JPH1028901A - 噴射方向可変ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送給管等が障害となることなく、噴射方向を
自在に変えることのできる噴射ノズル。 【解決手段】 複数の流体を混合するエジェクタ３２
と、エジェクタに流体を送給する複数の送給管１５，１
９を同一軸に互いに対向してエジェクタに接続させるロ
ータリージョイント３４，３６と、エジェクタに設けら
れ、エジェクタに送給された各流体からなる混合流体を
噴射する噴射管３８とを具備する。ノズルを送給管とは
独立してその向きを変えることが可能となり、噴射方向
の自由度が高い。従って、噴射ノズルを使用した作業の
効率が向上し、吹付けムラが削減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は２種以上の流体を混
合した状態で噴射するノズルに関するもので、特に、そ
の噴射方向等の自由度を高めたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】塗装においてはその塗面に塗料を吹き付
け、もしくは清掃においてはその清掃部に空気などを吹
き付けて行なうことがある。このような、塗料もしくは
空気などの流体の吹付けには、流体噴射ノズルが広く使
用されている。図５に、金型の内面を清掃するのに使用
されている流体噴射ノズルの一例を示す。この図示例の
ものは、圧送された空気と粒状のドライアイスとを混合
して噴射する流体噴射ノズルであって、ノズル主管１２
と、これに第１送給管１４を接続する為の第１ロータリ
ージョイント１６と、ノズル主管１２に第２送給管１８
を接続する為の第２ロータリージョイント２０とを具備
して概略構成されている。ノズル主管１２は、広い内部
空間２５を有するエジェクタ２２と、細長い内部空間２
７を有する噴射管２４とが一体化してなり、それらの連
接部２３近傍においてエジェクタ２２から噴射管２４に
向けて内部空間２５が急激に狭小になっている。エジェ
クタ２２は屈曲した形状とされており、その端部に第１
ロータリージョイント１６が設けられている。この第１
ロータリージョイント１６には、空気を圧送するポンプ
と接続された第１送給管１４が接続される。また、噴射
管２４の長手方向と直線状に、エジェクタ２２には、端
部に第２ロータリージョイント２０が設けられる接合管
２６が設けられている。第２ロータリージョイント２０
には、粒状のドライアイスの貯蔵タンクと接続した第２
送給管１８が接続される。こうして、この流体噴射ノズ
ル１０は、噴射管２４と第２送給管１８は直線状に、第
２送給管１８と第１送給管１４は平行になるようになっ
ており、第１送給管１４と第２送給管１８を纏めること
ができるようになっている。接合管２６はエジェクタ２
２の内部空間２５を通り、縮径されたその先端部２８が
ノズル主管１２の連接部２３に位置するようにエジェク
タ２２に固定される。この際、接合管２６の先端部２８
の外径は連接部２３における内部空間２５の内径よりも
僅かに小径となるように設定しておき、先端部２８の周
面と連接部２３における内部空間２５の内壁面との間に
狭小な間隙を形成させる。

【０００３】このような流体噴射ノズル１０を使用する
には、そのノズル主管１２に、第２送給管１８から粒状
ドライアイスを送給しつつ、第１送給管１４から空気を
圧送する。すると、空気はエジェクタ２２の内部空間２
５を通り、接合管２６の先端部２８において狭小な間隙
を通過した後、噴射管２４の先端から噴射される。この
とき、第２送給管１８からの粒状ドライアイスは、接合
管２６内を通過し、接合管２６の先端部２８から流出し
たところで圧送されている空気と混合された後、噴射管
２４の先端から勢いよく噴射される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな噴射ノズルを用いて作業を行なう場合、金型をムラ
なく清掃すべく、噴射ノズルの噴射方向を変えようとす
ると、その動きに応じて、第１送給管１４や第２送給管
１８等も大きく振れ、それらが周囲にある機器に接触す
ることがある。そこで、作業者はそのような不具合を回
避する為、噴射ノズルばかりでなく、第１送給管や第２
送給管に対しても注意を注ぎ、かつそれらの移動領域を
広く確保しなければならず、作業効率を低下せしめてし
まうことがある。特に、作業範囲の狭い場所で使用せざ
るを得ない場合、例えば、上型と下型とを広く離間させ
ることができないときなどは、噴射ノズルの作業領域を
確保できたとしても、第１送給管１４や第２送給管１８
等の移動領域を確保することは困難で、これらが振れて
金型に衝突し、動けなくなると、噴射ノズルも動かすこ
とができず、その噴射方向の自由度に制約が生じ、金型
の清掃にムラが生じることがあった。

【０００５】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、送給管等が障害となることなく、噴射方向を
自在に変えることのできる噴射ノズルを提供するもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の噴射方向可変ノ
ズルは、複数の流体を混合するエジェクタと、該エジェ
クタに流体を送給する複数の送給管を同一軸に互いに対
向してエジェクタに接続させるロータリージョイント
と、エジェクタに設けられ、エジェクタに送給された各
流体からなる混合流体を噴射する噴射管とを具備するこ
とを特徴とするものである。

【０００７】尚、本発明において流体とは、ノズルから
噴射することのできる流動性材料のことをいい、気体ま
たは液体に限られるものではなく、粒状物などの微細な
ものであれば固体も含むものとする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の噴射方向可変ノズルおい
ては、複数の送給管がそれぞれロータリージョイントを
介してエジェクタに接続しており、しかも各送給管は同
一軸上であって対向するように接続されることから、そ
の軸を中心にノズルを回転可能に支持することで、いず
れの送給管をも動かすことなく、ノズルのみを動かし、
その噴射方向を変えることができる。以下に、図１を参
照して本発明の噴射方向可変ノズルを詳説する。この図
示例の噴射方向可変ノズル３０は、エジェクタ３２と、
エジェクタ３２の両側方に設けられたロータリージョン
イト３４，３６と、エジェクタ３２の先端に設けられた
噴射管３８とを具備している。エジェクタ３２の内部に
は前端が開放された内部空間４４が形成され、その内部
空間４４はエジェクタ３２の前方に接続された噴射管３
８の内部通路４５と連続する。また、エジェクタ３２に
おいては、エジェクタ３２の側方に突出するように第１
接合管４０と第２接合管４２とが設けられており、これ
らは同一軸上に対向した位置に形成されている。この例
では、第１接合管４０及び第２接合管４２は噴射管３８
の長手方向に対して垂直に突出しており、エジェクタ３
２を中心に、第１接合管４０及び第２接合管４２と噴射
管３８とでＴ字状に形成される。

【０００９】第１接合管４０はエジェクタ３２の内部に
形成された内部空間４４に連通している。第２接合管４
２は内部空間４４内を屈曲し、その縮径化された先端部
４３は前方を向いている。この第２接合管４２の先端部
４３において内部空間４４は急激に縮径化し、第２接合
管４２の先端部４３の外径は、その位置における内部空
間４４の内径よりも僅かに小さく、それらの間に狭小な
間隙４６が形成される。第１接合管４０の端部にはロー
タリージョンイト３４が設けられ、そのロータリージョ
ンイト３４には第１送給管１５が接続され、同様に、第
２接合管４２の端部にはロータリージョンイト３６が設
けられ、そのロータリージョンイト３６には第２送給管
１９が接続される。したがって、第１送給管１５と第２
送給管１９は同一軸上に互いに対向してエジェクタ３２
に接続されることとなる。第１送給管１５及び第２送給
管１９は可撓性を有する樹脂製パイプ、剛性を有する金
属製パイプ等、特に限定されるものではない。尚、第１
送給管１５及び第２送給管１９はそれぞれ各ロータリー
ジョンイト３４，３６よりも外方かつ近傍の位置に屈曲
部１７，２１を形成し後方に向かうようにされているこ
とが好ましい。

【００１０】ロータリージョンイト３４は第１接合管４
０と第１送給管１５とを、ロータリージョンイト３６は
第２接合管４２と第２送給管１９とを相対的に回転自在
に接続する管継手である。噴射管３８は、エジェクタ３
２によって混合された流体を目標に向けて噴射させるた
めのもので、その長さは用途に応じて適宜設定され、ま
たは複数の噴射管を連接して延長させることができる。
また、噴射管３８は、エジェクタ３２と必ずしも別体で
ある必要はなく、エジェクタと一体化されたものであっ
ても良い。

【００１１】このノズル３０を使用して、例えば、空気
と粒状（例えば、円柱状（直径：３mm、長さ：５mm））
のドライアイスとを混合して噴射するには、第１送給管
１５を圧空ポンプと接続し、第２送給管１９をドライア
イスを貯蔵したタンクと接続し、第１送給管１５を通じ
てエジェクタ３２内に空気を圧送（例えば、圧力：０．
７ＭＰａ）すると共に、第２送給管１９を通じてドライ
アイスを供給する。すると、空気が第２接合管４２の先
端部４３の周部の狭小な間隙４６を通過すると共に第２
接合管４２内からドライアイスを吸引し、空気とドライ
アイスとが混合した状態で噴射管３８内の内部通路４５
を通り、その先端から噴射される。

【００１２】このような本発明のノズル３０は、例え
ば、図２，３に示すような流体噴射装置５０に備え付け
られて使用される。図示例の流体噴射装置５０において
は、基台５２上に、前後方向、即ち、アーム６０の長手
方向に移動自在に前後進移動台５４が設けられ、その前
後進移動台５４上に横方向、即ち、前後方向に対し垂直
な水平方向に移動自在に横方向移動台５６が設けられ、
その横方向移動台５６上に、アーム６０を上下動させる
昇降機５８が設けられ、その昇降機５８に取り付けられ
たアーム６０の先端部に本発明の噴射方向可変ノズル３
０が取り付けられている。噴射方向可変ノズル３０は第
１ロータリージョンイト３４と第２ロータリージョンイ
ト３６においてアーム６０に固定されており、エジェク
タ３２は第１ロータリージョンイト３４の回転軸と第２
ロータリージョンイト３６の回転軸を結ぶ軸（以下、取
付軸と称する）を中心に回転自在にアーム６０に軸支さ
れる。また、アーム６０の先端部近傍にはノズル変向装
置６２が設けられており、ノズル変向装置６２のピスト
ン６３と噴射方向可変ノズル３０とが、ピストン６３の
伸縮に応じて噴射方向可変ノズル３０が取付軸を中心に
その向きが変るように連結され、ピストン６３が伸びた
ときに噴射方向可変ノズル３０は後方に向き、ピストン
６３が縮んだときに噴射方向可変ノズル３０は前方に向
くように、所謂、首振り動作が可能とされている。

【００１３】また、アーム６０には旋回手段６４が設け
られており、この旋回手段６４によりアーム６０ないし
アーム６０の先端部に取り付けられた噴射方向可変ノズ
ル３０が自転するようになっている。すなわち、アーム
６０の回転に応じて図４に示すように噴射方向可変ノズ
ル３０は旋回動作が可能とされている。したがって、こ
の流体噴射装置５０に取り付けられた噴射方向可変ノズ
ル３０であると、首振り動作および旋回動作が可能にな
っており、かつこれらの動作を同時に行なうことより３
次元的に複合的な動作が可能とされる。さらにまた、こ
の流体噴射装置５０であると、前後進移動台５４、横方
向移動台５６、昇降機５８等により、アーム６０自体が
３次元的に移動可能とされている。したがって、この流
体噴射装置５０に取り付けられた噴射方向可変ノズル３
０は、アーム６０を移動させることにより、噴射方向可
変ノズル３０を適当な箇所に配置させることができ、そ
して、その位置において、噴射方向可変ノズル３０を首
振り動作及び旋回動作させることにより、あらゆる方向
に向けて流体を噴射させることができる。しかも、この
噴射方向可変ノズル３０であると、その噴射方向を動か
しても、噴射方向可変ノズル３０に接続されている第１
送給管１５及び第２送給管１９が動くことがないので、
これらが噴射方向可変ノズル３０の噴射方向の動きの妨
げとなることがなく、制約がない。したがって、作業範
囲が狭くとも、ムラなく噴射作業を行なうことができ
る。

【００１４】また、噴射方向可変ノズル３０を旋回させ
たときに、第１送給管１５の屈曲部１７または第２送給
管１９の屈曲部２１と旋回中心の距離は、エジェクタ３
２の旋回中心と噴射管３８の先端との距離よりも短く設
定しておくことが好ましい。図４に示すように、噴射方
向可変ノズル３０を旋回させたときに、屈曲部１７若し
くは屈曲部２１の旋回半径ｒ2が、噴射管３８の旋回半
径ｒ1よりも短くなり、第１送給管１５または第２送給
管１９が、旋回動作の制約の原因となることがなくな
り、旋回の自由度が向上する。

【００１５】尚、上記説明においては、噴出させる流体
として空気とドライアイスとを用いて説明したが、これ
ら以外のものに適用できることはいうまでもない。ま
た、流体は、２種のものに限られるものではなく、ノズ
ルの噴射方向の自由度に制約が生じないようであれば、
３種以上の流体を混合するようにしてもかまわない。

【００１６】

【発明の効果】本発明の噴射方向可変ノズルであると、
これに接続される送給管とは独立してその向きを変える
ことが可能となり、噴射方向の自由度が高い。したがっ
て、噴射ノズルを使用した作業の効率が向上し、また、
吹付けムラを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の噴射方向可変ノズルの一実施形態例
を示す平面図である。

【図２】 本発明の噴射方向可変ノズルを備えた流体噴
射装置の一例を示す平面図である。

【図３】 同流体噴射装置を示す側面図である。

【図４】 本発明の噴射方向可変ノズルの動きを示す正
面図である。

【図５】 従来例の混合流体噴射ノズルの平面図であ
る。

【符号の説明】

１４・・・第１送給管 １５・・・第１
送給管 １６・・・第１ロータリージョンイト １８・・・第２
送給管 １９・・・第２送給管 ２０・・・第２
ロータリージョンイト ２２・・・エジェクタ ２４・・・噴射
管 ３０・・・噴射方向可変ノズル ３２・・・エジ
ェクタ ３４・・・ロータリージョンイト ３６・・・ロー
タリージョンイト ３８・・・噴射管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田原 大輔 神奈川県川崎市幸区塚越４−320 日本酸 素株式会社内 (72)発明者 向畑 実盛 広島県福山市鋼管町１番地 福山共同機工 株式会社内 (72)発明者 滝澤 多三郎 広島県福山市鋼管町１番地 福山共同機工 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の流体を混合するエジェクタと、該
   エジェクタに流体を送給する複数の送給管を同一軸に互
   いに対向してエジェクタに接続させるロータリージョイ
   ントと、エジェクタに設けられ、エジェクタに送給され
   た各流体からなる混合流体を噴射する噴射管とを具備す
   ることを特徴とする噴射方向可変ノズル。