ノズル可動装置
【課題】従来のノズル可動装置では、可動部分の密閉性が悪く、内部の流体が漏れやすいためノズルから噴出する気流の風量が減少して効率が悪化する課題があり、またノズルの可動部分に微小な隙間があるため、内部に流入する気体中の微小な粉塵が目詰まりしやすく、ノズルの動作不良が発生するなどの課題があり、ノズルの可動部分の密閉状態を保ちつつノズルの可動を可能にする弾性体とすることで密閉性を向上させて内部の流体が漏れないようにし、またノズルの可動部分に微小な隙間を持たないため粉塵による目詰まりがなく、ノズルの動作不良が発生せず信頼性の高いノズル可動装置を提供することを目的としている。
【解決手段】ノズル３を剛体で形成し、噴出口４側を自由端とし、流入口５側を弾性体６で保持したものであり、ノズル３が可動した際は弾性体６の弾性力によって適宜伸縮し、ノズル３と弾性体６との間に隙間が生じないという作用を有する。
【解決手段】ノズル３を剛体で形成し、噴出口４側を自由端とし、流入口５側を弾性体６で保持したものであり、ノズル３が可動した際は弾性体６の弾性力によって適宜伸縮し、ノズル３と弾性体６との間に隙間が生じないという作用を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風装置によってノズルに供給された気流を可動させて噴出するノズル可動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノズルを可動させながら流体を噴出するノズルは、例えば特許文献１による方法が提案されており、図１１を参照しながら説明する。
【０００３】
噴射口１０１を持つ円柱状のノズル１０２は気流が流入する流入室１０３の内部に噴射口１０１を外部に臨ませた状態で組み込まれ、流入室１０３内に通風による旋回流によってノズル１０２は首振り運動が発生し、螺旋状に噴流を吹き出すことが可能な可動ノズルがある。
【０００４】
また、手に付着した水滴を噴流によって除去する手乾燥装置において、特許文献２によるノズルを回転運動させながら噴流を噴射する方法が提案されており、図１２を参照しながら説明する。
【０００５】
送風装置２０１からダクト２０２を介して円筒状の回転ノズル２０３に設けられた吹出口２０４に気流が送られる構成であって、回転ノズル２０３はダクト２０２に円筒の軸方向に回転自在に取り付けられ、吹出口２０４は回転ノズルの外周面に列状に複数設けられ、且つ吹出口２０４は円周方向へ適宜間隔に複数設置され、回転ノズル２０３の外周側には、吹出口２０４の吹出方向を規制する制御窓２０５を備えたノズルカバーが設けられている。
【特許文献１】特開２００３−２５１２２８号公報
【特許文献２】特開平９−７２６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来のノズル可動装置では、特に可動部分の密閉性が悪く、内部の流体が漏れやすいためノズルから噴出する気流の風量が減少して効率が悪化するという課題があり、またノズルの可動部分に微小な隙間があるため、内部に流入する気体中の微小な粉塵が目詰まりしやすく、ノズルの動作不良が発生するなどの信頼性が低いという課題がある。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ノズルの可動部分の密閉状態を保ちつつノズルの可動を可能にする弾性体とすることで密閉性を向上させ、内部の流体が漏れないことができ、効率の良いノズル可動装置を提供することを目的としている。また、ノズルの可動部分に微小な隙間を持たないため、粉塵による目詰まりがなく、ノズルの動作不良が発生せず信頼性の高いノズル可動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のノズル可動装置は、上記目標を達成するためノズルを剛体で形成し、噴出口側を自由端とし、流入口側を弾性体で保持したことを特徴とする。そして、本発明によればノズルの可動部分の密閉状態を保ちつつノズルの可動を可能にする弾性体とすることで密閉性を向上させ、内部の流体が漏れなくすることで効率を良くすることができるとともにノズルの可動部分に微小な隙間を持たないため、粉塵による目詰まりがなく、ノズルの動作不良が発生せず信頼性の高いノズル可動装置が得られる。
【０００９】
また、弾性体にはノズルが貫通しており、且つノズルの外周に面圧かけて保持する構成としたことを特徴とする。
【００１０】
また、弾性体がノズルを保持するノズル保持面の面積は、ノズルの断面積の２倍以上としたことを特徴とする。
【００１１】
また、噴流方向変更手段はノズルに往復運動を伝える案内板を備え、案内板を可動させることによってノズルを傾斜させて噴流方向を変更する構成であって、ノズルの流入口の形状は、流入口に向かって断面積が拡大する方向にテーパ部を有し、且つテーパ部の角度は、ノズルが傾斜する角度より小さくしたことを特徴とする。
【００１２】
また、案内板は外周に案内板支持面を備えた板状で形成され、前記案内板支持面は対称位置に２面備え、且つ２面間距離を等しくしたものであり、ローラは円周にローラ支持面を備え、前記案内板支持面に前記ローラ支持面が正接するように複数配設して前記案内板を往復移動可能に支持したことを特徴とする。
【００１３】
また、案内板支持面とローラ支持面の形状は、いずれか一方が凹状で、他方が凸状として噛み合わせ、前記ローラのラジアル方向とスラスト方向の両方の荷重を支持できるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、案内板の重心は案内板支持面間に位置するように形成され、ローラは前記案内板の重心に対し、両持ち支持となるように複数配設したことを特徴とする。
【００１５】
また、案内板の重心近傍にローラを配設したことを特徴とする。
【００１６】
また、案内板支持面とローラ支持面には一定の面圧が掛かるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また、モータに偏心軸を備えたクランクが接続され、クランクの偏心軸とリンクの一端が連結され、リンクの他端が案内板と接続されることで案内板の往復動作を可能とした構成であって、リンクと案内板を連結する位置はローラの支持点間としたことを特徴とする。
【００１８】
また、複数のローラの回転軸は少なくとも一箇所以上交わることを特徴とする。
【００１９】
また、建築物の出入口に備えられ、室内空気を天井面から床面に向かって気流を発生させて、屋外空気が室内へ流入することを防止するエアーカーテン装置であって、本発明のノズル可動装置を用いたエアーカーテン装置である。
【００２０】
また、人体の衣服に付着した異物を、噴流によって吹き飛ばすエアーシャワー装置であって、本発明のノズル可動装置を用いたエアーシャワー装置である。
【００２１】
また、人体もしくは物体に付着した水滴を、噴流によって吹き飛ばして乾燥させる水切り装置であって、本発明のノズル可動装置を用いた水切り装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ノズルは弾性体によって隙間無く保持されるため、吹出風路内の気流が漏れることが無いため、ノズルから噴出される噴流の風量が減少せず、効率が良いという効果があり、また、ノズルの可動部分に微小な隙間を持たないため、粉塵による目詰まりがなく、ノズルの動作不良が発生せず信頼性の高いノズル可動装置を提供できる。
【００２３】
また、弾性体にはノズルが貫通しており、且つノズルの外周に面圧かけて保持する構成としたことにより同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００２４】
また、弾性体がノズルを保持するノズル保持面の面積は、ノズルの断面積の２倍以上としたことにより同様の効果があり、且つ弾性体の伸縮量を確保することができ、ノズルが可動しても柔軟にノズルを保持し続けることができる、すなわちノズルが弾性体から受ける反力を小さくできるため、ノズルを可動させるために必要なエネルギーを小さくすることができるノズル可動装置を提供できる。
【００２５】
また、噴流方向変更手段はノズルに往復運動を伝える案内板を備え、案内板を可動させることによってノズルを傾斜させて噴流方向を変更する構成であって、ノズルの流入口の形状は、流入口に向かって断面積が拡大する方向にテーパ部を有したものであり、ノズルが弾性体から外部に向かって脱落することが無く、且つ吹出風路内の空気が流入しやすい形状となるため、急縮小による圧力損失を低減できるため同様の効果がある。
【００２６】
また、テーパ部の角度はノズルが傾斜する角度より小さくすることで、ノズルの傾斜が最大となってもテーパ部は弾性体と接触することがないため、接触による抵抗を受けること無く傾斜させることができ、ノズルを可動させるために必要なエネルギーを小さくすることができるという効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００２７】
また、案内板は外周に案内板支持面を備えた板状で形成され、前記案内板支持面は対称位置に２面備え、且つ２面間距離を等しくしたものであり、ローラは円周にローラ支持面を備え、前記案内板支持面に前記ローラ支持面が正接するように複数配設して前記案内板を往復移動可能に支持したことにより、案内板支持面とローラ支持面は転がり接触となり、案内板が往復移動する際に抵抗を受けにくいため、ノズルを可動させるために必要なエネルギーを小さくすることができ、且つ滑り接触では無いため、磨耗が発生すること無く耐久性を向上させることができ、さらに案内板支持面は案内板の外周に備えたことで、支持剛性を高められ、往復移動時の振動を低減することで信頼性の高いノズル可動装置を提供できる。
【００２８】
また、案内板支持面とローラ支持面の形状は、いずれか一方が凹状で、他方が凸状として噛み合わせ、前記ローラのラジアル方向とスラスト方向の両方の荷重を支持できるようにしたことにより、案内板はローラによって確実に支持され、案内板が往復移動した際にがたつきが発生せず、支持部に偏磨耗が発生したり、案内板が異常振動することがないため、信頼性の高いノズル可動装置を提供できる。
【００２９】
また、案内板の重心は、案内板支持面間に位置するように形成され、ローラは案内板の重心に対し、両持ち支持となるように複数配設したことにより、案内板が往復移動する際に案内板の重心に慣性力が発生しても案内板にモーメントが発生しないため、案内板が変形することが無いため同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００３０】
また、案内板の重心近傍にローラを配設したことにより案内板の重心に重力が発生しても、支点であるローラが近傍にあるため、案内板に発生するたわみを小さくでき、案内板の変形による強度劣化を防止できるため同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００３１】
また、案内板支持面とローラ支持面には一定の面圧が掛かるようにしたことにより、ローラと案内板は隙間無く支持され、すべりを発生させることが無いため、磨耗が発生することなく、同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００３２】
また、モータに偏心軸を備えたクランクが接続され、クランクの偏心軸とリンクの一端が連結され、リンクの他端が案内板と接続されることで案内板の往復動作を可能とした構成であって、リンクと案内板を連結する位置はローラの支持点間としたことにより、リンクが案内板の移動方向に対して傾斜して運動エネルギーを伝達する際に発生する垂直方向の力によって案内板にモーメントが発生しないため、案内板が変形することが無い同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００３３】
また、複数のローラの回転軸は少なくとも一箇所以上交わることにより、リンクが案内板の移動方向に対して傾斜して運動エネルギーを伝達する際に発生する垂直方向の力をローラのラジアル方向とスラスト方向の両方で支持することができる。ここで、ローラはラジアル方向の荷重に対する耐荷重に比べて、スラスト方向の荷重に対する耐荷重が小さいため、ローラのスラスト方向のみで支持する場合と比較してローラにかかる負荷を小さくすることができ、ローラの信頼性が向上するため、同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００３４】
また、建築物の出入口に備えられ、室内空気を天井面から床面に向かって気流を発生させて、屋外空気が室内へ流入することを防止するエアーカーテン装置であって、本発明のノズル可動装置をエアーカーテン装置に利用したものであり、従来はスリット状のノズルを建築部の出入口の上部に備え、出入口全体に噴流を噴出して屋外空気と屋内空気を遮断していたため、ノズルの開口面積が広く、多くの風量を必要としていたが、本発明のノズル可動装置を用いることで、噴流を往復可動させて出入口全体に噴流を行き渡らせられるためノズルの開口面積を少なくでき、送風装置の消費電力を低減できる。また、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置であるため、例えば粉塵が発生する工場にも設置可能であり、設置場所を選ばないエアーカーテン装置を提供できる。
【００３５】
また、人体の衣服に付着した異物を、噴流によって吹き飛ばすエアーシャワー装置であって、本発明のノズル可動装置をエアーシャワー装置に利用したものであり、従来は静止したノズルから噴流が噴出されており、人体に噴流が接触する場所が限定され、噴流が接触しない場所に付着した埃などの異物が残ってしまうことがあったが、本発明のノズル可動装置を用いることで、噴流が往復可動するため、噴流が人体に接触する面積を広くできるため、人体に付着した異物が残ることなく完全に除去できる。また、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置であるため、設置場所を選ばないエアーシャワー装置を提供できる。
【００３６】
また、人体もしくは物体に付着した水滴を、噴流によって吹き飛ばして乾燥させる水切り装置であって、本発明のノズル可動装置を水切り装置に利用したものであり、従来は人体もしくは物体に付着した水滴を噴流で吹き飛ばすため、水滴が付着している範囲全体に噴流を接触させるために多くの風量が必要であったが、本発明のノズル可動装置を用いることで、噴流を往復可動させて水滴が付着している場所全体に噴流を行き渡らせられるため、ノズルの開口面積を少なくでき、送風装置の消費電力を低減できる。また、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置であるため、例えば粉塵が発生する工場にも設置可能であり、設置場所を選ばない水切り装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の請求項１記載の発明は、ノズルを剛体で形成し、噴出口側を自由端とし、流入口側を弾性体で保持したものであり、ノズルが可動した際は弾性体の弾性力によって適宜伸縮し、ノズルと弾性体との間に隙間が生じないという作用を有する。
【００３８】
また、弾性体がノズルを保持するノズル保持面の面積は、ノズルの断面積の２倍以上としたものであり、ノズルが可動した際に弾性体の伸縮量を確保できるという作用を有する。
【００３９】
また、噴流方向変更手段は、ノズルに往復運動を伝える案内板を備え、案内板を可動させることによってノズルを傾斜させて噴流方向を変更する構成であって、ノズルの流入口の形状は、流入口に向かって断面積が拡大する方向にテーパ部を有し、且つテーパ部の角度は、ノズルが傾斜する角度より小さくしたものであり、ノズルの流入口側にテーパ部を設けることで、ノズルが弾性体から外部に向かって脱落することが無く、且つ吹出風路内の空気が流入しやすい形状となる。また、テーパ部の角度はノズルが傾斜する角度より小さくすることで、ノズルの傾斜が最大となってもテーパ部は弾性体と接触することがないという作用を有する。
【００４０】
また、案内板は外周に案内板支持面を備えた板状で形成され、前記案内板支持面は対称位置に２面備え、且つ２面間距離を等しくしたものであり、ローラは円周にローラ支持面を備え、前記案内板支持面に前記ローラ支持面が正接するように複数配設して前記案内板を往復移動可能に支持したものであり、支持部は転がり接触となることで往復移動する際に摩擦が発生せず、抵抗を受けにくい。また、案内板支持面は案内板の外周に備えたことで、支持剛性を高めることができるという作用を有する。
【００４１】
また、 案内板支持面とローラ支持面の形状は、いずれか一方が凹状で、他方が凸状として噛み合わせ、前記ローラのラジアル方向とスラスト方向の両方の荷重を支持できるようにしたものであり、案内板はローラによって確実に支持されるという作用を有する。
【００４２】
また、案内板の重心は案内板支持面間に位置するように形成され、ローラは前記案内板の重心に対し、両持ち支持となるように複数配設したものであり、案内板が往復移動する際に案内板の重心に慣性力が発生しても案内板にモーメントが発生しないという作用を有する。
【００４３】
また、案内板の重心近傍にローラを配設したものであり、案内板の重心に重力が発生しても、支持点であるローラが近傍にあるため、案内板に発生するたわみを小さくすることができるという作用を有する。
【００４４】
また、案内板支持面とローラ支持面には一定の面圧が掛かるようにしたものであり、案内板を保持するローラは、ローラと案内板は隙間無く支持されるという作用を有する。
【００４５】
また、モータに偏心軸を備えたクランクが接続され、クランクの偏心軸とリンクの一端が連結され、リンクの他端が案内板と接続されることで案内板の往復動作を可能とした構成であって、リンクと案内板を連結する位置はローラの支持点間としたものであり、リンクが案内板の移動方向に対して傾斜して運動エネルギーを伝達する際に発生する垂直方向の力によって案内板にモーメントが発生しないという作用を有する。
【００４６】
また、複数のローラの回転軸は少なくとも一箇所以上交わるようにしたものであり、リンクが案内板の移動方向に対して傾斜して運動エネルギーを伝達する際に発生する垂直方向の力をローラのラジアル方向及びスラスト方向の両方で支持することができるという作用を有する。
【００４７】
以下、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。
【００４８】
（実施の形態１）
図１及び図２に示すように、例えばファンモータなどの送風装置１によって送風された気流が送風装置１の吹出側と接続された吹出風路２を通ってノズル３まで気流を案内し、ノズル３に設けられた噴出口４から噴流を噴射する構成となっている。ノズル３は例えば成形可能なＡＢＳやＰＰなどの合成樹脂で製作された剛体で形成され、一端に噴出口４を備え、他端には流入口５が備えられている。ノズル３の流入口５は、弾性体６によって保持されており、弾性体６は、吹出風路２の開口部に隙間無く設置されている。また、噴流方向変更手段７は、ノズル３の近傍に設置されている。
【００４９】
図３に示すように噴流方向変更手段７は、モータ８としての例えばＤＣブラシレスモータと、モータ８に接続され、偏心軸９を備えたクランク１０と、偏心軸９とリンク１１の一端が回転自在に連結され、リンク１１の他方と回転自在に連結された案内板１２と、案内板１２を支持するローラ１３で構成され、モータ８の回転運動を案内板１２の往復運動に変換するスライダークランク機構を構成している。
【００５０】
また、案内板１２には複数の開口穴１４を備え、それぞれの開口穴１４にノズル３を貫通させることにより、案内板１２が往復運動する際には、開口穴１４の壁面とノズル３が接触してノズル３が傾斜し、噴出口４から噴出する噴流の方向が変更される。
【００５１】
上記構成において、ノズル３は、流入部を例えばシリコンゴムなどの弾性体６で保持されることで、ノズル３が傾斜した際には、弾性体６の弾性力によって伸縮及び変形しながらノズル３が保持されるため、ノズル３が可動してもノズル３と弾性体６との間には隙間が生じない。したがって、ノズル３が可動しても吹出風路２内の気流が外部に漏れることが無く、送風効率を高められる。
【００５２】
また、弾性体６は柔軟性の高い材質を選定することが望ましく、一般的にゴム材料の硬度は２０〜１００度まである中で硬度５０度以下の材料を選定することが適当であり、ノズル３を可動させて弾性体６が変形や伸縮した際に強い反力が発生することが無いため、モータ８を用いてノズル３を可動させる際にはその動力を減らすことができ、機構部品であるクランク１０及びリンク１１及び案内板１２にかかる荷重を減らせられ、機構部品に発生するひずみを低減できることから信頼性を向上させることができる。
【００５３】
また、弾性体６の形状は板厚が０．５〜３ｍｍのシート状とすることで、弾性体６が変形しやすくなるため、同様に信頼性を向上させることができる。
【００５４】
また、図４に示すように、ノズル３は弾性体６に貫通して保持されており、弾性体６がノズル３を保持する面をノズル保持面１５と呼び、ノズル保持面１５はノズル３の断面積の２倍以上とすることで、ノズル３が傾斜した際に弾性体６の変形や伸縮する面積を確保できる。ノズル保持面１５の面積は広いほど伸縮量に対する面積を大きくできるため、より柔軟に弾性変形が可能であるが、装置の大きさが大きくなるため、装置の大きさによって適宜決定することが望ましい。
【００５５】
また、ノズル３の流入部５と弾性体６との保持部は、例えばノズルが円筒形状である場合、ノズル３の外径に対して弾性体６に備えた穴の穴径を小さくしてノズル３をはめ込むことで弾性体６が弾性変形し、ノズル３の外周に常に面圧がかかる状態で保持されるため、ノズル３が傾斜することにより、弾性体６が変形や伸縮してもノズル３の保持部分は常に密着状態で保持され続けるため、空気漏れが発生しない。一例としては、面圧を１ｋＰａとしたものである。
【００５６】
また、ノズル３の流入口５の形状を流入口５に向かうにつれて断面積を拡大する方向にテーパ部１６を備えたものであり、例えばノズル３の最大傾斜角度に対してテーパ部１６の角度を０度以上１０度以下程度に設定しても良い。
【００５７】
案内板１２は外周に案内板支持面１７を備え、ローラ１３の円周に備えられたローラ支持面１８と転がり接触しており、案内板支持面１７に複数のローラ１３を配置することで案内板１２を往復運動可能に支持しており、本発明の実施の形態ではローラ１３を４個配置して案内板１２を支持する構成としている。ここで、案内板１２の支持方法としてローラ１３を用いることで、案内板支持面１７とローラ支持面１８は転がり接触となり、磨耗が発生することがなく耐久性に優れ、且つ転がり支持であるため抵抗が少なく、案内板１２が往復運動する際に必要な動力が小さくできるため、機構部品にかかる荷重を減らすことができ、機構部品に発生するひずみを低減できることから信頼性を向上させることができる。また、ローラ１３の代わりにボールを用いた支持方法であっても同様の効果がある。
【００５８】
また、案内板支持面１７及びローラ支持面１８のどちらか一方を凸形状とし、他方を凹形状として噛み合わせることで、ローラ１３は案内板１２をラジアル方向に加えてスラスト方向にも支持できるため、案内板１２が往復運動する際にがたつくことがなく、振動が発生しない。一例として案内板支持面１７を円弧状の凸形状とし、ローラ支持面１８を同じく円弧状の凹形状として噛み合わせることで、ローラ１３は案内板１２をラジアル方向とスラスト方向の両方を支持することができる。案内板支持面１７及びローラ支持面１８は円弧状のみならず、Ｖ字型や台形であっても同様の効果がある。
【００５９】
また、図５（ａ）に示すように案内板１２の重心Ｇを案内板支持面１７の間に位置するようにすれば、案内板１２が往復運動する際にかかる進行方向の慣性力ＦｋによってモーメントＭが発生してローラ１３に荷重Ｐが発生することが無く、ローラ１３の耐久性が向上するだけでなく、案内板１２の変形も防止できるため、より信頼性を高めることができる。また、案内板の重心Ｇをローラ１３で両持ち支持されるようにすることで、重心Ｇにかかる重力ＷによってモーメントＭが発生してローラに荷重Ｐが発生することが無く、同様の効果がある。また、図５（ｂ）に案内板１２の重心Ｇが案内板支持面１７の間に位置しない場合、慣性力ＦｋによってモーメントＭの発生及びローラ１３に荷重Ｐが発生している様子を図示し、また、図５（ｃ）には案内板１２の重心Ｇがローラ１３の支持点間にない場合、重力ＷによってモーメントＭの発生及びローラ１３に荷重Ｐが発生している様子を図示する。
【００６０】
また、案内板１２の重心Ｇの近傍にローラ１３を配置することで、案内板１２の重心Ｇに重力Ｗがかかっても案内板１２の支持位置であるローラ１３までの距離が短いため、案内板１２がたわみ変形しにくく強度劣化が発生しにくいため、信頼性を向上させることができる。
【００６１】
また、ローラ支持面１８と案内板支持面１７には一定の面圧がかかるようにすることでローラ支持面１８と案内板支持面１７は隙間無く支持されて確実に転がり接触することで、支持面にすべりが発生することによる磨耗が無いため、信頼性を高めることができる。また、面圧をかける方法の一例としては、案内板支持面１７の間の距離に対して案内板１２を挟み込むローラ１３の配置を狭くすれば良く、面圧は１ＭＰａとしたものである。
【００６２】
また、図６（ａ）に示すように案内板１２の往復移動方向に対してリンク１１が傾斜した状態で力を伝達するため、案内板１２にかかる力は往復運動方向と往復運動方向に対して垂直方向に分解でき、この垂直方向にかかる力Ｆによって案内板１２が変形する可能性があるため、リンク１１と案内板１２の連結部１９はローラ１３の支持点間に配置することにより、モーメントＭが発生してローラ１３に荷重Ｐが発生せず、ローラ１３の耐久性が向上するだけでなく、案内板１２の変形も防止できるため、より信頼性を高めることができる。また、さらに連結部１９はローラ１３に近づけることにより、案内板１２に力がかかる作用点との距離を小さくでき、案内板１２がたわみ変形しにくくなり、信頼性を向上させることができる。また、図６（ｂ）に連結部１９がローラ１３の支持点間に配置されない場合、案内板１２にかかる力ＦによってモーメントＭの発生及びローラ１３に荷重Ｐが発生している様子を図示する。
【００６３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、実施の形態１と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６４】
図７に示すように、複数のローラ１３の回転軸２０は少なくとも一箇所以上交わる様にしたものであり、一例としてはローラ１３を４個設置し、対象な案内板支持面１７に対して回転軸２０が交わるように設置したものである。上記の様な構成にすることで、案内板１２の往復移動方向に対して垂直方向成分の荷重は、ローラ１３のラジアル方向及びスラスト方向の両方から支持できるため、スラスト方向のみで支持する場合と比較してローラ１３にかかる負荷を低減してローラ１３の耐久性を向上させることができる。
【００６５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、実施の形態１から２と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６６】
図８に示すように、本発明のノズル可動装置２１をエアーカーテン装置２２に用いたものであり、例えば建築物の出入口の上部に設置し、床面に向かって噴流を噴射することで、屋外空気と屋内空気を遮断するエアーカーテン装置２２であって、噴流を往復可動させて出入口全体に噴流を行き渡らせられるため、ノズルの開口面積を少なくでき、送風装置の消費電力を低減できる。また、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置２１であるため、例えば粉塵が発生する工場にも設置可能であり、設置場所を選ばない。
【００６７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、実施の形態１から３と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６８】
図９に示すように、本発明のノズル可動装置２１をエアーシャワー装置２３に用いたものであり、例えば人間が立って入ることができる容積を持った箱体の側面に複数のノズルを備え、ノズルから人体に向かって噴流を噴出して人体に付着した埃等の異物を除去するエアーシャワー装置２３であって、噴流が往復可動するため、噴流が人体に接触する面積を広くできるため、人体に付着した異物が残ることなく完全に除去できるまた、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置２１であるため、設置場所を選ばない。
【００６９】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、実施の形態１から４と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７０】
図１０に示すように、本発明のノズル可動装置２１を水切り装置２４に用いたものであり、例えば人間の手に付着した水分を噴流を噴き当てることで水分を吹き飛ばして乾燥させる水切り装置２４に用いれば、噴流を往復可動させて水滴が付着している場所全体に噴流を行き渡らせられるため、ノズルの開口面積を少なくでき、送風装置の消費電力を低減できる。また、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置２１であるため、例えば粉塵が発生する工場にも設置可能であり、設置場所を選ばない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
建築物の出入口に設置し、外気と室内空気を遮断する装置に適用でき、また、人体及び物体に付着した水滴や埃を噴流によって除去する用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態１のノズル可動装置と送風装置と吹出風路の構成を示す斜視図
【図２】同側面断面図
【図３】同噴流変更手段７の構成を示す斜視図
【図４】同側面断面図
【図５】同噴流変更手段７の正面図（（ａ）同案内板１２の重心位置の一例を示す正面図、（ｂ）同別の一例を示す正面図、（ｃ）同別の一例を示す正面図）
【図６】同噴流変更手段７の側面図（（ａ）同噴流変更手段７の連結部１９の位置の一例を示す側面図、（ｂ）同噴流変更手段７の別の一例を示す側面図）
【図７】本発明の実施の形態２のローラの配置の構成を示す断面図
【図８】本発明の実施の形態３のエアーカーテン装置２２を示す斜視図
【図９】本発明の実施の形態４のエアーシャワー装置２３を示す斜視図
【図１０】本発明の実施の形態５の水切り装置２４を示す斜視図
【図１１】従来技術のノズル可動装置を示す断面図
【図１２】従来技術の手乾燥装置を示す斜視図
【符号の説明】
【００７３】
１ 送風装置
２ 吹出風路
３ ノズル
４ 噴出口
５ 流入口
６ 弾性体
７ 噴流方向変更手段
８ モータ
９ 偏心軸
１０ クランク
１１ リンク
１２ 案内板
１３ ローラ
１４ 開口穴
１５ ノズル保持面
１６ テーパ部
１７ 案内板支持面
１８ ローラ支持面
１９ 連結部
２０ 回転軸
２１ ノズル可動装置
２２ エアーカーテン装置
２３ エアーシャワー装置
２４ 水切り装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風装置によってノズルに供給された気流を可動させて噴出するノズル可動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノズルを可動させながら流体を噴出するノズルは、例えば特許文献１による方法が提案されており、図１１を参照しながら説明する。
【０００３】
噴射口１０１を持つ円柱状のノズル１０２は気流が流入する流入室１０３の内部に噴射口１０１を外部に臨ませた状態で組み込まれ、流入室１０３内に通風による旋回流によってノズル１０２は首振り運動が発生し、螺旋状に噴流を吹き出すことが可能な可動ノズルがある。
【０００４】
また、手に付着した水滴を噴流によって除去する手乾燥装置において、特許文献２によるノズルを回転運動させながら噴流を噴射する方法が提案されており、図１２を参照しながら説明する。
【０００５】
送風装置２０１からダクト２０２を介して円筒状の回転ノズル２０３に設けられた吹出口２０４に気流が送られる構成であって、回転ノズル２０３はダクト２０２に円筒の軸方向に回転自在に取り付けられ、吹出口２０４は回転ノズルの外周面に列状に複数設けられ、且つ吹出口２０４は円周方向へ適宜間隔に複数設置され、回転ノズル２０３の外周側には、吹出口２０４の吹出方向を規制する制御窓２０５を備えたノズルカバーが設けられている。
【特許文献１】特開２００３−２５１２２８号公報
【特許文献２】特開平９−７２６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来のノズル可動装置では、特に可動部分の密閉性が悪く、内部の流体が漏れやすいためノズルから噴出する気流の風量が減少して効率が悪化するという課題があり、またノズルの可動部分に微小な隙間があるため、内部に流入する気体中の微小な粉塵が目詰まりしやすく、ノズルの動作不良が発生するなどの信頼性が低いという課題がある。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ノズルの可動部分の密閉状態を保ちつつノズルの可動を可能にする弾性体とすることで密閉性を向上させ、内部の流体が漏れないことができ、効率の良いノズル可動装置を提供することを目的としている。また、ノズルの可動部分に微小な隙間を持たないため、粉塵による目詰まりがなく、ノズルの動作不良が発生せず信頼性の高いノズル可動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のノズル可動装置は、上記目標を達成するためノズルを剛体で形成し、噴出口側を自由端とし、流入口側を弾性体で保持したことを特徴とする。そして、本発明によればノズルの可動部分の密閉状態を保ちつつノズルの可動を可能にする弾性体とすることで密閉性を向上させ、内部の流体が漏れなくすることで効率を良くすることができるとともにノズルの可動部分に微小な隙間を持たないため、粉塵による目詰まりがなく、ノズルの動作不良が発生せず信頼性の高いノズル可動装置が得られる。
【０００９】
また、弾性体にはノズルが貫通しており、且つノズルの外周に面圧かけて保持する構成としたことを特徴とする。
【００１０】
また、弾性体がノズルを保持するノズル保持面の面積は、ノズルの断面積の２倍以上としたことを特徴とする。
【００１１】
また、噴流方向変更手段はノズルに往復運動を伝える案内板を備え、案内板を可動させることによってノズルを傾斜させて噴流方向を変更する構成であって、ノズルの流入口の形状は、流入口に向かって断面積が拡大する方向にテーパ部を有し、且つテーパ部の角度は、ノズルが傾斜する角度より小さくしたことを特徴とする。
【００１２】
また、案内板は外周に案内板支持面を備えた板状で形成され、前記案内板支持面は対称位置に２面備え、且つ２面間距離を等しくしたものであり、ローラは円周にローラ支持面を備え、前記案内板支持面に前記ローラ支持面が正接するように複数配設して前記案内板を往復移動可能に支持したことを特徴とする。
【００１３】
また、案内板支持面とローラ支持面の形状は、いずれか一方が凹状で、他方が凸状として噛み合わせ、前記ローラのラジアル方向とスラスト方向の両方の荷重を支持できるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、案内板の重心は案内板支持面間に位置するように形成され、ローラは前記案内板の重心に対し、両持ち支持となるように複数配設したことを特徴とする。
【００１５】
また、案内板の重心近傍にローラを配設したことを特徴とする。
【００１６】
また、案内板支持面とローラ支持面には一定の面圧が掛かるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また、モータに偏心軸を備えたクランクが接続され、クランクの偏心軸とリンクの一端が連結され、リンクの他端が案内板と接続されることで案内板の往復動作を可能とした構成であって、リンクと案内板を連結する位置はローラの支持点間としたことを特徴とする。
【００１８】
また、複数のローラの回転軸は少なくとも一箇所以上交わることを特徴とする。
【００１９】
また、建築物の出入口に備えられ、室内空気を天井面から床面に向かって気流を発生させて、屋外空気が室内へ流入することを防止するエアーカーテン装置であって、本発明のノズル可動装置を用いたエアーカーテン装置である。
【００２０】
また、人体の衣服に付着した異物を、噴流によって吹き飛ばすエアーシャワー装置であって、本発明のノズル可動装置を用いたエアーシャワー装置である。
【００２１】
また、人体もしくは物体に付着した水滴を、噴流によって吹き飛ばして乾燥させる水切り装置であって、本発明のノズル可動装置を用いた水切り装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ノズルは弾性体によって隙間無く保持されるため、吹出風路内の気流が漏れることが無いため、ノズルから噴出される噴流の風量が減少せず、効率が良いという効果があり、また、ノズルの可動部分に微小な隙間を持たないため、粉塵による目詰まりがなく、ノズルの動作不良が発生せず信頼性の高いノズル可動装置を提供できる。
【００２３】
また、弾性体にはノズルが貫通しており、且つノズルの外周に面圧かけて保持する構成としたことにより同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００２４】
また、弾性体がノズルを保持するノズル保持面の面積は、ノズルの断面積の２倍以上としたことにより同様の効果があり、且つ弾性体の伸縮量を確保することができ、ノズルが可動しても柔軟にノズルを保持し続けることができる、すなわちノズルが弾性体から受ける反力を小さくできるため、ノズルを可動させるために必要なエネルギーを小さくすることができるノズル可動装置を提供できる。
【００２５】
また、噴流方向変更手段はノズルに往復運動を伝える案内板を備え、案内板を可動させることによってノズルを傾斜させて噴流方向を変更する構成であって、ノズルの流入口の形状は、流入口に向かって断面積が拡大する方向にテーパ部を有したものであり、ノズルが弾性体から外部に向かって脱落することが無く、且つ吹出風路内の空気が流入しやすい形状となるため、急縮小による圧力損失を低減できるため同様の効果がある。
【００２６】
また、テーパ部の角度はノズルが傾斜する角度より小さくすることで、ノズルの傾斜が最大となってもテーパ部は弾性体と接触することがないため、接触による抵抗を受けること無く傾斜させることができ、ノズルを可動させるために必要なエネルギーを小さくすることができるという効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００２７】
また、案内板は外周に案内板支持面を備えた板状で形成され、前記案内板支持面は対称位置に２面備え、且つ２面間距離を等しくしたものであり、ローラは円周にローラ支持面を備え、前記案内板支持面に前記ローラ支持面が正接するように複数配設して前記案内板を往復移動可能に支持したことにより、案内板支持面とローラ支持面は転がり接触となり、案内板が往復移動する際に抵抗を受けにくいため、ノズルを可動させるために必要なエネルギーを小さくすることができ、且つ滑り接触では無いため、磨耗が発生すること無く耐久性を向上させることができ、さらに案内板支持面は案内板の外周に備えたことで、支持剛性を高められ、往復移動時の振動を低減することで信頼性の高いノズル可動装置を提供できる。
【００２８】
また、案内板支持面とローラ支持面の形状は、いずれか一方が凹状で、他方が凸状として噛み合わせ、前記ローラのラジアル方向とスラスト方向の両方の荷重を支持できるようにしたことにより、案内板はローラによって確実に支持され、案内板が往復移動した際にがたつきが発生せず、支持部に偏磨耗が発生したり、案内板が異常振動することがないため、信頼性の高いノズル可動装置を提供できる。
【００２９】
また、案内板の重心は、案内板支持面間に位置するように形成され、ローラは案内板の重心に対し、両持ち支持となるように複数配設したことにより、案内板が往復移動する際に案内板の重心に慣性力が発生しても案内板にモーメントが発生しないため、案内板が変形することが無いため同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００３０】
また、案内板の重心近傍にローラを配設したことにより案内板の重心に重力が発生しても、支点であるローラが近傍にあるため、案内板に発生するたわみを小さくでき、案内板の変形による強度劣化を防止できるため同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００３１】
また、案内板支持面とローラ支持面には一定の面圧が掛かるようにしたことにより、ローラと案内板は隙間無く支持され、すべりを発生させることが無いため、磨耗が発生することなく、同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００３２】
また、モータに偏心軸を備えたクランクが接続され、クランクの偏心軸とリンクの一端が連結され、リンクの他端が案内板と接続されることで案内板の往復動作を可能とした構成であって、リンクと案内板を連結する位置はローラの支持点間としたことにより、リンクが案内板の移動方向に対して傾斜して運動エネルギーを伝達する際に発生する垂直方向の力によって案内板にモーメントが発生しないため、案内板が変形することが無い同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００３３】
また、複数のローラの回転軸は少なくとも一箇所以上交わることにより、リンクが案内板の移動方向に対して傾斜して運動エネルギーを伝達する際に発生する垂直方向の力をローラのラジアル方向とスラスト方向の両方で支持することができる。ここで、ローラはラジアル方向の荷重に対する耐荷重に比べて、スラスト方向の荷重に対する耐荷重が小さいため、ローラのスラスト方向のみで支持する場合と比較してローラにかかる負荷を小さくすることができ、ローラの信頼性が向上するため、同様の効果のあるノズル可動装置を提供できる。
【００３４】
また、建築物の出入口に備えられ、室内空気を天井面から床面に向かって気流を発生させて、屋外空気が室内へ流入することを防止するエアーカーテン装置であって、本発明のノズル可動装置をエアーカーテン装置に利用したものであり、従来はスリット状のノズルを建築部の出入口の上部に備え、出入口全体に噴流を噴出して屋外空気と屋内空気を遮断していたため、ノズルの開口面積が広く、多くの風量を必要としていたが、本発明のノズル可動装置を用いることで、噴流を往復可動させて出入口全体に噴流を行き渡らせられるためノズルの開口面積を少なくでき、送風装置の消費電力を低減できる。また、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置であるため、例えば粉塵が発生する工場にも設置可能であり、設置場所を選ばないエアーカーテン装置を提供できる。
【００３５】
また、人体の衣服に付着した異物を、噴流によって吹き飛ばすエアーシャワー装置であって、本発明のノズル可動装置をエアーシャワー装置に利用したものであり、従来は静止したノズルから噴流が噴出されており、人体に噴流が接触する場所が限定され、噴流が接触しない場所に付着した埃などの異物が残ってしまうことがあったが、本発明のノズル可動装置を用いることで、噴流が往復可動するため、噴流が人体に接触する面積を広くできるため、人体に付着した異物が残ることなく完全に除去できる。また、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置であるため、設置場所を選ばないエアーシャワー装置を提供できる。
【００３６】
また、人体もしくは物体に付着した水滴を、噴流によって吹き飛ばして乾燥させる水切り装置であって、本発明のノズル可動装置を水切り装置に利用したものであり、従来は人体もしくは物体に付着した水滴を噴流で吹き飛ばすため、水滴が付着している範囲全体に噴流を接触させるために多くの風量が必要であったが、本発明のノズル可動装置を用いることで、噴流を往復可動させて水滴が付着している場所全体に噴流を行き渡らせられるため、ノズルの開口面積を少なくでき、送風装置の消費電力を低減できる。また、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置であるため、例えば粉塵が発生する工場にも設置可能であり、設置場所を選ばない水切り装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の請求項１記載の発明は、ノズルを剛体で形成し、噴出口側を自由端とし、流入口側を弾性体で保持したものであり、ノズルが可動した際は弾性体の弾性力によって適宜伸縮し、ノズルと弾性体との間に隙間が生じないという作用を有する。
【００３８】
また、弾性体がノズルを保持するノズル保持面の面積は、ノズルの断面積の２倍以上としたものであり、ノズルが可動した際に弾性体の伸縮量を確保できるという作用を有する。
【００３９】
また、噴流方向変更手段は、ノズルに往復運動を伝える案内板を備え、案内板を可動させることによってノズルを傾斜させて噴流方向を変更する構成であって、ノズルの流入口の形状は、流入口に向かって断面積が拡大する方向にテーパ部を有し、且つテーパ部の角度は、ノズルが傾斜する角度より小さくしたものであり、ノズルの流入口側にテーパ部を設けることで、ノズルが弾性体から外部に向かって脱落することが無く、且つ吹出風路内の空気が流入しやすい形状となる。また、テーパ部の角度はノズルが傾斜する角度より小さくすることで、ノズルの傾斜が最大となってもテーパ部は弾性体と接触することがないという作用を有する。
【００４０】
また、案内板は外周に案内板支持面を備えた板状で形成され、前記案内板支持面は対称位置に２面備え、且つ２面間距離を等しくしたものであり、ローラは円周にローラ支持面を備え、前記案内板支持面に前記ローラ支持面が正接するように複数配設して前記案内板を往復移動可能に支持したものであり、支持部は転がり接触となることで往復移動する際に摩擦が発生せず、抵抗を受けにくい。また、案内板支持面は案内板の外周に備えたことで、支持剛性を高めることができるという作用を有する。
【００４１】
また、 案内板支持面とローラ支持面の形状は、いずれか一方が凹状で、他方が凸状として噛み合わせ、前記ローラのラジアル方向とスラスト方向の両方の荷重を支持できるようにしたものであり、案内板はローラによって確実に支持されるという作用を有する。
【００４２】
また、案内板の重心は案内板支持面間に位置するように形成され、ローラは前記案内板の重心に対し、両持ち支持となるように複数配設したものであり、案内板が往復移動する際に案内板の重心に慣性力が発生しても案内板にモーメントが発生しないという作用を有する。
【００４３】
また、案内板の重心近傍にローラを配設したものであり、案内板の重心に重力が発生しても、支持点であるローラが近傍にあるため、案内板に発生するたわみを小さくすることができるという作用を有する。
【００４４】
また、案内板支持面とローラ支持面には一定の面圧が掛かるようにしたものであり、案内板を保持するローラは、ローラと案内板は隙間無く支持されるという作用を有する。
【００４５】
また、モータに偏心軸を備えたクランクが接続され、クランクの偏心軸とリンクの一端が連結され、リンクの他端が案内板と接続されることで案内板の往復動作を可能とした構成であって、リンクと案内板を連結する位置はローラの支持点間としたものであり、リンクが案内板の移動方向に対して傾斜して運動エネルギーを伝達する際に発生する垂直方向の力によって案内板にモーメントが発生しないという作用を有する。
【００４６】
また、複数のローラの回転軸は少なくとも一箇所以上交わるようにしたものであり、リンクが案内板の移動方向に対して傾斜して運動エネルギーを伝達する際に発生する垂直方向の力をローラのラジアル方向及びスラスト方向の両方で支持することができるという作用を有する。
【００４７】
以下、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。
【００４８】
（実施の形態１）
図１及び図２に示すように、例えばファンモータなどの送風装置１によって送風された気流が送風装置１の吹出側と接続された吹出風路２を通ってノズル３まで気流を案内し、ノズル３に設けられた噴出口４から噴流を噴射する構成となっている。ノズル３は例えば成形可能なＡＢＳやＰＰなどの合成樹脂で製作された剛体で形成され、一端に噴出口４を備え、他端には流入口５が備えられている。ノズル３の流入口５は、弾性体６によって保持されており、弾性体６は、吹出風路２の開口部に隙間無く設置されている。また、噴流方向変更手段７は、ノズル３の近傍に設置されている。
【００４９】
図３に示すように噴流方向変更手段７は、モータ８としての例えばＤＣブラシレスモータと、モータ８に接続され、偏心軸９を備えたクランク１０と、偏心軸９とリンク１１の一端が回転自在に連結され、リンク１１の他方と回転自在に連結された案内板１２と、案内板１２を支持するローラ１３で構成され、モータ８の回転運動を案内板１２の往復運動に変換するスライダークランク機構を構成している。
【００５０】
また、案内板１２には複数の開口穴１４を備え、それぞれの開口穴１４にノズル３を貫通させることにより、案内板１２が往復運動する際には、開口穴１４の壁面とノズル３が接触してノズル３が傾斜し、噴出口４から噴出する噴流の方向が変更される。
【００５１】
上記構成において、ノズル３は、流入部を例えばシリコンゴムなどの弾性体６で保持されることで、ノズル３が傾斜した際には、弾性体６の弾性力によって伸縮及び変形しながらノズル３が保持されるため、ノズル３が可動してもノズル３と弾性体６との間には隙間が生じない。したがって、ノズル３が可動しても吹出風路２内の気流が外部に漏れることが無く、送風効率を高められる。
【００５２】
また、弾性体６は柔軟性の高い材質を選定することが望ましく、一般的にゴム材料の硬度は２０〜１００度まである中で硬度５０度以下の材料を選定することが適当であり、ノズル３を可動させて弾性体６が変形や伸縮した際に強い反力が発生することが無いため、モータ８を用いてノズル３を可動させる際にはその動力を減らすことができ、機構部品であるクランク１０及びリンク１１及び案内板１２にかかる荷重を減らせられ、機構部品に発生するひずみを低減できることから信頼性を向上させることができる。
【００５３】
また、弾性体６の形状は板厚が０．５〜３ｍｍのシート状とすることで、弾性体６が変形しやすくなるため、同様に信頼性を向上させることができる。
【００５４】
また、図４に示すように、ノズル３は弾性体６に貫通して保持されており、弾性体６がノズル３を保持する面をノズル保持面１５と呼び、ノズル保持面１５はノズル３の断面積の２倍以上とすることで、ノズル３が傾斜した際に弾性体６の変形や伸縮する面積を確保できる。ノズル保持面１５の面積は広いほど伸縮量に対する面積を大きくできるため、より柔軟に弾性変形が可能であるが、装置の大きさが大きくなるため、装置の大きさによって適宜決定することが望ましい。
【００５５】
また、ノズル３の流入部５と弾性体６との保持部は、例えばノズルが円筒形状である場合、ノズル３の外径に対して弾性体６に備えた穴の穴径を小さくしてノズル３をはめ込むことで弾性体６が弾性変形し、ノズル３の外周に常に面圧がかかる状態で保持されるため、ノズル３が傾斜することにより、弾性体６が変形や伸縮してもノズル３の保持部分は常に密着状態で保持され続けるため、空気漏れが発生しない。一例としては、面圧を１ｋＰａとしたものである。
【００５６】
また、ノズル３の流入口５の形状を流入口５に向かうにつれて断面積を拡大する方向にテーパ部１６を備えたものであり、例えばノズル３の最大傾斜角度に対してテーパ部１６の角度を０度以上１０度以下程度に設定しても良い。
【００５７】
案内板１２は外周に案内板支持面１７を備え、ローラ１３の円周に備えられたローラ支持面１８と転がり接触しており、案内板支持面１７に複数のローラ１３を配置することで案内板１２を往復運動可能に支持しており、本発明の実施の形態ではローラ１３を４個配置して案内板１２を支持する構成としている。ここで、案内板１２の支持方法としてローラ１３を用いることで、案内板支持面１７とローラ支持面１８は転がり接触となり、磨耗が発生することがなく耐久性に優れ、且つ転がり支持であるため抵抗が少なく、案内板１２が往復運動する際に必要な動力が小さくできるため、機構部品にかかる荷重を減らすことができ、機構部品に発生するひずみを低減できることから信頼性を向上させることができる。また、ローラ１３の代わりにボールを用いた支持方法であっても同様の効果がある。
【００５８】
また、案内板支持面１７及びローラ支持面１８のどちらか一方を凸形状とし、他方を凹形状として噛み合わせることで、ローラ１３は案内板１２をラジアル方向に加えてスラスト方向にも支持できるため、案内板１２が往復運動する際にがたつくことがなく、振動が発生しない。一例として案内板支持面１７を円弧状の凸形状とし、ローラ支持面１８を同じく円弧状の凹形状として噛み合わせることで、ローラ１３は案内板１２をラジアル方向とスラスト方向の両方を支持することができる。案内板支持面１７及びローラ支持面１８は円弧状のみならず、Ｖ字型や台形であっても同様の効果がある。
【００５９】
また、図５（ａ）に示すように案内板１２の重心Ｇを案内板支持面１７の間に位置するようにすれば、案内板１２が往復運動する際にかかる進行方向の慣性力ＦｋによってモーメントＭが発生してローラ１３に荷重Ｐが発生することが無く、ローラ１３の耐久性が向上するだけでなく、案内板１２の変形も防止できるため、より信頼性を高めることができる。また、案内板の重心Ｇをローラ１３で両持ち支持されるようにすることで、重心Ｇにかかる重力ＷによってモーメントＭが発生してローラに荷重Ｐが発生することが無く、同様の効果がある。また、図５（ｂ）に案内板１２の重心Ｇが案内板支持面１７の間に位置しない場合、慣性力ＦｋによってモーメントＭの発生及びローラ１３に荷重Ｐが発生している様子を図示し、また、図５（ｃ）には案内板１２の重心Ｇがローラ１３の支持点間にない場合、重力ＷによってモーメントＭの発生及びローラ１３に荷重Ｐが発生している様子を図示する。
【００６０】
また、案内板１２の重心Ｇの近傍にローラ１３を配置することで、案内板１２の重心Ｇに重力Ｗがかかっても案内板１２の支持位置であるローラ１３までの距離が短いため、案内板１２がたわみ変形しにくく強度劣化が発生しにくいため、信頼性を向上させることができる。
【００６１】
また、ローラ支持面１８と案内板支持面１７には一定の面圧がかかるようにすることでローラ支持面１８と案内板支持面１７は隙間無く支持されて確実に転がり接触することで、支持面にすべりが発生することによる磨耗が無いため、信頼性を高めることができる。また、面圧をかける方法の一例としては、案内板支持面１７の間の距離に対して案内板１２を挟み込むローラ１３の配置を狭くすれば良く、面圧は１ＭＰａとしたものである。
【００６２】
また、図６（ａ）に示すように案内板１２の往復移動方向に対してリンク１１が傾斜した状態で力を伝達するため、案内板１２にかかる力は往復運動方向と往復運動方向に対して垂直方向に分解でき、この垂直方向にかかる力Ｆによって案内板１２が変形する可能性があるため、リンク１１と案内板１２の連結部１９はローラ１３の支持点間に配置することにより、モーメントＭが発生してローラ１３に荷重Ｐが発生せず、ローラ１３の耐久性が向上するだけでなく、案内板１２の変形も防止できるため、より信頼性を高めることができる。また、さらに連結部１９はローラ１３に近づけることにより、案内板１２に力がかかる作用点との距離を小さくでき、案内板１２がたわみ変形しにくくなり、信頼性を向上させることができる。また、図６（ｂ）に連結部１９がローラ１３の支持点間に配置されない場合、案内板１２にかかる力ＦによってモーメントＭの発生及びローラ１３に荷重Ｐが発生している様子を図示する。
【００６３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、実施の形態１と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６４】
図７に示すように、複数のローラ１３の回転軸２０は少なくとも一箇所以上交わる様にしたものであり、一例としてはローラ１３を４個設置し、対象な案内板支持面１７に対して回転軸２０が交わるように設置したものである。上記の様な構成にすることで、案内板１２の往復移動方向に対して垂直方向成分の荷重は、ローラ１３のラジアル方向及びスラスト方向の両方から支持できるため、スラスト方向のみで支持する場合と比較してローラ１３にかかる負荷を低減してローラ１３の耐久性を向上させることができる。
【００６５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、実施の形態１から２と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６６】
図８に示すように、本発明のノズル可動装置２１をエアーカーテン装置２２に用いたものであり、例えば建築物の出入口の上部に設置し、床面に向かって噴流を噴射することで、屋外空気と屋内空気を遮断するエアーカーテン装置２２であって、噴流を往復可動させて出入口全体に噴流を行き渡らせられるため、ノズルの開口面積を少なくでき、送風装置の消費電力を低減できる。また、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置２１であるため、例えば粉塵が発生する工場にも設置可能であり、設置場所を選ばない。
【００６７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、実施の形態１から３と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６８】
図９に示すように、本発明のノズル可動装置２１をエアーシャワー装置２３に用いたものであり、例えば人間が立って入ることができる容積を持った箱体の側面に複数のノズルを備え、ノズルから人体に向かって噴流を噴出して人体に付着した埃等の異物を除去するエアーシャワー装置２３であって、噴流が往復可動するため、噴流が人体に接触する面積を広くできるため、人体に付着した異物が残ることなく完全に除去できるまた、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置２１であるため、設置場所を選ばない。
【００６９】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、実施の形態１から４と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７０】
図１０に示すように、本発明のノズル可動装置２１を水切り装置２４に用いたものであり、例えば人間の手に付着した水分を噴流を噴き当てることで水分を吹き飛ばして乾燥させる水切り装置２４に用いれば、噴流を往復可動させて水滴が付着している場所全体に噴流を行き渡らせられるため、ノズルの開口面積を少なくでき、送風装置の消費電力を低減できる。また、ノズルの可動部から空気漏れが発生しないため、より送風効率を高めることができ、且つ信頼性の高いノズル可動装置２１であるため、例えば粉塵が発生する工場にも設置可能であり、設置場所を選ばない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
建築物の出入口に設置し、外気と室内空気を遮断する装置に適用でき、また、人体及び物体に付着した水滴や埃を噴流によって除去する用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態１のノズル可動装置と送風装置と吹出風路の構成を示す斜視図
【図２】同側面断面図
【図３】同噴流変更手段７の構成を示す斜視図
【図４】同側面断面図
【図５】同噴流変更手段７の正面図（（ａ）同案内板１２の重心位置の一例を示す正面図、（ｂ）同別の一例を示す正面図、（ｃ）同別の一例を示す正面図）
【図６】同噴流変更手段７の側面図（（ａ）同噴流変更手段７の連結部１９の位置の一例を示す側面図、（ｂ）同噴流変更手段７の別の一例を示す側面図）
【図７】本発明の実施の形態２のローラの配置の構成を示す断面図
【図８】本発明の実施の形態３のエアーカーテン装置２２を示す斜視図
【図９】本発明の実施の形態４のエアーシャワー装置２３を示す斜視図
【図１０】本発明の実施の形態５の水切り装置２４を示す斜視図
【図１１】従来技術のノズル可動装置を示す断面図
【図１２】従来技術の手乾燥装置を示す斜視図
【符号の説明】
【００７３】
１ 送風装置
２ 吹出風路
３ ノズル
４ 噴出口
５ 流入口
６ 弾性体
７ 噴流方向変更手段
８ モータ
９ 偏心軸
１０ クランク
１１ リンク
１２ 案内板
１３ ローラ
１４ 開口穴
１５ ノズル保持面
１６ テーパ部
１７ 案内板支持面
１８ ローラ支持面
１９ 連結部
２０ 回転軸
２１ ノズル可動装置
２２ エアーカーテン装置
２３ エアーシャワー装置
２４ 水切り装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気流を噴出する噴出口と空気を流入する流入口を備えたノズルであって、前記ノズルから噴出する噴流の方向を変化させる噴流方向変更手段を備え、前記ノズルを剛体で形成し、前記噴出口側を自由端とし、前記流入口側を弾性体で保持したことを特徴とするノズル可動装置。
【請求項２】
弾性体にはノズルが貫通しており、且つ前記ノズルの外周に面圧をかけて保持する構成としたことを特徴とする請求項１記載のノズル可動装置。
【請求項３】
弾性体がノズルを保持するノズル保持面の面積は、ノズルの断面積の２倍以上としたことを特徴とする１または２記載のノズル可動装置。
【請求項４】
噴流方向変更手段はノズルに往復運動を伝える案内板を備え、前記案内板を可動させることによって前記ノズルを傾斜させて噴流方向を変更する構成であって、前記ノズルの流入口の形状は、前記流入口に向かって断面積が拡大する方向にテーパ部を有し、且つ前記テーパ部の角度は、ノズルが傾斜する角度より小さくしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項５】
案内板は外周に案内板支持面を備えた板状で形成され、前記案内板支持面は対称位置に２面備え、且つ２面間距離を等しくしたものであり、ローラは円周にローラ支持面を備え、前記案内板支持面に前記ローラ支持面が正接するように複数配設して前記案内板を往復移動可能に支持したことを特徴とする請求項１から４のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項６】
案内板支持面とローラ支持面の形状は、いずれか一方が凹状で、他方が凸状として噛み合わせ、前記ローラのラジアル方向とスラスト方向の両方の荷重を支持できるようにしたことを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項７】
案内板の重心は案内板支持面間に位置するように形成され、ローラは前記案内板の重心に対し、両持ち支持となるように複数配設したことを特徴とする請求項１から６のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項８】
案内板の重心近傍にローラを配設したことを特徴とする請求項１から７のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項９】
案内板支持面とローラ支持面には一定の面圧が掛かるようにしたことを特徴とする請求項１から８のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項１０】
モータに偏心軸を備えたクランクが接続され、前記クランクの偏心軸とリンクの一端が連結され、前記リンクの他端が案内板と接続されることで前記案内板の往復動作を可能とした構成であって、前記リンクと前記案内板を連結する位置はローラの支持点間としたことを特徴とする請求項１から９のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項１１】
複数のローラの回転軸は少なくとも一箇所以上交わることを特徴とする請求項１から１０のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項１２】
建築物の出入口に備えられ、室内空気を天井面から床面に向かって気流を発生させて、屋外空気が室内へ流入することを防止するエアーカーテン装置であって、請求項１から１０のいずれか記載のノズル可動装置を用いたエアーカーテン装置。
【請求項１３】
人体の衣服に付着した異物を、噴流によって吹き飛ばすエアーシャワー装置であって、請求項１から１０のいずれか記載のノズル可動装置を用いたエアーシャワー装置。
【請求項１４】
人体もしくは物体に付着した水滴を、噴流によって吹き飛ばして乾燥させる水切り装置であって、請求項１から１０のいずれか記載のノズル可動装置を用いた水切り装置。
【請求項１】
気流を噴出する噴出口と空気を流入する流入口を備えたノズルであって、前記ノズルから噴出する噴流の方向を変化させる噴流方向変更手段を備え、前記ノズルを剛体で形成し、前記噴出口側を自由端とし、前記流入口側を弾性体で保持したことを特徴とするノズル可動装置。
【請求項２】
弾性体にはノズルが貫通しており、且つ前記ノズルの外周に面圧をかけて保持する構成としたことを特徴とする請求項１記載のノズル可動装置。
【請求項３】
弾性体がノズルを保持するノズル保持面の面積は、ノズルの断面積の２倍以上としたことを特徴とする１または２記載のノズル可動装置。
【請求項４】
噴流方向変更手段はノズルに往復運動を伝える案内板を備え、前記案内板を可動させることによって前記ノズルを傾斜させて噴流方向を変更する構成であって、前記ノズルの流入口の形状は、前記流入口に向かって断面積が拡大する方向にテーパ部を有し、且つ前記テーパ部の角度は、ノズルが傾斜する角度より小さくしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項５】
案内板は外周に案内板支持面を備えた板状で形成され、前記案内板支持面は対称位置に２面備え、且つ２面間距離を等しくしたものであり、ローラは円周にローラ支持面を備え、前記案内板支持面に前記ローラ支持面が正接するように複数配設して前記案内板を往復移動可能に支持したことを特徴とする請求項１から４のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項６】
案内板支持面とローラ支持面の形状は、いずれか一方が凹状で、他方が凸状として噛み合わせ、前記ローラのラジアル方向とスラスト方向の両方の荷重を支持できるようにしたことを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項７】
案内板の重心は案内板支持面間に位置するように形成され、ローラは前記案内板の重心に対し、両持ち支持となるように複数配設したことを特徴とする請求項１から６のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項８】
案内板の重心近傍にローラを配設したことを特徴とする請求項１から７のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項９】
案内板支持面とローラ支持面には一定の面圧が掛かるようにしたことを特徴とする請求項１から８のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項１０】
モータに偏心軸を備えたクランクが接続され、前記クランクの偏心軸とリンクの一端が連結され、前記リンクの他端が案内板と接続されることで前記案内板の往復動作を可能とした構成であって、前記リンクと前記案内板を連結する位置はローラの支持点間としたことを特徴とする請求項１から９のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項１１】
複数のローラの回転軸は少なくとも一箇所以上交わることを特徴とする請求項１から１０のいずれか記載のノズル可動装置。
【請求項１２】
建築物の出入口に備えられ、室内空気を天井面から床面に向かって気流を発生させて、屋外空気が室内へ流入することを防止するエアーカーテン装置であって、請求項１から１０のいずれか記載のノズル可動装置を用いたエアーカーテン装置。
【請求項１３】
人体の衣服に付着した異物を、噴流によって吹き飛ばすエアーシャワー装置であって、請求項１から１０のいずれか記載のノズル可動装置を用いたエアーシャワー装置。
【請求項１４】
人体もしくは物体に付着した水滴を、噴流によって吹き飛ばして乾燥させる水切り装置であって、請求項１から１０のいずれか記載のノズル可動装置を用いた水切り装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２１２７８５（Ｐ２００８−２１２７８５Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０９７８（Ｐ２００７−５０９７８）
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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