JPH02145296A - ウォータージェット用ノズル - Google Patents
ウォータージェット用ノズルInfo
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- JPH02145296A JPH02145296A JP63295513A JP29551388A JPH02145296A JP H02145296 A JPH02145296 A JP H02145296A JP 63295513 A JP63295513 A JP 63295513A JP 29551388 A JP29551388 A JP 29551388A JP H02145296 A JPH02145296 A JP H02145296A
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- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 9
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0644—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
- B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/004—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by piezoelectric means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、高速で流体を噴射し、そのエネルギーによ
り各種材料の切削あるいは加工を行なう目的で使用され
るウォータージェット用ノズルに間し、特に、噴射する
流体の流量または圧力に変動または脈動を与える機構を
備えることにより、切削効率の改善を図ったウォーター
ジェット用ノズルに間するものである。
り各種材料の切削あるいは加工を行なう目的で使用され
るウォータージェット用ノズルに間し、特に、噴射する
流体の流量または圧力に変動または脈動を与える機構を
備えることにより、切削効率の改善を図ったウォーター
ジェット用ノズルに間するものである。
（０）従来の技術
これまでの噴射する流体の流量または圧力に変動または
脈動を与える機構を備えたウォータージェット用ノズル
は Ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｔ ７ｔｈ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ
Ｊｅｔ ＣｕｔｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏ ｌ ｏｇｙに
記載されたような構造をしていた。
脈動を与える機構を備えたウォータージェット用ノズル
は Ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｔ ７ｔｈ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ
Ｊｅｔ ＣｕｔｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏ ｌ ｏｇｙに
記載されたような構造をしていた。
すなわち、発振器を用いて磁わい変換器の励磁コイルに
高周波電流を流し、この時発生する磁場の力により撮動
子を振動させ、この振動をウォータージェット用ノズル
内の流体に伝え、もってウォータージェット用ノズルか
ら噴射する流体の流量または圧力を変動または脈動せし
める構造である。
高周波電流を流し、この時発生する磁場の力により撮動
子を振動させ、この振動をウォータージェット用ノズル
内の流体に伝え、もってウォータージェット用ノズルか
ら噴射する流体の流量または圧力を変動または脈動せし
める構造である。
（ハ）発明が解決しようとする課題
従来のやり方によるときは、励磁コイルを流れる電流の
変動をいったん励磁コイル内に発生する磁場の変動にお
きかえ、その磁場の力により振動子を振動させ、その振
動をウォータージェット用ノズル内の流体に伝えていた
ために、ウォータージェット用ノズルから噴射する流体
に非常に高い周波数の変動または脈動を与えることはで
きなかった。
変動をいったん励磁コイル内に発生する磁場の変動にお
きかえ、その磁場の力により振動子を振動させ、その振
動をウォータージェット用ノズル内の流体に伝えていた
ために、ウォータージェット用ノズルから噴射する流体
に非常に高い周波数の変動または脈動を与えることはで
きなかった。
すなわち、ウォータージェット用ノズル内の流体に非常
に高い周波数の変動を与えるため、励磁コイルに流れる
高周波電流の周波数を高くしたとしても、振動子の慣性
のため、撮動子が磁場の変化に追従せず、ある一定の周
波数以上の変動または脈動をウォータージェット用ノズ
ルから噴射する流体に与えることはできなかったゆ さらに、変動を与える機構は励磁コイルと振動子の２つ
の部品からなり、構造が複雑であった。
に高い周波数の変動を与えるため、励磁コイルに流れる
高周波電流の周波数を高くしたとしても、振動子の慣性
のため、撮動子が磁場の変化に追従せず、ある一定の周
波数以上の変動または脈動をウォータージェット用ノズ
ルから噴射する流体に与えることはできなかったゆ さらに、変動を与える機構は励磁コイルと振動子の２つ
の部品からなり、構造が複雑であった。
この発明が解決しようとする課題は、簡単な機構で、か
つ、ウォータージェット用ノズルから噴射する流体に非
常に高い周波数の変動または脈動を与えることができる
機構を備えたウォータージェット用ノズルとするには、
どのような手段を講じればよいかという点にある。
つ、ウォータージェット用ノズルから噴射する流体に非
常に高い周波数の変動または脈動を与えることができる
機構を備えたウォータージェット用ノズルとするには、
どのような手段を講じればよいかという点にある。
＜二＞ ａａを解決するための手段
以上のような課題を解決するためのものとしてこの発明
に係るウォータージェット用ノズルは次のようなものと
した。
に係るウォータージェット用ノズルは次のようなものと
した。
すなわち、高圧の流体の入口である間口部を有する胴と
、胴により外部と隔てられ高圧の流体がつうじる圧力室
と、胴を貫通し圧力室と外部とを連絡する細孔とからな
るウォータージェット用ノズルにおいて、ウォータージ
ェット用ノズルに内部の流体に対して作用力を及ぼす圧
電素子をとりつけ、圧電素子に時間とともに変化する電
圧を印加するための電圧源を接続したものである。
、胴により外部と隔てられ高圧の流体がつうじる圧力室
と、胴を貫通し圧力室と外部とを連絡する細孔とからな
るウォータージェット用ノズルにおいて、ウォータージ
ェット用ノズルに内部の流体に対して作用力を及ぼす圧
電素子をとりつけ、圧電素子に時間とともに変化する電
圧を印加するための電圧源を接続したものである。
圧電素子をウォータージェット用ノズルの胴の外壁に接
着してもよい。
着してもよい。
ウォータージェット用ノズルの胴に面積の広い平坦部を
設け、その平坦部に面積の大きな圧電素子を接着しても
よい。
設け、その平坦部に面積の大きな圧電素子を接着しても
よい。
圧電素子を、ウォータージェット用ノズルの胴内の高圧
の流体がつうじている圧力室内に、支えにより保持して
もよい。
の流体がつうじている圧力室内に、支えにより保持して
もよい。
圧電素子を、ウォータージェット用ノズルの胴内の高圧
の流体がつうじている圧力室内に、支えにより保持する
場合、圧電素子の断面形状を中空としてもよい。
の流体がつうじている圧力室内に、支えにより保持する
場合、圧電素子の断面形状を中空としてもよい。
（ネ）作用
二の発明に係るウォータージェット用ノズルにおいて、
ウォータージェット用ノズルの細孔から噴射する流体の
流量または圧力を非常に高い周波数で変動または脈動さ
せるには、ウォータージェット用ノズルの間口部より圧
力室内に高圧の流体をつうじ細孔より噴射せしめ、とり
つけられた圧電素子に非常に高い周波数の高周波交流電
圧等を印加すればよい。
ウォータージェット用ノズルの細孔から噴射する流体の
流量または圧力を非常に高い周波数で変動または脈動さ
せるには、ウォータージェット用ノズルの間口部より圧
力室内に高圧の流体をつうじ細孔より噴射せしめ、とり
つけられた圧電素子に非常に高い周波数の高周波交流電
圧等を印加すればよい。
（へ）実施例
、支１■ユ
第１図は実施例１を示す斜７１！図、第２図はその断面
図である。
図である。
圧電素子５をウォータージェット用ノズルの胴２の外壁
に接着している。そして、圧電素子５の２つの極板８か
らリード線９をそれぞれ引き出し電圧［１０に接続して
いる。
に接着している。そして、圧電素子５の２つの極板８か
らリード線９をそれぞれ引き出し電圧［１０に接続して
いる。
圧電素子５をウォータージェット用ノズルの胴２の外壁
に接着した場合には、圧電素子５の振動がまずウォータ
ージェット用ノズルの胴２に伝えられ、胴２の振動が内
部の高圧の流体に伝えられることになる。
に接着した場合には、圧電素子５の振動がまずウォータ
ージェット用ノズルの胴２に伝えられ、胴２の振動が内
部の高圧の流体に伝えられることになる。
圧電素子５は、ウォータージェット用ノズルの胴２のど
の部位に接着してもよい、また、接着する圧電素子５の
形状は、円板状、四角形状等いろいろ考えられる。
の部位に接着してもよい、また、接着する圧電素子５の
形状は、円板状、四角形状等いろいろ考えられる。
圧電素子５に印加する電圧としては、その電圧値が時間
とともに変化しさえすればよい、したがしめ、この時、
とりつけられた圧電素子５に非常に高い周波数の高周波
交流電圧等を印加すれば、ウォータージェット用ノズル
の細孔４から噴射する流体の流量または圧力は非常に高
い周波数で変動または脈動する。
とともに変化しさえすればよい、したがしめ、この時、
とりつけられた圧電素子５に非常に高い周波数の高周波
交流電圧等を印加すれば、ウォータージェット用ノズル
の細孔４から噴射する流体の流量または圧力は非常に高
い周波数で変動または脈動する。
支ま亘１
第３図は実施例２を示す平面図、第４図は、その側面か
ら見た断面図である。
ら見た断面図である。
ウォータージェット用ノズルの！ｆｆｉ！２に面積の広
い平坦部６を設け、そこに面積の大きな圧電素子６を接
着している。そして、圧電素子５０２つの極板８からリ
ード線９をそれぞれ引き出し電圧源ｌＯに接続している
。平坦部６は、ウォータージェット用ノズルの胴２のど
こに設けてもよい。
い平坦部６を設け、そこに面積の大きな圧電素子６を接
着している。そして、圧電素子５０２つの極板８からリ
ード線９をそれぞれ引き出し電圧源ｌＯに接続している
。平坦部６は、ウォータージェット用ノズルの胴２のど
こに設けてもよい。
実施例２のものにおいては、実施例１のものより大きな
撮動を内部の高圧の流体に加えろことができる。
撮動を内部の高圧の流体に加えろことができる。
１１■ユ
第５１！ｌは実施例３を示す斜視図、第６図はその断面
図である。
図である。
ウォータージェット用ノズルの胴の形状を円錐とし、そ
の底面を平坦部とし、圧電素子５を接着したものである
。
の底面を平坦部とし、圧電素子５を接着したものである
。
ウォータージェット用ノズルは、高圧の流体の入り口と
なるソケット１３が接続された側面部材１１と底扁部材
１２と先端部材１５とから構成される。
なるソケット１３が接続された側面部材１１と底扁部材
１２と先端部材１５とから構成される。
側面部材１１の底部には、高圧の流体に接する内部が凹
形に切削加工され、かつ、外側に圧電素子δが接着され
たＩ！！面ｆ！Ｂ材１２をパツキン１４を介してねじ接
続している。
形に切削加工され、かつ、外側に圧電素子δが接着され
たＩ！！面ｆ！Ｂ材１２をパツキン１４を介してねじ接
続している。
また、側面部材１１の頂部には、細孔４を有する先端部
材１５をパツキン１７を介してねじ接続している。
材１５をパツキン１７を介してねじ接続している。
そして、圧電素子５の２つの極板８からリード線９をそ
れぞれ引き出し、電圧源ｌＯに接続している。
れぞれ引き出し、電圧源ｌＯに接続している。
第７図は実権例４を示す断面図、第８図は第７図におい
てＡ−Ａ’で示した面の断面図である。
てＡ−Ａ’で示した面の断面図である。
圧電素子５が、ウォータージェット用ノズルの胴２内の
高圧の流体がつうじる圧力室３内に支え７により保持さ
れている。そして、圧電素子５０２つの極板８から引き
出された゛リード線９は、リード線付高圧用ブッシング
１８を介してウォータージェット用ノズルの覇２の外部
に引き出され電圧源ｌＯに接続されている。
高圧の流体がつうじる圧力室３内に支え７により保持さ
れている。そして、圧電素子５０２つの極板８から引き
出された゛リード線９は、リード線付高圧用ブッシング
１８を介してウォータージェット用ノズルの覇２の外部
に引き出され電圧源ｌＯに接続されている。
なお、圧電素子５の２つの極板８およびリード線９は、
エポキシ等を用いて絶縁被覆しておく必要がある。
エポキシ等を用いて絶縁被覆しておく必要がある。
圧電素子５をウォータージェット用ノズル内の高圧の流
体がつうじている圧力室３内に支え７を用いて保持した
場合には、圧電素子５の撮動は、高圧の流体に直接伝え
られる。
体がつうじている圧力室３内に支え７を用いて保持した
場合には、圧電素子５の撮動は、高圧の流体に直接伝え
られる。
ウォータージェット用ノズル内の高圧の流体がつうじて
いる圧力室３内に保持する圧電素子５の形状はどのよう
な形状のものを用いてもよい。
いる圧力室３内に保持する圧電素子５の形状はどのよう
な形状のものを用いてもよい。
また、断面が中空状の圧電素子５を用いることにより内
部の流体に撮動を加える効果を高めることができる。
部の流体に撮動を加える効果を高めることができる。
支え７の構造としては、実施例４のようにしてもよいが
、そのほかにもいろいろと考えられる。
、そのほかにもいろいろと考えられる。
（ト）発明の効果
ウォータージェット用ノズルより高速で流体を噴射し、
そのエネルギーにより各種材料の切削、悶削あるいは加
工を行なう場合、その切削機構として、対象物に衝突す
る流体の圧力または流量が振動または脈動することによ
り対象物が繰り返し疲労破壊し、破壊された部分が流体
の流れにより次々と除去されることにより切削が進行し
ていくことが知られている。
そのエネルギーにより各種材料の切削、悶削あるいは加
工を行なう場合、その切削機構として、対象物に衝突す
る流体の圧力または流量が振動または脈動することによ
り対象物が繰り返し疲労破壊し、破壊された部分が流体
の流れにより次々と除去されることにより切削が進行し
ていくことが知られている。
したがって、対象物に衝突する流体の流量または圧力の
振動または脈動の周波数を高くすればするほど、切削速
度は向上するわけであるが、従来の方法では、振動また
は脈動のｌ！ｌＨ敗を数十ｋＨｚ程度までしか土げるこ
とができなかった。
振動または脈動の周波数を高くすればするほど、切削速
度は向上するわけであるが、従来の方法では、振動また
は脈動のｌ！ｌＨ敗を数十ｋＨｚ程度までしか土げるこ
とができなかった。
本発明に係るウォータージェット用ノズルによるときは
、ウォータージェット用ノズルの細孔４から噴射する流
体の流量または圧力の振動または脈動の周波数を数Ｍｌ
ｌｚのオーダーの非常に高い周波数まで上げることがで
き、切削速度を飛躍的に向上させることができる。
、ウォータージェット用ノズルの細孔４から噴射する流
体の流量または圧力の振動または脈動の周波数を数Ｍｌ
ｌｚのオーダーの非常に高い周波数まで上げることがで
き、切削速度を飛躍的に向上させることができる。
さらに、本発明に係るウォータージェット用ノズルによ
るときは、ウォータージェット用ノズル内の流体に任意
の波形の振動または脈動を加えることができるので、立
ち上がりの鋭い波形の振動または脈動を加えることによ
り、切削速度を向上させることもできる。
るときは、ウォータージェット用ノズル内の流体に任意
の波形の振動または脈動を加えることができるので、立
ち上がりの鋭い波形の振動または脈動を加えることによ
り、切削速度を向上させることもできる。
また、波形がパルス状の振動または脈動を加えることも
できる。
できる。
第１図は実施例１を示す斜視図、第２図は実施例１の断
面図、第３図は実施例２を示す平面図、る。 ｌ・・・・・・間口部 ２・・・・・・胴 ３・・・・・・圧力室 ４・・・・・・細孔 ５・・・・・・圧電素子 第５図 第６図 第８図
面図、第３図は実施例２を示す平面図、る。 ｌ・・・・・・間口部 ２・・・・・・胴 ３・・・・・・圧力室 ４・・・・・・細孔 ５・・・・・・圧電素子 第５図 第６図 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高圧の流体の入口である開口部を有する胴と、胴に
より外部と隔てられ高圧の流体がつうじる圧力室と、胴
を貫通し圧力室と外部とを連絡する細孔とからなるウォ
ータージェット用ノズルにおいて、ウォータージェット
用ノズルに内部の流体に対して作用力を及ぼす圧電素子
をとりつけ、圧電素子に時間とともに変化する電圧を印
加するための電圧源を接続したことを特徴とするウォー
タージェット用ノズル。 ２、圧電素子をウォータージェット用ノズルの胴の外壁
に接着した特許請求の範囲第１項記載のウォータージェ
ット用ノズル。 ３、ウォータージェット用ノズルの胴に面積の広い平坦
部を設け、前記平坦部に圧電素子を接着した特許請求の
範囲第２項記載のウォータージェット用ノズル。 ４、圧電素子が、ウォータージェット用ノズルの胴内の
高圧の流体がつうじている圧力室内に、支えにより保持
された特許請求の範囲第１項記載のウォータージェット
用ノズル。 ５、圧電素子の断面形状を中空とした特許請求の範囲第
４項記載のウォータージェット用ノズル。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63295513A JPH0777720B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | ウォータージェット用ノズル |
| US07/428,938 US5020724A (en) | 1988-11-22 | 1989-10-30 | Nozzle for water jet cutting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63295513A JPH0777720B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | ウォータージェット用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02145296A true JPH02145296A (ja) | 1990-06-04 |
| JPH0777720B2 JPH0777720B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=17821591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63295513A Expired - Lifetime JPH0777720B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | ウォータージェット用ノズル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5020724A (ja) |
| JP (1) | JPH0777720B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH10213041A (ja) | 1997-01-31 | 1998-08-11 | Yamaha Motor Co Ltd | 内燃機関用液体噴射装置 |
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Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
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| DE3616713A1 (de) * | 1986-05-20 | 1987-11-26 | Siemens Ag | Ultraschall-mhz-schwinger, insbesondere zur fluessigkeitszerstaeubung |
-
1988
- 1988-11-22 JP JP63295513A patent/JPH0777720B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-10-30 US US07/428,938 patent/US5020724A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61205800U (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-25 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0591173U (ja) * | 1992-05-08 | 1993-12-10 | 三相電機株式会社 | モ−タ−のロ−タ−の冷却用羽根 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5020724A (en) | 1991-06-04 |
| JPH0777720B2 (ja) | 1995-08-23 |
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