JP4020355B2 - 研削液ノズル、その位置調整方法、及び微細スリットの研削加工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークにアスペクト比の大きい微細スリットを精度よく加工するために用いられる研削液ノズル、その位置調整方法、及び微細スリットの研削加工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばハニカム成形用金型を製造するためには、幅が５０μｍ、深さが２０００〜３０００μｍというアスペクト比が非常に大きいスリットを金属製のワークに形成する必要がある。このため、従来から厚みが５０μｍの研削砥石を備えた研削装置が用いられている。この研削装置は、ワークをセットしたテーブルを研削砥石に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させながら、微細スリットの研削加工を行なうことができるものである。この研削装置には研削液ノズルが設けられており、研削部分に向けて研削液を吹出している。
【０００３】
ところがこのような従来の研削装置を用いて研削された微細スリットは、図１（幅方向を誇張して表示）の右側に示すように、ワークの表面に対してわずかに傾斜する場合があることが判明した。この傾斜はスリットの下端部では数十μｍに達することがあり、ハニカム成形に悪影響を及ぼすものである。しかし研削砥石の回転面はテーブルに対して垂直になるように機械的に設定されているのであるから、この傾斜は研削砥石の紙のように薄い切れ刃が撓むことが原因と考えられる。
【０００４】
そして本発明者の究明したところによれば、この研削砥石の切れ刃の撓みは、研削液ノズルから吹出す研削液の方向が研削砥石の回転面に対してわずかに傾斜したとき、その液圧によって生ずるものである。すなわち従来の研削液ノズルは目分量により位置調整を行なっており、研削液ノズルから吹出す研削液の方向を厳密に設定する手段がなかったため、上記のような問題が生じていたものと考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、研削液の方向を研削砥石の回転面と厳密に一致させることにより、微細スリットの傾斜を防止することができる研削液ノズル、その位置調整方法、及び微細スリットの研削加工法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明の研削液ノズルは、ブロック状のノズル本体の側部端面を、研削液吹出孔の中心軸線と平行な平面からなり、研削装置のテーブル上に置かれた位置調整用の冶具の垂直面と密着される第一基準面とするとともに、ノズル本体の中央部に研削液吹出孔の中心軸線を含み、かつ第一基準面と平行な平面からなる第二基準面を形成し、さらにこのノズル本体に、研削装置に対してノズル本体を任意の位置・角度に固定できるアームを設けたことを特徴とするものである。また請求項２の発明は、研削装置が、ハニカム成形用金型を製造するためのものであることを特徴とするものである。また請求項３の発明は、研削液吹出孔の中心軸線に、先端がノズル本体の底面の方向に向かう俯角を持たせたことを特徴とするものであり、請求項４の発明は、ノズル本体の一面に、研削液吹出孔を備えた突出部が形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項５の発明は研削液ノズルの位置調整方法に関するもので、請求項１記載の研削液ノズルを研削装置のテーブル上に置かれた冶具上に載せ、第一基準面を研削装置の研削砥石に平行とする調整を行い、その後、第二基準面と研削砥石とを同一平面に一致させる微調整を行なうことを特徴とするものである。また請求項６の発明は、第二基準面と研削砥石とを同一平面に一致させる微調整を、テーブル上にセットした非接触型変位計を用いて行うことを特徴とするものである。より具体的には、後記するようにまず研削液ノズルを研削装置のテーブル上に置かれた冶具上に載せ、アームをフリーとした状態で第一基準面を研削装置の研削砥石に平行とする調整を行い、次にアームを固定して冶具を外したうえで第二基準面と研削砥石との距離を測定し、再び研削液ノズルを治具上に載せてアームをフリーとし、テーブルを移動させて第二基準面と研削砥石とを同一平面に一致させる微調整を行なう。
【０００８】
請求項７の発明は微細スリットの研削加工法に関するもので、請求項５の方法により位置調整された研削液ノズルから研削液を吹出しながら、研削砥石によりワークを研削することを特徴とするものである。
【０００９】
上記した本発明によれば、研削液の方向を研削砥石の回転面に厳密に一致させることができ、研削液圧による研削砥石の切れ刃の撓みが防止されるので、傾斜のない微細スリットの研削加工が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を示す。
図２は請求項１の発明の実施形態を示す斜視図である。図示のように、金属製で略直方体状のブロックよりなるノズル本体１の１面に、研削液吹出孔２を備えた突出部が突設されている。図示しないが、ノズル本体１の内部にはこの研削液吹出孔２に連通する研削液流路が形成されている。なお研削液吹出孔２の中心軸線ａは、先端がノズル本体１の底面４の方向に向かうように約１５°の俯角を持たせてある。
【００１１】
このノズル本体１の一方の側部端面は、第一基準面３となっている。この第一基準面３は、研削液吹出孔２の中心軸線ａと平行な平面となるように正確に加工されている。この第一基準面３は、ノズル本体１の底面４に対して垂直となっている。またノズル本体１の中央部には、第二基準面５が形成されている。この第二基準面５は、前記した研削液吹出孔２の中心軸線ａを含み、かつ第一基準面３と平行な平面となるように正確に加工されている。このような基準面を持つ研削液ノズルは、従来知られていない。
【００１２】
図３に示すように、この研削液ノズルのノズル本体１には、研削装置に対してノズル本体１を自由位置に固定できるアーム６が設けられている。この実施形態のアーム６はユニバーサルジョイント構造を備え、クランプ摘み７を弛めれば位置や角度を自由に動かすことができ、クランプ摘み７を締めることによってアーム６を任意の位置・角度に固定できるようになっている。このアーム６の基部は、研削装置の機器取付け板８に取り付けられている。機器取付け板８はテーブル１０に対して垂直である。
【００１３】
次にこの研削液ノズルの位置調整方法を説明する。なお、研削装置自体の位置や角度に関する精度は予め保証されているものとして説明を進める。すなわち、研削装置の研削砥石２０がセットされるスピンドル２１のフランジ２２は研削装置の機器取付け板８に対して厳密に平行であり、ワークがセットされるテーブル１０のＸ，Ｙ両軸方向の動きも厳密に制御可能となっている。当然ながら、研削砥石２０の回転面はテーブル１０のＸ軸と平行である。
【００１４】
先ず図４に示すように、研削装置のテーブル１０上に冶具１１を適当に置き、その上にアーム６をフリーとした状態で研削液ノズルを載せる。ここで用いられる冶具１１は、テーブル１０に密着固定される冶具本体１２の片面に一定厚さの垂直壁１３を立設したものである。研削液ノズルはその第一基準面３をこの垂直壁１３に密着させた状態で治具１１上に置かれる。図５はこの状態の平面図である。
【００１５】
次に、研削装置のテーブル１０をＸ軸方向に少しずつ移動させながら、冶具本体１２の垂直壁１３と研削装置の機器取付け板８との距離が常に一定になるようにテーブル１０上における冶具１１の角度を調整する。この調整のためには例えば機器取付け板８にダイヤルゲージを取付け、テーブル１０をＸ軸方向に移動させてもダイヤルゲージの読みが変化しないようにすればよい。なおこのときには予めテーブル１０をＹ軸方向に適当な距離だけ移動させ、冶具１１と機器取付け板８とを接近させてダイヤルゲージによる測定が行いやすいようにしておくことが好ましい。
【００１６】
この調整によって、冶具本体１２の垂直壁１３と研削装置の機器取付け板８とは平行となる。また冶具本体１２の垂直壁１３と密着されている研削液ノズルの第一基準面３及び研削液吹出孔２の中心軸線ａも、研削装置の機器取付け板８と平行となる。従って、この段階で研削液ノズルの研削液吹出孔２の中心軸線ａは、研削砥石２０の回転面に対して平行となる。
【００１７】
このようにアーム６をフリーとした状態で第一基準面３を利用して研削砥石２０との平行を出したら、次に図６に示すようにアーム６を固定してこのときの機械座標を位置Ａとして記録する。そして研削液ノズルを冶具１１から外す。その結果、研削液ノズルはアーム６のみにより研削装置の機器取付け板８に支持される。この状態では研削液ノズルの研削液吹出孔２の中心軸線ａは、研削砥石２０の回転面に対して平行ではあるが、未だ研削砥石２０の回転面と同一平面にはない。
【００１８】
そこで次に図７に示すように、テーブル１０をＹ軸方向に任意の距離だけ移動させたうえ、テーブル１０上に適宜の非接触型変位計３０をセットし、研削液ノズルの第二基準面５までの距離Ｓ１を測定する。次にテーブル１０をＸ軸方向に移動させて、同じ非接触型変位計３０により研削装置の研削砥石２０までの距離Ｓ２を測定する。前記したように研削液ノズルの第二基準面５は研削液吹出孔２の中心軸線ａと同一平面上にあるから、距離Ｓ１と距離Ｓ２とが一致しておれば研削砥石２０と研削液吹出孔２の中心軸線ａとは同一平面上にあることとなる。
【００１９】
しかし多くの場合にはこの段階では距離Ｓ１と距離Ｓ２とは不一致であるから、再びアーム６をフリーにし、機械座標を前工程で記録された位置Ａに戻し、研削液ノズルを治具１１に支持させる。そして図８に示すように測定された距離Ｓ１と距離Ｓ２との相違分だけテーブル１０をＹ軸方向に移動させれば、研削液ノズルの研削液吹出孔２の中心軸線ａが研削砥石２０と同一平面上に正確に一致したこととなる。そこでその位置でアーム６を固定したうえ、治具１０を取り外せばよい。
【００２０】
このようにして位置調整された研削液ノズルの研削液吹出孔２から研削液を吹出しながら、図３に示すように研削砥石２０によりワークを研削すれば、研削液吹出孔２の中心軸線ａが研削砥石２０と同一平面上に正確に一致しているために液圧により薄い切れ刃が左右に撓むことがなくなり、図１の左側に示すように傾斜のない微細スリットを得ることができる。
【００２１】
なお、本発明はハニカム成形用金型のみならず、薄い切れ刃を備えた研削砥石を用いて、アスペクト比の大きい微細スリットを加工する場合に、広く適用できることはいうまでもない。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の研削液ノズルを本発明の方法で位置調整すれば、研削液吹出孔の中心軸線ａを研削砥石と同一平面上に正確に一致させることができる。このため、微細スリットを研削加工する際に研削液が研削砥石の切れ刃に対して斜めから当たることがなくなり、切れ刃の撓みによる微細スリットの傾斜を確実に防止することができる。
【００２３】
具体的には、従来はスリットの下端が数十μｍずれることがあったが、本発明によればスリット下端のずれを数μｍ以下に抑制することが可能となった。しかも従来は研削液ノズルの調整に１日以上の長時間を要していたが、本発明によれば３時間以下で調整を完了することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】幅を誇張した微細スリットの断面図である。
【図２】本発明の研削液ノズルの斜視図である。
【図３】研削状態を示す斜視図である。
【図４】調整状態を示す斜視図である。
【図５】治具に研削液ノズルを乗せた状態の平面図である。
【図６】研削液ノズルを機器取付け板に支持させた状態の平面図である。
【図７】距離Ｓ１と距離Ｓ２を測定する状態の平面図である。
【図８】距離Ｓ１と距離Ｓ２を一致させる状態の平面図である。
【符号の説明】
１ノズル本体、２ 研削液吹出孔、３ 第一基準面、４ ノズル本体の底面、５ 第二基準面、６ アーム、７ クランプ摘み、８ 機器取付け板、１０ テーブル、１１ 治具、１２ 治具本体、１３ 垂直壁、１４ 非接触型変位計、２０ 研削砥石、２１ スピンドル、２２ フランジ、ａ 研削液吹出孔の中心軸線、Ｓ１ 第二基準面までの距離、Ｓ２ 研削砥石までの距離

Claims (7)

1. ブロック状のノズル本体の側部端面を、研削液吹出孔の中心軸線と平行な平面からなり、研削装置のテーブル上に置かれた位置調整用の冶具の垂直面と密着される第一基準面とするとともに、ノズル本体の中央部に研削液吹出孔の中心軸線を含み、かつ第一基準面と平行な平面からなる第二基準面を形成し、さらにこのノズル本体に、研削装置に対してノズル本体を任意の位置・角度に固定できるアームを設けたことを特徴とする研削液ノズル。
2. 研削装置が、ハニカム成形用金型を製造するためのものであることを特徴とする請求項１記載の研削液ノズル。
3. 研削液吹出孔の中心軸線に、先端がノズル本体の底面の方向に向かう俯角を持たせたことを特徴とする請求項１記載の研削液ノズル。
4. ノズル本体の一面に、研削液吹出孔を備えた突出部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の研削液ノズル。
5. 請求項１記載の研削液ノズルを研削装置のテーブル上に置かれた冶具上に載せ、第一基準面を研削装置の研削砥石に平行とする調整を行い、その後、第二基準面と研削砥石とを同一平面に一致させる微調整を行なうことを特徴とする研削液ノズルの位置調整方法。
6. 第二基準面と研削砥石とを同一平面に一致させる微調整を、テーブル上にセットした非接触型変位計を用いて行うことを特徴とする請求項５記載の研削液ノズルの位置調整方法。
7. 請求項５の方法により位置調整された研削液ノズルから研削液を吹出しながら、研削砥石によりワークを研削することを特徴とする微細スリットの研削加工法。

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