JP3160335U

JP3160335U - 研削砥石とその冷却装置

Info

Publication number: JP3160335U
Application number: JP2010001010U
Authority: JP
Inventors: 泰弘八尾
Original assignee: 伊藤　幸男; 伊藤幸男
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2020-01-29

Abstract

【課題】ワークの研削面を冷却液によるウオータールーム雰囲気を形成し、研削効率を飛躍的に向上させた研削砥石とその冷却装置を提供する。【解決手段】研削砥石１０は、環状基台１の外周面１Ｂに環状砥石２を装着した研削砥石において、環状基台は回転主軸５に嵌着される内周面２Ａが設けられ、回転主軸と環状基台の外周壁５Ａ間を貫く連絡孔Ｈが穿かれ、回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔（通路）Ａから環状砥石の内周面への約７ＭＰａ相当の圧力の高圧冷却液を供給可能に構成させたものである。【選択図】図１

Description

本考案は、研削砥石とその冷却装置に係わり、特に、研削砥石の砥石内部又は砥石側面沿いに砥石外周面（研削面）に高圧冷却液を供給可能として、ワークの研削面を冷却液でウオータールーム雰囲気を形成し、研削効率を飛躍的に向上させた研削砥石とその冷却装置を提供するものである。

近年、例えば、航空機による国際的な物流増大に対応する事と、対地球環境向上を図るための低燃費性の要求が高まり、航空機のジェットエンジンの軽量化と燃費改善が図られている。その具体的方策として、ジェットエンジンの２基化や小型化、更には、タービンブレードの薄肉化等で対応している。特に、タービンブレードの薄肉化には、高精度な研削技術が必須になっている。この研削方法には、冷却水を研削砥石の表面に噴射して表面の水冷と切粉・塵埃除去をするもの。研削砥石内の中心側から放射状に開けた通液孔を通して砥石外周面に噴出させてワークとの研削面を冷却させるもの。研削砥石の砥石を多孔質で通気性のものとし、砥石の遠心力を利用して砥石内の中心側から砥石外周面に研削液を噴出させてワークとの研削面を冷却させるもの等が、一般的に知られている。

上記研削砥石内の中心側から放射状に開けた通液孔を通して砥石外周面に噴出させ、ワークとの研削面を冷却させるものの一つに、研削工具において、砥粒を備える砥石本体の外周側面部が使用面とされ、外周側面部には、砥石本体および軸部の内部の加工液通路に連通する複数のノズル孔が開口している。ここで、研削工具は、その軸線を回転中心線として回転しながら加工物Ｗに研削加工を施すが、この加工はノズル孔から加工液を供給しながら行うものである（例えば、特許文献１参照。）。

更に、研削砥石の砥石を多孔質で通気性の材質で構成したものの一つに、研削部における冷却性能を向上させることができると共に、超精密仕上げ研削も行うことができる研削砥石及び研削液供給方法がある。その構成は、砥石台金の周囲に砥粒層が設けられ、回転されることにより、前記砥粒層の表面で工作物を研削する研削砥石において、前記砥石台金の側面部に、研削液ノズルから噴射された研削液（クーラント）を受ける研削液受け部を形成すると共に、前記砥石台金に、該研削液受け部から前記砥粒層まで研削液を案内する研削液管路を形成する一方、前記砥粒層は、前記研削液管路からの研削液が砥粒層表面ににじみ出るように多孔質に形成した研削砥石である。また、その研削液供給方法は、研削砥石を回転させると共に、該研削砥石の研削液受け部に研削液を噴射させ、該研削液が遠心力により、前記研削液管路を通して前記砥粒層まで導かれ、該砥粒層中から多孔質を通して該砥粒層の表面までにじみ出させて研削部に研削液を供給するものである（例えば、特許文献２参照。）。

特開平５−２６９６６９号公報特開平１０−１１８９４０号公報

上記特開平５−２６９６６９号公報の研削工具は、外周側面に加工液通路に連通する複数のノズル孔が開口しているために、ワークの研削面に対してノズル孔の開口縁部がエッヂ（角片）となって研削スジの欠陥を発生することになる。これは、砥石の摩耗とともにノズル孔の開口縁部がエッヂ（角片）拡大し、研削スジの欠陥を頻繁に発生するという問題が解決されていない。また、研削外周面の全面に均等に研削液（クーラント）が有効にまわらないまま、外部へ放出されて冷却効果が思いのほか低いという問題点もある。

また、上記特開平１０−１１８９４０号公報の研削砥石及び研削液供給方法は、上記特開平５−２６９６６９号公報の研削工具の欠点を解消する作用・効果を発揮させるべく、研削砥石を多孔質とした。しかし、高速回転させてワークを高速度に研削するには多孔質を通過する研削液（クーラント）の供給量に限界があり、研削液の供給不足により研削部でのウオーターカーテン雰囲気が作られず、また、研削砥石の多孔質に目詰まり現象を来す。

即ち、▲１▼砥石の高速回転による遠心力を期待した砥石内部浸透であるために、研削液（クーラント）の浸透不足を生じて研削液の供給が不十分となる。
▲２▼多孔質砥石は、一般砥石を使ったものであり研削液の浸透効果は低く、内部に研削液（クーラント）の不純物が蓋をした形になりクーラント供給効果を妨げる傾向になる。
しかして、本考案における主たる目的である薄肉・中量生産のブレード研削には適さないという問題が解決されていない。

本考案は、上記研削砥石及びその冷却水の砥石への噴射方法、研削砥石及び研削液供給方法における問題点に鑑みてなされたもので、特に、研削砥石の砥石内部又は砥石側面沿いに砥石外周面（研削面）に高圧冷却水を供給可能として、ワークの研削面を冷却液によるウオータールーム雰囲気を形成し、研削効率を飛躍的に向上させた研削砥石の冷却装置等を提供するものである。

即ち、本考案の特徴は、▲１▼多孔質又は穴あき台金＋砥石により、目詰まり現象が解決される。▲２▼フランジセンタースルーにより、砥石内部浸透クーラントを両側のフランジから放射状に噴出するクーラントが壁となる水室効果が発揮される。また、フランジスルークーラントも加工点を直噴するため冷却効果が高くなる。▲４▼加工点の水蒸気爆発効果加工点で発生する摩擦熱と砥石内部浸透クーラントが砥石表面で熱反応し爆発的な体積膨張（１０００倍以上）となり、砥石目詰まりを劇的に改善する。砥石は常に切れ刃を自生する理想を獲得する。

上記目的を達成するべく本考案の請求項１による研削砥石は、環状基台の外周面に環状砥石を装着した研削砥石において、上記環状記基台は回転主軸に嵌着される内周面が設けられ、上記回転主軸と上記環状基台の外周壁間を貫く連絡孔が穿かれ、上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から環状砥石の内周面への約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液を供給することを特徴とする。

また、本考案の請求項２の研削砥石は、両縁にフランジを備えた環状基台の外周面に環状砥石を装着した研削砥石において、上記環状記基台は回転主軸に嵌着される内周面が設けられ、上記環状基台の両縁フランジが環状砥石の両側面と接する部位に凹状断面の通路が放射状に設けられ、上記通路は上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から外周面に繋がる冷却液供給通路と連絡されるとともにフランジ外周端で環状砥石の両側面に開口され、約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液を供給することを特徴とする。

また、本考案の請求項３の研削砥石は、両縁にフランジを備えた環状基台の外周面に環状砥石を装着した研削砥石において、上記環状記基台は回転主軸に嵌着される内周面が設けられるとともに該回転主軸の外周面に設けた冷却液供給通路と繋がる冷却液受給口と外周面に装着された環状砥石内の通口と繋がる冷却液放出口とを設け、上記環状砥石内に冷却液を通過させる通孔を設け、更に、上記環状基台の両縁フランジが環状砥石の両側面と接する部位に凹状断面の通路を放射状に設け、上記通路は上記回転主軸の内部から外周に繋がる冷却液供給通路と連絡されるとともにフランジ外周端で環状砥石の両側面に開口され、約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液を供給することを特徴とする。

また、本考案の請求項４の研削砥石の冷却装置は、請求項１の研削砥石において、被研削面をウオータールーム雰囲気とすべく、上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から高圧冷却液を環状砥石の内周面に供給して砥石外周面へ噴出させ、上記環状砥石の外周面の噴射位置に高圧冷却流体を噴射させる高圧噴射ノズルと、環状砥石の外周空間及び研削面の周辺にウオータールーム雰囲気を形成させる研削ホイールの包囲体と、を具備したことを特徴とする。

また、本考案の請求項５の研削砥石の冷却装置は、請求項２の研削砥石において、被研削面をウオータールーム雰囲気とすべく、上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から高圧冷却液を環状砥石の内周面に供給して砥石外周面へ噴出させ、上記環状砥石の外周面の噴射位置に高圧冷却流体を噴射させる高圧噴射ノズルと、環状砥石の外周空間及び研削面の周辺にウオータールーム雰囲気を形成させる研削ホイールの包囲体と、を具備したことを特徴とする。

また、本考案の請求項６の研削砥石の冷却装置は、請求項３の研削砥石において、被研削面をウオータールーム雰囲気とすべく、上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から高圧冷却液を環状砥石の内周面に供給して砥石外周面へ噴出させ、上記環状砥石の外周面の噴射位置に高圧冷却流体を噴射させる高圧噴射ノズルと、環状砥石の外周空間及び研削面の周辺にウオータールーム雰囲気を形成させる研削ホイールの包囲体と、を具備したことを特徴とする。

本考案の各研削砥石によると、環状砥石内又は環状砥石内を放射方向に貫通する通孔又は側面沿いに内径側から外径側へ放射状に冷却液を高圧噴出できる。更に、冷却液の高圧噴出は、直接にワークとの研削面に停滞・付着する研削塵の高能率な排除効果と砥石・ワーク研削面の高能率な冷却効果が期待でき、砥石の目詰まり防止やワークの研削焼け防止効果が期待できる。即ち、高圧噴出する冷却液は、ワークとの研削面との加工点に噴射して発生する加工熱（摩擦熱）で体積比率３０００倍前後に膨張することで、蒸気爆発効果で気化圧力を発生させる。これで、砥石内に堆積する研削塵を吹き飛ばして砥石目詰まりを防止するとともに、砥石がフィルターとなり砥石内を通過する冷却液に対する除塵効果（冷却液に対するフィルター効果）も得られる。

本考案の研削砥石の冷却装置によると、研削熱で冷却液が気化膨張（３０００倍）し、砥石目詰まりを飛散させ冷却される作用が実施できる。項目別にその詳細作用効果を記載すれば、▲１▼例えば、ブレード研削加工は、高圧噴射ノズルからの高圧冷却液の噴出で超高能率重研削と連続無人加工ができる。▲２▼砥石は、多孔質の他電着砥石等の全ての砥石に適用できる。▲３▼加工熱（摩擦熱）で体積比率３０００倍前後に膨張することで、蒸気爆発効果で気化圧力を発生させ、砥石内に堆積する研削塵を吹き飛ばして砥石の目詰まり防止効果と砥石による冷却液のフィルター効果、ワークの研削焼け防止効果が相乗的に発揮できる。▲４▼高圧噴射ノズルに併設して窒素ガス噴射ノズルを設けているから、ワークの研削焼け防止効果を更に高められる。▲５▼研削砥石の包囲体を設けたから、研削面の周辺に高圧冷却液によるウオータールーム雰囲気を形成でき、更なるワークの研削焼け防止効果が相乗的に発揮できる。

本考案の第１の実施の形態で、研削砥石の側面図と断面図である。本考案の第１の実施の形態で、研削砥石の作用側面図と作用断面図である。本考案の第２の実施の形態で、研削砥石の側面図と断面図である。本考案の第２の実施の形態で、研削砥石の作用側面図と作用断面図である。本考案の第３の実施の形態で、研削砥石の側面図と断面図である。本考案の第３の実施の形態で、研削砥石の作用側面図と作用断面図である。本考案の第４の実施の形態で、研削砥石の作用断面図である。本考案の第５の実施の形態で、研削砥石の作用断面図である。本考案の第６の実施の形態で、研削砥石の作用断面図である。本考案の第７の実施の形態で、研削砥石の作用断面図である。本考案の第８の実施の形態で、研削砥石の冷却装置の作用断面図である。本考案の第９の実施の形態で、研削砥石の冷却装置の作用断面図である。

以下、図１乃至図１２を参照して本考案の各実施の形態を順次に説明する。

本考案の第１の実施の形態となる研削砥石は、図１に示す。研削砥石１０は、両縁にフランジ１Ｆ，１Ｆを備えた環状基台１と、上記環状基台１の外周面１Ｂに内周面２Ａを装着させた環状砥石２と、環状基台１はこの内周面１Ａを回転主軸５に嵌着させている。そして、上記環状基台１と回転主軸５の外周壁５Ａとに連絡孔Ｈが穿かれ、上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔（通路）Ａから高圧冷却液Ｋを環状砥石２の内周面２Ａに供給可能とした構成になっている。上記環状砥石２は、高圧冷却液Ｋが容易に通過できる多孔質の砥石粉を焼結又は接着させたもので、環状砥石２の内周面２Ａに供給された高圧冷却液Ｋを容易に通過させるとともに、高圧冷却液Ｋ内に混入する僅かな塵・埃等を濾過するフィルター効果を発揮するものである。上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から環状砥石の内周面への約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液を供給している。

続いて、上記研削砥石１０による作用及び冷却方法を説明する。図２に示すように、研削砥石１０は、環状基台１の外周面に環状砥石２が嵌着され、両縁にフランジ１Ｆ，１Ｆを備え、上記環状基台１の内周面１Ａは回転主軸５に嵌着されている。これにより、回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔（通路）Ａから高圧冷却液Ｋを環状砥石２の内周面２Ａに供給されると、上記環状砥石２は、高圧冷却液Ｋが容易に通過できる多孔質の砥石粉を焼結又は接着させたものであるから、環状砥石２の内周面２Ａに供給された高圧冷却液Ｋを容易に通過させるとともに、約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液Ｋ内に混入する僅かな塵・埃等を濾過するフィルター効果が得られる。

更に、上記研削砥石１０による作用・効果として、環状砥石の高速回転による遠心力で回転主軸５から加圧供給される高圧冷却液Ｋは、環状砥石２内を濾過されながら効率良く外周面２Ｂから外部へ噴出され、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１を効果的に冷却する。更に、冷却液Ｋの高圧噴出は、直接にワークとの研削面に停滞・付着する研削塵の高能率な排除効果と砥石・ワーク研削面の高能率な冷却効果が期待でき、砥石の目詰まり防止やワークの研削焼け防止効果が期待できる。

即ち、約７メガパスカル相当の圧力の高圧噴出する冷却液Ｋは、ワークとの研削面との加工点に噴射して発生する加工熱（摩擦熱）で体積比率３０００倍前後に膨張することで、蒸気爆発効果で気化圧力を発生させる。これで、砥石内に堆積する研削塵を吹き飛ばして砥石目詰まりを防止するとともに、砥石がフィルターとなり砥石内を通過する冷却液Ｋに対する除塵効果（冷却液に対するフィルター効果）も得られる。

次に、本考案の第２の実施の形態となる研削砥石２０は、図３と図４に示す。研削砥石２０は、両縁にフランジ１Ｆ，１Ｆを備えた環状基台１と、上記環状基台１の外周面１Ｂに装着された環状砥石２とで構成されている。上記環状基台１の内周面１Ａは回転主軸５に嵌着され、上記環状基台１の両縁フランジ１Ｆ，１Ｆが環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆと接する部位に凹状断面の通路１Ｇを放射状に設け、上記通路１Ｇは上記回転主軸５の内部から外周５Ａに繋がる冷却液Ｋの供給通路Ａと連絡させるとともにフランジ外周端で環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆに開口されている。上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から環状砥石の凹状断面の通路１Ｇへの約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液を供給している。

続いて、上記研削砥石２０による作用及び冷却方法を説明する。図４に示すように、研削砥石２０は、環状基台１の外周面に環状砥石２が嵌着され、両縁にフランジ１Ｆ，１Ｆを備え、上記フランジ円板１Ｆ，１Ｆは、環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆに接合する内面側に放射状の溝１Ｇ，１Ｇを形成している。これにより、回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔（通路）Ａから高圧冷却液Ｋを環状砥石の両側面２Ｆ，２Ｆに接合する内面側の溝１Ｇ，１Ｇに供給される。これで、上記環状砥石２に供給された約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液Ｋが環状砥石の両側面２Ｆ，２Ｆから外周面２Ｂの外部へ噴出され、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１を効果的に冷却する。

更に、高圧冷却液Ｋの約７メガパスカル相当の高圧噴出は、直接にワークとの研削面に停滞・付着する研削塵の高能率な排除効果と砥石・ワーク研削面の高能率な冷却効果が期待でき、ワークの研削焼け防止効果が期待できる。即ち、高圧噴出する約７メガパスカル相当の圧力の冷却液Ｋは、ワークとの研削面との加工点に噴射して発生する加工熱（摩擦熱）で体積比率３０００倍前後に膨張することで、蒸気爆発効果で気化圧力を発生させる。

更に、第２の実施の形態となる研削砥石２０の作用・効果は、高圧冷却液Ｋが環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆ沿いに通過し易く、この冷却液Ｋを使用した時は、被研削面Ｗ１をウオータールーム雰囲気にして外気との遮蔽が行われて効率良く冷却する。また、空気等の気体を使用した時は、被研削面Ｗ１を気流雰囲気に包み込み、外部空気を遮断する。更に、高圧冷却液が環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆ沿いに通過し易く、砥石の目詰まり防止やワークの研削焼け防止効果が期待できる。

本考案の第３の実施の形態となる研削砥石３０は、図５と図６に示す。研削砥石３０は、環状基台１と、上記基台１の外周面１Ｂに装着された環状砥石２とで構成されたものである。上記基台１の内周面１Ａには回転主軸５に嵌着されるとともに該回転主軸の外周５Ａに設けた冷却液供給通路Ａと繋がる複数の冷却液受給口Ｈ１を設けている。上記基台は内周面の冷却液受給口と外周面１Ｂの冷却液放出口Ｈ２とを繋ぐ複数の通路Ｈ０が設けられている。上記環状砥石内に開けた通路２Ｇは、内周面２Ａから外周面２Ｂへ貫通されている。更に、上記環状基台１は両縁にフランジ１Ｆ，１Ｆを備え、上記基台の両縁フランジが環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆと接する部位に凹状断面の通路１Ｇを放射状に設けている。上記通路１Ｇは、上記回転主軸５の内部から外周５Ａに繋がる冷却液供給通路Ａと連絡させるとともにフランジ外周端で環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆに開口されている。上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から環状砥石の内周面への約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液を供給している。

上記第３の実施の形態となる研削砥石３０による作用及び冷却方法を説明する。図６に示すように、上記基台１の内周１Ａ面には、回転主軸５に嵌着されるとともに該回転主軸５の外周５Ａに設けた冷却液供給通路Ａと繋がる複数の冷却液受給口Ｈ１があるから、環状砥石の高速回転による遠心力で回転主軸５から加圧供給される冷却液Ｋは、上記基台１の通路Ｈ０を介して外周面１Ｂの冷却液放出口Ｈ２に送られ、ここから環状砥石内に開けた通路２Ｇを通過して砥石外周面から被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１に向けて噴射され、被研削面Ｗ１を冷却する。更に、上記環状基台１は両縁にフランジ１Ｆ，１Ｆを備え、上記基台の両縁フランジが環状砥石の両側面２Ｆ，２Ｆと接する部位に凹状断面の通路１Ｇを放射状に設けている。これで、環状砥石の高速回転による遠心力で回転主軸５から加圧供給される冷却液Ｋは、上記回転主軸５の内部から外周５Ａに繋がる冷却液供給通路Ａから基台１の通路１Ｇに送り込まれる。更に、約７メガパスカル相当の圧力の冷却液Ｋは、フランジ外周端の開口から環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆに沿って砥石の外周面及び、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１に噴出され、この部分を冷却する。

上記第３の実施の形態となる研削砥石３０の効果について、約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液Ｋは、環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆ沿いに通過し易く、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１に向けて効率良く噴射される。更に、高圧冷却液Ｋは、環状砥石内に開けた通路２Ｇを通過して砥石外周面から被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１に向けて効率良く噴射される。
しかして、約７メガパスカル相当の圧力の冷却液Ｋを使用した時は、被研削面Ｗ１をウオータールーム雰囲気にして外気との遮蔽が行われて効率良く冷却する。また、空気等の気体を使用した時は、被研削面Ｗ１を気流雰囲気に包み込み、外部空気を遮断する。更に、高圧冷却液が環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆ沿いに通過し易く、砥石の目詰まり防止やワークの研削焼け防止効果が期待できる。

続いて、本考案の研削砥石の冷却装置１００Ａについて、図７により説明する。加工機の回転主軸５には、研削砥石１０〜３０が嵌着されている。上記回転主軸５は、中心部に冷却液供給通路Ａが開けられたセンタースルー方式であり、図１１に示す高圧液供給機２００から約７メガパスカル相当に加圧された高圧冷却液Ｋが研削砥石１０〜３０に供給されている。また、高圧冷却液Ｋは、研削砥石の外周面の噴射位置に高圧冷却液を噴射させる高圧噴射ノズルＨＮにも供給されている。また、研削砥石の外周面に向けて外径測定センサＤＳが配置されており、環状砥石２の摩耗を検出するとともにその検出値は、外径変位値ｈとして高圧噴射ノズルの噴射位置を微調節する調節手段３００に繋がれている。上記調節手段３００は、外径変位値ｈに基づき、駆動ユニットＤＵを作動して高圧噴射ノズルＨＮを最適位置に位置制御する。また、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の周辺にウオータールーム雰囲気ＷＢを形成させるべく、研削砥石の約半分をカバーする包囲体７０を具備している。更に、上記高圧噴射ノズルＨＮに併設して窒素ガス噴射ノズルＮＮを上記包囲体７０内に向けて配置され、包囲体７０内の空間雰囲気を無酸素と高圧冷却液Ｋの噴霧状態とする。

尚、図１２に示すように、本考案の実施の形態となる研削砥石の冷却装置１００´Ａとしても良い。この冷却装置１００Ａ´は、上記図１１に示す第５の実施の形態となる上記研削砥石の冷却装置１００Ａにおいて、外径測定センサＤＳと窒素ガス噴射ノズルＮＮとを省略させたものである。その他の構成は、上記研削ホイ−ルの冷却装置１００Ａと同一につき、説明を省略する。

上記研削砥石の冷却装置１００Ａに研削砥石１０を使用した図１と図１１と図７に示す冷却装置１００Ａは、以下のように作用する。先ず、マシニングセンター・旋盤・研削盤等の加工機における主軸に研削砥石１０が装着される。上記研削砥石１０は、環状基台１の外周面に環状砥石２が嵌着され、両縁にフランジ１Ｆ，１Ｆを備え、上記環状基台１の内周面１Ａは回転主軸５に嵌着されている。これにより、回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔（通路）Ａから高圧冷却液Ｋを環状砥石２の内周面２Ａに供給されると、上記環状砥石２は、多孔質の砥石粉を焼結又は接着させたものであるから、環状砥石２の内周面２Ａに供給された高圧冷却液Ｋを容易に通過させるとともに、高圧冷却液Ｋ内に混入する僅かな塵・埃等を濾過するフィルター効果が得られる。即ち、高圧噴出する冷却液Ｋは、ワークとの研削面との加工点に噴射して発生する加工熱（摩擦熱）で体積比率３０００倍前後に膨張することで、蒸気爆発効果で気化圧力を発生させる。これで、砥石内に堆積する研削塵を吹き飛ばして砥石目詰まりを防止するとともに、砥石がフィルターとなり砥石内を通過する冷却液Ｋに対する除塵効果（冷却液に対するフィルター効果）も得られる。

更に、高圧冷却液Ｋは、研削砥石１０の外周面の噴射位置に高圧冷却液を噴射させる高圧噴射ノズルＨＮにも供給され、研削砥石１０の外周面の冷却作用を確保する。また、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の周辺に形成されるウオータールーム雰囲気ＷＢを更に確保すべく、包囲体７０が研削ホイールの約半分をカバーしている。これにより、上記高圧噴射ノズルＨＮに併設して窒素ガス噴射ノズルＮＮを上記包囲体７０内に向けて配置され、包囲体７０内の空間雰囲気を窒素ガスで満たされた無酸素と高圧冷却液Ｋによるウオータールーム雰囲気ＷＢの噴霧状態とする。しかして、ウオータールーム雰囲気ＷＢ内は、この中に閉じ込められた噴霧状態の高圧冷却液Ｋと、窒素ガスて満たされた無酸素状態となり、より一層強力に砥石２の目詰まり除去による被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の発熱抑制効果の増大と酸化抑制効果の増大が図られる。

また、研削砥石１０の外周面に向けて配置した外径測定センサＤＳは、環状砥石２の摩耗を検出している。その検出値は、外径変位値ｈとして高圧噴射ノズルの噴射位置を微調節する調節手段３００により演算される。これにより、上記調節手段３００は、外径変位値ｈに基づき、駆動ユニットＤＵを作動して高圧噴射ノズルＨＮを最適位置に位置制御することができるから、環状砥石２の摩耗に係わりなく高圧噴射ノズルの噴射位置を微調節できる。これにより、高圧冷却液Ｋを環状砥石２の最適位置に噴出でき、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の発熱抑制効果の増大と酸化抑制効果の増大が常時確保できる。

尚、上記実施の態様においては、高圧冷却液Ｋを使用したが、空気を利用したドライ冷却方式として良い。更には、空気中の窒素ガスを回収した窒素ガスや窒素ボンベからの窒素ガス等を砥石の冷却に使用したドライ冷却方式として良い。この方式の最大のメリットは、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の無酸素効果での研磨焼けを積極的に防止でき、被研削面Ｗ１の発熱抑制効果の増大と酸化抑制効果の増大が常時確保できる。

上記研削砥石の冷却装置１００Ａと研削砥石２０を使用した図４と図１１と図９に示す実施の形態となる上記研削砥石の冷却装置１００Ａは、以下のように作用する。研削砥石２０は、環状基台１の外周面に環状砥石２が嵌着され、両縁にフランジ１Ｆ，１Ｆを備え、上記環状基台１の内周面１Ａは回転主軸５に嵌着されている。これにより、回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔（通路）Ａから高圧冷却液Ｋを環状砥石２の放射方向に貫通する通孔２Ｃに供給されると、上記環状砥石２に供給された高圧冷却液Ｋが容易に通過して外周面２Ｂから外部へ噴出され、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１を効果的に冷却する。

更に、上記研削砥石２０による作用・効果として、冷却液Ｋの高圧噴出は、直接にワークとの研削面に停滞・付着する研削塵の高能率な排除効果と砥石・ワーク研削面の高能率な冷却効果が期待でき、ワークの研削焼け防止効果が期待できる。即ち、高圧噴出する冷却液Ｋは、ワークとの研削面との加工点に噴射して発生する加工熱（摩擦熱）で体積比率３０００倍前後に膨張することで、蒸気爆発効果で気化圧力を発生させる。

更に、高圧冷却液Ｋは、研削砥石２０の外周面の噴射位置に高圧冷却液を噴射させる高圧噴射ノズルＨＮにも供給され、研削砥石２０の外周面の冷却作用を確保する。また、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の周辺に形成されるウオータールーム雰囲気ＷＢを更に確保すべく、包囲体７０が研削ホイールの約半分をカバーしている。これにより、上記高圧噴射ノズルＨＮに併設して窒素ガス噴射ノズルＮＮを上記包囲体７０内に向けて配置され、包囲体７０内の空間雰囲気を窒素ガスで満たされた無酸素と高圧冷却液Ｋによるウオータールーム雰囲気ＷＢの噴霧状態とする。しかして、ウオータールーム雰囲気ＷＢ内は、この中に閉じ込められた噴霧状態の高圧冷却液Ｋと、窒素ガスで満たされた無酸素状態となり、より一層強力に砥石２の目詰まり除去による被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の発熱抑制効果の増大と酸化抑制効果の増大が図られる。

また、研削砥石２０の外周面に向けて配置した外径測定センサＤＳは、環状砥石２の摩耗を検出している。その検出値は、外径変位値ｈとして高圧噴射ノズルの噴射位置を微調節する調節手段３００により演算される。これにより、上記調節手段３００は、外径変位値ｈに基づき、駆動ユニットＤＵを作動して高圧噴射ノズルＨＮを最適位置に位置制御することができるから、環状砥石２の摩耗に係わりなく高圧噴射ノズルの噴射位置を微調節できる。これにより、高圧冷却液Ｋを環状砥石２の最適位置に噴出でき、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の発熱抑制効果の増大と酸化抑制効果の増大が常時確保できる。

上記研削砥石の冷却装置１００Ａと研削砥石３０を使用した図５と図１１と図１０に示す実施の形態において、上記実施の形態となる上記研削砥石の冷却装置１００Ａは、以下のように作用する。先ず、上記研削砥石３０を使用時には、図１１と図９に示すように、マシニングセンター・旋盤・研削盤等の加工機における主軸に研削砥石３０が装着される。上記研削砥石３０は、回転主軸５にこの環状基台１の内面１Ａが嵌着されるとともに、基台１の両縁フランジ１Ｆ，１Ｆが環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆと接する部位に凹状断面の通路１Ｇが放射状に設けられ、この通路１Ｇは回転主軸５の内部から外周に繋がる冷却液供給通路Ａと連絡され、これがフランジ外周端で環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆに開口されている。これにより、環状砥石の高速回転による遠心力で回転主軸５から加圧供給される冷却液Ｋは、環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆに沿って効率良く噴出され、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の周辺にウオータールーム雰囲気ＷＢを形成する。これで、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１に噴出された冷却液Ｋが周辺に飛散することなく浸漬保持され、効果的に環状砥石２の目詰まりを除去して冷却することが出来て、摩擦熱（研磨焼け）を積極的に除去する。

即ち、環状砥石の高速回転による加工熱（摩擦熱）で冷却液Ｋは体積比率３０００倍前後に膨張する。これで、蒸気爆発し、この効果で気化圧力を発生させ、砥石内に堆積する研削塵を吹き飛ばして砥石の目詰まり防止効果と砥石による冷却液のフィルター効果、ワークの研削焼け防止効果が相乗的に発揮される。

更に、高圧冷却液Ｋは、研削砥石３０の外周面の噴射位置に高圧冷却液を噴射させる高圧噴射ノズルＨＮにも供給され、研削砥石３０の外周面の冷却作用を確保する。また、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の周辺に形成されるウオータールーム雰囲気ＷＢを更に確保すべく、包囲体７０が研削ホイールの約半分をカバーしている。これにより、上記高圧噴射ノズルＨＮに併設して窒素ガス噴射ノズルＮＮを上記包囲体７０内に向けて配置され、包囲体７０内の空間雰囲気を窒素ガスで満たされた無酸素と高圧冷却液Ｋによるウオータールーム雰囲気ＷＢの噴霧状態とする。しかして、ウオータールーム雰囲気ＷＢ内は、この中に閉じ込められた噴霧状態の高圧冷却液Ｋと、窒素ガスで満たされた無酸素状態となり、より一層強力に砥石２の目詰まり除去による被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の発熱抑制効果の増大と酸化抑制効果の増大が図られる。

また、研削砥石３０の外周面に向けて配置した外径測定センサＤＳは、環状砥石２の摩耗を検出している。その検出値は、外径変位値ｈとして高圧噴射ノズルの噴射位置を微調節する調節手段３００により演算される。これにより、上記調節手段３００は、外径変位値ｈに基づき、駆動ユニットＤＵを作動して高圧噴射ノズルＨＮを最適位置に位置制御することができるから、環状砥石２の摩耗に係わりなく高圧噴射ノズルの噴射位置を微調節できる。これにより、高圧冷却液Ｋを環状砥石２の最適位置に噴出でき、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の発熱抑制効果の増大と酸化抑制効果の増大が常時確保できる。

更に、上記研削砥石の冷却装置１００Ａと研削砥石３０を使用した図１１と図１０に示す実施の形態において、上記研削砥石３０を使用した作用を示す。先ず、マシニングセンター・旋盤・研削盤等の加工機における主軸に上記研削砥石４０を装着時について説明する。上記研削砥石３０は、基台１の内周１Ａ面が回転主軸５に嵌着され該回転主軸５の外周５Ａに設けた冷却液供給通路Ａと繋がる冷却液受給口Ｈ１から通路Ｈ０を介して外周面１Ｂの冷却液放出口Ｈ２に冷却液Ｋが送られる。ここから環状砥石内に開けた通路２Ｇを通過して砥石外周面から被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１に向けて噴射され被研削面Ｗ１を冷却する。更に、上記環状基台１は両縁にフランジ１Ｆ，１Ｆを備え、上記基台の両縁フランジが環状砥石の両側面２Ｆ，２Ｆと接する部位に凹状断面の通路１Ｇを放射状に設けている。これで、環状砥石の高速回転による遠心力で回転主軸５から加圧供給される冷却液Ｋは、上記回転主軸５の内部から外周５Ａに繋がる冷却液供給通路Ａから基台１の通路１Ｇに送り込まれる。更に、冷却液Ｋは、フランジ外周端の開口から環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆに沿って砥石の外周面及び被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１に噴出される。これで、被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１の周辺にウオータールーム雰囲気ＷＢを形成する。しかして、ウオータールーム雰囲気ＷＢ内において、冷却液Ｋは、環状砥石の中央通路２Ｇから被研削面Ｗ１に向けて噴射冷却されるとともに、冷却液Ｋは、環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆに沿って効率良く噴出されるも、冷却液Ｋが周辺に飛散することなく浸漬保持され、効果的に砥石２の目詰まりを除去して冷却することが出来て、摩擦熱（研磨焼け）を積極的に除去する。

特に、ウオータールーム雰囲気ＷＢ内において、環状砥石の中央通路２Ｇから被研削面Ｗ１に向けて噴射冷却されるとともに、環状砥石２の両側面２Ｆ，２Ｆに沿って砥石の外周面及び被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１に噴出されるから、被研削面Ｗ１での冷却・目詰まり除去・研削焼け防止効果が相乗的に格段に高くなる。その他の作用・効果は、上記研削砥石１０〜３０を使用時と同様に付き、説明を省略する。

上記各実施の形態となる上記研削砥石の冷却装置１００Ａによると、下記の効果が発揮される。▲１▼例えば、ブレード研削加工は、高圧噴射ノズルからの高圧冷却液の噴出で超高能率重研削と連続無人加工ができる。▲２▼砥石は、多孔質の他電着砥石等の全ての砥石に適用できる。▲３▼高圧噴出する冷却液Ｋは、ワークとの研削面との加工点に噴射して発生する加工熱（摩擦熱）で体積比率３０００倍前後に膨張することで、蒸気爆発効果で気化圧力を発生させる。これで、砥石内に堆積する研削塵を吹き飛ばして砥石目詰まり防止効果とワークの研削焼け防止効果が相乗的に発揮できる即ち、砥石がフィルターとなり砥石内を通過する冷却液Ｋに対する除塵効果（冷却液に対するフィルター効果）も得られる。▲４▼高圧噴射ノズルに併設して窒素ガス噴射ノズルを設けているから、ワークの研削焼け防止効果を更に高められる。▲５▼環状砥石の摩耗を検出する外径測定センサにより、砥石の外径変位により高圧噴射ノズルの噴射位置を微調節できるから、高圧噴射ノズルを常に最適位置に調節できる。▲６▼研削砥石の包囲体を設けたから、研削面の周辺に高圧冷却液によるウオータールーム雰囲気を形成でき、更なるワークの研削焼け防止効果が相乗的に発揮できる。

本考案の研削砥石の冷却装置は、上記各実施の形態例に限定されず、その考案の要旨内における設計変更が自由に行える。例えば、通路の個数やその放射形状、環状砥石も多孔質や電着やセラミックス等々の任意な物が使用できる。また、冷却液Ｋは、水・クーラント液・特殊成分入りの物が使用できるほか、空気・窒素ガス・その他の気流を使用できる。更には、研削砥石の冷却装置１００Ａにおいて、その詳細な構成変更や機能の増減も自由にできる。そして、上記各研削砥石１０〜３０において、各研削を複合構成させた第５の研削砥石としても良い。即ち、環状砥石の外周面２Ｂや両縁２Ｆや外周面２Ｂに明けた通孔２Ｃから総合的に多量の冷却液Ｋを被研削面ワークＷの被研削面Ｗ１に均等に噴出させても良い。

本考案は、その対象物を航空機のジェットエンジンや発電機に使用されているブレードの薄板状の被加工物を対象の実施例で説明したものであるが、様々な製品装置における板状の被加工物を対象としての適用が可能である。

１環状基台
１Ａ内周面
１Ｂ外周面
１Ｆ両縁フランジ
１Ｇ通路
２環状砥石
２Ａ内周面
２Ｂ外周面
２Ｃ通孔
２Ｆ両側面
２Ｇ通路
５回転主軸
５Ａ外周
１０〜３０研削砥石
７０包囲体
１００Ａ研削砥石の冷却装置
２００高圧液供給機
３００調節手段
Ａ冷却液供給通路
ＤＳ外径測定センサ
ＤＵ駆動ユニット
Ｈ０通路
Ｈ１冷却液受給口
Ｈ２冷却液放出口
ＨＮ高圧噴射ノズル
ｈ外径変位値
ＮＮ窒素ガス噴射ノズル
Ｋ冷却液（高圧冷却液）
Ｗ被研削面ワーク
Ｗ１被研削面
ＷＢウオータールーム雰囲気

Claims

環状基台の外周面に環状砥石を装着した研削砥石において、上記環状記基台は回転主軸に嵌着される内周面が設けられ、上記回転主軸と上記環状基台の外周壁間を貫く連絡孔が穿かれ、上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から環状砥石の内周面へ約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液を供給することを特徴とする研削砥石。
両縁にフランジを備えた環状基台の外周面に環状砥石を装着した研削砥石において、上記環状記基台は回転主軸に嵌着される内周面が設けられ、上記環状基台の両縁フランジが環状砥石の両側面と接する部位に凹状断面の通路が放射状に設けられ、上記通路は上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から外周面に繋がる冷却液供給通路と連絡されるとともにフランジ外周端で環状砥石の両側面に開口され、約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液を供給することを特徴とする研削砥石。
両縁にフランジを備えた環状基台の外周面に環状砥石を装着した研削砥石において、上記環状記基台は回転主軸に嵌着される内周面が設けられるとともに該回転主軸の外周面に設けた冷却液供給通路と繋がる冷却液受給口と外周面に装着された環状砥石内の通口と繋がる冷却液放出口とを設け、上記環状砥石内に冷却液を通過させる通孔を設け、更に、上記環状基台の両縁フランジが環状砥石の両側面と接する部位に凹状断面の通路を放射状に設け、上記通路は上記回転主軸の内部から外周に繋がる冷却液供給通路と連絡されるとともにフランジ外周端で環状砥石の両側面に開口され、約７メガパスカル相当の圧力の高圧冷却液を供給することを特徴とする研削砥石。
請求項１の研削砥石において、被研削面をウオータールーム雰囲気とすべく、上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から高圧冷却液を環状砥石の内周面に供給して砥石外周面へ噴出させ、上記環状砥石の外周面の噴射位置に高圧冷却流体を噴射させる高圧噴射ノズルと、環状砥石の外周空間及び研削面の周辺にウオータールーム雰囲気を形成させる研削ホイールの包囲体と、を具備したことを特徴とする研削砥石の冷却装置。
請求項２の研削砥石において、被研削面をウオータールーム雰囲気とすべく、上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から高圧冷却液を環状砥石の内周面に供給して砥石外周面へ噴出させ、上記環状砥石の外周面の噴射位置に高圧冷却流体を噴射させる高圧噴射ノズルと、環状砥石の外周空間及び研削面の周辺にウオータールーム雰囲気を形成させる研削ホイールの包囲体と、を具備したことを特徴とする研削砥石の冷却装置。
請求項３の研削砥石において、被研削面をウオータールーム雰囲気とすべく、上記回転主軸の軸芯に穿かれた通路孔から高圧冷却液を環状砥石の内周面に供給して砥石外周面へ噴出させ、上記環状砥石の外周面の噴射位置に高圧冷却流体を噴射させる高圧噴射ノズルと、環状砥石の外周空間及び研削面の周辺にウオータールーム雰囲気を形成させる研削ホイールの包囲体と、を具備したことを特徴とする研削砥石の冷却装置。