(57)【要約】【課題】切断装置のスピンドルに嵌るフランジを介して複数枚のダイヤモンドカッターを取付けると共に間にはリング状のスペーサを介在し、該スピンドルに設けた軸穴からダイヤモンドカッターへ研削流体を供給する装置であって、実質的な切断部へ研削流体を有効に供給することが出来る研削流体供給装置の提供。【解決手段】スピンドル８の軸穴５に連通してスピンドル外周まで延びる補助穴６を設け、フランジ７のスピンドル穴１７の内周面には内周リング溝１４を形成すると共に外周面には外周リング溝１５を設け、そして内周リング溝１４と外周リング溝１５を連通穴１６，１６・・にて連通し、そして上記スペーサ９，９・・の表面２０，２０・・には細い溝１８，１８・・を概略半径方向に設けている。【選択図】    図２
2007105856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断装置のスピンドルに嵌るフランジを介して複数枚のダイヤモンドカッターを取付けると共に間にはリング状のスペーサを介在し、該スピンドルに設けた軸穴からダイヤモンドカッターへ研削流体を供給する装置において、スピンドルの軸穴に連通してスピンドル外周まで延びる補助穴を設け、そして上記スペーサには細い溝又は細い穴を概略半径方向に設け、フランジには上記スピンドルの補助穴とスペーサの溝又は穴を連通して研削流体が流れる穴を設けたことを特徴とするダイヤモンドカッターへの研削流体供給装置。
【請求項２】
切断装置のスピンドルに嵌るフランジを介して複数枚のダイヤモンドカッターを取付けると共に間にはリング状のスペーサを介在し、該スピンドルに設けた軸穴からダイヤモンドカッターへ研削流体を供給する装置において、スピンドルの軸穴に連通してスピンドル外周まで延びる補助穴を設け、フランジのスピンドル穴の内周面には内周リング溝を形成すると共に外周面には外周リング溝を設け、そして内周リング溝と外周リング溝を連通穴にて連通し、そして上記スペーサには細い溝又は細い穴を概略半径方向に設けたことを特徴とするダイヤモンドカッターへの研削流体供給装置。
【請求項３】
上記ダイヤモンドカッター、フランジ、スペーサをチタン又はチタン合金、或いはマグネシウム又はマグネシウム合金とした請求項1、又は請求項2記載のダイヤモンドカッターへの研削流体供給装置。
【請求項４】
研削装置のスピンドルにダイヤモンドホイールを取付け、該スピンドルに設けた軸穴からダイヤモンドホイールへ研削流体を供給する装置において、スピンドルの軸穴に連通してスピンドル外周まで延びる補助穴を設け、そして上記ダイヤモンドホイールの軸穴内周面にはリング状溝を形成すると共に該リング状溝に連通して外周へ連通する研削流体供給穴を概略半径方向に設け、スピンドルの軸穴から補助穴を流れてダイヤモンドホイールの研削流体供給穴へ導くことを特徴とするダイヤモンドホイールへの研削流体供給装置。
【請求項５】
上記スピンドルにフランジを取付けると共に該フランジにダイヤモンドホイールを取付けた構造とし、フランジにはスピンドルの補助穴とダイヤモンドホイールの軸穴内周面に設けたリング状溝を連通して研削流体を流すことが出来る連通穴を設けた請求項４記載のダイヤモンドホイールへの研削流体供給装置。
【請求項６】
上記ダイヤモンドホイール、フランジをチタン又はチタン合金、或いはマグネシウム又はマグネシウム合金とした請求項５記載のダイヤモンドホイールへの研削流体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイヤモンドカッターにて切断加工を行う場合、及びダイヤモンドホイールにて研削加工を行う場合の発熱を効率よく抑制することが出来るようにする研削流体供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超硬合金、セラミック、マグネット等、非常に硬度の高い材質を切断する場合には、普通のカッターでは切断不可能である為にダイヤモンドカッターが使用される。ダイヤモンドカッターの一般的な形状は薄い円形の円盤外周にダイヤモンド層を設けたものであり、該ダイヤモンド層は円盤の厚さより僅かに厚く成っている。
【０００３】
ところで、ダイヤモンドカッターを用いて切断加工する場合、被切断物が非常に硬い為に多量の熱が発生し、該熱により焼付きや焼割れと言った現象が発生する。そこで、被切断面が加熱されないように考慮され、一般的には研削液をカッター並びに切断面に供給しながら加工されるが、ダイヤモンドカッターの場合、砥粒となるダイヤモンド層の粒子は細かくて硬く、しかも被切断物の硬度も高い為に、実質切断面へ液は侵入し難い。
【０００４】
従って、多量の液を掛け流しながら作業しているが、該液の使用量によってのみ解決される問題ではない。又従来のカッターに多量に研削液を掛けても実質的切断部へ侵入することが困難であることから、高い精度で切断することが出来ず、強度を保つ為にダイヤモンドカッターの円盤は厚くなり、しかも深切り込みが困難である為に加工時間は長くなってしまう。
【０００５】
特開２００２−５９３６８号に係る「切断用のダイヤモンドカッター」は、出願人が以前行った特許出願であり、薄い円盤をした基板の外周にダイヤモンド層を設けたカッターにおいて、上記ダイヤモンド層の厚さは基板より僅かに大きく、そして基板の表面には螺旋溝を形成し、カッターにかけた研削液が回転に伴い外側へ強制的に導かれるようにしたことを特徴とする切断用のダイヤモンドカッターである。
【０００６】
そこで、ダイヤモンドカッターに掛けた研削液は螺旋溝に流れ込み、ダイヤモンドカッターが高速回転するならば、螺旋溝に入った研削液は強制的に外側へ押し出れ、実質的切断部へ侵入することが出来る。従って、熱の発生を抑制できる為に、研削焼けや研削割れは発生せず、高精度で切断を行うことが出来るとしている。
【０００７】
しかし、薄い基板の両面に螺旋溝を形成加工することは容易でなく、又螺旋溝を形成することでダイヤモンドカッターの強度は低くなってしまう。特に高速回転するダイヤモンドカッターには遠心力にて基板内部に引張り応力が発生し、この引張り応力により螺旋溝から亀裂が生じる。又、薄いダイヤモンドカッターに形成出来る螺旋溝は細い為に、この螺旋溝を流れる研削液の量は限られてしまう。
【特許文献１】特開２００２−５９３６８号に係る「切断用のダイヤモンドカッター」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、従来のダイヤモンドカッターには上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、実質的な切断部又は研削部へ研削流体を有効に供給することが出来る研削流体供給装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ダイヤモンドカッターはスピンドルに取付けられるが、間にはフランジが介在している。そして、フランジに取付けられる複数枚のダイヤモンドカッターの間にはスペーサが介在して所定の間隔が設けられている。ところで、本発明の研削流体供給装置はスピンドルから供給する研削流体をダイヤモンドカッターの表面に沿って流出し、回転に伴う遠心力にて外周のダイヤモンド層へ導くように構成している。
【００１０】
そこで、スピンドルの中心軸には研削流体が流れる軸穴が設けられ、そして該軸穴に連通すると共にスピンドル外周面に通じる補助穴を形成している。ダイヤモンドカッターが直接取付けられるフランジには内周から外周へ流れる連通穴を形成し、各スペーサには放射線方向(概略半径方向)に延びる溝が形成されている。この溝はフランジにスペーサを介在して取付けられるダイヤモンドカッターに挟まれることで細い穴になる。また、上記溝の代わりにリング穴から外周へ貫通する穴を設けることも可能である。
【００１１】
そこで、スピンドル軸穴に流れる研削流体は補助穴からフランジの連通穴、スペーサの表面に形成した溝を流れてダイヤモンドカッターの表面へ供給される。ダイヤモンドカッターは高速回転することで、スペーサ溝から供給される研削流体は外周のダイヤモンド層へ導かれて切断部へ侵入することが出来る。ここで、上記研削流体とは研削液に限らず、研削気体、好ましくは研削冷気を送ることで発熱を抑制することも出来る。
【００１２】
一方、発生する切断熱によってダイヤモンドカッターが変形しにくいように、チタン又はチタン合金にて円盤を構成することもある。チタンは熱膨張率が小さくて、発熱に基づく反りや変形を抑制できる。さらにダイヤモンドカッターを取付けるフランジ及びダイヤモンドカッターの間に介在するスペーサをチタン又はチタン合金とすることが出来る。ダイヤモンドカッター、フランジ、及びスペーサをチタン又はチタン合金とすることでその重量は軽くなり、スピンドルにかかる負荷が軽減されて、該スピンドルの撓み変形量が小さくなる。このことは、ダイヤモンドカッターの傾きを防止し、被切断物との摩擦熱の発生を抑制することが出来る。
さらに、上記ダイヤモンドカッター、フランジ、スペーサの材質を、チタン又はチタン合金の代わりに、マグネシウム又はマグネシウム合金とする場合もある。
【００１３】
本発明はダイヤモンドカッターに限らず、ダイヤモンドホイールも対象とする。ダイヤモンドホイールは一般にスピンドルに直接取付けられ、該スピンドル中心軸に沿って設けた軸穴からダイヤモンドホイールの外周へ研削流体を供給することが出来る。そこで、ダイヤモンドホイールの軸穴内周面にはリング状溝を設け、該リング状溝に連通して外周へ連通する研削流体供給穴を概略半径方向に形成している。そして、スピンドルの軸穴に連通して外周面に繋がる補助穴を有し、該補助穴とダイヤモンドホイールの軸穴内周面に形成したリング状溝とが連通することが出来る。
【００１４】
そこで、研削流体はスピンドルの軸穴から補助穴へ、該補助穴からリング状溝、研削流体供給穴へと導かれ、ダイヤモンドホイールの外周から噴出することが出来る。上記研削流体供給穴はダイヤモンドホイールの重量バランスを考慮して設けられる。一方、スピンドルの軸穴へ供給する研削流体は、該スピンドルの先端側からでもよく、スピンドルの基部側からでもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明はダイヤモンドカッターが高速回転することで、研削流体はダイヤモンドカッターの表面に沿って放射線方向へ流れ、実質切断部へ効率よく供給される。従って、ダイヤモンドカッターは供給される研削流体によって冷却され、被切断物の研削焼きや研削割れが防止される。そして、ダイヤモンドカッター、フランジ、及びスペーサをチタン又はチタン合金とするならば、その重量が軽減される為にスピンドルにかかる負荷は小さくなる為に、該スピンドルに取付けられるダイヤモンドカッターの傾きは抑えられ、摩擦熱の発生も少なくなる。さらにチタン製のダイヤモンドカッターは熱膨張率が小さい為に発熱に基づく変形量は小さく、その為に摩擦熱も抑えられる。
このような現象はダイヤモンドカッターにて切断加工を行う場合に限らず、ダイヤモンドホイールを用いて研削加工を行う場合も同じような効果を得ることが出来る。
【実施例】
【００１６】
図１はダイヤモンドカッター１を示す実施例であり、円形の円盤２の外周にはダイヤモンド層３が形成されている。ダイヤモンド層３は細かいダイヤモンドの微粒子が電着にて形成され、そして円盤２の中心には穴４が貫通して設けられている。この貫通穴にはスピンドル８に取付けられたフランジ７が嵌って、図２に示すように取付けられる。
【００１７】
同図に示すスピンドル８は片持ち支持構造であり、スピンドル８の先端部にはフランジ７が嵌って先端に形成したネジ部１１に螺合したナット１０にて固定されている。フランジ７はツバ１２を形成し、該ツバ１２にダイヤモンドカッター１ａが当接してフランジ７が穴４に嵌り、そしてリング状のスペーサ９が嵌り、次いでダイヤモンドカッター１ｂが取付けられる。
【００１８】
このように、各ダイヤモンドカッター１ａ、１ｂ・・は間にスペーサ９，９・・を介してフランジ７に取付けられ、最後に締付けナット１３によってダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ，１ｃ・・はフランジ７に固定される。実際にはフランジ７に複数枚のダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ，１ｃ・・が取付けられて締付けナット１３にて固定された状態で、該フランジ７がスピンドル８に取着され、最後にナット１０にて固定される。
【００１９】
ところで、本発明のダイヤモンドカッター１はその円盤２の材質をチタン又はチタン合金としたものであり、外観上は従来のＳＫ鋼、ハイス鋼を円盤材質として使用したダイヤモンドカッター１、及び超硬合金製のダイヤモンドカッター１と同じである。しかし、その重量は材質の比重が小さいことで約１／２〜１／３となっている。
【００２０】
又、ダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・が取付けられるフランジ７、及び各ダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・の間に介在しているスペーサ９，９・・もチタン又はチタン合金にて構成することが出来る。従って、図２に示すように片持ち支持構造のスピンドル８に作用する荷重は軽減されて、該スピンドル８の撓み変形量は小さくなる。
【００２１】
スピンドル先端が撓み変形して降下するならば、該スピンドル８に取付けられているダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・は傾斜し、この傾斜状態で被切断物に切込む。しかし、実際の切断加工では切断抵抗が発生してダイヤモンドカッターは押し上げられて浮上し、それに伴ってスピンドル先端も上昇する。従って、傾斜して切込んだダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・は切断加工中では押上げられてその傾斜角度が変化する。その結果、被切断物との間に大きな摩擦が発生し、摩擦熱を生じる。本発明は、このスピンドル8の撓み変形量を小さくする為に、ダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・、フランジ7、スペーサ９，９・・をチタン又はチタン合金とする。
【００２２】
図２は研削流体の供給装置を示す実施例である。スピンドル８の中心軸に沿って軸穴５が設けられ、この軸穴５に連通する補助穴６，６・・が外周面に貫通して形成されている。軸穴５の内径はスピンドル８の強度に支障がない大きさとし、スピンドル８のほぼ先端まで形成されている。そして、軸穴５に対して半径方向へ延びる補助穴６，６・・の個数は問わないが、その位置はスピンドル８の重量バランスを考慮して設けられている。
【００２３】
そして、スピンドル８に嵌って取着されているフランジ７の内周面には内周リング溝１４が形成され、同じく外周面にも外周リング溝１５を有している。この両リング溝１４，１５に連通して連通穴１６，１６・・を設けている。図３はフランジ７を単独で表している具体例であり、中心にはスピンドル穴１７が貫通し、このスピンドル穴１７の内周の一部には内周リング溝１４が全周にわたって設けられ、外周には外周リング溝１５，１５・・を分割して有している。
【００２４】
そして、内周リング溝１４と外周リング溝１５を繋ぐ為に４箇所に連通穴１６，１６・・を設けている。スピンドル８の軸穴５を流れる研削流体は補助穴６，６・・から内周リング溝１４に入り、連通穴１６，１６・・を通過して外周リング溝１５に達する。ここで、内周リング溝１４は全周にわたって形成されているが、全周ではなく一部に設けることも出来る。
【００２５】
そして、外周リング溝１５に達した研削流体は各スペーサ９，９・・に設けている溝１８，１８・・を流れて、ダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・の表面に沿って外周のダイヤモンド層３に達する。図４はスペーサ９を単独で表している。スペーサ９は所定厚さのリング体であり、リング穴１９はフランジ７が嵌る大きさと成っている。
【００２６】
該スペーサ９の両表面２０，２０には細い溝１８，１８・・が半径方向に形成されている。スペーサ９，９・・はダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・の間に挟まれるために、上記溝１８，１８・・は表面２０，２０・・にダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・が当接することで細い穴となる。
【００２７】
ところで、スピンドル８の軸穴５に送り込まれる研削流体は補助穴６，６・・を通ってフランジ7の内周リング溝１４、連通穴１６，１６・・、外周リング溝１５，１５・・へ流れ、そして外周リング溝１５，１５・・からスペーサ９，９・・の溝１８，１８・・を流れてダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・の表面に沿ってダイヤモンド層３，３・・へ達する。ダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・が高速回転するならば、同時にスペーサ９，９・・、フランジ７、スピンドル８も高速回転し、研削流体は遠心力の作用でダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・の表面に沿って外周へ流れることが出来、ダイヤモンド層３，３・・へ強制的に供給される。
【００２８】
ここで、スペーサ９，９・・の表面２０，２０・・に形成される細い溝１８，１８・・は正確な半径方向ではなく、ダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・の回転方向を考慮して研削流体が噴出し易いように、多少傾斜して設けることも可能である。本発明はダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・の表面に沿って研削流体を流すことで、実質切断部へ研削流体を供給し、発生熱を抑制することが出来る。一方においては、ダイヤモンドカッター１ａ，１ｂ・・、フランジ７、スペーサ９，９・・をチタン又はチタン合金を使用することでスピンドル８に作用する負荷を軽減してスピンドルの撓み変形量を小さくすることが出来る。
【００２９】
図５はダイヤモンドホイール２１を表している具体例であり、このダイヤモンドホイール２１の外周２２へ研削液を供給することが出来る。そこで、ダイヤモンドホイール２１の中心軸穴２３の内周面２４にはリング状溝２５が設けられ、このリング状溝２５から外周へ延びる研削流体供給穴２６，２６・・が半径方向へ延びて外周２２へ達している。
【００３０】
同図のリング状溝２５は内周面２４の全周にわたって設けているが、連続したリング状溝でなくてもよい。スピンドル８は前記図２に示しているように中心軸に沿って軸穴５が設けられ、この軸穴５から外周へ延びる補助穴６，６・・はリング状溝２５と接続する。
【００３１】
すなわち、スピンドル８が軸穴２３に嵌ってダイヤモンドホイール２１が取付けられることで、スピンドル８に設けている補助穴６，６・・はリング状溝２５に接続される。従って、研削液は、スピンドル８の軸穴５から補助穴６，６・・、ダイヤモンドホイール２１のリング状溝２５、研削流体供給穴２６，２６・・へ流れ、外周２２の研削流体供給穴２６から勢いよく噴出することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ダイヤモンドカッターを示す実施例。
【図２】ダイヤモンドカッターへの研削流体供給装置。
【図３】フランジの具体例。
【図４】スペーサの具体例。
【図５】ダイヤモンドホイールの具体例。
【符号の説明】
【００３３】
１  ダイヤモンドカッター
２  円盤
３  ダイヤモンド層
４  穴
５  軸穴
６  補助穴
７  フランジ
８  スピンドル
９  スペーサ
10  ナット
11  ネジ部
12  ツバ
13  締付けナット
14  内周リング溝
15  外周リング溝
16  連通穴
17  スピンドル穴
18  溝
19  リング穴
20  表面
21  ダイヤモンドホイール
22  外周
23  軸穴
24  内周面
25  リング状溝
26  研削流体供給穴
【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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