JP2017170597A

JP2017170597A - 研削装置

Info

Publication number: JP2017170597A
Application number: JP2016062391A
Authority: JP
Inventors: 光陛宮本; Kohei Miyamoto; 雅彦長澤; Masahiko Nagasawa
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2017-09-28

Abstract

【課題】線材の研削加工を精度よく行うために有利な装置を提供する。【解決手段】線材の研削加工を行う研削装置は、円盤状の研削部材と、前記研削部材を回転可能に支持し、前記線材の研削の進行に応じて移動する移動部と、前記線材に接触して前記線材を位置決めする第１位置決め部材および第２位置決め部材と、前記第１位置決め部材を保持する第１軸と、前記第２位置決め部材を保持する第２軸と、を含み、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材は、前記移動部の移動に応じて前記第１軸および前記第２軸がそれぞれ回動することにより、前記研削加工の間、前記線材の中心軸の位置が維持するように移動する。【選択図】図２

Description

本発明は、線材の研削加工を行う研削装置に関する。

カテーテル治療では、イントロデューサなどの管状体により確保された血管の入口より、細長い線材からなるガイドワイヤを血管内に挿入し、目的の部位まで進行させた後、治療や診断に必要なカテーテルと呼ばれる細い管が血管内に先に進行させたガイドワイヤに沿って挿入される。また、ガイドワイヤ自体によっても血管の患部の治療が行われる。このようなカテーテル治療に用いられるガイドワイヤは、例えば、線材を研削加工することにより作製されうる。特許文献１には、線材の研削加工を行う装置が開示されている。

特開２００３−２００３３４号公報

ガイドワイヤは、カテーテル内や血管内をスムーズに通過させるため、例えば径が一定になる形状、または、細い血管を通過するように先端に行くにつれて径が細くなる形状に精度よく作製されることが好ましい。しかしながら、線材の研削加工を行っている間、線材の径が小さくなるにつれて線材の中心軸が変位してしまうと、ガイドワイヤを精度よく作製することが困難になりうる。

そこで、本発明は、線材の研削加工を精度よく行うために有利な装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る研削装置は、線材の研削加工を行う研削装置であって、円盤状の研削部材と、前記研削部材を回転可能に支持し、前記線材の研削の進行に応じて移動する移動部と、前記線材に接触して前記線材を位置決めする第１位置決め部材および第２位置決め部材と、前記第１位置決め部材を保持する第１軸と、前記第２位置決め部材を保持する第２軸と、を含み、前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材は、前記移動部の移動に応じて前記第１軸および前記第２軸がそれぞれ回動することにより、前記研削加工の間、前記線材の中心軸の位置が維持するように移動する、ことを特徴とする。

本発明によれば、線材の研削加工を精度よく行うために有利な装置を提供することができる。

研削装置を示す斜視図である。研削装置をＹ方向から見たときの概略図である。第１機構および第２機構の構成を示す斜視図である。第１機構の動作を説明するための概略図である。第２機構の動作を説明するための概略図である。研削部材、第１位置決め部材および第２位置決め部材の線材への接触状態を説明するための図である。研削部材、第１位置決め部材および第２位置決め部材の線材への接触状態を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態に係る研削装置１０について説明する。図１は、本実施形態の研削装置１０を示す斜視図であり、図２は、本実施形態の研削装置１０をＹ方向から見たときの概略図である。研削装置１０は、線材１を細くするための研削加工を行う装置であり、例えば、研削部材１１（砥石）と、移動部１２と、第１位置決め部材１３と、第２位置決め部材１４と、第１機構１５ａと、第２機構１５ｂとを有する。

研削部材１１は、研削面を側面に有する円盤状（円柱状）に構成され、移動部１２によって回転可能に支持される。移動部１２は、研削部材１１を支持し且つ回転させるとともに、研削部材１１を線材１に押し当てるように、線材１の研削の進行に応じて移動する。例えば、移動部１２は、研削部材１１を線材１に押し当てる方向（以下、押当方向（Ｘ方向））に移動するための力を発生する機構（例えばバネやアクチュエータなど）を含み、ベース定盤１６（床）の上を移動するように構成される。このように移動部１２を構成することにより、線材１の径が小さくなっても、研削部材１１の研削面を線材１の表面に接触させることができる。また、移動部１２は、後述する第１突起部１５ａ_３および第２突起部１５ｂ_３を押すためのカム部１２ａを有する。

線材１は、切削加工中は、図示しない保持装置により、研削部材１１の回転方向とは逆方向に回転するように保持されており、研削装置と連動し線材１の軸方向（Ｙまたは−Ｙ方向）に移動するように構成されている。軸方向への移動に伴い研削量を制御することによりテーパ形状や滑らかな凹凸形状の加工が可能となる。

第１位置決め部材１３および第２位置決め部材１４は、線材１に接触して当該線材１を位置決めするための部材である。例えば、第１位置決め部材１３は、押当方向（Ｘ方向）に線材１が動くことを制限するための部材である。また、第２位置決め部材１４は、押当方向と垂直な方向（−Ｚ方向）に線材１が動くことを制限するための部材である。

ここで、移動部１２によって研削部材１１を線材１に押し当てて当該線材１の研削加工を行っている間、線材１の径が小さくなるにつれて線材１の中心軸が変位してしまうと、線材１の研削加工を精度よく行うことが困難になりうる。そのため、本実施形態の研削装置１０は、線材１の研削加工の間において線材１の中心軸の位置が維持するように第１位置決め部材１３および第２位置決め部材１４をそれぞれ移動させる第１機構１５ａおよび第２機構１５ｂを有する。即ち、第１機構１５ａおよび第２機構１５ｂは、線材１の径が小さくなっても、鉛直方向（Ｚ方向）および水平方向（Ｘ方向）における線材１の位置が変わらないように第１位置決め部材１３および第２位置決め部材１４をそれぞれ移動させる。

また、例えば、第１位置決め部材１３の形状は、Ｙ方向からみて、線材１に当接する面が線材１の半径に対して垂直面あるいは緩やかな線材１の軸線に平行な曲面を形成する。これにより、研削している部分のみ、第１位置決め部材１３が保持することとなる。

例えば、本実施形態の研削装置１０では、線材１の研削加工を行っている間、鉛直方向における線材１の中心軸の位置（高さ）を研削部材の回転軸の位置（高さ）と同じにしておく必要がある。そのため、第１機構１５ａおよび第２機構１５ｂは、線材１の研削加工の間、線材１の径が小さくなっても、線材１の中心軸の高さが研削部材の回転軸と同じ高さで維持するように、第１位置決め部材１３および第２位置決め部材１４をそれぞれ移動させる。

以下に、第１機構１５ａおよび第２機構１５ｂの構成について、図３〜図７を参照しながら説明する。図３は、第１機構１５ａおよび第２機構１５ｂの構成を示す斜視図である。図４は、第１機構１５ａの動作を説明するための概略図であり、図５は、第２機構１５ｂの動作を説明するための概略図である。図６〜７は、研削部材１１、第１位置決め部材１３および第２位置決め部材１４の線材１への接触状態を説明するための図である。

［第１機構１５ａの構成］
まず、第１機構１５ａの構成について説明する。第１機構１５ａは、例えば、第１シャフト１５ａ_１（第１軸）と、第１連結部１５ａ_２と、第１突起部１５ａ_３（第１プレート）とを含みうる。第１シャフト１５ａ_１は、ベース定盤１６に固定された支持機構１７（支持部）により、ベアリング１８ａを介して軸支されている。そして、第１シャフト１５ａ_１は、第１位置決め部材１３が第１シャフト１５ａ_１の下方に配置されるように、第１連結部１５ａ_２を介して第１位置決め部材１３を保持する。第１シャフト１５ａ_１の回転軸は、図２に示すように、鉛直方向（Ｚ方向）における位置（高さ）が研削部材１１の回転軸より高くなるように配置されうる。また、第１シャフト１５ａ_１には、カムフォロアを含む第１突起部１５ａ_３が設けられている。第１突起部１５ａ_３は、第１シャフト１５ａ_１の上方に配置されるように第１シャフト１５ａ_１に接続されている。

このように第１機構１５ａを構成することにより、移動部１２の移動に従って第１位置決め部材１３を移動させることができる。例えば、図４に示すように、移動部１２は、移動に伴いカム部１２ａで第１突起部１５ａ_３（カムフォロア）を押すことにより、第１シャフト１５ａ_１を回動させる。このとき、第１シャフト１５ａ_１に接続された第１連結部１５ａ_２も回動するため、第１連結部１５ａ_２に取り付けられた第１位置決め部材１３を移動させることができる。

本実施形態では、移動部１２に設けられたカム部１２ａを用いて第１シャフト１５ａ_１を回動させたが、それに限られるものではなく、例えば、サーボモータやアクチュエータなど含む第１駆動部を用いて第１シャフト１５ａ_１を回動させてもよい。この場合、研削装置１０は、例えば、第１シャフト１５ａ_１を回動させる第１駆動部と、第１駆動部を制御する制御部と、移動部１２の位置（Ｘ方向）を検出する検出部とを含みうる。制御部は、ＣＰＵやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、検出部は、レーザ干渉計やエンコーダによって構成されうる。制御部は、検出部の検出結果に基づいて、移動部１２の移動に応じた量だけ第１シャフト１５ａ_１が回動するように第１駆動部を制御する（移動部１２の移動に対して第１駆動部を同期動作させる）。これにより、線材１の中心軸の位置が維持するように第１位置決め部材１３を移動させることができる。

ここで、第１機構１５ａは、移動部１２が移動した距離と同じ距離だけ、線材１に接触する第１位置決め部材１３の接触面が線材１の中心に近づくように構成されることが好ましい。移動部１２が移動した距離と第１位置決め部材１３の接触面を線材１の中心に近づける距離との関係は、例えば、第１シャフト１５ａ_１の回転軸から第１突起部１５ａ_３のカムフォロアまでの距離、および第１シャフト１５ａ_１の回転軸から第１位置決め部材１３の接触面までの距離によって決定されうる。当該関係は、実験（試作）やシミュレーション、計算などによって求めることができる。

また、第１機構１５ａは、第１シャフト１５ａ_１の回動により、線材１の研削加工の間、線材１における研削部材１１の接触箇所と第１位置決め部材１３の接触箇所との間の中心角（第１中心角α）が１３５度から１８０度の範囲に収まるように第１位置決め部材１３を移動させるとよい。例えば、第１機構１５ａは、線材１の研削加工を開始するときは、第１中心角αが１８０度より小さくなるように第１位置決め部材１３を線材１に接触させる（図６の状態）。そして、研削加工により線材１の径が小さくなるにつれて第１中心角αが１８０度に近づいていき、線材１の径が目標値になったときに第１中心角αが１８０度となるように第１位置決め部材１３を移動させるとよい（図７の状態）。

［第２機構１５ｂの構成］
次に、第２機構１５ｂの構成について説明する。第２機構１５ｂは、例えば、第１機構１５ａと同様に、第２シャフト１５ｂ_１（第２軸）と、第２連結部１５ｂ_２と、第２突起部１５ｂ_３（第２プレート）とを含みうる。第２シャフト１５ｂ_１は、第１シャフト１５ａ_１を軸支する支持機構１７（支持部）により、ベアリング１８ｂを介して軸支されている。即ち、第１シャフト１５ａ_１および第２シャフト１５ｂ_１は、共通の支持機構１７によって軸支されている。そして、第２シャフト１５ｂ_１は、第２位置決め部材１４が第２シャフト１５ａ_１の側方（研削部材１１側）に配置されるように、第２連結部１５ｂ_２を介して第２位置決め部材１４を保持する。第２シャフト１５ｂ_１の回転軸（第２軸）は、図２に示すように、鉛直方向（Ｚ方向）における位置（高さ）が研削部材１１の回転軸より低くなるように配置されうる。即ち、このような構成の研削装置１０では、線材１の中心軸が、研削部材１１の回転軸と、第１シャフト１５ａ_１の回転軸（第１軸）と、第２シャフト１５ｂ_１の回転軸（第２軸）との間に配置される。また、第２シャフト１５ｂ_１には、カムフォロアを含む第２突起部１５ｂ_３が設けられている。第２突起部１５ｂ_３は、第２シャフト１５ｂ_１の上方に配置されるように第２シャフト１５ｂ_１に接続されている。

このように第２機構１５ｂを構成することにより、移動部１２の移動に従って第２位置決め部材１４を移動させることができる。例えば、図５に示すように、移動部１２は、移動に伴いカム部１２ａで第２突起部１５ｂ_３（カムフォロア）を押すことにより、第２シャフト１５ｂ_１を回動させる。このとき、第２シャフト１５ｂ_１に接続された第２連結部１５ｂ_２も回転するため、第２連結部１５ｂ_２に取り付けられた第２位置決め部材１４を移動させることができる。

本実施形態では、移動部１２に設けられたカム部１２ａを用いて第２シャフト１５ｂ_１を回動させたが、それに限られるものではなく、例えば、サーボモータやアクチュエータなど含む第２駆動部を用いて第２シャフト１５ｂ_１を回動させてもよい。この場合、研削装置１０は、例えば、第２シャフト１５ｂ_１を回動させる第２駆動部と、第２駆動部を制御する制御部と、移動部１２の位置（Ｘ方向）を検出する検出部とを含みうる。制御部は、ＣＰＵやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、検出部は、レーザ干渉計やエンコーダによって構成されうる。制御部は、検出部の検出結果に基づいて、移動部１２の移動に応じた量だけ第２シャフト１５ｂ_１が回動するように第２駆動部を制御する（移動部１２の移動に対して第２駆動部を同期動作させる）。これにより、線材１の中心軸の位置が維持するように第２位置決め部材１４を移動させることができる。

ここで、第２機構１５ｂは、移動部１２が移動した距離と同じ距離だけ、線材１に接触する第２位置決め部材１４の接触面が線材１の中心に近づくように構成されることが好ましい。移動部１２が移動した距離と第２位置決め部材１４の接触面を線材１の中心に近づける距離との関係は、例えば、第２シャフト１５ｂ_１の回転軸から第２突起部１５ｂ_３のカムフォロアまでの距離、および第２シャフト１５ｂ_１の回転軸から第２位置決め部材１４の接触面までの距離によって決定されうる。当該関係は、実験（試作）やシミュレーション、計算などによって求めることができる。

また、第２機構１５ｂは、第２シャフト１５ｂ_１の回動により、線材１の研削加工を行っている間、線材１における研削部材１１の接触箇所と第２位置決め部材１４の接触箇所との間の中心角（第２中心角β）が４５度から９０度の範囲に収まるように第２位置決め部材１４を移動させるとよい。例えば、第１機構１５ｂは、研削加工により線材１の径が小さくなるにつれて第２中心角βが４５度に近づいていくように第２位置決め部材１４を移動させるとよい（図６、図７参照）。

上述のように研削装置１０を構成することにより、線材１の研削加工において線材１の中心軸の位置を維持させることができ、線材１を精度よく研削加工することができる。即ち、ガイドワイヤを精度よく作製することができる。また、本発明に係る構造では、調整車を用いていないため、第２位置決め部材１４の形状を肉厚にすることが可能となり剛性を向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１：線材、１０：研削装置、１１：研削部材、１２：移動部、１３：第１位置決め部材、１４：第２位置決め部材、１５：第１機構、１６：第２機構、１７：ベース定盤

Claims

線材の研削加工を行う研削装置であって、
円盤状の研削部材と、
前記研削部材を回転可能に支持し、前記線材の研削の進行に応じて移動する移動部と、
前記線材に接触して前記線材を位置決めする第１位置決め部材および第２位置決め部材と、
前記第１位置決め部材を保持する第１軸と、
前記第２位置決め部材を保持する第２軸と、
を含み、
前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材は、前記移動部の移動に応じて前記第１軸および前記第２軸がそれぞれ回動することにより、前記研削加工の間、前記線材の中心軸の位置が維持するように移動する、ことを特徴とする研削装置。
前記第１軸は、第１突起部を有し、
前記第２軸は、第２突起部を有し、
前記移動部は、カム部を有し、移動に伴い前記カム部で前記第１突起部および前記第２突起部を押すことにより前記第１軸および前記第２軸を回動させる、ことを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
前記第１突起部は、前記第１軸の上方に配置されており、前記第１位置決め部材は、前記第１軸の下方に配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の研削装置。
前記第２突起部は、前記第２軸の上方に配置されており、前記第２位置決め部材は、前記第２軸の側方に配置されている、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の研削装置。
前記第１軸を回動させる第１駆動部と、
前記第２軸を回動させる第２駆動部と、
前記移動部の移動に応じて前記第１軸および前記第２軸がそれぞれ回動するように、前記第１駆動部および前記第２駆動部を制御する制御部と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
前記第１軸および前記第２軸は、共通の支持機構によって軸支されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の研削装置。
鉛直方向における前記第１軸の位置は、前記研削部材の回転軸より高く、
鉛直方向における前記第２軸の位置は、前記研削部材の回転軸より低い、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の研削装置。
前記線材の中心軸は、前記研削部材の回転軸と前記第１軸と前記第２軸との間に配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の研削装置。
前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材は、前記第１軸および前記第２軸それぞれの回動により、前記研削加工の間、前記線材の中心軸の高さが前記研削部材の回転軸と同じ高さで維持するように移動する、ことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の研削装置。
前記第１位置決め部材は、前記第１軸の回動により、前記研削加工の間、前記線材における前記研削部材の接触箇所と前記第１位置決め部材の接触箇所との間の第１中心角が１３５度から１８０度の範囲に収まるように移動する、ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の研削装置。
前記第１位置決め部材は、前記第１軸の回動により、前記線材の径が小さくなるにつれて前記第１中心角が１８０度に近づくように移動する、ことを特徴とする請求項１０に記載の研削装置。
前記第１位置決め部材は、前記第１軸の回動により、前記線材の径が目標値になったときに前記第１中心角が１８０度になるように移動する、ことを特徴とする請求項１１に記載の研削装置。
前記第２位置決め部材は、前記第２軸の回動により、前記研削加工の間、前記線材における前記研削部材の接触箇所と前記第２位置決め部材の接触箇所との間の第２中心角が４５度から９０度の範囲に収まるように移動する、ことを特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の研削装置。