(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の連続気孔が３次元的に集合して形成されて加工液を発泡させるためにその加工液が気体と共に通過させられる多孔性部材を保持する発泡具と、前記多孔性部材に前記加工液を供給して通過させる加工液供給装置と、前記多孔性部材に前記気体を供給して通過させる気体供給装置とを含む加工液発泡装置であって、
前記発泡具が、前記多孔性部材を弾性変形させることにより、連続気孔の大きさを調整する気孔調整器を含むことを特徴とする加工液発泡装置。
【請求項２】
前記発泡具が、内部に空間を有するとともに供給口と吐出口とにおいて開口するハウジングと、そのハウジング内にそれの内面との間に隙間が実質的に生じないように装填された前記多孔性部材と、それらハウジングと多孔性部材との間に移動可能に配置されるとともにその移動量に応じた力を多孔性部材に付与して弾性変形させる可動部材とを含み、かつ、前記供給口に前記加工液と気体とが供給されて前記吐出口から発泡させられた加工液が外部に吐出されるものである請求項１に記載の加工液発泡装置。
【請求項３】
前記多孔性部材が、円形断面で真っ直ぐに延びる外周面を有するであり、前記ハウジングが、円形断面で真っ直ぐに延びる内周面を有するものであり、前記可動部材が、円筒断面で真っ直ぐに延びるとともに前記ハウジングの内周面と前記多孔性部材の外周面とに軸方向移動可能に嵌合され、かつ、その可動部材の内周面の直径がそれの軸方向において変化するものである請求項２に記載の加工液発泡装置。
【請求項４】
前記可動部材とハウジングとが螺合されている請求項３に記載の加工液発泡装置。
【請求項５】
前記加工液供給装置が、前記加工液を収容するタンクと、そのタンク内の加工液を前記発泡具に圧送する圧送手段と、前記発泡具に供給される前記加工液の流量を調整する加工液流量調整弁と、前記発泡具に供給される前記加工液の圧力を調整する加工液圧力調整弁をを含み、
前記気体供給装置が、前記気体としての圧縮気体を前記発泡具に供給する圧縮気体源と、前記発泡具に供給される前記圧縮気体の圧力を調整する圧縮気体圧力調整弁とその圧縮気体の流量を調整する圧縮気体流量調整弁との少なくとも一方とを含む請求項１ないし４のいずれかに記載の加工液発泡装置。
【請求項６】
前記タンクが、前記加工液を圧力下に収容可能な圧力容器であり、前記圧送手段が、前記圧縮気体源の圧縮空気を前記圧力容器に導入することにより、前記加工液を圧力容器から押し出して前記発泡具に供給する圧縮空気導入手段を含む請求項５に記載の加工液発泡装置。
【請求項７】
前記加工液流量調整弁と加工液圧力調整弁との少なくとも一方が、電気信号に応じてその状態が変化する電磁式調整弁であり、前記加工液供給装置が、さらに、(a) 前記加工液の温度を測定する測温器と、(b) その測温器により測定された温度に基づいて前記電磁式調整弁を制御する制御器とを含む請求項５または６に記載の加工液発泡装置。
【請求項８】
前記加工液供給装置が、同じ前記発泡具に対して複数設けられている請求項１ないし７のいずれかに記載の加工液発泡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工液を発泡させるための多孔性部材を備えた加工液発泡装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人の特開平５−１０４３９３号公報には加工液発泡装置が記載されている。この加工液発泡装置には、(a) 多孔性部材と、(b) その多孔性部材に水溶性加工液の高濃度の水溶液である切削液をしみ込ませる装置と、(c) その多孔性部材の一方の端面から他方の端面へ空気を通過させる装置とが設けられている。この公報にはさらに、多孔性部材の気孔の大きさや切削液の濃度を変更することによって加工液の気泡の大きさを変更し得、気体の供給量を調節することによって泡の量等を調整することができることも記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，解決手段，作用および発明の効果】
しかし、上記公報は、加工液の発泡を確実にかつ効率よく行うのに適した多孔性部材の構成を具体的には教えていない。
また、上記公報は、多孔性部材の気孔の大きさを調整する技術も具体的には教えていない。
それらの事情を背景として、本発明は、加工液の発泡を確実にかつ効率よく行うのに適するとともに、多孔性部材の気孔の大きさを調節可能な加工液発泡装置を提供することを課題としてなされたものである。
その課題を解決すべく、多数の連続気孔が３次元的に集合して形成されて加工液を発泡させるためにその加工液が気体と共に通過させられる多孔性部材を保持する発泡具と、前記多孔性部材に前記加工液を供給して通過させる加工液供給装置と、前記多孔性部材に前記気体を供給して通過させる気体供給装置とを含む加工液発泡装置を、前記発泡具が、前記多孔性部材を弾性変形させることにより、連続気孔の大きさを調整する気孔調整器を含む態様とする。（請求項１に相当）。
この装置が有する多孔性部材は、多数の連続気孔が３次元的に集合して形成された構造とされている。多数の連続気孔が一平面内で並んだ構造を一つの層と称することとすれば、この多孔性部材は、積層構造とされていると言うことができるのである。したがって、この多孔性部材によれば、多孔性部材を一つの層のみから構成する場合に比較して、加工液と気体との混合がより細かく行われ、それにより、加工液の発泡が確実にかつ効率よく行われる。
また、この装置によれば、気孔調整器により気孔の大きさを調整可能となり、よって、発泡具から吐出される発泡加工液の気泡の大きさを調整可能となる。
なお、本発明に関係して、実施可能な以下の種々の態様が考えられる。以下の各態様は、それぞれに項番号を付して請求項と同じ形式で記載する。各項に記載の特徴を組み合わせて採用することの可能性を明示するためである。
また、上記態様に、下記(9)〜(11)項のそれぞれに記載の特徴を組み合わせたものが請求項２〜４のそれぞれに相当し、(7)項に記載の特徴を組み合わせたものが請求項５に、(16)，(17)項の各々に記載の特徴を組み合わせたものが請求項６，７のそれぞれに、(12)項に記載の特徴を組み合わせたものが請求項８に、それぞれ相当する。
【０００４】
(1) 加工液を発泡させるためにその加工液が気体と共に通過させられる多孔性部材において、
その多孔性部材の構造を多数の連続気孔が３次元的に集合して形成されたものとし、その多孔性部材の硬さを多孔性部材を通過する加工液および気体により多孔性部材に加えられる力によっては実質的に変形しないものとしたことを特徴とする多孔性部材。
この多孔性部材は、多数の連続気孔が３次元的に集合して形成された構造とされている。多数の連続気孔が一平面内で並んだ構造を一つの層と称することとすれば、この多孔性部材は、積層構造とされていると言うことができるのである。したがって、この多孔性部材によれば、多孔性部材を一つの層のみから構成する場合に比較して、加工液と気体との混合がより細かく行われ、それにより、加工液の発泡が確実にかつ効率よく行われる。
また、この多孔性部材は、それを通過する加工液および気体によっては実質的に変形しない硬さとされている。例えば、加工液の圧力と気体の圧力とのうち高い方が０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上１０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下である領域では、多孔性部材が実質的に変形しない硬さとされる。したがって、この多孔性部材によれば、発泡を確実にかつ効率よく行わせるために重要な要因である後述の見掛け気孔率が、発泡中に変化せず、このことによっても、加工液の発泡が確実にかつ効率よく行われる。
また、この多孔性部材によれば、以上説明した作用効果に基づき、表面張力の小さい加工液でも、低温度（例えば、０℃に十分に近い温度）の加工液でも、発泡を確実にかつ効率よく行い得る。
ここに「加工液」は、クーラント，切削液，研削液，潤滑剤等であって、切削時や研削時に発生する粉塵の飛散を回避したり、摩擦熱によって加熱される加工工具や被加工物を冷却したり、それら加工工具と被加工物との間の潤滑性を良好にして摩擦抵抗を小さくしたりするために用いられる。
(2) 当該多孔性部材の任意の断面内において前記多数の連続気孔が占める面積の割合である見掛け気孔率が１０％以上である(1) 項に記載の多孔性部材。
この多孔性部材は、見掛け気孔率が１０％以上とされている。したがって、この多孔性部材によれば、加工液と気体との混合がより一層細かく行われ、それにより、加工液の発泡が確実にかつ効率よく行われる。
ただし、見掛け気孔率が１０％より小さい場合でも、多孔性部材内において加工液と気体との混合体が進行する長さを、見掛け気孔率が１０％以上である場合におけるより長くすれば、加工液の発泡を確実にかつ効率よく行い得る。
(3) 前記各連続気孔の断面積が０．０１ｍｍ2 以上である(1) または(2) 項に記載の多孔性部材。
(4) 前記各連続気孔の断面積が０．２５ｍｍ2 以上１ｍｍ2 以下である(1) または(2) 項に記載の多孔性部材。
この多孔性部材を用いれば、前記気体を低圧で（例えば、１ｋｇｆ／ｃｍ2 以下の圧力で）使用する場合に特に、加工液の発泡を確実にかつ効率よく行い得る。
(5) (1) ないし(4) 項のいずれかに記載の多孔性部材に加工液を気体と共に通過させることにより、加工液を発泡させることを特徴とする加工液発泡方法。
加工液を発泡させる際には、気体は０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力で、加工液は気体の圧力より僅かに高い圧力でそれぞれ多孔性部材に供給することが望ましい。
(6) (1) ないし(4) 項のいずれかに記載の多孔性部材を保持する発泡具と、
前記多孔性部材に前記加工液を供給して通過させる加工液供給装置と、
前記多孔性部材に前記気体を供給して通過させる気体供給装置と
を含むことを特徴とする加工液発泡装置。
(7) 前記加工液供給装置が、
前記加工液を収容するタンクと、
そのタンク内の加工液を前記発泡具に圧送する圧送手段と、
前記発泡具に供給される前記加工液の流量を調整する加工液流量調整弁と、
前記発泡具に供給される前記加工液の圧力を調整する加工液圧力調整弁と
を含み、前記気体供給装置が、
前記気体としての圧縮気体を前記発泡具に供給する圧縮気体源と、
前記発泡具に供給される前記圧縮気体の圧力を調整する圧縮気体圧力調整弁とその圧縮気体の流量を調整する圧縮気体流量調整弁との少なくとも一方と
を含む(6) 項に記載の加工液発泡装置。
この装置によれば、加工液流量調整弁により、加工液が発泡具に供給される流量を調整すれば、発泡具から吐出される発泡加工液の量（重さ）を調整し得る。また、加工液流量調整弁により、加工液が発泡具に供給される流量を調整するか、または、圧縮気体流量調整弁により、圧縮気体が発泡具に供給される流量を調整すれば、発泡具から吐出される発泡加工液の含液率を調整し得る。ここに「含液率」は、気泡を含む発泡加工液中の加工液の容積百分率をいう。なお、含液率を調整するために、圧縮気体流量調整弁に代えて圧縮気体圧力調整弁を使用可能である。圧縮気体の流量と圧力との間には一定の関係が存在し、それを利用可能であるからである。
(8) 前記多孔性部材が、それを通過する前記加工液および気体により多孔性部材に加えられる力より大きい力によっては弾性変形可能であるとともにその弾性変形量に応じて前記連続気孔の大きさが変化するものであり、前記発泡具が、前記多孔性部材に前記大きい力を付与して弾性変形させることにより、連続気孔の大きさを調整する気孔調整器を含む(6) ないし(7) 項に記載の加工液発泡装置。
この装置によれば、気孔調整器により気孔の大きさを調整可能となり、よって、発泡具から吐出される発泡加工液の気泡の大きさを調整可能となる。
本項に記載の特徴は前記(1) 項に記載の特徴から独立して採用可能である。
(9) 前記発泡具が、
内部に空間を有するとともに供給口と吐出口とにおいて開口するハウジングと、
そのハウジング内にそれの内面との間に隙間が実質的に生じないように装填された前記多孔性部材と、
それらハウジングと多孔性部材との間に移動可能に配置されるとともに、その移動量に応じた力を多孔性部材に付与して弾性変形させる可動部材と
を含み、かつ、前記供給口に、前記加工液と気体とが供給され、前記吐出口から、発泡させられた加工液が外部に吐出される(8) 項に記載の加工液発泡装置。
(10)前記多孔性部材が、円形断面で真っ直ぐに延びる外周面を有するであり、前記ハウジングが、円形断面で真っ直ぐに延びる内周面を有するものであり、前記可動部材が、円筒断面で真っ直ぐに延びるとともに前記ハウジングの内周面と前記多孔性部材の外周面とに軸方向移動可能に嵌合され、かつ、その可動部材の内周面の直径がそれの軸方向において変化するものである(9) 項に記載の加工液発泡装置。
(11)前記可動部材とハウジングとが螺合されている(10)項に記載の加工液発泡装置。
(12)前記加工液供給装置が、同じ前記発泡具に対して複数設けられている(6) ないし(11)項のいずれかに記載の加工液発泡装置。
この装置によれば、複数種類の加工液を一緒に発泡具に供給することや、複数種類の加工液の中から必要な少なくとも一つを適宜選択して発泡具に供給することが可能となり、種々の用途に応じた発泡加工液の生成が可能になる。
本項に記載の特徴は前記(1) 項に記載の特徴から独立して採用可能である。
(13)前記複数の加工液供給装置の複数の前記タンクに複数種類の前記加工液が収容される(12)項に記載の加工液発泡装置。
(14)前記複数種類の加工液が、水溶性の加工液と油性の加工液とを含む(13)項に記載の加工液発泡装置。
(15)前記圧送手段が、前記タンク内の加工液を汲み上げて前記発泡具に吐出するポンプを含む(7) 項に記載の加工液発泡装置。
(16)前記タンクが、前記加工液を圧力下に収容可能な圧力容器であり、前記圧送手段が、前記圧縮気体源の圧縮空気を前記圧力容器に導入することにより、前記加工液を圧力容器から押し出して前記発泡具に供給する圧縮空気導入手段を含む(7) 項に記載の加工液発泡装置。
この装置によれば、ポンプなしで加工液を発泡具に圧送可能となり、その結果、装置コストを容易に節減可能となる。
(17)前記加工液流量調整弁と加工液圧力調整弁との少なくとも一方が、電気信号に応じてその状態が変化する電磁式調整弁であり、前記加工液供給装置が、さらに、(a) 前記加工液の温度を測定する測温器と、(b) その測温器により測定された温度に基づいて前記電磁式調整弁を制御する制御器とを含む(7) 項に記載の加工液発泡装置。
本項に記載の特徴は前記(1) 項に記載の特徴から独立して採用可能である。
(18)前記制御器が、前記加工液の温度にかかわらず、その加工液の発泡状態が設定状態に維持されるように前記電磁式調整弁を制御するものである(17)項に記載の加工液発泡装置。
ここに「加工液の発泡状態」は例えば、加工液の発泡率，発泡加工液の重さ，発泡加工液内の気泡の大きさ等を意味する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【０００６】
図１には、本発明の第１実施形態であるクーラント発泡装置が示されている。このクーラント発泡装置は、加工液としてのクーラントをミスト化して気体としての圧縮空気と共に多孔性部材を通過させることにより、クーラントを発泡させる。
【０００７】
このクーラント発泡装置においては、クーラントが水溶性および発泡性を有するものとされている。発泡性は界面活性剤を添加することにより実現されている。なお、合成潤滑剤を主成分とするシンセティックタイプと称される水溶性のクーラントは、合成潤滑剤としてポリアルキレン・グリコールを用いており、これも界面活性剤と同様に、表面張力が大きく、発泡性を有している。
【０００８】
このクーラント発泡装置は、発泡具１０を備えており、この発泡具１０は、ハウジング１２と多孔性部材１４とを有している。ハウジング１２は、内部に空間が形成されるとともに供給口１６と吐出口１８とにおいて開口させられている。その内部空間は円形断面で真っ直ぐに延びており、その一端側に供給口１６、他端側に吐出口１８がそれぞれ形成されている。供給口１６には第１通路１９の一端部が接続されている。吐出口１８には、外方に向かうにつれて内径が増加するノズル２０が設けられている。
【０００９】
多孔性部材１４は、図２に示すように、円形断面で真っ直ぐに延びている。多孔性部材１４は、ハウジング１２内にそれの内周面との間に隙間が実質的に生じないように装填される。多孔性部材１４はまた、内部に多数の連続気孔が３次元的に集合して形成された構造とされている。すなわち、多孔性部材１４は、多数の連続気孔が一平面内で並んだ構造を一つの層と称することとすれば、積層構造を有するものと言うことができるのである。多孔性部材１４はさらに、それをクーラントと圧縮空気とが通過する際に、それらによって実質的に変形しない硬さを有するものとされている。それらクーラントおよび圧縮空気によって変形したのでは、多孔性部材１４の気孔の大きさが正規でなくなり、その結果、クーラントの発泡が阻害されたり、発泡具１０から吐出される発泡クーラントの気泡の大きさが正規でなくなってしまうことがあるからである。
【００１０】
すなわち、多孔性部材１４の具体的構成は以下のようになっているのである。
・外形寸法：直径１０ｍｍ×長さ８ｍｍ
・材質：ポリエチレン
・構造：多数の連続気孔が３次元的に集合して形成された構造
・硬さ：多孔性部材１４を通過するクーラントおよび圧縮空気によって実質的に変形しない硬さであり、具体的には、多孔性部材１４に作用する圧力が０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上１０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下である領域で、多孔性部材１４が実質的に変形しない硬さ
・見掛け気孔率：１０％
ここに「見掛け気孔率」は、多孔性部材１４の任意の断面内において多数の連続気孔が占める面積の割合をいう。
・各連続気孔の断面積：０．０１ｍｍ2 
ただし、低圧の圧縮空気（圧力が０より大きく１ｋｇｆ／ｃｍ2 以下である空気）を使用する場合には、各連続気孔の断面積は大きい方が望ましく、具体的には、０．２５ｍｍ2 以上１ｍｍ2 以下であることが望ましい。
・各連続気孔の容積：平均０．００１ｍｍ3 
・密度：０．６
ここに「密度」は、多孔性部材１４の重さ（ｇ）をカサ容積（ｃｍ3 ）で割った数値をいい、ここに「カサ容積」は、多孔性部材１４の連続気孔を含んだ容積をいう。
【００１１】
クーラントは、ユシロ化学工業（株）製ユシローケン・シンセティック♯８７０（商品名）を水で２０倍に希釈した液とされている。
【００１２】
また、クーラントの発泡条件は以下のように設定されている。
(1) クーラントに関して
▲１▼  ポンプ吐出量：１５ｃｃ／分
▲２▼  ポンプ吐出圧：０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 より僅かに高い圧力
▲３▼  温度：２０℃
(2) 圧縮空気に関して
圧力：０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 
【００１３】
以上のように構成された発泡具１０においては、圧縮空気とクーラントとが供給口１６から一緒に押し込まれ、図３に示すように、それら圧縮空気とクーラントとが互いに混じり合いながら格子（多孔性部材１４内において互いに隣接した連続気孔の壁部を形成する部分であり、セル膜ということもでき、また、図においては単なる黒丸で概念的に示されている）にぶつかり、そして、拡散しつつ格子に囲まれた格子内空間（連続気孔，開口気孔）を通って吐出口１８に向かって進行するが、その際クーラントは多数の格子の全体を均一にぬらし、また、圧縮空気も格子内空間に入って通り抜け、それにより、クーラントが発泡させられる。
【００１４】
このクーラント発泡装置は、さらに、図１に示すように、加工液供給装置としてのクーラント供給装置２２と気体供給装置としての圧縮空気供給装置２３とを備えている。
【００１５】
クーラント供給装置２２は、クーラントを大気圧下に収容するタンク６６を有している。このタンク６６は第２通路６８により第１通路１９の他端部と接続されている。第２通路６８の途中には、タンク６６からクーラントを汲み上げて発泡具１０の供給口１６に吐出する圧送手段としてのポンプ７０と、加工液流量調整弁としての流量調整弁７２とが設けられている。この流量調整弁７２は手動式である。第２通路６８のうちポンプ７０の吐出側の部分には、加工液圧力調整弁としてのリリーフ弁７４が接続されている。リリーフ弁７４は、ポンプ７０の吐出圧が設定圧に到達するとクーラントをタンク６６に逃がすことにより、吐出圧が一定となるように調整する。クーラントの圧力はリリーフ弁７４、流量は流量調整弁７２により設定値に調整されるようになっているのである。なお、ポンプ７０がリリーフ弁を内蔵する形式である場合には、リリーフ弁７４をポンプ７０の外部に設けることは不要である。
【００１６】
これに対して、圧縮空気供給装置２３は、圧縮気体源としての空気圧源７６を備えている。この空気圧源７６は第３通路７８により第１通路１９の他端部と接続されている。第３通路７８は第２通路６８と共に第１通路１９の他端部に接続されているのである。第３通路７８の途中には圧縮気体圧力調整弁としての空気圧力調整弁８０が設けられている。この空気圧力調整弁８０も手動式である。圧縮空気の圧力は空気圧力調整弁８０により設定値に調整される。
【００１７】
以上のように構成されたクーラント発泡装置においては、クーラントと圧縮空気とが第１通路１９内で混合され、その後、その混合体が多孔性部材１４を通過させられ、それにより、クーラントが発泡させられ、泡状クーラントが発泡具１０の吐出口１８から吐出される。
【００１８】
この泡状クーラントにおける気泡の大きさは、多孔性部材１４内の格子に囲まれた空間（連続気孔，開口気孔）の大きさによって主体的に決まる。また、泡状クーラントの吐出量は、クーラントが発泡具１０に圧送される圧送量によって決まる。また、泡状クーラントの含液率（泡状クーラントの体積に対してクーラントの占める比率）は、クーラントの圧送量と圧縮空気の量（その量は流量に応じて規定したり、圧力によって規定することができる）とによって決まる。したがって、それらクーラントの圧送量と圧縮空気の量との少なくとも一方を変化させれば含液率を調整可能であるが、本実施形態においては、クーラントの圧送量を一定とする一方、圧縮空気の量、本実施形態においては、流量を変化させることにより、含液率が調整される。
【００１９】
次に、本発明の第２実施形態であるクーラント発泡装置を説明する。ただし、本実施形態は先の第１実施形態と発泡具に関する構成のみが異なり、他の構成については共通であるため、発泡具に関してのみ詳細に説明する。
【００２０】
図４には、このクーラント発泡装置における発泡具１６０が示されている。この発泡具１６０は、基本的な構成は第１実施形態における発泡具１０と共通するが、発泡具１６０は、弾性変形して気孔の大きさが変化する多孔性部材１６４に力を付与して弾性変形させることにより、気孔の大きさを調整する気孔調整器を含んでいる。
【００２１】
多孔性部材１６４は、それを通過するクーラントと圧縮空気とによっては実質的に変形しないが、それらクーラントおよび圧縮空気により付与される力より大きい力が付与されると弾性変形し、その変形量に応じて気孔の大きさが変化する硬さとされている。
【００２２】
気孔調整器は、ハウジング１６２と多孔性部材１６４とに挟まれた中空円筒状の圧縮器１６６である。この圧縮器１６６はそれの外周面で、ハウジング１６２の内周面と螺合させられている。ハウジング１６２は供給口１６８と吐出口１７０とを有しており、圧縮器１６６はハウジング１６２のうちその吐出口１７０に近い部分に配置されている。それにより、圧縮器１６６はそれの内周面で、多孔性部材１６４の両端部のうち吐出口１７０に近い端部である先端部の近傍の外周面に半径方向外側から接触させられている。圧縮器１６６のその内周面には、多孔性部材１６４から遠ざかるにつれて直径が減少するテーパ面１７２が形成されており、結局、圧縮器１６６はそのテーパ面１７２で多孔性部材１６４の先端部外周面に半径方向外側から接触させられている。
【００２３】
したがって、圧縮器１６６がハウジング１６２にさらに深く螺合する向きに回転させられ、それにより、圧縮器１６６が多孔性部材１６４に接近すれば、多孔性部材１６４の先端部が圧縮器１６６により直径が減少する向きに弾性的に圧縮させられる。多孔性部材１６４が圧縮させられれば、それに応じて気孔の大きさが減少するため、それに応じて、発泡具１６０から吐出される泡状クーラントの気泡の大きさも減少させられることになる。
【００２４】
その状態から圧縮器１６６が逆向きに回転させられ、それにより、圧縮器１６６が多孔性部材１６４から離間すれば、多孔性部材１６４の先端部が自身の弾性により直径が増加する向きに膨張させられる。多孔性部材１６４が膨張させられれば、それに応じて気孔の大きさが増加するため、それに応じて、発泡具１６０から吐出される泡状クーラントの気泡の大きさも増加させられることになる。
【００２５】
圧縮器１６６の両端部のうち吐出口１７０から遠い側の端部にはノズル１７４が形成されている。このノズル１７４の内周側には、外方に向かうにつれて内径が増加するテーパ面１７６が形成されている。
【００２６】
次に、本発明の第３実施形態であるクーラント発泡装置を説明する。ただし、本実施形態は第１実施形態とクーラントを圧送する構成のみが異なり、他の構成については共通であるため、共通の構成に係る要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、クーラントを圧送する構成に係る要素についてのみ詳細に説明する。
【００２７】
図５には、クーラント発泡装置のうち、クーラントを圧送する構成を説明するのに必要な部分のみが示されている。このクーラント発泡装置においては、第１実施形態におけるとは異なり、ポンプが省略されている。その代わりに、タンク６６が圧力容器としての加圧型タンク２００とされるとともに、空気圧源７６の圧縮空気が発泡具１０のみならず加圧型タンク２００にも供給されるようになっている。空気圧源７６と加圧型タンク２００とが第４通路２０２により互いに接続されているのである。ただし、第４通路２０２の一端部は加圧型タンク２００に、その加圧型タンク２００内においてクーラントで満たされていない上方空間において接続されており、結局、空気圧源７６は加圧型タンク２００内の空気を加圧するようになっている。加圧型タンク２００内のクーラントは、それの表面圧が高圧にされることにより、第２通路６８内を発泡具１０に向かって圧送される。第４通路２０２の途中にはタンク内圧調整弁２０４が設けられており、それにより、加圧型タンク２００内の空気の圧力が調整される。
【００２８】
次に、本発明の第４実施形態であるクーラント発泡装置を説明する。
図６には、そのクーラント発泡装置が示されている。このクーラント発泡装置は、第１実施形態における発泡具１０と同様の発泡具２２０を備えている。発泡具２２０には供給口２２２と吐出口２２４とが設けられており、供給口２２２には第１通路２２６の一端部が接続されている。
【００２９】
このクーラント発泡装置はさらに、クーラント供給装置２３０と圧縮空気供給装置２３２とを備えている。
【００３０】
クーラント供給装置２３０は、クーラントを収容するタンクを２つ備えている。その一方は開放型の第１タンク２３４であり、他方は密閉型の第２タンク２３６である。
【００３１】
第１タンク２３４は第２タンク２３６より上方に配置されており、また、第１タンク２３４の底部と第２タンク２３６の上部とが補助通路２４０により互いに接続されている。この補助通路２４０の途中には遮断弁２４２が設けられている。この遮断弁２４２は、第２タンク２３６におけるクーラントの貯液量、すなわち、クーラントの表面位置に応じて上下に変位するフロート２４４に連動する。クーラントの貯液量が不足すれば、フロート２４４が重力により下降して補助通路２４０を開かせ、それにより、クーラントが重力により第１タンク２３４から第２タンク２３６に流入することを許容する状態となる。これに対して、クーラントの貯液量が増加すれば、フロート２４４が重量に逆らって上昇して補助通路２４０を閉じさせ、それにより、クーラントが重力により第１タンク２３４から第２タンク２３６に流入することを阻止する状態となる。
【００３２】
第２タンク２３６の底部に第２通路２４５の一端部が接続され、それの他端部が前記第１通路２２２の他端部に接続されている。第２通路２４５の途中には流量調整弁２４６が設けられている。
【００３３】
なお、第２通路２４５の途中には遮断弁が設けられてはいない。これは、発泡具２２０の高さが第２タンク２３６内のクーラントの表面位置の高さより低くならないように設計されているからである。ただし、それにもかかわらず遮断弁を設けてもよく、また、遮断弁を設ければ、発泡具２２０の高さをそのように設計することが不要となる。また、遮断弁を設ける代わりに、流量調整弁２４６にその機能を果たさせることも可能である。
【００３４】
クーラント供給装置２３０はさらに、補助通路２４７を備えている。この補助通路２４７は、一端部において第２タンク２３６の上部に接続される一方、他端部において大気に開放されている。この補助通路２４７の途中には遮断弁２４８が設けられている。この遮断弁２４８は、第２タンク２３６の上部（空気層）に圧縮空気が供給されれば、フロート２５０が重力に逆らって上昇して閉じて補助通路２４７を閉じさせ、それにより、第２タンク２３６を昇圧可能とする。一方、圧縮空気が供給されなければ、フロート２５０が重力により下降して補助通路２４７を開かせ、それにより、第２タンク２３６を大気に連通させる。遮断弁２４８は、遮断弁２４２とは異なり、弁体がフロート２５０と一体的に設けられている。また、フロート２５０の下降限度を規制する限度規制部材２５２が設けられている。
【００３５】
クーラント供給装置２３０はさらに、補助通路２５８を備えている。この補助通路２５８は、一端部において第２タンク２３６の上部に接続されている。補助通路２５８の途中にはタンク内圧調整弁２６０が設けられている。このタンク内圧調整弁２６０は、第２タンク２３６の空気層の圧力を調整する。
【００３６】
圧縮空気供給装置２３２は、第１実施形態における空気圧源７６と同じ空気圧源２６２を備えており、さらに、第３通路２６４を備えている。この第３通路２６４は、一端部において空気圧源２６２、他端部において第１通路２２２の他端部および第２通路２４５の他端部にそれぞれ接続されている。第３通路２６４の途中には、遮断弁２６６と空気圧力調整弁２６８とが設けられている。遮断弁２６６は作業者の操作に応じて電気的に作動させられる。この遮断弁２６６は、クーラントの発泡を開始させるに先立ち、閉状態にあり、第３通路２６４を閉じさせることにより、圧縮空気が空気圧源２６２から発泡具２２０および第２タンク２３６に供給されることを阻止する。この遮断弁２６６は、作業者により開状態に操作されれば、第３通路２６４を開かせることにより、圧縮空気が空気圧源２６２から発泡具２２０および第２タンク２３６に供給されることを許容する。
【００３７】
なお、第３通路２６４の途中に前記補助通路２５８の他端部が接続されている。補助通路２５８は第３通路２６４のうち遮断弁２６６と空気圧力調整弁２６８との間の部分に接続されている。
【００３８】
以上のように構成されたクーラント発泡装置においては、遮断弁２６６の閉状態では、第２タンク２３６内においてクーラントが満ちているとともに、第２タンク２３６内に圧縮空気が供給されていない状態にある。そのため、遮断弁２４２は、フロート２４４の上昇によって閉状態にあり、また、遮断弁２４８は、フロート２５０の下降によって開状態にあり、第２タンク２３６の空気層を大気に連通させる。
【００３９】
この状態で、作業者により遮断弁２６６が開状態に操作されると、空気圧源２６２の圧縮空気が遮断弁２６６およびタンク内圧調整弁２６０をそれらの順に経て第２タンク２３６に供給される。それにより、第２タンク２３６内の空気が昇圧し、その昇圧によってフロート２５０が上昇して遮断弁２４８が閉状態に切り換わり、その結果、第２タンク２３６の空気層が大気から遮断される。
【００４０】
第２タンク２３６内の空気が昇圧すれば、それに応じてクーラントが加圧され、その結果、クーラントが流量調整弁２４６を経て発泡具２２０に圧送される。
【００４１】
一方、空気圧源２６２の圧縮空気は、遮断弁２６６および空気圧力調整弁２６８をそれらの順に経て発泡具２２０にも供給される。発泡具２２０に空気とクーラントとが一緒に押し込まれることとなるのであり、それにより、発泡具２２０において泡状クーラントが生成される。
【００４２】
泡状クーラントの生成によって第２タンク２３６内のクーラントの量が減れば、クーラントの表面位置が下降してフロート２４４が下降し、遮断弁２４２が開状態に切り換わる。遮断弁２４２が開状態に切り換われば、第１タンク２３４からクーラントが第２タンク２３６に補給される。
【００４３】
必要な発泡が終了したため、作業者により遮断弁２６６が閉状態に操作されれば、圧縮空気の第２タンク２３６内への供給が停止し、その第２タンク２３６内の空気が降圧する。その結果、フロート２５０が下降して遮断弁２４８が開状態となり、第２タンク２３６の空気層が大気に連通させられる。それにより、第２タンク２３６内の空気の圧力は大気圧となる。
【００４４】
次に、本発明の第５実施形態であるクーラント発泡装置を説明する。ただし、本実施形態は第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００４５】
以上説明した実施形態においてはいずれも、クーラントを１種類しか用いることができない。しかし、例えば、低温度活性に優れた油性のクーラントの働きすなわち潤滑効果が必要となる場合があり、この場合、油性クーラントのみでは、安定した発泡は困難であるし、また、火災の危険もある。そのため、油性クーラントは水溶性クーラントと一緒に使用することが望ましい。そこで、本実施形態においては、それら２種類のクーラントが混合されたものが圧縮空気と共に多孔性部材を通過させられることにより、混合クーラントが発泡させられる。
【００４６】
図７には、本実施形態であるクーラント発泡装置が示されている。このクーラント発泡装置においては、クーラント供給装置が２種類設けられている。第１クーラント供給装置３００は、水溶性のクーラントを発泡具１０に供給し、第２クーラント供給装置３０２は、油性のクーラントを発泡具１０に供給する。各クーラント供給装置３００，３０２は、第１実施形態におけるクーラント供給装置２２と同様に、タンク６６，第２通路６８，ポンプ７０，流量調整弁７２およびリリーフ弁７４を備えている。それら第１および第２クーラント供給装置３００，３０２は、２本の第２通路６８，６８により第１通路１９に接続されている。
【００４７】
このクーラント発泡装置においては、油性クーラントと水溶性クーラントとが混合させられた後に発泡具１０に供給されるため、油性クーラントが水溶性クーラントに、その水溶性クーラントに含まれている界面活性剤により取り込まれた状態で発泡具１０に供給され、その発泡具１０によりそれらの混合クーラントが発泡させられることになる。
【００４８】
これに対して、それら２種類のクーラントを発泡具１０内への供給前には混合させずに、発泡具１０内ではじめて混合させることも可能である。この場合には、油性クーラントが水溶性クーラントに、発泡具１０により発泡させられた水溶性クーラントの気泡内に油性クーラントが分散して閉じ込められることにより、取り込まれることになる。
【００４９】
なお、油性クーラントと水溶性クーラントとの混合液体は、油性クーラントの水溶性クーラントに対する使用量比率を増加させると、発泡性が低下するので、そのような油性クーラントと水溶性クーラントとの混合は、上記の原理に着目することにより、発泡具１０内においてはじめて行うことが望ましい。
【００５０】
また、混合させるべきクーラントの種類は２つに限らず、３つ以上とすることが可能である。
【００５１】
次に、本発明の第６実施形態であるクーラント発泡装置を説明する。ただし、本実施形態は第１実施形態と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００５２】
図８に示すように、そのクーラント発泡装置は、第１実施形態であるクーラント発泡装置に制御器３２０，操作器３２２および測温器３２４が追加されたものである。操作器３２２は、作業者により操作される操作部材を有してそれの操作状態に応じた信号を出力するものである。測温器３２４は、クーラントの温度を測定する測温体を有してその測定された温度に応じた信号を出力するものである。本実施形態においては、空気圧力調整弁８０が圧縮空気の流量を電磁的に変化させる電磁式とされている。そして、制御器３２０は、それの出力側においてその空気圧力調整弁８０のソレノイドに接続される一方、入力側において操作器３２２と測温器３２４とに接続されている。制御器３２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されており、空気圧力調整弁８０を制御するためのプログラムがコンピュータ読み取り可能な記録媒体としてのＲＯＭに記憶されている。
【００５３】
図９には、そのプログラムがフローチャートで表されている。このプログラムにおいてはまず、ステップＳ１において、操作器３２２からの信号が取り込まれる。その信号には、発泡具１０から吐出される泡状クーラントの含液率の目標値γ* に関するものが含まれている。次に、ステップＳ２において、測温器３２４から信号が取り込まれるとともに、その信号に基づいて温度ｔが測定される。その後、ステップＳ３において、測定された温度ｔと目標含液率γ* とに基づき、空気圧力調整弁８０による実現すべき目標圧力Ｐが決定される。温度ｔと目標含液率γ* と目標圧力Ｐとの間の関係がＲＯＭに記憶されており、その関係に従って目標圧力Ｐが決定されるのである。続いて、ステップＳ４において、決定された目標圧力Ｐを実現するための駆動信号が空気圧力調整弁８０に出力される。以上で本プログラムの一回の実行が終了する。
【００５４】
なお付言すれば、以上説明したクーラント発泡装置はいずれも、第１通路を可撓性を有する部材により構成するとともにその長さを必要に応じて長くするなどして、クーラントを使用する部位に発泡具を近接配置して使用することができるが、その他にも、例えば、発泡具を加工工具，加工治具，工具取付具または被加工物の中に組み込んで使用することもできる。
【００５５】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明したが、これらの他にも、特許請求の範囲を逸脱することなく当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した形態で本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるクーラント発泡装置を示す正面図である。
【図２】図１における多孔性部材を拡大して示す斜視図である。
【図３】図１における発泡具においてクーラントが発泡させられる様子を説明するための側面断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態であるクーラント発泡装置の発泡具を示す側面断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態であるクーラント発泡装置の要部を示す正面図である。
【図６】本発明の第４実施形態であるクーラント発泡装置を示す正面図である。
【図７】本発明の第５実施形態であるクーラント発泡装置を示す正面図である。
【図８】本発明の第６実施形態であるクーラント発泡装置を示す正面図である。
【図９】図８における制御器のコンピュータのＲＯＭに記憶されているプログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０，１６０，２２０  発泡具
１４，１６４  多孔性部材
２２，２３０  クーラント供給装置
２３，２３２  圧縮空気供給装置
１６６  圧縮器
３００  第１クーラント供給装置
３０２  第２クーラント供給装置
【図１】
0003648373.tif 000002
【図２】
0003648373.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003648373.tif 000007
【図７】
0003648373.tif 000008
【図８】
0003648373.tif 000009
【図９】
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