(57)【要約】      （修正有）【課題】  砥石車の回転に連れ回りされる空気層に邪魔されること無く、クーラントを砥石端面が工作物端面を研削加工する研削点に十分供給できる低コストで簡素な構成のクーラント供給方法および装置を提供する。【解決手段】  工作物Ｗの端面Ｗａ、Ｗｂを砥石車Ｇの砥石端面Ｇａ、Ｇｂで研削点にクーラントを供給しながら研削加工するとき、砥石端面の研削点より回転方向上流側の第１位置２２に向かって射出される第１クーラント流２４が、砥石端面に連れ回りする空気層２８を遮断し、砥石端面の第１位置より研削点に近い第２位置２３に向かって射出される第２クーラント流２５が、第１クーラント流によって連れ回り空気層を遮断された第２位置で砥石端面に付着するので、砥石端面が工作物端面を研削加工する研削点にクーラントを十分供給することができる。【選択図】  図２
2006305675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石台に回転可能に支承された砥石車と工作物支持装置に支持された工作物とを相対移動させて前記工作物の端面を前記砥石車の砥石端面で研削点にクーラントを供給しながら研削加工する研削装置におけるクーラント供給方法において、
前記砥石端面の前記研削点より回転方向上流側の第１位置に向かって第１クーラント流を、前記第１位置より研削点に近い第２位置に向かって第２クーラント流をそれぞれ射出し、
前記砥石車の回転軸線と前記工作物の回転軸線を含む平面と平行な方向に見て、前記砥石端面に対して前記第１クーラント流の射出方向を所定角度傾斜させることにより、前記第１クーラント流が前記砥石端面の連れ回り空気層を遮断し、
前記砥石端面に対して前記第２クーラント流の射出方向を前記第１クーラント流の傾斜角度よりも小さい角度で傾斜させることにより、前記第２クーラント流が前記第１クーラント流により連れ回り空気層を遮断された前記第２位置で前記砥石端面に付着することを特徴とするクーラント供給方法。
【請求項２】
砥石台に回転可能に支承された砥石車と工作物支持装置に支持された工作物とを相対移動させて前記工作物の端面を前記砥石車の砥石端面で研削点にクーラントを供給しながら研削加工する研削装置におけるクーラント供給装置において、
前記砥石端面の前記研削点より回転方向上流側の第１位置に向かって第１クーラント流を射出する第１ノズルと、前記第１位置より研削点に近い第２位置に向かって第２クーラント流を射出する第２ノズルを備え、
前記第１ノズルは、前記第１クーラント流が前記砥石端面の連れ回り空気層を遮断するように、前記砥石車の回転軸線と前記工作物の回転軸線を含む平面と平行な方向に見て、前記砥石端面に対して前記第１クーラント流の射出方向が所定角度傾斜するように配置され、
前記第２ノズルは、前記第２クーラント流が前記第１クーラント流により連れ回り空気層が遮断された前記第２位置で前記砥石端面に付着するように、前記砥石端面に対して前記第２クーラント流の射出方向が前記第１クーラント流の傾斜角度よりも小さな角度で傾斜するように配置されている
ことを特徴とするクーラント供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載のクーラント供給装置において、前記第２クーラント流と前記砥石端面とのなす角度を１５°〜３０°にしたことを特徴とするクーラント供給装置。
【請求項４】
請求項２と請求項３のいずれか一つに記載のクーラント供給装置において、前記第１クーラント流と前記砥石端面とのなす角度を４５°〜７５°にしたことを特徴とするクーラント供給装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか一つに記載のクーラント供給装置において、前記砥石車の回転軸線と平行な方向に見て、前記第１クーラント流の射出方向は前記砥石車の法線方向であり、前記第２クーラント流の射出方向は前記砥石車の接線方向であることを特徴とするクーラント供給装置。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれか一つに記載のクーラント供給装置において、前記砥石車の回転軸線と前記工作物の回転軸線を含む平面と直交する方向に見て、前記第１クーラント流の射出方向は前記砥石端面に対して９０°〜１２０°にしたことを特徴とするクーラント供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥石車の砥石端面で工作物の端面を研削加工する研削装置において、砥石端面に連れ回りする空気層を遮断して研削点にクーラントを十分供給するクーラント供給方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
砥石台に砥石車が回転駆動可能に支承され、工作物支持装置に工作物が回転駆動可能に支承された研削装置において、研削点にクーラントを供給しながら砥石台が工作物支持装置に向かって前進移動され、工作物の凹溝形状の研削箇所の両側端面が砥石車の両側砥石端面で研削加工され、円筒外周面が砥石車の外周面で研削加工されることがある。このような場合、砥石車の回転により空気層が砥石端面に連れ回りし、この空気層がクーラントの砥石端面への付着を邪魔して研削点へのクーラント供給が不十分となり、平面状の砥石端面と工作物端面とが接触する研削点での接触面積が増大することと相俟って、工作物端面に研削加工により研削焼けが生じることがあった。
【０００３】
特許文献１には、砥石車Ｇの回転により両側面２３ａ，２３ｂに連れ回りする空気層３０が研削点Ｐに到達するのを遮断するために、研削点Ｐより砥石回転方向上流側の砥石外周縁の点２６から研削点Ｐを含む砥石前方の小円弧部分２７の弦２８に沿ってエアジェット２９を砥石車Ｇの両側面２３ａ，２３ｂに向かって傾斜して噴射するとともに、砥石車Ｇの両側面２３ａ，２３ｂと僅かな隙間を持って対向する遮風板３１を設けた砥石連れ回り空気層遮断装置が記載されている。
【０００４】
また、砥石車Ｇの両側面に連れ回りする空気層４０を遮断して両側面が工作物端面を研削する研削点にクーラントを十分供給するために、第１および第２ノズル４１，４２が研削点より上流側の第１および第２位置で砥石側面に直角に対向して配置され、高圧のクーラント流が両ノズルから砥石側面に噴射される図３の直角ノズル方式が行われている。
【特許文献１】特開２００４−１７２６５号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された砥石連れ回り空気層遮断装置では、工作物Ｗと邪魔板３１との干渉を防ぐために邪魔板３１の取り付け位置が研削点Ｐより遠くなるので、邪魔板３１による空気層の遮断効果が低くなる。而して、遮断効果を高めるためにエアジェットの流量を増大しなければならず、大量のエアを消費することとなる。
【０００６】
直角ノズル方式では、砥石側面に連れ回りする空気層４０を第１および第２ノズル４１，４２から砥石側面に直角に噴き付けられるクーラント流によって遮断するとともにクーラント流を砥石側面に巻き付かせようとしている。しかしながら、第１および第２ノズル４１，４２からクーラント流を砥石側面に直角に噴き付けるので、クーラントの飛散が大となるだけでなく、第１位置で砥石側面に巻き付いたクーラント流を第２位置で砥石側面に噴射されるクーラント流が遮断することとなり、砥石側面に巻き付くクーラント流量が不十分となる。
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、砥石車の回転に連れ回りされる空気層に邪魔されること無く、クーラントを砥石端面が工作物端面を研削加工する研削点に十分供給できる低コストで簡素な構成のクーラント供給方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、砥石台に回転可能に支承された砥石車と工作物支持装置に支持された工作物とを相対移動させて前記工作物の端面を前記砥石車の砥石端面で研削点にクーラントを供給しながら研削加工する研削装置におけるクーラント供給方法において、前記砥石端面の前記研削点より回転方向上流側の第１位置に向かって第１クーラント流を、前記第１位置より研削点に近い第２位置に向かって第２クーラント流をそれぞれ射出し、前記砥石車の回転軸線と前記工作物の回転軸線を含む平面と平行な方向に見て、前記砥石端面に対して前記第１クーラント流の射出方向を所定角度傾斜させることにより、前記第１クーラント流が前記砥石端面の連れ回り空気層を遮断し、前記砥石端面に対して前記第２クーラント流の射出方向を前記第１クーラント流の傾斜角度よりも小さい角度で傾斜させることにより、前記第２クーラント流が前記第１クーラント流により連れ回り空気層を遮断された前記第２位置で前記砥石端面に付着することである。
【０００９】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、砥石台に回転可能に支承された砥石車と工作物支持装置に支持された工作物とを相対移動させて前記工作物の端面を前記砥石車の砥石端面で研削点にクーラントを供給しながら研削加工する研削装置におけるクーラント供給装置において、前記砥石端面の前記研削点より回転方向上流側の第１位置に向かって第１クーラント流を射出する第１ノズルと、前記第１位置より研削点に近い第２位置に向かって第２クーラント流を射出する第２ノズルを備え、前記第１ノズルは、前記第１クーラント流が前記砥石端面の連れ回り空気層を遮断するように、前記砥石車の回転軸線と前記工作物の回転軸線を含む平面と平行な方向に見て、前記砥石端面に対して前記第１クーラント流の射出方向が所定角度傾斜するように配置され、前記第２ノズルは、前記第２クーラント流が前記第１クーラント流により連れ回り空気層が遮断された前記第２位置で前記砥石端面に付着するように、前記砥石端面に対して前記第２クーラント流の射出方向が前記第１クーラント流の傾斜角度よりも小さな角度で傾斜するように配置されていることである。
【００１０】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２に記載のクーラント供給装置において、前記第２クーラント流と前記砥石端面とのなす角度を１５°〜３０°にしたことである。
【００１１】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２と請求項３のいずれか一つに記載のクーラント供給装置において、前記第１クーラント流と前記砥石端面とのなす角度を４５°〜７５°にしたことである。
【００１２】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項２から請求項４のいずれか一つに記載のクーラント供給装置において、前記砥石車の回転軸線と平行な方向に見て、前記第１クーラント流の射出方向は前記砥石車の法線方向であり、前記第２クーラント流の射出方向は前記砥石車の接線方向であることである。
【００１３】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項２から請求項５のいずれか一つに記載のクーラント供給装置において、前記砥石車の回転軸線と前記工作物の回転軸線を含む平面と直交する方向に見て、前記第１クーラント流の射出方向は前記砥石端面に対して９０°〜１２０°にしたことである。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、工作物の端面を砥石車の砥石端面で研削点にクーラントを供給しながら研削加工するとき、砥石端面の研削点より回転方向上流側の第１位置に向かって射出される第１クーラント流が、砥石端面に連れ回りする空気層を遮断し、砥石端面の第１位置より研削点に近い第２位置に向かって射出される第２クーラント流が、第１クーラント流によって連れ回り空気層を遮断された第２位置で砥石端面に付着し、各砥石端面に厚いクーラント層が形成される。これにより、砥石端面が工作物端面を研削加工する研削点にクーラントが十分供給され、研削点の冷却効率が向上し、加工中の工作物の熱膨張が抑制され、砥石端面が工作物端面を研削するときの研削抵抗を極めて減少することができる。これにより、工作物端面を研削焼けを生じることなく、効率的に高精度に研削加工することができる。
【００１５】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、砥石端面の研削点より回転方向上流側の第１位置に向かって第1ノズルから射出される第１クーラント流が、砥石端面に連れ回りする空気層を遮断し、砥石端面の第１位置より研削点に近い第２位置に向かって第２ノズルから射出される第２クーラント流が、第１クーラント流によって連れ回り空気層を遮断された第２位置で砥石端面に付着するので、研削点にクーラントを十分供給することができ、工作物端面を効率的に高精度に研削加工することを可能とする簡素な構成のクーラント供給装置を低コストで供給することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、第２クーラント流と砥石端面とのなす角度を１５°〜３０°としたので、第２クーラント流が砥石端面に円滑に良好に付着することができ、研削点にクーラントを一層十分に供給することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、第１クーラント流と砥石端面とのなす角度を４５°〜７５°としたので、第１クーラント流は砥石端面の連れ回り空気層を確実に遮断するとともに、一部が砥石端面に付着することができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、砥石車の回転軸線と平行な方向に見て、第１クーラント流は砥石の法線方向に射出し、第２クーラント流は砥石の接線方向に射出するので、第１クーラント流は飛散を抑える状態で砥石端面の連れ回り空気層を遮断し、第２クーラント流は第１クーラント流によって連れ回り空気層を遮断された第２位置で砥石端面に円滑に付着する。
【００１９】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、砥石車の回転軸線と工作物の回転軸線を含む平面と直交する方向に見て、第１クーラント流と砥石端面とのなす角度を９０°〜１２０°としたので、第１クーラント流は外方への飛散を抑える状態で砥石端面の連れ回り空気層を確実に遮断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態に係るクーラント供給方法および装置について図面に基づいて説明する。図１，２に示すようにベッド１０上には、砥石台１１が摺動可能に載置され、サーボモータ１２によりボールねじ機構を介してＸ軸方向に進退移動される。砥石台１１には、先端に砥石車Ｇが取り付けられた砥石軸１３が回転可能に軸承されモータにより回転駆動される。砥石車Ｇは鉄等の金属で成形された円盤状の基体１５の外周面に複数の砥石チップ１６が接着されて構成されている。ベッド１０上にはテーブル１７が摺動可能に装架され、サーボモータ１４によりボールねじ機構１８を介してＸ軸と直角なＺ軸方向に移動される。テーブル１７上には、工作物支持装置１９を構成する主軸台２０及び心押台が取り付けられ、工作物Ｗは主軸台２０と心押台との両センタ間に挟持され回転駆動される。工作物Ｗは凹溝形状の研削箇所Ｗｓを有し、研削点Ｐにクーラントを供給しながら砥石台１１が工作物支持装置１９に向かってＸ軸方向に前進移動されると、研削箇所Ｗｓの両側端面Ｗａ，Ｗｂが砥石車Ｇの砥石チップ１６部分の両側面である砥石端面Ｇａ，Ｇｂにより研削点Ｐで研削加工され、研削箇所Ｗｓの円筒外周面Ｗｐが砥石車Ｇの外周面Ｇｐにより研削点Ｐで研削加工される。
【００２１】
砥石台１１には砥石車Ｇを覆う砥石カバー２１が固定されている。この砥石カバー２１には、砥石端面Ｇａ，Ｇｂの研削点Ｐより砥石車Ｇの回転方向上流側の第１位置２２および該第１位置２２より研削点Ｐに近い第２位置２３に向かって第１および第２クーラント流２４，２５を射出する第１および第２ノズル２６，２７が固定されている。さらに砥石カバー２１には、砥石車Ｇの外周面Ｇｐの研削点Ｐに向かって第３クーラント流２９を流出する第３ノズル３０が固定されている。これら第１乃至第３ノズル２６，２７，３０はクーラント供給ユニット３１に接続されている。
【００２２】
第１ノズル２６は、第１クーラント流２４が砥石端面Ｇａ，Ｇｂに連れ回りする空気層２８を遮断するように、砥石車Ｇの回転軸線と工作物Ｗの回転軸線を含む平面と平行な方向に砥石車Ｇの正面側から見て、砥石端面Ｇａ，Ｇｂに対して第１クーラント流２４の射出方向が４５°〜７５°の範囲内の所定角度傾斜するように配置されている（図３）。さらに、第１ノズル１６は、砥石車Ｇの回転軸線と工作物Ｗの回転軸線を含む平面と直交する方向に見て、第１クーラント流２４の射出方向が砥石端面Ｇａ，Ｇｂに対して９０°〜１２０°の範囲内の所定角度傾斜するように配置されている（図４）。これにより、第１クーラント流２４の射出方向は、砥石車Ｇの回転軸線と平行な方向に見て、砥石車Ｇの法線方向となる（図５）。
【００２３】
第２ノズル２７は、第２クーラント流２５が第１クーラント流２４により連れ回り空気層２８が遮断された第２位置２３で砥石端面Ｇａ，Ｇｂに付着するように、砥石車Ｇの回転軸線と工作物Ｗの回転軸線を含む平面と平行な方向に砥石車Ｇの正面側から見て、砥石端面Ｇａ，Ｇｂに対して第２クーラント流２５の射出方向が第１クーラント流の傾斜角度よりも小さい１５°〜３０°の範囲内の角度で傾斜するように配置されている（図３）。これにより、第２クーラント流２５の射出方向は、砥石車Ｇの回転軸線と平行な方向に見て、砥石車Ｇの接線方向となる（図５）。
【００２４】
第１クーラント流２４の流速、流量は、第２クーラント流２５の流速、流量より小さく、または同じにする。第１クーラント流２４の流速、流量を、砥石端面Ｇａ，Ｇｂに連れ回りする空気層２８を遮断する程度の比較的小さい流速、流量にすると、クーラントの飛散を一層防止することができる。
【００２５】
上記のように構成した実施の形態の作動を説明する。工作物Ｗが主軸台２０と心押台との両センタ間に挟持されて回転されると、テーブル１７がサーボモータ１４によりＺ軸方向に移動され、研削箇所Ｗｓが砥石車Ｇと対向する位置に割出される。クーラント供給ユニット３１のモータが起動されてポンプが回転駆動され、第１乃至第３ノズル１６，１７，３０から砥石車Ｇの両側砥石端面Ｇａ，Ｇｂおよび外周面Ｇｐにクーラントが供給され、砥石台１１がサーボモータ１２により端面研削送り速度で前進され、工作物Ｗの両側端面Ｗａ，Ｗｂが高速回転される砥石車Ｇの両側砥石端面Ｇａ，Ｇｂにより研削点Ｐで研削加工される。両側端面Ｗａ，Ｗｂの研削が終了すると、砥石台１１が研削送り速度で前進され、工作物Ｗの円筒外周面Ｗｐが砥石車Ｇの外周面Ｇｐにより研削点Ｐで粗研削、精研削、スパ−クアウト研削される。
【００２６】
このとき、第１ノズル２６から第１クーラント流２４が、砥石車Ｇの回転軸線と工作物Ｗの回転軸線を含む平面と平行な方向から見て、砥石端面Ｇａ，Ｇｂに対して４５°〜７５°の範囲内の所定角度傾斜し、砥石車Ｇの回転軸線と工作物Ｗの回転軸線を含む平面と直交する方向に見て、砥石端面Ｇａ，Ｇｂに対して９０°〜１２０°の範囲内の所定角度傾斜して射出され、各砥石端面Ｇａ，Ｇｂの研削点Ｐより回転方向上流側の第１位置２２に噴き付けられるので、砥石端面Ｇａ，Ｇｂに連れ回りする空気層２８が第１クーラント流２４により遮断される。そして、第２ノズル２７から第２クーラント流２５が、砥石車Ｇの回転軸線と工作物Ｗの回転軸線を含む平面と平行な方向に見て、砥石端面Ｇａ，Ｇｂに対して第１クーラント流の傾斜角度よりも小さい１５°〜３０°の範囲内の角度で傾斜して、各砥石端面Ｇａ，Ｇｂの第１位置２２より研削点Ｐに近い第２位置２３に向かって射出され、第１クーラント流２４によって連れ回り空気層２８を遮断された第２位置２３で各砥石端面Ｇａ，Ｇｂに付着し、各砥石端面Ｇａ，Ｇｂに厚いクーラント層を形成する。これにより、各砥石端面Ｇａ，Ｇｂが工作物Ｗの各端面Ｗａ，Ｗｂを研削加工する研削点Ｐにクーラントが十分供給され、研削点の冷却効率が向上し、加工中の工作物Ｗの熱膨張が抑制され、砥石端面が工作物端面を研削するときの研削抵抗が４割程度低減し、工作物Ｗの両側端面Ｗａ，Ｗｂに研削焼けを生じることなく、工作物端面を効率的に高精度に研削加工することができる。
【００２７】
上記実施形態では、砥石車Ｇの両側面が砥石端面Ｇａ，Ｇｂとなっているが、砥石車の回転軸線がＺ軸に対して傾斜され、砥石車の外周部分がＸ軸と平行な砥石端面とＺ軸と平行な外周面とにツルーイング装置により成形されるアンギュラー研削装置において、このアンギュラー砥石車の砥石端面の第１および第２位置２２，２３に向かって第１および第２ノズル２６，２７から第１、第２クーラント流２４，２５を射出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態に係るクーラント供給装置を備えた研削装置を一部断面にして示した側面図。
【図２】クーラント供給装置の正面図。
【図３】砥石車と工作物の回転軸線を含む平面と平行な方向に見て、砥石端面に対する第１、第２クーラント流の傾斜角度を示す図。
【図４】砥石車と工作物の回転軸線を含む平面と直交する方向に見て、砥石端面に対する第１クーラント流の傾斜角度を示す図。
【図５】砥石車の回転軸線と平行な方向に見て、第１、第２クーラント流の射出方向を示す図。
【図６】従来のクーラント供給装置を正面から見た図。
【符号の説明】
【００２９】
１０…ベッド、１１…砥石台、１２…サーボモータ、１３…砥石軸、１４…サーボモータ、１６…砥石チップ、１７…テーブル、１８…ボールねじ機構、１９…工作物支持装置、２０…主軸台、２１…砥石カバー、２２，２３…第１、第２位置、２４，２５…第１、第２クーラント流、２６，２７…第１、第２ノズル、２８…空気層、２９…第３クーラント流、３０…第３ノズル、３１…クーラント供給ユニット、Ｇ…砥石車、Ｇａ，Ｇｂ…砥石端面、Ｇｐ…砥石車の外周面、Ｗ…工作物、Ｗｓ…研削箇所、Ｗａ，Ｗｂ…両側端面、Ｗｐ…円筒外周面、Ｐ…研削点。
【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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