(57)【要約】【課題】典型的な通常の率よりも実質的に大きい除去率を達成するような高速研磨装置を提供すること。【解決手段】本発明による高速研磨装置は、多孔性の研磨ホイール２と、研磨ホイール２を取付けると共に毎秒８０ｍにまで達する周速で研磨ホイール２を回転させる機械１０、１２とを備えている。高圧で噴出する冷却剤を実質的に研磨点に先立つ研磨ホイール２の周縁の照準点１９に方向付ける少なくとも１つのノズル手段２０を有する高圧冷却剤供給システム２６が設けられている。【選択図】図１
2010005786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔性の研磨ホイールと、
研磨ホイールを取付けると共に毎秒８０ｍにまで達する周速で研磨ホイールを回転させる機械と、
高圧で噴出する冷却剤を実質的に加工点に先立つ研磨ホイールの周縁の照準点に方向付ける少なくとも１つのノズル手段を有する高圧冷却剤供給システムと、を備えたことを特徴とする高速研磨装置。
【請求項２】
ノズル手段は、冷却剤の噴射を、実質的に放射方向に研磨ホイールの周の照準点に方向付けるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ノズル手段は、研磨ホイールの周の照準点を、加工点に約３０ｍｍから４０ｍｍ先立つ距離に向けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
冷却剤ノズル手段は、加工点に対して相対的に冷却剤噴射照準点を再位置決めするために、機械のスピンドル軸周りに回転可能であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の装置。
【請求項５】
ノズル手段は、スピンドル軸周りに回転可能なヨークに保持されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
ヨークは、主発動機によって駆動されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
ヨークは、その少なくとも周縁部近傍において、主発動機がピニオンを介して係合するギアが形成されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
機械は、自動ツール交換器を有する多軸マシニングセンタを備えており、
ノズル手段は、ツール変換作業に応じてツール空間を空にするように可動であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
ツール空間を空にするように可動のノズル手段は、機械のスピンドル軸と平行かつ横方向に離れた軸の周りに揺動するようになっていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
可動のノズル手段は、独立のモータによってその揺動軸上で駆動されることを特徴とする請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
ノズル揺動軸と機械のスピンドル軸との間の横方向の間隔に対する相対的なノズル手段の揺動半径は、ノズルの先端が研磨ホイールの周に接触するように回転され得るようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
独立のモータは、ノズルの先端と研磨ホイールの周との間の接触を検出する手段を有していることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
高圧冷却剤供給システムは、使用中、ノズル手段から約４０乃至７０Ｂａｒの圧力で液体の噴射を供給することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
研磨ホイールは、多孔性のガラス状構造の酸化アルミニウムで構成されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
下降切除研磨あるいは上昇切除研磨のため研磨ホイールを加工点において深い切込みとなるように配置する工程と、高圧で噴出する液体冷却剤を研磨点に先立って略放射方向に研磨ホイールの周の照準点に方向付けるようにノズル手段を位置決めする工程と、を備えた高原料除去率で研磨作業を実施する方法を有する請求項１乃至１４のいずれかに記載の装置の使用。
【請求項１６】
実質的に以下に詳述され、添付の図面に図示された高速研磨装置。
【請求項１７】
請求項１６による装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨のための方法および装置に関している。特に、高い原料除去率を達成することができる、いわゆるクリープ研磨処理の改良に関している。
【背景技術】
【０００２】
クリープ研磨は、最大限の深さあるいは最大限の切除の作業であり、これは１回の行程で固定物から完全な外形深さを切除できるものである。研磨される加工物は、回転する研磨ホイールを一定の速度で通過するように送られる面テーブルに固定されている。原料除去率は、ホイールの表面のチップ空胴の大きさ及び数と他の多くの要因との組合わせによって決定される。チップ空胴がほとんど充満している場合に高い原料除去率が達成され得るが、最大限のあるいは詰め込まれた空胴は、加工物表面を焼付けてホイールを損傷するのに十分な摩擦熱を発生させ得る。
【０００３】
従来、ホイールの切込深さを増大させることは、加工物の送り速度を減少させることや、２回以上の行程で作業を実施することを必要としていた。
【０００４】
ホイールの接触領域に十分な冷却剤の流れを与えて、加工物の冷却および研磨ホイールの冷却を確実にすると共に効果的に洗浄を行うという幾つかの改良が見出されている。ホイール表面の近傍に大量に約４ｂａｒに達する典型的な供給圧力で冷却剤を供給する噴射洗浄ノズルを用いることが知られている。ホイールのタイプおよび構成は、原料除去率とホイール摩耗との間の最も満足のいくバランスのために、研磨される材料のタイプに合わせて慎重に選択される。構成の慎重な選択および動作の可変性によって、最良の組合わせでの原料除去率は他の形態の２倍の高さにまで達し得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
我々は、典型的な通常の率よりも実質的に大きい除去率が、小径のホイールと、冷却剤供給圧力と、ホイール上の冷却剤噴出衝突ポイントとの新しい組合わせによって達成され得るという驚くべき結果を知見した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、その最も広い特徴において、多孔性の研磨ホイールと、研磨ホイールを取付けると共に毎秒８０ｍにまで達する周速で研磨ホイールを回転させる機械と、高圧で噴出する冷却剤を実質的に研磨点に先立つ研磨ホイールの周縁の照準点に方向付ける少なくとも１つのノズル手段を有する高圧冷却剤供給システムと、を備えた高速研磨装置が提供される。
【０００７】
さらに、研磨ホイールを研磨点において深い切込みとなるように配置する工程と、高圧で噴出する液体を実質的に研磨点に先立つ研磨ホイールの周縁の照準点に方向付ける工程と、を備えた高原料除去率で研磨作業を実施するための方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の基本原理を図示する図式的な図。
【図２】多軸マシニングセンタ上の本発明の一実施例において用いられた冷却剤ノズル装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の方法および装置並びにそれらがいかにして実施されるのかが、添付の図面を参照して実施例と共に説明される。
【００１０】
本発明は、通常のミリングカッタの代わりに研磨ホイールを用いて作動するようになっている多軸ミリング機械を用いて実際に実施される。この種の多軸機械を用いる主たる理由は、研磨される加工物上に複雑な表面外形を再現するためのその能力であるが、この特別なテーマは本発明の範囲の外側にある。従って、研磨ホイールと加工物との相対的な動きは、複合された動きであり得る。しかしながら、添付の図面においては、簡単のために、そのような相対的な動きを直線状のものとして表している。
【００１１】
本発明は、添付の図面に示された構成の実施例を参照して、より詳細に説明される。
【００１２】
図１は、本発明の基本原理を図示する図式的な図である。
【００１３】
図２は、多軸マシニングセンタ上の本発明の一実施例において用いられた冷却剤ノズル装置を図示している。
【００１４】
本発明を組み入れている研磨プロセスの原理を図示するという目的のために、図１は、加工物６が相対的に矢印８の方向にホイール２を通って送られる間に、矢印４の方向に回転する研磨ホイール２を備えた研磨装置を示している。図示の実施例では、これは、全体に９として示された接触領域において、“下降”研磨として当業者に知られた動作を行う。本発明は同様に“上昇”研磨で作動することも見出される。実質的に、本発明のプロセスは、クリープ研磨として知られているプロセスの発展形態である。それは、誤った表現であると考えられ得る。なぜならこの改良結果は、加工物材料をきわめて高速に除去することを達成しているからである。
【００１５】
研磨ホイール２は、標準的な多軸機械の一部であるツールヘッドまたはチャック１２に保持された回転スピンドル１０に取付けられている。加工物６は、面取付テーブル１６上の取付部材１４によって保持されている。本発明は“１行程”研磨プロセスであることが意図されているので、研磨ホイールの幅は、もちろん要求される研磨面の対応する幅によって決定されている。我々は、１０ｍｍから４５ｍｍの範囲の幅の研磨ホイールを用いた結果、もし面速度が一定に維持されている場合、変化に意味が見出されないことを知見した。一方で、我々は幅の限界の兆候を見出すこともなく、他の理由は別として、本発明が研磨ホイールの幅にかかわらず有用であることが予期される。
【００１６】
このタイプの研磨ホイールに用いられ、改良が達成される面速度の値の範囲は、毎秒約１０ｍから毎秒約８０ｍまでであった。変化するホイールの直径は、面速度が他の全てのパラメータに調和している場合、矛盾の無い結果を与えた。記録のために用いられた研磨ホイールの最大径は約４００ｍｍであるが、この上限値は、ホイール構造の固有の安定性によるというよりも、機械の作動領域における物理的な許容範囲によって決定された。明らかに、それらの構成及び構造の特徴による研磨ホイールは、２つだけ示すとすれば最大の回転速度及び達成できる切込み深さの点で限界があるが、本実施例においては、これらはプロセスの動作パラメータを縮小しなかった。従って、大きさの点で機械が許す場合、より速度の高い形態が達成されることが予測され得る。
【００１７】
水溶性油を有する液体冷却剤の噴射１８は、ノズル手段２０を介して、ホイール２の周縁の照準点１９に向けられている。ノズル２０は、閉ループの冷却剤供給、収集、濾過システムの出口である。ホイールから噴出された使用済みの冷却剤は、機械の下方部分において油だめ２２内に収集され、有効な濾過システム２４を介して流されて一定の粒子の大きさ、典型的には少なくとも約１０ミクロンまで破片が除去される。
【００１８】
濾過システム２４と一体に、超高圧ポンプシステム２６が設けられている。このシステム２６は、一定の圧力をかけて、出口２８を介して供給ノズル２０に冷却剤を供給する。図示の実施例では、冷却剤の供給は、１００ｂａｒにも達する圧力、典型的には７０ｂａｒに達する圧力で、毎分約６０リットルに達する流速で、出口２８を介して供給される。我々は、約４０Ｂａｒから約７０Ｂａｒの圧力範囲で供給される冷却剤を用いて達成される著しい改良を知見した。
【００１９】
ノズル２０は、加工物６の切除領域に先だつ約４５゜の地点のホイール周において略放射方向でホイールに冷却剤の超高圧噴射１８を供給するために、ホイール２の周縁の近傍に配置されている。ノズル２０は、ホイールの全体の幅に亘る衝撃点においてホイールの周縁に対して垂直な方向に冷却剤流体の噴射１８を方向付けるように構成され配置されている。本実施例では、ノズル２０はホイール２の幅に略等しい長さを有する略長方形状であって、０．５ｍｍから１ｍｍの深さである噴射開口を有している。この開口は、従って、ホイールの周縁にシート状または扇状に冷却剤の噴射１８を方向付け、ホイールの幅に亘る冷却剤の略均一な分布が得られる。異なる幅のホイール２が用いられる場合、冷却剤ノズル２０もまた調和するように変更される。例えば単一のノズルの幅よりはるかに広い幅の研磨ホイールが用いられる場合、ホイールの全体の幅におよぶ合同冷却剤／潤滑剤噴射を生成すべく、２つのそのようなノズルが隣り合って取付けられ得る。ホイールに適合するようノズルを変更する必要を回避するために、２つのノズルは単一の２倍幅のノズルよりも好まれるかもしれない。なぜなら、２つのノズル配置において、ノズルの一方は消耗を回避すべくオンオフバルブを介して供給され得るからである。
【００２０】
図面では、一対の半径３０，３２が、ホイールスピンドル１０上に中心を置かれて（破線で）示されている。第１半径３０は、ホイール２の周縁上で噴射１８の衝突領域を通るように引かれている。一方、第２半径３２は、ホイール２と加工物６との間の接触点を通るように引かれている。これら２つの半径３０，３２の間の角度は、噴射１８の衝突点の周上の位置を規定する。範囲のうち最も小さい端で約８０ｍｍのホイール直径を用いている本実施例の図から、この角度は約４５゜であり、噴射１８は研磨ホイール接点に先だっていることがわかる。従って、もし機械が“上昇”研磨プロセスに変更されるなら、冷却剤噴射１８の衝突点が対応して変更されなければならない。異なるホイール直径が試され、我々は、改良された性能を維持するために、噴出衝突点とホイール切除点との間を略一定の距離に維持することが最良であることを知見した。すなわち、ホイール直径が増大されるにつれて、先だつ角度は逆の比率で減少した。研磨ホイールの周縁の研磨ホイール切除点と冷却剤照準点とを隔てる距離は、研磨ホイールの直径にかかわらず、略一定に維持されるように思われる。しかしながら、最良の結果を得るためのその距離の大きさは、幾つかの要因によって影響され、主にホイールの面速度と多孔性とによるらしい。例えば、ガラス状多孔性ホイールを用いた以上に示された例では、最良の冷却剤照準点は、切除点に約３０ｍｍから４０ｍｍ先だつ領域にあることが知見された。
【００２１】
本発明で達成された効果は、関係する幾つかのパラメータを変えることで、ある程度可変であることが認められる。我々の経験では、前述の冷却剤供給圧力である限り、接触点に先だつ約４５゜のノズル位置が、説明された大きさ及び種類の研磨ホイールを用いて最大の効果を達成した。この配置は、極めて重要であるとは知見されなかったが、複数の試験は原料除去率にとって重要な利点が接触領域９への従来の冷却剤注入では達成されなかったことを示した。実際、その領域への冷却剤の注入は、研磨ホイールの横滑りを促進することによって有害な効果を有し得ることが知見された。また、研磨ホイールの反対側の周の広い範囲でホイール周縁に向けられた冷却剤は、その他の場所でのめざましい改良をもたらさないことが知見された。
【００２２】
本発明の重要な改良は、主として、従来の基準によれば極端に高い冷却剤圧力と、多孔性ホイールとの関係における冷却剤噴射の位置と、に依存しているように見える。従来の研磨プロセスでは、冷却剤流の圧力は通常１から２Ｂａｒのオーダーであり、従来技術では約５Ｂａｒの圧力が高圧として言及されている。我々は、このようなオーダーの冷却剤圧力では、いかなるタイプの研磨ホイールを用いても重要な利点は見出され得ないことを知見した。ずっと高い冷却剤供給圧力を用いて、所望の効果が、広い範囲の角度において達成され得る、あるいは、わずかに異なる角度で最高であり得る。濾過およびポンプシステムの大きさおよびコストのため、実質的に異なる供給圧力で実験することの困難性と費用とが、そのような不定の実験法を排除する。
【００２３】
現実的なノズル装置が図２に示されている。図２では、図１と比較して、同じ部材には同じ参照符号が付されている。例えば、研磨ホイール２は、軸３０周りに回転するために機械スピンドル１２に取付けられ、ノズル手段２０は、研磨作業の間、接触領域の直前に配置される。しかしながら、研磨作業が最新の加工プロセスに完全に一体化され得るために、それは多軸マシニングセンタにおいて実施され、ノズル取付装置は、従って、自動ツール変換機能及び多様な研磨ホイール直径を満たすようになっている。
【００２４】
図２に図示された実施例では、ある範囲のホイール直径を満たすために、ノズル手段２０は、並んで取付けられた２つの個別のノズル２０ａ，２０ｂを有している。ノズルの配置は、第１ノズル２０ａが狭い幅の研磨ホイールに対して一列となるようになっている。より広いホイールは、付加される幅が第２ノズル２０ｂの領域内にくるように配置される。冷却剤供給システム（以下により詳細に説明される）は、狭い研磨ホイールが用いられる時ノズル２０ｂを通る流れをせき止めるバルブ手段を有し得る。
【００２５】
ツールスピンドル１０は、軸３０周りに回転するためにチャック１２に取付けられている。ホイール２あるいは他のツールは、スピンドル１０と共に、チャック１２から取外し可能であり、自動ツール変換機構によって、他のツール、例えば他の直径のホイールと交換可能である。そのようなツールの変換は、機械ツールの分野ではよくある。通常は、装置が回転ツールのライブラリあるいは貯蔵所を有しており、回転ツールの各々は、それ自身のスピンドルに取付けられる。制御コマンドに基づいて、チャック１２はスピンドル１０を解放し、ロボットアーム（図示せず）がツールおよび／またはスピンドルを把持し、ツール貯蔵所においてそれを他のツールと交換する。新しいスピンドル１０は、自動的に締められるチャック１２内に挿入される。この全体のプロセスが数秒で達成され、作業者の介在を何ら必要としない。冷却剤供給ノズル手段２０は、従って、ツール（研磨ホイール）２の周りのすぐ近くの空間部分からそれが取除かれない限り、潜在的な障害物を呈する。
【００２６】
ノズル２０ａ，２０ｂの先端（出口開口）は、使用中、好ましくは、研磨ホイール２の周面に大変接近して配置される。結果として、ノズルがツール交換シークエンスの間にホイール２と接触して損傷が引起こされ得るという明確な可能性が存在する。従って、ノズル手段２０（すなわち両方のノズル２０ａ，２０ｂ）は、ツール自体およびその周囲の空間をきれいに片付けるべく、ツール変換作業中に引込められるように配置されている。このことは、新しいツールが例えばより大きい直径の研磨ホイール２を有する場合に特に重要であり得る。
【００２７】
従って、ノズル手段２０と冷却剤供給システムとは、ノズル２０ａ，２０ｂがツール空間から離れて揺動することを可能とするようになっている。この構成では、これらのノズルは、ツールスピンドル軸３４に平行かつそれから離れている軸３６周りに離れて揺動するように取付けられている。もちろん、軸３４と最大径の研磨ホイール２の周縁との間には、十分な間隙がなければならない。
【００２８】
ノズル２０ａ，２０ｂは、軸３６と同軸に配置された管状供給導管３８に結合されている。管状導管３８の一端３９は閉じているが、反対側の端４０は回転部４２ａ（導管３８がこれに結合される）と静止部４２ｂとを有する回転管４２の出口と流体連通するように結合されている。
【００２９】
部分４２ａ，４２ｂは、ヨークアーム４８に保持されたステッパモータ４６によって駆動されるシャフト４４からの機械的な回転入力によって、相対的に回転可能である（さらに以下を参照）。
【００３０】
回転管４２の静止部４２ａはまた、ヨーク４８に相対的に固定されており、入口５０から内部の相互連絡室を介して出口４０まで冷却剤を導くために中空である。入口５０は、ポンプシステム出口２８によって示された柔軟供給パイプによって冷却剤濾過／ポンプシステム２６（図１参照）に接続された、ヨーク４８に対して相対的に固定された導管５２からの冷却剤を受容する。従って、作動中、冷却剤流の連続的な供給が出口２８から供給ノズル２０ａ，２０ｂに維持され得る。ステッパモータ４６は、研磨ホイール２を含むツール空間を片付けるべく軸３６周りに導管３８およびノズル手段２０を回転させるように動力を与えられ得る。新しいツール２が所定位置にくると、モータ４６は逆回転して、ノズル手段２０を反対方向にホイール２の周縁に向けて回転させる。好ましくは、ノズル２０ａ，２０ｂの先端とホイールの周縁との間の所定のすき間を設定するために、モータ４６はクラッチ機構（図示せず）および逆トルク検出手段（図示せず）と結合している。精確なすき間を得るために、ステッパモータ４６はノズル先端がホイール周縁に当接するまで前進される。クラッチ機構が瞬間的に滑り、逆トルクセンサが作動してモータ４６への電力供給を遮断する。この瞬間に、ノズルの先端はホイール周縁に軽く接触しているはずである。その後、モータが逆回転して、ノズルを所定の距離、図示の実施例ではステッパモータの１または２ステップに対応する数ミリメートルだけ引込ませる。冷却剤の供給は、ツール交換作業の間一時的に休止されても再開され得る。
【００３１】
以上のように、ステッパモータとノズル手段２０は、機械のスピンドル軸３４に対する相対的な回転のためにチャック１２と同軸に取付けられたヨークアーム４８に保持されている。図２に示すように、本実施例では、ヨークは実質的にディスク型の部分５０を有しており、ヨークアーム４８はその部分５０と一体的に形成されて、機械軸３４に対して相対的に実質的に放射方向に延びている。環状部分５０の周縁部は、ギヤ部が形成され、あるいは加工されている。それは、この場合空気駆動モータである主発動機５４によって駆動されるギヤピニオン５２とかみ合わされている。モータ５４は、機械に対して相対的に固定されている固定ヨーク５６に保持されており、結果としてアース部材として機能する。例えば、モータ５４が（適切な趣旨で）動力を与えられると、ピニオン５２が、ヨーク５０およびヨークアーム４８を機械軸３４周りに回転させる、このことによる効果は、ノズル手段２０の照準点１９を研磨ホイール２の周縁周りに移動すること、図においては、実線のノズル２０で描かれた初期の照準点から、破線で描かれたノズルの位置２０に対応する第２照準点１９に移動すること、である。ノズル２０は、ヨーク５０の周縁において、ギヤ部によって対応する角度に対応する範囲内でどの位置にも配置され得る。すなわち、ノズル手段２０は、研磨ホイール周縁に冷却剤噴射を方向付けるべく所望の位置に配置され得る。ノズル２０ａ，２０ｂは、実質的に放射方向に、すなわち実質的に照準点における接続に対して垂直に、冷却剤の噴射を方向付けるように構成され配置されている。ノズル手段は、全体として、機械軸３４上を中心とした周方向に回転されるので、この放射状の関係が維持される。このようにして、研磨作業中、基本機械としての多軸機械の能力が利用され得る。
【符号の説明】
【００３２】
２  研磨ホイール
６  加工物
９  接触領域
１０  回転スピンドル
１２  チャック
１４  取付部材
１６  面取付テーブル
１８  噴射
１９  照準点
２０  供給ノズル
２０ａ、２０ｂ  ノズル
２２  油だめ
２４  濾過システム
２６  超高圧ポンプシステム
２８  出口
３０  軸
３４  スピンドル軸
３６  軸
３８  管状導管
４２  回転管
４２ａ  回転部
４２ｂ  静止部
４４  シャフト
４６  ステッパモータ
４８  ヨークアーム
５０  ディスク型部分
５２  ギヤピニオン
５４  主発動機
５６  固定ヨーク
【図１】
2010005786.tif 000003
【図２】
2010005786.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月6日(2009.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明を組み入れている研磨プロセスの原理を図示するという目的のために、図１は、加工物６が相対的に矢印８の方向にホイール２を通って送られる間に、矢印４の方向に回転する研磨ホイール２を備えた研磨装置を示している。研磨ホイール２は、多孔性のガラス状構造の酸化アルミニウムで構成されている。図示の実施例では、これは、全体に９として示された接触領域において、“下降”研磨として当業者に知られた動作を行う。本発明は同様に“上昇”研磨で作動することも見出される。実質的に、本発明のプロセスは、クリープ研磨として知られているプロセスの発展形態である。それは、誤った表現であると考えられ得る。なぜならこの改良結果は、加工物材料をきわめて高速に除去することを達成しているからである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
ノズル２０は、加工物６の切除領域に先だつ約４５゜の地点のホイール周において略放射方向（ホイールの中心に向かうホイールの略半径方向）でホイールに冷却剤の超高圧噴射１８を供給するために、ホイール２の周縁の近傍に配置されている。ノズル２０は、ホイールの全体の幅に亘る衝撃点においてホイールの周縁に対して垂直な方向に冷却剤流体の噴射１８を方向付けるように構成され配置されている。本実施例では、ノズル２０はホイール２の幅に略等しい長さを有する略長方形状であって、０．５ｍｍから１ｍｍの深さである噴射開口を有している。この開口は、従って、ホイールの周縁にシート状または扇状に冷却剤の噴射１８を方向付け、ホイールの幅に亘る冷却剤の略均一な分布が得られる。異なる幅のホイール２が用いられる場合、冷却剤ノズル２０もまた調和するように変更される。例えば単一のノズルの幅よりはるかに広い幅の研磨ホイールが用いられる場合、ホイールの全体の幅におよぶ合同冷却剤／潤滑剤噴射を生成すべく、２つのそのようなノズルが隣り合って取付けられ得る。ホイールに適合するようノズルを変更する必要を回避するために、２つのノズルは単一の２倍幅のノズルよりも好まれるかもしれない。なぜなら、２つのノズル配置において、ノズルの一方は消耗を回避すべくオンオフバルブを介して供給され得るからである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
以上のように、ステッパモータとノズル手段２０は、機械のスピンドル軸３４に対する相対的な回転のためにチャック１２と同軸に取付けられたヨークアーム４８に保持されている。図２に示すように、本実施例では、ヨークは実質的にディスク型の部分５８を有しており、ヨークアーム４８はその部分５８と一体的に形成されて、機械軸３４に対して相対的に実質的に放射方向に延びている。環状部分５８の周縁部は、ギヤ部が形成され、あるいは加工されている。それは、この場合空気駆動モータである主発動機５４によって駆動されるギヤピニオン６０とかみ合わされている。モータ５４は、機械に対して相対的に固定されている固定ヨーク５６に保持されており、結果としてアース部材として機能する。例えば、モータ５４が（適切な趣旨で）動力を与えられると、ピニオン６０が、ヨーク５８およびヨークアーム４８を機械軸３４周りに回転させる、このことによる効果は、ノズル手段２０の照準点１９を研磨ホイール２の周縁周りに移動すること、図においては、実線のノズル２０で描かれた初期の照準点から、破線で描かれたノズルの位置２０に対応する第２照準点１９に移動すること、である。ノズル２０は、ヨーク５８の周縁において、ギヤ部によって対応する角度に対応する範囲内でどの位置にも配置され得る。すなわち、ノズル手段２０は、研磨ホイール周縁に冷却剤噴射を方向付けるべく所望の位置に配置され得る。ノズル２０ａ，２０ｂは、実質的に放射方向（研磨ホイールの中心に向かう研磨ホイールの半径方向）に、すなわち実質的に照準点における接続に対して垂直に、冷却剤の噴射を方向付けるように構成され配置されている。ノズル手段は、全体として、機械軸３４上を中心とした周方向に回転されるので、この放射状の関係が維持される。このようにして、研磨作業中、基本機械としての多軸機械の能力が利用され得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔性の研磨ホイールと、
研磨ホイールを取付けると共に毎秒１０ｍ以上の周速で研磨ホイールを回転させる機械と、
研磨ホイールの周縁の回転軌道において研磨加工点に先行する所定の照準点に向けて冷却剤を５Ｂａｒ以上の圧力で噴出する少なくとも１つのノズル手段を有する高圧冷却剤供給システムと、
を備え、
ノズル手段は、冷却剤を、実質的に研磨ホイールの中心に向かう研磨ホイールの半径方向に向けるように構成されている
ことを特徴とする高速研磨装置。
【請求項２】
所定の照準点は、研磨ホイールの周縁の回転軌道において、研磨加工点に対して約３０ｍｍから４０ｍｍ先行する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ノズル手段は、研磨加工点に対して相対的に照準点を再位置決め可能であるように、研磨ホイールの回転軸周りに回転移動可能である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
ノズル手段は、研磨ホイールの回転軸周りに回転可能なヨークに保持されている
ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
ヨークは、主発動機によって駆動される
ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
ヨークは、その少なくとも周縁部近傍において、主発動機がピニオンを介して係合するギアが形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
当該高速研磨装置は、自動ツール交換器を有する高速研磨用多軸マシニングセンタとして構成されており、
ノズル手段は、ツール変換作業に応じてツール空間を空にするように可動である
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
ツール空間を空にするように可動のノズル手段は、研磨ホイールの回転軸と平行で当該回転軸から横方向に離れて設けられたノズル揺動軸周りに揺動するようになっている
ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
可動のノズル手段は、独立のモータによってノズル揺動軸上で駆動される
ことを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
ノズル揺動軸と研磨ホイールの回転軸との間の横方向の間隔に対する相対的なノズル手段の揺動半径は、ノズルの先端が研磨ホイールの周縁に接触できるように揺動され得る、
というように設定されている
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
独立のモータは、ノズルの先端と研磨ホイールの周縁との間の接触を検出する手段と結合されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
高圧冷却剤供給システムは、使用中、ノズル手段から約４０乃至７０Ｂａｒの圧力で冷却剤の噴射を供給する
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
研磨ホイールは、多孔性のガラス状構造の酸化アルミニウムで構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。