特許 7006526 液体噴射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-11

(45)【発行日】2022-01-24

(54)【発明の名称】液体噴射装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 3/02 20060101AFI20220117BHJP

   B05B 13/04 20060101ALI20220117BHJP

【ＦＩ】

B05B3/02 G

B05B13/04

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018126655

(22)【出願日】2018-07-03

(65)【公開番号】P2020006283

(43)【公開日】2020-01-16

【審査請求日】2021-03-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】前野 潤

(72)【発明者】

【氏名】定木 啓

(72)【発明者】

【氏名】山崎 晶登

【審査官】市村 脩平

(56)【参考文献】

【文献】実開平０５－０３７３６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００９－０６１３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５３０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５３－０１４０７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５５－０７８８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１０７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８１５７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｂ１／００－１７／０８

Ｆ１６Ｊ１５／４０－１５／４５３

１５／５４－１５／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸心を中心に回転される回転体と、前記回転軸心の径方向外側から前記回転体に対して隙間を空けて前記回転体を囲うケーシングと、前記回転軸心に沿った方向に流体を噴射するノズルとを備える液体噴射装置であって、
前記流体の噴射方向における前記隙間の前方あるいは前記隙間の内部に配置されると共に、基部より径方向に張り出して設けられることで前記隙間の奥部への異物の侵入を抑止する鍔部を有し、
前記回転体が前記隙間の先端開口よりも前記流体の噴射方向における前方まで延出され、前記鍔部は、前記回転軸心に沿う方向から見て前記隙間を覆って前記回転体の前端に設けられている
ことを特徴とする液体噴射装置。

【請求項2】

前記ノズルに前記流体を供給する供給チューブが通過される貫通孔が前記回転体の先端壁に設けられ、
前記供給チューブを軸支すると共に、前記流体の噴射方向における貫通孔の前方に配置される前記鍔部を有するチューブ保持機構を備える
ことを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。

【請求項3】

前記隙間に対して圧縮エアを供給する圧縮エア供給部を備えることを特徴とする請求項１または２記載の液体噴射装置。

【請求項4】

圧縮エアを供給することにより前記回転体を回転させる動力を生成するエアドリルを備え、前記圧縮エア供給部は、前記エアドリルと前記隙間とに前記圧縮エアを供給することを特徴とする請求項３記載の液体噴射装置。

【請求項5】

前記隙間の内部に配置され、前記隙間の奥部側から前記隙間の先端開口に向けて空気を圧送する回転翼列を備えることを特徴とする請求項１～４いずれか一項に記載の液体噴射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体噴射装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、ノズルから噴射する流体をより広範囲に噴き付けることを可能とするために、ノズルがシャフトの先端に取り付けられた液体噴射装置が用いられている。例えば、特許文献１においては、チューブを回転軸心から変位した位置にて回転体に対して軸支し、回転軸心を中心として回転体を回転させることでチューブの先端に接続されたノズルを回動させている。このような液体噴射装置によれば、回転シール等を用いずにノズルを回動させることができるため、極低温の液体窒素等の液体を噴射することに適している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１２－５３３４２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、液体噴射装置は、コンクリートの加工やライニング材の剥離等の様々な用途に使用が可能であるが、一般的には作業者によって作業が行われる。このため、作業性の向上等のために、回転体の周囲がケーシングによって囲われている。回転体と異なりケーシングが回転しないことから、回転体とケーシングとの間には隙間が設けられることとなる。この隙間に作業により発生した粉塵等の異物が侵入すると、異物が回転体を軸支するベアリング等の円滑な動作を阻害する恐れがある。

【0005】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、回転体と回転体を囲むケーシングとを備える液体噴射装置において、回転体とケーシングとの隙間の奥部に異物が侵入することを防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

【0007】

第１の発明は、回転軸心を中心に回転される回転体と、上記回転軸心の径方向外側から上記回転体に対して隙間を空けて上記回転体を囲うケーシングと、上記回転軸心に沿った方向に流体を噴射するノズルとを備える液体噴射装置であって、上記流体の噴射方向における上記隙間の前方あるいは上記隙間の内部に配置されると共に、基部より径方向に張り出して設けられることで上記隙間の奥部への異物の侵入を抑止する鍔部を有するという構成を採用する。

【0008】

第２の発明は、上記第２の発明において、上記回転体が上記隙間の先端開口よりも上記流体の噴射方向における前方まで延出され、上記鍔部が、上記回転軸心に沿う方向から見て上記隙間を覆って上記回転体の前端に設けられているという構成を採用する。

【0009】

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記ノズルに上記流体を供給する供給チューブが通過される貫通孔が上記回転体の先端壁に設けられ、上記供給チューブを軸支すると共に、上記流体の噴射方向における貫通孔の前方に配置される上記鍔部を有するチューブ保持機構を備えるという構成を採用する。

【0010】

第４の発明は、上記第１～第３いずれかの発明において、上記隙間に対して圧縮エアを供給する圧縮エア供給部を備えるという構成を採用する。

【0011】

第５の発明は、上記第４の発明において、圧縮エアを供給することにより上記回転体を回転させる動力を生成するエアドリルを備え、上記圧縮エア供給部は、上記エアドリルと上記隙間とに上記圧縮エアを供給するという構成を採用する。

【0012】

第６の発明は、上記第１～第５いずれかの発明において、上記隙間の内部に配置され、上記隙間の奥部側から上記隙間の先端開口に向けて空気を圧送する回転翼列を備えるという構成を採用する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、回転体と回転体を径方向外側から囲うケーシングとの間の隙間の前方あるいは隙間の内部に、隙間の奥部への異物の侵入を防ぐ鍔部を備えている。このため、本発明によれば、隙間の奥部に異物が侵入することを防ぎ、異物の隙間への侵入による弊害を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態における液体噴射装置の断面図である。

【図2】図１の領域Ａの拡大図である。

【図3】本発明の一実施形態における液体噴射装置が備えるチューブ保持機構を含む領域の拡大断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態における液体噴射装置の断面図である。

【図5】本発明の第３実施形態における液体噴射装置の断面図である。

【図6】本発明の第４実施形態における液体噴射装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して、本発明に係る液体噴射装置の一実施形態について説明する。

【0016】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の液体噴射装置１の断面図である。また、図２は、液体噴射装置１の先端領域（図１の領域Ａ）の拡大図である。本実施形態において、液体噴射装置１は、液体窒素Ｘを噴射する。ただし、本発明の液体噴射装置が噴射する流体は液体窒素に限定されるものではない。図１に示すように、本実施形態の液体噴射装置１は、ケーシング２と、回転ユニット３と、供給チューブ４と、ノズルユニット５と、チューブ保持機構６と、エアドリル７と、動力伝達機構８とを備えている。

【0017】

ケーシング２は、回転ユニット３や供給チューブ４を収容しており、例えば少なくとも一部が作業者によって把持可能とされた部位である。本実施形態においてケーシング２は、回転体収容部２ａと、伝達機構収容部２ｂと、チューブ挿入部２ｃとを有している。回転体収容部２ａは、内部に回転ユニット３が収容された筒状の部位である。この回転体収容部２ａは、回転ユニット３の回転軸心Ｌに中心軸が重ねて配置されており、根本側が伝達機構収容部２ｂに固定され、先端側が開放端とされている。このような回転体収容部２ａと回転ユニット３の後述する回転筒３ｃとの間には、後述する先端側軸受３ａや後端側軸受３ｂが収容される隙間Ｓが設けられている。この隙間Ｓは、回転軸心Ｌに沿って設けられており、回転軸心Ｌに沿った方向で液体窒素Ｘがノズルから噴射される方を前方とした場合に、前方に向けて開口された先端開口Ｓ１（図２参照）を有している。

【0018】

伝達機構収容部２ｂは、動力伝達機構８を収容する部位である。この伝達機構収容部２ｂは、図１に示すように、上端部に回転体収容部２ａが固定されており、下端部がエアドリル７の取付箇所とされている。また、伝達機構収容部２ｂの上端部には、供給チューブ４が通過可能な開口部２ｂ１が設けられている。

【0019】

チューブ挿入部２ｃは、内部に供給チューブ４が挿通された筒状の部位であり、伝達機構収容部２ｂの上端部に対して伝達機構収容部２ｂと反対側から固定されている。このチューブ挿入部２ｃは、後端側の端部が閉塞端とされ、先端側の端部が開放端とされ、回転軸心Ｌに沿った方向から見て伝達機構収容部２ｂと同芯状に配置されている。このチューブ挿入部２ｃは、先端側の開放端が開口部２ｂ１と接続されるようにして伝達機構収容部２ｂに対して固定されている。また、チューブ挿入部２ｃの後端側の閉塞端は、供給チューブ４を保持している。つまり、供給チューブ４は、途中部位がケーシング２のチューブ挿入部２ｃの後端部分に固定されている。

【0020】

このような回転体収容部２ａと、伝達機構収容部２ｂと、チューブ挿入部２ｃとを有するケーシング２は、例えば断熱性を有する樹脂材料によって形成されており、供給チューブ４を流れる液体窒素Ｘの冷熱が作業者に伝熱されることを抑制している。

【0021】

回転ユニット３は、ケーシング２の回転体収容部２ａの内部に収容されており、先端側軸受３ａと、後端側軸受３ｂと、回転筒３ｃ（回転体）と、カウンタマスユニット３ｄとを備えている。先端側軸受３ａは、後端側軸受３ｂよりも回転体収容部２ａの先端寄りに配置された軸受である。この先端側軸受３ａは、外輪が回転体収容部２ａの内周面に固定され、内輪が回転筒３ｃの外周面に固定されており、回転軸心Ｌを中心として回転筒３ｃを回転可能に支持している。後端側軸受３ｂは、先端側軸受３ａよりも回転体収容部２ａの根本寄りに配置された軸受である。この後端側軸受３ｂは、外輪が回転体収容部２ａの内周面に固定され、内輪が回転筒３ｃの外周面に固定されており、回転軸心Ｌを中心として回転筒３ｃを回転可能に支持している。

【0022】

回転筒３ｃは、先端側の端部が先端壁３ｃ１によって閉塞された閉塞端とされ、後端側の端部が開放端とされた筒状の部位である。この回転筒３ｃは、先端壁３ｃ１が回転体収容部２ａの先端から僅かに前方に配置され、後端側の端部がケーシング２の伝達機構収容部２ｂに設けられた開口部２ｂ１と対向するように先端側軸受３ａ及び後端側軸受３ｂによって軸支されている。この回転筒３ｃには、図１に示すように供給チューブ４が挿通されている。

【0023】

図２に示すように、先端壁３ｃ１には、供給チューブ４が通過可能とされ、さらにチューブ保持機構６が取り付けられる貫通部３ｃ２が設けられている。この貫通部３ｃ２は、先端壁３ｃ１を貫通して設けられており、供給チューブ４が回転筒３ｃの内部から外部に通過可能とされている。また、先端壁３ｃ１には、カウンタマスユニット３ｄを固定するための取付部３ｃ３が設けられている。この取付部３ｃ３には、カウンタマスユニット３ｄの後述する基体部３ｄ１が螺合される雌ネジが設けられている。

【0024】

これらの貫通部３ｃ２と取付部３ｃ３とは、回転軸心Ｌを中心とした点対称な位置に配置されている。このため、貫通部３ｃ２取り付けられるチューブ保持機構６に保持された供給チューブ４と、取付部３ｃ３に取り付けられるカウンタマスユニット３ｄとは、回転軸心Ｌに沿った方向から見て、回転軸心Ｌを挟んで配置されている。つまり、回転軸心Ｌに沿った方向から見て、回転軸心Ｌを挟んで供給チューブ４と反対側の位置に、回転筒３ｃに固定されたカウンタマスユニット３ｄが配置されている。

【0025】

また図２に示すように、先端壁３ｃ１は、回転軸心Ｌに沿った方向において、ケーシング２の回転体収容部２ａのよりも前方に配置されている。つまり、回転筒３ｃは、隙間Ｓの先端開口Ｓ１よりも液体窒素Ｘの噴射方向における前方まで延出されている。このような先端壁３ｃ１の外縁部は、回転筒３ｃの周壁よりも回転軸心Ｌを中心とした径方向外側に膨出する鍔部３ｃ４とされている。つまり、先端壁３ｃ１は、鍔部３ｃ４が設けられていない部位（基部３ｃ５と称する）より径方向外側に張り出して設けられた鍔部３ｃ４を有している。また、鍔部３ｃ４は、回転軸心Ｌを中心として回転筒３ｃの全周に渡って設けられている。このような鍔部３ｃ４は、ケーシング２の外側から見て、回転筒３ｃとケーシング２の回転体収容部２ａとの隙間Ｓを覆うように設けられており、回転筒３ｃの回転中を含め常に回転筒３ｃと回転体収容部２ａと隙間Ｓの奥部に外部から異物が侵入することを防止する。

【0026】

カウンタマスユニット３ｄは、基体部３ｄ１と、着脱ウェイト３ｄ２と、ウェイト固定ボルト３ｄ３とを備えている。基体部３ｄ１は、回転筒３ｃの先端壁３ｃ１に設けられた取付部３ｃ３に対して螺合されている。この基体部３ｄ１は、カウンタマスユニット３ｄの主要部となる重量部材である。この基体部３ｄ１の質量は、回転筒３ｃが回転した際に、供給チューブ４及びチューブ保持機構６の質量によって回転筒３ｃに作用する遠心力と、カウンタマスユニット３ｄの質量によって回転筒３ｃに作用する遠心力とが略同一となるように設定されている。このような基体部３ｄ１は、略円柱状とされており、回転筒３ｃから回転筒３ｃの前方に向けて突出するように回転筒３ｃの先端壁３ｃ１に固定されている。このような基体部３ｄ１の先端面には、ウェイト固定ボルト３ｄ３を螺合するためのボルト孔３ｄ４が設けられている。

【0027】

着脱ウェイト３ｄ２は、回転軸心Ｌに沿った方向から見て、基体部３ｄ１と略同一径の円板状の部材であり、中央部にウェイト固定ボルト３ｄ３が通過可能な開口を有している。この着脱ウェイト３ｄ２は、ウェイト固定ボルト３ｄ３によって基体部３ｄ１に対して着脱可能とされており、着脱を選択することによりカウンタマスユニット３ｄの総質量（すなわち回転筒３ｃの回転時にカウンタマスユニット３ｄの質量によって作用する遠心力）を調整可能とする。

【0028】

ウェイト固定ボルト３ｄ３は、軸部が基体部３ｄ１のボルト孔３ｄ４に螺合され、頭部にて着脱ウェイト３ｄ２を基体部３ｄ１に押し当てることによって、着脱ウェイト３ｄ２を基体部３ｄ１に対して締結する。

【0029】

供給チューブ４は、液体窒素Ｘを不図示の供給源からノズルユニット５まで案内するための可撓性の金属チューブである。この供給チューブ４は、ケーシング２のチューブ挿入部２ｃの内部から伝達機構収容部２ｂの開口部２ｂ１を通じて回転ユニット３の回転筒３ｃの内部（すなわち回転体収容部２ａの内部）に挿通されている。供給チューブ４は、先端部が回転筒３ｃの先端壁３ｃ１に設けられた貫通部３ｃ２を通じて回転筒３ｃの外部に引き出されており、貫通部３ｃ２にてチューブ保持機構６によって回転軸心Ｌから径方向に変位した位置で軸支されると共に先端部にノズルユニット５が接続されている。また、供給チューブ４は、チューブ挿入部２ｃの後端部分に固定されている。このような供給チューブ４は、回転筒３ｃが回転軸心Ｌを中心として回転されると、途中部位がチューブ挿入部２ｃに固定された状態で、先端部が回転軸心Ｌを中心として旋回するように回動される。なお、後述するように、供給チューブ４の先端部は、チューブ保持機構６によって回転筒３ｃに対して相対的に回転可能に支持されている。このため、供給チューブ４は、回転筒３ｃの回転によって大きく捩じられることがなく、常に先端部が回転軸心Ｌを中心として旋回するように回動可能とされている。

【0030】

ノズルユニット５は、供給チューブ４の先端部に固定されている。このノズルユニット５は、図２に示すように、ベース部５ａと、第１ノズル５ｂと、第２ノズル５ｃとを有している。ベース部５ａは、供給チューブ４と接続されており、第１ノズル５ｂと第２ノズル５ｃとに接続された内部流路を有したブロック体である。このベース部５ａの内部流路は、ベース部５ａの根本側（供給チューブ４側）において単一であり、先端側で複数に分岐している。なお、内部流路の分岐数は任意である。また、内部流路を分岐させない構成も採用可能である。

【0031】

第１ノズル５ｂは、内部流路に接続されるようにベース部５ａに固定されている。この第１ノズル５ｂは、ベース部５ａの内部流路を介して供給チューブ４から供給される液体窒素Ｘを外部に向けて噴射する。第２ノズル５ｃは、内部流路に接続されるようにベース部５ａに固定されている。この第２ノズル５ｃは、ベース部５ａの内部流路を介して供給チューブ４から供給される液体窒素Ｘを外部に向けて噴射する。つまり、本実施形態においては、第１ノズル５ｂと第２ノズル５ｃとから液体窒素Ｘが外部に向けて噴射される。

【0032】

図３は、チューブ保持機構６を含む拡大断面図である。チューブ保持機構６は、回転筒３ｃの先端壁３ｃ１に設けられた貫通部３ｃ２に取り付けられている。図３に示すように、チューブ保持機構６は、断熱スリーブ６ａと、第１軸受６ｂと、第２軸受６ｃと、クランプ６ｄとを備えている。

【0033】

断熱スリーブ６ａは、供給チューブ４が摺動可能に挿入された略筒状の部材であり、樹脂材料によって形成されていることで供給チューブ４よりも高い断熱性を有している。この断熱スリーブ６ａは、供給チューブ４が挿通される貫通孔を有する筒状の軸部６ａ１と、軸部６ａ１の端部に設けられると共に軸部６ａ１（基部）の径方向外側に環状に張り出した鍔部６ａ２とを有している。このような断熱スリーブ６ａは、鍔部６ａ２が設けられた端部が供給チューブ４の先端側に向くように、供給チューブ４が挿入されている。このような鍔部６ａ２は、回転筒３ｃの貫通部３ｃ２よりも大径とされており、貫通部３ｃ２を覆うことによって外部の異物が貫通部３ｃ２を介して回転筒３ｃの内部に侵入することを防止する。

【0034】

また、鍔部６ａ２は、回転筒３ｃが回転軸心Ｌを中心として回転することによって、回転軸心Ｌを中心として旋回するように回転される。このように旋回する鍔部６ａ２は、前方側から回転筒３ｃに向けて飛散する粉塵等の異物の進行を止め、断熱スリーブ６ａに鍔部６ａ２が設けられていない場合と比較して、異物が回転筒３ｃに到達する割合を減少させることができる。つまり、鍔部６ａ２は、回転筒３ｃと回転体収容部２ａとの間に形成された隙間Ｓに向かう異物の少なくとも一部の進行を止めることができ、回転筒３ｃと回転体収容部２ａと隙間Ｓに外部から異物が侵入することを防止する。

【0035】

第１軸受６ｂは、第２軸受６ｃよりも供給チューブ４の先端側に配置されている。第２軸受６ｃは、第１軸受６ｂよりも供給チューブ４の後端側に配置されている。これらの第１軸受６ｂ及び第２軸受６ｃは、断熱スリーブ６ａを介して、供給チューブ４を回転可能に保持している。また、第１軸受６ｂ及び第２軸受６ｃは、供給チューブ４の長手方向において断熱スリーブ６ａの軸部６ａ１に対して摺動可能とされている。

【0036】

クランプ６ｄは、断熱スリーブ６ａよりも供給チューブ４の先端側に配置されており、供給チューブ４を挟持することによって供給チューブ４に対して固定されている。このようなクランプ６ｄは、断熱スリーブ６ａの先端面と当接することによって、供給チューブ４に対して摺動可能とされた断熱スリーブ６ａがクランプ６ｄよりも供給チューブ４の先端側に移動することを防止する。このようなクランプ６ｄによって、断熱スリーブ６ａの軸部６ａ１が第１軸受６ｂ及び第２軸受６ｃから抜けることを防止している。

【0037】

なお、チューブ保持機構６による供給チューブ４の保持位置及び保持角度と、供給チューブ４の長さは、供給チューブ４に対して局所的に大きな応力が作用しないように設定されている。例えば、ノズルユニット５が供給チューブ４の接続端における軸心の延長線上に液体窒素Ｘを噴射する単一の噴射開口を有する構造であると仮定する。さらに、回転筒３ｃの回転軸心Ｌを中心とした径方向における回転軸心Ｌからノズルユニット５の先端位置までの距離をδとする。また、ノズルユニット５の噴射軸心（接続端における供給チューブ４の軸心）と回転軸心Ｌとが成す角度をαとする。また、回転軸心Ｌに沿った方向におけるチューブ挿入部２ｃの供給チューブ４の保持位置からノズルユニット５の先端位置までの距離をｄとする。この場合、まず液体噴射装置１に要求される仕様に基づいて、距離δと角度αを設定する。さらに、供給チューブ４に作用する最大曲げ応力が供給チューブ４の疲労限界値の半分以下となるように距離ｄを設定する。このようにして設定された距離δ、角度α及び距離ｄが実現されるように、チューブ保持機構６による供給チューブ４の保持位置及び保持角度と、供給チューブ４の長さを設定する。このように、チューブ保持機構６による供給チューブ４の保持位置及び保持角度と、供給チューブ４の長さを設定することによって、供給チューブ４が疲労により損傷することをより確実に防止することができる。

【0038】

図１に戻り、エアドリル７は、外部から供給される圧縮エアを受けて回転筒３ｃを回転させるための回転動力を生成するものであり、ケーシング２の伝達機構収容部２ｂの下端に接続されている。このようなエアドリル７は、図２に示すように、出力軸７ａが伝達機構収容部２ｂの内部に配置されており、この出力軸７ａが動力伝達機構８と接続されている。

【0039】

動力伝達機構８は、エアドリル７と回転筒３ｃとを接続し、エアドリル７から回転筒３ｃに回転動力を伝達する機構である。この動力伝達機構８は、図２に示すように、エアドリル７の出力軸７ａに固定された駆動ギア８ａと、回転筒３ｃの周面に固定されて駆動ギア８ａと噛合された従動ギア８ｂとを有している。

【0040】

このような構成を採用する本実施形態の液体噴射装置１では、エアドリル７に外部から圧縮エアが供給されると、エアドリル７にて回転動力が生成される。エアドリル７で生成された回転動力は、動力伝達機構８によって回転ユニット３の回転筒３ｃに伝達される。この結果、回転筒３ｃが回転軸心Ｌを中心として回転される。

【0041】

回転筒３ｃが回転されると、供給チューブ４は、ケーシング２のチューブ挿入部２ｃとの接続箇所が固定された状態で、回転筒３ｃに伴って回転されるチューブ保持機構６に保持された部位が回転軸心Ｌを中心として回動（旋回）される。このとき、供給チューブ４は、チューブ保持機構６によって回転可能に保持されているため、供給チューブ４が大きく捩じれることなく先端部が連続して回転される。この結果、供給チューブ４の先端に接続されたノズルユニット５が回転軸心Ｌを中心として回動される。

【0042】

さらに、不図示の供給装置から液体窒素Ｘが供給チューブ４に供給されると、液体窒素Ｘは、回転されるノズルユニット５に供給され、第１ノズル５ｂ及び第２ノズル５ｃから噴射される。例えば、液体窒素がコンクリートに噴射される場合には、液体窒素がコンクリートのポーラスに入り込み、噴射後に液体窒素が気化するときの膨張力によって、コンクリートを加工することができる。このように回転されるノズルユニット５から液体窒素Ｘを噴射することによって、作業者が液体噴射装置１を移動させなくても、広い範囲に液体窒素Ｘを噴射することが可能となる。

【0043】

ここで、本実施形態の液体噴射装置１においては、回転筒３ｃと回転筒３ｃを径方向外側から囲うケーシング２との間の隙間Ｓの前方に配置されると共に、基部より径方向外側に張り出して設けられることで隙間Ｓの奥部への異物の侵入を抑止する鍔部（回転筒３ｃの鍔部３ｃ４及びチューブ保持機構６の鍔部６ａ２）を有している。このため、隙間Ｓの奥部に異物が侵入することを防ぎ、異物の隙間Ｓへの侵入による弊害を防止することができる。

【0044】

また、本実施形態の液体噴射装置１においては、回転筒３ｃが隙間Ｓの先端開口Ｓ１よりも前方まで延出され、鍔部３ｃ４が回転軸心Ｌに沿う方向から見て隙間Ｓを覆って回転筒３ｃの前端に設けられている。このため、鍔部３ｃ４を回転筒３ｃと一体化することができ、鍔部３ｃ４を別部品として設置する必要がない。したがって、本実施形態の液体噴射装置１によれば、簡素な構成で隙間Ｓに異物が侵入することを防止できる。

【0045】

また、本実施形態の液体噴射装置１においては、ノズルユニット５に液体窒素Ｘを供給する供給チューブ４が通過される貫通部３ｃ２が回転筒３ｃの先端壁３ｃ１に設けられ、供給チューブ４を軸支すると共に貫通部３ｃ２の前方に配置される鍔部３ｃ４を有するチューブ保持機構６を備えている。このため、鍔部３ｃ４によって、隙間Ｓのみならず、貫通部３ｃ２への異物の侵入を防止することができる。したがって、本実施形態の液体噴射装置１によれば、第１軸受６ｂや第２軸受６ｃの円滑な動作を維持することが可能となる。

【0046】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図４を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

【0047】

図４は、本発明の第２実施形態の液体噴射装置１Ａの断面図である。この図に示すように、本実施形態の液体噴射装置１Ａは、エアドリル７及び隙間Ｓに対して圧縮エアＹを供給する圧縮エア供給部９を備えている。

【0048】

エアドリル７は、圧縮エア供給部９から供給を受けた圧縮エアＹの圧力を回転動力に変換することによって、回転筒３ｃを回転させる動力を生成する。また、本実施形態においては、ケーシング２の回転体収容部２ａに対して、内部に圧縮エアＹを供給するための供給ポート２ｄが設けられている。供給ポート２ｄには圧縮エア供給部９が接続されており、圧縮エア供給部９から回転体収容部２ａの内部に圧縮エアＹが供給される。

【0049】

なお、ケーシング２は、隙間Ｓの先端開口Ｓ１を除いて密閉されている。このため、供給ポート２ｄから回転体収容部２ａの内部に供給された圧縮エアＹは、隙間Ｓを回転軸心Ｌに沿って流れて隙間Ｓの先端開口Ｓ１から前方に向けて排出される。

【0050】

このような本実施形態の液体噴射装置１Ａによれば、隙間Ｓに対して圧縮エア供給部９から圧縮エアＹが供給され、隙間Ｓの内部に隙間Ｓの先端開口Ｓ１に向けた空気の流れが形成される。このため、仮に回転筒３ｃの鍔部３ｃ４及びチューブ保持機構６の鍔部６ａ２によって隙間Ｓへの侵入を防げなかった異物が存在しても、隙間Ｓの内部に形成された空気流によって異物が隙間Ｓの奥部に至ることを防止することができる。

【0051】

さらに、本実施形態の液体噴射装置１Ａにおいては、エアドリル７に圧縮エアＹを供給する圧縮エア供給部９から隙間Ｓに圧縮エアを供給している。このため、本実施形態の液体噴射装置１Ａは、隙間Ｓに圧縮エアＹを供給する装置を圧縮エア供給部９と別に備える必要がなく、装置が小型化されている。

【0052】

なお、供給ポート２ｄの設置箇所は、図１に示すような回転体収容部２ａの先端側軸受３ａと後端側軸受３ｂとの間に限られるものではない。例えば、ケーシング２の伝達機構収容部２ｂに供給ポート２ｄを設置して、伝達機構収容部２ｂの内部を介して隙間Ｓに圧縮エアＹを供給することも可能である。また、回転体収容部２ａの先端側軸受３ａよりも回転体収容部２ａの先端側に供給ポート２ｄを設置することも可能である。

【0053】

また、本実施形態においては、液体噴射装置１Ａが圧縮エア供給部９を備える構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば外部の圧縮エア源から隙間Ｓやエアドリル７に圧縮エアＹを供給するようにしても良い。この場合には、液体噴射装置１Ａには、隙間Ｓに圧縮エアＹを供給する供給ポート２ｄが設けられることになる。

【0054】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図５を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

【0055】

図５は、本発明の第３実施形態の液体噴射装置１Ｂの断面図である。この図に示すように、本実施形態の液体噴射装置１Ｂは、隙間Ｓに対して設けられる回転翼列１０を備えている。

【0056】

回転翼列１０は、回転筒３ｃの周面上に回転軸心Ｌを中心として環状に配列された複数の翼によって形成されている。この回転翼列１０は、図５に示すように先端側軸受３ａよりも回転筒３ｃの先端側に配置されており、回転筒３ｃの回転に伴って回転軸心Ｌを中心として回転される。このような回転翼列１０は、回転されることによって、奥部側から先端開口Ｓ１に向けて空気を圧送することで隙間Ｓの内部に空気流を形成する。

【0057】

また、本実施形態の液体噴射装置１Ｂにおいては、隙間Ｓへの外部からの空気の流入が可能となるように、ケーシング２の回転体収容部２ａに対して貫通孔２ｅが設けられている。この貫通孔２ｅは、回転翼列１０よりも後端側に設けられている。このような貫通孔２ｅによって、空気が隙間Ｓに外部から流入可能となるため、回転翼列１０の回転によって隙間Ｓに流れる空気流の流量を十分に確保することが可能となる。

【0058】

なお、回転翼列１０の設置箇所は、先端側軸受３ａよりも先端側とすることによって空気流の流れ抵抗を小さくすることができる。ただし、先端側軸受３ａと後端側軸受３ｂとの間、また後端側軸受３ｂよりも後端側に設置スペースが確保できる場合には後端側軸受３ｂよりも後端側に設置することも可能である。

【0059】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図６を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

【0060】

図６は、本発明の第４実施形態の液体噴射装置１Ｃの断面図である。この図に示すように、本実施形態の液体噴射装置１Ｃは、上記第２実施形態の圧縮エア供給部９及び供給ポート２ｄを備え、さらに上記第３実施形態の回転翼列１０を備えている。

【0061】

このような本実施形態の液体噴射装置１Ｃによれば、圧縮エア供給部９及び回転翼列１０によって隙間Ｓに対して空気流を形成することができる。

【0062】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0063】

例えば、上記実施形態においては、回転筒３ｃに設けられた鍔部３ｃ４を隙間Ｓの先端開口Ｓ１よりも前方に配置する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、隙間Ｓの内部に鍔部３ｃ４を設置するようにしても良い。また、回転体収容部２ａの内壁面から回転軸心Ｌの径方向内側に張り出すように鍔部を設けることも可能である。

【0064】

また、上記実施形態においては、カウンタマスユニット３ｄを備える構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、カウンタマスユニット３ｄを備えない構成を採用することも可能である。

【0065】

また、上記実施形態においては、液体噴射装置１が噴射する流体が液体窒素である構成について説明した。しかしながら、本発明は限定されるものではない。噴射する流体としては、液体窒素以外の極低温の液体、水、ブラスト剤等を用いることができる。つまり、本発明の液体噴射装置１は、ウォータジェット装置や研磨装置に適用することも可能である。

【符号の説明】

【0066】

１……液体噴射装置
１Ａ……液体噴射装置
１Ｂ……液体噴射装置
１Ｃ……液体噴射装置
２……ケーシング
２ａ……回転体収容部
２ｂ……伝達機構収容部
２ｂ１……開口部
２ｃ……チューブ挿入部
２ｄ……供給ポート
２ｅ……貫通孔
３……回転ユニット
３ａ……先端側軸受
３ｂ……後端側軸受
３ｃ……回転筒（回転体）
３ｃ１……先端壁
３ｃ２……貫通部
３ｃ３……取付部
３ｃ４……鍔部
３ｃ５……基部
３ｄ……カウンタマスユニット
３ｄ１……基体部
３ｄ２……着脱ウェイト
３ｄ３……ウェイト固定ボルト
３ｄ４……ボルト孔
４……供給チューブ（チューブ）
５……ノズルユニット
５ａ……ベース部
５ｂ……第１ノズル
５ｃ……第２ノズル
６……チューブ保持機構
６ａ……断熱スリーブ
６ａ１……軸部
６ａ２……鍔部
６ｂ……第１軸受
６ｃ……第２軸受
６ｄ……クランプ
７……エアドリル
７ａ……出力軸
８……動力伝達機構
８ａ……駆動ギア
８ｂ……従動ギア
９……圧縮エア供給部
１０……回転翼列
Ｌ……回転軸心
Ｓ……隙間
Ｓ１……先端開口
Ｘ……液体窒素
Ｙ……圧縮エア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】