JPH02297330A - 自動往復装置及びこれを利用した自動洗い機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、水等の流体圧を利用してピストンの方向を自
動的に切り換える自動方向切換機構に関し、さらに、該
機構を利用して往復運動を行うための往復装置及び該機
構を利用した自動洗い機に関する。

［従来の技術］ 食器を予め内部に並べ、水圧−によ−リー椀挽する自動
食器洗い機等も普及してきているが、しがしながら、こ
の様な自動食器洗い機は大型であるため、多量の水を消
費する。そのため、少量の食器を手軽に洗うことは困難
であり、この様な場合、ブラシやスポンジ等を用いて手
で洗うことが多（、そのため、例えばモータ等の電動の
動力源によってブラシやスポンジを自動的に動かして食
器を洗う食器洗い機等も考案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の従来技術においては、その動力源
として電気を使用するため、水を扱う作業では安全上の
問題があった。

また、ブラシやスポンジを自動的に動かすための動力源
として、電気の他に、流体圧を利用した自動往復シリン
ダ装置も知られてはいるが、これらの装置は一般に大型
であり、その構造も複雑で、家庭内等において簡単に使
用できる洗い機に利用できる様なものはなかった。

そこで、本発明は、上記−の−従−来−辣、術Ｊこせけ
る問題点に鑑み、比較的簡単な構造により自動的に往復
連動を行うことの出来る自動方向切換機構及びこの機構
を利用した自動往復装置の構造を提案し、さらに、この
様な機構及び装置を利用して、家庭等でも簡易に利用で
きる自動洗い機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の本発明の目的は、まず、ハウジングの内部に配置
された主シリンダ及び補シリンダと、上記主シリンダ及
び上記補シリンダの内部にそれぞれ摺動自在に嵌合され
た主ピストン及び補ピストンと、上記主ピストンの往復
運動に伴ってその位置を往復移動する流体路切換弁と、
上記補ピストンの往復運動に伴ってその位置を往復移動
するパイロット切換弁とから成り、上記流体路切換弁及
び上記パイロット切換弁は上記ハウジングに形成された
流体ポートと共同し、上記主ピストン及び上記補ピスト
ンの往復移動に伴って流体通路を交互に切換え自動的に
加圧流体の方向を切換えることを一特徴−とす、る１動
方向切換機構によって達成される。

また、本発明の目的は、上記主ピストン及び補ピストン
の一方あるいは双方に、その往復運動出力を外部に取り
出すための出力取出しシャフトを取り付けたことを特徴
とする自動往復装置によって達成される。

さらに、本発明の目的は、上記自動往復装置において、
その上記出力取出しシャフトに、スポンジあるいは一ズ
ーラーグ等から成る洗い手段、を双成される。

［作　　　用］ すなわち、上記の解決手段によれば、上記流体路切換弁
及び上記パイロット切換弁は上記ハウジングに形成され
た流体ポートと共同し、上記主ピストン及び上記補ピス
トンの往復移動に伴って流体通路を交互に切換え自動的
に加圧流体の方向を切換える構造にすることにより、比
較的簡単な構造で自動的に流体の方向を切換えることが
可能な自動方向切換機構を提供するこ−とが可能となり
、また、これを利用して構造簡単な自動往復装置を提供
することが可能となる。

さらに、上記の自動方向切換機構又は自動往−〇− 復装置を利用し、その出力取出しシャフトに、スポンジ
あるいはブラシ等から成る洗い手段を取付けることによ
り、電気を利用せずに、水等の流体圧を利用した安全な
自動洗い機を提供することが可能となる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照しな
がら説明する。

先ず、第１図には、本発明の実施例である自動方向切換
機構の動作原理を説明するための流体回路図が示されて
いる。図において、水等の加圧流体を用いて自動的に方
向を切換える自動方向切換機構は、主ピストン部１と補
ピストン部２から構成されている。さらに、上記主ピス
トン部１は、主ピストン３と、この主ピストン３に連結
された切換弁４から成っている。一方、上記補ピストン
、部２は、補ピストン５と、この補ピストン５に連結さ
れたパイロット切換弁６とから成っている。また、図中
、実線及び点線で示すラインは、例えば水等の加圧流体
の流路を示している。

以上に説明した自動方向切換機構の動作原理を説明する
と、先ず、切換弁４が第１図に示す位置にあるとすると
、パイロット操作用の加圧流体が、図に点線で示すライ
ンを流れて、補ピストン５を左に移動させる。パイロッ
ト切換弁６が補ピストン５により左に押されてパイロッ
ト切換弁６が切換わる。加圧流体が第１図の実線のライ
ンを流れて主ピストン３を左に移動させる。同時に、パ
イロット切換弁６の内部パイロットが働きパイロット切
換弁６の位置を左側に保持する。主ピストン３が左側に
移動すると切換弁４が切換わり、補ピストン５が右に移
動する。補ピストン５がパイロット切換弁６を右に押し
、パイロット切換弁６が切換わり、主ピストン３が右に
移動する。同時に、パイロット切替弁６の内部パイロッ
トが働きパイロット切換弁６の位置を右側に保持する。

主ピストン３が右側に移動すると、再び、第１図に示す
状態に戻る。以上の動作を繰り返して加圧流体の方向切
換が自動的に行われる。

次に、第２図（ａ）、　（ｂ）、第３図及び第４図には
、上記自動方向切換機構を利用した自動洗い機の実施例
が示されている。この実施例は、上記第１図に示す主ピ
ストン部１と補ピストン部２を円筒形のハウジング１８
内に円周方向に配置したものである。すなわち、第２図
（ａ）に示す補ピストン部は、扇形の補ピストン５と、
この補ピストン５の内部に設けられたスプール８及びが
イド１１によって構成され、本体シリンダ１９０表面に
は第１のスリーブ９と第２のスリーブ１０が形成されて
いる。また、上記本体シリンダ１９には、上記第１のス
リーブ９に開口したポートＰ１　上記第１のスリーブ９
と上記第２のスリーブ１０．１００間に開口したポート
Ａ及びポートＢ１　　上記第２のスリーブ１０．１０と
上記補ピストン５との間に開口した戻りポートＲ，Ｒ，
そして、上記本体シリンダ１９と上記補ピストン５との
間に開口したポートＣ及びポートＤが形成されている。

ざらに、図にも示す様に、上記本体シリンダ１９には出
口２０が形成されると共に、その中央部には流体路３２
が形成され、この出口２０に通じる流体路３２は上記戻
りポー）Ｒ，Ｈに開口している。また、図中、符号２２
は軸を示す。

一方、第２図（ｂ）に示す主ピストン部１は、上記補ピ
ストン部２と同様、円筒形のハウジング１８内に円周方
向に配置したものである。すなわち、本体シリンダ１９
の外周を一部を切欠いて主シリンダを形成して主ピスト
ン３を配置し、この主ピストン３の内側には更に円管状
の切換弁４を結合したものである。この円管状の切換弁
４は、図にも示す様に、その一部（２カ所）を切欠いて
切換弁としたものであり、上記主ピストン３の円周上の
往復動作に対応してスライドする。また、上記本体シリ
ンダ１９には入口２１が形成され、その中央部には流体
路３３が形成されている。そして、上記本体シリンダ１
９には、上記と同様に、複数のポートが形成されている
。すなわち、上記第２図（ａ）のポートＡに連通したポ
ートＥと、上記ポートＢに連通したポートＦが、主ピス
トン３を境として上記主シリンダ内に開口している。ま
た、上記ポートＣに連通したポートＧ及び上記ポートＤ
に連通したポートＨが、さらには、上記戻りポートＲ，
Ｒ，に連通したポートＲ，Ｒが形成されている。そして
、上記本体シリンダ１９には、さらに、上記入口２１に
通じる流体路３３に開口したポートＩ及びポートＪが形
成されている。

以上にその構造を説明した自動方向切換機構の動作は、
上記の第１図に示した自動方向切換機構の動作と同様、
上記主ピストン３が入口及び出口からの加圧流体の出入
りで円周上を往復するに従い、切換弁４が入口２１に通
じるポートと出口にに通じるポートを交互に行き来して
加圧流体の流れる方向を自動的に切換える。

また、この実施例では、第３図の断面図にも示すように
、上記主ピストン３の往復運動は、軸２２に伝達され、
もって、自動往復装置を構成している。さらに、実施例
では、上記軸２２の先端にはブラシ２４が取付けられ、
もって、上記軸２２０回転往復運動を利用してブラシ２
４を自動的に動かす、いわゆる自動洗い機を構成する。

また、図中、符号２３は軸受を、符号２５はカバーを、
符号２６はシールを示している。

第４図には、上記の実施例になる自動洗い機の本体２７
の側面図が示され、これを使用するときには、図にも示
すように、管継手２８をポンプあるいは水道等の流体圧
源に接続し、フィルター２９によってその中に混入して
いる異物を除去した流体を給水管３０を介して本体２７
０入口に供給する。この供給された加圧流体は、上記本
体２７内部で主ピストン３の往復運動を行わせ、その各
部を通って出口２０に達し、配水管３１を通して排水さ
れる。そして、上記主ピストン３の往復運動が伝達され
る軸２２の先端にはブラシ２４が取付けられているので
、この回転往復運動を利用して洗い作業を行うことが出
来る。

次に、第５図、第６図及び第７図には、基本的には上記
第１図に示した自動方向切換機構を利用し、更にこれを
変形・改良した左右対象の軸型の自動方向切換機構及び
自動往復装置が示されている。この実施例では、上記第
１図の自動方向切換機構を、その補ピストン部２に一体
化し、もって、小型化を図ったものである。すなわち、
第５図において、補ピストン部２は、補ピストン５に組
込まれたスプール８をシリンダ７の内部に入れて構成さ
れている。このシリンダ７にはポートＡ１　　ポートＢ
１　　ポートＣ１ポートＤ１　　ポートＰ１　　ポート
Ｒ，Ｒが加圧流体の通路用穴として設けられている。ス
プール８は、上記シリンダ７の中央部の内周に形成され
た第２のスリーブ１０に接するガイド１１で支えられて
いる。このスプール８は、また、第１のスリーブ９に接
する部分と上記第２のスリーブＩＯに接する部分とから
成っている。この接触は、スプール８が上記シリンダ７
の中央にある時、お互いに線接触である。そして、上記
第１のスリーブ９の内径は、上記第２のスリーブ１０の
内径より大きいが、補ピストン５の直径よりも小さくな
っている。

以上の構成になる自動方向切換機構の動作について、先
ず、第１図の流体回路図を利用しながら説明すると、加
圧流体は、先ず、人口であるポートＰに導かれる。また
、その出口であるポートＡ１　　ポートＢは、第１図に
二点鎖線のライン（ａ、　　ｂ）で示される様に、それ
ぞれ、ポー　）　Ｃ，ポートＤに導かれ、加圧流体の戻
りはポートＲ，Ｈによって行う。

第５図に戻って、ポートＣから加圧流体が入ると、補ピ
ストン５がスプール８を右に押すため、加圧流体の入口
であるポートＰの左側が僅かに開いて加圧流体がポー）
Ａに向かって流れ出る。同時に、右側の第２のスリーブ
ｌＯからスプール８の右側の接触が離れ、加圧流体がポ
ートＢから右側のポートＲを介して戻る。ポートＡ側の
高い流体力とポー）Ｂ側の低い流体力との差によって上
記スプール８は急速に右側に移動し、この状態が保持さ
れる。

次に、ボー）Ｄから加圧流体が入ると、補ピストン５は
左に移動してスプール８を左に押す。

スプール８がシリンダ７の中央に達するとポートＰが閉
じ、同時に、ボー）Ｂから右側のポートＲへの加圧流体
の戻りが遮断される。補ピストン５が更に左に移動して
スプール８を左に押すと、ポートＰの右側が開き、加圧
流体がポートＢに向かって流れ出る様になる。同時に、
左側の第２のスリーブ１０からスプール８の左側の接触
が離れ、加圧流体がポートＡから左側のポートＲを介し
て戻る。ポートＢ側の高い流体力とポートＡ側の低い流
体力との差によって上記スプール８は急速に左側に移動
し、この状態が保持される。

以上の様な動作が繰り返され、自動的に加圧流体の方向
を切り換えながら上記ピストン５を左右に往復運動する
。

第６図には、上記第５図に示した自動方向切換機構の上
記ピストン５に、更に、その左右往復運動を外部に取出
すため、プランジャ５０．５０を取付けた自動往復装置
が示されている。

また、図中、符号５１，５１は上記プランジャ５０．５
０とシリンダ７との間に設けられた液漏防止のシールで
あり、符号５２．５２は、上記ピストン５がスプール８
に当る時の衝撃を緩和するためのスプリング等の弾性体
を用いたいわゆるバッファである。

更に、第７図には、上記第５図に示した自動方向切換機
構の上記ピストン５を軸方向に延長して構成する場合に
適した構造が示されており、この場合、上記ピストン５
の中間には、上記スプール８に当接してその移動を行わ
せるためのフランジ５３を設けており、また、スプール
８がフランジ５３に当る時の衝撃、およびシリンダ７の
第２のスリーブ１０の側面に当る時の衝撃を緩和するバ
ッファ５２は、フランジ５３の内側の面、ならびに、第
２のスリーブ１０の内側の側面に設けられている。

上記第６図及び第７図の実施例では特に述べなかったが
、これらの自動往復装置においても、その往復運動出力
を取出す上記プランジャ５０に、やはりブラシ等を取付
けて自動洗い機とすることも可能である。

また、上記の実施例では、その動力源として加圧流体を
用い、その−例として水道の水を利　□用したものが示
されているが、この様な液体のみに限られず、さらに、
例えば圧搾した空気等の気体も利用できることは上記の
説明からも明らかであろう。

更に、上記の本発明の実施例によれば、動力として水道
の水等の加圧流体を利用するので、電気を動力とするモ
ータ、電磁石等を利用する場合の漏電や感電等の心配が
なく安全に使用でき、また、ブラシの動きも往復運動で
あるため、布や糸等がブラシやその軸に巻き付く様なこ
ともなく、安全に使用することが出来る。加うるに、上
記自動方向切換機構及び自動往復装置を一体化・小形化
することにより、手に持って楽に使用することが可能に
なると共に、その消費水量も少なくてすむという利点を
有する。

［発明の効果コ 以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、電
動機や電磁石等を使用せず、自動洗い機等にも容易に利
用することが出来る比較的簡単かつ小型な構成の自動方
向切換機構及び自動往復装置を提供することが可能であ
り、さらに、これらの自動方向切換機構及び自動往復装
置を利用することにより、動力源として電気を利用する
ことがないことから、漏電や感電等の心配のない、極め
て安全かつ実用的な自動洗い機を提供することが出来る
という優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例である自動方向切換機構の流体
回路図であり、第２図（ａ）、（ｂ）、第３図及び第４
図は上記自動方向切換機構を利用した自動洗い機の各部
の断面図及び側面図であり、第５図、第６図及び第７図
は本発明の−１８＝ 他の実施例である自動方向切換機構及び自動往復装置を
示す断面図である。 く符号の説明〉 １・・・主ピストン部　２・・・補ピストン部　３・・
・主ピストン　４・・・切換弁　５・・・補ピストン　
６・・・パイロット切換弁　８・・・スプール　９・・
・第１のスリーブ　１０・・・第２のスリーブ　１１・
・・ガイド　１８・・・ハウジング　１９・・・本体シ
リンダ２０・・・出口　２２・・・軸　２３・・・軸受
　２４・・・ブラシ　２５・・・カバー　２７・・・自
動洗い機の本体２８・・・管継手　２９・・・フィルタ
ー　３２・・・流体路　５０・・・プランジャ　５１・
・・シール　５２・・・バッファ　ＡＸＢｌＣ，Ｄ、　
　Ｅ、　　ＦＸＧ、　　Ｈ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジングの内部に配置された主シリンダ及び補
   シリンダと、上記主シリンダ及び上記補シリンダの内部
   にそれぞれ摺動自在に嵌合された主ピストン及び補ピス
   トンと、上記主ピストンの往復運動に伴ってその位置を
   往復移動する流体路切換弁と、上記補ピストンの往復運
   動に伴ってその位置を往復移動するパイロット切替弁と
   から成り、上記流体路切換弁及び上記パイロット切換弁
   は上記ハウジングに形成された流体ポートと共同し、上
   記主ピストン及び上記補ピストンの往復移動に伴って流
   体通路を交互に切換え自動的に加圧流体の方向を切換え
   ることを特徴とする自動方向切換機構。
2. （２）上記特許請求の範囲第１項に記載の自動方向切換
   機構において、上記主シリンダ及び上記補シリンダを円
   筒形状のハウジングの内部に円周方向に配置し、上記主
   ピストン及び上記補ピストンを円周方向に往復回転運動
   させる様にしたことを特徴とする自動方向切換機構。
3. （３）上記特許請求の範囲第１項に記載の自動方向切換
   機構において、上記主シリンダ及び上記補シリンダを軸
   方向に左右に対向して配置し、上記主ピストン及び上記
   補ピストンを共通のシャフトで結合すると共に、上記流
   体路切換弁及び上記パイロット切換弁を一体化し、もっ
   て、上記共通のシャフトの往復移動に伴って流体通路を
   交互に切替える様にしたことを特徴とする自動方向切換
   機構。
4. （４）上記特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項に
   記載の自動方向切換機構において、さらに、上記主ピス
   トン及び補ピストンの一方あるいは双方に、その往復運
   動出力を外部に取り出すための出力取出しシャフトを取
   り付けたことを特徴とする自動往復装置。
5. （５）上記特許請求の範囲第４項に記載の自動往復装置
   において、さらに、その上記出力取出しシャフトに、ス
   ポンジあるいはブラシ等から成る洗い手段を取付けたこ
   とを特徴とする自動洗い機。
6. （６）上記特許請求の範囲第５項に記載の自動洗い機に
   おいて、上記加圧流体は水であることを特徴とする自動
   洗い機。