JP2004144023A

JP2004144023A - 洗浄器用ポンプおよび頭皮洗浄器

Info

Publication number: JP2004144023A
Application number: JP2002310227A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Ito; 伊藤　和正
Original assignee: Ricoh Elemex Corp
Current assignee: Ricoh Elemex Corp
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: JP4147085B2

Abstract

【課題】ピストン先端の薄肉部分とシリンダ内面との押圧を均一にしてシール性を確保し、かつ信頼性の向上を図ること。
【解決手段】シリンダ３内を、樹脂製のピストン１が往復移動することによって用水を吸い込み・吐き出す洗浄器用ポンプにおいて、ピストン１の先端に形成され、外側がシリンダ３に接触する薄肉部１ａと、薄肉部１ａの内側に設けられ、先端形状がくし歯形状を成し、薄肉部１ａをシリンダ３の内面側に付勢するくし状板ばね２と、を備えることにより、ピストン１の薄肉部１ａとシリンダ３の内面との密着性を向上させる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体の脈動付勢ポンプとして頭皮洗浄、口腔洗浄、ボディシャワーなどに利用される洗浄器用ポンプおよび頭皮洗浄器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、洗浄効率やマッサージ効果、およびその利便性、快適性などに優れた頭皮洗浄器が知られている。一般的に、このような頭皮洗浄器は、頭皮洗浄に使用する１回分の洗浄用水をタンクに貯水し、ポンプでタンク内に貯水されている洗浄用水を取り込んで加圧すると共に脈動を与えて脈動水流としてノズルヘッドへ送水し、ノズルヘッドから洗浄用水を吐出する構成がとられている。
【０００３】
このような頭皮洗浄器では、脈動ジェット水流を吐き出すポンプ構造としてピストン型のコンパクトなポンプが搭載されている（たとえば、特許文献１参照）。この従来におけるポンプ構造を図７に示す。図において、符号２５はコンロッド（連接棒）、符号３０は樹脂製のピストン、符号３０ａは先端頂部、符号３０ｂは薄肉部、符号３０ｃは溝部、符号３０ｄは本体、符号３０ｅは貫通穴、符号３１はＯリングを用いたパッキン、符号３２はシリンダ、符号３３はピンである。
【０００４】
図７において、本構成の特徴とするところは、ピストン３０の薄肉部３０ｂの内面にパッキン３１をピストン３０の先端頂部３０ａとの間に配設し、シリンダ３２の内面にパッキン３１の押圧力で押し当て、ピストン先端とシリンダ内壁との密着を行なっているものである。
【０００５】
【特許文献１】
実開平２−６０１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記図７に示される従来のポンプ構造は、パッキンの弾性でシリンダ内面に押し当てて密着している。しかしながら、口腔洗浄器のシリンダ径が約８ｍｍ（Ｄ）ではパッキンの線径が２ｍｍ程度であり、押し当て面の長さが１ｍｍ（Ｄ／８）が限度であるため、シリンダ内面に対する押圧荷重が均一にならないという問題点があった。また、パッキンの圧縮も線径の３０％が限度であり、線径２ｍｍであれば０．６以下であるため、寸法のバラツキを考慮すると、シリンダ内面に対する押圧の適正化（均一化）が良好に得られないという問題点があった。
【０００７】
さらには、パッキンの断面形状が略円形であるため、ピストンの先端部まで均一に押圧することが困難であった。また、圧縮による弾性疲労や接触する空気、液体による材質劣化によって押圧低下が進行することが考えられるため、経時において密着性（シール性）が確保されず、信頼性の面でも問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ピストン先端の薄肉部分とシリンダ内面との押圧を均一にしてシール性を確保し、かつ信頼性の向上を図ることを第１の目的とする。
【０００９】
また、ピストン先端の薄肉部分とシリンダ内面との押圧を均一にしてシール性を確保し、かつ信頼性の高いポンプ構造を搭載した頭皮洗浄器を提供することを第２の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１にかかる洗浄器用ポンプにあっては、シリンダ内の樹脂製のピストンが往復移動することによって用水を吸い込み・吐き出す洗浄器用ポンプにおいて、ピストンの先端に形成され、外側が前記シリンダに接触する薄肉部と、前記薄肉部の内側に設けられ、先端形状がくし歯形状を成し、前記薄肉部を前記シリンダの内面側に付勢するくし状板ばねと、を備えたものである。
【００１１】
この発明によれば、樹脂製のピストンの薄肉内面にくし状板ばねの押圧部材を挿入することにより、その材質、板圧、たわみ量などのパラメータによる適正化（シリンダに対するピストンの押圧の均一化）が従来のゴムパッキンに比べて確実に行なうことが可能になる。
【００１２】
また、請求項２にかかる洗浄器用ポンプにあっては、前記ピストンは、ナイロン系樹脂の材質で形成されているものである。
【００１３】
この発明によれば、請求項１において、樹脂製のピストンの材質をナイロン系樹脂（たとえば６ナイロン、６６ナイロン）を用いることにより、その吸水特性を利用しピストンの軟化とシリンダとの密着性を向上させる。
【００１４】
また、請求項３にかかる洗浄器用ポンプにあっては、前記シリンダ内面に対する前記くし状板ばねによる押圧荷重分布を、前記ピストンの先端から前記シリンダの内径の１／４以上としたものである。
【００１５】
この発明によれば、請求項１において、押圧部材であるくし状板ばねの押圧荷重分布を、ピストン先端部からシリンダ内径Ｄの１／４以上が概略等分布荷重となるように、その材質、板厚、形状、たわみ量などのパラメータで適正化することが可能になる。
【００１６】
また、請求項４にかかる洗浄器用ポンプにあっては、前記くし状板ばねは、先端部分に、前記ピストンの先端に対して突出する突出部を備えたものである。
【００１７】
この発明によれば、請求項１において、押圧部材であるくし状板ばねの先端部分をピストンの先端部分より突出させたことにより、ピストンの先端部分とシリンダ内面との押圧荷重を適正化することが可能になる。
【００１８】
また、請求項５にかかる洗浄器用ポンプにあっては、前記くし状板ばねは、先端に、少なくとも、一方に隣接するくし状分割片の端面鉛直線とオーバラップするオーバラップ部分を備えたものである。
【００１９】
この発明によれば、請求項１において、押圧部材であるくし状板ばねの先端部分に、少なくとも、一方の隣のくし状分割片の端面鉛直線とオーバラップする形状を設けることにより、円周方向におけるばねの開口部分を少なくし、押圧荷重の均一化が可能になる。
【００２０】
また、請求項６にかかる頭皮洗浄器にあっては、頭皮などを洗浄する場合に設けられ、洗浄用水を、ピストンがシリンダ内を移動するポンプを介して脈動ジェット水流を発生させ、吐き出す頭皮洗浄器において、前記ポンプは、前記ピストンの先端に形成され、外側が前記シリンダの内面に接触する薄肉部と、前記薄肉部の内側に設けられ、先端形状がくし歯形状を成し、前記薄肉部を前記シリンダの内面側に付勢するくし状板ばねと、を備えたものである。
【００２１】
この発明によれば、ピストンの先端に形成され、外側が前記シリンダに接触する薄肉部と、薄肉部の内側に設けられ、先端形状がくし歯形状を成し、薄肉部をシリンダの内面側に付勢するくし状板ばねと、を備えたポンプとすることにより、ピストン部分のシール性が向上し、信頼性の高い頭皮洗浄器が実現する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる洗浄器用ポンプおよび頭皮洗浄器の好適な実施の形態について添付図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００２３】
本発明は、シリンダ内の樹脂製のピストンが往復移動することによって用水を吸い込み・吐き出す洗浄器用ポンプにおいて、ピストンの先端に形成された薄肉部の内面に、先端形状がくし歯形状を成し、薄肉部をシリンダの内面側に付勢するくし状板ばねを挿入し、上記くし状板ばねの複数片により薄肉部をシリンダ内面に平均的に加圧し、シリンダ内面とピストン先端の薄肉部とのシール性を確保すると共に、その部分の信頼性を向上させるものである。以下、具体的に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態にかかる洗浄器用ポンプのピストン部分の構成を示す断面図である。図において、符号１はシリンダ内を往復移動し、用水を吸い込み・吐き出すピストン、符号１ａはピストン１の先端部分におけるシリンダ内壁に接触する薄肉部、符号１ｂはピストン１の中心軸上の先端部、符号１ｃはピストン１の薄肉部先端、符号２は薄肉部１ａをシリンダ内壁側に付勢するくし状板ばね、符号３はシリンダ、符号４はクランクギア、偏心カム（不図示）に連接するコンロッドである。
【００２５】
ピストン１は、たとえば、飽和吸水率１〜２％程度の６ナイロンまたは６６ナイロンなどのナイロン系樹脂により成形されている。このような材質を用いることにより、その吸水性を利用し、ピストン１の軟化とシリンダ３との密着性を向上させ、シール性を強化している。
【００２６】
また、くし状板ばね２は、ステンレス鋼鈑、黄銅板、リン青銅板など金属製の薄板、あるいは樹脂製であってもよい。また、ピストン１とくし状板ばね２とは、ピストン先端１ｂでカシメ固定（つぶしによる固定）されている。
【００２７】
すなわち、樹脂製のピストン１の薄肉部１ａ内面にくし状板ばね２の押圧部材を配し、その内面押圧により、薄肉部１ａをシリンダ３の内面に押し当てている。また、くし状板ばね２は、たわみ量を十分に確保することにより、各部の寸法のばらつきが吸収されるため、押圧力の設計上における余裕度が増し、その結果、ピストン１とシリンダ３とのシール性の向上を図ることができる。
【００２８】
図２は、図１におけるくし状板ばね２の展開状態を示す説明図である。くし状板ばね２は、図示するように、ピストン１の薄肉部１ａの内側に分割片としてくし状に分割されたばね先端２ａ，２ｂの形状を成し、さらに、ばね先端２ａが薄肉部先端１ｃより突き出し、隣りのくし状分割片の端面鉛直線２ｃとオーバラップするオーバラップ部分２ｄが設けられている。
【００２９】
このような形状にすることにより、図示のごとく、円周方向の荷重分布は、従来に比べて均一になる。また、鉛直方向においてもばね部の押圧面をシリンダ３の内径Ｄの１／４（Ｄ／４）以上に設定し、形状、たわみ量などにより、その範囲の押圧荷重を均一化することにより、シール性の強化を図っている。
【００３０】
つぎに、くし状板ばねの他の形状例について説明する。図３は、図２とは異なる他のくし状板ばね２０の形状例を示す説明図である。図３に示すように、このくし状板ばね２０は、分割片２０ａに隣接する左右にオーバラップ形状２０ｂ，２０ｃを設ける。これにより、円周方向における均一範囲Ｌを増加させることができる。特に、図３（ａ）に示す形状に対して、図３（ｂ）に示す形状のほうが均一範囲Ｌを増加させることができる。
【００３１】
ところで、図２あるいは図３に示したようなくし状板ばねの展開形状に対し、分割片先端に隣接する部分にオーバラップ形状を設けないと円周方向において、押圧荷重が不均一になる。この例を図４に示す。図示するように、このくし状板ばね２１は、隣り合わせた分割片２１ａ，２１ｂにオーバラップする部分を設けていない形状となっている。このため、図４（ｂ）に示すように、円周方向において押圧分布が不均一になる。
【００３２】
（頭皮洗浄器の構成、動作）
つぎに、上述した図１のように構成された洗浄用ポンプを頭皮洗浄器に搭載した例について説明する。
【００３３】
図５は、本発明の実施の形態にかかる頭皮洗浄器１００の外観図を示し、図６は、図５における頭皮洗浄器１００内部の概略構成を示すブロック図である。
【００３４】
これらの図に示すように、この頭皮洗浄器１００は、洗浄用水を貯水するタンク１０１と、タンク１０１から洗浄用水を取り込んで加圧すると共に脈動を与えて脈動水流として送水するポンプ部１０２と、ポンプ部１０２から送出された洗浄用水を導水する配管１０３と、配管１０３で導水された洗浄用水を導水するフレキシブルチューブ１０４と、フレキシブルチューブ１０４で導水された洗浄用水を吐出するノズルヘッド１０５と、ポンプ部１０２を駆動して洗浄用水の吐出制御を行なう吐出制御部１０６と、を備えている。なお、図６において、符号１０７はタンク１０１とポンプ部１０２との間の流路である配管を示し、符号１１０は装置全体へ電源を供給するバッテリである。ポンプ部１０２には、前述した図１のように構成されたポンプ構造を搭載する。
【００３５】
配管１０３は、図６に示すように、フレキシブルチューブ１０４との結合部１０３ａを有している。フレキシブルチューブ１０４は、配管１０３との結合部１０４ａを有している。
【００３６】
つぎに、以上のように構成された頭皮洗浄器１００の動作について説明する。本発明の頭皮洗浄器１００を用いて洗浄を行なう場合、ユーザは、電源スイッチ（図示せず）を操作して電源を投入する。電源が投入されると、吐出制御部１０６は、バッテリ１１０からポンプ部１０２へ電源を供給し、ポンプ部１０２を駆動する。ポンプ部１０２は、タンク１０１から給水された洗浄用水を所定の圧力で加圧し、フレキシブルチューブ１０４を経由してノズルヘッド１０５へ洗浄用水を送水する。ノズルヘッド１０５からは、洗浄用水がシャワー状に吐出され、ユーザは頭皮を洗浄する。
【００３７】
特に、前述した図１のポンプ構造をポンプ部１０２に組み込むことにより、ピストンとシリンダとの密着性（シール性）が向上し、かつ高信頼性のポンプ構造が反映されるため、洗浄器としての信頼性も向上する。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる洗浄器用ポンプ（請求項１）によれば、樹脂製のピストンの薄肉内面にくし状板ばねの押圧部材を挿入することにより、その材質、板圧、たわみ量などのパラメータの適正化（押圧の均一化）が従来のゴムパッキンに比べて確実に行なうことが可能になるため、ピストン先端の薄肉部分とシリンダ内面との押圧を均一にすることができ、その結果、シール性が確保され、かつ信頼性の向上を図ることができる。
【００３９】
また、本発明にかかる洗浄器用ポンプ（請求項２）によれば、請求項１において、樹脂製のピストンの材質をナイロン系樹脂（たとえば６ナイロン、６６ナイロン）を用いるため、その吸水特性を利用しピストンの軟化とシリンダとの密着性を良好な状態にすることができる。
【００４０】
また、本発明にかかる洗浄器用ポンプ（請求項３）によれば、請求項１において、押圧部材であるくし状板ばねの押圧荷重分布を、ピストン先端部からシリンダ内径Ｄの１／４以上が概略等分布荷重となるように、その材質、板厚、形状、たわみ量などのパラメータで適正化することが可能になるため、ピストン先端（薄肉部）とシリンダ内面とのシール性を向上させることができる。
【００４１】
また、本発明にかかる洗浄器用ポンプ（請求項４）によれば、請求項１において、押圧部材であるくし状板ばねの先端部分をピストンの先端部分より突出させたことにより、ピストンの先端部分とシリンダ内面との押圧荷重を適正化することが可能になるため、ピストン先端（薄肉部）とシリンダ内面とのシール性を向上させることができる。
【００４２】
また、本発明にかかる洗浄器用ポンプ（請求項５）によれば、請求項１において、押圧部材であるくし状板ばねの先端部分に、少なくとも、一方の隣のくし状分割片の端面鉛直線とオーバラップする形状を設けることにより、円周方向におけるばねの開口部分を少なくし、押圧荷重の均一化が可能になるため、ピストン先端（薄肉部）とシリンダ内面とのシール性を向上させることができる。
【００４３】
また、本発明にかかる頭皮洗浄器（請求項６）によれば、ピストンの先端に形成され、外側が前記シリンダに接触する薄肉部と、薄肉部の内側に設けられ、先端形状がくし歯形状を成し、薄肉部をシリンダの内面側に付勢するくし状板ばねと、を備えたポンプとしたので、ピストン部分のシール性が向上した信頼性の高い頭皮洗浄器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる洗浄器用ポンプのピストン部分の構成を示す断面図である。
【図２】図１におけるくし状板ばねの展開状態を示す説明図である。
【図３】図２とは異なる他のくし状板ばねの形状例を示す説明図である。
【図４】くし状板ばねの分割片先端にオーバラップ部分を設けない例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる頭皮洗浄器の外観を示す説明図である。
【図６】図５における頭皮洗浄器内部の概略構成を示すブロック図である。
【図７】従来における洗浄器用ポンプのピストン部分の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１　ピストン
１ａ　薄肉部
１ｂ　ピストン先端
１ｃ　薄肉部先端
２、２０　くし状板ばね
２ａ，２ｂ　ばね先端
２ｃ　端面鉛直線
２ｄ　オーバラップ部分
２０ａ　分割片
２０ｂ，２０ｃ　オーバラップ部分

Claims

シリンダ内の樹脂製のピストンが往復移動することによって用水を吸い込み・吐き出す洗浄器用ポンプにおいて、
前記ピストンの先端に形成され、外側が前記シリンダに接触する薄肉部と、
前記薄肉部の内側に設けられ、先端形状がくし歯形状を成し、前記薄肉部を前記シリンダの内面側に付勢するくし状板ばねと、
を備えたことを特徴とする洗浄器用ポンプ。
前記ピストンは、ナイロン系樹脂の材質で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の洗浄器用ポンプ。
前記シリンダ内面に対する前記くし状板ばねによる押圧荷重分布を、前記ピストンの先端から前記シリンダの内径の１／４以上としたことを特徴とする請求項１に記載の洗浄器用ポンプ。
前記くし状板ばねは、先端部分に、前記ピストンの先端に対して突出する突出部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の洗浄器用ポンプ。
前記くし状板ばねは、先端に、少なくとも、一方に隣接するくし状分割片の端面鉛直線とオーバラップするオーバラップ部分を備えたことを特徴とする請求項１に記載の洗浄器用ポンプ。
頭皮などを洗浄する場合に設けられ、洗浄用水を、ピストンがシリンダ内を移動するポンプを介して脈動ジェット水流を発生させ、吐き出す頭皮洗浄器において、
前記ポンプは、
前記ピストンの先端に形成され、外側が前記シリンダの内面に接触する薄肉部と、
前記薄肉部の内側に設けられ、先端形状がくし歯形状を成し、前記薄肉部を前記シリンダの内面側に付勢するくし状板ばねと、
を備えたことを特徴とする頭皮洗浄器。