JP2001304089A - 水圧回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用中に過負荷が掛かった時に停止する水圧
回転装置の提供を目的とする。 【構成】 水圧で水車を回して回転軸１８を回転させ、
回転軸１８に連結された先端具８を駆動する構造の水圧
回転装置において、回転軸１８から先端具８に加わる回
転トルクが所定値を越えると、両者間に滑りが生ずるよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水圧を利用してブラ
シ等を回転させる水圧回転装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、水圧で水車を回し、
減速機を介して回転軸を回転させてブラシ等を回転させ
る浴室掃除具，洗車具，ボディブラシ等が存在するが、
水車に水圧が供給されている限りブラシ等に動力が伝わ
り回転し続けるため、水圧が高い状態で強くブラシ等が
押し付けられると、摩擦力により反力が掛かり、また、
洗浄面に凹凸があったり、洗浄面とは別の側面等が接触
することで、瞬間的に衝撃力が加わり、掃除やマッサー
ジが行い難いという問題点があった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
点に鑑み案出したものであって、使用勝手が良好となる
水圧回転装置を提供せんことを目的とし、その第１の要
旨は、水圧で水車を回し、減速機を介して出力回転軸を
回転させ、該出力回転軸に連結された先端具を駆動する
構造の水圧回転装置において、前記出力回転軸から前記
先端具に加わる回転トルクが所定値を越えると、両者間
の連結が切断されるか、または先端具が滑るように構成
したことである。また、第２の要旨は、前記出力回転軸
に、バネの付勢力で該回転軸の外周から突出するボール
を設け、該ボールが前記先端具側の嵌合孔に係脱し得る
ように構成したことである。

【０００４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、水圧回転装置の第１実施例を示す洗浄ブ
ラシの断面構成図であり、洗浄ブラシ１は、浴室内のシ
ャワーホースに接続され手で握ることのできるグリップ
部２と、その先端に着脱可能に設けられたヘッド部３で
構成されており、ヘッド部３は、図２及び図３の分解図
で示すような部材で構成されて、ヘッド部３の上面を構
成するハウジング４内に、水車５と、仕切部材６と、減
速ギヤ１８ａ，１９，２０と、底側に散水板７が設けら
れて組み付けられており、散水板７から下方へ突出する
回転軸１８に、下方よりブラシ９を備えたブラシベース
８が着脱可能に取り付けられたものとなっている。

【０００５】前記ハウジング４は、後部上面に、傾斜状
に突出して挿着突筒部４ａが一体形成され、この挿着突
筒部４ａ内は、前記グリップ部２内の流路と連通する流
入路となっており、外周側には、オーリング１３を嵌め
るオーリング溝４ｂが形成されている。

【０００６】このようなハウジング４の前記挿着突筒部
４ａを、オーリング１３を嵌めた状態で、グリップ部２
に挿着し、外側より抜け防止具１２を嵌め込んで、ヘッ
ド部３をグリップ部２に着脱可能に一体化できるように
構成されている。また、ハウジング４内の上部部位は水
車室Ｓ１を形成するものであり、その内周側には、前記
仕切部材６がオーリングを介し水密状に嵌め込まれてお
り、また、ハウジング４内の下部内周には、前記散水板
７がオーリングを介し水密状に嵌め込まれている。

【０００７】また、このハウジング４の上面中央部のボ
ス部から垂下状に水車軸１１が垂設され、この水車軸１
１は、水車５の中央部に上下に貫通形成された軸孔５ａ
内に挿入されて、水車軸１１を中心として水車５が回転
できるものである。即ち、水車５の外周側の羽根５ｂは
良好にハウジング４内の上部に形成された水車室Ｓ１内
に回転可能に嵌め込まれるものである。

【０００８】次に、仕切部材６を説明すると、仕切部材
６の上部には、上方へ突出して係合突部６ａが形成さ
れ、係合突部６ａは、前記ハウジング４内側にクリアラ
ンスを形成して嵌め込み可能な形状に形成されて、この
係合突部６ａの内側は水車室Ｓ１を形成し、水車室Ｓ１
内に水圧を噴射させることのできる噴射ノズル６ｃが、
係合突部６ａの後方側に一体形成されており、また、噴
射ノズル６ｃの側方には、水車室Ｓ１内の水を下方へ排
水する排水路６ｄが、上下方向に貫通状に形成されてい
る。

【０００９】また、仕切部材６の水車室Ｓ１の中央部に
は上下に貫通して軸孔６ｅが形成されており、この軸孔
６ｅ内には、前記水車５の下部に一体形成された水車出
力ギヤ５ｃが挿通されるものである。また、軸孔６ｅの
下面側に下方に向かって逆門形状に突出形成された軸受
門柱の中央部の軸受６ｇで、前記水車軸１１の下端を支
持するものとなっている。

【００１０】この仕切部材６の前記軸受６ｇの回りは、
減速ギヤが組み込まれる減速機室Ｓ２を形成しており、
この減速機室Ｓ２内に垂設される回転軸支持ピン１４，
第１減速ギヤ支持ピン１５，第２減速ギヤ支持ピン１６
の上端を固定するための支持ピンボスが仕切部材６に一
体形成されている。このように仕切部材６には、その上
面側に水車室Ｓ１が形成され、下面側には減速機室Ｓ２
が形成されて、水車室Ｓ１の底面と減速機室Ｓ２の天面
を、この仕切部材６が形成しており、さらに水車軸１１
の軸受６ｇが一体形成され、さらに噴射ノズル６ｃ及び
排水路６ｄがこの仕切部材６に一体形成されたものとな
っている。

【００１１】図２及び図３に示すように、仕切部材６か
ら垂設された回転軸支持ピン１４には、回転軸１８が回
転可能に外嵌されるものであり、また、第１減速ギヤ支
持ピン１５には、第１減速ギヤ１９が回転可能に外嵌さ
れるものであり、また、第２減速ギヤ支持ピン１６に
は、第２減速ギヤ２０が回転可能に外嵌されるものであ
る。第１減速ギヤ１９及び第２減速ギヤ２０は、それぞ
れ大ギヤと小ギヤが一体形成されたものとなっており、
組付状態では、第１減速ギヤ１９の上部の大ギヤが前記
水車に一体化された水車出力ギヤ５ｃと噛み合い、第１
減速ギヤ１９の小ギヤと第２減速ギヤ２０の大ギヤが噛
み合わされ、さらに第２減速ギヤ２０の小ギヤと前記回
転軸に一体化された回転軸ギヤ１８ａが噛み合わされ
て、このギヤ５ｃ，１８ａ，１９，２０により、水車５
の回転が減速され、回転軸１８を回転させるように構成
されている。

【００１２】次に、減速機室Ｓ２の底面を形成する散水
板７は、前記ハウジング４の下部内周に、クリアランス
を形成しつつオーリングを介し、嵌め込み可能な形状に
形成されて、中央部に、前記回転軸１８が通る軸孔が形
成され、その外周に、多数の散水孔および水抜孔７ｄが
形成されている。また、散水板７には、前記第１減速ギ
ヤ支持ピン１５及び第２減速ギヤ支持ピン１６の下端を
支持するためのボス部が形成されており、さらに止ネジ
２２を下方側から挿通させることのできる孔が複数上下
に貫通して形成されている。この散水板７と前記仕切部
材６は、内部に回転軸１８，第１減速ギヤ１９，第２減
速ギヤ２０を組み込んで減速機室Ｓ２を形成して一体的
にユニット化されるものである。

【００１３】即ち、回転軸１８，ギヤ１９，２０を所定
位置に組み込み、仕切部材６の底側に散水板７を嵌め込
んで、下側から止ネジ２２を締め付けて、止ネジ２２に
より予め減速ギヤ１９，２０を組み込んだ状態でユニッ
ト化しておくことができ、このように減速機室Ｓ２をユ
ニット化した状態で、前記ハウジング４内周にオーリン
グを当接させて嵌め込むことができるように構成されて
おり、ハウジング４内には、予め水車５のみを挿着させ
ておけば、この仕切部材６と散水板７を組み付けてユニ
ット化したものを容易に組み込むことができるものとな
る。

【００１４】なお、組付状態ではヘッド部３から回転軸
１８の下端部が突出した状態となり、この回転軸１８の
下端部は、ブラシベース８の中央部に突出された連結嵌
合凹部８ａに、着脱可能に嵌め込むことができるもので
ある。なお、連結嵌合凹部８ａの外周側には、水を下方
へ排水するための多数の水孔８ｂが上下に貫通形成され
ている。

【００１５】なお、本例では、回転軸１８からブラシベ
ース８に加わる回転トルクが所定値を越えると、滑りが
生じて回転軸１８の回転がブラシベース８に伝わらない
ように構成されており、ブラシ９を床面等に押し付けて
使用する時に、過負荷が掛かるとブラシ９の回転が止め
られるように構成されている。即ち、回転軸１８は、図
４の断面構成図で示すような構造となっており、回転軸
１８の先端側の内部にバネ３１が設けられて、このバネ
３１により外周側へ付勢されてボール３２，３２が設け
られたものとなっている。

【００１６】なお、図５は、回転軸１８を９０°回転さ
せた状態の断面構成図である。なお、図６では分解図を
示し、図６に示すように、回転軸１８の下端に凹溝１８
ｃを凹み状に形成させておき、これに対応した凹溝３０
ａを有する先端部材３０が用意されて、先端部材３０の
接合面３０ｂが回転軸１８の下端に嵌合または接着で接
合一体化されるものであり、凹溝１８ｃ，３０ａ内にバ
ネ３１が配置されて、このバネ３１の両端側にボール３
２，３２が配置されるものであり、バネ３１の付勢力に
よりボール３２，３２は回転軸１８の外周から先端側を
突出した状態に付勢されており、図７及び図８の外観図
で示すように、一対のボール３２，３２が回転軸１８の
外周から突出されている。

【００１７】一方、図９の断面構成図で示すように、ブ
ラシベース８の連結嵌合凹部８ａには、凹み状に嵌合孔
８ｄ，８ｄを形成させておき、連結嵌合凹部８ａ内に回
転軸１８の先端が挿入された状態で、ボール３２，３２
が嵌合孔８ｄ，８ｄに係合するように構成されている。

【００１８】図１０では、その係合状態を示す。この状
態で回転軸１８が回転されると、回転トルクはブラシベ
ース８に伝えられるが、使用中にブラシ９側からブラシ
ベース８に過負荷が掛かった時には、図１１に示すよう
に、ボール３２が嵌合孔８ｄから抜脱して、連結嵌合凹
部８ａの内周面に沿って滑りを生じ、回転軸１８が空回
りすることとなり、これにより、無理にブラシベース８
及びブラシ９が回転しないように構成されている。即
ち、本例では、回転軸１８からブラシベース８に加わる
回転トルクが所定値を越えると、ブラシベース８が滑っ
てブラシベース８には回転力が伝わらないように安全性
を考慮して構成されている。なお、付勢力の異なるバネ
３１を適宜選択して設けることにより、ボール３２の嵌
合孔８ｄに対する嵌合力を変更させることができるもの
である。

【００１９】なお、このような構造は、図１２〜図１５
に示す第２実施例の水圧回転装置にも適用することがで
きるものである。即ち、第１実施例では、回転軸１８の
先端にブラシ９を設けた洗浄ブラシについて述べている
が、図１２〜図１５に示すものは、ブラシベース８及び
ブラシ９に代えて、回転軸１８の先端に、回転運動を往
復運動に変える部材を設けて構成したものである。

【００２０】本例では、回転軸１８の先端に、偏心した
カム部４１を設けて、このカム部４１を、往復部材４２
の長円状のカム挿入穴４２ｂ内に遊嵌させて構成したも
のであり、往復部材４２は、ガイド部材４０にガイドさ
れて往復運動できるように構成され、往復部材４２の下
面に形成された嵌め溝４２ｃに、歯ブラシ４４ａの柄部
４４を、押さえ部材４３を介在させて嵌め付けておけ
ば、歯ブラシ４４ａが往復運動をなし、良好に歯磨きを
行うことができるものとなる。

【００２１】図１３には、往復部材４２と、ガイド部材
４０と、カム部４１を逆向きにさせた分解斜視図を示す
が、往復部材４２には、カム部４１が遊嵌される長円状
のカム挿入穴４２ｂが形成されており、往復部材４２の
外周には、外側へ突出してガイド突起４２ａが形成さ
れ、このガイド突起４２ａが係合されるガイド溝４０ａ
がガイド部材４０の内側に形成されており、このガイド
部材４０を散水板７の下面に固定状に取り付けておけ
ば、回転軸１８の回転に伴いカム部４１が回転して、こ
れにより往復部材４２がガイド溝４０ａに沿って往復動
することとなる。

【００２２】即ち、図１４では、往復部材４２がガイド
部材４０から離れる方向に移動した状態の断面図を示
し、また、図１５では、往復部材４２がガイド部材４０
に近づく方向に移動した状態の断面図を示すものであ
る。なお、本例では、歯ブラシ４４ａを往復動させて歯
磨きができるように構成しているが、この歯ブラシ４４
ａの代わりに、往復部材４２に突起等を形成させるか、
別部材で突起等を付設させておけば、突起等の往復動に
より、肩とか首を叩く，揉む等のマッサージ効果を得る
ことができるものとなる。

【００２３】なお、回転軸１８には前記図４〜図８で示
したような構造で、バネ３１に付勢されたボール３２，
３２が設けられており、一方、カム部４１には嵌合孔８
ｄを形成させておき、カム部４１の嵌合孔８ｄ内にボー
ル３２，３２が係脱し得るように構成して、回転軸１８
からカム部４１に加わる回転トルクが所定値を越える
と、カム部４１側に滑りが生ずるように構成して、歯ブ
ラシ４４ａに過負荷が掛かった時に、歯ブラシ４４ａの
往復運動が停止する構造となっている。

【００２４】なお、本例では、バネ３１とボール３２を
回転軸１８に設けて、過負荷が掛かった時に滑りが生ず
るように構成したものを例示しているが、例えば、回転
軸１８に雄スプラインを設け、カム部４１側に雄スプラ
インと嵌合する雌スプラインを設けた構造のものにおい
て、所定以上の回転トルクが加わった際に、スプライン
の山が潰れ、回転軸１８が空転するような構造を採用す
ることも可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、水圧で水車を回し、減速機を
介して出力回転軸を回転させ、出力回転軸に連結された
先端具を駆動する構造の水圧回転装置において、出力回
転軸から先端具に加わる回転トルクが所定値を越える
と、両者間の連結が切断されるか、または先端具が滑る
ように構成したことにより、過負荷が掛かった時に、回
転軸との連結が切断されるか、または滑りが生ずるため
に、使用勝手が良好なものとなる効果を有する。

【００２６】また、出力回転軸に、バネの付勢力で回転
軸の外周から突出するボールを設け、ボールが先端具側
の嵌合孔に係脱し得るように構成したことにより、過負
荷が掛かった時には、バネの付勢力に抗してボールが回
転軸の内側に入り込み、嵌合孔から抜脱して、出力回転
軸と先端具との間に滑りが生じ、使用中に過負荷が掛か
ることがないものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】水圧回転装置の第１実施例を示す洗浄ブラシの
組付状態の全体断面構成図である。

【図２】洗浄ブラシのヘッド部の構成部材の分解斜視図
である。

【図３】同様なヘッド部の構成部材の分解図である。

【図４】回転軸の断面構成図である。

【図５】図４から９０°回転した位置での断面構成図で
ある。

【図６】回転軸の先端側の分解斜視図である。

【図７】回転軸の外観正面図である。

【図８】回転軸の外観側面図である。

【図９】嵌合孔を有するブラシベースの断面構成図であ
る。

【図１０】回転軸をブラシベースに挿着させた状態の断
面構成図である。

【図１１】回転軸とブラシベース間に滑りが生じている
状態の断面構成図である。

【図１２】水圧回転装置の第２実施例を示す縦断面構成
図である。

【図１３】図１２におけるカム部と往復部材とガイド部
材の逆向きにした分解斜視図である。

【図１４】往復部材がガイド部材から離れた方向に移動
した状態の作用説明図である。

【図１５】往復部材がガイド部材に近づく方向に移動す
る状態を示す作用説明図である。

【符号の説明】

１ 洗浄ブラシ ２ グリップ部 ３ ヘッド部 ４ ハウジング ５ 水車 ６ 仕切部材 ７ 散水板 ８ ブラシベース ８ｄ 嵌合孔 ９ ブラシ １１ 水車軸 １４ 回転軸支持ピン １５ 第１減速ギヤ支持ピン １６ 第２減速ギヤ支持ピン １８ 回転軸 １８ａ 回転軸ギヤ １８ｃ 凹溝 １９ 第１減速ギヤ ２０ 第２減速ギヤ ３０ 先端部材 ３０ａ 凹溝 ３１ バネ ３２ ボール ４０ ガイド部材 ４０ａ ガイド溝 ４１ カム部 ４２ 往復部材 ４２ａ ガイド突起 ４２ｂ カム挿入穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水圧で水車を回し、減速機を介して出力
   回転軸を回転させ、該出力回転軸に連結された先端具を
   駆動する構造の水圧回転装置において、前記出力回転軸
   から前記先端具に加わる回転トルクが所定値を越える
   と、両者間の連結が切断されるか、または先端具が滑る
   ように構成したことを特徴とする水圧回転装置。
2. 【請求項２】 前記出力回転軸に、バネの付勢力で該回
   転軸の外周から突出するボールを設け、該ボールが前記
   先端具側の嵌合孔に係脱し得るように構成したことを特
   徴とする請求項１に記載の水圧回転装置。