JP7382805B2 - 加工装置および中空ワークの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、加工装置および中空ワークの製造方法に関する。

中空の金属部品の内径部を研磨または研削する手法として、金属部品の内径部に砥粒を付したワイヤを通し、金属部品とワイヤとを相対移動させることにより、金属部品の内径部を研磨または研削する手法がある。

特許文献１には、中空の金属部品であるフェルール内にワイヤを挿通した状態で、回転機構によりフェルールをその軸心または軸心と平行な軸線を中心に回転させるとともに、往復運動機構によりワイヤをその長さ方向へ運動させる装置が開示されている。また、同文献には、この装置において、密着機構によりワイヤをフェルールの内周面と密着する方向に移動させ、あるいは振動機構によりワイヤをフェルールの内周面に接触する位置と、内周面から離間する位置との間で振動させて、フェルールの内周面を研削することが開示されている。

特開２００３－１７０３３７号公報

上記の手法により金属部品の内径部を研磨または研削するには、加工対象の金属部品（以下、ワーク）の内径部にワイヤを挿入する必要がある。しかし、ワイヤは撓んだり曲がったりし易いため、ワークを装置にセットする操作や、ワークの内径部にワイヤを挿入する操作を機械的に行うことが困難であった。

本発明は、中空のワークの内径部を研磨または研削するワイヤがワークから離れた状態のときに撓んだり曲がったりすることを抑制し、ワイヤをワークの内径部に挿入する操作の困難さを低減することを目的とする。

上記の目的を達成する本発明は、中空であるワークの内径を研磨または研削する装置であって、ワークの内径に挿入されるワイヤと、ワイヤの一端を固定する第１チャックと、ワイヤの他端を固定するとともに、ワークの入替えの際にはワイヤの固定を解除する第２チャックと、ワイヤを把持してこのワイヤをワークに対して相対移動させることにより、ワークの内径からワイヤの引き抜き、およびワークの内径にワイヤの挿入、を行なう把持部と、ワークと、ワークの内径に挿入され第１チャックおよび第２チャックに固定されたワイヤと、を相対移動させることにより、ワークの内径を研磨または研削する研磨・研削手段と、を有することを特徴とする装置である。
より好ましくは、この装置は、第２チャックによる固定が解除されたワイヤがワークの内径から外れた状態のときに、ワイヤの他端の側を保持する保持部を更に備える。
さらに好ましくは、この装置は、把持部によりワイヤをワークの内径に挿入し、ワイヤの他端を第２チャックに固定させる際、第２チャックにワイヤを導く第２保持部を更に備える。
また上記の目的を達成する本発明は、中空であるワークの内径を研磨または研削する装置であって、ワークの内径に挿入されるワイヤと、ワイヤの一端を固定する第１チャックと、ワイヤの他端を固定するとともに、ワークの入替えの際にはワイヤの固定を解除する第２チャックと、ワークと、ワークの内径に挿入され第１チャックおよび第２チャックに固定されたワイヤと、を相対移動させることにより、ワークの内径を研磨または研削する研磨・研削手段と、第２チャックによる固定が解除されたワイヤがワークの内径から外れた状態のときに、ワイヤの他端の側を保持する保持部と、を有することを特徴とする装置である。
より好ましくは、この装置は、保持部よりも第１チャック側に設けられ、ワイヤの姿勢を整える構造部を更に備える。
さらに好ましくは、この装置は、構造部よりも第１チャック側に設けられ、ワイヤを把持して第１チャックとともにワークに対して相対移動することにより、ワークの内径からワイヤの引き抜き、およびワークの内径にワイヤの挿入、を行なう把持部を更に備える。
また、より詳細には、この把持部は、ワークの内径からワイヤを引き抜く際およびワークの内径にワイヤを挿入する際にこのワイヤを把持し、研磨・研削手段によりワークの内径を研磨または研削する際には、ワイヤの把持を行わずにワイヤから退避する。
また上記の目的を達成する本発明は、内径を研磨または研削して形成される中空ワークの製造方法であって、第１チャックにより一端が固定され他端の側が保持部によって保持されるワイヤを把持部によって把持した状態でこのワイヤを中空ワークに対して相対移動させ、中空ワークの内径にワイヤを挿入させる工程と、中空ワークの内径に挿入されたワイヤの他端を第２チャックにより固定させ、ワイヤに対する把持部の把持を解除し、第１チャックおよび第２チャックを用いてワイヤを回転させながら、ワイヤに対して中空ワークをワイヤの延びる方向に相対移動させて研磨または研削を行なう工程と、ワイヤの他端に対する第２チャックの固定の解除とワイヤの把持部による把持とを行い、把持部によって把持した状態でワイヤを中空ワークに対して相対移動させ、中空ワークの内径からワイヤを引き抜き、ワイヤと中空ワークとの相対移動を停止させてワイヤの他端の側を保持部によって保持する工程と、ワイヤが引き抜かれた中空ワークを取り出す工程と、を有することを特徴とする中空ワークの製造方法である。

本発明によれば、中空のワークの内径部を研磨または研削するワイヤがワークから離れた状態のときに撓んだり曲がったりすることを抑制し、ワイヤをワークの内径部に挿入する操作の困難さを低減することができる。

本実施形態の製造方法による加工対象のワークの形状を示す図であり、図１（Ａ）は斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩｂ－Ｉｂ断面図である。 ワイヤ内径研磨の手法を示す図である。 本実施形態においてワークに対するワイヤ内径研磨を行う装置の全体構成を示す図である。 把持部が設けられていない研磨装置において、ワークを取り外す際のワイヤの様子を示す図であり、図４（Ａ）は、第２チャックによるワイヤの固定が解除された状態を示す図であり、図４（Ｂ）は、ワイヤがワークの内径部から引き抜かれた状態を示す図であり、図４（Ｃ）は、ワイヤが大きく撓んだ状態を示す図である。 図４に示した研磨装置に把持部を設けた様子を示す図であり、図５（Ａ）は、把持部がワイヤを把持した状態を示す図であり、図５（Ｂ）は、ワイヤをワークの内径部に挿入した状態を示す図である。 図５に示した研磨装置に支持部、第１保持部および第２保持部を設けた様子を示す図であり、図６（Ａ）は、ワイヤをワークから抜いた状態を示す図であり、図６（Ｂ）は、ワイヤをワークの内径部に挿入した状態を示す図である。 図６（Ａ）の部分拡大図である。 支持部の構成を示す図である。 本実施形態においてワークを交換する際の動作を示す図であり、図９（Ａ）は、ワークがセットされた状態を示す図であり、図９（Ｂ）は、ワイヤがワークから引き抜かれた状態を示す図であり、図９（Ｃ）は、ワークが取り外された状態を示す図であり、図９（Ｄ）は、新たなワークが装着された状態を示す図であり、図９（Ｅ）は、装着されたワークにワイヤを挿入した状態を示す図である。 ワークを交換する際の動作の他の例を示す図であり、図１０（Ａ）は、ワークがセットされた状態を示す図であり、図１０（Ｂ）は、第２チャックが取り外された状態を示す図であり、図１０（Ｃ）は、ワークからワイヤが抜かれた状態を示す図であり、図１０（Ｄ）は、ワークが取り外された状態を示す図であり、図１０（Ｅ）は、新たなワークが装着された状態を示す図であり、図１０（Ｆ）は、ワークにワイヤが挿入された状態を示す図であり、図１０（Ｇ）は、第２チャックがワイヤを固定した状態を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜加工対象のワーク＞
図１は、本実施形態の製造方法による加工対象のワークの形状を示す図である。図１（Ａ）は斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩｂ－Ｉｂ断面図である。ワーク１０は、貫通孔が開けられた中空の筒状の部材である。ワーク１０を端面側から見た形状は円形であり、孔の内側の面である内径部１１とワーク１０の外径部とが同心円をなす。すなわち、端面は円環形状である。図１に示すワーク１０の形状は例示であり、本実施形態による加工対象となるワーク１０の形状は図１に示すものに限定されない。また、ワーク１０を加工する際には、複数のワーク１０を、内径部１１の円の中心を揃えて連ね、この内径部１１の中心が並ぶ軸（以下、中心軸）の方向に延びる中空の棒状部材のように扱い、同一工程にて複数のワーク１０の内径部１１に対する加工を実施しても良い。

＜内径研磨＞
次に、本実施形態により実施されるワーク１０に対する加工について説明する。本実施形態では、ワーク１０の内径部１１に対する加工として研磨または研削を行う。以下の説明では、研磨と研削とを特に区別せず、「研磨」と呼ぶ。本実施形態におけるワーク１０の内径部１１に対する研磨手法であるワイヤ内径研磨を説明する。ワイヤ内径研磨は、遊離砥粒による金属塑性変形破壊機構による研磨である。ワイヤ内径研磨では、ワーク１０に対し、外径部や端面を基準とせずに内径部１１の研磨が行われる。

図２は、ワイヤ内径研磨の手法を示す図である。ワイヤ内径研磨では、ワーク１０の孔にワイヤ２０が通される。ワイヤ２０には、砥粒２１を混入したスラリー（砥粒スラリー）が塗布されている。このため、ワイヤ２０をワーク１０の内径部１１に押し当て、内径部１１を摺るようにワイヤ２０（またはワーク１０）を動かすことにより、ワイヤ２０と内径部１１との間に挟み込まれた砥粒２１（遊離砥粒）により内径部１１が研磨される。図２に示す例では、ワイヤ２０を回転させながらワーク１０をワイヤ２０に沿って動かしている（図２の矢印参照）。

＜装置の全体構成＞
図３は、本実施形態においてワーク１０に対するワイヤ内径研磨を行う装置の全体構成を示す図である。研磨装置１は、ワイヤ２０と、第１チャック３０および第２チャック４０と、移動台（トラバース）５０と、第１保持部５１および第２保持部５２と、把持部６０と、支持部７０とを備える。

ワイヤ２０は、ワーク１０の内径部１１に挿入され、貫通して、ワーク１０に対して相対移動することにより、ワーク１０の内径部１１を研磨する。ワイヤ２０には、図２を参照して説明したように、ワーク１０の内径部１１を研磨するための砥粒２１を混入したスラリーが塗布されている。

第１チャック３０は、ワイヤ２０の一端を固定する。第２チャック４０は、ワイヤ２０の他端を固定する。ワイヤ２０がワーク１０を貫通した状態で、第１チャック３０および第２チャック４０によりワイヤ２０の両端が固定されることにより、ワイヤ２０がワーク１０の内径部１１を研磨可能な状態となる。この状態をワーク１０が研磨装置１にセットされた状態と呼ぶ。ワーク１０が研磨装置１にセットされた状態でワイヤ２０とワーク１０とが相対移動することにより、ワーク１０を貫通したワイヤ２０によりワーク１０の内径部１１が研磨される。

ワーク１０を研磨可能な状態にセットするためには、ワイヤ２０を、一方の端からワーク１０の内径部１１へ挿入することが必要である。また、研磨が済んだワーク１０を研磨装置１から取り外すには、ワイヤ２０をワーク１０の内径部１１から抜き取ることが必要である。そのため、ワーク１０を研磨装置１にセットする際および研磨済みのワーク１０を研磨装置１から取り外す際は、第１チャック３０および第２チャック４０の少なくとも一方において、ワイヤ２０の固定を解除する。本実施形態では、第２チャック４０によるワイヤ２０の固定が解除されるものとする。

移動台５０は、ワーク１０をセットした状態で、ワーク１０の内径部１１を貫通して第１チャック３０および第２チャック４０に固定されたワイヤ２０に沿って移動可能に構成されている。ワーク１０をセットした移動台５０がワイヤ２０に沿って移動することで、ワーク１０の内径部１１が研磨される。また、移動台５０には、第１保持部５１、第２保持部５２および支持部７０が設けられている。移動台５０は、研磨・研削手段の一例である。

なお、本実施形態では、ワーク１０をセットした移動台５０が移動することにより、ワイヤ２０に沿ってワーク１０を移動させる構成とした。しかし、ワイヤ内径研磨は、ワーク１０の内径部１１にワイヤ２０を通した状態で、ワーク１０とワイヤ２０とが相対移動すれば良い。したがって、ワーク１０をセットした台を固定し、ワイヤ２０を固定した第１チャック３０および第２チャック４０を移動させることにより、ワーク１０に対してワイヤ２０を移動させて研磨を行う構成や、ワーク１０およびワイヤ２０の両方を移動させることにより研磨を行う構成も実現可能である。

第１保持部５１は、ワーク１０が移動台５０にセットされた状態で、ワーク１０の一端側（第１チャック３０側）に位置するように設けられている。第１保持部５１は、ワーク１０の内径部１１にワイヤ２０が挿入される際に、ワイヤ２０の先端をワーク１０の内径部１１内に誘導する。また、上述したように、研磨済みのワーク１０を新たなワーク１０に入れ替える際、ワイヤ２０がワーク１０の内径部１１から抜かれるが、このとき第１保持部５１は、ワーク１０の内径部１１から外された状態のワイヤ２０の先端を保持する。すなわち、ワイヤ２０の先端は、ワーク１０の内径部１１から外れているときでも第１保持部５１に保持され、フリーな状態（自由端）にはならない。

第１保持部５１は、ワイヤ２０の先端を保持し、ワーク１０の内径部１１に誘導するものであれば良く、その具体的な形状や構造は特に限定しない。例えば、ワーク１０の内径部１１と同形状の円形孔を有し、この円形孔が移動台５０にセットされたワーク１０の内径部１１と重なるように設けられた輪形部品としても良い。また、ワイヤ２０をワーク１０の内径部１１に挿入する際に、保持しているワイヤ２０の先端をワーク１０の内径部１１の位置に位置決めし、その他のときには退避する動的な構造を有する装置であっても良い。また、本実施形態の第１保持部５１は、移動台５０に対して固定的に設けられているが、移動台５０とは別の部品として研磨装置１に設けても良い。なお、第１保持部５１を移動台５０に対して固定的に設けた場合、第１保持部５１のワイヤ２０に接する部位が、ワーク１０の加工時に一緒に削れてしまうことが考えられる。したがって、第１保持部５１は、交換可能に設けても良い。

第２保持部５２は、ワーク１０が移動台５０にセットされた状態で、ワーク１０の他端側（第２チャック４０側）に位置するように設けられている。第２保持部５２は、ワーク１０の内径部１１を貫通したワイヤ２０の先端を受け、第２チャック４０に誘導する。第２保持部５２は、ワイヤ２０の先端を第２チャック４０に誘導することができれば良く、その具体的な形状や構造は特に限定しない。例えば、上述した第１保持部５１と同様に、ワーク１０の内径部１１と同形状の円形孔を有し、この円形孔が移動台５０にセットされたワーク１０の内径部１１と重なるように設けられた輪形部品としても良い。また、第２保持部５２は、第１保持部５１のようにワイヤ２０がワーク１０から外れた状態のときにワイヤ２０を保持するような役割はなく、ワイヤ２０を第２チャック４０に固定する際にのみ必要となる。したがって、ワイヤ２０を第２チャック４０に固定した後はワーク１０および第２チャック４０から離れるような動的な構造を有する装置であっても良い。また、第２保持部５２は、移動台５０に対して固定的に設けられているが、移動台５０とは別の部品として研磨装置１に設けても良い。なお、第２保持部５２を移動台５０に対して固定的に設けた場合、第２保持部５２のワイヤ２０に接する部位が、ワーク１０の加工時に一緒に削れてしまうことが考えられる。したがって、第２保持部５２は、交換可能に設けても良い。

把持部６０は、第１チャック３０と移動台５０との間で、ワイヤ２０が張られる位置に設けられ、ワイヤ２０を把持して支える。把持部６０には、ワイヤ２０を挟み込んで固定する爪が設けられており、この爪を締めることにより、ワイヤ２０を把持する。把持部６０は、より詳細には、ワイヤ２０の第２チャック４０側の先端から、移動台５０のワイヤ２０に沿う方向の長さよりも長い距離だけ離れた位置に設けられる。言い換えれば、把持部６０は、ワイヤ２０の先端を第２チャック４０に固定した状態で、移動台５０に当たらない位置に設けられる。

また、把持部６０は、少なくともワーク１０に対してワイヤ２０を挿入する時および抜く時は、ワイヤ２０を固定している第１チャック３０との間の距離を一定に保持する。したがって、ワイヤ２０の抜き差しのために第１チャック３０が移動する場合は、把持部６０も一緒に同じ方向へ移動する。このため、第１チャック３０と把持部６０との間において、ワイヤ２０に撓みや曲がりは生じない。

また、把持部６０は、ワイヤ２０をワーク１０に挿入し、第２チャック４０に固定した後（ワーク１０に対する加工時）には、ワイヤ２０の把持を解除し、移動台５０の移動経路上から退避する。このため、把持部６０は、ワーク１０を研磨する動作である移動台５０の移動の邪魔にならない。

支持部７０は、移動台５０に設けられており、第１保持部５１に対して把持部６０側に配置されている。支持部７０は、ワイヤ２０をワーク１０の内径部１１に挿入する際に、ワイヤ２０の先端を支持して姿勢を整え、第１保持部５１へ誘導する。すなわち、ワイヤ２０は、ワーク１０の内径部１１に挿入される際、支持部７０により支持されて第１保持部５１へ誘導され、さらに第１保持部５１により保持されてワーク１０の内径部１１へ誘導される。支持部７０は、対になったローラでワイヤ２０を挟むように構成されている。支持部７０は、構造部の一例である。支持部７０の構成の詳細については後述する。

＜把持部６０の作用＞
図４は、把持部６０が設けられていない研磨装置１において、ワーク１０を取り外す際のワイヤ２０の様子を示す図である。図４（Ａ）は、第２チャック４０によるワイヤ２０の固定が解除された状態を示す図、図４（Ｂ）は、ワイヤ２０がワーク１０の内径部１１から引き抜かれた状態を示す図、図４（Ｃ）は、ワイヤ２０が大きく撓んだ状態を示す図である。

ワーク１０の内径部１１の研磨が行われた後、研磨済みのワーク１０を研磨装置１（移動台５０）から取り外す場合、まず、第２チャック４０によるワイヤ２０の固定が解除される（図４（Ａ）参照）。次に、第１チャック３０がワイヤ２０を固定したまま第２チャック４０および移動台５０から遠ざかる方向へ移動することにより、ワーク１０からワイヤ２０が引き抜かれる（図４（Ｂ）参照）。

このとき、研磨装置１に把持部６０が存在せず、第２チャック４０およびワーク１０の内径部１１から外されたワイヤ２０が、第１チャック３０に固定されるのみであり、ワイヤ２０を拘束する構成が設けられていないと、ワイヤ２０は、自重により大きく撓んだり曲がったりしてしまう（図４（Ｃ）参照）。この状態でワーク１０が交換され、新たなワーク１０の内径部１１にワイヤ２０の先端を挿入しようとすると、ワイヤ２０の撓みや曲がりによってワイヤ２０の先端の位置とワーク１０の内径部１１の位置とが一致しないため、別途、ワイヤ２０の先端の位置決めを行うことが必要となる。したがって、ワーク１０の交換やワーク１０へのワイヤ２０の挿入を機械的に行うことは困難である。

図５は、図４に示した研磨装置１に把持部６０を設けた様子を示す図である。図５（Ａ）は、把持部６０がワイヤ２０を把持した状態を示す図、図５（Ｂ）は、ワイヤ２０をワーク１０の内径部１１に挿入した状態を示す図である。

把持部６０は、ワイヤ２０が第２チャック４０およびワーク１０から外されるときは、ワイヤ２０を爪６１の間に挟み、爪６１を締めることにより、ワイヤ２０を固定する。実際の動作では、まず、第２チャック４０がワイヤ２０を固定した状態で、把持部６０がワイヤ２０を把持する。この後、第２チャック４０がワイヤ２０の固定を解除し、第１チャック３０および把持部６０が第２チャック４０および移動台５０から遠ざかる方向へ移動することにより、ワイヤ２０がワーク１０から引き抜かれる。この構成では、把持部６０が、ワイヤ２０の先端（第２チャック４０側の端）に近い位置を把持しているため、図４（Ｃ）に示した場合のように、ワイヤ２０に大きな撓みや曲がりが生じることはない（図５（Ａ）参照）。

この状態でワーク１０が交換され、新たなワーク１０の内径部１１にワイヤ２０の先端を挿入する場合、第１チャック３０および把持部６０が第２チャック４０および移動台５０へ向かう方向へ移動することにより、ワイヤ２０がワーク１０の内径部１１に挿入される（図５（Ｂ）参照）。上述したように、把持部６０がワイヤ２０を支えており、ワイヤ２０に大きな撓みや曲がりが生じていないため、ワイヤ２０をワーク１０の内径部１１に挿入することが容易になる。

＜支持部７０、第１保持部５１および第２保持部５２の作用＞
上述したように、把持部６０が設けられると、把持部６０がワイヤ２０を把持することにより、ワイヤ２０に大きな撓みや曲がりが生じなくなる。しかしながら、図５（Ｂ）を参照してわかるように、ワイヤ２０をワーク１０に挿入する際に把持部６０がワイヤ２０を把持するため、把持部６０は、ワイヤ２０の先端から一定距離だけ離れた位置を把持する必要がある。具体的には、ワイヤ２０がワーク１０を貫通し、ワイヤ２０の先端が第２チャック４０に固定された状態で、把持部６０が移動台５０に当たらない位置であることが必要である。したがって、ワイヤ２０の先端から把持部６０が把持する位置までの長さは、移動台５０のワイヤ２０に沿う方向の長さ以上の長さとなる。これにより、ワイヤ２０がワーク１０の内径部１１から外された状態では、ワイヤ２０における把持部６０から先の部分に、把持部６０が存在しない場合ほど大きくはないが、若干の撓みや曲がりが生じ得る。このため、ワーク１０の内径部１１のサイズとワイヤ２０の太さとの関係等により、ワイヤ２０の先端をワーク１０の内径部１１に挿入する際に高い精度が求められる場合、かかる挿入を機械的に行うことは困難となる場合がある。

図６は、図５に示した研磨装置１に支持部７０、第１保持部５１および第２保持部５２を設けた様子を示す図である。図６（Ａ）は、ワイヤ２０をワーク１０から抜いた状態を示す図、図６（Ｂ）は、ワイヤ２０をワーク１０の内径部１１に挿入した状態を示す図である。

支持部７０および第１保持部５１は、移動台５０に設けられており、ワイヤ２０がワーク１０に対して抜き差しされる際にも移動しないため、移動台５０にセットされたワーク１０に対して非常に近い位置に配置することができる。このため、第１保持部５１により保持されたワイヤ２０は、問題となるような撓みや曲がりがなく、高い精度でワーク１０の内径部１１に誘導される。支持部７０を対になったローラでワイヤ２０を挟む構成としたため、対となるローラが並んで構成される支持部７０の入口が広く、ワイヤ２０の挿入が容易になる。特に、支持部７０における各ローラの回転軸を略水平とすれば、支持部７０の入口は縦方向に広がる。そのため、把持部６０から先のワイヤ２０が自重等により若干程度下方へ撓んでいても、ワイヤ２０の先端は、支持部７０のローラの間へ挿入され、第１保持部５１へ誘導される。

また本実施形態では、かかる構成において、ワイヤ２０が第２チャック４０およびワーク１０から外された場合にも、ワイヤ２０の先端が第１保持部５１に残るようにする（図６（Ａ）参照）。すなわち、第１チャック３０および把持部６０がワイヤ２０をワーク１０から引き抜く際に、ワイヤ２０の先端がワーク１０から外れて第１保持部５１に保持されている状態でワイヤ２０を引き抜く動作を停止させる。これにより、ワイヤ２０がワーク１０から外れた状態であっても、ワイヤ２０の先端付近において撓みや曲がりの無い状態が維持される。

図７は、図６（Ａ）の部分拡大図である。図７には、ワイヤ２０がワーク１０から外され、第１保持部５１に保持された状態が示されている。図７に示すように、ワイヤ２０がワーク１０から完全に抜き取られているので、移動台５０から取り外すことができる。そして、ワイヤ２０の先端は、この状態でも第１保持部５１に保持されているので、ワイヤ２０の撓みや曲がりによる変位の無い状態が維持されている。

この状態でワーク１０が交換され、新たなワーク１０の内径部１１にワイヤ２０の先端を挿入する場合、ワイヤ２０が撓みや曲がりの無い状態であるため、高い精度でワイヤ２０の先端をワーク１０の内径部１１に挿入することができる。そして、ワイヤ２０は、ワーク１０を貫通した後、第２保持部５２により第２チャック４０へ誘導される（図６（Ｂ）参照）。

＜支持部７０の構成＞
図８は、支持部７０の構成を示す図である。図８には、支持部７０に支持されたワイヤ２０が紙面に対して垂直となる向きで支持部７０を見た状態が示されている。図８に示す例では、支持部７０は、縦に並ぶ二つのローラ７０ａ、７０ｂにより構成される。ローラ７０ａ、７０ｂは、回転軸がワイヤ２０の長さ方向に対して直角である。ローラ７０ａおよびローラ７０ｂのうち少なくとも一方には、側面に、円周に沿った断面Ｖ字形状の溝（以下、Ｖ溝）が形成されたＶ型ローラが用いられる。図８に示す例では、ローラ７０ａ、７０ｂの両方がＶ型ローラである。ワイヤ２０は、ローラ７０ａおよびローラ７０ｂの間に挟まれることにより、ローラ７０ａ、７０ｂの図８に示すＹ方向の変位が抑制され、ローラ７０ａおよびローラ７０ｂのＶ溝に嵌ることにより、図８に示すＸ方向の変位が抑制される。これにより、ローラ７０ａおよびローラ７０ｂの間を通るワイヤ２０が位置決めされる。そして、ローラ７０ａおよびローラ７０ｂが自由回転することにより、ワイヤ２０が第１保持部５１へ誘導される。

ローラ７０ａおよびローラ７０ｂは、最初にワイヤ２０が挿入される前は、図８に示すように一定の間隔をあけて配置されていても良い。このようにすることで、ワイヤ２０を支持部７０に挿入する際に、ローラ７０ａおよびローラ７０ｂの間を通すことがさらに容易となる。ワイヤ２０をローラ７０ａおよびローラ７０ｂの間に通した後は、図８に示す矢印のようにローラ７０ａとローラ７０ｂとを互いに近づけて、ワイヤ２０を挟み込み、位置決めする。なお、ワイヤ２０を位置決めするには、ローラ７０ａ、７０ｂの面がワイヤ２０に対して少なくとも３点で接すれば良い。図８に示す例では、各ローラ７０ａ、７０ｂのＶ溝の二つの斜面により４点でワイヤ２０に接する。したがって、必ずしもローラ７０ａとローラ７０ｂとが直に接触する必要はない。ただし、ワイヤ２０の太さとローラ７０ａ、７０ｂのＶ溝の深さおよび幅との関係によっては、各Ｖ溝にワイヤ２０が嵌った状態で、二つのローラ７０ａ、７０ｂが接触する場合がある。

上述したように、本実施形態では、ワーク１０を交換する際にもワイヤ２０の先端は第１保持部５１に保持される。そのため、一度、第１保持部５１にワイヤ２０を通した後は、ワイヤ２０自体を交換等する場合を除き、ワイヤ２０が第１保持部５１から完全に抜かれることはなく、支持部７０がワイヤ２０を第１保持部５１に挿入するためにワイヤ２０の先端部分を誘導することもない。そのため、支持部７０によりワイヤ２０が誘導されて第１保持部５１に挿入された後は、支持部７０のローラ７０ａとローラ７０ｂとの間隔を開き、各ローラ７０ａ、７０ｂとワイヤ２０とが接触しないようにしても良い。このようにすれば、移動台５０に対して固定的に設けられた場合の第１保持部５１および第２保持部５２と異なり、ワーク１０の加工時におけるワイヤ２０による消耗が抑制される。したがって、そのような第１保持部５１および第２保持部５２よりも交換を要するまでの時間間隔（寿命）が長くなる。一方、ワーク１０の交換時に、支持部７０のローラ７０ａ、７０ｂの間隔を閉じてワイヤ２０を支持するようにしても良い。このようにすれば、先端部分を第１保持部５１に保持された状態のワイヤ２０に、第１保持部５１付近でわずかな撓みや曲がりが生じることを抑制し得る。

なお、支持部７０をローラ７０ａ、７０ｂで構成したことにより、第１保持部５１およびワーク１０にワイヤ２０を挿入する際、ローラ７０ａ、７０ｂがワイヤ２０の移動にしたがって自由回転しながらワイヤ２０を支持する。このため、例えば漏斗状の入口を有する誘導路等でワイヤ２０を誘導する場合と比較して、ワイヤ２０による消耗が軽減される。

＜ワーク１０を交換する際の動作＞
本実施形態では、ワーク１０を研磨するために、次のような工程が実施される。第１に、ワーク１０を研磨装置１の移動台５０にセットし、一端を第１チャック３０に固定されると共に把持部６０により把持されたワイヤ２０をワーク１０の内径部１１に挿入させる工程。第２に、ワーク１０の内径部１１に挿入されたワイヤ２０を第２チャック４０により固定し、把持部６０による把持を解除し、移動台５０を移動させることで、ワイヤ２０によりワーク１０の内径部１１を研磨する工程。第３に、把持部６０によりワイヤ２０を把持し、第２チャック４０によるワイヤ２０の固定を解除して、ワイヤ２０をワーク１０から引き抜く一方、ワイヤ２０の先端を第１保持部５１に保持させる工程。第４に、ワイヤ２０が抜かれたワーク１０を移動台５０から取り外す工程。

以上の工程の後、次に研磨するワーク１０が移動台５０にセットされ、同様の工程が繰り返される。以下では、本実施形態において、研磨済みのワーク１０が移動台５０から取り外され、新たなワーク１０がセットされる際の動作について、図を参照して説明する。

図９は、本実施形態においてワーク１０を交換する際の動作を示す図である。図９（Ａ）は、ワーク１０がセットされた状態を示す図、図９（Ｂ）は、ワイヤ２０がワーク１０から引き抜かれた状態を示す図、図９（Ｃ）は、ワーク１０が取り外された状態を示す図、図９（Ｄ）は、新たなワーク１０が装着された状態を示す図、図９（Ｅ）は、装着されたワーク１０にワイヤ２０を挿入した状態を示す図である。

ワーク１０に対する研磨が済むと、まず、把持部６０がワイヤ２０を把持して固定する（図９（Ａ））。そして、第２チャック４０によるワイヤ２０の固定が解除される。次に、第１チャック３０および把持部６０が相互間の距離を一定に保ったまま第２チャック４０から遠ざかる方向へ移動し（図９（Ｂ）の矢印参照）、ワイヤ２０がワーク１０から抜かれる（図９（Ｂ））。第１チャック３０および把持部６０が相互間の距離を一定に保ったまま移動するため、第１チャック３０と把持部６０との間でワイヤ２０が撓むことはない。また、第１チャック３０および把持部６０の移動は、ワイヤ２０の先端が、ワーク１０から抜けた後、第１保持部５１から外れる前に停止する。これにより、ワイヤ２０の先端は、第１保持部５１に保持された状態となる。ここまでが、上述した第３の工程に相当する。

次に、ワイヤ２０が外れた研磨済みワーク１０が移動台５０から取り外される（図９（Ｃ））。これは、上述した第４の工程に相当する。なお、図９においては、移動台５０の図示は省略されており、移動台５０に設けられた第１保持部５１および第２保持部５２のみが示されている。

次に、新たなワーク１０が移動台５０にセットされる（図９（Ｄ））。そして、第１チャック３０および把持部６０が相互間の距離を一定に保ったまま第２チャック４０に近づける方向へ移動し（図９（Ｅ）の矢印参照）、ワイヤ２０がワーク１０に挿入される（図９（Ｅ））。ここまでが、新たなワーク１０に対する上述した第１の工程に相当する。ワイヤ２０の先端が第２チャック４０に到達すると、第２チャック４０によりワイヤ２０が固定される。そして、把持部６０によるワイヤ２０の把持が解除され、把持部６０がワイヤ２０から外れる。これにより、移動台５０がワイヤ２０に沿って移動可能となり、この新たなワーク１０に対する研磨を行うことが可能となる。

＜ワーク１０を交換する際の動作の他の例＞
ここまで、本実施形態では、研磨装置１（移動台５０）にワーク１０をセットし、取り外す際に、第１チャック３０および把持部６０を移動させることにより、ワイヤ２０を進退させた。これに対し、研磨装置１（移動台５０）にワーク１０をセットし、取り外す際のワーク１０に対するワイヤ２０の抜き差しは、ワーク１０とワイヤ２０との相対移動により実現されるため、ワーク１０を移動させて実施しても良い。以下、この場合の動作について、図を参照して説明する。

図１０は、ワーク１０を交換する際の動作の他の例を示す図である。図１０（Ａ）は、ワーク１０がセットされた状態を示す図、図１０（Ｂ）は、第２チャック４０が取り外された状態を示す図、図１０（Ｃ）は、ワーク１０からワイヤ２０が抜かれた状態を示す図、図１０（Ｄ）は、ワーク１０が取り外された状態を示す図、図１０（Ｅ）は、新たなワーク１０が装着された状態を示す図、図１０（Ｆ）は、ワーク１０にワイヤ２０が挿入された状態を示す図、図１０（Ｇ）は、第２チャック４０がワイヤ２０を固定した状態を示す図である。

ワーク１０に対する研磨が済むと、まず、把持部６０がワイヤ２０を把持して固定する（図１０（Ａ））。そして、第２チャック４０によるワイヤ２０の固定が解除され、第１チャック３０および把持部６０から遠ざかる方向へ移動し（図１０（Ｂ）の矢印参照）、ワイヤ２０から外れる（図１０（Ｂ））。次に、研磨済みワーク１０がセットされた移動台５０が第１チャック３０および把持部６０から遠ざかる方向へ移動し（図１０（Ｃ）の矢印参照）、ワーク１０からワイヤ２０が抜かれる（図１０（Ｃ））。なお、図９と同様に図１０においても、移動台５０の図示は省略されており、移動台５０に設けられた第１保持部５１および第２保持部５２のみが示されている。移動台５０の移動は、ワイヤ２０の先端が、ワーク１０から抜けた後、第１保持部５１から外れる前に停止する。これにより、ワイヤ２０の先端は、第１保持部５１に保持された状態となる。

次に、ワイヤ２０が外れた研磨済みワーク１０が移動台５０から取り外され（図１０（Ｄ））、新たなワーク１０が移動台５０にセットされる（図１０（Ｅ））。そして、新たなワーク１０がセットされた移動台５０が、第１チャック３０および把持部６０に近づく方向へ移動し（図１０（Ｆ）の矢印参照）、ワイヤ２０がワーク１０に挿入される（図１０（Ｆ））。この後、第２チャック４０が第１チャック３０および把持部６０に近づく方向へ移動し（図１０（Ｇ）の矢印参照）、第２チャック４０がワイヤ２０の先端に到達すると、第２チャック４０によりワイヤ２０が固定される。そして、把持部６０によりワイヤ２０の把持が解除され、把持部６０がワイヤ２０から外れる。これにより、移動台５０がワイヤ２０に沿って移動可能となり、この新たなワーク１０に対する研磨を行うことが可能となる。

図１０に示した動作では、図９に示した動作とは異なり、研磨済みのワーク１０が新たなワーク１０に交換される際に第１チャック３０および把持部６０は移動しない。これにより、第１チャック３０と把持部６０との間の距離は常に一定に保たれるため、第１チャック３０と把持部６０との間でワイヤ２０が撓むことはない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態には限定されない。例えば、支持部７０に関して、図８では、ローラ７０ａ、７０ｂが縦に並んだ構成例を説明したが、把持部６０に把持されたワイヤ２０を機械的に挿入可能であれば、回転軸が略垂直である二つのローラを横に並べた構成としても良い。また、図８に示した例では、ローラ７０ａ、７０ｂの両方をＶ型ローラとしたが、何れか一方を側面に凹凸の無いフラット型ローラとしても良い。また、図６乃至図８に示した例では、支持部７０を２個１対のローラ７０ａ、７０ｂで構成したが、４個２対のローラで構成する等、複数対のローラで構成しても良い。また、ワーク１０の交換時の動作として、上記の動作例では、第１チャック３０および把持部６０に固定されたワイヤ２０と、移動台５０にセットされたワーク１０のいずれか一方が移動することでワーク１０に対してワイヤ２０が抜き差しされる動作を説明した。これに対し、双方が互いに遠ざかったり近づいたりすることにより、ワーク１０に対してワイヤ２０が抜き差しされる構成としても良い。その他、本発明の技術思想の範囲から逸脱しない様々な変更や構成の代替は、本発明に含まれる。

１…研磨装置、１０…ワーク、１１…内径部、２０…ワイヤ、２１…砥粒、３０…第１チャック、４０…第２チャック、５０…移動台、５１…第１保持部、５２…第２保持部、６０…把持部、７０…支持部

Claims (8)

1. 中空であるワークの内径を研磨または研削する装置であって、
   前記ワークの前記内径に挿入されるワイヤと、
   前記ワイヤの一端を固定する第１チャックと、
   前記ワイヤの他端を固定するとともに、前記ワークの入替えの際には当該ワイヤの固定を解除する第２チャックと、
   前記ワイヤを把持して当該ワイヤを前記ワークに対して相対移動させることにより、当該ワークの前記内径から当該ワイヤの引き抜き、および当該ワークの当該内径に当該ワイヤの挿入、を行ない、当該ワイヤの抜き差しのために前記第１チャックが移動する場合は、当該第１チャックと共に移動する把持部と、
   前記ワークと、当該ワークの前記内径に挿入され前記第１チャックおよび前記第２チャックに固定された前記ワイヤと、を相対移動させることにより、当該ワークの当該内径を研磨または研削する研磨・研削手段と、
   を有することを特徴とする装置。
2. 前記第２チャックによる固定が解除された前記ワイヤが前記ワークの前記内径から外れた状態のときに、当該ワイヤの前記他端の側を保持する保持部を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記把持部により前記ワイヤを前記ワークの前記内径に挿入し、当該ワイヤの前記他端を前記第２チャックに固定させる際、当該第２チャックに当該ワイヤを導く第２保持部を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 中空であるワークの内径を研磨または研削する装置であって、
   前記ワークの前記内径に挿入されるワイヤと、
   前記ワイヤの一端を固定する第１チャックと、
   前記ワイヤの他端を固定するとともに、前記ワークの入替えの際には当該ワイヤの固定を解除する第２チャックと、
   前記ワークと、当該ワークの前記内径に挿入され前記第１チャックおよび前記第２チャックに固定された前記ワイヤと、を相対移動させることにより、当該ワークの当該内径を研磨または研削する研磨・研削手段と、
   前記第２チャックによる固定が解除された前記ワイヤが前記ワークの前記内径から外れた状態のときに、当該ワイヤの前記他端の側を保持する保持部と、
   を有することを特徴とする装置。
5. 前記保持部よりも前記第１チャック側に設けられ、前記ワイヤの姿勢を整える構造部を更に備えたことを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 前記構造部よりも前記第１チャック側に設けられ、前記ワイヤを把持して当該第１チャックとともに前記ワークに対して相対移動することにより、当該ワークの前記内径から当該ワイヤの引き抜き、および当該ワークの当該内径に当該ワイヤの挿入、を行なう把持部を更に備えたことを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 前記把持部は、前記ワークの前記内径から前記ワイヤを引き抜く際および当該ワークの当該内径に当該ワイヤを挿入する際に当該ワイヤを把持し、前記研磨・研削手段により当該ワークの当該内径を研磨または研削する際には、当該ワイヤの把持を行わずに当該ワイヤから退避すること、を特徴とする請求項６記載の装置。
8. 内径を研磨または研削して形成される中空ワークの製造方法であって、
   第１チャックにより一端が固定され他端の側が保持部によって保持されるワイヤを把持部によって把持した状態で当該ワイヤを前記中空ワークに対して相対移動させ、当該中空ワークの内径に当該ワイヤを挿入させる工程と、
   前記中空ワークの前記内径に挿入された前記ワイヤの前記他端を第２チャックにより固定させ、当該ワイヤに対する前記把持部の把持を解除し、前記第１チャックおよび当該第２チャックを用いて当該ワイヤを回転させながら、当該ワイヤに対して当該中空ワークを当該ワイヤの延びる方向に相対移動させて研磨または研削を行なう工程と、
   前記ワイヤの前記他端に対する前記第２チャックの固定の解除と当該ワイヤの前記把持部による把持とを行い、当該把持部によって把持した状態で当該ワイヤを前記中空ワークに対して相対移動させ、当該中空ワークの内径から当該ワイヤを引き抜き、当該ワイヤと当該中空ワークとの相対移動を停止させて当該ワイヤの当該他端の側を前記保持部によって保持する工程と、
   前記ワイヤが引き抜かれた前記中空ワークを取り出す工程と、
   を有することを特徴とする中空ワークの製造方法。