JPWO2015025765A1 - ノズル装置 - Google Patents
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Abstract
本発明のノズル装置（１０）は、給水口（２５）及び２個以上の射出孔（１６）が形成された円柱状のボディ（１２）と、射出孔（１６）に回転自在に係止し射出側に突出した中空の回転ノズル（３０）と、ボディ（１２）の外側に回転自在に被せられた円筒状の回転リング（５０）とを備え、ボディ（１２）に配置された回転ノズル（３０）の回転軸は、射出側に向けてノズル装置（１０）の径方向外方に傾斜し、回転ノズル（３０）の先端部（４４）のノズル孔（４６）の軸は、回転ノズル（３０）の回転軸に対して傾斜しており、回転リング（５０）の内周面に形成されたリングギア（５４）と、回転ノズル（３０）の突出部（３６）に形成された歯車（４２）とが噛みあうものである。当該構成により、回転リングを回転させることで、ノズル装置から射出される流体の放射角を容易に変更することができる。
Description
この発明はノズル装置に関する。さらに詳しくは流体を射出するノズル装置であって、流体を射出する放射角を連続的に変化させることができるノズル装置に関する。
ノズル装置の主要な用途の一つとして消火作業での使用が挙げられる。消火作業に使用される消火ノズルには、消火活動をする者の安全を確保するため、遠方への放水に適した単口ノズルが使用されてきた。単口ノズルによる放水では着圧が強く破壊力もあるため、障害物を排除して消火できる利点がある。しかし、単口ノズルでは広がりを持った放水が出来ないので、消火が必要な面積が広い場合は、消火ノズルの向きを適宜変更しながら消火作業を行う必要がある。そのため、消火作業をする者の負担が大きく、消火に要する時間も長くなる。
そこで、遠方への放水が可能で広がりを持った放水ができるノズルとして、角度を持たせた複数のノズルから水などの流体を射出する多口ノズルが開発されてきた。
特開２００９−２９１６９９号公報（特許文献１）には、複数のノズル筐体を有する消火用ノズル装置が記載されている。特許文献１に記載の消火用ノズル装置は、中央ノズル筐体の周囲に、先端に向かって中央ノズル筐体から離れる方向に傾斜した、複数の周囲ノズル筐体を設けた構造となっている。そのため、単口ノズルに比べて広い面積への放水が容易である。
特開２００９−２９１６９９号公報（特許文献１）には、複数のノズル筐体を有する消火用ノズル装置が記載されている。特許文献１に記載の消火用ノズル装置は、中央ノズル筐体の周囲に、先端に向かって中央ノズル筐体から離れる方向に傾斜した、複数の周囲ノズル筐体を設けた構造となっている。そのため、単口ノズルに比べて広い面積への放水が容易である。
しかし、特許文献１に記載の消火用ノズル装置では、周囲ノズル筐体はノズル取付基体に固定されているため放射角は一定であり、消火作業をする位置を変えずに放水面積を変化させることは出来ない。そのため、従来から、放射角を変化させることのできる多口ノズルが求められていた。
そこで、特開２０１２−１３５４６０号公報（特許文献２）では、多口ノズルを構成する周囲ノズルの傾斜角を変化させることのできる消火用放水ノズル装置が提案されている（特許文献２の図５参照）。
特許文献２に記載された消火用放水ノズル装置では、放水側に向かって互いに開く角度を持つ不動分岐パイプの先端に可動放水パイプをジョイント金具で回転自在に連結した２段構成の周囲ノズルを備えている。そして、角度調整装置のリング部の回転に連動させて可動放水パイプを外側から支える角度調整シャフトを軸方向に移動させることにより、角度調整シャフトが可動放水パイプを支える位置を軸方向に変化させて、可動放水パイプの傾斜角を変化させている。
そこで、特開２０１２−１３５４６０号公報（特許文献２）では、多口ノズルを構成する周囲ノズルの傾斜角を変化させることのできる消火用放水ノズル装置が提案されている（特許文献２の図５参照）。
特許文献２に記載された消火用放水ノズル装置では、放水側に向かって互いに開く角度を持つ不動分岐パイプの先端に可動放水パイプをジョイント金具で回転自在に連結した２段構成の周囲ノズルを備えている。そして、角度調整装置のリング部の回転に連動させて可動放水パイプを外側から支える角度調整シャフトを軸方向に移動させることにより、角度調整シャフトが可動放水パイプを支える位置を軸方向に変化させて、可動放水パイプの傾斜角を変化させている。
しかし、特許文献２に記載の消火用放水ノズル装置は、不動分岐パイプに可動放水パイプをジョイント金具で回転自在に連結する必要があり、構造が複雑なためコスト高になると考えられる。また、可動放水パイプの角度を変更するためには角度調整装置のリング部を胴部のネジ沿いに回転させることにより、可動放水パイプを外側から支える角度調整シャフトを軸方向に移動させる必要がある。そして、特許文献２には、角度調整装置のリング部を回転させるためには強い力が必要とされる旨の記載がある（特許文献２の段落［００１８］参照）。
なぜ、角度調整装置のリング部の回転に強い力を必要とする構成としたのか理由の明示はないが、可動放水パイプにかかる水圧が角度調整装置を放水側と反対側に押す方向に働くと考えられる。よって、角度調整装置のリング部が容易に回転させることが出来る構成では、水圧によりリング部が回転して可動放水パイプの角度が変わってしまうおそれがあるからであろう。
特許文献２に記載の消火用放水ノズル装置では、上述のとおり放水角度を変更するためには強い力で角度調整装置のリング部を回転させることが必要となるため、消火作業中に放水角度を変更することは消火作業をする者にとって大きな負担になると考えられる。
なぜ、角度調整装置のリング部の回転に強い力を必要とする構成としたのか理由の明示はないが、可動放水パイプにかかる水圧が角度調整装置を放水側と反対側に押す方向に働くと考えられる。よって、角度調整装置のリング部が容易に回転させることが出来る構成では、水圧によりリング部が回転して可動放水パイプの角度が変わってしまうおそれがあるからであろう。
特許文献２に記載の消火用放水ノズル装置では、上述のとおり放水角度を変更するためには強い力で角度調整装置のリング部を回転させることが必要となるため、消火作業中に放水角度を変更することは消火作業をする者にとって大きな負担になると考えられる。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、放射角を容易に変更することができ、構造が単純なノズル装置を提供することである。
上記課題を解決するため、本願の発明者は、鋭意研究の結果、放射角を容易に変更することができ、構造が単純なノズル装置として、先端部のノズル孔が回転軸に対して傾斜する複数のノズルを回転させる構成を備えたノズル装置に想到した。
そこで、本発明に係るノズル装置は、流体を射出するノズル装置であって、
流体の供給を受ける供給口および該供給口に連通し流体の射出側に開口する２個以上の射出孔が形成されたボディと、該射出孔に対応させて該ボディに配置され該ボディに回転自在に係止する２個以上の回転ノズルと、該回転ノズルの回転を制御する制御部材とを備え、
前記回転ノズルには前記ボディの射出孔に流入する流体をノズル装置の射出側に射出するノズル孔が形成されており、
前記回転ノズルの射出側の先端部における前記ノズル孔の軸は、該回転ノズルの回転軸に対して傾斜しており、
前記制御部材と、前記回転ノズルとの間に、該制御部材の操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えている。
そこで、本発明に係るノズル装置は、流体を射出するノズル装置であって、
流体の供給を受ける供給口および該供給口に連通し流体の射出側に開口する２個以上の射出孔が形成されたボディと、該射出孔に対応させて該ボディに配置され該ボディに回転自在に係止する２個以上の回転ノズルと、該回転ノズルの回転を制御する制御部材とを備え、
前記回転ノズルには前記ボディの射出孔に流入する流体をノズル装置の射出側に射出するノズル孔が形成されており、
前記回転ノズルの射出側の先端部における前記ノズル孔の軸は、該回転ノズルの回転軸に対して傾斜しており、
前記制御部材と、前記回転ノズルとの間に、該制御部材の操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えている。
この構成によれば、制御部材を操作することにより、回転制御機構の働きにより複数の回転ノズルを回転させて回転ノズルの先端部のノズル孔の向きを変えることができ、各々の回転ノズルから射出される流体の射出方向を変えることができる。
そして、各回転ノズルから射出される流体の射出方向が変化するにつれて、各回転ノズルから射出される流体の相対的な方向が変化するため、ノズル装置による流体の放射角を変化させることが出来る。
そして、放射角の変化は、制御部材の操作により、回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
また、回転ノズルのノズル孔にかかる流体の圧力は、回転ノズルを回転ノズルの軸の方向の射出側に押し出すように働くため、これとほぼ直交する回転ノズルの回転方向には流体の圧力をほとんど受けない。そのため、回転ノズルを回転させるための制御部材の操作は、流体の圧力をほとんど受けないので、流体の圧力が高くても、小さな力で制御部材を操作して流体の放射角を容易に変化させることができる。
そして、各回転ノズルから射出される流体の射出方向が変化するにつれて、各回転ノズルから射出される流体の相対的な方向が変化するため、ノズル装置による流体の放射角を変化させることが出来る。
そして、放射角の変化は、制御部材の操作により、回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
また、回転ノズルのノズル孔にかかる流体の圧力は、回転ノズルを回転ノズルの軸の方向の射出側に押し出すように働くため、これとほぼ直交する回転ノズルの回転方向には流体の圧力をほとんど受けない。そのため、回転ノズルを回転させるための制御部材の操作は、流体の圧力をほとんど受けないので、流体の圧力が高くても、小さな力で制御部材を操作して流体の放射角を容易に変化させることができる。
本発明のノズル装置では、前記制御部材として前記ボディの外周部に回転自在に被せられた筒状の回転リングを備え、
前記回転ノズルは前記射出孔に挿通されて流体の射出側に突出した突出部を有する状態で前記ボディに配置され、
前記回転ノズルの外周面に形成されたリング状の溝に前記射出孔の壁面から該射出孔の内側に突き出した移動抑止ピンが係合して、該回転ノズルが前記ボディに対して回転自在に係止し、
前記回転リングの内周面と該内周面に面する前記回転ノズルの突出部との間に、該回転リングの回転操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えた構成としてもよい。
この構成によれば、制御部材である回転リングを回転操作することにより、回転制御機構を介して複数の回転ノズルを回転させることで、ノズル装置による流体の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、回転リングの回転操作により回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能となる。
前記回転ノズルは前記射出孔に挿通されて流体の射出側に突出した突出部を有する状態で前記ボディに配置され、
前記回転ノズルの外周面に形成されたリング状の溝に前記射出孔の壁面から該射出孔の内側に突き出した移動抑止ピンが係合して、該回転ノズルが前記ボディに対して回転自在に係止し、
前記回転リングの内周面と該内周面に面する前記回転ノズルの突出部との間に、該回転リングの回転操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えた構成としてもよい。
この構成によれば、制御部材である回転リングを回転操作することにより、回転制御機構を介して複数の回転ノズルを回転させることで、ノズル装置による流体の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、回転リングの回転操作により回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能となる。
本発明のノズル装置では、前記ボディは前記射出孔および前記供給口が形成されたボディ本体と、前記回転ノズルを挿通させる穴が形成された蓋体とで構成されており、
前記制御部材としてダイヤルがボディの射出側に配置されており、
前記射出孔は円筒状の側壁部を伴って前記ボディ本体の射出側に突出して形成されており、
前記回転ノズルは該回転ノズルのノズル孔に前記射出孔の側壁部を挿入した状態で前記ボディ本体に配置されており、
前記回転ノズルは前記蓋体に形成された穴から前記ボディの射出側に突出しており、
前記回転ノズルの前記ボディ側の端部が、前記ボディ本体に固定された前記蓋体と該ボディ本体に挟まれて、該回転ノズルが該ボディに回転自在に係止しており、
前記ダイヤルと前記回転ノズルの前記蓋体から突出した突出部との間に、該ダイヤルの回転操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えた構成としてもよい。
この構成によれば、制御部材であるダイヤルを回転操作することにより、回転制御機構を介して複数の回転ノズルを回転させることで、ノズル装置による流体の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、ダイヤルの回転操作により回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
前記制御部材としてダイヤルがボディの射出側に配置されており、
前記射出孔は円筒状の側壁部を伴って前記ボディ本体の射出側に突出して形成されており、
前記回転ノズルは該回転ノズルのノズル孔に前記射出孔の側壁部を挿入した状態で前記ボディ本体に配置されており、
前記回転ノズルは前記蓋体に形成された穴から前記ボディの射出側に突出しており、
前記回転ノズルの前記ボディ側の端部が、前記ボディ本体に固定された前記蓋体と該ボディ本体に挟まれて、該回転ノズルが該ボディに回転自在に係止しており、
前記ダイヤルと前記回転ノズルの前記蓋体から突出した突出部との間に、該ダイヤルの回転操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えた構成としてもよい。
この構成によれば、制御部材であるダイヤルを回転操作することにより、回転制御機構を介して複数の回転ノズルを回転させることで、ノズル装置による流体の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、ダイヤルの回転操作により回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
本発明のノズル装置では、前記ボディは前記射出孔および前記供給口が形成されたボディ本体と前記回転ノズルを挿通させる穴が形成された蓋体とで構成されており、
前記制御部材としてレバーが前記ボディの外周部に配置されており、
前記回転ノズルは前記ボディ本体側の端部が前記射出孔に挿入された状態で前記ボディ本体に配置されており、
前記回転ノズルの先端部は前記蓋体に形成された穴から前記ボディの射出側に突出しており、
前記回転ノズルが、前記ボディ本体に固定された前記蓋体と該ボディ本体に挟まれて、該ボディに回転自在に係止しており、
前記レバーと前記回転ノズルの間に、該レバーの向きを変える操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えた構成としても良い。
この構成によれば、制御部材であるレバーの向きを変える操作により、回転制御機構を介して複数の回転ノズルを回転させることで、ノズル装置による流体の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、レバーの向きを変える操作により回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
前記制御部材としてレバーが前記ボディの外周部に配置されており、
前記回転ノズルは前記ボディ本体側の端部が前記射出孔に挿入された状態で前記ボディ本体に配置されており、
前記回転ノズルの先端部は前記蓋体に形成された穴から前記ボディの射出側に突出しており、
前記回転ノズルが、前記ボディ本体に固定された前記蓋体と該ボディ本体に挟まれて、該ボディに回転自在に係止しており、
前記レバーと前記回転ノズルの間に、該レバーの向きを変える操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えた構成としても良い。
この構成によれば、制御部材であるレバーの向きを変える操作により、回転制御機構を介して複数の回転ノズルを回転させることで、ノズル装置による流体の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、レバーの向きを変える操作により回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
本発明のノズル装置では、前記回転ノズルは先端部を含めて一体で形成されており、該先端部の軸は該回転ノズルの回転軸と同一であり、該先端部のノズル孔は該回転ノズルの回転軸に対して傾斜して形成されている構成としても良い。
この構成によれば、回転ノズルは先端部を含めて一体で形成されているので、ノズル装置の部品点数を少なくすることができる。そして、回転ノズルの先端部の軸が回転ノズルの回転軸と同一であるため、制御部材の操作により回転ノズルの先端部が振れる事がないので、ノズル装置の取り扱いが容易である。
この構成によれば、回転ノズルは先端部を含めて一体で形成されているので、ノズル装置の部品点数を少なくすることができる。そして、回転ノズルの先端部の軸が回転ノズルの回転軸と同一であるため、制御部材の操作により回転ノズルの先端部が振れる事がないので、ノズル装置の取り扱いが容易である。
本発明のノズル装置では、前記ノズル孔の全体が前記回転ノズルの回転軸に対して一定の傾斜で形成された構成としても良い。
この構成によれば、ノズル孔の向きが一定なので、ノズル孔の加工が容易である。
この構成によれば、ノズル孔の向きが一定なので、ノズル孔の加工が容易である。
本発明のノズル装置では、前記射出孔に対応させて前記ボディに配置された前記回転ノズルの回転軸は、前記ノズル装置の射出方向の軸に対して、平行であるかまたは射出側に向けて該ノズル装置の射出側の中心から離れる方向に傾斜する構成としても良い。
回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して平行であれば、回転ノズルが配置される射出孔の形成が容易である。また、回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して射出側に向けてノズル装置の射出側の中心から離れる方向に傾斜する構成であれば、広い放射角による流体の射出が容易となる。
回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して平行であれば、回転ノズルが配置される射出孔の形成が容易である。また、回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して射出側に向けてノズル装置の射出側の中心から離れる方向に傾斜する構成であれば、広い放射角による流体の射出が容易となる。
本発明のノズル装置では、前記回転制御機構は前記回転ノズルの各々を同時に同じ角度だけ回転させることができ、前記回転ノズルは、各々の回転ノズルの先端部のノズル孔が、同時に、ノズル装置の射出側の中心に対して最も外側に向くように、向きが調整された構成としても良い。
この構成によれば、回転ノズルの各々が同時に同じ角度だけ回転し、先端部のノズル孔の向きが同期して変化するので、各回転ノズルから流体が放射される方向の相対的な変化が規則的となり、ノズル装置の放射角が規則的に変化するので、放射角の制御が容易である。
この構成によれば、回転ノズルの各々が同時に同じ角度だけ回転し、先端部のノズル孔の向きが同期して変化するので、各回転ノズルから流体が放射される方向の相対的な変化が規則的となり、ノズル装置の放射角が規則的に変化するので、放射角の制御が容易である。
そして、回転ノズルの先端部のノズル孔の向きが同期して変化するノズル装置では、前記回転ノズルの回転軸が前記ノズル装置の軸に対して射出側の中心から離れる方向へ傾斜する傾斜角と、該回転ノズルの先端部のノズル孔の軸が該回転ノズルの回転軸に対して傾斜する傾斜角が同一である構成としても良い。
この構成によれば、各回転ノズルの先端部のノズル孔がノズル装置の射出側の中心に対して最も内側を向くとき、各回転ノズルの先端部のノズル孔の軸はノズル装置の軸と平行になる。よって、流体を射出する放射角を変更できるだけでなく、ストレートの射出が可能となる。
この構成によれば、各回転ノズルの先端部のノズル孔がノズル装置の射出側の中心に対して最も内側を向くとき、各回転ノズルの先端部のノズル孔の軸はノズル装置の軸と平行になる。よって、流体を射出する放射角を変更できるだけでなく、ストレートの射出が可能となる。
本発明のノズル装置では、前記射出孔に対応させて前記ボディに配置された前記回転ノズルの回転軸は、前記ノズル装置の射出方向の軸に対して、射出側に向けて該ノズル装置の射出側の中心に近づく方向に傾斜する構成としても良い。
回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して、射出側に向けてノズル装置の射出側の中心に近づく方向に傾斜する構成であっても、回転ノズルの回転により流体を射出する放射角の変更が可能である。
回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して、射出側に向けてノズル装置の射出側の中心に近づく方向に傾斜する構成であっても、回転ノズルの回転により流体を射出する放射角の変更が可能である。
本発明のノズル装置では、前記ボディに、該ボディの射出側の中央部に開口し、該ボディの内部で前記供給口に連通する中央射出孔が形成されている構成としても良い。
中央射出孔があれば、流体の射出範囲の中央部分にも流体を射出することができる。
中央射出孔があれば、流体の射出範囲の中央部分にも流体を射出することができる。
本発明のノズル装置において、制御部材として回転リングを備える構成では、前記回転ノズルは前記ボディ上の射出側で同一円周上に配置されており、前記回転ノズルの突出部は、前記ボディの側の基部に歯車を備えており、該歯車に面する前記回転リングの内周面には、該歯車と噛みあうリングギアが形成されている構成としても良い。
この構成によれば、回転ノズルの突出部の基部に備えられた歯車と回転リングの内周面に形成されたリングギアを噛みあわせることにより、回転リングの回転操作により回転ノズルを回転させることができる。そして、回転制御機構は歯車とリングギアで構成されており、構造が単純で部品点数が少ないため、取り扱いが容易である。
この構成によれば、回転ノズルの突出部の基部に備えられた歯車と回転リングの内周面に形成されたリングギアを噛みあわせることにより、回転リングの回転操作により回転ノズルを回転させることができる。そして、回転制御機構は歯車とリングギアで構成されており、構造が単純で部品点数が少ないため、取り扱いが容易である。
上述の本発明の各構成によれば、次の効果が得られる。
まず、本発明に係るノズル装置によれば、制御部材を操作することにより、回転制御機構の働きにより複数の回転ノズルを回転させて回転ノズルの先端部のノズル孔の向きを変えることができ、各々の回転ノズルから射出される流体の射出方向を変えることができる。
そして、各回転ノズルから射出される流体の射出方向が変化するにつれて、各回転ノズルから射出される流体の相対的な方向が変化するため、ノズル装置による流体の放射角を変化させることが出来る。
そして、放射角の変化は、制御部材の操作により、回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
また、回転ノズルのノズル孔にかかる流体の圧力は、回転ノズルを回転ノズルの軸の方向の射出側に押し出すように働くため、これとほぼ直交する回転ノズルの回転方向には流体の圧力をほとんど受けない。そのため、回転ノズルを回転させるための制御部材の操作は、流体の圧力をほとんど受けないので、流体の圧力が高くても、小さな力で制御部材を操作して流体の放射角を容易に変化させることができる。
まず、本発明に係るノズル装置によれば、制御部材を操作することにより、回転制御機構の働きにより複数の回転ノズルを回転させて回転ノズルの先端部のノズル孔の向きを変えることができ、各々の回転ノズルから射出される流体の射出方向を変えることができる。
そして、各回転ノズルから射出される流体の射出方向が変化するにつれて、各回転ノズルから射出される流体の相対的な方向が変化するため、ノズル装置による流体の放射角を変化させることが出来る。
そして、放射角の変化は、制御部材の操作により、回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
また、回転ノズルのノズル孔にかかる流体の圧力は、回転ノズルを回転ノズルの軸の方向の射出側に押し出すように働くため、これとほぼ直交する回転ノズルの回転方向には流体の圧力をほとんど受けない。そのため、回転ノズルを回転させるための制御部材の操作は、流体の圧力をほとんど受けないので、流体の圧力が高くても、小さな力で制御部材を操作して流体の放射角を容易に変化させることができる。
次に回転リングを備えた構成では、制御部材である回転リングを回転操作することにより、回転制御機構を介して複数の回転ノズルを回転させることで、ノズル装置による流体の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、回転リングの回転操作により回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能となる。
次にダイヤルを備えた構成では、制御部材であるダイヤルを回転操作することにより、回転制御機構を介して複数の回転ノズルを回転させることで、ノズル装置による流体の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、ダイヤルの回転操作により回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
次にレバーを備えた構成では、制御部材であるレバーの向きを変える操作により、回転制御機構を介して複数の回転ノズルを回転させることで、ノズル装置による流体の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、レバーの向きを変える操作により回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
次にダイヤルを備えた構成では、制御部材であるダイヤルを回転操作することにより、回転制御機構を介して複数の回転ノズルを回転させることで、ノズル装置による流体の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、ダイヤルの回転操作により回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
次にレバーを備えた構成では、制御部材であるレバーの向きを変える操作により、回転制御機構を介して複数の回転ノズルを回転させることで、ノズル装置による流体の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、レバーの向きを変える操作により回転ノズルを回転させることで実現しているので、単純な構造で放射角の変更が可能である。
次に回転ノズルが一体で形成され、回転ノズルの先端部の軸が回転ノズルの回転軸と同一である構成では、ノズル装置の部品点数を少なくすることができる。そして、制御部材の操作により回転ノズルの先端部が振れる事がないので、ノズル装置の取り扱いが容易である。
次にノズル孔の全体が回転ノズルの回転軸に対して一定の傾斜で形成された構成では、ノズル孔の向きが一定なので、ノズル孔の加工が容易である。
次に回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して平行な構成であれば、回転ノズルが配置される射出孔の形成が容易である。また、回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して射出側に向けてノズル装置の射出側の中心から離れる方向に傾斜する構成であれば、広い放射角による流体の射出が容易となる。
次に回転ノズルの先端部のノズル孔の向きが同期して変化する構成では、各回転ノズルから流体が放射される方向の相対的な変化が規則的となり、ノズル装置の放射角が規則的に変化するので、放射角の制御が容易である。
次にノズル孔の全体が回転ノズルの回転軸に対して一定の傾斜で形成された構成では、ノズル孔の向きが一定なので、ノズル孔の加工が容易である。
次に回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して平行な構成であれば、回転ノズルが配置される射出孔の形成が容易である。また、回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して射出側に向けてノズル装置の射出側の中心から離れる方向に傾斜する構成であれば、広い放射角による流体の射出が容易となる。
次に回転ノズルの先端部のノズル孔の向きが同期して変化する構成では、各回転ノズルから流体が放射される方向の相対的な変化が規則的となり、ノズル装置の放射角が規則的に変化するので、放射角の制御が容易である。
次に回転ノズルの先端部のノズル孔の向きが同期して変化し、回転ノズルの回転軸がノズル装置の軸に対して射出側の中心から離れる方向へ傾斜する傾斜角と、回転ノズルの先端部のノズル孔の軸が該回転ノズルの回転軸に対して傾斜する傾斜角が同一である構成では、流体を射出する放射角を変更できるだけでなく、ストレートの射出が可能となる。
次に回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して、射出側に向けてノズル装置の射出側の中心に近づく方向に傾斜する構成であっても、回転ノズルの回転により流体を射出する放射角の変更が可能である。
次に中央射出孔を備える構成では、流体の射出範囲の中央部分にも流体を射出することができる。
次に制御部材として回転リングを備え、回転制御機構が回転ノズルの基部に備えられた歯車と回転リングの内周面に形成されたリングギアの噛み合わせからなる構成では、構造が単純で部品点数が少ないため、取り扱いが容易である。
次に回転ノズルの回転軸がノズル装置の射出方向の軸に対して、射出側に向けてノズル装置の射出側の中心に近づく方向に傾斜する構成であっても、回転ノズルの回転により流体を射出する放射角の変更が可能である。
次に中央射出孔を備える構成では、流体の射出範囲の中央部分にも流体を射出することができる。
次に制御部材として回転リングを備え、回転制御機構が回転ノズルの基部に備えられた歯車と回転リングの内周面に形成されたリングギアの噛み合わせからなる構成では、構造が単純で部品点数が少ないため、取り扱いが容易である。
以下、本発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。
［ノズル装置の構成］
図１に本発明の実施例１のノズル装置１０の構造を一部断面表示により示す。図２はノズル装置１０を射出側から見た図である。ノズル装置１０は消火作業に使用される多口ノズルであって、ボディ１２と７個の回転ノズル３０と回転リング５０を備えている。回転リング５０が本発明の制御部材に該当する。
ボディ１２は円柱状で片側が中空のノズル保持部１４と円筒状の給水管接続部２４を螺合により一体化させた中空の部材である。ノズル装置１０の外形は円柱状であり、ボディ１２の軸はノズル装置１０の軸と一致し、ボディ１２の径方向はノズル装置１０の径方向と同じである。そして、ノズル装置１０の軸方向で、ノズル保持部１４の側を射出側、給水管接続部２４の側を給水側、給水管接続部２４からノズル保持部１４に向かう方向を射出方向と呼ぶ。
給水管接続部２４の射出側の端部には水漏れを防ぐためのＯリング２６が装着されている。そして、ノズル保持部１４と給水管接続部２４の螺合部分の射出側の端部には、径方向に固定ネジ２８が装着されて、螺合部分の緩みを抑止している。
図１に本発明の実施例１のノズル装置１０の構造を一部断面表示により示す。図２はノズル装置１０を射出側から見た図である。ノズル装置１０は消火作業に使用される多口ノズルであって、ボディ１２と７個の回転ノズル３０と回転リング５０を備えている。回転リング５０が本発明の制御部材に該当する。
ボディ１２は円柱状で片側が中空のノズル保持部１４と円筒状の給水管接続部２４を螺合により一体化させた中空の部材である。ノズル装置１０の外形は円柱状であり、ボディ１２の軸はノズル装置１０の軸と一致し、ボディ１２の径方向はノズル装置１０の径方向と同じである。そして、ノズル装置１０の軸方向で、ノズル保持部１４の側を射出側、給水管接続部２４の側を給水側、給水管接続部２４からノズル保持部１４に向かう方向を射出方向と呼ぶ。
給水管接続部２４の射出側の端部には水漏れを防ぐためのＯリング２６が装着されている。そして、ノズル保持部１４と給水管接続部２４の螺合部分の射出側の端部には、径方向に固定ネジ２８が装着されて、螺合部分の緩みを抑止している。
ノズル保持部１４の中心部にはノズル装置１０の軸ｘに平行に中央射出孔２０が形成されている。そして、中央射出孔２０の周囲にはノズル保持部１４の射出側から給水側に貫通する７個の射出孔１６が形成されている。
図１では、射出側の射出孔１６までの範囲は図２のＡ１−Ａ１位置での断面を表示し、ノズル保持部１４と給水管接続部２４の螺合部分から給水側は図２のＡ２−Ａ２位置での断面を表示している。なお、図１では後方の回転ノズル３０は図示を省略している。
各射出孔１６はノズル装置１０の軸芯を中心とする円周上に等間隔で射出側に開口する回転ノズル挿通部１８と、回転ノズル挿通部１８に連通して給水側に開口する分岐部１７から構成されている。そして、回転ノズル挿通部１８はノズル装置１０の軸ｘに対して射出側に向けて径方向外方に２度傾斜して形成されている。
給水管接続部２４の給水側の端部には給水管を螺合により接続するための雌ねじが形成された給水口２５が形成されている。そして、給水管接続部２４は、射出側では外径がノズル保持部１４よりも小さく、給水口２５の周囲では外径がノズル保持部１４と同じ程度の大きさに拡大しており、外径が変化する部分には段差部２９が形成されている。そして、中央射出孔２０及び各射出孔１６はボディ１２の内部の中空部分を介して給水口２５に連通している。
図１では、射出側の射出孔１６までの範囲は図２のＡ１−Ａ１位置での断面を表示し、ノズル保持部１４と給水管接続部２４の螺合部分から給水側は図２のＡ２−Ａ２位置での断面を表示している。なお、図１では後方の回転ノズル３０は図示を省略している。
各射出孔１６はノズル装置１０の軸芯を中心とする円周上に等間隔で射出側に開口する回転ノズル挿通部１８と、回転ノズル挿通部１８に連通して給水側に開口する分岐部１７から構成されている。そして、回転ノズル挿通部１８はノズル装置１０の軸ｘに対して射出側に向けて径方向外方に２度傾斜して形成されている。
給水管接続部２４の給水側の端部には給水管を螺合により接続するための雌ねじが形成された給水口２５が形成されている。そして、給水管接続部２４は、射出側では外径がノズル保持部１４よりも小さく、給水口２５の周囲では外径がノズル保持部１４と同じ程度の大きさに拡大しており、外径が変化する部分には段差部２９が形成されている。そして、中央射出孔２０及び各射出孔１６はボディ１２の内部の中空部分を介して給水口２５に連通している。
回転ノズル３０は中央にノズル孔４６が形成された中空の部材であり、給水側の挿入部３２が射出孔１６の回転ノズル挿通部１８に内接し、射出側の突出部３６が射出孔１６の射出側に突き出した状態で、ボディ１２のノズル保持部１４に配置されている。そして、挿入部３２の先端近くに面する回転ノズル挿通部１８の内周面には周方向に一周する溝が形成されており、この溝には挿入部３２と回転ノズル挿通部１８の隙間からの水漏れを防ぐため弾発性のある密封リング２３が嵌められている。
そして、回転ノズル３０の挿入部３２の外周面には周方向に一周するリング状の係止溝３４が形成されており、ノズル保持部１４の外周面に開口する径方向の孔から移動抑止ピン２２が差し込まれている。そして、移動抑止ピン２２の先端が、回転ノズル挿通部１８の壁面から回転ノズル挿通部１８の内側に突き出して係止溝３４に係合し、回転ノズル３０がボディ１２のノズル保持部１４に対して回転自在に係止している。
そして、回転ノズル３０の挿入部３２の外周面には周方向に一周するリング状の係止溝３４が形成されており、ノズル保持部１４の外周面に開口する径方向の孔から移動抑止ピン２２が差し込まれている。そして、移動抑止ピン２２の先端が、回転ノズル挿通部１８の壁面から回転ノズル挿通部１８の内側に突き出して係止溝３４に係合し、回転ノズル３０がボディ１２のノズル保持部１４に対して回転自在に係止している。
そして、射出孔１６の回転ノズル挿通部１８に内接する回転ノズル３０の挿入部３２の軸ｙが回転ノズル３０の回転軸となる。そして、軸ｙはノズル装置１０の軸ｘに対して、射出方向に向けてノズル装置１０の径方向外方へ２度傾斜している。この回転ノズル３０の軸ｙがノズル装置１０の軸ｘに対して射出側に向けてノズル装置１０の径方向外方に傾斜する傾斜角を、本発明ではノズル軸傾斜角と呼んでおり、ノズル装置１０ではノズル軸傾斜角は２度である。
中央射出孔２０には中央にノズル孔が形成された固定ノズル４８が挿通されている。そして、固定ノズル４８の給水側の端近くに面する中央射出孔２０の内周面には周方向に一周する溝が形成されており、この溝には固定ノズル４８と中央射出孔２０の隙間からの水漏れを防ぐための密封リング２３が嵌められている。
固定ノズル４８の外周面には係止孔が形成されている。そして、ノズル保持部１４の外周面に開口する径方向の孔から差し込まれた固定ノズル４８用の移動抑止ピンの先端が、固定ノズル４８の係止孔に係合して、固定ノズル４８の中央射出孔２０からの抜け止めがなされている。固定ノズル４８に形成された係止孔及びこれに対応する移動抑止ピンは、図１には現われない。
中央射出孔２０には中央にノズル孔が形成された固定ノズル４８が挿通されている。そして、固定ノズル４８の給水側の端近くに面する中央射出孔２０の内周面には周方向に一周する溝が形成されており、この溝には固定ノズル４８と中央射出孔２０の隙間からの水漏れを防ぐための密封リング２３が嵌められている。
固定ノズル４８の外周面には係止孔が形成されている。そして、ノズル保持部１４の外周面に開口する径方向の孔から差し込まれた固定ノズル４８用の移動抑止ピンの先端が、固定ノズル４８の係止孔に係合して、固定ノズル４８の中央射出孔２０からの抜け止めがなされている。固定ノズル４８に形成された係止孔及びこれに対応する移動抑止ピンは、図１には現われない。
回転ノズル３０の突出部３６のボディ１２側の基部３８の外径は射出孔１６の回転ノズル挿通部１８の内径よりも大きな径とされており、回転ノズル挿通部１８の開口部の周囲は基部３８よりも少し大きな径でザグリされている。そして、基部３８の先端がザグリ部分に入って回転ノズル挿通部１８の開口部に当たる位置で、回転ノズル３０の軸方向の位置が決まる。そして、回転ノズル３０の突出部３６の基部３８の射出側には、基部３８よりも更に外径の大きな歯車４２が回転ノズル３０と一体で形成されている。
回転ノズル３０のノズル孔４６は、突出部３６及び突出部３６に続く挿入部３２の途中までは、回転ノズル３０の回転軸に対して６度の傾斜で形成されている。そして、突出部３６の基部３８の部分ではノズル孔４６が拡径しており、この拡径部分には突出部３６の外周面に開口する空気孔４０が対面して２個形成されている。空気孔４０の部分でノズル孔４６を拡径したのは、ベンチュリ効果により、空気孔４０から効率よく空気を取り込むためである。
回転ノズル３０のノズル孔４６は、突出部３６及び突出部３６に続く挿入部３２の途中までは、回転ノズル３０の回転軸に対して６度の傾斜で形成されている。そして、突出部３６の基部３８の部分ではノズル孔４６が拡径しており、この拡径部分には突出部３６の外周面に開口する空気孔４０が対面して２個形成されている。空気孔４０の部分でノズル孔４６を拡径したのは、ベンチュリ効果により、空気孔４０から効率よく空気を取り込むためである。
そして、挿入部３２の途中から先では、ノズル孔４６は挿入部３２の給水側の端の中心に向かって形成されており、挿入部３２の給水側の端で円錐状に拡径している。
そして突出部３６の射出側の先端には、円筒状の先端部４４がノズル孔４６に差し込まれて接着剤で突出部３６に固定されている。そして、回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６の軸ｚは、回転ノズル３０の軸ｙに対して６度傾斜している。この回転ノズル３０の軸ｙに対する回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６の軸ｚの傾斜角をノズル孔傾斜角と呼び、ノズル装置１０ではノズル孔傾斜角は６度である。
なお、回転ノズル３０の先端部４４及び歯車４２はノズル保持部１４の外径から外にはみ出さない大きさで形成されている。
そして突出部３６の射出側の先端には、円筒状の先端部４４がノズル孔４６に差し込まれて接着剤で突出部３６に固定されている。そして、回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６の軸ｚは、回転ノズル３０の軸ｙに対して６度傾斜している。この回転ノズル３０の軸ｙに対する回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６の軸ｚの傾斜角をノズル孔傾斜角と呼び、ノズル装置１０ではノズル孔傾斜角は６度である。
なお、回転ノズル３０の先端部４４及び歯車４２はノズル保持部１４の外径から外にはみ出さない大きさで形成されている。
回転リング５０はノズル保持部１４の外側に被せられた円筒状のケース５２と給水管接続部２４の外側に被せられた円筒状のグリップ５６を締結ネジ５７で結合した部材であって、ボディ１２に対して回転自在である。そして、グリップ５６の給水側の端部は少しの隙間を有して、給水管接続部２４の段差部２９に面している。
グリップ５６の給水側の端部には径方向の反対側に軸方向の孔が２個形成されている。そして、一方の孔には棒状のピン７４が挿入され、孔から突き出したピン７４の先端部分が、給水管接続部２４の段差部２９の射出側の面に形成された円弧状の溝７６に係合することにより、回転リング５０の回転範囲が規制されている。
そして、他方の孔にはバネ７０と球体７２が収容されており、回転リング５０を回転させたときにクリック感が生じるように、球体７２の軌道となる給水管接続部２４の段差部２９の射出側の面には複数の凹部が形成されている。
グリップ５６の給水側の端部には径方向の反対側に軸方向の孔が２個形成されている。そして、一方の孔には棒状のピン７４が挿入され、孔から突き出したピン７４の先端部分が、給水管接続部２４の段差部２９の射出側の面に形成された円弧状の溝７６に係合することにより、回転リング５０の回転範囲が規制されている。
そして、他方の孔にはバネ７０と球体７２が収容されており、回転リング５０を回転させたときにクリック感が生じるように、球体７２の軌道となる給水管接続部２４の段差部２９の射出側の面には複数の凹部が形成されている。
回転ノズル３０の突出部３６に形成された歯車４２に面するケース５２の内周面には、歯車４２と噛み合うリングギア５４が形成されている。この歯車４２とリングギア５４が本発明の回転制御機構に該当する。
回転リング５０のケース５２の射出側の先端部には、ノズル挿通孔６５と空気孔６６が空けられたカバー６４が装着されている。カバー６４は、回転ノズル３０の歯車４２とケース５２のリングギア５４との噛み合わせ部に異物が混入することを防ぐと共に、回転ノズル３０の空気孔４０への空気の流路を確保する役目がある。
回転ノズル３０の突出部３６の歯車４２よりも射出側となるカバー係止部４３は、先端側の外径がノズル挿通孔６５の内径よりもわずかに小さく形成され、歯車４２側の外径がノズル挿通孔６５の内径よりも大きく形成されており、段差により外径が変化している。そして、回転ノズル３０のカバー係止部４３の先端側がノズル挿通孔６５から射出側に突出し、カバー係止部４３の段差の部分がカバー６４に密着して、ノズル挿通孔６５からの異物の混入を防いでいる。そして、固定ノズル４８の先端部は回転ノズル３０と同様に段差により外径が変化し、先端部の先端側がノズル挿通孔６５から射出側に突出し、先端部の段差の部分がカバー６４に密着して、固定ノズル４８に対応するノズル挿通孔６５からの異物の混入を防いでいる。
そして、ノズル挿通孔６５からは空気がほとんど流入しないので、カバー６４の内側への空気の流路を確保するために、図２に示すように、カバー６４には小径の空気孔６６を多数設けている。
カバー６４の射出側には、断面がＬ字で射出側の内径がカバー６４よりも小さく給水側の内径がカバー６４よりも大きな円筒状のストッパ６０が、ケース５２に螺合した状態で配置されている。そして、ストッパ６０とケース５２の射出側の先端との間で、カバー６４が相対的な回転が可能な状態で保持されている。そして、ストッパ６０及びケース５２の外径部には保護用のガード６２が装着されている。
図３は、ストッパ６０、ガード６２、カバー６４を外した状態でノズル装置１０を射出側から見た図である。
回転リング５０のケース５２の射出側の先端部には、ノズル挿通孔６５と空気孔６６が空けられたカバー６４が装着されている。カバー６４は、回転ノズル３０の歯車４２とケース５２のリングギア５４との噛み合わせ部に異物が混入することを防ぐと共に、回転ノズル３０の空気孔４０への空気の流路を確保する役目がある。
回転ノズル３０の突出部３６の歯車４２よりも射出側となるカバー係止部４３は、先端側の外径がノズル挿通孔６５の内径よりもわずかに小さく形成され、歯車４２側の外径がノズル挿通孔６５の内径よりも大きく形成されており、段差により外径が変化している。そして、回転ノズル３０のカバー係止部４３の先端側がノズル挿通孔６５から射出側に突出し、カバー係止部４３の段差の部分がカバー６４に密着して、ノズル挿通孔６５からの異物の混入を防いでいる。そして、固定ノズル４８の先端部は回転ノズル３０と同様に段差により外径が変化し、先端部の先端側がノズル挿通孔６５から射出側に突出し、先端部の段差の部分がカバー６４に密着して、固定ノズル４８に対応するノズル挿通孔６５からの異物の混入を防いでいる。
そして、ノズル挿通孔６５からは空気がほとんど流入しないので、カバー６４の内側への空気の流路を確保するために、図２に示すように、カバー６４には小径の空気孔６６を多数設けている。
カバー６４の射出側には、断面がＬ字で射出側の内径がカバー６４よりも小さく給水側の内径がカバー６４よりも大きな円筒状のストッパ６０が、ケース５２に螺合した状態で配置されている。そして、ストッパ６０とケース５２の射出側の先端との間で、カバー６４が相対的な回転が可能な状態で保持されている。そして、ストッパ６０及びケース５２の外径部には保護用のガード６２が装着されている。
図３は、ストッパ６０、ガード６２、カバー６４を外した状態でノズル装置１０を射出側から見た図である。
ノズル装置１０の構成部品は、ノズル保持部１４、回転ノズル３０、固定ノズル４８、及びグリップ５６はポリアセタールで製作し、ガード６２はエラストマで製作し、ケース５２、給水管接続部２４及びストッパ６０はアルミで製作している。そして、各構成部品の素材はこれに限定されない。ノズル装置１０の全ての構成部品をポリアセタール等の樹脂で製作しても良いし、全ての構成部品をアルミや真ちゅう等の金属で製作しても良い。樹脂製とすれば軽量となり錆や焼き付きを防ぐことができ、金属製とすれば強度が向上する。
［ノズル装置の組み立て方］
中央射出孔２０のリング状の溝に密封リング２３を挿入後、固定ノズル４８をノズル保持部１４の射出側から中央射出孔２０に挿入し、移動抑止ピンで抜け止めをする。次に、各射出孔１６について、リング状の溝に密封リング２３を挿入し、回転ノズル３０をノズル保持部１４の射出側から射出孔１６の回転ノズル挿通部１８に挿入する。そして、ノズル保持部１４の外径側から移動抑止ピン２２を挿入して、移動抑止ピン２２の先端を回転ノズル３０の係止溝３４に係合させて、回転ノズル３０を射出孔１６に回転自在に係止させる。
次に、グリップ５６の給水側の端部の軸方向の２つの孔の一方にピン７４を挿入し他方にバネ７０と球体７２を挿入して、グリップ５６の端部から突き出したピン７４の先端部分を給水管接続部２４の段差部２９に形成された円弧状の溝７６に係合させて、グリップ５６を給水管接続部２４の外径部に被せる。
そして、ノズル保持部１４の給水側の溝にＯリング２６を装着してノズル保持部１４の内径に給水管接続部２４の外径を螺合させる。そして、固定ネジ２８をノズル保持部１４と給水管接続部２４の螺合する部分に締め込み、ノズル保持部１４と給水管接続部２４の螺合の緩み止めをする。
中央射出孔２０のリング状の溝に密封リング２３を挿入後、固定ノズル４８をノズル保持部１４の射出側から中央射出孔２０に挿入し、移動抑止ピンで抜け止めをする。次に、各射出孔１６について、リング状の溝に密封リング２３を挿入し、回転ノズル３０をノズル保持部１４の射出側から射出孔１６の回転ノズル挿通部１８に挿入する。そして、ノズル保持部１４の外径側から移動抑止ピン２２を挿入して、移動抑止ピン２２の先端を回転ノズル３０の係止溝３４に係合させて、回転ノズル３０を射出孔１６に回転自在に係止させる。
次に、グリップ５６の給水側の端部の軸方向の２つの孔の一方にピン７４を挿入し他方にバネ７０と球体７２を挿入して、グリップ５６の端部から突き出したピン７４の先端部分を給水管接続部２４の段差部２９に形成された円弧状の溝７６に係合させて、グリップ５６を給水管接続部２４の外径部に被せる。
そして、ノズル保持部１４の給水側の溝にＯリング２６を装着してノズル保持部１４の内径に給水管接続部２４の外径を螺合させる。そして、固定ネジ２８をノズル保持部１４と給水管接続部２４の螺合する部分に締め込み、ノズル保持部１４と給水管接続部２４の螺合の緩み止めをする。
次に、図３に示すように、全ての回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６が、それぞれノズル装置１０の径方向外方を向くように回転ノズル３０の回転位置を調節する。回転ノズル３０には先端部４４のノズル孔４６の傾斜方向を示す傾斜マーク４７が付されているので、回転位置の調節では、傾斜マーク４７がノズル保持部１４の径方向外方を向くように調節する。
そして、回転リング５０のケース５２のリングギア５４が形成された側を射出側に向けて、ケース５２をノズル保持部１４の射出側からノズル保持部１４に被せ、ケース５２に形成されたリングギア５４を回転ノズル３０の突出部３６に形成された歯車４２に噛み合わせる。図３では、リングギア５４と各歯車４２が上述のかみ合わせ状態となっている。
次に、ケース５２とグリップ５６を締結ネジ５７で締結して回転リング５０を一体化させる。そして、ノズル保持部１４の射出側からカバー６４のノズル挿通孔６５に回転ノズル３０の先端部４４を挿通させて、カバー６４をノズル保持部１４の射出側に装着する。そして、ケース５２の外径部にガード６２を挿通し、ガード６２の内径側からストッパ６０をケース５２に螺合させる。そして、ストッパ６０が締まる方向にガード６２を回すことにより、ストッパ６０がつれ回りしてストッパ６０が締まる。なお、ストッパ６０の内周面に軸方向に形成された７つの補助溝６１に掛かる専用の工具を用いて、ストッパ６０を締めることもできる。
そして、回転リング５０のケース５２のリングギア５４が形成された側を射出側に向けて、ケース５２をノズル保持部１４の射出側からノズル保持部１４に被せ、ケース５２に形成されたリングギア５４を回転ノズル３０の突出部３６に形成された歯車４２に噛み合わせる。図３では、リングギア５４と各歯車４２が上述のかみ合わせ状態となっている。
次に、ケース５２とグリップ５６を締結ネジ５７で締結して回転リング５０を一体化させる。そして、ノズル保持部１４の射出側からカバー６４のノズル挿通孔６５に回転ノズル３０の先端部４４を挿通させて、カバー６４をノズル保持部１４の射出側に装着する。そして、ケース５２の外径部にガード６２を挿通し、ガード６２の内径側からストッパ６０をケース５２に螺合させる。そして、ストッパ６０が締まる方向にガード６２を回すことにより、ストッパ６０がつれ回りしてストッパ６０が締まる。なお、ストッパ６０の内周面に軸方向に形成された７つの補助溝６１に掛かる専用の工具を用いて、ストッパ６０を締めることもできる。
［放射角の変化について］
図４でノズル装置１０における水を射出する方向の変化を説明する。図４の射出側は図２のＡ１−Ａ１位置におけるノズル装置１０の断面を示している。各回転ノズル３０の突出部３６に形成された歯車４２の歯の数は同一であり、回転リング５０の回転に合わせて各回転ノズル３０は同じ角度だけ回転する。図４の矢印ａは図３の組み立て位置における各回転ノズル３０の先端部４４におけるノズル孔４６の軸ｚの向きを示しており、この時の先端部４４の向きを実線で示している。矢印ｂは、回転リング５０を回転させて回転ノズル３０の向きを１８０度変えたときの回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６の軸ｚの向きを示しており、この時の先端部４４の向きを想像線で示している。矢印ｃは固定ノズル４８の先端部におけるノズル孔の向きを示しており、これは一定である。
ノズル装置１０では、回転ノズル３０の軸ｙのノズル装置１０の軸ｘに対する傾斜は２度であり、回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６の軸ｚの回転ノズル３０の軸ｙに対する傾斜は６度である。よって、ノズル軸傾斜角が２度、ノズル孔傾斜角が６度で、ノズル孔４６が最も外側を向くときは放射角は片側で２プラス６の外向き８度となり全体では外向きで１６度となる。そして、ノズル孔４６が最も内側を向くときは、放射角は２マイナス６で片側でマイナス４度（内向き４度）となり全体では内向き８度となる。
図４でノズル装置１０における水を射出する方向の変化を説明する。図４の射出側は図２のＡ１−Ａ１位置におけるノズル装置１０の断面を示している。各回転ノズル３０の突出部３６に形成された歯車４２の歯の数は同一であり、回転リング５０の回転に合わせて各回転ノズル３０は同じ角度だけ回転する。図４の矢印ａは図３の組み立て位置における各回転ノズル３０の先端部４４におけるノズル孔４６の軸ｚの向きを示しており、この時の先端部４４の向きを実線で示している。矢印ｂは、回転リング５０を回転させて回転ノズル３０の向きを１８０度変えたときの回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６の軸ｚの向きを示しており、この時の先端部４４の向きを想像線で示している。矢印ｃは固定ノズル４８の先端部におけるノズル孔の向きを示しており、これは一定である。
ノズル装置１０では、回転ノズル３０の軸ｙのノズル装置１０の軸ｘに対する傾斜は２度であり、回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６の軸ｚの回転ノズル３０の軸ｙに対する傾斜は６度である。よって、ノズル軸傾斜角が２度、ノズル孔傾斜角が６度で、ノズル孔４６が最も外側を向くときは放射角は片側で２プラス６の外向き８度となり全体では外向きで１６度となる。そして、ノズル孔４６が最も内側を向くときは、放射角は２マイナス６で片側でマイナス４度（内向き４度）となり全体では内向き８度となる。
ここで、本発明のノズル装置の焦点について説明する。実施例１のノズル装置１０のようにノズル軸傾斜角よりもノズル孔傾斜角が大きい場合には、回転ノズルの先端部のノズル孔が径方向の最も内側を向くとき、回転ノズルから射出された水が所定の距離で一点に集まると考えられる。この水が集まる点をノズル装置の焦点と呼ぶ。ノズル軸傾斜角とノズル孔傾斜角の角度の差が大きいほど焦点距離は短くなり、角度の差が小さいほど焦点距離は長くなる。この特徴を利用して所定の距離で回転ノズルから射出される水を一点に集中させることができる。
ここで、本願の発明者が実施例１のノズル装置１０で放水実験をしたところ、各回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６が径方向で最も内向きとなる状態でノズル孔４６から射出された水は、焦点の付近で一本の棒状に纏まり、その先へは棒状に纏まったままで放射されることが判明した。そして、同じ水圧では、単口ノズルよりも遠方へ水を放射できることを確認した。
なお、回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６が径方向の内側を向くが焦点よりは外向きのときは、水は所定の距離ですれ違った後に拡散していく。
ここで、本願の発明者が実施例１のノズル装置１０で放水実験をしたところ、各回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６が径方向で最も内向きとなる状態でノズル孔４６から射出された水は、焦点の付近で一本の棒状に纏まり、その先へは棒状に纏まったままで放射されることが判明した。そして、同じ水圧では、単口ノズルよりも遠方へ水を放射できることを確認した。
なお、回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６が径方向の内側を向くが焦点よりは外向きのときは、水は所定の距離ですれ違った後に拡散していく。
［発明の効果］
実施例１のノズル装置１０では、回転リング５０の回転に応じて、各回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６の向きは、図４の矢印ａの向きから矢印ｂの向きに連続的に変化する。よって、ノズル装置１０によれば、回転ノズル３０の先端部４４から射出される水の放射角を連続的に変化させることができる。そこで、消火作業においては、回転リング５０の回転により、消火範囲に対応させて放水範囲をほぼ同心円で増減させて調整することができる。また、消火のために障害物を排除する必要があるときは、先端部４４のノズル孔４６の向きを図４の矢印ｂの方向に揃えて棒状の放水とし、放水の着圧を高めて単口ノズルのように使用することができる。
実施例１のノズル装置１０では、回転リング５０の回転に応じて、各回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６の向きは、図４の矢印ａの向きから矢印ｂの向きに連続的に変化する。よって、ノズル装置１０によれば、回転ノズル３０の先端部４４から射出される水の放射角を連続的に変化させることができる。そこで、消火作業においては、回転リング５０の回転により、消火範囲に対応させて放水範囲をほぼ同心円で増減させて調整することができる。また、消火のために障害物を排除する必要があるときは、先端部４４のノズル孔４６の向きを図４の矢印ｂの方向に揃えて棒状の放水とし、放水の着圧を高めて単口ノズルのように使用することができる。
そして、上述の通り、ノズル装置１０の放射角を変化させる機構は、先端部４４のノズル孔４６の軸ｚが挿入部３２の軸ｙに対して傾斜した回転ノズル３０を、回転リング５０のリングギア５４で回転させるという単純な構造である。よって、ノズル装置１０は少ない部品点数で構成することができ、取り扱いが容易であり、耐久性、メンテナンス性に優れている。
また、回転ノズル３０のノズル孔４６にかかる水の圧力は、回転ノズル３０を回転ノズル３０の回転軸である軸ｙの方向の射出側に押し出すように働くため、これとほぼ直交する回転リング５０の回転方向には水の圧力をほとんど受けない。よって、射出する水の圧力が高くても、小さな力で回転リング５０を回転させて水の放射角を容易に変化させることができる。
また、回転ノズル３０のノズル孔４６にかかる水の圧力は、回転ノズル３０を回転ノズル３０の回転軸である軸ｙの方向の射出側に押し出すように働くため、これとほぼ直交する回転リング５０の回転方向には水の圧力をほとんど受けない。よって、射出する水の圧力が高くても、小さな力で回転リング５０を回転させて水の放射角を容易に変化させることができる。
図５に、本発明の実施例２のノズル装置１１０の構造を一部断面表示により示す。ノズル装置１１０は消火作業に使用される多口ノズルであって、ボディ１１２と回転ノズル１２０と回転リング１３０と固定ノズル１４０と補助リング１３６とを備えている。そして、回転リング１３０が本発明の制御部材に該当する点は実施例１と共通する。
ボディ１１２は円筒状のノズル保持部１１４と円筒状の給水管接続部１１６を螺合により一体化させた中空の部材である。ノズル装置１１０の外形は円柱状であり、ボディ１１２の軸はノズル装置１１０の軸と一致し、ボディ１１２の径方向はノズル装置１１０の径方向と同じである。このノズル装置１１０の軸方向でノズル保持部１１４の側を射出側、給水管接続部１１６の側を給水側、給水管接続部１１６からノズル保持部１１４に向かう方向を射出方向と呼ぶ。そしてノズル保持部１１４と給水管接続部１１６の螺合部分の給水側端部には水漏れを防ぐためのＯリング１３８が装着されている。
ボディ１１２は円筒状のノズル保持部１１４と円筒状の給水管接続部１１６を螺合により一体化させた中空の部材である。ノズル装置１１０の外形は円柱状であり、ボディ１１２の軸はノズル装置１１０の軸と一致し、ボディ１１２の径方向はノズル装置１１０の径方向と同じである。このノズル装置１１０の軸方向でノズル保持部１１４の側を射出側、給水管接続部１１６の側を給水側、給水管接続部１１６からノズル保持部１１４に向かう方向を射出方向と呼ぶ。そしてノズル保持部１１４と給水管接続部１１６の螺合部分の給水側端部には水漏れを防ぐためのＯリング１３８が装着されている。
給水管接続部１１６には給水管を螺合により接続するための雌ねじが形成された給水口１１７が形成されている。給水管接続部１１６の外径は射出側ではノズル保持部１１４と同じであり、給水側の給水口１１７の周囲ではノズル保持部１１４よりも外径が小さくなっている。
そして、ノズル保持部１１４の中央部にノズル装置１１０の軸ｘに平行に中央射出孔１１９が形成されている。そして、中央射出孔１１９の周囲には中央射出孔１１９と同芯の円周上に等間隔で、ノズル装置１１０の軸ｘに対して射出側に向けて径方向外方に３度傾斜させて４つの射出孔１１８が形成されている。そして、中央射出孔１１９及び各射出孔１１８はボディ１１２の内部の中空部分を介して給水口１１７に連通している。
そして、ノズル保持部１１４の中央部にノズル装置１１０の軸ｘに平行に中央射出孔１１９が形成されている。そして、中央射出孔１１９の周囲には中央射出孔１１９と同芯の円周上に等間隔で、ノズル装置１１０の軸ｘに対して射出側に向けて径方向外方に３度傾斜させて４つの射出孔１１８が形成されている。そして、中央射出孔１１９及び各射出孔１１８はボディ１１２の内部の中空部分を介して給水口１１７に連通している。
ノズル保持部１１４に形成された４つの射出孔１１８にはそれぞれ中空の回転ノズル１２０が回転自在に挿通されており、射出孔１１８に内接する回転ノズル１２０の基端部１２３の軸ｙは回転ノズル１２０の回転軸となる。そして、軸ｙはノズル装置１１０の軸ｘに対して射出側に向けてノズル装置１１０の径方向外方へ３度傾斜する。よって、ノズル装置１１０では、ノズル軸傾斜角は３度である。そして、基端部１２３の外周面には周方向に一周する溝が形成されており、この溝には弾力性のあるＣリング１４２が漏水防止用に装着されている。
そして中央射出孔１１９には中空の固定ノズル１４０が挿通されており、中央射出孔１１９に内接する固定ノズル１４０の基端部の外周面にも周方向に一周する溝が形成されており、この溝にも弾力性のあるＣリング１４２が漏水防止用に装着されている。
そして中央射出孔１１９には中空の固定ノズル１４０が挿通されており、中央射出孔１１９に内接する固定ノズル１４０の基端部の外周面にも周方向に一周する溝が形成されており、この溝にも弾力性のあるＣリング１４２が漏水防止用に装着されている。
回転ノズル１２０は中央にノズル孔１２９が形成された中空の部材であり、射出孔１１８に内接する基端部１２３と射出孔１１８から水の射出側に突き出した突出部１２５からなる。基端部１２３の給水側の端部には外径が射出孔１１８の給水側の内径よりも大きな鍔状の座部１２２が形成されており、回転ノズル１２０は座部１２２により射出孔１１８の給水側の端部でノズル保持部１１４に回転自在に係止している。そして、回転ノズル１２０の突出部１２５のボディ１１２側の基部１２４の外周部には歯車１２８が装着されている。そして、歯車１２８とボディ１１２の間には、歯車１２８とボディ１１２の緩衝用に、基部１２４の外周に形成された溝に円板状のスペーサ１４４が装着されている。
そして、回転ノズル１２０の突出部１２５の、歯車１２８が装着された基部１２４よりも射出側に突き出した先端部１２６は、螺合により基部１２４に固定されており、先端部１２６の軸ｚは基端部１２３の軸ｙに対して傾斜しており、傾斜角は３度である。そして、先端部１２６の中央のノズル孔１２９は先端部１２６の軸方向に形成されているので、回転ノズル１２０はノズル孔１２９が回転軸に対して先端で３度傾斜する。よって、ノズル装置１１０では、ノズル孔傾斜角は３度である。
なお、先端部１２６の軸方向中央部の外形は６角柱に形成されており、６角柱部分の相対する２面には先端部１２６の中央に空けられたノズル孔１２９に連通する空気孔１２７が設けられている。
回転ノズル１２０は先端部１２６、歯車１２８、スペーサ１４４が外されて、Ｃリング１４２のみを装着した状態で射出孔１１８に給水側から挿通され、射出孔１１８の射出側に突出した突出部１２５に、スペーサ１４４、歯車１２８及び先端部１２６が装着される。歯車１２８は、歯の谷の部分に設けられ歯車１２８の芯の中空に達するねじ穴に、雄ねじの形成されたビスをねじ込んで回転ノズル１２０の突出部１２５に固定されている。歯車１２８のねじ穴及びビスは図示を省略している。
なお、回転ノズル１２０の基部１２４に装着される歯車１２８及び先端部１２６はノズル保持部１１４の外径から外にはみ出さない大きさで形成されている。
なお、先端部１２６の軸方向中央部の外形は６角柱に形成されており、６角柱部分の相対する２面には先端部１２６の中央に空けられたノズル孔１２９に連通する空気孔１２７が設けられている。
回転ノズル１２０は先端部１２６、歯車１２８、スペーサ１４４が外されて、Ｃリング１４２のみを装着した状態で射出孔１１８に給水側から挿通され、射出孔１１８の射出側に突出した突出部１２５に、スペーサ１４４、歯車１２８及び先端部１２６が装着される。歯車１２８は、歯の谷の部分に設けられ歯車１２８の芯の中空に達するねじ穴に、雄ねじの形成されたビスをねじ込んで回転ノズル１２０の突出部１２５に固定されている。歯車１２８のねじ穴及びビスは図示を省略している。
なお、回転ノズル１２０の基部１２４に装着される歯車１２８及び先端部１２６はノズル保持部１１４の外径から外にはみ出さない大きさで形成されている。
回転リング１３０は円筒状の部材であって、ボディ１１２の外側に回転自在に被せられている。そして、回転ノズル１２０の基部１２４に装着した歯車１２８に面する回転リング１３０の内周面には歯車１２８と噛みあうリングギア１３２が形成されている。この歯車１２８とリングギア１３２が本発明の回転制御機構に該当する。
回転リング１３０の射出側の先端は回転ノズル１２０の先端部１２６の先端まで伸びている。そして、回転リング１３０は、回転ノズル１２０の周囲を覆って回転ノズル１２０を保護している。そして、回転リング１３０の給水側の先端は給水管接続部１１６の外径が縮小する位置まで伸びている。
補助リング１３６は、給水管接続部１１６の外径が縮小する部位の外周部と回転リング１３０の給水側端部の外周部を覆う断面がＬ字の筒状部材であり、回転リング１３０とネジ１４６で結合されて、回転リング１３０が射出側に抜けるのを防いでいる。
ボディ１１２の射出側の先端には、リングギア１３２と噛みあわせることのできるギア１４８が形成されている。そして、補助リング１３６を給水側に引くと、補助リング１３６とネジ１４６で結合された回転リング１３０が給水側に引かれて、リングギア１３２が回転ノズル１２０の歯車１２８とボディ１１２の射出側の先端のギア１４８の双方に噛みあった状態となる。これにより、回転リング１３０の回転を抑止して、ノズル装置１１０を所定の放射角で固定することができる。
回転リング１３０の射出側の先端は回転ノズル１２０の先端部１２６の先端まで伸びている。そして、回転リング１３０は、回転ノズル１２０の周囲を覆って回転ノズル１２０を保護している。そして、回転リング１３０の給水側の先端は給水管接続部１１６の外径が縮小する位置まで伸びている。
補助リング１３６は、給水管接続部１１６の外径が縮小する部位の外周部と回転リング１３０の給水側端部の外周部を覆う断面がＬ字の筒状部材であり、回転リング１３０とネジ１４６で結合されて、回転リング１３０が射出側に抜けるのを防いでいる。
ボディ１１２の射出側の先端には、リングギア１３２と噛みあわせることのできるギア１４８が形成されている。そして、補助リング１３６を給水側に引くと、補助リング１３６とネジ１４６で結合された回転リング１３０が給水側に引かれて、リングギア１３２が回転ノズル１２０の歯車１２８とボディ１１２の射出側の先端のギア１４８の双方に噛みあった状態となる。これにより、回転リング１３０の回転を抑止して、ノズル装置１１０を所定の放射角で固定することができる。
実施例２のノズル装置１１０は、ノズル軸傾斜角とノズル孔傾斜角が等しいので、全ての回転ノズル１２０の先端部１２６がノズル装置１１０の径方向の最も内側を向くとき、ノズル孔１２９の軸ｚがノズル装置１１０の軸ｘと平行になる。よって、ノズル装置１１０では、回転リング１３０の回転操作により、ストレートの放水が可能となる。
図６にノズル装置１１０による放射範囲の変化を示す。図６の矢印ａは、回転ノズル１２０の先端部１２６がノズル装置１１０の径方向の最も外側を向いたときに水が放射される方向を示している。そして、図６の矢印ｂは、回転ノズル１２０の先端部１２６がノズル装置１１０の径方向の最も内側を向いたときに水が放射される方向を示しており、水の射出される方向はノズル装置１１０の軸方向となる。矢印ｃは固定ノズル１４０から射出される水の方向を示しており、これは変化しない。
回転ノズル１２０を回転させると、各回転ノズル１２０から放射される水の軌跡は円錐状の面を描く。そして、ノズル装置１１０から一定の距離を離れた地点では、各回転ノズル１２０から放射される水の軌跡はほぼ円を描く。
図６にノズル装置１１０による放射範囲の変化を示す。図６の矢印ａは、回転ノズル１２０の先端部１２６がノズル装置１１０の径方向の最も外側を向いたときに水が放射される方向を示している。そして、図６の矢印ｂは、回転ノズル１２０の先端部１２６がノズル装置１１０の径方向の最も内側を向いたときに水が放射される方向を示しており、水の射出される方向はノズル装置１１０の軸方向となる。矢印ｃは固定ノズル１４０から射出される水の方向を示しており、これは変化しない。
回転ノズル１２０を回転させると、各回転ノズル１２０から放射される水の軌跡は円錐状の面を描く。そして、ノズル装置１１０から一定の距離を離れた地点では、各回転ノズル１２０から放射される水の軌跡はほぼ円を描く。
図７に、ノズル装置１１０から一定の距離だけ離れた地点における、放射範囲の変化を示す。４つの小円は各回転ノズル１２０から放射される水の到達位置の軌跡を示している。そして、ｐａは回転ノズル１２０が最も外側を向いたときに水が到達する位置を示しており、ｐｂは回転ノズル１２０が最も内側を向いたときに水が到達する位置を示している。そしてｐａを結ぶ円は各回転ノズル１２０が最も外側を向いたときの水の放射範囲を示しており、ｐｂを結ぶ円は各回転ノズル１２０が最も内を向いたときの水の放射範囲を示している。そして、ｐｍは回転ノズル１２０が途中の方向を向いたときに水が到達する位置を示している。そして、図７から判るように、回転ノズル１２０の回転により、水の放射範囲は同心円で増減する。
実施例２のノズル装置１１０は、実施例１のノズル装置１０と制御部材及び回転制御機構の仕組みが共通であり、ノズル装置１０と同様に、構造が単純であり、放射角の変更が容易である。また、補助リング１３６を給水側に引くことにより回転リング１３０の回転位置を固定し、回転ノズル１２０が所定の方向を向いた状態に固定して、放水範囲を所定の範囲に維持することがきる。
[回転制御機構の構成について]
上述の実施例１及び実施例２では、制御部材として回転リングを使用する場合の回転制御機構として、歯車とリングギアが直接噛み合う構成を示したが、回転制御機構の構造はこれに限定されない。
図８に、回転制御機構にタイミングベルトを用いたノズル装置１８０を射出側から見た模式図を示す。タイミングベルト等の歯は図示を省略している。図８に示したノズル装置１８０では、４個の回転ノズル１８２を回転させる部材として、回転ノズル１８２の基部にプーリ１８３が装着されている。そして、回転ノズル１８２の各々のプーリ１８３にタイミングベルト１８４が掛け渡されている。そして、回転リング１８７の内周面１８８には図示を省略した摩擦部材が装着されている。そして、ボディ１８１の射出側の面に回転自在に配置された補助プーリ１８５が、タイミングベルト１８４を回転リング１８７の内周面１８８に装着された摩擦部材に接触させている。そして、タイミングベルト１８４の張りを保つために、適宜のローラ１８６がボディ１８１の射出側の面に回転自在に配置されている。
上述の実施例１及び実施例２では、制御部材として回転リングを使用する場合の回転制御機構として、歯車とリングギアが直接噛み合う構成を示したが、回転制御機構の構造はこれに限定されない。
図８に、回転制御機構にタイミングベルトを用いたノズル装置１８０を射出側から見た模式図を示す。タイミングベルト等の歯は図示を省略している。図８に示したノズル装置１８０では、４個の回転ノズル１８２を回転させる部材として、回転ノズル１８２の基部にプーリ１８３が装着されている。そして、回転ノズル１８２の各々のプーリ１８３にタイミングベルト１８４が掛け渡されている。そして、回転リング１８７の内周面１８８には図示を省略した摩擦部材が装着されている。そして、ボディ１８１の射出側の面に回転自在に配置された補助プーリ１８５が、タイミングベルト１８４を回転リング１８７の内周面１８８に装着された摩擦部材に接触させている。そして、タイミングベルト１８４の張りを保つために、適宜のローラ１８６がボディ１８１の射出側の面に回転自在に配置されている。
ノズル装置１８０では、回転リング１８７の回転操作によりタイミングベルト１８４が駆動され、タイミングベルト１８４の駆動に合わせてプーリ１８３が回転することにより、回転ノズル１８２が回転する。なお、タイミングベルトを用いる方式では、回転リングの内周面にタイミングベルトに噛みあう歯をリング状に形成し、タイミングベルトには両面タイミングベルトを採用しても良い。
タイミングベルトを用いる方式では、歯車とリングギアを直接噛みあわせる方式に比べて、回転ノズルの配置位置の自由度が高くなる。この方式では、回転ノズルをボディ上で同一円周上に配置しなくても、回転ノズルの各々を同時に同じ角度だけ回転させることができる。
タイミングベルトを用いる方式では、歯車とリングギアを直接噛みあわせる方式に比べて、回転ノズルの配置位置の自由度が高くなる。この方式では、回転ノズルをボディ上で同一円周上に配置しなくても、回転ノズルの各々を同時に同じ角度だけ回転させることができる。
図９に、補助歯車を介在させた回転制御機構を用いたノズル装置１９０を射出側から見た模式図を示す。図９に示したノズル装置１９０は、ボディ１９１の射出側の面に軸が固定され回転自在に配置された補助歯車１９４を備えている。そして、回転リング１９５の内周面に形成されたリングギア１９６の回転を、補助歯車１９４を介して、回転ノズル１９２の基部の歯車１９３に伝える。ノズル装置１９０では、補助歯車１９４が２つの歯車１９３に噛みあう構成としているが、補助歯車１９４が１つの歯車１９３と噛みあう構成としても良い。
補助歯車を介在させる方式では、歯車とリングギアを直接噛みあわせる方式に比べて、回転ノズルの配置位置の自由度が高くなる。
補助歯車を介在させる方式では、歯車とリングギアを直接噛みあわせる方式に比べて、回転ノズルの配置位置の自由度が高くなる。
上述の実施例１及び実施例２では、制御部材の操作として、回転リングを回転操作する例を示したが、制御部材の操作は、回転リングの回転操作に限られない。
図１０から図１２を用いて、本発明の実施例３のノズル装置２１０について説明する。ノズル装置２１０は消火作業に使用される多口ノズルであって、ボディ２１２と回転ノズル２４０とダイヤル２５０とを備えている。ダイヤル２５０が本発明の制御部材に該当する。
図１０は、ノズル装置２１０の構造を一部断面により示した図であり、図１１は、ノズル装置２１０を射出側から見た正面図である。図１０は、図１１のＢ−Ｂ位置におけるノズル装置２１０の断面を示しており、後方の回転ノズル２４０等は記載を省略している。そして、図１２はノズル装置２１０を図１１の矢印Ｃの方向から見た側面図である。
図１０から図１２を用いて、本発明の実施例３のノズル装置２１０について説明する。ノズル装置２１０は消火作業に使用される多口ノズルであって、ボディ２１２と回転ノズル２４０とダイヤル２５０とを備えている。ダイヤル２５０が本発明の制御部材に該当する。
図１０は、ノズル装置２１０の構造を一部断面により示した図であり、図１１は、ノズル装置２１０を射出側から見た正面図である。図１０は、図１１のＢ−Ｂ位置におけるノズル装置２１０の断面を示しており、後方の回転ノズル２４０等は記載を省略している。そして、図１２はノズル装置２１０を図１１の矢印Ｃの方向から見た側面図である。
図１０に示すように、ボディ２１２はフロント部２２０と給水管接続部２１４と孔部材２２４とフロントカバー２３０から構成されている。フロント部２２０は射出側が塞がった円筒状の部材であって、フロント部２２０の射出側の面には孔部材２２４を挿通させる挿通孔２２２が同一円周上に４個形成されており、挿通孔２２２の軸方向はノズル装置２１０の軸方向と同じである。孔部材２２４は中央に射出孔２２８が形成された中空の部材で端末部２２６の径が大きくなっており、フロント部２２０の挿通孔２２２に挿通され、フロント部２２０に接着固定されている。そして、孔部材２２４の先端は挿通孔２２２から射出側に突出している。
給水管接続部２１４は外径がフロント部２２０と同じ大きさの円筒状の部材であって、給水管を螺合により接続するための雌ねじが形成された給水口２１６を備えている。そして、給水管接続部２１４は螺合によりフロント部２２０と一体化されている。フロント部２２０と孔部材２２４と給水管接続部２１４が一体化されたものが本発明のボディ本体に該当し、フロントカバー２３０が本発明の蓋体に該当する。
給水管接続部２１４は外径がフロント部２２０と同じ大きさの円筒状の部材であって、給水管を螺合により接続するための雌ねじが形成された給水口２１６を備えている。そして、給水管接続部２１４は螺合によりフロント部２２０と一体化されている。フロント部２２０と孔部材２２４と給水管接続部２１４が一体化されたものが本発明のボディ本体に該当し、フロントカバー２３０が本発明の蓋体に該当する。
回転ノズル２４０は中央にノズル孔２４８が形成された中空の部材であって、給水側の基部２４４ではノズル孔２４８の径が大きくなっており、給水側の端部には鍔状の座部２４２を備えている。そして、座部２４２から少し射出側に離れた位置に、歯車２５２が装着されている。そして、回転ノズル２４０の射出側の先端部２４６では、ノズル孔２４８の軸が回転ノズル２４０に軸に対して７度傾斜している。
フロントカバー２３０は外周部に筒状に伸びた筒状部２３４を備える円板状の部材であり、筒状部２３４がフロント部２２０の外周にネジ２３６で固定されている。そして、フロントカバー２３０の円板状の部分の回転ノズル２４０に対応する位置には、回転ノズル２４０の先端部２４６および基部２４４の径よりも大きく、回転ノズル２４０の座部２４２の径よりも小さな穴２３２が空けられている。
そして、回転ノズル２４０は、ノズル孔２４８の径が大きい基部２４４に孔部材２２４を挿入され、座部２４２をフロント部２２０とフロントカバー２３０に挟まれた状態で、ボディ２１２に回転自在に係止している。
フロントカバー２３０は外周部に筒状に伸びた筒状部２３４を備える円板状の部材であり、筒状部２３４がフロント部２２０の外周にネジ２３６で固定されている。そして、フロントカバー２３０の円板状の部分の回転ノズル２４０に対応する位置には、回転ノズル２４０の先端部２４６および基部２４４の径よりも大きく、回転ノズル２４０の座部２４２の径よりも小さな穴２３２が空けられている。
そして、回転ノズル２４０は、ノズル孔２４８の径が大きい基部２４４に孔部材２２４を挿入され、座部２４２をフロント部２２０とフロントカバー２３０に挟まれた状態で、ボディ２１２に回転自在に係止している。
ボディ２１２の射出側の面には、図１１、図１２に示すように、ボディ２１２に回転自在に係止する４個の補助歯車２５４が、回転ノズル２４０に取り付けられた歯車２５２に噛み合わせて配置されている。そして、各補助歯車２５４の軸には円板状のダイヤル２５０が取り付けられている。ダイヤル２５０の外周部には滑り止めのためのローレット加工が施されており、ダイヤル２５０の外径の一部はボディ２１２の外径よりも外側にはみ出している。なお、ダイヤル２５０はいずれか一個の補助歯車２５４に取り付けるだけでも良い。
そして、ダイヤル２５０を回すことにより補助歯車２５４を介して歯車２５２が回り、回転ノズル２４０を回転させることができる。実施例３では、補助歯車２５４と歯車２５２が回転制御機構に該当する。
そして、ダイヤル２５０を回すことにより補助歯車２５４を介して歯車２５２が回り、回転ノズル２４０を回転させることができる。実施例３では、補助歯車２５４と歯車２５２が回転制御機構に該当する。
実施例３のノズル装置２１０によれば、ダイヤル２５０の回転により回転ノズル２４０を回転させて、ノズル装置２１０による水の放射角を変更することができる。そして、ノズル装置２１０の放射角を変化させる機構は、先端部２４６のノズル孔２４８の軸ｚが回転ノズル２４０の回転軸である軸ｙに対して傾斜した回転ノズル２４０を、ダイヤル２５０の回転操作によって回転させという単純な構造である。よって、ノズル装置２１０は少ない部品点数で構成することができ、取り扱いが容易であり、耐久性、メンテナンス性に優れている。また、回転ノズル２４０のノズル孔２４８にかかる水の圧力は、回転ノズル２４０を回転ノズル２４０の軸ｙの方向の射出側に押し出すように働くため、これとほぼ直交するダイヤル２５０の回転方向には水の圧力をほとんど受けない。よって、射出する水の圧力が高くても、小さな力でダイヤル２５０を回転させて水の放射角を容易に変化させることができる。
実施例３の構成では、フロント部２２０に形成する挿通孔２２２をノズル装置２１０の径方向外方へ傾斜させて形成し、孔部材２２４をボディ２１２に対して傾斜させて取り付けることにより、回転ノズル２４０の回転軸を傾斜させることができる。この場合は、補助歯車２５４の軸をノズル装置２１０の径方向外方に傾斜させてボディ２１２に取り付け、歯車２５２および補助歯車２５４を、射出側から給水側へ縮径する傘歯にすると、歯車のかみ合わせが滑らかになる。
なお、実施例３ではボディの外周部に被せる回転リングを使用しないので、ボディの形状は円柱状に限定されない。
なお、実施例３ではボディの外周部に被せる回転リングを使用しないので、ボディの形状は円柱状に限定されない。
本発明の制御部材及び回転制御機構は上述以外の構成とすることもできる。実施例４では、図１３から図１５を用いて、制御部材にレバーを用いたノズル装置３１０について説明する。
図１３に、ノズル装置３１０の構造を一部断面表示により示す。ノズル装置３１０は消火作業に使用される多口ノズルであって、ボディ３１２と回転ノズル３４０とレバー３６０とを備えており、レバー３６０が本発明の制御部材に該当する。
ボディ３１２はフロント部３２０と給水管接続部３１４とフロントカバー３３０から構成されている。図１４は、フロントカバー３３０を透視してノズル装置３１０を射出側から見た正面図である。図１３は、図１４のＤ−Ｄ位置における断面を示している。図１３では、後方の回転ノズル３４０等は記載を省略している。そして、図１５はノズル装置３１０を図１４の矢印Ｅの方向からフロントカバー３３０を透視した側面図である。
図１３に、ノズル装置３１０の構造を一部断面表示により示す。ノズル装置３１０は消火作業に使用される多口ノズルであって、ボディ３１２と回転ノズル３４０とレバー３６０とを備えており、レバー３６０が本発明の制御部材に該当する。
ボディ３１２はフロント部３２０と給水管接続部３１４とフロントカバー３３０から構成されている。図１４は、フロントカバー３３０を透視してノズル装置３１０を射出側から見た正面図である。図１３は、図１４のＤ−Ｄ位置における断面を示している。図１３では、後方の回転ノズル３４０等は記載を省略している。そして、図１５はノズル装置３１０を図１４の矢印Ｅの方向からフロントカバー３３０を透視した側面図である。
フロント部３２０は射出側が塞がれた円筒状の部材であって、フロント部３２０の射出側の面にはノズル装置３１０の軸方向を向いた射出孔３２２が同一円周上に４個形成されており、射出孔３２２の軸方向はノズル装置３１０の軸方向と同じである。給水管接続部３１４は外径がフロント部３２０と同じ大きさの筒状の部材であって、給水管を螺合により接続するための雌ねじが形成された給水口３１６を備えている。そして、給水管接続部３１４は螺合によりフロント部３２０と一体化されている。フロント部３２０と給水管接続部３１４を一体化したものが本発明のボディ本体に該当し、フロントカバー３３０が本発明の蓋体に該当する。
回転ノズル３４０は中央にノズル孔３４８が形成された中空の部材であって、射出側の先端部３４６及び基部３４４と、基部３４４と比べて外径が小さい給水側の挿入部３４２からなる。そして、回転ノズル３４０の射出側の先端部分の先端部３４６では、ノズル孔３４８の軸ｚが回転ノズル３４０の回転軸である軸ｙに対して７度傾斜している。
フロントカバー３３０は射出側が塞がれた円筒状の部材であって、射出側の面の回転ノズル３４０に対応する位置には回転ノズル３４０の径よりもわずかに大きい穴３３２が形成されている。
回転ノズル３４０は中央にノズル孔３４８が形成された中空の部材であって、射出側の先端部３４６及び基部３４４と、基部３４４と比べて外径が小さい給水側の挿入部３４２からなる。そして、回転ノズル３４０の射出側の先端部分の先端部３４６では、ノズル孔３４８の軸ｚが回転ノズル３４０の回転軸である軸ｙに対して７度傾斜している。
フロントカバー３３０は射出側が塞がれた円筒状の部材であって、射出側の面の回転ノズル３４０に対応する位置には回転ノズル３４０の径よりもわずかに大きい穴３３２が形成されている。
そして、回転ノズル３４０の挿入部３４２の基部３４４側の端部に中空円板状の下部スペーサ３５４が挿通され、回転ノズル３４０の挿入部３４２がフロント部３２０の射出孔３２２に挿入されている。そして、回転ノズル３４０の基部３４４の下部スペーサ３５４から少し離れ位置に歯車３５２が取り付けられており、歯車３５２の射出側には中空円板状の上部スペーサ３５６が挿通されている。
そして、フロントカバー３３０の穴３３２から回転ノズル３４０の先端部３４６が突き出した状態で、フロントカバー３３０の筒状部３３４がフロント部３２０の外周部にネジ３３６により固定されている。そして、回転ノズル３４０は、下部スペーサ３５４と上部スペーサ３５６の間がフロント部３２０とフロントカバー３３０に挟まれた状態で、ボディ３１２に回転自在に係止している。
そして、フロント部３２０とフロントカバー３３０の間には、フロント部３２０に軸支されて回転自在の補助軸３５９が４本配設されており、各補助軸３５９には、回転ノズル３４０に取り付けられた歯車３５２の２つと噛みあう補助歯車３５８が取り付けられている。
そして、フロントカバー３３０の穴３３２から回転ノズル３４０の先端部３４６が突き出した状態で、フロントカバー３３０の筒状部３３４がフロント部３２０の外周部にネジ３３６により固定されている。そして、回転ノズル３４０は、下部スペーサ３５４と上部スペーサ３５６の間がフロント部３２０とフロントカバー３３０に挟まれた状態で、ボディ３１２に回転自在に係止している。
そして、フロント部３２０とフロントカバー３３０の間には、フロント部３２０に軸支されて回転自在の補助軸３５９が４本配設されており、各補助軸３５９には、回転ノズル３４０に取り付けられた歯車３５２の２つと噛みあう補助歯車３５８が取り付けられている。
そして、一本の回転ノズル３４０の下部スペーサ３５４と歯車３５２の間には回転ノズル３４０側の傘歯車３５０が取り付けられている。そして、フロント部３２０の射出側の上部を切り欠いた切欠部３２４に、傘歯車３５０と噛みあう傘歯車３６２が配置されている。
傘歯車３６２のフロント部３２０に面する面は平面となっており、フロントカバー３３０に面する面は球面となっている。そして、傘歯車３６２はフロント部３２０の切欠部３２４に形成された軸孔に挿入された軸３６４に固定されている。そして、軸３６４はフロントカバー３３０の外側に突出しており、軸３６４の先端にはレバー３６０が取り付けられている。そして、レバー３６０の操作により、軸３６４と傘歯車３６２が一体で回転する構成とされている。
傘歯車３６２のフロント部３２０に面する面は平面となっており、フロントカバー３３０に面する面は球面となっている。そして、傘歯車３６２はフロント部３２０の切欠部３２４に形成された軸孔に挿入された軸３６４に固定されている。そして、軸３６４はフロントカバー３３０の外側に突出しており、軸３６４の先端にはレバー３６０が取り付けられている。そして、レバー３６０の操作により、軸３６４と傘歯車３６２が一体で回転する構成とされている。
ノズル装置３１０では、レバー３６０の操作によりレバー３６０側の傘歯車３６２が回転し、傘歯車３６２の回転に連動して、回転ノズル３４０側の傘歯車３５０を回転する。そして、傘歯車３５０と同軸の回転ノズル３４０に取り付けられた歯車３５２が、補助歯車３５８を介して、他の回転ノズル３４０を回転させる。
よって、ノズル装置３１０よれば、制御部材であるレバー３６０の操作により、複数の回転ノズル３４０を同時に回転させることができ、ノズル装置３１０の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、回転ノズル３４０を単純な歯車の組合せで回転させることにより実現できる。よって、ノズル装置３１０は、少ない部品点数で構成することができ、取り扱いが容易であり、耐久性、メンテナンス性に優れている。また、回転ノズル３４０の先端部３４６のノズル孔３４８にかかる水の圧力は、回転ノズル３４０を回転ノズル３４０の軸ｙの方向の射出側に押し出すように働くので、これとほぼ直交する方向に傘歯車３５０を回転させるためのレバー３６０の操作は水の圧力をほとんど受けない。よって、射出する水の圧力が高くても、小さな力でレバー３６０を操作して水の放射角を容易に変化させることができる。
よって、ノズル装置３１０よれば、制御部材であるレバー３６０の操作により、複数の回転ノズル３４０を同時に回転させることができ、ノズル装置３１０の放射角を変化させることができる。そして、放射角の変化は、回転ノズル３４０を単純な歯車の組合せで回転させることにより実現できる。よって、ノズル装置３１０は、少ない部品点数で構成することができ、取り扱いが容易であり、耐久性、メンテナンス性に優れている。また、回転ノズル３４０の先端部３４６のノズル孔３４８にかかる水の圧力は、回転ノズル３４０を回転ノズル３４０の軸ｙの方向の射出側に押し出すように働くので、これとほぼ直交する方向に傘歯車３５０を回転させるためのレバー３６０の操作は水の圧力をほとんど受けない。よって、射出する水の圧力が高くても、小さな力でレバー３６０を操作して水の放射角を容易に変化させることができる。
実施例４の構成では、フロント部３２０に形成する射出孔３２２をノズル装置３１０の径方向外方へ傾斜させて形成し、射出孔３２２に回転ノズル２４０の挿入部３４２を挿入することにより、回転ノズル３４０の回転軸を傾斜させることができる。
なお、実施例４では制御部材をレバーとしており、ボディの外周部に被せる回転リングを使用しないので、ボディの形状は円柱状に限定されない。
なお、実施例４では制御部材をレバーとしており、ボディの外周部に被せる回転リングを使用しないので、ボディの形状は円柱状に限定されない。
［消火作業に使用する場合の利点］
本発明のノズル装置を消火作業に使用する場合、民生用の用途では、ノズル装置の吸水口に水道水のホースをつなげるだけで消火作業に使用することができる。
そして、制御部材が回転リングの場合は回転リングの回転により放水範囲を調節することができ、安全な距離を保って広がりのある範囲の消火作業を手際よく行うことができる。そして、回転ノズルのノズル孔にかかる水の圧力は、回転ノズルを回転ノズルの軸の方向の射出側に押し出すように働くため、これとほぼ直交する回転リングの回転方向には水の圧力をほとんど受けない。そのため、小さな力で回転リングを回転させることができるので、高齢者や年少者にも使いやすく、初期消火に有効である。
また、本発明のノズル装置は、上述のとおり放水範囲を調節する回転リングが水の圧力をほとんど受けない構造なので、消防用のはしご車等のポンプで加圧された水を放水するホースの先端に接続する消火用ノズルとしての使用に適している。そして、回転リングを回転させることにより、消火作業をする位置を変えずノズル装置の向きも変えずに、消火する面積に対応させて放水面積を変化させることができるので、消防隊員の負担が軽減されると共に、鎮火に要する時間を短縮することができる。
なお、制御部材としてダイヤルやレバーを用いる場合でも、制御部材の操作は水の圧力の影響をほとんど受けないので、本発明のノズル装置では放射角の変更が容易である。
本発明のノズル装置を消火作業に使用する場合、民生用の用途では、ノズル装置の吸水口に水道水のホースをつなげるだけで消火作業に使用することができる。
そして、制御部材が回転リングの場合は回転リングの回転により放水範囲を調節することができ、安全な距離を保って広がりのある範囲の消火作業を手際よく行うことができる。そして、回転ノズルのノズル孔にかかる水の圧力は、回転ノズルを回転ノズルの軸の方向の射出側に押し出すように働くため、これとほぼ直交する回転リングの回転方向には水の圧力をほとんど受けない。そのため、小さな力で回転リングを回転させることができるので、高齢者や年少者にも使いやすく、初期消火に有効である。
また、本発明のノズル装置は、上述のとおり放水範囲を調節する回転リングが水の圧力をほとんど受けない構造なので、消防用のはしご車等のポンプで加圧された水を放水するホースの先端に接続する消火用ノズルとしての使用に適している。そして、回転リングを回転させることにより、消火作業をする位置を変えずノズル装置の向きも変えずに、消火する面積に対応させて放水面積を変化させることができるので、消防隊員の負担が軽減されると共に、鎮火に要する時間を短縮することができる。
なお、制御部材としてダイヤルやレバーを用いる場合でも、制御部材の操作は水の圧力の影響をほとんど受けないので、本発明のノズル装置では放射角の変更が容易である。
［他の実施形態について］
回転ノズルをボディに係止させるために、実施例１では移動抑止ピンを使用し、実施例２では回転ノズルの給水側端部に座部を設けた。そして、実施例３及び実施例４では蓋体とボディ本体で回転ノズルを挟んだ。しかし、回転ノズルをボディに係止させる方法はこれに限られない。
実施例２で射出孔１１８を給水側に広がる円錐状とし、射出孔１１８に内接する回転ノズルの基端部１２３も同様に給水側に広がる中空の円錐状とすれば、基端部１２３の給水側の端の座部１２２は不要となる。
また、実施例２の座部１２２に相当する部位の外径を射出孔１１８に挿通出来る大きさとしてこの部位に馬蹄形リングが填められる溝を設けても良い。この構成では、回転ノズル１２０を射出側から射出孔１１８に挿通できるので、歯車１２８を回転ノズル１２０と一体で形成しても良い。そして、射出孔１１８の給水側に突出する部位に設けられている溝に馬蹄形リングを填めることで回転ノズル１２０をボディ１１２に回転自在に係止させることができる。
回転ノズルをボディに係止させるために、実施例１では移動抑止ピンを使用し、実施例２では回転ノズルの給水側端部に座部を設けた。そして、実施例３及び実施例４では蓋体とボディ本体で回転ノズルを挟んだ。しかし、回転ノズルをボディに係止させる方法はこれに限られない。
実施例２で射出孔１１８を給水側に広がる円錐状とし、射出孔１１８に内接する回転ノズルの基端部１２３も同様に給水側に広がる中空の円錐状とすれば、基端部１２３の給水側の端の座部１２２は不要となる。
また、実施例２の座部１２２に相当する部位の外径を射出孔１１８に挿通出来る大きさとしてこの部位に馬蹄形リングが填められる溝を設けても良い。この構成では、回転ノズル１２０を射出側から射出孔１１８に挿通できるので、歯車１２８を回転ノズル１２０と一体で形成しても良い。そして、射出孔１１８の給水側に突出する部位に設けられている溝に馬蹄形リングを填めることで回転ノズル１２０をボディ１１２に回転自在に係止させることができる。
上述の実施例１及び実施例２では、回転ノズルの回転軸である軸ｙがノズル装置の軸ｘに対して射出方向に向けて径方向外方に傾斜する例を示した。そして、実施例３及び実施例４では回転ノズルの回転軸である軸ｙがノズル装置の軸ｘと平行の例を示した。そして、本発明では、回転ノズルの回転軸である軸ｙがノズル装置の軸ｘに対して射出方向に向けて径方向内側に傾斜させても良い。軸ｙが軸ｘ対して平行であっても外向きあるいは内向きに傾斜しても、回転ノズルの先端部におけるノズル孔の軸ｚが回転ノズルの回転軸である軸ｙに対して傾斜していれば、水の放射角を連続的に変化させる事ができる。
そして、回転ノズルの回転軸である軸ｙがノズル装置の軸ｘに対してノズル装置の周方向へ傾斜した場合も、回転ノズルの先端部におけるノズル孔の軸ｚが回転ノズルの回転軸である軸ｙに対して傾斜していれば、水の放射角を連続的に変化させる事ができる。
そして、回転ノズルの回転軸である軸ｙがノズル装置の軸ｘに対してノズル装置の周方向へ傾斜した場合も、回転ノズルの先端部におけるノズル孔の軸ｚが回転ノズルの回転軸である軸ｙに対して傾斜していれば、水の放射角を連続的に変化させる事ができる。
回転ノズルの先端部のノズル孔を回転ノズルの回転軸に対して傾斜させるため、上述の実施例１及び実施例２では回転ノズルの先端部を別部材として形成し、回転ノズルの突出部に回転ノズルの回転軸に対して傾斜した孔を設けて先端部を取り付けた。そして、実施例３及び実施例４では、回転ノズルを先端部を含めて一体で形成し、先端部のノズル孔を回転ノズルの軸に対して傾斜させて形成した。他の方法として、先端部を中空パイプ状として一体で形成し、先端部を曲げ加工して先端部のノズル孔を回転ノズルの回転軸に対して傾斜させても良い。
回転ノズルの数は上述の実施例に限定されない。回転ノズルが２個以上であれば、水の放射角を連続的に変化させることができる。そして、ノズル孔の合計面積を一定とした場合は、回転ノズルの数が少ないと各回転ノズルから射出される水の飛距離は長くなるが着水先の隙間が大きくなり、回転ノズルの数を多くすると各回転ノズルから射出される水の飛距離が短くなるが着水先の隙間は小さくなる。そこで、回転ノズルの数を順次増やして試験した結果では、回転ノズルの数が７個の場合が飛距離と着水間隔のバランスがよい。
本発明のノズル装置では、ノズル軸傾斜角は放射角の大きさを規定し、ノズル軸傾斜角が大きくなるほど放射角が大きくなる。そして、ノズル孔傾斜角は放射角の変化を規定し、ノズル孔傾斜角が大きいほど、放射角の変化が大きくなる。そして、ノズル軸傾斜角の大きさ及びノズル孔傾斜角の大きさは実施例に限定されない。
長い射程で広がりのある対象物に対して、適宜放水範囲を調節して放水する場合は、ノズル軸傾斜角を１０度以内とし、ノズル孔傾斜角を１０度以内とするのが好ましい。また、中程度の射程で広がりのある範囲への放水に対応できるようにするためには、ノズル軸傾斜角及びノズル孔傾斜角は２０度までの範囲で拡大しても良い。
そして、さらに広い範囲へ放水するために、ノズル軸傾斜角を２０度以上とすることができ、ノズル孔傾斜角を２０度以上とすることができる。ノズル軸傾斜角を大きくするためには、例えば、射出孔の先端部に急傾斜の回転ノズル挿通部を設けて回転ノズルを射出側から挿入し、回転ノズルを回転ノズル挿通部の射出側の付近に移動抑止ピンで係止させることができる。そして、回転リングの内周面に射出側に広がる傘歯状のリングギアを設け、笠歯状のリングギアと回転リングの突出部の歯車とを噛み合わせることで、ノズル軸傾斜角の大きな回転ノズルを回転させることができる。また、ノズル孔傾斜角を大きくする為には、パイプ状の先端部を回転ノズルの本体と一体で形成して先端部を曲げ加工する、回転ノズルの本体と先端部を別体で形成して本体に対して先端部を傾斜させて接着する等の対応が可能である。
長い射程で広がりのある対象物に対して、適宜放水範囲を調節して放水する場合は、ノズル軸傾斜角を１０度以内とし、ノズル孔傾斜角を１０度以内とするのが好ましい。また、中程度の射程で広がりのある範囲への放水に対応できるようにするためには、ノズル軸傾斜角及びノズル孔傾斜角は２０度までの範囲で拡大しても良い。
そして、さらに広い範囲へ放水するために、ノズル軸傾斜角を２０度以上とすることができ、ノズル孔傾斜角を２０度以上とすることができる。ノズル軸傾斜角を大きくするためには、例えば、射出孔の先端部に急傾斜の回転ノズル挿通部を設けて回転ノズルを射出側から挿入し、回転ノズルを回転ノズル挿通部の射出側の付近に移動抑止ピンで係止させることができる。そして、回転リングの内周面に射出側に広がる傘歯状のリングギアを設け、笠歯状のリングギアと回転リングの突出部の歯車とを噛み合わせることで、ノズル軸傾斜角の大きな回転ノズルを回転させることができる。また、ノズル孔傾斜角を大きくする為には、パイプ状の先端部を回転ノズルの本体と一体で形成して先端部を曲げ加工する、回転ノズルの本体と先端部を別体で形成して本体に対して先端部を傾斜させて接着する等の対応が可能である。
実施例１のノズル装置１０では、全ての回転ノズル３０の先端部４４のノズル孔４６が、それぞれノズル装置１０の径方向外方を向く回転位置で回転ノズル３０の歯車４２と回転リング５０のリングギア５４を噛みあわせているが、かみ合わせはこれに限定されない。各回転ノズル３０の先端部４４がノズル装置１０の径方向外方を向くタイミングがずれても、放射角の変更は可能である。
また、上述の実施例１では、回転リングの回転により、回転ノズルが各々同時に同じ角度だけ回転する構成としているが、回転ノズルの回転角度は互いに同じでなくても良い。回転ノズルの回転角度が互いに異なるものであっても、ノズル装置による放射角の変更は可能である。
また、上述の実施例１では、回転リングの回転により、回転ノズルが各々同時に同じ角度だけ回転する構成としているが、回転ノズルの回転角度は互いに同じでなくても良い。回転ノズルの回転角度が互いに異なるものであっても、ノズル装置による放射角の変更は可能である。
上述の各実施例では、消火作業に使用されるノズル装置について説明をしたが、本発明のノズル装置の用途は消火作業に限られず、洗浄にも、散水にも利用することができる。また、本発明のノズル装置は水をはじめ、不燃ガス、空気を混入させた水、粉体や粒子状の液体を含有する気体、粉体や気泡を含有する液体等の流体の放射に使用することができる。
上述の実施例１及び実施例２では、回転ノズルの先端側に空気孔を設けて、水に空気を混入させて水を粒子状に砕いて加速させてノズル孔の先端から放出することにより、放水の飛距離の増大を図った。ここで、空気を混入させる時に粒子状になった水の流れに乱れが生じ、ノズル孔の先端から射出される粒子状の水が拡散してしまい、期待したほど放水の飛距離が増大しなかった。そこで、ノズル孔の先端部の内径部に軸方向に延びる整流溝を設けて粒子状の水の流れをノズル孔の中で整えて、ノズル孔から射出される粒子状の水の拡散の防止を図った。
図１６は、整流溝１６４を設けた回転ノズル１６０の先端部をノズル孔１６２の軸方向から見た図である。そして、図１７は、図１６のＦ−Ｆ位置における断面をノズル孔１６２の軸方向を水平にして見た図である。回転ノズル１６０には、ノズル孔１６２を拡径させた拡径部１６８に空気孔１６６が設けられている。そして、空気孔１６６よりも射出側に、ノズル孔１６２の内径部に周方向に等間隔で４本の整流溝１６４が設けられており、整流溝１６４はノズル孔１６２の先端に向けてノズル孔１６２の軸方向に延びている。そして、ノズル孔１６２に整流溝１６４を設けることにより、放水の飛距離が増大した。なお、水の流れを整えるためには、ノズル孔１６２の先端部の内径部に軸方向に延びる複数の整流板を設けても良い。
空気孔よりも射出側に設けた整流溝又は整流板による放水の飛距離の増大効果は回転ノズルに限られない。実施例１や実施例２で径方向の中心に配置した固定ノズルについても整流溝又は整流板による放水の飛距離の増大効果が得られる。
そして、上述の特許文献１に記載された消火用ノズル装置の、中央ノズル筐体及び周囲ノズル筐体についても、噴出孔の内径部に整流板又は整流溝を設けることにより、放水の飛距離を増大させることができる。
空気孔よりも射出側に設けた整流溝又は整流板による放水の飛距離の増大効果は回転ノズルに限られない。実施例１や実施例２で径方向の中心に配置した固定ノズルについても整流溝又は整流板による放水の飛距離の増大効果が得られる。
そして、上述の特許文献１に記載された消火用ノズル装置の、中央ノズル筐体及び周囲ノズル筐体についても、噴出孔の内径部に整流板又は整流溝を設けることにより、放水の飛距離を増大させることができる。
本発明のノズル装置は、先端部のノズル孔の軸ｚが回転ノズルの回転軸である軸ｙに対して傾斜した回転ノズルを複数個同時に回転させることにより放射角を変更することができる構造を備えており、上述の実施例以外にも多様な構造が可能である。例えば、制御部材を回転リングとし、回転ノズルはボディから突き出した孔部材に被せる構成とすることもできる。また、制御部材をレバーとし、回転ノズルは移動抑止ピンでボディに係止させる構成とすることもできる。
その他、本発明に係るノズル装置はその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。
その他、本発明に係るノズル装置はその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。
１０ ノズル装置
１２ ボディ
１４ ノズル保持部
１６ 射出孔
１７ 分岐部
１８ 回転ノズル挿通部
２０ 中央射出孔
２２ 移動抑止ピン
２３ 密封リング
２４ 給水管接続部
２５ 給水口
２６ Ｏリング
２８ 固定ネジ
２９ 段差部
３０ 回転ノズル
３２ 挿入部
３４ 係止溝
３６ 突出部
３８ 基部
４０ 空気孔
４２ 歯車
４３ カバー係止部
４４ 先端部
４６ ノズル孔
４８ 固定ノズル
５０ 回転リング
５２ ケース
５４ リングギア
５６ グリップ
５７ 締結ネジ
６０ ストッパ
６１ 補助溝
６２ ガード
６４ カバー
６５ ノズル挿通孔
６６ 空気孔
７０ バネ
７２ 球体
１１０ ノズル装置
１１２ ボディ
１１４ ノズル保持部
１１６ 給水管接続部
１１７ 給水口
１１８ 射出孔
１１９ 中央射出孔
１２０ 回転ノズル
１２２ 座部
１２３ 基端部
１２４ 基部
１２５ 突出部
１２６ 先端部
１２７ 空気孔
１２８ 歯車
１２９ ノズル孔
１３０ 回転リング
１３２ リングギア
１３６ 補助リング
１３８ Ｏリング
１４０ 固定ノズル
１４２ Ｃリング
１４４ スペーサ
１４６ ネジ
１４８ ギア
１６０ 回転ノズル
１６２ ノズル孔
１６４ 整流溝
１６６ 空気孔
１６８ 拡径部
１８０ ノズル装置
１８１ ボディ
１８２ 回転ノズル
１８３ プーリ
１８４ タイミングベルト
１８５ 補助プーリ
１８６ ローラ
１８７ 回転リング
１８８ 内周面
１９０ ノズル装置
１９１ ボディ
１９２ 回転ノズル
１９３ 歯車
１９４ 補助歯車
１９５ 回転リング
１９６ リングギア
２１０ ノズル装置
２１２ ボディ
２１４ 給水管接続部
２１６ 給水口
２２０ フロント部
２２２ 挿通孔
２２４ 孔部材
２２６ 端末部
２２８ 射出孔
２３０ フロントカバー
２３２ 穴
２３４ 筒状部
２３６ ネジ
２４０ 回転ノズル
２４２ 座部
２４４ 基部
２４６ 先端部
２４８ ノズル孔
２５０ ダイヤル
２５２ 歯車
２５４ 補助歯車
３１０ ノズル装置
３１２ ボディ
３１４ 給水管接続部
３１６ 給水口
３２０ フロント部
３２２ 射出孔
３２４ 切欠部
３３０ フロントカバー
３３２ 穴
３３４ 筒状部
３３６ ネジ
３４０ 回転ノズル
３４２ 挿入部
３４４ 基部
３４６ 先端部
３４８ ノズル孔
３５０ 傘歯車
３５２ 歯車
３５４ 下部スペーサ
３５６ 上部スペーサ
３５８ 補助歯車
３５９ 補助軸
３６０ レバー
３６２ 傘歯車
３６４ 軸
ａ、ｂ、ｃ 矢印（水の射出方向を示す）
ｘ ノズル装置の軸
ｙ 回転ノズルの回転軸
ｚ 回転ノズルの先端部のノズル孔の軸
１２ ボディ
１４ ノズル保持部
１６ 射出孔
１７ 分岐部
１８ 回転ノズル挿通部
２０ 中央射出孔
２２ 移動抑止ピン
２３ 密封リング
２４ 給水管接続部
２５ 給水口
２６ Ｏリング
２８ 固定ネジ
２９ 段差部
３０ 回転ノズル
３２ 挿入部
３４ 係止溝
３６ 突出部
３８ 基部
４０ 空気孔
４２ 歯車
４３ カバー係止部
４４ 先端部
４６ ノズル孔
４８ 固定ノズル
５０ 回転リング
５２ ケース
５４ リングギア
５６ グリップ
５７ 締結ネジ
６０ ストッパ
６１ 補助溝
６２ ガード
６４ カバー
６５ ノズル挿通孔
６６ 空気孔
７０ バネ
７２ 球体
１１０ ノズル装置
１１２ ボディ
１１４ ノズル保持部
１１６ 給水管接続部
１１７ 給水口
１１８ 射出孔
１１９ 中央射出孔
１２０ 回転ノズル
１２２ 座部
１２３ 基端部
１２４ 基部
１２５ 突出部
１２６ 先端部
１２７ 空気孔
１２８ 歯車
１２９ ノズル孔
１３０ 回転リング
１３２ リングギア
１３６ 補助リング
１３８ Ｏリング
１４０ 固定ノズル
１４２ Ｃリング
１４４ スペーサ
１４６ ネジ
１４８ ギア
１６０ 回転ノズル
１６２ ノズル孔
１６４ 整流溝
１６６ 空気孔
１６８ 拡径部
１８０ ノズル装置
１８１ ボディ
１８２ 回転ノズル
１８３ プーリ
１８４ タイミングベルト
１８５ 補助プーリ
１８６ ローラ
１８７ 回転リング
１８８ 内周面
１９０ ノズル装置
１９１ ボディ
１９２ 回転ノズル
１９３ 歯車
１９４ 補助歯車
１９５ 回転リング
１９６ リングギア
２１０ ノズル装置
２１２ ボディ
２１４ 給水管接続部
２１６ 給水口
２２０ フロント部
２２２ 挿通孔
２２４ 孔部材
２２６ 端末部
２２８ 射出孔
２３０ フロントカバー
２３２ 穴
２３４ 筒状部
２３６ ネジ
２４０ 回転ノズル
２４２ 座部
２４４ 基部
２４６ 先端部
２４８ ノズル孔
２５０ ダイヤル
２５２ 歯車
２５４ 補助歯車
３１０ ノズル装置
３１２ ボディ
３１４ 給水管接続部
３１６ 給水口
３２０ フロント部
３２２ 射出孔
３２４ 切欠部
３３０ フロントカバー
３３２ 穴
３３４ 筒状部
３３６ ネジ
３４０ 回転ノズル
３４２ 挿入部
３４４ 基部
３４６ 先端部
３４８ ノズル孔
３５０ 傘歯車
３５２ 歯車
３５４ 下部スペーサ
３５６ 上部スペーサ
３５８ 補助歯車
３５９ 補助軸
３６０ レバー
３６２ 傘歯車
３６４ 軸
ａ、ｂ、ｃ 矢印（水の射出方向を示す）
ｘ ノズル装置の軸
ｙ 回転ノズルの回転軸
ｚ 回転ノズルの先端部のノズル孔の軸
Claims (12)
- 流体を射出するノズル装置であって、
流体の供給を受ける供給口および該供給口に連通し流体の射出側に開口する２個以上の射出孔が形成されたボディと、該射出孔に対応させて該ボディに配置され該ボディに回転自在に係止する２個以上の回転ノズルと、該回転ノズルの回転を制御する制御部材とを備え、
前記回転ノズルには前記ボディの射出孔に流入する流体をノズル装置の射出側に射出するノズル孔が形成されており、
前記回転ノズルの射出側の先端部における前記ノズル孔の軸は、該回転ノズルの回転軸に対して傾斜しており、
前記制御部材と、前記回転ノズルとの間に、該制御部材の操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えたノズル装置。 - 請求項１に記載のノズル装置であって、
前記制御部材として前記ボディの外周部に回転自在に被せられた筒状の回転リングを備え、
前記回転ノズルは前記射出孔に挿通されて流体の射出側に突出した突出部を有する状態で前記ボディに配置され、
前記回転ノズルの外周面に形成されたリング状の溝に前記射出孔の壁面から該射出孔の内側に突き出した移動抑止ピンが係合して、該回転ノズルが前記ボディに対して回転自在に係止し、
前記回転リングの内周面と該内周面に面する前記回転ノズルの突出部との間に、該回転リングの回転操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えたノズル装置。 - 請求項１に記載のノズル装置であって、
前記ボディは前記射出孔および前記供給口が形成されたボディ本体と、前記回転ノズルを挿通させる穴が形成された蓋体とで構成されており、
前記制御部材としてダイヤルがボディの射出側に配置されており、
前記射出孔は円筒状の側壁部を伴って前記ボディ本体の射出側に突出して形成されており、
前記回転ノズルは該回転ノズルのノズル孔に前記射出孔の側壁部を挿入した状態で前記ボディ本体に配置されており、
前記回転ノズルは前記蓋体に形成された穴から前記ボディの射出側に突出しており、
前記回転ノズルの前記ボディ側の端部が、前記ボディ本体に固定された前記蓋体と該ボディ本体に挟まれて、該回転ノズルが該ボディに回転自在に係止しており、
前記ダイヤルと前記回転ノズルの前記蓋体から突出した突出部との間に、該ダイヤルの回転操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えたノズル装置。 - 請求項１に記載のノズル装置であって、
前記ボディは前記射出孔および前記供給口が形成されたボディ本体と前記回転ノズルを挿通させる穴が形成された蓋体とで構成されており、
前記制御部材としてレバーが前記ボディの外周部に配置されており、
前記回転ノズルは前記ボディ本体側の端部が前記射出孔に挿入された状態で前記ボディ本体に配置されており、
前記回転ノズルの先端部は前記蓋体に形成された穴から前記ボディの射出側に突出しており、
前記回転ノズルが、前記ボディ本体に固定された前記蓋体と該ボディ本体に挟まれて、該ボディに回転自在に係止しており、
前記レバーと前記回転ノズルの間に、該レバーの向きを変える操作により該回転ノズルを回転させる回転制御機構を備えたノズル装置。 - 請求項１に記載のノズル装置であって、
前記回転ノズルは先端部を含めて一体で形成されており、該先端部の軸は該回転ノズルの回転軸と同一であり、該先端部のノズル孔は該回転ノズルの回転軸に対して傾斜して形成されているノズル装置。 - 請求項１に記載のノズル装置であって、前記ノズル孔の全体が該回転ノズルの回転軸に対して一定の傾斜で形成されているノズル装置。
- 請求項１に記載のノズル装置であって、
前記射出孔に対応させて前記ボディに配置された前記回転ノズルの回転軸は、前記ノズル装置の射出方向の軸に対して、平行であるかまたは射出側に向けて該ノズル装置の射出側の中心から離れる方向に傾斜しているノズル装置。 - 請求項１に記載のノズル装置であって、
前記回転制御機構は前記回転ノズルの各々を同時に同じ角度だけ回転させることができ、
前記回転ノズルは、各々の回転ノズルの先端部のノズル孔が、同時に、ノズル装置の射出側の中心に対して最も外側に向くように、向きが調整されているノズル装置。 - 請求項８に記載のノズル装置であって、
前記回転ノズルの回転軸が前記ノズル装置の軸に対して射出側の中心から離れる方向へ傾斜する傾斜角と、該回転ノズルの先端部のノズル孔の軸が該回転ノズルの回転軸に対して傾斜する傾斜角が同一であるノズル装置。 - 請求項１に記載のノズル装置であって、
前記射出孔に対応させて前記ボディに配置された前記回転ノズルの回転軸は、前記ノズル装置の射出方向の軸に対して、射出側に向けて該ノズル装置の射出側の中心に近づく方向に傾斜しているノズル装置。 - 請求項１に記載のノズル装置であって、
前記ボディに、該ボディの射出側の中央部に開口し、該ボディの内部で前記供給口に連通する中央射出孔が形成されているノズル装置。 - 請求項２に記載のノズル装置であって、
前記回転ノズルは前記ボディ上の射出側で同一円周上に配置されており、
前記回転ノズルの突出部は、前記ボディの側の基部に歯車を備えており、該歯車に面する前記回転リングの内周面には、該歯車と噛みあうリングギアが形成されているノズル装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013173055A JP5575315B1 (ja) | 2013-02-28 | 2013-08-23 | ノズル装置 |
| PCT/JP2014/071214 WO2015025765A1 (ja) | 2013-08-23 | 2014-08-11 | ノズル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2015025765A1 true JPWO2015025765A1 (ja) | 2017-03-02 |
Family
ID=52483541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015532823A Pending JPWO2015025765A1 (ja) | 2013-08-23 | 2014-08-11 | ノズル装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9630192B2 (ja) |
| EP (1) | EP3037176B1 (ja) |
| JP (1) | JPWO2015025765A1 (ja) |
| WO (1) | WO2015025765A1 (ja) |
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| CN111867734A (zh) * | 2018-05-07 | 2020-10-30 | 菲尼克斯工业有限公司 | 喷头 |
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2014
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