JP6771404B2 - ノズル装置およびノズルユニット - Google Patents

Description

本発明は、液体等の流体を流出させるために用いられるノズル装置およびノズルユニットに関する。

従来、液体等の流体を筐体や配管から外部に流出させるために、その筐体や配管にノズル装置が組み込まれている。そして、流出する流体の用途や、筐体や配管の配設位置等に応じて、流体の流出方向を自在に設定できるように、ノズル装置の内部で流体通路の向きを変えられることが望ましい。そのため、特許文献１に記載の発明では、管部材と一体の球体をハウジングによって回転可能に保持している。特許文献２に記載の発明では、球面部を有するノズル本体が、継手本体と締め付けナットとによって構成される空間内に保持されている。

特開平５−２７２６５４号公報 特開２００８−３６８１０号公報

特許文献１，２に記載されている発明はいずれも、球体（球面部）を利用することによって管部材（ノズル本体）を比較的自由に動かすことができ、その結果、流体の流出方向を容易に変更することができる。しかし、球体（球面部）を保持するためにある程度大きな空間が必要であり、その大きな空間を構成するためには大きなハウジング（継手本体及び締め付けナットの組立体）が必要である。従って、流体を保持する筐体や流体が流れる配管の一部に、ノズル装置を組み込むための取付スペース、すなわち大きなハウジングを収容するために十分に広いスペースを確保しなければならない。そのことが、ノズル装置の配設位置、すなわち流体の流出位置の制約となるため、筐体や配管の任意の位置から自由に流体を流出させられるわけではない。

特許文献１に記載の発明では、球体を保持するハウジングに、流体通路よりも太い係止部（雄ねじ部）が形成されている。特許文献２に記載の発明でも、ノズル全体が、ノズル本体の大きさを上回る大きな雄ねじ部を構成している。従って、特許文献１，２の構成では、筐体や配管に、これらの大きな雄ねじ部を受け入れる雌ねじ部を形成しなければならない。このような雌ねじ部を、細い配管（パイプ）に形成することはスペース及び強度の問題から容易ではなく、ある程度の強度と大きさを有していて、大きな雌ねじ部を形成可能であるともに大きなハウジングを支持し得る部分にのみ、ノズルを取り付けて流体の流出位置にすることができる。すなわち、流体の流出方向を自由かつ容易に変更できるノズル装置は、配管等における取り付け位置に制約がある。言い換えると、流体の流出方向を自由かつ容易に変更できるようにすることと、配管等において流体の流出位置を自由に設定することとを両立するのは困難である。

そこで、本発明の目的は、流体の流出方向を比較的自由かつ容易に変更でき、かつその流出位置を比較的自由に設定できるようにするノズル装置およびノズルユニットを提供することにある。

本発明のノズル装置は、流体を流通または保持する、流路壁を有する流路体と、外周に球面を有しており内部に流体通路が形成されているノズル本体、ノズル本体の保持機構、および、保持機構を流路壁に固定する締結部材を有するノズルユニットと、を有し、保持機構は、ノズル本体の球面に当接する当接保持部と平坦部とをそれぞれ有する一対の薄板材で構成され、一対の薄板材の当接保持部によってノズル本体を挟んだ状態で球面を回転可能に保持することを特徴とする。

本発明によると、流体の流出方向を比較的自由かつ容易に変更でき、かつその流出位置を比較的自由に設定できる。

（ａ）は本発明の第１の実施形態のノズル装置を示す断面図、（ｂ）はその平面図である。 図１に示すノズル装置のノズルユニットの分解図である。 （ａ），（ｂ）は図２に示すノズルユニットの流出方向を変えた状態をそれぞれ示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は図２に示すノズルユニットを断面が四角形であるパイプに取り付けた構成のノズル装置を示す平面図および断面図、（ｃ），（ｄ）は図２に示すノズルユニットを断面が小さい四角形であるパイプに取り付けた構成のノズル装置を示す平面図および断面図、（ｅ），（ｆ）は図２に示すノズルユニットを断面が小さい円形であるパイプに取り付けた構成のノズル装置を示す平面図および断面図である。 本発明の第１の実施形態のノズル装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態のノズル装置の他の変形例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態のノズル装置のさらに他の変形例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態のノズル装置のさらに他の変形例を示す断面図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態のノズル装置を示す断面図、（ｂ）はその流出方向を変えた状態を示す断面図である。 （ａ）は図９に示すノズル装置の応用例を示す断面図、（ｂ）はその流出方向を変えた状態を示す断面図である。 （ａ）は本発明の第３の実施形態のノズル装置を示す断面図、（ｂ）はその流出停止状態を示す断面図である。 本発明のノズル装置を含む流体の流出機構を示す模式図である。 本発明の第４の実施形態であって、（ａ）はノズル装置を示す斜視図、（ｂ）はそのノズルユニットが取り付けられた流路壁の背面図である。 本発明の第４の実施形態のノズル装置の変形例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１，２に示す本発明の第１の実施形態のノズル装置７は、ノズルユニット１と、ノズルユニット１が取り付けられる流路体を含んでいる。ノズルユニット１は、１対の薄板材２と、ノズル本体３と、締結部材の一例であるねじ４と、ガスケット５とを有している。各薄板材２は、平坦部２ａと、平坦部２ａから屈曲形成された当接保持部２ｂと、平坦部２ａから離れるにつれて先細になっている当接保持部２ｂの中空部２ｃ（図２参照）と、当接保持部２ｂの外部に設けられている少なくとも２つの固定用穴２ｄとをそれぞれ有している。１対の薄板材２は、直接または間隔をおいて互いにほぼ重なり合うように配置され、その状態で中空部２ｃ同士が互いにほぼ重なり合っており、保持空間を構成する。当接保持部２ｂは、薄板材２の平坦部２ａから屈曲して、実質的に平坦部２ａの厚さ方向に、平坦部２ａ同士が対向する面と反対側に向かってそれぞれ延びている。図２に示すように、当接保持部２ｂは、その根元部２ｅ（当接保持部２ｂと平坦部２ａとの接続部分）の中空部２ｃの内径ｄ１よりも、先端部２ｆの中空部２ｃの内径ｄ２の方が小さい先細形状である。従って、当接保持部２ｂが薄板材２の平坦部２ａからの屈曲する部分は、平坦部２ａの厚さ方向かつ中空部２ｃの中心に向かう方向に延びている。

本実施形態のノズル本体３は、１対の薄板材２の当接保持部２ａの中空部２ｃ同士がつながることによって構成されている保持空間内に保持されており、貫通穴である流体通路３ａを有している。図示のように、ノズル本体３の球体上下を切断したような外周部が球面の一部をなす形状は、扁平化を意図し上下方向の出っ張りを短くしたものである。流体通路３ａの長手方向においてほぼ中央に位置する最大外径部３ｂから、流体通路３ａの長手方向における両端部３ｃに向かって外径が小さくなっている。すなわち、最大外径部３ｂの外径Ｄ１は両端部３ｃの外径Ｄ２よりも大きく、かつ当接保持部２ｂの根元部２ｅの中空部２ｃの内径ｄ１よりも小さく、先端部２ｆの中空部２ｃの内径ｄ２よりも大きい。従って、組み付けられた状態（図１（ａ））でノズル本体３は、当接保持部２ｂの中空部２ｃから離脱できない。その結果、ノズル本体３は、中空部２ｃ同士がつながって構成された保持空間内に挿入され、最大外径部３ｂが保持空間の内側に位置する状態で、回転可能に保持されている。保持空間の内側でノズル本体３が回転することにより、流体通路３ａの向きを変更することができ、それによって、このノズルユニット１からの流体の流出方向を変えることができる。好ましくは、ノズル本体３は保持空間から離脱不能である。このように、１対の薄板材２が、ノズル本体３の保持機構を構成している。

ほぼ重なり合う１対の薄板材２と、ノズルユニット１が取り付けられる流路体の流路壁６（図１（ａ）に２点鎖線で仮想的に図示）との間に、ガスケット５が挟み込まれている。ガスケット５は、ゴム等の弾性を有する材料からなり、薄板材２の平坦部２ａの平面形状外周輪郭と実質的に同じ平面形状外周輪郭を有しており、当接保持部２ｂが通過可能な中央穴５ａと、固定用穴２ｄとそれぞれ対向する固定用穴５ｂが設けられている。ただし、さほど高いシール性が要求されない場合には、ガスケット５を省略することもできる。

締結部材の一例であるねじ４は、重なり合う１対の薄板材２とガスケット５の、互いに重なり合う固定用穴２ｄ，５ｂを貫通して、流路壁６にねじ込まれて固定されている。

具体的には、流路体の流路壁６に設けられた穴部６ａを覆う位置に、ガスケット５を介して１対の薄板材２が配置され、ほぼ重なり合う固定用穴２ｄ，５ｂを貫通したねじ４が、流路壁６の穴部６ａの外側に設けられたねじ穴６ｂにねじ込まれて固定されている。このように、ねじ４がねじ穴６ｂにねじ込まれることによって、１対の薄板材２がガスケット５を介して流路壁６に固定される。そして、ノズル本体３は、最大外径部３ｂの外径Ｄ１と、薄板材２の当接保持部２ｂの中空部２ｃの根元部２ｅの内径ｄ１および先端部２ｆの内径ｄ２との差によって、薄板材２の保持空間内に回転可能に保持されている。従って、流路体の流路壁６に固定された薄板材２の保持空間の内側においてノズル本体３を回転させることにより、流体通路３ａの向き、すなわち流体の流出方向を自在に変えることができる。

図３（ａ）には流体の流出方向が図面左側に傾いている例を示し、図３（ｂ）には流体の流出方向が図面右側に傾いている例を示している。このように、ノズル本体３の外周の球面が薄板材２の当接保持部２ｂの内面に沿って摺動しながら、ノズル本体３は保持空間の内側で回転可能である。ノズル本体３の回転範囲は、薄板材２の平坦部２ａに平行な平面内においては３６０度回転可能であり、薄板材２の平坦部２ａの厚さ方向においては、図３（ａ），３（ｂ）に示すように、ノズル本体３が薄板材２の保持当接部２ｂの中空部２ｃの先端部２ｆから離脱しない範囲でノズル本体３を傾けることができる。なお、ノズル本体３の外周部と薄板材２の当接保持部２ｂの内周部とを精度良く形成して、互いに密着させて摩擦力を生じさせることにより、一旦移動させたノズル本体３が、その移動位置に保持され続ける構成にすることができる。その場合、ノズル本体３を再び回転させて流体の流出位置や流出方向を再度変更することは、例えば手作業でノズル本体３を回転させるなど、外力を加えることによって可能である。保持空間内におけるノズル本体３の移動し易さと、ノズル本体３を一旦移動させた後の意図しない位置ずれの防止とは相反する要求であるが、ねじ４の締め付け具合を適宜に調整し両薄板材２の間隔を調整することによって、適切なバランスに設定される。この時、１対の薄板材２の当接保持部２ｂによってノズル本体３を所定の圧力で加圧しながら挟み込んで回転可能に保持してもよく、当接保持部２ｂによってノズル本体３を加圧することなく挟み込んで回転可能に保持してもよい。

本発明のノズルユニット１は、１対の薄板材２をねじ４によって固定するだけでパイプなどの流路体の流路壁６に取り付けることができる。特許文献１，２に記載された発明のような大きなハウジングは不要であり、薄板材２の一部を屈曲させた当接保持部２ｂのみでノズル本体３を回転可能に保持できるため、ノズルユニット１全体の大きさ、特に流路壁６に垂直な方向（薄板材２の平坦部２ａの厚さ方向）の寸法が非常に小さく抑えられる。ノズルユニット１全体が小型化すると重さも軽くなるため、流路壁６には、大きなスペースも高い強度もさほど必要ではない。その結果、このノズルユニット１の取り付け位置、すなわち流体の流出位置の制約が非常に小さく、取り付け位置（流出位置）の自由度が非常に向上する。

図１（ｂ）に示すように、本実施形態のノズルユニット１の薄板材２の平坦部２ａおよびガスケット５は、一方向に長くそれに直交する方向に短い略平行四辺形の平面形状を有している。このノズルユニット１を断面が四角形状のパイプ１３Ａ（流路体）に取り付けた構成のノズル装置７を、図４（ａ），４（ｂ）に示している。そして、図４（ｃ），４（ｄ）には、より小さな四角形状の断面を有するパイプ１３Ｂ（流路体）に本実施形態のノズルユニット１を取り付けた状態を示している。このように、断面が四角形状のパイプ１３Ｂの断面の四角形の１辺の長さが、薄板材２の平坦部２ａおよびガスケット５の平面形状の長辺よりも短い場合には、パイプ１３Ｂの延びる方向に対して薄板材２の平坦部２ａおよびガスケット５の長辺が斜めになるようにノズルユニット１を傾けて取り付けることができる。特に、１つのパイプ１３Ｂに複数のノズルユニット１を取り付ける場合には、パイプ１３Ｂの延びる方向と薄板材２の平坦部２ａおよびガスケット５の長辺とが斜めになるようにノズルユニット１を配置することによって、それらのノズルユニット１の流体通路３ａ（流出位置）のピッチを小さくすることができる。そして、図示しないがパイプがより小さい場合には、パイプの延びる方向と薄板材２の平坦部２ａおよびガスケット５の長辺が平行になるようにノズルユニット１を取り付けることができる。

また、図４（ｅ），４（ｆ）に示すように、断面が円形のパイプ１３Ｃ（流体流路）に本実施形態のノズルユニット１を取り付ける場合には、パイプ１３Ｃの外周面（流路壁６）の曲率に合わせて薄板材２の平坦部２ａを湾曲させた形状に形成することによって容易に取り付け可能である。ガスケット５は弾性を有する材料からなるため、可撓性を有しており、パイプ１３Ｃの流路壁６の曲率に合わせて湾曲することが可能である。特に、パイプ１３Ｃの延びる方向と薄板材２の平坦部２ａおよびガスケット５の長辺が平行になるようにノズルユニット１を配置すると、薄板材２の平坦部２ａの短辺を湾曲させることによって取り付け可能であるため、湾曲量が小さくてすみ、加工が容易で取り付けも簡単である。このように、薄板材２が、ノズルユニット１が取り付けられる流路壁６の形状に合わせて部分的に湾曲することによって、様々な流路壁６に容易に取り付けられる。

本発明のノズルユニット１を取り付ける流路壁６を有する流路体６は、パイプに限られず、タンク状の容器の筐体など様々な部材であってよく、その取り付け面（流路壁）は平坦面に限られず、図４（ｆ）に示すように曲面にノズルユニット１を取り付けることもできる。これは、本発明では、ノズル本体３を保持する部材が、特許文献１，２のように三次元的な取り付け空間を内包した大きな剛体のハウジングではなく、厚さが薄く容易に湾曲させられる薄板材２であることによって実現している。なお、タンク状の容器等であっても、ノズル装置７から流体を流出させる際には、内部で流体がノズルユニット１の流体通路３ａへ向かう流れが生じるので、ここでは、タンク状の容器等も流路体の一種であるとみなしている。

図５には、本実施形態のノズル装置７の変形例を示している。この変形例では、流路壁６（例えばパイプの壁面）に近接する側の薄板材２の平坦部２ａの外周部が、流路壁６に向かう方向（薄板材２の平坦部２ａ同士が対向する面と反対側、すなわち当接保持部２ｂの延びる方向と同じ方向）に曲がっている。この曲げ部２ｇは、ガスケット５の外周部を外側から囲むように位置している。従って、ねじ４が流路壁６のねじ穴６ｂにねじ込まれることによって１対の薄板材２の平坦部２ａにガスケット５が押圧された際に、圧縮したガスケット５が外側に拡がって薄板材２の外周部よりも外側にはみ出すことが、曲げ部２ｇによって防止できる。ガスケット５は、薄板材２の平坦部２ａとパイプの壁面６との間の隙間から流体が漏れるのを防ぐ働きがあるが、仮にこのガスケット５が圧縮されて薄板材２の平坦部２ａの外周部よりも外側にはみ出すほどに薄くなり過ぎたら、流体の漏れを防ぐ作用が低下する。それに対し、本変形例では曲げ部２ｇによってガスケット５の外側への拡がりを抑制できるので、流体の漏れを防ぐ作用を維持できる。

ノズルユニット１の締結部材は、図１，２に示すようなねじ４に限定されない。例えば、図示しないが、先端が尖っているねじ（いわゆるタッピングスクリュー）を締結部材として用いることもできる。その場合、パイプの壁面等の流路壁６に予めねじ穴を形成する必要がない。そうすると、ノズルユニット１を取り付ける流路壁６に対する加工が少なくなるので、作業が簡単になるとともに、ノズルユニット１を取り付ける流路体の選択の幅が拡がる。さらに、図６に示す変形例のように、締結部材としてリベット９を用いることもできる。この場合、流路壁６にねじ穴ではなく単純な貫通孔を形成しておき、リベット９を、固定用穴２ｄ、５ｂと貫通孔を貫通させた状態でかしめることにより、１対の薄板材２およびガスケット５を流路壁６に離脱不能に固定することができる。ただし、リベット９をかしめるために、貫通孔を通過したリベット９の先端部分を押し潰す作業を行うためのスペースが必要である。ノズル本体３を挟持する際に当接保持部２ｂがノズル本体３に加える圧力は、図１〜５に示すように締結部材としてねじ４を用いる場合には、ねじ４の締め具合で調整することができる。図６に示すように締結部材としてリベット９を用いる場合には、リベット９のかしめ具合で圧力を調整することができる。ただし、ノズル本体３を挟持する際に、当接保持部２ｂがノズル本体３を加圧しないようにすることもできる。

図７には、本実施形態のノズル装置７のさらに他の変形例を示している。この変形例では、当接保持部２ｂの内面および外面が球面状ではなく、傾いた平坦面である。この場合、ノズル本体３の外周の球面と当接保持部２ｂの内周面とがあまり密着しないためノズル本体３が回転し易くなるが、曲面を精度良く形成するという煩雑な工程が不要になり、当接保持部２ｂの形成作業が非常に簡単になる。

図８に示す他の変形例では、流体通路３ａが、長手方向の中央部から両端部に向けてそれぞれ連続的に広がる拡径形状になっている。この構成は、ノズルユニット１から放射状に広い範囲に向けて流体を噴射するのに適している。

このように、主に１対の薄板材２とノズル本体３と締結部材（ねじ４やリベット９等）とガスケット５とを有するノズルユニット１を、流路体（パイプ１３Ａ〜１３Ｃ等）の流路壁６に取り付ける前の段階では、１対の薄板材２およびガスケット５を重ね合わせて締結部材４，９が固定用穴２ｄ，５ａを貫通した状態で、固定用穴２ｄ，５ａを貫通した締結部材４，９の先端部分を、図示しないが例えば樹脂製のキャップで覆っておくことが好ましい。それにより、ノズルユニット１を取り扱う人が締結部材４，９の先端部分によって傷つかないようになるとともに、キャップが締結部材４，９の抜け止めとして作用して、ノズルユニット１の各部材が分解せず持ち運びやすい状態に保たれる。

本発明の第２の実施形態のノズル装置７を図９（ａ），９（ｂ）に示している。本実施形態のノズル本体３は、一端部（図９（ａ）の上方の端部）は第１の実施形態（図１〜８）と同様に球体の一部を切り落とした端面を有し、他端部（図９（ａ）の下方の端部）は切り落とさず球体の形状のままで端面がほとんど存在しない状態で、一端部から他端部に至る流体通路３ａが形成されたものである。そして、流体通路３ａの内面には雌ねじ部が形成されている。このノズル本体３も、第１の実施形態と同様に、流体通路３ａの長手方向においてほぼ中央に位置する最大外径部３ｂから、流体通路３ａの長手方向における両端部３ｃ（前述した一端部と他端部）に向かって外径が連続的に小さくなっている。そして、最大外径部３ｂの外径Ｄ１は両端部３ｃの外径Ｄ２よりも大きく、かつ流体通路３ａの内径ｄ１よりも小さく当接保持部２ｂの中空部２ｃの先端部２ｆの内径ｄ２よりも大きい。その結果、中空部２ｃ同士がつながって構成されている保持空間内に挿入されたノズル本体３は、重なり合う両薄板材２の当接保持部２ｂの先端部同士の間で回転可能に保持される。この構成によると、ノズル本体３を形成するための加工工程が簡略化される。

本実施形態の応用例が、図１０（ａ），１０（ｂ）に示されている。前述したように本実施形態の流体通路３ａには雌ねじ部が形成されており、この雌ねじ部にねじ込まれる雄ねじ部を少なくとも一部に有する中空の管部材１０がノズル本体３に取り付けられる。本発明のノズルユニット１は、流路壁６に垂直な方向（薄板材２の平坦部２ａの厚さ方向）の寸法が非常に小さいという利点を有しているが、流体の流出性能（噴射性能）を向上させるためより長い流出路が求められる場合がある。そのような場合には、図９（ａ）に示すように１対の薄板材２およびガスケット５を締結部材（ねじ４等）によって流路体の流路壁６（パイプ等の壁面）に取り付けた後に、図１０（ａ）に示すように、管部材１０の雄ねじ部を流体通路３ａの雌ねじ部にねじ込むことによって管部材１０をノズル本体３に取り付ける。管部材１０は流体通路３ａの延長部になって長い流出路を構成する。これにより、締結部材４による流路壁６への取り付けの前の段階では、１対の薄板材２およびガスケット５とノズル本体３の厚さ方向の寸法を非常に小さく保ち、取り扱いや取り付けが容易であり、ノズルユニット１の取り付け後は、管部材１０を利用することによって流体の流出性能（噴射性能）、例えば流出方向の精度の向上が図れる。このように管部材１０が取り付けられて流出路が長くなった状態で、図１０（ｂ）に例示するようにノズル本体３と管部材１０を一体的に回転させることで、流体の流出方向を変えることができる。この構成において、流体の流出を中止したい場合には、管部材１０の代わりに、雌ねじ部にねじ込まれる雄ねじ部を少なくとも一部に有する栓（図示せず）をノズル本体３に取り付ければよい。

本発明の第３の実施形態のノズル装置７を図１１（ａ），１１（ｂ）に示している。本実施形態のノズル本体３は球体に流体通路３ａが形成された形状であり、流体通路３ａの長手方向の両端部３ｃにおいて球体は切り落とされておらず、端面はほとんど存在しない。この構成によると、ノズル本体３を形成するための加工工程がさらに簡単である。このノズル本体３も、第１，２の実施形態と同様に、流体通路３ａの長手方向においてほぼ中央に位置する最大外径部３ｂから、流体通路３ａの長手方向における両端部３ｃに向かって外径が連続的に小さくなっている。そして、最大外径部３ｂの外径Ｄ１は両端部３ｃの外径（流体通路３ａの内径にほぼ等しい）よりも大きく、かつ中空部２ｃの根元部２ｅの内径ｄ１よりも小さく先端部２ｆの内径ｄ２よりも大きい。その結果、１対の中空部２ｃからなる保持空間に挿入されたノズル本体３は、重ね合わせられた両薄板材２の当接保持部２ｂの先端部２ｆ同士の間で回転可能に保持されている。本実施形態のノズル本体３はほぼ球体であるため、薄板材２の平坦部２ａに平行な平面内において３６０度回転可能であるとともに、薄板材２の平坦部２ａの厚さ方向においても実質的に３６０度回転可能である。ノズル本体３の外周に切り欠き部３ｄ（一か所に限定されない）が設けられており、この切り欠き部３ｄに工具（図示せず）等を引っかけることにより、ノズル本体３を容易に回転させることができる。このように、本実施形態ではノズル本体３の回転の自由度が非常に高く、ほぼ自在に回転させることができる。この構成において流体の流出を中止したい場合には、図１１（ｂ）に示すように、流体通路３ａを薄板材２の平坦部２ａの板面と平行になるように回転させて、流体通路３ａの両端部が当接保持部２ａで覆われるようにすればよい。この構成によると、ノズル本体３が、１対の当接保持部２ａの間から離脱することはない。

以上説明した各実施形態のノズルユニット１を、図１２に示すように配管を構成するパイプ（流路体）の流路壁６に取り付けてノズル装置７を構成することができる。この流路体には、流体を噴射する圧力を発生するためのポンプ１１が接続されている。ノズル装置７によって、例えばマシニングセンタにおいて、機械加工を行う工具及び被加工物の加工部に向けて液状のクーラントを供給することが容易にできる。１本のパイプに１つのノズルユニット１を取り付けて１つの流出部を構成してもよいが、図１２に示す例のように、１本の流路壁６（パイプ）に複数のノズルユニット１を取り付けて複数の流出部を構成し、複数個所に同時に流体（例えばクーラント）を供給することもできる。また、図示しないが、液体を収容する流路壁６（容器）の壁面に複数のノズルユニット１を取り付けて、容器から直接液体を流出噴射する流出機構を形成することもできる。

図１３には本発明の第４の実施形態のノズル装置７を示している。図１３（ａ）は本実施形態のノズル装置７の斜視図である。図１３（ｂ）は、本実施形態のノズル装置７の流路体８の流路壁８ａの流路体８の内側に向いた面を示す、矢印Ａ方向に見た背面図である。本実施形態の流路体８では、１つの流路壁８ａが他の部分（本体部８ｂ）と一体ではなく別部材として形成されており、この別部材である流路壁８ａに複数のノズルユニット１が取り付けられている。この時、ノズルユニット１は流路壁８ａの内側の面（流路体８の内部に向いた面）に取り付けられている。従って、外部からこの流路体８を見ると、流路壁８ａの穴部から露出している流体通路３ａと固定用穴から露出しているねじ４（締結部材）の先端部を除いて、ノズルユニット１のほとんどの部分が流路壁８ａに覆われて隠れている。すなわち、ノズルユニット１は流体通路３ａ以外は外部からほとんど視認されず美観を損ねない状態で、前述した各実施形態と同様に液体流出が可能で、その流出方向を自在に変えられるという利点を有する。図１３には、３つのノズルユニット１を有するノズル装置７が示されており、３つのノズルユニット１の流体流出方向がそれぞれ異なっている状態が流体通路３ａの開口方向によって示されている。仮に、締結部材として図６と同様なリベット９を用いる場合には、軽くかしめておいて薄板材２と流路壁の間隔やノズル本体に加える圧力を調整することができる。

本実施形態によると、流路体８の本体部分８ｂに接合する前の１枚の板部材である流路壁８ａにノズルユニット１を取り付けた後に、ノズルユニット１が取り付けられた流路壁８ａを本体部分８ｂに接合して流路体８を構成することにより、ノズル装置７が完成する。この方法によると、図１３に示すように、流路壁８ａの内側の面にノズルユニット１を取り付けることが容易にできる。そして、この方法によると、完成した配管状または容器状の流路体に対してノズルユニット１を取り付ける方法よりも、作業（特にノズルユニット１の取り付け作業）が極めて容易である。

本実施形態において、固定用穴を貫通穴ではなく流路壁の内側の面のみに開口する有底穴にして、ねじ４が流路壁８ａの板厚方向の中間部までしか到達しない構成にすると、図１４に示すように、ねじ４の先端部も外部から見えなくなり、流体が流出する穴である流体通路３ａ以外は視認されなくなる。従って、外観を損なうことなく本発明の効果を得ることができる。また、本実施形態において、流体の流出を行わない時には、図１４に示すように、流体通路３ａを塞ぐための栓１２を取り付けることができる。図９に示す構成と同様に流体通路に雌ねじ部が予め形成されている場合には、雄ねじ部を有する栓１２を用いて、雄ねじ部を雌ねじ部にねじ込むことによって栓１２を流体通路３ａに固定して流出不能にすることができる。あるいは、流体の流出を行わない時に、図１１（ｂ）に示す状態と同様に流体通路３ａが当接保持部２ｂに塞がれて露出しないようにすることもできる。

本発明のノズルユニット１を構成する薄板材２やノズル本体３や締結部材（ねじ４やリベット９など）は、金属製であっても樹脂製であってもよい。図１０（ａ），１０（ｂ）に示す管部材１０も金属製であっても樹脂製であってもよい。ただし、これらの部材が、金属や樹脂以外のその他の材料で形成されていても構わない。ガスケット５は弾性を有する樹脂材料からなることが好ましく、図示しないキャップも樹脂製であることが好ましい。ただし、ガスケットやキャップが樹脂以外の材料（例えば金属）で形成されていてもよい。

以上説明したように、本発明によると、非常に小型で、特に厚さ方向（流路壁６，８ａに垂直な方向）の寸法が極めて小さく、軽量化が可能なノズルユニット１およびノズル装置７を提供することができる。その結果、流路体の流路壁６，８ａ（配管や筐体のノズル取り付け部）にさほど大きなスペースや強度を必要としないため、取り付け位置の制約が極めて小さくなる。また、このノズルユニット１は、流体通路３ａの向きを容易かつ比較的自在に変えることが可能であり、流体の流出位置及び流出方向を任意に設定できる。さらに、ノズル本体３を１対の薄板材２の間に収容する作業は非常に容易であり、ハウジング内への球体の圧入が必要な特許文献１に記載の発明等に比べて、ノズル装置７の製造工程が極めて簡単である。本発明のノズルユニット１の取り付け及び取り外しも非常に容易であり、締結部材としてねじ４を用いる場合には、スパナ等を用いる必要が無く、ドライバ１つで容易に固定でき、取り付けのための作業スペースが小さくて済む。特許文献１，２に記載の発明のようにノズルのハウジング自体の一部が雄ねじ部を構成している場合には、取り付け後のノズルが、パイプ等の外部部材の壁面（取付部）から外方へ大きく突出する突起物になるが、本発明のノズルユニット１は流路壁６，８ａから外方への突出量が非常に小さく、あまり目立つことはなく、邪魔になることもない。

１ ノズル
２ 薄板材
２ａ 平坦部
２ｂ 当接保持部
２ｃ 中空部
２ｄ 固定用穴
２ｅ 根元部
２ｆ 先端部
３ ノズル本体
３ａ 流体通路
３ｂ 最大外径部
３ｃ 端部
４ ねじ（締結部材）
５ ガスケット
５ａ 中央穴
５ｂ 固定用穴
６ 流路壁
６ａ 穴部
６ｂ ねじ穴
７ ノズル装置
８ 流路体
８ａ 流路壁
８ｂ 本体部分
９ リベット（締結部材）
１０ 管部材
１１ ポンプ
１２ 栓
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｄ パイプ（流路体）

Claims (14)

1. 流体を流通または保持する、流路壁を有する流路体と、
   外周に球面を有しており内部に流体通路が形成されているノズル本体、前記ノズル本体の保持機構、および、前記保持機構を前記流路壁に固定する締結部材を有するノズルユニットと、
   を有するノズル装置であって、
   前記保持機構は、前記ノズル本体の前記球面に当接する当接保持部と平坦部とをそれぞれ有する一対の薄板材で構成され、一対の前記薄板材の前記当接保持部によって前記ノズル本体を挟んだ状態で前記球面を回転可能に保持することを特徴とするノズル装置。
2. 前記当接保持部は、前記平坦部から屈曲した形状であって、前記平坦部から離れるにつれて先細になる中空部を有する形状である、請求項１に記載のノズル装置。
3. 前記ノズル本体は、一対の前記薄板材の前記当接保持部の前記中空部同士がつながることにより構成されている保持空間内に保持されている、請求項２に記載のノズル装置。
4. 前記薄板材と前記流路壁との間に配置されるガスケットをさらに有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のノズル装置。
5. 前記締結部材は前記流路壁に固定されるねじである、請求項１から４のいずれか１項に記載のノズル装置。
6. 前記ねじはタッピングスクリューである、請求項５に記載のノズル装置。
7. 前記締結部材は前記流路壁にかしめられるリベットである、請求項１から４のいずれか１項に記載のノズル装置。
8. 前記ノズル本体は、球体に貫通穴状の前記流体通路が形成された形状である、請求項１から７のいずれか１項に記載のノズル装置。
9. 前記ノズル本体の前記流体通路に、前記流体通路の延長部になる管部材が取り付けられる、請求項１から８のいずれか１項に記載のノズル装置。
10. 前記薄板材は、前記流路壁の形状に合わせて部分的に湾曲している、請求項１から９のいずれか１項に記載のノズル装置。
11. 前記締結部材が前記保持機構を前記流路壁に固定した状態で、前記一対の薄板材の前記当接保持部は、前記ノズル本体を加圧しながら挟持する、請求項１から１０のいずれか１項に記載のノズル装置。
12. 前記ノズルユニットは、前記流路壁の前記流路体の内側に向いた面に取り付けられている、請求項１から１１のいずれか１項に記載のノズル装置。
13. 前記流路壁は前記流路体の本体部分に対して着脱可能である、請求項１から１２のいずれか１項に記載のノズル装置。
14. 外周に球面を有しており内部に流体通路が形成されているノズル本体と、前記ノズル本体の保持機構と、前記保持機構を前記流路壁に固定する締結部材と、を有し、
    前記保持機構は、前記ノズル本体の前記球面に当接する当接保持部と平坦部とをそれぞれ有する一対の薄板材で構成され、一対の前記薄板材の前記当接保持部によって前記ノズル本体を挟んだ状態で前記球面を回転可能に保持することを特徴とするノズルユニット。

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