JP2009235896A - 人体洗浄装置 - Google Patents

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Yasuo Hamada
靖夫 濱田
Makoto Hatakeyama
真 畠山
Ryosuke Hayashi
良祐 林
Kazuyuki Enomoto
和幸 榎本
Kengo Iwata
賢吾 岩田
Hisato Haraga
久人 原賀
Minoru Sato
稔 佐藤
Takayuki Kawahara
能行 川原
Haruo Tsutsui
治雄 筒井
Kozo Fujita
幸三 藤田
Koichi Toyoda
弘一 豊田
Eiji Kitamoto
英二 北本
Takashi Kinoshita
崇 木下
Michinori Yanase
理典 柳瀬
Takahiro Ohashi
隆弘 大橋
Shinsuke Matsuo
信介 松尾
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Abstract

【課題】 人体の洗浄を多様かつ好適に行なうことができるとともに、節水効率を高めることができる人体洗浄装置を提供する。
【解決手段】 便座と、便座に着座した人体を検知する着座センサと、吐水孔を有するノズルと、吐水孔から人体に向けて吐出される洗浄水の吐水態様を時間的に変動させつつ、その吐水態様を5Hz以上の周期で時間的に変動させて、吐水態様の時間的な変動を人体が認識しないように吐出する吐水手段と、ノズルを殺菌洗浄するための機能水を生成する機能水生成ユニットと、吐水手段および機能水生成ユニットに洗浄水を供給する電磁弁と、吐水手段、機能水生成ユニットおよび電磁弁の動作を制御する吐水制御手段と、を備え、吐水制御手段は、人体局部の洗浄を開始させる操作が行われる前において着座センサが人体を検知すると、電磁弁を開弁させ、機能水生成ユニットからノズルに機能水を吐水させて、ノズルを殺菌洗浄する。
【選択図】 図4

Description

本発明は、吐水孔から洗浄水を吐出して人体を洗浄する人体洗浄装置に関する。
従来、この種の人体洗浄装置のうち、たとえば、便器に装着される衛生洗浄装置では、洗浄範囲を広くしたり、ソフトな洗浄や強い刺激によって排便作用を促すような洗浄形態が検討されている。こうした技術の一つとして、特開昭61−53929号公報の技術が知られている。この技術は、流体素子機構を利用したものであり、洗浄水が所定軌跡を描き、洗浄範囲を広くするように吐水するために、洗浄水を揺動させながら吐水して、流れの方向を切り換えている。
特開昭61−53929号公報
しかし、従来の流体素子機構により吐出される洗浄水は、所定軌跡の移動速度(発振周波数)および所定軌跡の振幅(洗浄面積)が、瞬間吐出水量の増減に応じて増減する。このため、広い範囲を洗浄する場合は、瞬間吐出水量を上げる必要があり、一方、狭い範囲を洗浄する場合は、瞬間吐出水量を下げる必要がある。
また、広い範囲の洗浄と狭い範囲の洗浄を可変に行う場合、流体素子の特性上、所定軌跡の振幅(洗浄面積)を大きく変更できないので、洗浄面積の変更範囲が小さい。また、広い範囲を洗浄する場合は、所定軌跡の移動速度(発振周波数)が高速(高周波数)であり、一方、狭い範囲を洗浄する場合は、所定軌跡の移動速度(発振周波数)が低速(低周波数)になり、洗浄面に合わせた移動速度で洗浄できない。さらに、人体洗浄において洗浄感が問題になる場合、瞬間吐出水量を変えることなく所定軌跡の移動速度や洗浄面積を変えるという効果的な対処を行うことができない。
また、近年、温水を人体に向けて吐出する衛生洗浄装置において、洗浄水を加熱するヒータの電力供給量を低減する目的で節水化が検討されている。
本発明は、上記従来の技術の問題点を解決するためになされたものであり、人体の洗浄を多様かつ好適に行なうことができるとともに、節水効率を高めることができる人体洗浄装置を提供することを目的とする。
本発明は、便座と、前記便座に着座した人体を検知する着座センサと、吐水孔を有するノズルと、前記吐水孔から人体に向けて吐出される洗浄水の吐水態様を時間的に変動させつつ、前記吐水態様を5Hz以上の周期で時間的に変動させて、前記吐水態様の時間的な変動を人体が認識しないように吐出する吐水手段と、前記ノズルを殺菌洗浄するための機能水を生成する機能水生成ユニットと、前記吐水手段および機能水生成ユニットに洗浄水を供給する電磁弁と、前記吐水手段、機能水生成ユニットおよび電磁弁の動作を制御する吐水制御手段と、を備え、前記吐水制御手段は、人体局部の洗浄を開始させる操作が行われる前において前記着座センサが人体を検知すると、前記電磁弁を開弁させ、前記機能水生成ユニットから前記ノズルに前記機能水を吐水させて、前記ノズルを殺菌洗浄することを特徴とする人体洗浄装置である。
また、前記機能水生成ユニットは、塩素イオンを含んだ洗浄水が供給される機能水生成タンクと、前記機能水生成タンク内に配置されて陽極及び陰極からなる一対の電極と、を有し、前記一対の電極に電圧を印加することによって塩素イオンを含んだ洗浄水から遊離塩素を生成させて機能水を生成することができる。
そして、前記吐水制御手段は、前記着座センサが人体を検知すると前記一対の電極への通電を開始させるのが好ましい。
さらに、前記機能水生成タンクは、前記一対の電極が平板状とされてなり、平板状とされた前記一対の電極を対向配置させて通水路を挟みこんだ構成とし、前記通水路に通水した状態で前記一対の電極に通電させるように構成することができる。
ここで、吐水態様とは、人体の洗浄面に当たるときの洗浄水の様子または状態をいい、吐水態様が時間的に変動するとは、洗浄水が当たる面積、位置、水圧、流量、流速などが変わることをいう。また、吐水態様の時間的変動を人体が認識しないとは、洗浄水の態様の変動の速度が大きかったり、微小であるために、人体の洗浄面が刺激変化を認識できないことをいう。
人体の洗浄面が水圧の変動を認識しないための手段として、洗浄水が人体に当たる周期を変動させる手段をとることができる。洗浄水の変動周期は、約3Hz以下であると、人体が刺激変化を明確に認識することができるから、5Hz以上とすることが好ましい。
こうした吐水態様が時間的に変動する好適な例として、揺動吐水や、間欠・脈動吐水などの吐水形態をとることができ、それらの吐水形態における洗浄面積、周波数(回転数、脈動周波数)、デューティ比、脈動の強弱を変更することにより実現できる。
例えば、本発明の好適な態様は、吐水孔より吐出される洗浄水を、上記吐水孔より広い面積で吐水するように洗浄面に対して走査するとともに、該洗浄水による圧力変化を人体が認識しないように吐出する吐水手段と、上記洗浄水の流量と独立して、洗浄面の面積を変更するように上記吐水手段による走査範囲を制御可能である洗浄範囲制御手段と、を備えたことを特徴とする。
すなわち、吐水手段の1態様として、揺動吐水、つまり、吐水孔から吐出される洗浄水の範囲を回転、往復動またはこれを組み合わせて走査することにより、吐水孔の面積よりも広い面積で洗浄する手段などがある。この場合において、洗浄水が走査される軌跡は、予め定められた軌跡をとるほか、ランダムであるが洗浄面でほぼ均一な洗浄感が得られるように定めることができる。
また、吐水手段の他の態様として、間欠・脈動吐水、つまり、吐水孔から吐出される洗浄水の流量を完全になくして断続させる間欠吐水や、最小流速を0としないで流量を時間的に変動させる脈動吐水などの形態をとることができる。ここで、間欠・脈動吐水における流速は、平均流速は同じであってもよいし、平均流速自体を脈動させてもよい。
脈動吐水の場合には、間欠吐水に比べて水量の変動が少ないのみならず、最低水圧においても水圧が零もしくは負圧にならないために、ウォータハンマ(水撃)、つまり圧力変化に伴って他の装置に与える衝撃を低減でき、また、連続的な吐水に近いので人体に対する刺激が緩和され、洗浄感に優れている。また、吐水が逆流・停滞することがないため、洗浄水を加熱する加熱手段である熱交換器の制御も比較的簡単にすることができる。
また、本発明の好適な態様として、吐水手段による人体で認識されない吐水を指令する洗浄動作指令手段を備え、上記吐水制御手段は、上記洗浄動作指令手段からの吐水指令に同期して、上記吐水態様の変動を制御する構成をとることができる。
すなわち、この態様によれば、洗浄動作指令手段による洗浄動作指令に同期して、吐水態様を変動させる吐水を行なうので、洗浄途中で付加的な洗浄を行わせる場合に比べ余計な制御が入らず、洗浄初期から大きな節水効果が得られる。しかも、間欠的な刺激による洗浄、例えば、マッサージなどの特殊な洗浄でなく、通常の使用による洗浄であるので、使用頻度が高く、節水効果が一層大きい。
た、間欠・脈動手段による周波数の上限値は、間欠・脈動手段に対応して種々の値をとることができ、たとえば、間欠・脈動手段として間欠・脈動弁を用いた場合には、商用電源の周波数である50Hzまたは60〜70Hzとすることにより、その制御を容易にすることができる。また、上記周波数は、その値を不変に設定するほか、洗浄形態に応じて変更したり、または流量などの値に応じて変更する態様としてもよい。たとえば、お尻洗浄では50Hz、柔らか洗浄で60Hz、ビデ洗浄では70Hzのように周波数を変更するというように、各種の洗浄形態の特性に合わせて周波数を設定してもよい。
また、態様の一例として、人体を洗浄しない期間、たとえば洗浄開始の初期や洗浄終了後における洗浄ノズルの吐水孔の周辺を洗浄するノズル洗浄の期間や、洗浄ノズルを掃除する際に間欠・脈動流としないで、被洗浄面に着水するときだけに間欠・脈動流の不感帯周波数になる構成をとることができる。また、人体洗浄の開始前にノズル洗浄を行なう場合において、このノズル洗浄のときに間欠・脈動流の周波数を不感帯周波数より小さくして間欠・脈動流を作成してから、被洗浄面への着水時に不感帯となる周波数まで上昇させる構成をとることにより、間欠・脈動流による快適な洗浄を確実に行なうことができる。
脈動吐水の場合には、間欠吐水に比べて水量の変動が少ないのみならず、最低水圧においても水圧が零もしくは負圧にならないために、ウォータハンマ(水撃)、つまり圧力変化に伴って他の装置に与える衝撃を低減でき、また、連続的な吐水に近いので人体に対する刺激が緩和され、洗浄感に優れている。また、吐水が逆流・停滞することがないため、洗浄水を加熱する加熱手段である熱交換器の制御も比較的簡単にすることができる。
本発明によれば、人体の洗浄感の多様化を図ることができるとともに、節水の実効性を高めることができ、さらには、ノズルに衛生感・清浄感を与えることができる。
便器に装着した状態の第1実施例の局部洗浄装置KS1−1を表す概略斜視図である。 この局部洗浄装置が有する遠隔操作装置RC1−1を説明するための説明図である。 局部洗浄装置の補助操作部KS1−9を説明するための袖部周辺の概略斜視図である。 局部洗浄装置の概略構成を水路系を中心に表したブロック図である。 制御系の概略構成を表すブロック図である。 ノズル装置NS1−1を表す概略斜視図である。 洗浄ノズルWN1−1の進退の様子を説明するための説明図である。 局部洗浄装置本体部内の待機位置にある洗浄ノズル先端部の周辺を表す説明図である。 機能水ユニットWP1−4を一部破断して表す概略斜視図である。 図8の10−10線概略断面図である。 図8の11−11線概略断面図である。 洗浄ノズル先端のノズルヘッドNH1−1の拡大概略斜視図である。 図12の13−13線概略断面図である。 ノズルヘッドベースNH1−2の平面図である。 ビデ洗浄に用いるビデ用可動体NH1−11の平面図である。 ビデ用可動体とその関連部材を説明するための平面模式図である。 ビデ用可動体と関連部材を説明するための概略斜視図である。 磁力生成体NH1−26を説明するための概略分解斜視図である。 磁力発生体の有する電磁コイル設置基板NH1−28の平面図である。 この基板上面に形成した回路構成を説明する説明図である。 ビデ用可動体NH1−11を駆動させる際の電磁コイルNH1−33a〜33cの励磁の様子を説明する説明図である。 ビデ吐水孔NH1−10からの洗浄水吐水の様子を模式的に説明する説明図である。 洗浄水吐水の瞬間的な様子を模式的に説明する説明図である。 電磁コイルNH1−33a〜33cの励磁の様子を説明するための他の説明図である。 電子制御装置CT1−1により実行されるお尻やビデの洗浄と乾燥動作ルーチンを示すフローチャートである。 洗浄・乾燥動作ルーチンにおけるノズル前洗浄処理の詳細を表すノズル前洗浄ルーチンのフローチャートである。 局部洗浄の際の洗浄水吐水に先立つノズル前洗浄における洗浄水吐水の様子を模式的に表した説明図である。 洗浄・乾燥動作ルーチンにおける本洗浄動作処理の詳細を表す本洗浄ルーチンのフローチャートである。 この本洗浄ルーチンの処理内容と動作停止ルーチンの処理内容を説明するための説明図である。 動作停止ルーチンを示すフローチャートである。 第2実施例の局部洗浄装置の概略構成を水路系を中心に表したブロック図である。 この水路系に配設されたアキュムレータWP2−7の概略構成を示す断面図である。 同じく水路系に配設された波動発生機器WP2−8の構成を表す断面図である。 この波動発生機器WP2−8による洗浄水の流れの様子を説明する説明図である。 波動発生機器WP2−8の設置の様子を模式的に表した模式図である。 制御系の概略構成を表すブロック図である。 ノズル装置NS2−1を表す概略斜視図である。 図37における67−67線概略断面図である。 洗浄ノズルが有する流路切換弁WN2−2の構成を説明するための要部概略断面図である。 この流路切換弁の要部の分解斜視図である。 ノズルヘッドNH2−1を平面視すると共にヘッド周辺を一部破断して示す平面図である。 このノズルヘッドの変形例を示す平面図である。 洗浄水吐水に際して脈動を発生させる波動発生機器WP2−8の脈動発生コイルWP2−15の励磁の様子を説明する説明図である。 波動発生機器WP2−8から流出する洗浄水の水量及び流速を示すタイミングチャートである。 ノズルヘッドNH2−1のお尻吐水孔NH2−2からの洗浄水吐水の様子を模式的に説明する説明図である。 脈動流の洗浄水を吐水孔から吐水した場合、その吐水された洗浄水が脈動流に増幅される過程を説明する説明図である。 洗浄水流が壁面に衝突する状態を説明する説明図である。 お尻吐水孔NH2−2に対向して所定距離Laだけ隔てて圧力センサ板Psを設置した状態を説明する説明図である。 圧力センサ板Ps上の位置と圧力のピーク値とを3次元的に表現した説明図である。 検出部の1つから検出される検出信号を表わすタイミングチャートである。 平均吐水量と洗浄量との関係を示すグラフである。 周波数の増減により洗浄強度が異なる理由を説明する説明図である。 脈動流の脈動周波数および洗浄強度と人体局部の刺激に伴う不快感との関係を示すグラフである。 洗浄水の脈動流における脈動周波数をお尻洗浄とビデ洗浄で異なるようにした制御例を説明する説明図である。 脈動周波数ftmとデューティ比Dtmの制御例を説明する説明図である。 第2実施例の局部洗浄装置の洗浄動作を表すタイムチャートである。 脈動発生コイルWP2−15についてのボトム検知回路CT2−2の一例を表す回路図である。 脈動発生コイルWP2−15の通電励磁の際の電流波形の様子を説明するための説明図である。 アキュムレータWP2−7により得られる効果を説明するための説明図である。
本発明に係る人体洗浄装置を人体の局部洗浄装置に適用した実施の形態を実施例に基づき説明する。図1は、便器に装着した状態の第1実施例の局部洗浄装置KS1−1を表す概略斜視図、図2は、この局部洗浄装置が有する遠隔操作装置RC1−1を説明するための説明図、図3は、局部洗浄装置の補助操作部KS1−9を説明するための袖部周辺の概略斜視図である。図4は、局部洗浄装置の概略構成を水路系を中心に表したブロック図、図5は、制御系の概略構成を表すブロック図である。
A1/全体構成;
図示するように、局部洗浄装置KS1−1は、便器BTの後部上面に固定される本体部KS1−2と、洗浄動作や乾燥動作等を遠隔操作するための遠隔操作装置RC1−1とを有する。本体部KS1−2は、便器開口部側に、便座KS1−3並びに便蓋KS1−4を開閉自在に備える。また、この本体部は、便器の側方に袖部KS1−5を有すると共に、洗浄水を洗浄局部に吐水する洗浄ノズルWN1−1を有するノズル装置NS1−1(図6参照)の他、後述の種々の機能部品を収納している。
遠隔操作装置RC1−1は、図2に示すように、排便時に常用される種々の操作ボタンを有する。即ち、この遠隔操作装置は、その前面最上段に、本局部洗浄装置の洗浄・乾燥等の動作を停止する際に操作される停止ボタンSWaと、通常の肛門洗浄が所望される際に操作されるお尻洗浄ボタンSWbと、通常の肛門洗浄時より柔らかな吐水による肛門洗浄が所望される際に操作されるやわらか洗浄ボタンSWcと、ビデ洗浄が所望される際に操作されるビデ洗浄ボタンSWdと、温風による局部乾燥が所望される際に操作される乾燥ボタンSWzとを有する。なお、やわらか洗浄ボタンSWcによる肛門洗浄は、痔疾病を有する人や肛門周辺表皮が過敏な人にできるだけ刺激を与えないように洗浄モードであり、通常の肛門洗浄より水量を多くしたり流速を落とすなどして洗浄水を柔らかく吐水して肛門を洗浄するものである。
遠隔操作装置は、この最上段ボタン群の下方に、上記の両お尻洗浄の際の吐水の様子を変更するためのボタン群と、ビデ洗浄の際の吐水の様子を変更するためのボタン群を有する。即ち、この遠隔操作装置は、両お尻洗浄ボタンに対応するようその下方に、洗浄ノズルWN1−1を前後に往復動させながら洗浄水を吐水して広範囲な洗浄感を与えるためのムーブ設定ボタンSWfaと、洗浄水が当たる面積(洗浄面積)を吐水期間に亘って規則的に変化させて排便感を促すためのマッサージ設定ボタンSWeaと、洗浄面積を吐水期間に亘って不規則的に変化させて安らぎ感や心地よさなどを与えるためのゆらぎ設定ボタンSWtaと、洗浄面積を狭くするためのスポット設定ボタンSWuaと、洗浄面積を広くするためのワイド設定ボタンSWvaを有する。また、ビデ洗浄ボタンに対応するようその下方に、お尻洗浄と同様のムーブ設定ボタンSWfvとゆらぎ設定ボタンSWtvとスポット設定ボタンSWuvとワイド設定ボタンSWvvを有する。更に、光信号発信部RC1−2の下方には、便器ボール内の脱臭の入り切りを設定する脱臭設定ボタンSWyと、低室温時に室内暖房を自動的に行うモードの入り切りを設定して冷え込み防止を図る室暖設定ボタンSWwを有する。また、これら設定ボタン下方に、洗浄水水勢とノズル位置を表示する表示部RC1−3を挟んで、水勢強設定ボタンSWhuと水勢弱設定ボタンSWhd、ノズル位置前進設定ボタンSWxfとノズル位置後退設定ボタンSWxbを有する。なお、これらボタンが操作されたときの吐水の様子については後述する。
袖部KS1−5は、その上面に、本局部洗浄装置の動作状況等を表示する表示部KS1−6と、後述の補助操作部を覆う開閉自在なカバーKS1−7とを有する。なお、この表示部には、上記の光信号発信部RC1−2から発せられた光信号を受光する受光部が組み込まれている。また、このカバーの一部は、着座人体を検出するための着座センサSS10(図3参照)からの光を選択的に透過させるよう着色された光透過窓KS1−8とされている。
この袖部は、図3に示すように、カバー下方に補助操作部KS1−9を有する。この補助操作部は、操作頻度が低いためにカバーにて覆われており、着座センサSS10の周りに、複数の操作ボタンや操作ツマミを備える。これらボタンのうち着座センサ前方のボタンは、本局部洗浄装置全体の電源を入り切りするメイン電源ボタンSWpと、洗浄ノズルWN1−1の清掃・保守等のために洗浄ノズルWN1−1を進退出させるノズル洗浄ボタンSWkと、お尻洗浄を入り切りするお尻洗浄ボタンSWbと、ビデ洗浄を入り切りするビデ洗浄ボタンSWdとされている。この両洗浄ボタンにより、遠隔操作装置が電池切れ等で操作不能なときでも局部洗浄を行うことができる。着座センサ側方のボタンは、遠隔操作装置と同様の脱臭設定ボタンSWyと室暖設定ボタンSWwとされている。また、着座センサ後方の各ツマミは、温水ヒータの入り切りと温水温度を設定する温水ツマミと、暖房便座の入り切りと便座温度を設定する便座ツマミと、乾燥温度を設定する乾燥ツマミと、室内暖房温度を設定する室暖ツマミとされている。
B1/水路系・制御系構成;
第1実施例の局部洗浄装置は、上記のボタンに応じた洗浄動作・乾燥動作等を行うため、下の水路系構成並びに制御系構成を有する。図4に示すように、本局部洗浄装置の水路系は、図示しない外部の給水源側から、入水側弁ユニットWP1−1と熱交換ユニットTH1−1と出水側弁ユニットWP1−3とを備える。そして、この出水側弁ユニットからノズル装置NS1−1の洗浄ノズルWN1−1に洗浄水が導かれ、当該ノズルから後述のように洗浄水が吐水される。また、出水側弁ユニットからは、機能水ユニットWP1−4にも洗浄水の導水が行われ、当該ユニットから洗浄ノズルWN1−1に向けて機能水が吐水される。これら各ユニットは、熱交換ユニットを挟んだ上流側・下流側給水管路で接続されている。即ち、入水側弁ユニットと熱交換ユニットは、上流側給水管路WP1−5で接続され、熱交換ユニット下流の各ユニット並びにノズル装置は、下流側給水管路WP1−6で接続されている。この場合、出水側弁ユニットWP1−3からは4本の給水管路が分岐しており、その3本がノズル装置NS1−1に、残りが機能水ユニットWP1−4に接続されている。なお、これら分岐管路も下流側管路の一部をなす。
上流側給水管路WP1−5は、本局部洗浄装置に給水源(水道管)から洗浄水(水道水)を直接給水すべく入水側弁ユニットWP1−1に配管されている。この上流側給水管路に導かれた洗浄水は、入水側弁ユニットのストレーナWP1−7でのごみ等の捕捉を経て、逆止弁WP1−8、定流量弁WP1−9に流れ込む。そして、定流量弁下流の電磁弁WP1−10にて管路が開かれると、洗浄水は、定流量弁で所定流量とされた状態で、瞬間加熱方式の熱交換ユニットTH1−1に流入する。第1実施例では、定流量弁により約500〜1000cc/min程度に洗浄水流量が定められている。なお、上流側給水管路WP1−5を、便器洗浄用の洗浄水を貯留する洗浄水タンク(図示省略)から分岐して入水側弁ユニットWP1−1に配管することもできる。
この入水側弁ユニットから熱交換ユニットに至る間の上流側給水管路には、リリーフ弁WP1−11を介在させた第1洗浄水導出管路WP1−12と、上流側給水管路から直接分岐した第2洗浄水導出管路WP1−13が配設されている。この第1洗浄水導出管路は、リリーフ弁上流側の管路圧力が何らかの原因で上昇してリリーフ弁により管路が開かれると、上流側給水管路内の洗浄水を外部に導出する。これにより、上流側給水管路、延いては熱交換ユニットにおけるタンク内圧の上昇を回避できるので、タンクの変形や収縮・膨張による疲労を回避でき好ましいばかりか、必要以上に高い耐圧性能を有するタンクとする必要がない。また、第2洗浄水導出管路は、定流量弁での設定流量と、下流側給水管路WP1−6における後述の流調ポンプWP1−14での調整流量との差分の流量の洗浄水を外部に導出する。これにより、熱交換ユニットでの無駄な洗浄水温水化を省くことができ、電力消費を低減できる。
上記の第1、第2洗浄水導出管路は、その末端が脱臭用吸気口や局部乾燥用排気口に向くよう配設されている。よって、両導出管路から導出された洗浄水は、これら吸気口や排気口に吐水される。この吸気口や排気口は、便器ボール部に臨んでいることから、ボール部に配設された汚物の飛散水を浴びて汚れることがある。しかし、吸気口や排気口は上記の両導出管路からの洗浄水により洗浄されるので、衛生面や清潔感の観点から好ましい。なお、導出管から吐水された洗浄水は、便器ボール部に流れ落ちるので、便器周辺を汚すようなことがない。
上記した入水側弁ユニット下流の熱交換ユニットTH1−1は、ヒータTH1−2を内蔵するタンクTH1−3を備える。このヒータは、熱応答性が良好なニクロム線を螺旋状に巻いて構成されている。よって、タンクはこのヒータによる洗浄水の瞬間加熱が可能な容量であればよいので、タンク、延いては熱交換ユニット全体の小型化が可能である。また、熱交換ユニットの構造が簡略となるので、組み付け工数の低減、低コスト化といった製造上の利点がある。なお、ヒータまたはその近傍に、その異常加熱を機械的に遮断する図示しないバイメタルや温度ヒューズが装着されている。
そして、この熱交換ユニットは、タンクへ流入する洗浄水の温度とタンクから流出する洗浄水の温度を入水温センサSS16aと出水温センサSS16bで検出しつつ、ヒータで洗浄水を設定温度の洗浄水に温水化する。この場合、熱交換ユニットを発泡材等の断熱材で被覆すれば、断熱材による洗浄水保温効果と相俟って、洗浄水温水化のヒータの消費電力を削減できる。つまり、省エネ効果が高まる。
また、この熱交換ユニットは、タンク内水位を検出するフロートスイッチSS18を有する。このフロートスイッチは、ヒータが水没する所定の水位以上になるとその旨の信号を出力するよう構成されている。そして、電子制御装置CT1−1はこの信号を入力している状況下でヒータを通電制御するので、水没していないヒータに通電してしまうとういような事態、いわゆるヒータの空焚きを回避する。なお、熱交換器ユニットのヒータは、後述する電子制御装置によってフィード・フォワード制御とフィードバック制御を組合わせながら最適に制御される。
更に、この熱交換ユニットは、タンクからの洗浄水出口、即ち、下流側給水管路WP1−6のタンク接続箇所に、バキュームブレーカTH1−4を備える。このバキュームブレーカは、管路内に大気を導入して下流側給水管路内の洗浄水を断ち切り、下流側給水管路下流側からの洗浄水逆流を防止する。
上記の熱交換ユニット下流の出水側弁ユニットWP1−3は、ギヤポンプ等で構成される流調ポンプWP1−14と、5方弁構造の切換弁WP1−15を有する。この切換弁は、洗浄水の給水先を、洗浄ノズルWN1−1に至るお尻洗浄用流路、やわらか洗浄用流路、ビデ洗浄用流路、機能水ユニットWP1−4への流路(機能水用流路)のいずれかに切り換える。よって、熱交換ユニットでの温水化と流調ポンプによる流量調整を受けた洗浄水は、切換弁で切り換えられた給水先から吐水される。この際の流量調整の様子や給水先切換の様子は、後述する。
第1実施例の局部洗浄装置の制御系は、図5に示すように、マイクロコンピュータを主要機器とする電子制御装置CT1−1を中心に構成されている。この電子制御装置は、上記した着座センサ、入水出水温センサ等の各種センサやフロートスイッチ、後述の揺動検知回路NH1−39、40、転倒検知センサSS30、洗浄水量センサSS14からの信号の他、遠隔操作装置における上記種々の操作ボタンや本体側の補助操作部における上記種々の操作ボタン並びにツマミの操作状況を、入力回路を介して有線もしくは無線(光信号)で入力する。この場合、洗浄水量センサは、下流側給水管路における洗浄水量を検出し、その検出結果を電子制御装置に出力する。転倒検知センサは、本局部洗浄装置の傾き状態を検知してその結果を電子制御装置に出力する。この電子制御装置は、入力した上記信号に基づいて、入水側弁ユニットWP1−1の電磁弁開閉弁制御、熱交換ユニットTH1−1のヒータ通電制御、出水側弁ユニットWP1−3の流調ポンプ制御、切換弁切換制御、本体袖部表示部の表示制御、局部乾燥用の乾燥ヒータやファンモータ等を含む乾燥部KK1−1の通電制御、臭気除去用のオゾナイザーや吸引ファンモータ等を含む脱臭部DS1−1の通電制御、室内暖房用のヒータやファンモータ等を含む暖房部DB1−1の通電制御を実行する他、上記信号に基づいて、後述の機能水ユニットWP1−4の塩素発生用電極通電制御、ノズル装置NS1−1のノズル駆動モータ制御、ノズルヘッドNH1−1の揺動コイル群通電制御を実行する。なお、局部乾燥用の乾燥ヒータを室内暖房用のヒータと共用したり、局部乾燥用のファンモータを臭気除去用や室内暖房用のファンモータと共用したりすることもできる。
例えば、局部洗浄装置が掃除等のために便器から取り外されて便器に立て掛けられた場合、フロートスイッチの信号が正常であることがある。このような場合には、ヒータの露出が起き得るが、フロートスイッチの信号が正常であるため、ヒータの空焚きを起こす虞がある。しかし、便器への立て掛けにより、転倒検知センサではこの傾きが検知されるので、その信号を受けて電子制御装置は、ヒータへの通電を停止して空焚きを防止する。また、電磁弁等を閉弁制御して止水状態としたり、乾燥・脱臭等の各機能を停止する。つまり、転倒検知センサにより、便器への局部洗浄装置の正常装着状態を検知でき、この結果により局部洗浄装置の機能(洗浄・乾燥・脱臭・室暖)を一時的に停止できる。その他の機器制御については後述する。なお、サーミスタや感温リードスイッチ等からなるリミットセンサを洗浄ノズル先端に設けて電子制御装置に接続し、その検出結果(ノズル先端洗浄水温度)に応じて電磁弁等を閉弁制御して止水状態とすることもできる。こうすれば、不用意な温度の洗浄水を局部に吐水することをより有効に回避でき好ましい。
C1/ノズル装置NS1−1;
次に、第1実施例の局部洗浄装置が有するノズル装置NS1−1について説明する。図6は、ノズル装置NS1−1を表す概略斜視図、図7は、洗浄ノズルWN1−1の進退の様子を説明するための説明図、図8は、局部洗浄装置本体部内の待機位置にある洗浄ノズル先端部の周辺を表す説明図である。
図示するように、ノズル装置NS1−1は、局部洗浄装置の本体部KS1−2(図1参照)に収納設置される。このノズル装置は、上記本体部に固定設置されるベースNS1−2と、このベース上面の架台NS1−3に組み込み配設されたノズル駆動モータNS1−4と、このモータの正逆回転を前後動に変換して洗浄ノズルWN1−1に伝達する伝達機構NS1−5と、ベース上面に立設され洗浄ノズルを便器ボール部側で摺動自在に保持するノズル保持部NS1−6と、洗浄ノズルを後述のノズル進退軌道に沿って案内する案内レール部NS1−7とを有する。
伝達機構NS1−5は、ノズル駆動モータNS1−4の回転軸に固定された駆動プーリNS1−8と、上記のノズル進退軌道に沿った前後の従動プーリNS1−9と、これらプーリに掛け渡されたタイミングベルトNS1−10と、当該ベルトにテンションを与えるテンションローラNS1−11とを有する。タイミングベルトは、洗浄ノズルWN1−1の筒状部WN1−4から延びたベルト把持体WN1−2を介して、当該ノズルと係合・固定されている。よって、この洗浄ノズルは、タイミングベルトの正逆回転に応じて前後に進退駆動する。
案内レール部NS1−7は、図7に示す円弧状のノズル進退軌道NS1−12と一致するよう湾曲形成されており、上記の筒状部から延びた軌道把持体WN1−3を介して当該ノズルと係合されている。この軌道把持体は上記のノズル進退軌道と同じ曲率半径の軌道把持面を備え、この軌道把持面は案内レール部に対して摺動自在とされている。また、上記のノズル保持部NS1−6は、洗浄ノズルを摺動自在に保持する。よって、洗浄ノズルWN1−1は、タイミングベルトにより前後に進退駆動する際、案内レール部NS1−7に沿って前後に進退駆動し、その移動軌跡は円弧状のノズル進退軌道NS1−12と一致する。この場合、洗浄ノズルにあっても、その筒状部WN1−4は、このノズル進退軌道と同じ曲率半径で軸方向に沿って湾曲形成されている。このため、洗浄ノズルは、円弧状のノズル進退軌道と一致して、本体部内の待機位置HPと便器ボール部内の洗浄位置(お尻洗浄位置AWP、ビデ洗浄位置VWP)との間を前後に進退駆動する。なお、ノズル保持部NS1−6は、洗浄ノズルの摺動抵抗を低減するため、ノズル外壁と一部しか接触しないようにされている。
この結果、図7に示すように、待機位置HPの洗浄ノズルWN1−1を、その軸方向に亘って便器上面に近づくよう、ノズル装置NS1−1に装着できる。よって、便器上面からの洗浄ノズル後端高さ(ノズル高さ)を、円柱状の洗浄ノズルを傾斜した直線軌道に沿って進退させる場合より低くできる。従って、このノズル高さの低減の分だけ本体部KS1−2(図1参照)を低くでき、局部洗浄装置自体を小型化することができる。また、ノズルの進出によってノズルヘッド上面の角度が変わって当該ヘッドからの洗浄水吐水角度が変わるので、少ないノズル移動で洗浄範囲を大きく移動することができる。具体的には、後述のムーブ洗浄の際のノズル往復動範囲を狭くしても、ムーブ洗浄に求められる洗浄範囲に亘って洗浄水を吐水できる。或いは、お尻洗浄位置AWPからビデ洗浄位置VWPまでのノズル移動距離が短くても、洗浄水による洗浄箇所をお尻からビデに変更できる。
D1/機能水ユニットWP1−4;
次に、洗浄ノズルWN1−1の説明に先立ち機能水ユニットWP1−4について説明する。図9は、機能水ユニットWP1−4を一部破断して表す概略斜視図、図10は、図8の10−10線概略断面図である。
図示するように機能水ユニットWP1−4は、ノズル装置NS1−1に固定設置(図6参照)される機能水生成タンクWP1−16と、当該タンク内に対向配置された一対の平板状の塩素発生用電極WP1−17とを有する。この機能水生成タンクは、耐薬品性(耐遊離塩素性)を有する樹脂製のタンクであり、イン側管路WP1−18からタンク内に流入した洗浄水をアウト側管路WP1−19に流す。このアウト側管路は、図6、図8並びに図10に示すように、ノズル保持部NS1−6の先端部のチャンバNS1−14に固定されている。なお、イン側管路とアウト側管路を対向配置して、タンク内で洗浄水が効率よく流れるようにしてもよい。
ここで塩素発生用電極とは、塩素生成反応を惹起しうる電極であり、その構造としては、導電性基材で電極形状を形成しの表面に塩素発生用触媒を担持した電極構造や、塩素発生用触媒からなる導電性材料を用いて電極を形成した構造等がある。この後者の構造の塩素発生用電極は、塩素発生用触媒の種類により種々別称され、例えば、フェライト等の鉄系電極、パラジウム系電極、ルテニウム系電極、イリジウム系電極、白金系電極、ルテニウム−スズ系電極、パラジウム−白金系電極、イリジウム−白金系電極、ルテニウム−白金系電極、イリジウム−白金−タンタル系電極等がある。導電性基材に塩素発生用触媒を担持したものは、構造を担う基材部を安価なチタン、ステンレス等の材料で構成できるので、製造コスト上有利である。また、特に、塩素イオン含有水中の塩素イオン含有量が3〜40ppm程度しかない水道水を利用する場合は、遊離塩素の発生効率を向上させるためにイリジウムを担持したイリジウム系電極、イリジウム−白金合金を担持したイリジウム−白金系電極、イリジウム−白金−タンタル合金を担持したイリジウム−白金−タンタル系電極等が好適である。また、このように導電性基材に塩素発生用触媒を担持したものを利用する場合、白金を含む合金触媒の担持を行うと、基材への固定強度が高まって脱離を起こし難く、電極寿命を向上させることができ好ましい。
塩素発生用電極には、一方が陽極、他方が陰極となるように直流電圧が印加される。この機能水ユニットに給水される洗浄水は、遊離塩素生成の元となる塩素イオンを含有した水道水である。よって、機能水ユニットのタンク内に洗浄水が貯留された状態で直流電圧を印可することにより、陽極側において遊離塩素が生成される。遊離塩素は、洗浄ノズルに付着する大腸菌等の細菌に対して殺菌効果があるため、機能水ユニットで遊離塩素リッチとされた洗浄水(以下機能水とする)をノズル保持部において、洗浄ノズルに向けて吐水することにより、細菌の繁殖を防ぐことができ衛生的である。なお、機能水吐水の様子については後述する。
上記した機能水ユニットでは、タンク内には約50ccの水道水が貯留され、DC24Vの電圧を塩素発生用電極に約1分間印加すると約1.5ppmの遊離塩素濃度の機能水が生成できるよう、電極面積、電極間距離が定められており、電子制御装置にて塩素発生用電極への通電制御(定電圧制御)がなされている。この場合、洗浄水の電気伝導率が高くて電極間において電流が流れ過ぎるような場合は、印加電圧は低い値とされ、電極の長寿命化や通電部の発熱防止が図られている。また、洗浄水の電気伝導度に応じて随時印加電圧を変更し、塩素発生用電極への通電制御を定電流制御や定電力制御とすることもできる。電子制御装置は、これら通電制御を行うに当たり、通電開始から一定時間(約1分間)を経過すると通電を停止するようにする。これにより、遊離塩素の過生成やこれに伴う不用意な遊離塩素濃度の上昇、電極寿命の低下、電極加熱過多による気泡発生等の不都合を回避できる。
この機能水ユニットにより生成した機能水は、後述するノズル前洗浄・ノズル後洗浄(図25、図26、図30参照)にてノズル洗浄のためにノズルヘッドNH1−1に吐水される他、殺菌機能を果たすべく、以下のタイミングで吐水される。即ち、使用者の使用状態検知(例えば着座センサや洗浄動作の検知)に基づくタイミングと、所定時間ごとの定期的なタイミングと、例えば朝6時と昼12時と夜11時といったようなタイマー的なタイミングにおいて、上記の機能水はアウト側管路WP1−19からノズルヘッドNH1−1に吐水される。これら各タイミングで実施される機能水吐水にあっても、機能水をあらかじめ生成した後で使用する貯留式の場合には、機能水を生成するタイミングは上記したようなタイミングと同じになり、また機能水を生成するための通電は通電開始から一定時間を経過すると通電を停止するようにする。この場合、上記の定期タイミングで行う機能水の定期的な吐水にあっては、その実施タイミングは2時間おき、4時間おきと言った具合に任意に設定できる。なお、これらタイミングで機能水吐水が実施される際には、機能水吐水に適した流調ポンプWP1−14による流量調整並びに切換弁WP1−15による機能水用流路への流路切り換えがなされる。また、上記したように機能水生成ユニットのタンクを、貯留タイプ(50cc貯留)のものではなく、通水路が塩素発生用電極に挟まれたタイプとすることもできる。このタイプのものでは、上記のような電極の通電制御が上記各タイミングで実行され、その都度、流路切換を経て機能水が吐水される。
E1/洗浄ノズルWN1−1とノズルヘッドNH1−1;
次に、洗浄ノズルWN1−1について説明する。図11は、図8の11−11線概略断面図、図12は、洗浄ノズル先端のノズルヘッドNH1−1の拡大概略斜視図、図13は、図12の13−13線概略断面図、図14は、ノズルヘッドベースNH1−2の平面図である。
図6ないし図8に示すように、洗浄ノズルWN1−1は、湾曲した筒状部WN1−4とその先端のノズルヘッドNH1−1を有する。この筒状部は、図11に示すように、上下に分割された収納室WN1−5をノズル長手方向に亘って有する。上下の収納室は、中央壁により互いに遮断(分離)されていると共に筒状部外周壁の適宜箇所のカバー部WN1−6で塞がれて密閉状とされている。上側の収納室には、後述のフラットケーブルNH1−42が収納されており、このフラットケーブルは、洗浄ノズルの末端から外部に取り出されて、既述した電子制御装置に接続される。なお、このフラットケーブル並びに後述のフレキシブルチューブは、上記カバー部を取り外した状態で収納室に支障なく収納・組み付けされる。
下側の収納室には、3本のフレキシブルチューブが収納されており、各フレキシブルチューブは、お尻洗浄用ノズル流路となる第1ノズル流路WN1−7、やわらか洗浄用ノズル流路となる第2ノズル流路WN1−8、ビデ洗浄用ノズル流路となる第3ノズル流路WN1−9とされている。これらフレキシブルチューブは、ノズル末端の図示しないチューブ接続部を経て、図4の切換弁WP1−15の下流のお尻洗浄用流路、やわらか洗浄用流路、ビデ洗浄用流路にそれぞれ接続される。また、各フレキシブルチューブは、図13、図14に示すように、筒状部先端から突出したノズルヘッドベースNH1−2のお尻洗浄用ベース流路となる第1ベース流路NH1−3、やわらか洗浄用ベース流路となる第2ベース流路NH1−4、ビデ洗浄用ベース流路となる第3ベース流路NH1−5にそれぞれ接続される。よって、切換弁WP1−15(図4参照)が洗浄水の給水先をその下流のお尻洗浄用流路、やわらか洗浄用流路、ビデ洗浄用流路のいずれかに切り換えると、洗浄水は、その切り換えられた流路を経てノズル流路・ベース流路に流れ込み、ノズルヘッドの後述の各吐水孔から吐水される。なお、第1〜第3ノズル流路WN1−7〜9を、筒状部WN1−4にその成型時に区画形成してもよい。
ノズルヘッドNH1−1は、ノズル流路・ベース流路に流れ込んだ洗浄水を局部に向けて吐水すべく、以下の構成を備える。このノズルヘッドは、ノズルヘッドベースNH1−2にヘッドカバーNH1−6を装着して構成される。このヘッドカバーは、通常のお尻洗浄に用いるお尻吐水孔NH1−7とお尻のやわらか洗浄に用いるやわらか吐水孔NH1−8を有するお尻用可動体NH1−9と、ビデ洗浄に用いるビデ吐水孔NH1−10を有するビデ用可動体NH1−11とを、カバー上面に前後に備える。また、このヘッドカバーは、図13に示すように、ノズルヘッドベース上端周縁の係合爪部NH1−12に係合するカバー側係合爪部NH1−13と、後方周壁から突出した係合突起NH1−14を有する。このカバー側係合爪部は、後方周壁を除く前方側方の周壁に亘って形成されている。また、この係合突起の先端部には十字にすり割りが形成されているので、係合突起は、その先端部の収縮・拡張により、筒状部WN1−4の前端壁貫通孔に挿入・取り外し可能である。よって、ヘッドカバーNH1−6は、図12の白抜き矢印に沿ったスライドを経て、ノズルヘッドベースNH1−2に着脱される。つまり、このヘッドカバーは交換可能である。
ここで、上記の可動体について説明する。図15は、ビデ洗浄に用いるビデ用可動体NH1−11の平面図、図16は、このビデ用可動体とその関連部材を説明するための平面模式図、図17は、ビデ用可動体と関連部材を説明するための概略斜視図である。
図12、図13および図15に示すように、ビデ用可動体NH1−11は、ヘッドカバーNH1−6の上面に固定されるフランジ部NH1−15とその中央の円筒部NH1−16と、この円筒部の中央貫通孔に位置し中央にビデ吐水孔NH1−10が空けられた吐水駒NH1−17と、この吐水駒下端の磁気駆動体NH1−18とを有する。フランジ部NH1−15並びに円筒部NH1−16は、ゴム、エラストマー等の変形復元性を発揮する弾性材料から形成されている。尚、弾性体材料への汚水付着を防止のため、あるいは機能水吐水による弾性体材料の劣化を防止するために、弾性体材料の表面にはっ水処理(例えばフッ素コーティング処理等)や親水処理(例えば酸化チタンのコーティング等)を施すことが好ましい。吐水駒NH1−17は、樹脂成型品であり、この吐水駒のビデ吐水孔下端側は、大径の吐水案内孔NH1−19とされている。磁気駆動体NH1−18は、耐水性・防錆性を有する磁性材料、例えば電磁ステンレス鋼鈑のプレス成型品であり、インサート成型法等により吐水駒NH1−17と一体成型される。この磁気駆動体の材料は、一般に、高透磁率材料である軟質磁性材料であれば良く、ケイ素鋼、フェライト、純鉄等を例示でき、無電解Niメッキ等の表面処理を施して防錆を図ると好ましい。この吐水駒は上記の円筒部の中央貫通孔に嵌合固定されることから、ビデ用可動体NH1−11は上記各部材からなるサブアッシー品である。そして、このビデ用可動体は、フランジ部の周縁部にて、接着剤、溶着、ネジ止め等の適宜手法によりヘッドカバーに固定される。このため、ビデ用可動体NH1−11は、フランジ部で支持されて釣り下げられた状態のまま、このフランジ部と円筒部との繋ぎ部分の変形・復元により、各方向に首振り可能である。
磁気駆動体NH1−18は、その周縁に磁気作用部NH1−18a〜18cを有する。よって、各磁気作用部に磁力による吸引力が作用すれば、該当する磁気作用部が下方に移動し、ビデ吐水孔はこの磁気作用部の下方移動に応じて傾斜する。そして、各磁気作用部に対応して円周状に所定の間隔で配設した後述の電磁コイルを左回りあるいは右回りに順次通電して励磁すれば、通電状態の電磁コイルに吸引された磁気作用部が順次移動するので、それに応じてビデ吐水孔も傾斜したまま順次左回り、右回りに3次元的に移動する。このビデ吐水孔の振れ角(吐水孔振れ角α:図16参照)は、上記の吸引力の強さを調整すること、即ち、電磁コイルの通電電圧の電圧値(即ち電流値)を調整すること、通電電圧のデューティー比を調整すること等により、変更可能である。また、上記のフランジ繋ぎ部分に変形を起こすだけの吸引力を作用させればよいので、ビデ用可動体NH1−11は容易に揺動する。
お尻用可動体NH1−9は、上記の二つの吐水孔を有するためにその形状において上記のビデ用可動体と相違するものの、このビデ用可動体と同一の機能を果たす部材を有する。よって、その説明は省略し、図には符号を付するに止めることとする。
なお、上記の磁気駆動体を硬質磁性材料とすれば、この磁気駆動体に及ぼす磁力の磁性により当該磁気駆動体に吸引力だけでなく反発力も作用させることができる。その一方、本第1実施例のように軟質磁性材料の場合は、磁力により磁気駆動体に吸引力を作用させることができる。
次に、上記したように可動体を揺動させる磁力生成体NH1−26について説明する。図18は、この磁力生成体NH1−26を説明するための概略分解斜視図、図19は、この磁力発生体の有する電磁コイル設置基板NH1−28の平面図、図20は、この基板上面に形成した回路構成を説明する説明図である。
磁力生成体NH1−26は、図12および図13に示すように、上記の両可動体とは非接触の状態で、即ち、可動体下端との間に間隙を確保した状態で、また、ノズルヘッドベースの前方および左右の側壁との間に間隙を残した状態で、ノズルヘッドベースNH1−2の上面に固定設置される。そして、このベース前方および左右の側壁には、当該側壁と磁力生成体との間の間隙をノズルヘッド外部と連通する外気吸引孔NH1−27が空けられている。この場合、各外気吸引孔の開口面積は、次のように定められている。お尻、やわらか、ビデの各吐水孔から洗浄水が吐水されると、図13に示すように、可動体下端の間隙上下の流路径に広狭があることから、この間隙を洗浄水が通過する際にエジェクタ作用が起きる。よって、洗浄水には空気が巻き込まれて泡沫状に混入する。この際の空気混入率が約50〜100%となるよう、外気吸引孔の開口面積は、空隙前後の流路径を考慮して定められている。ノズルヘッドベースの側壁における各外気吸引孔の開口位置は、磁力生成体下面より下方とされ、ベース前方壁にあっては先端傾斜面とされている。よって、洗浄動作中にこのノズルヘッドに洗浄水が跳ね返っても、この跳ね返り洗浄水が外気吸引孔を通ってノズルヘッド内部に進入することを回避できる。更に、ブラシ等にてヘッド洗浄を行っている最中の汚濁洗浄水をもノズルヘッド内部に進入しないようにできる。また、上記の両可動体の吐水孔から吐水を行っている最中に可動体下端の間隙から漏れ出た洗浄水は、磁力生成体の上面および側面に伝わり、各外気吸引孔から排出される。このため、この排出洗浄水により磁力生成体、延いてはその内部の後述の電磁コイルを冷却できるので、発熱によるコイル特性の変化を抑制できる。しかも、この外気吸引孔は各可動体に対応して設けられているので、排出洗浄水の滞留が無くなり冷却効果を高めることができる。なお、外気吸引孔は、ベース前方壁にのみ設けてもよい。
図18に示すように、磁力生成体NH1−26は、後述の種々の部材が設置された電磁コイル設置基板NH1−28と枠体NH1−29とを有する。そして、この基板は、枠体の枠内への熱硬化樹脂の流し込みにより樹脂モールドされ、枠体と一体となったサブアッシー品とされている。この場合、基板に設置された後述の各コイル鉄心の先端と給水口NH1−46〜48が、外部に露出している。よって、基板上に設置される後述のコイル、回路等の漏水による不都合はない。
電磁コイル設置基板NH1−28は、お尻用可動体NH1−9を揺動させるためのお尻用揺動コイル群NH1−30と、ビデ用可動体NH1−11を揺動させるためのビデ用揺動コイル群NH1−31とを有する。各揺動コイル群は、それぞれの可動体における磁気駆動体NH1−18、23の磁気作用部NH1−18a〜18c、23a〜23cに対応して3個の電磁コイルNH1−32a〜32c、33a〜33cを有する。この各電磁コイルは、磁気駆動体の各磁気作用部に対向するように基板に配設固定されている。
各電磁コイルは、同一の構成を有し、プレートNH1−34に2本のコイル鉄心NH1−35を立設して備え、一方のコイル鉄心にコイルを有する。よって、コイルに通電されると、電磁コイルは励磁して、プレートと2本のコイル鉄心をループする磁束(図17参照)を形成する。この場合、ノズルヘッド完成時には、2本のコイル鉄心と対応する磁気作用部とは対向することから、上記の磁束は、磁気駆動体の磁気作用部を磁路としてループする。そして、この電磁コイルは、コイル通電に応じた磁力に基づく吸引力を、対向する磁気作用部に及ぼす。つまり、電磁コイルが励磁されると、対向する磁気作用部内を通る磁束が形成されて磁気作用部には各コイル鉄心に対応して逆の極、つまりN極の鉄心には磁気作用部にS極が、またS極の鉄心には磁気作用部にN極が形成されるので、作用部はそれぞれのコイル鉄心に吸引される。流す電流の方向を変えても、極性がNとSに逆転するだけで吸引力は、同じように作用する。しかも、この磁力による吸引力の強さは、コイルへの通電制御を通して制御可能である。このプレート並びに2本のコイル鉄心は共に強磁性体材料とされているので、上記の磁極形成が顕著となり、強力な磁力に基づく吸引力を磁気作用部に及ぼすことができる。このような電磁コイルの磁力の作用により、上記の両可動体並びにその吐水孔は既述したように揺動し、その際の吐水孔振れ角α(図16参照)は、コイルへの通電制御を通して後述のように制御される。なお、以下の説明に当たっては、便宜上、図19に示すように、お尻用揺動コイル群NH1−30の各電磁コイルにおけるコイルをNH1−30a〜30cと表し、ビデ用揺動コイル群NH1−31の各コイルをNH1−31a〜31cと表す。
上記のお尻用・ビデ用の揺動コイル群における各電磁コイルを励磁するため、電磁コイル設置基板NH1−28には、プリント印刷手法により、図20に示す回路が形成されている。即ち、この基板は、所定の直流電圧の電源ラインとアースラインの他、お尻用揺動コイル群NH1−30のコイルNH1−30a〜30c並びにビデ用可動体NH1−11のコイルNH1−31a〜31cに接続され各コイルへの通電を入り切りするトランジスタTr1〜Tr6と、抵抗R1〜R6を介してベース電圧を調整し各トランジスタTr1〜Tr6をON・OFFするためのベースラインと、各コイルへの通電の様子を電圧調整用の抵抗R7、R8を介して出力するための出力ラインNH1−36、37とを有する。この抵抗R7、R8と出力ラインNH1−36、37で図5に示す揺動検知回路NH1−39、40が構成され、後述のようにコイル通電異常発生の様子、即ち可動体の揺動異常発生の様子が検知される。この回路における各ラインは、基板端部のターミナルにてフラットケーブルNH1−42に接続され、当該ケーブルを経て電子制御装置CT1−1に接続されている。この場合、トランジスタTr1〜6や抵抗R1〜R8を電子制御装置における図示しないコイル制御回路として設置することもでき、こうすれば、磁力生成体延いてはノズルヘッドを小型化できる。また、抵抗R7、R8と出力ラインNH1−36、37で構成される揺動検知回路NH1−39、40は、コイル通電異常発生を検知するものであることから、次のように構成することもできる。即ち、上記両抵抗に替わりホールICや光センサ等の位置検出デバイスを用い、電磁コイルによる駆動対象物(磁気作用部等)の動きをこの位置検出デバイスで検知するようにする。そして、この位置検出デバイスの検知結果により、コイル通電異常発生を検知するよう揺動検知回路を構成する。なお、ノズルヘッドベースNH1−2への基板設置に際しては、図13に示すように、ゴムブッシュNH1−43を介在させてフラットケーブルが組み付けられる。
また、電磁コイル設置基板NH1−28は、可動体揺動のための上記揺動コイル群の他、可動体への洗浄水給水を図るため以下の構成を有する。即ち、この基板は、図13や図18に示すように、お尻用揺動コイル群NH1−30に囲まれた第1突出部NH1−44と、ビデ用揺動コイル群NH1−31に囲まれた第2突出部NH1−45を有する。第1突出部は、ノズルヘッドベースNH1−2の第1ベース流路NH1−3に連通するヘッド内お尻吐水孔NH1−46と、第2ベース流路NH1−4に連通するヘッド内やわらか吐水孔NH1−47とを有する。第2突出部は、第3ベース流路NH1−5に連通するヘッド内ビデ吐水孔NH1−48を有する。これら各ヘッド内吐水孔は、お尻用可動体NH1−9やビデ用可動体NH1−11のお尻吐水孔NH1−7、やわらか吐水孔NH1−8、ビデ吐水孔NH1−10に既述した空隙を空けて対向する。よって、切換弁WP1−15(図4参照)が洗浄水の給水先をその下流のお尻洗浄用流路、やわらか洗浄用流路、ビデ洗浄用流路のいずれかに切り換えると、洗浄水は、その切り換えられた流路を経てノズル流路・ベース流路並びに上記の各ヘッド内吐水孔を通過して可動体に給水され、各可動体の上記各吐水孔から吐水される。しかも、このような各吐水孔からの洗浄水吐水の際には、ベース流路と吐水孔間の空隙通過時の既述した空気巻き込みが起き、洗浄水は空気を泡沫状に混入した状態で吐水される。
この場合、ヘッド内の上記各吐水孔NH1−46〜48は、対応する各可動体のお尻吐水孔、やわらか吐水孔もしくはビデ吐水孔の孔径以下(本実施例では対向する吐水孔と同径)とされている。よって、局部に吐水される洗浄水の吐水速度は、各可動体のお尻吐水孔、やわらか吐水孔もしくはビデ吐水孔の孔径で定まる。そして、各可動体のこれら各吐水孔は、お尻吐水孔が最もその孔径が小さく、ビデ吐水孔とやわらか吐水孔はこのお尻吐水孔より孔径が大きくされている。このため、遠隔操作装置RC1−1(図2参照)の水勢強弱設定ボタンSWhu、SWhdにより水勢が一定に設定されている状況下であれば、各可動体の各吐水孔からの洗浄水の吐水速度は、お尻吐水孔が最も速く、ビデ吐水孔とやわらか吐水孔ではお尻吐水孔より遅くなる。このように吐水速度が遅いやわらか吐水孔を用いるやわらか洗浄は、お尻吐水孔での通常のお尻洗浄の場合より、吐水から受ける洗浄感を吐水速度が遅い分だけ少なくとも柔らかなものとする。なお、ビデ吐水孔ややわらか吐水孔は、本第1実施例のように単一の孔に限られるものではなく、小径の細孔を複数配置してその全体でビデ吐水孔ややわらか吐水孔と形成することもできる。この場合には、複数の細孔面積の総和である吐水孔総面積をお尻吐水孔面積以上とすれば、細孔全体として吐水は、お尻洗浄の場合より柔らかくなる。
次に、ビデ用可動体NH1−11を例に採り、この可動体のビデ吐水孔NH1−10からの洗浄水吐水の様子について説明する。図21は、ビデ用可動体NH1−11を駆動させる際の電磁コイルNH1−33a〜33cの励磁の様子を説明する説明図、図22は、ビデ吐水孔NH1−10からの洗浄水吐水の様子を模式的に説明する説明図、図23は、この洗浄水吐水の瞬間的な様子を模式的に説明する説明図、図24は、電磁コイルNH1−33a〜33cの励磁の様子を説明するための他の説明図である。
電子制御装置CT1−1は、パルス状に信号(トランジスタON信号)を生成して、このパルス信号を、電磁コイルNH1−33a〜33cに対応する各トランジスタTr4〜6のベースに順次印加する。よって、電磁コイルNH1−33a〜33cは、パルス信号に従った各トランジスタのON・OFFにより、図21に示すように、繰り返し順次励磁する。このような各電磁コイルの繰り返し励磁により、ビデ用可動体NH1−11の磁気作用部NH1−18a〜18cは、コイル励磁による吸引力(以下、この力をコイル作用力という)を繰り返し順次受ける。よって、この可動体は、図22に示すように、コイル作用力を受けた磁気作用部に応じて傾斜し、その傾斜箇所を電磁コイルの励磁順方向に沿って推移させる。この結果、ビデ吐水孔NH1−10は、この可動体と共に吐水孔振れ角α(図16参照)で傾斜し、この傾斜姿勢のまま、可動体の傾斜位置推移に伴って揺動回転する。これにより、上記したように洗浄水が可動体まで給水されると、この洗浄水は、次のような吐水形態を採って吐水される。
洗浄水の吐水孔が吐水孔振れ角αで傾斜していることから、吐水孔からの吐水を水柱として模式的に表すと、図22に示すように、この模式吐水水柱RTは、上記の吐水孔振れ角αで傾斜する。しかも、吐水孔は揺動回転しているので、模式吐水水柱RTは、吐水孔振れ角αのまま吐水孔の揺動回転に併せて移動し、次々にこの模式吐水柱が連続する。よって、洗浄水は、模式吐水水柱RTが並んだ図示するような円錐形状のような吐水形態(以下、この吐水形態を擬似円錐状吐水形態という)を採って吐水される。また、この様子を瞬間的に捕らえると、図23に示すように、それぞれの吐水孔振れ角αで規定された円錐の側壁において螺旋状に洗浄水が吐水していると擬態できる。このような形態で洗浄水吐水が行われている際、可動体は、フランジ周縁で固定されているので、自転することはない。つまり、可動体の自転を起こすことなく、吐水孔のみが吐水孔振れ角αで揺動回転していることになる。なお、可動体は、揺動回転を起こさず傾斜位置推移を起こすに過ぎないが、吐水孔の揺動回転に付随した可動体の傾斜位置推移動作を、説明の便宜上、可動体の擬似揺動回転という。
このように吐水孔振れ角αで揺動回転するお尻吐水孔NH1−7は、その下方のヘッド内お尻吐水孔NH1−46に対して傾斜する。そして、このような位置関係でヘッド内お尻吐水孔から可動体のお尻吐水孔NH1−7に洗浄水が給水される。この場合、可動体のお尻吐水孔下端は大径の吐水案内孔NH1−24とされているので、ヘッド内お尻吐水孔からの洗浄水は、吐水案内孔に案内されて支障なく可動体のお尻吐水孔から吐水される。
第1実施例では、各電磁コイルを励磁するに当たり、上記のパルス信号の発生周期(パルス周期)をT、パルス信号のON時間をtと表したときのデューティ比(t/T)を可変制御する。このデューティ比制御により、可動体の磁気作用部NH1−18a〜18cの受けるコイル作用力、即ち吐水孔振れ角αを以下のように増減制御できる。例えば、図21(a)に示すように、各電磁コイルの励磁周期Tc(=Tc1)とパルス周期T(=T1)を一定としパルスON時間tをt1(デューティ比:t1/T1)とした制御期間Aと、パルスON時間tをt2(t2<t1,デューティ比:t2/T1)とした制御期間Bとでは、デューティ比の大小に応じて、吐水孔振れ角αを制御期間Aで大きく制御期間Bでは小さくできる。このため、上記した擬似円錐状吐水形態で吐水された洗浄水が吐水する範囲、換言すれば洗浄面積を、図22に示すように、制御期間Aでは大きな吐水孔振れ角αに基づいて広範な洗浄面積ASとできる。制御期間Bでは、これより狭い洗浄面積BSとできる。つまり、第1実施例では、デューティ比の可変制御を通して、吐水孔振れ角α即ち洗浄面積を広狭制御できる。この場合、電磁コイルの励磁順を、電磁コイルNH1−33a→33b→33c→33a・・・の順序から、電磁コイルNH1−33a→33c→33b→33a・・・の順序に反転させることもできる。
第1実施例では、各電磁コイルの励磁周期Tcを可変制御する。例えば、図21(b)に示すように、制御期間C、Dにおいてデューティ比を一定とし((t3/T2)=(t4/T3),t3≠t4,T2≠T3)、各制御期間で各電磁コイルの励磁周期Tcを変更することもできる(Tc1>Tc2)。この励磁周期Tcは、図22に示す模式的な個々の模式吐水水柱RTが被洗浄部(人体局部)に当たって人体に刺激を与える間隔を定める。
一般に、人体表皮の同一箇所に感知可能な刺激(本実施例では模式吐水水柱RTによる刺激)を繰り返し加えた場合、この繰り返し間隔が長く繰り返し周波数が低いと、人は、この繰り返された刺激を振動刺激としてその都度感知する。その一方、繰り返し間隔が短く繰り返し周波数が高いと、人は、この意図的に繰り返された刺激を振動刺激とは感知できず、連続的な刺激として感知する。つまり、人体表皮への繰り返し刺激に対しては、振動刺激としては感知できない不感帯周波数がある。ここで、局部及びその周辺の洗浄において、刺激を受ける人体表皮から見て洗浄水の流量または流速の大小を繰り返し吐水(以下、繰り返し吐水という)したと仮定すると、吐水からの刺激の大小が繰り返されることになるので、この繰り返し吐水は洗浄箇所表皮に振動刺激として現れる。これが約5Hz以上の繰り返し周波数であると、この意図的な繰り返し吐水に基づく振動に知覚が追従できなくなる。このため、意図的な繰り返し吐水であるという吐水態様を意識できなくなり、無用な振動による不快感が減少される。繰り返し吐水の繰り返し周波数が高まるほど、意図的な繰り返し吐水に基づく振動に対しての知覚の追従が困難となるので、この繰り返し周波数が約10Hz以上の繰り返し周波数になると、通常の知覚を有する大多数の人では意図的な繰り返し吐水に基づく振動に対して知覚がほとんど追従できなくなる。よって、意図的な繰り返し吐水であるという吐水態様の認識が困難となり、無用な振動による不快感もより減少される。また、約15Hz以上の繰り返し周波数では、人体表皮の平均的な部位であっても振動認識周波数を超えるので、通常の知覚を有する大多数の人において不快感が感じられなくなる。さらに、約20Hz以上の繰り返し周波数では、人体表皮の敏感な部位であっても振動認識周波数を超えるので、通常の知覚を有する大多数の人において連続的で良好な洗浄感を確実に感じることができる。その上、約30Hz以上の繰り返し周波数では、人体表皮の神経が特に集中した敏感な部位であっても、振動認識周波数を超えるので、通常の知覚を有する大多数の人においてソフトな洗浄感を得ることができる。そして、繰り返し周波数を商用周波数と一致させる(商用周波数50Hz地域では50Hz、商用周波数60Hz地域では60Hz)と、駆動が容易となるという効果も加わる。このように周波数を高くするほど、連続的な洗浄感をより確実に感じながら洗浄を行うことができ、よりソフトな洗浄感を求める使用者に十分対応させることができる。
この不感帯周波数の観点から、第1実施例では、各電磁コイルの励磁周期Tcをその励磁周波数f(=1/Tc)が約5Hz以上の範囲となるよう可変制御することとし、模式吐水水柱RTによる人体局部への刺激が連続的な刺激として感知されるようにした。つまり、人体局部のある点(例えば、図22に示す洗浄ポイントSP1)に、洗浄水を励磁周期Tcで間欠的にしか吐水させないが、使用者には、この洗浄ポイントSP1に連続的な洗浄水の吐水を受けていると感じさせる。このことがそれぞれの洗浄水吐水箇所で起きるので、使用者には、上記した洗浄面積に亘って一律で連続的な洗浄水の吐水を受けているような洗浄感を与えることができる。このことは、次のようなことを意味する。
ある範囲の洗浄面積に亘って上記の連続的な洗浄感を与えるためには、洗浄水吐水孔が固定状態の既存の洗浄ノズルでは、吐水された洗浄水自体の円錐状の広がりを必要とする。よって、相当量の洗浄水を常時給水する必要があり、既存洗浄ノズルでは、約1000cc/min程度の洗浄水流量で洗浄水が吐水されていた。このような吐水では、総ての洗浄水吐水箇所に洗浄水が常時吐水されていることになる。しかしながら、第1実施例の局部洗浄装置では、その洗浄ノズルWN1−1からの上記した擬似円錐状吐水形態により、既存のものと同様に連続的な洗浄感を与えるに際し、実際には、上記励磁周波数fでの間欠的な吐水が行われているに過ぎない。つまり、洗浄水吐水箇所のそれぞれにおいて、第1実施例では洗浄水の吐水を間欠的にして間引いているので、洗浄水水量を低減することができる。よって、第1実施例では、洗浄水流量を既述したように定流量弁により約500cc/min程度に定め、最大この流量の洗浄水を吐水するだけでよい。
既述したように間欠的な吐水として感知されないようにするためには、励磁周波数を約5Hz以上とすればよいが、第1実施例では、励磁周波数を約10〜60Hzとして、連続的な洗浄水の吐水感をより確実に得られるようにした。
励磁周波数fを上記の不感帯周波数に設定しても、洗浄水の連続的な吐水から受ける吐水連続感は、励磁周波数fが低いほど薄れがちであるといえる。よって、励磁周波数fを上記範囲内で低くして使用者の洗浄感に良好な刺激感を持たせたり、励磁周波数fを高くして洗浄感にソフト或いはマイルドな刺激感を与えることができる。
また、上記したように洗浄面積に亘る一律な洗浄水の吐水連続感を与えた状況下で、上記のように洗浄面積を広狭制御できる。よって、洗浄面積を狭くして使用者に洗浄水の吐水を狭い洗浄面積で受けさせて洗浄水の吐水箇所集中を図った場合と洗浄面積を広くして洗浄水の吐水箇所拡散を図った場合とでは、洗浄水の吐水を受けた使用者に異なる洗浄感を与えることができる。例えば、肛門中央よりその周囲の方が痛点分布が密であるため、お尻洗浄では、吐水箇所集中を図った場合にはソフトな洗浄感を与え、吐水箇所拡散を図った場合にはハードな洗浄感を与えることができる。なお、このように洗浄面積を広狭制御すれば洗浄感を変えることができるが、デューティ比の可変制御を通して洗浄面積を意図的に可変制御する場合については、後述する。
図21では、デューティ比と励磁周波数を、一方を固定して他方を制御する場合について説明した。しかし、本実施例では、図24に示すように、デューティ比に応じて励磁周波数fを増減制御することもできる。図24(a)では、デューティ比を大きくして洗浄面積を広くしつつ、励磁周波数fを高めることによりソフト或いはマイルドな刺激感を付与することができる。つまり、広い洗浄面積をより連続的な洗浄感で洗浄したいときに良い。また逆に、デューティ比を小さくして洗浄面積を狭くしつつ、励磁周波数fを低くして吐水連続感を薄れさせて良好な刺激感を付与することもできる。
その一方、図24(b)では、デューティ比を大きくして洗浄面積を広くしつつ、励磁周波数fを低くしている。よって、お尻洗浄の場合には、広い洗浄面積によるハードな洗浄感を与えつつ励磁周波数fを低くして吐水連続感を薄れさせるので、ハードな洗浄感に良好な刺激感を付与するようなことができる。また、狭い洗浄面積によるソフトな洗浄感を与えつつ高い励磁周波数fにより間欠的な刺激感を与えないようにするので、ソフトな洗浄感をより連続的なものとできる。つまり、図24のように制御することで、洗浄感のより一層の多様化を図ることができる。なお、図24に示すように励磁周波数fを直線的に増減するのではなく、段階的に増減することもできる。
また、図21(b)に示したようにデューティ比を一定のまま各電磁コイルの励磁周期Tcを変更しても、次のようにして吐水孔振れ角α(洗浄面積)を種々設定できる。励磁周期Tcを短くすれば、上記のコイル作用力が磁気作用部に作用する時間が短くなるので、吐水孔振れ角αは小さくなり洗浄面積は狭くなる。また、励磁周期Tcを長くすれば、コイル作用力の作用時間も長くなるので、吐水孔振れ角αは大きくなり洗浄面積は広くなる。そして、励磁周期Tcが小さいまま固定された状況下でも、デューティ比Dtを大きくすれば、既述したとおり吐水孔振れ角αを大きくして洗浄面積を広くできる。同様に、励磁周期Tcが大きいまま固定された状況下では、デューティ比Dtを小さくして吐水孔振れ角α並びに洗浄面積の狭小化を図ることができる。つまり、上記した不感帯周波数になるよう励磁周期Tcがとの値で固定されても、デューティ比の可変制御により洗浄面積を広狭設定できる。
また、第1実施例では、洗浄水吐水の継続状況下で、総ての電磁コイルを非励磁としたまま或いは総ての電磁コイルを同時に励磁させたままとするようなコイル励磁制御を行うこともできる。この場合、総ての電磁コイルを非励磁とした場合は、洗浄水は、フリー状態の可動体の吐水孔から、空気混入を伴って一点に集中して吐水される。その一方、総ての電磁コイルを同時に励磁させた場合は、洗浄水は、磁力生成体に吸着された可動体の吐水孔から、空気混入を伴わず一点に集中して吐水される。このような一点集中吐水を起こすコイル励磁制御は、継続的に行われるのではなく、上記したデューティ比制御を通した洗浄面積の広狭制御に組み合わされて行われる。つまり、ある洗浄面積となるデューティ比で各電磁コイルを順次励磁制御している際に、全電磁コイルの同時励磁を間欠的に組み込み実行しつつ、この全電磁コイルの同時励磁の実行周期を上記の励磁周波数fを満たす周期とする。こうすれば、洗浄面積で定まる人体局部範囲とその範囲内の一点を、洗浄水の吐水連続感を使用者に抱かせたまま洗浄できる。
F1/洗浄・乾燥動作ルーチン;
次に、上記構成を有する第1実施例の局部洗浄装置が実行する洗浄・乾燥動作について説明する。図25は、電子制御装置CT1−1により実行されるお尻やビデの洗浄と乾燥動作ルーチンを示すフローチャート、図26は、洗浄・乾燥動作ルーチンにおけるノズル前洗浄処理の詳細を表すノズル前洗浄ルーチンのフローチャートである。図27は、局部洗浄の際の洗浄水吐水に先立つノズル前洗浄における洗浄水吐水の様子を模式的に表した説明図、図28は、洗浄・乾燥動作ルーチンにおける本洗浄動作処理の詳細を表す本洗浄ルーチンのフローチャート、図29は、この本洗浄ルーチンの処理内容と動作停止ルーチンの処理内容を説明するための説明図である。
図25の洗浄・乾燥動作ルーチンは、洗浄ボタン(お尻、やわらか、ビデの各ボタン)或いは乾燥ボタンのいずれかが操作されると割込実行されるものである。そして、この洗浄・乾燥動作ルーチンでは、図25のフローチャートに示すように、まず、着座センサSS10をスキャンして便座への使用者の着座の有無を判断する(ステップS100)。着座状態にないと判断すれば、本局部洗浄装置は未使用であるから、それ以降の処理は不要であるとして何の処理を行うことなく本ルーチンを終了する。着座状態であれば、本局部洗浄装置の使用中であることから、洗浄動作或いは乾燥動作を実施すべく、洗浄ボタン(お尻、やわらか、ビデの各ボタン)か乾燥ボタンのいずれのボタンが本ルーチン実行時に操作されたかを判断する(ステップS105)。なお、以下の説明に当たっては、遠隔操作装置RC1−1の各ボタンが操作されたことを想定して説明する。
上記のステップS105で乾燥ボタンSWzが操作されたと判断すれば、バックアップRAMの所定アドレスに記憶された乾燥動作禁止フラグFKstopの状態を読み込みFKstop=1であるか否かを判断する(ステップS110)。この乾燥動作禁止フラグFKstopは、局部乾燥用の乾燥ヒータやファンモータ等の乾燥部KK1−1(図5参照)に通電異常が起きたことを示す。また、FSstop=1であればコイル異常(乾燥は関係しない)につき洗浄等を実行すべきでないことを表す。そして、この乾燥動作禁止フラグFKstopは、図示しない乾燥不良検知ルーチンと復旧ルーチンにて値1或いは値0「ゼロ」がセットされる。よって、ステップS110で肯定判断すれば、何の処理を行うことなく本ルーチンを終了する。そして、ステップS110で否定判断すれば、後述するような洗浄動作の禁止状態に拘わらず上記の乾燥部KK1−1への通電制御(ステップS115)を実行し、本ルーチンを終了する。このステップS115により、局部に向けて温風が吹き付けられ、局部乾燥が行われる。この際の乾燥部への通電は、温風温度が補助操作部KS1−9(図3参照)の乾燥ツマミで設定された乾燥温度となるように制御される。なお、この乾燥部への通電の停止は、後述の動作停止ルーチンにて行われる。
一方、ステップS105でお尻、やわらか、ビデのいずれかの洗浄ボタンが操作されたと判断した場合は、バックアップRAMの所定アドレスに記憶された洗浄動作禁止フラグFSstopの状態を読み込みFSstop=1であるか否かを判断する(ステップS120)。この洗浄動作禁止フラグFSstopは、お尻用・ビデ用の各揺動コイル群における電磁コイルの各コイルNH1−30a〜30c、31a〜31c(図19、図20参照)に断線や接点不良等のコイル通電異常が起きたことを示す。つまり、FSstop=1であることは、コイル異常につき洗浄動作を実行すべきではなく、洗浄動作を禁止状態とすべきことを意味する。そして、この洗浄動作禁止フラグFSstopは、後述の揺動検知ルーチンにて値1がセットされ異常復旧ルーチンにて値0「ゼロ」がセットされる。よって、ステップS120で肯定判断すれば、何の処理を行うことなく本ルーチンを終了する。
ステップS120で否定判断した場合は、局部洗浄のための洗浄水吐水に先立って、ノズルヘッドNH1−1(図5、図6、図12参照)を洗浄するノズル前洗浄を実行する(ステップS130)。
図26のフローチャートに示すように、ノズル前洗浄ルーチンでは、図4に示す入水側弁ユニットWP1−1の電磁弁WP1−10を開弁制御する(ステップS131)。次いで、切換弁WP1−15を機能水用流路に切換制御すると共に、流調ポンプWP1−14の機能水吐水用流量への駆動制御を行う(ステップS132)。これにより、図8に示す待機位置HPにあるノズルヘッドに向けて機能水(遊離塩素溶液)が吐水され、当該ヘッドが殺菌洗浄される。なお、既述したように機能水ユニットでは上記の各タイミングでタンク内にて機能水が生成済みであるので、この生成済みの機能水がタンク貯留量(約50cc)だけ吐水される。
次に、機能水吐水を停止すべく、機能水用流路からお尻洗浄用流路への切換弁WP1−15の切換制御と、流調ポンプWP1−14のノズル洗浄用流量への駆動制御とを行う(ステップS133)。これにより、ノズルヘッドが図8に示す待機位置HPにある状態で、ノズルヘッドのお尻吐水孔NH1−7からチャンバNS1−14に向けて洗浄水が吐水される。この際、上記したコイル励磁を行わないことからお尻用可動体NH1−9は揺動回転を起こさずフリー状態である。よって、図27(a)に示すように、ノズル前洗浄時には、洗浄水は一点に集中して吐水される。しかも、お尻吐水孔NH1−7は小径であることから、吐水速度は大きい。このため、チャンバでは勢いよく洗浄水が跳ね返って、この跳ね返り洗浄水でノズルヘッドが洗浄される。これにより、ノズルヘッド、詳しくはノズルヘッドの各吐水孔およびその周辺を好適に洗浄できる。しかも、ステップS132でノズルヘッドにかけられた機能水(遊離塩素溶液)を洗い流すこともできる。なお、機能水生成ユニットが通水路を塩素発生用電極で挟みこんだタイプものである場合は、ステップS132で機能水生成のための塩素発生用電極WP1−17(図9参照)への通電制御を実行し、続くステップS133で塩素発生用電極への通電停止を実行すればよい。
このノズル前洗浄ルーチンにおけるステップS132、133の実行時に、お尻用可動体NH1−9、ビデ用可動体NH1−11についての総ての電磁コイルを同時に継続励磁させることもできる。こうすれば、磁力生成体NH1−26にお尻用可動体NH1−9およびビデ用可動体NH1−11が吸着し、両可動体下端と磁力生成体NH1―26との空隙が塞がれるため、機能水飛散による磁気駆動体NH1―18、並びにコイル鉄心NH1―35の腐食促進を抑制することができる。
また、上記のステップS133の実行時に、お尻用可動体NH1−9についての前方側の電磁コイルNH1−32aのみを継続励磁させることもできる。こうすれば、お尻用可動体(お尻吐水孔)がビデ用可動体NH1−11の側に傾いた状態で洗浄水を一点に集中して吐水できる。よって、お尻吐水孔からの吐水でありながらその前方のやわらか吐水孔やビデ吐水孔およびその周辺に確実に跳ね返り洗浄水をかけることができる。このため、各吐水孔とその周辺を確実に洗浄できる。しかも、ビデ洗浄という目的から使用者に清潔感を求められるビデ吐水孔とその周辺を、高い洗浄能力で洗浄でき、清潔感を高めることができる。
なお、上記のノズル前洗浄時の洗浄水吐水を、お尻用可動体NH1−9のやわらか吐水孔NH1−8やビデ用可動体NH1−11のビデ吐水孔NH1−10から行うようにしてもよい。この際、やわらか吐水孔NH1−8から洗浄水吐水を行う場合には、前方側の電磁コイルNH1−32aの励磁と、後方側の二つの電磁コイルNH1−32b、32cの同時励磁とを繰り返し、お尻用可動体(やわらか吐水孔)を前後方向に揺動させながら洗浄水を吐水するようにしてもよい。こうすれば、やわらか吐水孔前後の各吐水孔および周辺に跳ね返り洗浄水を確実にかけてこれらを確実に洗浄できる。ビデ吐水孔NH1−10でノズル前洗浄時の洗浄水吐水を行う場合は、お尻吐水孔と同様である。
更に、上記のステップS133の実行時に、お尻用可動体NH1−9を所定の吐水孔振れ角αで擬似揺動回転させることもできる。つまり、当該吐水孔振れ角αを定めるデューティ比Dtと各電磁コイルの励磁周期Tcとに基づいて、各電磁コイルを順次励磁するパルス信号を出力する(図21参照)。これにより、お尻用可動体NH1−9は、吐水孔振れ角α並びに励磁周波数f(=1/Tc)で擬似揺動回転し、お尻吐水孔NH1−7もこれに伴い揺動回転する。よって、図27(b)に示すように、お尻吐水孔NH1−7からは、図22および図23で示した擬似円錐状吐水形態で洗浄水が吐水される。こうすれば、チャンバNS1−14における洗浄水の吐水範囲が広がるので、お尻吐水孔のみならずやわらか吐水孔、ビデ吐水孔とこれらの周辺に跳ね返り洗浄水を確実にかけて確実に洗浄できる。なお、この際の洗浄水吐水対象は、チャンバであり人体表皮ではないので、励磁周波数f(=1/Tc)を上記の不感帯周波数とする必要はなく、適宜定めればよい。
このステップS133の処理を所定時間、例えば約1秒間継続した後は、流調ポンプの停止制御(流量ゼロ)と電磁弁の閉弁制御を順次行い(ステップS134−135)、図25のステップS140に移行する。
上記したノズル前洗浄に続いては、ノズル駆動モータNS1−4を正転駆動制御して、洗浄ノズルWN1−1を、洗浄ボタン(お尻、やわらか、ビデ)に応じた洗浄位置に本体部内の待機位置HPから進出させる(ステップS140;図7参照)。なお、洗浄ノズルWN1−1は、お尻とやわらかの洗浄ボタンであればお尻洗浄位置AWPに、ビデ洗浄ボタンではビデ洗浄位置VWPに進出する。
こうして洗浄位置への洗浄ノズルの進出が完了すると、洗浄ボタン(お尻、やわらか、ビデ)に応じた以下の本洗浄動作を実行し(ステップS150)、本ルーチンを終了する。なお、この本洗浄動作は、後述の動作停止ルーチンにて停止される。
この本洗浄動作では洗浄ボタンによって用いる可動体が異なるので、以下の説明に際しては、お尻洗浄を例にとって説明し、やわらか洗浄とビデ洗浄については、異なる点についての説明に止めることとする。
図28のフローチャートに示すように、本洗浄ルーチンでは、お尻洗浄位置AWPまでのノズル進出の間に一旦停止した洗浄水給水を開始すべく、電磁弁WP1−10を開弁制御する(ステップS151)。次いで、切換弁WP1−15をお尻洗浄用流路に切換制御すると共に、流調ポンプWP1−14を予め定められた弱吐水流量(例えば流量レベル1)となるように駆動する(ステップS152)。これにより、ノズルヘッドのお尻吐水孔NH1−7からお尻に向けて上記の弱吐水流量の洗浄水が吐水される。なお、やわらか洗浄とビデ洗浄の場合のステップS152における処理は、切換弁による流路切換がやわらか洗浄用流路かビデ洗浄用流路となる他は、上記の通りである。
このように当初吐水する際の弱吐水流量は、次のように定めた。今、流調ポンプによる調整可能範囲(例えば500cc/min)において、流量を他段階、例えばレベル1〜7に各レベルに調整可能であるとする。上記のステップS152では、お尻用可動体NH1−9が未可動(未揺動回転)の状態での洗浄水吐水となる。この洗浄水吐水は、揺動回転による上記した励磁周波数fでの吐水が起きないことから一点集中の吐水形態となると共に、お尻吐水孔NH1−7が小径であることからその吐水速度も大きい。このため、ステップS152での弱吐水流量を、例えば上記範囲の最低レベル1の流量とすれば、速度が大きく一点集中の吐水であっても、使用者に特段の違和感や不快感を与えないで済む。なお、このステップS152による洗浄水吐水は、本洗浄開始当初の僅かな期間(約0.5秒以下)にしか過ぎない。このことからも、使用者に特段の違和感や不快感を与えないで済む。以下では当初吐水する弱吐水流量を流量レベル1とした場合を述べる。
上記のステップS142による弱吐水流量(流量レベル1)での洗浄水吐水(図29参照)に続いては、お尻用可動体NH1−9を上記した擬似揺動回転するに際しての慣らし運転や揺動異常検知のために、このお尻用可動体NH1−9を初期駆動する(ステップS143)。なお、揺動異常検知については後に詳述する。
この初期駆動処理では、まず、吐水孔振れ角αを定めるデューティ比Dtを、吐水孔振れ角αが可動体の慣らし運転や揺動異常検知が可能な初期値α0となるような初期デューティ比Dt0とする。この初期デューティ比Dt0は、バックアップRAMに記憶されているので、その値を読み込むことで設定される。次いで、この初期デューティ比Dt0と各電磁コイルの励磁周期Tcとに基づいて、各電磁コイルを順次励磁するパルス信号を出力する(図21参照)。これにより、お尻用可動体NH1−9は、吐水孔振れ角α0並びに励磁周波数f(=1/Tc)で擬似揺動回転し、お尻吐水孔NH1−7もこれに伴い揺動回転する。よって、図29に示すように、ステップS142で設定した弱吐水流量(流量レベル1)の洗浄水が、図22および図23で示した擬似円錐状吐水形態を採って吐水される。なお、この初期駆動にあっても、次のステップの本洗浄駆動前の僅かな期間(約0.5秒以下)にしか過ぎないので、水量不足(弱吐水流量:流量レベル1)に伴う特段の違和感や不快感を使用者に与えないで済む。
この初期駆動処理における吐水孔振れ角α0は、揺動異常検知等が可能であればよく、この際の吐水流量も弱吐水流量(流量レベル1)であることから、不用意に大きくする必要がない。よって、本実施例で調整可能な吐水孔振れ角αの範囲のうちの低い値(例えば、αmaxの約10%の値や最低吐水孔振れ角αmin)とした。また、励磁周波数f(=1/Tc)にあっては、上記の不感帯周波数の所定の値とした。以下では当初吐水する吐水振れ角α0をαminとした場合を述べる。
次いで、上記の初期駆動処理に続いては、可動体の本洗浄駆動を行う(ステップS154)。この本洗浄駆動処理は、お尻用可動体NH1−9を介して実用範囲でお尻吐水孔NH1−7を揺動回転させて洗浄水吐水を行い、図22および図23に示した擬似円錐状吐水形態で実際に局部洗浄を行うためのものである。この本洗浄駆動処理では、まず、吐水孔振れ角αを定めるデューティ比Dtを、調整可能な吐水孔振れ角αの所定値に対応した適正デューティ比Dt1に設定変更する。この適正デューティ比Dt1は、バックアップRAMに記憶されているので、その値を読み込むことで設定される。この適正デューティ比Dt1は、本洗浄駆動処理による実際の局部洗浄に当たっての最初のデューティ比Dtであることから、本実施例で調整可能な吐水孔振れ角αの範囲のうちの所定値(例えば中間値αmid)に対応した値とした(図29参照)。以下では本洗浄開始時の所定吐水振れ角αをαmidとした場合を述べる。
こうして読み込まれた適正デューティ比Dt1は、後述するスポット・ワイド洗浄ルーチンでの更新・設定に対処するため、RAMに書き込み記憶される。そして、スポット・ワイド洗浄ルーチンでデューティ比Dtが更新・設定されなければ、適正デューティ比Dt1はRAMに記憶されたままであり、スポット・ワイド洗浄ルーチンでデューティ比Dtが新たに更新・設定されれば、RAMの適正デューティ比Dt1はこの新たな更新・設定値に書き換えられる。よって、洗浄継続中におけるデューティ比Dtの更新・設定後は、書き換え後のデューティ比Dtに基づいて可動体並びにお尻吐水孔が揺動回転される。
また、このように書き換え済みのデューティ比Dtや、書き換えがなされずに記憶保持された適正デューティ比Dt1は、使用者の便座からの立上がりに伴う着座センサのOFF信号により、リセットされる。これにより、使用者が着座中に洗浄動作を繰り返した場合には、2回目以降のステップS154の本洗浄駆動処理において、更新・設定済みのデューティ比Dtを上記の適正デューティ比Dt1に替えて用いることができる。よって、繰り返し使用の際は、デューティ比Dt(即ち、吐水孔振れ角α)が前回と同じであるため、繰り返し使用時の違和感をなくすことができる。また、使用者が便座から離れた後に再度実施された洗浄動作では、上記した通り適正デューティ比Dt1が用いられる。
このようにして適正デューティ比Dt1が設定されると、この適正デューティ比Dt1と各電磁コイルの励磁周期Tcとに基づいて、各電磁コイルを順次励磁する新たなパルス信号を生成して出力する(図21参照)。これにより、弱吐水流量(流量レベル1)の洗浄水給水下で、お尻用可動体NH1−9は、吐水孔振れ角αmid並びに励磁周波数f(=1/Tc)で擬似揺動回転し、お尻吐水孔NH1−7もこれに伴い揺動回転する。
そして、このパルス信号出力に引き続き、流調ポンプWP1−14を図29に示す調整可能範囲の適正吐水流量(例えば流量レベル4)となるように駆動する(ステップS155)。この適正吐水流量は、上記の適正デューティ比Dt1と同様に、設定・記憶される。以下では本洗浄開始時の適正吐水流量を流量レベル4とした場合を述べる。
こうしたパルス信号出力と適正吐水流量の給水により、洗浄開始時には、適正吐水流量(流量レベル4)の洗浄水が、適正な状態(吐水孔振れ角αmid、励磁周波数f(=1/Tc))で揺動回転するお尻吐水孔NH1−7から吐水される。その後に使用者が水勢変更やスポット・ワイドボタンによる吐水孔振れ角α(洗浄面積)の変更を行えば、変更後の水勢の洗浄水が変更後の吐水孔振れ角αで揺動回転するお尻吐水孔NH1−7から吐水される。この際の洗浄水は、図22および図23で示した擬似円錐状吐水形態を採って人体局部に向けて吐水され、この吐水をもたらす励磁周波数fは上記の不感帯周波数に含まれる。従って、使用者には、洗浄水の連続的な洗浄感を与えて違和感や不快感を与えることがないという従来にない優れた効果を奏することができる。また、既述したように、洗浄水を励磁周期Tcで揺動吐水させることで、節水の実効性を高めることができる。
更に、節水の実効性向上により洗浄水の使用流量を低減でき、場合によっては従来の半分程度の流量にできる。よって、熱交換ユニットTH1−1のタンク容量の低減を図ることができる。加えて、小流量並びに小容量のタンク内でのヒータによる洗浄水温水化を図ればよいことから、ヒータTH1−2の省力化や小型化をより一層推進することができる。
また、洗浄駆動処理においてお尻用可動体NH1−9を擬似揺動回転させるに当たり、その直前の初期駆動処理で予め弱吐水流量(流量レベル1)で洗浄水を給水するようにした。よって、可動体の擬似揺動回転は、弱吐水流量(流量レベル1)の給水洗浄水の圧力を受けた状態で開始される。このため、無負荷状態での可動体の擬似揺動回転を招かないので、不用意な力を、ゴムやエラストマー等の弾性材のフランジ部NH1−20にかけることがない。この結果、フランジ部の不用意な損傷を回避できると共に、可動体を当初から適正に擬似揺動回転させることができ、好ましい。
また、図29に示すように、吐水孔振れ角αが初期値α0から中間値αmidに漸増するようデューティ比Dtを初期設定値Dt0から適正値Dt1に変更設定すると共に、吐水流量が初期値(流量レベル1)から適正吐水流量(流量レベル4)に漸増するよう吐水流量を変更設定する。よって、以下の利点がある。まず第1に、洗浄水吐水を最初に受ける洗浄開始当初において、意図しない多流量の洗浄水を意図しない広範な洗浄面積で受けることがないので、違和感を回避できる。また、大きな吐水孔振れ角αで可動体を急激に擬似揺動回転させることがないので、可動体の支持部(フランジ繋ぎ部)やコイルに過不可をかけることがなく、ステップS153の可動体初期駆動と相俟って、慣らし運転による不用意な損傷回避を確実に図ることができる。
やわらか洗浄の場合のステップS153〜154における処理はお尻洗浄と変わるものではない。ビデ洗浄の場合は可動体がビデ用可動体NH1−11となる他は、上記の通りの機器制御を行うが、ステップS154における適正デューティ比Dt1をお尻洗浄と異なるものとできる。つまり、ビデ洗浄の際は、その適正デューティ比Dt1を、お尻洗浄の際の吐水孔振れ角α(=αmid)を定める適正デューティ比Dt1より大きくし、ビデ洗浄の際の吐水孔振れ角αをお尻洗浄の吐水孔振れ角α(=αmid)より大きくした。これにより、お尻洗浄時とビデ洗浄時で、ステップS154−155による洗浄水吐水の洗浄面積に広狭の差を持たせることができる。具体的には、お尻洗浄時の洗浄面積を図22に示す洗浄面積BSとし、ビデ洗浄時の洗浄面積をこれより広い洗浄面積ASとできる。これにより、お尻・ビデのそれぞれの洗浄時において、上記した節水の実効性を共に確保しつつ、ビデ洗浄時には、広い洗浄面積への洗浄水吐水により、たっぷりな洗浄水で局部洗浄を受ける充足感を与えることができる。
なお、適正デューティ比Dt1や適正吐水流量(流量レベル4)での上記したステップS154−155の実行後は、水勢強弱設定ボタンSWhu、SWhdやスポット・ワイドの各設定ボタン(図2参照)の操作に応じて、吐水流量(流量レベル)や洗浄面積(吐水孔振れ角α、デューティ比Dt)が種々変更される。そして、この変更された流量・洗浄面積(吐水孔振れ角α)で、上記の擬似円錐状吐水形態の洗浄水吐水が実施される(図29参照)。なお、こうして設定された吐水流量(流量レベル)やデューティ比Dtは、既述したように、RAMに記憶され着座センサのOFF信号を経てリセットされる。
G1/動作停止ルーチン;
次に、第1実施例の局部洗浄装置が実行する動作停止ルーチンについて説明する。図30は、この動作停止ルーチンを示すフローチャートである。
図30のフローチャートに示す動作停止ルーチンは、上記した洗浄・乾燥動作ルーチンにより行われた洗浄動作や乾燥動作を停止させるためのものであることから、次のタイミングで割込実行される。第1の割込タイミングは、本局部洗浄装置の種々の動作を停止させる停止ボタンSWaの操作時である。第2の割込タイミングは、使用者が便座から離れればその後の洗浄・乾燥の動作は不要であるので、使用者が便座から離れたことと等価な着座センサオンからオフへの切り替わり時である。第3の割込タイミングは、洗浄動作から乾燥動作への或いは乾燥動作から洗浄動作への動作切り替わり時であり、洗浄動作中の乾燥ボタン操作時と、乾燥動作中の洗浄ボタン操作時である。これらの割込タイミングで動作停止ルーチンが実行されると、図30に示すように、まず、今の装置動作状況が洗浄動作中であるか乾燥動作中であるかを判断する(ステップS160)。ここで、乾燥動作中であると判断した場合は、乾燥部への通電を停止して(ステップS162)、本ルーチンを終了する。なお、装置動作状況は、本ルーチン開始前の洗浄或いは乾燥ボタンの操作状況に基づいて判断される。
その一方、洗浄動作中であると判断した場合は、流調ポンプWP1−14を流量ゼロに駆動制御し(ステップS164)、その後、電磁弁WP1−10を閉弁制御する(ステップS165)。これにより、洗浄水の給水が絶たれるので、それまで行われていた洗浄水吐水が停止する。なお、この電磁弁閉弁と共に、切換弁WP1−15を原点位置(例えば、お尻用流路切換位置)に復帰制御することもできる。
上記の洗浄水吐水の停止に続いては、洗浄水吐水を擬似円錐状吐水形態(図22、図23参照)とするためのパルス信号(図21参照)の出力を停止し(ステップS166)、可動体を停止させる。このように、吐水の停止後に揺動回転を停止するので、洗浄動作停止時において、可動体が停止した状態で人体局部に向けて洗浄水を吐水することがない。よって、図27(a)に示したような一点集中の洗浄水を局部に当てないので、違和感や不快感を与えることがない。
洗浄水吐水が停止すると可動体は停止するが、それ以外にもタイマーに基づいて可動体を停止するなどの制御を加えてもよい。洗浄に同期した、あるいは洗浄とは独立したタイマーを設けることで、可動体や各コイルの安全動作など行うこともできる。
こうした吐水停止・揺動停止に続いては、ノズル駆動モータNS1−4を逆転駆動制御して、洗浄ノズルWN1−1を、各洗浄位置から本体部内の待機位置HPに後退復帰させる(ステップS168;図7参照)。待機位置HPへのノズル復帰後は、それまで局部洗浄に用いられていた各吐水孔とその周辺、延いてはノズルヘッドを洗浄すべく、ノズル後洗浄を実行する(ステップS169)。このノズル後洗浄は、既述したノズル前洗浄と同じ処理、即ち、機能水による洗浄、吐水孔から吐水した洗浄水の跳ね返り水での洗浄を行う。なお、ノズル前洗浄とノズル後洗浄を、その処理内容において異なるようにすることもできる。例えば、ノズル前洗浄では、これから局部洗浄を行うので、局部洗浄直前においてノズルヘッドを機能水吐水により殺菌洗浄して、使用者にノズルヘッドの衛生感・清浄感を与えるようにし、ノズル後洗浄では、機能水吐水を省略してもよい。ノズル前洗浄とノズル後洗浄をこの逆としてもよい。ノズルヘッドへの菌付着直後に殺菌洗浄すれば殺菌効果が高まるので、菌付着が起き得る洗浄動作後のノズル後洗浄では機能水吐水を行い、ノズル前洗浄ではこの機能水吐水を省略することもできる。また、この両洗浄時において、図27(a)に示す一点集中吐水と図27(b)に示す円錐状吐水とを併用することもできる。ノズル前洗浄では一点集中吐水を行い、ノズル後洗浄では円錐状吐水を行うようにすることもできる。また、ノズル前洗浄とノズル後洗浄をこの逆とすることもできる。
M1/ノズル掃除ルーチン;
次に、第1実施例の局部洗浄装置が行うノズル掃除ルーチンについて説明する。図44は、このノズル掃除ルーチンを示すフローチャートである。このノズル掃除ルーチンは、本体の袖部KS1−5(図3参照)におけるノズル洗浄ボタンSWkの操作に伴い実行される。
図44のフローチャートに示すノズル掃除ルーチンが実行されると、まず、ノズル前洗浄を実行する(ステップS400)。つまり、既述したステップS120(図25、図26参照)と同様に、機能水によるノズルヘッド洗浄と、チャンバでの跳ね返り洗浄水によるノズルヘッド洗浄とを実施する。次いで、ブラシ等を用いた使用者によるノズルヘッド洗浄に備えるべく、洗浄ノズルWN1−1をお尻洗浄位置AWPに進出させ(ステップS405)、使用者によるノズル掃除終了の信号入力があるまで待機する(ステップS410)。使用者は、この間にブラシ等で実際にノズルヘッドを掃除する。そして、掃除完了後に、その使用者は、ノズル洗浄ボタンSWkを再度操作したり停止ボタンSWaを操作することで、上記のノズル掃除終了信号を入力する。或いは、ノズル洗浄ボタンSWkの操作後からの経過時間をタイマで計時し、経過時間が5分程度となるとズル掃除終了の信号が入力されるようにしてもよい。なお、ステップS405で洗浄ノズルをお尻洗浄位置に進出させてからノズル掃除終了までの間において、お尻吐水孔から僅かに洗浄水を流すようにしてもよい。そして、この際の洗浄水吐水程度は、ノズルヘッドから便器ボール部に洗浄水が垂れ落ちる程度であれば十分である。
こうしてノズル洗浄が終了すると、洗浄ノズルを本体部の待機位置に後退復帰させた後(ステップS415)、既述したステップS160(図30参照)と同様にノズル後洗浄を行い(ステップS420)、本ルーチンを終了する。
このノズル掃除ルーチンを実行することで、使用者によるブラシ等でのノズル掃除に加え、その前後に、機能水による2度のノズル掃除、チャンバでの跳ね返り洗浄水による2度のノズルヘッド掃除が行われる。よって、ノズルヘッド、延いては洗浄水の各吐水孔並びにその周囲を清潔にすることができる。
次に、上記した局部洗浄装置KS1−1の変形例について説明する。なお、同一の機能を果たす部材にあっては、上記の第1実施例で用いた部材名と符号をそのまま用い、その説明については省略することとする。
A1−1/全体構成の変形;
遠隔操作装置RC1−1において、スポット設定ボタンとワイド設定ボタンをお尻洗浄とビデ洗浄のそれぞれについて設けたが、この両設定ボタンを一対としお尻洗浄とビデ洗浄で兼用するようにすることもできる。こうすれば、ボタン配設数が少なくなり、組み付け工数の低減や低コスト化といった製造上の利点がある。
B1−1/水路系構成の変形;
図45は、変形例の水路系構成を表すブロック図である。
(1)水路系において、第2洗浄水導出管路WP1−13を熱交換ユニットTH1−1の上流側に配設したが、当該管路を熱交換ユニットの下流に配設することもできる。こうすれば、熱交換ユニットに流入する洗浄水の流量が安定するので、洗浄水の定温化のためのヒータ制御が容易となり好ましい。しかも、熱交換ユニットでの温水化を経た洗浄水を、第2洗浄水導出管路から脱臭用吸気口や局部乾燥用排気口に吐水して当該吸気口や排気口を洗浄することもできる。こうすれば、吸気口や排気口の汚れを温水にてより効果的に洗い流すことができ好ましい。
(2)また、水路系において、熱交換ユニットTH1−1下流の出水側弁ユニットWP1−3は流調ポンプWP1−14と切換弁WP1−15から構成したが、当該弁ユニットを5方弁構造でなおかつ流調が可能な図示しない流調切換弁とすることもできる。こうすれば、より小型で安価な構造とすることができ、またポンプを使わないので振動、騒音の問題を解消することができる。
(3)また、水路系において、出水側弁ユニットWP1−3に流調ポンプを用いたり、或いは流調切換弁を用いることにより流調する構造としたが、図45に示す水路系構成を採ることもできる。即ち、図示するように、第2洗浄水導出管路WP1−13の途中に通水路面積を可変とすることのできるバイパス路流調弁WP1−20を配設する。よって、このバイパス路流調弁WP1−20で調整された流量と定流量弁WP1−9での設定流量との差分の流量が、出水側弁ユニットWP1−3を経てノズルから吐水される。こうすれば、ポンプを使わないので振動、騒音の問題がなく、また流調切換弁のような複雑な構造としなくても良い。
(4)熱交換ユニットTH1−1を、螺旋状のニクロム線からなるヒータを小容量のタンクに内蔵したものとしたが、次のようにすることもできる。即ち、ヒータを積層円筒セラミックヒータとすれば、漏電検知回路や過熱防止回路を焼成前生シートにペースト印刷して、各回路を焼成によりヒータ表面に形成できる。よって、外部に漏電検知・漏電保護回路が不要となると共に、バイメタル等の過熱防止機器も不要となる。そして、積層化と機器省略により、熱交換ユニットの小型化を図ることができる。また、ヒータを、高周波電流に連動した磁束変化により抵抗体に電磁誘導を起こしてこの抵抗体をジュール熱で発生させる電磁誘導加熱ヒータとすることもできる。こうすれば、タンク内でヒータを水没配置する必要がないので、漏電保護回路が不要となり、その分、小型化ができる。更に、ヒータ形状の自由度が高いので、ヒータを蛇行水路に沿った形状等とすることができ、効率よく洗浄水を温水化できる。
(5)熱交換ユニットTH1−1を、瞬間式ではなく貯湯式とすることもできる。こうすれば、所定温度の洗浄水の連続吐水時間を長くすることができる。また、タンク内洗浄水の温水化を深夜等の便器未使用時に実施でき、その際には低消費電力のヒータを用いることができる。こうすれば、局部洗浄装置全体としての最大消費電力を低減できるので、既設のトイレに局部洗浄装置を設置するような場合に、屋内配線容量不足を招いたり容量契約の変更を来すようなことが少なくなる。
(6)機能水ユニットWP1−4を、タンク内に洗浄水を貯留した状態で直流電圧を印可し、遊離塩素を生成する構造としたが、通水路を塩素発生用電極で挟みこんだ構成とし、また塩素発生用電極の表面積を広くする等して十分な遊離塩素発生能力が得られるようにした場合には、通水状態で直流電圧を印可することもできる。こうすれば、機能水を長時間連続的に吐水させることができ、洗浄ノズルをより衛生的に保つことができる。
次に、他の実施例について説明する。図31は、第2実施例の局部洗浄装置の概略構成を水路系を中心に表したブロック図、図32は、この水路系に配設されたアキュムレータWP2−7の概略構成を示す断面図、図33は、同じく水路系に配設された波動発生機器WP2−8の構成を表す断面図である。また、図34は、この波動発生機器WP2−8による洗浄水の流れの様子を説明する説明図、図35は、波動発生機器WP2−8の設置の様子を模式的に表した模式図、図36は、制御系の概略構成を表すブロック図である。なお、上記した実施例或いはその変形例と同一の部材については同一の部材名とその符号をそのままを用い、同一の機能を果たす部材については同一の部材名を用いることとする。
A2/全体構成;
第2実施例の局部洗浄装置KS2−1にあっても、上記の局部洗浄装置KS1−1と同様の外観を有し、本体部KS1−2や遠隔操作装置RC1−1を有する(図1参照)。また、本体部に、ノズル装置等を有する点についても局部洗浄装置KS1−1と同様である。
B2/水路系・制御系構成;
局部洗浄装置KS2−1の水路系は、図31に示すように、外部の給水源側から、入水側弁ユニットWP2−1と熱交換ユニットTH1−1と流調切換弁WP2−2と波動発生ユニットWP2−3とを備える。そして、この波動発生ユニットから洗浄ノズルWN2−1の流路切換弁WN2−2を経て洗浄ノズルWN2−1に洗浄水が導かれ、当該ノズルから後述のように洗浄水が吐水される。これら各ユニットは、波動発生ユニットを挟んだ上流側・下流側給水管路で接続されている。即ち、入水側弁ユニットと熱交換ユニットは、上流側給水管路WP2−5で接続され、波動発生ユニット下流のノズル装置は、下流側給水管路WP2−6で接続されている。
入水側弁ユニットWP2−1は、定流量弁WP1−9(図4参照)に替えて調圧弁WP2−4を有する点で図4の入水側弁ユニットWP1−1と異なる。このため、洗浄水は、調圧弁WP2−4で所定の圧力(1次圧:約1.0kgf/cm)に調圧された後に、電磁弁の開弁を経て入水側弁ユニットWP2−1から熱交換ユニットTH1−1に流入する。そして、熱交換ユニットで既述したように入水・出水側の温度に基づいて設定温度に温水化された洗浄水は、流調切換弁WP2−2により流量調整を受けた上で、波動発生ユニットと機能水ユニットWP1−4に流入する。この機能水ユニットによる機能水生成は上記した実施例と同一なので、その説明は省略する。なお、流調切換弁WP2−2を、波動発生ユニットに至る管路と機能水ユニットに至る管路の開度比を変更することで、波動発生ユニットへの流量(洗浄水吐水流量)を調整するように構成してもよい。この場合には、流調切換弁に至った洗浄水流量とこの洗浄水吐水流量の差分の洗浄水が機能水ユニットに送られて、既述したようにチャンバからノズルに吐水され便器ボール部に流れ落ちる。つまり、ノズル以外への洗浄水導出を介して、洗浄水吐水流量を調整する。
波動発生ユニットWP2−3は、その上流側からアキュムレータWP2−7と、波動発生機器WP2−8とを有する。このアキュムレータは、図32に示すように、波動発生機器より上流の上流側給水管路WP2−5に接続されたハウジングWP2−9と、ハウジング内のダンパ室WP2−10に配置されたダンパWP2−11と、このダンパに付勢力を及ぼすスプリングWP2−12とを有する。よって、アキュムレータは、波動発生機器の上流において、上流側給水管路WP2−5の水撃を低減する。このため、タンクTH1−3の洗浄水温度分布に及ぼす水撃の影響を緩和でき、吐水洗浄水の温度を安定化することができる。この場合、アキュムレータWP2−7は、波動発生機器WP2−8に近接配置したり当該機器と一体的に配置することが、後述するようにこの波動発生機器で発生された脈動を上流側に伝播することを速やかにかつ効果的に回避できる観点から好ましい。この場合、アキュムレータは、ダンパとこれを付勢するスプリングの無い単なる空気室としてのダンパ室を有するだけの構成や、上流側給水管路を一部上方に意図的に膨張させたようなエアー溜まりとして形成することもできる。
波動発生機器WP2−8は、図33に示すように、上流・下流側給水管路に接続されるシリンダWP2−13にプランジャWP2−14を摺動自在に備える。そして、このプランジャを電磁コイル(脈動発生コイル)WP2−15の励磁制御により上流側・下流側に進退させる。プランジャWP2−14は、脈動発生コイルWP2−15の励磁により図示する原位置から下流側に移動するが、コイル励磁が消えると、上流側・下流側スプリングWP2−16、17の付勢力を受けて原位置に復帰する。プランジャWP2−14は、その内部に鋼球とスプリングからなる逆止弁WP2−18を有するので、原位置から下流側への移動の際には、シリンダ内の洗浄水を加圧して下流側給水管路に押し流す。この際、プランジャ原位置は一定であることから、一定量の洗浄水が下流側給水管路に送られることになる。その後、原位置に復帰する際には、逆止弁を経てシリンダ内に洗浄水が流れ込むので、次回のプランジャの下流側移動により、改めて一定量の洗浄水が下流側給水管路に送られることになる。しかも、プランジャの原位置復帰の際には、プランジャ下流側、即ち下流側給水管路の洗浄水の引き込みが起きるので、この波動発生機器WP2−8は、プランジャの往復動に伴って圧力が周期的に上下変動する脈動を引き起こし、洗浄水を脈動流の状態で下流側給水管路に流す。
この場合、波動発生機器WP2−8には上流側給水管路を経て上記の1次圧の洗浄水が給水されている。よって、上記したようにプランジャWP2−14の原位置復帰の間に逆止弁を経てシリンダ内に流れ込んだ洗浄水は、逆止弁による圧力損失や下流側の洗浄水の引き込みの影響を受けて1次圧のままではないものの、下流側給水管路に送られる。この様子を図でもって表すと、図34に示すように、洗浄水は、1次圧を中心に脈動した圧力で波動発生機器WP2−8から下流側給水管路、延いては洗浄ノズルWN2−1に送られて後述するように局部に吐水される。しかも、波動発生機器WP2−8からその下流に送られる洗浄水圧は、上記のようにプランジャの原位置復帰の際の逆止弁を経たシリンダ内への洗浄水流れ込みにより、ゼロとなることはない。この洗浄水圧の脈動推移は、洗浄水流量の推移に反映する。
この図34に見られる脈動周期MTは、脈動発生コイルWP2−15の励磁周期に同期し、この励磁周期の変更制御を通して後述のように種々設定可能である。しかも、洗浄水の脈動流発生にプランジャ往復動のためのコイル励磁だけで済むので、波動発生機器の構成を簡単にすることができる。
また、第2実施例では、図31に示すように、波動発生機器WP2−8を熱交換ユニットのタンクTH1−3の下流に配置したので、脈動流とされた洗浄水は、給水管路より大径であるために脈動減衰を起こし易いタンクを通過することが無い。よって、下流側給水管路、延いては洗浄ノズルWN2−1には、タンクによる脈動減衰の影響を受けることがない状態で、脈動流の洗浄水を送り込むことができる。
更に、この波動発生機器WP2−8の設置に際しては、いわゆる防振ゴムを介在させた。よって、この防振ゴムによる制振作用により、脈動発生に伴う振動を抑制できると共に、振動による異音発生も抑制できる。この場合、脈動発生機器を、金属等の高比重の粉体物や粒状物を混合することで高比重可されたされた樹脂プレート(図示省略)に設置し、この樹脂プレートを防振ゴムを介在させて本体部の底面プレートに配置することもできる。こうすれば、振動源質量を脈動発生機器と樹脂プレートの和として大きくしたこと自体で、脈動発生に伴う振動を起きにくくできることに加えて、防振ゴムによる制振作用により制振を図ることができる。このように振動源質量を大きくするに当たって、上記したような高比重の樹脂プレートに脈動発生機器を設置することに替えて、本局部洗浄装置が有する質量の大きな部材やユニットにこの振動発生機器を設置することもできる。こうすれば、樹脂プレートを必要としないので、部材数低減によるコスト低下といった製造上の利点があり、装置の小型化も図ることができる。また、波動発生機器と樹脂プレートとの間にも防振ゴムを配設すれば、この防振ゴムと樹脂プレート下面の防振ゴムとで、図35に示すような2自由度系の振動絶縁のダンパ機構を構成できる。このため、振動緩和に効果的なバネ常数k1、k2や減衰係数c1、c2とできるように防振ゴムを選定することで、高い制振効果を発揮することができ、便座等への振動伝播を効果的に回避できる。なお、このような制振により、振動に伴う異音の発生も効果的に抑制できる。
また、波動発生機器WP2−8とタンクTH1−3との間にアキュムレータを配置していることと相俟って、タンクに不要な脈動圧を与えることが無い。このため、タンク内圧の不用意な上昇を回避できるので、タンクの変形や収縮・膨張による疲労を回避でき好ましいばかりか、必要以上に高い耐圧性能を有するタンクとする必要がない。
第2実施例では、上記の水路系を構成するに当たり、次のようにした。即ち、上流側・下流側給水管路の両給水管路を高硬度の可撓性配管とすると共に、上記の下流側給水管路の硬度を上流側管路をより大きくした。また、これら管路と上記各ユニットの配管接続部にカプラ方式の継手を用いた。更に、各ユニットを近接配置して、ユニット間の給水管路長を短くした。これらの結果、給水管路自体の伸縮、膨張・収縮が起き難くなり、この伸縮に伴う脈動減衰の影響を抑制できるので、脈動減衰を低減した状態で、脈動流の洗浄水を洗浄ノズルWN2−1に送り込むことができる。特に、波動発生機器WP2−8と流路切換弁WN2−2の近接配置を図ったので、この間の下流側給水管路を洗浄水が通過する際の脈動減衰は、下流側給水管路が高硬度の可撓性配管であることと相俟って、より効果的に抑制できる。
第2実施例の局部洗浄装置の制御系は、図36に示すように電子制御装置CT2−1を中心に構成されている。そして、この電子制御装置は、上記の実施例と同様、種々のボタンやセンサの入力等に基づいて、入水側弁ユニットの電磁弁開閉弁制御、熱交換ユニットのヒータ通電制御等の他、脈動発生コイルWP2−15の励磁制御を通して上記の脈動周波数制御を実行する。この脈動周波数制御については後に詳述する。
C2/ノズル装置NS2−1;
次に、第2実施例の局部洗浄装置が有するノズル装置NS2−1について説明する。図37は、ノズル装置NS2−1を表す概略斜視図、図38は、図37における67−67線概略断面図である。
図示するように、この第2実施例のノズル装置NS2−1は、上記した第1実施例の変形例のノズル装置NS1−20とほぼ同一の構成を有する。即ち、このノズル装置NS2−1は、変形例のノズル装置NS1−20と同様に、ノズル進退軌道NS1−12(図7参照)と一致する湾曲形状の案内レール部NS1−21の上に、同じく湾曲した洗浄ノズルWN2−1を配設して備える。そして、ノズル後端側下方の軌道把持体WN1−21は、案内レール部NS1−21のレール部左右を上下に把持してこの案内レール部に沿って摺動するので、洗浄ノズルWN2−1は、円弧状のノズル進退軌道NS1−12に沿って伝達機構NS1−5により進退する。この洗浄ノズルは、便器ボール部側にあっては、ノズル保持部NS1−6により洗浄ノズルは摺動自在に保持されているので(図8参照)、ノズル保持部と軌道把持体の離間した二カ所で摺動自在に保持されることになる。なお、洗浄ノズルを直線管路形状とすることもできる。
この軌道把持体WN1−21の案内レール部把持箇所には、レール部に対しての摺動性と振動吸収機能を有する把持部WN2−3が配設されている。このような性質を把持部は、含油、WAX配合等の材料配合処理を経たゴム系材料、或いは、ハロゲン処理、梨地処理等の表面処理を経たゴム系材料を用いて製造されている。よって、後述するように波動発生機器WP2−8から脈動流の洗浄水が洗浄ノズルに流れ込み、この洗浄ノズルに脈動流に起因する振動が起きても、その振動の他の部材への伝播を防止できる。このため、振動に伴う異音の発生も抑制できる。この場合、便器ボール部側のノズル保持部におけるノズル保持孔内壁に、上記配合処理や表面処理を受けて摺動性と振動吸収機能を発揮するゴム系材料の部材を配置すれば、上記した振動伝播の防止効果と異音発生の回避効果を高めることができる。
この第2実施例のノズル装置NS2−1では、既述した洗浄ノズルと案内レール部との位置関係から、幅方向についてコンパクト化できる。よって、このノズル装置と波動発生機器WP2−8とのより一層の近接配置が可能となるので、下流側給水管路における脈動減衰の抑制効果を高めることができる。また、このノズル装置の設置に際しては、ベースNS1−2(図37参照)を防振ゴムを介在させて本体部の底面プレートに配置した。よって、このノズル装置に脈動に伴う振動が伝播しても、防振ゴムによる制振作用によりこの振動を効果的に抑制できると共に、振動による異音発生も抑制できる。
E2/洗浄ノズルWN2−1;
次に、洗浄ノズルWN2−1について説明する。図39は、この洗浄ノズルが有する流路切換弁WN2−2の構成を説明するための要部概略断面図、図69は、この流路切換弁の要部の分解斜視図である。図41は、ノズルヘッドNH2−1を平面視すると共にヘッド周辺を一部破断して示す平面図、図42は、このノズルヘッドの変形例を示す平面図である。
図37ないし図39に示すように、流路切換弁WN2−2は、洗浄ノズルWN2−1の後端に位置し、波動発生機器WP2−8から送られた脈動流の洗浄水の給水先を洗浄ノズルのお尻洗浄用、やわらか洗浄用およびビデ洗浄用の各ノズル流路に切り換えるべく以下の構成を有する。
流路切換弁WN2−2は、後述の切換機構を内蔵したケーシングWN2−4を備える。そして、この流路切換弁は、ケーシングを洗浄ノズルWN2−1の筒状部WN2−5の後端端面に溶着することで、洗浄ノズルと一体とされている。よって、洗浄ノズルと共に上記したように軌道に沿って進退する。
ケーシングには、ノズル側から、ノズル内の各流路と連通した連通孔を有するステータWN2−6と、流路切換のために回転しステータの各連通孔を択一的に開放するロータWN2−7と、このロータに回転を伝達するためのカップリングWN2−8と、このカップリングを回転自在に収納するハウジングWN2−9と、ロータをステータに向けて付勢するスプリングWN2−10とを有する。図69に示すように、ステータの各連通孔WN2−11〜13は、ロータに面する側では等分に開口され、ノズル側では、図38に示すノズル内流路、即ち、お尻洗浄用ノズル流路の第1ノズル流路WN1−7、やわらか洗浄用ノズル流路の第2ノズル流路WN1−8、ビデ洗浄用ノズル流路の第3ノズル流路WN1−9の各流路に連通するよう空けられている。つまり、ステータ内で連通孔が湾曲形成されている。この各連通孔は、洗浄ノズル後端における上記の各ノズル流路の開口部の並びに併せて配置してもよく、この場合には、上記の各連通孔は、ストレートな孔でよい。なお、上記の第1ないし第3のノズル流路WN1−7〜9は、ノズル先端のノズルヘッドNH2−1まで、筒状部WN2−5の長手方向に亘って区画形成されている。
ロータWN2−7は、ステータ上面に等分に開口した上記各連通孔の一つを開放できる切欠WN2−14を有し、この切欠を連通孔開口と重ねることでその連通孔を開放する。この場合、ロータは、切欠を隣り合う連通孔間に位置させることで、各連通孔を遮蔽できるようにされている。つまり、切欠が隣り合う連通孔開口間にある位置からロータが僅かに回転すれば、連通孔を介して上記の各ノズル内流路に洗浄水を送り込める。なお、ノズル内に残存した水の排出(水抜き)の便のため、このローターを総ての連通孔開口と重なることもできる切欠を有するようにして、水抜き時には、この切欠により総ての連通孔を開口させることもできる。
カップリングWN2−8は、流路切換弁WN2−2の有する駆動モータWN2−15の回転軸に装着され、スリットWN2−16に回転軸ピンWN2−17を位置させる。また、このカップリングは、回転キーWN2−18をロータWN2−7のスリットWN2−19に位置させている。よって、駆動モータが正逆回転すると、その回転は、回転軸ピンにてカップリングに、回転キーにてロータに伝達される。そして、ロータの回転により切欠が上記したように各連通孔のうちの一つを選択的に開放するので、選択された連通孔に対応するノズル流路に、波動発生機器WP2−8からの脈動流の洗浄水が給水される。
この場合、波動発生機器WP2−8からの洗浄水は、下流側給水管路WP2−6(図31参照)並びに流路切換弁WN2−2のケーシングに設けた接続継手WN2−20を経てこの流路切換弁に流れ込む。この接続継手に波動発生機器から下流側給水管路を接続するに当たっては、波動発生機器を接続継手より下方側に配置する等の処置を採って、下流側給水管路途中にエアー溜まりができないようにした。このため、波動発生機器から流路切換弁まで脈動流の洗浄水が達する間においては、エアー溜まりが無いことと上記したように管路が高硬度のものであることから、脈動の減衰をより効果的に抑制できる。また、波動発生機器で脈動流とされた洗浄水がノズル装置に至るまでの管路は、この波動発生機器と流路切換弁までの下流側給水管路だけである。そして、この下流側給水管路が周囲の部材と接触を起こし得る場所には、防振ゴム等の緩衝材を配置した。具体的には、周囲の部材側に防振ゴムを装着したし、給水管路に防振ゴムを巻き付けたりした。よって、下流側給水管路が上記したように高硬度のものであることと相俟って、脈動の減衰をより効果的に抑制できる。
この流路切換弁WN2−2のケーシング等の各部材は、ポリフェニレンサルファイド(略称PPS)、ポリアセタール(略称POM)、ポリブチレンテレフタレート(略称PBT)、ガラス繊維強化ポリブチレンテレフタレート(略称GF・PBT)等の耐久性・耐熱性に富むエンジニアリングプラスチックを用いて形成されている。よって、流路切換弁内の洗浄水流路は、高強度の管路として機能するので、管路伸縮による脈動減衰を招かない。そして、波動発生機器WP2−8からの脈動流洗浄水をノズル流路に給水するに際しては、流路切換弁が洗浄ノズルと一体とされその間に配管が無いことも相俟って、脈動の減衰をほとんど起こすことがない。また、上記したように給水先を切り換えるに際しては、ロータWN2−7の回転を利用しているので、ダイアフラム等の弾性体の弾発を利用した流路切換弁に比べて、脈動の減衰をより効果的に抑制できる。
この流路切換弁WN2−2によれば、次のような利点がある。流路切換弁は、波動発生機器WP2−8ではなくその下流の洗浄ノズルWN2−1に一体とされ、脈動流の発生に伴って振動源となりうる波動発生機器から切り離されている。よって、振動源をこの波動発生源だけとすることができる。また、流路切換弁は、洗浄ノズルと一体に進退するが、駆動モータWN2−15はそのコイル巻線部分が樹脂モールドされているので、洗浄位置への進出時に洗浄水が駆動モータに飛散してもモータ駆動に支障はない。更に、ノズル装置に至る下流側給水管路を1本にできるので、管路がノズル進退時の負荷となる程度を低減できる。よって、ノズル駆動用モーターに対する負荷トルクを低減できる。
洗浄ノズルWN2−1のノズルヘッドNH2−1にあっても、通常のお尻洗浄用のお尻吐水孔NH2−2と、お尻のやわらか洗浄用のやわらか吐水孔NH2−3と、ビデ洗浄用のビデ吐水孔NH2−4を有する。このノズルヘッドは、洗浄ノズルの筒状部WN2−5の先端に水密に固定され、ノズルヘッド内部に形成された第1ヘッド流路NH2−5、第2ヘッド流路NH2−6、第3ヘッド流路NH2−7を、それぞれ、洗浄ノズルの第1ノズル流路WN1−7、第2ノズル流路WN1−8、第3ノズル流路WN1−9に接続する。図示するように、これらノズル流路は、ノズルヘッド上面にて上記の各吐水孔に至っている。よって、流路切換弁WN2−2(図37参照)が洗浄水の給水先を、ノズル後端にて、第1ないし第3ノズル流路WN1−7〜9のいずれかに切り換えると、洗浄水は、その切り換えられたノズル流路並びにヘッド流路を経て、上記各吐水孔から吐水される。この場合、波動発生機器WP2−8から脈動流の洗浄水が給水されるので、各吐水孔からは、脈動の性質を持った洗浄水吐水がなされる。
この場合、ノズルヘッドNH2−1の上記各吐水孔NH2−2〜4は、お尻吐水孔が最もその孔径が小さく、ビデ吐水孔とやわらか吐水孔はこのお尻吐水孔より孔径が大きくされている。このため、遠隔操作装置RC1−1(図2参照)の水勢強弱設定ボタンSWhu、SWhdにより水勢が一定に設定されている状況下であれば、第1実施例で説明したように、各吐水孔からの洗浄水の吐水速度は、お尻吐水孔が最も速く、ビデ吐水孔とやわらか吐水孔ではお尻吐水孔より遅くなる。そして、吐水速度が遅いやわらか洗浄は、通常のお尻洗浄の場合より、吐水から受ける洗浄感を吐水速度が遅い分だけ少なくとも柔らかなものとする。なお、ビデ吐水孔ややわらか吐水孔は、図示するように単一の孔に限られるものではなく、図42に示すように、小径の細孔を複数配置してその全体でビデ吐水孔ややわらか吐水孔と形成することもできる。この場合には、複数の細孔面積の総和である吐水孔総面積をお尻吐水孔面積以上とすれば、細孔全体として吐水は、お尻洗浄の場合より柔らかくなる。
次に、お尻洗浄を例に採り、この第2実施例の局部洗浄装置による洗浄水吐水の様子について説明する。図43は、洗浄水吐水に際して脈動を発生させる波動発生機器WP2−8の脈動発生コイルWP2−15の励磁の様子を説明する説明図、図44は、波動発生機器WP2−8から流出する洗浄水の水量及び流速を示すタイミングチャート、図45は、ノズルヘッドNH2−1のお尻吐水孔NH2−2からの洗浄水吐水の様子を模式的に説明する説明図である。
電子制御装置CT2−1は、脈動発生コイルWP2−15を励磁して波動発生機器WP2−8にて脈動を発生させるに当たり、パルス状の信号する。そして、このパルス信号を、脈動発生コイルに接続されこれをオンさせるためのスイッチングトランジスタ(図示省略)に出力する。よって、脈動発生コイルは、パルス信号に従ったスイッチングトランジスタのON・OFFにより繰り返し励磁し、上記したようにプランジャWP2−14を周期的に往復動させる。これにより、波動発生機器WP2−8からノズルヘッドの各吐水孔には、圧力が周期的に上下変動する脈動流の状態で洗浄水が給水され、この脈動流の洗浄水が各吐水孔から吐出される。この際、電子制御装置は、所定の周波数範囲において、上記のパルス信号の周波数を可変制御すると共に、コイル励磁パルスのオンオフをデューティ比制御する。これにより、種々の脈動を引き起こすことができる。この場合、波動発生機器で引き起こされた脈動の圧力を検出する圧力センサをこの波動発生機器の直後の下流側に設け、このセンサの検出値によりデューティ比制御にフィードバックをかけることもできる。なお、このセンサの設置位置は、脈動圧力を反映できる位置であればその位置は限定されない。たとえば、洗浄ノズル近傍に設けたり、波動発生機器の機構を流用してこの近傍もしくは略一体となって設けてもよい。
図43に示すように、図34で示した脈動周期MTを周期T1とし、パルス信号のオン時間をt1とすると、デューティ比は(t1/T1)×100(%)で表わされる。図34で示したような圧力の脈動を起こすと、洗浄水水量は、連続流と比べてデューティ比で表わされる値まで少なくなる。こうした脈動流の水量は、図44に示すように、最大流量Qmaxから最小流量Qminの範囲で増減し、流速についても最大流速Vmaxから最小流速Vminの範囲で増減することになる。なお、この図44において、最小流量Qminおよび最小流速Vminがゼロとなっていないのは、波動発生機器WP2−8による脈動圧がその最小でも既述したようにゼロとなっていないことによる。
従来のように連続流の洗浄水が吐水孔(例えばお尻吐水孔NH2−2)から吐水されると、吐水孔からの洗浄水は、図45(A)に示すように連続流としての吐水形態を採るのに対し、上記のような脈動流の洗浄水が吐水されると、図45(B)に示すように離散的または水塊状態の吐水形態を採って洗浄水が吐水される。このように、波動発生機器WP2−8で脈動流とされた洗浄水が、洗浄ノズルの吐水孔から噴出されると、離散的または水塊状態となる理由について、図44および図46を用いて説明する。
図46は、脈動流の洗浄水を吐水孔から吐水した場合、その吐水された洗浄水が脈動流に増幅される過程を説明する説明図である。図44(A)に示すように、波動発生機器WP2−8により洗浄水量が脈動となると、流速Vも同様に変動して脈動になる。すなわち、吐水される洗浄水は、その水量が最大流量Qmaxになると、流速も最大速度Vmaxになり、瞬間の流速および流量が時間とともに変動する。また、図44の脈動流の洗浄水の各部位をWp1,Wp2,Wp3,Wp4,Wp5とすると、この各部位の量はWp1(=Wp5)<Wp2(=Wp4)<Wp3となり、それぞれの流速も、V1(=V5)<V2(=V4)<V3となる。よって、吐水直後から図46の(A)〜(C)へと移行するにつれて、Wp3はWp2より速度が大きいから、Wp3はWp2と合体し、さらにWp1と合体して大きな水塊となる。このように最大流速のWp3がその前のWp2,Wp1と順次合体することにより、大きな塊となって、人体局部(洗浄面)に着水することになる。このように、洗浄水は、人体局部に当たるときには、衝突エネルギ(洗浄強度)が大きい水塊状態となっている。この流速V3は、図44に示す最大流速Vmaxであることから、脈動流で吐水された洗浄水は、合体した水塊の状態が脈動周期MTごとに現れるような吐水形態で、吐水孔から吐水されていることになる。しかも、脈動周期でこのような現象が起きることから、上記のように最大流速のWp3の合体を経た水塊は繰り返し現れ、ある吐水タイミングでの水塊とその次の吐水タイミングでのWp3の合体を経た水塊とはほぼ同じ速度(最大速度)で移動(吐水)されることになる。
次に、洗浄水をお尻吐水孔NH2−2から連続流として噴出する場合と脈動流として噴出する場合との洗浄強度の相違について説明する。脈動流は、従来の連続流と比較して、同一水量で2倍以上の洗浄強度を有する。これは、以下の理由と考えられる。質量mの洗浄水が速度Vで壁面に衝突したときのエネルギEは、式(1)により表わされる。
E=(1/2)mV …(1)
また、そのとき壁面に衝突したときの力をfとし、速度Vの洗浄水流が0まで減速して消滅するまでの時間をΔtとすると、エネルギEは、力積により式(2)により表わされ、さらにそのときの力は、減速度をαとすると、式(3)により表わされる。
E=fΔt …(2)
f=mα …(3)
図47は、洗浄水流が壁面に衝突する状態を説明する説明図である。図47において、水塊がW1、W2、W3の3つの形態となっている場合を想定し、これらの各々の形態の洗浄水流の洗浄強度について検討する。ここで、水塊W1は断面積S1で長い形態であり、水塊W2は断面積S2がS1の2倍であって短い形態であり、水塊W3は断面積がS1で長さが水塊W1の1/2の形態である。これらの形態において、水塊W1が連続流に相当し、水塊W3が脈動流に相当する。このとき、水塊W1と水塊W2とが壁面に衝突して消滅するまでの時間Δt1とΔt2は、Δt1>Δt2となる。このことは、式(3)から減速度αが大きく、短時間で大きな力で水塊が消滅していることを意味し、水塊W1の力f1と水塊W2の力f2は、f1<f2となる。したがって、連続している水塊W1より、短時間で消滅する水塊W2の方が人体局部に加わる力f2が大きいことが分かる。このことから、脈動流に相当する水塊W3は、水塊W1と比べて質量がm/2であるが、力f3がf1と比べてさほど減少しない。したがって、脈動流として噴出した場合に、連続流より水量を少なくすることができるうえに、人体局部に衝突するときの力はさほど減少することがなく、人体局部に付着している汚れを強い力で除去することができる。
次に、人体局部の洗浄感を表わす指標である洗浄強度と量感との関係を説明する。図48は、お尻吐水孔NH2−2に対向して所定距離Laだけ隔てて圧力センサ板Psを設置した状態を説明する説明図である。上記所定距離Laは、人体局部が洗浄される位置に設定する。圧力センサ板Psは、2次元のマトリックス状に検出部を備え、各検出部の検出値をそれぞれ独立に出力するセンサである。このような装置を用いて、洗浄ノズルWN2−1のお尻吐水孔NH2−2から洗浄水を吐水させたときの各検出部から出力される圧力のピーク値を測定した。その結果を図49に示す。図49は、圧力センサ板Ps上の位置と圧力のピーク値とを3次元的に表現した説明図であり、X−Y平面は圧力センサ板Psの位置、つまり被検出体の位置を表しており、Z軸は各位置での圧力のピーク値を表している。図49(A)は、吐水孔に至る洗浄水が流量1.1L/min.の連続流の時の測定結果であり、図49(B)は吐水孔に至る洗浄水が流量0.5L/min.の脈動流の時の測定結果を表す。図49において、洗浄感を左右する要素である洗浄強度は圧力のピーク値にて表され、一方量感は全体的な圧力分布である山の体積で示される。
これらを比較すると、図49(B)の脈動流は、図12(A)の連続流に比べて洗浄水量が半減しているにもかかわらず、圧力のピーク値は大幅に増大している。これは被水体への洗浄圧力が大きいことを示しており、すなわち洗浄強度が大きいことを示している。図50は、検出部の1つから検出される検出信号を表わすタイミングチャートであり、図50(A)が連続流、図50(B)が脈動流を示す。脈動流は、連続流に比べてピーク値が高く強度が大きいことが分かる。また全体的な圧力分布である山の体積も図49(A)の連続流に比べて図49(B)の脈動流の方がはるかに大きい。このように、脈動流の方が連続流と比較して極めて量感が大きく、洗浄感という官能的な要素を数値に具現化すれば、脈動流による洗浄力が優れていることが分かる。
このような脈動流による実際の洗浄量を連続流と比較して調べた結果を図51に示す。図51は、平均吐水量と洗浄量との関係を示すグラフであり、つまり人体局部に付着している汚れを洗浄水で落とす際に、必要とする平均吐水量を示している。図51から分かるように、人体局部に付着した洗浄量D1の汚れを落とすのに、脈動流は、連続流の洗浄水吐水しかできない従来品に比べ約1/4の水量でよいことが分かった。このように、脈動流の洗浄水を吐水孔から吐水させる方法により、洗浄強度と使用者の洗浄感を飛躍的に高めることができる。
また、脈動流の洗浄水を吐水すると洗浄強度が増して人体局部への刺激が大きくなるが、これは上記した第1実施例と同様に、次のように説明できる。人体表皮の同一箇所に感知可能な刺激(本第2実施例では図47に示す水塊W1、W2、W3の衝突による刺激)が意図的に繰り返し加えされた場合、この繰り返し間隔(本実施例では脈動周期MT)が長く繰り返し周波数が低いと、人は、この繰り返された刺激を振動刺激としてその都度感知する。その一方、繰り返し間隔が短く繰り返し周波数が高いと、人は、この意図的に繰り返された刺激を振動刺激とは感知できず、連続的な刺激として感知する。つまり、人体表皮への繰り返し刺激に対しては、振動刺激としては感知できない不感帯周波数があり、第1実施例の場合と同様に、この不感帯周波数は約5Hz以上の繰り返し周波数である。よって、上記の脈動流の洗浄水吐水という意図的な繰り返し吐水を行うに当たり、繰り返し周波数が高まるほど、意図的な繰り返し吐水に基づく振動に対しての知覚の追従が困難となる。そして、この繰り返し周波数が約10Hz以上の繰り返し周波数になると、通常の知覚を有する大多数の人では意図的な繰り返し吐水に基づく振動に対して知覚がほとんど追従できなくなる。よって、意図的な繰り返し吐水であるという吐水態様(脈動流の洗浄水吐水)の認識が困難となり、本実施例では、図47に示す水塊の衝突を受ける使用者、即ち通常の知覚を有する大多数の人は、この水塊の衝突が間欠的であると感知できず、あたかも連続流の洗浄水であるかのように感じさせることができるのである。
図を用いて説明すると次のようになる。図52は、周波数の増減により洗浄強度が異なる理由を説明する説明図であり、図52(A)は、図52(B)より同じ洗浄水量でも、脈動周期MTが大きいためにこの周期で定まる脈動周波数fmt(=1/MT)が小さい状態を示している。図52(A)と図52(B)とでは、周期の長短により上記の水塊の合体程度に大小ができる。よって、脈動周期MTが大きく脈動周波数の小さい図52(A)の場合が、1回の衝突時における水塊の質量が大きくなって、衝突エネルギが大きくなり、人体への刺激が強い。すなわち、図52(A)の場合には、人体は、大きな刺激を1度に受けて強い刺激を感じる。また、図52(A)のように脈動周波数fmtが上記の不感帯周波数を下回る或いはこの周波数に近い周波数となると、人体は、強い刺激感をその都度感知しながら繰り返し受けるので、より強い刺激感を感じる。その一方、図52(B)のように、脈動周波数fmtが大きく上記の不感帯周波数内の周波数であれば、小さい刺激を上記したように連続的な刺激として受けるので、刺激をあまり感じない。このことから、同じ水量であっても、周波数が大きくなり、水塊が大きくなるほど人体への刺激(洗浄強度)を強く感じることになる。図53は、脈動流の脈動周波数および洗浄強度と人体局部の刺激に伴う不快感との関係を示すグラフである。人体皮膚は、周波数が5Hzを越えると連続流に近づいて柔らかな洗浄と感じることができ、約30Hzを越えると、ほとんど連続流との区別がつかなくなる。したがって、脈動流の周波数は、5Hz以上であることが好ましく、さらに波動発生機器WP2−8の脈動発生コイルWP2−15の励磁制御に商用電源の周波数をそのまま利用することを考慮すると、50〜60Hzを上限とすれば、制御のための構成を簡単にすることができる。
この不感帯周波数の観点から、第2実施例にあっても、脈動発生コイルWP2−15の励磁周期、即ち脈動周期MTをその脈動周波数ftm(=1/MT)が約5Hz以上の範囲となるよう可変制御することとし、上記の水塊による人体局部への刺激が連続的な刺激として感知されるようにした。つまり、洗浄水水塊を人体局部の洗浄箇所に脈動周期MTで間欠的にしか吐水しないようにして洗浄水水量を低減しているにも拘わらず、使用者には、この洗浄箇所に連続的な洗浄水の吐水を受けているような洗浄感を与えることができる。よって、この第2実施例であっても、洗浄水流量を流調切換弁WP2−2により約500cc/min程度にまで低減しても、洗浄能力並びに洗浄感を高めることができるので、最大この流量の洗浄水を吐水するだけでよい。つまり、節水の実効性を高めつつ、使用者には連続した吐水を受けているような感じを与えることができる。
脈動周波数ftmを上記の不感帯周波数に設定しても、洗浄水の連続的な吐水から受ける吐水連続感は、脈動周波数ftmが低いほど薄れがちであるといえる。よって、脈動周波数ftmを上記範囲内で意図的に低くして、使用者の洗浄感(刺激感)に僅かな間欠的な感じを持たせることもできる。
また、次のように脈動周波数制御とコイル励磁のデューティ比制御とを行うこともできる。図54は、洗浄水の脈動流における脈動周波数をお尻洗浄とビデ洗浄で異なるようにした制御例を説明する説明図、図55は、脈動周波数ftmとデューティ比Dtmの制御例を説明する説明図である。
図54に示すように、お尻洗浄の際とやわらか・ビデ洗浄の際の脈動周期MTA、MTVに大小を設け、それぞれの脈動周波数ftmを異なるものとできる。しかも、お尻洗浄の際の脈動周波数ftmAをやわらか・ビデ洗浄の際の脈動周波数ftmVより低くした。この場合、両周波数とも上記した不感帯周波数の範囲である。例えば、お尻洗浄では50Hz、柔らか洗浄で60Hz、ビデ洗浄では70Hzのように周波数を変更することにより、以下に説明するように、ビデ洗浄などがお尻洗浄より水勢の小さい洗浄形態となるように周波数を設定してもよい。
この図54に示すような洗浄対象に応じた周波数制御により、図52で説明したように、お尻洗浄時には、図52(A)に近い吐水形態となることから、充分な刺激感を連続して受けているような洗浄となり、ハードな洗浄感を得ることができる。また、やわらか・ビデ洗浄時には、図52(B)の吐水形態となることから、比較的弱い刺激感を連続して受けているような洗浄となり、ソフトな洗浄感を得ることができる。特に、やわらか・ビデ洗浄では、脈動周波数ftmを高くすることで間欠的な刺激感を与えないようにするので、ソフトな洗浄感をより連続的なものとできる。しかも、このような多様な洗浄感を達成するに当たって、既述したように流量低減を図ることができる。
また、図中に点線或いは一点鎖線で示すように、脈動周波数ftmをそれぞれの洗浄で同一としておいて、各洗浄で、デューティ比Dtmを変更制御することができる。デューティ比Dtmはコイル励磁力、即ち波動発生機器WP2−8におけるプランジャWP2−14の移動速度並びに移動量を定めるので、脈動の振幅を増減制御できる。よって、図44に示した洗浄水量と流速をデューティ比Dtmに応じて制御できる。この結果、各洗浄で、図52に示した水塊質量を変更制御でき、ハード・ソフトの洗浄感でありながら、刺激感の強弱調整と洗浄力調整を行うことができる。しかも、流速変更に基づいて、水勢の強弱をも調整できる。換言すれば、使用者の所望する洗浄感や水勢を脈動流のデューティ比制御や周波数制御で確保できることから、既述したように洗浄水水量の大幅な低減を図ることができる。しかも、このデューティ比制御と周波数制御の両制御は、流調弁による流量調整とは無関係なため、流調弁での流量調整では調整できないような水勢調整を、上記両制御を通して実現できる。つまり、デューティ比制御と周波数制御により、流調弁の流量調整を補完できる。そして、流調弁による流量調整を通した水勢等の調整と上記両制御を通した水勢等の調整の併用により、きめ細かな水勢等の調整を行うことができる。
図55に示すように、脈動周波数ftmを制御したり、脈動周波数ftmとデューティ比Dtmを同時に制御することもできる。即ち、図55(a)に示すように、洗浄継続中の各洗浄期間TA、TB、TC・・・において、デューティ比Dtmを値DtmLとしておき、それぞれの洗浄期間で脈動周波数ftmを増減制御する。例えば、図示するように、脈動周波数ftmをftmS、ftmM、ftmL(ftmS<ftmM<ftmL)のいずれかの値に可変制御する。或いは、2段階や4段階以上、もしくは無段階に増減制御してもよい。こうすれば、ハード・ソフトの洗浄感の洗浄期間ごとの推移や刺激感の強弱推移を図ることができ、洗浄感の多様化を図ることができる。また、周波数が相違すれば、上記の水塊の衝突の連続間隔が異なることから、水塊の衝突で得られる水勢の強弱も周波数制御で調整できる。しかも、この周波数制御は、流調弁による流量調整とは無関係なため、流調弁での流量調整では調整できないような水勢調整を、周波数制御を通して実現できる。つまり、周波数制御により、流調弁の流量調整を補完できる。そして、流調弁による流量調整を通した水勢等の調整と周波数制御を通した水勢等の調整の併用により、きめ細かな水勢等の調整を行うことができる。
この場合、各洗浄期間は同じ時間間隔であってもよく、洗浄期間ごとに異なる時間間隔であってもよい。しかも、異なる時間間隔とする場合には、時間間隔が規則的に変わってもよく、不規則的に変わってもよい。例えば、時間間隔とtS、tM、tL(tS<tM<tL)とした場合、tS→tM→tL→tS→tM・・・のように規則的に変化してもよく、tL→tS→tS→tM→tL→tM・・・のように不規則的に変化してもよい。なお、このような不規則的な時間間隔変化は、乱数発生プログラムをロードして、その発生した乱数に応じて各時間間隔を定めるようにすればよい。
また、図55(b)に示すように、洗浄継続中の各洗浄期間TA、TB、TC・・・において、デューティ比Dtmを増減制御する。例えば、図示するように、デューティ比DtmをDtmS、DtmM、DtmL(DtmS<DtmM<DtmL)のいずれかの値に可変制御する。或いは、2段階や4段階以上、もしくは無段階に増減制御してもよい。加えて、脈動周波数ftmを上記したように各洗浄期間ごとに増減制御する。こうすれば、洗浄感をより一層多様化することができる。この場合であっても、各洗浄期間を同じ時間間隔としたり、規則的或いは不規則的に変更してもよい。
F2/洗浄動作;
次に、上記構成を有する第2実施例の局部洗浄装置が実行する洗浄動作について説明する。図56は、この第2実施例の局部洗浄装置の洗浄動作を表すタイムチャートである。
図示するように、本局部洗浄装置は、便座KS1−3(図1参照)に使用者が着座して着座センサSS10(図36参照)がオンすると、このオン信号を受けて、まず、入水側弁ユニットWP1−1の電磁弁WP1−10(図31参照)を開弁制御する。これにより、装置内への洗浄水の給水が開始されるので、洗浄に先立つ洗浄水の予備的昇温のためにヒータTH1−2をフル通電すると共に、洗浄水の給水先を流調切換弁WP2−2で機能水ユニットWP1−4に切り換える。よって、機能水ユニットからの機能水(遊離塩素溶液)がノズルヘッドNH2−1に吐水され(図8参照)、ノズルヘッドは殺菌洗浄される。こうして着座直後になされた給水・温水化・機能水吐水は、センサオンから所定時間経過後、或いは、出水温センサSS16bが所定温度(例えば、洗浄時の温水温度より2〜3度程度低い温度)を検出した時点で停止される。つまり、電磁弁の閉弁、流調切換弁の止水切換、ヒータの通電低減(例えば、フル通電の30%程度)を行い、その後の洗浄ボタンの操作を待機する。このように着座後の短時間のヒータフル通電その後の通電低減を行って、洗浄水を予備的に温水化しその温度を維持するので、その後の洗浄時にはヒータの急速な通電制御を必要としない。また、既述したように本実施例では洗浄水流量の低減効果が高いことから、ヒータ通電に際して省電力化を図ることができる。
その後、洗浄ボタン、例えばお尻洗浄ボタンSWb(図2参照)がオンされると、電磁弁WP1−10を開弁制御してお尻洗浄のための洗浄水給水を行うと共に、ヒータTH1−2をフル通電する。ヒータは、停止ボタンSWaが操作されるまで継続してフル通電とされる。電磁弁の閉弁については後述する。
この電磁弁の開弁により、局部洗浄に先立って、ノズルヘッドを自己洗浄するノズル前洗浄を行う。つまり、電磁弁の開弁に続いて、洗浄ノズルWN2−1での洗浄水給水先を流路切換弁WN2−2をお尻流路に切り換え、次いで流調切換弁WP2−2により洗浄水給水先を洗浄ノズル側とすると共に、その際の流量を設定する。これにより、調整された流量の洗浄水が待機位置にある洗浄ノズルに送られてお尻吐水孔NH2−2から吐水されるので、チャンバNS1−14での跳ね返り水によりノズルヘッドが洗浄される(図8、図10参照)。このノズル前洗浄における通水により、ヒータのフル通電によって既に適正な温度に温水化済みの洗浄水が、ノズルヘッドに至る間の管路に行き渡る。このため、後述する本洗浄開始当初から、適正温度の洗浄水を局部に吐水でき、低温洗浄水の吐水による不快感を与えることがない。また、流調切換弁より下流側の流路切換弁の流路切換に続いて、流調切換弁の給水先切換並びに流量設定を行う。よって、流路切換弁を洗浄水の水圧がほとんどかかっていない無負荷状態に近い状態で駆動できるので、その駆動モータに過負荷をかけることが無く好ましい。なお、このノズル前洗浄時にあっても、波動発生機器WP2−8を駆動して脈動流の洗浄水でノズルヘッドを自己洗浄するようにすることもできる。この場合、コイルの脈動周波数ftmは、不感帯領域内であっても不感帯領域外であってもよい。
このノズル前洗浄は、所定時間経過して時点で停止される。つまり、図示するように、まず、上流側の流調切換弁を機能水ユニット側に切り換えて洗浄ノズルの側に洗浄水が流れないようにする。その後に、流路切換弁を止水して、ノズル前洗浄を停止する。このように、ノズル前洗浄の停止時にあっても、流路切換弁を無負荷状態に近い状態で駆動できるので、その駆動モータに過負荷をかけることが無く好ましい。
このノズル前洗浄に続いては、ノズル駆動モータNS1−4を正転駆動制御して、洗浄ノズルWN2−1をお尻洗浄位置に待機位置から進出させる。このノズル進出の間にも、電磁弁は開弁状態にあり、流調切換弁は給水先を機能水ユニットとしているので、機能水はチャンバから吐水されている。よって、この機能水により、洗浄ノズルの筒状部を殺菌洗浄することができる。なお、このノズル進出までの動作においては、操作された洗浄ボタンに応じて流路切換弁の切換先、洗浄ノズルの進出先(ビデであればビデ洗浄位置)が異なるだけであり、やわらか洗浄ボタンやビデ洗浄ボタンについても同様である。
こうして洗浄位置への洗浄ノズルの進出が完了すると、局部の本洗浄(お尻洗浄、やわらか洗浄、ビデ洗浄)を操作ボタンに応じて実行する。図示するようにお尻洗浄では、お尻吐水孔NH2−2からの脈動流の洗浄水吐水を開始すべく、以下のソフトスタートを行う。まず、流路切換弁WN2−2をお尻流路に切り換え、次いで流調切換弁WP2−2により洗浄水給水先を洗浄ノズル側とすると共に、その際の流量を設定済みの設定水勢に対応した流量までゼロから漸増調整する。なお、設定水勢対応の流量より所定量だけ少量の流量からこの設定水勢対応流量に漸増調整するようにすることもできる。
このソフトスタートでは、波動発生機器WP2−8による脈動流の生成も開始する。つまり、パルス信号を出力して脈動発生コイルWP2−15を繰り返し励磁し、プランジャWP2−14を往復動させる。これにより、既述したように脈動流を発生させる。お尻洗浄であれば、図54に示すようにビデ・やわらか洗浄より小さな脈動周波数ftmで、コイル励磁を繰り返す。このコイル励磁にあっても、パルス信号のデューティ比Dtmを設定済みの設定水勢に応じたデューティ比に徐々に近づくよう漸増制御する。こうしたソフトスタートにより、設定水勢が大きい場合であっても、吐水量が少なく、かつ、小さなデューティ比Dtmに基づいた脈動流であるソフトな吐水から徐々に設定水勢の吐水とできるので、使用者に違和感や不快感を与えることが無く好ましい。こうしたソフトスタートが完了すれば、設定水勢での吐水が、脈動流の洗浄水の吐水で行われ、本洗浄に移行する。この本洗浄では、その後に水勢が変更設定されれば、この変更された水勢となるように流調切換弁での流量調整や波動発生機器WP2−8での脈動流制御(デューティ比制御、脈動周波数制御)がなされる。
ところで、一般に、低流量の洗浄水を流量調整する際、流量の細かな調整はその調整精度の信頼性に欠ける。このことは、水勢を流量調整で行う従来の局部洗浄装置では低流量化を実現できない理由の一つである。しかしながら、この第2実施例の局部洗浄装置では、脈動流制御(デューティ比制御、脈動周波数制御)を通して既述したように水勢調整ができることから、低減した洗浄水流量でありながら、水勢調整できるという利点がある。よって、第2実施例の局部洗浄装置では、最低水勢に近い水勢から最大水勢に近い水勢に大きく変更設定されたような場合は、流量調整と脈動調整を併用して実施し、その他の場合には、脈動流制御で水勢調整を図るようにした。つまり、水勢変更程度を水勢強弱設定ボタンSWhu、SWhdの操作状況から読み取り、その結果に応じて脈動流制御(デューティ比制御、脈動周波数制御)を行う。具体的には、水勢強設定されれば、デューティ比Dtmを増大制御する、或いは脈動周波数ftmを低減制御する、もしくはこの両者の制御を併用する。水勢弱設定はこの逆である。この際、波動発生機器WP2−8に至る実際の洗浄水流量を図示しない流量センサで検出し、この検出流量と水勢変更設定量とに基づいて脈動流制御(デューティ比制御、脈動周波数制御)を行うので、より細かな水勢調整が可能である。この場合、圧力センサを流量センサとして代用したり、流量設定に関与するスイッチ等からの信号などにより間接的にその流量を検出してもよい。また、流量センサは波動発生機器の上流に配置する構成のほかに、洗浄水水量が検出できる位置にあればどこに配置されてもよく、各ユニットのレイアウトに応じて配置すれば製品のコンパクト化を図ることができる。
本洗浄は、停止ボタンの操作により次のように終了し、その後、ノズル後退・ノズル後洗浄が行われる。即ち、停止ボタンが操作されると、そのボタンON信号を受けて、ノズルからのお尻洗浄吐水を停止すべく、まず、流調切換弁WP2−2を機能水ユニット側に切り換え、次いで、流路切換弁WN2−2の止水並びにコイル励磁のパルス信号の出力停止、ヒータの通電低減を行う。このヒータ通電低減は、着座センサがオフとなるまで維持される。よって、洗浄水はセンサオフとなるまでの間に亘って不用意にその温度が低下せず、適正温度よりわずかに低い上記温度に保温される。このため、便座に着座したまま局部洗浄が繰り返された場合には、速やかに洗浄水を適正温度に温水化でき、好ましい。また、このお尻洗浄吐水停止の際も、流調切換弁・流路切換弁の順に弁駆動して、流路切換弁を無負荷状態に近い状態で駆動できるので、その駆動モータに過負荷をかけることが無く好ましい。なお、上記の本洗浄(お尻洗浄本洗浄)は、使用者が便座から離れて着座センサが停止ボタン操作以前にオフしたり、お尻洗浄中にやわらか・ビデの各洗浄ボタンが操作された場合にも同様に終了する。
流路切換弁WN2−2が止水となると、ノズル駆動モータNS1−4を逆転駆動制御して、洗浄ノズルWN2−1を待機位置に後退復帰させる。このノズル後退の際、電磁弁は開弁状態にあり、流調切換弁WP2−2は給水先を機能水ユニットとしているので、機能水はチャンバから吐水されている。よって、この機能水により、ノズル後退の際にあっても洗浄ノズルの筒状部を殺菌洗浄することができる。
洗浄ノズルが待機位置に復帰すると、ノズル後洗浄を開始すべく、流路切換弁WN2−2をお尻流路に切り換え、次いで流調切換弁WP2−2により洗浄水給水先を洗浄ノズル側とすると共に、その際の流量を設定する。これにより、調整された流量の洗浄水が待機位置にある洗浄ノズルに送られてお尻吐水孔NH2−2から吐水されるので、チャンバNS1−14での跳ね返り水によりノズルヘッドが洗浄される(図8、図10参照)。このノズル後洗浄における通水により、ノズル後退時にノズルヘッドにかけられた機能水は洗い流される。このノズル後洗浄にあっても、流調切換弁・流路切換弁の順に弁駆動して、流路切換弁を無負荷状態に近い状態で駆動できるので、その駆動モータに過負荷をかけることが無く好ましい。
このノズル後洗浄が所定時間行われると、次回以降の局部洗浄に備えるべく、電磁弁WP1−10を閉弁制御して、局部洗浄装置への洗浄水給水を停止する。その後、流量調整弁より下流の給水管路並びに下流の流路切換弁、洗浄ノズルに残留する洗浄水を排出する。つまり、上記の電磁弁の閉弁を受けて、波動発生機器WP2−8の脈動発生コイルWP2−15を小さなデューティ比Dtmで繰り返し励磁し、プランジャWP2−14を往復動させる。この場合、脈動周波数ftmは低周波数でよい。このようにプランジャが往復動している際、波動発生機器には洗浄水が給水されていないが、プランジャの往復動により、上流側の洗浄水のシリンダ内への吸込、その吸い込んだ洗浄水の送り出しがなされる。よって、上記の下流の給水管路等に残存している洗浄水は、プランジャの送り出す洗浄水により徐々に下流に送られ、流路切換弁の切換流路(この場合は、お尻流路)を経て、待機位置のノズルのお尻吐水孔から便器ボール部に排出される。こうして、残存洗浄水の排出が完了すると、流量調整弁の機能水ユニット側への切換、流路切換弁の止水により、一連のお尻洗浄動作を終了する。なお、このノズル後退以降の動作においては、操作された洗浄ボタンに応じて流路切換弁の切換先、洗浄ノズルの進出先(ビデであればビデ洗浄位置)が異なるだけであり、やわらか洗浄ボタンやビデ洗浄ボタンについても同様である。
本実施例では、波動発生機器WP2−8を用いた残存洗浄水の排出を完了させるに際し、次のようにした。
波動発生機器WP2−8の脈動発生コイルWP2−15を通電励磁してプランジャWP2−14を移動させると、このプランジャの移動に伴ってコイルには逆起電力が発生し、通電電流が一旦減少するいわゆるボトム現象が起きる。このボトム現象はコイルを流れる電流の波形として現れるので、電流波形とプランジャの移動の様子とは相関関係にある。ところで、上記した残存洗浄水排出の際に脈動発生コイルを励磁させた状況を考えると、残存洗浄水が完全に排出された前後では、プランジャのシリンダ内に洗浄水がある状況下でのプランジャ移動と、洗浄水がない空の状況下でのプランジャ移動が起きる。シリンダ内の洗浄水は、プランジャの移動抵抗として働くので、コイル励磁を同一条件化(本実施例では、同一デューティ比Dtm)で行えば、洗浄水がない空の状況下では、それ以前よりプランジャは速く移動する。よって、シリンダ内に洗浄水がある状況下でのプランジャ移動から洗浄水がない空の状況下でのプランジャ移動に推移した時点、即ち残存洗浄水が完全に排出された時には、ボトム現象の発現の様子が変化する。よって、本実施例の局部洗浄装置では、このボトム現象をボトム検知回路CT2−2(図36参照)で検知して残存洗浄水の排出完了を検出し、上記したように流量調整弁の機能水ユニット側への切換、流路切換弁の止水を経て一連のお尻洗浄動作を終了するようにした。
図57は、脈動発生コイルWP2−15についてのボトム検知回路CT2−2の一例を表す回路図、図58は、脈動発生コイルWP2−15の通電励磁の際の電流波形の様子を説明するための説明図である。
図57に示すように、ボトム検知回路CT2−2は、コンパレータCT2−3とコンデンサCT2−4と抵抗CT2−5を有し、この抵抗とコンデンサとでCRフィルタ回路からなる遅延回路を構成して備える。CRフィルタ回路は入力した信号を抵抗とコンデンサとで定まる遅延程度で遅延して出力する。よって、このボトム検知回路は、マイナス側端子に入力される入力信号(通電電流を反映して検出抵抗CT2−6に発生する電圧)とこの入力信号を遅延した遅延信号とを、コンパレータでの演算処理に処す。これにより、このボトム検知回路からは、プランジャの移動完了を表すパルス状の信号(ボトム検出信号)が以下のようにして電子制御装置CT2−1に出力される。
ノズル後洗浄の完了後、脈動発生コイルWP2−15のスイッチングトランジスタCT2−7には、図示する所定周期(デューティ比Dtm一定)のパルス信号が出力され、各パルスに対応してコイルに通電が開始される。あるパルスに着目すると、時間の経過と共に脈動発生コイルに流れる電流は上昇する。そして、パルスによる通電開始から所定時間経過すると、プランジャは移動を始め、このプランジャの移動に伴って脈動発生コイルには逆起電力が発生するので、図58に実線で示すように、通電電流が一旦減少するボトム現象が起きる。この電流波形(原信号波形)が電圧としてコンパレータのマイナス側端子に入力される。一方、プラス側端子には、図中点線で示すような遅延信号がCRフィルタ回路で生成されて入力される。このため、コンパレータではこれら信号がその入力端子の極性を考慮して演算されるので、図示するようにパルス状の信号が生成される。このパルス状の信号(ボトム検知信号)は、上記のトランジスタに出力された各パルスに対応して生成され、電子制御装置に上記所定周期で入力される。ところが、上記したように、残存洗浄水が完全に排出された時には、プランジャの移動速度が速いことから、この時のボトム検知信号は、それ以前と異なる周期で入力されることになる。よって、この信号入力の状況から、電子制御装置は残存水排出完了を判断して、それ以降のパルス出力を停止し、一連のお尻洗浄動作を終了させる。なお、このようなボトム検知結果により残存水排出を完了させるほか、残存水排出のためのコイル励磁から所定時間経過した時点でパルス出力を停止してコイル励磁を止め、洗浄動作を終了させることもできる。
上記した第2実施例の局部洗浄装置によれば、上記したほか、次のような利点がある。まず第1に、波動発生機器WP2−8の上流に設けたアキュムレータWP2−7により、次の利点がある。図59は、アキュムレータWP2−7により得られる効果を説明するための説明図である。
波動発生機器WP2−8を駆動して上記した脈動流の洗浄水を吐水中に、上流側給水管路WP2−5(図31参照)の圧力(1次圧力)と、波動発生機器の下流側の下流側給水管路WP2−6の圧力(2次圧力)を測定することにした。そして、アキュムレータWP2−7を波動発生機器WP2−8の上流に設けない状態での1次圧を、流調切換弁WP2−2の下流で測定した。また、アキュムレータWP2−7を図31に示すように設けた場合の1次圧を、流調切換弁下流、即ちアキュムレータ上流で測定した。その結果を図59に示す。
アキュムレータを本実施例の波動発生機器の管路上流に組み込むと、アキュムレータとしての本来の機能である水撃低減を上流側給水管路WP2−5において発揮できることに加え、以下の利点がある。即ち、図59に示すように、波動発生機器による脈動流生成の際に、上流側給水管路における1次圧力の圧力変動を効果的に抑制できる。よって、既述した水撃抑制によるタンクTH1−3の洗浄水温度分布の乱れ回避と、この1次圧力変動抑制によるタンクの洗浄水温度分布の乱れ回避とを図ることができる。従って、タンクでは温度分布に乱れが無い状態でヒータによる温水化を図ることができるので、ヒータ制御を簡略化できると共に、洗浄水温度の均一化を応答性良く図ることができる。しかも、波動発生機器の発生させる脈動流は、アキュムレータにより1次圧が蓄圧され2次側で増幅された状態となるので、波動発生機器の低能力化や小型化を図ることができる。加えて、アキュムレータによる圧力増幅を得られる分、波動発生機器では圧力変動生成(脈動生成)に要するエネルギが少なくなり、省電力化を図ることもできる。なお、アキュムレータを波動発生機器WP2−8に近接配置したり当該機器と一体的に配置するようにしたが、流調切換弁WP2−2に近接配置したり当該機器と一体的に配置することもできる。
また、この第2実施例の局部洗浄装置では、洗浄水の流れに周期的な変動を与えて洗浄水を吐水するに当たり、プランジャの往復動を利用した波動発生機器WP2−8を用い、この波動発生機器で発生させる脈動流を、流量ゼロの状況が現れないようにした。よって、管路における洗浄水の流れが遮断される状況を発生させないので、水撃を発生させることがない。このため、波動発生機器を始めとする水路系構成機器を耐水撃性が高いものとする必要がなくなり、構成・構造の簡略化や小型化、延いては樹脂化を図ることができる。
また、波動発生機器WP2−8では、プランジャの往復動により脈動を発生させるに際し、上記のように流量ゼロの状況を発現させないので、洗浄水吐出側に逆止弁等の止水構造を必要としない。このため、より一層の構成・構造の簡略化や小型化を図ることができる。そして、このように小型化を図ることができることから、波動発生機器の設置場所の自由度が高まると共に、質量の大きな他の部材への取付や一体化が簡便化する。
更に、脈動流の洗浄水吐水の際に流量ゼロの洗浄水吐水の状況を起こさないので、以下の利点がある。脈動周波数が不感帯周波数領域内(約5Hz以上)であっても、吐水を受ける使用者の刺激の連続感は、この脈動周波数がこの不感帯周波数領域の下限に近づくほど薄れがちとなるといえる。しかし、上記のように流量ゼロの洗浄水吐水状況を起こさないので、この刺激の連続感を薄れにくくできる。よって、波動発生機器WP2−8による脈動流の洗浄水吐水では、脈動周波数の調整範囲を不感帯領域の下限近くにまで広げることができ、広範囲の脈動周波数調整により、洗浄感や水勢の多様化を図ることができる。
また、この第2実施例の局部洗浄装置では、お尻洗浄・やわらか洗浄・ビデ洗浄で洗浄動作の終了時に、上記したように波動発生機器WP2−8を駆動してプランジャを往復動させ、残存洗浄水を強制的に排出するようにした。よって、流調切換弁WP2−2から洗浄ノズルWN2−1のノズルヘッドまでに亘る管路の水抜きが完全に行われる。このため、残存水の凍結を確実に回避できる。なお、この波動発生機器による残存水排出完了後に、流調切換弁WP2−2を機能水ユニット側に切り換えるようにして、流調切換弁WP2−2から機能水ユニットまでに亘る管路の水抜きを行うようにすれば、この管路における凍結も防止でき好ましい。このような水抜きのために波動発生機器を駆動する際、脈動発生コイルWP2−15のデューティ比Dtmを小さくし脈動周波数ftmを低周波数としたので、プランジャを定速かつ弱い力で移動させるに過ぎず、プランジャをシリンダ端部に高速かつ強い力で衝突させない。このため、プランジャの打音を低減できる。更に、既述したように流路切換弁を水抜き時に各ノズル流路の総ての連通孔を開口させるようにすれば、洗浄ノズルにおける総ての流路で水抜きできる。
加えて、この第2実施例の局部洗浄装置では、既述したように、使用者には連続した吐水を受けているような感じを与えつつ洗浄水水量(吐水量)を低減して節水の実効性を高めた。このため、所望温度まで洗浄水をヒータTH1−2で加熱するための消費電力の低減を図ることができる。すなわち、一般にトイレ室内のコンセントの限界容量は15Aである。しかし、従来トイレで使用される局部洗浄装置では、瞬間式の熱交換器の温水ヒータ容量を、寒冷期でも充分な温度、充分な時間の吐水を可能にするために2500ワット程度に設定している。このヒータ容量の低減を図るために洗浄水に空気を強制的に混入させて洗浄水量を低減させることが行われているが、このようにしても、少なくとも1000ワット以上のヒータ容量が必要であった。このため、このようなヒータ容量を有する局部洗浄装置をトイレ室内のコンセントに差すと、コンセントの限界容量に近づくため、他の電気機器が接続できないという問題があった。そればかりでなく、局部洗浄装置に設けられた温風乾燥機能や室内暖房機能などを同時に作動させると総合的なヒータ容量は大きくなる。よって、これらの機能が同時に作動したときは、何れかのヒータ通電を停止するなどの措置を取らなければならないといった問題もあった。また、ホテルや施設などは複数の局部洗浄装置を設置する必要があるものの、消費電力の上限のために設置できないといった問題があった。しかしながら、この第2実施例の局部洗浄装置KS2−1によれば、波動発生機器WP2−8により脈動を発生させ、この脈動の脈動周波数ftm並びにデューティ比Dtmの制御を通して、洗浄水水量の大幅な減少及び消費電力の低減が図れ、上述したような電源の問題の解決も図ることができる。
上記した第2実施例の局部洗浄装置では、波動発生機器WP2−8に至る洗浄水流量を図示しない流量センサで検出している。よって、既述したように、このセンサの検出流量を用いた脈動流制御(デューティ比制御、脈動周波数制御)による細かな水勢調整が可能であるほか、以下の利点がある。即ち、電子制御装置CT2−1は、電磁弁の不良等により過度の流量が発生した時や断水などの異常発生時に、この流量センサからの検出信号を受けて、波動発生機器WP2−8の駆動停止、ヒータTH1−2への通電停止、洗浄ノズルWN2−1の待機位置復帰等の動作を行なう。こうすれば、プランジャの空打ちによる打音の発生を回避したり、ヒータの空だきを回避等できる。
KS1−3…便座
SS10…着座センサ
WN1−1…洗浄ノズル
WP1−4…機能水生成ユニット
WP1−10…電磁弁
WP1−16…機能水生成タンク
WP1−17…電極
WP2−3…波動発生ユニット
CT1−1…電子制御装置
CT2−1…電子制御装置
NH1−9…お尻用可動体
NH1−11…ビデ用可動体

Claims (4)

  1. 便座と、
    前記便座に着座した人体を検知する着座センサと、
    吐水孔を有するノズルと、
    前記吐水孔から人体に向けて吐出される洗浄水の吐水態様を時間的に変動させつつ、前記吐水態様を5Hz以上の周期で時間的に変動させて、前記吐水態様の時間的な変動を人体が認識しないように吐出する吐水手段と、
    前記ノズルを殺菌洗浄するための機能水を生成する機能水生成ユニットと、
    前記吐水手段および機能水生成ユニットに洗浄水を供給する電磁弁と、
    前記吐水手段、機能水生成ユニットおよび電磁弁の動作を制御する吐水制御手段と、
    を備え、
    前記吐水制御手段は、人体局部の洗浄を開始させる操作が行われる前において前記着座センサが人体を検知すると、前記電磁弁を開弁させ、前記機能水生成ユニットから前記ノズルに前記機能水を吐水させて、前記ノズルを殺菌洗浄することを特徴とする人体洗浄装置。
  2. 前記機能水生成ユニットは、
    塩素イオンを含んだ洗浄水が供給される機能水生成タンクと、前記機能水生成タンク内に配置されて陽極及び陰極からなる一対の電極と、を有し、前記一対の電極に電圧を印加することによって塩素イオンを含んだ洗浄水から遊離塩素を生成させて機能水を生成することを特徴とする請求項1記載の人体洗浄装置。
  3. 前記吐水制御手段は、前記着座センサが人体を検知すると前記一対の電極への通電を開始させることを特徴とする請求項2記載の人体洗浄装置。
  4. 前記機能水生成タンクは、前記一対の電極が平板状とされてなり、平板状とされた前記一対の電極を対向配置させて通水路を挟みこんだ構成とし、前記通水路に通水した状態で前記一対の電極に通電させるように構成したことを特徴とする請求項2又は3に記載の人体洗浄装置。
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