JP6685120B2 - Water jet processing equipment - Google Patents
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Description
この発明はウォータージェット加工装置に関する。特に、ウォータージェット加工装置における噴射ノズルの先端を高速で微小に振動させることによってワークに対する切削、切断、等の加工を行うウォータージェット加工装置に関する。 The present invention relates to a water jet processing device. In particular, the present invention relates to a water jet processing apparatus that performs cutting, cutting, and the like on a work by vibrating the tip of an injection nozzle in the water jet processing apparatus at high speed and minutely.
噴射ノズルから数百ＭＰａの超高圧水を噴出させ、ワークに対する切削、切断、等の加工を行うウォータージェット加工装置が従来から知られている。 2. Description of the Related Art A water jet processing device has been conventionally known that ejects ultra-high pressure water of several hundred MPa from an injection nozzle to perform processing such as cutting and cutting on a work.
また、ウォータージェット加工装置の噴射ノズル内を通過する流体の流れに高周波振動を付与する試みも提案されている Further, an attempt to apply high-frequency vibration to the flow of fluid passing through the jet nozzle of the water jet processing device has also been proposed.
本発明は、噴射ノズルから超高圧水を噴出させ、ワークに対する切削、切断、等の加工を行うウォータージェット加工装置に、高速で微小な振動を組み合わせ、従来にない新規なウォータージェット加工装置を提供することを目的にしている。 The present invention provides a novel water jet processing device that has not been used in the past by combining a water jet processing device that ejects ultra-high pressure water from a jet nozzle to perform processing such as cutting and cutting of a work with high speed and minute vibration. The purpose is to do.
［１］
固定配置されているバルブ本体に基端が接続部を介して取り付けられていて高圧水を噴出する噴射口を有する先端側に向かって長手方向に伸びる剛性体からなるノズルチューブと、当該ノズルチューブの前記基端側において前記ノズルチューブに対して微小震動を付与する振動付与手段とを備えているウォータージェット加工装置であって、
前記振動付与手段は、前記ノズルチューブの円周方向において互いの間に９０度の円周角を有して、前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向からそれぞれ前記ノズルチューブに向かう方向及び前記ノズルチューブから離れる方向に振動を付与する第一の振動付与手段と、第二の振動付与手段とからなり、
前記第一の振動付与手段と、前記第二の振動付与手段からそれぞれ前記振動を付与して前記噴射口を前記ノズルチューブの円周方向に移動させながら前記噴射口から高圧水を噴出する
ウォータージェット加工装置。
[1]
A nozzle tube made of a rigid body extending in the longitudinal direction toward the distal end side having a jet end for ejecting high-pressure water, the base end of which is fixedly attached to the valve body through a connecting portion, and the nozzle tube A water jet processing apparatus comprising: a vibration imparting unit that imparts microvibration to the nozzle tube on the base end side,
The vibration imparting means has a circumferential angle of 90 degrees between each other in the circumferential direction of the nozzle tube, and a direction toward the nozzle tube from a direction orthogonal to a direction in which the nozzle tube extends and the nozzle. The first vibration applying means for applying vibration in the direction away from the tube, and the second vibration applying means,
A water jet that ejects high-pressure water from the ejection port while moving the ejection port in the circumferential direction of the nozzle tube by applying the vibration from the first vibration imparting unit and the second vibration imparting unit, respectively. Processing equipment.
［２］
前記第一の振動付与手段を前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向で前記ノズルチューブの方に向けて押しつける第一の力を常に前記第一の振動付与手段に与える第一の圧力付与手段と、
前記第二の振動付与手段を前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向で前記ノズルチューブの方に向けて押しつける第二の力を常に前記第二の振動付与手段に与える第二の圧力付与手段と、
前記ノズルチューブの円周方向における前記第一の力が向かう方向及び前記第二の力が向かう方向の中間で、前記ノズルチューブが伸びる方向に直交して前記ノズルチューブから離れる方向に向かう第三の力を前記ノズルチューブに対して常に与える第三の圧力付与手段と、
を更に備えていて、
前記第一の力と前記第二の力との合力が、前記第三の力と均衡している状態で、前記第一の振動付与手段と、前記第二の振動付与手段からそれぞれ前記振動が付与される
［１］のウォータージェット加工装置。
[2]
A first pressure applying means that constantly applies a first force that presses the first vibration applying means toward the nozzle tube in a direction orthogonal to a direction in which the nozzle tube extends; ,
A second pressure applying means for constantly applying a second force for pressing the second vibration applying means toward the nozzle tube in a direction orthogonal to the direction in which the nozzle tube extends, to the second vibration applying means; ,
In the middle of the direction in which the first force is directed and the direction in which the second force is directed in the circumferential direction of the nozzle tube, a third direction that is orthogonal to the direction in which the nozzle tube extends and moves away from the nozzle tube Third pressure applying means for constantly applying force to the nozzle tube,
Is further equipped with,
The resultant force of the first force and the second force is in a state of being in balance with the third force, and the vibrations are respectively generated from the first vibration applying unit and the second vibration applying unit. The water jet processing device of [1] provided.
［３］
固定配置されているバルブ本体に基端が接続部を介して取り付けられていて高圧水を噴出する噴射口を有する先端側に向かって長手方向に伸びる剛性体からなるノズルチューブと、当該ノズルチューブの前記基端側において前記ノズルチューブに対して微小震動を付与する振動付与手段とを備えているウォータージェット加工装置であって、
前記振動付与手段は、前記ノズルチューブの円周方向において互いの間に９０度の円周角を有して、前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向からそれぞれ前記ノズルチューブに向かう方向及び前記ノズルチューブから離れる方向に振動を付与する第一の振動付与手段と、第二の振動付与手段からなり、
前記第一の振動付与手段及び、前記第二の振動付与手段は、圧電アクチュエーターで、
前記圧電アクチュエーターからなる前記第一の振動付与手段及び、前記圧電アクチュエーターからなる前記第二の振動付与手段に対して９０度位相差の正弦波駆動電圧が印加されることにより、前記第一の振動付与手段と、前記第二の振動付与手段からそれぞれ前記振動が付与される
ウォータージェット加工装置。
[3]
A nozzle tube made of a rigid body extending in the longitudinal direction toward the distal end side having a jet end for ejecting high-pressure water, the base end of which is fixedly attached to the valve body through a connecting portion, and the nozzle tube A water jet processing apparatus comprising: a vibration imparting unit that imparts microvibration to the nozzle tube on the base end side,
The vibration imparting means has a circumferential angle of 90 degrees between each other in the circumferential direction of the nozzle tube, and a direction toward the nozzle tube from a direction orthogonal to a direction in which the nozzle tube extends and the nozzle. A first vibration applying means for applying vibration in a direction away from the tube, and a second vibration applying means,
The first vibration applying means and the second vibration applying means are piezoelectric actuators,
By applying a sine wave drive voltage with a 90-degree phase difference to the first vibration applying unit composed of the piezoelectric actuator and the second vibration applying unit composed of the piezoelectric actuator, the first vibration is applied. A water jet processing apparatus in which the vibration is applied from the applying means and the second vibration applying means, respectively.
［４］
前記第一の振動付与手段を前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向で前記ノズルチューブの方に向けて押しつける第一の力を常に前記第一の振動付与手段に与える第一の圧力付与手段と、
前記第二の振動付与手段を前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向で前記ノズルチューブの方に向けて押しつける第二の力を常に前記第二の振動付与手段に与える第二の圧力付与手段と、
前記ノズルチューブの円周方向における前記第一の力が向かう方向及び前記第二の力が向かう方向の中間で、前記ノズルチューブが伸びる方向に直交して前記ノズルチューブから離れる方向に向かう第三の力を前記ノズルチューブに対して常に与える第三の圧力付与手段と、
を更に備えていて、
前記第一の力と前記第二の力との合力が、前記第三の力と均衡している状態で、前記第一の振動付与手段と、前記第二の振動付与手段からそれぞれ前記振動が付与される
［３］のウォータージェット加工装置。
[4]
A first pressure applying means that constantly applies a first force that presses the first vibration applying means toward the nozzle tube in a direction orthogonal to a direction in which the nozzle tube extends; ,
A second pressure applying means for constantly applying a second force for pressing the second vibration applying means toward the nozzle tube in a direction orthogonal to the direction in which the nozzle tube extends, to the second vibration applying means; ,
In the middle of the direction in which the first force is directed and the direction in which the second force is directed in the circumferential direction of the nozzle tube, a third direction that is orthogonal to the direction in which the nozzle tube extends and moves away from the nozzle tube Third pressure applying means for constantly applying force to the nozzle tube,
Is further equipped with,
The resultant force of the first force and the second force is in a state of being in balance with the third force, and the vibrations are respectively generated from the first vibration applying unit and the second vibration applying unit. The water jet processing device of [3] provided.
［５］
前記噴射口を前記ノズルチューブの円周方向に移動させながら前記噴射口から高圧水を噴出する
［３］又は［４］のウォータージェット加工装置。
[5]
The water jet processing device according to [3] or [4], which ejects high-pressure water from the jet port while moving the jet port in the circumferential direction of the nozzle tube.
この発明によれば、噴射ノズルから超高圧水を噴出させ、ワークに対する切削、切断、等の加工を行うウォータージェット加工装置に、高速で微小な振動を組み合わせ、従来にない新規なウォータージェット加工装置を提供することができる。 According to the present invention, a water jet processing apparatus that ejects ultra-high pressure water from a jet nozzle to perform processing such as cutting and cutting on a work is combined with high-speed minute vibrations, and a novel water jet processing apparatus that has never existed before. Can be provided.
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図１図示のウォータージェット加工装置１は、バルブ本体６に取り付けられているノズルチューブ２を備えている。 The water jet processing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a nozzle tube 2 attached to a valve body 6.
この実施形態ではバルブ本体６は固定的に配置されている。 In this embodiment, the valve body 6 is fixedly arranged.
ノズルチューブ２は、その基端（図１におけるノズルチューブ２の上端）が接続部（例えば、メタルシール）を介してバルブ本体６に取り付けられている。 The nozzle tube 2 has its base end (upper end of the nozzle tube 2 in FIG. 1) attached to the valve body 6 via a connection portion (for example, a metal seal).
ノズルチューブ２は、高圧水（例えば、数百ＭＰａの超高圧水）を噴出する噴射口を有する先端側（図１におけるノズルチューブ２の下端側）に向かって長手方向（図１における上下方向）に伸びる剛性体からなる。この実施形態ではノズルチューブ２は金属製である。 The nozzle tube 2 is in the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 1) toward the tip side (the lower end side of the nozzle tube 2 in FIG. 1) having an injection port for ejecting high-pressure water (for example, ultra-high pressure water of several hundred MPa). It consists of a rigid body that extends to. In this embodiment, the nozzle tube 2 is made of metal.
ノズルチューブ２の先端７に配備されている噴射口の口径はこの実施形態では０．２ｍｍにしている。 The diameter of the injection port provided at the tip 7 of the nozzle tube 2 is 0.2 mm in this embodiment.
ノズルチューブ２の基端側（図１におけるノズルチューブ２の上端側）には、ノズルチューブ２に対して微小震動を付与する振動付与手段８が配備されている。 On the base end side of the nozzle tube 2 (upper end side of the nozzle tube 2 in FIG. 1), a vibration applying means 8 for applying a small vibration to the nozzle tube 2 is provided.
この実施形態のウォータージェット加工装置１では、従来のウォータージェット加工装置と同じく、不図示の高圧ポンプから耐圧ホース３を介して矢印４ａ、４ｂ、４ｃのように噴射ノズルであるノズルチューブ２に高圧水を供給し、この高圧水がノズルチューブ２の先端７に配備されている噴射口から矢印５で示すように噴出され、不図示のワークに対する切削、切断、等の加工を行う。 In the water jet processing apparatus 1 of this embodiment, like the conventional water jet processing apparatus, a high pressure is applied to a nozzle tube 2 which is an injection nozzle from a high pressure pump (not shown) through a pressure resistant hose 3 as indicated by arrows 4a, 4b, 4c. Water is supplied, and this high-pressure water is jetted from the jet port provided at the tip 7 of the nozzle tube 2 as shown by the arrow 5, and the work (not shown) such as cutting and cutting is processed.
この際、振動付与手段８によってノズルチューブ２の基端側においてノズルチューブ２に微振動を付与し、ノズルチューブ２の基端とバルブ本体６との間の接続部（例えば、メタルシール）及び、基端から噴射口を有する先端７に向かって長手方向に伸びるノズルチューブ２にたわみを生じさせ、ノズルチューブ２の先端７を高速で微震動させるものである。 At this time, a slight vibration is applied to the nozzle tube 2 on the base end side of the nozzle tube 2 by the vibration applying means 8, and a connecting portion (for example, a metal seal) between the base end of the nozzle tube 2 and the valve body 6 and The nozzle tube 2 extending in the longitudinal direction from the base end toward the tip 7 having the injection port is bent to cause the tip 7 of the nozzle tube 2 to slightly vibrate at high speed.
この実施形態のウォータージェット加工装置１における、高圧水（例えば、数百ＭＰａの超高圧水）がノズルチューブ２の先端７に配備されている噴射口から矢印５で示すように噴出される際に行われる、前述したノズルチューブ２の先端７の高速での微震動は、噴射口をノズルチューブ２の円周方向（例えば、図２に矢印１５で示す方向、あるいは、この反対方向）に移動させる高速微振動である。 When high-pressure water (for example, ultra-high-pressure water of several hundred MPa) in the water jet processing device 1 of this embodiment is jetted from the jet port provided at the tip 7 of the nozzle tube 2 as shown by arrow 5. The high-speed microtremor of the tip end 7 of the nozzle tube 2 that is performed as described above moves the injection port in the circumferential direction of the nozzle tube 2 (for example, the direction indicated by arrow 15 in FIG. 2 or the opposite direction). It is a high-speed slight vibration.
この実施形態における振動付与手段８は、図２図示のように、ノズルチューブ２の円周方向において互いの間に９０度の円周角を有して、図１図示のようにノズルチューブ２が伸びる方向に直交する方向でそれぞれノズルチューブ２に向かう方向及びノズルチューブ２から離れる方向に振動を付与する第一の振動付与手段８ａと、第二の振動付与手段８ｂとからで構成されている。 The vibration applying means 8 in this embodiment has a circumferential angle of 90 degrees between each other in the circumferential direction of the nozzle tube 2 as shown in FIG. It is composed of a first vibration applying means 8a and a second vibration applying means 8b for applying vibrations in a direction orthogonal to the extending direction and in a direction away from the nozzle tube 2, respectively.
第一の振動付与手段８ａと、第二の振動付与手段８ｂとから、それぞれ、ノズルチューブ２の基端側（図１におけるノズルチューブ２の上端側）において、ノズルチューブ２に向かう方向及びノズルチューブ２から離れる方向の振動をノズルチューブ２に付与して、ノズルチューブ２の先端７に配備されている噴射口をノズルチューブ２の円周方向（例えば、図２に矢印１５で示す方向、あるいは、この反対方向）に高速で移動させながら噴射口から高圧水を噴出する。 The direction toward the nozzle tube 2 and the nozzle tube from the first vibration applying means 8a and the second vibration applying means 8b on the base end side of the nozzle tube 2 (the upper end side of the nozzle tube 2 in FIG. 1), respectively. 2 is applied to the nozzle tube 2 so that the injection port provided at the tip 7 of the nozzle tube 2 extends in the circumferential direction of the nozzle tube 2 (for example, a direction indicated by an arrow 15 in FIG. 2, or High-pressure water is ejected from the ejection port while moving at high speed in the opposite direction).
第一の振動付与手段８ａと、第二の振動付与手段８ｂとからで構成される振動付与手段８によってノズルチューブ２の基端側においてノズルチューブ２に上述した微振動を付与し、ノズルチューブ２の基端とバルブ本体６との間の接続部（例えば、メタルシール）及び、基端から噴射口を有する先端７に向かって長手方向に伸びるノズルチューブ２にたわみを生じさせ、ノズルチューブ２の先端７を高速で微震動させるこの実施形態では、当該ノズルチューブ２の先端７の高速での微震動は、前述したように、ノズルチューブ２の先端７に配備されている噴射口がノズルチューブ２の円周方向（例えば、図２に矢印１５で示す方向、あるいは、この反対方向）に高速で移動するものになる。 The above-mentioned slight vibration is applied to the nozzle tube 2 at the base end side of the nozzle tube 2 by the vibration applying means 8 composed of the first vibration applying means 8a and the second vibration applying means 8b, and the nozzle tube 2 The nozzle tube 2 extending in the longitudinal direction from the base end to the valve body 6 (for example, a metal seal) and the tip end having the injection port from the base end is bent to bend the nozzle tube 2. In this embodiment in which the tip 7 is slightly vibrated at a high speed, the tip 7 of the nozzle tube 2 is vibrated at a high speed as described above because the injection port provided at the tip 7 of the nozzle tube 2 is the nozzle tube 2. In the circumferential direction (for example, the direction indicated by arrow 15 in FIG. 2 or the opposite direction) at high speed.
これによって、噴射ノズルから超高圧水を噴出させ、ワークに対する切削、切断、等の加工を行うウォータージェット加工装置に、高速で微小な振動を組み合わせた、従来にない新規なウォータージェット加工装置を提供することができる。 As a result, a new water jet processing device that combines high-speed and minute vibrations with a water jet processing device that ejects ultra-high pressure water from a jet nozzle to perform cutting, cutting, and other processing on a workpiece is provided. can do.
この実施形態のウォータージェット加工装置１は、第一の圧力付与手段９、第二の圧力付与手段１０、第三の圧力付与手段１１を備えている。 The water jet processing apparatus 1 of this embodiment includes a first pressure applying means 9, a second pressure applying means 10, and a third pressure applying means 11.
第一の圧力付与手段９は、第一の振動付与手段８ａを、ノズルチューブ２が伸びる方向（図１における上下方向）に直交する方向でノズルチューブ２の方に向けて押しつける第一の力１２（図２）を、常に、第一の振動付与手段８ａに与えている。 The first pressure applying means 9 presses the first vibration applying means 8a toward the nozzle tube 2 in a direction orthogonal to the direction in which the nozzle tube 2 extends (vertical direction in FIG. 1). (FIG. 2) is always applied to the first vibration applying means 8a.
第一の振動付与手段８ａは、ノズルチューブ２の基端側（図１におけるノズルチューブ２の上端側）において、ノズルチューブ２に向かう方向及びノズルチューブ２から離れる方向の振動をノズルチューブ２に付与するものである。そこで、第一の圧力付与手段９によって第一の振動付与手段８ａに付与される上述した第一の力１２（図２）は、ノズルチューブ２の基端側（図１におけるノズルチューブ２の上端側）においてノズルチューブ２に向かう方向で付与される。 The first vibration imparting means 8a imparts to the nozzle tube 2 vibrations toward the nozzle tube 2 and away from the nozzle tube 2 on the base end side of the nozzle tube 2 (the upper end side of the nozzle tube 2 in FIG. 1). To do. Therefore, the above-mentioned first force 12 (FIG. 2) applied to the first vibration applying means 8a by the first pressure applying means 9 is applied to the base end side of the nozzle tube 2 (upper end of the nozzle tube 2 in FIG. 1). Side) in the direction toward the nozzle tube 2.
第二の圧力付与手段１０は、第二の振動付与手段８ｂを、ノズルチューブ２が伸びる方向（図１における上下方向）に直交する方向でノズルチューブ２の方に向けて押しつける第二の力１３（図２）を、常に、第二の振動付与手段８ｂに与えている。 The second pressure applying unit 10 presses the second vibration applying unit 8b toward the nozzle tube 2 in a direction orthogonal to the direction in which the nozzle tube 2 extends (vertical direction in FIG. 1). (FIG. 2) is always applied to the second vibration applying means 8b.
第二の振動付与手段８ｂは、ノズルチューブ２の基端側（図１におけるノズルチューブ２の上端側）において、ノズルチューブ２に向かう方向及びノズルチューブ２から離れる方向の振動をノズルチューブ２に付与するものである。そこで、第二の圧力付与手段１０によって第二の振動付与手段８ｂに付与される上述した第二の力１３（図２）は、ノズルチューブ２の基端側（図１におけるノズルチューブ２の上端側）においてノズルチューブ２に向かう方向で付与される。 The second vibration imparting means 8b imparts vibrations to the nozzle tube 2 toward the nozzle tube 2 and away from the nozzle tube 2 at the base end side of the nozzle tube 2 (upper end side of the nozzle tube 2 in FIG. 1). To do. Therefore, the above-mentioned second force 13 (FIG. 2) applied to the second vibration applying means 8b by the second pressure applying means 10 is applied to the base end side of the nozzle tube 2 (the upper end of the nozzle tube 2 in FIG. 1). Side) in the direction toward the nozzle tube 2.
第三の圧力付与手段１１は、ノズルチューブ２の円周方向における第一の力１２が向かう方向及び第二の力１３が向かう方向の中間で、ノズルチューブ２が伸びる方向（（図１における上下方向）に直交してノズルチューブ２から離れる方向に向かう第三の力１４（図２）をノズルチューブ２に対して、常に、与えている。 The third pressure applying means 11 is located in the middle of the direction in which the first force 12 and the direction in which the second force 13 are directed in the circumferential direction of the nozzle tube 2 and extends in the direction in which the nozzle tube 2 extends ((vertical direction in FIG. 1). Direction), and a third force 14 (FIG. 2) that is directed in a direction away from the nozzle tube 2 is always applied to the nozzle tube 2.
この実施形態のウォータージェット加工装置１では、第一の力１２と第二の力１３との合力が、第三の力１４と均衡している状態で、第一の振動付与手段８ａと、第二の振動付与手段８ｂからそれぞれノズルチューブ２に向かう方向及びノズルチューブ２から離れる方向の振動がノズルチューブ２に付与される。 In the water jet processing apparatus 1 of this embodiment, the first vibration applying unit 8a and the first vibration applying unit 8a are combined with each other in a state where the resultant force of the first force 12 and the second force 13 is balanced with the third force 14. The vibrations in the direction toward the nozzle tube 2 and in the direction away from the nozzle tube 2 are applied to the nozzle tube 2 from the second vibration applying means 8b.
上述したように、第一の圧力付与手段９によって第一の振動付与手段８ａに付与される上述した第一の力１２（図２）は、ノズルチューブ２の基端側においてノズルチューブ２に向かう方向で付与され、第二の圧力付与手段１０によって第二の振動付与手段８ｂに付与される上述した第二の力１３（図２）は、ノズルチューブ２の基端側においてノズルチューブ２に向かう方向で付与されている。 As described above, the above-described first force 12 (FIG. 2) applied to the first vibration applying unit 8a by the first pressure applying unit 9 is directed to the nozzle tube 2 on the proximal end side of the nozzle tube 2. The second force 13 (FIG. 2) described above that is applied in the direction and is applied to the second vibration applying unit 8b by the second pressure applying unit 10 is directed to the nozzle tube 2 at the base end side of the nozzle tube 2. It is given in the direction.
上述したように、第一の力１２と第二の力１３との合力が、第三の力１４と均衡している状態で、第一の振動付与手段８ａと、第二の振動付与手段８ｂからそれぞれノズルチューブ２に向かう方向及びノズルチューブ２から離れる方向の振動がノズルチューブ２に付与されるようにしているので、第一の力１２と第二の力１３との合力に均衡する第三の力１４も、ノズルチューブ２の基端側においてノズルチューブ２から離れる方向でノズルチューブ２に対して付与されることになる。 As described above, in the state where the total force of the first force 12 and the second force 13 is in balance with the third force 14, the first vibration imparting means 8a and the second vibration imparting means 8b. Since the vibrations in the direction from the nozzle tube 2 toward the nozzle tube 2 and the vibration in the direction away from the nozzle tube 2 are applied to the nozzle tube 2, respectively, the third force that balances the resultant force of the first force 12 and the second force 13 Force 14 is also applied to the nozzle tube 2 in the direction away from the nozzle tube 2 on the base end side of the nozzle tube 2.
この実施形態では、第一の振動付与手段８ａ及び、第二の振動付与手段８ｂとして、いずれも圧電アクチュエーター（圧電素子）を採用している。 In this embodiment, a piezoelectric actuator (piezoelectric element) is used as both the first vibration applying means 8a and the second vibration applying means 8b.
圧電アクチュエーターからなる第一の振動付与手段８ａ及び、圧電アクチュエーター（圧電素子）からなる第二の振動付与手段８ｂに対して図３図示のように、９０度位相差の正弦波駆動電圧を印加する。こうして、第一の振動付与手段８ａと、第二の振動付与手段８ｂからそれぞれノズルチューブ２に向かう方向及びノズルチューブ２から離れる方向の振動をノズルチューブ２に付与している。 As shown in FIG. 3, a sine wave drive voltage having a 90-degree phase difference is applied to the first vibration applying means 8a composed of a piezoelectric actuator and the second vibration applying means 8b composed of a piezoelectric actuator (piezoelectric element). . In this way, the vibration in the direction toward the nozzle tube 2 and the vibration in the direction away from the nozzle tube 2 are applied to the nozzle tube 2 from the first vibration applying means 8a and the second vibration applying means 8b, respectively.
図４は、この実施例のウォータージェット加工装置１における、高圧水（例えば、数百ＭＰａの超高圧水）が、ノズルチューブ２の先端７に配備されている噴射口から矢印５で示すように噴出される際に行われる、噴射口が、ノズルチューブ２の円周方向（例えば、図２に矢印１５で示す方向、あるいは、この反対方向）に移動する高速微振動の動きを説明するものである。 FIG. 4 shows high-pressure water (for example, ultra-high-pressure water of several hundred MPa) in the water jet processing apparatus 1 of this embodiment, as shown by an arrow 5 from an injection port provided at the tip 7 of the nozzle tube 2. This is for explaining the movement of high-speed micro-vibration in which the ejection port moves in the circumferential direction of the nozzle tube 2 (for example, the direction indicated by arrow 15 in FIG. 2 or the opposite direction), which is performed when ejected. is there.
前述したように、圧電アクチュエーター（圧電素子）からなる第一の振動付与手段８ａ及び、圧電アクチュエーター（圧電素子）からなる第二の振動付与手段８ｂに対して図３図示のように、９０度位相差の正弦波駆動電圧を印加することにより、噴射口は、図４で図示し、説明するように、ノズルチューブ２の円周方向（例えば、図２に矢印１５で示す方向、あるいは、この反対方向）に高速微振動する。 As described above, with respect to the first vibration applying means 8a composed of the piezoelectric actuator (piezoelectric element) and the second vibration applying means 8b composed of the piezoelectric actuator (piezoelectric element), as shown in FIG. By applying a sinusoidal drive voltage with a phase difference, the jet port is directed in the circumferential direction of the nozzle tube 2 (eg, the direction indicated by arrow 15 in FIG. 2, or vice versa), as illustrated and described in FIG. Direction) vibrates at high speed.
すなわち、上述した構成を採用することによって２つの単動波を９０度を成すように配置し、図４に示すように、（Ｘ、Ｙ）＝（ｓｉｎθ、ｃｏｓθ）の値を与えることにより、ノズルチューブ２の先端７に配備されている噴射口は、円運動の軌跡をえがくようになり、噴射口は、ノズルチューブ２の円周方向（例えば、図２に矢印１５で示す方向、あるいは、この反対方向）に移動する高速微振動を行うことになる。 That is, by adopting the configuration described above, two single-acting waves are arranged to form 90 degrees, and as shown in FIG. 4, by giving a value of (X, Y) = (sin θ, cos θ), The injection port provided at the tip 7 of the nozzle tube 2 comes to envisage a locus of circular motion, and the injection port is in the circumferential direction of the nozzle tube 2 (for example, a direction indicated by an arrow 15 in FIG. 2, or High-speed micro-vibration that moves in the opposite direction) is performed.
この実施形態で説明した上述の構成により、噴射ノズルから超高圧水を噴出させ、ワークに対する切削、切断、等の加工を行うウォータージェット加工装置に、高速で微小な振動を組み合わせ、従来にない新規なウォータージェット加工装置を提供することができる。 With the above-described configuration described in this embodiment, a high-speed minute vibration is combined with a water jet machining device that ejects ultra-high pressure water from a jet nozzle to perform machining, such as cutting and cutting of a work, which is unprecedented. It is possible to provide a water jet processing device.
以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々に変更可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are made within the technical scope understood from the description of the claims. It is possible.
１ ウォータージェット加工装置
２ ノズルチューブ
３ 耐圧ホース
６ バルブ本体
７ ノズルチューブの先端
８ 振動付与手段
８ａ 第一の振動付与手段
８ｂ 第二の振動付与手段
９ 第一の圧力付与手段
１０ 第二の圧力付与手段
１１ 第三の圧力付与手段
１２ 第一の力
１３ 第二の力
１４ 第三の力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water jet processing apparatus 2 Nozzle tube 3 Pressure-resistant hose 6 Valve body 7 Nozzle tube tip 8 Vibration applying means 8a First vibration applying means 8b Second vibration applying means 9 First pressure applying means 10 Second pressure applying Means 11 Third pressure applying means 12 First force 13 Second force 14 Third force
Claims (3)
前記振動付与手段は、前記ノズルチューブの円周方向において互いの間に９０度の円周角を有して、前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向からそれぞれ前記ノズルチューブに向かう方向及び前記ノズルチューブから離れる方向に振動を付与する第一の振動付与手段と、第二の振動付与手段とからなり、
前記第一の振動付与手段と、前記第二の振動付与手段からそれぞれ前記振動を付与して前記噴射口を前記ノズルチューブの円周方向に移動させながら前記噴射口から高圧水を噴出すると共に、
前記第一の振動付与手段を前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向で前記ノズルチューブの方に向けて押しつける第一の力を常に前記第一の振動付与手段に与える第一の圧力付与手段と、
前記第二の振動付与手段を前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向で前記ノズルチューブの方に向けて押しつける第二の力を常に前記第二の振動付与手段に与える第二の圧力付与手段と、
前記ノズルチューブの円周方向における前記第一の力が向かう方向及び前記第二の力が向かう方向の中間で、前記ノズルチューブが伸びる方向に直交して前記ノズルチューブから離れる方向に向かう第三の力を前記ノズルチューブに対して常に与える第三の圧力付与手段と、
を更に備えていて、
前記第一の力と前記第二の力との合力が、前記第三の力と均衡している状態で、前記第一の振動付与手段と、前記第二の振動付与手段からそれぞれ前記振動が付与される
ウォータージェット加工装置。 A nozzle tube made of a rigid body extending in the longitudinal direction toward the distal end side having a jet end for ejecting high-pressure water, the base end of which is fixedly attached to the valve body through a connecting portion, and the nozzle tube A water jet processing apparatus comprising: a vibration imparting unit that imparts microvibration to the nozzle tube on the base end side,
The vibration imparting means has a circumferential angle of 90 degrees between each other in the circumferential direction of the nozzle tube, and a direction toward the nozzle tube from a direction orthogonal to a direction in which the nozzle tube extends and the nozzle. The first vibration applying means for applying vibration in the direction away from the tube, and the second vibration applying means,
While ejecting high-pressure water from the ejection port while moving the ejection port in the circumferential direction of the nozzle tube by applying the vibration from each of the first vibration imparting device and the second vibration imparting device ,
A first pressure applying means that constantly applies a first force that presses the first vibration applying means toward the nozzle tube in a direction orthogonal to a direction in which the nozzle tube extends; ,
A second pressure applying means for constantly applying a second force for pressing the second vibration applying means toward the nozzle tube in a direction orthogonal to the direction in which the nozzle tube extends, to the second vibration applying means; ,
In the middle of the direction in which the first force is directed in the circumferential direction of the nozzle tube and the direction in which the second force is directed, a third direction that is orthogonal to the direction in which the nozzle tube extends and moves away from the nozzle tube Third pressure applying means for constantly applying force to the nozzle tube,
Is further equipped with,
The resultant force of the first force and the second force is in a state of being in balance with the third force, and the vibrations are respectively generated from the first vibration applying unit and the second vibration applying unit. water jet cutting device to be granted.
前記振動付与手段は、前記ノズルチューブの円周方向において互いの間に９０度の円周角を有して、前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向からそれぞれ前記ノズルチューブに向かう方向及び前記ノズルチューブから離れる方向に振動を付与する第一の振動付与手段と、第二の振動付与手段からなり、
前記第一の振動付与手段及び、前記第二の振動付与手段は、圧電アクチュエーターで、
前記圧電アクチュエーターからなる前記第一の振動付与手段及び、前記圧電アクチュエーターからなる前記第二の振動付与手段に対して９０度位相差の正弦波駆動電圧が印加されることにより、前記第一の振動付与手段と、前記第二の振動付与手段からそれぞれ前記振動が付与されると共に、
前記第一の振動付与手段を前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向で前記ノズルチューブの方に向けて押しつける第一の力を常に前記第一の振動付与手段に与える第一の圧力付与手段と、
前記第二の振動付与手段を前記ノズルチューブが伸びる方向に直交する方向で前記ノズルチューブの方に向けて押しつける第二の力を常に前記第二の振動付与手段に与える第二の圧力付与手段と、
前記ノズルチューブの円周方向における前記第一の力が向かう方向及び前記第二の力が向かう方向の中間で、前記ノズルチューブが伸びる方向に直交して前記ノズルチューブから離れる方向に向かう第三の力を前記ノズルチューブに対して常に与える第三の圧力付与手段と、
を更に備えていて、
前記第一の力と前記第二の力との合力が、前記第三の力と均衡している状態で、前記第一の振動付与手段と、前記第二の振動付与手段からそれぞれ前記振動が付与される
ウォータージェット加工装置。 A nozzle tube composed of a rigid body extending in the longitudinal direction toward the distal end side having a jet end for ejecting high-pressure water, the base end of which is fixedly attached to the valve body through a connecting portion, and the nozzle tube A water jet processing apparatus comprising: a vibration imparting unit that imparts microvibration to the nozzle tube on the base end side,
The vibration imparting means has a circumferential angle of 90 degrees between each other in the circumferential direction of the nozzle tube, and a direction toward the nozzle tube from a direction orthogonal to a direction in which the nozzle tube extends and the nozzle. A first vibration applying means for applying vibration in a direction away from the tube, and a second vibration applying means,
The first vibration applying means and the second vibration applying means are piezoelectric actuators,
By applying a sine wave drive voltage with a 90-degree phase difference to the first vibration applying unit composed of the piezoelectric actuator and the second vibration applying unit composed of the piezoelectric actuator, the first vibration is applied. While applying the vibration from the applying means and the second vibration applying means,
A first pressure applying means that constantly applies a first force that presses the first vibration applying means toward the nozzle tube in a direction orthogonal to a direction in which the nozzle tube extends; ,
A second pressure applying means for constantly applying a second force for pressing the second vibration applying means toward the nozzle tube in a direction orthogonal to the direction in which the nozzle tube extends, to the second vibration applying means; ,
In the middle of the direction in which the first force is directed in the circumferential direction of the nozzle tube and the direction in which the second force is directed, a third direction that is orthogonal to the direction in which the nozzle tube extends and moves away from the nozzle tube Third pressure applying means for constantly applying force to the nozzle tube,
Is further equipped with,
The resultant force of the first force and the second force is in a state of being in balance with the third force, and the vibrations are respectively generated from the first vibration applying unit and the second vibration applying unit. water jet cutting device to be granted.
請求項２記載のウォータージェット加工装置。 High-pressure water is jetted from the jet port while moving the jet port in the circumferential direction of the nozzle tube.
The water jet processing apparatus according to claim 2 .
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