(57)【要約】【課題】  角柱素材をドラムコア形状に研削加工する場合に、一対の角柱鍔部に対して中間部の円柱部の同軸度の高い研削加工を可能とし、研削加工時の角柱素材の割れ、欠けを回避可能な角柱素材の加工方法及び装置を提供する。【解決手段】  角柱素材１の一方の端面を回転自在に支持された平面受け部１２に当接させ、かつ角柱素材１の他方の端面のコーナー４点を、押さえシャフト１５先端に設けた円錐状凹部１４に接触させ、角柱素材１の中心軸と平面受け部１２及び押さえシャフト１５の回転中心軸とを一致又は平行にした状態で、角柱素材１を平面受け部１２と押さえシャフト１５で挟持した後、押さえシャフト１５と共に角柱素材１を回転させ、回転研削ブレード１６により角柱素材１の中間部外周を研削する。【選択図】        図１
2005111632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角柱素材の中間部外周を研削して、一対の角柱鍔部間に、該角柱鍔部よりも断面積が小さい円柱部を形成する角柱素材の加工方法であって、
角柱素材の一方の端面を回転自在に支持された平面受け部に当接させ、かつ該角柱素材の他方の端面のコーナー４点を、押さえシャフト先端に設けた円錐状凹部に接触させ、当該角柱素材の中心軸と前記平面受け部及び前記押さえシャフトの回転中心軸とを一致又は平行にした状態で、当該角柱素材を前記平面受け部と前記押さえシャフトで挟持した後、
前記押さえシャフトと共に前記角柱素材を回転させ、前記角柱素材の中心軸に直交する面内で回転する回転研削ブレードにより前記角柱素材の中間部外周を研削することを特徴とする角柱素材の加工方法。
【請求項２】
前記角柱素材を素材ガイドで支持しながら、前記角柱素材を前記平面受け部と前記押さえシャフトで挟持し、また前記素材ガイドは前記回転研削ブレードにより前記角柱素材の中間部外周を研削するときにも前記角柱素材の支持を継続する請求項１記載の角柱素材の加工方法。
【請求項３】
角柱素材の一方の端面が当接する平面受け部を回転自在に有する平面受け支持体と、
前記角柱素材の他方の端面のコーナー４点に接触する円錐状凹部を有し、前記平面受け部と同軸の回転中心軸を持つ押さえシャフトと、
前記回転中心軸に直交する面内で回転する回転研削ブレードとを備え、
前記平面受け部及び前記押さえシャフトは、前記角柱素材の中心軸と前記平面受け部及び前記押さえシャフトの回転中心軸とを一致又は平行にした状態で、前記角柱素材を挟持しながら前記角柱素材を回転させ、前記回転研削ブレードは回転している前記角柱素材の中間部外周を研削することを特徴とする角柱素材の加工装置。
【請求項４】
前記角柱素材を支持する素材ガイドをさらに備え、該素材ガイドは前記角柱素材を前記平面受け部と前記押さえシャフト間の所定位置で支持する請求項３記載の角柱素材の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角柱素材の中間部を研削して、一対の角柱鍔部の中間部にこれよりも断面積が小さい円柱部を一体に備えた巻線型電子部品用の角柱状ドラムコア（鼓状磁心）等を作製するための角柱素材の加工方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信機器、情報機器を始めとした電子機器においては、電子回路を形成させるプリント配線基板に表面実装型電子部品を用いることが普遍化してきている。このような表面実装型電子部品の一つに、一対の角柱鍔部の中央にこれよりも断面積が小さい円柱部を備えた角柱状ドラムコアに絶縁被覆銅線の細線を巻回したコイル部品を用いるものがある。角柱状ドラムコアの素材としては、フェライトのような磁器素材が用いられる。
【０００３】
そのような角柱状ドラムコアの加工方法としては、角柱磁器素材を調整車に載せ、該調整車の摩擦力で回転させ、研削加工するセンタレス加工機を用いる方法が知られている。
【０００４】
この方法によると、角柱磁器素材と調整車との間にクリアランス（寸法上の余裕）を持たせる必要があり、研削加工された角柱状ドラムコアの円柱部に芯ずれや寸法のばらつきが発生する。このように、一対の角柱鍔部と絶縁被覆銅線の細線を巻回する円柱部に芯ずれ（同軸度の偏芯）や寸法ばらつきがあると、巻線工程時において絶縁被覆銅線の細線が一対の角柱鍔部からはみ出すという第１の問題が生じる。巻線部分が角柱鍔部の輪郭よりもはみ出すことは、巻線した角柱状ドラムコアを直接的にプリント基板に実装する場合に障害となるだけでなく、巻線した角柱状ドラムコアをケースコア等に収納する場合等にも障害となる。
【０００５】
更に、角柱磁器素材をあるクリアランスを持たせたスペースで転がして研削加工するため、加工工程において角柱磁器素材が割れたり、欠けたりするという第２の問題があった。
【０００６】
角柱状ドラムコアを作製するための他の加工方法としては、角柱磁器素材を相対向するチャックに保持し、その角柱磁器素材の中心線を軸として回転させ、且つ、自転軸を所定の円弧軌道で平行移動させながら、該円弧軌道と隣接した位置で回動する研削ブレードによって角柱磁器素材の中央部を研削加工する方法が下記特許文献１で開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３３５１２３号公報
【０００８】
この特許文献１の方法によると、加工対象形状が角柱であり、保持チャックは座ぐり形状のため、角柱磁器素材をチャックで保持する際にクリアランスが発生し、高精度のセンタリングが難しく、角柱磁器素材の中心軸とチャック回転中心軸との間の同軸度を良好に維持できない。このため、研削加工された角柱状ドラムコアの円柱部に芯ずれが起こり、一対の角柱鍔部と絶縁被覆銅線の細線を巻回する円柱部に芯ずれ（同軸度の偏芯）が発生し、巻線工程時において絶縁被覆銅線の細線が一対の角柱鍔部からはみ出すという問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑み、角柱素材の一端面のコーナー４点を、押さえシャフトに設けた円錐状凹部により圧接、保持することで中心軸設定（センタリング）を行うことにより、前記押さえシャフトの回転中心軸と前記角柱素材の中心軸との同軸度を高めることが可能で、ひいては、一対の角柱鍔部に対して中間部の円柱部の同軸度の高い研削加工が可能で、研削加工時の角柱素材の割れ、欠けを回避可能な角柱素材の加工方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、角柱素材の中間部外周を研削して、一対の角柱鍔部間に、該角柱鍔部よりも断面積が小さい円柱部を形成する角柱素材の加工方法であって、
角柱素材の一方の端面を回転自在に支持された平面受け部に当接させ、かつ該角柱素材の他方の端面のコーナー４点を、押さえシャフト先端に設けた円錐状凹部に接触させ、当該角柱素材の中心軸と前記平面受け部及び前記押さえシャフトの回転中心軸とを一致又は平行にした状態で、当該角柱素材を前記平面受け部と前記押さえシャフトで挟持した後、
前記押さえシャフトと共に前記角柱素材を回転させ、前記角柱素材の中心軸に直交する面内で移動可能な回転研削ブレードにより前記角柱素材の中間部外周を研削することを特徴としている。
【００１２】
本願請求項２の発明に係る角柱素材の加工方法は、請求項１において、前記角柱素材を素材ガイドで支持しながら、前記角柱素材を前記平面受け部と前記押さえシャフトで挟持し、また前記素材ガイドは前記回転研削ブレードにより前記角柱素材の中間部外周を研削するときにも前記角柱素材の支持を継続することを特徴としている。
【００１３】
本願請求項３の発明に係る角柱素材の加工装置は、角柱素材の一方の端面が当接する平面受け部を回転自在に有する平面受け支持体と、
前記角柱素材の他方の端面のコーナー４点に接触する円錐状凹部を有し、前記平面受け部と同軸の回転中心軸を持つ押さえシャフトと、
前記回転中心軸に直交する面内で回転する回転研削ブレードとを備え、
前記平面受け部及び前記押さえシャフトは、前記角柱素材の中心軸と前記平面受け部及び前記押さえシャフトの回転中心軸とを一致又は平行にした状態で、前記角柱素材を挟持しながら前記角柱素材を回転させ、前記回転研削ブレードは回転している前記角柱素材の中間部外周を研削することを特徴としている。
【００１４】
本願請求項４の発明に係る角柱素材の加工装置は、請求項３において、前記角柱素材を支持する素材ガイドをさらに備え、該素材ガイドは前記角柱素材を前記平面受け部と前記押さえシャフト間の所定位置で支持することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る角柱素材の加工方法及び装置によれば、一対の角柱鍔部の中間部にこれよりも断面積が小さい円柱部を一体に備えた同軸度の高い角柱状ドラムコアを、切削加工の際の割れ、欠けを回避しつつ作製可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、実施の形態を図面に従って説明する。
【００１７】
図１乃至図４は本発明に係る角柱素材の加工方法の実施の形態であって、図１（Ａ）,（Ｂ）乃至図３（Ａ）,（Ｂ）は角柱磁器素材の中間部を研削することにより、角柱鍔部の中間部にこれよりも断面積が小さい円柱部を一体に備えた角柱状ドラムコアを作製するための加工方法を模式的に示し、図４は加工装置の構成を示す。
【００１８】
これらの図に示すように、加工装置は、加工対象物である所定長の角柱磁器素材１の一方の端面４ａが当接する平面受け部１２を回転自在に有する平面受け支持体１３と、角柱磁器素材１の他方の端面４ｂのコーナー４点に接触する円錐状凹部１４を有し、前記平面受け部１２と同軸の回転中心軸を持つ押さえシャフト１５と、前記回転中心軸に直交する（換言すれば、角柱磁器素材１の中心軸に直交する）面内で移動可能な回転研削ブレード１６とを備えている。
【００１９】
前記円錐状凹部１４は押さえシャフト１５の先端面に円錐彫り込みで形成しあり、円錐状凹部１４の内面である円錐面の中心軸は押さえシャフト１５の回転中心軸と同心であり、前記他方の端面４ｂのコーナー４点に接触することで角柱磁器素材１をセンタリングする機能を有する。つまり、角柱磁器素材１の端面寸法のばらつきがあっても、円錐面による調芯作用が働き、コーナー４点を支持し、センタリングして同軸を保つ。また、前記平面受け部１２は押さえシャフト１５の回転中心軸に垂直な平面を構成する。
【００２０】
図４のように、角柱磁器素材１を支持（保持）する素材ガイド１１、及び角柱磁器素材１の一方の端面４ａに当接（接触）する平面受け部１２を備えた平面受け支持体１３は、基台２７に固定されている。前記素材ガイド１１の角柱磁器素材１を支える支持面１１ａは図１（Ｂ）乃至図３（Ｂ）のように角柱磁器素材１の回転を妨げないように円弧面となっている。
【００２１】
また、図４の基台２７にはリニアガイド２３によりスライダ２２が前後方向（横方向に）に摺動自在に取り付けられ、スライダ２２上に軸受２１が固定されている。軸受２１には、円錐状凹部１４を先端面に形成した押さえシャフト１５が回転自在に支持されている。さらに、前記基台２７には駆動用モーター２６が固定され、駆動用モーター２６の回転駆動軸に前記押さえシャフト１５がスプライン継手２４で連結されている。スプライン継手２４はモーター２６の回転力は伝達するが、押さえシャフト１５の軸方向の動きは許容するものであり、円錐状凹部１４を先端面に形成した押さえシャフト１５は、スプライン継手２４内に設けられたコイルばね２５の弾性力により前方に押し出される向きに付勢されている。
【００２２】
なお、図示しないが、押さえシャフト１５を後退させて押さえシャフト１５と平面受け部１２間に角柱磁器素材１を配置できるように、スライダ２２を後退させるエアーシリンダ等のアクチュエータを設ける。アクチュエータとして複動エアーシリンダを用いてスライダ２２を前進及び後退方向に駆動できるようにしてもよい。
【００２３】
前記回転研削ブレード１６は外周部に砥粒を設けた回転砥石であり、押さえシャフト１５の回転中心軸に直交する（角柱磁器素材１の中心軸に直交する）面内で回転し、かつ当該面内において図１（Ｂ）乃至図３（Ｂ）のように横方向に相対移動自在である（回転研削ブレード１６が横方向に動いてもよいし、平面受け支持体１３及び押さえシャフト１５の組が横方向に動いてもよい）。
【００２４】
図１（Ａ）,（Ｂ）乃至図３（Ａ）,（Ｂ）で、角柱磁器素材１の加工手順を説明する。まず、図１（Ａ）のように、加工対象物である所定長の角柱磁器素材１をエアピンセット（吸着ノズル）等により素材ガイド１１上に載置する。素材ガイド１１により、角柱磁器素材１は、その中心軸と平面受け部１２及び押さえシャフト１５の回転中心軸とが一致する位置（同軸となる位置）に支持される。但し、角柱磁器素材１の中心軸と平面受け部１２及び押さえシャフト１５の回転中心軸とが平行であれば、完全に同軸でなくとも両軸のずれ量が許容範囲内であればよい。
【００２５】
その後、図１（Ａ）の矢印Ｐのように、押さえシャフト１５を前進させ、図２（Ａ）のように、角柱磁器素材１の一方の端面４ａを平面受け部１２に当接させ、かつ角柱磁器素材１３の他方の端面４ｂのコーナー４点を、押さえシャフト１５先端に設けた円錐状凹部１４に接触させてセンタリングし、角柱磁器素材１の中心軸と平面受け部１２及び押さえシャフト１５の回転中心軸とを実質的に一致させた状態として、角柱磁器素材１を平面受け部１２と押さえシャフト１５で挟持する。押さえシャフト１５に円錐状凹部１４を回転中心軸と同心に形成しておくことにより、この円錐状凹部１４の円錐面に角柱磁器素材１３の端面のコーナー４点を圧接させることで、正確なセンタリングが可能となる。
【００２６】
図１（Ｂ）、図２（Ｂ）のように、回転研削ブレード１６に対して角柱磁器素材１を挟持した平面受け部１２及び押さえシャフト１５の組は矢印Ｑのように相対的に横移動し、図２（Ａ）,（Ｂ）のように押さえシャフト１５で回転される角柱磁器素材１の中間部を回転研削ブレード１６にて研削する。図２（Ｂ）のように、角柱磁器素材１の回転方向が左回りであれば、回転研削ブレード１６の回転方向は右回りが好ましい（つまり、互いに逆向きに回転することが好ましい）。
【００２７】
図３（Ａ）,（Ｂ）のように、回転研削ブレード１６が角柱磁器素材１の上を通過し終えたとき（回転研削ブレード１６の下を角柱磁器素材１が通過し終えたとき）、角柱磁器素材１の中間部の円柱状の研削加工が終了し、この結果、一対の角柱鍔部２ａ，２ｂ間に、該角柱鍔部よりも断面積が小さい円柱部３を形成した角柱状ドラムコア５が得られる。
【００２８】
角柱磁器素材１が角柱状ドラムコア５として回転研削ブレード１６により加工された後、押さえシャフト１５の回転を止め、押さえシャフト１５を図示しないアクチュエータで図３（Ａ）の矢印Ｔのように後退させ、加工品である角柱状ドラムコア５をエアピンセット等により取り出すことによって、加工の１サイクルを終了する。
【００２９】
図５（Ａ）は本発明の実施の形態の場合の加工精度、同図（Ｂ）は従来のセンタレス加工による加工精度のグラフである（サンプル数は３０個とした）。図中、横軸は加工速度（ｍｍ／sec）、縦軸は円柱部の半径方向寸法である。図５（Ａ）に示すように、本実施の形態では角柱磁器素材１の圧接、保持時の位置ずれを防止できているため、同図（Ｂ）に示したセンタレス加工機を用いた従来法に比べて研削加工した角柱状ドラムコアの円柱部の半径方向寸法のばらつきが少なく、加工精度が向上していることがわかる。また、角柱鍔部と円柱部との同軸度（芯ずれ）は、従来の±２５μｍ以上から±１５μｍ以下に大きく改善できる。
【００３０】
この結果、角柱状ドラムコアの円柱部に巻回する絶縁被覆銅線の細線が角柱状ドラムコアの角柱鍔部からはみ出すという不具合を解消できる。
【００３１】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００３２】
(1)  一対の角柱鍔部の中間部にこれよりも断面積が小さい円柱部を一体に備えた角柱状ドラムコアを切削加工で作製するに当って、角柱磁器素材１の圧接、保持時の位置ずれを防止できる。この結果、角柱鍔部に対する円柱部の同軸度（芯ずれ）は従来のセンタレス加工では±２５μｍ以上であったものを±１５μｍ以下に低減できるため、第１の問題である角柱状ドラムコアの角柱鍔部に対する円柱部の芯ずれを低減させることができ、一対の角柱鍔部の中間部に備えた円柱部に巻回する絶縁被覆銅線の細線が一対の角柱鍔部の輪郭からはみ出すという不具合を防止できる。
【００３３】
(2)  また、センタレス加工では発生しがちであった、研削加工工程における角柱磁器素材の割れ、欠け発生という不具合を低減させることが可能である。
【００３４】
(3)  角柱磁器素材１を素材ガイド１１で支持しながら、平面受け部１２と押さえシャフト１５で挟持し、また素材ガイド１１は回転研削ブレード１６により角柱磁器素材１の中間部外周を研削するときにも角柱磁器素材１の支持を継続するようにすることで、研削加工中の角柱磁器素材１の位置ずれを防止して、いっそう精度の高い加工が可能である。
【００３５】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明により得られる一対の角柱鍔部の中間部にこれよりも断面積が小さい円柱部を一体に備えた角柱状ドラムコアは、これに巻線を施すことでインダクタンス素子、トランス等を構成でき、表面実装型インダクタ等の基礎素子として不可欠な存在となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る角柱素材の加工方法及び装置の実施の形態であって、（Ａ）は角柱磁器素材を素材ガイド上に載置する工程を示す模式的正面図、（Ｂ）は側断面図である。
【図２】実施の形態において、（Ａ）は押さえシャフトの先端の円錐状凹部により角柱磁器素材の端部を圧接しセンタリングし、角柱磁器素材の中間部を研削ブレードにより研削する工程を示す模式的正面図、（Ｂ）は側断面図である。
【図３】実施の形態において、（Ａ）は角柱状ドラムコア研削後の状態を示す模式的正面図、（Ｂ）は側断面図である。
【図４】実施の形態における加工装置の主要機構部分の正面図である。
【図５】本発明の実施の形態の加工精度を従来法（センタレス加工機を用いた方法）と対比したものであり、（Ａ）は本実施の形態における加工速度と、角柱状ドラムコア円柱部の半径方向寸法の測定値との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は従来法における加工速度と、角柱状ドラムコア円柱部の半径方向寸法の測定値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１  角柱磁器素材
２ａ，２ｂ  角柱鍔部
３  円柱部
４ａ，４ｂ  端面
５  角柱状ドラムコア
１１  素材ガイド    
１２  平面受け部    
１３  平面受け部支持体  
１４  円錐状凹部  
１５  押さえシャフト  
１６  回転研削ブレード
２１  軸受  
２２  スライダ  
２３  リニアガイド  
２４  継手  
２５  コイルばね
２６  駆動用モーター
２７  基台  
【図１】
2005111632.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005111632.tif 000006
【図５】
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