(57)【要約】【課題】気圧低下によるクローズインペラーの回転阻害を防止し、水道の水圧でクローズインペラーを高速回転させることができる水圧回転機構を提供すること。【解決手段】水圧回転機構１は、羽根３１とこの羽根３１の回転軸方向両側に円盤状の側板３２とを有するクローズインペラー３と、このクローズインペラー３に水が噴射される水車室２１を有するケーシング２とを備え、水車室２１には、クローズインペラー３に噴射された水を水車室２１外へ流出させるための流出口２４と、クローズインペラー３の回転によって水車室２１内の気圧が低下することを防止する空気孔２５とが形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根とこの羽根の回転軸方向両側に円盤状の側板とを有するクローズインペラーと、このクローズインペラーに水が噴射される水車室を有するケーシングとを備え、
前記水車室には、前記クローズインペラーに噴射された水を前記水車室外へ流出させるための流出口と、前記クローズインペラーの回転によって前記水車室の内壁と前記側壁との隙間の気圧が低下することを防止する空気孔とが形成されていることを特徴とする水圧回転機構。
【請求項２】
前記水車室内では、前記クローズインペラーの羽根に水が直接噴射されることによって前記クローズインペラーを回転させること、又は、噴射された水が前記羽根、前記側板及び前記水車室の内壁に囲まれた空間に貯留しつつ前記羽根を押圧することによって前記クローズインペラーを回転させることを特徴とする請求項１の記載の水圧回転機構。
【請求項３】
前記クローズインペラーは、前記羽根の先端より前記側板の外縁が突出しており、前記羽根、前記側板及び前記水車室の内壁に囲まれた空間に貯留した水の一部が前記羽根の先端の先の隙間から流出するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水圧回転機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水圧を利用してクローズインペラーを回転させる水圧回転機構に関し、特に、水道の水圧でクローズインペラーを高速回転させることができる水圧回転機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケーシング内で水圧を利用してインペラーを回転させる水圧回転機構を備え、そのインペラーの回転力をブラシ等に伝動させる洗浄器具が知られている。
【０００３】
このような洗浄器具として、特開２０００−２０１７４１に記載のものがある。特開２０００−２０１７４１で開示されている水圧回転機構は、ケーシング内に羽根の回転軸方向両側の側板がないフルオープンインペラーが回転自在に支持されており、このフルオープンインペラーに向ってノズルから水を噴出させることによって、フルオープンインペラーを回転させるものである。
【０００４】
フルオープンインペラーは噴出させた水が羽根に当たったあと、羽根の回転軸方向両側へと逃げてしまい、充分なトルクが得られないという問題があった。そこで、水が羽根の回転軸方向両側へと逃げることを防止するために、羽根の回転軸方向両側に円盤状の側板とを有するクローズインペラーを使用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０１７４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、クローズインペラーは、ケーシング内で高速回転すると、側板とケーシングの内壁との間の気圧が低下し、水が側板とケーシングの間に入り込む現象が発生する。側板とケーシングとの間に入り込む水がクローズインペラーを回転軸方向両側から挟みこむこととなり、クローズインペラーの回転が阻害されるという問題がある。
【０００７】
上記点より本発明は、気圧低下によるクローズインペラーの回転阻害を防止し、水道の水圧でクローズインペラーを高速回転させることができる水圧回転機構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】
【０００８】
上記課題を解決するため請求項１の水圧回転機構は、羽根とこの羽根の回転軸方向両側に円盤状の側板とを有するクローズインペラーと、このクローズインペラーに水が噴射される水車室を有するケーシングとを備え、前記水車室には、前記クローズインペラーに噴射された水を前記水車室外へ流出させるための流出口と、前記クローズインペラーの回転によって前記水車室内の気圧が低下することを防止する空気孔とが形成されている。
【０００９】
この請求項１の水圧回転機構によれば、クローズインペラーが回転しても、空気孔によって水車室の内壁と側板との隙間の気圧が低下しないので、水が側板と水車室の内壁の間に入り込まず、クローズインペラーの回転阻害を防止することができる。
【００１０】
請求項２の水圧回転機構は、請求項１に記載の水圧回転機構において、前記水車室内では、前記クローズインペラーの羽根に水が直接噴射されることによって前記クローズインペラーを回転させること、又は、噴射された水が前記羽根、前記側板及び前記水車室の内壁に囲まれた空間に貯留しつつ前記羽根を押圧することによって前記クローズインペラーを回転させるようになっている。
【００１１】
この請求項２の水圧回転機構は、インペラーがクローズインペラーであるため、クローズインペラーの羽根に水が直接噴射される場合と、噴射された水が羽根、側板及び水車室の内壁に囲まれた空間に貯留しつつ羽根を押圧する場合とでクローズインペラーを回転させることができるようになっている。
【００１２】
水圧回転機構において一定の流量の水が噴射されるという条件下でも、噴射された水が羽根、側板及び水車室の内壁に囲まれた空間に貯留しつつ羽根を押圧する場合は、クローズインペラーの羽根に水が直接噴射される場合に比べて高トルクとなっている。
【００１３】
水圧回転機構から出力によって回転するブラシ等が比較的重い場合は、噴射された水が羽根、側板及び水車室の内壁に囲まれた空間に貯留しつつ羽根を押圧し、クローズインペラーを回転させて水圧回転機構から高トルクの出力を行うことができるようになっている。水圧回転機構から出力によって回転するブラシ等が比較的軽い場合は、クローズインペラーの羽根に水が直接噴射され、クローズインペラーを回転させて水圧回転機構から低トルクの出力を行うことができる。
【００１４】
したがって、この請求項２の水圧回転機構によれば、請求項１の水圧回転機構と同様に作用する上、ほぼ一定の流量である水道の水を利用しても、質量に幅がある複数のブラシ等を回転させることができる。
【００１５】
請求項３の水圧回転機構は、請求項１又は請求項２に記載の水圧回転機構において前記クローズインペラーは、前記羽根の先端より前記側板の外縁が突出しており、前記羽根、前記側板及び前記水車室の内壁に囲まれた空間に貯留した水の一部が前記羽根の先端の先の隙間から流出するようになっている。
【００１６】
この請求項３の水圧回転機構によれば、請求項１又は請求項２の水圧回転機構と同様に作用する上、羽根の先端の先の隙間から貯留した水の一部が流出することによって、クローズインペラーの回転を促進させる方向に水の流れを作り出すことができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１から３のいずれかの発明によれば、側板と水車室の内壁との間の気圧が低下しない上に噴射された水が水車室外へと効率よく流出するので、水が側板と水車室の内壁との間に入り込むことがない。したがって、クローズインペラーの回転の阻害を防止することができ、２．５気圧程度の一般家庭の標準的な水圧の水でクローズインペラーを高速回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態の水圧回転機構の縦断面図である。
【図２】水車室及びクローズインペラーの横断面図である。
【図３】クローズインペラーの側面図である。
【図４】クローズインペラーの平面図であり、羽根の形状を破線で示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態の水圧回転機構１の縦断面図である。図２は、水車室及びクローズインペラーの横断面図である。
【００２０】
水圧回転機構１は、ケーシング２とケーシング２にそれぞれ回転可能に軸支されているクローズインペラー３、減速歯車４及び回転体５とを備える。
【００２１】
ケーシング２は、後述するクローズインペラー３に水が噴射される水車室２１と、クローズインペラー３、減速歯車４及び回転体５が内部で噛合する減速室２２とを備える。
【００２２】
水車室２１は、図２に示すように、クローズインペラー３に水を噴射させる噴射口２３ａを有する噴射ノズル２３が設けられている。また、水車室２１には、図１及び図２に示すように噴射された水を水車室２１外へ流出させるための流出口２４と、図１に示すように後で詳述するクローズインペラー３の側壁３２に対向する水車室２１の壁を貫通する空気孔２５とが形成されている。水車室２１内で噴射された水のほとんどが流出口２４から流出するようになっているので、水が減速室２２に流入して減速歯車４及び回転体５の回転を妨げることがない。
【００２３】
噴射ノズル２３は、内部空間の断面積が噴射口２３ａに近づくに従って小さくなるテーパ部２３ｂと、内部空間の断面積が一定となっている直線部２３ｃとを有する。
【００２４】
空気孔２５は、クローズインペラー３の回転によって水車室２１の内壁とクローズインペラー３の側壁３２との隙間の気圧が低下することを防止できるようになっている。
【００２５】
クローズインペラー３は、図１から図４に示すように、羽根３１とこの羽根３１の回転軸方向両側に円盤状の側板３２とを有する。水車室２１内では、クローズインペラー３の羽根３１に水が直接噴射されることによってクローズインペラー３を回転させる場合と、噴射された水が羽根３１、側板３２及び水車室２１の内壁に囲まれた空間に貯留しつつ羽根３１を押圧することによってクローズインペラー３を回転させる場合がある。
【００２６】
クローズインペラー３は、羽根３１の先端より側板３２の外縁が突出しており、羽根３１、側板３２及び水車室２１の内壁に囲まれた空間に貯留した水の一部が羽根３１の先端の先の隙間から流出するようになっている。羽根３１の先端の先の隙間から水が流出することによって、クローズインペラー３の回転を促進させる方向に水の流れを作り出すことができる。
【００２７】
減速歯車４は、図１に示すように、大小２個の歯車が一体となった二段歯車であり、大きい方の歯車が減速室２２内に延出しているクローズインペラー３の回転軸の一部と噛合するようになっている。また減速歯車の小さい方の歯車は回転体５と噛合するようになっている。
【００２８】
回転体５は、図１に示すように、回転軸の一部が減速室２２外へ延出するようになっており、この回転軸に洗浄用のブラシを取り付けることができるようになっている。
【００２９】
上記実施形態では、減速室内に減速歯車が１個の場合について説明したがこれに限定されることなく、例えば、減速室内に複数の減速歯車が設けられていてもよいし、減速歯車がなくクローズインペラーと回転体とが直接噛合していてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１      水圧回転機構
２      ケーシング
３      クローズインペラー
４      減速歯車
５      回転体
２１    水車室
２２    減速室
２３    噴射ノズル
２３ａ  噴射口
２３ｂ  テーパ部
２３ｃ  直線部
２４    流出口
２５    空気孔
３１    羽根
３２    側板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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