(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも外形が円柱形状となっている工具軸の先端部に発泡樹脂シートを巻き付けた後、発泡樹脂シートを熱収縮性シリコンゴムチューブで覆い、この熱収縮性シリコンゴムチューブを介して加熱することによって工具軸の先端部に発泡樹脂シートを収縮溶着させることを特徴とする内面加工用工具の製作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス管や光ファイバーの母材であるクラッドなどのようにガラスなどの脆性材料からなる管状加工物、特に細管状加工物の内面を研削、研磨加工するために用いる内面加工用工具の製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述のような細管状加工物の内面の研削や研磨を行うためには、内面加工用工具を細管状加工物内に挿入して内面を擦る必要がある。図４は、かかる研削、研磨を行うため、実開平７−３９６２号公報に記載された従来の内面加工用工具を示す。
【０００３】
この内面加工用工具は、把持棒１０１先端部分１０２に支持部材１０３を固着し、この支持部材１０３に研磨シート１０６を固着した構造となっている。支持部材１０３は弾撥性の金属板を折り曲げることによって、略Ｚ字形またはＳ字形の断面に成形されていると共に、その両端部分１０４，１０５が円弧状に成形されている。この支持部材１０３は溶接等によってその中間部分が把持棒１０１に固定される。研磨シート１０６は研磨紙や研磨布などからなり、支持部材１０３の両端部分から支持部材１０３の長さ方向に沿って延びている。
【０００４】
このような内面加工用工具では、支持部材１０３が弾撥性の金属板によって形成されているため、細管状加工物に内部に挿入すると、支持部材１０３の弾性力で研磨シート１０６が細管状加工物の内面に押さえ付けられる。このため、細管状加工物の内面を研磨加工することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の内面加工用工具では、弾撥性の金属板からなる支持部材１０３をＳ字形もしくはＺ字形に折り曲げる必要があり、この折り曲げが困難となっている。特に、管状加工物が細管の場合には、細管の径に合わせてＳ字形やＺ字形に折り曲げることが難しくなっている。
【０００６】
また、細管の径に合わせて形状創成を行ったとしても、内径が３ｍｍ以下などの極細管に適合させた場合には、十分な弾性力を得ることができず、このため研磨圧力を良好に作用させることができない問題を有している。さらに、研磨シート１０６の２枚分の厚さおよび把持棒１０１の太さを合わせた寸法が１．５〜２ｍｍとなるため、内径が３ｍｍ以下の管状加工物では、充分な弾性力を作用させることが困難となる。
【０００７】
また、細管内に挿入して研磨加工を行う際に、研磨布１０６が細管の内面と接する部分は、支持部材１０３が有する曲面形状、すなわちＳもしくはＺ字形に創成するための折り曲げ部分の形状、に影響され、把持棒１０１の長手方向に対して、折り曲げ部分の平行度が狂っていると、研磨布１０６の研磨圧力がばらついたり、非接触部分が生じて、良好な研磨加工が行えなうことができない問題も有している。
【０００８】
本発明はこのような従来の問題点を考慮してなされたものであり、内径が３ｍｍ以下の細管状加工物に対しても容易に研磨を行うことができ、しかも構造が簡単な内面加工用工具を簡単に製作することが可能な製作方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、少なくとも外形が円柱形状となっている工具軸の先端部に発泡樹脂シートを巻き付けた後、発泡樹脂シートを熱収縮性シリコンゴムチューブで覆い、この熱収縮性シリコンゴムチューブを介して加熱することによって工具軸の先端部に発泡樹脂シートを収縮溶着させることを特徴とする。
【００１２】
この発明では、発泡樹脂シートを覆った熱収縮性シリコンゴムチューブを加熱することにより、熱収縮性シリコンゴムチューブが収縮して発泡樹脂シートが工具軸の先端部の均等に押し付けられる。この発泡樹脂シートは熱収縮性シリコンゴムチューブを介して加熱されるため、工具軸の先端部に溶着する。これにより、発泡樹脂シートを工具軸の先端部に均等に固着することができる。また、熱収縮性シリコンゴムチューブ及び発泡樹脂シートは溶着しないため、発泡樹脂シートの固着後に、熱収縮性シリコンゴムチューブを簡単に除去することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の内面加工用工具の製作手順を示し、工具軸１と、発泡樹脂シート２と、熱収縮性シリコンゴムチューブ３とを準備する。工具軸１はステンレスなどの金属によって形成されており、少なくとも外形が円柱形状にとなっている。この実施の形態では、工具軸１は全体が円柱状に成形されるものである。
【００１４】
発泡樹脂シート２は発泡ポリウレタン、発泡ポリオレフィンなどの樹脂が使用される。また、この発泡樹脂シート２は、発泡した樹脂シート表面に砥粒を一様に保持したシート、樹脂と砥粒とを混練して薄板状に圧延成形して発泡したシート、あるいは当初は砥粒を含まない発泡樹脂シートであるが、加工中に供給される砥石粒（あるいは研磨液中の砥粒）を保持するようにしたシート、その他のシートである。
【００１５】
発泡樹脂シート２は所定の厚さとなるように発泡されており、図１（ａ）で示すように、工具軸１の先端部の全周面に接触するように工具軸１に巻き付けられる。この巻き付けは接着剤などを使用することのない機械的な巻き付けであり、簡単に巻き付けることができる。また、巻き付けは少なくとも１層であれば良く、必要に応じて２層以上巻き付けることができる。
【００１６】
熱収縮性シリコンゴムチューブ３は工具軸１に巻き付けられた発泡樹脂シート２の全体を覆う長さとなっている。図１（ｂ）で示すように、この熱収縮性シリコンゴムチューブ３の内部に発泡樹脂シート２を挿入して、熱収縮性シリコンゴムチューブ３が発泡樹脂シート２を覆った状態とする。
【００１７】
その後、図１（ｃ）で示すように、工具軸１を回転させながら、加熱器４によって熱収縮性シリコンゴムチューブ３を加熱し、熱収縮性シリコンゴムチューブ３を介して発泡樹脂シート２を加熱する。かかる加熱では、熱収縮性シリコンゴムチューブ３が収縮し、図１（ｄ）で示すように、発泡樹脂シート２が熱収縮性シリコンゴムチューブ３によって均一に圧縮成形される。この状態では、熱収縮性シリコンゴムチューブ３を介して加熱された発泡樹脂シート２が軟化して工具軸１に溶着する。
【００１８】
熱収縮性シリコンゴムチューブ３は発泡樹脂シート２とは、溶着することがない。このため、図１（ｅ）で示すように、熱収縮性シリコンゴムチューブ３をナイフなどによって切り落とすことができ、内面加工用工具５が製作される。この内面加工用工具５は、発泡樹脂シート２が工具軸１の先端部を覆うように固着しており、管状加工物（図示省略）の内部に挿入することによって管状加工物の内面を研磨、研削することができる。なお、工具軸１の外径Ｄは、被研磨物である管状加工物の内径寸法に対して、溶着後の発泡樹脂シート２の厚さｔおよび発泡樹脂シート２が溶着後に有する弾性力を考慮し、あらかじめ切削加工などによってその寸法を調整するものである。
【００１９】
このような内面加工用工具５では、発泡樹脂シート２が工具軸１の外周面に固着した簡単な構造であり、Ｓ字形やＺ字形などの面倒な折り曲げが不要のため、簡単に製作することができると共に、３ｍｍ以下の細径の管状加工物に対しての適用を行うことができる。また、発泡樹脂シート２が摩耗したり、弾性力が低下した場合には、発泡樹脂シート２を切り落とすことにより、工具軸１を再利用することができる。しかも、上述した手順を行うことによって、新たな発泡樹脂シート２を固着することも容易であり、これにより内面加工用工具５を簡単に再製作することができる。
【００２０】
（実施の形態２）
図２は実施の形態２を示し、実施の形態１と同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。この実施の形態では、ステンレスや鋼などからなる工具軸１は外径１．５ｍｍの円柱状となっている。また、工具軸１の先端部は基端部よりも大径となっていると共に、この大径部に螺旋溝７を形成することにより先端の大径部が螺旋部１ａとなっている。また、この実施の形態では、発泡樹脂シートとして発泡ポリウレタンシート８を用いるものである。発泡ポリウレタンシートの厚さとしては、０．３ｍｍ〜１ｍｍ程度の範囲で選択することができ、この実施の形態では、０．４ｍｍとした。
【００２１】
この実施の形態では、工具軸１に対して、厚さ０．４ｍｍのポリウレタンシート８を２層で巻き付ける（図２（ａ））。そして、厚さ３ｍｍの熱収縮性シリコンゴムチューブ３で発泡ポリウレタンシート８の外周を覆い（図２（ｂ））、この状態で、加熱器４により熱収縮性シリコンゴムチューブ３を加熱する（図２（ｃ））。
【００２２】
加熱器４による加熱によって、発泡ポリウレタンシート８が軟化すると同時に、熱収縮性シリコンゴムチューブ３が均一に収縮する（図２（ｄ））。この収縮作用により発泡ポリウレタンシート８の外周は収縮した熱収縮性シリコンゴムチューブ３によって均一に圧縮成形される。このとき、発泡ポリウレタンシート８は、螺旋溝７の間にも流入する。
【００２３】
発泡ポリウレタンシート８の圧縮成形が完了した後には、熱収縮性シリコンゴムチューブ３を切除するが、熱収縮性シリコンゴムチューブ３と発泡ポリウレタンシート８とは溶着することがないので、カッターナイフなどで容易に切除することが可能である（図２（ｅ））。これにより工具軸１の先端部に発泡ポリウレタンシート８が固着された内面加工用工具９が製作される。
【００２４】
製作された内面加工用工具９においては、工具軸１の先端部に螺旋部１ａを形成してあるため、発泡ポリウレタンシート８は、螺旋部１ａの形状に沿って収縮溶着し、螺旋溝７の間にもポリウレタンが流入している。このため、発泡ポリウレタンシート８の表面は、図２（ｅ）のようにうねりのある凹凸になり、かつ発泡ポリウタレンシート８の気孔が存在する状態である。
【００２５】
この実施の形態では、研磨されるガラス管などの内径に対して、発泡ポリウレタンシート８の収縮後の厚さと弾性力とが最適となるような工具軸１をあらかじめ切削などにより製作するが、市販の切削用のドリルの刃などで最適な外径を有するものであれば、これを用いても同様な内面加工用工具を製作することができる。これにより、より安価な内面加工用工具９とすることができる。
【００２６】
また、研磨を行う内面加工用工具９のポリシャ部分を発泡ポリウタレンシート８で形成してあるため、研磨加工により発泡ポリウレタンシート８が摩滅したり、弾性力が不足したときは、カッターナイフなどで発泡ポリウレタンシート８を切断、除去することにより、工具軸１を再利用できると共に、内面加工用工具９を簡単に再製作することができる。
【００２７】
また、内面加工用工具９の形状を創成するのは、あらかじめ製作されている工具軸１の外径寸法によるところが大きく、しかも、この寸法は円柱の外径切削工具で決定されるため、加工も容易であると共に、形状精度も得やすく、研磨されるガラス管などの内径に対して最適な工具形状とすることができる。
【００２８】
このような実施の形態では、螺旋溝７を有した螺旋部１ａを備えた工具軸１に発泡ポリウレタンシート８が締め付け保持されるため、研磨加工を行っても発泡ポリウレタンシート８が工具軸１から外れにくい。また、螺旋部１ａを通じて、管状加工物の内部に遊離砥粒（研磨加工時に研磨液で供給された砥粒あるいは発泡ウレタンシート８に含まれていた砥粒）である研磨材が良好に浸透するため、高い研磨速度で研磨できると共に、傷の少ない研磨面とすることができる。
【００２９】
（実施の形態３）
図３は実施の形態３を示し、工具軸１の先端部の外周に熱収縮ゴムチューブ１０と、発泡樹脂シートとしての発泡ポリウレタンシート８とが被覆される。工具軸１は図示省略した研磨装置に連結して使用されるステンレスなどの金属よりなる外径１．５ｍｍの円柱状の軸であり、その先端部には、熱収縮ゴムチューブ１０（（株）住友電工製、スミチューブＲ（商品名））と、発泡ポリウレタンシート８とが固着されている。
【００３０】
この実施の形態では、まず工具軸１の先端部を厚さ０．２ｍｍの熱収縮ゴムチューブ１０に挿入し、加熱器４で加熱して、熱収縮ゴムチューブ１０を収縮させて工具軸１に固定する（図３（ａ））。その後、熱収縮ゴムチューブ１０外周に、その全体を覆うように、厚さ０．６ｍｍの発泡ポリウレタンシート８を１層巻き付ける（図３（ｂ））。そして、熱収縮性シリコンゴムチューブ３内に工具軸１の先端部を挿入し、加熱器４によって熱収縮性シリコンゴムチューブ３を加熱する（図３（ｃ））。
【００３１】
この加熱によって、発泡ポリウレタンシート８が軟化すると共に、熱収縮性シリコンゴムチューブ３も均一に収縮する。この作用により発泡ポリウレタンシートが最内周の熱収縮チューブ１０の外周に溶着し、かつ発泡ポリウレタンシート８の外周は収縮した熱収縮性シリコンゴムチューブ３によって均一に圧縮成形される（図３（ｄ））。発泡ポリウレタンシート８の圧縮成形が完了した後、熱収縮性シリコンゴムチューブ３を切除するが、熱収縮性シリコンゴムチューブ３と発泡ポリウレタンシート８とは溶着することがないので、カッターナイフなどで容易に切除することが可能である（図３（ｅ））。
【００３２】
以上により、工具軸１の先端部には、熱収縮ゴムチューブ１０と成形された発泡ポリウレタンシート８とが固着されて工具軸１と一体となった内面加工用工具１２を製作することができる。この実施の形態においても、研磨されるガラス管などの内径に対して、発泡ポリウレタンシート８の収縮後の厚さと弾性力とが最適となるような工具軸１をあらかじめ切削などにより製作するが、市販の切削用のドリルの刃などで最適な外径を有するものがあれば、これを用いても同様な内面加工用工具を製作することができ、より安価な内面加工用工具１２とすることができる。
【００３３】
また、内面加工用工具１２のポリシャ部分を発泡ポリウレタンシート８と熱収縮ゴムチューブ１０によって形成するため、研磨加工により発泡ポリウレタンシート８が摩滅したり、熱収縮ゴムチューブ１０の弾性力が不足したときには、カッターナイフなどで発泡ポリウレタンシート８と熱収縮ゴムチューブ１０を切断、除去することができる。このため、工具軸１の再利用が可能となると共に、内面加工用工具１２の再製作を簡単に行うことができる。
【００３４】
さらに、内面加工用工具１２の形状を創成するのは、あらかじめ製作されている工具軸１の外径寸法によるところが大きく、しかも、この寸法は円柱の外径切削工具で決定されるため、加工も容易であると共に、形状精度も得やすく、研磨されるガラス管などの内径に対して最適な工具形状とすることができる。
【００３５】
このような実施の形態では、加工を行う内面加工用工具１２のポリシャ部分が熱収縮ゴムチューブ１０と発泡ポリウレタンシート８とによる２重構造となっているため、熱収縮ゴムチューブ１０の材質、肉厚を適宜選択することによって、管状加工物の内面研磨加工時における加工圧力を自在にコントロールすることができる。このため、高能率かつ高精度な内面研磨加工を行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、熱収縮性シリコンゴムで覆った状態で加熱するため、発泡樹脂シートを工具軸の先端部に均等に固着することができ、内面加工用工具を簡単に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施の形態１の製作工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は実施の形態２の製作工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は実施の形態３の製作工程を示す断面図である。
【図４】従来の内面加工用工具の斜視図である。
【符号の説明】
１  加工軸
２  発泡樹脂シート
３  熱収縮性シリコンゴムチューブ
５  内面加工用工具
【図１】
0003875413.tif 000002
【図２】
0003875413.tif 000003
【図３】
0003875413.tif 000004
【図４】
0003875413.tif 000005