JP2711471B2 - 超砥粒砥石のドレッシングに用いるスラリイ搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ダイヤモンド砥石又はCBN砥石等の超砥粒
砥石を用いて研削する作業において、砥石の目詰りを早
期に除去し、目詰りを防止する超砥粒砥石のドレッシン
グ方法及びこれに用いる装置に関するものである。

（従来の技術） 例えばセラミック材料を研削するとき、各種の超砥粒
砥石が使用されるが、砥石表面の砥粒間に被研削材の削
られた破片、切り粉が食込み、目詰りが生ずる。

この目詰りは、研削能率を低下させるばかりでなく、
研削抵抗と砥石の円運動との相関関係によって生ずる微
振動（いわゆるびびり）を生じ、且つ平滑な仕上面が得
られなくなる。そのため、この目詰り現像を早く取り除
き、超砥粒の切刃を露出せしめることが、研削作業上強
く要求されている。

この目詰まりを除去するために、従来から用いられて
いる方法には、 （１）先端にダイヤモンド粒子を埋込んだ目立て用ハン
ドステックを用いる方法。

（２）焼入鋼又は砥粒を焼成したクラッシングロールを
用いる方法。

がある。

前記の方法は、いづれも砥石の表面の目詰りを除去す
ると共に、砥粒の切刃を再露出させるように、砥粒を保
持しているボンド材をも切り粉と共に除去するという問
題があり、特にハンドステックにおいては、ダイヤモン
ド砥粒の除去を最少とするためには、工具の使用には熟
練度を要するという問題がある。

又、他の方法として、砥石の表面に液圧が100kgf/cm²
以上の高圧の切削剤を噴射する方法や、特開昭59−2191
58号公報に開示されているような比較的高い圧力に加圧
された切削剤に遊離砥粒を混入し、固液混合体として砥
石に噴射する方法、或は特開昭54−141487号公報に開示
されているような、前記したクラッシングロールと研削
砥石との間に研削剤と遊離砥粒とを注入する方法等があ
る。又、アルミナ砥粒の如き研磨材粒子を噴射ガンによ
って比較的高圧（4kgf/cm²〜6kgf/cm²の空気とともに）
により噴射し、切り粉を除去し、砥粒の切刃の再生を行
う方法も知られている。

（発明が解決しようとする課題） 前記の各種の砥粒と液体との混合体により目詰りを除
去する方法は、特別の装置を必要とする。又、目詰り除
去に働く圧力は強く、超砥粒を保持しているボンド材を
も削ることになり、砥粒を保持している力を弱めて、使
用可能の切刃を有する砥粒をも脱落させることがある。

砥粒のみを単独に圧縮空気でブラストする場合、ブラ
スト圧力を調整することにより、噴射された砥粒の砥石
表面に働く力を調整することは可能であるといわれてい
るが、噴射圧力が弱ければ目立てが十分に行なわれず、
強過ぎれば使用可能砥粒の脱落をまねく上に、作用の性
質として噴射砥粒を回収し、循環させ、再使用すること
は困難である。

そのため、従来のドレッシング方法及び装置にはドレ
ッシングを確実に行うことができるものがなかった。

そこで、本発明においては低圧力で確実にドレッシン
グを行うことができる超砥粒砥石のドレッシングに用い
るスラリイ搬送装置を提供するのが目的である。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明においては、砥粒と
液とを混合したスラリイを収容する底部をテーパー状に
して落下口を設けたスラリイ容器の下面に落下口と連通
する接続部材を設け、この接続部材の排出側に截頭円錐
形をした径の異なる混合ノズルを交換できるように取付
け、スラリイ容器内液を導入する絞り弁を設けたバイパ
ス管を先端が混合ノズルと対向するように取付けたこと
を特徴とする超砥粒砥石のドレッシングに用いるスラリ
イ搬送装置を構成したものである。

（作用） 本発明においては、混合ノズルに生じた吸引力によっ
てバイパス管の先端からスラリイ容器内の液を吸引し、
噴射ガンに送る。この液の流れにより接続部材内に詰ま
っていた砥粒が流動化し、液と共に砥粒が混合ノズルか
ら噴射ガンに送られる。この際、混合ノズルの径及びバ
イパス管の絞り弁の調整により砥粒と液体とが容積比で
砥粒が10％以内になるように調整される。

（実施例） 本発明を第１図に示す第１実施例に基き詳細に説明す
ると、砥粒と液体とが容積比で砥粒が10％以内である割
合のスラリイを用いる。このをスラリイを得るためのス
ラリイ搬送装置は第１図に示すように構成されている。

即ち、砥粒と液との混合体（以下スラリイと称す）を
貯蔵するスラリイ容器１の下端部は逆円錐形状のテーパ
ー面２を有し、下端に落下口３を設けて砥粒及び液とを
落下させるようになっている。この落下口３の下面に接
続部材４を設け、この接続部材４の一端（放出側）には
截頭円錐状をした混合ノズル５を交換自在に取付けてい
る。即ち、混合ノズル５を鍔体６に固定し、この鍔体６
を接続部材４に着脱自在に取付けるもので、混合ノズル
５は各種の径口を有するものを準備することにより、液
と砥粒との混合比を調整できるようになっており、鍔体
６の他端には回路接続用の接続管７を設けている。

又、接続部材４内にはスラリイ容器１内の上澄液を導
入するバイパス管８の噴射部９を前記混合ノズル５の近
傍に開口している。このバイパス管８は途中に絞り弁10
を設けて液の流量を調整できるようになっている。

前記の混合ノズル５と絞り弁10の調整により液と砥粒
との混合比を砥粒の容積比が１〜10％になるように調整
して下記する噴射ガンに送るようになっている。

尚、前記容積比が砥粒10％以上になると砥粒が単粒の
加速された砥粒として噴射されなくなり、固まった状態
で噴射され均一に衝撃を与えなくなるという問題があ
る。

噴射ガン11は本体12内にスラリイ室Ａを設け、このス
ラリイ室Ａにスラリイ吸引口Ｂを設け、前記スラリイ搬
送装置の接続管７にスラリイ回路Ｃを介して接続する。
一方本体12には、圧縮空気を２〜3.5kgf/cm²の圧力で導
入するジェットノズルＤの先端がスラリイ室Ａ内に位置
するように取付けられ、ジェットノズルＤの反対側には
噴射ノズルＥが取付けられ、ジェットノズルＤから導入
した圧縮空気の吸引力によりスラリイと空気との混合流
体を噴出圧力２〜3.5kgf/cm²で砥粒速度が50〜100m/sec
の速度になるようにして超砥粒砥石25の表面に吹付ける
ようになっている。

尚、噴出圧力が2kgf/cm²以下だと砥粒の衝撃が弱く切
り粉が脱落しにくく、3.5kgf/cm²以上になると砥粒を保
持しているボンド剤を削り使用できる砥粒を脱落させる
恐れがある。

前記超砥粒砥石25は第１図に示すように矢印方向に回
転させ、その回転方向に向って、円周の法線方向又はこ
れに近い角度で噴射ノズルＥから砥粒及び液体を霧化し
て吹付けるようになっている。

尚、超砥粒砥石25を回転させたのは砥粒及び霧化され
た水滴を一ように与えるのが目的であるから、超砥粒砥
石25は固定した状態で、噴射ガンを移動させてもよいも
のである。

尚、スラリイ回路Ｃには途中にスラリイポンプＰを設
けてスラリイを吸引するようにしてもよいものである。

本発明装置の実施例は前記のように構成したもので、
ジェットノズルＤから２〜3.5kgf/cm²の圧縮空気を噴射
ガン11に送り、噴射ノズルＥから噴射させる。この負圧
により接続管７に連通した混合ノズル５からスラリイが
吸引される。

例えば、接続部材４内に砥粒が沈積して接続部材４内
を閉鎖した状態になっていても、スラリイ回路Ｃに生じ
た吸引力によってスラリイ容器１内の液体がバイパス管
８を通じて吸引され、噴出部９から混合ノズル５を通っ
て噴射ガン11に送られる。この液体の流れに随伴して砥
粒が流動化され、砥粒と液とが混合されたスラリイとし
て噴射ガン11に送られる。

前記バイパス管８の絞り弁10の絞りを調整することに
より液体の流量を調整し、混合ノズル５を必要な径を有
するものを用いることにより、液体と砥粒とが容積比
で、砥粒が10％以下になるように調整する。

噴射ガン11の負圧によるスラリイ回路Ｃの吸引力の代
りにスラリイポンプＰを用いて圧力が1kgf/cm²以下で望
ましくは0.5kg程度でスラリイを送り出してもよいもの
である。

噴射ガン11においては、スラリイ室Ａではスラリイ回
路Ｃから送られたスラリイと圧縮空気は混合され、噴射
ノズルＤから噴出圧力が２〜3.5kgf/cm²で砥粒と液体が
霧化された状態で超砥粒砥石25に吹付けられ、超砥粒砥
石25の砥粒間に目詰りされている被研削材の切り粉をド
レッシングする。

次に、本発明装置の第２実施例を第2,3図に基づいて
詳細に説明すると、スラリイ搬送装置は第１図と同一な
ので同一符号を付し説明を省略する。

噴射ガン11は第３図に示すように構成されている。即
ち、噴射ガン11の本体12内に気液混合室13、気液混合ノ
ズル14、スラリイ室15を順次形成している。そして、気
液混合室13には第１図に示す高圧の加圧装置である油圧
シリンダ16のロッド17に流体シリンダ18のピストン19を
固定して油圧シリンダ16によって加圧された流体を送る
ジェットノズル20が連通するように本体12に取付けら
れ、更に、気液混合室13と連通する空気導入口21を本体
12に開口する。又スラリイ室15と連通するように傾斜し
たスラリイ吸引口22を本体12に設け、このスラリイ吸引
口22を前記スラリイ搬送装置の接続管７にスラリイ回路
23を介して接続する。尚、24は噴射ノズルでスラリイ室
15と連通している。そして、ジェットノズル20より噴出
する流体と空気の混合流体で加圧されたスラリイ及び気
体を噴出圧力２〜3.5kgf/cm²で、砥粒速度が50〜100m/s
ecの速度になるように超砥粒砥石25の表面に吹付けるよ
うになっている。

第２実施例は前記のように構成したもので、流体ポン
プ18から30kgf/cm²以下の圧力で加圧された液体（水）
を噴射ガン11に送り、噴射ノズル24から噴射させる。こ
の負圧により接続管７に連通した混合ノズル５からスラ
リイが吸引される。そして第１実施例と同様に、スラリ
イ搬送装置において液体と砥粒とが容積比で、砥粒が10
％以下になるように調整して噴射ガン11に送る。噴射ガ
ン11においては油圧ポンプ16に連動した流体ポンプ18に
より30kgf/cm²以下の圧力で送られる流体により空気導
入口21から空気を吸引し、その空気を気液混合室13で液
体と混合させ、気液混合ノズル14からスラリイ室15に送
られる。

スラリイ室15においては、スラリイ回路23から送られ
たスラリイと混合され、噴出ノズル24から噴射圧力が２
〜3.5kgf/cm²で砥粒と液体が霧化された状態で超砥粒砥
石25に吹付けられ、超砥粒砥石25の砥粒間に目詰りされ
ている被研削材の切り粉をドレッシングする。

（実験例） セラミックの研磨に使用した鋳鉄ボンド砥石（レジノ
ボンド砥石SD）、又はビトリファイド・ボンド砥石（D
E）を上記実施例に従ってドレッシングした場合の砥石
の目詰りの解消状況を第４〜14図に示す説明図、写真、
グラフに基づいて説明する。

実験条件は、次の通りである。

実験例の説明 第４図はドレッシング前の砥石の表面を拡大した模型
的説明図であり、砥粒は切り粉中に埋れているが、ドレ
ッシングを行うと第５図に示すように、切り粉が除去さ
れて砥粒が露出し、目詰まりが解消される。

第6,7図に示す写真はドレッシング前、第8,9図に示す
写真はドレッシング後の砥石表面の拡大写真である。

第6,7図に示す砥石は表面が目詰まりしているが、第
8,9図に示す砥石は目塞りが解消され、砥粒が露出して
いることが観察される。

又第10,11図はドレッシング前の砥石を回転させつつ
グラファイト板に押圧し、グラファイトに生じた凹凸を
触針式粗度計によって拡大測定した砥石表面のあらさを
表わすグラフ、又第12,13図は上記砥石をドレッシング
した後、グラファイト板に押圧することによって得られ
た同様なグラフである。

第10,11図のグラフは第12,13図に示すグラフに比し、
砥粒がドレッシングにより露出しているため凹凸が極め
て大きいことが観察される。

（発明の効果） 本発明においては、スラリイ容器下面の接続部材に砥
粒が詰まるようなことがあっても、バイパス管から液を
吸引して流動化させ、確実に噴射ガンに送ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の一部を切欠いた正面図、第
２図は装置の他の実施例の一部を切欠いた正面図、第３
図は噴射ガンの拡大断面図、第４図,5図は砥石表面の模
型的説明図、第６〜９図は砥石と切り粒との粒子構造を
示す顕微鏡拡大写真、第10〜13図は砥石表面のあらさを
示すグラフである。 １…スラリイ容器、２…テーパー面、３…落下口、４…
接続部材、５…混合ノズル、６…鍔体、７…接続管、８
…バイパス管、９…噴射部、10…絞り弁、11…噴射ガ
ン、12…本体、13…気液混合室、14…気液混合ノズル、
15…スラリイ室、16…油圧シリンダ、17…ロッド、18…
流体シリンダ、19…ピオストン、20…ジェットノズル、
21…空気導入口、22…スラリイ吸引口、23…スラリイ回
路、24…噴射ノズル、25…超砥粒砥石、Ｐ…スラリイポ
ンプ、Ａ…スラリイ室、Ｂ…スラリイ吸引口、Ｃ…スラ
リイ回路、Ｄ…エアーノズル、Ｅ…噴射ノズル。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砥粒と液とを混合したスラリイを収容する
   底部をテーパー状にして落下口を設けたスラリイ容器の
   下面に落下口と連通する接続部材を設け、この接続部材
   の排出側に截頭円錐形をした径の異なる混合ノズルを交
   換できるように取付け、スラリイ容器内液を導入する絞
   り弁を設けたバイパス管を先端が混合ノズルと対向する
   ように取付けたことを特徴とする超砥粒砥石のドレッシ
   ングに用いるスラリイ搬送装置。