JP2013094855A

JP2013094855A - 液体ホーニング用噴射ガン

Info

Publication number: JP2013094855A
Application number: JP2011237339A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Kobayashi; 克憲小林
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-05-20
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: JP5773842B2

Abstract

【課題】ホーニング加工の際に、巾広直線状にスラリーを噴射する技術は、平面状の被加工物を効率良く加工出来るものとして大いに注目されているが、巾広直線状にスラリーを均一に噴射することはなかなかむずかしく、噴射巾は９０ｍｍ程度が限界であった。
【解決手段】中空で、横長直方体状を呈した噴射ガン基部を上下二段に区画し、基部内に設けられているスラリーチャンバーとエアチャンバーとをそれぞれ上下二室に分割し、スラリー及び高圧エアがそれぞれこれらを通過することにより、濃度や圧力が均一化、平準化される様にした。
【選択図】図５

Description

この発明は、液体ホーニング用噴射ガン、詳しくは、被加工物表面に向けて巾広直線状にスラリーを噴射し、広い幅で均一な加工を行うことが出来る液体ホーニング用噴射ガンに関するものである。

研磨材と水との混合物であるスラリーを被加工物表面に向けて噴射する液体ホーニングは、各種プリント基板のバリ取り、金属部品の表面加工等に広く用いられており、その中でも巾広直線状にスラリーを噴射する技術は、平面状の被加工物を効率よく加工出来るものとして、大いに注目されている。

特許第３３１５６７２号公報

なし

巾広直線状にスラリーを噴射する為には専用の噴射ガンが必要であり、従来からいくつかのものが提案されている。しかしながら、巾広直線状でかつ均一にスラリーを噴射するのは技術的にかなりむずかしく、均一にスラリーを噴射出来る巾は、９０ｍｍ程度が限界であり、それ以上の巾で均一加工を行える噴射ノズルは見当たらなかった。本発明者は、この巾広直線状のスラリーの噴射技術に関し、より広い巾で均一にスラリーを噴射出来る新しい噴射ガンを開発することに成功し、本発明として、ここに提案するものである。

一対の左右壁体、一対の前後壁体、一対の上下壁体とからなる中空で横長直方体状を呈した噴射ガン基部の内部空間に、上下をほぼ均等に隔てる水平隔壁を長手方向に向って設けて、上部空間と下部空間とに区画し、更に、前記水平隔壁上面と上壁体下面との間に、前後をほぼ均等に隔てる垂直隔壁を長手方向に向かって設けて、上部空間の一方を第一スラリーチャンバー、もう一方を第一エアチャンバーとし、第一スラリーチャンバー直上の上壁体に複数のスラリー取入口を、第一エアチャンバー直上の上壁体に複数のエア取入口をそれぞれ設けると共に、下部空間内に下部にスラリー通過用すき間が形成される様に、断面が逆Ｌ字形を呈したスラリーチャンバー側下部垂直隔壁と、上部にエア通過用すき間が形成される様に、同じく断面が逆Ｌ字形を呈したエアチャンバー側下部垂直隔壁とを、センターラインを中心として前後対称に設けて、第一スラリーチャンバー直下の下部空間を第二スラリーチャンバー、第一エアチャンバー直下の下部空間を第二エアチャンバーとし、第一スラリーチャンバーと第二スラリーチャンバー及び第一エアチャンバーと第二エアチャンバーを隔てる水平隔壁に表裏を貫通した長孔状のスラリー通過孔及びエア通過孔をそれぞれ設けると共に、先端に高圧エアを噴射する小径のエアノズルが多数一列に配置され、前後に張り出し片が一体的に設けられている長尺箱形をなしたエアノズルブロック体を、前記エアノズルの軸芯と垂直隔壁の上下方向センターラインとが一致する様に、前記スラリーチャンバー側下部垂直隔壁とエアチャンバー側下部垂直隔壁との間に、下向きに固定し、エアノズルブロック体とスラリーチャンバー側下部垂直隔壁とエアチャンバー側下部垂直隔壁とで囲われた空間を混合室とし、更に、前記混合室直下の下壁体に、上方が開いたテーパ状のフラットノズル接続長孔を形成し、偏平直方体状をなし、肉厚方向中央に巾広のスラリー通過用スリットが形成されているフラットノズルを、そのスラリー通過用スリットが前記フラットノズル接続長孔に連通する様に、下壁体の下面に固定することにより、上記課題を解決した。

噴射ガン基部のスラリー取入口からスラリーを、エア取入口から高圧エアをそれぞれ供給し、エアノズルから噴射される高圧エアによってスラリーを加速し、フラットノズルから偏平な噴流として被加工物に向かって噴射させて、バリ取り等の加工を行うものであるが、スラリーは一旦、第一スラリーチャンバーに導入された後、スラリー通過孔を通って第二スラリーチャンバーに送られて均一化、平準化されるので、噴射ガン基部が長尺状であっても、スラリーの供給量や濃度に部分的な不均一が生じることはなくなる。同様に高圧エアも一旦第一エアチャンバーに導入された後、エア通過孔を通って、第二エアチャンバーに送られるので、供給量や圧力は均一化、平準化され、部分的な圧力の不均一が生じることはなくなる。

従って、スラリー及び高圧エアはフラットノズルの各部分に均一に供給され、従来のものより広い巾で均一加工を実施することが可能となる。ちなみに、従来のものにおいては、加工巾は９０ｍｍ程度が限度であったが、この発明に係る液体ホーニング用噴射ガンでは、３００ｍｍの巾で均一な加工を行うことが可能となった。

この発明に係る液体ホーニング用噴射ガンの実施例１の正面図。同じく、その平面図。同じく、その底面図。同じくその側面図。図１における矢視Ａ−Ａ線拡大断面図。図２における矢視Ｂ−Ｂ線断面図。図２における矢視Ｇ−Ｇ線断面図。図１における矢視Ｆ−Ｆ線断面図。図１における矢視Ｅ−Ｅ線断面図。図１における矢視Ｄ−Ｄ線断面図。図１における矢視Ｈ−Ｈ線断面図。この発明に係る液体ホーニング用噴射ガンの構成要素の一つであるエアノズルブロック体の一部を切欠いて描いたその拡大部分斜視図。

噴射ガンの基部に形成されているスラリー及び高圧エアを一旦蓄えるスラリーチャンバー及びエアチャンバーをそれぞれ二室づつとして、スラリー及び高圧ガスを順次各室に移動させることにより、濃度や圧力、供給量を均一化、平準化させる様にした点に最大の特徴が存する。

図中１は、噴射ガン基部であり、図１乃至図５に示す様に、一対の左右壁体２，３、一対の前後壁体４，５、一対の上下壁体６，７とからなる中空で横長直方体状を呈している。そして、この噴射ガン基部１の内部空間には、上下をほぼ均等に隔てる水平隔壁８が長手方向に向って設けられており、上部空間９と下部空間１０とに区画されている。

更に、前記水平隔壁８上面と上壁体６下面との間には、前後をほぼ均等に隔てる垂直隔壁１１が長手方向に向かって設けられており、上部空間９の一方を第一スラリーチャンバー１２、もう一方を第一エアチャンバー１３とし、第一スラリーチャンバー１２の直上の上壁体６には複数のスラリー取入口１４…が、第一エアチャンバー１３直上の上壁体６には複数のエア取入口１５…がそれぞれ等間隔に設けられている。更に、図５に示す様に、断面が逆Ｌ字形を呈したスラリーチャンバー側下部垂直隔壁１７と、同じく断面が逆Ｌ字形を呈したエアチャンバー側下部垂直隔壁１９とが、垂直隔壁１１の上下方向センターライン２８を中心として前後対称に、下部にスラリー通過用すき間１６及び上部にエア通過用すき間１８がそれぞれ形成される様に、下部空間１０内に設置されており、第一スラリーチャンバー１２直下の下部空間は第二スラリーチャンバー２１と、第一エアチャンバー１３直下の下部空間は第二エアチャンバー２２となっている。又、第二スラリーチャンバー２１の左右壁体２，３には、以下に述べる様に、スラリーを外部に排出するバイパスポート３７がそれぞれ設けられている。

又、図８に示す様に、第一スラリーチャンバー１２と第二スラリーチャンバー２１とを隔てる水平隔壁８には、その表裏を貫通した長孔状のスラリー通過孔２３が、第一エアチャンバー１３と第二エアチャンバー２２とを隔てる水平隔壁８には同じくその表裏を貫通した長孔状のエア通過孔２４がそれぞれ形成されている。なお、このスラリー通過孔２３の開口面積は、前記スラリー取入口１４…の合計開口面積より小さくなる様に設定されており、同様にエア通過孔２４の開口面積も前記エア取入口１５…の合計開口面積より小さくなる様に設定されている。

一方、２５はエアノズルブロック体であり、図１２に示す様に、先端に高圧エアを噴射する小径のエアノズル２６…が多数一列に配置され、前後に固定用の張り出し片２７が一体的に設けられた長尺箱形をなしており、エアノズル２６の軸芯と垂直隔壁１１の上下方向センターライン２８とが一致する様に、スラリーチャンバー側下部垂直隔壁１７とエアチャンバー側下部垂直隔壁１９との間に、張り出し片２７が挟まれる様にして、下向きに固定されており、エアノズルブロック体２５とスラリーチャンバー側下部垂直隔壁１７とエアチャンバー側下部垂直隔壁１９とで囲われた空間はスラリーと高圧エアとが混合される混合室３１となっている。

更に、エアノズル２６…直下の下壁体７には、上方が開いたテーパ状のフラットノズル接続長孔２９が形成されている。
又、３０はフラットノズルであり、中央部分にノズル溝３２を有する矩形をなした一対のノズル体３６を、その両側縁を挟持材２３によって挟持して向い合せ状態で接合したものであり、その肉厚方向中央には、巾広のスラリー通過用スリット３４が形成されており、スラリー通過用スリット３４と前記フラットノズル接続長孔２９とが連通する様に、下壁体７の下面に固定具３５によって固定されている。なお、フラットノズル接続長孔２９の開口端の開口面積は、前記スラリー通過孔２３及びエア通過孔２４の合計開口面積より小さくなる様に設定されている。

この実施例は、上記の通りの構成を有するものであり、噴射ガン基部１のスラリー取入口１４からスラリーを、エア取入口１５から高圧エアをそれぞれ供給し、エアノズル２６から噴射される高圧エアによってスラリーを加速し、フラットノズル３０から偏平な噴流として被加工物に向かって噴射させて、バリ取り等の加工を行うものであるが、スラリーは一旦、第一スラリーチャンバー１２に導入された後、スラリー通過孔２３を通って第二スラリーチャンバー２１に送られて均一化、平準化されるので、噴射ガン基部１が長尺状であっても、スラリーの濃度や供給量に部分的な不均一が生じることはなくなる。同様に、高圧エアも、一旦第一エアチャンバー１３に導入された後、エア通過孔２４を通って、第二エアチャンバー２２に送られるので、圧力や供給量は均一化、平準化され、部分的な圧力の不均一が生じることはなくなる。
又、第二スラリーチャンバー２１の左右壁体２，３にはバイパスポート３７が形成されており、第二スラリーチャンバー２１に送られたスラリーの一部はこのバイパスポート３７から外部に排出されるので、これにより第二スラリーチャンバー２１内でのスラリーの流動化が促進され、スラリーは一層均一化され、エア圧力の抵抗によるスラリーの断続供給は起こらなくなる。更に、スラリー通過孔２３の開口面積はスラリー取入孔１４…の合計開口面積より、エア通過孔２４の開口面積はエア取入口１５…の合計開口面積よりそれぞれ小さくなる様に設定されており、フラットノズル接続長孔２９の開口端の開口面積はスラリー通過孔２３及びエア通過孔２４の合計開口面積より小さくなる様に設定されているので、これらによりオリフィス効果が生じ、より一層スラリーの均一化が図られている。

従って、スラリー及び高圧エアはフラットノズル３０のスラリー通過用スリット３４の各部分に円滑かつ均一に供給され、従来のものより広い巾で均一加工を実施することが可能となる。ちなみに、従来のものにおいては、加工巾は９０ｍｍ程度が限度であったが、この発明に係る液体ホーニング用噴射ガンでは、３００ｍｍの巾で均一な加工を行うことが可能となった。

広範囲での均一加工が要求される一般部品のホーニング加工に広く利用可能である。

１．噴射ガン基部
２．左壁体
３．右壁体
４．前壁体
５．後壁体
６．上壁体
７．下壁体
８．水平隔壁
９．上部空間
１０．下部空間
１１．垂直隔壁
１２．第一スラリーチャンバー
１３．第一エアチャンバー
１４．スラリー取入口
１５．エア取入口
１６．スラリー通過用すき間
１７．スラリーチャンバー側下部垂直隔壁
１８．エア通過用すき間
１９．エアチャンバー側下部垂直隔壁
２１．第二スラリーチャンバー
２２．第二エアチャンバー
２３．スラリー通過孔
２４．エア通過孔
２５．エアノズルブロック体
２６．エアノズル
２７．張り出し片
２８．上下方向センターライン
２９．フラットノズル接続長孔
３０．フラットノズル
３１．混合室
３２．ノズル溝
３３．挟持材
３４．スラリー通過用スリット
３５．固定具
３６．ノズル体
３７．バイパスポート

Claims

一対の左右壁体、一対の前後壁体、一対の上下壁体とからなる中空で横長直方体状を呈した噴射ガン基部の内部空間に、上下をほぼ均等に隔てる水平隔壁を長手方向に向って設けて、上部空間と下部空間とに区画し、更に、前記水平隔壁上面と上壁体下面との間に、前後をほぼ均等に隔てる垂直隔壁を長手方向に向かって設けて、上部空間の一方を第一スラリーチャンバー、もう一方を第一エアチャンバーとし、第一スラリーチャンバー直上の上壁体に複数のスラリー取入口を、第一エアチャンバー直上の上壁体に複数のエア取入口をそれぞれ設けると共に、下部空間内に下部にスラリー通過用すき間が形成される様に、断面が逆Ｌ字形を呈したスラリーチャンバー側下部垂直隔壁と、上部にエア通過用すき間が形成される様に、同じく断面が逆Ｌ字形を呈したエアチャンバー側下部垂直隔壁とを、センターラインを中心として前後対称に設けて、第一スラリーチャンバー直下の下部空間を第二スラリーチャンバー、第一エアチャンバー直下の下部空間を第二エアチャンバーとし、第一スラリーチャンバーと第二スラリーチャンバー及び第一エアチャンバーと第二エアチャンバーを隔てる水平隔壁に表裏を貫通した長孔状のスラリー通過孔及びエア通過孔をそれぞれ設けると共に、先端に高圧エアを噴射する小径のエアノズルが多数一列に配置され、前後に張り出し片が一体的に設けられている長尺箱形をなしたエアノズルブロック体を、前記エアノズルの軸芯と垂直隔壁の上下方向センターラインとが一致する様に、前記スラリーチャンバー側下部垂直隔壁とエアチャンバー側下部垂直隔壁との間に、下向きに固定し、エアノズルブロック体とスラリーチャンバー側下部垂直隔壁とエアチャンバー側下部垂直隔壁とに囲われた空間を混合室とし、更に、前記混合室直下の下壁体に、上方が開いたテーパ状のフラットノズル接続長孔を形成し、偏平直方体状をなし、肉厚方向中央に巾広のスラリー通過用スリットが形成されているフラットノズルを、そのスラリー通過用スリットが前記フラットノズル接続長孔に連通する様に、下壁体の下面に固定したことを特徴とする液体ホーニング用噴射ガン。
第二スラリーチャンバーの左右壁体にスラリーを外部に排出するバイパスポートが形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体ホーニング用噴射ガン。
スラリー通過孔の開口面積がスラリー取入口の合計開口面積より小さくなる様に設定されていることを特徴とする請求項１記載の液体ホーニング用噴射ガン。
エア通過孔の開口面積がエア取入口の合計開口面積より小さくなる様に設定されていることを特徴とする請求項１記載の液体ホーニング用噴射ガン。
フラットノズル接続長孔の開口端の開口面積がスラリー通過孔２３及びエア通過孔の合計開口面積より小さくなる様に設定されていることを特徴とする請求項１記載の液体ホーニング用噴射ガン。