(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吸引し、吐出する分注孔を有するプローブの加工装置であって、
先端に向かって細くなるテーパ部を少なくともパイプの一端に加工する加工部と、
前記テーパ部の先端の孔を所定の直径を有する分注孔に整形する整形手段と、
前記パイプと前記整形手段とを、前記テーパ部の先端の孔と前記整形手段の先端とを対向させて同心上に位置決めする位置決め部材と、
を備えたことを特徴とするプローブの加工装置。
【請求項２】
前記加工部は、前記テーパ部の先端に前記テーパ部に連続する平行部を加工することを特徴とする請求項１に記載のプローブの加工装置。
【請求項３】
前記位置決め部材は、
前記パイプ及び前記整形手段を挿通し、同心上に位置決めする位置決め孔と、
前記テーパ部又は前記平行部の先端と前記整形手段の先端が当接する凹部と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブの加工装置。
【請求項４】
前記凹部は、前記テーパ部又は前記平行部の先端と前記整形手段の先端が当接する位置に前記位置決め孔を横断して形成されることを特徴とする請求項３に記載のプローブの加工装置。
【請求項５】
前記パイプ又は前記整形手段は、前記位置決め部材に対して相対移動することを特徴とする請求項４に記載のプローブの加工装置。
【請求項６】
前記位置決め部材は、前記整形手段を駆動する駆動手段に固定されていることを特徴とする請求項５に記載のプローブの加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分注装置や自動分析装置において試薬や血液等の検体を含む各種液体を分注する際に使用するプローブを加工するプローブの加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のプローブは、パイプを加工して製造され、試薬や血液等の検体を含む各種液体を分注する際に使用される。このため、この種のプローブは、液体を吸入，吐出する分注孔の内径が１ｍｍ未満であり、数ｎＬ〜１０μＬの液体を分注するものもある。また、プローブは、分注に際し先端を反応容器内に挿入することから、先端に向かって細くなるテーパ部が端部に成形されている（例えば、特許文献１参照）。このような従来のプローブは、検体の分析精度に直接影響する分注精度の観点から、液体を吸入，吐出する分注孔の先端を高精度に加工する必要があったが、機械加工が難しいことから職人が手作業によって製造していた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２５７８０号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プローブを製造する場合、先端のテーパ部は手作業による絞り加工によって成形している。しかし、テーパ部を絞り加工すると、プローブは、テーパ部先端の分注孔が潰れるため分注孔を改めて所定の内径に整形する必要がある。この場合、プローブは、テーパ部先端の分注孔が直径１ｍｍ未満であるため、ドリル等の整形手段によって先端が外径方向に変形し易く、加工精度が低く、製造されるプローブの品質が不安定になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工精度が高く、分注精度と品質が安定したプローブを量産することが可能なプローブの加工装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係るプローブの加工装置は、液体を吸引し、吐出する分注孔を有するプローブの加工装置であって、先端に向かって細くなるテーパ部を少なくともパイプの一端に加工する加工部と、前記テーパ部の先端の孔を所定の直径を有する分注孔に整形する整形手段と、前記パイプと、前記整形手段とを前記テーパ部の先端の孔と前記整形手段の先端とを対向させて同心上に位置決めする位置決め部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係るプローブの加工装置は、上記の発明において、前記加工部は、前記テーパ部の先端に前記テーパ部に連続する平行部を加工することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係るプローブの加工装置は、上記の発明において、前記位置決め部材は、前記パイプ及び前記整形手段を挿通し、同心上に位置決めする位置決め孔と、前記テーパ部又は前記平行部の先端と前記整形手段の先端が当接する凹部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係るプローブの加工装置は、上記の発明において、前記凹部は、前記テーパ部又は前記平行部の先端と前記整形手段の先端が当接する位置に前記位置決め孔を横断して形成されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係るプローブの加工装置は、上記の発明において、前記パイプ又は前記整形手段は、前記位置決め部材に対して相対移動することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に係るプローブの加工装置は、上記の発明において、前記位置決め部材は、前記整形手段を駆動する駆動手段に固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかるプローブの加工装置は、パイプと整形手段とを位置決め部材とを備えているので、前記整形手段によってテーパ部の先端の孔を所定の直径を有する分注孔に整形する際に、パイプと整形手段とが位置決めされ、加工精度が高く、分注精度と品質が安定したプローブを量産することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のプローブの加工装置にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の加工装置によって製造されるプローブの全体図である。図２は、図１のＡ部拡大図である。図３は、本発明のプローブの加工装置の平面図である。図４は、図３の加工装置で使用するプローブを搬送する搬送部の構成を示す正面図である。
【００１４】
プローブ８は、耐薬品性に優れたステンレス（ＳＵＳ３０４）等の金属パイプから成形され、図１に示すように、プローブ本体８ａの基端側がカバー８ｂ，８ｃによって保護され、基端には口金８ｄが取り付けられている。特に、プローブ本体８ａは、耐薬品性の他に加工の容易性を考慮して延性に優れたステンレス（ＳＵＳ３１６Ｊ）等の軟性に富む金属パイプから成形され、先端に向かって先細になるテーパ部Ｔが端部に形成されている。テーパ部Ｔは、図２に示すように、プローブ８の中心軸Ａcに対して平行に成形された平行部Ｐを先端に有しており、平行部Ｐから後方の基端側に向かって直径が大きくなる円錐状に成形されている。プローブ８は、プローブ本体８ａにおける平行部Ｐの長さと平行部Ｐにおける分注孔８ｅの内径（１ｍｍ未満）の加工精度、並びに平行部Ｐを含むテーパ部Ｔ表面の平滑度が分注精度に大きく影響する。
【００１５】
次に、以上のように構成されるプローブ８のプローブ本体８ａの製造に使用する加工装置１と研磨装置１００を以下に説明する。
【００１６】
加工装置１は、図３に示すように、台座１ａ上に搬送部２、絞り加工部３、ドリル加工部４及びリーマ加工部５が配置されており、入力操作を行う入力部６及び加工装置１の作動を制御する制御部７を備えている。加工装置１は、絞り加工部３、ドリル加工部４及びリーマ加工部５がワークＷの軸と並行に配置され、搬送部２にワークＷをセットすると、制御部７による制御の下に、ワークＷが初期位置から絞り加工部３、ドリル加工部４及びリーマ加工部５へと搬送されて順次所定の加工が施された後、初期位置へ復帰し、プローブ本体８ａにおけるテーパ部Ｔの加工から平行部Ｐの分注孔の整形加工までが自動で行われる。
【００１７】
搬送部２は、プローブ本体８ａに未加工の金属パイプであるワークＷを図３にＸ，Ｙで示すＸ軸方向及びＹ軸方向に搬送するＸ軸搬送装置２１とＹ軸搬送装置３１を有している。Ｘ軸搬送装置２１とＹ軸搬送装置３１は、図３に示す位置が動作上の初期位置であり、ワークＷは初期位置で着脱される。
【００１８】
Ｘ軸搬送装置２１は、ワークＷを±０．０３ｍｍの誤差範囲で位置決めする精度を有しており、図３及び図４に示すように、Ｘ軸ベース２２、ボールねじ２３、モータ２４及びスライドテーブル２６を有している。Ｘ軸ベース２２は、ボールねじ２３の両端を回転自在に支持している。ボールねじ２３は、Ｘ軸ベース２２の一端に設けたモータ２４によって正逆回転されてスライダ２５を軸方向に移動させる。スライドテーブル２６は、スライダ２５に設置されており、ボールねじ２３の回転によりスライダ２５と共にボールねじ２３に沿って移動する。スライドテーブル２６は、図５に示すように、保持台２７、クラッチ２９及びトルクリミッタ３０が設置されている。
【００１９】
保持台２７は、図５に示すように、ベアリング２７ａを介してコレットチャック２８を回転自在に支持している。コレットチャック２８は、加工対象のワークＷを把持する。クラッチ２９は、スライドテーブル２６に設けたブラケット２９ａに固定部２９ｂが取り付けられ、固定部２９ｂと対向する位置に可動部２９ｃが配置されている。固定部２９ｂは、可動部２９ｃを電磁的に吸着する電磁石が内蔵されている。可動部２９ｃは、コレットチャック２８の延出軸２８ａに軸着され、前記電磁石が通電されると固定部２９ｂに電磁的に吸着され、コレットチャック２８の回転を規制する。このため、固定部２９ｂと可動部２９ｃとを吸着させて回転を規制することにより、コレットチャック２８は、片手でワークＷを着脱することができる。
【００２０】
トルクリミッタ３０は、摩擦による乾式の負荷をワークＷに付与する部分であり、スライドテーブル２６に設けたブラケット３０ａに取り付けられる固定部３０ｂと、コレットチャック２８の延出軸２８ａの端部に軸着された可動部３０ｃとを有している。固定部３０ｂは、可動部３０ｃに作用するトルク、従ってワークＷに作用するトルクを規制するコイルばね３０ｄが内蔵されている。トルクリミッタ３０は、乾式の負荷をワークＷに加えることで、安定した形状の平行部Ｐやテーパ部Ｔを絞り加工することができるようにしており、ワークＷに作用するトルクを微調節することができる。
【００２１】
ここで、加工装置１は、トルクリミッタ３０を使用することなく平行部Ｐやテーパ部Ｔを絞り加工すると、絞り加工部３の一組のダイスからワークＷに作用するトルクが急激に変化し、ワークＷのテーパＴや平行部Ｐの表面に残る打痕の凹凸が大きく荒れてしまう。このため、加工装置１は、トルクリミッタ３０を使用することにより絞り加工部３の一組のダイスからワークＷに作用するトルクの急激な変化を緩和している。
【００２２】
一方、Ｙ軸搬送装置３１は、ワークＷを±０．０２ｍｍの誤差範囲で位置決めする精度を有しており、図３及び図４に示すように、Ｙ軸ベース３２、ボールねじ３３、モータ３４、スライダ３５及びリニアガイド３６を有している。Ｙ軸ベース３２は、ボールねじ３３の両端を回転自在に支持している。ボールねじ３３は、Ｙ軸ベース３２の一端に設けたモータ３４によって正逆回転され、スライダ３５を軸方向に移動させる。スライダ３５は、Ｘ軸ベース２２が載置され、リニアガイド３６のスライダ３６ｂと共にＸ軸ベース２２をＹ軸方向へ移動自在に支持している。リニアガイド３６は、Ｙ軸ベース３２と平行に台座１ａ上に設けられるガイドレール３６ａと、Ｘ軸ベース２２の下面に取り付けられると共に、ガイドレール３６ａにスライド自在に組み付けられるスライダ３６ｂとを有している。
【００２３】
絞り加工部３は、ワークＷに絞り加工を施す部分であり、ワークＷの端部に対向配置した一組のダイスを軸廻りに回転させながらダイスによってワークＷの表面を打撃し、平行部Ｐとテーパ部Ｐを成形する。一組のダイスは、半割れ円筒の内面にプローブ本体８ａの平行部Ｐとテーパ部Ｔに対応した打面が形成されている。絞り加工の際、ワークＷは、テーパ部の加工形状に応じて種々の送り速度の下に絞り加工部３へ送り込まれる。
【００２４】
このとき、ワークＷは、ダイスの打撃によって塑性変形してゆく金属素材の時間的変態に合わせて送り速度を変えると、加工形状が安定する。例えば、ワークＷは、図６に一例を示すように、加工開始時は送り速度を急速に増加させた後、送り速度の増加率を抑えてテーパ部を加工し、テーパ部の加工が終了し、平行部を加工する際には等速で送り込むように制御部７によって送り速度を制御する。また、一組のダイスによる絞り加工に伴って、ワークＷには一組のダイスから回転方向の応力が作用する。このため、ワークＷが好適な形状に加工されるように、クラッチ２９は断の状態にすることで、図５に示すように、固定部２９ｂと可動部２９ｃとの吸着を解除し、ワークＷに乾式の負荷のみが作用するようにしておく。
【００２５】
ドリル加工部４は、絞り加工が施されたワークＷの平行部の分注孔を所定の直径に荒整形する。ドリル加工部４は、リーマ加工部５と共に台座１ａに設置した設置台１ｂ上にモータ４１が設けられている。モータ４１は、チャック４１ａによってドリル４２を交換自在に把持しており、前部には支持部材４３が設けられている。支持部材４３は、チャック４１ａの下部に設置され、ドリル４２とワークＷのテーパ部及び平行部とを同心上に位置決めするガイド部材４４を着脱自在に支持している。ガイド部材４４は、図７に示すように、円柱形の本体４４ａの長手方向中央に凹部４４ｂが形成されると共に、円柱の中心に長手方向に位置決め孔４４ｃが形成されている。ガイド部材４４は、チャック４１ａにドリル４２を把持させると、位置決め孔４４ｃに案内されてドリル４２の先端が凹部４４ｂに突出するように支持部材４３に取り付けられる。
【００２６】
リーマ加工部５は、荒整形した分注孔を仕上げ整形し、モータ５１のチャック５１ａがドリル４２に代えて１枚刃のリーマ５２を交換自在に把持していることを除きドリル加工部４と同様に構成されている。このため、以下の説明においては、対応する構成要素には対応する符号を付して説明している。
【００２７】
入力部６は、加工装置１の運転の開始，停止，非常停止等の入力操作、Ｘ軸搬送装置２１によるワークＷの送り速度、ドリル加工部４のモータ４１やリーマ加工部５のモータ５１の回転数等を含む加工条件の入力操作を行うタッチパネル式の操作パネルである。
【００２８】
制御部７は、ワークＷの絞り加工部３への送り速度の制御、ワークＷの絞り加工からリーマ加工に至る搬送部２におけるＸ軸搬送装置２１とＹ軸搬送装置３１の所定のプログラムに基づく作動の制御、ワークＷへ乾式負荷を伝達或いは遮断するクラッチ２９の接断の制御等を含む加工装置１の作動を制御する。
【００２９】
一方、研磨装置１００は、平行部Ｐの分注孔８ｅが整形され、平行部Ｐ先端の切断が終了したワークＷを研削，研磨加工する。ワークＷは、加工装置１の絞り加工部３によってテーパ部Ｔ及び平行部Ｐを成形すると、ワークＷのテーパＴや平行部Ｐの表面にダイスの打痕が凹凸として残ってしまう。研磨装置１００は、ワークＷに残るこの凹凸を研削し、研磨することにより、製造されるプローブ本体８ａの液切れ性能を向上させる。
【００３０】
研磨装置１００は、図８に示すように、台座１００ａ上に搬送部１１０、研削加工部１３０及び研磨加工部１４０が配置されており、入力操作を行う入力部１０２及び研磨装置１００の作動を制御する制御部１０４を備えている。研磨装置１００は、図８に示す初期位置にある搬送部１１０にワークＷをセットすると、制御部１０４による制御の下に、ワークＷが図８に示す初期位置から研削加工部１３０及び研磨加工部１４０へと搬送されて順次所定の加工が施された後、初期位置へ復帰し、プローブ本体８ａにおけるテーパ部Ｔの研削加工から研磨加工までが自動的に実行される。
【００３１】
搬送部１１０は、ワークＷを図８にＸ，Ｙで示すＸ軸方向及びＹ軸方向に搬送するＸ軸搬送装置１１１とＹ軸搬送装置１２１を有している。ここで、Ｘ軸搬送装置１１１とＹ軸搬送装置１２１は、ワークＷを０．００１ｍｍ単位でＸ軸方向及びＹ軸方向に移送することができ、図８に示す位置が初期位置であり、ワークＷは初期位置で着脱される。
【００３２】
Ｘ軸搬送装置１１１は、図８及び図９に示すように、Ｘ軸ベース１１２、ボールねじ１１３、モータ１１４及びスライダ１１５を有している。Ｘ軸ベース１１２は、台座１００ａ上にＸ軸方向に沿って配置され、ボールねじ１１３の両端を回転自在に支持している。ボールねじ１１３は、Ｘ軸ベース１１２の一端に設けたモータ１１４によって正逆回転されてスライダ１１５を軸方向に移動させる。スライダ１１５は、ボールねじ１１３に軸方向に沿って移動自在に支持されており、Ｙ軸搬送装置１２１を載置してＸ軸方向に移動させる。
【００３３】
Ｙ軸搬送装置１２１は、図８及び図９に示すように、Ｙ軸ベース１２２、ボールねじ１２３、モータ１２４、スライダ１２５及び保持台１２６を有している。Ｙ軸ベース１２２は、Ｘ軸ベース１１２に直交させてスライダ１１５上にＹ軸方向に配置され、ボールねじ１２３の両端を回転自在に支持している。ボールねじ１２３は、Ｙ軸ベース１２２の一端に設けたモータ１２４によって正逆回転され、スライダ１２５を軸方向に移動させる。スライダ１２５は、保持台１２６が載置されている。
【００３４】
保持台１２６は、図９に示すように、研削，研磨の対象となるワークＷを把持するコレットチャック１２７が回転自在に支持され、上部にモータ１２８が設置されている。モータ１２８は、回転軸１２８ａとコレットチャック１２７の延出軸１２７ａとの間にタイミングベルト１２８ｂが掛け渡されている。これにより、コレットチャック１２７が把持したワークＷは、研削加工及び研磨加工に際してモータ１２８によって回転される。また、保持台１２６は、両側下部から延出した２本のアーム１２６ａの端部に芯押し部１２６ｂが形成されている。芯押し部１２６ｂは、芯押し軸１２９がベアリング１２６ｃを介して回転自在に取り付けられている。
【００３５】
芯押し軸１２９は、円筒状の本体１２９ａの端部にピン１２９ｂが設けられている。ピン１２９ｂは、研削や研磨の際にワークＷを回転中心に位置決めするものである。即ち、ワークＷをコレットチャック１２７に把持させると、図１０に示すように、ワークＷの分注孔８ｅに係合してワークＷがコレットチャック１２７の回転中心に芯合せされる。ここで、ワークＷは、延性に優れた軟性に富む金属からなる。このため、芯押しをせずに研削加工や研磨加工をすると、ワークＷが容易に変形してコレットチャック１２７の回転中心からずれてしまい、研削加工や研磨加工を施したテーパ部Ｔや平行部Ｐの外面と分注孔８ｅとを同心円に加工できなくなる。
【００３６】
この場合、ワークＷの直径が太く、製造するプローブ本体８ａの分注孔８ｅが太ければ、ワークＷの孔に補強型を入れてワークＷを加工する手段もある。しかし、プローブ本体８ａは、先端の分注孔８ｅが直径１ｍｍ未満と細いことから、このような補強型を製造することが難しいうえ、孔に補強型が詰まって抜けなくなる恐れがある。このため、研磨装置１００は、芯押し軸１２９を使用することとしたのである。なお、芯押し軸１２９は、本体１２９ａのピン１２９ｂ側の端部にテーパ面１２９ｃが成形されており、テーパ面１２９ｃがワークＷの分注孔８ｅにピン１２９ｂを挿通する際のストッパとなる。
【００３７】
研削加工部１３０は、ワークＷを研削加工する。研削加工部１３０は、台座１００ａのＸ軸方向略中央に設置され、モータ１３１、変速機１３３及び砥石１３４を有している。モータ１３１は、回転軸に取り付けたプーリと変速機１３３の入力軸に取り付けたプーリとの間にタイミングベルト１３２が掛け渡されている。変速機１３３は、出力軸に砥石１３４が取り付けられ、モータ１３１の回転数を変速して砥石１３４に出力する。砥石１３４は、ワークＷの研削面１３４ａがテーパ部Ｔと平行部Ｐの外面に対応する形状に成形され、研削液によってテーパ部Ｔと平行部Ｐの外面を分注孔８ｅと同心円に研削する。このため、研磨装置１００は、台座１００ａの下部に研削液の供給部が設けられ、この供給部と研削加工部１３０との間で研削液を循環させている。また、砥石１３４は、ワークＷを粗研削した後、加工粗さの異なる砥石で仕上げ研削をしてもよい。
【００３８】
研磨加工部１４０は、研削加工が終了したワークＷを研磨加工する。研磨加工部１４０は、台座１００ａに研削加工部１３０にＸ軸方向に隣接して配置され、バフ１４４によってワークＷのテーパ部Ｔの外面を研磨することを除き研削加工部１３０と同様に構成されている。このため、以下の説明においては、対応する構成要素には対応する符号を付して説明している。
【００３９】
入力部１０２は、研磨装置１００の運転の開始，停止，非常停止等の入力操作、搬送部１１０によるワークＷのＹ軸方向の送り速度、研削加工や研磨加工の時間、モータ１２４によるワークＷの回転数等を含む加工条件の入力操作を行うタッチパネル式の操作パネルである。
【００４０】
制御部１０４は、所定の制御プログラムに基づくワークＷのＹ軸搬送装置１２１によるＹ軸方向の送り速度の制御、モータ１２４の回転数の制御、変速機１３３，１４３によるモータ１３１，１４１の回転数の変速条件の制御等を含む研磨装置１００の作動を制御する。
【００４１】
本発明のプローブの加工装置１は、以下のようにしてプローブ８のプローブ本体８ａを製造した後、研磨装置１００を用いて以下のようにしてプローブ本体８ａのテーパ部Ｔ及び平行部Ｐを研削し、研磨する。
【００４２】
先ず、Ｘ軸搬送装置２１とＹ軸搬送装置３１の初期位置において、図３に示すように、保持台２７のコレットチャック２８に未加工のパイプであるワークＷを把持させる。次に、入力部６から加工条件と運転開始を入力すると、加工装置１は、絞り加工部３、ドリル加工部４及びリーマ加工部５のモータ４１，５１が作動を開始すると共に、制御部７の制御の下にＹ軸搬送装置３１を駆動し、図１１に示すように、Ｘ軸搬送装置２１を絞り加工部３と対向する位置へ移動する。
【００４３】
次いで、加工装置１は、制御部７の制御の下に、Ｘ軸搬送装置２１を駆動し、図１２に示すように、スライドテーブル２６を絞り加工部３へ向けてＸ軸方向に移動させる。このとき、加工装置１は、制御部７の制御の下に、予め設定された送り速度の下にスライドテーブル２６を絞り加工部３へ向けて移動させ、例えば、図６に示す送り速度の下にワークＷを絞り加工部３に送り込む。これにより、加工装置１は、一組のダイスによってワークＷの端部に先細のテーパ部Ｔと平行部Ｐとを加工する。
【００４４】
このとき、クラッチ２９は、断の状態にすることで、図５に示したように、固定部２９ｂと可動部２９ｃとの吸着を解除し、ワークＷに乾式の負荷のみが作用するようにしておく。これにより、ワークＷは、適度な乾式の負荷が作用し、形状が安定したものを所望の数だけ加工できる。ここで、クラッチ２９を接の状態にし、乾式の負荷を作用させずにワークＷを加工すると、絞り加工されたテーパ部Ｔや平行部Ｐの断面形状が星型等の多角形状となり円形に近い形状に加工することが難しい。なお、テーパ部Ｔと平行部Ｐとの加工が終了後、加工装置１は、制御部７の制御の下に、図１３に示すように、Ｘ軸搬送装置２１を駆動してスライドテーブル２６を後退させる。
【００４５】
このように、ワークＷの端部に一組のダイスによってテーパ部Ｔと平行部Ｐとを塑性加工すると、ワークＷは、図１４及び図１５に示すように、表面、特にテーパ部Ｔと平行部Ｐの表面及び平行部Ｐの内面が凹凸になってしまううえ、特に平行部Ｐにおける分注孔８ｅの直径が小さくなってしまう。このため、ワークＷは、この塑性加工したままでは、分注精度が低下すると共に、分注精度がばらついてプローブ本体８ａとしての品質が不安定になる。
【００４６】
このため、本発明のプローブの加工装置においては、一組のダイスによるワークＷ先端への塑性加工が終了した後、分注孔８ｅの整形加工を行うのである。即ち、ワークＷの先端を塑性加工した後、加工装置１は、制御部７の制御の下に、Ｙ軸搬送装置３１を駆動し、図１６に示すように、Ｘ軸搬送装置２１をドリル加工部４に対向する位置へ移動する。次に、加工装置１は、制御部７の制御の下に、クラッチ２９を接の状態に切り替え、図１９に示すように、固定部２９ｂと可動部２９ｃとを吸着させてコレットチャック２８の回転を規制する。
【００４７】
次いで、加工装置１は、制御部７の制御の下に、Ｘ軸搬送装置２１を駆動し、図１７に示すように、スライドテーブル２６をドリル加工部４へ向けてＸ軸方向に移動させる。これにより、加工装置１は、ワークＷの先端が位置決め孔４４ｃを通って凹部４４ｂに突出し、図１８に示すように、ドリル４２とワークＷのテーパ部Ｔ及び平行部Ｐとがガイド部材４４によって同心上に正確に位置決めされる。このため、ワークＷは、ドリル４２によって平行部Ｐの孔が所定の直径を有する分注孔８ｅに荒整形される。
【００４８】
ここで、加工対象のワークＷは、軟性の金属からなるうえ、分注孔８ｅの内径が１ｍｍ未満の細径のパイプである。このため、ワークＷは、ドリル４２の刃先が平行部Ｐに当接した瞬間にドリル４２の回転力によって先端が外径方向に変形し易い。このため、加工装置１は、ガイド部材４４，５４を使用せずに分注孔８ｅを整形すると、ドリル４２やリーマ５２の軸中心と分注孔８ｅに整形すべき孔の中心がずれてしまう。この結果、ワークＷは、分注孔８ｅの加工精度が低下し、最悪の場合にはドリル４２やリーマ５２が折損する。そこで、加工装置１は、分注孔８ｅの整形に際し、ガイド部材４４，５４によってドリル４２やリーマ５２と平行部Ｐとを同心上に位置決めし、ワークＷ先端の外径方向への変形を抑えている。加工装置１は、このようにして分注孔８ｅの加工精度を向上させている。ここで、ガイド部材４４，５４は、モータ４１，５１側ではなくワークＷ側の例えば、保持台２７に設けてもよい。
【００４９】
また、ワークＷが回転自在であると、ドリル４２やリーマ５２によって分注孔８ｅを整形する際にワークＷがドリル４２等と共に連れ回って分注孔８ｅを整形することができない。このため、分注孔８ｅを整形する際には、加工装置１は、前述のようにワークＷを保持するコレットチャック２８の回転を規制する。更に、分注孔８ｅの整形に際し、ドリル４２やリーマ５２とワークＷのテーパ部Ｔ及び平行部Ｐは、ガイド部材４４，５４の凹部４４ｂ，５４ｂにおいて位置決めされている。このため、ドリル４２やリーマ５２によって分注孔８ｅを整形して生ずる切子は、位置決め孔４４ｃ，５４ｃ内で分注孔８ｅを荒整形する場合に比べると、分注孔８ｅに詰まることなく円滑に凹部４４ｂ，５４ｂへ排出される。
【００５０】
このようにして分注孔８ｅの荒整形が終了した後、加工装置１は、制御部７の制御の下に、Ｘ軸搬送装置２１を駆動してスライドテーブル２６を図１６に示す元の位置に後退させる。次に、加工装置１は、制御部７の制御の下に、Ｙ軸搬送装置３１を駆動し、図２０に示すように、Ｘ軸搬送装置２１をリーマ加工部５に対向する位置へ移動する。
【００５１】
次いで、加工装置１は、制御部７の制御の下に、Ｘ軸搬送装置２１を駆動し、図２１に示すように、スライドテーブル２６をリーマ加工部５へ向けてＸ軸方向に移動させる。これにより、加工装置１は、ドリル加工部４の場合と同様にして、ワークＷの先端が位置決め孔５４ｃに挿通される。この結果、加工装置１においては、凹部５４ｂに突出しているリーマ５２とワークＷのテーパ部Ｔ及び平行部Ｐとがガイド部材５４によって同心上に位置決めされ、図２２及び図２３に示すように、平行部Ｐの孔がリーマ５２によって所定の直径を有する平滑な分注孔８ｅに仕上げ整形される。この仕上げ整形においても、生ずる切子は、分注孔８ｅに詰まることなく円滑に凹部５４ｂへ排出される。
【００５２】
この後、加工装置１は、制御部７の制御の下に、Ｘ軸搬送装置２１とＹ軸搬送装置３１が初期位置に復帰する。そして、保持台２７のコレットチャック２８からワークＷを外す。このように、加工装置１は、絞り加工部３、ドリル加工部４及びリーマ加工部５がワークＷの軸に並行に配置されていることから、配置上の無駄がない。従って、加工装置１は、絞り加工部３、ドリル加工部４及びリーマ加工部５にワークＷを搬送する搬送部２の動作上の無駄を省くことができ、小型化を図ることができる。また、搬送部２のＸ軸搬送装置２１及びＹ軸搬送装置３１は、ワークＷをそれぞれ±０．０３ｍｍ，±０．０２ｍｍの誤差範囲で高精度に位置決めすることができる。このため、加工装置１は、絞り加工部３、ドリル加工部４及びリーマ加工部５における加工精度が位置決め精度に伴って向上し、加工されたワークＷの品質が安定する。更に、加工装置１は、機械によってワークＷを加工するので、手作業で加工する場合に比べて短時間でワークＷを加工でき、プローブの量産が可能となるうえ、Ｘ軸搬送装置２１の位置によってワークＷの加工態様を一目で把握することができる。
【００５３】
そして、コレットチャック２８から外したワークＷは、図２４に示すように、ダイシングソー９によって先端をカットし、平行部Ｐの長さを一定にする。これにより、ワークＷは、図２５に示すように、平行部Ｐのカット面Ｆcが鏡面となり、プローブ本体８ａとしてプローブ８として組み立てた場合における液切れ性能を向上させている。また、加工後のワークＷを外した加工装置１は、保持台２７のコレットチャック２８に新たなワークＷをセットしてテーパ部Ｔ及び平行部Ｐの成形工程と、分注孔８ｅの整形工程を繰り返す。
【００５４】
このようにして端面のカットが終了したワークＷは、研磨装置１００を用いて研削加工と研磨加工が施される。以下、研磨装置１００によるワークＷの研削加工と研磨加工について説明する。
【００５５】
先ず、Ｘ軸搬送装置１１１とＹ軸搬送装置１２１の初期位置において、図８に示すように、保持台１２６のコレットチャック１２７にワークＷを把持させる。次に、入力部１０２から加工条件と運転開始を入力すると、研磨装置１００は、保持台１２６、研削加工部１３０及び研磨加工部１４０のモータ１２８，１３１，１４１が作動を開始すると共に、制御部１０４の制御の下にＹ軸搬送装置１２１を駆動し、図２６に示すように、ワークＷを回転させながら保持台１２６を砥石１３４側へ移動させる。これにより、ワークＷは、研削液を供給されながら回転している砥石１３４の研削面１３４ａに平行部Ｐ及びテーパ部Ｔが当接し、表面の凹凸（図２５参照）が砥石１３４によって研削される。
【００５６】
次いで、研磨装置１００は、制御部１０４の制御の下に、Ｙ軸搬送装置１２１を駆動して保持台１２６を図８に示す初期位置に戻した後、Ｘ軸搬送装置１１１を駆動し、図２７に示すように、Ｙ軸搬送装置１２１を研磨加工部１４０のバフ１４４側へ移動する。そして、研磨装置１００は、制御部１０４の制御の下に、Ｙ軸搬送装置１２１を駆動し、図２８に示すように、保持台１２６をバフ１４４側へ移動させる。これにより、ワークＷは、回転しながら平行部Ｐ及びテーパ部Ｔの表面が回転しているバフ１４４の側面に当接し、バフ１４４によって研磨される。
【００５７】
このとき、研削加工部１３０及び研磨加工部１４０は、芯押し部１２６ｂの芯押し軸１２９によってワークＷをコレットチャック１２７の回転中心に芯合せしてワークＷの研削加工及び研磨加工を行っている。このため、ワークＷは、図２９に示すように、平行部Ｐの外面と分注孔８ｅが同心円に加工される。但し、研削加工部１３０及び研磨加工部１４０は、芯合せをしなくてもワークＷの研削加工及び研磨加工を行うことは可能であるが、図３０に示すように、平行部Ｐの外面と分注孔８ｅを同心円に加工することが難しくなる。
【００５８】
このようにしてワークＷの研磨加工が終了した後、研磨装置１００は、制御部１０４の制御の下に、Ｘ軸搬送装置１１１とＹ軸搬送装置１２１を初期位置に復帰させる。そして、保持台１２６のコレットチャック１２７からワークＷを外して、プローブ本体８ａの加工が終了する。このようにして加工されたプローブ本体８ａは、基端側にカバー８ｂ，８ｃを取り付けると共に、基端に口金８ｄを取り付けてプローブ８が製造される。また、研磨終了後のプローブ本体８ａを外した研磨装置１００は、保持台１２６のコレットチャック１２７に新たなワークＷをセットしてテーパ部Ｔ及び平行部Ｐの研削加工と研磨加工を繰り返す。
【００５９】
本発明の加工装置１は、分注孔８ｅの整形に際し、ガイド部材４４，５４によってドリル４２やリーマ５２とテーパ部Ｔ及び平行部Ｐとを同心上に位置決めしてワークＷ先端の外径方向への変形を抑えている。このため、加工装置１は、プローブ本体８ａにおける分注孔８ｅの加工精度のばらつきを抑え、加工精度が高く、品質が安定したプローブ８を量産することができる。
【００６０】
尚、上記実施の形態のプローブ本体８ａは、テーパ部Ｔの先端に平行部Ｐが形成されていた。しかし、本発明の加工装置１は、平行部Ｐがなく、テーパ部Ｔのみを有するプローブ本体８ａであっても加工するができる。この場合、加工装置１によるテーパ部Ｔの成形と、分注孔８ｅの整形が終了したワークＷは、テーパ部Ｔの先端をダイシングソー９によってカットした後、研磨装置１００による研削加工と研磨加工が施される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の加工装置によって製造されるプローブの全体図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】本発明のプローブの加工装置の平面図である。
【図４】図３の加工装置で使用するプローブを搬送する搬送部を拡大して示した正面図である。
【図５】スライドテーブルと、スライドテーブルの上に設置される保持台、クラッチ及びトルクリミッタを更に拡大して示した正面図である。
【図６】ワークを絞り加工部へ送り込んだ際の位置と送り速度の一例を示す図である。
【図７】ドリル加工部とリーマ加工部において、ワークのテーパ部の先端をドリルの先端やリーマの先端に位置決めするガイド部材の斜視図である。
【図８】図３の加工装置によって加工したプローブを研磨する研磨装置の平面図である。
【図９】図８に示す研磨装置の搬送部の要部を拡大して示す正面図である。
【図１０】図９のＢ部拡大図である。
【図１１】図３の加工装置において、Ｘ軸搬送装置を加工装置の絞り加工部と対向する位置へ移動した状態を示す平面図である。
【図１２】図３の加工装置において、Ｘ軸搬送装置を駆動し、スライドテーブルを絞り加工部側へ移動させた状態を示す平面図である。
【図１３】図１２の加工装置において、ワークにテーパ部と平行部を成形し、スライドテーブルを後退させた状態を示す平面図である。
【図１４】ワークに成形した平行部の正面図である。
【図１５】ワークに成形したテーパ部と平行部の下半を示す半断面図である。
【図１６】Ｘ軸搬送装置を加工装置のドリル加工部と対向する位置へ移動した状態を示す平面図である。
【図１７】図１６の加工装置において、Ｘ軸搬送装置を駆動し、スライドテーブルをドリル加工部側へ移動させた状態を示す平面図である。
【図１８】図１７の加工装置において、ドリルとワークのテーパ部及び平行部がガイド部材によって同心上に位置決めされた状態を示す平面図である。
【図１９】図５に示すクラッチを接の状態に切り替えた状態を示す正面図である。
【図２０】Ｘ軸搬送装置を図１７に示す位置からリーマ加工部と対向する位置へ移動した状態を示す平面図である。
【図２１】図２０の加工装置において、Ｘ軸搬送装置を駆動し、スライドテーブルをリーマ加工部側へ移動させた状態を示す平面図である。
【図２２】ワークの分注孔が仕上げ整形された平行部の正面図である。
【図２３】分注孔が仕上げ整形されたワークのテーパ部と平行部の下半を示す半断面図である。
【図２４】分注孔が仕上げ整形されたワークの平行部から先端をカットする状態を模式的に示す斜視図である。
【図２５】平行部の先端をカットしたワークのテーパ部と平行部の下半を示す半断面図である。
【図２６】図８に示す研磨装置において、Ｙ軸搬送装置を駆動して保持台を砥石側へ移動させた状態を示す平面図である。
【図２７】Ｘ軸駆動装置とＹ軸搬送装置を駆動して、Ｙ軸搬送装置を図２６に示す位置から研磨加工部のバフ側へ移動すると共に、保持台を後退させた状態を示す平面図である。
【図２８】Ｙ軸搬送装置を駆動して保持台を図２７に示す位置からバフ側へ移動させた状態を示す平面図である。
【図２９】研磨装置によって研削加工と研磨加工を施したワークの正面図である。
【図３０】芯出しをすることなく研削加工と研磨加工を施したワークの正面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１                加工装置
２                搬送部
３                絞り加工部
４                ドリル加工部
５                リーマ加工部
６                入力部
７                制御部
８                プローブ
８ａ              プローブ本体
８ｂ，８ｃ        カバー
８ｄ              口金
８ｅ              分注孔
９                ダイシングソー
２１              Ｘ軸搬送装置
２２              Ｘ軸ベース
２３              ボールねじ
２４              モータ
２５              スライダ
２６              スライドテーブル
２７              保持台
２８              コレットチャック
２９              クラッチ
３０              トルクリミッタ
３１              Ｙ軸搬送装置
３２              Ｙ軸ベース
３３              ボールねじ
３４              モータ
３５              スライダ
３６              リニアガイド
４１              モータ
４２              ドリル
４３              支持部材
４４              ガイド部材
４４ａ            本体
４４ｂ            凹部
４４ｃ            位置決め孔
５１              モータ
５２              リーマ
５３              支持部材
５４              ガイド部材
１００            研磨装置
１０２            入力部
１０４            制御部
１１０            搬送部
１３０            研削加工部
１４０            研磨加工部
１１１            Ｘ軸搬送装置
１１２            Ｘ軸ベース
１１３            ボールねじ
１１４            モータ
１１５            スライダ
１２１            Ｙ軸搬送装置
１２２            Ｙ軸ベース
１２３            ボールねじ
１２４            モータ
１２５            スライダ
１２６            保持台
１２６ｂ          芯押し部
１２７            コレットチャック
１２８            モータ
１２８ｂ          タイミングベルト
１２９            芯押し軸
１３０            研削加工部
１３１            モータ
１３２            タイミングベルト
１３３            変速機
１３４            砥石
１４０            研磨加工部
１４１            モータ
１４２            タイミングベルト
１４３            変速機
１４４            バフ
Ａc               中心軸
Ｐ                平行部
Ｔ                テーパ部
Ｗ                ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004491388.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004491388.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004491388.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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