JP2015227601A - ポンプ装置およびこれを備える人体局部洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転動力を直線動力に変換する動力変換機構を備えた簡易な構造のポンプ装置、およびこれを備えた人体局部洗浄装置を提供すること【解決手段】流体を引き込むまたは押し出す変位部材１０と、駆動源５０の回転動力を直線動力に変換して変位部材１０に伝達する動力変換機構と、を備え、動力変換機構は、変位部材１０に接続された伝達部材２０、および伝達部材２０が所定の方向に往復動するよう誘導する誘導部４１２を含み、伝達部材２０と誘導部４１２が、変位部材１０が位置する側とは反対側で係合している、ポンプ装置１とする。【選択図】図２

Description

本発明は、回転動力を直線動力に変換する動力変換機構を有するポンプ装置、およびこれを備える人体局部洗浄装置に関する。

下記特許文献１には、モータの回転動力を直線動力に変換してピストンに伝達する動力変換機構を備えたポンプ装置が記載されている。モータによって回転させられる偏心輪（１３５）の動力は、スライド枠（３６１）を介してピストン（１３７）に伝達される。スライド枠は、その幅方向両側に位置するガイド部（３６３）によって直動するように規制されている。

特開２００４−１００２５５号公報

上記特許文献１に記載のポンプ装置は、ガイド部をスライド枠の幅方向両側に配置した上で、スライド枠の下方（ピストンの反対側）のスペースをモータの動力を偏心輪に伝達するための歯車等を設置するためのスペースとして利用した構造であるため、装置の大型化、複雑化を招く。

本発明が解決しようとする課題は、回転動力を直線動力に変換する動力変換機構を備えた簡易な構造のポンプ装置、およびこれを備えた人体局部洗浄装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明にかかるポンプ装置は、流体を引き込むまたは押し出す変位部材と、駆動源の回転動力を直線動力に変換して前記変位部材に伝達する動力変換機構と、を備え、前記動力変換機構は、前記変位部材に接続された伝達部材、および前記伝達部材が所定の方向に往復動するよう誘導する誘導部を含み、前記伝達部材と前記誘導部が、前記変位部材が位置する側とは反対側で係合しているものである。

前記伝達部材は、前記誘導部に係合する一の被誘導部を有するものであるとよい。

前記伝達部材は、前記変位部材の中央に接続されており、前記被誘導部は、その中心軸線が前記変位部材の中央を通るように設けられているとよい。

前記変位部材は変形可能な部材であり、前記伝達部材の往復動によって当該変位部材が変形することで流体が引き込まれるまたは押し出されるように構成されているとよい。

前記伝達部材は、前記駆動源の動力を受けて変位するカム部材が係合する本体部を有し、前記本体部には、前記所定の方向に直交する方向への前記カム部材の変位を逃がす逃がし部が形成されているとよい。

上記課題を解決するため本発明にかかる人体局部洗浄装置は、上記ポンプ装置と、前記ポンプ装置によって搬送された水を人体の局部に向けて噴出させる噴出口が形成された洗浄ノズルと、を備えるものである。

本発明にかかるポンプ装置は、変位部材が位置する側とは反対側で伝達部材とそれを誘導する誘導部が係合するものであるため、装置の構造が簡単になる。

伝達部材が誘導部に係合する一の被誘導部を有する構造とすれば、伝達部材（被誘導部）と誘導部の係合箇所が少なくなるため、両者の係合による抵抗や騒音の低減につながる。

被誘導部の中心軸線が変位部材の中央（変位部材と伝達部材の接続部分）を通るように設けられていれば、伝達部材がスムーズに往復動作する。

変位部材が変形することで流体が引き込まれるまたは押し出される構成のポンプ装置である場合、伝達部材が直線動作しない構造とすると、変位部材が捩れることによって耐久性が低下する、流体を引き込むまたは押し出すための空間の容積変動が安定しない、といった問題が生ずる。本発明にかかるポンプ装置は、伝達部材が誘導部によって直線動作するものであるため、変位部材の捩れが低減される（変形態様が安定化する）ことによる当該変位部材の耐久性の向上、流体を引き込むまたは押し出すための空間の容積変動の安定化が図れる。

伝達部材の本体部に所定の方向に直交する方向へのカム部材の変位を逃がす逃がし部が形成された構造とすれば、伝達部材のスムーズな往復動作が実現される。

上記ポンプ装置は、人体の局部に向けて水を噴出させる洗浄ノズルに水を供給する人体局部洗浄装置のポンプ装置として適用することができる。

本発明の一実施形態にかかるポンプ装置の分解斜視図である。 本発明の一実施形態にかかるポンプ装置の断面図（前後方向に直交する平面で切断した断面図）である。 本発明の一実施形態にかかるポンプ装置の断面図（横方向に直交する平面で切断した断面図）である。 伝達部材およびそれに接続された変位部材の外観図である。 本発明の一実施形態にかかる人体局部洗浄装置が収容部に収容された状態を示した図である。 本発明の一実施形態にかかる人体局部洗浄装置の概念図（水回路を示した図）である。

以下、本発明の一実施形態にかかるポンプ装置１について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明における横方向とは図２に示すＸ軸方向をいい、前後方向とは図３に示すＹ軸方向をいい、上下方向とは図２および図３に示すＺ軸方向をいう。ただし、これらの方向はポンプ装置１の設置方向を限定するものではない。

本実施形態にかかるポンプ装置１は、変位部材１０、伝達部材２０、カム部材３０およびこれらの部材が収容されるケース４０を備える。変位部材１０は、弾性変形可能な材料で形成された膜状の部材である。本実施形態における変位部材１０は、ゴム材料で形成された略円形の膜状の部材（いわゆるダイヤフラム）である。変位部材１０は、後述する流体空間４３に面するように配置されている。

伝達部材２０は、変位部材１０に接続された部材である。本実施形態における伝達部材２０は、本体部２１、被誘導部２２、および接続部２３を有する。本体部２１は、内側に略直方体形状を呈する所定の大きさの空間（以下、カム係合空間２１１と称する）が形成された部分である。具体的には、上下方向および横方向に沿う平面（ＸＺ平面）で切断した断面でみると、カム係合空間２１１は横方向に長い略長方形状を呈する（図２参照）。

被誘導部２２は、本体部２１の下面から下方に向かって突出した軸状の部分である。本実施形態における被誘導部２２は、断面円形の軸状を呈する。かかる被誘導部２２が、後述する誘導部４１２に係合されている。接続部２３は、本体部２１の上面から上方に向かって突出した部分である。かかる接続部２３が変位部材１０に接続されている。本実施形態では、接続部２３（伝達部材２０）は変位部材１０の中央に接続されている。接続部２３（伝達部材２０）と変位部材１０の接続構造はどのようなものであってもよい。本実施形態では、ねじにより接続部２３と変位部材１０が接続されている。このように、変位部材１０は伝達部材２０に接続されているため、伝達部材２０が変位することにより変位部材１０が変形する。

カム部材３０は、伝達部材２０に駆動源の動力を伝達するための部材である。カム部材３０は、例えばモータ５０との接続部３０ａ（樹脂部品）と伝達部材２０との接触部３０ｂ（金属部品）とを有することでモータ５０とカム部材３０と伝達部材２０との間の摺動性向上（摺動抵抗低減）を行っているが、接続部３０ａと接触部３０ｂ本とを樹脂または金属で一体成形してもよい。本実施形態では、駆動源としてモータ５０を用いている。カム部材３０は、上下方向および横方向に沿う平面（ＸＺ平面）で切断した断面形状が円形であるが、その円の中心（以下、カム部材３０の中心という）とモータ５０の回転中心５０ｃの位置は一致していない。つまり、カム部材３０の中心はモータ５０の回転中心５０ｃに対し「偏心」している。よって、モータ５０を駆動させると、カム部材３０はその中心とは異なる位置を回転中心５０ｃとして回転することとなる。

このカム部材３０は、上記伝達部材２０の本体部２１に形成されたカム係合空間２１１に係合している。カム係合空間２１１の上下方向における大きさは、カム部材３０の直径と略等しい。一方、カム係合空間２１１の横方向における大きさは、カム部材３０の直径よりも大きい。つまり、横方向において、本体部２１の内側面（カム係合空間２１１に面する壁面）とカム部材３０との間には隙間２１１ｓが存在する（図２参照。この隙間２１１ｓが本発明における逃がし部に相当する）。

上記各部材を収容するケース４０は、第一ケース部材４１および第二ケース部材４２を有する。第一ケース部材４１は、伝達部材２０が収容される空間（以下、伝達部材収容空間４１１）が形成された底を有する筒状の部材である。本実施形態における第一ケース部材４１は、モータ側第一ケース４１ａと外側第一ケース４１ｂとが組み合わされて構成される。第一ケース部材４１の底には、断面円形の凹部または孔である誘導部４１２が形成されている。この誘導部４１２の中心軸線は上下方向に沿う。誘導部４１２の大きさ（円の直径）は、伝達部材２０の被誘導部２２の大きさ（円の直径）よりもわずかに大きくなるように設定されており、当該誘導部４１２内に被誘導部２２が嵌まり込んでいる。つまり、伝達部材２０は、その被誘導部２２が誘導部４１２に誘導（ガイド）されているから、上下方向にのみ移動することができる。

被誘導部２２（誘導部４１２）の中心軸線は、変位部材１０の中央（すなわち伝達部材２０と変位部材１０の接続部分）を通る。また、被誘導部２２（誘導部４１２）の中心軸線は、伝達部材２０（本体部２１）を横方向に二分する線（面）と一致する。つまり、被誘導部２２（誘導部４１２）の中心軸線、変位部材１０の中央を通る線、伝達部材２０（本体部２１）を横方向に二分する線は一致する。伝達部材２０は、その本体部２１が伝達部材収容空間４１１内に位置しており、当該本体部２１が伝達部材収容空間４１１の内壁面に接触しない範囲内で移動可能である。

第二ケース部材４２は、第一ケース部材４１に形成された伝達部材収容空間４１１の開口を覆うように設けられている。かかる第一ケース部材４１と第二ケース部材４２の間に、変位部材１０の周縁部分が挟まれている。この変位部材１０と第二ケース部材４２によって空間（以下、流体空間４３と称する）が構築される。また、第二ケース部材４２における第一ケース部材４１と反対側（上側の壁）には、二つの貫通孔が形成されている。かかる貫通孔の一方は流体空間４３に流入する流体の流路（以下、流体入口４２１と称する）となり、他方は流体空間４３から流出する流体の流路（以下、流体出口４２２と称する）となる。

なお、本実施形態では、流体出口４２２に流体の逆流を防止する逆止弁４２３が設けられている。また、第二ケースの上側には、入力側のホースが接続される入力側接続部４４１、出力側のホースが接続される出力側接続部４４２、および流体の搬送が停止したとき、流体空間４３内を大気圧にする（負圧を破壊する）ための大気連通路４４３（大気に開放された通路）を有するヘッド部材４４が設けられている。第二ケース部材４２とヘッド部材４４の間の流路の周囲には、水漏れを防止するためのシール部材４５が設けられている。

このような構成を備えるポンプ装置１の作用（動作）は以下の通りである。駆動源であるモータ５０を駆動させるとカム部材３０が回転する。カム部材３０は、自身の中心とは異なる位置を回転中心５０ｃとして回転する。このようにカム部材３０が回転すると、当該カム部材３０に伝達部材２０が押される。具体的には、伝達部材２０の本体部２１におけるカム係合空間２１１側の壁面が押される。カム係合空間２１１の上下方向の大きさは当該方向におけるカム部材３０の大きさと同じであり、伝達部材２０は誘導部４１２に係合する被誘導部２２を有するため、偏心して回転するカム部材３０の動きは伝達部材２０の上下方向の動きとして伝達される。なお、カム係合空間２１１の横方向の大きさは当該方向におけるカム部材３０の大きさよりも十分に大きい（カム部材３０がカム係合空間２１１に面する横方向の壁面に接触しないように隙間２１１ｓの大きさが設定されている）ため、伝達部材２０がカム部材３０から横方向への力を受けることはない。

このように、カム部材３０が回転すると、誘導部４１２に係合する被誘導部２２を有する伝達部材２０が上下方向に往復動する。伝達部材２０が下方に移動すると、それに接続されている変位部材１０が下方に引っ張られる。変位部材１０は周縁部分が第一ケース部材４１と第二ケース部材４２の間に挟まれているため、その中央が下方に移動するように変形する。したがって、変位部材１０と第二ケース部材４２によって形成される流体空間４３が広がる。つまり、流体入口４２１を通じて流体空間４３内に流体が引き込まれる。

伝達部材２０が上方に移動すると、それに接続されている変位部材１０が上方に押し上げられる。つまり、変位部材１０の中央が上方に移動していく。したがって、変位部材１０と第二ケース部材４２によって形成される流体空間４３が狭められる。つまり、流体空間４３内の流体が流体出口４２２を通じて押し出される。このように、伝達部材２０が上下方向に往復動すると、変位部材１０の変形により流体空間４３が「広げられる」・「狭められる」が繰り返される。つまり、流体が流体空間４３に引き込まれ、その引き込まれた流体が外部に押し出される状態が繰り返されることにより、流体が搬送される。変位部材１０の変位（変形）によって流体空間４３内に圧力変化が生じるため、ポンプ装置１から出力される流体の圧力も上下する。すなわち、出力される流体が「脈動」する。

このように、本実施形態では、カム部材３０、伝達部材２０（被誘導部２２）、および誘導部４１２により、モータ５０の回転動力を直線動力に変換して変位部材１０に伝達する動力伝達機構が構築されている。

以上説明した本実施形態にかかるポンプ装置１は、伝達部材２０が上下方向に移動するよう誘導する誘導部４１２は、変位部材１０が位置する側とは反対側において伝達部材２０の被誘導部２２と係合している。つまり、上下方向における一方側に変位部材１０を設け、他方側に伝達部材２０を上下方向に移動させるための構成（動力変換機構の一部）を設けたシンプルな装置構造となる。

また、本実施形態では、伝達部材２０を上下方向に移動させるために設けられる被誘導部２２は一つである。つまり、一の被誘導部２２が誘導部４１２に係合する構造であるため、伝達部材２０（被誘導部２２）と誘導部４１２の係合箇所が少なく、両者の係合による抵抗や騒音低減につながる。

特に、上記一の被誘導部２２は、その中心軸線が、変位部材１０と伝達部材２０の接続部分である変位部材１０の中央を通るように設けられている（伝達部材２０を誘導する部分と、伝達部材２０と変位部材１０の接続部分が同軸線上に位置するため）ため、伝達部材２０がスムーズに往復動作する。

また、変位部材が変形することで流体が引き込まれるまたは押し出される構成のポンプ装置である場合、伝達部材が直線動作しない構造とすると、変位部材が捩れることによって耐久性が低下する、流体を引き込むまたは押し出すための空間の容積変動が安定しない、といった問題が生ずるところ、本実施形態にかかるポンプ装置１は、伝達部材２０が誘導部４１２によって直線動作するものであるため、変位部材１０の捩れが低減される（変形態様が安定化する）ことによる当該変位部材１０の耐久性の向上、流体を引き込むまたは押し出すための空間（流体空間４３）の容積変動の安定化が図れる。

上記実施形態にかかるポンプ装置１は、人体局部洗浄装置６に適用することができる。人体局部洗浄装置６（本発明の一実施形態にかかる人体局部洗浄装置）は、少なくとも上記ポンプ装置１および洗浄ノズル６１を備える。図５に示すように、人体局部洗浄装置６は、便座９０の後方に設けられる収容部９１内に収容されている。人体局部洗浄装置６を構成する洗浄ノズル６１や、洗浄ノズル６１を駆動するノズル駆動機構、洗浄ノズル６１に局部洗浄用の水を供給するためのホース等の配管は、収容部９１内に収容されている。

ノズル駆動機構を駆動し、洗浄ノズル６１を前進させると、洗浄ノズル６１の先端側の一部が収容部９１外に露出した洗浄位置（洗浄位置として複数設定されていてもよい）に到達する。つまり、洗浄ノズル６１の先端側に形成された噴出口が露出した状態となる。洗浄ノズル６１を前後方向にスライドさせるノズル駆動機構は、公知の構成が適用できるから説明を省略する。

図６に示すように、ポンプ装置１は、洗浄ノズル６１の上流側（水源側）に設けられている。当該ポンプ装置１により、洗浄ノズル６１へ供給される流体（洗浄水）が「脈動」する。これにより、局部洗浄時における洗浄感を向上させることができる。なお、図示しないが、水源から洗浄ノズル６１までの水回路には、水の温度を調整する（水を温める）装置や水の逆流を防止する逆止弁、洗浄ノズル６１への水の供給の可否を制御するバルブ装置等、その他の装置が設けられていてもよい。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

例えば、上記実施形態における変位部材１０は変形可能な部材であり、その変形によって流体空間４３の大きさが変化することで流体が搬送されることを説明したが、変位部材は硬質材料で形成された部材であってもよい。つまり、変位部材の位置が変化することにより、流体空間４３の大きさが変化するような構成（変位部材として流体空間４３の大きさを変化させるピストンを用いた構成）としてもよい。このように、変位部材は、それ自体が変形することで流体空間４３の大きさを変化させるものであってもよいし、位置を変化させることで流体空間４３の大きさを変化させるものであってもよい。本発明では、いずれの場合も「変位」に含まれるものとする。

１ ポンプ装置
１０ 変位部材
２０ 伝達部材
２１ 本体部
２１１ カム係合空間
２１１ｓ 隙間（逃がし部）
２２ 被誘導部
３０ カム部材
４０ ケース
４１ 第一ケース部材
４１１ 伝達部材収容空間
４１２ 誘導部
４２ 第二ケース部材
４２１ 流体入口
４２２ 流体出口
４３ 流体空間
５０ モータ
６ 人体局部洗浄装置
６１ 洗浄ノズル

Claims (6)

1. 流体を引き込むまたは押し出す変位部材と、
   駆動源の回転動力を直線動力に変換して前記変位部材に伝達する動力変換機構と、
   を備え、
   前記動力変換機構は、前記変位部材に接続された伝達部材、および前記伝達部材が所定の方向に往復動するよう誘導する誘導部を含み、
   前記伝達部材と前記誘導部が、前記変位部材が位置する側とは反対側で係合している、ポンプ装置。
2. 前記伝達部材は、前記誘導部に係合する一の被誘導部を有する、請求項１に記載のポンプ装置。
3. 前記伝達部材は、前記変位部材の中央に接続されており、
   前記被誘導部は、その中心軸線が前記変位部材の中央を通るように設けられている、請求項２に記載のポンプ装置。
4. 前記変位部材は変形可能な部材であり、前記伝達部材の往復動によって当該変位部材が変形することで流体が引き込まれるまたは押し出されるように構成されている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のポンプ装置。
5. 前記伝達部材は、前記駆動源の動力を受けて変位するカム部材が係合する本体部を有し、
   前記本体部には、前記所定の方向に直交する方向への前記カム部材の変位を逃がす逃がし部が形成されている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のポンプ装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のポンプ装置と、
   前記ポンプ装置によって搬送された水を人体の局部に向けて噴出させる噴出口が形成された洗浄ノズルと、
   を備える、人体局部洗浄装置。

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