JP4427033B2

JP4427033B2 - 回転波動ノズル

Info

Publication number: JP4427033B2
Application number: JP2006079234A
Authority: JP
Inventors: 大輔林; 秀雄染谷
Original assignee: DAICO THERMOTEC CO.,LTD.
Current assignee: DAICO THERMOTEC CO.,LTD.
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2026-03-22
Also published as: JP2007253040A

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。

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。

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。

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。

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。
特開平１１−１２３３５０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（１）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作用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、
前記回転支持部は、
前記筒状ガイドの基端外周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、を有し、
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、
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の回転力伝達部材を有することを特徴とする。
（２）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作用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、
前記回転支持部は、
前記筒状ガイドの基端外周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、を有し、
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、
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の回転力伝達部材を有することを特徴とする。

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と共に、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、第１または第２の回転力伝達部材が筒状ガイドの内壁に密着するため、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伝達され、筒状ガイドを回転させることができる。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−ブの先端を筒状ガイドの回転と共に円運動させることができる。

さらに、第１または第２の回転力伝達部材が筒状ガイドの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−ブの乱れた動きを素早く筒状ガイドの内壁に伝達することが可能になるため、筒状ガイドを弾性チューブと同期回転させることが可能になっている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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２４，２６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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。回転波動ノズルを示す縦断面図である。回転波動ノズル１０の動作を示す縦断面図である。変形例１の構成を示す斜視図である。変形例１の縦断面図である。変形例２の構成を示す斜視図である。変形例２の縦断面図である。変形例３の構成を示す縦断面図である。変形例４の構成を示す縦断面図である。変形例５の構成を示す縦断面図である。変形例６の構成を示す斜視図である。変形例６の縦断面図である。

符号の説明

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

Claims

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作用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、
前記回転支持部は、
前記筒状ガイドの基端外周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、を有し、
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、
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の回転力伝達部材を有することを特徴とする回転波動ノズル。
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作用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、
前記回転支持部は、
前記筒状ガイドの基端外周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、を有し、
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、
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の回転力伝達部材を有することを特徴とする回転波動ノズル。