JPH0753726Y2 - ねじ付きノズルチップ構造体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はノズルチップに関し、特
に噴射した超高圧ウォータージェットでワークの微細部
位をねらい打ちしてバリ取りや洗浄等を行うのにも適し
たノズルチップ構造体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、超高圧ウォータージェットでワー
クの微細部位をねらい打ちするようにしたノズルチップ
構造体は、ホルダーに装着しての使用に際し、ウォータ
ージェットの心出しが容易にできるように、ノズルチッ
プ本体部はストレートの円筒状に形成され、これをホル
ダー側に設けたセット穴に挿入後、ノズルチップ本体部
と別体に製作した貫通穴付ねじを前記セット穴の内周ね
じ部に嵌め締付けて用いるような構造を採っていた。し
かし、ノズルチップの穴がつまった場合、あるいはノズ
ルチップが破損した場合等にノズルチップ本体を取り替
える際、前記貫通穴付ねじをはずしても、前記ノズルチ
ップ本体の外径はウォータージェットの心出しのため、
ホルダー側の穴の内径と殆んど差がなく、且つ、ホルダ
ー穴の奥深く挿入されているので、長時間使用後におけ
るノズルチップ本体部の外側面とホルダー側の穴面との
摩擦力の増加、使用されているＯリングとノズルチップ
本体の付着力等により簡単にホルダー側の穴から抜き出
すことは困難で、通常は、前記ノズルチップに対する高
圧水供給側よりエアを吹き込んだり、低圧水を加えるよ
うな方法で、ノズルチップを押出すようにして抜き取っ
ている。しかしこのような構成によれば、取り替え作業
に時間がかかることは明白である。

【０００３】上記のような問題を解決するため、さきに
出願人の一人によって「ねじ付きノズルチップ」と題す
る考案が提案された（実用新案登録願．平成４年２月１
０日）。図３は前記提案によるねじ付きノズルチップ構
造体の一例をホルダーに装着した状態で示している。図
示のようにホルダー51は筒状体として形成され、その長
さ方向一端周辺に円環状のフランジ部52を備え、このフ
ランジ部52の周面にフランジ部52と直交する方向に複数
の取り付け穴53が形成され、フランジ部52と直交する方
向で、ホルダー51の中心に後述のように、径の大きさは
中間で変るが、ホルダー51の中心線を囲み、上下に貫通
する穴があけられる。54は高圧水供給管55を結合するた
めの接続口で、順に56は中間貫通穴で前記接続口54より
は小径で、これに続く57はねじ付きノズルチップのセッ
ト穴であって、前記セット穴57は貫通穴56に近い部分で
は、その内周面が後述のねじ付きノズルチップ本体の心
出し面として形成され、これにつながる部分58はその径
を拡げて雌ねじ部とされ、それぞれ後記のねじ付きノズ
ルチップ構造体の心出し部42および雄ねじ部43に対応す
る。

【０００４】ここでねじ付きノズルチップ構造体は図４
に断面で示すような構造のものである。端的にいうな
ら、ねじ付きノズルチップ構造体は、ノズルチップ本体
部41とこの外周面上に形成された心出し部42と雄ねじ部
43を主要構成として一体に備えたものである。例えばス
テンレス鋼よりなる筒状体40の中心線を基準に、その一
方の端部より長さ方向に、前記ホルダー51のセット穴57
と同径の心出し部（直線円筒部）42が形成され、これに
続いて径を若干大きくして雄ねじ部43が形成される。一
方、筒状体40の長さ方向の中間において、筒状体40の中
心線を基準にウォータージェットの通り穴44を形成し、
その長さ方向一端側の穴径を絞ってチップ受け部45を形
成し、前記受け部45に、中心に略0.2mm 程のオリフィス
46を開設したダイヤモンドチップ47を、チップ受け部45
に焼結合金48でバインドして強固に固定し、この焼結合
金48の中心部に導水穴49を開設し、その導水穴49とオリ
フィス46、通り穴44が一体に連通した状態になるように
形成し、更に通り穴44に続く部分に更に径の大きい工具
穴50を形成して終端とする。このねじ付きノズルチップ
構造体のホルダー51への取り付けについては、図３によ
り理解できるように、まず、ホルダー51のセット穴57の
底に前記セット穴の内径にほぼ等しい外径の段付スペー
サ59を挿入し、続いて前記スペーサ59の段付部分に前記
セット穴57の内径にほぼ等しいＯリング60を嵌め込み、
ねじ付きノズルチップの頭をホルダー51のねじ部から挿
入し、例えば、六角形状工具穴50に締付け工具のヘッド
を嵌めて、同工具によりねじ付きノズルチップ構造体を
回転させればねじ付きノズルチップ構造体はホルダーセ
ット穴57内を進行し、Ｏリング60を締付けて固定され
る。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ホルダー51に対してノ
ズルチップ構造体を上述のような構造として作製する
と、ワークの微細部位をねらいうちしてバリを取るよう
な装置に組み込み、もしノズルのつまり、破損、あるい
は定期的に前記ねじ付きノズルチップ構造体を取り替え
する必要が生じたときは、極めて容易に取り替えができ
るのは明らかで、また挿入方向の間違も生じない。しか
しながら、上記説明のようにねじ部とチップ本体部が一
体で製作されているのでコストは低いが、ねじ部の加工
精度は、ノズル本体部の円筒部分（心出し部）より高く
することが困難なため、ねじ部のがたや、たおれがホル
ダーに嵌合させたとき影響を生じ、超高圧水噴射精度の
低下や構成的なトラブル発生のもととなることがある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は前記説明の一体
型ねじ付きノズルチップのもつ作業性のよさや挿入方向
を取り違えたりする恐れがないという利点を残したま
ま、ねじ部の加工精度をあげるため、ねじ部とノズルチ
ップ本体部は予め個別に加工して両者の加工精度を同等
にたかめ、両者の嵌合部は嵌合時、中間バメ又はシマリ
バメよりスキ間バメとなるようにして嵌合して二体型の
ねじ付きノズルチップとなし、精密な心出しによって超
高圧ウォータージェット噴射精度を向上させ、併せて取
り替え作業時においては前掲の一体型ねじ付きノズルチ
ップ構造体と同様なその作業性を具えるねじ付きノズル
チップ構造体を提案するものである。

【０００７】

【実施例】図１（イ）は本考案の一実施例を断面図で示
し、（ロ）図は（イ）図で示すねじ付きノズルチップ構
造体のノズルチップ本体部を断面図で示し、（ハ）図は
（イ）図で示すねじ付きノズルチップ構造体のねじ部を
断面図で示す。図示のように、本考案のねじ付きノズル
チップ構造体は、ノズルチップ本体部１とねじ部２を中
間バメ又はシマリバメよりスキ間バメにて嵌合してな
り、ノズルチップ本体部は回転自由度を有する二体型の
ものである。このねじ付きノズルチップ構造体の材質は
ステンレス鋼のほか若干とも弾性があり強度の高い各種
合金、サーメット等がよい。（ロ）図によりまずノズル
チップ本体について説明する。ステンレス鋼の丸棒材を
切出し、長さ方向の中心線を基準として、後に心出し部
となる外周面３が所定の径を具える面となるように加工
される。次に前記端面より他方の端面の間に所定の長さ
をとり、両端を研磨してノズルチップ本体としての寸法
をとり、一方の端面に前記中心線を基準にして所定深さ
の穴どりをして、ウォータージェット用ノズルチップ５
の保持用凹部４を形成し、次いで、凹部４の底より中心
線を基準に、前記ウォータージェット用チップの噴出口
形状に合わせて径を決めて導水部６が形成される。これ
に対して他方の端面に前記中心線を基準に、後述のねじ
部２の上端側首部と嵌合させるため、所定径の嵌合穴部
７が所定の幅形成され、更に前記穴部７よりわずかに径
の大きい嵌合穴部８が所定の幅の二段に形成され、更に
穴部７，８より径が小さく、前記導水部６より径の大き
い穴９が形成され、前記導水部６と導水穴９との間は、
小径の導水部６より大径の導水穴９の端部につながる傾
斜穴10が形成される。

【０００８】一方の端面より形成された凹部４にウォー
タージェット水を発生させるため硬質材料からなるノズ
ルチップ５を配置するため、該チップ５のノズルの中心
線と導水部６を通るノズルチップ本体の中心線を一致さ
せて仮固定し、ノズルチップ５の上方に前記中心線を基
準に前記ノズルチップ５のノズル径より大きい径の流水
部11、更にこの流水部11につながり上方斜めに開放する
導水部12を形成するため、型枠を用いて、流水部11、導
水部12となる部分を残して、鉄粉、コバルト、ニッケル
粉等を混合したパウダーメタルを充填して圧縮し、ノズ
ルチップ本体１の周りを囲んで、例えば非酸化雰囲気で
焼結により焼結体13を作り、このノズルチップ５を本体
に一体物とする。ノズルチップ５の材質は、天然ダイヤ
モンド、人工ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化硼
素）、超硬合金、セラミック等より選択して用いられ
る。なお、上記のような製作法とは異なり、予め、底部
にノズルチップ５を具え、その上方に順に流水部11、導
水部12を備えるものをパウダーメタルにて一体焼結した
ノズルチップ部材を凹部４に嵌め込みろう付けによって
一体物とするような方法によることもできる。

【０００９】次に（ハ）図によりねじ部について説明す
る。ステンレス鋼の丸棒材を切出し、長さ方向の中心線
を基準としてその一端面より穴ぐりを行って前記本体１
の導水穴９と同径の導水穴14が形成され、その中間より
導水穴14より径の大きい六角形状の工具穴15が形成され
る。これに対して導水穴14を形成した端面側より、該ね
じ部を前記本体の２段の嵌合穴部８，７と対応する２段
の嵌合首部16，17とが形成される。前記端面側にある嵌
合首部16の外径は前記嵌合穴部７の内径よりわずかに大
きく、嵌合穴部８の径と同径もしくはわずかに小さい径
とする。また、嵌合首部17の外径は16の外径よりわずか
に小さく、嵌合穴部７の内径と同径またはわずかに小さ
い径とされる。後述のように嵌合させたとき、丁度嵌合
首部16は嵌合穴部８におさまり、嵌合首部17は嵌合穴部
７に納まるような形状、寸法が必要であることはいうま
でもない。前記嵌合首部14の下部外周面には、中心線と
並行する方向において雄ねじ部18が形成される。この雄
ねじ部18は図３に示すようなホルダー51の内周面に形成
された雌ねじ部58と螺合するような寸法、形状のもので
ある。

【００１０】前記形状のノズルチップ部とねじ部とにお
いて、ノズルチップ本体の外径をφ７（０〜−０．０
２）ｍｍとし、中心線方向嵌合穴部８の幅を１．６ｍ
ｍ、中心線方向嵌合穴部７の幅を１．４ｍｍ、中心線方
向嵌合首部ｌ６の幅を１．４ｍｍ、中心線方向嵌合首部
１７の幅を１．５ｍｍとして、 嵌合穴部８の内径：５．３ｍｍ 嵌合穴部７の内径：４．９（＋０．０１２〜０）ｍ
ｍ．Ｈ７ 嵌合首部１６の外径：４．９（＋０．０１２〜＋
０．００４）ｍｍ．ｍ６ 嵌合首部１６の外径：４．９（＋０．０１６〜＋
０．００８）ｍｍ．ｎ６ 嵌合首部１６の外径：４．９（＋０．０２０〜＋
０．０１２）ｍｍ．ｐ６〜４．９（＋０．０３１〜＋
０．０２３）ｍｍ．ｕ６ 嵌合首部１７の外径：４．７ｍｍ とした。なお、〜はＪＩＳ ＢＯ４０１（１９８
６）による「常用するはめあいの寸法公差（軸穴）」表
による。前記との寸法関係により嵌合穴部７と嵌合
首部１６は中間バメを構成し、首部嵌入の場合に接する
側のそれぞれのエッジに面とりを施しておくと嵌合首部
１６は嵌合穴部７の中に容易に押し込めでき、さらに通
過させることができる。嵌合首部１６が嵌合穴部７を通
過すると嵌合首部１６は嵌合穴部８にはまり込み、同時
に嵌合首部１７は嵌合穴部７にはまり込み、この組み合
わせで十分余裕のあるスキ間バメにて嵌合される。な
お、前記の嵌合首部１６の寸法のものを用いて，
，と組合せてもよい。さらに、前記の嵌合首部１
６の寸法のものを用いて，，と組み合わせて焼バ
メ等の手段を使用して嵌合させてもよい。また図２
（イ），（ロ）に示すように、前記図１の（ロ）に示し
たノズルチップ本体部において、嵌合穴部７，８の部分
にかけて、前記穴の外皮部分に、長さ方向中心線と平行
に、強度の精度が低下しない範囲で均等間隔をとって切
溝Ｓを設けておくと、組立ての容易さを向上させること
ができる。

【００１１】

【考案の作用．効果】すでに説明したように、本考案の
ねじ付きノズルチップ構造体は、ノズルチップ本体部と
ねじ部からなり、それぞれの嵌合部は２段の内径、およ
び外径からなる嵌合首部で構成され、挿入順に中間バメ
又はシマリバメ、スキ間バメになるように作られている
ので、ネジ部を挿入する場合、嵌合穴部７及び嵌合首部
16は若干の弾性変形を伴うが挿入後は元の形状に復帰す
る。そのためノズルチップ本体よりねじ部を引き抜く場
合には、ねじ部の径が嵌合首部17より大きい首部16がノ
ズルチップの嵌合穴部８より若干径の小さい穴部７の部
分にひっかかり、ノズルチップ本体部とねじ部とは一体
となり、一体物として取扱うことができる。従って、図
３で示されるホルダー51の中に本考案の前記ねじ付きノ
ズルチップ構造体が装着され、これを取り替える際は、
ホルダー51よりねじ付きノズルチップを一体として抜き
出すことができる。

【００１２】本考案は前記のようにねじ部およびノズル
チップ本体部は個別に製作されるので、双方の加工精度
を同等とするのは容易となる。また、本考案のねじ部と
ノズルチップ本体部は最終的にスキ間バメで嵌合されて
いるので、図３に示すホルダー51に対して図１のねじ付
ノズルチップをさきに説明したように段付スペーサ、Ｏ
リングを介在させて挿入し、工具を用いてねじ込めば、
本考案のねじ付ノズルチップ構造体では、ねじ部２とノ
ズルチップ本体１がスキ間バメで嵌合されているのでノ
ズルチップ５の心出し面となる外周面３はホルダー51側
の心出し面として形成されているセット穴57内に進入す
る。この際本考案構造体は、上記嵌合の状態にあるので
回転自由度もあり、ノズルチップ本体１は、ねじ部２よ
りの軸方向の力を受けるにとどまり、ねじ部のがたやた
おれがあってもその影響を受けることは全くない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）図は本考案実施例のねじ付きノズルチッ
プを断面図で示し、（ロ）図は（イ）図実施例のノズル
チップ本体部を断面図で示し、（ハ）図は（イ）図実施
例のねじ部を断面図で示す。

【図２】（イ）図は他のノズルチップ本体部の正面図
で、（ロ）図は嵌合穴側端面を示す。

【図３】既提案のねじ付きノズルチップをホルダーに装
着した状態で示す断面図である。

【図４】図３のねじ付きノズルチップの拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ノズルチップ本体部 ２ ねじ部 ３ 外周面 ４ 凹部 ５ ノズルチップ ６ 導水部 ７ 嵌合穴部 ８ 嵌合穴部 13 焼結体 16 嵌合首部 17 嵌合首部 51 ホルダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 松下 秀雄 大阪府堺市鳳北町２丁80番地 大阪ダイヤ モンド工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−162364（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−120957（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−13254（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホルダーに挿入し、ねじにより固定して
   使用するノズルチップ構造体であって、該構造体はホル
   ダーに対して心出し部を備える外周面と中心線を中心に
   すくなくともノズルチップ、導水部、２段の嵌合穴部を
   備えるノズルチップ本体部と外周面にホルダーと嵌合す
   るねじ部と前記本体部の２段の嵌合穴部に嵌合する２段
   の嵌合首部を備えるとともに中心線を中心に導水穴、工
   具穴を備え、前記２段の嵌合穴部と首部の径は順に中間
   バメ又はシマリバメ、スキ間バメ状態にて嵌合されるこ
   とを特徴とするねじ付きノズルチップ構造体。
2. 【請求項２】 前記２段の嵌合穴部の外皮部に、中心線
   と平行に均等間隔をとって切溝を設けたことを特徴とす
   る請求項１記載のねじ付きノズルチップ構造体。