JP7405322B2

JP7405322B2 - 気体噴射ノズル、気体噴射装置、及び、除塵装置

Info

Publication number: JP7405322B2
Application number: JP2020007069A
Authority: JP
Inventors: 一文中井
Original assignee: 株式会社ディーオ
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2023-12-26
Anticipated expiration: 2040-01-20
Also published as: JP2021112718A

Description

本発明は、先端から気体を噴射する気体噴射ノズル、気体噴射装置、及び、除塵装置に関する。

従来、精密機器の製造工程等において、ワークに付着した埃や粉塵を除去するために、ワークの表面に気体を噴射する除塵装置が採用されている。そして、このような気体噴射装置に採用される噴射ノズルとして、弾性チューブの先端に開口された気体噴射口から噴射される気体によって、筒状ガイドの内周面で弾性チューブを撓ませながら回転させて、気体をパルス状に噴射する構成が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００７－２５３０４０号公報

前記特許文献１に記載の噴射ノズルにおいて、筒状ガイドは弾性チューブが当接する内壁が先広がりのテーパ状に形成されている。即ち、噴射ノズルの基端部と比較して先端部が大径となるため、噴射ノズルの装置構成が大きくなっていた。また、当該噴射ノズルを除塵装置に採用した場合、吸気ノズルの内部で噴射ノズルによる空気抵抗が大きくなるため、吸引効率の低下の原因となっていた。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、ノズルの基端部と先端部との外径を同一にすることにより、装置構成をコンパクトに形成することが可能となる、気体噴射ノズル、気体噴射装置、及び、除塵装置を提供することである。

以下では、上記課題を解決するための手段を説明する。

本発明に係る気体噴射ノズルは、円筒部材と、前記円筒部材の内部に挿通される弾性チューブと、を備え、前記弾性チューブの基端側に供給された気体を前記弾性チューブの先端から噴射する、気体噴射ノズルであって、前記弾性チューブは、前記円筒部材の基端部に支持されるとともに、前記先端が前記円筒部材の先端開口部から延出され、前記円筒部材の内周面には、前記円筒部材の内径よりも小さい内径に形成された円環状のガイド部材が少なくとも一個設けられ、前記弾性チューブは前記ガイド部材の内側を挿通され、前記円筒部材の内周面には、前記ガイド部材が前記先端部側と前記基端部側の二箇所に離間して設けられる。

本構成により、ノズルの基端部と先端部との外径を同一にすることにより、気体噴射ノズルの装置構成を従来技術と比較してコンパクトに形成することが可能となる。また、弾性チューブを継続して回転させることができ、気体をパルス状に安定して噴出することが可能となる。

また、気体噴射ノズルにおいて、前記弾性チューブは少なくとも一個の錘部を備えることが好ましい。

本構成により、弾性チューブをより安定的に回転させることができ、気体をパルス状に噴出することが可能となる。

また、前記弾性チューブは、先端部に形成された先端錘部と、中途部に二個形成された中途錘部と、を備え、前記中途錘部は、それぞれ前記ガイド部材における前記基端側の近傍に設けられることが好ましい。

本構成により、弾性チューブをさらに安定的に回転させることができ、気体をパルス状に安定して噴出することが可能となる。

また、本発明に係る気体噴射装置は、前記気体噴射ノズルと、前記弾性チューブに気体を供給する気体供給部と、を備える。

本構成により、気体噴射ノズルの基端部と先端部との外径を同一にすることにより、気体噴射装置の装置構成を従来技術と比較してコンパクトに形成することが可能となる。

また、本発明に係る除塵装置は、前記気体噴射装置と、前記気体噴射ノズルの周囲に形成された吸気ノズルと、前記吸気ノズルを介して気体を吸引する気体吸引部と、を備える。

本構成により、気体噴射ノズルの基端部と先端部との外径を同一にすることにより、除塵装置の装置構成を従来技術と比較してコンパクトに形成することが可能となる。

本発明に係る気体噴射ノズル、気体噴射装置、及び、除塵装置によれば、ノズルの基端部と先端部との外径を同一にすることにより、装置構成を従来技術と比較してコンパクトに形成することが可能となる、という効果を奏する。

第一実施形態に係る除塵装置の全体構成を示す正面図。第一実施形態に係る除塵装置に用いられる除塵ノズルを示す斜視図。（ａ）は除塵ノズルを示す平面図、（ｂ）は同じく底面図。除塵ノズルの内部構造を示す断面図。気体噴射ノズルの内部構造を示す断面図。第二実施形態に係る除塵ノズルの内部構造を示す断面図。第二実施形態に係る除塵ノズルの平面図。

以下では図１から図５を用いて、本発明の第一実施形態に係る除塵装置１０について説明する。図１に示す如く、本実施形態に係る除塵装置１０は、気体供給部であるコンプレッサーＣ、気体吸引部である集塵機Ｐ、及び、除塵ノズル１２を備える。コンプレッサーＣと除塵ノズル１２とは気体噴射経路１１で接続されている。また、除塵ノズル１２と集塵機Ｐとは気体吸引経路１３で接続されている。集塵機Ｐには気体を吸引するポンプが内蔵されており、このポンプを駆動することにより、除塵ノズル１２及び気体吸引経路１３を介して気体を吸引可能とされている。

除塵装置１０を使用する際は、図１に示す如く載置台Ｓに載置された除塵対象物であるワークＷの対象面Ｗｐと対向するように除塵ノズル１２を配置する。そして、コンプレッサーＣから供給される気体（本実施形態においては圧縮空気）を除塵ノズル１２の気体噴射ノズル２１からワークＷの対象面Ｗｐにパルス状に噴射する。対象面Ｗｐの表面に付着した埃や粉塵は、気体噴射ノズル２１から噴射された気体により対象面Ｗｐから剥ぎ取られる。そして、集塵機Ｐが除塵ノズル１２の吸気ノズル３１を介して空気を吸引することで、対象面Ｗｐから除去された埃や粉塵が集塵機Ｐに集められる（図４を参照）。

コンプレッサーＣから供給される空気は、気体噴射経路１１上に設けられた図示しない減圧弁等の空圧機器により流量及び圧力の調節が行われる。本実施形態に係る除塵装置１０においては、０．２～０．３ＭＰａの供給圧力により、１００～１３５Ｌ／ｍｉｎの流量で空気が供給される。なお、これらの条件は限定されるものではなく、本実施形態と異なる条件で除塵装置１０を用いることも可能である。

図２から図４に示す如く、除塵ノズル１２は、下方が開口された円筒形状の吸気ノズル３１、吸気ノズル３１の上側に形成されて吸気ノズル３１と連通される筒状部３２、吸気ノズル３１における対向する側面にそれぞれ設けられる固定部３３・３３、筒状部３２を貫通して配置される接続管３４、及び、吸気ノズル３１の内部に収容される気体噴射ノズル２１等で構成される。

接続管３４は、図１に示す如く気体噴射経路１１に接続されている。また、筒状部３２は、図１に示す如く気体吸引経路１３に接続されている。そして、固定部３３・３３が図示しない固定具に固定されることにより、除塵ノズル１２がワークＷの上方で固定される。

図３及び図４に示す如く、気体噴射ノズル２１は吸気ノズル３１の中心部分に配置される。換言すれば、吸気ノズル３１は気体噴射ノズル２１の周囲に形成されている。気体噴射ノズル２１は、円筒部材２２と、円筒部材２２の内部に挿通される弾性チューブ２３と、を備える。円筒部材２２の下端部には円環状の先端ガイド２４が固定される。そして、接続管３４を介して気体噴射経路１１から弾性チューブ２３の基端側に供給された気体を、図４中に示す如く弾性チューブ２３の先端２３ａから噴射するように構成される。

図４及び図５に示す如く、弾性チューブ２３は、上端部が円筒部材２２の基端部に支持されるとともに、下端部が円筒部材２２の先端開口部から延出される。本実施形態において、弾性チューブ２３の長さを１０５ｍｍ、円筒部材２２の内径を２６ｍｍ、長さを９０ｍｍ、円筒部材２２からの弾性チューブ２３の延出長さを２０ｍｍとして構成した。

また、円筒部材２２の内周面には、円筒部材２２の内径よりも小さい内径に形成された円環状の第一ガイド部材２５ａ及び第二ガイド部材２５ｂが設けられ、弾性チューブ２３はガイド部材２５ａ・２５ｂの内側を挿通される。本実施形態においては、第一ガイド部材２５ａの厚さを６ｍｍ、内径を２０ｍｍとし、第二ガイド部材２５ｂの厚さを８ｍｍ、内径を１０ｍｍとして構成した。

本実施形態に係る気体噴射ノズル２１において、コンプレッサーＣから気体が気体噴射経路１１及び接続管３４を介して弾性チューブ２３の基端に供給されると、弾性チューブ２３が円筒部材２２の内部でガイド部材２５ａ・２５ｂにガイドされて撓みながら回転する。具体的には図４に示す如く、円筒部材２２の内部において、円筒部材２２の内径よりも小径のガイド部材２５ａ・２５ｂが配置された箇所では弾性チューブ２３の回転範囲が規制される。さらに、ガイド部材２５ａ・２５ｂが配置されない箇所では弾性チューブ２３がガイド部材２５ａ・２５ｂの内径よりも外側に膨らんで回転することにより、弾性チューブ２３に対して強制的に撓みが発生する。これにより、気体噴射ノズル２１における弾性チューブ２３の先端２３ａから、気体がパルス状に噴射される。

このように、本実施形態に係る気体噴射ノズル２１においては、円筒部材２２の基端部と先端部との外径が同一に構成されるため、従来技術の如く筒状ガイドが先広がりのテーパ状に形成された構成と比較して、気体噴射ノズル２１の装置構成をコンパクトに形成することが可能となる。

また、本実施形態に係る気体噴射ノズル２１において、円筒部材２２の内周面には、第一ガイド部材２５ａと第二ガイド部材２５ｂとが先端部側と基端部側の二箇所に離間して設けられている。このガイド部材２５ａ・２５ｂが弾性チューブ２３の回転をガイドすることにより、弾性チューブ２３を撓みながら継続して回転させることができるため、安定して気体をパルス状に噴出することが可能となる。なお、本実施形態においてはガイド部材２５ａ・２５ｂと二個としているが、ガイド部材の個数及びその配置位置は本実施形態に限定されるものではない。

また、本実施形態に係る気体噴射ノズル２１において、弾性チューブ２３は少なくとも一個の錘部を備える。具体的には図４及び図５に示す如く、弾性チューブ２３は、先端部に形成された先端錘部２６と、中途部に二個形成された第一中途錘部２７ａ及び第二中途錘部２７ｂと、を備える。そして、第一中途錘部２７ａ及び第二中途錘部２７ｂは、それぞれガイド部材２５ａ・２５ｂにおける基端側の近傍に設けられる。

本構成により、弾性チューブ２３が回転する際の慣性モーメントを大きくすることができるため、弾性チューブ２３を撓みながらさらに安定して回転させることができ、より安定的に気体をパルス状に噴出することが可能となる。具体的には、本実施形態に係る気体噴射ノズル２１によれば、０．２～０．３ＭＰａの供給圧力、１００～１３５Ｌ／ｍｉｎの流量でコンプレッサーＣから空気を供給した場合に、パルス状気体を円形状、一定のリズム、且つ、強い面圧力で安定して発生させることができた。なお、弾性チューブ２３に錘部を設けない構成とすることも可能である。

また、本実施形態に係る除塵装置１０は、気体噴射ノズル２１、及び、気体噴射ノズル２１における弾性チューブ２３に気体を供給する気体供給部であるコンプレッサーＣで構成された気体噴射装置を備える。さらに、除塵装置１０は、気体噴射ノズル２１の周囲に形成された吸気ノズル３１と、吸気ノズル３１を介して気体を吸引する気体吸引部である集塵機Ｐを備える。

除塵装置１０は本構成において、上記の如く気体噴射ノズル２１の基端部と先端部との外径を同一にすることにより、装置構成を従来技術と比較してコンパクトに形成することを可能としている。また、気体噴射ノズル２１を除塵装置１０に採用することにより、吸気ノズル３１の内部における気体噴射ノズル２１による空気抵抗を従来技術と比較して小さくすることができるため、除塵装置１０における吸引効率を向上させることが可能となる。

なお、本実施形態に係る除塵装置１０においては、気体噴射ノズル２１とコンプレッサーＣとで構成された気体噴射装置に、吸気ノズル３１及び集塵機Ｐを設けることで構成しているが、気体噴射装置を単体として使用することも可能である。この場合でも、気体噴射ノズル２１の基端部と先端部との外径を同一にすることにより、気体噴射装置の装置構成を従来技術と比較してコンパクトに形成することが可能となる。

次に、図６及び図７を用いて、本発明の第二実施形態に係る除塵ノズル１１２について説明する。なお、本実施形態において除塵ノズル１１２に接続して除塵装置を構成するコンプレッサーＣ及び集塵機Ｐは、前記実施形態と同様のため説明を省略する。

本実施形態に係る除塵ノズル１１２は、下方が矩形に開口された角筒形状の吸気ノズル１３１、吸気ノズル１３１の上側に形成されて吸気ノズル１３１と連通される筒状部１３２・１３２、吸気ノズル１３１における対向する側面にそれぞれ設けられる固定部１３３・１３３、吸気ノズル１３１を貫通して配置される接続管１３４、及び、吸気ノズル１３１の内部に収容される二個の気体噴射ノズル２１・２１等で構成される。気体噴射ノズル２１の構成は前記実施形態と同様のため説明を省略する。

本実施形態の如く、除塵ノズル１１２においては気体噴射ノズル２１・２１を二個隣接して配置している。これにより、除塵ノズル１１２の幅寸法を大きく構成することができるため、除塵対象物であるワークＷの幅寸法に対応して除塵ノズル１１２を構成することができる。なお、除塵ノズルにおける気体噴射ノズル２１の個数は１個又は２個に限定されるものではなく、ワークＷの幅寸法に応じて３個以上とすることも可能である。

１０除塵装置１１気体噴射経路
１２除塵ノズル（第一実施形態）
１３気体吸引経路２１気体噴射ノズル
２２円筒部材２３弾性チューブ
２３ａ先端２４先端ガイド
２５ａ第一ガイド部材２５ｂ第二ガイド部材
２６先端錘部２７ａ第一中途錘部
２７ｂ第二中途錘部３１吸気ノズル
３２筒状部３３固定部
３４接続管１１２除塵ノズル（第二実施形態）
１３１吸気ノズル１３２筒状部
１３３固定部１３４接続管
Ｃコンプレッサー（気体供給部）
Ｐ集塵機（気体吸引部）
Ｓ載置台Ｗワーク
Ｗｐ対象面

Claims

円筒部材と、前記円筒部材の内部に挿通される弾性チューブと、を備え、前記弾性チューブの基端側に供給された気体を前記弾性チューブの先端から噴射する、気体噴射ノズルであって、
前記弾性チューブは、前記円筒部材の基端部に支持されるとともに、前記先端が前記円筒部材の先端開口部から延出され、
前記円筒部材の内周面には、前記円筒部材の内径よりも小さい内径に形成された円環状のガイド部材が少なくとも一個設けられ、
前記弾性チューブは前記ガイド部材の内側を挿通され、
前記円筒部材の内周面には、前記ガイド部材が前記先端部側と前記基端部側の二箇所に離間して設けられる、気体噴射ノズル。
前記弾性チューブは少なくとも一個の錘部を備える、請求項１に記載の気体噴射ノズル。
前記弾性チューブは、先端部に形成された先端錘部と、中途部に二個形成された中途錘部と、を備え、
前記中途錘部は、それぞれ前記ガイド部材における前記基端側の近傍に設けられる、請求項１に記載の気体噴射ノズル。
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の気体噴射ノズルと、前記弾性チューブに気体を供給する気体供給部と、を備える、気体噴射装置。
請求項４に記載の気体噴射装置と、前記気体噴射ノズルの周囲に形成された吸気ノズルと、前記吸気ノズルを介して気体を吸引する気体吸引部と、を備える、除塵装置。