JP3609518B2

JP3609518B2 - Injection nozzle

Info

Publication number: JP3609518B2
Application number: JP01421396A
Authority: JP
Inventors: 弘行三輪; 修三山本; 嚴一佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2016-01-30
Also published as: JPH09201551A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は霧状流体を噴射する噴射ノズルの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
切削加工においては、切削性向上などを目的として切削油剤（クーラントなど）を加工点（切削加工部）へ供給しているのが普通であるが、そのような切削油剤の供給手段として、切削油剤を霧状化させて加工点へ噴射する方法がある。すなわち、図４の（ａ），（ｂ）に示すように、エア供給管１００を経て圧力エアが供給されるとともに、クーラントタンク１０２から配管１０４を経てクーラントが供給されるミスト発生装置１０６により、クーラントを霧状態（ミスト）として噴射ノズル１０８から所定の噴射部位へ噴射するのである。（ａ）は、ミスト発生装置１０６を噴射部位の近くに配置する場合で、噴射ノズル１０８がミスト発生装置１０６に直接取り付けられている。（ｂ）は、ミスト供給管１１０を介して噴射ノズル１０８がミスト発生装置１０６に連結されており、噴射部位に応じて噴射ノズル１０８の位置を自由に設定できる。
【０００３】
ここで、上記噴射ノズル１０８は、図５に示すように先端へ向かうに従って径寸法が小さくなる先細のテーパ筒形状を成しているのが普通であり、噴射ノズル１０８から噴射された霧状クーラントは矢印で示すように拡散する。なお、図５は図４の（ｂ）の場合である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記切削油剤（クーラント）は工具先端の加工部を冷却、潤滑するためのものであるため、広範囲に噴射する必要はなく、従来の噴射ノズルでは切削油剤の無駄が多いとともに浮遊ミストが多量に生じるという問題があった。所定の噴射部位に効率良く噴射することが困難なことは、エンジンの燃料噴射装置や塗装スプレー，殺虫剤スプレー等の他の噴射ノズルについても同様である。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、霧状クーラント等の霧状流体を所定の噴射部位に効率良く噴射できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、霧状流体を噴射する噴射ノズルであって、（ａ）同心に設けられた一対の外側部材および内側部材を備え、その外側部材および内側部材の間の所定の大きさの隙間から前記霧状流体を前方へ噴出させるノズル本体と、（ｂ）そのノズル本体と略同心となる所定形状の誘導面を有してそのノズル本体に一体的に設けられ、前記隙間から前方へ噴出された前記霧状流体をその誘導面に沿って導く誘導部材とを有することを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、上記第１発明の噴射ノズルにおいて、前記誘導部材の誘導面は、前方へ向かうに従って小径となるテーパ外周面で、その誘導部材は前記ノズル本体の内側部材に一体的に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
第３発明は、前記第１発明の噴射ノズルにおいて、前記誘導部材の誘導面は、前方へ向かうに従って大径となるテーパ内周面で、その誘導部材は前記ノズル本体の外側部材に一体的に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
このような噴射ノズルにおいては、ノズル本体の隙間から前方へ噴出された霧状流体が、誘導部材の誘導面に沿って導かれるため、霧状流体を噴射すべき噴射部位に応じて誘導部材の誘導面を適当に定めることにより、霧状流体をその噴射部位に効率良く噴射できるようになる。これにより、例えば霧状クーラントを加工点へ噴射する場合には、加工点へ十分な量の霧状クーラントを供給しつつ、クーラントの無駄が節減されるとともに浮遊ミストが低減される。
【００１０】
第２発明の噴射ノズルは、前方へ向かうに従って小径となるテーパ外周面に沿って霧状流体が集束され、比較的細いビーム状に噴射されるため、例えば霧状クーラントを比較的小さな加工点へ集中して噴射する場合に好適に用いられる。その場合に、本発明者等の実験によれば、霧状クーラントの霧状態が良好に維持されるようになり、深さが１００ｍｍ〜２００ｍｍ程度の深孔の穿孔加工においても、霧状クーラントが工具先端の加工点まで十分に供給されるようになり、工具折損等が少なくなって工具寿命が大幅に向上した。
【００１１】
第３発明の噴射ノズルは、前方へ向かうに従って大径となるテーパ内周面に沿って霧状流体が円環状に拡開されるため、霧状流体を円環状に噴射する場合に好適に用いられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明の噴射ノズルは、切削加工などにおいて霧状クーラント（切削油剤）を加工点へ噴射する噴射ノズルに好適に適用されるが、エンジンの燃料噴射装置や塗装スプレー，殺虫剤スプレー等に用いられる他の噴射ノズルにも適用できる。また、ノズルの径寸法すなわち円環形状を成す隙間の径寸法は、使用場所等に応じて適宜定められる。霧状クーラントの噴射に用いる噴射ノズルの場合も、隙間の直径寸法は適宜設定され、例えば１０ｍｍ程度とコンパクトに構成することもできる。
【００１３】
前記ノズル本体の外側部材と内側部材との間の隙間が大き過ぎると、霧状流体の流れが乱れるようになって好ましくなく、隙間の大きさは、霧状流体の流れが乱れないようにその霧状流体の種類や圧力などに応じて設定される。例えば切削加工における霧状クーラントを噴射する場合、霧状クーラントの圧力が３ｋｇｆ／ｃｍ^２程度であれば隙間の大きさは０．３ｍｍ程度以下が適当で、霧状流体の圧力が７ｋｇｆ／ｃｍ^２程度であれば隙間の大きさは１ｍｍ程度以下まで可能である。但し、隙間の大きさを０．３ｍｍ程度以下としておけば、圧力が３ｋｇｆ／ｃｍ^２程度以上の通常の霧状クーラントに対して好適に適用できる。隙間の下限値は、少なくとも霧状流体が通過できる大きさであれば良い。なお、１ｋｇｆ／ｃｍ^２≒９．８×１０^４Ｐａである。
【００１４】
第２発明におけるテーパ外周面のテーパ角度は適宜定められるが、切削加工における霧状クーラントを噴射する場合には１０°〜３０°程度が適当である。テーパ外周面の先端は必ずしも尖っている必要はなく、截頭円錐形状や先端が球形状に丸められたものなどでも差し支えない。
【００１５】
第３発明の噴射ノズルにおいては、前方に向かうに従って大径となるテーパ外周面を有する第２の誘導部材を、ノズル本体の内側部材に配設することが望ましい。その第２の誘導部材の軸方向長さは、外側部材に設ける誘導部材の軸方向長さよりも十分に短くて良いとともに、第２の誘導部材と外側部材に設ける誘導部材との間の隙間寸法は、前記外側部材と内側部材との間の隙間と略同じで良い。第２発明の噴射ノズルについても、前方へ向かうに従って小径となるテーパ筒形状等の第２の誘導部材を外側部材に配設することが可能である。
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１の噴射ノズル１０は、請求項１および２に記載の噴射ノズルの一例で、切削加工の加工点に霧状流体としての霧状クーラントを噴射するためのものであり、前記図４（ｂ）のミスト供給管１１０に取り付けられて使用される場合である。この噴射ノズル１０は、リング部材１２および先端部材１４から構成されており、ミスト供給管１１０の中心線である一中心線Ｓ上に一体的に取り付けられるようになっている。
【００１７】
リング部材１２は、軸方向の一端に設けられた第１雄ねじ部１２ａと、反対側の端部に設けられた第２雄ねじ部１２ｂと、軸方向の中間部において第２雄ねじ部１２ｂ側すなわち図の右方向である前方へ突き出すように一中心線Ｓと平行に設けられた有底円筒形状の外筒部１２ｃとを同軸上に一体に備えており、第１雄ねじ部１２ａがミスト供給管１１０に設けられた雌ねじ１１０ａに螺合されることにより、一中心線Ｓ上においてミスト供給管１１０に一体的に取り付けられる。リング部材１２にはまた、第１雄ねじ部１２ａ側の端部から有底穴１２ｄが設けられているとともに、外筒部１２ｃの内側に位置する軸部分には、その有底穴１２ｄと外部とを連通するように一中心線Ｓまわりに等角度間隔で複数の貫通穴１２ｅが設けられており、ミスト供給管１１０を介して噴射ノズル１０へ供給された霧状クーラントは、有底穴１２ｄから複数の貫通穴１２ｅを経て外部へ流出させられる。
【００１８】
先端部材１４は、図の右方向である前方へ向かうに従って小径となる截頭円錐形状のテーパ形状部１４ａと、その大径側端部に設けられた雌ねじ１４ｂと、大径側端部の外周部に後方へ突き出すように一中心線Ｓと平行に設けられた円筒形状の内筒部１４ｃとを同軸上に一体に備えており、雌ねじ１４ｂが前記第２雄ねじ部１２ｂに螺合されることにより、一中心線Ｓ上においてリング部材１２に一体的に取り付けられる。内筒部１４ｃの外径は前記外筒部１２ｃの内径よりも小さく、且つそれ等の内筒部１４ｃおよび外筒部１２ｃは一中心線Ｓを中心として同心に配置されるため、それ等の間には一中心線Ｓと平行に円環状隙間１６が形成される。また、取付け状態において、内筒部１４ｃは外筒部１２の底部との間に所定の隙間を有する状態で前記貫通穴１２ｅの外周側に位置させられるとともに、内筒部１４ｃとテーパ形状部１４ａとの境界位置は、外筒部１２ｃの前端よりも更に所定寸法だけ前方すなわち図の右側に位置させられている。
【００１９】
ここで、ミスト供給管１１０を経て噴射ノズル１０に供給される霧状クーラントは、水溶性切削油剤を霧状化したもので圧力は約３ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、上記円環状隙間１６の隙間寸法ｄは０．３ｍｍ以下に設定されている。また、テーパ形状部１４ａのテーパ角度は１０°〜３０°の範囲内で設定され、円環状隙間１６の直径寸法は約１０ｍｍである。なお、内筒部１４ｃと外筒部１２の底部との間の隙間寸法は、上記隙間寸法ｄと同じかそれより大きい。
【００２０】
このような噴射ノズル１０においては、ミスト供給管１１０を介して供給された霧状クーラントは、有底穴１２ｄから複数の貫通穴１２ｅを経て外部へ流出させられ、外筒部１２ｃと内筒部１４ｃとの間の円環状隙間１６から前方へ噴出される。その場合に、貫通穴１２ｅから外部へ流出した霧状クーラントは、内筒部１４ｃを迂回して円環状隙間１６内へ流入するため、一中心線Ｓまわりにおいて霧状クーラントが略均一に分布させられるようになる。また、先端部材１４には内筒部１４ｃから連続してテーパ形状部１４ａが設けられているため、円環状隙間１６から前方へ噴出させられた霧状クーラントは図１の（ｂ）に矢印で示すように、テーパ形状部１４ａの外周面１４ｄに沿って集束され、比較的細いビーム状に噴射される。外周面１４ｄに沿って集束される際に外気を巻き込むため、霧状クーラントの推力が大きくなって噴射速度が速くなる。リング部材１２および先端部材１４のうち上記外筒部１２ｃおよび内筒部１４ｃはそれぞれ外側部材、内側部材に相当し、それ等を含んでノズル本体が構成されているとともに、先端部材１４のテーパ形状部１４ａは誘導部材に相当し、その外周面１４ｄは誘導面に相当する。
【００２１】
このように、本実施例の噴射ノズル１０によれば、霧状クーラントが比較的細いビーム状に噴射されるため、霧状クーラントを比較的小さな加工点へ集中して効率良く供給でき、加工点へ十分な量の霧状クーラントを供給しつつ、クーラントの無駄を節減できるとともに、浮遊ミストが減少して作業環境が向上する。また、本発明者等の実験によれば、霧状クーラントの霧状態が良好に維持されるようになり、深さが１００ｍｍ〜２００ｍｍ程度の深穴のドリルによる穿孔加工においても、霧状クーラントが工具先端の加工点まで十分に供給されるようになり、工具折損等が少なくなって工具寿命が大幅に向上した。
【００２２】
なお、上記実施例では先端部材１４のテーパ形状部１４ａが截頭円錐形状を成していたが、図２の（ａ）に示す先端部材２０のようにテーパ形状部２０ａの先端が尖っていても良いし、同図の（ｂ）に示す先端部材２２のようにテーパ形状部２２ａの先端が球面形を成していても良い。これ等の図の符号２０ａ〜２０ｄ、２２ａ〜２２ｄはそれぞれ前記テーパ形状部１４ａ、雌ねじ１４ｂ、内筒部１４ｃ、外周面１４ｄに対応する。
【００２３】
図３の噴射ノズル３０は請求項１および３に記載の噴射ノズルの一例で、ミスト供給管３２の先端部３２ａは閉塞されているとともに、先端部３２ａの外周面３２ｂは前方へ向かうに従って大径となるテーパ形状を成している。この外周面３２ｂは、ミスト供給管３２の本体部すなわち一中心線Ｓと平行な部分の外周面に滑らかに接続されている。また、先端部３２ａの少し手前部分には、一中心線Ｓまわりに等角度間隔で複数の貫通穴３２ｃが設けられており、ミスト供給管３２を介して噴射ノズル３０へ供給された霧状流体は、複数の貫通穴３２ｃから外部へ流出させられる。
【００２４】
上記ミスト供給管３２の外周側には、ガイド部材３４がねじ等の固設手段により同心に一体的に固設されている。ガイド部材３４は、前記貫通穴３２ｃよりも後方すなわち図の左側においてミスト供給管３２の外周面に固定される固定部３４ａと、その固定部３４ａの外周部から前方へ向かって一中心線Ｓと平行に延び出す外筒部３４ｂと、その外筒部３４ｂから前方へ向かうに従って大径となるテーパ筒形状（ラッパ形状）のテーパ筒形状部３４ｃとを備えている。テーパ筒形状部３４ｃのテーパ角度は前記先端部３２ａの外周面３２ｂのテーパ角度と略同じで、外周面３２ｂと略平行に設けられているが、テーパ筒形状部３４ｃの方が先端部３２ａよりも前方まで延び出している。
【００２５】
外筒部３４ｂとミスト供給管３２との間には円環状隙間３６が形成され、貫通穴３２ｃから外部へ流出した霧状流体は、その円環状隙間３６から前方へ噴出されるとともに、先端部３２ａの外周面３２ｂとテーパ筒形状部３４ｃとの間の隙間を通って、矢印で示すようにテーパ筒形状部３４ｃの内周面３４ｄに沿って拡開しながら噴出される。内周面３４ｄに沿って拡開される際に外気を巻き込むため、霧状流体の推力が大きくなって噴射速度が速くなる。先端部３２ａの外周面３２ｂとテーパ筒形状部３４ｃとの間の隙間寸法は円環状隙間３６の隙間寸法と略同じで、前記実施例と同様に霧状クーラントの噴射ノズルとして用いる場合には、その隙間寸法は０．３ｍｍ程度以下に設定される。外筒部３４ｂは外側部材に相当するとともに、ミスト供給管３２のうち外筒部３４ｂの内側に位置する部分、すなわち貫通穴３２ｃが設けられた部分は内側部材に相当し、それ等を含んでノズル本体が構成されている。また、テーパ筒形状部３４ｃは誘導部材に相当し、その内周面３４ｄは誘導面に相当する。ミスト供給管３２の先端部３２ａは、第２の誘導部材として機能している。
【００２６】
このような噴射ノズル３０においては、前方へ向かうに従って大径となるテーパ筒形状部３４ｃの内周面３４ｄに沿って霧状流体が円環状に拡開されるため、霧状流体を円環状に噴射する場合に好適に用いられる。
【００２７】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は更に別の態様で実施することもできる。
【００２８】
例えば、前記噴射ノズル１０はリング部材１２および先端部材１４によって構成され、ねじ結合によって一体化されるようになっているが、圧入，溶接などの他の一体化手段を用いることもできる。リング部材１２をミスト供給管１１０に連結する連結手段も、ねじ結合以外の手段を採用できる。
【００２９】
噴射ノズル３０については、先端部３２ａがミスト供給管３２に一体に設けられていたが、別体に構成してねじ結合などの一体化手段で固設するようにしても良い。他の部材についても、必要に応じて複数に分割して構成することができる。
【００３０】
複数の部材をねじ結合などで一体化する場合、必要に応じてシール部材などを介在させ、霧状流体の漏出を防止することも勿論可能である。
【００３１】
また、前記実施例では一中心線Ｓと直角に設けられた複数の貫通穴１２ｅ，３２ｃを経て円環状隙間１６，３６に霧状流体が導かれるようになっているが、例えば一中心線Ｓまわりに一中心線Ｓと平行に設けられた複数の貫通穴によって円環状隙間に霧状流体を導くこともできるなど、円環状隙間に略均等に霧状流体を導くための流体導入手段は適宜定められる。
【００３２】
また、前記円環状隙間１６，３６は一中心線Ｓと平行に設けられていたが、外筒部（外側部材）や内筒部（内側部材）をテーパ形状としてテーパ筒形状の隙間を設けることも可能である。例えば、図３における先端部３２ａの外周面３２ｂとテーパ筒形状部３４ｃとの間のテーパ筒形状の隙間も、請求項１に記載の隙間の一形態と見做すことができる。なお、内側部材は必ずしも筒状である必要はなく、中実の円柱形状等であっても良い。
【００３３】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である噴射ノズルの断面図である。
【図２】図１の噴射ノズルに用いられる先端部材の別の例を示す断面図である。
【図３】本発明の別の実施例である噴射ノズルの断面図である。
【図４】従来の噴射ノズルを備えた霧状クーラント噴射システムの一例を説明する図である。
【図５】図４に用いられている噴射ノズルの断面図である。
【符号の説明】
１０：噴射ノズル
１２ｃ：外筒部（外側部材）
１４ａ，２０ａ，２２ａ：テーパ形状部（誘導部材）
１４ｃ，２０ｃ，２２ｃ：内筒部（内側部材）
１４ｄ，２０ｄ，２２ｄ：外周面（誘導面）
１６：円環状隙間（隙間）
３０：噴射ノズル
３２：ミスト供給管（内側部材）
３４ｂ：外筒部（外側部材）
３４ｃ：テーパ筒形状部（誘導部材）
３４ｄ：内周面（誘導面）
３６：円環状隙間（隙間）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of an injection nozzle for injecting a mist fluid.
[0002]
[Prior art]
In cutting processing, it is common to supply cutting fluid (coolant, etc.) to a processing point (cutting section) for the purpose of improving machinability. As a means for supplying such cutting fluid, cutting fluid is used. There is a method of atomizing and spraying to the processing point. That is, as shown in FIGS. 4A and 4B, the mist generator 106 is supplied with the pressure air through the air supply pipe 100 and the coolant from the coolant tank 102 through the pipe 104. The coolant is sprayed from the spray nozzle 108 to a predetermined spray site in a mist state (mist). (A) is a case where the mist generating device 106 is disposed near the injection site, and the injection nozzle 108 is directly attached to the mist generating device 106. In (b), the injection nozzle 108 is connected to the mist generator 106 via the mist supply pipe 110, and the position of the injection nozzle 108 can be freely set according to the injection part.
[0003]
Here, as shown in FIG. 5, the spray nozzle 108 normally has a tapered tapered cylindrical shape whose diameter decreases toward the tip, and the mist coolant sprayed from the spray nozzle 108. Diffuses as shown by the arrows. FIG. 5 shows the case of FIG.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-mentioned cutting fluid (coolant) is for cooling and lubricating the machining part at the tip of the tool, so it is not necessary to spray over a wide range, and the conventional spray nozzle has a lot of waste of cutting fluid and a large amount of floating mist. There was a problem that occurred. The fact that it is difficult to efficiently inject a predetermined injection site is the same for other injection nozzles such as an engine fuel injection device, paint spray, and insecticide spray.
[0005]
The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object thereof is to enable a mist fluid such as a mist coolant to be efficiently injected into a predetermined injection site.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the first invention is an injection nozzle for injecting a mist-like fluid, comprising: (a) a pair of outer members and inner members provided concentrically; A nozzle main body for ejecting the mist-like fluid forward from a gap of a predetermined size therebetween, and (b) a guide surface having a predetermined shape substantially concentric with the nozzle main body and integrally provided on the nozzle main body And a guide member that guides the mist fluid ejected forward from the gap along the guide surface.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the injection nozzle according to the first aspect, the guide surface of the guide member is a tapered outer peripheral surface that decreases in diameter toward the front, and the guide member is provided integrally with the inner member of the nozzle body. It is characterized by.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the injection nozzle of the first aspect, the guide surface of the guide member is a tapered inner peripheral surface that increases in diameter toward the front, and the guide member is integrated with the outer member of the nozzle body. It is provided.
[0009]
【The invention's effect】
In such an injection nozzle, the mist fluid ejected forward from the gap of the nozzle body is guided along the guide surface of the guide member. By appropriately determining the guide surface, the mist fluid can be efficiently injected to the injection site. Thereby, for example, when spraying the mist-like coolant to the machining point, while supplying a sufficient amount of the mist-like coolant to the machining point, waste of the coolant is reduced and floating mist is reduced.
[0010]
In the spray nozzle according to the second aspect of the invention, the mist fluid is focused along the tapered outer peripheral surface having a diameter that decreases toward the front and is sprayed into a relatively thin beam. For example, the mist coolant is moved to a relatively small processing point. It is suitably used when jetting in a concentrated manner. In that case, according to the experiments by the present inventors, the mist state of the mist coolant is maintained well, and the mist coolant is also formed in the drilling of deep holes having a depth of about 100 mm to 200 mm. The tool is fully supplied to the machining point at the tip of the tool, and the tool life is greatly improved by reducing tool breakage.
[0011]
The spray nozzle of the third invention is preferably used when spraying the mist fluid in an annular shape because the mist fluid is expanded in an annular shape along the tapered inner peripheral surface having a larger diameter toward the front. It is done.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Here, the injection nozzle of the present invention is preferably applied to an injection nozzle that injects a mist coolant (cutting fluid) to a processing point in cutting or the like, but is an engine fuel injection device, paint spray, insecticide spray, etc. The present invention can also be applied to other injection nozzles used in the above. Further, the diameter dimension of the nozzle, that is, the diameter dimension of the gap forming the annular shape is appropriately determined according to the place of use. Also in the case of the injection nozzle used for spraying the mist coolant, the diameter dimension of the gap is set as appropriate, and can be configured to be compact, for example, about 10 mm.
[0013]
If the gap between the outer member and the inner member of the nozzle body is too large, the flow of the mist fluid is disturbed, which is not preferable, and the size of the gap is not to disturb the flow of the mist fluid. It is set according to the type and pressure of the mist fluid. For example, when spraying mist coolant in cutting, if the mist coolant pressure is about 3 kgf / cm ² , the size of the gap is suitably about 0.3 mm or less, and the mist fluid pressure is 7 kgf / cm ^2. If it is about, the size of the gap can be about 1 mm or less. However, if the size of the gap is set to about 0.3 mm or less, it can be suitably applied to a normal mist coolant having a pressure of about 3 kgf / cm ² or more. The lower limit of the gap may be at least large enough to allow the mist fluid to pass. Note that 1 kgf / cm ² ≈9.8 × 10 ⁴ Pa.
[0014]
The taper angle of the outer peripheral surface of the taper in the second invention is appropriately determined, but about 10 ° to 30 ° is appropriate when spraying the mist coolant in the cutting process. The tip of the outer peripheral surface of the taper does not necessarily need to be sharp, and a truncated cone shape or a tip rounded into a spherical shape may be used.
[0015]
In the injection nozzle according to the third aspect of the present invention, it is desirable that the second guide member having a tapered outer peripheral surface having a diameter increasing toward the front is disposed on the inner member of the nozzle body. The axial length of the second guide member may be sufficiently shorter than the axial length of the guide member provided on the outer member, and the gap dimension between the second guide member and the guide member provided on the outer member. May be substantially the same as the gap between the outer member and the inner member. Also in the injection nozzle of the second invention, it is possible to dispose a second guiding member having a tapered cylindrical shape or the like that becomes a smaller diameter toward the front side on the outer member.
[0016]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The injection nozzle 10 of FIG. 1 is an example of the injection nozzle according to claims 1 and 2, and is for injecting a mist coolant as a mist fluid at a machining point of the cutting process. The mist supply pipe 110 is used by being attached. The injection nozzle 10 includes a ring member 12 and a tip member 14, and is integrally attached on one center line S that is a center line of the mist supply pipe 110.
[0017]
The ring member 12 includes a first male screw portion 12a provided at one end in the axial direction, a second male screw portion 12b provided at the opposite end portion, and a second male screw portion 12b side in the axial intermediate portion, that is, the figure. And a bottomed cylindrical outer cylinder portion 12c provided in parallel with the one center line S so as to protrude forward in the right direction, and the first male screw portion 12a is provided integrally with the mist supply pipe 110. Are integrally attached to the mist supply pipe 110 on one center line S. The ring member 12 is also provided with a bottomed hole 12d from the end on the first male threaded portion 12a side, and the shaft portion located inside the outer cylindrical portion 12c has a bottomed hole 12d and an external portion. A plurality of through holes 12e are provided at equal angular intervals around one center line S so that the mist-like coolant supplied to the injection nozzle 10 via the mist supply pipe 110 passes through the bottomed hole 12d. It flows out to the outside through a plurality of through holes 12e.
[0018]
The tip member 14 includes a frustoconical tapered portion 14a having a diameter that decreases toward the front in the right direction in the drawing, a female screw 14b provided at the large-diameter end, and an outer periphery of the large-diameter end. A cylindrical inner cylinder part 14c provided in parallel with the one center line S so as to protrude rearward from the part is provided coaxially and integrally, and the female screw 14b is screwed into the second male screw part 12b. Thus, it is integrally attached to the ring member 12 on one center line S. The outer diameter of the inner cylinder part 14c is smaller than the inner diameter of the outer cylinder part 12c, and the inner cylinder part 14c and the outer cylinder part 12c are arranged concentrically around the one center line S. An annular gap 16 is formed between them in parallel with one center line S. In the mounted state, the inner cylinder portion 14c is positioned on the outer peripheral side of the through hole 12e with a predetermined gap between the inner cylinder portion 14c and the bottom portion of the outer cylinder portion 12, and the inner cylinder portion 14c and the tapered portion 14a. Is positioned further forward than the front end of the outer cylinder portion 12c by a predetermined dimension, that is, on the right side of the drawing.
[0019]
Here, the mist coolant supplied to the injection nozzle 10 through the mist supply pipe 110 is obtained by atomizing a water-soluble cutting fluid and has a pressure of about 3 kgf / mm ^2. d is set to 0.3 mm or less. Further, the taper angle of the tapered portion 14a is set within a range of 10 ° to 30 °, and the diameter of the annular gap 16 is about 10 mm. In addition, the clearance dimension between the inner cylinder part 14c and the bottom part of the outer cylinder part 12 is the same as the said clearance dimension d, or larger than it.
[0020]
In such an injection nozzle 10, the mist-like coolant supplied through the mist supply pipe 110 is discharged to the outside from the bottomed hole 12d through the plurality of through holes 12e, and the outer cylinder part 12c and the inner cylinder part It spouts forward from the annular gap 16 between 14c. In this case, the mist coolant flowing out from the through hole 12e bypasses the inner cylinder portion 14c and flows into the annular gap 16, so that the mist coolant is distributed substantially uniformly around the center line S. Be able to. Further, since the tip member 14 is provided with the tapered portion 14a continuously from the inner cylinder portion 14c, the mist coolant jetted forward from the annular gap 16 is indicated by an arrow in FIG. As shown, the laser beam is converged along the outer peripheral surface 14d of the tapered portion 14a and injected into a relatively thin beam. When the air is focused along the outer peripheral surface 14d, outside air is drawn in, so that the thrust of the mist-like coolant is increased and the injection speed is increased. Of the ring member 12 and the tip member 14, the outer cylinder portion 12 c and the inner cylinder portion 14 c correspond to an outer member and an inner member, respectively, and the nozzle body is configured by including them, and the tapered shape of the tip member 14. The part 14a corresponds to a guide member, and the outer peripheral surface 14d thereof corresponds to a guide surface.
[0021]
As described above, according to the injection nozzle 10 of the present embodiment, since the mist coolant is injected in a relatively thin beam shape, the mist coolant can be efficiently supplied while being concentrated on a relatively small processing point. While supplying a sufficient amount of atomized coolant to the coolant, waste of coolant can be reduced, and floating mist can be reduced to improve the working environment. Further, according to the experiments by the present inventors, the mist state of the mist coolant is well maintained, and the mist coolant is also used in drilling with a deep hole drill having a depth of about 100 mm to 200 mm. The tool is fully supplied to the machining point at the tip of the tool, and the tool life is greatly improved by reducing tool breakage.
[0022]
In the above embodiment, the tapered portion 14a of the tip member 14 has a frustoconical shape, but the tip of the tapered portion 20a is sharp like the tip member 20 shown in FIG. Alternatively, the tip of the tapered portion 22a may have a spherical shape like a tip member 22 shown in FIG. Reference numerals 20a to 20d and 22a to 22d in these drawings correspond to the tapered portion 14a, the female screw 14b, the inner cylindrical portion 14c, and the outer peripheral surface 14d, respectively.
[0023]
The injection nozzle 30 of FIG. 3 is an example of the injection nozzle according to claims 1 and 3, and the tip portion 32a of the mist supply pipe 32 is closed, and the outer peripheral surface 32b of the tip portion 32a has a larger diameter toward the front. It has a tapered shape. The outer peripheral surface 32b is smoothly connected to the outer peripheral surface of the body portion of the mist supply pipe 32, that is, a portion parallel to the one center line S. A plurality of through holes 32c are provided at equiangular intervals around one center line S at a portion slightly in front of the tip end portion 32a, and the mist-like fluid supplied to the injection nozzle 30 via the mist supply pipe 32 Is allowed to flow out of the plurality of through holes 32c.
[0024]
A guide member 34 is integrally and concentrically fixed on the outer peripheral side of the mist supply pipe 32 by fixing means such as screws. The guide member 34 has a fixed portion 34a fixed to the outer peripheral surface of the mist supply pipe 32 on the rear side of the through hole 32c, that is, on the left side in the drawing, and one center line S from the outer peripheral portion of the fixed portion 34a toward the front. The outer cylinder part 34b extended in parallel and the taper cylinder shape (trumpet shape) taper cylinder part 34c which becomes large diameter toward the front from the outer cylinder part 34b are provided. The taper angle of the tapered cylindrical portion 34c is substantially the same as the taper angle of the outer peripheral surface 32b of the distal end portion 32a, and is provided substantially parallel to the outer peripheral surface 32b. However, the tapered cylindrical portion 34c is more than the distal end portion 32a. Also extends forward.
[0025]
An annular gap 36 is formed between the outer cylinder portion 34b and the mist supply pipe 32, and the mist fluid flowing out from the through hole 32c is ejected forward from the annular gap 36, and the tip portion It is ejected through the gap between the outer peripheral surface 32b of 32a and the tapered cylindrical portion 34c while expanding along the inner peripheral surface 34d of the tapered cylindrical portion 34c as indicated by the arrow. When the air is spread along the inner peripheral surface 34d, outside air is drawn in, so that the thrust of the mist fluid increases and the injection speed increases. The gap dimension between the outer peripheral surface 32b of the tip end part 32a and the tapered cylindrical part 34c is substantially the same as the gap dimension of the annular gap 36, and when used as an atomizing coolant injection nozzle as in the above embodiment, The gap dimension is set to about 0.3 mm or less. The outer cylinder part 34b corresponds to an outer member, and a part of the mist supply pipe 32 located inside the outer cylinder part 34b, that is, a part provided with the through hole 32c corresponds to an inner member and includes them. A nozzle body is configured. The tapered cylindrical portion 34c corresponds to a guide member, and the inner peripheral surface 34d thereof corresponds to a guide surface. The tip 32a of the mist supply pipe 32 functions as a second guide member.
[0026]
In such an injection nozzle 30, since the mist fluid expands in an annular shape along the inner peripheral surface 34 d of the tapered cylindrical portion 34 c that increases in diameter toward the front, the mist fluid is annularly formed. It is suitably used when injecting.
[0027]
As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention can also be implemented in another aspect.
[0028]
For example, the injection nozzle 10 is constituted by the ring member 12 and the tip member 14 and is integrated by screw connection, but other integrated means such as press-fitting and welding can also be used. As a connecting means for connecting the ring member 12 to the mist supply pipe 110, means other than screw connection can be adopted.
[0029]
As for the injection nozzle 30, the tip end portion 32 a is provided integrally with the mist supply pipe 32, but it may be configured separately and fixed by an integrated means such as screw connection. Other members can be divided into a plurality of parts as necessary.
[0030]
When integrating a plurality of members by screw connection or the like, it is of course possible to intervene a seal member or the like as necessary to prevent leakage of the mist fluid.
[0031]
In the above embodiment, the mist fluid is guided to the annular gaps 16 and 36 through the plurality of through holes 12e and 32c provided at right angles to the one center line S. A fluid introducing means for guiding the mist fluid substantially uniformly into the annular gap, such as a mist fluid can be guided to the annular gap by a plurality of through holes provided in parallel with the one center line S, as appropriate. Determined.
[0032]
In addition, the annular gaps 16 and 36 are provided in parallel with the one center line S. However, the outer cylindrical part (outer member) and the inner cylindrical part (inner member) are tapered to provide a tapered cylindrical gap. Is also possible. For example, the tapered cylindrical gap between the outer peripheral surface 32b of the tip end 32a and the tapered cylindrical part 34c in FIG. 3 can also be regarded as one form of the gap according to claim 1. Note that the inner member is not necessarily cylindrical, and may be a solid cylindrical shape or the like.
[0033]
Although not exemplified one by one, the present invention can be carried out in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an injection nozzle that is an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of a tip member used in the spray nozzle of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an injection nozzle that is another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining an example of a mist coolant injection system provided with a conventional injection nozzle.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the injection nozzle used in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
10: injection nozzle 12c: outer cylinder (outer member)
14a, 20a, 22a: taper shape part (induction member)
14c, 20c, 22c: Inner cylinder part (inner member)
14d, 20d, 22d: outer peripheral surface (guidance surface)
16: Annular gap (gap)
30: Injection nozzle 32: Mist supply pipe (inner member)
34b: outer cylinder (outer member)
34c: Tapered cylindrical portion (induction member)
34d: Inner peripheral surface (guidance surface)
36: Annular gap (gap)

Claims

An injection nozzle for injecting a mist-like fluid,
A nozzle body comprising a pair of outer members and inner members provided concentrically, and ejecting the mist fluid forward from a gap of a predetermined size between the outer members and the inner member;
A guide member that has a guide surface of a predetermined shape that is substantially concentric with the nozzle body, is provided integrally with the nozzle body, and guides the mist-like fluid ejected forward from the gap along the guide surface; An injection nozzle characterized by comprising:

The injection nozzle according to claim 1, wherein the guide surface of the guide member is a tapered outer peripheral surface having a diameter that decreases toward the front, and the guide member is provided integrally with an inner member of the nozzle body.

The injection nozzle according to claim 1, wherein the guide surface of the guide member is a tapered inner peripheral surface having a diameter that increases toward the front, and the guide member is integrally provided on an outer member of the nozzle body.