(57)【要約】  研削液生成装置（１）は、混合液生成部（３）と、液送出部（２）とを備える。混合液生成部（３）は、研削液（７４）の原料である液体に気体を混合させて混合液を生成する。液送出部（２）は、当該混合液中に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む研削液（７４）を送出する。これにより、砥石部の目詰まりを好適に抑制する研削液（７４）を提供することができる。
2018168912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液を生成する研削液生成装置であって、
研削液の原料である液体に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む研削液を生成する研削液生成部と、
前記研削液を送出する研削液送出部と、
を備えることを特徴とする研削液生成装置。
【請求項２】
研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液を生成する研削液生成装置であって、
研削液の原料である液体に気体を混合させて混合液を生成する混合液生成部と、
前記混合液中に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む液体を送出する液送出部と、
を備えることを特徴とする研削液生成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の研削液生成装置であって、
前記液送出部から送出された液体を前記混合液生成部へと戻す循環部をさらに備えることを特徴とする研削液生成装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の研削液生成装置であって、
前記液送出部から送出された液体を、研削装置の砥石部と対象物との接触部に供給する前に貯溜する貯溜部をさらに備えることを特徴とする研削液生成装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１つに記載の研削液生成装置であって、
前記液送出部が、
前記混合液が供給されるノズル流路の上流から下流に向かって流路面積が漸次減少するテーパ部と、
前記テーパ部の下流端に接続し、前記テーパ部からの流体を噴出口から噴出する喉部と、
前記噴出口に接続し、流路面積を拡大する拡大部と、
を備えるウルトラファインバブル生成ノズルであることを特徴とする研削液生成装置。
【請求項６】
研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液を生成する研削液生成方法であって、
ａ）研削液の原料である液体に気体を混合させて混合液を生成する工程と、
ｂ）前記混合液中に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む液体を送出する工程と、
を備えることを特徴とする研削液生成方法。
【請求項７】
請求項６に記載の研削液生成方法であって、
前記ｂ）工程にて送出された液体を循環させて、前記ａ）工程および前記ｂ）工程を行うことを特徴とする研削液生成方法。
【請求項８】
対象物に対する研削加工を行う研削装置であって、
砥石部と、
対象物を保持する保持部と、
前記砥石部を前記対象物に対して相対的に摺動させる駆動部と、
前記砥石部と前記対象物との接触部に研削液を供給する液供給部と、
を備え、
前記研削液が、直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを、１億個／ｍｌ以上の濃度にて含むことを特徴とする研削装置。
【請求項９】
対象物に対する研削加工を行う研削装置であって、
砥石部と、
対象物を保持する保持部と、
前記砥石部を前記対象物に対して相対的に摺動させる駆動部と、
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の研削液生成装置と、
前記研削液生成装置にて生成された研削液を前記砥石部と前記対象物との接触部に供給する液供給部と、
を備えることを特徴とする研削装置。
【請求項１０】
研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液であって、
直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含むことを特徴とする研削液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削液、当該研削液の生成、および、当該研削液を利用した対象物の研削に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被加工物に対する切削加工等を行う装置では、切削点に冷却媒体が供給される。特開２０１５−９８０７９号公報（文献１）では、冷却媒体用タンク内に貯溜されている冷却媒体である強アルカリ水に、空気のミリバブルおよびマイクロバブルを混入する技術が開示されている。また、特許第３７９１８２７号公報（文献２）では、切削加工装置において、クーラント液を供給するノズルの先端近傍に気泡発生器を設け、０．３μｍ〜１０μｍの大きさの気泡を含む気泡混入クーラント液を切削点に供給する技術が開示されている。【０００３】
ところで、文献１にも記載されているように、ミリバブルおよびマイクロバブルは、液中において数秒程度しか保持されない。したがって、文献１および文献２のように、マイクロバブルを含む冷却媒体を切削点に供給するためには、冷却媒体中にマイクロバブルを連続的に生成する必要があり、また、マイクロバブルの生成直後の冷却媒体を切削点に供給する必要がある。このため、文献１および文献２の装置では、マイクロバブルの連続生成により温度が上昇した冷却媒体を切削点に供給することになり、加工精度の低下、および、切削工具の低寿命化が生じるおそれがある。【０００４】
文献２の装置では、ノズル先端に設けられた気泡発生器により気泡が混入された直後のクーラント液を切削点に供給するため、クーラント液内の気泡濃度の増大に限界がある。また、文献２では、クーラント液に気泡を混入することにより、切削装置におけるクーラント液の冷却性能および潤滑性能が向上される点が記載されているが、冷却性能および潤滑性能の向上に必要なクーラント液中の気泡濃度については、一切開示されていない。さらには、文献２には、切削装置以外の装置（例えば、研削装置）についての知見は含まれていない。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液を生成する研削液生成装置に向けられており、研削装置における生産効率を向上させる研削液を提供することを目的としている。
【０００６】
本発明の好ましい一の形態に係る研削液生成装置は、研削液の原料である液体に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む研削液を生成する研削液生成部と、前記研削液を送出する研削液送出部とを備える。本発明によれば、研削装置における生産効率を向上させる研削液を提供することができる。
【０００７】
本発明の好ましい他の形態に係る研削液生成装置は、研削液の原料である液体に気体を混合させて混合液を生成する混合液生成部と、前記混合液中に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む液体を送出する液送出部とを備える。本発明によれば、研削装置における生産効率を向上させる研削液を提供することができる。
【０００８】
好ましくは、前記研削液生成装置は、前記液送出部から送出された液体を前記混合液生成部へと戻す循環部をさらに備える。
【０００９】
好ましくは、前記研削液生成装置は、前記液送出部から送出された液体を、研削装置の砥石部と対象物との接触部に供給する前に貯溜する貯溜部をさらに備える。
【００１０】
好ましくは、前記液送出部が、前記混合液が供給されるノズル流路の上流から下流に向かって流路面積が漸次減少するテーパ部と、前記テーパ部の下流端に接続し、前記テーパ部からの流体を噴出口から噴出する喉部と、前記噴出口に接続し、流路面積を拡大する拡大部と、を備えるウルトラファインバブル生成ノズルである。
【００１１】
本発明は、研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液を生成する研削液生成方法にも向けられている。本発明の好ましい一の形態に係る研削液生成方法は、ａ）研削液の原料である液体に気体を混合させて混合液を生成する工程と、ｂ）前記混合液中に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む液体を送出する工程とを備える。本発明によれば、研削装置における生産効率を向上させる研削液を容易に製造することができる。
【００１２】
好ましくは、前記ｂ）工程にて送出された液体を循環させて、前記ａ）工程および前記ｂ）工程を行う。
【００１３】
本発明は、対象物に対する研削加工を行う研削装置にも向けられている。本発明の好ましい一の形態に係る研削装置は、砥石部と、対象物を保持する保持部と、前記砥石部を前記対象物に対して相対的に摺動させる駆動部と、前記砥石部と前記対象物との接触部に研削液を供給する液供給部とを備え、前記研削液が、直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを、１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む。本発明によれば、研削装置における生産効率を向上させることができる。
【００１４】
本発明の好ましい他の形態に係る研削装置は、砥石部と、対象物を保持する保持部と、前記砥石部を前記対象物に対して相対的に摺動させる駆動部と、上述の研削液生成装置と、前記研削液生成装置にて生成された研削液を前記砥石部と前記対象物との接触部に供給する液供給部とを備える。本発明によれば、研削装置における生産効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明は、研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液にも向けられている。本発明の好ましい一の形態に係る研削液は、直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む。本発明によれば、研削装置における生産効率を向上させることができる。
【００１６】
上述の目的および他の目的、特徴、態様および利点は、添付した図面を参照して以下に行うこの発明の詳細な説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一の実施の形態に係る研削装置の構成を示す図である。
【図２】研削液生成装置の構成を示す図である。
【図３】研削液生成装置による研削液の生成の流れを示す図である。
【図４】混合ノズルの断面図である。
【図５】液送出部の断面図である。
【図６】対象物の加工数と加工精度との関係を示す図である。
【図７】研削加工された対象物の表面写真である。
【図８】ウルトラファインバブルの直径と濃度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る研削装置８の構成を示す図である。研削装置８は、研削加工の対象である対象物９（すなわち、被加工物）に対する研削加工を行う装置である。図１に示す例では、研削装置８により、略円柱状の対象物９の外周面を研削する円筒研削を行う。
【００１９】
研削装置８は、砥石部８１と、保持部８２と、駆動部８３と、液供給部８４と、送り部８５と、研削液生成装置１とを備える。砥石部８１は、図１における紙面に垂直な方向を向く中心軸Ｊ３を中心とする略円板状または略円柱状の部材である。砥石部８１の外周面には、研削加工用の砥石８１１が設けられる。保持部８２は、図１における紙面に垂直な方向に延びる略円柱状の対象物９を保持する。対象物９の外周面には、砥石部８１の砥石８１１が接触する。以下の説明では、砥石部８１と対象物９とが接触する部位を、「接触部８８」と呼ぶ。
【００２０】
駆動部８３は、砥石部８１を対象物９に対して相対的に摺動させる。具体的には、駆動部８３は、砥石部８１を中心軸Ｊ３を中心として回転させる。駆動部８３は、また、保持部８２に保持された対象物９を、図１における紙面に垂直な中心軸Ｊ４を中心として回転させる。図１に示す例では、砥石部８１は図中の時計回りに回転し、対象物９は図中の反時計回りに回転する。なお、駆動部８３は、砥石部８１を回転させることなく、保持部８２に保持された対象物９を、図１における紙面に垂直な中心軸Ｊ４を中心として回転させてもよい。送り部８５は、対象物９を保持部８２と共に、図１における紙面に垂直な方向（すなわち、中心軸Ｊ３に平行な方向）に移動する。
【００２１】
研削液生成装置１は、対象物９の研削加工に利用される研削液７４（すなわち、クーラント液）を生成する。研削液生成装置１にて生成された研削液７４は、液供給部８４により、砥石部８１と対象物９との接触部８８に供給される。液供給部８４は、例えば、砥石部８１と対象物９との接触部８８に向けて研削液７４を噴射する研削液ノズルである。
【００２２】
液供給部８４から接触部８８に供給される研削液７４は、ウルトラファインバブルを所定濃度にて含む。「ウルトラファインバブル」とは、直径が１μｍ（マイクロメートル）未満の気泡であり、ナノバブルとも呼ばれる。また、ウルトラファインバブルの「濃度」とは、液体が単位体積当たりに含有するウルトラファインバブルの個数を指す。液体中のウルトラファインバブルの個数は、例えば、レーザ回折・散乱法により測定される。本実施の形態では、株式会社島津製作所製のレーザ回折式粒子径分布測定装置ＳＡＬＤ−７５００X１０により、ウルトラファインバブルの個数を測定する。
【００２３】
液供給部８４から供給される研削液７４におけるウルトラファインバブルの濃度は、１億個／ｍｌ（ミリリットル）以上であり、好ましくは、４億個／ｍｌ以上である。なお、研削液７４におけるウルトラファインバブルの濃度の上限は、特に限定されないが、生成に要する時間等を考慮すると、１０億個／ｍｌ以下が実用的である。研削液７４に含まれるウルトラファインバブルの直径は、主に２００ｎｍ（ナノメートル）以下である。例えば、単位体積辺りの研削液７４に含まれるウルトラファインバブルの個数に注目すると、直径が５０ｎｍ以上かつ２００ｎｍ以下のウルトラファインバブルの個数は、全ウルトラファインバブルの個数の８０％以上かつ１００％以下である。
【００２４】
図２は、研削液生成装置１の構成を示す図である。図３は、研削液生成装置１による研削液の生成の流れを示す図である。図２では、研削液生成装置１の一部の構成を断面にて描いている。研削液生成装置１は、研削液７４の原料である液体（以下、「原料液」という。）と気体とを混合して、当該気体のウルトラファインバブルを上述の所定濃度にて含む研削液７４を生成する装置である。原料液は、例えば、従来の研削装置で使用される研削液（以下、「従来型研削液」という。）であり、上述の所定濃度以上のウルトラファインバブルは含まれていない。従来型研削液は、例えば、研削液の原液を水で希釈することにより生成される。
【００２５】
研削液生成装置１は、液送出部２と、混合液生成部３と、貯溜部５と、循環部６とを備える。研削液生成装置１では、まず、混合液生成部３により、原料液に気体が混合されて混合液が生成される（ステップＳ１１）。続いて、液送出部２により、混合液生成部３にて生成された混合液中にウルトラファインバブルが生成され、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む液体が送出される（ステップＳ１２）。液送出部２から送出された液体は、液供給部８４（図１参照）から接触部８８に供給される前に、貯溜部５にて一時的に貯溜される（ステップＳ１３）。
【００２６】
貯溜部５に貯溜された液体は、循環部６の循環路６１を介して混合液生成部３へと戻される。すなわち、ステップＳ１２にて液送出部２から送出された液体が、循環部６により混合液生成部３へと循環され、ステップＳ１１〜Ｓ１３が行われる（ステップＳ１４，Ｓ１５）。研削液生成装置１では、ステップＳ１１〜Ｓ１５が繰り返されることにより、ウルトラファインバブルを上述の所定濃度にて含む研削液７４が生成される（ステップＳ１４）。研削液７４は、貯溜部５から液供給部８４を介して接触部８８へと供給される。
【００２７】
混合液生成部３は、混合ノズル３１と、加圧液生成容器３２と、ポンプ３３とを備える。混合ノズル３１は、ポンプ３３により圧送された液体と、気体流入口から流入した気体とを混合して加圧液生成容器３２内に向けて噴出する。混合ノズル３１にて混合される液体および気体は、上述の原料液および空気である。なお、混合ノズル３１では、空気に代えて、他の気体（例えば、窒素ガス）が原料液と混合されてもよい。
【００２８】
図４は、混合ノズル３１を拡大して示す断面図である。混合ノズル３１は、液体流入口３１１と、気体流入口３１９と、混合流体噴出口３１２とを備える。液体流入口３１１からは、ポンプ３３により圧送された液体が流入する。気体流入口３１９からは、気体が流入する。混合流体噴出口３１２からは、液体流入口３１１から流入した液体と、気体流入口３１９から流入した気体とが混合された混合流体７２（図２参照）が噴出する。液体流入口３１１、気体流入口３１９および混合流体噴出口３１２はそれぞれ略円形である。
【００２９】
液体流入口３１１から混合流体噴出口３１２に向かうノズル流路３１０の流路断面、および、気体流入口３１９からノズル流路３１０に向かう気体流路３１９１の流路断面も略円形である。流路断面とは、ノズル流路３１０や気体流路３１９１等の流路の中心軸に垂直な断面、すなわち、流路を流れる流体の流れに垂直な断面を意味する。また、以下の説明では、流路断面の面積を「流路面積」という。ノズル流路３１０は、流路面積が流路の中間部で小さくなるベンチュリ管状である。
【００３０】
混合ノズル３１は、液体流入口３１１から混合流体噴出口３１２に向かって順に連続して配置される導入部３１３と、第１テーパ部３１４と、喉部３１５と、気体混合部３１６と、第２テーパ部３１７と、導出部３１８とを備える。混合ノズル３１は、また、内部に気体流路３１９１が設けられた気体供給部３１９２を備える。
【００３１】
導入部３１３では、流路面積は、ノズル流路３１０の中心軸Ｊ１方向の各位置においてほぼ一定である。第１テーパ部３１４では、液体の流れる方向に向かって（すなわち、下流に向かって）流路面積が漸次減少する。喉部３１５では、流路面積はほぼ一定である。喉部３１５の流路面積は、ノズル流路３１０において最も小さい。なお、ノズル流路３１０では、喉部３１５において流路面積が僅かに変化する場合であっても、流路面積がおよそ最も小さい部分全体が喉部３１５と捉えられる。気体混合部３１６では、流路面積はほぼ一定であり、喉部３１５の流路面積よりも少し大きい。第２テーパ部３１７では、下流に向かって流路面積が漸次増大する。導出部３１８では、流路面積はほぼ一定である。気体流路３１９１の流路面積もほぼ一定であり、気体流路３１９１は、ノズル流路３１０の気体混合部３１６に接続される。
【００３２】
混合ノズル３１では、液体流入口３１１からノズル流路３１０に流入した液体が、喉部３１５で加速されて静圧が低下し、喉部３１５および気体混合部３１６において、ノズル流路３１０内の圧力が大気圧よりも低くなる。これにより、気体流入口３１９から気体が吸引され、気体流路３１９１を通過して気体混合部３１６に流入し、液体と混合されて混合流体７２が生成される。混合流体７２は、第２テーパ部３１７および導出部３１８において減速されて静圧が増大し、混合流体噴出口３１２を介して上述のように加圧液生成容器３２内に噴出される。
【００３３】
図２に示す加圧液生成容器３２内は加圧されて大気圧よりも圧力が高い状態（以下、「加圧環境」という。）となっている。加圧液生成容器３２では、混合ノズル３１から噴出された混合流体７２が加圧環境下にて流れる間に、気体が液体に加圧溶解して加圧液が生成される。当該加圧液は、混合液生成部３により生成される上述の混合液である。
【００３４】
加圧液生成容器３２は、上下方向に積層される第１流路３２１と、第２流路３２２と、第３流路３２３と、第４流路３２４と、第５流路３２５とを備える。以下の説明では、第１流路３２１、第２流路３２２、第３流路３２３、第４流路３２４および第５流路３２５をまとめて指す場合、「流路３２１〜３２５」と呼ぶ。流路３２１〜３２５は、水平方向に延びる管路であり、流路３２１〜３２５の長手方向に垂直な断面は略矩形である。
【００３５】
第１流路３２１の上流側の端部（すなわち、図２中の左側の端部）には、上述の混合ノズル３１が取り付けられており、混合ノズル３１から噴出された後の混合流体７２は、加圧環境下にて図２中の右側に向かって流れる。本実施の形態では、第１流路３２１内の混合流体７２の液面より上方にて混合ノズル３１から混合流体７２が噴出される。混合ノズル３１から噴出された直後の混合流体７２は、第１流路３２１の下流側の壁面（すなわち、図２中の右側の壁面）に衝突する前に上記液面に直接衝突する。
【００３６】
加圧液生成容器３２では、混合ノズル３１の混合流体噴出口３１２の一部または全体が、第１流路３２１内の混合流体７２の液面よりも下側に位置してもよい。これにより、上述と同様に、第１流路３２１内において、混合ノズル３１から噴出された直後の混合流体７２が、第１流路３２１内を流れる混合流体７２に直接衝突する。
【００３７】
第１流路３２１の下流側の端部の下面には、略円形の開口３２１ａが設けられており、第１流路３２１を流れる混合流体７２は、第１流路３２１の下方に位置する第２流路３２２へと開口３２１ａを介して落下する。第２流路３２２では、第１流路３２１から落下した混合流体７２が加圧環境下にて図２中の右側から左側へと流れ、第２流路３２２の下流側の端部の下面に設けられた略円形の開口３２２ａを介して、第２流路３２２の下方に位置する第３流路３２３へと落下する。第３流路３２３では、第２流路３２２から落下した混合流体７２が加圧環境下にて図２中の左側から右側へと流れ、第３流路３２３の下流側の端部の下面に設けられた略円形の開口３２３ａを介して、第３流路３２３の下方に位置する第４流路３２４へと落下する。図２に示すように、第１流路３２１〜第４流路３２４では、混合流体７２は、気泡を含む液体の層と、その上方に位置する気体の層に分かれている。
【００３８】
第４流路３２４では、第３流路３２３から落下した混合流体７２が加圧環境下にて図２中の右側から左側へと流れ、第４流路３２４の下流側の端部の下面に設けられた略円形の開口３２４ａを介して、第４流路３２４の下方に位置する第５流路３２５へと流入（すなわち、落下）する。第５流路３２５では、第１流路３２１〜第４流路３２４とは異なり、気体の層は存在しておらず、第５流路３２５内に充満する液体内において、第５流路３２５の上面近傍に気泡が僅かに存在する状態となっている。第５流路３２５では、第４流路３２４から流入した混合流体７２が加圧環境下にて図２中の左側から右側へと流れる。
【００３９】
加圧液生成容器３２では、流路３２１〜３２５を、段階的に緩急を繰り返しつつ上から下に流れ落ちる（すなわち、水平方向への流れと下方向への流れとを交互に繰り返しつつ流れる）混合流体７２において、気体が液体に徐々に加圧溶解する。第５流路３２５においては、液体中に溶解している気体の濃度は、加圧環境下における当該気体の（飽和）溶解度の６０％〜９０％にほぼ等しい。そして、液体に溶解しなかった余剰の気体が、第５流路３２５内において、視認可能な大きさの気泡として存在している。上下に隣接する水平流路３２１〜３２５における混合流体７２の流れの方向が逆向きであることにより、加圧液生成容器３２の小型化が実現される。なお、加圧液生成容器３２では、上下に積層される流路の数は適宜変更されてよい。
【００４０】
加圧液生成容器３２は、第５流路３２５の下流側の上面から上方へと延びる余剰気体分離部３２６をさらに備える。余剰気体分離部３２６には混合流体７２が充満している。余剰気体分離部３２６の上下方向に垂直な断面は略矩形であり、余剰気体分離部３２６の上端部は、圧力調整用の絞り部３２７を介して大気開放されている。第５水平流路３２５を流れる混合流体７２の気泡は、余剰気体分離部３２６内を上昇して大気中に放出される。
【００４１】
このようにして、混合流体７２の余剰な気体が混合流体７２の一部と共に分離されることにより、少なくとも容易に視認できる大きさの気泡を実質的に含まない加圧液が生成され、第５流路３２５の下流側の端部に直接的に接続された液送出部２へと供給される。本実施の形態では、加圧液には、大気圧下における気体の（飽和）溶解度の約２倍以上の気体が溶解している。加圧液生成容器３２において流路３２１〜３２５を流れる混合流体７２の液体は、生成途上の加圧液と捉えることもできる。
【００４２】
図５は、液送出部２を拡大して示す断面図である。液送出部２は、ウルトラファインバブルを生成するウルトラファインバブル生成ノズルである。液送出部２は、３つのノズル２８が直列に接続された多段ノズルである。液送出部２は、液体流入口２１と、液体送出口２２とを備える。液体流入口２１からは、加圧液生成容器３２の第５流路３２５から加圧液が流入する。液体送出口２２は、液送出路５２（図２参照）を介して貯溜部５の貯溜槽５１へと接続される。液体流入口２１および液体送出口２２はそれぞれ略円形であり、液体流入口２１から液体送出口２２に向かうノズル流路２０の流路断面も略円形である。
【００４３】
液送出部２は、液体流入口２１から液体送出口２２に向かって（すなわち、ノズル流路２０の上流から下流に向かって）順に連続して配置される３組のテーパ部２４、喉部２５および拡大部２６を備える。テーパ部２４では、加圧液の流れる方向に向かって（すなわち、ノズル流路２０の上流から下流に向かって）流路面積が漸次減少する。テーパ部２４の内面は、ノズル流路２０の中心軸Ｊ２を中心とする略円錐面の一部である。当該中心軸Ｊ２を含む断面において、テーパ部２４の内面の成す角度は、１０°以上９０°以下であることが好ましい。
【００４４】
喉部２５は、テーパ部２４の下流端に接続し、テーパ部２４と拡大部２６とを連絡する。喉部２５の内面は略円筒面であり、喉部２５では、流路面積はほぼ一定である。喉部２５における流路断面の直径は、ノズル流路２０において最も小さく、喉部２５の流路面積は、ノズル流路２０において最も小さい。喉部２５の長さは、好ましくは、喉部２５の直径の１．１倍以上１０倍以下であり、より好ましくは、１．５倍以上２倍以下である。なお、ノズル流路２０では、喉部２５において流路面積が僅かに変化する場合であっても、流路面積がおよそ最も小さい部分全体が喉部２５と捉えられる。
【００４５】
拡大部２６は、喉部２５の下流端である噴出口２９に接続される。拡大部２６は、上流側の喉部２５と下流側のテーパ部２４とを連絡する。拡大部２６の内面は略円筒面であり、拡大部２６では、流路面積はほぼ一定である。拡大部２６の直径は、喉部２５の直径よりも大きい。喉部２５と拡大部２６との間では、流路面積が急激に拡大される。中心軸Ｊ２を含む断面において、喉部２５の下流端と拡大部２６の上流端との間の略円環状の面２７と、中心軸Ｊ２との成す角度は約９０°である。換言すれば、面２７は中心軸Ｊ２に略垂直である。当該角度は、例えば、４５°以上かつ９０°以下である。
【００４６】
液送出部２では、液体流入口２１からノズル流路２０に流入した加圧液が、テーパ部２４において徐々に加速されつつ喉部２５へと流れ、喉部２５の下流端である噴出口２９から、拡大部２６へと噴流として噴出される。喉部２５における加圧液の流速は、好ましくは秒速１０ｍ〜３０ｍである。喉部２５では、加圧液の静圧が低下するため、加圧液中の気体が過飽和となってウルトラファインバブルとして液中に析出する。また、加圧液が拡大部２６を通過する間にも、ウルトラファインバブルの析出が生じる。液送出部２では、３組のテーパ部２４、喉部２５および拡大部２６を加圧液が順に通過することにより、高濃度のウルトラファインバブルを含む液体が生成され、図２に示す液送出路５２を介して貯溜槽５１へと送出される。
【００４７】
循環部６の循環路６１は、貯溜部５の貯溜槽５１と、混合ノズル３１の液体流入口３１１（図４参照）とを接続する。液送出部２から貯溜槽５１に送出されたウルトラファインバブルを含む液体は、循環路６１を介して混合ノズル３１へと戻される。混合ノズル３１へと戻された液体は、加圧液生成容器３２および液送出部２を通過し、貯溜槽５１へと送出される。研削液生成装置１では、ウルトラファインバブルを含む液体が、混合液生成部３、液送出部２、貯溜槽５１および循環部６を循環する。これにより、貯溜槽５１内の液体中におけるウルトラファインバブルの濃度が、上述の所定濃度まで増大する。換言すれば、ウルトラファインバブルを上述の所定濃度にて含む研削液７４が、貯溜槽５１内に貯溜される。
【００４８】
研削液生成装置１では、貯溜槽５１内の液体中におけるウルトラファインバブルの濃度が、上述の所定濃度に到達すると、ポンプ３３が停止され、上述の液体の循環（すなわち、研削液７４の生成）が停止される。ウルトラファインバブルは、液体中において長時間存在可能であるため、研削液７４の生成停止後も研削液７４中に存在し続ける。研削液生成装置１では、原料液が混合液生成部３および液送出部２を１回だけ通過することにより、液送出部２から送出される液体中のウルトラファインバブルの濃度が上述の所定濃度に到達する場合、循環部６を介した上記循環は行われなくてよい。この場合、混合ノズル３１の液体流入口３１１から供給された原料液は、混合ノズル３１、加圧液生成容器３２および液送出部２を通過し、ウルトラファインバブルを上述の所定濃度にて含む研削液７４として、液送出部２の液体送出口２２から送出される。また、この場合、研削液生成装置１から循環部６が省略されてもよい。
【００４９】
図１に示す研削装置８では、研削液生成装置１の貯溜槽５１に貯溜されている研削液７４が、砥石部８１と対象物９との接触部８８に対して、液供給部８４を介して継続的に供給されている状態で、駆動部８３により砥石部８１および対象物９が回転され、対象物９の研削加工が行われる。なお、研削装置８では、対象物９に対する研削加工と並行して、研削液生成装置１による研削液７４の生成が継続されていてもよい。
【００５０】
砥石部８１と対象物９との接触部８８に供給される研削液７４は、ウルトラファインバブルが１億個／ｍｌ以上の濃度にて含まれているため、従来型研削液に比べて表面張力が低い。このため、研削液７４が、砥石部８１の砥石８１１と対象物９の表面との間に浸透しやすい。その結果、砥石部８１と対象物９との接触部８８が効率良く冷却される。また、砥石部８１と対象物９との接触部８８における潤滑性が向上される。
【００５１】
さらに、ウルトラファインバブルが１億個／ｍｌ以上の濃度にて含まれている研削液７４が接触部８８に供給されることにより、砥石８１１の気孔等に付着した研磨くず（すなわち、研磨粉、研磨粒および破砕した砥粒等）が、ウルトラファインバブルにより物理的に刮ぎ取られて砥石８１１から除去される。また、ウルトラファインバブルの表面にはマイナスの電荷が存在するため、砥石８１１に付着した研磨くずが当該電荷により電位吸着されて砥石８１１から除去される。これにより、砥石部８１における砥石８１１の目詰まりが好適に抑制される。その結果、研削装置８による研削加工の精度（以下、単に「加工精度」という。）を向上することができる。また、研削装置８において連続的に研削加工を行った場合の加工精度の低下を抑制し、砥石部８１のドレスインターバル（すなわち、砥石８１１の目直しの間隔）を長くすることができる。
【００５２】
図６および図７は、実施例１，２および比較例１，２について、研削装置８における研削加工の結果を示す図である。実施例１では、ウルトラファインバブルを約１億個／ｍｌの濃度にて含む研削液７４を、砥石部８１と対象物９との接触部８８に供給して対象物９の研削加工を行った。実施例２では、ウルトラファインバブルを約４億個／ｍｌの濃度にて含む研削液７４を、砥石部８１と対象物９との接触部８８に供給して対象物９の研削加工を行った。実施例１，２では、研削液７４の原料液として、株式会社ノリタケカンパニーリミテド製の研削盤用水溶性研削油（Ａ２種：ソリュブルタイプ）であるノリタケクールＳＥＣ−Ｚを利用した。具体的には、原水である水道水２０ｌ（リットル）に、７００ｍｌ（すなわち、３．５％）のノリタケクールＳＥＣ−Ｚを溶解させて原料液を作製した。
【００５３】
実施例１の研削液７４は、研削液生成装置１において循環部６による循環を行うことなく、原料液が混合液生成部３および液送出部２を１回だけ通過することにより生成される。実施例２の研削液７４は、循環部６により貯溜槽５１内の液体が混合液生成部３および液送出部２を約１０回循環することにより生成される。
【００５４】
比較例１では、従来型研削液を砥石部８１と対象物９との接触部８８に供給して対象物９の研削加工を行った。従来型研削液としては、上述の研削液７４の原料液であるノリタケクールＳＥＣ−Ｚを利用した。
【００５５】
図８は、実施例１，２の研削液７４および比較例１の従来型研削液中に含まれるウルトラファインバブルの直径と濃度との関係を示す図である。図８の横軸は、ウルトラファインバブルの直径を示し、縦軸はウルトラファインバブルの濃度を示す。図８では、実施例１を細実線９６で示し、実施例２を太実線９７で示し、比較例１を破線９８で示す。図８に示すように、実施例１，２の研削液７４に比べると、当該従来型研削液には、ウルトラファインバブルはほとんど含まれていない。また、実施例１，２の研削液７４に含まれるウルトラファインバブルの直径は、上述のように、主に５０ｎｍ以上かつ２００ｎｍ以下である。
【００５６】
比較例２では、比較例１と同じ従来型研削液中に、直径が１μｍ以上の気泡であるマイクロバブルを、約１００万個／ｍｌの濃度にて生成したものを、接触部８８に供給して対象物９の研削加工を行った。以下の説明では、比較例２にて使用したマイクロバブルを含む従来型研削液を、「ＭＢ研削液」と呼ぶ。
【００５７】
実施例１，２および比較例１，２では、８０個の対象物９に対して研削加工を順次行った。対象物９は、直径２５ｍｍ、長さ５０ｍｍの円柱部材である。対象物９の材料は、機械構造用炭素鋼のＳ４５Ｃであり、焼き入れ硬さ（ＨＲＣ）は３２である。砥石部８１の砥石８１１は、株式会社ノリタケカンパニーリミテド製のＴＡ砥石であり、粒度は８０である。対象物９の送り速度は２μｍ／ｓｅｃであり、研削量は０．１ｍｍである。加工時間は、１個の対象物９につき約４０秒である。
【００５８】
比較例１では、液供給部８４から砥石部８１と対象物９との接触部８８に供給される従来型研削液の温度は、約１７℃であった。実施例１，２では、液供給部８４から接触部８８に供給される研削液７４の温度は、約１９℃であった。比較例２では、８０個の対象物９に対する研削加工の途中でＭＢ研削液の温度が上昇したため、ＭＢ研削液を冷却しつつ使用した。８０個の対象物９に対する研削加工におけるＭＢ研削液の平均温度は、約２２℃である。ＭＢ研削液の温度上昇の原因は、短時間で消滅するマイクロバブルのＭＢ研削液内における濃度が略一定に維持されるように、マイクロバブルを連続的に大量に生成する必要があるためである。なお、実施例１，２および比較例１では、８０個の対象物９に対する研削加工中に、研削液７４および従来型研削液の冷却は行っていない。
【００５９】
図６は、対象物９の加工数と加工精度との関係を示す図である。図６の横軸は、対象物９の加工数（すなわち、研削加工が行われた対象物９の数）を示す。図６の縦軸は、横軸が示す個数番目に研削加工された対象物９の寸法と、８０個のうち最初（すなわち、１個目）に研削加工された対象物９の寸法との差（以下、「寸法変位」という。）を示す。図６中では、実施例１，２の寸法変位を実線９１，９２で示し、比較例１の寸法変位を破線９３にて示し、比較例２の寸法変位を二点鎖線９４で示す。
【００６０】
図６に示すように、実施例１，２では、比較例１に比べ、研削液７４の温度が高いにも関わらず、寸法変位は小さい。例えば、実施例１の８０個目の対象物９における寸法変位は、比較例１の８０個目の対象物９における寸法変位よりも約２５％低減されている。また、実施例２の８０個目の対象物９における寸法変位は、比較例１の８０個目の対象物９における寸法変位よりも約５０％低減されている。
【００６１】
図７は、８０個のうち最初（すなわち、１個目）に研削加工された対象物９の表面写真と、最後（すなわち、８０個目）に研削加工された対象物９の表面写真とを示す。図７に示すように、最初に研削加工された対象物９の表面は、実施例１，２および比較例１，２のいずれにおいても略同様の研削結果を示す。一方、最後に研削加工された対象物９の表面について、実施例１，２では特に問題は見られないが、比較例１では、写真の下半分に、砥石部８１の目詰まり等に起因すると考えられる研削焼けが見られる。また、比較例２の最後に研削加工された対象物９の表面では、写真全体に、砥石部８１の目詰まりや表面状態の悪化に起因すると考えられる表面荒れ（例えば、比較的大きな凹部や凸部）が見られる。
【００６２】
これらのことから、実施例１，２のように、１億個／ｍｌ以上の濃度にてウルトラファインバブルを含む研削液７４を、砥石部８１と対象物９との接触部８８に供給することにより、複数の対象物９を連続的に研削加工した場合であっても、加工精度の低下が抑制されることがわかる。これは、比較例１のような従来型研削液を供給する場合に比べて、砥石部８１と対象物９との接触部８８においてウルトラファインバブルによるキャビテーションが生じやすくなっているため、砥石部８１の目詰まりが好適に抑制されているものと考えられ、また、研削液７４を生成する際に（すなわち、ウルトラファインバブルを生成する際に）、研削液の温度上昇が抑制されているものと考えられる。一方、比較例２では、比較例１に比べて図６に示す寸法変位が大きい。これは、ＭＢ研削液の温度が過剰に高くなった結果、従来型研削液に比べても、ＭＢ研削液の潤滑性能が低下したこと等が原因であると考えられる。
【００６３】
以上に説明したように、研削液生成装置１は、混合液生成部３と、液送出部２とを備える。混合液生成部３は、研削液７４の原料である液体に気体を混合させて混合液を生成する。液送出部２は、当該混合液中に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む研削液７４を送出する。これにより、砥石部８１の目詰まり（すなわち、砥石８１１の目詰まり）を好適に抑制する研削液７４を提供することができる。
【００６４】
研削液生成装置１は、液送出部２から送出された液体を混合液生成部３へと戻す循環部６をさらに備える。これにより、ウルトラファインバブルを高濃度にて含む研削液７４を生成することができる。
【００６５】
研削液生成装置１は、液送出部２から送出された液体を、砥石部８１と対象物９との接触部８８に供給する前に貯溜する貯溜部５をさらに備える。これにより、研削装置８における研削加工とは独立して研削液７４を生成することができる。例えば、研削装置８における研削加工の開始よりも前に、必要量の研削液７４を予め生成して貯溜することができる。上述のように、ウルトラファインバブルは、液体中において長時間存在可能であるため、貯溜部５における研削液７４中のウルトラファインバブルの濃度はほとんど低下しない。また、貯溜部５では、必要に応じて、接触部８８への供給前の研削液７４の温度調整を行うこともできる。
【００６６】
研削装置８において、仮に液送出部２から直接的に液供給部８４に研削液７４が送られる場合、液送出部２における液体の流量および圧力（すなわち、ウルトラファインバブルの生成条件）に合わせて、液供給部８４から接触部８８への研削液７４の供給量および供給圧力を調整する必要がある。このため、研削装置８の調整が複雑化する可能性がある。これに対し、上述のように貯溜部５が設けられた場合、液供給部８４から接触部８８への研削液７４の供給量および供給圧力とは無関係に、研削液生成装置１におけるウルトラファインバブルの生成を行うことができる。その結果、所望の濃度にてウルトラファインバブルを含む研削液７４を、安定的にかつ容易に生成することができる。また、研削装置８における上記調整を簡素化することができる。
【００６７】
上述のように、混合液生成部３は、研削液７４の原料である液体に気体を加圧溶解させて加圧液を生成する加圧液生成部である。また、液送出部２は、当該加圧液を噴出することにより、加圧液中にウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む研削液７４を送出する。混合液生成部３および液送出部２を当該構造とすることにより、ウルトラファインバブルを高濃度にて含む研削液７４を迅速に生成することができる。
【００６８】
液送出部２は、テーパ部２４と、喉部２５と、拡大部２６とを備えるウルトラファインバブル生成ノズルである。テーパ部２４では、上記混合液が供給されるノズル流路２０の上流から下流に向かって流路面積が漸次減少する。喉部２５は、テーパ部２４の下流端に接続し、テーパ部２４からの液体を噴出口２９から噴出する。拡大部２６は、当該噴出口２９に接続し、流路面積を拡大する。これにより、研削液７４の温度上昇を抑制しつつ、ウルトラファインバブルを高濃度にて含む研削液７４を容易に生成することができる。
【００６９】
研削装置８は、砥石部８１と、保持部８２と、駆動部８３と、液供給部８４と、研削液生成装置１とを備える。保持部８２は、対象物９を保持する。駆動部８３は、砥石部８１を対象物９に対して相対的に摺動させる。液供給部８４は、研削液生成装置１にて生成された研削液７４を、砥石部８１と対象物９との接触部８８に供給する。このように、直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む研削液７４が接触部８８に供給されることにより、砥石部８１の目詰まりを好適に抑制することができる。したがって、研削装置８において継続的に研削加工を行った場合であっても、加工精度の低下を抑制し、ドレスインターバルを長くすることができる。また、１回の研削加工で加工可能な深さを大きくすることもできる。これらの結果、研削装置８の生産効率を向上することができる。
【００７０】
研削装置８は、必ずしも上述の研削液生成装置１を備える必要はなく、研削装置８の外部にて準備された上述の研削液７４を利用して研削加工を行ってもよい。この場合、研削装置８は、砥石部８１と、保持部８２と、駆動部８３と、液供給部８４とを備える。保持部８２は、対象物９を保持する。駆動部８３は、砥石部８１を対象物９に対して相対的に摺動させる。液供給部８４は、砥石部８１と対象物９との接触部８８に研削液７４を供給する。研削液７４は、上述のように、直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを、１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む。このため、砥石部８１の目詰まりを好適に抑制することができる。その結果、上記と同様に、研削装置８の生産効率を向上することができる。
【００７１】
次に、研削液７４に対する乳化剤の添加の影響を実施例３により検証した。現在使用されている研削液では、研削液の特性に応じて、乳化剤を含むものがある。例えば、研削液を作製する際に原水と研削液の原液とが混合しやすいように、当該原液に予め界面活性剤等の乳化剤が添加されているものがある。また、原水と研削液の原液との混合時に、微量の乳化剤を添加する場合もある。
【００７２】
実施例３では、原水である水道水２０ｌに、７００ｍｌのノリタケクールＳＥＣ−Ｚ（原液）と、極微量の界面活性剤とを溶解させて原料液を作製した。そして、研削液生成装置１において、貯溜槽５１内の原料液を、循環部６により混合液生成部３および液送出部２を約１０回循環させることにより、研削液７４を生成した。その後、上述のレーザ回折式粒子径分布測定装置ＳＡＬＤ−７５００X１０により、研削液７４中のウルトラファインバブルの個数を測定した。その結果、実施例３の研削液７４には、上述の実施例１と同程度のウルトラファインバブルが含まれていることが確認された。すなわち、研削液７４に乳化剤が添加されている場合であっても、研削液７４中におけるウルトラファインバブルの生成は好適に行われた。
【００７３】
したがって、乳化剤が添加されている研削液７４を研削装置８にて使用した場合であっても、上記と同様に、砥石部８１の目詰まりを好適に抑制し、研削装置８の生産効率を向上することができると考えられる。なお、実施例３の研削液７４では、実施例１よりもウルトラファインバブルの濃度が増大していたため、研削液７４の研削効果（例えば、目詰まりの抑制）を長く持続できるものと考えられる。
【００７４】
次に、研削液７４を生成する際の原液の種類による影響を実施例４および実施例５により検証した。実施例４および実施例５では、エマルションタイプ（Ａ１種）の原液を利用して研削液７４を生成した。具体的には、実施例４では、原水である水道水２０ｌに、７００ｍｌのエマルションタイプの原液を溶解させて原料液を作製した。そして、研削液生成装置１において、貯溜槽５１内の原料液を、循環部６により混合液生成部３および液送出部２を約１０回循環させることにより、研削液７４を生成した。その後、上述のレーザ回折式粒子径分布測定装置ＳＡＬＤ−７５００X１０により、研削液７４中のウルトラファインバブルの個数を測定した。その結果、実施例４の研削液７４におけるウルトラファインバブルの濃度は、実施例１と同様に約１億個／ｍｌであった。すなわち、エマルションタイプの原液を利用して研削液７４を生成した場合であっても、研削液７４中におけるウルトラファインバブルの生成は好適に行われた。したがって、エマルションタイプの原液を利用して生成された研削液７４を研削装置８にて使用した場合であっても、上記と同様に、砥石部８１の目詰まりを好適に抑制し、研削装置８の生産効率を向上することができると考えられる。
【００７５】
実施例５では、原水である水道水２０ｌに、７００ｍｌのエマルションタイプの原液と、極微量の界面活性剤とを溶解させて原料液を作製した。そして、研削液生成装置１において、貯溜槽５１内の原料液を、循環部６により混合液生成部３および液送出部２を約１０回循環させることにより、研削液７４を生成した。その後、上述のレーザ回折式粒子径分布測定装置ＳＡＬＤ−７５００X１０により、研削液７４中のウルトラファインバブルの個数を測定した。その結果、実施例４の研削液７４におけるウルトラファインバブルの濃度は、約３．５億個／ｍｌであった。すなわち、エマルションタイプの原液を利用し、乳化剤を添加して研削液７４を生成した場合であっても、研削液７４中におけるウルトラファインバブルの生成は好適に行われた。したがって、エマルションタイプの原液を利用し、乳化剤を添加して生成された研削液７４を研削装置８にて使用した場合であっても、上記と同様に、砥石部８１の目詰まりを好適に抑制し、研削装置８の生産効率を向上することができると考えられる。
【００７６】
上述の研削液生成装置１および研削装置８では、様々な変更が可能である。
【００７７】
例えば、研削液生成装置１では、液送出部２は、必ずしも加圧液生成容器３２に直接的に接続される必要はない。液送出部２は、加圧液生成容器３２と貯溜槽５１とを接続する液送出路５２上に設けられてもよい。また、液送出部２は、当該流路の下流端に配置され、貯溜槽５１に直接的に接続されてもよい。
【００７８】
液送出部２では、上流から下流に向かって連続するテーパ部２４、喉部２５および拡大部２６が２組、または、４組以上設けられてもよい。あるいは、液送出部２では、上流から下流に向かって連続するテーパ部２４、喉部２５および拡大部２６が、１組のみ設けられていてもよい。液送出部２は、必ずしもテーパ部２４、喉部２５および拡大部２６を備える必要はなく、他の構造のウルトラファインバブル生成ノズルであってもよい。
【００７９】
研削液生成装置１では、貯溜部５が省略され、液送出部２から送出された研削液７４が、一時的に貯溜されることなく、研削装置８の液供給部８４に供給されてもよい。
【００８０】
研削液生成装置１では、研削液７４の生成に利用される原料液は、従来型研削液には限定されない。例えば、当該原料液は、従来型研削液を生成する際に上述の原液の希釈に利用される水であってもよく、当該原液であってもよい。例えば、原料液が上記希釈用の水である場合、研削液生成装置１の液送出部２から送出される液体は研削液７４そのものではなく、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む水（いわゆる、ウルトラファインバブル水）であり、当該ウルトラファインバブル水に上記原液が混合されることにより、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む研削液７４が生成される。
【００８１】
当該原液は、製造メーカーや用途により特性が異なる。また、研削液７４の使用される状況（例えば、研削対象や研削装置の種類等）も、多種多様である。したがって、研削液生成装置１では、所望の濃度のウルトラファインバブルを含む研削液７４を生成するために、循環部６による循環回数、ウルトラファインバブルを生成する原料液の種類（例えば、原水）、乳化剤の添加の有無、または、添加される乳化剤の種類等が適宜変更されてよい。
【００８２】
研削液生成装置１は、研削装置８から独立した装置として、研削液７４の生成に利用されてもよい。
【００８３】
研削液７４は、必ずしも、上述の研削液生成装置１により生成される必要はない。例えば、混合液生成部３では、必ずしも原料液に気体を加圧溶解させて加圧液を生成する必要はなく、原料液に気体を混合させて混合液が生成されていればよい。液送出部２でも、必ずしも加圧液を噴出することにより加圧液中にウルトラファインバブルを生成する必要はなく、公知の様々な生成方法によりウルトラファインバブルが生成されてよい。例えば、混合液生成部３により生成された混合液に、液送出部２において超音波を付与したり、あるいは、液送出部２の内部構造により剪断力を付与することにより、ウルトラファインバブルが生成されてもよい。
【００８４】
また、研削液７４は、必ずしも混合液生成部３および液送出部２を備える研削液生成装置１により生成される必要はなく、他の構造を有する様々な研削液生成装置により生成されてよい。当該研削液生成装置は、例えば、研削液の原料である液体に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む研削液を生成する研削液生成部と、当該研削液を送出する研削液送出部とを備える。当該研削液生成部では、公知の様々な生成方法によりウルトラファインバブルが生成されてよい。当該研削液生成部では、例えば、気体が溶存している液体に剪断力を付与することにより、ウルトラファインバブルが生成される。
【００８５】
研削液７４は、円筒型の研削装置８以外の様々な種類の研削装置（例えば、平面型の研削装置）等において、様々な形状の対象物９に対する研削加工に利用されてもよい。研削液生成装置１も、様々な種類の研削装置に設けられてよい。
【００８６】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【００８７】
発明を詳細に描写して説明したが、既述の説明は例示的であって限定的なものではない。したがって、本発明の範囲を逸脱しない限り、多数の変形や態様が可能であるといえる。
【符号の説明】
【００８８】
１    研削液生成装置
２    液送出部
３    混合液生成部
５    貯溜部
６    循環部
８    研削装置
９    対象物
２０    ノズル流路
２４    テーパ部
２５    喉部
２６    拡大部
２９    噴出口
７４    研削液
８１    砥石部
８２    保持部
８３    駆動部
８４    液供給部
８８    接触部
Ｓ１１〜Ｓ１５    ステップ
【図１】
2018168912.tif 000003
【図２】
2018168912.tif 000004
【図３】
2018168912.tif 000005
【図４】
2018168912.tif 000006
【図５】
2018168912.tif 000007
【図６】
2018168912.tif 000008
【図７】
2018168912.tif 000009
【図８】
2018168912.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月6日(2018.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液を生成する研削液生成装置であって、
研削液の原料である液体に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む研削液を生成する研削液生成部と、
前記研削液を送出する研削液送出部と、
を備えることを特徴とする研削液生成装置。
【請求項２】
研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液を生成する研削液生成装置であって、
研削液の原料である液体に気体を混合させて混合液を生成する混合液生成部と、
前記混合液中に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む液体を送出する液送出部と、
を備えることを特徴とする研削液生成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の研削液生成装置であって、
前記液送出部から送出された液体を前記混合液生成部へと戻す循環部をさらに備えることを特徴とする研削液生成装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の研削液生成装置であって、
前記液送出部から送出された液体を、研削装置の砥石部と対象物との接触部に供給する前に貯溜する貯溜部をさらに備えることを特徴とする研削液生成装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１つに記載の研削液生成装置であって、
前記液送出部が、
前記混合液が供給されるノズル流路の上流から下流に向かって流路面積が漸次減少するテーパ部と、
前記テーパ部の下流端に接続し、前記テーパ部からの流体を噴出口から噴出する喉部と、
前記噴出口に接続し、流路面積を拡大する拡大部と、
を備えるウルトラファインバブル生成ノズルであることを特徴とする研削液生成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の研削液生成装置であって、
前記研削液の原料である前記液体は界面活性剤を含むことを特徴とする研削液生成装置。
【請求項７】
研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液を生成する研削液生成方法であって、
ａ）研削液の原料である液体に気体を混合させて混合液を生成する工程と、
ｂ）前記混合液中に直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを生成し、ウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む液体を送出する工程と、
を備えることを特徴とする研削液生成方法。
【請求項８】
請求項７に記載の研削液生成方法であって、
前記ｂ）工程にて送出された液体を循環させて、前記ａ）工程および前記ｂ）工程を行うことを特徴とする研削液生成方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の研削液生成方法であって、
前記ａ）工程において、前記研削液の原料である前記液体は界面活性剤を含むことを特徴とする研削液生成方法。
【請求項１０】
対象物に対する研削加工を行う研削装置であって、
砥石部と、
対象物を保持する保持部と、
前記砥石部を前記対象物に対して相対的に摺動させる駆動部と、
前記砥石部と前記対象物との接触部に研削液を供給する液供給部と、
を備え、
前記研削液が、直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを、１億個／ｍｌ以上の濃度にて含むことを特徴とする研削装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の研削装置であって、
前記研削液は界面活性剤を含むことを特徴とする研削装置。
【請求項１２】
対象物に対する研削加工を行う研削装置であって、
砥石部と、
対象物を保持する保持部と、
前記砥石部を前記対象物に対して相対的に摺動させる駆動部と、
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の研削液生成装置と、
前記研削液生成装置にて生成された研削液を前記砥石部と前記対象物との接触部に供給する液供給部と、
を備えることを特徴とする研削装置。
【請求項１３】
研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液であって、
直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含むことを特徴とする研削液。
【請求項１４】
請求項１３に記載の研削液であって、
界面活性剤を含むことを特徴とする研削液。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
好ましくは、前記液送出部が、前記混合液が供給されるノズル流路の上流から下流に向かって流路面積が漸次減少するテーパ部と、前記テーパ部の下流端に接続し、前記テーパ部からの流体を噴出口から噴出する喉部と、前記噴出口に接続し、流路面積を拡大する拡大部と、を備えるウルトラファインバブル生成ノズルである。
好ましくは、前記研削液の原料である前記液体は界面活性剤を含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
好ましくは、前記ｂ）工程にて送出された液体を循環させて、前記ａ）工程および前記ｂ）工程を行う。
好ましくは、前記ａ）工程において、前記研削液の原料である前記液体は界面活性剤を含む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明は、対象物に対する研削加工を行う研削装置にも向けられている。本発明の好ましい一の形態に係る研削装置は、砥石部と、対象物を保持する保持部と、前記砥石部を前記対象物に対して相対的に摺動させる駆動部と、前記砥石部と前記対象物との接触部に研削液を供給する液供給部とを備え、前記研削液が、直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを、１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む。本発明によれば、研削装置における生産効率を向上させることができる。
好ましくは、前記研削液は界面活性剤を含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明は、研削装置において砥石部と対象物との接触部に供給される研削液にも向けられている。本発明の好ましい一の形態に係る研削液は、直径が１μｍ未満のウルトラファインバブルを１億個／ｍｌ以上の濃度にて含む。本発明によれば、研削装置における生産効率を向上させることができる。
好ましくは、前記研削液は界面活性剤を含む。
【国際調査報告】
2018168912.tif 000011
2018168912.tif 000012
2018168912.tif 000013