３と、この
Ｃ′軸軸回動台１０３に固設される保持部１０４と、こ
の保持部１０４に保持されるバイト１０５とを具備して
いる。
１と、このべース１０１上に設けられ、Ｘ方向に駆動す
るＸテーブル１０２と、このＸテーブル１０２にＣ軸回
転中心軸１０８を有するＣ′軸回動台１０３と、この
Ｃ′軸軸回動台１０３に固設される保持部１０４と、こ
の保持部１０４に保持されるバイト１０５とを具備して
いる。
【００４６】また、べース１０１上のＸテーブル１０２
と対向する位置には、Ｚ方向に駆動するＺテーブル１０
６と、このＺテーブル１０６上にＺ方向を軸として回動
するＣ軸回動台１０７が設けられており、このＣ軸回動
台１０７のバイト１０５と対向する一端面には、被加工
物１０９が載置される載置面１１０が形成されている。
なお、１０８はＣ軸回転中心軸である。
と対向する位置には、Ｚ方向に駆動するＺテーブル１０
６と、このＺテーブル１０６上にＺ方向を軸として回動
するＣ軸回動台１０７が設けられており、このＣ軸回動
台１０７のバイト１０５と対向する一端面には、被加工
物１０９が載置される載置面１１０が形成されている。
なお、１０８はＣ軸回転中心軸である。
【００４７】このように、直進運動を行うＺ軸及びこれ
と直交するＸ軸を持ち、Ｚテーブル１０６上には、Ｚ軸
と平行なＣ軸回動台１０７が取り付けられている。Ｘ軸
上には、やはり、Ｚ軸と平行なＣ´軸回動台１０３が取
り付けられている。Ｃ軸回動台１０７上には被加工物１
０９が取り付けられ、Ｃ´軸回動台１０３上には中心か
らオフセットされた位置にバイト１０５が取り付けらて
いる。
と直交するＸ軸を持ち、Ｚテーブル１０６上には、Ｚ軸
と平行なＣ軸回動台１０７が取り付けられている。Ｘ軸
上には、やはり、Ｚ軸と平行なＣ´軸回動台１０３が取
り付けられている。Ｃ軸回動台１０７上には被加工物１
０９が取り付けられ、Ｃ´軸回動台１０３上には中心か
らオフセットされた位置にバイト１０５が取り付けらて
いる。
【００４８】この切削装置を用いて、溝を切削する場合
は、バイト１０５のＹ方向の動きをＣ´軸回動台１０３
の回転によりオフセットして取り付けられたバイト１０
５が回転のみでなく、Ｙ軸方向にも動くことを利用して
実現する。これによって、機械全体の構造を簡素化する
ことができる。また、このＣ´軸回動台１０３の回転に
伴って、バイト１０５の回転角度及びＸ軸座標を補正す
る必要があるが、これらはＣ軸及びＸ軸の指令値に補正
量を加算することで実現可能である。これらの操作を具
体的に示すと次のようになる。
は、バイト１０５のＹ方向の動きをＣ´軸回動台１０３
の回転によりオフセットして取り付けられたバイト１０
５が回転のみでなく、Ｙ軸方向にも動くことを利用して
実現する。これによって、機械全体の構造を簡素化する
ことができる。また、このＣ´軸回動台１０３の回転に
伴って、バイト１０５の回転角度及びＸ軸座標を補正す
る必要があるが、これらはＣ軸及びＸ軸の指令値に補正
量を加算することで実現可能である。これらの操作を具
体的に示すと次のようになる。
【００４９】被加工物と切削工具の相対運動は第１実施
例と同様であるが、切削加工装置の制御方法は異なって
いる。そのため、第１実施例で定義されたｘ（ｓ）、ｙ
（ｓ）、ｚ（ｓ）、α（ｓ）を用いて、この切削装置に
与えるべき座標Ｘ，Ｚ，Ｃ，Ｃ´を求めるには、次の４
個の方程式を連立させて解いて、（Ｘ，Ｙ，Ｃ，Ｃ´）
の値を必要とするｓに対して求めてやればよい。
例と同様であるが、切削加工装置の制御方法は異なって
いる。そのため、第１実施例で定義されたｘ（ｓ）、ｙ
（ｓ）、ｚ（ｓ）、α（ｓ）を用いて、この切削装置に
与えるべき座標Ｘ，Ｚ，Ｃ，Ｃ´を求めるには、次の４
個の方程式を連立させて解いて、（Ｘ，Ｙ，Ｃ，Ｃ´）
の値を必要とするｓに対して求めてやればよい。
【００５０】 Ｘ＝ｘ（ｓ）・ｃｏｓ（Ｃ）−ｙ（ｓ）・ｓｉｎ（Ｃ）＋〔１−ｃｏｓ （Ｃ´）〕・ｄ Ｚ＝ｚ（ｓ） Ｃ＝α（ｓ）−Ｃ´ Ｃ´＝ａｒｃｓｉｎ｛〔ｙ（ｓ）・ｃｏｓ（Ｃ）＋ｘ（ｓ）・ｓｉｎ （Ｃ）〕／ｄ｝ 切削に用いる工具、被加工物の材料及び形状、切削の速
度などの条件は、第１実施例と同様に行うことができ
る。また、このような構成の切削加工装置は、一般的に
言って、回転機構は高精度なものが低価格、小型に実現
しやすいため、小型、かつ低価格なものとすることが容
易である。
度などの条件は、第１実施例と同様に行うことができ
る。また、このような構成の切削加工装置は、一般的に
言って、回転機構は高精度なものが低価格、小型に実現
しやすいため、小型、かつ低価格なものとすることが容
易である。
【００５１】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。
る。
【００５２】図５は本発明の第３実施例を示す溝切切削
方法を実施するための切削加工装置の構成図である。
方法を実施するための切削加工装置の構成図である。
【００５３】この図に示す切削装置は、べース２０１
と、このべース２０１上に設けられ、Ｙ方向に駆動する
Ｙテーブル２０２と、このＹテーブル２０２にＹ方向と
直交するＸ方向に駆動可能に設けられたＸテーブル２０
３と、このＸテーブル２０３に固設されたＡ軸回動台２
０４と、このＡ軸回動台２０４に固設されたＢ軸回動台
２０５と、このＢ軸回動台２０５に固設された保持部２
０６と、この保持部２０６に保持されるバイト２０７と
を具備している。
と、このべース２０１上に設けられ、Ｙ方向に駆動する
Ｙテーブル２０２と、このＹテーブル２０２にＹ方向と
直交するＸ方向に駆動可能に設けられたＸテーブル２０
３と、このＸテーブル２０３に固設されたＡ軸回動台２
０４と、このＡ軸回動台２０４に固設されたＢ軸回動台
２０５と、このＢ軸回動台２０５に固設された保持部２
０６と、この保持部２０６に保持されるバイト２０７と
を具備している。
【００５４】また、べース２０１上のＹテーブル２０２
と対向する位置には、Ｘ及びＹ方向に直交するＺ方向に
駆動するＺテーブル２０８と、このＺテーブル２０８上
にＺ方向を軸として回動するＣ軸回動台２０９が設けら
れており、この回動台２０９のバイト２０７と対向する
一端面には、被加工物２１０が載置される載置面２１１
が形成されている。２１２はＣ軸回転中心軸である。
と対向する位置には、Ｘ及びＹ方向に直交するＺ方向に
駆動するＺテーブル２０８と、このＺテーブル２０８上
にＺ方向を軸として回動するＣ軸回動台２０９が設けら
れており、この回動台２０９のバイト２０７と対向する
一端面には、被加工物２１０が載置される載置面２１１
が形成されている。２１２はＣ軸回転中心軸である。
【００５５】このように、直交した直進軸であるＸ軸、
Ｙ軸及びＺ軸を装備し、Ｚテーブル２０８上にはＺ軸を
回転中心とするＣ軸回動台２０９が、また、Ｙ軸上には
Ｘ軸コラムが、さらにその上にはＹ軸を回転中心とする
回転軸Ａ軸が、さらそのＡ軸の上にはＡ軸と直交する回
転軸を持つＢ軸が装備されている。切削工具は切削工具
ホルダに取り付けられ、切削工具ホルダはＢ軸上に設置
されている。
Ｙ軸及びＺ軸を装備し、Ｚテーブル２０８上にはＺ軸を
回転中心とするＣ軸回動台２０９が、また、Ｙ軸上には
Ｘ軸コラムが、さらにその上にはＹ軸を回転中心とする
回転軸Ａ軸が、さらそのＡ軸の上にはＡ軸と直交する回
転軸を持つＢ軸が装備されている。切削工具は切削工具
ホルダに取り付けられ、切削工具ホルダはＢ軸上に設置
されている。
【００５６】以上の構成によって、切削工具と被加工物
は相対的にＸ，Ｙ，Ｚの直交３軸方向及びＸ，Ｙ，Ｚの
直交３軸を中心とする３方向の回転運動を行うことがで
きる。
は相対的にＸ，Ｙ，Ｚの直交３軸方向及びＸ，Ｙ，Ｚの
直交３軸を中心とする３方向の回転運動を行うことがで
きる。
【００５７】この６自由度の相対運動を可能とする切削
加工装置においては、図６に示すような形状の光学部品
の製作が可能である。図６（ａ）はその光学部品の側面
図、図６（ｂ）はその光学部品の正面図である。
加工装置においては、図６に示すような形状の光学部品
の製作が可能である。図６（ａ）はその光学部品の側面
図、図６（ｂ）はその光学部品の正面図である。
【００５８】この光学部品は、ポリカーボネートやガラ
ス製であり、図６（ａ）に示すように、一方は平面２２
１であり、他方はレンズの役割をする球面形状をしてい
る。さらに、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、
その球面上に幅１〜３ミクロン程度の溝２２２が刻まれ
ている。なお、２２３はレンズ面、２２４は回折格子で
ある。
ス製であり、図６（ａ）に示すように、一方は平面２２
１であり、他方はレンズの役割をする球面形状をしてい
る。さらに、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、
その球面上に幅１〜３ミクロン程度の溝２２２が刻まれ
ている。なお、２２３はレンズ面、２２４は回折格子で
ある。
【００５９】切削加工に用いられる切削工具は前述した
図２と同様のものを用いる。
図２と同様のものを用いる。
【００６０】実際の加工の工程は、次のように行われ
る。
る。
【００６１】各回折格子曲線の始点から切削加工点まで
の距離をｓとすると、回折格子曲線は３次元空間内の曲
線として実現することができる。一方、レンズ面の表面
形状は、３次元空間内の曲面として実現することができ
る。前記の曲線はこの曲面上にある。この時、その切削
点におけるレンズ曲面に対する垂線ｐと回折格子曲線に
対する接線ｑを考えることができる。切削工具の長手方
向を前記垂線ｐに一致するようにすることが可能であ
る。また、この溝の切削の最中に溝の幅を可変する必要
が発生する場合には、切削工具のすくい面に垂直な線分
ｒが前記の接線ｑと一定の角度αをなすように制御する
ことで溝の幅を制御することが可能である。この時の角
度αの値の計算には上記（１）式を用いることができ
る。
の距離をｓとすると、回折格子曲線は３次元空間内の曲
線として実現することができる。一方、レンズ面の表面
形状は、３次元空間内の曲面として実現することができ
る。前記の曲線はこの曲面上にある。この時、その切削
点におけるレンズ曲面に対する垂線ｐと回折格子曲線に
対する接線ｑを考えることができる。切削工具の長手方
向を前記垂線ｐに一致するようにすることが可能であ
る。また、この溝の切削の最中に溝の幅を可変する必要
が発生する場合には、切削工具のすくい面に垂直な線分
ｒが前記の接線ｑと一定の角度αをなすように制御する
ことで溝の幅を制御することが可能である。この時の角
度αの値の計算には上記（１）式を用いることができ
る。
【００６２】以上、本実施例では銅材に鋸歯状溝を形成
する例を示したが、本発明はバイトや溝の形状に係わら
ず、例えば、矩形やＶ字型やＵ字型等、回動させること
により、見かけのバイトの幅が変化する形状のものであ
れば、あらゆる形状の溝に用いることができる。バイト
を回動させる軸も、切り刃部の方向に係わらず、自由に
設定することができる。
する例を示したが、本発明はバイトや溝の形状に係わら
ず、例えば、矩形やＶ字型やＵ字型等、回動させること
により、見かけのバイトの幅が変化する形状のものであ
れば、あらゆる形状の溝に用いることができる。バイト
を回動させる軸も、切り刃部の方向に係わらず、自由に
設定することができる。
【００６３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００６４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、設計値通りの溝幅を有する溝を、高精度な断面
形状を保ちつつ形成することが可能となる。
よれば、設計値通りの溝幅を有する溝を、高精度な断面
形状を保ちつつ形成することが可能となる。
【図１】本発明の第１実施例を示す溝切切削方法を実施
するための切削加工装置の構成図である。
するための切削加工装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す溝切切削方法を実施
するための切削装置のバイトの模式図である。
するための切削装置のバイトの模式図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す溝切切削方法を実施
するための切削装置による鋸歯状断面を持つ溝の形状可
変方法の説明図である。
するための切削装置による鋸歯状断面を持つ溝の形状可
変方法の説明図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す溝切削方法を実施す
るための切削加工装置の構成図である。
るための切削加工装置の構成図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す溝切削方法を実施す
るための切削加工装置の構成図である。
るための切削加工装置の構成図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す溝切削方法を実施す
るための切削加工装置により製作される球面レンズ上に
回折格子溝を持つ回折格子を示す図である。
るための切削加工装置により製作される球面レンズ上に
回折格子溝を持つ回折格子を示す図である。
【図７】従来の回折格子曲面を有する光学素子を示す図
である。
である。
２１，１０１，２０１ べース ２２，２０２ Ｙテーブル ２３，１０２，２０３ Ｘテーブル ２４，１０４，２０６ 保持部 ２５，１０５，２０７ バイト ２６，１０６，２０８ Ｚテーブル ２７ Ｚ軸回動台 ２８，１０８ Ｃ軸回転中心軸 ２９，１０９，２１０ 被加工物 ３０，１１０，２１１ 載置面 ４０ シャーシ ４１ チップ ４２ 切り刃部Ａ ４３ 切り刃部Ｂ ５０ 鋸歯状溝 １０３ Ｃ′軸回動台 １０７，２０９ Ｃ軸回動台 ２０４ Ａ軸回動台 ２０５ Ｂ軸回動台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高島 譲 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式 会社 東芝生産技術研究所内 審査官 間中 耕治 (56)参考文献 特開 昭62−102901（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−241918（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23B 5/00 - 5/48
Claims (4)
- 【請求項１】 ベースと、該ベース上に設けられＹ方向
に駆動するＹテーブルと、該ＹテーブルにＹ方向に直交
するＸ方向に駆動可能に設けられるＸテーブルと、該Ｘ
テーブルに固設された保持部に保持される切削工具と、
前記Ｙテーブルと対向する位置であって、Ｘ及びＹ方向
に直交するＺ方向に駆動するＺテーブルと、該Ｚテーブ
ル上にＺ方向を軸として回動するＺ軸回動台を設け、該
Ｚ軸回動台の前記切削工具と対向する一端面に設けられ
る載置面に固定される被加工物とを有し、前記切削工具
を前記被加工物の被加工表面に沿って走査することで自
由曲線形状を有する溝を切削し、且つ、前記切削工具の
回動角度α、前記切削工具の刃先角ｅ、前記被加工物に
設ける溝の角度θとしたとき、ｔａｎ（θ）＝ｔａｎ
（ｅ）ｃｏｓ（α）より求めた前記回動角度αに基づい
て前記切削中に前記走査の方向に対する前記切削工具の
向きを変え前記溝の断面形状を変化させる手段を具備す
ることを特徴とする溝切削装置。 - 【請求項２】 べースと、該べース上に設けられＸ方向
に駆動するＸテーブルと、該ＸテーブルにＣ軸回転中心
軸を有するＣ′軸回動台と、このＣ′軸回動台に固設さ
れる保持部に保持される切削工具と、前記Ｘテーブルと
対向する位置であって、Ｚ方向に駆動するＺテーブル
と、該Ｚテーブル上にＺ方向を軸として回動するＣ軸回
動台を設け、該Ｃ軸回動台の前記切削工具と対向する一
端面に設けられる載置面に固定される被加工物とを有
し、前記切削工具を前記被加工物の被加工表面に沿って
走査することで自由曲線形状を有する溝を切削し、且
つ、前記切削工具の回動角度α、前記切削工具の刃先角
ｅ、前記被加工物に設ける溝の角度θとしたとき、ｔａ
ｎ（θ）＝ｔａｎ（ｅ）ｃｏｓ（α）より求めた前記回
動角度αに基づいて前記切削中に前記走査の方向に対す
る前記切削工具の向きを変え前記溝の断面形状を変化さ
せる手段を具備することを特徴とする溝切削装置。 - 【請求項３】 べースと、該べース上に設けられＹ方向
に駆動するＹテーブルと、該ＹテーブルにＹ方向と直交
するＸ方向に駆動可能に設けられたＸテーブルと、該Ｘ
テーブルに固設されたＡ軸回動台と、該Ａ軸回動台に固
設されたＢ軸回動台と、該Ｂ軸回動台に固設された保持
部に保持される切削工具と、前記Ｙテーブルと対向する
位置であって、Ｘ及びＹ方向に直交するＺ方向に駆動す
るＺテーブルと、該Ｚテーブル上にＺ方向を軸として回
動するＣ軸回動台を設け、該Ｃ軸回動台の前記切削工具
と対向する一端面に設けられる載置面に固定される被加
工物とを有し、前記切削工具を前記被加工物の被加工表
面に沿って走査することで自由曲線形状を有する溝を切
削し、且つ、前記切削工具の回動角度α、前記切削工具
の刃先角ｅ、前記被加工物に設ける溝の角度θとしたと
き、ｔａｎ（θ）＝ｔａｎ（ｅ）ｃｏｓ（α）より求め
た前記回動角度αに基づいて前記切削中に前記走査の方
向に対する前記切削工具の向きを変え前記溝の断面形状
を変化させる手段を具備することを特徴とする溝切削装
置。 - 【請求項４】 被加工物と切削工具とを前記被加工物の
被加工表面に沿って相対変位させ、前記被加工表面に溝
を形成する工程を有する溝切削方法において、 前記切削工具を相対変位させる方向に対する前記切削工
具の回動角度α、前記切削工具の刃先角ｅ、前記被加工
物に設ける溝の角度θとしたとき、 ｔａｎ（θ）＝ｔａｎ（ｅ）ｃｏｓ（α） より前記回動角度αを求めることで前記被加工物の設計
上定められる所定値に溝幅が設定可能な刃先を備えるバ
イトを、前記刃先角を構成する切刃の一辺を軸として回
動させながら前記切削工具を前記被加工物の被加工表面
に沿って移動させることで自由曲線形状を有する溝を切
削することを特徴とする溝切削方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04640696A JP3333679B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | 溝切削装置及び溝切削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04640696A JP3333679B2 (ja) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | 溝切削装置及び溝切削方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239603A JPH09239603A (ja) | 1997-09-16 |
| JP3333679B2 true JP3333679B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=12746279
Family Applications (1)
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