JP2007253040A - Rotational wave nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は回転波動ノズルに係り、特に流体噴射口から噴射される流体の作用で弾性チューブが撓み、弾性チューブの先端側を回転させて流体噴射口から噴射された流体を回転する波動として噴射するよう構成された回転波動ノズルに関する。 The present invention relates to a rotating wave nozzle, and in particular, an elastic tube is bent by the action of a fluid ejected from a fluid ejection port, and rotates the tip side of the elastic tube to eject the fluid ejected from the fluid ejection port as a rotating wave. The present invention relates to a rotating wave nozzle configured as described above.
流体(気体、液体、気体・液体混合、気体・粉体混合等全ての流体を含む)に圧力を加えて弾性チューブに供給すると、弾性チューブの先端の噴射口では、流体を噴射する際の反動で弾性チューブがS字状に変形するように動作して噴射口の方向を変化させる現象が発生することが知られている。 When pressure is applied to fluid (including all fluids such as gas, liquid, gas / liquid mixture, gas / powder mixture, etc.) and supplied to the elastic tube, the reaction at the tip of the elastic tube when the fluid is ejected It is known that a phenomenon occurs in which the elastic tube is deformed into an S shape to change the direction of the injection port.
この現象について詳細に説明する。回転波動ノズルで使用される弾性チューブは、主にポリウレタンやナイロン、シリコン、ゴム等の弾性を持った材質により形成されている。そして、弾性チューブの基端(固定端)から加圧流体(例えば水等の液体や空気、窒素等の気体)を供給すると、弾性チューブの先端(自由端)がチューブ自体の弾性による不規則な首振り運動を行なう。これは、軟質の弾性チューブの先端開口(噴射口)から加圧された流体が噴射することにより生じる反動を受けた弾性チューブが撓みながら噴射方向を変更することによりさらに撓み方向が変化して噴射方向も変化させるといった不規則性の運動である。 This phenomenon will be described in detail. The elastic tube used in the rotating wave nozzle is mainly formed of a material having elasticity such as polyurethane, nylon, silicon, or rubber. When a pressurized fluid (for example, a liquid such as water or a gas such as air or nitrogen) is supplied from the base end (fixed end) of the elastic tube, the distal end (free end) of the elastic tube becomes irregular due to the elasticity of the tube itself. Perform a swing motion. This is because the elastic tube that has undergone a reaction caused by the injection of pressurized fluid from the distal end opening (injection port) of the soft elastic tube is deformed and the injection direction is changed while the elastic tube is deflected, thereby injecting. It is an irregular motion that changes the direction.
このような、現象を利用した回転波動ノズルが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載された回転波動ノズルは、円筒状ガイドの内部に弾性チューブを挿通した構成であり、弾性チューブの先端に設けられた噴射口が流体を噴射する際の反動により円筒状ガイド内壁に沿って回転運動を行なうことで、噴射口から噴射された流体が円形の噴射パターンを形成するように構成されたものである。
A rotating wave nozzle that utilizes such a phenomenon has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The rotational wave nozzle described in
また、弾性チュ−ブは、基端側が固定された状態で先端側が回転するときに、円筒状ガイドの内壁と接触しながら回転するため、摩擦抵抗を受ける。このため弾性チュ−ブに捩れが生じ、断続的(必ずしも規則的周期とはいえない)に戻ろうとする力が働く。その瞬間に弾性チュ−ブの接触部分がガイド内壁から離間するため、正確な円運動ではなく、乱れたり、捩れが戻る位置が絶えず変化するため、不規則なD字状に回転していることが多い。
上記従来のものでは、円筒状ガイドの内壁に強制的に接触させて回転運動に変える方式であるため、常に弾性チューブにかかる摩擦抵抗が大きく、さらに流体供給開始時には軸線上に位置していた弾性チューブが円筒状ガイドに接触するときの衝撃力が強くかかるため、円筒状ガイドの内壁及び弾性チューブが短期間の使用で磨耗するという問題があった。 In the above conventional system, the inner wall of the cylindrical guide is forcibly brought into contact with the inner wall to change it into a rotational motion, so that the friction resistance applied to the elastic tube is always large, and the elasticity that was positioned on the axis at the start of fluid supply Since the impact force when the tube contacts the cylindrical guide is strongly applied, there has been a problem that the inner wall of the cylindrical guide and the elastic tube are worn out in a short period of use.
また、従来方式では、円筒状ガイドの内壁または弾性チューブからの磨耗粉の発生量が多く、摩擦により切れた弾性チューブの破片が飛んでしまうことがあるため、食品、薬品業界やクリーンルーム内での使用はできなかった。 Also, with the conventional method, the amount of abrasion powder generated from the inner wall of the cylindrical guide or the elastic tube is large, and fragments of the elastic tube cut off due to friction may fly away. It could not be used.
さらに、従来方式は、気温が低い冬や寒冷地で使用する場合、弾性チューブが低温のため硬化し回転しにくくなり、不規則な振動を起こすため、正常な回転波動が得られなくなるという問題点があった。 Furthermore, the conventional method has a problem that when it is used in winter or cold areas where the temperature is low, the elastic tube is hardened and hard to rotate due to low temperature, causing irregular vibrations, and normal rotational waves cannot be obtained. was there.
また、前述の従来方式では、摩擦抵抗が大きすぎるため、安定した回転を得ることができる領域が狭く、流速や流体の種類の変化(温度・粘性・比重等の変化)により、すぐに安定した回転運動が得られなくなるという問題点があった。 In addition, in the above-mentioned conventional method, the frictional resistance is too large, so the area where stable rotation can be obtained is narrow, and stable immediately due to changes in flow velocity and fluid type (changes in temperature, viscosity, specific gravity, etc.) There was a problem that rotational motion could not be obtained.
また、回転運動を得られやすい軟質のチューブを使用した場合は、磨耗や破損しやすくなり、チューブ外周の何れかの箇所に錘を取り付けバランスや弾性を変化させて回転を得るような工夫をしても、特定の条件下(狭い範囲)でしか安定した回転が得られなかった。 In addition, when using a soft tube that is easy to obtain rotational motion, it is easy to wear and break, and a device is attached to the outer circumference of the tube so that rotation can be achieved by changing the balance and elasticity. However, stable rotation was obtained only under specific conditions (narrow range).
さらに、弾性チュ−ブの先端側では正確な周期を持った円運動ではなく、不規則な乱れのあるD字状に回転していることが多いので、噴射される波動流も乱れやすい。例えば、コンベア−搬送ラインでの洗浄作業においては汚れ等の付着物を所定の方向(回転噴射波動の円周軌道の外側)へ安定して除去、移動させることが難しくなっている。 Further, the elastic tube is not a circular motion having an accurate period on the front end side, and often rotates in a D-shape with irregular turbulence, so that the jetted wave flow is likely to be disturbed. For example, in a cleaning operation on a conveyor-conveyance line, it is difficult to stably remove and move deposits such as dirt in a predetermined direction (outside the circumferential orbit of the rotating jet wave).
以上の理由で、現段階では弾性チューブ方式の回転波動噴射ノズルが広く普及するに至っていない。 For these reasons, elastic tube type rotary wave injection nozzles have not been widely used at this stage.
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した回転波動ノズルを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a rotating wave nozzle that solves the above-described problems.
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following means.
本発明は、筒状ガイドに挿通された弾性チューブに加圧された圧力流体を供給し、前記弾性チューブの先端の流体噴射口から噴射される噴流の反動により前記流体噴射口を回転運動させる回転波動ノズルにおいて、前記筒状ガイドを回転可能に支持する回転支持部を設けることにより、課題を解決するものである。 The present invention supplies a pressurized pressure fluid to an elastic tube inserted through a cylindrical guide, and rotates the fluid ejection port by a reaction of a jet flow ejected from a fluid ejection port at the tip of the elastic tube. In the wave nozzle, the problem is solved by providing a rotation support portion that rotatably supports the cylindrical guide.
前記回転支持部は、前記筒状ガイドの基端を回転可能に支持する軸受と、前記軸受を前記弾性チューブが延在する軸線を回転中心とする位置に保持する保持部材と、を有することが望ましい。 The rotation support portion includes a bearing that rotatably supports a proximal end of the cylindrical guide, and a holding member that holds the bearing at a position with an axis extending from the elastic tube as a rotation center. desirable.
前記保持部材は、前記弾性チューブの固定端と前記軸受との間に装架されることが望ましい。 The holding member is preferably mounted between the fixed end of the elastic tube and the bearing.
前記保持部材は、前記筒状ガイドを収納する筒状に形成されたカバー部材であることが望ましい。 It is desirable that the holding member is a cover member formed in a cylindrical shape for storing the cylindrical guide.
前記筒状ガイドは、前記弾性チューブが当接する内壁の基端が小径で先端が大径となる先広がりのテーパ状に形成されることが望ましい。 The cylindrical guide is preferably formed in a tapered shape with a proximal end of the inner wall with which the elastic tube abuts having a small diameter and a distal end having a large diameter.
前記弾性チューブは、前記筒状ガイドの上流側内壁に当接する第1回転力伝達部材を有することが望ましい。 The elastic tube preferably includes a first rotational force transmission member that abuts on an upstream inner wall of the cylindrical guide.
前記弾性チューブは、前記筒状ガイドの下流側内壁に当接する第2回転力伝達部材を有することが望ましい。 It is desirable that the elastic tube has a second rotational force transmission member that abuts on the downstream inner wall of the cylindrical guide.
前記軸受は、前記保持部材に保持された外輪と、前記筒状ガイドの基端が嵌合される内輪と、前記外輪と前記内輪との間で転動する複数のボールとからなることが望ましい。 The bearing preferably includes an outer ring held by the holding member, an inner ring to which a proximal end of the cylindrical guide is fitted, and a plurality of balls that roll between the outer ring and the inner ring. .
本発明によれば、軸受により筒状ガイドを回転可能に支持するため、加圧され噴射力によって乱れた往復運動をする弾性チューブが筒状ガイドの内壁に当接する際、弾性チューブの乱れた動きにより、時計周り、または反時計周りのいずれかの方向に偏った力が筒状ガイドの内壁に繰り返して与えられるため、筒状ガイドは回転を始める。さらに、弾性チューブが筒状ガイドの内壁に密着するように同一方向に一体に回転する機構であるため、弾性チューブと筒状ガイドとの間で摺動動作による摩擦の発生が無く、弾性チューブが磨耗することを防止して耐久性を向上することが可能になる。そのため、弾性チューブの寿命を大幅に延ばすことができると共に、弾性チューブや筒状ガイドの磨耗粉が発生しにくい機構となり、流体が吹き付けられた製品に磨耗粉が付着したり、磨耗粉による傷の発生も防止することが可能になっている。また、弾性チュ−ブが受ける摩擦抵抗が小さく急激な捩れや戻りがなく、適度な遠心力も加わるため、弾性チュ−ブの先端が円滑に筒状ガイドの内周に沿って円運動させることができる。 According to the present invention, since the cylindrical guide is rotatably supported by the bearing, when the elastic tube reciprocating which is pressurized and disturbed by the injection force contacts the inner wall of the cylindrical guide, the elastic tube is disturbed. As a result, a force biased in either the clockwise or counterclockwise direction is repeatedly applied to the inner wall of the cylindrical guide, so that the cylindrical guide starts to rotate. Furthermore, since the elastic tube rotates integrally in the same direction so that the elastic tube is in close contact with the inner wall of the cylindrical guide, there is no generation of friction between the elastic tube and the cylindrical guide, and the elastic tube It is possible to prevent wear and improve durability. As a result, the life of the elastic tube can be greatly extended, and the wear resistance of the elastic tube and cylindrical guide is less likely to be generated. Occurrence can also be prevented. In addition, since the frictional resistance that the elastic tube receives is small and there is no sudden twist or return, and an appropriate centrifugal force is applied, the tip of the elastic tube can smoothly move circularly along the inner periphery of the cylindrical guide. it can.
さらに、回転力伝達部材の効果により、流体噴射時の初期段階で起こる弾性チュ−ブの乱れた動きを素早く筒状ガイドの内壁に伝達し、密着するため、容易に同期回転させることが可能になっている。 Furthermore, due to the effect of the rotational force transmission member, the turbulent movement of the elastic tube that occurs in the initial stage of fluid ejection is quickly transmitted to the inner wall of the cylindrical guide, making it possible to easily rotate synchronously. It has become.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明による回転波動ノズルの一実施例を示す構成図である。図2は回転波動ノズルを示す縦断面図である。図1及び図2に示されるように、回転波動ノズル10は、加圧された圧力流体が供給される弾性チューブ20と、弾性チューブ20が挿通された筒状ガイド30と、弾性チューブ20の先端に設けられた流体噴射口40と、筒状ガイド30を回転可能に支持する回転支持部50とを有する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a rotating wave nozzle according to the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a rotating wave nozzle. As shown in FIGS. 1 and 2, the
回転波動ノズル10は、回転支持部50により筒状ガイド30を回転可能に支持する構成であるので、流体噴射口40から噴射される噴流の反動により弾性チューブ20をS字状に撓ませながら回転運動させる際に、流体噴射口40付近が筒状ガイド30の内壁に押圧される。
Since the
弾性チューブ20は、例えば、ポリウレタンやナイロン、シリコン、ゴム等の弾性材により形成された中空パイプからなり、内部を貫通する通路が流路となる。この弾性チューブ20は、上流側端部(基端側)20aが固定部材60の嵌合部62に圧入され、下流側端部(先端側)20bが筒状ガイド30の前端より所定長さ突出しており、開口部分が流体噴射口40になっている。
The
また、弾性チューブ20は、圧力流体が供給されない状態では、図2に示すように直線状に延在しているが、実際には、弾性材により形成されているので、重力によって先端部分が下方(重力方向)に撓んだ状態となる。そして、弾性チューブ20の中間部分及び先端部分の2箇所には回転力を筒状ガイド30の内壁に容易に伝達させることと、弾性チュ−ブ20を摩擦、衝撃から守る目的を併せ持った第1、第2の回転力伝達部材24,26が嵌合固定されている。この回転力伝達部材24,26は、夫々同一形状であり、弾性チューブ20の外周に嵌合する嵌合部24a,26aと、弾性チューブ20の外周より離間する方向に拡径されたテーパ状の弾性変形部24b,26bとを有する。弾性変形部24b,26bは、弾性を有する樹脂材により形成されており、後述する噴射動作時に筒状ガイド30の内壁に押圧されて弾性変形することにより筒状ガイド30の内壁に密着する。
In addition, the
すなわち、回転力伝達部材24,26は、弾性チュ−ブ20が筒状ガイド30に接触しないようにして弾性チューブ30を保護する保護機能と、流体噴射時の初期段階で起こる弾性チュ−ブ20の乱れた動きを素早く筒状ガイド30の内壁に伝達し、筒状ガイド30を瞬時に回転させる回転力伝達機能とを併せ持っている。そのため、弾性チューブ20に回転力伝達部材24,26を設けることにより、圧力流体の噴射による反動を推進力として受ける弾性チュ−ブ20は、筒状ガイド30の内壁に回転力伝達部材24,26を介して密着し、安定した回転力の伝達を行うことが可能になり、筒状ガイド30を同期回転させることができる。さらに、回転力伝達部材24,26は、弾性チューブ20の先端より圧力流体を噴射した洗浄処理作業において、ワークに当たって跳ね返った圧力流体の波動の衝撃(急激な反動)等を弾力的に吸収して緩和させたり、筒状ガイド30に密着し回転している弾性チュ−ブを回転軌道から離間させないクッション効果を得られる衝撃緩和機能も有する。
That is, the rotational
また、弾性チューブ20の内径は、固定部材60の嵌合部62の外径よりも小径であり、且つ外周に複数の係合突部を有する。そのため、弾性チューブ20の上流側端部20aは、固定部材60の嵌合部62に拡径された状態で圧入されることで、嵌合部62に密着して流体の漏洩を防止される。
The inner diameter of the
また、固定部材60は、圧力流体を供給される管路等に結合されるねじ部64を有する。尚、ねじ部64が螺入される部材としては、圧力流体の供給系路に設けられた取付部材やエア−ガン、洗浄ガンあるいは複数の取付部が並設された洗浄ユニットなどがある。
Further, the fixing
筒状ガイド30は、回転支持部50に支持される円筒形状の小径部32と、小径部32から軸線(中心線)に対して所定角度θで傾斜するテーパ状のガイド部34と、ガイド部34の先端側開口を覆うように形成された円筒形状の大径部36とを有する。筒状ガイド30の内周には、弾性チューブ20が挿通される空間38が形成されている。この空間38は、流体噴射時に弾性チューブ20が弾性変形することを許容するためのテーパ状スペースを形成している。
The
ガイド部34の傾斜角度θは、弾性チューブ20の撓み具合に応じて任意に設定することが可能である。また、大径部36は、流体噴射口40の旋回位置を規制する規制部として機能しており、且つ圧力流体の供給開始によって弾性チューブ20の回転運動が発生した時の流体噴射口40の噴射方向が前方(X方向)となるように噴射方向を規制する規制部としても機能している。
The inclination angle θ of the
筒状ガイド30の小径部32は、回転力伝達部材24の嵌合部24aに対向し、小径側ガイド部34aは回転力伝達部材24の弾性変形部24bに対向する。また、筒状ガイド30の大径側ガイド部34bは、回転力伝達部材26の嵌合部26aに対向し、大径部36が回転力伝達部材26の弾性変形部26bに対向する。
The
回転支持部50は、筒状ガイド30の小径部32を回転可能に支持する軸受52と、軸受52を弾性チューブ20が延在する軸線を回転中心とする位置に保持する保持部材54とを有する。また、軸受52は、ボールベアリング構造のものであり、保持部材54に保持された外輪52aと、筒状ガイド30の小径部32(基端)が嵌合される内輪52bと、外輪52aと内輪52bとの間で転動する複数のボール52cとから構成されている。内輪52bは、筒状ガイド30の小径部32に対して隙間無く嵌合されるため、小径部32と一体に回転する。
The
尚、軸受52としては、ボールベアリングに限るものではなく、筒状ガイド30の小径部32を低摩擦で回転可能に支持することが可能な構成であればボールが介在しない軸受を用いても良い。
The
ここで、上記のように構成された回転波動ノズル10の動作について図3を参照して説明する。図3に示されるように、回転波動ノズル10の固定部材60に加圧された圧力流体を供給すると、弾性チューブ20の通路を通過した流体が流体噴射口40からX方向に噴射される。弾性チューブ20は、弾性を有する樹脂チューブであるため、流体噴射口40か噴射された噴流の反動により半径方向(外側)に湾曲するように撓みを生じる。
Here, the operation of the
この初期の動作で弾性チューブ20の湾曲により半径方向(外側)何れかの方向に向いた流体噴射口40の噴射力により反対側方向に振られ、逆側に湾曲し、この動作を繰り返す振動が発生する。この振動は、重力と弾性チューブ20が丸い筒状であるために生ずる僅かな捩れ、精度、材質の不均一等が要因で、規則性のある首振り運動とはならならず、左右上下に方向を変化させたり、ときには円運動をする不規則な動きとなる。
In this initial operation, the
このときの弾性チューブ20は撓み、S字状から逆S字状の変化を繰り返す動きとなる。これは、この運動の原動力となる流体噴射口40の噴射力が常に先に動き大きな振幅をするのに比べ、長手方向中間部付近は追随するように遅れて動き、原動力を持たない小さな振幅となる。本実施例では、上記のような弾性チューブ20の流体噴射口40が不規則な旋回運動を増幅させながら、まず、弾性チューブ20の先端付近に設けられた回転力伝達部材26の弾性変形部26bが筒状ガイド30の大径部36の内壁に接近、到達して、密着する。そして、回転力伝達部材26は、前述の弾性チューブ20の不規則な動きにより生じる衝突角度の変化による力の方向を筒状ガイド30の大径部36の内壁に伝達し、筒状ガイド30の回転運動に変換させる。尚、この回転力伝達部材26が筒状ガイド30の大径部36の内壁に密着する際の動作としては、嵌合部26a及び弾性変形部26bが同時に接触する場合、あるいは篏合部26aまたは弾性変形部26b何れかが先、に接触した後に両方が密着する場合とがあり、筒状ガイド30の大径部36内壁の接触、密着する部位の形状により回転力伝達部材26の接触動作が変化する。
At this time, the
次に、長手方向の中間部分に設けられた回転力伝達部材24の弾性変形部24bが筒状ガイド30の小径部32の内壁に接近、到達して、密着する。そして、回転力伝達部材26は、前述の弾性チューブ20のS字状の変形動作により生じる弾性チューブ20の中間部分における力の掛かる角度の変化を筒状ガイド30の小径部32の内壁に伝達し、筒状ガイド30の回転運動に変換させる。この回転力伝達部材24が筒状ガイド30の小径部32の内壁に密着する際の動作としては、上記回転力伝達部材26と同様に、嵌合部24a及び弾性変形部24bが同時、あるいは篏合部24aまたは弾性変形部24b何れかが先、に接触した後に両方が密着する。
Next, the elastically
また、動きの激しい回転力伝達部材26に比べ、弾性チューブ20の中間部の回転力伝達部材24付近は、回転力伝達部材26がほぼ固定した後、緩やかに回転半径を増幅させ、筒状ガイド30の小径部32の内壁に接触し、さらに回転をさらに安定させる目的と同時に、回転力伝達部材26のみに掛かっていた押圧力を分離、軽減させる役割を合わせ持っている。
Further, compared to the rotational
弾性チューブ20の2箇所に設けられた回転力伝達部材24,26が筒状ガイド30の内壁に密着することにより弾性チューブ20が得た回転力を筒状ガイド30に効率よく伝達することが可能になる。その結果として、弾性チューブ20及び筒状ガイド30は、共に安定した一定周期の回転運動を行うことができる。
The rotational force obtained by the
このような回転動作を行う弾性チューブ20の変形状態は、前述のS字状から逆S字状に不規則変化する動きから、一定方向に回転しながら螺旋状S字状または逆S字状に変化する。これは先に回転力伝達部材26が筒状ガイド30の大径部36の内壁に到達し密着して回転の伝達が始まるのに比べ回転力伝達部材24はやや遅れて到達し、密着して回転をするときに生じる時間的な遅れによるもので、その変形度合はチューブの強度、太さ、噴射速度、噴射させる流体の種類等によって異なる。
The deformation state of the
従って、回転波動ノズル10は、前述した弾性チューブ20の変形動作により回転力伝達部材24,26が筒状ガイド30の内壁に密着した状態を保持したまま、筒状ガイド30を回転動作させるため、弾性チューブ20と筒状ガイド30との間で摺動動作による摩擦の発生が無く、弾性チューブ20が磨耗することを防止して耐久性を向上させることができる。そのため、弾性チューブ20の寿命を大幅に延ばすことができると共に、弾性チューブ20や筒状ガイド30の磨耗粉が発生しにくい機構となり、流体が吹き付けられた製品に磨耗粉が付着したり、磨耗粉による傷の発生も防止することが可能になる。また、弾性チュ−ブ20が受ける摩擦抵抗が小さく急激な捩れや戻りがなく、適度な遠心力も加わるため、弾性チュ−ブ20の先端が円滑に筒状ガイド30の内周に沿って円運動させることができる。
Therefore, the
さらに、回転力伝達部材24,26の弾性変形を伴う密着動作により、流体噴射時の初期段階で起こる弾性チュ−ブ20の乱れた動きを素早く筒状ガイド30の内壁に伝達して、筒状ガイド30を同期回転させることができる。
Further, due to the close contact operation accompanied by the elastic deformation of the rotational
また、軸受52に支持された筒状ガイド30は、弾性チューブ20と共に回転運動を行いながら流体噴射口40が一定の半径を有する円形軌道を繰り返すように弾性チューブ20をガイドする。そして、回転する流体噴射口40から噴射される流体は、螺旋状に噴射されるため、圧力流体の波動が一定の円形軌道をトレースするようにX方向に噴射される。このように、筒状ガイド30が回転することにより、弾性チュ−ブ20が受ける摩擦抵抗が小さく急激な捩れや戻りがなく、適度な遠心力も加わるため、弾性チュ−ブ20の先端の流体噴射口40を円滑に筒状ガイド30の内周に沿って円運動させることができる。
In addition, the
また、回転波動ノズル10では、弾性チューブ20の弾性変形に伴う噴射の反動が回転力伝達部材24,26を介して伝達される構成であるので、筒状ガイド30は回転力伝達部材24,26との接触により弾性チューブ20と一体に回転することで、回転力伝達部材24,26あるいは筒状ガイド30の摩擦抵抗が小さくなるため、磨耗粉が発生し難い構成になっている。
Further, in the
さらに、回転波動ノズル10では、回転力伝達部材24,26が筒状ガイド30に内壁に密着することにより、流体噴射時の初期段階で起こる弾性チュ−ブ20の乱れた動きを素早く筒状ガイド30の内壁に伝達し、回転させることが可能になっている。また、回転力伝達部材24,26は弾性チュ−ブ20の保護のみならず、筒状ガイド30の内壁に密着するため、安定した力の伝達が行なわれ筒状ガイド30を同期回転させることができる。これにより、回転波動ノズル10は、風速の強弱に拘わりなく、及び低速回転から高速回転まで安定した回転が可能になっているので、洗浄、水切り、除塵作業においても処理ムラなく安定した効果が得られる。
Further, in the
一方、弾性チューブ20は、上流側端部(固定端)20aが固定部材60に嵌合固定されているため、流体噴射口40が回転する際に筒状ガイド30との間で摩擦があると、上流側端部20aと下流側端部(自由端)20bとの間での捩じれ現象が発生する。しかしながら、本実施例では、筒状ガイド30が回転可能に支持されているので、筒状ガイド30の内壁が回転力伝達部材24,26の外周に対して相対回転することになる。
On the other hand, since the
従って、弾性チューブ20に、筒状ガイド30に対する摩擦による捩じれ現象が発生したとしても、回転力伝達部材の弾性変形部24b,26bが変形し、力を吸収するため、大きな衝撃や力がかからず、これによる磨耗や回転の乱れも防止されている。この機構により耐久性が大幅に高めることができている。
Therefore, even if a twisting phenomenon due to friction with the
このように回転力伝達部材24,26は、効率が良く、耐久性があり、安定した力の伝達構造と保護機能を有し、低速回転から高速回転まで安定した回転波動を得ることが可能になっているため、例えば、従来不可能とされている深い窪みや隙間を持ったワ−クの処理作業に対しても、安定した噴射波動を発生できるため、処理可能な領域が大きく広まり、処理時間の短縮化にも貢献できる。
As described above, the rotational
上記回転力伝達部材24,26の変化例として、前述のテ−パ状に形成される弾性変形部24b,26bと弾性チューブ20外周との間に、さらに柔らかいスポンジ材等を介在させて衝撃吸収性を保持させた状態にして、塵埃、液体等の飛沫からの保護等(ゴミ、汚れ等の滞留防止)をより高める構成とすることも可能である。
As a variation of the rotational
また、回転力伝達部材24,26の嵌合部24a,26aの内径を弾性チュ−ブ20の外径よりも大きくして、回転力伝達部材24,26を回転しやすくし、弾性チュ−ブ20の外周の取付箇所の前後(長手方向)に移動を規制するための樹脂リングを設ける構成としたものも可能である。例えば、耐熱、耐酸、耐アルカリ等の雰囲気下での使用を可能とするために、弾性チュ−ブ20がより柔らかい材質のものしか使用できない場合、弾性チュ−ブ20の外周を耐薬品性を有するコーティング剤などで補強した上で回転力伝達部材24,26を弾性チュ−ブ20に遊嵌させて軸方向への移動を可能とする構成とすることにより、比較的磨耗に弱い弾性チュ−ブ20を摩擦抵抗や捩れ、また捩れの戻りなどの動作から保護することも可能である。
Further, the inner diameters of the
尚、上記図1乃至図3に示す構成は、本発明の基本構成であり、上記構成に他の機能を付加した構成としても良いのは勿論である。 The configurations shown in FIGS. 1 to 3 are basic configurations of the present invention, and it is needless to say that other configurations may be added to the configuration described above.
ここで、変形例について説明する。図4は変形例1の構成を示す斜視図である。図5は変形例1の縦断面図である。尚、図4及び図5において、上記実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。 Here, a modified example will be described. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the first modification. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the first modification. 4 and 5, the same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図4及び図5に示されるように、変形例1の回転支持部70は、L字状に形成されたステンレス等の金属製のステー72と、ステー72の水平部72aに摺動可能に取り付けられた一対の締結部74と、両端が一対の締結部74に連結された金属ベルト76とを有する。ステー72の垂直部72bは、固定部材60が挿通されており、ナット61により固定部材60に固定されている。従って、ステー72は、弾性チューブ20の上流側端部(固定端)20aと軸受50との間に装架されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
金属ベルト76は、軸受52の外輪52bの外周に巻き掛けされるように逆U字状に装架されている。そのため、ビス78を締め付けることで一対の締結部74の間隔が狭くなると、金属ベルト76は、外輪52bの外周に対するクランプ力を増大する。また、一対の締結部74は、ビス78を弛めることにより離間する方向に移動して金属ベルト76のクランプ力を緩和させる。これにより、締結部74は、ステー72の水平部72aに沿って移動することが可能になる。
The
従って、締結部74及び金属ベルト76をX方向に摺動させることで軸受52に支持された筒状ガイド30をX方向に移動させることができるので、弾性チューブ20に対する筒状ガイド30の軸方向(X方向)の相対位置を調整することが可能である。そのため、流体の性質(温度、粘性等)に応じて弾性チューブ20に設けられた回転力伝達部材24,26と筒状ガイド30の内壁との当接位置を調整して弾性チューブ20の撓み具合を変更することで流体噴射口40から噴射される流体の波動を良好に保つことが可能になる。
Therefore, the
この変形例1の構成においても、上記実施例1と同様な効果が得られるのは勿論である。 Of course, in the configuration of the first modification, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
図6は変形例2の構成を示す斜視図である。図7は変形例2の縦断面図である。尚、図6及び図7において、上記実施例、変形例1と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the second modification. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the second modification. 6 and 7, the same parts as those in the above-described embodiment and
図6及び図7に示されるように、変形例2の筒状ガイド30は、内壁が円形ではなく、多角形(例えば、六角形や八角形や十二角形)80に形成されている。従って、弾性チューブ20に設けられた回転力伝達部材24,26は、筒状ガイド30の内壁に形成された角部82に密着した状態に保持されて回転力を角部82に伝達する。そのため、弾性チューブ20を通過した流体が流体噴射口40からX方向に噴射される際に発生する弾性チューブ20のばたつきが角部82によって抑制され、弾性チューブ20のばたつき(振動)が短時間で収束し、流体噴射口40から噴射される流体の波動も速やかに安定する。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
従って、この変形例2の構成においても、上記実施例1と同様な効果が得られる。 Therefore, also in the configuration of the second modification, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
図8は変形例3の構成を示す縦断面図である。尚、図8において、上記実施例、変形例1、2と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the third modification. In FIG. 8, the same parts as those in the above-described embodiment and the first and second modifications are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図8に示されるように、変形例3の回転支持部90は、コ字状に形成されたステンレス等の金属製のステー92と、ステー92の一対の水平部92a,92bに摺動可能に取り付けられた一対の締結部74と、両端が一対の締結部74に連結された金属ベルト76とを有する。ステー92の垂直部92cは、固定部材60が挿通されており、ナット61により固定部材60に固定されている。このように、軸受52は、一対の水平部92a,92bにより上下方向から支持されるため、高圧流体が流体噴射口40からX方向に噴射される際に発生する反動が増大した場合でも安定的に保持され、ふらつくことが無く、流体噴射口40から噴射される流体の波動も安定する。従って、この変形例3の構成においても、上記実施例1と同様な効果が得られる。
As shown in FIG. 8, the
金属ベルト76は、軸受52の外輪52bの外周に巻き掛けされるように、ステー92の一対の水平部92a,92bを跨ぐように逆U字状に装架されている。そのため、ビス78を締め付けることで一対の締結部74の間隔が狭くなると、金属ベルト76は、外輪52bの外周に対するクランプ力を増大する。また、一対の締結部74は、ビス78を弛めることにより金属ベルト76のクランプ力を緩和してステー72の水平部72aに沿って移動することが可能になる。
The
従って、締結部74及び金属ベルト76を上下に配置された一対の水平部92a,92bに沿ってX方向に摺動させることで軸受52に支持された筒状ガイド30をX方向に安定的に移動させることができるので、弾性チューブ20に対する筒状ガイド30の軸方向(X方向)の相対位置を調整することが可能である。
Therefore, the
図9は変形例4の構成を示す縦断面図である。尚、図9において、上記実施例、変形例1〜3と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。 FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the fourth modification. In FIG. 9, the same parts as those in the above embodiment and the first to third modifications are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図9に示されるように、変形例4の回転支持部100は、L字状に形成されたステンレス等の金属製のステー102と、ステー102の水平部102aの先端に設けられた締結部104と、締結部104と対向ように配置されたクランプ板106と、締結部104とクランプ板106との間に挿通された調整ボルト108とを有する。また、ステー102の垂直部102bは、固定部材60に固定されている。
As shown in FIG. 9, the
また、締結部104は、板状のスペーサ110を介して軸受52の外輪52bの一側(図9では左側)を挟持しており、調整ボルト108に螺合するナット112の締め付けによりクランプ板106が軸受52の外輪52bの他側(図9では右側)を挟持する。締結部104、クランプ板106、スペーサ110には、調整ボルト108を挿通するための孔(図示せず)が設けられており、ナット112の締め付けにより締結部104とクランプ板106との間隔を狭くするようにX方向のクランプ力を作用させることができる。
The
また、スペーサ110は、任意の厚さを有するが、複数枚介在させることで締結部104に対する軸受52のX方向位置を調整することが可能である。
Further, although the
従って、変形例4では、スペーサ110の枚数を変更することで軸受52に支持された筒状ガイド30をX方向に移動させることができるので、弾性チューブ20に対する筒状ガイド30の軸方向(X方向)の相対位置を調整することが可能である。
Therefore, in the fourth modification, the
また、筒状ガイド30は、小径部32の溝に嵌合された止め輪33により軸受52の内輪52bに対してX方向への移動が規制されており、軸受52からの脱落が防止されている。そのため、筒状ガイド30は、周辺機器あるいは被洗浄体などに接触した場合でも筒状ガイド30が軸受52から抜けることが無いように保持されている。
Further, the
図10は変形例5の構成を示す縦断面図である。尚、図10において、上記実施例、変形例1〜4と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。 FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the fifth modification. In FIG. 10, the same parts as those in the above embodiment and the first to fourth modifications are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図10に示されるように、変形例5の回転支持部120は、コ字状に形成されたステンレス等の金属製のステー122と、ステー122の一対の水平部122a,122bの端部に設けられた一対の締結部104,105と、締結部104と対向ように配置されたクランプ板106,107と、一対の締結部104,105とクランプ板106,107との間に挿通された調整ボルト108,109とを有する。また、ステー122の垂直部122cは、固定部材60に固定されている。
As shown in FIG. 10, the
このように、軸受52は、一対の水平部122a,122bにより上下方向から支持されるため、高圧流体が流体噴射口40からX方向に噴射される際に発生する反動が増大した場合でも安定的に保持され、ふらつくことが無く、流体噴射口40から噴射される流体の波動も安定する。
Thus, since the
また、締結部104,105は、板状のスペーサ110を介して軸受52の外輪52bの一側(図10では左側)を上下2箇所で挟持しており、調整ボルト108に螺合するナット112の締め付けによりクランプ板106,107が軸受52の外輪52bの他側(図10では右側)を上下2箇所で挟持する。締結部104,105、クランプ板106,107、スペーサ110,111には、調整ボルト108を挿通するための孔(図示せず)が設けられており、ナット112,113の締め付けにより締結部104とクランプ板106との間隔を狭くするようにX方向のクランプ力を作用させることができる。
Further, the
また、スペーサ110,111は、任意の厚さを有するが、複数枚介在させることで締結部104に対する軸受52のX方向位置を調整することが可能である。
Moreover, although the
従って、変形例4では、スペーサ110,111の枚数を変更することで軸受52に支持された筒状ガイド30をX方向に移動させることができるので、弾性チューブ20に対する筒状ガイド30の軸方向(X方向)の相対位置を調整することが可能である。
Therefore, in the fourth modification, the
図11は変形例6の構成を示す斜視図である。図12は変形例6の縦断面図である。尚、図11及び図12において、上記実施例、変形例1〜5と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。 FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the sixth modification. FIG. 12 is a longitudinal sectional view of Modification 6. In FIG. 11 and FIG. 12, the same parts as those in the above embodiment and the first to fifth modifications are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
図11及び図12に示されるように、変形例6の回転支持部130は、筒状ガイド30を収納する筒状に形成されたカバー部材132により構成されている。カバー部材132は、固定部材60が嵌合する小径嵌合部134と、小径嵌合部134より拡径されたテーパ部136と、テーパ部136の先端側に形成され、軸受52を収納する大径嵌合部138と、筒状ガイド30を覆うように形成されたガイドカバー部140とが一体成形されている。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
大径嵌合部138の内部には、軸受52の外輪52bが嵌合する段部142が設けられている。そして、大径嵌合部138の外周より螺入されたビス144により環状ストッパ146が軸受52の外輪52bの出口側端部の移動を規制している。
Inside the large-diameter
回転支持部130は、弾性チューブ20、筒状ガイド30、軸受52を収納した状態で軸受52を保持する構成であるので、弾性チューブ20、筒状ガイド30、軸受52を外部から保護することができ、例えば、噴射された流体の跳ね返りや周辺の雰囲気、あるいは太陽熱や寒冷地での冷気などからも回転部分を保護することができる。すなわち、回転支持部130を設けることにより、例えば噴射された流体及びゴミ、汚水、砂、泥等を伴った流体の跳ね返りから回転部分を保護すると共に、回転部への接触が原因によるノズル本体の破損、摩擦による発熱が原因の火災、あるいは人体との接触を防止する等の効果を得ることができる。
Since the
本発明の回転波動ノズルは、噴射する流体としては、気体、液体、気体・液体混合、気体・粉体混合等全ての流体を噴射可能に構成されており、流体によって使用が制限されないものである。 The rotating wave nozzle of the present invention is configured to eject all fluids such as gas, liquid, gas / liquid mixture, gas / powder mixture, etc. as the fluid to be ejected, and is not limited by the fluid. .
また、本発明の回転波動ノズルは、水切り、急速乾燥、除塵、洗浄作業、微細粒子の液体や粉体と気体との混合流体の噴霧、消火作業などの他、低周波振動が必要なマッサージ、樹脂や布皮革等のなめし等多くの用途に用いることが可能である。 In addition, the rotating wave nozzle of the present invention includes draining, rapid drying, dust removal, cleaning work, spraying of fine particle liquid or mixed fluid of powder and gas, fire extinguishing work, etc., massage requiring low frequency vibration, It can be used for many purposes such as tanning of resin and cloth leather.
10 回転波動ノズル
20 弾性チューブ
24,26 回転力伝達部材
30 筒状ガイド
32 小径部
34 ガイド部
36 大径部
38 空間
40 流体噴射口
50,70,90,100,130 回転支持部
52 軸受
54 保持部材
60 固定部材
72,92,102,122 ステー
74 締結部
76 金属ベルト
80 多角形
110,111 スペーサ
104,105 締結部
106,107 クランプ板
108,109 調整ボルト
132 カバー部材
134 小径嵌合部
136 テーパ部
138 大径嵌合部
140 ガイドカバー部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記筒状ガイドを回転可能に支持する回転支持部を設けたことを特徴とする回転波動ノズル。 In a rotating wave nozzle that supplies pressurized fluid to an elastic tube inserted through a cylindrical guide and rotates the fluid injection port by the action of a jet injected from a fluid injection port at the tip of the elastic tube.
A rotating wave nozzle comprising a rotation support portion for rotatably supporting the cylindrical guide.
前記筒状ガイドの基端を回転可能に支持する軸受と、
前記軸受を前記弾性チューブが延在する軸線を回転中心とする位置に保持する保持部材と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の回転波動ノズル。 The rotation support part is
A bearing that rotatably supports the proximal end of the cylindrical guide;
A holding member that holds the bearing at a position about the axis of rotation of the elastic tube as a rotation center;
The rotational wave nozzle according to claim 1, wherein
The bearing includes an outer ring held by the holding member, an inner ring to which a proximal end of the cylindrical guide is fitted, and a plurality of balls that roll between the outer ring and the inner ring. The rotational wave nozzle according to claim 2.
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