(57)【要約】      （修正有）【課題】  小径の金型や光学レンズなどの凹面の研削においても、砥石の成形作業の効率化をはかり、良好に研削加工することができる研削方法および研削装置を提供する。【解決手段】  研削装置に取り付けられた研削用のワーク１と工具４の砥石部３をカバー５で覆い、そのカバー５の一部に取り付けられた超音波振動素子９によってカバー５内の研削液に振動エネルギーを与える。カバー５内に研削液を流入させるための研削液供給管８を設ける。とくに、研削液をカバー５内で循環させながらワーク１を研削する。【選択図】  図１
2007216314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削装置に取り付けられた研削用のワークと工具の砥石部をカバーで覆い、研削加工の際に、超音波振動素子により、カバー内に存在する研削液に対して振動エネルギーを与えることを特徴とする研削方法。
【請求項２】
研削液が、カバー内に流入するとともに、カバー外に流出して、研削加工の際に、研削液の液面が、ワークの加工点よりも上方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の研削方法。
【請求項３】
ワークと工具の砥石部を覆うカバーと、そのカバーの一部に取り付けられていて、カバー内の研削液を超音波振動させるための超音波振動素子と、カバー内に研削液を流入させるための研削液供給構造とからなることを特徴とする研削装置。
【請求項４】
研削液供給構造が、カバーの下方部位に配置されていることを特徴とする研削装置。
【請求項５】
研削液供給構造が研削液供給管であることを特徴とする請求項３又は４に記載の研削装置。
【請求項６】
カバーがジャバラを有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型部材（たとえば、小径の光学レンズなどの光学素子や、金型など）の凹面や凸面の曲面を研削加工するのに適した研削方法および研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、小径の金型や光学レンズなどの凹面の研削加工においては、研削砥石の干渉のために、加工用の研削液を凹面内の加工点まで充分に供給できず、発熱などの影響で研磨磨耗が大きいことが知られている。
【０００３】
その結果、砥石の成形作業の回数の増加と加工形状の悪化を招き、効率的な加工ができない問題が生じていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、超音波振動で振動させた状態で研磨液をワークにかけ、研磨を行なう技術が知られている（例えば、特許文献２ないし５参照）。
【０００５】
従来の研削加工では、ノズルなどの供給手段を用いて、研削液をワークの凹面内の加工点へ噴流させる形で供給していた。その際、研削液の流量とノズル設置角度をワーク形状に合わせてその都度レイアウトしていた。
【特許文献１】特開平８−２２９７９２号公報
【特許文献２】特開２００５−２５４４２４号公報
【特許文献３】特開２０００−３２６１８５号公報
【特許文献４】特開２００３−５３６４７号公報
【特許文献５】特開２００１−３８５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
小径の金型や光学レンズなどの凹面に対する従来の研削加工においては、前述のように、砥石の成形作業の回数の増加と加工形状の悪化を招き、効率的な加工ができない問題が生じていた。
【０００７】
従来の研削加工では、加工時に、加工点が常に動くため、研削液の供給が安定しないばかりか、特に小径の凹面の場合、砥石の干渉が生じやすく、研削液をうまく加工点に供給できない問題が生じていた。
【０００８】
たとえ複数のノズルを用いたとしても、研削液中に空気が混入することを避けられず、加工点付近では砥石表面に空気膜が発生したり、いわゆる空気噛みの現象が生じてしまう。そのため、加工点に充分な研削液の供給ができないことが多かった。
【０００９】
また、研削液に超音波振動を付与する研削加工においては、従来は、単に超音波振動で振動させた研削液をワークにかけるだけであった。そのような形で、研削を行なうと、研削液がワーク加工点に充分に行き渡らず、砥石の成形作業の回数の増加と加工形状の悪化を招き、効率的な加工ができなかった。
【００１０】
従来の研削液供給手段では、研削液中に超音波振動を重畳させたとしても、前述の問題があるため、振動エネルギーが途中で減衰してしまい、ノズルのレイアウトを工夫しても、超音波振動の効果が安定しない問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決し、小径の金型や光学レンズなどの凹面の研削においても、砥石の成形作業の効率化をはかり、良好に研削加工することができる研削方法および研削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、研削装置に取り付けられた研削用のワークと工具の砥石部をカバーで覆い、研削加工の際に、超音波振動素子により、カバー内に存在する研削液に対して振動エネルギーを与えることを特徴とする研削方法
である。
【００１３】
また、請求項２の発明は、研削液が、カバー内に流入して、カバー外に流出することにより、研削加工の際に、研削液の液面が、ワークの加工点よりも上方に位置していることを特徴とする前述の研削方法である。
【００１４】
また、請求項３の発明は、ワークと工具の砥石部を覆うカバーと、そのカバーの一部に取り付けられていて、カバー内の研削液を超音波振動させるための超音波振動素子と、カバー内に研削液を流入させるための研削液供給構造とからなることを特徴とする研削装置である。
【００１５】
請求項４の発明は、研削液供給構造が、カバーの下方部位に配置されていることを特徴とする研削装置である。
【００１６】
請求項５の発明は、研削液供給構造が、研削液供給管であることを特徴とする前述の研削装置である。
【００１７】
請求項６の発明は、カバーが、ジャバラを有することを特徴とする前述の研削装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、ワーク（加工物）と工具の研削砥石部とが当接する加工点への研削液の供給の際に、砥石まわりにできやすい空気膜や空気噛みを起こさずに、加工用の研削液を加工点に充分に供給することができる。
【００１９】
本発明によると、加工雰囲気を研削液で満たしやすく、超音波振動エネルギーを加工点付近の研削液まで十分に与えることができる。その際に、空気緩衝の影響を受けにくい。
【００２０】
その結果、砥石やワークの発熱を抑えることができ、砥石摩耗が抑制されると共に、砥石回転に伴う加工用研削液の連れ回り流動によって切り粉の排出が促進される。その結果、砥石の切れ味を長期間持続させることができる。
【００２１】
また、砥石摩耗に起因するワーク形状の誤差の発生や砥石の成形作業を軽減することができ、効率よく加工することができる。
【００２２】
さらに、カバーで囲まれた研削液が隙間から僅かに漏れたとしても、その分の加工液を補給すれば、加工点がつねにカバー内の研削液の液面下に位置する。この場合、従来の掛け流しの噴流方式に比べて、大量の研削液を必要としない。それゆえ、環境にやさしい。さらに、小型のポンプでよく、装置の消費電力をも抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は本発明の１つの実施例による研削装置の主要部を示している。
【００２４】
１は把持部２に把持された状態の加工用のワークを示す。３は工具４の砥石部を示す。
【００２５】
Ｐは、加工時におけるワーク１の凹面１ａと工具４の砥石部３とが当接する加工点を示す。
【００２６】
カバー５は、把持部２に把持された状態のワーク１と研削装置の所定部位に設けられた工具４の砥石部３とを覆う構造になっている。カバー５の一部がジャバラ（蛇腹）６になっており、それにより、工具４の加工姿勢の変化に対応して、カバー５は柔軟に変形する。
【００２７】
カバー５には、研削液を矢印７の方向から供給するための供給管８（研削液供給構造の好適例の１つ）と、超音波振動をカバー５内の研削液に重畳させる超音波振動素子９と、その超音波振動素子９の超音波出力を制御するための制御装置１０が設けられている。
【００２８】
研削液の液面は、つねにワーク１よりも上方の位置に維持することが好ましい。たとえば、研削加工を開始する前に、カバー５内のほぼ内部全体に研削液を満たした状態にし、かつ、研削液をカバー５内で循環させることが好ましい。少くとも、ワーク１の加工すべき凹面１ａの全体が、つねに加工用研削液７の液面の下方に位置するようにする。
【００２９】
好ましくは、つねに加工用の研削液が供給管８を介してカバー５の底部付近から内部に流入し、カバー５の小さな隙間Ｓから流出するようにする。隙間Ｓは、例えば、ワーク１用の把持部２の外周に設けられたフランジ部２ａとカバー５との間や、工具４の外周に設けられたフランジ部４ａとカバー５の間に形成される。これらの隙間Ｓの寸法や形状は任意でよい。また、隙間Ｓをゼロにすることも可能である。
【００３０】
超音波振動素子９は、カバー５の底部に設けられており、必要に応じて、カバー５内の研削液に超音波振動を与えるようになっている。
【００３１】
本発明に係る研削装置の効果をまとめると、以下のとおりである。
【００３２】
（１）加工用研削液を流しかけるのではなく、ワーク１の凹面１ａ内の加工点Ｐを研削液の液面下に維持して研削を行なうことで、ワーク１の凹面１ａ内の加工点Ｐでの液切れを完全に防ぐことができる。それゆえ、確実に過度の発熱を抑えることができる。
【００３３】
（２）ワーク１と砥石部３の姿勢や位置が加工中に変動したとしても、加工用研削液の供給が安定して行なえる。それゆえ、いわゆるエアーかみが防げる。
【００３４】
（３）加工点Ｐ付近で、砥石部３の回転つれ回りによる液体流動が発生し、切粉の排出が促進される。
【００３５】
（４）メガソニック法で、長いノズルを使った場合の振動減衰がなくなり、研削液中の振動エネルギーは、空気緩衝の損欠を受けることなく、加工点へ与えることができる。
【００３６】
本発明の他の実施例では、カバー内でワークを加工する際に、必ずしも超音波振動を研削液に重畳させる必要はない。
【００３７】
また、研削液供給管の位置や超音波振動素子の取り付け位置の制約はない。ワークと砥石のレイアウトに応じて、適当に研削液供給管の位置や超音波振動素子の取り付け位置を設定をすればよい。いずれの配置であっても、研削液の効果は変わらずに安定した加工が可能である。
【００３８】
図２は、本発明の変形例を示す。
【００３９】
図２において、工具１１の砥石部１２の基端のところに羽根構造１３を付ける。研削作業時に、羽根構造１３が回転することにより、砥石部１２付近の研削液流れの勢いを増加させることができる。それにより、切り粉の排出効果を増大させることができる。
【００４０】
また、羽根構造１３の羽根の大きさ、角度、向き等を調整することにより、羽根による撹拌作用、とくに、研削液の流れる方向や強さを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の１つの実施例による研削装置の主要部を示す概略縦断面図。
【図２】本発明の変形例を示す概略縦断面図。
【符号の説明】
【００４２】
Ｐ  加工点
１  ワーク
２  ワーク用の把持部
３  砥石部
４  工具
５  カバー
６  ジャバラ
８  研削液保給管
９  超音波振動素子
１０  制御装置
【図１】
2007216314.tif 000003
【図２】
2007216314.tif 000004