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。
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)を有する角錐台形状の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)に加工する方法であって、前記被加工材の隣接する2つの側面を着脱可能に保持する駒部材(40)と、前記駒部材のための取付固定部(51A,51B,51C,51D,51E)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面を仕上げ加工面(K)として水平保持する複数の駒保持部材(50A,50B,50C,50D,50E)とを用いて、前記被加工材を前記駒部材に保持し、前記駒保持部材に前記被加工材の一の側面(23A)を水平保持して仕上側面(13A)を加工するとともに、前記一の側面に隣接する側面(23D)を水平保持して仕上側面(13D)を加工する第一の隣接する2側面の加工工程と、前記隣接する各仕上側面(13A,13D)を介して前記被加工材を前記駒部材に保持して、前記駒保持部材によって前記被加工材の他の側面(23B)を水平保持して仕上側面(13B)を加工するとともに、前記他の側面に隣接する側面(23C)を水平保持して仕上側面(13C)を加工する第二の隣接する2側面の加工工程と、前記隣接する各仕上側面(13A,13D)を介して前記被加工材を前記駒部材に保持して、他の駒保持部材によって下面(21)を水平保持して仕上下面(11)を加工するとともに、上面(22)を水平保持して仕上上面(12)を加工する仕上側面による上下面の加工工程とからなることを特徴とする多面体の加工方法に係る。
請求項2の発明は、請求項1に記載の加工方法に使用される被加工材のための保持装置であって、前記被加工材の隣接する2つの側面を着脱可能に保持する第一保持部(41)及び第二保持部(42)と、前記各保持部の反対側にそれぞれ形成された嵌合溝(45A,45B)とを有する駒部材(40)と、前記駒部材の前記嵌合溝のいずれかに着脱可能に嵌合して取付固定されるそれぞれの取付固定部(51A,51B,51C,51D,51E)を有する複数の駒保持部材(50A,50B,50C,50D,51E)であって、前記取付固定部(51A,51D)に取付け固定された駒部材に保持された前記被加工材の前記隣接する2つの側面と反対側の隣接する2つの側面が仕上げ加工面(K)となるように水平保持する水平保持部(55A,55D)を有する側面加工用の駒保持部材(50A,50D)と、同じく、前記取付固定部(51B,51C,51E)に取付け固定された駒部材に保持された前記被加工材の前記上面又は下面が仕上げ加工面(K)となるように水平保持する水平保持部(55B,55C,55E)を有する上面又は下面加工用の駒保持部材(50B,50C,50E)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3の発明は、前記駒部材の第一保持部及び第二保持部が、該第一及び第二保持部に保持されない隣接する2つの仕上側面がその共通辺(14)を軸として直角をなす面となるようにそれぞれ傾斜した面で形成されている請求項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、前記駒部材の底面と側面とが直角をなす面として形成され、前記共通辺を軸として直角をなす仕上側面が前記底面と側面に対してそれぞれ平行面となるように配置される請求項3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、前記駒部材の各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2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、前記駒部材の各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2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7の発明は、前記駒部材の各保持部が環状ポリジメチルシロキサンによる凍結接着面として形成されている請求項2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8の発明は、前記駒保持部材が定盤(T)に載置され、前記定盤に設置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2ないし7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9の発明は、前記駒保持部材に複数の駒部材が取付固定された請求項2ないし8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1の発明に係る多面体の加工方法は、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)を有する角錐台形状の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)に加工する方法であって、前記被加工材の隣接する2つの側面を着脱可能に保持する駒部材(40)と、前記駒部材のための取付固定部(51A,51B,51C,51D,51E)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面を仕上げ加工面(K)として水平保持する複数の駒保持部材(50A,50B,50C,50D,50E)とを用いて、前記被加工材を前記駒部材に保持し、前記駒保持部材に前記被加工材の一の側面(23A)を水平保持して仕上側面(13A)を加工するとともに、前記一の側面に隣接する側面(23D)を水平保持して仕上側面(13D)を加工する第一の隣接する2側面の加工工程と、前記隣接する各仕上側面(13A,13D)を介して前記被加工材を前記駒部材に保持して、前記駒保持部材によって前記被加工材の他の側面(23B)を水平保持して仕上側面(13B)を加工するとともに、前記他の側面に隣接する側面(23C)を水平保持して仕上側面(13C)を加工する第二の隣接する2側面の加工工程と、前記隣接する各仕上側面(13A,13D)を介して前記被加工材を前記駒部材に保持して、他の駒保持部材によって下面(21)を水平保持して仕上下面(11)を加工するとともに、上面(22)を水平保持して仕上上面(12)を加工する仕上側面による上下面の加工工程とからなるため、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。
請求項2の発明に係る多面体の加工保持装置は、請求項1に記載の加工方法に使用される被加工材のための保持装置であって、前記被加工材の隣接する2つの側面を着脱可能に保持する第一保持部(41)及び第二保持部(42)と、前記各保持部の反対側にそれぞれ形成された嵌合溝(45A,45B)とを有する駒部材(40)と、前記駒部材の前記嵌合溝のいずれかに着脱可能に嵌合して取付固定されるそれぞれの取付固定部(51A,51B,51C,51D,51E)を有する複数の駒保持部材(50A,50B,50C,50D,51E)であって、前記取付固定部(51A,51D)に取付け固定された駒部材に保持された前記被加工材の前記隣接する2つの側面と反対側の隣接する2つの側面が仕上げ加工面(K)となるように水平保持する水平保持部(55A,55D)を有する側面加工用の駒保持部材(50A,50D)と、同じく、前記取付固定部(51B,51C,51E)に取付け固定された駒部材に保持された前記被加工材の前記上面又は下面が仕上げ加工面(K)となるように水平保持する水平保持部(55B,55C,55E)を有する上面又は下面加工用の駒保持部材(50B,50C,50E)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3の発明は、請求項2において、前記駒部材の第一保持部及び第二保持部が、該第一及び第二保持部に保持されない隣接する2つの仕上側面がその共通辺(14)を軸として直角をなす面となるようにそれぞれ傾斜した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簡易に水平保持することが可能となる。
請求項4は、請求項3において、前記駒部材の底面と側面とが直角をなす面として形成され、前記共通辺を軸として直角をなす仕上側面が前記底面と側面に対してそれぞれ平行面となるように配置されるため、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5の発明は、請求項2ないし4において、前記駒部材の各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6の発明は、請求項2ないし4において、前記駒部材の各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7の発明は、請求項2ないし4において、前記駒部材の各保持部が環状ポリジメチルシロキサンによる凍結接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8の発明は、請求項2ないし7において、前記駒保持部材が定盤(T)に載置され、前記定盤に設置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9の発明は、請求項2ないし8において、前記駒保持部材に複数の駒部材が取付固定されたため、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。
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被加工材の保持前と保持後の斜視図、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は加工保持装置の被加工材の保持前と保持後の側面図、図5は加工保持装置の被加工材の保持前と保持後の正面図、図6は加工保持装置の被加工材の保持前と保持後の後面図、図7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8は被加工材の側面を上部側に配置する加工保持装置の正面図、図9は図8の状態の加工保持装置の要部断面図、図10は被加工材の下面を上部側に配置する加工保持装置の上面図、図11は図10の状態の加工保持装置の要部断面図、図12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13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正面図、図14は図13の状態の加工保持装置の要部断面図、図15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16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。
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との間に前記下面21及び上面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軟化点以上かつ作業点以下に加熱して熱加工することによって成形される。また、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4〜6に示すように、被加工材20の隣接する2つの側面(23B,23C)を着脱可能に保持する第一保持部41及び第二保持部42を有する。実施例の駒部材40は鉄等の金属製の部材からなり、水平に形成された底面43と垂直に形成された側面44とが直角をなす面として形成されており、一側の側面44Aに第一保持部41及び第二保持部42が形成されている。なお、図において符号45Aは底面43に形成された嵌合溝、45Bは他側の側面44Bに形成された嵌合溝、46は底面43に対して平行に形成された駒部材40の上面、47は駒部材40の前面、48は駒部材40の後面である。
この駒部材40では、図4〜6に図示しかつ請求項3の発明として規定したように、第一保持部41及び第二保持部42が、該第一及び第二保持部41,42に保持されない隣接する2つの仕上側面(13A,13D)がその共通辺14を軸として直角をなす面となるようにそれぞれ傾斜した面で形成され、特に、請求項4の発明として規定したように、前記共通辺14を軸として直角をなす仕上側面(13A,13D)が駒部材40の底面43と側面44に対してそれぞれ平行面となるように配置されるように構成されている。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させるとともに、第一及び第二保持部41,42に保持されない隣接する2つの仕上側面(13A,13D)を側面44A及び上面46からそれぞれ突出させて保持するように構成される。なお、実施例の駒部材40において、前面47,後面48は、被加工材20を保持した際の仕上下面11及び仕上上面12とそれぞれ平行となる面として形成されている。
実施例の駒部材40では、請求項5の発明として規定したように、各保持部41,42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の各保持部41,42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の各保持部41,42に被加工材20を固定させる際には、図7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の第一保持部41を水平状態に保持するものであって、所定角度で傾斜して形成された保持面61と、前記保持面61上に形成され前記駒部材40の嵌合溝45Aに着脱自在に嵌合する突条の取付部62と、前記保持面61に対して所定角度で傾斜して形成され被加工材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の第一及び第二保持部41,42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隣接する2つの側面(23B,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4〜6,図8〜15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45Aまたは嵌合溝45B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,50E)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8〜図15に図示しかつ請求項9の発明として規定したように、複数の駒部材40(図8,9の例では2つの駒部材40A,40B、図10〜図15の例では4つの駒部材40A,40B,40C,40D)が取付固定され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。なお、図8〜図12において、符号Tは加工保持装置30が載置される公知の加工装置の定盤である。
図8,9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、図8に示すように、2つの駒部材40A,40Bが取付固定可能に構成されており、図9に示すように、水平保持部55Aが水平に形成されている。なお、図の符号51Aは駒保持部材50Aの取付固定部、M1aは加工装置M1の加工定盤である。
図10,11に示す加工保持装置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の下面21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、図10の上面図に示すように、4つの駒部材40A,40B,40C,40Dを一括保持可能に構成されており、被加工材20の下面21の仕上げ加工面Kが水平となるように水平保持部55Bが下部側から上部側に向かって駒部材40側に傾斜して形成され、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を有する。この台座部53Bは、駒部材40の後面48が載置されて、被加工材20の上面22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、図の符号51Bは駒保持部材50Bの取付固定部である。
図12に示す加工保持装置30Cは、前記加工保持装置30A,30B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50Cが定盤T上に載置され、被加工材20の上面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50Cでは、前記駒保持部材50Bと同様に4つの駒部材40A,40B,40C,40Dを一括保持可能に構成されている。また、駒保持部材50Cでは、被加工材20の上面22の仕上げ加工面Kが水平となるように水平保持部55Cが上部側から下部側に向かって駒部材40側に傾斜して形成され、下盤部52C上に前記水平保持部55Cと一体に構成されている台座部53Cを有する。この台座部53Cは、駒部材40の前面47が載置されて、被加工材20の下面21が前記下盤部52Cに接触しないように保持するように構成される。なお、図の符号51Cは駒保持部材50Cの取付固定部である。
図13及び図14に示す加工保持装置30D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50Dが、一方の駒部材40(40A,40B)に保持された被加工材20の各側面23A,23B,23C,23Dのいずれかが上部側、他方の駒部材40(40C,40D)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、複数の駒部材40(40A,40B,40C,40D)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、図14に示すように、上側に2つの駒部材40A,40Bと下側に2つの駒部材40C,40Dをそれぞれ一括保持可能に構成されており、上下両面に水平保持部55Dが水平に形成されている。この図において、符号51Dは駒保持部材50Dの取付固定部、M2aは加工装置M2の上加工定盤、M2bは加工装置M2の下加工定盤である。
図15に示す加工保持装置30Eは、前記加工保持装置30D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50Eが、複数の駒部材40(40A,40B,40C,40D)に保持された被加工材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50Eでは、前記駒保持部材50Cと同様に4つの駒部材40A,40B,40C,40Dを一括保持可能に構成されている。また、この駒保持部材50Eでは、被加工材20の下面21及び上面22の各仕上げ加工面Kが水平となるように水平保持部55Eが上部側から下部側に向かって各駒部材40(40A,40B,40C,40D)側に傾斜して形成されている。なお、図中の符号51Eは駒保持部材50Eの取付固定部である。
また、図8〜12に示す加工保持装置30A,30B,30Cの如く、駒保持部材50A,50B,50Cを定盤Tに載置して加工する際には、請求項8の発明として規定したように、定盤Tに設置された電磁石(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,51Cに着脱可能に取付固定するとともに、駒保持部材50A,50B,50C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,50C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,50C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10〜12に図示した駒部材40に保持された被加工材20,20,20,20の側面23A,23A,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7〜図15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、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の隣接する2つの側面を駒部材40の第一保持部41及び第二保持部42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するとともに、前記各保持部41,42に保持されていない他の側面を前記と同様に保持部材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、次いで、前記加工された被加工材20の隣接する2つの側面を駒部材40の第一保持部41及び第二保持部42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軟化点以上かつ作業点以下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を形成した後、図7に示すように、所定角度で傾斜した保持面61に駒部材40を固定保持させて第一保持部41を水平状態とし、位置決め部材60の支持面部63に支持された状態で第一及び第二保持部41,42によって前記被加工材20の隣接する2つの側面(23B,23C)が着脱可能に保持される。その際、第一及び第二保持部41,42にホットメルト系接着剤を塗布するとともに、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、前記被加工材20の隣接する2つの側面(23B,23C)が接着される。
上記の如く駒部材40に被加工材20が保持されると、続いて、図8,9に示すように、複数(図示の例では2つ)の駒部材40(40A,40B)が駒保持部材50Aによって保持される。その際、駒部材40Aは、図8に示すように、被加工材20の側面23Aが上部側となるように底面43を下側として水平保持部55Aによって保持される。一方、駒部材40Bは、被加工材20の側面23Dが上部側となるように側面44Bを下側として水平保持部55Aによって保持される。
次に、図8,9に示すように、被加工材20が保持された駒部材40(40A,40B)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に設置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、駒部材40Aによって上部側に配置された被加工材20の側面23Aと駒部材40Bによって上部側に配置された被加工材20の側面23Dとが、加工装置M1の加工定盤M1aによってそれぞれ研削される。
続いて、各駒部材40A,40Bをそれぞれ90°回転させて、駒部材40Aを図8の駒部材40Bの如く被加工材20の側面23Dが上部側となるように側面44Bを駒保持部材50A側として水平保持部55Aによって保持させるとともに、駒部材40Bを図8の駒部材40Aの如く被加工材20の側面23Aが上部側となるように底面43を駒保持部材50A側として水平保持部55Aによって保持させる。そして、上記被加工材20の側面23A,23Dの研削工程と同様に、図示しない電磁石によって定盤T上に駒保持部材50Aを固定させるとともに、駒部材40を駒保持部材50Aと磁気的に固定させた後、駒部材40Aによって上部側に配置された被加工材20の側面23Dと駒部材40Bによって上部側に配置された被加工材20の側面23Aとが、加工装置M1の加工定盤M1aによってそれぞれ研削される。
次いで、図13,14に示すように、駒部材40Aを前記研削された各被加工材20の側面23Aが上部側となるように駒保持部材50Dの水平保持部55Dに保持させるとともに、駒部材40Bを前記研削された各被加工材20の側面23Dが上部側となるように駒保持部材50Dの水平保持部55Dに保持させ、さらに、駒部材40Cを前記研削された各被加工材20の側面23Aが下部側となるように駒保持部材50Dの水平保持部55Dに保持させるとともに、駒部材40Dを前記研削された各被加工材20の側面23Dが下部側となるように駒保持部材50Dの水平保持部55Dに保持させて加工保持装置30Dとし、両面加工機からなる公知の加工装置M2の下加工定盤M2b上に載置される。そして、加工装置M2の上加工定盤M2a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及び駒部材40B保持された上部側の被加工材20の側面23Dがそれぞれ研磨され、同時に、加工装置M2の下加工定盤M2bによって駒部材40Cに保持された下部側の被加工材20の側面23A及び駒部材40D保持された下部側の被加工材20の側面23Dがそれぞれ研磨され、前記各側面23A,23D,23A,23Dが仕上加工面K(仕上多面体10の仕上側面13A,13D,13A,13D)として水平に加工される。
また、駒部材40A,40B,40C,40Dに保持された各被加工材20の側面23A,23D,23A,23Dが仕上げ加工面Kとして加工されると、各駒部材40A,40B,40C,40Dをそれぞれ90°回転させて、駒部材40Aを図13の駒部材40Bの如く被加工材20の側面23Dが上部側となるように側面44Bを駒保持部材50D側として水平保持部55Dによって保持させるとともに、駒部材40Bを図13の駒部材40Aの如く被加工材20の側面23Aが上部側となるように底面43を駒保持部材50D側として水平保持部55Dによって保持させ、さらに、駒部材40Cを図13の駒部材40Dの如く被加工材20の側面23Dが下部側となるように側面44Bを駒保持部材50D側として水平保持部55Dによって保持させるとともに、駒部材40Dを図13の駒部材40Cの如く被加工材20の側面23Aが下部側となるように底面43を駒保持部材50D側として水平保持部55Dによって保持させる。そして、上記被加工材20の側面23A,23D,23A,23Dの研磨工程と同様に、駒部材40Aによって上部側に配置された被加工材20の側面23Dと駒部材40Bによって上部側に配置された被加工材20の側面23Aが加工装置M2の上加工定盤M2aによってそれぞれ研磨され、同時に、駒部材40Cによって下部側に配置された被加工材20の側面23Dと駒部材40Dによって下部側に配置された被加工材20の側面23Aが加工装置M2の下加工定盤M2bによってそれぞれ研磨され、前記各側面23D,23A,23D,23Aが仕上げ加工面K(仕上多面体10の仕上側面13D,13A,13D,13A)として水平に加工される。
ここで、被加工材20の側面23A,23Dを仕上げ加工面K(仕上側面13A,13D)として加工した後、駒部材40による被加工材20の保持を解除し、図7に示す位置決め部材60を用いて仕上側面13A,13Dを駒部材40の各保持部41,42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。そして、図8,9及び図13,14に示す加工保持装置50A,50Dを用いて、被加工材20の側面23B,23Cがそれぞれ前記側面23A,23Dの加工と同様の手順で仕上加工面K(仕上側面13B,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,23B,23C,23Dを仕上多面体10の仕上側面13A,13B,13C,13Dに加工した後、図10,11に示すように、駒部材40A,40B,40C,40Dをそれぞれ駒保持部材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に設置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の加工定盤M1aによって被加工材20の下面21が研削される。
続いて、図12に示すように、駒部材40A,40B,40C,40Dをそれぞれ駒保持部材50Cの水平保持部55Cに被加工材20の上面22が上部側となるように保持させて、加工保持装置30C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に設置された電磁石で駒保持部材50Cが定盤Tに固定されるとともに駒部材40と駒保持部材50Cとが固定され、加工装置M1の加工定盤M1aによって被加工材20の上面22が研削される。
次いで、図15に示すように、駒部材40A,40B,40C,40Dをそれぞれ駒保持部材50Eの水平保持部55Eに被加工材20の下面21が下部側で上面22が上部側となるように保持させて加工保持装置30Eとし、加工装置M2の上加工定盤M2a及び下加工定盤M2bによって各駒部材40(40A,40B,40C,40D)に保持された各被加工材20の上面22及び下面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。
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の隣接する2つの側面を着脱可能に保持する第一保持部41及び第二保持部42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の隣接する2つの側面(仕上げ加工面Kとしての仕上げ多面体10の側面13A,13D)を駒部材40の保持部41で保持した状態で複数の面(側面23B,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を、各側面(23A,23D,23B,23C)、上下面21,22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のうちいずれかの隣接する2つの側面を仕上げ加工面Kとして該仕上げ加工面Kを駒部材40の第一保持部41及び第二保持部42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,23Dをそれぞれ加工した後に上下面21,22を加工し、最後に側面23B,23Cを加工する等の手順でも構わない。
また、実施例では、被加工材20が駒部材40の第一保持部41及び第二保持部42を接着面として構成したが、図16に図示しかつ請求項6の発明として規定したように、前記各保持部41,42を真空装置(図示せず)による真空吸着面41A,42Aとして形成することができる。真空吸着面としての第一保持部41Aには、略中央部分に底面43まで貫通した吸引孔71が形成され、表面の外縁部分にはゴム等からなる弾性体76が配置される。また、真空吸着面としての第二保持部42Aには、略中央部分に側面44Bまで貫通した吸引孔72が形成され、表面の外縁部分にはゴム等からなる弾性体77が配置される。そして、各吸引孔71,72に外部の真空装置を接続して、前記弾性体76,77を介して第一及び第二保持部41A,42A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が第一及び第二保持部41A,42A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71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、図示しないが、請求項7の発明として規定したように、駒部材40の各保持部41,42を環状ポリジメチルシロキサンによる凍結接着面として形成してもよい。被加工材20の保持に際しては、環状ポリジメチルシロキサンとして、例えば、凝固点が17℃前後のオクタメチルシクロテトラシロキサン(GE−東芝シリコーン株式会社製TSF404)が使用される。そして、前記環状ポリジメチルシロキサンを常温付近(20〜30℃)でディスペンサーやシリンジ等を用いて駒部材40の各保持部41,42に適量滴下して均質な膜を形成し、被加工材20を前記各保持部41,42の所定位置に設置した後、2〜5℃程度の冷却盤上に移送して環状ポリジメチルシロキサンを凝固させることにより凍結接着される。このように、凍結接着によって被加工材20を保持すれば、駒部材40を常温に戻すことによって被加工材20を容易に取り外すことが可能となる。したがって、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、上記の如く凍結接着によって被加工材20を保持した場合、加工装置として公知のバーチカル研削機等の研削液の冷却装置を有する研削機を用いることが好ましい。
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、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°)とすることもできる。