JP2020075303A - ノズルおよびブラスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 種々の被処理構造に対して好適な加工性能を発揮し得るノズルおよび当該ノズルを備えたブラスト装置を提供する。【解決手段】 一実施形態におけるノズル６は、投射材Ｍの導入路６３と、投射材Ｍの噴射孔６２Ａと、導入路６３と噴射孔６２Ａを繋ぐ噴射路６４Ａと、を備えている。このノズル６において、噴射路６４Ａの軸Ｘ２Ａは、第１の二次元平面に投影した場合、および、第１の二次元平面に直交する第２の二次元平面に投影した場合のいずれにおいても曲線部分を含む。【選択図】 図２

Description

本発明は、投射材を噴射するためのノズルおよび当該ノズルを備えたブラスト装置に関する。

従来、金属やセラミック等のワーク（加工物）の表面研削、バリの除去、あるいは梨地加工等のために、投射材をワークの表面に噴射するブラスト処理が実施されている（例えば特許文献１参照）。

また、近年では、金属３Ｄプリンタが実用化されている。例えばレーザー焼結法等を利用した金属３Ｄプリンタの場合、粉末状の金属材料にレーザーを照射する動作を繰り返すことにより金属物品が形成される。金属３Ｄプリンタを用いれば、従来では実現が困難であった複雑な内部形状を有する金属物品を作製することが可能となる。

特開２００４−３５１５２２号公報

例えば、屈曲した管路の内面にブラスト処理を施すに際して、ノズルが長尺であると、管路の内部までノズルを到達させることが困難な場合がある。また、屈曲した管路においては、投射材を管路の全面に当てるべくノズルを回転させることが困難な場合もある。特に、上述の金属３Ｄプリンタで作製される複雑な内部形状を有する物品においては、これらの問題が顕著となり得る。

一方で、ノズルを短くすると、ブラストホース等を介して供給される投射材をノズル内で十分に加速できない。投射材の加速が不十分であると、ワークに対する所望の加工性能を得られない可能性がある。

そこで、本発明は、種々の被処理構造に対して好適な加工性能を発揮し得るノズルおよび当該ノズルを備えたブラスト装置を提供することを目的の一つとする。

一実施形態におけるノズルは、投射材の導入路と、投射材の噴射孔と、導入路と噴射孔を繋ぐ噴射路と、を備えている。このノズルにおいて、噴射路の軸は、第１の二次元平面に投影した場合、および、第１の二次元平面に直交する第２の二次元平面に投影した場合のいずれにおいても曲線部分を含む。

噴射路の軸は、噴射孔において、導入路の軸に対して３０°以上かつ６０°以下の角度で傾いてもよい。また、噴射路の少なくとも一部は、螺旋状であってもよい。この場合において、噴射路の少なくとも一部は、導入路の軸からの距離が噴射孔に近づくほど大きくなる螺旋状であってもよい。

上記ノズルは、一対の噴射孔と、導入路と一対の噴射孔をそれぞれ繋ぐ一対の噴射路と、を備えてもよい。この場合において、一対の噴射路の少なくとも一部が二重螺旋を構成してもよい。さらに、一対の噴射孔は、いずれも導入路の軸からずれており、かつ導入路の軸を中心とした位相が互いにずれた位置に設けられてもよい。

上記ノズルは、導入路と、噴射孔と、噴射路とを含む回転体と、回転体を回転可能に保持するホルダと、をさらに備えてもよい。この場合において、噴射孔は、回転体の回転軸から離れた位置にあり、かつ回転軸を中心とした周方向の速度成分を有するように投射材を噴射してもよい。さらに、回転体は、噴射孔から投射材を噴射するときの反力により回転してもよい。

ホルダは、回転体が挿入された中空形状であってもよい。この場合において、ホルダの内面および回転体の外面の一方が周方向に沿う環状の凹部を有し、他方が凹部に挿入された凸部を有し、凸部と凹部により回転体が回転軸の方向に抜け止めされてもよい。さらに、回転体は、回転体の外面とホルダの内面の間に形成される隙間と、導入路とを連通する連通路をさらに備えてもよい。

一実施形態におけるブラスト装置は、上記した各構成のノズルと、当該ノズルに投射材を供給する供給装置と、を備えている。

本発明によれば、種々の被処理構造に対して好適な加工性能を発揮し得るノズルおよび当該ノズルを備えたブラスト装置を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るブラスト装置の概略的な構成を示す図である。 図２は、同実施形態に係るノズルの軸に沿う概略的な縦断面図である。 図３は、同実施形態に係るノズルが備える一対の噴射路の概略的な斜視図である。 図４は、同実施形態に係るノズルにおける一対の噴射路の形状を説明するための模式図である。 図５は、第２実施形態に係るノズルの軸に沿う概略的な縦断面図である。 図６は、同実施形態に係るノズルの概略的な外観図である。

本発明のいくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各実施形態においては、圧縮空気により投射材を噴射する空気式のブラスト装置とそのノズルを開示する。ただし、各実施形態において開示するノズルの構成は、湿式などの他の方式のブラスト装置に適用することもできる。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係るブラスト装置１の概略的な構成を示す図である。ブラスト装置１は、圧縮機２と、供給装置３と、ジョイント管４と、ホース５と、ノズル６とを備えている。ブラスト装置１は、投射材を回収するための集塵機や、ブラスト処理を実施するための加工室などをさらに備えてもよい。

圧縮機２と供給装置３は、ジョイント管４により接続されている。ホース５は、例えば耐圧性および可撓性に優れた構造を有しており、供給装置３に接続されている。ノズル６は、ホース５の先端に取り付けられている。

圧縮機２は、空気を所定の圧力に圧縮する。この圧縮空気は、ジョイント管４を介して供給装置３に送られる。供給装置３は、タンク３１と、供給路３２と、スクリュー３３とを備えている。

タンク３１には、投射材Ｍが収容されている。供給路３２は、ジョイント管４およびホース５に接続されている。スクリュー３３が回転駆動されると、タンク３１内の投射材Ｍが供給路３２に供給される。この投射材Ｍは、圧縮機２からの圧縮空気とともにホース５に送られる。ホース５に送られた投射材Ｍは、ノズル６から噴射される。投射材Ｍは特に限定されず、例えば金属、セラミック、プラスチック、砂、あるいはドライアイス等の粒状体を用いることができる。

図２は、ノズル６の軸Ｘ１に沿う概略的な縦断面図である。ノズル６は、例えば図示した外形を、軸Ｘ１を中心に回転させて得られる外形を有している。ノズル６は、ホース５に挿入するための挿入部６０と、挿入部６０よりも大径の先端部６１とを備えている。挿入部６０と先端部６１は、軸Ｘ１に沿って並んでいる。

本実施形態においては、挿入部６０と先端部６１が金属材料で一体的に形成されている場合を想定する。ただし、挿入部６０と先端部６１が別々に形成され、ねじ止めなどの適宜の方法で連結されてもよい。

挿入部６０は、外周面に複数の溝６０ａを有している。ホース５とノズル６は、例えば図示したように挿入部６０をホース５内に挿入し、かつホース５の外周面を環状のクランプ７にて押圧することにより、互いに連結することができる。クランプ７は、ホース５を介して各溝６０ａと対向している。この場合、ホース５が各溝６０ａの形状に応じて湾曲し、挿入部６０の少なくとも溝６０ａが設けられていない部分（挿入部６０の外周面における凸部）と密着する。これにより、挿入部６０の外周面とホース５の内面との間が密閉される。

なお、ホース５とノズル６を連結する構成は、図２の例に限られない。例えば、ホース５とノズル６は、作業者が指で操作するトリガを有したブラストガンにそれぞれ連結されてもよい。

先端部６１は、外面において、第１噴射孔６２Ａと、第２噴射孔６２Ｂとを有している。先端部６１の外面は、例えば全体的に球面状である。このように、先端部６１の外面が挿入部６０から離れるに連れて先細る形状であれば、ノズル６を管路等に挿入しやすい。また、当該外面が球面状であれば、ノズル６が管路の屈曲部分等に引っ掛かりにくくなる。ただし、先端部６１の外面は、少なくとも一部に平面を含んでもよいし、曲率の異なる複数の曲面を含んでもよい。

ノズル６は、ホース５により供給される投射材Ｍが導入される導入路６３と、この導入路６３と第１噴射孔６２Ａを繋ぐ第１噴射路６４Ａと、導入路６３と第２噴射孔６２Ｂを繋ぐ第２噴射路６４Ｂとを備えている。図２においては、図示した断面よりも紙面奥側に位置する各噴射路６４Ａ，６４Ｂの形状を破線で示し、当該断面よりも紙面手前側に位置する各噴射路６４Ａ，６４Ｂの形状を二点鎖線で示している。

図２の例において、導入路６３は、第１部分６３１と、第２部分６３２とを有している。第１部分６３１は、ホース５に挿入された挿入部６０の端面に開口している。第２部分６３２は、軸Ｘ１に沿う方向において、第１部分６３１と各噴射路６４Ａ，６４Ｂの間に位置する。

第１部分６３１は、第２部分６３２に向けて先細る形状を有している。一例として、第１部分６３１は、軸Ｘ１を中心とした円錐の一部に相当する形状である。第２部分６３２は、軸Ｘ１と直交する方向における幅が一様である。一例として、第２部分６３２は、軸Ｘ１を中心とした円柱状である。

図２の例においては、第１部分６３１の軸Ｘ１に沿う幅Ｗ１が、第２部分６３２の軸Ｘ１に沿う幅Ｗ２よりも大きい。ただし、幅Ｗ１と幅Ｗ２が同じであってもよいし、幅Ｗ１が幅Ｗ２より小さくてもよい。

第１噴射路６４Ａは、第１開口６５Ａを通じて第２部分６３２に繋がっている。第２噴射路６４Ｂは、第２開口６５Ｂを通じて第２部分６３２に繋がっている。

各噴射路６４Ａ，６４Ｂの軸Ｘ１に沿う幅Ｗ３は、例えば、幅Ｗ１と幅Ｗ２の合計よりも小さい。ただし、幅Ｗ３が当該合計以上であってもよい。また、第１噴射路６４Ａの幅と、第２噴射路６４Ｂの幅とが異なってもよい。

図３は、第１噴射路６４Ａおよび第２噴射路６４Ｂの概略的な斜視図である。各噴射路６４Ａ，６４Ｂは、いずれも内面が滑らかな曲面である３次元形状を有している。本実施形態において、各噴射路６４Ａ，６４Ｂは、二重螺旋を構成する。具体的には、各噴射路６４Ａ，６４Ｂは、いずれも軸Ｘ１（図２参照）の周りで渦巻いており、かつ互いに交わらない。

図３の例においては、第１噴射路６４Ａの第１開口６５Ａと、第２噴射路６４Ｂの第２開口６５Ｂとが、いずれも半円状である。これにより、開口６５Ａ，６５Ｂを極力大きくでき、開口６５Ａ，６５Ｂ近傍での圧力損失を抑制できる。ただし、これら開口６５Ａ，６５Ｂは、半円状以外の形状であってもよい。

第１開口６５Ａの面積は、第１噴射孔６２Ａの面積よりも大きい。例えば、第１噴射路６４Ａは、第１開口６５Ａから中間部に向けて滑らかに横断面積（後述の軸Ｘ２Ａと直交する断面の面積）が減少し、第１噴射孔６２Ａの近傍で横断面積が滑らかに増大する形状を有している。第１噴射路６４Ａの横断面の形状は、第１開口６５Ａの近傍では半円状であるが、中間部や第１噴射孔６２Ａにおいては円形（正円形や楕円形を含む）である。

同様に、第２開口６５Ｂの面積は、第２噴射孔６２Ｂの面積よりも大きい。例えば、第２噴射路６４Ｂは、第２開口６５Ｂから中間部に向けて滑らかに横断面積（後述の軸Ｘ２Ｂと直交する断面の面積）が減少し、第２噴射孔６２Ｂの近傍で横断面積が滑らかに増大する形状を有している。第２噴射路６４Ｂの横断面の形状は、第２開口６５Ｂの近傍では半円状であるが、中間部や第２噴射孔６２Ｂにおいては円形（正円形や楕円形を含む）である。

各噴射路６４Ａ，６４Ｂは、上述の軸Ｘ１に関して、互いに回転対称な形状であってもよい。この場合、各噴射路６４Ａ，６４Ｂの設計が容易になるとともに、各噴射孔６２Ａ，６２Ｂにおける投射材Ｍの噴射条件を揃えることができる。

ここで、図２に示すように、第１噴射路６４Ａの軸（第１噴射路６４Ａの各横断面における中心を繋ぐ線分）をＸ２Ａ、第２噴射路６４Ｂの軸（第２噴射路６４Ｂの各横断面における中心を繋ぐ線分）をＸ２Ｂと定義する。図２における軸Ｘ２Ａ，Ｘ２Ｂの形状は、図３に示したような三次元形状を有する噴射路６４Ａ，６４Ｂの軸Ｘ２Ａ，Ｘ２Ｂを、平面（断面）に投影したものに相当する。

第１噴射孔６２Ａの近傍において、軸Ｘ２Ａは、軸Ｘ１に対して鋭角である角度θ１で傾いている。投射材Ｍは、この角度θ１の方向を主方向として、第１噴射孔６２Ａから噴射される。例えばノズル６を用いたブラスト処理の効率の観点から、角度θ１は、３０°以上かつ９０°以下の範囲で定めることが好ましく、４０°以上かつ６０°以下の範囲で定めればより好ましい。一例として、角度θ１は４５°である。

なお、角度θ１をより具体的に定義すると、第１噴射孔６２Ａにおける軸Ｘ２Ａの位置ＯＡと軸Ｘ１とを含む平面に投影された軸Ｘ２Ａに関して、位置ＯＡにおける軸Ｘ２Ａの接線と軸Ｘ１とが成す角度ということができる。

例えば、第２噴射孔６２Ｂの近傍についても同様に、軸Ｘ２Ｂが軸Ｘ１に対して角度θ１で傾いている。ただし、第１噴射孔６２Ａの近傍において軸Ｘ２Ａが軸Ｘ１に対し傾く角度と、第２噴射孔６２Ｂの近傍において軸Ｘ２Ｂが軸Ｘ１に対し傾く角度とは、互いに異なってもよい。

図２の例においては、位置ＯＡ，ＯＢが同一平面内にある。また、図２の例においては、第１開口６５Ａにおける軸Ｘ２Ａの位置ＰＡと、第２開口６５Ｂにおける軸Ｘ２Ｂの位置ＰＢも、位置ＯＡ，ＯＢと同一平面内にある。ただし、位置ＯＡ，ＯＢ，ＰＡ，ＰＢの少なくとも一つが同一平面内になくてもよい。

図４は、軸Ｘ１に沿って見た各噴射路６４Ａ，６４Ｂの形状を説明するための模式図である。この図においては、軸Ｘ１と直交する平面に投影された各噴射孔６２Ａ，６２Ｂ、各噴射路６４Ａ，６４Ｂ、各開口６５Ａ，６５Ｂ、および各軸Ｘ２Ａ，Ｘ２Ｂを示している。

図４の例において、各軸Ｘ２Ａ，Ｘ２Ｂ（各噴射路６４Ａ，６４Ｂ）は、いずれも軸Ｘ１の周りを１周（３６０°）渦巻いている。さらに、各噴射孔６２Ａ，６２Ｂは、各開口６５Ａ，６５Ｂより軸Ｘ１から離れた位置にある。これにより、各噴射路６４Ａ，６４Ｂは、それぞれ噴射孔６２Ａ，６２Ｂに向かうに連れて軸Ｘ１からの距離が大きくなるような螺旋状となる。ただし、各軸Ｘ２Ａ，Ｘ２Ｂは、軸Ｘ１の周りを３６０°超過または３６０°未満渦巻く形状であってもよい。また、各軸Ｘ２Ａ，Ｘ２Ｂの一部が、例えば直線状などの螺旋状ではない部分を含んでもよい。

各噴射孔６２Ａ，６２Ｂは、軸Ｘ１からずれており、かつ軸Ｘ１を中心とした位相が互いにずれた位置に設けられている。図４の例においては、各噴射孔６２Ａ，６２Ｂの位相が１８０°ずれているが、各噴射孔６２Ａ，６２Ｂの位相は他の角度でずれてもよい。

図４の例においては、第１噴射孔６２Ａと第１開口６５Ａがいずれも軸Ｘ１の左側の領域に位置し、かつ軸Ｘ１Ａの一部が軸Ｘ１の右側の領域を通っている。同様に、第２噴射孔６２Ｂと第２開口６５Ｂがいずれも軸Ｘ１の右側の領域に位置し、かつ軸Ｘ１Ｂの一部が軸Ｘ１の左側の領域を通っている。

図４の平面では、第１噴射孔６２Ａの近傍において、軸Ｘ２Ａが軸Ｘ１を中心とした半径方向ＲＡに対し角度θ２で傾いている。角度θ２をより具体的に定義すると、軸Ｘ１と直交する平面に投影された軸Ｘ２Ａに関して、位置ＯＡにおける軸Ｘ２Ａの接線と、軸Ｘ１および位置ＯＡを繋ぐ直線とが成す角度ということができる。

例えば、第２噴射孔６２Ｂの近傍についても同様に、軸Ｘ２Ｂが半径方向に対して角度θ２で傾いている。ただし、第１噴射孔６２Ａの近傍において軸Ｘ２Ａが半径方向に対して傾く角度と、第２噴射孔６２Ｂの近傍において軸Ｘ２Ｂが半径方向に対して傾く角度とは、互いに異なってもよい。

角度θ２は、例えば９０°以下であるが、他の角度であってもよい。投射材Ｍの噴射時においてノズル６に加わるモーメントを低減する必要がある場合には、角度θ２を４５°以下程度に小さい角度、好ましくは０°としてもよい。

ノズル６は、例えば金属３Ｄプリンタにて作製することができる。この場合、従来の機械加工では作製が困難な、図２ないし図４に示した螺旋状の噴射路６４Ａ，６４Ｂを実現できる。ただし、ノズル６の作製方法は、３Ｄプリンタを用いる方法に限られない。

以上の本実施形態においては、各噴射路６４Ａ，６４Ｂの軸Ｘ１Ａ，Ｘ１Ｂが曲線部分を含んでいる。この場合、各噴射路６４Ａ，６４Ｂの長さを、図２に示した各噴射路６４Ａ，６４Ｂの幅Ｗ３よりも大きくできる。

仮に、各噴射路６４Ａ，６４Ｂが軸Ｘ１に沿う直線状であると、各噴射路６４Ａ，６４Ｂの長さが幅Ｗ３と同等になる。この場合、投射材Ｍを各噴射路６４Ａ，６４Ｂ内で十分に加速するためには、幅Ｗ３を大きくしなければならない。しかしながら、幅Ｗ３が大きいと、屈曲した管路等の複雑な被処理構造にブラスト処理を施すに際して、ノズル６を当該被処理構造の奥まで到達させることが困難となり得る。

これに対し、本実施形態においては、幅Ｗ３を小さく抑制しつつも各噴射路６４Ａ，６４Ｂの長さを大きくし、好適な速度に投射材Ｍを加速できる。したがって、複雑な被処理構造に対して良好にブラスト処理を施すことができる。

しかも、本実施形態においては、図２に示した断面（第１の二次元平面）および図４に示した平面（第２の二次元平面）のいずれにおいても、投影された各噴射路６４Ａ，６４Ｂの軸Ｘ１Ａ，Ｘ１Ｂが曲線部分を含んでいる。これにより、一方の二次元平面においてのみ軸Ｘ１Ａ，Ｘ１Ｂが曲線部分を含む場合よりも各噴射路６４Ａ，６４Ｂの長さを大きくでき、投射材Ｍの加速を一層促進できる。

また、本実施形態においては、各噴射路６４Ａ，６４Ｂが螺旋状である。この場合、各噴射路６４Ａ，６４Ｂ内において、投射材Ｍおよび流体（本実施形態では圧縮空気）が滑らかに進行方向を変えるので、各噴射路６４Ａ，６４Ｂ内での圧力損失を抑制できる。さらに、ノズル６内で２本の噴射路６４Ａ，６４Ｂを効率的に配置できる。

しかも、螺旋状である各噴射路６４Ａ，６４Ｂは、それぞれ軸Ｘ１からの距離が噴射孔６２Ａ，６２Ｂに近づくほど大きくなる。これにより、各噴射路６４Ａ，６４Ｂの曲率が噴射孔６２Ａ，６２Ｂに近い位置ほど小さくなるので、噴射孔６２Ａ，６２Ｂに近づくにつれて高速となる投射材Ｍの加速が妨げられにくい。

各噴射孔６２Ａ，６２Ｂは、互いに軸Ｘ１を中心とした位相がずれた位置に設けられている。これにより、各噴射孔６２Ａ，６２Ｂから異なる方向に投射材Ｍが噴射されるので、ブラスト処理を効率化できる。
以上の他にも、本実施形態からは種々の好適な効果を得ることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を適宜省略する。

図５は、第２実施形態に係るノズル１６０の軸Ｘ１に沿う概略的な縦断面図である。ノズル１６０は、軸Ｘ１（回転軸）を中心に回転可能な回転体１６１と、クランプ７によりホース５に連結されるホルダ１６２とを備えている。回転体１６１およびホルダ１６２は、例えば図示した外形を、軸Ｘ１を中心に回転させて得られる外形を有している。

図６は、図５に示すノズル１６０の外観図である。図６において、軸Ｘ１の左側の領域には回転体１６１の外観を示している。また、図６において、軸Ｘ１の右側の領域にはホルダ１６２の外観を示している。

回転体１６１は、第１実施形態における挿入部６０と先端部６１に相当する部分であり、図５に示すように第１噴射孔６２Ａと、第２噴射孔６２Ｂと、導入路６３と、第１噴射路６４Ａと、第２噴射路６４Ｂとを備えている。また、導入路６３は、第１部分６３１と、第２部分６３２とを有している。

図５の例において、ホルダ１６２は、回転体１６１の挿入部６０が挿入された円筒形状（中空形状）を有している。回転体１６１の外周面とホルダ１６２の内周面との間には、隙間が設けられている。ホルダ１６２は、外周面に設けられた複数の溝６０ａを有している。さらに、ホルダ１６２は、軸Ｘ１の周方向に沿って内周面に設けられた環状の第１凸部Ｐ１および第２凸部Ｐ２を有している。

回転体１６１は、軸Ｘ１の周方向に沿って外周面に設けられた環状の第１凹部Ｒ１および第２凹部Ｒ２を有している。第１凸部Ｐ１は、第１凹部Ｒ１に挿入されている。第２凸部Ｐ２は、第２凹部Ｒ２に挿入されている。第１凸部Ｐ１の先端は、第１凹部Ｒ１を除く挿入部６０の外周面よりも軸Ｘ１に近い位置にある。これにより、回転体１６１が軸Ｘ１の方向に抜け止めされる。

なお、図５の例においては、凸部Ｐ１，Ｐ２および凹部Ｒ１，Ｒ２がいずれも軸Ｘ１に沿う方向および軸Ｘ１を中心とした半径方向に対して傾く２つの面で構成されている。ただし、凸部Ｐ１，Ｐ２および凹部Ｒ１，Ｒ２の形状はこの例に限られない。

凸部Ｐ１，Ｐ２は、必ずしも環状である必要はない。例えば、周方向において分断された複数の凸部が凹部Ｒ１，Ｒ２のそれぞれに対して設けられてもよい。また、凸部および凹部は２つずつではなくより多く設けられてもよいし、一対のみ設けられてもよい。また、凸部Ｐ１，Ｐ２が回転体１６１の外面に設けられ、凹部Ｒ１，Ｒ２がホルダ１６２の内面に設けられてもよい。

回転体１６１は、複数の第１連通路Ｃ１と、複数の第２連通路Ｃ２とを有している。これら連通路Ｃ１，Ｃ２は、回転体１６１（挿入部６０）の外周面とホルダ１６２の内周面の間に形成される隙間と、導入路６３とを連通する。

図５および図６の例において、第１連通路Ｃ１は、一端が第１凹部Ｒ１に開口するとともに、他端が第１部分６３１に開口している。また、第２連通路Ｃ２は、一端が第２凹部Ｒ２に開口するとともに、他端が第２部分６３２に開口している。複数の第１連通路Ｃ１は、周方向において一定間隔で設けられている。同様に、複数の第２連通路Ｃ２は、周方向において一定間隔で設けられている。

連通路Ｃ１，Ｃ２の軸は、例えば直線状である。連通路Ｃ１，Ｃ２の軸は、回転体１６１の内周面の開口が外周面の開口よりも先端部６１側に位置するように、軸Ｘ１に対して鋭角で傾いている。この鋭角は、一例では４５°であるが、他の角度であってもよい。

以上の構成においては、回転体１６１が軸Ｘ１を中心として回転可能である。図２および図４に示したように噴射孔６２Ａ，６２Ｂが軸Ｘ１から離れた位置にあり、かつ噴射孔６２Ａ，６２Ｂにおいて軸Ｘ２Ａ，Ｘ２Ｂが軸Ｘ１および半径方向ＲＡの各々に対して傾いている場合を想定する。この場合、噴射孔６２Ａ，６２Ｂからは、軸Ｘ１を中心とした周方向の速度成分を有するように投射材Ｍが噴射される。回転体１６１は、この噴射時の反力（モーメント）により、軸Ｘ１を中心として回転する。

噴射時に回転体１６１が回転することにより、投射材Ｍがノズル１６０の周囲において広範囲に噴射される。これにより、被処理構造の内面全体に対して良好にブラスト処理を施すことができる。

また、作業者が手動でノズル１６０を回転させる必要がないため、作業効率も格段に向上する。投射材Ｍの噴射時の反力を利用しているために、回転体１６１を回転させるためのモータ等を設ける必要もない。

なお、回転体１６１の外周面とホルダ１６２の内周面の間に、投射材Ｍの欠片等の異物が入り込むこともあり得る。これに対し、本実施形態においては、連通路Ｃ１，Ｃ２を設けているため、異物が入り込んだとしても除去が容易である。例えば、投射材Ｍを噴射せずに流体（例えば圧縮空気）だけをノズル１６０に送り込む空運転を実施し、連通路Ｃ１，Ｃ２から上記隙間に高圧の空気を送り込めば、異物を除去することができる。このとき、噴射孔６２Ａ，６２Ｂを塞いでノズル１６０内部の圧力を高めてもよい。

連通路Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ凹部Ｒ１，Ｒ２に開口している場合、凹部Ｒ１，Ｒ２に入り込んだ異物をより精度よく除去できる。また、連通路Ｃ１，Ｃ２が図５に示すように軸Ｘ１に対して傾いている場合、通常運転時の投射材Ｍが連通路Ｃ１，Ｃ２に入り込みにくくなる。

本実施形態に係るノズル１６０は、例えば金属３Ｄプリンタにて作製することができる。この場合、回転体１６１とホルダ１６２を同時に形成できる。一方で、回転体１６１とホルダ１６２を別々に形成する場合は、ホルダ１６２内に回転体１６１を挿入するための工夫が必要であるため、製造に手間とコストがかかる。

以上の第１および第２実施形態は、本発明の範囲を各実施形態にて開示した構成に限定するものではない。本発明は、各実施形態に開示した構成を種々の態様に変形して実施することができる。

例えば、上記各実施形態ではノズル６が２本の噴射路６４Ａ，６４Ｂを備える場合を例示した。しかしながら、ノズル６は、噴射路を１本のみ備えてもよいし、３本以上備えてもよい。また、噴射路の形状は、その軸が３次元的な曲線部分を含む形状であれば、螺旋状に限られない。

１…ブラスト装置、２…圧縮機、３…供給装置、４…ジョイント管、５…ホース、６，１６０…ノズル、７…クランプ、６２Ａ，６２Ｂ…噴射孔、６３…導入路、６４Ａ，６４Ｂ…噴射路、６５Ａ，６５Ｂ…開口、１６１…回転体、１６２ホルダ、Ｘ１…導入路（ノズル）の軸、Ｘ２Ａ，Ｘ２Ｂ…噴射路の軸、Ｍ…投射材。

Claims (11)

1. 投射材を噴射するためのノズルであって、
   前記投射材の導入路と、
   前記投射材の噴射孔と、
   前記導入路と前記噴射孔を繋ぐ噴射路と、を備え、
   前記噴射路の軸は、第１の二次元平面に投影した場合、および、前記第１の二次元平面に直交する第２の二次元平面に投影した場合のいずれにおいても曲線部分を含む、
   ノズル。
2. 前記噴射路の軸は、前記噴射孔において、前記導入路の軸に対して３０°以上かつ６０°以下の角度で傾いている、
   請求項１に記載のノズル。
3. 前記噴射路の少なくとも一部は、螺旋状である、
   請求項１または２に記載のノズル。
4. 前記噴射路の少なくとも一部は、前記導入路の軸からの距離が前記噴射孔に近づくほど大きくなる螺旋状である、
   請求項３に記載のノズル。
5. 一対の前記噴射孔と、
   前記導入路と一対の前記噴射孔をそれぞれ繋ぐ一対の前記噴射路と、を備え、
   一対の前記噴射路の少なくとも一部が二重螺旋を構成する、
   請求項３または４に記載のノズル。
6. 前記一対の噴射孔は、いずれも前記導入路の軸からずれており、かつ前記導入路の軸を中心とした位相が互いにずれた位置に設けられている、
   請求項５に記載のノズル。
7. 前記導入路と、前記噴射孔と、前記噴射路とを含む回転体と、
   前記回転体を回転可能に保持するホルダと、をさらに備え、
   前記噴射孔は、前記回転体の回転軸から離れた位置にあり、かつ前記回転軸を中心とした周方向の速度成分を有するように前記投射材を噴射し、
   前記回転体は、前記噴射孔から前記投射材を噴射するときの反力により回転する、
   請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載のノズル。
8. 投射材を噴射するためのノズルであって、
   回転体と、
   前記回転体を回転可能に保持するホルダと、を備え、
   前記回転体は、
   前記投射材の導入路と、
   前記投射材の噴射孔と、
   前記導入路と前記噴射孔を繋ぐ噴射路と、を備え、
   前記噴射孔は、前記回転体の回転軸からずれた位置にあり、かつ前記回転軸を中心とした周方向の速度成分を有するように前記投射材を噴射し、
   前記回転体は、前記噴射孔から前記投射材を噴射するときの反力により回転する、
   ノズル。
9. 前記ホルダは、前記回転体が挿入された中空形状であり、
   前記ホルダの内面および前記回転体の外面の一方は、前記周方向に沿う環状の凹部を有し、
   前記ホルダの内面および前記回転体の外面の他方は、前記凹部に挿入された凸部を有し、
   前記凸部と前記凹部により前記回転体が前記回転軸の方向に抜け止めされる、
   請求項８に記載のノズル。
10. 前記回転体は、前記回転体の外面と前記ホルダの内面の間に形成される隙間と、前記導入路とを連通する連通路をさらに備える、
    請求項９に記載のノズル。
11. 請求項１ないし１０のうちいずれか１項に記載のノズルと、
    前記ノズルに前記投射材を供給する供給装置と、
    を備えるブラスト装置。

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