オイルミスト生成装置
【課題】 供給するオイルの全量をオイルミストにすることができ、様々な種類の加工方法に適用できるオイルミスト生成装置を提供する。
【解決手段】 オイルミスト生成装置１は、オイルノズル１１にオイル２３を供給するオイル供給手段３と、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加される高電圧により発生するコロナ放電によってオイルミスト６を生成すると共にオイルミスト６を帯電させるオイルミスト生成帯電手段２と、オイルミスト６に向けてエアを供給するエア供給手段４と、エアの圧力によってオイルミスト６が搬送されると共にオイルミスト６を加工部分に搬送するオイルミスト搬送手段５と、から構成されているため、オイルノズル１１に供給されたオイル２３の全量をオイルミスト６にでき、必要最小限のオイル２３を供給するだけでオイルミスト６を安定して供給できる。また、オイルミスト６の量を変化させることで様々な種類の加工に適用できる。
【解決手段】 オイルミスト生成装置１は、オイルノズル１１にオイル２３を供給するオイル供給手段３と、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加される高電圧により発生するコロナ放電によってオイルミスト６を生成すると共にオイルミスト６を帯電させるオイルミスト生成帯電手段２と、オイルミスト６に向けてエアを供給するエア供給手段４と、エアの圧力によってオイルミスト６が搬送されると共にオイルミスト６を加工部分に搬送するオイルミスト搬送手段５と、から構成されているため、オイルノズル１１に供給されたオイル２３の全量をオイルミスト６にでき、必要最小限のオイル２３を供給するだけでオイルミスト６を安定して供給できる。また、オイルミスト６の量を変化させることで様々な種類の加工に適用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルを霧化することによりオイルミストを生成すると共に、生成したオイルミストを工作物の加工時の加工部分又は潤滑を要する被潤滑部品の潤滑点に供給するオイルミスト生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、工作物に対して切削加工、研削加工、ドリル加工等の機械加工を行なう場合、オイルを霧化することにより生成したオイルミストを工作物の加工部分に供給することにより、工作物と加工工具との間の潤滑や加工により発生する熱の冷却等を行なっている。また、軸受や歯車等の潤滑を必要とする部品の潤滑点にオイルミストを供給することにより、部品の円滑な動作の確保や動作により発生する熱の冷却等を行なっている。
【０００３】
そして、上記したオイルミストを生成する装置として、従来、オイルの供給パイプから滴下したオイルに高速のエアを衝突させることによりオイルを霧化してオイルミストを生成するもの（例えば、特許文献１及び特許文献２）や、オイルを噴射するオイルノズルと工作物又は加工工具との間に高電圧を印加することにより発生するコロナ放電によってオイルを霧化してオイルミストを生成するもの（例えば、特許文献３）等が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−１９１９２号公報
【特許文献２】特開平５−１７２２９６号公報
【特許文献３】特開２００１−１５０２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１及び特許文献２に係る装置の場合、オイルミストを生成する際にエアを用いてオイルを霧化するものであるため、生成されるオイルミストの粒子径を制御することができない。このため、オイルミストの粒子径がバラツキを持ってしまい、エアによる搬送が不可能な大きな径の粒子のオイルミストも生成されてしまう。即ち、供給したオイルの全量をエアにより搬送可能な粒子径のオイルミストにすることができず、エアにより搬送可能なオイルミストに生成される量は、供給されたオイル量の約１０〜２０％程度であった。
【０００５】
更に、エアにより搬送可能な粒子径のオイルミストであっても、その粒子径は小径から大径に亘る分布を持ち、粒子径の大きいオイルミストは、オイルミストの供給点に達するまでの間にその経路内に付着してしまうため、搬送可能なオイルミストの全量を供給点まで至らしめることができなかった。
【０００６】
このように、オイルミストの生成時及びオイルミストの搬送時においてオイルロスが生じるため、オイルミストを供給点に安定して供給するためには、必要以上にオイルを供給しなければならないという問題があった。
【０００７】
また、上記した特許文献３に係る装置の場合、オイルノズルと工作物又は加工工具との間のコロナ放電によってオイルを霧化してオイルミストを生成するものであるため、工作物の加工部分に外側からオイルミストを供給可能な加工方法では有効であるが、加工部分の外側からオイルミストの供給が困難な加工方法の場合、例えば、ドリルにより穴加工を行なうような場合には、穴の表面にオイルミストを供給するためには、オイルミストを噴射するオイルノズルがドリルの先端となり、ドリルと工作物とが接触して電気的短絡状態となるため、コロナ放電を行なうことができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、供給するオイルの全量をオイルミストにすることができると共に、様々な種類の加工方法に適用できるオイルミスト生成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、請求項１に係る発明について、図面を参照して説明すると、図１に示すように、オイル２３を霧化することによりオイルミスト６を生成すると共に、生成したオイルミスト６を工作物５２の加工時の加工部分又は潤滑を要する被潤滑部品の潤滑点に供給するオイルミスト生成装置１において、オイル２３を供給するオイルノズル１１にオイル２３を供給するオイル供給手段３と、前記オイルノズル１１と該オイルノズル１１から間隔を置いて設置されたコロナ放電電極（電極）１２との間に印加される高電圧により発生するコロナ放電によって、前記オイルノズル１１から供給されたオイル２３を霧化することによりオイルミスト６を生成すると共に、生成したオイルミスト６を帯電させるオイルミスト生成帯電手段２と、該オイルミスト生成帯電手段２によって生成されたオイルミスト６に向けてエアを供給するエア供給手段４と、該エア供給手段４から供給されるエアの圧力によって、前記オイルミスト生成帯電手段２により生成されたオイルミスト６が搬送されると共に、搬送されるオイルミスト６を前記加工部分又は前記潤滑点に搬送するオイルミスト搬送手段５と、から構成されることを特徴とするオイルミスト生成装置１とした。
【００１０】
また、請求項２に係る発明では、図面を参照して説明すると、図３に示すように、請求項２に記載されるオイルミスト生成装置１は、前記工作物５２又は該工作物５２を加工するためのドリル（加工工具）５１又は前記被潤滑部品を、帯電した前記オイルミスト６と逆の極性で帯電させる逆極性帯電手段７を備えたことを特徴とするオイルミスト生成装置１とした。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明においては、オイルミスト生成装置１は、オイル２３を供給するオイルノズル１１にオイル２３を供給するオイル供給手段３と、オイルノズル１１とオイルノズル１１から間隔を置いて設置されたコロナ放電電極１２との間に印加される高電圧により発生するコロナ放電によって、オイルノズル１１から供給されたオイル２３を霧化することによりオイルミスト６を生成すると共に、生成したオイルミスト６を帯電させるオイルミスト生成帯電手段２と、オイルミスト生成帯電手段２によって生成されたオイルミスト６に向けてエアを供給するエア供給手段４と、エア供給手段４から供給されるエアの圧力によって、オイルミスト生成帯電手段２により生成されたオイルミスト６が搬送されると共に、搬送されるオイルミスト６を加工部分又は潤滑点に搬送するオイルミスト搬送手段５と、から構成されている。
【００１２】
上記のようにコロナ放電によってオイルミスト６を生成するものであるため、オイルノズル１１に供給されたオイル２３の全量をオイルミスト６にすることができ、オイルミスト６の生成時のオイルロスを防ぐことができる。また、コロナ放電によってオイルミスト６を生成するものであるため、生成されるオイルミスト６の粒子径のバラツキを非常に小さくすることができ、これにより、オイルミスト６が供給点に達するまでにその経路内に付着することがなくなり、オイルミスト６搬送時のオイルロスを防ぐことができる。
【００１３】
このように、オイルミスト６の生成時及びオイルミスト６の搬送時におけるオイルロスを防ぐことができるため、必要最小限のオイル２３を供給するだけで、オイルミスト６を供給点に安定して供給することができる。
【００１４】
また、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加する電圧を変化させることにより、オイルミスト６の粒子径を変化させることができると共に、供給するオイル２３の量を変化させることにより、生成されるオイルミスト６の量を変化させることができるため、加工方法の種類及び潤滑を必要とする部品の種類に合わせて最適なオイルミスト６の粒子径及びオイルミスト６の量とすることができる。従って、様々な種類の加工及び潤滑に適用することができる。
【００１５】
また、コロナ放電により生成されたオイルミスト６は、帯電しているためオイルミスト６同士の凝集が起こりにくく、これにより、オイルミスト６の搬送経路途中での損失を小さくすることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明においては、オイルミスト生成装置１は、工作物５２又は工作物５２を加工するためのドリル５１又は被潤滑部品に対して、帯電したオイルミスト６と逆の極性の電荷を付与する逆極性帯電手段７を備えたことにより、工作物５２、ドリル５１、被潤滑部品へのオイルミスト６の付着性が向上するため、作業環境中に放出される無駄なオイルミスト６を低減させることができ、霧害を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図５を参照して説明する。まず、図１及び図２を参照してオイルミスト生成装置１の構成について説明する。図１は、オイルミスト生成装置１の構成を示す概略図であり、図２は、コロナ放電によりオイルミスト６が生成される状態を示す概略図である。
【００１８】
実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、図１に示すように、オイル２３を霧化することによりオイルミスト６を生成すると共に、生成したオイルミスト６を工作物５２の加工時の加工部分に供給するものである。なお、このように工作物５２の加工時にオイルミスト６を加工部分に供給するばかりでなく、例えば、軸受や歯車のように潤滑を必要とする被潤滑部品の潤滑点に供給してもよい。
【００１９】
上記したオイルミスト生成装置１は、オイル２３を噴射するオイルノズル１１にオイルを供給するオイル供給手段３と、オイルノズル１１とオイルノズル１１から間隔を置いて設置されたコロナ放電電極１２との間に印加される高電圧により発生するコロナ放電によって、オイルノズル１１から供給されたオイル２３を霧化することによりオイルミスト６を生成すると共に、生成したオイルミスト６を帯電させるオイルミスト生成帯電手段２と、オイルミスト生成帯電手段２によって生成されたオイルミスト６に向けてエアを供給するエア供給手段４と、エア供給手段４から供給されるエアの圧力によって、オイルミスト生成帯電手段２により生成されたオイルミスト６が搬送されると共に、搬送されるオイルミスト６を工作物５２の加工部分又は被潤滑部品の潤滑点に搬送するオイルミスト搬送手段５と、から構成されるものである。
【００２０】
そこで、上記したオイルミスト生成装置１を構成する構成部品について説明すると、まず、オイルミスト生成帯電手段２は、オイルミスト生成帯電手段２の基体を構成するオイルミスト生成部１０と、中空針状に形成されるオイルノズル１１と、網状に形成されるコロナ放電電極１２と、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に接続される高電圧発生装置１３と、から構成されている。
【００２１】
オイルミスト生成部１０は、例えば、図１に示すように、円筒形状に形成されるものであり、一端側（図中、左側）はエア供給手段４が接続されるエア側端部１４として形成されると共に、他端側（図中、右側）はオイルミスト搬送手段５が接続されるオイルミスト搬送側端部１５として形成されている。このオイルミスト生成部１０内部のエア側端部１４側にはオイルノズル１１の先端が臨むと共に、オイルミスト搬送側端部１５側にはコロナ放電電極１２が設置されている。
【００２２】
オイルノズル１１は、前述のように中空針状に形成されると共に、オイル２３が供給されるオイル噴出し口１６がコロナ放電電極１２側に向くように設置されている。また、オイル噴出し口１６と反対側の端部である接続端部１７には、オイル供給手段３のオイル供給パイプ２２が接続されている。
【００２３】
コロナ放電電極１２は、前述のように網状に形成されると共に、オイルミスト生成部１０の内側形状に合わせた円形状に形成されて、オイルミスト生成部１０内に設置されている。また、このコロナ放電電極１２は、オイルノズル１１のオイル噴出し口１６から約３０〜５０ｍｍの間隔を置いて設置されている。なお、本実施形態においては、コロナ放電電極１２は、網状で円形状に形成されるものであるが、これに限らず、例えば、リング形状に形成されてその内径がオイルミスト生成部１０の内径と合うように、オイルミスト生成部１０の内壁に埋め込まれるものであってもよい。この場合には、生成されたオイルミスト６は、コロナ放電電極１２の中心に形成されている円形状の穴を通過することとなる。
【００２４】
上記したオイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間には、高電圧発生装置１３が接続されており、この高電圧発生装置１３によって、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に高電圧が印加されるようになっている。そして、このオイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加される高電圧によってコロナ放電が発生するようになっている。なお、コロナ放電とは、針のような金属製の電極にかかる電圧がある大きさを超えたとき、空気の絶縁が破壊されて電極の先端部分に発生する青紫色の放電現象のことをいう。
【００２５】
ここで、本実施形態に係るオイルミスト生成装置１において、コロナ放電によってオイル２３を霧化することによりオイルミスト６が生成される状態について、図２を参照して説明する。本実施形態におけるオイルミスト生成装置１では、図２の概略図に示すように、オイルノズル１１とオイルノズル１１から間隔を置いてコロナ放電電極１２が設置されると共に、オイルノズル１１からはオイル供給手段３から供給されたオイル２３が供給される。オイルノズル１１から噴出されるオイル２３は液状であるが、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に高電圧発生装置１３によって高電圧を印加することにより、オイル２３が霧化されてオイルミスト６が生成されると同時に、生成されるオイルミスト６が帯電される。このとき、図２に示すように、オイルノズル１１側にマイナス極が接続されているため、生成されるオイルミスト６はマイナスの電荷で帯電される。
【００２６】
このように、本実施形態に係るオイルミスト生成装置１においては、マイナスの電荷により帯電したオイルミスト６が生成されることとなる。なお、生成されるオイルミスト６の粒子径は、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加する電圧値によって変化するものであり、電圧値を高くするほど粒子径が小さくなるが、オイルミスト６としての適正な粒子径は、１μｍ以下である。これは、粒子径を１μｍ以下とすれば、オイルミスト６の付着性を低下させることができる。そして、オイルミスト６の粒子径をこの１μｍ以下とするために必要な電界値は、後述するように、約３００〜４００ｋＶ／ｍである。なお、オイルノズル１１にプラス極、コロナ放電電極１２にマイナス極を接続することにより、オイルミスト６をプラスの電荷で帯電させることもできる。
【００２７】
次に、オイル供給手段３について説明すると、オイル供給手段３は、オイル２３を貯留しておくオイルタンク２０と、オイルタンク２０のオイル２３をオイルミスト生成帯電手段２に供給するための動力源であるオイル供給装置２１と、両端がそれぞれオイルタンク２０及びオイルノズル１１の接続端部１７に接続されると共にオイル２３が通るオイル供給パイプ２２と、から構成されている。
【００２８】
上記したオイル供給装置２１は、オイルタンク２０から吸引したオイル２３をオイル供給パイプ２２を介してオイルノズル１１に送り出すものであり、具体的には、定まった量のオイルを安定して供給することができる定量ポンプである静電ポンプ，ピストンポンプ，ギアポンプ，静圧ポンプ等が用いられ、必要とされるオイルミスト６の量やオイルミスト生成装置１の製造コスト等を勘案して選択されるものである。なお、本実施形態においては、上記した定量ポンプのうち、微少量のオイル２３を供給することができるという点から、微少容量ポンプである静電ポンプを用いている。このように静電ポンプを用いて微少量のオイル２３を供給することで、オイルミスト６の生成量も細かく調整することができるため、様々な種類の工作方法又は被潤滑部品に対して適用できるオイルミスト生成装置１を構成することができる。
【００２９】
次に、エア供給手段４について説明すると、エア供給手段４は、エアを送り出す圧力空気源３０と、圧力空気源３０から送りだされるエアを清浄化するエアフィルター３１と、圧力空気源３０から送りだされるエアの圧力を調整するエアレギュレータ３２と、オイルミスト生成部１０のエア側端部１４に接続されると共に、圧力空気源３０から送りだされるエアが通るエア供給パイプ３３と、から構成されている。上記した圧力空気源３０は、内部圧力を高めることによりエア供給パイプ３３を介してエアをオイルミスト生成部１０に送り出す送風機等である。
【００３０】
次に、オイルミスト搬送手段５について説明すると、オイルミスト搬送手段５は、その一端がオイルミスト生成部１０のオイルミスト搬送側端部１５に接続されると共に、オイルミスト生成帯電手段２により生成されたオイルミスト６を送るオイルミスト搬送管４０と、オイルミスト搬送管４０の他端に接続されると共に、オイルミスト搬送管４０から送られたオイルミスト６を工作物５２の加工部分又は被潤滑部品の潤滑点に噴射するためのオイルミスト噴射ノズル４１とから構成されている。なお、このオイルミスト搬送管４０は、帯電したオイルミスト６がその管内に付着することを防ぐために、電気絶縁材料を使用することが望ましい。
【００３１】
しかして、上記のように構成されるオイルミスト生成装置１の作用について説明すると、まず、オイル供給装置２１を稼動させることにより、オイルタンク２０内のオイル２３がオイル供給パイプ２２を介してオイルノズル１１内へ供給される。オイルノズル１１内へ供給されたオイル２３は、オイル噴出し口１６からコロナ放電電極１２に向けて噴出される。このとき、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間には、前述したように、高電圧発生装置１３により高電圧が印加されており、この高電圧によってコロナ放電が発生している。そして、オイル噴出し口１６から噴出されるオイル２３が図２で説明した原理により、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間のコロナ放電で霧化されることにより、マイナスの極性で帯電されたオイルミスト６が生成される。
【００３２】
また、オイルミスト生成部１０のエア側端部１４には、前述したように、エア供給パイプ３３が接続されており、圧力空気源３０から送り出されるエアがエア供給パイプ３３を介してオイルミスト生成部１０内に供給されるため、この供給されたエアによって、生成されたオイルミスト６がオイルミスト生成部１０のオイルミスト搬送側端部１５に向けて送り出されることとなる。そして、オイルミスト搬送側端部１５に向けて送り出されたオイルミスト６は、オイルミスト搬送側端部１５に接続されたオイルミスト搬送管４０を介してオイルミスト噴射ノズル４１に送り出される。
【００３３】
このオイルミスト噴射ノズル４１は、図１に示すように、工作物５２と工作機械主軸５０によって回転するドリル５１とが接する箇所、即ち、工作物５２の加工時の加工部分にその噴射部４２を向けて設置されている。そして、噴射部４２から噴射されたオイルミスト６が工作物５２の加工時の加工部分に付着することにより、工作物５２とドリル５１との間の潤滑や加工時の発熱に対する冷却が行なわれる。
【００３４】
なお、上記した実施形態（第１実施形態）は、工作物５２又はドリル５１を帯電させるものではないが、オイルミスト６と同様に工作物５２又はドリル５１を帯電させるものであってもよい。このような実施形態（第２実施形態）について図３を参照して説明する。図３は、第２実施形態に係るオイルミスト生成装置１の構成を示す概略図である。なお、第１実施形態に係るオイルミスト生成装置１と同様の機能を有する部材には、同様の符号を付してある。また、第２実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、逆極性帯電手段７が備えられている以外は、第１実施形態に係るオイルミスト生成装置１と同様であるため、逆極性帯電手段７以外の構成については説明を省略する。
【００３５】
第２実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、図３に示すように、逆極性帯電手段７が備えられている。この逆極性帯電手段７は、工作物５２とコロナ放電電極１２との間に接続されて、工作物５２とコロナ放電電極１２との間に電圧を印加する帯電用電圧発生装置５５によって構成されるものである。この帯電用電圧発生装置５５は、図３に示すように、工作物５２側にプラス極が、オイルミスト生成部１０側にマイナス極がそれぞれ接続されているため、工作物５２には、プラスの電荷で帯電されるようになっている。
【００３６】
ここで、前述したように、オイルミスト生成帯電手段２においては、オイルノズル１１側には、高電圧発生装置１３のマイナス極が接続されているため、生成されるオイルミスト６はマイナスの電荷で帯電されている。このため、上記のようにプラスの電荷で帯電されている工作物５２に対して付着しやすくなる。このように、マイナスの電荷で帯電されているオイルミスト６と逆の極性であるプラスの電荷で工作物５２を帯電することにより、工作物５２へのオイルミスト６の付着性が向上するため、作業環境中に放出される無駄なオイルミスト６を低減させることができ、霧害を低減することができる。
【００３７】
なお、上記のように工作物５２ではなく、ドリル５１に対してプラスの電荷で帯電することにより、ドリル５１へのオイルミスト６の付着性が向上するため、上記と同様の効果を奏することができる。
【００３８】
また、工作物５２の加工時ばかりでなく、潤滑を要する被潤滑部品の潤滑点にオイルミスト６を供給する場合に、この被潤滑部品をプラスの電荷で帯電することにより、被潤滑部品へのオイルミスト６の付着性が向上するため、上記と同様の効果を奏することができる。
【００３９】
以上、第１実施形態及び第２実施形態について説明したが、上記した第１実施形態及び第２実施形態では、生成したオイルミスト６をオイルミスト搬送手段５のオイルミスト噴射ノズル４１によって工作物５２の加工部分に搬送するものであったが、このようなものに限らず、オイルミスト６がドリル５１等の加工工具の内部を通って加工部分に供給されるようなものであってもよい。このような実施形態（第３実施形態）について図４を参照して説明する。図４は、第３実施形態に係るオイルミスト生成装置１の構成を示す概略図である。なお、第１実施形態に係るオイルミスト生成装置１と同様の機能を有する部材には、同様の符号を付してある。また、第３実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、オイルミスト搬送手段５がオイルミスト搬送管４０のみによって構成されると共に、このオイルミスト搬送管４０が工作機械に接続されている以外は、第１実施形態に係るオイルミスト生成装置１と同様であるため、逆極性帯電手段７以外の構成については説明を省略する。
【００４０】
第３実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、オイルミスト搬送手段５のオイルミスト搬送管４０が工作機械に接続されている。より詳細には、図４に示すように、工作機械の工作機械主軸５０及びドリル５１には、オイルミスト６が送られるオイルミスト供給通路５３が形成されており、オイルミスト搬送管４０は、このオイルミスト供給通路５３の工作機械主軸５０側の端部に接続されている。オイルミスト供給通路５３は、工作機械主軸５０からドリル５１の先端に亘って挿通して形成されるものであり、ドリル５１側の端部は、オイルミスト６を加工部分に供給するためのオイルミスト供給穴５４として、外部と挿通して形成されている。
【００４１】
しかして、オイルミスト生成帯電手段２で生成されたオイルミスト６は、オイルミスト搬送管４０を介してオイルミスト供給通路５３内へ送り出された後、オイルミスト供給穴５４から工作物５２の加工部分に供給されることとなる。このように、オイルミスト６が工作機械主軸５０及びドリル５１の内部を通って工作物の加工部分に直接供給されるため、オイルミスト６の飛散をより抑制することができる。なお、この場合、第２実施形態と同様に工作物５２にプラスの極性で帯電させることにより、工作物５２へのオイルミスト６の付着性を向上させることができる。
【００４２】
なお、上記した第１実施形態乃至第３実施形態に係るオイルミスト生成装置１では、オイルノズル１１に対するコロナ放電電極１２の設置方向が、エア供給手段４からオイルミスト生成帯電手段２内に送られるエアの方向とほぼ平行であるものを示したが、これに限らず、オイルノズル１１に対するコロナ放電電極１２の設置方向が、エア供給手段４からオイルミスト生成帯電手段２内に送られるエアの方向と直交する方向であってもよい。即ち、例えば、図３において、オイルミスト生成部１０の上下方向にオイルノズル１１及びコロナ放電電極１２が設置されているものであってもよい。この場合、オイルノズル１１からコロナ放電電極１２に向けて噴射されるオイルミスト６の側方からエアが供給され、このエアによってオイルミスト６がオイルミスト搬送手段５側に送り出されるものであってもよい。もしくは、減圧してオイルミストを搬送してもよい。
また、オイルに限らず水、水溶性切削液等でもオイルと同様に霧化することができる。
【００４３】
以上、第１実施形態乃至第３実施形態に係るオイルミスト生成装置１の構成について説明したが、次に、オイルミスト生成装置１を用いて行なった試験について、図５乃至図７を参照して説明する。試験の内容は、電界値を一定にしたときに生成されるオイルミスト６の粒子径の個数分布の測定試験及び電界値を変化させたときに生成されるオイルミスト６の電界値毎の平均粒子径の測定試験である。図５は、試験に用いたオイルミスト生成装置１の構造を示す断面図であり、図６は、電界値を一定にしたときに生成されるオイルミスト６の粒子径の個数分布を表す表とグラフであり、図７は、電界値を変化させたときに生成されるオイルミスト６の電界値毎の平均粒子径を表す表とグラフである。なお、いずれの試験も大気圧下、温度２３℃、中空針状ノズル径０．３ｍｍ、使用したオイルはＶＧ３２である。
【００４４】
まず、図５に示す、試験に用いたオイルミスト生成装置１は、上記したような、オイルノズル１１に対するコロナ放電電極１２の設置方向が、エア供給手段４からオイルミスト生成帯電手段２内に送られるエアの方向と直交する方向となっているものである。その構造の概略を説明すると、オイルミスト生成装置１のほぼ中央にオイルミスト生成部１０が形成されており、このオイルミスト生成部１０の上方に高電圧発生装置１３が、下方にオイル供給装置（静電ポンプ）２１がそれぞれ設けられている。また、オイルミスト生成装置１の下部であってオイル供給装置２１の周回を取り囲む空間には、オイル２３が貯留されている。
【００４５】
上記したオイルミスト生成部１０内部の上壁には、コロナ放電電極１２が設けられると共に、オイルミスト生成部１０の底面にはオイルノズル１１の先端が臨んでいる。このオイルノズル１１は、オイルミスト生成部１０とオイル供給装置２１との間に位置するものであり、オイル供給装置２１によって吸い込まれたオイル２３がオイルノズル１１に送り出されるようになっている。
【００４６】
また、図示しないが、オイルミスト生成部１０の一端（図中、左側端部）には、オイルミスト生成部１０に対して圧力空気源３０から送り出されるエアが通るエア供給パイプ３３が接続され、他端（図中、右側端部）には、生成されたオイルミスト６を搬送するためのオイルミスト搬送管４０が接続されている。
【００４７】
しかして、オイル供給装置２１によってオイルノズル１１に送り出されたオイル２３は、オイルノズル１１から供給される。オイルノズル１１から供給されたオイル２３は、高電圧発生装置１３によってオイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加される高電圧によって発生するコロナ放電により霧化されると共に帯電される。これにより、帯電したオイルミスト６が生成されることとなる。
【００４８】
このとき、オイル２３は、オイルノズル１１から上方のコロナ放電電極１２に向けて噴射されるため、生成されるオイルミスト６も上方に向かうが、圧力空気源３０からのエアが矢印Ａで示す方向でオイルミスト６の側方に向けて送られるため、オイルミスト６は、図５のように、右側方のオイルミスト搬送管４０に向けて送り出されることとなる。
【００４９】
上記のようにして、オイルミスト生成装置１でオイルミスト６が生成されるが、電界値を３２０ｋＶ／ｍとした場合、生成されるオイルミスト６の粒子径は、図６に示す値となった。図６（Ａ）に示すように、生成されたオイルミスト６のうち、７１０個のオイルミスト６の粒子径を計測したところ、０〜０．６μｍ未満及び０．９〜２．１μｍ未満の粒子径の度数（個数）は０、０．６〜０.７μｍ未満及び０．８〜０．９μｍ未満の粒子径の度数は２３０、０．７〜０．８μｍ未満の粒子径の度数は２５０であり、その個数分布は、それぞれ０％、３２．３９％、３５．２１％であった。そして、図６（Ｂ）がその個数分布をグラフにしたものである。このように、電界値を３２０ｋＶ／ｍとした場合に生成されるすべてのオイルミスト６は、その粒子径が０．６〜０．９μｍ未満で形成されるものであった。なお、上記の粒度分布及び平均粒子径の測定は、ＡＮＤＥＲＳＥＮ社製 ＭＯＤＥＬ ３３５１で行った。
【００５０】
次に、電界値を変化させた場合、生成されるオイルミスト６の平均粒子径は、図７に示す値となった。図７（Ａ）に示すように、電界値を０ｋＶ／ｍから２００ｋＶ／ｍの間は５０ｋＶ／ｍ間隔で、２００ｋＶ／ｍから３６０ｋＶ／ｍの間は２０ｋＶ／ｍ間隔で段階的に高めた場合の１３段階の平均粒子径は、それぞれ、２４８１．４０μｍ，２４２８．５９μｍ，・・・，０．３８μｍであった。そして、図７（Ｂ）が電界値の違いによる生成されるオイルミスト６の平均粒子径の違いをグラフにしたものである。なお、平均粒子径を算出するためのオイルミスト６のサンプル数はいずれも１００個である。
【００５１】
ここで、前述したように、生成されるオイルミスト６としての適正な粒子径は、１μｍ以下であるが、オイルミスト６の粒子径をこの１μｍ以下とするために必要な電界は、上記した試験結果から約３００〜４００ｋＶ／ｍである。
【００５２】
以上、本実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、コロナ放電によってオイルミスト６を生成するものであるため、オイルノズル１１に供給されたオイル２３の全量をオイルミスト６にすることができ、オイルミスト６の生成時のオイルロスを防ぐことができる。また、コロナ放電によってオイルミスト６を生成するものであるため、生成されるオイルミスト６の粒子径のバラツキを非常に小さくすることができ、これにより、オイルミスト６が供給点に達するまでにその経路内に付着することがなくなり、オイルミスト６の搬送時のオイルロスを防ぐことができる。
【００５３】
このように、オイルミスト６の生成時及びオイルミスト６の搬送時におけるオイルロスを防ぐことができるため、必要最小限のオイル２３を供給するだけで、オイルミスト６を供給点に安定して供給することができる。
【００５４】
また、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加する電圧を変化させることにより、オイルミスト６の粒子径を変化させることができると共に、供給するオイル２３の量を変化させることにより、生成されるオイルミスト６の量を変化させることができるため、加工方法の種類及び潤滑を必要とする部品の種類に合わせて最適なオイルミスト６の粒子径及びオイルミスト６の量とすることができる。従って、様々な種類の加工及び潤滑に適用することができる。
【００５５】
また、コロナ放電により生成されたオイルミスト６は、帯電しているためオイルミスト６同士の凝集が起こりにくく、これにより、オイルミスト６の搬送経路途中での損失を更に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】オイルミスト生成装置の構成を示す概略図である。
【図２】コロナ放電によりオイルミストが生成される状態を示す概略図である。
【図３】第２実施形態に係るオイルミスト生成装置の構成を示す概略図である。
【図４】第３実施形態に係るオイルミスト生成装置の構成を示す概略図である。
【図５】試験に用いたオイルミスト生成装置の構造を示す断面図である。
【図６】電界値を一定にしたときに生成されるオイルミストの粒子径の個数分布を表す表とグラフである。
【図７】電界値を変化させたときに生成されるオイルミストの電界値毎の平均粒子径を表す表とグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１ オイルミスト生成装置
２ オイルミスト生成帯電手段
３ オイル供給手段
４ エア供給手段
５ オイルミスト搬送手段
６ オイルミスト
７ 逆極性帯電手段
１１ オイルノズル
１２ コロナ放電電極（電極）
２３ オイル
５１ ドリル（加工工具）
５２ 工作物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルを霧化することによりオイルミストを生成すると共に、生成したオイルミストを工作物の加工時の加工部分又は潤滑を要する被潤滑部品の潤滑点に供給するオイルミスト生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、工作物に対して切削加工、研削加工、ドリル加工等の機械加工を行なう場合、オイルを霧化することにより生成したオイルミストを工作物の加工部分に供給することにより、工作物と加工工具との間の潤滑や加工により発生する熱の冷却等を行なっている。また、軸受や歯車等の潤滑を必要とする部品の潤滑点にオイルミストを供給することにより、部品の円滑な動作の確保や動作により発生する熱の冷却等を行なっている。
【０００３】
そして、上記したオイルミストを生成する装置として、従来、オイルの供給パイプから滴下したオイルに高速のエアを衝突させることによりオイルを霧化してオイルミストを生成するもの（例えば、特許文献１及び特許文献２）や、オイルを噴射するオイルノズルと工作物又は加工工具との間に高電圧を印加することにより発生するコロナ放電によってオイルを霧化してオイルミストを生成するもの（例えば、特許文献３）等が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−１９１９２号公報
【特許文献２】特開平５−１７２２９６号公報
【特許文献３】特開２００１−１５０２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１及び特許文献２に係る装置の場合、オイルミストを生成する際にエアを用いてオイルを霧化するものであるため、生成されるオイルミストの粒子径を制御することができない。このため、オイルミストの粒子径がバラツキを持ってしまい、エアによる搬送が不可能な大きな径の粒子のオイルミストも生成されてしまう。即ち、供給したオイルの全量をエアにより搬送可能な粒子径のオイルミストにすることができず、エアにより搬送可能なオイルミストに生成される量は、供給されたオイル量の約１０〜２０％程度であった。
【０００５】
更に、エアにより搬送可能な粒子径のオイルミストであっても、その粒子径は小径から大径に亘る分布を持ち、粒子径の大きいオイルミストは、オイルミストの供給点に達するまでの間にその経路内に付着してしまうため、搬送可能なオイルミストの全量を供給点まで至らしめることができなかった。
【０００６】
このように、オイルミストの生成時及びオイルミストの搬送時においてオイルロスが生じるため、オイルミストを供給点に安定して供給するためには、必要以上にオイルを供給しなければならないという問題があった。
【０００７】
また、上記した特許文献３に係る装置の場合、オイルノズルと工作物又は加工工具との間のコロナ放電によってオイルを霧化してオイルミストを生成するものであるため、工作物の加工部分に外側からオイルミストを供給可能な加工方法では有効であるが、加工部分の外側からオイルミストの供給が困難な加工方法の場合、例えば、ドリルにより穴加工を行なうような場合には、穴の表面にオイルミストを供給するためには、オイルミストを噴射するオイルノズルがドリルの先端となり、ドリルと工作物とが接触して電気的短絡状態となるため、コロナ放電を行なうことができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、供給するオイルの全量をオイルミストにすることができると共に、様々な種類の加工方法に適用できるオイルミスト生成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、請求項１に係る発明について、図面を参照して説明すると、図１に示すように、オイル２３を霧化することによりオイルミスト６を生成すると共に、生成したオイルミスト６を工作物５２の加工時の加工部分又は潤滑を要する被潤滑部品の潤滑点に供給するオイルミスト生成装置１において、オイル２３を供給するオイルノズル１１にオイル２３を供給するオイル供給手段３と、前記オイルノズル１１と該オイルノズル１１から間隔を置いて設置されたコロナ放電電極（電極）１２との間に印加される高電圧により発生するコロナ放電によって、前記オイルノズル１１から供給されたオイル２３を霧化することによりオイルミスト６を生成すると共に、生成したオイルミスト６を帯電させるオイルミスト生成帯電手段２と、該オイルミスト生成帯電手段２によって生成されたオイルミスト６に向けてエアを供給するエア供給手段４と、該エア供給手段４から供給されるエアの圧力によって、前記オイルミスト生成帯電手段２により生成されたオイルミスト６が搬送されると共に、搬送されるオイルミスト６を前記加工部分又は前記潤滑点に搬送するオイルミスト搬送手段５と、から構成されることを特徴とするオイルミスト生成装置１とした。
【００１０】
また、請求項２に係る発明では、図面を参照して説明すると、図３に示すように、請求項２に記載されるオイルミスト生成装置１は、前記工作物５２又は該工作物５２を加工するためのドリル（加工工具）５１又は前記被潤滑部品を、帯電した前記オイルミスト６と逆の極性で帯電させる逆極性帯電手段７を備えたことを特徴とするオイルミスト生成装置１とした。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明においては、オイルミスト生成装置１は、オイル２３を供給するオイルノズル１１にオイル２３を供給するオイル供給手段３と、オイルノズル１１とオイルノズル１１から間隔を置いて設置されたコロナ放電電極１２との間に印加される高電圧により発生するコロナ放電によって、オイルノズル１１から供給されたオイル２３を霧化することによりオイルミスト６を生成すると共に、生成したオイルミスト６を帯電させるオイルミスト生成帯電手段２と、オイルミスト生成帯電手段２によって生成されたオイルミスト６に向けてエアを供給するエア供給手段４と、エア供給手段４から供給されるエアの圧力によって、オイルミスト生成帯電手段２により生成されたオイルミスト６が搬送されると共に、搬送されるオイルミスト６を加工部分又は潤滑点に搬送するオイルミスト搬送手段５と、から構成されている。
【００１２】
上記のようにコロナ放電によってオイルミスト６を生成するものであるため、オイルノズル１１に供給されたオイル２３の全量をオイルミスト６にすることができ、オイルミスト６の生成時のオイルロスを防ぐことができる。また、コロナ放電によってオイルミスト６を生成するものであるため、生成されるオイルミスト６の粒子径のバラツキを非常に小さくすることができ、これにより、オイルミスト６が供給点に達するまでにその経路内に付着することがなくなり、オイルミスト６搬送時のオイルロスを防ぐことができる。
【００１３】
このように、オイルミスト６の生成時及びオイルミスト６の搬送時におけるオイルロスを防ぐことができるため、必要最小限のオイル２３を供給するだけで、オイルミスト６を供給点に安定して供給することができる。
【００１４】
また、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加する電圧を変化させることにより、オイルミスト６の粒子径を変化させることができると共に、供給するオイル２３の量を変化させることにより、生成されるオイルミスト６の量を変化させることができるため、加工方法の種類及び潤滑を必要とする部品の種類に合わせて最適なオイルミスト６の粒子径及びオイルミスト６の量とすることができる。従って、様々な種類の加工及び潤滑に適用することができる。
【００１５】
また、コロナ放電により生成されたオイルミスト６は、帯電しているためオイルミスト６同士の凝集が起こりにくく、これにより、オイルミスト６の搬送経路途中での損失を小さくすることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明においては、オイルミスト生成装置１は、工作物５２又は工作物５２を加工するためのドリル５１又は被潤滑部品に対して、帯電したオイルミスト６と逆の極性の電荷を付与する逆極性帯電手段７を備えたことにより、工作物５２、ドリル５１、被潤滑部品へのオイルミスト６の付着性が向上するため、作業環境中に放出される無駄なオイルミスト６を低減させることができ、霧害を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図５を参照して説明する。まず、図１及び図２を参照してオイルミスト生成装置１の構成について説明する。図１は、オイルミスト生成装置１の構成を示す概略図であり、図２は、コロナ放電によりオイルミスト６が生成される状態を示す概略図である。
【００１８】
実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、図１に示すように、オイル２３を霧化することによりオイルミスト６を生成すると共に、生成したオイルミスト６を工作物５２の加工時の加工部分に供給するものである。なお、このように工作物５２の加工時にオイルミスト６を加工部分に供給するばかりでなく、例えば、軸受や歯車のように潤滑を必要とする被潤滑部品の潤滑点に供給してもよい。
【００１９】
上記したオイルミスト生成装置１は、オイル２３を噴射するオイルノズル１１にオイルを供給するオイル供給手段３と、オイルノズル１１とオイルノズル１１から間隔を置いて設置されたコロナ放電電極１２との間に印加される高電圧により発生するコロナ放電によって、オイルノズル１１から供給されたオイル２３を霧化することによりオイルミスト６を生成すると共に、生成したオイルミスト６を帯電させるオイルミスト生成帯電手段２と、オイルミスト生成帯電手段２によって生成されたオイルミスト６に向けてエアを供給するエア供給手段４と、エア供給手段４から供給されるエアの圧力によって、オイルミスト生成帯電手段２により生成されたオイルミスト６が搬送されると共に、搬送されるオイルミスト６を工作物５２の加工部分又は被潤滑部品の潤滑点に搬送するオイルミスト搬送手段５と、から構成されるものである。
【００２０】
そこで、上記したオイルミスト生成装置１を構成する構成部品について説明すると、まず、オイルミスト生成帯電手段２は、オイルミスト生成帯電手段２の基体を構成するオイルミスト生成部１０と、中空針状に形成されるオイルノズル１１と、網状に形成されるコロナ放電電極１２と、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に接続される高電圧発生装置１３と、から構成されている。
【００２１】
オイルミスト生成部１０は、例えば、図１に示すように、円筒形状に形成されるものであり、一端側（図中、左側）はエア供給手段４が接続されるエア側端部１４として形成されると共に、他端側（図中、右側）はオイルミスト搬送手段５が接続されるオイルミスト搬送側端部１５として形成されている。このオイルミスト生成部１０内部のエア側端部１４側にはオイルノズル１１の先端が臨むと共に、オイルミスト搬送側端部１５側にはコロナ放電電極１２が設置されている。
【００２２】
オイルノズル１１は、前述のように中空針状に形成されると共に、オイル２３が供給されるオイル噴出し口１６がコロナ放電電極１２側に向くように設置されている。また、オイル噴出し口１６と反対側の端部である接続端部１７には、オイル供給手段３のオイル供給パイプ２２が接続されている。
【００２３】
コロナ放電電極１２は、前述のように網状に形成されると共に、オイルミスト生成部１０の内側形状に合わせた円形状に形成されて、オイルミスト生成部１０内に設置されている。また、このコロナ放電電極１２は、オイルノズル１１のオイル噴出し口１６から約３０〜５０ｍｍの間隔を置いて設置されている。なお、本実施形態においては、コロナ放電電極１２は、網状で円形状に形成されるものであるが、これに限らず、例えば、リング形状に形成されてその内径がオイルミスト生成部１０の内径と合うように、オイルミスト生成部１０の内壁に埋め込まれるものであってもよい。この場合には、生成されたオイルミスト６は、コロナ放電電極１２の中心に形成されている円形状の穴を通過することとなる。
【００２４】
上記したオイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間には、高電圧発生装置１３が接続されており、この高電圧発生装置１３によって、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に高電圧が印加されるようになっている。そして、このオイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加される高電圧によってコロナ放電が発生するようになっている。なお、コロナ放電とは、針のような金属製の電極にかかる電圧がある大きさを超えたとき、空気の絶縁が破壊されて電極の先端部分に発生する青紫色の放電現象のことをいう。
【００２５】
ここで、本実施形態に係るオイルミスト生成装置１において、コロナ放電によってオイル２３を霧化することによりオイルミスト６が生成される状態について、図２を参照して説明する。本実施形態におけるオイルミスト生成装置１では、図２の概略図に示すように、オイルノズル１１とオイルノズル１１から間隔を置いてコロナ放電電極１２が設置されると共に、オイルノズル１１からはオイル供給手段３から供給されたオイル２３が供給される。オイルノズル１１から噴出されるオイル２３は液状であるが、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に高電圧発生装置１３によって高電圧を印加することにより、オイル２３が霧化されてオイルミスト６が生成されると同時に、生成されるオイルミスト６が帯電される。このとき、図２に示すように、オイルノズル１１側にマイナス極が接続されているため、生成されるオイルミスト６はマイナスの電荷で帯電される。
【００２６】
このように、本実施形態に係るオイルミスト生成装置１においては、マイナスの電荷により帯電したオイルミスト６が生成されることとなる。なお、生成されるオイルミスト６の粒子径は、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加する電圧値によって変化するものであり、電圧値を高くするほど粒子径が小さくなるが、オイルミスト６としての適正な粒子径は、１μｍ以下である。これは、粒子径を１μｍ以下とすれば、オイルミスト６の付着性を低下させることができる。そして、オイルミスト６の粒子径をこの１μｍ以下とするために必要な電界値は、後述するように、約３００〜４００ｋＶ／ｍである。なお、オイルノズル１１にプラス極、コロナ放電電極１２にマイナス極を接続することにより、オイルミスト６をプラスの電荷で帯電させることもできる。
【００２７】
次に、オイル供給手段３について説明すると、オイル供給手段３は、オイル２３を貯留しておくオイルタンク２０と、オイルタンク２０のオイル２３をオイルミスト生成帯電手段２に供給するための動力源であるオイル供給装置２１と、両端がそれぞれオイルタンク２０及びオイルノズル１１の接続端部１７に接続されると共にオイル２３が通るオイル供給パイプ２２と、から構成されている。
【００２８】
上記したオイル供給装置２１は、オイルタンク２０から吸引したオイル２３をオイル供給パイプ２２を介してオイルノズル１１に送り出すものであり、具体的には、定まった量のオイルを安定して供給することができる定量ポンプである静電ポンプ，ピストンポンプ，ギアポンプ，静圧ポンプ等が用いられ、必要とされるオイルミスト６の量やオイルミスト生成装置１の製造コスト等を勘案して選択されるものである。なお、本実施形態においては、上記した定量ポンプのうち、微少量のオイル２３を供給することができるという点から、微少容量ポンプである静電ポンプを用いている。このように静電ポンプを用いて微少量のオイル２３を供給することで、オイルミスト６の生成量も細かく調整することができるため、様々な種類の工作方法又は被潤滑部品に対して適用できるオイルミスト生成装置１を構成することができる。
【００２９】
次に、エア供給手段４について説明すると、エア供給手段４は、エアを送り出す圧力空気源３０と、圧力空気源３０から送りだされるエアを清浄化するエアフィルター３１と、圧力空気源３０から送りだされるエアの圧力を調整するエアレギュレータ３２と、オイルミスト生成部１０のエア側端部１４に接続されると共に、圧力空気源３０から送りだされるエアが通るエア供給パイプ３３と、から構成されている。上記した圧力空気源３０は、内部圧力を高めることによりエア供給パイプ３３を介してエアをオイルミスト生成部１０に送り出す送風機等である。
【００３０】
次に、オイルミスト搬送手段５について説明すると、オイルミスト搬送手段５は、その一端がオイルミスト生成部１０のオイルミスト搬送側端部１５に接続されると共に、オイルミスト生成帯電手段２により生成されたオイルミスト６を送るオイルミスト搬送管４０と、オイルミスト搬送管４０の他端に接続されると共に、オイルミスト搬送管４０から送られたオイルミスト６を工作物５２の加工部分又は被潤滑部品の潤滑点に噴射するためのオイルミスト噴射ノズル４１とから構成されている。なお、このオイルミスト搬送管４０は、帯電したオイルミスト６がその管内に付着することを防ぐために、電気絶縁材料を使用することが望ましい。
【００３１】
しかして、上記のように構成されるオイルミスト生成装置１の作用について説明すると、まず、オイル供給装置２１を稼動させることにより、オイルタンク２０内のオイル２３がオイル供給パイプ２２を介してオイルノズル１１内へ供給される。オイルノズル１１内へ供給されたオイル２３は、オイル噴出し口１６からコロナ放電電極１２に向けて噴出される。このとき、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間には、前述したように、高電圧発生装置１３により高電圧が印加されており、この高電圧によってコロナ放電が発生している。そして、オイル噴出し口１６から噴出されるオイル２３が図２で説明した原理により、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間のコロナ放電で霧化されることにより、マイナスの極性で帯電されたオイルミスト６が生成される。
【００３２】
また、オイルミスト生成部１０のエア側端部１４には、前述したように、エア供給パイプ３３が接続されており、圧力空気源３０から送り出されるエアがエア供給パイプ３３を介してオイルミスト生成部１０内に供給されるため、この供給されたエアによって、生成されたオイルミスト６がオイルミスト生成部１０のオイルミスト搬送側端部１５に向けて送り出されることとなる。そして、オイルミスト搬送側端部１５に向けて送り出されたオイルミスト６は、オイルミスト搬送側端部１５に接続されたオイルミスト搬送管４０を介してオイルミスト噴射ノズル４１に送り出される。
【００３３】
このオイルミスト噴射ノズル４１は、図１に示すように、工作物５２と工作機械主軸５０によって回転するドリル５１とが接する箇所、即ち、工作物５２の加工時の加工部分にその噴射部４２を向けて設置されている。そして、噴射部４２から噴射されたオイルミスト６が工作物５２の加工時の加工部分に付着することにより、工作物５２とドリル５１との間の潤滑や加工時の発熱に対する冷却が行なわれる。
【００３４】
なお、上記した実施形態（第１実施形態）は、工作物５２又はドリル５１を帯電させるものではないが、オイルミスト６と同様に工作物５２又はドリル５１を帯電させるものであってもよい。このような実施形態（第２実施形態）について図３を参照して説明する。図３は、第２実施形態に係るオイルミスト生成装置１の構成を示す概略図である。なお、第１実施形態に係るオイルミスト生成装置１と同様の機能を有する部材には、同様の符号を付してある。また、第２実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、逆極性帯電手段７が備えられている以外は、第１実施形態に係るオイルミスト生成装置１と同様であるため、逆極性帯電手段７以外の構成については説明を省略する。
【００３５】
第２実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、図３に示すように、逆極性帯電手段７が備えられている。この逆極性帯電手段７は、工作物５２とコロナ放電電極１２との間に接続されて、工作物５２とコロナ放電電極１２との間に電圧を印加する帯電用電圧発生装置５５によって構成されるものである。この帯電用電圧発生装置５５は、図３に示すように、工作物５２側にプラス極が、オイルミスト生成部１０側にマイナス極がそれぞれ接続されているため、工作物５２には、プラスの電荷で帯電されるようになっている。
【００３６】
ここで、前述したように、オイルミスト生成帯電手段２においては、オイルノズル１１側には、高電圧発生装置１３のマイナス極が接続されているため、生成されるオイルミスト６はマイナスの電荷で帯電されている。このため、上記のようにプラスの電荷で帯電されている工作物５２に対して付着しやすくなる。このように、マイナスの電荷で帯電されているオイルミスト６と逆の極性であるプラスの電荷で工作物５２を帯電することにより、工作物５２へのオイルミスト６の付着性が向上するため、作業環境中に放出される無駄なオイルミスト６を低減させることができ、霧害を低減することができる。
【００３７】
なお、上記のように工作物５２ではなく、ドリル５１に対してプラスの電荷で帯電することにより、ドリル５１へのオイルミスト６の付着性が向上するため、上記と同様の効果を奏することができる。
【００３８】
また、工作物５２の加工時ばかりでなく、潤滑を要する被潤滑部品の潤滑点にオイルミスト６を供給する場合に、この被潤滑部品をプラスの電荷で帯電することにより、被潤滑部品へのオイルミスト６の付着性が向上するため、上記と同様の効果を奏することができる。
【００３９】
以上、第１実施形態及び第２実施形態について説明したが、上記した第１実施形態及び第２実施形態では、生成したオイルミスト６をオイルミスト搬送手段５のオイルミスト噴射ノズル４１によって工作物５２の加工部分に搬送するものであったが、このようなものに限らず、オイルミスト６がドリル５１等の加工工具の内部を通って加工部分に供給されるようなものであってもよい。このような実施形態（第３実施形態）について図４を参照して説明する。図４は、第３実施形態に係るオイルミスト生成装置１の構成を示す概略図である。なお、第１実施形態に係るオイルミスト生成装置１と同様の機能を有する部材には、同様の符号を付してある。また、第３実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、オイルミスト搬送手段５がオイルミスト搬送管４０のみによって構成されると共に、このオイルミスト搬送管４０が工作機械に接続されている以外は、第１実施形態に係るオイルミスト生成装置１と同様であるため、逆極性帯電手段７以外の構成については説明を省略する。
【００４０】
第３実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、オイルミスト搬送手段５のオイルミスト搬送管４０が工作機械に接続されている。より詳細には、図４に示すように、工作機械の工作機械主軸５０及びドリル５１には、オイルミスト６が送られるオイルミスト供給通路５３が形成されており、オイルミスト搬送管４０は、このオイルミスト供給通路５３の工作機械主軸５０側の端部に接続されている。オイルミスト供給通路５３は、工作機械主軸５０からドリル５１の先端に亘って挿通して形成されるものであり、ドリル５１側の端部は、オイルミスト６を加工部分に供給するためのオイルミスト供給穴５４として、外部と挿通して形成されている。
【００４１】
しかして、オイルミスト生成帯電手段２で生成されたオイルミスト６は、オイルミスト搬送管４０を介してオイルミスト供給通路５３内へ送り出された後、オイルミスト供給穴５４から工作物５２の加工部分に供給されることとなる。このように、オイルミスト６が工作機械主軸５０及びドリル５１の内部を通って工作物の加工部分に直接供給されるため、オイルミスト６の飛散をより抑制することができる。なお、この場合、第２実施形態と同様に工作物５２にプラスの極性で帯電させることにより、工作物５２へのオイルミスト６の付着性を向上させることができる。
【００４２】
なお、上記した第１実施形態乃至第３実施形態に係るオイルミスト生成装置１では、オイルノズル１１に対するコロナ放電電極１２の設置方向が、エア供給手段４からオイルミスト生成帯電手段２内に送られるエアの方向とほぼ平行であるものを示したが、これに限らず、オイルノズル１１に対するコロナ放電電極１２の設置方向が、エア供給手段４からオイルミスト生成帯電手段２内に送られるエアの方向と直交する方向であってもよい。即ち、例えば、図３において、オイルミスト生成部１０の上下方向にオイルノズル１１及びコロナ放電電極１２が設置されているものであってもよい。この場合、オイルノズル１１からコロナ放電電極１２に向けて噴射されるオイルミスト６の側方からエアが供給され、このエアによってオイルミスト６がオイルミスト搬送手段５側に送り出されるものであってもよい。もしくは、減圧してオイルミストを搬送してもよい。
また、オイルに限らず水、水溶性切削液等でもオイルと同様に霧化することができる。
【００４３】
以上、第１実施形態乃至第３実施形態に係るオイルミスト生成装置１の構成について説明したが、次に、オイルミスト生成装置１を用いて行なった試験について、図５乃至図７を参照して説明する。試験の内容は、電界値を一定にしたときに生成されるオイルミスト６の粒子径の個数分布の測定試験及び電界値を変化させたときに生成されるオイルミスト６の電界値毎の平均粒子径の測定試験である。図５は、試験に用いたオイルミスト生成装置１の構造を示す断面図であり、図６は、電界値を一定にしたときに生成されるオイルミスト６の粒子径の個数分布を表す表とグラフであり、図７は、電界値を変化させたときに生成されるオイルミスト６の電界値毎の平均粒子径を表す表とグラフである。なお、いずれの試験も大気圧下、温度２３℃、中空針状ノズル径０．３ｍｍ、使用したオイルはＶＧ３２である。
【００４４】
まず、図５に示す、試験に用いたオイルミスト生成装置１は、上記したような、オイルノズル１１に対するコロナ放電電極１２の設置方向が、エア供給手段４からオイルミスト生成帯電手段２内に送られるエアの方向と直交する方向となっているものである。その構造の概略を説明すると、オイルミスト生成装置１のほぼ中央にオイルミスト生成部１０が形成されており、このオイルミスト生成部１０の上方に高電圧発生装置１３が、下方にオイル供給装置（静電ポンプ）２１がそれぞれ設けられている。また、オイルミスト生成装置１の下部であってオイル供給装置２１の周回を取り囲む空間には、オイル２３が貯留されている。
【００４５】
上記したオイルミスト生成部１０内部の上壁には、コロナ放電電極１２が設けられると共に、オイルミスト生成部１０の底面にはオイルノズル１１の先端が臨んでいる。このオイルノズル１１は、オイルミスト生成部１０とオイル供給装置２１との間に位置するものであり、オイル供給装置２１によって吸い込まれたオイル２３がオイルノズル１１に送り出されるようになっている。
【００４６】
また、図示しないが、オイルミスト生成部１０の一端（図中、左側端部）には、オイルミスト生成部１０に対して圧力空気源３０から送り出されるエアが通るエア供給パイプ３３が接続され、他端（図中、右側端部）には、生成されたオイルミスト６を搬送するためのオイルミスト搬送管４０が接続されている。
【００４７】
しかして、オイル供給装置２１によってオイルノズル１１に送り出されたオイル２３は、オイルノズル１１から供給される。オイルノズル１１から供給されたオイル２３は、高電圧発生装置１３によってオイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加される高電圧によって発生するコロナ放電により霧化されると共に帯電される。これにより、帯電したオイルミスト６が生成されることとなる。
【００４８】
このとき、オイル２３は、オイルノズル１１から上方のコロナ放電電極１２に向けて噴射されるため、生成されるオイルミスト６も上方に向かうが、圧力空気源３０からのエアが矢印Ａで示す方向でオイルミスト６の側方に向けて送られるため、オイルミスト６は、図５のように、右側方のオイルミスト搬送管４０に向けて送り出されることとなる。
【００４９】
上記のようにして、オイルミスト生成装置１でオイルミスト６が生成されるが、電界値を３２０ｋＶ／ｍとした場合、生成されるオイルミスト６の粒子径は、図６に示す値となった。図６（Ａ）に示すように、生成されたオイルミスト６のうち、７１０個のオイルミスト６の粒子径を計測したところ、０〜０．６μｍ未満及び０．９〜２．１μｍ未満の粒子径の度数（個数）は０、０．６〜０.７μｍ未満及び０．８〜０．９μｍ未満の粒子径の度数は２３０、０．７〜０．８μｍ未満の粒子径の度数は２５０であり、その個数分布は、それぞれ０％、３２．３９％、３５．２１％であった。そして、図６（Ｂ）がその個数分布をグラフにしたものである。このように、電界値を３２０ｋＶ／ｍとした場合に生成されるすべてのオイルミスト６は、その粒子径が０．６〜０．９μｍ未満で形成されるものであった。なお、上記の粒度分布及び平均粒子径の測定は、ＡＮＤＥＲＳＥＮ社製 ＭＯＤＥＬ ３３５１で行った。
【００５０】
次に、電界値を変化させた場合、生成されるオイルミスト６の平均粒子径は、図７に示す値となった。図７（Ａ）に示すように、電界値を０ｋＶ／ｍから２００ｋＶ／ｍの間は５０ｋＶ／ｍ間隔で、２００ｋＶ／ｍから３６０ｋＶ／ｍの間は２０ｋＶ／ｍ間隔で段階的に高めた場合の１３段階の平均粒子径は、それぞれ、２４８１．４０μｍ，２４２８．５９μｍ，・・・，０．３８μｍであった。そして、図７（Ｂ）が電界値の違いによる生成されるオイルミスト６の平均粒子径の違いをグラフにしたものである。なお、平均粒子径を算出するためのオイルミスト６のサンプル数はいずれも１００個である。
【００５１】
ここで、前述したように、生成されるオイルミスト６としての適正な粒子径は、１μｍ以下であるが、オイルミスト６の粒子径をこの１μｍ以下とするために必要な電界は、上記した試験結果から約３００〜４００ｋＶ／ｍである。
【００５２】
以上、本実施形態に係るオイルミスト生成装置１は、コロナ放電によってオイルミスト６を生成するものであるため、オイルノズル１１に供給されたオイル２３の全量をオイルミスト６にすることができ、オイルミスト６の生成時のオイルロスを防ぐことができる。また、コロナ放電によってオイルミスト６を生成するものであるため、生成されるオイルミスト６の粒子径のバラツキを非常に小さくすることができ、これにより、オイルミスト６が供給点に達するまでにその経路内に付着することがなくなり、オイルミスト６の搬送時のオイルロスを防ぐことができる。
【００５３】
このように、オイルミスト６の生成時及びオイルミスト６の搬送時におけるオイルロスを防ぐことができるため、必要最小限のオイル２３を供給するだけで、オイルミスト６を供給点に安定して供給することができる。
【００５４】
また、オイルノズル１１とコロナ放電電極１２との間に印加する電圧を変化させることにより、オイルミスト６の粒子径を変化させることができると共に、供給するオイル２３の量を変化させることにより、生成されるオイルミスト６の量を変化させることができるため、加工方法の種類及び潤滑を必要とする部品の種類に合わせて最適なオイルミスト６の粒子径及びオイルミスト６の量とすることができる。従って、様々な種類の加工及び潤滑に適用することができる。
【００５５】
また、コロナ放電により生成されたオイルミスト６は、帯電しているためオイルミスト６同士の凝集が起こりにくく、これにより、オイルミスト６の搬送経路途中での損失を更に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】オイルミスト生成装置の構成を示す概略図である。
【図２】コロナ放電によりオイルミストが生成される状態を示す概略図である。
【図３】第２実施形態に係るオイルミスト生成装置の構成を示す概略図である。
【図４】第３実施形態に係るオイルミスト生成装置の構成を示す概略図である。
【図５】試験に用いたオイルミスト生成装置の構造を示す断面図である。
【図６】電界値を一定にしたときに生成されるオイルミストの粒子径の個数分布を表す表とグラフである。
【図７】電界値を変化させたときに生成されるオイルミストの電界値毎の平均粒子径を表す表とグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１ オイルミスト生成装置
２ オイルミスト生成帯電手段
３ オイル供給手段
４ エア供給手段
５ オイルミスト搬送手段
６ オイルミスト
７ 逆極性帯電手段
１１ オイルノズル
１２ コロナ放電電極（電極）
２３ オイル
５１ ドリル（加工工具）
５２ 工作物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルを霧化することによりオイルミストを生成すると共に、生成したオイルミストを工作物の加工時の加工部分又は潤滑を要する被潤滑部品の潤滑点に供給するオイルミスト生成装置において、
オイルを噴射するオイルノズルにオイルを供給するオイル供給手段と、
前記オイルノズルと該オイルノズルから間隔を置いて設置された電極との間に印加される高電圧により発生するコロナ放電によって、前記オイルノズルから供給されたオイルを霧化することによりオイルミストを生成すると共に、生成したオイルミストを帯電させるオイルミスト生成帯電手段と、
該オイルミスト生成帯電手段によって生成されたオイルミストに向けてエアを供給するエア供給手段と、
該エア供給手段から供給されるエアの圧力によって、前記オイルミスト生成帯電手段により生成されたオイルミストが搬送されると共に、搬送されるオイルミストを前記加工部分又は前記潤滑点に搬送するオイルミスト搬送手段と、から構成されることを特徴とするオイルミスト生成装置。
【請求項２】
前記オイルミスト生成装置は、前記工作物又は該工作物を加工するための加工工具又は前記被潤滑部品を、帯電した前記オイルミストと逆の極性で帯電させる逆極性帯電手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のオイルミスト生成装置。
【請求項１】
オイルを霧化することによりオイルミストを生成すると共に、生成したオイルミストを工作物の加工時の加工部分又は潤滑を要する被潤滑部品の潤滑点に供給するオイルミスト生成装置において、
オイルを噴射するオイルノズルにオイルを供給するオイル供給手段と、
前記オイルノズルと該オイルノズルから間隔を置いて設置された電極との間に印加される高電圧により発生するコロナ放電によって、前記オイルノズルから供給されたオイルを霧化することによりオイルミストを生成すると共に、生成したオイルミストを帯電させるオイルミスト生成帯電手段と、
該オイルミスト生成帯電手段によって生成されたオイルミストに向けてエアを供給するエア供給手段と、
該エア供給手段から供給されるエアの圧力によって、前記オイルミスト生成帯電手段により生成されたオイルミストが搬送されると共に、搬送されるオイルミストを前記加工部分又は前記潤滑点に搬送するオイルミスト搬送手段と、から構成されることを特徴とするオイルミスト生成装置。
【請求項２】
前記オイルミスト生成装置は、前記工作物又は該工作物を加工するための加工工具又は前記被潤滑部品を、帯電した前記オイルミストと逆の極性で帯電させる逆極性帯電手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のオイルミスト生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１０２８３１（Ｐ２００６−１０２８３１Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８９８４４（Ｐ２００４−２８９８４４）
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（５９１００１２８２）大同メタル工業株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（５９１００１２８２）大同メタル工業株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]