JPH038460A - 回転ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は洗浄装置用回転ノズルに関し、さらに詳細には
、洗浄されるべき面に衝突する際に円を描いて運動する
鋭い液ビーム発生させるための高圧洗浄装置用回転ノズ
ルに関する。

〔従来の技術〕

欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０２５２２６１は、高圧洗浄装
置用の回転ノズルを開示している。このノズルに於いて
は、洗浄液がハウジングの中央流入口を通って供給され
、タービンボディの羽根車へと向かって外向きにチャネ
ルを通シ抜け、それにより、中央支承スタッド上に軸方
向及び半径方向に支持されている回転子の回転を引き起
こす。

この加圧洗浄液はタービンボディの羽根を通過したのち
収集領域へと入シ、次いで入口を通ってノズルの中へと
流入し、そののち円錐状をなして回転ノズルから流出す
る。ノズルはビン上に設けられており、このビンの前端
は開放パン軸受内に支持され、このビン形ノズルボディ
の後端は、羽根車により駆動される回転子の偏心、駆動
パンの中に支持される。

この公知の回転ノズルは皆、流入した洗浄液が先ず最初
に別個の転向部材を抜けて、中央に支持されている回転
子の羽根車の上へと向かって外向きに通過するという欠
点を有している。更にこの公知の設計に於いては、回転
する羽根車を軸方向及び半径方向に支持するため、中央
に据え付けられた支承軸を必要とする。そのうえ、ノズ
ルボディの回転軸と羽根車を据え付けられている回転子
の回転軸とは、互いに他方に対して傾斜しているため本
質的に２つの部分として形成されねばならず、各部分は
別個に支承されることを必要とする。

従って、部品数の多さと個別支持とのために極めて複雑
な設計となる。

さらに、流入口、転向部材、羽根車などの直列配置に起
因して、この公知の回転ノズルは長手方向の寸法が大き
くなる。偏心させるための部材とノズルボディとの間の
軸受け、歳差運動の制限と重ｊ的回転とに起因して少な
からぬ磨耗を生ずる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的の１つは、簡単な構成を有する回転ノズル
を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、コンパクトな構成を有する
回転ノズルを提供することである。

本発明の更にもう１つの目的は、公知の装置に比し改良
された安全な動作を有する回転ノズルを提供することで
ある。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、 高圧洗浄装置用として特に適する回転ノズルにして： ハウジング３と、回転子５と、前記回転子５の後部周囲
に設けられた羽根車手段６と、前記回転子５の前端に配
置されたノズル手段７とを含み；前記ハウジング３が、
前記ハウジングの中心軸ａに沿って伸長するようにして
前記ハウジングの後端に設けられている加圧液供給用の
中央流入口２を有し、且つ、本質的に円筒形状の収集領
域４を取り囲んでおり； 前記回転子５が、前記中心軸ａに対して傾斜している長
手方向の＃ＩＣを中心として回転し得るよう、前記ハウ
ジング３の内部に回転可能に支持されており； 前記羽根車手段６が、前記中央流入口２を通って前記収
集領域４に入る前記加圧液の流入ビーム経路内に配置さ
れた羽根６ａを有しており、それにより、前記回転子５
に前記中心軸色の周りを巡る軌道運動を生じさせ； 前記ノズル手段７の前端が、前記・・ウジング３の出口
側に設けられた軸受の一部として形成されている；こと
を特徴とする回転ノズルによって達成され得る。

羽根車と回転子との回転軸が中心軸に対して傾斜してい
るため、中央流入口又はその入口ノズルの周υを羽根車
が軌道を描いて旋回する。加圧された液が、いつでも、
羽根車の一部分すなわち羽根のうちの少なくとも１枚に
直接的に作用する。

従って、この洗浄用加圧液の向きを外側へと転向させる
ための複雑な転向部材を必要としない。洗浄液は、この
回転ノズルに中央から入って進路変更をすることなしに
羽根車に作用することが可能である。転向部材の除去は
、回転ノズルの全長とコストとの双方を減少させる。さ
らに、羽根車を支持し且つノズルを含んでいる回転子は
、回転軸が共通であるから一体に形成てれ得る。製造と
組立てとにかかる費用の削減に加えて、公知の装置に於
いては必要であった回転子とノズルとの間のローラベア
リングの除去によって、−層の単純化が達成される。

提示実施例に於けるノズル又はそのノズルチューブはノ
ズルボディ内に回転可能に支持されるので、ノズル出口
は、パン軸受に激しい磨耗をもたらしかねない余計な回
転運動をせずに、その前部パン軸受に於いて歳差運動（
すりこぎ運動）のみヲ行つ。そのうえ、ノズルへの流入
口が羽根車の後方に配置式れるので回転ノズルの全長が
減少する。公知の回転ノズルに於いては、転回部材と羽
根車とノズルへの流入口とを流出方向へ向けて直列に配
置することを厳格に守らねばならない。

ノズルボディ／回転子ユニットは、全組な支承部又は突
出部を加工することなしに、ハウジング内周面の後部仙
域に支持軸受によって支承されるが好ましい。本発明の
回転ノズルは簡単な軸受を全体として２つ使用するだけ
であるが、それに対し公知の装置は、ラジアル軸受と軸
方向軸受とを必要とする上にそれらの軸受のための支持
板が設けられねはならない。さらに、この回転子の後部
軸受は、回転子が歳差運動すなわちすりこぎ運動をする
ことなく回転運動のみを行うので従来技術に比しはるか
に簡単な構成であシ、従ってこの軸受は磨耗が少ない。

羽根車の羽根は中央入口ノズルの出口の近傍を通るので
、回転ノズルの全長が短くなるという利点がある。

本発明の回転ノズルに特徴的な長所は、ハウジングの内
周に固定的に取付けられた歯車リングに、回転子上の歯
車が噛み合うようにした配置にある。

こうした配置は、特に歯車リングが歯車に比し何倍もの
歯数を有する場合にノズルの回転に大きな減速比（ｄｏ
ｗｎ−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　）をも
たらす。これにより、洗浄されるべき面の上に長時間に
わたって洗浄液ビームが作用するので、特に圧力が高い
場合には優れた洗浄効果が得られる。

公知の装置に於いては渦電流ブレーキの原理に基づくい
わゆる速度制限器が使用されるが、それは、極めて限ら
れた範囲の速度に於いてのみ有効である。それに反し本
発明の提示実施例の回転ノズルは、低圧および高圧の双
方に於いて、予め設定された伝動比（減速比）を保ちつ
つ効果的に使用され得る。

本発明の回転ノズルのもう１つの利点は、回転子の回転
軸すなわちノズルボディの回転軸に対してノズルを傾斜
させ得ることであり、それにより、洗浄液ビームに何ら
かの振動様式を導入し得る。

回転子の回転軸に対するノズルの傾斜を自由に選択し得
ることと減速比を選択し得ることとの組合せによって、
回転子とノズルボディとの共通軸に基づく円錐面状イメ
ージからの変形を含む多様な洗浄ビームイメージ（洗浄
液ビームが描く模様）が実現可能となる。例えば、ハウ
ジングの中心軸とノズルの噴出軸とのなす角をハウジン
グの中心軸と回転子の回転軸とのなす角の２倍とするこ
とにより、直線に近い形状のビームイメージを実現し得
る。このように、組合せられた回転運動と軌道運動とが
、洗浄ビームの直線運動へと変換される。

このことは、自動車洗浄システムに用いられる直線形式
の洗浄装置用として、またはパー形式の洗浄機の要素と
して、極めて有益である。ノズルの傾斜角及び／又は伝
動比（減速比）を変更することにより、この直線的ビー
ムイメージから出発して円形ビームイメージに至る迄の
あらゆる希望通りの楕円形イメージを得ることが出来る
。中心軸と回転子の回転軸との間にノズルの噴出軸を位
置付けることによって、円形ビームイメージに他の円形
運動が重ね合わせられる。こうした薔薇飾シ状（ｒｏａ
ａｔｔｏ　−ｔｙｐｅ）のビームイメージは自動車用車
輪のリムの洗浄用として特に好適であり、環状リング面
が重点的に洗浄される一方、ハブの中央域は殆ど洗浄作
用を受けない。

上記に略述した本発明の回転ノズルの提示実施例は、一
体に構成された部分品としてその幾つかの要素を結合す
ることによって極めて簡単に製造することが出来る。

入口ノズルから出たビームは直ちに羽根車へと向かうよ
うに構成されているので、羽根車へと供給される洗浄液
の量を変えることによシ回転速度を調節することが出来
る。この調節は、たとえばニードル等の制御要素のねじ
込み量を軸方向に調節することによってバイパス通路の
開度を調Ｘｉすることによシ遂行され得る。こうした回
転速度制御を公知の装置を用いて行なう場合には、例え
ば供給される洗浄液の圧力を調節するような極めて複雑
な制御によってのみ達成可能である。

〔実施例〕

第１図は、簡単な設計による第１実施例の回転ノズル１
を示している。回転ノズル１には、ハウジング３の内部
に形成された収集領域４に於いて入口ノズル２＆の形式
にて終わっている中央流入口２が設けられている。回転
子５は、回転ノズル１の中心軸ａに対して傾斜している
回転軸Ｃを中心として回転する。回転子５を取り巻いて
いる羽根車６は、入口ノズル２＆を通って収集領域４に
入るビームによって羽根６ａのうちの少なくも１枚が叩
かれるようにその直径を定められている。

ノズルチューブ７ａ？含んでいるノズル７は、回転ノズ
ル１の前部に設けられておシ、且つ、軸方向支承フラン
ジ１８とラジアル軸受１９とによって支承されているノ
ズルボディ８の内部に設けられておシ、さらに、噴出軸
すを有している。本実施例に於いては、ノズル７の噴出
軸すと回転子５の回転軸Ｃとが一致している。ノズルボ
ディ８及びその中へ挿入されているノズル７の前端は、
カップ軸受９の中に設けられている。この実施例に於い
てはノズルボディ８と回転子５とが一体に形成されてお
シ、ハウジング３の内周に設けられたもう１つの軸受１
０の内部に支持されている。液ビームが羽根６ａに衝突
する結果として軸受１０に作用する軸受反作用力は本質
的に外側へ向けて作用するので、ハウジング３の内面へ
の回転子５の支持はこれで十分である。従ってこの支持
用軸受１０は、第５図に参照番号１０′にて示されてい
るような、ハウジング３の内部に取付けられる固定リン
グ軸受１０′として設計されてよい。

入口ノズル２ａを通って収集領域４に入る洗浄液が羽根
車６に衝突する結果、回転子５とノズルボディ８とが軸
Ｃを中心として回転させられ、さらに、中心軸ａの周り
に円錐を描くようにして羽根車６が旋回させられる。羽
根車６を離れた洗浄液は、収集領域４から後部流入口１
５を経由してノズルＴへと入り、円錐状の包絡面を有す
る洗浄液ビームとして噴出する。軸受１０は入口ノズル
２ａに当接する内側の支承点を有してお）、また一方、
軸受１０の外側は収集領域４の内周面によって支持され
ているので、供給圧力が途絶えた場合でも回転子５はそ
の位置にとどまる。このような比較的ゆるい軸受装置の
場合には、ボールベアリング１０の代わシに、第２、第
３、第５、第６図に示されているような支承面１６に当
接している回転子５の単なる後方伸長部（第２図参照）
が用いられても十分に機能を果たす。

第２図には、改良された設計の回転ノズル１が示されて
おシ、第１図と同じ参照番号が使用されている。補助的
な保護スリーブ３ａによってハウジング３が囲まれてい
る点が第１図とは異なる。

ハウジング３にはさらに、ノズルボディ８／回転子５ユ
ニットの歯車１１と噛み合う内周歯車リング１２が設け
られている。歯車リング１２と歯車１１との噛合いが回
転子５の外側を支持するので、軸受１０（第１図参照）
は取除かれてよい。羽根車６によって引き起こされる回
転子５の回転によシ歯車１１が内周歯車リング１２に沿
って転がされ、その結果、ノズルＴから噴出する洗浄液
ビームに一定の旋回運動もしくはスイング運動が与えら
れる。歯車の歯数を選択することにより、旋回する洗浄
液ビームの旋回速度を特定の用途に合わせて自由に設定
することが出来る。

第２図から明らかなように、ノズルボディ８が軸方向支
承７ランジ１８にて支持されているので、羽根車６への
負荷によシ生ずる軸方向の力がノズルチューブ７ｍを経
てスイング軸受９へと伝動される。第１図の実施例とは
異なり、第２図の実施例ツノスルチューブＴ＆には別個
のノズルヘッド７が設けられている。このノズルヘッド
７は、磨耗を減らすために例えばセラミック材料にて形
成されるのが好ましく、一方、ラジアル軸受１９の内側
スタッドを形成しているノズルチューブ７ａは金属で作
られるのが好ましい。このラジアル軸受１９により支持
されるノズルボディ８は、歯車１１、回転子５、及び羽
根車６と一体のダイカスト部品として作られるのが好ま
しい。組立て及び保全の便宜のためにラジアル軸受１９
は比較的大きなゆるみを有しておシ、ノズルボディ８の
外へとノズルチューブ７ａを軸方向に抜き出すことによ
シ容易に分離し得る。

この実施例の回転子５には、良く知られたユニフォーマ
−２０が設けられている。さらに、回転子５の後端面に
は、回転ノズル１の非作動時に回転子５がスイング軸受
９の外へと出ない程度の小さな軸方向ゆるみ１７が設け
られている。

第３図に示されている第３実施例は、ノズル７の噴出Ｍ
ｂが回転子５の中央回転軸Ｃと一致しない点を除き第２
図の実施例と同様である。この噴出軸すは更に外側へと
傾斜させられている。このことは、回転運動に加えて、
洗浄液ビームに振動的直線運動をもたらす。ノズル７は
、ラジアル軸受１９によってノズルボディ８の内部に支
持されておシ、且つ、このケースではノズルボディ８の
前端に近付けて設けられｆｃＲ入口１５を有している。

第１図及び第２図の実施例の改良として、中央流入口２
にノズルニードル２ｂが設けられている。このノズルニ
ードル２ｂは、流入口２の中へのねじ込み量の多少を調
節され得る。ノズルニードル２ｂを回して第３図の右方
へとニードル２ｂを移動させれば、第３図に示されてい
るように円錐形の環状間隙１３が生じ、洗浄液は、羽根
車６に作用することなくバイパス孔１４を経由して収集
領域４へと入ることが可能となる。洗浄液量のこの流量
制御は、回転子５の回転速度を希望通シに選択すること
を可能にする。

第４図には、回転子５とノズルボディ８との時計方向へ
の旋回が概略的に示されている。ノズルボディ８は第３
図の断面Ａに於いて切断されているが、歯車１１と歯車
リング１２とは断面Ｂにて切断されて示されている。第
４図のポジション（１）は、第３図に於けるノズルボデ
ィ８の位置に相当する。第３図に於いてはノズルボディ
８が完工がりに傾斜しているため、流入口１５は楕円に
見える。ポジション（２）は９０°だけ回転した後のノ
ズルボディ８を示してお月光入口１５は、参照番号１５
″にて指示されているその中央位置にある。

参照番号１５′は、ポジション（１）および第３図に於
ける流入口１５の位置を示している。ポジション（３）
は１８０°回転した後のノズルボディ８の状態を示して
おり、流入口１５の位置は参照番号１５”’にて指示さ
れている。ポジション（４）は２７００回転した後のノ
ズルボディ８の状態に相当し、流入口１５はポジション
（２）と同様に中央位置にある。第４図の（２）には流
入口１５の運動が破線にて示されている。第４図（２）
から明らかなように流入口１５は、１５′から１５／ｌ
を経て１５″′へと至りまた再びポジション（１）へと
戻る遷移期間中、垂直な経路に溢って移動する。−様な
回転運動から得られるこの直線運動がＭ４ａ図に示され
ておシ、こうした運動は成る種の洗浄には極めて効果的
である。

回転軸Ｃの傾斜角に比し２倍の傾斜角をノズル７が有し
ているこの実施例から推測され得るように、軸すの傾斜
角を大きくすることによって、第４図の直線的ビームイ
メージの代わシに楕円のビームイメージ（第４＆図の破
線を参照）が作られ得る。噴出軸すの傾斜角を第３図に
示されている構成よυも小さくすれば同様に楕円のビー
ムイメージを得られるけれども、それは中心領域の本質
的脱落を伴う。ビームイメージを更に変更するために噴
出軸すは回転軸Ｃと中心軸ａとの間に配置されてもよく
、その結果、インボリュートに沿う転がり運動と同様の
、円の内側に内部旋回を伴なう環状ビームイメージ（第
４ｂ図参照）となる。

１回転する間の内部旋回数は、「歯車リング１２の歯数
」対「歯車１１の歯数」の減速比によって決定されるも
のであり、広い範囲から選択されてよい。第４ｂ図に示
されているように、４：１の減速比は、４枚の「花びら
Ｊを有する花のようなビームイメージをもたらす。この
ような形状はと〕わけ車輪の洗浄用として好適である。

従って本発明の回転ノズルは、異なる噴出軸を有するノ
ズルへの交換またはノズルボディの調節により、特定の
洗浄目的に最も適した様々なビームイメージを作夛出丁
ことを可能にする。

第５図及び第６図は、ＷＪ１図の実施例の変形としての
、簡単な構成を有する回転ノズル１の他の実施例を示し
ている。これらの実施例に於いては、ノズルチューブＴ
＆は、例えば圧入またはダイカストによる埋め込みによ
って回転子５の中へ固定的に配置されている。

第５図には、流入側軸受１０に代わり得るものとして既
に述べられた軸受１０′が明確に図示されている。軸受
１０′は、羽根車６とノズルγとの間に配置されておシ
、且つ、回転子５の外面を支承しているハウジング３の
円錐状内面によって形成されている。回転子５は、円形
の経路に活って転がる。軸受１０′の接触面は羽根車６
からノズル７の付近にまで及んでおり、外側方向への大
きな支゛承面を形成している。回転子５はさらに、入口
ノズル２ａの前端部外周の周シに形成されている円錐状
支承面１６によって、中心軸急に対して支承されている
。このようにして、回転子５はこれらの軸受１０’と支
承面１６との間に回転可能なようにして支持される。

第６図の実施例に於いては、支承面１６が軸受リング１
０と向い合わせに配置されている。第１図の軸受１０と
は異なシ、この軸受リング１０は、ハウジング３の後端
部に設けられた雌ねじの中へねじ込まれ得るねじ要素３
ｂによってハウジング３の中へと挿入される。もし必要
ならば、この軸受リング１０は簡単に交換し得る。この
軸受リング１０は、回転子５の後端突出部の転が９運動
を支承するに特に適した材料にて形成されるのが好まし
く、また、前記突出部には流入口１５が設けられる。−
例として、軸受リング１０は鋼または高品質合成材料に
て作られてよく、一方、ハウジング３は低品質の合成材
料にて作られてよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は簡単な構成を有する本発明の回転ノズルの長手
方向断面図、第２図は、回転の減速を使用する本発明の
第２実施例の回転ノズルの、第１図と同様の断面図、第
３図は、付加的傾斜を有するノズルを使用する本発明の
第３実施例の回転ノズルの、第１図と同様の断面図、第
４図（１）〜（４）は、第３図の回転ノズルの、異なる
４つの位置に於ける横断面図、第４１図及び第４ｂ図は
、洗浄液ビームによって洗浄面上に描かれるビームイメ
ージの概略図、第５図及び第６図は、第１図の実施例の
変形に和尚する回転ノズルの２つの実施例である。 １・・・・回転ノズル、２・・・・中央流入口、２ａ・
−・・入口ノズル、２ｂ・・・・ノズルニードル、３・
・Φ舎ハウジンク、３ｔＬ・−自・保護スリーブ、３ｂ
　＠−・・ねじ要素、４ｍ＠−・収集領域、５・・・・
回転子、６・・・・羽根車、６ａ　・・・・羽根、１・
・・・ノズル、７ａ・・・・ノズルチューブ゛、８−拳
・・ノズルボディ、９・・・・カップ軸受（スイング軸
受）、１０・・・拳軸受、１０′・・・・固定リング軸
受、１１・・・・歯車、１２・・・・内周歯車リング、
１３・・争・円錐形の環状間隙、１４・・・−バイパス
孔、１５・・・・回転子後部の流入口、１５′・・・・
ポジ藺ヨン（１）に於ける後部流入口１５の位置、１５
″・命・・ノズルボディがポジション（１）から９０°
回転した後の後部流入口１５の位置、１５　／／／・・
・−ノズルボディがポジション（１）から１８０°回転
した後の後部流入口１５の位置、１６・・・・支承面、
１７・−・・軸方向ゆるみ、１８・・・・軸方向支承フ
ランジ、１９・−−・ラジアルＩＩＩＩ受、２０・・・
−ユニフォーマ−ａａ・・・中心軸、ｂ・・・・噴出軸
、Ｃ・・・・回転軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高圧洗浄装置用として特に適する回転ノズルにして： ハウジング（３）と、 回転子（５）と、 前記回転子（５）の後部周囲に設けられた羽根車手段（
   ６）と、 前記回転子（５）の前端に配置されたノズル手段（７）
   と、 を含み：且つ、 前記ハウジング（３）が、前記ハウジングの中心軸（ａ
   ）に沿つて伸長するようにして前記ハウジングの後端に
   設けられている加圧液供給用の中央流入口（２）を有し
   、且つ、本質的に円筒形状の収集領域（４）を取り囲ん
   でおり、 前記回転子（５）が、前記中心軸（ａ）に対して傾斜し
   ている長手方向の軸（ｃ）を中心として回転し得るよう
   、前記ハウジング（３）の内部に回転可能に支持されて
   おり、 前記羽根車手段（６）が、前記中央流入口（２）を通つ
   て前記収集領域（４）に入る前記加圧液の流入ビーム経
   路内に配置された羽根（６ａ）を有しており、それによ
   り、前記回転子（５）に前記中心軸（ａ）の周りを巡る
   軌道運動を生じさせ、 前記ノズル手段（７）の前端が、前記ハウジング（３）
   の出口側に設けられた軸受の一部として形成されている
   、 ことを特徴とする回転ノズル。