液体噴射装置のノズル上下振り回動の方向切り替えシステム

【課題】液体噴射装置において、噴射ノズルの上下振り回動を反転させる反転システムを提供すること。
【解決手段】液体供給筒の先端回転筒に対する噴射ノズル（回転軸芯）の相対回転差で液体供給筒の垂直軸線に対し振り回動を行わせる液体噴射装置において、前記供給筒６０内を軸方向に垂下し、駆動機構の駆動力を受けて回転する回転軸５０を回転軸芯５１とそれを内包する回転軸筒５２とからなる二重回転軸とし、液体供給筒の先端回転筒６２を回転させる第１伝達手段２０に対し、噴射ノズル７０を回転させる第２伝達手段３０の相対回転差（相対回転角度差）をプラスとマイナスに切り替え、第１及び第２伝達手段の伝達する相対回転差をプラスとして噴出ノズルの傾斜角度（振り）が上昇方向とし、相対回転差をマイナスとして下降方向に切り替えるノズル反転システムである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルタンクを垂下する液体供給筒先端をその軸周りに回転させながら先端に取り付けた噴射ノズルを上下に振り回動させる液体噴射装置に関し、液体供給筒に対する噴射ノズルの相対回転差をプラスとマイナスに切り替えて噴射ノズルの上下振り回動を上昇方向と下降方向に切り替える液体噴射装置のノズル上下振り回動方向の切り替えシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりオイルタンクの内部の洗浄に用いられる液体噴射装置としては数多くの提案がなされているが、噴射ノズルを上下方向に振り回動させながら、噴射ノズルを取り付けた回転筒部を回転させ、殆ど全方向に液体を噴射させることができるものが提供されている（特許文献１）。しかしながら、オイル供給筒の先端筒部を回転させながら、その先端の噴射ノズルを垂直軸線に対する傾斜を上下に振り回動させながら、その上下振り幅を設定し、しかもそれを検出して切り替える機構は複雑で、しかも、振り幅の位置を正確に読み出し、噴射筒部の振り回動の開始位置を変更するのは容易でなく、その構成に問題がある。そこで、本発明者らは、液体供給筒を垂下する回転軸を軸芯とそれを内包する軸筒とで構成する一方、駆動モータからの回転駆動を伝達する伝達手段を回転速度の異なる第１伝達手段と第２伝達手段とで構成し、第１伝達手段で軸筒を回転させる一方、第２伝達手段で軸芯を回転させ、前記回転軸筒と回転軸芯の相対回転差に基づいて噴射ノズル筒の垂直軸線に対する傾斜角度を変化させ、振り回動を行わせる一方、前記第１伝達手段の回転を受ける太陽歯車を備える第１遊星歯車機構と第２伝達手段の回転を受ける太陽歯車を備える第２遊星歯車機構とを共通の内歯車で連結してなるインジケータ機構で、第１及び第２伝達手段の回転差に基づいて上下振り回動する噴射ノズル筒の振り回動角度を表示させる液体噴射装置を提案した（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２８５４４９号公報
【特許文献２】特願２０１０−２４５７６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種噴射ノズルは液体供給筒の軸線と一直線をなす０度から液体供給筒の傾斜面と平行をなす１３５度の位置まで傾斜角度を変えるだけでなく、しかも往復動を行う、いわば上下に振り回動を行う機能を有する必要があるため、駆動モータの正転によって噴射ノズルを上昇させ、そして駆動モータを逆転させることにより噴射ノズルを下降させる必要があるが、駆動モータの正転逆転に伴う駆動機構の切り替えは時として機械寿命を低下させる。そこで、駆動モータの正転逆転をさせることなく、噴射ノズルの傾斜角度を上昇させ、反転して下降を行わせることが要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記液体供給筒の先端回転筒に対する噴射ノズル（回転軸芯）の相対回転差で液体供給筒の垂直軸線に対し振り回動を行わせる液体噴射装置においては、液体供給筒の先端回転筒を回転させる第１伝達手段に対し、噴射ノズルを回転させる第２伝達手段の相対回転差（相対回転角度差を含む）をプラスとマイナスに切り替えると、第１及び第２伝達手段の伝達する相対回転差に基づいて噴出ノズルの傾斜角度（振り）が上昇方向と下降方向とに切り替え可能であることに着目してなされたもので、オイルタンク内を垂下する液体供給筒の先端を回転させつつ噴射ノズルを上下に振り回動させて洗浄液を噴射して洗浄させる液体噴射装置において、駆動機構から回転数の異なる回転力を伝達する第１伝達手段２０及び第２伝達手段３０と、前記供給管内を軸方向に垂下し、回転軸芯５１とそれを内包する回転軸筒５２とからなり、前記駆動機構の駆動力を受けて回転する二重回転軸５０とを備え、前記第１伝達手段２０が回転軸筒５２を回転させる一方、前記第２伝達手段３０が回転軸芯５１を回転させるように接続して、回転軸筒５２と回転軸芯５１の相対回転差で噴射ノズル筒７０を垂直軸線に対する傾斜角度を変更可能とし、
前記第１伝達手段２０に対する第２伝達手段３０の相対回転差をプラス相対回転とする第１段階（Ａ）と、前記第１伝達手段２０に対する第２伝達手段３０の相対回転差をマイナス相対回転とする第２段階（Ｂ）とを切り替え、
第１段階（Ａ）では前記第１伝達手段２０に対する第２伝達手段３０の相対回転差をプラス相対回転とし、噴射ノズルを上昇方向に振り回動させる一方、第２段階（Ｂ）では前記第１伝達手段２０に対する第２伝達手段３０の相対回転差をマイナス相対回転とし、噴射ノズルを下降方向に振り回動させることを特徴とするシステムにある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、二重回転軸５０を用いて回転筒部を回転させながらその先端で別途噴射ノズル７０を振り回動させるので、第１伝達手段に対する第２伝達手段の伝達する相対回転差をプラス相対回転とマイナス相対回転とで切り替えることで噴射ノズルの振り回動を上昇方向から下降方向に変更することができる。好ましくは、前記第１伝達手段の回転を受ける太陽歯車を備える第１遊星歯車機構８１と第２伝達手段の回転を受ける太陽歯車を備える第２遊星歯車機構８２とを共通の内歯車８３で連結してなるインジケータ機構８０を設け、前記第２遊星歯車機構８２に第１及び第２伝達手段の相対回転差で振り回動する噴射ノズル筒７０の振り回動角度を表示させることにより、噴射ノズルの振り角度をそのまま、一対の遊星歯車機構８１、８２を用いて外部インジケータ８０に表示することができるので、前記インジケータ８０が所望振り回動角度位置に設定可能なスイッチ機構を備え、第２遊星歯車機構８２との接触によりクラッチ機構の第１段階と第２段階とを切り替え、噴射ノズルの垂直軸線に対するノズル振り方向を任意の角度（傾斜角度）で自動的に切り替え、反転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】液体噴射装置の全体図である。
【図２】安全装置を備える駆動機構を示す一部断面図である。
【図３】図２の安全装置の詳細を示す断面図である。
【図４】駆動機構から回転軸への回転伝達機構の全体を示す主要部断面図である。
【図５】回転軸筒に対する回転軸芯（ノズル回転）に与える回転数を２段階に切り換えるクラッチ機構の要部を示す断面図で、（A）は第１段目のノズルの角度上昇を行わせるプラスの相対回転差を与える連結と、（C）は第２段目のノズルの角度下降を行わせるマイナスの相対回転差を与える連結を示し、（B）はニュートラルの状態を示し、ノズル角度を液体供給筒の垂直軸線に対し平行な角度０とし、液体供給筒をタンクから取り出し、可能とする状態を示す。
【図６】インジケータ機構に回転軸筒と回転軸芯の双方の回転を伝達する機構を示す一部断面正面図である。
【図７】回転軸と回転筒及び回転筒の先端で振り回動する噴射ノズル筒との連結関係を示す断面図（Ａ）、回転筒の先端で振り回動する噴射ノズル筒との連結関係を示す要部端面図（Ｂ）である。
【図８】噴射ノズルの垂直軸線に対する傾斜角度を示すインジケータ機構の組み立て分解斜視図である。
【図９】インジケータの機能と噴射ノズル筒の傾斜角度（振れ角度）の関係を示す説明図である。
【図１０】噴射ノズル筒の振り回動角度を示す（実線０度、破線１３５度）説明図（A）とインジケータ機構の振れ角度を設定するインジケータ板とスイッチ機構との関係を示す平面図で、（B-1）は７０度−１１０度間の振り回動、（B-2）は６０度−１３０度間の振れ回動の角度設定の場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、オイルタンクの洗浄装置として、本発明の液体噴射装置を用いたものを添付図面に示す実施例に基づいて説明する。
【０００９】
本発明の液体噴射装置は概略すると、図１に示すように、駆動機構１０と、第１伝達手段２０と、第２伝達手段３０と、クラッチ機構４０と、二重回転軸５０と、液体供給管６０と、その先端に設けられる噴射ノズル筒７０と、インジケータ機構８０とからなる。また、駆動機構１０と、第１伝達手段２０と、第２伝達手段３０と、クラッチ機構４０と、回転軸５０とは図２および図３に示す駆動伝達機構１００を構成する。
【００１０】
前記駆動機構１０は図２に示すように、エアモータ１からなる駆動源Ｍからの駆動力をオリエンタルギアボックス２を介して駆動軸３に伝達し、駆動軸３の回転はシャーピン機構１１を介して駆動ギア１２，１３に伝える。駆動機構１０は第１の回転数を二重回転軸５０の駆動軸筒に伝達する第１の伝達手段２０と、第２の回転数を二重回転軸５０の駆動軸芯に伝達する第２の伝達手段３０と、第２の伝達手段３０の回転数を駆動軸芯に伝達する手段を切り替えるクラッチ機構４０を介して接続され、異なる回転数を二重回転軸５０に伝達してノズルに振り回動を行わせるとともに、第２の伝達手段の回転数を第１の伝達手段に対する相対回転数をプラスとマイナスに切り替え、プラス相対回転によって振り角度を上昇方向に、マイナス相対回転によって振り角度を上昇から下降方向に切り替える。
【００１１】
前記駆動伝達機構１００の下面には、回転筒部６２を固定筒６１の先端で回転させる液体供給筒６０が垂下するとともに、その内部を回転軸５０が垂下する。前記該液体供給筒６０の先端には回転軸５０の回転をべベルギア機構で受けて上下に往復振り回動する噴射ノズル筒７０が設けられる一方、上記駆動伝達機構１００の上部には噴射ノズル筒７０の振り回動角度を表示するインジケータ機構８０が設けられる。
【００１２】
詳しくは、上記駆動機構１０は、エアモータ１からなる駆動源Ｍの回転をオリエンタルギアボックス２を介して駆動軸３に伝達するが、この駆動力をシャーピン機構１１を介して連結された小駆動ギア１２と大駆動ギア１３とで伝達する。シャーピン機構１１はシャーピン用ボス１１aとシャーピン１１bとからなり、ベアリング１４を介して取り替えキャップ１５上に設置され、破損時には容易に取り替え可能となっている。上記シャーピン機構１１は前記駆動伝達機構に大きな荷重がかかると、破断し、小駆動ギア１２と大駆動ギア１３との連結を解くようになっており、オイルタンク内の液体供給筒６０内に蓄積するスラッジの影響を受けて回転筒６２の回転や噴射ノズル筒７０の振り回動に異常が起こった時に過大荷重が駆動機構１０にかかるのでこの駆動伝達を停止するようになった安全装置を形成している。
【００１３】
次いで、本発明においては、回転軸の軸筒を回転させる第１の伝達手段２０と、回転軸の軸芯を回転させる第２の伝達手段３０と、第２の伝達手段の第１の伝達手段に対する相対回転数を切り替えるクラッチ軸を有するクラッチ機構４０とからなり、第１及び第２の異なる回転数をそれぞれ二重回転軸５０の回転軸筒５１と回転軸芯５２に伝達するとともに回転軸芯５２の回転を二段階に切り替える駆動伝達機構１００を備えている。詳しくは、クラッチ機構４０は、上記駆動軸３の外周に軸着された小駆動ギア１２と噛合する大駆動ギア１３を軸着してなるクラッチ軸４１を回転可能に設けるとともに、中間クラッチギア４２を軸方向にスライド可能に設け、下方で上昇クラッチギア４３と噛み合い、上方で下降クラッチギア４４と噛み合うようになっている。他方、このクラッチ軸４１の上昇クラッチギア４３は第１段目の伝達歯車列の３１、３２の第１歯車３１と噛み合い、第２歯車３２を介して回転軸芯５２を駆動する一方、下降クラッチギア４４は第２段目の伝達歯車列３３、３４の第１歯車３３と噛み合い、第２歯車３４を介して回転軸芯５２を駆動し、２段切り替え機構を構成する。なお、２５は小ギア配列駆動を前記インジケータ機構８０に伝達する中間ギアであり、伝導ギア２６を介して回転軸芯５２と接続している。したがって、上記クラッチ機構４０は第１段目（A）では上記第２の伝達歯車列の第１段目３１、３２を介して駆動機構１０を回転軸芯５１に接続する一方、第２段目（B）では、上記第２の伝達歯車列の第２段目３３、３４を介して駆動機構１０を回転軸芯５１に接続するようになっている。
【００１４】
そして、上下面にベベルギアを備える中間クラッチギア４２は図５に示すように、シャフト４１に対して上下に摺動可能なスプライン筒４５に固定される一方、上昇および下降クラッチギア４３，４４はスプライン筒４３に回転可能に取り付けられ、該スプライン筒４３に固着されたエア付勢手段４６で上方に付勢できるようになっており、上方付勢を解除するとこのスプライン筒は、下方付勢手段４７で下方に付勢される。なお、上端には手動クラッチ切替ボルト４８を備える。
【００１５】
前記二重回転軸５０は上部で軸受機構５５で駆動機構１００の下部に支持され、前記第１伝達手段と接続する回転軸芯５１と、前記第２伝達手段と接続する回転軸筒５２とからなる。該回転軸筒５２は図６に示すように、オイルを供給する供給路を形成する放射状羽根５３を備えて外部回転筒部６２と接続する一方、上記回転筒部６２の下端の傾斜状端面部６２aには、噴射ノズル筒７０の傾斜端部７１が当接し、該傾斜端部７１に周縁に一体的に形成された大べベルギア７２と前記回転軸芯５１の先端に回動可能に取り付けられた小べベルギア５４とを噛み合わせ（図７）、この回転に伴って回転軸芯５１の回転をギア比でｎ分の１に減速して噴射ノズル筒７０に伝達し、傾斜端部７１を回転面として振り回動するように構成されている。
【００１６】
具体的には第１の伝達手段２０では歯数n１（１９）の中間ギア２１と歯数N1（７１）の伝導ギア２２が組み合わされ、二重回転軸の回転軸筒５２に接続し、回転筒５２をN１／n1で回転させる。
【００１７】
他方、第２の伝達手段３０の第１段目（A）は歯数n２（１８）の中間ギア３１と大歯数n２（６３）の伝導ギア３２とを組み合わせ、第２段目（B）は歯数n２（１７）の中間ギア３３と大歯数n２（７２）の伝導ギア３４とを組み合わせ、前者は二重回転軸の回転軸筒５２に回転軸筒５１に対するプラスの相対回転を与え、後者は二重回転軸の回転軸筒５２に回転軸筒５１に対するマイナスの相対回転を与えるように構成されている。
【００１８】
したがって、第１の伝達手段列２０に接続する回転軸筒５２がN1/n1（７１/１９）で回転する間に、噴射ノズル筒６０に接続する回転軸芯５１はN2/n2（６３／１８）で回転し、プラスの相対回転となるので、下記するべベルギア機構を介してｎ分の１に減速されて噴射ノズル筒６０をN2/n2/nの振り回動速度で上昇方向に振り回動させる。他方、第２段目（B)では回転筒部に接続する回転軸筒５２がN1/n1（７１/１９）の回転数で回転する間に、噴射ノズル筒に接続する回転軸芯５１はN３/n３（７２／１８）の回転数で回転し、マイナス相対回転となるので、下記するべベルギア機構を介してｎ分の１に減速されて噴射ノズル筒６０をN３/n３/nの振り回動速度で下降方向に振り回動させる。
【００１９】
そのため、上昇振り回動は下降振り回動と同一でなくより早く上昇し、上昇時は一回転に対するやや振り幅が大きくなる一方、下降時は振り幅を小さくして下降し、タンク内を洗浄することになる。
【００２０】
また、回転伝達機構１００の上部には図８に示す、上記噴射ノズル筒７０の振り回動角度を表示するインジケータ機構８０を備える。該インジケータ機構８０は一対の第１及び第２遊星歯車機構８１、８２からなり、基台８７上に配置される一方、上面に噴射ノズル筒７０の振り回動と同期して振り回動し、液体供給筒６０の軸線に対する傾斜角度を表示するインジケータ表示板８４を備える。
【００２１】
詳しくは、遊星歯車機構８１は前記回転軸芯５１と連結して回転する第1の太陽歯車８１aと、これを受けて回転する一対の第１の遊星歯車８1ｂ,８１bとを有し、この遊星歯車を固定させて共通内歯車５３に伝達する一方、他方の遊星歯車機構８２が前記回転軸筒３２と連結して第２の太陽歯車８２aを回転させるとともに、該太陽歯車８２aと前記共通内歯車８３とで一対の第２の遊星歯車８２ｂ,８２ｂを回転させる（図１０）。第１と第２の遊星歯車のギア比を同一とし、遊星歯車と内歯歯車とのギア比を相対させ、第１の遊星歯車機構の遊星歯車を固定しておくと、第２の遊星歯車機構の遊星歯車８２ｂ,８２ｂが回転軸芯と回転軸筒の回転差（歯数差）に基づいて振り回動する噴射ノズル筒の振り回動と同期することになり、噴射ノズル筒の振り回動角度を示すことになる（図９）。なお、クラッチ機構４０で二段階に回転比を切り替えて噴射ノズル筒７０の振り回動方向を切り替えるために、上記第１の伝達手段２０の小ギア配列の回転を回転軸筒５２の上方に伝達するため、第１の小ギア配列２１及び２２と同様のギア配列２５と２６が別途設けられている（図６参照）。
【００２２】
前記インジケータ機構８０のノズル７０の振り回動と同期して回転する表示板８４は半振り回動で０度から１３５度までの傾斜角度を変更するため、それにあった傾斜角度位置を示す目盛８５が表示板周囲に刻まれている。図１０に示すように、所望振り回動角度位置にスイッチ操作手段８5a、８5bを設ける。
一方、スイッチ機構９０のエアスイッチ９１a,９１bを所定の位置に配置すると、（B-1）は７０度−１１０度間、（B-2）は６０度−１３０度間の振れ角度が設定されることになる。所望間隔でスイッチ操作手段８5a、８5bが接触し、いずれかのエアスイッチ９１ａ，９１ｂをＯＮＯＦＦさせ、伝達手段９２ａ，９２ｂを介してクラッチ機構４０を第１段目（A)と第２段目（B)に、噴射ノズル振り回動上下に切り替える。
【００２３】
このような構成を有する本発明の液体噴射装置は、回転伝達手段の回転を二重回転軸の一方を介して液体供給筒の先端回転筒部を軸周りに回転させるとともに、他方を介して噴射ノズル筒部を振り回動させる一方、両者の回転を一対の遊星歯車機構を介して受け、インジケータ機構に傾斜角を変えながら振り回動する噴射ノズル筒の垂直軸に対する傾斜角度を表示させることができるので、インジケータ機構の示す傾斜角度に基づいて噴射ノズル筒の振り回動の切り替え傾斜角度を容易に設定することができる。このように、回転軸筒に対する回転軸芯の相対回転速度をプラス又はマイナスに調整して噴射ノズルの振り回動速度及び振り回動切り替え角度を適宜に設定することができるので、オイルタンク内のスラッジの堆積状況等に応じて適宜に噴射態様を設定することができる。
【００２４】
以上本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。例えば、実施例では第２伝達手段の回転速度を歯車伝達機構の切り替えにより行ったが自動変速機構を用いることにより相対回転差を自在に調整することも可能である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルタンク内を垂下する液体供給筒の先端を回転させつつ噴射ノズルを上下に振り回動させて洗浄液を噴射して洗浄させる液体噴射装置において、駆動機構から回転数の異なる回転力を伝達する第１伝達手段２０及び第２伝達手段３０と、前記供給管内を軸方向に垂下し、回転軸芯５１とそれを内包する回転軸筒５２とからなり、前記駆動機構の駆動力を受けて回転する二重回転軸５０と、前記第１伝達手段２０が回転軸筒５２を回転させる一方、前記第２伝達手段３０が回転軸芯３１を回転させ、回転軸筒３２と回転軸芯５１の相対回転差で噴射ノズル筒７０を垂直軸線に対する傾斜角度を変更可能とし、
前記第１伝達手段２０に対する第２伝達手段３０の相対回転差をプラス相対回転とする第１段階（Ａ）と、前記第１伝達手段２０に対する第２伝達手段３０の相対回転差をマイナス相対回転とする第２段階（Ｂ）とを切り替え、
第１段階（Ａ）では前記第１伝達手段２０に対する第２伝達手段３０の相対回転差をプラス相対回転とし、噴射ノズルを上昇方向に振り回動させる一方、第２段階（Ｂ）では前記第１伝達手段２０に対する第２伝達手段３０の相対回転差をマイナス相対回転とし、噴射ノズルを下降方向に振り回動させることを特徴とする液体噴射装置のノズル上下振り回動の方向切り替えシステム。
【請求項２】
前記第１伝達手段２０に対する第２伝達手段３０の相対回転差をプラス相対回転を、マイナス相対回転の２倍以上とし、噴射ノズルの垂直軸線に対する傾斜角度を増加させる速度を大とする一方、噴射ノズルの垂直軸線に対する傾斜角度を減少させる速度を小とする請求項１記載の振り回動の方向切り替えシステム。

【図１】