JP2532479Y2 - 着脱式噴射加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、遊離砥粒を含む高圧の固気混合流体を噴射
させて、種々の材質の表面研磨、切断等に用いる噴射ノ
ズルの着脱式噴射加工装置に関するものである。

〔考案の概要〕

本考案は、略円筒形をした噴射ノズルとこれに対する
嵌め合い部である噴射加工装置を備え、 互いが嵌め込まれるとロックされる、Ｏリングによる
ロック機能を具備し、且つ位置精度を出すために、互い
が嵌め合う接合部を互いに具備している。

また噴射加工装置内部の遊離砥粒を清掃するための、
清掃機能を具備させている。

また、噴射ノズル先端部の外部表面に凸凹状の突起を
設け、それに嵌合する密閉キャップで噴射ノズル先端を
塞ぎ得る構成とする。

これらの構成により、噴射ノズルを噴射加工装置にロ
ックする時には、噴射ノズルを軸方向に噴射加工装置に
押し込み、外す時には、噴射ノズルを密閉させ、内圧を
かけるだけで本体より簡単に外すことを特徴とする着脱
自在な、遊離砥粒の清掃機能を持った着脱式噴射加工装
置である。

〔従来の技術〕

物体の表面を研磨したり、板状の材質を切断するため
に、遊離砥粒の混合流体を吹きつけるときに用いられ
る、噴射ノズルを含む噴射加工装置等がある。

ウォータージェット切断用のノズル、エヤーブラス
ト、サンドブラスト装置の研磨材、研掃材噴射ノズル等
がある。それらのノズルは、ねじ式に嵌め込み、複雑
で、且つ交換時間もメンテナンスもかなり要するのが実
状である。

〔考案が解決しようとしている課題〕

上述した噴射ノズルは、遊離砥粒を含む高圧混合流体
の噴射に用いられ、大量生産で実際に使用している場
合、噴射ノズルの寿命が短いという問題点がある。噴射
ノズルの寿命の短いものは自由に短時間に着脱交換でき
ないと作業上問題である。交換が大変であるという理由
で交換を怠ると、加工の寸法精度、面精度に影響を及ぼ
す。

近来、技術の発達に伴い、１〜２ミクロンという面精
度で大面積表面研磨、表面研削が要求されるようになっ
た。

遊離砥粒を含む混合流体による表面研削処理はコンピ
ューター制御、NC制御を用いて加工する時、重要度が増
している技術の一つである。

それらの要求に答えるために、量産性とそのメンテナ
ンス性も追求されなくてはならない。すなわち噴射ノズ
ルの着脱が短時間に行われ、且つ着脱噴射ノズルが精度
良く装着されなくてはならない。そのため従来、着脱自
在な噴射ノズルが種々考案されているが、 噴射加工装置全体とナットとかネジで締結しており、
メンテナンスが面倒で時間がかかる。またワンタッチ式
のものもあるが構造が複雑である等の問題点を有してい
る。

〔課題を解決しようとする手段〕

本考案は、上記課題を解決するために、略円筒形状を
した着脱可能な噴射ノズルを、その一端に嵌合して構成
される着脱式噴射加工装置において、噴射加工装置の流
体が流れる管の中心軸と、噴射ノズルの流体が流れる管
の中心軸とを一致させ、噴射ノズルの外周部に、ロック
溝と、案内円筒部とを形成するとともに、噴射ノズルの
噴射口近傍に凸凹状の係止部を設け、噴射加工装置内壁
に、ロック溝と嵌合する、Ｏリング及びＯリング溝から
なるロック機構部と、案内円筒部が摺動する嵌め合い円
筒部とを形成し、噴射加工装置に高圧流体を供給する高
圧流体供給管と、噴射加工装置とを高圧流体バルブを介
して接続し、高圧流体供給管とは、第１清掃接続管によ
り接続され、噴射加工装置のロック機構部の上流側と
は、第２清掃接続管により接続され、さらに、噴射加工
装置のロック機構部の下流側とは、第３清掃接続管によ
りそれぞれ接続されるとともに、第１清掃接続管と第２
清掃接続管との間に配設された清掃バルブを有するバイ
パス管を有することを特徴とする。

あるいは、噴射ノズルの外周部に、Ｏリング及びＯリ
ング溝からなるロック機構部と、案内円筒部とを形成す
るとともに、噴射ノズルの噴射口近傍に凸凹状の係止部
を設け、噴射加工装置内壁に、ロック機構部と嵌合する
ロック溝と、案内円筒部が摺動する嵌め合い円筒部とを
形成し、ロック溝から外方に向かって貫通する遊離砥粒
清掃孔を設けたことを特徴とする。

〔作用〕

噴射ノズルの外周部と、噴射ノズルが装着される噴射
加工装置の内壁に、案内円筒部及び嵌め合い円筒部をそ
れぞれ形成し、一方にＯリング溝とＯリングによるロッ
ク機構部を、他方にロック溝を具備させてあるので、噴
射ノズルを軸方向に手で押し込むことでロック溝にＯリ
ングが嵌まり込み、噴射ノズルは噴射加工装置に装着さ
れ、流体の漏れを防ぎ、同時に案内円筒部及び嵌め合い
円筒部によって、装着時の噴射ノズルの装着精度が決め
られる。

また、高圧流体供給管と噴射加工装置とを高圧流体バ
ルブを介して接続し、噴射ノズル交換時に内部に残留し
ている遊離砥粒を清掃する手段として、高圧流体供給管
とは第１清掃接続管により接続され、噴射加工装置のロ
ック機構部の上流側とは第２清掃接続管により接続さ
れ、さらに、噴射加工装置のロック機構部の下流側とは
第３清掃接続管によりそれぞれ接続されるとともに、第
１清掃接続管と第２清掃接続管との間に配設された清掃
バルブを有するバイパス管を設けたので、高圧流体バル
ブを閉じ、清掃バルブを開くことにより、高圧流体がバ
イパス管を通って噴射加工装置に流れ、内部に残留して
いる遊離砥粒を清掃することができる。

あるいは、ロック溝を噴射加工装置側に設けて、ロッ
ク溝から外方に貫通する遊離砥粒清掃孔を設けたことに
より、磨耗した古い噴射ノズルを取り外した後、高圧流
体を勢い良く吹き出させることによって噴射加工装置の
内部に残留している遊離砥粒をほとんど取り除くことが
できる。これにより、新しい噴射ノズルは噴射加工装置
に正確に、精度及び再現性が良く装着される。

噴射ノズルの本体側に接合する混合流体受け口のテー
パー角を、混合流体圧力、遊離砥粒の材質、噴射ノズル
径、ロック機構部における抑止力これらを考慮し、余裕
を持った鋭角とする。又は噴射ノズル受け口は混合室断
面積より大きく設計する。これは作業中に着脱自在の噴
射ノズルが外れないようにするためである。

噴射ノズルを外すときに、噴射ノズル先端の外周部に
密閉キャップを被せるが、内圧を加えたときに噴射ノズ
ルより先に外れないように、噴射ノズルの噴射口近傍に
凸凹状の係止部を形成し、密閉キャップにはその係止部
に対応した嵌め合い部を持たせて、ロック機構部の力に
打ち勝つだけの耐圧を得させている。

〔実施例〕

以下、本考案の着脱式噴射加工装置について、添付し
た第１図から第４図までの図面を参照して説明する。な
お各図に於いて共通して対応する部分には、同一符号を
付してあり、重複説明を省くことにする。

第１の実施例。

第１図は本考案の全体を説明する断面図、第２図及び
第３図は噴射ノズルを交換する場合の断面図である。

第１図において、着脱自在な略円筒形状をした噴射ノ
ズル１があり、嵌め込まれる噴射加工装置２がある。噴
射ノズル１の外周面にはＵ、Ｖ、半月、矩形溝いずれか
のロック溝５を具備する。噴射ノズル１の噴射加工装置
２内部で接合する先端面は混合流体受け口６であり、噴
射加工装置２からの混合流体を受けて噴射ノズル１の流
体通路へと続いている。混合流体受け口６は、混合室12
の径より大きくしたり、噴射ノズル径を絞る場合には、
混合流体受け口６のテーパー角を出来るだけ鋭角にし、
混合流体が流れる抵抗をできるだけ少なくする構造にし
ている。

噴射加工装置２にはＯリング溝10がある。その中にＯ
リング11を設置し、ロック機構部としている。流体と遊
離砥粒が混合される部屋は混合室12である。噴射加工装
置２に通ずる高圧流体供給管14があり、この管14を通っ
て高圧流体20が流れ込み、高圧流体の吸引ノズル13を通
って混合室12へ導かれる。一方、遊離砥粒の導入に関し
ては、遊離砥粒供給管15と遊離砥粒バルブ17を介して遊
離砥粒管16へと通じ、混合室12へ吸引され遊離砥粒を含
む混合流体22が混合室12を通過する。

噴射加工装置２に噴射ノズル１を嵌め込んだ状態は第
２図に示している。ここでは噴射ノズル１が噴射加工装
置２に装着された状態を示しているのでＯリング11は変
形し、その断面は円形ではなく潰された状態になってい
る。Ｏリング溝11は矩形溝で、噴射ノズルが嵌められ、
Ｏリングが弾性変形した場合も、この矩形溝を埋めるよ
うに作られている。ここでＯリング11はロック溝５とで
ロック機能を果たしていると同時に、間隙からの混合流
体の漏れを防止する役目をしている。

第１図において、高圧流体供給管14と噴射加工装置２
との間に、第１清掃接続管39、第２清掃接続管43及び第
３清掃接続管44を介して、清掃バルブ41とバイパス管45
とが接続されている。第１清掃接続管39は高圧流体バル
ブ37より高圧流体供給源側に位置させ、第２清掃接続管
43は、Ｏリング溝10と混合室12の間に連通させ、第３清
掃接続管44はＯリング溝10と噴射口４との間に連通さ
せ、第１清掃接続管39と第２清掃接続管43の間に清掃バ
ルブ41を設置している。

第２図で、使用する場合の流体の流れを簡単に説明す
る。清掃バルブ41を閉じ、高圧流体バルブ37を開いた状
態で、高圧流体20が高圧流体供給管14より吸引ノズル13
を通る、その吸引ノズル効果によって、遊離砥粒は、遊
離砥粒供給管15と遊離砥粒バルブ17を介して遊離砥粒管
16へと通じ、混合室12へ吸引され混合流体22が混合室12
で出来上がる。混合された遊離砥粒を含む混合流体22は
遊離砥粒（アルミナ系、シリコン系）を含む噴流24が噴
射口４から吹き出る。噴流24となって噴射口４より噴射
され、図示していないが下部に置かれた被加工物を加工
することになる。現状ではセラミック材料を噴射ノズル
に使ったとしても噴射ノズルの管路内の特に混合流体受
け口６や噴射口４の消耗は激しい。場合によっては、30
時間以内の使用時間というようなことは珍しくない。本
発明はこの様な時に新しい噴射ノズルを短時間に再現性
良く再装着することができる着脱式噴射加工装置であ
る。

次に第１図、第２図及び第３図によって本発明の着脱
動作説明をする。

第３図において、噴射ノズル１を外す場合を説明す
る。動作時は遊離砥粒バルブ17は開いていたが、外す場
合は遊離砥粒バルブ17を閉じる。密閉キャップ３をまず
図のごとく噴射ノズル１に被せる。密閉キャップ３の材
質は、クロロプレン（ネオプレン）、シリコン、ビニー
ル等の合成ゴム、合成樹脂材でよく、ゴム硬度20〜30度
で良い。このように噴射ノズル１を密閉キャップ３で覆
い、高圧流体20を高圧供給管14より流せば、密閉キャッ
プ３に内圧がかかる。密閉キャップ３は係止部31に嵌合
し、よって噴射ノズル１より外れることがなく、噴射ノ
ズル１はロック機構部から外れ、噴射加工装置２より抜
け出る。

次に、古い噴射ノズルを取り外した後の作業である噴
射加工装置内部の残留している遊離砥粒を取り除く場合
を第１図によって説明する。

まず遊離砥粒バルブ17、高圧流体バルブ37を閉じ、清
掃バルブ41を開けると、高圧流体20が第１清掃接続管39
及びバイパス管45を通って第２清掃接続管、第３清掃接
続管から噴流となって吹き出て噴射加工装置内部を清掃
する。この場合高圧流体バルブを若干開けて高圧流体20
が一部吹き出るように動作させても良い。

次に新しい噴射ノズルを嵌め込む場合を第１図及び第
２図によって説明する。

第１図及び第２図において、円筒接合部９は噴射加工
装置２の嵌め合い円筒部28と噴射ノズル１の案内円筒部
18との接触部分である。ここで、噴射ノズル１を持ち上
げ開口部７に嵌め込むと、案内円筒部18は嵌め合い円筒
部28に摺動しながら入り込み、ロック溝５はＯリング11
に嵌合され、噴射ノズル１の先端は案内円筒部18が嵌め
合い円筒部28に嵌め合わされ装着完了となる。Ｏリング
11はクロロプレン、シリコン等のゴム系のものを使用し
ている。ゴム硬度はその時の高圧ガスの圧力にもよる
が、30度〜60度程度で良い。またノズル材としてはここ
ではセラミック材を使っている。

第２の実施例。

第４図を参照して、上記第１の実施例と相違する部分
を説明する。第１の実施例との違いの第１は、ロック機
構部21を噴射ノズル１に設け、ロック溝５を噴射加工装
置２に設けていることにある。また、噴射加工装置２の
ロック溝５には外方に向けて貫通する遊離砥粒清掃孔32
を設けている。これは、第１の実施例の清掃手段である
バイパス管及び清掃バルブの代わりに、噴射加工装置２
のロック溝５に設けた遊離砥粒清掃孔32が清掃機能を果
たすことになる。

噴射ノズル１を外し、遊離砥粒バルブ17を閉じ、高圧
流体20を流せば、噴射加工装置２内部の残留遊離砥粒
を、開口部７と遊離砥粒清掃孔32から外へ吹き飛ばすこ
とができる。尚、噴射ノズル１が噴射加工装置２に装着
された場合にはＯリング11は圧迫されて変形しロック溝
５を埋め、遊離砥粒清掃孔32をも塞ぎ、混合流体22が漏
れることはない。

また、噴射加工装置２の嵌め合い円筒部28の円筒表面
を逆テーパ状に形成する。噴射ノズル１の装着時には噴
射ノズル１の案内円筒部18の先端が嵌め合い円筒部28と
接触し装着される。もちろんのこと、噴射ノズル１側の
案内円筒部18は、嵌め合い円筒部28と互いにすりあわせ
面であったり、案内円筒部18の円筒表面を逆テーパ状に
形成し、装着精度を高めることができる。

〔考案の効果〕

本考案は、上述したように、円筒状接合部によって装
着精度の再現性を高め、Ｏリングによるロック機構部に
よって装着を簡便にしている。また噴射加工装置の管内
に残留する遊離砥粒の清掃を可能にする構成としている
ので、噴射ノズルの交換時に噴射加工装置内部に残留し
ている砥粒、粉体を清掃することができ、噴射ノズルの
噴射加工装置への装着精度を保ち、再現性良く装着でき
る。このように大量生産時のノズル交換を迅速に且つ精
度良い再現装着を行う事が出来る、遊離砥粒の清掃機能
を備えた着脱式噴射加工装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図に本考案の噴射加工装置と噴射ノズルの全体断面
図。第２図は噴射加工装置に噴射ノズルを装着したとき
の断面図。第３図は噴射加工装置から噴射ノズルを外す
場合の断面図。第４図は第２実施例である。 図に於いて １……噴射ノズル ２……噴射加工装置 ３……密閉キャップ ５……ロック溝 ６……混合流体受け口 ９……円筒接合部 10……Ｏリング溝 11……Ｏリング 14……高圧流体供給管 15……遊離砥粒供給管 17……遊離砥粒バルブ 18……案内円筒部 28……嵌め合い円筒部 31……係止部 32……遊離砥粒清掃孔 37……高圧流体バルブ 39……第１清掃接続管 41……清掃バルブ 43……第２清掃接続管 44……第３清掃接続管 45……バイパス管 である。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】略円筒形状をした着脱可能な噴射ノズル
   を、その一端に嵌合して構成される着脱式噴射加工装置
   に於いて、 前記噴射加工装置の流体が流れる管の中心軸と、前記噴
   射ノズルの流体が流れる管の中心軸とを一致させ、 前記噴射ノズルの外周部にロック溝と、案内円筒部とを
   形成するとともに、前記噴射ノズルの噴射口近傍に凸凹
   状の係止部を設け、 前記噴射加工装置内壁に、前記ロック溝と嵌合する、Ｏ
   リング及びＯリング溝からなるロック機構部と、前記案
   内円筒部が摺動する嵌め合い円筒部とを形成し、 前記噴射加工装置に高圧流体を供給する高圧流体供給管
   と、前記噴射加工装置とを高圧流体バルブを介して接続
   し、 前記高圧流体供給管とは、第１清掃接続管により接続さ
   れ、 前記噴射加工装置の前記ロック機構部の上流側とは、第
   ２清掃接続管により接続され、 さらに、前記噴射加工装置の前記ロック機構部の下流側
   とは、第３清掃接続管によりそれぞれ接続されるととも
   に、 前記第１清掃接続管と前記第２清掃接続管との間に配設
   された清掃バルブを有するバイパス管を具備することを
   特徴とする着脱式噴射加工装置。
2. 【請求項２】略円筒形状をした着脱可能な噴射ノズル
   を、その一端に嵌合して構成される着脱式噴射加工装置
   において、 前記噴射加工装置の流体が流れる管の中心軸と、前記噴
   射ノズルの流体が流れる管の中心軸とを一致させ、 前記噴射ノズルの外周部に、Ｏリング及びＯリング溝か
   らなるロック機構部と、案内円筒部とを形成するととも
   に、前記噴射ノズルの噴射口近傍に凸凹状の係止部を設
   け、 前記噴射加工装置内壁に、前記ロック機構部と嵌合する
   ロック溝と、前記案内円筒部が摺動する嵌め合い円筒部
   とを形成し、 前記ロック溝から外方に向かって貫通する遊離砥粒清掃
   孔を設けたことを特徴とする着脱式噴射加工装置。