JP2000246639A

JP2000246639A - 平面研削装置

Info

Publication number: JP2000246639A
Application number: JP11056813A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Yamamoto; 保山本; Toji Uno; 十二宇野; Yoshikazu Tsutsui; 嘉一筒井; Yoshito Tanaka; 義人田中
Original assignee: Koyo Machine Industries Co Ltd
Current assignee: JTEKT Machine Systems Corp
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】十分な目立て効果が得られ、ドレスインターバ
ルを長くすることができる洗浄装置を備えた平面研削装
置を提供する。【解決手段】砥石４の端面を研削作用面４ａとして用い
る平面研削装置１において、研削作用面４ａにクーラン
ト液を噴射するノズル１９を設け、ノズル１９から噴射
されるクーラント液によって研削作用面４ａを洗浄する
ように設ける。複数個のノズル１９を配列してノズル列
２０ａと成し、ノズル列２０ａを砥石４の研削作用面４
ａと対向し、且つその延長線が砥石４の回転中心と一致
しないようにオフセットさせて配置する。ノズル１９の
配設数を多くすることができ、研削作用面４ａを均一な
状態に洗浄することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砥石の端面を研削
作用面として用いる平面研削装置であって、噴射される
クーラント液によって前記研削作用面を洗浄するように
設けられた平面研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】砥石が
目詰まりを起こすと、加工部品に研削焼けを生じたり、
或いは研削抵抗の増大によって加工精度が悪化するとい
った問題を生じる。そこで、従来から所定時間加工後に
砥石をドレッシングし、その目立てを行うようにしてい
る。ところが、加工条件の影響で砥石が目詰りを生じ易
いなど、頻繁にドレッシングを行う必要がある場合に
は、そのために加工時間が長くなって、加工コストが高
くなるという問題を生じる。特に、ＣＢＮ砥石などの超
砥粒砥石についてはドレッシングを行い難く、これに長
時間を要するため問題が大きい。

【０００３】このため、従来、ドレスインターバルを長
くすることができるように、実開昭６１−１５１８６０
号公報に開示されるような、洗浄装置を備えた研削装置
が開発されている。この研削装置は、砥石の研削作用面
に対向して設けられた１個のノズルを備えており、この
ノズルから噴射されるクーラント液によって前記研削作
用面が洗浄され、砥石のチップポケットに入り込んだ研
削屑がこのクーラント液によって洗い流されるようにな
っている。

【０００４】しかしながら、かかる実開昭６１−１５１
８６０号公報に開示される研削装置は、単に１個のノズ
ルから砥石の研削作用面に高圧のクーラント液を噴射す
るように設けられているだけであるので、その洗浄効果
において必ずしも十分ではなく、未だ改良の余地があっ
た。

【０００５】本発明者らは、十分な洗浄効果を得るべく
鋭意研究した結果、本発明を完成するに至ったものであ
り、本発明は、十分な目立て効果が得られ、ドレスイン
ターバルを長くすることができる洗浄装置を備えた平面
研削装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明の請求項１に係る発明は、砥石の
端面を研削作用面として用いる平面研削装置であって、
前記砥石の研削作用面にクーラント液を噴射するノズル
を備え、該ノズルから噴射されるクーラント液によって
前記研削作用面を洗浄するように設けられた平面研削装
置において、複数個の前記ノズルを支持部材により支持
してノズル列と成し、該ノズル列を前記砥石の研削作用
面に対し対向可能に設けるとともに、前記支持部材を、
前記ノズルが前記砥石の研削作用面に対し対向配置され
る洗浄位置と、前記砥石の研削作用面から外れた退避位
置との間で旋回移動可能に設けたことを特徴とする。

【０００７】この発明によれば、複数個のノズルから砥
石の研削作用面に向けて高圧のクーラント液を噴射する
ようにしているので、前記研削作用面の全面に亘って略
均一な圧力のクーラント液を噴射することができ、前記
研削作用面を略均一な状態に洗浄することができる。そ
して、このような高い洗浄効果によって、砥石を良好に
目立てすることができ、そのドレスインターバルを長く
することができる。また、この発明によれば、洗浄の際
にはノズルを洗浄位置に移動させ、それ以外のときには
退避位置に移動させることができる。したがって、研削
加工の際に、当該支持部材やノズルがワークや砥石など
と干渉して、常時洗浄位置にノズルを配置できない場合
にも、上述した洗浄を行うことができる。

【０００８】前記ノズル列は、本発明の請求項２に係る
発明のように、前記洗浄位置において、その配列延長線
が砥石の回転中心と一致しないように、即ち、前記回転
中心からオフセットするようにもうけることができる。
このようにすれば、これを前記回転中心と一致するよう
に配置した場合に比べて、洗浄される砥石幅を長くとる
ことができ、この分だけ配設されるノズル数を多くする
ことができる。これにより、前記研削作用面を均一な状
態に洗浄することができるという効果が得られる。そし
て、上記と同様に、このような高い洗浄効果によって、
砥石を良好に目立てすることができ、そのドレスインタ
ーバルを長くすることができる。

【０００９】また、前記平面研削装置が、研削作用面が
相互に対向するように設けられる２つの砥石を備えた、
いわゆる両頭平面研削装置である場合には、本発明の請
求項３に係る発明のように、前記各砥石の研削作用面の
それぞれに対し、前記ノズル列を対向配置することがで
きる。このようにすれば、対向配置される２つの砥石を
同時に洗浄することができ、洗浄に要する時間を短縮す
ることができる。

【００１０】また、前記ノズルの配置間隔は、請求項４
に係る発明のように、これを前記砥石の外周側に対応す
るものほど接近させて設けるのが好ましい。回転する砥
石の周速はその内周側よりも外周側の方が速くなってお
り、砥石の外周側においては、その内周側よりもクーラ
ント液と接触する時間が短くなっている。このため、こ
の接触時間の差により、前記研削作用面の内周側と外周
側とで洗浄効果に差を生じる。ノズルから噴射される高
圧クーラント液の噴射形状は先端が広がった円錐状とな
り、その中心部分が高圧で、その外側ほど低圧になって
いるが、この発明によれば、砥石の外周側に対応するも
のほど接近させてノズルを配置しているので、外周側の
研削作用面については、内周側のそれよりも受けるクー
ラント液の圧力を均一にすることができ、これにより、
上記接触時間差による洗浄効果の不均一さを解消して、
研削作用面の外周側と内周側とをより均一に洗浄するこ
とができる。

【００１１】また、請求項５に係る発明のように、前記
ノズルから噴射されるクーラント液の中心噴射方向を、
前記砥石の回転方向と逆方向に交差するように設ける
と、前記中心噴射方向を砥石の研削作用面に対し直角と
なるように設けた場合に比べて、砥石の研削作用面とク
ーラント液との相対的な衝突速度が速くなるため、この
衝突速度が速くなる分だけ洗浄効果が高められる。

【００１２】また、請求項６に係る発明のように、前記
ノズルを千鳥状に配置すると、噴射されるクーラント液
が相互に干渉しない状態で、当該ノズルを前記洗浄砥石
幅に対し密集させて配置することができる。これによ
り、前記研削作用面に作用するクーラント液の圧力をよ
り均一なものとすることができ、当該研削作用面をより
均一な状態に洗浄することができる。

【００１３】また、請求項７に係る発明のように、前記
クーラント液の噴射中に、前記支持部材を所定角度で往
復揺動させるように設けると、前記研削作用面の全面に
亘って、クーラント液の作用する圧力を均一にすること
ができ、これに応じて洗浄効果を均一なものとすること
ができる。上述したように、ノズルから噴射される高圧
クーラント液の噴射形状は先端が広がった円錐状とな
り、その中心部分が高圧で、その外側ほど低圧になって
いるが、上記にように支持部材を所定距離だけ往復動さ
せて、ノズルを移動させることにより、このような圧力
差を解消し、研削作用面に作用するクーラント液の圧力
を均一なものとすることができる。

【００１４】また、可能であるならば、本発明の請求項
８に係る発明のように、前記平面研削装置の研削加工中
に前記支持部材を前記洗浄位置に位置せしめて、前記研
削作用面を洗浄するようにするのが好ましい。このよう
にすれば、チップポケットに入る研削屑をより効果的に
洗い流すことができ、さらにドレスインターバルを長く
することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について、添付図１乃至図５に基づき説明する。図１
は、本実施形態に係る平面研削装置を示す平面図であ
り、図２は、図１における矢視Ｃ方向の側面図であり、
図３は、図２における矢視Ｄ方向の側面図である。ま
た、図４は、図２における矢視Ｅ−Ｅ方向の側面図であ
り、図５は、図１におけるノズル部を拡大して示す拡大
図である。

【００１６】図１及び図２に示すように、この平面研削
装置１は、上下に対向して並設される主軸３及び主軸５
を備えた、いわゆる両頭平面研削装置であり、これら主
軸３及び主軸５にそれぞれ取り付けられた砥石４，６に
高圧のクーラント液を噴射する洗浄装置１０、並びに、
特に図示はしないが、前記砥石４，６をドレッシングす
るドレス装置、及び研削加工に際して低圧のクーラント
液を供給するクーラント供給装置などを備えている。
尚、前記主軸３はベッド（図示せず）上に設けられた基
台２に支持され、前記主軸５は同じくベッド（図示せ
ず）上に設けられたコラム（図示せず）などにより支持
されている。また、前記砥石４，６はそれぞれの研削作
用面４ａ，６ａが相互に対向するように設けられてお
り、この研削作用面４ａ，６ａ間にワークが挿入され、
これが研削されるようになっている。

【００１７】図１乃至図３に示すように、前記洗浄装置
１０は前記基台２上に設けられるもので、中空の支持ア
ーム１８や、この支持アーム１８の上下面にそれぞれ１
列に配設された複数のノズル１９からなるノズル列２０
ａ，２０ｂなどを備えている。前記支持アーム１８はそ
の一方端がロータリジョイント１６に接続されており、
ロータリジョイント１６は駆動軸１５を介してロータリ
アクチュエータ１４に接続されている。ロータリアクチ
ュエータ１４は圧縮空気などの作動流体により、下部出
力軸１４ａ及びこれと一体的に設けられる上部出力軸１
４ｂを軸中心に回転させることができるようになってお
り、前記基台２上に設けられたブラケット１１上に固定
されている。また、前記上部出力軸１４ｂには各々の長
手方向が直交するように設けられた検出ドグ２１，２２
が上下に並設されており、この検出ドグ２１，２２に対
応して検出センサ２４，２５が設けられている。尚、こ
の検出センサ２４，２５は、前記ロータリアクチュエー
タ１４上に設けられたブラケット２３によって支持され
ている。

【００１８】また、前記駆動軸１５は前記ロータリアク
チュエータ１６の下部出力軸１４ａに接続されており、
前記ブラケット１１に設けられたホルダ１３によって回
転自在に支持されている。また、前記ロータリジョイン
ト１６には、継手１７や配管（図示せず）を介してポン
プ（図示せず）から高圧の、例えば数ＭＰａ〜数十ＭＰ
ａのクーラント液が供給されており、このクーラント液
が前記支持アーム１８を介してノズル１９に供給され、
このノズル１９から噴射されるようになっている。

【００１９】斯くして、前記ロータリアクチュエータ１
４を駆動してその出力軸１４ａ，１４ｂを軸中心に回転
させると、前記支持アーム１８が前記砥石４，６間の洗
浄位置（図１において実線で示した位置）と、前記砥石
４，６間から外れた退避位置（図１において一点差線で
示した位置）との間で矢示Ａ方向に旋回移動し、支持ア
ーム１８が洗浄位置にあるときに、これが検出センサ２
４によって検出され、退避位置にあるときに、これが検
出センサ２５によって検出される。

【００２０】また、図４に示すように、前記ノズル１９
は、これから噴射されるクーラント液の中心噴射方向
が、前記砥石４，６の各回転方向と逆方向に交差するよ
うに設けられている。即ち、同図に示すように、前記中
心噴射方向が前記砥石４，６の研削作用面４ａ，６ａと
直交する軸から角度θだけ傾くように設けられている。
また、図５に示すように、前記支持アーム１８及びこれ
に設けられるノズル列２０ａ、２０ｂは、その延長線が
前記砥石４，６の各回転中心位置と一致しないように、
即ち、前記回転中心を通り且つ前記延長線と平行に設け
られる軸から距離Ｆだけオフセットした状態に設けられ
ている。また、ノズル１９の配設ピッチは、砥石４，６
の外周側に対応するものほど狭くなっている。即ち、図
５における配設ピッチＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４，Ｐ_５は
Ｐ_１＞Ｐ_２＞Ｐ_３＞Ｐ_４＞Ｐ_５となっている。

【００２１】以上の構成を備えた本例の平面研削装置１
によると、次のようにして砥石４，６の研削作用面４
ａ，６ａを洗浄することができる。尚、前記支持アーム
１８は図１において一点鎖線で示す退避位置にあるもの
とし、また、研削加工終了後、引き続き砥石４，６はそ
れぞれ図２において示した矢示方向に回転しているもの
とする。

【００２２】研削加工を終了した後、砥石４，６の洗浄
を開始するに当たり、この砥石４，６間の間隔が、これ
らの間に支持アーム１８及びこれに設けられるノズル列
２０ａ，２０ｂを進入させることができない間隔である
場合には、まず、主軸３及び／又は主軸５を垂直方向に
移動させて、前記砥石４，６間の間隔を、支持アーム１
８及びノズル列２０ａ，２０ｂを進入させることができ
る程度の間隔に調整した後、ロータリアクチュエータ１
４を駆動して、前記支持アーム１８及びノズル列２０
ａ，２０ｂを矢示Ａ方向に旋回させ、図１において実線
で示した洗浄位置に移動させる。これにより、ノズル列
２０ａのノズル１９が砥石４の研削作用面４ａに対向
し、ノズル列２０ｂのノズル１９が砥石６の研削作用面
６ａに対向した状態になる。そして、前記支持アーム１
８の洗浄位置への移動が完了すると、これが検出センサ
２４により検出される。

【００２３】前記支持アーム１８の移動完了が検出セン
サ２４によって検出されると、次に、ポンプ（図示せ
ず）を駆動して所定圧のクーラント液を前記複数のノズ
ル１９に供給する。これにより、ノズル列２０ａの各ノ
ズル１９から砥石４の研削作用面４ａに向けてクーラン
ト液が噴射されるとともに、ノズル列２０ｂの各ノズル
１９から砥石６の研削作用面６ａに向けてクーラント液
が噴射され、この噴射されるクーラント液によって研削
作用面４ａ，６ａの全面が洗浄される。

【００２４】こうして所定時間前記砥石４，６を洗浄し
た後、前記ポンプ（図示せず）の作動を停止させ、つい
でロータリアクチュエータ１４を駆動して、前記支持ア
ーム１８及びノズル列２０ａ，２０ｂを、図１において
一点鎖線で示す退避位置に移動させる。そして、支持ア
ーム１８の退避位置への移動が完了すると、これが検出
センサ２５によって検出され、この後、前記主軸３及び
／又は主軸５を元の位置に戻すことにより、引き続き研
削加工を行うことができるようになる。

【００２５】以上のように、この平面研削装置１によれ
ば、複数個のノズル１９から砥石４，６のそれぞれの研
削作用面４ａ，６ａに向けて高圧のクーラント液を噴射
するようにしているので、研削作用面４ａ，６ａの全面
に亘って略均一な圧力のクーラント液を噴射することが
でき、これを略均一な状態に洗浄することができる。ま
た、各ノズル列２０ａ，２０ｂを、その配列延長線が砥
石４，６の回転中心と一致しないように、即ち、図５に
示すように、前記回転中心Ｏから距離Ｆだけオフセット
するように配置しているので、洗浄される砥石幅Ｌ
_１を、回転中心Ｏと一致するように配置した場合の洗浄
砥石幅Ｌ_０に比べて、長くとることができ、この分だけ
ノズル１９の配設数を多くすることができる。したがっ
て、この点からしても上記の如く前記研削作用面４ａ，
６ａを均一な状態に洗浄することができるという効果が
得られる。そして、このような高い洗浄効果によって、
砥石４，６を良好に目立てすることができ、そのドレス
インターバルを長くすることができる。尚、良好な洗浄
効果を得るためには、１個のノズル１９から噴射される
クーラント液の噴射量を５〜２０ｌ／ｍｉｎとするのが
好ましい。

【００２６】また、回転する砥石４，６の周速はその内
周側よりも外周側の方が速くなっており、外周側におい
てはその内周側よりもクーラント液と接触する時間が短
くなっている。このため、この接触時間の差により、前
記研削作用面４ａ，６ａの内周側と外周側とで洗浄効果
に差を生じる。本例の平面研削装置１によれば、砥石
４，６の外周側に対応するものほど接近させてノズル１
９を配置しているので、外周側の研削作用面４ａ，６ａ
については、内周側のそれよりも受けるクーラント液の
圧力を均一にすることができ、これにより、上記接触時
間差による洗浄効果の不均一さを解消して、研削作用面
４ａ，６ａの外周側と内周側とをより均一な状態にに洗
浄することができる。

【００２７】また、ノズル１９から噴射されるクーラン
ト液の中心噴射方向を、砥石４，６の回転方向と逆方向
に交差するように、即ち、研削作用面４ａ，６ａと直交
する軸から角度θだけ傾くように設けているので、中心
噴射方向を砥石４，６の研削作用面４ａ，６ａに対し直
角となるように設けた場合に比べて、研削作用面４ａ，
６ａとクーラント液との相対的な衝突速度を速くするこ
とができ、この衝突速度が速くなる分だけ洗浄効果を高
めることができる。尚、この傾き角θは５〜３０゜の範
囲であるのが好ましい。

【００２８】また、本例の平面研削装置１においては、
支持アーム１８を矢示Ａ方向に移動可能に設け、洗浄の
際にはノズル１９を洗浄位置に移動させ、それ以外のと
きには退避位置に移動させるようにしているので、研削
加工の際に、支持アーム１８やノズル１９がワークや砥
石４，６などと干渉して、常時洗浄位置にノズル１９を
配置できない場合にも、上述したような洗浄を行うこと
ができる。一方、ワークの厚みが十分に厚く、前記のよ
うな干渉もない場合には、支持アーム１８を洗浄位置に
移動させてノズル１９を常時洗浄位置に位置せしめ、砥
石４，６を洗浄しながら研削加工を行うといったことも
可能であり、この場合には、チップポケットに入る研削
屑をより効果的に洗い流すことができ、さらにドレスイ
ンターバルを長くすることができる。

【００２９】因みに、本例の平面研削装置１によると、
洗浄装置を用いないで、セグメント砥石によるドレッシ
ングのみを行うようにした従来の平面研削装置に比べ
て、砥石の寿命を３倍に延すことができた。

【００３０】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明の具体的な態様がこれに限られるものでな
いことは言うまでもない。例えば、上述の例では、ロー
タリアクチュエータ１４により、支持アーム１８を旋回
移動させるように設けたが、これを電動モータにより旋
回移動させるようにし、更に、支持アーム１８が前記洗
浄位置にあるときに、図１に示すように、これを矢示Ｂ
方向に所定の微小角度で往復揺動するように設けても良
い。このようにすれば、研削作用面４ａ，６ａの全面に
亘って、クーラント液の作用する圧力を均一にすること
ができ、これに応じて洗浄効果を均一なものとすること
ができる。ノズル１９から噴射される高圧クーラント液
の噴射形状は先端が広がった円錐状となり、その中心部
分が高圧で、その外側ほど低圧になっているが、上記に
ように支持アーム１８を微小角度だけ往復揺動させてノ
ズル１９を移動させることにより、このような圧力差を
解消して、研削作用面４ａ，６ａに作用するクーラント
液の圧力を均一なものとすることができる。

【００３１】また、前記ノズル列２０ａ，２０ｂは、図
６に示すように、各ノズル１９を千鳥状（ジグザグ状）
に配設することもできる。このようにすれば、噴射され
るクーラント液が相互に干渉しない状態で、ノズル１９
を洗浄砥石幅Ｌに対し密集させて配置することができ
る。これにより、前記研削作用面４ａ，６ａに作用する
クーラント液の圧力をより均一なものとすることがで
き、当該研削作用面４ａ，６ａをより均一な状態に洗浄
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る平面研削装置を示す
平面図である。

【図２】図１における矢視Ｃ方向の側面図である。

【図３】図２における矢視Ｄ方向の側面図である。

【図４】図２における矢視Ｅ−Ｅ方向の側面図である。

【図５】図１におけるノズル部を拡大して示す拡大図で
ある。

【図６】本発明の変形例に係るノズル配列を示す平面図
である。

【符号の説明】

１平面研削装置２基台３，５主軸４，６砥石４ａ，６ａ研削作用面１０洗浄装置１１ブラケット１３ホルダ１４ロータリアクチュエータ１５駆動軸１６ロータリジョイント１８支持アーム１９ノズル２０ａ，２０ｂノズル列

フロントページの続き (72)発明者筒井嘉一大阪府八尾市南植松町２丁目34番地光洋機械工業株式会社内 (72)発明者田中義人愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3C047 FF04 FF19 GG03 GG07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砥石の端面を研削作用面として用いる平
面研削装置であって、前記砥石の研削作用面にクーラン
ト液を噴射するノズルを備え、該ノズルから噴射される
クーラント液によって前記研削作用面を洗浄するように
設けられた平面研削装置において、複数個の前記ノズルを支持部材により支持してノズル列
と成し、該ノズル列を前記砥石の研削作用面に対し対向
可能に設けるとともに、前記支持部材を、前記ノズルが前記砥石の研削作用面に
対し対向配置される洗浄位置と、前記砥石の研削作用面
から外れた退避位置との間で旋回移動可能に設けたこと
を特徴とする平面研削装置。
【請求項２】前記洗浄位置において、前記ノズル列の延
長線が前記砥石の回転中心と一致しないように設けられ
た請求項１記載の平面研削装置。
【請求項３】研削作用面が相互に対向するように設け
られる２つの砥石を備えた平面研削装置であって、前記ノズル列を、前記各砥石の研削作用面に対しそれぞ
れ対向配置されるように設けたことを特徴とする請求項
１又は２記載の平面研削装置。
【請求項４】前記ノズルの配置間隔を、前記砥石の外
周側に対応するものほど接近させて設けたことを特徴と
する請求項１又は２は又は３記載の平面研削装置。
【請求項５】前記ノズルから噴射されるクーラント液
の中心噴射方向を、前記砥石の回転方向と逆方向に交差
するように設けたことを特徴とする請求項１又は２又は
３又は４記載の平面研削装置。
【請求項６】前記ノズルを千鳥状に配置したことを特
徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５記載の平面
研削装置。
【請求項７】前記クーラント液の噴射中に、前記支持
部材が所定角度で往復揺動するように設けられてなる請
求項１又は２又は３又は４又は５又は６記載の平面研削
装置。
【請求項８】前記平面研削装置の研削加工中に前記支
持部材を前記洗浄位置に位置せしめて、前記砥石の研削
作用面を洗浄するようにしたことを特徴とする請求項１
又は２又は３又は４又は５又は６又は７記載の平面研削
装置。