JPH0683238U - 霧状体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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を提供す
る。 【構成】 先端部が徐々に細径に形成された中空状のノ
ズル本体２１と、上記ノズル本体２１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Ｓを形成するガイドリング２３と、ノズル本体
の、上記環状スリットＳに連通する空気吐出孔２４と、
上記ノズル本体２１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２１の細径頂部に液体吐出孔２
５が形成され、上記ノズル本体２１内に、上記液体吐出
孔２５と連通する液体供給配管２６が設けられ、上記環
状スリットＳ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２２の外
周面に沿って流れ、上記ノズル本体２１の液体吐出孔２
５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。

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２２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)

【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。