(57)【要約】【課題】多孔質材料の切削や研削の際に目詰まりを防止して製品歩留まりを向上させる。【解決手段】ワークテーブル１０に支持された多孔質材料のワーク２０に対し加工液を供給して加工液をワーク２０内部に浸透させ、ワーク２０の加工面２０ａから加工液を排出させる加工液供給部１１、１０ａ、１０ｂを備える加工用治具。【効果】ワークの内部から加工面に加工液を排出して加工により発生する切り屑などによって多孔質材料の目詰まりが発生するのを防止し、部品加工の歩留まりを高くする。加工液によって加工部での温度上昇が抑えられ、加工砥石や切削工具等の寿命が向上する。【選択図】        図１
2004230489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークテーブルに支持される多孔質材料からなるワークの表面を加工する際に用いられ、前記ワークテーブルに支持されたワークに対し加工液を供給して該加工液をワーク内部に浸透させ、少なくともワークの加工面から前記加工液を排出させる加工液供給部を備えることを特徴とする多孔質材料の加工用治具。
【請求項２】
前記加工液供給部は、少なくともワークを支持固定する部分に開口し、前記ワーク内部に浸透させる加工液を流通させる加工液流通路を有することを特徴とする請求項１記載の多孔質材料の加工用治具。
【請求項３】
前記加工液供給部は、ワークに対して供給する加工液の供給圧力を調整する圧力調整部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の多孔質材料の加工用治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多孔質材料からなるワーク表面に切削、研削等の加工を施す際に、加工液を供給して多孔質材料内で加工液を浸透させ、さらに切削または研削面から加工液を排出する多孔質材料の加工用治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多孔特性を利用して鋳物の強度を高めたり、エアの通路を確保する目的で発泡金属などの多孔質材料が用いられている。例えば  アルミニウムやマグネシウムの強化方法の一つとして、ステンレスなどの強度の高い発泡金属をアルミニウムやマグネシウムと共に鋳込む方法がある。また分野は異なるが空気静圧軸受やエアシールなどの部分には均一にエアを噴射できるように多孔質材料が用いられている。この多孔質材料は、必要に応じて表面を切削したり研削加工したりする。一般材料のワークや多孔質材料のワーク表面の切削や研削を行う際には研削ローラなどの加工具を用いている（例えば特許文献１〜３。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２１６５０６号公報
【特許文献２】
特開２０００−１２６９６０号公報
【特許文献３】
特開２００１−２７２４０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、多孔質材料に対し研削や切削を行うと目詰まりしやすく、多孔特性を損なうという問題がある。例えば、多孔質軸受の場合は、軸受の表面全体から流体が吐出されることで均一な軸受機能を発揮させることができるが、一部に目詰まりがあると部分的に機能の低下が発生する。これにより、軸受の負荷容量や剛性が低下したり、カジリや焼き付きなどの不具合が発生しやすくなる。また、発泡金属を鋳込む場合は、発泡部分に巣が発生することなく湯が流れ込むことが重要であるが、切り屑等が残留していると、その部分で湯の流れおよび内部エアの排出が阻害されて巣の発生に結びつく危険性が高くなってしまう。
【０００５】
したがって、多孔質材料での目詰まりは、製品としての機能を損なうことになり、目詰まりの発生によって完成品の歩留まりが非常に悪くなるという問題がある。特許文献１では、ワークの研削面に流体を向けて噴射して研削に際し発生する粒子を除去する手段が示されている。しかし、特許文献１に示されるワークは多孔質材料に関するものではなく、多孔質材料において上記のように研削面に流体を噴射しても切り屑が孔に侵入して孔が詰まってしまうという問題は避けられない。また、特許文献２、３では、多孔質材料の目詰まりを課題として挙げてはおらず、また切削や研削時の目詰まりを防止する手段の提案もなされていない。このため、従来、多孔質材料の加工を行う際には、図４に示すようにワークテーブル２に支持させた多孔質材料２０の切削または研削面２０ａに向けて特許文献１と同様に噴射手段として加工液ノズル２１を設け、該加工液ノズル２１への加工液の供給圧を高くして上記切削または研削面２０ａに加工液を噴射したり、加工条件を変えて切りくずの大きさが大きくなるようにして回転砥石３によって多孔質材料の切削や研削を行う方法も採られているが、大きな効果は得られてない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の多孔質材料の加工用治具のうち請求項１記載の発明は、ワークテーブルに支持される多孔質材料からなるワークの表面を加工する際に用いられ、前記ワークテーブルに支持されたワークに対し加工液を供給して該加工液をワーク内部に浸透させ、少なくともワークの加工面から前記加工液を排出させる加工液供給部を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の多孔質材料の加工用治具の発明は、請求項１記載の発明において、前記加工液供給部は、少なくともワークを支持固定する部分に開口し、前記ワーク内部に浸透させる加工液を流通させる加工液流通路を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の多孔質材料の加工用治具は、請求項１または２に記載の発明において、前記加工液供給部は、ワークに対して供給する加工液の供給圧力を調整する圧力調整部を備えることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、連続孔を有する多孔質材料に水や潤滑油などの加工液を注入すると他の面からこの加工液が流れ出てくる。したがって、加工液供給部による加工液の供給によって加工面から加工液が排出されることになり、切削や研削加工等によって発生した切り屑は多孔質材料の孔に入ることなく加工面から排出される加工液と共に外部に排出される。したがって、加工液は、加工面から十分な量で、かつ十分な圧力で排出されるのが望ましく、好適には上記面から加工液を噴出させる。さらに、加工点に直接加工液を供給できることから、砥石の目詰まりや研削焼けに対しても効果がある。したがって、加工液は、潤滑性を有するものが望ましい。加工液としては、上記したように水や潤滑油が例示される。
【００１０】
本発明で加工の対象となる多孔質材料としては金属材料を挙げることができ、例えば、ステンレス、ニッケル、銅などが挙げられる。ただし、本発明としては金属材料の種別が特に限定されるものではなく、さらに金属材料以外に、セラミックスや硬質ウレタン、発泡コンクリート等を挙げることができ、材質に関し、特に制限されることはない。
【００１１】
また、上記多孔質材料を支持するワークテーブルの形状、構造も本発明としては特に限定されるものではなく、ワークを支持して表面の切削や研削作業を行えるものであればよい。さらにワークテーブルにおいてワークを支持する手段が特に限定されるものではなく、ワークを適宜の固定具で挟持して支持したり、真空吸着によって支持したりすることができる。また、ワークテーブルに支持される多孔質材料の形状が特に限定されるものでもない。
【００１２】
上記ワークに加工液を供給する加工液供給手段は、加工液をワークに供給してワーク内部に浸透させ、この加工液の一部または全部をワークの切削面や研削面等の加工面から排出できるものであればよく、通常は、加工以外のワーク表面から加工液をワーク内に供給することにより達成される。好適には、加工面と対向するワーク表面から加工液を供給する。加工液の供給は、加工液供給部をワークの表面に当てて行うようにしてもよく、また、ワークを支持する加工治具の支持面に加工液の供給用の開口（供給孔等）を設け、この開口に加工液が流れ出すように、加工治具に加工液流通路を設けることができる。なお、上記開口では、多孔質材料の支持面に均等に加工液が供給するのが望ましく、例えば上記開口として複数の供給孔を設けることによって加工液の均等な供給を可能にする。
【００１３】
加工液供給手段では、通常は、ポンプなどを介して加工液タンクから加工液を取り出してワークに供給する。また、加工液供給手段では、ワークに対する加工液の供給圧力を調整する圧力調整部を設けるのが望ましい。該調整部は例えば調整弁によって構成することができる。加工液の供給圧力の調整によって孔の流路抵抗に応じて、十分かつ適当な圧力で加工液がワークの切削面や研削面から排出されて切り屑等が孔に侵入するのを確実に防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図１〜３に基づいて説明する。なお、図４に示す従来装置と同様の構成については同一の符号を付している。
研削装置のワークベッド１上には、ワークテーブル２が設けられており、さらに研削装置には、該ワークテーブル２上に設置されるワークに対し研削加工を行う回転砥石３が設けられている。ワークテーブル２上には、加工用治具１０が設置可能になっており、該加工治具１０は、研削を行う多孔質材料（ワーク）２０を設置して支持できるように構成されている。
【００１５】
加工治具１０は、図２に示すように、一側部に加工液供給口部１１が形成されており、該加工液供給口部１１は、加工治具１０の内部に形成した加工液空間１０ａに連通している。また、加工治具１０のワークを支持する上面には、上記加工液空間１０ａに連通する加工液供給孔１０ｂが多数開口するように形成されており、上記加工液供給口１１と加工液空間１０ａと加工液供給孔１０ｂとによって加工液流通路すなわち加工液供給部が構成されている。
さらに上記加工液供給口部１１には、図１に示すように圧力調整部として圧力調整弁１２が設けられており、該加工液供給口部１１には、加工液供給管１５の一端が接続されている。加工液供給管１５の他端側は、ポンプ１６を介して加工液タンク１７に接続されている。
【００１６】
次に、上記研削装置の動作について説明する。
ワークテーブル２上に加工治具１０を設置し、さらに加工治具１０の上面に多孔質材料からなるワーク２０を配置して該ワーク２０をワークテーブル２上に支持する。ワーク２０は、加工治具１０への設置によってその下面下に、前記加工液供給孔１０ｂ…１０ｂが位置する状態になる。上記の状態では、回転砥石３がワーク２０の表面近傍で接触可能に位置している。
【００１７】
研削に際しては、上記ポンプ１６を動作させて加工液タンク１７に貯蔵された加工液を加工液供給管１５を通して加工液供給口部１１へと圧送する。加工液供給口部１１へと送られた加工液は、加工治具１０内の加工液空間１０ａに送り込まれ、さらに上面に設けられた加工液供給孔１０ｂから加工治具１０の上方外部へ向けて圧送される。すると、加工液は、図３に示すように多孔質のワーク２０内を浸透してワーク表面の加工面２０ａ、すなわち研削予定面へと吹き出す。なお、ワーク加工面２０ａからの加工液の噴出量および噴出圧力は、加工液供給口部１１において圧力調整弁１２によって加工液の供給圧力を調整することによって所望のものとすることができる。例えば孔径の小さい多孔質ワークの場合は、上記圧力調整弁１２によって加工液の供給圧力を高くすることでワーク表面から十分に加工液を噴出させることができる。
【００１８】
上記のように加工面２０ａから加工液が噴き出した状態のワーク２０に対し、回転砥石３を回転させつつ接触させてワーク２０の表面を研削する。この研削に際しては、切り屑が発生するものの、ワーク２０内部から噴出される加工液によって該切り屑が流さてワーク２０の加工面２０ａから速やかに排出される。これによりワーク２０の多孔内に切り傷が侵入して孔を塞ぐなどの弊害を排除することができる。また、ワーク２０の加工面２０ａから噴出される加工液は、加工点に直接供給されるため、加工点の温度上昇を抑えて円滑に研削加工を行うことを可能にし、さらに熱膨張による精度劣化も小さくなる。また、加工液の供給により切り屑が分断され易くなるという利点も有している。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の多孔質材料の加工用治具によれば、多孔質材料からなり、ワークテーブルに支持されるワークの表面を切削、または研削加工する際に用いられ、前記ワークテーブルに支持されたワークに対し加工液を供給して該加工液をワーク内部に浸透させ、少なくともワークの切削または研削面から前記加工液を排出させる加工液供給部を備えるので、ワークの内部から加工面に加工液を排出することができ、加工により発生する切り屑などによって多孔質材料の目詰まりが発生するのを防止して、部品加工の歩留まりを高くする効果がある。また、加工液によって効果的に加工部での温度上昇が抑えられるため、加工砥石や切削工具等の寿命が向上する効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の加工治具を備える切削装置を示す概略正面図である。
【図２】同じく加工治具の平面図である。
【図３】同じく切削時の加工液の流れを示す概略正面図である。
【図４】従来の研削装置における多孔質ワークの切削状態を示す概略正面図である。
【符号の説明】
２    ワークテーブル
３    回転砥石
１０    加工用治具
１０ａ  加工液空間
１０ｂ  加工液供給孔
１１    加工液供給口部
１２    圧力調整弁
１５    加工液供給管
１６    ポンプ
１７    加工液タンク
２０    ワーク
２０ａ  加工面
【図１】
2004230489.tif 000003
【図２】
2004230489.tif 000004
【図３】
2004230489.tif 000005
【図４】
2004230489.tif 000006