(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプホルダーに単数個又は複数個のパイプが摺動自在に連結され、パイプに噴射ノズルが連結され、パイプホルダーを回転させることにより噴射ノズルがパイプホルダーを中心として設定角度だけ旋回できるようにされ、噴射ノズルとパイプホルダーとの距離を所定値にして固定することにより、噴射ノズルの旋回半径を設定することができ、噴射流体がパイプホルダーの流体室からパイプを通り噴射ノズルから噴射される流体噴射装置。
【請求項２】
パイプがパイプホルダーの流体室に回転自在に挿通され、パイプの連通穴を介して該流体室とパイプ内部の流路とが連通され、パイプの角度を所定値に固定することにより、噴射ノズルの噴射角度を設定することができる請求項１記載の流体噴射装置。
【請求項３】
回転形の流体圧アクチュエータの中空出力軸にパイプホルダーが連結され、噴射流体が該中空出力軸内部の連通路を通ってパイプホルダーの流体室に供給される請求項１又は２記載の流体噴射装置。
【請求項４】
パイプホルダーの流体室に連通する挿通孔がパイプホルダーを貫通して形成され、挿通孔の両端部の内部にパイプガイドが嵌合され、パイプガイドの両側にセットカラーが連結され、パイプが両側のセットカラーの係合孔に係合されるとともに両側のパイプガイドの内孔に挿通され、パイプの外周にはパイプの摺動範囲を制限するストッパーが係合され、セットカラーには係合孔を縦断する割り溝が形成され、ボルトにより割り溝の間隙を狭めることによりパイプの摺動運動及び回転運動を拘束した請求項２又は３記載の流体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば洗滌・乾燥・冷却のために、物体表面に流体を吹きつける流体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば組立ラインにおいて、組み立てるべき部品を洗滌し、洗滌後に組み立てることが行われていた。その場合、多数の噴射ノズルを所定の位置に向けて配置しておき、その位置に組立部品が移送されると、多数の噴射ノズルから同時に流体を噴射して組立部品の表面を洗滌していた。この方法は短時間で確実に洗滌が行われ、部品の組立速度を早める利点があった。しかし、省エネルギーの視点から組立ラインを見直すとき、洗滌のために必要以上の流体を噴射し、エネルギーの有効な利用が行われていない、という指摘がされるに至った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、流体噴射装置において、少数個の噴射ノズルを所定の範囲内で移動しつつ噴射することにより、少ない噴射流体によって必要な作業を行うことを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するために、流体噴射装置において、パイプホルダーに単数個又は複数個のパイプが摺動自在に連結され、パイプに噴射ノズルが連結され、パイプホルダーを回転させることにより噴射ノズルがパイプホルダーを中心として設定角度だけ旋回できるようにされ、噴射ノズルとパイプホルダーとの距離を所定値にして固定することにより、噴射ノズルの旋回半径を設定することができ、噴射流体がパイプホルダーの流体室からパイプを通り噴射ノズルから噴射されるようにしたことを第１の構成とする。なお、「設定角度だけ旋回」には、３６０°以上の角度の旋回及び連続旋回を含むこととする。
本発明は、第１の構成において、パイプがパイプホルダーの流体室に回転自在に挿通され、パイプの連通穴を介して該流体室とパイプ内部の流路とが連通され、パイプの角度を所定値に固定することにより、噴射ノズルの噴射角度を設定することができるようにしたことを第２の構成とする。
本発明は、第１又は第２の構成において、回転形の流体圧アクチュエータの中空出力軸にパイプホルダーが連結され、噴射流体が該中空出力軸内部の連通路を通ってパイプホルダーの流体室に供給されるようにしたことを第３の構成とする。
本発明は、第２または第３の構成において、パイプホルダーの流体室に連通する挿通孔がパイプホルダーを貫通して形成され、挿通孔の両端部の内部にパイプガイドが嵌合され、パイプガイドの両側にセットカラーが連結され、パイプが両側のセットカラーの係合孔に係合されるとともに両側のパイプガイドの内孔に挿通され、パイプの外周にはパイプの摺動範囲を制限するストッパーが係合され、セットカラーには係合孔を縦断する割り溝が形成され、ボルトにより割り溝の間隙を狭めることによりパイプの摺動運動及び回転運動を拘束したことを第４の構成とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は、本発明の流体噴射装置の実施の形態を示す。この実施の形態においては、圧縮空気を流体圧アクチュエータ10に供給してパイプホルダー20を回転させ、パイプホルダー20にパイプを介して連結された噴射ノズル（エアーブローノズル）48からエアを噴射することとしている。しかし、パイプホルダー20を駆動するために他の圧力流体を用いてもよく、また噴射ノズル48から噴射される流体にも種類の制限はない。流体噴射装置は、通常は図１に示すように噴射ノズル48を下方に向けて固定されているが、噴射ノズル48を他の方向に向けて使用してもよい。
【０００６】
図１〜図５に示すように、流体圧アクチュエータ10の本体12の中央部に段付中央穴11が縦方向に向けて形成されており、段付中央穴11は上方に小径部があり下端に大径部がある。フランジ付の中空出力軸15が段付中央穴11に下方から挿入されて、中空出力軸15の上端は第１ベアリング13によって段付中央穴11の小径部に軸支され、中空出力軸15の下端のフランジ部は第２ベアリング14によって段付中央穴11の大径部に軸支されている。環状のベアリング押さえ17が第２ベアリング14及び本体12の下端面に当接され、ベアリング押さえ17は短ボルト50によって本体12に固定されている。ベアリング押さえ17の上面に環状溝が形成され、環状溝に装着されたＯリング57によって、ベアリング押さえ17と本体12との間が気密状態に維持されている。
【０００７】
中空出力軸15に連結される回転テーブル18は、直径の異なる３個のリングを重ねて一体化させたような形状をしており、外周には上方から順に小径部、中径部、大径部が形成されている。回転テーブル18の外周の上端部の小径部はベアリング14の内輪に嵌合され、中径部はベアリング押さえ17の内周に挿通されて挿通部分がＯリングで密封され、大径部のフランジ部33はベアリング押さえ17の下方に露出されている。回転テーブル18の内周には下方から順に大径嵌合部32、大径部、段差部、小径部、小径嵌合部が形成され、段差部の環状水平面から上端に向けて貫通する複数個のボルト穴が形成されている。中空出力軸15のフランジ部に複数個のめねじが形成され、長ボルト53を回転テーブル18のボルト穴に挿通し、中空出力軸15のフランジ部のめねじに螺合して、回転テーブル18が中空出力軸15に連結されている。回転テーブル18のフランジ部33の下面は、パイプホルダー20の取付面である。ここでは、中空出力軸15のピニオン９は揺動形流体圧アクチュエータのピストン・ラック8A・8Bに係合されているが、ピニオン９を連続回転形流体圧アクチュエータの回転軸の歯車と係合させてもよい。また、ピニオン９をウォームホィールに代え、ラック8A・8Bをウォームに代え、ウォームを流体圧回転アクチュエータの出力軸に連結してもよい。
【０００８】
パイプホルダー20の上面には環状突出部35が形成されており、環状突出部35は回転テーブル18の大径嵌合部32に嵌合され、パイプホルダー20の上面は回転テーブル18のフランジ部33の下面に接触されている。パイプホルダー20の外周近傍には２個のボルト孔65が上下方向に貫通して形成されており、回転テーブル18のフランジ部33には複数のめねじ66が上下方向に貫通して形成されている。２個の長ボルト54がパイプホルダー20のボルト孔65に挿通され、かつ回転テーブル18のめねじ66に螺合され、パイプホルダー20が回転テーブル18に連結されている。環状突出部35の外周には環状溝が形成されており、この環状溝に装着されたＯリング62により環状突出部35の外周と回転テーブル18の大径嵌合部32との間が気密状態に維持されている。環状突出部35の内面は、パイプホルダー20の流体室34の一部となっている。
【０００９】
中空出力軸15の内側には連通路22が形成されており、連通路22の上端部にはめねじが形成され、下端部には環状の嵌合溝が形成されている。連通路22のめねじには中空のコネクトボルト23が螺合され、螺合部分には接着剤が塗布され、気密状態にされている。コネクトボルト23の頭部と段付中央穴11の上端部との間には環状の間隙が存在し、この間隙に略円板状のボス24の下面に突出された環状突起25が嵌合され、ボス24の下面が本体12の上面に接触している。環状突起25の内孔には環状溝が形成され、この環状溝にはＯリング58が装着され、Ｏリング58によって環状突起25の内周とコネクトボルト23の頭部外周との間が気密状態に維持されている。なお、ボス24は不図示の複数個のボルトによって本体12に連結されている。
【００１０】
ボス24の下面で環状突起25の半径方向外方に環状溝が形成され、この環状溝に装着されたＯリング59によって、ボス24の下面と本体12の上面との間が気密状態に維持されている。ボス24の環状突起25の内孔は、ボス24の中央に形成され上面に開口されたポート26と連通しており、ポート26にエア配管69（図４参照）が接続されている。連通路22の下端部の嵌合溝にはコネクトパイプ29の上方部が嵌合され、回転テーブル18の内周上端の小径嵌合部にはコネクトパイプ29の下方部が嵌合されている。連通路22の下端部の嵌合溝とコネクトパイプ29の上方部外周との間はＯリング60により気密状態に維持され、回転テーブル18の内周上端の小径嵌合部とコネクトパイプ29の下方部外周との間はＯリング61により気密状態に維持されている。
【００１１】
配管69には、減圧弁１、２ポート２位置切換弁３が配設されており、これらの弁を介して空気圧源７に連通されている（図４参照）。ポート26は、コネクトボルト23の中央孔27、中空出力軸15の連通路22、コネクトパイプ29の中空孔30、回転テーブル18の内周の小径部・大径部からなる内孔31を通して、パイプホルダー20の流体室34に連通されている。なお、流体噴射装置を配設するに際しては、本体12の必要な箇所にめねじを形成し、このめねじにボルトを螺合して連結すればよい。
【００１２】
図３から分かるように、パイプホルダー20は、上面視において、２個のボルト孔65の中心を結ぶ直線Ｘ−Ｘに対して平行な第１垂直側面39Ａ・第２垂直側面39Ｂが形成されている。パイプホルダー20の流体室34を含む水平面において、２個の第１挿通孔37Ａ・第２挿通孔37Ｂが第１垂直側面39Ａ・第２垂直側面39Ｂに対して垂直方向に貫通しており、第１挿通孔37Ａ・第２挿通孔37Ｂの中央部は流体室34に連通されている。第１挿通孔37Ａ・第２挿通孔37Ｂの両端部の内面にはそれぞれ環状の嵌合孔38Ａ〜Ｄが形成され、嵌合孔38Ａ〜Ｄには円筒状のパイプガイド40Ａ〜Ｄが嵌合されている。
【００１３】
パイプガイド40Ａ〜Ｄの外周及び内周に環状溝がそれぞれ形成されており、外周の環状溝に装着されたＯリング63Ａによりパイプガイド40Ａ〜Ｄの外周面と嵌合溝38Ａ〜Ｄとの間が気密状態にされる。第１パイプ42Ａがパイプガイド40Ａ・Ｂの内周及び第１挿通孔37Ａに挿通され、パイプガイド40Ａ・Ｂの内周の環状溝に装着されたＯリング63Ｂによりパイプガイド40Ａ・Ｂの内周面と第１パイプ42Ａの外周との間が気密状態にされている。同様に、第２パイプ42Ｂがパイプガイド40Ｃ・Ｄの内周及び第２挿通孔37Ｂに挿通され、パイプガイド40Ｃ・Ｄの内周の環状溝に装着されたＯリング63Ｂによりパイプガイド40Ｃ・Ｄの内周面と第２パイプ42Ｂの外周との間が密封状態にされている。
【００１４】
図３・図５に示すように、パイプホルダー20の第１垂直側面39Ａ及びパイプガイド40Ａ・40Ｃの側面に第１セットカラー43Ａが当接され、第１セットカラー43Ａは２本の短ボルト51によってパイプホルダー20に固定されている。同様に、パイプホルダー20の第２垂直側面39Ｂ及びパイプガイド40Ｂ・40Ｄの側面に第２セットカラー43Ｂが当接され、第２セットカラー43Ｂは２本の短ボルト51によってパイプホルダー20に固定されている。第１セットカラー43Ａ・第２セットカラー43Ｂにはそれぞれ２個の係合孔44Ａ・44Ｃ・44Ｂ・44Ｄが形成され、係合孔44Ａ・44Ｂには第１パイプ42Ａが係合され、同様に係合孔44Ｃ・44Ｄには第２パイプ42Ｂが係合されている。このようにして、第１パイプ42Ａ及び第２パイプ42Ｂは摺動自在かつ回転自在に軸支されている。
【００１５】
図３・図５から分かるように、第２セットカラー43Ｂの係合孔44Ｂを含む垂直面に、上端から係合孔44Ｂの下方まで縦断した割り溝45Ｂが形成されており、同様に第２セットカラー43Ｂの係合孔44Ｄを含む垂直面に、下端から係合孔44Ｄの上方まで縦断した割り溝45Ｄが形成されている。図５において、第２セットカラー43Ｂの左側面から割り溝45Ｂまで、割り溝45Ｂに垂直な挿通孔が形成され、この挿通孔の延長部分にめねじが形成されている。長ボルト55Ｂをこの挿通孔に挿通し、延長部分のめねじに螺合すると、割り溝45Ｂの間隙が狭められ、第１パイプ42Ａが係合孔44Ｂにより挟持され、第１パイプ42Ａの摺動運動及び回転運動が拘束される。同様にして長ボルト55Ｄにより割り溝45Ｄの間隙が狭められ、第２パイプ42Ｂが係合孔44Ｄにより挟持され、第２パイプ42Ｂの摺動運動及び回転運動が拘束される。第１セットカラー43Ａにも第２セットカラー43Ｂと同様の割り溝、挿通孔、めねじが形成され、長ボルト55Ａの螺合により第１パイプ42Ａが係合孔44Ａにより挟持され、長ボルト55Ｃの螺合により第２パイプ42Ｂが係合孔44Ｃにより挟持され、第１パイプ42Ａの摺動運動及び回転運動が拘束される。こうした拘束は、噴射ノズル48とパイプホルダー20との距離を設定値にし、第１パイプ42Ａ・第２パイプ42Ｂを回転させて噴射ノズル48の方向を設定方向にしてから実行される。
【００１６】
第１パイプ42Ａ・第２パイプ42Ｂの外周にはそれぞれ２個の環状溝が形成され、各環状溝に止め輪（ストッパー）47Ａ〜Ｄが装着されている。止め輪47Ａ〜Ｄは第１セットカラー43Ａ・第２セットカラー43Ｂの外側面に当接して移動位置を制限する。第１パイプ42Ａの一方の端部がエルボ46Ａの横孔に嵌合され、第１パイプ42Ａの他方の端部は密封されている。同様に第２パイプ42Ｂの他方の端部がエルボ46Ｂの横孔に嵌合され、第２パイプ42Ｂの一方の端部は密封されている。エルボ46Ａ・46Ｂには噴射ノズル48が固定されており、ここでは噴射ノズル48は第１パイプ42Ａ・第２パイプ42Ｂに対して直角方向に向けられている。なお、噴射ノズル48は第１パイプ42Ａ・第２パイプ42Ｂの両端や中間位置に配置することができ、また噴射ノズル48の取付角度を任意に選択することができる。第１パイプ42Ａ・第２パイプ42Ｂの中央部には連通穴41Ａ・41Ｂが形成されており、連通穴41Ａ・41Ｂによって流体室34と第１パイプ42Ａ・第２パイプ42Ｂの流路とが連通されている。第１パイプ42Ａ・第２パイプ42Ｂの流路はエルボ46Ａ・46Ｂを介して噴射ノズル48に連通されている。
【００１７】
図４の空気圧回路において、２ポート２位置切換弁３を位置IIに切り換えると、圧縮空気が空気圧源７から２ポート２位置切換弁３、減圧弁２、５ポート２位置切換弁４、チェック弁付流量調節弁６を通って流体圧アクチュエータ10に流入する。流体圧アクチュエータ10からの排気は、チェック弁付流量調節弁５、５ポート２位置切換弁４を通って大気に排出され、パイプホルダー20が一方向に回転する。この回転により、所定半径に位置された噴射ノズル48が旋回する。同時に圧縮空気が、空気圧源７から２ポート２位置切換弁３、減圧弁１を通り、配管69、ボス24のポート26、コネクトボルト23の中央孔27、中空出力軸15の連通路22、コネクトパイプ29の中央孔30、回転テーブル18の内孔31、パイプホルダー20の内孔・流体室34、第１パイプ42Ａ・第２パイプ42Ｂの連通穴41Ａ・41Ｂ・流路49Ａ・49Ｂ、エルボ46Ａ・46Ｂを通って噴射ノズル48から噴射される。流体圧アクチュエータ10が揺動形の場合には、パイプホルダー20が所定角度だけ回転したとき、５ポート２位置切換弁４を位置Ｉから位置IIに切り換えられる。圧縮空気が５ポート２位置切換弁４からチェック弁付流量調節弁５を通って流体圧アクチュエータ10に供給され、パイプホルダー20が反対方向に回転する。このようにして、周期的に噴射ノズル48の旋回方向が反転される。流体圧アクチュエータ10が連続回転形の場合には、噴射ノズル48を所望の方向に旋回させる。必要な作業が終了したとき、２ポート２位置切換弁３を位置Ｉに切り換え、噴射ノズル48の旋回及び噴射を停止させる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明では、噴射ノズルの旋回半径及び旋回角度又は噴射方向を設定することにより、少数個の噴射ノズルで所定範囲に流体を噴射することができる。噴射ノズルの移動範囲が制限されているので、流体の必要な箇所にのみ噴射することができ、少ない噴射流体によって必要な作業を行うことができる。
また、本発明では、噴射流体が流体圧アクチュエータ、パイプホルダー及びパイプの内部を流れ、噴射ノズルの駆動装置内に流路が形成されているので、流体噴射装置が小型化されており、利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流体噴射装置の実施の形態の概要を示す縦断側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の流体噴射装置の実施の形態の空気圧回路図である。
【図５】本発明の流体噴射装置の実施の形態の要部斜視図である。
【符号の説明】
10  流体圧アクチュエータ
15  中空出力軸
20  パイプホルダー
34  流体室
40Ａ〜Ｄ  パイプガイド
41Ａ・Ｂ  連通穴
42Ａ  第１パイプ
42Ｂ  第２パイプ
43Ａ  第１セットカラー
43Ｂ  第２セットカラー
44Ａ〜Ｄ  係合孔
45Ｂ，Ｄ  割り溝
47Ａ〜Ｄ  ストッパー（止め輪）
48  噴射ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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