【手続補正書】
【提出日】平成31年1月15日(2019.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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に、内部空間を有する管の形態の管本体と、
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、
断面が円形の軸部および軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含み、
中空軸形態の第２の内部構造体は、
断面が円形の中空の軸部および中空の軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、中空の軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含み、
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、
管本体の流入口から流入する流体は、２つの流れに分割され、一部の流体は、第２の内部構造体の中空部に流れ込み、残部の流体は流体管の内部空間に流れ込み、
第２の内部構造体の中空部に収納された第１の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した一部の流体は、管本体内の内部空間に収納された第２の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した残部の流体と、第２の内部構造体から流体が出た後に合流し、流体は管本体の流出口から流出することを特徴とする、
流体供給装置。
【請求項２】
第１の内部構造体は、ボディー部より上流側に、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に記載の流体供給装置。
【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に記載の流体供給装置。
【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に記載の流体供給装置。
【請求項５】
第１の内部構造体のボディー部は、頭部の下流にあり、頭部は、断面が円形である軸部分と、複数の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に記載の流体供給装置。
【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に記載の流体供給装置。
【請求項７】
第１の内部構造体は、ボディー部より下流側に、流体を管本体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に記載の流体供給装置。
【請求項８】
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7に記載の流体供給装置。
【請求項９】
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７に記載の流体供給装置。
【請求項１０】
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７に記載の流体供給装置。
【請求項１１】
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に記載の流体供給装置。
【請求項１２】
第２の内部構造体のボディー部は、頭部の下流にあり、頭部は、断面が円形である軸部分と、複数の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に記載の流体供給装置。
【請求項１３】
第２の内部構造体は、ボディー部より下流側に、流体を管本体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に記載の流体供給装置。
【請求項１４】
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１３に記載の流体供給装置。
【請求項１５】
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１３に記載の流体供給装置。
【請求項１６】
中空軸形態の第３の内部構造体を更に含み、
管本体は、第１から第３の内部構造体を収納するとともに、
第３の内部構造体は、
断面が円形の中空の軸部および中空の軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は、中空の軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部と、
を含み、
第２の内部構造体の少なくとも一部は、第３の内部構造体の中空部に収納され、
管本体の流入口から流入する流体は、３つの流れに分割され、第１の部分の流体は、第３の内部構造体の中空部に流れ込み、第２の部分の流体は、第２の内部構造体の中空部に流れ込み、残部の流体は管本体の内部空間に流れ込み、
第３の内部構造体の中空部に収納された第２の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した第１の部分の流体は、第２の内部構造体の中空部に収納された第１の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した第２の部分の流体、および、管本体の内部空間に収納された第３の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した残部の流体と、第３の内部構造体から流体が出た後に合流し、流体は管本体の流出口から流出す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１７】
請求項１から１６のいずれかの流体供給装置に、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１８】
請求項１から１６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１９】
請求項１から１６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２０】
流体供給装置の第１及び第２の内部構造体の組み合わせであって、
第１の内部構造体と第２の内部構造体とは、内部空間を有する管の形態の管本体に収納され、管本体は流入口と流出口とを有して成り、
第１の内部構造体は、
断面が円形の軸部および軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含み、
中空軸形態の第２の内部構造体は、
断面が円形の中空の軸部および中空の軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、中空の軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含み、
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、
管本体の流入口から流入する流体は、２つの流れに分割され、一部の流体は、第２の内部構造体の中空部に流れ込み、残部の流体は流体管の内部空間に流れ込み、
第２の内部構造体の中空部に収納された第１の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した一部の流体は、管本体内の内部空間に収納された第２の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した残部の流体と、第２の内部構造体から流体が出た後に合流し、流体は管本体の流出口から流出することを特徴とする、
流体供給装置の第１及び第２の内部構造体の組み合わせ。
【請求項２１】
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に、内部空間を有する管の形態の管本体と、
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、
断面が円形の軸部および軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含み、流体が液体のとき、ボディー部を液体が流れると、キャビテーション現象により、飽和蒸気圧に達するよう静圧力を低くして微小バブルを発生するようにし、
中空軸形態の第２の内部構造体は、
断面が円形の中空の軸部および中空の軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、中空の軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含み、流体が液体のとき、ボディー部を液体が流れると、キャビテーション現象により、飽和蒸気圧に達するよう静圧力を低くして微小バブルを発生するようにし、
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、
管本体の流入口から流入する流体は、２つの流れに分割され、一部の流体は、第２の内部構造体の中空部に流れ込み、残部の流体は流体管の内部空間に流れ込み、
第２の内部構造体の中空部に収納された第１の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した一部の流体は、管本体内の内部空間に収納された第２の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した残部の流体と、第２の内部構造体から流体が出た後に合流し、流体は管本体の流出口から流出することを特徴とする、
流体供給装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】流体供給装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、流体を供給する装置の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。例えば、本発明は、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ことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、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装置を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、流体供給装置は、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に、内部空間を有する管の形態の管本体と、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、断面が円形の軸部および軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含む。中空軸形態の第２の内部構造体は、断面が円形の中空の軸部および中空の軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、中空の軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含む。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。管本体の流入口から流入する流体は、２つの流れに分割され、一部の流体は、第２の内部構造体の中空部に流れ込み、残部の流体は流体管の内部空間に流れ込み、第２の内部構造体の中空部に収納された第１の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した一部の流体は、管本体内の内部空間に収納された第２の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した残部の流体と、第２の内部構造体から流体が出た後に合流し、流体は管本体の流出口から流出する。
本発明の他の実施形態によれば、流体供給装置の第１及び第２の内部構造体の組み合わせであって、第１の内部構造体と第２の内部構造体とは、内部空間を有する管の形態の管本体に収納され、管本体は流入口と流出口とを有して成る。第１の内部構造体は、断面が円形の軸部および軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含む。中空軸形態の第２の内部構造体は、断面が円形の中空の軸部および中空の軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、中空の軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含む。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。管本体の流入口から流入する流体は、２つの流れに分割され、一部の流体は、第２の内部構造体の中空部に流れ込み、残部の流体は流体管の内部空間に流れ込み、第２の内部構造体の中空部に収納された第１の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した一部の流体は、管本体内の内部空間に収納された第２の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した残部の流体と、第２の内部構造体から流体が出た後に合流し、流体は管本体の流出口から流出する。
本発明の更に他の実施形態によれば、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に、内部空間を有する管の形態の管本体と、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、断面が円形の軸部および軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含み、流体が液体のとき、ボディー部を液体が流れると、キャビテーション現象により、飽和蒸気圧に達するよう静圧力を低くして微小バブルを発生するようにする。中空軸形態の第２の内部構造体は、断面が円形の中空の軸部および中空の軸部の外周面に複数の突出部を有し、この複数の突出部は網状に形成され、中空の軸部の外周面に複数の流路を形成して成るボディー部を含み、流体が液体のとき、ボディー部を液体が流れると、キャビテーション現象により、飽和蒸気圧に達するよう静圧力を低くして微小バブルを発生するようにする。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。管本体の流入口から流入する流体は、２つの流れに分割され、一部の流体は、第２の内部構造体の中空部に流れ込み、残部の流体は流体管の内部空間に流れ込み、第２の内部構造体の中空部に収納された第１の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した一部の流体は、管本体内の内部空間に収納された第２の内部構造体のボディー部の外表面の流路を経由した残部の流体と、第２の内部構造体から流体が出た後に合流し、流体は管本体の流出口から流出する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の流体供給装置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微小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、本発明の流体供給装置によって与えられる流動特性は、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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の多数の実施形態において、流体供給装置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。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の流体供給装置は、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。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。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
そして、流体は第１のバブル発生部２４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、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２４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。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、気化によって発生するマイクロバブルは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。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。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
流体は第１のバブル発生部２４を過ぎて第１の内部構造体２０の端部に向かって流れるが、流体が第１のバブル発生部２４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２０の端部に形成された第１の誘導部２５に向かって流れると、流路が急激に広くなり、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２５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２５によって中心に向かって誘導された流体は流出側部材４４のテーパー部４７を過ぎて流出口９を通じて流出される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
第２の内部構造体３０が収納された流出側部材４４の内部の空間を通じて流れる流体は、第２の渦巻発生部３１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。流体は第２の渦巻発生部３１の各翼によって強烈な渦巻流になって、第２のテーパー部３２を過ぎて第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を通る。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、流体の混合及び拡散が誘発される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
第２の内部構造体３０の中空部を通じて流動した流体と、流出側部材４４の内部の空間を通じて流動した流体とは、テーパー部４７で合して流出口９を通じて流出され、ノズル７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７を通じて吐き出される際に、第１のバブル発生部２４と第２のバブル発生部３３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、研削砥石２や被加工物３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１０の流出口９から吐き出される流体は、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。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
本発明の流体供給管１０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、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。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
本発明は、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。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
第１の内部構造体２００が収納された第２の内部構造体３００の中空部を通じて流れる流体は、第１の渦巻発生部２２の螺旋状に形成された３個の翼の間を通過しながら、強烈な渦巻流になって第１のバブル発生部２４に送られる。次に、流体は第１のバブル発生部２４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によって形成される複数の狭い流路を通過し、キャビテーション現象によって多数の微小な渦やマイクロバブルが発生する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
第１の実施形態で説明したように、第１の内部構造体２００の第１のバブル発生部２４と、第２の内部構造体２００の第２のバブル発生部３３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１００の流出口９から吐き出される流体は、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。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
第１の内部構造体２１０が収納された第２の内部構造体３１０の中空部を通じて流れる流体は、第１の渦巻発生部２２の螺旋状に形成された３個の翼の間を通過しながら、強烈な渦巻流になって第１のバブル発生部２１４に送られる。次に、流体は第１のバブル発生部２１４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によって形成される複数の狭い流路を通過し、キャビテーション現象によって多数の微小な渦やマイクロバブルが発生する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
第２の内部構造体３１０が収納された流出側部材４４の内部の空間を通じて流れる流体は、第２の渦巻発生部３１の螺旋状に形成された３個の翼の間を通過しながら強烈な渦巻流になって、第２のバブル発生部３３に送られる。次に、流体が第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によって形成された複数の狭い流路を通過し、キャビテーション現象によって多数の微小な渦やマイクロバブルが発生する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
第１の内部構造体２３０が収納された第２の内部構造体３３０の中空部を通じて流れる流体は、第１の渦巻発生部２２の螺旋状に形成された３個の翼の間を通過しながら、強烈な渦巻流になって第１のバブル発生部２１４に送られる。次に、流体は第１のバブル発生部２１４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によって形成される複数の狭い流路を通過し、キャビテーション現象によって多数の微小な渦やマイクロバブルが発生する。流体は第１のバブル発生部２１４を過ぎて第１の内部構造体２３０の端部に向かって流れ、コアンダ効果によって、流体は第１の誘導部２１５の表面に沿って流れる。第１の誘導部２１５によって中心に向かって誘導された流体は、傾斜区域３３９を過ぎて第２の内部構造体３３０の流出口３３７を通じて流出される。