JP2021074656A - ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で液垂れを防止することができ、かつ、容易に開閉切り替えができると共に、液体の吐出範囲が広くなることを抑制することができるノズルを提供する。【解決手段】ノズル１０は、例えば、液体を供給する供給装置に配設して用いられるものであり、内部に液体の流通路１１Ａを有し、一方に液体を吐出する吐出口１１Ｂが設けられたノズル本体１１を備えている。ノズル１０は、また、ノズル本体１１の吐出口１１Ｂを開閉する開閉弁１２と、流通路１１Ａに配設され、液体の接触力を受け、吐出口１１Ｂの方に移動可能な受圧部１３と、開閉弁１２と受圧部とを連結する連結部１４と、受圧部１３を液体の接触力に抗して吐出口１１Ｂと反対の方に付勢し移動させる付勢部材１５とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、液体を吐出するノズルに関する。

車の生産工程では、例えば、エンジンにエンジンオイルを供給する工程があり、オイル供給装置が用いられている。このオイル供給装置では、例えば、図５に示したように、ノズル１００の上方に図示しない給油バルブが設けられており、給油バルブを開くとオイルがノズル１００の吐出口１０１から吐出されるようになっている。また、給油バルブの下方には、ノズル１００の内部に空気を注入する空気注入口１０２が設けられており、給油バルブを閉めたのち、空気注入口１０２から空気を注入することにより、ノズル１００の内部に残留するオイルを吐出口１０１から吐出させ、液垂れを防止するように構成されている。

特開２０１８−１５４０６１号公報 特許第６４６７１７９号公報

しかしながら、例えば、図５に示したノズル１００では、空気を注入してノズル内部の残留オイルを吐出させても、ノズル１００の内壁に付着しているオイルが時間の経過と共に垂れてきてしまう。そのため、オイルが垂れないように慎重な作業が必要であり、また、垂れたオイルを廃棄するコストもかかるという問題があった。更に、製品にオイルが付着していないかを検査する工程も必要となり、工程数が増加してしまうという問題もあった。そこで、ノズルの改良が求められていた。

なお、特許文献１には、３Ｄプリンタ用溶融樹脂の吐出ノズルにおいて、内部に材料を射出する向きに軸が平行なシリンダーと、シリンダーに圧縮された状態で格納されるばねと、ばねと射出口のふちに両端を挟まれシリンダー内を摺動できるピストン状の栓とを備え、ばねにより栓を押し下げることにより吐出口を閉鎖し、材料の吐出圧がばねの張力を上回ると栓を押し上げて吐出口が開口する構成が記載されている。この吐出ノズルでは、栓の先端側が面取りされており、この面取り部分に加えられる材料の接触力により栓が押し上げられるようになっている。しかしながら、この吐出ノズルでは、栓の押し上げに寄与する部分の面積が狭く、しかも押し上げ方向に対して面が斜めであるので働く力はさらに弱くなり、高圧でないと栓を押し上げることが難しいという問題があった。

また、特許文献２には、液体充填ノズルにおいて、充填ピストンが液体を押し出したときに、弁体と弁座が一定量下降し、その後は弁体のみが下降し、充填終了時は弁体が上昇し、その後弁体と弁座が一緒に上昇する構造が記載されている。弁体は、ばねにより上方に付勢されており、液体の接触力がばねの復元力を上回ると弁体が下降して液体が流出し、液体の接触力よりもばねの復元力が上回ると弁体が上昇して液体の流出が抑えられる。しかしながら、この液体充填ノズルでは、液体の接触力を得るために弁体の上面を広くしているので、弁体自体が大きくなり、液体がノズルの内周面側から吐出されてしまう。そのため、吐出された液体を受ける液体受け側が狭いと液体がはみ出てしまうという問題があった。また、この液体充填ノズルでは、流通路内に弁座と弁体が配設され、弁座を弁体で閉鎖し液体の流出を抑えるので、弁座から吐出口までの部分における液垂れの問題もある。

本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、簡単な構成で液垂れを防止することができ、かつ、容易に開閉切り替えができると共に、液体の吐出範囲が広くなることを抑制することができるノズルを提供することを目的とする。

本発明のノズルは、内部に液体の流通路を有し、一方に液体を吐出する吐出口が設けられたノズル本体と、吐出口を開閉する開閉弁と、流通路に配設され、液体の接触力を受けて吐出口の方に移動可能な受圧部と、開閉弁と受圧部とを連結する連結部と、受圧部を液体の接触力に抗して吐出口と反対の方に付勢し、移動させる付勢部材とを備えたものである。

本発明によれば、液体の接触力を受ける受圧部を流通路に配設し、受圧部と開閉弁とを連結して、受圧部を付勢部材により吐出口と反対の方に付勢するようにしたので、液体の接触力と付勢部材の付勢力とのバランスにより、受圧部及び開閉弁が一緒に移動し、吐出口を開閉弁により開閉することができる。よって、吐出口を閉鎖した後の液だれを防止することができる。

また、受圧部と開閉弁とを別体で構成するようにしたので、開閉弁の形状に関係なく液体の接触力を受ける受圧面を大きくすることができる。よって、液体の圧力を高くしなくても容易に開閉弁を開けることができる。更に、開閉弁の大きさを小さくすることができるので、吐出口から吐出される液体の吐出範囲を小さくすることができ、吐出口から吐出された液体を受ける容器等から液体がはみ出てしまうことを防止することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るノズルの構成を表す部分断面図である。 図１に示したノズルの動作を説明するための部分断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るノズルの構成を表す部分断面図である。 本発明の変形例の構成を表す部分断面図である。 従来のノズルの構成を表す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るノズル１０の構成を表すものである。図２は、ノズル１０の動作を説明するものである。このノズル１０は、例えば、油などの液体を供給する供給装置に配設して用いられるものであり、内部に液体の流通路１１Ａを有するノズル本体１１を備えている。ノズル本体１１の一方には流通路１１Ａから液体を吐出する吐出口１１Ｂが形成され、他方には流通路１１Ａを液体供給源に連通する連通口１１Ｃが形成されている。吐出口１１Ｂは例えばノズル本体１１の先端に設けられ、連通口１１Ｃは例えば供給装置に配設されるノズル本体１１の基端に設けられている。ノズル１０は、例えば、ノズル本体１１の基端を上、先端を下として垂直に配設される。

ノズル１０は、また、ノズル本体１１の吐出口１１Ｂを開閉する開閉弁１２と、流通路１１Ａに配設され、液体の接触力を受け、吐出口１１Ｂの方に移動可能な受圧部１３と、開閉弁１２と受圧部とを連結する連結部１４と、受圧部１３を液体の接触力に抗して吐出口１１Ｂと反対の方に付勢し移動させる付勢部材１５とを備えている。

ノズル本体１１の吐出口１１Ｂは、例えば、内周面に、流通路１１Ａの側から外側に向かって口径が大きくなるように傾斜された吐出口傾斜面を有していることが好ましい。開閉弁１２は、例えば、外周面に、吐出口１１Ｂの吐出口傾斜面に対応して、流通路１１Ａの側から外側に向かって直径が大きくなるように傾斜された開閉弁傾斜面を有していることが好ましい。開閉弁１２は、例えば、この開閉弁傾斜面を吐出口１１Ｂの吐出口傾斜面に当接させることにより、吐出口１１Ｂを閉鎖するように構成されている。

受圧部１３は、液体の接触力を受けるためのものであり、液体の接触力を受ける受圧面として、流通路１１Ａに対して垂直な面を吐出口１１Ｂと反対側に有していることが好ましい。液体の接触力を効果的に受けることができるからである。受圧部１３と流通路１１Ａの内周面との間には、液体を流通させることができるように、少なくとも一部に隙間が形成されている。受圧部１３は、例えば、流通路１１Ａにおいて、付勢部材１５により吐出口１１Ｂと反対の方に付勢されて支持されている。これにより、受圧部１３は、液体の接触力により吐出口１１Ｂの方に向かう力を受けると共に、付勢部材１５により吐出口１１Ｂと反対の方に向かう力を受け、液体の接触力と付勢部材１５の付勢力とのバランスに応じて、流通路１１Ａを吐出口１１Ｂの方向、又は、その反対方向に移動するように構成されている。

また、開閉弁１２も、受圧部１３と連結部１４により連結されているので、受圧部１３と共に、受圧部１３の移動方向と同一方向、すなわち、ノズル本体１１から突出して吐出口１１Ｂを開口する方向、又は、ノズル本体１１に近づいて吐出口１１Ｂを閉鎖する方向に移動するように構成されている。

このように、開閉弁１２と受圧部１３とを別体で構成し、連結部１４で連結して一緒に一体となって移動するようにすれば、開閉弁１２の形状に関係なく受圧部１３を設けることができるので、受圧面を大きくすることができ、液体の圧力を高くしなくても容易に開閉弁１２を開けることが可能となる。また、開閉弁１２の大きさを小さくすることができるので、ノズル１１の先端から吐出される液体の吐出範囲を小さくすることも可能となる。

連結部１４は、例えば、棒状部材により構成されている。付勢部材１５は、例えば、圧縮コイルばねにより構成され、受圧部１３と、受圧部１３よりも吐出口１１Ｂ側のノズル本体１１との間に設けられていることが好ましい。具体的には、例えば、付勢部材１５は、一端部を受圧部１３に当接させ、他端部を吐出口１１Ｂの周りのノズル本体１１の内壁に当接させ、連結部１４の周りを囲むように配置されることが好ましい。

このノズル１０は、例えば、次のように作動し、吐出口１１Ｂが開閉される。まず、図示しない供給装置からノズル１０に液体の供給を開始すると、図２（Ａ）に示したように、受圧部１３が受ける液体の接触力が大きくなり、接触力が付勢部材１５の復元力を上回ると、受圧部１３が付勢部材１５の復元力に抗して吐出口１１Ｂの方に移動する。開閉弁１２も受圧部１３と共に、受圧部１３の移動方向と同一方向に移動し、ノズル本体１１の吐出口１１Ｂから離れて突出する。これにより、吐出口１１Ｂが開いて、液体が吐出される。

また、図示しない供給装置からノズル１０に対する液体の供給が停止されると、図２（Ｂ）に示したように、受圧部１３が受ける液体の接触力が小さくなり、接触力よりも付勢部材１５の復元力の方が上回ると、受圧部１３が付勢部材１５の復元力により吐出口１１Ｂと反対の方に移動する。開閉弁１２も受圧部１３と共に、受圧部１３の移動方向と同一方向に移動し、ノズル本体１１の吐出口１１Ｂに近づいて当接する。これにより、吐出口１１Ｂが閉鎖され、液体の吐出が止まる。吐出口１１Ｂが閉鎖された後は、ノズル１０の先端の吐出口１１Ｂが開閉弁１２により直接閉鎖されるので、液だれが防止される。

このように本実施の形態によれば、液体の接触力を受ける受圧部１３を流通路１１Ａに配設し、受圧部１３と開閉弁１２とを連結して、受圧部１３を付勢部材１５により吐出口１１Ｂと反対の方に付勢するようにしたので、液体の接触力と付勢部材１５の付勢力とのバランスにより、受圧部１３及び開閉弁１２が一緒に移動し、吐出口１１Ｂを開閉弁１２により開閉することができる。よって、吐出口１１Ｂを閉鎖した後の液だれを防止することができる。

また、受圧部１３と開閉弁１２とを別体で構成するようにしたので、開閉弁１２の形状に関係なく受圧部１３の受圧面を大きくすることができる。よって、液体の圧力を高くしなくても容易に開閉弁１２を開けることができる。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るノズル２０の構成を表すものである。このノズル２０は、ノズル本体１１の内部に、受圧部１３の一部が当接することにより流通路１１Ａが閉鎖され、かつ、受圧部１３が吐出口１１Ｂの方に移動することにより受圧部１３との間に隙間が形成される弁座部２６が形成されたことを除き、他は第１の実施の形態と同様の構成を有している。よって、対応する構成要素には同一の符号を付し、同一部分についての詳細な説明は省略する。

弁座部２６は、例えば、ノズル本体１１の内周から中央に向かって突出して設けられている。弁座部２６の内周面には、例えば、吐出口１１Ｂの側から反対側に向かい流通路１１Ａの大きさが小さくなるように傾斜された弁座傾斜面が形成されていることが好ましい。また、受圧部１３の外周には、例えば、弁座部２６の弁座傾斜面に対応して、吐出口１１Ｂの側から反対側に向かい大きさが小さくなるように傾斜された外周傾斜面が形成されていることが好ましい。受圧部１３は、例えば、この外周傾斜面を弁座部２６の弁座傾斜面に当接させることにより、流通路１１Ａを閉鎖するように構成されている。すなわち、ノズル２０において、受圧部１３は流通路１１Ａを開閉する栓としての機能を兼ね備えている。

このノズル２０は、例えば、図３（Ａ）に示したように、液体の供給が開始されると、受圧部１３が受ける液体の接触力が大きくなり、接触力が付勢部材１５の復元力を上回ると、受圧部１３が付勢部材１５の復元力に抗して吐出口１１Ｂの方に移動する。これにより、受圧部１３が弁座部２６から離れて、流通路１１Ａが開く。また、開閉弁１２も受圧部１３と共に、受圧部１３の移動方向と同一方向に移動し、ノズル本体１１の吐出口１１Ｂから離れて突出する。これにより、吐出口１１Ｂが開いて、液体が吐出される。

また、液体の供給が停止されると、図３（Ｂ）に示したように、受圧部１３が受ける液体の接触力が小さくなり、接触力よりも付勢部材１５の復元力の方が上回ると、受圧部１３が付勢部材１５の復元力により吐出口１１Ｂと反対の方に移動する。これにより、受圧部１３が弁座部２６に当接し、流通路１１Ａを閉鎖する。また、開閉弁１２も受圧部１３と共に、受圧部１３の移動方向と同一方向に移動し、ノズル本体１１の吐出口１１Ｂに近づいて当接する。これにより、吐出口１１Ｂが閉鎖され、受圧部１３と開閉弁１２との間の流通路１１Ａに残留する液体の流出が抑えられる。なお、受圧部１３と開閉弁１２との間の流通路１１Ａの内圧は大気圧と等しくなるので、受圧部１３を押し上げる接触力は働かない。

このように本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の構成を有しているので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、受圧部１３が流通路１１Ａを開閉する栓としての機能を有するようにしたので、液体の接触力を受ける受圧面の面積をより大きくすることができ、また受圧部１３を押し上げる接触力を働かせなくしたので、液体の接触力を利用してより容易に開閉をすることができる。更に、開閉弁１２の大きさを小さくすることができるので、吐出口１１Ｂから吐出される液体の吐出範囲を小さくすることができ、吐出口１１Ｂから吐出された液体を受ける容器等から液体がはみ出てしまうことを防止することができる。

（変形例）
上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、吐出口１１Ｂの内周面に開閉弁１２の外周面が当接して吐出口１１Ｂを閉鎖する場合について示したが、例えば、図４に示したように、ノズル本体１１の外側に開閉弁１２を配置し、開閉弁１２をノズル本体１１から離間又は接近させることにより、吐出口１１Ｂを開閉するようにしてもよい。なお、図４では、第１の実施の形態に対応する変形例を示したが、第２の実施の形態についても同様に変形することができる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、ノズル１０，２０の各構成要素について具体的に説明したが、各構成要素の具体的な構成は異なっていてもよい。また、上述した各構成要素の全てを備えていなくてもよく、他の構成要素を備えていてもよい。

１０，２０…ノズル、１１…ノズル本体、１１Ａ…流通路、１１Ｂ…吐出口、１１Ｃ…連通口、１２…開閉弁、１３…受圧部、１４…連結部、１５…付勢部材、２６…弁座部

Claims (3)

1. 内部に液体の流通路を有し、一方に前記液体を吐出する吐出口が設けられたノズル本体と、
   前記吐出口を開閉する開閉弁と、
   前記流通路に配設され、前記液体の接触力を受けて前記吐出口の方に移動可能な受圧部と、
   前記開閉弁と前記受圧部とを連結する連結部と、
   前記受圧部を前記液体の接触力に抗して前記吐出口と反対の方に付勢し、移動させる付勢部材と
   を備えたことを特徴とするノズル。
2. 前記ノズル本体の内部には、前記受圧部の一部が当接することにより前記流通路が閉鎖され、かつ、前記受圧部が前記吐出口の方に移動することにより前記受圧部との間に隙間が形成される弁座部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のノズル。
3. 前記付勢部材は、前記受圧部と、前記受圧部よりも前記吐出口側の前記ノズル本体との間に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のノズル。

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