JP2004345068A - ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】研削機や研磨機等の砥石と加工材料との接触箇所（加工箇所）、及び砥石や加工材料に確実に効率良く研削液や冷却水等の流体を供給できるようにすることにある。
【解決手段】流入口４から吐出口５の手前まで漸次拡大開口に形成するとともに、吐出口５の手前から吐出口５にかけた漸次縮小開口に形成した流体通路６を有するノズル本体２を備えている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は流体を所望箇所に供給するノズルに関し、特に各種の研削機や研磨機等で加工中の加工材料と、回転する研磨材（砥石）との接触箇所（加工箇所）に研削液や冷却水等の流体を供給するノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に研削機によって加工材料を加工する場合は、高速回転している砥石に、回転させたり或いは静止保持した加工材料を自動送りし、この加工材料に加工を施して所望の寸法精度、表面粗さ等を確保している。この時に、接触する砥石と加工材料とに摩擦熱が発生して、加工材料を変形させたり所望の精度等を確保できなくなったりすことがある。そのために従来から砥石と加工材料との接触箇所等に大量の研削液や冷却水等を供給して、加工材料を冷却し摩擦熱による発熱を抑制し、加工精度等に悪影響が生じないようにしたり、また加工中に発生する切屑の除去等を行っている。
【０００３】
この場合、従来は、ノズルを砥石と加工材料との接触箇所の近傍で、円形の砥石の外周面に適宜間隔を以って対峙するように設け、このノズルから研削液や冷却水等を上記接触箇所に当るように供給していた。また、本発明に関連する先願としては下記の特許文献等がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４１２１９号公報
【特許文献２】特開２００３−９４３３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高速回転する砥石のために砥石の外周面に沿って回転方向に空気流が発生し、この空気流によって上記ノズルから吐出される研削液や冷却水等が、最も供給の要求される上記接触箇所に当らないといった問題があった。そのため、より精度の高い加工が要求される加工材料の加工には、従来の構成のノズルによる研削液や冷却水等の供給では、上記の問題を解決して加工材料を要求の高い加工精度に仕上げることが困難であった。また、上記砥石の磨耗も早くなり、新しい砥石との交換間隔も短くなって加工コストが高くなる要因になっていた。
【０００６】
本発明は上記のような点に鑑みて開発されたものであって、その目的とするところは、研削機や研磨機等の砥石と加工材料との接触箇所（加工箇所）、及び砥石や加工材料に確実に効率良く研削液や冷却水等の流体を供給できるノズルを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を有効に達成するために、次のような構成にしてある。すなわち、請求項１記載の本発明のノズルは、流入口から吐出口の手前まで漸次拡大開口に形成するとともに、吐出口の手前から吐出口にかけた漸次縮小開口に形成した流体通路を有するノズル本体を備えた構成からなる。
【０００８】
請求項２記載の本発明のノズルは、ノズル本体と、ノズル本体の流体の流入口に設けられた流体供給管とからなり、上記ノズル本体は、内部を仕切り板部によって、上記流体供給管に通じる流体吐出通路と、一端を閉鎖形成し上記流体吐出通路の第１吐出口から吐出される流体の一部を一時的に滞留させて他端の第２吐出口から吐出する一時滞留通路とに分割形成されている。
【０００９】
請求項３記載の本発明のノズルは、請求項２記載のノズルの構成において、一時滞留通路の内部空間及び第２吐出口は、流体吐出通路の内部空間及び第１吐出口より大である。
【００１０】
請求項４記載の本発明のノズルは、請求項２または３記載のノズルの構成において、第１及び第２吐出口側の仕切り板部の端が、ノズル本体の流体吐出通路を形成する下側外壁部の第１吐出口側の端より内側に位置している。
【００１１】
請求項５記載の本発明のノズルは、請求項２、３または４記載のノズルの構成において、流体吐出通路が、流入口から第１吐出口の手前まで漸次拡大開口に形成するとともに、第１吐出口の手前から第１吐出口にかけた漸次縮小開口に形成されている。
【００１２】
請求項６記載の本発明のノズルは、請求項２、３、４または５記載のノズルの構成において、ノズル本体は、正面視山形状であって頂部から両側に傾斜した上部外壁部に、第１及び第２吐出口より前方に突出するように遮蔽板を設けた。
【００１３】
請求項７記載の本発明のノズルは、請求項６記載のノズルの構成において、遮蔽板が合成樹脂製の柔軟性を有する板部材である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１に示す本発明の第１の実施の態様の例のノズル１は、ノズル本体２に流体供給管３を備えたものである。勿論、流体供給管３はノズル本体２に一体に形成されたノズル本体２の一部分としてもよい。
【００１５】
上記ノズル本体２は、研削液や冷却水または潤滑油等の流体の流入口４から吐出口５の手前まで漸次拡大開口に形成するとともに、吐出口５の手前から吐出口５にかけた漸次縮小開口に形成した流体通路６を内部に有する平面視で三角形状の所定厚さのものである。上記流体は、流入口４からノズル本体２の流体通路６に入り吐出口５から吐出される。なお、吐出口５は、図示の例では横５ｍｍ、縦８５ｍｍ、の長方形であり、また、出口端から垂直方向に２５ｍｍの位置に流体通路６の漸次拡大開口と漸次縮小開口との境目が形成してあるが、ノズル本体２の全体の大きさ、吐出口５の形・大きさ、上記境目の位置は、図示の例に限らず、本発明の目的を達成できれば、如何なる形・大きさ、位置に変更するも自由である。
【００１６】
流体供給管３は、ノズル本体２の流入口４側の中央部にネジ穴７が形成されていて、このネジ穴７に一端部をねじ込んで接続し流体通路６に通じるように設けてある。流体供給管３の他端部には、配管やホースを取り付けて上記ノズル本体２の流体通路６に研削液や冷却水等をポンプ等によって送り込む。
【００１７】
このノズル１は、例えば研削機（図示せず）の円形の砥石の外周端面に対して少し斜め上方向から吐出口５が対向するようにして研削機またはフロア等から設ける。ノズル１の近傍には、高速回転する砥石で加工する加工材料が位置している。
【００１８】
上記砥石で加工される加工材料に対して、ノズル１の吐出口５から研削液や冷却水等を供給することにより、上記したように流入口４から吐出口５の手前まで漸次拡大開口に形成するとともに、吐出口５の手前から吐出口５にかけた漸次縮小開口に形成した流体通路６を研削液や冷却水等が通過する。このことによって、円形砥石の側面部分に回り込む研削液や冷却水等の流体の流れが発生させる。その結果、砥石の外周端面と加工材料との接触箇所（以下、上記接触箇所という。）とともに、砥石の両側面部分に効率よく研削液や冷却水等を当てることができる。また、上記のノズル１では、砥石の空気流によって吐出する研削液や冷却水等が他の方向に流されることなく、砥石Ｔと加工材料との接触箇所に効率良く研削液や冷却水等を供給することができる。このことにより、加工材料等に対する摩擦熱による悪影響を低減することができる。
【００１９】
図２〜図４に示す本発明の第２の実施の態様の例のノズル１（便宜上、上記の例と同一符合を使用する。）である。なお、図２においては後述する遮蔽板１４を有するが図示省略してある。このノズル１は、ノズル本体２と、ノズル本体２の後端部の流入口４に設けられた流体供給管３とからなる。ノズル本体２は、流体供給管３の下端部に、流体供給管３に対して９０°より少し大きい角度を以ってやや下方に傾斜するように設けられている（添付の図では便宜上９０°に描いてある。勿論、９０°でもよい）。このように設けることにより流体供給管３を垂直に砥石の近傍に設けたときに、上記接触箇所にノズル本体２からより効果的に研削液や冷却水等の流体を当てることができる。
【００２０】
上記ノズル本体２は、図示のように全体を正面視山形形状であり、内部を仕切り板部８によって上記流体供給管３に通じる流体吐出通路９と、一端を閉鎖形成し上記流体吐出通路９の第１吐出口５ａから吐出される研削液や冷却水等の流体の一部を一時的に滞留させて他端の第２吐出口５ｂから吐出する一時滞留通路１０とに分割形成されている。
【００２１】
流体吐出通路９の奥端は流体供給管３と通じている。この流体吐出通路９も中央部が高く両側の下方向に傾斜した横断面山形形状であり、横断面山形形状の上記仕切り板部８並びに下側外壁部１１とによって中空に形成されている。この流体吐出通路９は、流入口４から第１吐出口５ａの手前まで漸次拡大開口に形成するとともに、第１吐出口５ａの手前から第１吐出口５ａにかけて漸次縮小開口に形成してある。この流体吐出通路９の構成による作用は、上記した例のノズルと同様である。なお、流体吐出通路９は、上記したような漸次拡大開口及び漸次縮小開口に形成していないストレートに流体を流す通路であってもよい。
【００２２】
上記した一時滞留通路１０は、横断面山形形状の上記仕切り板部８並びに上部外壁部１２とによって内部中空に形成されている。一時滞留通路１０の奥端は閉鎖形成されている。
【００２３】
一時滞留通路１０の内部空間１０ａ及び第２吐出口５ｂは、流体吐出通路９の内部空間９ａ及び第１吐出口５ａより大きく形成されている。
なぜかというと、ノズル本体を上記流体吐出通路９だけを有する構成とした場合、上記接触箇所に瞬時に多量の研削液や冷却水等を供給するためには、流体吐出通路９の内部空間を大きくして研削液や冷却水等の流体を供給する必要がある。そのためには容量の大きな供給ポンプが必要となり、ポンプの設置費用やランニングコストが高くなってしまう。そこで、流体吐出通路９の第１吐出口５ａから吐出された流体を一旦上側の一時滞留通路１０に送り込み、この容量の大きな一時滞留通路１０を介して第２吐出口５ｂから上記接触箇所に流体を供給することにより、一度に多量の流体を小容量のポンプで上記接触箇所に供給することができる。
【００２４】
また、ノズル本体２の下部外壁部１１の先端１１ａと、上部外壁部１２の先端１２ａとは、面一にしてある。この先端１１ａ、１２ａ側、すなわち第１及び第２吐出口５ａ、５ｂ側の仕切り板部８の端８ａは、上記先端１１ａ、１２ａより僅かに内側に位置するように形成され、流体吐出通路９と一時滞留通路１０との連絡通路１３を設けてある。この連絡通路１３により、ノズル本体２の第１吐出口５ａから吐出された流体は、上記接触箇所に供給されるとともに連絡通路１３を介して一時滞留通路１０に送られる。そしてこの一時滞留通路１０の第２吐出口５ｂからもより多くの研削液や冷却水等が上記接触箇所に供給されることになる。
【００２５】
また、ノズル本体２の傾斜する上部外壁部１２の両側の傾斜外面には、合成樹脂製の柔軟性を有する板部材である２枚の遮蔽板１４が、第１及び第２吐出口５ａ、５ｂより前方に突出するように貼り付けてある。両遮蔽板１４の間隔は、このノズル本体２の第１及び第２吐出口５ａ、５ｂを研削機に備えられている円形の砥石の外周端面に僅かの隙間を以って対向するように近接させて設けたときに、両遮蔽板１４が砥石の両側に僅かの隙間を以って近接できる位の間隔である（図１２参照）。
【００２６】
この両遮蔽板１４は、高速回転する砥石Ｔによって砥石Ｔの両側に発生する空気流を遮って（図９参照）、第１及び第２吐出口５ａ、５ｂから上記接触箇所までの研削液や冷却水等の流体の吐出流れに悪影響を及ぼすことのないようにするものである。また遮蔽板１４は、硬質部材のものではなく、合成樹脂製の柔軟性を有する板部材であるので、高速回転する砥石Ｔに触れても、瞬時に遮蔽板１４の方がノズル本体２から外れたり破損して、砥石Ｔを破損させてしまうことがない。勿論、遮蔽板１４は、他の材質で形成したものでもよい。
【００２７】
上述の構成からなる本発明のノズル１（図１０〜１２参照）は、ノズル本体２の山形形状の頂部側を上にして、例えば研削機の円形の砥石Ｔの外周端面ｔ（図１１、図１２参照）に、ノズル本体２の第１及び第２吐出口５ａ、５ｂが僅かの隙間を以って対向するようにし、かつ、両遮蔽板１４を砥石Ｔの両側に僅かの隙間を以って近接するよう配置する。
【００２８】
このようにして研削機の砥石Ｔの近傍にノズル１を設け、加工材料はノズル本体２の下方から砥石Ｔの外周端面ｔに接触させて研削加工を行う。この際、高速回転する砥石Ｔによって砥石Ｔの外周端面ｔに沿って発生する空気流は、山形形状のノズル本体２の上部外壁部１２に当って遮られる（図８、図９参照）。
【００２９】
そのため、上記接触箇所方向へ供給されるクーラント液や研削液や冷却水等の流体の流れを妨害する作用は防止される。また高速回転する砥石Ｔによって砥石Ｔの両側に沿って発生する空気流は、上記したように両遮蔽板１４によって遮られる（図８、図９、図１１参照）。したがってこの両側の空気流の上記接触箇所方向へ供給される研削液や冷却水等の流れを妨害する作用も防止される。故に加工中に最も研削液や冷却水等を必要とする砥石Ｔと加工材料との上記接触箇所に確実に多量に供給することができる。
【００３０】
また、従来、ノズルを砥石のカバーの付け根またはその内側或いはカバーの近傍に設けて、カバーやノズルへの加工時のスラッジの溜まったり、上記流体の飛散を抑えるようにしていたが、あまり効果的ではなく、スラッジや、研削液や冷却水等の飛散の後処理が悩みの種であった。しかし、本発明のノズル１のノズル本体２のように山形形状に形成したことによって、研削液や冷却水等の飛散方向が予測できると同時に、スラッジの発生等の減少を図ることができる。また、山形形状のノズル本体２により、高速回転する砥石Ｔの両側面への連れ回り空気流を減少させることができて、砥石Ｔと加工材料への研削液や冷却水等の入り込みを格段に安定させることができる。
【００３１】
さらに、吐出された上記流体等は、ノズル本体２の構成によって及び外周端面ｔに突き当たる面積の増大及び流体吐出通路９の上記した内部形状による作用並びにコアンダ現象により、砥石Ｔの両側面を包み込む状態で流れ、オバーフローした分は上部外壁部１２の外側や仕切り板部８の連絡通路１３等に集まる。この集まり部分は乱流の影響により密度の高い流体の集まりとなる。そしてこの集まり部分の流体は、砥石Ｔとノズル本体２との隙間を覆い被さる状態となり、巻き込み流や連れ回る空気流を軽減させるとともに、流体が安定して供給されているため、砥石表面は強烈な洗浄効果の影響により、研削時の切り込みの増大、ドレッシングの回数の減少等につながる。
【００３２】
【発明の効果】
以上、上記した説明でも明らかなように本発明のノズルは、流入口から吐出口の手前まで漸次拡大開口に形成するとともに、吐出口の手前から吐出口にかけた漸次縮小開口に形成した流体通路を有するノズル本体を備えているので、この流体通路を通して研削液や冷却水等の流体を吐出することにより、研削機等の高速回転する円形砥石の側面部分に回り込む研削液や冷却水等の流れを生じさせることができて、砥石の外周端面と加工材料との接触箇所（以下、上記接触箇所という。）とともに砥石の両側面部分に効率よく研削液や冷却水等の流体を当てることができる。
【００３３】
また、本発明のノズルは、ノズル本体の内部を仕切り板部によって、流体供給管に通じる流体吐出通路と、この流体吐出通路から吐出された研削液や冷却水等の流体の一部を一時的に滞留させて吐出させる一時滞留通路とに分割形成させているので、上記両通路から研削液や冷却水等の流体を一度に吐出でき、所望の箇所に多量の上記流体を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の態様のノズルの平面図である。
【図２】本発明の第２の実施の態様のノズルの斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の態様のノズル本体の正面図である。
【図４】本発明の第２の実施の態様のノズルのノズル本体の側面図である。
【図５】本発明の第２の実施の態様のノズルのノズル本体の上方から平面視した説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の態様のノズルのノズル本体内の仕切り板部を内部上方から平面視した説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の態様のノズルのノズル本体内の流体吐出通路を内部上方から平面視した説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の態様のノズルの使用時の側方から見た説明図である。
【図９】図８の第２の実施の態様のノズルの使用時の側方から見た説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施の態様のノズルを砥石の近傍に設けた説明図である。
【図１１】回転する砥石の側方に沿って発生する空気流を示す説明図である。
【図１２】図１１の状態を上から見た説明図である。
【符号の説明】
１ ノズル
２ ノズル本体
３ 流体供給管
４ 流入口
５ 吐出口
５ａ 第１吐出口
５ｂ 第２吐出口
６ 流体通路
８ａ 仕切り板部の端
８ 仕切り板部
９ 流体吐出通路
１１ａ 下側外壁部の第１吐出口側の端
１２ 上部外壁部
１４ 遮蔽板

Claims (7)

1. 流入口から吐出口の手前まで漸次拡大開口に形成するとともに、吐出口の手前から吐出口にかけた漸次縮小開口に形成した流体通路を有するノズル本体を備えたノズル。
2. ノズル本体と、ノズル本体の流体の流入口に設けられた流体供給管とからなり、上記ノズル本体は、内部を仕切り板部によって、上記流体供給管に通じる流体吐出通路と、一端を閉鎖形成し上記流体吐出通路の第１吐出口から吐出される流体の一部を一時的に滞留させて他端の第２吐出口から吐出する一時滞留通路とに分割形成されているノズル。
3. 一時滞留通路の内部空間及び第２吐出口は、流体吐出通路の内部空間及び第１吐出口より大である請求項２記載のノズル。
4. 第１及び第２吐出口側の仕切り板部の端が、ノズル本体の流体吐出通路を形成する下側外壁部の第１吐出口側の端より内側に位置している請求項２または３記載のノズル。
5. 流体吐出通路が、流入口から第１吐出口の手前まで漸次拡大開口に形成するとともに、第１吐出口の手前から第１吐出口にかけた漸次縮小開口に形成されている請求項２、３または４記載のノズル。
6. ノズル本体は、正面視山形状であって頂部から両側に傾斜した上部外壁部に、第１及び第２吐出口より前方に突出するように遮蔽板を設けた請求項２、３、４または５記載のノズル。
7. 遮蔽板が、合成樹脂製の柔軟性を有する板部材である請求項６記載のノズル。

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