(57)【要約】【課題】噴射する流体のワークへの衝突力の減少を抑えること。【解決手段】少なくとも１つの吸引流体流入口２３と、少なくとも１つの流体流入口３８と、少なくとも１つの流体噴射口３４と、集合流体噴射口２５と、を備え、流体噴射口３４から第２流体を噴射する際に、吸引流体流入口２３から第１流体を負圧吸引し、集合流体噴射口２５から第２流体及び第１流体を噴射する流体ノズル１において、第１流体の流路は、その流路面積が縮小するファンネル部６２を有し、吸引流体流入口２３の総流路面積及びファンネル部６２の流路面積縮小率は、集合流体噴射口２５から第２流体及び第１流体を噴射する際、これらの流体の混合が制限されるよう設定されるようにしたことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１流体流入口と、少なくとも１つの第２流体流入口と、少なくとも１つの第２流体噴射口と、集合流体噴射口と、を備え、
前記第２流体噴射口から第２流体を噴射する際に、前記第１流体流入口から第１流体を負圧吸引し、前記集合流体噴射口から前記第２流体及び前記第１流体を噴射する流体ノズルであって、
前記第１流体の流路は、その流路面積が縮小する縮小部を有し、
前記第１流体流入口の総流路面積及び前記縮小部の流路面積縮小率は、前記集合流体噴射口から前記第２流体及び前記第１流体を噴射する際、これらの流体の混合が制限されるよう設定される、
ことを特徴とする流体ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の流体ノズルにおいて、
前記流路は、流路面積が拡大する拡大部をさらに有する、
ことを特徴とする流体ノズル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流体ノズルにおいて、
前記流路は、前記流路内を流れる流体の一部を滞留させる流体チャンバー部を含む、
ことを特徴とする流体ノズル。
【請求項４】
請求項１に記載の流体ノズルであって、
中空の外筐部材及び中空の内筐部材を備え、
前記少なくとも１つの第１流体流入口及び前記集合流体噴射口は前記外筐部材に備えられ、
前記少なくとも１つの第２流体流入口及び前記少なくとも１つの第２流体噴射口は前記内筐部材に備えられ、
前記内筐部材は前記外筐部材の中空部分に位置し、
前記外筐部材の内壁及び前記内筐部材の外壁によって、該内筐部材の周囲に前記流路の少なくとも一部が形成され、
前記縮小部は、前記外筐部材の内壁及び前記内筐部材の外壁の各形状により形成される、
ことを特徴とする流体ノズル。
【請求項５】
請求項４に記載の流体ノズルにおいて、
前記外筐部材の内壁及び前記内筐部材の外壁はそれぞれテーパー部を有し、
前記縮小部は、前記各テーパー部の角度差によって形成される、
ことを特徴とする流体ノズル。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の流体ノズルにおいて、
前記流路は、前記外筐部材の内壁及び前記内筐部材の外壁の各形状により流路面積が拡大する拡大部をさらに有する、
ことを特徴とする流体ノズル。
【請求項７】
請求項６に記載の流体ノズルにおいて、
前記第１流体流入口は前記外筐部材の壁面に貫通部を設けることによって形成され、
前記拡大部は、前記流路において、前記外筐部材の内壁及び前記内筐部材の外壁の各形状により、その流路面積が前記貫通部における流路面積より大きくなるようにすることによって形成される、
ことを特徴とする流体ノズル。
【請求項８】
請求項６又は７のいずれかに記載の流体ノズルにおいて、
前記拡大部は、前記流路内を流れる流体の一部を滞留させる流体チャンバー部を含む、
ことを特徴とする流体ノズル。
【請求項９】
側面、上面、及び下面に、それぞれ貫通部を設けることによって形成された第１流体流入口、第１流体噴射口、及び内筐部材挿入口を備えた中空の外筐部材と、
上面に貫通部を設けることによって形成された第２流体噴射口と、第２流体流入口と、を備えた中空の内筐部材であって、その上面から前記内筐部材挿入口を通して前記外筐部材の中空部分に、前記第２流体噴射口と前記第１流体噴射口の間に所定の間隙が設けられるよう、嵌入される内筐部材と、を備え、
前記外筐部材の内壁は、前記第１流体流入口の上方から前記第１流体噴射口にかけてその内径が徐々に細くなる円錐状に構成され、
前記内筐部材の外壁は、前記嵌入された場合に、前記第１流体流入口の下部より下方に離隔した位置から前記外筐部材の内壁と離隔しており、さらに所定の位置から前記第２流体噴射口にかけてその外径が徐々に細くなる円錐状に構成され、かつ前記外筐部材の内壁により形成される円錐と円錐軸を共有し、
前記外筐部材の内壁の円錐状部分の円錐角が、前記内筐部材の外壁の円錐状部分の円錐角よりも大きくなるよう、各円錐角が設定される、
ことを特徴とする流体ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体を噴射するための噴射器の先端部には流体ノズルが取り付けられる。この流体ノズルの一例について、図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図１５は、従来の流体ノズルの断面の端面図である。同図に示すように、従来の流体ノズルは、流体流入口１１００と流体噴射口１２００とを備えた中空の外筐部材１０００と、流体流入口２１００と流体噴射口２２００とを備えた中空の内筐部材２０００と、を備えている。内筐部材２０００は外筐部材１０００の中空部分に挿入される。この流体ノズルでは、流体噴射口２２００から液体を噴射する際に発生する負圧によって流体流入口１１００から気体を吸引し、結果として、流体噴射口２２００からは該液体と該気体の混合流体が噴射される。特許文献１には、このような流体ノズルの例が記載されている。
【０００４】
また、流体が流路を流れる場合、流路面積（流路の断面積）を変化させることにより消音効果が得られることが知られている。特許文献２には、この原理を応用した排気消音器が記載されている。
【特許文献１】特開平７−１２４５０３号公報（要約書）
【特許文献２】特開２００３−９０２０８号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の流体ノズルは、噴射される流体のワーク（噴射により流体を衝突させる対象物）への衝突力が十分でないという問題があった。すなわち、流体噴射口２２００から噴射された流体は、流体噴射口２２００から離れるにつれて分散してしまい、ワークが流体噴射口２２００から離れるにつれてその衝突力が減少してしまっていた。
【０００６】
従って、本発明の課題の一つは、噴射する流体のワークへの衝突力の減少を抑えることを可能にする流体ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の一側面に係る流体ノズルは、少なくとも１つの第１流体流入口と、少なくとも１つの第２流体流入口と、少なくとも１つの第２流体噴射口と、集合流体噴射口と、を備え、前記少なくとも１つの第２流体噴射口から第２流体を噴射する際に、前記少なくとも１つの第１流体流入口から第１流体を負圧吸引し、前記第１流体噴射口から前記第２流体及び前記第１流体を噴射する流体ノズルであって、前記第１流体の流路は、その流路面積が縮小する縮小部を有し、前記第１流体流入口の総流路面積及び前記縮小部の流路面積縮小率は、前記集合流体噴射口から前記第２流体及び前記第１流体を噴射する際、これらの流体の混合が制限されるよう設定される、ことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、第１流体の流速及び流量が集合流体噴射口において第２流体と混合しない程度の流速及び流量となるよう、第１流体流入口の総流路面積及び縮小部の流路面積縮小率が決定されている。このため、集合流体噴射口から第２流体及び第１流体が噴射される際、第２流体の分散が抑えられ、第２流体のワークへの衝突力噴射圧の減少を抑えることができる。
【０００９】
また、上記流体ノズルにおいて、前記流路は、流路面積が拡大する拡大部をさらに有する、こととしてもよい。
【００１０】
従来の流体ノズルは、流体噴射時に騒音が発生するという問題があった。すなわち、流体が負圧吸引される際に発生する摩擦音などが騒音となってしまっていた。とはいえ、流体ノズルは噴射器の先端部に取り付けられるものであり、特許文献２に記載される排気消音器のような消音器を備え付けられる空間を確保することは困難であった。
【００１１】
この点、上記構成によれば、第１流体の流路に、流路面積が拡大する拡大部と縮小する縮小部とを設ける、という構成により、第１流体の流路における流路面積を拡大・縮小させ、流体噴射時に発生する音を小さくすることができる。
【００１２】
また、上記流体ノズルにおいて、前記流路は、前記流路内を流れる流体の一部を滞留させる流体チャンバー部を含む、こととしてもよい。
【００１３】
上記流体ノズルでは、第２流体を噴射する際に、第１流体流入口から第１流体を負圧吸引しても、第１流体が集合流体噴射口に到達するまでの間、流体が噴射されない。すなわち、第２流体の噴射を開始してから流体の噴射が開始されるまでの間にタイムラグがある。
【００１４】
上記の構成によれば、流路の一部に流体チャンバー部を設けておき、前回使用時に流れた流体を滞留させておくことができるので、上記タイムラグを短縮することができるようになる。
【００１５】
また本発明の一態様では、上記流体ノズルにおいて、中空の外筐部材及び中空の内筐部材を備え、前記少なくとも１つの第１流体流入口及び前記集合流体噴射口は前記外筐部材に備えられ、前記少なくとも１つの第２流体流入口及び前記少なくとも１つの第２流体噴射口は前記内筐部材に備えられ、前記内筐部材は前記外筐部材の中空部分に位置し、前記外筐部材の内壁及び前記内筐部材の外壁によって、該内筐部材の周囲に前記流路の少なくとも一部が形成され、前記縮小部は、前記外筐部材の内壁及び前記内筐部材の外壁の各形状により形成される、こととしてもよい。
【００１６】
これによれば、第１流体の流路は内筐部材の周囲に形成されるので、縮小部を通過した第１流体の流れは円筒形状となる。さらに、第１流体の流速及び流量が集合流体噴射口において第２流体と混合しない程度の流速及び流量となるよう、第１流体流入口の総流路面積及び縮小部の流路面積縮小率が決定されている。このため、集合流体噴射口から第２流体及び第１流体が噴射される際、円筒形の第１流体内部に第２流体が流れることとなり、第２流体の分散が抑えられ、第２流体のワークへの衝突力の減少を抑えることができる。
【００１７】
また、上記一態様に係る流体ノズルにおいて、前記外筐部材の内壁及び前記内筐部材の外壁はそれぞれテーパー部を有し、前記縮小部は、前記各テーパー部の角度差によって形成される、こととしてもよい。
【００１８】
これによれば、角度差のあるテーパー部を設けることによって、簡易に縮小部を形成することができる。
【００１９】
また、上記一態様に係る流体ノズルにおいて、前記流路は、前記外筐部材の内壁及び前記内筐部材の外壁の各形状により流路面積が拡大する拡大部をさらに有する、こととしてもよい。
【００２０】
これによれば、第１流体の流路を外筐部材の内壁と内筐部材の外壁とによって構成し、さらにこれらの形状によって流路面積が拡大する拡大部と縮小する縮小部とを設ける、という簡易な構成により、第１流体の流路における流路面積を拡大・縮小させ、流体噴射時に発生する音を小さくすることができる。
【００２１】
さらに、この流体ノズルにおいて、前記第１流体流入口は前記外筐部材の壁面に貫通部を設けることによって形成され、前記拡大部は、前記流路において、前記外筐部材の内壁及び前記内筐部材の外壁の各形状により、その流路面積が前記貫通部における流路面積より大きくなるようにすることによって形成される、こととしてもよい。
【００２２】
これによれば、流路における流路面積を、貫通部における流路面積より広くすることによって、簡易に拡大部を形成することができる。
【００２３】
また、前記拡大部は、前記流路内を流れる流体の一部を滞留させる流体チャンバー部を含む、こととしてもよい。
【００２４】
これによれば、拡大部の一部を構成する流体チャンバー部に前回使用時に流れた流体を滞留させておくことができるので、上記タイムラグを短縮することができるようになる。
【００２５】
また、本発明の他の一側面に係る流体ノズルは、側面、上面、及び下面に、それぞれ貫通部を設けることによって形成された第１流体流入口、第１流体噴射口、及び内筐部材挿入口を備えた中空の外筐部材と、上面に貫通部を設けることによって形成された第２流体噴射口と、第２流体流入口と、を備えた中空の内筐部材であって、その上面から前記内筐部材挿入口を通して前記外筐部材の中空部分に、前記第２流体噴射口と前記第１流体噴射口の間に所定の間隙が設けられるよう、嵌入される内筐部材と、を備え、前記外筐部材の内壁は、前記第１流体流入口の上方から前記第１流体噴射口にかけてその内径が徐々に細くなる円錐状に構成され、前記内筐部材の外壁は、前記嵌入された場合に、前記第１流体流入口の下部より下方に離隔した位置から前記外筐部材の内壁と離隔しており、さらに所定の位置から前記第２流体噴射口にかけてその外径が徐々に細くなる円錐状に構成され、かつ前記外筐部材の内壁により形成される円錐と円錐軸を共有し、前記外筐部材の内壁の円錐状部分の円錐角が、前記内筐部材の外壁の円錐状部分の円錐角よりも大きくなるよう、各円錐角が設定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１乃至３に係る流体ノズル１の外観斜視図である。同図に示すように、流体ノズル１は、外筐部材２及び内筐部材３から構成される。この流体ノズル１は、例えば金属加工機械において、バリを削り取った後に出る金属屑を吹き飛ばすためのエアーガン（機械に固定して使用するエアーガンであってもよいし、人の手で保持して使用するエアーガンであってもよい）の先端部分に用いられるものである。
【００２８】
この流体ノズル１は、次のような機能を有する。すなわち、図１には図示されていないが、内筐部材３の下部に設けられた流体流入口（後述する流体流入口３８）において、所定の圧力をかけた第２流体（例えば水）の注入を受け入れる。流体ノズル１の内部では、第２流体の流れによって生ずる負圧によって、吸引流体流入口２３から第１流体（例えば空気）が吸引される。その結果、集合流体噴射口２５において第１流体と第２流体とが混じり合うことなく集合し、集合流体が噴射される。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態１に係る流体ノズル１ａの、図１中Ａ−Ａ線における断面（図１上下方向の、吸引流体流入口２３を含む平面での断面）の端面図である。また、図３は、図２に示す流体ノズル１ａの断面の端面図から、外筐部材２に係る部分のみを抜き出して記載した図である。さらに、図４は、図２に示す流体ノズル１ａの端面図から、内筐部材３に係る部分のみを抜き出して記載した図である。また、図５は、図２中Ｂ１−Ｂ１線における断面の端面図であり、図６は、図２中Ｂ２−Ｂ２線における断面の端面図である。以下、これらの各図を参照しながら、流体ノズル１ａの構成について説明する。
【００３０】
まず、外筐部材２について説明する。外筐部材２は、旋盤加工によって形成される円柱形状の部材である。外筐部材２の下部は円柱形状の円柱部２１であり、その上部は円柱をさらに円錐状に削り取ることによってテーパー部２２としている。ただし、外筐部材２の上面には平面を設けている。すなわち、テーパー部２２を、その上部を円錐底面に平行に切り取ることによって得られる形状とすることによって、外筐部材２の上面に平面を設けている。円柱部２１とテーパー部２２は、その中心線を共有している。
【００３１】
テーパー部２２の円錐角は、流体ノズル１ａの使用の際に外筐部材２の外側に生ずる渦を適切に制御できるよう、決定されている。図３に示すように、途中で円錐角が変化するようにしても構わない。なお、流体ノズル１ａを備えたエアーガンを人の手に持って使用する場合には、角があると危険である。このため、テーパー部２２の円錐角がある曲率で徐々に変化するようにして、角をとるようにしてもよい。
【００３２】
外筐部材２は、その内部に中空部２８及び中空部２９を有している。中空部２８と中空部２９は、例えば中刳旋盤によって、外筐部材２をその下面から刳ることによって形成される。中空部２８は円柱形状であり、中空部２９は円錐形状である。中空部２８と中空部２９は、その中心線を円柱部２１と共有している。また、中空部２８の直径と中空部２９の円錐底面の直径は等しい。以下では、中空部２８の直径をＤ１、中空部２９の高さ及び円錐角をそれぞれＬ１、αとする。
【００３３】
外筐部材２は、その上面、下面、及び側面に、それぞれ貫通部を有している。なお、下面の貫通部である内筐部材挿入口２７は、上述した中空部２８を形成する際に開けられた貫通部である。
【００３４】
上面の貫通部である集合流体噴射口２５は、中空部２９の円錐上部からさらに上面に向け、中空部２９の中心線に沿って円柱状に穿孔し、貫通させてなる貫通部である。なお、外筐部材２の上面から中空部２９の円錐上部に向け、中空部２９の中心線に沿って円柱状に穿孔し、貫通させることによって、集合流体噴射口２５を生成してもよいのは勿論である。ここでは、この穿孔の結果得られる円柱状部分を集合流体流路２６と称し、集合流体流路２６と中空部２９との接続面を集合流体流入口４１と称する。集合流体流入口４１、集合流体流路２６、及び集合流体噴射口２５は、全体として、中空部２９から外部への流体噴射口を構成する。以下では、この流体噴射口の直径をＤ２とする。
【００３５】
なお、図３に示すように、集合流体噴射口２５の近傍で徐々に集合流体流路２６の直径を広げることとしてもよい。このようにすれば、集合流体噴射口２５で生ずる渦を低減することができる。これにより、テーパー部２２の円錐角による渦の制御と合わせ、外筐部材２の周辺で生ずる渦を適切に制御することができるようになる。
【００３６】
側面の貫通部である吸引流体流入口２３は、外筐部材２の側面から、その法線方向かつ円柱状に穿孔し、中空部２８若しくは中空部２９又はその両方に跨る空間に貫通させてなる貫通部である。ここでは、この穿孔の結果得られる円柱状部分を吸引流体流路２４と称し、吸引流体流路２４と中空部２８若しくは中空部２９の接続面を吸引流体流出口４２と称する。吸引流体流入口２３、吸引流体流路２４、及び吸引流体流出口４２は、全体として、外部から中空部２８及び中空部２９への流体流入口を構成する。また、以下では、この流体流入口の直径をＤ３とする。
【００３７】
なお、外筐部材２の側面のうち、下面から所定高のところに、吸引流体流入口２３を等間隔で複数設けることが好適である。本実施形態では等間隔で２つの吸引流体流入口２３を設けており、それぞれ吸引流体流入口２３−ｎ（ｎは１〜２の整数）としているが、１つしか設けなくてもよいし、或いは３つ以上設けてもよい。
【００３８】
次に、内筐部材３ａについて説明する。内筐部材３ａも、旋盤加工によって形成される円柱形状の部材である。内筐部材３ａの下部は、ねじ形状のねじ部３１ａである。内筐部材３ａの中央部は、円柱形状の円柱部３２ａである。また、内筐部材３ａの上部は、円柱をさらに円錐状に削り取ることによって高さＬ２のテーパー部３３ａとしている。ねじ部３１ａ、円柱部３２ａ、及びテーパー部３３ａは、その中心線を共有している。
【００３９】
内筐部材３ａは、その内部に中空部３５、中空部３６、及び中空部３７を有している。各中空部は、例えば中刳旋盤によって、内筐部材３ａをその下面から刳り、上面に貫通させることによって形成される。中空部３５及び中空部３７は円柱形状であり、中空部３６は円錐形状（テーパー形状）である。各中空部は、その中心線を円柱部３２ａと共有している。また、中空部３７の直径と中空部３６の円錐底面の直径はともにＤ４であり、中空部３５の直径と中空部３６の円錐上面（円錐の上部を円錐底面に平行に切り取って得られる面）の直径はともにＤ５である。なお、このＤ５は、集合流体流路２６の直径Ｄ２よりも小さくなっている。
【００４０】
内筐部材３ａは、その上面及び下面に、それぞれ貫通部を有している。下面の貫通部である流体流入口３８ａは、上述した中空部３７を形成する際に開けられた貫通部である。また、上面の貫通部である流体噴射口３４ａは、内筐部材３ａの上面における中空部３５の開放面により構成される貫通部である。
【００４１】
テーパー部３３ａの円錐角βは、中空部２９の円錐角αに応じて決定される。より具体的には、テーパー部３３ａの円錐角βは、α＞βを満たすよう決定される。
【００４２】
なお、各円錐角の具体的な値については、最もよい効果が得られるよう実験により決定することが好適である。一例では、円錐角αを５０°、円錐角βを３０°と決定することができる。
【００４３】
また、円柱部３２ａの直径Ｄ６は、内筐部材３ａを、その上面から外筐部材２の内筐部材挿入口２７に挿入することにより、内筐部材３ａの一部（円柱部３２ａの下面３９より上の部分）を外筐部材２の中空部２８に位置させた場合に嵌入状態となるよう、中空部２８の直径Ｄ１に応じて決定されている。すなわち、円柱部３２ａの直径Ｄ６と中空部２８の直径Ｄ１とは略等しくなっている。
【００４４】
次に、外筐部材２を内筐部材３ａに嵌入した状態について説明する。外筐部材２を内筐部材３ａに嵌入すると、内筐部材３ａの外壁は、吸引流体流入口２３の下部より下方に離隔した位置から外筐部材２の内壁と離隔し、さらに所定の位置から流体噴射口３４ａにかけてその外径が徐々に細くなる円錐状に構成され、かつ外筐部材２の内壁により形成される円錐とその中心線（円錐軸）を共有することになる。この場合において、外筐部材２の内壁の円錐状部分の円錐角αが、内筐部材３ａの外壁の円錐状部分の円錐角βよりも大きくなるよう、各円錐角が設定されている。
【００４５】
また、嵌入した状態では、流体噴射口３４ａと集合流体流入口４１との間には、所定長の間隙６０が設けられる。すなわち、円柱部３２ａの長さとテーパー部３３ａの垂直方向（中心線方向）長さＬ２の合計値は、円柱部３２ａの下面３９と円柱部２１の下面４０とが面一となるよう内筐部材３ａを外筐部材２に挿入した場合に、流体噴射口３４ａと集合流体流入口４１との間に間隙６０が設けられることとなるよう、中空部２８の長さと中空部２９の垂直方向長さＬ１の合計値に応じて決定されている。
【００４６】
テーパー部３３ａの外壁によって仕切られた中空部２８及び中空部２９は、内筐部材３ａの周囲に流体流路６１を構成する。この流体流路６１は、下記に示すファンネル部６２と流体チャンバー部６３ａを含んで構成される。
【００４７】
ファンネル部６２は、中空部２９に面する外筐部材２の内壁（以下、単に中空部２９の内壁と称する。他の部分についても同様である）とテーパー部３３ａの外壁によって構成される。すなわち、テーパー部３３ａの円錐角βと中空部２９の円錐角αの角度差によって、中空部２９の内壁とテーパー部３３ａの外壁は、ファンネル（漏斗）形状を構成している。ファンネル部６２では、吸引流体流出口４２から間隙６０にかけて徐々にその流路面積（流体の流れ方向に直交する面の面積）が、円錐角βと円錐角αに応じた縮小率（流路面積縮小率）で縮小する。
【００４８】
なお、このファンネル部６２は、図５及び図６に示すように流れ方向の断面がドーナツ状の流路であり、その中心にはテーパー部３３ａを介して中空部３５が位置している。図２及びこれらの図に示すように、テーパー部３３ａの幅は集合流体流入口４１に近づくに従って狭くなり、間隙６０では０となる。図６に示す断面は、テーパー部３３ａの幅が０となったところの断面である。
【００４９】
流体チャンバー部６３ａは、中空部２８の内壁とテーパー部３３ａの外壁によって構成される。すなわち、流体ノズル１ａでは、テーパー部３３ａの垂直方向（中心線方向）長さＬ２を、集合流体流入口４１から吸引流体流出口４２の下部までの距離から間隙６０の同方向長さを減算した長さよりも長くしており、結果としてテーパー部３３ａの外壁は、吸引流体流入口２３の下部より下方に所定長離隔した位置から中空部２８の内壁と離隔している。この離隔によって、吸引流体流入口２３の下部に位置する中空部２８の内壁と、テーパー部３３ａの外壁とは、流体溜まりである流体チャンバー部６３ａを形成している。
【００５０】
以下、以上説明した構成を有する流体ノズル１ａの作用について説明する。流体ノズル１ａでは、図示しない流体源が流体流入口３８ａに接続される。流体源がねじ孔を有する場合、ねじ部３１ａを流体源のねじ孔に結合することによって、流体源を流体流入口３８ａに接続することとしてもよい。
【００５１】
流体流入口３８ａから流体源に応じた所定の圧力で流入した流体（第２流体）は、流体噴射口３４ａから噴射され、さらに間隙６０、集合流体流入口４１、及び集合流体流路２６を通過し、集合流体噴射口２５から噴射される。
【００５２】
流体流入口３８ａから流入した第２流体は、中空部３７、中空部３６、中空部３５をこの順で通過する。中空部３６は、上述のように第２流体の流れ方向に徐々にその直径が狭くなる円錐形状であるので、第２流体が中空部３６を通過するとき、その流路面積が徐々に縮小することとなる。このため、中空部３６を通過するとき、第２流体は加速される。
【００５３】
第２流体が間隙６０を通過する際、負圧によって流体流路６１に存在する流体が集合流体流路２６に吸引される。また、吸引流体流入口２３からは、流体ノズル１ａの外部に存在する流体（第１流体）が、流体流路６１を介して集合流体流路２６に吸引される。このとき、吸引流体流入口２３からは、集合流体流路２６の直径Ｄ２と中空部３５の直径Ｄ５の差Ｄ２−Ｄ５に応じた量の流体が吸引される。
【００５４】
第１流体と第２流体とは集合流体流路２６において混合することなく集合し、集合流体として、集合流体噴射口２５から噴射される。つまり、吸引流体流路２４の総流路面積及びファンネル部６２の流路面積縮小率を後述のように設定することにより、集合流体噴射口２５から噴射される第１流体と第２流体の混合が制限され、結果として噴射される集合流体は、円筒状の流れを有する第１流体の内部に、円柱状の第２流体の流れがある流体となる。
【００５５】
図７は、このような流体の流れの模式図である。同図に示すように、流体ノズル１ａでは、吸引流体流入口２３から流入した第１流体（同図では点線の矢印で示す）は、流体流入口３８ａから流入した第２流体（同図では一点鎖線の矢印で示す）と混合されることなく、円筒形の流れとなって集合流体流路２６を通って集合流体噴射口２５から噴射される。
【００５６】
吸引流体流路２４の総流路面積及びファンネル部６２の流路面積縮小率の設定について説明する。吸引流体流路２４の総流路面積（ここでは、吸引流体流路２４が４つあるのでπ×Ｄ３２となる。）及びファンネル部６２の流路面積縮小率は、ファンネル部６２を通過した第１流体が集合流体流路２６において第２流体と混合しないよう、設定されている。つまり、第１流体の吸引量が多すぎると第１流体は第２流体に混合してしまい、少なすぎると円筒状の流れを形成できない。そこで、第１流体の流量が適切な流量となるよう、吸引流体流路２４の総流路面積を設定している。また、第１流体の流速が速すぎると第１流体は第２流体に混合してしまい、遅すぎると第１流体が第２流体の速度を遅めてしまう。そこで、第１流体の流速が適切な流速となるよう、ファンネル部６２の流路面積縮小率を設定している。
【００５７】
図８は、集合流体噴射口２５から噴射される集合流体の流量、及び集合流体噴射口２５から１５０ｍｍの地点での円柱形状の該集合流体の流れの中心における流速と、吸引流体流路２４の総流路面積を示す吸引流体流路２４の直径と、の関係を実際に測定した結果を示す図である。なお、同図に係る測定では、前提条件として、円錐角αを５０°、円錐角βを３０°、流体噴射口３４ａの直径Ｄ５を２ｍｍ、集合流体流路２６の直径Ｄ２を３．５ｍｍ、にそれぞれ設定している。
【００５８】
図８に示すように、吸引流体流路２４の直径が大きくなるほど、集合流体噴射口２５から噴射される集合流体の流量は大きくなる。一方、集合流体噴射口２５から噴射される集合流体の流速は、吸引流体流路２４の直径が２ｍｍのところにピークを有する。
【００５９】
一般に、流体の流量が大きくなるほど、該流体の流速が低下することが知られている。流体ノズル１においても、集合流体噴射口２５において上記測定を行うと、流量が大きくなるほど流速が低下していた（不図示）。しかし、集合流体噴射口２５から１５０ｍｍの地点ではこの関係が崩れ、吸引流体流路２４の直径が２ｍｍの場合の流量は同１．５ｍｍの場合の流量に比べて大きいにも関わらず、同２ｍｍの場合の流速は同１．５ｍｍの場合の流速より速くなっている。これは、第１流体が円筒形状となり、その内部を第２流体が流れているため、第２流体の流速が低下しにくくなったということを示している。つまり、上記説明した構成により、第２流体の分散が円筒状の第１流体によって抑えられ、第２流体のワークへの衝突力の減少を抑えることが可能となっている。
【００６０】
上述の前提条件においてこのような効果が得られる吸引流体流路２４の最も望ましい直径は約２ｍｍであるが、図８に示すように、３．５ｍｍ未満、より好ましくは３ｍｍ未満であれば同様な効果が得られる。なお、前提条件を変えた場合に、この望ましい直径が前提条件に応じて変化するのは勿論である。
【００６１】
なお、吸引流体流入口２３から流入した第１流体は、吸引流体流路２４、吸引流体流出口４２、及び流体流路６１を通過して集合流体流路２６に到達する。この際、吸引流体流路２４と流体流路６１により形成される流路（第１流路）の流路面積は、吸引流体流出口４２において急に拡大する。換言すれば、流体流路６１の少なくとも一部分の流路面積（例えば、吸引流体流出口４２から流体流路６１に入るところの流路面積はπＤ１×Ｌ３となる。）は、吸引流体流路２４の流路面積（吸引流体流路２４の数×π(Ｄ３／２)２）より大きい。また、上述のように、第１流路の流路面積は、ファンネル部６２において徐々に縮小する。
【００６２】
このように、第１流路に流路面積の拡大部と縮小部を設けたことによって、流体ノズル１ａでは、吸引流体流入口２３から流入した第１流体が第１流路を通過する際に発生する音が、このような拡大部と縮小部を設けない場合に比べ、小さくなっている。しかもこの効果は、テーパー部３３ａの円錐角βと中空部２９の円錐角αに角度差を設けた構成、及びテーパー部３３ａの外壁が中空部２８の内壁の内壁と接する位置を、吸引流体流入口２３の下部より下方に所定長離隔した位置に設けた構成、という極めて簡易な構成によって実現されている。
【００６３】
また、ファンネル部６２においては流路面積が徐々に縮小するため、ファンネル部６２を通過するとき、第１流体は加速される。ここで、流速の異なる流体が衝突すると、エネルギー損失が発生することが知られている。この点、第２流体は中空部３６で加速されており、エネルギー損失を避けるために、第１流体も加速しておくことが望ましい。流体ノズル１ａでは、ファンネル部６２において第１流体が加速されるので、間隙６０及び集合流体流路２６において発生しうるこのエネルギー損失が軽減されている。
【００６４】
また、吸引流体流入口２３から流入した第１流体は、図７にも示すように、テーパー部３３ａの外壁に衝突して渦を発生する。この渦流によって第１流体の一部は流体チャンバー部６３ａに流入し、流体チャンバー部６３ａに第１流体が充填された状態となる。ところで、上述のように、第２流体が間隙６０を通過する際、負圧によって流体流路６１に存在する流体は集合流体流路２６に吸引される。このため、第２流体の噴射を開始した際、吸引流体流入口２３からの第１流体の流入を待たず、流体流路６１の一部である流体チャンバー部６３ａから第１流体が供給され、集合流体流路２６において第２流体と集合する。つまり、第１流路には一定の長さ（流路長）があるが、その途中に流体チャンバー部６３ａを設けておいたことによって、流体ノズル１ａでは、吸引流体流入口２３から集合流体流入口４１に第１流体が到達するよりも早く、第１流体を集合流体流路２６に供給することができるようになっている。
【００６５】
［実施形態２］
図９は、本発明の実施形態２に係る流体ノズル１ｂの、図１中Ａ−Ａ線における断面（図１上下方向の、吸引流体流入口２３を含む平面での断面）の端面図である。以下、同図を参照しながら、流体ノズル１ｂの構成について説明する。
【００６６】
流体ノズル１ｂは、図９に示すように、内筐部材３ａに代えて内筐部材３ｂを使用している点が流体ノズル１ａと異なっている。内筐部材３ｂはねじ部３１ｂ、円柱部３２ｂ、及びテーパー部３３ｂから構成され、これらの外形は内筐部材３ａと同じであるが、その内部構造が異なっている。
【００６７】
具体的には、内筐部材３ｂは、その内部に中空部５０、中空部５１、中空部５２、中空部５３、及び中空部５４を有している。各中空部は、例えば中刳旋盤によって、内筐部材３ｂをその下面から刳り、上面に貫通させることによって形成される。中空部５０、中空部５２、及び中空部５４は円柱形状であり、中空部５１及び中空部５３は円錐形状である。各中空部は、その中心線を円柱部３２ｂと共有している。また、中空部５４の直径と中空部５３の円錐底面の直径は等しく、中空部５２の直径と中空部５３の円錐上面の直径は等しく、中空部５２の直径と中空部５１の円錐底面の直径は等しく、中空部５０の直径と中空部５１の円錐上面の直径は等しい。さらに、中空部５０の直径は、集合流体流路２６の直径よりも小さくなっている。
【００６８】
内筐部材３ｂには流体流入口３８ｂ及び流体噴射口３４ｂが設けられるが、それぞれ中空部５４を形成する際に開けられた貫通部、及び内筐部材３ｂの上面における中空部５０の開放面により構成される貫通部、である点を除き、流体流入口３８ａ及び流体噴射口３４ａと同じである。
【００６９】
流体流入口３８ｂから流入した第２流体は、中空部５４、中空部５３、中空部５２、中空部５１、中空部５０をこの順で通過する。中空部５３及び中空部５１は、上述のように第２流体の流れ方向に徐々にその直径が狭くなる円錐形状であるので、第２流体が中空部５３及び中空部５１を通過するとき、その流路面積（流体の流れ方向に直交する面の面積）が徐々に縮小することとなる。このため、中空部５３及び中空部５１を通過するとき、第２流体は加速される。
【００７０】
このように、内筐部材３ｂは、第２流体の加速を二段階に分けて行う。このように二段階に分けることによって第２流体の流速をより柔軟に調節することが可能になる。このため、ファンネル部６２における加速された第１流体の流速と、第２流体の流速と、の相違によるエネルギー損失を、より効果的に低減することが可能になる。なお、本実施形態では二段階としたが、さらに段階を設けることとしてもよい。
【００７１】
また、本実施形態における望ましい吸引流体流路２４の総流路面積及びファンネル部６２の流路面積縮小率は、実施形態１におけるものとは異なることになる。これは、第２流体の流速が実施形態１とは異なるためである。このように、第２流体の流速に応じて、吸引流体流路２４の総流路面積及びファンネル部６２の流路面積縮小率は適宜定められる。
【００７２】
［実施形態３］
図１０は、本発明の実施形態３に係る流体ノズル１ｃの、図１中Ａ−Ａ線における断面（図１上下方向の、吸引流体流入口２３を含む平面での断面）の端面図である。以下、同図を参照しながら、流体ノズル１ｃの構成について説明する。
【００７３】
流体ノズル１ｃは、図１０に示すように、内筐部材３ａに代えて内筐部材３ｃを使用している点が流体ノズル１ａと異なっている。内筐部材３ｃは、内筐部材３ａと同様、旋盤加工によって形成される円柱形状の部材であるが、その中央部から上部にかけての構造が内筐部材３ａと異なっている。具体的には、内筐部材３ｃは、円柱部３２ａ及びテーパー部３３ａに代えて、円柱部３２ｃ、円柱部７０、及びテーパー部３３ｃを有している。なお、内筐部材３ｃに設けられる内部構造は、内筐部材３ａと同様である。
【００７４】
円柱部３２ｃは、ねじ部３１ａの上面に接して設けられ、その中心線はねじ部３１ａの中心線と共通である。円柱部３２ｃの垂直方向高さは、円柱部３２ａと比べて短くなっている。円柱部３２ａ及び円柱部３２ｃの垂直方向高さは、外筐部材２の下面４０から吸引流体流出口４２までの垂直方向高さに比べて短くなっているが、円柱部３２ｃでは円柱部３２ａと比べてさらに短くなっている。
【００７５】
円柱部３２ｃの直径は、内筐部材３ｃを、その上面から外筐部材２の内筐部材挿入口２７に挿入した場合に嵌入状態となるよう、中空部２８の直径に応じて決定されている。すなわち、円柱部３２ｃの直径と中空部２８の直径とは略等しくなっている。
【００７６】
円柱部７０は、円柱部３２ｃの上面に接して設けられ、その中心線は円柱部３２ｃの中心線と共通である。円柱部７０の直径は、内筐部材３ｃを、その上面から外筐部材２の内筐部材挿入口２７に挿入した場合に所定の間隙７２が設けられるよう、中空部２８の直径に応じて決定されている。すなわち、円柱部７０の直径は、中空部２８の直径に比べて小さくなっている。
【００７７】
なお、円柱部７０の直径が円柱部３２ｃの直径より小さいため、結果として円柱部３２ｃの上面の一部は、間隙７２の底面７１を構成している。
【００７８】
テーパー部３３ｃは、円柱部７０の上面に接して設けられ、その中心線は円柱部７０の中心線と共通である。テーパー部３３ｃの円錐底面直径は、円柱部７０の直径と等しい。また、テーパー部３３ｃの上面には流体噴射口３４ａが設けられている。
【００７９】
本実施形態では、テーパー部３３ｃの円錐角はテーパー部３３ａの円錐角と等しいこととしているが、テーパー部３３ｃの円錐角の具体的な値については、最もよい効果が得られるよう実験により決定することが好適である。
【００８０】
流体ノズル１ｃの以上の構成は、流体ノズル１ａにおける円柱部３２ａ及びテーパー部３３ａを、円柱部３２ａの下部の所定長部分（円柱部３２ｃとなる部分）のみをそのまま残しつつ、円柱部３２ａの中心線を中心にした円状に削り取ることにより形成される。
【００８１】
流体ノズル１ｃでは、このようにして間隙７２及び底面７１を設けたことにより、第１流路に流路面積の拡大部における拡大の度合いが流体ノズル１ａに比べ大きくなる。このため、流体ノズル１ａに比べ、吸引流体流入口２３から流入した第１流体が第１流路を通過する際に発生する音の低減効果をより高めることができる。
【００８２】
また、中空部２８の内壁と円柱部７０の外壁によって、流体チャンバー部６３ａよりも容量の大きい流体チャンバー部６３ｃを構成することができる。換言すれば、円柱部７０の高さ又は直径を調節することにより、流体チャンバー部６３ｃの容量を、テーパー部３３ａの円錐角を調節することなく、任意に調節することができるようになっている。
【００８３】
［実施形態４］
図１１は、本発明の実施形態４に係る流体ノズル１００の外観斜視図である。同図に示すように、流体ノズル１００は、外筐部材１０２−１、外筐部材１０２−２及び内筐部材１０３から構成される。この流体ノズル１００も流体ノズル１と同様、例えば金属加工機械において、バリを削り取った後に出る金属屑を吹き飛ばすためのエアーガンの先端部分に用いられるものである。
【００８４】
この流体ノズル１００は、次のような機能を有する。すなわち、内筐部材１０３は、流体流入口１３８において、所定の圧力をかけた第２流体（例えば水）の注入を受け入れる。流体ノズル１００の内部では、第２流体は後述する仕切壁４３によって６つの流れに分離される。そして、第２流体の各流れによって生ずる負圧によって、複数の吸引流体流入口１２３から第１流体（例えば空気）が吸引される。その結果、集合流体噴射口１２５において第１流体と第２流体とが混じり合うことなく集合し、集合流体が噴射される。
【００８５】
図１２は、流体ノズル１００の、図１１中Ｃ−Ｃ線（図１１上下方向の、吸引流体流入口１２３を含む平面での断面）における断面図である。また、図１３は、図１２に示す流体ノズル１００の断面図において、外筐部材１０２−１の内部構造を示すためにその一部を省略してなる破断図である。図１４は、図１１中Ｃ−Ｃ線における断面の端面図である。以下、これらの各図を参照しながら、流体ノズル１００の構成について説明する。
【００８６】
まず、内筐部材１０３について説明する。内筐部材１０３は直方体形状の部材に切削加工を施すことによって形成される略直方体形状の部材であり、その内部に直方体形状の中空部１３５を有している。中空部１３５は、その両端に開口部を有し、各開口部は流体噴射口１３４及び流体流入口１３８を構成する。以下では、中空部１３５の縦幅をＬ４とする。
【００８７】
中空部１３５のうち流体噴射口１３４寄りの一定長部分は、内筐部材１０３側部と複数の仕切板１４３とによって、所定数（ここでは６つとする。）のサブエリアに分割され、結果として流体噴射口１３４は各サブエリアに設けられることになる。各仕切板１４３の厚みは同一かつ一定である。また、各仕切板１４３は、内筐部材１０３側部と平行に取り付けられている。以下では、各サブエリアの横幅は所定長Ｌ５の等幅であるとする。
【００８８】
また、内筐部材１０３上部は、その中ほどから流体噴射口１３４にかけて徐々に薄くなるよう、その外壁が削り取られている。これにより、内筐部材１０３上部のうち、削り取られていない部分は平面部１４４−１を構成し、削り取られた部分はテーパー部１３３−１を構成する。なお、以下では、テーパー部１３３−１の外壁と平面部１４４−１の外壁とがなす角度をγとする。
【００８９】
同様に、内筐部材１０３下部は、その中ほどから流体噴射口１３４にかけて徐々に薄くなるよう、その外壁が削り取られている。これにより、内筐部材１０３下部のうち、削り取られていない部分は平面部１４４−２を構成し、削り取られた部分はテーパー部１３３−２を構成する。テーパー部１３３−１とテーパー部１３３−２の横方向長さは等しくなっている。この長さは、仕切板１４３の長さと略等しくなっている。また、テーパー部１３３−１の外壁と平面部１４４−１の外壁とがなす角度も、テーパー部１３３−１の外壁と平面部１４４−１の外壁とがなす角度に等しく、γである。
【００９０】
内筐部材１０３側部は、内筐部材１０３上部、内筐部材１０３下部、及び各仕切板１４３に比べ、集合流体噴射口１２５側に所定長突き出している。その先端は、後述する側板１６５−１及び側板１６５−２とともに集合流体噴射口１２５を構成する。以下では、この集合流体噴射口１２５の横幅をＬ６、縦幅をＬ７とする。また、内筐部材１０３側部の上記突き出した部分が、後述するテーパー部１２２−１及びテーパー部１２２−２となす空間は、間隙１６０を構成する。
【００９１】
次に、外筐部材１０２−１について説明する。外筐部材１０２−１は直方体形状の部材に切削加工を施すことによって形成される部材であり、テーパー部１２２−１、接合部１６４−１、側板１６５−１、及び複数の仕切板１６６−１からなっている。
【００９２】
接合部１６４−１は、外筐部材１０２−１を内筐部材１０３の上側と接合する。具体的には、数本のビス（不図示）により、接合部１６４−１と内筐部材１０３の上側の外壁とが接合される。なお、接合部１６４−１は、平面部１４４−１の外壁において、内筐部材１０３の外壁と接合することが好適である。
【００９３】
テーパー部１２２−１は厚み一定の板状部材であり、テーパー部１３３−１の上方に位置するとともに、接合部１６４−１と接続している。テーパー部１２２−１は、接合部１６４−１から集合流体噴射口１２５にかけて、内筐部材１０３の上方を覆うように設置される。ここで、テーパー部１２２−１の内壁（下側の壁）は、平面部１４４−１の外壁と比較して、接合部１６４−１から集合流体噴射口１２５にかけて下方に傾斜している。以下では、テーパー部１２２−１の内壁と平面部１４４−１の外壁とがなす角度をδとする。
【００９４】
テーパー部１２２−１の内壁と、接合部１６４−１の側壁と、テーパー部１３３−１の外壁と、側板１６５−１と、は流体流路１６１−１を構成する。この流体流路１６１−１は、両側の側板１６５−１と複数の仕切板１６６−１とによって、所定数のサブ流路に分割される。各仕切板１６６−１の厚みは同一かつ一定である。また、各仕切板１６６−１は、側板１６５−１と平行に取り付けられている。このサブ流路の幅はサブエリアの横幅と等しく、所定長Ｌ５である。
【００９５】
テーパー部１２２−１は、サブ流路ごとに貫通部を有している。この貫通部は、テーパー部１２２−１を、集合流体噴射口１２５から一定距離のところで、上部から、その法線方向かつ角丸角柱状に穿孔し流体流路１６１−１に貫通させてなる貫通部であり、吸引流体流入口１２３−１を構成する。ここでは、この穿孔の結果得られる角丸角柱状部分を吸引流体流路１２４−１と称し、吸引流体流路１２４−１と流体流路１６１−１の接続面を吸引流体流出口１４２−１と称する。吸引流体流入口１２３−１、吸引流体流路１２４−１、及び吸引流体流出口１４２−１は、全体として、外部から流体流路１６１−１への流体流入口を構成する。以下、この流体流入口の流路面積をＳとする。
【００９６】
流体流路１６１−１は、ファンネル部１６２−１と流体チャンバー部１６３−１を含んで構成される。
【００９７】
ファンネル部１６２−１は、テーパー部１２２−１の内壁と、テーパー部１３３−１の外壁と、側板１６５−１と、によって構成される。すなわち、角度γと角度δはγ＜δの関係を満たしており、この角度差によって、テーパー部１２２−１の内壁とテーパー部１３３−１の外壁は、ファンネル（漏斗）形状を構成している。ファンネル部１６２−１では、吸引流体流出口１４２−１から間隙１６０にかけて徐々にその流路面積（流体の流れ方向に直交する面の面積）が、角度γと角度δに応じた縮小率（流路面積縮小率）で縮小する。
【００９８】
流体チャンバー部１６３は、テーパー部１２２−１の内壁と、接合部１６４−１の側壁と、テーパー部１３３−１の外壁と、側板１６５−１と、によって構成される。すなわち、吸引流体流入口１２３−１は接合部１６４−１の側壁と所定長の間を空けて穿孔されており、結果として流体流路１６１は吸引流体流入口１２３−１を挟んで集合流体噴射口１２５の反対側に空間を有している。この空間が流体チャンバー部１６３を形成している。
【００９９】
次に、外筐部材１０２−２について説明する。外筐部材１０２−２の構造は外筐部材１０２−１と同様であるが、内筐部材１０３の下側に接合される点が異なっている。外筐部材１０２−２及び内筐部材１０３は、外筐部材１０２−１及び内筐部材１０３と同様な構造により、流体流路１６１−２等を構成する。
【０１００】
以下、以上説明した構成を有する流体ノズル１００の作用について説明する。なお、以下の説明では外筐部材１０２−１と外筐部材１０２−２とをまとめて外筐部材１０２と称する。他の構成についても同様である。
【０１０１】
流体ノズル１００では、図示しない流体源が流体流入口１３８に接続される。流体流入口１３８から流体源に応じた所定の圧力で流入した流体（第２流体）は、中空部１３５を通過する。中空部１３５は上述のように所定数のサブエリアに分割されているので、中空部１３５を通過する第２流体は、略６等分されて各サブエリアに流入し、各サブエリアの先端にそれぞれ設けられた流体噴射口１３４から噴射され、さらに間隙１６０を通過し、集合流体噴射口１２５から噴射される。
【０１０２】
第２流体が間隙１６０を通過する際、負圧によって各流体流路１６１に存在する流体が吸引される。また、各吸引流体流入口１２３からは、流体ノズル１００の外部に存在する流体（第１流体）が、各流体流路１６１を介して吸引される。このとき、各吸引流体流入口１２３から吸引される第１流体の量の合計は、集合流体噴射口１２５の流路面積Ｌ６×Ｌ７と、各流体噴射口１３４の流路面積の合計Ｌ４×Ｌ５×６と、の差に応じた量となる。
【０１０３】
第１流体と第２流体とは混合することなく集合し、集合流体として、集合流体噴射口１２５から噴射される。つまり、吸引流体流路１２４の総流路面積及びファンネル部１６２の流路面積縮小率を後述のように設定することにより、集合流体噴射口１２５から噴射される第１流体と第２流体の混合が制限され、結果として噴射される集合流体は、直方体状の流れを有する第２流体の上下に、同じく直方体状の第１流体の流れがある流体となる。
【０１０４】
吸引流体流路１２４の総流路面積及びファンネル部１６２の流路面積縮小率の設定について説明する。吸引流体流路１２４の総流路面積（ここでは、吸引流体流路２４が１２個あるので１２×Ｓとなる。）及びファンネル部１６２の流路面積縮小率は、ファンネル部１６２を通過した第１流体が集合流体噴射口１２５通過時に第２流体と混合しないよう、設定されている。つまり、第１流体の吸引量が多すぎると第１流体は第２流体に混合してしまい、少なすぎると直方体状の流れを形成できない。そこで、第１流体の流量が適切な流量となるよう、吸引流体流路１２４の総流路面積を設定している。また、第１流体の流速が速すぎると第１流体は第２流体に混合してしまい、遅すぎると第１流体が第２流体の速度を遅めてしまう。そこで、第１流体の流速が適切な流速となるよう、ファンネル部１６２の流路面積縮小率を設定している。
【０１０５】
これにより、流体ノズル１００では、集合流体噴射口１２５から噴射する第２流体の分散が第１流体によって抑えられ、第２流体のワークへの衝突力の減少を抑えることが可能となっている。
【０１０６】
なお、吸引流体流入口１２３から流入した第１流体は、吸引流体流路１２４、吸引流体流出口１４２、及び流体流路１６１を通過して集合流体噴射口１２５に到達する。この際、吸引流体流路１２４と流体流路１６１により形成される流路（第１流路）の流路面積は、吸引流体流出口１４２において急に拡大する。換言すれば、流体流路１６１の少なくとも一部分の流路面積は、吸引流体流路２４の流路面積より大きい。また、上述のように、第１流路の流路面積は、ファンネル部１６２において徐々に縮小する。
【０１０７】
このように、第１流路に流路面積の拡大部と縮小部を設けたことによって、流体ノズル１００では、吸引流体流入口１２３から流入した第１流体が第１流路を通過する際に発生する音が、このような拡大部と縮小部を設けない場合に比べ、小さくなっている。
【０１０８】
なお、流体ノズル１ａ等と同様、中空部１３５に流路面積縮小部を設けることにより第２流体も加速することとしてもよい。ここで、上述のように、流速の異なる流体が衝突すると、エネルギー損失が発生することが知られている。この点、ファンネル部１６２においては流路面積が徐々に縮小するため、ファンネル部１６２を通過するとき、第１流体は加速されている。このため、流体ノズル１００では、間隙１６０において発生しうるこのエネルギー損失が軽減されている。
【０１０９】
また、吸引流体流入口１２３から流入した第１流体は、テーパー部１３３の外壁に衝突して渦を発生する。この渦流によって第１流体の一部は流体チャンバー部１６３に流入し、流体チャンバー部１６３に第１流体が充填された状態となる。ところで、上述のように、第２流体が間隙１６０を通過する際、負圧によって流体流路１６１に存在する流体が吸引される。このため、第２流体の噴射を開始した際、吸引流体流入口１２３からの第１流体の流入を待たず、流体流路１６１の一部である流体チャンバー部１６３から第１流体が供給され、集合流体噴射口１２５から噴射される際、第２流体と集合する。つまり、第１流路には一定の長さ（流路長）があるが、その途中に流体チャンバー部１６３を設けておいたことによって、流体ノズル１００でも、吸引流体流入口１２３から集合流体噴射口１２５に第１流体が到達するよりも早く、第１流体を集合流体噴射口１２５に供給することができるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施の形態１乃至３に係る流体ノズルの外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る流体ノズルの図１におけるＡ−Ａ線の断面（図１上下方向の、吸引流体流入口を含む平面での断面）の端面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る外筐部材の図１におけるＡ−Ａ線の断面の端面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る内筐部材の図１におけるＡ−Ａ線の断面の端面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る流体ノズルの図２におけるＢ１−Ｂ１線の断面の端面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る流体ノズルの図２におけるＢ２−Ｂ２線の断面の端面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る流体ノズルにおける流体の流れの模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る流体ノズルから噴射される集合流体の流速及び流量と、吸引流体流入口の直径との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る流体ノズルの図１におけるＡ−Ａ線の断面の端面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る流体ノズルの図１におけるＡ−Ａ線の断面の端面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る流体ノズルの外観斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る流体ノズルの図１１におけるＣ−Ｃ線（図１１横方向の、吸引流体流入口を含む平面での断面）の断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る流体ノズルの図１１におけるＣ−Ｃ線の断面図の破断図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る流体ノズルの図１１におけるＣ−Ｃ線の断面の端面図である。
【図１５】本発明の背景技術に係る流体ノズルの断面の端面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１００  流体ノズル、２，１０２  外筐部材、３，１０３  内筐部材、２１  円柱部、２２，３３，１２２，１３３  テーパー部、２３，１２３  吸引流体流入口、２４，１２４  吸引流体流路、２５，１２５  集合流体噴射口、２６  集合流体流路、２７  内筐部材挿入口、２８  中空部、２９  中空部、３１  ねじ部、３２  円柱部、３４，１３４  流体噴射口、３５，３６，３７，５０，５１，５２，５３，５４，１３５  中空部、３８，１３８  流体流入口、３９  下面、４０  下面、４１  集合流体流入口、４２，１４２  吸引流体流出口、４３  仕切壁、６０，７２，１６０  間隙、６１，１６１  流体流路、６２，１６２  ファンネル部、６３，１６３  流体チャンバー部、６４  接合部、７０  円柱部、７１  底面、１４３，１６６  仕切板、１４４  平面部、１６４  接合部、１６５  側板。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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