(57)【要約】 【課題】  比較的小型で安価であり、高精度の加工が可能である放電加工機及びその制御方法を提供すること。【解決手段】  液体中で、チューブ１の周面に開孔加工を施す放電加工機において、ワイヤ電極２の把持ヘッド部５と、ワイヤ電極の繰り出し量調整部４と、加工テーブル上でチューブを一軸または二軸に位置制御する加工テーブル送りアクチュエータ部８と、チューブの長さ方向送りアクチュエータ部９と、チューブの中心軸方向の回転アクチュエータ部１０と、放電電源部１１と、放電開始電圧をモニターする電圧モニター部１２からなることを特徴とする放電加工機およびその制御方法。  【選択図】  図１
2005034947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中で、金属のワイヤ電極を繰り出しながら、前記ワイヤ電極と金属のチューブ間に印加された電圧による放電を利用してチューブの周面に開孔加工を施す放電加工機において、ワイヤ電極の把持ヘッド部と、ワイヤ電極の繰り出し量調整部と、加工テーブル上でチューブを一軸または二軸に位置制御するテーブル送りアクチュエータ部と、チューブの長さ方向送りアクチュエータ部と、チューブの中心軸回転アクチュエータ部と、放電電源部と、放電開始電圧をモニターする電圧モニター回路部からなることを特徴とする放電加工機。
【請求項２】
液体中で、金属のワイヤ電極を繰り出しながら、前記ワイヤ電極と金属のチューブ間に印加された電圧による放電を利用してチューブの周面に開孔加工を施す放電加工機において、ワイヤ電極の把持ヘッド部と、ワイヤ電極の繰り出し量調整部と、ワイヤ電極の把持ヘッドをワイヤ電極の繰り出し方向に対して直交する一軸または二軸方向へワイヤ電極を移動する把持ヘッドアクチュエータ部と、加工テーブル上でチューブを一軸または二軸に位置制御するテーブル送りアクチュエータ部と、チューブの長さ方向送りアクチュエータ部と、チューブの中心軸回転アクチュエータ部と、放電電源部と、放電開始電圧をモニターする電圧モニター回路部からなることを特徴とする放電加工機。
【請求項３】
前記ワイヤ電極の把持部先端から前記ワイヤ電極の先端部までの突出し長さが、ワイヤ径の０．５倍から５０倍であることを特徴とする請求項１または２に記載の放電加工機。
【請求項４】
前記ワイヤ電極の把持ヘッド部は、所定の時間間隔で放電を中止して、ワイヤ電極除去部で放電加工に伴い消耗変形したワイヤ電極先端の変形部を機械的に除去し、再度ワイヤ電極を繰り出す、変形ワイヤ電極除去部を有することを特徴とする請求項１乃至３に記載の放電加工機。
【請求項５】
ワイヤ電極とチューブ間に印加された電圧による放電を継続しながら、前記複数のアクチュエータの内、少なくとも一つ以上のアクチュエータを駆動し、チューブの周面の開孔部を拡大する方法を特徴とする請求項１または２記載の放電加工機の制御方法。
【請求項６】
ワイヤ電極とチューブ間に印加された電圧による放電でチューブに開孔した後、一旦放電を中止し、前記いずれかのアクチュエータによりワイヤ電極をチューブから後退し、次に前記チューブを駆動するアクチュエータにより、ワイヤ電極の径寸法の１／２以下の範囲でチューブを移動し、しかる後にワイヤ電極の繰り出し方向のアクチュエータと電圧モニター部を制御して放電を再開始することを繰り返して行う方法を特徴とする請求項１または２記載の放電加工機の制御方法。
【請求項７】
前記ワイヤ電極とチューブ間に印加された電圧による放電で、単位時間あたりの放電回数、および電極とチューブ間の電圧の変化をモニターし、チューブの放電面へのワイヤ電極の突き抜けを検知し、一旦放電を中止することを特徴とする請求項５または６に記載の放電加工機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電加工機及びその制御方法に関し、特に血管や尿管等の人体の管状器官に挿入され、管状器官の内腔を開いた状態に維持するための医療用ステントに用いられる金属のチューブに好適な放電加工機とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療技術の進歩により、心筋梗塞等の治療に際して、血管などの管状器官の狭窄部位にステントと呼ばれる拡張具を挿入し、血管の閉塞を防止する治療が行われている。また、尿道結石等の治療に際しても、尿道の拡張維持のため、ステントが使用されている。
【０００３】
ステントは、その径方向に大きな収縮が可能なように、周面に開口率の大きな複数の開孔部を有する金属製のチューブであり、ステントには、管状器官の狭窄部位の拡張維持の為に大きな径方向収縮率と高い信頼性が必要であり、その結果、チューブの開孔部は複雑な形状で、高い寸法精度が要求されている。
【０００４】
従来、前述のステントの製造には、その加工精度から数値制御（ＮＣ）装置を具備するレーザー加工機が一般的に用いられているが、このＮＣレーザー加工装置は、加工精度上と安全面上から非常に大掛かりで、かつ、高価であり、そのために、ステント自体の価格も高価になるという問題点が有る。
【０００５】
ステントとその製造方法に関する技術が、下記特許文献１に開示されている。図３に、特許文献１に記載のステントの斜視図を示した。特許文献１は、生体内部位に適合した外形を有する超弾性金属パイプ３１の側面に、溶融加工または切削加工により、複数の切り欠け部３５または開口部３４を形成する工程を有する製造方法に関する記載がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１では、切り欠け部３５または開口部３４の形成は、レーザー加工（例えば、ＹＡＧレーザー）、放電加工、化学エッチング、切削加工などのいずれか、または、組み合わせにより行うと記載され、従来の製造方法の名称のみの記載で、具体的な加工装置の構成や加工方法の記載がなされていない。そこで、本発明は、前述の問題点を解決し、装置構成が比較的簡単小型で安価であり、高精度の加工が可能な放電加工機及びその制御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】
【０００８】
本発明によれば、液体中で、金属のワイヤ電極を繰り出しながら、前記ワイヤ電極と金属のチューブ間に印加された電圧による放電を利用してチューブの周面に開孔加工を施す放電加工機において、ワイヤ電極の把持ヘッド部と、ワイヤ電極の繰り出し量調整部と、加工テーブル上でチューブを一軸または二軸に位置制御するテーブル送りアクチュエータ部と、チューブの長さ方向送りアクチュエータ部と、チューブの中心軸回転アクチュエータ部と、放電電源部と、放電開始電圧をモニターする電圧モニター回路部からなることを特徴とする放電加工機が得られる。
【０００９】
また、本発明によれば、液体中で、金属のワイヤ電極を繰り出しながら、前記ワイヤ電極と金属のチューブ間に印加された電圧による放電を利用してチューブの周面に開孔加工を施す放電加工機において、ワイヤ電極の繰り出しヘッド部と、ワイヤ電極の繰り出し量調整部と、ワイヤ電極の把持ヘッドをワイヤ電極の繰り出し方向に対して直交する一軸または二軸方向へワイヤ電極を移動する把持ヘッドアクチュエータ部と、加工テーブル上でチューブを一軸または二軸に位置制御するテーブル送りアクチュエータ部と、チューブの長さ方向送りアクチュエータ部と、チューブの中心軸回転アクチュエータ部と、放電電源部と、放電開始電圧をモニターする電圧モニター回路部からなることを特徴とする放電加工機が得られる。
【００１０】
また、本発明によれば、前記ワイヤ電極の繰り出し量調整部で調整する、前記ワイヤ電極の把持部先端から前記ワイヤ電極の先端部までの突出し長さが、ワイヤ径の０．５倍から５０倍であることを特徴とする放電加工機が得られる。
【００１１】
また、本発明によれば、前記ワイヤ電極の把持ヘッド部は、所定の時間間隔で放電を中止して、ワイヤ電極除去部で放電加工に伴い消耗変形したワイヤ電極先端の変形部を機械的に除去し、再度ワイヤを繰り出す、変形ワイヤ電極除去部を有することを特徴とする放電加工機が得られる。
【００１２】
また、本発明によれば、前記ワイヤ電極とチューブ間に印加された電圧による放電を継続しながら、前記複数のアクチュエータの内、少なくとも一つ以上のアクチュエータを駆動し、チューブの周面の開孔部を拡大する方法を特徴とする放電加工機の制御方法が得られる。
【００１３】
また、本発明によれば、前記ワイヤ電極とチューブ間に印加された電圧による放電でチューブに開孔した後、一旦放電を中止し、前記いずれかのアクチュエータによりワイヤ電極をチューブから後退し、次に前記チューブを駆動するアクチュエータにより、ワイヤ電極の径寸法の１／２以下の範囲でチューブを移動し、しかる後にワイヤ電極の繰り出し方向のアクチュエータと電圧モニター部を制御して放電を再開始することを繰り返して行う方法を特徴とする放電加工機の制御方法が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、前記ワイヤ電極とチューブ間に印加された電圧による放電で、単位時間あたりの放電回数、および電極とチューブ間の電圧の変化をモニターし、チューブの放電面へのワイヤ電極の突き抜けを検知し、一旦放電を中止することを特徴とする放電加工機の制御方法が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、比較的小型で安価であり、高精度の開孔加工が可能である放電加工機及びその制御方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１には、本発明の放電加工機の構成図を示した。１は被加工物であるチューブ、２はワイヤ電極、３はワイヤ電極巻き出し部、４はワイヤ電極の繰り出し調整部、５はワイヤ電極の把持ヘッド部、６は把持ヘッドアクチュエータ部、７は加工テーブル、８は加工テーブル送りアクチュエータ部、９はチューブの長さ方向送りアクチュエータ部、１０はチューブ中心軸方向の回転アクチュエータ部、１１は放電電源部、１２は電圧モニター部、１３は変形ワイヤ電極除去部をそれぞれ示す。
【００１８】
図１に示したように、液体中で外形が１．０ｍｍから２．０ｍｍ、長さ１０ｍｍ程度のニッケル・チタン合金製のチューブ１を放電加工機の加工テーブル７の上に固定し、加工テーブル７は加工テーブルアクチュエータ部８により一軸または二軸の位置制御が可能であり、更に、前記チューブ１は加工テーブル上で、チューブの長さ方向送りアクチュエータ部９とチューブ中心軸方向の回転アクチュエータ部１０が取り付け固定され、チューブの中心軸方向の回転と長さ方向送りが可能な構造である。また、ワイヤ電極巻き出し部３から供給される黄銅製や銅亜鉛合金製のワイヤ電極２は、その繰り出し量がワイヤ電極の繰り出し調整部４で制御され、ワイヤ電極の把持ヘッド部５で固定されている。したがって、ワイヤー電極繰り出し調整部４でチューブとワイヤー電極間の放電ギャップを調整しながら、前記複数のアクチュエータを駆動制御することで、図３に示したような、チューブの周面に開口率の大きな複数の開孔部を放電加工により形成することが可能となる。
【００１９】
また、ワイヤ電極の繰り出し調整部４に接続した、ワイヤ電極の把持ヘッド部５をワイヤ電極の繰り出し方向に対して直交する一軸または二軸方向へワイヤ電極を移動する把持ヘッドアクチュエータ部６を駆動することで、変形ワイヤ電極除去部１３における作業時間の短縮や加工精度の向上が可能である。
【００２０】
また、本発明の放電加工機で用いるワイヤの径は、通常０．１ｍｍから１．０ｍｍ程度であり、ワイヤ電極の繰り出し量調整部４で調整する、前記ワイヤ電極の把持部先端から前記ワイヤ電極の先端部までの突出し長さは、ワイヤ径の０．５倍から５０倍であることが必要で、０．５倍未満では、必要なチューブとワイヤ電極の放電ギャップの確保とワイヤ電極の位置制御が困難となり、また５０倍を越えると、突出し長さが長くなり、ワイヤ電極の剛性の確保が困難となる。
【００２１】
また、本発明の放電加工機を連続して駆動していると、ワイヤ電極の放電部分が消耗変形して、消耗が進行するとワイヤ電極の先端が切れてチューブに溶着し、最終的な加工品にワイヤ電極くずが付着し製品が不良品となるという問題点が有る。そこで、把持ヘッド部には、放電加工に伴い消耗変形したワイヤ電極先端の変形部を機械的に除去するワイヤ電極除去部を設け、所定の時間間隔で放電を中止して、前記ワイヤ電極除去部で消耗変形したワイヤ電極部を除去し、再度ワイヤ電極を繰り出すことで、ワイヤ電極くずが付着し製品が不良品となる問題点を解決することが可能である。
【００２２】
図２には、本発明の制御方法の構成図を示した。本発明の放電加工機に用いる全てのアクチュエータは、数値制御（ＮＣ）のコンピュータに接続され、コンピュータの指令信号により、図２に示した制御方法に基づきチューブの周面に開口率の大きな複数の開孔部を放電加工により形成することができる。
【００２３】
開孔部の形成のため複数のアクチュエータの制御方法としては、二通りの制御方法があり、一つは放電を継続しながらチューブ周面に沿ってワイヤ電極の把持ヘッド部５を移動しワイヤ電極を移動させるか、相対的にワイヤ電極は位置を固定し、加工テーブルやチューブ移動回転のアクチュエータを駆動する制御方法がある。他方は放電加工で穴を開け、一旦放電を中止して、穴径の１／２以下の範囲でワイヤーヘッド、またはチューブを移動し、更に放電加工で穴を開ける工程を連続し、連続する穴で開孔部を形成する制御方法で、何れの制御方法でも、高精度に開孔部の形成が可能で有る。
【００２４】
以上、詳細に説明したように、本発明による放電加工機及びその制御方法によれば、設備が大掛かりになることなく比較的小型で安価であり、高精度の開孔加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の放電加工機の構成図。
【図２】本発明の制御方法の構成図。
【図３】特許文献１に記載のステントの斜視図。
【符号の説明】
【００２６】
１    チューブ
２    ワイヤ電極
３    ワイヤ電極巻き出し部
４    ワイヤ電極の繰り出し調整部
５    ワイヤ電極の把持ヘッド部
６    把持ヘッドアクチュエータ部
７    加工テーブル
８    加工テーブル送りアクチュエータ部
９    チューブ長さ方向送りアクチュエータ部
１０    チューブ中心軸方向の回転アクチュエータ部
１１    放電電源部
１２    電圧モニター部
１３    変形ワイヤ電極除去部
３１    超弾性金属パイプ
３２    円筒状フレーム体
３３ａ、３３ｂ    両端部  
３４    開口部  
３５    切欠部
３６ａ、３６ｂ    フレーム
【図１】
2005034947.tif 000003
【図２】
2005034947.tif 000004
【図３】
2005034947.tif 000005