(57)【要約】【課題】  高速平面研削加工装置を開発する際の仕様を定めることができるようにする。【解決手段】  横向きのテーブル駆動モータ１にシャフト２を介して取り付けた回転テーブル３の外周部に、試験片取付ジグ４を介して試験片５を取り付ける。回転テーブル３の回転軸心の上方に下向きに配置して回転テーブル３の回転軸心方向に移動できるようにした砥石駆動モータ７に、回転テーブル３の回転に伴う試験片５の周回軌道の上端側位置に対応させて水平に配した砥石８を、砥石回転軸９を介し接続する。回転テーブル３の回転により試験片５を周回軌道で従来のテーブル往復動型の平面研削盤における被削材速度よりも速い移動速度で周回させた状態で、回転させた砥石８により、試験片５の被研削面５ａに、高速平面研削加工を模擬した研削加工を行う。これを各種研削条件を振りながら行うことで、良好な研削品質となる研削条件を策定させる。【選択図】図１
2011143524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル駆動モータにより回転駆動可能な回転テーブルの外周部に試験片取付ジグを介して一端面を被研削面とする試験片の他端部を取り付け、上記テーブル駆動モータによる回転テーブルの回転駆動に伴って上記試験片を該回転テーブルの外周部に対応する周回軌道で周回させると共に、該試験片の周回に伴い上記試験片の被研削面が周回する軌道の周方向の一個所に対応する個所で且つ上記試験片の被研削面の周回する軌道より離反させて配置した砥石を、砥石駆動モータにより回転駆動させ、次いで、上記回転する砥石と上記回転テーブルの回転駆動に伴う試験片の被研削面の周回する軌道を相対的に近接する方向へ移動させ、上記回転テーブルの回転に伴って周回軌道を周回する上記試験片の被研削面を、上記回転する砥石により断続的に研削加工し、しかる後、上記試験片の研削加工された被研削面の研削品質を測定することを特徴とする平面研削加工試験方法。
【請求項２】
テーブル駆動モータにより回転駆動可能な回転テーブルの外周部に、試験片取付ジグを設けて、該試験片取付ジグに一端面を被研削面とする試験片の他端部を取り付けて、上記テーブル駆動モータによる回転テーブルの回転駆動に伴って上記回転テーブルの外周部に対応する周回軌道で上記試験片を周回させることができるようにし、更に、上記試験片の試験片の周回に伴い該試験片の被研削面が周回する軌道の周方向の一個所に対応する個所で且つ上記試験片の被研削面の周回する軌道より離反する個所に、砥石駆動モータにより回転駆動可能な砥石を配置すると共に、該砥石と上記回転テーブルの回転駆動に伴う試験片の被研削面の周回する軌道とを相対的に近接する方向へ移動させる手段を備えてなる構成を有することを特徴とする平面研削加工試験装置。
【請求項３】
砥石の回転軸心と回転テーブルの回転軸心とを同一の平面内に配置させるようにした請求項２記載の平面研削加工試験装置。
【請求項４】
試験片の被研削面が周回する軌道における砥石の配置に対応する周方向の一個所に、該試験片の被研削面に向けてクーラントを供給するためのクーラントノズルを備えるようにした請求項２又は３記載の平面研削加工試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被削材の平面を回転する砥石で研削する平面研削加工にて被削材と砥石の相対移動速度を高速化した条件での平面研削加工を模擬して上記被削材や砥石に生じる現象のデータを収集できるようにするために用いる平面研削加工試験方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
主として金属材料製の加工対象物（工作物）を対象として実施する機械加工の一種に、機械加工用工具として回転する砥石（砥石車）を用いて加工対象物を研削する研削盤が広く一般的に用いられており、この種の研削盤の代表的なものの１つとして、反転機構により直線的に往復動するテーブル上に加工対象物である被削材を固定し、上記テーブルの往復動に伴われて往復動する上記被削材に、回転する砥石を接触させて該被削材を断続的に研削して平面又は曲面（複雑形状）を形成させるようにする、所謂平面研削加工を行うための平面研削盤が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
又、研削盤の別の形式のものとしては、被削材を回転させ、該回転する被削材の外周面を、回転する砥石で研削するようにする、所謂円筒研削加工を行うための円筒研削盤も広く用いられている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００４】
ところで、近年、上記円筒研削加工においては、従来適正とされていた周速度よりも被削材を、高周速度で回転させて研削加工を実施することにより、研削品質が安定すると共に研削品質が向上するということが明らかになってきている。
【０００５】
そのために、本発明者等は、従来の平面研削盤においては最大でも被削材速度が０．４［ｍ／ｓ］とされていた平面研削加工においても、テーブルの往復動に伴う被削材の移動速度を高速化した状態で、回転する砥石による平面研削加工を実施することを検討している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１７２５４８号公報
【特許文献２】特開平７−９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、本発明者等は、上記特許文献１に示されたような従来の平面研削盤における被削材を固定するためのテーブルの往復動をより高速化させて、該テーブルに固定した被削材の平面研削加工時における移動速度を高速化させることを想定し検討しているのであるから、現存するテーブル往復動型の平面研削盤では、本発明者等が想定、検討しているような高速の被削材の移動速度を達成することはできない。
【０００８】
なお、一般に平面研削加工を行う際は、研削比｛（被削材の除去体積）／（消耗した砥石の摩耗体積）｝や、研削割れ、加工面の結晶粒倒れ、加工面の再溶融層厚さ、面粗度等の研削品質に関して良好な結果を得るために、被削材の移動速度や、砥石の回転速度に基づくその周速度、被削材に対する１回の切込み量を決めるための砥石送り速度、更に、使用する砥石自体について、アルミナ、ｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）あるいはダイヤモンド等の砥粒の種類や、レジノイド、ビトリファイド、メッキ、ろう付け等の砥粒の固定方式、及び、平面研削加工時に被削材と砥石が接触する部分（研削加工部分）へ供給するクーラントについて、水溶性研削油剤又は非水溶性研削油剤又は水といった種類や、該クーラントを液体のまま通常供給するかあるいはミストで供給するかの供給方法等、種々の研削条件を最適に設定する必要がある。
【０００９】
しかし、上記したように、本発明者等が想定、検討している被削材と砥石の相対移動速度を高速化した条件での平面研削加工（以下、単に、高速平面研削加工と云う）については、所望する高速の被削材速度を得ることが可能なテーブル往復動型の平面研削盤は従来存在しないため、高速平面研削加工を行う際の最適な研削条件を見出すことはもとより、高速平面研削加工によって研削品質の安定化や研削品質の向上化を図れるか否かということさえ分からないというのが実状である。よって、高速平面研削加工を実施するために高速でテーブルを往復動させる機構を備えた平面研削盤を開発しようとしても、現状では、被削材の移動速度をどの程度高速化するかという設定を含む仕様すら定めることができない。
【００１０】
そこで、本発明は、被削材の平面を回転する砥石で研削する平面研削加工における被削材と砥石の相対移動速度を高速化した条件での平面研削加工（高速平面研削加工）を模擬した研削加工を実施し、該高速平面研削加工を模擬した研削加工の際に上記被削材や砥石に生じる現象のデータを収集することで、高速平面研削加工により研削品質の安定化や研削品質の向上化を図るために要求される研削条件を選定できて、高速平面研削加工を実施する装置を開発するにあたって該高速平面研削加工を実施する装置の仕様を定めることができるようにするために用いる平面研削加工試験方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、テーブル駆動モータにより回転駆動可能な回転テーブルの外周部に試験片取付ジグを介して一端面を被研削面とする試験片の他端部を取り付け、上記テーブル駆動モータによる回転テーブルの回転駆動に伴って上記試験片を該回転テーブルの外周部に対応する周回軌道で周回させると共に、該試験片の周回に伴い上記試験片の被研削面が周回する軌道の周方向の一個所に対応する個所で且つ上記試験片の被研削面の周回する軌道より離反させて配置した砥石を、砥石駆動モータにより回転駆動させ、次いで、上記回転する砥石と上記回転テーブルの回転駆動に伴う試験片の被研削面の周回する軌道を相対的に近接する方向へ移動させ、上記回転テーブルの回転に伴って周回軌道を周回する上記試験片の被研削面を、上記回転する砥石により断続的に研削加工し、しかる後、上記試験片の研削加工された被研削面の研削品質を測定する平面研削加工試験方法とする。
【００１２】
又、請求項２に対応して、テーブル駆動モータにより回転駆動可能な回転テーブルの外周部に、試験片取付ジグを設けて、該試験片取付ジグに一端面を被研削面とする試験片の他端部を取り付けて、上記テーブル駆動モータによる回転テーブルの回転駆動に伴って上記回転テーブルの外周部に対応する周回軌道で上記試験片を周回させることができるようにし、更に、上記試験片の試験片の周回に伴い該試験片の被研削面が周回する軌道の周方向の一個所に対応する個所で且つ上記試験片の被研削面の周回する軌道より離反する個所に、砥石駆動モータにより回転駆動可能な砥石を配置すると共に、該砥石と上記回転テーブルの回転駆動に伴う試験片の被研削面の周回する軌道とを相対的に近接する方向へ移動させる手段を備えてなる構成を有する平面研削加工試験装置とする。
【００１３】
更に、上記構成において、砥石の回転軸心と回転テーブルの回転軸心とを同一の平面内に配置させるようにした構成とする。
【００１４】
更に又、上記各構成において、試験片の被研削面が周回する軌道における砥石の配置に対応する周方向の一個所に、該試験片の被研削面に向けてクーラントを供給するためのクーラントノズルを備えるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。  
（１）テーブル駆動モータにより回転駆動可能な回転テーブルの外周部に試験片取付ジグを介して一端面を被研削面とする試験片の他端部を取り付け、上記テーブル駆動モータによる回転テーブルの回転駆動に伴って上記試験片を該回転テーブルの外周部に対応する周回軌道で周回させると共に、該試験片の周回に伴い上記試験片の被研削面が周回する軌道の周方向の一個所に対応する個所で且つ上記試験片の被研削面の周回する軌道より離反させて配置した砥石を、砥石駆動モータにより回転駆動させ、次いで、上記回転する砥石と上記回転テーブルの回転駆動に伴う試験片の被研削面の周回する軌道を相対的に近接する方向へ移動させ、上記回転テーブルの回転に伴って周回軌道を周回する上記試験片の被研削面を、上記回転する砥石により断続的に研削加工し、しかる後、上記試験片の研削加工された被研削面の研削品質を測定するようにする平面研削加工試験方法及び装置としてあるので、回転テーブルの外周部に試験片取付ジグを介して取り付けた試験片の該回転テーブルの回転に伴う周回軌道の径寸法と、回転テーブルの回転数を適宜設定することで、上記周回軌道における試験片の移動速度を、無理なく高速化することができる。又、上記周回軌道を周回する試験片の被研削面については、回転する砥石によりほぼ直線的な研削加工を断続的に行うことができることから、試験片の移動速度をテーブル往復動形式の平面研削盤における被削材速度よりも高速化した速度条件の下で、高速平面研削加工を模擬した研削加工を行うことが可能になる。  
（２）したがって、既存のテーブル往復動形式の平面研削盤における被削材速度よりも高速で試験片を直線的に往復動させるための高速直線運動する機構を具備した試験装置を多大なコストをかけて新たに開発する必要なしに、回転加工機械における回転機構を利用して、上記（１）に示した高速平面研削加工を模擬した研削加工の試験を行うことが可能となる。  
（３）よって、上記高速平面研削加工を模擬した上記試験片の被研削面の研削加工を、たとえば、被削材の移動速度に相当する上記試験片の周回軌道での移動速度（周回速度）、上記砥石の周速度に基づく該砥石の周速度に対する試験片の移動速度の速度比、上記砥石の試験片に対する１回の切込み量に相当する上記砥石の上記試験片側への相対移動速度の各条件、及び、砥石について、アルミナ、ｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）あるいはダイヤモンド等の砥粒の種類や、レジノイド、ビトリファイド、メッキ、ろう付け等の砥粒の固定方式（砥粒の固定方式がレジノイド又はビトリファイドの場合はボンド硬さ及び空孔率を含む）等の各種研削条件を振りながら行い、その結果、研削加工された後の上記試験片の被研削面について、研削比｛（試験片の除去体積）／（消耗した砥石の摩耗体積）｝や、試験片における研削割れの有無、加工面の結晶粒倒れ、加工面の再溶融層厚さ、面粗度等の研削品質を計測することで、該研削品質を良好なものとするために適した研削条件を求めることができる。  
（４）以上により、被削材の高速平面研削加工を行う場合に適した被削材速度、砥石、砥石と被削材の速度比、砥石による被削材に対する１回の切込み量についての条件を求めることが可能になる。  
（５）砥石の回転軸心と回転テーブルの回転軸心とを同一の平面内に配置させるようにした構成とすることにより、回転テーブルの回転に伴う試験片の周回軌道での周回方向、及び、砥石の回転方向を適宜設定することで、試験片の被研削面に対し、アップカットとダウンカットの条件を更に付加して高速平面研削加工を模擬した研削加工の試験を行うことができる。したがって、被削材の高速平面研削加工を実施する場合におけるアップカットとダウンカットのそれぞれの有効性を検証することができる。  
（６）試験片の被研削面が周回する軌道における砥石の配置に対応する周方向の一個所に、該試験片の被研削面に向けてクーラントを供給するためのクーラントノズルを備えるようにした構成とすることにより、クーラントノズルより試験片の被研削面における砥石による研削加工部分に対して供給するクーラントの種類を、水溶性研削油剤、非水溶性研削油剤、水にそれぞれ替えた条件、更には、上記クーラントを液体のまま通常供給するかあるいはミストで供給するかの供給方法の条件を更に付加して高速平面研削加工を模擬した研削加工の試験を行うことができる。したがって、被削材の高速平面研削加工を実施する場合に研削品質を良好なものとするために適したクーラントの種類及び供給方法の条件を求めることができる。  
（７）上記（１）〜（６）により、被削材速度を従来の平面研削盤に比して高速化する高速平面研削加工装置（高速平面研削盤）を開発するにあたり、該高速平面研削加工装置についての仕様を定めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の平面研削加工試験方法及び装置の実施の一形態を示す概略正面図である。
【図２】図１の平面研削加工試験装置における要部を拡大して示す斜視図である。
【図３】図１の平面研削加工試験装置による試験片の研削加工を実施している状態を示す概略正面図である。
【図４】図１の平面研削加工試験装置による回転テーブルの回転に伴う試験片の移動方向と砥石の回転方向との関係を示すもので、（イ）は試験片のアップカットによる研削加工を行う状態の概要を、（ロ）は試験片のダウンカットによる研削加工を行う状態の概要をそれぞれ示す図である。
【図５】本発明実施の他の形態として、図１の平面研削加工試験装置の変形例を示す概略正面図である。
【図６】本発明の実施の更に他の形態を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１乃至図４（イ）（ロ）は本発明の平面研削加工試験方法及び装置の実施の一形態を示すもので、以下のようにしてある。
【００１９】
すなわち、本発明の平面研削加工試験方法の実施に用いる本発明の平面研削加工試験装置は、図１乃至図３に示す如く、テーブル駆動モータ１に、シャフト（主軸）２を介して回転テーブル３の回転軸心方向の片面側となる裏面側の中心部を取り付ける。上記回転テーブル３の回転軸心方向のもう一方の面となる表面の外周部には、試験片取付ジグ４を設けて、該試験片取付ジグ４に、一端面を高速平面研削加工の試験用の被研削面５ａとする被削材の試験片５の他端部を、取り外し可能に取り付ける。これにより、上記テーブル駆動モータ１の運転によるシャフト２と一体の回転テーブル３の回転駆動に伴って、上記試験片取付ジグ４に取り付けた試験片５を、上記回転テーブル３の表面の外周部に沿う円形の周回軌道で周回させることができるようにする。よって、この試験片５の周回に伴い、該試験片５の被研削面５ａが上記回転テーブル３の外周部に対応する径の円形の軌道に沿って周回移動するようにする。
【００２０】
更に、上記回転テーブル３の表面側における所要個所、たとえば、該回転テーブル３よりも外側となる個所に、回転テーブル３の回転軸心方向に平行に延びるリニアガイド６を設け、図２に示すように上記回転テーブル３の回転軸心Ｏａに沿う平面内で該回転テーブル３の回転軸心Ｏａと直交する方向に回転軸心Ｏｂを配置した砥石駆動モータ７を、図１に示すように上記リニアガイド６にスライド可能に取り付けると共に、図示しない駆動手段により該砥石駆動モータ７を、上記リニアガイド６の長手方向、すなわち、上記回転テーブル３の回転軸心方向と平行な方向に移動（往復動）させることができるようにする。
【００２１】
上記砥石駆動モータ７の出力側には、上記回転テーブル３の外周部に試験片取付ジグ４を介して取り付けた試験片５の被研削面５ａが周回する軌道と対応する位置に配置した円盤状の砥石（砥石車）８の中心部を、砥石回転軸９を介して同軸の配置で取り付ける。これにより、上記回転テーブル３の試験片取付ジグ４に取り付けた試験片５を、テーブル駆動モータ１の運転による回転テーブル３の回転駆動に伴って該回転テーブル３の表面の外周部に沿う周回軌道で周回させると共に、上記砥石駆動モータ７の運転により上記砥石回転軸９と一体に砥石８を回転駆動させ、この状態で、上記砥石駆動モータ７を上記リニアガイド６に沿わせて回転テーブル３に近接する方向へ徐々に移動させることで、該砥石駆動モータ７により回転駆動状態としてある上記砥石８の外周面を、上記回転テーブル３の回転に伴い該回転テーブル３の表面の外周部に沿う周回軌道で周回する試験片５の被研削面５ａに対し断続的に接触させて、該試験片５の被研削面５ａを研削加工できるようにする。
【００２２】
詳述すると、上記テーブル駆動モータ１は、水平方向横向き（図１では右向き）に配置して図示しない装置フレームの所要高さ位置に支持させ、その出力側に、水平方向に延びるシャフト２を介して、鉛直面内に配置した回転テーブル３の裏面側の中心部が取り付けてある。
【００２３】
上記回転テーブル３の表面における中心より径方向に所要寸法離反した外周部の周方向所要個所には、試験片取付ジグ４が設けてある。なお、上記試験片取付ジグ４は、上記回転テーブル３の回転に伴い該試験片取付ジグ４に取り付けた試験片５に遠心力が作用しても、該試験片５の径方向外向きの変位を阻止可能な構造及び強度を備えてなるものとする。又、上記回転テーブル３の外周部における周方向所要個所、たとえば、上記試験片取付ジグ４の設置個所と１８０度対向する個所には、該試験片取付ジグ４及び試験片５の重量とバランスさせるための図示しないバランスウェイトを設けて、上記回転テーブル３の回転バランスを取るようにしてもよい。
【００２４】
上記回転テーブル３の表面側には、該回転テーブル３の上端側位置よりも所要寸法上方となる高さ位置に、リニアガイド６を、回転テーブル３の回転軸心方向と平行に水平に延びるように配置して、該リニアガイド６を図示しない装置フレームに固定してある。
【００２５】
上記砥石駆動モータ７は、上記回転テーブル３の回転軸心Ｏａに沿う平面内で該回転軸心Ｏａの真上に位置するように下向きに配置した状態で、上記リニアガイド６にスライド可能に取り付けてある。
【００２６】
上記砥石８は、上記回転テーブル３の外周に試験片取付ジグ４を介して取り付けた試験片５の被研削面５ａが回転テーブル３の回転に伴い周回する軌道の上端側位置と対応する高さ位置に水平に配置した状態で、上記砥石駆動モータ７の出力側に上端部を接続した上下方向の砥石回転軸９の下端部に、該砥石８の中心部が取り付けてある。
【００２７】
更に、上記回転テーブル３に試験片取付ジグ４を介して取り付けた試験片５がその周回軌道の上端側位置に配置されるときに該試験片５の被研削面５ａの所要寸法上方となる位置に、クーラントノズル１０を下向きに設け、該クーラントノズル１０に、クーラントタンク１１が、クーラントポンプ１３を備えたクーラント供給ライン１２を介して接続してある。これにより、上記クーラントタンク１１内のクーラント１４を、上記クーラントポンプ１３の運転によりクーラント供給ライン１２を通して上記クーラントノズル１０へ供給して、該クーラントノズル１０より吐出させることで、上記回転テーブル３の試験片取付ジグ４に取り付けた試験片５がその周回軌道の上端側位置に達する時点で、該試験片５の被研削面５ａに対して上記クーラント１４を供給できるようにしてある。なお、上記クーラントノズル１０は、一台で上記クーラント１４を液体の状態で吐出する機能と、ミストとして吐出する機能の二通りの機能を切替えて使用できるものとするか、あるいは、上記クーラント１４を液体の状態で吐出する形式のクーラントノズル１０と、クーラント１４をミストとして吐出する形式のクーラントノズル１０を適宜取り替えて使用できるようにしてあるものとする。
【００２８】
１５は上記テーブル駆動モータ１に付設して上記回転テーブル３の回転数を検出するための回転数計、１６は砥石駆動モータ７に付設して上記砥石８の回転数を検出するための回転数計、１７は上記リニアガイド６の長手方向における砥石駆動モータ７の位置の検出を行うためのリニアスケールである。
【００２９】
更に、１８は制御器であり、該制御器１８は、上記回転数計１５からの入力を基に上記テーブル駆動モータ１の回転制御を介して上記回転テーブル３の回転数を制御する機能と、上記回転数計１６からの入力を基に上記砥石駆動モータ７の回転制御を介して上記砥石８の回転数を制御する機能と、上記リニアスケール１７より入力される上記リニアガイド６の長手方向に関する砥石駆動モータ７の位置検出信号を基に、該砥石駆動モータ７に砥石回転軸９を介し取り付けてある砥石８の外周面における最も回転テーブル３に近接する側の端部位置、すなわち、該砥石８の外周面にて上記回転テーブル３に試験片取付ジグ４を介し取り付けた試験片５の被研削面５ａと接触する部分の位置を検出した上で、上記砥石駆動モータ７の図示しない駆動手段による上記リニアガイド６の長手方向への移動を制御する機能と、上記クーラントポンプ１３の運転の制御を介して上記クーラントノズル１０より吐出させて試験片５の被研削面５ａに対して供給するクーラント１４の供給タイミングや供給量を制御する機能を備えてなるものとしてある。
【００３０】
以上の構成としてある本発明の平面研削加工試験装置を使用する場合、上記回転テーブル３に試験片取付ジグ４を介して取り付けた試験片５の回転テーブル３の回転に伴う周回軌道の直径寸法を、たとえば、１９０ｍｍとなるように設定し、テーブル駆動モータ１の運転により上記回転テーブル３を回転数０〜６０００［ｒｐｍ］で回転駆動すると、上記試験片５の周回軌道に沿う試験片移動速度ｖは、およそ０〜６０［ｍ／ｓ］になる。
【００３１】
一方、砥石８として、たとえば、直径が２００ｍｍの砥石８を用いて、砥石駆動モータ７の運転により上記砥石８を回転数０〜２００００［ｒｐｍ］で回転させると、該砥石８の周速度Ｖは、およそ０〜２１０「ｍ／ｓ」となる。
【００３２】
したがって、この場合、上記砥石８の周速度Ｖに対する試験片５の移動速度ｖの速度比（＝ｖ／Ｖ）は、０〜０．２９の間で可変できるようになる。
【００３３】
よって、本発明の平面研削加工試験方法を実施する場合は、先ず、上記回転テーブル３の試験片取付ジグ４に、一端面を被研削面５ａとする所要の材質製の試験片５の他端部を保持させると共に、上記砥石駆動モータ７に接続した砥石回転軸９に、所要の砥粒の種類及び所要の砥粒固定方式を採用し且つ上記所定の径寸法を備えた砥石８を取り付ける。
【００３４】
次に、上記制御器１８によるテーブル駆動モータ１の運転の制御を介し上記回転テーブル３を所要の回転数で回転駆動して、上記試験片取付ジグ４に取り付けた試験片５を、該回転テーブル３の表面の外周部に沿う周回軌道にて所要の周回速度（移動速度）で周回させる。この際、前述したように、本発明の平面研削加工試験方法及び装置が平面研削加工における被削材と砥石の相対移動速度を高速化する高速平面研削加工を模擬した研削加工を実施できるようにすることを目的としていることに鑑みて、上記試験片５の周回軌道に沿う試験片移動速度ｖは、従来の平面研削盤における最大の被削材速度である０．４［ｍ／ｓ］よりも速くなるように設定する。たとえば、従来の平面研削盤における最大の被削材速度に比して１０倍以上と大幅に被削材速度の高速化する条件を想定する場合はおよそ５［ｍ／ｓ］よりも速くなるように設定するようにする。
【００３５】
又、上記制御器１８による砥石駆動モータ７の運転の制御を介して砥石８を所要の回転数で回転駆動させる。
【００３６】
次いで、上記制御器１８により砥石駆動モータ７を図示しない駆動手段によりリニアガイド６に沿い回転テーブル３に近接する方向へ移動させることで、該砥石駆動モータ７で回転駆動している上記砥石８を、上記回転テーブル３に近接する方向、すなわち、該回転テーブル３に試験片取付ジグ４を介し取り付けた上記試験片５の被研削面５ａが周回する軌道に近接する方向へ徐々に移動させる。これにより、上記砥石８の外周面における最も回転テーブル３に近接する側の端部位置から上記回転テーブル３の表面までの距離寸法が、上記回転テーブル３に試験片取付ジグ４を介し取り付けてある上記試験片５の被研削面５ａの上記回転テーブル３表面からの突出量よりも小さくなる時点で、図３に示すように、上記回転テーブル３の外周部に沿う周回軌道を周回する上記試験片５が該周回軌道の上端側位置を通るときに、試験片５の被研削面５ａに上記回転駆動状態の砥石８の外周面が接するようになるため、該試験片５の被研削面５ａが上記回転する砥石８により研削加工されるようになる。
【００３７】
この際、上記周回軌道の上端側位置を通過している試験片５の被研削面５ａにおける上記砥石８の外周面が接触している部分の移動方向は、上記周回軌道の上端側位置の接線にほぼ沿った方向、すなわち、ほぼ水平な直線方向になっている。よって、上記試験片５の被研削面５ａは、上記水平な状態で回転する砥石８の外周面によってほぼ直線的に研削加工が行われるようになる。
【００３８】
したがって、その後、上記回転テーブル３が一回転する間の上記砥石駆動モータ７のリニアガイド６に沿う回転テーブル３に近接する方向への移動量を適宜設定することで、上記砥石８の送り量（切込み量）を設定すると、上記回転テーブル３の回転に伴って周回軌道を周回する上記試験片５が該周回軌道の上端側位置を通過するたびに、該試験片５の被研削面５ａが、上記回転する砥石８により断続的に研削されるようになるため、該試験片５の被研削面５ａに対し平面研削加工を模擬した研削が行われるようになる。
【００３９】
しかも、従来の平面研削盤での被削材速度は、最大でも０．４［ｍ／ｓ］であったが、上記したように回転テーブル３の径寸法に応じて該回転テーブル３に試験片取付ジグ４を介して取り付けた試験片５の周回軌道の径寸法を設定し、且つ上記回転テーブル３の回転数を、回転加工機械としては無理なく達成可能な回転数である６０００［ｒｐｍ］に設定することで、上記周回軌道を周回する試験片５の移動速度、すなわち、上記砥石８との相対移動速度を、上記従来の平面研削盤における最大の被削材速度０．４［ｍ／ｓ］よりも高速化する条件、より具体的には、およそ５〜６０［ｍ／ｓ］に達するまで大幅に高速化する条件について、高速平面研削加工を模擬した研削加工を実施することができるようになる。なお、従来、円筒研削加工の高速化を図る場合であっても、被削材の円筒面の砥石に対する相対速度は８．３［ｍ／ｓ］程度が上限であったが、この速度に比しても、上記したように試験片５と砥石８との相対移動速度を最大でおよそ６０［ｍ／ｓ］と大幅に高速化する条件についてまで、高速平面研削加工を模擬した研削加工を実施することができる。
【００４０】
更に、上記試験片５の被研削面５ａの研削加工を行う際、回転テーブル３の回転方向と上記砥石８の回転方向を、それぞれ図２に矢印ｒ１とｒ２で示す方向に設定すれば、図４（イ）に概要を示すように、上記試験片５の被研削面５ａに対し、上記砥石８によりアップカットによる研削加工が行われる。これに対し、上記回転テーブル３の回転方向と上記砥石８の回転方向のいずれか一方を、図２に矢印ｒ１，ｒ２で示した方向と逆方向に設定、たとえば、上記砥石８の回転方向を、図２に矢印ｒ３で示すように矢印ｒ２で示す方向と逆方向に設定すれば、図４（ロ）に概要を示すように、上記試験片５の被研削面５ａに対し、上記砥石８によりダウンカットによる研削加工が行われるようになる。このダウンカットによる研削加工は、図示してないが、上記砥石８の回転方向を図２に矢印ｒ２で示す方向に設定する一方、上記回転テーブル３の回転方向を、図２に矢印ｒ１で示した方向と逆方向に設定することによっても可能である。なお、上記図４（イ）（ロ）における上記試験片５と砥石８のサイズは、図示するための便宜的なサイズであり、又、試験片５に対する上記砥石８の切込み量も強調して記載してある。
【００４１】
更に又、上記試験片５が周回軌道の上端側位置を通過するときに、上記制御器１８によりクーラントポンプ１３の運転を制御して該試験片５の被研削面５ａに対してクーラントノズル１０よりクーラント１４を供給することで、上記試験片５の被研削面５ａの上記砥石８による研削加工が、上記クーラント１４の存在下で行われるようになる。
【００４２】
したがって、平面研削加工における被削材の移動速度に相当する上記試験片５の周回軌道の移動速度（周回速度）、上記砥石８の周速度Ｖに基づいて求められる該砥石８の周速度Ｖに対する試験片５の移動速度ｖの速度比（＝ｖ／Ｖ）、上記砥石８の試験片５に対する１回の切込み量に相当する上記砥石駆動モータ７の回転テーブル３へ近接する方向への移動速度の各条件、及び、砥石８については、アルミナ、ｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）あるいはダイヤモンド等の砥粒の種類や、レジノイド、ビトリファイド、メッキ、ろう付け等の砥粒の固定方式（砥粒の固定方式がレジノイド又はビトリファイドの場合はボンド硬さ及び空孔率を含む）の各条件、及び、上記試験片５の被研削面５ａにおける砥石８と接触する部分（研削加工部分）へ供給するクーラント１４については、水溶性研削油剤又は非水溶性研削油剤又は水といった種類や、クーラントノズル１０よりクーラント１４を液体のまま通常供給するかあるいはミストで供給するかの供給方法の各条件からなる種々の研削条件について、それぞれ設定を変更しながら上記試験片５の被研削面５ａの上記回転する砥石８による研削加工を行い、更にはアップカットとダウンカットの双方について研削加工を行った上で、各研削条件毎に、得られた研削比｛（試験片５の除去体積）／（消耗した砥石８の摩耗体積）｝や、試験片５における研削割れの有無、加工面の結晶粒倒れ、破壊の起点となり得る加工面の再溶融層厚さ、面粗度等の研削品質について測定して、良好な研削品質が得られる研削条件を見出すようにすればよい。
【００４３】
このように、本発明の平面研削加工試験方法及び装置によれば、上記回転テーブル３の表面の外周部に試験片取付ジグ４を介して取り付けた試験片５の該回転テーブル３の回転に伴う周回軌道の径寸法と、回転テーブル３の回転数に応じて、上記周回軌道における試験片５の移動速度を無理なく高速化することができると共に、上記周回軌道の一個所である上端側個所を通過する上記試験片５の被研削面５ａについて、回転する砥石８によりほぼ直線的な研削加工を断続的に行うことができることから、被削材の試験片５の被研削面５ａについて、該試験片５の移動速度（砥石８との相対移動速度）を従来のテーブル往復動形式の平面研削盤における被削材速度よりも大幅に高速化した速度条件の下での平面研削加工を模擬した研削加工を行うことが可能になる。
【００４４】
したがって、従来のテーブル往復動形式の平面研削盤における被削材速度よりも高速で試験片５を直線的に往復動させるための高速直線運動（高速往復動）する機構を具備した試験装置を大きなコストをかけて新たに開発する必要なしに、回転加工機械における回転機構を利用して、試験片５に対し従来のテーブル往復動形式の平面研削盤における被削材速度よりも高速な速度条件の下での平面研削加工を模擬した研削加工の試験を行うことが可能となる。
【００４５】
以上により、上記高速な平面研削加工を模擬した上記試験片５の被研削面５ａの研削加工を行う際に、研削比や、試験片５における研削割れの有無、加工面の結晶粒倒れ、加工面の再溶融層厚さ、面粗度等の研削品質を良好なものとするために上記各種研削条件に要求される設定を見出すことができることから、被削材速度を従来の平面研削盤に比して高速化する高速平面研削加工装置（高速平面研削盤）を開発するにあたり、該高速平面研削加工装置についての仕様を定めることが可能になる。
【００４６】
次に、図５は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１乃至図４（イ）（ロ）の実施の形態の変形例を示すもので、図１乃至図４（イ）（ロ）に示したと同様の構成において、回転テーブル３における外周部に試験片５を取り付けるための試験片取付ジグ４を設ける回転軸心方向片側の面と同じ側の面の中心部に、シャフト（主軸）２を取り付けて、該シャフト２をテーブル駆動モータ１に接続した構成としたものである。
【００４７】
その他の構成は図１乃至図４（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００４８】
本実施の形態によっても、上記図１乃至図４（イ）（ロ）の実施の形態と同様に用いることで、同様の効果を得ることができる。
【００４９】
次いで、図６は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、以下のようにしてある。
【００５０】
すなわち、図１乃至図４に示したと同様の構成において、テーブル駆動モータ１によりシャフト（主軸）２を介して回転駆動できるようにしてある回転テーブルを、砥石８の回転軸心と直交する水平な回転軸心を有する構成とすることに代えて、砥石８の回転軸心と平行な上下方向の回転軸心を有する構成の回転テーブル３ａとする。この回転テーブル３ａの上下方向の回転軸心の配置に合わせて、該回転テーブル３ａを駆動するテーブル駆動モータ１及びシャフト（主軸）２も上下方向の回転軸心を有するように配置する。
【００５１】
更に、上記回転テーブル３ａの外周面における１個所に、試験片取付ジグ４を設けて、該試験片取付ジグ４に、一端面を高速平面研削加工の試験用の被研削面５ａとする被削材の試験片５の他端部を、取り外し可能に取り付ける。これにより、上記テーブル駆動モータ１の運転によるシャフト２と一体の上記回転テーブル３ａの回転駆動に伴って、上記試験片取付ジグ４に取り付けた試験片５を、上記回転テーブル３ａの外周面に沿う円形の周回軌道で周回させることができるようにし、この試験片５の周回に伴い、該試験片５の被研削面５ａが、上記回転テーブル３ａの外周側の円筒形の周回軌道に沿って周回移動するようにする。
【００５２】
上記砥石８は、上記回転テーブル３ａの外周面に試験片取付ジグ４を介して取り付けた試験片５の被研削面５ａの周回軌道と同じ高さ位置に水平に配置してあり、該砥石８の中心部を砥石回転軸９を介し接続してある砥石駆動モータ７のリニアガイド６に沿うスライドにより、該砥石８を、上記試験片５の被研削面５ａの周回軌道より離反した位置から、該試験片５の被研削面５ａの周回軌道に近接する方向へ移動させることができるようにしてあるものとする。
【００５３】
その他の構成は図１乃至図４（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００５４】
以上の構成としてある本実施の形態の平面研削加工試験装置を使用する場合は、図１乃至図４（イ）（ロ）の実施の形態と同様に、制御器１８によるテーブル駆動モータ１の運転の制御を介し上記回転テーブル３ａを所要の回転数で回転駆動して、上記試験片取付ジグ４に取り付けた試験片５を、該回転テーブル３ａの外周面に沿う周回軌道にて所要の周回速度（移動速度）で周回させると共に、上記制御器１８による砥石駆動モータ７の運転の制御を介して砥石８を所要の回転数で回転駆動させる。
【００５５】
次いで、上記制御器１８により砥石駆動モータ７を図示しない駆動手段によりリニアガイド６に沿い回転テーブル３ａに近接する方向へ移動させることで、該砥石駆動モータ７で回転駆動している上記砥石８を、上記回転テーブル３ａに近接する方向、すなわち、該回転テーブル３ａに試験片取付ジグ４を介し取り付けた上記試験片５の被研削面５ａの周回軌道に近接する方向へ徐々に移動させる。これにより、上記砥石８の外周面における最も回転テーブル３ａに近接する側の端部位置から上記回転テーブル３ａの外周面までの距離寸法が、上記回転テーブル３ａに試験片取付ジグ４を介し取り付けてある上記試験片５の被研削面５ａの上記回転テーブル３ａの外周面からの突出量よりも小さくなる時点で、上記回転テーブル３ａの外周面に沿う周回軌道を周回する上記試験片５が該周回軌道における上記砥石８寄りの位置を通るときに、試験片５の被研削面５ａに上記回転駆動状態の砥石８の外周面が接するようになるため、該試験片５の被研削面５ａが上記回転する砥石８により研削加工されるようになる。
【００５６】
この際、上記周回軌道の砥石８寄りの位置を通過している試験片５の被研削面５ａにおける上記砥石８の外周面が接触している部分の移動方向は、上記周回軌道の接線にほぼ沿った方向、すなわち、ほぼ水平な直線方向になっている。よって、上記試験片５の被研削面５ａは、上記水平な状態で回転する砥石８の外周面によってほぼ直線的に研削加工が行われるようになる。
【００５７】
したがって、その後、上記回転テーブル３ａが一回転する間の上記砥石駆動モータ７のリニアガイド６に沿う回転テーブル３ａに近接する方向への移動量を適宜設定することで、上記砥石８の送り量（切込み量）を設定すると、上記回転テーブル３ａの回転に伴って周回軌道を周回する上記試験片５が該周回軌道における砥石８寄り位置を通過するたびに、該試験片５の被研削面５ａが、上記回転する砥石８により断続的に研削されるようになるため、該試験片５の被研削面５ａに対し平面研削加工を模擬した研削が行われるようになる。
【００５８】
よって、本実施の形態によっても、図１乃至図４（イ）（ロ）の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
なお、本発明は上記実施の形態にのみに限定されるものではなく、前述した回転テーブル３，３ａの回転に伴う試験片５の周回軌道の径寸法や、テーブル駆動モータ１による回転テーブル３，３ａの回転数及び試験片５の上記周回軌道における移動速度（周回速度）の設定範囲、並びに、砥石８の径寸法や、砥石駆動モータ７による砥石８の回転数及び該砥石の周速度の設定範囲は、一例であり、上記試験片５の移動速度（周回速度）として、従来のテーブル往復動形式の平面研削盤における被削材速度よりも速い条件となる平面研削加工試験に望む速度が得られるようにしてあれば、それぞれの設定値は適宜変更してもよい。
【００６０】
又、回転テーブル３，３ａの径寸法は、該回転テーブル３，３ａに試験片取付ジグ４を介して取り付けた試験片５の周回軌道に所望される径寸法に応じて適宜変更してもよい。更に、上記回転テーブル３，３ａは、回転中心となる部分をシャフト２を介してテーブル駆動モータ１に接続でき、且つ回転中心より径方向に所要寸法離れた外周部の所要個所に試験片５を取り付けるための試験片取付ジグ４を設けてなる構成として、テーブル駆動モータ１による該回転テーブル３，３ａの回転駆動時に、上記試験片取付ジグ４に取り付けた試験片５を所要径の周回軌道で周回させて、該試験片５の周回に伴って形成される被研削面５ａの周回軌道が、回転テーブル３，３ａのいかなる部分とも干渉しないようにしてあれば、該回転テーブル３，３ａの形状は、円形以外のいかなる形状を採用してもよい。
【００６１】
上記実施の形態においては、テーブル駆動モータ１により回転駆動させる回転テーブル３，３ａに試験片取付ジグ４を介して取り付けた試験片５の被研削面５ａに対して砥石駆動モータ７により回転駆動する砥石８の外周面を接触させて研削加工を行うために、砥石駆動モータ７と一緒に上記回転する砥石８を回転テーブル３，３ａに近接する方向へ移動させることができるようにした構成を示したが、上記砥石駆動モータ７及び砥石８の位置を固定する一方、上記回転テーブル３，３ａを、テーブル駆動モータ１ごと移動できるようにした構成として、一定の位置で上記砥石駆動モータ７により回転駆動される上記砥石８に対し、上記テーブル駆動モータ１により回転駆動される回転テーブル３，３ａに試験片取付ジグ４を介して取り付けてある試験片５を、回転テーブル３，３ａ及びテーブル駆動モータ１と一緒に上記砥石８に近接する側へ徐々に移動させることで、該試験片５の被研削面５ａを、上記回転する砥石８の外周面に接触させて研削加工を行わせるようにしてもよい。この場合は、上記クーラントノズル１０も、回転テーブル３，３ａ及びテーブル駆動モータ１に追従して移動できるようにした構成とすればよい。
【００６２】
更には、表面の外周部に試験片取付ジグ４を介して試験片５を取り付けた状態でテーブル駆動モータ１により回転駆動できるようにしてある回転テーブル３，３ａを備え、且つ上記回転テーブル３，３ａの回転に伴い試験片５の被研削面５ａが周回する軌道上における一個所より所要寸法離れた位置に、砥石駆動モータ７により回転駆動できるようにした砥石（砥石車）８を配置し、更に、上記砥石駆動モータ７により回転駆動させる砥石８と、上記回転テーブル３，３ａの回転に伴う試験片５の被研削面５ａの周回軌道を相対的に近接させて接触させることができる機構を備えていれば、上記砥石８は、回転テーブル３，３ａの周方向の任意の個所に対応させて配置してもよい。更には、図１乃至図４（イ）（ロ）の実施の形態、及び、図５の実施の形態では、回転テーブル３を鉛直以外の配置としてもよく、該回転テーブル３の配置に応じて、上記砥石８は水平以外の配置としてもよい。又、図６の実施の形態では、回転テーブル３ａを水平以外の配置としてもよく、該回転テーブル３ａの配置に応じて、上記砥石８は水平以外の配置としてもよい。
【００６３】
又、上記テーブル駆動モータ１と回転テーブル３，３ａの間と、砥石駆動モータ７と砥石８との間のいずれか一方又は双方に、減速機や回転軸心方向を変更するための動力伝達機構を介装するようにしてもよい。したがって、上記テーブル駆動モータ１は回転テーブル３，３ａと同軸の配置でなくてもよく、又、上記砥石駆動モータ７は砥石８と同軸の配置でなくてもよい。
【００６４】
更に、図１乃至図４（イ）（ロ）の実施の形態、及び、図５の実施の形態では、回転テーブル３の回転軸心と、砥石８の回転軸心は同一平面内に配置されていれば、必ずしも直交していなくてもよい。又、図６の実施の形態では、回転テーブル３ａの回転軸心と、砥石８の回転軸心は同一平面内に配置されていれば、必ずしも平行でなくてもよい。上記いずれの場合であっても、試験片５の被研削面５ａに対する、上記砥石８によるアップカット又はダウンカットによる平面研削加工を模擬した研削加工を実施することができる。
【００６５】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６６】
１  テーブル駆動モータ
３，３ａ  回転テーブル
４  試験片取付ジグ
５  試験片
５ａ  被研削面
７  砥石駆動モータ
８  砥石
Ｏａ  回転軸心
Ｏｂ  回転軸心
【図１】
2011143524.tif 000003
【図２】
2011143524.tif 000004
【図３】
2011143524.tif 000005
【図４】
2011143524.tif 000006
【図５】
2011143524.tif 000007
【図６】
2011143524.tif 000008