(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に粒径１μｍ未満に抑えた研磨材を混入した研磨材混合液を充填した水槽の中に表面が曲面に仕上げられる被加工物を回転又は停止させた状態でセットし、研磨材混合液中で高速流体を被加工物に対して位置、方向、角度を相対的に制御しながら噴射してその表面を求める表面粗度と形状精度に研削仕上げする曲面加工方法において、被加工物が水平方向に設定されたＹ軸方向に向けられて軸芯廻りに回転するスピンドルに取り付けられており、高速流体を噴出するノズルがＹ軸と直交する垂直方向に設定されたＺ軸方向に向けられて被加工物の赤道線から所定のスタンドオフ距離だけ上方に離されて被加工物の外周面のＺ軸方向の接線に沿って設けられており、水槽が載ったテーブルがノズルの中心が上記接線の位置を保つようＸ軸平面上と、Ｘ軸と直交する水平方向に設定されたＹ軸平面上を弧状に送られるものであり、ノズルから高速流体を噴射して研磨材混合液中の研磨材によって被加工物の外周面を研削し、このとき、被加工物の噴射面が単位時間当りに受ける噴流の量が同じになるようにテーブルの送り速度が制御されることを特徴とする曲面加工方法。
【請求項２】
研磨材混合液中の研磨材の濃度が高速流体の噴射に伴って減少するものであり、研削中、被加工物の噴射面が単位時間当りに受ける噴流の中の研磨材の量が同じになるようにテーブルの送り速度に研磨材混合液の濃度補正が加えられる請求項１の曲面加工方法。
【請求項３】
濃度補正が、研磨材混合液に研磨材を補充し、この補充量、水槽に入る水の量、噴流による水の増加量を測定し、加工開始からの経過時間から研磨材の量の推定値を算出し、この推定値を基準とするものである請求項２の曲面加工方法
【請求項４】
被加工物が凸形球面をしたものである請求項１〜３いずれかの曲面加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨材を混入した研磨材混合液中で被加工物に高速流体を噴射して被加工物の表面を求める表面粗度と形状精度に研削仕上げする曲面加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、人工関節のような長期耐久性が要求される要素部品では、相対する摺動面の形状精度、表面粗度がその耐摩耗性に大きく影響を与える。従来より、これらの球面或いは非球面の曲面加工に対しては、Ｖ型砥石、トーラス砥石、或いは球面形状砥石を用いる手作業によっていた。しかし、所望どおりの曲面に仕上げるには相当の熟練度が要求され、誰でもが簡単にできるものではなかった。また、仕上げまでに時間もかかり、量産は無理であった。
【０００３】
人工関節における摺動面のような曲面の加工は、求める形状精度に正確に仕上げるだけでは足らず、表面粗度が極めて小さい滑らかな仕上げの両方が要求される。曲面加工の一つに、高速流体に研磨材を混入して加工面に噴射する方法があるが（特許文献１）、これによると、研磨材によって高速流体を噴出するノズルの目詰まりや摩耗の問題が生ずる。また、研磨材も多量に必要になるとともに、周囲に飛散するといったこともある。
【０００４】
このため、研磨材を混入した研磨材混合液中に被加工物をセットし、これにウォータジェットを噴射して混合液中の研磨材を被加工物に噴射する方法が提案されている（特許文献２）。これによると、研磨材を混合液中で循環型に使用できるから、研磨材が少量で足り、空中に飛散しないといった利点はあるものの、この先行例による加工の目的は、バリ取りや付着物の剥離といった不要物の除去を目的としている。したがって、曲面の表面粗度や寸法精度を向上させる精密加工はとても無理である。何よりも、上記の先行例のものは、粒径１μｍ以上の研磨材を用いているから、被加工物の表面にはこれ以上の傷が付くことになり、表面粗度の点からだけでも不適格である。
【０００５】
そして、上記の先行例には、当該加工を実行する加工装置が記載されているが、これには、バリ取りや付着物の剥離といった加工目的からも、ラフな制御機構しか具備されていない。蓋し、高速流体を噴射するノズルの並進３次元制御でこと足りるとしており、せいぜいが、ノズルの揺動や水平回転が付加されれば十分であるとしている。しかし、曲面の表面粗度や形状精度を向上させるには、このような制御機能では不十分である。
【特許文献１】特開２０００−１５８３４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１１３６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような課題を解決したものであり、所定の研磨材を混入した研磨材混合液中で被加工物に高速流体（ウォータジェット）を多様に制御しながら噴射することで、被加工物の表面の曲面を所望どおりの仕上げにできることを見出したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、請求項１に記載した、水に粒径１μｍ未満に抑えた研磨材を混入した研磨材混合液を充填した水槽の中に表面が曲面に仕上げられる被加工物を回転又は停止させた状態でセットし、研磨材混合液中で高速流体を被加工物に対して位置、方向、角度を相対的に制御しながら噴射してその表面を求める表面粗度と形状精度に研削仕上げする曲面加工方法において、被加工物が水平方向に設定されたＹ軸方向に向けられて軸芯廻りに回転するスピンドルに取り付けられており、高速流体を噴出するノズルがＹ軸と直交する垂直方向に設定されたＺ軸方向に向けられて被加工物の赤道線から所定のスタンドオフ距離だけ上方に離されて被加工物の外周面のＺ軸方向の接線に沿って設けられており、水槽が載ったテーブルがノズルの中心が上記接線の位置を保つようＸ軸平面上と、Ｘ軸と直交する水平方向に設定されたＹ軸平面上を弧状に送られるものであり、ノズルから高速流体を噴射して研磨材混合液中の研磨材によって被加工物の外周面を研削し、このとき、被加工物の噴射面が単位時間当りに受ける噴流の量が同じになるようにテーブルの送り速度が制御されることを特徴とする曲面加工方法を提供したものである。
【０００８】
また、上記の加工方法において、請求項２に記載した、被加工物が水平方向に設定されたＹ軸方向に向けられて軸芯廻りに回転するスピンドルに取り付けられた球体であり、高速流体を噴出するノズルがＺ軸方向に向けられて被加工物の赤道線から所定のスタンドオフ距離だけ上方に離されて被加工物の外周面のＺ軸方向の接線に沿って設けられており、水槽が載ったテーブルがノズルの中心が上記接線の位置を保つようＸＹ軸平面上を弧状に送られるものであり、ノズルから高速流体を噴射して研磨材混合液中の研磨材によって被加工物の外周面を研削し、このとき、被加工物の噴射面が単位時間当りに受ける噴流の量が同じになるようにテーブルの送り速度が制御される手段を提供する。
【０００９】
さらに、この加工方法において、請求項３に記載した、研磨材混合液中の研磨材の濃度が高速流体の噴射に伴って減少するものであり、研削中、被加工物の噴射面が単位時間当りに受ける噴流の中の研磨材の量が同じになるようにテーブルの送り速度に研磨材混合液の濃度補正が加えられる手段を提供するとともに、この濃度補正が、請求項４記載した、研磨材混合液に研磨材を補充し、この補充量、水槽に入る水の量、噴流による水の増加量を測定し、加工開始からの経過時間から研磨材の量の推定値を算出し、この推定値を基準とする手段を提供したものである。
【００１０】
このような加工方法を実行するための曲面加工装置としては、前後（Ｘ軸）左右（Ｙ軸）方向に位置制御されるテーブルに載せられて研磨材を混合した研磨材混合液を充填する水槽と、研磨材混合液中で被加工物を左右方向に設けられるスピンドルで保持する被加工物保持装置と、研磨材混合液中に突入されて上下（Ｚ軸）方向に位置制御されるノズルから高速流体を被加工物に噴射する高速流体噴射装置とによるのが適する。
【発明の効果】
【００１１】
研磨材が混入した高速流体を被加工物の表面に噴射するにあたり、研磨材の粒径を１μｍ以下に抑えてノズルと被加工物との相対的な位置、方向、角度を調整することにより、球面加工であっても、きわめて精巧に研削仕上げをすることができる。その結果、表面粗度の向上のみならず、形状精度（真円度）も向上させることができる。
【００１２】
もちろん、この曲面加工方法によると、高速流体によって研磨材混合液中の研磨材を巻き込むから、研磨材を供給する必要がない、これに伴うノズルの摩耗や目詰まりといったこともない、ランニングコストを低減し、経済性が向上する、高速流体によって研磨材混合流体は循環させられるから、研磨材を均一化するための攪拌操作も必要ない、流体中で高速流体を噴射するため、研磨材等の飛散を防止し、周囲環境の汚染を回避できる、といった研磨材混合液中でのウォータジェット加工の利点を享有する。
【００１３】
ところで、被加工物が人工股関節の骨頭のように球形をしていると、この加工方法には特別の配慮が必要である。具体的には、被加工物を回転させながら、ノズルと被加工物の相対位置を変えながら被加工物の外周面全体にウォータジェットを噴射することになるのであるが、被加工物の周速は赤道付近と極付近では違っており、ノズル又は被加工物を等速で送っては加工量が違って真円度が低下してくる。具体的には、周速の遅い被加工物の極付近では単位長さ当りの加工量が増して球面形状に歪みが生ずる。したがって、被加工物の加工面が単位時間当りに受けるウォータジェットの噴流の量が同じになるようにテーブルの送り速度を制御する。                                    
【００１４】
このことは、研磨材についてもいえる。すなわち、研磨材混合液中の研磨材の濃度は、高速流体の噴射によって時間とともに減少して行く。このため、上記の送り速度制御のみでは、時間の経過に伴って加工量が減少して真円度が低下してくる。そこで、研磨材の濃度補正を行い、これをテーブルの送り速度に加味するようにしている。すなわち、被加工物の加工面が単位時間当りに受ける噴流の中の研磨材の量が同じになるようにテーブルの送り速度を更に制御している。この濃度補正には、種々の方法があるが、研磨剤混合液（研磨剤）を適宜補充する方法をとり、この補充量、水槽に入る水の量、噴流による水の増加量を測定し、加工開始からの経過時間ごとの研磨剤の量の推定値を算出し、この算出値を補正の基準にしている。
【００１５】
さらに、上記した曲面加工装置によると、水槽、被加工物保持装置及び高圧噴流噴射装置は、３軸及び５軸制御されることになり、複雑な曲面であっても、表面粗度及び形状精度を高めることが可能になる。特に、被加工物保持装置は、そのスピンドルが軸芯廻りと鉛直角制御されると、より複雑な曲面の加工を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明の一例を示す曲面加工装置の説明図であるが、ベース１２上に前後方向（Ｘ軸）と左右方向（Ｙ軸）に位置制御されるテーブル９を設置し、テーブル９の上に水に研磨材３を加えた研磨材混合液２を充填した水槽６を載置する。この研磨材３としては、金属、砂、セラミック、樹脂といった素材のものが一又は二以上用いられるが、いずれもその粒径は１μｍ未満に調整される。また、媒液は水の他に油性のものが使用されることがある。
【００１７】
水槽６には、先端に被加工物７を保持できるスピンドル８ａが突入されており、このスピンドル８ａは、軸芯廻りの角度（α軸）と、その基幹部が被加工物７を中心に鉛直平面内で同芯状に展開されるガイド８ｂ上を移動しての鉛直角（β軸）の角度制御が可能になっており、これで被加工物保持装置１０を構成している。
【００１８】
さらに、水槽９の上方には、上下方向に向けられたノズル５がコラム１１に対して上下方向（Ｚ軸）に位置制御可能に設けられており、このノズル５の先端は、研磨材混合液３に突入されている。この場合のノズル５はアブレシブノズルのことであり、これより上流側にはこれよりも径の小さなノズルが設けられているものである（図示省略）。また、ノズル５は、高速流体１６を発生させる高速流体発生装置１と配管で連結されており、これらで高速流体噴射装置４を構成している。なお、高速流体噴射装置４とテーブル９（水槽６）とは独立しており、それぞれ別々に位置制御される。また、図示は省略するが、スピンドル８ａの基幹部は、被加工物７を中心に水平方向に移動できる水平角調整ができるものであってもよい。
【００１９】
以上の諸装置は、制御装置１３で駆動（制御）される。この制御装置１３は、演算部１４と制御部（出力部）１５とを有しており、演算部１４での演算結果を制御部１５に出力し、制御部１５から各軸の駆動機構に指令を出す。これら各軸の駆動機構は、サーボモータとボールスクリュウ、リニアモータとレールいったものが適し、指令はＮＣで行うのが精度の高い制御ができて好ましい。
【００２０】
被加工物に研磨材が混入した高速流体を噴射する場合、高速流体が被加工物の表面に接線方向から噴射されると（図２）、当該表面は主として平滑加工される。一方、法線方向に噴射されると（図３）、当該表面は凹形に彫込み加工される。これにおいて、被加工物を加工中にα軸方向に常時回転させる場合もあれば、止めておく場合もある。外周に亘って一様に研削（加工）しようと思えば、回転させることになるが、この場合でも、被加工物の回転方向は、高速流体の噴射方向に回転させるのが好ましい（高速流体の噴射速度は被加工物の周速より早い）。また、部分的な彫込みをしようと思えば、被加工物をその角度で止めておくことになる。
【００２１】
被加工物の回転を止めてその表面に小さな彫込み加工をすれば、高速流体が噴射された部分に細かな局部的凹部が形成され、摩擦特性に優れたものとなる。実際の加工では、以上の平滑加工と彫込み加工とを組み合わせ、被加工物の表面に求める曲面を創成することになる。ところで、この処理はあくまで仕上げ処理であるから、その前に荒仕上げがされているのが好ましい。この場合の荒仕上げは、仕上げ形状に近いほど、加工時間が短縮される。
【００２２】
このとき、高速流体は、水槽内の研磨材を混入した水中に噴射されるため、水槽内の研磨材は、加工に消費されてその濃度が低下してくる。この水槽内の研磨材濃度の変化は短時間の加工では影響は小さいものであるが、加工が長時間に及ぶ場合には水槽内の研磨材濃度を管理する必要がある。このため、水槽内の研磨材混合液を供給、排出する機構を設けることになる。
【００２３】
演算部は、計測又は設計データから得られる被工作物の表面形状を入力データとし、その形状データよりノズルの移動経路を蓄積された加工データを基に演算、決定する。過去の加工データに基づいて予め演算部に加工条件と加工態様の関係をデータベースとして保有させておけば、求める曲面形状に応じてそれに適合したノズル経路が求まる。
【００２４】
演算部で計算されたノズル経路データは制御部に転送され、制御部から各駆動機構に転送されて制御が実現する。これらの駆動制御を高速流体を噴射しながら行うことで、被加工物の連続した自動加工が可能になる。
【００２５】
また、演算部で指定した加工が終了した後、被加工物を設置した状態でさらに演算部で別の加工様態を指定することも可能である。この場合には、加工条件と加工様態の情報を有するデータベースを利用し、ノズル経路を変更するだけで加工様態を変更することができる。これにより、一つの段取りで同時に複数の加工様態を実現することができる。このとき、加工様態によっては水槽内のメディアの種類、濃度、粒径を変更してもよい。
【００２６】
一方で、ノズル経路の決定には、形状計測データやＣＡＤデータを使用するので、人工関節摺動面だけでなく、各種要素部品曲面の加工にも柔軟に対応できる。
【実施例１】
【００２７】
次に、本発明に係る曲面加工装置を用い、実際に、凸形球面をした被加工物の表面の表面粗度と形状精度を向上させる仕上げ加工を施した場合のテスト結果を示す。ここで用いる研磨材混合液としては、研磨材を水に溶解させたもの、被加工物としては、医療用Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ合金製の球体をしている人工股関節の骨頭（φ２２．２（表面粗度０．０４μｍＲａ））、高速流体としては、ウォータジェットを用いた。
【００２８】
この場合のテストの手順は以下の通りである。まず、アタッチメント冶具に骨頭をセットしてスピンドルに装着し、骨頭球面中心を決定する。図４はこれを示すＸ軸方向から見た説明図、図５はＺ軸方向から見た説明図であるが、スピンドルは水平なＹ軸方向に設けられ、ノズル５はＺ軸方向に向けられている。このとき、ノズルの中心は、骨頭の外周におけるＺ軸方向の接線に沿って設けられているが、その先端は、骨頭の赤道線（ＸＺ平面における輪切線）からスタンドオフ距離Ｓだけ離された上方に設けられている。
【００２９】
なお、このスタンドオフ距離を設けるのは、ノズルと被加工物との干渉を避けるためでもあるが、これを大きくとることで、ウォータジェットが拡散して流速も低下して加工がソフトになる。一方、、小さくとれば、反対に加工はハードになる。したがって、被加工物の特性等に応じてスタンドオフ距離を種々変えることで、最適な加工態様を選択できることになる。
【００３０】
次に、水槽内に骨頭が水没するのに十分な量の水を充填し、所定の量の研磨材を混入する。そして、骨頭の形状データを演算部に入力し、加工様態を決定した上でノズルからウォータジェットを噴射しながら、ノズル先端が送り速度０．０３ｍｍで相対的にａ→ｂ→ｃへと移動するようにＸ軸、Ｙ軸の駆動機構を駆動する。なお、テーブルを駆動してノズルを被加工物の特定の位置に相対的に移動することを、ここではノズルの送りといい、その速度を送り速度という。
【００３１】
このときの条件を表１に示す。
（表１）
ノズルの直径（ｍｍ）                            ０．２５
研磨剤の粒径（μｍ）                            ０．２５〜３
最初の研磨剤の濃度（ｗｔ％）                    １．２
スタンドオフ距離（ｍｍ）                      １０
ウォータジェットの圧力（Ｍｐａ）            ２００
工作物の回転速度（ｒｐｍ）                ３０００
研磨剤の材質                          Green Silicon Carbide 
【００３２】
上記の加工の結果を研磨材の粒径との関係で表２に示すが、これにおけるウォータジェット入射方向とは、ウォータジェットが被加工物の表面に入射する角度、加工結果とは、加工後の被加工物表面の表面粗度と定義した。
（表２）
研磨材粒径（μｍ）    ウータジェット入射方向          加工結果（μｍＲａ）
３                      接線方向                      ０．０３５
０．６                    〃                          ０．０１４
０．５                    〃                          ０．０１５
０．６                  法線方向                      局部的凹部
【００３３】
上記の結果から明らかなように、研磨材粒径が大きい場合（ 3μｍ）、加工分解能が粗すぎるために人工関節摺動面で要求される表面粗度（０．０２μｍＲａ）以下の良好な表面は得られない。一方で、研磨材粒径 1μｍ未満では良好な表面が得られることから、研磨材粒径は 1μｍ未満とすることが望ましいことが判明した。
【００３４】
上記の結果には、ウォータジェットの入射角を骨頭の表面に対して接線方向に設定した場合の他に法線方向に設定した場合を含むが、法線方向に設定した場合には、表面に局部的凹部が形成されることが確認できた。このように、各パラメータと加工様態の関係を加工データベースとして蓄積すれば、加工前に所望の加工様態を指定すれば、演算部でその加工様態を実現するノズル経路の決定が実現できる。
【００３５】
また、被加工物とノズル先端の位置、姿勢を加工データベースを基に駆動制御するだけで加工様態を制御することが可能であるので、被加工物の段取り替えをしなくても、例えば、局部的凹部を形成させた後に表面仕上ができることはいうまでもない。加工様態を制御するには、例えば、スタンドオフ距離やウォータジェットの吐出条件を考慮することでも実現できる。
【００３６】
なお、被工作物の材質、加工様態によっては、研磨材混合液として水及び研磨材だけでなく、他の流体、他のメディアを用いてもよい。また、高速流体もウォータジェットに限らず、他の液体や気体等、適宜な流体であってもよい。
【実施例２】
【００３７】
次に、骨頭のように球体をしている被加工物を最適に加工する方法について説明する。球体であれば、ある周面のＹ軸廻りの周速は、球体の赤道からの距離（角度）によって違ってくるから、被加工物を一定の回転数で回転させたり、ノズルの送り速度を一定にしたのでは、その部位によって加工条件が違って却って真円度が低下するようなことがある。また、研磨材混合液中の研磨材の量は研削時間に伴って減少してくるから、加工の始めと終わりとでは条件が違ってくる。このため、これらを加味した加工条件を設定する必要がある。
【００３８】
まず、送り速度についていえば、基本的には、被加工物の加工面（ウォータジェットの噴射を受ける噴射面）が単位時間当りに受けるウォータジェットの量が同じになるようにする。具体的には、送り速度を周速に反比例の関係にすることである。図６は骨頭の中心とノズルの位置とがなす角度β（図５参照）をパラメータとして加工量と送り速度の逆数との特性を示すものであるが、これを見ても、ノズルの送り速度と加工量とは反比例の関係にあることがわかる。
【００３９】
したがって、角度βにおける送り速度ｖ（β）と、加工深さｈ（β）の関係は比例定数ｋv （β）を用いて
ｈ（β）＝１／ｖ（β）・ｋv （β）‥（１）
と表すことができる。そこで、（１）式を用いてノズルの送り速度を決定する。すなわち、シュミレーションによって（１）式における比例定数ｋv （β）を算出し、この比例定数を用いて目標とする半径方向の加工量ｈd （β）を実現する送り速度ｖ（β）は次式によって求められる。
ｖ（β）＝ｋv （β）・１／ｈd （β）‥（２）
【００４０】
図７は半径方向の加工量の目標値を０．３μｍとしたときのノズルの送り速度を示すものであるが、これから、角度βが３０°を超えると送り速度を高め、７０°付近からは急激に高める必要があることかわかる。
【００４１】
なお、以上は、送り速度制御によるものであるが、これと同様に、ノズルの位置に応じてスピンドルの回転数を制御する回転数制御によってもよい。また、両者を併用するものであってもよい。制御の態様は、被加工物の加工面が単位時間当りに受けるウォータジェットの量が同じになるようにすればよいのであり、これが達成できるものであれば、どのような制御によってもよい。
【００４２】
ところで、以上の制御は、研磨材の濃度が一定であることを条件としたものであるが、実際には加工に伴って研磨材の濃度は低下する。したがって、濃度補正をする必要があるが、これの原則も、被加工物の加工面が単位時間当りに受けるウォータジェットの中の研磨材の量が同じになるようにする。具体的には、（２）式で求めた送り速度に対して濃度変化分を補正する。
【００４３】
図８は研磨材（砥粒）の濃度と加工深さの関係を実験で求めた特性であるが、これからもわかるように、両者は比例関係にある。したがって、（２）式で求めた送り速度に対して濃度補正値ｋd ・ｄ（ｋd ：比例定数（０．６６７）、ｄ：濃度）を乗じてやればよい。このため、加工中における研磨材の濃度を濃度計で計測する必要があるが、実際には、正確な計測は困難である。そこで、水槽内に入る水の量、加えた研磨材の量、ウォータジェットによる単位間当りの水の増加量を測定し、加工開始からの経過時間によって研磨材濃度の推定値を算出し、この推定値を基に濃度補正を行なうことになる。
【実施例３】
【００４４】
以上のことを検証するために、表３に示す加工条件を用い、以下に示す方法で実験及びシュミレーションを行なった。そして、加工後における骨頭の真円度を測定した。
（ｉ）送り速度を０．０１ｍｍ／ｓの一定にした場合
（ii）送り速度制御をした場合
（iii）送り速度制御と濃度補正をした場合
【００４５】
（表３）
ノズルの送り速度（ｍｍ／ｓ）                    ０．０１
ノズルの直径（ｍｍ）                            ０．２５
研磨剤の粒径（μｍ）                            １．０
最初の研磨剤の濃度（ｗｔ％）                    ３．２
スタンドオフ距離（ｍｍ）                        ８．５
ウォータジェットの圧力（Ｍｐａ）            ２００
工作物の回転速度（ｒｐｍ）                ３０００
研磨剤の材質                          Green Silicon Carbide 
【００４６】
図９は（ｉ）〜（iii）の結果を示す真円度の測定結果であるが、（ｉ）の場合は、送り速度の遅い骨頭の極付近で余計に加工され、真円度は当初の３００ｎｍから５７６ｎｍと却って悪化している。（ii）は送り速度制御を適用している場合であるが、真円度が３０４ｎｍと回復しており、それなりの効果があることが確認されている。ただし、極付近では半径が増大していることが判明しており、これは研磨剤の濃度が減少したことによるものと考えられる。そこで、濃度補正を加えた（iii）の場合は、真円度は１３６ｎｍまで向上されており、また、形状も真円に近いものになっていた。これは、研磨剤の濃度の減少による加工量の減少を補完でき、骨頭全周面において均一な加工量が得られたからであると思われる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上、本発明は上記したものであるが、人工関節摺動面のみならず、自由曲面を有する要素部品、金型等の曲面加工に適用できるのはもちろんであるし、曲面に限らず、平面加工にも適用できるのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】曲面加工装置の説明図である。
【図２】平滑加工時のノズルと被加工物の相対関係の説明図である。
【図３】彫込み加工時のノズルと被加工物の相対関係の説明図である。
【図４】骨頭をスピンドルに装着したときの側面図である。
【図５】骨頭をスピンドルに装着したときの平面図である。
【図６】加工量とノズルの送り速度との特性である。
【図７】送り速度と骨頭の角度との特性である。
【図８】加工深さと研磨材の濃度との特性である。
【図９】制御方法と真円度との特性である。
【符号の説明】
【００４９】
１      高速流体発生装置
２      研磨材混合液
３      研磨材
４      高速流体噴射装置
５      ノズル
６      水槽
７      被加工物
８      被加工物保持装置
８ａ    スピンドル
８ｂ    ガイド
９      テーブル
１０    被加工物保持装置
１１    ガイド
１２    ベース
１３    制御装置
１４    演算部
１５    制御部
１６    高速流体（ウォータジェット）
【図１】
0004623710.tif 000002
【図２】
0004623710.tif 000003
【図３】
0004623710.tif 000004
【図４】
0004623710.tif 000005
【図５】
0004623710.tif 000006
【図６】
0004623710.tif 000007
【図７】
0004623710.tif 000008
【図８】
0004623710.tif 000009
【図９】
0004623710.tif 000010