特開2015-227601(P2015-227601A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特開2015-227601ポンプ装置およびこれを備える人体局部洗浄装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-227601(P2015-227601A)
(43)【公開日】2015年12月17日
(54)【発明の名称】ポンプ装置およびこれを備える人体局部洗浄装置
(51)【国際特許分類】
   E03D 9/08 20060101AFI20151120BHJP
   F04B 9/04 20060101ALI20151120BHJP
【FI】
   E03D9/08 B
   F04B9/04 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2014-114579(P2014-114579)
(22)【出願日】2014年6月3日
(71)【出願人】
【識別番号】000000011
【氏名又は名称】アイシン精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095669
【弁理士】
【氏名又は名称】上野 登
(72)【発明者】
【氏名】佐合 智廣
【テーマコード(参考)】
2D038
3H075
【Fターム(参考)】
2D038JA05
2D038JC00
2D038JF00
3H075AA06
3H075BB04
3H075CC34
3H075DA05
3H075DB03
3H075DB23
(57)【要約】
【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
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2004−100255号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【発明の効果】
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】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。
図2】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。
図3】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。
図4】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。
図5】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。
図6】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。
【発明を実施するための形態】
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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)。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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)。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【符号の説明】
【0042】
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
図1
図2
図3
図4
図5
図6