JP2011143072A - チューブの螺旋溝加工装置及びその螺旋溝加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チューブに傷を生じさせることなく、比較的細いチューブであっても、深さが一定でピッチが均一な螺旋溝を形成する。
【解決手段】チューブの螺旋溝加工装置は、チューブ１２が嵌入可能な芯線ワイヤ１３と、芯線ワイヤ１３を張設するワイヤ張設機構２０と、張設された芯線ワイヤ１３をチューブ１２とともに正逆回転させる芯線回転手段２７とを備える。芯線回転手段２７により回転し線状材供給・排出機構から繰り出される線状材１１を巻回可能なリール２９を備えることが好ましい。チューブの螺旋溝加工方法は、チューブが嵌入された芯線ワイヤを張設するワイヤ張設工程と、張設された芯線ワイヤをチューブとともに正転させて線状材をチューブに巻き付ける線状材巻き付け工程と、芯線ワイヤをチューブとともに逆転させてチューブに巻き付けられた線状材を引き戻す線状材引き戻し工程と、チューブを芯線ワイヤから取り外すチューブ取り外し工程とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、チューブに線状材を巻き付けてそのチューブの外周に螺旋状の溝を形成する螺旋溝加工装置及びその螺旋溝加工方法に関するものである。

一般的に、処置具又は操作用ワイヤ等が挿通される内視鏡用チャンネルチューブは、内視鏡挿入部の湾曲に伴う湾曲作用を受けるため、その外周に鋼質線を螺旋状に巻き付け、上記湾曲を損なわない柔軟性と折れたり座屈したりしない腰の強さを上記チャンネルチューブに負荷している。そして、上記鋼質線は、上記チャンネルチューブの外周に形成した螺旋溝に沿って巻き付けられており、このようなチューブに螺旋溝を形成する装置として、チューブに線状材を巻き付ける図６に示すような螺旋溝加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

図６に示す螺旋溝加工装置は、丸棒心材１を挿入したチューブ２を保持するチャック３を有した回転装置４と、そのチャック３と同軸に配置したセンタ押し台５と、チューブ２の長手方向に移動可能なテーブル９と、テーブル９に設けられチューブ２の外周に巻き付いて溝を形成する線状材６を供給及び排出する機構とを備える。図６における線状材の供給・排出機構はトルクモータ７により一定のトルクで正逆回転が可能で線状材６を供給しかつ巻取るためのリール８及びリール８から繰り出した線状材６をチューブ２に案内するためのガイド９ａにより構成されている。そして、チャック３には線状材供給・排出機構から繰り出した線状材６の先端を固定する止めねじ３ａが設けられる。

上記加工装置によりチューブ２の表面外周に溝付け加工を施す場合、まずチューブ２の内腔にその内径に合う外径の心材１を挿入し、チューブ２をチャック３で保持するとともに、心材１のもう一端をセンタ押し台５により回動自在に保持する。ここで線状材供給・排出機構から線状材６を繰り出しワイヤガイド９ａに通したうえ、その先端を止めねじ３ａに固定する。次にチューブ２を回転装置４で回転させながら、その回転に比例したピッチ分の速度でワイヤガイド９ａをチューブ２のスラスト方向（図中左右方向）に送りながら、線状材６をチューブ２に巻き付けていく。このようにしてチューブ２の所定の範囲に線状材６を巻き付け終わったら、チューブ２の回転装置４を逆転させ、かつテーブル９をチューブ２の回転に比例した速度でチューブ２の長手方向でチャック３側へ移動させる。これと同時にトルクモータ７によりリール８を巻取り方向に回転させ、チューブ２に巻き付けた線状材６をリール８に巻取っていく。このようにしてチューブ２に巻き付けた線状材６をリール８に全て巻取った後、回転装置４と、テーブル９の送り及びリール８の回転を停止させる。

このような螺旋溝加工装置では、線状材６を線状材供給・排出機構から引き出しつつチューブ２に巻き付け、所定量の線状材６をそのチューブ２に巻き終えた後、上記線状材供給・排出機構に線状材６を引き戻すので、次のチューブ２への溝付け加工の際に、引き戻された線状材６を再び線状材供給・排出機構から引き出してチューブ２の表面に巻き付けることが可能になり、加工毎に線状材６をセットし直す工程を省くことができるとしている。

特開平７−３２４７５号公報（段落番号［０００７］〜［０００９］、図１）

しかし、上述した螺旋溝の形成にあっては、そのチューブ２に挿入される丸棒心材１がセンタ押し台５によりチャック３に押し付けられるため、比較的細いチューブに螺旋溝を形成するために丸棒心材１の外径を小さくすると、線状材６の巻き口においてチューブ２の回転軸と垂直な方向に線状材６の張力が作用した段階でその張力方向に丸棒心材１が大きく撓み、チューブ２が嵌入されてセンタ押し台５により軸方向に圧縮されている丸棒心材１が座屈する不具合があった。この点を解消する為には、センタ押し台５により軸方向に圧縮されても座屈しないような剛性を有する丸棒心材１を用いることが必要な条件となり、その条件により丸棒心材１の外径を細いものとすることができず、そのような丸棒心材１を挿入することができない細いチューブ２には螺旋溝を形成することができないという未だ解決すべき課題が残存していた。

また、上記螺旋溝加工では、溝加工を行った線状材６を引き戻すことにより、次のチューブ２への溝付け加工の際に、引き戻されていた線状材６を再びチューブ２の表面に巻き付けるとしているけれども、一度チューブ２に巻き付けられて溝加工を行った線状材６には巻癖が生じる不具合がある。特に細いチューブ２に巻き付けた線状材６には比較的小さな曲率半径でチューブ２に巻き付けられるため、その線状材６に生じる巻癖も比較的小さな曲率半径で湾曲しようとするものとなる。このため、このような巻癖が生じた線状材６をチューブ２に再び巻き付けると、線状材６の巻き付き角度に変化が現れ、形成される螺旋溝のピッチが不均一となるとともに、溝の深さが場所により異なるという問題を生じさせる。

更に、上記螺旋溝加工では、丸棒心材１を挿入したチューブ２自体をチャック３が直接保持するので、チューブ２のチャック３により保持された部分に傷が生じる不具合もあった。

本発明の目的は、チューブに傷を生じさせることなく、比較的細いチューブであっても、深さが一定でピッチが均一な螺旋溝を形成し得るチューブの螺旋溝加工装置及びその螺旋溝加工方法を提供することにある。

本発明のチューブの螺旋溝加工装置は、チューブが嵌入可能な芯線ワイヤと、芯線ワイヤを張設するワイヤ張設機構と、張設された芯線ワイヤをチューブとともに正逆回転させて線状材供給・排出機構から繰り出される線状材をチューブに巻き付け及びチューブに巻き付けられた線状材を線状材供給・排出機構に引き戻す芯線回転手段とを備える。

芯線回転手段により回転し線状材供給・排出機構から繰り出される線状材を巻回可能なリールを更に備えることもできる。

本発明のチューブの螺旋溝加工方法は、チューブが嵌入された芯線ワイヤを張設するワイヤ張設工程と、張設された芯線ワイヤをチューブとともに正転させて線状材供給・排出機構から繰り出される線状材をチューブに巻き付け線状材が圧接してなる溝をチューブの外周に形成する線状材巻き付け工程と、芯線ワイヤをチューブとともに逆転させてチューブに巻き付けられた線状材を線状材供給・排出機構に引き戻す線状材引き戻し工程と、溝が周囲に残存するチューブを芯線ワイヤから取り外すチューブ取り外し工程とを有する。

ワイヤ張設工程と線状材巻き付け工程の間に線状材供給・排出機構から繰り出される線状材をリールに巻回させる捨て絡げ工程が設けられ、線状材巻き付け工程においてリールに巻回された後に線状材供給・排出機構から繰り出される線状材をチューブに巻き付けることが好ましい。

本発明のチューブの螺旋溝加工装置及びその螺旋溝加工方法では、加工の対象であるチューブが嵌入された芯線ワイヤを張設、即ち引っ張って設け、そのように張設された芯線ワイヤをチューブとともに回転させて線状材をそのチューブに巻き付けるので、線状材を巻き付ける際に芯線ワイヤが折り曲がって座屈するようなことはない。従って、従来では座屈するおそれのある細い心材を用いることはできなかったけれども、本発明では比較的細い芯線ワイヤを用いても座屈するようなことはないため、そのチューブが嵌入される芯線ワイヤを細いものとすることにより、比較的細いチューブへの溝加工も可能になる。

また、本発明のチューブの螺旋溝加工装置及びその螺旋溝加工方法では、ワイヤ張設機構により芯線ワイヤを張設し、張設された芯線ワイヤをチューブとともに正逆回転させるので、加工の対象であるチューブを直接保持するようなことをしない。このため、チューブを直接保持することに起因する傷を生じさせるようなことはない。

更に、本発明のチューブの螺旋溝加工装置及びその螺旋溝加工方法では、一度チューブに巻き付けられて巻癖の生じた線状材をリールに巻き付け、その後新たに繰り出されて巻癖の生じていない線状材をチューブに巻き付けることができるので、均一なピッチを有しかつ深さが均等な螺旋溝を常に得ることができる。

本発明実施形態の螺旋溝加工装置を示す側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 テンション装置を除くその装置の正面図である。 芯線ワイヤの端部が可動チャック装置から取り外された状態を示す図３に対応する正面図である。 線状材がチューブに巻き付けられた状態を示す図３に対応する正面図である。 従来の螺旋溝加工装置を示す概念図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図３に示すように、本発明のチューブの螺旋溝加工装置１０は、線状材供給・排出機構から繰り出される線状材１１をチューブ１２に巻き付けてそのチューブ１２の外周に螺旋状の溝を形成するものであって、チューブ１２が嵌入可能な芯線ワイヤ１３を備える。芯線ワイヤ１３としては、例えばピアノ線等の硬鋼線が例示され、そのチューブ１２が嵌入可能であることから、チューブ１２の内径と同一又はその内径より僅かに細い外径のものが選択される。また、この芯線ワイヤ１３は、チューブ１２が嵌入可能であれば、チューブ１２の内径より僅かに大きな外径を有するものであっても良い。例えば、螺旋溝を形成するチューブ１２の内径が約０．７６ｍｍであるとしたならば、外径が０．６ｍｍ又は０．７ｍｍのピアノ線を芯線ワイヤ１３として用いることができ、チューブ１２が嵌入可能であれば、外径が０．８ｍｍのピアノ線を芯線ワイヤ１３として用いることができる。ここで、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が水平前後方向、Ｙ軸が水平横方向、Ｚ軸が垂直方向に延び、Ｙ軸方向に芯線ワイヤ１３が張設されるものとして本発明のチューブの螺旋溝加工装置１０について説明する。

本発明のチューブの螺旋溝加工装置１０は、芯線ワイヤ１３を張設するワイヤ張設機構２０を備える。ワイヤ張設機構２０は芯線ワイヤ１３をＹ軸方向に引っ張って設けるものであって、この実施の形態におけるワイヤ張設機構２０は、芯線ワイヤ１３の一端を咬持する固定チャック装置２１と、その固定チャック装置２１とＹ軸方向に離間して設けられＹ軸方向に延びる芯線ワイヤ１３の他端を咬持する可動チャック装置２２とを備える。この固定及び可動チャック装置２１，２２はそれぞれ同一のものを用いることができ、これらのチャック装置２１，２２としてはメカニカルチャックであるドリルチャックやコレットチャックが例示される。図ではドリルチャックが用いられる場合を例示する。

固定チャック装置２１は基台１０ａに設けられた固定軸受け２３に枢支され、可動チャック装置２２は可動軸受け２４に枢支される。可動軸受け２４はチャック移動機構２６を介して基台１０ａに取付けられ、このチャック移動機構２６としては流体圧シリンダ等の各種のアクチュエータが例示される。図ではエア圧シリンダからなるチャック移動機構２６を示し、その移動機構２６の可動台２６ａに可動軸受け２４が取付けられる場合を例示する。このエア圧シリンダからなるチャック移動機構２６は圧縮エアの供給の有無により可動台２６ａを芯線ワイヤ１３の延長方向であるＹ軸方向に移動可能に構成され、可動台２６ａとともに可動軸受け２４を移動させて可動チャック装置２２を固定チャック装置２１から遠ざけることにより芯線ワイヤ１３を引っ張り、その芯線ワイヤ１３を固定チャック装置２１と可動チャック装置２２の間に張設可能に構成される。

また、本発明のチューブ１２の螺旋溝加工装置１０は、張設された芯線ワイヤ１３を正逆回転させて線状材供給・排出機構から繰り出される線状材１１を芯線ワイヤ１３に嵌入されたチューブ１２に巻き付け及びチューブ１２に巻き付けられた線状材１１を線状材供給・排出機構に引き戻す芯線回転手段を備える。図における回転手段は図示しないコントローラからの指令により正逆回転駆動するチャック用サーボモータ２７，２８であり、図２に示すように、固定軸受け２３と可動軸受け２４の双方にサーボモータ２７，２８がそれぞれ設けられる。それぞれのチャック用サーボモータ２７，２８の回転軸とそれぞれのチャック装置２１，２２との間にはベルト２７ａ，２８ａが架設され、コントローラからの指令によりそれぞれのチャック用サーボモータ２７，２８が駆動してそれらの回転軸が回転すると、ベルト２７ａ，２８ａを介してそれぞれのチャック装置２１，２２が同期して同方向に回転し、芯線ワイヤ１３を捩ることなく正逆回転可能に構成される。

固定チャック装置２１には線状材１１を巻回可能なリール２９が設けられる。このリール２９はコ字状の取付部材２９ｂを介して固定チャック装置２１にその固定チャック装置２１と同軸に設けられる。そして、このリール２９には、線状材１１が挿通可能な中央孔が中心軸に形成され、その中央孔に挿通された芯線ワイヤ１３の一端を固定チャック装置２１が咬持するように構成される。また、このリール２９の芯線ワイヤ１３が挿通する中央孔の周囲には可動チャック装置２２側に膨出してチューブ１２の端部が当接する突部２９ｃが形成される。なお、この取付部材２９ｂには線状材供給・排出機構から繰り出される線状材１１の先端が取付けられる。

図１に示すように、リール２９の可動チャック装置２２側の側壁には、このリール２９に巻回された線状材１１を可動チャック装置２２側に引き出す複数の切り欠き２９ａが形成される。図１では切り欠き２９ａが４箇所形成されたリール２９を示す。このようにリール２９を固定チャック装置２１に取付けることにより、芯線回転手段であるサーボモータ２７により固定チャック装置２１が回転すると、このリール２９はその固定チャック装置２１とともに回転し、線状材供給・排出機構から繰り出される線状材１１を巻回し、その後切り欠き２９ａからその線状材１１を可動チャック装置２２側に引き出し可能に構成される。

ここで、線状材１１は、チューブ１２に巻き付け可能なものであり、かつチューブに螺旋状の溝を形成するために所定の張力が加えられても断線しないことが要求され、ステンレス鋼線が例示される。そして、このような線状材１１を繰り出す線状材供給・排出機構は、線状材１１が挿通可能なノズル３０と、このノズル３０を３軸方向に移動可能なノズル移動機構３１と、線状材１１に所定の張力を付与するテンション装置４０とを備える。この実施の形態におけるノズル移動機構３１は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向伸縮アクチュエータ３２〜３４の組み合わせにより構成されたものを示す。これらの伸縮アクチュエータ３２〜３４は、サーボモータ３２ａ〜３４ａによって回動駆動されるボールねじ３２ｂ〜３４ｂと、このボールねじ３２ｂ〜３４ｂに螺合して平行移動する従動子３２ｃ，３３ｃ等によって構成される。

この実施の形態では、ノズル３０が先端に取付けられた移動台３６をＸ軸方向に移動可能にＸ軸方向伸縮アクチュエータ３２の従動子３２ｃに取付け、そのＸ軸方向伸縮アクチュエータ３２をＺ軸方向に移動可能にＺ軸方向伸縮アクチュエータ３４の従動子３４ｃに取付け、そのＺ軸方向伸縮アクチュエータ３４をＹ軸方向に移動可能にＹ軸方向伸縮アクチュエータ３３の従動子３３ｃに取付け、そのＹ軸方向伸縮アクチュエータ３３が基台１０ａに取付けられる。そして、各伸縮アクチュエータにおけるＸ軸サーボモータ３２ａ、Ｙ軸サーボモータ３３ａびＺ軸サーボモータ３４ａは図示しないコントローラの制御出力に接続される。そして、コントローラからの指令によりノズル移動機構３１はノズル３０を、ワイヤ張設機構２０により張設された芯線ワイヤ１３に対して３軸方向に任意に移動可能に構成される。

また、線状材供給・排出機構を構成するテンション装置４０は、繰り出される線状材１１に張力を与えるとともにその線状材１１を引き戻し可能なものである。図１に示すように、この実施の形態におけるテンション装置４０は、基台１０ａに立設された支柱４１を介して芯線ワイヤ１３の上方に設けられたケーシング４２と、そのケーシング４２のＹ軸方向における側面に設けられたワイヤガイド４３、第１ガイドプーリ４４、繰り出し制御プーリ４６、第２ガイドプーリ４７及びテンションバー４８とを備える。線状材１１はドラム１１ａに巻き付けられ、そのドラム１１ａは基台１０ａ上に設置される。ドラム１１ａから繰り出された線状材１１はワイヤガイド４３を通過した後第１ガイドプーリ４４を介して繰り出し制御プーリ４６に導かれ、この繰り出し制御プーリ４６に巻き付けられた後、第２ガイドプーリ４７によりその方向を転換されてテンションバー４８の先端における線状材ガイド４８ａに導かれる。線状材ガイド４８ａに導かれた線状材１１はその線状材ガイド４８ａからノズル３０に供給され、ノズル３０を貫通してそのノズル３０から繰り出された線状材１１の先端が前述の取付部材２９ｂに固定される。

繰り出し制御プーリ４６の回転軸４６ａは、ケーシング４２内に収容された繰り出し制御モータ４９に直結される。テンションバー４８は、基端の回動軸４８ｂを支点として上下に回動可能となっている。この回動軸４８ｂの回動角度は、ケーシング４２内に収容され回動軸４８ｂに取付けられた回動角度検出手段としてのポテンショメータ５１により検出される。ポテンショメータ５１の検出出力は図示しないコントローラに入力され、コントローラからの制御出力が繰り出し制御モータ４９に接続される。

また、テンションバー４８の回動軸４８ｂと線状材ガイド４８ａとの間の所定位置には、テンションバー４８の回動方向に付勢力を与える付勢手段としての弾性部材であるスプリング５２の一端が取付けブラケット４８ｃを介して取付けられる。テンションバー４８は、弾性部材であるスプリング５２によって傾転状態で吊られ、このスプリング５２によってテンションバー４８には回動角度に応じた弾性力が及ぼされる。このスプリング５２の他端は、移動部材５３に固定される。この移動部材５３はテンション調節ねじ５４の雄ねじ５４ａに螺合しており、この雄ねじ５４ａの回転に従って移動可能に構成される。このように、スプリング５２の他端の固定位置は変位でき、テンションバー４８によって付与される線状材１１の張力が調節可能に構成される。

図示しないコントローラは、回動角度検出手段であるポテンショメータ５１により検出された回動角度が所定の角度となるように繰り出し制御モータ４９を制御するように構成される。従って、このテンション装置４０では、スプリング５２によりテンションバー４８を介して線状材１１に張力を与えて、そのテンションバー４８が所定の角度になるように繰り出し制御プーリ４６が回転して所定量の線状材１１が繰り出される。よって、線状材１１の張力は所定の値に維持され、所定の張力が加えられた線状材１１がチューブ１２に巻き付けられることにより、その線状材１１が圧接してなる溝がチューブ１２の外周に形成されるように構成される。一方、線状材１１の引き戻し時には、繰り出し制御プーリ４６の回転を停止して新たな線状材１１が繰り出されることを防止する。すると、テンションバー４８がスプリング５２の付勢力により図１の一点鎖線で示すように引き上げられ、これによりノズル３０を介して線状材１１を引き戻すことができるように構成される。

次に、このような加工装置を用いた本発明のチューブの螺旋溝加工方法について説明する。

本発明のチューブの螺旋溝加工方法は、チューブ１２が嵌入された芯線ワイヤ１３を張設するワイヤ張設工程と、張設された芯線ワイヤ１３を正転させて線状材１１をチューブ１２に巻き付ける線状材巻き付け工程と、芯線ワイヤ１３を逆転させて線状材１１を引き戻す線状材引き戻し工程と、チューブ１２を芯線ワイヤ１３から取り外すチューブ取り外し工程とを有する。ワイヤ張設工程と線状材巻き付け工程の間に線状材供給・排出機構から繰り出される線状材１１をリール２９に巻回させる捨て絡げ工程を設けることもできる。以下に各工程を説明する。

＜ワイヤ張設工程＞
この工程では、チューブ１２が嵌入された芯線ワイヤ１３を張設する。芯線ワイヤ１３はチューブ１２より長いものが準備され、その一端を固定チャック装置２１に咬持させる。図４に示すように、チューブ１２の嵌入は、芯線ワイヤ１３の他端を可動チャック装置２２に咬持させる以前に行う。即ち、芯線ワイヤ１３の他端からチューブ１２を実線矢印で示すように芯線ワイヤ１３に嵌入する。この実施の形態では、チューブ１２を嵌入させた後に止め具５６を芯線ワイヤ１３の他端から嵌入する場合を示す。止め具５６は、図３の拡大図に示すように、芯線ワイヤ１３に嵌入可能な筒状を成し、その軸方向に直交して雌ねじ孔５６ａが形成される。そして、チューブ１２と止め具５６が嵌入された芯線ワイヤ１３の他端を可動チャック装置２２に咬持させる。

芯線ワイヤ１３の他端を可動チャック装置２２に咬持させる際に、チャック移動機構２６の可動台２６ａを固定チャック装置２１側に近づけておく。芯線ワイヤ１３の他端を可動チャック装置２２に咬持させた後、図３の破線矢印で示すように、チャック移動機構２６の可動台２６ａを可動軸受け２４とともに移動させ、可動軸受け２４に枢支された可動チャック装置２２を固定チャック装置２１から遠ざけることにより芯線ワイヤ１３を引っ張り、その芯線ワイヤ１３を固定チャック装置２１と可動チャック装置２２の間に張設させる。

なお、芯線ワイヤ１３を張設させた後、その芯線ワイヤ１３に嵌入されたチューブ１２を実線矢印で示すようにＹ軸方向に移動させ、チューブ１２の一端をリール２９における突部２９ｃに当接させて、芯線ワイヤ１２に対するチューブ１２の位置を決定させる。その後、止め具５６もＹ軸方向に移動させてチューブ１２の他端に当接させ、その雌ねじ孔５６ａに雄ねじ５７を螺合してその先端を芯線ワイヤ１３に圧接することにより、芯線ワイヤ１３に嵌入されたチューブ１２が可動チャック装置２２側に移動することを防止し、これによりチューブ１２を芯線ワイヤ１３に固定する。

＜捨て絡げ工程＞
この工程では、図３に示すようにノズル３０から繰り出される線状材１１をリール２９に巻回させる。線状材１１の先端は取付部材２９ｂに取付けられているので、ノズル移動機構３１によりノズル３０を移動させ、線状材１１の繰り出し端部を固定チャック装置２１と同軸に設けられたリール２９に対峙させ、その状態で芯線回転手段によりそのリール２９を固定チャック装置２１とともに回転させることによりノズル３０から繰り出される線状材１１をリール２９に巻回させる。このリール２９に巻回させる線状材１１の長さは、先の線状材巻き付け工程においてチューブ１２に巻き付けられて巻癖が生じた部分を最低限含む長さとする。そして、そのような巻癖が生じた部分が巻回された後、ノズル移動機構３１によりノズル３０を移動させ、ノズル３０から繰り出される線状材１１を側壁に形成された切り欠き２９ａ（図１）から可動チャック装置２２側に引き出す。

＜線状材巻き付け工程＞
この工程では、図５の実線矢印で示すように、張設された芯線ワイヤ１３をチューブ１２とともに正転させてノズル３０から繰り出される線状材１１をチューブ１２に巻き付け、線状材１１が圧接してなる溝をチューブ１２の外周に形成する。この実施の形態では、ワイヤ張設工程と線状材巻き付け工程の間に捨て絡げ工程を設けているので、この線状材巻き付け工程では、リール２９に巻回された後にノズル３０から繰り出される線状材１１をチューブ１２に巻き付ける。具体的には、ノズル移動機構３１によりノズル３０を移動させ、ノズル３０の線状材１１の繰り出し端部をリール２９の突部２９ｃに当接するチューブ１２の一端に対峙させる。その後、芯線回転手段により固定チャック装置２１と可動チャック装置２２をそれぞれ同期して回転させ、それらに咬持されてそれらの間に張設された芯線ワイヤ１３を正転させる。この芯線ワイヤ１３の正転とともに、その回転に比例したピッチ分の速度でノズル移動機構３１によりノズル３０を固定チャック装置２１側から可動チャック装置２２側に向かってＹ軸方向に移動させる。これによりノズル３０から繰り出された線状材１１は芯線ワイヤ１３に嵌入されたチューブ１２に螺旋状に巻き付けられる。

ここで、チューブ１２はリール２９の突部２９ｃに当接させているので、ノズル３０から繰り出された線状材１１はチューブ１２の一端から確実にそのチューブ１２に巻き付けられることになる。そして、チューブ１２を別に保持していないので、従来のようにチューブ１２を保持することにより生じる傷のようなものがチューブ１２に生じるようなことはない。チューブ１２を保持していないけれども、線状材１１の先端は芯線ワイヤ１３とともに回転する取付部材２９ｂに固定されているので、線状材１１がチューブ１２の周囲に巻き付けられると、チューブ１２が芯線ワイヤ１３と独立して回転するようなことは禁止される。この結果、芯線ワイヤ１３を回転させることによりチューブ１２の外周に線状材１１を確実に巻き付けることができる。

チューブ１２の外周に巻き付けられた線状材１１には、テンション装置４０により所定の張力が付与されている。この張力により線状材１１はチューブ１２の外周に圧接して埋没し、その外周を塑性変形させることにより、埋没跡からなる溝をチューブ１２の外周に形成する。よって、線状材１１に付与する張力はその線状材の太さ及び得ようとする溝の深さやチューブ１２の材質により適宜決定され、その張力の調整はテンション調節ねじ５４を回転させてスプリング５２の他端の固定位置を変位させることにより行われる。そして、所望の幅及び深さの溝が所望のピッチで形成された螺旋溝をチューブ１２の外周の所望の範囲に形成した段階で芯線ワイヤ１３の回転とノズル３０の移動を停止させる。

＜線状材引き戻し工程＞
この工程では、図５の破線矢印で示すように、芯線ワイヤ１３をチューブ１２とともに逆転させてチューブ１２に巻き付けられた線状材１１を線状材供給・排出機構に引き戻す。具体的には、線状材供給・排出機構における繰り出し制御プーリ４６の回転を停止した状態で、芯線回転手段により固定チャック装置２１と可動チャック装置２２をそれぞれ同期して逆転させ、それらに咬持されてそれらの間に張設された芯線ワイヤ１３を逆転させる。この芯線ワイヤ１３の逆転とともに、ノズル移動機構３１によりノズル３０を、その回転に比例したピッチ分の速度で可動チャック装置２２側から固定チャック装置２１側に向かってＹ軸方向に移動させる。これによりチューブ１２に巻き付けられた線状材１１は解き放たれ、テンション装置４０におけるテンションバー４８がスプリング５２の付勢力により図１の一点鎖線で示すように引き上げられ、チューブ１２の外周から解き放たれた線状材１１がノズル３０を介して引き戻される。そして、チューブ１２に巻き付けられた線状材１１の全てを引き戻した図３に示すような段階で芯線ワイヤ１３の回転とノズル３０の移動を停止させる。

＜チューブ取り外し工程＞
この工程では、溝が周囲に残存するチューブ１２を芯線ワイヤ１３から取り外す。この取り外しにあっては、芯線ワイヤ１３の張設を解除させた状態で行われる。具体的には、図３の一点鎖線矢印で示すようにチャック移動機構２６の可動台２６ａを可動軸受け２４とともに移動させ、可動軸受け２４に枢支された可動チャック装置２２を固定チャック装置２１に近づける。これにより芯線ワイヤ１３は弛み、この状態で可動チャック装置２２による芯線ワイヤ１３の他端の咬持を解除する。そして、図４に示すように芯線ワイヤ１３の他端を可動チャック装置２２から取り外し、止め具５６の雌ねじ孔５６ａに螺合されていた雄ねじ５７（図３）を緩め、その止め具５６とともに芯線ワイヤ１３に嵌入されていたチューブ１２を破線矢印で示すように他端側に移動させてその芯線ワイヤ１３から取り外す。このようにして、周囲に螺旋溝が形成されたチューブ１２を得る。

その後、最初のワイヤ張設工程に戻る。即ち、加工の対象である次のチューブ１２を可動チャック装置２２から取り外された他端から芯線ワイヤ１３に嵌入し、チューブ１２が嵌入された芯線ワイヤ１３の他端をその後可動チャック装置２２に咬持させ、芯線ワイヤ１３を張設させる。そして、このワイヤ張設工程からチューブ取り外し工程までを順次繰り返す。これにより螺旋状の溝が周囲に形成されたチューブ１２を順次得ることができる。

以上述べたように、本発明のチューブの螺旋溝加工装置及びその螺旋溝加工方法では、加工の対象であるチューブ１２が嵌入された芯線ワイヤ１３を張設させる点で、座屈するおそれのない丸棒心材を用いてその心材を軸方向に圧縮するように取付ける従来の加工装置と異なる。よって、従来では心材を座屈するおそれのある細いものとすることはできなかったけれども、本発明では芯線ワイヤ１３を張設させるのでその芯線ワイヤ１３が座屈することはなく、その芯線ワイヤ１３を比較的細いものとすることができる。このため、例えば、内径が０．４ｍｍのような比較的細いチューブ１２であっても、そのチューブ１２が嵌入される芯線ワイヤ１３として例えば太さが０．３８ｍｍの細いピアノ線を用いることにより、このような比較的細いチューブ１２への溝加工も可能になる。

また、本発明のチューブの螺旋溝加工装置及びその方法では、チャック装置２１，２２が芯線ワイヤ１３を咬持するけれども、加工の対象であるチューブ１２を直接保持するようなことをしない。このため、チューブ１２を直接保持することに起因する傷をチューブ１２に生じさせるようなことはない。チューブ１２を保持していないけれども、線状材１１がチューブ１２の周囲に巻き付けられた後には、チューブ１２が芯線ワイヤ１３と独立して回転するようなことはなく、芯線ワイヤ１３を回転させることによりチューブ１２の外周に線状材１１を巻き付け、螺旋状の溝を確実に形成することができる。また、芯線ワイヤ１３はチャック装置２１，２２により咬持されて張設されるものであるので、芯線ワイヤ１３の交換も比較的容易に行えることができる。よって、加工の対象であるチューブ１２を、その内径が異なるようなものに変更することも容易に行うことができる。

更に、本発明のチューブの螺旋溝加工装置及びその方法では、一度チューブ１２に巻き付けられて溝加工を行った線状材１１をリール２９に巻き付けることにより、その後ノズル３０から新たに繰り出される線状材１１をチューブ１２に巻き付けることができる。してみると、特に細いチューブ１２に巻き付けた線状材１１には比較的小さな曲率半径でチューブ１２に巻き付けられ、その線状材１１に比較的小さな曲率半径で湾曲しようとする巻癖が生じるけれども、このような巻癖が生じた線状材１１が再びチューブ１２に巻き付けられるようなことを回避することができる。従って、連続してチューブ１２に螺旋溝を形成するようにしても、巻癖が生じていない新たな線状材１１を常にチューブ１２に巻き付けることが可能になり、均一なピッチを有しかつ深さが均等な螺旋溝を得ることができる。即ち、本発明のチューブの螺旋溝加工装置及びその螺旋溝加工方法では、チューブ１２に傷を生じさせることなく、比較的細いチューブ１２であっても、深さが一定でピッチが均一な螺旋溝を形成することが可能になる。

なお、上述した実施の形態では、特にチューブ１２を加熱するためのヒータに関する記載を省いたけれども、螺旋状の溝を形成するために必要であるならば、そのチューブを加熱するヒータを設けても良い。

また、上述した実施の形態では、リール２９に突部２９ｃを形成し、その突部２９ｃにチューブ１２の一端を当接させているけれども、ノズル３０から繰り出された線状材１１をチューブ１２の一端から巻き付け可能である限り、この突部２９ｃは必ずしも必要とするものではなく、突部２９ｃを有しないリール２９を用いても良い。

また、上述した実施の形態では、軸方向に直交して雌ねじ孔５６ａが形成された筒状の止め具５６を用いてチューブ１２が芯線ワイヤ１３に対して移動することを防止する場合を説明したが、チューブ１２が芯線ワイヤ１３に対して移動するようなことがない場合には、あえて止め具５６は用いることを必要としない。また、止め具５６を用いるとしても、チューブ１２が可動チャック装置２２側に移動することを防止しうる限り、他の構造のものであっても良く、例えば、事務用のクリップ等を止め具５６として用いるようにしても良い。

また、上述した実施の形態では、テンションバー４８が所定の角度になるように繰り出し制御モータ４９を制御し、繰り出し制御プーリ４６を介して線状材１１の繰り出しを制限したけれども、繰り出される線状材１１に張力を与えるとともにその線状材１１を引き戻し可能なものである限り、線状材供給・排出機構はその他の構成のものであっても良い。例えば、繰り出し制御モータ４９に代えて繰り出し制御プーリ４６の回転を制御する電磁ブレーキを設け、テンションバー４８が所定の角度になるようにその電磁ブレーキを制御し、繰り出し制御プーリ４６を介して線状材１１の繰り出しを制限するようにしても良い。また、図６に示す従来のものと同様に、線状材供給・排出機構を、トルクモータ７により一定のトルクで正逆回転が可能で線状材を供給しかつ巻取るためのリール８、及びそのリール８から繰り出した線状材をチューブに案内するためのガイド９ａにより構成しても良い。

更に、上述した実施の形態では、芯線回転手段として固定軸受け２３と可動軸受け２４の双方にサーボモータ２７，２８がそれぞれ設けられる場合を例示したけれども、単一のサーボモータによりそれぞれのチャック装置２１，２２を同期して同方向に回転させるようにしても良く、チャック装置２１，２２を同期して同方向に回転可能である限り、サーボモータに代えてエア又は油圧シリンダ等の他の機構を用いてチャック装置２１，２２を回転させても良い。

１０ 螺旋溝加工装置
１１ 線状材
１２ チューブ
１３ 芯線ワイヤ
２０ ワイヤ張設機構
２７，２８ サーボモータ（芯線回転手段）
２９ リール

Claims (4)

1. チューブ(12)が嵌入可能な芯線ワイヤ(13)と、
   前記芯線ワイヤ(13)を張設するワイヤ張設機構(20)と、
   張設された前記芯線ワイヤ(13)を前記チューブ(12)とともに正逆回転させて線状材供給・排出機構から繰り出される線状材(11)を前記チューブ(12)に巻き付け及び前記チューブ(12)に巻き付けられた前記線状材(11)を前記線状材供給・排出機構に引き戻す芯線回転手段(27,28)と
   を備えたチューブの螺旋溝加工装置。
2. 芯線回転手段(27,28)により回転し線状材供給・排出機構から繰り出される線状材(11)を巻回可能なリール(29)を更に備えた請求項１記載のチューブの螺旋溝加工装置。
3. チューブ(12)が嵌入された芯線ワイヤ(13)を張設するワイヤ張設工程と、
   張設された前記芯線ワイヤ(13)を前記チューブ(12)とともに正転させて線状材供給・排出機構から繰り出される線状材(11)を前記チューブ(12)に巻き付け前記線状材(11)が圧接してなる溝を前記チューブ(12)の外周に形成する線状材巻き付け工程と、
   前記芯線ワイヤ(13)を前記チューブ(12)とともに逆転させて前記チューブ(12)に巻き付けられた前記線状材(11)を前記線状材供給・排出機構に引き戻す線状材引き戻し工程と、
   前記溝が周囲に残存する前記チューブ(12)を前記芯線ワイヤ(13)から取り外すチューブ取り外し工程と
   を有するチューブの螺旋溝加工方法。
4. ワイヤ張設工程と線状材巻き付け工程の間に線状材供給・排出機構から繰り出される線状材(11)をリール(29)に巻回させる捨て絡げ工程が設けられ、
   線状材巻き付け工程において前記リール(29)に巻回された後に前記線状材供給・排出機構から繰り出される線状材(11)をチューブ(12)に巻き付ける請求項３記載のチューブの螺旋溝加工方法。

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