JP5829560B2 - 冷却装置、加工装置、および、冷却油流量決定方法 - Google Patents

Description

この発明は、冷却装置、加工装置、および、冷却油流量決定方法に関するものである。

従来、砥石を用いてワークを研削することで平歯車などの歯車を製作する歯車研削盤が知られている（例えば、特許文献１参照）。
そして、上記歯車研削盤には、ワークを研削する際の除熱ならびに研削屑除去のために、研削部に研削油を供給する冷却装置が設けられている。

特許第４５６３０１７号公報

ところで、上記歯車研削盤は、研削中に回転しているワークの温度を直接的に測定することができないため、経験則的に冷却油を過剰気味に供給している。そのため、冷却油供給用のポンプが大型化して、消費電力も増加してしまうという課題がある。
そして、冷却油を過剰気味に供給するために、配管径やタンク容量等が大きくなり、系全体が大型化してしまうという課題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ワークの過熱を防止しつつ冷却油の流量を削減して系全体を小型化することができる冷却装置、加工装置、および、冷却油流量決定方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明に係る冷却装置は、ワークを加工する加工部を冷却油によって冷却する冷却装置であって、前記冷却油を前記加工部へ供給する冷却油供給手段と、該冷却油供給手段により供給する前記冷却油の流量を検出する冷却油流量検出手段と、前記加工部へ供給される冷却油の温度を検出する冷却油温度検出手段と、前記加工部で使用後の冷却油の温度を検出する使用後油温度検出手段と、前記冷却油供給手段を制御する冷却油供給制御手段とを備え、該冷却油供給制御手段は、前記加工部へ供給される冷却油の温度、前記加工部で使用後の冷却油の温度、前記加工部へ供給される冷却油の流量とに基づいて、前記ワークの加工で発生する加工部発熱量を推定する加工部発熱量推定手段と、該加工部発熱量推定手段により推定された加工部発熱量と、前記加工部のヒートバランスとに基づいて、前記ワークが目標温度となる冷却油流量を演算する冷却油流量演算手段とを備え、該演算された冷却油流量となるように、前記冷却油供給手段を制御することを特徴としている。
このように構成することで、ワークの温度を直接的に測定できない場合であっても、加工部へ供給される冷却油の温度と、使用後の冷却油の温度と、加工部へ供給される冷却油の流量とに基づいて、ワークの加工で発生する加工部発熱量を推定して、この加工部発熱量と加工部の境界条件とに基づいて、ワークが目標温度となる冷却油の流量を求めることができる。

さらに、この発明に係る冷却装置は、上記冷却装置において、前記冷却油供給手段が、 前記ワークと、該ワークを加工する加工工具との間の狭隘部に冷却油を供給する狭隘部用冷却油供給手段と、前記加工部を洗浄する洗浄用の冷却油を供給する洗浄用冷却油供給手段とを備え、前記冷却油流量検出手段が、前記狭隘部冷却油供給手段により前記狭隘部へ供給される狭隘部用の冷却油の流量を検出する狭隘部油流量検出手段と、前記洗浄用冷却油供給手段により前記加工部へ供給される前記洗浄用の冷却油の流量を検出する洗浄油流量検出手段とを備え、前記冷却油温度検出手段が、前記狭隘部用の冷却油の温度を検出する狭隘部用冷却油温度検出手段と、前記洗浄用の冷却油の温度を検出する洗浄油温度検出手段とを備え、前記使用後油温度検出手段が、前記加工部で使用された前記狭隘部用の冷却油と前記洗浄用の冷却油とが合流した後の使用後の冷却油の温度を検出し、前記加工部発熱量推定手段が、前記狭隘部用の冷却油の流量と、前記洗浄用の冷却油の流量と、前記狭隘部用の冷却油の温度と、前記洗浄用の冷却油の温度と、前記使用後の冷却油の温度とに基づいて前記加工部発熱量を推定するようにしてもよい。
このように構成することで、狭隘部に冷却油を供給する狭隘部用冷却油供給手段と、ワークを加工する砥石などに付着した加工屑などを除去する洗浄用の冷却油を供給する洗浄用冷却油供給手段とを備えている場合であっても、狭隘部用の冷却油の流量と温度とをそれぞれ検出すると共に、洗浄用の冷却油の流量と温度とをそれぞれ検出して、加工部発熱量を推定することができる。

さらに、この発明に係る冷却装置は、上記冷却装置において、加工部発熱量推定手段が、前記加工部へ供給される冷却油の平均流量を求める平均流量算出手段と、前記平均流量、前記加工部へ供給される冷却油の温度、および、前記加工部で使用後の冷却油の温度に基づいて、前記加工部における平均発熱量を求める平均発熱量算出手段とを備え、前記平均発熱量に基づいて前記加工部発熱量を算出するようにしてもよい。
このように構成することで、冷却油が加工部へ間欠的に供給されるような場合であっても、例えば、１加工周期における平均流量に基づいて、１加工周期における平均発熱量を求めることなどができるため、平均発熱量と冷却油の供給時間および非供給時間とに基づいて加工部発熱量を算出することができる。

さらに、この発明に係る冷却装置は、上記冷却装置において、前記使用後の冷却油を収容する第一収容部と、該第一収容部に接続され前記冷却油供給手段が接続される第二収容部と、前記第一収容部と前記第二収容部との間に設けられ、前記第一収容部の冷却油を前記第二収容部へ移送する冷却油移送手段とを備え、該冷却油移送手段により移送される前記冷却油の流量は、前記冷却油供給手段により前記加工部へ供給される前記冷却油の流量と同等に設定されるようにしてもよい。
このように構成することで、第一収容部と第二収容部とを備えている場合に、第一収容部から第二収容部へ冷却油を移送する冷却油移送手段による移送流量を、冷却油供給手段によって加工部に供給される冷却油と同等の流量まで低減することができる。

さらに、この発明に係る冷却装置は、上記冷却装置において、前記洗浄用冷却油供給手段が、前記第一収容部に収容されている使用後の冷却油を前記加工部へ供給するようにしてもよい。
このように構成することで、移送手段により第一収容部から第二収容部へ移送する冷却油の流量を更に低減することができる。

この発明に係る加工装置は、上記冷却装置を備えることを特徴としている。
このように構成することで、冷却油の流量を必要最低限に抑えることができるため、小型化ならびに省電力化を図ることができる。

さらに、この発明に係る加工装置は、ワークを加工する加工部を冷却油によって冷却する冷却装置を備える加工装置であって、前記ワークを加工する加工工具の回転駆動力を発生する主軸モータと、該主軸モータの消費電力を検出する主軸モータ電力検出手段と、前記冷却油を前記加工部へ供給する冷却油供給手段と、該冷却油供給手段により供給する前記冷却油の流量を検出する冷却油流量検出手段と、前記冷却油供給手段を制御する冷却油供給制御手段とを備え、該冷却油供給制御手段は、ワーク加工時の前記主軸モータの消費電力と、前記ワークを加工していない状態で前記主軸モータを駆動するワーク非加工時の前記主軸モータの消費電力との偏差に基づき、前記ワークの加工で発生する加工部発熱量を推定する加工部発熱量推定手段と、該加工部発熱量推定手段により推定された加工部発熱量と、前記加工部のヒートバランスとに基づいて、前記ワークが目標温度となる冷却油流量を演算する冷却油流量演算手段とを備え、該演算された冷却油流量となるように、前記冷却油供給手段を制御することを特徴としている。
このように構成することで、ワークの温度を直接的に測定できない場合であっても、主軸モータのワーク加工時とワーク非加工時との各消費電力に基づいてワークの加工で発生する加工部発熱量を推定し、この加工部発熱量と加工部のヒートバランスとに基づいて、ワークが目標温度となる冷却油の流量を求めることができる。

この発明に係る冷却油流量決定方法は、ワークを加工する加工部を冷却する冷却油の冷却油流量決定方法であって、前記加工部へ供給される前記冷却油の流量と、前記加工部へ供給される冷却油の温度と、前記加工部で使用された後の冷却油の温度と、に基づいて、前記ワークの加工で発生する加工部発熱量を算出する工程と、該加工部発熱量と、前記加工部のヒートバランスとに基づいて、前記ワークの温度が目標温度となる冷却油流量を演算する工程とを備えることを特徴としている。
このように構成することで、ワークの温度を直接的に計測することなしに、加工部へ供給される冷却油の流量と、加工部へ供給される冷却油の温度と、使用後の冷却油の温度とに基づいて、ワークの加工により発生する加工部発熱量を求めることができるため、ワークを十分に冷却可能な冷却油流量を演算して求めることができる。

さらに、この発明に係る冷却油流量決定方法は、ワークを加工する加工部を冷却する冷却油の冷却油流量決定方法であって、前記ワークを加工する加工工具の回転駆動力を発生する主軸モータを、前記ワークを加工しない非加工状態で駆動して、前記主軸モータの非加工時の消費電力を検出する工程と、前記ワークを加工する加工状態で主軸モータを駆動して、前記主軸モータの加工時の消費電力を検出する工程と、前記非加工時の消費電力と加工時の消費電力との偏差に基づいて、前記ワークの加工で発生する加工部発熱量を算出する工程と、該加工部発熱量と、前記加工部のヒートバランスとに基づいて、前記ワークの温度が目標温度となる冷却油流量を演算する工程とを備えることを特徴としている。
このように構成することで、ワークの温度を直接的に計測することなしに、ワーク加工時とワーク非加工時との各主軸モータの消費電力に基づいて、ワークの加工により発生する加工部発熱量を求めることができるため、ワークを十分に冷却可能な冷却油流量を演算して求めることができる。

この発明に係る冷却装置、加工装置、および、冷却油流量決定方法によれば、ワークの過熱を防止しつつ冷却油の流量を削減して冷却系全体を小型化することができる。

この発明の第一実施形態における歯車研削装置を示す斜視図である。 上記歯車研削装置の研削工具およびワークを示す斜視図である。 上記歯車研削装置の冷却装置の概略構成を示す図である。 上記冷却装置の研削油供給制御部の概略構成を示すブロック図である。 上記研削油供給制御部の研削油流量目標値決定部における制御処理を示すフローチャートである。 上記歯車研削装置の研削部の各伝熱経路を示す図である。 ワークの温度と狭隘部へ供給される研削油の流量との関係および、ワークのクライテリアを示すグラフである。 研削周期と各研削油流量との関係を示すタイミングチャートであって、（ａ）は研削のＯＮ／ＯＦＦ周期、（ｂ）は研削油流量センサによる流量、（ｃ）は洗浄油流量センサによる流量、（ｄ）は洗浄冷却油流量センサによる流量を示している。 上記研削油供給制御部の発熱量推定部における研削部の発熱量を算出する制御処理を示すフローチャートである。 この発明の第二実施形態における図３に相当する図である。 この発明の第三実施形態における図３に相当する図である。 上記第三実施形態の変形例における図３に相当する図である。 この発明の第四実施形態における図４に相当するブロック図である。 上記第四実施形態における発熱量推定部の制御処理を示すフローチャートである。 流量検出方法の変形例における図３に相当する図である。 流量検出方法の変形例における流量の変化を示すグラフであり、（ａ）は圧力と流量との関係、（ｂ）は回転数と流量との関係、（ｃ）は消費電力と流量との関係を示している。 流量調整方法の変形例における図３に相当する図である。 流量調整方法の変形例における弁開度と流量との関係を示すグラフである。

以下、この発明の第一実施形態における冷却装置、加工装置、および冷却油流量決定方法について図面を参照して説明する。
図１は、この実施形態における冷却装置を備えた加工装置である歯車研削装置の加工部の概略構成を示す図である。
図１に示すように、歯車研削装置１０は、ワークＷ（図２参照）を研削して平歯車などの歯車を成形するいわゆる歯車研削盤であって、フロア上等に装置基台１１が載置されている。この装置基台１１には、ワークＷの保持および搬入搬出を行うワーク側ユニット１２と、研削工具Ｋを固定して回転させる工具側ユニット１３とがそれぞれ対向配置されて取り付けられている。

ワーク側ユニット１２には、ワークＷを下方から支持して保持するテーブル１４が、装置基台１１上に立設されている。また、ワーク側ユニット１２には、略筒状のカウンタコラム１５が、装置基台１１上に立設されている。カウンタコラム１５は、上下方向に昇降する心押具（図示せず）を備えており、この心押具によって、テーブル１４に保持されたワークＷを上方から押さえてワークＷの一端を支えることが可能となっている。

カウンタコラム１５の下部外周には、旋回リング１６が旋回可能に取り付けられている。この旋回リング１６は、駆動手段（図示せず）によりカウンタコラム１５の周方向に旋回可能とされており、その外周には、ワークＷをその径方向外側から挟み込むことで把持可能なグリッパ１７と、研削工具Ｋのドレッシングを行うドレッシング装置１８とがそれぞれ周方向に離間して取り付けられている。

このように旋回リング１６にグリッパ１７が設けられていることで、グリッパ１７にワークＷを把持させた状態で旋回リング１６を旋回させると、ワークＷをテーブル１４の位置まで搬入可能であると共に、加工後のワークＷを把持させた状態で旋回リング１６を旋回させると、ワークＷをテーブル１４から搬出することが可能となっている。さらに、旋回リングを旋回させてテーブル１４の位置にドレッシング装置１８を配置させることで、ドレッシング作業を行うことが可能となる。なお、この実施形態においては、グリッパ１７が、２本の棒状のホーク１９を備え、これらホーク１９によりワークＷを挟み込む機構を例示しているが、ワークＷを搬送可能であればこの構成に限られるものではない。

工具側ユニット１３には、研削工具Ｋを回転駆動する主軸モータ８０等を収容するコラム２０が、テーブル１４に接近および離間する水平方向にスライド可能な状態で、装置基台１１上に配設されている。コラム２０には、研削工具Ｋを支持する支持機構２１が取り付けられている。この支持機構２１は、コラム２０のテーブル側の側壁２２に取り付けられて鉛直方向にスライド可能なスライド部２３と、コラム２０のスライド方向を向く回転軸周りに旋回可能な旋回ヘッド２４と、コラム２０のスライド方向に直交する水平方向にスライド可能な研削スライダ２５とを備えている。

研削スライダ２５には、研削工具Ｋを構成する砥石２６を装着可能な研削スピンドル２７が回動可能に支持されている。図２に示すように、砥石２６は、外周面にねじ状の溝が形成された略円筒状に形成されており、研削スピンドル２７は、装着された砥石２６の中心軸と重なる回転軸回りに回動可能とされている。また、上記旋回ヘッド２４には、ワークＷの加工中に冷却油である研削油を研削箇所に吐出するクーラントノズル２８が取り付けられている。このクーラントノズル２８から吐出される研削油によって、研削の円滑性の確保と、研削屑の除去と、ワークＷおよび砥石２６の除熱が行われる。以下、ワークＷと砥石２６との研削が行われるワークスペースを研削部２９と称する。

このように構成された歯車研削装置１０においては、まず、グリッパ１７によって搬入された未加工のワークＷがテーブル１４に載置保持される。この際、コラム２０は、テーブル１４から離間した位置に待機している。次いで、支持機構２１のスライド部２３、旋回ヘッド２４、および、研削スライダ２５によって、研削スピンドル２７の位置、すなわち砥石２６の位置が、テーブル１４に保持されているワークＷの位置に応じた位置に変位される。そして、コラム２０がテーブル１４に接近する方向にスライド変位されて、砥石がワークＷに接触し、図２に示すようにワークＷが研削されることとなる。そして、研削が終了したワークＷは、グリッパ１７により把持されて、旋回リング１６の旋回により搬入とは逆向きに搬送され、図示しない搬出装置を介して装置外へと搬出される。

次に、上述した歯車研削装置１０の冷却装置３０について図面を参照して説明する。
図３に示すように、冷却装置３０は、研削油を貯留するメインタンク３１を備えている。このメインタンク３１には、メインタンク３１内の研削油の温度を一定に保持するチラー３２が設けられている。さらに、メインタンク３１は、上述したクーラントノズル２８に研削油を供給するための研削油配管３３の一端部が接続されている。研削油配管３３の途中には、メインタンク３１内の研削油をクーラントノズル２８に向けて圧送するための研削油ポンプ３４と、研削油配管３３の研削油流路を開閉する開閉弁３５とが設けられている。

同様に、メインタンク３１には、洗浄油配管３６が接続されており、この洗浄油配管３６の出口開口部３７が、テーブル１４に保持されたワークＷの位置を向いて配設されている。そして、洗浄油配管３６の途中には、メインタンク３１内の研削油を圧送する洗浄油ポンプ３８および、洗浄油配管３６の研削油流路を開閉する開閉弁３９が取り付けられている。この洗浄油配管３６を介して圧送される研削油は、研削加工の合間に、テーブル１４に付着した研削屑などを除去するための研削油として使用される。

さらに、メインタンク３１には、洗浄冷却油配管４０が接続されており、この洗浄冷却油配管４０の出口開口部４１が、ワークＷおよび砥石２６の下方の装置基台１１の上面１１ａに沿う方向を向いて配設されている。この洗浄冷却油配管４０の途中には、メインタンク３１内の研削油を圧送する洗浄冷却油ポンプ４２および、洗浄冷却油配管４０の研削油流路を開閉する開閉弁４３が設けられている。この洗浄冷却油配管４０を介して圧送される研削油は、ワークＷおよび砥石２６の下方に飛び散った研削屑などを除去するための研削油として使用される。

装置基台１１の上面１１ａには、上述したクーラントノズル２８、出口開口部３７，４１から吐出された研削油を排出する排出配管４４が接続されている。この排出配管４４は、研削屑を含む使用後の研削油を一時的に貯留するダーティタンク４５に接続されている。このダーティタンク４５は、メインタンク３１よりも小容量の小型なものとなっており、上記上面１１ａよりも下方に配置されている。これにより、研削屑を含む使用後の研削油は、自重により排出配管４４を介してダーティタンク４５内に収容される。

さらに、ダーティタンク４５には、配管４６を介して研削屑を含む研削油を、ろ紙付きコンベア等でろ過するろ過装置４７が接続されている。そして、配管４６の途中には、ダーティタンク４５の研削油をろ過装置４７に圧送するろ過入口ポンプ４８と、配管４６の流路を開閉する開閉弁４９とがそれぞれ設けられている。ダーティタンク４５に一時的に貯留された研削油は、ダーティタンク４５に長時間貯留されることなく、ろ過装置４７へ順次圧送されるようになっている。

そして、ろ過装置４７には、配管５０を介してメインタンク３１が接続されている。この配管５０の途中には、ろ過装置４７により研削屑が除去された清浄な研削油をメインタンク３１に圧送するメイン入口ポンプ５１と配管５０の流路を開閉する開閉弁５２とがそれぞれ設けられている。

ところで、上述した研削油配管３３には、研削油配管３３内を流過する研削油の流量を検出する研削油流量センサＦ１が取り付けられ、洗浄油配管３６には、洗浄油配管３６内を流過する研削油の流量を検出する洗浄油流量センサＦ２が取り付けられている。さらに、洗浄冷却油配管４０には、洗浄冷却油配管４０内を流過する研削油の流量を検出する洗浄冷却油流量センサＦ３が取り付けられている。これら研削油流量センサＦ１、洗浄油流量センサＦ２、および、洗浄冷却油流量センサＦ３の検出結果、すなわち、研削部２９に供給される研削油の流量の検出結果は、それぞれ研削油供給制御部６０に入力される。

上述した研削油配管３３には、さらに、研削油配管３３内を流過する研削油すなわち、研削部２９へ供給される直前の研削油の温度を検出する研削油温センサＴ１が取り付けられている。また、洗浄油配管３６には、洗浄油配管３６内を流過する研削油すなわち、研削部２９へ供給される直前の研削油の温度を検出する洗浄油温センサＴ２が取り付けられている。同様に、洗浄冷却油配管４０には、洗浄冷却油配管４０内を流過する研削油すなわち、研削部２９へ供給される直前の研削油の温度を検出する洗浄冷却油温センサＴ３が取り付けられている。また、ダーティタンク４５には、ダーティタンク４５内に貯留されている研削油すなわち、使用後の研削油の温度を検出する使用後油温センサＴ４が取り付けられている。これら研削油温センサＴ１、洗浄油温センサＴ２、洗浄冷却油温センサＴ３、および、使用後油温センサＴ４の検出結果は、それぞれ研削油供給制御部６０に入力される。

研削油供給制御部６０は、研削油流量センサＦ１、洗浄油流量センサＦ２、および、洗浄冷却油流量センサＦ３の検出結果と、研削油温センサＴ１、洗浄油温センサＴ２、洗浄冷却油温センサＴ３、および、使用後油温センサＴ４の検出結果とに基づいて、研削部２９で生じる発熱量を推定する制御処理を行う。さらに研削油供給制御部６０は、推定された発熱量と、研削部２９の後述するヒートバランスとに基づいて、ワークＷが目標温度となる研削油流量を演算し、この演算された研削油流量となるように、研削油流量を制御する。また、その具体的方法として、ポンプモータをインバータ制御（図示せず）により操作する。

次に、上述した研削油供給制御部６０の概略構成について図面を参照しながら説明する。
図４に示すように、研削油供給制御部６０は、マス・ヒート・バランス計算部６１と、研削油流量目標値決定部６２と、目標流量・実流量比較部６３と、操作量決定部６４と、研削油流量制御部６５と、発熱量推定部６６とを備えている。

また、研削油供給制御部６０には、操作者により操作入力が可能なユーザインターフェースである入力部６７から、研削条件、材料条件、および、伝熱条件等の各種入力条件が入力可能とされている。

ここで、入力部６７へ入力される研削条件としては、ワークＷの研削しろ、ワークＷの外径、ワークＷの送り速度、砥石外径、研削スピンドル２７を回転させる主軸の回転速度、および、潤滑条件等が挙げられる。さらに、入力部６７へ入力される伝熱条件としては、空気の物性値、研削油の物性値、砥石２６から周囲空気への熱伝達率、および、ワークＷから周囲空気への熱伝達率などが挙げられる。

研削油供給制御部６０は、上記研削条件を用いて、研削部２９による発熱量の予測値を決定する。さらに、研削油供給制御部６０は、上記材料条件を用いて、ワークＷで許容可能な温度の上限値すなわち、研削油による冷却の目標温度（後述するクライテリア）を決定する。

マス・ヒート・バランス計算部６１は、上記研削部２９による発熱量の予測値に基づいて、研削部２９へ供給する研削油の流量を仮決定するとともに、研削部２９の発熱に伴う各箇所への伝熱量を評価し、ワークＷの温度を評価する。そして、ワークＷの温度を研削油流量目標値決定部６２へ出力する。

また、マス・ヒート・バランス計算部６１は、後述する発熱量推定部によって推定された研削部２９の推定発熱量に基づいて、研削部２９へ供給する研削油の流量を仮決定するとともに、研削部２９の発熱に伴う各箇所への伝熱量を評価して、ワークＷの温度を評価する。そして、ワークＷの温度を研削油流量目標値決定部６２へ出力する。

マス・ヒート・バランス計算部６１及び研削油流量目標値決定部６２は、収束計算によりワークＷの温度が温度上限値であるクライテリア以下となるクーラントノズル２８から吐出される研削油の最小油量を決定する。この際、研削油流量目標値決定部６２は、クーラントノズル２８から吐出される研削油の流量のうち、適正に研削部２９へ供給される研削油の流量を評価して、上記研削油の最小油量から、クーラントノズル２８から吐出される研削油の目標流量（以下、単に目標流量と称す）を決定して、目標流量・実流量比較部６３へ出力する。

目標流量・実流量比較部６３は、上記目標流量と、研削油流量センサＦ１により検出される流量（以下、単に実流量と称す）とを比較して、その偏差を操作量決定部６４に出力する。

操作量決定部６４は、目標流量と実流量との偏差に基づき、実流量が目標流量となるような、研削油ポンプ３４の操作量を決定して、研削油流量制御部６５へ出力する。
研削油流量制御部６５は、操作量決定部６４で決定された操作量で研削油ポンプ３４の流量を制御する。より具体的には研削油ポンプ３４のポンプモータをインバータ制御により操作する。

発熱量推定部６６は、研削油流量センサＦ１、洗浄油流量センサＦ２、洗浄冷却油流量センサＦ３、研削油温センサＴ１、洗浄油温センサＴ２、洗浄冷却油温センサＴ３、および、使用後油温センサＴ４の各検出結果に基づいて、研削部２９の発熱量を推定する。より具体的には、研削中に研削部２９へ吐出される研削油の平均流量を求めて、この平均流量から研削中の研削部２９の平均発熱量を求める。そして、この平均発熱量から、研削時の発熱量を求めて、この発熱量を研削部２９の発熱量の推定結果として、マス・ヒート・バランス計算部６１へ出力する。

次に、上述したマス・ヒート・バランス計算部６１と、研削油流量目標値決定部６２とによる制御処理について、図５のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
まず、入力部６７から、上述した研削条件、材料条件、および、伝熱条件の各種入力条件を入力する（ステップＳ０１）。
次いで、研削条件に基づいて決定される研削部２９による発熱量の予測値から、クーラントノズル２８から吐出させる研削油の内、砥石２６とワークＷとの間の狭隘部７０に流れ込む流量を仮決定し（ステップＳ０２）、伝熱量の評価を行う（ステップＳ０３）。

ここで、図６は、研削部２９の発熱量Ｑとした場合の各伝熱経路を示している。この図６に示すように、まず、ワークＷへの砥石２６の回転接触により、発熱量Ｑが生じる。この発熱量Ｑは、それぞれ、ワークＷへの伝熱量Ｑｗｉｎと、砥石２６への伝熱量Ｑｓｉｎとに分かれる。狭隘部７０には、クーラントノズル２８から吐出される研削油が供給され、さらに、ワークＷと砥石２６とは、それぞれ大気中に存在するため、ワークＷへの伝熱量Ｑｗｉｎは、研削油への伝熱量Ｑｗｃと、大気への伝熱量である放熱量Ｑｗａに分かれる。また、砥石２６への伝熱量Ｑｓｉｎは、研削油への伝熱量Ｑｓｃと、大気への伝熱量である放熱量Ｑｓａに分かれる。そして、各伝熱量は、下記の評価式を用いて求めることができる。
伝熱量＝熱伝達率×温度差×伝熱面積・・・（１）

ここで、上記熱伝達率は、砥石２６と空気又は研削油との間の熱伝達率、および、ワークＷと空気又は研削油との間の熱伝達率である。さらに、上記温度差は、砥石２６と空気又は研削油との間の温度差、および、ワークＷと空気又は研削油との間の温度差である。

次いで、研削部２９の発熱量Ｑ、ワークＷへの入放熱量、砥石２６への入放熱量のバランスから、ワークＷの温度を求める（ワーク温度評価；ステップＳ０３）。
そして、ワークＷの温度がクライテリア以下か否かを判定する（ステップＳ０４）。

ここで、図７は、縦軸をワークＷの温度（ワーク温度）、横軸を狭隘部７０への研削油流量（油流量）としたグラフである。ワークＷの温度は、研削油の流量が少ない場合に高温となり、研削油の流量が増加するにつれて低温側へ推移する。より具体的には、ワークＷの温度は、研削油の流量が少ない領域では、研削油の流量の増加に対する温度低下率が大きくなり、研削油の流量が多い領域になるほど、研削油の流量の増加に対する温度低下率が小さくなる。図７に示すクライテリアは、ワークＷの研削焼けなどが生じない上限温度であって、ワークＷの材質等の諸条件に応じて変化する。

上記ステップＳ０４の判定の結果、ワークＷの温度がクライテリアよりも大きい「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２に戻り、狭隘部７０へ供給する研削油流量の仮決定値を僅かに増加させて上述した処理を繰り返す。
一方、ワークＷの温度がクライテリア以下である「ＹＥＳ」の場合には、狭隘部７０へ供給する研削油の流量を決定する（ステップＳ０５）。ここで、狭隘部７０へ供給する研削油の流量は、図６に示す最小油量となる。

次いで、クーラントノズル２８から吐出する研削油の流量に対する上記ステップで決定された狭隘部７０へ供給する研削油の流量を評価する（ステップＳ０６）。より具体的には、クーラントノズル２８から吐出される研削油は、図６に太線矢印で示すように、狭隘部７０を通過しない研削油が存在するため、クーラントノズル２８から吐出される研削油のうち、狭隘部７０を通過しない研削油の割合を求めている。この狭隘部７０を通過しない研削油の割合は、装置毎あるいは研削部２９毎に予め計測するなどして求めることができる。

そして、上記狭隘部７０を通過しない研削油の割合から、クーラントノズル２８から吐出させる研削油の流量の必要最小油量を決定する（ステップＳ０７）。さらに、この必要最小油量の決定結果を、目標流量・実流量比較部６３に出力する（ステップＳ０８）。

次に、発熱量推定部６６による制御処理について図８、図９を参照しながら説明する。
図８（ａ）〜（ｄ）は、横軸を共通の時間軸としたタイミングチャートであり、図８（ａ）は、研削のＯＮ／ＯＦＦ周期、図８（ｂ）は、研削油流量センサＦ１により検出される流量の変位、図８（ｃ）は、洗浄油流量センサＦ２により検出される流量の変位、図８（ｄ）は、洗浄冷却油流量センサＦ３により検出される流量の変位を示している。なお、研削がＯＮ時には、砥石２６とワークＷとが接触し、ＯＦＦ時には、砥石２６とワークＷとが離間する状態となる。また、図８（ｂ）〜（ｄ）において、縦軸のスケールはそれぞれ異なっている。

上記図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、砥石２６によるワークＷの研削は、所定時間（ｔ＿ｏｎ）だけＯＮ状態とされた後に所定時間（ｔ＿ｏｆｆ）だけＯＦＦ状態とされる周期を繰り返す。
また、図８（ｂ）〜（ｃ）に示すように、研削油ポンプ３４は、砥石２６によるワークＷの研削による除熱を行う必要があるためｔ＿ｏｎ時にのみ駆動され、洗浄油ポンプ３８は、テーブル１４に付着した研削屑を除去するためにｔ＿ｏｆｆ時にのみ駆動されている。さらに、図８（ｄ）に示すように、洗浄冷却油ポンプ４２は、研削部２９の下部に落下した研削屑を除去するために、ｔ＿ｏｎ、ｔ＿ｏｆｆに関わらず、装置稼働中は常時駆動している。

図９に示すフローチャートに従って、上記周期で研削が行われる研削部２９の発熱量を算出する制御処理について説明する。
まず、図８に示す研削周期の１周期分、すなわちｔ＿ｏｎ＋ｔ＿ｏｆｆにおける研削油ポンプ３４、洗浄油ポンプ３８、および、洗浄冷却油ポンプ４２のそれぞれの平均流量を算出する（ステップＳ１１）。ここで、入力条件としては、研削油の物性値、研削周期ｔ＿ｏｎ，ｔ＿ｏｆｆ、研削油流量センサＦ１の検出流量、洗浄油流量センサＦ２の検出流量、洗浄冷却油流量センサＦ３の検出流量、研削油温センサＴ１の検出温度、洗浄油温センサＴ２の検出温度、洗浄冷却油温センサＴ３の検出温度、使用後油温センサＴ４の検出温度が用いられる。なお、各検出流量は、各ポンプ３４，３８，４２の稼動時の検出流量である。

次いで、研削部２９の平均発熱量Ｑａｖを下記（２）式により算出する（ステップＳ１２）。
平均発熱量Ｑａｖ＝密度×比熱×入口・出口温度差×平均流量・・・（２）
ここで、「密度」および「比熱」は、何れも研削油の密度および比熱である。また、入口・出口温度差とは、研削部２９よりも上流側の研削油温センサＴ１、洗浄油温センサＴ２、および、洗浄冷却油温センサＴ３による検出温度を入口温度とし、使用後油温センサＴ４による検出温度を出口温度とした場合の、入口温度と出口温度との偏差である。研削油、洗浄油、洗浄冷却油それぞれについて上記（２）式により平均発熱量を算出し、その和をとることで研削部２９の平均発熱量Ｑａｖを算出する。

そして、上記平均発熱量Ｑａｖから研削部２９の発熱量Ｑを下記（３）式により算出する（ステップＳ１３）。
Ｑ・（ｔ＿ｏｎ）＝Ｑａｖ・（ｔ＿ｏｎ＋ｔ＿ｏｆｆ）
Ｑ＝Ｑａｖ・（ｔ＿ｏｎ＋ｔ＿ｏｆｆ）／（ｔ＿ｏｎ）・・・（３）

次いで、研削部２９の発熱量Ｑを、マス・ヒート・バランス計算部６１に出力して（ステップＳ１４）、上述した一連の制御処理を一旦終了する。このように実際に検出された研削油の温度に基づいて研削部２９の発熱量Ｑを求めることで、マス・ヒート・バランス計算部６１および研削油流量目標値決定部６２によって研削油流量を必要最小油量にすることが可能となっている。

したがって、上述した第一実施形態の冷却装置３０によれば、ワークＷの温度を直接的に測定できない場合であっても、ワークＷの研削時に生じる発熱量Ｑを推定して、この発熱量Ｑと研削部２９のヒートバランスとに基づいて、ワークＷが目標温度となる研削油の流量を求めることができるため、ワークＷの研削焼けなど過熱を防止しつつ、研削油の流量を削減して冷却系全体を小型化することができる。

また、テーブル１４などに付着した研削屑などを除去する洗浄用の研削油を供給する洗浄油ポンプ３８および洗浄冷却油ポンプ４２を備えている場合であっても、洗浄用の研削油の流量と温度とをそれぞれ検出して、研削部２９の発熱量Ｑを推定することができる

さらに、研削油が研削部２９へ間欠的に供給されるような場合であっても、研削周期における１周期の平均流量に基づいて、１周期の平均発熱量Ｑａｖを求めることができるため、平均発熱量Ｑａｖと研削油の供給時間ｔ＿ｏｎ、および、非供給時間ｔ＿ｏｆｆとに基づいて研削部２９による発熱量Ｑを算出することができる。

次に、この発明の第二実施形態における冷却装置について図面を参照して説明する。なお、この第二実施形態における冷却装置は、上述した第一実施形態の冷却装置に対して、流量センサＦ４，Ｆ５を追加するとともに、ろ過入口ポンプ４８、メイン入口ポンプ５１による流量を制御する構成を追加したものである。そのため、第一実施形態の冷却装置３０と同一部分に同一符号を付して、重複説明を省略する。

図１０は、この実施形態における冷却装置１３０の概略構成を示す図である。
図１０に示すように、冷却装置１３０は、ダーティタンク４５とろ過装置４７との間の配管４６に、配管４６内を流過する研削油の流量を検出する流量センサＦ４が取り付けられている。同様に、ろ過装置４７とメインタンク３１との間の配管５０には、流量センサＦ５が取り付けられている。これら流量センサＦ４，Ｆ５の検出結果は、研削油戻し制御部１６０に入力される。

研削油戻し制御部１６０は、研削油供給制御部６０に接続され、研削油供給制御部６０より、研削油流量センサＦ１、洗浄油流量センサＦ２、および、洗浄冷却油流量センサＦ３でそれぞれ検出された研削油流量の合計、すなわち研削部２９へ圧送される研削油の合計流量の情報が入力される。

そして、研削油戻し制御部１６０は、研削部２９へ圧送される研削油の合計流量と、ダーティタンク４５からろ過装置４７へ圧送される研削油の流量と、ろ過装置４７からメインタンク３１へ圧送される研削油の流量とが同等になるように、配管４６に設けられたろ過入口ポンプ４８と、配管５０に設けられたメイン入口ポンプ５１の流量制御を行う。この際、流量センサＦ４，Ｆ５の検出結果に基づいてろ過入口ポンプ４８とメイン入口ポンプ５１とのフィードバック制御を行う。

したがって、上述した第二実施形態の冷却装置１３０によれば、とりわけメインタンク３１とダーティタンク４５とを備えている場合に、ダーティタンク４５からメインタンクへ研削油を移送するろ過入口ポンプ４８およびメイン入口ポンプ５１による移送流量を、研削油ポンプ３４、洗浄油ポンプ３８、および、洗浄冷却油ポンプ４２によって研削部２９に供給される研削油と同等の流量まで低減することができるため、系全体の研削油の流量を低減して更なる省電力化および系全体の小型化を図ることができる。

次に、この発明の第三実施形態における冷却装置について図面を参照して説明する。なお、この第三実施形態の冷却装置は、上述した第一実施形態の冷却装置３０に対して、洗浄油ポンプ３８を備える配管と、洗浄冷却油ポンプ４２を備える配管との経路を変更したものであるため、上述した第一実施形態の冷却装置３０と同一部分に同一符号を付して重複説明を省略する。

図１１に示すように、この実施形態における冷却装置２３０は、第一実施形態の冷却装置３０でメインタンク３１と研削部２９とを連通する洗浄油配管３６および洗浄冷却油配管４０（図１１中、破線で示す）に代わって、ダーティタンク４５と研削部２９とを連通する、洗浄油配管１３６と、洗浄冷却油配管１４０とが設けられている。なお、図１１において、図示都合上、研削油供給制御部６０を省略している（後述する図１２も同様）。

洗浄油配管１３６は、洗浄油配管３６と同様に、その出口開口部３７がテーブル１４上部を向いて配設されている。この洗浄油配管１３６の途中には、ダーティタンク４５内の研削油を研削部２９に向かって圧送する洗浄油ポンプ３８と、洗浄油配管１３６の研削油流路を開閉する開閉弁３９とが取り付けられている。この洗浄油配管１３６を介して圧送される研削油は、研削加工の合間に、テーブル１４に付着した研削屑などを除去するための研削油として使用される。

洗浄冷却油配管１４０は、洗浄冷却油配管４０と同様に、その出口開口部４１がワークＷおよび砥石２６の下方の装置基台１１の上面１１ａに沿う方向を向いて配設されている。この洗浄冷却油配管１４０の途中には、ダーティタンク４５内の研削油を圧送する洗浄冷却油ポンプ４２および、洗浄冷却油配管４０の研削油流路を開閉する開閉弁４３が設けられている。この洗浄冷却油配管１４０を介して圧送される研削油は、ワークＷおよび砥石２６の下方の装置基台１１の上面１１ａ上に飛び散った研削屑などを除去するための研削油として使用される。

したがって、上述した第三実施形態の冷却装置２３０によれば、ろ過入口ポンプ４８とメイン入口ポンプ５１とによりダーティタンク４５からメインタンク３１へ圧送する研削油の流量を低減することができるため、省電力化を図ることが可能となる。さらに、ろ過入口ポンプ４８、メイン入口ポンプ５１、配管４６，５０、および、メインタンク３１などを小型化できるため、研削油を循環させる系全体の小型化を図ることが可能となる。

ここで、上記冷却装置２３０においては、ダーティタンク４５から洗浄油配管１３６、洗浄冷却油配管１４０を介して、研削部２９へ研削油を供給する場合について説明したが、図１２に示す第三実施形態の変形例における冷却装置３３０のように、ろ過装置４７から洗浄油配管２３６、洗浄冷却油配管２４０を介して研削部２９へ研削油を供給するようにしてもよい。この場合も、メイン入口ポンプ５１によってメインタンク３１へ圧送する研削油の流量を低減することができるため、省電力化ならびに系全体の小型化を図ることができる。

次に、この発明の第四実施形態における冷却装置について図１３、図１４を参照して説明する。なお、この第四実施形態における冷却装置は、上述した第一実施形態の冷却装置３０の発熱量推定部６６における研削部２９の発熱量を推定する方法が異なるだけであるため、上記第一実施形態の図１〜３を援用すると共に、同一部分に同一符号を付して重複説明を省略する。

冷却装置３０には、砥石２６を回動させる主軸モータ８０（図１参照）が設けられるとともに、図１３に示すように、主軸モータ８０の消費電力を検出する主軸モータ電力センサＳ１が設けられている。この第四実施形態の発熱量推定部１６６は、主軸モータ電力センサＳ１の検出結果に基づいて、研削部２９の発熱量を推定する。

次に、図１４のフローチャートを参照しながら、上記発熱量推定部１６６による制御処理について説明する。
まず、研削スピンドル２７へ砥石２６を装着して、ワークＷを研削していない非研削状態で、研削時と同一回転速度で主軸モータ８０を空転させる。そして、この非研削状態における主軸モータ８０の消費電力Ｐ１を検出する（ステップＳ２１）。
次いで、砥石２６によりワークＷの研削を開始し、研削状態における主軸モータ８０の消費電力Ｐ２を検出する（ステップＳ２２）。

さらに、研削に要する動力分Ｐ３を、消費電力Ｐ２から消費電力Ｐ１を減算（Ｐ３＝Ｐ２−Ｐ１）して算出する（ステップＳ２３）。
そして、上記動力分Ｐ３に適切な係数η（０＜η≦１）を乗算することで研削部２９の発熱量Ｐ４を算出する（ステップＳ２４）。最後に、算出した研削部２９の発熱量Ｐ４をマス・ヒート・バランス計算部６１に出力して、上述した一連の制御処理を一旦終了する。ここで、上記係数ηとは、動力検知部位と、実際に加工する部位において加工に供される動力との間の損失を考慮した効率である。

したがって、上述した第四実施形態の冷却装置によれば、予め非研削時の消費電力Ｐ１を求めておき、研削時の主軸モータ８０の消費電力Ｐ２を検出することで、その偏差である動力分Ｐ３を求めることができる。その結果、動力分Ｐ３に基づいて研削部２９における発熱量Ｐ４を容易に推定することができる。

なお、この発明は上述した各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
上述した各実施形態においては、研削油流量センサＦ１、洗浄油流量センサＦ２、および、洗浄冷却油流量センサＦ３を用いて、各配管を流過する研削油の流量を検出する場合について説明したが、この流量検出方法に限られるものではない。

以下、流量検出方法の３つの変形例について、図１５、図１６（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。なお、図１５においては、第一実施形態の冷却装置３０の研削油配管３３に流量検出方法の各変形例を適用する場合を示しているが、洗浄油配管３６、洗浄冷却油配管４０にも適用可能である。また、第二、第三実施形態の冷却装置１３０，２３０，３３０にも適用可能である。さらに、図１５においては、図示都合上、３つの変形例に係る構成を同一の冷却装置３０に設けているが、実際には、これら構成は同時に設けられるものではない。

まず、流量検出方法の第一変形例は、研削油流量センサＦ１に代えて、研削油ポンプ３４の出口側における研削油配管３３内部の研削油の圧力を検出する圧力センサＰを設けている。研削油ポンプ３４の出口側の研削油の圧力は、研削油ポンプ３４の出口側における流量に対して図１６（ａ）のグラフに示すようにポンプの性能曲線で表される。つまり、上記圧力と流量との関係より、研削油ポンプ３４の出口側の圧力を圧力センサＰによって検出することで、研削油ポンプ３４の出口側における研削油の流量を求めることが可能となる。

そして、流量検出方法の第二変形例は、研削油流量センサＦ１に代えて、研削油ポンプ３４の回転数を検出する回転数センサＮ１を設けている。研削油ポンプ３４の回転数は、研削油ポンプ３４の出口側における流量に対して図１６（ｂ）のグラフに示すように、ポンプの性能曲線で表される。つまり、上記回転数と流量との関係より、研削油ポンプ３４の駆動回転数を回転数センサＮ１によって検出することで、研削油ポンプ３４の出口側における研削油の流量を求めることが可能となる。

さらに、流量検出方法の第三変形例は、研削油流量センサＦ１に代えて、研削油ポンプ３４のモータＭの消費電力を検出する電力センサＬ１を設けている。モータＭの消費電力は、研削油ポンプ３４の出口側における流量に対して図１６（ｃ）のグラフに示すように、ポンプの性能曲線で表される。つまり、上記消費電力と流量との関係より、研削油ポンプ３４の消費電力を電力センサＬ１によって検出することで、研削油ポンプ３４の出口側における研削油の流量を求めることが可能となる。

上述した各実施形態においては、研削油配管３３を流過する研削油の流量を、研削油ポンプ３４により調整する場合について説明したが、この流量調整方法に限られるものではない。

以下、流量調整方法の２つの変形例について、図１７、図１８を参照して説明する。なお、図１７においては、第一実施形態の冷却装置３０の研削油配管３３に流量調整方法の各変形例を適用する場合を示しているが、洗浄油配管３６、洗浄冷却油配管４０にも適用可能である。また、第二、第三実施形態の冷却装置１３０，２３０，３３０にも適用可能である。さらに、図１７においては、図示都合上、２つの変形例に係る構成を同一の冷却装置３０に設けているが、実際には、これら構成は同時に設けられるものではない。

まず、流量調整方法の第一変形例は、開閉弁３５に代えて、研削油供給制御部６０により開閉操作量が制御可能な制御弁１３５が設けられている。制御弁１３５は、図５のステップＳ０８で求めた必要最小油量となるように、研削油供給制御部６０によって弁開度が調整される。ここで、図１８は縦軸を弁開度、横軸を流量としたグラフである。この図１８のグラフに示すように、弁開度と流量との関係は、弁開度が小さい状態から弁開度が大きくなるにつれて徐々に流量が増加する。例えば、上記グラフの関係を予めマップとして記憶手段（図示せず）に記憶しておき、研削油の流量の検出結果（計測値）と、流量の制御目標値との偏差に基づいて、マップ参照することで制御弁１３５の操作量を求めることができる。具体的には、流量の制御目標値である「目標値１」よりも計測値が小さい場合には、「操作量１」だけ弁開度を開く一方で、「目標値２」よりも計測値が大きい場合には、「操作量２」だけ弁開度を絞ることとなる。

さらに、流量調整方法の第二変形例は、研削油配管３３から分岐してメインタンク３１に接続される分岐配管３３３を設け、当該分岐配管３３３に制御弁２３５を設けられている。つまり、研削油配管３３に流れる研削油の一部を、分岐配管３３３を介してメインタンク３１に戻すことが可能となっている。そして、メインタンク３１に戻される研削油の量は、制御弁２３５の開度に応じて調整可能となっている。この制御弁２３５の開度は、研削油供給制御部６０によって、上述した第一変形例と同様のマップ等を参照して調整される。なお、この際ポンプを最高効率点で運転することにより、高効率な運転が可能となる。

上述した第一実施形態においては、研削油温センサＴ１、洗浄油温センサＴ２、および、洗浄冷却油温センサＴ３によって、それぞれ研削油配管３３、洗浄油配管３６、および、洗浄冷却油配管４０の内部を流過する研削油の温度を検出する一例を説明したが、研削部２９へ供給される研削油の温度を検出可能であれば良く、例えば、メインタンク３１に貯留されている研削油の温度を検出するようにしてもよい。さらに、上述した各実施形態において、研削油温センサＴ１をクーラントノズル２８の直前の研削油配管３３に設け、洗浄油温センサＴ２を出口開口部３７直前の洗浄油配管３６，１３６，２３６に設け、洗浄冷却油温センサＴ３を出口開口部４１直前の洗浄冷却油配管４０，１４０，２４０に設けるようにしてもよい。

同様に、上述した各実施形態においては、研削部２９で使用後の研削油の温度を検出する使用後油温センサＴ４によってダーティタンク４５に貯留された研削油の温度を検出する一例を説明したが、この構成に限られず、例えば、排出配管４４を流過する研削油の温度を使用後油温センサＴ４によって検出するようにしてもよい。

さらに、洗浄用の研削油を供給するために、洗浄油配管３６（１３６，２３６）と、洗浄冷却油配管４０（１４０，２４０）とを設ける場合について説明したが、何れか一方のみを設けるようにしてもよく、また、狭隘部７０に研削油を供給する研削油配管３３のみを設けて、洗浄油配管３６（１３６，２３６）と、洗浄冷却油配管４０（１４０，２４０）とを省略してもよい。

また、上述した各実施形態の冷却装置３０，１３０，２３０，３３０を、ワークＷを研削して歯車を形成する歯車研削装置１０を一例に説明したが、発熱を伴う加工を行う加工装置であれば歯車研削装置１０に限られるものではない。

２９ 研削部（加工部）
３０，１３０，２３０，３３０ 冷却装置
３４ 研削油ポンプ（冷却油供給検出手段、狭隘部用冷却油供給手段）
３８ 洗浄油ポンプ（冷却油供給検出手段、洗浄用冷却油供給手段）
４２ 洗浄冷却油ポンプ（冷却油供給検出手段、洗浄用冷却油供給手段）
６０ 研削油供給制御部（冷却油供給制御手段）
６１ マス・ヒート・バランス計算部（冷却油流量演算手段）
６２ 研削油流量目標値決定部（冷却油流量演算手段）
６６，１６６ 発熱量推定部（加工部発熱量推定手段、平均流量算出手段、平均発熱量算出手段）
８０ 主軸モータ
Ｆ１ 研削油流量センサ（冷却油流量検出手段、狭隘部油流量検出手段）
Ｆ２ 洗浄油流量センサ（冷却油流量検出手段、洗浄油流量検出手段）
Ｆ３ 洗浄冷却油流量センサ（冷却油流量検出手段、洗浄油流量検出手段）
Ｔ１ 研削油温センサ（冷却油温度検出手段、狭隘部用冷却油温度検出手段）
Ｔ２ 洗浄油温センサ（冷却油温度検出手段、洗浄油温度検出手段）
Ｔ３ 洗浄冷却油温センサ（冷却油温度検出手段、洗浄油温度検出手段）
Ｔ４ 使用後油温センサ（使用後油温度検出手段）
Ｓ１ 主軸モータ電力センサ（主軸モータ電力検出手段）
Ｗ ワーク

Claims (8)

1. ワークを加工する加工部を冷却油によって冷却する冷却装置であって、
   前記冷却油を前記加工部へ供給する冷却油供給手段と、
   該冷却油供給手段により供給する前記冷却油の流量を検出する冷却油流量検出手段と、
   前記加工部へ供給される冷却油の温度を検出する冷却油温度検出手段と、
   前記加工部で使用後の冷却油の温度を検出する使用後油温度検出手段と、
   前記冷却油供給手段を制御する冷却油供給制御手段とを備え、
   該冷却油供給制御手段は、
   前記加工部へ供給される冷却油の温度、前記加工部で使用後の冷却油の温度、前記加工部へ供給される冷却油の流量とに基づいて、前記ワークの加工で発生する加工部発熱量を推定する加工部発熱量推定手段と、
   該加工部発熱量推定手段により推定された加工部発熱量と、前記加工部のヒートバランスとに基づいて、前記ワークが目標温度となる冷却油流量を演算する冷却油流量演算手段とを備え、該演算された冷却油流量となるように、前記冷却油供給手段を制御し、
   前記冷却油供給手段は、
   前記ワークと、該ワークを加工する加工工具との間の狭隘部に冷却油を供給する狭隘部用冷却油供給手段と、
   前記加工部を洗浄する洗浄用の冷却油を供給する洗浄用冷却油供給手段とを備え、
   前記冷却油流量検出手段は、
   前記狭隘部用冷却油供給手段により前記狭隘部へ供給される狭隘部用の冷却油の流量を検出する狭隘部油流量検出手段と、
   前記洗浄用冷却油供給手段により前記加工部へ供給される前記洗浄用の冷却油の流量を検出する洗浄油流量検出手段とを備え、
   前記冷却油温度検出手段は、
   前記狭隘部用の冷却油の温度を検出する狭隘部用冷却油温度検出手段と、
   前記洗浄用の冷却油の温度を検出する洗浄油温度検出手段とを備え、
   前記使用後油温度検出手段は、
   前記加工部で使用された前記狭隘部用の冷却油と前記洗浄用の冷却油とが合流した後の使用後の冷却油の温度を検出し、
   前記加工部発熱量推定手段は、
   前記狭隘部用の冷却油の流量と、前記洗浄用の冷却油の流量と、前記狭隘部用の冷却油の温度と、前記洗浄用の冷却油の温度と、前記使用後の冷却油の温度とに基づいて前記加工部発熱量を推定する冷却装置。
2. 前記加工部発熱量推定手段は、
   前記加工部へ供給される冷却油の平均流量を求める平均流量算出手段と、
   前記平均流量、前記加工部へ供給される冷却油の温度、および、前記加工部で使用後の冷却油の温度に基づいて、前記加工部における平均発熱量を求める平均発熱量算出手段とを備え、
   前記平均発熱量に基づいて前記ワークの加工による発熱量を算出する請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記使用後の冷却油を収容する第一収容部と、
   該第一収容部に接続され前記冷却油供給手段が接続される第二収容部と、
   前記第一収容部と前記第二収容部との間に設けられ、前記第一収容部の冷却油を前記第二収容部へ移送する冷却油移送手段とを備え、
   該冷却油移送手段により移送される前記冷却油の流量は、前記冷却油供給手段により前記加工部へ供給される前記冷却油の流量と同等に設定されている請求項１又は２に記載の冷却装置。
4. 前記洗浄用冷却油供給手段は、前記第一収容部に収容されている前記使用後の冷却油を前記加工部へ供給する請求項３に記載の冷却装置。
5. 上記請求項１から４の何れか一項に記載の冷却装置を備える加工装置。
6. ワークを加工する加工部を冷却油によって冷却する冷却装置を備える加工装置であって、
   前記ワークを加工する加工工具の回転駆動力を発生する主軸モータと、
   該主軸モータの消費電力を検出する主軸モータ電力検出手段と、
   前記冷却油を前記加工部へ供給する冷却油供給手段と、
   該冷却油供給手段により供給する前記冷却油の流量を検出する冷却油流量検出手段と、
   前記冷却油供給手段を制御する冷却油供給制御手段とを備え、
   該冷却油供給制御手段は、
   ワーク加工時の前記主軸モータの消費電力と、前記ワークを加工していない状態で前記主軸モータを駆動するワーク非加工時の前記主軸モータの消費電力との偏差に基づき、前記ワークの加工で発生する加工部発熱量を推定する加工部発熱量推定手段と、
   該加工部発熱量推定手段により推定された加工部発熱量と、前記加工部のヒートバランスとに基づいて、前記ワークが目標温度となる冷却油流量を演算する冷却油流量演算手段とを備え、該演算された冷却油流量となるように、前記冷却油供給手段を制御することを特徴とする加工装置。
7. ワークを加工する加工部を冷却する冷却油の冷却油流量決定方法であって、
   前記ワークと該ワークを加工する加工工具との間の狭隘部用の冷却油の流量と、加工部へ供給される洗浄用の冷却油の流量と、前記狭隘部用の冷却油の温度と、前記洗浄用の冷却油の温度と、前記狭隘部用の冷却油と前記洗浄用の冷却油とが合流した後の使用後の冷却油の温度とに基づいて加工部発熱量を推定する工程と、
   該加工部発熱量と、前記加工部のヒートバランスとに基づいて、前記ワークの温度が目標温度となる冷却油流量を演算する工程とを含むことを特徴とする冷却油流量決定方法。
8. ワークを加工する加工部を冷却する冷却油の冷却油流量決定方法であって、
   前記ワークを加工する加工工具の回転駆動力を発生する主軸モータを、前記ワークを加工しない非加工状態で駆動して、前記主軸モータの非加工時の消費電力を検出する工程と、
   前記ワークを加工する加工状態で主軸モータを駆動して、前記主軸モータの加工時の消費電力を検出する工程と、
   前記非加工時の消費電力と加工時の消費電力との偏差に基づいて、前記ワークの加工で発生する加工部発熱量を算出する工程と、
   該加工部発熱量と、前記加工部のヒートバランスとに基づいて、前記ワークの温度が目標温度となる冷却油流量を演算する工程とを含むことを特徴とする冷却油流量決定方法。

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