JP7332136B2 - ノズル及びノズルモジュール - Google Patents
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Description
また、本発明の他の実施形態によれば、次のような構成にしてある。流体が供給される中空の本体部と、本体部に連結されて流体を外部に吐き出す流体吐出部と、を備えるノズルモジュールである。流体吐出部には、円柱形状の外形を持ち、一つのノズルが形成され、このノズルは、流体が供給される流入口と、流体が吐出される吐出口と、流入口と流出口とを繋ぐ内部空間とを有し、内部空間に対して、流体の流れによって気体を吸引して取り組む気体流入孔が設けられ、内部空間の壁面の断面形状は、星型多角形、多角形、花弁形又はひょうたん形に形成され、内部空間の壁面に、同一円周上に複数の気体流入孔が形成され、それぞれ対応する複数の気体流入孔の気体流出口は、内部空間の断面形状の頂点に形成されていて、断面形状の頂点部分に気体が筋状に流れ、円形の中心部分に流体が主に流れることで、吐出する流体の直進性が良くなるようにしている。
本発明のノズル及びノズルモジュールを、気体混入を必要とする他の用途に用いることも可能である。流体に対して、空気やその他所望の気体(例えば、酸素、オゾンその他)を混入する場合に、ノズル及びノズルモジュールの周囲にかかる気体が外気として充満しておれば、ノズルに設けた気体流入孔から、気体が流体の流れに応じて自動的に吸引されて、流体とともに吐出される。この気体は、気泡(バブル)化して、流体とともに吐出することになる。
る。これらの図面は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
図2は本発明の第1実施形態に係るノズル10Aの外観を示す。図3は、ノズル10Aの流体が流れる方向での断面を示す図、図4は、ノズル10Aを一部切り欠いた状態図である。これらの図面から明らかなように、ノズル10Aは、図1のクーラントホース9と接続され、冷却剤(流体)が流入する流入口10A-aと冷却剤が吐出する吐出口10A-bと流入口10A-aと吐出口10A-bとを繋ぐ内部空間を形成する壁面10A-cとを有する。流入口10A-aは、球面形状をしており、クーラントホース9の端部の雄部のユニットと連結するようになっている。壁面10A-cは、星型多角形、具体的には四つ星形の断面をもつ形状となっている。なお、星型多角形であれば、四つ星形以外に、八つ星形など種々の星形形状を採用できる。この壁面10A-cで形成される内部空間の断面の形状或いは面積は流入口10A-aから吐出口10A-bまで一定であってもよいし、流入口10A-aから吐出口10A-bに向けて徐々に縮小する(つまり、内部空間の流路にテーパーがかかる)ようにしてもよい。図3では、吐出口10A-bの断面と同じ断面の壁面10A-cが一定の長さ続く形状となっている。逆に、ノズル10Aの外表面にテーパーがついていて、外表面と壁面10A-cとの間の厚みが、吐出口10A-bに向けて徐々に薄くなっていることが示されている。勿論、この厚みを一定とすることも可能である。
図7Aは本発明の第2実施形態に係るノズル10Dの外観を示す。図7Bは、ノズル10Dを一部切り欠いた状態図である。これらの図面から明らかなように、ノズル10Dの壁面10D-cは、多角形、具体的には六角形の断面をもつ形状となっている。なお、多角形であれば、六角形以外に、八角形など種々の多角形を採用できる。第2実施形態では、6つの気体流入孔10D-d1~10D-d6を六角形の6つの頂点に対応して、60度ずつ回転した同一円周上の位置に設ける。気体流入孔10D-d1~10A-d6の冷却剤の流れ方向での位置や、流入方向に対しての傾斜角度、截頭円錐形状又は截頭角錐形状、各口径の大きさ(従って面積)は、第1実施形態と同様に適宜変更または選択可能である。勿論、気体流入孔10D-d1~10D-d6の壁面10D-cへの連結位置は、六角形の頂点でなくても良いが、断面六角形の各頂点に気体が吸引されることによって、ノズル10Dの内部空間のうちの6つの頂点部分に気体が筋状にながれ、円形の中心部分に流体が主に流れることで、ノズル10Aから吐出する流体の直進性が良くなる。また、気体流入孔の数は、6つに限られるものではなく、流体の流入口10D-aから吐出口10D-bに向けて、適宜の位置に複数列(千鳥状であってもそうでなくてもよい)形成することによって、気体の吸引効果を上げることが可能となる。いずれの場合も、断面六角形の頂点以外に、六角形の各辺に、気体流入孔が連結されてもよい。その他、第1実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。
図8Aは本発明の第3実施形態に係るノズル10Eの外観を示す。図8Bは、ノズル10Eを一部切り欠いた状態図である。これらの図面から明らかなように、ノズル10Eの壁面10E-cは、花弁(はなびら)形、具体的には四枚花弁形の断面をもつ形状となっている。なお、花弁形であれば、四枚花弁以外に、八枚花弁形など種々の花弁形を採用できる。第3実施形態では、4つの気体流入孔10E-d1~10E-d4を四枚花弁形の4つの頂点(つまり花弁の最大径の点)に対応して、90度ずつ回転した同一円周上の位置に設ける。気体流入孔10E-d1~10E-d4の冷却剤の流れ方向での位置や、流入方向に対しての傾斜角度、截頭円錐形状又は截頭角錐形状、各口径の大きさ(従って面積)は、第1実施形態と同様に適宜変更又は選択可能である。勿論、気体流入孔10E-d1~10E-d4の壁面10E-cへの連結位置は、花弁形の頂点でなくても良いが、四枚花弁形の4つの各頂点に気体が吸引されることによって、ノズル10Eの内部空間のうちの4つの頂点部分に気体が筋状にながれ、中心の円形部分に流体が主に流れることで、ノズル10Eから吐出する流体の直進性が良くなる。また、気体流入孔の数は、4つに限られるものではなく、流体の流入口10E-aから吐出口10E-bに向けて、適宜の位置に複数列(千鳥状であってもそうでなくてもよい)形成することによって、気体の吸引効果を上げることが可能となる。いずれの場合も、断面四枚花弁形の最大径の頂点以外に、例えば、花弁の最小径位置の頂点に、気体流入孔が連結されてもよい。その他、第1実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。
図9Aは本発明の第4実施形態に係るノズル10Fの外観を示す。図9Bは、ノズル10Fを一部切り欠いた状態図である。これらの図面から明らかなように、ノズル10Fの壁面10F-cは、円形をもつ形状となっている。なお、真円形のほかに長円形、楕円形、ひょうたん形など、種々の形状を採用できる。第4実施形態では、4つの気体流入孔10F-d1~10F-d4を、90度ずつ回転した同一円周上の位置に設ける。気体流入孔10F-d1~10F-d4の冷却剤の流れ方向での位置や、流入方向に対しての傾斜角度、截頭円錐形状又は截頭角錐形状、各口径の大きさ(従って面積)は、第1実施形態と同様に適宜変更または選択可能である。第4実施形態では、90度間隔の4点に気体が吸引されることによって、ノズル10Fの内部空間のうちの4点に気体が筋状にながれ、中心の円形部分に流体が主に流れることで、ノズル10Fから吐出する流体の直進性が良くなる。また、気体流入孔の数は、4つに限られるものではなく、3つでも、6つでも、その他の数でも適宜選択できる。また、流体の流入口10F-aから吐出口10F-bに向けて、適宜の位置に複数列(千鳥状であってもそうでなくてもよい)形成することによって、気体の吸引効果を上げることが可能となる。その他、第1実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。
次に、図13及び図14を参照して、本発明の第5実施形態に係る、単一の流体吐出口を有するシングルノズルである砲塔型ノズルモジュール400について説明する。ノズルモジュール400は、図1(或いは、図11、図12及び後述の図23)のクーラントホース9とねじ結合により連結される。ノズルモジュール400は、その材料を、樹脂(プラスチック)のほか、金属、例えばステンレススチールとすることができるが、それに限らない。
次に、図15A及び図15Bを参照して、本発明の第6実施形態に係る、砲塔型ノズルモジュール500の星型多角形の流路を2段構成で複数有する流体吐出部(マルチノズル)510について説明する。このノズル510は、全体的には概ね角柱形状であり、流入側端部には、第5実施形態で説明した本体部401の雌ねじ401-2にねじ結合される雄ねじ510-1を有する。ノズル510も、その材料を、樹脂(プラスチック)のほか、金属、例えばステンレススチールとすることができるが、それに限らない。上述の通り、本体部401は、内部が空洞であり、クーラントホース9から供給される流体を、流体吐出部510へ送出することになる。
本変形例でのその他の構成や作用については、第6実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本変形例でのその他の構成や作用については、第6実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本変形例でのその他の構成や作用については、第6実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本変形例でのその他の構成や作用については、第6実施形態と同様であるので、説明を省略する。
次に、図20及び図21を参照して、本発明の第7実施形態に係る、平板型(フラット)ノズルモジュールについて説明する。図20は第7実施形態に係るノズルモジュール1000の外観を示す。ノズルモジュール1000も、その材料を、樹脂(プラスチック)のほか、金属例えば、ステンレススチールとすることができるが、それに限らない。
本変形例でのその他の構成や作用については、第7実施形態と同様であるので、説明を省略する。
に限定されることではない。本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、
上記説明及び関連図面から本発明の多くの変形及び他の実施形態を導出することができる。本明細書では、複数の特定用語が使われているが、これらは一般的な意味として単に説
明の目的のために使われただけであり、発明を制限する目的で使われたものではない。添
付の特許請求の範囲及びその均等物により定義される一般的な発明の概念及び思想を抜け
出さない範囲で多様な変形が可能である。
200 円筒研削盤
300、1200 マシニングセンター
2、202 研削刃(砥石)
302、1202 工具(刃物)
W1、W2、W3、W4 被加工物
9 クーラントホース
10(10A、10B、10C、10D、10E、10F) ノズル
10A-a、410-a、510-a2、610-a2、710-a2、810-a2、910-a2、1010-a5、1100-a5 流入口
10A-b、410-b、510-b2、610-b2、710-b2、810-b2、910-b2、1010-b5、1100-b5 吐出口
10A-c、410-c、510-c2、610-c2、710-c2、810-c2、910-c2、1010-c5、1100-c5 壁面
10A-d1~10A-d4、10B-d1~10B-d8、10C-d1~10C-d8、10D-d1~10D-d6、10E-d1~10E-d4、10F-d1~10F-d4、410-d1~410-d4、510-d1~510-d3、610-d1~610-d3、610-d4~610-d6、710-d2、810-d2、910-d3、1010-d1~1010-d9、1100-d5 気体流入孔
400、500、600、700、800、900、1000、1100 ノズルモジュール
401、1001 本体部
410、510、610、710、810、910 流体吐出部(ノズル)
510-T、610-T1、610-T2、710-T、810-T1、810-T2、1010-T 突起部
Claims (12)
- 流体が供給される流入口と、
流体が吐出される吐出口と、
流入口と流出口とを繋ぐ内部空間と、
を有するノズルであって、
内部空間に対して、流体の流れによって気体を吸引して取り組む気体流入孔が設けられ、内部空間の壁面の断面形状は、星型多角形、多角形、花弁形又はひょうたん形に形成され、内部空間の壁面に、同一円周上に複数の気体流入孔が形成され、それぞれ対応する複数の気体流入孔の気体流出口は、内部空間の断面形状の頂点に形成されていて、断面形状の頂点部分に気体が筋状に流れ、円形の中心部分に流体が主に流れることで、吐出する流体の直進性が良くなるようにしたことを特徴とする、
ノズル。 - 気体流入孔は、ノズルの外表面の気体流入口から内部空間の気体流出口へ傾斜して貫通していることを特徴とする請求項1に記載のノズル。
- 気体流入孔は、ノズルの外表面の気体流入口の径が大きく、内部空間の壁面の気体流出口の径が小さく、テーパーがついて形成されていることを特徴とする請求項1に記載のノズル。
- 気体流入孔の気体流入口は、流体の流入口に寄った側に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のノズル。
- 気体流入孔は、流体の流入口から吐出口に向けて、複数列形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のノズル。
- ノズルには流体として冷却剤が供給され、気体流入孔から気体として空気が吸引されて、吐出口からは、空気とともに冷却剤が吐出されて、工具や被加工物の冷却をするようにした工作機械に利用可能であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のノズル。
- 流体が供給される中空の本体部と、
本体部に連結されて流体を外部に吐き出す流体吐出部と、
を備え、
流体吐出部には、円柱形状の外形を持ち、一つのノズルが形成され、
このノズルは、
流体が供給される流入口と、流体が吐出される吐出口と、流入口と流出口とを繋ぐ内部空間とを有し、
内部空間に対して、流体の流れによって気体を吸引して取り組む気体流入孔が設けられ、内部空間の壁面の断面形状は、星型多角形、多角形、花弁形又はひょうたん形に形成され、内部空間の壁面に、同一円周上に複数の気体流入孔が形成され、それぞれ対応する複数の気体流入孔の気体流出口は、内部空間の断面形状の頂点に形成されていて、断面形状の頂点部分に気体が筋状に流れ、円形の中心部分に流体が主に流れることで、吐出する流体の直進性が良くなるようにしたことを特徴とする、
ノズルモジュール。 - 気体流入孔は、ノズルの外表面の気体流入口から内部空間の壁面の気体流出口へ傾斜して貫通していることを特徴とする請求項7に記載のノズルモジュール。
- 気体流入孔は、ノズルの外表面の気体流入口の径が大きく、内部空間の壁面の気体流出口の径が小さく、テーパーがついて形成されていることを特徴とする請求項8に記載のノズルモジュール。
- 気体流入孔の気体流入口は、流体の流入口に寄った側に形成されていることを特徴とする請求項9に記載のノズルモジュール。
- 気体流入孔は、流体の流入口から吐出口に向けて、複数列形成されていることを特徴とする請求項7乃至10のいずれかに記載のノズルモジュール。
- ノズルモジュールには流体として冷却剤が供給され、ノズルの気体流入孔から気体として空気が吸引されて、吐出口からは、空気とともに冷却剤が吐出されて、工具や被加工物の冷却をするようにした工作機に利用可能であることを特徴とする請求項7乃至11のいずれかに記載のノズルモジュール。
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