JP2011115886A - 線材のブラスト加工方法及び線材用ブラスト加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線材に対し大きな張力をかけることなくエア式のブラスト加工を行う。
【解決手段】研磨材を圧縮気体と共に固気二相流体として噴射するブラストガン３０の前方における所定の位置に，肉厚を貫通し前記圧縮気体の通過を許容する開孔４３が形成された保持板４１を，前記ブラストガン３０の軸線方向と所定の角度で交わるよう配置し，前記保持板４１の前記ブラストガン３０側の表面４２に加工対象とする線材２０を接触させた状態で所定の移動方向に移動させながら，前記保持板４１の前記表面４２に対して前記固気二相流体を噴射して前記線材２０を加工する。
【選択図】図５

Description

本発明は線材のブラスト加工方法及び線材用ブラスト加工装置に関し，より詳細には，張力をかけた状態で加工することが困難な線材の加工に適したブラスト加工方法及びブラスト加工装置に関する。

なお，本発明における研磨材には，研磨や切削を目的とした砥粒，その他の研磨材の他，ワークに対する残留応力の付与等を目的として噴射される鋼球，ガラス・プラスチック・セラミックビーズ等の所謂「ショット」，クリーニング，その他の目的で噴射される種子殻や穀粉等，各種の粉体乃至は粒体を広く含む。

投射した砥粒をワークに衝突させてワークの切削やクリーニングを行い，又は，鋼球等のショットをワークに衝突させてワークに残留応力の付与等を行う等，各種の粉体や粒体から成る前述の研磨材をワークに対して投射し，衝突時のエネルギーによりワークの表面加工を行うブラスト加工が各種の分野において利用されている。

このようなブラスト加工は線材の加工に対しても用いられており，例えば直径が３mm以上の比較的線径の太い線材にあっては，前述したブラスト加工によって表面のスケール除去，表面の粗さ調整等が行われている。

ここで，前述したブラスト加工によって線材を加工する場合，張力が加えられていない線材に対して研磨材の投射を行うと，線材に対する研磨材の衝突，前記研磨材の投射に圧縮気体を使用する場合にはこの圧縮気体と線材との衝突によって，加工対象である線材が大きく撓み，揺れる等して激しく動く（暴れる）ために，線材に対して安定した加工状態でブラスト加工を行うことが困難となる。

そのため，線材に対してブラスト加工を行う場合には，処理対象とする線材に一定の張力を掛けてこれを保持することで，前述した研磨材との衝突や，研磨材の搬送流たる圧縮気体との衝突等，研磨材の投射エネルギーによって生じる撓みや揺れ等によって激しく暴れることが抑制されている。

なお，このような線材に対して回転するインペラによって投射したショットを衝突させて行う加工において，線材に張力をかけるだけでなく，張力のかけられた張架状態の線材の張架方向に所定の間隔をおいて配置した複数の揺れ止め装置を設け，この揺れ止め装置に３個以上設けた球状支持部材間で線材を挟持してショットの投射による線材の揺れを小さく抑えることも提案されている（特許文献１の請求項１参照）。

特開２００８−４９４１４号公報

以上で説明したように，線材に対してブラスト加工を行おうとする場合，前述したように研磨材の投射エネルギーによって線材が暴れるという問題がある。

このような線材の暴れという問題は，遠心力による研磨材の投射や，特許文献１として紹介したように回転するインペラによって研磨材を投射するブラスト加工においても生じ得るものであるが，研磨材を圧縮気体と共に噴射するエア式のブラスト加工では，研磨材と線材との衝突に伴う線材の暴れが生じるのみならず，圧縮気体流との衝突によって生じる線材の暴れも加わるために，より一層，線材を安定した状態に保持し難いものとなる。

そのため，線材に対してブラスト加工を行う場合には，前述したように加工対象とする線材に張力を掛けた状態で加工を行うこととなる。

しかし，前述したように線径が３mm以上ある比較的太い線材に対しては，線材に対して比較的大きな張力を加えても断線等が生じ難く，前述した暴れの発生を好適に防止し得るものの，例えば線径が３００μm以下の線材，特に引張加重１kgf以下で断線してしまう鉄，アルミニウム，銅，錫，インジウム及びこれらの合金から成る金属材料，ポリエチレン，ＰＴＦＥ等の合成樹脂製の線材等，引張強度の低い線材にあっては，前述したように研磨材の投射エネルギーによって撓みや揺れ等による暴れを好適に抑制し得る程度の張力を加えると断線してしまうことからブラスト加工を有効に行う方法が存在していなかった。

また，仮に，研磨材の投射エネルギーによる暴れの発生を有効に抑制し得る程度の張力を加えても断線しない引張強度を備えた線材を加工対象とする場合であっても，このような張力を加えることにより線材に伸び等の変形や加工硬化，その他の材料特性の変化が生じる場合もあり，このような材料特性の変化を嫌う線材に対し，加工の際に比較的大きな張力を加えることとなる前述したブラスト加工を行うことはできない。

そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するために成されたものであり，線材に対し張力を加えることなく，又は，送りや巻き取りに必要な程度の比較的弱い張力しか加わっていない状態であっても，線材に対し安定した状態で圧縮気体と共に研磨材を噴射するエア式のブラスト加工を行うことができる線材のブラスト加工方法及び線材用ブラスト加工装置を提供することを目的とする。

以下に，課題を解決するための手段を，発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本願発明の特許請求の範囲の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。

上記目的を達成するために，本発明の線材加工方法は，研磨材を圧縮気体と共に固気二相流体として噴射するブラストガン３０の前方における所定の位置に，肉厚を貫通し前記圧縮気体の通過を許容する開孔４３が形成された保持板４１を，前記ブラストガン３０の軸線方向（噴射方向）と所定の角度で交わるよう配置し，
前記保持板４１の前記ブラストガン３０側の表面４２に加工対象とする線材２０を接触させた状態で所定の移動方向に移動させながら，前記保持板４１の前記表面４２に対して前記固気二相流体を噴射して前記線材２０を加工することを特徴とする（請求項１）。

上記構成の線材のブラスト加工方法において，前記保持板４１の前記表面４２に，前記線材２０が嵌合する溝４４を前記線材２０の移動方向を長手方向として設けるものとすることができる(請求項２）。

更に，上記構成の線材のブラスト加工方法において，前記線材２０を直径３００μm以下の線材とし，前記線材２０の移動方向への移動を，引張加重１kgf未満で行うこともできる（請求項３）。

前記方法に使用する保持板４１に対する開孔４３の形成は，前記保持板４１の前記表面４２のうち前記固気二層流体との衝突範囲Ｘ〔図４（Ａ），（Ｂ）参照〕の面積と，前記開孔４３のうち前記衝突範囲Ｘ内に存する部分Ｙの面積の総和との比である空間率が５〜1００％となるよう行うことが好ましい（請求項４）。

前記保持板４１表面４２の前記線材２０が横断する位置に前記開孔４３を形成すると共に，少なくとも前記線材２０の横断位置における前記開孔４３の開口幅δを ２〜４０mmに形成することが好ましい（請求項５）。

上記方法において，更に前記保持板４１の前記表面４２を，研磨材の粒径に対して広い目開を有する網状体乃至は多孔板から成るカバー４８で覆い，前記線材２０を前記カバー４８と前記保持板４１間に配置すると共に，前記カバー４８上に前記固気二相流体を噴射するようにしても良い（請求項６）。

また，前記線材のブラスト加工は，前記線材２０の周方向における所定の角度毎に前記固気二相流体の噴射を複数回に分けて行うものとしても良い（請求項７）。

また，本発明の線材用ブラスト加工装置１は，研磨材を圧縮気体と共に固気二相流体として噴射するブラストガン３０を備えたブラスト加工装置において，
前記ブラストガン３０の前方における所定の位置に，所定の送り方向で移動する線材と接触する表面４２を備えると共に前記圧縮気体の通過を許容する開孔４３が肉厚を貫通して形成された保持板４１を，前記表面４２が前記ブラストガン３０側となるよう前記ブラストガン３０の軸線方向（噴射方向）と所定の角度で交わるように配置したことを特徴とする（請求項８）。

前記構成の線材用ブラスト加工装置１において，前記保持板４１の前記表面４２には，前記線材２０が嵌合する溝４４を前記線材２０の移動方向を長手方向として設けることができる（請求項９）。

更に，前記構成の線材用ブラスト加工装置１には，前記線材２０の移動方向への移動を，引張加重１kgf未満で行う線材移動機構（実施形態において線材送り機構２２及び線材巻取機構２４）を設けることができる（請求項１０）。

また，前記保持板４１に対しては，前記保持板４１の前記表面４２のうち前記固気二層流体との衝突範囲Ｘの面積と，前記開孔４３のうち前記衝突範囲Ｘ内に存する部分Ｙの面積の総和との比である空間率が５〜１００％となるよう前記保持板４１に前記開孔４３を形成することが好ましい（請求項１１）。

また，前記線材２０が横断する位置に前記開孔４３を形成すると共に，少なくとも前記線材２０の横断位置における前記開孔４３の開口幅を２〜４０mmに形成することが好ましい（請求項１２）。

更に，研磨材の粒径に対して広い目開を有する網状体乃至は多孔板から成り，前記線材２０が接触配置された状態の前記保持板４１の前記表面４２を覆うカバー４８を設けることもできる（請求項１３）。

また，前記線材２０の移動方向における複数箇所に，前記ブラストガン３０及び前記保持板４１をそれぞれ設けると共に，前記各ブラストガン３０の軸線方向（噴射方向）が，前記線材２０の周方向に等角度で配置されるよう前記核ブラストガン３０を配置した構成とすることもできる（請求項１４）。

以上説明した本発明の構成により，本発明の線材のブラスト加工方法，及び線材用ブラスト加工装置によれば，以下の顕著な効果を得ることができた。

研磨材を圧縮気体と共に固気二相流体として噴射するブラストガン３０の前方における所定の位置に，肉厚を貫通する開孔４３が形成された保持板４１を，前記ブラストガン３０の軸線方向（噴射方向）と所定の角度で交わるよう配置し，前記保持板４１の前記ブラストガン３０側の表面４２に加工対象とする線材２０を接触させた状態で線材２０を所定の移動方向に移動させながら前記保持板４１の前記表面４２に対して前記固気二相流体を噴射して前記線材２０を加工することにより，線材２０に対して線材２０の移動に際して必要となる程度の必要最小限の張力しかかけていない状態であっても，線材２０が撓み，揺れる等して暴れることを好適に防止することができた。

その結果，比較的細径の断線し易い線材や，張力を加えることにより材料特性が変化する線材に対しても断線や材料特性の変化を生じさせることなくブラスト加工を行うことができた。

前記保持板４１に線材２０を嵌合する溝４４を設けた構成にあっては，線材２０に生じる前述の暴れの発生を更に確実に防止することができた。

また，前述した本発明の構成により，前記線材２０として直径３００μm以下の線材を加工対象とし，前記移動方向への移動を，引張加重１kgf未満で行うことで，このような細径の線材であっても断線を生じることなく，また，前述したような変形や加工硬化などの，張力の付加に伴う材料特性の変化を発生させることなく加工を行うことができた。

更に，空間率を上記数値範囲とした構成にあっては，圧縮気体を保持板４１の背面側に極めて円滑に通過させることができ，線材２０の暴れを好適に防止することができた。

このような開孔４３を，前記線材２０が横断する位置に形成すると共に，少なくとも前記線材２０の横断位置における前記開孔４３の開口幅δを上記数値範囲のものとして形成した構成にあっては，開孔４３内に線材２０が引き込まれることがなく，しかも，開孔４３を通過する圧縮気体流によって線材２０を開孔縁部分における保持板４１の表面４２に押しつけた状態で固定することができ，より一層線材の暴れを抑制することができた。

前記保持板４１の前記表面４２を，研磨材の粒径に対して広い目開を有する網状体乃至は多孔板から成るカバー４８で覆い，前記線材２０を前記カバー４８と前記保持板４１間に配置した構成にあっては，線材２０の暴れを更に好適に抑制することができると共に，線材２０に対する必要な加工を行うことができた。

前記線材２０の周方向における所定の角度毎にブラストガン３０を配置して前記固気二相流体の噴射を複数回に分けて行うことにより，線材２０の周方向の全体にわたり，均一な加工を行うことができた。

本発明の一実施形態を示すブラスト加工装置の外観図であり，（Ａ）は正面図，（Ｂ），（Ｃ）は側面図。 ブラストガンと線材保持具との配置を示した概略説明図であり，（Ａ）は線材の長手方向に対して直交方向より見た図，（Ｂ）は線材の長手方向より見た図。 保持板の平面図であり，（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ変形例を示す。 空間率の説明図であり，（Ａ）は保持板の一部に固気二相流体との衝突領域が生じる場合，（Ｂ）は保持板の全体が固気二相流体との衝突領域となる場合。 保持板に対するカバーの取り付け例を示す概略斜視図。 実施例で使用した保持板の説明図であり，（Ａ）は実施例１，（Ｂ）は実施例２の保持板を，それぞれ示す。 ブラスト加工前のエナメル被覆銅線の表面電子顕微鏡写真（実施例１）。 ブラスト加工後のエナメル被覆銅線の表面電子顕微鏡写真（実施例２）。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の線材用ブラスト加工装置について説明すると共に，このブラスト加工装置によって実現されるブラスト加工方法について説明する。

〔全体構成〕
本発明のブラスト加工装置の構成例を図１に示す。

図１に示すブラスト加工装置１は，キャビネット１０内に形成された加工室１１内において加工対象とする線材２０に対しブラスト加工を行うことにより，噴射された研磨材等の飛散による作業環境の汚染を防止し得るよう構成したもので，このキャビネット１０内に形成された加工室１１内に対し線材の導入を行うことができるようにするために，キャビネット１０の一方の側壁１０ａには，前記キャビネット１０内に対する前記線材２０の導入を行うための導入孔１２〔図１（Ｃ）参照〕が形成されていると共に，加工室１１内で加工された後の線材２０をキャビネット１０外に搬出するための搬出孔１３〔図１（Ｂ）参照〕が前記一方の側壁１０ａと対向する他方の側壁１０ｂに形成されている。

そして，前述の導入孔１２側におけるキャビネット１０外には，加工対象とする線材２０がコイル状に巻き取られているスプール２２ａを備えた線材送り機構２２が設けられていると共に，前述の搬出孔１３側におけるキャビネット１０外には，加工室１１内で加工された後の前記線材２０を巻き取るためのスプール２４ａを備えた線材巻取機構２４が設けられており，線材送り機構２２のスプール２２ａに巻回された線材２０を，ガイドローラ２２ｇ，導入孔１２を介してキャビネット１０の加工室１１内に導入すると共に，キャビネット１０の加工室１１内を通過した線材２０を，搬出孔１３を介してキャビネット外に導出し，ガイドローラ２４ｇを介して前記線材巻取機構２４に設けたスプール２４ａに巻き取ることで，一定の速度で線材２０が前記キャビネット１０内に形成された加工室１１内を通過できるように構成している。

これらの線材巻取機構２４及び線材送り機構２２による線材２０の移動は，例えば線材巻取機構２４に設けたモータ２４ｍ等によって，前述の線材巻取用スプール２４ａを所定の速度で回転させてブラスト加工後の線材２０の巻き取りを行うと共に，前記線材送り機構２２に設けたモータ２２ｍ等によって，加工対象とする線材が巻回されたスプール２２ａを，前記線材巻取機構２４による巻き取り速度に対応した速度で回転させて線材２０を送り出すことで，線材２０対して加わる引張張力が，一例として１kgf未満，好ましくは０．１〜０．６kgfの範囲で線材を移動させることができるように構成している。

なお，図示のブラスト加工装置１では，キャビネット１０の下部を逆角錐状に形成してホッパ１４と成し，このホッパ１４の最下端を，導管を介してキャビネット１０の上部に設置されたサイクロンである研磨材回収タンク１５に連通することで，この研磨材回収タンク１５内を図示せざる集塵機に設けた排風機等で吸気することで，キャビネット１０内で噴射された研磨材を研磨材回収タンク１５内に回収すると共に，このようにして回収した研磨材を，再度噴射して線材の加工に使用することができるようにしている。

もっとも，本発明のブラスト加工装置１は，図１を参照して説明したブラスト加工装置１の構成に限定されず，既知の各種のブラスト加工装置に対し，後述する線材保持機構４０をブラストガン３０の噴射方向前方に設けることにより得ることができる。

〔線材保持機構〕
以上のように構成されたキャビネット１０の加工室１１内には，一例として図２（Ａ），（Ｂ）に示すように，加工室１１内を通過する線材２０に対し圧縮気体と共に研磨材を固気二相流体として噴射するブラストガン３０（３０ａ〜３０ｆ）が設けられていると共に，このブラストガン３０の噴射方向前方における所定の位置に，加工対象とする線材２０を，暴れを抑制した安定した状態で保持するための前述した保持板４１を備えた線材保持機構４０を設けている。

図示の実施形態において，前述の線材保持機構４０は，所定の送り方向で搬送される線材２０と接触する表面を備えた保持板４１と，前記保持板４１の前記線材２０との接触面である前記表面上を覆うカバー４８を備えた構造となっているが，本発明の線材保持機構４０は，このうちの少なくとも保持板４１を有するものとすれば良く，カバー４８については必ずしも設ける必要はない。

保持板
前述の保持板４１は，所定の移動方向で移動する線材２０と接触する表面４２を備えると共に，前記保持板４１の前記表面４２が前記ブラストガン３０の軸線方向と（噴射方向）所定の角度で交わるように配置された，鉄，ＳＵＳ，アルミニウム，銅等の金属，ウレタン，その他の合成樹脂等の材質によって製造された板状体であり，この保持板４１の表面４２に加工対象である線材２０を接触配置した状態で，この保持板４１の表面４２に対して前述の固気二相流体を噴射することで，線材の暴れを防止しつつ，線材２０に対するブラスト加工を行うことができるようにしたものである。

ここで，単なる板状体の表面に張力を掛けず，又は必要最小限の張力を掛けた状態の線材を接触配置し，この線材が配置された板状体の表面に対して固気二相流体を噴射すると，板状体の表面に接触した線材は，板状体の背面方向に撓むことは抑制されるものの，圧縮気体が板状体の表面と衝突した際に板状体の表面に沿った方向に向きを変えることで，線材が板状体の平面と平行な方向に撓み，又は揺れる等して暴れることとなり，単なる板状体の表面に置いた線材に対してブラスト加工を行ったとしても，線材の暴れを防止した状態で安定してブラスト加工を行うことはできない。

そこで，本発明にあっては，加工対象とする線材２０を接触配置する表面を備えた板状体である保持板４１上に線材を保持した状態でブラスト加工を行う構成を採用しつつ，圧縮気体流をこの保持板４１の背面側に円滑に通過させることができるよう，保持板４１にその肉厚を貫通する開孔４３を設けることにより，保持板４１の表面と衝突した際に圧縮気体流に生じる流れの変化を抑制することで，線材２０に発生する暴れを抑制して，ブラスト加工中，保持板４１上に線材２０を安定な状態に保持することができるように構成している。

このような開孔は，例えば図３（Ａ）に示すように単一の開孔４３として形成したものであっても良く，又は，図３（Ｂ），（Ｃ）に示すように，複数の開孔４３を設けた構成としても良く，更に，この開孔４３は，円形に限定されず，各種形状とすることができ，また，図３（Ｄ），（Ｅ）に示すように，スリット状の開孔４３として形成するものとしても良い。

保持板４１に形成する開孔４３のサイズは，例えば図３（Ｅ）に示すように，線材２０が接触配置される位置に開孔４３を設けない場合には特に限定はなく，適宜任意の大きさに形成すれば良いが，図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように，線材２０が接触配置される位置に開孔４３を形成する場合には，開孔幅をあまりに大きく形成すると線材の暴れを防止できず，一方，開孔幅が狭いと圧縮気体流を円滑に通過させることができないものとなることから，好ましくは，少なくとも線材の横断位置における開孔幅δを，２〜４０mmに形成する。

このように線材２０が接触配置される位置に開孔４３を形成することにより，開孔４３を介して保持板４１の背面側に通過する圧縮気体流は，開孔４３上に位置する線材２０を開孔４３内に引き込む方向の力を発生するが，前記開孔幅δの範囲に形成された開孔４３では，線材２０は開孔４３内に引き込まれる程には撓まず，しかも，この圧縮気体流によって開孔４３の縁部における表面４２上に線材２０が押しつけられることで線材２０の位置が固定され，保持板４１上で線材２０が暴れることを好適に防止できるものとなっている。

前述の保持板４１に対する圧縮気体の通過を円滑に行わせ，線材の暴れをより確実に抑制するためには，「空間率」が５〜１００％の範囲となるよう，保持板４１に対する前述の開孔４３の形成を行うことが好ましい。

ここで，前述の「空間率」とは，前記保持板４１の前記表面４２のうち前記固気二層流体との衝突範囲Ｘの面積と，前記衝突範囲Ｘ内に存在する開孔４３の面積の総和Ｙとの比として表されるものであり，図４（Ａ）に示すように，保持板４１の一部に固気二相流体との衝突範囲Ｘ〔図４（Ａ）中に斜線で示す円形部分〕が形成される場合には，この衝突範囲Ｘの面積（開孔４３部分の面積を含む）に対する，該衝突範囲Ｘ内に存する開孔部分〔図４（Ａ）右図の二重斜線の部分〕Ｙの面積の総和（Ｙ１＋Ｙ２＋Ｙ３＋Ｙ４＋Ｙ５）の割合，即ち，
（Ｙの面積／Ｘの面積）×１００＝空間率（％）
として表される。

また，例えば図４（Ｂ）に示すように保持板４１の全体が固気二相流体の噴射範囲内に置かれる場合には，保持板４１の表面（開孔４３の形成部分を含む）全体が上記Ｘ，保持板４１の開孔４３形成部分が上記Ｙとなる〔図４（Ｂ）参照〕。

このような空間率で前述した開孔４３を形成することで，保持板４１の背面側に対する圧縮気体の通過を好適に行わせることができ，これにより保持板４１の表面４２に対して線材２０を保持して好適に暴れの発生を防止できるものとなる。

なお，このような保持板４１の前記線材２０との接触部分には，線材２０が嵌合する溝４４を，線材２０の移動方向を長手方向として形成することが好ましい。

この溝は，線材２０を嵌合させて保持板４１の表面４２における線材２０の暴れを防止するために設けたものであり，このような暴れを防止し得るものであれば溝４４のサイズは特に限定されるものではないが，過度に幅広に形成すると線材２０の暴れを防止できず，また，過度に深く形成すると線材２０に対して研磨材が衝突し難くなる。

一方，溝４４の幅が狭く，また，浅すぎると，線材２０が溝４４より脱落し易く，線材２０に生じる暴れを好適に防止し得ない。

よって，好ましい溝４４の幅及び深さは，一例として幅０．２〜２mm，深さ０．５〜３mm程度である。

なお，この溝４４の幅方向における断面形状は，嵌合した線材を溝４４内に保持し得るものであれば，上向きに開放するコ字状，Ｕ字状，Ｖ字状，半円弧状等，如何なる形状に形成するものとしても良く，その形状は特に限定されない。

カバー
以上のように構成された保持板４１の表面４２上は，前述したようにカバー４８によって覆うものとしても良い。

このカバー４８は，使用する研磨材の粒径に対して大きな目開を有する網状体やパンチングメタル等の開孔板によって形成することができ，例えば，保持板４１と同形状に形成された開孔板を，開孔位置が重なり合うように保持板４１の表面４２上に被せて前述のカバー４８としても良い。

また，このカバー４８を網状体によって形成する場合には，この網状体であるカバー４８によって保持板４１の表面４２全体を覆うものとしても良く，また，図５に示すように，保持板４１に設けた開孔４３に対応する位置に同程度のサイズの開孔４９を形成し，保持板４１の開孔４３とカバー４８の開孔４９とが重なる位置に取り付けるようにしても良い。

このように形成されたカバー４８は，線材２０が接触配置される前述の保持板４１の表面４２に取り付けられ，これにより線材２０が保持板４１の表面４２より浮き上がることが防止され，より一層，線材２０を暴れ難い状態で保持板４１の表面４２に保持することができる。

このカバー４８の取り付けは，保持板４１の表面４２に配置された線材２０が円滑に移動することができるよう，線材２０の線径よりも大きな移動許容間隔を介して保持板４１の表面４２に取り付けるものとしても良いが，前述したように保持板４１の表面４２に線材２０を嵌合させる溝４４を設け，この溝４４内に線材２０全体を嵌合させる構成とした場合には，保持板４１の表面４２に対し前述のカバー４８を接触させた状態で取り付けるものとしても良く，このように構成することで，線材２０は溝４４より脱落することができないものとなる。

このようにカバー４８を取り付けることで，保持板４１の表面４２に対する線材の保持をより確実に行うことができ，線材２０に生じる前述の暴れをより確実に防止することができる。

〔ブラストガン及び線材保持機構の配置〕
以上のように構成された保持板４１及び必要に応じて設けられるカバー４８を備えた線材保持機構４０は，線材２０の周方向全体に均一な加工を行う場合，ブラストガン３０と共に，一例として図２（Ａ），（Ｂ）に示すように，線材２０の移動方向に複数配置する。

この場合，各配置毎に，ブラストガン３０を線材２０の周方向における所定の角度毎にずらして配置し，線材２０の外周全周にわたり均一な加工を行うことができるようにする〔図２（Ｂ）参照〕。

図２（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態にあっては，６組のブラストガン３０及び線材保持機構４０を設け，各ブラストガン３０の軸線方向（噴射方向）を図２（Ｂ）に示すように加工対象とする線材２０を中心に６０°ずつ，等角度でずらして，線材２０の外周３６０°全体に亘りブラスト加工を行うことができるように形成しているが，例えば１８０°毎，１２０°毎，９０°毎，７２°毎に前述のブラストガン３０を設けて，図示の実施形態に比較して少ない，２本，３本，４本，又は５本のブラストガン３０によって線材２０を加工するものとしても良く，又は，より配置角を狭めて，７本以上のブラストガン３０によって加工を行うものとしても良い。

このように，ブラストガン３０の配置を所定の角度毎に配置した場合，各ブラストガン３０と対を成す保持板４１についても，例えばブラストガンの軸線方向（噴射方向）に対してその表面４２が直交方向となるように配置しても良いが，図示の実施形態にあっては，図２（Ａ），（Ｂ）中，右側の３つをいずれも上向きに水平に配置し，図中左側の３つを，下向きに水平に配置している。

なお，このように形成する場合，図２（Ａ）中右側に配置される３つの保持板４１，及び図中左側に配置される３つの保持板４１をそれぞれ共通の板体によって構成するものとしても良く，また，カバー４８についても同様に共通のものとして設けても良い。

〔ブラスト加工方法〕
以上で説明した線材保持機構４０を備えたブラスト加工装置１を使用した線材のブラスト加工は，一例として以下のようにして行う。

図１に示した構成のブラスト加工装置１において，先ず，線材送り機構２２に設けた支軸２２ｃに，加工対象とする線材２０が巻回されたスプール２２ａを取り付ける。

本発明で加工対象とする線材２０は特に限定されず，各種材質，サイズのものを処理対象とすることができるが，線径３００μm以下で，線材２０に対する引張荷重１kgf程度の付加により容易に断線する鉄，アルミニウム，銅，スズ，インジウム及びその合金などの金属線材，ポリエチレン，ＰＴＦＥ等の合成樹脂製の線材についても対象とすることができ，また，前記程度の引張加重によっては断線しないが，引張加重の付加により伸び等の変形，加工硬化，その他の材料特性に影響が生じることを嫌う線材２０に対しても適用可能である。

この線材送り機構２２は，モータ２２ｍによって前記支軸２２ｃに取り付けたスプール２２ａを，後述する線材巻取機構２４の巻取速度に対応して回転させることで，線材の送りを，例えば１kgf未満の張力によって行うことができるように構成されている。

このような線材送り機構２２に取り付けられたスプール２２ａに巻回された線材２０の一端は，前述したようにガイドローラ２２ｇを介してキャビネット１０に形成した導入孔１２を介してキャビネット１０内に導入されると共に，キャビネット１０内に配置された線材保持機構４０の保持板４１表面と接触した状態で，図２（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態にあっては，更に保持板４１表面をカバー４８で覆うことにより保持され，キャビネット１０に設けた搬出孔１３を介してキャビネット１０外に引き出されていると共に，これを，ガイドローラ２４ｇを介して線材巻取機構２４に設けたスプール２４ａに取り付けられている。

このようにして線材巻取機構２４に取り付けた線材２０の巻き取りと，送り機構による送りによって，線材に加わる張力が１kgf未満となるよう線材２０を，一例として０．１〜５m/min程度の速度で移動しながらブラストガン３０より圧縮気体と共に研磨材の噴射を行う。

研磨材の噴射に使用する圧縮気体は，ブラスト加工の目的，使用する研磨材の材質，加工対象とする線材の材質等に応じて圧縮空気の他，不活性ガス（例えば窒素ガス）等の圧縮気体，その他各種のものから選択可能である。

また，噴射方式についても，加圧タンク等で圧縮気体と共に加圧した気体をブラストガンに導入して噴射する直圧式，ブラストガンに導入した圧縮気体流と研磨材タンクより落下した研磨材とをブラストガン内で合流させて噴射する重力式乃至はサクション式等と呼ばれる各種の方式による噴射が可能であり，また，加工条件についても特に制限はない。

使用する研磨材についても，不定形のアルミナ系研磨材（WA：ホワイトアランダム，A：アランダム），炭化ケイ素系研磨材(GC：グリーンカーボランダム,C：カーボランダム)，球形状をしたＳＵＳビーズ，ガラスビーズ，セラミックビーズ，樹脂ビーズ等，その他，種子殻や穀粉，その他各種の研磨材を，加工目的，例えば表面粗さの調整，残留応力の付与，表面被膜の除去，潤滑剤の除去，その他のクリーニング等の目的に応じて各種材質，粒径の砥粒やショットを使用可能である。

以上のようにして，ブラストガン３０より圧縮気体と共に研磨材を固気二相流体として噴射する。

加工対象である線材２０は，前述したように保持板４１の表面４２に接触配置され，暴れの発生が抑制された状態にあることから，このようにして線材２０に対して固気二相流体として研磨材を噴射した場合であっても，線材２０を所定の位置に保持して安定的な加工を行うことができる。

なお，上記構成により，本発明の線材保持機構４０を使用したブラスト加工を行う場合，線材２０の表面のうち，ブラストガン３０側より見て裏側となる保持板４１表面４２との接触側については加工がされ難いものとなるため，線材２０の周方向全周に亘り均一な加工を行う場合には，線材２０の移動方向（長手方向）における複数箇所に前述したブラストガン３０と線材保持機構４０とを複数組設け，線材２０の周方向における所定角度毎に配置したブラストガン３０によって複数回に亘りブラスト加工を行うことで，線材２０の全周に亘り均一な加工を行うことができる。

次に，本発明の方法により線材の加工を行った２例をそれぞれ実施例１，実施例２として説明する。

〔実施例１〕
（１）ワーク（線材）
線径(直径）８０μm，引張加重０．２kgfで破断するエナメル被服銅線を処理対象とした。

（２）加工条件
市販の重力式ブラスト加工装置（不二製作所製ブラスト装置「ＳＧＫ−３」）をベースとし，このブラスト加工装置のキャビネット１０に，図１を参照して説明したと同様，線材２０の導入孔１２及び搬出孔１３となる細孔を形成すると共に，キャビネット１０外に前述した線材送り機構２２及び線材巻取機構２４を設け，キャビネット１０内に形成した加工室１１を横断して線材２０を移送可能とした。

このブラスト加工装置のキャビネット１０内に，図２（Ａ），（Ｂ）を参照して説明したと同様，６組のブラストガン３０と線材保持機構４０を配置した。

ブラストガン３０は，その軸線方向（噴射方向）が線材の軸線方向に対してほぼ直交する面内に，線材を中心として６０°毎の等角度で配置して線材２０の外周３６０°全周に亘り加工を行った。

隣接するブラストガン３０間の間隔は，線材の移送方向において略１００mmの等間隔とした。

使用したブラストガン３０は，いずれもノズルチップ直径（ノズル先端部の内径）７mmであり，このブラストガン３０に研磨材と共に０．２MPaに加圧した圧縮気体（圧縮空気）を導入して研磨材の噴射を行った。

使用した各保持板４１は，図６（Ａ）に示すように長さ（Ｌ）９０mm，幅（Ｗ）６０mm，厚さ（Ｔ）５mmのウレタン板に，４０mm×９mmの矩形状のスリットを１２mmピッチで５個形成したもので，この保持板４１の幅方向の中心に，線材が嵌合される直径１mmの半円形の溝を長さ方向の全長に亘って形成した。

ブラストガン３０先端と保持板４１上を通る線材２０間の距離が１００mmとなるように両者を配置し，保持板４１の表面４２にはカバー４８を取り付けることなく加工を行った。

なお，上記保持板４１の配置における固気二相流体の衝突範囲Ｘ〔図４（Ａ）参照〕の面積は３２０mm^２であり，前記保持板４１の空間率は６５％である。

線材２０の移動速度を０．９m/minとし，研磨材として不二ランダム（不二製作所製）ＷＡ♯８００（中心粒径：１４μm）を使用した。

（３）加工結果
上記方法により，加工対象とした前述の線材２０を，断線させることなく連続してブラスト加工を行うことができた。

また，目視による確認において，線材２０に大きな撓み，揺れ等の暴れの発生は確認できなかった。

更に，上記方法で加工した線材２０の加工前後の様子を撮影した電子顕微鏡写真である図７（加工前）及び図８（加工後）を比較すると，ブラスト加工後の線材２０（図８参照）にあっては表面のエナメル被膜が除去されていると共に，加工前の状態に比較して線径が直径で２０μm程細くなっていることが確認でき，しかも，線材の全周に対して略均一な加工状体が得られていることが確認できた。

このことより，本発明の方法により線材に対してブラスト加工を行うことで，線径３００μm以下，引張荷重１kgf未満で断線する，従来ブラスト加工を行うことができなかった線材に対しても，均一な加工状体でブラスト加工を行うことができることが確認できた。

〔実施例２〕
（１）ワーク（線材）
引張加重約０．７kgfで破断する直径１２０μmのステンレス製線材（引張強度：６３kgf/mm²，耐力：２９kgf/mm²）。

（２）加工条件
噴射方式が直圧方式である「ペンシル型」と呼ばれるブラスト加工装置（不二製作所製直圧噴射方式：DPD）を使用して加工を実施した。

図２（Ａ），（Ｂ）に示したように，ブラストガン３０及び線材保持機構４０を６組用意し，ブラストガン３０の軸線方向（噴射方向）が線材２０の軸線方向に対してほぼ直交する面内に，線材を中心として６０°毎の等角度で配置して線材の外周３６０°全周に亘り加工を行い，隣接するブラストガン３０間の間隔を，線材２０の移送方向において略１００mmの等間隔とした点については実施例１と同様である。

使用したブラストガン３０は，いずれもノズルチップ直径（ノズル先端部の内径）１．２mmであり，このブラストガン３０に研磨材と共に０．１５MPaの圧縮気体（圧縮空気）を導入して研磨材の噴射を行った。

保持板は，図６（Ｂ）に示すように長さ（Ｌ）９０mm，幅（Ｗ）６０mm，厚さ（Ｔ）５mmのウレタン板の中央に，直径３０mmの開孔を１つ形成したもので，この保持板の幅方向の中心に，線材が嵌合される直径１mmの半円形の溝を長さ方向の全長に亘って形成した。

ブラストガンの先端と保持板上を通る線材間の距離が５０mmとなるように両者を配置した。

上記保持板４１における固気二相流体の衝突領域Ｘ〔図４（Ａ）参照〕の面積は８０mm^２であり，前記保持板４１の空間率は１０％である。

また，前記保持板の表面全体を鉄製の金網（目開６×６mm，線径φ０．５mm）で覆い，この金網を前述したカバー４８とした。

線材の移動速度は０．９m/min，巻取張力０．２kgfであり，研磨材は不二ランダム（不二製作所製）ＷＡ♯６００（中心粒径：２０μm）を使用した。

（３）加工結果
上記の条件でブラスト加工を行うことにより，加工対象とした線材に対しメッキ処理前に必要な表面粗さの調整を行った結果，加工対象とした前述の線材を断線させることなく連続してブラスト加工を行うことができた。

また，目視による確認において，線材に大きな撓み，揺れ等の暴れの発生は確認できず，線材の表面全体に対しメッキの前処理として必要な表面粗さの調整が行われていることが確認できた。

なお，上記実施例２において加工対象とした線材の耐力は，前述したように２９kgf/mm² である。ここで，「耐力」とは，荷重を抜いても元に戻らずに０．２％の永久伸びが生じたときの応力を試験前の材料片の断面積で割った値である。
従って，耐力２９kgf/mm² ，直径１２０μmの上記線材は，
０．０６^２π×２９(kgf/mm^２)＝約０．３３(kgf)
すなわち，０．３３kgf以上の引張加重をかけると，０．２％以上の永久伸びが生じることとなり線材の材料特性に影響が出る。

しかし，本発明の方法によれば，前述したように，０．３３kgfに対し十分に低い，０．２kgfという巻取り張力によって線材の移送を行うことができ，しかも，前述したように線材の暴れを防止して均一なブラスト加工を行うことができたものであり，線材を断線させないだけでなく，線材の材料特性に影響を与えず，又は，線材の材料特性に対する影響を最小限としてブラスト加工を行うことが可能である。

以上で説明した本発明の線材のブラスト加工方法及び線材用ブラスト加工装置によれば，各種の線材に対してブラスト加工を行うことが可能であると共に，特に，従来不可能であった，例えば１kgf未満の比較的小さな張力の付加によっても断線する微細な線材や，引張張力の付加によって材料特性に影響が生じる線材等に対してもブラスト加工を行うことが可能となることから，本発明の方法及び装置は，以下に例示する分野において活用が可能である。

（１）細線に所定の塗料等でコーティングを行う前処理としての，塗料の接着性を改善するための細線の表面の粗さ調整，エナメル線の被膜剥がし，エナメル被膜に対し所定の表面粗さの付与等の各処理。

（２）放電加工のワイヤ放電方式において放電の安定性を確保するため，ワイヤの表面に所定の表面粗さを形成する処理。

（３）線材の直径が８０μm以下の金属線材（鉄，銅，アルミニウム，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕおよびその合金）の表面をブラストにより表面粗さを調整する処理，表面のクリーニング，表面の潤滑材の除去等の各処理。

また，金属線材に限定されず，例えばセルロースからなる繊維であって線状の構造を有するもの，樹脂製の繊維および線材の表面処理。

（４）線材の表面下にある機能性の粒子，例えば研磨材としての砥粒の除去。

（５）線材に対する各種処理時に発生した酸化スケール等の表面異常層の除去。
（６）線材表面の汚れのクリーニング。

（７）カテーテルに対する表面処理。例えば，カテーテルの外周にショットの投射によってディンプル状の窪みを形成し，滑らかに体内で移動させるための摺動性を高める加工をすること。

ここで，カテーテルとは検査や治療などを行うために体内に挿入する中空の柔らかい細い管であり，体外につながれる「回路」，「チューブ」，「ライン」等とは区別される。具体的には，胸腔や腹腔などの体腔，消化管や尿管などの管腔部または血管などに挿入し，体液の排出，薬液や造影剤などの注入点滴に用いたりするものであり，代表的なものとしては「尿道カテーテル（尿カテ）」や「心臓カテーテル（心カテ）」がある。

（８）医療用としてのステントの表面処理。
前記カテーテルと同様，ステントにブラスト加工によってディンプル形状を付与することで，その滑り性を向上させる。

また，血管内での滑り性を高めるために，医療用デバイスにはさまざまな種類のコーティングが施されている。このような滑り性を高める処理としては，親水性ポリマー，シリコン，ＰＴＦＥなどをミクロン単位で制御して極薄膜をコーティングすることが行われているが，本発明のブラスト加工は，このような表面コーティングを行う際の下地処理としても使用することができる。

このようなコーティング技術として，金属素材であるワイヤやロープの表面にＰＴＦＥ樹脂を２μm〜５μmの極薄膜に被覆する加工技術とナイロン樹脂を始めとする熱可塑性樹脂を最小膜厚２０μmに押し出し成形加工する技術が存在し，このコーティング技術に際し，本発明の方法によるブラスト加工による下地処理を行うことで，金属素材に対する樹脂素材の付着性を改善することができ，これにより金属素材の持つ特性と，樹脂の持つ特性との融合がより一層助長されることが期待し得る。

（９）歯科矯正用のワイヤを樹脂加工するための下地加工。
歯科矯正を受診する多くの患者（とくに成人女性）の特徴として，審美的な欲求が子供に比べてはるかに高い。その結果，硬質プラスチック製，セラミックス製の透明〜白色の歯科矯正用ブラケットや一部に白くテフロン（登録商標）やエポキシ樹脂加工を施した矯正用線（ワイヤー）が市販されており，これらの樹脂加工の際の下地処理等に際しても，本発明のブラスト加工は応用が可能である。

１ ブラスト加工装置
１０ キャビネット
１０ａ 一方の側壁
１０ｂ 他方の側壁
１１ 加工室
１２ 導入孔
１３ 搬出孔
１４ ホッパ
１５ 研磨材回収タンク
２０ 線材
２２ 線材送り機構
２２ａ スプール
２２ｃ 支軸
２２ｍ モータ
２２ｇ ガイドローラ
２４ 線材巻取機構
２４ａ スプール
２４ｍ モータ
２４ｇ ガイドローラ
２４ｃ 支軸
３０ ブラストガン
４０ 線材保持機構
４１ 保持板
４２ 表面（保持板の）
４３ 開孔
４４ 溝
４８ カバー
４９ 開孔
Ｘ 固気二相流体の衝突範囲
Ｙ 衝突範囲Ｘ内に存在する開孔４３

Claims (14)

1. 研磨材を圧縮気体と共に固気二相流体として噴射するブラストガンの前方における所定の位置に，肉厚を貫通し前記圧縮気体の通過を許容する開孔が形成された保持板を，前記ブラストガンの軸線方向と所定の角度で交わるよう配置し，
   前記保持板の前記ブラストガン側の表面に加工対象とする線材を接触させた状態で所定の移動方向に移動させながら，前記保持板の前記表面に対して前記固気二相流体を噴射して前記線材を加工することを特徴とする線材のブラスト加工方法。
2. 前記保持板の前記表面に，前記線材が嵌合する溝を前記線材の移動方向を長手方向として設けたことを特徴とする請求項１記載の線材のブラスト加工方法。
3. 前記線材を直径３００μm以下の線材とし，前記線材の移動方向への移動を，引張加重１kgf未満で行うことを特徴とする請求項１又は２記載の線材のブラスト加工方法。
4. 前記保持板の前記表面のうち前記固気二層流体との衝突範囲の面積と，前記開孔のうち前記衝突範囲内に存する部分の面積の総和との比である空間率が５〜１００％となるよう前記保持板に前記開孔を形成したことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の線材のブラスト加工方法。
5. 前記線材が横断する位置に前記開孔を形成すると共に，少なくとも前記線材の横断位置における前記開孔の開口幅を２〜４０mmに形成したことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の線材のブラスト加工方法。
6. 前記保持板の前記表面を，研磨材の粒径に対して広い目開を有する網状体乃至は多孔板から成るカバーで覆い，前記線材を前記カバーと前記保持板間に配置すると共に，前記カバー上に前記固気二相流体を噴射することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の線材のブラスト加工方法。
7. 前記線材の周方向における所定の角度毎に前記固気二相流体の噴射を複数回に分けて行うことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の線材のブラスト加工方法。
8. 研磨材を圧縮気体と共に固気二相流体として噴射するブラストガンを備えたブラスト加工装置において，
   前記ブラストガンの前方における所定の位置に，所定の送り方向で移動する線材と接触する表面を備えると共に前記圧縮気体の通過を許容する開孔が肉厚を貫通して形成された保持板を，前記表面が前記ブラストガン側となるよう前記ブラストガンの軸線方向と所定の角度で交わるように配置したことを特徴とする線材用ブラスト加工装置。
9. 前記保持板の前記表面に，前記線材が嵌合する溝を前記線材の移動方向を長手方向として設けたことを特徴とする請求項８記載の線材用ブラスト加工装置。
10. 前記線材の移動方向への移動を，引張加重１kgf未満で行う線材移動機構を設けたことを特徴とすることを請求項８又は９記載の線材用ブラスト加工装置。
11. 前記保持板の前記表面のうち前記固気二層流体との衝突範囲の面積と，前記開孔のうち前記衝突範囲内に存する部分の面積の総和との比である空間率が５〜１００％となるよう前記保持板に前記開孔を形成したことを特徴とする請求項８〜１０いずれか１項記載の線材用ブラスト加工装置。
12. 前記線材が横断する位置に前記開孔を形成すると共に，少なくとも前記線材の横断位置における前記開孔の開口幅を２〜４０mmに形成したことを特徴とする請求項８〜１１いずれか１項記載の線材用ブラスト加工装置。
13. 研磨材の粒径に対して広い目開を有する網状体乃至は多孔板から成り，前記線材が接触配置された状態の前記保持板の前記表面を覆うカバーを設けたことを特徴とする請求項８〜１２いずれか１項記載の線材用ブラスト加工装置。
14. 前記線材の移動方向における複数箇所に，前記ブラストガン及び前記保持板をそれぞれ設けると共に，前記各ブラストガンの軸線方向が，前記線材の周方向に等角度で配置されるよう前記ブラストガンを配置したことを特徴とする請求項８〜１３いずれか１項記載の線材用ブラスト加工装置。