(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合化学蒸着ダイアモンド（ＣＶＤＤ）フォーカスチューブであって、この複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、
細長いＣＶＤＤチューブと、ホルダー手段とを具備し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、前記細長いＣＶＤＤチューブの入口端と前記細長いＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有し、
前記ホルダー手段は、前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、前記ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、固体のキャスティング材料により前記細長い通路内で覆われており、前記キャスティング材料は、続いて凝固するための液体として前記細長い通路に入れられ得るものであり、前記キャスティング材料は、前記細長いＣＶＤＤチューブの周りで凝固されたときに、前記細長いＣＶＤＤチューブを、これに影響を与えるストレスが加えられないようにして保持するように選択されている、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項２】
前記キャスティング材料は、化学反応により凝固する、請求項１に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項３】
前記キャスティング材料は、前記通路内で、凝固可能なプラスチック材を含んでいる、請求項１又は２に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項４】
前記キャスティング材料は、接着成分を含んでいる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項５】
前記キャスティング材料は、オプションでは、セラミック又は高分子材料の粒子のような固体粒子で補強された、固化される接着成分を含んでいる、請求項４に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項６】
前記接着成分は、シアノアクリレート接着剤、エポキシ接着剤、及び／又は、ウレタン接着剤の１種又は複数種を含んでいる請求項４又は５に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項７】
前記キャスティング材料は、冷却による相転移により凝固する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項８】
前記キャスティング材料は、金属又は合金を含んでいる、請求項７に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項９】
前記キャスティング材料は、２００℃以下の融点を有する、溶融可能な合金を含んでいる、請求項８に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項１０】
前記細長いＣＶＤＤチューブの貫通ボアは、その入口端から傾斜したほぼ円錐形の部分を有し、前記貫通ボアの残りの部分と合うようになっている、前記入口端から傾斜されたほぼ円錐形の部分を有し、前記残りの部分は、オプションでは、実質的に一定の直径を有している、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項１１】
前記細長いＣＶＤＤチューブは、前記細長いＣＶＤＤチューブの前記貫通ボアの長軸が、前記ホルダー手段の基準の中心線と一致するように、前記ホルダー手段の前記細長い通路内に保持されている、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項１２】
前記ホルダー手段は、研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドの本体を有している、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項１３】
前記細長いＣＶＤＤチューブのダイアモンドは、ダイアモンドに導電性を与えるために、オプションでは、ボロンがドープされている、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項１４】
前記細長いＣＶＤＤチューブの貫通ボアは、前記出口端から非円形断面のウオータージェットを射出するように、ＣＶＤＤチューブの出口端に向かって長手方向で変化する、形状の内面を有している請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項１５】
研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合化学蒸着ダイアモンド（ＣＶＤＤ）フォーカスチューブであって、この複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、細長いＣＶＤＤチューブと、ホルダー手段とを具備し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、前記細長いＣＶＤＤチューブの入口端と前記細長いＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有し、
前記ホルダー手段は、前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、前記ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、細長いＣＶＤＤチューブにストレスを実質的に与えないように選択された覆い材料により前記細長い通路内で覆われている、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項１６】
研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合化学蒸着ダイアモンド（ＣＶＤＤ）フォーカスチューブであって、この複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、細長いＣＶＤＤチューブと、ホルダー手段とを具備し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、前記細長いＣＶＤＤチューブの入口端と前記細長いＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有し、
前記ホルダー手段は、前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、前記ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、前記細長いＣＶＤＤチューブの前記貫通ボアの中心軸が、前記ホルダー手段の基準の中心線と一致するように、覆い材料によって前記細長い通路内で保持されており、
前記覆い材料は、前記細長いＣＶＤＤチューブの周りで凝固されたときに、前記細長いＣＶＤＤチューブを、これに影響を与えるストレスが加えられないようにして保持するように選択されたキャスティング材料からなる、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
【請求項１７】
細長いＣＶＤＤチューブの入口端と前記細長いＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有する前記細長いＣＶＤＤチューブを準備する工程と、
前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有するホルダー手段を準備する工程と、
前記細長いＣＶＤＤチューブを前記細長い通路の中に位置させる工程と、
液状のキャスティング材料を、前記細長いＣＶＤＤチューブの外側の前記細長い通路の中に吐出させて、このキャスティング材料を固体にする工程と、
を具備する研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合ＣＶＤＤフォーカスチューブを形成する方法であって、
前記キャスティング材料は、前記細長いＣＶＤＤチューブの周りで凝固されたときに、前記細長いＣＶＤＤチューブを、これに影響を与えるストレスが加えられないようにして保持するように選択される、方法。
【請求項１８】
前記細長いＣＶＤＤチューブの前記貫通ボアの中心軸が、前記ホルダー手段の基準の中心線と一致するように、前記細長いＣＶＤＤチューブが前記細長い通路内に位置され、前記キャスティング材料が凝固されるまで、前記細長い通路内で、この位置に保持される、請求項１７に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドで使用されるためのホルダーの化学蒸着ダイアモンドチューブを構成するフォーカスチューブに関している。
【背景技術】
【０００２】
研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドでは、高速のウオータージェットが、キャリア流体の中の研磨剤の粒子を、フォーカスチューブの貫通ボアの中に一緒に運んでいる（entrain）。この貫通ボアでは、運動量がウオータージェットと研磨剤の粒子との間で交換されて、フォーカスチューブの出口の所でカッテングジェットが発生される。このフォーカスチューブの直径に対する長さの比は、代表的には８０乃至１２０の範囲であり、又、この貫通ボアは、放電加工マシーン（ＥＤＭ）により穿孔されている。フォーカスチューブの貫通ボアの中への粒子の効率の良い運びのために、テーパ付けされた入口がフォーカスチューブの貫通ボアの入口側端部にマシーン加工により形成されている。
【０００３】
一般の良く機能するフォーカスチューブは、実質的にはバインダー物質を含んでいない特有のタングステンカーバイトの一体的な細長いシリンダーで形成されている。このようなチューブの例は、Kennametal Inc., Latrobe, Pa, U.S.によりROCTEC（登録商標）のブランド名のもとで販売されている。このようなフォーカスチューブは、２８GPaの硬度を有し、約１３GPaの硬度のガーネット研磨剤を使用してのカッテングの場合には、代表的には、４０乃至８０時間の寿命を有している。長寿命のフォーカスチューブは、高いカッテングマシンの有用性によりかなりの効果を与えると共に、部品を許容範囲外にもたらす問題を少なくすると考えられている。
【０００４】
有効的カッテングのために、切断される材料よりも約１．２倍硬い研磨剤を使用する必要があり、このことは、エンジニアリングセラミックスをマシーン加工するのには難しい種々の高い値を意味し、複合物は、ガーネットの研磨剤を使用して経済的に切断され得ない。２０GPaの硬度を有する酸化アルミニウムを使用しての切断の場合には、タングステンカーバイドのフォーカスチューブは、約１時間の有効寿命を有し、２８GPaの硬度を有する炭化ケイ素の研磨剤が使用される場合には、ほんの数分の寿命である。２８GPaまでの硬度を有する研磨剤で数時間の切断が可能なフォーカスチューブが望まれている。
【０００５】
焼結された多結晶ダイアモンド（ＰＣＤ）と、化学蒸着ダイアモンド（ＣＶＤＤ）とは、タングステンカーバイドよりもかなり高い耐摩耗性を有している。ダイアモンドのフォーカスチューブの使用により得られるであろう効果は、多くの試みが、ダイアモンドのフォーカスチューブを製造するために２０年以上なされているが、ダイアモンドのフォーカスチューブは、依然と商業的な開発がなされていないことが判っている。
【０００６】
フォーカスチューブは、ＰＣＤ又はＣＶＤＤの単一の片（monolithic piece）からは、製造され得るＰＣＤ及びＣＶＤＤの片のサイズには限度があるので、形成されることはできない。かくして、ダイアモンドのフォーカスチューブの２又はそれ以上の構成部品が必要である。US特許出願No US2010/0088894で、複数の部品からなるダイアモンドのフォーカスチューブの製造に係わる特許文献が見られる。ここに記載されている製造方法は、複数の部品からなるフォーカスチューブを製造する高いコストを下げることを目的としている。
【０００７】
今まで提案されてきている複数の部品からなるフォーカスチューブの多くは、ボア内での長手方向又は径方向の１つ又は複数の接続部（one or more joints）を有している。このような接続部は、高精度に形成しなければ、高速の研磨剤の粒子が衝突する弱い場所であり、このために、ダイアモンドの機械加工が難しいので高価となる。ボア内に接続部を有するフォーカスチューブは、互いに関連して部品を位置付けるために高精度の機械加工された表面を有しており、部品は、収縮及び力ばめ、クランプ締め、ろう付け、半田付け、及び、接着を含む種々の方法を用いて一緒に保持される。
【０００８】
ワイヤー又は形成具（former）上にＣＶＤＤチューブを成長させ、そして、ワイヤー又は形成具をエッチングで除去することは、ボア内で接続部が無い、フォーカスチューブを形成する従来の方法である。ＣＶＤＤチューブは、２５ミクロンのような小径でワイヤー又はファイバー上に成長され、続いて、ワイヤー又はファイバーは、エッチングにより除去される。ＣＶＤＤの成長速度は、１時間当たりたった約１μmなので、ＣＶＤＤチューブの厚さは、高速のウオータージェットから研磨剤の粒子への運動量の移動を、チューブを破損しないで可能にするのに必要な最小にする必要がある。この条件を満たすチューブは、比較的薄く、外からの力により容易に破損され、複合フォーカスチューブとして個々に称されているものを形成するように、ホルダー内で保護されなければならない。
【０００９】
General Electric Company, Worthington, Ohioにより、１９９０年台にＣＶＤＤ複合フォーカスチューブを発展させるための広範囲に渡る努力がなされた（ＧＥシリーズと称する）。これらＧＥシリーズに対して許可された特許は、生じた問題と、ＣＶＤＤチューブの問題を解決するための試みとを記載している。US特許 No US5175929には、ボアに一体的なテーパ付けされた入口を有するＣＶＤＤをどのようにして成長させるかが記載されている。ボアにテーパ付けされた入口を機械加工で形成することは、現実的ではないと考えられている。US特許 No US5363556には、一体的なテーパ付けされた入口を備えているＣＶＤＤチューブが、ＣＶＤＤを囲んでいるケースを熱収縮による径方向の圧縮負荷のもとで、ダイアモンドのチューブの外面からもたらされたテンション波としての圧縮ストレス波により生じると考えられていたチューブの破損、即ち、ＣＶＤＤチューブの破損を克服するために、どのようにして置かれているかが記載されている。
【００１０】
ＧＥシリーズの他のUS特許 No US53874447は、中でＣＶＤＤが成長されるリアクター内で場所によって成長速度がどのようにして変わるのかを記載している。尚、このように変わることにより、チューブの壁は、チューブの周囲に沿ってかなり変化する。リアクター内で成長しているＣＶＤＤチューブを連続的に回転且つ移動させることにより、この問題を実質的に解決する装置が、開示されている。しかし、実際には、このようなメカニズムは、設置するのが難しく又高価であり、そして、ダイアモンド結晶粒の成長プロセスの競合性と、リアクター内での長手方向の位置でのダイアモンド成長速度の変化とによるダイアモンドの厚さの局部的変化を克服することは不可能である。
【００１１】
ＧＥシリーズの他のUS特許 No US5468934は、成長プロセスにより生じたストレスを軽減するために、ダイアモンドのフォーカスチューブをアニールする方法を開示している。これは、中心点の場所の近くの側壁に穴を開ける研磨剤のジエットにより生じる損傷が、固有のダイアモンド沈着ストレスの結果であることを前提としている。中心点近くのフォーカスチューブの穴は、ウオータージェットに対するフォーカスチューブのミスアラインメントに主として関連している。
【００１２】
上記ＧＥシリーズの特許は、フォーカスチューブの貫通ボアの中心線とウオータージェットの中心線とのアラインメントがどのようにしてなされるかの開示は、無い。ＧＥシリーズの特許の出願の頃には、ウオータージェットに対するフォーカスチューブの中心線のアラインメントは、もととなるタングステンカーバイドのシリンダーの中心線にＥＤＭによりボアが穿孔された単一構造のタングステンカーバイドのフォーカスチューブに対してさえはっきりしていなかった。均一でないダイアモンドの壁厚と、プラズマ沈着、金属吹きつけ、又は、鋳造により与えられた外層とを有するＧＥシリーズの複合フォーカスチューブの形状は、モノシリックなタングステンカーバイドのフォーカスチューブでの場合よりもより努力してでも、早期のチューブの欠陥を防ぐために必要な精度に、達成するアラインメントする必要があったであろう。
【００１３】
数ミクロン以内でのウオータージェットの中心線に対するフォーカスチューブの中心線のアラインメントは、研磨剤カッテングジェットの有効な発生のためには、特に、マイクロ・マシーンニングのためには、重要である。一例として、ウオータージェットがフォーカスチューブの１００ミクロンの径のボアに入る場合には、ウオータージェットの径は、代表的には５０ミクロンであり、かくして、ウオータージェットとボアとの間の平均環幅を２５ミクロンである。ウオータージェット発生装置の中心線とフォーカスチューブの中心線との間に５ミクロンのミスアラインメントがあると、環状のギャップは、２０と３０ミクロンとの間で変動する。このような変動の結果、ウオータージェットの周りの研磨剤の不均一な運びと、カッテンク動作のロスと、部分的なフォーカスチューブの摩耗とが生じる。成長状態と成長プロセスとによって、ＣＶＤＤチューブの壁厚の周方向の変動は、中心線相互のアラインメントの許容誤差を大幅に超える。フォーカスチューブの中心線がホルダーの中心線と実質的に一致するように、ホルダーの中にＣＶＤＤフォーカスチューブが保持されるための手段が、与えられなければならない。
【００１４】
上記ＧＥシリーズの特許は、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブをテストするための実験によるセットアップを開示しておらず、これらは、このときの研磨剤ジエット工業で存在しているもののうちの代表的なものである。超高圧ポンプの改良と、ウオータージェットの径よりも短い径のボアのフォーカスチューブの使用は、ＧＥシリーズの特許の出願時には、ＣＶＤＤダイアモンドンフォーカスチューブは、比較的高い研磨剤の粒子のフローエネルギー密度により発生される力に耐えることができる必要があったので、２倍以上の研磨剤のカッテングジェットエネルギー密度を可能にしていた。
【００１５】
上記ＧＥシリーズの特許は、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブを囲む材料が反射されたカッテングジェットに対して保護されることがあるか、及びどのようにして保護されるかを開示していない。ワークピースへの穿孔の間、ジェットは、僅かのカッテングパワーのロスで、フォーカスチューブへと反射して戻る。タングステンカーバイドにより形成されているフォーカスチューブは、反射されたジェットが、衝撃を与え且つチューブの端部により偏向されるように、代表的にはボアの直径の５乃至１０倍の外径を有している。コストと、ＣＶＤＤダイアモンドチューブの成長の困難性とのために、複合フォーカスチューブのダイアモンド部品は、代表的にはボアの直径の約２倍であり、ダイアモンドと比較して耐摩耗性の弱い材料により囲まれている。カッテングジェットを受け入れるための手段が、複合フォーカスチューブのデザインと、この手段が中に設置されるカッテングヘッドとにより設けられなければならない。
【００１６】
単純な円錐形のテーパ付けされた入口を備えたフォーカスチューブのカッテング動作が最初に改善でき、そして、入口から出口に向かって徐々に進む摩耗前端が、フォーカスチューブの出口に達するまで、安定して下方に進み、又、カッテングジットの直径は、急速に誤差の範囲外となる。入口領域の浸食がカッテング動作を改善するときの比較的短い時間のために、最初の摩耗された形状を有する、タングステンカーバイドのフォーカスチューブの入口をマシーン加工するのには経済的ではない。
【００１７】
研磨剤のウオータージェットでの切削のための技術的進展は、カッテングジェットが、ワークピースの面を横切るのに従って、ほぼＶ字形状の溝を形成するので、極めて難しいことを示している。このＶ字形状の溝は、カッテングジェットの進行方向に対して直角に、ジェットの周囲の所で本質的にゼロに減じる複数回の研磨剤の粒子の衝撃の結果である。続く横切りにおいて、ジェットは、粗さの低い加工面を形成するように、カッテングヘッドの移動をプログラミングすることが不可能なように、Ｖ字形状の溝の壁により偏向される傾向がある。矩形のカッテング断面のカッテングジェットは、カッテングジェットの中の研磨剤の分布が均一であつた場合には、粗さの低い面を形成するように、容易に制御され得る。タングステンカーバイドにフォーカスチューブのボアを穿孔するための方法は、入口から出口まで同じ形状に実質的にするようなボアの断面を必要としている。ジエットの角部の所で高い粒子の濃度を有しているカッテングジェットが発生される、四角形の断面のボアを備えたタングステンカーバイドのフォーカスチューブの試みでは、円形のジェットを使用している切削加工での一連の問題とは異なる一連の問題が生じることが、判っている。
【発明の概要】
【００１８】
この発明の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、ガーネットよりも硬い研磨剤を通すときに、経済的のチューブ寿命を与えるために、上述された問題を解決している。又、複合チューブは、改良されたカッテング動作を与え切削加工に適している断面形状のカッテングジェットを発生し得る。
【００１９】
この発明では、ＣＶＤＤチューブは、ダイアモンドのチューブに影響を与えるような力を与えない手段によりホルダー内に位置されて保持されている。即ち、ダイアモンドのチューブは、柔らかい状態（soft manner）で保持されている。硬い固定方法が、直感的には好ましいように思えるけれども、従来技術で使用されていた硬い固定は、従来技術の複合ＣＶＤＤチューブの失敗の原因を導くか、原因そのものである。
【００２０】
この発明で使用されるためのＣＶＤＤチューブは、柱状微細構造となるプロセスにより成長され得る。ダイアモンド結晶粒は、拮抗（competitively）して成長し、壁厚が増すのに従って多くの結晶粒がなくなり、粒のサイズが大きくなるように、近くの粒を駆逐した粒の状態で、結晶粒のサイズと形状とが広い範囲に渡って種々異なっている。このようにして得られた材料は、粒界に沿って及び粒界の傍で、幾つかの欠陥及び弱点を有している。チューブの外面を形成している成長面は、粗く、角があり、又、刻み目(rough, angular and faceted)がある。
【００２１】
ＣＶＤＤの核形成面での結晶粒間の結合は、非常に強い。この結果、研磨剤の粒子の衝突により、ダイアモンド内の本質的な欠陥が増える傾向にはならない。しかし、フォーカスチューブに要求されている壁厚で、成長面の近くでは、結晶粒がかなりの力を受ける場合には、本質的な欠陥は増える。従来技術での保持の実際の方法のように、ＣＶＤＤチューブの粗く、角と刻み目がある表面に径方向の収縮力が加えられた場合には、結晶粒界の所又は近くに既に存在している欠陥からのクラックの成長を生じさせるように、個々のダイアモンド結晶粒のレベルで生じるせん断及び曲げ力が必然的に生じると、考えられている。又、ダイアモンドの熱膨張係数と、ろう付け材料及びホルダーの熱膨張係数との間のミスマッチにより、粒相互間、及び、グループ間に引張り力を発生させる硬い固定方法では、冷却の間に長手方向の収縮動が生じ、かくして、存在している欠陥の成長を悪化させることが、判っている。ワイヤーＥＤＭによりＣＶＤＤを処理する場合には、粒のグループは、切断エッジの外に引かれて、結晶粒界に沿って欠陥を生じさせるのに必要な智から比較的小さいことが、判っている。ダイアモンドチューブの周りの、比較的高い熱膨張係数の材料の熱収縮によりダイアモンドチューブに圧縮負荷がかかる従来技術は、界面のクラックと成長に対する本質的な欠陥とが生じ易い。
【００２２】
ろう付けは、ダイアモンドの保持ジョイントに対して強い金属を形成するための好ましい方法である。幾つかの基板へのダイアモンドのろう付けの実験に基づいて、実質的な横方向及び径方向の力が、ろう付けの後には、ＣＶＤＤチューブの長さ方向、及び、径方向に沿って存在していることが、考えられる。これらの力は、ろう付けの固化フェイズの間に、ろう付けされたジョイントの特定の場所へのろう付け材料の好ましい移動（migration）により、生じる。このような移動の理由は、理解されていないが、ダイアモンドにろう付けされたジョイントを形成するときに生じる複雑な化学反応に関連していると考えられている。変化するろう付けギャップの幅のために、ろう付けの移動のポテンシャルは、成長ＣＶＤＤチューブでは固有の壁厚が変化している状態のＣＶＤＤチューブを固定しているときに、高くなるであろう。ろう付けされたジョイントを形成しているときに発生する力は、チューブのボアの中心線をホルダーの中心線に関連付けて位置させるように、ＣＶＤＤチューブを固定させることが必要であり得る。
【００２３】
硬い固定方法を選ぶ理由は、ダイアモンドに近いかこれよりも高い音響インピーダンスを有する材料に、ＣＶＤＤフォーカスチューブを密に結合させるためである。材料の音響インピーダンスをマッチングさせることにより、粒子の衝突からのストレス波は、張力波として反射されるよりも、伝達される。高速の水滴に衝撃を受けたＣＶＤＤダイアモンドは、衝撃を受けていない正面により反射されたストレス波のもとで、作用しなくなることが、知られている。ＣＶＤＤチューブは、ダイアモンドよりも高い音響インピーダンスを有しているタングステンカーバイドのホルダーにより囲まれ得る。実用的には、ダイアモンドとタングステンカーバイドとの間のバンドを形成するために利用可能な材料が、ストレス波のエネルギーを少し伝達する。これに対する例外は、金であるが、金の使用は、ジョイントを形成している間に、ホルダーの基準の中心線に対してＣＶＤＤチューブの中心線を保持し、音響ジョイントを形成する実行不可能なことと同様に、コストの面で除外される。
【００２４】
フォーカスチューブのボアの摩耗は、粒子がフォーカスチューブのボアを通過するのに従った、ボアの壁への多数の瞬間的な衝突を果たさせる音の速度の２倍までで１秒当たり約１００万個の粒子の移動の結果である。これら個々の衝突力は、適当な厚さを有する高品質のＣＶＤＤダイアモンドの強度と比較して弱い。この強度は、圧縮ストレス波と反射された引っ張りストレス波との両者に対してである。これは、以下の基準が満たされている場合で、この特許が基づいている実験により、正確であることが示された、  
ＣＶＤＤチューブは、チューブをホルダーの中に保持する方法からの実質的な外力を受けていない。
【００２５】
ＣＶＤＤチューブは、これのボアの直径に対して適切な壁厚を有している。  
ＣＶＤＤチューブのボアの中心線は、ウオータージェット発生装置の中心線と精度良くアラインメントされている。
【００２６】
この発明の複合フォーカスチューブの中に組み込まれているダイアモンドチューブは、全て既知のＣＶＤ成長プロセスにより、ワイヤー又は形成具上で成長され得る。これら成長プロセスは、電気放電マシーン（ＥＤＭ）により処理が可能であるように、ダイアモンドを導電性にするために、ボロン又は他の適切なドーパントによるドーピングを含んでいる。
【００２７】
この発明で使用するためのＣＶＤＤダイアモンドチューブは、形成具、ワイヤー、又は、チューブ上に成長され得る。これらは、ＣＶＤＤダイアモンド製造分野での当業者が、例えば、シリコン、シリコンカーバイド、並びに、モリブデン及びタングステンを含むカーバイド形成金属の範囲のものが適していることが判っている。ＣＶＤＤダイアモンドが、細長いロッド、ワイヤー、又は、チューブ上で成長され、そして、ワイヤー又はチューブが取り除かれる前後か形成具上に成長されたままで、個々のＣＶＤＤチューブの材料が、結果のＣＶＤＤチューブから切り取られ得る。前記形成具は、個々のチューブの形状にするように長手方向に沿って適切にエッチング、研磨、又は、他の処理が施されたロッド、チューブ、又は、ワイヤーの形態をとり得る。この結果、個々のチューブが、各成長されたＣＶＤＤ材料から順次切り取られた状態の多数のＣＶＤＤチューブを形成し得る。形成具は、タングステン、又は、他の適正な材料を使用して３Ｄ−プリントにより形成され得る。ワイヤーと形成具とは、酸浸食、ＥＤＭ、電気化学機械加工、研磨剤ウオータージェット機械加工、もしくは、これらの組合せ、又は、他の方法との組み合わせにより、除去され得る。
【００２８】
この発明のためのＣＶＤＤダイアモンドチューブの好ましい加工は、加工がＥＤＭ、レーザ、又は、両方法の組合せでなされ得るときには、ＣＶＤＤが導電性でない場合には、レーザによりなされる。この発明の実行に際して、テーパ付けされた入口が、ＣＶＤＤチューブの壁に、加工により形成される。
【００２９】
この発明のためのＣＶＤＤチューブの周壁の厚さの変化は、ボアの直径の１００%を超え得るけれども、好ましくは、ボアの直径の２４%未満、そして、より好ましくは、１０%未満である。ＣＶＤＤチューブの最低の壁厚の所で、壁厚は、好ましくは、チューブのボアの直径の５０%よりも厚く、そして、より好ましくは、ボアの直径よりも厚い。
【００３０】
この発明の実施の形態において、フォーカスチューブのボアのテーパ付けされた入口は、タングステンカーバイドのフォーカスチューブのＥＤＭ加工のときには実用的である遷移と比較して、フォーカスチューブの延出長の全体に渡って遷移が生じるように、形成具上のＣＶＤＤ成長プロセスの間に形成される。この結果、従来技術のフォーカスチューブよりも好ましい動作が生じるように、高速のウオータージェットと研磨剤の粒子との間の初期の激しい相互作用を可能にしている。
【００３１】
切削のための非円形カッテングジェットを、特に、実質的に正方形の断面のカッテングジェットを発生させるために、上にＣＶＤＤフォーカスチューブが成長される形成具の断面形状は、非円形のカッテングジェットの中の研磨剤の粒子の好ましい分布を与えるようにして、入口から出口に向かって変化する断面形状を有するＣＶＤＤチューブを成長させるために、形成具に沿って変化し得る。
【００３２】
この発明に係わるＣＶＤＤフォーカスチューブは、実質的にストレスがかからない状態で、ホルダー内に位置され且つ留められている。幾つかの実施では、ホルダーは、単一の部材片から加工又は形成されている。他の実施では、ホルダーは、２又はそれ以上の部材の組合せである。又、他の実施では、ホルダーは、カッテングヘッドの本体である。ワークピースで反射されたカッテングジェットからの研磨剤に晒される、この発明に係わるホルダーの部分は、好ましくは、タングステンカーバイド、多結晶ダイアモンド、又は、他の耐研磨性の高い材料により形成されている。
【００３３】
位置、保持、及び、固定の処置が、ＣＶＤＤチューブを、これのボアの中心線がホルダーの中心線と一致するように、位置付けかつ保持するために、この発明の実施の形態で使用されている。この位置、保持、及び、固定の処置は、冶具を使用してホルダーの中にＣＶＤＤチューブを位置させることを含んでいる。この冶具は、覆い材料が、固体化、固まる、硬化、又は、他の固化の状態で、ＣＶＤＤチューブの中心線をホルダーの基準の中心線上に位置させて固定する、位置付け用のピン又はワイヤー、もしくは、他の位置付け手段を有している。
【００３４】
この発明に係わる他の位置付け、保持、及び、固定の処置は、本質的にストレスがなく覆い材料が固体化、固まる、硬化、又は、他の固化の状態で、チューブの中心線が、モールド内の細長いボアの中心線上に保たれるように、モールド内にＣＶＤＤフォーカスチューブを位置させることを含んでいる。そして、覆われたフォーカスチューブは、モールドから取り出されて、ホルダーのボア内に維持される。
【００３５】
ＣＶＤＤフォーカスチューブを覆って、保持するための好ましい材料は、ポリマー、特に、高分子接着剤である。接着剤の特性は、急速な固化、良熱及び／又は電気導伝性、高強度及び／又は耐浸食性を含み得る。ホルダーの中ヘのチューブの覆い及び保持は、２又はこれ以上の工程でなされ得る。ホルダー内の所定の位置へのその長さ全体に渡ってのＣＶＤＤチューブの最初の覆い及び保持工程は、瞬間固化又は硬化接着剤を使用してなされ得る。第２の又は他の覆い及び保持工程は、ポリマー、もしくは、覆い材料の耐浸食性を与えるセラミック粒子のような添加物を有する他の材料を使用してなされ得る。
【００３６】
この発明の実行のために選ばれたポリマーは、ＣＶＤＤチューブの壁厚の周方向の変化と表面粗さとにより生じたジョイントのギャップ幅の変化に対応するギャップ充填機能を有している。ＣＶＤＤチューブの壁の周方向の壁厚の実質的な変化を許容するために、ＣＶＤＤチューブが中に位置及び保持されているホルダーのボアは、ホルダーの基準の中心線に対してオフセットされ得る。この基準の中心線に、ＣＶＤＤチューブの中心線が関連付けられている。
【００３７】
この発明に係わるホルダーの中にＣＶＤＤチューブを覆い且つ保持する他の方法は、チューブが、これの中心線がホルダーの基準の中心線と一致するように保持された状態での、溶融可能な合金又は半田付け材料の使用によりなされる。固化で膨張する溶融可能な合金は、覆いがダイアモンドに影響を与えるようなストレスをかけることがなく、ＣＶＤＤチューブの外側の空間を埋めるように、好ましくは、使用される。半田又は溶融可能な合金のジョイントが、単一又は複合のホルダーの中にＣＶＤＤチューブを保持して固定するために、接着剤によるジョイントと関連付けて使用され得る。
【００３８】
この発明の実施の形態において、ＣＶＤＤフォーカスチューブの長手方向の部分は、カッテングヘッドの中に複合ＣＶＤＤフォーカスチューブを設置する前に、保持又は固定材により支持されていなくても良い。フォーカスチューブの入口端又は出口端の所で、覆い且つ保持する材料は、カッテングヘッドの動作の間に研磨剤の粒子により浸食される。
【００３９】
この発明の実施の形態において、ホルダーは、ワークピースの穿孔の間に跳ね返った研磨用のジェットにより過度に浸食されない超硬物質の単一片から機械加工されている。他の実施の形態において、超硬物質のセクションが、ホルダーの本体に、これの出口端の所か、カッテングヘッドの本体に、損傷を最小にするために、取着されている。
【００４０】
この発明の実施の形態において、耐摩耗プロテクターが、ＣＶＤＤチューブに、テーパ付けされた入口の前で、この場所での浸食からＣＶＤＤチューブの覆い且つ保持する材料を保護するために設けられている。
【００４１】
本願発明の第１の態様に係われば、研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合化学蒸着ダイアモンド（ＣＶＤＤ）フォーカスチューブであって、この複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、
細長いＣＶＤＤチューブと、ホルダー手段とを具備し、前記ＣＶＤＤチューブは、ＣＶＤＤチューブの入口端とＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有し、又、前記ホルダー手段は、前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、固体のキャスティング材料により前記通路内で覆われており、前記キャスティング材料は、続いて凝固するための液体として前記通路に入れられ得る、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブが提供される。
【００４２】
第１の好ましい実施の形態において、前記キャスティング材料は、化学反応により凝固する。
【００４３】
代わって、前記キャスティング材料は、前記通路内で、凝固可能なプラスチック材を含んでいる。
【００４４】
前記キャスティング材料は、接着成分を含んでいる。
【００４５】
前記キャスティング材料は、オプションでは、セラミック又は高分子材料の粒子のような固体粒子で補強された、固化される接着成分を含み得る。
【００４６】
前記キャスティング材料は、シアノアクリレート接着剤、エポキシ接着剤、及び／又は、ウレタン接着剤の１種又は複数種を含み得る。
【００４７】
代わって、又は、追加して、前記キャスティング材料は、冷却による相転移により凝固する。
【００４８】
効果的には、前記キャスティング材料は、金属を、オプションでは、合金を含んでいる。
【００４９】
前記キャスティング材料は、オプションでは、２００℃以下の融点を有する、溶融可能な合金を含み得る。
【００５０】
前記細長いＣＶＤＤチューブの外面は、液状の前記キャスティング材料に対する前記外面の濡れ性を高めるために、金属でコーティングされ得る。
【００５１】
好ましくは、前記ＣＶＤＤチューブの貫通ボアは、ボアの残りの部分と合うように、前記入口端から傾斜されたほぼ円錐形の部分を有し、前記残りの部分は、オプションでは、実質的に一定の直径を有している。
【００５２】
前記細長いＣＶＤＤチューブは、好ましくは、細長いＣＶＤＤチューブの貫通ボアの長軸が、前記ホルダー手段の基準の中心線と一致するように、ホルダー手段の前記通路内に保持されている。
【００５３】
前記ＣＶＤＤチューブの壁厚は、周方向及び／又は長手方向で変化し得る。
【００５４】
前記ＣＶＤＤチューブの外面は、好ましくは、前記通路内で、細長いＣＶＤＤチューブを覆っている覆い材料と係合するように、粗く、刻み目が形成されている。
【００５５】
前記覆い材料は、細長いＣＶＤＤチューブの周りで凝固されたときに、細長いＣＶＤＤチューブを、これに影響を与えるストレスが加えられないようにして保持するように、選択され得る。
【００５６】
前記ホルダー手段は、研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドの本体を有し得る。
【００５７】
この複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、オプションでは、前記ホルダー手段の中で延びている、前記ＣＶＤＤチューブの入口端に導いている通路手段を具備し得、この通路手段は、キャリア流体の中の研磨剤の粒子を細長いＣＶＤＤチューブのボアの中に吐出するように形成されている。
【００５８】
前記研磨剤の粒子が、ＣＶＤＤチューブの入口端の所で貫通ボアの外面の周りでほぼ均一に分布するように、前記通路手段と、ＣＶＤＤチューブの入口端とは、研磨剤の粒子を、ＣＶＤＤチユーブの入口端の中に案内するように、互いに形成され得る。
【００５９】
前記細長いＣＶＤＤチューブのダイアモンドは、ダイアモンドに導電性を与えるために、オプションでは、ボロンがドープされ得る。
【００６０】
前記細長いＣＶＤＤチューブの貫通ボアは、前記出口端から非円形断面のウオータージェットを射出するように、ＣＶＤＤチューブの出口端に向かって長手方向で変化する、形状の内面を有し得る。
【００６１】
本願発明の第２の態様に係われば、研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合化学蒸着ダイアモンド（ＣＶＤＤ）フォーカスチューブであって、この複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、
ＣＶＤＤチューブの入口端とＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有する細長いＣＶＤＤチューブと、
前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有するホルダー手段とを具備し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、細長いＣＶＤＤチューブにストレスを実質的に与えない覆い材料により前記通路内で覆われている、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブが提供される。
【００６２】
本願発明の第３の態様に係われば、研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合化学蒸着ダイアモンド（ＣＶＤＤ）フォーカスチューブであって、この複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、
ＣＶＤＤチューブの入口端とＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有するＣＶＤＤチューブと、
前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有するホルダー手段とを具備し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、細長いＣＶＤＤチューブの貫通ボアの中心軸が、前記ホルダー手段の基準の中心線と一致するように、前記通路内で保持されている、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブが、提供される。
【００６３】
本願発明の第４の態様に係われば、ＣＶＤＤチューブの入口端とＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有するＣＶＤＤチューブを準備する工程と、
前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有するホルダー手段を準備する工程と、
前記細長いＣＶＤＤチューブを前記通路の中に位置させる工程と、
液状のキャスティング材料を、前記細長いＣＶＤＤチューブの外側の前記通路の中に吐出させて、このキャスティング材料を固体にする工程と、
を具備する研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合ＣＶＤＤフォーカスチューブを形成する方法が、提供される。
【００６４】
好ましくは、前記細長いＣＶＤＤチューブの貫通ボアの中心軸が、前記ホルダー手段の基準の中心線と一致するように、前記細長いＣＶＤＤチューブが、前記通路内に位置され、前記キャスティング材料が、凝固されるまで、前記通路内で、この位置に保持される。
【００６５】
前記第１の態様で、研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合ＣＶＤＤフォーカスチューブが提供され、この複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、
粗く刻み目がある外面と、入口端から出口端に延びた円滑な貫通ボアとを有し、貫通ボアにはこれに続くテーパが入口端の所で形成されている、細長いＣＶＤＤチューブと、
細長いボアを有するホルダーと、を具備し、前記複合フォーカスチューブは、
ＣＶＤＤチューブが、外面が、実質的にストレスが無いようにして覆われて、ホルダーのボアの中に保持されていることを特徴としている。
【００６６】
第２の態様で、第１の態様のＣＶＤＤフォーカスチューブのボアの中心線は、ホルダーの基準の中心線とアラインメントされて保持され、保持材料である覆い材料が、固体となる、固化する、硬化する、又は、他の固化の状態になる。
【００６７】
第３の態様で、第１の態様のＣＶＤＤフォーカスチューブのボアの中心線は、モールド内のボアの基準の中心線とアラインメントされて保持され、ストレスの無い覆い材料が、固体となる、固化する、硬化する、又は、他の固化の状態になると共に、覆われたＣＶＤＤフォーカスチューブが、モールドから取り出されて、第１の態様のホルダーのボアの中に保持される。
【００６８】
第４の態様で、第１の態様のＣＶＤＤフォーカスチューブは、ポリマー、金属、又は、ポリマーと金属との組み合わせにより実質的にストレスの無い状態で、覆われている。
【００６９】
第５の態様で、第１の態様のＣＶＤＤフォーカスチューブは、ポリマー、金属、又は、ポリマーと金属との組み合わせを使用して、ホルダーの中で長手方向の一部又は全体が覆われ且つ保持されている。
【００７０】
第６の態様で、第２の態様の覆い且つ保持する材料は、シアノアクリレート、もしくは、エポキシの又はウレタンの接着剤である。
【００７１】
第７の実施の形態において、第１の態様のホルダーは、又、研磨剤ウオータージェットカッテングヘッドの本体である。
【００７２】
第８の実施の形態で、第１の態様のＣＶＤＤチューブの壁厚は、周方向及び／又は長手方向で変化している。
【００７３】
第９の態様で、通路が、キャリア流体の中の研磨剤の粒子の流れのために、第１の態様のホルダーの入口端の中に機械加工で形成されている。
【００７４】
第１０の態様において、第４の態様の通路の壁は、研磨剤の粒子を、これらが、フォーカスチューブのボアの、フォーカスチューブへのほぼテーパが形成された入口に、入口の周面で適切な均等の分布で入るように、案内するための形状に設定されている。
【００７５】
第１の態様のＣＶＤＤチューブは、ダイアモンドを導電性にするために、ドープされている。
【００７６】
第１２の態様において、第１の態様のＣＶＤＤチューブのほぼテーパが形成された入口は、入口をレーザ又は放電で加工するときに、ダイアモンドを導電性にするボロン又は他のドーパントがダイアモンドにドープされていない場合には、レーザにより、ＣＶＤＤチューブの壁に開口で形成される。
【００７７】
第１３の態様において、第１の態様のＣＶＤＤフォーカスチューブのボアの断面形状は、フォーカスチューブの出口の所で所望の粒子の分布を有する非円形のジェットを発生させるように、これの長さ方向に沿って変えられている。
【００７８】
本願発明の特別な実施の形態は、添付の図面を参照して、例として以下に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は、本願発明を具体化する第１の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブの縦断面図である。
【図２】図２は、本願発明を具体化する、ＣＶＤＤチューブが変わる壁厚となっている第２の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブの縦断面図である。
【図３】図３は、本願発明を具体化する複合ＣＶＤＤフォーカスチューブを組み合わせるための冶具の縦断面図である。
【図４ａ】図４ａは、本願発明を具体化する、ボアが変わる断面形状である第３の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブの縦断面図である。
【図４ｂ】図４ｂは、図４ａに示されたフォーカスチューブのＣＶＤＤチューブの上部の拡大された部分図である。
【図４ｃ】図４ｃは、図４ａに示されたフォーカスチューブのＣＶＤＤチューブのボアの異なるポイントでの部分横断面図である。
【図４ｄ】図４ｄは、図４ａに示されたフォーカスチューブのＣＶＤＤチューブのボアの異なるポイントでの部分横断面図である。
【図４ｅ】図４ｅは、図４ａに示されたフォーカスチューブのＣＶＤＤチューブのボアの異なるポイントでの部分横断面図である。
【図５ａ】図５ａは、本願発明を具体化する、各端部に耐浸食部分を有する第４の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブの縦断面図である。
【図５ｂ】図５ｂは、本願発明を具体化する、又、各端部に耐浸食部分を有する第５の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブの縦断面図である。
【図６】図６は、本願発明を具体化するＣＶＤＤチューブのためのホルダーとして又機能する研磨剤ウオータージェットカッテング工具のカッテングヘンッドの本体の縦断面図である。
【図７ａ】図７ａは、本願発明を具体化する方法に係わる、モールド内で覆われているＣＶＤＤチューブの概略的な縦断面である。
【図７ｂ】図７ｂは、図７ａに示されているＣＶＤＤチューブとモールドとの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００８０】
図、特に図１に示されているように、第１の複合化学蒸着ダイアモンド（ＣＶＤＤ）フォーカスチューブ１は、入口端の所に収束されるようにテーパ付けされた入口５を備えた細長い貫通ボア４を有している細長いＣＶＤＤチューブ２を備えている。ＣＶＤＤチューブ２は、ホルダー３を貫通している通路６の中に、覆い／保持材料７（後で詳述される）により、しっかりと保持されている。覆い／保持材料７は、ＣＶＤＤチューブ２の外面と通路６の内面との間の全容積部を満たしている。
【００８１】
前記ホルダー３は、ホルダー３の中心軸線を規定し、精度良く形成された一定の外径を有している。ＣＶＤＤチューブ２の細長い貫通ボアの中心軸線は、製造の間、ホルダー３の中心軸線と精度よくアラインメントされる（後を見よ）。ホルダー３は、ＣＶＤＤチューブ２入口端と同じレベルで延びている平坦な入口面９を有している。一方、ホルダー３のテーパ付けされた出口端とＣＶＤＤチューブ２の出口端とは、一緒になって複合フォーカスチューブ１の出口端を形成している。ホルダー３は、好ましくは、タングステンカーバイドのような超硬物質により形成されている。
【００８２】
ＣＶＤＤチューブ２は、ＣＶＤＤ壁に囲まれた円滑な貫通ボア４を残すように続いてエッチングされる支持ワイヤーへの沈着により形成される、一般的な方法により製造される。ＣＶＤＤチューブ２の外面は、ＣＶＤＤチューブ２の壁を形成している結晶の成長特性に従って、粗く、角度付けされ、刻み切目が付けられるように成長されている。
【００８３】
本願発明で有用であると判っている覆い／保持材料７は、ポリマー、及び、低融点金属又は合金を含んでいる。覆い／保持材料７が、低融点金属又は合金で形成されている場合には、ＣＶＤＤチューブ２の外周面は、最初に、金属又は合金の濡れ性を助長する材料でコーティングされることが必要であり得る。例えば、ＣＶＤＤの外周面全体に渡ってのニッケルの無電解メッキの薄膜コーティングが、有用であることが判っている。使用されるポリマーは（今まで）、上記のような前処理をしないで、ＣＶＤＤ表面を濡れ性を与えてコーティングをすることができる。
【００８４】
この出願で使用されているポリマーは、瞬間及び構造接着剤として一般的に知られているものを含み、シアノアクリレート、エポキシ樹脂、及び、ウレタンを含んでいる。ポリマー、セラミック、若しくは、他のこのような添加剤の固体粒子を含有させることにより強化された接着剤は、高められた耐衝撃性、耐浸食性、及び／又は、耐天候性のような好ましい特性を有するようになり得るので、好ましい。
【００８５】
適切な低融点金属又は合金は、この分野では４５０℃（半田付け材料とろう付け材料との間の境界の１つの規定）以下、又は、好ましくは、２００℃以下を示している「低融点」を有し、一般に半田と称されている合金を含んでいると考えられている。ＣＶＤＤチューブ２にストレスをかけることを防止するように、固化されるのに従って著しく膨張又は収縮しない合金を選択することが可能である。ビスマスの含有量の多い合金が、効果が高いと考えられている。
【００８６】
図１に示されている第１の複合フォーカスチューブ１は、一定の壁厚のＣＶＤＤチューブ２を有している。一方、より有用である構成が、図２に示されている。ここで、これの周方向で変化している壁厚の細長いＣＶＤＤチューブ２２は、ホルダー２１内に保持されて、第２の複合フォーカスチューブ２０を構成している。
【００８７】
ＣＶＤＤチューブ２２は、ホルダー２１を貫通している細長い通路２３の中に、図１を参照して説明された覆い／保持材料７からなる、覆い／保持材料７により、覆われ保持されている。第１の複合フォーカスチューブ１と同じように、第２の複合フォーカスチューブは、ホルダー２１の外面により規定された中心軸線と精度よくアラインメントされた、ＣＶＤＤチューブ２２の貫通ボア４の中心軸線を有している。かくして、通路２３内の覆い／保持材料７の厚さは、ＣＶＤＤチューブ２２の部分的な壁厚とは、逆に変化している。
【００８８】
ＣＶＤＤチューブ２２の最低壁厚は、好ましくは、貫通ボア４の直径の１／２よりも大きく、より好ましくは、貫通ボア４の全直径よりも大きい。
【００８９】
図３は、ＣＶＤＤチューブ２２をホルダー２１の中に位置させるための冶具４０を示し、ＣＶＤＤチューブは、覆い／保持材料７を使用して所定位置に固定されている。代表的な組み立て及び固定方法は、含まれる材料にとって必要なように、ＣＶＤＤチューブ２２の外面と、ホルダー２１を通る通路２３の内面とを準備することから始まる。ワイヤー４４が、ＣＶＤＤチューブ２２のボア４を貫通するように配置され、そして、液体又は半固化された状態（part-solidified form）の覆い／保持材料７が、ＣＶＤＤチューブ２２及び／又は通路２３の内面に与えられる。
【００９０】
次に、ワイヤー４４を受けるように形成されたガイドボア４５が設けられたガイドブロック４３が、ホルダー２１の各端部にワイヤー４４が通るように配置される。これらガイドブロック４３と、ホルダー２１と、ＣＶＤＤチューブ２２とは、冶具４０の本体４１を貫通しているチャンネル４２の中に、一緒に装填される。ワイヤー４４は、ＣＶＤＤチューブ２２の貫通ボア４の中と、各ガイドブロック４３のガイドボア４５との中にきつく適合（fit tightly）しているが、ＣＶＤＤチューブ２２とガイドブロック４３とは、ワイヤー４４に沿って長手方向に摺動可能なような充分な隙間がある。好ましくは、ワイヤー４４とガイドブロック４３の全ての表面とは、覆い／保持材料７がこれらに付着することを避けるための表面コーテング（例えば、フッ素処理コーティングは、多くの高分子接着剤により付着を減じるであろう）を有していることは、重要である。
【００９１】
前記ワイヤー４４は、張って維持されており、この結果、ＣＶＤＤチューブ２２の貫通ボア４の中心軸線が、ホルダー２１と、ホルダー２１を貫通している通路２３との中心軸線と一致して所定位置に保たれるのを確実にしている。
【００９２】
かくして、前記覆い／保持材料７は、ＣＶＤＤチューブ２２の周りの通路２３内で凝固／固化し得る。図２に示されているような第２の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ２０を製造するために、前記冶具４０とワイヤー４４とは、取り外される。
【００９３】
異なる実施の形態（図示されていない）では、前記ワイヤー４４は、各ガイドブロックからＣＶＤＤチューブ２２のボア４の夫々の端部へと軸方向に延びた細長い位置決めピンに代えられている。このような構成は、ボア４が、０．３mmよりも大きい直径を有しているときには、ボア４と適合するような所定の直径の位置決めピンは、信頼性のあるアラインメントを可能にし、又、容易に損傷されないように適切な強度と剛性とを有させ得るので、特に適している。
【００９４】
図４ａには、第３の複合フォーカスチューブが示されている。これは、第２の複合フォーカスチューブ２０とほぼ類似しているが、細長い貫通ボア２０４に続いており、収束するようにテーパ付けされている入口２０５が、ＣＶＤＤチューブ２０１を成長させるプロセスの間に形成されているＣＶＤＤチューブ２０１を有している。
【００９５】
ＣＶＤＤチューブ２０１のテーパ付けされた入口２０５を収容するために、第３の複合フォーカスチューブ２００のホルダー２０３は、ホルダー２０３を貫通する通路の入口側端部に対応して収束するようにテーパ付けされた部分２０６を有している。上述のように、ＣＶＤＤチューブ２０１は、第２の複合フォーカスチューブ２０のための上述されたのと類似の方法により、覆い／保持材料２０７（上記覆い／保持材料７に対応している）を用いて、ホルダー２０３を貫通している通路内に保持され且つ固定されている。
【００９６】
図４ｂは、この解決策が、延ばされた形状のテーパ付けされた入口形状２１５の形成を可能にしている一例での、ＣＶＤＤチューブ２０１のテーパ付けされた入口２０５を詳細に示している。この形状は、タングステンカーバイドのチューブが、動作が最大のときに、最大代表的には、動作の最初の２〜３時間で摩耗する形状に近くなっている。このような入口領域中でのカッテング用流体の通過の流体原動力は、まだ、充分に理解されていない。フォーカスチューブのボアの中で、静圧が、絞り部分で生じる音速のもとで、フォーカスチューブのボアの中への空気流れを絞る（chock）のに必要な圧力以下になることが、知られている。ボアの中心線に沿った音の速度の２倍以上のウオータージェットの流れの状態と、入口の横断面の徐々の減少の状態とで、従来の常識では、絞りは、多分生じない。このような理由のためかどうかは判らないが、このようなウオータージェットから研磨剤の粒子への瞬間的な転換のプロセスは、円錐形のテーパが付けられた入口２０５から図４ｂに示されているように、フォーカスチューブの一定の直径のボアへの前記入口形状２１５内の比較的緩やかな変化によって、改善することが知られている。
【００９７】
便宜上、図４ａに示されているＣＶＤＤチューブ２０１は、変化する断面形状のボア２０４を有するように示されている（外側の形状と入口形状２１５は、必要に応じて別々で、又は、一緒にして使用され得る）。これは、複合フォーカスチューブ２００の非円形の出口端１１の所で研磨剤のカッテングジェットを発生させる目的で、成形された形成具の上にＣＶＤＤチューブ２０１を成長させることにより、達成される。この結果、出口端のところで、ジェット中の研磨剤の粒子の所望の分布が得られる。
【００９８】
ボア２０４の入口端２１０（図４ａ，４ｂ）と中間点２１１（図４ａ，４ｃ）との間はで、ボア２０４の断面は円形であり、ウオータージェットから研磨剤の粒子への効率的な運動量の変換を生じさせる。
【００９９】
前記中間点２１１から、下側点２１２（図４ａ，４ｄ）を通って出口１１に近い点（図４ａ，４ｅ）までは、ボア２０４の断面形状は、所望のカッテングジェットの断面へと徐々に変わっている。この断面は、この例では、正方形に示されている。円形断面と正方形断面との間の移り代わりが生じる点２１１から点２１３までの距離は、ボア２０４の内側の隅部に研磨剤の粒子が集まる傾向に制御するように最適化され得る。この結果、ワークピース上に実質的に平坦な切削加工表面を形成するように、操作され得る研磨剤カッテングヘッドを提供できる。
【０１００】
図５ａは、第４のフォーカスチューブ８０の出口端１１の所に設けられた出口保護部材９０と、第４のフォーカスチューブ８０の入口端９の所に設けられた入口保護部材８５とを有する第４の複合フォーカスチューブ８０を示している。この第４のフォーカスチューブ８０は、上述されたのと同じＣＶＤＤチューブ２２を有している。このＣＶＤＤチューブは、２つの異なる種類の覆い／保持材料８２及び８４を使用して、第４のフォーカスチューブのホルダー８１の中に覆われて保持されている。代表的には、覆い／保持材料８４を使用しているＣＶＤＤチューブの先端部に沿って出口端１１に向かったＣＶＤＤチューブ２２の覆い及び保持は、図２及び３の第２の複合フォーカスチューブ２０に関連して上述されたようになされ得る。覆い／保持材料８４は、好ましくは、比較的粘性が低い急速硬化接着剤を含んでいる。これは、ＣＶＤＤチューブ２２の急速で保持及び固定を、これの中心線が、ホルダー８１の中心線と一致した状態で、する。覆う材料は、又、適当な強度と衝撃吸収特性とを有している。
【０１０１】
度々ある場合として、ＣＶＤＤチューブ２２のテーパがある入口が、このＣＶＤＤチューブがホルダー８１の中に固定された後に、加工により形成される場合には、覆い／保持材料８２は、高熱伝導性のような特定の特性のために選ばれ得る（ＮＢ：ＣＶＤＤ材料のボロンドープは、これを導電性にして、ＣＶＤＤ材料のＥＤＭを使用しての加工を可能にしている）。代わって、入口保護部材８５が、使用されていない場合には、覆い／保持材料８２は、高い耐浸食性を得るように選ばれることが好ましい。代表的な覆い／保持材料８２は、セラミック、又、金属が充填された耐摩耗性のエポキ樹脂合成物（metal-filled wear-resistant epoxy composition）である。このようなエポキシシ樹脂合成物は、一般的には、比較的高い粘性を有している。かくして、ＣＶＤＤチューブ２２の外壁とホルダー２１の内壁との間のギャップの中に所定の圧力のもとでエポキシ樹脂の合成物が注入される必要があるかもしれない。この例では、横方向の通路８３が、エポキシ樹脂合成物の注入のために設けられている。
【０１０２】
研磨剤ジェットでの切断又は切削の間にワークピースから跳ね戻る反射されたジェットは、超硬物質ではない如何なる物質を急速に浸食（erode）させるのに充分なカッテングパワーを有している。酸化アルミニウム又はシリコンカーバイドのような超硬研磨材料が、カッテングのための研磨剤ウオータージェットで使用される場合には、反射されたジェットは、超硬材料のキャリアであっても、所定の時間内に浸食させるであろう。ＣＶＤＤチューブは、脆く、又、ワークピースとの僅かの衝突で破損するので、ＣＶＤＤチューブ２２の出口端は、好ましくは、高耐浸食材料により形成されている出口摩耗保護部材９０により囲まれていることが望ましい。この部材は、又、少なくともそれほど強くない衝撃負荷に耐えうる。反射され又跳ね返った研磨剤の粒子は、出口端１１の近くの複合フォーカスチューブ８０と、周りの出口摩耗保護部材９０との間のギャップ９２の中に延びている覆い／保持材料８４を急速に浸食するであろう。この結果、ギャップ９２の中に延びている覆い／保持材料８４の部分は、助からず、かくして、このような覆い／保持材料でギャップを満たす効果はほとんどなくなる。ギャップ９２の長さに対する幅の比は、ギャップ９２に入る、反射された研磨剤の粒子のエネルギーが、このような研磨剤の粒子が第４の複合フォーカスチューブ８０を上昇して覆い／保持材料８４に達する前に、衝撃により消散される。出口摩耗保護部材９０は、ホルダー８１に相互接触面９１全体に広がった比較的弱い接着剤により、押圧適合又は界面適合によるか、ねじ結合によるか、他の手段により装着されている。この装着は、出口摩耗保護部材９０を、これが過度に損傷されたときには、交換用の出口摩耗保護部材９０と取り換えることを可能にするために、第４の複合フォーカスチューブ８０から取り外せるように交換することができるような出口摩耗保護部材の装着である。代わって、バンド又は他の保持手段が、ホルダー８１の外周面と出口摩耗保護部材９０の外周面との周りに、これらが当接した外側の周ライン８９の所に使用され得る。
【０１０３】
前記入口保護部材８５は、又、耐浸食材で形成されており、圧力ばめされ得るか、他の分離可能な装着具によりホルダー８１の中に保持され得、覆い／保持材料８２、及び、ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２の入口端への物理的又は浸食による損傷を防止するように機能する。ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２は、これの壁がテーパ付けされた入口により薄くなっている所で、物理的又は浸食による損傷を生じ易すく、そして、入口保護部材８５このような損傷及び浸食に対しても幾らかの保護を与える。
【０１０４】
図５ｂは、第２の保護部材９３を備えている異なる装置を示している。これは、全体に渡って徐々に狭くなる、即ち、テーパが付けられているボア９５を有し、図５ａに示されているＣＶＤＤチューブ２２のテーパ付けされた入口５の機能を奏する。この第２の入口保護部材の全体に渡って狭くなっているボア９５とＣＶＤＤチューブ２２の一定の直径の貫通ボア４とが接続しているところでの、狭くなっているボア９５の直径は、ＣＶＤＤチューブ２２のボア４の対応している直径よりも好ましくは２%と５%との間だけ短い。入口保護部材９３の材料の僅かの「出っ張り」(overhanging)は、ＣＶＤＤチューブ２２の基端／入口端を保護する助けを果たしている。第２の入口保護部材９３は、好ましくは、ダイアモンドにより形成され、ホルダー８１の外径と等しいかこれよりも長い外径を有し得る。
【０１０５】
覆い／保持材料８２の注入のための通路８３と同様に、キャリア流体の中の研磨剤の粒子が、複合フォーカスチューブ８０に沿って射出されるウオータージェットの中への研磨剤の粒子の搬送のために、研磨剤の粒子が狭くなっているボア９５の中に吐出され得るように、第２の入口保護部材９３を通るほぼ径方向の通路(図示されていない)を機械加工により形成し得る。
【０１０６】
図６は、ＣＶＤＤチューブ２２のためのホルダーとして又機能する本体１４１を備えた、研磨剤ウオータージェットカッテング器具のカッテングヘッド１４０の全体を示している。本体１４１内でＣＶＤＤチューブを覆い且つ保持するプロセスは、図３を参照して上述されたプロセスと類似している。しかし、本体１４１は、ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２の中に射出されるウオータージェットを発生させるようにウオータージェットノズル１４３が外端に位置している入口ボア１４８を有している。この入口ボア１４８は、第１のガイド(図示されていない)を受けて規制するために使用され得る。この第１のガイドは、本体１４１の出口端の所の高精度の外径を有する基準突出部１４９の周りに配置される第２のガイド(図示されていない)と共働する。これらガイドは、ＣＶＤＤチューブ２２のボア４の中心軸線を、これの入口端と出口端との所で夫々規定し、固定する。かくして、ＣＶＤＤチューブ２２は、これの周りに覆い／保持材料１２５が硬化／固化された状態で、ヘッド１４０を通る通路の所定の位置に保持される。
【０１０７】
前記ヘッド１４０には、多結晶ダイアモンド又はタングステンカーバイドのような超硬物質で形成され、出口端１２６に配置されているプロテクター１２１が設けられている。このプロテクター１２１は、ＣＶＤＤチューブ２２が、本体１４１の中に装着される前に、本体１４１に半田付け又はろう付けされ得る。比較的柔らかく、可鍛性、及び／又は、柔軟性のある覆い／保持材料１２５は、ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２の出口部分の外周面と、ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２の出口部分を中に受けるように設けられた、プロテクター１２１を通る対応したアパチャーとの間のギャップの中に延びていないことは、重要である。
【０１０８】
図６に示されているカッテングヘッド１４０は、水の中に懸濁されている研磨剤の粒子のスラリーをジェットの中で運ぶことにより、カッテングジェット１５０を発生させるためには特に適している。源１４２からの超高圧ウオーターは、ウオータージェット１４７を形成するようにん１４３を通って排出される。キャリア流体の中の研磨剤の粒子は、夫々の源１４５から、本体１４１の中の通路１４６を通って、チャンバ１４４の中へと送られる。ウオータージェット１４７は、これがチャンバ１４４からＣＶＤＤフォーカスチューブ２２のテーパ付けされた入口に入りボア４の中を前方へと通るのに従って、研磨剤の粒子を伴ってチャンバ１４４を通過する。ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２のボア４内で、運動量が、ウオータージェットと研磨剤の粒子との間で交換され、ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２の出口端１１から出るカッテングジェット１５０を形成する。プロテクター１２１は、ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２を物理的な衝撃損傷から守り、又、カッテングヘッド１４０の本体１４１を反射され跳ね返る研磨剤の粒子による浸食から保護する。
【０１０９】
図７ａ及び７ｂは、本願発明を利用してＣＶＤＤフォーカスチューブ２２を覆う異なる方法を示している。これは、覆う材料が、ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２の周りで固体化、固化、硬化、又は他の方法で固まりながら、モール内にＣＶＤＤフォーカスチューブ２２を位置させて保持することを含んでいる。図７ａは、図３に示されている冶具４０とは異なる第２の冶具１００を示している。ＣＶＤＤチューブ２２を中に受けるように貫通した通路２３を有するホルダー３の代わりに、２つの部分の分割モールド１０１が使用されている(図７ｂに最も良く見られる)。このモールド１０１は、覆い材料が、モールド１０１に付着しないことを確実にするために、使用される覆い材料がくっつかない材料により形成されているか、剥離剤等でコーテングされている。ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２のボア４の中心軸線のアラインメントと、覆い材料によるＣＶＤＤフォーカスチューブ２２の外周面の覆いとは、図３を参照して上述されたように、本質的にはなされる。しかし、覆い材料が、固体化、固化、又は、硬化されると、分割モールド１０１とＣＶＤＤフォーカスチューブ２２とは、第２の冶具１００から取り出され、そして、分割モールド１０１が、分割されて、覆い材料により覆われているＣＶＤＤフォーカスチューブ２２を残す。次に、これは、保持材料としての更なる量の接着剤の助けにより、図１のホルダー３のようなホルダーを貫通している適切なディメンションの通路２３の中に挿入され得る。
【０１１０】
本願発明を具体化した複合ＣＶＤＤダイアモンドフォーカスチューブ２２の耐性の例として、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２は、０．１２５mmのボア直径を有し、長さが６mmのものが選ばれた。ガーネットの研磨剤を使用した一般の研磨剤ウオータージェットカッテング工具では、摩耗速度は、検知が難しいような遅さであった。更なるテストが、研磨剤として２３μmの平均粒径を有するシリコンカーバイドを使用して行われた。８時間のカッテング時間の後に、ＣＶＤＤフォーカスチューブ２２の出口端の直径は、０．１３７mmに広がっており、又、ほぼ円形であり、更なるカッテング動作に適していた。同じテストの状態のもとで、０．１２５mmのボア直径を有する５mmの長さのタングステンカーバイドのチューブは、テストの状態が安定にされる前に、ボア直径が平均０．１９０mmに広がり、円形からかなり違うようなった急速で直径が長くなった。
【０１１１】
かくして、この発明は、ＣＶＤＤフォーカスチューブが、特に、これのホルダーに硬く装着されているときに、非常に脆くなるような今まで見られてきた問題を生じないで、性能及び信頼性が著しく向上し、実用的なＣＶＤＤフォーカスチューブを使用する手段を提供する。高性能高分子接着剤、又は、低融点金属及び合金の使用は、覆い／保持材料が固化のときにＣＶＤＤチューブに更なるストレスを与えることがなく、精度良く裏打ちされていない(precisely-unlined)複合フォーカスチューブを早くかつ正確に組み立てることを可能にしている。カッテングヘッドの他のものに対して比較的柔らかく且つ弾性的なこのような材料は、ＣＶＤＤチューブを衝撃から隔離するだけではなく、ＣＶＤＤチューブの突然の破損を生じさせる恐れがある極部的なストレス中心の発生を防ぐようにも機能する。原理的には、このような材料は、カッテングヘッドの構造に弱点を生じさせるように考えられるかも知れないが、実際には、研磨剤の粒子等が構造内のこれら弱点を助長するのを防ぐ構造の形態を取り込むようになっている。このような装着のアプローチは、又、ＣＶＤＤチューブの形態での考えられる変更を、例えば、非円形断面の研磨剤のウオータージェットを可能にしている。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］  研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合化学蒸着ダイアモンド（ＣＶＤＤ）フォーカスチューブであって、この複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、
細長いＣＶＤＤチューブと、ホルダー手段とを具備し、前記ＣＶＤＤチューブは、ＣＶＤＤチューブの入口端とＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有し、又、前記ホルダー手段は、前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、固体の覆い材料により前記通路内で覆われており、前記覆い材料は、続いて凝固するための液体として前記通路に入れられ得る、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［２］  前記覆い材料は、化学反応により凝固する［１］に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［３］  前記覆い材料は、前記通路内で、凝固可能なプライチック材を含んでいる［１］又は［２］に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［４］  前記覆い材料は、接着成分を含んでいる［１］乃至［３］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［５］  前記覆い材料は、オプションでは、セラミック又は高分子材料の粒子のような固体粒子で補強された、固化される接着成分を含んでいる［４］に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［６］  前記覆い材料は、シアノアクリレート接着剤、エポキシ接着剤、及び／又は、ウレタン接着剤の１種又は複数種を含んでいる［４］又は［５］に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［７］  前記覆い材料は、冷却による相転移により凝固する［１］乃至［６］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［８］  前記覆い材料は、金属を、オプションでは、合金を含んでいる［７］に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［９］  前記覆い材料は、オプションでは、２００℃以下の融点を有する、溶融可能な合金を含んでいる［８］に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［１０］  前記細長いＣＶＤＤチューブの外面は、液状の前記覆い材料に対する前記外面の濡れ性を高めるために、金属でコーティングされている［１］乃至［９］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［１１］  前記ＣＶＤＤチューブの貫通ボアは、ボアの残りの部分と合うように、前記入口端から傾斜されたほぼ円錐形の部分を有し、前記残りの部分は、オプションでは、実質的に一定の直径を有している、［１］乃至［１０］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［１２］  前記細長いＣＶＤＤチューブは、細長いＣＶＤＤチューブの貫通ボアの長軸が、前記ホルダー手段の基準の中心線と一致するように、ホルダー手段の前記通路内に保持されている［１］乃至［１１］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［１３］  前記ＣＶＤＤチューブの壁厚は、周方向及び／又は長手方向で変化している［１］乃至［１２］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［１４］  前記ＣＶＤＤチューブの外面は、前記通路内で、細長いＣＶＤＤチューブを覆っている覆い材料と係合するように、粗く、刻み目が形成されている［１］乃至［１３］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［１５］  前記覆い材料は、細長いＣＶＤＤチューブの周りで凝固されたときに、細長いＣＶＤＤチューブを、これに影響を与えるストレスが加えられないようにして保持するように、選択されている［１］乃至［１４］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［１６］  前記ホルダー手段は、研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドの本体を有している［１］乃至［１５］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［１７］  オプションでは、前記ホルダー手段の中で延びている、前記ＣＶＤＤチューブの入口端に導いている通路手段を具備し、この通路手段は、キャリア流体の中の研磨剤の粒子を細長いＣＶＤＤチューブのボアの中に吐出するように形成されている、［１］乃至［１６］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［１８］  前記研磨剤の粒子が、ＣＶＤＤチューブの入口端の所で貫通ボア外周の周りでほぼ均一に分布するように、前記通路手段と、ＣＶＤＤチューブの入口端とは、研磨剤の粒子を、ＣＶＤＤフユーブの入口端の中に案内するように、互いに形成されている［１７］に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［１９］  前記細長いＣＶＤＤチューブのダイアモンドは、ダイアモンドに導電性を与えるために、オプションでは、ボロンがドープされている［１］乃至［１８］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［２０］  前記細長いＣＶＤＤチューブの貫通ボアは、前記出口端から非円形断面のウオータージェットを射出するように、ＣＶＤＤチューブの出口端に向かって長手方向で変化する、形状の内面を有している［１］乃至［１９］のいずれか１項に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［２１］  研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合化学蒸着ダイアモンド（ＣＶＤＤ）フォーカスチューブであって、この複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、
ＣＶＤＤチューブの入口端とＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有する細長いＣＶＤＤチューブと、
前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有するホルダー手段とを具備し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、細長いＣＶＤＤチューブにストレスを実質的に与えない覆い材料により前記通路内で覆われている、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［２２］  研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合化学蒸着ダイアモンド（ＣＶＤＤ）フォーカスチューブであって、この複合ＣＶＤＤフォーカスチューブは、
ＣＶＤＤチューブの入口端とＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有するＣＶＤＤチューブと、
前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有するホルダー手段とを具備し、
前記細長いＣＶＤＤチューブは、細長いＣＶＤＤチューブの貫通ボアの中心軸が、前記ホルダー手段の基準の中心線と一致するように、前記通路内で保持されている、複合ＣＶＤＤフォーカスチューブ。
［２３］  ＣＶＤＤチューブの入口端とＣＶＤＤチューブの出口端との間で、長手方向に延びている円滑な貫通ボアを有するＣＶＤＤチューブを準備する工程と、
前記細長いＣＶＤＤチューブを収容するように、ホルダー手段を貫通するように延びている細長い通路を有するホルダー手段を準備する工程と、
前記細長いＣＶＤＤチューブを前記通路の中に位置させる工程と、
液状の覆い材料を、前記細長いＣＶＤＤチューブの外側の前記通路の中に吐出させて、この覆い材料を固体にする工程と、
を具備する研磨剤ウオータージェットカッテングマシーンのカッテングヘッドのための複合ＣＶＤＤフォーカスチューブを形成する方法。
［２４］  前記細長いＣＶＤＤチューブの貫通ボアの中心軸が、前記ホルダー手段の基準の中心線と一致するように、前記細長いＣＶＤＤチューブが、前記通路内に位置され、前記覆い材料が、凝固されるまで、前記通路内で、この位置に保持される［２３］に記載の複合ＣＶＤＤフォーカスチューブを形成する方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ−４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ−７ｂ】
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