特許 7512001 キャビテーション処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-28

(45)【発行日】2024-07-08

(54)【発明の名称】キャビテーション処理方法

(51)【国際特許分類】

   B23P 17/00 20060101AFI20240701BHJP

   B08B 3/02 20060101ALI20240701BHJP

   B08B 3/10 20060101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

B23P17/00 A

B08B3/02 D

B08B3/10 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023098400

(22)【出願日】2023-06-15

【審査請求日】2023-12-18

【早期審査対象出願】

(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】110002712

【氏名又は名称】弁理士法人みなみ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】酒井 英明

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２８３１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１０４１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０４２３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２２６５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２１３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２３８１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３３３７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０３０６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０８５６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３２７６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３２８８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１７８６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１５１４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５３－００５４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－０７３１５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５３－０３４０９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１２－２１０６１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｐ １７／００

Ｂ２６Ｆ ３／００

Ｂ２４Ｃ １／１０

Ｂ０５Ｂ １／００－３／１８

Ｂ０８Ｂ ３／０２

Ｂ０８Ｂ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線と側面とを有する対象穴を含む対象物と、噴口を有するノズルとを処理液中に浸漬し、
噴射方向が前記軸線及び前記軸線に直交する線に対して傾斜し、且つ、前記軸線の方向から見たときに、前記噴射方向が、前記噴口から前記側面に下ろした法線に対して傾斜するように、前記噴口から前記噴射方向に沿ってキャビテーションを伴う前記処理液の噴流を噴射し、前記噴流を前記側面に沿って進行させ、前記側面の前記噴流が通過した領域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方法。

【請求項2】

前記対象穴の断面は、実質的に円形である、
請求項１に記載のキャビテーション処理方法。

【請求項3】

前記ノズルを、前記軸線と平行な軸周りに回転させる、
請求項１に記載のキャビテーション処理方法。

【請求項4】

前記ノズルを、前記軸線と平行な軸周りに回転させる、
請求項２に記載のキャビテーション処理方法。

【請求項5】

前記ノズルを、前記軸線に沿って移動させる、
請求項１～４のいずれかに記載のキャビテーション処理方法。

【請求項6】

前記ノズルを、前記対象穴に挿入する、
請求項１～４のいずれかに記載のキャビテーション処理方法。

【請求項7】

前記軸線に対する前記噴射方向の傾斜角度が、５度以上９０度未満である、
請求項１～４のいずれかに記載のキャビテーション処理方法。

【請求項8】

前記軸線の方向から見て、前記法線に対する前記噴射方向の傾斜角度が、１度以上１０度以下である、
請求項１～４のいずれかに記載のキャビテーション処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物の表面にキャビテーション処理を行うキャビテーション処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金属製の対象物に対するキャビテーション処理が行われている（特許第６８７２９２９号公報）。キャビテーション処理は、対象物にキャビティ（気泡）を含む流体の噴流を衝突させ、キャビティが崩壊する際の衝撃力によって対象物の表面を処理するものである。キャビテーション処理によって、対象物の表面に圧縮残留応力を付加できる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

キャビテーション処理の対象となる対象物の形状や大きさは様々である。適切なキャビテーション処理を行うためには、対象物の条件に応じた適切な方法で、対象物の表面に噴流を衝突させる必要がある。
本発明は、対象物の対象穴の側面にキャビテーション処理を行うキャビテーション処理方法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】

【0004】

代表的な本発明は、
軸線と側面とを有する対象穴を含む対象物と、噴口を有するノズルとを処理液中に浸漬し、
噴射方向が前記軸線及び前記軸線に直交する線に対して傾斜し、且つ、前記軸線の方向から見たときに、前記噴射方向が、前記噴口から前記側面に下ろした法線に対して傾斜するように、前記噴口から前記噴射方向に沿ってキャビテーションを伴う前記処理液の噴流を噴射し、前記噴流を前記側面に沿って進行させ、前記側面の前記噴流が通過した領域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方法である。

【0005】

実質的に円形とは、円形に加えて、楕円形や内角が鈍角である正多角形など、円形に近似する形状を含む。また、それらの形状において、若干の凹凸や歪みなどの変形を有する形状であっても良い。対象穴の断面の形状は、例えば、円、楕円、正１０角形、正２０角形、１０辺以上の正多角形を縦横の一方方向に縮小した形状である。対象穴の断面の形状は、軸線の方向に沿って変形しても良い。例えば、対象穴の断面の一部が、軸線の方向に沿って縮小しても良い。好ましくは、対象穴の断面形状は、軸線の方向に沿って連続的に変化する。

【0006】

対象穴の軸線は、例えば、断面の重心を通る。対象穴は付加製造によって製造されても良い。

【0007】

キャビテーション処理の際、対象物とノズルとは、いずれも槽に貯留された処理液中に浸漬される。処理液中において、ノズルから対象物に向けて処理液の噴流が噴射される。処理液は、例えば水である。処理液は、水に研磨材が混合されたものでも良い。槽に貯留された処理液に、研磨材が混濁されても良い。

【0008】

対象物は、金属で構成される。対象物を構成する金属は、例えば、耐熱合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン、チタン合金、鉄鋼である。対象物は、例えば、機械部品、医療用機器部品、医療用器具である。機械部品は、例えば、配管、バルブ、配管継手、航空宇宙用部品である。医療用器具は、外科用インプラントを含む。航空宇宙用部品は、航空機エンジン部品その他の航空機部品、ロケットエンジン部品、宇宙船部品、人工衛星部品、ロケット用配管を含む。対象物は付加製造によって製造されても良い。

【0009】

対象物が有する対象穴は、底面を有する穴でも良い。対象穴は、対象物を貫通する底面を有さない穴でも良い。対象穴は、直線状に延びる穴（軸線が直線）でも良い。対象穴は、屈曲して延びる穴（軸線が曲線）でも良い。対象穴が延びる方向は、上下方向でも良い。対象穴が延びる方向は、水平方向でも良い。対象穴が延びる方向は、上下方向又は水平方向に対して傾斜する方向でも良い。対象穴が屈曲して延びる場合に、対象穴の開口部における軸線の方向は、任意の方向であって良い。対象穴は、分岐を有さない穴でも良い。対象穴は、分岐を有する穴でも良い。対象穴の内径は、例えば、２４ｍｍ以上である。

【0010】

ノズルの噴口径は、例えば、０．５ｍｍ～３ｍｍである。噴流の噴射圧力は、例えば、１０ＭＰａ～２００ＭＰａである。

【0011】

軸線に対する噴流の噴射方向の傾斜角度は、例えば、１５度～７５度である。

【0012】

ノズルは、軸線に沿って移動して良い。例えば、ノズルは、噴流の流れの上流側から下流側に向けて移動しても良い。ノズルは、噴流の流れの下流側から上流側に向けて移動しても良い。軸線と平行な軸には、軸線自体も含む。すなわち、ノズルは、軸線周りに回転しても良い。ノズルは、軸線とは異なる軸であって軸線と平行な軸周りに回転しても良い。ノズルは、キャビテーション処理を行う当初から対象穴に挿入しても良い。ノズルは、キャビテーション処理を行う当初は対象穴の外側に位置しており、その後移動させて対象穴に挿入しても良い。

【0013】

対象穴の側面の全面に対してキャビテーション処理が行われても良い。対象穴の側面の一部の面に対してキャビテーション処理が行われても良い。

【発明の効果】

【0014】

本発明のキャビテーション処理方法によれば、キャビテーション処理装置は対象物の対象穴の側面にキャビテーション処理を行える。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態のキャビテーション処理装置

【図2】第１実施形態のノズル部分およびワークの軸線断面図（図３のＩＩ－ＩＩ線断面図）

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図

【図4】第１実施形態におけるキャビテーション処理される領域の説明図

【図5】帯状領域の説明図

【図6A】第１実施形態におけるキャビテーション処理の例示図

【図6B】第１実施形態におけるノズルの回転の説明図

【図7A】第１実施形態におけるキャビテーション処理の例示図

【図7B】第１実施形態におけるノズルの移動の説明図

【図8A】第１実施形態におけるキャビテーション処理の例示図

【図8B】第１実施形態におけるノズルの移動の説明図

【図9】第２実施形態のワークの軸線断面図

【発明を実施するための形態】

【0016】

第１実施形態のキャビテーション処理方法に用いるキャビテーション処理装置について説明する。図１に示すように、キャビテーション処理装置１００は、槽１０１と、ノズル１０２と、載置台１０３と、供給管１０５と、高圧流体供給源（不図示）と、を有する。キャビテーション処理装置１００は、ワーク（対象物）１０ａに対してキャビテーション処理を行う。

【0017】

槽１０１は、処理液１０４を貯留する。処理液１０４は、例えば水である。槽１０１は、貯留した処理液１０４を循環させる装置を有していても良い。

【0018】

供給管１０５は、例えば、上下方向に延びる直管である。供給管１０５の内部を、高圧流体供給源（不図示）から供給される処理液１０４が通過する。

【0019】

ノズル１０２は、供給管１０５の下端部に接続されている。図２に示すように、ノズル１０２は、噴口１０２ａを有している。ノズル１０２は、噴口１０２ａから、処理液１０４の噴流Ｃ１を噴射する。噴流Ｃ１の噴射方向の詳細は後述する。処理液１０４は、高圧流体供給源（不図示）から供給管１０５を通ってノズル１０２へと供給される。噴流Ｃ１は、キャビティを多く含む。ノズル１０２及び供給管１０５は、水平方向（前後方向及び左右方向）と上下方向との３軸方向に移動できる。ノズル１０２及び供給管１０５は、垂直軸周りに回転できる。ノズル１０２及び供給管１０５の回転軸３０は、供給管１０５の中心軸と一致する。噴流Ｃ１の噴射速度（圧力）やノズル１０２及び供給管１０５の３軸方向の移動及び回転は、制御装置（不図示）により制御される。ノズル１０２の噴口径（内径）は、例えば、０．５ｍｍ～３ｍｍである。

【0020】

図２及び図３に示すように、本実施形態のキャビテーション処理方法において、ワーク１０ａは、直管である。ここで、図２は、図３のＩＩ－ＩＩ線断面図である。ワーク１０ａは、１つの対象穴２０ａを有する。対象穴２０ａは、軸線２３を有する。対象穴２０ａの軸線２３は、ワーク１０ａの軸線でもある。対象穴２０ａは、断面円形で、直線状に延びる穴である。すなわち、対象穴２０ａの軸線２３は直線である。対象穴２０ａの軸線２３は、対象穴２０ａの中心軸と一致する。対象穴２０ａは、両端が開口している。対象穴２０ａの一方の開口部２１は上方向に開口している。対象穴２０ａの他方の開口部（不図示）は下方向に開口している。対象穴２０ａは、円筒形状の側面２２を有する。対象穴２０ａの内径Ｄ１は、ノズル１０２の外径よりも大きい。さらに、対象穴２０ａの内径Ｄ１は、ノズル１０２の回転直径Ｄ２よりも大きい。よって、ノズル１０２を対象穴２０ａに挿入して、回転させることができる。対象穴２０ａは、軸線２３の方向に沿って内径が変化しないものであっても良い。対象穴２０ａは、軸線２３の方向に沿って内径が変化するものであっても良い。

【0021】

本実施形態のキャビテーション処理方法においては、ノズル１０２の回転軸３０と対象穴２０ａの軸線２３とを一致させる。ここで、噴流Ｃ１の噴射方向に平行であって噴口１０２ａを通る直線を、噴流中心線３１とする。噴口１０２ａを通る直線とは、噴口１０２ａの中心を通る直線の意味であり、以下において同じである。図２に示すように、噴流中心線３１は、対象穴２０ａの軸線２３（ノズル１０２の回転軸３０）に対して傾斜している。このとき、噴流中心線３１と軸線２３とがなす角のうち鋭角の角度を、第１傾斜角度αとする。すなわち、噴流Ｃ１の噴射方向は、対象穴２０ａの軸線２３に対して、第１傾斜角度αだけ傾斜している。第１傾斜角度αは、例えば、１５度～７５度である。なお、噴流中心線３１と軸線２３とは交わらず、両直線はねじれの位置にある。よって、第１傾斜角度αは、任意の点において交わる、両直線の平行線同士がなす角度として定義される。図２においては、噴流中心線３１と軸線２３の平行線２３ａ（図３を合わせて参照）とが交わっている。平行線２３ａは、軸線２３よりも、紙面に直交する方向の奥側に位置している。また、噴流中心線３１は、図２の紙面に対して傾斜している。よって、実際には、第１傾斜角度αは、紙面に対して傾斜した平面上の角度である。

【0022】

また、図３に示すように、軸線２３の方向から見たときに、軸線２３と噴口１０２ａとを通る直線は、噴口１０２ａから対象穴２０ａの側面２２に下ろした法線３２と重なる。法線３２は、噴口１０２ａを通り側面２２の接線に直交する直線である。噴流中心線３１は、法線３２に対して傾斜している、このとき、噴流中心線３１と法線３２とがなす角のうち鋭角の角度を、第２傾斜角度βとする。すなわち、噴流Ｃ１の噴射方向は、噴口１０２ａから対象穴２０ａの側面２２に下ろした法線３２に対して、第２傾斜角度βだけ傾斜している。第２傾斜角度βは、例えば、１度以上１０度以下である。

【0023】

図１に示すように、載置台１０３は、ワーク１０ａを載置し固定する。載置台１０３は、ワーク１０ａをボルト、クランプなどの締結具で固定するものや、ワーク１０ａを挟み込んで固定するものである。載置台１０３は、上下方向に移動できる。載置台１０３の上下動により、ワーク１０ａを槽１０１に対して出し入れできる。載置台１０３の上下方向の動作は、制御装置（不図示）により制御される。

【0024】

このように構成されたキャビテーション処理装置１００は、ワーク１０ａの任意の箇所に対して、任意の距離から、噴流Ｃ１を噴射できる。

【0025】

本実施形態においては、対象穴２０ａの側面２２の全面が、キャビテーション処理を行う領域である。すなわち、対象穴２０ａの側面２２の全面が、キャビテーション処理による効果を付与したい領域である。

【0026】

キャビテーション処理装置１００によって行われる、本実施形態のキャビテーション処理方法の工程は、以下のとおりである。
最初に、槽１０１に処理液１０４を貯留する。貯留する処理液１０４の量は、ワーク１０ａを十分な深さに浸漬できる量である。十分な深さは、例えば、３００ｍｍ～５００ｍｍである。このとき、ノズル１０２及び載置台１０３は、処理液１０４の液面より上側に位置している。
次に、ワーク１０ａを載置台１０３に載置固定する。ワーク１０ａは、対象穴２０ａの一方の開口部２１が上向きとなる姿勢で固定される。
次に、載置台１０３を下方向に移動させて、槽１０１に貯留された処理液１０４にワーク１０ａ（載置台１０３）を浸漬する。
次に、ノズル１０２を水平方向に移動させて、対象穴２０ａの開口部２１の上側にノズル１０２を位置させる。この際、ノズル１０２の回転軸３０と対象穴２０ａの軸線２３とを一致させる。
次に、ノズル１０２を下方向に移動させて、槽１０１に貯留された処理液１０４にノズル１０２を浸漬する。そして、ノズル１０２と対象穴２０ａの開口部２１との間の距離を、キャビテーション処理に適した距離とする。開口部２１は、キャビテーション処理を行う領域の上端部である。キャビテーション処理に適した距離は、例えば、ノズル１０２の噴口径の４０倍～１００倍程度の距離である。よって、ノズル１０２の噴口径が１ｍｍであれば、ノズル１０２と開口部２１との間の距離は４０ｍｍ～１００ｍｍとすることが望ましい。
次に、高圧流体供給源（不図示）を起動して、ノズル１０２から噴流Ｃ１を噴射する。噴流Ｃ１は、対象穴２０ａの開口部２１から、対象穴２０ａの内部に進入する。
次に、必要に応じて、ノズル１０２を回転軸３０（対象穴２０ａの軸線２３）周りに回転させる。また、必要に応じて、ノズル１０２を下方へ移動させ、対象穴２０ａに挿入する。

【0027】

上記の方向に噴射された噴流Ｃ１は、図２及び図３に示すように、対象穴２０ａ内部を螺旋状に旋回しながら進行する。噴流Ｃ１の軌跡４０は、対象穴２０ａの軸線２３を中心とし、対象穴２０ａの側面２２に沿った螺旋状である。噴流Ｃ１の軌跡４０は、噴流Ｃ１の中心が噴流Ｃ１の進行に伴って対象穴２０ａの側面２２に描く線である。そして、図４に示すように、対象穴２０ａの側面２２において、噴流Ｃ１の軌跡４０を中心とする所定の幅の螺旋状の帯状領域Ｂ１に対して、キャビテーション処理が行われる。ただし、種々の条件に応じて、帯状領域Ｂ１の形状は変化する。種々の条件とは、例えば、噴流Ｃ１の噴射方向（第１傾斜角度α、第２傾斜角度β）、対象穴２０ａの直径、噴流Ｃ１の噴射速度（圧力）などである。図４及び図５に示すように、帯状領域Ｂ１の形状とは、例えば、軌跡４０に沿った長さＬ１、軌跡４０を中心とした幅ｗ、１周したとき対象穴２０ａの軸線２３の方向に進行する距離（軌跡４０が描く螺旋のピッチ）ｐなどである。噴流Ｃ１の進行に伴って、その中に含まれるキャビティが崩壊するので、帯状領域Ｂ１の長さＬ１には限界がある。

【0028】

なお、キャビテーション処理において、噴流Ｃ１内でのキャビティの成長及び崩壊に伴い、ノズル１０２からの軌跡４０に沿った距離に応じて、キャビテーション処理の強さが変化する。キャビテーション処理の強さとは、例えば、付与される圧縮残留応力の強さや、表面に形成されるディンプルの密度や深さである。そのため、キャビテーション処理を行った際には、ノズル１０２からの距離が最も適した距離である点において、最も強い処理が行われ、その点から離れるにつれて、処理の程度が弱くなる。軌跡４０に直交する方向についても、同様に、軌跡４０から離れるにつれて、処理の程度が弱くなる。ここでは、必要とされるだけの強さの処理が行われる領域を帯状領域Ｂ１とする。図５に示すように、帯状領域Ｂ１の周囲には、処理が行われるがその強さが十分ではない領域である周辺領域Ｓ１が生じる。図５以外の図においては、周辺領域Ｓ１は表示せず、帯状領域Ｂ１のみを表示する。帯状領域Ｂ１の内側においても、キャビテーション処理の強さは一様ではなく、ノズル１０２からの距離に応じた処理むらが生じる。

【0029】

条件によっては、ノズル１０２から噴流Ｃ１を噴射するだけで、対象穴２０ａの側面２２の全面についてキャビテーション処理が行われる。この場合の条件とは、例えば、対象穴２０ａの上下方向の長さが十分に短いことや、対象穴２０ａの直径が十分に短いことである。

【0030】

一方、条件によっては、ノズル１０２から噴流Ｃ１を噴射するだけでは、対象穴２０ａの側面２２の全面についてキャビテーション処理が行われない。例えば、図６Ａに示すように、帯状領域Ｂ１ａの長さＬ１が螺旋の１周に満たず、対象穴２０ａの側面２２のうち、周方向の一部にしかキャビテーション処理が行われない場合がある。この場合の条件とは、例えば、対象穴２０ａの直径が大きく、帯状領域Ｂ１ａの長さＬ１が軌跡４０の１周よりも短いことである。この場合、噴流Ｃ１を噴射しながら、ノズル１０２を対象穴２０ａの軸線２３周りに回転させる。ノズル１０２を回転させることで、図６Ｂに示すように、新たな帯状領域Ｂ１ｂに対してキャビテーション処理が行われる。新たな帯状領域Ｂ１ｂは、ノズル１０２の方向（噴流Ｃ１の噴射方向）に応じて、ノズル１０２の回転前の帯状領域Ｂ１ａとは異なる領域となる。このように、ノズル１０２を回転させることにより、対象穴２０ａの側面２２の全面（周方向の全周）についてキャビテーション処理が行われる。

【0031】

例えば、図７Ａに示すように、ある点における帯状領域Ｂ１ａと、そこから対象穴２０ａの側面２２を１周した点の帯状領域Ｂ１ａとが離隔しており、一部にしかキャビテーション処理が行われない場合がある。この場合の条件とは、例えば、軌跡４０が描く螺旋のピッチｐが帯状領域Ｂ１ａの幅ｗよりも長いことである。この場合、噴流Ｃ１を噴射しながら、ノズル１０２を下方へ移動させる。ノズル１０２を下方へ移動することは、ノズル１０２を対象穴２０ａの軸線２３に沿って移動させることと、実質的に同じである。ノズル１０２を下方へ移動させることで、図７Ｂに示すように、新たな帯状領域Ｂ１ｂに対してキャビテーション処理が行われる。新たな帯状領域Ｂ１ｂは、ノズル１０２の上下方向の位置に応じて、ノズル１０２の移動前の帯状領域Ｂ１ａとは異なる領域となる。このように、ノズル１０２を移動させることにより、対象穴２０ａの側面２２の全面についてキャビテーション処理が行われる。また、この場合に、ノズル１０２を回転させることで、対象穴２０ａの側面２２の全面についてキャビテーション処理が行われる場合もある。

【0032】

例えば、図８Ａに示すように、帯状領域Ｂ１ａの長さが足りず、対象穴２０ａの側面２２のうち、上側の一部にしかキャビテーション処理が行われない場合がある。この場合の条件とは、例えば、対象穴２０ａの上下方向の長さが、帯状領域Ｂ１を軌跡４０に沿って巻き付けたときの軸線２３方向の長さＬ２よりも長いことである。この場合、噴流Ｃ１を噴射しながら、ノズル１０２を下方へ移動させる。このとき、ノズル１０２を対象穴２０ａに挿入しても良い。ノズル１０２を下方へ移動させることで、図８Ｂに示すように、新たな帯状領域Ｂ１ｂに対してキャビテーション処理が行われる。新たな帯状領域Ｂ１ｂは、ノズル１０２の上下方向の位置に応じて、ノズル１０２の移動前の帯状領域Ｂ１ａとは異なる領域となる。このように、ノズル１０２を移動させることにより、対象穴２０ａの側面２２の全面についてキャビテーション処理が行われる。

【0033】

また、上記のような種々の条件が重なった場合には、ノズル１０２の回転と移動を同時に行っても良い。さらに、上記のような種々の条件によらず、ノズル１０２を回転又は移動させても良い。

【0034】

このように、ノズル１０２から噴流Ｃ１を噴射し、必要に応じて、ノズル１０２を回転又は移動させることで、対象穴２０ａの側面２２に対してキャビテーション処理が行われる。ここで、噴流Ｃ１を対象穴２０ａの軸線２３に直交する向きに噴射したとすると、対象穴２０ａの側面２２に衝突した噴流Ｃ１は、側面２２を１周して、最初に衝突した点に戻ってくる。すると、ノズル１０２から噴射される噴流Ｃ１と戻ってきた噴流Ｃ１が衝突して、その点におけるキャビテーション処理が妨げられる。しかしながら、本実施形態においては、噴流Ｃ１が螺旋状に旋回しながら進行するので、そのように噴流Ｃ１同士が衝突しない。よって、噴流Ｃ１によるキャビテーション処理が妨げられない。

【0035】

また、ノズル１０２を回転させることで、帯状領域Ｂ１の内側における、周方向の処理むらを低減できる。ノズル１０２を軸線２３に沿って移動させることで、帯状領域Ｂ１の内側における、軸線２３の方向の処理むらを低減できる。

【0036】

なお、本実施形態のキャビテーション処理方法の各工程の順序は、上記の順序に限られない。例えば、載置台１０３やノズル１０２を移動させてから、槽１０１に処理液１０４を貯留しても良い。ノズル１０２は、下方向に移動させてから水平方向に移動させても良い。ノズル１０２は、水平方向と下方向とに同時に移動させても良い。

【0037】

第２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。本実施形態においても、第１実施形態と実質的に同じキャビテーション処理装置１００が用いられる。

【0038】

図９に示すように、本実施形態のキャビテーション処理方法において、ワーク１０ｂは、屈曲する管である。ワーク１０ｂは、１つの対象穴２０ｂを有する。対象穴２０ｂは、軸線２３を有する。対象穴２０ｂは、断面円形で、直線状に延びる部分と屈曲して延びる部分を有する穴である。対象穴２０ｂは、上下方向に延びる上流側直線部２０１と、上流側直線部２０１の下端から水平方向へ屈曲する屈曲部２０２と、屈曲部２０２の先端から水平方向に延びる下流側直線部２０３と、を有する。そして、対象穴２０ｂの軸線２３は、対象穴２０ｂ自体と同様に、直線部分と屈曲部分を有する。
対象穴２０ｂは、両端が開口している。対象穴２０ｂの一方の開口部２１は、上流側直線部２０１に形成されており、上方向に開口している。対象穴２０ｂの他方の開口部（不図示）は、下流側直線部２０３に形成されており、水平方向に開口している。対象穴２０ｂは、円筒形状の側面２２を有する。対象穴２０ｂの内径は、ノズル１０２の外径よりも大きい。さらに、対象穴２０ｂの内径は、ノズル１０２の回転直径よりも大きい。よって、ノズル１０２を対象穴２０ｂに挿入して、回転させることができる。対象穴２０ｂは、軸線２３に沿って内径が変化しないものであっても良い。対象穴２０ｂは、軸線２３に沿って内径が変化するものであっても良い。

【0039】

本実施形態においては、対象穴２０ｂの側面２２の全面が、キャビテーション処理を行う領域である。

【0040】

本実施形態のキャビテーション処理方法の工程は、第１実施形態のキャビテーション処理方法の工程と実質的に同じである。ノズル１０２から噴流Ｃ１を噴射し、必要に応じて、ノズル１０２を回転又は移動させることで、対象穴２０ｂの側面２２に対してキャビテーション処理が行われる。噴流Ｃ１の軌跡４０は、対象穴２０ｂの軸線２３を中心とし、対象穴２０ｂの側面２２に沿った螺旋状である。対象穴２０ｂの屈曲部２０２においても、噴流Ｃ１は、側面２２に沿って螺旋状に旋回しながら進行する。なお、供給管１０５が屈曲可能なものであって、対象穴２０ｂの屈曲部２０２において、ノズル１０２が屈曲する軸線２３に沿って移動しても良い。

【0041】

本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0042】

１０ａ，１０ｂ ワーク（対象物）
２０ａ，２０ｂ 対象穴
２２ 側面
２３ 軸線
３２ 法線
１０２ ノズル
１０２ａ 噴口
１０４ 処理液
Ｃ１ 噴流

【要約】

【課題】対象物の対象穴の側面にキャビテーション処理を行うキャビテーション処理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】軸線２３と側面２２とを有する対象穴２０ａを含むワーク（対象物）１０ａと、噴口１０２ａを有するノズル１０２とを処理液１０４中に浸漬し、噴射方向が軸線２３に対して傾斜し、且つ、軸線２３の方向から見たときに、噴射方向が、噴口１０２ａから側面２２に下ろした法線３２に対して傾斜するように、噴口１０２ａから噴射方向に沿ってキャビテーションを伴う処理液１０４の噴流Ｃ１を噴射する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】