JP2020016238A - ポンプモジュールおよび高圧洗浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】構造がコンパクトであり、支持が均一であり、且つ、支持力が大きなポンプモジュールおよび高圧洗浄機を提供する。【解決手段】ポンプモジュールは、第１キャビティ110と、連通したクランクキャビティ121、および第１キャビティに連通されたプランジャーキャビティ122を備える第２キャビティ120と、第３キャビティ130であって、前記第１キャビティと前記プランジャーキャビティとの間、および前記第３キャビティと前記プランジャーキャビティとの間に導通または遮断のように構成される逆止弁140が設けられる第３キャビティと、前記プランジャーキャビティ内に設けられたプランジャー150と、前記クランクキャビティ内に設けられて前記プランジャーに連結されたクランクリンク機構160と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、クリーニング技術分野に関し、例えば、ポンプモジュールおよび高圧洗浄機に関する。

高圧洗浄機とは、動力装置でプランジャーポンプを駆動して圧力水を生成することで、物体の表面を洗浄する機器であり、汚れを剥離や洗い流して物体の表面を洗浄する目的を達成する。手動による洗浄の形態に比べ、高圧洗浄機は、用水量が低減し、大量の時間が節約されると共に、良好な洗浄効果を有する。現在、高圧洗浄機は、ますます広く適用され、自動車、庭、道路、およびフェンスの洗浄などの複数の生活領域に広く適用されている。市販の洗浄機としては、概ね以下のような欠陥がある。自動吸水機能を有しないため、使用が制限され、外部からの圧力が入力され得る水源や水道水に連結される必要がある。分離式の給水構造を有しないため、手元の水源に連結されて動作する必要がある。単一の摘まみまたはホイール構造によって移動を実現するものであるため、貯蔵構造が大きく、占有空間が大きい。全体式の構造で貯水装置（バケット）と本体とが永久に結合されているため、分離は不可能であり、洗浄機全体の占有空間が大きく、貯蔵および設置に便利ではない。洗浄機の体積が大きいため、使用者が高圧洗浄機を用いる際に、良好な力点を見つけず、移動しにくい。

貯水装置と分離可能な手持型の高圧洗浄機に、通常、ピストンクランク機構が用いられる。ピストンクランク機構は、モーターの回転動作をプランジャーの直線動作に変換し、クランクが大きい作用力を受ける。関連技術におけるピストンクランク機構は、片持ちクランクと両持ちの全体式のクランクに分けられ、片持ちタイプのクランクの支持力が大きくないので、機器の最大圧力と流量を制限し、両持ちタイプのクランクの加工難易度が高いので、取り付けられる筐体を分割する必要があり、構造がコンパクトではない。また、加工および取付を便利にするために、リンクとプランジャーとの連結位置は、一般的に、プランジャーの尾部に位置するが、伝動構造がコンパクトではなく、横力が大きく、プランジャーの偏摩耗が厳しく、効率に影響するとともに、関連技術において、リンクピンの連結形態は、一般的に、セミフローティング構造に設定されるため、リンクピンの偏摩耗が厳しく、耐用年数と安定性に影響するという問題をもたらしている。

プランジャーとしては、関連技術において、家庭用の高圧洗浄機において、一般的に、中実のプランジャーは用いられるが、手持型の家庭用高圧洗浄機にとって、このようなプランジャーの重量が大き過ぎるため、使用者の手持ち重量が著しく向上すると共に、クランクリンク伝動機構でプランジャーを駆動する場合、中実のプランジャーの重量が大きいので、慣性力が大きくなり、機器全体の明らかな振動を引き起す。

本発明は、構造がコンパクトであり、支持が均一であり、且つ、支持力が大きなポンプモジュールおよび高圧洗浄機を提供する。

一実施例に係るポンプモジュールは、
第１キャビティと、
連通したクランクキャビティおよびプランジャーキャビティを備え、前記クランクキャビティが一体成形され、前記プランジャーキャビティが前記第１キャビティに連通される第２キャビティと、
前記クランクキャビティに連結され、前記プランジャーキャビティに連通される第３キャビティと、
前記第１キャビティと前記プランジャーキャビティとの間および前記第３キャビティと前記プランジャーキャビティとの間に設けられ、導通または遮断のように構成される逆止め弁と、
前記プランジャーキャビティ内に設けられ、前記逆止め弁の導通または遮断を駆動するように構成されるプランジャーと、
前記クランクキャビティ内に設けられ、前記プランジャーに連結され、前記プランジャーを前記プランジャーキャビティ内で直線往復動作させるように駆動するクランクリンク機構と、を備える。

一実施例において、上記ポンプモジュールを備える高圧洗浄機を更に提供する。

本発明の具体的な実施形態に係る高圧洗浄機の構造模式図である。 本発明の具体的な実施形態に係る高圧洗浄機の内部構造模式図である。 高圧洗浄機におけるポンプモジュールの構造模式図である。 ポンプモジュールの側面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 ポンプモジュールにおけるクランクリンク機構とプランジャーの連結構造模式図である。 図６の断面図である。 図７のＢ−Ｂ断面図である。 クランクリンク機構における第１クランクの構造模式図である。 クランクリンク機構における第２クランクの構造模式図である。 クランクリンク機構におけるリンクの構造模式図である。 高圧洗浄機における伝動機構の構造模式図である。 モーターとポンプモジュールの連結構造側面図である。 図１３のＣ−Ｃ断面図である。

図１および図２に示すように、本実施例における高圧洗浄機は、ハウジング２００を備え、ハウジング２００に握持用のハンドル部２０１が備えられ、ハウジング２００内に、モーター３００、モーター３００に連結された伝動機構４００、および伝動機構４００により駆動されるポンプモジュール１００が設けられている。ハンドル部２０１に電池パック５００が取り付けられるとともに、ハンドル部２０１に押圧式スイッチ２０２が設けられ、スイッチ２０２が電池パック５００に電気的に接続されている。該高圧洗浄機は、交流／直流で給電可能であり、且つ、手持型のものである。ハウジング２００に水源を貯蔵するように設けられた水タンクを備えず、水管によって外部水源に連結することができ、体積が小さく、重量が軽く、操作しやすい。

一実施例において、高圧洗浄機は、手持型高圧洗浄機である。

該高圧洗浄機は、水管によって外部水源に連結され、ポンプモジュール１００によって水を噴出する。一実施例において、図３〜図５に示すように、ポンプモジュール１００は、第１キャビティ１１０、第２キャビティ１２０、第３キャビティ１３０、プランジャー１５０およびクランクリンク機構１６０を備える。第２キャビティ１２０は、連通したクランクキャビティ１２１およびプランジャーキャビティ１２２を備え、クランクキャビティ１２１が一体成形され、プランジャーキャビティ１２２が第１キャビティ１１０に連通される。第３キャビティ１３０は、クランクキャビティ１２１に連結され、プランジャーキャビティ１２２に連通され、且つ、第１キャビティ１１０および第３キャビティ１３０と、プランジャーキャビティ１２２との間に、それぞれ導通または遮断のように設けられた逆止弁１４０が設けられる。プランジャー１５０は、プランジャーキャビティ１２２内に設けられ、逆止弁１４０の導通または遮断を駆動するように構成される。クランクリンク機構１６０は、クランクキャビティ１２１内に設けられ、プランジャー１５０に連結され、プランジャー１５０をプランジャーキャビティ１２２内で直線往復動作させるように駆動する。

一実施例において、前記プランジャー１５０は、耐磨材により一体成型される。

第１キャビティ１１０、第２キャビティ１２０および第３キャビティ１３０は、共同でＬ字形を形成することで、ポンプモジュール１００の体積が小さい。該高圧洗浄機の体積を更に低減させるために、第３キャビティ１３０、第２キャビティ１２０、伝動機構４００、モーター３００および第１キャビティ１１０は、共同でＴ字形構造を形成する。

図６〜図８に示すように、本実施例におけるクランクリンク機構１６０は、両持ち型のものである。該クランクリンク機構１６０は、リンク軸受１６５、２つの支持軸受、２つのクランクおよびリンク軸１６４４を備える。ここで、２つの支持軸受は、それぞれ対向して設置された第１支持軸受１６１および第２支持軸受１６２であり、２つのクランクは、それぞれ第１クランク１６３および第２クランク１６４であり、第１クランク１６３が第１支持軸受け１６１に回動可能に連結され、第２クランク１６４が第２支持軸受１６２に回動可能に連結され、且つ、第２クランク１６４と第１クランク１６３がリンク軸１６４４を介して連結され、リンク軸受１６５の第１端がリンク軸１６４４に回動可能に連結され、リンク軸受１６５の第２端がプランジャー１５０に連結される。２つの支持軸受で両持ちにすることで、該クランクリンク機構１６０の支持力が大きく、第１クランク１６３および第２クランク１６４を一体成形されたクランクキャビティ１２１に取り付けることで、構造がコンパクトで、全体性がより強いとともに、取付時に、第１支持軸受１６１および第１クランク１６３をクランクキャビティ１２１の第１端に係止し、第２支持軸受１６２および第２クランク１６４をクランクキャビティ１２１の第２端に係止すればよく、支持が均一で、支持力が大きい。

図９に示すように、第１クランク１６３は、第１クランク体１６３１を備え、第１クランク体１６３１の第１側面に、第１支持軸受１６１に回動可能に連結された第１円形テーブル１６３２が垂直に凸設され、第２側面に、第１軸孔１６３３が凹設され、且つ、第１円形テーブル１６３２の軸線が第１軸孔１６３３の軸線と平行であり、第１側面と第２側面とが対向する側面である。

図８および図１０に示すように、第２クランク１６４は、第２クランク体１６４１を備え、第２クランク体１６４１の第１側面に、第２支持軸受１６２に回動可能に連結された第２円形テーブル１６４２が垂直に凸設され、第２クランク体１６４１の第２側面に、第２円形テーブル１６４２と同軸の第２軸孔１６４３が凹設され、第２円形テーブル１６４２の偏心箇所がリンク軸１６４４の第１端に連結され、リンク軸１６４４の第２端が第１軸孔１６３３に連結される。

リンク軸１６４４と第２クランク体１６４１とは一体成形されてもよく、それぞれ独立してもよい。リンク軸１６４４と第２クランク体１６４１とは独立したものである場合、互いに連結される。リンク軸１６４４と第１クランク体１６３１とは一体成型されてもよく、それぞれ独立してもよい。リンク軸１６４４と第１クランク体１６３１とは独立したものである場合、互いに連結される。

図８および図１１に示すように、リンク軸受１６５は、レバー部１６５１を備え、レバー部１６５１の第１端に、第１軸取付部分１６５２が備えられ、レバー部１６５１の第２端に、第２軸取付部分１６５３が備えられ、第１軸取付部分１６５２がリンク軸１６４４に嵌着され、第２軸取付部分１６５３がプランジャー１５０に連結される。

本実施例において、図６〜図８に示すように、プランジャー１５０は、プラスチック製またはアルミ合金製の管状本体１５１と、管状本体１５１の外壁に嵌設された耐磨耗層１５２と、を備え、管状本体１５１に、リンク軸受１６５に連結されたピンホールが設けられている。一実施例において、管状本体１５１の材質がプラスチックであり、プラスチックと耐磨耗層１５２とによる組合せ形態でプランジャーの機能を実現するとともに、プランジャーの重量を低減させる。該プランジャー１５０の本体構造がプラスチックであり、密度が低いため、複雑な構造を成形しやすい。プランジャー１５０のピンホールが管状本体１５１に設けられている。耐磨耗層１５２を設置することにより、寸法精度が高く、表面粗度が低く、硬度が高く、且つ、耐磨耗層１５２が水封と組み合わせて液体を密封するように構成される。耐磨耗層１５２は、金属スリーブであり、プラスチック製の管状本体１５１と一体成形可能であってもよく、管状本体１５１に取付可能であってもよい。そのため、該プランジャー１５０は、重量が軽く、クランクリンク機構１６０でプランジャー１５０を駆動すると、該軽量化したプランジャー１５０は慣性力を著しく低減させ、高圧洗浄機による振動を回避することができる。

一実施例において、耐磨耗層１５２の外壁にガイド部材１５３が嵌設され、ガイド部材１５３の内側壁にプランジャーガイド孔１５４が備えられ、リンク軸受１６５とプランジャー１５０との連結位置がプランジャー１５０のガイド部材１５３に囲まれた領域に位置する。耐磨耗層１５２と、水封およびプランジャーガイド孔１５４とが摺動摩擦し、プランジャー１５０の往復動作に更に有利である。

また、リンク軸受１６５とプランジャー１５０との連結位置がプランジャー１５０のガイド部材１５３に囲まれた領域に位置し、プランジャー１５０の尾部に位置することと比べ、構造がよりコンパクトであるので、小型の携帯式洗浄機に対して体積および重量の低減に寄与する。それと同時に、リンク軸受１６５の連結位置がプランジャー１５０のガイド部材１５３に囲まれた領域に位置し、同一空間において、より長いリンク軸受１６５を設けることができる。リンク軸受１６５とプランジャー１５０との角度が相対的に小さくなるほど、横力が小さくなり、プランジャー１５０の偏摩耗が弱くなり、機械効率が向上する。

リンク軸受１６５の第２軸安装部１６５３におけるピンとプランジャー１５０におけるピンホールとの連結形態は、フルフローティングまたはセミフローティングであってもよい。ピンの連結形態がセミフローティングである場合、プランジャーガイド孔１５４の内壁は、セミフローティング連結のピンに対する位置規制を提供し、ピンの連結形態がセミフローティングである場合、ピンの偏摩耗を回避し、耐用年数を向上することができる。

ポンプモジュール１００は液体を吸入・排出することができるように、図１２〜図１４に示すように、本実施例に係る伝動機構４００は、リングギヤ４０１、駆動ギヤ４０２および３つの従動ギヤ４０３を備える。ここで、リングギヤ４０１が第２キャビティ１２０に連結され、リングギヤ４０１の内リングに、３つの従動ギヤ４０３と噛合されるギヤ部が設けられ、３つの従動ギヤ４０３は、第２クランク体１６４１の第２軸孔１６４３が設けられた側面に回動可能に連結されるとともに、リングギヤ４０１の内部に囲まれ、駆動ギヤ４０２がモーター３００の出力軸に伝動連結され、駆動ギヤ４０２が３つの従動ギヤ４０３と嵌合される。そして、第２クランク体１６４１の第２軸孔１６４３が設けられた側面に、それぞれ３つの従動ギヤ４０３に回動可能に連結された３つの連結柱１６４５が設けられ、モーター３００のモータ台座３０１に、３つの連結柱１６４５に当接された１つの止め材３０２が設けられ、連結柱１６４５の長さが従動ギヤ４０３の幅よりも大きい。このように、モーター３００は、伝動するときに、連結柱１６４５および止め材３０２によって、伝動機構４００の軸方向動作を回避することができる。該伝動機構４００は、構造がコンパクトで、体積が小さく、伝動効果がよく、高圧洗浄機の小型化に有利である。

以上のように、本実施例に係るポンプモジュールおよび高圧洗浄機は、構造がコンパクトで、体積が小さく、支持が均一で、且つ支持力が大きい。

１００ ポンプモジュール
１１０ 第１キャビティ
１２０ 第２キャビティ
１２１ クランクキャビティ
１２２ プランジャーキャビティ
１３０ 第３キャビティ
１４０ 逆止弁
１５０ プランジャー
１５１ 管状本体
１５２ 耐磨耗層
１５３ ガイド部材
１５４ プランジャーガイド孔
１６０ クランクリンク機構
１６１ 第１支持軸受
１６２ 第２支持軸受
１６３ 第１クランク
１６３１ 第１クランク体
１６３２ 第１円形テーブル
１６３３ 第１軸孔
１６４ 第２クランク
１６４１ 第２クランク体
１６４２ 円形テーブル
１６４３ 第２軸孔
１６４４ リンク軸
１６４５ 連結柱
１６５ リンク軸受
１６５１ レバー部
１６５２ 第１軸安装部
１６５３ 第２軸安装部
２００ ハウジング
２０１ ハンドル部
２０２ スイッチ
３００ モーター
３０１ モータ台座
３０２ 止め材
４００ 伝動機構
４０１ リングギヤ
４０２ 駆動ギヤ
４０３ 従動ギヤ
５００ 電池パック

Claims (11)

1. 第１キャビティ（１１０）と、
   連通したクランクキャビティ（１２１）およびプランジャーキャビティ（１２２）を備え、前記クランクキャビティ（１２１）が一体成形され、前記プランジャーキャビティ（１２２）が前記第１キャビティ（１１０）に連通される第２キャビティ（１２０）と、
   前記クランクキャビティ（１２１）に連結され、前記プランジャーキャビティ（１２２）に連通される、第３キャビティ（１３０）と、
   前記第１キャビティ（１１０）と前記プランジャーキャビティ（１２２）との間および前記第３キャビティ（１３０）と前記プランジャーキャビティ（１２２）との間に設けられ、導通または遮断のように構成される逆止め弁（１４０）と、
   前記プランジャーキャビティ（１２２）に設けられ、前記逆止弁（１４０）の導通または遮断を駆動するように構成されるプランジャー（１５０）と、
   前記クランクキャビティ（１２１）内に設けられ、前記プランジャー（１５０）に連結され、前記プランジャー（１５０）を前記プランジャーキャビティ（１２２）内で直線往復動作させるように駆動するクランクリンク機構（１６０）と、を備える、ことを特徴とするポンプモジュール。
2. 前記クランクリンク機構（１６０）は、リンク軸受（１６５）、２つの支持軸受、２つのクランクおよびリンク軸（１６４４）を備え、
   ２つの前記支持軸受は、それぞれ対向して設置された第１支持軸受（１６１）および第２支持軸受（１６２）であり、
   ２つの前記クランク、はそれぞれ第１クランク（１６３）および第２クランク（１６４）であり、前記第１クランク（１６３）が前記第１支持軸受け（１６１）に回動可能に連結され、前記第２クランク（１６４）が前記第２支持軸受（１６２）に回動可能に連結され、且つ、前記第２クランク（１６４）と前記第１クランク（１６３）が前記リンク軸（１６４４）を介して連結され、
   前記リンク軸受（１６５）の第１端が前記リンク軸（１６４４）に回動可能に連結され、前記リンク軸受（１６５）の第２端が前記プランジャー（１５０）に連結される、ことを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
3. 前記第１クランク（１６３）は、第１クランク体（１６３１）を備え、前記第１クランク体（１６３１）の第１側面に、前記第１支持軸受（１６１）に回動可能に連結された第１円形テーブル（１６３２）が垂直に凸設され、前記第１クランク体（１６３１）の第２側面に、第１軸孔（１６３３）が凹設され、且つ、前記第１円形テーブル（１６３２）の軸線が前記第１軸孔（１６３３）の軸線と平行であり、前記第１側面と前記第２側面とが対向して設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載のポンプモジュール。
4. 前記第２クランク（１６４）は、第２クランク体（１６４１）と、前記第２クランク体（１６４１）の第１側面に垂直に凸設され、且つ前記第２支持軸受（１６２）に回動可能に連結された第２円形テーブル（１６４２）とを備え、前記第２クランク体（１６４１）の第２側面に、前記第２円形テーブル（１６４２）と同軸の第２軸孔（１６４３）が凹設され、前記第２円形テーブル（１６４２）の偏心箇所が前記リンク軸（１６４４）の第１端に連結され、前記リンク軸（１６４４）の第２端が前記第１軸孔（１６３３）に連結される、ことを特徴とする請求項３に記載のポンプモジュール。
5. 前記リンク軸受（１６５）は、レバー部（１６５１）を備え、前記レバー部（１６５１）の第１端に第１軸取付部分（１６５２）が備えられ、前記レバー部（１６５１）の第２端に第２軸取付部分（１６５３）が備えられ、前記第１軸取付部分（１６５２）が前記リンク軸（１６４４）と嵌着し、前記第２軸取付部分（１６５３）が前記プランジャー（１５０）と連結する、ことを特徴とする請求項４に記載のポンプモジュール。
6. 前記プランジャー（１５０）は、プラスチック製またはアルミ合金製の管状本体（１５１）と、前記管状本体（１５１）の外壁に嵌設された耐磨耗層（１５２）と、を備え、前記管状本体（１５１）に、前記リンク軸受（１６５）に連結されたピンホールが設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載のポンプモジュール。
7. 前記プランジャー（１５０）は、前記耐磨耗層（１５２）の外壁に嵌着されたガイド部材（１５３）を更に備え、前記ガイド部材（１５３）の内側壁にプランジャーガイド孔（１５４）が備えられ、前記リンク軸受（１６５）と前記プランジャー（１５０）との連結位置が前記プランジャー（１５０）の前記ガイド部材（１５３）に囲まれた領域に位置する、ことを特徴とする請求項６に記載のポンプモジュール。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のポンプモジュール（１００）を備える、高圧洗浄機。
9. ハンドル部（２０１）、および前記ハンドル部（２０１）に設けられた押圧式スイッチ（２０２）を備えるハウジング（２００）と、
   前記ハウジング（２００）内に設けられたモーター（３００）と、
   前記ハウジング（２００）内に設けられ、且つ前記モーター（３００）に連結された伝動機構（４００）と、
   前記ハンドル部（２０１）に取り付けられる電池パック（５００）と、を備え、
   前記ポンプモジュール（１００）は、前記伝動機構（４００）により駆動されるように構成され、
   前記スイッチ（２０２）が前記電池パック（５００）に電気的に接続される、ことを特徴とする請求項８に記載の高圧洗浄機。
10. 前記伝動機構（４００）は、リングギヤ（４０１）、駆動ギヤ（４０２）および３つの従動ギヤ（４０３）を備え、
    前記リングギヤ（４０１）が前記クランクキャビティ（１２１）に連結され、前記リングギヤ（４０１）の内リングに、３つの前記従動ギヤ（４０３）と噛合されるギア部が設けられ、
    ３つの前記従動ギヤ（４０３）がクランクリンク機構（１６０）に回動可能に連結され、且つ、３つの前記従動ギヤ（４０３）が前記リングギヤ（４０１）の内部に囲まれ、
    前記駆動ギヤ（４０２）は、前記モーター（３００）の出力軸に伝動連結されるとともに、３つの前記従動ギヤ（４０３）と噛合される、ことを特徴とする請求項９に記載の高圧洗浄機。
11. 前記クランクリンク機構（１６０）には、３つの前記従動ギヤ（４０３）に回動可能に連結された３つの連結柱（１６４５）が設けられ、前記モーター（３００）は、モータ台座（３０１）を備え、前記モータ台座（３０１）は、３つの前記連結柱（１６４５）に当接された止め材（３０２）を備え、且つ、前記連結柱（１６４５）の長さが前記従動ギヤ（４０３）の幅よりも大きい、ことを特徴とする請求項１０に記載の高圧洗浄機。

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