(57)【要約】      （修正有）【課題】バリを取り除く仕上げ加工を安定的に行うことが可能な工具及びその工具の製造方法並びに加工方法を提供する。【解決手段】加工対象物の被加工部の仕上げ加工がなされた表面と同じ形状の成形面１７を具備する型体１８の成形面１７に多数の金属製粒状物１３を密着させて、金属製粒状物１３の集合体に成形面１７に面接触する加工面２０を設ける工程と、加工面２０が設けられた金属製粒状物１３の集合体１９を固めて、工具１０の刃部１４を形成する工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物の被加工部の仕上げ加工がなされた表面と同じ形状の成形面を具備する型体の該成形面に多数の金属製粒状物を密着させて、該金属製粒状物の集合体に前記成形面に面接触する加工面を設ける工程と、
前記加工面が設けられた前記金属製粒状物の集合体を固めて、工具の刃部を形成する工程とを有することを特徴とする工具の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の工具の製造方法において、前記各金属製粒状物は磁石であり、前記加工面が設けられた前記金属製粒状物の集合体は、超伝導体によってピン止めされた状態で固められることを特徴とする工具の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の工具の製造方法において、前記刃部にスピンドルを連結する工程を更に有することを特徴とする工具の製造方法。
【請求項４】
加工対象物の被加工部を加工する工具において、
多数の金属製粒状物を固めて一体化した刃部を備え、前記刃部には、前記被加工部の仕上げ加工がなされた表面と同じ形状の加工面が設けられていることを特徴とする工具。
【請求項５】
請求項４記載の工具において、前記各金属製粒状物は磁石であることを特徴とする工具。
【請求項６】
加工対象物の被加工部の仕上げ加工がなされた表面と同じ形状の成形面を具備する型体の該成形面に多数の金属製粒状物を密着させて、該金属製粒状物の集合体に前記成形面に面接触する加工面を設ける工程と、
前記加工面が設けられた前記金属製粒状物の集合体を固めて、工具の刃部を形成する工程と、
前記刃部の前記加工面を前記加工対象物の仕上げ加工前の前記被加工部に接触させた状態で、前記刃部を前記加工対象物に対して動かして前記被加工部を加工する工程とを有することを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工用の工具及びその製造方法並びに加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドリルや旋盤で加工対象物を加工した際に被加工部に生じるバリは、仕上げ加工によって取り除かれる。従来、仕上げ加工は、作業員がヤスリや機器（例えば、特許文献１参照）を用いることによって行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、仕上げ加工は手間がかかり、生産性が向上しないという問題があった。また、近年、仕上げ加工が可能な熟練工の人口が減少しており、加工現場において、仕上げ加工を行える熟練工を安定的に確保できないという課題が生じている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、バリを取り除く仕上げ加工を安定的に行うことが可能な工具及びその工具の製造方法並びに加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係る工具の製造方法は、加工対象物の被加工部の仕上げ加工がなされた表面と同じ形状の成形面を具備する型体の該成形面に多数の金属製粒状物を密着させて、該金属製粒状物の集合体に前記成形面に面接触する加工面を設ける工程と、前記加工面が設けられた前記金属製粒状物の集合体を固めて、工具の刃部を形成する工程とを有する。
【０００６】
第１の発明に係る工具の製造方法において、前記各金属製粒状物は磁石であり、前記加工面が設けられた前記金属製粒状物の集合体は、超伝導体によってピン止めされた状態で固められるのが好ましい。
また、第１の発明に係る工具の製造方法において、前記刃部にスピンドルを連結する工程を更に有することができる。
【０００７】
前記目的に沿う第２の発明に係る工具は、加工対象物の被加工部を加工する工具において、多数の金属製粒状物を固めて一体化した刃部を備え、前記刃部には、前記被加工部の仕上げ加工がなされた表面と同じ形状の加工面が設けられている。
【０００８】
第２の発明に係る工具において、前記各金属製粒状物は磁石であるのが好ましい。
【０００９】
前記目的に沿う第３の発明に係る加工方法は、加工対象物の被加工部の仕上げ加工がなされた表面と同じ形状の成形面を具備する型体の該成形面に多数の金属製粒状物を密着させて、該金属製粒状物の集合体に前記成形面に面接触する加工面を設ける工程と、前記加工面が設けられた前記金属製粒状物の集合体を固めて、工具の刃部を形成する工程と、前記刃部の前記加工面を前記加工対象物の仕上げ加工前の前記被加工部に接触させた状態で、前記刃部を前記加工対象物に対して動かして前記被加工部を加工する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明に係る工具の製造方法は、被加工部の仕上げ加工がなされた表面と同じ形状の成形面に多数の金属製粒状物を密着させて金属製粒状物の集合体に成形面に面接触する加工面を設け、その金属製粒状物の集合体を固めて工具の刃部を形成する。そして、第２の発明に係る工具は、多数の金属製粒状物を固めて一体化した刃部に、被加工部の仕上げ加工がなされた表面と同じ形状の加工面が設けられている。よって、第１の発明に係る工具の製造方法によって製造された工具及び第２の発明に係る工具を用いることによって、被加工部のバリ等を取り除き、被加工部を効率的に目標とする形状に加工することが可能である。この点、当該工具の刃部の加工面を加工対象物の仕上げ加工前の被加工面に接触させた状態で刃部を加工対象物に対して動かして被加工部の加工（仕上げ加工）を行う第３の発明に係る加工方法においても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る工具の製造方法を示す説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、同工具を用いた加工対象物の加工方法の説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る工具の製造方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る工具１０は、加工対象物１１の被加工部１２、１２ａ、１２ｂを加工する工具であって、多数の金属製粒状物１３を固めて一体化した刃部１４及び刃部１４に連結された棒材１５を備えている。以下、詳細に説明する。
【００１３】
本実施の形態において、加工対象物１１は、図２（Ａ）に示すように、金属体（例えば、ＳＵＳ）であり、複数の被加工部１２、１２ａ、１２ｂが形成されている。それぞれ凹部からなる被加工部１２、１２ａ、１２ｂには表面にバリや凹凸があり、被加工部１２、１２ａ、１２ｂに対してバリや凹凸を取り除く仕上げ加工がなされて、加工対象物１１はレンズを形成する金型となる。被加工部１２、１２ａ、１２ｂはそれぞれ、工具１０により仕上げ加工がなされて、レンズ形成用の型１６に成形される。
【００１４】
工具１０は、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、加工対象物１１の被加工部１２が仕上げ加工されて形成された型１６の表面と同じ形状の成形面１７を具備する型体１８を用いて金属製粒状物１３の集合体（以下、「金属製粒状物集合体１９」と言う）を成形する工程Ｓ１と、工程Ｓ１で成形された金属製粒状物集合体１９を固めて工具１０の刃部１４を形成する工程Ｓ２を有して、製造される。本実施の形態において、型体１８は、材質が常磁性体であり、旋盤及びヤスリを用いて成形されているが、材質及び加工方法は限定されない。
【００１５】
工程Ｓ１では、図１（Ａ）に示すように、多数の金属製粒状物１３（本実施の形態では、ＳｉＣ等の超硬砥粒やセラミック、ダイヤモンド、アルミナ等の金属酸化物からなる粒径１０μｍ〜５００μｍの粒状物）を、成形面１７が上方から視認できるように配置した型体１８上に載せ、成形面１７全体に多数の金属製粒状物１３を密着させる。これによって、金属製粒状物集合体１９に成形面１７全体に面接触（実質的に面接触）する加工面２０が設けられる。ここで、加工効率の向上やナノレベルの表面形状を加工面として設けることを目的に、水酸化フラーレンやナノ微粒子を金属製粒状物に混同することが好ましい。
【００１６】
工程Ｓ２では、加工面２０が設けられた金属製粒状物集合体１９に粘結剤を添加して、金属製粒状物集合体１９を固めて一体化させ、刃部１４を形成する。そして、図１（Ｂ）に示すように、刃部１４に金属製の棒材１５の一端部を連結して、工具１０を製造する。従って、工具１０の刃部１４には、被加工部１２の仕上げ加工がなされた型１６の表面と同じ形状の加工面２０が設けられていることになる。
本実施の形態では、棒材１５としてスピンドルを採用していることから、工具１０は既存の工作機械に装着させて使用することが可能である。
【００１７】
工具１０による加工対象物１１の被加工部１２、１２ａ、１２ｂの加工は、以下に記す手順で行われる。
まず、図示しない支持部材によって加工対象物１１を固定し、棒材１５を図示しない機器で把持する。次に、被加工部１２に刃部１４の加工面２０を接触させた状態にし、棒材１５を把持している機器の作動によって工具１０を動かして（例えば、回転、振動させ）、被加工部１２のバリ等を取り除く（即ち、被加工部１２を加工し）、被加工部１２（被加工部１２の表面）を所定の形状に成形する。
【００１８】
そして、図２（Ｂ）に示すように、工具１０を用いた同様の手順で加工対象物１１の被加工部１２ａ、１２ｂを順に仕上げ加工することができる。
なお、加工対象物１１を動かすことが可能な装置に加工対象物１１を取り付け、刃部１４の加工面２０を被加工部１２（被加工部１２ａ、１２ｂについても同じ）に接触させた状態で工具１０を固定し、加工対象物１１を動かして、被加工部１２の仕上げ加工を行うようにしてもよい。
【００１９】
従って、加工対象物１１の加工方法は、加工対象物１１の被加工部１２、１２ａ、１２ｂの仕上げ加工がなされた型１６の表面と同じ形状の成形面１７を具備する型体１８の成形面１７に多数の金属製粒状物１３を密着させて、金属製粒状物集合体１９に成形面１７に面接触する加工面２０を設ける工程と、加工面２０が設けられた金属製粒状物集合体１９を固めて、工具１０の刃部１４を形成する工程と、刃部１４の加工面２０を加工対象物１１の仕上げ加工前の被加工部１２、１２ａ、１２ｂに接触させた状態で、刃部１４を加工対象物１１に対して動かして被加工部１２、１２ａ、１２ｂを加工する工程とを有することとなる。
【００２０】
工具１０は、成形面１７（即ち理想面）が転写されていることから、工具１０を用いて加工対象物１１を加工することによって、ドリルやエンドミルによる加工によって発生したバリや外部応力により生じた変形部等が設けられた被加工部１２（被加工部１２ａ、１２ｂについても同じ）全体を、理想面が転写された良好な表面形状にすることができる。従って、被加工部１２（被加工部１２ａ、１２ｂについても同じ）に存在する個々のバリそれぞれに対して除去処理を行う従来技術に比べて、効率的に仕上げ加工を行うことができる。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る工具３０とその工具３０の製造方法について説明する。なお、工具１０及び工具１０を製造する際に用いる部材と同様の構成については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
工具３０は、図３（Ｂ）に示すように、多数の金属製粒状物３１を固めて一体化した刃部３２及び刃部３２に一端部が連結された棒材１５を備えている。各金属製粒状物３１は磁石（本実施の形態では、粒径１０μｍ〜５００μｍ）であり、金属製粒状物３１として、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、異方性フェライト磁石等を採用可能である。
【００２２】
工具３０の製造方法は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、型体１８の成形面１７に多数の金属製粒状物３１を密着させて、金属製粒状物３１の集合体（以下、「金属製粒状物集合体３３」と言う）に成形面１７全体に面接触（実質的に面接触）する加工面３４を設ける工程Ｔ１と、加工面３４が設けられた金属製粒状物集合体３３を固めて、刃部３２を形成する工程Ｔ２とを有する点で、工具１０の製造方法と同じであり、加工面３４が設けられた金属製粒状物集合体３３が、超伝導体（第２種超伝導体）３５によってピン止めされた状態で固められる点で、工具１０の製造方法とは異なる。
【００２３】
工具３０の製造においては、図３（Ａ）に示すように、型体１８の成形面１７への密着によって、加工面３４が設けられた金属製粒状物集合体３３の近傍（本実施の形態では下方）に、断熱容器３６内で液体窒素３７によって冷却された超伝導体３５が配される。金属製粒状物集合体３３を構成する多数の金属製粒状物３１はそれぞれ、超伝導体３５のピン止め効果によって、空間に固定された状態となる。
【００２４】
そのため、金属製粒状物集合体３３が粘結剤によって固められるまで、各金属製粒状物３１の配置を安定的に保つことが可能である。
なお、本実施の形態では、超伝導体３５にイットリウム系超伝導体を採用しているが、これに限定されない。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、刃部に棒材を連結するか否かは工具を把持する機器の設計等によって決定すればよく、刃部への棒材の連結は必ずしも必要ではない。
また、粘結剤の添加以外の方法、例えば、焼き固めによって金属製粒状物を固めてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１０：工具、１１：加工対象物、１２、１２ａ、１２ｂ：被加工部、１３：金属製粒状物、１４：刃部、１５：棒材、１６：型、１７：成形面、１８：型体、１９：金属製粒状物集合体、２０：加工面、３０：工具、３１：金属製粒状物、３２：刃部、３３：金属製粒状物集合体、３４：加工面、３５：超伝導体、３６：断熱容器、３７：液体窒素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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