(57)【要約】【課題】流体に所定の流動特性を与えて、流体の潤滑性、侵透性、及び冷却効果を向上させることができる流体供給管を提供することにある。【解決手段】流体供給管は、第１の内部構造体と、第２の内部構造体と、第１の内部構造体と第２の内部構造体とを収納するための管本体と、を含む。管本体は、流入口と流出口とを含む。第１の内部構造体は、複数の第１の回転方向に旋回する螺旋状に形成された翼を含む頭部と、頭部より下流側に位置し、外周面に複数の突出部を有するボディー部と、を含む。中空軸形態の第２の内部構造体は、複数の第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に旋回する螺旋状に形成された翼を含む頭部と、頭部より下流側に位置し、外周面に複数の突出部を有するボディー部と、を含む。第１の内部構造体の少なくとも一部は、第２の内部構造体の中空部に収納される。【選択図】図２
2019130442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体供給管であって、
第１の内部構造体と、
第２の内部構造体と、
第１の内部構造体と第２の内部構造体とを収納するための管本体と、
を含み、
管本体は、流入口と流出口とを含み、
第１の内部構造体は、
複数の第１の回転方向に旋回する螺旋状に形成された翼を含む頭部と、
頭部より下流側に位置し、外周面に複数の突出部を有するボディー部と、を含み、
中空軸形態の第２の内部構造体は、
複数の第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に旋回する螺旋状に形成された翼を含む頭部と、
頭部より下流側に位置し、外周面に複数の突出部を有するボディー部と、を含み、
第１の内部構造体の少なくとも一部は、第２の内部構造体の中空部に収納されることを特徴とする、
流体供給管。
【請求項２】
第１の内部構造体は、頭部より上流側に、流体を管の中心から半径の方向に拡散させる流体拡散部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の流体供給管。
【請求項３】
第１の内部構造体の流体拡散部は、円錐形に形成されている第１の内部構造体の一端部であることを特徴とする請求項２に記載の流体供給管。
【請求項４】
第１の内部構造体の流体拡散部は、ドーム形に形成されている第１の内部構造体の一端部であることを特徴とする請求項２に記載の流体供給管。
【請求項５】
第１の内部構造体の頭部は、断面が円形である軸部分と、複数の第１の回転方向に旋回する螺旋状に形成されている翼とを含むことを特徴とする請求項１に記載の流体供給管。
【請求項６】
第１の内部構造体の頭部は、三つの翼を含み、
翼の各々は、その先端が軸部分の円周方向に互いに１２０°ずつずらしていることを特徴とする請求項５に記載の流体供給管。
【請求項７】
第１の内部構造体のボディー部は、
その外周面に多数の菱形の突出部が、第１の回転方向に旋回して成る位置に形成された軸であることを特徴とする請求項１に記載の流体供給管。
【請求項８】
多数の菱形の突出部は網状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の流体供給管。
【請求項９】
第１の内部構造体は、ボディー部より下流側に、流体を管の中心に向かって誘導する誘導部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の流体供給管。
【請求項１０】
第１の内部構造体の誘導部は、ドーム形に形成されている第１の内部構造体の一端部であることを特徴とする請求項９に記載の流体供給管。
【請求項１１】
第１の内部構造体の誘導部は、円錐形に形成されている第１の内部構造体の一端部であることを特徴とする請求項９に記載の流体供給管。
【請求項１２】
第１の内部構造体の誘導部は、第２の内部構造体外に突出することを特徴とする請求項９に記載の流体供給管。
【請求項１３】
第２の内部構造体の中空部は、上流側端部に円形の入口を、下流側端部に円形の出口を含み、
中空部の出口の半径は、第１の内部構造体のボディー部の中心から突出部の端までの最大距離より小さいことを特徴とする請求項１に記載の流体供給管。
【請求項１４】
第２の内部構造体の頭部は、断面が円形である軸部分と、複数の第２の回転方向に旋回する螺旋状に形成されている翼とを含むことを特徴とする請求項１に記載の流体供給管。
【請求項１５】
第２の内部構造体のボディー部は、
その外周面に多数の菱形の突出部が、第２の回転方向に旋回して成る位置に形成された軸であることを特徴とする請求項１に記載の流体供給管。
【請求項１６】
第２の内部構造体は、ボディー部より下流側に、流体を管の中心に向かって誘導する誘導部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の流体供給管。
【請求項１７】
第２の内部構造体の誘導部は、截頭ドーム形に形成されている第２の内部構造体の一端部であることを特徴とする請求項１６に記載の流体供給管。
【請求項１８】
第２の内部構造体の誘導部は、截頭円錐形に形成されている第２の内部構造体の一端部であることを特徴とする請求項１６に記載の流体供給管。
【請求項１９】
第１の内部構造体と、第２の内部構造体とを固定するボルトを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の流体供給管。
【請求項２０】
管本体は、流入側部材と流出側部材とからなり、
流入側部材と流出側部材とは、ねじ結合することを特徴とする請求項１に記載の流体供給管。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれかの流体供給管に、冷却液を流入し、所定の流動特性を与えてから工具や被加工物に吐出させて、冷却するようにした工作機械。
【請求項２２】
請求項１から２０のいずれかの流体供給管に、水や湯を流入し、所定の流動特性を与えてから吐出させるようにして洗浄効果を高めるようにしたシャワーノズル。
【請求項２３】
請求項１から２０のいずれかの流体供給管に、複数の異なる特性の流体を流入し、所定の流動特性を与えて、この複数の流体を混合したのち吐出させるようにした流体混合装置。
【請求項２４】
請求項１から２０のいずれかの流体供給管に、水を流入し、溶存酸素を増加させてから吐出させる水耕栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を供給する装置の流体供給管に関し、より具体的には、その内部を流れる流体に所定の流動特性を与える流体供給管に関する。例えば、本発明の流体供給管は、研削盤、ドリル、切削装置、等の様々な工作機械の切削液供給装置に適用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、研削盤やドリル等の工作機械によって、例えば、金属から成る被加工物を所望の形状に加工する際に、被加工物と刃物との接触する部分に加工液（例えば、クーラント）を供給することによって加工中に発生する熱を冷ましたり、被加工物の切りくず（チップとも称する）を加工箇所から除去したりする。被加工物と刃物との接触する部分で高い圧力と摩擦抵抗によって発生する切削熱は、刃先を摩耗させたり強度を落としたりして、刃物などの工具の寿命を減少させる。また、被加工物の切りくずが十分に除去されなければ、加工中に刃先にへばりついて加工精度を落とすこともある。
【０００３】
切削液とも呼ばれる加工液は、工具と被加工物との間の摩擦抵抗を減少させ、切削熱を除去する同時に、被加工物の表面からの切りくずを除去する洗浄作用を行う。このために、加工液は摩擦係数が小さくて、沸騰点が高くて、刃物と被加工物との接触部によく浸透する特性を持つことが好ましい。
例えば、特開平１１−２５４２８１号には、作用要素（刃物）と被加工物との接触部に加工液を強制的に侵入させるためにガス（例えば、エア）を噴出するガス噴出手段を加工装置に設ける技術が開示されている。
【０００４】
更には、特開２０１７−２２５９０８号には、図１７に示す液体吐出管構造体が開示されており、貯留層内で温度管理された液体（クーラント）をポンプで循環させるようにした循環冷却装置に設けられて、ポンプから送り出された液体に微細なバブル（マイクロバブル又はファインバブル）を発生して刃物や被加工物に吐出させる改良技術となっている。具体的には、液体吐出管構造体Ｔの中に、螺旋羽根ＨＲ、フリップフロップ現象発生軸体ＦＲから成る時計回りの高速旋回流を発生するひと組の部材と、螺旋羽根ＨＬ、フリップフロップ現象発生軸体ＦＬから成る反時計回りの高速旋回流を発生する他の一組の部材との２組の部材を並列に設置して、流入側ＩＮよりの流体に対して夫々逆の回転方向の旋回流を生じさせ、吐出管構造体Ｔの流出側ＯＵＴで衝突させて、旋回流を相殺するようにしている。その結果、回転を伴わない工作機械（例えば、研磨機や放電加工機）に対して、無旋回状態の液体を吐出することで、冷却効果や潤滑効果、洗浄効果をあげるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２５４２８１号
【特許文献２】特開２０１７−２２５９０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されたもののような通常の技術によると、工作機械に加工液を吐き出す手段に加えて、ガスを高速且つ高圧で噴出する手段を追加に設けなければならないので、費用が増加すると共に装置が大型化される問題がある。また、研削盤においては高速で回転する研削用砥石の外周面に沿って連れ回りする空気によって砥石と被加工物との接触部に加工液が十分に達することができない問題がある。従って、研削砥石の回転方向と同じ方向に向かって空気を噴射することだけでは、加工液を十分に浸透させにくいので、加工熱を所望の水準に冷却させにくいという問題が相変らず存在する。
特許文献２に開示されたものによれば、流体吐出管構造体Ｔは、２組の螺旋羽根、フリップフロップ現象発生軸体を必要とし、装置が大掛かりとなる。また、ポンプで液体（クーラント）を循環させている関係で、そもそも乱流があり、流体吐出管構造体Ｔの２組の螺旋羽根、フリップフロップ現象発生軸体から成る部材に対して、常に同じ流量の液体が送られるのかという問題がある。２組の部材から出力する流量が異なると、吐出管構造体Ｔの流出側で衝突させて時計回りと反時計回りの旋回流を相殺することは不完全なものとなる。  
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて開発されたものである。本発明の目的は、その内部を流れる流体に所定の流動特性を与えて、流体の潤滑性、侵透性及び冷却効果を向上させることができる流体供給管を提供することにある。また、時計回りと反時計回りの旋回流を相殺するのに、よりコンパクトで、効果的な流体供給管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するために、次のような構成にしてある。即ち、流体供給管は、第１の内部構造体と、第２の内部構造体と、第１の内部構造体と第２の内部構造体とを収納するための管本体と、を含む。管本体は、流入口と流出口とを含む。第１の内部構造体は、複数の第１の回転方向に旋回する螺旋状に形成された翼を含む頭部と、頭部より下流側に位置し、外周面に複数の突出部を有するボディー部と、を含む。中空軸形態の第２の内部構造体は、複数の第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に旋回する螺旋状に形成された翼を含む頭部と、頭部より下流側に位置し、外周面に複数の突出部を有するボディー部と、を含む。第１の内部構造体の少なくとも一部は、第２の内部構造体の中空部に収納される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の流体供給管を工作機械等の流体供給部に設ければ、流体供給管の内で発生した多数のマイクロバブルが工具と被加工物とにぶつかって消滅する過程において発生する振動及び衝撃によって、従来に比べて洗浄効果が向上する。これは切削刃などの工具の寿命を延長させ、工具の取換えのために消耗する費用を節減することができる。また、本発明の流体供給管によって与えられる流動特性は、流体の侵透性を向上させて冷却効果を増大させ、潤滑性を向上させると共に、加工精度を向上させることができる。
また、本発明のいくつかの実施形態において、流体供給管は複数の内部構造体を含み、上記複数の内部構造体のそれぞれが、管本体及び他の内部構造体と容易に組み立てられる形態及び構造を有する。従って、単純な工程によって複数の内部構造体と管本体とを組み立てることができる。
【００１０】
また、本発明によれば、一つの流路からの流体を第１、第２の内部構造体に供給して、第１、第２の内部構造体から、時計回りと反時計回り（或いはその逆）の旋回流として出力して、流体供給管の流出側で混合することとなるので、コンパクトな装置でありながら、時計回りと反時計回りの旋回流を相殺するのに好適である。
【００１１】
本発明の流体供給管は、研削盤、切削機、ドリル、等の様々な工作機械にあっての加工液供給部に適用されることができる。また、回転を伴わない工作機械（例えば、研磨機や放電加工機）にも適用できる。それだけでなく、二つ以上の種類の流体（液体と液体、液体と気体、又は、気体と気体）を混合する装置にも効果的に用いることができる。本発明は、それ以外にも、流体を供給する様々なアプリケーションに適用可能である。例えば、家庭用のシャワーノズルや水耕栽培装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
以下の詳細な記述が以下の図面と合わせて考慮されると、本願のより深い理解が得られる。これらの図面は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【図１】本発明が適用された流体供給部を備える研削装置を示す。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る流体供給管の側面分解図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る流体供給管の第１の内部構造体を第２の内部構造体に挿入する過程の３次元斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る第２の内部構造体の中空部に、第１の内部構造体を挿入固定した状態の３次元斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る第２の内部構造体の中空部に、第１の内部構造体を挿入固定した状態を示す３次元透視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る流体供給管の側面透視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る流体供給管の第１の内部構造体の菱形突出部を形成する（反時計回りに位置する）方法を説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る流体供給管の第２の内部構造体の菱形突出部を形成する（時計回りに位置する）方法を説明する図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る流体供給管の側面分解図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る第２の内部構造体の中空部に、第１の内部構造体を挿入固定した状態の３次元斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る第２の内部構造体の中空部に、第１の内部構造体を挿入固定した状態を示す３次元透視図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る流体供給管の側面透視図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る流体供給管の側面分解図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る流体供給管の側面透視図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係る流体供給管の側面分解図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る流体供給管の側面透視図である。
【図１７】本発明の従来技術を説明するための液体吐出管構造体の縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書においては、主に本発明を研削装置などの工作機械に適用した実施形態について説明するが、本発明の適用分野はこれに限定されない。本発明は、流体を供給する多様なアプリケーションに適用可能であり、例えば、家庭用のシャワーノズルや流体混合装置、更には、水耕栽培装置にも適用可能である。
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明が適用された流体供給部を備える研削装置の一実施形態を示す。図示されたように、研削装置１は研削刃（砥石）２、被加工物Ｗを平面の上で移動させるテーブル３、被加工物Ｗ又は研削刃２を上下に移動させるコラム（図示を省略）、等を備える研削部４と、流体（即ち、冷却剤）を研削刃２や被加工物Ｗに供給する流体供給部５とを備える。流体は、例えば、水である。研削刃２は、図示が省略された駆動源により、図１の平面において時計回りに回転駆動され、研削箇所Ｇでの研削刃２の外周面と被加工物Ｗとの摩擦によって被加工物Ｗの表面が研削される。また、図示は省略するが、流体供給部５は流体を貯留するタンクと、上記流体をタンクから流出させるポンプとを備える。
【００１６】
流体供給部５は、研削刃２と被加工物Ｗとに向けて流体を吐き出す吐出口を有するノズル６と、流体に所定の流動特性を与える内部構造体を備える流体供給管Ｐと、タンクに貯留された流体がポンプにより流入する配管９とを含む。ジョイント部７は、流体供給管Ｐの流出口側とノズル６とを連結する。ジョイント部８は、流体供給管Ｐの流入口側と配管９とを連結する。配管９から流体供給管Ｐに流入する流体は、流体供給管Ｐを通過しながらその内部構造体によって所定の流動特性を持つようになり、流体供給管Ｐの流出口を経てノズル６を通じて研削箇所Ｇに向かって吐き出される。本発明のいくつかの実施形態によれば、流体供給管Ｐを通過した流体はマイクロバブルを含む。以下、流体供給管Ｐの複数の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図２は本発明の第１の実施形態に係る流体供給管１００の側面分解図であり、図３は、流体供給管１００の第１の内部構造体１２０を第２の内部構造体１３０に挿入して組立てる途中の３次元斜視図である。図４は、第２の内部構造体１３０の中空部に、第１の内部構造体１２０を入れ終え固定した状態の３次元斜視図である。図５は図４の状態での３次元透視図である。図６は流体供給管１００の側面透視図である。図２及び図６において、流体は流入口１０８から流出口１０９側へ流れる。図２乃至図６に示されたように、流体供給管１００は、第１の内部構造体１２０、第２の内部構造体１３０と、管本体１４０とを備える。
【００１８】
管本体１４０は、流入側部材１４１と、流出側部材１４４から構成される。流入側部材１４１と流出側部材１４４とは、円筒形の中が空いている管の形態を有する。流入側部材１４１は、一端部に所定の直径の流入口１０８を有し、他の端部側には流出側部材１４４との接続のために内周面をねじ加工することによって形成された雌ねじ１４２を含む。流入口１０８側には連結部１１１が形成され、図１のジョイント部８と結合される。例えば、連結部１１１の内周面に形成された雌ねじとジョイント部８の端部の外周面に形成された雄ねじとのねじ結合により、流入側部材１４１とジョイント部８とが連結される。本実施形態においては、図２に示されたように、流入側部材１４１は両端部の内径、即ち、流入口１０８の内径と雌ねじ１４２との内径とが違い、流入口１０８の内径が雌ねじ１４２の内径より小さい。流入口１０８と雌ねじ１４２との間にはテーパー部１４３が形成されている。本発明はこの構成に限定されず、流入側部材１４１は両端部の内径が同一であってもよい。
【００１９】
流出側部材１４４は、一端部に所定の直径の流出口１０９を有し、他の端部側には流入側部材１４１との接続のために外周面をねじ加工することによって形成された雄ねじ１４５を備える。流出側部材１４４の雄ねじ１４５の外周面の直径は流入側部材１４１の雌ねじ１４２の内径と同一である。流出口１０９側には連結部１１２が形成されており、連結部１１２は、図１のジョイント部７と結合される。例えば、連結部１１２の内周面に形成された雌ねじとジョイント部７の端部の外周面に形成された雄ねじとのねじ結合により、流出側部材１４４とジョイント部７とが連結される。連結部１１２と雄ねじ１４５との間には筒形部１４６及びテーパー部１４７が形成される。流出側部材１４４は両端部の内径、即ち、流出口１０９の内径と雄ねじ１４５との内径が違い、流出口１０９の内径が雄ねじ１４５の内径より小さい。本発明はこの構成に限定されず、流出側部材１４４は両端部の内径が同一であってもよい。流入側部材１４１の内周面の雌ねじ１４２と流出側部材１４４の外周面の雄ねじ１４５とのねじ結合によって流入側部材１４１と流出側部材１４４が連結されることで、管本体１４０が形成される。
【００２０】
一方、管本体１４０の上記構成は一実施形態に過ぎず、本発明は上記構成に限定されない。例えば、流入側部材１４１と流出側部材１４４との連結は上記のねじ結合に限定されないし、機械部品の結合方法はどれでも適用可能である。また、流入側部材１４１と流出側部材１４４との形態は、図２及び図６の形態に限定されないし、設計者が任意に選択したり、流体供給管１００の用途によって変更したりすることができる。流入側部材１４１又は流出側部材１４４は、例えば、スチールのような金属、又はプラスチックから成る。
【００２１】
図３に図示されたように、流体供給管１００は、管本体１４０に収納される中空軸タイプの第２の内部構造体１３０と、上記第２の内部構造体１３０の中空部に収納される第１の内部構造体１２０とを含む。流体供給管１００は、図３の如く第２の内部構造体１３０の中空部に第１の内部構造体１２０を挿入し、図４の如く固定し、図２及び図６に示すとおり、第１の内部構造体１２０のボルト穴１５１と第２の内部構造体１３０のボルト穴１５２とを一つの固定ボルト１５３で固定する。なお、固定ボルトで固定するほか、第２の内部構造体１３０の先頭に押え板を置いた状態で第１の内部構造体１２０とともに固定することもできる。その上で、流出側部材１４４の外周面の雄ねじ１４５と流入側部材１４１の内周面の雌ねじ１４２とを結合させることによって構成されることが理解される。流入口１０８を通じて流入される流体は、第２の内部構造体１３０の中空部と、流出側部材１４４の内部とに分かれて流れる。
【００２２】
第１の内部構造体１２０は、例えば、スチールのような金属からなった円柱部材を加工する方法又はプラスチックを成形する方法等によって形成される。図２乃至図６を参照すれば、第１の内部構造体１２０は、流体拡散部１２１と、第１の渦巻発生部１２２と、第１のバブル発生部１２４と、第１の誘導部１２５とを備えることが理解される。この第１の渦巻発生部１２２が、第１の内部構造体１２０の「頭部」の一部または全部に対応し、第１のバブル発生部１２４が、第１の内部構造体１２０の「ボディー部」の一部又は全部に対応する。円柱部材を加工して第１の内部構造体１２０を制作する場合、流体拡散部１２１は上記円柱部材の一端部を円錐の形態に加工（例えば、スピニング）することで形成される。流体拡散部１２１は流入口１０８を経て流入側部材１４１に流入される流体を管の中心部から外側へ、即ち、半径方向へ拡散させる。本実施形態においては、流体拡散部１２１が円錐の形態を有するが、本発明はこの実施形態に限定されなく、流体拡散部１２１は他の形態を有することもできる。一実施形態では、流体拡散部をドーム形態に形成する。或いは、流体拡散部１２１が存在しない形態も有りうる。
【００２３】
第１の渦巻発生部１２２は、上記円柱部材の一部を加工して形成されたものであり、図３に示されたように、断面が円形である軸部分と、３個の螺旋状に形成された翼とからなる。図２を参照すれば、本実施形態において、第１の渦巻発生部１２２の長さａ２は流体拡散部１２１の長さａ１よりは長くて、第１のバブル発生部１２４の長さａ４よりは短いことが理解される。また、流体拡散部１２１の断面積が最大である部分の半径は第１の渦巻発生部１２２の半径（第１の渦巻発生部１２２の軸部分の中心から翼の先端までの距離）より小さいのが好ましい（図３参照）。第１の渦巻発生部１２２の翼の各々は、その先端が軸部分の円周方向に互いに１２０°ずつずらし、軸部分の一端から他段まで外周面に所定の間隔をあけて反時計まわりに螺旋状に形成されている。本実施形態では翼の個数を３個にしたが、本発明はこのような実施形態に限定されない。また、第１の渦巻発生部１２２の翼の形態は、流体拡散部１２１によって拡散されて第１の渦巻発生部１２２に進入した流体が、各翼の間を通過する間に反時計回りの渦巻流を起こすことができる形態であれば特に制限されない。一方、本実施形態では、第１の渦巻発生部１２２は、第１の内部構造体１２０を第２の内部構造体１３０の中空部に収納した時に、第２の内部構造体１３０の内周面に近接する程度の外径を有する。
【００２４】
第１のバブル発生部１２４は、図２乃至図６に示されたように、円形の断面を有する軸部分の外周面に多数の菱形の突出部（凸部）が網状に形成されている構造を有する。それぞれの菱形突出部は、軸部分の外周面から外側へ向かって突出するように、例えば、円柱部材を研削加工することによって形成されることができる。この場合、多数の菱形突出部は、反時計回りに旋回して成る位置に形成される。この場合、円柱部材の外周面を研削加工あるいは研削加工に加えて切削加工、旋削加工、エンドミル加工等を単独で、或いは組み合わせて行うことによって形成される。これらの加工方法は、流体拡散部１２１、渦巻発生部１２２、第１のバブル発生部１２４、第１の誘導部１２５及びその他の部位の形成にも適用できる。より具体的に説明するならば、それぞれの菱形突出部の形成方法は、例えば、図７に図示されたように、円柱部材の長さ方向に対して９０度の方向に一定の間隔を持つ複数のラインと、上記長さ方向に対して所定の角度（例えば、６０度）を持つ一定の間隔のラインを交差させ、９０度の方向のラインの間を一回ずつ飛ばして所定の深さに研削するとともに、傾いたライン間を一回ずつ飛ばして研削する。このようにして、軸部分の外周面から突出する菱形の複数の突出部が上下（円周方向）、左右（軸部分の長さ方向）に一つずつ飛ばして規則的に形成される。このようにして、円柱上に形成された菱形突起部の間に、軸部分の長さ方向（左右方向）に対し６０度の方向に反時計回りで複数本の流路が形成されることになる。突起部の断面の形態は、菱形に限定されず、三角形或いは他の多角形であってもよい。また、本実施形態では、第１のバブル発生部１２４は、第１の内部構造体１２０を第２の内部構造体１３０の中空部に収納した時、第２の内部構造体１３０の内周面に近接する程度の外径を有する。
【００２５】
本実施形態では、図２に示されたように、第１の渦巻発生部１２２の軸部分の直径は第１のバブル発生部１２４の軸部分の直径と同じであるが、第１の渦巻発生部１２２と第１のバブル発生部１２４との間に第１のテーパー部（長さａ３）を設けてもよい。
【００２６】
第１の誘導部１２５は上記円柱部材の下流側の末端の部分をドーム形に加工して形成する。図２に示されたように、第１のバブル発生部１２４と、第１の誘導部１２５との間には、第１のバブル発生部１２４の軸部分が延びている。本実施形態では、この軸延長部１２６の長さ（ａ５）は、図４乃至図６に示されたように、第１の内部構造体１２０が第２の内部構造体１３０の中空部に収納された時、第１の内部構造体１２０の第１の誘導部１２５が第２の内部構造体１３０外に突出するように決まる。一例では、軸延長部１２６の長さａ５が第２の内部構造体１３０の第２の誘導部１３４の長さ（ａ６）と同一である。本実施形態では、第１の誘導部１２５がドーム形態を有するが、本発明はこの実施形態に限定されなく、第１の誘導部１２５は他の形態を有することも可能である。或いは、第１の内部構造体１２０は第１の誘導部１２５を備えないこともある。
【００２７】
図２乃至図６に示されたように、第２の内部構造体１３０は中空軸の形態を有し、例えば、スチール等の金属から成った円柱部材を加工する方法、又はプラスチックを成型する方法等によって形成される。第２の内部構造体１３０は、第２の渦巻発生部１３１と、第２のバブル発生部１３３と、第２の誘導部１３４とを含む。この第２の渦巻発生部１３１が、第２の内部構造体１３０の「頭部」の一部または全部に対応し、第２のバブル発生部１３３が、第２の内部構造体１３０の「ボディー部」の一部又は全部に対応する。本実施形態において、第２の内部構造体１３０の内径（即ち、中空部の直径）は、流入口１３６側が流出口１３７側より大きい。図３に示されたように、第２の内部構造体１３０の中空部の流入口１３６を通じて第１の内部構造体１２０が挿入され、図４及び図５に示されたように、第２の内部構造体１３０の中空部の流出口１３７を通じて第１の内部構造体１２０の第１の誘導部１２５が突出する。
【００２８】
第２の内部構造体１３０の第２の渦巻発生部１３１は、図２乃至図６に示されたように、断面が円形である軸部分と、３個の螺旋状に形成された翼とを含む。円柱部材を加工して第２の内部構造体１３０を制作する場合、第２の渦巻発生部１３１は、上記円柱部材の一端部を加工することで形成される。第２の渦巻発生部１３１の翼の各々は、その先端が軸部分の円周方向に互いに１２０°ずつずらし、軸部分の一端から他段まで外周面に所定の間隔をあけて時計まわりに螺旋状に形成されている。本実施形態では翼の個数を３個にしたが、本発明はこのような実施形態に限定されない。また、第２の渦巻発生部１３１の翼の形態は、第１の内部構造体１２０の流体拡散部１２１によって拡散されて第２の渦巻発生部１３１に進入した流体が、各翼の間を通過する間に時計まわりに旋回する渦巻流を起こすことができる形態であれば特に制限されない。一方、本実施形態では、第２の渦巻発生部１３１は、第２の内部構造体１３０を管本体１４０に収納した時に、管本体１４０の流出側部材１４４の内周面に近接する程度の外径を有する。
【００２９】
第２のバブル発生部１３３は、図２乃至図６に示されたように、円形の断面を有する軸部分の外周面に多数の菱形の突出部（凸部）が網状に形成されている構造を有する。それぞれの菱形突出部は、軸部分の外周面から外側へ向かって突出するように、例えば、円柱部材を研削加工することによって形成されることができる。この場合、多数の菱形突出部は、時計回りに旋回して成る位置に形成される。この場合、円柱部材の外周面を研削加工あるいは研削加工に加えて切削加工、旋削加工、エンドミル加工等を単独で、或いは組み合わせて行うことによって形成される。これらの加工方法は、第２の渦巻発生部１３１、第２のバブル発生部１３３、第２の誘導部１３４及びその他の部位の形成にも適用できる。それぞれの菱形突出部は、例えば、図８の方法によって形成される。すなわち、円柱部材の長さ方向に対して９０度の方向に一定の間隔を持つ複数のラインと、上記長さ方向に対して所定の角度（例えば、６０度）を持つ一定の間隔のラインを交差させ、９０度の方向のラインの間を一回ずつ飛ばして所定の深さに研削するとともに、傾いたライン間を一回ずつ飛ばして研削する。このようにして、軸部分の外周面から突出する菱形の複数の突出部が上下（円周方向）、左右（軸部分の長さ方向）に一つずつ飛ばして規則的に形成される。このようにして、円柱上に形成された菱形突起部の間に、軸部部分の長さ方向（左右方向）に対し６０度の方向に時計回りで複数本の流路が形成されることになる。突起部の断面の形態は、菱形に限定されず、三角形或いは他の多角形であってもよい。また、本実施形態においては、第２のバブル発生部１３３は、第２の内部構造体１３０を管本体１４０に収納した時、管本体１４０の流出側部材１４４の内周面に近接する程度の外径を有する。
【００３０】
本実施形態では、図２に示されたように、第２の渦巻発生部１３１の軸部分の直径は、第２のバブル発生部１３３の軸部分の直径と同じであるが、第２の渦巻発生部１３１と第２のバブル発生部１３３との間には、第２のテーパー部１３２を設けてもよい。
【００３１】
第２の誘導部１３４は上記円柱部材の下流側の末端の部分を截頭ドーム（頭部を切りとったドーム）の形に加工することで形成する。図２に示されたように、第２のバブル発生部１３３と、第２の誘導部１３４との間には、第２のバブル発生部１３３の軸部分が延びている。この軸延長部１３５の長さは、例えば、加工の利便性、第２の誘導部１３４のコアンダ（Ｃｏａｎｄａ）効果、第１の内部構造体１２０の寸法の中で少なくとも１つに基づいて決まる。一方、第２の誘導部１３４は截頭ドームの形に限定されなく、他の形態を有することも可能である。例えば、第２の誘導部１３４を截頭円錐形に形成することもできる。
【００３２】
第２の内部構造体１３０の中空部は、流入口１３６側の内径が、流出口１３７側の内径より大きいことが好ましい。本実施形態において、第２の内部構造体１３０は、図４乃至図６に示されたように、流入口１３６から第２のバブル発生部１３３の軸部分の延長部１３５までは同一の内径を有し、第２の誘導部１３４はそれより小さい内径を有する。従って、軸延長部１３５と第２の誘導部１３４の境界には段差１３８が存在する。これによって、第２の内部構造体１３０の流入口１３６を通じて、第１の内部構造体１２０を第２の内部構造体１３０の中空部に収納することができるとともに、第１の内部構造体１２０が流出口１３７を通じて外部に離脱することを防ぐことができる。第２の誘導部１３４の内径の大きさは、第１の内部構造体１２０の第１の誘導部１２５の外径よりは大きい。
【００３３】
流体供給管１００は、例えば、以下の組み立て過程によって製造される。まず、第２の内部構造体１３０の中空部に、第１の内部構造体１２０を入れる。次に、ボルト穴１５２と１５１とに、固定ボルト１５３を入れて第１の内部構造体１２０と第２の内部構造体１３０とを固定させた状態で、これらを流出側部材１４４に収納する。そして、流出側部材１４４の外周面の雄ねじ１４５と流入側部材１４１の内周面の雌ねじ１４２とを結合させる。
【００３４】
固定ボルトを用いて第１の内部構造体１２０を第２の内部構造体１３０に固定させるので、押え板等を使わずに第１の内部構造体１２０が管本体１４０の外に離脱することを防止することができる。勿論、固定ボルトを用いずに押え板等によって管本体１４０に、第１の内部構造体１２０及び第２の内部構造体１３０を固定してもよい。
【００３５】
以下、図２乃至図８を参照して、流体が流体供給管１０を通過する間の流動について説明する。インペラ（羽根車）が右折又は左折する（時計回り又は反時計回りに回転する）電動ポンプによって、流体が配管９（図１参照）を経て流体供給管１００の流入口１０８を通じて流入される。流体は、流入側部材１４１のテーパー部１４３の空間を過ぎる間、突出した第１の内部構造体１２０の流体拡散部１２１にぶつかると、流体供給管１００の中心から外側に向かって（即ち、半径方向へ）拡散される。そして、流入された流体の一部は、第１の内部構造体１２０が収納された第２の内部構造体１３０の中空部に流れ込み、残りは第２の内部構造体１３０が収納された流出側部材１４４の内部の空間に流れ込む。
【００３６】
第１の内部構造体１２０が収納された第２の内部構造体３０の中空部を通じて流れる流体は、第１の渦巻発生部１２２の反時計方向に螺旋状に形成された３個の翼の間を通過して行く。流体拡散部１２１は、配管９を通じて流入された流体が効果的に第１の渦巻発生部１２２に進入するように、流体を誘導する作用を行う。流体は第１の渦巻発生部１２２の各翼によって強烈な反時計回りの渦巻流になって、第１のバブル発生部１２４に送られる。
【００３７】
そして、流体は第１のバブル発生部１２４の軸部分の外周面に規則的に形成された複数の菱形突出部の間を通る。これらの複数の菱形突出部は流体の進行方向（第１のバブル発生部１２４の軸方向）に対して反時計回りの複数の狭い流路を形成する。流体が複数の菱形突出部によって形成された複数の狭い流路を通過することで、多数の微小な渦を発生させるフリップフロップ現象（流体の流れる方向が周期的に交互に変換して流れる現象）が起こる。このようなフリップフロップ現象によって、第２の内部構造体１３０の中空部の内で第１のバブル発生部１２４の複数の突出部の間を通る流体は規則的に左右に方向を変換して流れ、その結果、流体の混合及び拡散を誘発する。第１のバブル発生部１２４の上記構造は、異なる性質を有する二つ以上の流体を混合する場合にも有用である。
【００３８】
また、第１の内部構造体１２０は、流体が断面積が大きい上流（第１の渦巻発生部１２２）から断面積が小さい下流（第１のバブル発生部１２４の複数の菱形突出部の間に形成された流路）へ流れるようにする構造を有する。この構造は以下に説明するように流体の静圧力（ｓｔａｔｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を変化させる。流体に外部エネルギーが加えられない状態での圧力、速度、及び位置エネルギーの関係は次のようなベルヌーイ方程式として表される。
2019130442.tif 000003
ここで、ｐは流線内の一点での圧力、ρは流体の密度、υはその点での流動の速度、ｇは重力加速度、ｈは基準面に対するその点の高さ、ｋは定数である。上記方程式として表現されるベルヌーイ定理は、エネルギー保存法則を流体に適用したものであり、流れる流体に対して流線上ですべての形態のエネルギーの合計はいつも一定であるということを説明する。ベルヌーイ定理によると、断面積が大きい上流では、流体の速度が遅くて静圧は高い。これに対して、断面積が小さい下流では、流体の速度が速くなり静圧は低くなる。
【００３９】
流体が液体である場合、低くなった静圧が液体の飽和蒸気圧に到達すると液体の気化が始まる。このようにほぼ同一の温度において静圧がきわめて短い時間内に飽和蒸気圧より低くなって（水の場合、３０００−４０００Ｐａ）液体が急激に気化する現象をキャビテーション（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）と称する。本発明の流体供給管１００の第１の内部構造体１２０はこのようなキャビテーション現象を誘発する。キャビテーション現象によって液体のうちに存在する１００ミクロン以下の微小な気泡核を核として液体が沸騰したり溶存気体の遊離によって小さい気泡が多数生じたりする。即ち、流体が第１のバブル発生部１２４を通じながら多数のマイクロバブルが発生する。
【００４０】
水の場合、１つの水分子が他の４個の水分子と水素結合を形成でき、この水素結合ネットワークを破壊することは容易ではない。そのために、水は水素結合を形成しない他の液体に比べて沸点や融点が非常に高いし、高い粘度を示す。水の沸点が高い性質は優秀な冷却効果をもたらすので、研削等を行う加工装置の冷却水として頻繁に用いられるが、水分子の大きさが大きくて加工箇所への侵透性や潤滑性は良くないという問題がある。そこで、通常は水でない特殊な潤滑油（即ち、切削油）を単独に、または、水と混合して用いる場合も多い。ところで、本発明の供給管を用いれば、上記したキャビテーション現象によって水の気化が起き、その結果、水の水素結合ネットワークが破壊されて粘度が低くなる。また、気化によって発生するマイクロバブルは侵透性及び潤滑性を向上させる。侵透性の向上は結果的に冷却効率を増加させる。従って、本発明によると、特殊な潤滑油を使うこと無しに、水だけを用いても加工品質、即ち、工作機械の性能を向上させることができる。
【００４１】
流体は第１のバブル発生部１２４を過ぎて第１の内部構造体１２０の端部に向かって流れるが、流体が第１のバブル発生部１２４の表面に形成された複数の狭い流路から第１の内部構造体１２０の端部に形成された第１の誘導部１２５に向かって流れると、流路が急激に広くなることによって第１のバブル発生部１２４によるフリップフロップ現象はほとんど消え、コアンダ（Ｃｏａｎｄａ）効果が発生する。コアンダ効果は、流体を曲面の周囲で流せば流体と曲面との間の圧力低下によって、流体が曲面に吸い寄せられることによって、流体が曲面に沿って流れる現象を称する。このようなコアンダ効果によって、流体は第１の誘導部１２５の表面に沿って流れるように誘導される。ドーム形態の第１の誘導部１２５によって中心に向かって誘導された流体は流出側部材１４４のテーパー部１４７に向かう。
【００４２】
第２の内部構造体１３０が収納された流出側部材１４４の内部の空間を通じて流れる流体は、第２の渦巻発生部１３１の時計方向に螺旋状に形成された３個の翼の間を通過して行く。流体は第２の渦巻発生部１３１の各翼によって強烈な時計方向に回転する渦巻流になって、第２のバブル発生部３３に送られる。そして、流体は第２のバブル発生部３３の軸部分の外周面に規則的に形成された複数の菱形突出部の間の流路を通る。これは、流体の進行方向（第２のバブル発生部１３３の軸方向）に対して時計回りの流路である流体が複数の菱形突出部によって形成された複数の狭い流路を通過することで、多数の微小な渦を発生させるフリップフロップ現象が起こる。フリップフロップ現象によって、流体の混合及び拡散が誘発される。
【００４３】
また、第２の内部構造体１３０は、第１の内部構造体１２０と同様に、流体が断面積が大きい上流（第２の渦巻発生部１３１）から断面積が小さい下流（第２のバブル発生部１３３の複数の菱形突出部の間に形成された流路）へ流れるようにする構造を有する。上記のように、第２の内部構造体１３０の構造は、キャビテーション現象を誘発し、それによって、液体が沸騰したり溶存気体の遊離によって小さい気泡が多数生じたりする。即ち、流体が第２のバブル発生部１３３を通過しながら多数のマイクロバブルが発生する。
【００４４】
流体は第２のバブル発生部１３３を過ぎて第２の内部構造体１３０の端部に向かって流れる。流体が第２のバブル発生部１３３の表面に形成された複数の狭い流路から第２の内部構造体１３０の端部に形成された第２の誘導部１３４に向かって流れると、流路が急激に広くなることによってコアンダ効果が発生する。上記のように、コアンダ効果によって、流体は第２の誘導部１３４の表面に沿って流れるように誘導される。截頭ドーム形の第２の誘導部１３４によって中心に向かって誘導された流体は流出側部材１４４のテーパー部１４７に向かう。
【００４５】
第２の内部構造体１３０の中空部を通じて流動した流体（反時計回りの流体）と、流出側部材１４４の内部の空間を通じて流動した流体（時計回りの流体）とは、テーパー部１４７でぶつかり合い、相互の回転を打ち消し合った形で合流してジョイント部７を通じて流出され、ノズル６を通じて研削箇所Ｇに向かって吐き出される。流体がノズル６を通じて吐き出される際に、第１のバブル発生部１２４と第２のバブル発生部１３３とで発生した多数のマイクロバブルが大気圧に露出され、研削刃２や被加工物Ｗにぶつかってバブルがこわれたり爆発したりして消滅する。このようにバブルが消滅する過程で発生する振動及び衝撃は、研削箇所Ｇで発生するスラッジや切りくずを効果的に除去する。換言すれば、マイクロバブルが消滅しながら研削箇所Ｇの周囲の洗浄効果を向上させる。また、流体供給管１００の流出口１０９から吐き出される流体は、第１の誘導部１２５と第２の誘導部１３４とによって増幅されたコアンダ効果によって、刃物や被加工物の表面によく張り付くようになる。これは流体による冷却効果を増加させる。また、上述したとおり、流体の回転性は、打ち消されて吐出されるため、各種の工作機械の冷却や洗浄にも適しているし、その他のアプリケーションに流体供給管１００を採用する場合も、送出流体は好適なものとなっている。
【００４６】
本発明の流体供給管１００を工作機械等の流体供給部に設けることによって、研削刃と被加工物とで発生する熱を従来に比べてより効果的に冷却させることができ、侵透性及び潤滑性が良くなって加工精度を向上させることができる。また、被加工物の切りくずを加工箇所から効果的に除去することで、切削刃等の工具の寿命を延長させ、工具の取換えのために消耗する費用を節減することができる。
【００４７】
尚、本実施形態では、１つの部材を加工して第１の内部構造体１２０の流体拡散部１２１と、第１の渦巻発生部１２２と、第１のバブル発生部１２４と、第１の誘導部１２５とを形成するので、第１の内部構造体１２０が一体化した１つの部品として製造される。また、１つの部材を加工して第２の内部構造体１３０の第２の渦巻発生部１３１と、第２のバブル発生部１３３と、第２の誘導部１３４とを形成するので、第２の内部構造体１３０が一体化した１つの部品として製造される。上記の構造及び寸法関係によって、第１の内部構造体１２０と、第２の内部構造体１３０とのセルフアライメントが可能である。従って、第１の内部構造体１２０を第２の内部構造体１３０の中空部に入れた状態で、第２の内部構造体１３０を流出側部材１４４の内部に入れ、ビス止め或いは押え板で固定した後、流出側部材１４４の雄ねじ１４５と流入側部材１４１の雌ねじ１４２とを結合する簡単な工程だけで、流体供給管１００を製造することができる。即ち、流体供給管１００の部品の組み立てが容易であり、流体供給管１００の製造にかかる時間が短縮される。
【００４８】
本発明の流体供給管は、研削装置、切削装置、ドリル、等の様々な工作機械においての加工液供給部に適用されることができる。また、２つ以上の流体（液体と液体、液体と気体、又は、気体と気体等）を混合する装置にも効果的に利用することができる。例えば、本発明の流体供給管を燃焼エンジンに適用すれば、燃料と空気とが十分に混ざり合うことによって燃焼効率が向上する。また、本発明の流体供給管を洗浄装置に適用すれば、通常の洗浄装置に比べて洗浄効果をより向上させることができる。また、本発明の流体供給管を水耕栽培装置に用いれば、供給水の溶存酸素を増加させて、推移中の酸素量（溶存酸素濃度）を維持又は向上させることに利用できる。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に、図９乃至図１２を参照して本発明の第２の実施形態に係る流体供給管２００について説明する。第１の実施形態と同一の構成については説明を省略し、第１の実施形態と差のある部分に対して詳細に説明する。第１の実施形態の構成要素と同一の構成要素については同一の図面符号を使う。図９は第２の実施形態に係る流体供給管２００の側面分解図であり、図１０は第２の内部構造体２３０の中空部に、第１の内部構造体２２０を挿入固定した状態を示す３次元斜視図である。図１１は図１０の状態での３次元透視図であり、第１２図は、図１０の状態での側面透視図である。図９及び図１２に示されたように、流体供給管２００は、第１の内部構造体２２０と、第２の内部構造体２３０と、管本体１４０とを備える。第２の実施形態の管本体１４０は第１の実施形態のものと同一であるので、その説明を省略する。図９及び図１２において、流体は流入口１０８から流出口１０９側へ流れる。
【００５０】
第２の実施形態の第１の内部構造体２２０は、例えば、金属から成る円柱形態の部材を研削、切削、旋削或いはエンドミル加工して形成され、或いはプラスチックを成形加工して、上流側から下流側に向かって流体拡散部１２１と、第１の渦巻発生部２２２と、第１のバブル発生部２２４と、ドーム形の第１の誘導部１２５とを備える。この金属加工やプラスチック加工は、以降に説明する他の実施形態においても同様である。第1の内部構造体２２０の構造は、第1の実施形態の内部構造体１２０と同様であるので、同じ部分についての詳細な説明は省略する。本実施形態では、第１の誘導部１２５がドームの形態を有するが、本発明はこの実施形態に限定されなく、第１の誘導部１２５は他の形態を有することも可能である。他の実施形態では、第１の内部構造体２２０が、第１の誘導部１２５を含まない。
【００５１】
図１０乃至図１２に示されたように、第２の内部構造体２３０は中空軸の形態を有し、例えば、スチール等の金属から成った円柱部材を研削、切削、旋削或いはエンドミル加工して形成され、或いはプラスチックを成形加工する方法によって形成される。この金属加工やプラスチック加工は、以降に説明する他の実施形態においても同様である。第２の内部構造体２３０は、第２の渦巻発生部２３１と、第２のバブル発生部２３３と、第２の誘導部１３４とを含む。第２の内部構造体２３０の構造は、第１の実施形態の第２の内部構造体１３０の構造と同様であるので、同じ部分については詳細な説明を省略する。一方、本実施形態では、第２の誘導部１３４が截頭ドームの形態を有するが、実施形態によっては他の形態（例えば、截頭円錐）を有することも可能である。
【００５２】
本実施形態の第１の内部構造体２２０の第１の渦巻発生部２２２は、第１の実施形態とは逆の時計回りの３つの翼を有し、第１のバブル発生部２２４における突出部（凸部）は、図８の方法によって形成される。つまり、第１の渦巻発生部２２２を通過した時計回りの流体が、第１のバブル発生部２２４の時計回りの流路を通過して、所定の流動特性を持つ流体としてテーパー部１４７に向かうこととなる。
【００５３】
一方、本実施形態の第２の内部構造体２３０の第２の渦巻発生部２３１は、第１の実施形態とは逆の反時計回りの３つの翼を有し、第２のバブル発生部２３３における突出部（凸部）は、図７の方法によって形成される。つまり、第１の渦巻発生部２３１を通過した反時計回りの流体が、第２のバブル発生部２３３の反時計回りの流路を通過して、所定の流動特性を持つ流体としてテーパー部１４７に向かうこととなる。
【００５４】
第２の内部構造体２３０の中空部を通じて流動した流体（時計回りの流体）と、流出側部材１４４の内部の空間を通じて流動した流体（反時計回りの流体）とは、テーパー部１４７でぶつかり合い、相互の回転を打ち消し合った形で合流し、流出口１０９から流出され、ジョイント部７を経た後、ノズル７を通じて研削箇所Ｇに向かって吐き出される。
【００５５】
第１の実施形態で説明したように、第１の内部構造体２２０の第１のバブル発生部２２４と、第２の内部構造体２３０の第２のバブル発生部２３３とによって発生したマイクロバブルによって、研削箇所Ｇの周囲の洗浄効果が向上される。また、流体供給管２００の流出口１０９から吐き出される流体は、第１の誘導部１２５と第２の誘導部１３４とによって増幅されたコアンダ効果によって、刃物や被加工物の表面によく張り付くようになる。これは流体による冷却効果を増加させる。また、上述したとおり、流体の回転性は、打ち消されて吐出されるため、各種の工作機械の冷却や洗浄にも適しているし、その他のアプリケーションに流体供給管２００を採用する場合も、送出流体は好適なものとなっている。
【００５６】
（第３の実施形態）
次に、図１３及び図１４を参照して本発明の第３の実施形態に係る流体供給管３００について説明する。第３の実施形態の流体供給管３００において、第１の実施形態と同一の構成については説明を省略し、同一の構成要素に対しては同一の図面符号を使う。図１３は第３の実施形態に係る流体供給管３００の側面分解図であり、図１４は流体供給管３００の側面透視図である。流体供給管３００は、第１の内部構造体３２０と、第２の内部構造体３３０と、管本体１４０とを備える。第３の実施形態の管本体１４０は第１の実施形態のものと同一であるので、その説明を省略する。図１３及び図１４において、流体は流入口１０８から流出口１０９側へ流れる。
【００５７】
第３の実施形態の第１の内部構造体３２０は、例えば、金属からなる円柱形態の部材を加工して形成され、或いはプラスチックを加工して形成され、上流側から下流側に向かって流体拡散部１２１と、第１の渦巻発生部１２２と、第１のバブル発生部１２４と、円錐形態の第１の誘導部３２５とを備える。図１３に示されたように、第１のバブル発生部１２４と、第１の誘導部３２５との間には、第１のバブル発生部１２４の軸部分が延びている。本実施形態では、この軸延長部３２６の長さａ５は、図１４に示されたように、第１の内部構造体３２０が第２の内部構造体３３０の中空部に収納された時、第１の内部構造体３２０の第１の誘導部３２５が第２の内部構造体３３０の流出口１３７を通じて突出するように決まる。第１の実施形態と同様に、第１の内部構造体３２０により流体は、反時計回りの回転特性を持つ。
【００５８】
第２の内部構造体３３０は、中空軸の形態を有し、例えば、金属からなる円柱形態の部材を加工して形成され、或いはプラスチックを加工して形成される。第２の内部構造体３３０は、上流側から下流側に向かって、第２の渦巻発生部１３１と、第２のバブル発生部１３３と、第２の誘導部３３４とを備える。第２の誘導部３３４は、截頭円錐形に形成されている。第２の内部構造体３３０の内径（即ち、中空部の直径）は、流入口１３６側が流出口１３７側より大きい。第１の実施形態と同様に、第２の内部構造体３３０により流体は、時計回りの回転特性を持つ。
【００５９】
本実施形態において、第２の内部構造体３３０の中空部は、流入口１３６から第１の内部構造体３２０の第１のバブル発生部１２４を収容する領域までは同一の内径を有し、その下流領域はそれより小さい内径を有する。従って、内径が変わる境界に段差３３８が存在する。これによって、第１の内部構造体３２０は第２の内部構造体３３０の流入口１３６を通じて第２の内部構造体３３０の中空部に収納されるとともに、第２の内部構造体３３０の流出口１３７を通じて外部に離脱することは防げる。第２の内部構造体３３０の流出口１３７の大きさは、第１の内部構造体３２０の第１の誘導部３２５の最大断面（即ち、軸延長部３２６の断面）より大きい。第２の誘導部３３４の長さａ６は、第１の内部構造体３２０の第１の誘導部３２５の寸法に基づいて決まる。
【００６０】
第１の実施形態で説明したように、第１の内部構造体３２０の第１のバブル発生部１２４と、第２の内部構造体３３０の第２のバブル発生部１３３とによって発生したマイクロバブルによって、研削箇所Ｇの周囲の洗浄効果が向上される。また、流体供給管３００の流出口１０９から吐き出される流体は、第１の誘導部３２５と第２の誘導部３３４とによって増幅されたコアンダ効果によって、刃物や被加工物の表面によく張り付くようになる。これは流体による冷却効果を増加させる。また、第２の内部構造体３３０の中空部を通じて流動した流体（反時計回りの流体）と、流出側部材１４４の内部の空間を通じて流動した流体（時計回りの流体）とは、テーパー部１４７でぶつかり合い、総合の回転を打ち消し合った形で合流し、流出口１０９から吐出されるため、各種の工作機械の冷却や洗浄にも適しているし、その他のアプリケーションに流体供給管３００を採用する場合も、送出流体は好適なものとなっている。
【００６１】
（第４の実施形態）
次に、図１５及び図１６を参照して本発明の第４の実施形態に係る流体供給管４００について説明する。第１の実施形態乃至第３の実施形態と同一の構成については説明を省略し、これらと差のある部分について詳細に説明する。第１の実施形態乃至第３の実施形態の構成要素と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を使う。図１５は第４の実施形態に係る流体供給管４００の側面分解図であり、図１６は流体供給管４００の側面透視図である。図１５及び図１６に示されたように、流体供給管４００は第１の内部構造体４２０と、第２の内部構造体４３０と、管本体１４０とを備える。第４の実施形態の管本体１４０は、第１の実施形態のものと同一であるので、その説明を省略する。図１５及び図１６において、流体は流入口１０８から流出口１０９側へ流れる。
【００６２】
第４の実施形態の第１の内部構造体４２０は、例えば、金属からなる円柱形態の部材を加工して形成され、或いはプラスチックを加工して形成され、上流側から下流側に向かって流体拡散部１２１と、第１の渦巻発生部２２２と、第１のバブル発生部２２４と、円錐形態の第１の誘導部３２５とを備える。第１のバブル発生部２２４の構造は、第２の実施形態で説明した第１のバブル発生部２２４と同様であり、円錐形態の第１の誘導部３２５は、第３の実施形態で説明した第１の誘導部３２５と同様である。第４の実施形態の第１の内部構造体４２０により、流体は、時計回りの旋回の特性を持つ。  
【００６３】
第２の内部構造体４３０は中空軸の形態を有し、例えば、スチール等の金属から成った円柱部材を加工する方法によって形成され、或いはプラスチックを加工して形成される。第２の内部構造体４３０は、上流側から下流側に向かって、第２の渦巻発生部２３１と、第２のバブル発生部２３３と、截頭円錐形態の第２の誘導部３３４とを含む。第２のバブル発生部２３３の構造は、第２の実施形態で説明した第２のバブル発生部２３３と同様であり、截頭円錐形態の第２の誘導部３３４は、第３の実施形態で説明した第２の誘導部３３４と同様である。第４の実施形態の第１の内部構造体４３０により、流体は、反時計回りの旋回の特性を持つ。
【００６４】
第１の内部構造体４２０の第１のバブル発生部２２４と、第２の内部構造体４３０の第２のバブル発生部２３３とによって発生したマイクロバブルによって、研削箇所Ｇの周囲の洗浄効果が向上される。また、流体供給管４００の流出口１０９から吐き出される流体は、第１の誘導部３２５と第２の誘導部３３４とによって増幅されたコアンダ効果によって、刃物や被加工物の表面によく張り付くようになる。これは流体による冷却効果を増加させる。また、第２の内部構造体４３０の中空部を通じて流動した流体（時計回りの流体）と、流出側部材１４４の内部の空間を通じて流動した流体（反時計回りの流体）とは、テーパー部１４７でぶつかり合い、相互の回転を打ち消し合った形で合流し、流出口１０９から吐出されるため、各種の工作機械の冷却や洗浄にも適しているし、その他のアプリケーションに流体供給管４００を採用する場合も、送出流体は好適なものとなっている。
【００６５】
本明細書では、内部構造体の個数が２つである実施形態を具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されなく、内部構造体の個数を３以上とすることもでき、特に制限がない。複数の内部構造体が管本体に収納される、まるでマトリョーシカ人形のような多層構造の流体供給管を提供する。それぞれの内部構造体は、バブル発生部を含むことによって、流体供給管に流入する流体に多い量のマイクロバブルを発生させる。そして、各内部構造体での、流体の回転方向を相互に逆にすることによって、流体供給管からの吐出前に、各流体をぶつけ合って、流体の回転性を消失させるようにすることができる。
【００６６】
以上、本発明を、複数の実施形態を利用して説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されることではない。本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、上記説明及び関連図面から本発明の多くの変形及び他の実施形態を導出することができる。本明細書では、複数の特定用語が使われているが、これらは一般的な意味として単に説明の目的のために使われただけであり、発明を制限する目的で使われたものではない。添付の特許請求の範囲及びその均等物により定義される一般的な発明の概念及び思想を逸脱しない範囲で多様な変形が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１   研削装置
２   研削刃（砥石）
３   テーブル
４   研削部
５   流体供給部
６   ノズル
１０８  流入口
１０９  流出口
Ｐ、１００、２００、３００、４００  流体供給管
１２０、２２０、３２０、４２０  第１の内部構造体
１２１  流体拡散部
１２２、２２２  第１の渦巻発生部
１２４、２２４  第１のバブル発生部
１３０、２３０、３３０、４３０  第２の内部構造体
１３１、２３１  第２の渦巻発生部
１３３、２３３  第２のバブル発生部
１４０  管本体
１４１  流入側部材
１４４  流出側部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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