JP3226645U - ノズルヘッド及びノズル - Google Patents
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Abstract
【課題】吐出孔から吐出される流体の吐出圧を維持しつつ、吐出時の騒音を抑制するノズルヘッドを提供する。【解決手段】ノズルヘッド10はノズル管に着脱自在に装着される。ノズルヘッド10のヘッド本体58はヘッド基端部及びヘッド先端部56を有する。ヘッド基端部の内部には円筒体60がヘッド基端部と同軸に配設される。ヘッド先端部56にはヘッド基端部の内部の流体を吐出する複数の吐出孔64がヘッド本体58の中心軸Cとずれて配設される。ヘッド本体58の軸方向視で円筒体60は、内空間68が複数の吐出孔64の各々におけるヘッド本体58の径方向中心側に重なり、内周縁部が複数の吐出孔64の各々におけるヘッド本体58の径方向外側と重なる。【選択図】図4
Description
本考案は、流体の吐出孔が複数設けられたノズルヘッド及びそれを備えるノズルに関する。
例えば、ワークに堆積した油分を含む切粉や、ワークに付着した水滴等を除去するべく、圧縮エア等の高圧の流体を吐出するノズルヘッドが知られている。この種のノズルヘッドでは、流体の吐出圧を維持しつつ、吐出時の騒音を抑制することが望まれる。
そこで、例えば、特許文献1には、騒音の抑制等を図るべく、流体の吐出孔を複数設けたノズルヘッドを有するノズルが提案されている。ノズルは、ノズル管及びノズルヘッドを備え、ノズル管を介してノズルヘッドに流体が供給される。複数の吐出孔のそれぞれは、ノズルヘッドに対して、ノズル管の中心軸を始点として放射状に配置されている。また、複数の吐出孔は、互いの内径及び軸方向の長さが略同一となっている。これらから、複数の吐出孔のそれぞれを通過する流体の流量が互いに略同一になるとともに、各吐出孔内において流体が整流化されるため、騒音の抑制等が可能になるとのことである。
しかしながら、吐出孔から吐出される流体の吐出圧を維持しつつ、吐出時の騒音を抑制するノズルヘッド及びノズルとして十分なものは提案されていない。
本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、吐出孔から吐出される流体の吐出圧を維持しつつ、吐出時の騒音を抑制可能なノズルヘッド及びノズルを提供することを目的とする。
本考案の一態様は、流体吐出部に着脱自在に装着されるノズルヘッドであって、前記流体吐出部を介して軸方向の一端側から流体が流入可能な中空のヘッド基端部、及び該ヘッド基端部の軸方向の他端側を閉塞するヘッド先端部を有するヘッド本体と、前記ヘッド基端部の内部に、該ヘッド基端部と同軸に配設され且つ径方向の中心側に内空間が設けられた円筒体と、を備え、前記ヘッド先端部には、該ヘッド先端部を軸方向に貫通して前記ヘッド基端部の内部の前記流体を吐出する複数の吐出孔が、前記ヘッド本体の中心軸とずれて配設され、前記ヘッド本体の軸方向視で前記内空間は、前記複数の吐出孔の各々における前記ヘッド本体の径方向中心側と重なり、前記ヘッド本体の軸方向視で前記円筒体の内周縁部は、前記複数の吐出孔の各々における前記ヘッド本体の径方向外側と重なる。
本考案の別の一態様は、上記のノズルヘッドと、該ノズルヘッドが着脱自在に装着されるノズル管とを備える、ノズルである。
このノズルヘッドでは、軸方向視で複数の吐出孔のそれぞれが、ヘッド本体の中心軸とずれて配置されている。流体吐出部を介してヘッド基端部の内部に流入した流体の流速はヘッド本体の中心軸側で最大となる。このため、ヘッド本体の中心軸からずれて配置された複数の吐出孔のそれぞれから流体を吐出することで、流体の吐出圧を維持しながらも、吐出時の騒音を抑制することが可能になる。
また、このノズルヘッドでは、ヘッド基端部の内部に円筒体が設けられている。そして、ヘッド本体の軸方向視で円筒体の内空間は、複数の吐出孔の各々におけるヘッド本体の径方向中心側と重なる。ヘッド本体の軸方向視で円筒体の内周縁部は、複数の吐出孔の各々におけるヘッド本体の径方向外側と重なる。このように吐出孔と円筒体との配置を設定することによっても、流体の吐出圧を維持しつつ、吐出時の騒音を抑制することが可能になる。
以下、本考案に係るノズルヘッド及びノズルについて複数の好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
図1及び図2に示すように、本考案の実施形態に係るノズルヘッド10は、ノズル管12(流体吐出部)に着脱自在に装着されてノズル14を構成する。図1に示すように、ノズル14は、例えば、ガン本体16とともにエアブローガン18を構成し、ガン本体16に着脱自在に装着されることが好ましい。そこで、以下では、ノズル14は、エアブローガン18に備えられ、流体として圧縮エア(高圧エア)を吐出するものである場合を例に挙げて説明する。しかしながら、ノズル14は、特に上記の用途に限定されず、種々の装置に装着されて、種々の流体を吐出することが可能である。
ガン本体16は、例えば、国際公開第2019/073834号に開示されるような公知の構成を採用可能である。このため、以下では、ガン本体16の一例について概略構成のみを説明する。図1に示すように、ガン本体16は、ガン形状のハウジング部20と、ハウジング部20に対して回動可能に取り付けられたレバー22とを有する。
ハウジング部20は、作業者が把持するハンドル24と、不図示の圧縮エア供給源から圧縮エアが供給される供給口26と、ノズル14が装着される吐出口28とを有する。また、不図示ではあるが、ハウジング部20の内部には、供給口26と吐出口28とを連通させるガン流路と、ガン流路を開閉する弁部とが設けられている。弁部は、レバー22の回動に連動して開閉する。例えば、レバー22がハンドル24に接近する側に回動すると弁部が開状態となる。また、レバー22がハンドル24から離間する側に回動すると弁部が閉状態となる。
このため、作業者がハンドル24を把持してレバー22を握ると、ガン流路を介して供給口26と吐出口28とが連通し、吐出口28からノズル14に圧縮エアが流入する。一方、作業者が握っていたレバー22を解放すると、供給口26と吐出口28とが遮断されて、吐出口28からノズル14への圧縮エアの流入が停止する。なお、以下の説明では、吐出口28から吐出される圧縮エアの上流側を基端側(図1の矢印X1側)ともいい、下流側を先端側(図1の矢印X2方向)ともいう。
ノズル14は、ノズル管12と、該ノズル管12の基端側をガン本体16の吐出口28に固定する第1継手部30と、ノズル管12の先端側に第2継手部32を介して着脱自在に装着されるノズルヘッド10とを備える。ノズル管12は、内部にノズル管流路が形成された円管である。ノズル管流路は、吐出口28から第1継手部30を介して圧縮エアが流入し、該圧縮エアをノズルヘッド10に導く。本実施形態では、ノズル管12の内径D1(図2)は軸方向に同径である。また、ノズル管12の内径D1は、特に限定されるものではないが、例えば、9.0〜11.0mmとすることが好ましい。
第1継手部30は、吐出口28とノズル管流路とを連通させる中空状であり、継手本体34と、ユニオンナット36と、スリーブ38とを有する。継手本体34は、小内径部40が基端側に設けられ、小内径部40よりも内径が大きい大内径部42が先端側に設けられている。小内径部40は吐出口28に螺合される。また、大内径部42には、ノズル管12の基端側が挿入される。この際、小内径部40と大内径部42との内径差によって生じる段差44にノズル管12の基端面が当接可能となっている。
大内径部42の先端側の一部の内径は、先端から基端側に向かうにつれて縮径する。すなわち、大内径部42の先端側の内周には、該大内径部42の先端から基端側に向かうにつれてノズル管12の外周面に近接する方向に傾斜するテーパ状面46が設けられている。このため、テーパ状面46とノズル管12の外周面との間には隙間が形成されている。大内径部42の先端側の外周面には、雄ねじ48が形成されている。
スリーブ38の内側にはノズル管12が挿通される。このようにノズル管12が挿通されたスリーブ38は、ユニオンナット36にさらに挿通される。ユニオンナット36の先端側を除く内周には、大内径部42の雄ねじ48と螺合する雌ねじ50が形成されている。また、ユニオンナット36の先端の内周側には、スリーブ38の先端面に当接する段差部52が形成されている。スリーブ38の基端側は、テーパ状面46とノズル管12の外周面との間の隙間に挿入可能となっている。
つまり、第1継手部30では、継手本体34、スリーブ38、ユニオンナット36にノズル管12を挿通した状態で、継手本体34の雄ねじ48とユニオンナット36の雌ねじ50とを螺合させる。この螺合により、ユニオンナット36と継手本体34とが軸方向に近接すると、ユニオンナット36の段差部52に当接するスリーブ38が基端側に向かって押圧される。これによって、スリーブ38の基端側がテーパ状面46とノズル管12の外周面との間に進入していく。
つまり、雄ねじ48と雌ねじ50とを螺合させるほど、スリーブ38の基端側がテーパ状面46とノズル管12の外周面との間に進入する。このため、ユニオンナット36、継手本体34、スリーブ38を介してノズル管12に作用する締め付け力を大きくすることができる。その結果、第1継手部30によって、ガン本体16の吐出口28にノズル管12を簡単且つ強固に固定することが可能となる。
また、継手本体34の雄ねじ48とユニオンナット36の雌ねじ50との螺合を緩めることで、ユニオンナット36、継手本体34、スリーブ38を介してノズル管12に作用する締め付け力を小さくすることができる。このため、ガン本体16の吐出口28からノズル管12を取り外すことが可能になる。なお、第1継手部30は、ガン本体16の吐出口28にノズル管12を固定することが可能に構成されればよく、上記のような継手本体34、スリーブ38、ユニオンナット36を有するものに限定されない。
図1及び図2に示すように、ノズルヘッド10は、ヘッド基端部54及びヘッド先端部56を有するヘッド本体58と、円筒体60とを備える。本実施形態ではヘッド基端部54及びヘッド先端部56は、同一の材料から一体に形成されていることとするが、特にこれには限定されない。ヘッド基端部54は、ノズル管12を介して圧縮エアが流入可能な中空状である。また、本実施形態では、ヘッド基端部54の基端側に、第2継手部32を構成する接続部62が設けられ、該第2継手部32を介してヘッド基端部54の基端側とノズル管12の先端側とを連結可能である。接続部62の詳細については後述する。
ヘッド先端部56は、ヘッド基端部54の先端側を閉塞する。図2に示すように、ヘッド先端部56には、該ヘッド先端部56を軸方向に貫通してヘッド基端部54の内部の流体を吐出する複数の吐出孔64が、ヘッド本体58の中心軸Cとずれて配設されている。本実施形態では、図4に示すように、ヘッド先端部56には、該ヘッド先端部56の周方向に間隔を置いて3個の吐出孔64が設けられている。
また、図2に示すように、ヘッド本体58は、ヘッド先端部56の先端からヘッド基端部54側に向かって拡径するテーパ状部66を有する。このため、ヘッド先端部56では、吐出孔64を形成する内壁の軸方向の長さが、ヘッド本体58の径方向中心側よりも径方向外側で短くなる。吐出孔64の内壁の軸方向の最短長さLは特に限定されるものではないが、4.0〜6.0mmであることが好ましい。なお、ヘッド本体58は、テーパ状部66を備えず、ヘッド先端部56の外径及びヘッド基端部54の外径は軸方向に同径であってもよい。複数の吐出孔64のそれぞれの径D2は特に限定されるものではないが、3.0〜5.0mmであることが好ましい。
円筒体60は、ヘッド基端部54の内部に、該ヘッド基端部54と同軸に配設される。円筒体60は、例えば多孔質材料から円筒状に形成される。このため、円筒体60の径方向中心側には、内空間68が設けられている。円筒体60の内径D3は特に限定されるものではないが、6.0〜9.0mmであることが好ましい。
なお、円筒体60を形成する多孔質材料としては、ポリビニルホルマール樹脂(例えば、アイオン株式会社製の商品名「ベルイーターA」、平均気孔径80〜200μm)等が挙げられるが、特にこれに限定されるものではない。また、円筒体60は多孔質材料以外の材料から円筒状に形成されてもよい。
本実施形態では、ヘッド基端部54の内部に配設される円筒体60は交換可能である。上記の通り、ノズルヘッド10は、ノズル管12に対して着脱自在に装着される。図1に示すように、ノズルヘッド10をノズル管12から取り外した状態では、ヘッド基端部54の基端側は、外部に向かって開口する。このため、ヘッド基端部54の基端側の開口を介して、該ヘッド基端部54の内部に円筒体60を挿入すること及びヘッド基端部54の内部から円筒体60を取り出すことが可能である。
すなわち、ノズルヘッド10では、例えば、平均気孔径や内径D3が互いに異なる複数の円筒体60を用意することで、これらの複数の円筒体60から選択的にヘッド基端部54の内部に円筒体60を配設することができる。
図4に示すように、ヘッド基端部54の内部に円筒体60を配設した状態において、ヘッド本体58の軸方向視における円筒体60と複数の吐出孔64との位置関係は以下のように設定されている。すなわち、円筒体60の内空間68は、複数の吐出孔64の各々におけるヘッド本体58の径方向中心側と重なる。また、円筒体60の内周縁部は、複数の吐出孔64の各々におけるヘッド本体58の径方向外側と重なる。さらに、円筒体60の外周縁部は、複数の吐出孔64の各々よりもヘッド本体58の径方向外側に配置される。なお、円筒体60の外周縁部は、複数の吐出孔64の各々におけるヘッド本体58の径方向外側の縁部と同位置に配置されてもよいし、複数の吐出孔64の各々と重なって配置されてもよい。
図2に示すように、第2継手部32は、接続部62と、ユニオンナット70と、スリーブ72とを有する。接続部62は、ヘッド基端部54の基端から軸方向に突出する円環状である。接続部62の内部と、ヘッド基端部54の基端側の一部の内部とに、ノズル管12の先端側が挿入される。この際、ノズル管12の先端面12aと円筒体60の基端面60aとは当接する。
接続部62の基端側の一部の内径は、基端から先端側に向かうにつれて縮径する。すなわち、接続部62の基端側の内周には、該接続部62の基端から先端側に向かうにつれてノズル管12の外周面に近接する方向に傾斜するテーパ状面74が設けられている。このため、テーパ状面74とノズル管12の外周面との間には隙間が形成されている。接続部62の基端側の外周面には、雄ねじ76が形成されている。
スリーブ72の内側にはノズル管12が挿通される。このようにノズル管12が挿通されたスリーブ72は、ユニオンナット70にさらに挿通される。ユニオンナット70の基端側を除く内周には、接続部62の雄ねじ76と螺合する雌ねじ78が形成されている。また、ユニオンナット70の基端の内周側には、スリーブ72の基端面に当接する段差部80が形成されている。スリーブ72の先端側は、テーパ状面74とノズル管12の外周面との間の隙間に挿入可能となっている。
つまり、第2継手部32も基本的には第1継手部30と同様に構成される。第2継手部32では、接続部62、スリーブ72、ユニオンナット70にノズル管12を挿通した状態で、接続部62の雄ねじ76とユニオンナット70の雌ねじ78とを螺合させる。この螺合により、ユニオンナット70と接続部62とが軸方向に近接すると、ユニオンナット70の段差部80に当接するスリーブ72が先端側に向かって押圧される。これによって、スリーブ72の先端側がテーパ状面74とノズル管12の外周面との間に進入していく。
つまり、雄ねじ76と雌ねじ78とを螺合させるほど、スリーブ72の先端側がテーパ状面74とノズル管12の外周面との間に進入する。このため、ユニオンナット70、接続部62、スリーブ72を介してノズル管12に作用する締め付け力を大きくすることができる。その結果、第2継手部32によって、ノズル管12の先端にノズルヘッド10を簡単且つ強固に固定することが可能となる。
また、接続部62の雄ねじ76とユニオンナット70の雌ねじ78との螺合を緩めることで、ユニオンナット70、接続部62、スリーブ72を介してノズル管12に作用する締め付け力を小さくすることができる。このため、ノズル管12からノズルヘッド10を取り外すことが可能になる。なお、ノズル管12にノズルヘッド10を着脱自在とする構成は、上記の第2継手部32に限定されるものではなく、公知の連結構造を採用することが可能である。
本実施形態に係るノズルヘッド10及びノズル14は基本的には以上のように構成される。図1のエアブローガン18によりノズルヘッド10から圧縮エアを吐出する場合、ガン本体16の吐出口28にノズル管12を装着するとともに、ノズル管12にノズルヘッド10を装着する。そして、作業者がハンドル24を把持してレバー22を握ることで、吐出口28からノズル管12を介してヘッド基端部54の内部に圧縮エアが流入する。ヘッド基端部54の内部に流入した圧縮エアは、円筒体60の内空間68及び円筒体60の細孔を通過した後、複数の吐出孔64からそれぞれ吐出される。
複数の吐出孔64からの圧縮エアの吐出を停止する場合、作業者が握っていたレバー22を解放する。これによって、吐出口28からノズル管12を介したヘッド基端部54の内部への圧縮エアの流入が停止するため、吐出孔64からの圧縮エアの吐出も停止する。
以上から、本実施形態に係るノズルヘッド10及びノズル14では、複数の吐出孔64のそれぞれが、ヘッド本体58の中心軸Cとずれて配置されている。ノズル管12を介してヘッド基端部54の内部に流入した圧縮エアの流速はヘッド本体58の中心軸C側で最大となる。このため、ヘッド本体58の中心軸Cからずれて配置された複数の吐出孔64のそれぞれから圧縮エアを吐出することで、圧縮エアの吐出圧を維持しながらも、吐出時の騒音を抑制することが可能になる。
また、このノズルヘッド10及びノズル14では、ヘッド基端部54の内部に円筒体60が設けられている。そして、ヘッド本体58の軸方向視で円筒体60の内空間68は、複数の吐出孔64の各々におけるヘッド本体58の径方向中心側と重なる。ヘッド本体58の軸方向視で円筒体60の内周縁部は、複数の吐出孔64の各々におけるヘッド本体58の径方向外側と重なる。このように吐出孔64と円筒体60との配置を設定することによっても、圧縮エアの吐出圧を維持しつつ、吐出時の騒音を抑制することが可能になる。
従って、本実施形態に係るノズルヘッド10及びノズル14によれば、吐出孔64から吐出される圧縮エア(流体)の吐出圧を維持しつつ、吐出時の騒音を抑制することができる。
上記の実施形態に係るノズルヘッド10では、円筒体60は多孔質材料から形成されることとした。この場合、円筒体60の細孔の内部を圧縮エアが通過可能となることで、一層効果的に圧縮エアの吐出圧を維持しつつ、吐出時の騒音を抑制することが可能になる。
上記の実施形態に係るノズルヘッド10では、円筒体60は、ヘッド基端部54の内部に交換可能に配設されることとした。この場合、例えば、吐出孔64からの圧縮エアの吐出圧及び吐出流量に基づいて定められる仕事量(衝突力)や騒音レベルが互いに異なる複数の円筒体60を用意する。そして、エアブローガン18の使用環境や用途等に応じて、円筒体60を交換することで、仕事量の大きさ及び騒音レベルを調整することが可能になる。すなわち、簡単な構成でノズルヘッド10の汎用性を向上させることが可能になる。
上記の実施形態に係るノズルヘッド10では、ヘッド先端部56には、該ヘッド先端部56の周方向に間隔を置いて3個の吐出孔64が設けられていることとした。
上記の実施形態に係るノズルヘッド10では、ヘッド本体58は、ヘッド先端部56からヘッド基端部54側に向かって拡径するテーパ状部66を有することとした。
上記の実施形態に係るノズルヘッド10では、吐出孔64の内壁の軸方向の最短長さLは4.0〜6.0mmであることとした。
上記の実施形態に係るノズルヘッド10では、円筒体60の内径D3は6.0〜9.0mmであり、複数の吐出孔64のそれぞれの径D2は3.0〜5.0mmであることとした。
上記の実施形態に係るノズルヘッド10では、ヘッド本体58の軸方向視で、円筒体60の外周縁部は、複数の吐出孔64のそれぞれよりも、ヘッド本体58の径方向外側に配置されることとした。
これらの場合、各吐出孔64の有効断面積を良好に確保して、圧縮エアを効率的に吐出することが可能になる。ひいては、一層効果的に圧縮エアの吐出圧を維持しつつ、吐出時の騒音を抑制することが可能になる。
本考案に係るノズルヘッド10及びノズル14は、上述の実施形態に限らず、本考案の要旨を逸脱することのない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
例えば、上記の実施形態に係るノズルヘッド10は、ノズル管12に着脱自在に装着されることとしたが、特にこれに限定されるものではない。ノズルヘッド10は、ノズル管12を介さずガン本体16の吐出口28(流体吐出部)に直接着脱自在に装着されてもよい。
10…ノズルヘッド 12…ノズル管
14…ノズル 54…ヘッド基端部
56…ヘッド先端部 58…ヘッド本体
60…円筒体 64…吐出孔
66…テーパ状部 68…内空間
14…ノズル 54…ヘッド基端部
56…ヘッド先端部 58…ヘッド本体
60…円筒体 64…吐出孔
66…テーパ状部 68…内空間
Claims (10)
- 流体吐出部に着脱自在に装着されるノズルヘッドであって、
前記流体吐出部を介して軸方向の一端側から流体が流入可能な中空のヘッド基端部、及び該ヘッド基端部の軸方向の他端側を閉塞するヘッド先端部を有するヘッド本体と、
前記ヘッド基端部の内部に、該ヘッド基端部と同軸に配設され且つ径方向の中心側に内空間が設けられた円筒体と、
を備え、
前記ヘッド先端部には、該ヘッド先端部を軸方向に貫通して前記ヘッド基端部の内部の前記流体を吐出する複数の吐出孔が、前記ヘッド本体の中心軸とずれて配設され、
前記ヘッド本体の軸方向視で前記内空間は、前記複数の吐出孔の各々における前記ヘッド本体の径方向中心側と重なり、
前記ヘッド本体の軸方向視で前記円筒体の内周縁部は、前記複数の吐出孔の各々における前記ヘッド本体の径方向外側と重なる、ノズルヘッド。 - 請求項1記載のノズルヘッドにおいて、
前記円筒体は多孔質材料から形成される、ノズルヘッド。 - 請求項1又は2記載のノズルヘッドにおいて、
前記円筒体は、前記ヘッド基端部の内部に交換可能に配設される、ノズルヘッド。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載のノズルヘッドにおいて、
前記ヘッド先端部には、該ヘッド先端部の周方向に間隔を置いて3個の前記吐出孔が設けられている、ノズルヘッド。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載のノズルヘッドにおいて、
前記ヘッド本体は、前記ヘッド先端部から前記ヘッド基端部側に向かって拡径するテーパ状部を有する、ノズルヘッド。 - 請求項1〜5の何れか1項に記載のノズルヘッドにおいて、
前記吐出孔の内壁の軸方向の最短長さは4.0〜6.0mmである、ノズルヘッド。 - 請求項1〜6の何れか1項に記載のノズルヘッドにおいて、
前記円筒体の内径は6.0〜9.0mmであり、
前記複数の吐出孔のそれぞれの径は3.0〜5.0mmである、ノズルヘッド。 - 請求項1〜7の何れか1項に記載のノズルヘッドにおいて、
前記ヘッド本体の軸方向視で、前記円筒体の外周縁部は、前記複数の吐出孔のそれぞれよりも、前記ヘッド本体の径方向外側に配置される、ノズルヘッド。 - 請求項1〜8の何れか1項に記載のノズルヘッドと、該ノズルヘッドが着脱自在に装着されるノズル管とを備える、ノズル。
- 請求項9記載のノズルにおいて、
前記ノズル管は、エアブローガンのガン本体に装着される、ノズル。
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