JP7040733B2 - ワンピース型のスプレーノズル・クイックディスコネクト保持キャップを有するスプレーノズルアセンブリ - Google Patents

Description

関連出願の参照

[0001]本願は２０１７年９月１９日に出願された米国特許出願第６２／３９６，６４１号の利益を主張する。当該米国特許出願は参照によって本願に援用される。

[0002]本発明はスプレーノズルアセンブリに関し、特に、複数の吐出オリフィスを有し、クイックディスコネクト組み立てを行ない易く、液体供給ブームなどから取り外しし易いスプレーノズルアセンブリに関する。

[0003]多岐に渡る農業用途にクイックディスコネクトスプレーノズルアセンブリが用いられている。一般的に、農業用スプレーヤはブームに沿って離間した関係を持って取り付けられた複数のスプレーノズルアセンブリを有する長尺の液体供給ブームを備える。クリーニングまたは特定のスプレー用途のための交換のために、スプレーノズルを素早く容易に組み立て、ブームから取り外し、交換することを可能にすることが望ましい。これを行なうために、スプレーノズルを保持キャップに組み立てることが知られており、これは、ブームと流体連通して取り付けられる液体供給ステムにクイックディスコネクト取り付けするのに好適である。一般的に、スプレーノズルと保持キャップとはプラスチック射出成形によって個別に製造される。

[0004]複雑に構成される多数の吐出オリフィスを含むことが多くの場合に望ましいスプレーノズルと、一般的に内部カム固定要素を含むクイックディスコネクト保持キャップとが複雑であるので、多数の部品の製造と煩雑な取り扱いとを最小にすることが多くの場合に望ましいが、出願人の先行米国特許第４，５２７，７４５号明細書、先行米国特許第５，１９０，２２２号明細書、先行米国特許第５，２７５，３４０号明細書、先行米国特許第５，３３３，７９４号明細書、先行米国特許第６，７４９，１３４号明細書、先行米国特許第５，３３３，７９４号明細書および先行米国特許第７，３８０７３２号明細書を含む先行技術で長らく教示されたように、従来、このような部品を別々に設けることが行なわれていた。

[0005]本発明の目的は、より簡単に取り扱い、より安価に製造するのに好適なクイックディスコネクトスプレーノズルアセンブリを提供することである。

[0006]別の目的は、プラスチック射出成形によって安価に製造し易いワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（エアキャップともいう）を有する、上記を特徴とするスプレーノズルアセンブリを提供することである。

[0007]さらなる目的は、複雑に構成される多数の液体霧吐出オリフィスを有する上記の種類のクイックディスコネクトスプレーノズルアセンブリを提供することである。

[0008]さらに別の目的は、噴霧中に液体霧化を容易にするための空気吸引前段オリフィスインサートを受け入れるために設計された前述のタイプのワンピース型スプレーノズル・保持キャップを提供することである。

[0009]本発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明を理解し図面を参照すれば、明らかになる。

スプレーブームに沿って横方向に離間する関係を持って取り付けられている本発明を具体化する複数のスプレーノズルアセンブリの部分図解である。 スプレーブームに対して取り付けられる関係を持つスプレーノズルアセンブリの１つの拡大部分断面図である。 スプレーノズルアセンブリの１つの拡大斜視図である。 線４－４の平面で切断した図３に示されているスプレーノズルアセンブリの縦断面図である。 線５－５の平面で切断した図３に示されているスプレーノズルアセンブリの縦断面図である。 図３に示されているスプレーノズルアセンブリの空気吸引前段オリフィスインサートの側面図である。

[0016]本発明では様々な修正および代替構成が可能であるが、その例示的実施形態が図面に示されており、詳細に以下で説明する。ただし、本発明を開示されている特定の形態に限定する意図はなく、それ以上に、その意図は、本発明の精神および範囲に含まれるすべての修正、代替構成および均等物をカバーすることであると理解されたい。

[0017]以下、特に図面を参照して、図中、農業用スプレーヤのブームなどのスプレーブーム１０が示されており、スプレーブーム１０には、本発明による複数のスプレーノズルアセンブリ１１が取り付けられている。この例のブーム１０は、供給液体を導く管部材である。各スプレーノズルアセンブリ１１は、ブーム１０の一方の側にある開口を通ってブーム１０内まで延びるニップル１４を有する液体流入ステム１２を含む。ブーム１０に供給される加圧液体は、ニップル１４を通ってステム１２に流入し、その外側末端部にて取り付けられたスプレーノズルアセンブリ１１を通りそこから吐出されるよう、ステム１２内の中央流体通路１５を流通する。ステム１２はブーム１０にクランプ１６のような適切な手段によって固定され、外側端部の近傍にある径方向に互いに正対する１対の固定ラグ１８を有する。

[0018]本発明に係れば、スプレーノズルアセンブリ１１は、簡単に取り扱うことができ、安価に樹脂射出成形するのに好適なワンピーススプレーノズル・保持キャップ２０を含む。図示のスプレーノズル・保持キャップ２０は、上流側のキャップ部２１と、下流側のノズル部２２と、キャップ部とノズル部２１，２２との間にあり、これらと一体化されている中間部２４とを含む。

[0019]キャップ部２１は円筒形状であり、液体流入ステム１２の外側端部を覆うように入れ子式に配置するよう構成された上流側の開放端部を有する。キャップ部２１は、本願と同じ出願人に譲渡された米国特許第４，５２７，７４５号明細書（当該米国特許の開示は参照によって本明細書に援用される）で開示されているように、ステム２１の固定ラグ１８を覆うように配置するための、内部に形成された軸線方向に向いた進入スロット２３と、ステム１２上でキャップ部２１を回転させるのにともなって固定状態になるまでキャップ部２１をステム１２上に引き込むための環状のカム式固定溝２５とを有する。キャップ部２１をステム１２上でこのように回転取付けをするのにともなって、ステム１２の軸線方向の端部が引き込まれて、中間部２４の上流側の端部に設けられた座ぐり部２９に設置されている環状シール２８と封止関係になる。環状ストレーナ２７が、従来の手法で環状シール２８とステム１２の端部との間に挟まれた関係で保持される。キャップ部２１をステム１２上で回転取付けするのを容易にするために、キャップ部２１は、外方に延びる互いに正対する１対の把持用耳状片（ｇｒｉｐｐｉｎｇ ｅａｒ）２７を有する。

[0020]この例のワンピーススプレーノズル・保持キャップ２０の中間部２４は、キャップ部２１の外壁よりも直径が小さい、互いに対向する半円筒壁部３０によって形成され、キャップ部２１と一体化されている内側に向かってテーパが付けられた互いに対向する円錐台壁部３１によってキャップ部２１の下流で支持されている。この場合、中間部２１の半円筒壁部３０とキャップ部２１の大径の外壁部との間に円周方向に離間する１対の空隙３４が形成される。

[0021]この例の一体化されたスプレーノズル・保持キャップ２０のノズル部２２は、ノズル部２２の下流側の端部から見て細長い略矩形部材３５の形態にあり、中間部２４の端壁部３６に対して横切る関係で一体的に形成されている。この場合、中間部の端壁部３６は、ノズル部の矩形部材３５の互いに対向する細長い側面から半円筒状に延びる。

[0022]本発明を実施する際、ノズル部２２には、ノズル部２２からのスプレーのカバー範囲の同時性が完全性が高くなるために、複数の液体吐出オリフィス４０が形成される。図示のノズル部２２には、細長い矩形部材３５の両端に隣接して１対の吐出オリフィス４０が形成されている。ノズル部２２は、液体供給ステム１２と連通して、そして明らかであろうが、下流側の横方向チャンバ４２と連通する流入路４１を有する。図示の吐出オリフィス４０は、矩形部材３５の両端の隣接の横方向チャンバ４２と交差関係になるよう、矩形部材３５内に延びるクロススロット（横方向スロット）４４によって形成されている。

[0023]図示の吐出オリフィス４０の各々は、垂直に向く上流側の面４５と、垂直に対して僅かな角度、たとえば３０°で配置されている下流側の面すなわち偏向面４６とを有する。吐出オリフィスが形成するクロススロット４４の各々は、偏向面４６の下流側に独特なポケットすなわち凹所４８を形成するように、横方向チャンバ４２の対応の端部の上流側に配置されている。図示の吐出オリフィスが形成するクロススロット４４については、水平チャンバの半径よりも僅かに短い距離で水平チャンバ内に延びている。ノズル部２２のプラスチック射出成形を容易にするために、一端で開いている横方向チャンバ４２をノズル部２２に形成してもよく、その後、超音波溶接によって固定されるプラスチックプラグ４９によって閉じることができることは当業者であれば理解されよう。

[0024]ノズル部の矩形部材３５は、クロススロット４２を形成する吐出オリフィスに対して平行関係で形成された中央横方向のクロススロット５１を有する半円筒端面５０を有する。ノズル部の中央クロススロット５１内にノズルマーキングサイズ表示５３などを設けてもよい。

[0025]本実施形態のさらなる特徴を実施する際、液体霧化を容易にするために、一体化スプレーノズル・保持キャップ２０の中間部２４の中央キャビティ内には、最適液体霧化のために調節した大気流を吸引しつつノズル部への液体流を加速するために設計された前段オリフィスインサート６０が収容される。前段オリフィスインサート６０（図６）には、ステム１２からの液体供給と連通する中央液体流路６１が形成されている。中間部２４内で前段オリフィスインサート６０を支持するために、前段オリフィスインサート６０は、前段オリフィスインサート６０の両端間の中間にあり、中間部２４においてシールガスケット２８と座ぐり部との間に取り付けられる広い環状フランジ６３と、中間部２４の内部キャビティーの小径部内に取り付けられる下流側の環状ハブ６２とを有し、内部キャビティーの小径部と下流側の環状ハブ６２との間に環状シールリング６２ａが挟まれる。前段オリフィスインサートの中央液体流路６１は、液体流入部６１ａと、比較的小径のノズル作用部６４と、外に向かって開いている円錐吐出部６５とを含む。

[0026]前段オリフィスインサート６０のノズル作用部６４を通る加速された液体流に導入される所定量の大気を計測するために、前段オリフィスインサート６０は、保持フランジ６３と下流側のハブ６２との間において前段オリフィスインサート６０まわりで中間部２４のキャビティー内に形成されている環状空気チャンバ６８と、ノズル作用通路部６４との間で、ノズル作用部６４のすぐ下流で連通する複数の径方向空気通路６６を有する。環状空気キャビティー６８は、複数の径方向通路６９を通った後、スプレーノズルアセンブリの中心軸線に平行であって中間部２４の端面３６を通って延びる長手方向通路７０を通って大気と連通する。

[0027]スプレー動作中、前段オリフィスインサート６０内に導かれる液体流がノズル作用部６４で加速されることで、インサート６０のすぐ下流のノズル部２１の膨張チャンバ７５内に吐出する際の霧化を強めるための低圧が、液体流中に大気を吸引するための横方向空気通路６６で生じるのが分かる。その際、霧化された液体粒子は、流入路４１、横方向チャンバ４２および吐出オリフィス４０を通って、液体粒子がさらに霧化しながら進行する。スプレーされる農作物群などの範囲の同期性が高くなり、完成度が高くなることを可能にするために、この例の吐出オリフィス４０からの吐出霧はスプレーノズルアセンブリの長手方向軸線から僅かに外方に向けられる。ノズル作用部６４、円錐部６５、膨張チャンバ７５、横方向チャンバ４２および吐出オリフィス４０は、好ましからざる液滴の影響を受けるきわめて細かい粒子のない吐出霧を生成するように設計してもよいことが分かる。

[0028]上記から、安価に製造し、簡単に取り扱うのに好適な一体化スプレーノズルおよび一体化キャップ構成を有するクイックディスコネクトスプレーノズルアセンブリが提供されることが分かるであろう。スプレーノズルアセンブリは、複雑に構成される多数の吐出オリフィスを有してもよく、所望の大気吸引液体霧化のための内蔵前段オリフィスインサートとともに用いてもよい。図示されている実施形態では、ノズル部には２つの吐出オリフィスが形成されているが、これの代わりに、異なる構成のより多数の吐出オリフィスをノズル部に形成することができる。

Claims (9)

1. スプレーブーム（１０）と、複数のスプレーノズルアセンブリ（１１）と、前段オリフィスインサート（６０）と、を備える液体噴霧装置において、
   前記スプレーブーム（１０）は、液体供給源に接続されるようになっており、
   前記複数のスプレーノズルアセンブリ（１１）は、前記スプレーブーム（１０）に取り付けられており、
   前記スプレーノズルアセンブリ（１１）の各々が、前記スプレーブーム（１０）の一側を通って連通する中央液体通路（１５）を有する液体流入ステム（１２）を含み、
   前記スプレーノズルアセンブリの各々が、上流側のキャップ部（２１）、下流側のノズル部（２２）、前記キャップ部（２１）および前記ノズル部（２２）と一体化される中間部（２４）を有するワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２０）を含み、
   前記キャップ部（２１）には、前記液体流入ステム（１２）上に向かって前記キャップ部（２１）が回転するのにともなって前記キャップ部（２１）を前記液体流入ステム（１２）上に引き込んで固定位置まで引き込むためのカム固定溝（２５）が形成されており、
   前記ノズル部（２２）が、前記固定位置にあるときに前記液体流入ステムの中央液体通路（１５）と連通する液体流入路（４１）を有し、前記ノズル部（２２）からの液体吐出物を導く液体噴霧装置であって、
   前記ワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２０）の各々の為の前記ノズル部（２２）は、前記ノズル部の液体流入路（４１）と連通する横方向チャンバ（４２）を有し、前記ノズル部（２２）は、各々が、前記横方向チャンバ（４２）と連通する前記ノズル部（２２）の端部でそれぞれのクロススロット（４４）によって形成される、複数の吐出オリフィス（４０）を有し、前記クロススロット（４４）は、各々が、前記ノズル部（２２）から液体噴霧を導く為の偏向面（４５，４６）を形成し、
   前記一体型スプレーノズル・保持キャップの前記中間部（２４）内に取り付けられた前記前段オリフィスインサート（６０）は、前記液体流入ステム（１２）と連通する前段オリフィスの中央液体流路（６１）を有し、前記前段オリフィス中央液体流路（６１）が、前記ノズル部（２１）への液体流を加速する小径のノズル作用通路部（６４）を含み、
   前記ワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２０）が、前記前段オリフィスインサート（６０）の前記ノズル作用通路部（６４）の下流側の前記前段オリフィスの中央液体流路（６１）と、前記スプレーノズル・保持キャップ（２０）外の大気との間で連通する複数の大気通路（６６）を有し、複数の大気通路（６６）が前記前段オリフィスの小径の前記ノズル作用通路部（６４）を液体が通過するのにともなって、前記大気通路（６６）を通じて大気が液体中に吸引され、前記吐出オリフィス（４０）からの吐出の際に液体霧化を容易にするようになっており、
   前記前段オリフィスインサート（６０）の前記中央液体流路（６１）が、前記前段オリフィスインサート（６０）の前記ノズル作用通路部（６４）と連通する液体流入部（６２）と、前記前段オリフィスインサート（６０）の前記ノズル作用通路部（６４）と下流側で連通する下流側円錐吐出部（６５）とを含み、
   前記ワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２０）の前記ノズル部（２２）が、前記横方向チャンバ（４２）と連通する前記前段オリフィスインサート（６０）の下流側にあって前記前段オリフィスインサート（６０）の下流側円錐吐出部（６５）よりも直径が大きい膨張チャンバを形成していることを特徴とする、液体噴霧装置。
2. 環状シール（２８）が、前記液体流入ステム（１２）の端部と封止係合状態で配置されるよう、前記ワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２０）内に配置される、請求項１に記載の液体噴霧装置。
3. 前記ワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２０）の前記キャップ部（２１）が、前記液体流入ステム（１２）に対する前記ワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２０）の組み付けおよび取り外しを容易にする、外方に延びる互いに正対する１対の把持用耳状片（２７）を有する、請求項１に記載の液体噴霧装置。
4. 前記ワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２０）の前記中間部（２４）が、前記キャップ部（２１）よりも直径が小さい半円筒壁部（３０）によって部分的に形成され、前記ワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２２）の前記ノズル部（２２）が、前記ノズル部（２２）の下流側の端部から見て細長く、前記中間部（２４）の端壁（３６）から外方に延びる矩形部材（３５）である、請求項１に記載の液体噴霧装置。
5. 前記液体流入ステム（１２）の端部と封止係合状態で配置されるよう、前記ワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２０）内に配置される環状シール（２８）を備え、前記前段オリフィスインサート（６０）が、前記環状シール（２８）と前記ワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２０）との間に挟まれる大径の取り付けフランジ（６３）を有する、請求項１に記載の液体噴霧装置。
6. 前記大気通路（６６）は、前記中間部（２４）を介して連通する、請求項５に記載の液体噴霧装置。
7. 前記下流側円錐吐出部（６５）は、外に向かって開いている円錐形状を有する、請求項５に記載の液体噴霧装置。
8. 前記前段オリフィスインサート（６０）と、前記ワンピース型のスプレーノズル・保持キャップ（２０）の前記中間部とが、前記スプレーノズル・保持キャップ（２０）外の大気と、前記前段オリフィスインサートの大気通路（６６）との間で連通する環状チャンバを形成している、請求項６に記載の液体噴霧装置。
9. 各クロススロット（４４）によって形成される偏向面面（４５，４６）は、垂直に向く上流側の面と、上流側の偏向面（４５）に対して鋭角で配向されている下流側の偏向面とを含む、請求項１に記載の液体噴霧装置。

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