(57)【要約】【課題】施工範囲の大小にかかわらず好適に使用可能とする。【解決手段】ノズル１の本体２の外周には、前後に環状の第１空気室１２、第２空気室１３が夫々形成され、各空気室１２，１３と本体２内の流路１５との間には、各空気室を流路１５と連通させる第１、第２接続路１６，１７が形成されている。各接続路１６，１７は、前方への傾斜方向に形成されると共に、第１接続路１６の傾斜角度θ１よりも第２接続路１７の傾斜角度θ２の方が小さくなるように設定されている。また、スリーブ１０には、第１、第２空気室１２，１３と個々に連通する第１透孔１８、第２透孔１９が夫々形成されて、各透孔１８，１９に圧縮空気や急結剤等の流体供給手段を接続可能となっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に流路を備えた筒状の本体に、前記流路を周回する環状の空気室を前後に複数並設し、前記各空気室に流体供給手段を接続可能とする一方、前記各空気室と流路とを、放射方向に形成される複数の接続路で連通させたノズルであって、
前記各接続路を、空気室側の開口よりも流路側の開口の方が前方に位置するように所定角度傾斜させて形成すると共に、前側の接続路の傾斜角度よりも後側の接続路の傾斜角度を小さく設定して、最後方に位置する空気室における前記接続路の形成部分を、前方へ行くに従って大径となるテーパ部とする一方、前記各空気室への流体供給量を調整可能な調整手段を設けたことを特徴とするノズル。
【請求項２】
前側の接続路の傾斜角度を９０°以下、後側の接続路の傾斜角度を４５°以下で夫々設定した請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
吹き付け材料を供給するポンプと、混和剤を供給するエア駆動のダイヤフラムポンプと、エアコンプレッサとを備え、前記ポンプの供給路を請求項１または２に記載のノズルの本体に、前記ダイヤフラムポンプの混和剤供給路と前記エアコンプレッサのエア供給路とを合流させて前記ノズルの前方の空気室に、前記エアコンプレッサの他のエア供給路を前記ノズルの後方の空気室に夫々接続してなる吹き付け材料の吹き付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モルタルや塗料等の吹き付け材料の吐出に使用されるノズルと、そのノズルを用いた吹き付け材料の吹き付け装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記ノズルや吹き付け装置としては、例えば特許文献１に示すように、パイプの外周にエアリングを取り付け、エアリング取り付け部のパイプに、吹き付け方向に傾斜した複数のエア穴を設ける一方、そのエアリングの前側に急結剤リングを取り付け、急結剤リング取り付け部のパイプに、同様に吹き付け方向に傾斜した複数の穴を設けてなるノズルと、エアコンプレッサからの主エアラインをエアリング及び急結剤リングに、エアコンプレッサからの副エアラインをエアリングに、モルタルポンプからのモルタルラインをパイプに、急結剤ポンプからの急結剤ラインを急結剤リングに夫々接続してなる吹き付け装置とが知られている。
また、特許文献２には、中央に位置する空気の吹き出し管に、モルタルや硬化剤等が供給される接続口を設けた２つの材料用管を、先端部に吐出口となる隙間が形成されるように互いに連結させた三重構造として、各管の間に供給した流動性材料を先端付近で空気に混合させるようにした吹き付け用ガンが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１８５４００号公報
【特許文献２】
特開平９−１３６５１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１のノズル装置は、噴射されるモルタルの拡がりを抑えて小さい面積で吹き付けることを目的とし、そのためにモルタルの周囲からエアと急結剤とを合流させるエアリングと急結剤リングとを採用したものであるから、使用場所が限られ、広い範囲で吹き付けを行う場合には他のノズルを用いる必要があって作業効率が良くなかった。
また、急結剤ラインのバルブを閉じた際に当該ラインのポンプを停止させるために、圧力センサと電磁弁と、圧力センサを監視して電磁弁を閉弁させる制御装置とを設ける必要があるため、装置全体が複雑化してコストアップを招く。かといって、このような付加装置を設けずに先止めを可能とするには、同文献に記載のようにポンプの運転を制御する作業者が別途必要となり、やはり作業効率を低下させてしまう。
一方、特許文献２の吹き付け用ガンも、複数の流動体を均一に混合させることを主な目的としており、吹き付ける面積の大小は何ら考慮されていない。よって、特許文献１と同様に、施工範囲が広い場合の作業性には問題があった。
【０００５】
そこで、請求項１に記載の発明は、吹き付け面積を自由に調整でき、施工範囲の大小にかかわらず好適に使用できるノズルを提供することを目的としたものである。
また、請求項３に記載の発明は、吹き付け面積を自由に調整でき、施工範囲の大小にかかわらず好適に吹き付け作業が行えるのに加え、付加装置やポンプ用の作業者も必要としない簡単な構成で、急結剤等の混和剤供給路を先止め可能としてコスト面や使い勝手にも優れる吹き付け装置を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、中央に流路を備えた筒状の本体に、流路を周回する環状の空気室を前後に複数並設し、各空気室に流体供給手段を接続可能とする一方、各空気室と流路とを、放射方向に形成される複数の接続路で連通させたノズルであって、各接続路を、空気室側の開口よりも流路側の開口の方が前方に位置するように所定角度傾斜させて形成すると共に、前側の接続路の傾斜角度よりも後側の接続路の傾斜角度を小さく設定して、最後方に位置する空気室における接続路の形成部分を、前方へ行くに従って大径となるテーパ部とする一方、各空気室への流体供給量を調整可能な調整手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、吹き付け材料の拡散と付勢という異なる作用を効果的に得るために、前側の接続路の傾斜角度を９０°以下、後側の接続路の傾斜角度を４５°以下で夫々設定したものである。
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、吹き付け材料を供給するポンプと、混和剤を供給するエア駆動のダイヤフラムポンプと、エアコンプレッサとを備え、ポンプの供給路を請求項１または２に記載のノズルの本体に、ダイヤフラムポンプの混和剤供給路とエアコンプレッサのエア供給路とを合流させてノズルの前方の空気室に、エアコンプレッサの他のエア供給路をノズルの後方の空気室に夫々接続してなる吹き付け材料の吹き付け装置としたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ノズルの断面図で、ノズル１は、筒状の本体２の前端（図の左側）に、先細りの筒状体である吹出部３を同軸で連結してなる。本体２と吹出部３との連結は、吹出部３の後端を、外周に雄ネジ部４を形成した本体２の前端部に挿入し、その雄ネジ部４に、断面Ｌ字状のリング５をねじ込むことで、吹出部３の後端のフランジ６がリング５に抜け止めされる構造となっている。このように本体２と吹出部３とが分離可能であるので、モルタル等が本体２の先端付近等で硬化した場合は、リング５を緩めて吹出部３を取り外すことによって容易に除去することができる。
一方、本体２の中間部には、第１フランジ部７が形成され、その第１フランジ部７の後面は、後方へ行くに従って徐々に細くなるテーパ部８に形成されて、第１フランジ部７より後方での本体２の外径を前方よりも細くしている。
【０００９】
さらに、本体２における第１フランジ部７の後方部位には、前方が第１フランジ部７より僅かに小径で、後方が第１フランジ部７よりも大径となる二段径の第２フランジ部９が形成されている。この第１フランジ部７と第２フランジ部９とに、内径を第１フランジ部７と略同径としたスリーブ１０が、前方の閉塞部１１に本体２を貫通させた状態で嵌着されて、第１フランジ部７の前後で本体２の側面とスリーブ１０の内面との間に、本体２を周回する環状の第１空気室１２、第２空気室１３を夫々形成している。なお、スリーブ１０の内面は、後方へ行くに従って徐々に大径となる僅かなテーパ形状が付与され、このテーパ形状により、スリーブ１０が第１フランジ部７へ強固に嵌着され、スリーブ１０が確実に固定されるようになっている。１４，１４は夫々スリーブ１０の前後端をシールするＯリングである。
【００１０】
ここで、第１、第２空気室１２，１３と本体２内の流路１５との間には、各空気室を流路１５と連通させる第１、第２接続路１６，１７を、周方向に複数個（ここでは夫々８個）均等に形成している。各接続路１６，１７は、空気室側の開口よりも流路１５側の開口の方が前方に位置するように前方へ所定角度傾斜して形成されると共に、夫々の傾斜角度は、第１接続路１６よりも第２接続路１７の方が傾斜角度が小さくなるように（ここでは第１接続路１６の傾斜角度θ１が約８０°、第２接続路１７の傾斜角度θ２が約４５°）、且つ第１接続路１６よりも第２接続路１７のほうがやや穴径が大きくなるように形成されている。また、スリーブ１０には、第１、第２空気室１２，１３と個々に連通する第１透孔１８、第２透孔１９が夫々形成されており、各透孔１８，１９に、バルブを備えた圧縮空気や急結剤等の流体供給手段（ホースのカプラやコネクタ等）を接続可能となっている。
【００１１】
次に、上記ノズル１を用いたモルタルの吹き付け装置について説明する。
図２に示す吹き付け装置２０は、電気モータ駆動のエアコンプレッサ２１と、モルタルを供給する同じく電気モータ駆動のモルタルポンプ２２と、混和剤としての急結剤を供給するエアモータ駆動のサブポンプ２３と、同じくエアモータ駆動のダイヤフラムポンプであるメインポンプ２４とを有し、モルタルポンプ２２からのモルタル供給路２５がノズル１の本体２に接続されてモルタルが圧送される。また、エアコンプレッサ２１からのエア供給路２６は、エアフィルタ２７及びミストフィルタ２８、レギュレータ２９を介してサブポンプ２３及びメインポンプ２４に接続されている。また、エアコンプレッサ２１からの第２エア供給路３０は、ノズル１の第２透孔１９に接続されている。
【００１２】
一方、サブポンプ２３は、急結剤容器からメインポンプ２４に接続されるメインポンプ用タンク３１へ急結剤を供給するもので、メインポンプ用タンク３１とメインポンプ２４との間の混和剤供給路となる一次側供給路３２には、メインポンプ２４の動作によって開放するサクションバルブ３３が設けられている。３４はドレンバルブである。また、メインポンプ２４からの混和剤供給路となる二次側供給路３５は、逆止弁３６及び開閉バルブ３７を介してノズル１の第１透孔１８に接続される。なお、逆止弁３６と開閉バルブ３７との間にもドレンバルブ３８が設けられている。
【００１３】
但し、ノズル１の第１透孔１８には、二次側供給路３５のみが接続されるのではなく、エアコンプレッサ２１の第２エア供給路３０から分岐した第３エア供給路３９も接続されている。すなわち、第１透孔１８には、第３エア供給路３９に対して急結剤の二次側供給路３５が接続される混合器４０が設けられて、圧縮空気に急結剤を混合して第１空気室１２内に供給可能としたものである。なお、混合器４０には、調整手段として、二次側供給路３５の開度を全閉−全開まで調整可能な第１調整弁４１と、第３エア供給路３９の開度を全閉−全開まで調整可能な第２調整弁４２とが夫々設けられており、同様に第２エア供給路３０における第２透孔１９際にも、調整手段として、開度を全閉−全開まで調整可能な第３調整弁４３が設けられている。
【００１４】
なお、上記吹き付け装置２０において、コンプレッサ２１及びモルタルポンプ２２、ノズル１を除く構成部は、キャスタ付の図示しないボックス内に収容されて、ボックスの側面に、コンプレッサ２１側からのエアホースを接続可能なカプラと、ノズル１側の二次側供給路３５となる急結剤ホースを接続可能なカプラとが設けられている。このように装置全体をまとめた可動式としたことで、装置自体の運搬や保管に至便となり、作業中の移動は勿論、準備や撤収も短時間で効率良く行えるようになっている。
【００１５】
以上の如く構成されたノズル１及び吹き付け装置２０においては、モルタルポンプ２２を駆動させると、モルタルがノズル１側に供給され、流路１５を通って吹出部３の先端から噴出する。ここで、エアコンプレッサ２１を駆動させて、第２エア供給路３０から圧縮空気をノズル１の第２空気室１３に供給すると、第２空気室１３に進入した圧縮空気は第２接続路１７，１７・・を通って流路１５内のモルタルと合流する。第２接続路１７は前向きに傾斜しているのに加えて流路１５の全周へ均等に配置されているから、流路１５内のモルタルは圧縮空気によって加圧及び加速されて吹出部３から勢いよく噴出することになる。特に第２空気室１３では第２接続路１７の入口がテーパ部８となっているから、第２空気室１３内の圧縮空気が抵抗なく第２接続路１７に進入でき、減勢されることなく流路１５内のモルタルと合流できる。
【００１６】
一方、エア供給路２６側では、エアフィルタ２７及びミストフィルタ２８によって清浄された圧縮空気が、レギュレータ２９によって所定圧力に調整されてサブポンプ２３及びメインポンプ２４に送られる（点線矢印が空気の流れを示す）。こうしてサブポンプ２３及びメインポンプ２４が駆動すると、急結剤がサブポンプ２３によってメインポンプ用タンク３１へ送られ、そこから一次側供給路３２を通ってメインポンプ２４に送られて、メインポンプ２４から二次側供給路３５を通って混合器４０に圧送される（実線矢印が急結剤の流れを示す）。混合器４０では、第３エア供給路３９からの圧縮空気に急結剤が混合されるため、急結剤がミスト状に含まれる混合気となって第１空気室１２内へ進入する。この混合気がさらに第１接続路１６，１６・・を通って流路１５内のモルタルと合流するため、モルタルに急結剤が混合された状態で吹出部３から噴出することになる。なお、ここでも第１接続路１６が流路１５の全周へ均等に配置されるのに加えて、急結剤がミスト状となってモルタルに合流するため、急結剤はモルタルに万遍なく混入される。こうして壁等に吹き付けられたモルタルが急結剤の作用によって急速に硬化する。
【００１７】
特にこのノズル１においては、各空気室１２，１３を流路１５と接続する各接続路１６，１７の傾斜角度の相違により、第１空気室１２から流路１５へ吹き出す流体は、吹出部３から噴出する吹き付け材料を拡散させる作用を及ぼし、第２空気室１３から流路１５へ吹き出す流体は、吹き付け材料を噴出方向へ付勢する作用を及ぼすようになっている。ここで、ノズル１側（手元側）に各エア供給路３０，３９の開度を調整する第２、第３調整弁４２，４３が設けられているから、作業者は、各調整弁の操作によってエアの供給量を調整することで、吹き付け材料の吹き付け態様を簡単に変更できる。例えば、第２調整弁４２の開度を大きくして第１空気室１２へのエアの供給量を多くすれば、噴出するモルタルを拡散させて吹き付け面積を広くすることができ、逆に開度を小さくすれば吹き付け面積を小さくすることができる。同様に、第３調整弁４３の開度を大きくして第２空気室１３へのエアの供給量を多くすれば、噴出するモルタルの勢いを強くでき、逆に開度を小さくすればモルタルの勢いを弱くできる。
【００１８】
そして、急結剤の二次側供給路３５に第１調整弁４１も設けられているから、作業者は、急結剤の供給量を手元で自由に調整でき、吹き付け場所に合わせた作業が選択できる。なお、このように二次側供給路３５の流路を小さく或いは全閉しても、メインポンプ２４は、供給圧と二次側圧力とのバランスをとることができるダイヤフラムポンプであるから、メインポンプ２４が運転中でも支障なく先止めや微調整が可能となる。
その他、第２調整弁４２や第３調整弁４３も全閉にできるので、第１調整弁４１との組み合わせで、吹き付ける材料や吹き付け場所等に応じて、例えば第３調整弁４３を閉じて吹き付け面積のみを変更したり、第１、第２調整弁４１，４２を閉じて噴出の勢いのみを変更したりすることもできる。
【００１９】
このように、上記形態のノズル１及び吹き付け装置２０によれば、第１空気室１２から合流する圧縮空気を吹出部３から噴出する吹き付け材料の拡散方向に作用させ、第２空気室１３から合流する圧縮空気を吹き付け材料の付勢方向に作用させるというように、夫々吹き付け材料に異なる作用を及ぼすことができる。よって、各調整弁による圧縮空気の供給量を制御することで、施工範囲の大小にかかわらず一つのノズルで好適に対応でき、使い勝手に優れる。特に、吹き付け装置２０においては、メインポンプ２４を無人運転できる上、急結剤の供給量を無添加を含めて手元で自由に調整可能となるので、コスト面で有利な上、例えば湧水部には瞬結状態で止水し、仕上部には急結剤の添加量を最小または無添加にすることでコテ仕上をする等、様々な使用が可能となり、モルタルの吹き付けを良好な作業性で行える。
【００２０】
なお、ノズルにおける第１、第２接続路の数は、上記形態に限らず適宜増減可能で、各接続路の穴径も適宜変更可能であるが、特に穴径は、吹き付け材料の拡散と付勢という異なる作用を効果的に得るために、第１接続路はφ２．０〜３．５ｍｍ、第２接続路はφ３．０〜４．５ｍｍの範囲で設定するのが望ましい。また、各接続路の傾斜角度も、同様の目的から、第１接続路の傾斜角度θ１を９０°以下、好ましくは６０〜９０°、第２接続路の傾斜角度θ２を４５°以下、好ましくは３０〜４５°の範囲で設定するのが良い。同様にテーパ部の角度も、４５°〜６０°の範囲で設けるのが好適である。
【００２１】
但し、接続路は必ずしも断面円形とする必要はなく、ノズルの周方向が長軸となる断面楕円形や長円形としても良いし、入口と出口との開口面積が異なる扇状や円錐状としても良い。
その他、空気室は前後二つに限らず、３以上設けて夫々接続路で流路と接続して、前側の空気室で種類の異なる流体を供給可能としても良い。この場合も、前側よりも後側の接続路が傾斜角度が小さくなるように設定すると共に、少なくとも最後方に位置する空気室の接続路部分はテーパ部とする必要がある。
【００２２】
一方、吹き付け装置においても、急結剤の供給にダイヤフラムポンプを利用する形態であれば、例えばサブポンプを省略する等、エア供給路や急結剤の供給路等の具体的な構成は適宜変更可能である。また、二次側供給路３５を分岐させることで、同じ構造のノズル１，１を複数同時に用いることもできるし、同じノズルであってもエアコンプレッサを接続せず、図２に示すように二次側供給路３５の分岐路のみを接続して調整弁４１を備えた急結剤の添加専用のノズル１ａを接続することもできる。さらに、急結剤を添加しない場合は、ノズルの第１空気室、第２空気室に夫々エアコンプレッサからのエア供給路を調整弁と共に接続して、モルタル等の吹き付け材料の吹き付け態様（拡散と付勢）を、前後のエア供給量の調整によって制御するといった使用も可能である。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１及び３に記載の発明によれば、前方の空気室から合流する流体を吹き付け材料の拡散方向に作用させ、後方の空気室から合流する流体を吹き付け材料の付勢方向に作用させるというように、夫々吹き付け材料に異なる作用を及ぼすことができる。よって、調整手段により流体供給量を制御することで、施工範囲の大小にかかわらず一つのノズルで好適に対応でき、使い勝手に優れる。
特に請求項３に記載の吹き付け装置によれば、ダイヤフラムポンプを無人運転できる上、混和剤の供給量を無添加を含めて手元で自由に調整可能となるので、コスト面で有利な上、施工場所に合わせた様々な使用が可能となり、モルタル等の吹き付けを良好な作業性で行える。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、前側の接続路の傾斜角度を９０°以下、後側の接続路の傾斜角度を４５°以下で夫々設定したことで、吹き付け材料の拡散と付勢という異なる作用を効果的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノズルの説明図である。
【図２】ノズルを用いた吹き付け装置の説明図である。
【符号の説明】
１・・ノズル、２・・本体、３・・吹出部、７・・第１フランジ部、８・・テーパ部、９・・第２フランジ部、１２・・第１空気室、１３・・第２空気室、１５・・流路、１６・・第１接続路、１７・・第２接続路、２０・・吹き付け装置、２１・・エアコンプレッサ、２２・・モルタルポンプ、２４・・メインポンプ、２５・・モルタル供給路、２６・・エア供給路、３２・・一次側供給路、３５・・二次側供給路、４０・・混合器、４１・・第１調整弁、４２・・第２調整弁、４３・・第３調整弁。
【図１】
2004190453.tif 000003
【図２】
2004190453.tif 000004