JP2584604Y2 - 霧状体供給装置 - Google Patents

霧状体供給装置

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JP2584604Y2 JP2570893U JP2570893U JP2584604Y2 JP 2584604 Y2 JP2584604 Y2 JP 2584604Y2 JP 2570893 U JP2570893 U JP 2570893U JP 2570893 U JP2570893 U JP 2570893U JP 2584604 Y2 JP2584604 Y2 JP 2584604Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、工作物に対し切削加工
や研磨加工等を施す際に用いられる霧状体供給装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、工作物に対し切削加工や研磨
加工を施す場合、工作物と加工工具の衝突によって生じ
る発熱を冷却するために、加工点近傍に向かって注水配
管を延ばし、その先端に液体噴射ノズルを取り付けて、
液体を噴射することが行われている。このような液体噴
射ノズルとしては、例えば図3に示すものがあげられ
る。このノズル1は、注水配管とら合するねじ部2と、
液体を噴射するための噴射穴3を備えた噴射チップ4と
を有している。しかし、マシニングセンタのように、立
型で大型の工作機械で加工を行う場合等に液体を用いる
と、加工凹部内に液体や切り屑が溜まりやすく、却って
加工性能が悪くなる場合がある。また、超硬合金製の工
具を断続的に工作物に衝突させて切削を行う場合等に
は、切刃が加工点では発熱によって高温になり加工点以
外の個所では液かけによって冷却され、この急激な熱変
化の繰り返しによって欠け(いわゆる「チッピング」現
象)を生じたり割れを生じたりするという問題がある。
【0003】そこで、このような場合には、液を使用せ
ず、空気流だけで加工屑を吹き飛ばすことが行われる
が、空気流だけでは工作物および加工工具に対する冷却
効果および潤滑効果が不充分となり、例えば切削加工に
おいてつぎのような作業上の問題がある。すなわち、
S45Cのような炭素鋼の切削では、切削熱によって工
作物表面が焼入れしたように硬くなり研磨等の表面仕上
げ作業が困難になる、切削熱を持った切り屑が工作物
表面を被うので、工作物自体が熱せられて膨張し、その
状態で切削すると加工寸法に狂いが生じる、切削熱に
よって工作物表面が溶け、切削工具の切刃に溶けた金属
が付着していわゆる「構成刃先」が形成され仕上がり面
粗度や寸法精度を悪くする、等の問題がある。
【0004】一方、液をそのままかけるのではなく、霧
状に噴射して工作物および加工工具に潤滑性を与えるこ
とも行われている。この場合は、例えば図4に示す霧状
体噴霧ノズル5が用いられる。このノズル5は、矢印P
のように圧搾空気が供給されると、内部において圧縮ば
ね6で保持されているピストン7が、図面上、上側に押
されて液体供給配管8に連通する液体通路9が開き、左
右に分かれた先端ノズル10,11のごく狭い吐出口か
ら、液体が微細な粒子となって霧状に吐出されるように
なっている。この方法によれば、液かけのように凹部内
に水が溜まるという不都合が生じず、ある程度の冷却効
果をあげることができるという利点を有する。しかしな
がら、いくら高圧の圧搾空気を供給しても、液体を霧状
に噴射させると、霧状体は空中を浮遊して充分な風圧が
得られないため、切削屑等を除去することができず、そ
の適用範囲が限られるという問題がある。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】このように、従来の加
工方法では、工作物および加工工具の冷却,加工屑の除
去,加工面への潤滑性の付与という3つの課題を同時に
満足することができず、加工条件に応じて液かけか空気
流か霧状の噴射かを選択し、加工時のデメリットを最小
限に抑えながら加工を行っているにすぎない。
【0006】本考案は、このような事情に鑑みなされた
もので、工作物および加工工具の冷却,加工屑の除去,
加工面への潤滑性の付与という3つの課題を同時に満足
することのできる優れた霧状体供給装置の提供をその目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本考案は、工作物の被加工面に向かって霧状体を供
給する装置であって、先端部が徐々に細径に形成された
中空状のノズル本体と、上記ノズル本体の細径部近傍に
外嵌されノズル本体の外周面とそれ自身の先端側開口と
で微小幅の環状スリットを形成するガイドリングと、ノ
ズル本体の、上記環状スリットに連通する所定位置に穿
設される空気吐出孔と、上記ノズル本体内に空気を供給
する空気供給手段とを備え、上記ノズル本体の細径頂部
に液体吐出孔が形成され、上記ノズル本体内に、上記液
体吐出孔と連通する液体供給配管が設けられ、上記環状
スリットから噴射される空気の空気流が周囲の空気を随
伴し空気流量を増幅してノズル本体細径部の外周面に沿
って流れ、上記ノズル本体の液体吐出孔から吐出される
液体が上記増幅空気流によって霧状化されるようになっ
ている霧状体供給装置を第1の要旨とし、上記と同様の
装置であって、液体吐出孔が、ノズル本体の細径頂部で
はなく、ガイドリング外嵌部から先端側の外周面に形成
されている霧状体供給装置を第2の要旨とする。
【0008】
【作用】すなわち、本考案者は、工作物および加工工具
の冷却,加工屑の除去,加工面への潤滑性の付与という
3つの課題を同時に満足する方法、特に霧状体を用いて
上記課題に応える方法について一連の研究を重ねた。そ
して、その過程で、先端部が徐々に細径に形成された中
空状のノズル本体にガイドリングを外嵌し、このガイド
リングとノズル本体との間の環状スリットから細径部外
周面に沿って空気を噴射し周囲の空気をも随伴させて空
気流量を増幅させるノズルがあることに着目し、このノ
ズル構造を利用して霧状体をつくれば、増幅空気流によ
って、霧状体をある程度高い風圧で被加工面に供給でき
るのではないかと想起した。そして、さらに研究を重ね
た結果、上記流量増幅ノズルと同様の構成のものにおい
て、上記ノズル本体の噴射空気が流れる部分から液体を
噴射させるようにすると、微量の液体が空気流に吸い上
げられて微小な霧状体になり、しかもこの霧状体がある
程度加速されて加工屑等を除去できる程度の勢いで工作
物の被加工面に供給されることを見いだしこの考案に到
達した。これにより、優れた冷却効果と加工屑除去効果
が得られ、しかも被加工面に対する湿潤効果も充分とな
る。
【0009】つぎに、本考案を実施例にもとづいて詳細
に説明する。
【0010】
【実施例】図1は、本考案の一実施例を示している。こ
の霧状体供給装置20は、その拡大断面図である図2に
示すように、中空状のノズル本体21の先端部22が徐
々に細径に形成されており、上記細径部22の近傍に、
上記ノズル本体21の外周面とそれ自身の先端側開口と
で微小幅の環状スリットSを形成するガイドリング23
が外嵌されている。そして、上記ガイドリング23と重
なるノズル本体21の、環状スリットSに連通する部分
に、空気吐出孔24が穿設されている。なお、この空気
吐出孔24は、周方向に所定間隔で複数個、等間隔に設
けられている。
【0011】また、上記ノズル本体21において、細径
部22の頂部には液体吐出孔25が形成されており、ノ
ズル本体21内に挿入された液体供給配管26の一端が
連通されている。
【0012】さらに、上記ノズル本体21の、細径部2
2とは反対側の端部開口には、空気供給配管(図示せ
ず)の一端が連通されるようになっており、ノズル本体
21内に空気が供給されると、図2において矢印Pで示
すように、空気が上記空気吐出孔24から吐出して環状
スリットSから噴射され、周囲の空気を随伴し(随伴流
を矢印Qで示す)空気流量を増幅しながら細径部22の
外周面に沿って流れるようになっている。
【0013】上記構成において、空気および液体を同時
にそれぞれの配管から供給すると、液体吐出孔25から
吐出する微量の液体は、ノズル本体21の細径部22外
周面に沿って流れる空気噴射流によって吸い上げられ、
細かい霧状となる。しかも、得られた霧状体は、環状に
広がった状態から一点に向かって収束しようとする空気
流に周囲から押され、比較的高い風圧を維持した状態で
押し出される。このため、上記霧状体は、従来の霧状体
とは異なり、加工時に生じる切り屑等を充分に吹き飛ば
す力をもっている。これにより、切り屑等が加工部周辺
に溜まることがなく、上記増幅された大流量の空気が当
たることと相俟って、冷却効果が高い。しかも、吐出さ
れた霧状体が工作物および加工工具を適度に湿潤させ、
潤滑性を高めるので、加工性能が良好となる。したがっ
て、加工工具の負担が軽くなり、また液かけのように急
激な冷却を受けないので、断続的な熱衝撃がなく、工具
寿命が大幅に延びるという利点を有する。そして、加工
条件に応じて、霧状体で吐出させる液体の種類を変える
ことができるため、例えば高速切削の場合には液体とし
て水を用いることにより冷却効果を高め、中・低速切削
の場合には液体として油を用いることにより潤滑効果を
高める、というように使い分けることができる。もちろ
ん、上記液体供給配管26に、水,油,エマルジョン等
の液体を、2種類以上混合状態で供給し、これを霧状化
して供給するようにしても差し支えはない。
【0014】なお、上記実施例では、液体吐出孔25
を、ノズル本体21の細径部22の頂部に穿設している
が、必ずしも細径頂部に設ける必要はなく、環状に噴射
される空気流が流れるノズル本体21の外周面であれ
ば、どこに形成しても差し支えはない。ただし、頂部を
外れた外周面に形成する場合には、周方向に所定間隔で
複数個形成することが好適である。
【0015】また、本考案の装置は、上記実施例のよう
にマシニングセンタに取り付けることができる外、NC
旋盤,研削盤等、各種の工作機械に取り付けることがで
きる。
【0016】
【考案の効果】以上のように、本考案の霧状体供給装置
は、環状に噴射される空気流が周囲の空気を随伴しなが
ら増幅されることを利用し、この増幅空気流の中心部に
液体を吐出して霧状体化し、この霧状体を高い風圧で工
作物の被加工面に供給できるようにしたものである。し
たがって、この装置によれば、工作物被加工面およびこ
れに圧接される加工工具に霧状体を強く当てることがで
きるため、従来のように単に霧状体をかけるだけの場合
と異なり、加工時に生じる切り屑等を充分に吹き飛ばす
ことができる。このため、切り屑等が加工部周辺に溜ま
ることがなく、上記増幅された大流量の空気が当たるこ
とと相俟って、冷却効果が高い。しかも、吐出された霧
状体が工作物および加工工具を適度に湿潤させ、潤滑性
を高めるので、加工性能が良好となる。したがって、加
工工具の負担が軽くなり、また液かけのように急激な冷
却を受けないので、断続的な熱衝撃がなく、工具寿命が
大幅に延びるという利点を有する。そして、加工条件に
応じて、霧状体で吐出させる液体の種類を変えることが
できるため、例えば高速切削の場合には液体として水を
用いることにより冷却効果を高め、中・低速切削の場合
には液体として油を用いることにより潤滑効果を高め
る、というように使い分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例の正面図である。
【図2】上記実施例の要部拡大断面図である。
【図3】従来の液体吐出ノズルの一例の断面図である。
【図4】従来の霧状体供給ノズルの一例の断面図であ
る。
【符号の説明】 20 霧状体供給装置 21 ノズル本体 22 細径部 23 ガイドリング 24 空気吐出孔 25 液体吐出孔 26 液体供給配管

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工作物の被加工面に向かって霧状体を供
    給する装置であって、先端部が徐々に細径に形成された
    中空状のノズル本体と、上記ノズル本体の細径部近傍に
    外嵌されノズル本体の外周面とそれ自身の先端側開口と
    で微小幅の環状スリットを形成するガイドリングと、ノ
    ズル本体の、上記環状スリットに連通する所定位置に穿
    設される空気吐出孔と、上記ノズル本体内に空気を供給
    する空気供給手段とを備え、上記ノズル本体の細径頂部
    に液体吐出孔が形成され、上記ノズル本体内に、上記液
    体吐出孔と連通する液体供給配管が設けられ、上記環状
    スリットから噴射される空気の空気流が周囲の空気を随
    伴し空気流量を増幅してノズル本体細径部の外周面に沿
    って流れ、上記ノズル本体の液体吐出孔から吐出される
    液体が上記増幅空気流によって霧状化されるようになっ
    ていることを特徴とする霧状体供給装置。
  2. 【請求項2】 工作物の被加工面に向かって霧状体を供
    給する装置であって、先端部が徐々に細径に形成された
    中空状のノズル本体と、上記ノズル本体の細径部近傍に
    外嵌されノズル本体の外周面とそれ自身の先端側開口と
    で微小幅の環状スリットを形成するガイドリングと、ノ
    ズル本体の、上記環状スリットに連通する所定位置に穿
    設される空気吐出孔と、上記ノズル本体内に空気を供給
    する空気供給手段とを備え、上記ノズル本体の、ガイド
    リング外嵌部から先端側の外周面に液体吐出孔が形成さ
    れ、上記ノズル本体内に、上記液体吐出孔と連通する液
    体供給配管が設けられ、上記環状スリットから噴射され
    る空気の空気流が周囲の空気を随伴し空気流量を増幅し
    てノズル本体細径部の外周面に沿って流れ、上記ノズル
    本体の液体吐出孔から吐出される液体が上記増幅空気流
    によって霧状化されるようになっていることを特徴とす
    る霧状体供給装置。
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JP2900216B2 (ja) * 1993-12-28 1999-06-02 武夫 森島 研摩液の噴射装置
JP5796984B2 (ja) * 2011-03-31 2015-10-21 三菱重工業株式会社 歯車研削盤

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