JP2710117B2 - ウォータージェット加工機の研磨材供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、噴射ノズルから研磨材
を混入させた超高圧水を噴射することによって被加工物
に対して加工を行うアブレシブ型ウォータージェット加
工機における研磨材供給装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のアブレシブ型ウォータージェット
加工機は、図３の配置図に示すのように、ノズルヘッド
１に対して、供給路２を介して超高圧水を供給すると同
時に、供給路３を介して研磨材を供給し、その内部にお
いて超高圧水に適度の研磨材を混入した上、噴射ノズル
４から被加工物に向けて噴射して目的の加工を行うよう
に構成されている。噴射開始に当たって、図４の部分拡
大図に示した超高圧水の流路を開閉するジェット開閉弁
５が開弁されると、超高圧水がオリフィス６を経て供給
され、ミキシングチャンバ７において研磨材８が混入さ
れた上、噴射ノズル４の流路を構成するミキシングチュ
ーブ９を経てウォータージェット１０として噴射され
る。なお、図中、１１はジェット開閉弁５駆動用のエア
シリンダ、１２は研磨材供給用タンク、１３はその開閉
弁である。

【０００３】ところで、研磨材用の開閉弁１３と超高圧
水用のジェット開閉弁５との動作タイミングを工夫する
ことにより、噴射開始時から直ちに研磨材の混入された
良質なジェット流が得られるとともに、噴射停止時にお
いてジェット開閉弁５を閉弁した際に生じる負圧によっ
て研磨材８がオリフィス６部内などへ流入するのを回避
する試みもなされている。この試みにおいては、噴射開
始時には研磨材用の開閉弁１３をジェット開閉弁５より
先行させて開弁することにより研磨材８の供給の遅れを
解消するとともに、噴射停止時には研磨材用の開閉弁１
３をジェット開閉弁５より先行させて閉弁することによ
り、ジェット開閉弁５の閉弁により負圧が生じる際には
研磨材８がその場から排除されているように調整してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
従来技術はもちろん、後者の試みを加えた場合において
も、噴射停止時における研磨材の供給タイミングの調整
により、供給路３側からオリフィス６部内などへの研磨
材８の流入を回避する上では有効なものの、噴射ノズル
４と被加工物との距離が短いと、ジェット開閉弁５の閉
弁時に生じる前記負圧により、噴射ノズル４と被加工物
との間などに残留する水分を吸引して、オリフィス６部
内などへ逆流するのを阻止することまではできなかっ
た。また、ミキシングチャンバ７に接した側から供給路
３内へ水分が流入するのを防ぐ手立てもないため、その
水分による濡れにより研磨材８のスムーズな流通を妨げ
る結果にもなった。本発明は、このような従来技術の問
題点を解決するためになされたもので、簡単な構成によ
り、噴射停止時に被加工物上やミキシングチューブ内に
残留する水分がノズルヘッド部内へ逆流したり、研磨材
がオリフィス部などへ逆流する現象を低減でき、さらに
研磨材用の供給路内への水分の逆流も防止できるウォー
タージェット加工機の研磨材供給装置を提供することを
目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、超高圧水発生装置から供給される超高圧水
と研磨材供給タンクから供給される研磨材とをノズルヘ
ッド部において混合しながら噴射ノズルから噴射するウ
ォータージェット加工機において、前記研磨材供給タン
クからノズルヘッド部への研磨材の供給経路中に開閉弁
を配設するとともに、該開閉弁の下流側に逆流防止用の
エアを供給するエア供給路を接続したことを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】前記技術手段の採用により、噴射停止時におい
ては、研磨材用の開閉弁の下流側に逆流防止用のエアが
供給されるので、前記ジェット開閉弁の閉弁時に負圧が
生じても逆流防止用のエアの供給によってエアが補填さ
れるため、噴射ノズル先端からノズルヘッド部内への水
分等の逆流は回避される。さらに、前記逆流防止用のエ
アの流通により、研磨材用の供給路内への水分の逆流が
防止される。

【０００７】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例に関して
説明する。図１は本発明を適用した一実施例の配置図、
図２はその開閉弁の部分拡大図である。本加工機が、図
１に示すのように、ノズルヘッド１に対して、供給路２
を介して図示しない超高圧水発生装置から超高圧水が供
給されると同時に、供給路３を介して研磨材が供給さ
れ、その内部において超高圧水に適度の研磨材が混入さ
れた上、噴射ノズル４から被加工物に向けて噴射するよ
うに構成されており、噴射開始に当たって、図４の部分
拡大図に示した超高圧水の流路を開閉するジェット開閉
弁５が開弁されると、超高圧水がオリフィス６を経て供
給されて、ミキシングチャンバ７において研磨材８が混
入された上、噴射ノズル４の流路を構成するミキシング
チューブ９を経てウォータージェット１０が噴射される
点で前記従来の構造例と異なるところはない。なお、図
中、１１はジェット開閉弁５駆動用のエアシリンダ、１
２は研磨材供給用タンク、１３はその開閉弁である。

【０００８】次に、本実施例の特徴部分に関して説明す
る。図中、１４は供給路３の途中に配設された開閉弁
で、図２に示すように、この開閉弁１４の下流側に逆流
防止用のエア供給路１５が接続されている点で特徴を有
する。すなわち、この開閉弁１４の閉弁動作と前後して
適当なタイミングで、図示しないエア源との間に接続さ
れた制御弁を介して前記エア供給路１５より開閉弁１４
の下流側に対してエアが供給され、その下流側の供給路
３を介して前記ミキシングチャンバ７にエアを供給する
ように構成されている。前記開閉弁１４は、図２に示し
たように、上流側及び下流側の供給路３の端部が取付け
られる弁箱１６と、該弁箱１６内に固定されたゴムなど
の弾性体からなる環状のシール体１７と、該シール体１
７の内方に回動自在に嵌合されたステンレススチール等
からなる弁体１８とを主要素として構成されている。弁
体１８には連通路１９が形成されており、カップリング
２０を介して連結されたロータリアクチュエータ２１に
よる回動によって、シール体１７にそれぞれ供給路３に
接続した状態に形成された流路２２及び流路２３を連通
するように構成されている。さらに、流路２３には前記
逆流防止用のエア供給路１５に連通した流路２４が接続
され、図示しない制御弁を介してエア源に接続されてい
る。なお、本実施例においては、シール体１７側を弾性
体で形成した場合を示したが、弁体１８側あるいはその
双方を弾性体で形成することも可能である。これらの場
合、シール体１７と弁体１８との隙間に研磨材８が挟ま
ったとしても噛込みは起こらずに、開閉動作を繰返すう
ちにやがて排出されるので弁機能が阻害されることは少
ない。

【０００９】しかして、ウォータージェット１０の噴射
開始に当たっては、ジェット開閉弁５に先行して、ロー
タリアクチュエータ２１を介して弁体１８を回動して流
路２２及び流路２３を連通することにより開閉弁１４を
開弁する。なお、開閉弁１３は運転開始時に予め開弁し
ておく。この開閉弁１４の開弁により供給管３の垂直部
分の研磨材８が重力によってミキシングチャンバ７に到
達する時点を見計らってジェット開閉弁５を開弁する。
これにより、ミキシングチャンバ７内においては、オリ
フィス６を経て供給される超高圧水の高速流に基づくエ
ゼクタ効果によって研磨材８が吸引、混入された上、噴
射ノズル４の流路を構成するミキシングチューブ９を経
てウォータージェット１０が噴射される。

【００１０】次に、被加工物に対する噴射位置の移動や
被加工物の交換を行う場合等において噴射を停止する場
合には、ジェット開閉弁５に先行して、ロータリアクチ
ュエータ２１を介して弁体１８を回動し、流路２２と流
路２３との連通を遮断して開閉弁１４を閉弁する。これ
と前後して適当なタイミングでエア供給路１５及び流路
２４を介して開閉弁１４の下流側に逆流防止用のエアを
供給する。前記逆流防止用のエアがミキシングチャンバ
７に到達する時点を勘案して適当なタイミングでジェッ
ト開閉弁５を閉弁する。これにより、ジェット開閉弁５
の閉弁時に伴う負圧の影響は、逆流防止用エアの補填に
より大幅に低減されるため、噴射ノズル４の先端から被
加工物上等に残留する水分等を吸引する虞は殆ど解消さ
れる。同時に、その開閉弁１４より下流側の供給路３内
には逆流防止用のエアが流通するので、供給路３内に水
分が逆流することも防止され、以後のスムーズな研磨材
８の流通が維持される。なお、以上の逆流防止用のエア
の供給は、次の噴射開始に伴う開閉弁１４の開弁まで継
続され、その開閉弁１４の開弁動作と前後して停止され
る。

【００１１】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものではない。特に開閉弁１４は必ずしも供給路３の垂
直部分に配設する必要はなく、ノズルヘッド１との位置
関係も変更可能である。また、各開閉弁の構造や動作タ
イミングは加工条件等に基づいて適宜選定すればよい。
さらに、逆流防止用のエアも必ずしも空気のみである必
要はなく、他のガス体を混入してもかまわない。

【００１２】

【発明の効果】本発明は、以上の構成に基づいて次の効
果を得ることができる。 （１）噴射停止時において、ジェット開閉弁の閉弁時に
負圧が生じても逆流防止用のエアの供給によってエアが
補填されるため、噴射ノズル先端からノズルヘッド部内
への水分等の逆流は回避される。 （２）前記逆流防止用のエアの流通により、研磨材用の
供給路内への水分の逆流が防止される結果、常にスムー
ズな研磨材の流通が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した一実施例の配置図である。

【図２】 同実施例における開閉弁の部分拡大図であ
る。

【図３】 従来例を示した配置図である。

【図４】 従来例におけるノズルヘッドの部分拡大図で
ある。

【符号の説明】

１…ノズルヘッド、２…超高圧水の供給路、３…研磨材
の供給路、４…噴射ノズル、５…ジェット開閉弁、６…
オリフィス、７…ミキシングチャンバ、８…研磨材、９
…ミキシングチューブ、１０…ウォータージェット、１
１…エアシリンダ、１２…研磨材供給タンク、１３，１
４…開閉弁、１５…逆流防止用のエア供給路、１７…シ
ール体、１８…弁体、１９…連通路、２０…カップリン
グ、２１…ロータリアクチュエータ、２２〜２４…流路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超高圧水発生装置から供給される超高圧
   水と研磨材供給タンクから供給される研磨材とをノズル
   ヘッド部において混合しながら噴射ノズルから噴射する
   ウォータージェット加工機において、前記研磨材供給タ
   ンクからノズルヘッド部への研磨材の供給経路中に開閉
   弁を配設するとともに、該開閉弁の下流側に逆流防止用
   のエアを供給するエア供給路を接続したことを特徴とす
   るウォータージェット加工機の研磨材供給装置。