JPH1150971A

JPH1150971A - 洗浄便座用ポンプ

Info

Publication number: JPH1150971A
Application number: JP20474597A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mori; 浩一森; Yoshio Osawa; 芳夫大澤
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】高効率化及び低騒音化を図る。【解決手段】洗浄液を圧送する内接歯車ポンプ機構２
と、内接歯車ポンプ機構２を駆動させるＤＣモータ１５
と、内接歯車ポンプ機構２及びＤＣモータ１５を防振支
持する防振チューブ２２とを具えたものであって、内接
歯車ポンプ機構２は、ＤＣモータ１５に取り付けられる
合成樹脂製の歯車ケース３と、歯車ケース３内に回転可
能に設けられる、内周面にトロコイド歯形の複数の歯を
有する合成樹脂製の外歯車８と、外歯車８と噛合する外
周面にトロコイド歯形の複数の歯を有する合成樹脂製の
内歯車１０とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は洗浄便座に用いら
れる洗浄便座用ポンプに関し、特に、高効率化及び低騒
音化を図ることのできる洗浄便座用ポンプに関するもの
である。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】洗浄便座において洗浄液
（水、温水等）を吐出させる方法として、水道水を電磁
弁によって調圧して洗浄ノズルに圧送して吐出させる方
法と、水道水を貯水タンクにためておいて、ポンプによ
って貯水タンクから汲み上げて洗浄ノズルに圧送して吐
出させる方法とがある。

【０００３】後者の方法のシステムは、例えば図１３に
示すように、洗浄液３３の貯水タンク２４と、洗浄液３
３を吐出させる肛門用ノズル３０と女性用ノズル３１と
を有する洗浄ノズル２９と、洗浄ノズル２９を肛門用ノ
ズル３０又は女性用ノズル３１に切り換える切換弁２８
と、貯水タンク２４から洗浄ノズル２９に洗浄液３３を
圧送するポンプ３４と、ポンプ３４と洗浄ノズル２９と
の間に設けられるポンプ３４の駆動時のみに回路を開く
逆止め弁２７とを具えている。

【０００４】そして、上記のようなシステムによって洗
浄液３３を洗浄ノズル２９から吐出させるには、水道管
２５を介して貯水タンク２４内に水道水を所定量充填す
るとともに、貯水タンク２４内に充填した水道水を加熱
ヒータ２６によって加熱して所定の温度に昇温させ、こ
の昇温させた水道水をポンプ３４によって汲み上げて洗
浄ノズル２９に圧送し、洗浄ノズル２９の肛門用ノズル
３０又は女性用ノズル３１を介して洗浄液３３として吐
出させることになるものである。

【０００５】上記のようなシステムに用いられるポンプ
３４は、適量の洗浄液３３を適切な勢いで洗浄ノズル２
９から吐出させる必要があるため、流量の割には高い吐
出圧が必要となり、例えば、肛門洗浄時には、最大で約
０．９（ｋｇｆ／ｃｍ²）の吐出圧で約１．７（リット
ル／ｍｉｎ）の流量が必要となり、これをＪＩＳで定め
られた比速度に換算すると、１５〜２５程度となる。こ
の領域は、ターボ型ポンプではポンプ効率が悪いため、
容積型ポンプが好ましい。また、初期的にポンプ３４は
空運転の状態で洗浄ノズル２９の吐出抵抗、配管３２内
の吐出抵抗等を打ち破って貯水タンク２４から洗浄液３
３を回路内に汲み上げるため、高い吸入能力も必要であ
る。

【０００６】このような条件を満足させることのできる
ポンプとして、容積型回転ポンプの一種である外接歯車
ポンプ（図示せず）が知られている。外接歯車ポンプ
は、「小型の割に吐出圧が高い」、「高い吸入能力を有
している」、「ＤＣモータを用い、入力電圧を変化させ
ることによりポンプの回転数を変えて流量を可変するこ
とができる」、「構造が簡単である」、「主要部品の殆
どが樹脂製であるために安価である」等の長所がある反
面、「駆動時に発生する振動や騒音が大きく、静寂な便
所内等で使用する場合には人体に不快感を与える」等の
短所がある。

【０００７】このような短所は、外接歯車ポンプに固有
の脈動率の高さ、噛み合い時の歯間のとじ込みに起因す
る圧力変動等から発生するものと考えられ、また、噛み
合い時の歯面の滑り時に発生する摩擦音、ＤＣ駆動用モ
ータの接点部の摩擦音等もその一因と考えられる。

【０００８】この発明は前記のような従来のもののもつ
長所を引き継ぎながら、低振動化、低騒音化を図ること
を目的とするものである。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るためにこの発明は、洗浄液を洗浄ノズルに圧送するた
めに用いられる洗浄便座用ポンプであって、洗浄液を圧
送する内接歯車ポンプ機構と、該内接歯車ポンプ機構を
駆動させる駆動機構と、内接歯車ポンプ機構及び駆動機
構を防振支持する防振支持機構とを具えた手段を採用し
たものである。また、前記内接歯車ポンプ機構はトロコ
イドポンプ機構である手段を採用したものである。さら
に、前記内接歯車ポンプ機構のポンプ室を構成する主要
部品を合成樹脂製とした手段を採用したものである。さ
らに、前記駆動機構はＤＣモータである手段を採用した
ものである。さらに、前記内接歯車ポンプ機構のポンプ
室内の歯車の側面に円盤状のプレートを回転可能に設け
た手段を採用したものである。そして、前記内接歯車ポ
ンプ機構のポンプ室内の外歯車の外周側に四フッ化エチ
レン樹脂を含浸させたガラス繊維からなる潤滑シートを
設けた手段を採用したものである。

【００１０】

【作用】この発明は前記のような手段を採用したことに
より、駆動機構によって内接歯車ポンプ機構を駆動させ
ると、洗浄液が洗浄ノズルに圧送されて洗浄ノズルから
吐出されることになる。この場合、駆動機構及び内接歯
車ポンプ機構は防止支持機構によって防止支持されてい
るので、駆動時に発生する騒音、振動が吸収されること
になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
の形態について説明する。図１〜図４には、この発明に
よる洗浄便座用ポンプの第１の実施の形態が示されてい
て、この実施の形態に示す洗浄便座用ポンプ１は、内接
歯車ポンプ機構２と、内接歯車ポンプ機構２を駆動させ
る駆動機構であるＤＣモータ１５と、内接歯車ポンプ機
構２及びＤＣモータ１５を防振支持する防振支持機構２
２とを具えている。

【００１２】内接歯車ポンプ機構２は、ＤＣモータ１５
のケース１７にねじ２０によって取り付けられる合成樹
脂製の歯車ケース３と、歯車ケース３の内側の部分に形
成されるポンプ室７内に回転自在に設けられる合成樹脂
製の外歯車８と、ポンプ室７内に設けられるとともに外
歯車８と噛合する合成樹脂製の内歯車１０とから構成さ
れている。

【００１３】歯車ケース３、外歯車８及び内歯車１０の
素材として用いられる合成樹脂は、ＰＰＳ（ポリフェニ
レンサルファイド）樹脂に四フッ化エチレン樹脂やカー
ボン繊維を添加したもの、ＰＥＩ（ポリエーテルイミ
ド）樹脂に四フッ化エチレン樹脂やカーボン繊維を添加
したもの等が好ましい。これらは、成形収縮率が小さ
く、精度の良い部品が得られ易い上に吸水率も低く、微
小隙間を確保し、精度良く歯車が回転することが要求さ
れるポンプの精密部品の素材として適しているからであ
る。また、四フッ化エチレン樹脂やカーボン繊維を添加
することにより歯車の摺動性を向上させることができる
からである。さらに、フェノールに代表される熱硬化性
樹脂に比べて、比較的安価で経済的に優れているからで
ある。

【００１４】歯車ケース３は、一端が閉塞された略筒状
をなすものであって、他端部に一体に形成されている環
状のフランジ部４を介してＤＣモータ１５のケース１７
に取り付けられるようになっている。

【００１５】歯車ケース３のフランジ部４には軸方向に
貫通するねじ挿通用の孔５が複数箇所（４箇所）に穿設
され、このねじ挿通用の孔５内に挿通させたねじ２０を
ＤＣモータ１５のケース１７に螺設したねじ穴（図示せ
ず）に螺合させることで、歯車ケース３がＤＣモータ１
５のケース１７に一体に取り付けられるものである。

【００１６】歯車ケース３の他端面には環状の溝部６が
所定の深さで穿設され、この溝部６内にはゴム状弾性材
からなる環状のＯリング２１が装着されるようになって
いる。そして、溝部６内にＯリング２１を装着した状態
で歯車ケース３をＤＣモータ１５のケース１７に取り付
けることで、歯車ケース３の内側の部分に密閉された円
柱状の空間であるポンプ室７が形成されるものである。

【００１７】外歯車８は略筒状をなすものであって、内
周面にはトロコイド歯形の歯９が５枚設けられるように
なっている。外歯車８は、外周面が歯車ケース３の内周
面に摺動接触する外径寸法に形成されるとともに、軸方
向の一方の端面と歯車ケース３の軸方向の端面との間及
び他方の端面とＤＣモータ１５のケース１７の軸方向の
端面との間にそれぞれ微小隙間が形成されるような長さ
に形成されるようになっている。

【００１８】内歯車１０は略筒状をなすものであって、
外周面にはトロコイド歯形の歯１１が４枚設けられるよ
うになっている。内歯車１０は、外歯車８の内側の部分
に一部の歯１１が噛合した状態で設けられるとともに、
外歯車８とほぼ同じ長さに形成されるようになってい
る。内歯車１０の中心部にはＤＣモータ１５の駆動軸１
６が嵌合され、駆動軸１６の回転と一体に回転するよう
になっている。

【００１９】両歯車８、１０のＤＣモータ１５側の端面
とＤＣモータ１５のケース１７の端面との間のＤＣモー
タ１５の駆動軸１６を挟んで対向する部分には円弧状の
空間１２、１３がそれぞれ設けられている。一方の円弧
状の空間１２にはＤＣモータ１５のケース１７に設けら
れている吸込口１８の一端が連通し、他方の円弧状の空
間１３にはＤＣモータ１５のケース１７に設けられてい
る吐出口１９の一端が連通するようになっている。

【００２０】防振支持機構２２は、ゴム状弾性材からな
る筒状の防振チューブ２２であって、基台２３とＤＣモ
ータ１５との間及び基台２３と洗浄便座用ポンプ１との
間にそれぞれ設けられるようになっている。

【００２１】そして、上記のように構成したこの実施の
形態による洗浄便座用ポンプ１を前述した図１３のシス
テムのポンプ３４として用い、吸込口１８の他端を配管
３２を介して貯水タンク２４に接続し、吐出口１９の他
端を配管３２を介して逆止め弁２７に接続する。

【００２２】そして、ＤＣモータ１５を駆動させると、
ＤＣモータ１５の駆動軸１６と一体に内歯車１０が回転
するとともに、内歯車１０と噛合している外歯車８も内
歯車１０と同じ方向に回転する。この場合、外歯車８の
歯数は内歯車１０の歯数よりも１枚多いので、外歯車８
は少しずつ遅れながら回転し、内歯車１０が１回転する
間に内歯車１０は外歯車８を１歯だけ追いこすことにな
る。

【００２３】このように、回転が進むにつれて内歯車１
０が外歯車８を少しずつ追い越していくため、内歯車１
０と外歯車８の歯１１、９間に形成される隙間ａ、ｂ、
ｃはａ→ｂ→ｃの順に少しずつ大きくなる。したがっ
て、隙間ａ、ｂ、ｃを含む部分に前述した一方の円弧状
の空間１２を設け、この空間１２に吸込口１８の一端を
接続することで、吸い込み作用をさせることができるこ
とになる（図５、図６参照）。

【００２４】そして、さらに回転が進むと、内歯車１０
と外歯車８の歯１１、９間に形成される隙間ｄ、ｅはｄ
→ｅの順に少しずつ小さくなる。したがって、隙間ｄ、
ｅを含む部分に前述した他方の円弧状の空間１３を設
け、この空間１３に吐出口１９の一端を接続すること
で、吐き出し作用をさせることができることになる（図
５、図６参照）。

【００２５】このように、両歯車８、１０の回転によっ
て吸い込み作用、吐き出し作用を繰り返すことにより、
貯水タンク２４内の洗浄液３３が洗浄ノズル２９に圧送
されて、切換弁２８によって選択された洗浄ノズル２９
の肛門用ノズル３０又は女性用ノズル３１を介して吐出
され、肛門等が洗浄されるものである。

【００２６】上記のように構成したこの実施の形態によ
る洗浄便座用ポンプ１にあっては、従来の洗浄便座用ポ
ンプに用いられている外接歯車ポンプに比べて、脈動率
がかなり小さく、歯車８、１０が噛み合うときの歯９、
１１間のとじ込みに起因する圧力変動もなく、ポンプ固
有の騒音、振動の低減が期待できる。

【００２７】また、両歯車８、１０にトロコイド歯形を
使用しているので、噛み合い時の歯面の滑りが小さく、
噛み合い時の摩擦音の低減も期待できる。

【００２８】さらに、洗浄便座用ポンプ１と基台２３と
の間及びＤＣモータ１５と基台２３との間に介在させた
防振チューブ２２によって駆動時に発生する騒音、振動
を吸収することができるので、静寂な便所内等で使用す
る場合にも使用者に不快感を与えることがなくなるもの
である。

【００２９】さらに、外接歯車ポンプと同様に容積型回
転ポンプであるので、小型の割に高圧吐出が可能であ
り、高い吸入能力を有し、ＤＣモータ１５の投入電圧を
可変することによってポンプの回転数を変えることによ
り、流量を可変制御することも可能となる。

【００３０】さらに、外接歯車ポンプと同様に構造が簡
単であり、主要部品の殆どが合成樹脂製であるため、経
済的に優れた面を有するものである。

【００３１】図９にこの実施の形態による洗浄便座用ポ
ンプ１と従来の外接歯車ポンプとの騒音を比較した結果
を示し、図１０にこの実施の形態による洗浄便座用ポン
プ１のＰＱ特性を示す。比較のために両者の駆動用モー
タは同一のモータを使用し、モータの支持方法も同じに
した。各ポンプを駆動し、幾つかの吐出の出力状態で騒
音を測定した。この結果から、同じ出力の場合、外接歯
車ポンプに比べてこの実施の形態による洗浄便座用ポン
プ１の方が数（ｄＢ）程、騒音が低くなることが確認で
きた。

【００３２】図７〜図８には、この発明による洗浄便座
用ポンプの第２の実施の形態が示されていて、この実施
の形態に示す洗浄便座用ポンプ１は、ポンプ室７内の内
歯車１０及び外歯車８の側面とそれに対向する歯車ケー
ス３の内面との間に、微小な隙間をもって自由に回転で
きるように円盤状の合成樹脂製のプレート３５を挿着す
るとともに、ポンプ室７内の外歯車８の外周面と歯車ケ
ース３の内周面との間に、ガラス繊維に四フッ化エチレ
ン樹脂を含浸させた一部が切欠された筒状の潤滑シート
３６を挿着したものであって、その他の構成は前記第１
の実施の形態に示すものと同様の構成を有するものであ
る。

【００３３】そして、この実施の形態による洗浄便座用
ポンプ１にあっても前記第１の実施の形態に示すものと
同様の作用、効果を有し、外接歯車ポンプに比べて、脈
動率がかなり小さく、歯車８、１０が噛み合うときの歯
９、１１間のとじ込みに起因する圧力変動もなく、ポン
プ固有の騒音低減が期待できるものである。

【００３４】また、両歯車８、１０にトロコイド歯形を
使用しているので、噛み合い時の歯面の滑りが小さく、
噛み合い時の摩擦音の低減も期待できる。

【００３５】さらに、洗浄便座用ポンプ１と基台２３と
の間及びＤＣモータ１５と基台２３との間にそれぞれ防
振チューブ２２を設けているので、駆動時に発生する騒
音、振動を吸収することができ、静寂な便所内等で使用
する場合にも使用者に不快感を与えることはないもので
ある。

【００３６】さらに、外接歯車ポンプと同様に容積型回
転ポンプであるので、小型の割に高圧吐出が可能であ
り、高い吸入能力を有し、ＤＣモータ１５の投入電圧を
可変することによってポンプの回転数を変えることによ
り、流量を可変制御することも可能となる。

【００３７】さらに、外接歯車ポンプと同様に構造も簡
単であり、主要部品の殆どが合成樹脂製であるため、経
済的に優れた面を有するものである。

【００３８】さらに、円盤状のプレート３５が緩衝材的
な役割を果たすことになるので、歯車ケース３と内歯車
１０及び外歯車８との相対的な滑り速度を低減させるこ
とができ、高効率化と低騒音化の両方を満足させること
ができることになる。

【００３９】さらに、ポンプ室７内に挿着した潤滑シー
ト３６は、摩擦係数が低いため、ポンプの回転がスムー
ズになり、ポンプ効率の向上が期待できる。

【００４０】そして、樹脂どうしの直接の接触をなく
し、緩衝材的な役割も果たすため、異常摩擦を防ぎ、騒
音の低減を期待することができる。

【００４１】なお、潤滑シート３６の素材として、ガラ
ス繊維の他にアラミド繊維、カーボン繊維等が考えら
れ、含浸材として二流化モリブデン等が考えられる。

【００４２】図１１にこの実施の形態による洗浄便座用
ポンプと従来の外接歯車ポンプとの騒音を比較した結果
を示し、図１２にこの実施の形態による洗浄便座用ポン
プのＰＱ特性を示す。比較のために両者の駆動用モータ
は同一のモータを使用し、モータの支持方法も同じ支持
方法とした。各ポンプを駆動し、幾つかの吐出の出力状
態で騒音を測定した。この結果から、同じ出力の場合、
外接歯車ポンプに比べてこの実施の形態による洗浄便座
用ポンプの方が数（ｄＢ）程、騒音が低くなることが確
認できた。また、この実施の形態による洗浄便座用ポン
プは、第１の実施の形態による洗浄便座用ポンプより
も、騒音がわずかに低下し、流量と圧力ともに増大する
ことが確認できた。

【００４３】

【発明の効果】この発明は前記のように構成したことに
より、脈動率をかなり小さくすることができ、歯車が噛
み合うときの歯間のとじ込みに起因する圧力変動も小さ
くすることができ、ポンプに固有の騒音、振動を低減さ
せることができることになる。また、歯車の歯にトロコ
イド歯形を使用しているので、噛み合い時の歯面の滑り
を小さくすることができ、噛み合い時の摩擦音を低減さ
せることもできる。さらに、外接型歯車ポンプと同様に
容積型回転ポンプであるので、小型の割りに高圧吐出が
可能となり、高い吸入能力を有することができる。さら
に、ＤＣモータを使用したことにより、ポンプの回転数
を変えて流量を可変制御することも可能となる。さら
に、外接歯車ポンプと同様に構造を簡単にすることがで
きるとともに、主要部品の殆どが合成樹脂製であるの
で、経済的に有利なものを提供することができる。した
がって、外接歯車ポンプの長所を維持しつつ、外接歯車
ポンプの「駆動時に発生する騒音、振動が大きく、静寂
な便所内等で使用する場合には使用者に不快感を与える
ことになる」の短所を解決することができることにな
り、高効率化、低騒音化を満足させることができること
になる等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による洗浄便座用ポンプの第１の実施
の形態の正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図１の主要部品の斜視図である。

【図５】図１の作動状態を示した説明図である。

【図６】図１の吸込口と吐出口との関係を示した説明図
である。

【図７】この発明による洗浄便座用ポンプの第２の実施
の形態を示したＡ−Ａ線断面図である。

【図８】第２の実施の形態の主要部品の斜視図である。

【図９】第１の実施の形態の洗浄便座用ポンプと従来の
外接歯車型ポンプの騒音特性を比較した説明図である。

【図１０】第１の実施の形態の洗浄便座用ポンプのＰＱ
特性を示した説明図である。

【図１１】第２の実施の形態の洗浄便座用ポンプと従来
の外接歯車型ポンプの騒音特性を比較した説明図であ
る。

【図１２】第２の実施の形態の洗浄便座用ポンプのＰＱ
特性を示した説明図である。

【図１３】この発明による洗浄便座用ポンプ及び従来の
外接歯車型ポンプが用いられるシステムの一例を示した
説明図である。

【符号の説明】

１……洗浄便座用ポンプ２……内接歯車ポンプ機構３……歯車ケース４……フランジ部５……ねじ挿通用の孔６……溝部７……ポンプ室８……外歯車９、１１……歯１０……内歯車１２、１３……空間１５……駆動機構（ＤＣモータ）１６……駆動軸１７……ケース１８……吸込口１９……吐出口２０……ねじ２１……Ｏリング２２……防振支持機構（防振チューブ）２３……基台２４……貯水タンク２５……水道管２６……加熱ヒータ２７……逆止め弁２８……切換弁２９……洗浄ノズル３０……肛門用ノズル３１……女性用ノズル３２……配管３３……洗浄液ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ……隙間３４……ポンプ３５……プレート３６……潤滑シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄液を洗浄ノズルに圧送するために用
いられる洗浄便座用ポンプであって、洗浄液を圧送する
内接歯車ポンプ機構と、該内接歯車ポンプ機構を駆動さ
せる駆動機構と、内接歯車ポンプ機構及び駆動機構を防
振支持する防振支持機構とを具えたことを特徴とする洗
浄便座用ポンプ。
【請求項２】前記内接歯車ポンプ機構はトロコイドポ
ンプ機構である請求項１記載の洗浄便座用ポンプ。
【請求項３】前記内接歯車ポンプ機構のポンプ室を構
成する主要部品を合成樹脂製とした請求項１又は２記載
の洗浄便座用ポンプ。
【請求項４】前記駆動機構はＤＣモータである請求項
１〜３記載の洗浄便座用ポンプ。
【請求項５】前記内接歯車ポンプ機構のポンプ室内の
歯車の側面に円盤状のプレートを回転可能に設けた請求
項１〜４記載の洗浄便座用ポンプ。
【請求項６】前記内接歯車ポンプ機構のポンプ室内の
外歯車の外周側に四フッ化エチレン樹脂を含浸させたガ
ラス繊維からなる潤滑シートを設けた請求項１〜５記載
の洗浄便座用ポンプ。