JP2009262026A - 液垂れ防止ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルの吐出口を開閉する弁による液体の遮断位置以降に、残液が付着しないようにする。
【解決手段】両端に内周径より小さい径の貫通孔２１ａ、２２ａが穿孔された壁部２１、２２を有する円筒状のシリンダ２と、シリンダ内に液密状態で摺動可能に嵌め込まれているピストン３と、一端がピストンと一体化され他端が一方の壁部２１の貫通孔２１ａから外部へ摺動可能に延出されているピストンロッド４とを備え、ピストンは、他方の壁部２２の貫通孔２２ａ側の面上に凸部３１が設けられ、凸部は、ピストンロッド及びピストンに穿孔された流動穴３２に連通する吐出孔３３が周面３１ａ上に貫通されると共に、他方の壁部の貫通孔を閉塞可能な形状に形成され、シリンダ内には、一方の壁部に当接してピストンを常時、他方の壁部方向に押圧し、吐出孔から吐出した液体の供給圧力により収縮するばね６が、ピストンロッドの周囲を覆うように組み込まれている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ばねの弾性力によって制御される弁を用いて液垂れを防止するノズルに関する。

従来から、弁を用いて液垂れを防止するノズルが知られている。このようなノズルは例えば図３（Ａ）に示すように、矢印で示す液体が供給される供給孔５１ａ及び供給孔５１ａより孔径が狭く形成され当該供給孔５１ａから流入した液体を吐出する吐出孔５１ｂを有するノズル本体５１と、供給孔５１ａに嵌合される供給パイプ５２と、吐出孔５１ｂに嵌合される吐出パイプ５３と、ノズル本体５１の供給孔５１ａ及び吐出孔５１ｂ内に内蔵され球状の弁体５４を弁座となる供給パイプ５２に弾性的に押圧する圧縮コイルばね５５とから構成されている（例えば、特許文献１参照）。圧縮コイルばね５５は、一方の座５５ａが吐出パイプ５３に当接して、他方の座５５ｂが弁体５４を常時、供給パイプ５２に押圧している。なお、供給パイプ５２のノズル本体５１に嵌合されている側には、Ｏリング等のシール材５６が固定され、弁体５４が圧縮コイルばね５５の弾性力で圧接することで液密状態にすることができる。

このように構成されたノズル５０は、液体が供給パイプ５２に所定値以上の供給圧力で供給されると、図３（Ｂ）に示すように、圧縮コイルばね５５の弾性力で供給パイプ５２に押圧されている弁体５４が当該圧縮コイルばね５５の弾性力に抗して押し下げられるので、供給パイプ５２から供給される液体を供給孔５１ａに流入させることができる。この際、圧縮コイルばね５５が完全には圧縮しないように設定されているので、当該圧縮コイルばね５５の素線間から吐出パイプ５３に液体を流入させることができる。即ち、供給パイプ５２から供給される液体の供給圧力により圧縮コイルばね５５を収縮させることで、液体を供給パイプ５２から吐出パイプ５３に導く流通路を形成することができる。

また、供給パイプ５２からの液体の供給を停止すると、図３（Ｃ）に示すように、当該圧縮コイルばね５５の弾性力により弁体５４が押し上げられ、当該弁体５４がシール材５６を介して供給パイプ５２に押圧されるので、供給パイプ５２に残存している液体が流通路に流入しないように遮断することができる。

特開２００１−７９４７３号公報

しかしながら、背景技術に記載した特許文献１のノズルでは、供給パイプ５２から供給されている液体を停止すると、圧縮コイルばね５５の弾性力により弁体５４を供給パイプ５２に押圧して当該液体の吐出パイプ５３への流入を遮断することができるが、遮断位置以降の弁体５４の表面、圧縮コイルばね５５及び吐出パイプ５３の内周面に残液が付着しているので、雫となって液垂れが生じてしまう難点があった。

また、液体を供給パイプ５２から吐出パイプ５３に導くには、圧縮コイルばね５５の素線間から吐出パイプ５３に液体を流入させなければならないので、液体の供給圧力の上限を設定しなければならなかった。

本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、弁による液体の遮断位置以降に残液が付着することのない構造にできる液垂れ防止ノズルを提供することを目的とする。

上述の目的を達成する本発明の液垂れ防止ノズルは、両端に内周径より小さい径の貫通孔が穿孔された壁部を有する円筒状のシリンダと、シリンダ内に液密状態で摺動可能に嵌め込まれているピストンと、一端がピストンと一体化され他端が一方の壁部の貫通孔から外部へ摺動可能に延出されているピストンロッドとを備えたシリンダ装置から成る液体注入ノズルであって、ピストンは、他方の壁部の貫通孔側の面上に凸部が設けられ、凸部は、ピストンロッド及びピストンに当該ピストンロッドの軸線方向に沿って穿孔され液体を流動させる流動穴に連通する吐出孔が周面上に貫通されると共に、他方の壁部の貫通孔を閉塞可能な形状に形成され、シリンダ内には、一方の壁部に当接してピストンを常時、他方の壁部方向に押圧し、液体が所定値以上の供給圧力で流動穴に供給されると、吐出孔から吐出した当該液体の供給圧力により収縮するばねが、ピストンロッドの周囲を覆うように組み込まれているものである。なお、本明細書において「液密」とは、２つの部材間において液が通過しない状態を意味する。また、本明細書において「摺動」とは、接触状態ですり動かすことを意味する。

このような第１の態様である液垂れ防止ノズルによれば、液体がピストンロッド及びピストンの流動穴に所定値以上の供給圧力で供給されると、シリンダの空洞内においてピストン、ピストンの凸部及び他方の壁部によって形成される閉鎖空間に、その液体がピストンの凸部の吐出孔から吐出することから、ばねの弾性力で他方の壁部に押し下げられているピストンがピストンロッドと共に当該ばねの弾性力に抗して押し上げられ、その閉鎖空間が開放されるので、ピストンロッド及びピストンの流動穴から供給される液体を、他方の壁部に穿孔された貫通孔から吐出させることができる。また、ピストンロッド及びピストンの流動穴からの液体の供給が停止されると、当該ばねの弾性力によりピストンロッド及びピストンがノズルの液体吐出方向である他方の壁部方向に押し下げられ、当該ピストンの凸部が他方の壁部の貫通孔を閉塞するので、ピストンロッド及びピストンの流動穴に残存している液体が他方の壁部の貫通孔に流入しないように遮断することができる。

このように、ピストンロッド及びピストンの移動をシリンダ内において制御するばねを、ノズルの液体吐出方向である他方の壁部方向ではなく、ノズルの液体供給方向である一方の壁部方向のシリンダ内に組み込むような構成にしたので、ノズルの先端部において残液が付着して雫となって液垂れが生じてしまうような構造にすることなくノズルの弁動作を機能させることができる。

本発明の第２の態様は第１の態様である液垂れ防止ノズルにおいて、他方の壁部の貫通孔は、ノズル先端に向かって内径が徐々に小さくなるテーパ状に形成され、凸部は、吐出孔が貫通した位置より先端方向の周面上にＯリングを嵌め込むための環状溝が設けられ、環状溝に嵌め込まれたＯリングがテーパ面に当接して液密状態になった場合には、凸部の先端面と他方の壁部の先端面との間は、液垂れするような雫が付着しない空間で形成されているものである。

このような第２の態様である液垂れ防止ノズルによれば、他方の壁部の貫通孔をピストンの凸部で閉塞した際に、Ｏリングによって確実に液漏れを防ぐと共に、残液が付着して、雫となって液垂れが生じてしまうことをも確実に防ぐことができる。

本発明の第３の態様は第１の態様または第２の態様である液垂れ防止ノズルにおいて、他方の壁部は、シリンダの内周面に対して着脱可能な構造で、装着した場合にはシリンダの内周面に対して液密状態である。

このような第３の態様である液垂れ防止ノズルによれば、他方の壁部をシリンダから外すことでピストンをピストンロッドと共にシリンダ内から容易に着脱でき、而も他方の壁部をシリンダに装着した場合にはシリンダの内周面に対して液密状態になるので、シリンダの内周面と他方の壁部の外周面との間から液体が漏れることを防ぐことができる。

本発明の液垂れ防止ノズルによれば、弁による液体の遮断位置以降に残液が付着することのない構造なので、雫による液垂れを確実に防ぐことができる。

以下、本発明の液垂れ防止ノズルを実施するための最良の形態例について、図面を参照して説明する。

本発明の液垂れ防止ノズルは図１（Ａ）に示すように、両端に内周径より小さい径の貫通孔２１ａ、２２ａが穿孔された壁部２１、２２を有する円筒状のシリンダ２と、シリンダ２内に液密状態で摺動可能に嵌め込まれているピストン３と、一端がピストン３と一体化され他端が一方の壁部２１の貫通孔２１ａから外部へ摺動可能に延出されているピストンロッド４とを備えたシリンダ装置ＣＤで構成されている。

シリンダ２は、一方の壁部２１がシリンダ本体２０と一体化され、他方の壁部２２がシリンダ本体２０の内周面２０ａに着脱可能な構造になっている。このような構造の他方の壁部２２は、例えば円柱状に形成され、シリンダ本体２０の他方の壁部２２が装着される内周面２０ａの嵌合部位２０ｂが、当該内周面２０ａの孔径より大きく形成されている。したがって、他方の壁部２２をシリンダ本体２０の嵌合部位２０ｂに嵌め込んだときに、内周面２０ａと嵌合部位２０ｂとの境界部に形成される段差２０ｃに当接させることができるので、その位置で嵌合部位２０ｂから他方の壁部２２が外れないように穴用止め輪５によって固定できるように構成させる。このように他方の壁部２２及びシリンダ本体２０の嵌合部位２０ｂを構成することで、他方の壁部２２をシリンダ本体２０から外して、ピストン３をピストンロッド４と共にシリンダ内から容易に着脱できるようになる。

また、このような他方の壁部２２は、シリンダ本体２０の内周面２０ａと他方の壁部２２の外周面２２ａとの間から液体が漏れることを防ぐために、外周面２２ｂ上にＯリング２３を嵌め込むための環状溝２２ｃが設けられている。このように他方の壁部２２の外周面２２ｂとシリンダ本体２０の嵌合部位２０ｂとの間にＯリング２３を介在させ液密状態にすることで、シリンダ本体２０の嵌合部位２０ｂと他方の壁部２２の外周面２２ｂとの間から液体が漏れることを防ぐことができる。

ピストン３は、他方の壁部２２の貫通孔２２ａ側の面上に凸部３１が設けられ、この凸部３１は、ピストンロッド４及びピストン３に当該ピストンロッド４の軸線方向に沿って穿孔され液体を流動させる流動穴３２に連通する吐出孔３３が周面３１ａ上に例えば等間隔で４箇所に貫通されている。このような凸部３１は、他方の壁部２２の貫通孔２２ａを閉塞可能な形状に形成されている。

具体的には、他方の壁部２２の貫通孔２２ａが、ノズル先端に向かって内径が徐々に小さくなるテーパ状に形成されている。凸部３１は、吐出孔３３が貫通した位置より先端方向の周面上にＯリング３４を嵌め込むための環状溝３５が設けられている。また、凸部３１の環状溝３５より先端部３６の形状は、環状溝３５に嵌め込まれたＯリング３４が貫通孔２２ａのテーパ面に圧接して液密状態になった場合に、当該貫通孔２２ａのテーパ面に接触するような外径で形成されている。さらに、環状溝３５に嵌め込まれたＯリング３４が貫通孔２２ａのテーパ面に圧接して液密状態になった場合には、凸部３１の先端面３１ｂと他方の壁部２２の先端面２２ｄとの間ｔは、液垂れするような雫が付着しない空間で形成されるように構成されている。このように、他方の壁部２２の貫通孔２２ａと、ピストン３の凸部３１とを構成することで、他方の壁部２２の貫通孔２２ａをピストン３の凸部３１で閉塞した際に、Ｏリング３４によって確実に液漏れを防ぐと共に、残液が付着して、雫となって液垂れが生じてしまうことをも確実に防ぐことができる。

また、ピストン３の外周面３ａ上には、当該ピストン３の外周面３ａ及びシリンダ本体２０の内周面２０ａ間を液密状態にするためのＯリング３７を嵌め込むための環状溝３８が設けられている。

シリンダ本体２０内には、一方の壁部２１に当接してピストン３を常時、他方の壁部２２方向に押圧し、液体が所定値以上の供給圧力で流動穴３２に供給されると、吐出孔３３から吐出した当該液体の供給圧力により収縮するばね６が、ピストンロッド４の周囲を覆うように組み込まれている。なお、ばね６は収縮させることで弾性力が増す構成なので、例えば圧縮コイルばねが好適である。

このように構成された液垂れ防止ノズル１の動作について、以下説明する。なお、液体の流れは図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）においては、矢印によって示している。

ピストンロッド４及びピストン３の流動穴３２に、ばね６を圧縮させるための所定値以上の供給圧力で液体を供給すると、図１（Ｂ）に示すように、シリンダ２の空洞内においてピストン３、ピストン３の凸部３１及び他方の壁部２２によって形成される閉鎖空間に、その液体がピストン３の凸部３１の吐出孔３３から吐出するので、ばね６の弾性力で他方の壁部２２に押し下げられているピストン３がピストンロッド４と共に当該ばね６の弾性力に抗して押し上げられる。ピストン３がピストンロッド４と共に押し上げられると、その閉鎖空間が開放されるので、ピストンロッド４及びピストン３の流動穴３２から供給される液体を、他方の壁部２２に穿孔された貫通孔２２ａから吐出させることができる。

また、ピストンロッド４及びピストン３の流動穴３２からの液体の供給を停止すると、図１（Ｃ）に示すように、当該ばね６の弾性力によりピストンロッド４及びピストン３がノズルの液体吐出方向である他方の壁部２２方向に押し下げられ、当該ピストン３の凸部３１の環状溝３５に嵌め込まれているＯリング３４が他方の壁部２２の貫通孔２２ａのテーパ面に圧接するので、当該他方の壁部２２の貫通孔２２ａを液密状態で閉塞する。このように、ピストン３の凸部３１の環状溝３５に嵌め込まれているＯリング３４で他方の壁部２２の貫通孔２２ａを閉塞することで、ピストンロッド４及びピストン３の流動穴３２に残存している液体が他方の壁部２２の貫通孔２２ａに流入しないように遮断することができる。

このように、ピストンロッド４及びピストン３の移動をシリンダ２内において制御するばね６を、ノズルの液体吐出方向である他方の壁部２２方向ではなく、ノズルの液体供給方向である一方の壁部２１方向のシリンダ２内に組み込むような構成にしたので、ノズルの先端部において残液が付着して雫となって液垂れが生じてしまうような構成部品を使用することなく、他方の壁部２２に穿孔された貫通孔２２ａの開閉を弁動作で行うことができる。また、この液垂れ防止ノズル１は、ばね６が圧縮して素線が密着状態になっても流体の流通路には影響を及ぼさないので、液体の供給圧力をノズルの流体に対する耐圧限度内において上限を設定する必要なくなる。

なお、本発明の液垂れ防止ノズルは上述した図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す構造のものに限らず、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すような液垂れ防止ノズルでもよい。この図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）においては、図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）と同一の構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。

図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す液垂れ防止ノズル１０は、ピストン３の凸部３０１の形状が、図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すピストン３の凸部３１の形状と異なり、また、他方の壁部２２０の形状が、図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す他方の壁部２２の形状と異なる。具体的には、ピストン３の凸部３１０の先端面３１０ａを平面にし、他方の壁部２２０の内側平面２２０ａに対して密着可能に構成させる。この他方の壁部２２０は図２のようにシリンダ本体２０と一体化してもよいが、上述の液垂れ防止ノズル１のような分離構造にすることで、他方の壁部２２０をシリンダ本体２０から外して、ピストン３をピストンロッド４と共にシリンダ内から容易に着脱できるようになる。また、凸部３１０の周面３１０ｂ上に、流動穴３２に連通する吐出孔３３が例えば等間隔で４箇所に貫通されている。

このように構成されたピストン３の凸部３１０及び他方の壁部２２０は、何れか一方の平面にＯリングを嵌め込むための環状溝（図示せず）を設け、その環状溝にＯリング（図示せず）を嵌め込むことで、上述した液垂れ防止ノズル１と同様に、環状溝に嵌め込まれたＯリングが何れか一方の平面に当接して液密状態になった場合に、ピストン３の凸部３１０の先端面３１０ａと他方の壁部２２０の先端面２２０ｂとの間ｔを、液垂れするような雫が付着しない空間で形成されるように構成することができる。このような液垂れ防止ノズル１０によれば、上述した液垂れ防止ノズル１と同様に、ピストンロッド４及びピストン３の移動をシリンダ２内において制御するばね６を、ノズルの液体吐出方向である他方の壁部２２０方向ではなく、ノズルの液体供給方向である一方の壁部２１方向のシリンダ２内に組み込むような構成にしたので、ノズルの先端部において残液が付着して雫となって液垂れが生じてしまうような構成部品を使用することなく、他方の壁部２２０に穿孔された貫通孔２２０ｃの開閉を弁動作で行うことができる。

このように構成された液垂れ防止ノズル１、１０は、例えば自動車製造工場の生産ラインにおいて、自動車のウォッシャータンクにウィンドウウォッシャー液を注入する注入ノズルに好適である。この注入ノズルはウィンドウウォッシャー供給装置の工場内取り回し用のホースの先端に装着されている。装着は、ワンタッチで着脱自在なアタッチメント機構や、ねじ機構等によって行われる。このようなウィンドウウォッシャー液を注入する注入ノズルに液垂れ防止ノズル１、１０を適用することで、生産ライン上を移動する自動車のウォッシャータンクに、液垂れ防止ノズル１、１０を所定待機位置から移動してウィンドウウォッシャー液を注入後、所定待機位置に戻しても、液垂れ防止ノズル１、１０の吐出側に残液が付着して、雫となって液垂れが生じてしまうことを確実に防ぐことができるので、生産ライン上で新車の質感が損なわれてしまう不具合を回避できる。

なお、上述した実施例においては、他方の壁部２２をシリンダ本体２０に固定するために、穴用止め輪５を使用していたが、これに限らず、ねじ機構によって固定してもよく、２つの部材を固定できる既知の構造ならばどのような構造のものでもよい。この際、Ｏリングやシーリング材によって液密状態にできるような構造にさせる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

本発明の液垂れ防止ノズルにおける好ましい実施の形態例を示す断面図で、（Ａ）は液体を供給前の図、（Ｂ）は液体を供給中の図、（Ｃ）液体を供給後の図である。 本発明の液垂れ防止ノズルにおける好ましい他の実施の形態例を示す断面図で、（Ａ）は液体を供給前の図、（Ｂ）は液体を供給中の図、（Ｃ）液体を供給後の図である。 従来のノズルの断面図で、（Ａ）は液体を供給前の図、（Ｂ）は液体を供給中の図、（Ｃ）液体を供給後の図である。

符号の説明

１、１０……液垂れ防止ノズル
２……シリンダ
２１……一方の壁部
２１ａ……貫通孔
２２……他方の壁部
２２ａ……貫通孔
３……ピストン
３１、３１０……凸部
３１ａ、３１０ｂ……周面
３２……流動穴
３３……吐出孔
３４……Ｏリング
３５……環状溝
６……ばね

Claims (3)

1. 両端に内周径より小さい径の貫通孔が穿孔された壁部を有する円筒状のシリンダと、前期シリンダ内に液密状態で摺動可能に嵌め込まれているピストンと、一端が前記ピストンと一体化され他端が一方の前記壁部の前記貫通孔から外部へ摺動可能に延出されているピストンロッドとを備えたシリンダ装置から成る液体注入ノズルであって、
   前記ピストンは、他方の前記壁部の前記貫通孔側の面上に凸部が設けられ、
   前記凸部は、前記ピストンロッド及び前記ピストンに当該ピストンロッドの軸線方向に沿って穿孔され液体を流動させる流動穴に連通する吐出孔が周面上に貫通されると共に、前記他方の壁部の前記貫通孔を閉塞可能な形状に形成され、
   前記シリンダ内には、前記一方の壁部に当接して前記ピストンを常時、前記他方の壁部方向に押圧し、前記液体が所定値以上の供給圧力で前記流動穴に供給されると、前記吐出孔から吐出した当該液体の供給圧力により収縮するばねが、前記ピストンロッドの周囲を覆うように組み込まれていることを特徴とする液垂れ防止ノズル。
2. 前記他方の壁部の前記貫通孔は、ノズル先端に向かって内径が徐々に小さくなるテーパ状に形成され、
   前記凸部は、前記吐出孔が貫通した位置より先端方向の周面上にＯリングを嵌め込むための環状溝が設けられ、前記環状溝に嵌め込まれた前記Ｏリングが前記テーパ面に当接して液密状態になった場合には、前記凸部の先端面と前記他方の壁部の先端面との間は、液垂れするような雫が付着しない空間で形成されていることを特徴とする請求項１記載の液垂れ防止ノズル。
3. 前記他方の壁部は、前記シリンダの内周面に対して着脱可能な構造で、装着した場合には前記シリンダの前記内周面に対して液密状態であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液垂れ防止ノズル。

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