JP2012135721A - 波動噴射ノズル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】波動噴射ノズル10は、継ぎ手20と、揺動チューブ30と、保持部40と、支持部50とを有する。揺動チューブ30は、内部に流体が通る流路32を有する。また、揺動チューブ30の先端部36には、噴射口38が開口している。この噴射口38は、流路32に連通されているので、加圧流体が流路32に供給されると、噴射口38から加圧流体が大気中に噴射される。これと共に、噴射口38には、加圧流体が噴射されるときの反動により、揺動チューブ30を揺動させる力が作用する。保持部40は、揺動チューブ30の左右両側に当接して保持する一対の当接部材70、80からなり、支持部50に支持されている。揺動チューブ30は、加圧流体が揺動チューブ30の噴射口38より噴射される際の反動により一対の当接部材70、80に保持される被保持部を支点としてY方向に向けて揺動する。
【選択図】図1A
Description
(1)本発明は、加圧流体が供給される流体供給経路に接続される継ぎ手と、
基端部が該継ぎ手の吐出口に結合され、先端部に噴射口が設けられた中空状の揺動チューブと、
前記揺動チューブの前記基端部の近傍に配され、前記揺動チューブの両側を保持する保持部と、
を備え、
前記揺動チューブは、前記加圧流体が前記揺動チューブの前記噴射口より噴射される際の反動により前記保持部により保持される被保持部を支点として揺動することを特徴とする。
(2)本発明は、前記継ぎ手及び前記保持部及び前記揺動チューブを同一平面上に支持する支持部を備えたことを特徴とする。
(3)本発明の前記保持部は、前記揺動チューブの両側に当接する一対の当接部材からなることを特徴とする。
(4)本発明は、前記揺動チューブの前記保持部が当接する被保持部より先端側に嵌合される変形補助部材を前記揺動チューブに設け、
前記揺動チュ−ブの噴出口からの流体噴射力によって前記変形補助部材の質量に応じた慣性力により揺動を促進すると共に、揺動する前記揺動チューブの大きな揺れを前記変形補助部材の内壁により振れ過ぎを抑制することを特徴とする。
(5)本発明の前記一対の当接部材は、夫々前記揺動チューブに側方から当接する曲面を有することを特徴とする。
(6)本発明の前記一対の当接部材は、前記揺動チューブを両側から保持する一対の円筒部と、前記円筒部の軸方向両端に形成され前記揺動チューブを上側、下側から保持する一対の鍔部とを有し、
前記揺動チューブは、前記円筒部の外周と前記鍔部とによって形成された空間に応じた形状に変形されることを特徴とする。
(7)本発明の前記支持部は、前記保持部の両端に固定され、平面部が互いに対向するように平行に配された一対の板状体からなり、前記揺動チューブは、前記一対の板状体の前記平面部が対向する平面状空間を揺動することを特徴とする。
(8)本発明の前記一対の板状体は、前記平面部が扇形状に形成されたことを特徴とする。
(9)本発明は、前記保持部の中心から前記揺動チューブの噴射口までの長さをLとすると、前記噴射口から前記変形補助部材の中心までの距離L1が長さLの2/3以上であり、前記保持部の中心から前記変形補助部材の中心までの距離L2が長さLの1/3以下であることを特徴とする。
図1Aは本発明による波動噴射ノズルの一実施例を示す平面図である。図1Bは図1A中A−A線に沿う縦断面図である。図1Cは図1Aに示す波動噴射ノズルを継ぎ手側からみた背面図である。
〔保持部の構成について〕
図2Aは波動噴射ノズル10の支持部50を外した状態を示す平面図である。図2Bは揺動チューブ30を挟持する保持部40を拡大して示す図である。図2Cは保持部40が揺動チューブ30を保持した状態を示す図である。尚、図2A〜図2Cでは支持部50の支持体52、54の図示を省略してある。
〔揺動チューブ30の揺動動作について〕
図3は揺動チューブ30が揺動する様子を模式的に示す平面図である。図3に示されるように、揺動チューブ30は、一対の当接部材70、80に保持される被保持部を支点として左右方向(Y方向)に揺動する。また、揺動チューブ30は、当接部材70、80に保持される被保持部より先端側の領域Laが先端部36と180度反対側にやや遅れて湾曲するように変形する特性を有する。
〔揺動チューブの揺動動作〕
先ず、図4A〜図4Dを参照して噴射開始時の揺動動作について説明する。尚、図4A〜図4Dでは、揺動チューブ30の揺動動作を分かりやすくするため、上側の支持体52を外した状態で示す。また、揺動チューブ30の揺動開始時の動作方向は、決まっておらず、そのときの噴射口38の向きに応じてYa方向又はYb方向に弾性変形する。
図4Aは噴射開始による揺動チューブ30の揺動動作の第1段階を示す平面図である。図4Aに示されるように、揺動チューブ30に加圧された流体が供給され、噴射口38から低流速による流体が噴射開始されると、その噴射力(流体噴射の反動)により噴射口38が左右の何れかの方向(例えば、Yb方向)に傾くと共に、揺動チューブ30の先端部36が噴射口38の傾き方向(流体噴射方向)と反対側(Ya方向)に湾曲する。揺動チューブ30は、上方からみると、緩やかなS字状に変形している。
図4Bは噴射開始による揺動チューブ30の揺動動作の第2段階を示す平面図である。図4Bに示されるように、上記噴射力(流体噴射の反動)により第1段階の噴射口38の噴射方向(Yb方向)とは、反対方向(Ya方向)に揺動チューブ30の先端部36が撓み、湾曲する。このとき、揺動チューブ30は、当接部材70、80に保持された被保持部を支点として撓むことになる。
図4Cは噴射開始による揺動チューブ30の揺動動作の第3段階を示す平面図である。図4Cに示されるように、上記噴射力(流体噴射の反動)により第2段階の噴射口38の噴射方向(Ya方向)とは、反対方向(Yb方向)に揺動チューブ30の先端部36が撓み、湾曲する。このとき、揺動チューブ30は、当接部材70、80に保持された被保持部を支点として撓むことになる。そして、上記第2、第3段階の動作が繰り返される。また、揺動チューブ30の揺動動作としては、流体の圧力、流速が上昇すると、さらに噴射口38の動きが加速されて左右方向の振幅(揺動範囲)も増幅される。
(噴射開始後の高流速時の揺動動作の第1段階)
図5Aは噴射開始後の高流速による揺動チューブ30の揺動動作の第1段階を示す平面図である。図5Aに示されるように、揺動チューブ30に加圧された流体が供給され、噴射口38から噴射される流体の流速が高流速になると、その噴射力(流体噴射の反動)により揺動チューブ30の先端部36が噴射口38の噴射方向と反対側(Yb方向)に大きく湾曲する。高流速の場合、低流速時よりも噴射力が大きいので、揺動チューブ30は、上方からみると、大きな円弧状に湾曲している。
図5Bは噴射開始後の高流速による揺動チューブ30の揺動動作の第2段階を示す平面図である。図5Bに示されるように、高流速の場合、上記噴射力(流体噴射の反動)が低流速時よりも大きいので、揺動チューブ30は、噴射口38の噴射方向(Ya方向)を変えずに先端部36を括らせるように噴射口38からの噴射力によって噴射方向と反対方向(Yb方向)に変位する。このとき、揺動チューブ30は、当接部材70、80に保持された被保持部を支点として揺動することになる。
図5Cは噴射開始後の高流速による揺動チューブ30の揺動動作の第3段階を示す平面図である。図5Cに示されるように、揺動チューブ30は、噴射口38の噴射方向がYb方向に反転すると共に、噴射口38からの噴射力によって逆方向(Ya方向)に撓みながら中心側に変位する。このとき、揺動チューブ30は、大きい円弧形状のまま当接部材70、80に保持された被保持部を支点として揺動することになる。
図5Dは噴射開始後の高流速による揺動チューブ30の揺動動作の第4段階を示す平面図である。図5Dに示されるように、高流速の場合、上記噴射力(流体噴射の反動)が低流速時よりも大きいので、揺動チューブ30は、噴射口38の噴射方向(Yb方向)を変えずに先端部36を括らせるように噴射口38からの噴射力によって噴射方向と反対方向(Ya方向)に変位する。
〔変形例1〕
図6Aは保持部の変形例1を示す平面図である。図6Aに示されるように、変形例1の当接部材70A、80Aは、鍔部76、86の互いに近接する部分がX方向に延在する平面76a、86aが形成されている。この一対の平面76a、86aは、接触しておらず、所定距離離間している。
〔変形例2〕
図6Bは保持部の変形例2を示す平面図である。図6Bに示されるように、変形例2の当接部材70B、80Bは、上方からみると輪郭がU字状に形成されており、揺動チューブ30に当接する半円形の当接部74b、84bと、半円形の鍔部76b、86bとを有する。従って、当接部材70B、80Bでは、揺動チューブ30に当接する部分が半円形の曲面に形成されているので、揺動チューブ30の損傷を防止できる。
〔変形例3〕
図6Cは保持部の変形例3を示す平面図である。図6Cに示されるように、変形例3の当接部材70C、80Cは、上方からみると輪郭がD字状に形成されており、揺動チューブ30に当接する円弧形状の当接部74c、84cと、円弧形状の鍔部76c、86cとを有する。従って、当接部材70C、80Cでは、揺動チューブ30に当接する部分が異なる曲率変形が組み合わされた円弧形状の曲面に形成されているので、揺動チューブ30の損傷を防止できる。
〔変形例4〕
図6Dは保持部の変形例4を示す平面図である。図6Dに示されるように、変形例4の当接部材70D、80Dは、上方からみると四角形の噴出口側の角部が曲面に形成されており、揺動チューブ30に当接する直線部と曲面部とからなる当接部74d、84dと、直線部と曲面部とからなる鍔部76d、86dとを有する。従って、当接部材70D、80Dでは、揺動チューブ30の揺動側に当接する部分が曲面に形成されているので、揺動チューブ30の損傷を防止できる。
〔変形例5〕
図6Eは保持部の変形例5を示す図である。図6Eに示されるように、変形例5の当接部材70E、80Eは、当接部74e、84eが中心側に凹んだ曲面に形成されている。従って、当接部74e、84e間に保持された揺動チューブ30の被保持部は、両側が外側に膨らんだ樽形状に変形される。
〔変形例6〕
図6Fは保持部の変形例6を示す図である。図6Fに示されるように、変形例6の当接部材70F、80Fは、当接部74f、84fが外周側に膨らんだ曲面に形成されている。従って、当接部74f、84f間に保持された揺動チューブ30の被保持部は、両側が外側に凹んだ形状に変形される。
〔変形例7〕
図6Gは保持部の変形例7を示す図である。図6Gに示されるように、変形例7の当接部材70G、80Gは、当接部74g、84gと鍔部76、86との角部に傾斜面75g、85gが形成されている。従って、当接部74g、84g間に保持された揺動チューブ30の被保持部は、長方形の各角部が面取り形状に変形される。
〔変形例8〕
図6Hは保持部の変形例8を示す図である。図6Hに示されるように、変形例8の当接部材70H、80Hは、当接部74h、84hと鍔部76、86との角部に傾斜逃げ面75h、85hが形成されている。従って、当接部74h、84h間に保持された揺動チューブ30の被保持部は、長方形の各角部が両側に突出する形状に変形される。
〔変形例9〕
図6Iは保持部の変形例9を示す図である。図6Iに示されるように、変形例9の当接部材70I、80Iは、当接部74i、84iの中間部分に突出する保持部75i、85iが形成されている。従って、当接部74i、84i及び保持部75i、85i間に保持された揺動チューブ30の被保持部は、長方形の中間部分が内側に保持されたI字形状に変形される。
〔変形例10〕
図7Aは変形例10を示す平面図である。図7Bは揺動チューブの変形例10から支持部を外した状態を示す平面図である。
〔変形例10の揺動チューブの揺動動作〕
ここで、変形例10の揺動チューブ30の揺動動作について説明する。尚、図9A〜図9Fでは、揺動チューブ30の揺動動作を分かりやすくするため、上側の支持体52を外した状態で示す。
図9Aは変形例10の揺動チューブの揺動動作の初期動作を示す平面図である。図9Aに示されるように、揺動チューブ30に加圧された流体が供給され、噴射口38から流体が噴射開始されると、その噴射力(流体噴射の反動)により噴射口38が左右の何れかの方向(例えば、Yb方向)に傾くと共に、揺動チューブ30の先端部36が噴射口38の傾き方向(流体噴射方向)と反対側(Ya方向)に湾曲する。
図9Bは変形例10の揺動チューブの揺動動作の第1段階を示す平面図である。図9Bに示されるように、揺動チューブ30に加圧された流体が供給され、噴射口38から高流速による流体が噴射開始されると、その噴射力(流体噴射の反動)により噴射口38が左右の何れかの方向(例えば、Ya方向)に傾くと共に、揺動チューブ30の先端部36が噴射口38の噴射方向と反対側(Yb方向)に大きく湾曲する。高流速の場合、低流速時よりも噴射力が大きいので、揺動チューブ30は、大きな円弧状に湾曲する。
図9Cは変形例10の揺動チューブの揺動動作の第2段階を示す平面図である。図9Cに示されるように、高流速の場合、上記噴射力(流体噴射の反動)が低流速時よりも大きいので、揺動チューブ30は、噴射口38の噴射方向(Ya方向)を変えずに先端部36を括らせるように噴射口38からの噴射力によって噴射方向と反対方向(Yb方向)に変位する。このとき、揺動チューブ30は、当接部材70、80に保持された被保持部を支点として揺動することになる。
図9Dは変形例10の揺動チューブの揺動動作の第3段階を示す平面図である。図9Dに示されるように、揺動チューブ30は、噴射口38の噴射方向がYb方向に反転すると共に、噴射口38からの噴射力によって逆方向(Ya方向)に撓みながらYa方向に変位する。このとき、揺動チューブ30は、大きい円弧形状のまま当接部材70、80に保持された被保持部を支点として揺動することになる。
図9Eは変形例10の揺動チューブの揺動動作の第4段階を示す平面図である。図9Eに示されるように、高流速の場合、上記噴射力(流体噴射の反動)が大きいので、揺動チューブ30は、噴射口38の噴射方向(Yb方向)を変えずに先端部36を括らせるように噴射口38からの噴射力によって噴射方向と反対方向(Ya方向)に変位する。
20 継ぎ手
21 取付部
22 上流側接続口
24 流路
26 下流側接続口
28 チューブ係止部
30 揺動チューブ
34 基端部
36 先端部
38 噴射口
40 保持部
50 支持部
52、54 板状体
52a、54a 平面部
52b、54c 固定部
52c、54c 長孔
60 流体供給経路
70、80、70A〜70I、80A〜80I 当接部材
72、82、90、112、122 取付ボルト
73、83、91、113、123 ナット
74、84 円筒部
74b〜74h、84b〜84h 当接部
76、86、76b〜76d、86b〜86d 鍔部
76a、86a 平面
75g、85g 傾斜面
75h、85h 傾斜逃げ面
75i、85i 保持部
100 平面状空間
110、120 スペーサ
200 変形補助部材
202 プレス面
Claims (9)
- 加圧流体が供給される流体供給経路に接続される継ぎ手と、
基端部が該継ぎ手の吐出口に結合され、先端部に噴射口が設けられた中空状の揺動チューブと、
前記揺動チューブの前記基端部の近傍に配され、前記揺動チューブの両側を保持する保持部と、
を備え、
前記揺動チューブは、前記加圧流体が前記揺動チューブの前記噴射口より噴射される際の反動により前記保持部により保持される被保持部を支点として揺動することを特徴とする波動噴射ノズル。 - 前記継ぎ手及び前記保持部及び前記揺動チューブを同一平面上に支持する支持部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の波動噴射ノズル。
- 前記保持部は、前記揺動チューブの両側に当接する一対の当接部材からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の波動噴射ノズル。
- 前記揺動チューブの前記保持部が当接する被保持部より先端側に嵌合される変形補助部材を前記揺動チューブに設け、
前記揺動チュ−ブの噴出口からの流体噴射力によって前記変形補助部材の質量に応じた慣性力により揺動を促進すると共に、揺動する前記揺動チューブの大きな揺れを前記変形補助部材の内壁により振れ過ぎを抑制することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の波動噴射ノズル。 - 前記一対の当接部材は、夫々前記揺動チューブに側方から当接する曲面を有することを特徴とする請求項3に記載の波動噴射ノズル。
- 前記一対の当接部材は、前記揺動チューブを両側から保持する一対の円筒部と、前記円筒部の軸方向両端に形成され前記揺動チューブを上側、下側から保持する一対の鍔部とを有し、
前記揺動チューブは、前記円筒部の外周と前記鍔部とによって形成された空間に応じた形状に変形されることを特徴とする請求項3又は5の何れかに記載の波動噴射ノズル。 - 前記支持部は、前記保持部の両端に固定され、平面部が互いに対向するように平行に配された一対の板状体からなり、
前記揺動チューブは、前記一対の板状体の前記平面部が対向する平面状空間を揺動することを特徴とする請求項2に記載の波動噴射ノズル。 - 前記一対の板状体は、前記平面部が扇形状に形成されたことを特徴とする請求項7に記載の波動噴射ノズル。
- 前記保持部の中心から揺動チューブの噴射口までの長さをLとすると、前記噴射口から前記変形補助部材の中心までの距離L1が長さLの2/3以上であり、前記保持部の中心から前記変形補助部材の中心までの距離L2が長さLの1/3以下であることを特徴とする請求項4に記載の波動噴射ノズル。
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