(57)【要約】【課題】  融解・凝固式ワーク固定剤として、用途に応じて色々な種類の固定剤を提供できるようにする。【解決手段】  それ自身の融解および凝固を利用してワーク１３を固定用面としてのワーク固定台１４に固定する融解・凝固式ワーク固定剤１２の製造方法であって、二種類以上のパラフィンまたは二種類以上のポリエチレン・グリコールを、任意の割合に混合して、所望の融点を持つように調節する。それにより、用途に応じた融点を有する固定剤１２を製造することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それ自身の融解および凝固を利用してワークの固定を行う融解・凝固式ワーク固定剤の製造方法であって、
二種類以上のパラフィンまたは二種類以上のポリエチレン・グリコールを、任意の割合に混合して、所望の融点を持つように調節することを特徴とする融解・凝固式ワーク固定剤の製造方法。
【請求項２】
それ自身の融解および凝固を利用してワークの固定を行うパラフィン系の融解・凝固式ワーク固定剤の製造方法であって、
四フッ化エチレンからなるか、もしくは金属に四フッ化エチレンをコーティングしてなる成形型に、離型剤を塗布し、
続いて、前記成形型に、融解した状態のパラフィンからなる固定剤を流し込み、これを冷却して固化させた後、
固化した前記固定剤を前記成形型から取りはずすようにしたことを特徴とする融解・凝固式ワーク固定剤の製造方法。
【請求項３】
前記離型剤として、界面活性剤を用いることを特徴とする請求項２に記載の融解・凝固式ワーク固定剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それ自身の融解および凝固を利用してワークの固定を行う融解・凝固式ワーク固定剤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
それ自身の融解および凝固を利用してワーク（加工物）の固定を行う系の融解・凝固式ワーク固定剤は、磁石式ワーク固定法が使えないステンレス、非鉄金属、セラミックスなどの材料でできたワーク、その場合でも特に薄板や強度が弱くて壊れやすいものを固定して、切削加工等の機械加工を行う場合などに用いて有効である。
【０００３】
このような機械加工法としては、たとえば、固定用面に固定されたワークにクーラント（加工液）をかけながら機械加工する加工法が提案されており、薄板や壊れやすい形状のワークを機械加工する際のワーク固定法のひとつとして、冷凍チャックがある（たとえば、特許文献１参照）。このものでは、融解・凝固式ワーク固定剤として、たとえばシリコンオイル系凝固剤を用いている。
【特許文献１】特許第２９９２７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような物質の融解・凝固を利用してワークを固定する固定剤としては、用途に応じて色々な種類のものが要求される。具体的には、固定剤の融点や形状あるいはサイズについて種々のものが要求される。しかしながら、従来では、この固定剤の品数が少ないため、用途が限定されたり、使い勝手が悪いという欠点がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記点に鑑み、融解・凝固式ワーク固定剤として、用途に応じて色々な種類の固定剤を提供できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、それ自身の融解および凝固を利用してワークの固定を行う融解・凝固式ワーク固定剤の製造方法であって、二種類以上のパラフィンまたは二種類以上のポリエチレン・グリコールを、任意の割合に混合して、所望の融点を持つように調節することを特徴としている。
【０００７】
ここで、二種類以上のパラフィンまたは二種類以上のポリエチレン・グリコールを、任意の割合に混合するとは、パラフィンならパラフィンだけで二種類以上のものを混合すること、または、エチレン・グリコールならエチレン・グリコールだけで二種類以上のものを混合することであり、パラフィンとエチレン・グリコール同士を混合する場合は含まない。
【０００８】
パラフィンやポリエチレン・グリコールの場合、混合割合と融点変化量はほぼ比例するので、融点の違う二つ以上のパラフィンの混合割合を変えたり、融点の違う二つ以上のポリエチレン・グリコールの混合割合を変えたりすることによって、任意の中間の融点を持つ固定剤を作製することができる。
【０００９】
このように、本製造方法によれば、用途に応じた融点を有する固定剤を製造することができる。したがって、本発明によれば、融解・凝固式ワーク固定剤として、用途に応じて色々な種類の固定剤を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、それ自身の融解および凝固を利用してワークの固定を行うパラフィン系の融解・凝固式ワーク固定剤の製造方法であって、四フッ化エチレンからなるか、もしくは金属に四フッ化エチレンをコーティングしてなる成形型に、離型剤を塗布し、続いて、前記成形型に、融解した状態のパラフィンからなる固定剤を流し込み、これを冷却して固化させた後、固化した前記固定剤を前記成形型から取りはずすようにしたことを特徴としている。
【００１１】
パラフィンは四フッ化エチレンとの接着力が強く、この種の他の固定剤に比べて成型が困難であったが、本発明のように、表面が四フッ化エチレンからなる成形型に離型剤を塗布した後、パラフィン系固定剤の成形を行えば、離型剤の作用により、軽く手で押すだけで簡単に成形型から取り外すことができる。
【００１２】
この裸品としての成形された固定剤は都合の良い大きさや形状に切断しても使用することができる。
【００１３】
このように、本製造方法によれば、成形が困難であったパラフィン系固定剤を、所望の形状やサイズに合わせて容易に成形することができる。したがって、本発明によれば、融解・凝固式ワーク固定剤として、用途に応じて色々な種類の固定剤を提供することができる。
【００１４】
また、この請求項２に記載の製造方法は、上記した請求項１の製造方法において、二種類以上のパラフィンを任意の割合に混合して、所望の融点を持つように調節する場合に、組み合わせることにより、一層効果的なものになる。
【００１５】
ここで、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の融解・凝固式ワーク固定剤の製造方法においては、前記離型剤として、界面活性剤を用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
【００１７】
融解・凝固式ワーク固定剤は、機械加工等において固定台にワーク（加工物）を固定するために用いられるものであるが、本実施形態では、固定用面に固定されたワークにクーラント（加工液）をかけながら機械加工する加工法における固定剤として用いられるものとしている。
【００１８】
図１は本発明の実施形態に係る機械加工法に用いられる加工装置の全容を概略的に示す図である。また、図２は図１中のワーク固定台１４の近傍部を示す拡大図である。
【００１９】
図１に示す装置は、大きくは、クーラント１９を貯蔵するクーラント貯蔵部Ａ、ワーク１３を固定し機械加工するワーク加工部Ｂからなり、これら両部Ａ、Ｂの間をクーラント１９が循環するようになっているものである。
【００２０】
ここにおいて、クーラント１９の循環は、図示しない循環ポンプ等を用い、クーラント吸い込み口６およびクーラント戻り口７を有するクーラントホース８にて行われるようになっている。
【００２１】
図１において、投げ込みクーラ本体１は冷却パイプ２を有する汎用のものでクーラント１９を冷却するクーラント冷却装置として構成されている。冷却パイプ２はクーラント槽５に投げ込まれ、本体１により冷却パイプ２の温度を制御することで、クーラント槽５内のクーラント１９を冷やすことができるようになっている。
【００２２】
この投げ込みクーラ本体１には、水温センサ３が設けられている。この水温センサ３はクーラント槽５内のクーラント１９の温度をモニタするものであり、水温センサ３と投げ込みクーラ本体１とが連動してクーラント１９を設定温度に保持することができるようになっている。
【００２３】
クーラント槽は、仕切壁で区画されたクーラント第１沈殿槽４とクーラント第２沈殿槽５とからなる。
【００２４】
クーラント第１沈殿槽４は、加工後の削り屑を含んだクーラントがクーラント戻り口７から戻ってきて蓄えられるところであり、当該クーラントを図示しないフィルタなどでろ過したり、削り屑をクーラント第１沈殿槽４の底に沈殿させたりすることでクーラントをきれいにするようにしている。
【００２５】
そして、クーラント第１沈殿槽４できれいになったクーラント１９の上澄み液が、上記仕切壁を越えてクーラント第２沈殿槽５へ流れ込むようになっている。
【００２６】
そして、この第２沈殿槽５内のクーラント１９は、常温のまま、場合によっては上記クーラント冷却装置１、２によって常温以下にされ、クーラント吸い込み口６から吸込まれ、再びワーク加工部Ｂに回される。
【００２７】
このようにクーラント貯蔵部Ａは、クーラント冷却装置としての投げ込みクーラ本体１および冷却パイプ２、水温センサ３、両沈殿槽４、５から構成されている。
【００２８】
ワーク加工部Ｂは、加工機本体９を有する。加工機本体９の上には、危険防止用の砥石カバー１０を有する回転砥石１１が設けられ、固定剤１２を介してワーク１３が固定用面としてのワーク固定台１４に固定されている。ここで、特に限定するものではないが、ワーク１３としては、ステンレス、非鉄金属、セラミックスなどの材料でできた薄板や強度が弱くて壊れやすいものを採用できる。
【００２９】
このワーク固定台１４は、テーブル１５によってワーク加工時に前後左右に動かされるようになっている。
【００３０】
ここで、ワーク固定台１４に固定されたワーク１３には、クーラント１９をかけながら回転砥石１１による切削加工が施され、クーラント１９によって切り屑が除去されるが、ワーク固定台１４およびテーブル１５の下側には、当該加工中にクーラント１９が流れ落ちるクーラント受け１６が設けられている。
【００３１】
また、クーラント貯蔵部Ａからクーラントホース８を通ってワーク加工部Ｂへ供給されるクーラント１９は、クーラントホース８に取り付けられたクーラント散布口１７から散布され、ワーク１３に振り掛けられるようになっている。このクーラント散布口１７からのクーラント１９の流出量はクーラント開閉コック１８によってコントロールするようにしている。
【００３２】
このように、ワーク加工部Ｂは、加工機本体９、砥石カバー１０、回転砥石１１、ワーク固定台１４、テーブル１５、クーラント受け１６、クーラント散布口１７、クーラント開閉コック１８により実質的に構成されている。
【００３３】
そして、上述したように、クーラント貯蔵部Ａとワーク加工部Ｂの間をクーラント１９が循環するようになっており、貯蔵部Ａにてクーラント吸い込み口６から吸い込まれたクーラント１９は、クーラントホース８を通ってクーラント散布口１７からワーク加工部Ｂへ散布され、クーラント戻り口７から再び貯蔵部Ａに戻るようになっている。
【００３４】
ここにおいて、ワーク１３を固定用面に固定する固定剤１２は、機械加工に用いるクーラント１９が常温である場合と常温以下である場合とで異なるものが用いられる。常温とは２０〜３０℃程度の室温であり例えば２５℃である。
【００３５】
常温状態のクーラントを用いる場合、室温の水を主成分としたクーラント１９で機械加工するため、クーラントを冷却する必要が無く、クーラント冷却装置としての投げ込みクーラ本体１および冷却パイプ２、水温センサ３は作動させなくて良い。
【００３６】
つまり、この方法では、投げ込みクーラ本体１などの設備費と段取時間を節約できるメリットがある。また、この方法は、冷却装置が全く不要であって簡便なだけでなく、室温で加工するので、製品（ワーク）のそりや寸法誤差が少ないというメリットもある。
【００３７】
クーラント１９が室温なので固定剤１２は、当然室温以上の融点を持つものから選択されるべきである。具体的には、３０℃以上好ましくは４０℃以上の融点のものを選択できる。また同時にワーク１３に付着した固定剤１２を水で洗浄する便利さを考慮すると、その融点は１００℃以下が望ましい。
【００３８】
このように、常温状態のクーラントを用いて機械加工する場合、上述した常温以上の融点を有する固定剤１２を用い、この固定剤１２の凝固によってワーク１３をワーク固定台（固定用面）１４に固定する。
【００３９】
当然これらの固定剤１２は室温で固体なので、ワーク１３の固定は次のように行う。まず、ワーク固定台１４にドライヤーの温風を当てる等により固定用面を固定剤１２の融点以上に加熱し、その上に固体状態の固定剤１２を配置して融解状態とし、この状態でワーク１３を配置する。
【００４０】
その後、室温に戻して固定剤１２を凝固させることによりワーク１３が固定される。このとき、室温に戻すために室温のクーラント１９をワーク固定台１４の周辺に振り掛けても良い。ただし、融解状態の固定剤１２が流れてしまわないように、クーラント１９は、ワーク固定台１４自身には振りかからないようにし、ワーク固定台１４周辺のテーブル１５に振り掛けるようにする。
【００４１】
その後は、上記図１に示す加工装置において、室温のクーラント１９を用いて問題なく機械加工が実施可能となる。つまり、本実施形態において常温状態のクーラント１９を用いる場合には、ワーク固定台１４やクーラント１９を冷却する必要がない。
【００４２】
一方、常温以下のクーラントを用いる場合、室温以下のクーラント１９で機械加工するため、クーラントを冷却する必要があり、上記加工装置においてクーラント冷却装置としての投げ込みクーラ本体１および冷却パイプ２、水温センサ３を作動させた状態で機械加工を行う。
【００４３】
この場合に適した固定剤１２は、融点が０℃以上室温以下の間にあるものから選択される。具体的には、０℃以上２０℃以下の融点のものを選択できる。
【００４４】
当然、この固定剤１２は室温で液体である。そして、このとき用いる水系クーラント１９の温度は０℃と固定剤１２の融点の中間にあるので、クーラント１９の冷却作用により固定剤１２を凝固させることができるとともに、ワーク１３ヘのクーラント散布を停止すると固定剤１２は溶ける。そのため、凝固剤１２の除去は、クーラント１９とともに流すことで容易に行える。
【００４５】
このように、常温以下のクーラントを用いて機械加工する場合、上述した０℃以上常温以下の融点を有する固定剤１２を用い、ワーク固定台（固定用面）１４の上にワーク１３および液体状態の固定剤１２を配置した後、機械加工する前に常温以下のクーラント１９を用いて固定剤１２を凝固させることにより、ワーク１３を固定する。
【００４６】
具体的には、液体状態の固定剤１２が流れてしまわないように、室温以下のクーラント１９をワーク固定台１４の周辺に振り掛けることで、ワーク固定台１４および固定剤１２を固定剤１２の融点以下に冷却する。それによりワークの固定を実現でき、その後は、室温以下のクーラント１９を用いて問題なく機械加工が実施できる。
【００４７】
このように、上記機械加工法において、固定剤１２は、使用温度に応じた融点を持つことが要求され、また、固形物としての固定剤１２についても、ワークの形状に応じた形状やサイズを持つことが作業性等の観点から好ましいことは明らかである。
【００４８】
そのような要求を満足する融解・凝固式ワーク固定剤１２の製造方法として、本実施形態では、二種類以上のパラフィンを任意の割合に混合するか、または二種類以上のポリエチレン・グリコールを任意の割合に混合することにより、所望の融点を持つように調節する方法を採用する。
【００４９】
面積の大きいガラス板などを超精密研削加工する時などには、ガラス板の反りなどのワークの熱による変形を防止するために、室温と融解・凝固温度（融点）との差が小さい固定剤１２が要求される。また、加工温度との関係で微妙に固定剤１２の融解・凝固温度をコントロールする必要が出てくる。
【００５０】
こんな時、既存の固定剤では適当な固定剤がなくても、これらパラフィンやポリエチレン・グリコールの混合比を変えることによって、固定剤１２の融点（凝固点）を自在にコントロールできる。
【００５１】
パラフィンやポリエチレン・グリコールの場合、混合割合と融点変化量はほぼ比例するので、融点の違う二つ以上のパラフィンの混合割合を変えたり、融点の違う二つ以上のポリエチレン・グリコールの混合割合を変えたりすることによって、任意の中間の融点を持つ固定剤を作製することができる。
【００５２】
ここで、混合時において、各成分が液体の場合には、各液体成分を計量して互いに混合するが、各成分が固体の場合には、各成分を計量して混合したものを加熱して液体状態として混ぜ合わせるようにする。
【００５３】
このように、本製造方法によれば、用途に応じた融点を有する固定剤１２を製造することができる。つまり、本製造方法によれば、融解・凝固式ワーク固定剤として、用途に応じて色々な種類の固定剤１２を提供することができる。
【００５４】
このようなパラフィンやポリエチレン・グリコールとしては、色々な融点を持つものが市販品として入手できる。限定するものではないが、ノルマルパラフィンを用いた場合について、次の具体例１を参照して具体的に説明する。
【００５５】
［具体例１］
ノルマルパラフィンは様々の融点をもつものが市販されており、室温付近で微妙に融点を調節した固定剤１２が要求される場合などには有効である。
【００５６】
しかし丁度良い融点をもつノルマルパラフィンがない場合がある。例えば炭素数１７のノルマルパラフィンの融点は２２．０℃、炭素数１８の融点は２８．２℃、炭素数１９の融点は３２．１℃である。
【００５７】
ここで単品では存在しない、融点２５℃のパラフィン系固定剤１２が欲しい場合には、以下のような混合物をつくることによって、目的の融点をもつ固定剤１２を得ることができる。
【００５８】
その混合比は次のとおりである。炭素数１７のノルマルパラフィンを１３．０重量％、炭素数１８のノルマルパラフィンを８５．６重量％、炭素数１９のノルマルパラフィンを１．４重量％添加した。この混合物の融点は２４．５℃である。
【００５９】
室温付近に融点をもつパラフィン系固定剤だけでなく、その他の温度領域に融点をもつ場合も同様の方法で、希望する温度に融点をもつパラフィン系混合物を調合することができる。パラフィンの場合は、混合割合と融点とがほぼ比例するので、融点の調節を行いやすい。
【００６０】
また、このパラフィン系固定剤１２と同様のことが、エチレン・グリコール系固定剤１２についても言える。
【００６１】
さらに、固形物としての固定剤１２すなわち裸品の固定剤１２について、ワークの形状に応じた形状やサイズを持たせるという要求を満足するために、本実施形態では、次のような融解・凝固式ワーク固定剤１２の製造方法を採用する。
【００６２】
すなわち、四フッ化エチレンからなるか、もしくは金属に四フッ化エチレンをコーティングしてなる成形型に、離型剤を塗布し、続いて、この成形型に、融解した状態のパラフィンからなる固定剤１２を流し込み、これを冷却して固化させた後、固化した固定剤１２を成形型から取りはずすようにする。
【００６３】
パラフィンは四フッ化エチレンとの接着力が強く、この種の他の固定剤に比べて成形が困難であったが、本製造方法のように、表面が四フッ化エチレンからなる成型型に離型剤を塗布した後、パラフィン系固定剤１２の成形を行えば、離型剤の作用により、軽く手で押すだけで簡単に成形型から取り外すことができる。
【００６４】
ここで、四フッ化エチレンからなるか、もしくは金属に四フッ化エチレンをコーティングしてなる成形型としては、たとえば四フッ化エチレンからなるパイプいわゆるテフロン（登録商標）製パイプや、金属にテフロン（登録商標）コーティングした鋳型等が挙げられる。また、離型剤としては、脂肪酸石鹸等の通常の界面活性剤等を採用することができる。
【００６５】
この裸品としての成形された固定剤１２は、簡便に多量に作製できるとともに、また、都合の良い大きさや形状に切断しても使用することができる。
【００６６】
このように、本製造方法によれば、成形が困難であったパラフィン系固定剤を、所望の形状やサイズに合わせて容易に成形することができる。したがって、本製造方法によれば、融解・凝固式ワーク固定剤として、用途に応じて色々な種類の固定剤１２を提供することができる。
【００６７】
限定するものではないが、この裸品としての成形された固定剤１２の製造方法について、次の具体例２を参照して具体的に説明する。
【００６８】
［具体例２］
図３に示すようなテフロン（登録商標）製パイプ１００を鋳型（成形型）にして裸品を作る場合について説明する。
【００６９】
このパイプ１００は、たとえば、図３中に示されるよう寸法において、長さＬが１００ｍｍ、外径Ｄ１が４０ｍｍ、内径Ｄ２が２０ｍｍの円筒体である。
【００７０】
まず、このパイプ１００の内側に、離型剤として界面活性剤である手洗い用液体石鹸の原液を塗布する。ここでは、この手洗い用液体石鹸として、アルボーズＮＤ（アルボーズ社の商品名）を用いた。
【００７１】
その後、パイプ１００の片側を、ラップフィルム（本例ではサランラップ（登録商標））で簡単に押さえて、この部分を下にして台の上に置く。そして、あらかじめ融解しておいた融点７５℃のパラフィンをこのパイプ１００に流し込んだ後、そのまま室温放置しておくと固化する。
【００７２】
その後、上記ラップフィルムをはずし、どちらか一方の端の部分を軽く手で押すと、固化した固定剤１２は簡単にパイプ１００からはずれる。このようにすれば、本来は、四フッ化エチレンとの接着力の強いパラフィン系固定剤１２も型から容易に取り外すことができる。
【００７３】
なお、成形型の形状は上記のようなパイプ状だけでなく、板チョコ状であっても良く、特に形状は問わない。その場合、この板状の固定剤１２を必要な寸法に切断すれば、一度で沢山の棒状の固定剤１２を作製することができる。
【００７４】
また、この裸品としての成形された固定剤１２の製造方法は、パラフィン系固定剤１２について効果を発揮するものであるため、上述した二種類以上のパラフィンを任意の割合に混合して所望の融点を持つように調節する固定剤の製造方法と組み合わせて採用することにより、より一層効果的なものになる。
【００７５】
以上述べてきたように、本実施形態における上記した各製造方法によれば、用途に応じた融点を有する固定剤１２を製造したり、所望の形状やサイズの固形物としての固定剤１２を製造することができるため、融解・凝固式ワーク固定剤として、用途に応じて色々な種類の固定剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態に係る機械加工法に用いられる加工装置を示す概略構成図である。
【図２】図１中のワーク固定台の近傍部を示す拡大図である。
【図３】成形型としてのパイプを示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１２…固定剤、１３…ワーク、１００…成形型としてのパイプ。
【図１】
2005139229.tif 000003
【図２】
2005139229.tif 000004
【図３】
2005139229.tif 000005