CN109909797A - 喷嘴、喷嘴模块、以及具有喷嘴、喷嘴模块的机床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在包括工具与被加工物的接触部的预定区域中，向所瞄准的位置和方向集中排出流体、例如集中排出冷却剂的喷嘴。它是具有用于供给流体的流入口、用于排出流体的排出口、以及对流入口和排出口连进行连接的内部空间的喷嘴。在喷嘴中，通过该将具有预定截面形状的板状部件配置在内部空间而形成流体的流路。

Description

喷嘴、喷嘴模块、以及具有喷嘴、喷嘴模块的机床
技术领域
本发明涉及用于供给流体的喷嘴、喷嘴模块，还涉及具有喷嘴、喷嘴模块的机床。具体而言，本发明涉及用于排出水、油等冷却剂(冷却介质)的喷嘴。本发明的喷嘴可应用于磨床、钻井装置、切削装置、加工中心等各种机床。
背景技术
以往，由磨床或钻井装置等机床例如将由金属构成的被加工物加工成所需形状时，通过向包括被加工物与刀具的抵接部分在内的预定的范围供给冷却剂来冷却加工中所产生的热量，来将被加工物的切屑(也称作切屑(chip))从加工部位上去除掉。在被加工物与刀具的相抵接部分因为较高的压力和摩擦力而产生的切削热会导致刀尖发生磨损或强度下降，从而刀具等工具的寿命缩短。另外，若不充分去除掉被加工物的切屑，则其有时会在加工过程中附着在刀尖上，导致加工精度下降。
冷却剂发挥使工具与被加工物之间的摩擦力减小、以去除切削热，同时进行去除来自被加工物表面的切屑的清洗作用。因此，在机床中，向工具与被加工物的相抵接部及其周边准确且高效地排出冷却剂很重要。
日本实开昭60-175981号示出了用于供给冷却剂等的导管和其前端所连接的喷嘴。导管通过将多个构成球面运动副的雌部单元和雄部单元这一对单元连接而具有所需长度。另外，喷嘴的流入口一侧具有球面运动副式的雌部，而其排出口一侧连接有截头圆锥形状的部件、向排出口一侧整体上厚度尺寸逐渐减小且宽度尺寸逐渐增大的形状的部件。
将这样的导管及喷嘴用作机床的冷却剂供给手段时，从喷嘴前端喷出的冷却剂的方向精度不太稳定，并且很多时候无法对加工部位集中提供冷却剂，冷却效率较低。
[在先技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本实开昭60-175981号
发明内容
[发明要解决的问题]
如上文所述，现有技术中，在向适当的位置或方向排出或排出冷却剂方面不够充分。而且，存在如下问题，即在改变机床的种类、磨削刀等工具的形状、大小或者被加工物的形状、大小等时，难以向包括工具与被加工物的相抵接部在内的预定区域准确且高效地排出冷却剂。
本发明是鉴于这样的情况而研发的。本发明的目的在于提供一种能够用于改善被从排出口排出或排出出的流体的直进性，以使流体、例如冷却剂集中在所瞄准的位置或方向上的喷嘴。
[用于解决问题的手段]
本发明为解决上述问题而被构成为如下构造。即一种喷嘴，其具有用于供给流体的流入口、流体被排出的排出口、以及将流入口和排出口进行连接的内部空间。喷嘴被构成为通过将具有预定截面形状的板状部件配置在内部空间中而形成流体的流路。
另外，还提供一种喷嘴模块，其具有用于被供给流体的中空的本体部、连接于本体部且用于将流体向外部排出的流体排出部。在流体排出部中，形成一个或多个喷嘴。该一至多个喷嘴具有用于供给流体的流入口和用于排出流体的排出口、以及将流入口和排出口进行连接的内部空间。喷嘴通过将具有预定截面形状的板状部件配置在内部空间中而形成流体的流路。
[发明效果]
根据本发明的实施方式，由于通过将具有预定截面形状的板状部件配置在喷嘴的内部空间来形成流体的流路，故流体的直进性会增强，能够从排出口中向所瞄准的位置和角度排出流体、例如排出冷却剂(冷却介质)或者加工液。因此，能够对目标物准确且高效地排出冷却剂等流体。此时，能够防止向所瞄准的位置以外扩散(分散或者紊流)。即，该板状部件用于使喷嘴的内部空间中的流体的流动成为层流或者整流。另外，根据本发明的实施方式，配置有具有平行于流体流动的多条折痕的板状部件，板状部件通过自身的弹性力而压接固定于喷嘴的内部空间的壁面上，所以能够简单地进行其配置、组装。
并且，根据本发明的若干个实施方式，通过板状部件形成内侧流路和外侧流路，因为阻碍流体的流动的仅是板状部件的厚度，所以整体的流量几乎没有损失，其中，内侧流路由板状部件包围而成、外侧流路在板状部件的外侧与内部空间的壁面之间形成。另外，从内侧流路能够在确保住流体流量的情况下向所瞄准的位置和角度喷出流体。由于来自外侧流路的排出流体也有直进性，所以在机床情况下能够对被加工部件(工件)的冷却产生贡献，还有助于去除油泥(加工时产生的切削碎屑)或者切屑。
并且，根据本发明的实施方式，在形成有一个或多个喷嘴的喷嘴模块中，由于通过将具有预定截面形状的板状部件配置在一个或多个喷嘴的内部空间中来形成流体的流路，所以流体的直进性会增加，能够从排出口向所瞄准的位置和角度准确且高效地排出流体、例如排出冷却剂(冷却介质)或者加工液。另外，由于板状部件通过自身的弹性力压接固定在喷嘴的内部空间的壁面上，故能够简单地进行其配置。
附图说明
若结合下文的详细描述和下文的附图进行思考，则能够更深入地理解本申请。这些附图仅是例示，并非限定本发明的范围。
图1表示具有本发明的若干个实施方式的喷嘴的机床的一个例子。
图2是示出本发明的第1实施方式所涉及的、连接于冷却介质管的喷嘴的图。
图3是示出安装有截面呈4片花瓣形的板状部件的喷嘴的图。
图4是示出对喷嘴安装截面呈4片花瓣形的板状部件的作业的图。
图5是将截面呈4片花瓣形的板状部件配置在内部空间时的喷嘴的剖视图。
图6的(A)、(B)都是呈4片花瓣形的板状部件的立体图，前者的截面不呈锥形，后者的截面具有锥形。
图7是本发明的第2实施方式所涉及的、安装有截面呈四角星形的板状部件的喷嘴的外观图。
图8是示出对喷嘴安装截面呈四角星形的板状部件的作业的图。
图9是将截面呈四角星形的板状部件配置在内部空间时的喷嘴的剖视图。
图10是截面呈四角星状的板状部件的立体图。
图11是(A)～(L)表示板状部件的各种截面，(a)是示出缝隙的剖视图，(b)是呈均匀截面且带缝隙的板状部件的立体图、(c)是呈锥形且带缝隙的板状部件的立体图。
图12表示具有本发明的若干个实施方式的喷嘴的机床的另一例子。
图13表示具有本发明的若干个实施方式的喷嘴的机床另一例子。
图14是示出本发明的第3实施方式所涉及的冷却介质管所连接的喷嘴模块的图。
图15是示出安装有截面呈4片花瓣形的板状部件的喷嘴模块的图。
图16是示出对喷嘴模块安装截面呈4片花瓣形的板状部件的作业的图。
图17是将截面呈4片花瓣形的板状部件配置于内部空间时的喷嘴模块的剖视图。
图18是示出本发明的第4实施方式所涉及的安装有截面呈四角星形的板状部件的喷嘴模块的图。
图19是示出对喷嘴模块安装截面呈四角星形的板状部件的作业的图。
图20是将截面呈四角星形的板状部件配置于内部空间时的喷嘴模块的剖视图。
图21是示出本发明的第5实施方式所涉及的、具有将多个喷嘴被排列成一排而成的圆柱形状的流体排出部的喷嘴模块的图。
图22是向喷嘴模块的各喷嘴安装板状部件的作业的图。
图23是将板状部件配置于内部空间时的喷嘴模块的剖视图。
图24的(A)～(D)是示出形成于喷嘴模块的流体排出部的喷嘴配置的图。
图25是示出本发明的第6实施方式所涉及的、冷却介质管所连接的喷嘴模块的另一例子的图。
图26是示出具有将多个喷嘴排列成一排而成的平板形状的流体排出部的喷嘴模块的图。
图27是示出向喷嘴模块的各喷嘴安装板状部件的作业的图。
图28是将板状部件配置于内部空间时的喷嘴模块的剖视图。
图29表示具有本发明的若干个实施方式所涉及的喷嘴模块的机床的例子。
具体实施方式
本说明书中将主要说明本发明的喷嘴或喷嘴模块应用于磨床、加工中心等机床的实施方式，但本发明的应用领域并不限定于此。本发明的喷嘴或者喷嘴模块能够应用于：用于供给流体的多种应用(application)。
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1表示本发明的若干个实施方式所涉及的具有喷嘴的机床的一个例子。本例的机床是平面磨床。平面磨床100包括磨削刀(磨石)2、保护罩4、高度调整部6、冷却剂管8、冷却介质管9、以及喷嘴10。虽然省略了图示，但平面磨床100具有使被加工物W1在平面上移动的工作台、使被加工物W1或者磨削刀2上下移动的立柱等。
磨削刀2通过所省略图示的驱动源在图1的平面上被顺时针地旋转驱动，通过磨削部位G处的磨削刀2的外周面与被加工物W1之间的摩擦，来磨削被加工物W1的表面。保护罩4通过包围高速旋转的磨削刀2的周围以防止在磨削中被加工物W1的切屑飞溅，来保护磨床周围的作业者。
高度调整部6设于保护罩4，用于将可上下移动的冷却剂管8固定在所需高度。由此，能够使得与冷却剂管8连接的喷嘴10位于相对于磨削刀2及被加工物W1合适的高度。冷却剂管8在其一端部介由冷却介质管9结合有喷嘴10，在另一端部连接于储存冷却剂(例如水、油)的罐子(省略了图示)。能够通过高度调节部6的操作、针对冷却介质管的角度调节等固定在最合适的位置和方向，以使得从喷嘴10向磨削部位G喷出冷却剂。
(第1实施方式)
图2表示本发明的第1实施方式所涉及的喷嘴10与冷却介质管9的相连接状态。冷却介质管9通过将构成球面运动副的雌部单元和雄部单元这1对单元连接多个而成为所需的长度。其材料是树脂(塑料)。另外，能够通过其连接构造来适当地调节连接角度，来决定喷嘴10的方向。喷嘴10也可以将树脂(塑料)作为其材料，但并非限定于此。
图3是喷嘴10的放大图，图4表示正在向喷嘴10插入板状部件11的状态，图5是板状部件11的固定状态的剖视图。由这些图可明确获悉，喷嘴10连接于冷却介质管9，具有用于冷却剂(流体)流入的流入口10-a、用于冷却剂排出的排出口10-b、以及壁面10-c，其中，该壁面10-c用于形成将流入口10-a和排出口10-b进行连接的内部空间。流入口10-a呈球面形状且连接于雄部单元，该雄部单元位于冷却介质管9的端部。壁面10-c呈圆筒状，具有相同大小截面的板状部件11是从流入口10-a或者排出口10-b实现插入固定的。另外，可以在使壁面10-c具有锥形，使之成为从流入口向排出口逐渐变小的截头圆锥形时，使所插入的板状部件11也与其相应地从流入口向排出口具有逐渐变小的截面。前者板状部件11如图6的(A)所示，后者的板状部件11如图6的(B)所示。
图3至图6的板状部件11的截面呈4片花瓣形的形状，为了该形状设置了3条折痕11-t和1条缝隙11-s。该板状部件11例如是通过将不锈钢等金属薄型平板切断成预定的大小后再弯折成4片花瓣形而形成的。当然，也可以先进行弯折，再进行切断。通过该3条折痕11-t及缝隙11-s，能够变得具有弹性力。喷嘴10的壁面10-c的内部直径与板状部件11的外部直径相同，或者将板状部件11的外部直径稍微扩大并通过缝隙量的收缩来使之与壁面10-c的内部直径变得相同，通过针对该收缩的排斥而产生弹性力，从而压接固定在构成内部空间的壁面10-c上。像这样，板状部件11通过自身的弹性力而压接固定在喷嘴10的内部空间的壁面10-c上，故其配置、组装能够简单地实现。
将这样的4片花瓣形的板状部件11插入固定在喷嘴10中时，形成由板状部件11包围而成的内侧流路12-c和外侧流路12-d1～12-d4，其中，该外侧流路12-d1～12-d4形成于板状部件11的外侧与内部空间的壁面10-c之间。板状部件11是较薄的板状构造，阻碍原本的流体流动的仅是板厚部分，整体的流量几乎没有损失。并且，内部空间的流体流动由4片花瓣形的板状部件引导，能够防止其变成紊流，而使之变成层流或者整流。即，多条折痕11-t和缝隙11-s平行于流体的流动，包括折痕11-t之间和折痕11-t与缝隙11-s之间的曲面在内成为流体流动时的引导件，用于加强其直进性。因此，能够从内侧流路12-c中向所瞄准的位置或者角度喷出流体。此时，能够防止向所瞄准的位置以外扩散(分散或者紊流)。另外，由于流体也会从外侧流路12-d1～12-d4排出且其也具有直进性，故在机床上应用喷嘴10时，还会有助于被加工物(工件)W1的冷却或油泥(sludge)或切屑的去除。
另外，上述实施方式中，在板状部件11形成缝隙11-s，通过来自缝隙量的收缩的排斥的弹性力来在喷嘴内部空间的壁面10-c上压接固定板状部件11，但并非一定需要缝隙11-s。通过针对板状部件11的外部直径和壁面10-c的内部直径的调整，也能够将板状部件11压接固定于壁面10-c上。将板状部件11固定在内部空间的方法也可以不是压接，而是粘接等不同的方法。这在第1实施方式以外的其它实施方式中也是一样的。通过将板状部件11插入内部空间而形成的4片花瓣形的形状也能够通过设定3条折痕11-t和1条缝隙11-s各自的间隔而适当地变化。由此，能够改变流过内侧流路12-c和外侧流路12-d～12-d4的流体的流量。另外，虽然将板状部件11的截面制作成了4片花瓣形，但花瓣的片数为2以上即可，例如后述的图11(A)中示出了8片花瓣的例子。并且，花瓣的膨胀形式也可以适当地变更成图11的(E)的形式或者(I)的形式等。能够通过这些来决定流过内侧流路12-c和外侧流路12-d1～12-d4的流体的流量的比率。一般而言，若增加花瓣的片数，则流过内侧流路12-c的流体的流量会增加，若将每个花瓣的膨胀形成得较平缓(即，若形成为如图11(I)，则与图11(E)相比要较平缓)，则同样地，流过内侧流路12-c的流体的流量也会增加。
(第2实施方式)
图7～图10是第2实施方式所涉及的喷嘴。将与第1实施方式一样的部位标记成同一标号，并省略其说明。图7是喷嘴10的放大图，图8表示正在向喷嘴10中插入四角星形的板状部件111的状态，图9是板状部件111的固定状态的剖视图。壁面10-c呈圆筒状，图10的具有均匀大小的截面的板状部件111从流入口10-a或者排出口10-b插入固定。なお、也可以在使壁面10-c具有锥形，使之成为从流入口到排出口逐渐变小的截头圆锥形时，使所插入的板状部件111也与其相应地从流入口到排出口具有逐渐变小的截面。
本实施方式的板状部件111的截面呈四角星形的形状，为了该形状而设有7条折痕111-t和1条缝隙111-s。将这样的四角星形的板状部件111插入固定在喷嘴10内时，形成由板状部件111包围而成的内侧流路112-c和在板状部件111的外侧与内部空间的壁面10-c之间所形成的外侧流路112-d1～112-d4。由于板状部件111是较薄的板状构造，所以阻碍原本的流体流动的仅是板厚部分，整体的流量几乎没有损失。并且，由四角星形的板状部件引导流体的流动，能够防止其变成紊流，而使之变成层流或者整流。即，多条折痕111-t和缝隙111-s平行于流体的流动，包括折痕111-t之间和折痕111-t与缝隙111-s之间的曲面在内成为流体流动时的引导件，从而其直进性会增强。因此，能够从内侧流路112-c向所瞄准的位置和角度喷出流体。此时，能够防止向所瞄准的位置以外扩散(分散或者紊流)。另外，流体也会从外侧流路112-d1～112-d4排出，除具有直进性外，还会在机床上应用喷嘴10时有助于被加工物(工件)W1的冷却或油泥、或切屑的去除。并且，虽然将板状部件111的截面形成为四角星形，但也可以是除此之外的形状，后述的图11中，除(H)的四角星外，(L)还示出了八角星形的例子。星星的突起(角)的数量为3个以上。并且，也能够适当地变更星星的突起(角)的尖锐度。能够通过这些，来决定流过内侧流路112-c和外侧流路112-d1～112-d4的流体的流量的比率。一般而言，若增加星星的突起的数量，则流过内侧流路12-c的流体的流量会增加，若将每个星星的突起的膨胀形成得平缓，则同样地，流过内侧流路12-c的流体的流量会增加。并且，上述实施方式中，在板状部件111上形成缝隙111-s，通过由缝隙量的收缩的排斥产生的弹性力来将板状部件111压接固定在喷嘴内部空间的壁面10-c，但并非一定需要缝隙111-s。也能够通过针对板状部件111的外部直径与壁面10-c的内部直径之间的调整来将板状部件压接固定在111壁面10-c上。将板状部件111固定于内部空间的方法也可以不是压接，而是粘接等其它方法。这一点在第2实施方式以外的其它实施方式中也是一样。
图11中，在(A)～(L)示出了板状部件的截面的各种变形例，已在说明第1、第2实施方式时参照了其中一部分。其中，(A)、(E)、(I)表示花瓣形的截面形状。(B)表示板状部件的椭圆形截面形状，(C)、(D)、(F)、(J)、(K)表示板状部件的三角形、多角形截面形状。(G)表示板状部件的葫芦形截面形状、(H)、(L)表示板状部件的星形截面形状。当然，板状部件能够使用他们以外的合适的截面形状。另外，在(A)～(L)中未设有缝隙，但也可以都构成为如(a)那样带缝隙的形式。另外，能够如(b)那样形成为截面在一定程度上较笔直的板状部件，也能够构成为如(c)那样具有截面向排出口逐渐变小的锥形的板状部件。(c)的情况与(b)相比，能够加大从排出口喷出的流体的流压。
在上文所述的第1、第2实施方式中，能够使用图11所示的各种板状部件。并且，在下文所述的其它实施方式中，也能够使用图11的各种形状的板状部件。
以上说明中，将本发明的实施方式所涉及的喷嘴应用在平面磨床上了，但也可以应用于其它机床。图12表示具有本发明的实施方式所涉及的喷嘴的机床的另一例子。本例中的机床是圆筒磨床。圆筒磨床200包括磨削刀202、保护罩204、位置调整部206、冷却剂管208、冷却介质管9、以及喷嘴10。如上述，喷嘴10采用图3～图6所示的第1实施方式或者图7～图10所示的第2实施方式、或者还采用图11所示的与另一些例子的板状部件相关的实施方式。图12中，虽然省略了图示，但圆筒磨床200包括在两端面的中心支承被加工物W2并使之旋转、再使之沿中心轴(即沿Z轴方向)移动的移送装置。磨削刀202由被省略图示的驱动源旋转驱动成在图12的平面上顺时针(時計周り)旋转，通过磨削刀202的外周面与被加工物W2的抵接面之间的摩擦，来磨削被加工物W2的表面。保护罩204通过包围高速旋转的磨削刀202周围，防止在磨削中被加工物W2的切屑飞溅，来保护磨床周围的作业者。
位置调整部206设置于保护罩204，用于将可向X轴方向移动的冷却剂管208固定在所需的位置。由此，冷却剂管208所连接的冷却介质管9上所连接的喷嘴10，被配置在能够以磨削刀202所对应的被加工物W2的磨削部位G为中心排出冷却剂的最妥当的位置。冷却剂管208在另一端部连接有用于储存冷却剂的罐子(省略了图示)。在这样的圆筒磨床中，作为本发明的实施方式的喷嘴10也能够向磨削部位G有效地提供冷却剂。
图13是本发明的实施方式所涉及的喷嘴另外应用于、作为另一机床的加工中心时的形式。在加工中心300中，多种不同的工具(刀具)302可更换地安装于主轴304。主轴304能够通过未图示的主轴电机来使工具302旋转。另外，还具有使主轴304、工具(刀具)302上下移动的未图示的驱动部。加工中心300中，通过工具302的更换，来使得能够进行铣削、开孔、镗削、攻丝等各种作业。在立柱306中，除该主轴304外，还安装有用于供给冷却剂的多个喷嘴。2个喷嘴10是以被加工物W3的工作部位G为中心排出经由冷却介质管9被供给来的冷却剂的部件，其能够使用上文所述的第1实施方式(图3～图6)、第2实施方式(图7～图10)的喷嘴。另外，在加工中心300中，还有小型的3个单喷嘴303，他们是管状的喷嘴，使用了能够自由地改变冷却液排出角度的构造，在该管状的喷嘴中，也能够与如下文所述的单喷嘴一样地，通过将上文所述的板状部件插入固定于筒体中，来提升冷却剂的供给效果。除这些主轴304、工具302外，冷却介质管9所连接的2根喷嘴10和3根单喷嘴303安装于立柱306。当然，能够适当选择喷嘴10或者单喷嘴303的种类或者个数来安装于立柱306。虽然未图示，但在各喷嘴10、单喷嘴303中，连接有用于储存冷却剂(例如水、油)的罐子(省略了图示)。被工作物W3被设置成能够通过未图示的工作台而在水平面上二维地移动。
(第3实施方式)
接下来，参照图14～图17说明本发明的第3实施方式所涉及的、作为具有单一流体排出口的单喷嘴的喷嘴模块。并且，对与第1、第2实施方式相同的部位赋予相同的标号，并省略针对其的说明。图14表示本发明的第3实施方式所涉及的喷嘴模块400与冷却介质管9的连接状态。喷嘴模块400的材料除树脂(塑料)外，也能够使用金属、例如不锈钢，但并不限定于此。
图15是喷嘴模块400的放大图，喷嘴模块400具有本体部401和流体排出部410(即圆管状的单喷嘴)。在本体部401的突出部403的内表面形成阴螺纹，在流体排出部410的对应部分(流入口)形成阳螺纹410-1，并且螺纹连接在一起。当然，本体部401与流体排出部410的连接并不限定于螺纹连接(螺合)，也可以通过嵌合或压入等来实现，关键在于能够自由装卸地实现结合即可。本体部401如下文所述，其内部是空腔，用于将从冷却介质管9供给来的流体向流体排出部410送出。
图16表示正在向喷嘴模块400的流体排出部410中插入板状部件11的状态，图17是板状部件11的固定状态的剖视图。由这些图可明确获悉，喷嘴模块400通过螺纹连接而连接于冷却介质管9。即，与形成于冷却介质管9的端部的阳螺纹发生螺纹连接的阴螺纹401-1形成于本体部401的流体流入口一侧，而在流出口一侧，同样形成有阴螺纹401-2，其与上文所述的流体排出部410的阳螺纹410-1进行螺纹连接。如图17所示，本体部401的中空的内部空间广阔地延展着。因此，冷却剂通过流体排出部410的冷却剂流路相对于本体部401变窄，能够从端部中高流压地被排出。如图示，流体排出部410的内部空间形成有流路。具体而言，流体排出部410具有用于冷却剂(流体)流入的流入口410-a和用于冷却剂排出的排出口410-b、以及壁面410-c，其中，该壁面410-c用于形成将流入口410-a与排出口410-b进行连接的内部空间。该流入口410-a至排出口410-b由壁面410-c形成具有相同直径的圆筒。即，壁面410-c呈圆筒状，针对其从流入口410-a或者排出口410-b插入固定具有相同大小的截面的板状部件11。并且，可以在使壁面410-c具有具有锥形，使之成为从流入口到排出口逐渐变小而成为截头圆锥形时，使所插入的板状部件11也与其相应地从流入口到排出口具有逐渐变小的截面。前者板状部件11如结合第1实施方式说明过的图6的(A)，后者板状部件11如该图6的(B)所示。
图15至图17的板状部件11的截面呈4片花瓣形的形状，为了该形状而设有3条折痕11-t和1道缝隙11-s。该板状部件例如是通过将不锈钢等金属的薄型平板切割成预定的大小后，再弯折成4片花瓣形而形成的。当然，也可以先进行弯折，再进行切断。通过该3条折痕11-t及缝隙11-s而具有弹性力。流体排出部410的壁面410-c的内部直径与板状部件11的外部直径相同，或者将板状部件11的外部直径稍微扩大并通过缝隙量的收缩来使之与壁面410-c的内部直径变得相同，通过针对该收缩的排斥而产生弹性力，从而压接固定在构成内部空间的壁面410-c上。像这样，板状部件11过自身的弹性力而压接固定在流体排出部410的内部空间的壁面410-c上，故能够简单地实现其配置、组装。
将这样的4片花瓣形的板状部件11插入固定在流体排出部410时，形成由板状部件11包围而成的内侧流路412-c和在板状部件11的外侧与内部空间的壁面10-c之间形成的外侧流路412-d1～412-d4。由于板状部件11是较薄的板状构造，所以阻碍原本的流体流动的仅是板厚部分，整体的流量几乎没有损失。并且，通过由4片花瓣形的板状部件引导内部空间的流体的流动，能够防止其变成紊流，而使之变成层流或者整流。即，多条折痕11-t和缝隙11-s平行于流体的流动，包括折痕11-t之间和折痕11-t与缝隙11-s之间的曲面在内都成为流体流动时的引导件，从而其直进性会增强。因此，能够从内侧流路412-c向所瞄准的位置和角度喷出流体。此时，能够防止向所瞄准的位置以外扩散(分散或者紊流)。另外，流体也会从外侧流路412-d1～412-d4排出，因为其也具有直进性，所以在机床上使用喷嘴模块400时，能够有助于被加工物(工件)的冷却或油泥、或切屑的去除。
另外，在上述实施方式中，在板状部件11形成缝隙11-s，通过由缝隙量的收缩的排斥产生的弹性力，将板状部件11压接固定在喷嘴内部空间的壁面410-c，但并非一定需要缝隙11-s。也能够通过针对板状部件11的外部直径与壁面410-c的内部直径之间的调整来将板状部件11压接固定于壁面410-c。通过将板状部件11插入内部空间而形成的4片花瓣形的形状也能够通过设定3条折痕11-t、1条缝隙11-s各自的间隔而适当地变化。由此，能够改变流过内侧流路412-c和外侧流路412-d～412-d4的流体的流量。而且，虽然将板状部件11的截面设计成4片花瓣形了，但花瓣的片数只要为2以上都是可以的，上文所述的图11(A)中，表示了8片花瓣的例子。并且，花瓣的膨胀形式也能够如图11的(E)或者(I)等那样适当改变。通过这些方式，能够决定流过内侧流路412-c和外侧流路412-d1～412-d4的流体的流量比率。一般而言，若增加花瓣的片数，则流过内侧流路412-c的流体的流量会增加，若使每个花瓣的膨胀程度变得平缓，(即，若构成为如图11(I)那样，则与图11(E)相比)同样地，流过内侧流路412-c的流体的流量会增加。
(第4实施方式)
图18～图20是本发明的第4实施方式所涉及的、具有单一流体排出口的单喷嘴的喷嘴模块。针对与第1～第3实施方式相同的部位赋予相同标号，并省略针对其的说明。图18是喷嘴模块500的放大图，在本实施方式中，喷嘴模块500的本体401、流体排出部410能够使用与第3实施方式一样的构造。图19表示正在向喷嘴模块500的本体401所连接的流体排出部410内插入四角星形的板状部件111的状态，图20是板状部件111的固定状态的剖视图。壁面410-c呈圆筒状，被从流入口410-a或者排出口410-b插入固定图10的具有相同大小的截面的板状部件111。另外，可以在构成为使壁面410-c具有锥形，使之构成为从流入口到排出口逐渐变小的截头圆锥形的情况下，使所插入的板状部件111也与其相应地从流入口到排出口具有逐渐变小的截面。
本实施方式的板状部件111的截面呈四角星形的形状，为了该形状而设有7条折痕111-t和1条缝隙111-s。将这样的四角星形的板状部件111插入固定于流体排出部410中时，形成由板状部件111包围而成的内侧流路512-c和在板状部件111的外侧与内部空间的壁面410-c之间形成的外侧流路512-d1～512-d4。由于板状部件111是较薄的板状构造，所以阻碍原本的流体流动的仅是板厚部分，整体的流量几乎没有损失。并且，通过由四角星形的板状部件引导内部空间的流体流动，能够防止其成为紊流，而使之成为层流或者整流。即，多条折痕111-t和缝隙111-s平行于流体的流动，包含折痕111-t之间和折痕111-t与缝隙111-s之间的曲面在内都成为流体流动时的引导件，其直进性会因此而增强。因此，能够从内侧流路512-c向所瞄准的位置和角度喷出流体。此时，能够防止向所瞄准的位置以外扩散(分散或者紊流)。另外，流体也会从外侧流路512-d1～512-d4排出，因为其也具有直进性，所以在机床上使用喷嘴模块500时，会有助于被加工物(工件)的冷却或去除油泥或切屑。而且，虽然将板状部件111的截面构成为了四角星形，但也可以是除此以外的形状，例如也可以是八角星形等。此时，星星的突起(角)数为3个以上。而且，星星的突起(角)的尖锐度也能够适当地变化。通过这些，能够决定流过内侧流路512-c和外侧流路512-d1～512-d4的流体的流量的比率。一般而言，若增加星星的突起的数量，则流过内侧流路512-c的流体的流会增加，若使每个星星的突起的膨胀程度变得平缓，则会同样地，流过内侧流路512-c的流体的流量会增加。
(第5实施方式)
图21～图23是本发明的第5实施方式所涉及的与多喷嘴相关的喷嘴模块。针对与第1～第4实施方式相同的部位赋予相同的标号，并省略针对其的说明。图21是喷嘴模块600的放大图，喷嘴模块600的本体401能够采用与第3实施方式(第4实施方式)一样的方案。在本体401通过螺纹连接等所连接的圆柱状的流体排出部610中，形成有多个喷嘴，例如由7根空腔形成的喷嘴620-1～620-7排列成一排地形成着。其截面是被排列成多个(7个)为一排的小孔。图22表示正在向喷嘴模块600的本体401所连接的流体排出部610插入预定形状(例如具有图11(A)～(L)等截面构造)的微小的板状部件611时的状态，图23是板状部件611的固定状态的剖视图。由这些图可明确知悉，在本体部401的流体的流出口一侧形成阴螺纹401-2，并且与流体排出部610的阳螺纹610-1发生螺纹连接。本体部401的中空的内部空间广阔地延展着。因此，流体通过流体排出部610的流体(冷却剂)的流路相对于本体部401变窄而从端部高流压地被排出。流体排出部610的流入一侧的端面615例如呈圆锥形状或球面形状，能够使得流体容易流入较细的管状的各喷嘴620-1～620-7中。
各喷嘴620-1～620-7的各自的壁面610-c呈圆筒状、并且被从流入口610-a或者排出口610-b插入固定图11的具有相同大小的截面的板状部件611。并且，可以在使壁面610-c具有锥形，使之成为从流入口到排出口逐渐变小的截头圆锥形时，使所插入的板状部件611也与其相应地从流入口到排出口具有逐渐变小的截面。
本实施方式的板状部件611具有如图11(A)～(L)等预定形状的截面，为了该形状而有多条折痕且设有1条缝隙。将这样的板状部件611插入固定于流体排出部610的各喷嘴620-1～620-7时，形成由板状部件611包围而成的内侧流路和在板状部件611的外侧与内部空间的壁面之间形成的外侧流路。由于板状部件611是较薄的板状的构造，所以阻碍原本的流体流动的仅是板厚部分，整体的流量几乎没有损失。并且，由预定形状的板状部件引导流体的流动，能够防止其变成紊流，而使之变成层流或者整流。即，多条折痕和缝隙平行于流体的流动，包括折痕之间和折痕与缝隙之间的曲面在内都成为流体流动时的引导件，从而其直进性会增强。因此，能够从各喷嘴620-1～620-7的内侧流路向所瞄准的位置和角度喷出流体。此时，能够防止向所瞄准的位置以外扩散(分散或者紊流)。另外，也会从各喷嘴620-1～620-7的外侧流路排出流体，其也具有直进性，所以在机床上应用喷嘴模块600时，还有助于被加工物(工件)的冷却或者油泥或者切屑的去除。
图21～图23所示的第5实施方式的喷嘴620-1～620-7水平地排列成一排配置在圆柱状的流体排出部610中，如图24所示，除也可以在(A)中的一排上配置喷嘴的小孔外，也可以如(B)那样全面地形成多个喷嘴的小孔，也可以如(C)那样配置成多行的，也能够如(D)那样将流体排出部610的上部切掉以使之变成平坦状，并将喷嘴的小孔与刀具(磨石)的形状相应地地配置成V字状。当然，也能够将喷嘴小孔的排列被配置成除此以外的形式。
(第6实施方式)
接下来，参照图25～图28说明本发明的第6实施方式所涉及的、与具有多个流体排出口的多喷嘴相关的喷嘴模块。值得注意的是，针对与第1～第5实施方式相同的的部位赋予相同的标号，并省略针对其的说明。图25表示本发明的第6实施方式所涉及的喷嘴模块700与冷却介质管9的连接状态。喷嘴模块700也能够不仅将树脂(塑料)，还将金属、例如不锈钢作为其材料，但并不限定于此。
图26是喷嘴模块700的放大图，喷嘴模块700具有本体部701和流体排出部710(即是平板状的扁平喷嘴)。这两者是一体成型的，但也可以被分体地制造后，再被接合。图27表示正在向形成于喷嘴模块700的流体排出部710的多个、例如23根作为圆筒形小孔的喷嘴720-1～720-23中插入板状部件711时的状态，图28是板状部件711的固定状态的剖视图。由这些图能够明确获悉，喷嘴模块700通过螺纹连接而连接于冷却介质管9。即，与形成于冷却介质管9的端部的阳螺纹螺纹连接的阴螺纹701-1形成于本体部701的流体的流入口一侧。在流出口一侧，通过一体成型等而连接有流体排出部710。如图28所示，本体部701的中空的内部空间广阔地延展着。因此，冷却剂通过流体排出部710的冷却剂流路相对于本体部701变窄，能够从端部高流压地被排出。如图示，在流体排出部710的喷嘴720-1～720-23的内部空间形成流路。具体而言，形成于流体排出部710的喷嘴720-1～720-23分别具有用于冷却剂(流体)流入的流入口710-a和用于冷却剂被排出的排出口710-b、以及用于将流入口710-a和排出口710-b连接而形成内部空间的壁面710-c。该流入口710-a至排出口710-b由壁面710-c以具有相同直径的圆筒的形式形成。即，壁面710-c呈圆筒状，针对其从排出口710-b插入固定具有相同大小的截面的状部件711。另外，也可以在使壁面710-c具有锥形，使之成为从流入口到排出口逐渐变小的截头圆锥形时，使所插入的板状部件711也与其相应地从流入口到排出口具有逐渐变小的截面。前者板状部件711被表示在已被结合第1实施方式做出了说明的图6的(A)中，后者板状部件711被表示在该图6的(B)中。
本实施方式的板状部件711具有图11(A)～(L)等预定形状的截面，为了该形状而有多条折痕、且设有1条缝隙。将这样的板状部件711插入固定于流体排出部710的各喷嘴720-1～720-23中时，形成由板状部件711包围而成的内侧流路和在板状部件711的外侧与内部空间的壁面之间形成的外侧流路。由于板状部件711是较薄的板状构造，所以阻碍原本的流体流动的仅是板厚部分，整体的流量几乎没有损失。并且，通过预定形状的板状部件来引导流体的流动，能够防止其成为紊流，而使之成为层流或者整流。即，多条折痕和缝隙平行于流体的流动，包括折痕之间和折痕与缝隙之间的曲面在内都成为流体流动时的引导件，其直进性会因此而增强。因此，能够从各喷嘴720-1～720-23的内侧流路中向所瞄准的位置和角度喷出流体。此时，能够防止向所瞄准的位置以外扩散(分散或者紊流)。另外，由于流体也会从各喷嘴720-1～720-23的外侧流路排出，且其也具有直进性，所以在机床上应用喷嘴模块700时，能够对冷却被加工物(工件)产生贡献，还有助于去除油泥或者切屑。
第3～6实施方式中的喷嘴模块400、500、600、700除能够被用作针对平面磨床、圆筒磨床的冷却液供给手段外，还能够被用作针对各种机床的冷却液供给手段。图29是将喷嘴模块700及喷嘴模块400(或者500、600)应用于加工中心时的情况。在加工中心800，多种不同的工具(刀具)802被可更换地安装于主轴804上。主轴804能够通过未图示的主轴电机来使工具802旋转。另外，还具有使主轴804和工具(刀具)802发生升降的未图示的驱动部。加工中心800中，通过工具802的更换，能够进行铣削、开孔、镗削、攻丝等各种作业。在立柱806中，除该主轴804外，还安装有多个供给冷却剂的喷嘴。2个喷嘴模块700、400(或者500、600)是用于将经由冷却介质管9被供给来的冷却剂向以被加工物W4的工作部位G为中心的位置排出的部件。另外，在加工中心800中，还有4个小型的单喷嘴803，它们是管状的喷嘴，使用了能够自由改变冷却液的排出角度的构造，但在该管状的喷嘴中也能够与上文所述的单喷嘴一样地，通过将上文所述的板状部件插入固定于筒体中来提升冷却剂的供给效果。除这些主轴804、工具802外，冷却介质管9所连接的2个喷嘴模块700、400(或者500、600)和3根单喷嘴803安装于立柱806上。当然，能够适当选择喷嘴模块或者单喷嘴的种类或者个数，来将之安装于立柱806。虽然未图示，但在各喷嘴模块700、400(或者500、600)、4根单喷嘴803上，连接有用于储存冷却剂(例如水、油)的罐子(省略了图示)。被工作物W4通过未图示的工作台，能够在水平面上二维移动。
至此，使用多个实施方式说明了本发明，但本发明并非限定于这样的实施方式。具备本发明所属技术领域中的一般知识的人能够由上述说明、相关附图导出本发明的多个变形及其它实施方式。本说明书中使用了多个特定用语，但它们仅是作为通常含义、为了进行说明而被使用的，并非为了限制发明而被使用。在不脱离所附的专利权利要求书及其等同方案所定义的一般性发明概念及思想的范围内可以有多种变形。
[标号说明]
100 平面磨床
200 圆筒磨床
300、800 加工中心
2、202 磨削刀(磨石)
302、802 工具(刀具)
303、803 单喷嘴
W1、W2、W3、W4 被加工物
9 冷却介质管
10、620-1～620-7、720-1～720-7 喷嘴
10-a、410-a、610-a、710-a 流入口
10-b、410-b、610-b、710-b 排出口
10-c、410-c、610-c、710-c 壁面
12-c、112-c、412-c、512-c 内侧流路
12-d1～12-d4、112-d1～112-d4、412-d1～412-d4、512-d1～512-d4 外侧流路
11、111、611、711 板状部件
11-s、111-s 缝隙
11-t、111-t 折痕
400、500、600、700 喷嘴模块
401、701 本体部
410、610、710 流体排出部

Claims (17)

1.一种喷嘴，其特征在于，包括：
用于供给流体的流入口，
用于排出流体的排出口，以及
将流入口和排出口进行连接的内部空间；
并且，该喷嘴通过将具有预定截面形状的板状部件配置在内部空间而形成流体的流路。
2.如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，
板状部件具有平行于流体的流动的多条折痕，并通过自身的弹性力而压接固定在内部空间的壁面上。
3.如权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，
板状部件被压接固定在圆柱形状的内部空间中，具有从流入口到排出口大小相同的截面，而且其形状被形成为花瓣形、星形、三角形、多边形、椭圆形、葫芦形中的任一种的折痕。
4.如权利要求2所述的喷嘴，其特征在于，
板状部件被压接固定在截头圆锥形状的内部空间中，具有从流入口到排出口逐渐变小的截面，且其形状被形成为花瓣形、星形、三角形、多边形、椭圆形、葫芦形中的任一种的折痕。
5.如权利要求2至5的任一项所述的喷嘴，其特征在于，
板状部件具有缝隙，并且在被从流入口或排出口插入内部空间时，通过收缩缝隙量而产生弹性力，从而压接固定于内部空间的壁面上。
6.如权利要求1所述的喷嘴，其特征在于，
通过板状部件而形成由板状部件包围的内侧流路，以及在板状部件的外侧、在与内部空间的壁面之间形成的外侧流路。
7.一种喷嘴模块，其特征在于，包括：
用于被供给流体的中空的本体部，以及
连接于本体部而将流体向外部排出的流体排出部，
其中，在流体排出部中形成有一个或多个喷嘴，该一个或多个喷嘴具有用于供给流体的流入口、用于排出流体的排出口、以及将流入口和排出口进行连接的内部空间；
通过将具有预定截面形状的板状部件配置于内部空间而形成流体的流路。
8.如权利要求7所述的喷嘴模块，其特征在于，
板状部件具有平行于流体的流动的多条折痕，并通过自身的弹性力压接固定在内部空间的壁面上。
9.如权利要求7所述的喷嘴模块，其特征在于，
被配置在一个或多个喷嘴中的板状部件被压接固定在喷嘴的圆柱形状的内部空间中，且该板状部件具有从流入口到排出口大小相同的截面，且其具有形状被形成为花瓣形、星形、三角形、多边形、椭圆形、葫芦形中的任一种的折痕。
10.如权利要求7所述的喷嘴模块，其特征在于，
被配置在一个或多个喷嘴中的板状部件被压接固定在喷嘴的截头圆锥形状的内部空间中，且该板状部件具有从流入口到排出口逐渐变小的截面，且其具有形状被形成为花瓣形、星形、三角形、多边形、椭圆形、葫芦形中的任一种的折痕。
11.如权利要求7至10的任一项所述的喷嘴模块，其特征在于，
被配置在一个或多个喷嘴中的板状部件具有缝隙，并且在从流入口或排出口插入内部空间时，通过缝隙量的收缩而产生弹性力，从而压接固定于内部空间的壁面上。
12.如权利要求7所述的喷嘴模块，其特征在于，
流体排出部呈圆柱形状，在该圆柱形状的流体排出部中，多个喷嘴的截面按预定的排列被形成为多个小孔，且在各小孔中配置有板状部件。
13.如权利要求12所述的喷嘴模块，其特征在于，
多个小孔被排列形成为V字状。
14.如权利要求7所述的喷嘴模块，其特征在于，
流体排出部呈平板形状，在该平板形状的流体排出部中，多个喷嘴排列成一排，截面被形成为多个小孔，且在各小孔中配置有板状部件。
15.如权利要求7所述的喷嘴模块，其特征在于，
由被配置在一个或多个喷嘴中的板状部件，在喷嘴中形成由板状部件包围而成的内侧流路、以及在板状部件的外侧且在与内部空间的壁面之间形成的外侧流路。
16.一种机床，其特征在于，通过向权利要求1至6中的任一个喷嘴中注入冷却剂，并使从喷嘴喷出冷却剂，来冷却工具或被加工物。
17.一种机床，其特征在于，通过向权利要求7至15中的任一个喷嘴模块中注入冷却剂，并使从喷嘴模块喷出冷却剂，来冷却工具或被加工物。
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