WO1997006920A1 - Procede d'usinage avec immobilisation de piece a usiner par congelation - Google Patents

Description

明 糸田 凍結チヤック式機械加工法 技術分野

本発明は凍結チヤック式機械加工法、 さらに詳細にはワークを媒体を 凍結することによ リ位置固定して機械加工する方法に関する。 背景技術

ワークに対してフライス加工、 研削加工、 旋削加工、 研摩加工、 切断 加工、 ダイシング加工、 穴明け加工、 彫刻加工などの機械加工を行う場 合には、 ワークを加工機械テーブル上にしっかリ と固定 （チヤッキング） することが必要である。

このワークの固定方法と して、 従来ではマグネッ トチャック、 真空チ ャック、 バイスなどが用いられていたが、 ワークの材質、 形状などの制 限がつきまとい、 ワークが薄かったリ、 こわれやすかつたリ、 複雑な形 状であったリ した場合にワークを確実、 安定的に固定することができな いという問題があった。

この対策と して、 氷を接着媒体とする凍結チヤック法と装置が提案さ れている。 この先行技術は、 銅など熱伝導性の良好な材質からなる冷凍 用プレー トを用い、 この冷凍用プレー ト上に水を霧状に塗布し、 その上 にワークを載せ、 この状態で冷凍用プレー トょ リ下方に設けられている 熱電素子に通電することによ リ冷凍用プレー 卜の上面温度を 0 ^以下に 冷し、 それによリ水を結氷させ、 氷膜にょリワークを固定する方法であ る。

しかし、 かかる先行技術は、 いまだ次のような問題があった。

( 1 )加工液を使用して加工することが不可能ないし困難である。

機械加工中にワークと工具との間に発生する加工熱は加工面を著しく 損傷し、 また工具の寿命を短くする。 そこでこのワークを凍結方式によ リ固定する方法においても、 汎用の機械加工法と同じように加工液ない しクーラント液 （以下、 加工液と称す）を使用することが適切である。 しかしながら、 加工液の温度は、 一般にワークを固定している氷の温度 ょリも高い。 このため、 加工液を加工面に供給すると氷膜が溶解され、 加工中にワークが固定用面から外れて加工不能となるばかリでなく、 テ —ブルから外れて飛び出すためきわめて危険であった。

この対策として、 不凍液を含む水溶性の加工液を用い、 これを氷点以 下に冷却して使用しても、 氷は水と親和性が強いため、 ゃはリ加工液が ワークを固定している氷を溶解しやすく、 ワークの固定解除が起リやす い。 こうしたことから、 先行技術の方法は、 事実上、 加工液を使用しな い乾式加工にしか適用することができなかった。

(2)加工中に氷がワークに積層することによリ工具の動きが阻害されや すい。

たとえばワークの切断加工やダイシング加工を行った場合に、 加工中、 水溶性加工液や空気中の水分がワーク上に結氷して積層する。 この氷が 工具のフランジゃマンドレル等に接触し、 工具の動きに障害を与えるた め、 精密な加工が困難となったリ、 工具や主軸を損傷するといつたトラ ブルが生じやすかつた。

(3)慣用のチヤック手段に比べてワークの着脱能率が悪く、 またコス ト ァップにつながる。

先行技術は水を凍結させて氷膜でワークを固定するが、 実際上は、 冷 凍用プレー トの上面温度を— 5でよ リ も低い温度たとえば一 1 0 程度 にしなければ十分な固定力を得ることができず、 また、 加工後には 0 °C 以上に温度上昇させなければワークを取リ出すことができない。 このた め、 冷凍用プレー ト上でのワークの固定と離脱にそれぞれ 1〜 3分とい う長い時間を要する。

この打開策と して、 従来では次のよ うな方法を取っていた。 すなわち、 真空チヤック機能を付加した冷凍チヤック装置と、 真空チヤック機能を 有しない冷凍チヤック装置とを用い、 前者を加工機械のテーブル上に配 置し、 後者を加工機械の外部 （機外） に配置する。 そして、 それら 2セ ッ トの冷凍チヤック装置に加えて、 アルミニゥムからなる複数枚のァダ プタープレー トを準備しておき、 機上の冷凍チヤック装置を使用してヮ ークを固定して機械加工している間に、 次の加工分のワークをアダプタ フレー トに固定しておくサイクルを採用している。

すなわち、 まず、 機外の冷凍チャック装置における冷凍用プレー トの 上面に不凍液の膜を形成しておき、 これに載せられるアダプタープレー トの上にワークを載置すると ともに水を塗布し、 この状態で冷凍チヤッ ク装置を作動して予めワークをアダプタープレー トに凍結固定させた状 態と し、 この状態で待機する。 そして、 機上での機械加工が完了したと きに、 機上の冷凍チヤック装置の真空チヤックを作動解除して冷凍用プ レートに対するアダプタープレー 卜の固定を解き、 前記のよ うに待機し ていたアダプタープレー トを機上の冷凍チヤック装置の冷凍用プレー ト (この上面には不凍液の膜が敷かれている） に載置して、 真空チャック を作動させるのである。

しかし、 この手法では、 冷凍用プレー トと、 冷凍用プレー トの上面温 度を一 5 ¾ょ リ も低い温度まで降温させるための熱電素子と、 熱電素子 による冷却水通路を設けたプラスチック台 （ボディ） および該プラスチ ック台を固定する固定台とを構成要素とする高価な装置が機上用と機外 用と して 2台必要となる。 このためコス トが 2倍となリ、 電力消費量な どのランニングコス トも高価になるという問題があった。 さらに、 機外 の冷凍チヤック装置で ο τ:以下の温度まで冷却しないとワークがァダブ タープレー ト上で位置ずれしてしまい、 自動制御による加工が困難とな る。

本発明は前記のよ うな問題点を解消するために研究して創案されたも ので、 その基本的目的は、 0 ^ょ リ も高い温度条件においてもまた加工 液を使用する湿式加工方式においても、 ワークを加工中しつかリ と固定 して高精度に加工することができ、 それでいながらワークの着脱も簡単 に能率よく に行う ことができる実用的な凍結チヤック方式による機械加 工法を提供することにある。

また本発明の他の目的は、 多数のワークの逐次加工をよ リ能率的にし かも安価な装置で行う ことができる冷凍チヤック方式による機械加工法 を提供することにある。 発明の開示

上記目的を達成するため本発明の冷凍チヤック方式は、 凝固点が水の それよ リ も高い高分子系凝固剤をすく なく と もワーク と固定用面の間に 介在させ、 固定用面を冷却することにょ リ高分子系凝固剤を接着媒体と してワークを固定することを特徴と している。

また、 本発明の冷凍チャック方式による機械加工法は、 ワークを支持 するパレッ トと、 固定用面と該固定用面を温度制御する手段を備えた凍 結式チヤック装置とを使用し、 ワークをパレッ トに固定しそのパレッ ト を凍結用チヤック装置に固定してワークを機械加工する方法であって、 凝固点が水のそれよ リ も高い高分子系凝固剤を少なく と もワークとパレ ッ トの間に介在させ、 パレツ トを冷却することによ リ高分子系凝固剤を 接着媒体と してワークを固定することを特徴と している。

本発明におけるワーク固定要素と しての高分子系凝固剤は、 凝固点が 水のそれよ リ も髙いことに加え、 水と親和性が乏しく 良好な撥水性を備 えていることが必要である。 そしてこれに加えて、 好ましく は、 比重が 水よ リ も軽いことである。

その例と しては、 低分子シリ コーンオイルないし環状シリ コーンオイ ルで代表されるシリ コーンオイルあるいはこれを主成分とするものなど 挙げられる。

この高分子系凝固剤は、 液状のものからク リーム状 （バター状） ない しペース ト状のものをすベて含んでいる。 後者のク リーム状ないしぺー ス ト状物は簡便にはシリ コーンオイルに固体粒子からなる粘度調整剤（ 増ちよ う剤）配合することで得られたものである。 粘度調整剤と しては、 各種材質の粉末好ましくは微粉末を用いることができる。

本発明は液状の高分子系凝固剤とク リーム状ないしペース ト状の高分 子系凝固剤を単体で使用する場合のほか、 両者を併用する場合を含んで いる。 ク リーム状ないしペース ト状の高分子系凝固剤はワークの周囲と 固定用面をつなぐように塗着すると非常に効果的にワークを固定するこ とができる。

本発明を適用して加工されるワークは、 鉄系、 銅系、 アルミニウム系， チタン系、 シリ コン系、 ゲルマニウム系などで代表される金属、 プラス チック系、 ガラス系、 カーボン系、 セラミ ック系、 木質系、 あるいはこ れらの 2種以上の複合材、 水晶、 ダイヤモンド、 C B N、 ルビー、 サフ アイャなど材質を問わず、 また形状、 寸法も問わない。

加工方法も、 平面研削、 成形研削、 ク リープ研削、 円筒研削などの各 種研削加工、 旋削加工、 研摩加工、 切断加工、 スライス加工、 ダイシン グ加工、 ミーリ ング加工、 溝加工、 穴明け加工、 彫刻など態様を問わな い。

前記ワークはこれに対する加工が表面である場合には、 固定用面ゃパ レツ トに直接固定されてもよいが、 切断加工や穴明け加工のように加工 が肉厚を貫通するような場合には、 ワーク固定用面に対する工具の接触 を防止するため抜き代材が本来のワークと固定用面の間に介装される。 本発明はこの場合を含んでぉリ、 したがって、 本発明において「ワーク」 とは加工対象物と しての本来のワークはもちろん、 抜き代材を層着した ものの双方を含む概念である。

本発明は、 さらに多数のワークを逐次機械加工するために好適な方法 を含んでいる。

その第 1の手法は、 固定用面と該固定用面を温度制御するための冷却 用流体の通路を備えた少なく とも第 1 と第 2の凍結式チャック装置を用 意する一方、 加工機械の近傍と加工機械外の位置には冷却用流体を供給 するための第 1 と第 2の循環式冷却装置を配し、 次の工程を逐次繰リ返 す方法である。

a . 第 1の凍結式チヤック装置の固定用面上に高分子系凝固剤を介して ワークを配し、 第 1の凍結式チヤック装置を加工機械外位置にある第 2の循環式冷却装置と接続して高分子系凝固剤を凝固点以下の温度に 冷却することにょ リ高分子系凝固剤を接着媒体と してワークを第 1 の 凍結式チヤック装置に固定する。

b . ワークを固定した前記第 1の凍結式チヤック装置を第 2の循環式冷 却装置と切離し、 加工機械のテーブル上に移して機械的に固定すると ともに、 第 1 の循環式冷却装置と接続して高分子系凝固剤を凝固点以 下の温度に維持しながら機械加工を行う。

c . 前記機械加工を行っている間に、 次に加工すべきワークを第 2の凍 結式チヤック装置の固定用面上に高分子系凝固剤を介して配置し、 該 第 2の凍結式チヤック装置を加工機械外位置にある第 2の循環式冷却 装置と接続して高分子系凝固剤を凝固点以下の温度に冷却することに よ リ高分子系凝固剤を接着媒体と してワークを第 2の凍結式チヤック 装置に固定しておく。

d . 前記機械加工後、 第 1の凍結式チャック装置を第 1の循環式冷却装 置と切離して加工機械のテーブル上から除去する一方、 第 2の凍結式 チヤック装置を第 2の循環式冷却給装置と切離して加工機械のテープ ル上に移して機械的に固定し、 第 1の循環式冷却装置と接続すること で高分子系凝固剤を凝固点以下の温度に維持しながら次の機械加工を 行う。

また、 第 2の手法は、 加工機械上に固定用面と該固定用面を温度制御 する手段を備えた凍結式チヤック装置を配し、 加工機械から外れた位置 にはプリ クーラーを配し、 さらに複数枚のパレッ トを使用し、 次の工程 を逐次繰リ返す方法である。

a . 第 1のパレッ ト上に高分子系凝固剤を介してワークを配し、 前記第 1のパレツ トを高分子系凝固剤の凝固点以下の温度に保持した前記プ リ ク一ラーに載せ、 それによ リ高分子系凝固剤を接着媒体と してヮー クを第 1のパレッ トに固定する。

b . ワークを固定した前記第 1のパレツ トをプリ クーラーから取外し、 凍結式チヤック装置の固定用面に載せて固定して機械加工を行う。 c . 前記機械加工を行っている間に、 次に加工すべきワークを高分子系 凝固剤を介して第 2のパレッ トに载せ、 該第 2のパレッ トをプリ クー ラーに載せて冷却し高分子系凝固剤を接着媒体と してワークを固定し ておく。

d . 前記機械加工後、 凍結式チャック装置上の第 1のパレッ トの固定を 解除する一方、 第 2のパレツ トをプリ クーラーから凍結式チヤック装 置の固定用面に載せて固定する。 本発明による利点を挙げると次の通リである。 凝固点が水のそれよリも高い高分子系凝固剤をワークと固定用面また はこれに載せられるパレツ 卜とワークの間に配し、 高分子系凝固剤を接 着媒体としてワークの固定を得るようにしている。

このため、 固定用面が 0 °C未満の場合はもちろん o tを越える温度で あっても強い機械加工力に十分耐えうる固定力が得られる。 また、 ヮ一 クを凍結固定させるのに要する時間もきわめて削減されるため、 ワーク 固定作業の能率化を図ることができる。

また、 ワークを固定する媒体として凝固点が水のそれよリ も高い高分 子系凝固剤を使用しておリ、 その高分子系凝固剤は水との親和性がきわ めて乏しい。 このため、 不凍液などを含有する水溶性あるいは油性の加 ェ液を工具とワークに噴射したリ吹き付けたリ しても、 高分子系凝固剤 が溶解される危険性は全くなく、 したがって、 加工中にワークの固定が 解除されてしまうという心配がなく、 安全に加工を行うことができる。 さらに、 0 ¾以上の温度の加工液を加工局部に集中的に供給してもヮー クを固定する媒体が溶解することはないから、 加工熱の除去、 潤滑、 切 粉ゃ砥粒類の排除といった加工液の特性を十分に発揮させることができ、 安全確実に精度のよい加工を行うことができる。

また、 加工液の使用温度を比較的高くすることができるから、 加工液 の冷却装置も小さな能力のもので足リる。 さらに、 慣用のチャック法の 場合に比べてワークの温度が低いため、 加工液の使用量も少なくするこ とができ、 これによリ加工液をろ過循環させない方式の採用が可能とな リ、 ろ過循環供給設備を省略する事もできる。 このため装置コス トを下 げることができる。 さらに、 高分子系凝固剤は水との親和性がきわめて乏しく、 撥水性が あるため、 シリ コンウェハーや金属板などに対して切断加工やダイシン グ加工、 スリ ッ ト加工などを行った場合にも、 氷の膜でワークを固定し た場合に問題となっていたワークの表面に加工液や空気中の水が凍結し 積層し、 それが刃先の直上の工具フランジゃ主軸に接触するといった現 象が全く生じない。 このため、 工具の動きが常に円滑に保たれ、 スムー ズに精度のよい加工を行う ことができる。

また、 上記のように加工液の使用が可能になリ、 加工部に常に新鮮な 加工液を供給して切粉や脱落砥粒の排出を促進することができるから、 加工面の仕上がリ もきれいにすることができる。

高分子系凝固剤と して、 主成分に固体粒子を混合分散したク リーム状 ないしペース ト状のものを使用した場合には、 主成分の凝固によ リ薄い 膜でなくボリ ユームの大きな塊リ となリ、 かつ固体粒子が一種の骨材と して働く。 このためワークの接着固定力が非常に強くなリ、 ワークに対 する加工力が強大であっても安定的な固定状態を保つことができる。 ことにク リーム状ないしペース ト状の高分子系凝固剤を下部が固定用 面に接するようにワークの周囲に塗着し、 この状態で高分子系凝固剤を 凝固させた場合には、 ワークは下面だけでなく周囲もがつちリ と剛体に よ リ保持固定されるため、 ワークをスライス加工した場合にも固定用面 から剥がれたリ しなく なる。 さらにク リーム状ないしペース ト状の高分 子系凝固剤を固定用面に接するようにワークの周囲に塗着するだけでな く ワークの上面を覆う ように塗着した場合には、 スライス片はボリ ユー ムの大きな両端接着層とこれをプリ ッジ状につなぐ上面層とによって強 u

固に固定されるため、 スライス片の厚みが薄くても固定面から剥離せず、 安定した状態に保たれる。 なお、 この状況は図 1 3— B , 図 1 3— Cを 参照されたい。

さらに、 従来の氷の凍結方式では、 実際上は一 1 0 X：以下にしないと 十分な固定力が発揮されないため、 ワークの着脱に長時間を要したが、 高分子系凝固剤は水の凝固点よ リ も凝固点が高く 、 0 °C以上の温度でも ワークを固定用面またはパレツ トに固定化しておく ことができ、 ワーク 着脱のための温度勾配は 5〜 6でといった小さな範囲で足リ る。

このことから凍結式チヤック装置と しては 0〜 3 °C程度までの冷却能 力のものを使用することが可能となリ、 固定用面を降温させる手段と し て熱電素子に限られず、 水で代表される流体でもよいことになる。 この 場合には凍結式チヤック装置は冷却用流体の通路を設けるだけでよくな るため、 薄く軽いプレート状のものにすることができ、 加工機械のテー ブル上に配置したときに工具の移動の妨げならなく なる。

それゆえ、 多数のワークを逐次加工する場合に、 第 1 の手法を採用す れば、 パレツ トを要さず、 凍結式チャック装置そのものを交換式の治具 と して加工機械のテーブル上で取替え、 凍結式チヤック装置を機上と機 外の循環式冷却装置に迅速流体継手を利用して瞬間着脱するだけで簡単 且つ能率的にワークの取替えを行う ことができる。 加工後のワークは凍 結式チヤック装置の固定用面に固定したままで取リ出すことができるた め、 後の処理も容易である。

また、 第 2の手法を採用した場合もワークの凍結チヤック装置に対す る着脱時間を大幅に短縮することができる。 また、 凍結式チャック装置 は機上に 1台で足リ、 機外にはせいぜい 2〜 3 °C程度までの冷却能力を 持つプリクーラーを使用するだけで足リ、 このプリクーラーとしては流 体循環式の簡易なものを使用することができる。 したがって、 このパレ ッ ト循環使用形式の場合にも、 装置コス トを大幅に低減することができ る。

本発明の高分子系凝固剤 （粘度調整剤としてとくに比重の大きいもの を配合しないクリーム状ないしペース ト状のもの含む） が水よリも比重 が小さい性質を有している場合、 使用後の処理も容易である。

すなわち、 使用済みの高分子系凝固剤だけをあるいはこれとワークを 高分子系凝固剤の凝固点よリも高い温度の水（不凍液などを配合してい るものを含む）に装入すれば、 高分子系凝固剤は水面上に分離浮上し、 その浮上した高分子系凝固剤をこれの凝固範囲内の温度の水を満たした 槽に注入すれば簡単に回収することができる。 この方法によれば、 ヮー クに付着した切粉などの洗浄と高分子系凝固剤の回収とを簡単、 安価な 手段で行うことができる。 図面の簡単な説明

図 1は本発明による凍結チヤック式機械加工法の第 1例を示す説明図 である。

図 2は第 1例における凍結用チヤック装置の他の例を示す縦断側面図 である。

図 3は本発明による凍結チヤック式機械加工法の第 2例を示す説明図 である。 図 4 一 Aは第 2例の別の態様を示す縦断側面図である。

図 4— Bは図 4の装置の平面図である。

図 5— Aは高分子系凝固剤と して液状のものを使用した場合における ワークの装着段階を示す断面図である。

図 5— Bはワーク機械加工中の状態を示す断面図である。

図 5— Cはワーク機械加工終了時の状態と高分子系凝固剤の回収状態 を示す説明図である。

図 6— Aは高分子系凝固剤によるワークの固定態様の別の例を示す断 面図である。

図 6— Bは高分子系凝固剤によるワークの固定態様の別の例を示す断 面図である。

図 6— Cは高分子系凝固剤によるワークの固定態様の別の例を示す断 面図である。

図 6— Dは高分子系凝固剤によるワークの固定態様の別の例を示す断 面図である。

図 7— Aは抜き代材を使用した場合の高分子系凝固剤によるワークの 固定態様の別の例を示す断面図である。

図 7— Bは抜き代材を使用した場合の高分子系凝固剤によるワークの 固定態様の別の例を示す断面図である。

図 7— Cは抜き代材を使用した場合の高分子系凝固剤によるワークの 固定態様の別の例を示す断面図である。

図 8— Aは本発明法を第 2の手法による逐次加工に適用した場合の先 行ワークの加工初期段階を示す説明図である。 図 8—Bは先行ワークの加工中期段階を示す説明図である。

図 8—Cは後行ワーク交換段階を示す説明図である。

図 8—Dは高分子系凝固剤の回収とワーク洗浄法の一例を示す説明図 である。

図 9は本発明法を第 1の手法による逐次加工に適用した例を先行ヮー クの加工段階の状態で示す説明図である。

図 1 0— Aは本発明の実施例におけるワークの形状と寸法を示す斜視 図である。

図 1 0 _ Bは本発明の実施例におけるワークの形状と寸法を示す斜視 図である。

図 1 1一 Aは本発明の実施例におけるワークの加工前の形状を示す斜 視図である。

図 1 1— Bは図 1 1— Aのワークの寸法を示す正面図である。

図 1 1一 Cは図 1 1— Aのワークの寸法を示す平面図である。

図 1 1一 Dは図 1 1一 Aのワークの加工完了状態を示す斜視図である。 図 1 1一 Eは図 1 1—Dのワークの正面図である。

図 1 2— Aは図 1 1一 Aのワークの加工状態を示す縦断側面図である。 図 1 2— Bは図 1 1一 Aのワークの加工状態を示す正面図である。 図 1 3— Aは本発明の実施例におけるワーク加工状態を示す縦断側面 図である。

図 1 3— Bは図 1 3— Aのワークの加工された状態を拡大して示す部 分的断面図である。

図 1 3— Cは図 1 3— Bの X— X線に沿う断面図である。 発明の詳細な説明

図 1 は本発明による凍結チヤック式機械加工法の第 1例を示している。 この例では、 ワークを固定用面に直接固定して機械加工を行なっておリ、

1は加工機械のワークテーブル、 2は砥石、 バイ ト、 リーマ、 ドリル、 タップなど所望の工具、 3は加工液供給手段、 5はワークである。

4は凍結式チヤック装置であリ、 ワークテーブル 1 に据付け固定され る基台 4 a と、 これの上部に固定された支台 4 b と、 該支台 4 bに固定 され上面に固定用面 4 0を有する固定用面板 4 c と、 固定用面板 4 cの 下面側に配され、 固定用面板 4 cを降温および昇温する手段 4 d とを有 している。

6はワーク 5の下面と固定用面 4 0の間に介在された高分子系凝固剤 である。

基台 4 aは強度の高い材料たとえばステンレスなどによリ作られ、 支 台 4 bは熱絶縁性、 電気絶縁性の良好な材料たとえばプラスチックで作 られている。 固定用面板 4 cは熱伝導性の良好な材料例えば銅、 アルミ 二ゥム、 窒化アルミ ゥムなどによって作られている。

固定用面板 4 c を温度制御する手段 4 dは任意である。 この例では複 数個の熱電素子 4 1が用いられており、 それら熱電素子 4 1は固定用面 板 4 c に密着して取リ付けられている。 熱電素子 4 1 はプラス電流を通 電したときに上面側から熱を吸収して下面から放出し、 マイナス電流を 通電したときに下面側から熱を吸収して上面側に放出する特性を有して いる。 各熱電素子 4 1の給電線 4 2は導出され、 外部のコントローラ 7に接 続されている。 コントローラ 7は、 D C電源回路と制御回路とを有して ぉリ、 制御回路には加工内容に応じて準備温度と加工温度 （冷却温度） および固定解除温度 （昇温温度） を任意に設定し、 それに対応する極性 と電流値の電流を供給する手段が含まれている。

上記のように熱電素子 4 1を用いているため加工時に熱電素子 4 1の 下面側から熱が発生し、 これが基台 4 aを介してワーク据付け部 1に伝 熱される。 そこで、 熱電素子 4 1の近傍には排熱冷却機構 4 eが設けら れている。 この排熱冷却機構 4 eは冷却水を循環使用したもので、 図 1 ではコアとして構成され、 その排熱冷却機構 4 eの供給管 4 3と戻リ管 4 4は外部の冷却水供給装置 8に接続されている。

加工液供給手段 3は、 加工液を加工部に供給するノズル 3 0と、 これ に加工液を供給する加工液供給装置 3 1 とを有してぉリ、 さらに好まし くは、 加工液供給装置 3 1の系に調整バルブ 3 2 0を介して冷却加圧空 気供給装置 3 2が接続される。

9は高分子系凝固剤 6の回収手段であリ、 固定用面板 4 cの周囲を囲 む溝状ないし樋状の受け 9 0と、 この受け 9 0とホース等の通路要素 9 3で連絡された第 1水槽 9 1 と、 第 1水槽 9 1の上部域と連絡する第 2 水槽 9 2を有している。 第 1水槽 9 1には高分子系凝固剤 6の凝固点よ リも高い温度の水 （これは工業用水などのほか、 不凍液や溶剤を配合し ている水を含む。 以下同じ） 9 1 0が満たされておリ、 第 2水槽 9 2に は高分子系凝固剤 6の凝固点よリも温度の低い水 9 2 0が満たされてい る。 図 2は凍結式チヤック装置 4の別の例を示してぉリ、 冷却水を循環す る形式の排熱冷却機構 4 eがコアでなく通路となっているほかは図 1 の ものと同じである。

図 3は本発明による凍結チヤック式機械加工法の第 2例を示している。 この例においても、 ワーク 5は固定用面 4 0に直接固定され、 機械加工 されるよ うになつている。

この第 2例においては、 凍結式チヤック装置 4の固定用面板 4 c を温 度制御する媒体と して電気 · 熱変換要素でなく流体が用いられている。 これは水よ リ も凝固点の高い高分子系凝固剤 6を凍結させることに基づ く もので、 装置を簡単かつ安価にすることができる利点がある。

したがって凍結式チヤック装置 4の固定用面板 4 cの温度制御手段 4 dは、 内部に流体の通路 4 5 0を有し上部が固定用面板 4 cの下面に密 接するコア 4 5で構成されている。 もちろんコアでなく クネタネと した 通路であってもよい。

前記コア 4 5に接続した導入管 4 5 6 と排出管 4 5 7は基台 4 aまた は支台 4 bから外部に突出し、 継手を介して供給管 4 5 0 と戻リ管 4 5 1にそれぞれ接続されておリ、 それら供給管 4 5 0 と戻リ管 4 5 1は高 分子系凝固剤凍結用の循環式冷却装置 1 0に接続されている。

循環式冷却装置 1 0は冷凍コイルを有するタンク 1 0 0 と吐出ポンプ 1 0 1 を有してぉリ、 供給管 4 5 0 と戻リ管 4 5 1には電磁式などの開 閉弁 4 5 2， 4 5 3が介在されておリ、 これよ リ も上流の部位の供給管 4 5 0 と戻リ管 4 5 1 はリ リーフ弁 4 5 4を介して接続されている。 また、 供給管 4 5 0 と戻リ管 4 5 1は、 前記開閉弁 4 5 2 , 4 5 3 よ リも下流の部位でそれぞれ分岐され、 その分岐供給管 4 50 ' と分岐戻 リ管 4 5 1 ' は高分子系凝固剤凍結解除用の循環式温水供給装置 1 1に 接続されている。

この循環式温水供給装置 1 1はヒータを有する温水タンク 1 1 0と、 温水吐出ポンプ 1 1 1を有してぉリ、 その分岐供給管 4 50 ' と分岐戻 リ管 4 5 1 ' には電磁式などの開閉弁 4 5 2 ' ， 4 5 3 ' が設けられ、 これよリも上流の部位がリ リーフ弁 4 54 ' を介して接続されている。 なお、 この例では開閉弁 4 5 2と 4 5 3， 4 5 2 ' と 45 3 ' がそれ ぞれ別個になっているが、 もちろん 3位置切換え弁などによって構成さ れる。

その他の構成は第 1例と同じであるから、 同じ部分に同じ符号を付し、 説明は省略する。

図 3の例では温度制御手段 4 dの一要素として循環式温水供給装置 1 1を使用しているが、 この装置は必ずしも必要としない。 すなわち、 図 4— Aと図 4— Bは第 2例を簡便にし、 凍結式チヤック装置 4そのもの を移動性に富む治具として使用できるようにしたものである。

導入管 4 5 6 と排出管 4 5 7は基台 4 aまたは支台 4 bから外部に突 出し、 先端に迅速流体継手 （クイック コネクティング カップリング） に対するプラグを有している。 循環式冷却装置 1 0の供給管 450と戻 リ管 4 5 1はそれぞれ先端に迅速流体継手 4 5 8, 4 5 9を有し、 前記 導入管 4 5 6と排出管 45 7に瞬時着脱されるようになつている。 その 他の構成は第 2例と同様であるから、 同じ部分に同じ符号を付し、 説明 は省略する。 本発明において、 高分子系凝固剤 6は、 水の凝固点よ リ も凝固点がで きるだけ高く、 常温またはそれ以上の温度で凝固することが必須の物性 である。 これに加えて、 水と親和性が乏しく （撥水性を示す） 、 水よ リ も比重が軽い物性を有していることが好ましい。

かかる高分子系凝固剤 6の代表的なものと しては、 シリ コーン樹脂、 たとえば低分子シリ コーンオイルないし環状シリ コーンオイルで代表さ れるシリ コーンオイルあるいはこれを主成分とするものが挙げられる。 このシリ コーンオイルは、 珪素と酸素が交互に並んだシロキサン結合 を骨組と し、 分子が連鎖状にならんでいるものであリ、 有機基と してメ チノレ基ゃフエ二/レ基を含むメチル系 （メチルポリ キロキサン、 フエニル ポリ シロキサン） 、 メチルフエニル系 （メチルフエ二ルポリ シロキサン） などがある。

低分子シリ コーンオイルないし環状シリ コーンオイルは常温に近い温 度で凝固する性質を有してぉリ、 また熱安定性もよく、 耐薬品性、 耐酸 化性、 電気絶縁性の各特性も有する点でも有利である。

この高分子系凝固剤 6は通常、 液状ないしこれに近い性状となってい る。 この性状の場合には、 加工に先立って、 高分子系凝固剤 6は固定用 面 4 0またはワーク 5の下面に塗布されるか、 あるいは固定用面 4 0 と ワーク 5の双方に塗布される。 膜厚は任意であリ、 数ミクロンでも十分 に固定効果があげられる。

図 5— Aないし図 5— Cは高分子系凝固剤 6 と して液状のものを用い、 ワーク 5を固定用面板 4 cに固定して機械加工を行う方法を段階的に示 している。 加工に際しては、 固定用面板 4 cの固定用面 4 0を高分子系凝固剤の 凝固温度よリも高い温度に保っておく。 この状態で図 5— Aのように固 定用面 4 0に液状の高分子系凝固剤 6を刷毛、 ローラ、 噴霧など任意の 方法にょリ塗布し、 固定用面 4 0に高分子系凝固剤膜を形成する。 高分 子系凝固剤 6はもちろんワーク 5の下面に塗布してもよい。

そして次に、 ワーク 5を高分子系凝固剤膜の上に置き、 適宜位置決め、 配向の調整などを行ったのち、 温度制御手段 4 dを作動して固定用面 4 0の温度を高分子系凝固剤の凝固点よリも低い温度にする。

これは、 第 1例の場合には、 コントローラ 7から各熱電素子 4 1にプ ラス電流を通電し、 同時に排熱冷却機構 4 eを作動することによリ行わ れ、 第 2例の場合には開閉弁 4 5 2 ' ， 4 5 3 ' を閉じ、 開閉弁 4 5 2， 4 5 3を開いて循環式冷却装置 1 0から供給管 4 5 0を介してコア 4 5 に流体を送リ、 戻リ管 4 5 1から循環式冷却装置 1 0に戻すことを反復 することによって行われる。 第 3例では循環式冷却装置 1 0の供給管 4 5 0と戻リ管 4 5 1を迅速流体継手 4 5 8 , 4 5 9によリ導入管 4 5 6 と排出管 4 5 7と接続することによって行われる。

これによリ高分子系凝固剤 6は液相から凝固によリ固相へと変化し、 凍結高分子系凝固剤 6 ' の凝固分子によリワーク 5は固定用面 4 0と強 固に接着する。

なお、 「凝固点よリも低い温度」 とは、 高分子系凝固剤の凝固分子が 緻密に結合し、 固定用面 4 0とワーク 5との接着による固定力 （保持力） が機械加工による負荷荷重に十分耐えられるまでになる温度を意味し、 通常の場合、 高分子系凝固剤 6の凝固点よリも約 1 O 以上低い温度で ある。

以上でワーク 5の固定状態が得られるので、 加工機械を作動し、 図 5 — Bのよ うに、 工具 2によ リ ワーク 5に所望の加工を加える。 このとき に、 工具 2 とワーク 5の接触部域に加工液供給手段 3から加工液を供給 する。

これは、 高分子系凝固剤 6の凝固点よ リ も低い任意温度に冷却した加 ェ液をノズル 3 0から噴射してもよいし、 あるいは加工液に冷却加圧空 気供給手段 3 2から、 たとえば温度が 0 °C以下、 圧力が 5〜 7 k g/cm²の 冷却加圧空気を添加混合し、 ノズル 3 0からミス トと して噴霧してもよ い

後者の方法は、水が霧化される際に気化熱を奪われるためよ リ冷却効 果が高く、 例えば 2 βノ分以下といった少ない加工液量で憤用の機械的 チャック法の場合に使用される約 1 0 β 分以上の量の加工液による冷 却効果に匹敵する効果を得ることができる。

0 ¾を越える加工液を使用しても、 凍結高分子系凝固剤 6 ' は撥水性 を有するため、 加工液にょ リ凍結高分子系凝固剤 6 ' は溶解せす、 凝固 状態が維持され、 ワーク 5はしつかリ と固定状態に保たれる。 したがつ て、 加工液にょ リ加工熱が冷却され、 加工屑や脱落砥粒が円滑に加工部 位から除去され、 ワーク 5 と工具 2間の潤滑も良好になリ、 良好な加工 面性状と精度を得ることができる。

また、 上記のような冷却加圧空気混合加工液が加工中に凝固して氷と なっても、 凍結高分子系凝固剤 6 ' が撥水性を有するためワーク 5の表 面に氷が凍結したリ、 積層したリすることがなく、 工具 2および工具 2 のフランジまたはマンドレルは損傷することなくきれいな状態に保たれ る。

このようにして目的とする加工が終了したならば、 温度制御手段 4 d を作動して固定用面 4 0の温度を高分子系凝固剤の凝固点よリも高い温 度に戻す。

これは、 第 1例の場合には、 コントローラ 7から各熱電素子 4 1にマ ィナス電流を通電することによリ行われ、 第 2例の場合には、 開閉弁 4 5 2， 4 5 3を閉じ、 開閉弁 4 5 2 ' ， 4 5 3 ' を開いて循環式温水供 給装置 1 1から高分子系凝固剤の凝固点よリも高い温度の温水を分岐液 体供給管 4 5 0 ' と液体供給管 4 5 0を介してコア 4 5に送リ、 戻リ管 4 5 1 と分岐戻リ管 4 5 1 ' から循環式温水供給装置 1 1に戻すことを 反復することによって行われる。 第 3例の場合には、 循環式冷却装置 1 0の作動を止め、 迅速流体継手 4 5 8， 4 5 9によリ導入管 4 5 6と排 出管 4 5 7との接続を解き、 凍結式チヤック装置 4の固定用面板 4 cを 常温の雰囲気にさらすことによって行われる。

いずれにしても上記操作によリ高分子系凝固剤 6は固相から液相に戻 るためワークに対する固定力が解除され、 図 5— Cの白抜き矢印のよう に加工済みのワーク 5 ' を固定用面 4 0から取リ外すことができる。 上記のようにして液相に戻った高分子系凝固剤 6は、 適宜スク レーパ などにょリ固定用面 4 0をさらって、 切粉や離脱砥粒などともに流下さ せる。

実施例においては、 固定用面板 4 cの周囲には受け 9 0があるため、 高分子系凝固剤 6は第 1水槽 9 1に送リこまれる。 この第 1水槽 9 1に は高分子系凝固剤 6の凝固点よリも高い温度の水 9 1 0が満たされてい る。 高分子系凝固剤 6は水よリも比重が軽く、 また水と親和性がないた め、 図 5— Cのように水 9 1 0と分離して水面上に浮上し、 切粉や離脱 砥粒 Zは第 1水槽 9 1の底に沈降するため、 簡単に分離することができ る。

そして、 第 1水槽 9 1から高分子系凝固剤 6を第 2水槽 9 2に移せば、 第 2水槽 9 2では高分子系凝固剤 6の凝固点よリ も低い温度の水 9 2 0 が収容されているため、 高分子系凝固剤 6は水 9 2 0の上で凝固する。 したがって、 網などにょリ救い取ることで簡単に回収することができ、 再使用に供することができる。

しかし、 本発明による高分子系凝固剤 6は液状ないしこれに近い性状 であることに限定されない。 すなわち、 クリーム状ないしペース ト状で あってもよい。 この場合には凝固時に膜でなく大きなボリユームの支持 ブロックとなリ、 ワーク 5をしつかリ と接着固定することができる。 こう したクリーム状ないしペース ト状の高分子系凝固剤は主剤 （たと えばシリコーンオイル） に固体粒子からなる粘度調整剤を添加し混練し たものが好適である。 その固体粒子は粉末ことに平均粒径が最大でも 1 0 μ mのもの、 ょリ好適には平均粒径 1 μ m以下さらに好適には平均粒径 0 . 5 μ ηι以下といった微粉末が好適である。

固体粒子の材料は限定はないが、 一般には、 珪藻土で代表される土類 の粉、 米や小麦などの粉、 でんぷん類、 サンゴの粉、 木灰、 紙や繊維を 燃焼した灰、 ホワイ トカーボン、 ゼォライ ト、 フライアッシュなどが好 ましい例として挙げられる。 そのほか次のものを粉末状にしたものも使 用できる。 セラミ ック、 シリ コン、 フェライ ト、 カーボン、 グラフアイ ト、 ガラス、 石、 石育、 プラスチック、 木綿、 木、 パルプ、 紙、 鉄、 銅、 アルミニウムなどの金属やその酸化物など。

たとえば、 珪藻土や米や小麦などの粉、 でんぷん類は微粒子でかつ比 重が軽いため主成分 （たとえばシリ コーンオイル） に均一に分散混合す ることができ分離が起こ リにくいこと、 しかも安価であることから推奨 される。 しかし他のものも混合してすぐに塗着するならば十分に使用可 能である。 前記固体粒子はいくつかの種類のものを混合して使用するこ ともできる。 また、 機械加工後のワーク洗浄時にこれからの分離を促進 するための液状物質、 たとえば界面活性剤を固体粒子のほか微量添加し てもよい。

固体粒子は粘度を增加すると ともに、 凝固時にモルタルやコンク リ一 卜の場合と同じように骨材と して機能し、 添加量にほぼ比例して高分子 系凝固剤は凝固時の強度が増す。 したがって、 固体粒子は前記主成分と してのシリ コーンオイルに少なく とも 5 w t %程度添加することが好ま しい。 しかしあま リ添加量が多いと凝固時の強度は高いものの凝固前の 流動性が悪くなるため、 塗着しにく く なる。 そこで、 上限は 5 0 w t % 未満とすることが好ましい。 一般的には、 シリ コーンオイルと固体粒子 (粉末） の比を （ 9 ： 1 ) ~ ( 5 . 1 : 4 . 9 ) の範囲から選択すれば よく、 この固体粒子の配合比率によ リ液に近いもの〜ク リーム状〜ぺー ス ト状に変化する。

こう したク リーム状ないしペース ト状の高分子系凝固剤は単独で、 ま た前記した液状の高分子系凝固剤と併用して使用する。 図 6— Aないし 図 6— Dはその例を示している。 わかリやすくするため、 これら図では 液状の高分子系凝固剤を符号 6 0で表し、 ク リーム状ないしペース ト状 の高分子系凝固剤を符号 6 0 0で表している。

図 6— Aはワーク 5の下面と固定用面 4 0間に液状の高分子系凝固剤 6 0を膜状に介在させ、 ワーク 5の側面 5 1 とこれから所定の距離離れ た固定用面 4 0 との間をつなぐようにク リーム状ないしペース ト状の高 分子系凝固剤 6 0 0を塗着しておリ、 ク リーム状ないしペース ト状の高 分子系凝固剤 6 0 0は断面が三角状に類する形状となっている。 この態 様はワークを研削したリ、 研摩したリする加工に適している。

図 6— Bはク リーム状ないしペース ト状の高分子系凝固剤 6 0 0をヮ ーク 5の側面 5 1 とこれから所定の距離離れた固定用面 4 0 との間をつ なぐだけでなく、 ワーク 5の上面 5 2を覆う よ うに塗着している。 この 態様はワークを薄くスライス切断加工したリするのに適している。 すな わち、 スライス切断加工したときに薄いワーク片は単に下端面の面積分 が固定用面 4 0に接着されるだけでなく、 両端面と上面とがブリ ッジ状 につながった凝固高分子系凝固剤によって保持されることになるからで ある。

図 6— Cではク リーム状ないしペース ト状の高分子系凝固剤 6 0 0を ワーク 5の下面と固定用面 4 0間に塗着し、 さらにワーク 5の側面 5 1 とこれから所定の距離離れた固定用面 4 0 との間をつなぐよ うに塗着し ている。 この態様は切断加工や穴開け加工など貫通系の加工を行なう場 合にも、 ワーク 5の下面と固定用面 4 0間の高分子系凝固剤 6 0 0が抜 き代と して機能するため、 後述する抜き代材を省略できる利点がある。 図 6— Dではクリーム状ないしペース ト状の高分子系凝固剤 6 0 0を ワーク 5の下面と固定用面 4 0間と、 ワーク 5の側面 5 1 と固定用面 4 0との間に塗着し、 さらにワーク 5の上面 5 2を覆うように塗着するこ とでワーク 5全体を包んでいる。 この態様は図 6—Dの効果と図 6— B の効果が得られる利点がある。

クリーム状ないしペース ト状の高分子系凝固剤 6 0 0はまた、 後述す る E型フェライ トに対する加工で代表されるようなワーク 5の一部を加 ェする場合に、 その加工部位の回リの空隙を埋めて加工力による破損を 防止するのにも役立つ。

クリーム状ないしペース ト状の高分子系凝固剤 6, 0 0は刷毛塗リ、 へ ら塗リ、 押出しガンによる押出しなど任意である。

前に述べたように本発明におけるワーク 5は抜き代材を層着している ものを含んでいる。 図 7— Aないし図 7— Cはこの詳細を示している。 抜き代材は符号 5 b として示してぉリ、 工具 2による加工の障害となら ない硬度のもの、 一般にカーボンやグラフアイ 卜の板が用いられる。 こ うした抜き代材 5 bは高分子系凝固剤を介して固定用面 4 0に支持され、 その抜き代材 5 bの上に高分子系凝固剤を介して本来の加工対象物とし てのワーク （ここでは符号 5 a として示した） が支持される。 抜き代材 5 bはワーク 5 aと同等以上の面積を有している。

図 7— Aは液体の高分子系凝固剤 6 0を用いた例を示している。 図 7 —Bは液体の高分子系凝固剤 6 0を抜き代材 5 b と固定用面 4 0の間に 介在させ、 ワーク 5 aを液体の高分子系凝固剤 6 0の塗膜を介して抜き 代材 5 bに配し、 さらにワーク 5 aの周囲 5 1 と抜き代材 5 bまたは固 定用面 4 0をク リーム状ないしペース ト状の高分子系凝固剤 6 0 0で結 んでいる。 図 7— Cはさらにワーク 5 0の上面 5 2をクリーム状ないし ペース ト状の高分子系凝固剤 6 0 0で覆い、 それをワーク周囲 5 1のク リーム状ないしペース ト状の高分子系凝固剤 6 0 0と連結している。

図 8— Aないし図 8— Dは本発明の別の態様すなわちワーク 5を逐次 ひとつの加工機械に付替えて加工するのに好適な例を示している。 この方法はワーク 5を、 直接、 凍結式チャック装置 4の固定用面に固 定するのでなく、 別に治具としてパレッ ト 1 4 aを使用してこれに高分 子系凝固剤 6によリワーク 5を固定し、 そのパレッ ト 1 4 aを固定用面 4 0に定着させる方式でぁリ、 ワーク 5の固定と固定解除をよリ能率的 に行える利点がある。

詳しく説明すると、 複数枚のパレッ ト 1 4 a， 1 4 aを用い、 かつ前 記第 1例ないし第 3例のいずれかの凍結式チヤック装置 4を使用すると ともに、 これとは別に加工機械外部にプリクーラー 1 3を設置する。 パレッ ト 1 4 a， 1 4 aは熱伝導性の良好な材料たとえばアルミニゥ ムないしその合金などによリ板状あるいは周縁部に囲壁を持つ皿状ない しパン状に作られてぉリ、 ワーク 5を複数個配置できる面積を持ってい る。

プリクーラー 1 3は熱絶縁性材料からなる基台 1 3 0に冷却板 1 3 1 を取付け、 冷却板 1 3 1の下側に水などの冷却用の流体の通路を有する コア 1 3 2を密接させた構造を有し、 流体の供給管 1 3 3と戻リ管 1 3 4を第 1例の冷却水供給装置 8あるいは第 3例の循環式冷却装置 1 0と 同じような構造の循環式冷却装置 1 3 aに接続している。

この態様による加工法を初期段階から説明すると、 凍結式チヤック装 置 4において、 パレッ ト固定用媒体として水を使用する場合には、 温度 制御手段 4 dによリ固定用面 4 0の温度を氷の凝固温度よリも少し高い 温度にしておく。 一方、 プリクーラー 1 3においては、 循環式冷却装置 1 3 a を作動して冷却用流体を供給管 1 3 3 と戻リ管 1 3 4を介してコ ァ 1 3 2に循環させ、 冷却板 1 3 1 を高分子系凝固剤の凝固点よ リ も低 い温度たとえば 1〜 5 "Cに保つ。

この状態で図 8— Aの右の図のよ うに、 高分子系凝固剤の凝固点よ リ も高い温度を持つパレッ ト 1 4 aの上面に高分子系凝固剤 6を塗布し、 あるいは単数または複数のワーク 5に高分子系凝固剤 6を塗布し、 ヮー ク 5をパレッ ト 1 4 aの上面に載せる。

このよ うにセッ トされたパレッ ト 1 4 a を前記プリ クーラー 1 3の冷 却板 1 3 1 に載置する。 これによ リ、 パレッ ト 1 4 a を介して高分子系 凝固剤 6がこれの凝固温度よ リ低い温度に冷却されるため、 凍結高分子 系凝固剤 6 ' による接着力でワーク 5はパレツ ト 1 4 a上に強固に固定 される。

このようにしてワーク 5を凍結高分子系凝固剤 6 ' で固定したパレツ ト 1 4 a を前記凍結式チヤック装置 4の固定用面板 4 c上に載置する。 この時までに固定用面板 4 cの固定用面 4 0には水を噴霧等によ リ塗布 しておく。 そしてコン トローラ 7によ リ温度制御手段 4 dを作動し、 固 定用面 4 0温度を水の凝固点以下の所要温度たとえば— 3 ^程度にし、 これを保つ。 これによ リ ワーク 5を凍結高分子系凝固剤 6 ' で固定した パレッ ト 1 4 aは凍結した氷によ リ固定用面板 4 c上に固定される。 これで加工体制が整うので、 前記のように加工液供給手段 3によ リ加 ェ液を工具 2 とワーク 5の加工局部に供給しつつ、 工具 2で所望の加工 を行えばよい。

この場合、 加工液の温度は一 3 °C以下が好ましいが、 本発明では加工 液の使用量が少なくて済み、 しかも、 凍結高分子系凝固剤 6 ' そのもの も断熱性が高いためパレツ ト 1 4 aの温度上昇を抑制できる。 このこと から、 加工液の温度が 0 ^以上であっても、 加工液がワーク 5 とパレツ ト 1 4 aを温める熱量に比べて凍結式チヤック装置 4が固定用面 4 0か ら吸収する熱量がはるかに大であるため、 パ レッ ト 1 4 aが固定用面板 4 c上から離脱することはない。 また、 ワーク 5がセラミ ックスやブラ スチックの場合にはそれ自体も断熱性があるため、 ますますパレツ ト 1 4 aの離脱が防止される。

この間、 別のパレッ ト 1 4 aには前記のよ うに高分子系凝固剤 6が塗 布され、 次のサイクルに加工すべきワーク 5が載せられる。 これが図 8 一 Aの状態である。

そして、 パレッ ト 1 4 aは高分子系凝固剤 6の凝固点よ リ も低い温度 に保たれているプリ クーラー 1 3の冷却板 1 3 1 に載置され、 これによ リワーク 5はパ レッ ト 1 4 aに固定され、 この状態で待機される。 これ が図 8— Bの状態である。

このようにして凍結式チヤック装置 4での加工が終了したときには、 コン トローラ 7によ リ温度制御手段 4 dを昇温側に作動し、 前記した準 備温度 （ 1で） ないしこれよ リ 1 ^程度高い温度に復帰させる。 これに ょ リ加工済みのワーク 5を保持しているパレッ ト 1 4 aは凍結式チヤッ ク装置 4から離脱できる。 この状態が図 8— Cである。

そこで、 固定用面 4 0に水を噴霧し、 プリ クーラー 1 3の冷却板 1 3 1に載置されている次の口ッ トのパレッ ト 1 4 a を固定用面 4 0に載置 し、 コン トローラ 7によ リ温度制御手段 4 dを再び凍結用温度に下降さ せれば、 直ちに次の加工に移ることができ、 また次のロッ トのワークを 高分子系凝固剤を介してパレツ トに載せ、 プリクーラー 1 3に載置する ことでワークを固定状態としておく ことができる。

この方法においては、 ワーク 5が凝固点の高い高分子系凝固剤 6によ リパレツ ト 1 4 aに固定されることから、 プリクーラー 1 3は低能力の ものでよく、 したがって、 装置コス トを大幅に安くすることができ、 ま た、 水を凍結するのでないためパレツ 卜の下面に不凍液を塗布するとい つた作業も全く必要とせず、 作業も容易である。

さらに、 凍結式チヤック装置 4では水を凍結媒体として使用していて も制御温度勾配を 5 ^程度以内の狭い範囲にすることができるため、 凍 結式チヤック装置 4に対するワークの着脱時間を 1 0〜 1 5秒といった きわめて短時間のものにすることができる。

さらに、 ワーク 5は凍結式チヤック装置 4から取リ外された状態でも 凝固点の高い凍結高分子系凝固剤 6 ' ょリパレッ ト 1 4 aに固定された 状態を保つから、 振動などによってパレッ トから落下したリせず、 搬送 などの取扱いが容易である。

そして、 あとはワーク 5の洗浄を行なえばよく、 この時に水の比重よ リも軽く、 水と親和性がなくかつ凝固点が水のそれよリも高いという性 質を利用して同時に高分子系凝固剤 6の回収も行うことができる。

すなわち、 その洗浄 · 回収手段 9 ' としては、 たとえば図 8— Dのよ うに、 内部に水 （溶剤含有しているものを含む） 9 1 0を収容し、 ヒー タ等の加熱手段 9 1 2によリ前記水を高分子系凝固剤の凝固点よリも高 い温度に保持するようにした第 1水槽 9 1 と、 内部に水 9 2 0を収容し. これを冷却機構 9 2 2によリ常時高分子系凝固剤の凝固点よリも低い温 度に保つようにした第 2水槽 9 2を備え、 第 1水槽 9 1の水面よリ上位 に取出し部 9 1 4を設けたものが挙げられる。

この手段を用いた場合には、 凍結式チヤック装置 4から取リ外したパ レッ ト 1 4 aを第 1水槽 9 1に挿入する。 こうすれば、 水 9 1 0が高分 子系凝固剤の凝固点よリも高い温度であるため、 ワーク 5の固定が瞬時 に解除され、 ワーク 5は水 9 1 0によって洗浄され、 切粉や脱落砥粒な どは比重が大きいため槽底に沈降し、 排出部 9 1 5から取リ出される。 そして洗浄後しばらく放置すると、 水 9 1 0と高分子系凝固剤 6は分離 し、 高分子系凝固剤 6は水面上に厚膜となって浮上する。

この時に取出し部 9 1 4の弁を開放すれば、 高分子系凝固剤 6は溶解 していて流動性があるため第 2水槽 9 2に流入するが、 この第 2水槽 9 2の水 9 2 0は高分子系凝固剤の凝固点よリも低い温度となっているた め、 高分子系凝固剤 6は水 9 2 0の上で瞬時に凍結する。 そこで、 あと はこの凍結した高分子系凝固剤 6 ' を網や柄杓などの適宜の取出し手段 9 3によリ梳ぃ取リ、 再使用のための容器類に収容すればよい。

洗浄 ·回収手段は内部にコンベアなどの搬送手段を有してもよいこと はもちろんである。

なお、 上記説明では高分子系凝固剤 6として液体状のものを用いてい るが、 これはあくまでも例でぁリ、 図 6— A〜図 6— Dおよぴ図 7— A 〜図 7— Cに示したような液状のものとクリーム状ないしペース ト状の ものの併用あるいはクリーム状ないしペース ト状のもののみの使用もも ちろん含まれる。 これらの場合、 図 6— A〜図 6— Dおよび図 7— A ~ 図 7— Cの固定用面 4 0はパレッ ト 1 4 a と読み替えられる。

凍結式チヤック装置 4のパレツ ト固定用媒体と しては水でなく高分子 系凝固剤 6を使用してもよい。 この場合には凍結式チヤック装置 4の固 定用面板 4 cに高分子系凝固剤 6が塗布され、 パレッ ト 1 4 aはその上 に配され、 温度制御手段 4 dによ リ高分子系凝固剤 6の凝固温度よ リ も 低い温度に冷却され、 それによる高分子系凝固剤 6の凝固にょリパレツ ト 1 4 aは固定される。

なお、 パレツ トを使用する態様の場合、 凍結式チヤック装置 4の固定 用面板 4 cにさらに真空チヤック機構を有していてもよい。 これによれ ば、 ょ リ確実にパレッ ト 1 4を固定用面板 4 cに固定し、 また瞬時に固 定解除することができる。

図 9は本発明においてワークを逐次加工するのに好適な他の態様を示 している。 この態様は、 パレッ トを使用せず、 凍結式チャック装置 4そ のものを付替式の治具と して使用したもので、 ワーク 5の固定と固定解 除をよ リ能率的にしかも安価に行なえる利点がある。

この場合には、 凍結式チャック装置 4 と して図 4一 A， 図 4— Bに示 すような流体循環式のものを少なく と も 2台以上使用し、 加工装置 Aの 近傍と加工装置外方には、 図 4— A， 図 4一 Bに示すよ うな構造を備え た第 1 の循環式冷却装置 1 0 a と第 2の循環式冷却装置 1 0 bをそれぞ れ配置する。

この方法の場合には、 第 1の凍結式チャック装置 4を機外に配し、 固 定用面 4 0に単数または複数のワーク 5を高分子系凝固剤 6を介して配 置する。 この状態で第 1の凍結式チヤック装置 4の導入管 4 5 6と排出管 5 6 7は機外の第 2の循環式冷却装置 1 0 bの供給管 4 5 0 , 戻リ管 4 5 1 と迅速流体継手 4 5 8， 4 5 9と瞬時接続される。 そして第 2の循環式 冷却装置 1 0 bを作動して冷却用の流体を凍結式チヤック装置 4の通路 に循環させることにょリ高分子系凝固剤 6を凝固点以下の温度たとえば 2〜5 の範囲内の温度に冷却する。 これでワーク 5は凝固し、 第 1の 凍結式チヤック装置 4の固定用面 4 0にしつかリ と接着される。

次に、 第 1の凍結式チヤック装置 4の第 2の循環式冷却装置 1 0 bに 対する接続を切離し、 加工機械 Aのワークテーブル 1上に移し、 公知の 機械的チヤック機構にょリ固定する。 それとともに導入管 4 5 6と排出 管 5 6 7を第 1の循環式冷却装置 1 0 aの供給管 4 5 0， 戻リ管 4 5 1 と迅速流体継手 4 5 8 , 4 5 9と瞬時接続させる。 この作業は簡単で短 時間に行なえるため、 ワーク 5は固定が解除されない。

この状態で加工装置 Aに備わっている図示しない工具によリワークに 対する所望の加工を行なう。 そしてこの加工の間に、 次に加工すべきヮ —ク 5は、 機外に準備されている第 2の凍結式チヤック装置 4の固定用 面 4 0に高分子系凝固剤 6を介して配置される。 そしてその第 2の凍結 式チヤック装置 4は機外の第 2の循環式冷却装置 1 0 bの供給管 4 5 0， 戻リ管 4 5 1 と迅速流体継手 4 5 8， 4 5 9と瞬時接続され、 これによ る高分子系凝固剤 6の凝固でワークは固定用面 4 0にしつかリと接着さ れ、 この状態で待機される。 図 9はこの状態を示している。

そうして加工機械 Aでのワークに対する加工が終了したならば、 ヮー クテーブル上の第 1の凍結式チヤック装置 4と第 1の循環式冷却装置 1 0 a との接続を解除し、 第 1の凍結式チヤック装置 4を取出し . 洗浄ェ 程を行なう場所に移送する一方、 機外にある第 2の凍結式チヤック装置 4と第 2の循環式冷却装置 1 0 bとの接続を解き、 第 2の凍結式チヤッ ク装置 4をワークテーブル 1に配置して公知の機械的チヤック機構によ リ固定すると ともに、 第 2の凍結式チヤック装置 4を迅速流体継手 4 5 8， 4 5 9で第 1の循環式冷却装置 1 0 a と接続する。 これで直ちに次 のワークに対する加工に移ることができる。

以下、 上記操作を繰リ返すことによ リ多数のワークを凍結式固定方法 の利点を生かしつつ能率よく逐次加工することができる。 この図 9のヮ ークの固定用面 40に対する配置は、 図 5— A、 図 6— A〜図 6— Dお よび図 7— A〜図 7— Cに示される態様から適宜選択して行なえばよい。 実 施 例

次に本発明の実施例を示す。

実施例 1

高分子系凝固剤と して、 主成分が環状ポリ ジメチルシロキサンの低分 子シリ コーンオイルを使用した。

この高分子系凝固剤の特性は、 無色透明の液体で、 粘度 （ 2 5¾) が 2. 4cSt(m²/S)、 凝固点 1 7ΐ：、 屈折率 （2 5°C) が 1. 3 94、 表 面張力 1 9. 0 U.90}dyn/cm{MN/cm}、 比重 0. 9 5 ( 25 ^) である。 そしてこの高分子系凝固剤のチヤックカは、 固定用面上とワークの温 度が 5で、 チャック材質 ： 銅、 ワーク材質 ： 超硬合金の条件において、 垂直方向 1 1 ~ 1 5 k gZ c m²、 せん断方向 8〜 1 2 k g Z c m²であ つた。 したがって、 この高分子系凝固剤によるワーク固定温度は、 5^ ないしそれよ リ適度に低い温度範囲に設定すればよいことがわかる。

1)上記高分子系凝固剤を使用し、 凍結式チヤック装置と して図 1に示す ものを使用してマイク口波誘電体セラミ ックス素子のスライス加工を行 つた。

2)凍結式チヤック装置の固定用面板は銅製で、 300 X 150mmである。

3)ワークは、 材質： PZTチタン酸パリ ウム、 寸法は図 1 0— Aの表示に従 う と 50(w) X50(L) X 2(t)mmであリ、 これを 5(w) X 5(L) X 2(t)mniにした。 加工機械と してはスライシングマシンを使用し、 加工条件は、 工具： レジノィ ドボンドダイヤモン ド砥石（粒度 #600)、 工具寸法：外径 100mm、 厚み 0.4mm、 工具送リ速度： 500匪/ min、 工具回転数： 5000rpm、 加工方向： ダウンカッ トと した。

4)加工に先立って、 固定用面板の固定用面の温度を 20°C程度に保ち、 こ の状態で固定用面に前記高分子系凝固剤を約 2 μπιの厚さに塗布し、 その 上に上記ワークを置き、 凍結式チヤック装置にプラス電流を通電してチ ャック用面を 1 に下降し、 この状態を保った。 これによリ高分子系凝 固剤は凝固し、 ワークは不動に固定された。

5)加工に際しては加工液供給手段と して lmm径のニー ドルノズルを用い、 これから約 3 に冷却した研削液を約 150c c/minでワークと工具の接触す る加工部位に工具進行方向の前方から直接噴射した。

6)この結果、 高分子系凝固剤は溶解せず、 ワークは安定した固定状態に 保たれ、 スライスされた切断面にはクラックゃチッビングが全く発生せ ず、 きれいなせん断面が得られた。 加工後、 固定用面の温度を 20Tに上昇させてワークを取出し、 チヤッ ク用面上から高分子系凝固剤と切粉や脱落砥粒を流下させ、 水温を 20 に保った第 1水槽に装入した。 これによ リ高分子系凝固剤は分離浮上し、 水温を 10^に保った隣接する第 2水槽に注入したところ高分子系凝固剤 は凝固し、 ほとんど全量が回収された。

7)比較のため、 従来法によって上記加工を行った。 この場合は、 固定用 面に水を噴霧し、 その上に上記ワークを置き、 凍結式チャック装置にプ ラス電流を通電して固定用面を- 10°Cにし、 これを加工中保持した。 こ れによ リ水は凍結しワークは固定された。

加工開始にあたって、 上記条件で研削液を噴射させたところ、 氷が溶 解して被加工物の固定が解除されてしまい、 加工はできなかった。 そこ で、 約 5%の水分を含むエアミス トを圧力 5kg/cm²で工具（砥石）による切 断加工部と 180度変位した部位に噴射し、 切断加工部に約- 10°Cに冷却し た空気を直接噴射した。 これによれば氷は溶解しなかったが、 スライス されたワークの切断面の下側に研削熱によるクラックが発生し、 指の爪 で引搔く と剥落してしまい、 不良品となってしまった。 実施例 2

1)本発明によ リアルミ二ゥムとブラスチック材との複合材を切断加工し た。

材質はアルミニウム A2011とエポキシ樹脂との複合材、 寸法は、 図 1 0— Βの表示に従う と、 上下のアルミニウムが 300 (W) X 200 (L) X 2(t)mm、 中間のプラスチックが 300 (W) x 200 (L) X 0.1(t)mm、 加工後の寸法は 300 (Ψ) X6(L) X4.1(t)mmである。

加工機械は精密スライシングマシン、 使用工具は直径 100龍円盤に、 長さ 10ππη、 厚み lmmのダイヤモンドツール 3本を取リ付けたもの、 工具回 転速度は 6000rpm、 工具送リ速度は 120mm/min、 加工方向ダウンカッ トと した。

高分子系凝固剤は実施例 1と同じものを使用し、 凍結式チャック装置 は図 3に示す流体による冷却/昇温タイプのものを使用した。

3)加工に当って、 循環式温水供給装置から凍結式チヤック装置のコアに 20での温水を供給し、 この状態で固定用面に高分子系凝固剤を約 2 の 厚さに塗布し、 その上に上記ワークを置き、 液体回路を切換え、 循環式 冷却装置からコアに冷水を供給して、 固定用面を 2 °Cに下降し、 この状 態を保った。 これによ リ高分子系凝固剤は凝固し、 ワークは不動に固定 された。

4)加工液と しては約- 5でに冷却した水溶性加工液液（不凍液含有）を 150c c/m inで圧送しつつこれにエアクーラで約- 10°Cに冷却された 280 β /min の冷却エアと混合したものを用い、 これを 4mm径の二一 ドルノズルを用 いて約 5kg/cm²の圧力で工具進行方向の前方から加工ポィン トに直接噴 射した。

5)この結果、 高分子系凝固剤は溶解せず、 ワークは安定した固定状態に 保たれ、 またワークの中間に挟まれているプラスチック材は全く溶け出 さず、 切断されたワークの切断面は表面粗さが 0.2s以下の鏡面であった。 また、 加工中に加工液がワークの上に凍結積層することもなく、 工具の 動きは円滑で、 切断品の寸法精度は良好であった。 6)比較のため、 実施例 1と同じ条件で水を凍結してワークを固定し、 上 記加工条件と加工液条件で切断を行ったところ、 加工中にワークがチヤ ックから外れてしまい、 加工不可能となった。 これは加工液が 0°C以下 の低温であっても、 水と親和性の高い不凍液を混合しているため、 ヮー クを固定用面に接着している氷が加工液によって溶かされてしまったか らである。

また、 加工可能時期においても、 加工液と空気中の水分が凍結してヮ 一クに積層し、 これが工具のフランジに接触し、 それによ リエ具の回転 運動が不安定となリ、 切断精度が低下した。 実施例 3

1 )本発明にょ リ薄肉中足付き E型フェライ トコアのギヤップ研削加工を 行った。

該ワークは、 図 1 1一 Aに示すよ うな形状で、 寸法は、 図 1 1一 Bの 表示に従う と、 高さ hが 8 mni、 全幅 が 1 5 mm、 左右の足の幅 W iが 2 m m、 厚さ t ！カ 3 mm、 中足の幅 W ₂が 7 mm、 厚さ t ₂力 0 . 6 mmである。 こ のワークに中足を高さ h ： 湯 mmから

リ、 ギャップ gを形成す る加工を行い図 1 1 — Dと図 1 1一 Eに示す形状の製品とするのである _c

2)加工機械はク リープ機能付きの平面研削盤を使用し、 工具と してはレ ジノィ ドボンドダイヤモン ド研削砥石（粒度 #400)、 2 0 Ο πηη φを使用し, 加工条件は、 砥石回転速度： 2 7 0 0 r pm、 砥石送リ速度： 6 0 0 mm/m i n , 加工モー ド：ク リープ加工、 ダウンカッ ト と した。

2)高分子系凝固剤は実施例 1 と同じものを使用し、 凍結式チヤック装置 は図 3に示す流体による冷却/昇温タイプのものを使用した。

3)加工に当っては、 固定用面板の固定用面の温度を 2 0 程度に保ち、 この状態で固定用面に高分子系凝固剤を約 3 μ πιの厚さに塗布し、 その 上に上記ワークを図 1 2— Αのように相互に密接させて 2 0枚並べ、 か つ、 両側の足と中足の空隙にも高分子系凝固剤を満たし、 凍結式チヤッ ク装置を作動させてチャック用面を 1 ^に下降し、 この状態を保った。 これによ リ高分子系凝固剤は凝固してワークは不動に固定され、 また両 側の足と中足の空隙が凝固した高分子系凝固剤で埋められ、 中足が補強 された。

4)加工に際しては、 加工液供給手段と して lmm径の二一ドルノズルを 2本 用い、 これらから約 3 に冷却した研削液を約 1 5 0 c c /m i iiで砥石進行 方向前方から研削ボイントに直接噴射した。

5)この結果、 高分子系凝固剤は溶解せず、 ワークは安定した固定状態に 保たれ、 かつ中足と両側足のギヤップを埋めている高分子系凝固剤も凝 固せず、 これによ リ薄い中足はしつかリ と補強された状態が保たれ、 砥 石による切込み時の加工抵抗にも十分耐え、 全枚数が破損されることな く精度よく ギヤップ加工を行えた。

6)比較のため、 実施例 1， 2 と同じよ うに氷の凍結にょ リ ワークを固定 用面に固定し、 両側の足と中足の空隙を氷で埋め、 上記条件でギャップ 加工を行ったが、 この場合には、 加工中に加工液によって氷が溶け、 中 足が折れてしまい、 さらにワークそのものの固定が解除されてしまい、 加工不能となった。

実施例 4 υ本発明のパレッ トを使用する態様を用いて切断加工を行った。

高分子系凝固剤と しては実施例 1に記載したものを使用した。 パレツ トと しては、 材質：アルミニゥム合金、 寸法 1 2 0 (W) X 1 3 0 (L) X 1 0 ( t ) mmのものを 2枚使用した。

凍結式チャック装置と しては、 図 1 に示すものを使用した。 プリ ク一 ラーと しては、 冷却板寸法 1 00 (W) x i l O (L) x 5 0 ( t ) nunを有す る冷却水循環式のものを使用した。 ワークは材質： P Z Tチタン酸パリ ゥム、 寸法 5 0 (W) X 5 0 (L) X 1 (t)mmを使用した。

2)加工に当っては、 凍結式チヤック装置のチヤック面の準備温度を 1 °C に設定してスタンバイさせ、 プリ クーラーの冷却板上面温度を 2〜 3 ¾ に保ってスタンバイ させた。

常温に保たれたパレッ トに高分子系凝固剤を約 2 /xm厚に塗布し、 ヮ ークを載せた。 この状態で当該パレッ トをプリ クーラーに載せた。 これ によ リ高分子系凝固剤は凝固し、 各ワークは強固に固定された状態にな つた。

このパレッ トを前記準備温度の固定用面上に水を介して載せ、 凍結式 チヤック装置を作動して固定用面を一 3 °Cに下降させ、 この温度を維持 させた。 これによ リパレツ トは固定用面上に固定された。

加工液と しては約一 5 に冷却した水溶性加工液液（不凍液含有）を 1 5 0 c c /min圧送しつつこれにエアクーラで約一 1 0 °Cに冷却された 2 8 0 β /minの冷却エアと混合したものを用い、 これを 4 mm径のニードル ノズルを用いて約 5 kg/cm²の圧力で工具前方から加工ボイン トに直接噴 射した。 加工中、 ワークはパレッ トに強固に固定された状態を保ち、 またパレ ッ トもチャック面上にしっかリ と固定された状態を保ち、 したがって、 切断面はチッビングはなく きれいな切断面が得られた。

3)—方、 前記加工中、 次のロッ トのワークを前記条件によ リパレツ トに 配し、 前記温度のプリ クーラーに載せて高分子系凝固剤の凝固によ リ固 定させておいた。

そして前記加工の完了と同時に凍結式チヤック装置のチヤック面の温 度を 2 °Cに上昇させ、 水を溶解してパレツ トの固定を解除した。

この後チヤック面に水を噴霧し、 再びプリ クーラーに載せておいたパ レッ トを固定用面に載せ、 固定用面を一 3 °Cに下降させ、 この温度を維 持させた。 これによ リパレッ トは固定用面上に固定され、 次の加工に移 つた。

4)この実施例は、 次の口ッ トのワークが高分子系凝固剤によ リ 0 ¾を越 える温度でパレツ トに固定されておリ、 しかも凍結式チャック装置にお けるパレッ ト固定と解除の温度差が 5 X程度であるため、 加工機械での ワークの着脱を 1 0秒といったきわめて短時間にて行う ことができた。

5)そして、 凍結式チャック装置からパレッ トを取リ外しても、 この時に は温度が高分子系凝固剤の凝固温度以下であるため、 ワークはパレツ ト と一体になってぉリ、 ハン ドリ ングが容易であった。 後処理と して、 ノ、。 レツ トに固定されたまま 20 °Cの温水を収容した第 1水槽に挿入し、 これ によ リ ワークを洗浄すると と もには高分子系凝固剤を分離浮上させ、 こ れを 10での水を収容した第 2水槽に移した。 これによ リ高分子系凝固剤 は凍結され円滑に回収できた。 実施例 5

1)本発明によ リサマリ ュームコバル ト材をマルチ切断砥石でスライス加 ェした。 寸法は 50 (L)X 2 5 (W)x 7 (t)minであリ、 これを 5 0 X 1.5 (W)x 7 (t)nnnに切断した。 加工機械はスライシングマシンを使用し、 ェ 具と して電着ダイヤモンド砥石 （粒度 # 28 0 ) の 1 0枚マルチ砥石、 工具寸法は外径 1 00mm、 厚み 0. 4 mm、 砥石ピッチ 2 mmを使用 した。 加工条件は、 砥石回転数 ： 3000 r p m、 工具送リ速度 20m m/m i n、 加工法ェ ： ダウンカツ 卜と した。

2) 凍結式チヤック装置と しては固定用面が 240 X 5 Ommの図 1に 示すものを使用した。

加工に当たっては、 固定用面の温度を 20 °C程度に保ち、 この状態で 図 1 3— Aのよ うに、 固定用面に前記実施例 1の液状高分子系凝固剤を 塗布して厚さ 5 mmの力一ボンからなる抜き代材を配し、 この抜き代材 の上にペース ト状の高分子系凝固剤を約 0. 1 mm塗布し、 その上にヮ ークを置き、 さらに前記ペース ト状の高分子系凝固剤をワークの側面と 上面に塗布した。

ペース ト状の高分子系凝固剤と しては、 実施例 1の低分子シリ コーン オイルに平均粒径が 0. 0 1 μιηの珪藻土を 3 0 w t %添加し、 混練し たもの （第 1タイプ） と、 実施例 1の低分子シリ コ一ンオイルに小麦粉 を 3 5 w t %添加して混練したもの （第 2タイプ） を使用した。

3) この状態で凍結式チヤック装置にプラス電流を通電して固定用面を 1°Cに降下させ、 この状態を保った。 これによ リ第 1タイプと第 2タイ プの各高分子系凝固剤は凝固し、 ワークは高分子系凝固剤で包まれた状 態で不動に固定された。

加工に際しては、 約 3 に冷却した研削液を約 1 5 β Z ni i nの流量 でワークと工具の接触する加工部位に直接噴射した。

4 ) この結果、 スライス加工中にワークは 1 . 5 m mという薄い厚さで 切断されたにもかかわらず、 固定用面から一切剥がれて飛散することが なく、 安定した固定状態に保たれた。

比較のため、 第 1実施例の液体高分子系凝固剤だけを使用してワーク を固定して加工を行なったところ、 ワーク数の約 5 %が加工中に固定用 面から剥がれて飛散してしまった。

このように本実施例で好結果が得られたのは、 微粉末を配合したベー ス ト状の高分子系凝固剤のため、 凝固高分子系凝固剤からなる接着層の 強度が高くなったこと、 その凝固高分子系凝固剤からなるボリユームの 大きな接着層が図 1 3— Bと図 1 3— Cのようにスライス加工中ないし 加工されたワークの長手方向両端部を支えつつ固定用面に設着され、 し かも長手方向両端部の接着層がワークの上面の凝固高分子系凝固剤上層 と連結してプリ ッジを形成していることによると考えられる。 産業上の利用可能性

本発明の凍結チャック式機械加工法は、 形状、 材質を問わずあらゆる ワークの機械加工を行なう場合に適用することができる。

Claims

言青 求 の 範 囲

1 . 固定用面と該固定用面を温度制御する手段を備えた凍結式チヤック 装置によ リ ワークを固定して機械加工する方法において、 凝固点が水の それよ リ も高い高分子系凝固剤をすく なく と もワーク と固定用面の間に 介在させ、 固定用面を冷却することにょ リ高分子系凝固剤を接着媒体と してワークを固定することを特徴とする凍結チヤック式機械加工法。

2 . ワークを支持するパレッ ト と、 固定用面と該固定用面を温度制御す る手段を備えた凍結式チヤック装置とを使用し、 ワークをパレッ トに固 定しそのパレツ トを凍結用チヤック装置に固定してワークを機械加工す る方法であって、 凝固点が水のそれよ リ も高い高分子系凝固剤を少なく ともワークとパレツ トの間に介在させ、 パレッ トを冷却することによ リ 高分子系凝固剤を接着媒体と してワークを固定するよ うにしたことを特 徴とする凍結チヤック式機械加工法。

3 . ワークは抜き代材を加工時に層着しているものを含む請求範囲 1 ま たは 2に記載の凍結チヤック式機械加工法。

4 . 高分子系凝固剤と してシリ コーンオイル又はこれを主成分とする液 状物を用いる請求範囲 1ないし 3のいずれかに記載の凍結チヤック式機 械加工法。

5 . 高分子系凝固剤と してシリ コーンオイルに粘度調整剤を混入したク リーム状物ないしペース ト状物を用いる請求範囲 1ないし 3のいずれか に記載の凍結チヤック式機械加工法。

6 . 高分子系凝固剤と して、 シリ コーンオイルまたはシリ コーンオイル を主成分とする液状物とシリ コーンオイルに粘度調整剤を混入したク リ ーム状物ないしペース ト状物とを併用する請求範囲 1 ないし請求範囲 3 のいずれかに記載の凍結チヤック式機械加工法。

7 . シリ コーンオイルに粘度調整剤を混入したク リーム状物ないしべ一 ス ト状物をワークの周囲と固定用面をつなぐよ うに塗着することを含む 請求範囲 5または請求範囲 6に記載の凍結チヤック式機械加工法。

8 . シリ コーンオイルに粘度調整剤を混入したク リーム状物ないしぺ一 ス ト状物をワークの周囲および上面と固定用面をつなぐように塗着する ことを含む請求範囲 5または請求範囲 6に記載の凍結チヤック式機械加 工法。

9 . シリ コーンオイルが凝固点が常温に近い低分子シリ コーンオイルで ある請求範囲 4ないし請求範囲 8のいずれかに記載の凍結チヤック式機 械加工法。

1 0 . 固定用面と該固定用面を温度制御するための冷却用流体の通路を 備えた少なく とも第 1 と第 2の凍結式チャック装置を用意する一方、 加 ェ機械の近傍と加工機械外の位置には冷却用流体を供給する第 1 と第 2 の循環式冷却装置を配し、 次の工程を逐次繰リ返すことを特徴とする請 求範囲 1、 3ないし 9のいずれに記載の凍結チヤック式機械加工法。 a . 第 1の凍結式チヤック装置の固定用面上に高分子系凝固剤を介して ワークを配し、 第 1の凍結式チヤック装置を加工機械外位置にある第 2の循環式冷却装置と接続して高分子系凝固剤を凝固点以下の温度に 冷却することにょ リ高分子系凝固剤を接着媒体と してワークを第 1の 凍結式チヤック装置に固定する。 b . ワークを固定した前記第 1 の凍結式チヤック装置を第 2の循環式冷 却装置と切離し、 加工機械のテーブル上に移して機械的に固定すると ともに、 第 1の循環式冷却装置と接続して高分子系凝固剤を凝固点以 下の温度に維持しながら機械加工を行う _D

c . 前記機械加工を行っている間に、 次に加工すべきワークを第 2の凍 結式チヤック装置の固定用面上に高分子系凝固剤を介して配置し、 該 第 2の凍結式チヤック装置を加工機械外位置にある第 2の循環式冷却 装置と接続して高分子系凝固剤を凝固点以下の温度に冷却することに よ リ高分子系凝固剤を接着媒体と してワークを第 2の凍結式チヤック 装置に固定しておく。

d . 前記機械加工後、 第 1の凍結式チャック装置を第 1の循環式冷却装 置と切離して加工機械のテーブル上から除去する一方、 第 2の凍結式 チャック装置を第 2の循環式冷却給装置と切離して加工機械のテープ ル上に移して機械的に固定し、 第 1 の循環式冷却装置と接続すること で高分子系凝固剤を凝固点以下の温度に維持しながら次の機械加工を 行う。

1 1 . 加工機械上に固定用面と該固定用面を温度制御する手段を備えた 凍結式チヤック装置を配し、 加工機械から外れた位置にはプリ クーラー を配し、 さらに複数枚のパレッ トを使用し、 次の工程を逐次繰リ返すこ とを特徴とする請求範囲 2ないし 9のいずれかに記載の凍結チヤック式 機械加工法。

a . 第 1 のパレツ ト上に高分子系凝固剤を介してワークを配し、 前記第 1のパレッ トを高分子系凝固剤の凝固点以下の温度に保持した前記プ リ クーラーに載せ、 それによ リ高分子系凝固剤を接着媒体と してヮ一 クを第 1のパレツ トに固定する。

b . ワークを固定した前記第 1のパレツ トをプリ クーラーから取外し、 凍結式チヤック装置の固定用面に載せて固定して機械加工を行う。 c . 前記機械加工を行っている間に、 次に加工すべきワークを高分子系 凝固剤を介して第 2のパレッ トに載せ、 該第 2のパレツ トをプリ クー ラーに載せて冷却し高分子系凝固剤を接着媒体と してワークを固定し ておく。

d . 前記機械加工後、 凍結式チャック装置上の第 1のパレッ トの固定を 解除して移動する一方、 第 2のパレツ トをプリ クーラーから凍結式チ ャック装置の固定用面に載せて固定する。