(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ部分・パイプ部分・フィルター部分よりなる鉄道車両トイレ用汚水濾過器（ワーク）を洗浄する装置であって、
洗浄槽内の所定位置に設置される前記ワークのフランジ部分、パイプ部分及びフィルター部分の外面に向けてジェット流を噴射する複数の外面洗浄ノズルと、
前記ワークのフィルター部分の内面に向けてジェット流を噴射する内面洗浄ノズルと、
前記ワークの下方に設置されるノズル配置台と、
前記ノズル配置台を回転させる回転機構とを備え、
前記ノズル配置台は、前記ワークを包むように形成され、
前記外面洗浄ノズルは、前記ノズル配置台の内周面に配置され、
前記内面洗浄ノズルは、前記ノズル配置台の略中央部に配置されたことを特徴とする、鉄道車両トイレ用汚水濾過器の洗浄装置。
【請求項２】
前記外面洗浄ノズル及び前記内面洗浄ノズルは、洗浄を行う前記ワークの各部分に応じて、直射ノズルと狭角扇状ノズルと広角扇状ノズル、高圧噴射ノズルと低圧噴射ノズルを適宜使い分けることを特徴とする、請求項１に記載の鉄道車両トイレ用汚水濾過器の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道車両トイレ用汚水濾過器を洗浄する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両に備えられる水洗式トイレでは、搭載できるタンク容量に限界があることとの関係から、汚物を含む汚水を一旦汚物タンクに溜め、その汚水中から汚物を濾過して得られる液体を消毒した上で再利用する、循環式トイレが主に用いられる。
ここで、汚水中から汚物を濾過して液体を得るには、汚物タンクに設置される専用の「鉄道車両トイレ用汚水濾過器」（以下単に「ワーク」と称する。）が用いられる。
このワーク１は、図４及び図５に示すように、フランジ部分２・パイプ部分３・フィルター部分４等よりなる特殊な形状を有している。ここに、図４はワークの斜視図であり、図５はワークの分解斜視図である。以下、このワーク１の構成について、両図を参照しつつ説明を行う。
【０００３】
フランジ部分２は、汚物タンク７の外壁の一部をなす役割を担うものである。
このフランジ部分２は、略正方形の板状体に、濾過された液体を吸引する孔２ａが形成されてなるものである。この孔２ａは、前記略正方形の板状体の重心点より対角線上にややずれた点を中心として形成される。また、フランジ部分２の下面周縁部にはゴムパッキン２ｂが貼着され、ワーク１が汚物タンク７に設置される状態で、フランジ部分２と汚物タンク７の接続部から汚水が流出するのが防止される。
このフランジ部分２の上面には、循環ポンプ８（図１ないし図３参照）が着脱可能に備えられ、フランジ部分２の下面には、孔２ａと一致するようにパイプ部分３の上端部が固着される。
【０００４】
パイプ部分３は、フィルター部分４にて濾過された液体が循環ポンプ８（図１ないし図３参照）に吸引されて通過する部位であり、かつ、当該フィルター部分４が汚物タンク７内の略中央部に位置するための接続部材の役割を担うものである。
このパイプ部分３は、内外二重のパイプよりなるものである。ここに、内パイプ３ａは前記液体がその内部を通過するものであり、外パイプ３ｂはワーク１が汚物タンク７に設置される状態で汚水がその外面に接するものである。
このパイプ部分３の上端部には、前記フランジ部分２が固着され、パイプ部分３の下端部には、フィルター部分４の上端部が固着される。なお、パイプ部分３とフィルター部分４の接合部５には、その構造上段差が形成される。
【０００５】
フィルター部分４は、汚物タンク７内の汚水中から汚物を濾過して液体を得る役割を担うものである。
このフィルター部分４は、周囲に複数の突起４ｂが形成される薄い環状部材４ａを、液体が通過できる程度の微少な隙間４ｃを空けて複数重ね合わせ、当該突起４ｂ同士を貫通してビス止めし、一体化してなるものである。また、その上方には上蓋４ｄが取り付けられ、その集合体の下方には回転刃物４ｆを備える下蓋４ｅが取り付けられる。この回転刃物４ｆは、隙間４ｃに入り込んで自転しながら公転を行い、フィルター部分４の内面から隙間４ｃの清掃を行うものである。このフィルター部分４の上端部には、前記パイプ部分３の下端部が固着され、その接合部５には構造上段差が形成される。
【０００６】
次に、このワーク１の作用、即ち、ワーク１による汚水の濾過について、図４を参照しつつ説明を行う。
このワーク１は、汚物を含む汚水が溜められる汚物タンク７に設置されて用いられる。具体的には、汚物タンク７の外壁に形成される丸孔を介して、汚物タンク７内にワーク１を下端より挿入し、汚物タンク７の外壁にフランジ部分２を引っかけて固定することにより設置される。これにより、フィルター部分４は汚物タンク７内の略中央部に位置することとなる。
ワーク１が汚物タンク７に設置された状態でスイッチ（図示外）が入れられると、ワーク１の作用により汚水の濾過が行われる。具体的には、例えばトイレのドアに設けられた鍵を施錠することによりスイッチが入れられると、フランジ部分２の上面に備えられる循環ポンプ８（図１ないし図３参照）が作動し、フィルター部分４にて汚水中から汚物を濾過して得られる液体が、パイプ部分３を介して吸引される。
【０００７】
このように、ワーク１は汚物タンク７に設置されて用いられるものであるため、ワーク１の構成要素のうちフランジ部分２の下面・パイプ部分３の外面・フィルター部分４の外面は、汚物タンク７内に溜められる汚物を含む汚水に接している状態にある。従って、このワーク１を長時間使用していると、図６に示すように、前記各構成要素に、固形物である汚物等よりなる汚れ６が付着することになる。
ここで、突起・隙間・段差等が存在するところには特に汚れ６が付着して目詰まりを起こしやすいため、フィルター部分４における突起４ｂの周辺や隙間４ｃ、あるいは接合部５では、汚れ６の付着・目詰まりが顕著である。また、汚物タンク７内の汚水中にティッシュペーパーや新聞紙等が混入している場合、これらは水に溶けないため汚れ６と一体となって付着し、さらに、汚物タンク７内の汚水中にパンティーストッキング等の異物が混入している場合、汚れ６とは別個にワーク１に絡みつく。
【０００８】
ここで、隙間４ｃについては前記回転刃物４ｆによるフィルター部分４の内面からの清掃が行われているが、完全に清掃できるわけではなく、また、突起４ｂや接合部５については特に清掃手段は設けられていないため、放置したままでは付着した汚れ６や絡みついた異物が除去されることはない。
これら汚れ６や異物（以下単に「汚れ６」と称する。）を除去しないと、ワーク１による汚水の濾過の効率が悪くなり故障の原因ともなるため、所定時間の経過後あるいは必要に応じて汚物タンク７からワーク１を取り外し、汚れ６を除去すべく、ワーク１の洗浄を行う必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来においては、かかるワーク１の洗浄は人間が手作業により行っていたが、手作業による洗浄には以下のような問題があった。
（１）洗浄すべき汚れ６はワーク１のほぼ全域に亘って付着しているが、特に突起４ｂの周辺・隙間４ｃ・接合部５等の細かい部分における汚れ６の付着・目詰まりが顕著であるため、容易かつ確実に洗浄を行うことは困難であり、また洗浄に長時間を要していた。
（２）固形物である汚物等よりなる汚れ６の洗浄であるので、汚物の異臭と戦いながらの作業となり、前記洗浄の困難性とも相俟って、作業環境が劣悪であった。
【００１０】
従って、手作業によらずに、容易かつ確実に短時間でワークの洗浄を行うことができ、もって作業環境の改善に寄与するような、洗浄装置を提供する必要がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するための手段として、フランジ部分・パイプ部分・フィルター部分よりなる鉄道車両トイレ用汚水濾過器（ワーク）を洗浄する装置であって、洗浄槽内の所定位置に設置される前記ワークのフランジ部分、パイプ部分及びフィルター部分の外面に向けてジェット流を噴射する複数の外面洗浄ノズルと、前記ワークのフィルター部分の内面に向けてジェット流を噴射する内面洗浄ノズルと、前記ワークの下方に設置されるノズル配置台と、前記ノズル配置台を回転させる回転機構とを備え、前記ノズル配置台は、前記ワークを包むように形成され、前記外面洗浄ノズルは、前記ノズル配置台の内周面に配置され、前記内面洗浄ノズルは、前記ノズル配置台の略中央部に配置されたことを特徴とする、鉄道車両トイレ用汚水濾過器の洗浄装置を提供するものである。
即ち、ノズル配置台を回転させ、ノズル配置台に配置された外面洗浄ノズル及び内面洗浄ノズルにより、ワークの外面及びワークのフィルター部分の内面に向けてジェット流を噴射することで、手作業によらずに、容易かつ確実に短時間でワークの洗浄を行うことができ、もって作業環境の改善に寄与するものである。
また、ノズル配置台に内面洗浄ノズルを配置することで、ワークのフィルター部分の内面に付着した汚れの洗浄により効率的な洗浄を可能とするものである。
【００１３】
さらに、他の手段として、上記鉄道車両トイレ用汚水濾過器の洗浄装置において、外面洗浄ノズル及び内面洗浄ノズルは、洗浄を行うワークの各部分に応じて、直射ノズルと狭角扇状ノズルと広角扇状ノズル、高圧噴射ノズルと低圧噴射ノズルを適宜使い分けることを特徴とする、鉄道車両トイレ用汚水濾過器の洗浄装置を提供するものである。
即ち、前記洗浄装置において、さらに両ノズルのジェット流噴射角度やジェット流噴射圧力を適宜使い分けることを特徴とし、さらに良好な洗浄を可能とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鉄道車両トイレ用汚水濾過器の洗浄装置（以下単に「洗浄装置」と称する。）の実施の形態について、図１ないし図３を参照しつつ説明を行う。ここに、図１は本発明に係る洗浄装置の正面断面図であり、図２は本発明に係る洗浄装置の側面断面図であり、図３はワークが設置された状態における、本発明に係る洗浄装置のノズル配置台の側面断面図である。
【００１５】
［洗浄装置の構成］
１．洗浄装置の構成の概略
本発明に係る洗浄装置１０は、前記ワーク１を洗浄するための装置であり、各種部品等の取付架台であるフレーム１１に、ワーク設置部２０・洗浄槽２５・ノズル配置台３０・ノズル３５・回転機構４０及びその他の機器が取り付けられてなるものである。以下、洗浄装置１０の各構成要素について説明を行う。
【００１６】
２．ワーク設置部２０・洗浄槽２５・ノズル配置台３０
ワーク設置部２０は、ワーク１を洗浄槽２５内の所定位置に設置するための部位であり、洗浄槽２５は、所定位置に設置されるワーク１の洗浄が行われる部位であり、ノズル配置台３０は、所定位置に設置されるワーク１の洗浄を行うためのノズル３５が配置される部位である。
本実施の形態においては、フレーム１１の上面に丸孔を形成してワーク設置部２０とし、ワーク設置部２０の下方に洗浄槽２５を設け、洗浄槽２５の内部の所定位置にノズル配置台３０を設けてある。
従って、ワーク設置部２０の丸孔を介して、洗浄槽２５内にワーク１を下端より挿入し、ノズル３５が配置されるノズル配置台３０とワーク１とが所定の位置関係を保持するように調整を行った後、フレーム１１の外壁にフランジ部分２を引っかけて固定することにより、ワーク１は所定位置へ設置される。
なお、各構成要素の形態は特に上記形態に限定されるものではないことは勿論である。
【００１７】
３．ノズル３５（外面洗浄ノズル３６・内面洗浄ノズル３７）
ノズル３５は、ワーク１の洗浄を行うためのジェット流を噴射する手段であり、外面洗浄ノズル３６と内面洗浄ノズル３７の２種類のノズルよりなる。
具体的には、加圧ポンプ１３の作動により供給される、水あるいは洗剤入り洗浄液（以下単に「水等」と称する。）を、ワーク１に向けてジェット流として噴射するものである。
【００１８】
外面洗浄ノズル３６は、洗浄槽２５内の所定位置に設置されるワーク１の外側に複数配置され、ワーク１の外面に向けてジェット流を噴射し、ワーク１の外面を洗浄するものである。
本実施の形態においては、外面洗浄ノズル３６は、ワーク１の洗浄範囲を考慮して、ノズル配置台３０の内周面の４ヶ所に配置してある。より具体的には、フランジ部分２下面及びパイプ部分３外面の洗浄に関して外面洗浄ノズル３６ａを配置し、フィルター部分４外面の洗浄に関しては外面洗浄ノズル３６ｂ及び３６ｃを配置し、接合部５の洗浄に関しては外面洗浄ノズル３６ｄを配置する。このうちフィルター部分４外面の洗浄を行う外面洗浄ノズル３６ｂ及び３６ｃは、強力な洗浄力を得るため、フィルター部分４のなるべく近傍に配置する。
【００１９】
内面洗浄ノズル３７は、洗浄槽２５内の所定位置に設置されるワーク１のフィルター部分４の内側に配置され、ワーク１のフィルター部分４の内面に向けてジェット流を噴射し、フィルター部分４の内面を洗浄するものである。
本実施の形態においては、内面洗浄ノズル３７は、ノズル配置台３０の略中央部の一箇所に、フィルター部分４の内壁にやや傾いた状態で配置してある。一箇所に配置したのは、フィルター部分４の内面のスペースが少ないことによるものであり、フィルター部分４の内壁にやや傾いた状態で配置したのは、内面洗浄ノズル３７から噴射されるジェット流が、洗浄すべきフィルター部分４の内面に確実に当たるようにすると共に、パイプ部分３の内パイプ３ａの内面を介してフランジ部分２の孔２ａから吹き出さないようにするためである。
なお、内面洗浄ノズル３７があれば、回転刃物４ｆにより隙間４ｃから掻き出されてワーク１のフィルター部分４の内面に付着した汚れ６の洗浄により、効率的な洗浄が可能になる。
【００２０】
ここで、外面洗浄ノズル３６及び内面洗浄ノズル３７は、ワーク１の洗浄範囲あるいは洗浄を行うワーク１の各部分の汚れ６の状況に応じて、直射ノズルと狭角扇状ノズルと広角扇状ノズル、高圧噴射ノズルと低圧噴射ノズルを適宜使い分けるのが望ましい。即ち、両ノズルのジェット流噴射角度やジェット流噴射圧力を適宜使い分けることにより、さらに良好な洗浄を可能とすることができる。
例えば、具体的には以下のようになる。
【００２１】
（１）フランジ部分２下面及びパイプ部分３外面は、洗浄範囲は広いが、汚れ６はひどくないので、当該部分を洗浄する外面洗浄ノズル３６ａは、広角扇状の低圧噴射ノズルとする。
（２）フィルター部分４外面は、洗浄範囲は狭いが、突起４ｂの周辺や隙間４ｃに目詰まりが生じ汚れ６がひどいので、当該部分を洗浄する外面洗浄ノズル３６ｂ及び３６ｃは、狭角扇状の高圧噴射ノズルとする。
（３）接合部５は、洗浄範囲はきわめて狭いが、接合部５の段差に目詰まりが生じ汚れ６がひどいので、当該部分を洗浄する外面洗浄ノズル３６ｄは、直射の高圧噴射ノズルとする。
（４）フィルター部分４内面は、洗浄範囲が狭く、回転刃物４ｆにより隙間４ｃから掻き出されて汚れ６が付着している程度であり汚れ６もひどくないので、当該部分を洗浄する内面洗浄ノズル３７は、狭角扇状の低圧噴射ノズルとする。
【００２２】
なお、ジェット流噴射角度の設定は、ノズル３５の先端に設けたノズルチップ（図示外）の調整により行い、ジェット流噴射圧力の設定は、ノズル３５に水等を供給する加圧ポンプ１３の調整により行う。
以上説明した各ノズル３５の望ましい配置をまとめると、表１のようになる。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
４．回転機構４０
回転機構４０は、所定位置に設置されるワーク１と外面洗浄ノズル３６・内面洗浄ノズル３７とを相対的に回転するものである。このように回転をしながら洗浄を行うことで、汚れ落ちが良くなり、効率的な洗浄が可能となる。
本実施の形態では、外面洗浄ノズル３６及び内面洗浄ノズル３７はノズル配置台３０に配置されているので、相対回転の方式としては、ノズル配置台３０を固定した状態でワーク１を回転する方式と、ワーク１を固定した状態でノズル配置台３０を回転する方式が考えられる。
しかし、ワーク１のフランジ部分２はワーク１の中心線から偏心した状態で固定されているため、ワーク１を回転させると不要な揺動が生じ不都合である。
そこで、本実施の形態では、ワーク設置部２０にワーク１を固定して設置した状態で、ノズル配置台３０を回転モータ４１にて回転することとしている。
【００２５】
５．その他の機器
その他、フレーム１１内には、ノズル３５に供給する水等を貯留するタンク１２、タンク１２内に貯留される水等をノズル３５に加圧して供給する加圧ポンプ１３、加圧ポンプ１３を駆動するポンプモータ１４が設けられ、さらに、ワーク１の洗浄後の洗浄水を排出する排水口１５や、ワーク１に付着していた汚れ６を回収するゴミ受け１６が設けられる。
さらに、フレーム１１の上面には、ワーク１のワーク設置部２０への設置が容易になるように、バランサー１８を先端部に有するバランサーアーム１７が設けられる。
【００２６】
［洗浄装置の作用］
以上説明した洗浄装置１０の作用、即ち、洗浄装置１０によるワーク１の洗浄について説明を行う。
【００２７】
（１）ワーク１の所定位置への設置
バランサー１８を利用してワーク１を持ち上げ、ワーク設置部２０の丸孔を介して、洗浄槽２５内にワーク１を下端より挿入し、ノズル３５が配置されるノズル配置台３０とワーク１とが所定の位置関係を保持するように調整を行った後、フレーム１１の外壁にフランジ部分２を引っかけて固定し、ワーク１を所定位置に設置する。なお、内面洗浄ノズル３７と干渉するため、回転刃物４ｆを備える下蓋４ｅは予め取り外しておく。
【００２８】
（２）ノズル３５からのジェット流の噴射
作動スイッチ（図示外）を入れると、タンク１２内に貯留される水等が加圧ポンプ１３及びポンプモータ１４の作動によりノズル３５に供給され、ノズル３５からワーク１に向けてジェット流が噴射される。即ち、外面洗浄ノズル３６からはワーク１の外面に向けてジェット流が噴射され、内面洗浄ノズル３７からはワーク１の内面に向けてジェット流が噴射される。
【００２９】
（３）回転機構４０の作動・ワーク１の洗浄
同時に、回転機構４０が作動してノズル配置台３０が回転を開始し、ワーク１の洗浄を行う。洗浄時間は適宜設定すればよい。
洗浄に用いられた洗浄水は排水口１５より排出され、ワーク１に付着していた汚れ６はゴミ受け１６により回収される。
【００３０】
（４）ワーク１の洗浄終了
所定の洗浄時間経過後に洗浄装置１０が停止し、ワーク１の洗浄を終了する。その後、再度バランサー１８を利用してワーク１を取り外し、作業が終了する。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明をしたように、本発明に係る鉄道車両トイレ用汚水濾過器の洗浄装置は、洗浄槽内の所定位置に設置されるワークの外側に、ワークの外面に向けてジェット流を噴射する外面洗浄ノズルを配置し、ワークと両外面洗浄ノズルとを相対的に回転する回転機構を備えることを特徴とするので、手作業によらずに、容易かつ確実に短時間でワークの洗浄を行うことができるようになり、作業環境の改善に寄与することができるという効果を奏する。
【００３２】
また、本発明に係る鉄道車両トイレ用汚水濾過器の洗浄装置は、さらに内面洗浄ノズルを付加したことを特徴とするので、ワークの内面に付着した汚れの洗浄をにより効率的な洗浄を可能とすることができるという効果を奏する。
【００３３】
また、本発明に係る鉄道車両トイレ用汚水濾過器の洗浄装置は、さらに両ノズルのジェット流噴射角度やジェット流噴射圧力を適宜使い分けることを特徴とするので、さらに良好な洗浄を可能とすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る洗浄装置の正面断面図である。
【図２】本発明に係る洗浄装置の側面断面図である。
【図３】ワークが設置された状態における、本発明に係る洗浄装置のノズル配置台の側面断面図である。
【図４】ワークの斜視図である。
【図５】ワークの分解斜視図である。
【図６】ワークに汚れが付着した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１          鉄道車両トイレ用汚水濾過器（ワーク）
２          フランジ部分
２ａ        孔
２ｂ        ゴムパッキン
３          パイプ部分
３ａ        内パイプ
３ｂ        外パイプ
４          フィルター部分
４ａ        環状部材
４ｂ        突起
４ｃ        隙間
４ｄ        上蓋
４ｅ        下蓋
４ｆ        回転刃物
５          接合部
６          汚れ
７          汚物タンク
８          循環ポンプ
１０          鉄道車両トイレ用汚水濾過器の洗浄装置（洗浄装置）
１１          フレーム
１２          タンク
１３          加圧ポンプ
１４          ポンプモータ
１５          排水口
１６          ゴミ受け
１７          バランサーアーム
１８          バランサー
２０          ワーク設置部
２５          洗浄槽
３０          ノズル配置台
３５          ノズル
３６          外面洗浄ノズル
３６ａ        外面洗浄ノズル（フランジ部分下面・パイプ部分外面用）
３６ｂ        外面洗浄ノズル（フィルター部分外面用）
３６ｃ        外面洗浄ノズル（フィルター部分外面用）
３６ｄ        外面洗浄ノズル（接合部用）
３７          内面洗浄ノズル（フィルター部分内面用）
４０          回転機構
４１          回転モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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