JP2013224554A - 衛生洗浄装置 - Google Patents

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貢 野々村
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Abstract

【課題】ポンプを使用して水道から供給された水を人体局部洗浄用に供給する衛生洗浄装置において、ポンプを介さずに水道に直接接続される衛生洗浄装置における制御手段を改変せずに適用可能な衛生洗浄装置を提供すること。
【解決手段】洗浄水を供給する流路に設けられた電磁弁の開閉とポンプの運転が制御手段を介さずに、スイッチング素子を含むスイッチング回路によって連動される構成とする。電磁弁が洗浄水を供給可能な開状態になった時に、ポンプが運転状態とされ、電磁弁が洗浄水の供給を遮断する閉状態になった時に、ポンプが停止状態とされる。
【選択図】図1

Description

本発明は、人体局部を洗浄する衛生洗浄装置に関し、さらに詳しくは、水を給水源から汲み上げるポンプを備えた衛生洗浄装置に関する。
温水洗浄便座に備えられ、温水を吐出して人体局部を洗浄する衛生洗浄装置としては、洗浄水の供給方法によって、大きく2通りの形式のものが存在する。1つは、公共水道から供給される水を直接加温して洗浄用に供するものであり、公共水道の水圧がそのまま洗浄水の水圧として利用される。もう1つは、水道から供給された水をポンプを介して取得し、加温して、洗浄水とするものである。水道から供給された水を一旦貯水タンクに貯留し、その水をポンプで汲み上げて使用する場合もある。このようにポンプを使用して給水源から水を取得する形式においては、ポンプによって、洗浄水に水圧が与えられる。衛生洗浄装置を直接公共水道に接続し、水道の水圧を利用することが、法規制等を理由として行えない場合には、ポンプを使用する形式の方の衛生洗浄装置が、特に好適に使用される。
給水源から水を取得するのにポンプを使用する形式の衛生洗浄装置においては従来、特許文献1及び特許文献2に示されるように、ポンプを制御するために、制御回路やコントローラが備えられている。
特開昭59−102030号公報 特開平3−20386号公報
しかしながら、水道に直接接続される形式の衛生洗浄装置においては、給水源から水を取得するためのポンプが備えられないので、上記のようなポンプを制御するための制御回路やコントローラは不要である。従って、給水源から水を取得するためのポンプを使用する形式の衛生洗浄装置を製造するに際しては、水道に直接接続される形式の衛生洗浄装置とは全く異なる制御回路やコントローラを構築し、配設する必要がある。
給水源から水を取得するためのポンプを使用しない形式の衛生洗浄装置の構成をもとにして、給水源から水を取得するためのポンプを備える衛生洗浄装置を構築する場合には、例えば図5(a)に示す衛生洗浄装置41のように、第一ソリッドステートリレー(SSR)50を介して電磁弁48の開閉を制御する制御手段51に、ポンプ42のポンプモータ42aの運転を制御するための機能を付加するという方法がある。この場合、制御手段51は、例えば、ポンプモータ42aに接続された第二SSR44を介してポンプモータ42aに接続される。なお、電磁弁48及び第一SSR50を含む水流制御部47は、ポンプ42を使用しない形式の衛生洗浄装置にも、ポンプ42を備える衛生洗浄装置にも共通して備えられるものである。前者の場合、電磁弁48の上流側は、ポンプ42を介さず、直接公共水道に接続される。
あるいは、図5(b)に示す衛生洗浄装置41’のように、ポンプモータ42aを制御するための第二制御手段44’を、電磁弁48を制御する第一制御手段51とは独立に設けるという方法も採りうる。
このように、ポンプ42を有する衛生洗浄装置41、41’を製造するためには、ポンプ42を有さない衛生洗浄装置の制御手段の機能を大きく改変したり、独立した制御手段を設けたりすることが必要となる。つまり、両形式の衛生洗浄装置をともに製造する場合には、制御手段を独立に設計、製造する必要があり、製造コストの増大及び製造工程数の増加を招く。
本発明が解決しようとする課題は、ポンプを使用して水道から供給された水を人体局部洗浄用に供給する衛生洗浄装置において、ポンプを介さずに水道に直接接続される衛生洗浄装置における制御手段を、改変せず、かつ制御手段の増設を行わずに適用可能な衛生洗浄装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明にかかる衛生洗浄装置は、洗浄水が流入する水流経路に前記洗浄水を送り込むポンプと、給水源と前記ポンプの間に介在し、前記給水源から前記洗浄水を供給可能にする電磁弁と、前記電磁弁を開閉制御する制御手段と、スイッチング素子を備え、前記電磁弁の開閉動作と前記ポンプの運転及び停止を前記制御手段を介さずに連動させ、前記電磁弁が洗浄水を供給可能な開状態になった時に、前記ポンプを運転状態とし、前記電磁弁が洗浄水の供給を遮断する閉状態になった時に、前記ポンプを停止状態とするスイッチング回路と、を有することを要旨とする。
ここで、前記電磁弁は、通電された時に前記電磁弁が開状態となり、通電されない時に前記電磁弁が閉状態となる開閉用電気回路を有し、前記スイッチング回路において、前記スイッチング素子はリレーであり、前記リレーの入力端子は、前記電磁弁の開閉用電気回路に並列接続され、前記リレーの出力端子は、前記ポンプの駆動用電源回路の途中に直列に挿入され、前記電磁弁が開状態となった時に前記ポンプに駆動用電源を供給し、前記電磁弁が閉状態となった時に前記ポンプへの駆動用電源の供給を遮断するものであると、好適である。
また、前記ポンプの駆動用電源回路は、前記ポンプに供給する電圧を調整することができる電圧調整回路を有すると良い。
さらに、前記ポンプの駆動用電源は、前記電磁弁を開閉するための電源と共通のものとすることができる。
あるいは、前記ポンプを駆動する電源は、ACアダプタを介して、商用電源から供給されるものとすることができる。
上記発明にかかる衛生洗浄装置においては、電磁弁が開状態となった時に、自動的にポンプの運転が開始されて、洗浄水が給水源から水流経路に送り込まれるようになる。一方、電磁弁が閉状態となった時には、自動的にポンプが停止され、給水源からの洗浄水の供給が停止される。このように、電磁弁とポンプの電気系統及び水流路が、スイッチング素子を備えるスイッチング回路の働きによって、連動されている。
電磁弁は、ポンプを備えずに水道等の給水源に直接接続される形式の衛生洗浄にも共通に備えられるものである。ポンプを備えずに給水源に直接接続される形式の衛生洗浄装置の構成をもとに、ポンプを備える本発明にかかる衛生洗浄装置を構築する場合に、電磁弁を制御する制御手段にポンプ制御の役割を兼ね備えさせたり、ポンプの制御に特化した独立の制御手段を備えたりすることが必要ない。水道に直接接続される形式の衛生洗浄装置に、スイッチング素子を含んだスイッチング回路を付加するだけで、制御手段に改変を加えたり、制御手段を増設したりすることなく、ポンプを備えた衛生洗浄装置を構築することができる。
これにより、給水源から水を取得するためのポンプを備える衛生洗浄装置と、それを備えない衛生洗浄装置とを、ともに製造する際の製造コスト及び製造工程数が削減される。
ここで、前記スイッチング素子がリレーであり、その入力側及び出力側が上記のように電磁弁とポンプとの間に接続されたスイッチング回路を有すると、電磁弁の開閉とポンプの運転及び停止が簡便な構成で連動される。
また、ポンプの駆動用電源回路が、ポンプに供給する電圧を調整することができる電圧調整回路を有すると、使用されるポンプの個体ごとの出力のばらつきによる洗浄水の水圧のばらつきを補正し、一定の水圧を得ることができる。
さらに、ポンプの駆動用電源が、電磁弁を開閉するための電源と共通のものであると、ポンプの駆動用電源を独立して備える必要がなく、衛生洗浄装置全体の構成が簡素になる。
一方、ポンプを駆動する電源が、ACアダプタを介して、商用電源から供給されるものであると、電磁弁を開閉するための電源の容量が、ポンプの駆動に必要な電流量を満足しない場合でも、ポンプを駆動することが可能となる。
衛生洗浄装置の電気系統及び水流路を示す概略図である。(a)は、本発明の第一の実施形態にかかる衛生洗浄装置の構成を示し、(b)は、水道に直接接続される衛生洗浄装置の構成を示している。 本発明の第二の実施形態にかかる衛生洗浄装置の電気系統及び水の流路を示す概略図である。 衛生洗浄装置の水の流路の構成を示すブロック図である。 図1及び図2に示される電圧調整回路の構成を示す回路図である。 従来の衛生洗浄装置の電気系統及び水の流路を示す概略図である。(a)及び(b)は2通りの形態を表している。
以下、本発明の第一の実施形態にかかる衛生洗浄装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、各構成要素を連結する実線は電気的接続を示し、破線は水の流路を示している。
図1(a)に示すように、衛生洗浄装置1は、公共水道等の給水源Sから取得した水を、洗浄水が流入する水流経路Rに送り込むポンプ2を有する。水流経路Rは、洗浄水が流れる経路であり、人体局部洗浄用ノズル及び/又は便器洗浄水の放出部等の洗浄手段を含むものである。
衛生洗浄装置1は、リレー5と電圧調整回路6よりなるポンプ制御ユニット4を有する。さらに、衛生洗浄装置1は電磁弁8を含む水流制御部7を有する。電磁弁8は、給水源とポンプ2の間に配設され、給水源Sからの洗浄水の供給を制御するものである。
ポンプ2は、電磁弁8を介して直接給水源Sの水を電磁弁8を介して水流経路Rに送り込むものであってもよいが、図1(a)のように、一旦水を貯水タンク3に貯留して、その水を汲み上げて水流経路Rに送り込むものであってもよい。
ポンプ制御ユニット4自体、及びポンプ制御ユニット4とポンプ2のポンプモータ2a、水流制御部7の間を接続する電気配線とを合わせたものが、スイッチング回路として機能し、電磁弁8及びポンプ2の動作を連動させる役割を果たす。
水流制御部7は、図1(b)に示したような、貯水タンク3及びポンプ2を有さず、電磁弁8が直接水道に接続される形式の衛生洗浄装置31にもそのまま使用可能なものである。まず、図1(b)の衛生洗浄装置31の構成に基づいて、水流制御部7の構成と機能を説明する。
水流制御部7は、電磁弁8の他に、電源9、ソリッドステートリレー(SSR)10、制御手段11を有する。
電磁弁8は、ある電圧値以上の電流が供給されている間のみ開状態となり、電流が供給されない場合には閉状態となっている、いわゆるノーマリークローズ型の電磁弁である。図1(b)の構成においては、電磁弁8の上流側が給水源Sに接続されている。電磁弁8の下流側は、水流経路Rに接続され、水流経路Rに電磁弁8を介して洗浄水が供給される。電磁弁8とノズルの間に、温水を一時的に貯留する温水タンクを備えてもよい。
電磁弁8が閉状態のときは、給水源Sと水流経路Rとの間の流路が遮断されている。電磁弁8が開状態となると、給水源Sと水流経路Rとの間の流路が開通され、水流経路Rに洗浄水が供給される。この際、給水源Sの水圧によって、洗浄水に水圧が与えられる。
電源9と電磁弁8を接続する電流供給回路(開閉用電気回路)の途中には、SSR10が挿入されている。SSR10は、制御手段11に接続され、電磁弁8の開閉が、SSR10を介して制御手段11によって制御される。電磁弁8から水流経路Rに洗浄水を供給しないときには、SSR10は、電流供給回路を遮断し、電磁弁8を閉状態に維持する。一方、水流経路Rに洗浄水を供給する際には、制御手段11から微弱電流がSSR10に入力され、SSR10を介して、電流供給回路が接続される。つまり、電磁弁8に電源9から電流が供給され、電磁弁8が開状態となり、実際に水流経路Rに洗浄水が供給される。
制御手段11は、例えばマイクロコンピュータ(マイコン)によって実現される。制御手段11は、電磁弁8の開閉のみならず、洗浄水の温度調節など、衛生洗浄装置に必要な各種制御を行う機能を兼ね備えたものであってもよい。制御手段11の運転に必要な電力は、電源9から供給することができる。
次に、図1(a)の本発明の第一の実施形態にかかる、貯水タンク3及びポンプ2を備えた衛生洗浄装置1の構成について詳細に説明する。衛生洗浄装置1においては、電磁弁を介して給水源Sから直接水流経路Rに洗浄水が供給されるのではなく、ポンプ2を使用して洗浄水が水流経路Rに送り込まれる。この点と、ポンプ制御ユニット4を含むスイッチング回路が接続される点を除いては、電磁弁8を含む水流制御部7の構成は、上記図1(a)のものと同様である。
本実施形態にかかる衛生洗浄装置1の水流路を簡潔に示したものが図3である。給水源Sから取得された水は、電磁弁8を介して貯水タンク3に一旦貯留され、ポンプ2によって、人体局部洗浄用ノズル等を含む水流経路Rに供給される。
ポンプ2は、ポンプモータ2aの回転が駆動されることで、貯水タンク3の水を汲み上げるものである。ポンプモータ2aの駆動用電源は、水流制御部7の電源9から分取される。
電源9と電磁弁8の間を接続する電流供給回路には、電磁弁8と並列に、ポンプ制御ユニット4に含まれるリレー5の入力側端子が接続される。また、ポンプモータ2aと電源9を接続する回路の途中には、リレー5の出力側が直列に挿入されている。電源9とポンプモータ2aの間には電圧調整回路6がさらに挿入されているが、これの構成及び機能については、後に述べる。
SSR10が電源9と電磁弁8の間の回路を遮断している状態においては、電磁弁8が閉じられているとともに、リレー5の入力側に電流が供給されず、リレー5の出力側が開放されている。ポンプモータ2aに駆動用電流が供給されないので、ポンプモータ2aは停止した状態にある。つまり、給水源Sからモータ2に向かう水流路が電磁弁8によって分断され、かつポンプ2が稼働していない状態にある。
一方、水流経路Rに洗浄水を供給するために、制御手段11からSSR10に電気信号が入力され、電磁弁8と電源9の間の回路が接続状態となると、電磁弁8が開状態となるとともに、リレー5の入力側に電流が印加され、リレー5の出力側回路が閉じられる。これにより、ポンプモータ2aに駆動用電源が電源9から供給されてポンプモータ2aが駆動され、開状態となった電磁弁8を介して貯水タンク3に流入した水を、ポンプ2が汲み上げるようになる。汲み上げられた水は、水流経路Rに供給される。この際、ポンプ2によって発生される水圧によって、水流経路Rに供給される洗浄水に水圧が印加される。
ここで、制御手段11からSSR10への電気信号の入力が再び停止され、SSR10によって、電源9と電磁弁8との間の電流供給回路が遮断されると、リレー5を介してポンプモータ2aへの電源供給も遮断されるので、電磁弁8が閉状態となるとともに、ポンプ2による水の汲み上げが停止される。
以上のように、電磁弁8の開/閉とポンプモータ2aの回転/停止に必要な電気系統が、リレー5によって連動されるとともに、給水源Sから水流経路Rに向かう水流の供給/遮断も、これらに連動している。リレー5を介するという単純な機構により、これらの連動が実現されているので、例えば電磁弁8は開いているのにポンプモータ2aが回転せず、洗浄水が水流経路Rに供給されないといった、電磁弁8やポンプ2の制御に関する不具合の発生が抑制される。また、洗浄水の供給が必要な時のみポンプモータ2aが回転されるので、不要な電力や水の消費が防止される。
また、本実施形態にかかる衛生洗浄装置1は、図1(b)のポンプ2を使用しない形式の衛生洗浄装置31と共通の水流制御部7を有し、ポンプ制御ユニット4のリレー5の入力側と出力側を、上記所定の箇所に接続するだけで、構成することが可能である。つまり、ポンプモータ2aを制御するための独立の制御手段を設けたり、制御手段11にポンプモータ2aを制御する機能を付加したりすることなく、同一の水流制御部7を使用して、貯水タンク及びポンプを備えない衛生洗浄装置31とそれらを備える衛生洗浄装置1の両方を製造することが可能である。これにより、両方の衛生洗浄装置1、31をともに製造する場合の製造コスト及び製造工程数が削減される。
衛生洗浄装置が使用される国や地域の法規制により、公共水道の水圧をそのまま利用する形式で直接衛生洗浄装置を公共水道に接続できるか否かが異なる。使用を想定する国や地域ごとに使用可能な仕様を有する衛生洗浄装置を製造する必要に鑑みると、共通の水流制御部7を使用しつつ、ポンプ制御ユニット4を含むスイッチング回路の有無のみで、両形式の衛生洗浄装置1、31に対応できることによって、大きな製造コスト及び製造工程数の削減効果がもたらされる。
なお、電磁弁8とポンプモータ2aの連動は、上記においては、リレー5によってなされているが、必ずしもリレーを用いる必要はなく、制御手段を介さずに両者の動作を連動させ、電磁弁8が開状態となった時に自動的にポンプモータ2aを回転させることができるスイッチング素子であれば、どのようなものでも使用することができる。リレー以外のスイッチング素子としては、例えばトランジスタが挙げられる。また、リレーを使用する場合には、有接点式、無接点式を問わず、どのような種類のリレーでも使用可能である。
ここで、ポンプモータ2aへの電源供給回路の途中に挿入される電圧調整回路6について説明する。一般に、市販されているポンプモータ2aにおいては、個体ごとの出力のばらつきが大きく、直接電源9に接続して使用すると、電磁弁8を介して水流経路Rに供給される洗浄水の水圧にばらつきが生じてしまう。すると、水流経路Rから使用者に供給される水の圧力にばらつきが生じる。それだけでなく、水流経路Rが温水を吐出するノズルが洗浄水の水圧によって使用位置まで伸びる形式の洗浄手段を備える場合には、洗浄水の水圧が低すぎると、ノズルが十分に伸びない可能性がある。また、水流経路Rが温水を一時的に貯留する温水タンクを有する場合、電磁弁8を介して供給される洗浄水の水圧が高すぎると、温水タンクにかかる圧力が大きくなり、温水タンクに大きな負荷がかかるおそれがある。
ポンプ2から出力される水の水圧は、ポンプモータ2aの駆動用電源の電圧を調節することで行うことができる。そこで、この電圧の調節を、電圧調整回路6によって行う。
電圧調整回路6としては、公知の電圧調整回路(定電圧回路)を使用すればよい。例えば、ポンプモータ2aが直流モータである場合には、図4に示すような、ツェナーダイオードZDと、トランジスタTrと、可変抵抗器VRとを使用した電圧調整回路6を使用することができる。DC電源61(図1(a)の衛生洗浄装置1においては、電源9)から入力された電流が、その電圧値以下の電圧を有する電流に変換して出力される。この出力側を、ポンプモータ2aの入力端子に接続すればよい。ここで、出力電圧は、可変抵抗器VRの抵抗値を変化させることで、変化させることができる。
ポンプ2を組み込んで衛生洗浄装置1を製造する際に、各個体ごとにポンプ2から出力される水圧を計測しながら、可変抵抗器VRの抵抗値を変化させることで、個体ごとのばらつきのない、一定の出力水圧を得ることができる。
ここで、ポンプ2において、各個体ごとの出力のばらつきが無視できる程度に小さい場合は、電圧調整回路6の可変抵抗器VRの代わりに、一定の抵抗値を有する固定抵抗器を挿入しておくこともできる。
なお、水流制御部7の電源9が過電圧保護機能を有するものであれば、電圧調整回路6を含むポンプ制御ユニット4には過電圧保護回路を別途備えなくても、ポンプモータ2aが過電圧から保護される。もし電源9に過電圧保護機能が備えられていなければ、ポンプ制御ユニット4内に、公知の過電圧保護回路をさらに設ければよい。
以上の第一の実施形態にかかる衛生洗浄装置1においては、ポンプモータ2aの駆動に必要な電源が、電磁弁8の開閉に使用される電源9から分取された。ポンプモータ2aの駆動に必要な電力が、電源9の容量によって十分に賄われる場合には、このような構成が簡便性の観点から好適である。一方、もし電源9の容量が、ポンプモータ2aの駆動に必要な電力を下回っている場合には、次に説明する第二の実施形態のように、ポンプ駆動用の電源を別途有する構成を適用することができる。
第二の実施形態にかかる衛生洗浄装置21の構成を図2に示す。図1(a)の第一の実施形態にかかる衛生洗浄装置1とは、ポンプモータ2aの駆動電源が、水流制御部7の電源9から分取されるのではなく、独立したACアダプタ29と電源プラグ29aを介して、商用電源から供給される点においてのみ異なる。他の構成は第一の実施形態にかかる衛生洗浄装置1と同様であり、図では対応する構成要素を同じ符号で示している。
この実施形態によれば、ポンプ2の出力が大きい等の理由によって、ポンプモータ2aを駆動するのに必要な電力が、水流制御部7の電源9の容量で賄えない場合にも、ポンプモータ2aを駆動することができる。この構成の場合にも、ACアダプタ29からの出力をポンプモータ2aに入力する経路にリレー5の出力側が挿入されているので、電磁弁8が開状態となった時にのみ、ポンプモータ2aにACアダプタ29から電源が供給され、ポンプモータ2aが回転して、水流経路Rに貯水タンク3の水が供給される。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施例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。例えば、ポンプモータの仕様によっては、電圧調整回路は必ずしも備えられなくてもよい。また、電圧調整回路を備える場合にも、その構成は、図4に示したものに限定されない。
また、本発明の衛生洗浄装置におけるポンプ制御ユニットの構成および電磁弁と連動方法は、人体局部洗浄用や便器洗浄用の衛生洗浄装置以外の、ポンプを使用して水を給水源から取得する形式を有する任意の装置に対しても適用可能である。さらに、ポンプと電磁弁の位置は、上記に限定されるものではない。
1、21、31 衛生洗浄装置
2 ポンプ
2a ポンプモータ
3 貯水タンク
4 ポンプ制御ユニット
5 リレー
6 電圧調整回路
7 水流制御部
8 電磁弁
9 電源
10 ソリッドステートリレー(SSR)

Claims (5)

  1. 洗浄水が流入する水流経路に前記洗浄水を送り込むポンプと、
    給水源と前記ポンプの間に介在し、前記給水源から前記洗浄水を供給可能にする電磁弁と、
    前記電磁弁を開閉制御する制御手段と、
    スイッチング素子を備え、前記電磁弁の開閉動作と前記ポンプの運転及び停止を前記制御手段を介さずに連動させ、前記電磁弁が洗浄水を供給可能な開状態になった時に、前記ポンプを運転状態とし、前記電磁弁が洗浄水の供給を遮断する閉状態になった時に、前記ポンプを停止状態とするスイッチング回路と、を有することを特徴とする衛生洗浄装置。
  2. 前記電磁弁は、通電された時に前記電磁弁が開状態となり、通電されない時に前記電磁弁が閉状態となる開閉用電気回路を有し、
    前記スイッチング回路において、前記スイッチング素子はリレーであり、
    前記リレーの入力端子は、前記電磁弁の開閉用電気回路に並列接続され、前記リレーの出力端子は、前記ポンプの駆動用電源回路の途中に直列に挿入され、
    前記電磁弁が開状態となった時に前記ポンプに駆動用電源を供給し、前記電磁弁が閉状態となった時に前記ポンプへの駆動用電源の供給を遮断するものであることを特徴とする請求項1に記載の衛生洗浄装置。
  3. 前記ポンプの駆動用電源回路は、前記ポンプに供給する電圧を調整することができる電圧調整回路を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の衛生洗浄装置。
  4. 前記ポンプの駆動用電源は、前記電磁弁を開閉するための電源と共通であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の衛生洗浄装置。
  5. 前記ポンプを駆動する電源は、ACアダプタを介して、商用電源から供給されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の衛生洗浄装置。
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