(57)【要約】      （修正有）【課題】極小径の金属管や、縮径テーパ部分や曲線部分を含む複雑形状の金属管の内径面を研磨することができる、金属パイプ内面研磨具および研磨方法を提供すること。【解決手段】本発明の金属パイプ内面研磨具１は、シリコーンを主成分とする合成高分子化合物に硬化剤と発泡剤を添加して硬化させた研磨体を備えた研磨具であって、該研磨体を合成樹脂製糸状の芯材上に吐出して硬化させることにより前記芯材に離散的に固着させた研磨具である。また本発明の研磨方法は、前記金属パイプ内面研磨具１を金属パイプ４の内側に挿入し、前記研磨体を金属パイプ内面の寸法および形状に合わせて変形しながら接触させ、前記芯材を金属パイプ４の中心軸方向に牽引することにより該金属パイプ内面研磨具１を金属パイプ４の中心軸方向に移動させまた必要に応じて回転させて、前記研磨体の弾力によって金属パイプ内面を加圧しながら擦ることにより金属パイプ内面を研磨する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーンを主成分とする合成高分子化合物に硬化剤と発泡剤を添加して硬化させた研磨体を備えた研磨具であって、該研磨体を合成樹脂製糸状の芯材上に吐出して硬化させることにより前記芯材に離散的に固着させたことを特徴とする金属パイプ内面研磨具。
【請求項２】
前記シリコーンはジメチルポリシロキサンであることを特徴とする請求項１に記載の金属パイプ内面研磨具。
【請求項３】
前記合成高分子化合物に研磨砥粒を添加して硬化させることより、前記研磨体に研磨砥粒を含有させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属パイプ内面研磨具。
【請求項４】
前記研磨体はスポンジ状の多孔体であり、研磨体内部の気泡が潰れることにより圧縮変形することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の金属パイプ内面研磨具。
【請求項５】
前記研磨体は非多孔体であり、前記芯材は研磨体の位置ずれ防止用の瘤を備え、研磨体が芯材に対して滑ることにより圧縮変形して伸びることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の金属パイプ内面研磨具。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の金属パイプ内面研磨具を金属パイプの内側に挿入し、前記研磨体を金属パイプ内面の寸法および形状に合わせて変形しながら接触させ、前記芯材を金属パイプの中心軸方向に牽引することにより該金属パイプ内面研磨具を金属パイプの中心軸方向に移動させまた必要に応じて回転させて、前記研磨体の弾力によって金属パイプ内面を加圧しながら擦ることにより金属パイプ内面を研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項７】
金属パイプ先端に絞り加工が施されて太径ストレート部から内面テーパ部を経て細径ストレート部へと接続する金属パイプ先端のノズルテーパ部の内側に、前記金属パイプ内面研磨具を挿入して金属パイプ先端側へと牽引し、前記研磨体がノズルテーパ部内面の寸法および形状に合わせて変形することにより、ノズルテーパ部全体の内面を連続して研磨することを特徴とする請求項６に記載の研磨方法。
【請求項８】
金属パイプ内に、水に研磨砥粒を分散させた砥粒スラリーを流しながら、前記金属パイプ内面研磨具を金属パイプの内側に挿入して金属パイプ内面を研磨することを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の研磨方法。
【請求項９】
請求項４に記載の金属パイプ内面研磨具を金属パイプの内側に挿入し、前記研磨体と前記芯材は密着して滑らずに、前記研磨体内部の気泡が潰れることにより圧縮変形しながら金属パイプ内面を研磨することを特徴とする請求項６ 〜８のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項１０】
請求項５に記載の金属パイプ内面研磨具を金属パイプの内側に挿入し、前記研磨体の中心位置を前記芯材の瘤に固定して、金属パイプ内面によって研磨体を芯材に向かって圧縮して研磨体が芯材に対して滑りながら金属パイプの中心軸方向に伸びることにより、研磨体が変形しながら金属パイプ内面を研磨することを特徴とする請求項６ 〜８のいずれかに記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属パイプの内径面を研磨する研磨具および、金属パイプの内径面の研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療機器や分析機器等の分野で使用される小径金属管は、内部を流れる流体と接触する内周面に高い平滑度が要求されることから、内面研磨を施して使用されることが多い。このような場合に用いられる小径金属管の内面研磨方法として、例えば特許文献１および特許文献２に開示されるように、リールからフラットな研磨ベルトを送り出し円筒状に成形して一端開口から被研磨材である金属管の内部に研磨ベルトを送り込んで研磨を行う方法が提案されている。
【０００３】
この時、円筒状への成形途中で研磨ベルトの内部に弾性球を包み込み、弾性球で研磨ベルトを金属管の内面に押圧しながら摺動させて、他端開口から送り出された研磨ベルトをリールに巻き取り弾性球を回収する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０４３９４９号公報
【特許文献２】特開平１１−１８８５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなフラットな研磨ベルトを円筒状に成形して金属管の内部に送り込む方法では、近年に医療機器や分析機器等の分野で主流になっている極小径の金属管や、縮径テーパ部分や曲線部分（曲がり部分）を含む複雑形状の金属管の内径面を研磨することは困難である。そこで、極小径や複雑形状の金属管の内径面を研磨することができる、金属パイプ内面研磨具および研磨方法が求められている。
【０００６】
また、従来のストリングワイヤのみを用いた内径研磨では、ストレート形状の内径研磨にしか対応できず、先端絞り形状のノズル製品に対しては、テーパ形状の絞り部分に対応することが困難であった。内面テーパ部分の内径研磨を、研磨工具を用いて行う際には、手動作業となり、加工者が限られる属人的な加工となっていた。すなわちテーパの研磨は手作業のため作業者が限られ、安定した加工と品質の安定化が困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの態様の金属パイプ内面研磨具は、シリコーンを主成分とする合成高分子化合物に硬化剤と発泡剤を添加して硬化させた研磨体を備えた研磨具であって、該研磨体を合成樹脂製糸状の芯材上に吐出して硬化させることにより前記芯材に離散的に固着させたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の一つの態様の研磨方法は、上記の金属パイプ内面研磨具を金属パイプの内側に挿入し、前記研磨体を金属パイプ内面の寸法および形状に合わせて変形しながら接触させ、前記芯材を金属パイプの中心軸方向に牽引することにより該金属パイプ内面研磨具を金属パイプの中心軸方向に移動させまた必要に応じて回転させて、前記研磨体の弾力によって金属パイプ内面を加圧しながら擦ることにより金属パイプ内面を研磨することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つの態様の金属パイプ内面研磨具およびそれを用いた研磨方法によれば、近年に医療機器や分析機器等の分野で主流になっている極小径の金属管や、縮径テーパ部分や曲線部分（曲がり部分）を含む複雑形状の金属管の内径面を研磨することが可能となる。  
【００１０】
また、これまで極めて困難であった極小径で長尺の金属管内面の研磨が可能となり、長い金属管の内面にむらが無く均一な研磨を行うことができる。特に縮径率が大きいテーパ内面にも対応することが可能となり、手放しでのテーパ研磨を行うことができる。
【００１１】
また加工は作業者の技量に依らず、条件出しをすることでノズルテーパ部の仕上がりのバラツキが低減される。さらに自動化が可能となることで研磨速度が向上し、生産性が格段に高くなりコストが下がるとともに、研磨洩れが無くなり不良品が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る金属パイプ内面研磨具１の構成およびそれを用いた研磨方法について説明する図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る研磨方法について説明する図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る金属パイプ内面研磨具１の構成およびそれを用いた研磨方法について説明する図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る研磨方法について説明する図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る金属パイプ内面研磨具１の構成およびそれを用いた研磨方法について説明する図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る金属パイプ内面研磨具１の構成およびそれを用いた研磨方法について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る金属パイプ内面研磨具１の構成およびそれを用いた研磨方法について、図面に基づき詳細に説明する。なお、以降の図において同一の構成については同一の参照符を用いて説明する。
＜第１の実施形態＞
【００１４】
まず、本発明の第１の実施形態に係る金属パイプ内面研磨具１の構成およびそれを用いた研磨方法について、図１に基づき説明する。図１ａではストレート形状の金属パイプ４と、内径研磨が施される金属パイプ内径面５が示されている。
【００１５】
図１ｂに示されるエラストマ球２は研磨体として機能する弾性球であり、シリコーンを主成分とする合成高分子化合物に硬化剤と発泡剤を添加して硬化させたものである。ここでシリコーンとしてジメチルポリシロキサンが用いられることが好ましい。エラストマ球２は合成樹脂製糸状の芯材であるストリングワイヤ３上にディスペンサを用いて吐出して硬化させることにより、芯材に離散的に固着されており、研磨体を備えた金属パイプ内面研磨具１として構成される。
【００１６】
ここで金属パイプ４の一方端開口に金属パイプ内面研磨具１を送り込み、他端開口から金属パイプ内面研磨具１を引き出すことにより内径研磨を行う。図１ｃに示すように、金属パイプ内面研磨具１を金属パイプ４の内側に挿入すると、研磨体であるエラストマ球２は弾性球であることから、金属パイプ内径面５の寸法および形状に合わせて変形しながら金属パイプ内径面５に接触する。
【００１７】
ここで芯材であるストリングワイヤ３を金属パイプ４の中心軸方向に牽引することにより、金属パイプ内面研磨具１を金属パイプ４の中心軸方向に移動させまた必要に応じて回転させる。回転させながら内面研磨を繰り返すことにより、研磨力が向上するとともに回転角度方向の研磨バラツキを抑制することができる。内径研磨は、研磨体であるエラストマ球２をその弾力によって金属パイプ内径面５に押圧しながら摺動させ、金属パイプ内径面５を加圧しながら擦ることにより行われる。
【００１８】
ここで金属パイプ内面研磨具１の送り速度や回転速度、繰り返し回数等の研磨条件は、母材である被研磨材の材質や内径寸法、全長、素面面粗度、また仕上げ内径や仕上げ面粗さに合わせて適切に選択される。また被研磨材の材質としては、ステンレス系材料、チタン系材料、ニッケルチタン等の合金材料、ＰＥＥＫ材等の種々の材料に適用が可能である。
＜第２の実施形態＞
【００１９】
次に、本発明の第２の実施形態に係る研磨方法について、図２に基づき説明する。図２ａに示すように、本実施形態の研磨方法の対象となる金属パイプ４は先端絞り加工が施されたものであり、先端絞り加工部分６において細径ストレート部分９と太径ストレート部分１１とが内面テーパ部分１０を介して縮径されて接続されている。
【００２０】
ここで先端絞り加工によって太径ストレート部分１１の金属パイプ内径面５は滑面部分８となり、細径ストレート部分９と内面テーパ部分１０の金属パイプ内径面５は粗面部分７となるため、細径ストレート部分９と内面テーパ部分１０が特に内径研磨の必要性が高い。
【００２１】
図２ｂに示すように金属パイプ４の先端のノズルテーパ部の内側に金属パイプ内面研磨具１を挿入してストリングワイヤ３を金属パイプ４の先端側へと牽引すると、研磨体であるエラストマ球２がノズルテーパ部内面の寸法および形状に合わせて変形することにより、細径ストレート部分９と内面テーパ部分１０と太径ストレート部分１１とを接続する先端絞り加工部分６を含むノズルテーパ部全体の内面を連続して研磨することができる。
＜第３の実施形態＞
【００２２】
本発明の第３の実施形態に係る金属パイプ内面研磨具１の構成およびそれを用いた研磨方法について、図３に基づき説明する。本実施形態の研磨方法では、図３ａに示すように、エラストマ球２を構成する合成高分子化合物に研磨砥粒１２を添加して硬化させることより、研磨体であるエラストマ球２に研磨砥粒１２を含有させて用いる。
【００２３】
さらに図３ｂに示すように、内径研磨を行う際には金属パイプ４の内部に、流体である水に研磨砥粒１２を分散させた砥粒スラリー１３を流しながら、金属パイプ内面研磨具１を金属パイプ４の内側に挿入しストリングワイヤ３を牽引して金属パイプ内径面５を研磨する。すなわちエラストマ球２に含まれる研磨砥粒１２とスラリー１３に含まれる研磨砥粒１２との両方を用いて内径研磨を行うものである。
【００２４】
ここでスラリー１３の供給と圧送は図示されないポンプにより行われ、またスラリーを攪拌するポットと吐出されたスラリーを受けるポットとの２つのポットが用いられる。そして金属パイプ４の一方端開口にアダプターでノズルを接続してスラリー１３を流し込み、他端開口から吐出させるものである。ここでは金属パイプ内径面５において、水流によって発生する砥粒の運動エネルギーを利用した、金属パイプ４の母材金属を削る研磨加工も併せて行われる。
【００２５】
この研磨加工は流体の運動を利用した研磨加工であり流体の流れによって行われるため、物理的な研磨と比較すると複雑形状への対応性が向上するとともに、物理的な研磨と併用することによって研磨力を向上させることができる。またスラリー１３の研磨砥粒１２の材質、研磨砥粒１２の粒子径、研磨砥粒１２の濃度、添加剤の選択等の条件は、必要とされる研磨内容によって適切に選択することができる。
＜第４の実施形態＞
【００２６】
次に、本発明の第４の実施形態に係る研磨方法について、図４に基づき説明する。図４に示すように、本実施形態の研磨方法の対象となる金属パイプ４は、第２の実施形態と同様に先端絞り加工が施されたものであり、先端絞り加工部分６において細径ストレート部分９と太径ストレート部分１１とが内面テーパ部分１０を介して縮径されて接続されている。
【００２７】
図４に示すように金属パイプ４の先端のノズルテーパ部の内側に金属パイプ内面研磨具１を挿入してストリングワイヤ３を金属パイプ４の先端側へと牽引する。そして研磨体であるエラストマ球２がノズルテーパ部内面の寸法および形状に合わせて変形することにより、エラストマ球２に含まれる研磨砥粒１２とスラリー１３に含まれる研磨砥粒１２との両方が金属パイプ内径面５に接触して内径研磨を行うものである。
【００２８】
これにより細径ストレート部分９と内面テーパ部分１０と太径ストレート部分１１とを接続する先端絞り加工部分６を含むノズルテーパ部全体の内面を連続して研磨することができるとともに、さらにテーパ形状の縮径部分では砥粒が凝集して加工性が向上する。
＜第５の実施形態＞
【００２９】
本発明の第５の実施形態に係る金属パイプ内面研磨具１の構成およびそれを用いた研磨方法について、図５に基づき説明する。上記実施形態の研磨方法では、これまでに説明した通り、ストリングワイヤ３に研磨砥粒１２入りのエラストマ球２を数珠つなぎにして、これを細径管である金属パイプ４の中に押し込む方法によって金属パイプ内径面５の研磨を行うものである。当然ながらこの場合、エラストマ球２は金属パイプ内径面５の直径より少し大きめに作製して、これを金属パイプ４に押し込む必要がある。
【００３０】
ここでエラストマ球２の性質について記述すると、エラストマ２は柔軟であり球状に形成すればかなり自由な形に変形するが、そのためには変形の逃げ場が必要となる。そこで本実施形態では、図５ａに示すように、エラストマ球２の内部に空隙部分１４を設けてスポンジ状の多孔体にして、金属パイプ４の内部に押し込んだ際に、研磨体であるエラストマ球２の内部の気泡の気泡が潰れることで変形し易くなり圧縮変形する方式を用いる。
【００３１】
すなわち図５ｂに示すように金属パイプ内面研磨具１を金属パイプ４の内側に挿入し、研磨体であるエラストマ球２と芯材であるストリングワイヤ３とは互いに密着して滑らずに、エラストマ球２の内部の気泡が潰れることにより圧縮変形しながら金属パイプ内径面５を研磨するものである。これは当然ながら、糸に数珠を固定、すなわちエラストマ球２とストリングワイヤ３とを固定している方式であり、ここではストリングワイヤ３とエラストマ球２は密着しており原則として滑らない。
【００３２】
この場合、エラストマ球２の変形は図面横方向（金属パイプ４の中心軸方向すなわち長手方向）に長くはならず、エラストマ球２はその長さを保ったまま図面縦方向（金属パイプ４の中心軸に垂直な方向）に潰れて内部の気泡の分が無くなることにより変形することとなる。ここで、エラストマ球２とストリングワイヤ３の密着をよくするために、麻のようなケバケバの糸をストリングワイヤ３として用いることにより物理的に密着力を上げてもよい。
＜第６の実施形態＞
【００３３】
本発明の第６の実施形態に係る金属パイプ内面研磨具１の構成およびそれを用いた研磨方法について、図６に基づき説明する。エラストマ球２を金属パイプ４に押し込む場合に、エラストマ球２は金属パイプ４の中心軸に垂直な方向には圧縮されるが金属パイプ４の中心軸方向（金属パイプ４の長手方向）に伸びることができるため、うまく押し組むことができる。
【００３４】
ただしエラストマ球２の全体をストリングワイヤ３に完全に固定すると、この長手方向の伸びが阻害され、うまく変形できなくなる。つまり図面横方向（金属パイプ４の中心軸方向すなわち長手方向）にエラストマ球２が長く、すなわちエラストマ球２が長さ方向に長くなる場合には、ストリングワイヤ３とエラストマ球２との固定部分以外のところは、キノコの笠のようになる。
【００３５】
しかし逆に、糸と数珠との固定、すなわちストリングワイヤ３とエラストマ球２との固定が緩い場合には、変形はしやすくなるが、ストリングワイヤ３とエラストマ球２とが相対的に滑ってしまい、研磨に必要な力が得られない。つまりストリングワイヤ３とエラストマ球２とが密着していない場合は、エラストマ球２の図面横方向（金属パイプ４の中心軸方向すなわち長手方向）の伸びは阻害されなくなるが、この場合はストリングワイヤ３とエラストマ球２とが互いに滑ってしまい、ストリングワイヤ３からエラストマ球２に研磨に必要な力が伝わり難くなる。
【００３６】
そこで本実施形態では、このような滑りを防止するために、図６に示すように、ストリングワイヤ３にバンプ部分１５（図中の黒い丸で示される瘤部分）を形成する。バンプ部分１５を設け、かつバンプ部分１５以外のストリングワイヤ３とエラストマ球２の密着力が無いないしは小さいことにより力が加わると滑り、エラストマ球２は図面縦方向（金属パイプ４の中心軸に垂直な方向）に圧縮され、ラグビーボールのように図面横方向（金属パイプ４の中心軸方向すなわち長手方向）に長く伸びて変形する。
【００３７】
図６ａに示すようにここでは研磨体であるエラストマ球２は第５の実施形態のように多孔体である必要は無く非多孔体であり、芯材であるストリングワイヤ３がエラストマ球２の位置ずれ防止用のバンプ部分１５を備えることにより、ストリングワイヤ３のバンプ部分１５以外の部分とエラストマ球２とが互いに滑り、エラストマ球２が圧縮変形して伸びる。
【００３８】
そして図６ｂに示すように金属パイプ内面研磨具１を金属パイプ４の内側に挿入して、研磨体であるエラストマ球２の中心位置をストリングワイヤ３のバンプ部分１５に固定し、金属パイプ内径面５によってエラストマ球２をストリングワイヤ３に向かって圧縮してエラストマ球２がストリングワイヤ３のバンプ部分１５以外の部分に対しては滑りながら金属パイプ４の中心軸方向に伸びることにより、エラストマ球２が変形しながら金属パイプ内径面５を研磨するものである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
医療機器や分析機器等の分野で近年主流になっている極小径の金属管や、縮径テーパ部分や曲線部分（曲がり部分）を含む複雑形状の金属管の内径面を研磨することが可能となる。さらに自動化が可能となることで研磨速度が向上し、生産性が格段に高くなりコストが下がるとともに、研磨洩れが無くなり不良品の発生が抑制される。
【００４０】
特にこれまで極めて困難であった縮径率が大きいテーパ内面や極小径で長尺の金属管内面の研磨が可能となり、テーパ内面や長い金属管の内面にむらが無く均一な研磨を行うことができるとともに、加工は作業者の技量に依らず条件出しをすることで研磨の仕上がりのバラツキが低減される。
【符号の説明】
【００４１】
１      金属パイプ内面研磨具
２      エラストマ球
３      ストリングワイヤ
４      金属パイプ
５      金属パイプ内径面
６      先端絞り加工部分
７      粗面部分
８      滑面部分
９      細径ストレート部分
１０    内面テーパ部分
１１    太径ストレート部分
１２    研磨砥粒
１３    スラリー
１４    空隙部分
１５    バンプ部分
【図１】
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【図２】
2019188523.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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