JP2017192880A - 噴射ノズル及びこの噴射ノズルを備えた噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より効果的に洗浄対象の汚れや付着物を除去することのできる噴射ノズル及びこの噴射ノズルを備えた噴射装置を提供する。【解決手段】外管２１と内管２２とで内外二重管構造をなし、加圧気体を内管２２と外管２１との間から噴射し、副次媒体を内管２２から噴射可能に構成され、外管２１は、径方向外方に延出形成する第１受け部２７が形成された固定外管２３と、硬質材料からなり、固定外管３と連通する通孔３０を内部に備え固定外管２３に対して回転自在に設けられた回転体２４と、回転体４の先端部に取付固定されている偏心体２５と、ベアリング３１を介して偏心体２５に取付固定され、径方向外方に向けて延出形成される第２受け部２８が形成された可動体２６と、第１受け部２７と第２受け部２８との間に配置され、可動体２６に対して付勢力を付与する弾性部材２９とを備えた。【選択図】 図１

Description

本発明は、加圧気体供給源に蓄えられた加圧気体を噴射する噴射ノズル及びこの噴射ノズルを備えた噴射装置に関する。

汚れ等が付着した洗浄対象を洗浄する時に利用されるツールとして、噴射ノズルや噴射装置が従来から知られている。例えば、下記に示す特許文献１には、ノズルとガイドを備えている噴射ガンが記載されている。この特許文献１に記載されている噴射ガンのノズルは、可撓性を有する円筒体からなり、この円筒体の内部に加圧流体を通過させて、先端に加圧流体を噴射する吹出口を有している。また、この噴射ガンのガイドは、断面形状が円形となるように形成されてノズルの径方向外側に配置されており、ノズルの旋回をガイドすることができるように形成されている。つまり、この噴射ガンのノズルは、加圧流体を吹出口から噴射させることによって旋回するので、この旋回するノズルをガイドに沿って旋回させながら加圧流体を吹出口から噴射させている。また、この噴射ガンには、ガイドの先端部にブラシが設けられている。このブラシは、加圧流体がノズルの吹出口から噴射される方向へ向くように先端部が配置されており、ノズルや加圧流体と共に、順次旋回するように構成されている。

しかしながら、この特許文献１に記載されている噴射装置は、加圧流体を吹出口から噴射してノズルを安定して旋回させるためには、相当の噴射圧が必要であった。このため、ノズルから噴射する加圧流体は高圧になりがちであり、したがって従来のノズルは高圧噴射の用途でしか用いることができないという問題があった。また、特許文献１に記載されている噴射装置は、ノズルが旋回する際の旋回径を安定にするためには、ラッパ状のガイドが必要になり、ガイドの内周面にノズルを沿わせながら該ノズルを旋回させる必要もある。そのため、ノズルとガイドの内周面との間に摩擦抵抗が生じ、その摩擦抵抗はノズルが旋回してガイドの内周面に接する量が増加すると、これらノズルとガイドの内周面との間に生じる摩擦抵抗も大きくなる傾向がある。したがって、特許文献１に記載されている噴射装置では、ノズルの旋回性が次第に低下するという問題もあった。

このような問題点を解決するために、本願出願人は、特許文献２に記載されている噴射装置を発明した。特許文献２に記載されている噴射装置は、加圧気体の流路の一部を構成する回転体を有し、この回転体を硬質材料で作製するとともに、固定管の先端に対して回転自在に動作するように構成している。これにより、ノズルを旋回させる時に該ノズルが持つ高圧噴射の用途でしか噴射装置を利用することができないという課題を解決することができた。また、特許文献２に記載されている噴射装置は、加圧流体が吹出口から噴射される際の噴射圧が比較的低圧であったり、加圧流体の吹出口からの吹出量が比較的少量であっても、ノズルが良好にガイド内において旋回を開始する。そのため、洗浄対象が羽毛繊維などのような、繊細な噴射を要する場合においても対応することができ、ノズル及び噴射装置を幅広い分野において活用することができた。

特開２００３−１５４２９４号公報 特許第５１６１５１７号公報

上記した特許文献２に記載された発明は、ガイドに沿いながらノズルを旋回させることによって、従来からの課題であったノズルを高圧噴射の用途でしか利用することができないという課題を解決している。また、特許文献２に記載されている噴射装置は、加圧流体の噴射圧が比較的低圧であったり、吹出口からの吹出量が少量であってもノズルがスムーズに回転を開始する。そのため、洗浄する対象物が羽毛繊維などのように、洗浄する対象が繊細な噴射を要する洗浄対象に対しても確実な噴射を行うことができるという効果を奏している。

本願出願人は、上記した特許文献２に記載された発明に対して、さらにより効果的に噴射装置を提供することを課題として、よりよい効果を奏する噴射ノズル及びこの噴射ノズルを備えた噴射装置について鋭意検討を行った。即ち、上記した特許文献２に記載された発明は、加圧気体を洗浄対象に向けて噴射することにより洗浄対象の汚れ面の汚れを除去するという回転打力洗浄を行っていたものの、この回転打力洗浄は洗浄対象の汚れ面と噴射装置とが接触することのない非接触式の方法によるものであったため、汚れ面にこびりついた汚れやしつこい汚れを除去するのが難しかった。

本発明は、上記した点に鑑みてなされたもので、さらにより効果的に汚れや付着物の付着した洗浄対象の汚れ等を除去して洗浄することのできる噴射ノズル及びこの噴射ノズルを備えた噴射装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る噴射ノズルは、
（１）外管と、前記外管に挿入された内管とで内外二重管構造をなし、加圧気体供給源に蓄えられた加圧気体を、前記内管と前記外管との間から噴射し、液体、粉粒体または液体と粉粒体との混合物からなり副次媒体供給源に蓄えられた副次媒体を前記内管から噴射するための噴射ノズルであって、前記外管は、基端が前記加圧気体供給源と連通し、基端部には径方向外方に延出形成する第１受け部が形成された固定外管と、硬質材料からなり、前記固定外管と連通する通孔を内部に備えるとともに、前記固定外管の先端に対して回転自在に設けられた回転体と、前記回転体の先端部に取付固定されている偏心体と、ベアリングを介して前記偏心体に取付固定されており、径方向外方に向けて延出形成される第２受け部が形成された可動体と、前記第１受け部と前記第２受け部との間に配置され、前記可動体に対して付勢力を付与する弾性部材とを備え、前記偏心体は、前記回転体に取付固定される固定部と、前記固定部の先端において、前記固定部の回転中心と交わる回転中心を有するように前記固定部に対して点状に固定された連結部と、前記ベアリングの内周面と接する外周面を有する偏心部とを備え、前記回転体が回転運動を開始すると、前記弾性部材の付勢力を受けて、前記連結部を基点にして歳差運動を行うように構成されていることを特徴とする噴射ノズル、
（２）外管と、前記外管に挿入された内管とで内外二重管構造をなし、加圧気体供給源に蓄えられた加圧気体を、前記内管と前記外管との間から噴射し、液体、粉粒体又は液体と粉粒体との混合物からなり副次媒体供給源に蓄えられた副次媒体を前記内管から噴射するための噴射ノズルであって、前記外管は、基端が前記加圧気体供給源と連通し、基端部には径方向外方に延出形成する第１受け部が形成された固定外管と、前記固定外管の長手方向の所定位置に配置された固定ピン部材と、硬質材料からなり、前記固定外管と連通する通孔を内部に備えるとともに、前記固定外管の先端に対して回転自在に設けられた回転体と、前記回転体の先端部に取付固定されている偏心体と、ベアリングを介して前記偏心体に取付固定されており、前記固定ピン部材と係合する係合部を有し、径方向外方に向けて延出形成される第２受け部が形成される可動体と、前記第１受け部と前記第２受け部との間に配置され、前記可動体に対して付勢力を付与する弾性部材とを備え、前記偏心体は、前記回転体が回転運動を開始すると、前記弾性部材の付勢力を受けて、前記固定ピン部材と前記係合部との係合点を基点として、前記可動体が歳差運動を行うように構成されていることを特徴とする噴射ノズル、
（３）前記可動体には、洗浄対象を洗浄するためのブラシを備えている上記（１）又は（２）記載の噴射ノズル、
（４）前記弾性部材はコイルバネである上記（１）〜（３）の何れかに記載の噴射ノズルを要旨とする。

また、本発明に係る噴射ノズルを備えた噴射装置は、
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の噴射ノズルを備えたことを特徴とする噴射装置を要旨とする。

本発明に係る噴射ノズル及び噴射装置によれば、洗浄対象に対して様々な角度から加圧気体及び副次媒体を噴射することができ、該洗浄対象に付着している細かい汚れや付着物をより効果的に除去することができる。また、本発明に係る噴射ノズルによれば、加圧気体の噴射圧を調節することで副次媒体の噴射量を調節することもできるので、洗浄対象に付着している汚れや付着物の程度に応じて適切な噴射圧を任意に設定することができ、洗浄対象に対して過度な負荷をかけたり、それによって洗浄対象を傷つけたりすることなく、確実に汚れや付着物のみを除去することができる。また、このように噴射圧を任意に設定して洗浄対象の汚れや付着物を除去することができるので、より繊細な噴射を要する洗浄対象に対しても使用することができ、広範囲にわたって使用することのできる噴射ノズル及び噴射装置を提供することもできる。特に、本発明に係る噴射ノズル及び噴射装置によれば、可動体に洗浄対象を洗浄するためのブラシを備えることで、このブラシを歳差運動させることによって３次元的な運動を行わせることができ、ブラシが洗浄対象に接触して汚れを直接取り除くことができる。これにより、洗浄対象に付着したしつこい汚れなどをより効果的に取り除くことができ、洗浄対象をさらによりきれいに仕上げることができる。

本発明に係る噴射装置の正面図である。 本発明に係る噴射ノズルの第１の実施の形態を表す断面図である。 本発明に係る噴射ノズルの第２の実施の形態を表す断面図である。

本発明に係る噴射ノズル及びこの噴射ノズルを備えた噴射装置の実施の形態について図面を用いて説明する。まず、図１を用いて、本発明に係る噴射ノズルの実施の形態について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る噴射装置１は、操作部２、貯留容器３、開閉弁操作部材４、連結体５及び噴射ノズル６を備えている。

操作部２は、ガン本体７と引き金８とを備えている。ガン本体７は、入力端９と出力端１０とを有している。入力端９には吸入口１１が開口形成されており、出力端１０には排出口１２が開口形成されている。また、これら吸入口１１及び排出口１２の間には流通経路１３が形成されている。吸入口１１は、加圧気体供給源１４に蓄えられていて該加圧気体供給源１４から供給される加圧気体としての空気を吸入するための開口である。この吸入口１１を形成する方法としては、配管を用いる方法であってもよいし、他の方法であってもよい。

排出口１２は、吸入口１１から吸入された加圧気体を排出するための開口である。また、流通経路１３は吸入口１１から吸入された加圧気体を排出口１２へ向けて案内し、移送するための経路である。この流通経路１３は、加圧気体としての空気を所定量ずつ排出口１２へ向けて案内し、移送することができればよく、内径や形状は特に限定されるものではない。

引き金８は、加圧気体供給源１４から供給される加圧気体としての空気を上流側から下流側に向けて送る際、その供給される空気の流量を調整するためのものである。この引き金８は、ガン本体７が設けられている流量調整部１５を操作するように構成されている。即ち、引き金８は、ガン本体７に近づける方向に操作すると、流量調整部１５が開いて、より大きな流量の空気を供給することができ、逆に引き金８をガン本体７から遠ざける方向に操作すると流量調整部１５が閉じて、空気の供給量を少なくすることができるように構成されている。なお、本実施の形態では、操作部２の例としてガン状に構成された操作部２を用いて説明したが、操作部２はガン状に構成されたものに限定されるものではなく、他の構成のものであってもよい。

加圧気体供給源１４としては、例えばエアコンプレッサが用いられる。また、加圧気体供給源１４は、図示しない供給管を介してガン本体７と接続されている。ガン本体７は、引き金８が引かれることによって、連結体５の後述する加圧気体流路を通過して後述する噴射ノズル６の移送流路に送り込まれる。引き金８を引いている間、供給管路から移送流路にかけての間は連通状態を維持しており、引き金８を戻すことによって供給管路から移送流路にかけての連通状態は解除される。

副次媒体供給源としての貯留容器３は、開閉弁操作部材４の上流側に着脱自在に取り付けられている。貯留容器３は、例えば洗浄液のような液体、粉粒体又は液体と粉粒体との混合物からなる副次媒体を加圧することなく内部に貯留しており、貯留容器３には噴射ノズル６を構成する内管２２の一端部が底部に向けて延びている。この貯留容器３は開閉弁操作部材４と接続され、貯留容器３内の気密性を維持し、かつ液漏れがないように構成されている。副次媒体としては、本実施の形態で用いている洗浄液のほか、粉粒体であるブラスト用の研掃材や、粉粒体又は液体である塗料などを用いることができる。

開閉弁操作部材４は、貯留容器３と連結体５との間に配置されている。開閉弁操作部材４は、上流側では貯留容器３と接続され、下流側では連結体５と接続されている。なお、開閉弁操作部材４における上流と下流は、貯留容器３内に貯留されている洗剤液が開閉弁操作部材４に流入する側を上流と言い、洗剤液が流出する側を下流と言う。この開閉弁操作部材４には、開閉弁を操作するための操作レバー１６が設けられている。この操作レバー１６を操作することにより、洗剤液を噴射口に向けて供給することができるように構成されている。なお、本実施の形態では、開閉弁操作部材４と連結体５との間における気密性を確保することが好ましく、そのための構成としては、例えばパッキン部材を用いることが好ましい。

連結体５は、操作部２、開閉弁操作部材４及び噴射ノズル６と接続されており、これら操作部２、開閉弁操作部材４及び噴射ノズル６のそれぞれを連結させるためのものである。この連結体５には、内部に空気が移送される流路としての加圧気体流路が形成されるとともに、洗剤液を移送するための内管２２が内部に配置されている。即ち、この連結体５には、操作部２、開閉弁操作部材４及び噴射ノズル６を互いに連通させるための流路が形成されている。

次に、本実施の形態に係る噴射ノズル６の構成について説明する。噴射ノズル６は、操作部２の下流側、言い換えると操作部２の先端側にネジ止め等の従来から任意な方法で接続されている。また、噴射ノズル６は、外管２１と、この外管２１の中に挿入された内管２２とからなる内外二重管構造をなしており、加圧気体供給源１４に蓄えられた加圧気体としての空気を、内管２２と外管２１との間から噴射し、液体、粉粒体または液体と粉粒体との混合物からなり副次媒体供給源としての貯留容器３に蓄えられた副次媒体を内管２２から噴射することができるようになっている。

［外管２１の構成］
外管２１は、基端から先端に向けて、固定外管２３、回転体２４、偏心体２５及び可動体２６がそれぞれ配置されており、また、固定外管２３を構成する後述する第１受け部２７と、可動体２６を構成する後述する第２受け部２８との間には弾性部材２９が配置されている。すなわち、外管２１は、基端が加圧気体供給源１４と連通し、基端部には径方向外方に延出形成する第１受け部２７が形成された固定外管２３と、硬質材料からなり、固定外管２３と連通する通孔３０を内部に備えるとともに、この固定外管２３の先端に対して回転自在に設けられた回転体２４と、この回転体２４の先端部に取付固定されている偏心体２５と、ベアリング３１を介して偏心体２５に取付固定されており、径方向外方に向けて延出形成される第２受け部２８が形成された可動体２６と、第１受け部２７と第２受け部２８との間に配置され、可動体２６に対して付勢力を付与する弾性部材２９とを備えている。また、可動体２６には、洗浄対象を洗浄するためのブラシが取り付けられている。

［固定外管２３の構成］
固定外管２３は、噴射ノズル６において最も基端側に配置されており、基端側の端部（図２の左方）には連結体５と連結するための連結部３２が形成されている。この連結部３２は、本実施の形態では雄ネジ状に形成されており、雌ネジ状に形成されている連結体５の被連結部４６と結合されるようになっているが、連結部３２は固定外管２３と連結体５とが連結されればよく、他の構成であってもよい。また、固定外管２３には、基端側の所定位置に、該固定外管２３から径方向外方に向けて延出形成された第１受け部２７が形成されている。この第１受け部２７は、先端側に第１受け面３２ａが形成されており、後述する弾性部材２９の一端と当接させるとともに、この弾性部材２９の付勢力を支持することができるように構成されている。

また、固定外管２３は、連結部３２から所定量だけ先端側に位置する箇所に、基端側から先端側に向けて進むにつれて順次外径が小さくなるテーパ状に形成されている。また、固定外管２３は、それよりも先端側にベアリング取付部３３が形成されている。このベアリング取付部３３は、他の箇所に比べて外径が細くなる溝状に形成されている。本実施の形態では、ベアリング取付部３３には、スペーサ３３ａを間に介して２つのベアリング３３１が取り付けられている。なお、このベアリング取付部３３の形状やベアリングを設ける数及び構成は本実施の形態のものに限定されるものではない。また、ベアリング取付部３３に取り付けられるベアリング３１は、従来から公知のものを任意に使用して用いることができる。

この固定外管２３の中には、長手方向に貫通形成された貫通孔２３ａが形成されている。この貫通孔２３ａは、内部に内管２２を挿通させることができ、かつ内管２２の外周面２２ａと固定外管２３の内周面２１ａとの間には所定の幅を有する移送空間３４が形成されている。移送空間３４は、加圧気体供給源１４から供給される空気を連結部３２から噴射口に向けて移送するための空間であり、所定圧の空気を順次移送することができるようになっている。

［回転体２４の構成］
回転体２４は、固定外管２３の先端側において、該固定外管２３に対して回転することができるように設けられている。この回転体２４は、硬質材料からなり、その内部には固定外管２３と連通した通孔３０が設けられている。固定外管２３の貫通孔と回転体２４の通孔３０によって、噴射ノズル６における一連の移送流路が形成されている。

回転体２４は、回転体本体３５及びノズル本体３６を備えている。回転体本体３５は、固定外管２３に取付固定されているベアリング３１の外径と略同径の内径を有する通孔３０が内部に貫通形成された筒状体として形成されており、基端側の端部では通孔３０の内径よりも小径の挿入孔２４ａが開口形成されている。また、通孔３０の内部において、該通孔３０から挿入孔２４ａに続く面は、固定外管２３のベアリング取付部３３に取り付けられているベアリング３１と当接することのできる当接面２４ｂとなっている。即ち、挿入孔２４ａは、固定外管２３の外径よりも大径で、かつベアリング３１の外径よりも小径となるように形成されており、当接面２４ｂがベアリング３１の基端側側面と当接することができるように形成されている。

また、回転体２４は、先端部にノズル本体３６及び偏心体２５を取付固定するためのネジ部３７が形成されている。このネジ部３７は、本実施の形態では通孔３０の内周面に雌ネジ状に形成されている。このネジ部３７に、ノズル本体３６及び偏心体２５が螺合されて取付固定されるようになっている。

ノズル本体３６は、ネジ部３７と螺合することのできる雄ネジが基端側の端部に形成されており、またこの基端部から先端部に向けてノズル先端部３８が形成されている。また、雄ネジは、回転体２４のネジ部３７と螺合できるように形成されている。ノズル先端部３８は、ノズル本体３６の基端部から先端部に向けて延びる管状の部材である。このノズル先端部３８は、先端に吹出口３９を有しており、回転体２４の回転軸から径方向にオフセットした位置に、回転軸方向及び径方向に対してともに交差する方向に向けて吹出口３９が開口形成されている。

この噴射ノズル６において、固定外管２３の基端と連結部３２の先端とを気密に連結することで、加圧気体供給源１４と通孔３０とは連通する。したがって、引き金８の操作によって加圧気体供給源１４から供給される空気が通孔３０の先端から噴射され、その反力がノズル先端部３８に負荷されることにより、回転体２４は回転軸回りに旋回することになる。なお、このノズル先端部３８の内部には内管２２が配置されており、吹出口３９の先端位置と内管２２の先端位置とが互いに略同位置となるように配置されている。

偏心体２５は、回転体２４に取付固定される固定部４１と、固定部４１の先端において、該固定部４１の回転中心と交わる回転中心を有するようにこの固定部４１に対して点状に固定された点状連結部４２と、ベアリング３１の内周面と接する外周面を有する偏心部４３とを備え、この回転体２４が回転運動を開始すると、弾性部材２９の付勢力を受けて、点状連結部４２を中心にして歳差運動を行うように構成されている。以下においては、固定部４１、偏心部４３及び点状連結部４２の具体的な構成を説明する。

固定部４１は、基端側に回転体２４のネジ部３７と螺合できるように形成されており、先端側にはネジが螺合する部分の外径よりも大径に形成された大径部４４が形成されている。また、固定部４１には貫通孔４５が貫通形成されている。この貫通孔４５は、固定ネジ部３７に形成されている部分は回転体２４の回転軸と同軸状に形成されており、大径部４４に形成されている部分では、回転体２４の回転軸から所定量だけ径方向にオフセットした位置が孔の中心となるように形成されている。即ち、この貫通孔４５は、孔の中心が固定ネジ部３７に形成されている部分と大径部４４に形成されている部分とでは径方向に所定量だけずれるようにして、貫通形成されている。

また、大径部４４に形成されている部分には、貫通孔４５の内周面から突出するように点状連結部４２が形成されている。この点状連結部４２は、偏心体２５の固定部４１と偏心部４３とを連結するためのものであり、後述する偏心体２５の被連結部４６と連結することができるように形成されている。

偏心部４３は、基端側に被連結部４６及び鍔部４７と、偏心孔４８が形成された偏心部本体４９とを備えている。被連結部４６は鍔部４７の一部において、該鍔部４７の基端側（図中左方）から先端側（図中右方）に向けて溝状に掘られて形成されている。この被連結部４６は、連結部３２と連結することができるとともに、連結するとこの偏心部４３が固定部４１に対して、点状連結部４２を基点として、首振り運動をすることができるようになっている。また、偏心部本体４９は、基端側に後述するベアリング３１内に挿入する、即ちベアリング３１の内周孔内に挿通される外周面を有し、また先端側にはベアリング３１を外周面上に固定する固定ナット５１を取付固定するための雄ネジが形成されている。偏心孔４８は、孔の中心が偏心部４３の軸中心よりも所定距離だけオフセットした位置に貫通形成されている。この偏心孔４８は、ノズル先端部３８が挿通可能な大きさに形成されている。

この偏心体２５は、回転体２４が回転を開始すると、回転体２４とともに回転を開始する。回転体２４が回転を開始すると、同じく回転体２４に対して取付固定されている固定部４１が回転体２４の回転軸と同軸で回転を開始する。そして、固定部４１とは連結部３２において連結されている偏心部４３にも回転力が伝達されて、偏心部４３も回転を開始する。この時、偏心部４３は、固定部４１において回転体２４の軸中心から所定距離だけオフセットしている貫通孔４５に連結部３２を介して取り付けられている。そのため、偏心部４３は、回転体２４が回転を開始すると、回転体２４の軸中心から所定距離だけオフセットして偏心した状態で行われるオービタルな運動を行うようになる。

上記した通り、偏心部４３の外周面にはベアリング３１が装着される。即ち、偏心部４３の外周面の外径はベアリング３１の内周面と略同径となるように形成されており、ベアリング３１を偏心部４３に対して装着することができるようになっている。そして、このベアリング３１は、装着された後は固定ナット５１により固定される。

可動体２６は、樹脂等のような材料によって形成された部材であり、ベアリング３１を介して回転体２４に取付固定されている。即ち、可動体２６は、回転体２４が回転していても、ベアリング３１を介しているので、回転しないようになっている。

この可動体２６は、基端側の端面が第２受け部２８となるように形成されており、上記した第１受け部２７と対向するように配置される。この第２受け部２８は、第１受け部２７との間に配置される後述する弾性部材２９としてのコイルスプリングの他端部と当接することができるように形成されており、コイルスプリングの弾性力、即ち付勢力を受けることができるようになっている。

また、可動体２６は、内側が先端から基端に向けて内径が大きくなる階段状に形成されており、その中に、ベアリング３１が嵌るベアリング取付部５２が形成されている。このベアリング取付部５２は、可動体２６の内部においてベアリング３１の外周面と略同一の内径を有するように形成された部分であり、ここにベアリング３１が嵌め込まれることによって、可動体２６がベアリング３１を介して回転体２４に装着されるようになっている。

ブラシ２６ａは、可動体の外周側に取付固定されており、先端に洗浄対象の汚れを掻き取るためのブラシ本体２６ｂを備えており、基端には可動体２６に対して取付固定される固定部２６ｃを備えている。このブラシ２６ａは、従来から公知のものを任意に選択して用いてよく、またブラシ本体２６ｂの硬さや長さなども従来から公知のものを任意に選択して用いてよい。さらに、ブラシ２６ａを可動体２６に取付固定する方法は、本実施の形態ではネジを用いる方法を採っているが、これ以外の方法であってもよい。

弾性部材２９としてのコイルスプリングは、第１受け部２７と第２受け部２８との間に配置されており、これら第１受け部２７及び第２受け部２８に対して所定の大きさの付勢力を付勢することができるように形成されている。上記した固定外管２３及び回転体２４は、コイルスプリングの中に配置されており、噴射ノズル６全体の大きさをコンパクトにすることができるようになっている。なお、弾性部材２９は、第１受け部２７及び第２受け部２８、言い換えれば可動体２６に所定量の付勢力を付与することができればどのような構成でもよいが、噴射ノズル６全体の大きさをコンパクトにする観点からはコイルスプリングを用いることが好ましい。

内管２２は、基端側は固定外管２３に挿通され、先端側は回転体２４の吹出口３９と連通している。内管２２の基端は貯留容器３と連通している。この内管２２は、噴射ノズル６においては、この内管２２の基端側（図１中左方）は固定外管２３に挿通されており、基端は貯留容器３の内部に挿入され、該貯留容器３と連通している。また、噴射ノズル６においては、内管２２の先端側（図１中右方）は回転体２４の吹出口３９と連通している。即ち、噴射装置１においては、この内管２２は、基端側（図１中左方）は開閉弁操作部材４を介して貯留容器３と連通し、中間部は固定外管２３に挿通され、先端部（図１中右方）は回転体２４の内部に設けられた通孔３０に挿入されている。

また、内管２２は、可撓性を有するフレキシブルチューブを用いて形成されている。これは、貯留容器３内の貯留圧である高々大気圧程度の圧力しか負荷されないため軟質材料を用いていることと、内管２２の先端部が回転体２４に追随して良好に旋回するようにするためである。内管２２には、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリプロピレンなどの可撓性を有する合成樹脂からなるフレキシブルチューブを用いるとよい。この場合、内管２２は固定外管２３及び回転体２４からなる外管２１によって保護されている。そのため、内管２２に軟質材料で形成されたフレキシブルチューブを用いた場合であっても内管２２の先端部が暴れることがない。したがって、内管２２が洗浄対象等に衝突して損耗したり、内管２２が衝突することによって洗浄対象等に傷をつけたりすることがない。

内管２２は、基端から先端まで一連の可撓性を有するフレキシブルチューブを用いて構成してもよいし、例えば別の態様として、固定外管２３の内部に挿通された部分は硬質プラスチックや金属等からなる固定内管２２とし、この固定内管２２の先端にフレキシブルチューブを用いた回転内管２２を装着して、旋回できるように構成してもよい。

内管２２の先端側の開口端は吹出口３９よりも僅かに突出させてもよいし、外管２１を構成する後述する回転体２４の通孔３０の内部に配置しても、又は固定外管２３の先端近傍に留めてもよい。内管２２の先端側をこのように配置すると、空気が吹出口３９から噴射されることによって吹出口３９の近傍や通孔３０の内部から固定外管２３の先端にかけて形成される負圧域（ＮＰ）によって、内管２２の内部も負圧になり、貯留容器３から副次媒体を吸い出すことができる。

即ち、内管２２の先端側の開口端は、吹出口３９から加圧気体が噴射される際に形成される負圧域（ＮＰ）に配置されていればよい。上記した通り、加圧気体を噴射することによって、副次媒体は負圧域（ＮＰ）によって吸引される。そして、副次媒体は、内管２２内を通じて吸い上げられ、開口端から流出する。負圧域（ＮＰ）は、吹出口３９の外側近傍のほか、通孔３０の内部にも形成される。

この時、吹出口３９の外側近傍では加圧気体が吹出口３９から噴射されて最も急膨張して低圧となるため、副次媒体の吸引力を最も強く得ることができる。また、このような加圧気体の急膨張により、開口端から流出した副次媒体は微細に分散してエアロゾル化する。したがって、副次媒体として洗剤液を用いる本実施形態の噴射ノズル６によれば、エアロゾル化した洗剤液を加圧気体のジェットに乗せて被洗浄面に吹き付けることができる。また、エアロゾル化した洗剤液と加圧気体との混合気体は、歳差運動をしながら旋回する可動体２６により噴射されることで、回転拡散されつつも加圧気体の圧力が増幅されるため、被洗浄面の広い面積に対して均等かつ高い噴射圧にてこれを吹き付けることができる。

また、本実施の形態の噴射ノズル６は、可動体２６の先端にブラシ２６ａを取り付けているので、上記したように、洗浄対象に吹き付けられた洗浄液を用いながらブラシ２６ａによって洗浄対象を直接的に擦りながら微細な汚れや付着物を掻き取ることができる。また、ブラシ２６ａは、点状連結部４２を基点として歳差運動をしながら旋回する可動体２６に取り付けられているので、ブラシ２６ａも歳差運動を行いながら旋回する。そのため、洗浄対象に対してブラシ２６ａの毛が接触する角度も順次変わり３次元的な運動で洗浄を行わせることができ、様々な方向から被洗浄面に溜まった微細な汚れや付着物を掻き取ることができる。したがって、本実施の形態の噴射ノズル６は、洗浄対象に堆積した汚れや付着物をより多く効率的に除去し、よりきれいに洗浄することができるようになる。

次に、本実施の形態に係る噴射ノズル６及びこの噴射ノズル６を備えた噴射装置１の作用を説明する。まず、使用者が引き金８をガン本体７に近づける方向に操作すると、流量調整部１５が開いて加圧気体供給源１４から空気の供給が開始される。加圧気体供給源１４から供給される空気は、ガン本体７の吸入口１１から吸入された後、流通経路１３を通って排出口１２から排出される。そして、その後は連結体５内に形成された流路を通過して、さらに外管２１内に形成されている移送流路を通過して噴射口から噴射される。

噴射口から空気が噴射されると、噴射口周辺に負圧域（ＮＰ）が形成される。この負圧域が形成されることによって、内管２２内も負圧になり、貯留容器３内の副次媒体が吸い込まれる。そして、この吸い込まれた副次媒体が内管２２内を通過して、最終的に噴射される。

また、噴射口から空気が噴射されると、噴射口から噴射される空気の推進力によって、回転体２４が回転を開始する。そして、その回転は所定速度に到達するまで加速しながら回転を順次行う。この時、回転体２４に取付固定されている偏心体２５は、回転体２４の回転に伴ってオービタルな運動を行っている。そして、この偏心体２５は、ベアリング３１を介して可動体２６と連結されているため、偏心体２５と共に回転することなく、オービタルな運動を行おうとする。この時、可動体２６はコイルスプリングにより付勢力を受けている。そのため、可動体２６は、オービタルな運動を開始しようとすると、この付勢力によって基端側の運動が制限されることになる。

このような可動体２６の運動は、ベアリング３１を介して偏心体２５にも伝達される。そのため、偏心体２５は、固定部４１が回転すると、連結部３２が首振り運動の中心となって偏心部４３が首振り運動を開始する。そのため、可動体２６は、オービタルな運動と首振り運動とが合わさり、点状連結部４２を基点とした歳差運動を行うようになる。

可動体２６が歳差運動を行うことは、下記に示すような効果を奏する。つまり、可動体２６が歳差運動を行うと、可動体２６に取り付けられているブラシ２６ａも歳差運動を行うことになる。したがって、ある洗浄対象に対して、種々の方向から３次元的にブラシ２６ａの先端が該洗浄対象を擦り、洗浄を行うため、より洗浄対象を洗浄しやすくなる。また、洗浄対象に付着物が付いている場合であっても、該付着物をより取り除きやすくなる。さらに、可動体２６が歳差運動を行うことにより、洗浄対象の細かい汚れや付着物を除去しやすくなるので、より加圧気体供給源１４から供給される空気の噴射圧を低圧にしたり、吹出し量を所領にしても汚れや付着物を除去することができる。そのため、より繊細な噴射を要する洗浄対象に対しても噴射を行うことができ、より多くの洗浄対象に対して利用することができるようになる。

次に、本発明に係る噴射ノズル６１及びこの噴射ノズル６１を備えた噴射装置１の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態における噴射ノズル６１以外の構成は先に説明した第１の実施の形態と同様であるので、第２の実施の形態での説明は省略する。

図３に示すように、本実施の形態に係る噴射ノズル６１は、外管６２と、この外管６２の中に挿入された内管６３とからなる内外二重管構造をなしており、加圧気体供給源１４に蓄えられた加圧気体を内管６３と外管６２との間から噴射し、液体、粉粒体又は液体と粉粒体との混合物からなり副次媒体供給源としての貯留容器３に蓄えられた副次媒体を内管６３から噴射するように構成されている。なお、内管６３の構成は先に説明した第１の実施の形態と同様であるので、ここでは外管６２の構成についてのみ説明する。

外管６２は、基端から先端に向けて、固定外管６４、固定ピン部材６５、回転体６６、偏心体６７、可動体６８及び弾性部材（図３では図示せず）を備えている。即ち、外管６２は、基端が加圧気体供給源１４と連通し、基端部には径方向外方に延出形成する第１受け部２７が形成された固定外管６４と、固定外管６４の長手方向の所定位置に配置された固定ピン部材６５と、硬質材料からなり、固定外管６４と連通する通孔３０を内部に備えるとともに、固定外管６４の先端に対して回転自在に設けられた回転体６６と、回転体６６の先端部に取付固定されている偏心体６７と、ベアリング３１を介して偏心体６７に取付固定されており、固定ピン部材６５と係合する係合部を有し、径方向外方に向けて延出形成される第２受け部７２が形成される可動体６８と、第１受け部２７と第２受け部７２との間に配置され、可動体６８に対して付勢力を付与する弾性部材（図３では図示せず）とを備え、前記回転体６６が回転運動を開始すると、前記弾性部材（図３では図示せず）の付勢力を受けて、前記固定ピン部材６５と前記係合部との係合点を基点として、前記可動体６８が歳差運動を行うように構成されている。なお、固定外管６４、回転体６６及び弾性部材（図３では図示せず）の構成は先に説明した第１の実施の形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。

固定ピン部材６５は、固定外管６４の長手方向の所定位置に配置されており、該固定外管６４の外周にネジ止め等の方法により取付固定されている。この固定ピン部材６５は、樹脂材料等によって径方向外方に向けて突出するように形成されている。この固定ピン部材６５は、可動体６８が備えている後述する係合部と係合されるように形成されている。なお、本実施の形態では、固定ピン部材６５を樹脂材料にて形成した例を用いて説明したが、固定ピン部材６５を形成する材料は樹脂材料以外のものであってもよい。

偏心体６７は、回転体６６の先端部に取り付けられており、回転体６６に取り付けた時に該回転体６６の先端から所定量だけ長手方向に向けて突出するように配置されている。この偏心体６７は、回転体６６に取付固定される取付固定部６９が基端側に形成され、ベアリング３１を取り付けるベアリング取付部７０が先端側に形成されている。この取付固定部６９は、回転体６６の内周面に形成されている雌ネジと螺合することができる雄ネジが形成されており、これら雄ネジ及び雌ネジ同士が螺合することで、偏心体６７が回転体６６に接続されている。また、この取付固定部６９は、回転体６６が回転する軸と取付固定部６９の回転する軸とが互いに同軸となるように形成されている。一方、ベアリング取付部７０は、回転軸の軸中心から所定量だけ径方向外方にずれた位置に形成されている。即ち、ベアリング取付部７０は、回転軸に対して径方向にずれた所定位置に、偏心するように形成されている。

また、この偏心体６７に形成されている開口孔７１も、基端側と先端側との間で、孔の中心から軸心がずれるように形成されている。即ち、開口孔７１は、基端側では回転体６６の軸中心と同じ位置に孔の中心が位置しているのに対して、先端側では回転体６６の軸中心から所定量だけ径方向にずれた位置に孔の中心が位置するように形成されている。

可動体６８は、回転体６６を全体的に覆うカバー状に形成されている。この可動体６８は、本実施の形態では基端側と先端側とで二分割される構成となっており、上記した固定ピン部材６５と係合する係合部７３が形成されている。この係合部７３は、固定ピン部材６５の外径と略同じ幅を有する溝状に形成されており、可動体６８が後述する歳差運動する時に、該歳差運動の基点となる。

また、可動体６８は、偏心体６７との間に介在するベアリング３１が取付固定されるように形成されている。可動体６８は、ベアリング３１を介して偏心体６７と結合されているため、回転体６６の回転に伴って偏心体６７が偏心運動をすると、ベアリング３１を介して歳差運動を行うように構成されている。なお、可動体６８は、基端側の端面が弾性部材（図３では図示せず）としてのコイルスプリングの端部と接する第２受け部７２となっている。

このような構成において、本実施の形態に係る噴射ノズル６１及び噴射装置１の作用について説明する。まず、使用者が引き金８をガン本体７に近づける方向に操作すると、流量調整部１５が開いて加圧気体供給源１４から空気の供給が開始される。加圧気体供給源１４から供給される空気は、ガン本体７の吸入口１１から吸入された後、流通経路１３を通って排出口１２から排出される。そして、その後は連結体５内に形成された流路を通過して、さらに外管６２内に形成されている移送流路を通過して噴射口から噴射される。

噴射口から空気が噴射されると、噴射口周辺に負圧域（ＮＰ）が形成される。この負圧域が形成されることによって、内管６３内も負圧になり、貯留容器３内の副次媒体が吸い込まれる。そして、この吸い込まれた副次媒体が内管６３内を通過して、最終的に噴射される。

また、噴射口から空気が噴射されると、噴射口から噴射される空気の推進力によって、回転体６６が回転を開始する。そして、その回転は所定速度に到達するまで加速しながら回転を順次行う。この時、回転体６６に取付固定されている偏心体６７は、回転体６６の回転に伴って、回転体６６の回転中心から所定距離だけオフセットした位置で偏心しながら運動するオービタルな運動を行っている。そして、この偏心体６７は、ベアリング３１を介して可動体６８と連結されているため、偏心体６７と共に回転することなく、オービタルな運動を行おうとする。この時、可動体６８は第２受け部７２においてコイルスプリングから付勢力を受けている。そのため、可動体６８は、オービタルな運動を行おうとすると、コイルスプリングからの付勢力によって基端側の運動が制限されることになる。

本実施の形態では、偏心体６７はオービタルな運動をするので、この運動による動きと、コイルスプリングによって基端側のオービタルな運動を制限する動きによって、可動体６８は、係合部７３における係合点を基点として、全体的に歳差運動を行うようになる。

可動体６８が歳差運動を行うことは、上記した第１の実施の形態において説明したと同様の効果を奏する。即ち、本発明に係る噴射ノズル６１及びこの噴射ノズル６１を備えた噴射装置１によれば、本実施の形態に係る構成であっても、先に説明した第１の実施の形態において説明したのと同様の効果を奏することができる。

以上、本発明に係る噴射ノズル及びこの噴射ノズルを備えた噴射装置について詳細に説明したが、本発明に係る噴射ノズル及びこの噴射ノズルを備えた噴射装置はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更してよい。

１ 噴射装置
６，６１ 噴射ノズル
２１，６２ 外管
２２，６３ 内管
２３，６４ 固定外管
２４，６６ 回転体
２５，６７ 偏心体
２６，６８ 可動体
２７ 第１受け部
２８，７２ 第２受け部
２９ 弾性部材
３０ 通孔
３１ ベアリング
３４ 移送空間
３５ 回転体本体
３６ ノズル本体
３９ 吹出口
４１ 固定部
４２ 点状連結部
４３ 偏心部
４４ 大径部
４９ 偏心部本体
６５ 固定ピン部材
７３ 係合部

Claims (5)

1. 外管と、前記外管に挿入された内管とで内外二重管構造をなし、
   加圧気体供給源に蓄えられた加圧気体を、前記内管と前記外管との間から噴射し、
   液体、粉粒体または液体と粉粒体との混合物からなり副次媒体供給源に蓄えられた副次媒体を前記内管から噴射するための噴射ノズルであって、
   前記外管は、
   基端が前記加圧気体供給源と連通し、基端部には径方向外方に延出形成する第１受け部が形成された固定外管と、
   硬質材料からなり、前記固定外管と連通する通孔を内部に備えるとともに、前記固定外管の先端に対して回転自在に設けられた回転体と、
   前記回転体の先端部に取付固定されている偏心体と、
   ベアリングを介して前記偏心体に取付固定されており、径方向外方に向けて延出形成される第２受け部が形成された可動体と、
   前記第１受け部と前記第２受け部との間に配置され、前記可動体に対して付勢力を付与する弾性部材とを備え、
   前記偏心体は、
   前記回転体に取付固定される固定部と、
   前記固定部の先端において、前記固定部の回転中心と交わる回転中心を有するように前記固定部に対して点状に固定された連結部と、前記ベアリングの内周面と接する外周面を有する偏心部とを備え、前記回転体が回転運動を開始すると、前記弾性部材の付勢力を受けて、前記連結部を基点にして歳差運動を行うように構成されていることを特徴とする噴射ノズル。
2. 外管と、前記外管に挿入された内管とで内外二重管構造をなし、
   加圧気体供給源に蓄えられた加圧気体を、前記内管と前記外管との間から噴射し、
   液体、粉粒体又は液体と粉粒体との混合物からなり副次媒体供給源に蓄えられた副次媒体を前記内管から噴射するための噴射ノズルであって、
   前記外管は、
   基端が前記加圧気体供給源と連通し、基端部には径方向外方に延出形成する第１受け部が形成された固定外管と、
   前記固定外管の長手方向の所定位置に配置された固定ピン部材と、
   硬質材料からなり、前記固定外管と連通する通孔を内部に備えるとともに、前記固定外管の先端に対して回転自在に設けられた回転体と、
   前記回転体の先端部に取付固定されている偏心体と、
   ベアリングを介して前記偏心体に取付固定されており、前記固定ピン部材と係合する係合部を有し、径方向外方に向けて延出形成される第２受け部が形成される可動体と、
   前記第１受け部と前記第２受け部との間に配置され、前記可動体に対して付勢力を付与する弾性部材とを備え、
   前記回転体が回転運動を開始すると、前記弾性部材の付勢力を受けて、前記固定ピン部材と前記係合部との係合点を基点として、前記可動体が歳差運動を行うように構成されていることを特徴とする噴射ノズル。
3. 前記可動体には、洗浄対象を洗浄するためのブラシを備えている請求項１又は２記載の噴射ノズル。
4. 前記弾性部材はコイルバネである請求項１〜３の何れかに記載の噴射ノズル。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の噴射ノズルを備えたことを特徴とする噴射装置。

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