JPH11123660A - ハイドロ切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウオータノズルから噴出する高圧流体と研磨
剤との混合状態を改善させ、アブレシブノズルからのウ
オータジェットによる切断力を向上させるとともに、ド
リルによる穴明け加工をも可能とすること。 【解決手段】 上部胴体２０とともに一つのケーシング
２１を構成する下部胴体２２内に、ミキシングチャンバ
２５及びアブレシブノズル１３を同一軸線上に装着する
とともに外周部にロータ羽根２７を設けた回転体２４
を、そのミキシングチャンバ２０の軸線回りに回転自在
に配設し、回転体２４に設けられたアブレシブノズル取
付筒部２６にアブレシブノズル保持用のコレットチャッ
ク２７とドリル保持用のコレットチャック３６を選択的
に装着するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば塩ビ、アク
リル等のプラスチック、セラミックス、ガラス材等の硬
くて脆い平板状のワークや、熱的に影響を受け易いチタ
ン材等をハイドロノズルから高圧流体を噴射することに
よって切断するようにしたハイドロ切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は上記ハイドロ切断装置の概略構成
を示す側面図であり、扁平な機台１の中程には門型枠体
２が機台１を跨ぐように立設されており、この門型枠体
２の水平部２ａの一側面には前後方向に延びる水平ガイ
ドレール３が設けられ、この水平ガイドレール３にノズ
ル移動体４が前後動可能に装着されている。このノズル
移動体４には噴射ノズル５が下向きに取り付けられてお
り、この噴射ノズル５に接続されている高圧流体管６を
経て供給された高圧流体を噴射ノズル５から噴射するこ
とによって、機台１上に左右方向に移動自在に装着され
たワークＷを切断するようにしてある。

【０００３】図４は、上述の如きハイドロ切断装置に使
用する噴射ノズルの縦断面図であって、内部にウオータ
ノズル１０が装着されたノズルホルダー１１に高圧流体
管６の先端部が挿入装着してある。このノズルホルダー
１１は外周部に環状フランジ部１２ａが形成された上部
胴体１２内に装着されており、この上部胴体１２の下半
部が下端にアブレシブノズル１３を装着した下部胴体１
４に装着されている。そして、上部胴体１２の環状フラ
ンジ部１２ａが下部胴体１４の上部とその蓋体１５間に
挿入係合されている。

【０００４】一方、上部胴体１２の下端部に形成された
開口１２ｂの下方には研磨剤を高圧流体に混合するミキ
シングチャンバ１７が形成されており、そのミキシング
チャンバ１７で研磨剤が混合された高圧流体がアブレシ
ブノズル１３から噴出されるようにしてある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
装置においてはアブレシブノズルから噴出する高圧流体
のエネルギーを出来るだけ高く保持する必要がある。一
方、上述の如きハイドロ切断装置によってプリント基板
等の積層板の外形加工や溝加工を行う場合、その外形加
工等の開始のための穴明けをウオータジェットで行う
と、積層板の層間剥離等が発生する可能性があり、ま
た、積層板の穴明けを他のドリル等の機械で行うと、そ
の後ウオータジェット加工を行う場合に、ノズル芯とド
リル穴芯との位置決めが難しく作業性が悪い等の不都合
がある。

【０００６】本発明は、このような点に鑑み、ウオータ
ノズルから噴出する高圧流体と研磨剤との混合状態を改
善するとともに、アブレシブノズルからのウオータジェ
ットによる切断力を向上し得るようにするとともに、ハ
イドロ切断装置を利用して穴明け加工をも何ら問題なく
行うことができるようにしたハイドロ切断装置を得るこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、上部胴体
とともに一つのケーシングを構成する下部胴体内に、外
周部にロータ羽根が設けられ中心部にミキシングチャン
バが装着された回転体を上記ミキシングチャンバの軸線
回りに回転自在に配設するとともに、上記回転体にミキ
シングチャンバと同一軸線上に設けられたアブレシブノ
ズル取付筒部に、アブレシブノズル保持用のコレットチ
ャック及びドリル保持用のコレットチャックを選択的に
装着するようにしたことを特徴とする。

【０００８】また第２の発明は、ミキシングチャンバと
同一軸線上に設けられたウオータノズルから噴出された
高圧水をミキシングチャンバに導入する連通路に開口
し、その連通路に研磨剤を供給する研磨剤供給通路を上
部胴体に設けたことを特徴とする。

【０００９】しかして、下部胴体内に配設された回転体
のロータ羽根に回転体回転用の空気を供給することによ
って、回転体が高速に回転される。一方、研磨剤供給路
から供給された研磨剤はミキシングチャンバ内に流入
し、ウオータノズルから噴出される高圧流体と混合す
る。この場合、回転体の回転とともにミキシングチャン
バも高速回転するので、上記高圧流体と研磨剤との混合
流体も高速回転し、それによって混合状態が改善される
とともに、流体が収束されジェットの集中度が高められ
る。

【００１０】しかもウオータジェットによる加工の開始
前に穴明け加工を行う場合には、アブレシブノズルをド
リルに交換することにより、穴明け加工を容易に行うこ
とができ、積層板の加工時においても層間剥離等が発生
することがなく、上記積層板等の外形加工、形切り加工
にウオータジェットを利用することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して本発明の実
施形態について説明する。図１において符号２０は、内
部にウオータノズル１０が装着されたノズルホルダー１
１が装着された上部胴体であって、その上部胴体２０に
はその上部胴体とともに一つのケーシング２１を構成す
る下部胴体２２が装着されている。

【００１２】上記ケーシング２１内にはベアリング２３
を介して回転体２４が中心軸線回りに回転可能に収容さ
れている。上記回転体２４の上部中心部には、前記ウオ
ータノズル１０の軸線と同心状のミキシングチャンバ２
５が設けられており、そのミキシングチャンバ２５の下
方には、前記下部胴体２２から下方に突出するアブレシ
ブノズル１３が上記ミキシングチャンバ２５と同一軸線
上に装着されている。

【００１３】すなわち、上記回転体２４にはミキシング
チャンバ２５と同心状のアブレシブノズル取付筒部２６
が回転体２４と一体的に形成され、このアブレシブノズ
ル取付筒部２６が下部胴体２２から下方に突設されてい
る。そして、上記アブレシブノズル取付筒部２６内に、
アブレシブノズル１３を嵌挿したコレットチャック２７
が挿入され、上記アブレシブノズル取付筒部２６にナッ
ト２８を螺着することによって、コレットチャック２７
の先端部がアブレシブノズル１３の外周に圧着され、上
記アブレシブノズル取付筒部２６にアブレシブノズル１
３が装着されている。

【００１４】上記回転体２４の外周にはロータ羽根２９
が設けられ、下部胴体２２には上記ロータ羽根２９にノ
ズル回転用エアを供給するエア供給導管３０及びエア排
出導管３１が設けられている。一方、上部胴体２０に
は、ウオータノズル１０から噴出され高圧流体をミキシ
ングチャンバ２５に導入する連通路３２が設けられ、さ
らにその連通路３２には上部胴体２０に設けられた研磨
剤供給路３３が開口されている。

【００１５】しかして、ウオータノズル１０から高圧流
体がミキシングチャンバ２５内に噴出されるとともに、
そのミキシングチャンバ２５内には研磨剤供給路３３か
ら連通路３２を介して研磨剤が供給され、上記高圧流体
内に研磨剤が混合され、その研磨剤が混合された高圧流
体がアブレシブノズル１３から噴出される。

【００１６】ところで、ケーシング２１の下部胴体２２
内にはエア供給導管３０からノズル回転用エアが供給さ
れており、そのノズル回転用エアによってロータ羽根２
９を介して回転体２４およびアブレシブノズル１３が高
速で回転させられる。

【００１７】しかして、ミキシングチャンバ２５内に噴
射された高圧流体は、そこに供給された研磨剤とともに
高速に回転させられ、その混合が改善されるとともに、
高圧流体と研磨剤との混合体からなるジェットが収束さ
れ、アブレシブノズルから噴出するジェットの集中度が
高められ、そのジェットによる切断力が向上される。

【００１８】ところで、上記アブレシブノズル取付筒部
２６にはドリル３４も選択的に着脱できるようにしてあ
る。すなわち、ドリル３４の取付時には、図２に示すよ
うに、アブレシブノズル取付筒部２６内に筒状のチャッ
クホルダー３５を挿入し、中心孔内にドリル３４を挿入
装着したドリル用のコレットチャック３６を下方から上
記チャックホルダー３５に挿入し、ナット３７を上記ア
ブレシブノズル取付筒部２６に螺着する。

【００１９】上記チャックホルダー３５の外周には、ア
ブレシブノズル取付筒部２６の下端とナット３７の内周
面に形成された段部３７ａとの間に挾着されるフランジ
部３５ａが形成されており、下端内周面部には下方に拡
開するテーパ部３５ｂが形成されている。一方、コレッ
トチャック３６の下端外周部には下方に向って拡径され
たテーパ部３６ａが形成されており、コレットチャック
３６をチャックホルダー３５に挿入した時、両テーパ部
３５ｂ、３６ａが互いに当接するようにしてある。ま
た、ナット３７の雌ねじ形成部と反対側の端部には、コ
レットチャック３６の下端面に当接し得る内方に向うフ
ランジ部３７ｂが形成してある。

【００２０】しかして、前述のようにして、アブレシブ
ノズル取付筒部２６にチャックホルダー３５を挿入し、
そのチャックホルダー３５に中心孔内にドリル３４を挿
入装着したドリル用のコレットチャック３６を下方から
挿入し、ナット３７をアブレシブノズル取付筒部２６に
螺着すると、ナット３７のフランジ部３７ｂによってコ
レットチャック３６がチャックホルダー３５側に圧入さ
れ、両テーパ部３５ａ、３６ａが圧接され、コレットチ
ャック３６によってドリル３４が確実に保持される。一
方、ナット３７の段部３７ａとアブレシブノズル取付筒
部２６の端部との間にチャックホルダー３５のフランジ
部３５ａが挾持され、チャックホルダー３５のアブレシ
ブノズル取付筒部２６への固着が行われる。

【００２１】そこで、ノズル１３とドリル３４とを交換
する場合には、図１におけるナット２８を取り除き、コ
レットチャック２７とともにノズル１３をアブレシブノ
ズル取付筒部２６から取り出す。その後、図２に示すよ
うに、コレットチャック３６をチャックホルダー３５に
装着し、ナット３７を仮締めする。次にドリル３４をコ
レットチャック３６に装着してナット３７を締付けるこ
とによって、ドリル３４をアブレシブノズル取付筒部２
６に固定する。

【００２２】したがって、回転体２４を回転させること
によってドリル３４を回転させ、穴明け加工を行うこと
ができる。

【００２３】一方、上記穴明け加工後にジェットによる
加工を行う場合には、上述と逆の操作によってドリル３
４をアブレシブノズル１３に取換えることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、上述のようにロータ羽根にノ
ズル回転用エアを供給して回転体２４を回転させること
によってこのミキシングチャンバおよびアブレシブノズ
ルを高速回転させるので、ミキシングチャンバ内での高
圧流体と研磨剤との混合をよりよく行なうことができる
とともに、アブレシブノズルから噴出するジェットを収
束させ集中度を高めることができて、アブレシブノズル
内での研磨剤の片寄りがなくノズルの寿命を長くでき、
そのジェットによる切断力を向上させることができる。
しかも回転体の回転駆動源としてエアを利用するので、
そのエアの供給量によって任意に回転速度を変更でき、
しかも高速回転とすることができる。また、アブレシブ
ノズルとドリルとが交換可能であるので、同一機械で穴
明けとウオータジェット加工とを行うことができ、ワー
クを穴明け用の機械からウオータジェット加工用の装置
に移動させる必要がなく、被加工品の仕上がり及び加工
精度を良くでき、ドリルとノズルの自動着脱を行うこと
によりオートメーション化も図ることができる。さら
に、研磨剤供給路を回転することがない上部胴体に設
け、ミキシングチャンバの上流側に研磨剤を供給するよ
うにした場合には、研磨剤の供給機構をきわめて簡単に
することができるとともに、研磨剤による磨耗部を少な
くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハイドロ切断装置のノズル部の縦断面
図。

【図２】本発明装置において、ドリルの装着状態を示す
縦断面図。

【図３】ハイドロ切断装置の全体概略構成を示す側面
図。

【図４】従来のハイドロ切断装置の噴射ノズルの縦断面
図。

【符号の説明】

１０ ウオータノズル １１ ノズルホルダー １３ アブレシブノズル ２０ 上部胴体 ２１ ケーシング ２２ 下部胴体 ２４ 回転体 ２５ ミキシングチャンバ ２６ アブレシブノズル取付筒部 ２７，３６ コレットチャック ２８，３７ ナット ３５ チャックホルダー ２９ ロータ羽根 ３０ エア供給導管 ３２ 連通路 ３３ 研磨剤供給路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部胴体とともに一つのケーシングを構成
   する下部胴体内に、外周部にロータ羽根が設けられ、中
   心部にミキシングチャンバが装着された回転体を上記ミ
   キシングチャンバの軸線回りに回転自在に配設するとと
   もに、上記回転体に上記ミキシングチャンバと同一軸線
   上に設けられたアブレシブノズル取付筒部に、アブレシ
   ブノズル保持用のコレットチャック及びドリル保持用の
   コレットチャックを選択的に装着するようにしたことを
   特徴とする、ハイドロ切断断装置。
2. 【請求項２】ドリル保持用のコレットチャックはチャッ
   クホルダーを介してアブレシブノズル取付筒に装着され
   ることを特徴とする、請求項１記載のハイドロ切断装
   置。
3. 【請求項３】ミキシングチャンバと同一軸線上に設けら
   れたウオータノズルから噴出された高圧水をミキシング
   チャンバに導入する連通路に開口し、その連通路に研磨
   剤を供給する研磨剤供給通路を上部胴体に設けたことを
   特徴とする、請求項１または２記載のハイドロ切断装
   置。