JP2008254094A - 研削液供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給される研削液の液圧を利用することで、駆動源（エア圧発生装置、油圧発生装置等）や電磁弁を必要とすることなく、シンプルな構造で、回転工具の停止中にノズル部と回転工具とを離間することが可能な研削液供給装置を提供する。
【解決手段】回転工具（１０）の外周部に対向するように配置されるとともに外周部に向かって進退移動可能に設けられて研削液を吐出するノズル部（２０）と、ノズル部（２０）を外周部に押し付ける押し付け手段（Ｂ２）と、研削液をノズル部（１０）に供給する研削液供給手段（３０）と、研削液供給手段（３０）からの研削液の供給が停止されるとノズル部（２０）を外周部から離間させるとともに研削液が供給されると押し付け手段（Ｂ２）にてノズル部（２０）が外周部に押し付けられるように、研削液の液圧で動作する離間手段（Ｓ、Ｂ１、ＰＳ、ＰＡ）と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転工具に加工のための研削液を供給する研削液供給装置に関する。

従来、例えば略円筒状の砥石（回転工具）を回転させて加工を行う研削盤では、加工品質の向上等を目的として、研削液（冷却用あるいは潤滑用の液体等）を用いて加工を行っている。
従来では、図４の例に示すいわゆるフローティングノズルが利用されており、砥石１０の外周面にノズル部２０をバネＢ２等の弾性力で押し付け（この場合、バネＢ２は自然長に対して伸張状態）、ポンプ３０（研削液供給手段に相当）から供給される研削液をノズル部２０の先端から砥石１０の外周面に吐出している。この場合、研削液の吐出圧でノズル部２０が砥石１０の外周面からわずかに（０．１［ｍｍ］程度）浮上し、図４中のＲ方向に回転する砥石１０の外周面に研削液が膜状に塗布されてワークとの接触点（研削点Ｋ）に運ばれる。
ここで、特許文献１に記載された従来技術では、ノズル部から吐出された研削液が研削点Ｋに到達する前に砥石１０の外周部から飛散することを防止するために、ノズル部から研削点Ｋまでを可撓性のあるシート状の導液部材で覆う加工液供給方法が提案されている。
特開２００５−３１３３０５号公報

特許文献１に記載された従来技術、及び図４の例に示す従来技術では、研削液の供給が停止されている場合は、ノズル部２０と砥石１０の外周部とが接触した状態となることを避けられない。
従って、研削開始時に、ノズル部２０と砥石１０の外周部とが接触した状態から、砥石１０の回転を開始すると、ノズル部２０が砥石１０によって削られてしまうという問題がある。また、ノズル部２０が削られないように硬度の高い材質に変更すると、今度は砥石１０が偏摩耗してしまう。

このため、一般的には、エアシリンダ等のアクチュエータを設けて、研削液の供給が停止中は、ノズル部２０をアクチュエータで砥石１０の外周部と逆方向に付勢することによってノズル部２０と砥石１０とを離間させることが考えられる。しかし、アクチュエータを動作させるために駆動源（エア圧発生装置、油圧発生装置等）や電磁弁を設ける必要があり、構造が複雑化するとともにコストも高い。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、供給される研削液の液圧を利用することで、駆動源（エア圧発生装置、油圧発生装置等）や電磁弁を必要とすることなく、シンプルな構造で、回転工具の停止中にノズル部と回転工具とを離間することが可能な研削液供給装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの研削液供給装置である。
請求項１に記載の研削液供給装置は、回転工具の外周部に研削液を供給する研削液供給装置であって、前記回転工具の前記外周部に対向するように配置されるとともに前記外周部に向かって進退移動可能に設けられて研削液を吐出するノズル部と、前記ノズル部を前記外周部に押し付ける押し付け手段と、研削液を前記ノズル部に供給する研削液供給手段と、前記研削液供給手段からの研削液の供給が停止されると前記ノズル部を前記外周部から離間させ、研削液が供給されると前記押し付け手段にて前記ノズル部が前記外周部に押し付けられるように、研削液の液圧で動作する離間手段と、を備えている。

また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの研削液供給装置である。
請求項２に記載の研削液供給装置は、請求項１に記載の研削液供給装置であって、前記離間手段は、研削液の供給が停止された場合は前記押し付け手段の押し付け力よりも大きな力で前記ノズル部を前記外周部と反対の方向に移動させ、研削液が供給された場合は前記ノズル部を前記外周部と反対の方向に移動させることを解除するシリンダ機構で構成されている。

また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの研削液供給装置である。
請求項３に記載の研削液供給装置は、請求項１に記載の研削液供給装置であって、前記押し付け手段は、前記ノズル部の進退方向に沿って圧縮または伸張する弾性部材であり、前記弾性部材の一端は前記ノズル部に接続されており、前記離間手段は、前記弾性部材の他端に接続されているとともに、前記ノズル部に対して前記進退方向に沿って移動可能であり、研削液の供給が停止された場合は前記ノズル部が前記外周部から離間する方向に前記他端を移動させるとともに、研削液が供給された場合は前記ノズル部が前記外周部に近づく方向に前記他端を移動させるシリンダ機構で構成されている。

請求項１に記載の研削液供給装置を用いれば、駆動源（エア圧発生装置、油圧発生装置等）や電磁弁を必要とすることなく研削液の液圧で動作するシンプルな離間手段で、回転工具の停止中にノズル部と砥石とを離間することができる。

また、請求項２に記載の研削液供給装置によれば、第１の実施の形態に説明するように、研削液の液圧に応じて動作するシリンダ機構にて、駆動源（エア圧発生装置、油圧発生装置等）や電磁弁を必要とすることなくシンプルな構造で離間手段を実現することができる。

また、請求項３に記載の研削液供給装置によれば、第２及び第３の実施の形態に説明するように、研削液の液圧に応じて動作するシリンダ機構にて、駆動源（エア圧発生装置、油圧発生装置等）や電磁弁を必要とすることなくシンプルな構造で離間手段を実現することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の研削液供給装置１における第１の実施の形態を示している。
●［第１の実施の形態（図１）］
図１（Ａ）はポンプ３０（研削液供給手段に相当する）から研削液が供給され、研削液の液圧によってノズル部２０が砥石１０（回転工具）の外周面に押し付けられた状態を示しており、図１（Ｂ）はポンプ３０から研削液の供給が停止され、研削液の液圧の低下によってノズル部２０が砥石１０（回転工具）から離間された状態を示している。

砥石１０は、枠体１２内の所定位置に固定された回転軸Ｐを中心としてＲ方向に回転可能な略円筒状の形状を有しており、研削点Ｋにてワークを加工する。
枠体１２には、ノズル部２０が挿通されるノズルガイド部１４が固定されている。ノズル部２０はノズルガイド部１４に挿通され、砥石１０の外周面に対向するように配置され、ノズルガイド部１４に沿って外周部に向かって進退移動可能である。なお、ノズルガイド部１４は断面図で示している。また、ノズル部２０には、ポンプ３０から吐出された研削液が、配管Ｈを介して供給され、外周部に対向する先端部から研削液を吐出する。
ノズル部２０には固定アーム２２が固定されており、固定アーム２２とノズルガイド部１４との間には、ノズル部２０の進退方向に沿ってバネＢ２（押し付け手段に相当する）が設けられている。また、バネＢ２の一端は固定アーム２２に接続されており、バネＢ２の他端はノズルガイド部１４（枠体１２でもよい）に接続されている。

枠体１２にはシリンダＳが固定されており、シリンダＳには固定アーム２２の移動範囲を規制するロッドＰＡを備えたピストンＰＳが収容されている。ピストンＰＳは、バネＢ１にてノズル部２０が砥石１０の外周面から離間する方向（以降、この方向を「ノズル離間方向」と記載する。なお、「ノズル離間方向」と反対の方向は、後述する「ノズル近接方向」である）に付勢されている。また、シリンダＳには、ポンプ３０から吐出された研削液が、配管Ｈを介して供給される。なお、ロッドＰＡと固定アーム２２とは接続されていない。
このシリンダＳとピストンＰＳとバネＢ１とロッドＰＡによるシリンダ機構が、離間手段に相当する。
なお、図１（Ａ）の例では、バネＢ２は自然長に対して伸張状態であり、バネＢ１は自然長に対して圧縮状態である。また、図１（Ｂ）の例では、バネＢ２は自然長に対して伸張状態であり、バネＢ１は自然長に対して圧縮状態である。

ここで、ノズル部２０を砥石１０の外周面に向かう方向（以降、この方向を「ノズル近接方向」と記載する）に押し付けるバネＢ２によるバネ力（Ｂ２）よりも、ピストンＰＳをノズル離間方向に押し付けるバネＢ１によるバネ力（Ｂ１）のほうが大きくなるように設定し、且つポンプ３０から研削液が供給された際の研削液の液圧による力のほうがバネ力（Ｂ１）よりも大きくなるようにピストンＰＳの面積を設定する。
これにより、ポンプ３０から研削液の供給が停止された場合、図１（Ｂ）に示すように、配管Ｈに研削液が供給されず（図１（Ｂ）の（４））、ピストンＰＳ及びロッドＰＡがバネＢ１によってノズル離間方向に移動して（図１（Ｂ）中の（５））、固定アーム２２及びノズル部２０をノズル離間方向に移動させる（図１（Ｂ）中の（６））。すると、ノズル部２０が砥石１０の外周面から離間される。

また、研削液の供給が停止された図１（Ｂ）の状態から、砥石１０の回転を開始した後、ポンプ３０が駆動されて研削液の供給が開始された場合、図１（Ａ）に示すように、ポンプ３０から配管Ｈに研削液が供給され（図１（Ａ）中の（１））、ピストンＰＳ及びロッドＰＡがノズル近接方向に移動する（図１（Ａ）中の（２））。すると、ロッドＰＡによる固定アーム２２のノズル離間方向への移動が解除されて、固定アーム２２及びノズル部２０はバネＢ２による押し付け力（バネ力（Ｂ２））にてノズル近接方向に押し付けられ（図１（Ａ）中の（３））、ノズル部２０が砥石１０の外周面に押し付けられる。
なお、外周面に押し付けられたノズル部２０は、研削液の吐出圧で、外周面からわずかに［例えば０．１［ｍｍ］程度］浮上している。
このように、駆動源（エア圧発生装置、油圧発生装置等）や電磁弁を必要とすることなく研削液の液圧で動作するシンプルな離間手段で、回転工具の停止中にノズル部と砥石とを離間することができ、研削液の吐出によってノズル部を砥石の外周面に押し付けることができる。

●［第２の実施の形態（図２）］
次に、図２（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、本発明の研削液供給装置１における第２の実施の形態について説明する。
図２（Ａ）はポンプ３０から研削液が供給され、研削液の液圧によってノズル部２０が砥石１０（回転工具）の外周面に押し付けられた状態を示しており、図２（Ｂ）はポンプ３０から研削液の供給が停止され、研削液の液圧の低下によってノズル部２０が砥石１０（回転工具）から離間された状態を示している。
なお、第２の実施の形態（図２（Ａ）及び（Ｂ））は、第１の実施の形態（図１（Ａ）及び（Ｂ））に対して、可動アームＰＢが追加され、バネＢ２の一端がノズルガイド部１４でなく可動アームＰＢに接続されている点と、ロッドＰＡが可動アームＰＢに接続されている点が異なり、以下、この相違点について説明し、共通点については説明を省略する。

可動アームＰＢは、ノズル部２０に対して、ノズル部２０の進退方向に沿って移動可能である。前記進退方向に沿って圧縮または伸張するバネＢ２の一端は、ノズル部２０に固定された固定アーム２２に接続され、バネＢ２の他端は可動アームＰＢに接続されている。また、ノズル部２０に対して、可動アームＰＢの位置は、固定アーム２２よりも砥石１０に近い位置に配置されている。
図２（Ａ）の例では、バネＢ２は自然長に対して伸張状態であり、バネＢ１は自然長に対して圧縮状態である。また、図２（Ｂ）の例では、バネＢ２は自然長に対して圧縮状態であり、バネＢ１は自然長に対して圧縮状態である。
第２の実施の形態では、ポンプ３０から研削液が供給された際の研削液の液圧による力のほうがバネ力（Ｂ１）よりも大きくなるようにピストンＰＳの面積が設定されていれば、バネ１のバネ力（Ｂ１）とバネＢ２のバネ力（Ｂ２）との大小関係は、特に制限はない。

ポンプ３０から研削液の供給が停止された場合、図２（Ｂ）に示すように、配管Ｈに研削液が供給されず（図２（Ｂ）の（４））、ピストンＰＳ及びロッドＰＡがバネ１によってノズル離間方向に移動して可動アームＰＢ（すなわちバネＢ２の他端）をノズル離間方向に移動させる（図２（Ｂ）中の（５））。すると、バネＢ２が圧縮されて固定アーム２２及びノズル部２０をノズル離間方向に移動させ（図２（Ｂ）中の（６））、ノズル部２０が砥石１０の外周面から離間される。

また、研削液の供給が停止された図２（Ｂ）の状態から、砥石１０の回転を開始した後、ポンプ３０が駆動されて研削液の供給が開始された場合、図２（Ａ）に示すように、ポンプ３０から配管Ｈに研削液が供給され（図２（Ａ）中の（１））、ピストンＰＳ及びロッドＰＡがノズル近接方向に移動して可動アームＰＢ（すなわちバネＢ２の他端）をノズル近接方向に移動させてバネＢ２を伸張する（図２（Ａ）中の（２））。すると、固定アーム２２及びノズル部２０はバネＢ２による押し付け力（バネ力（Ｂ２））にてノズル近接方向に押し付けられ（図２（Ａ）中の（３））、ノズル部２０が砥石１０の外周面に押し付けられる。
このように、駆動源（エア圧発生装置、油圧発生装置等）や電磁弁を必要とすることなく研削液の液圧で動作するシンプルな離間手段で、回転工具の停止中にノズル部と砥石とを離間することができ、研削液の吐出によってノズル部を砥石の外周面に押し付けることができる。

●［第３の実施の形態（図３）］
次に、図３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、本発明の研削液供給装置１における第３の実施の形態について説明する。
図３（Ａ）はポンプ３０から研削液が供給され、研削液の液圧によってノズル部２０が砥石１０（回転工具）の外周面に押し付けられた状態を示しており、図３（Ｂ）はポンプ３０から研削液の供給が停止され、研削液の液圧の低下によってノズル部２０が砥石１０（回転工具）から離間された状態を示している。
なお、第３の実施の形態（図３（Ａ）及び（Ｂ））は、第２の実施の形態（図２（Ａ）及び（Ｂ））に対して、ノズル部２０における可動アームＰＢの位置が異なり、可動アームＰＢが固定アーム２２よりも砥石１０から遠い位置に配置されている点が異なり、以下、この相違点について説明し、共通点については説明を省略する。

可動アームＰＢは、ノズル部２０に対して、ノズル部２０の進退方向に沿って移動可能であり、前記進退方向に沿って圧縮または伸張するバネＢ２の一端は、ノズル部２０に固定された固定アーム２２に接続され、バネＢ２の他端は可動アームＰＢに接続されている点は第２の実施の形態と同様である。
ただし、第３の実施の形態では、ノズル部２０に対して、可動アームＰＢの位置は、砥石１０から固定アーム２２よりも遠い位置に配置されている。
これにより、図３（Ａ）の例では、バネＢ２は自然長に対して圧縮状態（第２の実施の形態では伸張状態）であり、バネＢ１は自然長に対して圧縮状態である。また、図３（Ｂ）の例では、バネＢ２は自然長に対して伸張状態（第２の実施の形態では圧縮状態）であり、バネＢ１は自然長に対して圧縮状態である。
第３の実施の形態では、ポンプ３０から研削液が供給された際の研削液の液圧による力のほうがバネ力（Ｂ１）よりも大きくなるようにピストンＰＳの面積が設定されていれば、バネ１のバネ力（Ｂ１）とバネＢ２のバネ力（Ｂ２）との大小関係は、特に制限はない点は、第２の実施の形態と同様である。

ポンプ３０から研削液の供給が停止された場合、図３（Ｂ）に示すように、配管Ｈに研削液が供給されず（図３（Ｂ）の（４））、ピストンＰＳ及びロッドＰＡがバネ１によってノズル離間方向に移動して可動アームＰＢ（すなわちバネＢ２の他端）をノズル離間方向に移動させる（図３（Ｂ）中の（５））。すると、バネＢ２が伸張されて固定アーム２２及びノズル部２０をノズル離間方向に移動させ（図３（Ｂ）中の（６））、ノズル部２０が砥石１０の外周面から離間される。

また、研削液の供給が停止された図３（Ｂ）の状態から、砥石１０の回転を開始した後、ポンプ３０が駆動されて研削液の供給が開始された場合、図３（Ａ）に示すように、ポンプ３０から配管Ｈに研削液が供給され（図３（Ａ）中の（１））、ピストンＰＳ及びロッドＰＡがノズル近接方向に移動して可動アームＰＢ（すなわちバネＢ２の他端）をノズル近接方向に移動させてバネＢ２を圧縮する（図３（Ａ）中の（２））。すると、固定アーム２２及びノズル部２０はバネＢ２による押し付け力（バネ力（Ｂ２））にてノズル近接方向に押し付けられ（図３（Ａ）中の（３））、ノズル部２０が砥石１０の外周面に押し付けられる。
このように、駆動源（エア圧発生装置、油圧発生装置等）や電磁弁を必要とすることなく研削液の液圧で動作するシンプルな離間手段で、回転工具の停止中にノズル部と砥石とを離間することができ、研削液の吐出によってノズル部を砥石の外周面に押し付けることができる。

本発明の研削液供給装置１は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造、形状等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
本実施の形態にて説明した研削液供給装置１は、シリンダＳの動作用のエア圧や油圧等の新たな駆動源が不要で、もともと研削に使用する研削液の液圧を利用しており、更に研削液吐出のＯＮ／ＯＦＦをトリガとすることができるので、シリンダＳの動作のトリガ用の電磁弁も必要としない。このため、シンプルな構造にて、回転工具の停止中（すなわち研削液の供給の停止中）は、回転工具とノズル部とを離間させ、回転工具の駆動中（すなわち研削液を供給中）は、回転工具にノズル部を押し付ける機構を実現することができ、より低コストで実現できる。
また、本実施の形態にて説明した研削液供給装置１は、回転工具の停止中（すなわち研削液の供給の停止中）はノズル部が離間しているため、回転工具の工具交換時の作業性も向上する。
また、本実施の形態にて説明した研削液供給装置１は、図４の例に示す従来の研削液供給装置にシリンダＳ等を追加することで対応できるため、便利である。
なお、本実施の形態の説明では、バネＢ１、バネＢ２としてコイルバネを用いた例を説明したが、コイルバネに限定されず、板バネやゴム等、種々の形状や材質の弾性部材を用いることができる。

研削液供給装置１の第１の実施の形態において、研削液が供給されている場合の図（Ａ）と、研削液の供給が停止されている場合の図（Ｂ）を説明する図である。 研削液供給装置１の第２の実施の形態において、研削液が供給されている場合の図（Ａ）と、研削液の供給が停止されている場合の図（Ｂ）を説明する図である。 研削液供給装置１の第３の実施の形態において、研削液が供給されている場合の図（Ａ）と、研削液の供給が停止されている場合の図（Ｂ）を説明する図である。 従来の研削液供給装置１００の例を説明する図である。

符号の説明

１ 研削液供給装置
１０ 砥石（回転工具）
１２ 枠体
１４ ノズルガイド部
２０ ノズル部
Ｂ１、Ｂ２ バネ（弾性部材）
２２ 固定アーム
ＰＡ ロッド
ＰＢ 可動アーム
ＰＳ ピストン
Ｓ シリンダ
３０ ポンプ（研削液供給手段）
Ｈ 配管
Ｐ 回転軸

Claims (3)

1. 回転工具の外周部に研削液を供給する研削液供給装置であって、
   前記回転工具の前記外周部に対向するように配置されるとともに前記外周部に向かって進退移動可能に設けられて研削液を吐出するノズル部と、
   前記ノズル部を前記外周部に押し付ける押し付け手段と、
   研削液を前記ノズル部に供給する研削液供給手段と、
   前記研削液供給手段からの研削液の供給が停止されると前記ノズル部を前記外周部から離間させ、研削液が供給されると前記押し付け手段にて前記ノズル部が前記外周部に押し付けられるように、研削液の液圧で動作する離間手段と、を備えている、
   研削液供給装置。
2. 請求項１に記載の研削液供給装置であって、
   前記離間手段は、
   研削液の供給が停止された場合は前記押し付け手段の押し付け力よりも大きな力で前記ノズル部を前記外周部と反対の方向に移動させ、研削液が供給された場合は前記ノズル部を前記外周部と反対の方向に移動させることを解除するシリンダ機構で構成されている、
   研削液供給装置。
3. 請求項１に記載の研削液供給装置であって、
   前記押し付け手段は、前記ノズル部の進退方向に沿って圧縮または伸張する弾性部材であり、前記弾性部材の一端は前記ノズル部に接続されており、
   前記離間手段は、
   前記弾性部材の他端に接続されているとともに、前記ノズル部に対して前記進退方向に沿って移動可能であり、
   研削液の供給が停止された場合は前記ノズル部が前記外周部から離間する方向に前記他端を移動させるとともに、研削液が供給された場合は前記ノズル部が前記外周部に近づく方向に前記他端を移動させるシリンダ機構で構成されている、
   研削液供給装置。
   
   

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