(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線内部に通孔を有する芯線を筒状に形成した金網体、上記金網体の先端表面に砥粒を焼成又は電着させた鳥の巣状研削砥石において、上記鳥の巣状研削砥石を構成する金網体の後端芯線内の通孔から圧入される研削液又はクーラント液を、金網体の芯線先端に開口する通孔から刃先砥粒に供給する構成としたことを特徴とする鳥の巣状研削砥石。
【請求項２】
請求項１記載の鳥の巣状研削砥石において、上記鳥の巣状研削砥石は加工機の主軸穴に装着される工具ホルダの工具軸に取付けられ、上記工具軸は筒内で軸心方向に微動進退可能に軸心後端側へ弾圧微動されているとともに、筒内の工具軸後端に流体供給器からの流体脈動圧を供給して砥石先端側へ微動されることを特徴とする鳥の巣状研削砥石によるチョッピング加工方法。
【請求項３】
請求項２記載の鳥の巣状研削砥石によるチョッピング加工方法において、炭素繊維強化プラスチック板の孔加工を行うべく、炭素繊維糸群でシート状とした板材をその繊維方向を交差して積層した炭素繊維強化プラスチック板の構造体に対し、この繊維方向と直交する方向に上記鳥の巣状研削砥石の先端を軸方向に往復微動する衝撃加速度で炭素繊維糸を切断加工し、該切断加工で発生する繊維屑の粉塵を集塵カバーとその吸引器で集塵することを特徴とする鳥の巣状研削砥石によるチョッピング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、回転加工する研削工具等（カップ砥石やトレパンカッター）と、この研削工具により軸芯方向に小さなストロークで往復動させて加工するチョッピング加工方法と加工装置において、最適な使用条件で孔あけ加工他を可能とするカップ砥石の改良に係わる。
特に、薄板から厚板までの板材に対する孔の貫通加工において、最少限の研削屑、砥石内クーラントの効率アップ、研削屑の排出効率アップ、研削時間の短縮による研削効率の改善を達成した新規な研削砥石（金網体や管体群や薄板管等に孔を開けた筒状の鳥の巣状とし、該金網体や管体群の先端表面に砥粒を固着させた砥石で、以下鳥の巣状砥石と称する）と、この研削砥石によるチョッピング加工方法とチョッピング加工制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、切削加工や研削加工分野において、加工面や研削面に削り筋（線条痕）や研削筋（線条痕）等の発生を抑制すべく、加工ヘッドや研削ヘッドを高速オシレートする従来技術において、更に高速度で微細に往復動させる技術（高速回転のもとに軸芯方向に微細なストロークで往復動するチョッピング加工）が普及している。このチョッピングの駆動源を圧力変動（流体圧力の脈動現象）する圧縮空気供給源（エアーコンプレッサ）や切削液供給源（プランジャーポンプ）に求め、刃具や砥石のビビリ現象を抑制して高精密な加工面精度）が得られるようにしたチョッピング工具ホルダとそのチョッピング駆動装置が提供されている。【０００３】  上記加工機の主軸に装着されたチョッピング工具ホルダとこのチョッピングユニットを備えたものがある。上記チョッピングユニットは、工具ホルダの把持部から後端側に開けられた装着穴に対して先端部に通孔を設けた中腹部を挿入把持される回転筒体と、上記回転筒体の空間内に後端側を膨張させた摺動環部を気密に摺動可能に嵌合する工具軸と、上記工具軸の先端部は回転筒体の通孔から外部へ突出され該先端部に付設される研削砥石又は切削刃具の加工具と、上記工具軸の摺動環部は上記回転筒体内に位置するとともに上記回転筒体の先端部と摺動環部との間に介在して工具軸を後退させる弾性体と、上記回転筒体の後端空間内に上記工具ホルダの軸芯に貫通させたセンター孔から装着穴を介して工具軸の後端に脈動供給する研削液又は切削液と、を備えたチョッピング工具ホルダである。
そして、上記チョッピング工具ホルダには、ピストンの進退運動により脈動して研削液又は切削液を高圧吐出するピストンポンプ又はプランジャーポンプを駆動源とし、上記研削液又は切削液の耐圧機能を発揮する配管を介して上記チョッピング工具ホルダの回転筒体の後側空間内に供給するチョッピング駆動装置を備えている（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】  また、側端面に砥石部を構成した中空円筒状のカップ砥石本体の周側面に複数個の通水長孔部を穿孔設配置した研削用カップ砥石がある（例えば、特許文献２参照。）。【０００５】  更に、砥粒の分布が均一で、かつ砥粒の保持力に優れ、良好な切れ味を長期間にわたって安定的に維持することのできる研削砥石を得るものがある。その構成は、砥粒１６の粒径より小さい目開きのチタン製の金網１４の開口部１５の全部または一部に砥粒１６を配置するとともに、金網１４の面よりも砥粒１６を突出させ、この金網１４と砥粒１６とをロウ材１７によって台金１２に固着させている（例えば、特許文献３参照。）。【０００６】  更に、深穴や貫通孔を穿設する時、従来は、図１５（ａ）に示すように、一般的にドリルＤＬにより、ワークＷの孔加工を行なっている。この加工法だと、孔Ｈの内側となる体積が全て切粉Ｃとして排除しているから、非効率的な孔加工と言える。そこで、図１５（ｂ）に示すように、ワークＷに対してカップ砥石やトレパンカッター等の円筒刃具Ｋにより穿孔させると、孔Ｈの内側周辺だけを加工して円柱片Ｃ１を残すから、切粉Ｃとして排除される体積が極小となり、加工効率の良い加工方法として知られている（非特許文献。）。【０００７】  更に、図１６（ａ，ｂ，ｃ）に示すように、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック板）ＣＢの孔あけ加工において、ドリルＤＬにより、ワークＷの孔加工を行なっている。この加工法だと、ドリルの軸中心は切削速度が零であるから、図１６（ｂ）に示すように、ＣＦＲＰ板ＣＢに対する切削作用が得られず、強引に板を押し付けるから、多層構成の各層を変形及び層間剥離を起こす。そして、図１６（ｃ）に示すように、孔貫通させるとＣＦＲＰ板内に層間剥離の拡大とクレータ変質を起こすとともに孔先端にバリ・テラミを起こし、孔あけ不良となる。そこで、図１６（ｄ，ｅ，ｆ）に示すように、エンドミルＥＭによるヘリカル加工（偏心加工）が行われている。しかし、孔Ｈ内の素材を全て粉砕するから長い加工時間と工具損傷を招き経済的で効率の良い加工方法ではない。【０００８】  更に、産業分野が異なるコンクリート建造物の分野で、コンクリート加工に多用されているコアドリルが存在する。このコアドリルの一つの公知例は、筒状コアの基部からコア内部に供給される研削材を強制的に切削部位へ誘導し、コア内部での滞留ないし堆積を回避して供給ロスの低減を図るとともに、切削効率の向上を図るものである。具体的な構成は、コアドリル４は、装置本体部６に螺合等の手段をもって取り付けられる筒状コア１４と、この筒状コア１４の内方においてコンクリート等の被削面Ｆ上設けられる案内部材１６とから成っている。筒状コア１４の先端１４ａには周方向に等間隔に切削チップ１８が配設されており、基部１４ｂには研削材Ｋを冷却用空気と��もにコア内部へ導入するための供給口２０が形成されている。案内部材１６は筒状コア１４の先端側へ末広がりとなる略円錐形に形成されており、被削面Ｆ上に対する載置面１６ａと、研削材Ｋを誘導する案内斜面１６ｂとを有している（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】  実用新案登録第３１８１１９０号公報
【特許文献２】  実開平２−５３３６７号公報
【特許文献３】  特開２０００−２３７９６３号公報
【特許文献４】  実開平５−３５２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  上記実用新案登録第３１８１１９０号公報は、チョッピング加工の条件となるステッピング加工の１０倍以上の速い往復運動と、０．０５ｍｍ〜１ｍｍ前後のストロークは、脈動供給される研削液や切削液により自由な往復運動制御の元に実施できる。これにより、線条痕の無い被研削面の表面粗さＲａ０．１μｍ以上の円滑・平滑面が得られる。然し乍ら、薄板から厚板までの穴の貫通加工において、最小限の研削屑とこの研削屑の排出や砥石内クーラントの効率アップ、研削屑の排出効率アップ、研削時間の短縮による研削効率の改善が図られていない。【００１１】  上記実開平２−５３３６７号公報は、中空円筒状のカップ砥石本体の周側面に複数個の通水長孔部を穿孔設配置した研削用カップ砥石である。これにより、比較に薄板の穴の貫通加工において、複数個の通水長孔部からの先端刃部への冷却効果や研削屑の排出には期待できる。然し乍ら、ある程度の板厚から厚板の穴の貫通加工において、最小限の研削屑生成とこの研削屑の排出効率アップ、更に、クーラント液を効率良く刃先への砥石内を通過させた供給と排出性に劣ると言う問題がある。従って、厚板の孔の貫通加工において、加工の効率アップ、研削時間の短縮による研削効率の改善が望めない。【００１２】  上記特開２０００−２３７９６３号公報は、砥粒の分布が均一で、かつ砥粒の保持力に優れ、良好な切れ味を長期間にわたって安定的に維持する研削砥石である。しかし、この研削砥石の技術（金網と砥粒をろう材によって台金に固着させる）による時は、研削液は砥粒の表面を外部から浸透（濡らす）だけであるから、カップ砥石で深穴を明けるとき砥石刃先（砥粒）にまで到達しない。従って、砥石刃先（砥粒）に研削液不足を生じやすく、カップ砥石を使用したチョッピング加工技術による肉厚材や厚板等の環状深穴加工（切削及び研削）に対応できない。【００１３】  また、図１５（ｂ）に示すように、ワークＷをカップ砥石やトレパンカッター等の円筒刃具により穿孔させると、孔Ｈの周辺縁だけを加工し、切粉Ｃとして排除される体積が極少となり、加工効率の良い加工方法である。しかしながら、上記実開平２−５３３６７号公報と同様に、クーラント液を効率良く刃先への砥石内を通過させ難く、これが為に切粉・研削屑の排出性に劣ると言う問題がある。従って、厚板の貫通孔の加工において、加工効率アップ、研削時間の短縮による研削効率の改善が今一つ望めない。
更に、図１６（ｄ）〜（ｆ）に示すように、ＣＦＲＰ板ＣＢをエンドミルＥＭによるヘリカル加工（偏心加工）では、孔Ｈ内の素材を全て粉砕するから長い加工時間と工具損傷を招き経済的で効率の良い加工方法ではない。【００１４】  更に、上記実開平５−３５２１７号公報はコンクリートを粉砕加工するコアドリルであり、研削材を強制的に切削部位へ誘導し、コア内部での滞留ないし堆積を回避して供給ロスの低減を図り、切削効率の向上を図るものであると言う。しかし、金属材料や特に、炭素繊維強化プラスチック板の孔加工を行うと、炭素繊維糸群でシート状とした板材をその繊維方向を交差して積層した炭素繊維強化プラスチック板の構造体であるから、上記コアドリルで通常の加工を行うと、切断した炭素繊維糸群が刃具（切削チップ）に絡み付き、正確な孔あけ加工ができない。更に、研削材は圧縮空気で噴霧状にして筒状コアの基部（加工点から遠い）からコア内部に供給されるから、コア内部で拡散・滞留されてしまい、研削材Ｋを誘導する案内斜面を有していても効果的に切削部位へ誘導されない。特に、深穴加工時には霧状研削材（圧縮空気のみ到達）は深い加工点まで到達され難く、切削効率の向上は望めないと言う問題点を残存する。更に、追記すれば、深穴の切削チップまで到達した圧縮空気を吸引管で吸引しているから、チップ先端に研削材が留まらず高速で通過するだけであるから、被加工面とチップとの研削材による潤滑冷却（摩擦抵抗の低減・除熱他）が期待されず低減を余儀なくされてしまう。【００１５】  本発明は、上記カップ砥石やトレパンカッター等の円筒刃具による厚板や上記エンドミルＥＭによるヘリカル加工（偏心加工）等における先行技術による厚板の孔貫通加工時に見られる問題点、更には、類似技術であるコンクリート表面等に穴あけする上記コアドリルに見られる問題点に鑑みて研究開発を続けた結果、下記のような具体的な解決策が必須であることが判明した。即ち、
（１）薄板から厚板までの孔の貫通加工において、最少限の研削屑、砥石内クーラントの効率アップ、研削屑の排出効率アップ、研削時間の短縮による研削効率の改善を達成した新規な研削砥石（孔あき金網体、孔あき筒体、管体群で鳥の巣状とし、該金網体や筒体や管体群の先端表面に砥粒を固着させた砥石で、以下鳥の巣状砥石と称する）の開発。
（２）一般の金属製の板材は勿論のこと、特に、炭素繊維糸の線方向と直交する方向は強度が弱いＣＦＲＰにおいて、カッターの切断方向を軸線方向と直交する方向を工具切断方向とし同時にチョッピングの衝撃加速度で容易に切断加工する方式とする。即ち、ＣＦＲＰ繊維の最高強度方向に無理やり引っ張る従来の回転加工だけでなく切断進行方向に「叩き切る」相乗効果を発揮させ、ＣＦＲＰの宿命的テーマと言われている層間剥離、バリ（デラミ）発生を著しく改善させること。
（３）ＣＦＲＰ加工では普及していない加工を、ハイパー研削とチョッピング機能の効果的な相乗作用で実施可能とすること。また、切削屑・研削屑となる粉塵を合理的に回収し、環境保全を図れること。
（４）クーラント液の流体脈動により「間欠、波動」に噴射できるクーラントとして切り替えられ、加工状況に対応した冷却機能、潤滑機能の向上と切粉粉砕が得られること。
（５）カップ砥石他による厚板の穴の貫通加工において、最少限の研削屑生成とこの研削屑の排出効率アップ、クーラント液は砥石内を通過させて刃先へ効率良く噴出させ、研削効率を改善することで、加工効率のアップ、研削時間の短縮が図れること。【００１６】  本発明は、上記鳥の巣状砥石とこの砥石によるチョッピング工具ホルダとそのチョッピング加工方法及び加工制御装置において、具体的に（１）〜（５）の解決策を包括的に纏めると、下記２つの目的に集約される。
その第１の目的は、薄板から厚板に至る穴や貫通孔加工において、最少限の研削屑、砥石内部の通孔から刃先へのクーラント供給の効率アップ、研削屑の排出効率アップ、研削時間の短縮による研削効率の改善を図るべく、新規な研削砥石（鳥の巣状研削砥石と称する）を提供する。
また、第２の目的は、上記新規な研削砥石（鳥の巣状研削砥石と称する）を使用したＣＦＲＰの宿命的テーマ他を解決するチョッピング加工方法とこのチョッピング加工制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】  上記目的を達成するべく本発明の請求項１の鳥の巣状研削砥石は、芯線内部に通孔を有する芯線を筒状に形成した金網体、上記金網体の先端表面に砥粒を焼成又は電着させた鳥の巣状研削砥石において、上記鳥の巣状研削砥石を構成する金網体の後端芯線内の通孔から圧入される研削液又はクーラント液を、金網体の芯線先端に開口する通孔から刃先砥粒に供給する構成としたことを特徴とする。【００１８】本発明の請求項２の鳥の巣状研削砥石によるチョッピング加工方法は、請求項１記載の鳥の巣状研削砥石において、上記鳥の巣状研削砥石は加工機の主軸穴に装着される工具ホルダの工具軸に取付けられ、上記工具軸は筒内で軸心方向に微動進退可能に軸心後端側へ弾圧微動されているとともに、筒内の工具軸後端に流体供給器からの流体脈動圧を供給して砥石先端側へ微動されることを特徴とする。【００１９】本発明の請求項３の鳥の巣状研削砥石によるチョッピング加工方法は、請求項２記載の鳥の巣状研削砥石によるチョッピング加工方法において、炭素繊維強化プラスチック板の孔加工を行うべく、炭素繊維糸群でシート状とした板材をその繊維方向を交差して積層した炭素繊維強化プラスチック板の構造体に対し、この繊維方向と直交する方向に上記鳥の巣状研削砥石の先端を軸方向に往復微動する衝撃加速度で炭素繊維糸を切断加工し、該切断加工で発生する繊維屑の粉塵を集塵カバーとその吸引器で集塵することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】  本発明の鳥の巣状研削砥石は、金網体や薄板や管群の先端表面に砥粒を電着他で強固に固着させたから、研削時に砥粒の剥奪が無く、更に、研削液は刃先砥粒の表面を刃先内部から浸透（濡らす）できる。即ち、筒形状の鳥の巣状研削砥石で深穴を明けるとき、孔あきのチューブの金網体又は多数の孔あき薄板又は管群の孔が砥石刃先（砥粒）にまで配置され、刃先に研削液を確実に到達できる。従って、砥石刃先（砥粒）は研削液を常に内部小孔から満たし、刃先の冷却効果、研削屑の排出効果、研削抵抗の低減効果による発熱低減効果、研削効率の向上効果等々が大きく期待できる。しかして、チョッピング加工技術による肉厚材や厚板等の環状深穴加工（切削及び研削）に対して確実に対応できる。【００２１】  また、本発明の鳥の巣状研削砥石を使用すると、切断方向が強度の弱いＣＦＲＰを工具回転方向と同時にチョッピングの衝撃加速度で炭素繊維強化プラスチック板の孔加工が正確にできる。即ち、ＣＦＲＰ繊維の最高強度方向に無理やり引っ張る従来の回転加工だけでなく同時に進行方向に「叩き切る」相乗効果で宿命的テーマと言われている層間剥離、バリ（デラミ）発生が著しく改善できる。しかして、ＣＦＲＰ加工において普及していない切削加工や研削加工をハイパー研削（砥石内クーラント）とチョッピング作用効果で可能となる。【００２２】  更に、鳥の巣状研削砥石を使用したチョッピング加工方法によると、薄板から厚板に渡る穴の貫通加工において、最小限の研削屑，砥石内クーラントの効率アップ，研削屑の排出効率アップ，研削時間の短縮による研削効率の改善が実施できる。しかして、省エネルギー運転を可能としたチョッピング加工方法と加工制御装置により、飛躍的な経済的効果も発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】  本発明の実施の形態を示し、各種素材による各芯材体の斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態を示し、金網体を芯材体とする薄肉カップ砥石及び超砥粒砥石の製造工程図である。
【図３】  本発明の実施の形態を示し、チョッピング工具ホルダの工具軸に鳥の巣状研削砥石を取付ける斜視図である。
【図４】  本発明の実施の形態を示し、工具軸への鳥の巣状研削砥石の取付構成の断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態を示し、工具軸とチョッピング工具ホルダの断面図である。
【図６】  本発明の実施の形態を示し、他の工具軸とチョッピング工具ホルダの断面図である。
【図７】  本発明の実施の形態を示し、ＣＦＲＰ繊維に対するトレパニング加工の斜視図である。
【図８】  本発明の実施の形態を示し、一般の板材に小孔をあける鳥の巣状研削砥石による孔加工の作用図である。
【図９】  本発明の実施の形態を示し、ＣＦＲＰ繊維に対するトレパニング加工の作用図である。
【図１０】  本発明の他の実施の形態を示し、管体群による鳥の巣状研削砥石の組立図である。
【図１１】  本発明の他の実施の形態を示し、管体群による鳥の巣状研削砥石の断面図である。
【図１２】  本発明の他の実施の形態を示し、管体群による鳥の巣状研削砥石の作用図である。
【図１３】  本発明の各実施の形態を示し、研削液の供給・回収経路の構造と作用図である。
【図１４】  本発明の各実施の形態を示し、集塵カバーを配置した巣状研削砥石の作用図である。
【図１５】  従来のドリル孔あけと円筒刃具による孔あけ形態を示し、切粉量の比較図である。
【図１６】  従来のＣＦＲＰ繊維へのドリル孔あけとエンドミルによるヘリカル加工の作用図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】  以下、図１乃至図１４を参照して本発明の各実施の形態となる鳥の巣状研削砥石と、ＮＣ制御によるチョッピング加工方法と加工制御装置を順次に説明する。
【実施例】
【００２５】  本発明の各実施の形態となる鳥の巣状研削砥石２の構成図を図１〜図３により説明する。先ず、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、鳥の巣状研削砥石２のベースとなる芯材体３は、筒状とした金網体４と金網体の芯線に小孔ｈをあけた孔あき金網体４Ａ（ａ）、又は筒状とした薄板５とこの肉厚部内に多数の小孔ｈをあけた孔あき薄板５Ａ（ｂ）、又は小孔ｈを有する多数の管体群６（ｃ）を筒状に形成補強した芯材体３からなる。更に、上記金網からなる芯材体３（ｄ）において、この外周面に多数の横孔ｈ１を設け、研削液又はクーラント液が横孔からも吐出する各芯材体３の構成とした。【００２６】  上記４種類の各芯材体３の表面には、金網体４を代表して示す図２において、砥粒Ｄを焼成したカップ砥石７と、砥粒Ｄを電着させたカップ状の超砥粒砥石８とからなる鳥の巣状研削砥石２の製造工程を説明する。更に、細述すれば、無垢の金網体４叉は孔ｈあき金網体４Ａを筒状に「金網成形（ａ）」し、この後、金網表面に砥粒成形（ｂ）又はマスキング（ｂ）する。続いて、焼結機Ｓ０内にて砥粒を金網表面に焼成（ｃ）し、カップ砥石７を製造する。他の製法では、金網表面（台金）４Ｂにニッケルメッキすべく、砥粒をマスキング（ｂ）した後に、金網表面（台金）上に配置された砥粒Ｄを電気分解によりメッキ層Ｍを創生して金網表面（台金）４Ｂに固着（電着）する。上記工程により、超砥粒砥石８を製造する。尚、他の芯材体３となる筒状の無垢の薄板５と多数の小孔ｈをあけた孔あき薄板５Ａ、及び多数の管体６を成形した物についても、同様の製造工程でカップ砥石７や超砥粒砥石８が造られる。更に、他の実施態様として、図１（ｄ）に示すように、深孔用に長身とした各芯材体３Ａの外周表面に多数の横孔ｈ１をあけ、これに砥粒Ｄを固着させた鳥の巣状研削砥石２Ａも製造される。この鳥の巣状研削砥石２Ａによると、砥石の基端側から小孔ｈ内に圧入された研削液ＧＯやクーラント液ＣＯの一部は、砥石の先端部から排出されるとともに、砥石の外周面の横孔ｈ１からも外部へ噴出される。【００２７】  ここで、再度、上記孔あき金網体４Ａと孔あき薄板５と多数の管体群６を、芯材体３とする各鳥の巣状研削砥石２の構成を説明する。
（１）上記芯材体３は、筒状に形成して芯線内に通孔ｈを設けた金網体４Ａとし、上記金網体の先端表面に砥粒Ｄを焼成叉は電着させた鳥の巣状研削砥石７又は８であって、上記金網体の後端芯線内の通孔ｈに圧入された研削液ＧＯ又はクーラント液ＣＯが金網体の先端に固着された刃先砥粒Ｄに到達する構成とした鳥の巣状研削砥石２（７，８）である。
（２）上記芯材体３は、筒状に形成して壁内に軸心方向に多数の通孔ｈを併設した薄板５Ａとし、上記薄板の先端表面に砥粒Ｄを焼成叉は電着させた鳥の巣状研削砥石７又は８であって、上記薄板の後端壁内の通孔に圧入された研削液叉はクーラント液が薄板の先端に固着された刃先砥粒に到達する構成とした鳥の巣状研削砥石である。
（３）上記芯材体３は、筒状に形成して内部に通孔を貫通させている管６を束ねた管体群６Ａとし、上記管体群の表面に砥粒Ｄを焼成叉は電着させた鳥の巣状研削砥石２（７，８）であって、上記管体の後端側の通孔ｈに圧入された研削液叉はクーラント液が管体の先端に固着された刃先砥粒Ｄに到達する構成とした鳥の巣状研削砥石２（７，８）である。
（４）上記金網体４Ａ叉は薄板５Ａ又は管体群６からなる芯材体３の外周面に多数の横孔ｈ１を設け、研削液叉はクーラント液が横孔からも吐出する構成とした鳥の巣状研削砥石２（７，８）である。【００２８】  次に、鳥の巣状研削砥石２におけるカップ砥石７及び超砥粒砥石８を交換式の工具軸１４に取り付ける構成を、図３と図４で説明する。図３において、カップ砥石７又は超砥粒砥石８は、各後端面７ａ，８ａを有し、この中心位置に取付孔７ｂ，８ｂがあけられている。上記カップ砥石７及び超砥粒砥石８を工具軸１４の先端に設けた大径嵌合穴１４ａへの取付は、各座板９ａに各ボルト９ｂを通してカップ砥石７及び超砥粒砥石８内の空洞に挿入し、ボルト９ｂの先端９ｃを各取付孔７ｂ，８ｂに挿入する。更に、ボルト９ｂの先端９ｃを図４に示すように、工具軸１４の大径嵌合穴１４ａの中心位置にあけた雌ネジ１４ｂにねじ込み締結して固定する。従って、工具軸１４の大径嵌合穴１４ａには、各種のカップ砥石７及び超砥粒砥石８が着脱できる。上記工具軸１４の中腹部１４ｃは小径に絞られ、後端には摺動環部１４ｄが形成され、後記するチョッピング工具ホルダ１０の回転筒体１３内で進退移動する重要な部材（ピストン）となる。更に、工具軸１４の中心には摺動環部１４ｄから中腹部１４ｃまでセンター孔ｈ２があけられ、大径嵌合穴１４ａの内部を多数の放射孔ｈ３となって対面するカップ砥石７又は超砥粒砥石８の後端面７ａ，８ａの通孔ｈに繋がれている。これで、センター孔ｈ２内に圧入される研削液ＧＯやクーラント液ＣＯは、カップ砥石７又は超砥粒砥石８の無数の通孔ｈに分配されて刃先砥粒Ｄまで供給される。【００２９】  続いて、上記工具軸１４を把持するチョッピング工具ホルダ１０，２０と、これを把持する加工機（ＮＣ制御装置で加工される工作機械）３０の全体構成を図５と図６とで説明する。上記加工機３０がチョッピング加工方法を実施する。
先ず、第１実施形態のチョッピング工具ホルダ１０は、図５に示すように、加工機（フライス盤、マシニングセンタ等）や研削盤、バフ盤、ホーニング盤等からなる工作機械３０の主軸１の先端１Ａのテーパー穴に装着され、この内部にチョッピングユニット４０を備えている。上記チョッピングユニット４０の構成は、特に、図５に示すように、テーパー嵌合部１１の把持部１１Ａから後端側に開けられた装着穴１２に対し、先端部１３Ａに通孔１３Ｂを設けた中腹部１３Ｃを挿入把持される回転筒体１３と、上記回転筒体１３にはこの空間Ｓ内に後端側を膨張させた摺動環部１４ｄを気密に摺動のみ可能に嵌合（ルーズなキー係合又はスプライン結合）する工具軸１４と、上記工具軸１４の先端部１４ａは回転筒体の通孔１３Ａから外部へ突出され該先端部に付設されるカップ砥石７及び超砥粒砥石８と、上記工具軸１４の摺動環部１４ｄは上記回転筒体１３内に位置する。そして、上記回転筒体１３の先端部１３Ａと摺動環部１４ｄとの間に介在して工具軸１４を後退させる弾性体（コイルバネ）１５と、上記回転筒体の後端空間Ｓ内に上記主軸１の軸芯方向に貫通させたセンタースルーのセンター孔ｈ４とチョッピング工具ホルダ１０のセンター孔ｈ２と装着穴１２を介して工具軸１４の後端に流体脈動圧Ｖ１又はＶ２が脈動供給されると、工具軸１４を前進させて所定のストローク（チョツピング幅Ｌ）でカップ砥石７又は超砥粒砥石８をチョッピング動作する。研削液ＧＯ又は切削液ＣＯとからなる。【００３０】  図６に示す第２実施形態のチョッピング工具ホルダ２０は、第１実施形態のチョッピング工具ホルダ１０において、上記回転筒体１３の先端部１３Ａと摺動環部１４ｄとの間に介在して工具軸１４を後退させる弾性体（コイルバネ）１５に替えて、二つの永久磁石Ｍ１，Ｍ２を反発する関係に配置したものである。その詳細構成は、上記回転筒体１３の先端の大径内周径１３Ｂ内と蓋体１５Ｂとが形成する円筒空間Ｓ内には、一対のリング状磁石Ｍ１とＭ２とを同極側を対面させて工具軸１４の摺動環部１４ｄの中腹位置に配置し、後端側のリング状磁石Ｍ１が工具軸１４を後端側へ浮上させる反発力Ｆを発生させる関係に配置されている。更に、上記砥石側のリング状磁石Ｍ２と該砥石先端側となる閉塞板１５Ｂ間にリング状弾性体となるＯリングＯ１を介在させたチョッピングユニット４０Ａを構成している。即ち、カップ砥石７及び超砥粒砥石８のリング状磁石Ｍ１を工具軸１４に固着させ、カップ砥石７叉は超砥粒砥石８のリング状磁石Ｍ２は工具軸１４とは縁が切られて閉塞板１５Ｂの内面に吸引状態（リング状磁石Ｍ１とは反発状態）に保持されている。これにより、カップ砥石又は超砥粒砥石８は、リング状磁石Ｍ２により工具軸１４を後退させ、工具軸１４の後端に圧入される流体脈動圧Ｖ１又はＶ２により、工具軸１４を前進させ、カップ砥石７又は超砥粒砥石８を所定のストローク（チョツピング幅Ｌ）でチョッピング動作する。その他の構成と作用は、図５と同一符号を付して説明を省略する。【００３１】  上記チョッピング工具ホルダ１０，２０は、工作機械３０の運転を司るＮＣ制御装置（図示なし）により加工状況を感知する各種センサー（図示なし）からの検知信号、加��点砥石の切粉状態他を監視する監視情報やその他の加工情報により、研削液ＧＯ又は切削液ＣＯの各種の流体脈動圧Ｖ１、Ｖ２他を選択してチョッピング加工方法がＮＣ制御装置により支配されたチョッピング加工制御装置（図示なし）により実行される。【００３２】  続いて、上記チョッピング工具ホルダ１０，２０による研削加工叉は切削加工を説明する。特に、図３と図４に示す鳥の巣状研削砥石２（７又は８）によると、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の穴加工の優れた作用効果が得られる。この作用・効果を図７と図９により説明する。上記鳥の巣状研削砥石２は、上記金網叉は薄板叉は管体からなる芯材体の刃先内に多数の通孔ｈを設け、研削液又はクーラント液が刃先砥粒内から吐出する構成について、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）構造体の穴及び孔加工の実施態様について説明する。【００３３】  上記チョッピング工具ホルダ１０，２０を使用したチョッピング・トレパニング加工方法による炭素繊維強化プラスチックの穴及び孔加工は、特に、図７に示すように、繊維方向Ｏ１，Ｏ２を交差（直角に交差積層）させて炭素繊維糸群ＣＳからなるシート状の板材２００とした炭素繊維強化プラスチック構造体ＣＢに対するものである。即ち、炭素繊維強化プラスチック構造体ＣＢに対し、この繊維方向Ｏ１，Ｏ２と直交する垂直方向に、図９に示すように、工具軸１４に取り付けたカップ砥石７又は超砥粒砥石８のカッター先端の軸方向Ｏを一致させた往復微動（チョツピング動作）する衝撃加速度とハイパー研削（砥石クーラント）によるクーラント供給で、炭素繊維糸ＣＳを繊細に切断加工して実行される。これで、炭素繊維強化プラスチック構造体ＣＢに対する穴加工の切断面は、ささくれ、層間剥離の抑止ができ綺麗で面粗度が良好な高品位な切断作用と穴及び孔の切断面が得られる。即ち、孔Ｈが貫通すると、図９に示すように、円筒状の残片Ｇが抜け落ち、効率の良い孔加工が短時間に実行される。【００３４】  次に、図１（ｄ）に示す上記金網体４Ａ又は薄板体５Ａ叉は管体群６からなる芯材体３（ｄ）において、この外周面に多数の横孔ｈ１を設け、研削液ＧＯ叉はクーラント液ＣＯが横孔ｈ１からも吐出する各芯材体３の作用を図８により説明する。図８（ａ）において、工具ホルダ１４に鳥の巣状研削砥石２（４Ａ、５Ａ、６）を取り付け、研削液ＧＯ又はクーラント液ＣＯが多数の横孔ｈ１及び刃先砥粒Ｄの小孔ｈからも噴出される。【００３５】  この状態で、ワークＷに接近させ、図８（ａ）に示すようにチョッピング動作を行いながら切り込んで行く。この切り込み時において、図８（ｂ）に示すように、刃先砥粒ＤがワークＷをリング状に穴Ｈあけを進行しながら、刃先砥粒Ｄの小孔ｈから噴出する研削液ＧＯ又はクーラント液を刃先と切削点に向けて冷却・潤滑・摩擦抵抗の低減他の作用を行う。これと同時に、穴開けされた穴Ｈの内周面との回転摩擦及び進退摩擦を低減すべく、外周面の多数の横孔ｈ１から研削液ＧＯ又はクーラント液ＣＯが鳥の巣状研削砥石２の外周面と横孔ｈ１からも穴Ｈの内周面に向けて噴射する。これにより、刃先砥粒Ｄの小孔ｈから噴出する研削液ＧＯ又はクーラント液との相乗作用により、極めて効率良く冷却・潤滑・摩擦抵抗の低減を行いながら内部で発生した切粉・粉塵を研削液ＧＯ又はクーラント液の跳ね返りに積極的に排出する作用効果が得られる（詳細は図１３で説明する）。そして、図８（ｃ）において、刃先砥粒ＤがワークＷを貫通すると、貫通孔Ｈがあき、研削液ＧＯ又はクーラント液が吹き出し、筒状の残片Ｇが抜け落ち、効率の良い孔加工が短時間に実行される。【００３６】  更に、他の鳥の巣状研削砥石３Ｄの構成と、これによる孔あけ加工の実施形態を図１０〜図１２により説明する。先ず、上記鳥の巣状研削砥石３Ｄは、図１（ｃ）の多数の管体群６（ｃ）を筒状に形成補強した芯材体３（６）を設計変更したものである。その構成は、図１０と図１１に示すように、上記管体群６は、長い管体群６Ａを複数本連続させるとともに間隔をあけて１本乃至数本の先端を短くした短管６Ｂを併設させた。尚、短管６Ｂの孔ｈはマスキングされこの両端は、工具ホルダ１４とワークＷの加工面との間に隙間を設けている。上記短管群６Ｂ以外の長い管体群６Ａの後端側の通孔ｈだけに、工具ホルダ１４に開けた孔ｈ０と繋がれていて、研削液叉はクーラント液を圧入可能とし、該管体群の先端に固着された刃先群に研削液叉はクーラント液を到達させる構成とした。尚、図１０（ａ）は、工具ホルダ１４と管体群６Ａ、６Ｂとを分離した状態。図１０（ｂ）は、組み付け状態。図１０（ｃ）は、研削液ＧＯ叉はクーラント液ＣＯが長い管体群６Ａの後端側の通孔ｈが送り込まれる状態を示す。【００３７】  上記鳥の巣状研削砥石３ＤによるワークＷへの孔あけ作業を、図１２により説明する。先ず、図１２（ａ）において、工具ホルダ１４に取り付けられた研削砥石３Ｄは回転しながらワークＷ側へと送り込（チョッピングの前進移動時）まれるとともに、研削液ＧＯ叉はクーラント液ＣＯを長い管体群６Ａの後端側の通孔ｈから先端へ送り込まれ、ワークＷに向けて噴射される。そして、図１２（ｂ）になると長い管体群６Ａの刃先砥粒Ｄで円形の溝加工Ｗ１をはじめ、研削液ＧＯ又はクーラント液ＣＯは長い管体群６Ａから加工済みの溝Ｗ１を介して跳ね返り、切粉や粉塵を排除している。更に、図１２（ｃ）のように溝加工Ｗ１が進んで短管６Ｂの刃先砥粒Ｄも溝加工Ｗ１をはじめると、研削液ＧＯ叉はクーラント液ＣＯは長い管体群６Ａから加工済みの溝Ｗ１を介して短管６Ｂ内を先端から逆流して短管６Ｂ内の上端から加工済みの切粉や粉塵を含んだ汚泥Ｊとして外部へ排出される。ここで、図１２（ｄ）に見るように、工具ホルダ１４は上昇するチョッピング後退移動となり、短管６Ｂの刃先砥粒Ｄが溝Ｗ１から外れる。これで、長い管体群６Ａから排出される研削液ＧＯ又はクーラント液ＣＯは、長い管体群６Ａの先端から加工済みの溝Ｗ１を介して跳ね返り、切粉や粉塵を含んだ汚泥Ｊとして外部へ排出される。続いて、研削砥石３Ｄは回転しながらワークＷ側へと送り込（チョッピングの前進移動時）まれ、図１２（ｅ）に見るように、溝加工Ｗ１が進んで研削液ＧＯ又はクーラント液ＣＯは長い管体群６Ａから加工済みの溝Ｗ１を介して短管６Ｂ内を先端から逆流して短管６Ｂ内の小孔ｈの上端から加工済みの切粉や粉塵を含んだ汚泥Ｊとして外部へ排出する。そして、図１２（ｆ）に見るように、長い管体��６Ａの刃先砥粒ＤがワークＷの裏面に到達して貫通孔Ｈを形成する。これで、研削液ＧＯ又はクーラント液が吹き出し、筒状の残片Ｇが抜け落ち、効率の良い孔加工が短時間に実行される。【００３８】  最後に、上記各鳥の巣状研削砥石２（７又は８），３Ｄにおいて、芯材体３について、多数の管体群６（ｃ）を筒状に形成補強し、長い管体群６Ａと先端を短くした短管６Ｂを併設させた巣状研削砥石３Ｄ。そして、小孔ｈをあけた金網体４Ａや肉厚部内に多数の小孔ｈをあけた薄板５Ａを筒状としたもの、肉厚の筒体１１の内周面と外周面に軸芯方向に設けた複数の縦溝Ｙからなるものについて、その研削液ＧＯ叉はクーラント液ＣＯの流路と切粉排出作用の関係を図１３により説明する。
先ず、上記各鳥の巣状研削砥石２（７又は８）が長短パイプで構成された巣状研削砥石３Ｄのアウトライン構造において、Ａは加圧されたクーラント（気体、液体）は、導入路から筒状に配置された複数のパイプへ供給される。Ｂにおいて、複数のパイプをクーラント（研削液ＧＯ又はクーラント液ＣＯ）で自己冷却しながら加工点Ｃに噴出する。Ｃの加工点では、クーラントが切粉・粉塵を巻き取りながら冷却する。Ｄでは、短管６Ｂの排出パイプからクーラントは切粉・粉塵とともに押し出され外部へ排出される。
次に、小孔ｈをあけた金網体４Ａや肉厚部内に多数の小孔ｈをあけた薄板５Ａを筒状とした鳥の巣状研削砥石２（４Ａ、５Ａ）において、Ａは加圧されたクーラント（気体、液体）は、導入路から筒状に配置され隔壁で区切られた二重板金及び管路・金網の各流路を流れる。Ｂにおいて、複数の流路をクーラントで自己冷却しながら加工点Ｃに噴出する。Ｃの加工点では、クーラントが切粉・粉塵を巻き取りながら冷却する。Ｄでは、排出流路からクーラントは切粉・粉塵とともに押し出され外部へ排出される。
また、肉厚の筒体１１の内周面と外周面に軸芯方向に設けた複数の縦溝Ｙからなる内外溝を持つも鳥の巣状研削砥石２について、Ａは加圧されたクーラント（気体、液体）は、導入路から砥石とワークで閉ざされた空間に流れる。即ち、Ａのクーラントは、筒の内側とワークの区域に集積され、複数ある内側の縦溝へ流れる。Ｂにおいて、複数の縦溝をクーラントは自己冷却しながら加工点Ｃに噴出する。Ｃの加工点では、クーラントが切粉・粉塵を巻き取りながら冷却する。Ｄでは、排出用の筒外周縦溝からクーラントは切粉・粉塵とともに押し出され外部へ排出される。【００３９】  上記図１３は、上記各鳥の巣状研削砥石２（７又は８），３Ｄにおいて、研削液ＧＯ又はクーラント液ＣＯの流路と切粉排出作用の関係を示した。しかし、排出された研削液ＧＯ又はクーラント液ＣＯを完全に回収すべく、図１４に示すように、各巣状研削砥石２，３Ｄの実施の形態において、粉塵を集塵する集塵カバーＫと吸引器Ｕを配置した実施態様としても良い。
上記実施態様は、特に、各鳥の巣状研削砥石２（７又は８），３Ｄを使用して孔加工を行う炭素繊維強化プラスチック板と、上記炭素繊維強化プラスチック板は炭素繊維糸群でシート状とした板材をその繊維方向を交差して積層した構造体となし、上記構造体の繊維方向と直交する方向に上記鳥の巣状研削砥石の先端を軸方向に往復微動する衝撃加速度で炭素繊維糸を切断加工し、該切断加工で発生する繊維屑の粉塵を集塵する集塵カバーＫと吸引器Ｕを上記鳥の巣状研削砥石２（７又は８），３Ｄの外周囲に具備させたチョッピング加工制御装置となる。【００４０】  これにより、チョッピング加工方法は、炭素繊維強化プラスチック板の孔加工を行うべく、炭素繊維糸群でシート状とした板材をその繊維方向を交差して積層した炭素繊維強化プラスチック板の構造体に対し、この繊維方向と直交する方向に上記鳥の巣状研削砥石の先端を軸方向に往復微動する衝撃加速度で炭素繊維糸を切断加工させ、該切断加工で発生する繊維屑の粉塵を集塵カバーＫと吸引器Ｕで完全に集塵されるから、作業環境を安全に管理できる。【００４１】  上記、各実施の形態となる鳥の巣状研削砥石２（７叉は８），３Ｄを採用したチョッピング工具ホルダ１０，２０とこれを駆動するチョッピング加工方法と加工制御装置は、下記の効果が得られる。
先ず、工具軸の後端から先端部に付設した研削砥石又は切削刃具に向けて通孔が開けられ、該通孔の後端から研削液又は切削液を研削砥石又は切削刃具に向けた砥石内から及び、砥石外部から確実に供給されるから、研削砥石又は切削刃具とワーク面の間に脈動する研削液又は切削液は、加工状況に伴う切粉検出と除去を行う為の噴射が正確となり、砥石に対してより優れた研削塵と研削液等の排除効果が発揮され、優れた表面粗度が得られる。【００４２】  また、チョッピング加工方法によると、上記効果の他、下記の効果も得られる。
本発明の鳥の巣状研削砥石は、孔あきチューブ状金網を採用し、これら金網の先端表面に砥粒を電着他で強固に固着させたから、研削時に砥粒の剥奪が無く、更に、研削液は刃先砥粒の表面を刃先内部から浸透（濡らす）できる。即ち、筒形状の鳥の巣状研削砥石で深穴を明けるとき、孔あきのチューブの金網の孔が砥石刃先（砥粒）にまで配置され、刃先に研削液を確実に到達できる。従って、砥石刃先（砥粒）は研削液を常に内部から満たし、刃先の冷却効果、研削屑の排出効果、研削抵抗の低減効果による発熱低減効果、研削効率の向上効果等々が大きく期待できる。しかして、チョッピング加工技術による肉厚材や厚板等の環状深穴加工（切削及び研削）に対して確実に対応できる。【００４３】  また、本発明の鳥の巣状研削砥石２（７叉は８），３Ｄを使用すると、切断方向が強度の弱いＣＦＲＰを工具回転方向と同時にチョッピングの衝撃加速度で炭素繊維強化プラスチック板の孔加工が正確にできる。即ち、ＣＦＲＰ繊維の最高強度方向に無理やり引っ張る従来の回転加工だけでなく同時に進行方向に「叩き切る」相乗効果で宿命的テーマと言われている層間剥離、バリ（デラミ）発生が著しく改善できる。しかして、ＣＦＲＰ加工において普及していない切削加工や研削加工をハイパー研削（砥石内クーラント）とチョッピング作用効果で可能となる。【００４４】  更に、鳥の巣状研削砥石を使用したチョッピング加工方法と加工制御装置によると、薄板から厚板に渡る穴の貫通加工において、最小限の研削屑，砥石内クーラントの効率アップ，研削屑の排出効率アップ，研削時間の短縮による研削効率の改善が実施できる。しかして、省エネルギー運転を可能としたチョッピング加工方法と加工制御装置により、飛躍的な経済的効果も発揮できる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】  本発明は、その対象物を、トレパンカッター、カップ砥石による炭素繊維強化プラスチック加工に適用した。更に、チョッピング工具ホルダの駆動源は、脈動圧縮される研削液ＧＯ又は切削液ＣＯに求めたが、圧縮空気供給源（エアーコンプレッサ）の脈動する圧縮空気に求めてもよい。この場合は、圧縮空気により研削砥石や切削工具を冷却する。更に、工作機械用の研削盤やミーリングマシン（フライス盤等の加工機）に使用されるチョッピング工具ホルダ及びチョッピング加工制御装置の実施例で説明したものであるが、回転工具となる穴加工砥石、バフ、リーマ、ドリル、エンドミル、ホーニング砥石、等による直進加工や横引き加工、斜め加工も対象にできる。
【符号の説明】
【００４６】１              主軸
１Ａ            先端
２（７又は８），３Ｄ    鳥の巣状研削砥石
３              芯材体
４              金網体
４Ａ            孔あき金網体
５              薄板
５Ａ            孔あき薄板
６              管体群
７              カップ砥石
８              超砥粒砥石
１０，２０      チョッピング工具ホルダ
１２            装着穴
１３            回転筒体
１３Ａ          先端部
１３Ｂ          通孔
１３Ｃ          中腹部
１４            工具軸
１４ａ          先端部
１４ｄ          摺動環部
１５            弾性体（コイルバネ）
３０            加工機（ＮＣ制御装置の工作機械）
４０，４０Ａ    チョッピングユニット
２００          シート状の板材
ＣＢ            炭素繊維強化プラスチック構造体
ＣＳ            炭素繊維糸群
ＣＯ，ＧＯ      切削液
Ｄ              砥粒
Ｌ              チョッピング幅
Ｍ              メッキ層
Ｍ１，Ｍ２      リング状磁石（マグネット）
ｈ              小孔
ｈ１            横孔
ｈ２            センター孔
Ｋ              集塵カバー
Ｏ              軸方向
Ｏ１，Ｏ２      繊維方向
Ｓ０            焼結機
Ｓ              空間
Ｓ１            後側空間
Ｕ              吸引器
Ｖ１            流体脈動圧
Ｖ２            流体脈動圧
Ｗ              ワーク
【要約】
【課題】特に、薄板から厚板までの穴の貫通加工において、最小限の研削屑，砥石内クーラントの効率アップ，研削屑の排出効率アップ，研削時間の短縮による研削効率の改善を達成した新規な研削砥石（鳥の巣状砥石と称する）と、このチョッピング加工技術に関する。
【解決手段】  芯材体３を筒状に形成して芯線内に通孔ｈを設けた金網体４Ａとし、上記金網体の表面に砥粒Ｄを焼成又は電着させた鳥の巣状研削砥石２であり、上記金網体の後端芯線内の通孔に圧入された研削液ＧＯ又はクーラント液ＣＯが金網体の先端に固着された刃先群に到達する構成とし、研削液を多数の孔を明けた金網体の砥石刃先（砥粒）Ｄに到達させる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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