JP2016049479A

JP2016049479A - 洗浄装置

Info

Publication number: JP2016049479A
Application number: JP2014175280A
Authority: JP
Inventors: 駒崎　義一; Giichi Komazaki; 義一駒崎
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-04-11

Abstract

【課題】洗浄液の送出量を確保しつつ、部品の脈動や、振動を防止することのできる洗浄装置を提供する。
【解決手段】モータ５６２と、該モータの回転を往復動に変換する運動変換機構５７６Ｂと、該運動変換機構により往復動されるプランジャ５７６Ａを有し、該プランジャが洗浄液を吸入する吸入過程と該洗浄液を吐出する吐出過程とを繰り返すことにより該洗浄液を吐出するポンプ５７６と、該モータを制御可能な制御部８１と、を有し、該制御部は、該吸入過程の時間を、該吐出過程の時間より短くするように該モータを制御することを特徴とする洗浄装置を提供する。
【選択図】図９

Description

本発明は、洗浄装置に関する。

従来より、コンクリートやタイルなどの外壁や車等を洗浄する洗浄装置として、モータと、洗浄液を吐出するポンプと、洗浄液の圧力を計測する圧力センサと、洗浄液を吐出する吐出口を形成した配管とを備えた洗浄装置が知られている。

特開２０１３−１６９４９０号公報

しかしながら、上記洗浄装置を用いて洗浄作業を行う場合、ポンプから吐出された洗浄液が、瞬間的に高い圧力を持ち、高圧ホースなどの部品の脈動や、振動を生じる場合があった。

そこで、本発明は、洗浄液の送出量を確保しつつ、洗浄液の圧力を抑制することのできる洗浄装置を提供することを課題とする。

上記課題の解決のため、本発明は、モータと、該モータの回転を往復動に変換する運動変換機構と、該運動変換機構により往復動されるプランジャを有し、該プランジャが洗浄液を吸入する吸入過程と該洗浄液を吐出する吐出過程とを繰り返すことにより該洗浄液を吐出するポンプと、該モータを制御可能な制御部と、を有し、該制御部は、該吸入過程の時間を、該吐出過程の時間より短くするように該モータを制御することを特徴とする洗浄装置を提供する。

このような構成により、洗浄液の送出量を確保しつつ、洗浄液の圧力（特に吐出過程での圧力）を抑制し、高圧ホースなどの振動や脈動を低減させることが可能となる。また、簡単な構成による洗浄液の圧力抑制が可能となる。高い圧力、脈動または振動に対応した部品の使用や設計をする必要がないため、製造コストの低減が可能となる。

また、本発明は、モータと、該モータの回転を往復動に変換する運動変換機構と、該運動変換機構により往復動されるプランジャを有し、該プランジャが洗浄液を吸入する吸入過程と該洗浄液を吐出する吐出過程とを繰り返すことにより該洗浄液を吐出可能なポンプと、該モータを制御可能な制御部と、を有し、該制御部は、該吸入過程における該プランジャの最高速さを、該吐出過程における該プランジャの最高速さより高くするように該モータを制御することを特徴とする洗浄装置を提供する。

このような構成によっても、洗浄液の送出量を確保しつつ、洗浄液の圧力を抑制し、高圧ホースなどの振動や脈動を低減させることが可能となる。また、簡単な構成による洗浄液の圧力抑制が可能となる。高い圧力、脈動または振動に対応した部品の使用や設計をする必要がないため、製造コストの低減が可能となる。

上記洗浄装置は、該プランジャの位置を検出可能なプランジャ位置センサをさらに有し、該制御部は、該プランジャ位置センサが検出した該位置に基づいて、該モータを制御することが好ましい。

このような構成によると、プランジャの位置をより正確に把握しつつモータを制御するため、効率よく洗浄液の圧力を抑制し、高圧ホースなどの振動や脈動を低減させることが可能となる。また、簡単な構成による洗浄液の圧力抑制が可能となる。高い圧力、脈動または振動に対応した部品の使用や設計をする必要がないため、製造コストの低減が可能となる。

また、該モータに接続されるスイッチング素子を更に備え、該制御部は、該スイッチング素子に送るＰＷＭ信号のデューティを制御することによって、該モータの回転数を制御することが好ましい。

このような構成によると、モータの回転数を制御する簡略な機構によって、洗浄液圧力の上昇を抑制し、高圧ホースなどの振動や脈動を低減させることが可能となる。高い圧力、脈動または振動に対応した部品の使用や設計をする必要がないため、製造コストの低減が可能となる。

該制御部は、該プランジャが該吐出過程を開始するタイミングで、該デューティを切り替えることが好ましい。あるいは、該制御部は、該吐出過程の該デューティを該吸入過程よりも小さくすることが好ましい。

このような構成によると、プランジャが洗浄液の吐出を開始する適正なタイミングで、モータの回転数を制御するため、洗浄液の送出量を確保しつつ、より効率よく洗浄液の圧力を抑制し、高圧ホースなどの振動や脈動を低減させることが可能となる。また、簡単な構成による洗浄液の圧力抑制が可能となる。高い圧力、脈動または振動に対応した部品の使用や設計をする必要がないため、製造コストの低減が可能となる。

該プランジャが吐出する該洗浄液の圧力を計測可能な圧力センサをさらに備え、該制御部は、該圧力センサが計測した該圧力に応じて、該デューティを切り替えることが好ましい。

このような構成によると、洗浄液の圧力を抑制し、圧力センサに係る圧力の上昇を抑制することが可能となる。このことによって、簡単な構成による圧力センサの破損防止が可能となる。さらに、圧力の経時変化を計測しながら、適切なタイミングでプランジャの速度を制御することが出来る。このため、簡略な機構で、より正確に圧力センサにかかる圧力の低減を図ることが可能となる。圧力センサの破損を防止するとともに、耐圧性の低い圧力センサを用いることができるため、製造コストの低減が可能となる。

本発明は、モータと、該モータの回転を往復動に変換する運動変換機構と、該運動変換機構により往復動されるプランジャを有し、該プランジャが洗浄液を吸入する吸入過程と該洗浄液を吐出する吐出過程とを繰り返すことにより該洗浄液を吐出するポンプと、該洗浄液の吐出経路に設けられ、該洗浄液の圧力を検知する圧力センサと、該モータを制御可能な制御部と、を有し、該制御部は、該吐出過程の時間を、該吸入過程の時間より長くするように該モータを制御することを特徴とする洗浄装置を提供する。

該プランジャの位置を検出するプランジャ位置センサを有し、該制御部は、該プランジャ位置センサからの信号に基づいて該吸入過程が終了したことを検知したら該モータの速度を低下させることが好ましい。

または、該プランジャの位置を検出するプランジャ位置センサを有し、該制御部は、該プランジャ位置センサからの信号に基づいて該吐出過程が開始したことを検知したら該モータの速度を低下させることが好ましい。

本発明はさらに、モータと、該モータにより往復動されるプランジャを有し、該プランジャが往復動することにより洗浄液を吐出するポンプと、該モータに接続されるスイッチング素子と、該スイッチング素子を制御可能な制御部と、を有し、該制御部は、該プランジャが該洗浄液を圧縮するときの該スイッチング素子のＰＷＭ信号のデューティを、該洗浄液を吸入するときよりも小さくすることを特徴とする洗浄装置を提供する。

本発明はさらに、モータと、該モータにより往復動されるプランジャを有し、該プランジャが往復動することにより洗浄液を吐出するポンプと、該洗浄液の吐出経路に設けられ、該洗浄液の圧力を検知する圧力センサと、該モータに接続されるスイッチング素子と、該スイッチング素子を制御可能な制御部と、を有し、該制御部は、該洗浄液の圧力が上昇するときの該スイッチング素子のＰＷＭ信号のデューティを、該洗浄液の圧力が降下するときよりも小さくすることを特徴とする洗浄装置を提供する。

本発明はさらに、モータと、該モータにより往復動されるプランジャを有し、該プランジャが洗浄液を吸入する吸入過程と該洗浄液を吐出する吐出過程とを繰り返すことにより該洗浄液を吐出するポンプと、該モータに接続されるスイッチング素子と、該スイッチング素子を制御可能な制御部と、を有し、該制御部は、該吐出過程での該スイッチング素子のＰＷＭ信号のデューティを該吸入過程の該デューティよりも小さくすることを特徴とする洗浄装置を提供する。

このような構成によると、適正なタイミングでデューティを制御するため、洗浄液の送出量を確保しつつ、より効率よく洗浄液の圧力を抑制し、高圧ホースなどの振動や脈動を低減させることが可能となる。また、簡単な構成による洗浄液の圧力抑制が可能となる。高い圧力、脈動または振動に対応した部品の使用や設計をする必要がないため、製造コストの低減が可能となる。

本発明はさらに、モータと、該モータにより往復動されるプランジャを有し、該プランジャが往復動することにより洗浄液を吐出するポンプと、該モータに接続されるスイッチング素子と、該スイッチング素子を制御可能な制御部と、を有し、該制御部は、該プランジャの一往復中に該スイッチング素子のＰＷＭ信号のデューティを変更することを特徴とする洗浄装置を提供する。

このような構成によると、デューティを制御するため、洗浄液の送出量を確保しつつ、より効率よく洗浄液の圧力を抑制し、高圧ホースなどの振動や脈動を低減させることが可能となる。また、簡単な構成による洗浄液の圧力抑制が可能となる。高い圧力、脈動または振動に対応した部品の使用や設計をする必要がないため、製造コストの低減が可能となる。

該制御部は、吐出過程の該デューティを吸入過程の該デューティより小さくすることが好ましい。

このような構成によると、プランジャが洗浄液の吐出を行う適正なタイミングでデューティを制御するため、洗浄液の送出量を確保しつつ、より効率よく洗浄液の圧力を抑制し、高圧ホースなどの振動や脈動を低減させることが可能となる。また、簡単な構成による洗浄液の圧力抑制が可能となる。高い圧力、脈動または振動に対応した部品の使用や設計をする必要がないため、製造コストの低減が可能となる。

本発明の洗浄装置によれば、洗浄液の送出量を確保しつつ、洗浄液の圧力を抑制することのできる洗浄装置を提供することができる。

本発明の実施の形態による洗浄装置の全体斜視図。本発明の実施の形態による洗浄装置の断面図。本発明の実施の形態による洗浄装置の下ハウジングの図２のIII−III線に沿った断面図。本発明の実施の形態による洗浄装置のポンプを示す部分断面図。本発明の実施の形態による吸入側逆止弁の説明図であって、（ａ）弁が閉じた状態と、（ｂ）弁が開いた状態と、（ｃ）図５（ａ）のｃ−ｃ線に沿った断面を示す図。本発明の実施の形態による洗浄装置の回路ブロック図。本発明の実施の形態による洗浄装置の駆動制御に係るフローチャート。本発明の実施の形態による洗浄装置の駆動時における（ａ）主電源スイッチの状態、（ｂ）モータ電流（スイッチング素子のＰＷＭ信号）のデューティ、（ｃ）トリガスイッチの状態、（ｄ）洗浄液圧力、及び（ｅ）プランジャ位置センサの経時変化を示すグラフ。従来技術による洗浄装置の駆動時における（ａ）プランジャ変位、（ｂ）プランジャ速度、（ｃ）吐出弁変位、及び（ｄ）圧力調整室内の洗浄液圧力の経時変化を示すグラフと、本発明の実施の形態による洗浄装置の駆動時における（ｅ）プランジャ変位、（ｆ）プランジャ速度、（ｇ）吐出弁変位、及び（ｈ）圧力調整室内の洗浄液圧力の経時変化を示すグラフ。

本発明の実施の形態による洗浄装置１について、図１乃至図９に基づき説明する。

図１に示すように、洗浄装置１は、高圧ホース２を介して、洗浄液を吐出するためのガン３と接続可能な構成となっている。ガン３には作業者が操作するトリガスイッチと洗浄機が吐出されるノズル３１があり、トリガスイッチを操作することでノズル３１から洗浄液が吐出する。

洗浄装置１は、図１及び図２に示すように、上ハウジング４と、下ハウジング５と、を備えており、上ハウジング４には、貯蔵タンクであるタンク６が収容されている。下ハウジング５には、モータ５６２と、ポンプ５７６と、電池パック７とが収容されている。

上ハウジング４は、本体４１と、蓋部４２と、上ラッチ４３と、一対の下ラッチ４４と、タンク６との接続部となる押圧部４５と、を備えている。なお、押圧部４５は下ハウジング５に設けてもよい。

蓋部４２は、上ラッチ４３を解除することにより開閉可能な構成となっており、支軸４３ａを中心に蓋部４２を開くことにより、タンク６の本体４１への着脱が可能となる。また、一対の下ラッチ４４を解除することにより、上ハウジング４と下ハウジング５との分離が可能となる。蓋部４２には作業者が把持するためのハンドル４２ａが一体的に設けられている。

また、上ハウジング４（本体４１）と下ハウジング５（駆動部）が着脱可能に構成されているため、下ハウジング５を上ハウジング４から分離することで、本体４１に収容されたタンク６以外の更に大きなタンクに接続することも可能となり、作業用途に応じて様々なタンクを使うことができる。

押圧部４５は、図２に示すように、上下方向に延びており、内部に、上下方向に延びた流入口４５１が形成されている。

タンク６には、開口部６８が形成され、開口部６８を覆うアダプタ（蓋）６７が開口部６８の外周に設けられたネジに取り付けられることで開口部６８が塞がれる。タンク６には洗浄液が収容されており、また、タンク６のアダプタ６７は、図２に示すように、接続部６１を備えている。タンク６に洗浄液を注水する場合には、タンク６からアダプタ６７を取り外し、タンク６の開口部６８を上方に向けて水道等から行えばよい。

タンク６が上ハウジング４内に装着される際には、まず、アダプタ６７が、本体４１に嵌合すると共に、アダプタ６７内に押圧部４５が挿入される。その結果、タンク６と本体４１とが連通し、タンク６内の洗浄液が流入口４５１を介して下ハウジング５内に流入する。

タンク６を上ハウジング４に装着すると、タンク６の外周面の寸法は本体４１の内周部の寸法と略同等であるため、タンク６の前後左右方向（図２の紙面手前と奥及び左右方向）の部分が上ハウジング４の内壁に押さえられ、タンク６は安定して上ハウジング４内に収容される。

下ハウジング５は、図１に示すように、高圧ホース２が接続されるホース接続口５１と、洗浄作業を開始させるための主電源スイッチ５２と、開閉可能な電池カバー５３と、圧力表示部５９（図６）と、残量表示部５８（図６）とを備えている。電池カバー５３は、下ハウジング５に対して閉状態を維持するロック機構を備えている。主電源スイッチ５２はダイヤル式であり、ダイヤルを回すと洗浄装置１を停止状態から駆動状態に切り替えることができる。また、ダイヤルの操作量に応じて、洗浄液の吐出量を変更できる。

図３に示すように、下ハウジング５内は、仕切り板５４により、電池パック７（電池）を着脱可能に収容する電池室５５と、モータ５６２及び制御回路８（図６）を収容するモータ室５６と、ポンプ５７６を収容するポンプ室５７とに区画されている。

電池パック７は、インパクトドライバ等の電動工具にも装着可能であって、充電可能な蓄電池を収容している。電池パック７は、図３に示すように、電池カバー５３を開くことにより、下ハウジング５への着脱が可能となる。なお、電池はリチウム電池ではなく、ニッケル水素電池やニッカド電池であってもよい。

また、図３に示すように、電池室５５には、電池パック７の図示せぬ電極端子と電気的に接続する電極５５１が設けられている。

図３及び４に示すように、ポンプ室５７にはモータ５６２の一部とポンプ５７６とを収容するケーシング５７Ａが配置される。ケーシング５７Ａは、ポンプ５７６のシリンダとして機能するケーシング５７６Ｆを有する。また、ケーシング５７Ａ内には、上ハウジング４の流入口４５１と接続される吸入口５７１と、下ハウジング５のホース接続口５１と連通する吐出口５７２と、吸入口５７１と吐出口５７２との間に配置された圧縮室５７３及び圧力調整室５７８とが形成され、洗浄液の流路を形成している。ケーシング５７Ａの流路内には、圧縮室５７３と圧力調整室５７８との間、及び圧縮室５７３と吸入口５７１との間にそれぞれ、吐出側弁５７５及び吸入側弁５７４が配置されている。

吐出側弁５７５は、圧縮室５７３から圧力調整室５７８への洗浄液の流れを許容するとともに、圧力調整室５７８から圧縮室５７３への洗浄液の流れを防止する。吸入側弁５７４は、吸入口５７１から圧縮室５７３への洗浄液の流れを許容するとともに、圧縮室５７３から吸入口５７１への洗浄液の流れを防止する。

吐出側弁５７５及び吸入側弁５７４は、同一構造を有しているため、吸入側弁５７４の構成のみを以下に説明する。吸入側弁５７４は、図５（ａ）に示すように弁部５７４Ａと、バネ５７４Ｂと、当接部材５７４Ｃとを有する。常態では、バネ５７４Ｂの付勢力によって弁部５７４Ａと当接部材５７４Ｃとが当接することにより、吸入側弁５７４は閉じている。圧縮室５７３がポンプ５７６の駆動によって負圧になった場合は、弁部５７４Ａが圧縮室５７３側（図５左方向）に移動することにより吸入側弁５７４が開く（図５（ｂ））。つまり当接部材５７４Ｃと弁部５７４Ａとが互いに離間して、その隙間を洗浄液が流れる。このように、吸入側弁５７４は、図５（ｂ）の矢印に示すように、流路内の一方向に洗浄液を流すことを可能としている。各弁５７４、５７５にはそれぞれシール部材となるＯリング５７４ａ、５７５ａが設けられており、洗浄液が弁外部へ漏れないように構成されている。

圧力調整室５７８は、圧力調整室５７８内部の洗浄液の圧力を計測し、制御回路８に伝達する圧力センサ５７９を備える。

ポンプ５７６は、往復動ポンプ、特にプランジャポンプであり、従来の３本のプランジャより少ない本数のプランジャ、具体的には１プランジャ方式（プランジャが１つ）である。詳細には、プランジャ５７６Ａは、ケーシング５７６Ｆによって支持されている。ポンプ５７６は、アルミニウム合金により形成された往復動部材となるプランジャ５７６Ａ及びクランク５７６Ｂを備えている。プランジャ５７６Ａは、ケーシング５７６Ｆ内で、上死点と下死点との間を往復動する。また、ポンプ５７６は、ケーシング５７Ａに形成される圧縮室５７３と、プランジャ位置センサ５７７とを備える。プランジャ位置センサ５７７は、プランジャ５７６Ａが下死点に達すると、ハイ信号を制御回路８に出力する。クランク５７６Ｂは、本発明における運動変換機構に相当する。

更に、ポンプ５７６には、プランジャ５７６Ａの外周に接触して洗浄液が圧縮室５７３からクランク５７６Ｂ側に漏れることを抑制するシール部材となるゴムパッキン５７６Ｃと、プランジャ５７６Ａの外周に接触しプランジャ５７６Ａの摺動性を向上させるためのメタル５７６Ｄとを備えている。

プランジャ５７６Ａは、略円柱形状を有しており、その一端がクランク５７６Ｂと接続され、他端が圧縮室５７３を区画している。

クランク５７６Ｂは、モータ５６２からの動力により偏心回転し、プランジャ５７６Ａは、クランク５７６Ｂの回転に伴い、往復運動を行う。詳細には、プランジャ５７６Ａが最も左側（上死点）へと移動するときに吸入口５７１から圧縮室５７３に洗浄液が流入し、図４に示すように、プランジャ５７６Ａが最も右側（下死点）へと移動するときに圧縮室５７３から洗浄液が吐出される。このようにして、吸入口５７１から圧縮室５７３に流入した洗浄液は、圧縮室５７３内でプランジャ５７６Ａにより加圧され、吐出口５７２から吐出される。

なお、本実施の形態ではポンプ５７６をプランジャポンプ（プランジャ５７６Ａにより駆動）として説明するがピストンポンプを適用することもできる。ポンプ５７６はケーシング５７６Ｆ側（プランジャ５７６Ａを摺動可能に支持する部材側）にシール部材５７６Ｃを設けているが、ピストンポンプは駆動するピストン側（プランジャポンプのプランジャ５７６Ａに相当する部材）にシール部材（例えばＯリング）を設けて洗浄液（圧力）の漏れを抑制する構造である。すなわち、洗浄液（圧力）の漏れを抑制でき高圧吐出が可能である構造であればよい。

モータ５６２は、出力軸５６２ａと、出力軸５６２ａに接続されたスピンドル５６２ｂと、回転数検出部としてのホールＩＣ９と、ステータ５６２Ａと、ロータ５６２Ｂとを備える。

モータ５６２は、電池室５５の電極５５１と電気的に接続されており、電池パック７からの電力供給を受けて駆動する。本実施形態においては、モータ５６２は、電池パック７からの直流電力により駆動するブラシレスＤＣモータである。

図３に示すように、モータ５６２に接続されたスピンドル５６２ｂには、ギヤ軸５６３ａに支持されたギヤ５６３が噛み合っている。ギヤ軸５６３ａには、クランク５７６Ｂの回転軸５７６ｂがギヤ軸５６３ａに対して偏心して接続されている。スピンドル５６２ｂ、ギヤ５６３が減速機構５６Ａを構成する。

モータ５６２とポンプ５７６は平面視で交差する方向に向いて配置されている。出力軸５６２ａは前後方向を向いて配置されており、ポンプ５７６は左右方向を向いて配置されている。すなわち、ポンプ５７６のプランジャ５７６Ａの往復動方向は、左右方向であり、その往復動方向（軸方向）の延長線と、出力軸５６２ａの延長線とは、略直交して交わるように配置されている。このように配置することにより、洗浄装置１をコンパクトな構成とすることができる。

ホールＩＣ９は、図６に示すように、モータ５６２のロータ５６２Ｂの回転方向で異なる位置に３個設けられている。ホールＩＣ９は、ロータ５６２Ｂに接触しない非接触式センサであり、ロータ５６２Ｂに取付けた永久磁石が形成する磁界を検出し、かつ、磁界の大きさに応じた信号を出力する磁気センサである。

制御回路８は、図６に示すように、電池パック７及びモータ室５６内のモータ５６２と電気的に接続されている。また、制御回路８は、下ハウジング５に設けられた主電源スイッチ５２と、残量表示部５８及び圧力表示部５９と、ホールＩＣ９と、圧力センサ５７９と、プランジャ位置センサ５７７とに電気的に接続される。制御回路８は、主電源スイッチ５２がオン操作されたときに、電池パック７からの電力供給を受けてモータ５６２の駆動を制御する。また、制御回路８は、残量表示部５８及び圧力表示部５９を介して電池残量及び設定圧力の表示を行う。

さらに制御回路８は、マイクロコンピュータ８１と、ドライバ回路８２と、電流検出回路８３と、制御系電源回路８４と、電流検出抵抗８５と、スイッチング素子８６Ａを有するインバータ回路８６とを備える。マイクロコンピュータ８１は、本発明における制御部に相当する。

マイクロコンピュータ８１は、入力ポート及び出力ポートと、記憶部８１Ａと、演算部と、タイマ８１Ｂとを備えており、各センサからの入力信号に基づいて演算を行い、ドライバ回路８２を介してモータ５６２の回転数を制御し、各表示部５８、５９の制御を行う。

ドライバ回路８２は、マイクロコンピュータ８１によって設定されたＰＷＭデューティに基づいて、インバータ回路８６のスイッチング素子８６Ａをオンオフするゲート信号を出力する。

電流検出回路８３は、電流検出抵抗８５の電圧降下から、モータ５６２のステータ５６２Ａのコイルに流れる電流を検出し、検出結果に応じた信号をマイクロコンピュータ８１へ出力する。また、制御系電源回路８４は、電池パック７の電圧をマイクロコンピュータ８１の駆動電圧に変換する。

インバータ回路８６は、モータ５６２のステータ５６２Ａに供給する駆動電力を制御する。インバータ回路８６は３相フルブリッジインバータ回路であり、直列に接続された２つのスイッチング素子８６Ａを３組有している。

本発明における洗浄装置１の動作について図７のフローチャート及び図８を用いて具体的に説明する。

まずＳ１において、主電源スイッチ５２がオン操作されると、制御系電源回路８４が起動してマイクロコンピュータ８１に電力が供給される。次に、マイクロコンピュータ８１は、ドライバ回路８２を介してインバータ回路８６のスイッチング素子８６Ａに駆動信号を出力する。Ｓ２において、モータ５６２が駆動し（Ｔ２時点）、図８（ｄ）に示すように圧力調整室５７８内の洗浄液の圧力が上昇する。図８（ｂ）に示すように、この時のモータ電流（スイッチング素子８６Ａ）のデューティは、１００％まで上昇する。なお、この時のスイッチング素子８６Ａのデューティは任意に設定可能である。例えば、デューティを徐々に上げて１００％とするソフトスタートとすることも可能である。

次に、Ｓ３において、トリガスイッチがオン操作されると（Ｔ３時点）、ノズル３１が開き、洗浄液が吐出されることによって、圧力調整室５７８内の洗浄液の圧力が低下する（図８（ｄ））。この圧力の低下を、マイクロコンピュータ８１が、圧力センサ５７９を介して検知する。

次に、Ｓ４において、マイクロコンピュータ８１は、プランジャ５７６Ａが下死点に達したかどうかの判断を行う。プランジャ位置センサ５７７よりハイ信号を検知し（図８（ｅ））、プランジャ５７６Ａが下死点に達したと判断すると（Ｓ４：Ｙｅｓ）、Ｓ５においてモータ電流のデューティは１００％に設定される（Ｔ５時点）。プランジャ５７６Ａが下死点に達していないと判断すると（Ｓ４：Ｎｏ）、モータ電流のデューティは５０％に設定される（Ｓ１２）。プランジャ５７６Ａが下死点に位置する図４の状態から、プランジャ５７６Ａが上死点側に移動すると、圧縮室５７３の容積が増加するため圧縮室５７３が負圧になる。吸入側弁５７４は負圧に引っ張られて開き、吐出側弁５７５は閉じた状態を維持する。吸入側弁５７４が開くことで、タンク６の洗浄液は、吸入口５７１及び吸入側弁５７４を介して圧縮室５７３に流入する。この洗浄液の吸入過程において、モータ５６２に供給される電流のデューティを１００％とすることで、吸入の動作及びこれにかかる時間を早く行うことが出来る。

Ｓ６において、マイクロコンピュータ８１は、タイマ８１Ｂをスタートさせる。スタートから所定時間が経過したと判断されると（Ｓ７：Ｙｅｓ）、デューティは１００％未満に、本実施形態では５０％に設定される（Ｓ８）。本実施形態における所定時間とは、プランジャ５７６Ａが下死点から上死点に達するまでの時間である。この所定時間は、洗浄液の設定圧力によって異なるが、この設定圧力と所定時間との関係は、マイクロコンピュータ８１の記憶部８１Ａに記憶されている。つまり、マイクロコンピュータ８１は、記憶部８１Ａから設定圧力に対応した所定時間を呼び出すことにより、プランジャ５７６Ａが上死点に達するまでの時間を計測し、モータ５６２に供給される電流のデューティを切り替える。

プランジャ５７６Ａが上死点に到達すると、圧縮室５７３と吸入口５７１の圧力が等しくなるため吸入側弁５７４が閉じ、圧縮室５７３が密閉された状態となる。プランジャ５７６Ａが上死点から下死点側に移動すると、各弁５７４及び５７５は閉じており圧縮室５７３は密閉されているため、圧縮室５７３の圧力が上昇する。圧力の上昇に伴い、吸入側弁５７４は閉じた状態を保持すると共に吐出側弁５７５は開く。その結果、圧縮室５７３内の洗浄液がプランジャ５７６Ａに押されて吐出側弁５７５を介して圧力調整室５７８に吐出される。この吐出過程（洗浄液の圧縮時であり、洗浄液の圧力上昇時）における、モータ５６２への電流のデューティを１００％未満とすることにより、吐出の動作及びこれにかかる時間をゆっくり行うことが出来る。

スイッチトリガがオフされない限り（Ｓ９：Ｎｏ）、ステップは再びＳ４に戻ってプランジャ５７６Ａの往復動を継続する。プランジャ５７６Ａが下死点に到達すると（図４の状態）、圧縮室５７３の洗浄液は無くなり、吐出側弁５７５の弁部を押す圧力がなくなるため、吐出側弁５７５が閉じる。その結果、各弁５７４及び５７５全てが閉じた状態となる。この往復動を繰り返すことで、ポンプ５７６は、洗浄液を高圧に吐出することができる。

加圧された洗浄液は、吐出口５７２及び高圧ホース２を介してガン３に供給される。洗浄液は、トリガスイッチの操作により、ガン３のノズル３１から吐出される。装置の使用を終了する場合、ユーザがガン３に設置されたトリガスイッチをオフすることにより（Ｓ９：Ｙｅｓ）、ノズル３１からの洗浄液の吐出は停止される。吐出停止後も暫くモータ５６２及びポンプ５７６は稼働し、洗浄液の吐出を継続するが、圧力調整室５７８に設けられた圧力センサ５７９が所定の圧力を感知すると、マイクロコンピュータ８１は、モータ５６２及びポンプ５７６の稼働を停止する（Ｓ１０、Ｓ１１）。なお、トリガスイッチのオン信号をマイクロコンピュータ８１が直接検知して、稼働を停止するよう制御しても良い。

上記プランジャ５７６Ａの往復動の１サイクルについて、従来技術と比較したものを図９に示す。図９（ａ）〜（ｄ）には、プランジャ５７６Ａの往復動の１サイクルについて、デューティ一定とし、吸入時間及び吐出過程を同じ時間で行った場合（従来技術）のグラフを示す。また、図９（ｅ）〜（ｈ）には、本発明におけるプランジャ５７６Ａの往復動の１サイクルについてのグラフを示す。

従来技術では、図９（ｂ）に示すように、プランジャ５７６Ａの最高速さは吸入過程及び吐出過程において等しい。一方、本発明においては、図９（ｆ）に示すように、吐出過程におけるプランジャ５７６Ａの最高速さを、吸入過程よりも低く設定できる。また、本発明における吐出過程でのプランジャ５７６Ａの最高速さは、従来技術よりも低く抑えられている。なお、本明細書中において、速さとは速度の絶対値を意味するものとして用いる。

また、図９（ｃ）と図９（ｇ）において吐出側弁５７５の変位を比較すると、本発明における吐出過程開始時（Ａ時点）から、吐出側弁５７５解放時（Ｂ時点）までの時間は、従来技術よりも長くなっているとともに、解放後の変位も緩やかに変化している。

プランジャ５７６Ａの吐出時最高速さの抑制と、吐出側弁５７５の緩やかな解放により、圧力調整室５７８へ流入する洗浄液圧力を低減することが可能となる。本発明における圧力調整室５７８での洗浄液圧力最大値（Ｃ時点）は、図９（ｄ）及び（ｈ）に示すように、従来技術よりも低く抑えられている。これにより、圧力センサ５７９の破損が防止される。あるいは、従来技術よりも耐圧性能の低いセンサを用いることが可能となるため、製造コストを低減できる。

さらに、洗浄液の送出量を増加させることも可能となる。詳細には、ポンプ５７６は、プランジャ５７６Ａの往復運動に伴う洗浄液の圧縮と吸入とを繰り返すことによって、洗浄液の吐出を行う。このため、洗浄液は圧力の変動を伴いながら、即ち、脈動しながらノズル３１から吐出されることになる。また、洗浄液の脈動に伴い、高圧ホース２は膨張と収縮とを繰り返すことになる。ここで、本発明の如く、吐出時の洗浄液の圧力を抑えることにより、高圧ホース２の膨張収縮変形を低減させ、従来よりも洗浄液の送出量を増加させることが可能となる。また、高圧ホース２は、膨張収縮し難い材料を特に用いる必要がなく、汎用品を使用可能である。また、高い圧力、脈動または振動に対応した部品の使用や設計をする必要がないため、洗浄装置１の製造コストの低減が可能となる。

本実施の形態においては、下死点到達時からの経過時間をタイマ８１Ｂによって計測してプランジャ５７６Ａが上死点に達するタイミングが把握されたが、タイマ８１Ｂではなく圧力変化（圧力センサ５７９からの信号）に応じてデューティを切り替えても良い。

また、本実施の形態においては、プランジャ位置センサ５７７は、プランジャの下死点位置を計測していたが、プランジャ位置センサを上死点位置に設置し、プランジャ５７６Ａが上死点に達するタイミングを計測するようにしても良い。この場合、制御部はプランジャ位置センサからの信号を検知したらモータ速度（スイッチング素子のＰＷＭ信号のデューティ）を低下させ、所定時間（下死点までの到達時間）経過後にモータ速度（スイッチング素子のＰＷＭ信号のデューティ）を元に戻すように制御すれば良い。また、プランジャの下死点位置及び上死点位置の両方にプランジャ位置センサを設置しても良い。この場合、プランジャ上死点を検知したらモータ速度を低下させ、上死点を検知したら元に戻せば良い。また、プランジャ位置センサを設けず、ホールＩＣ９の信号に基づいてロータ５６２Ｂ及びプランジャ５７６Ａの位置を把握し、マイクロコンピュータ８１が、プランジャ５７６Ａの制御を行うようにしても良い。或いは、圧力センサ５７９の計測した圧力の経時変化を用いてプランジャ５７６Ａの位置を把握し、プランジャ５７６Ａの制御を行うことも可能である。

また、本実施の形態では１プランジャ方式を採用したが、洗浄液や電力の消費、重量よりも洗浄能力を優先する場合には従来のように３プランジャ方式としてもよい。この場合であっても、電池パック７で駆動することが可能である。

本実施の形態ではモータ５６２としてブラシレスＤＣモータを使用したが、本発明はそのような構成に限定されない。ＤＣモータは、ブラシ付きモータ、ブラシレスモータ等、様々なモータを適用することができる。また、ＤＣモータではなくＡＣモータでもよく、パルス幅変調による制御でも導通角制御でもよい。ＡＣモータを用いる場合、制御回路８は電池パック７からの直流電力を交流電力に変換するインバータ回路を備える。

１洗浄装置
２高圧ホース
３ガン
６タンク
７電池パック
３１ノズル
５７ポンプ室
５６２モータ
５７２吐出口
５７３圧縮室
５７４吸入側弁
５７５吐出側弁
５７６ポンプ
５７８圧力調整室
５７９圧力センサ

Claims

モータと、
該モータの回転を往復動に変換する運動変換機構と、
該運動変換機構により往復動されるプランジャを有し、該プランジャが洗浄液を吸入する吸入過程と該洗浄液を吐出する吐出過程とを繰り返すことにより該洗浄液を吐出するポンプと、
該モータを制御可能な制御部と、を有し、
該制御部は、該吸入過程の時間を、該吐出過程の時間より短くするように該モータを制御することを特徴とする洗浄装置。
モータと、
該モータの回転を往復動に変換する運動変換機構と、
該運動変換機構により往復動されるプランジャを有し、該プランジャが洗浄液を吸入する吸入過程と該洗浄液を吐出する吐出過程とを繰り返すことにより該洗浄液を吐出可能なポンプと、
該モータを制御可能な制御部と、を有し、
該制御部は、該吸入過程における該プランジャの最高速さを、該吐出過程における該プランジャの最高速さより高くするように該モータを制御することを特徴とする洗浄装置。
該プランジャの位置を検出可能なプランジャ位置センサをさらに有し、
該制御部は、該プランジャ位置センサが検出した該位置に基づいて、該モータを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の洗浄装置。
該モータに接続されるスイッチング素子を更に備え、
該制御部は、該スイッチング素子に送るＰＷＭ信号のデューティを制御することによって、該モータの回転数を制御することを特徴とする、請求項３に記載の洗浄装置。
該制御部は、該プランジャが該吐出過程を開始するタイミングで、該デューティを切り替えることを特徴とする請求項４に記載の洗浄装置。
該制御部は、該吐出過程の該デューティを該吸入過程よりも小さくすることを特徴とする請求項５に記載の洗浄装置。
該プランジャが吐出する該洗浄液の圧力を計測可能な圧力センサをさらに備え、
該制御部は、該圧力センサが計測した該圧力に応じて、該デューティを切り替えることを特徴とする請求項４に記載の洗浄装置。
モータと、
該モータの回転を往復動に変換する運動変換機構と、
該運動変換機構により往復動されるプランジャを有し、該プランジャが洗浄液を吸入する吸入過程と該洗浄液を吐出する吐出過程とを繰り返すことにより該洗浄液を吐出するポンプと、
該洗浄液の吐出経路に設けられ、該洗浄液の圧力を検知する圧力センサと、
該モータを制御可能な制御部と、を有し、
該制御部は、該吐出過程の時間を、該吸入過程の時間より長くするように該モータを制御することを特徴とする洗浄装置。
該プランジャの位置を検出するプランジャ位置センサを有し、
該制御部は、該プランジャ位置センサからの信号に基づいて該吸入過程が終了したことを検知したら該モータの速度を低下させることを特徴とする請求項８に記載の洗浄装置。
該プランジャの位置を検出するプランジャ位置センサを有し、
該制御部は、該プランジャ位置センサからの信号に基づいて該吐出過程が開始したことを検知したら該モータの速度を低下させることを特徴とする請求項８に記載の洗浄装置。
モータと、
該モータにより往復動されるプランジャを有し、該プランジャが往復動することにより洗浄液を吐出するポンプと、
該モータに接続されるスイッチング素子と、
該スイッチング素子を制御可能な制御部と、を有し、
該制御部は、該プランジャが該洗浄液を圧縮するときの該スイッチング素子のＰＷＭ信号のデューティを、該洗浄液を吸入するときよりも小さくすることを特徴とする洗浄装置。
モータと、
該モータにより往復動されるプランジャを有し、該プランジャが往復動することにより洗浄液を吐出するポンプと、
該洗浄液の吐出経路に設けられ、該洗浄液の圧力を検知する圧力センサと、
該モータに接続されるスイッチング素子と、
該スイッチング素子を制御可能な制御部と、を有し、
該制御部は、該洗浄液の圧力が上昇するときの該スイッチング素子のＰＷＭ信号のデューティを、該洗浄液の圧力が降下するときよりも小さくすることを特徴とする洗浄装置。
モータと、
該モータにより往復動されるプランジャを有し、該プランジャが洗浄液を吸入する吸入過程と該洗浄液を吐出する吐出過程とを繰り返すことにより該洗浄液を吐出するポンプと、
該モータに接続されるスイッチング素子と、
該スイッチング素子を制御可能な制御部と、を有し、
該制御部は、該吐出過程での該スイッチング素子のＰＷＭ信号のデューティを該吸入過程の該デューティよりも小さくすることを特徴とする洗浄装置。
モータと、
該モータにより往復動されるプランジャを有し、該プランジャが往復動することにより洗浄液を吐出するポンプと、
該モータに接続されるスイッチング素子と、
該スイッチング素子を制御可能な制御部と、を有し、
該制御部は、該プランジャの一往復中に該スイッチング素子のＰＷＭ信号のデューティを変更することを特徴とする洗浄装置。
該制御部は、吐出過程の該デューティを吸入過程の該デューティより小さくすることを特徴とする請求項１４に記載の洗浄装置。