JP7329844B2 - 切削工具及び切削工具を使用したディスク保持治具の作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、切削工具及び切削工具を使用したディスク保持治具の作製方法に関する。

プラスチックの平板に溝を形成する方法として、種々の方法が提案されている。例えば、マシングによって切削加工する方法や、プラスチックインジェクションによって、成形加工する方法等がある。

マシニングを使用して溝を形成する方法としては、例えば、マシニングセンタ－にミニシエーパーカッターを保持し主軸を固定しシエーパー方式により加工することにより、円弧細深溝及びテ－パ面取り付細深溝をカッター剛性を高め高速、高精度に加工する方法が提案されている（特許文献１）。

特開平１－２８１８０９号公報

本発明は、切削工具及び切削工具を使用したディスク保持治具の作製方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明にかかる切削工具は、
円柱形であって中心軸を中心に回転させる回転体と、
前記回転体の側面から放射方向に延出して形成された切削刃と、
を備え、
前記切削刃は、四角柱の先端に刃が形成されており、前記刃は、先端が斜めに形成されており、前記回転体の回転方向に前記刃の先端が配置されるように取り付けられていることを特徴とする。

かかる構成を採用することによって、切削刃が回転体の外周を回転するので、この回転軌道に被切削物を配置することによって、被切削物に溝を作製することができる。

また、本発明にかかる切削工具において、
前記回転体は、円柱状の第１回転体と、前記第１回転体と略同直径を有する第２回転体と、に分割可能であり、
前記第１回転体には、前記切削刃が取付可能な切削刃用溝が設けられており、
前記第２回転体は、前記切削刃用溝に向かって取り付けられる切削刃固定用ボルトによって前記切削刃を前記切削刃用溝に固定可能であることを特徴とするものであってもよい。

かかる構成を採用することによって、切削刃を容易に回転体に取り付けることができ、交換も容易に行うことができる。

さらに、本発明にかかる切削工具において、
前記切削刃用溝には、前記切削刃の刃と反対側には、切削刃の回転体からの突出量を調整可能な突出量調整ねじが設けられていることを特徴とするものであってもよい。

かかる構成を採用することによって、切削刃の回転体からの微妙な突出量の調整を行うことができるようになる。

さらに、本発明にかかる切削工具において、
前記切削刃は、回転軸方向に間隔を有し、かつ回転方向に角度をずらして複数設けられていることを特徴とするものであってもよい。

かかる構成を採用することによって、一回転で複数の溝を作製することができる。

さらに、本発明かかる切削工具において、前記複数の切削刃は、中心からずらして配置されていることを特徴とするものであってもよい。

かかる構成を採用することによって、回転中心に切削時に応力が集中することを防止することができ、切削刃及び回転体の寿命を伸ばすことができる。

さらに、本発明にかかる切削工具において、前記複数の切削刃は、隣接する切削刃と当接しており、すべての切削刃を切削刃を介して押圧可能な固定用ボルトを有することを特徴とするものであってもよい。

かかる構成を採用することによって、１つの切削刃固定用ボルトによって、すべての切削刃を固定することができる。

また、本発明にかかる切削工具を使用してディスク保持治具を作製する方法は、
先端側が細くかつ薄くなるように形成された複数の突起部が長尺のプラスチック板の長手方向に沿って間に溝を有するように複数並列して形成され、
前記突起部とは、側面が傾斜面で形成され根元側の第１側面と側面が垂直面で形成された先端側の第２側面とを有し、表面及び前記第１側面からなる辺と表面及び前記第２側面とからなる辺とは、１８０°以下の角度を有し、
前記突起部の第１側面と隣接する第１側面とは、根元側にＶ字状に形成されたＶ字溝を有することを特徴とするディスク保持治具を作製するための作製方法において、
前記切削刃の回転軌道が前記第１側面と一致する位置となるように、プラスチック板を配置した後、前記回転体を回転させてプラスチック板を切削する工程と、
前記切削刃の回転軌道が前記第２側面と一致する位置となるように、プラスチック板を配置した後、前記回転体を回転させてプラスチック板を切削する工程と、
からなることを特徴とする。

本発明にかかる切削工具によれば、複雑な突起部を有する溝を効率よくかつ正確に作製することができる。

図１Ａは、第１実施形態にかかる切削工具１００の斜視図であり、図１Ｂは、切削工具１００の分解斜視図である。 図２は、第１実施形態にかかる切削工具１００の第１回転体１１の正面図である。 図３Ａは、切削刃２０の正面図であり、図３Ｂは、切削刃２０の側面図である。 図４は、第１実施形態にかかる切削工具１００で作製されるディスク保持治具２００の正面図及び断面図である。 図５は、ディスク保持治具２００の使用方法を示す斜視図である。 図６は、本発明にかかる切削工具１００を使用してディスク保持治具２００を作製する方法を説明する説明図である。 図７Ａは、第２実施形態にかかる切削工具１００の斜視図であり、図７Ｂは、切削工具１００の分解斜視図である。 図８は、第２実施形態にかかる切削工具１００の第１回転体１１の正面図である。

次に、本発明にかかる切削工具１００及び切削工具１００を使用したディスク保持治具２００の作製方法の実施形態について、図を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。

本実施形態にかかる切削工具１００の斜視図が図１に示されている。切削工具１００は、図１Ａに示すように、主として、略円柱形の回転体１０と、この回転体１０の側面から放射方向に延出するように取り付けられる切削刃２０と、を備えている。回転体１０は、図１Ｂに示すように、円柱状の第１回転体１１と、第１回転体１１と略同じ直径を有する第２回転体１２と、を備えている。

第１回転体１１には、切削刃２０が挿入可能な切削刃用溝１１ｂが第２回転体１２側の底面１１ｃが開口するように設けられている。切削刃用溝１１ｂは、図２に示すように切削刃２０が突出する側と反対側は、ねじ穴が設けられており、突出量調整ねじ３０が挿入されている。この突出量調整ねじ３０は、第１回転体１１の内部に配置される長さに形成されており、全長に渡ってねじ溝が設けられている。また、端面には六角孔等が形成されていて、切削刃用溝１１ｂへの突出長さを調整することができ、これにより、切削刃２０の微妙な回転体１０からの突出量を調整することができる。また、第２回転体１２側の底面１１ｃには、図１に示すように第２回転体１２側に設けられる固定用ボルト１３のねじ穴１１ｄが複数形成されている。

一方、第２回転体１２には、ねじ穴１１ｄに螺合する固定用ボルト１３が挿入される固定用ボルト孔１２ｃが設けられており、この固定用ボルト孔１２ｃを介して固定用ボルト１３（図はねじ溝が省略されている。）でねじ穴１１ｄに固定することよって第１回転体１１と第２回転体１２とを一体にすることができる。第１回転体１１と第２回転体１２を一体とした場合に、切削刃用溝１１ｂに相当する位置に切削刃２０を固定するための切削刃固定用ボルト１４（図はねじ溝が省略されている。）を挿入するためねじ切りされたねじ穴１２ｄが設けられている。

切削刃２０は、図３に示すように、四角柱の先端に刃２１が形成されている。刃２１は、図３Ａに示すように、正面２０ａから見た場合に先端が斜めに形成されており、側面２０ｂから見た場合には、先端が三角形となるように形成されている。

こうして作製された第１回転体１１、第２回転体１２及び切削刃２０は、切削刃用溝１１ｂに切削刃２０を挿入する。この際に、切削刃２０は回転体１０の回転方向に刃２１の先端２１ａが配置されるように、すなわち、裏側２０ｃが回転方向側に配置されるように挿入する。そして、切削刃２０が挿入された状態で、第２回転体１２を第１回転体１１に重ねるようにして配置し、固定用ボルト１３で第２回転体１２は第１回転体１１に固定される。さらに、切削刃固定用ボルト１４を締め付けることで切削刃２０が回転体１０に固定される。

次に、こうして作製された切削工具１００の使用方法について説明する。まず、切削工具１００によって作製されるディスク保持治具２００について説明する。ディスク保持治具２００の正面図及び断面図が図４に示されている。本実施形態にかかるディスク保持治具２００は、図５に示すように、コンパクトディスク、ＤＶＤ等の光ディスク３００を複数枚保持し、これら光ディスク３００を洗浄したり、ディスク表面に被膜を作製したり、改質するために、所定の液体に浸漬するための治具として使用される。

本実施形態にかかるディスク保持治具２００は、図４に示すように、長尺の長方形からなるプラスチック板の長い側面の一方に山形状の突起部２１０が複数連なるように並列して形成されている。突起部２１０と突起部２１０との間の溝２１１に光ディスク等は保持される。突起部２１０は、図４の拡大図に示すように、根元部２１２から長手方向ｄに対して傾斜角度αが大きい第１傾斜部２１３と、中腹から長手方向ｄに対して傾斜角度βが小さく形成される第２傾斜部２１４とを有するように途中で角度が変化する２つの傾斜部２１３、２１４で形成されている。すなわち、第１傾斜部２１３と第２傾斜部２１４とは、１８０°以下の角度を有するように形成されている。また、先端は長手方向と水平となるように面取りがされている。第１傾斜部２１３の側面である第１側面２１５は傾斜面で形成されており、その根元部２１２側の一部は、図４のＡ－Ａ断面図に示すように、Ｖ字状の溝に形成されており、途中から隣接する突起部２１０との間に溝２１１を有するように作製される。第２傾斜部２１４の側面である第２側面２１６は、図４のＢ－Ｂ断面図に示すように、プラスチック板の表面に対して垂直となるように形成されている。突起部２１０は、図４のＣ－Ｃ断面図に示すように、表面側が傾斜して形成されており、根元から先端に向かうに従って薄くなるように作製されている。こうして作製された突起部２１０によれば、突起部２１０と隣接する突起部２１０との間に光ディスク等を載置する際に、始めは、突起部２１０と隣接する突起部２１０との間の溝２１１が広く形成されるため、挿入しやすくすることができ、載置された状態では、Ｖ字状の溝２１１に光ディスク等が保持されることによって、光ディスク等がＶ字の両側によってしっかり当接される。そのため長手方向への移動が抑えられ確実に保持することができる。

上述したように、突起部２１０は、複雑な形態をなしており、通常切削では作製が困難であるが、本発明は、以下のような作製方法を採用することによって、上述した突起部２１０を作製することができる。まず、長方形のプラスチック板であって、突起部２１０を作製する側の表面側が傾斜して先端に向かうに従って薄くなるように作製されている長方形のプラスチック板を用意する。切削工具１００は回転機構を有する装置、例えばＮＣ旋盤機等に回転体１０が中心軸ａｘ（図１参照）を中心に回転するように取り付ける。そして、図６に示すように、切削刃２０の回転軌道Ｒが第１側面２１５と一致する位置に調整する。この段階で切削工具１００を回転させる。これにより、第１側面２１５が作製される。次に、切削刃２０の回転軌道Ｒと、ディスク保持治具２００を作製するプラスチック板との相対位置を変更し切削刃２０の回転軌道Ｒが第２側面２１６と一致する位置に調整し、切削工具１００を回転させることで、垂直の第２側面２１６を有する溝２１１が作製される。そして、隣り合う溝を作製するために、切削工具１００を隣り合う溝２１１の作製位置となるように溝幅γ分移動し、同様の工程を繰り返すことにより、複数の溝２１１が形成されると同時に突起部２１０が作製されることになる。

（第２実施形態）
第２実施形態にかかる切削工具１００が図７に示されている。第２実施形態にかかる切削工具１００は、切削刃２０が３つ設けられている点が第１実施形態と異なる。

第２実施形態にかかる切削工具１００は、切削刃用溝１１ｂが、１２０°ずつ円周方向に角度を有するように設けられており、溝の深さは、切削刃２０の軸の深さ方向の厚さΔと同じ厚さだけ順次、深くなるように形成されている。このため、切削刃２０は、１２０°ずつずれた状態で取り付けられるとともに、切削刃２０の先端は、軸方向に切削刃２０の軸の厚さΔ分、順次ずれて配置される。この際に、切削刃２０は隣り合う切削刃２０とは、当接している状態となる。このすべての切削刃２０が交差する位置に切削刃固定用ボルト１４ａを設けることによって、すべての切削刃２０を順次押圧することになり、１つの切削刃固定用ボルト１４ａですべての切削刃２０を固定することができる。勿論、図７に示すように、個別の切削刃２０用に切削刃固定用ボルト１４を設けても良い。また、この際に、切削刃２０は、図８に示すように、切削刃２０が被切削物を切削する際に、中心Ｃに応力が集中することがないように、中心Ｃからずれて配置されている。これにより、切削刃２０及び回転体１０の寿命を伸ばすことができる。

かかる第２実施形態にかかる切削工具１００を使用することによって、同時に隣接する３つの溝２１１を同時に作製することができ、作製時間の削減を図ることができる。

なお、第２実施形態においては、切削刃２０は３つ設けることとしたが、切削刃２０の数は限定するものではない。切削刃２０は、回転軸方向に間隔を有するように複数設けられているとともに、かつ回転方向に角度をずらして設けられていればよい。

上述した実施の形態で示すように、切削工具１００として産業上利用することができる。

１０…回転体、１１…第１回転体、１１ｂ…切削刃用溝、１１ｃ…底面、１１ｄ…ねじ穴、１２…第２回転体、１２ｃ…固定用ボルト孔、１２ｄ…ねじ穴、１３…固定用ボルト、１４…切削刃固定用ボルト、１４ａ…切削刃固定用ボルト、２０…切削刃、２０ａ…正面、２０ｂ…側面、２０ｃ…裏側、２１…刃、２１ａ…先端、１００…切削工具、２００…ディスク保持治具、２１０…突起部、２１１…溝、２１２…根元部、２１３…第１傾斜部、２１４…第２傾斜部、２１５…第１側面、２１６…第２側面、３００…光ディスク

Claims (5)

1. 円柱形であって中心軸を中心に回転させる回転体と、
   前記回転体の側面から放射方向に延出して形成された切削刃と、
   を備え、
   前記切削刃は、四角柱の先端に前記回転体の中心軸方向に視認した場合に前記切削刃の側面に対して斜めに形成された刃が形成され、前記回転体の回転方向に前記刃の先端が配置されるように取り付けられており、
   前記回転体は、円柱状の第１回転体と、前記第１回転体と略同直径を有する第２回転体と、に分割可能であり、
   前記第１回転体には、前記切削刃が取付可能な切削刃用溝が設けられており、
   前記第２回転体は、前記第１回転体と一体とした場合に、前記切削刃用溝に相当する位置に切削刃固定用ボルトを挿入するためのねじ穴を有しており、前記切削刃固定用ボルトを締め付けることで前記切削刃を前記切削刃用溝に固定可能であることを特徴とする切削工具。
2. 前記切削刃用溝には、前記切削刃の刃と反対側には、前記切削刃の前記回転体からの突出量を調整可能な突出量調整ねじが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
3. 前記切削刃は、回転軸方向に間隔を有し、かつ回転方向に角度をずらして複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の切削工具。
4. 前記複数の切削刃は、中心からずらして配置されていることを特徴とする請求項３に記載の切削工具。
5. 前記複数の切削刃は、隣接する切削刃と当接しており、すべての前記切削刃を前記切削刃を介して押圧可能な固定用ボルトを有することを特徴とする請求項３又は４に記載の切削工具。

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