特許 7390326 キャビテーション処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-22

(45)【発行日】2023-12-01

(54)【発明の名称】キャビテーション処理装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 17/00 20060101AFI20231124BHJP

【ＦＩ】

B23P17/00 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021039606

(22)【出願日】2021-03-11

(65)【公開番号】P2022139300

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2022-11-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000132161

【氏名又は名称】株式会社スギノマシン

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】酒井 英明

(72)【発明者】

【氏名】三辺 征夫

(72)【発明者】

【氏名】光江 豊彰

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】特許第６２５０４８８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開平１０－１４２３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８３８９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ １７／００；

Ｂ２６Ｆ ３／００；

Ｂ２４Ｃ ５／０２；

Ｂ０８Ｂ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の高圧水を噴射する第１のノズルを有する第１のノズルユニットと、
第２のノズルユニットであって、
第２の高圧水を噴射する第２のノズルと、
前記第２の高圧水を前記第２のノズルに供給する内管と、
先端部に配置される第１の昇降溝を有し、前記内管の外方に、前記内管と一体に回転可能に、かつ、前記内管に対して相対的に軸方向に移動可能に支持される外管と、
前記内管と一体に前記第２のノズルを旋回させる旋回部であって、
前記内管または前記外管と接続する旋回溝と、
旋回駆動源と、
前記旋回溝と係合し、前記旋回駆動源によって回転する旋回係合部と、
を有する旋回部と、
前記外管および前記内管のいずれか一方を昇降する昇降部であって、
昇降駆動源と、
前記昇降駆動源と接続する昇降係合部と、
前記昇降係合部と係合し、前記外管および前記内管のいずれか一方に配置される第２の昇降溝と、
を有する昇降部と、
前記第２のノズルを揺動させる揺動部であって、
前記内管の先端部に揺動可能に配置され、前記第２のノズルと連結するノズル揺動部と、
前記ノズル揺動部に配置され、前記昇降部によって前記外管が前記ノズル揺動部に近接するときに、前記第１の昇降溝に係合して、前記外管に対する前記ノズル揺動部の昇降動作に伴って前記ノズル揺動部が揺動する揺動係合部と、
を有する揺動部と、
を含む第２のノズルユニットと、
を備えるキャビテーション処理装置。

【請求項2】

ワークを配置する固定部と、
前記固定部を内部に配置する水槽と、を有する、請求項１に記載のキャビテーション処理装置。

【請求項3】

前記第１のノズルユニットおよび前記第２のノズルユニットをＸ軸に移動させるＸ軸移動部と、
前記第１のノズルユニットおよび前記第２のノズルユニットをＹ軸に移動させるＹ軸移動部と、
前記第１のノズルユニットおよび前記第２のノズルユニットをＺ軸に移動させるＺ軸移動部と、を有する、請求項１又は２に記載のキャビテーション処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品にキャビテーション処理をするためのキャビテーション処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、航空機部品等の高機能部品に対して、キャビテーション処理をすることによって、各種部品の表面に圧縮残留応力を付加することや、ディンプルを形成することで摩擦を緩和するとともに潤滑油を保持すること等が行われる。

【0003】

しかし、液体（例えば、水）を利用したキャビテーションは、原理的に解明されていないことも多く、キャビテーションを安定的に制御するための方法の確立や装置化は容易ではない。一部、原子力分野において、装置化が図られてはいるものの、まだまだ発展の余地がある。

【0004】

例えば、原子力プラントの管状体に適用するのに好適なウォータージェットピーニング装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、着座部材と、着座部材に旋回可能に取り付けられた旋回部と、旋回部に設けられ昇降される昇降装置とを備える。また、この装置は、着座部材がウォータージェットピーニング施工対象物である管状体上に着座されたとき、管状体内に挿入される噴射ノズルと、昇降部材に取り付けられ、着座部材が管状体上に着座されたとき、管状体の外部に配置される噴射ノズルとを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６２５０４８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の装置は、原子力プラントの管状体等のメンテンナンス等を行う場合に用いるものであり、自動車産業等の一般産業向けに応用するためには、操作性が良く、小型の装置が期待されていた。

【0007】

また、ウォータージェットを用いたキャビテーション処理の場合、高圧水を利用する。ウォータージェットは、様々な用途に利用されており、表面処理、洗浄、剥離、切断、バリ取り等の分野で効果的な技術である。しかし、キャビテーション処理、表面処理、洗浄、剥離、切断、バリ取り等を１台の装置で行うとなると、装置が複雑化および大型化し、結果、高額な装置となり、一般産業向けには利用し難い、という課題があった。

【0008】

本発明は、洗浄、バリ取り、およびキャビテーション処理を複合的に行うことができ、小型化が可能で汎用性の高いキャビテーション処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のキャビテーション処理装置は、第１の高圧水を噴射する第１のノズルを有する第１のノズルユニットと、第２のノズルユニットであって、第２の高圧水を噴射する第２のノズルと、前記第２の高圧水を前記第２のノズルに供給する内管と、先端部に配置される第１の昇降溝を有し、前記内管の外方に、前記内管と一体に回転可能に、かつ、前記内管に対して相対的に軸方向に移動可能に支持される外管と、前記内管と一体に前記第２のノズルを旋回させる旋回部であって、前記内管または前記外管と接続する旋回溝と、前記内管と接続する旋回溝と、旋回駆動源と、前記旋回溝と係合し、前記旋回駆動源によって回転する旋回係合部と、を有する旋回部と、前記外管および前記内管のいずれか一方を昇降する昇降部であって、昇降駆動源と、前記昇降駆動源と接続する昇降係合部と、前記昇降係合部と係合し、前記外管および前記内管のいずれか一方に配置される第２の昇降溝と、を有する昇降部と、前記第２のノズルを揺動させる揺動部であって、前記内管の先端部に揺動可能に配置され、前記第２のノズルと連結するノズル揺動部と、前記ノズル揺動部に配置され、前記昇降部によって前記外管が前記ノズル揺動部に近接するときに、前記第１の昇降溝に係合して、前記外管に対する前記ノズル揺動部の昇降動作に伴って前記ノズル揺動部が揺動する揺動係合部と、を有する揺動部と、を含む第２のノズルユニットと、を備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、洗浄、バリ取り、およびキャビテーション処理を複合的に行うことができ、小型化が可能で汎用性の高いキャビテーション処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態のキャビテーション処理装置を模式的に示す斜視図

【図2】実施形態のキャビテーション処理装置を模式的に示す上面図

【図3】実施形態のキャビテーション処理装置における制御装置の詳細を示す正面図

【図4】実施形態のキャビテーション処理装置における第１のノズルユニットの詳細を模式的に示す断面図

【図5】実施形態のキャビテーション処理装置における第２のノズルユニットの詳細を模式的に示す断面図

【図6】実施形態のキャビテーション処理装置における固定部の変形例を模式的に示す斜視図

【図7】実施形態のキャビテーション処理装置におけるノズルユニットの変形例の詳細を模式的に示す断面図

【図8】実施形態のキャビテーション処理装置における第２のノズルユニットの変形例の詳細を模式的に示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下に示す図面において、同一または同種の部材については、同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜省略する。また、部材のサイズ及び形状は、説明の便宜のため、変形または誇張して模式的に表す場合がある。
本実施形態のキャビテーション処理装置１は、自動車等の一般産業分野で利用される各種部品や、一般的な金属部材等の表面に対して、キャビテーション処理を行う。
キャビテーション処理装置１を用いることによって、１台の装置で、洗浄、キャビテーションピーニング、バリ取りおよびディンプル形成等を行うことができる。すなわち、キャビテーション処理装置１は、部品洗浄だけでなく、部品を表面改質することで、部品寿命の向上、高機能および高付加価値な部品を製作することもできる。
キャビテーション処理装置１は、図１に示すように、本体２と、ノズルユニット３（第１のノズルユニット３ａ、第２のノズルユニット３ｂ）と、固定部５ａと、制御装置１０と、を有する。

【0014】

本体２は、キャビテーション処理装置１の本体である。本体２は、ノズルユニット３を連結する移動部６を備える。移動部６は、スライド機構、ボールねじ等の回転直動変換機構等を用いることで、ノズルユニット３をＸＹＺ軸方向に移動する機構である。図１に示すように、移動部６は、第１のノズルユニット３ａおよび第２のノズルユニット３ｂをＸ軸方向に移動させるＸ軸移動部６ａと、第１のノズルユニット３ａおよび第２のノズルユニット３ｂをＹ軸方向に移動させるＹ軸移動部６ｂと、第１のノズルユニット３ａおよび第２のノズルユニット３ｂをＺ軸方向に移動させるＺ軸移動部６ｃと、を備える。

【0015】

図２に示すように、ノズルユニット３は、洗浄、バリ取り、およびキャビテーション処理をするために、高圧水供給源Ｐから供給される高圧水Ｌをノズル４から噴射する。高圧水Ｌは、第１の高圧水Ｌ１および第２の高圧水Ｌ２の総称である（図４、図５参照）。図２では、高圧水供給源Ｐの上方を覆う天板は省略した。キャビテーション処理は、キャビテーションピーニングおよびディンプル形成を含む。ノズルユニット３は、第１のノズルユニット３ａおよび第２のノズルユニット３ｂで構成する。ノズル４は、第１のノズル４ａおよび第２のノズル４ｂで構成する（図４、図５参照）。

【0016】

図４に示すように、第１のノズルユニット３ａは、高圧水供給源Ｐ（図２参照、以下同様）から供給される第１の高圧水Ｌ１を第１のノズル４ａから噴射する部位である。第１のノズルユニット３ａは、第１の高圧水Ｌ１を通過させるノズル流路４ｅと、ノズル流路４ｅの先端に配置する第１のノズル４ａを有する。ノズル流路４ｅは、Ｚ軸移動部６ｃ（図１参照、以下同様）に設置された基部７に固定されている。第１のノズル４ａは、洗浄用、バリ取り用に用いるノズルである。

【0017】

図５に示すように、第２のノズルユニット３ｂは、高圧水供給源Ｐから供給される第２の高圧水Ｌ２を第２のノズル４ｂから噴射する部位である。第２のノズルユニット３ｂは、第２の高圧水Ｌ２を第２のノズル４ｂに供給する内管１１と、内管１１の外周に配置された外管１２と、外管１２の外周に配置された支持部１３と、を有する。内管１１は、Ｚ軸移動部６ｃに設置された基部７に対して、上下動不可で、中心軸のまわりに回転可能に取り付けられている。外管１２と内管１１とは、例えばキー部材等を用いることで、中心軸方向に摺動可能で、周方向（回転方向）に連動するように構成されている。
なお、第１の高圧水Ｌ１および第２の高圧水Ｌ２は、同一または複数の高圧水供給源Ｐからスイベルジョイント１８を介して供給される。

【0018】

また、第２のノズルユニット３ｂは、第２のノズル４ｂを旋回させる旋回部１４と、第２のノズル４ｂを揺動させる揺動部１６と、を有する。第２のノズル４ｂは、内管１１および外管１２の中心軸のまわりに旋回させられる。

【0019】

旋回部１４は、旋回駆動源１４ａと、旋回駆動源１４ａの回転が旋回軸１４ｂを介して伝達されるとともに、支持部１３に設けられた旋回溝１３ａと係合する旋回係合部１４ｃと、を有する。旋回駆動源１４ａは、エアモータ等である。旋回軸１４ｂは、旋回駆動源１４ａに連結し、旋回駆動源１４ａの回転を伝達する軸である。旋回係合部１４ｃは、旋回軸１４ｂと連結し、歯車、凹凸、段差等、支持部１３の旋回溝１３ａと係合する形状であればよい。

【0020】

旋回駆動源１４ａの駆動に伴い、旋回軸１４ｂを介して、旋回係合部１４ｃが回転する。そして、旋回係合部１４ｃと支持部１３の旋回溝１３ａとが係合した状態で、支持部１３と連結する外管１２を介して内管１１を回転させることで、第２のノズル４ｂおよびノズル本体４ｄが内管１１および外管１２の中心軸のまわりに旋回する。

【0021】

揺動部１６は、第２のノズル４ｂと連結するノズル揺動部１６ａと、昇降部１５による昇降に伴い、外管１２に設けられた第１の昇降溝１９ａと係合するノズル揺動溝１６ｂと、を有する。ノズル揺動部１６ａは、ノズル本体４ｄに連結し、第２のノズル４ｂを揺動させる。ノズル揺動溝１６ｂは、ノズル揺動部１６ａと連結し、歯車、凹凸、段差等、外管１２の第１の昇降溝１９ａと係合する形状であればよい。

【0022】

昇降駆動源１５ａの駆動に伴い、昇降軸１５ｂを介して、昇降係合部１５ｃが回転する。そして、昇降係合部１５ｃと外管１２に設けられた第２の昇降溝１９ｂが係合した状態で、外管１２を昇降させる。これにより、第１の昇降溝１９ａがノズル揺動溝１６ｂと係合し、ノズル揺動部１６ａおよび第２のノズル４ｂが、内管１１および外管１２の中心軸に対して傾斜した軸（ここでは直交する軸）を中心として揺動する。

【0023】

昇降部１５は、昇降駆動源１５ａと、昇降駆動源１５ａの回転が昇降軸１５ｂを介して伝達されるとともに、外管１２に設けられた第２の昇降溝１９ｂと係合する昇降係合部１５ｃと、を有する。昇降駆動源１５ａは、エアモータ等である。昇降軸１５ｂは、昇降駆動源１５ａに連結し、昇降駆動源１５ａの回転を伝達する軸である。
昇降係合部１５ｃは、昇降軸１５ｂと連結し、歯車、凹凸、段差等、外管１２の第２の昇降溝１９ｂと係合する形状であればよい。

【0024】

図１に示すように、固定部５ａは、ワークＷを配置する。固定部５ａは、ワークＷを載置できる台であればよく、水槽５内に収まる大きさであればよい。ワークＷを固定ジグや締結具を用いて固定することもできる。

【0025】

固定部５ａの変形例として、図６に示すように、回転式のものを採用することもできる。変形例に係る固定部５ｂの両端に傾斜軸５１を配置して、その両端に設けられた柱部５２の少なくとも一方に配置される駆動源（モータやシリンダ機構等）を駆動させることで、固定部５ｂを傾斜させることができる。さらに、固定部５ｂの上部に回転テーブル５ｃを配置して、回転テーブル５ｃの下部に配置される駆動源（モータやシリンダ機構等）を駆動させることで、回転テーブル５ｃを３６０°回転させることができる。この場合、ワークＷは、回転テーブル５ｃ上に載置される。なお、制御装置１０を用いて、固定部５ｂの傾斜と回転テーブル５ｃの回転について、角度、速度、タイミング等の組み合わせを制御することができる。
移動部６（Ｘ軸移動部６ａ、Ｙ軸移動部６ｂ、Ｚ軸移動部６ｃ）の３軸制御に、傾斜軸５１のＡ軸、回転テーブル５ｃのＢ軸の２軸制御を加えることによって、５軸制御の装置として構成することができる。

【0026】

水槽５は、水中で、洗浄、バリ取り、およびキャビテーション処理を行うために、水等の液体を貯留する囲いである。水槽５内の液体の表面位置（水位）は、ワークＷの大きさによって異なるため、図２に示すように、水位調整部９を配置し、水槽５内の液体量を調整することができる。水位調整部９は、水槽５と連通する水位調整通路９ａと、外部から液体を出し入れする排出通路９ｂを有する。その他、水槽５は、処理後の高圧水Ｌに含まれるワークＷのバリ等を除去するために、別途、排出部を設けることや、水位調整部９内に液体の浄化部を内包または連結することでもできる。

【0027】

制御装置１０は、図３に示すように、洗浄、キャビテーションピーニング、バリ取り、およびディンプル形成を行うために、高圧水Ｌによる作業モードを、第１のモードＭ１～～第４のモードＭ４の中から選択して切り換える。第１のモードＭ１は、ワークＷを洗浄するモードである。第２のモードＭ２は、ワークＷをキャビテーションピーニングするモードである。第３のモードＭ３は、ワークＷをバリ取りするモードである。第４のモードＭ４は、ワークＷにディンプルを形成するモードである。また、制御装置１０は、操作表示パネル１０ａを用いて、各モードに適した高圧水Ｌの圧力、流量、位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の位置）等を調整することができる。

【0028】

次に、ノズルユニット３の変形例（第３のノズルユニット３ｃ）について、図７を用いて、説明する。第３のノズルユニット３ｃは、ワークＷを洗浄する第１のノズル４ａと、ワークＷをキャビテーションピーニングする第２のノズル４ｂと、ワークＷをバリ取りする第３のノズル４ｃと、を有する。キャビテーション処理装置１は、ワークＷに対して、洗浄、キャビテーションピーニング、バリ取りおよびディンプル形成するために、圧力が１０～１００ＭＰａ、流量が２０～７０Ｌ／ｍｉｎの範囲内の高圧水Ｌを用いる。ディンプル形成は、第２のノズル４ｂを用いて行われる。

【0029】

図７に示すように、切換部１７を配置することで、第１のノズル４ａ～第３のノズル４ｃのＯＮおよびＯＦＦを切り換える。具体的には、切換部１７は、第１の切換部１７ａと、第２の切換部１７ｂと、第３の切換部１７ｃと、を有する。第１の切換部１７ａは、第１のノズル４ａのＯＮおよびＯＦＦを切り換える。第２の切換部１７ｂは、第２のノズル４ｂのＯＮおよびＯＦＦを切り換える。第３の切換部１７ｃは、第３のノズル４ｃのＯＮおよびＯＦＦを切り換える。切換部１７としては、電磁バルブ、電磁弁等を用いることができ、制御装置１０の操作表示パネル１０ａ（図３参照）を用いて、ＯＮおよびＯＦＦを切り換えることができる。

【0030】

次に、第２のノズルユニット３ｂの変形例（第４のノズルユニット３ｄ）について、図８を用いて、説明する。第２のノズルユニット３ｂでは、旋回部１４が支持部１３と連結する外管１２を回転させ、昇降部１５が外管１２を昇降させる。これに対して、第４のノズルユニット３ｄは、旋回部１４が支持部１３と連結する内管１１を回転させ、昇降部１５が内管１１を昇降させる点で、第２のノズルユニット３ｂと相違する。第４のノズルユニット３ｄは、第２の高圧水Ｌ２を第２のノズル４ｂに供給する内管１１と、内管１１の外周に配置された外管１２と、内管１１の外周に配置された支持部１３と、を有する。外管１２は、Ｚ軸移動部６ｃに設置された基部７に対して、上下動不可で、中心軸のまわりに回転可能に取り付けられている。外管１２と内管１１とは、中心軸方向に摺動可能で、周方向（回転方向）に連動するように構成されている。外管１２は、先端部のみが内管１１と連動して回転可能であってもよい。

【0031】

図８に示すように、旋回駆動源１４ａの駆動に伴い、旋回軸１４ｂを介して、旋回係合部１４ｃが回転する。そして、旋回係合部１４ｃと支持部１３の旋回溝１３ａとが係合した状態で、支持部１３と連結する内管１１を回転させることで、第２のノズル４ｂおよびノズル本体４ｄが内管１１および外管１２の中心軸のまわりに旋回する。また、昇降駆動源１５ａの駆動に伴い、昇降軸１５ｂを介して、昇降係合部１５ｃが回転する。そして、昇降係合部１５ｃと内管１１に設けられた第２の昇降溝１９ｂが係合した状態で、内管１１を昇降させる。これにより、第１の昇降溝１９ａがノズル揺動溝１６ｂと係合し、ノズル揺動部１６ａおよび第２のノズル４ｂが揺動する。

【0032】

次に、本実施形態のキャビテーション処理方法について説明する。以下、図１～図５に示すキャビテーション処理装置１を用いた場合について説明する。この処理方法は、第１の高圧水Ｌ１を第１のノズル４ａから噴射し、ワークＷを洗浄する工程と、第２の高圧水Ｌ２を第２のノズル４ｂから噴射し、ワークＷをキャビテーションピーニングする工程と、を含む。また、この処理方法は、第１の高圧水Ｌ１を第１のノズル４ａから噴射し、ワークＷをバリ取りする工程を含む。さらに、この処理方法は、第２の高圧水Ｌ２を第２のノズル４ｂから噴射し、ワークＷにディンプルを形成する工程を含めることもできる。

【0033】

最初に、ワークＷの固定作業と、高圧水による作業モード（第１のモードＭ１：洗浄、第２のモードＭ２：キャビテーションピーニング、第３のモードＭ３：バリ取り、第４のモードＭ４：ディンプル形成）の選択とを行う。まずは、水槽５内の固定部５ａにワークＷを固定し、水位調整部９から供給する液体量を調整することで、水槽５内の水位を調整する。次に、Ｘ軸移動部６ａ、Ｙ軸移動部６ｂ、Ｚ軸移動部６ｃで、ノズルユニット３（第１のノズルユニット３ａ、第２のノズルユニット３ｂ）の位置を調整する。さらに、高圧水供給源Ｐを起動し、第１のノズル４ａおよび第２のノズル４ｂから高圧水Ｌを噴射できる状態とすることで、準備段階は完了する。

【0034】

次に、第１のモードＭ１である洗浄を選択した場合、ワークＷに対して、圧力が１０～１００ＭＰａ、流量が２０～７０Ｌ／ｍｉｎの範囲内の第１の高圧水Ｌ１を噴射する。第１のモードＭ１を選択することによって、Ｘ軸移動部６ａ、Ｙ軸移動部６ｂ、Ｚ軸移動部６ｃを動作させ、ワークＷに対する第１のノズルユニット３ａのＸＹＺ軸方向の位置を調整する。第１のモードＭ１において、ワークＷに第１の高圧水Ｌ１を噴射することによって、ワークＷ表面（内面を含む。以下同様）に付着する付着物を洗浄することができる。

【0035】

また、第２のモードＭ２であるキャビテーションピーニングを選択した場合、ワークＷに対して、圧力が１０～１００ＭＰａ、流量が２０～７０Ｌ／ｍｉｎの範囲内の第２の高圧水Ｌ２を噴射し、ワークＷをキャビテーションピーニングする。第２のモードＭ２を選択することによって、Ｘ軸移動部６ａ、Ｙ軸移動部６ｂ、Ｚ軸移動部６ｃを動作させ、ワークＷに対する第２のノズルユニット３ｂのＸＹＺ軸方向の位置を調整する。第２のモードＭ２において、ワークＷに第２の高圧水Ｌ２を噴射することによって、ワークＷ表面にキャビテーション気泡を衝突させ、ワークＷ表面における残留圧縮応力を付与することができる。

【0036】

また、第３のモードＭ３であるバリ取りを選択した場合、ワークＷに対して、圧力が１０～１００ＭＰａ、流量が２０～７０Ｌ／ｍｉｎの範囲内の第１の高圧水Ｌ１を噴射し、バリを取る。第３のモードＭ３を選択することによって、Ｘ軸移動部６ａ、Ｙ軸移動部６ｂ、Ｚ軸移動部６ｃを動作させ、ワークＷに対する第１のノズルユニット３ａのＸＹＺ軸方向の位置を調整する。第３のモードＭ３において、ワークＷに第１の高圧水Ｌ１を噴射することによって、ワークＷ表面に付着するバリをバリ取りすることができる。

【0037】

また、第４のモードＭ４であるディンプル形成を選択した場合、ワークＷに対して、圧力が１０～１００ＭＰａ、流量が２０～７０Ｌ／ｍｉｎの範囲内の第２の高圧水Ｌ２を噴射し、ワークＷにディンプルを形成する。第４のモードＭ４を選択することによって、Ｘ軸移動部６ａ、Ｙ軸移動部６ｂ、Ｚ軸移動部６ｃを移動させ、ワークＷに対する第２のノズルユニット３ｂのＸＹＺ軸方向の位置を調整する。第４のモードＭ４において、ワークＷに第２の高圧水Ｌ２を噴射することによって、ワークＷ表面にキャビテーション気泡を衝突させ、ワークＷ表面にディンプルを形成することができる。特に、高圧水（ウォータージェット）を利用したキャビテーションピーニングの場合、鉄球等を用いるショットピーニング等と比較して、ディンプルの深さが安定しており、細かな処理を施せる。また、高圧水を利用する方法は、処理後の鉄球等の回収が不要であるため、より効果的な手法である。
なお、第１のモードＭ１、第３のモードＭ３の場合は第１のノズルユニット３ａを用い、第２のモードＭ２、第４のモードＭ４の場合は第２のノズルユニット３ｂを用いたが、これに限定されず、例えば逆であってもよい。
このように本実施形態によれば、洗浄、バリ取り、およびキャビテーション処理を複合的に行うことができ、小型化が可能で汎用性の高いキャビテーション処理装置１およびキャビテーション処理方法を提供できる。
なお、洗浄、バリ取り、キャビテーションピーニング、ディンプル形成の単一のモードで利用することもできるが、複数のモードを連続的に利用することもできる。

【0038】

以上、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0039】

１ キャビテーション処理装置
２ 本体
３ ノズルユニット
３ａ 第１のノズルユニット
３ｂ 第２のノズルユニット
３ｃ 第３のノズルユニット（変形例）
３ｄ 第４のノズルユニット（変形例）
４ ノズル
４ａ 第１のノズル（洗浄用ノズル）
４ｂ 第２のノズル（キャビテーションピーニング用ノズル）
４ｃ 第３のノズル（バリ取り用ノズル）
４ｄ ノズル本体
４ｅ ノズル流路
５ 水槽
５ａ 固定部
５ｂ 固定部（変形例）
５ｃ 回転テーブル
６ 移動部
６ａ Ｘ軸移動部
６ｂ Ｙ軸移動部
６ｃ Ｚ軸移動部
７ 基部
９ 水位調整部
９ａ 水位調整通路
９ｂ 排出通路
１０ 制御装置
１０ａ 操作表示パネル
１１ 内管
１２ 外管
１３ 支持部
１３ａ 旋回溝
１４ 旋回部
１４ａ 旋回駆動源
１４ｂ 旋回軸
１４ｃ 旋回係合部
１５ 昇降部
１５ａ 昇降駆動源
１５ｂ 昇降軸
１５ｃ 昇降係合部
１６ 揺動部
１６ａ ノズル揺動部
１６ｂ ノズル揺動溝
１７ 切換部
１７ａ 第１の切換部
１７ｂ 第２の切換部
１７ｃ 第３の切換部
１８ スイベルジョイント
１９ａ 第１の昇降溝
１９ｂ 第２の昇降溝
５１ 傾斜軸
５２ 柱部
Ｗ ワーク
Ｌ 高圧水
Ｌ１ 第１の高圧水
Ｌ２ 第２の高圧水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】