JP4917219B2

JP4917219B2 - Method of grooving a workpiece surface using a cutting device

Info

Publication number: JP4917219B2
Application number: JP2001240009A
Authority: JP
Inventors: 桂一小杉
Original assignee: 株式会社岡本工作機械製作所
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: JP2003048112A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、液晶表示板のバックライトに用いる溝切導光板の製造に用いる金型への溝切り方法、あるいは、電鋳により導光板製造用金型を製造するに用いる金属蒸着した樹脂板に溝を施した電極を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示板のバックライトに用いる溝切導光板は知られており（特開平９−２９２５３２号、同１０−２０１２４号、同１０−３１１９１０号、特開２０００−３４７１８５号、同２００１−１５００６４号）、ノ−トパソコン、携帯電話、カ−ナビゲ−ション等の液晶表示装置の光拡散板として実用化されている。図３に溝切導光板を用いたバックライト構造の一例を示す。
図中、ＡはＬＥＤまたはランプ、Ｂは反射シ−ト、Ｃは導光板、Ｄは拡散反射処理面、Ｅは拡散シ−ト、Ｆはレンズシ−トである。
【０００３】
一般的なＬＥＤバックライトの構造では、サイドまたは下に置かれたＬＥＤ光が導光板に入射し、その導光板下面に作りこまれた溝状の拡散体により拡散されて液晶へ入射する。
この光拡散板は、ダイヤモンドバイト（刃先）や超硬合金（タングステン炭素）刃先を有するＶ字状切刃を用いてマスタ−の金型ブロック材にＶ字状溝をバイト（切削）加工し、この溝切り加工された金型ブロック材を一部として組み立てた射出成形金型のキャビティ内に溶融したポリメチルメタクリレ−ト樹脂（所謂、ＰＭＭＡ）を射出成形することにより得られる。
【０００４】
一般に、導光板の溝深さは、３〜１２μｍで、ピッチ幅は、０．０２〜０．５ｍｍであり、ピッチ幅は同一であっても、等差級数的に暫時減少させてもよい。例えば、Ｐ_ｎ＋１＝Ｐ_ｎ−０．０１３（Ｐ_０＝０．４ｍｍ）である。
【０００５】
また、銀を１２〜３０ｎｍの厚み蒸着したポリメチルメタクリレ−ト樹脂板（厚み２〜４ｍｍ）の銀蒸着面側をダイヤモンドバイトを用い、溝切りしたものを電極として用い、鉄鋼を電鋳して金型ブロック材を製造し、この金型ブロック材を一部として組み立てた射出成形金型のキャビティ内に溶融したポリメチルメタクリレ−ト樹脂（所謂、ＰＭＭＡ）を射出成形することにより得られる。
【０００６】
従来、金型ブロック材や金属蒸着樹脂板電極のワ−クに直線状の溝を加工する切削方法としては、▲１▼左右方向に移動可能なテ−ブル上にワ−クを載置し、鉛直方向に昇降可能で、かつ、前後方向に移動可能に設けた砥石頭を用いて、外周面がＶ字テ−パ−状の砥石を回転させ、テ−ブルを左右方向に往復移動させ、回転する砥石により溝をワ−クに形成する方法と、▲２▼テ−ブル上にワ−クを載置し、鉛直方向に昇降可能で、かつ、前後方向に移動可能に設けたダイヤモンドバイトを用いて、ダイヤモンドバイトをワ−クに対して前後移動させて溝を切削加工する方法が行われている。
【０００７】
前者の砥石車を用いる溝切り方法は、テ−ブルの往復移動により往きのアッパ−カット、帰りのアンダ−カットにより溝がワ−クに形成される。よって、研削された溝が毛羽立ちし易く、表面均一性に欠け、光の乱反射が起こり易い。よって、導光板に入射した光の一部が必要でない方向に乱反射し、液晶表示板の輝度が低下する。よって、同じ輝度を得るにはバックライトのＬＥＤ個数を増やし電流値を上げる必要があるが、すでに回路部において消費電力が増加傾向にある高機能携帯電話やポ−タブルパソコンのバッテリ−駆動時間の短縮につながるので好ましくない。
【０００８】
後者のバイト加工方法は、角棒状または丸棒状のシャンクに固定したダイヤモンドバイトを前後移動させる手段が、サ−ボドライブモ−タ駆動によりボ−ルネジを回転させて行うため、ボ−ルネジの回転振動がダイヤモンドバイトに伝わり、真直な直線状に規則正しく溝を形成させることが困難で、輝度（透光性）を低下させる欠点がある。
さらに、ダイヤモンドバイトの送り速度が、０．５〜５ｍ／分と遅いため、例えば６０ｍｍ角のワ−クに溝を切削（バイト）加工するのに５時間と長時間要する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、後者のバイト加工方法を改良し、切削時間を短縮し、かつ、溝が規則正しく直線状に加工することができる切削装置を用いたワ−クの溝切り方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、断面凹状の側壁（２０ａ，２０ｂ）を有する金属製のベッド（２０）に設けられた一対のガイドレ−ル（３０，３０）上を一対のスライダ（４０，４０）を介して線形移動可能に支持されたテ−ブル（４）の送り装置であって、前記テ−ブル（４）の下面中央部には垂下した突起部（２３）が固定して設けられ、この突起部（２３）は前記ベッド（２０）の凹部に垂下し、前記ベッド（２０）の凹部側壁と平行な前記突起部の両側壁面には一次側部材（２４，２４）が設けられ、前記ベッド（２０）の凹部内側壁面の両面には通路を有する取付板（２７ａ，２７ａ）を介して二次側部材（２７，２７）が設けられ、この２組の一対の一次側部材（２４，２４）と二次側部材（２７，２７）とでリニアモ−タを構成し、該リニアモ−タの稼動でテ−ブル（４）は線形移動可能であり、前記テ−ブル（４）の下面に垂下して設けられた突起部（２３）の底面には永久磁石（１６）が設けられており、この永久磁石（１６）下面と金属製のベッド（２０）表面の間には０．１〜２ｍｍの隙距離が設けられており、前記永久磁石（１６）の往復移動距離に相当する長さの永久磁石（１６’）をベッド（２０）の中央部（１９ａ）に設けた工作機械（１）のテ−ブル送り装置であり、
前記一次側部材（２４，２４）が磁石、二次側部材（２７，２７）がコイルであり、前記ベッド（２０）の前記断面凹状の側壁（２０ａ，２０ｂ）には冷却媒体通路を有する取付板（２７ａ，２７ａ）を介してコイル（２７，２７）が取り付けられており、前記冷却媒体通路には前記コイル（２７，２７）より発生する熱を冷却する冷却媒体を供給する管（２７ａ，２７ｂ）が接続され、前記断面凹状の側壁（２０ａ，２０ｂ）のガイドレ−ル（３０，３０）近傍位置には側壁（２０ａ，２０ｂ）面に冷却媒体を管（６２，６２）より供給する冷却媒体通路が設けられており、
前記永久磁石（１６）はスペ−サ（６７）を介して前記テ−ブル（４）の下面中央部より垂下した断面凸状の突起部（２３）底面に設けられ、この突起部（２３）の凸状部の上面にまでベッド（２０）の側壁面より水平方向に延びた停止板（１９ｂ，１９ｂ）によりテ−ブル（４）の上方への浮き上がりが制限される構造となっているテ−ブル送り装置、および、
前記サ−ボドライブリニアモ−タ（２４，２４，２７，２７）駆動により左右方向に移動可能な前記テ−ブル（４）、該テ−ブル上に設けられたワ−クを載置するチャック（３）、鉛直方向にサ−ボドライブ駆動で昇降可能で、かつ、前後方向にサ−ボドライブ移動可能に設けたダイヤモンドバイト（１０）、および、前記ダイヤモンドバイトの背面側にワ−クとダイヤモンドバイトが接触する加工点にオイルミスト、切削油または圧力空気等の流体を吹き付ける流体供給ノズル（１３）、とを有する切削装置（１）を用い、
左右方向に移動可能な前記テ−ブル（４）上にワ−ク（２）を載置し、鉛直方向に昇降可能で、かつ、前後方向に移動可能に設けたダイヤモンドバイト（１０）を用いてワ−ク（２）とダイヤモンドバイト（１０）の相対的な動きによりワ−ク表面に一方向の溝を多数切削加工するワ−クの溝切方法であって、前記ワ−ク（２）とダイヤモンドバイト（１０）が接触する加工点には、ダイヤモンドバイト（１０）の背面側に設けた流体供給ノズル（１３）よりオイルミスト、切削油または圧力空気が吹き付けられて切り込み・切削が行われ、前記テ−ブル（４）の往移動時にワ−ク（２）表面にダイヤモンドバイト（１０）を下降させて指定量だけワ−クへの切り込み・切削を行い、ワ−クへの切り込み・切削が行われたテ−ブル移動方向とは反対方向へのテ−ブル（４）復移動時は、ダイヤモンドバイト（１０）をワ−ク（２）に接触しない高さに上昇させてワ−クの切り込み・切削を行わないようにするとともに、切り込み・切削が行われない時のテ−ブル（４）の復移動速度を、切り込み・切削が行われる時のテ−ブル（４）の往移動速度の２倍以上とすることを特徴とする、ワ−クの一方向溝切り方法を提供するものである。
【００１１】
バイト加工が行われる際のテ−ブル送りをリニアモ−タ駆動とすることにより従来のボ−ルネジの回転による振動の影響がなくなり、かつ、溝が一方向に揃ってワ−クに切削されるので、毛羽立ちがなく、真直な溝を有する加工ワ−クが得られる。一方向のバイト加工が終え、テ−ブルの戻り時、バイトは上昇されてワ−クに接触しないので、ダイヤモンドバイト破損の機会が減少し、バイトの寿命が長い利点を有する。ミストや切削油、冷却空気の吹き付けることによりワークの加工面が冷却されるとともに、切削屑をワ−ク表面より排出できる。ワ−クのピッチ送りは、ダイヤモンドバイトを前後方向に移動できるように支持しているサドルをピッチ幅前方向または後方向に移動させる。これらテ−ブルの左右移動、サドルの前後移動、ダイヤモンドバイトの上下移動は、コンピュ−タ制御のサ−ボドライブで行われる。
【００１２】
請求項２の発明は、前記ワ−クの溝切り方法において、切削切り込み・切削が行われない時のテ−ブルの移動速度を５０〜３００ｍ／分、切り込み・切削が行われる時のテ−ブルの移動速度を、０．１〜３０ｍ／分とする。
【００１３】
バイト加工が行われないときのテ−ブル戻し速度をリニアモ−タ駆動により５０〜３００ｍ／分と高速にすることにより、加工時間を１／３から１／５に短縮できる。前述の６０ｍｍ角のワ−クで１時間２０分で溝切りを終了できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
【実施例】
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１は本発明の切削装置の斜視図、図２は切削装置のリニアモ−タ駆動送りのテ−ブル断面図、および図３は液晶表示板のバックライト構造の斜視図である。
【００１９】
図１に示す本発明の切削装置において、１は切削装置、２はワ−ク、３はチャック、４は左右の水平方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能なテ−ブル、５は作業台ユニット、６は前後方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能なサドル、７はコラム、８はシャンク支持ブロック材、９はシャンク、１０はダイヤモンドバイト（刃先）、１１はシャンク保護部材、１２は固定ボルト、１３はノズル、１４はシャンク支持ブロック材８を上下方向に移動させる昇降機構、１５は操作盤、１７はタンク、１８はフィルタ、２０はベッド、Ｐはポンプである。
【００２０】
昇降機構１４は、ボ−ルネジ１４ａ、ガイドレ−ル１４ｂ、スライダ−（螺合体）１４ｃ、アクチュエ−タ（またはサ−ボモ−タ）１４ｄ、前記コラム７に取り付けられた取付板１４ｅよりなり、アクチュエ−タ１４ｄの回転駆動をボ−ルネジ１４ａが受けて固定具１３が備え付けられたスライダ−（螺合体）１４ｃが鉛直方向に延びる一対のガイドレ−ル１４ｂ上を滑走することにより、シャンク支持ブロック材８に設けられたシャンク９下面に接着されたダイヤモンドバイト１０を昇降させる。
【００２１】
ベッド１６は前記サドル６を載せ、図示されていない油圧アクチュエ−タ機構で前後方向に移動可能である。サドル６の後部にはコラム７が立架され、前述したようにコラム７前面に取付板１４ｅが固定されている。サドル６がテ−ブル４に対し前後移動することによりコラム７に取り付けられたダイヤモンドバイト（刃先ｂ）１０がワ−クに対し、前後方向にピッチ幅移動する。
油圧アクチュエ−タ機構は、空気圧アクチュエ−タ機構またはサ−ボモ−タの駆動のボ−ルネジに置き換えてもよい。
【００２２】
ダイヤモンドバイト１０の刃先形状は、先丸状、六角錐状またはＶ状であり、刃先の高さは２〜５ｍｍが一般である。
【００２３】
ワ−ク２としては、銀、金、銅、錫等の金属蒸着樹脂板よりなる電極材料、Ｎｉメッキ鋼、銅メッキ鋼等の金型材料が用いられる。ワ−ク厚みは、１〜５ｍｍが一般である。
ワ−ク寸法は、導光板が用いられる用途、例えば携帯電話、ノ−トパソコン、モバイル端末、液晶テレビ等の液晶表示板により異なるが、例えば３５ｍｍ角、６０ｍｍ角、５インチ、１４インチ、１７インチ画面寸法である。
【００２４】
シャンク９素材としては、炭素鋼３〜炭素鋼５が用いられる。
下面にダイヤモンドバイト（刃先）１０が接着されたシャンク９は、昇降機構１４の前面に垂下して設けられたシャンク支持ブロック材８に断面コ状のシャンク保護部材１１を固定し、この保護部材１１のコ状空間部にシャンク９は挿入され、固定ボルト１２で固定される。
【００２５】
ノズル１３は、シャンク９下面に接着されたダイヤモンドバイト（刃先）１０の背面にその吹出口が位置するように設けられる。
ノズル１３素材としては、銅管、ポリ（テトラフルオロエチレン）樹脂管が使用される。
ノズル１３より噴出される流体は、切削油、圧力空気、オイルミスト等であり、ワ−クとダイヤモンドバイトが接触する加工点に流体は吹き付けられてワ−クの切り込み・切削が行われる。
オイルミストは切削油と冷却空気の混合物であるが、ノズルを２本独立して支持ア−ム８に設け、それぞれのノズルより潤滑油、冷却空気を噴出させてノズルより噴出され、両者が交わったところでミストを形成するようにしてもよい。
【００２６】
切削装置１のテ−ブル４の駆動は、リニアモ−タ利用のサ−ボドライブ方式であり、例えば図２に示す構造を取る。
図２において、テ−ブル４はスライダ４０を介してＶ字型案内レ−ル３０上をリニアモ−タにより往復線形移動可能な構造となっている。なお、図２において、左側のＶ字型案内レ−ルおよびスライダは板６４により隠蔽されている。
案内レ−ル３０，３０は、Ｖ−Ｖの組み合わせ、Ｖ−平の組み合わせ、平−平の組み合わせのいずれであってもよい。
案内レ−ル３０，３０は、断面凹状の側壁を有するベッド２０を構成するフレ−ムの側壁２０ａ，２０ｂの上面に設けられる。
【００２７】
前記テ−ブル４の下面中央部には前記ベッド２０の側壁凹部に垂下した突起部２３がボルト２３ａによりテ−ブル４に固定して設けられる。リニアモ−タは磁石２４，２４とコイル２７，２７とからなり、ベッドの凹部側壁と平行な前記突起部２３の両側壁面に磁石２４，２４が設けられ、フレ−ムの凹部内側壁面の両面にはコイル２７，２７が設けられる。この２組の一対の磁石とコイルでリニアモ−タを構成し、該リニアモ−タの稼動でテ−ブル４は案内レ−ル３０，３０上を線形移動可能となっている。
【００２８】
前記断面凹状のベッド側壁２０ａ，２０ｂには冷却媒体通路を有する取付板２７ａ，２７ａを介してコイル２７，２７が取り付けられており、冷却媒体通路には管２７ｂ，２７ｂが接続され、冷却媒体通路に冷却媒体を図示されていないポンプにより供給する。冷却媒体はコイル２７，２７より発生する熱を冷却する。
板６４には、ダンパ−６３が設けられ、コイル２７への電線ケ−ブルを収納している。６５はリミットスイッチである。
【００２９】
前記断面凹状の側壁２０ａ，２０ｂの案内レ−ル３０，３０近傍には、案内レ−ル冷却媒体通路が設けられ、管６２により側壁２０ａ，２０ｂ面に冷却媒体を供給する。
これらコイル２７，２７に対面してベッドの凹部側壁と平行な前記突起部２３の両側壁面に磁石２４，２４がわずかな隙間をコイル間に設けて固定される。磁石は、永久磁石であっても、コイルを使用した電磁石であってもよい。
【００３０】
この図２に示すリニアモ−タ駆動のテ−ブル送り装置において、案内レ−ル３０に負荷する荷重を減らすため、前記テ−ブル４の下面中央部にフレ−ム２０の側壁凹部内に垂下した突起部２３底面に永久磁石１６を、この永久磁石１６に相対向し、この永久磁石の往復移動距離に相当する長さの永久磁石１６’をベッド２０の中央部１９ａに設ける。
【００３１】
永久磁石１６，１６’は、相対向する面の永久磁石の極が同一極、Ｎ極−Ｎ極、またはＳ極−Ｓ極となるように設ける。
これら永久磁石１６，１６’表面間の距離は、０．１〜２ｍｍ、好ましくは、０．３〜１．０ｍｍである。
【００３２】
テ−ブル４の下面に設けられた突起部底面に設けられた永久磁石はスペ−サを介してテ−ブルの下面中央部には垂下した断面凸状の突起部底面に設けられ、この突起部の凸状部の上面にまでベッド２０の側壁面より水平方向に延びた停止板１９ｂ，１９ｂによりテ−ブルの上方への浮き上がりが制限される構造となっている。
【００３３】
かかる図１と図２で示す切削装置１を用い、ワ−ク２に直線状に平行に並んだ複数のＶ字状溝を切削加工するには、先ず、左右（Ｘ軸）方向に移動可能なテ−ブル４上にワ−ク２を載置し、操作盤１５より加工プログラムとして溝切削加工プログラムを選択し、ついで、表示板に表示された指令に基づいて基準点、工具切り込み開始位置、工具反転位置、１回の切り込み深さα、エア−カット量β、取り代量γ、テ−ブル往移動速度、テ−ブル復移動速度、移動ピッチ幅等の加工条件を入力する。
１本の溝をワ−クに切削するのに、ダイヤモンド切刃１０がワ−クにγ／α回切り込みを掛けることを制御装置の計算部が算出する。
【００３４】
ついで、操作盤１５の始動ボタンを押し、テ−ブル４、サドル６を移動させてダイヤモンドバイト１０を工具切り込み開始位置に位置させ、次いで、開始ボタンを押して切削切り込み開始点にダイヤモンドバイト１０を下降（−Ｙ軸方向）させ、リニアモ−タでテ−ブル４を左右方向に移動させることにより、テ−ブル５が左方向から右方向（＋Ｘ）に移動する際は金型材のワ−ク２に対して深さα量切り込み・溝切削が行われ、テ−ブル４が右方向から左方向（−Ｘ）に移動する際は、ダイヤモンドバイト１０を支持する昇降機構１４がサ−ボドライブ方式のモ−タ駆動によりダイヤモンドバイト１０切刃がワ−ク２に接触しない高さ（α＋β）に上昇（＋Ｙ軸方向）し、ワ−ク右端の開始点位置まで移動する。
【００３５】
このワ−ク表面に一方向溝を切削加工する際、ダイヤモンドバイト１０切刃とワ−ク２とが接触する加工点に向けてノズル１３より冷却流体を吹き付ける。
【００３６】
ダイヤモンドバイト１０がワ−ク右端の開始点位置まで戻されると、２回目の切削が開始される。すなわち、ダイヤモンドバイト１０を（２α＋β）量下降させ、テ−ブル４をリニアモ−タ駆動により左方向から右方向に移動させることによりワ−ク２に対してダイヤモンドバイト１０は深さα量切り込み・溝切削を行う。
テ−ブル４が反転し、右方向から左方向へ移動する際、ダイヤモンドバイト１０がワ−クに接触しない高さ（α＋β）分上昇させられ、ワ−クの切削を行わないようにしてテ−ブル４を反転させ、ワ−ク右端の開始点位置まで移動する。
【００３７】
以下、切削回数がγ／α回となるまで、ダイヤモンドバイト１０を（２α＋β）量下降させ、テ−ブル４をリニアモ−タ駆動により左方向から右方向に移動させる深さα量切り込み・溝切削と、ダイヤモンドバイト１０がワ−クに接触しない高さ（α＋β）に上昇させ、ワ−ク右端の開始点位置まで直線的に移動する銅さを繰り返し、一本の溝の切削加工を完成する。
【００３８】
ダイヤモンドバイトによりワ−クへの切り込み・切削が行われるときのテ−ブル４の移動速度は、０．１〜３０ｍ／分、切り込み・切削が行われないときのテ−ブル４の移動速度は５０〜３００ｍ／分であることが好ましい。
バイト１０によるワ−ク２への切り込み・切削が行われないときのテ−ブルの移動速度を、切り込み・切削が行われるときのテ−ブル移動速度の２倍以上とすることにより、従来の切削装置よりも切削時間を大幅に短縮できる。
【００３９】
テ−ブル４一往復時の１回の切削量αは、０．００１〜０．０１ｍｍ、エヤ−カット高さβは、０．１〜２ｍｍが一般である。
【００４０】
ワ−クへの１本の溝切りが完成したら、アクチエ−タの駆動によりボ−ルネジを駆動させてサドル５を前方向（＋Ｚ）へ、溝のピッチ量だけ移動させ、ついで、ワ−クへの２本目の溝加工が前記と同様にして行なわれる。
【００４１】
以下、所望の本数ｎ本の溝がワ−ク２に切削加工されるまで、アクチエ−タの駆動によりボ−ルネジを駆動させてサドル５を前方向へ、溝のピッチ量だけ移動させ、ついで、ワ−クへのｎ_ｉ本目の溝加工を前記と同様にして行う。
ｎ本の溝の切削加工が終了したら、加工ワ−クを洗浄し、乾燥させる。
【００４２】
上記加工作業は、制御装置のメモリ−（ＲＯＭ）に記憶された加工プログラムに則って、テ−ブル４駆動のリニアモ−タ、ダイヤモンドバイト１０上下機構１４のボ−ルネジ駆動のサ−ボモ−タ、バイト１０の前後移動を司るサドル５駆動の液圧アクチュエ−タのサ−ボドライブが行われる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のリニアモ−タ駆動によるワ−クの一方向溝切削方法は、鉋で木材を一方向にのみ削る方法に類似して、加工されたワ−クに毛羽立ちがなく、光沢が高く、真直ぐな溝を有する加工ワ−クを短時間で得られる。
よって、これを転写して得られた導光板の反射も均一となり、高い輝度の液晶表示板を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の切削装置の斜視図である。
【図２】切削装置のリニアモ−タ駆動テ−ブルの断面図である。
【図３】液晶表示板のバックライト構造の斜視図である。（公知）
【符号の説明】
１切削装置
２ワ−ク
３チャック
４テ−ブル
６サドル
７コラム
８シャンク支持ブロック材
９シャンク
１０ダイヤモンドバイト
１３流体供給ノズル
１４昇降機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of grooving a mold used for manufacturing a grooved light guide plate used for a backlight of a liquid crystal display panel, or metal vapor deposition used for manufacturing a light guide plate manufacturing mold by electroforming. The present invention relates to a method for manufacturing an electrode in which a groove is formed in a resin plate .
[0002]
[Prior art]
A grooved light guide plate used for a backlight of a liquid crystal display panel is known (Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-292532, 10-20124, 10-311910, 2000-347185, 2001-150064). It has been put to practical use as a light diffusing plate for liquid crystal display devices such as notebook computers, mobile phones, and car navigation systems. FIG. 3 shows an example of a backlight structure using a grooved light guide plate.
In the figure, A is an LED or lamp, B is a reflection sheet, C is a light guide plate, D is a diffuse reflection treatment surface, E is a diffusion sheet, and F is a lens sheet.
[0003]
In a general LED backlight structure, LED light placed on the side or below is incident on the light guide plate, diffused by a groove-like diffuser formed on the lower surface of the light guide plate, and then incident on the liquid crystal.
This light diffusing plate uses a V-shaped cutting edge having a diamond cutting edge (cutting edge) or a cemented carbide (tungsten carbon) cutting edge to cut a V-shaped groove in a master die block material. It can be obtained by injection-molding molten polymethyl methacrylate resin (so-called PMMA) in the cavity of an injection mold assembled with a part of the grooved mold block material.
[0004]
In general, the groove depth of the light guide plate is 3 to 12 μm, the pitch width is 0.02 to 0.5 mm, and the pitch width may be the same or may be reduced for some time in terms of a difference series. For example, P _{n + 1} = P _n −0.013 (P ₀ = 0.4 mm).
[0005]
In addition, a silver-deposited surface of a polymethyl methacrylate resin plate (thickness 2 to 4 mm) on which silver is vapor-deposited to a thickness of 12 to 30 nm is used as an electrode by using a diamond cutting tool and an electrode is formed by electrocasting steel. It is obtained by manufacturing a mold block material and injection-molding a melted polymethyl methacrylate resin (so-called PMMA) into a cavity of an injection mold assembled with the mold block material as a part. .
[0006]
Conventionally, as a cutting method for machining a linear groove in a work of a mold block material or a metal-deposited resin plate electrode, (1) a work is placed on a table movable in the left-right direction. Using a whetstone head that can be moved up and down in the vertical direction and movable in the front-rear direction, rotate the grindstone whose outer peripheral surface is V-shaped and reciprocate the table in the left-right direction. , A method of forming a groove in a work with a rotating grindstone, and (2) a diamond placed on a table so that it can be moved up and down in the vertical direction and movable in the front-rear direction A method of cutting a groove by moving a diamond bite back and forth with respect to a workpiece using a bite is used.
[0007]
In the former grooving method using a grinding wheel, the groove is formed in the work by the forward upper cut and the return undercut by the reciprocating movement of the table. Therefore, the ground groove is likely to fluff, lacks surface uniformity, and light reflection is likely to occur. Therefore, part of the light incident on the light guide plate is irregularly reflected in a direction that is not necessary, and the luminance of the liquid crystal display plate is lowered. Therefore, in order to obtain the same brightness, it is necessary to increase the number of LEDs of the backlight and increase the current value. However, the battery driving time of high-function mobile phones and portable personal computers that already have a tendency to increase power consumption in the circuit section. This is not preferable because it leads to shortening.
[0008]
In the latter tool processing method, the means for moving the diamond tool fixed to a square or round bar-shaped shank back and forth rotates the ball screw by driving the servo drive motor. It is transmitted to the diamond tool, and it is difficult to form grooves regularly in a straight line, and there is a disadvantage that the luminance (translucency) is lowered.
Furthermore, since the feeding speed of the diamond tool is as low as 0.5 to 5 m / min, it takes a long time of 5 hours to cut (cut) the groove in a 60 mm square work, for example.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is to improve the latter tool cutting method, to provide a work grooving method using a cutting device capable of shortening the cutting time and processing the grooves in a regular straight line. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1 of the present invention provides a pair of sliders (40, 40) on a pair of guide rails (30, 30) provided on a metal bed (20) having side walls (20a, 20b) having a concave cross section. The table (4) feeding device is supported so as to be linearly movable through a protruding portion (23) hanging down at the center of the lower surface of the table (4), The protrusion (23) hangs down in the recess of the bed (20), and primary side members (24, 24) are provided on both side walls of the protrusion parallel to the recess sidewall of the bed (20), Secondary side members (27, 27) are provided on both surfaces of the inner wall surface of the concave portion of the bed (20) via mounting plates (27a, 27a) having passages, and these two sets of primary side members (24, 24) and the secondary side members (27, 27) constitute a linear motor, The table (4) is linearly movable by the operation of the near motor, and a permanent magnet (16) is provided on the bottom surface of the projection (23) provided to hang from the lower surface of the table (4). A gap distance of 0.1 to 2 mm is provided between the lower surface of the permanent magnet (16) and the surface of the metal bed (20), and the reciprocating distance of the permanent magnet (16). A table feeder of the machine tool (1) in which a permanent magnet (16 ′) having a length corresponding to is provided in the center (19a) of the bed (20),
The primary side members (24, 24) are magnets, the secondary side members (27, 27) are coils, and the bed (20) is provided with a cooling medium passage in the concave side walls (20a, 20b). Coils (27, 27) are attached via plates (27a, 27a), and pipes (27a, 27) for supplying a cooling medium for cooling the heat generated from the coils (27, 27) to the cooling medium passage. 27b) is connected, guide rails of the concave cross section of the side wall (20a, 20b) - Le (30,30) side walls in the vicinity of position (20a, 20b) face to the cooling supply cooling medium from the pipe (62, 62) A medium passage is provided,
The permanent magnet ( 16 ) is provided on the bottom surface of the projecting portion (23) having a convex cross section hanging from the center of the lower surface of the table (4) via a spacer (67). The table (4) is restricted from rising upward by the stop plates (19b, 19b) extending horizontally from the side wall surface of the bed (20) up to the upper surface of the convex portion of the table (4). A bull feeder, and
The table (4) movable in the left-right direction by driving the servo drive linear motor (24, 24, 27, 27), and a chuck for mounting a work provided on the table. (3) A diamond cutting tool (10) which can be moved up and down by a servo drive drive in the vertical direction and can be moved in the front-rear direction, and a work and a diamond cutting tool on the back side of the diamond cutting tool. Using a cutting device (1) having a fluid supply nozzle (13) for spraying a fluid such as oil mist, cutting oil or pressurized air to a processing point where the
A work piece (2) is placed on the table (4) movable in the left-right direction, and a diamond tool (10) provided so as to be movable up and down in the vertical direction and movable in the front-rear direction is used. A work grooving method in which a number of grooves in one direction are cut on the work surface by relative movement of the work (2) and the diamond tool (10). ) And the diamond cutting tool (10) are contacted with oil mist, cutting oil or pressurized air from the fluid supply nozzle (13) provided on the back side of the diamond cutting tool (10) for cutting and cutting. When the table (4) moves forward, the diamond tool (10) is lowered on the surface of the work (2), and the work is cut and cut by a specified amount, and the work is cut.・ Table moving direction in which cutting was performed When the table (4) is moved backward in the opposite direction, the diamond tool (10) is raised to a height that does not contact the work (2) to prevent the work from being cut or cut. The return movement speed of the table (4) when the cutting / cutting is not performed is more than twice the forward movement speed of the table (4) when the cutting / cutting is performed. Thus, there is provided a one-way grooving method for a workpiece.
[0011]
By using a linear motor drive for table feed when biting is performed, there is no influence of vibration due to the rotation of the conventional ball screw, and the grooves are aligned in one direction and cut into a workpiece. Therefore, a processing work having no fluff and a straight groove can be obtained. When the tool is finished in one direction and the table is returned, the tool is raised so that it does not contact the work, so that the chance of diamond tool breakage is reduced and the tool life is long. By blowing mist, cutting oil, or cooling air, the work surface of the workpiece is cooled, and cutting waste can be discharged from the work surface. The pitch feed of the workpiece moves the saddle supporting the diamond bite in the front-rear direction so as to move the pitch width forward or backward. These tables are moved left and right, the saddle is moved back and forth, and the diamond tool is moved up and down by a computer-controlled servo drive.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the method for grooving the workpiece, the table moving speed when cutting / cutting is performed is 50 to 300 m / min when cutting / cutting is not performed. The moving speed of the bull is 0.1-30 m / min.
[0013]
The processing time can be shortened from 1/3 to 1/5 by increasing the table returning speed when the tool machining is not performed to a high speed of 50 to 300 m / min by linear motor driving. Grooving can be completed in 1 hour and 20 minutes with the above-mentioned 60 mm square work.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a cutting apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a table sectional view of linear motor drive feed of the cutting apparatus, and FIG. 3 is a perspective view of a backlight structure of a liquid crystal display panel.
[0019]
In the cutting apparatus of the present invention shown in FIG. 1, 1 is a cutting apparatus, 2 is a work, 3 is a chuck, 4 is a table that can be reciprocated in the horizontal direction (X-axis direction), and 5 is a work table. Unit, 6 is a saddle capable of reciprocating in the front-rear direction (Z-axis direction), 7 is a column, 8 is a shank support block material, 9 is a shank, 10 is a diamond bit (blade edge), 11 is a shank protection member, and 12 is fixed A bolt, 13 is a nozzle, 14 is an elevating mechanism for moving the shank support block material 8 in the vertical direction, 15 is an operation panel, 17 is a tank, 18 is a filter, 20 is a bed, and P is a pump.
[0020]
The elevating mechanism 14 includes a ball screw 14a, a guide rail 14b, a slider (screwed member) 14c, an actuator (or servo motor) 14d, and a mounting plate 14e attached to the column 7. The slider 14c, which is supported by the ball screw 14a and receives the rotation drive of the screw 14d, slides on the pair of guide rails 14b extending in the vertical direction, so that the shank support block material is obtained. The diamond tool 10 bonded to the lower surface of the shank 9 provided at 8 is moved up and down.
[0021]
The bed 16 carries the saddle 6 and can be moved in the front-rear direction by a hydraulic actuator mechanism (not shown). A column 7 is erected on the rear portion of the saddle 6, and the mounting plate 14e is fixed to the front surface of the column 7 as described above. When the saddle 6 moves back and forth with respect to the table 4, the diamond cutting tool (blade tip b) 10 attached to the column 7 moves in the pitch direction in the front-rear direction with respect to the workpiece.
The hydraulic actuator mechanism may be replaced with a pneumatic actuator mechanism or a ball screw for driving the servo motor.
[0022]
The cutting edge shape of the diamond bit 10 is a rounded tip, a hexagonal pyramid shape or a V shape, and the height of the cutting edge is generally 2 to 5 mm.
[0023]
As the work 2, an electrode material made of a metal vapor-deposited resin plate such as silver, gold, copper, or tin, or a mold material such as Ni-plated steel or copper-plated steel is used. The work thickness is generally 1 to 5 mm.
The work size varies depending on the application in which the light guide plate is used, for example, a liquid crystal display plate such as a mobile phone, a notebook personal computer, a mobile terminal, and a liquid crystal television, but for example, 35 mm square, 60 mm square, 5 inches, 14 inches, and 17 inches. Screen dimensions.
[0024]
Carbon steel 3 to carbon steel 5 are used as the shank 9 material.
The shank 9 with a diamond cutting tool (blade edge) 10 bonded to the lower surface is fixed to a shank support block member 8 that is suspended from the front surface of the elevating mechanism 14. The shank 9 is inserted into the U-shaped space and fixed with fixing bolts 12.
[0025]
The nozzle 13 is provided so that its outlet is located on the back surface of the diamond tool (blade edge) 10 bonded to the lower surface of the shank 9.
As the nozzle 13 material, a copper tube or a poly (tetrafluoroethylene) resin tube is used.
The fluid ejected from the nozzle 13 is cutting oil, pressurized air, oil mist, or the like, and the fluid is sprayed to a processing point where the workpiece and the diamond tool come into contact with each other to cut or cut the workpiece.
Oil mist is a mixture of cutting oil and cooling air. Two nozzles are provided on the support arm 8 independently. Lubricating oil and cooling air are ejected from each nozzle and ejected from the nozzle. You may make it form a mist.
[0026]
The driving of the table 4 of the cutting apparatus 1 is a servo drive system using a linear motor, and has a structure shown in FIG. 2, for example.
In FIG. 2, the table 4 has a structure that can reciprocate linearly on a V-shaped guide rail 30 via a slider 40 by a linear motor. In FIG. 2, the left V-shaped guide rail and slider are concealed by a plate 64.
The guide rails 30, 30 may be any combination of VV, V-flat, and flat-flat.
The guide rails 30 and 30 are provided on the upper surfaces of the side walls 20a and 20b of the frame constituting the bed 20 having a concave side wall.
[0027]
At the center of the lower surface of the table 4 is provided a protrusion 23 that is suspended from the recess of the side wall of the bed 20 and is fixed to the table 4 with bolts 23a. The linear motor is composed of magnets 24 and 24 and coils 27 and 27. Magnets 24 and 24 are provided on both side walls of the projection 23 parallel to the recess side wall of the bed, and on both sides of the inner wall of the frame recess. Are provided with coils 27, 27. These two pairs of magnets and coils constitute a linear motor, and the table 4 can move linearly on the guide rails 30 and 30 by the operation of the linear motor.
[0028]
Coils 27 and 27 are attached to the bed side walls 20a and 20b having a concave cross section through attachment plates 27a and 27a having cooling medium passages, and pipes 27b and 27b are connected to the cooling medium passages. The cooling medium is supplied by a pump (not shown). The cooling medium cools the heat generated from the coils 27 and 27.
The plate 64 is provided with a damper 63 for storing the electric cable to the coil 27. 65 is a limit switch.
[0029]
Guide rail cooling medium passages are provided in the vicinity of the guide rails 30, 30 of the side walls 20 a, 20 b having a concave cross section, and a cooling medium is supplied to the side walls 20 a, 20 b by a pipe 62.
The magnets 24, 24 are fixed to the coils 27, 27 on both side walls of the protrusion 23 facing the coils 27 and 27 and parallel to the concave side wall of the bed with a small gap between the coils. The magnet may be a permanent magnet or an electromagnet using a coil.
[0030]
In the linear motor drive table feeding apparatus shown in FIG. 2, in order to reduce the load applied to the guide rail 30, it is suspended in the central portion of the lower surface of the table 4 in the side wall recess of the frame 20. The permanent magnet 16 is opposed to the permanent magnet 16 on the bottom surface of the protruding portion 23, and a permanent magnet 16 ′ having a length corresponding to the reciprocating distance of the permanent magnet is provided in the central portion 19 a of the bed 20.
[0031]
The permanent magnets 16 and 16 'are provided so that the poles of the permanent magnets on the opposing surfaces are the same pole, N pole-N pole, or S pole-S pole.
The distance between the surfaces of these permanent magnets 16 and 16 ′ is 0.1 to 2 mm, preferably 0.3 to 1.0 mm.
[0032]
The permanent magnet provided on the bottom surface of the projection provided on the bottom surface of the table 4 is provided on the bottom surface of the projection having a convex cross section hanging from the center of the bottom surface of the table via a spacer. The uplift of the table is restricted by stop plates 19b, 19b extending horizontally from the side wall surface of the bed 20 up to the upper surface of the convex portion of the bed.
[0033]
In order to cut a plurality of V-shaped grooves that are linearly parallel to the work 2 using the cutting device 1 shown in FIGS. 1 and 2, first, the cutting device 1 can be moved in the left-right (X-axis) direction. The work 2 is placed on the table 4, a groove cutting program is selected as a machining program from the operation panel 15, and then a reference point and a tool cutting start position based on a command displayed on the display board. The machining conditions such as the tool reversing position, the cutting depth α, the air cut amount β, the machining allowance amount γ, the table forward movement speed, the table reverse movement speed, and the movement pitch width are input.
The calculation unit of the control device calculates that the diamond cutting blade 10 cuts the work γ / α times to cut one groove into the work.
[0034]
Next, the start button of the operation panel 15 is pushed, the table 4 and the saddle 6 are moved, the diamond cutting tool 10 is positioned at the tool cutting start position, and then the starting button is pressed to lower the diamond cutting tool 10 to the cutting cutting start point. When the table 5 moves from the left direction to the right direction (+ X) by moving the table 4 in the left-right direction with the linear motor (-Y-axis direction), the workpiece 2 of the mold material is moved. When the table 4 is moved from the right direction to the left direction (-X), the lifting mechanism 14 that supports the diamond tool 10 is of a servo drive system. By driving the motor, the cutting tool of the diamond tool 10 rises to a height (α + β) that does not contact the work 2 (+ Y-axis direction) and moves to the start point position at the right end of the work.
[0035]
When cutting the unidirectional groove on the surface of the workpiece, a cooling fluid is sprayed from the nozzle 13 toward a processing point where the cutting tool of the diamond tool 10 and the workpiece 2 are in contact with each other.
[0036]
When the diamond cutting tool 10 is returned to the start point position at the right end of the work, the second cutting is started. That is, the diamond cutting tool 10 is lowered by an amount (2α + β), and the table 4 is moved from the left to the right by the linear motor drive. Groove cutting.
When the table 4 is reversed and moved from the right direction to the left direction, the diamond tool 10 is raised by a height (α + β) that does not contact the work, and the work is not cut so that the work is not cut. -Invert the bull 4 and move it to the start point position at the right end of the work.
[0037]
Thereafter, until the number of times of cutting reaches γ / α, the diamond tool 10 is lowered by (2α + β), and the table 4 is moved from left to right by linear motor driving. Then, the diamond bit 10 is raised to a height (α + β) that does not contact the workpiece, and the copper that moves linearly to the starting point position at the right end of the workpiece is repeated to complete the cutting of one groove. .
[0038]
The moving speed of the table 4 when the cutting or cutting into the workpiece is performed by the diamond tool is 0.1 to 30 m / min. The moving speed of the table 4 when the cutting or cutting is not performed is It is preferable that it is 50-300 m / min.
By making the moving speed of the table when the cutting and cutting into the work 2 by the cutting tool 10 is not performed more than twice the moving speed of the table when cutting and cutting is performed, Cutting time can be significantly shortened compared to cutting equipment.
[0039]
Table 4 generally has a cutting amount α of 0.001 to 0.01 mm in one reciprocation and an air cut height β of 0.1 to 2 mm.
[0040]
When one grooving to the workpiece is completed, the ball screw is driven by the actuator to move the saddle 5 forward (+ Z) by the pitch amount of the groove, and then the workpiece is moved. The second groove processing is performed in the same manner as described above.
[0041]
Thereafter, until the desired number n of grooves are cut into the workpiece 2, the ball screw is driven by driving the actuator to move the saddle 5 in the forward direction by the pitch amount of the groove. The n- _th groove processing on the workpiece is performed in the same manner as described above.
When the cutting of the n grooves is finished, the work piece is washed and dried.
[0042]
The above machining operations are performed in accordance with a machining program stored in a memory (ROM) of a control device, a table 4 driven linear motor, a ball screw driven servo motor of the diamond bit 10 vertical mechanism 14. The servo drive of the hydraulic actuator driven by the saddle 5 that controls the back and forth movement of the bite 10 is performed.
[0043]
【Effect of the invention】
The method for cutting a unidirectional groove of a workpiece by driving a linear motor according to the present invention is similar to the method of cutting wood in one direction with a scissors, and the processed workpiece has no fuzz, high gloss, and straightness. It is possible to obtain a machining work having a simple groove in a short time.
Therefore, the reflection of the light guide plate obtained by transferring this becomes uniform, and a liquid crystal display plate with high luminance is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a cutting apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a linear motor drive table of the cutting apparatus.
FIG. 3 is a perspective view of a backlight structure of a liquid crystal display panel. (Known)
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cutting device 2 Work 3 Chuck 4 Table 6 Saddle 7 Column 8 Shank support block material 9 Shank 10 Diamond bit 13 Fluid supply nozzle 14 Lifting mechanism

Claims

A pair of guide rails (30, 30) provided on a metal bed (20) having a side wall (20a, 20b) having a concave cross section is supported by a pair of sliders (40, 40) so as to be linearly movable. The table (4) feeding device is provided with a hanging protrusion (23) fixedly provided at the center of the lower surface of the table (4). Primary side members (24, 24) are provided on both side walls of the protrusion that hang down from the recess of the bed (20) and parallel to the recess side wall of the bed (20), and the inner wall surface of the recess of the bed (20). The secondary side members (27, 27) are provided on both sides of the plate through attachment plates (27a, 27a) having passages, and the two pairs of primary side members (24, 24) and secondary side members ( 27, 27) constitute a linear motor, and the linear motor The table (4) is linearly movable, and a permanent magnet (16) is provided on the bottom surface of the protrusion (23) provided to hang from the lower surface of the table (4). A gap distance of 0.1 to 2 mm is provided between the lower surface of the magnet (16) and the surface of the metal bed (20), and has a length corresponding to the reciprocating distance of the permanent magnet (16). A table feeder for a machine tool (1) in which a magnet (16 ') is provided in a central portion (19a) of a bed (20),
The primary side members (24, 24) are magnets, the secondary side members (27, 27) are coils, and the bed (20) is provided with a cooling medium passage in the concave side walls (20a, 20b). Coils (27, 27) are attached via plates (27a, 27a), and pipes (27a, 27) for supplying a cooling medium for cooling the heat generated from the coils (27, 27) to the cooling medium passage. 27b) is connected, guide rails of the concave cross section of the side wall (20a, 20b) - Le (30,30) side walls in the vicinity of position (20a, 20b) face to the cooling supply cooling medium from the pipe (62, 62) A medium passage is provided,
The permanent magnet ( 16 ) is provided on the bottom surface of the projecting portion (23) having a convex cross section hanging from the center of the lower surface of the table (4) via a spacer (67). The table (4) is restricted from rising upward by the stop plates (19b, 19b) extending horizontally from the side wall surface of the bed (20) up to the upper surface of the convex portion of the table (4). A bull feeder, and
The table (4) movable in the left-right direction by driving the servo drive linear motor (24, 24, 27, 27), and a chuck for mounting a work provided on the table. (3) A diamond cutting tool (10) which can be moved up and down by a servo drive drive in the vertical direction and can be moved in the front-rear direction, and a work and a diamond cutting tool on the back side of the diamond cutting tool. Using a cutting device (1) having a fluid supply nozzle (13) for spraying a fluid such as oil mist, cutting oil or pressurized air to a processing point where the
A work piece (2) is placed on the table (4) movable in the left-right direction, and a diamond tool (10) provided so as to be movable up and down in the vertical direction and movable in the front-rear direction is used. A work grooving method in which a number of grooves in one direction are cut on the work surface by relative movement of the work (2) and the diamond tool (10). ) And the diamond cutting tool (10) are contacted with oil mist, cutting oil or pressurized air from the fluid supply nozzle (13) provided on the back side of the diamond cutting tool (10) for cutting and cutting. When the table (4) moves forward, the diamond tool (10) is lowered on the surface of the work (2), and the work is cut and cut by a specified amount, and the work is cut.・ Table moving direction in which cutting was performed When the table (4) is moved backward in the opposite direction, the diamond tool (10) is raised to a height that does not contact the work (2) to prevent the work from being cut or cut. The return movement speed of the table (4) when the cutting / cutting is not performed is more than twice the forward movement speed of the table (4) when the cutting / cutting is performed. A unidirectional grooving method for the workpiece.

Te when the cut-machining is not performed - that forward moving speed of the table is 0.1～30M / min - backward moving speed of the table is 50 to 300 m / min, Te when the cut-machining is performed The work unidirectional grooving method according to claim 1.