管内洗浄ノズル
【課題】回転ノズル部の円滑な回転を確保し、圧力流体の漏れ量を低減して洗浄性能の向上を図る。
【解決手段】圧力流体の流通路２３が形成された軸支部２２を有するシャフト部２と、軸支部２２に回転自在に外嵌され、圧力流体を噴出する噴出口を有する回転ノズル部３と、ノズルヘッド４と、を備えた管内洗浄ノズル１であって、回転ノズル部３は、軸支部２２に２個のブッシュ５を介して回転可能に保持され、ブッシュ５の内周面と軸支部２２の外周面との摺接部には、流通路２３に連通し内周面側から圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設け、ブッシュ５の外周面と、この外周面に対面する回転ノズル部３の内周面との摺接部には、圧力流体の排出を封止する封止部材（６）を設けるとともに、流通路２３に連通しブッシュ５の外周面側から圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設けた。
【解決手段】圧力流体の流通路２３が形成された軸支部２２を有するシャフト部２と、軸支部２２に回転自在に外嵌され、圧力流体を噴出する噴出口を有する回転ノズル部３と、ノズルヘッド４と、を備えた管内洗浄ノズル１であって、回転ノズル部３は、軸支部２２に２個のブッシュ５を介して回転可能に保持され、ブッシュ５の内周面と軸支部２２の外周面との摺接部には、流通路２３に連通し内周面側から圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設け、ブッシュ５の外周面と、この外周面に対面する回転ノズル部３の内周面との摺接部には、圧力流体の排出を封止する封止部材（６）を設けるとともに、流通路２３に連通しブッシュ５の外周面側から圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管内洗浄ノズルに関し、特に、回転ノズル部の円滑な回転を確保し、洗浄性能の向上を図る管内洗浄ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
管内洗浄ノズルは、洗浄する管内に挿入され、高圧水を噴出する噴射反力によって回転ノズルが回転しながら前進して、高圧水の噴射圧力で管内を洗浄する。
従来、管内洗浄ノズルにおいて、軸と回転ノズル内周面との隙間を最小とすることで、回転ノズルの円滑な回転を確保しながら、隙間からの高圧水の漏れを抑えるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１，２）。
【０００３】
従来の管内洗浄ノズルについて、図５を参照しながら具体的に説明する。図５は、従来の管内洗浄ノズルの概要を説明するための模式的な断面図である。なお、図５において、説明の便宜上、シャフト部２００と回転ノズル部３００との摺動部の間隙等は誇張して表現したものであり、実際のサイズを反映したものではない。
【０００４】
従来の管内洗浄ノズル１００は、図５に示すように、高圧水が導入されるシャフト部２００と、シャフト部２００の軸支部２２０に回転自在に外嵌された回転ノズル部３００と、回転ノズル部３００を軸方向に回転自在に保持するノズルヘッド４００と、を備えて構成されている。
そして、シャフト部２００に導入された高圧水は、流通路２３０から回転ノズル部３００の内周面にリング状に形成された流通室２４０を介して、噴射流路２５０を通ってノズルチップ２６０から高圧水をジェット噴射して、管Ｗ内の付着物Ｓ（スケール）を除去して洗浄する。
【０００５】
ここで、回転ノズル部３００は、円滑に回転できるように軸支部２２０に対して所定の間隙δ３′（クリアランス）を設けて外嵌されている。このため、流通室２４０に導入された高圧水の一部は、シャフト部２００の軸支部２２０と回転ノズル部３００の内周面との間隙δ３′を通って、軸方向に沿って流出し、回転ノズル部の両側にそれぞれ形成された、回転ノズル部３００とシャフト部２００との間隙δ１′および回転ノズル部３００とノズルヘッド４００との間隙δ２′から外部へ漏れ水として排出される。
【０００６】
また、従来、管内洗浄ノズルにおいては、例えば、特許文献１の図１に示されるように、スケールの付着状況や流体供給圧力等の使用条件に応じて回転ノズル部の回転数を調整して、洗浄効率を高めるために、回転ノズル部の速度制御方法としてマグネットブレーキを使用する技術が知られている。
【特許文献１】特開平９−２８５７４９号公報
【特許文献２】特開平９−９４５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の管内洗浄ノズルにおいては、軸支部の外周面と回転ノズル部の内周面との摺動部のすき間（クリアランス）に入り込んだ高圧水により、回転ノズル部は内径側から内径を拡径する方向の圧力を受ける。このため、設定したすき間以下に漏れ量を少なくすることはできず、使用圧力は実用的には１００ＭＰａまでが限界であった。
一方、高圧水の漏れ量を抑制するためにパッキンシールを装着すると抵抗が大きいため、回転トルクの小さな小径のノズルには採用できないほか、高圧・高速の条件下では寿命が短い等の問題があった。
【０００８】
また、マグネットブレーキに採用されるブレーキ用の強力なマグネットは、高価であることと、大きな取り付けスペースが必要なことから、小径の回転ノズルには採用できないという問題があった。さらに、マグネットは、水にさらされる環境下では、腐食対策が必要になるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、前記した問題点を解決すべく、第１に、回転ノズル部の円滑な回転を確保しつつ、摺動部からの漏れを低減して圧力流体の高圧化を図ることができる管内洗浄ノズルを提供することを課題とする。そして、第２に、簡易でコンパクトなブレーキ部による回転ノズル部の速度制御を可能とし、洗浄性能の向上を図る管内洗浄ノズルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、高圧ホースが連結される連結部と、前記高圧ホースから導入された圧力流体が流通する流通路が形成された軸支部と、を有するシャフト部と、前記軸支部に回転自在に外嵌され、前記流通路に連通されて前記圧力流体を噴出する噴出口を有する環状の回転ノズル部と、前記シャフト部の先端に固定されたノズルヘッドと、を備え、洗浄する管内に挿入されて、前記圧力流体を噴出する噴射反力によって前記回転ノズル部が回転しながら前記管内を洗浄する管内洗浄ノズルであって、前記回転ノズル部は、前記軸支部に所定の間隔をあけて配設された２個のブッシュを介して回転可能に保持され、前記２個のブッシュの間に形成された流通室を介して、前記流通路から前記噴出口へ流通する噴出流路を設け、前記ブッシュの内周面と前記軸支部の外周面との摺接部には、前記流通路に連通し前記内周面側から前記圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設け、前記ブッシュの外周面と、この外周面に対面する前記回転ノズル部の内周面との摺接部には、前記圧力流体の排出を封止する封止部材を設けるとともに、前記流通路に連通し前記ブッシュの外周面側から前記圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設けたこと、を特徴とする。
【００１１】
ここで、「摺接」という用語を使用するが、両部材が摺動しながら接する場合の他、広く両部材の間に一定の間隙（微小なクリアランス）が設けられて近接して相対的に移動する場合にもこの用語を使用する。
【００１２】
本発明の請求項１に係る管内洗浄ノズルにおいて、回転ノズル部は、軸支部に対してブッシュを介して回転可能に保持され、ブッシュの外周面側および内周面側には所定の間隙を設け、外周面側は圧力流体の排出を封止する封止部材を設け、ブッシュの内周面側から圧力流体の流体圧を作用させることで、ブッシュの内周面側では、流通する圧力流体の流体圧（静圧）により、ブッシュが軸支部の外周面に保持されるため、ブッシュの内周面と軸支部の外周面とが直接接触することがないので、摩擦係数が小さく摩耗を低減して円滑な回転を長期間維持することができる。
【００１３】
このように、本発明の請求項１に係る管内洗浄ノズルは、ブッシュの内径側を摺動させるため、ブッシュの内周面側の所定の間隙は、円滑な回転を確保するとともに、摺動部からの漏れを低減するために最小限に設定される。
【００１４】
ここで、ブッシュの内周面側から作用させる圧力流体の流体圧（静圧）により、ブッシュには内径を拡張しようとする拡径方向の押圧力が作用する。一方、ブッシュの外周面側は、封止部材により圧力流体の排出が封止され、ブッシュの外周面側からも圧力流体の流体圧が作用する。
これにより、ブッシュに対して、内周面側からの流体圧と外周面側からの流体圧がバランスする方向に流体圧が作用するため、流体圧を高く設定した場合であっても、ブッシュと軸支部とのすき間を最小に保つことができる。
【００１５】
その結果、ブッシュの内周面側からの圧力流体の漏れ量を最小限に抑えることができる。また、圧力流体の漏れを最小限に抑えることで、圧力流体の流体圧を効率よく高めることが可能となり、洗浄性能の向上を図ることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の管内洗浄ノズルであって、前記封止部材は、前記ブッシュの外周面側において、前記流通路および前記噴出口から見て遠い側の縁部に設けられていること、を特徴とする。
かかる構成によれば、ブッシュの外周面の広い範囲で圧力流体の流体圧を作用させることができるため、ブッシュの内周面側からの流体圧に対してバランスさせることが可能となる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の管内洗浄ノズルであって、前記ブッシュの内周面側に設けられた所定の間隙を通って前記圧力流体の一部を排出する排出路と、前記回転ノズル部と前記ノズルヘッドとが対面して摺接するヘッド側摺接部に設けられた所定の間隙を有するブレーキ部と、を備え、前記排出路と前記ヘッド側摺接部とを連通し、前記ブレ−キ部は、前記ブッシュの内周面側から排出された圧力流体を撹拌ないし剪断して前記回転ノズル部の回転速度を規制する凹凸部を、前記回転ノズル部およびノズルヘッドの少なくとも一方に設けて構成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の管内洗浄ノズルであって、前記ブッシュの内周面側に設けられた所定の間隙を通って前記圧力流体の一部を排出する排出路と、前記回転ノズル部と前記シャフト部とが対面して摺接する連結部側摺接部に設けられた所定の間隙を有するブレーキ部と、を備え、前記排出路と前記連結部側摺接部とを連通し、前記ブレ−キ部は、前記ブッシュの内周面側から排出された圧力流体を撹拌ないし剪断して前記回転ノズル部の回転速度を規制する凹凸部を、前記回転のズル部およびシャフト部の少なくとも一方に設けて構成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項３および請求項４によれば、ヘッド側摺接部または連結部側摺接部にブレーキ部を備え、このブレーキ部には、ブッシュの内周面側から排出された圧力流体を撹拌ないし剪断して前記回転ノズル部の回転速度を規制する凹凸部を設けたことで、圧力流体の粘性抵抗と凹凸部に発生する渦による抵抗を制動力として回転ノズル部の回転速度を制御することができる。また、ブレーキ部により圧力流体の排出抵抗を増大させることで、排出量を抑制することが可能となる。しかも、かかる構成によるブレーキ部は、圧力流体の抵抗を利用し、マグネットを使用するものではないので、安価で、しかも、安定した洗浄性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る管内洗浄ノズルは、第一に、回転ノズル部の円滑な回転を確保しつつ、摺動部からの漏れを低減し圧力流体の高圧化を図ることができる。そして、本発明に係る管内洗浄ノズルは、第２に、簡易でコンパクトなブレーキ部による回転ノズル部の速度制御を可能とし、洗浄性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズルの構成を説明するための断面図であり、図２は本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズルの構成を説明するための斜視図である。図３（ａ）は回転ノズル部の噴射口の配置を説明するための模式的断面図であり、便宜的に流路に沿った断面を示す。図３（ｂ）はブレーキ部の構成を説明するための（ａ）のＸ−Ｘ断面図であり、（ｃ）はブッシュ周りの高圧水の流れを示す（ａ）の部分拡大断面図である。
なお、これらの図において、説明の便宜上、摺接部や摺動部の間隙等は誇張して表現したものであり、実際のサイズを反映したものではない。
【００２２】
本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズル１は、図１および図２に示すように、圧力流体である高圧水が導入されるシャフト部２と、シャフト部２に回転自在に軸支された回転ノズル部３と、シャフト部２の先端に固定されたノズルヘッド４と、を備えている。
そして、回転ノズル部３は、２個のブッシュ５を介してシャフト部２に回転可能に保持され、ブッシュ５の外周面には封止部材であるＯリング６が嵌装されている。
【００２３】
なお、以下の説明において、管内洗浄ノズル１の進行方向を基準として、連結部２１側を後側といい、ノズルヘッド４側を前側（先端側）という場合がある。
また、本実施形態においては、圧力流体である洗浄液として水（高圧水）を使用しているが、これに限定されるものではなく、洗浄する管の種類や付着物の性質等により、空気等の気体や種々の化学洗浄液等の液体を適宜使用条件に合わせて選定することができる。
【００２４】
シャフト部２は、図１に示すように、図示しない高圧ホースが連結されて高圧水が導入される連結部２１と、連結部２１に導入された高圧水が流通する流通路２３が形成された軸支部２２と、を備えている。
シャフト部２において、連結部２１と軸支部２２とは一体的に結合され、連結部２１は軸支部２２よりも大径の鍔状の形状を備えている。そして、連結部２１における軸支部２２側の鍔状の端面２１ｂは、連結部側摺接部２４において、所定の間隙δ１を設けて回転ノズル部３の端面３２ａと摺接されている。すなわち、連結部側摺接部２４において、回転ノズル部３とシャフト部２とが対面して摺接し、その摺接面は、軸支部２２から径方向外側に向かって回転ノズル部３の回転軸に直交する方向に沿って円盤状に形成されている。かかる構成により、連結部側摺接部２４には、ブッシュ５２の内周面側を通って排出される高圧水（漏れ水）が導入される。
流通路２３は、連結部２１の後端面に形成された導入口２１ａから軸支部２２の軸方向中央付近まで形成されている。
また、軸支部２２の先端部には、ねじ２２ａが加工されノズルヘッド４が装着される。
【００２５】
回転ノズル部３は、内周面と外周面を有する環状の形状からなり、外周面においては、ノズルヘッド４側（前側）の縮径部３１と、連結部２１側（後側）の拡径部３２とが形成された段付きの形状を備えている。
そして、回転ノズル部３の縮径部３１の外周面には、高圧水の粘性抵抗等により回転ノズル部３の回転速度を規制するブレーキ部を構成する凹凸部３３が形成されている（図２、図３（ｂ）を併せて参照）。
また、拡径部３２の外周面には流通路２３に連通されて高圧水を噴出する噴出口３４ａが形成されたノズルチップ３４が配設されている。
噴出口３４ａには、連結部２１に導入された高圧水が流通路２３から流通室２３ａを介して噴出流路２３ｂを通って供給され、噴出口３４ａから高圧水が噴出される。この噴出された高圧水のジェット噴射により、管Ｗ内の付着物Ｓを除去して洗浄する。
【００２６】
ここで、噴出口３４ａは、図１に示すように、回転ノズル部３の回転軸に直交する方向（本図における上下方向）に対して、後方側（本図における右側）へ傾斜して配設されている。これにより、高圧水を噴出する噴出反力によって前進する推力を得ることができる。
さらに、噴出口３４ａは、図３（ａ）に示すように、回転ノズル部３の回転軸から径方向に偏芯して配設されている。これにより、高圧水を噴出する噴出反力によって回転ノズル部３の回転力を得ることができる。
【００２７】
なお、本実施形態においては、噴出口および噴出流路を４箇所設けているが、これに限定されるものではなく、管内洗浄ノズル１の許容回転数等の仕様により、適宜設定され、例えば、２〜６箇所程度設けられる。
【００２８】
ブッシュ５（５１，５２）は、軸支部２２に外嵌され、回転ノズル部３の内周面側にＯリング６を介して装着されている。ブッシュ５は、回転ノズル部３の内周面の両縁部に所定の間隔をあけて２個設けられ、この間隔をあけたことで、ブッシュ５１の端面とブッシュ５２の端面との間に高圧水が導入されるリング形状の流通室２３ａが形成されている。
【００２９】
そして、図３（ｃ）に示すように、ブッシュ５の外周面と、この外周面に対面する回転ノズル部３の内周面との摺接部には流通室２３ａを介して流通路２３（図１）に連通し、ブッシュ５の外周面側から高圧水の圧力ｐ３を作用させる所定の間隙δ３が設けられている。
【００３０】
ここで、所定の間隙δ３は、回転ノズル部３の内径寸法からブッシュ５の外径寸法を減じて得た値の１／２の量を意味し、回転ノズル部３とブッシュ５の組立に必要なクリアランスを考慮して適宜設定される。
【００３１】
Ｏリング６は、ブッシュ５１，５２の外周面側において、流通路２３および噴出口３４ａから見て遠い側の縁部に設けられている。つまり、それぞれ流通室２３ａからブッシュ５の外周面側に入り込んだ高圧水がブッシュ５の他端側まで入り込めるように（図３（ｃ）を併せて参照）、流通室２３ａ側（流通路２３および噴出口３４ａがある側）から見て遠い側のブッシュ５の縁部にＯリング６を装着したものである。
【００３２】
一方、ブッシュ５の内周面側にあっては、ブッシュ５の内周面と軸支部２２の外周面との摺接部には、流通室２３ａを介して流通路２３（図１）に連通し、ブッシュ５および回転のズル部３を円滑に回転するために必要な所定の間隙δ４が設けられている。
【００３３】
ここで、所定の間隙δ４は、ブッシュ５の内径寸法から軸支部２２の外径寸法を減じて得た値の１／２の量を意味し、具体的には、ブッシュ５と軸支部２２との摺動条件等を考慮して適宜設定される。例えば、間隙δ４が大きすぎると、高圧水の漏れ量が増大し、間隙δ４が小さすぎると摩擦抵抗が大きくなる。このため、円滑な摺動特性を確保し、漏れ水を最小限とする適切な間隙に設定されている。
【００３４】
かかる構成により、流通室２３ａに導入された高圧水は、図３（ｃ）に示すように、ブッシュ５の外周面側にあっては、間隙δ３を設け縁部にＯリング６を設けてシールしたことで、ブッシュ５の外周面側からブッシュ５を縮径する方向（間隙δ４を減少させる方向）に高圧水の圧力ｐ３が作用する。
他方、ブッシュ５の内周面側にあっては、間隙δ４を設けたことで、ブッシュ５の内周面側からブッシュ５を拡径する方向（間隙δ４を増加させる方向）に高圧水の圧力ｐ４が作用する。
【００３５】
ノズルヘッド４は、図１に示すように、先端側が有底の筒形状に形成され、軸支部２２の先端部に螺入されて固定されている（図２を併せて参照）。筒形状の内周面側には、図３（ｂ）に示すように、軸支部２２の外周面に形成された凹凸部３３に対面する位置に高圧水の粘性抵抗等により回転ノズル部３の回転速度を規制する凹凸部４１が形成され、ブレーキ部を構成している。
【００３６】
そして、ノズルヘッド４は、ヘッド側摺接部４２において、所定の間隙δ２を設けて回転ノズル部３の端面３２ｂおよび縮径部３１の外周面と摺接されている。
すなわち、ヘッド側摺接部４２において、回転ノズル部３とノズルヘッド４とが対面して摺接し、ヘッド側摺接部４２は、回転ノズル部３の回転軸に交差する方向の摺接部４２ａ，４２ｃと、回転ノズル部３の回転軸に沿った方向の摺接部４２ｂと、を組み合わせて配設されている。そして、摺接部４２には、ブッシュ５１の内周面側から排出された高圧水が導入される排出路４２ｄが連通され、摺接部４２ｂに凹凸部４１が形成されている。
かかる構成により、ヘッド側摺接部４２には、ブッシュ５１の内周面側を通って排出される漏れ水が導入される。
【００３７】
続いて、本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズル１の動作について、主として図１および図３（ｃ）を参照しながら説明する。
管内洗浄ノズル１は、洗浄する管Ｗ内に挿入される。そして、シャフト部２に形成された流通路２３に導入された高圧水は、流通室２３ａから噴出流路２３ｂを通ってノズルチップ３４の噴出口３４ａから噴出される。この噴射反力によって回転ノズル部３が回転しながら前進して管Ｗ内を洗浄する。
【００３８】
本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズル１において、前記したように、回転ノズル部３は、軸支部２２に対してブッシュ５を介して外嵌され、ブッシュ５の外周面側および内周面側にはそれぞれ所定の間隙δ３，δ４を設け、外周面側は高圧水の排出を規制するＯリング６を設け、高圧水の一部をブッシュ５の内周面側から排出することで、ブッシュ５の内周面側では、ブッシュ５が高圧水の圧力（静圧）により保持されるため、ブッシュ５の内周面と軸支部２２の外周面とが直接接触することがないので、摩擦係数が小さく摩耗を低減して円滑な回転を長期間維持することができる。
【００３９】
ここで、ブッシュ５の内周面側から排出される高圧水の圧力により、ブッシュ５には内径を拡張しようとする拡径方向の圧力ｐ４が作用する。一方、ブッシュ５の外周面側は、Ｏリング６により高圧水の排出が規制されているため、ブッシュ５の外周面側からも高圧水の圧力ｐ３が作用する。
【００４０】
これにより、ブッシュ５に対して、外周面側からの圧力ｐ３の方が、内周面側からの圧力ｐ４よりも若干大きいので、ブッシュ５の内径は高圧水の圧力が作用する前よりも内径が小さく圧縮されてバランスする。このため、高圧水の圧力を高く設定した場合であっても、ブッシュ５と軸支部２２とのすき間を最小に保つことができる。
【００４１】
すなわち、ブッシュ５の内周面側の高圧水の圧力は、高圧水が排出される過程で若干減圧するため、ブッシュ５の内周面側からの拡管方向の圧力よりも、ブッシュ５の外周面側からの縮径方向の圧力が大きくなり、このため、ブッシュ５内径は高圧水の圧力が作用する前よりも小さく圧縮されたところでバランスし、その結果軸支部２２との間隙が最小となる。
【００４２】
詳細には、ブッシュ５の内周面側からの圧力ｐ４は、出口に近いため漏れる過程で次第に減圧される。これに対して、ブッシュ５の外周面側からの圧力ｐ３は、Ｏリング６の位置までは圧力ｐ４よりも高圧に保たれている。このため、ブッシュ５の外周面側からの圧力ｐ３と内周面側からの圧力ｐ４とを最適に設定することで、ブッシュ５と軸支部２２とのすき間を最小に保ちながら、かつ円滑に摺動できるようにバランスさせている。
【００４３】
その結果、ブッシュ５の内周面側からの高圧水の排出量（漏れ量）を最小限に抑えることができる。また、高圧水の漏れを最小限に抑えることで、高圧水の圧力を効率よく高めることが可能となり、洗浄性能の向上を図ることができる。
本実施形態に係る管内洗浄ノズル１によれば、高圧水の漏れ量を最小限に抑えることができるため、例えば、図５に示す従来タイプに対して、高圧水の圧力を２倍程度（例えば、２００ＭＰａ）まで高めることも可能である。
【００４４】
さらに、ヘッド側摺接部４２に導入された高圧水を撹拌ないし剪断して回転ノズル部３の回転速度を規制する凹凸部（３３，４１）を設けたことで、高圧水の粘性抵抗と凹凸部（３３，４１）に発生する渦による抵抗を制動力として回転ノズル部３の回転速度を制御することができる。また、高圧水の抵抗を利用し、マグネットを使用するものではないので、安価で、しかも、安定した洗浄性能を維持することができる。
【００４５】
そして、図３（ｂ）に示すように、凹凸部（３３，４１）を回転軸方向に沿って設けたことで、回転ノズル部３の外径を必要以上に拡大することなく凹凸部（３３，４１）の長さを確保することができるため、小径の管内洗浄ノズルにも適用することができ、回転ノズル部３の回転速度の制御も効率よく行なうことができる。
【００４６】
続いて、本発明の実施例について、図４を参照しながら説明する。図４は本発明の実施例を説明するための断面図であり、（ａ）は連結部側摺接部にブレーキ部を構成する凹凸部を設けた実施例１を示し、（ｂ）はブレーキ部を構成する凹凸部を回転ノズル部の回転軸に直交する方向に設けた実施例２を示す。
なお、以下の説明において、前記した実施形態と同様の構成については説明を省略し、主要な相違点についてのみ説明する。
【００４７】
前記した実施形態においては、回転ノズル部３の回転速度を規制するブレーキ部である凹凸部（３３、４１）をヘッド側摺接部４２に設けたが（図１参照）、本発明の実施例１に係る管内洗浄ノズル１Ａは、図４（ａ）に示すように、凹凸部（２Ａ１，３Ａ１）を連結部側摺接部２４Ａに設けたものである。
【００４８】
前記した実施形態においては、凹凸部（３３、４１）は、回転軸方向に沿って配設されたヘッド側摺接部４２に形成されているが（図１参照）、本発明の実施例２に係る管内洗浄ノズル１Ｂは、図４（ｂ）に示すように、回転ノズル部３Ｂの回転軸方向に交差する方向に沿って配設された摺接部４２Ｂ１に凹凸部（３Ｂ１，４Ｂ１）形成することもできる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、前記した実施形態においては、凹凸部（３３、４１）を回転ノズル部３およびノズルヘッド４の両方に形成したが、これに限定されるものではなく、回転ノズル部３またはノズルヘッド４のいずれか一方であってもよい。
【００５０】
前記した実施形態においては、連結部側摺接部およびヘッド側摺接部における間隙δ１，δ２を各摺接部の全長にわたって同程度の間隙として形成したが、これに限定されるものではなく、ブレーキ部を構成する凹凸部（３３、４１）の間隙を大きく形成することもできる。また、回転ノズル部３の軸方向に直交する方向の間隙と軸方向に沿う方向の間隙の大きさを異なるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズルの構成を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズルの構成を説明するための斜視図である。
【図３】（ａ）は回転ノズル部の噴射口の配置を説明するための模式的断面図であり、便宜的に流路に沿った断面を示し、（ｂ）はブレーキ部の構成を説明するための（ａ）のＸ−Ｘ断面図であり、（ｃ）はブッシュ周りの高圧水の流れを示す（ａ）の部分拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例を説明するための断面図であり、（ａ）は連結部側摺接部にブレーキ部を構成する凹凸部を設けた実施例１を示し、（ｂ）はブレーキ部を構成する凹凸部を回転ノズル部の回転軸に直交する方向に設けた実施例２を示す。
【図５】従来の管内洗浄ノズルの概要を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 管内洗浄ノズル
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 管内洗浄ノズル
２ シャフト部
３ 回転ノズル部
４ ノズルヘッド
５（５１，５２） ブッシュ
６ Ｏリング（封止部材）
２２ 軸支部
２３ 流通路
２４ 連結部側摺接部
３３ 凹凸部（ブレーキ部）
４１ 凹凸部（ブレーキ部）
４２ ヘッド側摺接部
４２ｄ 排出路
【技術分野】
【０００１】
本発明は管内洗浄ノズルに関し、特に、回転ノズル部の円滑な回転を確保し、洗浄性能の向上を図る管内洗浄ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
管内洗浄ノズルは、洗浄する管内に挿入され、高圧水を噴出する噴射反力によって回転ノズルが回転しながら前進して、高圧水の噴射圧力で管内を洗浄する。
従来、管内洗浄ノズルにおいて、軸と回転ノズル内周面との隙間を最小とすることで、回転ノズルの円滑な回転を確保しながら、隙間からの高圧水の漏れを抑えるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１，２）。
【０００３】
従来の管内洗浄ノズルについて、図５を参照しながら具体的に説明する。図５は、従来の管内洗浄ノズルの概要を説明するための模式的な断面図である。なお、図５において、説明の便宜上、シャフト部２００と回転ノズル部３００との摺動部の間隙等は誇張して表現したものであり、実際のサイズを反映したものではない。
【０００４】
従来の管内洗浄ノズル１００は、図５に示すように、高圧水が導入されるシャフト部２００と、シャフト部２００の軸支部２２０に回転自在に外嵌された回転ノズル部３００と、回転ノズル部３００を軸方向に回転自在に保持するノズルヘッド４００と、を備えて構成されている。
そして、シャフト部２００に導入された高圧水は、流通路２３０から回転ノズル部３００の内周面にリング状に形成された流通室２４０を介して、噴射流路２５０を通ってノズルチップ２６０から高圧水をジェット噴射して、管Ｗ内の付着物Ｓ（スケール）を除去して洗浄する。
【０００５】
ここで、回転ノズル部３００は、円滑に回転できるように軸支部２２０に対して所定の間隙δ３′（クリアランス）を設けて外嵌されている。このため、流通室２４０に導入された高圧水の一部は、シャフト部２００の軸支部２２０と回転ノズル部３００の内周面との間隙δ３′を通って、軸方向に沿って流出し、回転ノズル部の両側にそれぞれ形成された、回転ノズル部３００とシャフト部２００との間隙δ１′および回転ノズル部３００とノズルヘッド４００との間隙δ２′から外部へ漏れ水として排出される。
【０００６】
また、従来、管内洗浄ノズルにおいては、例えば、特許文献１の図１に示されるように、スケールの付着状況や流体供給圧力等の使用条件に応じて回転ノズル部の回転数を調整して、洗浄効率を高めるために、回転ノズル部の速度制御方法としてマグネットブレーキを使用する技術が知られている。
【特許文献１】特開平９−２８５７４９号公報
【特許文献２】特開平９−９４５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の管内洗浄ノズルにおいては、軸支部の外周面と回転ノズル部の内周面との摺動部のすき間（クリアランス）に入り込んだ高圧水により、回転ノズル部は内径側から内径を拡径する方向の圧力を受ける。このため、設定したすき間以下に漏れ量を少なくすることはできず、使用圧力は実用的には１００ＭＰａまでが限界であった。
一方、高圧水の漏れ量を抑制するためにパッキンシールを装着すると抵抗が大きいため、回転トルクの小さな小径のノズルには採用できないほか、高圧・高速の条件下では寿命が短い等の問題があった。
【０００８】
また、マグネットブレーキに採用されるブレーキ用の強力なマグネットは、高価であることと、大きな取り付けスペースが必要なことから、小径の回転ノズルには採用できないという問題があった。さらに、マグネットは、水にさらされる環境下では、腐食対策が必要になるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、前記した問題点を解決すべく、第１に、回転ノズル部の円滑な回転を確保しつつ、摺動部からの漏れを低減して圧力流体の高圧化を図ることができる管内洗浄ノズルを提供することを課題とする。そして、第２に、簡易でコンパクトなブレーキ部による回転ノズル部の速度制御を可能とし、洗浄性能の向上を図る管内洗浄ノズルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、高圧ホースが連結される連結部と、前記高圧ホースから導入された圧力流体が流通する流通路が形成された軸支部と、を有するシャフト部と、前記軸支部に回転自在に外嵌され、前記流通路に連通されて前記圧力流体を噴出する噴出口を有する環状の回転ノズル部と、前記シャフト部の先端に固定されたノズルヘッドと、を備え、洗浄する管内に挿入されて、前記圧力流体を噴出する噴射反力によって前記回転ノズル部が回転しながら前記管内を洗浄する管内洗浄ノズルであって、前記回転ノズル部は、前記軸支部に所定の間隔をあけて配設された２個のブッシュを介して回転可能に保持され、前記２個のブッシュの間に形成された流通室を介して、前記流通路から前記噴出口へ流通する噴出流路を設け、前記ブッシュの内周面と前記軸支部の外周面との摺接部には、前記流通路に連通し前記内周面側から前記圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設け、前記ブッシュの外周面と、この外周面に対面する前記回転ノズル部の内周面との摺接部には、前記圧力流体の排出を封止する封止部材を設けるとともに、前記流通路に連通し前記ブッシュの外周面側から前記圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設けたこと、を特徴とする。
【００１１】
ここで、「摺接」という用語を使用するが、両部材が摺動しながら接する場合の他、広く両部材の間に一定の間隙（微小なクリアランス）が設けられて近接して相対的に移動する場合にもこの用語を使用する。
【００１２】
本発明の請求項１に係る管内洗浄ノズルにおいて、回転ノズル部は、軸支部に対してブッシュを介して回転可能に保持され、ブッシュの外周面側および内周面側には所定の間隙を設け、外周面側は圧力流体の排出を封止する封止部材を設け、ブッシュの内周面側から圧力流体の流体圧を作用させることで、ブッシュの内周面側では、流通する圧力流体の流体圧（静圧）により、ブッシュが軸支部の外周面に保持されるため、ブッシュの内周面と軸支部の外周面とが直接接触することがないので、摩擦係数が小さく摩耗を低減して円滑な回転を長期間維持することができる。
【００１３】
このように、本発明の請求項１に係る管内洗浄ノズルは、ブッシュの内径側を摺動させるため、ブッシュの内周面側の所定の間隙は、円滑な回転を確保するとともに、摺動部からの漏れを低減するために最小限に設定される。
【００１４】
ここで、ブッシュの内周面側から作用させる圧力流体の流体圧（静圧）により、ブッシュには内径を拡張しようとする拡径方向の押圧力が作用する。一方、ブッシュの外周面側は、封止部材により圧力流体の排出が封止され、ブッシュの外周面側からも圧力流体の流体圧が作用する。
これにより、ブッシュに対して、内周面側からの流体圧と外周面側からの流体圧がバランスする方向に流体圧が作用するため、流体圧を高く設定した場合であっても、ブッシュと軸支部とのすき間を最小に保つことができる。
【００１５】
その結果、ブッシュの内周面側からの圧力流体の漏れ量を最小限に抑えることができる。また、圧力流体の漏れを最小限に抑えることで、圧力流体の流体圧を効率よく高めることが可能となり、洗浄性能の向上を図ることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の管内洗浄ノズルであって、前記封止部材は、前記ブッシュの外周面側において、前記流通路および前記噴出口から見て遠い側の縁部に設けられていること、を特徴とする。
かかる構成によれば、ブッシュの外周面の広い範囲で圧力流体の流体圧を作用させることができるため、ブッシュの内周面側からの流体圧に対してバランスさせることが可能となる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の管内洗浄ノズルであって、前記ブッシュの内周面側に設けられた所定の間隙を通って前記圧力流体の一部を排出する排出路と、前記回転ノズル部と前記ノズルヘッドとが対面して摺接するヘッド側摺接部に設けられた所定の間隙を有するブレーキ部と、を備え、前記排出路と前記ヘッド側摺接部とを連通し、前記ブレ−キ部は、前記ブッシュの内周面側から排出された圧力流体を撹拌ないし剪断して前記回転ノズル部の回転速度を規制する凹凸部を、前記回転ノズル部およびノズルヘッドの少なくとも一方に設けて構成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の管内洗浄ノズルであって、前記ブッシュの内周面側に設けられた所定の間隙を通って前記圧力流体の一部を排出する排出路と、前記回転ノズル部と前記シャフト部とが対面して摺接する連結部側摺接部に設けられた所定の間隙を有するブレーキ部と、を備え、前記排出路と前記連結部側摺接部とを連通し、前記ブレ−キ部は、前記ブッシュの内周面側から排出された圧力流体を撹拌ないし剪断して前記回転ノズル部の回転速度を規制する凹凸部を、前記回転のズル部およびシャフト部の少なくとも一方に設けて構成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項３および請求項４によれば、ヘッド側摺接部または連結部側摺接部にブレーキ部を備え、このブレーキ部には、ブッシュの内周面側から排出された圧力流体を撹拌ないし剪断して前記回転ノズル部の回転速度を規制する凹凸部を設けたことで、圧力流体の粘性抵抗と凹凸部に発生する渦による抵抗を制動力として回転ノズル部の回転速度を制御することができる。また、ブレーキ部により圧力流体の排出抵抗を増大させることで、排出量を抑制することが可能となる。しかも、かかる構成によるブレーキ部は、圧力流体の抵抗を利用し、マグネットを使用するものではないので、安価で、しかも、安定した洗浄性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る管内洗浄ノズルは、第一に、回転ノズル部の円滑な回転を確保しつつ、摺動部からの漏れを低減し圧力流体の高圧化を図ることができる。そして、本発明に係る管内洗浄ノズルは、第２に、簡易でコンパクトなブレーキ部による回転ノズル部の速度制御を可能とし、洗浄性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の第１実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズルの構成を説明するための断面図であり、図２は本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズルの構成を説明するための斜視図である。図３（ａ）は回転ノズル部の噴射口の配置を説明するための模式的断面図であり、便宜的に流路に沿った断面を示す。図３（ｂ）はブレーキ部の構成を説明するための（ａ）のＸ−Ｘ断面図であり、（ｃ）はブッシュ周りの高圧水の流れを示す（ａ）の部分拡大断面図である。
なお、これらの図において、説明の便宜上、摺接部や摺動部の間隙等は誇張して表現したものであり、実際のサイズを反映したものではない。
【００２２】
本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズル１は、図１および図２に示すように、圧力流体である高圧水が導入されるシャフト部２と、シャフト部２に回転自在に軸支された回転ノズル部３と、シャフト部２の先端に固定されたノズルヘッド４と、を備えている。
そして、回転ノズル部３は、２個のブッシュ５を介してシャフト部２に回転可能に保持され、ブッシュ５の外周面には封止部材であるＯリング６が嵌装されている。
【００２３】
なお、以下の説明において、管内洗浄ノズル１の進行方向を基準として、連結部２１側を後側といい、ノズルヘッド４側を前側（先端側）という場合がある。
また、本実施形態においては、圧力流体である洗浄液として水（高圧水）を使用しているが、これに限定されるものではなく、洗浄する管の種類や付着物の性質等により、空気等の気体や種々の化学洗浄液等の液体を適宜使用条件に合わせて選定することができる。
【００２４】
シャフト部２は、図１に示すように、図示しない高圧ホースが連結されて高圧水が導入される連結部２１と、連結部２１に導入された高圧水が流通する流通路２３が形成された軸支部２２と、を備えている。
シャフト部２において、連結部２１と軸支部２２とは一体的に結合され、連結部２１は軸支部２２よりも大径の鍔状の形状を備えている。そして、連結部２１における軸支部２２側の鍔状の端面２１ｂは、連結部側摺接部２４において、所定の間隙δ１を設けて回転ノズル部３の端面３２ａと摺接されている。すなわち、連結部側摺接部２４において、回転ノズル部３とシャフト部２とが対面して摺接し、その摺接面は、軸支部２２から径方向外側に向かって回転ノズル部３の回転軸に直交する方向に沿って円盤状に形成されている。かかる構成により、連結部側摺接部２４には、ブッシュ５２の内周面側を通って排出される高圧水（漏れ水）が導入される。
流通路２３は、連結部２１の後端面に形成された導入口２１ａから軸支部２２の軸方向中央付近まで形成されている。
また、軸支部２２の先端部には、ねじ２２ａが加工されノズルヘッド４が装着される。
【００２５】
回転ノズル部３は、内周面と外周面を有する環状の形状からなり、外周面においては、ノズルヘッド４側（前側）の縮径部３１と、連結部２１側（後側）の拡径部３２とが形成された段付きの形状を備えている。
そして、回転ノズル部３の縮径部３１の外周面には、高圧水の粘性抵抗等により回転ノズル部３の回転速度を規制するブレーキ部を構成する凹凸部３３が形成されている（図２、図３（ｂ）を併せて参照）。
また、拡径部３２の外周面には流通路２３に連通されて高圧水を噴出する噴出口３４ａが形成されたノズルチップ３４が配設されている。
噴出口３４ａには、連結部２１に導入された高圧水が流通路２３から流通室２３ａを介して噴出流路２３ｂを通って供給され、噴出口３４ａから高圧水が噴出される。この噴出された高圧水のジェット噴射により、管Ｗ内の付着物Ｓを除去して洗浄する。
【００２６】
ここで、噴出口３４ａは、図１に示すように、回転ノズル部３の回転軸に直交する方向（本図における上下方向）に対して、後方側（本図における右側）へ傾斜して配設されている。これにより、高圧水を噴出する噴出反力によって前進する推力を得ることができる。
さらに、噴出口３４ａは、図３（ａ）に示すように、回転ノズル部３の回転軸から径方向に偏芯して配設されている。これにより、高圧水を噴出する噴出反力によって回転ノズル部３の回転力を得ることができる。
【００２７】
なお、本実施形態においては、噴出口および噴出流路を４箇所設けているが、これに限定されるものではなく、管内洗浄ノズル１の許容回転数等の仕様により、適宜設定され、例えば、２〜６箇所程度設けられる。
【００２８】
ブッシュ５（５１，５２）は、軸支部２２に外嵌され、回転ノズル部３の内周面側にＯリング６を介して装着されている。ブッシュ５は、回転ノズル部３の内周面の両縁部に所定の間隔をあけて２個設けられ、この間隔をあけたことで、ブッシュ５１の端面とブッシュ５２の端面との間に高圧水が導入されるリング形状の流通室２３ａが形成されている。
【００２９】
そして、図３（ｃ）に示すように、ブッシュ５の外周面と、この外周面に対面する回転ノズル部３の内周面との摺接部には流通室２３ａを介して流通路２３（図１）に連通し、ブッシュ５の外周面側から高圧水の圧力ｐ３を作用させる所定の間隙δ３が設けられている。
【００３０】
ここで、所定の間隙δ３は、回転ノズル部３の内径寸法からブッシュ５の外径寸法を減じて得た値の１／２の量を意味し、回転ノズル部３とブッシュ５の組立に必要なクリアランスを考慮して適宜設定される。
【００３１】
Ｏリング６は、ブッシュ５１，５２の外周面側において、流通路２３および噴出口３４ａから見て遠い側の縁部に設けられている。つまり、それぞれ流通室２３ａからブッシュ５の外周面側に入り込んだ高圧水がブッシュ５の他端側まで入り込めるように（図３（ｃ）を併せて参照）、流通室２３ａ側（流通路２３および噴出口３４ａがある側）から見て遠い側のブッシュ５の縁部にＯリング６を装着したものである。
【００３２】
一方、ブッシュ５の内周面側にあっては、ブッシュ５の内周面と軸支部２２の外周面との摺接部には、流通室２３ａを介して流通路２３（図１）に連通し、ブッシュ５および回転のズル部３を円滑に回転するために必要な所定の間隙δ４が設けられている。
【００３３】
ここで、所定の間隙δ４は、ブッシュ５の内径寸法から軸支部２２の外径寸法を減じて得た値の１／２の量を意味し、具体的には、ブッシュ５と軸支部２２との摺動条件等を考慮して適宜設定される。例えば、間隙δ４が大きすぎると、高圧水の漏れ量が増大し、間隙δ４が小さすぎると摩擦抵抗が大きくなる。このため、円滑な摺動特性を確保し、漏れ水を最小限とする適切な間隙に設定されている。
【００３４】
かかる構成により、流通室２３ａに導入された高圧水は、図３（ｃ）に示すように、ブッシュ５の外周面側にあっては、間隙δ３を設け縁部にＯリング６を設けてシールしたことで、ブッシュ５の外周面側からブッシュ５を縮径する方向（間隙δ４を減少させる方向）に高圧水の圧力ｐ３が作用する。
他方、ブッシュ５の内周面側にあっては、間隙δ４を設けたことで、ブッシュ５の内周面側からブッシュ５を拡径する方向（間隙δ４を増加させる方向）に高圧水の圧力ｐ４が作用する。
【００３５】
ノズルヘッド４は、図１に示すように、先端側が有底の筒形状に形成され、軸支部２２の先端部に螺入されて固定されている（図２を併せて参照）。筒形状の内周面側には、図３（ｂ）に示すように、軸支部２２の外周面に形成された凹凸部３３に対面する位置に高圧水の粘性抵抗等により回転ノズル部３の回転速度を規制する凹凸部４１が形成され、ブレーキ部を構成している。
【００３６】
そして、ノズルヘッド４は、ヘッド側摺接部４２において、所定の間隙δ２を設けて回転ノズル部３の端面３２ｂおよび縮径部３１の外周面と摺接されている。
すなわち、ヘッド側摺接部４２において、回転ノズル部３とノズルヘッド４とが対面して摺接し、ヘッド側摺接部４２は、回転ノズル部３の回転軸に交差する方向の摺接部４２ａ，４２ｃと、回転ノズル部３の回転軸に沿った方向の摺接部４２ｂと、を組み合わせて配設されている。そして、摺接部４２には、ブッシュ５１の内周面側から排出された高圧水が導入される排出路４２ｄが連通され、摺接部４２ｂに凹凸部４１が形成されている。
かかる構成により、ヘッド側摺接部４２には、ブッシュ５１の内周面側を通って排出される漏れ水が導入される。
【００３７】
続いて、本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズル１の動作について、主として図１および図３（ｃ）を参照しながら説明する。
管内洗浄ノズル１は、洗浄する管Ｗ内に挿入される。そして、シャフト部２に形成された流通路２３に導入された高圧水は、流通室２３ａから噴出流路２３ｂを通ってノズルチップ３４の噴出口３４ａから噴出される。この噴射反力によって回転ノズル部３が回転しながら前進して管Ｗ内を洗浄する。
【００３８】
本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズル１において、前記したように、回転ノズル部３は、軸支部２２に対してブッシュ５を介して外嵌され、ブッシュ５の外周面側および内周面側にはそれぞれ所定の間隙δ３，δ４を設け、外周面側は高圧水の排出を規制するＯリング６を設け、高圧水の一部をブッシュ５の内周面側から排出することで、ブッシュ５の内周面側では、ブッシュ５が高圧水の圧力（静圧）により保持されるため、ブッシュ５の内周面と軸支部２２の外周面とが直接接触することがないので、摩擦係数が小さく摩耗を低減して円滑な回転を長期間維持することができる。
【００３９】
ここで、ブッシュ５の内周面側から排出される高圧水の圧力により、ブッシュ５には内径を拡張しようとする拡径方向の圧力ｐ４が作用する。一方、ブッシュ５の外周面側は、Ｏリング６により高圧水の排出が規制されているため、ブッシュ５の外周面側からも高圧水の圧力ｐ３が作用する。
【００４０】
これにより、ブッシュ５に対して、外周面側からの圧力ｐ３の方が、内周面側からの圧力ｐ４よりも若干大きいので、ブッシュ５の内径は高圧水の圧力が作用する前よりも内径が小さく圧縮されてバランスする。このため、高圧水の圧力を高く設定した場合であっても、ブッシュ５と軸支部２２とのすき間を最小に保つことができる。
【００４１】
すなわち、ブッシュ５の内周面側の高圧水の圧力は、高圧水が排出される過程で若干減圧するため、ブッシュ５の内周面側からの拡管方向の圧力よりも、ブッシュ５の外周面側からの縮径方向の圧力が大きくなり、このため、ブッシュ５内径は高圧水の圧力が作用する前よりも小さく圧縮されたところでバランスし、その結果軸支部２２との間隙が最小となる。
【００４２】
詳細には、ブッシュ５の内周面側からの圧力ｐ４は、出口に近いため漏れる過程で次第に減圧される。これに対して、ブッシュ５の外周面側からの圧力ｐ３は、Ｏリング６の位置までは圧力ｐ４よりも高圧に保たれている。このため、ブッシュ５の外周面側からの圧力ｐ３と内周面側からの圧力ｐ４とを最適に設定することで、ブッシュ５と軸支部２２とのすき間を最小に保ちながら、かつ円滑に摺動できるようにバランスさせている。
【００４３】
その結果、ブッシュ５の内周面側からの高圧水の排出量（漏れ量）を最小限に抑えることができる。また、高圧水の漏れを最小限に抑えることで、高圧水の圧力を効率よく高めることが可能となり、洗浄性能の向上を図ることができる。
本実施形態に係る管内洗浄ノズル１によれば、高圧水の漏れ量を最小限に抑えることができるため、例えば、図５に示す従来タイプに対して、高圧水の圧力を２倍程度（例えば、２００ＭＰａ）まで高めることも可能である。
【００４４】
さらに、ヘッド側摺接部４２に導入された高圧水を撹拌ないし剪断して回転ノズル部３の回転速度を規制する凹凸部（３３，４１）を設けたことで、高圧水の粘性抵抗と凹凸部（３３，４１）に発生する渦による抵抗を制動力として回転ノズル部３の回転速度を制御することができる。また、高圧水の抵抗を利用し、マグネットを使用するものではないので、安価で、しかも、安定した洗浄性能を維持することができる。
【００４５】
そして、図３（ｂ）に示すように、凹凸部（３３，４１）を回転軸方向に沿って設けたことで、回転ノズル部３の外径を必要以上に拡大することなく凹凸部（３３，４１）の長さを確保することができるため、小径の管内洗浄ノズルにも適用することができ、回転ノズル部３の回転速度の制御も効率よく行なうことができる。
【００４６】
続いて、本発明の実施例について、図４を参照しながら説明する。図４は本発明の実施例を説明するための断面図であり、（ａ）は連結部側摺接部にブレーキ部を構成する凹凸部を設けた実施例１を示し、（ｂ）はブレーキ部を構成する凹凸部を回転ノズル部の回転軸に直交する方向に設けた実施例２を示す。
なお、以下の説明において、前記した実施形態と同様の構成については説明を省略し、主要な相違点についてのみ説明する。
【００４７】
前記した実施形態においては、回転ノズル部３の回転速度を規制するブレーキ部である凹凸部（３３、４１）をヘッド側摺接部４２に設けたが（図１参照）、本発明の実施例１に係る管内洗浄ノズル１Ａは、図４（ａ）に示すように、凹凸部（２Ａ１，３Ａ１）を連結部側摺接部２４Ａに設けたものである。
【００４８】
前記した実施形態においては、凹凸部（３３、４１）は、回転軸方向に沿って配設されたヘッド側摺接部４２に形成されているが（図１参照）、本発明の実施例２に係る管内洗浄ノズル１Ｂは、図４（ｂ）に示すように、回転ノズル部３Ｂの回転軸方向に交差する方向に沿って配設された摺接部４２Ｂ１に凹凸部（３Ｂ１，４Ｂ１）形成することもできる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、前記した実施形態においては、凹凸部（３３、４１）を回転ノズル部３およびノズルヘッド４の両方に形成したが、これに限定されるものではなく、回転ノズル部３またはノズルヘッド４のいずれか一方であってもよい。
【００５０】
前記した実施形態においては、連結部側摺接部およびヘッド側摺接部における間隙δ１，δ２を各摺接部の全長にわたって同程度の間隙として形成したが、これに限定されるものではなく、ブレーキ部を構成する凹凸部（３３、４１）の間隙を大きく形成することもできる。また、回転ノズル部３の軸方向に直交する方向の間隙と軸方向に沿う方向の間隙の大きさを異なるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズルの構成を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る管内洗浄ノズルの構成を説明するための斜視図である。
【図３】（ａ）は回転ノズル部の噴射口の配置を説明するための模式的断面図であり、便宜的に流路に沿った断面を示し、（ｂ）はブレーキ部の構成を説明するための（ａ）のＸ−Ｘ断面図であり、（ｃ）はブッシュ周りの高圧水の流れを示す（ａ）の部分拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例を説明するための断面図であり、（ａ）は連結部側摺接部にブレーキ部を構成する凹凸部を設けた実施例１を示し、（ｂ）はブレーキ部を構成する凹凸部を回転ノズル部の回転軸に直交する方向に設けた実施例２を示す。
【図５】従来の管内洗浄ノズルの概要を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 管内洗浄ノズル
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 管内洗浄ノズル
２ シャフト部
３ 回転ノズル部
４ ノズルヘッド
５（５１，５２） ブッシュ
６ Ｏリング（封止部材）
２２ 軸支部
２３ 流通路
２４ 連結部側摺接部
３３ 凹凸部（ブレーキ部）
４１ 凹凸部（ブレーキ部）
４２ ヘッド側摺接部
４２ｄ 排出路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ホースが連結される連結部と、前記高圧ホースから導入された圧力流体が流通する流通路が形成された軸支部と、を有するシャフト部と、
前記軸支部に回転自在に外嵌され、前記流通路に連通されて前記圧力流体を噴出する噴出口を有する環状の回転ノズル部と、
前記シャフト部の先端に固定されたノズルヘッドと、を備え、
洗浄する管内に挿入されて、前記圧力流体を噴出する噴射反力によって前記回転ノズル部が回転しながら前記管内を洗浄する管内洗浄ノズルであって、
前記回転ノズル部は、前記軸支部に所定の間隔をあけて配設された２個のブッシュを介して回転可能に保持され、
前記２個のブッシュの間に形成された流通室を介して、前記流通路から前記噴出口へ流通する噴出流路を設け、
前記ブッシュの内周面と前記軸支部の外周面との摺接部には、前記流通路に連通し前記内周面側から前記圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設け、
前記ブッシュの外周面と、この外周面に対面する前記回転ノズル部の内周面との摺接部には、前記圧力流体の排出を封止する封止部材を設けるとともに、前記流通路に連通し前記ブッシュの外周面側から前記圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設けたこと、
を特徴とする管内洗浄ノズル。
【請求項２】
前記封止部材は、前記ブッシュの外周面側において、前記流通路および前記噴出口から見て遠い側の縁部に設けられていること、
を特徴とする請求項１に記載の管内洗浄ノズル。
【請求項３】
前記ブッシュの内周面側に設けられた所定の間隙を通って前記圧力流体の一部を排出する排出路と、
前記回転ノズル部と前記ノズルヘッドとが対面して摺接するヘッド側摺接部に設けられた所定の間隙を有するブレーキ部と、を備え、
前記排出路と前記ヘッド側摺接部とを連通し、前記ブレ−キ部は、前記ブッシュの内周面側から排出された圧力流体を撹拌ないし剪断して前記回転ノズル部の回転速度を規制する凹凸部を、前記回転ノズル部およびノズルヘッドの少なくとも一方に設けて構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管内洗浄ノズル。
【請求項４】
前記ブッシュの内周面側に設けられた所定の間隙を通って前記圧力流体の一部を排出する排出路と、
前記回転ノズル部と前記シャフト部とが対面して摺接する連結部側摺接部に設けられた所定の間隙を有するブレーキ部と、を備え、
前記排出路と前記連結部側摺接部とを連通し、前記ブレ−キ部は、前記ブッシュの内周面側から排出された圧力流体を撹拌ないし剪断して前記回転ノズル部の回転速度を規制する凹凸部を、前記回転のズル部およびシャフト部の少なくとも一方に設けて構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管内洗浄ノズル。
【請求項１】
高圧ホースが連結される連結部と、前記高圧ホースから導入された圧力流体が流通する流通路が形成された軸支部と、を有するシャフト部と、
前記軸支部に回転自在に外嵌され、前記流通路に連通されて前記圧力流体を噴出する噴出口を有する環状の回転ノズル部と、
前記シャフト部の先端に固定されたノズルヘッドと、を備え、
洗浄する管内に挿入されて、前記圧力流体を噴出する噴射反力によって前記回転ノズル部が回転しながら前記管内を洗浄する管内洗浄ノズルであって、
前記回転ノズル部は、前記軸支部に所定の間隔をあけて配設された２個のブッシュを介して回転可能に保持され、
前記２個のブッシュの間に形成された流通室を介して、前記流通路から前記噴出口へ流通する噴出流路を設け、
前記ブッシュの内周面と前記軸支部の外周面との摺接部には、前記流通路に連通し前記内周面側から前記圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設け、
前記ブッシュの外周面と、この外周面に対面する前記回転ノズル部の内周面との摺接部には、前記圧力流体の排出を封止する封止部材を設けるとともに、前記流通路に連通し前記ブッシュの外周面側から前記圧力流体の流体圧を作用させる所定の間隙を設けたこと、
を特徴とする管内洗浄ノズル。
【請求項２】
前記封止部材は、前記ブッシュの外周面側において、前記流通路および前記噴出口から見て遠い側の縁部に設けられていること、
を特徴とする請求項１に記載の管内洗浄ノズル。
【請求項３】
前記ブッシュの内周面側に設けられた所定の間隙を通って前記圧力流体の一部を排出する排出路と、
前記回転ノズル部と前記ノズルヘッドとが対面して摺接するヘッド側摺接部に設けられた所定の間隙を有するブレーキ部と、を備え、
前記排出路と前記ヘッド側摺接部とを連通し、前記ブレ−キ部は、前記ブッシュの内周面側から排出された圧力流体を撹拌ないし剪断して前記回転ノズル部の回転速度を規制する凹凸部を、前記回転ノズル部およびノズルヘッドの少なくとも一方に設けて構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管内洗浄ノズル。
【請求項４】
前記ブッシュの内周面側に設けられた所定の間隙を通って前記圧力流体の一部を排出する排出路と、
前記回転ノズル部と前記シャフト部とが対面して摺接する連結部側摺接部に設けられた所定の間隙を有するブレーキ部と、を備え、
前記排出路と前記連結部側摺接部とを連通し、前記ブレ−キ部は、前記ブッシュの内周面側から排出された圧力流体を撹拌ないし剪断して前記回転ノズル部の回転速度を規制する凹凸部を、前記回転のズル部およびシャフト部の少なくとも一方に設けて構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管内洗浄ノズル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１９４６１１（Ｐ２００８−１９４６１１Ａ）
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２１３７（Ｐ２００７−３２１３７）
【出願日】平成１９年２月１３日（２００７．２．１３）
【出願人】（０００１３２１６１）株式会社スギノマシン (144)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１３日（２００７．２．１３）
【出願人】（０００１３２１６１）株式会社スギノマシン (144)
【Ｆターム（参考）】
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