(57)【要約】　　　（修正有）【課題】砥石に連れ回りされる空気流を利用して必要な圧縮エアを発生し、工場エア等の使用量を削減して加工コストを低減する。【解決手段】砥石台１１に回転可能に支承された砥石Ｇと工作物支持装置１７に支持された工作物Ｗとを相対移動させて工作物Ｗを砥石により研削加工するとき、砥石に連れ回りする空気流を収集し、該収集した空気流を流路面積を漸減して圧縮し、該圧縮した空気流を偏向してノズル３２から噴出し、砥石の研削面に吹き付ける。【選択図】　図１
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【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を前記砥石により研削加工する研削装置における砥石連れ回り空気流利用方法にして、前記砥石に連れ回りする空気流を収集し、該収集した空気流を流路面積を漸減して圧縮し、該圧縮した空気流を偏向しノズルから噴出して前記砥石の研削面に吹き付けることを特徴とする砥石連れ回り空気流利用方法。
【請求項２】
砥石台に回転可能に支承された砥石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を前記砥石により研削加工する研削装置における砥石連れ回り空気流利用装置にして、前記砥石に連れ回りする空気流を収集する収集部と、該収集された空気流が圧縮されるように通路面積が漸減する圧縮通路部と、該圧縮された空気流を偏向して前記砥石の研削面に吹き付けるノズルから構成されたことを特徴とする砥石連れ回り空気流利用装置。
【請求項３】
請求項２において、前記圧縮された空気流を偏向し、クーラントを前記砥石の研削面に供給するクーラント供給位置より前記砥石回転方向の上流側位置で、前記圧縮された空気流を前記ノズルから前記研削面に沿って砥石の一側面側から他側面側に向かって横断するように吹き付けることを特徴とする砥石連れ回り空気流利用装置。
【請求項４】
請求項２において、前記圧縮された空気流に潤滑油が滴下されて霧化した潤滑油ミストを含む空気流を偏向してノズルから前記研削面に向かって吹き付けることを特徴とする砥石連れ回り空気流利用装置。
【請求項５】
砥石台に回転可能に支承された砥石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を前記砥石により研削加工する研削装置において、請求項２乃至４のいずれかに記載の砥石連れ回り空気流利用装置を前記砥石台に取り付け、前記研削点より砥石回転方向上流側から前記研削点又は工作物に向けてクーラントを供給するクーラント供給装置を設けたことを特徴とする研削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砥石により工作物を研削する研削装置において、回転する砥石に連れ回りする空気流を利用する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高速で回転する砥石により工作物を研削加工する研削装置において、砥石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確実に供給するために、クーランの圧力を高圧にし、ノズル４５からクーランントを砥石Ｇが工作物Ｗを研削加工する研削点に高速で供給する図６に示す高圧クーラント方式、ノズル４６の噴出口を砥石Ｇの外周面に直角に対向させ、クーラントを砥石外周面に直角に噴き付ける図７に示す直角ノズル方式が行われている。
また、エア源から供給される圧縮エアに潤滑油を滴下して霧化し圧縮エアとともにノズルから砥石の研削面に吹き付けて砥石の研削点での潤滑を行い、且つ工作物に掛ける冷却用のクーラントの使用量を極めて少なくしたエコロジー研削が試用されている。
然しながら、高圧クーラント方式や、直角ノズル方式は、クーラントを砥石外周面の随伴空気層に打ち勝って目標とする部位に強制的に到達させるもので、クーラントは必然的に高圧で且つ大きな容量が必要とされる。大容量のクーラントを使用する場合、クーラントを清浄に維持するために大きなコストを必要とするばかりでなく、廃液処理等の環境保全での問題も生じる。つまり、これらの方式は、研削点やワークへの目標とする部位へのクーラントを供給する際における砥石外周の随伴空気層による悪影響を解決するものではない。
また、上記したエコロジー研削では、工作物に向けて供給されたクーラントは少量であるので、その流量の勢いが弱く、砥石随伴空気層の影響を直接受けやすい。この点からも砥石随伴空気層の確実な遮断が要望されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の問題を改善するため、本願出願人は、研削点の砥石回転方向上流側において砥石随伴空気層を遮断する方式を先に提案した。この提案は、高速で回転する砥石により工作物を研削加工する研削装置において、研削点より砥石回転方向の上流側位置でエアジェットを砥石の研削面に沿って一側面側から他側面側に向かって横断するように吹き付け、該エアジェットにより砥石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確実に供給する方法である。
砥石外周面に連れ回りする空気層を遮断するために、エアジェットを砥石外周面を横断するように吹き付ける場合も、エコロジー研削の場合も工場エア等のエア源が必要であり、且つエア源からのエアを使うことにより動力を消費していた。
本発明は、上述した課題を達成するためになされたもので、砥石に連れ回りされる空気流を利用して必要な圧縮エアを発生し、工場エア等の使用量を削減して加工コストを低減することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
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を前記砥石により研削加工する研削装置における砥石連れ回り空気流利用方法にして、前記砥石に連れ回りする空気流を収集し、該収集した空気流を流路面積を漸減して圧縮し、該圧縮した空気流を偏向しノズルから噴出して前記砥石の研削面に吹き付けることである。
【０００５】
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を前記砥石により研削加工する研削装置における砥石連れ回り空気流利用装置にして、前記砥石に連れ回りする空気流を収集する収集部と、該収集された空気流が圧縮されるように通路面積が漸減する圧縮通路部と、該圧縮された空気流を偏向して前記砥石の研削面に吹き付けるノズルから構成されたことである。
【０００６】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記圧縮された空気流を偏向し、クーラントを前記砥石の研削面に供給するクーラント供給位置より前記砥石回転方向の上流側位置で、前記圧縮された空気流を前記ノズルから前記研削面に沿って砥石の一側面側から他側面側に向かって横断するように吹き付けることである。
【０００７】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記圧縮された空気流に潤滑油が滴下されて霧化した潤滑油ミストを含む空気流を偏向してノズルから前記研削面に向かって吹き付けることである。
【０００８】
請求項５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を前記砥石により研削加工する研削装置において、請求項２乃至４のいずれかに記載の砥石連れ回り空気流利用装置を前記砥石台に取り付け、前記研削点より砥石回転方向上流側から前記研削点又は工作物に向けてクーラントを供給するクーラント供給装置を設けたことである。
【０００９】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、砥石台に回転可能に支承された砥石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工作物を砥石により研削加工するとき、砥石に連れ回りする空気流を収集し、該収集した空気流を流路面積を漸減して圧縮し、該圧縮した空気流を偏向してノズルから噴出し、砥石の研削面に吹き付ける。これにより、砥石に連れ回りされる空気流を利用して必要な圧縮エアを発生し、工場エア等の使用量を削減して加工コストを低減することができる。
【００１０】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、砥石台に回転可能に支承された砥石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工作物を砥石により研削加工するとき、砥石に連れ回りする空気流を収集部で収集し、該収集された空気流を通路面積が漸減する圧縮通路部で圧縮し、該圧縮された空気流を偏向してノズルから砥石の研削面に吹き付けるようにしたので、砥石に連れ回りされる空気流を利用して必要な圧縮エアを発生して工場エア等の使用量を削減し、加工コストの低減可能な砥石連れ回り空気流利用装置を提供することができる。
【００１１】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、砥石に連れ回りする空気流を収集し、該収集された空気流を流路面積を漸減して圧縮する。クーラントを砥石の研削面に供給するクーラント供給位置より砥石回転方向の上流側位置で、圧縮された空気流を偏向してノズルから噴出し、研削面に沿って砥石の一側面側から他側面側に向かって横断するように吹き付ける。これにより、工場エア等を消費せずに研削面を横切る圧縮エアを安価に発生することができ、砥石に連れ回りする空気層を遮断してクーラントを研削点に確実に供給することができる。
【００１２】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、砥石に連れ回りする空気流を収集し、該収集した空気流を流路面積を漸減して圧縮し、該圧縮された空気流に潤滑油が滴下されて霧化した潤滑油ミストを空気流とともに偏向してノズルから砥石の研削面に吹き付けるので、工場エア等を消費せずに必要な潤滑油ミストを安価に発生し、研削面に吹き付けることができる。
【００１３】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、砥石台に回転可能に支承された砥石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工作物を砥石により研削加工する研削装置において、請求項２乃至４のいずれかに記載の砥石連れ回り空気流利用装置によって必要な圧縮エアを工場エア等を消費せずに安価に生成することができる。これにより、構造か簡単で、低コストな砥石連れ回り空気層利用装置を研削装置に組み込むだけで、クーラント又は潤滑油ミストを研削点に確実に供給することができ、高能率、高精度、且つ低コストな研削加工が可能な砥石連れ回り空気流利用装置を用いた研削盤を提供することができる。
【００１４】
【実施の形態】
以下本発明の第１の実施形態に係る砥石連れ回り空気流利用装置及び同装置を備えた研削装置について図１〜３に基づいて説明する。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によりボールネジ機構を介して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Ｇは鉄又はアルミニウム等の金属で成形された円盤状の基体の外周面に複数の砥石チップが接着されて構成されている。ベッド１０上にはテーブル１４が摺動可能に装架され、サーボモータ１５によりボールネジ機構１６を介してＸ軸と直角なＹ軸方向に移動される。テーブル１４上には、工作物支持装置１７を構成する主軸台１８及び心押台が取り付けられ、工作物Ｗは主軸台１８と心押台との両センタ間に挟持され回転駆動される。
【００１５】
砥石台１１には砥石Ｇを覆う砥石カバー２２が固定され、砥石カバー２２には、クーラント供給装置２０のクーラントノズル２１が取り付けられ、クーラントノズル２１からは、砥石Ｇが工作物Ｗを研削加工する研削点Ｐ近傍のクーラント供給位置３３に向けてクーラントが供給される。
【００１６】
砥石カバー２２内には、砥石連れ回り空気流利用装置２３の円弧状のエア回収外板２４が砥石Ｇの下方から後側を回って前側上方まで砥石Ｇの外周面に対向して配置されている。エア回収外板２４の両側端面は砥石カバー２２の両側壁２２ａ，２２ｂに当接され、片側の端面から突設された複数の取付片２４ａにより側壁２２ａに固定されている。砥石カバー２２の側壁２２ａには、砥石Ｇの頂点部分とエア回収外板２４との間で支持軸２５が回転可能に軸承され、側壁２２ｂに向かって水平に突設されている。支持軸２５にはエア回収板２６が固定され、エア回収板２６の両側面と側壁２２ａ，２２ｂと間には微小隙間が形成されている。エア回収板２６は、図２に示す作動位置では支持軸２５から後側下方に向けて傾斜して延在され、下端から上方に向けて開口溝２７が設けられ、開口溝２７の両側面２７ａ，２７ｂ及び溝奥端面２７ｃが砥石Ｇの両側面Ｇａ，Ｇｂ及び外周研削面Ｇｃと僅かな隙間を持って対向している。エア回収板２６は回転する砥石Ｇに連れ回りする空気流２８をエア回収外板２４と協働して収集する収集部２９を構成する。砥石Ｇの交換時には、支持軸２５が手動ハンドル或いはモータ等のエア回収板回転装置３０により回転され、エア回収板２６は着脱される砥石Ｇと干渉しない水平退避位置に回動される。
【００１７】
エア回収外板２４の砥石Ｇの上方部から前側端部の間には、エア回収外板２４を一側面としてダクト３１が形成されている。ダクト３１は、入口下面でエア回収板２６と連続し、収集された空気流が圧縮されるように通路面積が下流側に向かって漸減する圧縮通路部３１ａが設けられている。圧縮通路部３１ａは側壁２２ａに形成された切り欠きを通って側壁２２ａから砥石カバー２２の外部に突出した後に屈曲し、先端に設けたノズル３２が砥石Ｇの側面外周縁部に対向して開口している。これにより砥石Ｇに連れ回りする空気流２８は収集部２９で収集され、収集された空気流は圧縮通路部３１ａで圧縮されて偏向される。圧縮された空気流は、クーラントを砥石Ｇの研削面Ｇｃに供給するクーラント供給位置３３より砥石回転方向の上流側位置で、研削面Ｇｃに沿って噴流し砥石Ｇの一側面側から他側面側に向かって横断するように、ノズル３２から研削面Ｇｃに側方から吹き付けられる。
【００１８】
上記のように構成した第１の実施形態の作動を説明する。工作物Ｗが主軸台１８と心押台との両センタ間に挟持されて回転される。砥石台１１がサーボモータ１２により前進され、クーラント供給位置３３にクーラントノズル２１からクーラントが供給された状態で、高速回転される砥石Ｇにより、例えば、砥石周速が１６０ｍ／ｓｅｃで工作物Ｗが研削加工される。
【００１９】
高速回転される砥石Ｇに連れ回りされる空気流２８は、砥石連れ回り空気流利用装置の収集部２９を構成するエア回収外板２４とエア回収板２６との間で収集され、収集された空気流はダクト３１の流路面積が漸減する圧縮通路部３１ａを流れる間に圧縮される。圧縮された空気流はダクト３１の先端部で偏向され、クーラントを砥石Ｇの研削面Ｇｃに供給するクーラント供給位置３３より砥石回転方向の上流側位置でノズル３２から研削面Ｇｃに側方から吹き付けられる。これにより圧縮された空気が砥石Ｇの一側面側から他側面側に向かって横断するように研削面Ｇｃに沿って噴流し、高速回転する砥石Ｇの研削面Ｇｃに連れ回りする空気流が遮断されてクーラント供給位置３３に到達しないので、クーラントノズル２１から供給されるクーラントは連れ回りする空気流に邪魔されることなく研削面Ｇｃに密着して研削点Ｐに確実に供給される。
【００２０】
次に、圧縮エアに潤滑油を滴下して霧化しノズルから砥石の研削面に吹き付けて砥石の研削点での潤滑を行い、且つ工作物Ｗに掛ける冷却用のクーラントの使用量を極めて少なくしたエコロジー研削装置に砥石連れ回り空気流利用装置を組み込んだ第２の実施形態を図４に基づいて説明する。砥石カバー２２には、クーラント供給装置２０のクーラントノズル２１が取り付けられ、クーラントノズル２１から工作物Ｗに、毎分０．１〜０．５リッターの少量のクーラントが冷却のために工作物Ｗに掛けられている。砥石カバー２２内には、第１の実施形態と同様に、円弧状のエア回収外板３４及びエア回収板３６が設けられ収集部３７を構成している。エア回収外板３４の砥石Ｇの上方部から前側端部の間には、エア回収外板３４を一側面としてダクト３５が形成されている。ダクト３５は、入口部分の下面でエア回収板３６と連続し、先端部分には収集された空気流が圧縮されるように通路面積が下流側に向かって漸減する圧縮通路部３５ａが設けられている。圧縮通路部３５ａは側壁２２ａから外部に突出することなく下方に屈曲し、先端に設けたノズル３８が砥石Ｇの外周研削面Ｇｃに対向して開口している。圧縮通路部３５ａには、潤滑油３９を滴下するノズル４０がダクト３５の下流側に向けて開口されたパイプ４１が配置され、パイプ４１は潤滑油３９を収納するタンク４２に連通されている。
【００２１】
これにより砥石Ｇに連れ回りする空気流２８は収集部３７で収集され、収集された空気流は圧縮通路部３５ａで圧縮されて高速流となり、滴下された潤滑油３９を霧化する。霧化された潤滑油３９は圧縮空気とともに偏向され、砥石Ｇの研削面Ｇｃに吹き付けられ、研削点Ｐで砥石Ｇを潤滑する。工作物Ｗには、クーラントノズル２１からクーラントが供給され冷却される。
【００２２】
なお、砥石連れ回り空気流利用装置のノズルから噴出される空気流の流量又は流速を高めたい場合は、工場エア等をダクト３１，３５内に下流側に向けて流すとよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る砥石連れ回り空気層利用装置を備えた研削装置の一部断面にした側面図。
【図２】砥石連れ回り空気層利用装置を側方から見た図。
【図３】第２図のＡ−Ａ方向から見た図。
【図４】第２図のＢ−Ｂ方向から見た図。
【図５】第２の実施形態を示す部分側面図。
【図６】高圧クーラント方式を示す図。
【図７】直角クーラント方式を示す図。
【符号の説明】
１０…ベッド、１１…砥石台、１２，１５…サーボモータ、１３…砥石軸、１４…テーブル、１７…工作物支持装置、２０…クーラント供給装置、２１…クーラントノズル、２２…砥石カバー、２４，３４…エア回収外板、２６，３６…エア回収板、２８…空気流、２９，３７…収集部、３０…エア回収板回転装置、３１，３５…ダクト、３１ａ，３５ａ…圧縮通路部、３２，３８…ノズル、３９…潤滑油、Ｇ…砥石、Ｇｃ…研削面、Ｗ…工作物。
【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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