クーラント供給システムおよび研削装置
【課題】低コストで簡易な構成でありながら高い熱除去性能をもつクーラント供給システムを提供する。
【解決手段】砥石Ｇと、工作物Ｗとを相対移動させて工作物Ｗを砥石Ｇにより研削点Ｐにクーラントを供給しながら研削加工する研削装置１におけるクーラント供給システムにおいて、クーラント供給システム５を構成する第１クーラント供給装置３７が研削点Ｐに供給するクーラントは飽和水蒸気を所定温度まで加熱した過熱水蒸気とする。
【解決手段】砥石Ｇと、工作物Ｗとを相対移動させて工作物Ｗを砥石Ｇにより研削点Ｐにクーラントを供給しながら研削加工する研削装置１におけるクーラント供給システムにおいて、クーラント供給システム５を構成する第１クーラント供給装置３７が研削点Ｐに供給するクーラントは飽和水蒸気を所定温度まで加熱した過熱水蒸気とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥石により工作物を研削する研削装置において、砥石と工作物との接触箇所へのクーラントの供給に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、砥石により工作物を研削加工する研削装置において、工作物、砥石及び研削点（接触箇所）の冷却及び潤滑はクーラント液を噴き付けることによって行っている。しかし高速で回転する工作物や砥石、また工作物と砥石が接触する研削点にクーラント液を十分行渡らせるのは容易ではなく、様々な方法が採られており、例えば特許文献１に示すものが知られている。特許文献１によれば、クーラント液を研削点に供給するために、微細乱流塊発生装置３を備え、クーラント液を微細塊化し、乱流に乗せて工作物、砥石及び研削点へノズル６によって噴き付け供給する。微細塊化されたクーラント液は微細乱流の働きにより工作物、砥石及び研削点に薄い膜状になって張り付くため、一度張り付けば砥石や工作物の回転による遠心力及び風圧でも吹き飛ばされることなく安定して冷却及び潤滑効果を発揮する。
【特許文献１】ＷＯ２００３／０７６１２９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示すクーラントの供給方法においては、液相状態のクーラントを微粒化するため、その粒子の最小サイズには限界がありクーラント液が研削点の深部に入り込むことは困難である。よって研削点の研削熱の除去が十分行なえず研削焼けの問題が発生する恐れがある。また研削熱の除去が十分行えないため研削速度を現状より上げることは困難であり、生産性の向上を見込むことが難しい。さらに、クーラント液を再利用するためクーラント液に混在する砥粒や切粉が研削点に入り込み加工精度を低下させる恐れがあるとともに、多量のクーラント液の使用が不可欠であるためクーラントタンクの容量が過大となり設備のスペースが大となり、コストも高くなるという課題もある。
【０００４】
本発明は、かかる従来の不具合を解消するためになされたもので、低コストで簡易な構成でありながら高い熱除去性能をもつクーラント供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、砥石と、工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削点にクーラントを供給しながら研削加工する研削装置におけるクーラント供給システムにおいて、前記クーラント供給システムを構成する第１クーラント供給装置が前記研削点に供給する前記クーラントが飽和水蒸気を所定温度まで加熱した過熱水蒸気であることである。
【０００６】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記クーラント供給システムは前記研削加工中に前記工作物から発生する切粉を除去するため及び前記工作物を冷却するための液状の研削液を供給する第２クーラント供給装置をさらに備えたことである。
【０００７】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記研削装置における前記砥石は砥石台に回転駆動可能に支承され、前記工作物は工作物支持装置に回転駆動可能に支持され、前記第１クーラント供給装置のクーラントノズルは前記研削点の上方に配置され、前記クーラントが砥石回転方向上流側から下方の前記研削点に吹き付けられ、前記第２クーラント供給装置のクーラントノズルは前記工作物及び前記砥石の下方に配置され前記研削液が砥石回転方向下流側から上方の前記工作物及び前記砥石に噴き付けられることである。
【０００８】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、砥石と工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削加工する研削装置において、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のクーラント供給システムが設けられたことである。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した請求項１による発明によれば、研削点を冷却するため供給される第1クーラント供給装置のクーラントは所定温度まで過熱された過熱水蒸気である。これにより過熱水蒸気はノズルから噴き付けられ空気中で冷やされて水滴化されるも、液相状態の水から微粒化したものより小さな粒径の水滴が得られ、よって研削点の奥深くまで到達でき、確実に研削点の冷却が行なえる。また冷却はクーラントを液相状態のままで使用する顕熱冷却ではなく、気化するときの潜熱を研削点から奪う潜熱冷却で行うため、冷却効果は非常に大きく少量のクーラント（水蒸気）で対応できる。さらに冷却効果が大きいため加工速度を上げることができ生産性が向上する。
【００１０】
上記のように構成した請求項２による発明によれば、液状の研削液を供給する第２クーラント供給装置が設けられ、研削液は主に切粉および脱落した砥粒の除去（洗浄）に利用される。よって従来に比べ研削点の冷却を行わない分、大幅に研削液の使用量が低減され、研削液を貯留するためのクーラントタンクを小さくすることができ設備スペースが縮小されるのでコスト低減を図ることができる。
【００１１】
上記のように構成した請求項３による発明によれば、第１クーラント供給装置のクーラントノズルは研削点の上方に配置され過熱水蒸気であるクーラントが砥石回転方向上流側から研削点に向かって噴き付けられ、第２クーラント供給装置のクーラントノズルは工作物及び砥石の下方に配置され液状の研削液が砥石回転方向下流側から工作物及び砥石に噴き付けられる。これにより、第１クーラント供給装置から噴き付けられるクーラントは研削点に到達し易く研削点の冷却効果が高まる。また第２クーラント供給装置から噴き付けられる研削液は切粉および脱落した砥粒を除去するが、研削点には到達困難であるため研削液に混入する切粉等の異物が研削点で工作物表面に傷を付けることを防止できる。
【００１２】
上記のように構成した請求項４による発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のクーラント供給システムが研削装置に設けられる。これにより簡易な構成でありながら高い熱除去性能をもち、低コストおよび高品質で工作物を研削可能であり、生産性の向上が図られる研削装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る研削装置１について
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に基づいて説明する。図１に示すように研削装置１はベッド１０と、ベッド１０上に摺動可能に載置されサーボモータ１２によりボールネジ機構を介してＸ軸方向に進退移動される砥石台１１と、ベッド１０上に摺動可能に装架されサーボモータ１４によりボールネジ機構１８を介してＸ軸と直角なＹ軸方向に移動されるテーブル１７と、テーブル１７上に取り付けられ工作物Ｗを挟持し回転駆動させるための工作物支持装置１９を構成する主軸台２０及び心押台と、砥石Ｇが高速回転したときに砥石Ｇの外表面に発生する各連れ周り空気層３０、３３をエアの噴射により遮断しクーラントがスムースに研削点Ｐに到達できるようにするための流体ジェット吐出装置２４と、研削点Ｐの冷却、切粉の除去及び工作物等の冷却を行なうクーラント供給システム５とによって構成されている。
【００１４】
砥石台１１には、先端に砥石Ｇが取り付けられた砥石軸１３が回転駆動可能に支承されている。砥石Ｇは鉄又はアルミニウム等の金属で成形された円盤状の基体１５の外周面に複数の砥石チップ１６が接着されて構成されモータにより回転駆動される。砥石台１１には図１、図２に示すように砥石Ｇを覆う砥石カバー２２が固定されている。砥石カバー２２には遮風板３１が取り付けられ、この遮風板３１に砥石Ｇの両側面２３ａ，２３ｂの前端部分に向かって斜め下方に開口する流体ジェット吐出装置２４の側面用エアカットノズル２５ａ，２５ｂが取り付けられている。砥石Ｇの小円弧部分２７の垂直な弦２８より僅かに砥石Ｇの回転中心側には、遮風板３１が研削点Ｐより砥石回転方向の上流側から弦２８と平行に配置され、砥石台１１に固定された砥石カバー２２に取り付けられている。遮風板３１には開口溝３２が形成され、開口溝３２の両側面３２ａ，３２ｂは砥石Ｇの両側面２３ａ，２３ｂと僅かな隙間を持って夫々対向し研削点Ｐを含む砥石半径を横切った位置まで延在している。開口溝３２の溝端面３２ｃは、砥石外周面２３ｃに連れ回りする空気層３３が研削点Ｐに到達するのを遮断するために、研削点Ｐより砥石回転方向の上流側で砥石Ｇの外周面と僅かな隙間を持って対向されている。
【００１５】
クーラント供給システム５は、研削点Ｐの冷却を行なうための過熱水蒸気状態のクーラントを研削点Ｐに供給する第１クーラント供給装置３７と、切粉、砥粒の除去及び工作物の冷却を行なうための液状の研削液を供給する第２クーラント供給装置６とによって構成されている。
【００１６】
第１クーラント供給装置３７は、水を貯水する水タンク４３と、一端が水タンク４３に連結され水が流通する配管４１と、配管４１の他端と連結され流通された水を利用し所定の温度の過熱水蒸気を生成し送出するヒータ部４０と、ヒータ部４０で生成された過熱水蒸気の出口部に連結され下方にある工作物Ｗの研削点Ｐに向けて過熱水蒸気を噴き付けるクーラントノズル３８と、配管４１上に設けられ水タンク４３内に貯水された水を配管４１を通してヒータ部４０に圧送する送水ポンプ４２とから構成されている。なお、ここで過熱水蒸気とは、１００℃を超える温度に加熱され微粒化された水蒸気のことをいう。
【００１７】
水タンク４３は、例えば耐水性のある樹脂（ポリアミド等）又は金属（防錆処理された鉄等）によって形成され、研削装置１の下方に鉄製の板が屈曲され形成されたラック３４に収容されている。水タンク４３には水道水が外部から補充できるように図略の給水口が設けられている。
【００１８】
ヒータ部４０は、配管４１を通って流通された水をヒータ５２によって沸騰させ１００℃の飽和水蒸気を生成する蒸発部４０ａと、生成された飽和水蒸気を例えば７００℃に加熱されたヒータ５１に接触させ瞬間的に加熱し水蒸気爆発させて水蒸気の粒径を例えば２ｎｍ以下に微粒化する過熱水蒸気生成部４０ｂと、生成された過熱水蒸気を送出するための送風用ファン５０とから構成される。
【００１９】
蒸発部４０ａは気密および水密に形成された例えば金属製のケース４５によって構成される。ケース４５内は下方の所定の高さｈまでが水タンク４３から供給された水が貯留される水貯留部４５ａを形成し、水貯留部４５ａより上方には生成された１００℃の飽和水蒸気が溜められる飽和水蒸気貯留部４５ｂが形成される。水貯留部４５ａには、水を沸騰させるためのヒータ５２が設けられている。ヒータ５２は供給され貯留された水中に埋没され、水と直接接触し熱交換して水を加熱する。蒸発部４０ａは過熱水蒸気生成部４０ｂと上方の連結部４６にて連結され連通されている。連結部４６は蒸発部４０ａのケース４５の飽和水蒸気貯留部４５ｂ内にあり、飽和水蒸気貯留部４５ｂ内が所定の圧力まで上昇されたときに飽和水蒸気が過熱水蒸気生成部４０ｂに流入するよう例えば所定の開弁圧に設定されたリリーフ弁によって構成されている。
【００２０】
過熱水蒸気生成部４０ｂは、気密に形成されたケース４７によって構成される。ケース４７内には蒸発部４０ａとの連結部４６より上方に、生成された過熱水蒸気を送出するための送風用ファン５０が配置される。また蒸発部４０ａとの連結部４６より下方に蒸発部４０ａから供給された飽和水蒸気を高温（例えば７００℃）の表面で瞬間的に加熱し、例えば２００℃の過熱水蒸気を生成するためのヒータ５１が設けられている。ヒータ５１の下方であってケース４７の下部には生成された過熱水蒸気の出口部４７ａが形成され、クーラントノズル３８と連結され連通されている。なお、ヒータ部４０には市販の過熱水蒸気発生装置を使用してもよく、所望の温度の過熱水蒸気が得られればどのような装置を利用してもよい。
【００２１】
クーラントノズル３８は管形状で内部を例えば２００℃を越える過熱水蒸気が通過するため耐熱性があり、かつ過熱水蒸気の温度を低下させないために断熱性の高い例えばポリイミド樹脂等で形成されている。クーラントノズル３８は研削点Ｐの上方に配置される。クーラントノズル３８は砥石台１１に固定される砥石カバー２２に固定され噴射口３８ａが下方に開口されて、クーラントである過熱水蒸気が研削点Ｐに噴き付けられ供給されるようになっている。クーラントノズル３８の噴出口３８ａと研削点Ｐとの間は所定の距離だけ離間して配置される。ここで所定の距離とは、研削点Ｐを効率的に冷却するための最適な距離を言い、具体的には図２に示すようにクーラントノズル３８の噴出口３８ａから噴き付けられた過熱水蒸気が空気中で冷却され研削点Ｐに到達する直前で水滴化する距離とするのがもっともよい。
【００２２】
第２クーラント供給装置６は液状の研削液によって主に工作物Ｗから排出される切粉や砥石Ｇから脱落される砥粒を洗浄するとともに、工作物Ｗ及び砥石Ｇを冷却するためのものである。第２クーラント供給装置６は研削液を回収し貯蔵するクーラントタンク４９と、一端がクーラントタンク４９に連結され研削液が流通する配管４４と、配管４４の他端に連結され砥石Ｇ、工作物Ｗに向けて研削液を噴き付け供給するためのクーラントノズル３９と、配管４４上に設けられクーラントタンク４９内に貯められた研削液を配管４４を介してクーラントノズル３９に圧送する送液ポンプ４８とから構成されている。
【００２３】
クーラントタンク４９は、耐油性のある樹脂（例えばポリアミド等）又は金属（例えば防錆処理された鉄等）によって形成されて、研削装置１が設置される床面上に配置される。
【００２４】
クーラントノズル３９は管形状であり、耐油性のある樹脂（例えばポリアミド）または金属（例えば防錆処理が施された鉄）で形成され内部を若干高圧の研削液が流通する。クーラントノズル３９は図略のブラケットを介してベッド１０に固定される。クーラントノズル３９は工作物Ｗ及び砥石Ｇの下方に配置され噴射口３９ａが上方に開口されて、研削液が砥石Ｇ、工作物Ｗに噴き付けられ供給されるよう配置されている。
【００２５】
次に上記のように構成した本実施形態の作動について説明する。まず研削装置１の図略の電源をＯＮし加工を開始すると、主軸台２０と心押台との両センタ間に挟持された工作物Ｗが回転駆動される。次に砥石台１１がサーボモータ１２の所定方向への回転により前進され、高速回転される砥石Ｇと、工作物支持装置１９に支持された工作物Ｗとを相対移動させて工作物Ｗが砥石Ｇにより研削加工される。
【００２６】
このとき、工作物Ｗの研削点Ｐにおいては、砥石Ｇと工作物Ｗとの摩擦により発熱するとともに、工作物Ｗからは切粉が発生し、砥石Ｇからは砥粒が脱落する。摩擦により発生した熱を除去せず放置しておくと工作物Ｗの研削点Ｐは温度上昇し、大気中の酸素と反応して酸化膜が形成され、いわゆる研削焼けが発生する。研削焼けは、見た目の劣化だけでなく工作物Ｗの母材の性質を変質させ、母材強度にも低下等の影響を及ぼす。また工作物Ｗから発生する切粉や砥石Ｇから脱落する砥粒は、工作物Ｗの加工精度に影響を及ぼしたり、砥石Ｇの目詰まりを引き起こす原因となる。さらに砥石Ｇの目詰まりは工作物Ｗとの研削抵抗の増加を引き起こし、ひいては摩擦熱による研削点Ｐの温度をさらに上昇させる原因となる。
【００２７】
そこで工作物Ｗから発生する切粉や砥石Ｇから脱落する砥粒の除去（洗浄）及び工作物Ｗや砥石Ｇの冷却に対しては研削点Ｐの下方（砥石回転方向下流側）から一般的な研削液を第２クーラント供給装置６によって工作物Ｗ、及び砥石Ｇに供給しながら加工を行なう。即ちクーラントタンク４９に貯められた研削液が送液ポンプ４８の作動により汲み上げられ、配管４４を介してクーラントノズル３９に圧送される。クーラントノズル３９に供給された研削液は上方に向かって開口されたクーラントノズル３９の噴出口３９ａから上方の工作物Ｗや砥石Ｇに向かって噴き付けられ供給される。これにより、工作物Ｗから発生した切粉及び砥石Ｇから脱落した砥粒は洗浄され除去されるとともに、工作物Ｗ及び砥石Ｇは冷却されるので工作物Ｗの加工面は高精度を維持できるとともに、砥石Ｇは目詰まりを防止され、砥石Ｇの目詰まりによる研削抵抗の増加の恐れがない。その後、切粉や砥粒を洗浄した研削液が切粉や砥粒とともに重力により自然落下する位置に刻設されたベッド１０上の図略の回収用溝を経て、さらに不純物をトラップするフィルタを経て切粉と砥粒などが除去されクーラントタンク４９に回収される。そしてクーラントタンク４９に回収された研削液は再び送液ポンプ４８の作動により汲み上げられ第２クーラント供給装置６によって研削液として再利用される。
【００２８】
第２クーラント供給装置６は発生した切粉や脱落砥粒の洗浄を主な目的とするため、研削点Ｐの冷却も兼ねている従来技術と比べ研削液を大量に必要としない。よってクーラントタンク４９も小型化でき、設置スペースの縮小化も図られる。また研削点Ｐの下方（砥石回転方向下流側）から工作物Ｗ及び砥石Ｇに向かって研削液を噴き付けるため、砥石Ｇの回転方向に対し対向する方向からの噴き付けとなり、これによって、研削液内に切粉等の異物が混入されていても研削点Ｐに噛みこむ恐れは低い。
【００２９】
次に研削点Ｐに発生する研削熱の冷却について説明する。本発明においては、例えば２００℃の過熱水蒸気をクーラント供給システム５を構成する第１クーラント供給装置３７によって研削点Ｐに供給し冷却するよう構成されている。しかし高速回転される砥石Ｇのまわりには連れ回り空気層３０、３３なるものが発生し、研削点Ｐにクーラントが供給されるのを阻害するという問題がある。そこで各連れ回り空気層３０、３３を遮断するために本実施形態が備える方策について簡単に説明する。
【００３０】
まず砥石Ｇの外周部２３ｃに発生する連れ回り空気層３３については、遮風板３１の開口溝３２の両側面３２ａ、３２ｂおよび溝端面３２ｃによって遮断する。これにより研削点Ｐには連れ回り空気層３３は到達できず、クーラントが研削点Ｐに供給されるのを妨げることがない。次に砥石Ｇの両側面２３ａ、２３ｂに発生する砥石Ｇの中心部から外周部に向かって流れる連れ回り空気層３０については、流体ジェット吐出装置２４のエアーカットノズル２５ａ、２５ｂを両側面２３ａ，２３ｂに向かって設け、エアーカットノズル２５ａ、２５ｂからエアを噴射することによって遮断する。図１、図２に示すようにエアーカットノズル２５ａ、２５ｂからは、エアジェット２９が砥石Ｇの両側面２３ａ，２３ｂに傾斜して夫々噴き付けられ、該エアジェット２９は、研削点Ｐより砥石回転方向上流側の砥石外周縁の点２６から研削点Ｐを含む砥石前方の小円弧部分２７の弦２８に沿って流れる。また、側面用ノズル２５ａ，２５ｂから側面２３ａ，２３ｂに噴き付けられるエアジェット２９が側面２３ａ，２３ｂに沿って研削点Ｐに向かって流れるのを防止するために、側面用ノズル２５ａ，２５ｂは開口部が砥石Ｇの後方を向くように若干後方に傾斜して取り付けられている。これにより、砥石Ｇの回転に連れて流れる砥石連れ回り空気層３０は小円弧部分２７に流入するのを遮断され、よって研削点Ｐに回り込むことがなく、クーラントが研削点Ｐに供給されるのを妨げることがない。
【００３１】
次に第１クーラント供給装置３７の作動について説明する。はじめに水タンク４３に貯水された水が送水ポンプ４２の作動により汲み上げられ、配管４１を通ってヒータ部４０に供給される。ヒータ部４０の蒸発部４０ａに供給された水は、蒸発部４０ａの水貯留部４５ａに溜められる。そして水貯留部４５ａに配置されるヒータ５２の作動によって溜められた水が沸騰し飽和水蒸気が生成され、水貯留部４５ａの上方の飽和水蒸気貯留部４５ｂに溜められる。飽和水蒸気貯留部４５ｂに溜められた飽和水蒸気量が増えてくると飽和水蒸気貯留部４５ｂ内の圧力が所定値以上に上昇し、所定圧で開弁するよう設定されたリリーフ弁を備える連結部４６を介して過熱水蒸気生成部４０ｂに送出される。送出された飽和水蒸気は過熱水蒸気生成部４０ｂ内の連結部４６より上方に配置された送風用ファンの作動によって過熱水蒸気生成部４０ｂ内の下方に送られる。下方に送られた飽和水蒸気は連結部４６より下方に配置された例えば７００℃に加熱されたヒータ５１部を通過し瞬間的に高温で加熱されて水蒸気爆発を起し体積が約１０００倍以上に膨張する。そして膨張によって粒径が例えば２ｎｍ以下に微粒化された過熱水蒸気が生成される。このときの過熱水蒸気の温度は蒸発部４０ａの圧力を所定の方法で制御することによって所望の温度が設定でき例えば２００℃以上とする。このように微粒化された過熱水蒸気は送風用ファン５０の作動によってヒータ部４０の出口部４７ａに連結されたクーラントノズル３８に送られクーラントノズル３８の噴出口３８ａから研削点Ｐに向かって噴き付けられ供給される。
【００３２】
クーラントノズル３８の噴出口３８ａから噴出された過熱水蒸気は大気と触れ温度が所定量低下する。しかし図２に示すように、この状態においても過熱水蒸気は１００℃を超える温度であるため１００℃の飽和水蒸気の状態と比べ微粒化されている（過熱水蒸気領域）。そして過熱水蒸気はさらに研削点Ｐに接近し大気と熱交換されて、水滴ではあるが液相状態の水から微粒化された水滴よりは粒径が小さい微粒化水滴となり工作物Ｗの研削点Ｐの奥深くに到達する（微粒化水滴領域）。このとき研削点Ｐは温度が例えば９００℃〜１０００℃であり、微粒化水滴は研削点Ｐの深部に到達した瞬間に再び気化し、研削点から２２５７ｋＪ／ｋｇの潜熱を奪い冷却する。液相状態による顕熱冷却の場合は２０℃において４．１８ｋＪ／ｋｇの熱を奪い冷却するのみであるため、潜熱冷却は顕熱冷却の約５４０倍の冷却性能となり少量のクーラントで確実で迅速かつ高効率に冷却を行ない研削焼けの発生を防止することができる。
【００３３】
上述した内容から明らかなように、本実施形態においては、第１クーラント供給装置３７によって、例えば２００℃以上に加熱され微粒化された過熱水蒸気が工作物Ｗの研削点Ｐの深部まで確実に噴き付けられ供給されて研削点Ｐが冷却され研削焼けの発生が防止される。また、潜熱冷却によって冷却性能が向上するため加工スピードを上げることができ生産性の向上を図ることができる。さらに第２クーラント供給装置６は研削点Ｐの冷却を行なう必要がないため使用する研削液量の低減が図られるとともに、クーラントタンクの小型化および研削液に対するマグネットセパーレータ等の処理装置の小型化が図れ、大幅なコスト低減ができる。また、第２クーラント供給装置６による使用研削液量が低減されるため研削液の濃度管理が容易になり工作物の品質の向上が図られる。
【００３４】
また、本実施形態においては、第２クーラント供給装置６によって研削点Ｐの下方（砥石回転方向下流側）から工作物Ｗおよび砥石Ｇに向かって研削液が噴き付けられるため、研削液内に切粉等の異物が混入されていても研削点Ｐに到達し工作物の表面を傷つける恐れは低く、品質の向上が図られる。
【００３５】
なお、本実施形態においては円筒研削盤について説明したが、これに限らず平面研削盤等、他の研削盤についても適用可能であり本実施形態と同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態に係るクーラント供給システムを備えた研削装置の一部を断面にした側面図である。
【図２】図１の正面図の一部であり、第1クーラント供給装置から噴射された過熱水蒸気の状態を示した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…研削装置、５…クーラント供給システム、６…第２クーラント供給装置、１０…ベッド、１１…砥石台、１２，１４…サーボモータ、１３…砥石軸、１７…テーブル、２０…主軸台、２２…砥石カバー、２３ａ，２３ｂ…砥石の両側面、２４…流体ジェット吐出装置、２５ａ，２５ｂ…側面用ノズル、３０、３３…砥石連れ回り空気層、３１…遮風板、３２…開口溝、３７…第１クーラント供給装置、３８…第１クーラントノズル、３９…第２クーラントノズル、４０…ヒータ部、４０ａ…蒸発部、４０ｂ…過熱水蒸気生成部、４１、４４…配管、４２…送水ポンプ、４３…水タンク、４８…送液ポンプ、４９…クーラントタンク、５０…送風用ファン、５１、５２…ヒータ、Ｇ…砥石、Ｐ…研削点、Ｗ…工作物。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥石により工作物を研削する研削装置において、砥石と工作物との接触箇所へのクーラントの供給に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、砥石により工作物を研削加工する研削装置において、工作物、砥石及び研削点（接触箇所）の冷却及び潤滑はクーラント液を噴き付けることによって行っている。しかし高速で回転する工作物や砥石、また工作物と砥石が接触する研削点にクーラント液を十分行渡らせるのは容易ではなく、様々な方法が採られており、例えば特許文献１に示すものが知られている。特許文献１によれば、クーラント液を研削点に供給するために、微細乱流塊発生装置３を備え、クーラント液を微細塊化し、乱流に乗せて工作物、砥石及び研削点へノズル６によって噴き付け供給する。微細塊化されたクーラント液は微細乱流の働きにより工作物、砥石及び研削点に薄い膜状になって張り付くため、一度張り付けば砥石や工作物の回転による遠心力及び風圧でも吹き飛ばされることなく安定して冷却及び潤滑効果を発揮する。
【特許文献１】ＷＯ２００３／０７６１２９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示すクーラントの供給方法においては、液相状態のクーラントを微粒化するため、その粒子の最小サイズには限界がありクーラント液が研削点の深部に入り込むことは困難である。よって研削点の研削熱の除去が十分行なえず研削焼けの問題が発生する恐れがある。また研削熱の除去が十分行えないため研削速度を現状より上げることは困難であり、生産性の向上を見込むことが難しい。さらに、クーラント液を再利用するためクーラント液に混在する砥粒や切粉が研削点に入り込み加工精度を低下させる恐れがあるとともに、多量のクーラント液の使用が不可欠であるためクーラントタンクの容量が過大となり設備のスペースが大となり、コストも高くなるという課題もある。
【０００４】
本発明は、かかる従来の不具合を解消するためになされたもので、低コストで簡易な構成でありながら高い熱除去性能をもつクーラント供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、砥石と、工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削点にクーラントを供給しながら研削加工する研削装置におけるクーラント供給システムにおいて、前記クーラント供給システムを構成する第１クーラント供給装置が前記研削点に供給する前記クーラントが飽和水蒸気を所定温度まで加熱した過熱水蒸気であることである。
【０００６】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記クーラント供給システムは前記研削加工中に前記工作物から発生する切粉を除去するため及び前記工作物を冷却するための液状の研削液を供給する第２クーラント供給装置をさらに備えたことである。
【０００７】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記研削装置における前記砥石は砥石台に回転駆動可能に支承され、前記工作物は工作物支持装置に回転駆動可能に支持され、前記第１クーラント供給装置のクーラントノズルは前記研削点の上方に配置され、前記クーラントが砥石回転方向上流側から下方の前記研削点に吹き付けられ、前記第２クーラント供給装置のクーラントノズルは前記工作物及び前記砥石の下方に配置され前記研削液が砥石回転方向下流側から上方の前記工作物及び前記砥石に噴き付けられることである。
【０００８】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、砥石と工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削加工する研削装置において、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のクーラント供給システムが設けられたことである。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した請求項１による発明によれば、研削点を冷却するため供給される第1クーラント供給装置のクーラントは所定温度まで過熱された過熱水蒸気である。これにより過熱水蒸気はノズルから噴き付けられ空気中で冷やされて水滴化されるも、液相状態の水から微粒化したものより小さな粒径の水滴が得られ、よって研削点の奥深くまで到達でき、確実に研削点の冷却が行なえる。また冷却はクーラントを液相状態のままで使用する顕熱冷却ではなく、気化するときの潜熱を研削点から奪う潜熱冷却で行うため、冷却効果は非常に大きく少量のクーラント（水蒸気）で対応できる。さらに冷却効果が大きいため加工速度を上げることができ生産性が向上する。
【００１０】
上記のように構成した請求項２による発明によれば、液状の研削液を供給する第２クーラント供給装置が設けられ、研削液は主に切粉および脱落した砥粒の除去（洗浄）に利用される。よって従来に比べ研削点の冷却を行わない分、大幅に研削液の使用量が低減され、研削液を貯留するためのクーラントタンクを小さくすることができ設備スペースが縮小されるのでコスト低減を図ることができる。
【００１１】
上記のように構成した請求項３による発明によれば、第１クーラント供給装置のクーラントノズルは研削点の上方に配置され過熱水蒸気であるクーラントが砥石回転方向上流側から研削点に向かって噴き付けられ、第２クーラント供給装置のクーラントノズルは工作物及び砥石の下方に配置され液状の研削液が砥石回転方向下流側から工作物及び砥石に噴き付けられる。これにより、第１クーラント供給装置から噴き付けられるクーラントは研削点に到達し易く研削点の冷却効果が高まる。また第２クーラント供給装置から噴き付けられる研削液は切粉および脱落した砥粒を除去するが、研削点には到達困難であるため研削液に混入する切粉等の異物が研削点で工作物表面に傷を付けることを防止できる。
【００１２】
上記のように構成した請求項４による発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のクーラント供給システムが研削装置に設けられる。これにより簡易な構成でありながら高い熱除去性能をもち、低コストおよび高品質で工作物を研削可能であり、生産性の向上が図られる研削装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る研削装置１について
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に基づいて説明する。図１に示すように研削装置１はベッド１０と、ベッド１０上に摺動可能に載置されサーボモータ１２によりボールネジ機構を介してＸ軸方向に進退移動される砥石台１１と、ベッド１０上に摺動可能に装架されサーボモータ１４によりボールネジ機構１８を介してＸ軸と直角なＹ軸方向に移動されるテーブル１７と、テーブル１７上に取り付けられ工作物Ｗを挟持し回転駆動させるための工作物支持装置１９を構成する主軸台２０及び心押台と、砥石Ｇが高速回転したときに砥石Ｇの外表面に発生する各連れ周り空気層３０、３３をエアの噴射により遮断しクーラントがスムースに研削点Ｐに到達できるようにするための流体ジェット吐出装置２４と、研削点Ｐの冷却、切粉の除去及び工作物等の冷却を行なうクーラント供給システム５とによって構成されている。
【００１４】
砥石台１１には、先端に砥石Ｇが取り付けられた砥石軸１３が回転駆動可能に支承されている。砥石Ｇは鉄又はアルミニウム等の金属で成形された円盤状の基体１５の外周面に複数の砥石チップ１６が接着されて構成されモータにより回転駆動される。砥石台１１には図１、図２に示すように砥石Ｇを覆う砥石カバー２２が固定されている。砥石カバー２２には遮風板３１が取り付けられ、この遮風板３１に砥石Ｇの両側面２３ａ，２３ｂの前端部分に向かって斜め下方に開口する流体ジェット吐出装置２４の側面用エアカットノズル２５ａ，２５ｂが取り付けられている。砥石Ｇの小円弧部分２７の垂直な弦２８より僅かに砥石Ｇの回転中心側には、遮風板３１が研削点Ｐより砥石回転方向の上流側から弦２８と平行に配置され、砥石台１１に固定された砥石カバー２２に取り付けられている。遮風板３１には開口溝３２が形成され、開口溝３２の両側面３２ａ，３２ｂは砥石Ｇの両側面２３ａ，２３ｂと僅かな隙間を持って夫々対向し研削点Ｐを含む砥石半径を横切った位置まで延在している。開口溝３２の溝端面３２ｃは、砥石外周面２３ｃに連れ回りする空気層３３が研削点Ｐに到達するのを遮断するために、研削点Ｐより砥石回転方向の上流側で砥石Ｇの外周面と僅かな隙間を持って対向されている。
【００１５】
クーラント供給システム５は、研削点Ｐの冷却を行なうための過熱水蒸気状態のクーラントを研削点Ｐに供給する第１クーラント供給装置３７と、切粉、砥粒の除去及び工作物の冷却を行なうための液状の研削液を供給する第２クーラント供給装置６とによって構成されている。
【００１６】
第１クーラント供給装置３７は、水を貯水する水タンク４３と、一端が水タンク４３に連結され水が流通する配管４１と、配管４１の他端と連結され流通された水を利用し所定の温度の過熱水蒸気を生成し送出するヒータ部４０と、ヒータ部４０で生成された過熱水蒸気の出口部に連結され下方にある工作物Ｗの研削点Ｐに向けて過熱水蒸気を噴き付けるクーラントノズル３８と、配管４１上に設けられ水タンク４３内に貯水された水を配管４１を通してヒータ部４０に圧送する送水ポンプ４２とから構成されている。なお、ここで過熱水蒸気とは、１００℃を超える温度に加熱され微粒化された水蒸気のことをいう。
【００１７】
水タンク４３は、例えば耐水性のある樹脂（ポリアミド等）又は金属（防錆処理された鉄等）によって形成され、研削装置１の下方に鉄製の板が屈曲され形成されたラック３４に収容されている。水タンク４３には水道水が外部から補充できるように図略の給水口が設けられている。
【００１８】
ヒータ部４０は、配管４１を通って流通された水をヒータ５２によって沸騰させ１００℃の飽和水蒸気を生成する蒸発部４０ａと、生成された飽和水蒸気を例えば７００℃に加熱されたヒータ５１に接触させ瞬間的に加熱し水蒸気爆発させて水蒸気の粒径を例えば２ｎｍ以下に微粒化する過熱水蒸気生成部４０ｂと、生成された過熱水蒸気を送出するための送風用ファン５０とから構成される。
【００１９】
蒸発部４０ａは気密および水密に形成された例えば金属製のケース４５によって構成される。ケース４５内は下方の所定の高さｈまでが水タンク４３から供給された水が貯留される水貯留部４５ａを形成し、水貯留部４５ａより上方には生成された１００℃の飽和水蒸気が溜められる飽和水蒸気貯留部４５ｂが形成される。水貯留部４５ａには、水を沸騰させるためのヒータ５２が設けられている。ヒータ５２は供給され貯留された水中に埋没され、水と直接接触し熱交換して水を加熱する。蒸発部４０ａは過熱水蒸気生成部４０ｂと上方の連結部４６にて連結され連通されている。連結部４６は蒸発部４０ａのケース４５の飽和水蒸気貯留部４５ｂ内にあり、飽和水蒸気貯留部４５ｂ内が所定の圧力まで上昇されたときに飽和水蒸気が過熱水蒸気生成部４０ｂに流入するよう例えば所定の開弁圧に設定されたリリーフ弁によって構成されている。
【００２０】
過熱水蒸気生成部４０ｂは、気密に形成されたケース４７によって構成される。ケース４７内には蒸発部４０ａとの連結部４６より上方に、生成された過熱水蒸気を送出するための送風用ファン５０が配置される。また蒸発部４０ａとの連結部４６より下方に蒸発部４０ａから供給された飽和水蒸気を高温（例えば７００℃）の表面で瞬間的に加熱し、例えば２００℃の過熱水蒸気を生成するためのヒータ５１が設けられている。ヒータ５１の下方であってケース４７の下部には生成された過熱水蒸気の出口部４７ａが形成され、クーラントノズル３８と連結され連通されている。なお、ヒータ部４０には市販の過熱水蒸気発生装置を使用してもよく、所望の温度の過熱水蒸気が得られればどのような装置を利用してもよい。
【００２１】
クーラントノズル３８は管形状で内部を例えば２００℃を越える過熱水蒸気が通過するため耐熱性があり、かつ過熱水蒸気の温度を低下させないために断熱性の高い例えばポリイミド樹脂等で形成されている。クーラントノズル３８は研削点Ｐの上方に配置される。クーラントノズル３８は砥石台１１に固定される砥石カバー２２に固定され噴射口３８ａが下方に開口されて、クーラントである過熱水蒸気が研削点Ｐに噴き付けられ供給されるようになっている。クーラントノズル３８の噴出口３８ａと研削点Ｐとの間は所定の距離だけ離間して配置される。ここで所定の距離とは、研削点Ｐを効率的に冷却するための最適な距離を言い、具体的には図２に示すようにクーラントノズル３８の噴出口３８ａから噴き付けられた過熱水蒸気が空気中で冷却され研削点Ｐに到達する直前で水滴化する距離とするのがもっともよい。
【００２２】
第２クーラント供給装置６は液状の研削液によって主に工作物Ｗから排出される切粉や砥石Ｇから脱落される砥粒を洗浄するとともに、工作物Ｗ及び砥石Ｇを冷却するためのものである。第２クーラント供給装置６は研削液を回収し貯蔵するクーラントタンク４９と、一端がクーラントタンク４９に連結され研削液が流通する配管４４と、配管４４の他端に連結され砥石Ｇ、工作物Ｗに向けて研削液を噴き付け供給するためのクーラントノズル３９と、配管４４上に設けられクーラントタンク４９内に貯められた研削液を配管４４を介してクーラントノズル３９に圧送する送液ポンプ４８とから構成されている。
【００２３】
クーラントタンク４９は、耐油性のある樹脂（例えばポリアミド等）又は金属（例えば防錆処理された鉄等）によって形成されて、研削装置１が設置される床面上に配置される。
【００２４】
クーラントノズル３９は管形状であり、耐油性のある樹脂（例えばポリアミド）または金属（例えば防錆処理が施された鉄）で形成され内部を若干高圧の研削液が流通する。クーラントノズル３９は図略のブラケットを介してベッド１０に固定される。クーラントノズル３９は工作物Ｗ及び砥石Ｇの下方に配置され噴射口３９ａが上方に開口されて、研削液が砥石Ｇ、工作物Ｗに噴き付けられ供給されるよう配置されている。
【００２５】
次に上記のように構成した本実施形態の作動について説明する。まず研削装置１の図略の電源をＯＮし加工を開始すると、主軸台２０と心押台との両センタ間に挟持された工作物Ｗが回転駆動される。次に砥石台１１がサーボモータ１２の所定方向への回転により前進され、高速回転される砥石Ｇと、工作物支持装置１９に支持された工作物Ｗとを相対移動させて工作物Ｗが砥石Ｇにより研削加工される。
【００２６】
このとき、工作物Ｗの研削点Ｐにおいては、砥石Ｇと工作物Ｗとの摩擦により発熱するとともに、工作物Ｗからは切粉が発生し、砥石Ｇからは砥粒が脱落する。摩擦により発生した熱を除去せず放置しておくと工作物Ｗの研削点Ｐは温度上昇し、大気中の酸素と反応して酸化膜が形成され、いわゆる研削焼けが発生する。研削焼けは、見た目の劣化だけでなく工作物Ｗの母材の性質を変質させ、母材強度にも低下等の影響を及ぼす。また工作物Ｗから発生する切粉や砥石Ｇから脱落する砥粒は、工作物Ｗの加工精度に影響を及ぼしたり、砥石Ｇの目詰まりを引き起こす原因となる。さらに砥石Ｇの目詰まりは工作物Ｗとの研削抵抗の増加を引き起こし、ひいては摩擦熱による研削点Ｐの温度をさらに上昇させる原因となる。
【００２７】
そこで工作物Ｗから発生する切粉や砥石Ｇから脱落する砥粒の除去（洗浄）及び工作物Ｗや砥石Ｇの冷却に対しては研削点Ｐの下方（砥石回転方向下流側）から一般的な研削液を第２クーラント供給装置６によって工作物Ｗ、及び砥石Ｇに供給しながら加工を行なう。即ちクーラントタンク４９に貯められた研削液が送液ポンプ４８の作動により汲み上げられ、配管４４を介してクーラントノズル３９に圧送される。クーラントノズル３９に供給された研削液は上方に向かって開口されたクーラントノズル３９の噴出口３９ａから上方の工作物Ｗや砥石Ｇに向かって噴き付けられ供給される。これにより、工作物Ｗから発生した切粉及び砥石Ｇから脱落した砥粒は洗浄され除去されるとともに、工作物Ｗ及び砥石Ｇは冷却されるので工作物Ｗの加工面は高精度を維持できるとともに、砥石Ｇは目詰まりを防止され、砥石Ｇの目詰まりによる研削抵抗の増加の恐れがない。その後、切粉や砥粒を洗浄した研削液が切粉や砥粒とともに重力により自然落下する位置に刻設されたベッド１０上の図略の回収用溝を経て、さらに不純物をトラップするフィルタを経て切粉と砥粒などが除去されクーラントタンク４９に回収される。そしてクーラントタンク４９に回収された研削液は再び送液ポンプ４８の作動により汲み上げられ第２クーラント供給装置６によって研削液として再利用される。
【００２８】
第２クーラント供給装置６は発生した切粉や脱落砥粒の洗浄を主な目的とするため、研削点Ｐの冷却も兼ねている従来技術と比べ研削液を大量に必要としない。よってクーラントタンク４９も小型化でき、設置スペースの縮小化も図られる。また研削点Ｐの下方（砥石回転方向下流側）から工作物Ｗ及び砥石Ｇに向かって研削液を噴き付けるため、砥石Ｇの回転方向に対し対向する方向からの噴き付けとなり、これによって、研削液内に切粉等の異物が混入されていても研削点Ｐに噛みこむ恐れは低い。
【００２９】
次に研削点Ｐに発生する研削熱の冷却について説明する。本発明においては、例えば２００℃の過熱水蒸気をクーラント供給システム５を構成する第１クーラント供給装置３７によって研削点Ｐに供給し冷却するよう構成されている。しかし高速回転される砥石Ｇのまわりには連れ回り空気層３０、３３なるものが発生し、研削点Ｐにクーラントが供給されるのを阻害するという問題がある。そこで各連れ回り空気層３０、３３を遮断するために本実施形態が備える方策について簡単に説明する。
【００３０】
まず砥石Ｇの外周部２３ｃに発生する連れ回り空気層３３については、遮風板３１の開口溝３２の両側面３２ａ、３２ｂおよび溝端面３２ｃによって遮断する。これにより研削点Ｐには連れ回り空気層３３は到達できず、クーラントが研削点Ｐに供給されるのを妨げることがない。次に砥石Ｇの両側面２３ａ、２３ｂに発生する砥石Ｇの中心部から外周部に向かって流れる連れ回り空気層３０については、流体ジェット吐出装置２４のエアーカットノズル２５ａ、２５ｂを両側面２３ａ，２３ｂに向かって設け、エアーカットノズル２５ａ、２５ｂからエアを噴射することによって遮断する。図１、図２に示すようにエアーカットノズル２５ａ、２５ｂからは、エアジェット２９が砥石Ｇの両側面２３ａ，２３ｂに傾斜して夫々噴き付けられ、該エアジェット２９は、研削点Ｐより砥石回転方向上流側の砥石外周縁の点２６から研削点Ｐを含む砥石前方の小円弧部分２７の弦２８に沿って流れる。また、側面用ノズル２５ａ，２５ｂから側面２３ａ，２３ｂに噴き付けられるエアジェット２９が側面２３ａ，２３ｂに沿って研削点Ｐに向かって流れるのを防止するために、側面用ノズル２５ａ，２５ｂは開口部が砥石Ｇの後方を向くように若干後方に傾斜して取り付けられている。これにより、砥石Ｇの回転に連れて流れる砥石連れ回り空気層３０は小円弧部分２７に流入するのを遮断され、よって研削点Ｐに回り込むことがなく、クーラントが研削点Ｐに供給されるのを妨げることがない。
【００３１】
次に第１クーラント供給装置３７の作動について説明する。はじめに水タンク４３に貯水された水が送水ポンプ４２の作動により汲み上げられ、配管４１を通ってヒータ部４０に供給される。ヒータ部４０の蒸発部４０ａに供給された水は、蒸発部４０ａの水貯留部４５ａに溜められる。そして水貯留部４５ａに配置されるヒータ５２の作動によって溜められた水が沸騰し飽和水蒸気が生成され、水貯留部４５ａの上方の飽和水蒸気貯留部４５ｂに溜められる。飽和水蒸気貯留部４５ｂに溜められた飽和水蒸気量が増えてくると飽和水蒸気貯留部４５ｂ内の圧力が所定値以上に上昇し、所定圧で開弁するよう設定されたリリーフ弁を備える連結部４６を介して過熱水蒸気生成部４０ｂに送出される。送出された飽和水蒸気は過熱水蒸気生成部４０ｂ内の連結部４６より上方に配置された送風用ファンの作動によって過熱水蒸気生成部４０ｂ内の下方に送られる。下方に送られた飽和水蒸気は連結部４６より下方に配置された例えば７００℃に加熱されたヒータ５１部を通過し瞬間的に高温で加熱されて水蒸気爆発を起し体積が約１０００倍以上に膨張する。そして膨張によって粒径が例えば２ｎｍ以下に微粒化された過熱水蒸気が生成される。このときの過熱水蒸気の温度は蒸発部４０ａの圧力を所定の方法で制御することによって所望の温度が設定でき例えば２００℃以上とする。このように微粒化された過熱水蒸気は送風用ファン５０の作動によってヒータ部４０の出口部４７ａに連結されたクーラントノズル３８に送られクーラントノズル３８の噴出口３８ａから研削点Ｐに向かって噴き付けられ供給される。
【００３２】
クーラントノズル３８の噴出口３８ａから噴出された過熱水蒸気は大気と触れ温度が所定量低下する。しかし図２に示すように、この状態においても過熱水蒸気は１００℃を超える温度であるため１００℃の飽和水蒸気の状態と比べ微粒化されている（過熱水蒸気領域）。そして過熱水蒸気はさらに研削点Ｐに接近し大気と熱交換されて、水滴ではあるが液相状態の水から微粒化された水滴よりは粒径が小さい微粒化水滴となり工作物Ｗの研削点Ｐの奥深くに到達する（微粒化水滴領域）。このとき研削点Ｐは温度が例えば９００℃〜１０００℃であり、微粒化水滴は研削点Ｐの深部に到達した瞬間に再び気化し、研削点から２２５７ｋＪ／ｋｇの潜熱を奪い冷却する。液相状態による顕熱冷却の場合は２０℃において４．１８ｋＪ／ｋｇの熱を奪い冷却するのみであるため、潜熱冷却は顕熱冷却の約５４０倍の冷却性能となり少量のクーラントで確実で迅速かつ高効率に冷却を行ない研削焼けの発生を防止することができる。
【００３３】
上述した内容から明らかなように、本実施形態においては、第１クーラント供給装置３７によって、例えば２００℃以上に加熱され微粒化された過熱水蒸気が工作物Ｗの研削点Ｐの深部まで確実に噴き付けられ供給されて研削点Ｐが冷却され研削焼けの発生が防止される。また、潜熱冷却によって冷却性能が向上するため加工スピードを上げることができ生産性の向上を図ることができる。さらに第２クーラント供給装置６は研削点Ｐの冷却を行なう必要がないため使用する研削液量の低減が図られるとともに、クーラントタンクの小型化および研削液に対するマグネットセパーレータ等の処理装置の小型化が図れ、大幅なコスト低減ができる。また、第２クーラント供給装置６による使用研削液量が低減されるため研削液の濃度管理が容易になり工作物の品質の向上が図られる。
【００３４】
また、本実施形態においては、第２クーラント供給装置６によって研削点Ｐの下方（砥石回転方向下流側）から工作物Ｗおよび砥石Ｇに向かって研削液が噴き付けられるため、研削液内に切粉等の異物が混入されていても研削点Ｐに到達し工作物の表面を傷つける恐れは低く、品質の向上が図られる。
【００３５】
なお、本実施形態においては円筒研削盤について説明したが、これに限らず平面研削盤等、他の研削盤についても適用可能であり本実施形態と同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態に係るクーラント供給システムを備えた研削装置の一部を断面にした側面図である。
【図２】図１の正面図の一部であり、第1クーラント供給装置から噴射された過熱水蒸気の状態を示した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…研削装置、５…クーラント供給システム、６…第２クーラント供給装置、１０…ベッド、１１…砥石台、１２，１４…サーボモータ、１３…砥石軸、１７…テーブル、２０…主軸台、２２…砥石カバー、２３ａ，２３ｂ…砥石の両側面、２４…流体ジェット吐出装置、２５ａ，２５ｂ…側面用ノズル、３０、３３…砥石連れ回り空気層、３１…遮風板、３２…開口溝、３７…第１クーラント供給装置、３８…第１クーラントノズル、３９…第２クーラントノズル、４０…ヒータ部、４０ａ…蒸発部、４０ｂ…過熱水蒸気生成部、４１、４４…配管、４２…送水ポンプ、４３…水タンク、４８…送液ポンプ、４９…クーラントタンク、５０…送風用ファン、５１、５２…ヒータ、Ｇ…砥石、Ｐ…研削点、Ｗ…工作物。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石と、工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削点にクーラントを供給しながら研削加工する研削装置におけるクーラント供給システムにおいて、
前記クーラント供給システムを構成する第１クーラント供給装置が前記研削点に供給する前記クーラントが飽和水蒸気を所定温度まで加熱した過熱水蒸気であることを特徴とするクーラント供給システム。
【請求項２】
請求項１において、前記クーラント供給システムは前記研削加工中に前記工作物から発生する切粉を除去するため及び前記工作物を冷却するための液状の研削液を供給する第２クーラント供給装置をさらに備えることを特徴とするクーラント供給システム。
【請求項３】
請求項２において、前記研削装置における前記砥石は砥石台に回転駆動可能に支承され、前記工作物は工作物支持装置に回転駆動可能に支持され、前記第１クーラント供給装置のクーラントノズルは前記研削点の上方に配置され、前記クーラントが砥石回転方向上流側から前記研削点に噴き付けられ、前記第２クーラント供給装置のクーラントノズルは前記工作物及び前記砥石の下方に配置され前記研削液が砥石回転方向下流側から前記工作物及び前記砥石に噴き付けられることを特徴とするクーラント供給システム。
【請求項４】
砥石と工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削加工する研削装置において、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のクーラント供給システムが設けられたことを特徴とする研削装置。
【請求項１】
砥石と、工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削点にクーラントを供給しながら研削加工する研削装置におけるクーラント供給システムにおいて、
前記クーラント供給システムを構成する第１クーラント供給装置が前記研削点に供給する前記クーラントが飽和水蒸気を所定温度まで加熱した過熱水蒸気であることを特徴とするクーラント供給システム。
【請求項２】
請求項１において、前記クーラント供給システムは前記研削加工中に前記工作物から発生する切粉を除去するため及び前記工作物を冷却するための液状の研削液を供給する第２クーラント供給装置をさらに備えることを特徴とするクーラント供給システム。
【請求項３】
請求項２において、前記研削装置における前記砥石は砥石台に回転駆動可能に支承され、前記工作物は工作物支持装置に回転駆動可能に支持され、前記第１クーラント供給装置のクーラントノズルは前記研削点の上方に配置され、前記クーラントが砥石回転方向上流側から前記研削点に噴き付けられ、前記第２クーラント供給装置のクーラントノズルは前記工作物及び前記砥石の下方に配置され前記研削液が砥石回転方向下流側から前記工作物及び前記砥石に噴き付けられることを特徴とするクーラント供給システム。
【請求項４】
砥石と工作物とを相対移動させて前記工作物を前記砥石により研削加工する研削装置において、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のクーラント供給システムが設けられたことを特徴とする研削装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−９９８１９（Ｐ２０１０−９９８１９Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６１６８（Ｐ２００８−２７６１６８）
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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