JP2023091185A - Turning nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、旋回ノズルに関する。 The present disclosure relates to swivel nozzles.
従来から、機械加工に用いられる切削油、クーラントまたは空気などの流体を任意の向きに噴出する旋回ノズルが知られている。この種の技術が、例えば特許文献1に開示されている。 Conventionally, there has been known a swivel nozzle that ejects fluid such as cutting oil, coolant, or air used for machining in any direction. A technique of this type is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200012.
特許文献1には、ノズルユニットおよびバルブユニットが分離可能に組み付けられるクーラントノズルが開示されている。このノズルユニットは、ノズルと、ノズルの球面部を収容するボディと、当該球面部に接触するようにボディ内に配置されるスペーサ部材と、を備えている。
特許文献1では、ノズルを旋回させて流体の噴出方向を変更する際に、大きな力を要する。一方、ノズルの旋回後には、ノズルの姿勢が保持される必要もある。従来の旋回ノズルでは、ノズルの旋回の容易性およびノズルの姿勢の保持を両立させるのが困難という課題がある。
In
本開示の目的は、ノズルの旋回が容易であるとともに旋回後のノズルの姿勢を保持することが可能な旋回ノズルを提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a swivel nozzle that facilitates swiveling of the nozzle and can maintain the posture of the nozzle after swiveling.
本開示に従った旋回ノズルは、球中心を通過する直線状の第1貫通穴が形成される球状部を含む旋回部と、第1方向に貫通する第2貫通穴を有し、第2貫通穴に球状部を収容し、球状部の表面に接触する環状の接触面を第2貫通穴の内壁面における第1方向の一部に有する本体部と、第1方向に伸縮可能な圧縮状態で第2貫通穴に配置される弾性部材と、を備えている。球状部の最大径は、接触面の最小径よりも大きくなっている。第1方向において、弾性部材は、球状部における最大径の部分から見て接触面と反対側に配置されている。弾性部材は、第1方向における圧縮に伴って生じる復元力によって、球状部を直接的または間接的に接触面に対して押し付ける。 A swirl nozzle according to the present disclosure has a swirl portion including a spherical portion in which a linear first through hole passing through the center of the sphere is formed, and a second through hole penetrating in a first direction. a body portion that accommodates the spherical portion in the hole and has an annular contact surface that contacts the surface of the spherical portion on a part of the inner wall surface of the second through hole in the first direction; an elastic member arranged in the second through hole. The maximum diameter of the spherical portion is larger than the minimum diameter of the contact surface. In the first direction, the elastic member is arranged on the side opposite to the contact surface when viewed from the largest diameter portion of the spherical portion. The elastic member directly or indirectly presses the spherical portion against the contact surface by a restoring force generated by compression in the first direction.
本開示によれば、ノズルの旋回が容易であるとともに旋回後のノズルの姿勢を保持することが可能な旋回ノズルを提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to provide a swivel nozzle that facilitates swiveling of the nozzle and can maintain the posture of the nozzle after swiveling.
[実施形態の概要]
本開示に従った旋回ノズルは、球中心を通過する直線状の第1貫通穴が形成される球状部を含む旋回部と、第1方向に貫通する第2貫通穴を有し、第2貫通穴に球状部を収容し、球状部の表面に接触する環状の接触面を第2貫通穴の内壁面における第1方向の一部に有する本体部と、第1方向に伸縮可能な圧縮状態で第2貫通穴に配置される弾性部材と、を備えている。球状部の最大径は、接触面の最小径よりも大きくなっている。第1方向において、弾性部材は、球状部における最大径の部分から見て接触面と反対側に配置されている。弾性部材は、第1方向における圧縮に伴って生じる復元力によって、球状部を直接的または間接的に接触面に対して押し付ける。
[Overview of embodiment]
A swirl nozzle according to the present disclosure has a swirl portion including a spherical portion in which a linear first through hole passing through the center of the sphere is formed, and a second through hole penetrating in a first direction. a body portion that accommodates the spherical portion in the hole and has an annular contact surface that contacts the surface of the spherical portion on a part of the inner wall surface of the second through hole in the first direction; an elastic member arranged in the second through hole. The maximum diameter of the spherical portion is larger than the minimum diameter of the contact surface. In the first direction, the elastic member is arranged on the side opposite to the contact surface when viewed from the largest diameter portion of the spherical portion. The elastic member directly or indirectly presses the spherical portion against the contact surface by a restoring force generated by compression in the first direction.
上記旋回ノズルによれば、弾性部材が縮むように球状部を弾性部材に向かって押し込みつつ球状部を回転させることにより、球状部に取り付けられるノズルまたは球状部と一体に形成されるノズルを容易に旋回させることができる。これにより、ノズルから流体が噴出される向きを容易に変更することができる。しかも、ノズルの旋回後には、弾性部材の復元力によって球状部が本体部の接触面に対して押し付けられるため、ノズルの姿勢を保持することができる。したがって、本開示によれば、ノズルの旋回が容易であるとともに旋回後のノズルの姿勢を保持することが可能な旋回ノズルを提供することができる。 According to the swiveling nozzle, the spherical portion is rotated while pushing the spherical portion toward the elastic member so that the elastic member shrinks, thereby easily swiveling the nozzle attached to the spherical portion or the nozzle integrally formed with the spherical portion. can be made This makes it possible to easily change the direction in which the fluid is ejected from the nozzle. Moreover, after the nozzle is swung, the restoring force of the elastic member presses the spherical portion against the contact surface of the main body, so that the posture of the nozzle can be maintained. Therefore, according to the present disclosure, it is possible to provide a swivel nozzle that facilitates swiveling of the nozzle and can maintain the posture of the nozzle after swiveling.
上記旋回ノズルは、球状部の表面に沿うとともに球状部の表面に接触する円環状の曲面を内周面に有し、球状部と弾性部材との間に配置される環状部材をさらに備えていてもよい。弾性部材は、環状部材を介して球状部を間接的に接触面に対して押し付けてもよい。この構成によれば、環状部材の内周面(曲面)に沿って球状部が滑らかに回転するため、ノズルをより容易に旋回させることができる。 The orbiting nozzle further comprises an annular member having an annular curved surface along the surface of the spherical portion and in contact with the surface of the spherical portion on its inner peripheral surface, and disposed between the spherical portion and the elastic member. good too. The elastic member may indirectly press the spherical portion against the contact surface via the annular member. According to this configuration, the spherical portion smoothly rotates along the inner peripheral surface (curved surface) of the annular member, so that the nozzle can be turned more easily.
上記旋回ノズルにおいて、環状部材は、弾性変形可能な材料からなっていてもよい。環状部材は、上記曲面を含む円環状の球体接触部と、球体接触部に繋がり、第1方向において球状部と重なるように球体接触部から径方向の内側に向かって延びる円環状の延出部と、を含んでいてもよい。この構成によれば、本体部内に供給される流体の圧力によって延出部が弾性変形し、延出部および接触面によって球状部を挟むことができる。これにより、流体の供給量が多くノズルに加わる力が大きい場合でも、ノズルの姿勢をより確実に保持することができる。 In the swirl nozzle described above, the annular member may be made of an elastically deformable material. The annular member includes an annular spherical contact portion including the curved surface, and an annular extending portion connected to the spherical contact portion and extending radially inward from the spherical contact portion so as to overlap the spherical portion in the first direction. and may include According to this configuration, the extending portion is elastically deformed by the pressure of the fluid supplied into the main body, and the spherical portion can be sandwiched between the extending portion and the contact surface. As a result, even when a large amount of fluid is supplied and a large force is applied to the nozzle, the orientation of the nozzle can be more reliably maintained.
上記旋回ノズルにおいて、弾性部材は、長手方向に見て四角形状を有する板状の線材が螺旋状に巻かれたばねであってもよい。第1方向に沿った断面において、上記ばねは、第1方向に垂直な第2方向の長さが第1方向の長さよりも大きい形状を有していてもよい。この構成によれば、弾性部材の復元力が球状部に対して第1方向により確実に伝わるため、ノズルの姿勢をより容易に保持することができる。 In the swivel nozzle described above, the elastic member may be a spring in which a plate-shaped wire having a square shape when viewed in the longitudinal direction is spirally wound. In a cross section along the first direction, the spring may have a shape in which the length in the second direction perpendicular to the first direction is greater than the length in the first direction. According to this configuration, since the restoring force of the elastic member is more reliably transmitted to the spherical portion in the first direction, it is possible to more easily maintain the posture of the nozzle.
上記旋回ノズルにおいて、接触面の表面粗さは、第2貫通穴の内壁面のうち接触面以外の面の表面粗さよりも大きくなっていてもよい。この構成によれば、球状部が接触面上を滑り難くなるため、ノズルの姿勢をより容易に保持することができる。 In the swirl nozzle described above, the surface roughness of the contact surface may be greater than the surface roughness of the inner wall surface of the second through hole other than the contact surface. According to this configuration, the spherical portion is less likely to slide on the contact surface, so the posture of the nozzle can be more easily maintained.
[実施形態の具体例]
次に、本開示の旋回ノズルの具体的な実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
[Specific example of embodiment]
Next, specific embodiments of the swirl nozzle of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
まず、実施の形態1に係る旋回ノズル1の構成を、図1および図2に基づいて説明する。図1は、旋回ノズル1の構成を全体的に示す斜視図である。図2は、図1中の線分II-IIに沿った旋回ノズル1の断面図である。図2に示すように、旋回ノズル1は、球状部23を含む旋回部20と、球状部23を収容する本体部10と、弾性部材40と、環状部材30とを主に備えている。以下、これらの構成要素について詳細に説明する。
(Embodiment 1)
First, the configuration of a
図2に示すように、球状部23には、球中心を通過する直線状の第1貫通穴21が形成されている。第1貫通穴21は、第1方向D1に見て円形の穴であり、内壁面22によって取り囲まれている。図2に示すように、本実施の形態では、中空円筒状のノズル50のうち端部を含む部分が、第1貫通穴21に挿入されている。ノズル50は、球状部23の第1貫通穴21に対して挿抜可能であり、その外周面が球状部23の内壁面22に対して周方向の全体にわたって接触している。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、本体部10には、第1方向D1に貫通する第2貫通穴19が形成されている。球状部23は、第2貫通穴19に収容されている。第2貫通穴19を取り囲む内壁面は、接触面14と、第1内壁面15と、第2内壁面16と、第3内壁面17とを含む。第1内壁面15、接触面14、第2内壁面16および第3内壁面17は、図2中の上側(ノズル50の先端側)から第1方向D1にこの順で並んで形成されている。すなわち、本体部10は、接触面14を、第2貫通穴19の内壁面における第1方向D1の一部に有する。本実施の形態では、接触面14の表面粗さは、第2貫通穴19の内壁面のうち接触面14以外の面(第1内壁面15、第2内壁面16および第3内壁面17)の表面粗さよりも大きくなっているが、これに限定されない。なお、ここでいう「表面粗さ」は、例えば算術平均粗さRaであってもよいが、これに限定されない。
As shown in FIG. 2, the
接触面14は、球状部23の表面(球面)に接触するとともに、球状部23を周方向の全体にわたって取り囲む環状の面である。図2に示すように、本実施の形態における接触面14は、第1方向D1に沿った断面において、球状部23の表面に沿った曲面である。より具体的には、接触面14の内径は、第2内壁面16側(図2の下側)から第1内壁面15側(図2の上側)に向かって小さくなる。すなわち、接触面14のうち最小径L1の部分は、接触面14のうち第1内壁面15に最も近い部分である。球状部23の最大径L2は、接触面14の最小径L1よりも大きくなっている。図2に示すように、球状部23は、最大径L2の部分が接触面14の最小径L1の部分よりも弾性部材40の近くに位置するように配置されている。
The
第1内壁面15は、球状部23の表面との間に第2方向D2(図2の断面において第1方向D1に垂直な方向)の隙間を空けるとともに、球状部23を周方向の全体にわたって取り囲む環状の面である。より具体的には、図2に示すように、第1内壁面15は、第1方向D1に沿った断面において、接触面14から離れるに従って拡径するテーパ面となっている。このため、球状部23の表面および第1内壁面15の間の環状の隙間は、接触面14から離れるに従って第2方向D2に広くなっている。
The first
第2内壁面16は、第1内壁面15と同様に、球状部23の表面との間に第2方向D2の隙間を空けるとともに、球状部23を周方向の全体にわたって取り囲む環状の面である。図2に示すように、第2内壁面16は、第1方向D1に沿った断面において、接触面14から離れるに従って拡径するテーパ面となっている。第2内壁面16の最大径は、第1内壁面15の最大径よりも小さくなっているが、これに限定されない。また第2内壁面16は、上記のテーパ面に限定されず、例えば図2の断面において第1方向D1に延びる面であってもよい。
Like the first
第3内壁面17は、第1内壁面15および第2内壁面16と同様に、球状部23の表面との間に第2方向D2の隙間を空けるとともに、球状部23を周方向の全体にわたって取り囲む環状の面である。図2に示すように、本実施の形態における第3内壁面17は、第1方向D1に沿った断面において、第1方向D1に延びる面である。第3内壁面17には、第1方向D1に沿った断面において、第2方向D2の外向き(環状部材30から離れる向き)に凹む環状の凹溝18が形成されている。図2に示すように、凹溝18は、第1方向D1に沿った断面において、第1方向D1に延びる溝底面と、当該溝底面に繋がるとともに第2方向D2に延びる溝壁面とによって規定されている。凹溝18は、第3内壁面17において周方向の全体にわたって形成されている。なお、凹溝18は、本開示の旋回ノズルにおいて必須ではなく、省略されてもよい。
Similar to the first
図2に示すように、本体部10は、取り付け部11と、取り付け部11の第1方向D1の端部に繋がる締付部12とを含む。取り付け部11は、例えば切削油、クーラントまたは空気などの流体を本体部10内に供給するための配管(図示しない)等に取り付けられる部分である。取り付け部11は、第1方向D1に延びる中空円筒形状を有しており、第2内壁面16および第3内壁面17を内周面に有している。取り付け部11の外周面には、ネジ部13が周方向の全体にわたって形成されている。一方、上記の配管の端部の内周面には、ネジ部13に噛み合う雌ネジ(図示しない)が形成されている。
As shown in FIG. 2 , the
締付部12は、旋回ノズル1を上記の配管等に取り付ける際に、手や工具等によって把持するための部分である。図1に示すように、本実施の形態における締付部12は、平面視において六角形状を有する。図2に示すように、締付部12は、取り付け部11よりも外径が大きくなっており、接触面14および第1内壁面15を内周面に有する。
The tightening
弾性部材40は、第1方向D1に伸縮可能な圧縮状態で第2貫通穴19に配置されている。図2に示すように、弾性部材40は、第1方向D1において、球状部23における最大径L2の部分から見て接触面14と反対側に配置されている。本実施の形態における弾性部材40は、ばねであり、凹溝18に配置されている。本実施の形態では、弾性部材40の第1方向D1の圧縮量は、弾性部材40の第1方向D1の最大圧縮量よりも小さくなっている。弾性部材40は、第1方向D1における圧縮に伴って生じる復元力によって、環状部材30を介して球状部23を間接的に接触面14に対して押し付ける。この復元力は、図2中における第1方向D1の上向きに作用する。
The
本実施の形態における弾性部材40は、長手方向に見て四角形状(長方形状)を有する板状の線材が螺旋状に巻かれたばね(ウェイブスプリング)である。図2に示すように、当該ばねは、第1方向D1に沿った断面において、第2方向D2の長さが第1方向D1の長さよりも大きい形状を有する。このため、当該ばねの板面が環状部材30に接触し、当該ばねの復元力が環状部材30を介して球状部23に対して作用する。なお、弾性部材として、他の種類のばねが採用されてもよい。
The
環状部材30は、例えば樹脂などの弾性変形可能な材料からなり、球状部23と弾性部材40との間に配置されている(図2)。図2に示すように、環状部材30は、球状部23の表面に沿うとともに球状部23の表面に接触する円環状の曲面30Aを内周面に有する。曲面30Aは、図2の断面において、接触面14に連続するとともに、一定の曲率半径を有する円弧を接触面14とともに構成する。本実施の形態における環状部材30は、曲面30Aを含む円環状の球体接触部32と、球体接触部32の下部に繋がる円環状の延出部31とを含む。図2に示すように、延出部31は、第1方向D1において球状部23と重なるように、球体接触部32の下部から径方向(第2方向D2)の内側に向かって延びる。環状部材30は、第2内壁面16および第3内壁面17に接触した状態で配置されている。
The
本体部10内に流体が供給されていない状態では、延出部31は、球状部23の表面との間に隙間を有している(図2)。一方、上記の配管(図示しない)から本体部10内に流体が高い流量で供給されると、延出部31が当該流体の圧力によって球状部23側に弾性変形する。これにより、球状部23は、本体部10(接触面14)および環状部材30(延出部31)によって挟まれた状態となり、ノズル50の姿勢が安定する。
In a state where fluid is not supplied into the
以上の通り、本実施の形態に係る旋回ノズル1によれば、弾性部材40が第1方向D1に縮むように球状部23を弾性部材40に向かって押し込みつつ球状部23を本体部10内で回転させることにより、ノズル50を容易に旋回させることができる。これにより、ノズル50の先端から流体が噴出される向きを容易に変更することができる。しかも、ノズル50の旋回後には、第1方向D1の上向きに作用する弾性部材40の復元力によって球状部23が本体部10の接触面14に対して押し付けられるため、旋回後のノズル50の姿勢を保持することができる。したがって、本実施の形態に係る旋回ノズル1によれば、ノズル50の旋回が容易であるとともに、旋回後のノズル50の姿勢を保持することができる。
As described above, according to the
(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係る旋回ノズル2の構成を、図3に基づいて説明する。実施の形態2は、基本的に上記実施の形態1と同様であるが、環状部材30が省略されている点で異なっている。以下、上記実施の形態1と異なる点について説明する。
(Embodiment 2)
Next, the configuration of the
図3は、第1方向D1に沿った旋回ノズル2の断面図であり、上記実施の形態1の図2に相当する。本実施の形態における弾性部材41は、球状部23の表面に接触し、第1方向D1における圧縮に伴って生じる復元力によって球状部23を直接的に接触面14に対して押し付ける。図3に示すように、本実施の形態における弾性部材41は、長手方向に見て円形状を有する線材が螺旋状に巻かれたばねであるが、これに限定されない。本実施の形態に係る旋回ノズル2によれば、上記実施の形態1に係る旋回ノズル1に比べて部品点数が少なくなり、コスト削減および構成の簡素化を図ることができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
(その他実施の形態)
ここで、その他実施の形態について説明する。
(Other embodiments)
Other embodiments will now be described.
環状部材30は、延出部31を含む場合に限定されず、延出部31が省略されてもよい。すなわち、環状部材30は、球体接触部32のみから構成されていてもよい。
The
接触面14の表面粗さは、第2貫通穴19の内壁面のうち接触面14以外の面(第1内壁面15、第2内壁面16および第3内壁面17)の表面粗さと同じであってもよい。
The surface roughness of the
ノズル50は、第1貫通穴21に挿入される場合に限定されず、例えば球状部23の表面に固定されてもよい。またノズル50が球状部23と別体である場合に限定されず、ノズル50および球状部23が一体に形成されていてもよい。
The
上記実施の形態では、弾性部材としてばね体が採用される場合を例として説明したが、これに限定されない。例えば、ゴム体などが弾性部材として採用されてもよい。 In the above embodiment, the case where a spring body is employed as an elastic member has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, a rubber body or the like may be employed as the elastic member.
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of equivalence to the scope of claims.
1,2 旋回ノズル、10 本体部、11 取り付け部、12 締付部、13 ネジ部、14 接触面、15 第1内壁面、16 第2内壁面、17 第3内壁面、18 凹溝、19 第2貫通穴、20 旋回部、21 第1貫通穴、22 内壁面、23 球状部、30 環状部材、30A 曲面、31 延出部、32 球体接触部、40,41 弾性部材、50 ノズル、D1 第1方向、D2 第2方向、L1 最小径、L2 最大径。
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
第1方向に貫通する第2貫通穴を有し、前記第2貫通穴に前記球状部を収容し、前記球状部の表面に接触する環状の接触面を前記第2貫通穴の内壁面における前記第1方向の一部に有する本体部と、
前記第1方向に伸縮可能な圧縮状態で前記第2貫通穴に配置される弾性部材と、を備え、
前記球状部の最大径は、前記接触面の最小径よりも大きく、
前記第1方向において、前記弾性部材は、前記球状部における最大径の部分から見て前記接触面と反対側に配置され、
前記弾性部材は、前記第1方向における圧縮に伴って生じる復元力によって、前記球状部を直接的または間接的に前記接触面に対して押し付ける、旋回ノズル。 a swivel portion including a spherical portion in which a linear first through hole passing through the center of the sphere is formed;
A second through hole penetrating in a first direction is provided, and the spherical portion is accommodated in the second through hole. a main body part provided in a part in the first direction;
an elastic member disposed in the second through-hole in a compressed state that can stretch and contract in the first direction;
The maximum diameter of the spherical portion is larger than the minimum diameter of the contact surface,
In the first direction, the elastic member is arranged on the opposite side of the contact surface when viewed from the maximum diameter portion of the spherical portion,
The swivel nozzle, wherein the elastic member directly or indirectly presses the spherical portion against the contact surface by a restoring force caused by compression in the first direction.
前記弾性部材は、前記環状部材を介して前記球状部を間接的に前記接触面に対して押し付ける、請求項1に記載の旋回ノズル。 An annular member having an annular curved surface along the surface of the spherical portion and in contact with the surface of the spherical portion on the inner peripheral surface and disposed between the spherical portion and the elastic member;
The swirl nozzle according to claim 1, wherein the elastic member indirectly presses the spherical portion against the contact surface via the annular member.
前記環状部材は、
前記曲面を含む円環状の球体接触部と、
前記球体接触部に繋がり、前記第1方向において前記球状部と重なるように前記球体接触部から径方向の内側に向かって延びる円環状の延出部と、を含む、請求項2に記載の旋回ノズル。 The annular member is made of an elastically deformable material,
The annular member is
an annular spherical contact portion including the curved surface;
3. The turning according to claim 2, further comprising: an annular extending portion connected to the spherical body contact portion and extending radially inward from the spherical body contact portion so as to overlap with the spherical portion in the first direction. nozzle.
前記第1方向に沿った断面において、前記ばねは、前記第1方向に垂直な第2方向の長さが前記第1方向の長さよりも大きい形状を有する、請求項2または請求項3に記載の旋回ノズル。 The elastic member is a spring in which a plate-shaped wire having a square shape when viewed in the longitudinal direction is spirally wound,
4. The spring according to claim 2 or 3, wherein in a cross section along the first direction, the spring has a shape in which the length in a second direction perpendicular to the first direction is greater than the length in the first direction. swivel nozzle.
The swirl nozzle according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface roughness of the contact surface is larger than the surface roughness of the inner wall surface of the second through hole other than the contact surface. .
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2021
- 2021-12-20 JP JP2021205797A patent/JP2023091185A/en active Pending
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