JPH06307329A - 回転力発生装置、及びこれを用いた回転ノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回転駆動源として、弾発体に振動を加えて回転
力を得る新規な回転力発生装置を用いることにより、信
頼性の高い、回転ノズル装置を提供するもの。 【構成】基体に固定され表面が平坦状にされた固定盤
（３，５）と、固定盤と一定の間隔をもって対面配置さ
れ、中心部が保持付勢手段（９）を介して回転力伝達軸
（２，１９）に軸支されて、固定盤方向に付勢された回
転盤（８）と、固定盤と対面する回転盤の表面に設けら
れ、固定盤表面に接触する長さの多数の弾発材が、回転
力伝達軸を囲むように、かつ固定盤に対して回転方向に
一定の傾斜角をもって植設された弾発体（１１）と、回
転盤に取付け固定された振動発生手段（１２）と，から
なる。かかる回転力発生装置を縦管（２）と支持基体
（１）との間に、及び横管（１９）と縦管（２）との結
合部に配置されて、回転ノズル装置が構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、固定盤に接触させた
弾発体の振動により軸回転する回転力発生装置、及びこ
の回転力発生装置を用いて噴射ノズルを、縦方向、及び
横方向の軸をもって回転させる回転ノズル装置に関す
る。

【０００２】

【発明の背景】図６に示すように、貯蔵タンクや反応タ
ンク等のように、出入口５０が内部容積に比べて小径に
形成されているタンク５１の清掃、又は洗浄作業は、こ
の出入口５０から送水管５２に連結された回転ノズル装
置５３を入室させて行うのが一般的である。ポンプ装置
（図省略。）により水、又は洗剤が混合された洗浄水
が、送水管５２で回転ノズル装置５３に送られ、回転ノ
ズル５４が縦軸、及び横軸をもって回転することより、
略３６０度方向に噴射させて洗浄するものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、かかる回転ノズル５４の縦回転、
及び横回転は、送水管５２からの送水圧を利用して回転
力を得る方法が用いられていた。その一つの例として
は、図５に切欠断面斜視図をもって示す構成のものがあ
った。なお、本明細書中においては、図面上、上下方向
を縦方向、左右方向を横方向として、説明する。

【０００４】縦管５５は、上部に送水管（図示省略。）
連結のための雌型螺合部５６が形成されて、回転自在に
して略円筒状の基体ケ−ス５７内に保持される。該縦管
５５には、軸回転筒５８が回転自在に環装され、該軸回
転筒５８は、前記基体ケ−ス５７に取付け固定される共
に、横管５９が螺合固定されている。該横管５９の内部
管路と縦管５５の管路５５ｉとは連通されている。縦管
５５の下方部には、外周に傘歯車６１が形成された固定
盤６２が、一体的に取付けられている。該固定盤６２の
内には、縦管５５の管路５５ｉに連通された分岐管路６
３が形成され、該固定盤６２の下面に取付けられた噴射
ノズル６４に連通されている。

【０００５】また、縦管５５の下端部には、軸回転可能
に支持された羽車６０が環装されており、この羽車６０
と噛合し、かつ固定盤６２に軸支された伝達歯車６５が
取付けられている。さらに、横管５９には、外筒６６が
回転自在に環装され、前記基体ケ−ス５７の側面に開設
された開口６７を貫通するようにして取付けられてい
る。その外筒６６には、内部管路が横管路と連通された
２個の回転ノズル６８が、横管５９と略直角になるよう
に、かつ互いに反対側に取付けられている。また外筒６
６の基体ケ−ス５７内の外周側には、前記傘歯車６１と
噛合する傘歯車６９が形成されている。

【０００６】従来例は上記のように構成することによ
り、次のように作動するものであった。雌型螺合部５６
に送水管（図示省略。）を連結して、一定の水圧がかか
った洗浄水を縦管５５内に送る。洗浄水の殆どは連通さ
れた横管５９を通て回転ノズル６８から上下方向に噴射
される。また、縦管５５内に送られた洗浄水の一部は、
連通された分岐管路６３を通って、噴射ノズル６４に送
られる。この噴射水が羽車６０に一定の水圧で衝突する
ことにより、羽車６０を回転させる。かかる回転力によ
り、基体ケース５７が縦管５５を回転軸として回転す
る。このとき、横管５９、及びその外筒６７は、基体ケ
−ス５７に保持されているため、基体ケ−ス５７と共に
縦管５５を回転中心として横方向に旋回することにな
る。そして、外筒６７の外周部の傘歯車６９と、固定盤
６２の傘歯車６１が噛合しているため、横管５９の移動
に連れて、外筒６７は横管５９を回転中心とする縦回転
を行うことになる。外筒６７には、回転ノズル６８が取
付けられているため、回転ノズル６８も横管５９と直角
に交わる回転面をもって旋回することになる。

【０００７】すなわち、回転ノズル６８は、縦管５５を
回転中心とする旋回移動しながら、横管５９を回転中心
とする縦回転を行うことになり、回転ノズル６８からの
噴射水の噴射範囲は、略３６０度をカバーすることにな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例
は、図示からも明らかのように、機構が複雑で慴動部が
多なり、また歯車等の部品点数が多いものとなってい
た。部品点数が多くなることは、当然、不具合の発生率
も高くなるものであり、信頼性に影響するものであっ
た。

【０００９】また、回転の動力源を羽車への噴射水によ
り得ているが、慴動部が多いため接触摩擦損失が多くな
り、有効な回転を確保するためには、多くの噴射水を必
要とする欠点があった。すなわち、効率的な水の利用を
阻害する恐れがあった。実際、かかる従来装置は、使用
中に度々回転不調の故障が発生しており、またその保守
も困難なものであった。

【００１０】そこで、本願発明は、かかる問題点の解消
を目的するもので、横回転、縦回転ともに回転駆動源と
して、弾発体に振動を加えて回転力を得る新規な回転力
発生装置を用いることにより、構成部品の少ない簡易な
機構として、故障の少ない信頼性の高い、回転ノズル装
置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明は次のように構成されている。回転力発生
装置は、基体に固定され、表面が平坦状にされた固定盤
と、該固定盤と一定の間隔をもって対面配置され、中心
部が保持付勢手段を介して回転力伝達軸に軸支されて、
該固定盤方向に付勢された回転盤と、前記固定盤と対面
する前記回転盤の表面に設けられ、該固定盤表面に接触
する長さの多数の弾発材が、前記回転力伝達軸を囲むよ
うに、かつ固定盤に対して回転方向に一定の傾斜角をも
って植設された弾発体と、前記回転盤に取付け固定され
た振動発生手段と，からなることを特徴とする。

【００１２】次に、かかる回転力発生装置を用いる回転
ノズル装置は、送水管連結手段を備えた支持基体と、該
支持基体に軸回転自在にして懸垂保持され、内部管路が
前記送水管連結手段に連通された縦管と、該縦管に回転
自在に環装され、前記支持基体に横置きに固定された横
置固定盤と、前記縦管を略直角に貫通し、かつ軸回転自
在に保持されると共に、内部管路が縦管の内部管路と連
通された横管と、該横管に回転自在に環装され、かつ前
記縦管の側面に沿う縦置き面をもって固定された縦置固
定盤と、該横管の一端部、又は両端部に取付けられ、該
横管の管路に連通して、該横管と略直角に連通接続され
たノズル管と、該ノズル管の先端部に形成されたノズル
と、から成り、前記横置固定盤、及び前記縦置固定盤に
は、縦管及び横管をそれぞれ回転力伝達軸として、それ
ぞれに対応させて前記構成の回転力発生装置が取付けら
れて構成される。

【００１３】

【実施例】次に、本願発明にかかる回転力発生装置、及
びこれを用いた回転ノズル装置の具体的実施例を、図面
に基づいてその詳細を説明する。図１は本発明実施の一
例を、一部を切欠いて示す全体斜視図であり、図２はそ
の縦断面図である。

【００１４】支持基体１は、上底部１ｕを有し、下方開
放の略円筒状をなし、上底部の上面には外部からの送水
管（図示省略。）連結手段としての雌型螺合溝１ｊが形
成されている。該支持基体１の中心部には、通水孔１ｈ
が開設されている。また、上底部１ｕの中心下部には、
内部管路２ｉを通水孔１ｈと連通させた縦管２が、上部
に形成されたフランジ２ａで回転自在に懸垂支持されて
いる。この回転自在の支持は、例えばオイルレスメタル
等を介して取付ける方法などが採られる。

【００１５】さらに、該縦管２の保持部の周りには、縦
管２に回転自在に環装された円盤状の横置固定盤３が、
表面を略横置きして支持基体１に一体的に取付けられて
いる。横置固定盤３の表面（下面）には、表面が平滑に
された平滑盤３ａが一体的に取付けられている。縦管２
には、環装するように取付けられた円筒状の回転筒部４
と、その中程に円柱状を横置した状態、すなわち円柱の
底面が縦方向に沿った縦置固定盤５と、から成る回転体
６が、一体的に取付けられている。

【００１６】この回転筒部４と横置固定盤３との間に
は、回転体６を縦軸をもって回転（横回転）させる回転
力発生装置７が配置されている。すなわち、この回転力
発生装置７は、次のように構成される。横置固定盤３に
は、一定の間隔を持って円盤状の回転盤８が対面するよ
うにして配置されている。そして、その中心部は、保持
付勢手段としてスカ−ト状のゴムブーツ９を介して、回
転筒部４の上端に取付けられている。この付勢保持手段
により、回転盤８は、横置固定盤３方向に押し付けるよ
うに付勢されると共に、保持されることになる。なお、
この付勢保持手段としては、本実施例の他、板バネ、又
はコイルスプリングなどで構成してもよい。

【００１７】回転盤８の横置固定盤３側の表面には、リ
ング盤状の植毛盤１０が取付けられている。さらに、そ
の表面には、弾発材として弾発性をもった針材１１ａ、
１１ａ、・・・が多数植設されてなる弾発体１１が設け
られている。この針材１１ａは、横置固定盤３の表面に
接触する長さを有し、周方向に対して垂直より一定の傾
斜角をもって、植設されている。

【００１８】なお、この弾発材は、上記実施例のように
棒状の針材１１ａに限定されるものではなく、帯状、又
は舌片状にされた薄板材を用いてもよい。回転盤８の反
弾発体側の表面（図面上、下面側）には、振動発生手段
１２が設けられている。かかる振動発生手段１２は、次
のように構成される。回転盤８の表面に一定の間隔をも
って対面する一対の軸受板１３、１３が取付けられ、該
軸受板１３の間には、回転軸１４が架け渡すようにして
軸支されている。この回転軸１４には、２個の偏心荷重
１５、１５が一定の間隔で取付けられており、かつその
中間付近に羽車１６が取付けられている。この羽車１６
に対しては、縦管２の中程から直角に接続された分岐管
１７に設けられたノズル１８が、噴射方向を羽車１６の
回転の接線方向に向けて配置されている。

【００１９】なお、本実施例は、図面上において、横置
固定盤３を上方に配置し、これに弾発体を備えた回転盤
８を下から上へ押し付ける構成としているが、これとは
逆に横置固定盤３を支持基体１の内周面で固定保持し、
これを上下に貫通する縦管２に取付けられた回転盤８
を、該横置固定盤３の上方に配置し、上から下へ付勢す
るような構成としてもよい。また、上記の振動発生手段
１２は、回転盤８に１個取付けているが、左右のバラン
スを取る意味で回転軸に対称に２個取付けるのが好まし
い。

【００２０】次に、縦管２の中程には、前記回転体６の
縦置固定盤５を、略直角に貫通するようにして横管１９
が取付けられている。この横管１９の取付けは、Ｏリン
グ２０で水密状態を保ちながら、軸回転自在に保持され
ると共に、内部管路１９ｉと縦管２の内部管路２ｉと
が、連通するようにして取付けられている。横管１９の
一方の端部（図２においては、右側端部）には、円筒状
の取付管２１が環装固定されている。

【００２１】この取付管２１と縦置固定盤５との間に
は、横管１９を軸回転起動させる回転力発生装置２２が
配置されている。この回転力発生装置２２の構成は、前
述した回転力発生装置７と、同様の構成であるため、図
面に同一の番号を付加して、その説明を省略する。取付
管２１の先端部には羽車１６に、洗浄水を噴射させるた
めのノズル２３が形成されている。

【００２２】横管１９の他端部（図２において、左側端
部）には、横管１９と直角に、かつ互いに反対方向に２
個のノズル管２４、２４が水密構造にて取付けられ、内
部管路２４ｉは横管１９の内部管路１９ｉと連通されて
いる。このノズル管２４の先端部には、洗浄水を噴射さ
せるノズル２５がそれぞれ取付けられている。このズル
２５は、ここからの噴射方向が、回転半径より僅かに傾
いた状態θで設置されている。この傾きθにより、噴射
水の反力を、横管１９の回転力として利用することもで
きる。

【００２３】なお、本実施例では、横管１９の一方の端
部のみに、ノズル管２４を設置しているが、これに限ら
ず両端部に配置してもよい。また２６は、回転体６の下
端部に取付けられたカバーケースである。カバーケース
２６は、有底円筒状を成し、上方開口径は前記の支持基
体１の下方開口径と一致するように形成さる。側面には
横管１９が貫通されて、回転体６、及び回転力発生装置
２２の全体を覆うようにして取付けられ、かつノズル管
２４の横旋回にしたがって移動するものである。

【００２４】

【実施例の作用】本実施例は、上記のように構成するこ
とにより、以下のように作用する。支持基体１の雌型螺
合溝１ｊに送水管（図示省略。）を連結し、ポンプ手段
（図示省略。）で送水を開始すると、その洗浄水は、縦
管２の内部管路２ｉから、横管１９の内部管路１９ｉを
通って、ノズル管２４の内部管路２４ｉへと送られ、ノ
ズル１８から噴射されることになる。

【００２５】また、縦管２の内部管路２ｉを通った洗浄
水の一部は、分岐管１７を通ってノズル１８から噴射さ
れる。かかる噴射水は、羽車１６に当たることにより、
回転軸１４を回転させる。このとき回転軸１４には、偏
心荷重１５が取付けられているため振動が発生し、この
振動は、軸受板１３を介して、回転盤８及び弾発体１１
を振動させることになる。

【００２６】かかる振動発生手段１２の作動により、回
転力発生装置７、２２が起動する。以下に、その起動原
理を図面に基づいて説明する。図３は原理を説明する一
部切欠斜視図であり、図４はその側面図である。弾発体
１１に植毛された針材１１ａは、振動が伝達されると、
保持付勢手段であるゴムブーツ９によって固定盤３、５
の表面に押し付けられているため、弾発力によりその先
端部１１ｔは、その表面を蹴り挙げるような反発動作を
繰り返すことになる。このとき針材１１ａは、回転盤８
の周方向に沿って直角より一定の傾斜をもって取付けら
れているため、その反発力には、周方向の分力を生じ
る。そして、各針材１１ａから発生する周方向分力の合
成されたものが、回転盤８を軸回転させる駆動力（矢印
ａ）となる。これが回転力伝達軸となる縦管２、又は横
管１９に回転力（矢印ｂ）として作用することになる。

【００２７】なお、縦置回転盤５に対応する回転力発生
装置２２の振動発生手段を起動させる噴射水は、横管１
９に連通されたノズル２３から噴出される。かかる原理
により回転力発生装置７は、縦管２に一体化された回転
体６を軸回転させ（横回転、矢印ｃ）、これにより、横
管１９、及びこれに取付けられた回転力発生装置２２、
ノズル管２４は縦管２を回転中心とする回転面を横にし
た旋回運動（横回転、矢印ｃ）させられる。

【００２８】さらに、回転力発生装置２２の作動によ
り、横管１９が軸回転し、その先端部に取付けられた対
向するノズル管２４、２４のノズル２５は、横管１９を
回転中心とする回転面を縦にした旋回運動（縦回転、矢
印ｄ）をすることになる。以上の横回転（矢印ｃ）、縦
回転（矢印ｄ）が複合することにより、ノズル２５から
の洗浄水は、回転ノズル装置を中心とする略３６０度方
向に噴出することになる。

【００２９】

【効果】上記構成により、本願発明は以下に列挙する効
果を奏する。弾発体を振動させ、各針材の反発力で回転
力を得ているため、機構が簡単であると共に、高い信頼
性を得ることができる。したがって、これを回転力起動
源とする回転ノズル装置も、構成部品が少なく、簡易の
機構とすることができるため故障が少なくすることがで
きる。また、慴動部分が従来例より少ないことは、各構
成毎の摩擦損失を少なくすることができ、羽車に衝突す
る噴射水の水力エネルギーを有効に活用することができ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の一例を、一部を切欠いて示す全体
斜視図である。

【図２】本発明実施の一例の縦断面図である。

【図３】本発明の回転力発生装置の原理を説明する斜視
図である。

【図４】本発明の回転力発生装置の原理を説明する側面
図である。

【図５】従来例を一部切欠いて示す全体斜視図である。

【図６】使用例を示す平面図である。

【符号の説明】

１・・・支持基体 １ｈ・・通水孔
１ｊ・・雌型螺合溝 １ｕ・・上底部 ２・・・縦管
２ａ・・フランジ ２ｉ・・内部管路 ３・・・横置固定盤
３ａ・・平滑盤 ４・・・回転筒部 ５・・・縦置固定盤
６・・・回転体 ７・・・回転力発生装置 ８・・・回転盤
９・・・ゴムブーツ １０・・植毛盤 １１・・弾発体 １
１ａ・針材 １１ｔ・先端部 １２・・振動発生手段
１３・・軸受板 １４・・回転軸 １５・・偏心荷重
１６・・羽車 １７・・分岐管 １８・・ノズル
１９・・横管 １９ｉ・内部管路 ２０・・Ｏリング
２１・・取付管 ２２・・回転力発生装置 ２３・・ノズル
２４・・ノズル管 ２４ｉ・内部管路 ２５・・ノズル
２６・・カバーケース ５０・・出入口 ５１・・タンク
５２・・送水管 ５３・・回転ノズル装置 ５４・・回転ノズル
５５・・垂直管 ５５ｉ・管路 ５６・・雌型螺合部
５７・・基体ケース ５８・・軸回転筒 ５９・・水平管
６０・・羽車 ６１・・傘歯車 ６２・・固定盤
６３・・分岐管路 ６４・・噴射ノズル ６５・・伝達歯車
６６・・外筒 ６７・・開口 ６８・・回転ノズル
６９・・傘歯車

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体に固定され、表面が平坦状にされた固
   定盤（３、５）と、 該固定盤（３、５）と一定の間隔をもって対面配置さ
   れ、中心部が保持付勢手段（９）を介して回転力伝達軸
   （２、１９）に軸支されて、該固定盤（３、５）方向に
   付勢された回転盤（８）と、 前記固定盤（３、５）と対面する前記回転盤（８）の表
   面に設けられ、該固定盤表面に接触する長さの多数の弾
   発部材（１１ａ）が、前記回転力伝達軸（２、１９）を
   囲むように、かつ固定盤（３、５）に対して回転方向に
   一定の傾斜角をもって植設された弾発体（１１）と、 前記回転盤（８）に取付け固定された振動発生手段（１
   ２）と，からなることを特徴とする回転力発生装置。
2. 【請求項２】送水管連結手段（１ｊ）を備えた支持基体
   （１）と、 該支持基体（１）に軸回転自在にして懸垂保持され、内
   部管路が前記送水管連結手段（１ｊ）に連通された縦管
   （２）と、 該縦管（２）に回転自在に環装され、前記支持基体
   （１）に横置きに固定された横置固定盤（３）と、 該横置固定盤（３）と一定の間隔を持って対面配置さ
   れ、保持付勢手段（９）を介して前記縦管（２）に環装
   するように、かつ横置固定盤（３）に付勢するよに取付
   け固定された回転盤（８）と、 該回転盤（８）の前記横置固定盤側表面に設けられ、該
   横置固定盤表面に接触する長さの多数の弾発部材（１１
   ａ）が、前記縦管（２）を囲むように、回転方向に対し
   て垂直より一定の傾斜角をもって植設された弾発体（１
   １）と、 前記回転盤（８）の反弾発体側の表面に取付けられ、該
   表面に回転自在に軸支された偏心荷重（１５）を、該偏
   心荷重の回転軸（１４）に取付けられた羽車（１６）に
   前記縦管の内部管路（２ｉ）から分岐された噴射水を当
   てることによって回転させるようにした振動発生手段
   （１２）と、 さらに、前記縦管（２）を略直角に貫通し、かつ軸回転
   自在に保持されると共に、内部管路（１９ｉ）が縦管の
   内部管路（２ｉ）と連通された横管（１９）と、 該横管（１９）に回転自在に環装され、かつ前記縦管
   （２）の側面に沿う縦置き面をもって固定された縦置固
   定盤（５）と、 該縦置固定盤（５）と一定の間隔を持って対面配置さ
   れ、保持付勢手段（９）を介して前記横管（１９）に環
   装するように、かつ縦置固定盤（５）に付勢するように
   して取付け固定された回転盤（８）と、 該回転盤（８）の前記縦置固定盤側表面に設けられ、該
   縦置固定盤表面に接触する長さの多数の弾発部材（１１
   ａ）が、前記横管（１９）を囲むように、かつ回転方向
   に対して垂直より一定の傾斜角をもって植設された弾発
   体（１１）と、 前記回転盤（８）の反弾発体側の表面に取付けられ、該
   表面に回転自在に軸支された偏心荷重（１５）を、該偏
   心荷重の回転軸（１４）に取付けられた羽車（１６）に
   前記横管路から分岐された噴射水を当てることによって
   回転させるようにした振動発生手段（１２）と、 さらに、該横管（１９）の一端部、又は両端部に取付け
   られ、該横管の内部管路（１９ｉ）に連通して、該横管
   （１９）と略直角に連通接続されたノズル管（２４）
   と、 該ノズル管（２４）の先端部に形成されたノズル（２
   ５）と、から成ることを特徴とする回転ノズル装置。