JP5463153B2 - 有底孔部を有する部材の製造方法及び、加工工具 - Google Patents

Description

本発明は、炭素系材料から成る素材を刳り抜くことにより、炭素系坩堝に使用される有底孔部を有する部材を製造する方法及び、その製造方法に使用する加工工具に関するものである。

炭素系坩堝に使用される有底孔部を有する部材は、炭素系材料から成る素材を加工工具を用いて内部を刳り抜くことにより作製していた（下記の特許文献１参照）。この特許文献１に記載の製造方法を詳述すると、炭素系材料から成る素材を回転させ、素材の端面に溝掘削用工具を押し付け掘削し、鋸刃が挿入可能な円筒状溝を形成することにより、刳り抜き側部を形成する。次いで、溝掘削用工具を取り出し、先端に鋸刃が取り付けられた工具を円筒状溝に挿入する。この刳り抜き底部を形成するための工具は、鋸刃を先端で一点で支持し、鋸刃を該支持点回りに回動可能に構成されている。そして、円筒状溝の底に鋸刃を挿入した後、鋸刃を回動させ、鋸刃を素材の中心部に近接する方向に押し付けて切削し、刳り抜き底部を形成している。

実開平１−１１７８１４号公報

上記従来技術では、鋸刃を用いているため、円筒状溝を鋸刃が挿入可能なように幅広とする必要があり、材料の歩留まりが良好とは言い難かった。また、鋸刃は一点支持構造であるため、切削時に鋸刃の一点支持部に過大な応力が作用して変形や折損が起こり易く、耐久性に問題があった。また、鋸刃は一点支持構造のため、鋸刃を回動操作するための力が大きくなる。

本発明は、上記の実情を鑑みて考え出されたものである。その目的は、２点支持の切削ワイヤーを用いて刳り抜き底部を形成することにより、材料の歩留まりが良好で、切削刃としての耐久性の向上が図れ、作業に要する力を従来より格段に軽減するようにした有底孔部を有する部材の製造方法及び、加工工具を提供することである。

上記目的を達成するため本発明は、炭素系材料から成る素材に中抜き加工を行って、該素材の内部を刳り抜いて形成される刳り抜き側部と刳り抜き底部を備えた有底孔部を有する部材を製造する製造方法であって、前記刳り抜き側部を形成すべく、前記素材を回転させた状態で、前記素材の手前側端面から前方に向けて掘削を行って円筒状溝を形成する工程と、前記素材を回転させた状態で、前記円筒状溝の底部に挿入された切削ワイヤーを２点で支持し、この２点で支持された状態で切削ワイヤーを前記素材の軸線に近接する方向に押し付けて刳り抜き底部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

用語「円筒状溝の底部に挿入された切削ワイヤー」は、円筒状溝形成と同時に切削ワイヤーが円筒状溝の底部に挿入された状態となっている場合と、円筒状溝形成後に切削ワイヤーを円筒状溝の底部に挿入した場合の両者を含む。前者の場合は、先端部に円筒状溝の掘削用切削刃を設けると共に、２点支持構造の切削ワイヤーを備えた円筒状の工具を用いて、円筒状溝形成及び刳り抜き底部形成を行う場合である。後者の場合は、円筒状溝の掘削用切削刃を備えた工具を用いて円筒状溝を形成し、円筒状溝形成後に当該工具を取り出し、切削ワイヤーを先端に備えた円筒状の工具を円筒状溝に挿入し、該切削ワイヤーにより刳り抜き底部を形成するような場合が該当する。
また、用語「有底孔部を有する部材」とは、有底筒状部材に限らず、孔部を有し、且つ外形が直方体形状や円錐体形状である部材等を広く含む意味である。

上記の如く、２点で支持された切削ワイヤーを用いて刳り抜き底部を形成することにより、以下の作用・効果を奏する。
（１）切削ワイヤーは従来例のような鋸刃に比べて幅が格段に小さい。従って、円筒状溝の必要幅を従来例に比べて格段に小さくでき、材料の歩留まりが良好となる。
（２）切削ワイヤーは２点で支持されている。従って、切削時に切削ワイヤーに作用する応力が各支持部に分散されることから、一点支持構造の従来例に比べて、各支持部に過大な応力が作用することが防がれる。そのため、切削ワイヤーが、応力集中に起因して折損するという事態を招くことはなく、耐久性の向上が図られる。
（３）さらに、本発明のような２点支持構造の切削刃（切削ワイヤー）の場合、従来例のような一点支持構造の切削刃（鋸刃）に比べて、切削刃を素材に無理なく押し付けることができるため、従来例に比べて、装置に対しては小さな負荷で切削作業を行うことが可能となる。

本発明は、先端部に円筒状溝の掘削用切削刃を設けると共に、切削ワイヤーを２点で支持した円筒状本体部を備えた加工工具を予め準備し、前記加工工具を用いて、前記円筒状溝形成工程及び前記刳り抜き底部形成工程を連続して行う場合もある。従来例のように、円筒状溝形成後に、円筒状溝形成用の切削工具を取り出し、刳り抜き底部形成用の切削工具を円筒状溝に挿入するという、切削工具の交換作業が不要であり、作業性が格段に向上する。

本発明は、前記円筒状本体部は外側円筒状体と内側円筒状体とを備えると共に、外側円筒状体と内側円筒状体とが同心状に重ねられて配置されて構成されており、前記切削ワイヤーの一端が外側円筒状体及び内側円筒状体のいずれか一方に取り付けられ、前記切削ワイヤーの他端が外側円筒状体及び内側円筒状体のいずれか他方に取り付けられ、前記外側円筒状体及び内側円筒状体の少なくとも一方を他方と相対的に回動させることにより、前記切削ワイヤーを前記素材の軸線に近接する方向に変位可能させて刳り抜き底部を形成するのが好ましい。

本発明は、前記円筒状溝形成す工程及び／又は前記刳り抜き底部形成工程において、素材の切削により発生する切粉を収集して外部に排出する集塵排出工程を備えている場合もある。切削時に発生する切粉を収集して外部に排出することにより、切粉が作業領域周辺に飛散することを防止できる。また、切削面付近に切粉が滞留することを防ぎ、切削精度が低下することを防止できると共に、切削作業を円滑とすることができる。

また、上記目的を達成するため本発明は、以下の有底孔部を有する部材の製造方法に使用する加工工具の場合もある。即ち、本発明は、炭素系材料から成る素材を刳り抜いて有底孔部を有する部材を製造するために使用される加工工具であって、円筒状本体部と、前記円筒状本体部の先端部において、円筒状本体部の軸線に略垂直な平面内に配置され、且つ、２点で支持され、円筒状本体部の軸線に近接・離反する方向に変位可能な切削ワイヤーと、前記切削ワイヤーの変位操作を行う操作手段と、を備え、通常状態では、前記切削ワイヤーは円筒状本体部の先端面に沿った円弧状の配置状態となっており、切削ワイヤーの切削時には、前記操作手段の操作によって切削ワイヤーが前記円筒状本体部の軸線に近接する方向に変位するように構成されていることを特徴とする。

上記構成の加工工具を用いることにより、炭素系材料から成る素材に中抜き加工を行って、該素材の内部を刳り抜いて形成される刳り抜き側部と刳り抜き底部を備えた有底孔部を有する部材を製造することができる。また、刳り抜き底部の形成用切削刃として切削ワイヤーを用いる構成であるので、鋸刃を用いる従来例に比べて円筒状溝の必要幅を格段に小さくでき、材料の歩留まりが良好となる。また、切削ワイヤーを２点で支持する構成であるので、切削時に切削ワイヤーに作用する応力が各支持部に分散されることから、一点支持構造の従来例に比べて、各支持部に過大な応力が作用することが防がれ、そのため、切削ワイヤーが、応力集中に起因して折損するという事態を招くことはなく、耐久性の向上が図られる。加えて、２点支持構造の場合、従来例のような一点支持構造に比べて、切削刃（切削ワイヤー）を素材に無理なく押し付けることができるため、従来例に比べて、装置に対しては小さな負荷で切削作業を行うことが可能となる。

本発明に係る加工工具は、前記切削ワイヤーの一端を支持する支持部は固定され、他端を支持する支持部は円筒状本体部の円周方向に移動可能とされ、前記他端を支持する支持部が円周方向に移動することにより、前記切削ワイヤーが前記一端を回転支持軸として回動して、切削ワイヤーが円筒状本体部の軸線に近接する方向に変位するように構成されている場合もある。

本発明に係る加工工具は、前記円筒状本体部の先端面に、前記切削ワイヤーよりも先端側に突出したチップ状切削刃を設けるのが好ましい。このような構成の加工工具を用いることにより、従来例のように、円筒状溝形成後に、円筒状溝形成用の切削工具を取り出し、刳り抜き底部形成用の切削工具を円筒状溝に挿入するという、切削工具の交換作業が不要であり、作業性が格段に向上する。

本発明に係る加工工具は、前記円筒状本体部は、内側筒状体及び外側筒状体が重畳して設けられたものであり、前記切削ワイヤーの一端が前記内側筒状体及び外側筒状体のいずれか一方に取り付けられ、切削ワイヤーの他端が前記内側筒状体及び外側筒状体のいずれか他方に取り付けられ、前記内側筒状体及び外側筒状体のいずれか一方を円周方向に回動させることにより、前記切削ワイヤーを前記円筒状本体部の軸線に近接・離反する方向に変位可能に構成されている場合もある。
上記のように、円筒状本体部を２つの円筒状体で構成する場合には、各円筒状体の厚みを小さくすることにより、円筒状本体部を１つの円筒状体で構成する場合に比べて、切粉として消失する部分をより小さくできるという利点がある。

本発明に係る加工工具は、前記内側筒状体の基端側には集塵手段が設けられているのが好ましい。切削時に発生する切粉を収集して外部に排出することができる。
より好ましくは、内側筒状体の外面及び前記外側筒状体の内面のいずれ一方に形成され、加工工具の基端側から先端側まで延びる空気注入溝と、前記空気注入溝に連通する空気注入管とを備える構成とする。空気を加工工具の先端に送ることにより、より集塵効果が得られることになる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）切削ワイヤーは鋸刃に比べて幅が格段に小さい。従って、円筒状溝の必要幅を従来例に比べて格段に小さくでき、材料の歩留まりが良好となる。
（２）切削ワイヤーは２点で支持されている。従って、切削時に切削ワイヤーに作用する応力が各支持部に分散されることから、一点支持構造の従来例に比べて、各支持部に過大な応力が作用することが防がれる。そのため、切削ワイヤーが、応力集中に起因して折損するという事態を招くことはなく、耐久性の向上が図られる。
（３）さらに、本発明のような２点支持構造の切削刃（切削ワイヤー）の場合、従来例のような一点支持構造の切削刃（鋸刃）に比べて、切削刃を素材に無理なく押し付けることができるため、従来例に比べて、装置に対しては小さな負荷で切削作業を行うことが可能となる。

実施の形態に係る加工工具の使用状態を簡略化して示す断面視図。 実施の形態に係る加工工具の斜視図。 実施の形態に係る加工工具の右側面図。 実施の形態に係る加工工具の左側面図。 図３のＡ１−Ａ１線矢視断面図。 図３のＡ２−Ａ２線矢視断面図。 図４の矢視方向Ｘ１から見た切削ワイヤーの可動支持部付近の正面図。 図４の矢視方向Ｘ２から見たチップ状切削刃付近の正面図。 図４の矢視方向Ｘ３から見た切削ワイヤーの固定支持部付近の正面図。 図７のＡ３−Ａ３線矢視断面図。 図８のＡ４−Ａ４線矢視断面図。 図９のＡ５−Ａ５線矢視断面図。 図３のＡ６−Ａ６線矢視断面図。 円筒状本体の周方向展開図。 加工工具を用いてワークを切削する切削手順を示す図。 加工工具を用いてワークを切削する際の操作レバーの操作状態を示す図。

以下、本発明を実施の形態に基づいて詳述する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の実施の形態では、有底孔部を有する部材の製造方法及び加工装置の一例として、有底筒状部材の製造方法及び加工装置を例示して説明する。

図１〜図１６は本発明の実施の形態を示す図であり、これらの図面を参照して実施の形態を説明する。図１に示すように、本発明に係る加工工具１は、炭素系材料から成る円柱状素材（以下、ワークと称する）２に中抜き加工を行って、ワーク２の内部を刳り抜いて形成される刳り抜き側部２Ａと刳り抜き底部２Ｂを備えた有底筒状部材（有底孔部を有する部材に相当）を製造するために使用される中抜き加工工具である。

加工工具１は、図２に示すように、円筒状本体部３と、円筒状本体部３の基端側に設けられる操作レバー４と、ワーク２の切削時に発生する切粉を収集して外部に排出する集塵ホース５を備えている。集塵ホース５はブロア等の吸引装置（図示せず）に接続されている。円筒状本体部３の先端面には、チップ状切削刃６と、切削ワイヤー７とが設けられている。チップ状切削刃６はダイヤモンド等の超硬粒子、又はタングステンカーバイド等の超硬合金から成る。切削ワイヤー７は、ピアノ線等の素線の表面に超硬金属又はダイヤモンド粒子が電着されて構成されたものである。なお、ピアノ線等の素線の径は、できるだけ細い方が切粉となる部分を少なくできるが、強度を確保するために１〜２ｍｍ程度とするのが好ましい。

円筒状本体３は、図５に示すように、外側円筒状体８と、外側円筒状体８に対して回動可能な内側円筒状体９とから構成され、これらは外側円筒状体８と内側円筒状体９とは同心状に重ねられて配置されている。内側円筒状体９は基端側で軸受１０によって軸支されており、操作レバー４の操作により外側円筒状体８に対して回動可能となっている。このように内側円筒状体９を軸受１０で軸支することにより、人の力等で円滑に内側円筒状体９を回動させることができる。なお、円筒状本体部３の基端側の端面にはエンドカバー１１が取り付けられており、このエンドカバー１１には操作レバー４の回動を阻止するストッパ１２（図３参照）が設けられている。

外側円筒状体８は、図５に示すように、大径部８ａと、小径部８ｂと、大径部８ａと小径部８ｂとを繋ぐ連結部８ｃを備えている。内側円筒状体９は、大径部９ａと、小径部９ｂと、大径部９ａと小径部９ｂとを繋ぐ連結部９ｃを備えている。そして、外側円筒状体８の外面で且つ大径部から小径に変化する境界付近には、空気注入管１３（図２、図３参照）が設けられており、この空気注入管１３は、図１３に示すように、連結部８ｃと連結部９ｃの間の空間１４に臨んで配設されている。空間１４は、外側筒状体８の内面に形成された空気注入溝１５に連通している。空気注入溝１５は、加工工具の基端側から先端側まで延びている。空気注入管１３を介して空気が注入されると、注入された空気は空間１４から空気注入溝１５を通じて加工工具の先端側に送られる。これにより、集塵ホース５からの吸引作用と相まって、切削時に発生する切粉が円滑に集塵ホース５を介して外部に排出することができる。なお、空気注入溝１５は内側円筒状体９の外面に形成されていてもよい。

切削刃６は、図２に示すように、外側円筒状体８の先端に設けられている。切削刃６の取付位置は、外側円筒状体８の先端から僅かに（例えば２ｍｍ程度）突出して取り付けられており、回転するワーク２の主面２ａ（図１、図１５（１）参照）に加工工具１を押し付けて加工する際に、先ず切削刃６がワーク２に接触するようになっている。また、図１１に示すように、切削刃６は断面が逆三角形状であり、その厚みＬ１は円筒状本体部３の厚みＬ２よりも僅かに幅広とされている。これにより、切削刃６により切削された円筒状溝１６（図１参照）内に外側円筒状体８及び内側円筒状体９が挿入されていくことが可能となっている。なお、図８及び図１１に示すように、切削刃６は固定用金具１７の先端面に固定されており、固定用金具１７は外側円筒状体８の内面に取り付けられている。切削刃６は外側円筒状体８の内方側に僅かに突出するように設置するのが好ましい。

切削ワイヤー７は、図２に示すように、円筒状本体部３の軸線に略垂直な平面内に配置されおり、このような状態において、切削ワイヤー７の一端は外側円筒状体８の円柱状支持部２０に支持固定され、切削ワイヤー７の他端は内側筒状体９の円柱状支持部２１に支持固定されている。即ち、切削ワイヤー７は円筒状本体部３の先端において、円筒状本体部３の軸線に略垂直な平面内に配置された状態で、両端支持（２点支持）された構成となっている。なお、内側筒状体９は回転可能であるため、内側筒状体９の回転により支持部２１も回転することから、支持部２１は可動支持部（以下、支持部２１を可動支持部２１と称する場合もある。）であり、これに対して外側円筒状体８は回転不可であり、支持部２０は常に固定位置に留まっている固定支持部（以下、支持部２０を固定支持部２０と称する場合もある。）である。そして、操作レバー４の操作により内側筒状体９を回動させることにより、可動支持部２１が内側筒状体９の円周方向に移動することにより、切削ワイヤー７が支持部２０を中心として回動し、円筒状本体部３の軸線に近接・離反する方向に変位可能となっている。なお、切削ワイヤー７は、刳り抜き底部２Ｂの形成時以外では外側円筒状体８の先端面に沿った円弧状となっている。

切削ワイヤー７の支持部２０は固定用金具３０に回転自在に取り付られており（図２参照）、切削ワイヤー７の支持部２１は固定用金具３１に回転自在に取り付けられている（図２参照）。このような構成により、支持部２１の移動の際に、切削ワイヤー７の変位に応じて支持部２０，２１が回転するので、切削ワイヤー７が波打つことなく円滑に回動していくことが可能となり、また、後述するように切削終了後に円弧状に沿う元の配置状態に復帰させることが可能となる。
また、外側円筒状体８の一部は切り欠かれて切欠き部３２（図２参照）が形成されており、固定用金具３１は切欠き部３２により露出した内側円筒状体９の外面に固定されている。そして、可動支持部２１は、切欠き部３２の円周方向長さＫ（図４参照）の範囲内で摺動可能となっている。

図４に示すように、操作レバー４を矢印方向Ｙ１に回動操作すると、可動支持部２１が円周方向に沿って矢印方向Ｙ１に回動し、切削ワイヤー７は支持部２０を回転中心として回動する。この結果、切削ワイヤー７は円筒状本体部３の軸線に近接する方向に変位することができる。この切削ワイヤー７の変位操作により、後述するようにワーク２の底部が切削されていく。そして、操作レバー４がストッパ１２に当接して回動が阻止された状態では、可動支持部２１は仮想線で示す最大可動位置Ｍに到達する。可動支持部２１は最大可動位置Ｍよりも近接する方に移動できないので、ワーク２の中心部において所定大きさの円形部分が残存することになる。この円形状残存部３５の直径は、例えば１２０ｍｍ程度に設定されている。即ち、刳り抜き底部２Ｂを全て切削するのではなく、ワーク底部の中心部が所定範囲残存した状態（例えば直径１２０ｍｍの円形状残存部３５が残存された状態）となるように切削する。

可動支持部２１が最大可動位置Ｍに到達すると、図４に示すように、切削ワイヤー７は一直線状に張られた状態となるように設定されている。なお、最大可動位置Ｍにおいて、切削ワイヤー７の張り状態を、一直線状に張られた状態となる直前となるように設定するのが好ましい。なぜなら、切削ワイヤー７が一直線状に張られた状態になると、その後、元に復帰させる際に、切削ワイヤー７が円筒状本体部３の軸線側に突出して変形する恐れがあり、このような変形が生じると、外側円筒状体８に沿った円弧状の配置が得られなくなるからである。換言すれば、最大可動位置Ｍにおいて、切削ワイヤー７を一直線状に張る直前で停止させることにより、元に復帰させる際に、必ず、切削ワイヤー７が円筒状本体部３の軸線側とは反対側に突出して変形するので、円滑に、外側円筒状体８に沿った円弧状の元の状態に復帰することが可能となる。

次いで、チップ状切削刃６及び切削ワイヤー７の取り付け状態を詳述する。固定用金具１７は外側円筒状体８の内面に固定され、固定用金具３０は外側円筒状体８の内面に固定され、固定用金具３１は内側円筒状体８の外面に固定されている。これら固定用金具１７，３０，３１を使用することにより、チップ状切削刃６及び切削ワイヤー７における取付部分の厚みが大きくなり、円筒状本体に対する取付強度を大きく確保することができる。

また、各支持部２０，２１、チップ状切削刃６の取り付け部分が干渉しないように、外側円筒状体８及び内側円筒状体９の一部が加工工具１の先端まで延長され、その他の部分が先端近くの途中まで設けられている。具体的には、図１４に示すように、内側円筒状体９は、可動支持部２１の取付部付近で先端まで延長され、その他の部分は先端近くの途中までの長さとなっている。上記のように、可動支持部２１の固定用金具３１は切欠き部３２により露出した内側円筒状体９の外面に固定されている。これにより、可動支持部２１の可動の際に、外側円筒状体９に干渉することはない。また、固定用金具１７，３０，３１の厚みは、チップ状切削刃６の厚みより小さく設定されている。固定用金具１７，３０，３１の厚みが、チップ状切削刃６の厚みより大きいと、チップ状切削刃６により形成された円筒状溝１６に固定用金具１７，３０，３１が引っかかり、加工工具１を押し込むことができないからである。なお、チップ状切削刃６の先端面は、切削ワイヤー７よりも先端側に突出している。さらに、チップ状切削刃６の先端面は、支持部の先端面よりも先端側に突出している。即ち、加工工具１の最先端にチップ状切削刃６を設けるように構成されている。

次いで、図１５及び図１６を参照して、上記構成の加工工具１を用いてワーク２に中抜き加工を行ってワーク２の内部を刳り抜いて形成される刳り抜き側部２Ａと刳り抜き底部２Ｂを備えた有底筒状部材を製造する方法について説明する。

先ず、図１５（１）に示すように、ワーク２及び加工装置１を、旋盤（図示せず）の所定位置に取り付ける。
次いで、図１５（２）に示すように、ワーク２を回転させ、この回転しているワーク２の主面２ａに加工工具１を押し付けていく。これにより、加工工具１の先端に設けられた切削刃６がワーク２の主面２ａに接触し、切削される。そして、加工工具１を先端側に向けて押し付けていくと、切削刃６により切削された円筒状溝１６内に円筒状本体部３が挿入されて行き、ワーク２内には刳り抜き側部２Ａが形成されていく。なお、円筒状溝１６形成の際には、切削ワイヤー７は外側円筒状体８及び内側円筒状体９の円周に沿う状態で保持され、固定支持部２０及び可動支持部２１が先端方向に突出し且つある程度の幅を有していることにより、切削ワイヤー７がワーク２に接触することなく、円筒状溝１６内を進むことが可能となっている。

次いで、所定の深さに掘削されたら、加工工具１の押し付けを停止し、図１５（３）及び図１６に示すように、操作レバー４を矢印方向Ｙ１に操作して内側円筒状体９を円周方向に回動させる。内側円筒状体９を回動させることで、切削ワイヤー７がワーク２の軸線に近接する方向に徐々に押し付けられる。これにより、ワーク２の底部が削られて、ワーク２内に刳り抜き底部２Ｂが形成されていく。そして、操作レバー４がストッパ１２に当接すると、切削ワイヤー７のワーク２の軸線に近接する方向への変位は停止する。これにより、刳り抜き底部２Ｂの全てが切削されず、ワーク底部に残存部を残した状態となる。このように、残存部を残すのは以下の理由による。即ち、刳り抜き底部２Ｂの全てを切削した場合、ワーク２の繰り抜かれた部分がワーク２から高速で飛び出す等の暴走をなし、作業の安全性に支障をきたす恐れがあることによる。

所定の刳り抜き底部２Ｂが形成された後は、ワーク２の回転を停止して、操作レバー４を元の位置に戻す。切削ワイヤー７は、ある程度の太さを有することで弾性が生じていることと、弛みの開放される方向が無いため、円筒状本体部３に沿う円弧状の位置に戻る。

次いで、図１５（４）に示すように、加工工具１を引き抜く。加工工具１を引き抜いた後、ワーク２の刳り抜き部の内部をハンマー等で叩くと、上記残存部分が折れて、刳り抜かれたワーク部分を安全に取り外し可能となる。この刳り抜かれたワーク部分は材料として再利用される。

上記刳り抜き側部２Ａ及び刳り抜き底部２Ｂの形成の際に、空気注入管１３から空気が空間１４内に注入され、この注入空気は空気注入溝１５を通って加工工具１先端から排出される。これにより、先端から反射して内側円筒状体９の内面を通り、集塵ホース５内に導かれる空気の流れが形成される。これにより、刳り抜き側部２Ａ及び刳り抜き底部２Ｂの形成の際に発生する切粉が、効率良く集塵ホース５内に導かれることになる。

このようにして作製された有底筒状部材では、刳り抜き側部２Ａ及び刳り抜き底部２Ｂがある程度大雑把な加工仕上げとなっている。従って、最終的には、細部加工等により仕上げ加工が行われ、最終製品としての坩堝が作製される。

（その他の事項）
（１）上記実施の形態では、円筒状本体３は外側円筒状体８と内側円筒状体９とから構成されていたが、１つの円筒状体で構成し、この１つの円筒状体の先端に切削刃６及び切削ワイヤー７を設けるようにしてもよい。なお、２つの円筒状体８，９で構成する場合には、各円筒状体８，９の厚みを小さくすることにより、１つの円筒状体で構成する場合に比べて、切粉として消失する部分をより小さくできるという利点がある。即ち、本発明の製造方法においては、切削刃６により円筒状溝を形成し、円筒状溝内に円筒状本体３を挿入させていく必要がある。そのため、切削刃６の厚みは、円筒状本体３の厚みより幅広とされている。従って、円筒状本体３を２つの円筒状体８，９で構成し且つ各円筒状体８，９の厚みを小さくすることにより、それに対応して切削刃６の厚みを小さくできるので、１つの円筒状体で構成する場合に比べて、切粉として消失する部分をより小さくできることになる。

（２）上記実施の形態では、内側円筒状体９を回動可能とし、外側円筒状体８を回動不可とする構成であったが、外側円筒状体８及び内側円筒状体９共に回動可能に構成してもよい。このような構成であれば、外側円筒状体８及び内側円筒状体９を共に回動させ、支持部２０と支持部２１とが円周方向に相互に離れる方向に回動させることにより、切削ワイヤー７をワークの軸線に近接する方向に変位させることが可能となる。これにより、切削ワイヤー７による切削加工で刳り抜き底部２Ｂを形成することが可能となる。

（３）上記実施の形態では、加工工具１を用いて、刳り抜き側部２Ａ及び刳り抜き底部２Ｂを連続して形成したが、刳り抜き側部２Ａを従来例のような切削刃を備えた工具を用いて形成した後、当該工具を取り出し、加工工具１を円筒状溝の底部に挿入して、刳り抜き底部２Ｂを切削ワイヤー７で形成するようにしてもよい。なお、このような製造方法を行う場合には、使用される加工工具１としては、必ずしも円筒状本体３の先端に切削刃６及び切削ワイヤー７を取り付ける必要はなく、切削ワイヤー７のみが取り付けられた加工工具１であればよい。

（４）上記実施の形態では、有底孔部を有する部材の製造方法及び加工装置の一例として、有底筒状部材の製造方法及び加工装置を例示したが、本発明はこれに限らず、孔部を有し、且つ外形が直方体形状や円錐体形状である部材等の製造方法及び加工装置に適用することができる。

本発明は、炭素系材料から成る素材を刳り抜くことにより、炭素系坩堝に使用される有底孔部を有する部材を製造する方法及び、その製造方法に使用する加工工具に適用される。

１：加工工具 ２：ワーク（素材）
２Ａ：刳り抜き側部 ２Ｂ：刳り抜き底部
３：円筒状本体部 ４：操作レバー
５：集塵ホース ６：チップ状切削刃
７：切削ワイヤー ８：外側円筒状体
９：内側円筒状体 １０：軸受
１１：ストッパ １３：空気注入管
１５：空気注入溝 １６：円筒状溝
２０：固定支持部 ２１：可動支持部

Claims (10)

1. 炭素系材料から成る素材に中抜き加工を行って、該素材の内部を刳り抜いて形成される刳り抜き側部と刳り抜き底部を備えた有底孔部を有する部材を製造する製造方法であって、
   前記刳り抜き側部を形成すべく、前記素材を回転させた状態で、前記素材の手前側端面から前方に向けて掘削を行って円筒状溝を形成する工程と、
   前記素材を回転させた状態で、前記円筒状溝の底部に挿入された切削ワイヤーを２点で支持し、この２点で支持された状態で切削ワイヤーを前記素材の軸線に近接する方向に押し付けて刳り抜き底部を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする有底孔部を有する部材の製造方法。
2. 先端部に円筒状溝の掘削用切削刃と前記２点支持構造の切削ワイヤーとを設けた円筒状本体部を備えた加工工具を予め準備し、
   前記加工工具を用いて、前記円筒状溝形成工程及び前記刳り抜き底部形成工程を連続して行う、請求項１記載の有底孔部を有する部材の製造方法。
3. 前記円筒状本体部は、外側円筒状体と内側円筒状体とを備えると共に、外側円筒状体と内側円筒状体とが同心状に重ねられて配置されて構成されており、前記切削ワイヤーの一端が外側円筒状体及び内側円筒状体のいずれか一方に取り付けられ、前記切削ワイヤーの他端が外側円筒状体及び内側円筒状体のいずれか他方に取り付けられ、前記外側円筒状体及び内側円筒状体の少なくとも一方を他方と相対的に回動させることにより、前記切削ワイヤーを前記素材の軸線に近接する方向に変位させて刳り抜き底部を形成する、請求項２記載の有底孔部を有する部材の製造方法。
4. 前記円筒状溝形成す工程及び／又は前記刳り抜き底部形成工程において、素材の切削により発生する切粉を収集して外部に排出する集塵排出工程を備えた、請求項１記載の有底孔部を有する部材の製造方法。
5. 炭素系材料から成る素材を刳り抜いて有底孔部を有する部材を製造するために使用される加工工具であって、
   円筒状本体部と、
   前記円筒状本体部の先端部において、円筒状本体部の軸線に略垂直な平面内に配置され、且つ、２点で支持され、円筒状本体部の軸線に近接・離反する方向に変位可能な切削ワイヤーと、
   前記切削ワイヤーの変位操作を行う操作手段と、
   を備え、
   通常状態では、前記切削ワイヤーは円筒状本体部の先端面に沿った円弧状の配置状態となっており、切削ワイヤーの切削時には、前記操作手段の操作によって切削ワイヤーが前記円筒状本体部の軸線に近接する方向に変位するように構成されていることを特徴とする加工工具。
6. 前記切削ワイヤーの一端を支持する支持部は固定され、他端を支持する支持部は円筒状本体部の円周方向に移動可能とされ、前記他端を支持する支持部が円周方向に移動することにより、前記切削ワイヤーが前記一端を回転支持軸として回動して、切削ワイヤーが円筒状本体部の軸線に近接する方向に変位するように構成されている請求項５記載の加工工具。
7. 前記円筒状本体部の先端面に、前記切削ワイヤーよりも先端側に突出したチップ状切削刃を設けた、請求項５又は６記載の加工工具。
8. 前記円筒状本体部は、内側筒状体及び外側筒状体が重畳して設けられたものであり、前記切削ワイヤーの一端が前記内側筒状体及び外側筒状体のいずれか一方に取り付けられ、切削ワイヤーの他端が前記内側筒状体及び外側筒状体のいずれか他方に取り付けられ、前記内側筒状体及び外側筒状体のいずれか一方を円周方向に回動させることにより、前記切削ワイヤーを前記円筒状本体部の軸線に近接・離反する方向に変位可能に構成された、請求項５記載の加工工具。
9. 前記内側筒状体の基端側には集塵手段が設けられている、請求項８記載の加工工具。
10. 前記内側筒状体の外面及び前記外側筒状体の内面のいずれ一方に形成され、加工工具の基端側から先端側まで延びる空気注入溝と、
    前記空気注入溝に連通する空気注入管と、
    を備えた、請求項９記載の加工工具。

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