(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流入する流入口と、流体が流出する流出口とを有し、断面円形の内部壁面を有する中空の管本体と、
管本体に収納固定される複数の側面を有する角柱状の軸体である内部構造体と、
を有し、
内部構造体の側面には、複数の突起部が網状に配列され、
内部構造体の側面と管本体の内部壁面との間であって、複数の突起部の間に形成される空間が流体の流路となり、流体が、管本体の流入口から供給され流出口から流出する間に、複数の突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられ、
内部構造体の各側面に設けられる複数の突起部の上面の高さは、管本体の内部壁面の円弧にあわせて、総体として、中心が高く、外に向かって低くなることを特徴とする、
流体供給装置。
【請求項２】
角柱状の内部構造体の流入口側には角錐が設けられて、流入される流体を複数の側面に分散させて供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項３】
内部構造体は、三角柱状又は四角柱状の軸体であって、内部構造体に設けられる角錐は、三角錐又は四角錐であることを特徴とする請求項２に記載の流体供給装置。
【請求項４】
複数の突起部の間に形成される流路は、上流から下流にかけて左斜め上流から右斜め下流への方向の流路と、右斜め上流から左斜め下流への方向の流路の２本の流路が交差する交差流路であり、この２本の流路に対して流体は同じ速度の流れとなることを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項５】
突起部の底面形状は菱形であり、この菱形の鋭角の２頂点が内部構造体の軸体の長さ方向に平行にあることを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項６】
突起部は複数列形成され、その列ごとに、突起部の方向が、内部構造体の軸体の長さ方向から左右方向に、交互に、僅かに傾いていることを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項７】
突起部の底面形状は菱形であり、この菱形の中心を軸に内部構造体の軸体の長さ方向から、僅かに傾いていることを特徴とする請求項６に記載の流体供給装置。
【請求項８】
突起部の上面形状は、円柱の側面の一部の曲面であり、この円柱の半径は管本体の円形断面の半径と同じか僅かに小さいことを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の流体供給装置。
【請求項９】
複数の突起部の側面には、凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項１０】
複数の突起部の側面には、一乃至複数の段差が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項１１】
内部構造体は、弾性を有する弾性材料で形成され、全体的に弾性変形することを可能とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項１２】
管本体及び内部構造体は、ともに弾性を有する弾性材料で形成され、管本体とともに内部構造体が弾性変形することを可能とする請求項１１に記載の流体供給装置。
【請求項１３】
複数の突起部の間にある流路の断面積が、上流の流路の断面積より小さく、複数の突起部の間にある流路を流れる流体の静圧力を低くすることにより、キャビテーション現象を誘発して、微小バブルを発生させることを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項１４】
流体が突起部と突起部との間の流路を流れる間に、（ｉ）多数の微小バブルを発生するか、（ｉｉ）複数の流体を混合するか、（ｉｉｉ）流体を撹拌・拡散するかの、少なくとも一つの流動特性を与えることを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項１５】
角柱状の軸体である内部構造体は中空であり、
この内部構造体の中空に、第２の内部構造体が収納固定され、
この第２の内部構造体の外表面には、複数の突起部が網状に配列され、
第２の内部構造体の外表面と中空の内部構造体の内部壁面との間であって、複数の突起部の間に形成される空間が流体の流路となり、
流体が、管本体の流入口から供給され流出口から流出する間に、第２の内部構造体の複数の突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項１６】
角柱状の内部構造体に設けられる中空は角柱状であって、第２の内部構造体は、複数の側面を有する角柱状の軸体であり、複数の突起部は角柱状の軸体の側面に設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の流体供給装置。
【請求項１７】
角柱状の内部構造体に設けられる中空は円柱状であって、第２の内部構造体は、円柱状の軸体であり、複数の突起部は円柱状の軸体の側面に設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の流体供給装置。
【請求項１８】
複数の突起部の高さは、一部が低くなっていて、流体の圧力損失を防ぐようになっていることを特徴とする請求項１に記載の流体供給装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれかの流体供給装置に、冷却水を流入し、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２０】
請求項１乃至１８のいずれかの流体供給装置に、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２１】
請求項１乃至１８のいずれかの流体供給装置に、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２２】
請求項１乃至１８のいずれかの流体供給装置に、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。
【請求項２３】
円筒形の内部壁面をもつ収納体に収納されて、流体に対し流動特性を与える内部構造体であって、
内部構造体は、複数の側面を有する角柱状の内部軸体を有し、
内部軸体の側面には、複数の突起部が網状に配列され、
複数の突起部の間に形成される空間が流体の流路となり、
流体が、複数の突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられ、
内部構造体の各側面に設けられる複数の突起部の上面の高さは、収納体の内部壁面の円弧にあわせて、総体として、中心が高く、外に向かって低くなることを特徴とする、
内部構造体。
【請求項２４】
角柱状の内部軸体は中空であり、
この内部軸体の中空に、第２の内部軸体が収納固定され、
この第２の内部軸体の外表面には、複数の突起部が網状に配列され、
第２の内部軸体の外表面と中空の内部軸体の内部壁面との間であって、複数の突起部の間に形成される空間が流体の流路となり、
流体が、第２の内部軸体の複数の突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられる、
ことを特徴とする請求項２３に記載の内部構造体。
【請求項２５】
角柱状の内部軸体に設けられる中空は角柱状であって、第２の内部軸体は、複数の側面を有する角柱状の軸体であり、複数の突起部は角柱状の軸体の側面に設けられていることを特徴とする請求項２４に記載の内部構造体。
【請求項２６】
角柱状の内部軸体に設けられる中空は円柱状であって、第２の内部軸体は、円柱状の軸体であり、複数の突起部は円柱状の軸体の側面に設けられていることを特徴とする請求項２４に記載の内部構造体。
【請求項２７】
円筒形の内部壁面をもつ収納体に収納されて、流体に対し流動特性を与える内部構造体であって、
内部構造体は、複数の内部構造体が連結されて形成され、
各内部構造体は、
複数の側面を有する角柱状の内部軸体を有し、内部軸体の側面には、複数の突起部が網状に配列され、複数の突起部の間に形成される空間が流体の流路となり、流体が、複数の突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられ、
内部構造体の各側面に設けられる複数の突起部の上面の高さは、収納体の内部壁面の円弧にあわせて、総体として、中心が高く、外に向かって低くなっており、
複数の内部構造体は、相対的に回転した角度で連結されていることを特徴とする、
内部構造体。
【請求項２８】
各内部構造体は、弾性を有する弾性材料で形成され、全体的に変形することを可能とする請求項２７に記載の内部構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を供給する流体供給装置に関し、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装置に関する。また、流体供給装置に用いる内部構造体及びその製造方法に関する。例えば、本発明の流体供給装置は、マシニングセンターや切削機、ドリル、研削盤の様々な工作機械のクーラント（冷却剤或いは加工液とも呼ばれる）の供給装置に適用可能である。また、本発明は、流体をせん断、攪拌、拡散、混合するミキサーなどにも適用できる。更には、ファインバブル（マイクロオーダーのマイクロバブルやナノオーダーのウルトラファインバブル）を発生するファインバブル発生装置にも適用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械において、例えば、金属から成る被加工物（ワーク）を所望の形状に加工する際に、被加工物と刃物との当接する部分とその周囲にクーラントを供給することにより、加工中に発生する熱を冷ましたり、被加工物の切り屑や削り屑などを加工箇所から除去したりしている。被加工物と刃物との当接部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、被加工物の切り屑など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。この場合、クーラントは、工具と被加工物との間の摩擦抵抗を減少させ、切削熱を除去すると同時に、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、クーラント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当接部によく浸透する特性を持つことが好ましい。
【０００３】
本特許出願人は、特許第６２４５３９７号や特許６２４５４０１号において、流体の浸透性や潤滑性を上げることができる流体供給管を開示した。例えば、水溶性クーラントの場合は、かかる流体供給管を用いることによって、ファインバブルが発生でき、流体の表面張力を下げることで、流体の浸透性を上げ、また潤滑性を上げることに成功している。
【０００４】
この流体供給管は、ファインバブルの供給を必要とする様々なアプリケーションにも適用できる。更に、この流体供給管を用いて、複数の流体をミキシングする場合にも、流体を微細にせん断し、攪拌し、拡散し、混合することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６２４５３９７号
【特許文献２】特許第６２４５４０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従前の流体供給装置では、その内部に配置される内部構造体が特殊な形状をしており、特に、金属製の円柱状の軸体上に流体が流れる螺旋状の流路を形成する（切削、旋削、研削などの金属加工による）実施形態にあっては、金属加工の精度を要求され、その実現は難易度が高いものであった。そのため、製造に時間がかかり、結果として製造コストの向上を招いていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、これまでの流体供給装置及びそれに用いられる内部構造体を改善するものである。特に、その加工を簡単にして、且つ従来のものと同等以上の流体の流動特性を与える流体供給装置を提供することを目的とする。また、そのような流体供給装置に用いることができる内部構造体及びその製造方法を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の問題を解決するために、次の構成にしてある。
即ち、本発明のひとつの実施形態によれば、流体供給装置は、流体が流入する流入口と、流体が流出する流出口とを有し、断面円形の内部壁面を有する中空の管本体と、管本体に収納固定される複数の側面を有する角柱状の軸体である内部構造体と、を有する。内部構造体の側面には、複数の突起部が網状に配列され、内部構造体の側面と管本体の内部壁面との間であって、複数の突起部の間に形成される空間が流体の流路となり、流体が、管本体の流入口から供給され流出口から流出する間に、複数の突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられる。内部構造体の各側面に設けられる複数の突起部の上面の高さは、管本体の内部壁面の円弧にあわせて、総体として、中心が高く、外に向かって低くなる。
また、他のひとつの実施形態によれば、角柱状の軸体である内部構造体は中空であり、この内部構造体の中空に、第２の内部構造体が収納固定され、この第２の内部構造体の外表面には、複数の突起部が網状に配列され、第２の内部構造体の外表面と中空の内部構造体の内部壁面との間であって、複数の突起部の間に形成される空間が流体の流路となり、流体が、管本体の流入口から供給され流出口から流出する間に、第２の内部構造体の複数の突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられる。
【０００９】
本発明のひとつの実施形態による内部構造体は、円筒形の内部壁面をもつ収納体に収納されて、流体に対し流動特性を与える。内部構造体は、複数の側面を有する角柱状の内部軸体を有し、内部軸体の側面には、複数の突起部が網状に配列され、複数の突起部の間に形成される空間が流体の流路となり、流体が、複数の突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられる。内部構造体の各側面に設けられる複数の突起部の上面の高さは、収納体の内部壁面の円弧にあわせて、総体として、中心が高く、外に向かって低くなる。
また、他のひとつの実施形態の内部構造体によれば、角柱状の内部軸体は中空であり、この内部軸体の中空に、第２の内部軸体が収納固定され、この第２の内部軸体の外表面には、複数の突起部が網状に配列され、第２の内部軸体の外表面と中空の内部軸体の内部壁面との間であって、複数の突起部の間に形成される空間が流体の流路となり、流体が、第２の内部軸体の複数の突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられる。
発明の他のひとつの実施形態である内部構造体によれば、円筒形の内部壁面をもつ収納体に収納されて、流体に対し流動特性を与える内部構造体であって、内部構造体は、複数の内部構造体が連結されて形成される。各内部構造体は、複数の側面を有する角柱状の内部軸体を有し、内部軸体の側面には、複数の突起部が網状に配列され、複数の突起部の間に形成される空間が流体の流路となり、流体が、複数の突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられる。内部構造体の各側面に設けられる複数の突起部の上面の高さは、収納体の内部壁面の円弧にあわせて、総体として、中心が高く、外に向かって低くなっており、複数の内部構造体は、相対的に回転した角度で連結されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の流体供給装置を、工作機械等のクーラント供給に用いれば、流体供給装置の内部では、複数の突起部間に形成された細い流路を通過する際に、突起部に衝突するなどして、流体を微細にせん断し、攪拌し、拡散し、混合することで、流体の粘性を下げることになる。従って、本発明の流体供給装置に、油性のクーラントを流入した場合、粘性が下がることによって、工作機械の被加工物や刃物により浸透しやすくなることで、冷却性や洗浄性が高まる。水溶性のクーラントを用いる場合においては、流体供給装置で発生した多数のファインバブルによって流体の表面張力が下がり、浸透性や潤滑性が高まる。その結果、工具と被加工物とが接する箇所で生じる熱の冷却効果が大きく上がる。このように、流体の浸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。また発生したファイン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。特に、本発明の流体供給装置は、角柱状の軸体である内部構造体を有し、内部構造体の各側面には、複数の突起部が網状に配列され、突起部と突起部の間に形成される空間が流体の流路（これは交差する交差流路となる）となり、流体が、突起部と突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられるため、その構成が簡単になる。
【００１１】
本発明の流体供給装置の内部構造体は、断面円形の内部壁面をもつ管本体或いは円筒形の内部壁面をもつ収納体の内部壁面の円弧にあわせて、各側面に設けられる複数の突起部の上面の高さが、総体として、中心が高く、外に向かって低くなっており、流体は、軸体の側面の複数の突起部の間にできる流路を流れ、複数の突起部の上面を流れる流体はほぼ無いことになり、流体の流動特性の付与に効果的な流れとなる。
【００１２】
本発明の流体供給装置は、マシニングセンター、切削機、ドリル、研削盤等の様々な工作機械においての冷却剤供給に適用されることができる。それだけでなく、二つ以上の種類の流体を混合する装置で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、シャワーノズルや、水耕栽培装置、汚染除去装置等にも適用できる。シャワーノズルの場合は、流体供給装置に水や湯を流入し、所定の流動特性を与えて（例えば、ファインバブルを発生して）洗浄効果を上げる。水耕栽培の場合は、流体供給装置に水を流入し、溶存酸素を増加させて吐出することができる。また、汚染物質除去のために、空気のほか各種の気体（水素、オゾン、酸素その他）を液体（例えば水）に溶解させ、更には、ファインバブル化した気体を含む液体（例えば水）として、供給することも容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
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、本発明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】本発明の流体供給装置を備えるマシニングセンターの一例を示す。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態に係る流体供給装置の側面分解図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る流体供給装置の側面透視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の３次元斜視図で    ある。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の別の方向からの    ３次元斜視図である。
【図５Ａ】本発明の第１の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の四角錐と、四    角柱の側面上の突起部の配置を説明する図である。
【図５Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の突起部の鋭角    の角度及び複数の突起部で形成される交差流路の交差角度を示す図である。
【図６Ａ】本発明の第２の実施形態に係る流体供給装置の側面分解図である。
【図６Ｂ】本発明の第２の実施形態に係る流体供給装置の側面透視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の３次元斜視図で  ある。
【図８Ａ】本発明の第２の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の三角錐と三角    柱の側面上の突起部の配置を説明する図である。
【図８Ｂ】本発明の第２の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の突起部の鋭角    の角度及び複数の突起部で形成される交差流路の交差角度を示す図である。
【図９Ａ】本発明の第３の実施形態に係る流体供給装置の側面分解図である。
【図９Ｂ】本発明の第３の実施形態に係る流体供給装置の側面透視図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て途中    の３次元斜視図である。
【図１１Ａ】本発明の第３の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て完    了時の３次元斜視図である。
【図１１Ｂ】本発明の第３の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て完    了時の断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て完了    時の他の方向からの３次元斜視図である。
【図１３Ａ】本発明の第３の実施形態に係る流体供給装置の外側の内部構造体の四角    柱の側面上の複数の突起部の配置を説明する図である。
【図１３Ｂ】本発明の第３の実施形態に係る流体供給装置の内側の内部構造体の四角    錐と、四角柱の側面上の複数の突起部の配置を説明する図である。
【図１４Ａ】本発明の第４の実施形態に係る流体供給装置の側面分解図である。
【図１４Ｂ】本発明の第４の実施形態に係る流体供給装置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装置の内部構造体の組み立て途中    の３次元斜視図である。
【図１６Ａ】本発明の第４の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て完    了時の３次元斜視図である。
【図１６Ｂ】本発明の第４の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て完    了時の断面図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て完了    時の他の方向からの３次元斜視図である。
【図１８Ａ】本発明の第４の実施形態に係る流体供給装置の外側の内部構造体の複数    の突起部の配置を説明する図である。
【図１８Ｂ】本発明の第４の実施形態に係る流体供給装置の内側の内部構造体の複数    の突起部の配置を説明する図である。
【図１９Ａ】本発明の第５の実施形態に係る流体供給装置の側面分解図である。
【図１９Ｂ】本発明の第５の実施形態に係る流体供給装置の側面透視図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て途中    の３次元斜視図である。
【図２１Ａ】本発明の第５の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て完    了時の３次元斜視図である。
【図２１Ｂ】本発明の第５の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て完    了時の断面図である。
【図２２】本発明の第５の実施形態に係る流体供給装置の内側内部構造体の円柱側面    上の複数の突起部の配置を平面化して説明する図である。
【図２３Ａ】本発明の第６の実施形態に係る流体供給装置の側面分解図である。
【図２３Ｂ】本発明の第６の実施形態に係る流体供給装置の側面透視図である。
【図２４】本発明の第６の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て途中    の３次元斜視図である。
【図２５Ａ】本発明の第６の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て完    了時の３次元斜視図である。
【図２５Ｂ】本発明の第６の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て完    了時の断面図である。
【図２６】本発明の第６の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の組み立て完了    時の他の方向からの３次元斜視図である。
【図２７】本発明の第７の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の３次元斜視図    である。
【図２８】本発明の第７の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の他の方向から    の３次元斜視図である。
【図２９】本発明の第８の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の３次元斜視図である。
【図３０Ａ】本発明の第９の実施形態に係る流体供給装置の側面分解図である。
【図３０Ｂ】本発明の第９の実施形態に係る流体供給装置の側面透視図である。
【図３１】本発明の第９の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の３次元斜視図    である。
【図３２Ａ】本発明の第９の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の四角錐と、    四角柱の側面上の突起部の配置を説明する図である。
【図３２Ｂ】本発明の第９の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の突起部が列    毎に交互に僅かに傾いていることを示す図である。
【図３３Ａ】本発明の第１０の実施形態に係る流体供給装置の側面分解図である。
【図３３Ｂ】本発明の第１０の実施形態に係る流体供給装置の側面透視図である。
【図３４】本発明の第１０の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の３次元斜視    図である。
【図３５Ａ】本発明の第１０の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の三角錐と、三角柱の側面上の突起部の配置を説明する図である。
【図３５Ｂ】本発明の第１０の実施形態に係る流体供給装置の内部構造体の突起部が    列毎に交互に僅かに傾いていることを示す図である。
【図３６】（Ａ）〜（Ｈ）において、本発明の突起部の側面に凹凸又は一乃至複数の段差が形成された複数の変形例を示す図である。
【図３７】本発明の第１１の実施形態に係り、流体供給装置の内部構造体に形成された配列された複数の穴の一つに、取り付け足を有する突起部を取り付ける状態を示す図である。
【図３８】（Ａ）〜（Ｍ）は、第１１実施形態に係る取り付け足を有する突起部の種々の形態を示す図である。
【図３９Ａ】本発明の第１２の実施形態に係る弾性材料で形成された内部構造体と管本体とからなる流体供給装置を示す図である。
【図３９Ｂ】本発明の第１２の実施形態の変形例を示し、内部構造体の突起部が内部軸体の軸体の長さ方向から左右方向に僅かに傾いている内部構造体と管本体とからなる流体供給装置を示す図である。
【図４０Ａ】本発明の第１３の実施形態に係り、複数の内部構造体が連結されている流体供給装置を示す図である。
【図４０Ｂ】本発明の第１３の実施形態の変形例に係り、連結された複数の内部構造体及び管本体が弾性材料で形成されたことを示す図である。
【図４１】本発明の第１４の実施形態に係り、分割された分割内部構造体を射出成型にて製造する工程を示す図である。
【図４２】本発明の第１４の実施形態の製造方法にて形成された内部構造体の１／３の分割内部構造体の側面図を示す図である。
【図４３Ａ】本発明の第１４の実施形態による１／３の分割内部構造体の３次元斜視図である。
【図４３Ｂ】本発明の第１４の実施形態のよる１／３の分割内部構造体の別の角度から見た３次元斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書においては、主に本発明をマシニングセンターその他の工作機械（旋盤、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、研削盤、ターニングセンタ等）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、流体を供給する様々なアプリケーションに適用可能である。
【００１５】
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。
【００１６】
図１は本発明が適用された流体供給部を備えるマシニングセンターの一実施形態を示す。図示されたように、マシニングセンター１は多数の種類の異なる刃物（ドリル、フライス、エンドミルなどの工具）２が、スピンドル３に交換可能に取り付けられる。スピンドル３は、図示しない主軸モータにより、刃物２を回転させることができる。また、スピンドル３や刃物２を上下させる図示しない駆動部も有する。マシニングセンター１では、刃物２の交換によって、フライス、穴あけ、中ぐり、ねじ立て等の種々の作業を可能とする。コラム４には、このスピンドル３のほかに、流体（冷却剤或いは加工液）を供給するノズル５−１〜５−６が取り付けられている。２つのロックラインノズル５−１、５−２は、連結管６を介し、コラム４の内部を経由して供給される流体を、被加工物Ｗの工作箇所Ｇを中心に噴射する。また、マシニングセンター１には、小型の４個のシングルノズル５−３〜５−６もあり、連結管６を介し、コラム４の内部を経由して供給される流体を適宜の吐出角度で自由に噴出する。これらのノズル５−１〜５−６もコラム４に取り付けられている。また、マシニングセンター１は、被加工物Ｗを平面の上で移動させるテーブル７と、被加工物Ｗ又は刃物２を上下に移動させるコラム４等を備える基台８と、流体を刃物２や被加工物Ｗに供給する流体供給部９とを備える。流体供給部９は流体を貯留する加工液タンク１０と、上記流体を加工液タンク１０から流出させるポンプ１１と、ポンプ１１から流体供給管Ｐ（本発明の「流体供給装置」）に流体を送出する配管１２を備える。
【００１７】
配管１２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の流出口を経て連結管６を介し、更に、コラム４の内部を介して、上述したノズル５−１〜５−６に供給される。工作箇所Ｇなどに向けて噴出された流体は、配管１３によって回収された後、フィルター装置（図示せず）による濾過などを経て加工液タンク１０にもどる。以下、流体供給管Ｐの様々な実施形態（流体供給管１００乃至６００、内部構造体７４０及び８４０、流体供給管９００及び１０００）について図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図２Ａ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２Ｂは流体供給管１００の側面透視図である。図３は流体供給管１００の内部構造体１４０の３次元斜視図であり、図４は別の角度からの内部構造体１４０の３次元斜視図である。図２Ａ及び図２Ｂに示されたように、流体供給管１００は管本体１１０と内部構造体１４０とを含む。図２Ｂにおいて、流体は流入口１１１から流出口１１２側へ流れる。
【００１９】
管本体１１０は、流入側部材１２０と、流出側部材１３０から構成される。流入側部材１２０と流出側部材１３０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１２０は、一端部に所定の直径の流入口１１１を有し、他の端部側には流出側部材１３０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（図示略）を備える。流入口１１１の側には連結部１２２が形成されており、連結部１２２は配管１２と結合される。例えば、連結部１２２の内周面に形成された雌ねじ（図示略）と配管１２の端部の外周面に形成された雄ねじ（図示略）とのねじ結合により、流入側部材１２０と配管１２とが連結される。本実施形態においては、図２Ａに示されたように、流入側部材１２０は両端部の内径、即ち、流入口１１１（流入端）と流出端の内径とが違い、流入口１１１の内径が流出端の内径より小さい。流入口１１１と流出端との間にはテーパー部１２４（又は段差でもよい）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１２０は流入端と流出端の両端部の内径が同一であってもよい。
【００２０】
流出側部材１３０は、一端部に所定の直径の流出口１１２を有し、他の端部側には流入側部材１２０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（図示略）を備える。流出側部材１３０の雄ねじの外周面の直径は流入側部材１２０の雌ねじの内径と同一である。流出口１１２の側には連結部１３８が形成されており、連結部１３８は連結管６と結合される。例えば、連結部１３８の内周面に形成された雌ねじ（図示略）と連結管６の端部の外周面に形成された雄ねじ（図示略）とのねじ結合により、流出側部材１３０と連結管６とが連結される。入力端と連結部１３８との間には筒形部１３４及びテーパー部１３６（又は段差でもよい）が形成される。本実施形態においては、流出側部材１３０は両端部の内径、即ち、流出口１１２（流出端）の内径と流入端の内径とが違い、流出口１１２の内径が流入端の内径より小さい。本発明はこの構成に限定されず、流出側部材１３０は両端部の内径が同一であってもよい。流入側部材１２０の一端部の内周面の雌ねじと流出側部材１３０の一端部の外周面の雄ねじとのねじ結合によって、流入側部材１２０と流出側部材１３０とが連結されることで管本体１１０が形成される。
【００２１】
一方、管本体１１０の上記構成は一つの実施形態に過ぎず、本発明は上記構成に限定されない。例えば、流入側部材１２０と流出側部材１３０との連結は上記のねじ結合に限定されず、当業者に知られた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１２０と流出側部材１３０との形態は、図２Ａの形態に限定されず、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。つまり、管本体１１０の外形は、図示のものに限らず方形管状等の種々の形状をとることができる。流入側部材１２０又は流出側部材１３０は、例えば、スチールやアルミのような金属、又はプラスチックのような樹脂から成る。図２Ａ及び図２Ｂを一緒に参照すれば、流体供給管１００は、内部構造体１４０を流出側部材１３０に収納した後に、流出側部材１３０の外周面の雄ねじと流入側部材１２０の内周面の雌ねじ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。
【００２２】
内部構造体１４０は、例えば、スチールやアルミのような金属からなる円柱部材を金属加工する方法又はプラスチックのような樹脂を成型する方法等によって形成される。あるいは、金属または樹脂を、３次元プリンターを用いて形成することも可能である。金属の円柱軸体を加工して作る場合は、切削、旋削、研削の加工を単独または組み合わせて行う。例えばエンドミルによる切削加工によることができる。その製造工程としては、円柱状の内部軸体を準備する工程と、円柱状の内部軸体の一端部を角錐（第１の実施形態の場合は四角錐１４１）に形成する工程と、底面を角柱（第１の実施形態の場合は底面が正方形の四角柱１４２）の側面とし上面を円柱の外径位置とする交差流路１４０ｒを形成することにより、底面を角柱の側面とし、上面を円柱の側面とする複数の突起部１４０ｐを形成する工程とを有する。もともとの円柱部材の半径は、管本体１１０の内壁の半径と同じまたは僅かに小さく、円柱部材が管本体に入り、隙間が出ないサイズであることが望ましい。
【００２３】
図４からも明らかなように、円柱状の軸体を加工することによって、先頭に四角錐１４１が形成され、残部の部分には四角柱１４２が形成され、四角柱１４２の４つの側面に複数の突起部１４０ｐが形成される。複数の突起部１４０ｐは網状に配置され、その底面は、四角柱１４２の外表面（側面）と同じ面であり、上面は、もとの円柱状の内部軸体の外表面であり、総体として円弧上の高さとなって丸みを帯びている。つまり、この内部構造体１４０が図２Ｂのように、管本体１１０に挿入固定された場合、四角錐１４１は、流入する流体を、管本体１１０の円の中心から半径方向に拡散させて、四角柱１４２の４つの側面に誘導することになる。そして、各側面に到達した流体は、複数の突起部１４０ｐの間に形成された交差する流路１４０ｒを流れることになるが、管本体１１０の円筒形の内壁面とこの複数の突起部１４０ｐの高さがほぼ同じ（隙間が無い）なので、流体は、複数の突起部１４０ｐの間の交差流路１４０ｒを流れる（つまり、複数の突起部１４０ｐの上面を流れる流体はほぼ無い）ことになる。
【００２４】
図５Ａは、内部構造体１４０のひとつの側面を平面上にあらわして、四角錐１４１と突起部１４０ｐの配列とを示した図であり、上流側の四角錐１４１はその頂角を例えば、６０度とする。もちろん、この角度は適宜変更可能である。そして、下流側の四角柱１４２の４つの側面には、頂角４１．１１°の菱形（底面の形状）の突起部１４０ｐが網状に形成される。なお、この頂角も適宜変更可能である。したがって、図５Ｂにある通り、複数の突起部１４０ｐの間に形成される交差流路１４０ｒの交差角度も４１．１１°となる。具体的に言うと、一側面に形成される複数の底面が菱形の突起部１４０ｐは、上流から下流にかけて、３個、４個、３個、・・・、４個と１４列形成され、ひとつの側面に４９個あり、４つの側面の合計は１９６個となる。もちろん、この数も適宜に変更できる。複数の突起部１４０ｐの形状は、底面が菱形状の突起でなくても良く（例えば、三角形、多角形、その他）、その配列も図５Ａ、図５Ｂから適宜（角度、間隔など）変更できる。この変更は、以下に説明する他の実施形態においても同様に可能である。
【００２５】
以下、流体が流体供給管１００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ポンプ１１によって配管１２（図１参照）を経て流入口１１１を通じて流入された流体は、流入側部材１２０のテーパー部１２４の空間を過ぎて内部軸体１４０の四角錐１４１にぶつかり、流体供給管１００の中心から外側に向かって（即ち、半径方向であって、四角錐の底面方向へ）拡散される。拡散された流体は、四角柱１４２の各側面に到達し、上流側から下流にかけて３つ、４つ、３つ・・・と形成された、底面は菱形であり上面は円柱の一部で丸みを帯びた形状の複数の突起部１４０ｐの間の狭い交差流路１４０ｒ（交差角４１．１１°）の間を進む。このとき、交差する流路での流体の流れの強さは、図５Ａの上流から下流に向かって、左斜め上流から右斜め下流の方向に流れる強さと、右斜め上流から左斜め下流の方向に流れる強さは、ほぼ同じになる。なお、この２つの流れの方向の角度が上述の交差角（４１．１１°）になる。流体は、複数の突起部１４０ｐに衝突してせん断され、また、複数の交差流路１４０ｒで衝突、混合、分散を繰り返す。図５Ａにおいて、四角柱１４２の側面の左端部（図５Ａの上側端部）に来た流体は、折り返して、つまり上流から下流に向かって、右斜め上流から左斜め下流の方向に流れてきた流れは、左斜め上流から右斜め下流の方向に流れることになり、右端部（図５Ａの下側端部）に来た流体は、折り返して、つまり上流から下流に向かって、左斜め上流から右斜め下流の方向に流れてきた流れは、右斜め上流から左斜め下流の方向に流れることになる。流体が複数の突起部１４０ｐによって形成された複数の狭い流路１４０ｒを通過することで、多数の微小な渦を発生させる。また、複数の突起部１４０ｐの多段の網状の配置によって、交差する流路１４０ｒで流体は交互に流れ左右にスイッチングするフリップフロップ現象も生じる。このような現象によって、流体の混合及び拡散を誘発する。突起部１４０ｐ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。
【００２６】
内部構造体１４０は、流体が、断面積が大きい上流側（四角錐１４１）から断面積が小さい下流側（複数の突起部１４０ｐの間に形成された交差流路１４０ｒ）へ流れるようにする構造を有する。この構造は流体の静圧力（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。
0006780179.tif 000002
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。
【００２７】
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の内部構造はこのようなキャビテーション現象を誘発する。この現象は、水を主成分とする水溶性クーラントの場合は生じやすい。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小さい気泡が多数生じる。気化によって発生するファインバブルは水の表面張力を低下させるため浸透性及び潤滑性を向上させる。浸透性の向上は結果的に冷却効率を増加させる。或いは、流体に予め空気その他の気体を注入し（図１の配管１２の途中で気体の注入手段を設ける）、多数の突起部１４０ｐとの流体の衝突によって溶存気体の遊離を起こさせ、多数のファインバブルを発生させることもできる。この場合も、発生するファインバブルは水の表面張力を低下させるため浸透性及び潤滑性を向上させる。浸透性の向上は結果的に冷却効率を増加させる。
【００２８】
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浸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、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。
【００２９】
内部軸体１４０の四角柱１４２の各側面の複数の狭い交差流路１４０ｒを通過した流体は内部構造体１４０の下流端部に向かって流れる。下流端部では、フリップフロップ現象によって、流体は、左右方向に流れをスイッチングしながら、流出側部材１３０の下流のテーパー部１３６のある空間へ流れ出る。しかる後、流出口１１２を通じて流出され、図１のノズル５−１〜５−６を通じて工作箇所Ｇなどに向かって吐き出される。ノズル５−１〜５−６から吐出される流体は、流体供給管Ｐ（図２Ｂの流体供給管１００）において、微細レベルで、せん断、攪拌、拡散、混合が十分起きており、油性クーラントの場合、もともと水溶性のクーラントに比べて潤滑性が優れているが、粘性を下げて、浸透性も高まっていて、冷却効果が向上することになる。また、流体に対して、複数の突起部１４０ｐの間の狭い交差流路１４０ｒを通過することにより、多数のファインバブルが含まれるようになっている場合（特に、水溶性クーラントの場合）、ノズル５−１〜５−６から噴出することで、それが大気圧に露出し、刃物２と被加工物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、工作箇所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、ファインバブルが消滅しながら工作箇所Ｇの周囲の洗浄効果を向上させる。
【００３０】
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、冷却剤或いは加工液が、ノズルより十分な噴射力の流体となって供給され、刃物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、浸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。
【００３１】
尚、本実施形態では、１つの円柱部材を加工して内部構造体１４０の四角錐１４１と、複数の網状の突起部１４０ｐ（その間の交差流路１４０ｒ）が設けられた四角柱１４２とを形成するので、内部構造体１４０が一体化した１つの部品として製造される。従って、内部構造体１４０を流出側部材１３０の内部に収納した後に、流出側部材１３０と流入側部材１２０とを結合（例えば、ねじ結合による）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。なお、内部構造体１４０の上流部に流入流体を効率的に各側面に分散する四角錐１４１を設けるようしたが、これは、必須の構成ではない。内部構造体１４０は、四角柱１４２の側面に、複数の突起部１４０ｐが網状に形成されておればよい。また、内部構造体１４０の下流端部は、四角柱１４２の底面（四角形又は正方形）となっているが、この下流端部に四角錐を設けて、流体を管本体１１０の流出口１１２の中心に誘導するようにしてもよい。これは、以下に述べる他の実施形態においても同様である。
【００３２】
本実施形態の流体供給装置にあっては、特に、交差流路１４０ｒは角柱（本実施形態では四角柱１４２）の側面、つまり平面上に形成するため、高い精度は要求されず、製造が簡単になる。また、流体供給装置は、流体が突起部と突起部との間の流路を流れる間に、（ｉ）多数の微小バブルを発生するか、（ｉｉ）複数の流体を混合するか、（ｉｉｉ）流体を撹拌・拡散するかの少なくとも一つの流動特性を与えることを可能とする。その結果、マシニングセンターのほか、各種の旋盤、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、研削盤、ターニングセンタ等、様々な工作機械においての冷却剤や加工液の供給に用いることが可能である。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。更には、流体供給装置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、流体供給装置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、本発明の流体供給装置は、空気、水素、酸素、オゾンその他の気体を含むファインバブルを発生させることで、汚染物質除去等を含む各種用途に用いれば有用である。これらの作用は、以下に述べる他の実施形態においても同様に実現できる。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、図６Ａ乃至図８Ｂ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、差のある部分を詳細に説明する。第１の実施形態の構成要素と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を使う。図６Ａ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６Ｂは流体供給管２００の側面透視図である。図６Ａ及び図６Ｂに示されたように、流体供給管２００は管本体１１０と内部構造体２４０とを含む。図７は、内部構造体２４０の３次元斜視図である。第２の実施形態の管本体１１０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６Ｂにおいて、流体は流入口１１１から流出口１１２側へ流れる。図６Ｂに示されたように、流体供給管２００は、内部構造体２４０を流出側部材１３０に収納した後に、流出側部材１３０の外周面の雄ねじと流入側部材１２０の内周面の雌ねじとを結合することで構成される。
【００３４】
内部構造体２４０は、第１の実施形態と同様に、例えば、スチールやアルミのような金属からなる円柱部材を金属加工する方法又はプラスチックのような樹脂を成型する方法等によって形成される。あるいは、金属または樹脂を、３次元プリンターを用いて形成することも可能である。金属の円柱軸体を加工して作る場合は、切削、旋削、研削の加工を単独または組み合わせて行う。例えばエンドミルによる切削加工によることができる。その工程は、円柱状の内部軸体を準備する工程と、円柱状の内部軸体の一端部を三角錐２４１に形成する工程と、底面を三角柱２４２の側面とし上面を円柱の外径位置とする交差流路２４０ｒを形成することにより、底面を三角柱２４２の側面とし、上面を円柱の側面とする複数の突起部２４０ｐを形成する工程とを有する。なお、三角柱２４２の底面は正三角形である。
【００３５】
図７に示す通り、円柱状の軸体を加工することによって、先頭に三角錐２４１が形成され、残部の部分には三角柱２４２が形成され、三角柱２４２の３つの側面に複数の突起部２４０ｐが形成される。複数の突起部２４０ｐは網状に配置され、その底面は、三角柱２４２の外表面（側面）と同じ面であり、上面は、もとの円柱状の内部軸体の外表面であり、総体として円弧状の高さとなって丸みを帯びている。つまり、この内部構造体２４０が図６Ｂのように、管本体１１０に挿入固定された場合、三角錐２４１は、流入する流体を、管本体１１０の円の中心から三角柱２４２の各側面に拡散させ、誘導することになる。そして、各側面に到達した流体は、複数の突起部２４０ｐの間に形成された交差流路２４０ｒを流れることになるが、管本体１１０の円筒形の内壁面と複数の突起部２４０ｐの高さがほぼ同じ（隙間が無い）なので、流体は、複数の突起部２４０ｐの間の狭い交差流路２４０ｒを流れる（つまり、複数の突起部２４０ｐの上面を流れる流体はほぼ無い）ことになる。
【００３６】
図８Ａは、内部構造体２４０のひとつの側面を平面上にあらわして、三角錐２４１と複数の突起部２４０ｐの配列を示した図であり、上流側の三角錐２４１はその頂角を例えば、９０度とする。もちろん、この角度は適宜変更可能である。そして、下流側の三角柱２４２の３つの側面には、頂角４１．１１°の菱形（底面の形状）の突起部２４０ｐが網状に形成される。なお、この頂角も適宜変更可能である。したがって、図８Ｂにある通り、複数の突起部２４０ｐの間に形成される交差流路２４０ｒの交差角度も４１．１１°となる。具体的に言うと、一側面に形成される複数の底面が菱形の突起部２４０ｐは、上流から下流にかけて、５個、４個、５個、・・・、４個と１４列形成され、ひとつの側面に６３個あり、３つの側面の合計は１８９個となる。もちろん、この数も適宜に変更できる。複数の突起部２４０ｐの形状は、第１の実施形態と同様に、底面が菱形状の突起でなくても良く（例えば、三角形、多角形、その他）、その配列も図８Ａ、図８Ｂから適宜（角度、間隔など）変更できる。
【００３７】
以下、流体が流体供給管２００を通過する間の流動について説明する。流入口１１１を通じて流入された流体は、流入側部材１２０のテーパー部１２４の空間を過ぎて内部軸体２４０の三角錐２４１にぶつかり、流体供給管２００の中心から外側に向かって（即ち、半径方向であって、三角錐２４１の底面方向へ）拡散される。拡散された流体は、三角柱２４２の各側面に到達し、上流側から５つ、４つ、５つ・・・と形成された、底面は菱形であり上面は円柱の一部で丸みを帯びた形状の突起部２４０ｐの間の狭い交差流路２４０ｒ（交差角４１．１１°）の間を進む。図８Ａの上流から下流にかけて、左斜め上流から右斜め下流の方向に流れる強さと、右斜め上流から左斜め下流の方向に流れる強さは、ほぼ同じになる。流体は、複数の突起部２４０ｐに衝突してせん断され、また、複数の交差流路２４０ｒで衝突、混合、分散を繰り返す。本実施形態においても、図８Ａの三角柱２４２の側面の左右端部（図８Ａの上側と下側の夫々の端部）からは、流れが折り返すことになる。流体が複数の突起部２４０ｐによって形成された複数の狭い流路２４０ｒを通過することで、多数の微小な渦を発生させる。また、複数の突起部２４０ｐの多段の網状の配置によって、交差する流路２４０ｒでは、交互に流れ左右にスイッチングするフリップフロップ現象も生じる。このような現象によって、流体の混合及び拡散を誘発する。突起部２４０ｐ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、内部構造体２４０は、流体が、断面積が大きい上流側（三角錐２４１）から断面積が小さい下流側（複数の突起部２４０ｐの間に形成された交差流路２４０ｒ）へ流れるようにする構造を有する。第１の実施形態で説明したように、ベルヌーイの方程式に従って、静圧が低くなり、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小さい気泡が多数生じる。気化によって発生するファインバブルは水の表面張力を低下させるため浸透性及び潤滑性を向上させる。或いは、流体に予め空気その他の気体を注入し（図１の配管１２の途中で気体の注入手段を設ける）、多数の突起部２４０ｐとの流体の衝突によって溶存気体の遊離を起こさせ、多数のファインバブルを発生させることもできる。
【００３９】
内部軸体２４０の三角柱２４２の各側面の複数の狭い交差流路２４０ｒを通過した流体は内部構造体２４０の端部に向かって流れる。下流端部では、フリップフロップ現象によって、流体は、左右方向に流れをスイッチングしながら、流出側部材１３０の下流のテーパー部１３６のある空間へ流れ出る。しかる後、流出口１１２を通じて流出され、図１のノズル５−１〜５−６を通じて工作箇所Ｇなどに向かって吐き出される。
【００４０】
なお、内部構造体２４０の上流部に流入流体を効率的に各側面に分散する三角錐２４１を設けるようしたが、これは、必須の構成ではない。内部構造体２４０には、三角柱２４２の側面に、複数の突起部２４０ｐが網状に形成されておればよい。また、内部構造体２４０の下流端部は、三角柱２４２の底面（三角形）となっているが、この下流端部に三角錐を設けて、流体を管本体１１０の流出口１１２の中心に誘導するようにしてもよい。これは、以下に述べる他の実施形態においても同様である。
【００４１】
（第３の実施形態）
次に、図９Ａ乃至図１３Ｂ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。本実施形態にあっては、第１の実施形態と統一の構成については説明を省略し、差のある部分を詳細に説明する。第１の実施形態と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を使う。図９Ａ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９Ｂは流体供給管３００の側面透視図である。図９Ａ及び図９Ｂに示されたように、流体供給管３００は管本体１１０と第１の内部構造体（外側内部構造体）３４０と、第２の内部構造体（内側内部構造体）３５０を含む。内部構造体３４０は、第１の実施形態同様の四角柱３４２であるが、内部に直方体の中空形状の貫通した空洞３４１が形成されていて、この空洞３４１に第２の内部構造体３５０が収納されることになる。図１０は、内部構造体３４０に第２の内部構造体３５０の収納途中の３次元斜視図である。図１１Ａは、内部構造体３４０に第２の内部構造体３５０の収納された状態の３次元斜視図であり、図１１Ｂは、その一部断面図である。
【００４２】
第１、第２の内部構造体３４０、３５０は、第１の実施形態と同様に、例えば、スチールやアルミのような金属からなる柱状部材を金属加工する方法又はプラスチックのような樹脂を成型する方法等によって形成される。あるいは、金属または樹脂を、３次元プリンターを用いて形成することも可能である。金属の円柱軸体を加工して作る場合は、切削、旋削、研削の加工を単独または組み合わせて行う。例えばエンドミルによる切削加工によることができる。その工程は、角柱（第３の実施形態では四角柱）の外形形状の内側内部軸体を準備する工程と、内側内部軸体の上流側の端部に四角錐３５１を形成する工程と、内側内部軸体の外表面に交差流路３５０ｒを作ることにより、複数の突起部３５０ｐを形成する（具体的には、四角柱の側面から所定の深さの交差流路３５０ｒを形成することにより、底面を交差流路３５０ｒの底面と同じ高さとし、上面を四角柱の側面の高さとする複数の突起部３５０ｐを形成する）工程とを有する。このようにして内側内部構造体３５０が形成される。そして、円柱状の外側内部軸体を準備する工程と、外側内部軸体に対して、内側内部軸体が内部に配置される中空の角柱状（第３の実施形態では四角柱、又は底面が正方形の直方体）の空洞３４１を貫通して形成する（必要に応じて入り口４辺にテーパーをもつガイド３４３が設けられる）工程と、円柱状の外側内部軸体に対して、底面を角柱（第３の実施形態では四角柱３４２）の側面とし上面を円柱の外径位置とする交差流路３４０ｒを形成することにより、底面を角柱の側面とし、上面を円柱の側面とする複数の突起部３４０ｐを形成する工程とを有する。このようにして、外側内部構造体３４０が形成される。複数の突起部３５０ｐが形成された内側内部構造体３５０を、複数の突起部３４０ｐが形成された外側内部構造体３４０の中空の空洞３４１に配置する工程によって、組み立てられる。
【００４３】
図１０乃至図１２に示す通り、外側内部構造体３４０は、円柱状の軸体を加工することによって、四角柱３４２が形成され、四角柱３４２の４つの側面に複数の突起部３４０ｐが形成される。複数の突起部３４０ｐは網状に配置され、その底面は、四角柱３４２の外表面（側面）と同じ面であり、その上面は、もとの円柱状の内部軸体の外表面であり、総体として円弧上の高さとなって丸みを帯びている。そして、外側内部構造体３４０は、内部に直方体の貫通した空洞３４１が形成されていて、その入り口の四辺にはテーパーをもつガイド３４３が形成される。
【００４４】
内側内部構造体３５０は、流体の流入側に四角錐３５１を有し、それに続く残部の部分は、四角柱３５２の形状をしていて、４つの側面に複数の突起部３５０ｐが形成される。複数の突起部３５０ｐは網状に配置され、その高さは一定の高さとされている。つまり、突起部３５０ｐの上面は、外側内部構造体３４０に形成された、直方体の形状をしている空洞３４１の内壁の高さ（或いは幅）と同じか或いは僅かに低い（小さい）位置に固定されることになる（図１２参照）。つまり、空洞３４１の縦、横の幅（断面の正方形の各辺の長さ）は、内側内部構造体３５０の平行な両側面から突起している突起部３５０ｐ相互の表面間の距離と同じか僅かに大きい距離とすることで、突起部３５０ｐと空洞３４１の壁面との距離がほぼ無くなる。図１１Ａ、１１Ｂ或いは図１２に示されるように、内側内部構造体３５０が外側内部構造体３４０に挿入され、更に図９Ｂのように、管本体１１０に挿入固定された場合、四角錐３５１は、流入する流体を、管本体１１０の円の中心から四角柱３５２の各側面に拡散させ、誘導することになる。また、内部構造体３４０の空洞３４１の入り口に形成されたテーパーをもつ４辺のガイド３４３が四角柱３４２の各側面に流体を誘導することになる。つまり、第３の実施形態では、管本体１１０の流入口１１１から流入される流体は、四角錐３５１を経て空洞３４１内に流入し、内側内部構造体３５０に形成された交差流路３５０ｒを経由するものと、流入口１１１から直接または四角錐３５１、ガイド３４３を経て、外側内部構造体３４０に形成された流路３４０ｒを経由するものに２分され、それぞれの下流端で２分された流体は合流し、流出口１１２に向かうことになる。
【００４５】
図１３Ａは、内部構造体３４０のひとつの側面を平面上にあらわして、複数の突起部３４０ｐの配列を示した図であり、四角柱３４２の４つの側面には、図示は省略しているが、第１の実施形態と同様、頂角４１．１１°の菱形（底面の形状）の突起部３４０ｐが網状に形成される。なお、この頂角は適宜変更可能である。したがって、そして、複数の突起部３４０ｐの間に形成される交差流路３４０ｒの交差角度も４１．１１°となる。具体的に言うと、一側面に形成される複数の底面が菱形の突起部３４０ｐは、上流から下流にかけて、３個、４個、３個、・・・、４個と１４列形成され、ひとつの側面に４９個あり、４つの側面の合計は１９６個となる。もちろん、この数も適宜に変更できる。複数の突起部３４０ｐの形状は、第１の実施形態と同様に、底面が菱形状の突起でなくても良く（例えば、三角形、多角形、その他）、その配列も図１３Ａから適宜（角度、間隔など）変更できる。
【００４６】
図１３Ｂは、内側内部構造体３５０の上流の四角錐３５１と、四角柱３５２のひとつの側面の複数の突起部３５０ｐの配列とを平面上にあらわす。上流側の四角錐３５１はその頂角を例えば、６０度とする。もちろん、この角度は適宜変更可能である。そして、その下流の四角柱３５２の４つの側面には、図示は省略しているが、外側内部構造体３４０と同様、頂角４１．１１°の菱形（底面の形状）の突起部３５０ｐが網状に形成される。なお、この頂角は適宜変更可能である。したがって、そして、複数の突起部３５０ｐの間に形成される交差流路３５０ｒの交差角度も４１．１１°となる。具体的に言うと、一側面に形成される複数の底面が菱形の突起部３５０ｐは、上流から、１個、２個、１個、・・・、２個と１４列形成され、ひとつの側面に２１個あり、４つの側面の合計は８４個となる。もちろん、この数も適宜に変更できる。複数の突起部３５０ｐの形状は、外側内部構造体３４０の突起部３４０ｐと同様に、底面が菱形状の突起でなくても良く（例えば、三角形、多角形、その他）、その配列も図１３Ｂから適宜（角度、間隔など）変更できる。
【００４７】
以下、流体が流体供給管３００を通過する間の流動について説明する。流入口１１１を通じて流入された流体は、流入側部材１２０のテーパー部１２４の空間を過ぎて内部構造体３５０の四角錐３５１にぶつかり、流体供給管３００の中心から外側に向かって（即ち、半径方向であって、四角錐の底面方向へ）拡散され、一部は、内側内部構造体３５０と空洞３４１で形成される内部の交差流路３５０ｒに流入する。また、その流体の残部は内部構造体３４０の四辺のガイド３４３で誘導されて、外側内部構造体３４０と管本体１１０で形成される内部の交差流路３４０ｒに流入する。図１３Ａの複数の突起部３４０ｐ間の交差流路３４０ｒに流入された流体及び図１３Ｂの複数の突起部３５０ｐ間の交差流路３５０ｒでは、上流から下流にかけて、左斜め上流から右斜め下流の方向に流れる強さと、右斜め上流から左斜め下流の方向に流れる強さは、ほぼ同じになる。本実施形態においても、図１３Ａの四角柱３４２の側面の左右端部（図１３Ａの上側と下側の夫々の端部）からは、流れが折り返すことになる。一方、図１２にある通り、内側内部構造体３５０の四角柱３５２の側面の各辺（図１３Ｂの上側と下側の夫々の端部）は、空洞３４１の直方体の側面の各辺とは一定の距離があるため、四角柱３５２の側面の上下端部では、ひとつの側面の流路から他の側面の流路へ流体は移動することが起こり得る。
【００４８】
流体が外側内部構造体３４０の複数の突起部３４０ｐによって形成された複数の狭い流路３４０ｒを通過すること、及び内側内部構造体３５０の複数の突起部３５０ｐによって形成された複数の狭い流路３５０ｒを通過することで、多数の微小な渦を発生させる。また、外側内部構造体３４０では、流体は、複数の突起部３４０ｐに衝突してせん断され、また、複数の交差流路３４０ｒで衝突、混合、分散を繰り返す。内側内部構造体３５０では、流体は、複数の突起部３５０ｐに衝突してせん断され、また、複数の交差流路３５０ｒで衝突、混合、分散を繰り返す。また、複数の突起部３４０ｐ、３５０ｐの多段の網状の配置によって、交差する流路３４０ｒ、３５０ｒでは、交互に流れ左右にスイッチングするフリップフロップ現象も生じる。このような現象によって、流体の混合及び拡散を誘発する。突起部３４０ｐ、３５０ｐ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。
【００４９】
また、内部構造体３４０、３５０は、流体が、断面積が大きい上流側（四角錐３５１）から断面積が小さい下流側（複数の突起部３４０ｐの間に形成された交差流路３４０ｒ、及び複数の突起部３５０ｐの間に形成された交差流路３５０ｒ）へ流れるようにする構造を有する。第１の実施形態で説明したように、ベルヌーイの方程式に従って、静圧が低くなり、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小さい気泡が多数生じる。気化によって発生するファインバブルは水の表面張力を低下させるため浸透性及び潤滑性を向上させる。或いは、流体に予め空気その他の気体を注入し（図１の配管１２の途中で気体の注入手段を設ける）、多数の突起部３４０ｐ、３５０ｐとの流体の衝突によって溶存気体の遊離を起こさせ、多数のファインバブルを発生させることもできる。
【００５０】
内部軸体３４０の四角柱３４２の各側面の複数の狭い交差流路３４０ｒを通過した流体は内部構造体３４０の端部に向かって流れる。また、内部軸体３５０の四角柱３５２の各側面の複数の狭い交差流路３５０ｒを通過した流体は内部構造体３５０の端部に向かって流れる。それぞれの下流端部では、フリップフロップ現象によって、流体は、左右方向に流れをスイッチングしながら、流出側部材１３０の下流のテーパー部１３６のある空間へ流れ出て合流する。しかる後、流出口１１２を通じて流出され、図１のノズル５−１〜５−６を通じて工作箇所Ｇなどに向かって吐き出される。
【００５１】
なお、内部構造体３５０の上流部に流入流体を効率的に各側面に分散する四角錐３５１を設けるようしたが、これは、必須の構成ではない。内部構造体３５０は、四角柱３５２の側面に、複数の突起部３５０ｐが網状に形成されておればよい。また、内部構造体３５０の下流端部は、四角柱３５２の底面（四角形）となっているが、この下流端部に四角錐を設けて、空洞３４１の出口から一部突出するようにして、流体を管本体１１０の流出口１１２の中心に誘導するようにしてもよい。加えて、第３実施形態の外側内部構造体３４０の空洞３４１は直方体としたが、この空洞３４１を円柱状とする一方、内側内部構造体３５０には、四角柱の底面から円弧状の表面を有する複数の突起部を網状に設けるようにしてもよい。つまり、外側内部構造体３４０の突起部３４０ｐと同様な円弧状に高さの変化する突起部とすることもできる。
【００５２】
（第４の実施形態）
次に、図１４Ａ乃至図１８Ｂ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。本実施形態にあっては、第２又は第３の実施形態と同一の構成については説明を省略し、差のある部分を詳細に説明する。第３の実施形態と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を使う。図１４Ａ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１４Ｂは流体供給管４００の側面透視図である。図１４Ａ及び図１４Ｂに示されたように、流体供給管４００は管本体１１０と第１の内部構造体（外側内部構造体）４４０と、第２の内部構造体（内側内部構造体）４５０を含む。内部構造体４４０は、第２の実施形態同様の三角柱４４２（底面が正三角形）であるが、内部に三角柱の形状の中空である貫通した空洞４４１（底面が正三角形で三角柱４４２の底面の正三角形よりも各辺の長さが短い）が形成されていて、この空洞４４１に第２の内部構造体４５０が収納されることになる。図１５は、内部構造４４０に第２の内部構造体４５０の収納途中の３次元斜視図である。図１６Ａは、内部構造体４４０に第２の内部構造体４５０の収納された状態の３次元斜視図であり、図１６Ｂは、その一部断面図である。図１７は、内部構造体４４０に第２の内部構造体４５０の収納された状態の別の角度からの３次元斜視図である。
【００５３】
第１、第２の内部構造体４４０、４５０は、第３の実施形態と同様に、例えば、スチールやアルミのような金属からなる柱状部材を金属加工する方法又はプラスチックのような樹脂を成型する方法等によって形成される。あるいは、金属または樹脂を、３次元プリンターを用いて形成することも可能である。金属の円柱軸体を加工して作る場合は、切削、旋削、研削の加工を単独または組み合わせて行う。例えばエンドミルによる切削加工によることができる。その製造工程は、三角柱の外形形状の内側内部軸体を準備する工程と、内側内部軸体の上流側の端部に三角錐を形成する工程と、内側内部軸体の外表面に交差流路４５０ｒを作ることにより、複数の突起部４５０ｐを形成する（具体的には、三角柱の側面から所定の深さの交差流路４５０ｒを形成することにより、底面を交差流路の底面と同じ高さとし、上面を三角柱の側面の高さとする複数の突起部４５０ｐを形成する）工程とを有する。このようにして内側内部構造体４５０が形成される。そして、円柱状の外側内部軸体を準備する工程と、外側内部軸体に対して、内側内部軸体が内部に配置される中空の三角柱状の空洞４４１を貫通して形成する工程と、円柱状の外側内部軸体に対して、底面を三角柱の側面とし上面を円柱の外径位置とする交差流路４４０ｒを形成することにより、底面を三角柱の側面とし、上面を円柱の側面とする複数の突起部４４０ｐを形成する工程とを有する。このようにして、外側内部構造体４４０が形成される。複数の突起部４５０ｐと交差流路４５０ｒが形成された内側内部構造体４５０を、複数の突起部４４０ｐと交差流路４４０ｒが形成された外側内部構造体４４０の中空の空洞４４１に配置する工程によって組み立てができる。
【００５４】
図１５乃至図１７に示す通り、外側内部構造体４４０は、円柱状の軸体を加工することによって、三角柱４４２が形成され、三角柱４４２の３つの側面に複数の突起部４４０ｐが形成される。複数の突起部４４０ｐは網状に配置され、その底面は、三角柱４４２の外表面（側面）と同じ面であり、その上面は、もとの円柱状の内部軸体の外表面であり、総体として円弧上の高さとなって丸みを帯びている。そして、外側内部構造体４４０は、内部に三角柱の貫通した空洞４４１が形成されていて、その入り口の三辺にはテーパーをもつガイド４４３が形成される。
【００５５】
一方、内側内部構造体４５０は、流体の流入側に三角錐４５１を有し、それに続く残部には、三角柱４５２（底面は正三角形で各辺の長さは、外側内部構造体４４０の三角柱４４２よりも短い）の形状をしていて、３つの側面に複数の突起部４５０ｐが形成される。複数の突起部４５０ｐは網状に配置され、その高さは一定の高さとされている。つまり、突起部４５０ｐの上面は、外側内部構造体４４０に形成された、三角柱の中空形状をしている空洞４４１の内壁の高さと同じか或いは僅かに低い位置に固定されることになる（図１７参照）。つまり、図１６Ａ、１６Ｂ或いは図１７に示されるように、内部構造体４５０が内部構造体４４０に挿入され、更に図１４Ｂのように、管本体１１０に挿入固定された場合、三角錐４５１は、流入する流体を、管本体１１０の円の中心から三角柱４５２の各側面に拡散させ、誘導することになる。また、内部構造体４４０のテーパーを持つ３辺のガイド４４３が三角柱４４２の各側面に流体を誘導することになる。つまり、第４の実施形態では、管本体１１０の流入口１１１から流入される流体は、三角錐４５１を経由して与えられ、空洞４４１に配置された内側内部構造体４５０に形成された交差流路４５０ｒを経由するものと、直接または三角錐４５１及びガイド４４３を経由して与えられ、外側内部構造体４４０に形成された流路４４０ｒを経由するものに２分され、それぞれの下流端で２分された流体は合流し、流出口１１２に向かうことになる。
【００５６】
図１８Ａは、内部構造体４４０のひとつの側面を、平面上にあらわして突起部４４０ｐの配列を示した図であり、三角柱４４２の３つの側面には、図示は省略しているが、第１乃至第３の実施形態と同様、頂角４１．１１°の菱形（底面の形状）の突起部４４０ｐが網状に形成される。なお、この頂角は適宜変更可能である。したがって、複数の突起部４４０ｐの間に形成される交差流路４４０ｒの交差角度も４１．１１°となる。具体的に言うと、一側面に形成される複数の底面が菱形の突起部４４０ｐは、上流から下流にかけて、５個、４個、５個、・・・、４個と１４列形成され、ひとつの側面に６３個あり、３つの側面の合計は１８９個となる。もちろん、この数も適宜に変更できる。複数の突起部４４０ｐの形状は、第１乃至第３の実施形態と同様に、底面が菱形状の突起でなくても良く（例えば、三角形、多角形、その他）、その配列も図１８Ａから適宜（角度、間隔など）変更できる。
【００５７】
図１８Ｂは、内部構造体４５０の上流側の三角錐４５１とその下流の三角柱４５２の一側面上の突起部４５０ｐの配列を平面上にあらわしている。三角錐４５１は、その頂角を、例えば９０度とするが、この角度は適宜変更可能である。そして、三角柱４５２の３つの側面には、図示は省略しているが、内部構造体４４０の三角柱４４２の複数の突起部４４０ｐと同様、頂角４１．１１°の菱形（底面の形状）の突起部４５０ｐが網状に形成される。なお、この頂角も適宜変更可能である。したがって、そして、複数の突起部４５０ｐの間に形成される交差流路４５０ｒの交差角度も４１．１１°となる。具体的に言うと、一側面に形成される複数の底面が菱形の突起部４５０ｐは、上流から下流にかけて、１個、２個、１個、・・・、２個と１４列形成され、ひとつの側面に２１個あり、３つの側面の合計は６３個となる。もちろん、この数も適宜に変更できる。複数の突起部４５０ｐの形状は、内部構造体４４０の三角柱４４２上の複数の突起部４４０ｐと同様に、底面が菱形状の突起でなくても良く（例えば、三角形、多角形、その他）、その配列も図１３Ｂから適宜（角度、間隔など）変更できる。
【００５８】
以下、流体が流体供給管４００を通過する間の流動について説明する。流入口１１１を通じて流入された流体は、流入側部材１２０のテーパー部１２４の空間を過ぎて内部構造体４５０の三角錐４５１にぶつかり、流体供給管４００の中心から外側に向かって（即ち、半径方向であって、三角錐の底面方向へ）拡散され、一部は、内側内部構造体４５０と中空の三角柱状の空洞４４１で形成される内部の交差流路４５０ｒに流入する。また、その流体の残部は内部構造体４４０の三辺のガイド４４３で誘導されて、外側内部構造体４４０と管本体１１０で形成される内部の交差流路４４０ｒに流入する。図１８Ａの複数の突起部４４０ｐ間の交差流路４４０ｒに流入された流体及び図１８Ｂの複数の突起部４５０ｐ間の交差流路４５０ｒでは、上流から下流にかけて、左斜め上流から右斜め下流の方向に流れる強さと、右斜め上流から左斜め下流の方向に流れる強さは、ほぼ同じになる。本実施形態においても、図１８Ａの三角柱４４２の側面の左右端部（図１８Ａの上側と下側の夫々の端部）からは、流れが折り返すことになる。一方、図１７にある通り、内側内部構造体４５０の三角柱４５２の側面の各辺（図１８Ｂの上側と下側の夫々の端部）が、三角柱の空洞４４１の側面の各辺とは一定の距離があるため、三角柱４５２の側面の上下端部では、ひとつの側面の流路から他の側面の流路へ流体は移動することが起こり得る。
【００５９】
流体が外側内部構造体４４０の複数の突起部４４０ｐによって形成された複数の狭い流路４４０ｒを通過すること、及び内側内部構造体４５０の複数の突起部４５０ｐによって形成された複数の狭い流路４５０ｒを通過することで、多数の微小な渦を発生させる。また外側内部構造体４４０では、流体は、複数の突起部４４０ｐに衝突してせん断され、また、複数の交差流路４４０ｒで衝突、混合、分散を繰り返す。内側内部構造体４５０では、流体は、複数の突起部４５０ｐに衝突してせん断され、また、複数の交差流路４５０ｒで衝突、混合、分散を繰り返す。また、複数の突起部４４０ｐ、４５０ｐの多段の網状の配置によって、交差する流路４４０ｒ、４５０ｒでは、交互に流れ左右にスイッチングするフリップフロップ現象も生じる。このような現象によって、流体の混合及び拡散を誘発する。突起部４４０ｐ、４５０ｐ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。
【００６０】
また、内部構造体４４０、４５０は、流体が、断面積が大きい上流側（三角錐４５１）から断面積が小さい下流側（複数の突起部４４０ｐの間に形成された交差流路４４０ｒ、及び複数の突起部４５０ｐの間に形成された交差流路４５０ｒ）へ流れるようにする構造を有する。第１の実施形態で説明したように、ベルヌーイの方程式に従って、静圧が低くなり、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小さい気泡が多数生じる。気化によって発生するファインバブルは水の表面張力を低下させるため浸透性及び潤滑性を向上させる。或いは、流体に予め空気その他の気体を注入し（図１の配管１２の途中で気体の注入手段を設ける）、多数の突起部４４０ｐ、４５０ｐとの流体の衝突によって溶存気体の遊離を起こさせ、多数のファインバブルを発生させることもできる。
【００６１】
内部軸体４４０の三角柱４４２の各側面の複数の狭い交差流路４４０ｒを通過した流体は内部構造体４４０の端部に向かって流れる。また、内部軸体４５０の三角柱４５２の各側面の複数の狭い交差流路４５０ｒを通過した流体は内部構造体４５０の端部に向かって流れる。それぞれの下流端部では、フリップフロップ現象によって、流体は、左右方向に流れをスイッチングしながら、流出側部材１３０の下流のテーパー部１３６のある空間へ流れ出て合流する。しかる後、流出口１１２を通じて流出され、図１のノズル５−１〜５−６を通じて工作箇所Ｇなどに向かって吐き出される。
【００６２】
なお、内部構造体４５０の上流部に流入した流体を効率的に各側面に分散する三角錐４５１を設けるようしたが、これは、必須の構成ではない。内部構造体４５０は、三角柱４５２の側面に、複数の突起部４５０ｐが網状に形成されておればよい。また、内部構造体４５０の下流端部は、三角柱４５２の底面（正三角形）となっているが、この下流端部に三角錐を設けて、空洞４４１の出口から一部突出するようにして、流体を管本体１１０の流出口１１２の中心に誘導するようにしてもよい。加えて、第４実施形態の外側内部構造体４４０の空洞４４１は中空の三角柱の形状（断面正角形）としたが、この空洞４４１を円柱状とする一方、内側内部構造体４５０には、三角柱の底面から円弧状の表面を有する複数の突起部を網状に設けるようにしてもよい。つまり、外側内部構造体４４０の突起部４４０ｐと同様な円弧状に高さの変化する突起部とすることもできる。
【００６３】
（第５の実施形態）
次に、図１９Ａ乃至図２２を参照して本発明の第５の実施形態に係る流体供給管５００について説明する。本実施形態にあっては、第３の実施形態と同一の構成については説明を省略し、差のある部分を詳細に説明する。第３の実施形態と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を使う。図１９Ａは第５の実施形態に係る流体供給管５００の側面分解図であり、図１９Ｂは流体供給管５００の側面透視図である。図１９Ａ及び図１９Ｂに示されたように、流体供給管５００は管本体１１０と第１の内部構造体（外側内部構造体）５４０と、第２の内部構造体（内側内部構造体）５５０を含む。内部構造体５４０は、第３の実施形態同様の四角柱５４２（底面正方形）を含むが、内部に中空の円柱状の貫通した空洞５４１が形成されていて、この空洞５４１に第２の内部構造体５５０が収納されることになる。この外側内部構造体５４０は、四角錐の頭部を切り欠いた截頭四角錐５４３を先端形状とする。さらに詳細に言うと、図１９Ａの通り、その切り欠き部の断面は円形となっている。図２０は、内部構造体５４０に第２の内部構造体５５０の収納途中の３次元斜視図である。図２１Ａは、内部構造体５４０に第２の内部構造体５５０が収納された状態の３次元斜視図であり、図２１Ｂは、その一部断面図である。
【００６４】
第１、第２の内部構造体５４０、５５０は、第３の実施形態と同様に、例えば、スチールやアルミのような金属からなる柱状部材を金属加工する方法又はプラスチックのような樹脂を成型する方法等によって形成される。あるいは、金属または樹脂を、３次元プリンターを用いて形成することも可能である。金属の円柱軸体を加工して作る場合は、切削、旋削、研削の加工を単独または組み合わせて行う。例えばエンドミルによる切削加工によることができる。その製造工程は、円柱の外形形状の内側内部軸体を準備する工程と、内側内部軸体の上流側の端部に螺旋形状（例えば反時計回り）の一ないし複数の翼５５１を形成する工程と、内側内部軸体の下流の外表面に円柱の側面から所定の深さの交差流路５５０ｒを形成することにより、底面を交差流路の底面と同じ高さとし、上面を円柱の側面の同じ高さとする複数の突起部５５０ｐを形成する工程と、内側内部軸体の下流端に、ドーム形又は円錐形の誘導部５５２を形成する工程を含み、これらの工程を経て内側内部構造体５５０が形成される。更に具体的な一例では、交差流路として、円環状と螺旋状（例えば反時計回り）の交差流路５５０ｒを複数作ることにより、複数の突起部５５０ｐを形成する。そして、円柱状の外側内部軸体を準備する工程と、外側内部軸体に対して上流側を截頭四角錐５４３とする工程と、内側内部軸体が内部に配置される中空の円柱状の空洞５４１（円形の入り口を持つ）を貫通して形成する工程と、円柱状の外側内部軸体に対して、底面を角柱（第５の実施形態では四角柱５４２）の側面とし上面を円柱の外径位置とする交差流路５４０ｒを形成することにより、底面を角柱の側面とし、上面を円柱の側面とする複数の突起部５４０ｐを形成する工程とによって、外側内部構造体５４０が製造される。なお、この四角柱５４２の底面は正方形である。複数の突起部５５０ｐ及び複数の螺旋流路５５０ｒが形成された内側内部構造体５５０が、複数の突起部５４０ｐ及び複数の螺旋流路５４０ｒが形成された外側内部構造体５４０の中空の空洞５４１に配置する工程によって２つの内部構造体５４０、５５０が組み立てられる。
【００６５】
図２０乃至図２１Ｂに示す通り、外側内部構造体５４０は、円柱状の軸体を加工することによって、先端に截頭四角錐５４３があり、その下流側には四角柱５４２が形成され、四角柱５４２の４つの側面に複数の突起部５４０ｐが形成される。複数の突起部５４０ｐは網状に配置され、その底面は、四角柱５４２の側面（外表面）と同じ面であり、その上面は、もとの円柱状の内部軸体の外表面であり、総体として円弧上の高さとなって丸みを帯びている。この複数の突起部５４０ｐの配列については、第３の実施形態にて説明したものと同様である。そして、外側内部構造体５４０は、截頭四角錐５４３の円形先端から内部に中空の円柱状の貫通した空洞５４１が形成されている。
【００６６】
一方、内側内部構造体５５０は、流体の流入側に螺旋状の例えば３つの翼５５１（反時計回りの旋回流を生じる）を有し、それに続く部分は、円柱状に複数の交差流路５５０ｒと複数の突起部５５０ｐが形成される。複数の突起部５５０ｐは網状に配置され、その高さは一定の高さとされている。つまり、突起部５５０ｐの上面は、外側内部構造体５４０に形成された空洞５４１の内壁の高さと同じか或いは僅かに低い位置に固定されることになる（図１９Ｂ及び２１Ｂ参照）。つまり、図２１Ａ、図２１Ｂに示されるように、内側内部構造体５５０が外側内部構造体５４０に挿入され、更に図１９Ｂのように、管本体１１０に挿入固定された場合、截頭四角錐５４３は、流入する流体の一部を、断面円形の管本体１１０の円の中心から四角柱５４２の外側内部構造体５４０の各側面に拡散させ誘導し、各側面に流れ込んだ流体は、交差流路５４０ｒを経由することになる。また、流入する流体の残部は、截頭四角錐５４３の円形流入口から中空の空洞５４１に流れ込み、翼５５１によって反時計回りの螺旋流とされた後、内側内部構造体５５０の流路５５０ｒを経由することになる。つまり、第５の実施形態では、管本体１１０の流入口１１１から流入される流体は、内側内部構造体５５０に形成された交差流路５５０ｒを経由するものと、外側内部構造体５４０に形成された流路５４０ｒを経由するものに２分され、それぞれの下流端で２分された流体は合流し、流出口１１２に向かうことになる。
【００６７】
図２２は、内側内部構造体５５０の円柱状に形成された、交差流路５５０ｒと突起部５５０ｐ（突起部５５０ｐの上面は、円柱の一部の曲面をもつが、真上から見るとほぼ菱形状である）との関係を平面化して説明したものである。交差流路の一群は、図２２の左下から右上に６０度の角度をもって、反時計周りの螺旋流を作る複数の螺旋流路である。他の一群は、流体の流れに対して直交する反時計回りの円環流を作る複数の円環流路である。この螺旋流路と円環流路が交差する交差流路５５０ｒが形成されている。なおこの複数の突起部５５０ｐの形状は、ほぼ菱形状の突起でなくても良く（例えば、三角形、多角形、その他）、その配列も図２２から適宜（角度、間隔など）変更できる。
【００６８】
以下、流体が流体供給管５００を通過する間の流動について説明する。流入口１１１を通じて流入された流体は、流入側部材１２０のテーパー部１２４の空間を過ぎて内部構造体５４０の截頭四角錐５４３にぶつかり、流体の一部は、円形断面をもつ流体供給管５００の円の中心から外側に向かって（即ち、半径方向であって、四角錐５４３の底面方向へ）誘導され、外側内部構造体５４０と管本体１１０で形成される内部の交差流路５４０ｒに流入する。残部は、截頭四角錐５４３の円形開口部から螺旋流を作る翼５５１を経由して、内側内部構造体５５０と中空の円柱状の空洞５４１で形成される内部の交差流路５５０ｒに螺旋流として流入する。
【００６９】
流体が外側内部構造体５４０の複数の突起部５４０ｐによって形成された複数の狭い流路５４０ｒを通過すること、及び内側内部構造体５５０の複数の突起部５５０ｐによって形成された複数の狭い流路５５０ｒを通過することによって、多数の微小な渦を発生させる。また、流体は、外側内部構造体５４０では、複数の突起部５４０ｐに衝突してせん断され、また、複数の交差流路５４０ｒで衝突、混合、分散を繰り返す。同様に、内側内部構造体５５０でも、流体は、複数の突起部５５０ｐに衝突してせん断され、また、複数の交差流路５５０ｒで衝突、混合、分散を繰り返す。また、外側内部構造体５４０において、複数の突起部５４０ｐの多段の網状の配置によって、交差する流路５５０ｒでは、交互に流れ左右にスイッチングするフリップフロップ現象も生じる。このような現象によって、流体の混合及び拡散を誘発する。突起部５４０ｐ、５５０ｐ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。
【００７０】
また、内部構造体５４０、５５０は、流体が、断面積が大きい上流側（円形の流入口がある截頭四角錐５４３）から断面積が小さい下流側（複数の突起部５４０ｐの間に形成された交差流路５４０ｒ、及び複数の突起部５５０ｐの間に形成された交差流路５５０ｒ）へ流れるようにする構造を有する。この構造は流体の静圧力を変化させる。第１の実施形態で説明したように、ベルヌーイの方程式に従って、静圧が低くなり、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小さい気泡が多数生じる。気化によって発生するファインバブルは水の表面張力を低下させるため浸透性及び潤滑性を向上させる。或いは、流体に予め空気その他の気体を注入し（図１の配管１２の途中で気体の注入手段を設ける）、多数の突起部５４０ｐ、５５０ｐとの流体の衝突によって溶存気体の遊離を起こさせ、多数のファインバブルを発生させることもできる
【００７１】
外側内部軸体５４０の四角柱５４２の各側面の複数の狭い交差流路５４０ｒを通過した流体は外側内部構造体５４０の端部に向かって流れる。また、内側内部軸体５５０の円柱状の複数の狭い交差流路５５０ｒを通過した流体は内側内部構造体５５０の端部に流れる。そして二つの流れは合流し、内側内部構造体５５０の下流端部に設けられた誘導部５５２によって管本体１１０の中心方向に誘導され、下流のテーパー部１３６のある空間へ流れ出る。しかる後、流出口１１２を通じて流出され、図１のノズル５−１〜５−６を通じて工作箇所Ｇなどに向かって吐き出される。
【００７２】
なお、外側内部構造体５４０の上流部に流入流体を効率的に各側面に分散する截頭四角錐５４３を設けるようしたが、これは、必須の構成ではない。また、内側内部構造体５５０の上流に複数枚の翼を設けて例えば反時計回りの旋回流を起こしているが、旋回流を起こすには効果的ではあるが、必ずしも翼は必要でない。更に、内側内部構造体５５０の下流にドーム状の誘導部５５２を設けているが、円錐形状でもよいし、又はこれを無くしてもよい。この誘導部５５２は必須の構成ではない。
【００７３】
（第６の実施形態）
次に、図２３Ａ乃至図２６を参照して本発明の第６の実施形態に係る流体供給管６００について説明する。本実施形態にあっては、第４の実施形態や第５の実施形態と同一の構成については説明を省略し、差のある部分を詳細に説明する。第４の実施形態や第５の実施形態と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を使う。図２３Ａは第６の実施形態に係る流体供給管６００の側面分解図であり、図２３Ｂは流体供給管６００の側面透視図である。図２３Ａ及び図２３Ｂに示されたように、流体供給管６００は管本体１１０と第１の内部構造体（外側内部構造体）６４０と、第２の内部構造体（内側内部構造体）５５０を含む。第２の内部構造体（内側内部構造体）５５０は、第５の実施形態のそれと全く同一構成をとる。内部構造体６４０は、第４の実施形態同様の三角柱６４２（底面正三角形）を含むが、内部に円柱状の貫通した空洞６４１が形成されていて、この空洞６４１に第２の内部構造体５５０が収納されることになる。この外側内部構造体６４０の上流には、三角錐の頭部を切り欠いた截頭三角錐６４３が設けられる。さらに詳細に言うと、図２３Ａの通り、その切り欠き部の断面は円形となっている。図２４は、外側内部構造体６４０に第２の内部構造体（内側内部構造体）５５０の収納途中の３次元斜視図である。図２５Ａは、外側内部構造体６４０に第２の内部構造体（内側内部構造体）５５０が収納された状態の３次元斜視図であり、図２５Ｂは、その一部断面図である。図２６は、異なる方向からの３次元斜視図である。
【００７４】
第１、第２の内部構造体６４０、５５０は、第４の実施形態、第５の実施形態と同様に、例えば、スチールやアルミのような金属からなる柱状部材を金属加工する方法又はプラスチックのような樹脂を成型する方法等によって形成される。あるいは、金属または樹脂を、３次元プリンターを用いて形成することも可能である。金属の円柱軸体を加工して作る場合は、切削、旋削、研削の加工を単独または組み合わせて行う。例えばエンドミルによる切削加工によることができる。その製造工程は、円柱の外形形状の内側内部軸体を準備する工程と、内側内部軸体の上流側の端部に螺旋形状（例えば反時計回り）の一ないし複数の翼５５１を形成する工程と、内側内部軸体の下流の外表面に円柱の側面から所定の深さの交差流路５５０ｒを形成することにより、底面を交差流路の底面と同じ高さとし、上面を円柱の側面の同じ高さとする複数の突起部５５０ｐを形成する工程と、内側内部軸体の下流端に、ドーム形又は円錐形の誘導部５５２を形成する工程を含み、これらの工程を経て内側内部構造体５５０が形成される。更に具体的な一例では、交差流路として、円環状と螺旋状（例えばそれぞれ反時計回り）の交差流路５５０ｒを複数作ることにより、複数の突起部５５０ｐを形成する。また、円柱状の外側内部軸体を準備する工程と、外側内部軸体に対して上流側を截頭三角錐６４３とする工程と、内側内部軸体が内部に配置される中空の円柱状の空洞６４１（円形の入り口を持つ）を貫通して形成する工程と、円柱状の外側内部軸体に対して、底面を三角柱の側面とし上面を円柱の外径位置とする交差流路６４０ｒを形成することにより、底面を角柱の側面とし、上面を円柱の側面とする複数の突起部６４０ｐを形成する工程とを経て、外側内部構造体６４０が形成される。複数の突起部５５０ｐ及び交差流路５５０ｒなどが形成された内側内部構造体５５０を、複数の突起部６４０ｐ及び交差流路６４０ｒが形成された外側内部構造体６４０の中空の空洞６４１に配置する工程によって、収納及び組み立てを行う。
【００７５】
図２４乃至図２５Ｂに示す通り、外側内部構造体６４０は、円柱状の軸体を加工することによって、先端に截頭三角錐６４３があり、その下流側には三角柱６４２（底面正三角形）が形成され、三角柱６４２の３つの側面に複数の突起部６４０ｐが形成される。複数の突起部６４０ｐは網状に配置され、その底面は、三角柱６４２の側面と同じ面であり、その上面は、もとの円柱状の内部軸体の外表面であり、総体として円弧上の高さとなって丸みを帯びている。この複数の突起部６４０ｐの配列については、第４の実施形態にて説明したもの（図１８Ａ参照）と同様である。そして、外側内部構造体６４０は、截頭三角錐６４３の円形先端から内部に中空の円柱状の貫通した空洞６４１が形成されている。
【００７６】
一方、内側内部構造体５５０は、第５の実施形態で説明したものと同じである。図２５Ａ、図２５Ｂに示されるように、内側内部構造体５５０が外側内部構造体６４０に挿入され、更に図２３Ｂのように、管本体１１０に挿入固定された場合、截頭三角錐６４３は、流入する流体の一部を、断面円形の管本体１１０の円の中心から外側内部構造体６４０の三角柱６４２の各側面に拡散させ誘導し、この流体の一部は流路６４０ｒを経由することになる。また、流入する流体の残部は、截頭三角錐６４３の円形流入口から空洞６４１に流れ、反時計回りの螺旋流を作る複数の翼５５１を経て、内側内部構造体５５０の流路５５０ｒを経由することになる。つまり、第６の実施形態では、管本体１１０の流入口１１１から流入される流体は、内側内部構造体５５０に形成された交差流路５５０ｒを経由するものと、外側内部構造体６４０に形成された流路６４０ｒを経由するものに２分され、それぞれの下流端で２分された流体は合流し、流出口１１２に向かうことになる。
【００７７】
以下、流体が流体供給管６００を通過する間の流動について説明する。流入口１１１を通じて流入された流体は、流入側部材１２０のテーパー部１２４の空間を過ぎて内部構造体６４０の截頭三角錐６４３にぶつかり、流体の一部は、流体供給管６００の中心から外側に向かって（即ち、半径方向であって、截頭三角錐６４３の底面方向へ）ガイドされ、内部構造体６４０と管本体１１０で形成される内部の交差流路６４０ｒに流入する。流体の残部は、截頭三角錐６４３の円形開口部から内部構造体５５０と円柱形の空洞６４１で形成される内部の交差流路５５０ｒに翼５５１を経て流入する。
【００７８】
流体が外側内部構造体６４０の複数の突起部６４０ｐによって形成された複数の狭い流路６４０ｒを通過すること、及び内側内部構造体５５０の複数の突起部５５０ｐによって形成された複数の狭い流路５５０ｒを通過することで、多数の微小な渦を発生させる。また、外側内部構造体６４０では、流体は、複数の突起部６４０ｐに衝突してせん断され、また、複数の交差流路６４０ｒで衝突、混合、分散を繰り返す。内側内部構造体５５０では、流体は、複数の突起部５５０ｐに衝突してせん断され、また、複数の交差流路５５０ｒで衝突、混合、分散を繰り返す。また、複数の突起部６４０ｐの多段の網状の配置によって、交差する流路６４０ｒでは、交互に流れ左右にスイッチングするフリップフロップ現象も生じる。このような現象によって、流体の混合及び拡散を誘発する。突起部６４０ｐ、５５０ｐ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。
【００７９】
内部構造体６４０、５５０は、流体が、断面積が大きい上流側（円形の流入口がある截頭三角錐６４３）から断面積が小さい下流側（複数の突起部６４０ｐの間に形成された交差流路６４０ｒ、及び複数の突起部５５０ｐの間に形成された交差流路５５０ｒ）へ流れる構造を有する。第１の実施形態で説明したように、ベルヌーイの方程式に従って、静圧が低くなり、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小さい気泡が多数生じる。気化によって発生するファインバブルは水の表面張力を低下させるため浸透性及び潤滑性を向上させる。或いは、流体に予め空気その他の気体を注入し（図１の配管１２の途中で気体の注入手段を設ける）、多数の突起部６４０ｐ、５５０ｐとの流体の衝突によって溶存気体の遊離を起こさせ、多数のファインバブルを発生させることもできる。
【００８０】
外側内部軸体６４０の三角柱６４２の各側面の複数の狭い交差流路６４０ｒを通過した流体は外側内部構造体６４０の下流端部に向かって流れる。また、内側内部軸体５５０の円柱状の複数の狭い交差流路５５０ｒを通過した流体は内側内部構造体５５０の下流端部に流れる。そして二つの流れは合流し、内側内部構造体５５０の下流端部に設けられた誘導部５５２によって管本体１１０の中心方向に誘導され、下流のテーパー部１３６のある空間へ流れ出る。しかる後、流出口１１２を通じて流出され、図１のノズル５−１〜５−６を通じて工作箇所Ｇなどに向かって吐き出される。
【００８１】
なお、外側内部構造体６４０の上流部に流入流体を効率的に各側面に分散する截頭三角錐６４３を設けるようしたが、これは、必須の構成ではない。また、内部構造体５５０の上流に複数枚の翼５５１を設けて例えば反時計回りの旋回流を起こしているが、旋回流を起こすには効果的ではあるが、必ずしも翼５５１は必要でない。更に、内側内部構造体５５０の下流にドーム状の誘導部５５２を設けているが、円錐形状でもよいし、又はこれを無くしてもよい。この誘導部５５２は必須の構成ではない。
【００８２】
（第７の実施形態）
次に、図２７及び図２８を参照して、本発明の第７の実施形態に係る内部構造体７４０について説明する。この実施形態では、内部を流れる流体の粘性が高い場合（複数の流体を混合する場合に少なくとも一つの流体の粘性が高い場合、例えばエマルジョン燃料のように粘性が高いオイルと水を混合する場合なども含む）であっても、圧力損失への対策が取れ、せん断、攪拌、拡散、混合が適切にできる流体供給管の内部構造体を提供するものである。図２７にある通り、内部構造体７４０は、第１の実施形態で説明した内部構造体１４０（図３、図４参照）とほぼ同じであって、内部構造体７４０は、例えば、スチールやアルミのような金属からなる円柱部材を金属加工する方法又はプラスチックのような樹脂を成型する方法等によって形成される。あるいは、金属または樹脂を、３次元プリンターを用いて形成することも可能である。金属の円柱軸体を加工して作る場合は、切削、旋削、研削の加工を単独または組み合わせて行う。例えばエンドミルによる切削加工によることができる。その製造工程は、円柱状の内部軸体を準備する工程と、円柱状の内部軸体の一端部を四角錐７４１に形成する工程と、底面を四角柱７４２の側面とし上面を円柱の外径位置とする交差流路７４０ｒを形成することにより、底面を角柱の側面とし、上面を円柱の側面とする複数の突起部７４０ｐ１、７４０ｐ２を形成する工程とを有する（この場合、突起部７４０ｐ１と突起部７４０ｐ２との高さが異なる）。もともとの円柱部材の半径は、管本体１１０の内壁の半径と同じまたは僅かに小さく、円柱部材が管本体に入り、隙間が出ないサイズであることが望ましい。
【００８３】
図２８は、図２７の内部構造体７４０の別の方向からの３次元斜視図である。上述のように、円柱状の軸体を加工することによって、先頭に四角錐７４１が形成され、残部には四角柱７４２が形成され、四角柱７４２の４つの側面に複数の突起部７４０ｐ１、７４０ｐ２が形成される。複数の突起部７４０ｐ１、７４０ｐ２は網状に配置され、その底面は、四角柱７４２の外表面と同じ面であり、突起部上面は、突起部７４０ｐ１にあっては、もとの円柱状の内部軸体の外表面であり、総体として円弧上の高さとなって丸みを帯びている。また突起部７４０ｐ２は、一定の低い高さとなっている。本実施形態では、上流から下流にかけて、３個ずつの並びのものが低い一定の高さの突起部７４０ｐ２として配列され、一側面の突起部では合計数４９個（突起部７４０ｐ１と突起部７４０ｐ２の合計数）のうち２１個が低い一定の高さの突起部７４０ｐ２とされている（図５Ａ参照）。四角錐７４１を経て、各側面に到達した流体は、複数の突起部７４０ｐ１及び突起部７４０ｐ２の間に形成された交差する流路７４０ｒを流れることになるが、管本体１１０の円筒形の内壁面とこの複数の突起部７４０ｐ１の高さがほぼ同じ（隙間が出ない）なので、流体は、複数の突起部７４０ｐの間を流れる（つまり、複数の突起部７４０ｐの上面を流れる流体はほぼ無い）ことになる。これに対して、複数の突起部７４０ｐ２の高さは一定であって、管本体１１０の円筒形の内壁面と突起部７４０ｐ２の間に隙間（中央は大きく、横方向では小さい）ができるため、流体は、この隙間を通過することができる。一定の高さの突起部７４０ｐ２と管本体１１０の内壁面との隙間を流れる補助的な流路が、交差流路７４０ｒ以外に存在することによって、複数の突起部間の流路７４０ｒの流れのみでは、圧力損失が生じてしまうのを、本実施形態では改善している。本実施例形態のその他の構成や作用は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８４】
この突起部７４０ｐ２の配列は、圧力損失の状況に応じて、適宜選択、変更が出来るもので、他の実施形態では、四角柱７４２の各側面において、上流から下流にかけて４個ずつの並びのもの（図５Ａ参照）を一定の高さの突起部７４０ｐとすることもできる。また、上流から下流にかけて１列毎のほか、或いは複数列に一度低い突起部７４０ｐ２を繰り返して出現するようにしてもよい。更には、高、低の２段階の突起部７４０ｐ１、７４０ｐ２ではなく、３段階あるいは多段階の突起部を設けるようにしてもよい。更には、低い突起部７４０ｐ２を流れに沿って、斜め方向に出現するようにしてもよい。いずれにしても、流体の粘性と、突起部でのせん断、攪拌、拡散、混合の能力とによって、適宜、高い突起部７４０ｐ１と低い突起部７４０ｐ２（更には多段階の高さの突起部）の配列の仕方を変更して、流体供給管の圧力損失の改善を図ることができる。
【００８５】
（第８の実施形態）
次に、図２９を参照して、本発明の第８の実施形態に係る内部構造体８４０について説明する。この実施形態では、第７の実施形態と同様に、内部を流れる流体の粘性が高い場合（複数の流体を混合する場合に少なくとも一つの流体の粘性が高い場合、例えばエマルジョン燃料のように粘性が高いオイルと水を混合する場合なども含む）であっても、圧力損失への対策が取れ、せん断、攪拌、拡散、混合が適切にできる流体供給管の内部構造体を提供するものである。図２９にある通り、内部構造体８４０は、第２の実施形態で説明した内部構造体２４０（図７参照）とほぼ同じであって、内部構造体８４０は、例えば、スチールやアルミのような金属からなる円柱部材を金属加工する方法又はプラスチックのような樹脂を成型する方法等によって形成される。あるいは、金属または樹脂を、３次元プリンターを用いて形成することも可能である。金属の円柱軸体を加工して作る場合は、切削、旋削、研削の加工を単独または組み合わせて行う。例えばエンドミルによる切削加工によることができる。その製造工程は、円柱状の内部軸体を準備する工程と、円柱状の内部軸体の一端部を三角錐８４１に形成する工程と、底面を三角柱８４２の側面とし上面を円柱の外径位置とする交差流路８４０ｒを形成することにより、底面を角柱の側面とし、上面を円柱の側面とする複数の突起部８４０ｐ１、８４０ｐ２を形成する工程とを有する（この場合、突起部８４０ｐ１と突起部８４０ｐ２との高さが異なる）。もともとの円柱部材の半径は、管本体１１０の内壁の半径と同じまたは僅かに小さく、円柱部材が管本体に入り、隙間が出ないサイズであることが望ましい。
【００８６】
上述のように、円柱状の軸体を加工することによって、先頭に三角錐８４１が形成され、残部には三角柱８４２が形成され、三角柱８４２の３つの側面に複数の突起部８４０ｐ１、８４０ｐ２が形成される。複数の突起部８４０ｐ１、８４０ｐ２は網状に配置され、その底面は、三角柱８４２の外表面と同じ面であり、その上面は、突起部８４０ｐ１にあっては、もとの円柱状の内部軸体の外表面であり、総体として円弧上の高さとなって丸みを帯びている。また突起部８４０ｐ２は、一定の高さとなっている。本実施形態では、低い一定の高さの突起部８４０ｐ２は、上流側から下流側にかけて４個の並びのものが一定の高さの突起部８４０ｐ２とされ、一側面の突起部では合計数６３個（突起部８４０ｐ１と突起部８４０ｐ２の合計数）のうち２８個が低い一定の高さの突起部８４０ｐ２とされている（図８Ａ参照）。三角錐８４１を経て、各側面に到達した流体は、複数の突起部８４０ｐ１及び突起部８４０ｐ２の間に形成された交差する流路８４０ｒを流れることになるが、管本体１１０の円筒形の内壁面とこの複数の突起部８４０ｐ１の高さがほぼ同じ（隙間が出ない）なので、流体は、複数の突起部８４０ｐの間を流れる（つまり、複数の突起部８４０ｐ１の上面を流れる流体はほぼ無い）ことになる。これに対して、複数の突起部８４０ｐ２の高さは低く、管本体１１０の円筒形の内壁面と突起部８４０ｐ２の上面の間に隙間（中央のものは大きく、横に行くほど小さい）ができるため、流体は、この隙間を通過することができる。一定の低い高さの突起部８４０ｐ２と管本体１１０の内壁面との隙間を流れる補助的な流路があることによって、複数の突起部間の流路８４０ｒの流れのみでは、圧力損失が生じてしまうのを、本実施形態では改善している。本実施例形態のその他の構成や作用は、第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８７】
この突起部８４０ｐ２の配列は、圧力損失の状況に応じて、適宜選択、変更が出来るもので、他の実施形態では、三角柱８４２の各側面において、上流から下流にかけて５個ごとの並びのものを一定の高さの突起部８４０ｐ２としてもよく、１列毎ではなく複数列に一度低い突起部８４０ｐ２を繰り返して出現するようにしてもよい。更には、高、低の２段階の突起部８４０ｐ１、８４０ｐ２ではなく、３段階あるいは多段階の突起部を設けるようにしてもよい。更には、低い突起部８４０ｐ２を、流れに沿って斜め方向に出現するようにしてもよい。いずれにしても、流体の粘性と、突起部でのせん断、攪拌、拡散、混合の能力とによって、適宜、高い突起部８４０ｐ１と低い突起部８４０ｐ２（更には多段階の高さの突起部）の配列の仕方を変更して、流体供給管の圧力損失の改善を図ることができる。
【００８８】
（第９の実施形態）
次に、図３０Ａ乃至図３２Ｂを参照して本発明の第９の実施形態に係る流体供給管９００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、差のある部分を詳細に説明する。図３０Ａは本発明の第９の実施形態に係る流体供給管９００の側面分解図であり、図３０Ｂは流体供給管９００の側面透視図である。図３１は流体供給管９００の内部構造体９４０の３次元斜視図である。
【００８９】
図３２Ａは、内部構造体９４０のひとつの側面を平面上にあらわして、四角錐９４１と突起部９４０ｐの配列とを示した図であり、上流側の四角錐９４１はその頂角を例えば、６０度とする。もちろん、この角度は適宜変更可能である。そして、下流側の四角柱９４２の４つの側面には、第１の実施形態同様に、頂角４１．１１°の菱形（底面の形状）の突起部９４０ｐが網状に形成される。なお、この頂角も適宜変更可能である。ただし、第１の実施形態と異なり、網状に形成された複数の突起部９４０ｐは、僅かに傾いている。つまり、図３２Ｂに示す通り、最も上流の３つの突起部９４０ｐの底面の菱形は、その中心を軸に、内部構造体９４０の軸体の長さ方向に対し左方向に僅かに（１０．５６°）傾いている。そして、次の列の４つの突起部９４０ｐの底面の菱形は、その中心を軸に、内部構造体９４０の軸体の長さ方向に対し右方向に僅かに（１０．５６°）傾いている。以下同様に、列毎に交互に左右方向に傾いている。勿論、この傾きの角度（１０．５６°）は、これに限られるものではない。したがって、本実施形態においては、複数の突起部９４０ｐの間に形成される交差流路９４０ｒの交差角度は、第１の実施形態と同様に４１．１１°ではあるものの、突起部９４０ｐが列毎に左右の異なる方向に僅かに傾いているため、流路に突起部９４０ｐの一部が突出していて、流体の突起部９４０ｐへの衝突する頻度は、第１の実施形態に比べてより高くなり、多数の微小な渦などを含む乱流を発生し、流体のせん断、撹拌、拡散、混合の効果は増すことになる。更には、ファインバブルの発生についても効果的なものとなる。なお、一側面に形成される複数の底面が菱形の突起部９４０ｐは、第１実施形態と同様に、上流から下流にかけて、３個、４個、３個、・・・、４個と１４列形成され、ひとつの側面に４９個あり、４つの側面の合計は１９６個となる。もちろん、この数も適宜に変更できる。複数の突起部９４０ｐの形状は、底面が菱形状の突起でなくても良く（例えば、三角形、多角形、その他）、その配列も図３２Ａ、図３２Ｂから適宜（角度、間隔など）変更できる。
【００９０】
内部構造体９４０は、他の実施形態同様に、例えば、スチールやアルミのような金属からなる円柱部材を金属加工する方法又はプラスチックのような樹脂を成型する方法等によって形成される。あるいは、金属または樹脂を、３次元プリンターを用いて形成することも可能である。金属の円柱軸体を加工して作る場合は、切削、旋削、研削の加工を単独または組み合わせて行う。例えばエンドミルによる切削加工によることができる。その製造工程としては、円柱状の内部軸体を準備する工程と、円柱状の内部軸体の一端部を角錐（第９の実施形態の場合は四角錐９４１）に形成する工程と、底面を角柱（第９の実施形態の場合は底面が正方形の四角柱９４２）の側面とし上面を円柱の外径位置とする交差流路９４０ｒを形成することにより、底面を角柱の側面とし、上面を円柱の側面とする複数の突起部９４０ｐを形成する工程とを有する。この場合、列毎に突起部９４０ｐの傾き角度を左右に変化させながら行う必要がある。円柱状の軸体を加工することによって、先頭に四角錐９４１が形成され、残部の部分には四角柱９４２が形成され、四角柱９４２の４つの側面に複数の突起部９４０ｐが形成される。複数の突起部９４０ｐは網状に配置され、その底面は、四角柱９４２の外表面（側面）と同じ面であり、上面は、もとの円柱状の内部軸体の外表面であり、総体として円弧上の高さとなって丸みを帯びている。本実施形態のその他の構成や作用は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、上記第３の実施形態、第５の実施形態、第７の実施形態において説明した突起部（３４０ｐ、３５０ｐ、５４０ｐ、７４０ｐ１、７４０ｐ２）の配列を図３２Ａ、図３２Ｂと同様に列毎に左右の異なる方向に僅かに傾くようにしてもよい。その場合は、流路に突起部の一部が突出していて、流体の突起部への衝突する頻度がより高くなり、多数の微小な渦などを含む乱流を発生し、流体のせん断、撹拌、拡散、混合の効果は増すことになる。更には、ファインバブルの発生についても効果的なものとなる。
【００９１】
（第１０の実施形態）
次に、図３３Ａ乃至図３５Ｂを参照して本発明の第１０の実施形態に係る流体供給管１０００について説明する。第２の実施形態と同一の構成については説明を省略し、差のある部分を詳細に説明する。図３３Ａは本発明の第１０の実施形態に係る流体供給管１０００の側面分解図であり、図３３Ｂは流体供給管１０００の側面透視図である。図３４は流体供給管１０００の内部構造体１０４０の３次元斜視図である。
【００９２】
図３５Ａは、内部構造体１０４０のひとつの側面を平面上にあらわして、三角錐１０４１と複数の突起部１０４０ｐの配列を示した図であり、上流側の三角錐１０４１はその頂角を例えば、９０度とする。もちろん、この角度は適宜変更可能である。そして、下流側の三角柱１０４２の３つの側面には、第２の実施形態同様に、頂角４１．１１°の菱形（底面の形状）の突起部１０４０ｐが網状に形成される。なお、この頂角も適宜変更可能である。ただし、第２の実施形態と異なり、網状に形成された複数の突起部１０４０ｐは、僅かに傾いている。つまり、図３５Ｂに示す通り、最も上流の５つの突起部１０４０ｐの底面の菱形は、その中心を軸に、内部構造体１０４０の軸体の長さ方向に対し左方向に僅かに（１０．５６°）傾いている。そして、次の列の４つの突起部１０４０ｐの底面の菱形は、その中心を軸に、内部構造体１０４０の軸体の長さ方向に対し右方向に僅かに（１０．５６°）傾いている。以下同様に、列毎に交互に左右方向に傾いている。勿論、この傾きの角度（１０．５６°）は、これに限られるものではない。したがって、本実施形態においては、複数の突起部１０４０ｐの間に形成される交差流路１０４０ｒの交差角度は、第２の実施形態と同様に４１．１１°ではあるものの、突起部１０４０ｐが列毎に左右の異なる方向に僅かに傾いているため、流路に突起部１０４０ｐの一部が突出していて、流体の突起部１０４０ｐへの衝突する頻度は、第２の実施形態に比べてより高くなり、多数の微小な渦などを含む乱流を発生し、流体のせん断、撹拌、拡散、混合の効果は増すことになる。更には、ファインバブルの発生についても効果的なものとなる。なお、一側面に形成される複数の底面が菱形の突起部１０４０ｐは、第２実施形態と同様に、上流から下流にかけて、５個、４個、５個、・・・、４個と１４列形成され、ひとつの側面に６３個あり、３つの側面の合計は１８９個となる。もちろん、この数も適宜に変更できる。複数の突起部１０４０ｐの形状は、底面が菱形状の突起でなくても良く（例えば、三角形、多角形、その他）、その配列も図３５Ａ、図３５Ｂから適宜（角度、間隔など）変更できる。
【００９３】
内部構造体１０４０は、他の実施形態同様に、例えば、スチールやアルミのような金属からなる円柱部材を金属加工する方法又はプラスチックのような樹脂を成型する方法等によって形成される。あるいは、金属または樹脂を、３次元プリンターを用いて形成することも可能である。金属の円柱軸体を加工して作る場合は、切削、旋削、研削の加工を単独または組み合わせて行う。例えばエンドミルによる切削加工によることができる。その製造工程としては、円柱状の内部軸体を準備する工程と、円柱状の内部軸体の一端部を角錐（第１０の実施形態の場合は三角錐１０４１）に形成する工程と、底面を角柱（第１０の実施形態の場合は底面が三角形の三角柱１０４２）の側面とし上面を円柱の外径位置とする交差流路１０４０ｒを形成することにより、底面を角柱の側面とし、上面を円柱の側面とする複数の突起部１０４０ｐを形成する工程とを有する。この場合、列毎に突起部１０４０ｐの傾き角度を左右に変化させながら行う必要がある。円柱状の軸体を加工することによって、先頭に三角錐１０４１が形成され、残部の部分には三角柱１０４２が形成され、三角柱１０４２の３つの側面に複数の突起部１０４０ｐが形成される。複数の突起部１０４０ｐは網状に配置され、その底面は、三角柱１０４２の外表面（側面）と同じ面であ、上面は、もとの円柱状の内部軸体の外表面であり、総体として円弧上の高さとなって丸みを帯びている。本実施形態のその他の構成や作用は、第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、上記第４の実施形態、第６の実施形態、第８の実施形態において説明した突起部（４４０ｐ、４５０ｐ、６４０ｐ、８４０ｐ１、８４０ｐ２）の配列を図３５Ａ、図３５Ｂと同様に列毎に左右の異なる方向に僅かに傾くようにしてもよい。その場合は、流路に突起部の一部が突出していて、流体の突起部への衝突する頻度がより高くなり、多数の微小な渦などを含む乱流を発生し、流体のせん断、撹拌、拡散、混合の効果は増すことになる。更には、ファインバブルの発生についても効果的なものとなる。
【００９４】
（突起部の変形例）
次に、図３６を参照して、これまで説明してきたそれぞれの実施形態での複数の突起部（１４０ｐ〜６４０ｐ、３５０ｐ〜５５０ｐ、７４０ｐ１、７４０ｐ２、８４０ｐ１、８４０ｐ２、９４０ｐ、１０４０ｐ）の変形例につき、説明する。これまでの実施形態では、各突起部の側面は、平坦であったが、本変形例では、その側面に凹凸をつけて、流体の流れを変化させる。つまり、より複雑な流れとするものである。微細な流路を設けて、微小な渦を含む乱流を生じさせやすく、或いはより細い流路を形成することで、キャビテーション現象の誘発をより生じさせやすくする。具体的には、図３６の（Ａ）乃至（Ｃ）のように、水平方向に平行な凹凸をつける。あるいは図３６の（Ｄ）のように、垂直方向に平行な凹凸をつける。図３６（Ｅ）、（Ｆ）のように、垂直に、複数の曲面（断面が幾何学的な模様となる）をもつ凹凸をつける、更には、図（Ｇ）、（Ｈ）のように、複数の段差をつける。これらの凹凸形状は、金属または樹脂を、３次元プリンターを用いて形成することが可能である。また、金属の軸体を加工して作る場合は、切削、旋削、研削の加工を単独または組み合わせて行う。例えばエンドミルによる切削加工によることができる。或いは図３６には、図示していないが、突起部側面に梨地模様などをつけることや、シボ加工（Ｔｅｘｔｕｒｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）もできる。これらは、エッチング処理や、サンドブラストなどの手法によって実現することができる。
【００９５】
（第１１の実施形態）
次に、図３７及び図３８を参照して本発明の第１１の実施形態に係る流体供給管用の内部構造体１１４０について、特にその組み立てについて説明する。なお、図示は省略しているが、内部構造体１１４０が収納固定される流体供給管の形状は、これまで説明した実施形態と同様である。
【００９６】
内部構造体１１４０においては、軸体、すなわち先端に四角錐１１４１を有し、それに繋がって一体的に形成される四角柱１１４２の各側面には、複数の穴１１４０ｈが形成されている。この穴１１４０ｈの配列は、４つの側面において、上流から下流にかけて、３個、４個、３個、・・・、４個と１４列形成され、一つの側面に４９個の穴１１４０ｈが開いている。従って、４つの側面の全部の穴は合計１９６個となる。勿論、この穴１１４０ｈの数や形状（図３７では一定の深さの角穴となっている）、配列の仕方は適宜変更できる。この穴１１４０ｈの一つずつに、取り付け足（或いは取り付けピン）１１４０ｐ−ｆを有する突起部１１４０ｐを夫々挿入して取り付ける。従って、各穴１１４０ｈの形状、深さは、突起部１１４０ｐの取り付け足１１４０ｐ−ｆと対応した形状である。この穴１１４０ｈへ取り付け足１１４０ｐ−ｆを挿入して固定するのは、人手によっても自動機械によってもよい。なお、取り付け足１１４０ｐ−ｆは、図３７では、角柱状としてあるが、円柱状としてもよいし、更にはその他の形状としてもよい。また挿入し固定する際には、圧入したり、或いは嵌入或いは嵌合したりするようにしてもよい。
【００９７】
複数の突起部１１４０ｐについては、他の実施形態と同様に、底面が、例えば菱形であり、上面が円柱の表面の一部または、上面形状も単純に菱形平面として、全体として四角柱（菱形角柱）としてもよい。その高さを、段階的に調節すると、第１の実施形態の図４の如く、総体として円弧の一部になるようにすることもできる。更には、一部の高さを固定することで、第７の実施形態の例えば図２８の如くすることもできる。
【００９８】
更に、複数の突起部１１４０ｐの配列を、穴１１４０ｈ及び取り付け足１１４０ｐ−ｆの少なくとも一方に方向性をもたせて、第９の実施形態の例えば図３１のように、突起部１１４０ｐの方向が軸体の長さ方向に平行からずれて、交互に僅かに傾いているようにすることもできる。
【００９９】
図３８は、取り付け足を有する突起部の種々の形態を示す図である。（Ａ）は、すでに図３７にて説明した突起部１１４０ｐであり、側面は平坦である。これに対し、（Ｂ）乃至（Ｍ）の変形例では、その側面に凹凸又は段差をつけて、流体の流れを変化させる。つまり、より複雑な流れを誘発するものである。微細な流路を設けることによって、微小な渦を含む乱流を生じさせやすく、或いはより細い流路を形成することで、キャビテーション現象の誘発をより生じさせやすくする。具体的には、図３８の（Ｂ）乃至（Ｅ）のように、水平方向に平行な凹凸をつける。あるいは図３８の（Ｆ）のように、垂直方向に平行な凹凸をつける。（Ｇ）、（Ｈ）のように、垂直に、複数の曲面（断面が幾何学的な模様となる）をもつ凹凸をつける。更には、（Ｉ）、（Ｊ）のように、一乃至複数の段差をつける。（Ｋ）のように、菱形から外れて、４枚の花弁のような形状とすることや、（Ｌ）、（Ｍ）のように、基本的には円柱であって、側面に凹凸の溝が垂直方向につけられている。更には、図示していないが、突起部側面に梨地模様などをつけることや、シボ加工（Ｔｅｘｔｕｒｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）もできる。突起部が個別構成となっているので、突起部に加工を施すことは、一体形成されていた他の実施形態より簡単であり、切削、旋削、研削などの加工や、エッチング処理や、サンドブラスト処理が簡単に行える。
【０１００】
以上では、四角錐１１４１を有し、それに繋がって一体的に形成される四角柱１１４２を準備するとともに、複数の突起部１１４０ｐを準備し、四角柱１１４２に対して、突起部１１４０の取り付け足１１４０ｐ−ｆを各穴１１４０ｈに挿入することにより複数の突起部１１４０ｐを表面に網状に配列して形成することで内部構造体１１４０を製造できることを説明した。この場合、内部軸体としては、四角錐１１４１とそれに繋がる四角柱でなくともよく、例えば、第２実施形態（図７）や第８実施形態（図２９）で説明した、三角錐とそれに繋がる三角柱の形状をしたものであってもよく、或いは、その他の実施形態に係る内部軸体に対しても適用できる。また、角錐の形状と多角柱の形状とは適宜変更できる（例えば、５角錐と５角柱の組合せ、６角錐と６角柱の組合せなど）。更に、内部構造体の軸体の材質と突起部の材質とを異ならせることも容易に可能である。例えば、樹脂製の軸体を用意し、それに対して突起部を金属材料で作り、突起部を軸体の穴に挿入し固定するようにしてもよい。
【０１０１】
（第１２の実施形態）
次に、図３９Ａ及び図３９Ｂを参照して本発明の第１２の実施形態に係る弾性材料で形成された内部構造体と管本体とから成る流体供給装置を説明する。これまでの実施形態では、内部構造体や管本体は、金属製或いは樹脂製であっても弾性変形しないものを前提として説明してきた。本実施形態では、これら内部構造体１２４０、管本体１２１０を、弾性材料を用いて形成した流体供給管１２００を説明する。
【０１０２】
本実施形態の内部構造体や管本体の弾性材料として、エラストマー材料、例えば、これに限定されるものではないが、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、更にはセラミック等を用いることができる。これらの弾性材料で内部構造体を製造するには、後述の第１４の実施形態で説明する射出成型（インジェクションモールディング）による方法や、３Ｄプリンターによる方法も採用できる。これらの手法で製造された内部構造体１２４０は弾性力をもつため、ホースなど可撓性のある物品にこの流体供給管１２００を接続する（この場合、管本体も弾性材料で形成する）ことや、かかる物品に一体的に流体供給管１２００を内装設置することができる。図３９Ａにあるように、流体供給管１２００は、これまで説明した他の実施形態同様に、流体が流入する流入口１２１１と、流体が流出する流出口１２１２とを有し、断面円形の内部壁面を有する中空の管本体１２１０と、管本体１２１０に収納固定される複数の側面（図３９Ａのものは４面であるが、３面であっても、それ以上の複数の面を有してもよい）を備えた角柱状の軸体（図３９Ａでは四角柱１２４２）である内部構造体１２４０とを有する。管本体１２１０及び内部構造体１２４０は、弾性を有する弾性材料で形成され、全体的に弾性変形する。例えば、管本体１２１０はホース形状であってもよい。内部構造体１２４０の流入口側には、角錐（図３９Ａでは、四角錐１２４１）が設けられる。この角錐の形状も、軸体の有する角柱の側面の数に合わせて適宜変更できる。四角柱１２４２の側面には、これまで説明した他の実施形態同様に、複数の突起部１２４０ｐが網状に配列され、内部構造体１２４０の四角柱１２４２の側面と管本体１２１０の内部壁面との間であって、複数の突起部１２４０ｐの間に形成される空間が流体の流路となる。流体は、管本体１２１０の流入口１２１１から供給され、四角錐１２４１にて四角柱１２４２の各側面に分散される。そして、複数の突起部１２４０ｐの間の流路１２４０ｒを通過することにより流動特性が与えられる。しかる後、流体は流出口１２１２から流出する。
【０１０３】
このように、本実施形態にあっては、管本体１２１０及び内部構造体１２４０がともに弾性力をもち、流体供給管１２００を、全体として屈曲する必要がある用途（屈曲可能なホース、例えば洗浄用ホースに内蔵するなど）に使用することができる。また、内部部構造体１２４０のみを弾性力をもたせて屈曲した形状で、弾性力を備えていない管本体１２１０に収納することもできる。例えば、スペースがないシャワーヘッドや、蛇口その他流体の吐出装置にも、内部構造体１２４０を屈曲した形状で利用できる。
【０１０４】
図３９Ｂは、第１２の実施形態（図３９Ａ）の変形例であり、流体供給管１２００Ａの内部構造体１２４０Ａに設けられた複数の突起部１２４０ｐは複数列形成され、その列ごとに、突起部１２４０ｐの方向が、内部構造体１２４０Ａの軸体の長さ方向から左右方向に、交互に、第９の実施形態の如く僅かに傾いている（例えば図３２Ａ及び図３２Ｂ参照）。本変形例においては、突起部１２４０ｐが列毎に左右の異なる方向に僅かに傾いているため、流路に突起部１２４０ｐの一部が突出していて、流体の突起部１２４０ｐへの衝突する頻度は、図３９Ａのものに比べてより高くなり、多数の微小な渦などを含む乱流を発生し、流体のせん断、撹拌、拡散、混合の効果は増すことになる。更には、ファインバブルの発生についても効果的なものとなる。
【０１０５】
（第１３の実施形態）
次に図４０Ａ、図４０Ｂを参照して、本発明の第１３の実施形態を説明する。本実施形態では、複数の内部構造体が連結されて流体供給管１３００が構成される。管本体１３１０の中には、複数の内部構造体１３４０−１、１３４０−２が配置される。図４０Ａ、図４０Ｂでは、２つであるが、それに限らず３つ以上の内部構造体を連ねることもできる。
管本体１３１０の上流部に設けられた内部構造体１３４０−１には、先頭に角錐（図４０Ａでは、四角錐１３４１）が設けられる。この角錐の形状も、軸体の有する角柱の側面の数に合わせて適宜変更できる。四角柱１３４２の側面には、これまで説明した他の実施形態同様に、複数の突起部１３４０ｐが網状に配列され、内部構造体１３４０−１の四角柱１３４２の側面と管本体１３１０の内部壁面との間であって、複数の突起部１３４０ｐの間に形成される空間が流体の流路１３４０ｒとなる。図４０Ａでは、突起部１３４０ｐが列毎に左右の異なる方向に僅かに傾いているため、流路に突起部１３４０ｐの一部が突出しているが、突起部１３４０ｐが、軸体の長さ方向に対して、すべて平行にあるようにしてもよい。そして、この内部構造体１３４０−１と下流の内部構造体１３４０−２とは、角柱形状（図４０Ａでは四角柱）の連結部１３５０を経由して接続される。なお、この連結部材１３５０の形状は、円柱形状であってもよい。そして、下流の内部構造体１３４０−２は、上流の内部構造体１３４０−１の四角柱１３４２の部分の構成と同じであり、その機能も同様であるが、内部構造体１３４０−１の四角柱１３４２と、内部構造体１３４０−２とは相対的に回転して両者が接続されている。つまり、例えば、図４０Ａの通り、相互に９０度の回転がなされて接続されている。このような回転して接続することで、上流の内部構造体１３４０−１の４つの側面１３４２での個別の流動特性が付与された流体が、下流の内部構造体の１３４０−２の別の複数の側面に混合して供給されて、より複雑な流体の流れとなり、流動特性の付与により大きな影響を与える。
【０１０６】
図４０Ａで示した管本体１３１０と複数の内部構造体１３４０−１、１３４０−２が弾性の特性を有する場合の変形例を図４０Ｂに示す。このように、管本体１３１０と複数の内部構造体１３４０−１、１３４０−２を弾性材料で構成した流体供給管１３００Ａにあっては、全体的に弾性変形、或いは屈曲変形が可能であり、可撓性のホースに接続したり、或いは、ホースの内部に設けたりすることもできる。なお、最下流の内部構造体（図４０Ａ或いは図４０Ｂでは、内部構造体１３４０−２）の下流側に角錐（図４０Ａ或いは図４０Ｂの場合には四角錐）を一体的に設けて流体を中心に誘導するようにしてもよい。
【０１０７】
（第１４の実施形態）
次に、本発明の第１４の実施形態に係り、内部構造体を射出成型（インジェクションモールディング）によって製造する方法を、図４１乃至図４３Ｂを参照して説明する。図４１は分割された分割内部構造体を射出成型にて製造する工程を示す図である。特にプラスチックなどの材料で部分内部構造体１４１０を射出成型する。本実施形態では、上述した実施形態での三角柱の軸体をもつ内部構造体の１／３の部分内部構造体１４１０を形成する。
【０１０８】
図４１において、上側金型ＵＰＰＥＲと下側金型ＬＯＷＥＲとの間に、上面注入口（図示せず）から樹脂を、空洞ＣＡＢＩＴＹに注入して固化した後、複数のエジェクタピンＥＪによって押し出して取り出すことになる。この場合、上側金型ＵＰＰＥＲには、部分内部構造体１４１０の三角錐の１／３部分の形状を形成する凸部、三角柱の側面に形成される突起部（凸部）と流路（凹部）の凸凹が反転した形状の凹部（空洞ＣＡＢＩＴＹ）と凸部である平面が形成されている。また、下側金型ＬＯＷＥＲには１／３の三角柱を形成するＶ字形の凹部が形成されている。
【０１０９】
図４２は、このような射出成型によって形成された１／３の分割内部構造体１４１０の側面図を示し、図４３Ａ、図４３Ｂは、夫々別の角度からの１／３の分割内部構造体１４１０の３次元斜視図である。このように、本実施形態では、三角柱の軸体の内部構造体の１／３の部分内部構造体１４１０が射出成型で得られるため、３つの分割内部構造体１４１０を結合（具体的には、接着、溶着、圧着など）して、一つの内部構造体を構成することができる。その結果、分割内部構造体１４１０が複数結合されて一つに形成された内部構造体は、複数の側面を有する角柱状であって、夫々の側面には、複数の突起部が網状に配列されてなる。この場合、射出成型で使用する材料によっては、結合されて一つになった内部構造体に弾性をもたせることができる。
【０１１０】
以上説明した例では、１／３の分割内部構造体を射出成型したが、内部構造体の分割の仕方は各種あり、例えば、四角柱の軸体の内部構造体の場合、１／２の分割内部構造体を射出成型した後、２つの分割内部構造体を結合してひとつの内部構造体としてもよい。また、１／４の分割内部構造体を射出成型して、それら４つの分割内部構造体を結合して、四角柱の軸体である一つの内部構造体を構成することができる。その他の多角柱の軸体をもつ内部構造体の場合も、適宜の数の分割内部構造体を結合して、一つの内部構造体とすることができる。
【０１１１】
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。例えば、内部構造体（外側内部構造体）を三角柱、四角柱となるようにしたが、これに限らず５つ以上の側面がある角柱（五角柱以上）であっても、上述した実施形態と同様に、各側面に網状に複数の突起部を形成して、その間に交差流路を設ければよい。また、内側内部構造体も、五角柱以上の形態をとってもよい。外側内部構造体に形成する中空の空洞の形状に合わせて、外側内部構造体の角柱と異なる側面数をもつ角柱や円柱も採用できる。つまり、例えば、外側内部構造体の角柱が四角柱であっても、内側内部構造体の角柱を三角柱とすることも可能である。また、外側内部構造体を六角柱として、内側内部構造体を円柱としてもよい。更に、角柱側面に形成する突起部の大きさを上流から下流にかけて同じサイズのものとしたが、これに限らない。具体的には、上流側の突起部は大きくし、下流側の突起部は小さくすることができる。例えば、１４列の突起部（図５Ａ、図５Ｂ、図８Ｂ、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１８Ａ、図１８Ｂ、図３２Ａ、図３２Ｂ、図３５Ａ，図３５Ｂ、図３７、図３９Ａ、図３９Ｂ、図４０Ａ、図４０Ｂ参照）の前半７列については、より小さいサイズの突起部（菱形底面の各辺を短くする）を設け、後半は図示の通りとするといったようにすることもできる。また、第３乃至第６の実施形態では、内側内部構造体と外側内部構造体の２つの部材（２層）を管本体に収納するようにしたが、内部構造体を３つ（３層）以上の部材とし、これらを組み合わせて収納し使用することもできる。具体的には、例えば、大、中、小の３つ（３層）の内部構造軸体を用い、夫々の側面には、複数の交差流路を形成して複数の突起部を網状に設け、小の内部構造体を中空の空洞を有する中の内部構造体の中に収納固定し、この小と中の一体化した内部構造体を中空の空洞を有する大の内部構造体の中に収納固定するようにする。
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抜け出さない範囲で多様な変形が可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ マシニングセンター
Ｗ 被加工物
Ｇ 工作箇所
２ 刃物
５−１〜５−６ ノズル
Ｐ、１００、２００、３００、４００、５００、６００、９００、１０００、１２００、１２００Ａ、１３００，１３００Ａ  流体供給管
１１０、１２１０、１３１０ 管本体
１２０ 流入側部材
１３０ 流出側部材
１４０、２４０、３４０、４４０、５４０、６４０、７４０、８４０、９４０、１０４０、１１４０、１２４０、１２４０Ａ，１３４０−１、１３４０−２  内部構造体
３５０、４５０、５５０  第２の内部構造体（内側内部構造体）
１４０ｐ、２４０ｐ、３４０ｐ、３５０ｐ、４４０ｐ、４５０ｐ、５４０ｐ、５５０ｐ、６４０ｐ、９４０ｐ、１０４０ｐ、１１４０ｐ、１２４０ｐ、１３４０ｐ  突起部
７４０ｐ１、８４０ｐ１  高い突起部
７４０ｐ２、７４０ｐ２  低い突起部
１４０ｒ、２４０ｒ、３４０ｒ、３５０ｒ、４４０ｒ、４５０ｒ、５４０ｒ、５５０ｒ、６４０ｒ、７４０ｒ、８４０ｒ、９４０ｒ、１０４０ｒ、１２４０ｒ、１３４０ｒ  （交差）流路
１４１、３５１、７４１、９４１、１１４１、１２４１、１３４１  四角錐
２４１、４５１、８４１、１０４１  三角錐
５４２  截頭四角錐
６４３  截頭三角錐
３４１、４４１、５４１、６４１  空洞  
１３５０  連結部
１１４０ｈ  穴
１１４０ｐ−ｆ  取り付け足（取り付けピン）
１４１０  分割内部構造体
ＵＰＰＥＲ  上側金型
ＬＯＷＥＲ  下側金型
ＣＡＢＩＴＹ  空洞
ＥＪ  エジェクタピン
【要約】
【課題】流体に所定の流動特性を与えて、流体の潤滑性、浸透性、及び冷却効果を向上させることができる流体供給管であって、構成が簡単で、製造が難しくない流体供給管を提供することにある。
【解決手段】流体供給管は管本体と内部構造体を備える。管体は、流体が流入する流入口と流体が流出する流出口とを有し、断面円形の内部壁面を有する中空の形状である。内部構造体は、管本体に収納固定される複数の側面を有する角柱状の軸体であり、その側面には、複数の突起部が網状に配列される。内部構造体の側面と管本体の内部壁面との間であって、複数の突起部の間に形成される空間が流体の流路となり、流体が、管本体の流入口から供給され流出口から流出する間に、複数の突起部の間の流路を通過することにより流動特性が与えられる。
【選択図】図４【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９Ａ】
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【図３９Ｂ】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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