(57)【要約】【課題】噴射時の流体の拡散を抑制しつつ、狙い方向を変更することなく流体の噴射方向を時々刻々と変えて洗浄効率の向上を図ることができる流体噴射ノズルを提供すること。【解決手段】周面に設けられた第１流体導入孔２５Ａ、第２流体導入孔２５Ｂを介して内部に導入した流体を渦流にするチャンバCH内に、公転及び自転可能に配置されたノズル体３０を備えている。このノズル体３０は、チャンバCH内の流体が流れ込む流入口３２ａ及び流体が噴射する噴射口３２ｂを有すると共に、流体が流れる流体通路３２と、噴射口３２ｂの周囲に形成され、チャンバCHの端部に設けられた円形のノズル用孔２２ｃの内側端部２２ｅに球面接触する当接部３１ｅと、流体通路３２内の流体の旋回を抑止する整流板３３と、を有する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面に流体導入孔が設けられると共に、該流体導入孔を介して内部に導入した流体を渦流にするチャンバと、前記チャンバの端部に設けられた円形のノズル用孔と、を有するチャンバ体と、
前記チャンバ内に公転及び自転可能に配置されたノズル体と、を備え、
前記ノズル体は、前記チャンバ内の流体が流れ込む流入口及び前記流体が噴射する噴射口を有すると共に、前記流体が流れる流体通路と、
前記噴射口の周囲に形成され、前記ノズル用孔の周縁部に球面接触する当接部と、
前記流体通路内の流体の旋回を抑止する整流板と、
を有することを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載された流体噴射ノズルにおいて、
前記整流板は、前記流体通路の長手方向に垂直な断面の中心部から等間隔を開けて放射方向に延在し、前記中心部と前記流体通路の内周面との間に架け渡された複数の整流壁を有する
ことを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された流体噴射ノズルにおいて、
前記整流板を、前記流体通路の長手方向に沿って延設する
ことを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された流体噴射ノズルにおいて、
前記流体通路は、前記ノズル体の軸線に沿って延び、前記流入口及び前記噴射口を前記ノズル体の軸線上に配置した
ことを特徴とする流体噴射ノズル。
【請求項５】
請求項４に記載された流体噴射ノズルにおいて、
前記流体通路は、前記流入口側の内径寸法よりも、前記噴射口側の内径寸法の方を小さい値に設定した
ことを特徴とする流体噴射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の噴射方向及び噴射圧をコントロールする流体噴射ノズルに関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体供給装置に装着され、この流体供給装置から供給される流体の噴射方向及び噴射圧をコントロールする流体噴射ノズルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１-３００４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の流体噴射ノズルにあっては、流体を直線状に噴射させるため、ノズル前方の一点のみに向けて流体を噴射することになる。そのため、流体噴射ノズルから洗浄対象物（例えば、靴や車等）に向けて水や空気等の流体を噴射させ、流体の洗浄対象物への衝突で発生した衝撃波を利用して洗浄対象物表面の汚れを除去（洗浄）する場合、洗浄効率を向上するためには、流体噴射ノズルの全体の向きを変更して流体の噴射方向を小刻みに変えて、洗浄範囲を広げる必要があった。
一方、洗浄範囲を拡大するために流体噴射の際に流体を拡散してしまうと、洗浄対象物に対する衝突圧が低下してしまい、洗浄性能が低くなるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、噴射時の流体の拡散を抑制しつつ、狙い方向を変更することなく流体の噴射方向を時々刻々と変えて洗浄効率の向上を図ることができる流体噴射ノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、周面に流体導入孔が設けられると共に、該流体導入孔を介して内部に導入した流体を渦流にするチャンバと、前記チャンバの端部に設けられた円形のノズル用孔と、を有するチャンバ体と、前記チャンバ内に公転及び自転可能に配置されたノズル体と、を備えている。
そして、前記ノズル体は、前記チャンバ内の流体が流れ込む流入口及び前記流体が噴射する噴射口を有すると共に前記流体が流れる流体通路と、前記噴射口の周囲に形成されて前記ノズル用孔の周縁部に球面接触する当接部と、前記流体通路内の流体の旋回を抑止する整流板と、を有している。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の流体噴射ノズルでは、チャンバ体のチャンバ内で公転及び自転するノズル体の流体通路内の流体の旋回を抑止する整流板を有している。
そのため、チャンバ内において渦流となった流体が流体通路に流れ込んだ際、流体通路の内周面に沿って流れても、この流体通路内では旋回が抑止される。これにより、流体の流れ方向が旋回することなく噴射口に向かうことになり、噴射口から噴射する際の流体の拡散を抑えることができ、洗浄対象物に対する衝突圧の低下を防止することができる。
また、ノズル体はチャンバ内に生じた渦流によって公転及び自転するため、噴射口の方向がこのノズル体の回転状態に応じて変化することになり、狙い方向を変更することなく流体の噴射方向を時々刻々と変えることができる。
この結果、噴射時の流体の拡散を抑制しつつ、狙い方向を変更することなく流体の噴射方向を時々刻々と変えて洗浄効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の流体噴射ノズルを示す縦断面図である。
【図２】実施例１の渦流形成容器を示す縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】実施例１のキャップ部材を示す縦断面図である。
【図６】実施例１のノズル体を示す分解斜視図である。
【図７】実施例１のノズル体の要部断面図である。
【図８】比較例の流体噴射ノズルを示す断面図である。
【図９】比較例の流体噴射ノズルを用いた際の流体の流れを示す説明図である。
【図１０】実施例１の流体噴射ノズルを用いた際の流体の流れを示す説明図である。
【図１１】本発明のその他の第１例の整流板を適用したノズル体の断面図である。
【図１２】本発明のその他の第２例の整流板を適用したノズル体の断面図である。
【図１３】本発明のその他の第３例の整流板を適用したノズル体の断面図である。
【図１４】実施例１の流体噴射ノズルにホースを連結した状態を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の流体噴射ノズルを空気供給装置に適用する際に使用する継手を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の流体噴射ノズルを実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【００１０】
（実施例１）
まず、実施例１における流体噴射ノズルの構成を、「流体噴射ノズルの全体構成」、「チャンバ体の詳細構成」、「ノズル体の詳細構成」に分けて説明する。
【００１１】
［流体噴射ノズルの全体構造］
図１は、実施例１の流体噴射ノズルを示す縦断面図である。以下、図１に基づき、実施例１の流体噴射ノズルの全体構成を説明する。
【００１２】
実施例１の流体噴射ノズル１は、ここでは図示しない流体供給装置に装着され、流体供給装置から供給された流体（例えば水）の噴射方向及び噴射圧をコントロールする。この流体噴射ノズル１は、図１に示すように、保持体１０と、チャンバ体２０と、ノズル体３０と、を有している。
【００１３】
前記保持体１０は、両端が開放した円筒部材であり、一端部（図１では右端部）に不図示の流体供給装置に取り付けられる散水栓用プラグＰを有する継手Ｘに接続可能な接続部１１が形成されている。この接続部１１の内周面には、継手Ｘが噛合する第１ネジ溝１１ａが形成されている。
また、この保持体１０は、中間部に拡径部１２が形成され、他端部（図１では左端部）の内径寸法が、接続部１１の内径寸法よりも大きい値に設定されている。さらに、保持体１０の大径側の開口近傍位置の内周面には、チャンバ体２０が噛合する第２ネジ溝１３が形成されている。
なお、保持体１０の大径側の開口近傍位置であって、第２ネジ溝１３と干渉しない周面位置には、チャンバ体２０を固定するための六角穴付止めネジ１４ａが噛合する止めネジ用穴１４が貫通形成されている。
【００１４】
前記チャンバ体２０は、保持体１０の内側に配置され、渦流を発生させる渦流形成容器２１と、キャップ部材２２と、を有している。そして、この渦流形成容器２１とキャップ部材２２によって、チャンバ体２０の内部に導入した流体を渦流にするチャンバCHを形成している。
【００１５】
前記ノズル体３０は、チャンバ体２０のチャンバCH内に配置され、ノズル本体３１と、ノズル本体３１を貫通する流体通路３２と、流体通路３２内に設けられた整流板３３と、を有している。このノズル体３０は、チャンバCH内で公転及び自転可能になっている。
【００１６】
［チャンバ体の詳細構成］
図２は、実施例１の渦流形成容器を示す縦断面図である。図３は、図２のＡ-Ａ断面図である。図４は、図２のＢ-Ｂ断面図である。図５は、実施例１のキャップ部材を示す縦断面図である。以下、図１〜図５に基づき、実施例１のチャンバ体の詳細構成を説明する。
【００１７】
前記チャンバ体２０の渦流形成容器２１は、図２に示すように、一端部（図２において右端部）が閉塞壁２３ａによって閉塞し、他端部（図２において左端部）が開放した大径円筒部２３と、この大径円筒部２３の閉塞壁２３ａに対して一体形成されると共に、大径円筒部２３よりも径寸法の小さい小径円筒部２４と、を有している。なお、チャンバCHは、大径円筒部２３の内側空間とキャップ部材２２の内側空間によって形成される。
また、図１に示すように、大径円筒部２３及び小径円筒部２４の外形寸法は、保持体１０の内径寸法よりも小さい値に設定されている。これにより、保持体１０内にチャンバ体２０を配置した際、保持体１０と渦流形成容器２１との間に環状流路KFが形成される。
【００１８】
そして、前記大径円筒部２３の周面には、図３に示すように、渦流形成容器２１の軸線Ｏ１に対して相対向した二つの流体導入孔である第１流体導入孔２５Ａ及び第２流体導入孔２５Ｂが形成されている。そして、この第１流体導入孔２５Ａ及び第２流体導入孔２５Ｂを介して、大径円筒部２３の内側空間に形成されるチャンバCHと、保持体１０と渦流形成容器２１との間に形成された環状流路KFとが連通する。
また、この大径円筒部２３の開放側端部の周縁には、径方向に延在した大径フランジ２３ｂが形成されている。この大径フランジ２３ｂの先端は、渦流形成容器２１を保持体１０内に配置した際、保持体１０の内周壁に接触し、保持体１０と渦流形成容器２１との間に形成される環状流路KFを保持する（図１参照）。
【００１９】
前記第１流体導入孔２５Ａは、渦流形成容器２１の軸方向に長く延びたスリット形状を呈している。この第１流体導入孔２５Ａの向き（大径円筒部２３を貫通する方向α）は、軸線Ｏ１から延びる放射方向Ｘに対して右側（図３において）に傾斜している。
前記第２流体導入孔２５Ｂは、渦流形成容器２１の軸方向に長く延びたスリット形状を呈している。この第２流体導入孔２５Ｂの向き（大径円筒部２３を貫通する方向β）は、軸線Ｏ１から延びる放射方向Ｘに対して左側（図３において）に傾斜している。
【００２０】
前記小径円筒部２４は、一端部（図２において左端部）が閉塞壁２３ａによって閉塞し、他端部（図２において右端部）が開放している。また、この小径円筒部２４の周面には、図４に示すように、周方向に等間隔に並ぶ４つの孔２４ａ,…が形成されている。なお、各孔２４ａは、円形状を呈しており、それぞれ渦流形成容器２１の軸線Ｏ１から延びる放射方向Ｘに沿って小径円筒部２４を貫通している。そして、この孔２４ａを介して、小径円筒部２４の内部に形成された流体導入路２４ｃと、保持体１０と渦流形成容器２１との間に形成された環状流路KFとが連通する。
【００２１】
さらに、小径円筒部２４の開放側端部の周縁には、径方向に延在した小径フランジ２４ｂが形成されている。この小径フランジ２４ｂの先端は、渦流形成容器２１を保持体１０内に配置した際、保持体１０の内周壁に接触し、保持体１０と渦流形成容器２１との間に形成される環状流路KFを保持する（図１参照）。
また、渦流形成容器２１を保持体１０内に配置したときには、図１に示すように、小径円筒部２４の開放端部が保持体１０に形成された接続部１１に対向し、この小径円筒部２４の内部の流体導入路２４ｃは、接続部１１に接続された継手Ｘに連通する。
【００２２】
前記チャンバ体２０のキャップ部材２２は、図５に示すように、両端が開放した円筒形状を呈しており、渦流形成容器２１に対向する一端部が、渦流形成容器２１の大径フランジ２３ｂの端面に密着する（図１参照）。
このキャップ部材２２は、外周面に、保持体１０に形成された第２ネジ溝１３に噛合するネジ溝２２ａが形成されている。また、渦流形成容器２１に対向する一端部の周面には、Ｏリング２６（図１参照）が嵌着する溝部２２ｂが形成されている。そして、他端部には、円形のノズル用孔２２ｃと、このノズル用孔２２ｃを取り囲む保護壁２２ｄと、が形成されている。
【００２３】
前記Ｏリング２６は、キャップ部材２２を保持体１０に固定した際、溝部２２ｂ及び保持体１０の内周面に密接し、保持体１０とチャンバ体２０の間から流体が漏れることを防止する。
【００２４】
前記ノズル用孔２２ｃは、チャンバCHから外側に向かうほど内径寸法が大きい値に設定されており、内側端部２２ｅの内径寸法Ｒ０が最小径となっている。また、この内径寸法Ｒ０は、所定の径寸法Ｒよりも小さい値に設定されている。
【００２５】
ここで、「所定の径寸法Ｒ」について説明する。
チャンバCH内に配置されたノズル体３０は、チャンバCHに導入された流体の圧力によってノズル用孔２２ｃに押し付けられ、このノズル用孔２２ｃの周縁部をチャンバCHの内側から外側に向けて押圧する。この押圧力は、後述するノズル体３０の当接部３１ｅが当接するノズル用孔２２ｃの内側端部２２ｅの内径寸法Ｒ０の径寸法が大きいほど、大きくなることが分かっている。
これに対し、ノズル体３０の軸方向とチャンバ体２０の軸方向とが一致した状態、すなわち、ノズル体３０がノズル用孔２２ｃの軸線Ｏ２上に位置しているときに、上記押圧力が所定値以上になると、ノズル用孔２２ｃの周縁部とノズル体３０の当接部３１ｅとの間に生じる摩擦力によって、ノズル体３０は、ノズル用孔２２ｃの軸線Ｏ２上に位置した状態でロックされ、公転及び自転ができなくなってしまう。
そのため、このノズル体３０が公転及び自転ができなくなる程度の押圧力が発生する内側端部２２ｅの径寸法の大きさを「所定の径寸法Ｒ」とする。そして、ノズル用孔２２ｃの内側端部２２ｅの内径寸法Ｒ０をこの所定の径寸法Ｒよりも小さい値に設定すれば、ノズル体３０を確実に公転及び自転させることができる。
【００２６】
前記保護壁２２ｄは、後述するノズル体３０のノズル部３１ｃを保護する部分であり、ノズル用孔２２ｃの外側端部２２ｆから突出している。この保護壁２２ｄには、複数の孔２２ｇが、周方向に沿って等間隔に形成されている。
【００２７】
［ノズル体の詳細構成］
図６は、実施例１のノズル体を示す分解斜視図である。図７は、実施例１のノズル体の要部断面図である。以下、図６及び図７に基づき、実施例１のノズル体の詳細構成を説明する。
【００２８】
前記ノズル体３０のノズル本体３１は、図６に示すように、チャンバCH内に配置された際、ノズル用孔２２ｃに差し込まれる第１端部３１ａ側の外形寸法が先端に向かって徐々に縮径し、閉塞壁２３ａに対向する第２端部３１ｂ側の外径寸法を一定にした両端のみが開放した円筒形状を呈している。このノズル本体３１は、第１端部３１ａの先端にノズル部３１ｃが形成され、中間部外周面にフランジ部３１ｄが形成されている。
【００２９】
前記ノズル部３１ｃは、流体通路３２の噴射口３２ｂの周縁部を取り囲み、ノズル用孔２２ｃに差し込み可能な外形寸法に設定されている。
また、このノズル部３１ｃの基部外周面には、球面形状に形成された当接部３１ｅが形成されている。この当接部３１ｅは、ノズル部３１ｃがノズル用孔２２ｃに差し込まれた際、ノズル用孔２２ｃの周縁部である内側端部２２ｅに球面接触する。
【００３０】
前記フランジ部３１ｄは、ノズル本体３１の中間部全周から径方向に突出形成されている。このフランジ部３１ｄは、ノズル体３０がチャンバCH内で公転及び自転する際、キャップ部材２２の内周面に干渉し、ノズル体３０の倒れを防止する。
【００３１】
前記流体通路３２は、ノズル体３０の軸線Ｏ３に沿ってノズル本体３１を貫通し、一端にチャンバCH内の流体が流れ込む流入口３２ａを有し、他端に内部に流れ込んだ流体が噴射する噴射口３２ｂを有している。ここで、流入口３２ａは、ノズル本体３１の第２端部３１ｂの端面に形成され、噴射口３２ｂは、ノズル本体３１の第１端部３１ａの端面に形成され、軸線Ｏ３上に互いに対向するように設けられている。
また、この流体通路３２は、流入口３２ａから噴射口３２ｂに向かって、段階的に縮径しており、流入口３２ａ側の内径寸法よりも、噴射口３２ｂ側の内径寸法が小さい値になるように設定されている。なお、整流板３３は、最も内径寸法の大きい部分に配置されている。
【００３２】
前記整流板３３は、流体通路３２内に配置され、この流体通路３２内に流体が流れ込んだ際に生じる流体の旋回を抑止し、直線流に整流する部材である。この整流板３３は、図７に示すように、流体通路３２の長手方向に垂直な断面の中心部（軸線Ｏ３）から、この流体通路３２の内周面３２ｃに向かって放射方向に延在し、流体通路３２の中心部（軸線Ｏ３）と、流体通路３２の内周面３２ｃとの間に架け渡された３枚の整流壁３３ａを有している。
各整流壁３３ａは、流体通路３２の中心部（軸線Ｏ３）上で一体化しており、互いの開き角度θを等間隔（ここでは約１２０°）としている。さらに、先端は流体通路３２の内周面３２ｃに密着するように、内周面３２ｃに沿ってわずかに湾曲している（図７参照）。また、各整流壁３３ａは、流体通路３２の長手方向に沿って延設されている。
なお、整流板３３は、流入口３２ａから流体通路３２内に圧入され、流体通路３２に流れ込む流体によって回転しない強度で嵌合している。
【００３３】
次に、作用を説明する。
まず、「比較例の流体噴射ノズルの構成と課題」を説明し、続いて、実施例１の流体噴射ノズル１における「流体拡散抑制作用」を説明する。
【００３４】
「比較例の流体噴射ノズルの構成と課題」
図８は、比較例の流体噴射ノズルを示す断面図である。図９は、比較例の流体噴射ノズルを用いた際の流体の流れを示す説明図である。以下、図８及び図９に基づき、比較例の流体噴射ノズルの構成と課題を説明する。
【００３５】
図８に示すように、比較例の流体噴射ノズル１００は、保持体１０１と、チャンバ体１０２と、ノズル体１０３と、を有している。
【００３６】
前記保持体１０１は、両端が開放した円筒部材であり、一端部に図示しない流体供給装置に取り付けられた継手（図示せず）が接続可能な接続部１０１ａが形成されている。
【００３７】
前記チャンバ体１０２は、渦流形成容器１０２ａと、キャップ部材１０２ｂと、を有している。ここで、渦流形成容器１０２ａは、一端が開放すると共に他端が閉塞した大径円筒部１０２ｃと、大径円筒部１０２ｃの閉塞端部に一方の端部が一体的に形成され、他方の端部が開放した小径円筒部１０２ｄと、を有している。
そして、大径円筒部１０２ｃの周面には、渦流形成容器１０２ａの軸線に対して相対向した二つの流体導入孔１０２ｅ（ここでは一方のみを示す）が形成されている。各流体導入孔１０２ｅの向きは、渦流形成容器１０２ａの軸線に対して傾斜しており、互いに反対方向を向いている。なお、この向きは実施例１の場合と同等（図３参照）とする。一方、小径円筒部１０２ｄの周面には、周方向に等間隔に並ぶ４つの孔１０２ｆ（ここでは３つのみを示す）が形成されている。
さらに、キャップ部材１０２ｂは、両端が開放した円筒部材であり、一方の端部が大径円筒部１０２ｃの開放端部に対向密着し、このキャップ部材１０２ｂと大径円筒部１０２ｃによってチャンバCHが形成される。また、このキャップ部材１０２ｂの他方の端部には、円形のノズル用孔１０２ｇが形成されている。
なお、ノズル用孔１０２ｇの周囲には、このノズル用孔１０２ｇを取り囲む保護壁１０２ｈが形成されている。
【００３８】
前記ノズル体１０３は、円筒形状のノズル本体１０３ａと、ノズル本体１０３ａを貫通する流体通路１０３ｂと、ノズル本体１０３ａの一端に形成されたノズル部１０３ｃと、を有している。
流体通路１０３ｂは、ノズル本体１０３ａの一端に開放する流入口１０３ｅと、ノズル部１０３ｃに周縁部が取り囲まれた噴射口１０３ｆと、を有している。そして、ノズル部１０３ｃがノズル用孔１０２ｇに差し込まれた際、ノズル部１０３ｃの基部外周面に形成された当接部１０３ｄが、ノズル用孔１０２ｇの内側縁部に球面接触する。
【００３９】
そして、この比較例の流体噴射ノズル１００では、ノズル体１０３の流体通路１０３ｂ内が空洞になっており、流入口１０３ｅから流体通路１０３ｂ内に流れ込んだ流体は、流れ方向が妨げられることなく、流体通路１０３ｂの内周面に沿って渦流のまま噴射口１０３ｆから噴射される。
【００４０】
すなわち、図９に示すように、比較例の流体噴射ノズル１００において、不図示の流体供給装置から水等の流体が供給されると、この流体は保持体１０１の接続部１０１ａから渦流形成容器１０２ａの小径円筒部１０２ｄの流体導入路１０２ｊへと流れ込む。そして、小径円筒部１０２ｄの周面に形成された４つの孔１０２ｆから、チャンバ体１０２と保持体１０１の間に形成された環状流路KFへと流れ出た後、大径円筒部１０２ｃの周面に形成された一対の流体導入孔１０２ｅからチャンバCHへと流入する。
【００４１】
ここで、一対の流体導入孔１０２ｅは、渦流形成容器１０２ａの軸線に対して相対向すると共に、各流体導入孔１０２ｅの向きは、渦流形成容器１０２ａの軸線に対して傾斜している。そのため、一対の流体導入孔１０２ｅのそれぞれから大径円筒部１０２ｃに流入した流体は、大径円筒部１０２ｃの内周面に沿って流れることで渦流になる。そして、この渦流となった流体は、旋回状態を維持したままノズル体１０３の流入口１０３ｅから流体通路１０３ｂ内に流れ込んでいく。
【００４２】
このとき、流体通路１０３ｂ内が空洞であるため、旋回している流体の流れ方向が妨げられることはない。そのため、流体は流体通路１０３ｂの内周面に沿って渦流を維持したまま噴射口１０３ｆから噴射される。
【００４３】
これにより、噴射口１０３ｆから噴射する際、流体が拡散してしまい、流体の洗浄対象物への衝突で発生した衝撃波を利用して洗浄対象物表面の汚れを除去（洗浄）するときの洗浄対象物に対する衝突圧が低下してしまう。そしてこの結果、洗浄性能が低くなるという問題が生じる。
【００４４】
［流体拡散抑制作用］
図１０は、実施例１の流体噴射ノズルを用いた際の流体の流れを示す説明図である。以下、図１０に基づき、実施例１の流体拡散抑制作用を説明する。
【００４５】
実施例１の流体噴射ノズル１を用いて洗浄対象物（例えば、靴や車等）に向けて水や空気等の流体を噴射させ、流体の洗浄対象物への衝突で発生した衝撃波を利用して洗浄対象物表面の汚れを除去（洗浄）する場合について説明する。
【００４６】
このとき、流体である水は、不図示の流体供給装置から供給され、流体噴射ノズル１の保持体１０に接続された散水栓用プラグＰを有する継手Ｘを介して小径円筒部２４の内部の流体導入路２４ｃに流れ込む。そして、流体導入路２４ｃから孔２４ａを通って保持体１０と渦流形成容器２１との間に形成された環状流路KFへと流れ出る。
【００４７】
環状流路KFへ流れ出た流体は、チャンバ体２０の大径円筒部２３の周面に形成された第１,第２流体導入孔２５Ａ,２５Ｂから、渦流形成容器２１内のチャンバCHへと流れ込む。
ここで、第１,第２流体導入孔２５Ａ,２５Ｂは、それぞれ向き（大径円筒部２３を貫通する方向α,方向β）が、渦流形成容器２１の軸線Ｏ１から延びる放射方向Ｘに対して、互いに反対方向に向いている。そのため、チャンバCHへと流れ込んだ流体は、大径円筒部２３の内周面に沿って流れ、図１０に示すように、反時計回りの渦流となる。
【００４８】
そして、チャンバCH内で生じた渦流は、ノズル体３０のノズル本体３１にぶつかり、ノズル体３０は、チャンバCH内で反時計回りに公転していくと共に、時計回りに自転する。
なお、ノズル体３０は、高速で公転していくが自転は低速になる。また、ノズル体３０の公転は、当接部３１ｅが球面形状に形成されて、ノズル用孔２２ｃの周縁部である内側端部２２ｅに球面接触することにより、この当接部３１ｅの曲率中心を中心にして、ノズル用孔２２ｃの中心回りに回転していく。このとき、ノズル用孔２２ｃの内側端部２２ｅの内径寸法Ｒ０が、所定の径寸法Ｒよりも小さい値に設定されているので、ノズル体３０は流体の圧力によってノズル用孔２２ｃでロックされてしまうことなく、確実に公転及び自転していくことができる。
【００４９】
さらに、チャンバCH内で生じた渦流の一部は、ノズル体３０のノズル本体３１に形成された流入口３２ａから流体通路３２へと流れ込む。このとき、流体は、流体通路３２の内周面３２ｃに沿って流体通路３２内に入り込む。
これに対し、実施例１では、流体通路３２内に整流板３３が配置され、流体通路３２内に流れ込んだ流体の旋回を抑止し、直線流に整流する。
【００５０】
すなわち、流体通路３２の内周面３２ｃに沿って流れる流体が、整流板３３の整流壁３３ａに干渉し、この内周面３２ｃに沿った流れが阻害される。そのため、流体通路３２内での流体の旋回が抑止される。さらに、整流壁３３ａが流体通路３２の長手方向に沿って延設されているため、流体通路３２の内周面３２ｃに沿った流れが阻害された流体は、整流壁３３ａに沿って流体通路３２の長手方向に流れるようになり、直線流へと整流される。
【００５１】
そして、流体通路３２内での流体が、旋回が抑止された上、直線流に整流されたことで、噴射口３２ｂから流体が噴射する際に拡散してしまうことが抑えられ、比較的狭い範囲に向けて流体を噴射することができる。そのため、洗浄対象物に対する衝突圧の低下が抑えられ、洗浄性能の低下を防止することができる。
【００５２】
一方、ノズル体３０自体は、チャンバCH内の流体の渦流の圧力によってノズル用孔２２ｃの中心回りに公転しつつ自転するため、噴射口３２ｂの向きは時々刻々と変化する。これにより、噴射口３２ｂから噴射される流体は、螺旋を描くように噴射していくことになる。そして、洗浄対象物の表面に円を描くように流体を衝突させることができ、流体が衝突する位置は時々刻々と変化する。この結果、流体噴射ノズル１自体の向きである狙い方向は変えることなく、流体の噴射方向が変化して洗浄効率を向上することができる。
【００５３】
また、この実施例１では、整流板３３が流体通路３２の長手方向に垂直な断面の中心部（軸線Ｏ３）から等間隔を開けて放射方向に延在し、中心部（軸線Ｏ３）と流体通路３２の内周面３２ｃとの間に架け渡された３枚の整流壁３３ａを有している。
そのため、流体通路３２の内周面３２ｃに沿って流体が流れても、３枚の整流壁３３ａのいずれかに確実に干渉し、流体が旋回することを効果的に抑止することができる。また、整流板３３の位置が流体通路３２内で安定し、例えば流体の勢いで整流板３３が回転してしまったり、外れたりすることを防止できる。
【００５４】
さらに、実施例１では、３枚の整流壁３３ａが、流体通路３２の長手方向に沿って延設されている。
そのため、流体通路３２内を流れる流体を整流壁３３ａに沿わせることで、噴射口３２ｂへと向かう直線流へ整流することができ、噴射口３２ｂから噴射する際の流体の拡散をさらに抑制することができる。
【００５５】
しかも、この実施例１では、流体通路３２がノズル体３０の軸線Ｏ３に沿って延び、流入口３２ａ及び噴射口３２ｂが、軸線Ｏ３上に互いに対向するように設けられている。
そのため、流体通路３２自体がノズル体３０の軸線Ｏ３に沿った直線状になる。これにより、この流体通路３２を流れる流体の流れ方向を直線流へと円滑に整流することができ、噴射口３２ｂから噴射する際の流体の拡散をさらに抑制することができる。
【００５６】
さらに、この流体通路３２は、流入口３２ａから噴射口３２ｂに向かって、段階的に縮径しており、流入口３２ａ側の内径寸法よりも、噴射口３２ｂ側の内径寸法が小さい値になるように設定されている。
そのため、流体通路３２の断面積を噴射口３２ｂ側の方が小さくなり、この流体通路３２を流れる流体の流速を噴射口３２ｂ側で高くすることができる。そして、流体噴射ノズル１からの流体の噴射圧を向上させ、洗浄対象物に対する衝突圧の低下をさらに抑制することができる。
【００５７】
次に、効果を説明する。
実施例１の流体噴射ノズル１にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５８】
(1) 周面に流体導入孔（第１流体導入孔２５Ａ、第２流体導入孔２５Ｂ）が設けられると共に、該流体導入孔（第１流体導入孔２５Ａ、第２流体導入孔２５Ｂ）を介して内部に導入した流体を渦流にするチャンバCHと、前記チャンバCHの端部に設けられた円形のノズル用孔２２ｃと、を有するチャンバ体２０と、
前記チャンバCH内に公転及び自転可能に配置されたノズル体３０と、を備え、
前記ノズル体３０は、前記チャンバCH内の流体が流れ込む流入口３２ａ及び前記流体が噴射する噴射口３２ｂを有すると共に、前記流体が流れる流体通路３２と、
前記噴射口３２ｂの周囲に形成され、前記ノズル用孔２２ｃの周縁部（内側端部２２ｅ）に球面接触する当接部３１ｅと、
前記流体通路３２内の流体の旋回を抑止する整流板３３と、
を有する構成とした。
これにより、噴射時の流体の拡散を抑制しつつ、狙い方向を変更することなく流体の噴射方向を時々刻々と変えて洗浄効率の向上を図ることができる。
【００５９】
(2) 前記整流板３３は、前記流体通路３２の長手方向に垂直な断面の中心部（軸線Ｏ３）から等間隔を開けて放射方向に延在し、前記中心部（軸線Ｏ３）と前記流体通路３２の内周面３２ｃとの間に架け渡された複数の整流壁３３ａを有する構成とした。
これにより、(1)の効果に加え、流体の旋回を効果的に抑止することができると共に、整流板３３の位置を流体通路３２内で安定させることができる。
【００６０】
(3) 前記整流板３３を、前記流体通路３２の長手方向に沿って延設する構成とした。
これにより、(1)又は(2)の効果に加え、流体通路３２内を流れる流体を噴射口３２ｂへと向かう直線流へと円滑に整流することができ、噴射時の流体の拡散をさらに抑制することができる。
【００６１】
(4) 前記流体通路３２は、前記ノズル体３０の軸線Ｏ３に沿って延び、前記流入口３２ａ及び前記噴射口３２ｂを前記軸線Ｏ３上に配置する構成とした。
これにより、(1)から(3)のいずれかの効果に加え、流体通路３２自体をノズル体３０の軸線Ｏ３に沿った直線状にすることができ、この流体通路３２を流れる流体の流れ方向が直線流へと円滑に整流しやすくなる。
【００６２】
(5) 前記流体通路３２は、前記流入口３２ａ側の内径寸法よりも、前記噴射口３２ｂ側の内径寸法の方を小さい値に設定する構成とした。
これにより、(1)から(4)のいずれかの効果に加え、流体通路３２を流れる流体の流速を噴射口３２ｂ側で高くすることができ、流体噴射ノズル１からの流体の噴射圧を向上させることができる。
【００６３】
以上、本発明の流体噴射ノズルを実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６４】
実施例１では、整流板３３がノズル体３０の軸線Ｏ３から放射方向に延びる３枚の整流壁３３ａを有する例、つまり断面Ｙ形状の整流板を示したが、これに限らない。例えば、図１１に示すように、ノズル体３０の軸線Ｏ３から放射方向に互いに反対向きに延びる２枚の整流壁４０ａを有する整流板４０であってもよい。すなわち、この整流板４０は、断面Ｉ形状となる。
なお、ここでは、流体通路３２の内周面３２ｃに接触する先端部に、内周面３２ｃに沿う円弧部４０ｂが形成されている。この円弧部４０ｂを設けたことで、整流壁４０ａと流体通路３２の内周面３２ｃとの接触面積を拡大し、整流板４０を安定させることができる。また、この整流板４０も、流体通路３２の長手方向に沿って延設されている。
【００６５】
また、図１２に示すように、流体通路３２の内側に挿入される円筒部４１ａと、円筒部４１ａの内側及び外側に突出する３枚の整流壁４１ｂと、を有する整流板４１であってもよい。ここで、円筒部４１ａは、流体通路３２の内周面３２ｃに接触しない外形寸法となっており、ノズル体３０と同軸配置されている。また、この円筒部４１ａは、外周面から径方向外側に向けて突出した整流壁４１ｂの外側端部４１ｃが内周面３２ｃに当接することで、流体通路３２内に支持される。また、各整流壁４１ｂは、内側端部４１ｄがノズル体３０の軸線Ｏ３に向いているものの、互いに分離しており、流体通路３２の中心部分は空洞になっている。
【００６６】
さらに、図１３に示すように、流体通路３２の内周面３２ｃに密着する第１円弧部４２ａと、この第１円弧部４２ａに対向すると共に流体通路３２の内周面３２ｃに密着する第２円弧部４２ｂと、第１,第２円弧部４２ａ,４２ｂの互いの一端部を連結する第１連結整流壁４２ｃと、第１,第２円弧部４２ａ,４２ｂの互いの他端部を連結すると共に第１連結整流壁４２ｃに対向する第２連結整流壁４２ｄと、を有する整流板４２であってもよい。
ここで、第１連結整流壁４２ｃと第２連結整流壁４２ｄは、それぞれ平坦な板形状であり、平行に配置されている。
【００６７】
また、実施例１では、流体噴射ノズル１のみを図示しているが、例えば図１４に示すように、保持体１０の接続部１１に、先端に散水栓用プラグＰが設けられたホースＨを連結してもよい。これにより、本発明の流体噴射ノズル１を、水を供給する水供給装置に適用することができる。なお、ホースＨの中間部に開閉バルブＢを設けることで、この開閉バルブＢの操作によって流体噴射ノズル１からの流体噴射制御を行うことができる。
【００６８】
さらに、図１や図１４に示す散水栓用プラグＰに対し、図１５に示すような一端に散水栓用ソケットＳが設けられ、他端にエア用プラグＡが形成された継手Ｘを接続することで、本発明の流体噴射ノズル１を、空気を供給する空気供給装置に適用することができる。
【００６９】
そして、実施例１では、ノズル体３０の流入口３２ａからフランジ部３１ｄまでの外径寸法を一定にした例を示したが、これに限らず、例えば流入口３２ａ側の外径寸法の方を、フランジ部３１ｄ側の外径寸法よりも大きく設定してもよい。
これにより、チャンバCH内で渦流になった流体とノズル体３０との接触面積を拡大し、ノズル体３０を回転しやすくすることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  流体噴射ノズル
１０  保持体
２０  チャンバ体
２１  渦流形成容器
２２  キャップ部材
２２ｃ  ノズル用孔
２３  大径円筒部
２４  小径円筒部
２５Ａ  第１流体導入孔
２５Ｂ  第２流体導入孔
ＣＨ  チャンバ
ＫＦ  環状流路
３０  ノズル体
３１  ノズル本体
３１ｃ  ノズル部
３２  流体通路
３２ａ  流入口
３２ｂ  噴射口
３３  整流板
３３ａ  整流壁
【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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