JP7636817B2

JP7636817B2 - 回転ノズル装置

Info

Publication number: JP7636817B2
Application number: JP2023005903A
Authority: JP
Inventors: 祥平番所
Original assignee: 株式会社洲本整備機製作所
Priority date: 2023-01-18
Filing date: 2023-01-18
Publication date: 2025-02-27
Anticipated expiration: 2043-01-18
Also published as: JP2024101776A

Description

本発明は、例えば、自動車や食器、その他の物品の洗浄に用いるよう、噴射の反動でローターを回転させながら水を噴射する回転ノズル装置に関するものである。

一般に、自動車等の洗浄に用いられるノズル装置は、ノズルから噴射した高圧のジェット噴流によって汚れを除去するものであり、このようなノズル装置として、ノズルを径方向に対して周方向に傾斜させてローターに取り付け、その噴射の反動でローターを回転させながら洗浄水を噴射する回転ノズル装置を用いることがある（例えば特許文献１）。

図５に示すように、特許文献１の回転ノズル装置は、回転自在なローター１０１の周側面のノズル１０２から水を噴射しつつ、その反動でローター１０１を回転させるものであり、ローター１０１の回転速度を抑えるブレーキを設けて、ローター１０１が回転することによる水の噴射衝撃の低下を抑えている。

特許文献１におけるブレーキは、複数枚の弾性翼板１０３の基端をローター１０１の外側に枢止したものであり、ローター１０１の回転遠心力によって開いて、ローター１０１を取り囲む筒状カバー１０４に接触し、その摩擦抵抗によってローター１０１の回転速度を低速度化するものである。

特開２００４－１４８３０３号公報（段落００１１～００１３、００２６、００２９、００３２、００３３、図６）

ところが、特許文献１におけるブレーキは、ローターと筒状カバーとの間に複数枚の弾性翼板を配置したものであり、その弾性翼板がローターと筒状カバーとの間を清掃する際の邪魔になって、ゴミなどの不純物を滞留させ、この不純物がローターの回転を阻害するおそれがある。

本発明は、ローターと筒状カバーとの間にブレーキを設けつつ、その清掃を容易にして不純物の滞留を防止することのできる回転ノズル装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る回転ノズル装置は、ローター軸と、このローター軸に対して回転自在に外嵌装着したローターと、ローター軸に形成した給水路と、この給水路を介してローターの中央穴に供給した水をローターの外周面に導く導水路と、この導水路で導いた水をローターの外周面から噴射するノズルと、を備え、そのノズルの噴射方向をローターの径方向に対して周方向に傾斜させ、噴射の反動でローターを回転させながら水を噴射するものである。さらに、ローター軸に、ローターをその外周面との間に間隔をあけて取り囲む筒状カバーを固定すると共に、この筒状カバーに接触してローターの回転速度を抑えるブレーキを設けたものであり、そのブレーキをローターと一体に回転するブレーキ収納部の外周面から出没自在としたものである。

上記構成によれば、ローターと一体に回転するブレーキ収納部の外周面からブレーキを出没自在とするので、ローターと筒状カバーとの間を清掃する際に、ブレーキ収納部にブレーキを没入させることができ、ブレーキが清掃の邪魔になって、ゴミなどの不純物が滞留するのを防止することができる。

ブレーキは、ローターの回転による遠心力で外側の筒状カバーに押し付けられてローターの回転速度を抑えるものであり、その遠心力がローターの回転速度の二乗に比例して大きくなるので、ローターを適切な範囲の回転速度に容易に設定して、噴射する水の勢いの低下を抑えることができる。すなわち、ローターが水の噴射方向と反対の向きに高速回転することにより、噴射する水の勢いを弱めることになるが、ローターを適切な回転速度に設定することにより、ローターを回転させて水の噴射範囲を広げつつ、噴射する水の勢いの低下を抑えることができる。

しかも、ブレーキをブレーキ収納部から出没させて筒状カバーに押し付けるので、従来の弾性翼板を開閉させる構造よりもブレーキ自体の変形を抑えることができ、ブレーキの変形による摩擦力の変動を抑えて、回転速度の調整を容易にすることができる。例えば、経年劣化などにより、ローターの回転速度が低下したような場合には、ブレーキの数を減らすだけで、回転速度を容易に調整することができる。

また、ブレーキを金属製のブレーキ保持金具の先端にブレーキゴムを固定した構造とするようにしてもよい。

この構成によると、筒状カバーに先端のブレーキゴムを接触させて、十分な摩擦係数を得ることができると共に、そのブレーキゴムを比較的に重さのある金属製のブレーキ保持金具に固定して、十分な遠心力で筒状カバーに押し付けることができる。これにより、ローターの回転速度を効果的に抑えることができ、しかも、ブレーキ保持金具の重さを調整することにより、遠心力の強さを調整することができ、ローターを適切な回転速度に設定することができる。

また、筒状カバーのうちの周方向における一部の範囲に、ノズルが噴射する水を外部に放出する放出窓を形成するようにしてもよい。

この構成によると、筒状カバーの一部の範囲に放出窓を形成するので、回転ノズル装置の全周のうちの所定の方向のみに水を噴射することができる。これにより、回転ノズル装置を、例えば、自動車の下方に挿入して底面を洗浄したり、自動車の側方に配置して側面を洗浄したりする横型回転ノズル装置として用いることができる。

また、本発明は、上記の構成の回転ノズル装置を備えた洗浄機を提供する。

この構成によると、上記の構成の回転ノズル装置が奏する効果と同じ効果を奏することができる。

以上のとおり、本発明によると、ノズルから水を噴射しながらローターを回転させ、このローターと一体のブレーキ収納部から出没するブレーキを筒状カバーに接触させるようにしている。

これにより、ローターと筒状カバーとの間を清掃する際に、ブレーキ収納部にブレーキを没入させて、ブレーキが清掃の邪魔になるのを防止することができ、ローターと筒状カバーとの間にブレーキを設けつつ、その清掃を容易にして不純物の滞留を防止することができる。

本発明に係る回転ノズル装置の斜視図で、筒状カバーの一部を切り欠いた図回転ノズル装置の分解斜視図回転ノズル装置の動作と洗浄水の噴射状態の変化を示す図ブレーキ部分の断面図で、（ａ）はブレーキの没入状態を示し、（ｂ）はブレーキの突出状態を示す従来の回転ノズル装置の縦断面図

以下、本発明に係る回転ノズル装置を実施するための形態について、図面を用いて説明する。

図１及び図２に示すように、回転ノズル装置１は、高圧の洗浄水２を噴射して自動車の底面等の汚れを除去する横型回転ノズル装置であり、ローター軸３と、ローター軸３に対して回転自在に外嵌装着されたローター４と、ローター軸３に形成された給水路５と、給水路５を介してローター４の中央穴６に供給された洗浄水２をローター４の外周面に導く導水路７と、導水路７で導かれた洗浄水２をローター４の外周面から噴射するノズル８と、を備え、ノズル８の噴射方向をローター４の径方向に対して周方向に傾斜させることにより、噴射の反動でローター４を回転させながら洗浄水２を上方の所定範囲に噴射するようにしたものである。

さらに、回転ノズル装置１では、ローター軸３に、ローター４をその外周面との間に間隔をあけて取り囲む有底の筒状カバー９を固定して、ノズル８が噴射する洗浄水２を筒状カバー９の上側部分に形成した放出窓１０から上方の所定範囲に向けて放出すると共に、ローター４と一体に回転するブレーキ収納部１１の外周面からブレーキ１２を出没させ、このブレーキ１２を筒状カバー９の内面に接触させてローター４の回転速度を抑えるようにしている。

ローター軸３は、内側を給水路５とする円管状とされ、筒状カバー９の底部９ａを挟みつつ、基端の雄ねじ部３ａに、洗浄機の配管１４に接続するアダプター１５の雌ねじ部１５ａを螺合することにより、ローター軸３に筒状カバー９が固定される。ローター軸３に螺合されたアダプター１５には、洗浄機の配管１４が接続され、回転ノズル装置１を装備した洗浄機が構成される。

ローター軸３の長さ方向で中央付近には、その管形状の内外を連通する複数の分岐孔１６が形成され、アダプター１５から洗浄水２を供給される給水路５を複数に分岐させつつ径方向に延設してローター４の中央穴６に至らせる。

ローター４は、中央穴６を有する円柱状とされ、その中央穴６にローター軸３を挿通して、ローター軸２の先端に段付カラー１７をビス止めすることにより、ローター軸３にローター４が回転自在に装着される。ローター４の基端側には、小径部４ａが形成され、この小径部４ａに、ローター４と一体に回転するリング状のブレーキ収納部１１が外嵌固定される。

導水路７は、ローター軸３の長さ方向における位置を分岐孔１６に合わせて、ローター４の中央穴６から外周面に至るよう形成され、この導水路７の出口にノズル８が螺合装着される。導水路７及びノズル８は、給水路５から中央穴６に供給された洗浄水２を噴射する際の反動でローター４を回転させるように、ローター４の径方向に対して周方向に傾斜する向きに設定されている。

筒状カバー９は、ローター４、ノズル８及びブレーキ収納部１１を収容可能な長さ及び内径に設定され、その上側部分には、ローター軸３の長さ方向における位置をノズル８に合わせて、長穴状の放出窓１０が形成されている。

筒状カバー９の下側部分には、ローター軸３の長さ方向における位置をノズル８に合わせて、その外面に断面溝形のハーフリング１７が取り付けられると共に、このハーフリング１７に筒状カバー９の内側から洗浄水２を噴き込む噴込穴１８が形成されている。

筒状カバー９の先端部には、洗浄機の配管１４を介して回転ノズル装置１を移動操作するよう、車輪１９を支持するフレーム２０がビス止めされ、このフレーム２０に固定された蓋部２１によって筒状カバー９の先端開口が塞がれている。

ブレーキ収納部１１は、ローター４の小径部４ａに外嵌固定されるリング状で、その内外を貫通する複数の円孔２２が形成され、各円孔２２に、金属製のブレーキ保持金具１２ａの先端にブレーキゴム１２ｂを固定した構造のブレーキ１２が出没自在に収納されている。

次に、回転ノズル装置１が高圧の洗浄水２を上方に噴射する様子を説明する。

まず、洗浄機の配管１４からアダプター１５に高圧の洗浄水２を供給することにより、洗浄水２が、ローター軸３の内側の給水路５を通ってローター４の中央穴６に供給され、さらに、導水路７を通ってノズル８から噴射される。

図３に示すように、ノズル８から噴射される洗浄水２は、その噴射方向がローター４の周方向に傾斜していることにより、ローター４の径方向外向きに噴き出しつつ、その反動でローター４を回転させる。

ノズル８が上側に位置しているとき、洗浄水２は、筒状カバー９の放出窓１０を通って上方に噴射され、高圧の洗浄水２が自動車の底面等に直に噴き付けられて洗浄する（図３（ａ）、（ｂ）参照）。

ローター４が回転してノズル８が下側に移動したとき、洗浄水２は、筒状カバー９の内側から噴込穴１８を通って外側のハーフリング１７に噴き込まれた後、このハーフリング１７の端部開口から上方に噴射されて、自動車の底面等に噴き付けられて洗浄する（図３（ｃ）、（ｄ）参照）。

このように、ノズル８からの噴射の反動でローター４を回転させることにより、洗浄水２は、放出窓１０を通る範囲では、ノズル８から直に上方に噴射され、放出窓１０から外れる範囲では、ノズル８から筒状カバー９の内側に噴射された後、ハーフリング１７を介して上方に噴射される。これにより、ローター４の回転の全周において、洗浄水２を上方の所定範囲に噴射して、自動車の底面等に噴き付けて洗浄することができる。

次に、ブレーキ１２がローター４の回転速度を抑える様子を説明する。

図４（ａ）に示すように、ローター４の静止状態では、複数のブレーキ１２がブレーキ収納部１１の各円孔２２に没入して収納されており、ローター４及びブレーキ収納部１１と筒状カバー９との間の清掃を容易にする。

図４（ｂ）に示すように、洗浄水２の噴射によってローター４が回転すると、遠心力により、各円孔２２からブレーキ１２が突出して、そのブレーキゴム１２ｂが筒状カバー９の内面に接触し、摩擦力によって、ローター４の回転速度を抑える。

ブレーキゴム１２ｂと筒状カバー９との摩擦力は、ブレーキ１２に作用する遠心力に比例し、その遠心力がローター４の回転速度の二乗に比例するので、回転速度が上昇するほどブレーキ１２を強く作動させることができ、ローター４を適切な範囲の回転速度に抑えることができる。

しかも、その遠心力は、ブレーキ１２の重さに比例するので、ブレーキ１２の重さ及び個数を調整することにより、ローター４を適切な範囲の回転速度に容易に設定することができる。例えば、経年劣化などにより、ローター４の回転速度が低下したような場合には、ブレーキ１２を軽くしたり、その数を減らしたりするだけで、回転速度を容易に調整することができる。

これにより、ローター４を過度に高速回転させて洗浄水２の噴射の勢いを弱めることなく、安定した速度で回転させ、自動車の底面等に高圧の洗浄水２を噴き付けて洗浄することができる。すなわち、ローター４が洗浄水２の噴射方向と反対の向きに高速回転することにより、噴射する洗浄水２の勢いを弱めることになるが、ローター４を適切な回転速度に設定することにより、噴射する洗浄水２の勢いの低下を抑えることができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、ブレーキ１２は、金属製のブレーキ保持金具１２ａの先端にブレーキゴム１２ｂを固定した構造だけでなく、その全体を１つの素材で形成することもできる。

また、本発明の回転ノズル装置は、ブレーキ収納部１１の外周面から出没するブレーキ１２を設けたものであればよく、放出窓１０を形成した横型回転ノズル装置とするだけでなく、全周方向に洗浄水２を噴射するものであってもよい。また、本発明の回転ノズル装置は、洗浄機に装備するだけでなく、他の用途に用いることもできる。

１回転ノズル装置
２洗浄水
３ローター軸
３ａ雄ねじ部
４ローター
４ａ小径部
５給水路
６中央穴
７導水路
８ノズル
９筒状カバー
９ａ底部
１０放出窓
１１ブレーキ収納部
１２ブレーキ
１２ａブレーキ保持金具
１２ｂブレーキゴム
１４配管
１５アダプター
１５ａ雌ねじ部
１６分岐孔
１７ハーフリング
１８噴込孔
１９車輪
２０フレーム
２１蓋部
２２円孔

Claims

ローター軸と、該ローター軸に対して回転自在に外嵌装着されたローターと、前記ローター軸に形成された給水路と、該給水路を介してローターの中央穴に供給された水をローターの外周面に導く導水路と、該導水路で導かれた水をローターの外周面から噴射するノズルと、を備え、前記ノズルの噴射方向がローターの径方向に対して周方向に傾斜し、噴射の反動でローターを回転させながら水を噴射する回転ノズル装置であって、
前記ローター軸に、ローターをその外周面との間に間隔をあけて取り囲む筒状カバーが固定されると共に、該筒状カバーに接触してローターの回転速度を抑えるブレーキが設けられ、
前記ブレーキは、金属製のブレーキ保持金具の先端にブレーキゴムを固定した構造とされ、ローターと一体に回転するブレーキ収納部の外周面から出没自在とされたことを特徴とする回転ノズル装置。
ローター軸と、該ローター軸に対して回転自在に外嵌装着されたローターと、前記ローター軸に形成された給水路と、該給水路を介してローターの中央穴に供給された水をローターの外周面に導く導水路と、該導水路で導かれた水をローターの外周面から噴射するノズルと、を備え、前記ノズルの噴射方向がローターの径方向に対して周方向に傾斜し、噴射の反動でローターを回転させながら水を噴射する回転ノズル装置であって、
前記ローター軸に、ローターをその外周面との間に間隔をあけて取り囲む筒状カバーが固定されると共に、該筒状カバーに接触してローターの回転速度を抑えるブレーキが設けられ、
前記ブレーキは、ローターと一体に回転するブレーキ収納部の外周面から出没自在とされ、
前記筒状カバーのうちの周方向における一部の範囲に、ノズルが噴射する水を外部に放出する放出窓が形成されたことを特徴とする回転ノズル装置。
請求項１又は２に記載の回転ノズル装置を備えたことを特徴とする洗浄機。