JP3732360B2

JP3732360B2 - 凍結式ワーク加工法およびワーク固定装置

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Publication number: JP3732360B2
Application number: JP21129999A
Authority: JP
Inventors: 禧享垂水
Original assignee: 禧享垂水
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2019-07-26
Also published as: JP2001038557A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は凍結式ワーク加工法とりわけ同一ワークの複数面を逐次加工するのに好適な凍結式ワーク加工法とワーク固定装置に関する。
【０００２】
機械部品、電子部品、セラミック製品など各種ワークの加工法として、冷却により凍結する性質の媒体（凍結媒体）を使用し、これを凍結することによりワークを固定面に接着固定して実施する方法が知られており、その凍結媒体として水類を利用する方法や、本発明者の提案にかかる特願平９−５０７４８０号や特願平９−４８４９６号に所載の高分子系凝固剤を使用する方法が知られている。
後者は凝固点が水の凝固点よりも高い高分子系凝固剤を使用したもので、凍結温度を０℃以上にすることができるとともに、加工液を使用しても固定が解除されないなどの利点を有していることから汎用される傾向にある。
【０００３】
前記いずれの方法も、ワークの材質、形状などの制限なくワークを固定して加工するには好適である。しかし、ワークの加工としては、一つのワークの複数の面の加工たとえば上面と下面とを順次切削したり、穴あけしたり、切断したり、研削あるいは研摩したり、ワークの異なる面に順次溝等を入れたりする態様などがある。
このような場合、従来では、いずれの方法においても、ワークのある一面を加工後、凍結をいったん解除してワークを治具から取外し、ワークを洗浄、乾燥し、ワークの方向および位置を変えて再度別の治具に凍結固定し直す作業が必要であった。
このため、加工に多くの手間と時間がかかり、作業能率や加工能率が低下するとともに加工コストが高くなるという問題があった。かかる問題は特にワークの大きさが小さくなったり、薄くなったりする傾向とともに増加し、小さいワークの場合には他面を加工するために治具に配列するのに多大な労力と時間を要していた。
しかも、ワークの表面性状等によっては加工済み面と未加工面とが判別し難くなることがある。このため、従来のようにワークを治具から分離すると、既加工面が不明になり、いちいち顕微鏡で観察しなければならなくなったり、既加工面が再度加工され、未加工面がそのままの状態で残されてしまい、良品歩留りが低下するという問題があり、実際上、加工不可能視されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を解消するために創案されたもので、その第１の目的は、ワークの複数面を凍結加工法により加工する場合に治具に凍結固定されているワークを解凍することなく他の治具に移し替えることができ、この作業の手間と時間を大幅に削減し、加工能率を大幅に向上することができる凍結式ワーク加工法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、ワークの複数面を凍結加工法により加工する場合に治具に凍結固定されているワークを解凍することなく他の治具に移し替えることができ、この作業の手間と時間を大幅に削減し、加工能率を大幅に向上することができるワーク固定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するための第１発明は、ワークの複数面を逐次加工するにあたり、ワークを凍結媒体により第１の治具上に固定して加工を行った後、ワークの非固定面に第２の治具を前記凍結媒体によるよりも接着強度を強くして凍結媒体により固定し、接着強度差により第１の治具とワークとの接着を解除して第１の治具をワークから離脱させることにより第２の治具へのワークの移し替えを行ない、第２の治具上のワークを加工することを基本的特徴としている。
かかる第１発明の第１態様としては、接着強度の異なる第１と第２の凍結媒体を使用し、ワークを相対的に接着強度の弱い第１の凍結媒体により第１の治具上に固定して加工を行った後、第１の接着媒体よりも相対的に接着強度の強い第２の接着媒体によりワークの非固定面に第２の治具を固定することが挙げられる。
「接着強度の異なる第１と第２の凍結媒体」としては、成分組成、材質が異種のもの、同種類の凍結媒体であるが粘度や添加物などが異なるものが例として挙げられる。
【０００６】
また、第１発明の第２態様としては、ワーク固定面の面粗さの異なる２種の治具を使用し、ワークを面粗さが相対的に小さい第１の治具上に凍結媒体により固定して加工を行った後、面粗さが第１の治具よりも相対的に大きい第２の治具のワーク固定面に凍結媒体によりワークの非固定面を固定することが挙げられる。
この場合、面粗さの異なる２種の治具は、文字通り面の粗さが異なる場合のほか、無孔面を持つ治具と多孔面を持つ治具の場合がある。かかる態様の場合、凍結媒体として接着強度が同等の１種類のものを使用することができる。
【０００７】
さらに第１発明の第３態様としては、凍結媒体を含浸させた多孔性補助材を使用し、第１の治具にワークを凍結媒体により固定して加工を行なった後、前記凍結媒体含浸多孔性補助材を第２の治具上に配し、冷却により第２の治具に貼り付けるとともにワークの非固定面を凍結固定することが挙げられる。
この場合の多孔性補助材としては、有機、無機、金属からなる繊維質のものたとえば紙、布ないしシート等があげられる。かかる態様の場合、凍結媒体として接着強度が同等の１種類のものを使用することができる。
【０００８】
本発明における凍結媒体とはワーク固定用媒体を意味し、冷却により凝固してワークと治具とを接着して加工力に耐えられる接着強度が得られるものをすべて含むが、実用性の面からは、水、シリコーンオイルで代表される高分子系凝固剤、前記高分子系凝固剤に粉末状骨材を添加したものなどが代表的なものとして挙げられる。
これらのうち、一般的に接着強度は、シリコーンオイルで代表される高分子系凝固剤＜水＜前記高分子系凝固剤に粉末状骨材を添加したものの関係にある。
そこで、第１発明の第１態様において、第１の凍結媒体としてシリコーンオイルで代表される液状の高分子系凝固剤を使用した場合には、第２の凍結媒体としては、水または前記液状の高分子系凝固剤に粉末状骨材を添加したものが使用され、第１の凍結媒体として水が使用された場合には、第２の凍結媒体には高分子系液体に粉末状骨材を添加したものが使用される。
【０００９】
なお、「同種類の凍結媒体であるが、粘度や添加物などにより接着強度が異なるもの」の典型的な例としては、シリコーンオイルで代表される液状の高分子系凝固剤に粉末状骨材を添加したものにおいて、第１の凍結媒体は粉末状骨材の添加率が相対的に少なく、第２凍結媒体は粉末状骨材の添加率が相対的に多いものが挙げられる。
また、同じく液状の高分子系凝固剤に粉末状骨材を添加したものにおいて、第１凍結媒体は粉末状骨材として相対的に強度が低い材質のものを添加し、第２凍結媒体は粉末状骨材として相対的に強度が高いものを添加したものが挙げられる。
【００１０】
第２の目的を達成するため第２発明は、ワークのある面を接着固定すべき第１の治具と、ワークのある面と異なる他の面を固定すべき第２の治具と、第１の治具にワークを接着させるための第１の凍結媒体と、第２の治具にワークを固定するための第１の凍結媒体よりも相対的に接着強度の高い第２の凍結媒体とからなることを特徴としている。
また、第３発明は、ワークのある面を接着固定すべき第１の治具と、ワークの他の面を固定すべき第２の治具と、第１の治具にワークを接着させるための第１の凍結媒体と、第２の治具にワークを固定するための第２の凍結媒体とからなり、かつ前記第２の治具が第１の治具よりもワーク固定面の表面粗さが相対的に大であることを特徴としている。
また、第４発明は、ワークのある面を接着固定すべき第１の治具と、ワークのある面と異なる他の面を固定すべき第２の治具と、第１の治具にワークを接着させるための凍結媒体と、第２の治具にワークの他の面を固定するための凍結媒体を含浸させた多孔性補助材からなることを特徴としている。
【００１１】
本発明において加工される「ワーク」は、鉄系、銅系、アルミニウム系、チタン系、シリコン系、ゲルマニウム系、コバルト系などで代表される金属、プラスチック系、ガラス系、カーボン系、セラミック系、フェライト系、木質系、あるいはこれらの２種以上の複合材、水晶、ダイヤモンド、ＣＢＮ、ルビー、サファイヤなど材質を問わず、また形状、寸法も問わない。
本発明において、ワークの複数の面とは加工目的、ワークの形状等によって選定された任意の面を意味し、必ずしも上面と下面に限らず、上面と側面など任意である。
ワークの加工方法も、平面研削、円筒研削、内面研削、成形研削、クリープ研削などの各種研削加工、切削加工、旋削加工、研摩加工、切断加工、スライス加工、ダイシング加工、ミーリング加工、溝加工、穴明け加工、彫刻など態様を問わない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。
図１ないし図８は凍結式ワーク加工法の第１発明の第１態様および第２発明によるワーク固定装置を示している。
図示するものは、ワーク１の第１面（この例では上面）１ａと第２面（この例では下面）１ｂを加工する例を示しており、ワーク固定装置は、第１の治具２と、第２の治具３と、第１の治具２の固定用面２ａにワーク１の第２面１ｂを凍結固定するための第１の凍結媒体４と、第２の治具３の固定用面３ａにワーク１の第１面（加工が済んだ状態）１ａを凍結固定するための第２の凍結媒体５とを備えている。
【００１３】
治具２，３はパレット、トレイなどを含んでいる。少なくともワーク固定面２ａ，３ａは熱伝導性のよい材質たとえば鋼、銅、アルミニウム、炭素などから構成されていることが好ましい。
第１の凍結媒体４と第２の凍結媒体５は、基本的特性としていずれも冷却により凍結ないし凝固する性質のものであることが条件であるが、本発明は、接着強度が相対的に異なるものを使用する。
その例としては、水、液状の高分子系凝固剤（骨材を含有しないもの）、骨材を含有した高分子系凝固剤が挙げられる。
前記高分子系凝固剤としては、水の凝固点よりも高い温度で凝固し、かつ水と親和性が乏しい（撥水性）性質を備え、しかも化学的に安定していることが適当である。その好適で代表的なものとしては、オクタメチルシクロテトラシロキサン、すなわち、低分子シリコーンオイルないし４量体の環状シリコーンオイル、環状メチルポリシロキサン、環状ジメチルシリコーンオイルなどと称されるシリコーンオイルあるいはこれを主成分とするものが挙げられる。以下本発明において「シリコーンオイル」とはかかるものを指すものとする。
【００１４】
後者の骨材を含有した高分子系凝固剤とは、シリコーンオイルに固体粒子を配合することで得られたもので、液状、ケチャップソース状、マヨネーズ状、水あめ状、クリーム状（バター状）ペースト状などの性状のものが含まれる。
固体粒子としては、各種材質の粉末好ましくは微粉末を用いることができ、平均粒径が５０μm以下のもの、より好適には平均粒径１μm以下さらに好適には平均粒径０．５μm以下といったものが用いられる。
固体粒子の材料は限定はないが、一般には、珪藻土で代表される土類の粉、米や小麦などの穀物粉、でんぷん類、サンゴの粉、木灰、紙や繊維を燃焼した灰、ホワイトカーボン、ゼオライト、フライアッシュなどが好ましい例として挙げられる。そのほか、セラミック、シリコン、フェライト、カーボン、グラファイト、ガラス、石、石膏、プラスチック、木綿、木、パルプ、紙、鉄、銅、アルミニウムなどの金属やその酸化物などを粉末にしたものも用いることができる。
たとえば、珪藻土や米や小麦などの粉、でんぷん類は微粒子でかつ比重が軽いため主成分のシリコーンオイルに均一に分散混合することができ、分離が起こりにくいこと、しかも安価であることから推奨される。前記固体粒子はいくつかの種類のものを混合して使用してもよい。
【００１５】
固体粒子の添加量は、接着強度や要求される加工精度等から選択すればよく、固体粒子の添加は粘度を増加するとともに、凝固時にモルタルやコンクリートの場合と同じように骨材として機能し、添加量にほぼ比例して凝固時の接着強度が増す。
したがって、固体粒子は前記主成分としてのシリコーンオイルに少なくとも５ｗｔ％程度添加することが好ましい。しかしあまり添加量が多いと凝固時の強度は高いものの凝固前の流動性が悪くなるため、塗布しにくくなるとともに膜厚にバラツキが生ずる。そこで、上限は７０ｗｔ％以下とすることが好ましい。一般的には、シリコーンオイルと固体粒子（粉末）の比を（９：１）〜（１：９）の範囲から選択すればよく、この固体粒子の配合比率により粘度が変化する。
【００１６】
本発明は、まず、第１の治具２の固定用面２ａに、第１の凍結媒体４を介してワーク１の第２面１ｂを固定する。これは、まず、図１のように、第１の治具２の固定用面２ａに第１の凍結媒体４を塗布するか、又は／及びワーク１の第２面１ｂに第１の凍結媒体４を塗布し、次いで、ワーク１を固定用面２ａに載せ、適宜位置決め、配向の調整などを行ったのち、図２（ａ）のように第１の治具２を冷却手段Ｃにより第１の凍結媒体４の凝固点よりも低い温度に冷却する。
塗布は、刷毛、ローラ、噴霧など任意の方法で行なえばよい。「凝固点よりも低い温度」とは、第１の凍結媒体４の凝固分子が緻密に結合し、治具の固定用面２ａとワーク１との接着による固定力（保持力）が機械加工による負荷荷重に十分耐えられるまでになる温度を意味し、通常の場合、凍結媒体の凝固点よりも少なくとも３℃好ましくは５℃以上低い温度である。
【００１７】
この場合の冷却手段Ｃは、使用する凍結媒体に適したものを選択して行なえばよく、凍結媒体が骨材を含まない高分子系凝固剤である場合には、凝固温度が０℃を越えて高いので、冷水などの冷媒を循環する形式のものなどを使用することができる。あるいはまた、冷えた液又は冷却気体をワーク１又は／及び治具に注いで、治具の固定用面の温度を凍結媒体の凝固点よりも低い温度にするだけでもよい。
第１の凍結媒体４が水である場合には、たとえば、真空チャック機能などを付加した熱電素子を利用した公知の冷凍チャック、液体窒素などの冷媒を利用した冷媒循環式冷凍器やなどを使用すればよい。
なお、治具にワークを凍結固定する場合に、治具のある部分を基準として位置決めする必要がある場合は、治具に位置決め用の基準ピンを設けるか、あるいは治具の基準用の彫り込みを施しておけばよい。
【００１８】
前記のような冷却により第１の凍結媒体４は液相から凝固により固相へと変化し、図２（ｂ）のようにワーク１は第１の治具２の固定用面２ａに接着固定される。
第１の凍結媒体４が骨材を含まない高分子系凝固剤である場合、凝固点が水のそれよりも高い。このため、固定用面２ａが０℃を越える温度であっても機械加工力に十分耐えうる固定力が得られる。また、凍結に要する時間は瞬間的であって安定しているため、ワーク固定作業の著しい簡易化と能率化を図ることができる。
【００１９】
次いで、ワーク１を固定した第１の治具２を所望の加工装置Ｗのテーブルあるいはこれに搭載した冷却手段ａ上に載せ、ワーク１を機械加工する。
この状態が図３であり、第１の凍結媒体４が水である場合には、凍結維持のために前記冷凍チャックなどの冷却手段ａをテーブル上に固定して行なうことが必要である。しかし、第１の凍結媒体４が骨材を含まない高分子系凝固剤である場合には、前述のように凝固温度が高いため、特に冷却機能を有していなくてもよく、凍結媒体４の凝固温度以下の温度の流体（たとえば加工液）ｓをワークの加工時にワーク１及び／又は第１の治具２に注いだり、噴射したり、吹付けたりすることにより、ワークの凍結固定を安定させることができ、安全確実に精度のよい加工を行うことができる。
【００２０】
加工は乾式でも湿式でもよく、第１の凍結媒体４が高分子系凝固剤である場合には、加工液（クーラント液を含む）やミストあるいは冷却気体を加工領域に吹付けることにより接着固定状態をさらによく維持することができる。
第１の凍結媒体４が水である場合、加工中に加工液やミストを使用すると溶解する恐れあるが、この場合には、加工開始前に凍結した氷の表面に前記した骨材を含まない高分子系凝固剤を塗布し凍結させて氷を被う膜を形成することが効果的であり、これにより加工中に加工液と氷との接触を阻止し、氷の解凍による固定力の低下を防止できる。
第１の凍結媒体４がシリコーンオイルの場合、凝固点が水のそれよりも高いうえに、撥水性を持っている。このため、加工液やミストを使用しても凍結媒体は溶解せず凝固状態が維持され、ワーク１はしっかりと固定状態に保たれる。したがって、加工液による機能（加工熱の冷却、加工屑や脱落砥粒の除去、防錆、ワークと工具間の潤滑）を十分に発揮させ、良好な加工面性状と精度を得ることができる。
また、加工が切断加工やダイシング加工、スリット加工などである場合にも、ワークの表面に加工液や空気中の水が凍結し積層してそれが刃先の直上の工具フランジや主軸に接触するといった現象が全く生じない。このため、工具の動きが常に円滑に保たれ、スムーズに精度のよい加工を行うことができる。
【００２１】
以上のようにしてワーク１の第１面１ａの加工が終わったならば、加工機械Ｍから第１の治具２を外部へ移し、第１の凍結媒体４の凝固が解けないような環境でワーク１の加工済みの第１面１ａに付着した加工液、切粉、水分などを除去して清浄な表面にする。加工済みの第１面１ａが非固定面となる。
そして、次にワーク１の第１面１ａに第２の凍結媒体５を介して第２の治具３を載せ、凍結により定着させる。
第２の凍結媒体５は第１の凍結媒体４よりも接着強度が相対的に高いものを使用する。例としては、第１の凍結媒体４が骨材を含まない高分子系凝固剤である場合には、第２の凍結媒体５は水または骨材を含む高分子系凝固剤であり、第１の凍結媒体３が水の場合、第２の凍結媒体５は骨材を含む高分子系凝固剤である。この工程は、まず、図４（ａ）のようにワーク１の第１面１ａに第２の凍結媒体５を塗布し、あるいは図４（ｂ）のように第２の治具３の固定用面３ａに第２の凍結媒体５を塗布し、あるいは前２者を併用し、その状態で第２の治具５の前記固定用面３ａをワーク１の第１面１ａに被せるように載せる。
この状態が図４（ｃ）（ｄ）であり、ワーク１が第１の治具２と第２の治具３によってサンドイッチ状にされたアッセンブリとなる。
【００２２】
ついで、前記第２の治具３を冷却手段によって冷却し、第２の凍結媒体５を凝固させる。
この冷却は、冷却手段が冷却面の天地を逆にして使用できる場合には、図４（ｃ）の状態のまま上側にある第２の治具３に冷却面を接触させて行なえばよいが、そうでない場合には、前記アッセンブリを天地が逆になるように反転して第２の治具３が下側になるようにし、図５のように第２の治具３を冷却手段Ｃの冷却面に載置して冷却する。
この冷却の温度は、第２の凍結媒体５の凝固以下の温度であり、水である場合、前述した公知の冷凍チャック、液体窒素などの冷媒を利用した冷凍器などを用いて行い、骨材を含む高分子系凝固剤の場合には、前記冷凍チャックや冷凍器などのほか、冷却した加工液などを単独または併用して行なえばよい。
このようにすることによりワーク１は加工済みと未加工の２面１ａ，１ｂが治具２，３に接合された状態となる。
【００２３】
次の工程で第１の治具２をワーク１から離脱させる。この離脱は第１の凍結媒体４と第２の凍結媒体５の凝固温度が異なる場合（たとえば水と骨材を含む高分子系凝固剤）には、前記第２の凍結媒体５の冷却温度を水の溶解温度にすることもできるので、その場合は第１の治具２を持ち上げるだけでワーク１から除去することができる。
このような場合のほかは、機械的手法により離脱を行なえばよい。その例としては、図６（ａ）のように、棒状、レバー状などの剥がし手段ｂを第１の治具２と第２の治具３のすき間に挿入して、てこ作用によりはがす方法や、第１の治具２の隅部等に衝撃を与える方法が挙げられる。
こうすれば、第２の凍結媒体５による接着強度が第１の凍結媒体４による接着強度よりも勝っており、第１の治具２と第２の治具３のワーク１に対する接着強度に差があるため、前記作用力により比較的容易に第１の治具２はワーク１の第１面１ａから離脱され、図６（ｂ）のように未加工の第２面１ｂが表出する。これによりワーク１を治具に移し替えたことになる。
【００２４】
そこで後は、表出した第２面１ｂの汚れ等を払拭し、第２の治具３を予定している加工のための加工装置Ｍのテーブルあるいはこれに搭載した冷却手段上に載せ、ワーク１の第２面１ｂを機械加工する。
この状態が図７（ａ）であり、これにより未加工であった第２面１ｂが加工され、製品（この例では両面が研削ないし研摩された製品）１’となる。
あとは第２の治具３を加工装置Ｍから取出し、凝固点上の温度に上昇させて製品１’を第２の治具３から取り外せばよく、この取外しは温水などを収容した液槽に漬けたりすることによっても簡単に行なうことができる。
第２の凍結媒体５が骨材を含む高分子系凝固剤である場合には、同時に高分子系凝固剤の回収も行なえる。
【００２５】
以上の工程により、ワーク１を治具からいったん外し、再度ワークを反転して治具に固定するという作業を完全になくすことができるので、きわめて作業性、能率が向上し、コストの大幅な低下を図ることができる。また、ワーク１の治具からの取外しがないので、未加工面を間違いなく加工することができる。
【００２６】
なお、第２の凍結媒体５が主成分のシリコーンオイルに固体粒子からなる骨材を添加混合した骨材添加タイプの物である場合には、添加している骨材が強度向上材として働く。このためワークの接着固定力が非常に強くなり、ワークに対する加工力が強大であっても安定的な固定状態を保つことができる。
第２の凍結媒体５として骨材を含有したものである場合、図８（ａ）のように、ワーク１の第２面１ｂと治具３の固定面３ａの対向面だけに使用してしてもよいし、（ｂ）のように第２面１ｂだけでなくワーク１の第２面１ｂに隣接する面１ｃに塗布してもよい。この状態で第２の凍結媒体５を凝固させた場合には、ワーク１は第２面（下面）だけでなく周囲もがっちりと剛体により保持固定されるため、強加工たとえば溝切りなどした場合にも固定用面３ａから剥がれたりしなくなる。また、もちろん第１の凍結媒体４と併用し、ワーク１の第２面１ｂと固定用面３ａの対向面に骨材を含まない高分子系凝固剤を使用し、ワーク１の他の面（側面）１ｃと固定用面３ａを骨材を含有している高分子系凝固剤で接着してもよい。本発明はこの形態を含んでいる。
【００２７】
次に、第１発明の他の例を説明する。この例は第１の凍結媒体４と第２の凍結媒体５として、同一種類ないし性状のものを使用するが、相互に粘度や添加物の材質の相違等により接着強度が異なる性質を利用したものである。
これは特に骨材を含有している高分子系凝固剤の場合に効果的な方法である。骨材を含有している高分子系凝固剤の場合、同じ材質と粒度の骨材を使用しても、高分子系凝固剤に対する骨材の添加量によって接着強度が異なる。骨材の添加量が多い方が接着強度は強くなる。また、添加量が同じであっても、骨材の材質が異なる場合、とくに骨材それ自体の硬さなど機械的強度が異なる場合にも、接着強度は骨材の機械的強度が高い方が接着強度は高くなる。
【００２８】
ワーク移し替えの手法は前述した第１態様と同じであるから、詳細は第１態様の説明を援用することとし、簡単に説明する。
第１工程としては、図９（ａ）に示すような骨材添加量の少ないあるいは材質的に機械的強度の低い骨材を用いた第１の凍結媒体４を使用して、第１の治具２に対してワーク１の第１面１ａを凍結固定する。この固定の方法は前記した第１態様の場合と同じである。そして、第１の治具２を加工機械Ｍに搭載し、図３のように第１面１ａを加工する。
この加工後、第１の治具２上の加工済みのワーク１の第１面１ａを清浄化し、この第１面１ａに図４のように骨材添加量の相対的に多いあるいは材質的に機械的強度の高い骨材を用いた第２の凍結媒体５を介して第２の治具３を装着し、このアッセンブリの第２の治具３を冷却し、第２の凍結媒体５を凝固してワーク１の第１面１ａと凍結接合させる。
ついで、図６のように接着強度の差を利用して第１の治具２を前記した任意の方法により取り外せば、未加工面である第２面１ｂが自由面として存するワーク１が第２の治具３にしっかりと固定された状態となる。
そこで、あとは、ワーク１を固定している第２の治具３を加工機械Ｍに取り付けて加工を施せばよい。
この例の場合も前述した第１態様と同じ効果が得られる。
【００２９】
図１０ないし図１３は第１発明の第２態様と第３発明を示している。
ワーク固定装置は、第１の治具２と、第２の治具３と、第１の治具２の固定用面２ａにワーク１の第２面１ｂを凍結固定するための凍結媒体６と、第２の治具３の固定用面３ａにワーク１の第１面（加工が済んだ状態）１ａを凍結固定するための凍結媒体６とを備えている。
そして、この第２態様は、第１の治具２と第２の治具３として、固定用面２ａ，３ａの面粗度により第１の治具２に対するワーク１の接着強度と第２の治具３に対するワーク１の接着強度に差を与え、ワーク１の移し替えを行なうようにしたものである。
【００３０】
前記面粗度を相違させる方法は任意であり、たとえば、固定用面をサンドブラストなどにより傷を付けたりするほか、機械加工により縦方向又は／及び横方向に細かい溝を多数形成する方法、エッチング加工による方法などが挙げられる。さらには、もともとの固定用面３ａに粗状の同材質あるいは他の材質の表面材をコーティングや貼り付けなどにより層着してもよい。表面材には多孔質のものたとえば繊維状物、鋳物、焼結体を含んでいる。
この第２態様においては、凍結媒体６は１種類のものを使用することができる。その例としては水、液状の高分子系凝固剤（骨材を含有しないもの）、骨材を含有した高分子系凝固剤などが挙げられる。しかし、もちろん第１態様と同じように接着強度の異なる２種のものを使用することもできる。
【００３１】
ワーク移し替えの手法は基本的には前述した第１態様と同じであるから、詳細は第１態様の説明を援用することとし、簡単に説明する。
まず、固定用面２ａの表面粗さが相対的に滑らかな第１の治具２を使用し、図１１（ａ）のように凍結媒体６を介してワーク１の第２面１ｂを載せ、冷却により凍結媒体６を凝固させてワーク１を凍結固定する。そして、図１１（ｂ）のように、第１の治具２を加工装置Ｍに搭載して第１面１ａに対して所望の加工を行なう。
次いで、第１の治具２を加工装置Ｍから外し、外部にてワーク１の第１面１ａを清浄にする。そして、図１２（ａ）のように固定用面３ａの表面粗さが粗い第２の治具３の固定用面３ａに凍結媒体６を塗布するか、またはワーク１の第１面１ａに凍結媒体６を塗布するか、あるいは前双方に凍結媒体６を塗布し、第２の治具３の固定用面３ａをワーク１の第１面１ａに重ねる。
いずれにしても、凍結媒体６は固定用面３ａの凹凸を埋めさらにその上に所要の厚さの膜が形成されるような塗布状態とすることが好ましい。
【００３２】
そして、図１２（ｂ）（ｃ）のように第１の治具２とワーク１と第２の治具３が重合したアッセンブリを、冷却手段により冷却して凍結媒体６を凝固させ、それにより第２の治具３に凍結媒体６を介してワーク１の第１面１ａを凍結固定させる。
次いで、図１３（ａ）のように第１の治具２の凍結媒体６による接着を強制的に除去し、第１の治具２をワーク１から離脱させる。これによりワーク１は第２の治具３に凍結固定される形で残り、したがって、ワーク移し替えが行われる。
あとは、第２の治具３を加工機械Ｍに搭載して、図１３（ｂ）のように未加工であった第２面１ｂを加工する。
【００３３】
この態様においては、第１の治具２と第２の治具３の固定用面２ａ，３ａの粗さが相違し、第２の治具３の固定用面３ａは微小な凹凸を有している。このため、固定用面３ａに塗布されている凍結媒体６は前記微小な凹凸に侵入し、それが冷却により凍結するため、投錨効果により強い接着強度が実現される。したがって、この第２態様は、同じ凍結媒体６を使用してワーク１の移し替えを行なえるので、簡便でコストを低下することができる。
【００３４】
図１４ないし図１７は第１発明の第３態様と第４発明を示している。
ワーク固定装置は、第１の治具２と、第２の治具３と、第１の治具２の固定用面２ａにワーク１の第２面１ｂを凍結固定するための凍結媒体６と、第２の治具３の固定用面３ａにワーク１の第１面（加工が済んだ状態）１ａを凍結固定するための凍結媒体６を含浸する粗状の多孔性補助材７とを備えている。
この第２態様は、凍結媒体６を含浸した多孔性補助材７を使用し、これを第２の治具３の固定用面３ａに凍結媒体６の凍結接着力で貼り付け、多孔性補助材７にワーク１を凍結固定するため、投錨効果により第１の治具２に対するワーク１の接着強度と第２の治具３に対するワーク１の接着強度に差が与えられ、ワーク１の移し替えを行なうことができる。
【００３５】
この第３態様において、多孔性補助材７は凍結媒体６を含浸できればよいので、種々のものを適用することができる。例としては、有機、無機、金属からなる繊維質のものたとえば、紙、布ないしシート等が挙げられるが、柔軟であっても柔軟でなくてもよいので、焼結板類も使用できる。
この第２態様も、凍結媒体６として接着強度が同等の１種類のものを使用することができる。その例としては水、液状の高分子系凝固剤（骨材を含有しないもの）、骨材を含有した高分子系凝固剤などが挙げられる。もちろん第１態様と同じように接着強度の異なる２種のものを使用することもできる。
【００３６】
ワーク移し替えの手法は多孔性補助材７の使用を除いて基本的には前述した第１態様と同じであるから、詳細は第１態様の説明を援用することとし、簡単に説明する。
まず、図１５のように第１の治具２の固定用面２ａに凍結媒体６を介してワーク１の第２面１ｂを載せ、冷却により凍結媒体６を凝固させてワーク１を凍結固定する。そして、図１２のように、第１の治具２を加工装置Ｍに搭載して第１面１ａに対して所望の加工を行なう。次いで、第１の治具２を加工装置Ｍから外し、外部にてワーク１の第１面１ａを清浄にする。ここまでは、第１態様と同じである。
【００３７】
一方では、図１６（ａ）のように、多孔性補助材７に凍結媒体６を含浸させておく。この含浸は多孔性補助材７の厚さ方向両面に十分に凍結媒体６が付着している状態にすることが好ましい。
含浸の方法は任意であり、塗布でもよいし、容器類に収容した凍結媒体６に多孔性補助材７を浸漬させる方法などを取ればよい。
次いで、図１６（ｂ）のように凍結媒体６を含浸させた多孔性補助材７を第２の治具３の固定用面３ａに緊張状態で載せる。これは界面吸引力を利用してもよいし、多孔性補助材７を治具よりも少し大きめにして第２の治具３の固定用面３ａを覆うように被せ、弾性バンド等により第２の治具３の側面に軽固定すればよい。
【００３８】
次に、図１６（ｃ）のように、凍結媒体６を含浸させた多孔性補助材７を貼った第２の治具３をワーク１の第１面１ａに重ね、このアッセンブリ状態のものを図１６（ｄ）のように冷却手段Ｃに載せて、第２の治具３を冷却する。
こうすれば、多孔性補助材７に含浸されている凍結媒体６が凝固することにより、治具３の固定用面３ａと多孔性補助材７とが凍結接着されるとともに、多孔性補助材７とワーク１の第１面１ａとが凍結固定される。
次いで、図１７（ａ）のように第１の治具２の凍結媒体６による接着を強制的に除去し、第１の治具２をワーク１から離脱させる。これによりワーク１は図１７（ｂ）のように第２の治具３に凍結固定される形で残り、したがって、ワーク移し替えが行われる。
あとは、第２の治具３を加工機械Ｍに搭載して、未加工であった第２面１ｂを加工する。加工後は第２の治具３を凍結媒体６の凝固温度より高い温度にすることでワーク１から取り外すことができる。
【００３９】
この態様においては、凍結媒体６を含浸させた多孔性補助材７を使用するため、第１の治具２と第２の治具３の固定用面２ａ，３ａの粗さが相違したことと同じになり、多孔性補助材７の繊維状組織に侵入している凍結媒体６は冷却により凍結するため、投錨効果により多孔性補助材７とワーク１の第１面１ａとの接触面および多孔性補助材７と第２の治具３の固定用面３ａとの接触面において強い接着強度が実現される。したがって、この第２態様は、同じ凍結媒体６を使用してワーク１の移し替えを行なえるので、簡便でコストを低下することができる。
また、加工後、製品を取外せば、多孔性補助材７が独立した部材となるので取り扱いが容易であり、多孔性補助材７が溶解しない材質である場合、凍結媒体６として液状の高分子系凝固剤（骨材を含有しないもの）や骨材を含有した高分子系凝固剤を使用したときには、多孔性補助材７を温水に漬けるなどすることにより簡単に凍結媒体６を回収することができるとともに、多孔性補助材７を再使用することができるので、コストが安くなる。
【００４０】
図１８は第５態様を示しており、（ａ）のように、凍結媒体６を含浸させて凍結させたときの接着強度が異なる２種の多孔性補助材７ａ，７ｂを使用する。
この例としては、多孔性補助材７ａ，７ｂそとして、機械的強度、材質、面粗さなどが相違したものを使用すればよい。もちろん、同じものを使用して、凍結媒体として接着強度の相違するものを含浸させてもよい。
【００４１】
この場合には、相対的に接着強度の弱い多孔性補助材７ａを第１の治具２に貼り、前述したように凍結によりワーク１の第２面１ｂを接着固定し、この状態で図１８（ｂ）のように第１の治具２を加工機械Ｍに搭載して第１面１ａを加工する。
ついで、相対的に接着強度の強い多孔性補助材７ａを第２の治具３に貼り、前述した第３態様と同じようにワーク１の第１面１ａに重ね、図１８（ｃ）のように冷却により接着固定して２枚の治具２，３がワーク１に接着されたアッセンブリ状態にする。
そして、前述した第３態様と同じように接着強度の差を利用して第１の治具２をワーク１から離脱させ、それによりワーク１を第２の治具３に移し替える。
【００４２】
以上の説明はあくまでも例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
ワーク１の形状、治具２，３の形状、構造はいずれも任意である。治具２，３は必ずしも平坦である場合に限らず、溝や凹部などを有している場合を含んでいる。
ワーク１の第１面１ａと第２面１ｂは異なった面であればよく、必ずしも１８０度変位した面の関係であることを要しない。たとえば、９０度変位した面の関係であってもよい。
【００４３】
ワーク１に対する加工も任意であり、ワークが平坦な場合の加工の例としては、たとえば、第１面１ａと第２面１ｂにそれぞれ所要深さの溝や孔などを形成する加工、いずれかの面を研摩あるいは研削し、他の面には溝や孔を形成する加工などがある。
本発明で好適な方法の例としては、平板状のワーク１からたとえば０．１〜０．３ｍｍといった厚みの薄い多数の帯片１’を切断加工することが挙げられる。図１９はその方法を模式的に示しており、凍結媒体として前記いずれの態様のものを使用してもよいが、ここでは接着強度の異なる第１と第２の凍結媒体を使用する場合を例にとって説明する。まず、第１の治具２に第１の凍結媒体４によりワーク１の第２面１ｂを凍結固定し、この状態で（ａ）のように加工機械（スライシングマシン）Ｍのテーブルに搭載し、溝底とワーク第２面間に適度の肉厚ｔ１を残すようにワーク全面に溝ｋを切り込む。この加工後、第１の治具２を加工機械から取外し、ワーク１の第１面（溝加工を行なった面）１ａを清浄化し、第２の治具３の固定用面又は／及びワーク１の第１面１ａに第２の凍結媒体５を塗布し、第２の治具３をワーク１の第１面１ａに重ね、この状態で全体を反転しあるいは反転しないで冷却手段の冷却面を第２の治具３に接触させ、（ｂ）のように第２の治具３にワーク１の第１面１ａを凍結固定する。この場合、第２の凍結媒体５は溝ｋ内にも塗布することが好ましく、溝内での第２の凍結媒体５の凍結によりワーク全体が剛化される。
【００４４】
そして次に、第１の治具２と第３の治具３のワークに対する接着強度差を利用して（ｃ）のように第１の治具２を離脱させる。これでワーク１は第２の治具３に移し替えられたことになるので、（ｄ）のように第２の治具３を平面研削盤などの加工機械Ｍ’に搭載し、ワーク１の第２面１ｂを研削して前記肉厚ｔ１を除去する。あとは第２の治具３を加工機械から取外し、第２の凍結媒体５を溶解すればよく、これにより（ｅ）のようにワーク１から多数のスライス切断片１’が製作される。
【００４５】
また、本発明よる加工例としては、異形状のワークのある面と他面とを加工する場合が挙げられる。
図２０はその具体例としてフェライト材のＥ型コアの上端面のギャップと底面加工を行なう場合を示しており、ワーク１の加工箇所は、（ａ）のように両側と中央の足ｆａ，ｆｂの端面（第２面）１ｂと、足の付け根を連結している梁部分ｆｃの底面（第１面）１ａである。こうしたＥ型コアは通常第２面だけを加工しているが、小型化の要求に応ずるべく第１面の梁部分の肉厚ｔを薄くすることが必要となった。しかし、Ｅ型コアは焼結体で構成されているため、焼結時に梁部分ｆｃはその肉厚ｔを仕様寸法まで薄くすることは困難である。そこで、第１面を研削して対応することが必要になったのである。（ｂ）は製品１’を示しており、中足ｆｂが両側の足ｆａ，ｆａよりも高さが低く、梁部分ｆｃの肉厚がt'(ｔ−ｘ)となっている。
【００４６】
本発明においては、まず、第１の治具２として、（ｃ）のようにワーク１の両側と中央の足ｆａ，ｆｂを受け入れ得る寸法形状の溝（固定用面）２ａ’を有するものを使用し、この溝２ａ’を含む領域に第１の凍結媒体４たとえばシリコーンオイルを塗布し、両側と中央の足ｆａ，ｆｂを溝２ａ’に挿入する。このときには、足ｆａ，ｆｂの付け根面すなわち梁部分ｆｃの上面ｆｄを位置決め基準とすることが好ましく、この状態で冷却手段により第１の凍結媒体４を凝固させ、これを介してワーク１を第１の治具２に固定する。
そして、その第１の治具２を加工機械たとえばクリープ研削盤Ｍのテーブルに搭載し、（ｄ）のようにワーク１の梁部分ｆｃの底面すなわち第１面１ａを研削し、肉厚ｔをｔ’に加工する。
【００４７】
この加工後、第１の治具２を加工機械から外し、加工済の面（第１面）１ａを清浄化する。そして、この加工面又は／及び第２の治具３の固定用面３ａに第２の凍結媒体５たとえばシリコーンオイルに骨材を添加混合したものを塗布し、第２の治具３をワーク１の第１面１ａに重ねてアッセンブリとし、この状態で全体を反転しあるいは反転しないで冷却手段の冷却面を第２の治具３に接触させ、冷却して（ｅ）のように第２の治具３にワーク１の第１面１ａを凍結固定する。
【００４８】
そして次に、第１の治具２と第３の治具３のワークに対する接着強度差を利用して第１の治具２を離脱させる。この離脱は、偏荷重がかからないように、第１の治具２の両側をクランプして振動を与えながら水平に持ち上げたり、第１の治具２または第２の治具３の固定用面縁部にたとえばジャッキ用ボルトを螺合しておいてそのボルトを回転して突出させて相手方治具を離間方向に押圧したり、さらには第１の治具２に瞬間的に熱を加えるなど任意の方法で行なえばよい。
第１の治具２を離脱を確実にするには、第１の凍結媒体４と第２の凍結媒体５の接着強度差が３倍以上と大きいものを使用し、さらに要すれば第２の治具３として前述したような固定用面３ａの面粗度の粗いものあるいは多孔性補助材７を使用したり、あるいは（ｇ）に示すようなワーク１の梁部分ｆｃを受け入れるような溝付きの固定用面３ａ’としたりすればよい。
【００４９】
前記作業でワーク１は第２の治具３に反転固定状態で移し替えられたことになるので、（ｆ）のように第２の治具３を再び加工機械Ｍのテーブルに搭載し、ワーク１の第２面すなわち両側と中央の足ｆａ，ｆｂの端面１ｂを平らに研削し、かつギャップ加工を行なう。
この加工は任意であり、成形砥石でなく、平面研削砥石を使用しＮＣプログララムによって平面研削モードとクリープ溝研削モードを組み合わせてもよい。
あとは第２の治具３を加工機械から取外し、第２の凍結媒体５を溶解すればよく、これにより（ｂ）のようにギャップを有ししかも梁部分の肉厚が薄い目的製品１’が得られる。
なお、前記ワーク１の第２面の加工に際して、両側と中央の足ｆａ，ｆｂの間のすき間を凍結媒体４または５で埋めることも好適であり、これによる補強効果で精度のよいギャップ加工を行なえる。
【００５０】
前記Ｅ型コアの加工は、必ずしも図２０の態様に限定されず、先にギャップ加工を行い、次いで梁部分の肉厚減少加工を行なってもよい。
図２１はこの例を示しており、（ａ）のように第１の治具２に第１の凍結媒体４を介してワーク１の梁部分ｆｃの底面（第２面）１ｂを凍結固定して、加工機械Ｍに搭載し、両側と中央の足ｆａ，ｆｂの端面（第１面）１ａを平らに研削し、かつギャップ加工を行なう。
次いで、第１の治具２を機外に取出し、第１面１ａを清浄化し、第２の凍結媒体５たとえばシリコーンオイルに骨材を添加混合したものを塗布し、第２の治具３をワーク１の第１面１ａに重ねてアッセンブリとし、この状態で全体を反転しあるいは反転しないで冷却手段の冷却面を第２の治具３に接触させ、冷却して（ｂ）のように第２の治具３にワーク１の第１面１ａを凍結固定する。
【００５１】
この場合、第２の治具３として、ワーク１の両側と中央の足ｆａ，ｆｂを受け入れられる溝付き固定用面３ａ’を有するものを使用する。梁部分ｆｃの上面ｆｄが位置決め基準となる。そして、第１の治具２と第３の治具３のワークに対する接着強度差を利用して仮想線で示すように第１の治具２を梁部分ｆｃの底面（第２面）１ｂから離脱させる。
これで移し替えが終わるので、あとは（ｃ）のように第２の治具３を再び加工機械Ｍのテーブルに搭載し、梁部分ｆｃの底面（第２面）１ｂを所要厚さｔ’になるまで研削加工すればよい。
他の詳細な点は、図２０の説明を援用する。いずれにしても本発明を適用することで従来不可能視されていた小型なＥ型コアをすぐれた作業性と高い能率で製作することができる大きなメリットが得られる。
【００５２】
なお、第１の凍結媒体と第２の凍結媒体の接着強度が異なるケースとして、精製度合いの相違に起因する場合があり、これも本発明に含まれる。
本発明はまた、第１発明の各態様を併用する場合を含んでいることはもとよりである。たとえば治具として図１０のような面粗度の異なるものを使用し、さらに多孔性補助材を使用することも含まれる。
また、本発明は第１の治具と第２の治具のワーク固定用面の面粗度を利用して接着強度に差を持たせるが、その態様として、ワーク固定用面の面粗度を同等にし、治具の材質たとえば鋼、アルミニウム、銅などを代える場合も含まれる。
また、本発明の応用として、面粗度の粗い治具の使用や凍結媒体を含浸させた多孔性補助材の使用は、逐次加工でない場合のワーク強力固定法ないし固定手段として有効である。
【００５３】
なお、凍結媒体としてシリコーンオイルあるいはこれを主成分とするものを使用したときには数々の利点がある。すなわち、氷の凍結方式では、実際上は−１０℃以下にしないと十分な固定力が発揮されないため、装置的に−１０℃以下の冷凍能力のある装置を必要とするが、シリコーンオイルは、水の凝固点よりも凝固点が高く、０℃以上の温度でもワークを固定用面に安定的に固定化しておくことができるので、加工液で代表される流体による冷却作用でも凍結固定を維持することができる。
このことから、特別な冷却装置は不要となるので装置コストが極めて安価となり、ワーク１を治具２，３に固定させるための冷却手段としては、水で代表される流体による通水方式のもの、冷却エアなどの低温流体でワークおよび治具を直接あるいは間接的に冷却する方式などでよいことになる。
【００５４】
さらにまた、加工機械Ｍに治具２，３を固定する手段として、ボルト式や爪式などの機械的なチャック、真空チャック、マグネットチャックで代表される汎用のチャックを使用できるため、装置を極めて単純で安価なものとすることができる。また、加工後の製品の治具３からの脱離も極めて簡単で、能率よく行うことができる。
また、凍結媒体としてシリコーンオイルあるいはこれを主成分の凝固温度が高いため、第１の治具２から第２の治具３への移し替え作業（ワークの加工済み面のクリーニング、凍結媒体の塗布、アッセンブリ化）が数分間でできることとあいまって、作業室温が通常２８℃以下であれば凍結媒体が溶解する心配はほとんどないので、冷却手段を特に要しない利点がある。
【００５５】
【実施例】
次に本発明の実施例を示す。
実施例１
第１発明の第１態様によりワークの２面加工を行なった。
ワークは１０ｍｍ×１０ｍｍ×２ｍｍのフェライト板であり、この両面を研削加工して１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．８ｍｍの製品とする加工である。
この加工に際して、第１と第２の治具として材質が焼入れ鋼、固定用面の寸法が１５０×１５０ｍｍのものを用いた。
第１の接着媒体としては、環状メチルポリシロキサンの低分子シリコーンオイルを使用した。この接着媒体の特性は、無色透明の液体で、粘度（２５℃）が２．４cSt(m²/S)、凝固点１７℃、屈折率（２５℃）が１．３９４、表面張力１９．０{1.90}dyn/cm{MN/cm}、比重０．９５（２５℃）である。
【００５６】
この第１の接着媒体を第１の治具の固定用面に約２μmの厚さに塗布し、この上にワークを１５０枚配列し、この状態で治具を冷却水循環式の冷却盤に搭載して、固定用面を２℃に冷却した。前記温度に到達した瞬間、第１の接着媒体は凝固し、ワークの第２面が接着固定された。その接着強度（せん断方向）を測定したところ、８kg／cm²であった。
加工機械としては回転マグネットテーブルを備えたロータリ研削盤を使用した。工具としてはレジノイドボンドダイヤモンド研削砥石(粒度#400)、４００mmφを使用し、加工条件は、砥石回転速度:１５００rpm、テーブル回転速度:２０ｒｐｍ、切込み速度０．０８mm/rev、加工モード:プランジ加工、ダウンカットとした。
前記テーブルに第１の治具５枚を載せてチャッキングし、界面活性剤と鉱油と水とを配合したエマルジョンタイプの加工液を約３℃に冷却したクーラント液を、砥石ヘッドの中心軸に沿って砥石に通じる給水路を通して砥石内側に約２００cc/min供給した。クーラント液は砥石の回転による遠心力で悲惨噴霧され、ワークと砥石の接触部位、ワーク、治具に供給された。なお、作業環境温度は２５℃であった。
【００５７】
この結果、ワークは第１の治具固定用面に固定され状態に保持され、厚さ１．５ｍｍまで研削された。加工後、加工液の供給を停止し、第１の治具を加工機械から離脱し、第１の接着媒体の凍結を維持させながら第１面の汚れをクリーニングし、水分を完全に除去した。
そして、ワークの第１面に第２の凍結媒体を塗布した。第２の凍結媒体は前記第１の凍結媒体に骨材として、平均粒径が３０μmの小麦粉を５０ｗｔ％添加し、均一に混合したクリーム状のものを使用した。
この状態で第２の治具を前記ワークの第１面に重ね、全体を反転して第２の治具を冷却盤の冷却面に接触させ、２℃に冷却した。これにより第２の凍結媒体は凝固し、ワークの第１面は第２の治具に強固に接着固定された。この段階で接着強度を測定したところ２８kg／cm²であった。
【００５８】
次いで、積層固定状態にあるアッセンブリの第１の治具と第２の治具との間に棒状の工具を挿入し、加力した。その結果、接着強度の差異により、第１の治具とワーク第２面を接着している第１の凍結媒体の接合が破壊され、第１の治具が分離され、ワークの第１面は第２の凍結媒体の接着力によりしっかりと第２の治具に固定されたままだった。
ついで、第２の治具を前記加工機械に搭載し、同条件により第２面の研削を行なった。これにより、ワークは厚さが０．８ｍｍに研削された。
加工後は、第２の治具を加工機械から取外し、２５℃の水に漬けることにより第２の凍結媒体は溶解して凍結が解除され、製品が得られた。同時に凍結媒体は溶解して温水表面に浮上し、回収された。
比較のため、第１の治具に第１の凍結媒体でワークを固定して前記条件で研削を行ったのち、第１の凍結媒体を解凍してワークと治具を分離、洗浄、乾燥し、再度ワークを第１の凍結媒体を塗布した第２の治具に載せ、整列させて凍結させ、ワーク第２面を研削し、製品を得た。その結果、この方法に比べ、本発明はトータル時間が約１／２０、コストが約１／５に削減されることがわかった。
【００５９】
なお、第１凍結媒体として、粘度（２５℃）が２．５cSt(m²/S)、凝固点が１０℃の他の特性が第１実施例と同じ低分子シリコーンオイルを使用し、第２凍結媒体としてこのシリコーンオイルに第１実施例と同じ骨材を同じ添加量で添加したものを使用し、治具の冷却温度を１℃とするほか前記条件と同一にして加工を行なってみた。
その結果、やはりワークの移し替えを簡単かつ短時間で行なえ、厚さが０．８ｍｍの精度のよい製品を得ることができた。
【００６０】
実施例２
第１の凍結媒体として水を使用し、第２の凍結媒体として実施例１と同じものを使用し、実施例１と同じワークの両面研削加工を行なった。
第１媒体（水）を治具に塗布し、冷却手段として熱電素子を利用した凍結チャック装置を使用し、ワークを配列した治具を−１０℃に冷却し、水を凍結してワークを固定させた。この状態の接着強度は１８kg/cm²であった。
加工液との接触による氷の溶解を防止するため、第１の凍結媒体の上に第１の凍結媒体を塗って保護膜を作り、この処理後、治具を加工機械のテーブル上に搭載した前記冷却手段（凍結チャック装置）に取り付け、治具固定用面温度を−１０℃を維持しつつ第１面の研削を行なった後、外部に治具ごと取り出して第１面を清浄化し、実施例１と同じように第２の凍結媒体を塗布した第２の治具を重ね、前記凍結チャック装置にて−５℃に冷却し、第２の治具をワークに凍結固定した。この冷却温度は第１媒体として水を使用したことによる。
【００６１】
ついで、積層固定状態にあるアッセンブリの第１の治具と第２の治具との間に棒状の工具を挿入し、加力した。それにより第１の治具はきれいにワークから離脱され、第２の治具はワークをしっかりと不動に固定した状態のまま残された。
第２の治具を加工機械のテーブル上に搭載した前記冷却手段（凍結チャック装置）に取り付け、治具固定用面温度を２℃に維持して第２面の研削加工を行なった。その結果、ワークは厚さ０．８ｍｍに精度よく研削された。
【００６２】
実施例３
第１の凍結媒体として、第１実施例のシリコーンオイルと小麦粉を重量比で６：４となるように添加混合したものを使用し、第２凍結媒体として第１実施例のシリコーンオイルと小麦粉を重量比で４：６となるように添加混合したものを使用した。第１凍結媒体の性状はクリーム状、第２凍結媒体の性状はペースト状であった。
ワーク、治具、加工法、加工条件等は第１実施例と同じにして行なった。
第１凍結媒体による接着強度は２２kg/cm²、第２凍結媒体による接着強度は３５kg/cm²であった。
その結果、ワークの凍結を解除して治具から取り外す要なく、容易な移し替えと０．８ｍｍへの高精度な両面研削加工を行なうことができた。
【００６３】
実施例４
第１の凍結媒体として、第１実施例のシリコーンオイルと小麦粉を重量比で５：５となるように添加混合したものを使用し、第２凍結媒体として第１実施例のシリコーンオイルと粒径１０μm以内のアルミナ粉を重量比５：５となるように添加混合したものを使用した。
第１凍結媒体と第２凍結媒体の性状はいずれもクリーム状であった。
ワーク、治具、加工法、加工条件等は第１実施例と同じにして行なった。
第１凍結媒体による接着強度は２８kg/cm²、第２凍結媒体による接着強度は４３kg/cm²であった。
この結果、ワークの凍結を解除して治具から取り外す要なく、容易な移し替えと０．８ｍｍへの高精度な両面研削加工を行なうことができた。
【００６４】
実施例５
第１の治具として材質焼入れ鋼、固定用面の面粗度０．０５Ｓのものを使用し、第２の治具として、材質焼入れ鋼で固定用面をサンドブラストにより面粗度０．１Ｓにしたものを使用し、共通の凍結媒体として第１実施例の第１凍結媒体と同じものを使用し、第１実施例とワーク、加工法、加工条件等を同じにして両面研削加工を行なった。
第１の治具による接着強度は１２kg/cm²、第２の治具による接着強度は１７kg/cm²であった。この相違は、同一の凍結媒体を用いていることから、治具の表面粗さによる投錨効果によるものであることが確認された。
この実施例においても、ワークの凍結を解除して治具から取り外す要なく、容易な移し替えと０．８ｍｍへの高精度な両面研削加工を行なうことができた。
【００６５】
実施例６
多孔性補助材として市販のテッシュペーパーと同じ材質で、寸法が２００×２００×０．０４ｍｍの紙を使用した。凍結媒体としては第１実施例の第１凍結媒体と同じものを使用し、第１実施例とワーク、治具、加工法、加工条件等を同じにして厚さ０．５ｍｍへの両面研削加工を行なった。
前記多孔性補助材に凍結媒体を８ｃｃ噴霧し、全体を湿潤させた。この状態で２０℃に保持しておき、ワークの第１面の加工完了を見計らって第２の治具の固定用面上に載せ、清浄化したワーク第１面を前記凍結媒体含浸済みの多孔性補助材の上に載せ、実施例１と同じように第２の治具を冷却し、凍結媒体を凍結した。それにより多孔性補助材は第２の治具の固定用面およびワーク第１面に強固に接合された。
【００６６】
第１の治具の凍結媒体によるワーク接着強度は８kg/cm²、多孔性補助材を用いたワーク接着強度は、表面粗さと投錨効果により１２kg/cm²と高かった。
この実施例においても、ワークの凍結を解除して治具から取り外す要なく、容易な移し替えと０．５ｍｍへの両面研削加工を行なうことができた。
さらに、多孔性補助材として手ぬぐいに使用されている木綿布を使用したところ、そのワーク接着強度は、１７kg/cm²とさらに高かった。
【００６７】
実施例６
本発明を適用してアルチック材の磁気ヘッド用素材（２００ｍｍφ、厚さ１．７ｍｍ）から多数のヘッド部品を切断加工した。
第１の治具に第１の凍結媒体として実施例１のシリコーンオイルを塗布し、ワークを載せて０℃に冷却することにより凍結固定し、ついで、スライシンクマシンのテーブルに第１の治具を載せ、ワークの下面に０．１ｍｍの肉厚を残すように切断砥石でワーク上面より１．６ｍｍの溝を切込んだ。
ワーク全面に溝加工を行なった後、第１の治具をテーブルから取外し、ワークの加工済み面を圧縮エアでブローして汚れと水分を除去し、第２の治具の固定用面に第１実施例のシリコーンオイルと小麦粉を５：５の比率で混合した第２の凍結媒体を塗布し、第２の治具を加工済み面に重ね、反転して第１実施例と同じく冷却手段により第２の凍結媒体を凍結させた後、第１の治具と第２の治具間に棒状工具を差し込んでこじることにより第１の治具をワークから剥脱させた。
ワークを固定している第２の治具を平面研削盤のテーブルに搭載し、平面トラバース研削によりワークの未加工面を０．１ｍｍ研削除去した。
この加工後、２５℃の水をワークにかけると第２の凍結媒体は溶解し、ワークは溝ごとにバラバラとなって厚さ０．２ｍｍ、高さ１．６ｍｍの多数の製品が同時に得られた。
【００６８】
実施例７
本発明によりＥ型フェライトコアの中足ギャップ加工と梁部分薄肉化加工を行なった。
ワークは全高が７ｍｍ、全幅が１５ｍｍであり、このワークの中足を両側足に対し０．５ｍｍ削ってギャップを形成し、また梁部分の厚さｔ２ｍｍを厚さｔ’０．８ｍｍにする。
第１の治具として両側足と中足とをゆとりを持ってはめうる形状の溝を形成したものを使用し、第１の凍結媒体として第１実施例のシリコーンオイルを使用し、両側足と中足を溝に挿入して、ワークを載せて２℃に冷却することにより凍結固定した。各ワークは紙面に対し前後方向で相互に密接するように３０枚並べた。
この第１の治具を平面研削盤のテーブルに固定し、レジノイドボンドダイヤモンド研削砥石（粒度＃４００）を使用し、砥石回転速度２７００rpm、テーブル送り速度９０００mm/minで梁部分の底面を研削した。
【００６９】
加工後、第１の治具を機外に取出し、エアブローにて水分、切粉などを除去した。第２の治具として梁部分の底面と側面をはめうる凹部を形成したものを使用し、第２の凍結媒体として第１実施例のシリコーンオイルと小麦粉を５：５の比率で混合したものを第２の治具に塗布し、第２の治具を加工済みの梁部分の底面に重ね、全体を反転して第１実施例と同じく冷却手段により第２の凍結媒体を凍結させた後、第１の治具全体を４方向から同時に加力して第１の治具をワークから剥脱させた。その後、両側足と中足との間に第２の凍結媒体を充填し冷却して凍結させた。
第２の治具を平面研削盤のテーブルに固定し、成形砥石を使用し、テーブル送り速度９００ｍｍにして、両側足と中足の端面を０．１ｍｍ研削し、次いで中足をクリープ研削した。
この結果、仕様通りのギャップと薄肉梁部分を有する精度のよいＥ型コアが得られた。
また、図２２に示す逆の加工順による手法も実験したが、この方法でも仕様通りのギャップと薄肉梁部分を有する精度のよいＥ型コアを製造できることが確認された。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明した本発明の請求項１によるときには、ワークの複数面を凍結加工法により加工する場合に治具に凍結固定されているワークを解凍することなく他の治具に移し替えることができ、この作業の手間と時間を大幅に削減し、加工能率を大幅に向上することができるというすぐれた効果が得られる。
請求項２によれば、接着強度の異なる第１と第２の凍結媒体を使用するので、治具へのワーク移し替えを簡単確実に行なえるとともに、治具としては同じものを使用できるので経済的であるというすぐれた効果が得られる。
請求項３によれば、ワーク固定面の面粗さの異なる２種の治具を使用するので、投錨効果により固定が確実で、治具へのワーク移し替えを簡単確実に行なえるとともに、凍結媒体は共通のものを使用できるので経済的であるというすぐれた効果が得られる。
【００７１】
請求項４によれば、凍結媒体を含浸させた多孔性補助材を使用するので、投錨効果により固定が確実で、治具へのワーク移し替えを簡単確実に行なえるとともに、治具および凍結媒体は共通のものを使用できるので経済的であるというすぐれた効果が得られる。
請求項５ないし７によれば、簡単な構造によりワークの複数面を凍結加工法により加工する場合に治具に凍結固定されているワークを解凍することなく他の治具に移し替えることができ、この作業の手間と時間を大幅に削減し、加工能率を大幅に向上することができるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１発明の第１態様に用いる手段と第２発明を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は第１発明の第１態様における第１の治具へワークを凍結固定する工程を示す側面図、（ｂ）は同じくその部分拡大図である。
【図３】第１発明の第１態様におけるワーク加工状態を模式的に示す正面図である。
【図４】（ａ）と（ｂ）はワークの第１面の加工後、ワークの第２面へ第２の治具を凍結固定するための準備段階を示す斜視図、（ｃ）はワークの第２面へ第２の治具を配置した状態の側面図、（ｄ）はその部分的拡大図である。
【図５】ワークの第２面へ第２の治具を凍結固定している状態を示す側面図である。
【図６】（ａ）は第１の治具をワークから分離させる工程の例を示す側面図、（ｂ）はワーク移し替え完了状態の側面図である。
【図７】（ａ）はワーク移し替えた第２の治具による加工状態を模式的に示す側面図、（ｂ）は２面加工された製品の斜視図である。
【図８】（ａ）と（ｂ）は本発明における凍結媒体の使用状態例を示す部分的断面図である。
【図９】（ａ）と（ｂ）は本発明のおける接着強度の異なる凍結媒体の他の例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１発明の第２態様と第３発明の装置を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は第１発明の第２態様において、第１の治具にワークの第１面を凍結固定している状態を示す側面図、（ｂ）は第１面を加工している状態を示す側面図である。
【図１２】（ａ）は第１面を加工後、ワークの第２面へ第２の治具を凍結固定するための準備段階を示す斜視図、（ｂ）はワークの第２面へ第２の治具を配置した状態の側面図、（ｃ）はその部分的拡大図である。
【図１３】（ａ）は第１の治具をワークから分離させる工程の例を示す側面図、（ｂ）はワーク移し替えた第２の治具による加工状態を模式的に示す側面図である。
【図１４】第１発明の第３態様と第４発明の固定装置を示す斜視図である。
【図１５】（ａ）は第１の治具にワークの第１面を固定した状態の斜視図、（ｂ）は加工状態を示す正面図である。
【図１６】（ａ）は多孔性補助材の模式的断面図、（ｂ）は多孔性補助材を第２の治具に取り付ける状態を示す斜視図、（ｃ）はワークの第２面に第２の治具を配置する段階を示す斜視図、（ｄ）は第２の治具をワークの第２面に凍結固定させた状態を示す側面図である。
【図１７】（ａ）は第１の治具をワークから分離させる工程の例を示す側面図、（ｂ）はワーク移し替えた第２の治具による加工状態を模式的に示す側面図である。
【図１８】（ａ）は第１発明の第４態様と第４発明の固定装置を示す斜視図、（ｂ）はワークの第１面を加工している状態の側面図、（ｃ）はワークの第２面に第２の治具を配置し、凍結固定させた状態を示す側面図である。
【図１９】本発明による加工例を示すもので、（ａ）は第１の治具を使用した第１の加工状態を模式的に示す側面図、（ｂ）はワークの第２面に第２の治具を重ねて凍結固定させた状態を模式的に示す側面図、（ｃ）は第１の治具をワークから分離させた状態を模式的に示す側面図、（ｄ）は第２の治具を使用して第２の加工を行なっている状態を模式的に示す側面図、（ｅ）は得られた製品の斜視図である。
【図２０】本発明による別の加工例を示すもので、（ａ）はワークの状態を示す正面図、（ｂ）は製品の状態を示す正面図、（ｃ）は第１の治具と第１凍結媒体を使用してワークを凍結固定している状態を模式的に示す断面図、（ｄ）は加工状態を模式的に示す断面図、（ｅ）はワークの第２面へ第２の凍結媒体を介して第２の治具を配したアッセンブリを冷却により凍結固定している状態を示す模式的断面図、（ｆ）は第１の治具をワークから分離させた後、第２の治具により第２の加工を行なっている状態を模式的に示す断面図、（ｇ）は第２の治具の別の例を示す要部断面図である。
【図２１】本発明による別の加工例の別態様を示すもので、（ａ）は第１の治具と第１凍結媒体を使用してワークを凍結固定したものを加工している状態の模式的断面図、（ｂ）はワークの第２面へ第２の凍結媒体を介して第２の治具を配したアッセンブリを冷却により凍結固定している状態を示す模式的断面図、（ｃ）は第１の治具をワークから分離させた後、第２の治具により第２の加工を行なっている状態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１ワーク
１ａ第１面
１ｂ第２面
２第１の治具
３第２の治具
４第１の凍結媒体
５第２の凍結媒体
６凍結媒体
７多孔性補助材

Claims

ワークの複数面を逐次加工するにあたり、ワークを凍結媒体により第１の治具上に固定して加工を行った後、ワークの非固定面に第２の治具を前記凍結媒体によるよりも接着強度を強くして凍結媒体により固定し、接着強度差により第１の治具とワークとの接着を解除して第１の治具をワークから離脱させることにより第２の治具へのワークの移し替えを行ない、第２の治具上のワークを加工することを特徴とする凍結式ワーク加工法。
接着強度の異なる第１と第２の凍結媒体を使用し、ワークを相対的に接着強度の弱い第１の凍結媒体により第１の治具上に固定して加工を行った後、第１の接着媒体よりも相対的に接着強度の強い第２の接着媒体によりワークの非固定面に第２の治具を固定する請求項１に記載の凍結式ワーク加工法。
ワーク固定面の面粗さの異なる２種の治具を使用し、ワークを面粗さが相対的に小さい第１の治具上に凍結媒体により固定して加工を行った後、面粗さが第１の治具よりも相対的に大きい第２の治具に凍結媒体によりワークの非固定面を固定する請求項１に記載の凍結式ワーク加工法。
凍結媒体を含浸させた多孔性補助材を使用し、第１の治具にワークを凍結媒体により固定して加工を行なった後、前記凍結媒体含浸多孔性補助材を第２の治具上に配し、冷却により第２の治具に貼り付けるとともにワークの非固定面を凍結固定する請求項１に記載の凍結式ワーク加工法。
ワークのある面を接着固定すべき第１の治具と、ワークのある面と異なる他の面を固定すべき第２の治具と、第１の治具にワークを接着させるための第１の凍結媒体と、第２の治具にワークを固定するための第１の凍結媒体よりも相対的に接着強度の高い第２の凍結媒体とからなることを特徴とするワークの複数面を逐次加工のためのワーク固定装置。
ワークのある面を接着固定すべき第１の治具と、ワークの他の面を固定すべき第２の治具と、第１の治具にワークを接着させるための凍結媒体と、第２の治具にワークを固定するための凍結媒体とからなり、かつ前記第２の治具が第１の治具よりもワーク固定面の表面粗さが相対的に大であることを特徴とするワークの複数面を逐次加工のためのワーク固定装置。
ワークのある面を接着固定すべき第１の治具と、ワークの他の面を固定すべき第２の治具と、第１の治具にワークを接着させるための凍結媒体と、第２の治具にワークの他の面を固定するための凍結媒体を含浸させた多孔性補助材とからなることを特徴とするワークの複数面を逐次加工のためのワーク固定装置。
凍結媒体が水、シリコーンオイルで代表される高分子系凝固剤、前記高分子系凝固剤に粉末状骨材を添加したもののいずれかである請求項１ないし７のいずれかに記載の凍結式ワーク加工法またはワーク固定装置。