JPH0276679A - 研磨盤用インプロセスドレッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野） 当該インプロセスドレッシング装置（以降ドレッサと呼
ぶ）は、一般的な研磨盤に装着されて研磨加工をする導
電性の砥石（メタルボンド砥石と呼ばれる）を電解作用
によってドレッシングするもので、ワークの研磨加工中
でもドレッシング可能なドレッサに関するものである。

（従来の技術） 従来、上記研ｍ盤に装着されている砥石を、そのまま、
装着された状態で電解ドレッシングする場合は、−時的
に前記砥石を充分浸すことができる様に電解槽を設置し
前記砥石を正の電極とし、これに対応する負の電極を臨
時的に前記電解槽内に設け、両極間に所定の電圧を印加
し電流を流し、前記砥石の研磨作用面の砥粒を結合させ
ている導電性の焼結材を電解液中に溶かし出し、前記負
の電極に移動気約させて取り除き、前記研磨作用面に砥
粒を願出させ研磨能力を再生することによりドレッシン
グしていた。

（発明が解決しようとする課題） 従って、ドレッシングするに際しては、前記砥石と研磨
加工中のワークとの間隔を広げて、その間に上記電解槽
を形成する容器の一側面を挿入設置せねばならず、必然
的に前記研磨加工を一旦中断せねばならなかった。故に
インプロセスドレッシングとはいっても、上記研磨盤に
装着されている砥石を取り外さなくとも、ドレッシング
が施工可能であるというのに過ぎなかっな。

また、前記電解槽中には、前記砥石のドレッシングすべ
き研磨作用面ばかりでなく他の部分も浸され、その上、
導電性を有する部分は前記砥石以外の、例えば前記研磨
盤本体の前記砥石を装着するスピンドル部分等も電解液
に浸されて電極の一部を構成し、無駄な電流を流すこと
になると同時に有害な電蝕を発生させていた。

その上、前記ドレッシングすべき研磨作用面以外の導電
性を有する部分の面積に対して、ドレッシングすべき研
磨作用面の面積は小さく、且つ該研磨作用面上の砥粒を
結合させている焼結材は、導電性とはいっても一般的に
高い電気抵抗を有しており、且つ砥粒との面積比も小さ
いため、短時間で大規模なドレッシングを施工しようと
して、ドレッシングすべき研磨作用面の電流密度を高く
すれば、付随的にドレッシングすべきでない他の部分へ
の無駄な電流の増加をもならし、有害な電蝕作用の影響
を受けざるを得ながった。

従って、前記電蝕の発生を防ぐために電流は一定の制限
を受け、ドレッシング時間を大巾に短縮することは困難
であった。

更に、一方の電極（陽極）である前記砥石のドレッシン
グすべき部分と他方の電極（陰極）との、間の距離も、
画電極が共に電解槽に浸されているため、毎ドレッシン
グ施工時、所定値に設定することが難しく、従って所定
電流値に相当した電解量、換言すれば所定のドレッシン
グ施工時間を得ることが困難であり計画的なドレッシン
グ施工ができなかった。また両極間の距離によって決ま
る電解液の電気抵抗もある限度以下に低下させることが
、不可能で消費電力の面での効率も限られたものとなっ
ていた。

そこで本発明は、研磨盤に導電性の砥石を装着してワー
クを研磨加工中、前記砥石のドレッシングを方龜工する
に際し、 前記研磨加工を中断することなく、研磨加工を継続しな
がら前記砥石のドレッシングを可能とし、前記砥石のド
レッシングすべき部分のみに電解電流を流す様にして、
該砥石のドレッシングすべき研磨作用面以外に無駄な電
流を流さず電力の効率化を図り、 有害な電蝕を排除し、 一方の電極である前記砥石のドレッシングすべき研磨作
用面と対面する前記電極との間の距離を希望する所定値
に設定でき、且つ保持して電解液による電気抵抗を実用
限界まで低下させ、該砥石のドレッシングすべき部分の
電流密度を任意の値に設定可能とし、計画された時間で
計画されたドレッシング量を得ることができる研磨盤用
インプロセスドレッシング装置を提供することを解決す
べき課題とするものである。

更に、陽極面と陰極面との間の空間を仕切ることにより
必要とされる電解液の量の低減をも図るものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、当該研磨盤用イン
プロセスドレッシング装置、すなわち、ドレッサを、 研削、研磨、及び琢磨に三分類される、いわゆる研磨加
工を施工すべきワークを加工する導電性の回転砥石を装
着した研磨盤において、前記砥石の研磨作用面に対して
任意の面積比で、且つ、任意の間隔で前記研磨作用面に
対面する電極と、 前記砥石の研磨作用面の一部分と前記電極とを覆い、前
記砥石の研磨作用面と前記電極との間の空間を限定する
非導電性のハウジングと、前記砥石の研磨作用面を陽極
、前記電極を陰極として、又は前記砥石の研磨作用面を
陰極、前記電極を陽極として任意の電圧を印加する。電
圧印加手段と、 前記ハウジングと前記砥石の前記ハウジングで覆われる
部分とによって形成される空間へ電解液を供給する電解
液供給手段と、 を具備し、前記ワークの前記加工中又は非加工中に前記
砥石の研磨作用面をドレッシングするべく構成し、 そして、また、上記ハウジングと上記ハウジングによっ
て覆われる上記砥石表面とによって形成される空間と大
気空間との境界面上に、前記砥石とは非接触に、前記ハ
ウジングとは密接に、仕切り板を具備した構成とするこ
とにある。

（作用） 上記構成による当該ドレッサは、−ｉ的な研磨盤に装着
された上記砥石のワーク加工側の研磨作用面に干渉しな
い部分（一般的には加工側の反対側）に設置され、ワー
ク加工中といえども、ドレッシング施工可能としている
。前記砥石の研磨作用面一と該研磨作用面に対面する上
記電極とは、非導電性の上記ハウジングに覆われて半閉
鎖空間を形成する。電解液供給手段は前記半閉鎖空間へ
電解液を供給し該空間を電解液で満たし、前記砥石の研
磨作用面を陽極、前記電極を陰極とする機能上の電解槽
を形成する。電圧印加手段は前記砥石の研磨作用面に正
の電圧を印加して陽極とし、また前記電極に負の電圧を
印加して陰極とし、両極間に満たされた電解液を電流媒
体として電解作用を生ぜしめる。陽極である前記砥石の
研磨作用面の砥粒を結合している焼結材は、導電性のな
め電解液を介して陰極である前記電極へ持ち去られ、一
方、前記砥粒の方は、−ａ的に高い電気抵抗を有し非導
電性のため、電解作用を受けず前記研磨作用面に残留し
、前記焼結材の電解作用が進むに従い、埋もれていた焼
結材から頭を出し研磨能力が再生する。かようにして、
前記砥石のドレッシングすべき研磨作用面を陽極として
正の電圧を印加し、また前記電極を陰極として負の電圧
を印加した場合に当該ドレッシングが施工されるのであ
るが、前記陽極と陰極との極性を変え電解電流を逆向き
に流したり、電解電流をパルス状に流す等の電圧印加手
段を採用することにより電極表面を活性化しドレッシン
グ作用を促進させたり、前記研磨作用面を均等にドレッ
シングしたりすることも可能である。

更に、前記ハウジングによって覆われる前記半閉鎖空間
と解放大気空間との境界面に設けた仕切り板は、前記半
閉鎖空間を準閉鎖空間とするため該空間に供給された電
解液の該空間がら解放大気空間への洩れを一層限定し、
同時に前記準開鎖空間の電解液の内圧を、大気圧に対し
て一層昇圧させ、電解液中の気泡等による空白部の発生
を封じ前記電極の面積減小によるドレッシング能率の低
下を防ぐと共に、前記電解液供給手段から供給される電
、解液の量を一段と節減し供給源を小形化する。

〈実施例） 以下に本発明の一実施例として１代表的な研磨盤の一つ
である円筒研削盤に、代表的な砥石である平砥石を装着
し、当該ドレッサを適用した場合の、構成、作用、およ
び効果について説明する。

、第１図は平砥石を装着した円筒研削盤に当該ドレッサ
を装備した場合の側面［Ａ］と平面［Ｂ］とを示した路
体要部断面図で、ドレッサ１本体は、後述の連動手段と
取り合ったステム２によって支えられ、スライドウェー
３上に、円筒研削盤４の砥石５のスピンドル６に対して
直角に、移動可能に取り付けられている。

円筒研削盤４の砥石５は、ブラケット７によってベアリ
ング８を介して支持されたスピンドル６に装着され、矢
印Ｇ方向に回転し、主軸９に取り付けられ同方向に回転
駆動されるワーク１０を研削クーラント１１の放出を付
随して研削加工する。

ドレッサ１本体は、給電ローラ１２、駆動ローラ１３、
二つのガイドローラ１４、およびガイド１５によって整
形支持されクリーナ１６により張力を与えられると共に
圧接面を清浄化される薄板通電性の帯状型ｗ１１７、電
解液供給用ノズル１８、非導電性のハウジング１９とか
らなり、砥石５の研削作用面２０に近接し、且つガイド
１５によって帯状電極１７の電極作用面２１が砥石５の
研削作用面２０と一定間隔Ｇｄを保持して対面するべく
設定して陰極とし、他方、ドレッサ１本体に相対して、
円筒研削盤４の砥石５の白金部分をスリップリング２２
とし、該スリップリング２２に所定圧力で摺動接触する
ブラシ２３を経由して導電される前記砥石５の研削作用
面２０を陽極として、機械的、且つ電気的に構成し、ノ
ズル１８からハウジング１９内へ電解液（本実施例では
、前記研削クーラント１１を共用し、電解液としても作
用せしめるように成分および組成を調製して使用してい
る）を供給し機能的に電解槽を形成させる。

前記構成によれば、円筒研削盤４に載架されたワーク１
０は、冷却と目詰り防止のための研削クーラント１１の
加工部分への噴射を伴って砥石５によって研削加工され
るが、ある程度加工が進捗すると、砥石５の研削作用面
２０は、第２図部分断面図［Ａ］に示す新品の状態から
［Ｂ］に示す様に、砥粒２０１が次第に摩耗して、砥粒
２０１を焼結して砥石５を形成している導電性の結合材
２０２に埋もれてしまい、研削能力を失ってしまう、そ
こで［Ｃ］に示すごとく、結合材２０２を半径方向にＲ
ｄだけ電解除去して砥粒２０１をま出させ、［Ａ］に近
い状態に戻し研削能力を再生させる、いわゆるドレッシ
ングを施工する。

ドレッサ１の外殻をなす非導電性のハウジング１９は、
砥石５の一部と帯状電極１７とを覆って半ば開銀された
空間を形成しており、該空間内において、砥石５の研削
作用面２０は、ガ、イド１５によって一定の間隔を保持
できる様に設定された帯状電極１７と対面し、前記間隔
をノズル１８がら供給される電解液で満たすことによっ
て、研削作用面２０、詳しくは第２図［Ｂ］に示された
導電性の結合材２０２を陽極、帯状電極１７を陰極とす
る電解槽を形成させる。

次いで電圧印加手段である電解制御装置２４から、導線
２５により、スプリング２６によって所定の圧力で砥石
５の台金２７に圧接するメタリックカーボン製のブラシ
２３を経由し、台金２７をスリップリング２２として回
転中の研削作用面２０に、所定の正の電圧が印加されて
陽極回路が形成され、また、電解制御装置２４から、も
う一方の導線２８により給電ローラ１２を介して帯状電
極１７に、所定の負の電圧が印加されて陰極回路が形成
される。

帯状電極１７は、図示省略自動、あるいは手動の回転機
構と結合された駆動ローラ１３によって、連続的、又は
断続的に駆動され、クリーナ１６のスプリング２９によ
って所定の張力を与えられ、ガイド１５に密接支持され
、回転中の研削作用面２０と一定間隔Ｇｄを保持しなが
らパッド３ｏにより表面を常に清浄化し良好に導電性を
保つ。

そして研削作用面２０と帯状電極１７との間の電解質の
水溶液である電解液を電流媒体をとして、陽極、陰極が
相対し電解回路が閉路完成する。

かくして閉路された電解回路に電解制御装置２４から電
解電流が流され、電解作用が進行し第２図［Ｂ］の状態
から［Ｃ］の状態へとドレッシングが施工され砥石５の
研削作用面２０の研削能力が再生される。ここで電解制
御装置２４は図示省略電解電流制御回路を内蔵しており
、前記電解作用が研削作用面２０に対して均等に、且つ
砥粒２０１と結合材２０２との結合状態に悪影響を及ぼ
さないように、きめ細かく電解作用が進行するように、
電解電流をパルス状に整形したり逆極性に切り換えなり
する等の制御を行う。

次に第３図に、ハウジング１つと砥石５とによって形成
される空間と外部大気空間との境界面に、仕切り板を設
はハウジング１９内へ供給された電解液１１の外部大気
空間への漏出を制限した第２実施例の要部斜視図［Ａ］
、前記［Ａ１図の要部拡大斜視図［Ｂ］を示す。

ハウジング１９には仕切り板３０１が水密に、且つ砥石
５とは接触しない程度、例えば、Ｇ’ｄ　　＝　　１１
　　の空隙で取り付けられ、ノズル１８（下方から見た
）から供給される電解液１１の外部への急速な流出を制
限すると共にハウジング１９内の電解液圧力を高め、陽
極陰極間に気泡等による空白部分が発生して電極面積を
減少させるようなことのないように作用させる。

なお、第４図［Ａ］にワーク１０の研削加工部直径Ｄｗ
、及び、あるいは砥石５の直径Ｄｇの変更、更に砥石５
の研削作用面２０の半径方向の摩耗Δに対応して電極作
用面２１を研削作用面２０に対して一定間隔Ｇｄに保持
するためのリンク機構原理の一例を示す。

主軸４０１即ちワーク１０の中心のスライドウェー３、
即ち円筒研削盤４本体上の位置は不変であるので、ワー
ク１０の研削加工部直径Ｄｗが変更された場合は、一義
的に砥石５の中心位置が変更させられ、砥石５を取り付
けたスピンドル６を支持しているブラケット７は円筒研
削盤４本体上の送り機構４０２によってスライドウェー
３上を軸と直角なＦ、あるいはＡ方向に随時移動する。

一方、砥石５の直径Ｄｇが変更になった場合も同様にブ
ラケット７はスライドウェー３上を移動する。ドレッサ
１は可変長さリンク４０３によってブラケット７の延長
部４０４と連結されていてブラケット７の移動に随伴移
動するのであるが、直径り、ｇの砥石５がスピンドル６
に取り付けられると、ガイド１５（第１図参照）の曲率
半径が、Ｒｐ　　＝　　Ｄｇ　　＋　　Ｇｄ　　　　に
調整設定され砥石５の研削作用面２０に対して間隔Ｇｄ
を保つように、一端固定、他端回動可能の可変長さリン
ク４０３が長さ設定機構４０５によってプリセットされ
る。もう一つのリンク４０６は、ドレツサ１のステム２
の基部支点４０７とスライドウェー４０８上を摺動する
支点４０９とを両端回動可能に連結している。リンク４
０３は一端をブラケット７の延長部上を摺動する支点３
１０に固定され、他端をリンク４０６の全長りの２等分
点に設けられた支点４１１に回動可能に連結されている
。

このように、構成されたリンク機構は、第３図［Ｂ］に
示す如く砥石５の研削作用面２０の半径方向の摩耗Δに
対応してブラケット７が送り機構４０２によってΔだけ
移動させられるとリンク４０３がΔだけリンク４０６の
中心に設けられた支点４１１を引っ張り移動させる、と
ころが支点４１１はリンク４０６の２等分点にあるなめ
、リンク４０６の先端の支点４０７は、Δの２倍移動さ
せられ、砥石５の直径の減少分２Δに相当する分だけ電
極作用面２１を研削作用面２０に対して近接させ、当初
と同じく一定間隔Ｇｄに保持するすることができる。

以上詳細に説明したようにドレ・７シングが施工される
が、研削作用面に対面させた電極をベルト状に形成して
循環させ、クリーナによって電極面を常時清浄に保つよ
うにした構成は、電解電流をきめ細かく制御して品質の
良いドレッシング仕上がり面を得る為に極めて効果的で
ある。

また簡単なリンク機構によってドレッサの位置を自動的
に砥石の摩耗に対応して追従させることができるため、
電解回路中の電解液による回路抵抗の変化が小さく、安
定した電解作用を継続することが可能となった効果が得
られた。

上記実施例は、ごく普通の平砥石を装着した、ごく普通
の円筒研削盤に、当該ドレッサを適用したものであるが
、円筒研削盤に平砥石以外の形式の砥石を装着した場合
も、あるいは円筒研削盤以外の研磨盤等に適用する場合
においても、ハウジングの形状を、装着する砥石の形式
、および前記砥石が装着される研削盤、あるいは研磨盤
等の工作機械の型式に合わせて製作したものを適用すれ
ば良く、必要種類だけ準備しておくことにより、インプ
ロセスドレッシングが可能である。

（発明の効果） 上記の如く本発明によるドレッサを研削盤、研磨盤等の
工作機械に添設することにより、ワークを研磨加工中と
いえども、砥石にドレッシング施工を可能とし、 砥石のドレッシングすべき研磨作用面にのみ限定して電
解電流を流し、無駄な電力消費と、それに伴う他の金属
部分の有害な電蝕作用とを排除し、砥石のドレッシング
すべき研磨作用面とドレッサ電極との間隔を機械的構造
上の条件から許容される最小限にすることを可能とした
ことから、電解回路中の電解液による回路部分の電気抵
抗を最小限に押さえて抵抗損を小さくして効率を高め、
砥石のドレッシングすべき研磨作用面にのみ限定して電
解電流を流し得ることから電流密度を任意の数値に選ぶ
ことができワーク加工モードをベースとして任意の加ニ
ステップの上に任意のドレッシング工程を重畳して施工
できるように、例えば、ワークに対する食い込み量が小
さく、且つ微細な仕上げ面を要求される場合は、ドレッ
シングは小規模でよいので前記電流密度は小さくてよい
、また逆にワークに対する食い込み量が大きく、且つ微
細な仕上げ面を要求されない場合は、電流密度を大きく
してドレッシングを大規模に施工して砥石の切れ味を常
に最上の状悪に保つといった、きめの細かい加工操作が
可能となり、本来のワーク加工工程の時間短縮等の改善
と仕上がり結果等品質向上との両面に貢献できる、等の
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図［Ａ］は本発明によるドレッサ（インプロセスド
レッシング装置）の部分断面略体側面図、［Ｂ］は同じ
く平面図、第２図［Ａ］は新品の砥石、［Ｂ］は研削能
力が低下した砥石、そして、［、Ｃ，］はドレッシング
により研磨能力が再生した砥石の研磨作用面の部分拡大
断面図、第３図は第２実施例の要部斜視図［Ａ］、およ
び部分拡大図［Ｂ］、第４図はドレツサの位置決め用リ
ンク機構の説明図である。 １、ドレッサ本体　　　２．ステム ３、スライドウェー　　４６円筒研削盤５、砥石　　　
　　　１（ｌワーク １１、研削クーラント　１２．給電ローラ１３、駆動ロ
ーラ　　　１４．ガイドローラ１５、ガイド　　　　　
１６．クリーナ１７、帯状電極　　　　１８−ノズル １９、ハウジング　　　２０．研削作用面２１、電極作
用面　　　２２．スリップリング２３、ブラシ　　　　
２０１．砥粒 ２０２、結合材　　　　３０１．仕切り板出願人　　ヤ
マザキ　マザツク株式会社代表者　山崎　照幸 第２図 ＩＡＩ こ　Ｂ　コ ＣＣコ １　ドレッサ本体　　　２−ステム ３．スライドウェー　　４０円筒研削盤５、砥石　　　
　　　１０．ワーク １１、研削クーラント　１２．給電ローラ１３、駆動ロ
ーラ　　　１４．ガイドローラ１５、ガイド　　　　　
１６．クリーナ１７、帯状電極　　　　１８．ノズル １９、ハウジング　　　２０．研削作用面２１、電極作
用面　　　２２．スリップリング２３、ブラシ 出願人　　ヤマザキ　マザツク株式会社代表者　　山　
崎　　照　幸 第　１　図 ３０１、仕切り板 ヤマザキ　マザツク株式会社 代表者　　山　崎　　照　幸 ｒ　　［３，１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）研削、研磨、及び琢磨に三分類される、いわゆる研
   磨加工を施工すべきワークを加工する導電性の回転砥石
   を装着した研磨盤において、前記砥石の研磨作用面に対
   して任意の面積比で、且つ任意の間隔で前記研磨作用面
   に対面する電極と、 前記砥石の研磨作用面の一部分と前記電極とを覆い、前
   記砥石の研磨作用面と前記電極との間の空間を限定する
   非導電性のハウジングと、 前記砥石の研磨作用面を陽極、前記電極を陰極として、
   又は前記砥石の研磨作用面を陰極、前記電極を陽極とし
   て任意の電圧を印加する電圧印加手段と、 前記ハウジングと前記砥石の前記ハウジングで覆われる
   部分とによって形成される空間へ電解液を供給する電解
   液供給手段と、 を具備し、前記ワークの前記加工中又は非加工中に前記
   砥石の研磨作用面をドレッシングするべく構成したこと
   を特徴とする研磨盤用インプロセスドレッシング装置。 ２）上記ハウジングと上記ハウジングによって覆われる
   上記砥石表面とによって形成される空間と大気空間との
   境界面上に、前記砥石とは非接触に、前記ハウジングと
   は密接に、設けられた仕切り板を具備することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の研磨盤用インプロセス
   ドレッシング装置。