JPH0351097Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は研削盤装置に関するものである。

［従来の技術］ 研削盤装置、例えば円筒研削盤装置は、主軸台
と心押し台のセンターとの間で工作物を支えて一
方向に回転させ、逆方向に高速回転する回転砥石
（砥石車）をこれに接触させて研削するようにな
つている。この種の研削盤装置では、回転砥石の
研削面と工作物の被研削面との接触部に、その接
触部よりも回転砥石の反回転方向側の位置から研
削液を流し込むように研削液ノズルを配向させて
いる。すなわち、回転砥石は高速回転するため、
研削液を回転砥石の回転に逆らうように流下させ
ると回転砥石の回転力によつてはじき飛ばされて
しまう。したがつて、研削液ノズルを上記接触部
よりも手前（回転砥石の反回転方向側の位置）に
位置決めし、そこから流下する研削液を回転砥石
の回転に帯同させて上記接触部まで送り込むこと
を目的として研削液ノズルを上記の位置に位置決
めしているのである。しかしながら、このように
研削液ノズルを位置決めしても、研削液が充分接
触部に到達しないため、研削点を中心にその周辺
の温度が著しく上昇して工作物に研削焼けが生
じ、また温度上昇に起因する結着剤の結着力の低
下による砥粒の早期の脱落により、砥石の研削面
が早い時期に目こぼれを生じ砥石寿命が短くなる
という難点が生じていた。このような現象は重研
削時により顕著に現れていた。この原因は、回転
砥石の回転によつて砥石の研削面の外周に薄層状
に、空気のつれ回り現象に起因する空気の層流底
層（高圧ゾーン）が生じるため、上記のように研
削液を砥石に帯同させようとしても研削液がその
層流底層ではじかれてしまうことにあると考えら
れる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記のような問題を解決するため、特公昭48−
4676号公報に記載された研削液供給装置が開発さ
れた。この装置は、研削点の上下から高圧研削液
を研削点に投射し、かつ工作物をとい状の研削液
受けで囲い、研削点の上側から研削点に向けて投
射された研削液を工作物の回転力によつて上記研
削液受け内に導き、下側から研削点に向けて投射
された研削液で上記とい状研削液受けの出口をせ
き止め工作物を研削液中に浸した状態にし効果的
に冷却するというものである。上記装置は、研削
点の上下から高圧研削液を研削点に向かつて投射
するが、上側から投射する高圧研削液は研削点に
到達しない。すなわち、砥石の外周に空気のつれ
回りによつて生じる層流底層は、砥石と工作物の
接触部でいわば渦巻き状になり、そこから反転し
て工作物の外周に沿つて流れる。したがつて、研
削点の上側から研削点に向けて投射した研削液
は、圧力を極端に高めても、上記層流底層の渦流
に妨げられ研削点に到達しない。研削点の下側か
ら研削点に向けて投射された研削液のみが、工作
物と砥石の接触により上記層流底層が切断される
結果、下側から研削点に到達する。しかしなが
ら、研削点での加熱防止は、研削点の上側（手前
側）から研削液を投射し砥石の研削面が研削液を
帯同した状態で研削点に到達することにより効果
的になされるものであり、上記のように、研削点
の下側（後方側）から研削点に向かつて研削液を
投射するだけでは、とい状の研削液受け内でいく
ら工作物を冷却しても研削点自体の加熱防止には
不充分である。すなわち、上記装置は、工作物
を、研削液受け内にせき止められた研削液に浸し
て冷却しているが、これは工作物全体の冷却には
優れた効果があるが、研削焼け等を生起する研削
点の冷却にはあまり有効ではなく、したがつて、
重研削時等においては、依然として研削焼けの発
生や砥石寿命の短縮化の問題が生じている。ま
た、とい状研削液受けは、工作物の形状に合わせ
てつくる必要があることから、上記装置は専用機
として使用され、汎用性がないという難点も有し
ている。

この考案は、このような事情に鑑みなされたも
ので、重研削時においても工作物に研削焼けを生
じさせたり、砥石寿命の短縮化を生じたりするこ
とのない研削盤装置の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この考案の研削盤
装置は、工作物を支持する工作物支持手段と、上
記工作物を回転駆動させる回転駆動手段と、上記
工作物と逆方向に回転し上記工作物をそれ自身の
外周の研削面で切削する回転砥石と、これらを支
持する装置本体とを備え、上記研削点の下方に位
置決めされ上記研削点に向かつて研削液を高圧で
投射する主高圧ノズルと、上記研削点の上方に位
置決めされ上記研削点に対して研削液をそのまま
流下する研削液ノズルと、上記研削点と略反対側
の回転砥石の部分の近傍にノズル孔を下向きにし
た状態で位置決めされ回転砥石の上記部分に対し
てそれ自身の投射研削液と回転砥石の研削面とで
つくられる角度Ｃが鋭角となるように研削液を高
圧で投射する補助高圧ノズルとを設けたという構
成をとる。

〔作用〕

すなわち、本願考案では、上記補助高圧ノズル
を、研削点よりも反回転方向側の位置（研削点と
略反対側の回転砥石の位置）において、それ自身
の投射高圧研削液と回転砥石の研削面でつくられ
る角度Ｃが鋭角となるように設けたことにより、
投射高圧研削液が回転砥石の回転に逆らうように
投射されるようになる。その結果、回転砥石の外
周に、空気のつれ回りによつて生じる層流底層に
対して研削液が鋭角的に突当るようになり、しか
もその突当りが回転砥石の回転力と研削液の高圧
投射力との相乗作用により極めて強くなる。これ
により層流底層がこの部分で回転砥石の外周から
剥離され、この部分から研削点の上方（手前側）
迄殆ど存在しなくなる。したがつて、研削点の上
方の研削液ノズルから研削液をそのまま研削点に
向かつて流下させても、層流底層によつてはね跳
ばされることなく研削点に到達するようになる。
そして、このように研削点の上方からそのまま研
削液を流下させると、上方から高圧で投射する場
合に比べて、高圧研削液の飛び跳ねおよびそれ
に基づく研削液の損失が少なくなる、高圧研削
液では投射するポイントが狭くなるから大きな面
積を冷却するためには複数のノズルが必要になる
ところ、本願考案では研削液をそのまま流下させ
るだけであつて冷却面積を広くとれることから研
削液ノズルは、通常１本で足りるようになるとい
う効果が得られるようになる。また、主高圧ノズ
ルを、回転砥石の下側から研削点に向かつて設け
ることにより、研削液を下側から高圧で研削点に
投射でき、研削点を強力に冷却すると同時に研削
加工時に勢いよく発生する研削火花を効率よく消
火できるようになる。すなわち、本願考案では、
研削点に対して、上側から研削液をそのまま流下
し、下側から高圧で投射することにより、研削液
の損失の低減およびノズル本数の節約を実現しな
がら研削点を効率よく冷却しうるようになる。

つぎに、この考案を実施例にもとづいて詳しく
説明する。

第１図はこの考案の一実施例の構成図、第２図
はその要部の拡大図、第３図は第２図を上方から
見下ろした図である。これらの図において、１は
その外周面が研削面２となつている円盤状の回転
砥石で、装置本体の砥石台（図示せず）に回転自
在に軸着されモータ（図示せず）により矢印Ａ方
向に回転駆動される。３は回転砥石カバーで、そ
の上部に補助高圧ノズル４が設けられている。こ
の補助高圧ノズル４は、第５図に示すような扇形
拡散ノズル５によつて構成され、第１図に示すよ
うに、回転砥石１の頂部から反回転方向側にやや
下がつた位置に、それ自身の投射研削液と回転砥
石の研削面でつくられる角度Ｃが鋭角となるよう
に配設され、ノズル口に向かつて回転してくる回
転砥石１の研削面２に対して高圧の研削液を投射
する。これにより、回転砥石の外周に空気のつれ
回りによつて形成されている層流底層が剥離さ
れ、研削点迄の間、層流底層が殆ど存在しなくな
る。６は投射され研削面２の幅方向に扇状に拡散
した高圧の研削液である。７は円柱状の工作物
で、回転砥石１の頂部から回転方向側にやや下が
つた位置に位置決めされ、回転砥石１の中心軸に
それ自身の中心軸を平行にした状態で主軸台（図
示せず）のセンターと心押し台（図示せず）のセ
ンターとの間で支持されて矢印Ｂ方向（回転砥石
１の回転方向と逆方向）に回転駆動され、その被
研削面８が回転砥石１の研削面２と接触して研削
される。９は研削液を投射するのではなく単に流
下させる研削液ノズルで、ノズル口９ａを回転砥
石１の研削面２と工作物７の被研削面８との接触
部１４に向けた状態で配設され、その接触部近傍
に研削液とそれ自体の重量によつて流下させ冷却
すると同時に上記被研削面８を研削に先立つて湿
潤状態にする。１０は主高圧ノズルで、回転砥石
１の研削面２と工作物７の被研削面８との接触部
１４よりも回転砥石１の回転方向側の位置（上記
接触部１４よりも前方の位置）に位置決めされ、
上記接触部１４に向かつて研削液を高圧で投射す
るようになつている。この場合、その高圧研削液
は、上記接触部１４の全体を狙つて投射されるの
ではなく、第４図に示すように、接触部１４中の
研削点Ｐを狙つて投射される。これは、第４図に
ｔで示す温度曲線との対比から明らかなように、
研削時に上記研削点Ｐの温度が最も高くなるから
直接そこに研削液を当てるためである。すなわ
ち、上記研削点Ｐを狙つて投射された高圧の研削
液はそれ自身の圧力と、工作物自体の回転による
研削液帯同作用とにより、そのかなりが研削点Ｐ
に到達して冷却を行うのである。上記のように、
研削点Ｐを狙う場合には、研削液の投射方向は、
結果的に研削点Ｐにおける回転砥石１の研削面２
の接線方向と同一の方向になる。上記のように研
削液を投射することにより、急速冷却がなされ、
研削焼けの発生が極めて効果的に防止されるよう
になるとともに砥粒の脱落が防止されるようにな
る。第４図において、８ａは研削される部分であ
る。なお、上記主高圧ノズル１０は、第３図に示
すように、２個のノズル口部１０ａを相互に内向
に配設し、それぞれのノズル口部（第５図のノズ
ル５で構成される）１０ａから研削液を扇状に高
圧で投射するようになつている。１５は使用済の
研削液（研削液ノズル９および主および補助高圧
ノズル４，１０からのもの）を受ける第１の研削
液タンク、１６はその第１の研削液タンク１５か
ら研削液ノズル９に使用済の研削液をそのまま送
るパイプ、１７はそのポンプ（低圧）である。１
８，１９は濾過器、２０はその濾過器１８，１９
に第１の研削液タンク１５から使用済の研削液を
送るパイプ、２１はその吸上げポンプ、２２は濾
過器１８，１９で濾過され浄化された研削液を浄
化研削液タンク２３に送るパイプ、２４は浄化研
削液タンク２３内の浄化研削液量に応じて吸上げ
ポンプ２１をオン・オフするフロートスイツチ、
２５，２５ａは浄化研削液タンク２３から浄化さ
れた研削液を補助高圧ノズル４および主高圧ノズ
ル１０に送るパイプ、２５ｂはその高圧輸送ポン
プである。すなわち、使用済の研削液は、そのま
まの状態で研削液ノズル９へ送られるか、もしく
は濾過されて主および補助高圧ノズル１０，４へ
送られ循環使用される。この場合、濾過器１８，
１９の研削液濾過エレメントとしては、第６図に
示すようなエレメント２６が用いられるため、エ
レメント２６の頻繁な交換等の手間を要すること
なく研削液の完全浄化を実現しうる。そのため、
高圧ノズル４，１０からの研削液の高圧投射（研
削液使用量が大になる）を支障なく行えるのであ
る。すなわち、上記研削液濾過エレメント２６
は、周面に多数の透孔を有する円筒（隠れて見え
ない）に、略波形に折曲された濾紙２７を筒状に
巻き、その上部に穴あきキヤツプ２８を冠着し
て、その上にリング２９を配設し、筒状濾紙２７
の下端において、波形の山部と芯管との間でつく
られる開口に、第７図に示すように、その開口と
同形状のスペーサ３０を嵌着して開口を閉塞し、
さらに円筒の下端開口を、第８図に示すように、
円板状の盲蓋３１で密封して構成されている。そ
して、このエレメントは第９図に示すように、上
部キヤツプ２８に、外周面ねじ付懸吊パイプ３２
を取り付けた状態で濾過器ケース３３内に装入さ
れ、その懸吊パイプ３２の先端部をケース蓋３４
に設けられている穴から突出させ、懸吊パイプ３
２の突出部にナツト３５をら合し、締め付けるこ
とにより固定されている。３６はケース蓋３４を
ケース３３に開閉自在に固定する蛇の目ボルト、
３７はそのナツト、３８は懸吊パイプ３２の突出
先端部に接触されるゴム管またはビニール管、３
９はケース３３内に原液（使用後の研削液）を供
給する原液パイプである。原液は、図示の矢印の
ように、ケース３３内に所定の圧力で送り込ま
れ、濾紙２７の外周面を通り抜けて円筒４０内に
入り、円筒４０内を上昇して懸吊パイプ３２およ
びゴム管３８を経て取り出される。この濾過の際
に、捕捉された削り屑等は、濾過の中止時（第１
図の浄化研削液タンク１５の満水時に中止され
る）に、濾紙２７の外周面から離れて落下する。
この場合、エレメント２６の下端が自由端になつ
ているため、濾紙２７の外周面から落下する削り
屑等は、エレメント２６の下端を通り越してケー
ス３３の底部に溜り、ケース３３底部のコツク
（図示せず）の操作により取り出される。すなわ
ち、このエレメント２６では、濾過の中止ごとに
削り屑等が濾紙外周面から脱落しケース３３の底
部まで自由落下するため、例えばエレメント２６
の下端に、上部キヤツプ２８と同様な縁付き皿状
下部キヤツプが設けられているようなものに比
べ、下部キヤツプ上に削り屑等が滞積して、その
滞積削り屑等によつて濾紙外周面が目づまりする
という現象が生じず、したがつて、極めて長時間
安定な状態で使用しうる。そのため、このエレメ
ント２６を使用することにより、頻繁なエレメン
ト交換等の手間を要することなく、主おび補助高
圧ノズル１０，４から完全浄化された研削液を高
圧で大量に投射しうるのである。

この研削盤装置は、上記補助高圧ノズル４を、
回転砥石の研削面２と工作物７の被研削面８との
接触部１４よりも反回転方向側の位置において、
それ自身の投射高圧研削液６と回転砥石１の研削
面２でつくられる角度Ｃが鋭角となるように設け
ているため、投射高圧研削液６が回転砥石１の回
転に逆らうように投射されるようになる。その結
果、回転砥石１の外周に生じる層流底層に対して
研削液６が鋭角的に突当るようになり、しかもそ
の突当りが回転砥石１の回転力と研削液６の高圧
投射力との相乗作用により極めて強くなる。これ
により層流底層がこの部分で剥離され、この部分
から上記接触部１４の上方迄に殆ど存在しなくな
る。したがつて、接触部１４の上方の研削液ノズ
ル９から流下される研削液は高圧でなくても、層
流底層によつてはね跳ばされることなく接触部１
４の上方（手前側）から接触部１４に到達し接触
部１４を効果的に冷却するようになる。また、上
記補助高圧ノズルを上記のように設けることによ
り、補助高圧ノズル４から投射された研削液が砥
石の砥粒間に入り込み、予め砥粒間を埋めて研削
時に生じる研削屑による目づまりを防ぐととも
に、研削時に生じる熱によつて瞬間的に蒸発して
生成研削屑を吹き飛ばし、砥石を常時目の立つた
状態に保つようにする。さらに、主高圧ノズル１
０を、回転砥石１の回転方向の位置から接触部１
４に対し上向きに研削液を高圧で投射させるよう
に設けているため、上記研削液ノズル９と相俟つ
て接触部１４を上下から冷却でき効率的な冷却を
なしうると共に、研削加工時に勢いよく発生する
研削火花を効果的に消火できるようになる。そし
て、高圧で上向きに投射された研削液は、高圧投
射の勢いと、工作物７自体の回転による研削液帯
同（巻き込み）作用により、その一部が最も高温
になる研削点Ｐまで送り込まれ、そこを急激に冷
却する。その結果、上記火花消火効果に加えて工
作物７の研削焼けや砥石砥粒の脱落が防止される
ようになる。なお、主高圧ノズル１０からの投射
高圧研削液は、研削面上の付着研削屑を吹き飛ば
し研削面の浄化作用も同時に発揮する。

〔考案の効果〕

この考案の研削盤装置は、以上のように構成さ
れているため、研削点に対して、上側から研削液
をそのまま流下し、下側から高圧で投射すること
により、研削液の飛び跳ね損失の低減およびノズ
ル本数の節約を実現しながら研削点を効率よく冷
却することができ、重研削時においても研削焼け
や砥石寿命の短縮化が生じない。また、従来例の
ように、とい状研削液受けを設けていないため、
上記研削液受けによる制約を受けず、あらゆる形
状の工作物に対応することができ汎用性を備えて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の構成図、第２図
はその要部の拡大図、第３図は第２図を上方から
見下した状態図、第４図は研削状態説明図、第５
図は主高圧ノズル用部品の斜視図、第６図は第１
図の装置に用いる濾過エレメントの斜視図、第７
図はその底面の部分的拡大図、第８図は同じくそ
の底面およびその近傍の斜視図、第９図は同じく
その使用状態説明図である。 １……回転砥石、２……砥石の研削面、４……
補助高圧ノズル、７……工作物、８……被研削
面、９……研削液ノズル、１０……主高圧ノズ
ル、１４……砥石と工作物の接触部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工作物を支持する工作物支持手段と、上記工作
   物を回転駆動させる回転駆動手段と、上記工作物
   と逆方向に回転し上記工作物をそれ自身の外周の
   研削面で切削する回転砥石と、これらを支持する
   装置本体とを備え、上記研削点の下方に位置決め
   され上記研削点に向かつて研削液を高圧で投射す
   る主高圧ノズルと、上記研削点の上方に位置決め
   され上記研削点に対して研削液をそのまま流下す
   る研削液ノズルと、上記研削点と略反対側の回転
   砥石の部分の近傍にノズル孔を下向きにした状態
   で位置決めされ回転砥石の上記部分に対してそれ
   自身の投射研削液と回転砥石の研削面とでつくら
   れる角度Ｃが鋭角となるように研削液を高圧で投
   射する補助高圧ノズルとを設けたことを特徴とす
   る研削盤装置。