JP4550465B2

JP4550465B2 - 水中研磨装置

Info

Publication number: JP4550465B2
Application number: JP2004113173A
Authority: JP
Inventors: 勝彦佐藤; 裕戸賀沢; 哲夫山本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2024-04-07
Also published as: JP2005297090A

Description

本発明は、水中下で、金属材などの被加工物に対して研削加工や、研磨加工などの機械加工を行う水中研磨装置に関する。

従来、金属材などの被加工物に対して研削加工や、研磨加工などを行う場合、特別の措置を講じない限り、加工時に発生する切削紛が周囲に飛散してしまう。
特に水中で金属製品に対して研削、研磨加工を行う場合は、飛散した切削紛が水中に漂ったり、あるいは沈下堆積したりして製品の電気的、機械的な故障の原因ともなりかねず、好ましくなかった。

このような研削、研磨加工に伴う切削紛飛散防止を目的とした従来の技術としては、例えば次のような手段が考えられている。
すなわち、エアーモータや電動モータを回転アクチュエータとして、ディスクグラインダを回転させて研削、研磨加工を施し、その時に発生する切削紛をディスクグラインダ周囲にフードカバーを被せて切削紛をブロックし、フードカバー内に溜まった切削紛をカバー付近、あるいはカバー内部に形成した吸込み口から吸引ポンプにより周囲の水と共に吸い込み、フィルタを通して切削紛を回収するような手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３３５７０号公報

しかしながら上述した手段では、飛散する切削紛を完全に吸引、回収するためには、研削、研磨加工個所周辺の大量の水を吸い込みフードカバー内に十分な負圧を発生させる必要がある。このため、吸い込み流量の大きな吸引ポンプが必要となり、さらに吸引力を上げるためにはホースを太くしたり、あまりホースを長くできないなど、システムが大きくなり、コストがかかり、取扱いが不便であった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、吸引ポンプを必要とせず、小型でコストが低く、確実に効率よく切削紛を回収することができる機能を備えた水中研磨装置を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の水中研磨装置の発明は、流体モータから成る回転アクチュエータと、この回転アクチュエータにより回転され、水中において被加工物に対して研削、研磨加工を施すディスクグラインダと、前記ディスクグラインダの周囲を覆い、前記被加工物に押し付けられ、前記ディスクグラインダの周囲に水で満たされた領域を形成するフードカバーと、前記回転アクチュエータの作動液の排液が注入され、負圧を形成し、前記フードカバー内の前記研削、研磨加工に伴う切削紛を含む水を前記フードカバーの外へ排出するエジェクタと、前記フードカバーから排出された水が送られるフィルタ装置とからなることを特徴とする。

本発明の水中研磨装置は、吸引ポンプを必要とせず、小型で、コストが低く、確実に効率よく切削紛を回収する機能を備える。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１において、１は金属材などでできた研削、研磨加工の対象となる被加工物、２は被加工物１に対向し、被加工物１に対して切削や研磨加工を行うディスクグラインダ、３は一端に前記ディスクグラインダを固定した回転軸、４は回転軸３を軸受５ａ、５ｂを介して支承する軸受装置、６は電動モータで、その出力軸７はかさ歯車８を介して回転軸３と結合している。

９は前記ディスクグラインダ２の切削または研磨加工時に、ディスクグラインダ２の周囲を覆い、前記被加工物１の加工個所周囲に押し付けられる傘型のフードカバーで、ボルト１０により軸受装置４に固定されている。

１１はフードカバー９に形成された開孔で、前記回転軸３の一端がこの開孔１１を貫通してフードカバー９内に延び、ディスクグラインダ２と固定されている。
１２は羽根車で、前記フードカバー９内で、ディスクグラインダ２の裏側部分で回転軸３に固定されている。
１３は前記フードカバー９の開孔１１の羽根車１２と反対側の壁に形成された排水孔で、パイプ１４を介してフィルタ装置１５に接続されている。

次に上記構成の水中研磨装置の作用について説明する。
まず、デイスクグラインダ２を被加工物１の加工個所に対応した位置に移動させる。
次に、電動モータ６を駆動すると電動モータ６の出力軸７の回転によりかさ歯車８を介して回転軸３が回転し、その先端に固定したディスクグラインダ２も回転を始める。

この状態でディスクグラインダ２を被加工物１の加工個所に押しつけることにより被加工物１の研削、研磨加工を開始する。
この時、フードカバー９も被加工物１の加工個所の周囲に押し付けられ、加工個所の周辺にフードカバー９で覆われ、水で満たされた領域１６を形成する。

この領域１６内ではディスクグラインダ２の裏側部分に設けられた羽根車１２が回転軸３の回転によりディスクグラインダ２と共に一体的に回転する。
これにより、領域１６内の羽根車１２の周囲には負圧が発生し、この負圧により水の吸い込み力が発生し、飛散された切削紛を含む水はフードカバー９の開孔１１を通して領域１６の図示右側部分に吸い込まれる。
吸い込んだ水は切削紛と共にパイプ１４を通過してフィルタ装置１５に送られ、ここで切削紛が除去され、水だけが外部に排水されて切削紛は捕獲、回収される。

このように本実施の形態によれば、フードカバー９内にディスクグラインダ２と共に回転する羽根車１２を設けているので、この羽根車１２が吸引ポンプとしての機能を果たし、水分中に飛散した切削紛を捕獲、回収するので改めて吸引ポンプを設ける必要がなく、システムの小型、簡略化を図ることができる。

また、羽根車１２の回転駆動力はディスクグラインダ２の駆動用の電動モータ６の回転力を利用しているので、吸引ポンプの駆動装置を設ける必要がなく、コストの削減と装置の小型化が図れ、装置のハンドリングが容易となる。

次に本発明の第２の実施の形態について図２を参照して説明する。なお、以下の実施の形態の説明において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図２において、２０はかさ歯車８を介して一端にディスクグラインダ２を固定した回転軸３を回転させる、水、油などの液体を作動液とする流体モータ、２１は前記流体モータ２０に作動液を注入する送水ライン、２２は流体モータ２０の排水ラインに接続されたエジェクタで、このエジェクタ２２の出口側はフィルタ装置１５につながっている。
２３はフードカバー９の領域１６と軸受装置４内とを連通する開孔である。

次に第２の実施の形態の作用について説明する。
まず、送水ライン２１より流体モータ２０に作動液を注入し、流入した作動液のエネルギーで流体モータ２０を駆動し、かさ歯車８を介してディスクグラインダを回転させて研削、研磨加工を開始する。

流体モータ２０を通過した作動液の排液は流体モータ２０の排水ラインからエジェクタ２２に流入する。
エジェクタ２２内では作動液が図示しないノズルで加速され、出口側でノズルから飛び出す。ノズルから作動液が飛び出す際に周囲の水を巻き込み、負圧を発生させる。これによりフードカバー９に形成した開孔２３を通して領域１６内の飛散された切削紛を含む水は軸受装置４内に吸い込まれる。

軸受装置４内に吸い込まれた水は、エジェクタ２２に吸い込まれ、出口側からフィルタ装置１５に送られ、ここで切削紛が除去され、水だけが外部に排水されて切削紛は捕獲、回収される。

このように本実施の形態によれば、流体モータ２０に供給する作動液の運動エネルギーを流体モータ２０の回転に利用すると同時にエジェクタ２２により切削紛回収の吸引エネルギーも発生させることができる。
したがって吸引ポンプを設ける必要がなく、システムの小型、簡略化を図ることができ、コストも削減することができる。

次に本発明の第３の実施の形態について図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
図３において、３０ａ、３０ｂは並べて設けられ、お互いが固定された二つの電動モータ、３１ａ、３１ｂは各電動モータ３０ａ、３０ｂにかさ歯車８、回転軸３を介して接続され、ディスクグラインダを構成する回転ディスク、３２は前記二つの回転ディスク３１ａ、３１ｂの周囲を一体的に囲む楕円形状のフードカバーで、その他個々の研磨装置の構成は図１に示す実施の形態と同様である。

次に第３の実施の形態の作用について説明する。
一方の電動モータ３０ａを駆動してかさ歯車８を介して一方の回転ディスク３１ａを回転させる。同時に他方の電動モータ３０ｂを前記電動モータ３０ａと逆方向に回転するようにして駆動し、かさ歯車８を介して他方の回転ディスク３１ｂも回転させる。

回転方向の異なる二つの回転ディスク３１ａ、３１ｂを被加工物の加工面に押し当て研削、研磨加工を開始する。
このような本実施の形態によれば、研磨中に回転ディスク３１ａ、３１ｂに発生する反力はお互いに回転方向を反転させて駆動しているために安定して研削、研磨加工することができる。

また、従来は回転ディスクが１個のみであったため、研磨作業に多くの時間を必要としたが、２個とすることにより、作業時間を短縮することができる。
また、従来の研磨装置では、研磨中の回転ディスクの接触面が安定しないために研磨後の加工面が不規則であったが、回転ディスク３１ａ、３１ｂの研磨中の移動も安定した駆動を行うことができるので確実に効率よく研削、研磨加工を行うことができる。
なお、上記実施の形態の説明において、本発明を研磨装置として説明したが、本発明においては、研磨という概念には研削という概念も含むものである。

本発明の第１の実施の形態を示す断面図。本発明の第２の実施の形態を示す断面図。本発明の第３の実施の形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）側面図。

符号の説明

１…被加工物、２…ディスクグラインダ、３…回転軸、４…軸受装置、５ａ、５ｂ…軸受、６、３０ａ、３０ｂ…電動モータ、７…出力軸、８…かさ歯車、９、３０ａ、３０ｂ…フードカバー、１０…ボルト、１１、２３…開孔、１２…羽根車、１３…排水口、１４…パイプ、１５…フィルタ装置、１６…水で満たされた領域、２０…流体モータ、２１…送水ライン、２２…エジェクタ、３１ａ、３１ｂ…回転ディスク。

Claims

流体モータから成る回転アクチュエータと、この回転アクチュエータにより回転され、水中において被加工物に対して研削、研磨加工を施すディスクグラインダと、前記ディスクグラインダの周囲を覆い、前記被加工物に押し付けられ、前記ディスクグラインダの周囲に水で満たされた領域を形成するフードカバーと、前記回転アクチュエータの作動液の排液が注入され、負圧を形成し、前記フードカバー内の前記研削、研磨加工に伴う切削紛を含む水を前記フードカバーの外へ排出するエジェクタと、前記フードカバーから排出された水が送られるフィルタ装置とからなることを特徴とする水中研磨装置。