JP4538137B2 - カッターブレード及び自在切削機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬質の被加工材料を例えば、円板切断加工等の丸形切削加工、角形切削加工、座グリ加工等の多種類の自在切削加工に好適に用いられるカッターブレード及び当該カッターブレードを具備した自在切削機に関する。
【０００２】
【関連技術】
従来、石英ガラス等の硬質板状材料から円板を切り出すには、その板材の肉厚が１０ｍｍ以下の場合には、炭酸ガスレーザー加工機での切断が一般的であるが、肉厚が１０ｍｍを超えるものには対応ができなかった。この場合、ウオータージェット（超高圧水）による切断が考えられるが、大量に研磨材を用いる事になり、使用後の処理を含めコスト高になり、又、機械そのものも高価なものとなってしまい問題がある。
【０００３】
又、従来のダイヤモンドカッターを使用する一般的な切断機による加工においては、四角い角板を８角形、１６角形と徐々に多角形に切断した後、円筒研削機やＭＣ（マシニングセンター）機で研削し、円板を製作していた為、工程が長くなり、その上研削の際の研削量が多い上、時間もかかり効率的ではなかった。根本的な問題点は、ダイヤモンドカッターを使用する一般的な切削加工機によると、普通は直線的にしか切断できないことに原因があった。
【０００４】
そこで、石英ガラス材料等から円板を容易に切り出すことができる他、種々の加工を容易に行なうことができる装置として、容易に所望のサイズの円板を切り出すことができ、又、従来切断できなかった板厚３０ｍｍ〜５０ｍｍの板材から円板を切り出すことが可能で、更にリング状部材を切り出すことができる上、円周状の中グリ（座グリ）加工や丸め加工等の種々の加工を容易に行うことができるようにした自在切削機が提案されている（特開平９−３００３３７号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した自在切削機は、既に製品化されており非常に好評を得ている。この従来の自在切削機においては、図１１に示すようなカッターブレード５８が上下動自在、水平動自在かつ回転自在に設けられたカッターホルダー４６に着脱自在に取り付けられ、該カッターブレード５８の先端を被加工材料Ｗの上面に接触させて切削作業が行われる。
【０００６】
この従来のカッターブレード５８は、板状の金属基板５９と、該金属基板５９の先端部に設けられかつダイヤモンド砥粒等の砥粒を固着させた砥粒チップ部５９ａと、該金属基板５９の基端部に設けられかつカッターホルダー４６に着脱自在に支持される支持部５９ｂとを有している。
【０００７】
例えば、図１３に示すように、石英ガラス材料等の被加工材料Ｗを切削する場合、切削部位に切削液Ｌを供給しつつ切削作業が行われるが、この切削液Ｌは、該カッターブレード５８の砥粒チップ部５９ａの先端面及び内外面と被加工材料Ｗの被研削面との間の隙間を通過する間に、その切削領域を冷却すると共に被加工材料Ｗの切り粉及び脱落した砥粒（以下切り粉等）Ｍを洗い流して、それと一緒に外部に排出される。このような切削液Ｌの作用によって、カッターブレード５８による切削速度が増加すると共に、カッターブレード５８の寿命も延びる。
【０００８】
しかし、上記した従来のカッターブレード５８を使用して、比較的厚みの厚い石英ガラス材料等の被加工材料Ｗの切削加工をする場合、切削の進行に伴って切削深さが増大してくると、前記隙間を流れる切削液Ｌは極めて大きな抵抗を受けることになる。このような場合には、供給される切削液Ｌの流量は、急速に減少してしまい、その結果、前記冷却作用及び洗浄作用を、もはや奏し得なくなってしまい、被加工材料Ｗの切削溝Ｎの切削側面Ｎ１，Ｎ２とカッターブレード５８の砥粒チップ部５９ａの内外側面に石英ガラスの切り粉及び脱落した砥粒（切り粉等）Ｍが詰まって、カッターブレード５８の切削速度が減少して、切削速度が急激に落ちて切削が進まなくなってしまうという問題があった。
【０００９】
この問題の解消には、砥粒チップ部５９ａの高さよりもわずかに深い所まで切削加工を行い、その後、切削加工を一時止め、カッターブレード５８を被加工材料Ｗから抜き取り、被加工材料Ｗの切削溝Ｎ内及びカッターブレード５８の砥粒チップ部５９ａの内外面に詰まった切り粉等Ｍを取り除いてから、再度切削加工を開始するという対策も考えられるが、切削加工に要する時間が長くなり、コストが増大するという問題がある。
【００１０】
また、カッターブレードの形状が平板である場合には、一定厚み以上の円板乃至円柱を切り出す際、断面円の径を一定とすることが困難であり、寸法不良をきたしやすいという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、切削の全工程にわたって、カッターブレードと被加工材料との間に詰まる切り粉等を効果的に取り除き、これと相まって、切削抵抗を低減させ、切削時間を短縮することができる上、板厚最大２００ｍｍの板材から円板乃至円柱をバリやカケを生じさせることなく切り出すことができ、またリング状部材の切り出し等も自在にかつ精度よく行うことができるようにしたカッターブレード及び当該カッターブレードを用いた自在切削機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のカッターブレードは、被加工材料が載置される加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対して接離自在かつ回転自在に設けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機に用いられるカッターブレードであり、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられていることを特徴とする。
【００１３】
上記砥粒層は上記金属基板の側面の全面に設けてもよいし、部分的に設けることもできる。部分的に設ける場合には、特別の限定はないが、多数のストライプ状に設け、特に切削時に切削液を被加工材料の切削溝から外部に排出するように傾斜して設けるのが好ましい。
【００１４】
上記砥粒層の側面高さが、砥粒チップ部の側面高さよりも小であること、即ち該砥粒層の厚さが該砥粒チップ部の厚さよりもわずかに例えば０．０５ｍｍ程度だけ、薄い厚さを有するのが好ましい。
【００１５】
被加工材料が石英ガラスである場合は、上記砥粒層を構成する砥粒が、上記砥粒チップ部を構成する砥粒、例えば＃１７０よりも細かい砥粒、例えば＃２００であるのが好適である。
【００１６】
上記砥粒チップ部の先端形状を突部形状とすることによって、カッターブレードが被加工材料を抜ける時に生じるクラック、チッピング等の欠損を格段に減少させることが可能となる。この砥粒チップ部の先端面砥粒形状の先端角度としては４５°〜１２０°が好適である。
【００１７】
上記砥粒チップ部及び砥粒層を構成する砥粒としては、ダイヤモンド、ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＣＢＮ及びＢＮからなる群から選択された１種又は２種以上を用いることができる。
【００１８】
上記板状の金属基板を所定の曲率半径で湾曲せしめたカッターブレードを用いれば、被加工材料Ｗから円板やリング状部材等を寸法精度よく好適に切り出すことができる。なお、角形切削を行う場合は、平板状のカッターブレードを用いればよいことは言うまでもない。
【００１９】
本発明の自在切削機の第１の態様は、被加工材料が載置される加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対して接離自在かつ回転自在に設けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして上記した本発明のカッターブレードを用いることを特徴とする。このような本発明のカッターブレードを用いることによって自在切削機の切削効率を極めて向上させることができる。
【００２０】
本発明の自在切削機の第２の態様は、基台と、該基台の上面中央部に設けられかつ被加工材料が載置される加工テーブルと、該基台の周辺部に設けられた支柱と、該支柱の側方に設けられた支持ブロックと、該支持ブロックに上下動自在かつ回転自在に取り付けられた回転軸と、該回転軸の下端部に取り付けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする。
【００２１】
前記カッターホルダーを、カッターホイールの半径方向に移動自在に構成すれば、切り出すべき円板のサイズに応じてカッターブレードの切削位置を自在に移動させることができるので、種々のサイズの円板を容易に切り出すことができる。
【００２２】
前記カッターホイールを降下させ、被加工材料面にカッターブレード先端が接触しつつ切削作業が行われるようにすれば、被加工材料の切削作業が円滑に行なわれる利点がある。
【００２３】
前記カッターブレードが、被加工材料の下面に達するまで切断が行なわれた時、該カッターホイールの降下が停止するように作動するストッパー手段を設置することにより、余分な切削作業が行なわれる不都合はない。
【００２４】
前記カッターホイールを上下動するための作業ハンドルと、該カッターホイールを固定するためのロック手段とを設けておけば、作業者によるカッターホイールの上下動及び停止などの切断作業に伴なう補助作業が容易となる利点がある。
【００２５】
前記カッターホルダーは１個又は複数個設置することができ、各カッターホルダーには１個又は複数個のカッターブレードを着脱自在に取り付けることができる。カッターホルダーを複数個設置する場合には、それらは互いに等距離に位置するように配置されることが望ましい。
【００２６】
該カッターホルダーの設置個数は３個がより好ましく、３個のカッターホルダーは互いに各カッターホルダーから等距離に位置して前記カッターホイール周縁部に取り付けられる。
【００２７】
前記カッターホイールが重力によって自重降下し、前記カッターブレードが上下動自在な状態でその先端が被加工材料面に接続しつつ切断作業が行なわれるようにすれば、被加工材料面に凹凸が存在する場合でもその凹凸形状に追従してカッターブレードが上下動し、即ち凸部があればカッターブレードが凸部形状に応じて上方に移動して（逃げて）切断作業が行なわれる。したがって、カッターブレードの上方への移動（逃げ動作）なしに、被加工材料表面の凸部などを強引に切断する際に発生する被加工材料の割れや破壊などの不都合は、カッターブレードを上下動自在とし、重力によるカッターブレードへの加圧によって切断作業を行なう本発明の構成においては、一切生ずることがないという利点がある。
【００２８】
前記カッターホイールが該加工テーブルに対して上下動の他にさらに水平方向に移動可能とすれば、該カッターブレードは被加工材料に対してＸＹＺ方向（三次元方向）に移動可能となるので、１枚の被加工材料から１枚目の円板を切り出した後、カッターブレード位置を移動することによって２枚目、３枚目及びそれ以上の枚数の円板を自在に切り出すことができる。
【００２９】
本発明の自在切削機の第３の態様は、被加工材料が載置可能とされかつ回転可能な加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対してＸＹＺ方向に移動可能とされ、かつ回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に着脱自在に取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする。
【００３０】
本発明の自在切削機の第４の態様は、被加工材料が載置可能とされかつ回転可能な加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対してＸＹＺ方向に移動可能とされ、かつ回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に取り付けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする。
【００３１】
本発明の自在切削機の第５の態様は、基台と、被加工材料が載置可能とされかつ該基台上に回転可能に設けられた加工テーブルと、両端にガイド部を設けた長尺状部材であり、その長手方向と直交する方向に移動可能に該基台上でかつ該加工テーブルの上方に設けられたガイドバー部材と、該ガイドバー部材の長手方向に移動可能に取り付けられた移動ブロックと、該移動ブロックに上下方向移動可能かつ回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に着脱自在に取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする。
【００３２】
本発明の自在切削機の第６の態様は、基台と、被加工材料が載置可能とされかつ該基台上に回転可能に設けられた加工テーブルと、両端にガイド部を設けた長尺状部材であり、その長手方向と直交する方向に移動可能に該基台上でかつ該加工テーブルの上方に設けられたガイドバー部材と、該ガイドバー部材の長手方向に移動可能に取り付けられた移動ブロックと、該移動ブロックに上下方向移動可能かつ回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に取り付けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする。
【００３３】
上記した第４及び第６の態様においても、カッターホルダーをカッターホイールの半径方向に移動自在としておけば、切り出すべき円板のサイズに応じてカッターブレードの切削位置を自在に移動させることができ、種々のサイズの円板を容易に切り出すことができる。
【００３４】
上記した第３〜第６の態様において、上記回転軸を重力によって自重降下する構成とすれば、第１及び第２の態様の場合と同様に、上記カッターブレードが上下動自在な状態でその先端が被加工材料面に接触しつつ切削作業が行われる利点がある。
【００３５】
前記加工テーブルを回転可能とすれば、該加工テーブルの回転方向をカッターブレードの回転方向と反対向きとすることによって切削速度は倍加されるようになり、切削時間が短縮される利点がある。
【００３６】
上記の説明では、加工テーブルを固定しておき、カッターホイール又は回転軸を移動させる構成について説明したが、カッターホイール又は回転軸を固定しておき、加工テーブルを移動させることもでき、又はカッターホイール又は回転軸及び加工テーブルの双方を移動させて切削作業を行わせることもできる。
【００３７】
又、本発明の自在切削機では、本来その構造上切削機自体の震動は小さいものであるが、さらに切削精度を上げるために、切削機下部と接地面との間に免震ゴムを介在させることによって制震性を高めることもできる。この免震ゴムとして、例えばシリコーン・エラストマーを使用することができる。
【００３８】
本発明の自在切削方法は、上記自在切削機を用いる被加工材料の切削方法であり、該被加工材料を前記加工テーブル上に載置固定する工程と、上記自在切削機を用いて該被加工材料を切削又は加工する工程とからなることを特徴とする。
【００３９】
上記切削方法において、切削切断処理としては被加工材料の円板状やリング状部材の切り出し等があり、切削加工処理としては中グリ加工等をあげることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、本発明の技術思想から逸脱しない限り切削機のスケールアップ、スケールダウン等種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００４１】
図１は本発明のカッターブレードの一つの実施の形態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は先端側から見た側面図、（ｃ）は上面図及び（ｄ）は下面図である。図２は本発明のカッターブレードの他の実施の形態を示す正面図である。図３は本発明のカッターブレードの別の実施の形態を示す正面図である。図４は本発明のカッターブレードによって被加工材料に切削加工を施している状態を示す断面説明図である。
【００４２】
図１〜図３において、１０８は本発明に係るカッターブレードであり、板状の金属基板１０９を有している。該金属基板１０９の先端部には、メタルボンド、レジンボンド、電着等により砥粒を固着させた砥粒チップ部１０９ａが形成され、該金属基板１０９の基端部は支持部１０９ｂとなっている。該カッターブレード１０８は、該支持部１０９ｂを介して、後述する自在切削機のカッターホルダー４８に着脱自在に取り付けられる。
【００４３】
該金属基板１０９の形状は特別の限定はなく、自在切削機による切削態様に応じて変形させればよいが、図示例では、被加工材料Ｗから円板やリング状部材などを切り出す際に好適に用いられるものとして、長尺板状で切削方向に対して所定の曲率半径で湾曲せしめられているものを示した。
【００４４】
本発明のカッターブレード１０８の最大の特徴は、先端部の砥粒チップ部１０９ａ及び基端部の支持部１０９ｂを除いた金属基板１０９の主体部１０９ｃの側面に、メタルボンド、レジンボンド、電着等により砥粒を固着させた砥粒層１１０を設けたことである（図１〜図３）。
【００４５】
このような構成とすることによって、図４に示すように、硬質被加工材料にバリやチッピングを発生させることなく、切削中に発生する切り粉を細かな粒径に再度研削加工し、切削液Ｌ及び切り粉等Ｍを被加工材料Ｗの切削溝Ｎの側壁Ｎ１，Ｎ２とカッターブレード１０８との間隙から排出し易くすることによって、切削加工に使用される切削液Ｌの供給排出量を十分に確保し、効率のよい切削加工が可能となる。
【００４６】
該砥粒層１１０の配置形態については、切削中に発生する切り粉を細かな粒径に再度研削加工し、カッターブレード１０８と被加工材料Ｗの加工溝Ｎとの間隙から排出することができるように作用する限り、特別の限定はないが、図３に示すごとく、金属基板主体部１０９ｃの側面の全面に設けてもよいし、図１及び図２に示すように、多数のストライプ状の砥粒層１１０を所定間隔を介して設けることもできる。この時、該ストライプ砥粒層１１０を図１及び図２に示すように、反切削方向に対して上方に傾斜するように設けることによって、切削時に切削液Ｌ及び切り粉等Ｍを被加工材料Ｗの切削溝Ｎの側壁Ｎ１，Ｎ２とカッターブレード１０８との間隙から効率よく排出するようにカッターブレード１０８を作用させることができ、切削効率がさらに向上する。なお、図２のようにストライプ状砥粒層１１０の形状を傾斜させる他に下方にやや湾曲させるようにすれば、切削液Ｌ及び切り粉等Ｍの排出効率を一層向上させることが期待できる。
【００４７】
また、砥粒層１１０を設けることによって、切削中に切削砥粒を受けて被加工材料Ｗが撓んでカッターブレード１０８と接触した場合に、従来のカッターブレードでは避けることのできなかったチッピングを防止することができる。
【００４８】
さらに、カッターブレード１０８の金属基板１０９の側面が砥粒によって被覆されて砥粒層１１０が形成されるため、カッターブレード１０８の強度が増大し、カッタブレード１０８が切削中に反ってしまうということはなくなり、切削面が反ることもなくなるので、寸法精度良く切削加工が可能となる。
【００４９】
該砥粒層１１０の側面高さが、該砥粒チップ部１０９ａの側面高さよりも小であること、即ち該砥粒層１１０の厚さが該砥粒チップ部１０９ａの厚さよりもわずかに例えば０．０５ｍｍ程度だけ、薄い厚さを有するのが好ましい。この砥粒層１１０の側面高さが砥粒チップ部１０９ａの側面高さよりも大となると切削作業自体に困難性が生じてしまう不利がある。
【００５０】
本発明のカッターブレード１０８の砥粒チップ部１０９ａ及び砥粒層１１０に用いられる砥粒としては、被加工材料の種類に応じてダイヤモンド、ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＣＢＮ及びＢＮの１種又は２種以上を用いることができる。
【００５１】
本発明のカッターブレード１０８に用いられる砥粒は、被加工材料が石英ガラスの場合、砥粒チップ部１０９ａに対しては従来と同様に＃１７０程度とすればよい。一方、砥粒層１１０の砥粒としては、同様に砥粒チップ部１０９ａの砥粒よりも細かい砥粒、例えば＃２００程度が好ましい。
【００５２】
前記砥粒チップ部１０９ａの形状としては、先端を平坦面とした場合を示したが、図５（ａ）に示すように、砥粒チップ部１０９ａの先端面を、先端角度θを持たせた突部形状とすることもできる。このような形状とすることによって、図５（ｂ）に示すように、切削に際して先端平坦形状に比較して切断抵抗を低減させることができ、カッターブレードが被加工材料を抜ける際の抜け面も狭小となり、抜ける際に生じるクラック、チッピング等の欠損を格段に減らせることが可能となる。
【００５３】
この砥粒チップ部１０９ａの先端面の突部形状の先端角度θは４５°〜１２０°の範囲で設定されるのが好ましい。先端角度θが４５°未満であると、切断抵抗は小さくなるが、砥粒チップ部１０９ａの摩擦が増加し、寿命が短くなり、また、砥粒チップ部１０９ａ先端角度θが１２０°を越えると、切断抵抗を減少させる効果がそれだけ小さくなるが、本発明の効果が達成されることに変わりはない。
【００５４】
先端角度θのさらに好ましい範囲は６０°〜９０°である。なお、図示例では、θ＝９０°の場合を好ましい例として示してある。
【００５５】
本発明のカッターブレード１０８による切断の対象となる硬質材料としては、ガラス材料、セラミックス材料、単結晶材料、非晶質材料、水晶材料、磁性材料、炭素繊維材料、各種複合材料等をあげることができる。ガラス材料には、石英ガラス材料、ソーダ石灰ガラス材料、ホウケイ酸ガラス材料、鉛ガラス材料等がある。
【００５６】
具体的なセラミックス材料としては、ＳｉＣやアルミナをあげることができ、半導体単結晶材料としては、シリコン単結晶やガリウムヒ素単結晶、リチウム・タンタレート単結晶、ガドリウム・ガリウム・ガーネット単結晶等がある。磁性材料としては、フェライトやＮｄＦｅＢ磁石等の希土類磁石がある。非晶質材料としては、アモルファス・シリコン等がある。
【００５７】
続いて、上記した本発明のカッターブレード１０８を装着して円板やリング状部材の切り出し等の自在切削を行うことのできる自在切削機について説明する。この自在切削機の基本的構成は前述した特開平９−３００３３７号に記載されており、公知であるが、本発明のカッターブレード１０８を装着した場合について説明しておく。
【００５８】
図５は、自在切削機の１例を示す側面図、図６は同上の正面図、図７は図５の要部拡大図、図８はカッターホルダーの摘示拡大下面図及び図９は回転ブロック部分の摘示横断面図である。
【００５９】
図５において、１２は自在切削機で、基台１４を有している。該基台１４の上面中央部には、加工テーブル１６が載置固定される加工テーブル支持台１７が設けられている。該加工テーブル１６の上面には石英ガラス板等の被加工材料が石英ガラス板等で形成された敷板１５を介して載置され、ワックス等の加熱によって溶融する接着剤を用いて固定される。１５ａは該敷板１５を該加工テーブル１６上面に固定するための取付部材である。該基台１４の周辺部には支柱１８が立設されている。
【００６０】
２０は支持ブロックで、該加工テーブル１６の上方に位置して該支柱の側方に延在するように取り付けられている。該支持ブロック２０の中心部には、上下方向に開口する貫通口２２が穿設され、該貫通口２２には、回転軸２４が上下動自在かつ回転自在に挿通されている。２５は該支持ブロック２０の上方に設けられた回転ブロックで、該回転ブロック２５の中心部には該回転軸２４が挿通される貫通口２２ａが穿設されている。該回転ブロック２５の貫通口２２ａの面には上下方向にガイド溝２５ａが形成されている。２４ａは該回転軸２４の該回転ブロック２５と当接する部分の上下方向に突設された突条で、該ガイド溝２５ａに摺動可能に挿通ガイドされるようになっている。該回転ブロック２５の外面側にはプーリー２６が取り付けられている。
【００６１】
２８は前記支柱１８の上部に取り付けられたモーターである。該モーター２８のモーター軸３０にはプーリー３２が取り付けられている。該支柱１８の上端面には、同軸回転するプーリー３４及び３６が設置されている。プーリー３２とプーリー３４には、プーリーベルト３８が巻回されている。
【００６２】
プーリー２６とプーリー３６には、プーリーベルト４０が巻回されている。従って、モーター２８の回転はモーター軸３０、プーリー３２、プーリー３４、プーリー３６、プーリー２６及び回転ブロック２５を介して回転軸２４に伝達され、回転軸２４が回転せしめられる。なお、４１は上記したプーリー２６，３２，３４，３６及びプーリーベルト３８，４０から駆動部分をカバーするためのカバー部材である。
【００６３】
４２は該回転軸２４の上部に取り付けられた重りである。該回転軸２４の下端部には、円板状のカッターホイール４４が取り付けられている。該カッターホイール４４の周縁部にはカッターホルダー４６が該カッターホイール４４の半径方向に移動可能に取り付けられている。
【００６４】
カッターホルダー４６のネジ穴４８に対応して、カッターホイール４４の下面に複数のネジ穴（図示せず）が半径方向に穿設されている。カッターホルダー４６をカッターホイール４４の半径方向に適宜移動して当該ネジ穴にボルト等を挿通して該カッターホルダー４６をカッターホイール４４の下面に固着することにより、カッターホルダー４６及びカッターブレード１０８の取り付け位置を自在に設定することができる。
【００６５】
該カッターホルダー４６は、図８に示す如く、カッターホイール４４に取り付けられるネジ穴４８を有するカッターホルダー本体５０を有している。該カッターホルダー本体５０の一側面には、押圧板５２がボルト５４，５４によって該一側面に対して接離自在に取り付けられている。
【００６６】
該カッターホルダー本体５０の一側面と押圧板５２とによって挟持間隙５６が形成される。該挟持間隙５６にカッターブレード１０８を挿入し、該押圧板５２を該カッターホルダー本体５０方向に押圧移動せしめることにより、該カッターブレード１０８は、該挟持間隙５６に強固に保持される。該カッターブレード１０８は図１〜図３のような構成を有することは前述した通りである。該カッターホルダー本体５０は１個又は複数個、好ましくは３個設けられる。複数個の場合には互いに等距離に位置するように設定するのが好ましい。各カッターホルダー本体５０には１個の挟持間隙５６が形成され、該挟持間隙５６に１個のカッターブレード１０８を挿着する場合を図示したが、挟持間隙５６を複数個形成し、複数個のカッターブレード１０８を保持するように構成することもできる。
【００６７】
図６において、６０は前記支柱１８に取り付けられた作業ハンドルで、作業者が該作業ハンドル６０を上下動することにより、該回転軸２４を上下動させることができる。６２はロック手段で、該ロック手段６２をオン・オフさせることにより、該回転軸２４の上下動をロックし、又は開放することができる。
【００６８】
６４はストッパーで、複数個（図示の例では３個）の高さの異なるストッパーロッド６４ａ，６４ｂ，６４ｃから構成され、該支持ブロック２０の下部に取り付けられている。６５は作動杆で、該ストッパーロッド６４ａ〜６４ｃの上方に位置し、該回転軸２４の上下動と連動して上下動するように取り付けられ、該作動杆６５の下端部が該ストッパーロッド６４ａ〜６４ｃのいずれかに衝突することによって該作動杆６５の下降が停止し、したがって、該回転軸２４及びカッターホイール４４が停止するように作用する。
【００６９】
該ストッパー６４は、加工テーブル１６上に載置された石英ガラス板等の被加工材料Ｗの下面までカッターブレード１０８による切削が行なわれた場合に、該カッターホイール４４の降下を停止させ、それ以上の切削作業が行なわれないようにする。
【００７０】
なお、石英ガラス板等の敷板１５を介して被加工材料Ｗを加工テーブル１６に固定するように構成しておけば、カッターホイール４４の停止が多少遅れ、カッターブレード１０８による切削が被加工材料Ｗの下面を越えて行なわれた場合でも、敷板１５の上面部分が切削されるのみで加工テーブル１６面まで達することはないので、カッターブレード１０８及び加工テーブル１６の両方が傷つくことがないという利点がある。
【００７１】
該ストッパー６４は、被加工材料Ｗの厚さに応じて該カッターホイール４４の停止位置を調節する必要があるため、切削対象となる被加工材料Ｗの種類に合わせて、上記したごとく、高さの異なる複数個のストッパーロッド６４ａ〜６４ｃが設けられている。
【００７２】
上記構成により、以下にその作用を説明する。まず、石英ガラス板等の被加工材料Ｗを、ワックス等の加熱によって溶融する接着剤を用いて敷板１５に接着する。ワックスは加熱状態では溶融して被加工材料Ｗを敷板１５から取り外すことができ、非加熱状態では硬化して被加工材料Ｗを敷板１５上に接着固定することができる。
【００７３】
上記被加工材料Ｗを接着した敷板１５を加工テーブル保持台１７に着脱自在に取り付けられた加工テーブル１６上に載置する。次で、ストッパー６４を被加工材料Ｗの厚さ、すなわちカッターブレード１０８による切削距離に合わせて調節する。
【００７４】
作業ハンドル６０によって、回転軸２４及びカッターホイール４４を降下させる。更に、カッターホルダー４６を該カッターホイール４４の半径方向に移動し、切断する円板形状に合わせてその位置を調節する。その後、加工テーブル１６が該加工テーブル支持台１７に固定される。
【００７５】
次に作業ハンドル６０によって、回転軸２４及びカッターホイール４４を上昇させ、ロック手段６２によってロックした後、切削液供給スイッチ（図示せず）及びカッターホイール４４の回転始動スイッチを起動する。
【００７６】
ロック手段６２のロックをはずし、作業ハンドル６０によってカッターホイール４４を下げ、切削作業、図示の例では、円板切断作業を行う。この時、回転軸２４、カッターホイール４４、カッターホルダー４６及びカッターブレード１０８からなるカッター構造体はその重力に従って自重により降下し、カッターブレード１０８は上下動自在な状態で、その先端が被加工材料Ｗの表面に接触しつつ切削作業が行なわれる。
【００７７】
この場合、重力に従った自重のみによるカッターブレード１０８への加圧によって、切削作業が行なわれる。それ故、被加工材料Ｗの表面に凹凸形状が存在しても、その表面形状に追従してカッターブレード１０８の先端が運動することになり、被加工材料Ｗの表面に凸部があれば凸部形状に応じてカッターブレードが上方に移動して（逃げて）切削作業が行なわれ、被加工材料Ｗへ余分な力が加わることはないので、被加工材料Ｗが割れたり破壊したりする不都合は皆無となる。また、カッターブレード１０８は自体の切削加工状態は図４を用いて既に説明した通りである。
【００７８】
前記作動杆６５の下端がストッパー６４に衝突し、回転軸２４及びカッターホイール４４が下降せず、カッターホイール４４が加工しない状態となった時、切削液供給スイッチ及びカッターホイール４４の回転始動スイッチを切る。
【００７９】
作業ハンドル６０によって、カッターホイール４４を上昇し、ロック手段６２によってロックする。そして、加工テーブル１６から、被加工材料Ｗを接着した敷板１５を取り外す。該被加工材料Ｗを接着した敷板１５を加熱手段によって加熱し、ワックス等の接着剤を溶融させて、切削された、図示の例では、円板状に切断された被加工材料Ｗを取り外し洗浄する。このような手順により、被加工材料Ｗを、例えば、円板状に切断することができる。
【００８０】
上記実施の形態では、被加工材料Ｗから円板を切り出す場合について説明したが、応用として、カッターホルダーをスライドさせてカッターホイールの中心からカッターブレードの距離を変えることにより、リング状部材を切り出すことができ、又、上下方向にストッパーを設けることにより、円周状の中グリ（座グリ）加工を行なうこともできる。
【００８１】
なお、図示の例では、カッターホルダー４６を移動自在に固定する手段として、カッターホイール４４の下面のネジ穴及びカッターホルダー４６のネジ穴４８を一致させ、ボルト等を挿着するという手動機構について説明したが、ＮＣ制御等による自動制御による構成を適用することも可能である。
【００８２】
上記した図示例においては、回転軸２４は上下動自在に構成した場合を示した。この場合には一枚の被加工材料Ｗからは１枚の円板を切り出すことはできるが、２枚目の円板は被加工材料Ｗの取り付け位置を移動しない限り、切り出すことはできない。
【００８３】
この構成の他に、該回転軸２４を上下方向の他に水平方向に移動自在として、ＸＹＺ方向に移動自在に構成することもできる。また、加工テーブル１６をＸＹＺ方向に移動自在に構成することもできる。この場合には、１枚の被加工材料Ｗから１枚目の円板を切り出した後、２枚目の円板を切り出す場合には該回転軸２４を水平方向に移動してカッターブレードの位置の別の場所に移し、その場所から２枚目の円板を切り出すことができる。必要に応じて、同様に３枚目、４枚目及びそれ以上の枚数の円板を自在に切り出すことができる利点がある。
【００８４】
また、上記の実施の形態では、加工テーブル１６は回転しない場合を示したが、加工テーブル１６を回転可能にすることもできる。その場合、該加工テーブル１６の回転方向をカッターブレード１０８の回転方向と反対向きとすることによって切削速度は倍加されるので、切削時間がそれだけ短縮される利点がある。
【００８５】
上記説明では、カッターホイール４４及びカッターホルダー４６を介してカッターブレード１０８を取付けた例を示したが、回転軸２４の下端に直接カッターブレード１０８を取り付けることもできる。
【００８６】
続いて、本発明のカッターブレード１０８が適用可能な自在切削機の他の例について、添付図面中、図１０を参照して説明する。図１０は自在切削機の他の例を示す側面的説明図である。
【００８７】
図１０において、１２ａは自在切削機で、基台７０を有している。該基台７０の両端部には基台ガイド部７０ａ，７０ａが上方に突出して設けられている。該基台７０の中央部には主軸７２が回転自在に設けられている。該主軸７２の下端部にはプーリー７４が取り付けられている。
【００８８】
７６は該基台７０の内部に設けられたモータで、該モータ７６から突出する駆動軸７８にはプーリー８０が取り付けられている。該プーリー７４及び８０にはプーリーベルト８２が巻回され、該プーリー８０の回転が該プーリー７４に伝達されるようになっている。
【００８９】
上記主軸７２の両端部には、加工テーブル保持台８３が取り付けられ、該主軸７２の回転と共に回転する。該加工テーブル保持台８３上には加工テーブル８４が着脱自在に取り付けられる。該加工テーブル８４上には敷板８６を介して被加工材料Ｗが載置可能とされている。
【００９０】
８８はガイドバー部材で、長尺状主体部８８ａと、その両端に下方に垂下して設けられたガイド部８８ｂ，８８ｂとから構成されている。該ガイド部８８ｂ，８８ｂの下端部には、回転ロール９０，９０が回転自在に取り付けられている。該ガイドバー部材８８は該回転ロール９０，９０を介して前記基台ガイド部７０ａ，７０ａ上を移動可能とされている。従って、該ガイドバー部材８８は、その長手方向と直交する方向に移動可能となっている。
【００９１】
９２は移動ブロックで、該ガイドバー部材８８の長尺状主体部８８ａの長手方向に移動可能に取り付けられている。該移動ブロック９２には、回転軸９４が上下方向移動可能かつ回転可能に取り付けられている。該回転軸９４の下端部には、前述した構成のカッターホイール４４及びカッターホルダー４６を介してカッターブレード１０８が取り付けられる。
【００９２】
９８は回転軸９４の外筒９４ａに取り付けられたガイド筒で、その内面には雌ネジ部が形成されている。該ガイド筒９８には外周面に雄ネジ部を形成したネジ棒１００が螺動自在に螺合されている。該ネジ棒１００は回転自在に該移動ブロック９２に取り付けられており、ハンドル１０２を回転することによって該ネジ棒１００が回転し、該回転軸９４が上下動するようになっている。
【００９３】
上記したガイドバー部材８８及び移動ブロック９２のそれぞれの移動は図示しない操作盤を介して所定の移動速度及び距離を入力することによって設定され、これにカッターブレード９６の水平方向の移動の態様が決定される。
【００９４】
上記構成により、図５〜図９の場合と同様に石英ガラス等の被加工材料Ｗをワックス等の加熱によって溶融する接着剤を用いて、敷板８６に接着する。
【００９５】
上記被加工材料Ｗを接着した敷板８６を加工テーブル８４上に載置する。次に、ハンドル１０２を回して回転軸９４を下降し、被加工材料Ｗの加工位置に合わせてカッターブレード１０８の位置を設定する。その後、加工テーブル８４が加工テーブル支持台８３に固定される。
【００９６】
該回転軸９４及びカッターブレード１０８を回転させて、被加工材料Ｗの切削加工を行う。該カッターブレード１０８はＸＹＺ方向に移動し、該被加工材料Ｗ、例えば石英ガラス板を切削加工する。
【００９７】
なお、該加工テーブル８４を回転可能としておけば、この加工の際、該加工テーブル８４をカッターブレード１０８の回転方向と反対方向に回転させることによって該切削加工の加工速度はそれだけ上昇し、加工時間が短縮されることとなる。また、加工テーブル８４をＸＹＺ方向に移動可能に構成することもできる。
【００９８】
この時、１枚の円板を切り出した後、該カッターブレードを２枚目の円板の切断位置に移動して切断加工を行なうことにより、２枚目の円板切断を行なうことができる。同様に、被加工材料Ｗの大きさに応じて３枚目以上の複数枚の円板切断を行なうこともできる。
【００９９】
また、円板切断加工を行う場合には、図５〜図９に示した例の場合と同様に、カッターブレード１０８は自重降下して被加工材料Ｗの上面に接触しつつ切断作業が行われる。
【０１００】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことは言うまでもない。尚、実施例１〜４においては研削液として水溶性研削液を使用した。
【０１０１】
（実施例１）
図１に示したものと同様のカッターブレードを装着した図５に示したものと同様の自在切削機を用いて次のような切削加工を行った。
加工条件
被加工材料：φ２２３ｍｍ×厚さ８１．１ｍｍの合成石英ガラス厚円板
カッターブレードの回転速度：１８０ｒｐｍ
ウエイト（重し）：１８kｇ
切削加工速度：２．５−３ｍｍ／分
加工時間：３０分
【０１０２】
上記加工条件に従い、２０７ｍｍ×厚さ８１．１ｍｍの合成石英ガラス厚円板を丸抜加工によって作成した。得られた厚円板について、その外周部の表裏の等間隔をおいたＡ〜Ｄの４箇所、合計８箇所について歪測定を行い、その結果を表１に示した。
【０１０３】
（実施例２）
加工条件
被加工材料：φ２２３ｍｍ×厚さ６５．０ｍｍの合成石英ガラス厚円板
カッターブレードの回転速度：１８０ｒｐｍ
切削加工速度：２．５−３ｍｍ／分
ウエイト（重し）：１８ｋｇ
加工時間：２５分
【０１０４】
上記加工条件に従い、実施例１と同様にして、φ２０７ｍｍ×６５．０ｍｍの合成石英ガラス厚円板を丸抜加工によって作成した。得られた厚円板について、実施例１と同様に歪測定を行いその結果を表１に示した。
【０１０５】
（実施例３）
加工条件
被加工材料：φ２５１ｍｍ×厚さ６０．３ｍｍの合成石英ガラス厚円板
カッターブレードの回転速度：１８０ｒｐｍ
ウエイト（重し）：１８kｇ
切削加工速度：２．５−３ｍｍ／分
加工時間：２５分
【０１０６】
上記加工条件に従い、実施例１と同様にして、φ１５１ｍｍ×厚さ６０．３ｍｍの合成石英ガラス厚円板を丸抜加工によって作成した。得られた厚円板について、実施例１と同様に歪測定を行い、その結果を表１に示した。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
（実施例４）
被加工材料をφ２５０×厚さ１３ｍｍのアルミナ円板として、ウエイト（重し）を２０ｋｇとした以外は実施例１と同様にして、φ１５１ｍｍ×厚さ１３ｍｍのアルミナ円板を丸抜加工によって作成した。尚、切削加工速度は０．６５ｍｍ／分であった。切削加工時間は２０分であった。
【０１０９】
（実施例５）
被加工材料をφ３００×厚さ２００ｍｍのシリコンインゴットとし、ウエイト（重し）を１２ｋｇとし、カッターブレードの回転速度を１５０ｒｐｍとし、φ２０４ｍｍ×厚さ２００ｍｍのシリコン円柱材を丸抜加工によって作成した。切削加工速度は２ｍｍ／分であった。研削液は純水を使用した。切削加工時間は１１０分であった。
【０１１０】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、カッターブレードと被加工材料との間に詰まる切り粉等を効果的に取り除き、切削時間を短縮することができる上、容易に所望のサイズの円板を切り出すことができ、又、従来切断できなかった板厚最大２００ｍｍの板材から円板を切り出すことが可能になるとともにリング状部材の切り出し等も行なうこともできる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のカッターブレードの一つの実施の形態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は先端側から見た側面図、（ｃ）は上面図及び（ｄ）は下面図である。
【図２】 本発明のカッターブレードの他の実施の形態を示す正面図である。
【図３】 本発明のカッターブレードの別の実施の形態を示す正面図である。
【図４】 本発明のカッターブレードによって被加工材料に切削加工を施している状態を示す断面説明図である。
【図５】 本発明のカッターブレードのさらに別の実施の形態を示すもので、（ａ）は砥粒チップ部の他の例を示す摘示拡大図及び（ｂ）は被加工材料に切削加工を施している状態を示す断面説明図である。
【図６】 自在切削機の１つの実施の形態を示す側面図である。
【図７】 同上の正面図である。
【図８】 図１の要部拡大図である。
【図９】 カッターホルダーの摘示拡大下面図である。
【図１０】 回転ブロック部分の摘示横断面図である。
【図１１】 自在切削機の他の実施の形態を示す側面的説明図である。
【図１２】 従来のカッターブレードの１例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は先端側から見た側面図、（ｃ）は上面図である。
【図１３】 従来のカッターブレードによって被加工材料に切削加工を施している状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１２，１２ａ：自在切削機、１４：基台、１５：敷板、１６：加工テーブル、１７：加工テーブル支持台、１８：支柱、２０：支持ブロック、２２：貫通口、２４，９４：回転軸、２５：回転ブロック、２６，３２，３４，３６，７４，８０：プーリー、２８，７６：モーター、３０：モーター軸、３８，４０，８２：プーリーベルト、４２：重り、４４：カッターホイール、４６：カッターホルダー、４８：ネジ穴、５０：カッターホルダー本体、５２：押圧板、５４：ボルト、５６：挟持間隙、５８：従来のカッターブレード、６０：作業ハンドル、６２：ロック手段、６４：ストッパー、６４ａ〜６４ｃ：ストッパーロッド、６５：作動杆、７０：基台、７０ａ：基台ガイド部、７２：主軸、７８：駆動軸、８３：加工テーブル保持台、８４：加工テーブル、８６：敷板、８８：ガイドバー部材、８８ａ：長尺状主体部、８８ｂ：ガイド部、９０：回転ロール、９２：移動ブロック、９４ａ：外筒、９８：ガイド筒、１００：ネジ棒、１０２：ハンドル、１０８：本発明のカッターブレード、１０９：金属基板、１０９ａ：砥粒チップ部、１０９ｂ：支持部、１０９ｃ：金属基板主体部、１１０：砥粒層、Ｍ：切り粉等、Ｌ：切削液、Ｎ：切削溝、Ｗ：被加工材料。
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬質の被加工材料を例えば、円板切断加工等の丸形切削加工、角形切削加工、座グリ加工等の多種類の自在切削加工に好適に用いられるカッターブレード及び当該カッターブレードを具備した自在切削機に関する。
【０００２】
【関連技術】
従来、石英ガラス等の硬質板状材料から円板を切り出すには、その板材の肉厚が１０ｍｍ以下の場合には、炭酸ガスレーザー加工機での切断が一般的であるが、肉厚が１０ｍｍを超えるものには対応ができなかった。この場合、ウオータージェット（超高圧水）による切断が考えられるが、大量に研磨材を用いる事になり、使用後の処理を含めコスト高になり、又、機械そのものも高価なものとなってしまい問題がある。
【０００３】
又、従来のダイヤモンドカッターを使用する一般的な切断機による加工においては、四角い角板を８角形、１６角形と徐々に多角形に切断した後、円筒研削機やＭＣ（マシニングセンター）機で研削し、円板を製作していた為、工程が長くなり、その上研削の際の研削量が多い上、時間もかかり効率的ではなかった。根本的な問題点は、ダイヤモンドカッターを使用する一般的な切削加工機によると、普通は直線的にしか切断できないことに原因があった。
【０００４】
そこで、石英ガラス材料等から円板を容易に切り出すことができる他、種々の加工を容易に行なうことができる装置として、容易に所望のサイズの円板を切り出すことができ、又、従来切断できなかった板厚３０ｍｍ〜５０ｍｍの板材から円板を切り出すことが可能で、更にリング状部材を切り出すことができる上、円周状の中グリ（座グリ）加工や丸め加工等の種々の加工を容易に行うことができるようにした自在切削機が提案されている（特開平９−３００３３７号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した自在切削機は、既に製品化されており非常に好評を得ている。この従来の自在切削機においては、図１１に示すようなカッターブレード５８が上下動自在、水平動自在かつ回転自在に設けられたカッターホルダー４６に着脱自在に取り付けられ、該カッターブレード５８の先端を被加工材料Ｗの上面に接触させて切削作業が行われる。
【０００６】
この従来のカッターブレード５８は、板状の金属基板５９と、該金属基板５９の先端部に設けられかつダイヤモンド砥粒等の砥粒を固着させた砥粒チップ部５９ａと、該金属基板５９の基端部に設けられかつカッターホルダー４６に着脱自在に支持される支持部５９ｂとを有している。
【０００７】
例えば、図１３に示すように、石英ガラス材料等の被加工材料Ｗを切削する場合、切削部位に切削液Ｌを供給しつつ切削作業が行われるが、この切削液Ｌは、該カッターブレード５８の砥粒チップ部５９ａの先端面及び内外面と被加工材料Ｗの被研削面との間の隙間を通過する間に、その切削領域を冷却すると共に被加工材料Ｗの切り粉及び脱落した砥粒（以下切り粉等）Ｍを洗い流して、それと一緒に外部に排出される。このような切削液Ｌの作用によって、カッターブレード５８による切削速度が増加すると共に、カッターブレード５８の寿命も延びる。
【０００８】
しかし、上記した従来のカッターブレード５８を使用して、比較的厚みの厚い石英ガラス材料等の被加工材料Ｗの切削加工をする場合、切削の進行に伴って切削深さが増大してくると、前記隙間を流れる切削液Ｌは極めて大きな抵抗を受けることになる。このような場合には、供給される切削液Ｌの流量は、急速に減少してしまい、その結果、前記冷却作用及び洗浄作用を、もはや奏し得なくなってしまい、被加工材料Ｗの切削溝Ｎの切削側面Ｎ１，Ｎ２とカッターブレード５８の砥粒チップ部５９ａの内外側面に石英ガラスの切り粉及び脱落した砥粒（切り粉等）Ｍが詰まって、カッターブレード５８の切削速度が減少して、切削速度が急激に落ちて切削が進まなくなってしまうという問題があった。
【０００９】
この問題の解消には、砥粒チップ部５９ａの高さよりもわずかに深い所まで切削加工を行い、その後、切削加工を一時止め、カッターブレード５８を被加工材料Ｗから抜き取り、被加工材料Ｗの切削溝Ｎ内及びカッターブレード５８の砥粒チップ部５９ａの内外面に詰まった切り粉等Ｍを取り除いてから、再度切削加工を開始するという対策も考えられるが、切削加工に要する時間が長くなり、コストが増大するという問題がある。
【００１０】
また、カッターブレードの形状が平板である場合には、一定厚み以上の円板乃至円柱を切り出す際、断面円の径を一定とすることが困難であり、寸法不良をきたしやすいという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、切削の全工程にわたって、カッターブレードと被加工材料との間に詰まる切り粉等を効果的に取り除き、これと相まって、切削抵抗を低減させ、切削時間を短縮することができる上、板厚最大２００ｍｍの板材から円板乃至円柱をバリやカケを生じさせることなく切り出すことができ、またリング状部材の切り出し等も自在にかつ精度よく行うことができるようにしたカッターブレード及び当該カッターブレードを用いた自在切削機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のカッターブレードは、被加工材料が載置される加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対して接離自在かつ回転自在に設けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機に用いられるカッターブレードであり、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられていることを特徴とする。
【００１３】
上記砥粒層は上記金属基板の側面の全面に設けてもよいし、部分的に設けることもできる。部分的に設ける場合には、特別の限定はないが、多数のストライプ状に設け、特に切削時に切削液を被加工材料の切削溝から外部に排出するように傾斜して設けるのが好ましい。
【００１４】
上記砥粒層の側面高さが、砥粒チップ部の側面高さよりも小であること、即ち該砥粒層の厚さが該砥粒チップ部の厚さよりもわずかに例えば０．０５ｍｍ程度だけ、薄い厚さを有するのが好ましい。
【００１５】
被加工材料が石英ガラスである場合は、上記砥粒層を構成する砥粒が、上記砥粒チップ部を構成する砥粒、例えば＃１７０よりも細かい砥粒、例えば＃２００であるのが好適である。
【００１６】
上記砥粒チップ部の先端形状を突部形状とすることによって、カッターブレードが被加工材料を抜ける時に生じるクラック、チッピング等の欠損を格段に減少させることが可能となる。この砥粒チップ部の先端面砥粒形状の先端角度としては４５°〜１２０°が好適である。
【００１７】
上記砥粒チップ部及び砥粒層を構成する砥粒としては、ダイヤモンド、ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＣＢＮ及びＢＮからなる群から選択された１種又は２種以上を用いることができる。
【００１８】
上記板状の金属基板を所定の曲率半径で湾曲せしめたカッターブレードを用いれば、被加工材料Ｗから円板やリング状部材等を寸法精度よく好適に切り出すことができる。なお、角形切削を行う場合は、平板状のカッターブレードを用いればよいことは言うまでもない。
【００１９】
本発明の自在切削機の第１の態様は、被加工材料が載置される加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対して接離自在かつ回転自在に設けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして上記した本発明のカッターブレードを用いることを特徴とする。このような本発明のカッターブレードを用いることによって自在切削機の切削効率を極めて向上させることができる。
【００２０】
本発明の自在切削機の第２の態様は、基台と、該基台の上面中央部に設けられかつ被加工材料が載置される加工テーブルと、該基台の周辺部に設けられた支柱と、該支柱の側方に設けられた支持ブロックと、該支持ブロックに上下動自在かつ回転自在に取り付けられた回転軸と、該回転軸の下端部に取り付けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする。
【００２１】
前記カッターホルダーを、カッターホイールの半径方向に移動自在に構成すれば、切り出すべき円板のサイズに応じてカッターブレードの切削位置を自在に移動させることができるので、種々のサイズの円板を容易に切り出すことができる。
【００２２】
前記カッターホイールを降下させ、被加工材料面にカッターブレード先端が接触しつつ切削作業が行われるようにすれば、被加工材料の切削作業が円滑に行なわれる利点がある。
【００２３】
前記カッターブレードが、被加工材料の下面に達するまで切断が行なわれた時、該カッターホイールの降下が停止するように作動するストッパー手段を設置することにより、余分な切削作業が行なわれる不都合はない。
【００２４】
前記カッターホイールを上下動するための作業ハンドルと、該カッターホイールを固定するためのロック手段とを設けておけば、作業者によるカッターホイールの上下動及び停止などの切断作業に伴なう補助作業が容易となる利点がある。
【００２５】
前記カッターホルダーは１個又は複数個設置することができ、各カッターホルダーには１個又は複数個のカッターブレードを着脱自在に取り付けることができる。カッターホルダーを複数個設置する場合には、それらは互いに等距離に位置するように配置されることが望ましい。
【００２６】
該カッターホルダーの設置個数は３個がより好ましく、３個のカッターホルダーは互いに各カッターホルダーから等距離に位置して前記カッターホイール周縁部に取り付けられる。
【００２７】
前記カッターホイールが重力によって自重降下し、前記カッターブレードが上下動自在な状態でその先端が被加工材料面に接続しつつ切断作業が行なわれるようにすれば、被加工材料面に凹凸が存在する場合でもその凹凸形状に追従してカッターブレードが上下動し、即ち凸部があればカッターブレードが凸部形状に応じて上方に移動して（逃げて）切断作業が行なわれる。したがって、カッターブレードの上方への移動（逃げ動作）なしに、被加工材料表面の凸部などを強引に切断する際に発生する被加工材料の割れや破壊などの不都合は、カッターブレードを上下動自在とし、重力によるカッターブレードへの加圧によって切断作業を行なう本発明の構成においては、一切生ずることがないという利点がある。
【００２８】
前記カッターホイールが該加工テーブルに対して上下動の他にさらに水平方向に移動可能とすれば、該カッターブレードは被加工材料に対してＸＹＺ方向（三次元方向）に移動可能となるので、１枚の被加工材料から１枚目の円板を切り出した後、カッターブレード位置を移動することによって２枚目、３枚目及びそれ以上の枚数の円板を自在に切り出すことができる。
【００２９】
本発明の自在切削機の第３の態様は、被加工材料が載置可能とされかつ回転可能な加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対してＸＹＺ方向に移動可能とされ、かつ回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に着脱自在に取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする。
【００３０】
本発明の自在切削機の第４の態様は、被加工材料が載置可能とされかつ回転可能な加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対してＸＹＺ方向に移動可能とされ、かつ回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に取り付けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする。
【００３１】
本発明の自在切削機の第５の態様は、基台と、被加工材料が載置可能とされかつ該基台上に回転可能に設けられた加工テーブルと、両端にガイド部を設けた長尺状部材であり、その長手方向と直交する方向に移動可能に該基台上でかつ該加工テーブルの上方に設けられたガイドバー部材と、該ガイドバー部材の長手方向に移動可能に取り付けられた移動ブロックと、該移動ブロックに上下方向移動可能かつ回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に着脱自在に取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする。
【００３２】
本発明の自在切削機の第６の態様は、基台と、被加工材料が載置可能とされかつ該基台上に回転可能に設けられた加工テーブルと、両端にガイド部を設けた長尺状部材であり、その長手方向と直交する方向に移動可能に該基台上でかつ該加工テーブルの上方に設けられたガイドバー部材と、該ガイドバー部材の長手方向に移動可能に取り付けられた移動ブロックと、該移動ブロックに上下方向移動可能かつ回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に取り付けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする。
【００３３】
上記した第４及び第６の態様においても、カッターホルダーをカッターホイールの半径方向に移動自在としておけば、切り出すべき円板のサイズに応じてカッターブレードの切削位置を自在に移動させることができ、種々のサイズの円板を容易に切り出すことができる。
【００３４】
上記した第３〜第６の態様において、上記回転軸を重力によって自重降下する構成とすれば、第１及び第２の態様の場合と同様に、上記カッターブレードが上下動自在な状態でその先端が被加工材料面に接触しつつ切削作業が行われる利点がある。
【００３５】
前記加工テーブルを回転可能とすれば、該加工テーブルの回転方向をカッターブレードの回転方向と反対向きとすることによって切削速度は倍加されるようになり、切削時間が短縮される利点がある。
【００３６】
上記の説明では、加工テーブルを固定しておき、カッターホイール又は回転軸を移動させる構成について説明したが、カッターホイール又は回転軸を固定しておき、加工テーブルを移動させることもでき、又はカッターホイール又は回転軸及び加工テーブルの双方を移動させて切削作業を行わせることもできる。
【００３７】
又、本発明の自在切削機では、本来その構造上切削機自体の震動は小さいものであるが、さらに切削精度を上げるために、切削機下部と接地面との間に免震ゴムを介在させることによって制震性を高めることもできる。この免震ゴムとして、例えばシリコーン・エラストマーを使用することができる。
【００３８】
本発明の自在切削方法は、上記自在切削機を用いる被加工材料の切削方法であり、該被加工材料を前記加工テーブル上に載置固定する工程と、上記自在切削機を用いて該被加工材料を切削又は加工する工程とからなることを特徴とする。
【００３９】
上記切削方法において、切削切断処理としては被加工材料の円板状やリング状部材の切り出し等があり、切削加工処理としては中グリ加工等をあげることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、本発明の技術思想から逸脱しない限り切削機のスケールアップ、スケールダウン等種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００４１】
図１は本発明のカッターブレードの一つの実施の形態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は先端側から見た側面図、（ｃ）は上面図及び（ｄ）は下面図である。図２は本発明のカッターブレードの他の実施の形態を示す正面図である。図３は本発明のカッターブレードの別の実施の形態を示す正面図である。図４は本発明のカッターブレードによって被加工材料に切削加工を施している状態を示す断面説明図である。
【００４２】
図１〜図３において、１０８は本発明に係るカッターブレードであり、板状の金属基板１０９を有している。該金属基板１０９の先端部には、メタルボンド、レジンボンド、電着等により砥粒を固着させた砥粒チップ部１０９ａが形成され、該金属基板１０９の基端部は支持部１０９ｂとなっている。該カッターブレード１０８は、該支持部１０９ｂを介して、後述する自在切削機のカッターホルダー４８に着脱自在に取り付けられる。
【００４３】
該金属基板１０９の形状は特別の限定はなく、自在切削機による切削態様に応じて変形させればよいが、図示例では、被加工材料Ｗから円板やリング状部材などを切り出す際に好適に用いられるものとして、長尺板状で切削方向に対して所定の曲率半径で湾曲せしめられているものを示した。
【００４４】
本発明のカッターブレード１０８の最大の特徴は、先端部の砥粒チップ部１０９ａ及び基端部の支持部１０９ｂを除いた金属基板１０９の主体部１０９ｃの側面に、メタルボンド、レジンボンド、電着等により砥粒を固着させた砥粒層１１０を設けたことである（図１〜図３）。
【００４５】
このような構成とすることによって、図４に示すように、硬質被加工材料にバリやチッピングを発生させることなく、切削中に発生する切り粉を細かな粒径に再度研削加工し、切削液Ｌ及び切り粉等Ｍを被加工材料Ｗの切削溝Ｎの側壁Ｎ１，Ｎ２とカッターブレード１０８との間隙から排出し易くすることによって、切削加工に使用される切削液Ｌの供給排出量を十分に確保し、効率のよい切削加工が可能となる。
【００４６】
該砥粒層１１０の配置形態については、切削中に発生する切り粉を細かな粒径に再度研削加工し、カッターブレード１０８と被加工材料Ｗの加工溝Ｎとの間隙から排出することができるように作用する限り、特別の限定はないが、図３に示すごとく、金属基板主体部１０９ｃの側面の全面に設けてもよいし、図１及び図２に示すように、多数のストライプ状の砥粒層１１０を所定間隔を介して設けることもできる。この時、該ストライプ砥粒層１１０を図１及び図２に示すように、反切削方向に対して上方に傾斜するように設けることによって、切削時に切削液Ｌ及び切り粉等Ｍを被加工材料Ｗの切削溝Ｎの側壁Ｎ１，Ｎ２とカッターブレード１０８との間隙から効率よく排出するようにカッターブレード１０８を作用させることができ、切削効率がさらに向上する。なお、図２のようにストライプ状砥粒層１１０の形状を傾斜させる他に下方にやや湾曲させるようにすれば、切削液Ｌ及び切り粉等Ｍの排出効率を一層向上させることが期待できる。
【００４７】
また、砥粒層１１０を設けることによって、切削中に切削砥粒を受けて被加工材料Ｗが撓んでカッターブレード１０８と接触した場合に、従来のカッターブレードでは避けることのできなかったチッピングを防止することができる。
【００４８】
さらに、カッターブレード１０８の金属基板１０９の側面が砥粒によって被覆されて砥粒層１１０が形成されるため、カッターブレード１０８の強度が増大し、カッタブレード１０８が切削中に反ってしまうということはなくなり、切削面が反ることもなくなるので、寸法精度良く切削加工が可能となる。
【００４９】
該砥粒層１１０の側面高さが、該砥粒チップ部１０９ａの側面高さよりも小であること、即ち該砥粒層１１０の厚さが該砥粒チップ部１０９ａの厚さよりもわずかに例えば０．０５ｍｍ程度だけ、薄い厚さを有するのが好ましい。この砥粒層１１０の側面高さが砥粒チップ部１０９ａの側面高さよりも大となると切削作業自体に困難性が生じてしまう不利がある。
【００５０】
本発明のカッターブレード１０８の砥粒チップ部１０９ａ及び砥粒層１１０に用いられる砥粒としては、被加工材料の種類に応じてダイヤモンド、ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＣＢＮ及びＢＮの１種又は２種以上を用いることができる。
【００５１】
本発明のカッターブレード１０８に用いられる砥粒は、被加工材料が石英ガラスの場合、砥粒チップ部１０９ａに対しては従来と同様に＃１７０程度とすればよい。一方、砥粒層１１０の砥粒としては、同様に砥粒チップ部１０９ａの砥粒よりも細かい砥粒、例えば＃２００程度が好ましい。
【００５２】
前記砥粒チップ部１０９ａの形状としては、先端を平坦面とした場合を示したが、図５（ａ）に示すように、砥粒チップ部１０９ａの先端面を、先端角度θを持たせた突部形状とすることもできる。このような形状とすることによって、図５（ｂ）に示すように、切削に際して先端平坦形状に比較して切断抵抗を低減させることができ、カッターブレードが被加工材料を抜ける際の抜け面も狭小となり、抜ける際に生じるクラック、チッピング等の欠損を格段に減らせることが可能となる。
【００５３】
この砥粒チップ部１０９ａの先端面の突部形状の先端角度θは４５°〜１２０°の範囲で設定されるのが好ましい。先端角度θが４５°未満であると、切断抵抗は小さくなるが、砥粒チップ部１０９ａの摩擦が増加し、寿命が短くなり、また、砥粒チップ部１０９ａ先端角度θが１２０°を越えると、切断抵抗を減少させる効果がそれだけ小さくなるが、本発明の効果が達成されることに変わりはない。
【００５４】
先端角度θのさらに好ましい範囲は６０°〜９０°である。なお、図示例では、θ＝９０°の場合を好ましい例として示してある。
【００５５】
本発明のカッターブレード１０８による切断の対象となる硬質材料としては、ガラス材料、セラミックス材料、単結晶材料、非晶質材料、水晶材料、磁性材料、炭素繊維材料、各種複合材料等をあげることができる。ガラス材料には、石英ガラス材料、ソーダ石灰ガラス材料、ホウケイ酸ガラス材料、鉛ガラス材料等がある。
【００５６】
具体的なセラミックス材料としては、ＳｉＣやアルミナをあげることができ、半導体単結晶材料としては、シリコン単結晶やガリウムヒ素単結晶、リチウム・タンタレート単結晶、ガドリウム・ガリウム・ガーネット単結晶等がある。磁性材料としては、フェライトやＮｄＦｅＢ磁石等の希土類磁石がある。非晶質材料としては、アモルファス・シリコン等がある。
【００５７】
続いて、上記した本発明のカッターブレード１０８を装着して円板やリング状部材の切り出し等の自在切削を行うことのできる自在切削機について説明する。この自在切削機の基本的構成は前述した特開平９−３００３３７号に記載されており、公知であるが、本発明のカッターブレード１０８を装着した場合について説明しておく。
【００５８】
図５は、自在切削機の１例を示す側面図、図６は同上の正面図、図７は図５の要部拡大図、図８はカッターホルダーの摘示拡大下面図及び図９は回転ブロック部分の摘示横断面図である。
【００５９】
図５において、１２は自在切削機で、基台１４を有している。該基台１４の上面中央部には、加工テーブル１６が載置固定される加工テーブル支持台１７が設けられている。該加工テーブル１６の上面には石英ガラス板等の被加工材料が石英ガラス板等で形成された敷板１５を介して載置され、ワックス等の加熱によって溶融する接着剤を用いて固定される。１５ａは該敷板１５を該加工テーブル１６上面に固定するための取付部材である。該基台１４の周辺部には支柱１８が立設されている。
【００６０】
２０は支持ブロックで、該加工テーブル１６の上方に位置して該支柱の側方に延在するように取り付けられている。該支持ブロック２０の中心部には、上下方向に開口する貫通口２２が穿設され、該貫通口２２には、回転軸２４が上下動自在かつ回転自在に挿通されている。２５は該支持ブロック２０の上方に設けられた回転ブロックで、該回転ブロック２５の中心部には該回転軸２４が挿通される貫通口２２ａが穿設されている。該回転ブロック２５の貫通口２２ａの面には上下方向にガイド溝２５ａが形成されている。２４ａは該回転軸２４の該回転ブロック２５と当接する部分の上下方向に突設された突条で、該ガイド溝２５ａに摺動可能に挿通ガイドされるようになっている。該回転ブロック２５の外面側にはプーリー２６が取り付けられている。
【００６１】
２８は前記支柱１８の上部に取り付けられたモーターである。該モーター２８のモーター軸３０にはプーリー３２が取り付けられている。該支柱１８の上端面には、同軸回転するプーリー３４及び３６が設置されている。プーリー３２とプーリー３４には、プーリーベルト３８が巻回されている。
【００６２】
プーリー２６とプーリー３６には、プーリーベルト４０が巻回されている。従って、モーター２８の回転はモーター軸３０、プーリー３２、プーリー３４、プーリー３６、プーリー２６及び回転ブロック２５を介して回転軸２４に伝達され、回転軸２４が回転せしめられる。なお、４１は上記したプーリー２６，３２，３４，３６及びプーリーベルト３８，４０から駆動部分をカバーするためのカバー部材である。
【００６３】
４２は該回転軸２４の上部に取り付けられた重りである。該回転軸２４の下端部には、円板状のカッターホイール４４が取り付けられている。該カッターホイール４４の周縁部にはカッターホルダー４６が該カッターホイール４４の半径方向に移動可能に取り付けられている。
【００６４】
カッターホルダー４６のネジ穴４８に対応して、カッターホイール４４の下面に複数のネジ穴（図示せず）が半径方向に穿設されている。カッターホルダー４６をカッターホイール４４の半径方向に適宜移動して当該ネジ穴にボルト等を挿通して該カッターホルダー４６をカッターホイール４４の下面に固着することにより、カッターホルダー４６及びカッターブレード１０８の取り付け位置を自在に設定することができる。
【００６５】
該カッターホルダー４６は、図８に示す如く、カッターホイール４４に取り付けられるネジ穴４８を有するカッターホルダー本体５０を有している。該カッターホルダー本体５０の一側面には、押圧板５２がボルト５４，５４によって該一側面に対して接離自在に取り付けられている。
【００６６】
該カッターホルダー本体５０の一側面と押圧板５２とによって挟持間隙５６が形成される。該挟持間隙５６にカッターブレード１０８を挿入し、該押圧板５２を該カッターホルダー本体５０方向に押圧移動せしめることにより、該カッターブレード１０８は、該挟持間隙５６に強固に保持される。該カッターブレード１０８は図１〜図３のような構成を有することは前述した通りである。該カッターホルダー本体５０は１個又は複数個、好ましくは３個設けられる。複数個の場合には互いに等距離に位置するように設定するのが好ましい。各カッターホルダー本体５０には１個の挟持間隙５６が形成され、該挟持間隙５６に１個のカッターブレード１０８を挿着する場合を図示したが、挟持間隙５６を複数個形成し、複数個のカッターブレード１０８を保持するように構成することもできる。
【００６７】
図６において、６０は前記支柱１８に取り付けられた作業ハンドルで、作業者が該作業ハンドル６０を上下動することにより、該回転軸２４を上下動させることができる。６２はロック手段で、該ロック手段６２をオン・オフさせることにより、該回転軸２４の上下動をロックし、又は開放することができる。
【００６８】
６４はストッパーで、複数個（図示の例では３個）の高さの異なるストッパーロッド６４ａ，６４ｂ，６４ｃから構成され、該支持ブロック２０の下部に取り付けられている。６５は作動杆で、該ストッパーロッド６４ａ〜６４ｃの上方に位置し、該回転軸２４の上下動と連動して上下動するように取り付けられ、該作動杆６５の下端部が該ストッパーロッド６４ａ〜６４ｃのいずれかに衝突することによって該作動杆６５の下降が停止し、したがって、該回転軸２４及びカッターホイール４４が停止するように作用する。
【００６９】
該ストッパー６４は、加工テーブル１６上に載置された石英ガラス板等の被加工材料Ｗの下面までカッターブレード１０８による切削が行なわれた場合に、該カッターホイール４４の降下を停止させ、それ以上の切削作業が行なわれないようにする。
【００７０】
なお、石英ガラス板等の敷板１５を介して被加工材料Ｗを加工テーブル１６に固定するように構成しておけば、カッターホイール４４の停止が多少遅れ、カッターブレード１０８による切削が被加工材料Ｗの下面を越えて行なわれた場合でも、敷板１５の上面部分が切削されるのみで加工テーブル１６面まで達することはないので、カッターブレード１０８及び加工テーブル１６の両方が傷つくことがないという利点がある。
【００７１】
該ストッパー６４は、被加工材料Ｗの厚さに応じて該カッターホイール４４の停止位置を調節する必要があるため、切削対象となる被加工材料Ｗの種類に合わせて、上記したごとく、高さの異なる複数個のストッパーロッド６４ａ〜６４ｃが設けられている。
【００７２】
上記構成により、以下にその作用を説明する。まず、石英ガラス板等の被加工材料Ｗを、ワックス等の加熱によって溶融する接着剤を用いて敷板１５に接着する。ワックスは加熱状態では溶融して被加工材料Ｗを敷板１５から取り外すことができ、非加熱状態では硬化して被加工材料Ｗを敷板１５上に接着固定することができる。
【００７３】
上記被加工材料Ｗを接着した敷板１５を加工テーブル保持台１７に着脱自在に取り付けられた加工テーブル１６上に載置する。次で、ストッパー６４を被加工材料Ｗの厚さ、すなわちカッターブレード１０８による切削距離に合わせて調節する。
【００７４】
作業ハンドル６０によって、回転軸２４及びカッターホイール４４を降下させる。更に、カッターホルダー４６を該カッターホイール４４の半径方向に移動し、切断する円板形状に合わせてその位置を調節する。その後、加工テーブル１６が該加工テーブル支持台１７に固定される。
【００７５】
次に作業ハンドル６０によって、回転軸２４及びカッターホイール４４を上昇させ、ロック手段６２によってロックした後、切削液供給スイッチ（図示せず）及びカッターホイール４４の回転始動スイッチを起動する。
【００７６】
ロック手段６２のロックをはずし、作業ハンドル６０によってカッターホイール４４を下げ、切削作業、図示の例では、円板切断作業を行う。この時、回転軸２４、カッターホイール４４、カッターホルダー４６及びカッターブレード１０８からなるカッター構造体はその重力に従って自重により降下し、カッターブレード１０８は上下動自在な状態で、その先端が被加工材料Ｗの表面に接触しつつ切削作業が行なわれる。
【００７７】
この場合、重力に従った自重のみによるカッターブレード１０８への加圧によって、切削作業が行なわれる。それ故、被加工材料Ｗの表面に凹凸形状が存在しても、その表面形状に追従してカッターブレード１０８の先端が運動することになり、被加工材料Ｗの表面に凸部があれば凸部形状に応じてカッターブレードが上方に移動して（逃げて）切削作業が行なわれ、被加工材料Ｗへ余分な力が加わることはないので、被加工材料Ｗが割れたり破壊したりする不都合は皆無となる。また、カッターブレード１０８は自体の切削加工状態は図４を用いて既に説明した通りである。
【００７８】
前記作動杆６５の下端がストッパー６４に衝突し、回転軸２４及びカッターホイール４４が下降せず、カッターホイール４４が加工しない状態となった時、切削液供給スイッチ及びカッターホイール４４の回転始動スイッチを切る。
【００７９】
作業ハンドル６０によって、カッターホイール４４を上昇し、ロック手段６２によってロックする。そして、加工テーブル１６から、被加工材料Ｗを接着した敷板１５を取り外す。該被加工材料Ｗを接着した敷板１５を加熱手段によって加熱し、ワックス等の接着剤を溶融させて、切削された、図示の例では、円板状に切断された被加工材料Ｗを取り外し洗浄する。このような手順により、被加工材料Ｗを、例えば、円板状に切断することができる。
【００８０】
上記実施の形態では、被加工材料Ｗから円板を切り出す場合について説明したが、応用として、カッターホルダーをスライドさせてカッターホイールの中心からカッターブレードの距離を変えることにより、リング状部材を切り出すことができ、又、上下方向にストッパーを設けることにより、円周状の中グリ（座グリ）加工を行なうこともできる。
【００８１】
なお、図示の例では、カッターホルダー４６を移動自在に固定する手段として、カッターホイール４４の下面のネジ穴及びカッターホルダー４６のネジ穴４８を一致させ、ボルト等を挿着するという手動機構について説明したが、ＮＣ制御等による自動制御による構成を適用することも可能である。
【００８２】
上記した図示例においては、回転軸２４は上下動自在に構成した場合を示した。この場合には一枚の被加工材料Ｗからは１枚の円板を切り出すことはできるが、２枚目の円板は被加工材料Ｗの取り付け位置を移動しない限り、切り出すことはできない。
【００８３】
この構成の他に、該回転軸２４を上下方向の他に水平方向に移動自在として、ＸＹＺ方向に移動自在に構成することもできる。また、加工テーブル１６をＸＹＺ方向に移動自在に構成することもできる。この場合には、１枚の被加工材料Ｗから１枚目の円板を切り出した後、２枚目の円板を切り出す場合には該回転軸２４を水平方向に移動してカッターブレードの位置の別の場所に移し、その場所から２枚目の円板を切り出すことができる。必要に応じて、同様に３枚目、４枚目及びそれ以上の枚数の円板を自在に切り出すことができる利点がある。
【００８４】
また、上記の実施の形態では、加工テーブル１６は回転しない場合を示したが、加工テーブル１６を回転可能にすることもできる。その場合、該加工テーブル１６の回転方向をカッターブレード１０８の回転方向と反対向きとすることによって切削速度は倍加されるので、切削時間がそれだけ短縮される利点がある。
【００８５】
上記説明では、カッターホイール４４及びカッターホルダー４６を介してカッターブレード１０８を取付けた例を示したが、回転軸２４の下端に直接カッターブレード１０８を取り付けることもできる。
【００８６】
続いて、本発明のカッターブレード１０８が適用可能な自在切削機の他の例について、添付図面中、図１０を参照して説明する。図１０は自在切削機の他の例を示す側面的説明図である。
【００８７】
図１０において、１２ａは自在切削機で、基台７０を有している。該基台７０の両端部には基台ガイド部７０ａ，７０ａが上方に突出して設けられている。該基台７０の中央部には主軸７２が回転自在に設けられている。該主軸７２の下端部にはプーリー７４が取り付けられている。
【００８８】
７６は該基台７０の内部に設けられたモータで、該モータ７６から突出する駆動軸７８にはプーリー８０が取り付けられている。該プーリー７４及び８０にはプーリーベルト８２が巻回され、該プーリー８０の回転が該プーリー７４に伝達されるようになっている。
【００８９】
上記主軸７２の両端部には、加工テーブル保持台８３が取り付けられ、該主軸７２の回転と共に回転する。該加工テーブル保持台８３上には加工テーブル８４が着脱自在に取り付けられる。該加工テーブル８４上には敷板８６を介して被加工材料Ｗが載置可能とされている。
【００９０】
８８はガイドバー部材で、長尺状主体部８８ａと、その両端に下方に垂下して設けられたガイド部８８ｂ，８８ｂとから構成されている。該ガイド部８８ｂ，８８ｂの下端部には、回転ロール９０，９０が回転自在に取り付けられている。該ガイドバー部材８８は該回転ロール９０，９０を介して前記基台ガイド部７０ａ，７０ａ上を移動可能とされている。従って、該ガイドバー部材８８は、その長手方向と直交する方向に移動可能となっている。
【００９１】
９２は移動ブロックで、該ガイドバー部材８８の長尺状主体部８８ａの長手方向に移動可能に取り付けられている。該移動ブロック９２には、回転軸９４が上下方向移動可能かつ回転可能に取り付けられている。該回転軸９４の下端部には、前述した構成のカッターホイール４４及びカッターホルダー４６を介してカッターブレード１０８が取り付けられる。
【００９２】
９８は回転軸９４の外筒９４ａに取り付けられたガイド筒で、その内面には雌ネジ部が形成されている。該ガイド筒９８には外周面に雄ネジ部を形成したネジ棒１００が螺動自在に螺合されている。該ネジ棒１００は回転自在に該移動ブロック９２に取り付けられており、ハンドル１０２を回転することによって該ネジ棒１００が回転し、該回転軸９４が上下動するようになっている。
【００９３】
上記したガイドバー部材８８及び移動ブロック９２のそれぞれの移動は図示しない操作盤を介して所定の移動速度及び距離を入力することによって設定され、これにカッターブレード９６の水平方向の移動の態様が決定される。
【００９４】
上記構成により、図５〜図９の場合と同様に石英ガラス等の被加工材料Ｗをワックス等の加熱によって溶融する接着剤を用いて、敷板８６に接着する。
【００９５】
上記被加工材料Ｗを接着した敷板８６を加工テーブル８４上に載置する。次に、ハンドル１０２を回して回転軸９４を下降し、被加工材料Ｗの加工位置に合わせてカッターブレード１０８の位置を設定する。その後、加工テーブル８４が加工テーブル支持台８３に固定される。
【００９６】
該回転軸９４及びカッターブレード１０８を回転させて、被加工材料Ｗの切削加工を行う。該カッターブレード１０８はＸＹＺ方向に移動し、該被加工材料Ｗ、例えば石英ガラス板を切削加工する。
【００９７】
なお、該加工テーブル８４を回転可能としておけば、この加工の際、該加工テーブル８４をカッターブレード１０８の回転方向と反対方向に回転させることによって該切削加工の加工速度はそれだけ上昇し、加工時間が短縮されることとなる。また、加工テーブル８４をＸＹＺ方向に移動可能に構成することもできる。
【００９８】
この時、１枚の円板を切り出した後、該カッターブレードを２枚目の円板の切断位置に移動して切断加工を行なうことにより、２枚目の円板切断を行なうことができる。同様に、被加工材料Ｗの大きさに応じて３枚目以上の複数枚の円板切断を行なうこともできる。
【００９９】
また、円板切断加工を行う場合には、図５〜図９に示した例の場合と同様に、カッターブレード１０８は自重降下して被加工材料Ｗの上面に接触しつつ切断作業が行われる。
【０１００】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことは言うまでもない。尚、実施例１〜４においては研削液として水溶性研削液を使用した。
【０１０１】
（実施例１）
図１に示したものと同様のカッターブレードを装着した図５に示したものと同様の自在切削機を用いて次のような切削加工を行った。
加工条件
被加工材料：φ２２３ｍｍ×厚さ８１．１ｍｍの合成石英ガラス厚円板
カッターブレードの回転速度：１８０ｒｐｍ
ウエイト（重し）：１８kｇ
切削加工速度：２．５−３ｍｍ／分
加工時間：３０分
【０１０２】
上記加工条件に従い、２０７ｍｍ×厚さ８１．１ｍｍの合成石英ガラス厚円板を丸抜加工によって作成した。得られた厚円板について、その外周部の表裏の等間隔をおいたＡ〜Ｄの４箇所、合計８箇所について歪測定を行い、その結果を表１に示した。
【０１０３】
（実施例２）
加工条件
被加工材料：φ２２３ｍｍ×厚さ６５．０ｍｍの合成石英ガラス厚円板
カッターブレードの回転速度：１８０ｒｐｍ
切削加工速度：２．５−３ｍｍ／分
ウエイト（重し）：１８ｋｇ
加工時間：２５分
【０１０４】
上記加工条件に従い、実施例１と同様にして、φ２０７ｍｍ×６５．０ｍｍの合成石英ガラス厚円板を丸抜加工によって作成した。得られた厚円板について、実施例１と同様に歪測定を行いその結果を表１に示した。
【０１０５】
（実施例３）
加工条件
被加工材料：φ２５１ｍｍ×厚さ６０．３ｍｍの合成石英ガラス厚円板
カッターブレードの回転速度：１８０ｒｐｍ
ウエイト（重し）：１８kｇ
切削加工速度：２．５−３ｍｍ／分
加工時間：２５分
【０１０６】
上記加工条件に従い、実施例１と同様にして、φ１５１ｍｍ×厚さ６０．３ｍｍの合成石英ガラス厚円板を丸抜加工によって作成した。得られた厚円板について、実施例１と同様に歪測定を行い、その結果を表１に示した。
【０１０７】
【表１】
（実施例４）
被加工材料をφ２５０×厚さ１３ｍｍのアルミナ円板として、ウエイト（重し）を２０ｋｇとした以外は実施例１と同様にして、φ１５１ｍｍ×厚さ１３ｍｍのアルミナ円板を丸抜加工によって作成した。尚、切削加工速度は０．６５ｍｍ／分であった。切削加工時間は２０分であった。
【０１０９】
（実施例５）
被加工材料をφ３００×厚さ２００ｍｍのシリコンインゴットとし、ウエイト（重し）を１２ｋｇとし、カッターブレードの回転速度を１５０ｒｐｍとし、φ２０４ｍｍ×厚さ２００ｍｍのシリコン円柱材を丸抜加工によって作成した。切削加工速度は２ｍｍ／分であった。研削液は純水を使用した。切削加工時間は１１０分であった。
【０１１０】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、カッターブレードと被加工材料との間に詰まる切り粉等を効果的に取り除き、切削時間を短縮することができる上、容易に所望のサイズの円板を切り出すことができ、又、従来切断できなかった板厚最大２００ｍｍの板材から円板を切り出すことが可能になるとともにリング状部材の切り出し等も行なうこともできる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のカッターブレードの一つの実施の形態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は先端側から見た側面図、（ｃ）は上面図及び（ｄ）は下面図である。
【図２】 本発明のカッターブレードの他の実施の形態を示す正面図である。
【図３】 本発明のカッターブレードの別の実施の形態を示す正面図である。
【図４】 本発明のカッターブレードによって被加工材料に切削加工を施している状態を示す断面説明図である。
【図５】 本発明のカッターブレードのさらに別の実施の形態を示すもので、（ａ）は砥粒チップ部の他の例を示す摘示拡大図及び（ｂ）は被加工材料に切削加工を施している状態を示す断面説明図である。
【図６】 自在切削機の１つの実施の形態を示す側面図である。
【図７】 同上の正面図である。
【図８】 図１の要部拡大図である。
【図９】 カッターホルダーの摘示拡大下面図である。
【図１０】 回転ブロック部分の摘示横断面図である。
【図１１】 自在切削機の他の実施の形態を示す側面的説明図である。
【図１２】 従来のカッターブレードの１例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は先端側から見た側面図、（ｃ）は上面図である。
【図１３】 従来のカッターブレードによって被加工材料に切削加工を施している状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１２，１２ａ：自在切削機、１４：基台、１５：敷板、１６：加工テーブル、１７：加工テーブル支持台、１８：支柱、２０：支持ブロック、２２：貫通口、２４，９４：回転軸、２５：回転ブロック、２６，３２，３４，３６，７４，８０：プーリー、２８，７６：モーター、３０：モーター軸、３８，４０，８２：プーリーベルト、４２：重り、４４：カッターホイール、４６：カッターホルダー、４８：ネジ穴、５０：カッターホルダー本体、５２：押圧板、５４：ボルト、５６：挟持間隙、５８：従来のカッターブレード、６０：作業ハンドル、６２：ロック手段、６４：ストッパー、６４ａ〜６４ｃ：ストッパーロッド、６５：作動杆、７０：基台、７０ａ：基台ガイド部、７２：主軸、７８：駆動軸、８３：加工テーブル保持台、８４：加工テーブル、８６：敷板、８８：ガイドバー部材、８８ａ：長尺状主体部、８８ｂ：ガイド部、９０：回転ロール、９２：移動ブロック、９４ａ：外筒、９８：ガイド筒、１００：ネジ棒、１０２：ハンドル、１０８：本発明のカッターブレード、１０９：金属基板、１０９ａ：砥粒チップ部、１０９ｂ：支持部、１０９ｃ：金属基板主体部、１１０：砥粒層、Ｍ：切り粉等、Ｌ：切削液、Ｎ：切削溝、Ｗ：被加工材料。
Claims (28)
- 被加工材料が載置される加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対して接離自在かつ回転自在に設けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機に用いられるカッターブレードであり、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられていることを特徴とするカッターブレード。
- 前記砥粒層が前記金属基板の側面に部分的に設けられることを特徴とする請求項１記載のカッターブレード。
- 前記砥粒層が多数のストライプ状砥粒層からなることを特徴とする請求項２記載のカッターブレード。
- 前記ストライプ状砥粒層が、傾斜して設けられることを特徴とする請求項３記載のカッターブレード。
- 前記砥粒チップ部及び砥粒層を構成する砥粒が、ダイヤモンド、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＣＢＮ及びＢＮからなる群から選択された１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のカッターブレード。
- 被加工材料が載置される加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対して接離自在かつ回転自在に設けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして請求項１〜５のいずれか１項記載のカッターブレードを用いることを特徴とする自在切削機。
- 基台と、該基台の上面中央部に設けられかつ被加工材料が載置される加工テーブルと、該基台の周辺部に設けられた支柱と、該支柱の側方に設けられた支持ブロックと、該支持ブロックに上下動自在かつ回転自在に取り付けられた回転軸と、該回転軸の下端部に取り付けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする自在切削機。
- 前記カッターホルダーが、カッターホイールの半径方向に移動自在とされていることを特徴とする請求項６又は７記載の自在切削機。
- 前記カッターホイールを降下させ、被加工材料面にカッターブレード先端が接触しつつ切削作業が行われるようにしたことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項記載の自在切削機。
- 前記カッターブレードが、被加工材料の下面に達するまで切断が行われた時、該カッターホイールの降下が停止するように作動するストッパー手段を設置することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項記載の自在切削機。
- 前記カッターホイールを上下動するための作業ハンドルと、該カッターホイールを固定するためのロック手段とを更に有することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項記載の自在切削機。
- 前記カッターホルダーの設置個数が１個又は複数個であり、各カッターホルダーに１個又は複数個のカッターブレードが着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項６〜１１のいずれか１項記載の自在切削機。
- 前記カッターホルダーの設置個数が３個であり、該３個のカッターホルダーが互いに等距離に位置して前記カッターホイール周縁部に取り付けられることを特徴とする請求項１２記載の自在切削機。
- 前記カッターホイールが重力によって自重降下し、前記カッターブレードが上下動自在な状態でその先端が被加工材料面に接触しつつ切削作業が行なわれることを特徴とする請求項６〜１３のいずれか１項記載の自在切削機。
- 前記カッターホイールが前記加工テーブルに接離自在かつ回転自在であり、さらに所定位置に位置決め可能とされていることを特徴とする請求項６〜１４のいずれか１項記載の自在切削機。
- 前記カッターホイールが該加工テーブルに対してさらに水平方向に移動可能とされていることを特徴とする請求項６〜１５のいずれか１項記載の自在切削機。
- 前記カッターホイールが該加工テーブルに対してＸＹＺ方向に移動可能とされていることを特徴とする請求項６〜１６のいずれか１項記載の自在切削機。
- 被加工材料が載置可能とされかつ回転可能な加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対してＸＹＺ方向に移動可能とされ、かつ回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に着脱自在に取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする自在切削機。
- 被加工材料が載置可能とされかつ回転可能な加工テーブルと、該加工テーブルの上方に位置し、該加工テーブルに対してＸＹＺ方向に移動可能とされ、かつ回転自在に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に取り付けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする自在切削機。
- 基台と、被加工材料が載置可能とされかつ該基台上に回転可能に設けられた加工テーブルと、両端にガイド部を設けた長尺状部材であり、その長手方向と直交する方向に移動可能に該基台上でかつ該加工テーブルの上方に設けられたガイドバー部材と、該ガイドバー部材の長手方向に移動可能に取り付けられた移動ブロックと、該移動ブロックに上下方向移動可能かつ回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に着脱自在に取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする自在切削機。
- 基台と、被加工材料が載置可能とされかつ該基台上に回転可能に設けられた加工テーブルと、両端にガイド部を設けた長尺状部材であり、その長手方向と直交する方向に移動可能に該基台上でかつ該加工テーブルの上方に設けられたガイドバー部材と、該ガイドバー部材の長手方向に移動可能に取り付けられた移動ブロックと、該移動ブロックに上下方向移動可能かつ回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸の下端部に取り付けられたカッターホイールと、該カッターホイールの周縁部に取り付けられたカッターホルダーと、該カッターホルダーに取り付けられたカッターブレードとを有する切削機である自在切削機において、該カッターブレードとして、長尺板状の金属基板と、該金属基板の先端部に設けられかつ砥粒を固着させた砥粒チップ部と、該金属基板の基端部に設けられかつ自在切削機のカッターホルダーに着脱自在に取付けられる支持部と、を有し、該砥粒チップ部を除いた該金属基板の側面に砥粒を固着してなる砥粒層を設けた自在切削機用カッターブレードであって、前記砥粒層の側面高さが砥粒チップ部の側面高さよりも小であるとともに前記砥粒層を構成する砥粒が前記砥粒チップ部分を構成する砥粒よりも細かい砥粒であり、前記砥粒チップ部の先端面形状を突部形状とし、前記砥粒チップ部の先端面突部形状の先端角度を４５°〜１２０°に設定し、かつ前記金属基板が所定の曲率半径で湾曲せしめられているようにした、カッターブレードを用いることを特徴とする自在切削機。
- 前記カッターホルダーが、カッターホイールの半径方向に移動自在とされていることを特徴とする請求項１９又は２１記載の自在切削機。
- 前記回転軸が重力によって自重降下し、前記カッターブレードが上下動自在な状態でその先端が被加工材料面に接触しつつ切削作業が行われることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか１項記載の自在切削機。
- 前記回転軸が前記加工テーブルに対して所定位置に位置決め可能とされていることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか１項記載の自在切削機。
- 前記加工テーブルが回転可能であることを特徴とする請求項６〜２４のいずれか１項記載の自在切削機。
- 前記加工テーブルがＸＹＺ方向に移動可能とされていることを特徴とする請求項６〜２５のいずれか１項記載の自在切削機。
- 前記カッターブレードとして、請求項４記載のカッターブレードを用い、多数のストライプ状砥粒層を反切削方向に対して上方に傾斜するように設けることによって、切削時に切削液を被加工材料の切削溝から外部に排出するようにしたことを特徴とする請求項６記載の自在切削機。
- 請求項６〜２７のいずれか１項記載の自在切削機を用いる被加工材料の切削方法であり、該被加工材料を前記加工テーブル上に載置固定する工程と、請求項６〜２７のいずれか１項記載の自在切削機を用いて該被加工材料を切削する工程とからなることを特徴とする被加工材料の切削方法。
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