(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に支軸を備えた主軸を、厚肉円筒体の内部に、該厚肉円筒体の中心線と主軸の軸心とを一致して配置し、主軸の外周を等分した複数箇所から、主軸の軸線と平行に、且つ該軸線から半径方向に向けて配置した板材により、主軸の外周面と厚肉円筒体の内周面とを連結固定する事で、厚肉円筒体内部の空洞を、該板材で仕切られた複数の同形状の小空洞とし、さらに、厚肉円筒体の肉厚内部に中心線を備え、且つ該厚肉円筒体の外周面に開口部を設けた孔形の軸受けと、該開口部の片側に、該開口部と連結した凹部とを、厚肉円筒体の外周を等分した複数箇所に、該厚肉円筒体の中心線と平行に肉厚に加工し、さらに、該厚肉円筒体の肉厚を貫通し、内部の小空洞に通じる貫通孔をそれぞれの凹部内に加工して回転体本体を形成し、また、揺動するベーン体として、前記厚肉円筒体の外径と同一の外径を備えた薄肉円筒体の外周を等分し、該薄肉円筒体を、その中心線と平行に切断して得られる曲面板の片側曲面端に、回転体本体側の開口部を設けた孔形の軸受けで把持される軸を備えた複数の軸付き曲面板を形成し、その上で、小空洞、凹部、貫通孔、開口部を設けた孔形の軸受け、及び軸付き曲面板等の構成要素の各１を以って１組とし、これを複数組備えた回転体、即ち、前記主軸の軸線と厚肉円筒体の中心線とを一致して、内部に主軸を配置した厚肉円筒体に、各複数の小空洞、凹部、貫通孔、及び開口部を設けた孔形の軸受けを備えて形成した回転体本体と、揺動するベーン体として、凹部に没入して閉じる事で、前記回転体本体の側面形状が、該回転体本体と共に、円筒体の側面形状と同様の円曲面を形成する複数の軸付き曲面板とから揺動ベーン付き回転体を構成し、該揺動ベーン付き回転体をローターとし、該ローターを厚肉円筒体から成るケーシングの内部に、該ケーシングの中心線と、ローターとしての揺動ベーン付き回転体の軸線とを一致して配置し、さらに、流水遮断器具として、ケーシングの肉厚内部に中心線を備え、且つ該ケーシングの内周面に開口部を設けた孔形の軸受けを、ケーシングの中心線と平行に該ケーシングの肉厚に加工し、板材の一端に前記開口部を設けた孔形の軸受けで把持される軸を備えた軸付き板を形成し、該軸付き板の先端をローターの回転方向に向けて配置し、さらに、ケーシングの両側を２枚の蓋で密閉する事で、ローターとしての揺動ベーン付き回転体を構成する厚肉円筒体内部の小空洞を空室とし、２枚の蓋の一方に、ローターの支軸の軸受けと、前記小空洞に位置した注水口とを加工配置し、もう一方の蓋に、ローターの出力軸となる支軸の軸受けと、揺動ベーン付き回転体を構成する厚肉円筒体の外周面の外側に位置した排水口とを加工配置するが、該排水口の位置は、流水遮断器具の付近とし、ローターの回転方向に従い、注水口、排水口、そして、流水遮断器具の順として配置し、構成した事を特徴とする揺動ベーンモーター。
【請求項２】
請求項１の揺動ベーンモーターの出力軸を支持する軸受けと排水口とを備えた蓋と共に、該蓋から外部へ突出している出力軸をさらに支持しながら、内部に空室を形成するサイドケースを備えた揺動ベーンモーターを構成し、また、円板の外周付近に、該円板を貫通した管を包囲しながら円板に植設された刷毛材を多数配置した刷毛具を形成し、該刷毛具と共に、刷毛具を保持しながら内部に、前記の管と連結した空室を形成する刷毛具ホルダーとから成る円形ブラシを形成し、該円形ブラシを前記揺動ベーンモーターのサイドケースをさらに貫通し、外部に突出している出力軸端に取り付け固定し、さらに、揺動ベーンモーター側の空室と円形ブラシ側の空室とを、出力軸内部に加工した通水孔によって連結し構成した事を特徴とする水圧回転ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水圧回転ブラシに関する。さらに詳しくは、流水受圧面積の大きい曲面板をベーン体として備えた揺動ベーン付き回転体を形成し、さらに、該揺動ベーン付き回転体をローターとした揺動ベーンモーターを構成し、放水用の管と刷毛材を備えた円形ブラシと組み合わせ、水道水圧を利用してトルクを得ながら供給した水道水と共に洗浄が行える水圧回転ブラシに関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来の偏心回転ピストンは、流体の入口及び出口を有するシリンダの圧力室内に、シリンダの軸線から偏心させ、かつ、その外周面の一部分を前記入口及び出口の間のシリンダ内周面に摺接して回転自在なロータを設け、上記ロータの外周部に、一端を回転自在に軸支すると共に他端を自由端としたベーンを設けて、該ベーンを流体の作用及びロータの遠心力によりロータ外周部の倒伏位置から自由端がシリンダ内周面に当接する起立位置まで回転させて上記圧力室を仕切る構成としている事を特徴としている（例えば、特許文献１参照）。
従来の洗浄ブラシは、水道ホースを連結する給水口が備えられた本体に回転駆動部を設け、供給される水道水の噴出圧力によって該回転駆動部に取り付けられたブラッシング部材を駆動回転させるように構成した洗浄ブラシにおいて、前記回転駆動部については、前記本体に形成されたケーシング部に、ルーツロータが夫々設けられた二つのロータ軸を縦向きに回転自由に支持すると共に、各ロータ軸に固定されたタイミングギヤを噛合させて該ルーツロータを互いに反対方向に回転させるように設けたルーツポンプ機構とし、一方のロータ軸の一端部に前記ブラッシング部材を着脱可能に設け、前記給水口からケーシング部に形成された吹き出し口に供給される水道水の噴出圧力によって前記ルーツロータを回転作動させる事により、そのブラッシング部材を駆動回転させるように構成した事を特徴としている（例えば、特許文献２参照）。
従来の洗浄器具は、ハウジングと、ハウジング内径中心に対して偏芯した位置を中心にハウジングによって回転自在に支承されたロータと、ロータ中心に対して半径方向にロータで摺動自在に支承された複数のベーンを設けて、ハウジング、ロータおよび複数のベーンとでベーンモータを構成し、ロータの軸端にブラシまたはスポンジを装着できるようにし、ベーンモータに水道水を供給する供給管路と、ベーンモータから排水される水を前記のブラシまたはスポンジの中心に流出する排出管路を設けたことを特徴としている（例えば、特許文献３参照）。
従来の水洗用回転ブラシは、揺動ベーンモーターを利用し、該揺動ベーンモーターの排水口と出力軸を支持する軸受けを備えた蓋と共に、該蓋から外部へ突出している出力軸をさらに支持しながら内部に空室を形成するサイドケースを備えた揺動ベーンモーターを構成し、円板を貫通した小孔と植設された刷毛を該円板内の外周付近にそれぞれ多数設けた刷毛具と、該刷毛具と共に内部に空室を形成する刷毛具ホルダーとから構成された円形ブラシを、前記サイドケースを貫通し外部に突出している出力軸端に取り付け固定し、さらに、揺動ベーンモーター側の空室と、円形ブラシ側の空室とを出力軸内に加工した通水孔によって連結し全体を構成した事を特徴としている（例えば、特許文献４参照）。
【０００３】
【特許文献１】実開平０３−３２１０１号公報（第１頁、第４図Ａ−第４図Ｄ）
【特許文献２】特開２００４−２７５４８３号公報（第２頁、第２図）
【特許文献３】特開２００５−１６１２８８号公報（第２頁、第１図）
【特許文献４】特開２００７−１７５７０５号公報（第２頁、第１４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の水を使用しながらの洗浄作業に用いる回転ブラシにおいては、回転力を得る型式にルーツポンプ機構を利用したモーター、羽根板に高速の噴水流を噴射する事でトルクを得るインぺラー型式のモーター、平衡形、及び不平衡形のベーンモーター、そして揺動部を備えた揺動ベーンモーター等の型式がある。一般家庭に供給されている水道水圧のような低圧力の流水を使用して洗浄作業を行うには、低圧力の流水の使用でも、洗浄作業を行うに十分で、且つ安定したトルクを確保する水圧モーターと共に回転ブラシを構成する必要がある。水圧モーターのローターを形成しているベーン体の流水受圧面積が大きい事、トルク発生中のベーン体による流水受圧面積が変動せず一定である事、従って、供給される水圧が一定ならば一定のトルクを発生する事、及び水道水圧の供給により、任意の停止状態からのベーン体の起動が確実である事等の条件を満たした水圧モーターを構成し、一般家庭に供給されている水道水圧を直接供給してトルクを得ながら供給した水道水と共に洗浄作業を行うという水圧回転ブラシは普及してはいない。特許文献４に示す水洗用回転ブラシは、本願出願人の先願において公開した発明であるが、本発明とは揺動ベーンモーター、及びブラシの構成が異なる。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑み、回転体本体側に設けられた軸受けに軸を把持され、該回転体本体の外周面の外側で自在に揺動するベーン体として複数の軸付き曲面板を備えた揺動ベーン付き回転体をローターとして形成するが、ベーン体として、回転体本体の外径と同一の外径を備えた薄肉円筒体を中心方向から等分割した曲面板を利用しているので、等分割数を少なくする事で従来型式のベーンモーターのベーン体より流水受圧面積の大きなベーン体を得る事ができる。本発明の揺動ベーンモーターは、前記ローターを厚肉円筒体から成るケーシングの内部に、該ケーシングの中心線とローターの軸線とを一致して配置し、注水口はケーシングの両側を密閉する２枚の蓋の一方に加工配置し、該注水口から供給された流水が、ローターの回転方向に向かう一方向のみの流れを形成して、もう一方の蓋に加工配置された排水口に到るように、ケーシングの内面側に設けた軸受けに軸を把持された揺動可能の軸付き板の先端を、ローターの回転方向に向けた流水遮断器具を配置して構成されている。注水口から排水口に到る流水が途中、ローター本体内部を通過し、ベーン体の裏面へ流出させる構造とする事により、注水口から水道水圧を供給する事により、ローターの任意の停止状態からのベーン体の初期揺動動作と、流水を遮断し、一方向のみの流れを形成するための軸付き板の揺動動作とがほぼ同時に起動し、トルク発生中は、揺動したベーン体の流水受圧面積は変動せず一定の受圧面積で回転移動を行い、従って、揺動ベーンモーターは一定水圧の水道水の作用を受けて一定のトルクを発生し、さらに、排水口からの排水を該揺動ベーンモーターの出力軸内部に加工した通水孔を通じて、該出力軸に取り付けた円形ブラシに送る構造とする事等により、ローターに流水受圧面積の大きいベーン体を備え、変動しない一定のトルクを発生し、任意の停止状態からの起動が確実な揺動ベーンモーターを構成し、一般家庭に供給されている水道水圧を直接供給してトルクを得ながら供給した水道水と共に洗浄作業ができるという水圧回転ブラシを提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ローターとしての揺動ベーン付き回転体は、両端に支軸を備えた主軸を、厚肉円筒体の内部に、該厚肉円筒体の中心線と該主軸の軸線とを一致して配置し、主軸の外周を等分した複数箇所から、主軸の軸線と平行に、且つ該軸線から半径方向に向けて配置した板材により、主軸の外周面と厚肉円筒体の内周面とを連結固定する事で、厚肉円筒体内部の空洞を、該板材で仕切られた複数の同形状の小空洞とし、さらに、厚肉円筒体の肉厚内部に中心線を備え、且つ該厚肉円筒体の外周面に開口部を設けた孔形の軸受けと、該開口部の片側に、該開口部と連結した凹部とを、厚肉円筒体の外周を等分した複数箇所に、該厚肉円筒体の中心線と平行に肉厚に加工し、さらに、該厚肉円筒体の肉厚を貫通し、内部の小空洞に通じる貫通孔をそれぞれの凹部に加工して回転体本体を形成し、また、揺動するベーン体として、前記厚肉円筒体の外径と同一の外径を備えた薄肉円筒体の外周を等分し、該薄肉円筒体を、その中心線と平行に切断して得られる曲面板の片側曲面端に、回転体本体側の開口部を設けた孔形の軸受けで把持される軸を備えた複数の軸付き曲面板を形成し、その上で、小空洞、凹部、貫通孔、開口部を設けた孔形の軸受け、及び軸付き曲面板等の構成要素の各１を以って１組とし、これを複数組備えた回転体、即ち、前記主軸の軸線と厚肉円筒体の中心線とを一致して、内部に主軸を配置した厚肉円筒体に、各複数の小空洞、凹部、貫通孔、及び開口部を設けた孔形の軸受けを備えて形成した回転体本体と、揺動するベーン体として、凹部に没入して閉じる事で、前記回転体本体の側面形状が、該回転体本体と共に、円筒体の側面形状と同様の円曲面を形成する複数の軸付き曲面板とから構成する。
【０００７】
揺動ベーンモーターは、前記揺動ベーン付き回転体をローターとし、該ローターを厚肉円筒体から成るケーシングの内部に、該ケーシングの中心線と、ローターとしての揺動ベーン付き回転体の軸線とを一致して配置し、さらに、流水遮断器具として、ケーシングの肉厚内部に中心線を備え、且つ該ケーシングの内周面に開口部を設けた孔形の軸受けを、ケーシングの中心線と平行に該ケーシングの肉厚に加工し、板材の一端に前記開口部を設けた孔形の軸受けで把持される軸を備えた軸付き板を形成し、該軸付き板の先端をローターの回転方向に向けて配置し、さらに、ケーシングの両側を２枚の蓋で密閉する事で、ローターとしての揺動ベーン付き回転体を構成する厚肉円筒体内部の小空洞を空室とし、２枚の蓋の一方に、ローターの支軸の軸受けと、前記小空洞に位置した注水口とを加工配置し、もう一方の蓋に、ローターの出力軸となる支軸の軸受けと、揺動ベーン付き回転体を構成する厚肉円筒体の外周面の外側に位置した排水口とを加工配置するが、該排水口の位置は、流水遮断器具の付近とし、ローターの回転方向に従い、注水口、排水口、そして流水遮断器具の順として配置した構成としている。
【０００８】
水圧回転ブラシは、前記揺動ベーンモーターの出力軸を支持する軸受けと排水口とを備えた蓋と共に、該蓋から外部へ突出している出力軸をさらに支持しながら、内部に空室を形成するサイドケースを備えた揺動ベーンモーターを構成し、また、円板の外周付近に、該円板を貫通した管を包囲しながら円板に植設された刷毛材を多数配置した刷毛具を形成し、該刷毛具と共に、刷毛具を保持しながら内部に、前記の管と連結した空室を形成する刷毛具ホルダーとから成る円形ブラシを形成し、該円形ブラシを前記揺動ベーンモーターのサイドケースをさらに貫通し、外部に突出している出力軸端に取り付け固定し、さらに、揺動ベーンモーター側の空室と円形ブラシ側の空室とを、出力軸内部に加工した通水孔によって連結した構成としている。
【０００９】
ローターとしての揺動ベーン付き回転体の作用を構成に基づいて説明すると、揺動するベーン体としての軸付き曲面板は、回転体本体側の開口部を設けた孔形の軸受けに、該軸を離脱する事なく把持されながら、回転体本体の外周面の外側で、開口部の開口の範囲内において回転方向に開き、反回転方向に閉じながら自在に揺動する事ができ、ベーン体として必要な流水受圧面積を形成し、回転体本体を形成する厚肉円筒体の外周面に加工された凹部に、軸付き曲面板が没入して閉じる事で、揺動ベーン付き回転体の側面形状が、円筒体の側面形状と同様な円曲面を形成する。
【００１０】
揺動ベーンモーターの作用を構成に基づいて説明すると、ローターを形成する厚肉円筒体内部においては、板材で仕切られた複数の小空洞を備えているが、ケーシングの両側を２枚の蓋で密閉する事で、小空洞は空室を形成する。蓋の一方に加工配置された注水口からの流水は、２つの空室へ同時に、あるいは、いずれか１つの空室へ流入し、さらに、凹部内に位置する貫通孔を通過して、ベーン体である曲面板の裏面側から作用し、軸付き曲面板の揺動動作を起動する。また、ほぼ同時に、流水遮断器具である軸付き板にも作用し、該軸付き板の先端を軸付き曲面板と共に形成するローターの外周面に強く接触させ、流水を遮断すると共に、一方向のみに向かう、即ち、ローターの回転方向に向かう流水の流れを形成する。揺動するベーン体である軸付き曲面板は、注水口から供給され回転方向に向かう水道水圧の作用を受け揺動し、曲面板の先端をケーシングの内周面に接触させながら回転移動するが、前方のベーン体が、もう一方の蓋側に加工配置された排水口に到る前に、該前方のベーン体への水道水圧の供給は停止されるが、後続のベーン体への水道水圧の供給は既に開始されているので連続回転が維持される。さらに、流水遮断器具である軸付き板の先端を通過するベーン体は、裏面に作用していた水道水圧が既に排水口に解放され自由な状態となっているので、容易に凹部に没入して閉じた状態で軸付き板の先端を回転移動し、該ベーン体が軸付き板の先端を通過後に、ベーン体の裏面に水道水圧が作用する。
【００１１】
水圧回転ブラシの作用を構成に基づいて説明すると、水圧回転ブラシにおいては、揺動ベーンモーターの注水口から供給された水道水圧は、ローターである揺動ベーン付き回転体のベーン体に作用する事でローターは回転し、発生したトルクをローターの出力軸に伝えながら水は排水口に到り、次に、該排水口と出力軸の軸受けを加工配置している蓋とサイドケースとで、内部に形成されている空室に流入し、該空室内から出力軸内部に加工した通水孔に流入し、該通水孔を通り、サイドケースの外側で出力軸端に取り付け固定された円形ブラシ内の空室へ流入し、該空室と連結した多数の管から外部へ、刷毛を濡らしながら放水されるが、水道水圧の注入口への供給後、刷毛具の管からの放水は、円形ブラシが回転しながら行われる。
【発明の効果】
【００１２】
ローターとしての揺動ベーン付き回転体の効果を説明すると、揺動ベーン付き回転体は、回転体本体を形成する厚肉円筒体の外周面に開口部を設けた孔形の軸受けに、軸付き曲面板の該軸は離脱する事なく把持され、回転体本体の外周面の外側で自在に揺動動作を行う事で、ベーン体として必要な流水受圧面積を形成し、複数箇所に配置した軸付き曲面板が凹部に没入して閉じる事で、揺動ベーン付き回転体の側面形状は円曲面を形成する。ベーン体である曲面板の流水受圧面積については、従来の型式のベーンモーター、あるいは、揺動ベーンモーターにおいては、ベーン体、あるいは、揺動部がローター本体の内部に没入した状態で、該ローターの側面形状は円曲面を形成し、ベーン体、あるいは、揺動部がローター本体内部から外部へ突出しながら受圧面積を形成するので、ベーン体、あるいは、揺動部の受圧面積を形成する一辺の長さがローター本体の半径内寸法に限定されるが、本発明による揺動ベーン付き回転体においては、ベーン体である曲面板の没入場所が、回転体本体の外周面に加工された凹部なので、回転体本体を形成している厚肉円筒体の外径と同一の外径を備えた薄肉円筒体の外周を等分し、該薄肉円筒体を、その中心線と平行に切断して得られる曲面板をベーン体とする事で、該ベーン体の一辺の長さは前記薄肉円筒体の外周長さを等分した長さとなり、等分数を少なくする事で、該一辺の長さを長くし、ローター本体の半径内寸法に限定されない流水受圧面積の大きい受圧面体をベーン体として備えたローターを構成する事ができる。
【００１３】
揺動ベーンモーターについて効果を説明すると、揺動ベーン付き回転体をローターとした揺動ベーンモーターは、厚肉円筒体から成るケーシングの中心線とローターの軸線とを一致して配置しているので、水道水圧の作用を受けてトルク発生中のベーン体は流水受圧面積が一定であり、供給される水圧が一定ならば発生するトルクも一定である。流水受圧面積の大きいベーン体を備える事で、供給される水道水圧が低圧でも大きいトルクが得られる。さらに、注水口からの水道水圧の供給により、任意の停止状態から２種類の揺動動作がほぼ同時に起動する。即ち、揺動するベーン体である軸付き曲面板に対しては、注水口から小空洞の空室へ、そして貫通孔を通過してベーン体の裏面側から水道水圧が作用する事で、ベーン体の初期揺動動作が確実に起動し、次に、流水遮断器具である軸付き板にも作用し、該軸付き板は軸を支点として揺動動作を起動し、板の先端を揺動するベーン体である軸付き曲面板と共に形成するローターの外周面に接触し押圧する事で、この位置から直接排水口へ向かう流水を遮断し、ローターの回転方向へのみ向かう流水の流れを形成する。
【００１４】
水圧回転ブラシについて効果を説明すると、揺動するベーン体として、流水受圧面積の大きい軸付き曲面板と共に形成した揺動ベーン付き回転体をローターとした揺動ベーンモーターと、円形ブラシとから水圧回転ブラシを構成する事で、一般家庭に供給されている水道水圧の直接の使用でも必要なトルクが確保できるので、別途に高圧水発生装置の準備の必要はなく、さらには、揺動ベーンモーターからの排水を出力軸内部に加工した通水孔を通じて円形ブラシ内の空室に導き、該空室と連結している多数の管から外部へ、円形ブラシを回転させながら放水するという洗浄器具をコンパクトな構造として構成できる。刷毛材に包囲され、該刷毛材の中心に位置する管から放水される水は、常時、刷毛材の先端部から流出する事で、洗浄作業中に該刷毛材の先端部に付着する汚泥、土砂等を洗い流し、刷毛材の先端部に対する汚泥、土砂の堆積、及び滞留を防止し、該汚泥、土砂のヤスリ効果による被洗浄体表面に対する損傷を軽減させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施形態１として、揺動ベーン付き回転体の構成を図１~図３に基づいて説明すると、両端に支軸２、支軸３を備えた主軸１を、厚肉円筒体５の内部に、該厚肉円筒体５の中心線と主軸１の軸線とをＰとして一致して配置し、主軸１の外周を２等分した２箇所から、主軸１の軸線Ｐと平行で、且つ該軸線Ｐから半径方向に向けて配置した板材４，４’により、主軸１の外周面と厚肉円筒体５の内周面とを連結固定する事で、厚肉円筒体５内部の空洞を２つの仕切られた同形状の小空洞Ｑ、Ｑ’とし、さらに、厚肉円筒体５の肉厚内部に中心線を備え、且つ該厚肉円筒体５の外周面に開口部を設けた孔形の軸受け６、６’と該開口部の片側に、該開口部と連結した凹部７，７’とを、図３に示すように、厚肉円筒体５の外周を２等分した２箇所に、該厚肉円筒体の中心線と平行に、肉厚に加工し、さらに、該厚肉円筒体５の肉厚を貫通し、内部の小空洞Ｑ，Ｑ’に通じる貫通孔８，８’とをそれぞれの凹部７、７’内に加工して形成した回転体本体と、揺動するベーン体として、前記厚肉円筒体５の外径と同一の外径を備えた薄肉円筒体の外周を等分し、該薄肉円筒体を、その中心線と平行に切断して得られる曲面板１２、１２’の片側曲面端に、回転体本体側の開口部を設けた孔形の軸受け６，６’で把持される軸１１，１１’を備えた２つの軸付き曲面板１３，１３’とから構成されるが、実施形態１として図１〜図３に示す揺動ベーン付き回転体は、小空洞Ｑ、凹部７、貫通孔８、開口部を設けた孔形の軸受け６、軸付き曲面板１３等から成る１組と、小空洞Ｑ’、凹部７’、貫通孔８’、開口部を設けた孔形の軸受け６’、軸付き曲面板１３’等から成る１組との２組から構成された揺動ベーン付き回転体である。揺動するベーン体としての軸付き曲面板１３，１３’は、回転体本体側の開口部を設けた孔形の軸受け６，６’に該軸１１，１１’を把持されながら自在に揺動し、それぞれ凹部７，７’に没入して閉じる事で、回転体本体の側面形状が円筒体の側面形状と同様の円曲面を形成する。図１に円曲面を形成した揺動ベーン付き回転体の出力軸２側からの正面図を示す。
【００１６】
実施形態２は、小空洞、凹部、貫通孔、開口部を設けた孔形の軸受け、及び軸付き曲面板等の各構成要素１を以って１組とするが、これを３組備えた揺動ベーン付き回転体の構成を、図２２〜図２４に図面のみを示す。
【００１７】
実施形態３として、揺動ベーンモーターの主要部の構成について、図４〜図１０に基づいて説明する。図９に示すように、実施形態１の揺動ベーン付き回転体をローターとし、該ローターを厚肉円筒体から成るケーシング１７の内部に、該ケーシング１７の中心線と、ローターとしての揺動ベーン付き回転体の軸線とをＰとして一致して配置し、さらに、流水遮断器具として、図１０に示すように、ケーシング１７の肉厚内部に中心線を備え、且つ該ケーシングの内周面に開口部を設けた孔形の軸受け１８を、ケーシング１７の中心線方向と平行に、該ケーシング１７の肉厚に加工し、板材２０の一端に前記開口部を設けた孔形の軸受け１８で把持される軸１９を備えた軸付き板２２を形成し、該軸付き板２２の板材２０の先端をローターの回転方向に向けて配置し、さらに、図６〜図９に示すように、ケーシング１７の両側を蓋１５、蓋２３で密閉する事で、ローターとしての揺動ベーン付き回転体を形成する厚肉円筒体５の内部の小空洞Ｑ、Ｑ’を空室Ｒ、Ｒ’とし、蓋１５にローターの支軸３の軸受け１６と、前記小空洞Ｑ、Ｑ’に位置する注水口Ｌとを加工配置し、蓋２３にローターの出力軸となる支軸２の軸受け２４とローターを形成する厚肉円筒体５の外周面の外側に位置する排水口Ｍとを加工配置するが、排水口Ｍの位置は流水遮断器具である軸付き板２２の付近とし、ローターの回転方向Ｖに従い、注水口Ｌ、排水口Ｍ、そして軸付き板２２の順として配置する。
【００１８】
実施形態４として、実施形態２に示す揺動ベーン付き回転体をローターとして構成した揺動ベーンモーターの主要部について図２５に分解斜視図のみを示す。
【００１９】
実施形態５として、水圧回転ブラシの構成について、図１１〜図１５に基づいて説明する。円形ブラシの正面図を図１１に、そして図１１のＤ−Ｄ’線断面図を図１２に示す。さらに、図１４に水圧回転ブラシの断面図、そして、図１５に分解斜視図を示すが、該水圧回転ブラシは、実施形態３に示す揺動ベーンモーターの出力軸２を支持する軸受け２４と排水口Ｍとを備えた蓋２３と共に、該蓋２３から外部へ突出している出力軸２をさらに軸受け２６で支持しながら内部に空室Ｎを形成するサイドケース２５を備えた揺動ベーンモーターを構成し、また、図１２、および図１３に示すように、円板の外周付近に、該円板を貫通した管Ｔを包囲しながら植設された刷毛材３０を多数配置した刷毛具２９を形成し、該刷毛具２９と共に、刷毛具２９を保持しながら内部に、前記管Ｔと連結した空室Ｓを形成する刷毛具ホルダー２７とから成る円形ブラシを形成し、該円形ブラシを前記揺動ベーンモーターのサイドケース２５をさらに貫通し外部に突出している出力軸２に、円形ブラシ側に加工してある孔２８を嵌め込ませながら取り付け固定する事で、揺動ベーンモーター側の空室Ｎと円形ブラシ側の空室Ｓとを、出力軸２内部に加工した横孔９と孔１０とから成る通水孔によって連結した構成とする。
【００２０】
実施形態１の揺動ベーン付き回転体について、図１〜図３、及び図９〜図１０に基づいて作用を説明すると、揺動するベーン体としての軸付き曲面板１３，１３’は、回転体本体を形成する厚肉円筒体５に加工された開口部を設けた孔形の軸受け６，６’に、該軸１１，１１’を離脱する事なく把持されながら、該厚肉円筒体５の外周の外側で、開口部の開口の範囲Ｅ内において自在に揺動する事ができ、ベーン体として必要な流水受圧面積を形成し、厚肉円筒体５の外周面に加工された凹部７，７’にベーン体である曲面板１２，１２’が没入して閉じる事で、揺動ベーン付き回転体の側面形状が円筒体の側面形状と同様な円曲面を形成する。図１には、円曲面を形成した揺動ベーン付き回転体の出力軸２側からの正面図を示す。なお、図９、及び図１０に示すように、軸付き曲面板の軸１１の直径Ｆは、厚肉円筒体５に加工された軸受け６の開口部の開口幅Ｅよりも大きいので、軸１１が該軸受け６から離脱する事はない。
【００２１】
実施形態２の揺動ベーン付き回転体について作用を説明すると、図２２に示すように、３箇所の曲面板１２ｘ、１２ｙ、１２ｚが厚肉円筒体５ｗの外周側に閉じて、揺動ベーン付き回転体の側面形状が円曲面を形成する以外、各構成要素の機能等は、実施形態１の揺動ベーン付き回転体と同様である。
【００２２】
実施形態３の揺動ベーンモーターについて、図３、図６〜図１０、及び図１６〜図２１に基づいて作用を説明すると、実施形態３の揺動ベーンモーターは、実施形態１の揺動ベーン付き回転体をローターとして構成されているが、ローターを形成している厚肉円筒体５内部においては、板材４、４’で仕切られ、２箇所に同形状の小空洞Ｑ、Ｑ’を備えているが、ケーシング１７の両側を２枚の蓋１５，２３で密閉する事で該小空洞Ｑ、Ｑ’はそれぞれに空室Ｒ、Ｒ’を形成する。一方の蓋１５に加工配置された注水口Ｌからの流水は、２つの空室Ｒ，Ｒ’へ同時に、あるいは、空室Ｒ、または空室Ｒ’のいずれか１空室へ流入する。さらに該空室Ｒ，Ｒ’を経由した流水は、それぞれ対応する凹部７、７’内に位置する貫通孔８、８’を通過してベーン体である曲面板の裏面１２Ｂ、１２’Ｂ側から作用し、軸付き曲面板１３、１３’の揺動動作を起動する。また、ほぼ同時に、流水遮断器具である軸付き板２２にも作用し、該軸付き板２２の板２０の先端を厚肉円筒体５の外周面と、軸付き曲面板１３、１３’とで形成する外周面に強く接触させ、流水を遮断すると共に、一方向のみに向かう、即ち、ローターの回転方向Ｖに向かう流水の流れを形成する。図１６〜図２１に揺動ベーンモーターの回転動作図を示す。各図に基づいて水道水圧の作用と、ローター、及び流水遮断器具の動作を説明すると、図１６に示すように、注入口Ｌからの流水は空室Ｒ’と貫通孔８’を通過し、水道水圧は、ベーン体である曲面板１２’と流水遮断器具である軸付き板２２に作用し、該軸付き板２２の作動によって形成された一方向のみの、即ち、回転方向Ｖに向かう水道水の水圧の作用を受けて該曲面板１２’が作動しながらローターを回転させる。軸付き板２２を通過したばかりの曲面板１２には、水道水圧はまだ作用していない。図１７に示すように、注水口Ｌからの流水は、空室Ｒ、及び空室Ｒ’の両方の空室に流入し、貫通孔８を通過し、曲面板１２も揺動動作を起動する。曲面板１２’、及び軸付き板２２の作動は継続している。図１８に示すように、曲面板１２’が排水口の付近に移動した際、該曲面板１２’に作用していた水道水圧は注入口からの供給が停止されるが、既に後続の曲面板１２が作動しているので回転は継続する。軸付き板２２の作動も継続中である。図１９〜図２１には曲面板１２’が軸付き板２２に接近し、さらに、該軸付き板２２の板２０の先端を通過する際の詳細を示す。図１９に示すように、曲面板１２’が排水口Ｍに到ると曲面板１２’に作用していた水道水圧は排水口Ｍへ解放され該曲面板１２’は自由な状態となる。軸付き板２２、及び曲面板１２は作動中である。図２０に示すように、流水遮断器具である軸付き板２２は水道水圧の作用をうけて作動中であり、自由な状態にある曲面板１２’の接触を受けても動作に影響を受ける事はない。曲面板１２は作動中である。図２１に示すように、曲面板１２’は凹部に没入して厚肉円筒体５の外周面と共に円曲面を形成しながら軸付き板２２の板２０の先端を通過する。なお、図９、及び図１０に示すように、軸付き板２２の軸１９の直径Ｈは、軸受け１８の開口部の開口幅Ｇより大きいので、該軸１９は軸受け１８から離脱する事はない。
【００２３】
実施形態４の揺動ベーンモーターについて、図２６〜図２８に基づいて水道水圧の作用によるベーン体である曲面板の動作について説明をすると、図２６に示すように、注水口Ｌｗから供給された水道水圧は、空室Ｒｙと貫通孔８ｙとを通過し、曲面板１２ｙ、及び軸付き板２２ｗに作用し、該軸付き板の板２０ｗの先端をローターの外周面を形成している曲面板１２ｚの表面に接触させて流水を遮断し、一方向のみへ向かう流れ、即ちローターの回転方向Ｖｗへ向かう流水の流れを形成し、曲面板１２ｙを作動させローターを回転方向Ｖｗに回転させる。排水口Ｍｗに接近した曲面板１２ｘには、水道水圧の供給は停止されている。図２７に示すように、注水口Ｌｗから供給された水道水圧の作用を受けて曲面板１２ｙは引き続き作動中であるが、前方の曲面板１２ｘは作用していた水圧が排水口Ｍｗに解放され自由な状態となり、軸付き板２２ｗの板２０ｗの先端を通過するためローターの外周側へ閉じようとする。軸付き板２２ｗの板２０ｗの先端を通過したばかりの曲面板１２ｚにはまだ水道水圧は作用していない。図２８に示すように、注水口Ｌｗから供給された水道水圧は、空室Ｒｙと空室Ｒｚの両方の空室に同時に供給され、貫通孔８ｚを通過して曲面板１２ｚにも作用する。曲面板１２ｙは作動中であり、軸付き板２２ｗの板２０ｗの先端は、凹部に没入して閉じた曲面板１２ｘの表面に接触し流水を遮断している。
【００２４】
実施形態５の水圧回転ブラシについて水道水圧の作用による動作を図１４、図１５に基づいて説明すると、水圧回転ブラシ内における流水の流れとして、水道水は接続口Ｊから供給され空室Ｋに流入し、蓋１５に加工された注水口Ｌを通過してローターとしての揺動ベーン付き回転体が配置されているケーシング１７内に流入し、ローターを回転させながら蓋２３に加工された排水口Ｍに到り、該排水口Ｍを通過して空室Ｎに流入し、該空室Ｎ内で出力軸２に加工した横孔９と孔１０とから成る通水孔を通過し、円形ブラシ側の空室Ｓに流入し、該空室Ｓと連結してある刷毛具２９の管Ｔから外部へ放水されるが、放水は円形ブラシが回転しながら行われる。
【００２５】
本明細書中の用語の意味、及び用語の定義を述べ、さらに、補足説明を加えておく。
曲面板が作動するとは、水道水圧の作用を受け、軸付き曲面板が揺動し、該曲面板の先端をケーシング内周面に接触させ、流水を密封しながら回転移動し、トルクを発生している状態をいう。
本明細書においては、ベーン体と曲面板とは同義語である。
実施形態２の揺動ベーン付き回転体についての構成、及び作用と、該実施形態２の揺動ベーン付き回転体をローターとした実施形態４の揺動ベーンモーターの構成については、実施形態１の揺動ベーン付き回転体、及び実施形態３の揺動ベーンモーターの説明と多くが重複するので、図面のみ、あるいは、簡単な説明にとどめた。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
流体受圧面積の大きな受圧面体をベーン体として備えたローターを形成する事で、低圧流体の供給によっても、従来型式の流体圧モーターより大きなトルクを得られるので水車として利用する事によって、一般家庭に供給されている水道水圧の利用でも効率よく電力を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】揺動ベーン付き回転体の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ｐ−Ａ’線断面図で示す揺動ベーン付き回転体である。
【図３】揺動ベーン付き回転体の分解斜視図である。
【図４】揺動ベーンモーターの側面図である。
【図５】揺動ベーンモーターの正面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ’線断面図で示す揺動ベーンモーターである。
【図７】図５のＣ−Ｃ’線断面図で示す揺動ベーンモーターである。
【図８】揺動ベーンモーターの分解斜視図である。
【図９】ローターとケーシングから成る揺動ベーンモーターの正面図に、蓋１５に配置された注水口Ｌと、蓋２３に配置された排水口の位置を記入した透視図である。
【図１０】図９の正面図に示す揺動ベーンモーターの分解図である。
【図１１】円形ブラシの正面図である。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ’線断面図で示す円形ブラシである。
【図１３】図１２で示す円形ブラシ断面図の円で囲んだＵ部の要部拡大図である。
【図１４】図７に示す揺動ベーンモーター断面図と、図１２に示す円形ブラシ断面図とから形成された水圧回転ブラシの断面図である。
【図１５】水圧回転ブラシの分解斜視図である。
【図１６】揺動ベーンモーターの回転動作説明図である。
【図１７】揺動ベーンモーターの回転動作説明図である。
【図１８】揺動ベーンモーターの回転動作説明図である。
【図１９】揺動ベーンモーターの回転動作説明図である。
【図２０】揺動ベーンモーターの回転動作説明図である。
【図２１】揺動ベーンモーターの回転動作説明図である。
【図２２】揺動ベーン付き回転体の正面図である。
【図２３】図２２のＥ−Ｅ’線断面図で示す揺動ベーン付き回転体である。
【図２４】揺動ベーン付き回転体の斜視図である。
【図２５】揺動ベーンモーターの分解斜視図である。
【図２６】揺動ベーンモーターの回転動作説明図である。
【図２７】揺動ベーンモーターの回転動作説明図である。
【図２８】揺動ベーンモーターの回転動作説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      主軸
１ｗ    主軸
２      支軸（出力軸）
２ｗ    支軸（出力軸）
３      支軸
３ｗ    支軸
４      板材  
４’    板材
４ｘ    板材
４ｙ    板材
４ｚ    板材
５      厚肉円筒体
５ｗ    厚肉円筒体
６      軸受け
６’    軸受け
６ｘ    軸受け
７      凹部
７’    凹部
７ｘ    凹部
８      貫通孔
８’    貫通孔
８ｘ    貫通孔
８ｙ    貫通孔
８ｚ    貫通孔
９      横孔
９ｗ    横孔
１０      孔
１０ｗ    孔
１１      軸
１１’    軸
１１ｘ    軸
１１ｙ    軸
１１ｚ    軸
１２      曲面板（ベーン体）
１２’    曲面板（ベーン体）
１２Ｆ    曲面板（ベーン体）表面
１２’Ｆ  曲面板（ベーン体）表面
１２Ｂ    曲面板（ベーン体）裏面
１２’Ｂ  曲面板（ベーン体）裏面
１２ｘ    曲面板（ベーン体）
１２ｙ    曲面板（ベーン体）
１２ｚ    曲面板（ベーン体）
１３      軸付き曲面板
１３’    軸付き曲面板
１４      サイドケース
１５      蓋
１５ｗ    蓋
１６      軸受け
１６ｗ    軸受け
１７      ケーシング
１７ｗ    ケーシング
１８      軸受け
１９      軸
２０      板材
２０ｗ    板材
２１      ストッパー
２２      軸付き板
２２ｗ    軸付き板
２３      蓋
２３ｗ    蓋
２４      軸受け
２４ｗ    軸受け
２５      サイドケース
２６      軸受け
２７      刷毛具ホルダー
２８      孔
２９      刷毛具
３０      刷毛材
Ｐ      主軸の軸線、ケーシングの中心線
Ｐｗ    主軸の軸線、ケーシングの中心線
Ｑ      小空洞
Ｑ’    小空洞
Ｑｘ    小空洞
Ｑｙ    小空洞
Ｑｚ    小空洞
Ｒ      空室
Ｒ’    空室
Ｒｘ    空室
Ｒｙ    空室
Ｒｚ    空室
Ｊ      接続口
Ｋ      空室
Ｌ      注水口
Ｌｗ    注水口
Ｍ      排水口
Ｍｗ    排水口
Ｎ      空室
Ｓ      空室
Ｔ      管
Ｅ      軸受け６、６’の開口部の幅寸法
Ｆ      軸１１、１１’の直径
Ｇ      軸受け１８の開口部の幅寸法
Ｈ      軸１９の直径
Ｕ      要部拡大部
Ｖ      回転方向
Ｖｗ    回転方向
【要約】
【課題】
任意の停止状態から、ベーン体の初期動作が確実に起動し、洗浄作業を行うに十分、且つ安定したトルクを発生する揺動ベーンモーターを構成し、一般家庭用の水道水圧を直接供給して、使用した水と共に洗浄作業が行える水圧回転ブラシを提供する。
【解決手段】
流水受圧面積の大きい、揺動するベーン体を備えたローターの軸線と、内部に流水遮断器具を備えたケーシングの中心線とを一致して配置し、該ケーシングの両側を密閉する一方の蓋に注水口、そして、もう一方の蓋に排水口を配置し、該注水口からの水道水圧が、ベーン体の裏面側から作用する揺動ベーンモーターと、刷毛材と放水用の管とを備えた円形ブラシを、該揺動ベーンモーターの出力軸端に固定し、さらに、排水口からの排水を出力軸内部に加工した通水孔を通じて円形ブラシ側に導いた水圧回転ブラシを構成する。
【選択図】図１４【図１】
0004250196.tif 000002
【図２】
0004250196.tif 000003
【図３】
0004250196.tif 000004
【図４】
0004250196.tif 000005
【図５】
0004250196.tif 000006
【図６】
0004250196.tif 000007
【図７】
0004250196.tif 000008
【図８】
0004250196.tif 000009
【図９】
0004250196.tif 000010
【図１０】
0004250196.tif 000011
【図１１】
0004250196.tif 000012
【図１２】
0004250196.tif 000013
【図１３】
0004250196.tif 000014
【図１４】
0004250196.tif 000015
【図１５】
0004250196.tif 000016
【図１６】
0004250196.tif 000017
【図１７】
0004250196.tif 000018
【図１８】
0004250196.tif 000019
【図１９】
0004250196.tif 000020
【図２０】
0004250196.tif 000021
【図２１】
0004250196.tif 000022
【図２２】
0004250196.tif 000023
【図２３】
0004250196.tif 000024
【図２４】
0004250196.tif 000025
【図２５】
0004250196.tif 000026
【図２６】
0004250196.tif 000027
【図２７】
0004250196.tif 000028
【図２８】
0004250196.tif 000029