JP2016016383A - 噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構 - Google Patents

Abstract

【課題】第二伝達機構の経路を切り換える際の軸ぶれ及びスリップを抑制又は抑止する噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構を提供する。
【解決手段】噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構１は、駆動機構の動力を受けて回転する回転軸１１及び前記回転軸の外周を覆う回転筒と、前記駆動機構から回転数の異なる回転力を伝達する第一伝達機構２０及び前記第一伝達機構よりも下方に配置する第二伝達機構３０と、を備える。また、前記第二伝達機構は、前記駆動機構からの動力を、前記回転筒に伝達する第一クラッチギア３１及び第二クラッチギア３３と、前記第一クラッチギア及び前記第二クラッチギアの軸心に挿通する所定形状の駆動クラッチ軸３５と、前記第一クラッチギア及び前記第二クラッチギアと噛み合う回転筒ギア３７と、を備える。
【選択図】図２

Description

本願発明は、噴射ノズルの回動方向及び回動速度を確実に切り換える噴射ノズル洗浄態様切り換え機構に関する。

従来の洗浄用液体噴射装置における、ノズル上下振り回動の方向切り替えシステム（噴射ノズル洗浄態様切り換え機構）は、図９のように、回転軸筒（回転筒）に対する回転軸芯（回転軸）の動力伝達経路を変化させる（切り換える）ことにより、噴射ノズルの回動方向及び回動速度を切り換えていた（特許文献１）。

また、図９のように、クラッチ軸方向にスライド可能に設けた中間クラッチギアを上下に移動させ、その噛み合うギアを切り換えることにより、噴射ノズルの回動方向及び回動速度を切り換えていた（特許文献１）。

特開２０１２−１１０８８４号公報

前述した従来の噴射ノズル洗浄態様切り換え機構は、動力伝達の際に、軸ぶれが生じていた。

また、前述した従来の噴射ノズル洗浄態様切り換え機構は、中間クラッチギアを上方又は下方に切り換える際にスリップしてしまうときがあった。

そこで、本願発明では、動力伝達の際の軸ぶれ及びスリップを抑制又は抑止する噴射ノズル洗浄態様切り換え機構を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本願発明では、垂下する液体供給筒の先端を回転させつつ噴射ノズルを上昇方向又は下降方向に振り回動させて洗浄液を噴射し洗浄する洗浄用液体噴射装置において、前記液体供給筒内を軸方向に垂下し、駆動機構の駆動力を受けて回転する回転軸及び前記回転軸の外周を覆う回転筒と、前記駆動機構から回転数の異なる回転力を伝達する第一伝達機構及び前記第一伝達機構よりも下方に配置する第二伝達機構と、からなり、前記第二伝達機構として、少なくとも駆動機構からの駆動力を受けて前記回転筒に伝達する第一クラッチギア及び第二クラッチギアと、前記第一クラッチギア及び前記第二クラッチギアの軸心に挿通する第一の大径部から小径部へ前記小径部から第二の大径部へとなめらかに変化する軸径を備える駆動クラッチ軸と、前記第一クラッチギア及び前記第二クラッチギアと噛み合う回転筒ギアと、前記第一クラッチギアのエンドミル溝に配設する球体と、前記第二クラッチギアのエンドミル溝に配設する球体と、前記駆動クラッチ軸を上下に移動させるクラッチ軸とを包含し、前記第一クラッチギアを介在させる側の経路又は前記第二クラッチギアを介在させる側の経路のいずれかに切り換えることによって、前記噴射ノズルの回動方向及び回動速度を変化させる噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構を提供する。

また、上記の課題を解決するために、本願発明では、垂下する液体供給筒の先端を回転させつつ噴射ノズルを上昇方向又は下降方向に振り回動させて洗浄液を噴射し洗浄する洗浄用液体噴射装置において、前記液体供給筒内を軸方向に垂下し、駆動機構の駆動力を受けて回転する回転軸及び前記回転軸の外周を覆う回転筒と、前記駆動機構から回転数の異なる回転力を伝達する第一伝達機構及び前記第一伝達機構よりも下方に配置する第二伝達機構と、からなり、前記第二伝達機構として、少なくとも駆動機構からの駆動力を受けて前記回転筒に伝達する第一クラッチギア及び第二クラッチギアと、前記第一クラッチギア及び前記第二クラッチギアの軸心に挿通する第一の大径部から小径部へ前記小径部から第二の大径部へとなめらかに変化する軸径を備える駆動クラッチ軸と、前記第一クラッチギア及び前記第二クラッチギアと噛み合う回転筒ギアと、前記第一クラッチギアのエンドミル溝に配設する球体と、前記第二クラッチギアのエンドミル溝に配設する球体と、前記駆動クラッチ軸を上下に移動させるクラッチ軸とを包含し、前記回転筒ギアのうち前記第二クラッチギアを介在させる側のピッチ円直径と第一伝達機構を構成する回転軸ギアのピッチ円直径との差よりも、前記回転筒ギアのうち前記第一クラッチギアを介在させる側のピッチ円直径と前記回転軸ギアのピッチ円直径との差の方を小さくして、前記第一クラッチギアを介在させる側の経路又は前記第二クラッチギアを介在させる側の経路のいずれかに切り換えることによって、前記噴射ノズルの上昇方向の回動速度よりも下降方向の回動速度の方が遅くなる噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構を提供する。

本願発明の噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構は、第二伝達機構で伝達速度を切り換える先を回転筒としたため、軸ぶれが抑制された。また、第一伝達機構よりも第二伝達機構を下方に配置したため、軸ぶれが抑制された。さらに、大径部及び小径部を備える所定の駆動クラッチ軸を上下に移動させて、その軸周面（軸の側周面）に対して球体を接触させる構造（滑らかな曲面同士を接触させる構造）であるため、スリップは生じ得ず、したがって、確実な切り換え作動を行わせることができる。

また、本願発明の噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構は、回転筒ギアのうち前記第二クラッチギアを介在させる側のピッチ円直径と第一伝達機構を構成する回転軸ギアのピッチ円直径との差よりも、前記回転筒ギアのうち前記第一クラッチギアを介在させる側のピッチ円直径と前記回転軸ギアのピッチ円直径との差の方を小さくしたため、前記噴射ノズルの上昇方向の回動速度よりも下降方向の回動速度の方が遅くなり、下降方向の洗浄間隔を短くする（蜜洗浄とする）ことができる。

図１は洗浄用液体噴射装置の全体図である。 図２は噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構の構成を示す説明図である。 図３は第一クラッチギアの平面図である。 図４は第一クラッチギアの側面図である。 図５は第二クラッチギアの平面図である。 図６は第二クラッチギアの側面図である。 図７は第二伝達機構の作動（第二クラッチギアを介在させる側の経路選択時）を示す説明図である。 図８は第二伝達機構の作動（第一クラッチギアを介在させる側の経路選択時）を示す説明図である。 図９は従来の噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構の構成を示す説明図である。

所定の洗浄用液体噴射装置の先端に備える噴射ノズルの洗浄態様（回動方向及び回動速度）を切り換える噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構として実施する。

まずは、噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構の構成について、図１から図６に従い説明する。

噴射ノズル洗浄態様切り換え機構（１）は、回転軸（１１）への動力伝達を仲介する第一伝達機構（２０）と、前記回転軸の外周を覆う回転筒（１２）への動力伝達を仲介する第二伝達機構（３０）とで構成する（図１及び図２）。

前記回転軸（１１）は、液体供給筒内で軸方向に垂下設置され、駆動機構の駆動力を受けて軸心（Ｘ）周りで回転する（図１）。

前記回転筒（１２）は、液体供給筒内で軸方向に垂下設置され、前記駆動機構の駆動力を受けて軸心（Ｘ）周りで回転する（図１）。

なお、前記駆動機構は、第１の回転数を前記回転軸（１１）に伝達する前記第一伝達機構（２０）と、第２の回転数を前記回転筒（１２）に伝達する前記第二伝達機構（３０）と、前記第二伝達機構の回転数を前記回転筒に伝達する手段を切り換える機構を介して接続され、異なる回転数を前記回転軸又は前記回転筒伝達をして噴射ノズル（１３）に振り回動を行わせる。

前記第一伝達機構（２０）は、歯数１５の平歯車である回転軸動力伝達ギア（２１）と、前記回転軸動力伝達ギアと噛み合うピッチ円直径１４２．５ミリメートル、歯数９５の平歯車である回転軸ギア（２２）とで構成する（図２）。

前記第二伝達機構（３０）は、前記第一伝達機構（２０）よりも下方に配置し前記回転筒（１２）に動力を伝達する第一クラッチギア（３１）と、前記第一クラッチギアよりも下方に配置し前記回転筒に動力を伝達する第二クラッチギア（３３）と、前記第一クラッチギア及び前記第二クラッチギアの軸心に挿通する大径部（３５Ｂ）と小径部（３５Ｓ）とを備える所定の駆動クラッチ軸（３５）と、前記第一クラッチギア及び前記第二クラッチギアと噛み合う回転筒ギア（３７）と、前記第一クラッチギアのエンドミル溝内に配設する複数の金属製の球体（３２）と、前記第二クラッチギアのエンドミル溝内に配設する複数の金属製の球体（３４）と、前記駆動クラッチ軸を上下に移動させるクラッチ軸（３６）と、で構成する（図１及び図２）。

前記第一クラッチギア（３１）は、１２時、２時、４時、６時、８時、１０時の６方向にエンドミル溝を備えた、ピッチ円直径３８ミリメートル、歯先円直径４２ミリメートル、歯数１９、歯幅８ミリメートルの平歯車を使用している（図３及び図４）。

前記第二クラッチギア（３３）は、１２時、２時、４時、６時、８時、１０時の６方向にエンドミル溝を備えた、ピッチ円直径３６ミリメートル、歯先円直径４０ミリメートル、歯数１８、歯幅８ミリメートルの平歯車を採用している（図５及び図６）。

前記第一クラッチギア（３１）及び前記第二クラッチギア（３３）の材質等について、強度、耐久力等を考慮して、炭素鋼を使用している。また、加工後に全面焼入れを施している。

前記駆動クラッチ軸（３５）の大径部と小径部の配置関係について、一方端側の大径部（３５Ｂ）から滑らかに変化する軸径（徐々に狭幅するテーパ面）を経て小径部（３５Ｓ）となり、その後前記小径部（３５Ｓ）から滑らかに変化する軸径（徐々に拡幅するテーパ面）を経て他方端側の大径部（３５Ｂ）となる配置関係を有する（図２）。

前記配置関係は、前記第一クラッチギア（３１）と前記第二クラッチギア（３３）を上下段に配置し、一方のクラッチギアの軸心に大径部（３５Ｂ）を押圧接触させるとともに、他方のクラッチギアの軸心には前記一方のクラッチギアに押圧接触している径部とは異なる小径部（３５Ｓ）を挿通するようになる配置関係としている。

また、前記駆動クラッチ軸の軸方向長さについて、一方端側の大径部（３５Ｂ）が１１ミリメートルで、小径部（３５Ｓ）がテーパ面を含め１９ミリメートルで、他方端側の大径部（３５Ｂ）が２９．５ミリメートルである。

前記駆動クラッチ軸の最も径が大きい大径部（３５Ｂ）の軸径は、１０ミリメートルとしている。

前記駆動クラッチ軸の最も径が小さい小径部（３５Ｓ）の軸径は、５．８ミリメートルとしている。

なお、前記駆動クラッチ軸（３５）の一部又は全部の軸周面に、高周波焼入れを施し硬度を高めている。

前記クラッチ軸（３６）は、洗浄用液体噴射装置の上方向から上下移動操作が可能な軸であり、前記クラッチ軸を上下移動操作をすることにより、前記駆動クラッチ軸（３５）を上下に移動させることができる。

前記回転筒ギア（３７）は、前記第一クラッチギア（３１）を介在させる側のピッチ円直径が１４２ミリメートル、前記第二クラッチギア（３３）を介在させる側のピッチ円直径が１４４ミリメートルの２段ギアを採用している（図２）。

次に、回転筒への動力伝達経路を切り換える際の作動について、図７及び図８に従い説明する。

クラッチ軸（３６）を下方へ押し下げることにより、前記クラッチ軸とともに駆動クラッチ軸も下方へ押し下げられる。

前記駆動クラッチ軸が下方へ押し下げられることにより、前記駆動クラッチ軸の上方側の大径部（３５Ｂ）が第一クラッチギア（３１）の軸心位置に移動し、その結果、前記第一クラッチギアのエンドミル溝に配設された球体（３２）を径方向に強く押圧接触する状態に遷移する。つまり、前記駆動クラッチ軸にはたらく回転動力を、前記第一クラッチギア側を介在させて伝達可能な状態に遷移したことになる（図７の状態）。

同時に、前記駆動クラッチ軸の小径部（３５Ｓ）が第二クラッチギア（３３）の軸心位置に移動する。その結果、前記第二クラッチギアのエンドミル溝に配設された球体（３４）を径方向に押圧しない状態又は弱く押圧接触する状態に遷移する（図７の状態）。

また、前記クラッチ軸（３６）をもとに戻す（上方へ押し上げる）ことにより、前記クラッチ軸とともに前記駆動クラッチ軸も上方へ押し上げられる。

前記駆動クラッチ軸が上方へ押し上げられることにより、前記駆動クラッチ軸の下方側の大径部（３５Ｂ）が前記第二クラッチギア（３３）の軸心位置に移動し、その結果、前記第二クラッチ軸のエンドミル溝に配設された球体（３４）を径方向に強く押圧接触する状態に遷移する。つまり、前記駆動クラッチ軸にはたらく回転動力を、前記第二クラッチギア側を介在させて伝達可能な状態に遷移したことになる（図８の状態）。

同時に、前記駆動クラッチ軸の小径部（３５Ｓ）が前記第一クラッチギア（３１）の軸心位置に移動する。その結果、前記第一クラッチギアのエンドミル溝に配設された球体（３２）を径方向に押圧しない状態又は弱く押圧接触する状態に遷移する（図８の状態）。

次に、洗浄用液体噴射装置全体の作動について図１及び図２に従い、簡単に説明を付加しておく。

駆動機構からの駆動力が、前記第一クラッチギア（３１）を介在させる側又は前記第二クラッチギア（３３）を介在させる側のいずれかを噛み合わせて前記回転筒ギア（３７）を介在させて回転筒（１２）へ伝達され、当該回転筒が軸心（Ｘ）周りで回転するとともに液体供給筒の先端（１４）も一体的に軸心（Ｘ）周りで回転する（図１及び図２）。

一方、前記駆動機構からの動力は、前記第一伝達機構（２０）を介して前記回転軸（１１）へ伝達され前記回転軸（１１）が軸心（Ｘ）周りで回転する（図１）。

噴射ノズル（１３）は、前記液体供給筒の先端（１４）と一体的に軸心（Ｘ）周りで回転すると同時に、前記軸心（Ｘ）に対して傾斜する傾斜面（Ｙ）を回転面として傾斜軸心（Ｙ）周りで回動し、その先端から洗浄用液体が噴射される（図１）。

なお、前記噴射ノズル（１３）の傾斜軸心（Ｙ）周りの回動については、前記第一伝達機構（２０）及び前記第一クラッチギアを介在させる側の経路又は前記第二クラッチギアを介在させる側の経路の相対回転差を利用している。

上述したように、前記第一伝達機構（２０）を構成する前記回転軸ギア（２２）のピッチ円直径が１４２．５に対して前記第二クラッチギア（３３）を介在させる側の前記回転筒ギア（３７）のピッチ円直径が１４４であるためその差はプラス１．５である。また、前記回転軸ギアのピッチ円直径が１４２．５に対して前記第一クラッチギア（３１）を介在させる側の前記回転筒ギアのピッチ円直径が１４２であるためその差はマイナス０．５である。つまり、前記噴射ノズル（１３）の上昇方向の回動速度よりも下降方向の回動速度の方が遅くなる。

言い換えると、前記噴射ノズル（１３）が下降方向に回動する際の洗浄間隔を短くする（密洗浄とする）ことを可能とする。

本願発明は、オイルタンク内を垂下しその先端に備えた噴射ノズルの洗浄態様を確実に切り換える、優れた噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構であるので産業上の利用可能性を有する。

１ 噴射ノズル洗浄態様切り換え機構
１１ 回転軸
１２ 回転筒
１３ 噴射ノズル
１４ 液体供給筒の先端
２０ 第一伝達機構
２１ 回転軸動力伝達ギア
２２ 回転軸ギア
３０ 第二伝達機構
３１ 第一クラッチギア
３２ 球体
３３ 第二クラッチギア
３４ 球体
３５ 駆動クラッチ軸
３５Ｂ 大径部
３５Ｓ 小径部
３６ クラッチ軸
３７ 回転筒ギア
Ｘ 軸心
Ｙ 傾斜面

Claims (2)

1. 垂下する液体供給筒の先端を回転させつつ噴射ノズルを上昇方向又は下降方向に振り回動させて洗浄液を噴射し洗浄する洗浄用液体噴射装置において、
   前記液体供給筒内を軸方向に垂下し、駆動機構の駆動力を受けて回転する回転軸（１１）及び前記回転軸の外周を覆う回転筒（１２）と、
   前記駆動機構から回転数の異なる回転力を伝達する第一伝達機構（２０）及び前記第一伝達機構よりも下方に配置する第二伝達機構（３０）と、
   からなり、
   前記第二伝達機構として、少なくとも前記駆動機構からの駆動力を受けて前記回転筒に伝達する第一クラッチギア（３１）及び第二クラッチギア（３３）と、前記第一クラッチギア及び前記第二クラッチギアの軸心に挿通する第一の大径部から小径部へ前記小径部から第二の大径部へとなめらかに変化する軸径を備える駆動クラッチ軸（３５）と、前記第一クラッチギア及び前記第二クラッチギアと噛み合う回転筒ギア（３７）と、前記第一クラッチギアのエンドミル溝に配設する球体（３２）と、前記第二クラッチギアのエンドミル溝に配設する球体（３４）と、前記駆動クラッチ軸を上下に移動させるクラッチ軸（３６）とを包含し、
   前記第一クラッチギアを介在させる側の経路又は前記第二クラッチギアを介在させる側の経路のいずれかに切り換えることによって、前記噴射ノズルの回動方向及び回動速度を変化させる噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構。
2. 前記回転筒ギアのうち前記第二クラッチギアを介在させる側のピッチ円直径と第一伝達機構を構成する回転軸ギア（２２）のピッチ円直径との差よりも、前記回転筒ギアのうち前記第一クラッチギアを介在させる側のピッチ円直径と前記回転軸ギアのピッチ円直径との差の方を小さくすることにより、前記噴射ノズルの上昇方向の回動速度よりも下降方向の回動速度の方が遅くなる請求項１に記載の噴射ノズルの洗浄態様切り換え機構。