JPH0596209A - 回転ノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転ノズル装置において、軸方向の高圧を受
け支えるための受け部材を不要にし、遠心力ブレーキの
耐久性を向上させる。 【構成】 半径方向にオフセットした貫通孔１７ａ,１
７ｂから回転部材１８のタービン部１８ｄに高圧水を供
給し、回転部材１８を回転させてノズル部材１９を回転
させる。回転部材１８に軸方向の高圧が作用しなくな
る。遠心力ブレーキの広幅ゴムシート２６をケース部材
(ブレーキシュー２２)１０のほぼ全内周に接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転ノズル装置に関
し、特に、洗浄用高圧水の噴射等に好適に用いられるも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、車両等を洗浄するときに
は、噴射ノズルから高圧水を噴射し、この高圧水の噴射
圧を利用して汚れ等を除去するようにしている。この場
合、噴射ノズルが直進ノズルであれば、洗浄域が狭いこ
とから、噴射ノズルを偏心回転させて洗浄域を広げるよ
うにした回転ノズル装置が提案されている。

【０００３】このような回転ノズル装置としては、回転
部材の偏心位置に噴射ノズルを取付けて、噴射ノズルか
ら噴射した高圧水の反力を利用して回転部材を回転させ
るものがある (特開昭６３−１８５４６８号公報参
照）。しかしながら、上記装置では、噴射ノズルの噴口
が回転部材の回転中心からオフセットしていることか
ら、回転部材に分力によるねじれが作用して偏摩耗しや
すいという欠点があると共に、ノズルが大型化する欠点
がある。

【０００４】そこで、回転部材の軸心に噴射ノズルの噴
口を一致させると共に後部を傾けて取付け、かつ、回転
部材を高圧水で回転するタービンを利用して回転させる
ようにしたものが提案されている (特開昭６０−２５７
８６５号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、後者の
従来技術では、軸方向から供給する高圧水でタービンを
回転させる構造であるから、タービンや回転部材に軸方
向の高圧が作用するので、この高圧を受け支えるために
大型で強固な受け部材 (ベアリング等）が必要になると
いう問題がある。

【０００６】上記のように高圧水に対する受け部材を大
型化すると、今度は回転トルクを大きくする必要が生じ
る。回転トルクを大きくすると回転数が高くなる。しか
しながら、この種の回転ノズル装置においては、回転数
を少なくして低速回転させる程、洗浄効果を高めること
が出来る。そのため、回転部材の回転数が所定以上に高
くならないように回転制御する必要があり、回転トルク
が大きくなると制動力も大きくする必要があり、それだ
け、摩耗が生じ易い欠点が生じる。

【０００７】上記回転部材を一定の低速回転に維持させ
るために、回転部材の遠心力を利用した遠心力ブレーキ
も従来に提案されている。しかしながら、この種の遠心
力ブレーキ装置においては、鋼球 (ボール）をケース部
材の内周に接触させる構造であるために摩耗しやすく、
耐久性が低いという問題がある。

【０００８】本発明は上記した従来の装置の問題点を解
決せんとするもので、軸方向の高圧を受け支えるための
受け部材が不要で、かつ耐久性の高い遠心力ブレーキを
有する回転ノズル装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ケース部材と、上記ケース部材に嵌着さ
れて外周側に水密室を形成するとともに、軸心に軸受孔
を有し、該軸受孔と上記水密室との間を、軸直角方向か
ら見た軸心から半径方向にオフセットして貫通する貫通
孔を有する軸受部材と、上記軸受部材の軸受孔に軸部が
回転自在に嵌合されるとともに、該軸部の外周に上記貫
通孔に対向するＶ溝状のタービン部が一体的に形成さ
れ、該タービン部から先端部に通じる通路を有する回転
部材と、上記回転部材の先端部に噴口を軸心に一致させ
て固定され、後部が軸心に対して所定角度で傾けられた
ノズル部材とを備えてことを特徴とする回転ノズル装置
を提供するものである。

【００１０】また、本発明は、上記回転部材の先端部の
外周に、上記ケース部材の内周に接触可能な広幅ゴムシ
ートを固定したブレーキ板を半径方向へ揺動自在に取付
けてなるブレーキ部材を設けていることを特徴とする回
転ノズル装置を提供するものである。

【００１１】また、上記本発明の回転ノズル装置におい
ては、回転部材とその軸受面との間のシールは隙間シー
ルとして多段に設けて、シール性の向上を図っている。

【００１２】

【作用】本発明の回転ノズル装置によれば、半径方向に
オフセットした貫通孔から回転部材のタービン部に高圧
水を供給して、回転部材を回転させることにより、ノズ
ル部材を回転させている。このように、半径方向から供
給する高圧水でタービン部を回転させるから、回転部材
に軸方向の高圧が作用せず、よって、従来のような軸方
向の高圧を受け支えるための受け部材が不要になる。さ
らに、タービン部は回転部材の軸部に直接加工可能であ
るから、タービン部分がコンパクトになる。

【００１３】また、回転部材の軸心に対してノズル部材
の軸線を傾けているため、高圧水は円状に噴射されるの
で洗浄域が広がる。かつ、該ノズル部材の噴口は軸心に
一致させているため、回転部材にねじれ等を発生させな
い。

【００１４】また、遠心力ブレーキを設け、回転部材が
所要以上に高速回転されると、その広幅ゴムシートがケ
ース部材のほぼ全内周に接触し、一定の低速回転が可能
になるとともに、摩耗しにくく耐久性が向上する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。図１に示すように、ケース部材１０は、円筒状
の第１キャップ１０ａと、先端側がテーパ状に縮径した
円筒状の第２キャップ１０ｂとで構成され、第１キャッ
プ１０ａの前部と第２キャップ１０ｂの後部がねじ部１
０ｉで螺合されて、両キャップ１０ａ,１０ｂが軸方向
に一体的に締結固定されている。

【００１６】上記第１キャップ１０ａの穴は、前側が小
径穴１０ｃ、後側が大径穴１０ｄに形成され、後部には
めねじ穴１０ｅが形成されている。また、第２キャップ
１０ｂの穴は、先側が小径穴１０ｆ、後側が大径穴１０
ｇに形成され、前部にはスリーブ１１が嵌着されてい
る。

【００１７】軸受部材１３は、第１キャップ１０ａに後
部側から嵌入されて、第１キャップ１０ａの小径穴１０
ｃに嵌合する小径部１３ａと、大径穴１０ｃに嵌合する
大径部１３ｂと、めねじ穴１０ｅに螺合して締結固定さ
れるおねじ部１３ｃとを有している。

【００１８】上記第１キャップ１０ａの小径穴１０ｃの
内周凹溝に嵌装したＯリング１４ａが軸受部材１３の小
径部１３ａの外周に接触し、軸受部材１３の大径部１３
ｂの外周凹溝に嵌装したＯリング１４ｂが第１キャップ
１０ａの大径穴１０ｄの内周に接触して、第１キャップ
１０ａと軸受部材１３の嵌合部分を水密にシールする。

【００１９】上記軸受部材１３の小径部１３ａと大径部
１３ｂとの間には凹段部１３ｄが形成され、該凹段部１
３ｄの外周と第１キャップ１０ａの大径穴１０ｄの内周
との間の空間に水密室１５が形成される。

【００２０】上記軸受部材１３のおねじ部１３ｃの後端
部に高圧水供給用ホースを接続するためのめねじ孔１３
ｅが形成され、該めねじ孔１３ｅと上記水密室１５とが
通孔１３ｆで連通されている。上記軸受部材１３の小径
部１３ａと凹段部１３ｄの軸心には軸受孔１３ｇが設け
られ、該軸受孔１３ｇには軸受スリーブ１６が嵌着され
ている。

【００２１】該軸受スリーブ１６の軸方向の略中間位置
には、図２に示すように、軸受スリーブ１６と上記軸受
部材１３の凹段部１３ｄを、軸直角方向から見た軸心か
ら半径方向に所定寸法ｔでオフセットして貫通する貫通
孔１７ａ,１７ｂが該軸心の対称位置に設けられてい
る。該貫通孔１７ａ,１７ｂが開口する軸受スリーブ１
６の内周には浅い凹溝１６ａが形成されている。なお、
貫通孔１７ａ,１７ｂは、１個でも３個以上であっても
よい。

【００２２】回転部材１８は、上記軸受スリーブ１６に
前部側から嵌合されて回転自在に支持される軸部１８ａ
と、上記第２キャップ１０ｂの小径穴１０ｆと大径穴１
０ｇに遊嵌する有底筒状の先端部１８ｂとを有してい
る。上記回転部材１８の軸部１８ａの外周には、上記貫
通孔１７ａ,１７ｂ及び軸受スリーブ１６の凹溝１６ａ
に対向して、図２に示すように、軸方向が円弧状で軸直
角方向がＶ字状断面の多数のＶ溝１８ｃ,…,１８ｃが円
周方向に等角度間隔で形成されてなるタービン部１８ｄ
が設けられている。上記軸部１８ａの軸心には、先端部
１８ｂの底側に開口する通路１８ｅが設けられ、該通路
１８ｅと上記タービン部１８ｄのＶ溝１８ｃとが通孔１
８ｆ,…,１８ｆで連通されている。

【００２３】上記軸部１８ａの外周には、上記タービン
部１８dを挟んで軸線方向の前後両側に、凹溝１８ｇ−
１、１８ｇ−２が環状に形成され、軸受スリーブ１６の
内周面との間に隙間シールが多段に形成されている。よ
って、スリーブ１６の凹溝１６aとＶ溝１８cとの間から
漏れる高圧水は前後の隙間シールでシールされる。

【００２４】上記回転部材１８の軸部１８aはタービン
部１８dの前後の径を若干変えており、前部(ノズルチッ
プ側)を後部より大きくし、中心軸方向の荷重バランス
をとっている。また、軸受スリーブ１６の前端部に嵌合
したスリーブ１９に先端部１８ｂの後端部が当接して、
後方への移動が規制される。

【００２５】ノズル部材１９は、上記回転部材１８の先
端部１８ｂのめねじ穴１８ｈに前部側から螺合して締結
固定されるおねじ部１９ａと、上記第２キャップ１０ｂ
の前端側から直径方向に広がる傘状の頭部１９ｂとを有
している。該ノズル部材１９の軸心には、ノズルチップ
２０の噴口を軸心に一致させて、後部が軸心に対して所
定角度θ (例えば１３度）で傾けられたノズル孔１９ｃ
が形成され、該ノズル孔の前部には上記ノズルチップ
(直進ノズル）２０が嵌着されるとともに、後部には整
流板２１が嵌着されている。該ノズル部材１９は上記回
転部材１８とともに回転される。上記整流部材２１は、
ノズルチップ２０に向かう高圧水を、軸方向に対して平
行に流れる層流に近づけるためのものである。

【００２６】上記回転部材１８の先端部１８ｂの軸部１
８ａ側の外周には凹溝１８ｉが設けられ、該凹溝１８ｉ
に対向する第２キャップ１０ｂの内周にはブレーキシュ
ー２２が嵌着されている。

【００２７】上記凹溝１８ｉ内には、図３に示すよう
に、円弧状の前リンク２３ａと後リンク２３ｂがピン２
４で一体的に枢着され、後リンク２３ｂが凹溝１８ｉに
固定のピン２５に枢着されて、半径方向へ揺動自在な広
幅のブレーキ板２３,２３が軸心の対称位置に設けられ
ている。該各ブレーキ板２３の各リンク２３ａ,２３ｂ
の外周には、上記ブレーキシュー２２の内周に接触可能
な広幅のゴムシート２６,２６が固着されている。

【００２８】上記構成であれば、軸受部材１３のおねじ
部１３ｅに接続されたホースから高圧水が供給される
と、高圧水は、通孔１３ｆ→水密室１５→貫通孔１７
ａ,１７ｂ→凹溝１６ａ及びＶ溝１８ｃ→通孔１８ｆ→
通路１８ｅ→空間２７→ノズル孔１９ｃを流通してノズ
ルチップ２０から噴射される。

【００２９】上記半径方向にオフセットした貫通孔１７
ａ,１７ｂから回転部材１８のＶ溝１８ｃに高圧水が供
給されると、タービン部１８ｄが回転され、これにより
回転部材１８全体が回転して、ノズル部材１９も回転す
る。ノズル部材１９が回転すると、ノズルチップ２０は
軸心に対して傾けられているから、ノズル部材１９の回
転に伴って高圧水は円状に噴射されるようになり、洗浄
域が広がる。

【００３０】上記回転部材１８は、半径方向から供給す
る高圧水でタービン部１８ｄが回転される構造であるか
ら、回転部材１８に軸方向の高圧が作用しないので、軸
方向の高圧を受け支えるための受け部材は不要である。
また、貫通孔１７ａ,１７ｂから回転部材１８のＶ溝１
８ｃに供給された高圧水は、タービン部１８ｄを回転さ
せながら通孔１８ｆから流出するので、Ｖ溝１８ｃ内の
水圧は小さくなる。

【００３１】一方、上記回転部材１８の回転速度が早く
なると、その遠心力でブレーキ板２３,２３が半径方向
の外方へ揺動して、ゴムシート２６,２６がブレーキシ
ュー２２の内周に接触する。これにより、回転部材１８
の回転が制動されて回転速度が遅くなる、つまり一定の
低速回転に維持される。上記遠心力ブレーキは、広幅の
ゴムシート２６,２６をブレーキシュー２２のほぼ全内
周に接触させる構造であるために、制動力が強いうえに
摩耗しにくく、耐久性が向上する。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の回転ノズル装置は、半径方向にオフセットした貫通孔
から回転部材のタービン部に高圧水を供給し、回転部材
を回転させてノズル部材を回転させるようにしたものあ
る。したがって、半径方向から供給される高圧水でター
ビン部を回転させるから、回転部材に軸方向の高圧が作
用しなくなり、従来のような受け部材が不要になる。ま
た、タービン部は回転部材の軸部に直接加工できるか
ら、タービン部分がコンパクトになる。さらに、遠心力
ブレーキは、広幅ゴムシートがケース部材のほぼ全内周
に接触するから、制動力が強いので一定の低速回転が可
能になるとともに、摩耗しにくく耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の回転ノズル装置の断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】 図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１０ ケース部 １３ 軸受部材 １３ｇ 軸受孔 １５ 水密室 １６ 軸受スリーブ １７ａ,１７ｂ 貫通孔 １８ 回転部材 １８ａ 軸部 １８ｂ 先端部 １８ｄ タービン部 １８ｅ 通路 １９ ノズル部材 ２０ ノズルチップ ２３ ブレーキ板 ２６ ゴムシート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース部材と、 上記ケース部材に嵌着されて外周側に水密室を形成する
   とともに、軸心に軸受孔を有し、該軸受孔と上記水密室
   との間を、軸直角方向から見た軸心から半径方向にオフ
   セットして貫通する貫通孔を有する軸受部材と、 上記軸受部材の軸受孔に軸部が回転自在に嵌合されると
   ともに、該軸部の外周に上記貫通孔に対向するＶ溝状の
   タービン部が一体的に形成され、該タービン部から先端
   部に通じる通路を有する回転部材と、 上記回転部材の先端部に噴口を軸心に一致させて固定さ
   れ、後部が軸心に対して所定角度で傾けられたノズル部
   材とを備えたことを特徴とする回転ノズル装置。
2. 【請求項２】 上記回転部材の先端部の外周に、上記ケ
   ース部材の内周に接触可能な広幅ゴムシートを固定した
   ブレーキ板が半径方向へ揺動自在に取付けられてなるブ
   レーキ部材が設けられていることを特徴とする請求項１
   記載の回転ノズル装置。