JP7034352B1

JP7034352B1 - ノズル

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Publication number: JP7034352B1
Application number: JP2021051739A
Authority: JP
Inventors: 武長尾
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2041-03-25
Also published as: KR20220133775A; CN115121417A; JP2022149533A; US20220305501A1; EP4063022A1

Abstract

【課題】ノズルの装着穴に対して正確な方向に液体を噴射できるノズルを提供する。
【解決手段】ノズル（１０）は、直円筒のノズル装着穴（９３）と、ノズル装着穴（９３）に接続する吐出口（９７）と、装着雌ねじ（９６）と、を有するノズルホルダ（９１）に装着され、一端部に配置され、前記装着雌ねじ（９６）にはまりあう平行ねじである装着雄ねじ（１５）と、前記ノズル装着穴（９３）とはめ合う円柱部（１３）と、前記円柱部（１３）と同軸に配置された第１導入路（７２）と、前記円柱部（１３）と同軸に配置された円筒チョーク部（４３）と、前記第１導入路（７２）と前記円筒チョーク部（４３）を接続する円錐部（４１）と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体を噴射するノズルに関する。

ノズルチップがノズルケース内に押圧固定されたノズルが提案されている（例えば、実公昭４８－１３１８６号公報）。ノズルは、テーパねじを有する（例えば、スプレーイングシステムスジャパン合同会社製セラマックススプレーノズルカタログ、ブリテンＮｏ．Ｊ９８３Ｄ）。先に列挙した先行技術のノズルにおいて、ノズルの装着穴に対して、噴流が傾斜する場合があった。また、先行技術のノズルにおいては、ノズルチップを交換できない。

ノズルの装着穴に対して正確な方向に液体を噴射できるノズルを提供する。

本発明の第１の側面は、直円筒のノズル装着穴と、前記ノズル装着穴に接続する吐出口と、前記吐出口に配置された装着雌ねじと、を有するノズルホルダに装着されるノズルであって、
一端部に配置され、前記装着雌ねじにはまりあう平行ねじである装着雄ねじと、
前記ノズル装着穴とはめ合う円柱部と、
前記円柱部と同軸に配置された第１導入路と、
前記円柱部と同軸に配置され、前記第１導入路よりも小さい径を持つ円筒チョーク部と、
前記第１導入路と前記円筒チョーク部とを接続する円錐部と、を備える。

本発明の第２の側面は、直円筒のノズル装着穴と、前記ノズル装着穴に接続する吐出口と、前記吐出口に配置された装着雌ねじと、を有するノズルホルダに装着されるノズルであって、
ボディであって、
一端部に配置され、前記装着雌ねじにはまりあう平行ねじである装着雄ねじと、
前記ノズル装着穴とはめ合う円柱部と、
前記円柱部と同軸に配置されたチップ装着穴と、
前記チップ装着穴と接続し、前記円柱部と同軸に配置された第２導入路と、
前記一端部と反対側の他端部に配置されたキャップ雄ねじと
を有するボディと、
前記チップ装着穴に挿入されるノズルチップであって、
前記チップ装着穴とはめ合う外筒面と、
前記第２導入路と接続し、前記外筒面と同軸に配置され、前記第２導入路と同径の第３導入路と、
前記外筒面と同軸に配置され、前記第３導入路よりも小さい径を持つ円筒チョーク部と、
前記第３導入路と前記円筒チョーク部とを接続する円錐部と、
を有するノズルチップと、
ジェット通過穴と、前記キャップ雄ねじとはまりあうキャップ雌ねじと、を有するキャップと、を備える。

第１導入路は、ノズルの一端から延びる。円筒チョーク部はノズルの一端の反対側である他端から延びる。円柱部は、ノズルの中央部に配置される。円錐部は円錐台であり、一端部の底面が第１導入路と同径であり、他端部の底面が円筒チョーク部と同径である。円錐部は、第１導入路と円筒チョーク部を滑らかに接続する。円錐部は円柱部と同軸である。
第１拘束平面は、ノズル装着穴の端面に配置される。第１突き当て面は、円柱部の一端面に配置される。第１突き当て面と第１拘束平面の間を封止する第１パッキンを配置しても良い。

装着雄ねじは、ボディの一方端部に配置される。キャップ雄ねじはボディの一方端の反対側である他方端部に配置される。円柱部は、ボディの中央部の一方端寄りに配置される。チップ装着穴は、ボディの他端部から延びる。第２導入路は、ボディの一端部から延びる。第３導入路は、ノズルチップの一方端部に配置される。円筒チョーク部は、ノズルチップの他方端部から中央部にかけて配置される。
円錐部は円錐台であり、一端部の底面が第３導入路と同径であり、他端部の底面が円筒チョーク部と同径である。円錐部は、第３導入路と円筒チョーク部を滑らかに接続する。円錐部は外筒面と同軸である。
第１突き当て面は、円柱部の一端面に配置される。第１突き当て面と第１拘束平面の間を封止する第１パッキンを配置しても良い。
第２拘束平面は、チップ装着穴の一端面に配置される。第２突き当て面は、ノズルチップの一端面に配置される。第２突き当て面と第２拘束平面の間を封止する第２パッキンを配置しても良い。
キャップはノズルチップと共にボディに締結される。キャップはノズルチップをボディに押圧する。
第２導入路の径はチップ装着穴の径よりも小さい。円筒チョーク部の径は、ノズル穴径である。第２導入路と第３導入路は、一つの円筒穴である導入路を構成する。

本発明のノズルによれば、ノズルの装着穴に対して正確な方向に液体を噴射できる。

実施形態１のノズルの縦断面図実施形態２のノズルの斜視図実施形態２のノズルの縦断面図

（実施形態１）
図１に示すように、ノズル１０は、ノズルホルダ９１に装着される。例えば、ノズルホルダ９１は金属部材である。ノズルホルダ９１は、吐出口９７と、装着雌ねじ９６と、ノズル装着穴９３と、を有する。ノズルホルダ９１は、第１拘束平面９５を有しても良い。

ノズル装着穴９３は、直円筒であり、その円筒表面が滑らかに仕上げられる。ノズル装着穴９３の径は吐出口９７の径よりも大きい。

吐出口９７は、円筒穴であり、液体の流路である。吐出口９７は、ノズル装着穴９３の底面に接続する。好ましくは、ノズル装着穴９３と同心に配置される。

装着雌ねじ９６は、平行ねじである。好ましくは、装着雌ねじ９６の山の径は、吐出口９７と実質的に同一である。第１拘束平面９５は、ノズル装着穴９３の端面である。第１拘束平面９５は平面であり、平滑に仕上げられる。

ノズル１０は、装着雄ねじ１５と、円柱部１３と、スパナ掛け部１９と、導入路（第１導入路）７２と、円筒チョーク部４３と、円錐部４１と、を有する。ノズル１０は、第１突き当て面１２と、導入口２４と、を有しても良い。図１は円柱部１３の中心軸１で切断した断面図を示す。

装着雄ねじ１５は、ノズル１０の基端（一端）部に配置される。装着雄ねじ１５は、平行ねじであり、装着雌ねじ９６にはまりあう。

円柱部１３は、ノズル１０の中央部の基端寄りに配置される。円柱部１３は、直円柱であり、ノズル装着穴９３に挿入される。円柱部１３の径は装着雄ねじ１５の径よりも大きい。円柱部１３は、ノズル装着穴９３にはまり合う。第１突き当て面１２は、円柱部１３の端面に配置され、平滑に仕上げられる。

第１突き当て面１２は、第１拘束平面９５に密着して液封する。第１突き当て面１２と第１拘束平面９５は面同士が接触し、わずかに第１拘束平面９５が押しつぶされて密着することによって、第１突き当て面１２と第１拘束平面９５との隙間が液封される。

スパナ掛け部１９は、ノズル１０の中央部に、円柱部１３の先端側に配置される。例えば、スパナ掛け部１９は平行な二面である。スパナ掛け部１９は例えば６角柱であっても良い。

なお、第１突き当て面１２を省いても良い。第１突き当て面１２と第１拘束平面９５を直接接触させて液封せずに、パッキンを配置しても良い。パッキンは例えばＯリングや液体シールである。第１突き当て面にパッキン溝を配置して、パッキン溝内にパッキンを配置しても良い。

導入路７２は、ノズル１０の内部に、円柱部１３と同軸に配置される。導入路７２は、ノズル１０の基端から中央部にかけて配置される。導入路７２の内径が導入路径７９である。

導入口２４は、導入路７２の基端部に配置される。好ましくは、導入口２４は、断面が１／４円の丸みであり、ノズル１０の基端面から導入路７２に滑らかに接続する。
なお、導入路７２の径が装着雄ねじ１５の径に比べて比較的小さいときは、導入口２４は、先端方向に進むにつれて径が縮小する円錐部を有しても良い。

円筒チョーク部４３は、円筒穴であり、ノズル１０の先端（他端）部に配置される。円筒チョーク部４３は、円柱部１３と同軸に配置される。円筒チョーク部４３の内径がノズル穴径７１であり、円筒チョーク部４３の長さがチョーク長７３である。

円錐部４１は、導入路７２と円筒チョーク部４３とを接続する空洞部である。円錐部４１は、直円錐面を有し、外筒面３３と同軸に配置される。

本実施形態のノズル１０は、例えば数値制御される洗浄機に適用される。洗浄機は、例えば、特許第６１４７６２３号や特許第６２２７４９６号に開示される。ノズル１０は、例えば、水、水系洗浄液を噴出する。噴射圧力は、例えば、１．５ＭＰａ～５０ＭＰａである。

本実施形態によれば、ノズル１０は、全体が直円筒状であり、その内部形状は円柱部１３に同軸に配置される回転形状のため、ノズル１０は製造しやすく、かつ、正確な形状に仕上げやすい。そのため、ノズル１０から噴出する噴流の収束性、かい食性や傾きが改善する。ここで、収束性は、液体噴流の広がり具合をいい、収束性が高ければ噴流が直線的であることを示す。かい食性は、物体（個体）に噴流が衝突したときの物体へのダメージ及び破壊する威力を表す。傾きは、ノズル１０からの噴流の中心の傾きをいう。

ノズル１０は、平行ねじである装着雄ねじ１５によってノズルホルダ９１に装着され、円柱部１３がノズル装着穴９３にはめ合う。そのため、ノズル１０とノズルホルダ９１は、互いに同軸に組立てられる。そして、円筒チョーク部４３、円錐部４１及び導入路７２はノズル装着穴９３に対して正確に位置決めされる。そのため、ノズル１０がノズルホルダ９１にねじ込まれたときに、ノズル１０のノズルホルダ９１に対する傾斜が抑制される。
また、円柱部１３がノズル装着穴９３に同軸に配置されるため、第１突き当て面１２が均等に第１拘束平面９５を押圧できるため、第１突き当て面１２と第１拘束平面９５の密封性が高まる。

第１突き当て面１２は第１拘束平面９５と当接して、装着雄ねじ１５に加わる軸力によって第１拘束平面９５に対して押し付けられる。第１突き当て面１２が第１拘束平面９５に押し付けられるため、ノズル１０は円筒面及び平面の２面で拘束されるため、ノズル１０のノズルホルダ９１に対する傾斜がより抑制される。ノズル１０のノズルホルダ９１からの高さが正確に位置決めされる。そのため、ノズルホルダ９１に対するノズル１０全体の寸法と位置が正確に決められる。

円柱部１３がノズル装着穴９３とのはめ合うことや第１突き当て面１２と第１拘束平面９５が接触することにより、ノズル１０が例えば数値制御の洗浄機に装着されたときにおいて、ノズル１０が交換されたときに、ノズル１０が再現性良くノズルホルダ９１に装着される。ノズル１０が交換された前後において、噴流が洗浄対象物に衝突する位置及び角度の変化が抑制される。したがって、洗浄対象物の洗浄度合いを一定に保ちやすい。

第１突き当て面１２が第１拘束平面９５と面接触して液体を封止するため、組付け性が向上する。そして、シールテープやシール材などを介在させずにノズル１０がノズルホルダ９１に組付けられるため、ノズル１０がノズルホルダ９１に組付けられるときに、ノズル１０の傾きが更に抑制される。また、シール材などがノズル１０や吐出口９７の内部にはみ出すことがない。そのため、ノズル１０から噴出する噴流の収束性、かい食性や傾きの悪化が抑制される。

ノズル１０がノズル装着穴９３に対して正確に位置決めされるため、円筒チョーク部４３から噴出する液体噴流は、ノズル装着穴９３に沿ってより正確に噴射される。

なお、導入路７２の内部には、整流器が配置されても良い。整流器は、例えば特許６４１７１５８の整流器である。

例えば、ノズル穴径７１は、０．８ｍｍ～２．３ｍｍである。好ましくは、チョーク長７３は、ノズル穴径７１の３～６倍である。好ましくは、導入路径７９は、ノズル穴径７１の２～７倍である。望ましくは、導入路７２の長さ７７は、ノズル穴径７１の４～８倍である。好ましくは、円錐部４１の頂角７５は、６０度～９０度である。

（実施形態２）
図２及び図３に示すように、本実施形態のノズル１００は、ボディ１１１と、ノズルチップ３１と、キャップ５１と、を含む。ボディ１１１は円柱部１３を有する。図３は、円柱部１３の中心軸１を通過する平面で切断した断面図である。

ボディ１１１は、装着雄ねじ１５と、円柱部１３と、キャップ雄ねじ２１と、チップ装着穴２５と、第２導入路２３と、を有する。ボディ１１１は、第１突き当て面１２と、第２拘束平面２７と、スパナ掛け部１９と、導入口２４と、先端面２６と、を有して良い。

装着雄ねじ１５、円柱部１３と、スパナ掛け部１９と、キャップ雄ねじ２１とは、ボディ１１１の外面に基端から順に並んで配置される。円柱部１３は、ボディ１１１の中央部の基端寄りに配置される。

キャップ雄ねじ２１は、平行ねじであり、ボディ１１１の先端部に配置される。
先端面３７は、ボディ１１１の先端面であり、例えば平面である。

チップ装着穴２５は、有底円筒穴であり、ボディ１１１の先端から中央部にかけて配置される。チップ装着穴２５は、円柱部１３と同軸に配置される。チップ装着穴２５は平滑な内面を有する。第２拘束平面２７は、チップ装着穴２５の底面である。

第２導入路２３は、ボディ１１１の基端から、チップ装着穴２５に貫通して円柱部１３と同軸に配置される。第２導入路２３の導入路径７９は、チップ装着穴２５よりも小さい。導入口２４は、第２導入路２３の基端部に配置される。

ノズルチップ３１は、外筒面３３と、第３導入路３９と、円筒チョーク部４３と、円錐部４１と、を有する。ノズルチップ３１は、第２突き当て面３５と先端面３７と、を有しても良い。ノズルチップ３１は、金属やセラミックスの部材である。

ノズルチップ３１は、直円柱の外形を持つ。外筒面３３は、円筒面であり、チップ装着穴２５とはめ合う。先端面３７は、例えば平面である。第２突き当て面３５はノズルチップ３１の基端に配置される。第２突き当て面３５は、例えば平面である。

第２突き当て面３５は、第２拘束平面２７に密着して液封する。第２突き当て面３５と第２拘束平面２７は面同士が接触し、わずかに第２拘束平面２７が押しつぶされて密着することによって、第２突き当て面３５と第２拘束平面２７との隙間が液封される。外筒面３３がチップ装着穴２５に接触することにより、ボディ１１１とノズルチップ３１とが同軸に組立てられる。また、第２拘束平面２７と第２突き当て面３５が接触することにより、ノズルチップ３１がボディ１１１に対して軸方向に正確に組付けられる。

なお、第２突き当て面３５と第２拘束平面２７を直接接触させて液封せずに、パッキンを配置しても良い。パッキンは例えばＯリングや液体シールである。第２突き当て面にパッキン溝を配置して、パッキン溝内にパッキンを配置しても良い。

第３導入路３９は、ノズルチップ３１の基端部に配置される。第３導入路３９は、導入路径７９を持つ円筒穴である。第３導入路３９は、外筒面３３と同軸に配置される。
円筒チョーク部４３は、ノズルチップ３１の先端部に、外筒面３３と同軸に配置される。円錐部４１は、第３導入路３９と円筒チョーク部４３とを接続する。円錐部４１は、外筒面３３と同軸に配置される。

キャップ５１は、ジェット通過穴６１と、キャップ雌ねじ５５と、を有する。キャップ５１は、チップ支持穴５７と、スパナ掛け部５３と、を有して良い。キャップ５１は、円柱状又は六角柱状であり、基端部から大きくくり抜かれている。キャップの内面にキャップ雌ねじ５５が配置される。キャップ雌ねじ５５はキャップ雄ねじ２１とはまりあう。

ジェット通過穴６１は、キャップ５１の中央を貫通する。ジェット通過穴６１は、キャップ雌ねじ５５と実質的に同軸である。ジェット通過穴６１の径は、ノズル穴径７１よりも少し大きく、外筒面３３より大幅に小さい。

スパナ掛け部５３は、キャップ５１の外面に配置される。キャップ５１が六角柱状であるときは、その外面がスパナ掛け部５３である。スパナ掛け部５３は平行な二面でも良い。

チップ支持穴５７は、キャップ雌ねじ５５の底面に配置される。チップ支持穴５７は底面５９を有する。チップ支持穴５７は、キャップ雌ねじ５５と実質的に同軸である。チップ支持穴５７の径は外筒面３３の径と実質的に同一である。チップ支持穴５７は、外筒面３３とはめ合いでも良い。

キャップ５１は、ノズルチップ３１をはさんで、ボディ１１１にノズルチップ３１と共に締結される。先端面３７は、底面５９と接触する。キャップ５１は、ノズルチップ３１をボディ１１１に押圧する。そして、第２突き当て面３５が第２拘束平面２７と密着する。

望ましくは、ノズルチップ３１は、先端面２６より突出する。このとき、外筒面３３はチップ支持穴５７とはまりあう。そして、外筒面３３がチップ支持穴５７とはまりあうため、キャップ５１が円柱部１３に同軸に配置される。先端面３７は、底面５９と接触するため、キャップ５１のノズルホルダ９１からの高さが正確に位置決めされる。そのため、ノズルホルダ９１に対するノズル１０全体の寸法と位置が正確に決められる。
また、キャップ５１が中心軸１に同軸に配置されるため、キャップ５１によってノズルチップ３１をボディ１１１に対して均等に押圧できる。第２突き当て面３５が第２拘束平面２７を均等に押圧できるため、第２突き当て面３５と第２拘束平面２７の密封性が高まる。

ノズルチップ３１は、チップ装着穴２５に挿入され、キャップ５１によって固定される。ノズルチップ３１がボディ１１１に装着されたときに、第２導入路２３と第３導入路３９は、導入路７２を形成する。ノズルチップ３１とボディ１１１が同軸に組立てられるため、導入路７２は、一つの円筒穴を形成する。

本実施形態によれば、ノズルチップ３１とボディ１１１、及びボディ１１１とノズルホルダ９１は、互いに同軸に組立てられるため、円筒チョーク部４３、円錐部４１及び導入路７２はノズル装着穴９３に対して正確に位置決めされる。そのため、円筒チョーク部４３から噴出する液体噴流は、ノズル装着穴９３に沿ってより正確に噴射される。

ノズルチップ３１は、全体が直円筒であり、その内部形状は外筒面３３に同軸に配置される回転形状のため、ノズルチップ３１は製造しやすく、かつ、正確な形状に仕上げやすい。そのため、ノズル１０から噴出する噴流の収束性、かい食性や傾きが改善する。

ノズルチップ３１は、取り外し可能であるため、ノズルチップ３１やボディ１１１をそれぞれ交換可能である。ノズルチップ３１はボディ１１１に対して摩耗しやすいところ、それぞれの部材の摩耗量に応じて交換できるため、ノズル１０は経済的である。

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。

１０、１００ノズル
１３円柱部
２１キャップ雄ねじ
２３第２導入路
２５チップ装着穴
３１ノズルチップ
３３外筒面
３９第３導入路
４１円錐部
４３円筒チョーク部
５１キャップ
５５キャップ雄ねじ
６１ジェット通過穴
７２第１導入路
９１ノズルホルダ
１１１ボディ

Claims

直円筒のノズル装着穴と、前記ノズル装着穴の底面に接続する吐出口と、前記吐出口に配置された装着雌ねじと、を有するノズルホルダに装着されるノズルであって、
一端部に配置され、前記装着雌ねじにはまりあう平行ねじである装着雄ねじと、
前記ノズル装着穴の底面及び側面とはめ合う円柱部と、
前記円柱部と同軸に配置された第１導入路と、
前記円柱部と同軸に配置され、前記第１導入路よりも小さい径を持つ円筒チョーク部と、
前記第１導入路と前記円筒チョーク部とを接続する円錐部と、を備える、
ノズル。
前記ノズル装着穴は、第１拘束平面を有し、
前記ノズルは、前記第１拘束平面と接触する第１突き当て面を有する、
請求項１のノズル。
前記第１突き当て面は、第１拘束平面と面接触して、第１拘束平面との間を液封する、
請求項２のノズル。
直円筒のノズル装着穴と、前記ノズル装着穴に接続する吐出口と、前記吐出口に配置された装着雌ねじと、を有するノズルホルダに装着されるノズルであって、
ボディであって、
一端部に配置され、前記装着雌ねじにはまりあう平行ねじである装着雄ねじと、
前記ノズル装着穴とはめ合う円柱部と、
前記円柱部と同軸に配置されたチップ装着穴と、
前記チップ装着穴と接続し、前記円柱部と同軸に配置された第２導入路と、
前記一端部と反対側の他端部に配置されたキャップ雄ねじと
を有するボディと、
前記チップ装着穴に挿入されるノズルチップであって、
前記チップ装着穴とはめ合う外筒面と、
前記第２導入路と接続し、前記外筒面と同軸に配置され、前記第２導入路と同径の第３導入路と、
前記外筒面と同軸に配置され、前記第３導入路よりも小さい径を持つ円筒チョーク部と、
前記第３導入路と前記円筒チョーク部とを接続する円錐部と、
を有するノズルチップと、
ジェット通過穴と、前記キャップ雄ねじとはまりあうキャップ雌ねじと、を有するキャップと、を備える、
ノズル。
前記ノズル装着穴は、第１拘束平面を有し、
前記ボディは、前記第１拘束平面と接触する第１突き当て面を有する、
請求項４のノズル。
前記第１突き当て面は、第１拘束平面と面接触して、第１拘束平面との間を液封する、
請求項５のノズル。
前記チップ装着穴は、第２拘束平面を有し、
前記ノズルチップは、前記第２拘束平面と接触する前記第２突き当て面を有する、
請求項４～６のいずれかのノズル。
前記第２突き当て面は、第２拘束平面と面接触して、第２拘束平面との間を液封する、
請求項７のノズル。
前記ノズルチップは、前記ボディから突出し、
前記キャップは、前記外筒面とはめ合うチップ支持穴を有する、
請求項４～８のいずれかのノズル。