JP2017064632A - 泡生成装置と泡生成装置を備える水洗式便器 - Google Patents

Abstract

【課題】洗剤気泡水を効率的に生成するとともに、洗剤気泡水の給水源への逆流を防ぐ。
【解決手段】エゼクタ１１６（混合部）は、気泡水を生成する。通水部１２６は、エゼクタ１１６の下流側に形成される。通水部１２６は、気泡水に洗剤を注入するための洗剤口１２２を有してもよい。オーバーフロー口１２４は、通水部１２６の外部に連通する。エゼクタ１１６は、気泡水を排出口１４０から通水部１２６に落水させる。オーバーフロー口１２４は、排出口１４０よりも２０ｍｍ以上低位置に形成される。予備部１３０の下部に形成される撹拌部１３２において気泡水と洗剤が混合される。撹拌部１３２の内壁面には、突起１３４が螺旋状に形成される。剪断部１２８は、通水部１２６の下流側に形成され、羽根車１３６により泡を剪断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、洗浄水に空気と洗剤を混合する技術、に関する。

水洗式便器においては、１つ以上の吐水口から便鉢部に洗浄水を吐出し、その洗浄水の勢いによって汚物を排水管に押し出す洗浄方式が知られている。洗浄水に空気を混合することもある（以下、「気泡水」とよぶ）。特許文献１にも記載されているように、気泡水は、水跳ねや騒音が少ない、洗浄力が高まるなどいくつかの利点がある（特許文献１の段落［０００３］参照）。更に、いっそう洗浄力を強化するため、洗浄水に空気だけでなく洗剤も混ぜる泡生成装置のニーズも高まっている。以下、洗剤が混合された気泡水のことを「洗剤気泡水」とよぶことにする。

特開２００２−３５６８９８号公報

泡生成装置で生成した気泡水あるいは洗剤気泡水が給水源に逆流することは好ましくない。第１の対策として、逆流を防止するための弁を設けるという方法もあるが、部品点数が多くなり構造が複雑化しやすい。第２の対策は、給水部と通水部の間に大気開放された離隔部分（エアギャップ）を設け、給水部の下方にオーバーフロー経路を設けることである。しかし、この方式は洗浄水に気泡を混入するのが難しい。

本発明は、上記課題認識に基づいてなされたものであり、その主たる目的は、気泡水を効率的に生成するとともに、気泡水の給水源への逆流を防ぐための技術、を提供することである。

本発明のある態様における泡生成装置は、気泡水を生成する混合部と、混合部の下流側に形成される通水部を備える。通水部は、更に、通水部の外部に連通するオーバーフロー口を有する。

本発明の別の態様における泡生成装置は、気泡水を注入するための気泡水注入口と洗剤を注入するための洗剤口を備える。気泡水の通水経路において、気泡水と洗剤を混合するための撹拌部が形成される。撹拌部の内壁面においては、気泡水の通水を部分的に制限する突起が形成される。

本発明のある態様における水洗式便器は、便鉢部を有する便器装置と、便器装置に形成され、便鉢部に洗浄水を吐水する吐水口と、便器装置に搭載され、洗剤を含む洗浄水を吐水口に供給する泡生成装置を備える。
泡生成装置は、洗浄水に空気を混合することにより気泡水を生成する混合部と、混合部の下流側に形成され、気泡水に洗剤を注入するための洗剤口を有する通水部と、を含む。通水部は、更に、通水部の外部に連通するオーバーフロー口を有する。

本発明によれば、気泡水を効率的に生成しつつ、気泡水の給水管への逆流を防ぎやすくなる。

水洗式便器の前方斜視図である。 泡生成装置の側断面図である。 オーバーフローが発生したときの泡生成装置の側断面図である。 撹拌部における洗剤気泡水の生成方法を示す模式図である。 一体成型により螺旋状の突起を形成する場合の撹拌部を示す模式図である。 コイルバネの追加により螺旋状の突起を形成する場合の撹拌部を示す模式図である。 剪断部の側面図である。

図１は、水洗式便器１００の前方斜視図である。
水洗式便器１００の便器本体１０８には、便鉢部１０６が形成される。便器本体１０８は、吐水管１１０を内蔵する。給水管から便器本体に供給された洗浄水は、吐水管１１０を介して第１吐水口１０２および第２吐水口１０４に供給される。第１吐水口１０２および第２吐水口１０４は、洗浄水を便鉢部１０６に吐出する。便器本体１０８に、便器本体１０８に搭載される図示しない局所洗浄装置等の機能部（電装品）を加えて「便器装置」が構成される。便器装置の全部または一部は、水洗式便器１００の周辺に取り付けられるキャビネットに収納されてもよい。便器装置の洗浄タンクは、便器本体１０８に対して外付けされてもよいし、壁に埋め込まれてもよい。

便器本体１０８は、更に、泡生成装置１１２を搭載する。ここでいう「搭載」とは「内蔵」も含む。泡生成装置１１２は、給水管１１４を介して水道から洗浄水を取水する。また、泡生成装置１１２には空気および洗剤が注入される（詳細は後述する）。泡生成装置１１２は、洗浄水と空気、洗剤を混合して洗剤気泡水を生成し、第２吐水口１０４に供給する。第２吐水口１０４は吐水管１１０から供給される洗浄水と泡生成装置１１２から供給される洗剤気泡水の混合物を吐出することもできるし、いずれか一方を選択的に吐出できてもよい。また、泡生成装置１１２は、洗剤気泡水を第１吐水口１０２と第２吐水口１０４の双方に供給してもよい。

以下、泡生成装置１１２を中心として説明する。本実施形態における泡生成装置１１２は、洗浄水と空気を混合して気泡水を作ったあと、気泡水に洗剤を混合して洗剤気泡水を作るという２段階プロセスを実行する構造となっている。本実施形態の泡生成装置１１２は洗剤気泡水を生成するとして説明するが、泡生成装置１１２は洗剤を含まない気泡水を供給する装置として形成されてもよい。

図２は、泡生成装置１１２の側断面図である。
図面下方向が重力方向（落水方向）である。泡生成装置１１２は単一ユニットとして形成され、筐体１３８の内部にはエゼクタ１１６（混合部）、通水部１２６および剪断部１２８が形成される。筐体１３８は、上水道から給水管１１４を介して洗浄水を取水するための給水口１１８、空気を自然吸気するための吸気口１２０、洗剤を導入するための洗剤口１２２およびオーバーフロー口１２４を有する。

エゼクタ１１６は、給水口１１８および吸気口１２０から洗浄水と空気を取り入れて混合することにより気泡水を生成する。気泡水は排出口１４０（気泡水注入口）から通水部１２６に向けて落水する。通水部１２６は、洗剤口１２２および排出口１４０から洗剤と気泡水を取り入れて混合することにより洗剤気泡水を生成する。剪断部１２８は、複数の穴を有する羽根車１３６により、洗剤気泡水に含まれる泡を剪断し、泡のサイズを微細化し、均一化する。洗剤気泡水の気泡が微細で均一化する方が、クッション性が高まるため、小便飛沫等を抑制しやすい。また、便鉢部１０６の内壁面との密着性が高まるため、洗剤気泡水の泡が残りやすくなるため、洗浄力が高まる。

通水部１２６は、予備部１３０と撹拌部１３２を含む。撹拌部１３２の内壁面には突起１３４が形成される。本実施形態においては、突起１３４はネジ溝のような螺旋状突起として形成される（詳細は図５（ａ）等に関連して後述する）。オーバーフロー口１２４は、撹拌部１３２の上端部に形成される。いいかえれば、オーバーフロー口１２４よりも上方の空間が予備部１３０であり、下方の空間が撹拌部１３２である。オーバーフロー口１２４は大気開放されるため、予備部１３０も大気開放された空間となる。突起１３４が形成される空間が撹拌部１３２であり、形成されない空間が予備部１３０であると定義することも可能である。

洗浄水や洗剤気泡水が給水部（エゼクタ１１６や給水口１１８など）へ逆流するのを防ぐためには、予備部１３０の高さ（マージンＭ）は２０ミリメートル以上であることが望ましい。本実施形態におけるマージンＭは、オーバーフロー口１２４と排出口１４０の高低差でもある。すなわち、本実施形態においては、オーバーフロー口１２４は排出口１４０よりも２０ミリメートル以上下方に形成される。

エゼクタ１１６は、洗浄水と空気を混合して気泡水を作る機能を有する既知の部品である。給水口１１８からは水道水の水圧にて洗浄水を供給できる。水洗式便器１００が内蔵するポンプにより洗浄水を給水口１１８に圧送してもよい。吸気口１２０からは空気を自然吸気してもよいし、ポンプにより大気圧よりも高圧の空気を吸気口１２０に送り込んでもよい。エゼクタ１１６は、高い水圧の洗浄水ほど空気を混合させやすい。本実施形態においても、充分な水圧で洗浄水をエゼクタ１１６に送り込むことができるので、エゼクタ１１６は効率的に気泡水を生成できる。

図３は、オーバーフローが発生したときの泡生成装置１１２の側断面図である。
撹拌部１３２において生成された洗剤気泡水は、すべて剪断部１２８を経由して排出される。しかし、エゼクタ１１６から供給される気泡水が多いときや、撹拌部１３２において洗剤気泡水の泡立ちが特に大きくなったときには、洗剤気泡水が撹拌部１３２に収まらなくなる可能性がある。この場合には、余剰の洗剤気泡水はオーバーフロー口１２４に流れ込む。オーバーフロー口１２４は、便鉢部１０６あるいは下水管につながっており、オーバーフロー経路１５０を介して余剰の洗剤気泡水を放出する。オーバーフロー経路１５０は、泡生成装置１１２に内蔵される管として形成されてもよい。排出口１４０よりも低位置にオーバーフロー口１２４を形成することにより、余剰の洗剤気泡水が撹拌部１３２からあふれてエゼクタ１１６まで侵入するのを防いでいる。

図４は、撹拌部１３２における洗剤気泡水の生成方法を示す模式図である。
洗剤口１２２からは洗剤１４２が注入される。撹拌部１３２の内壁には複数の突起１３４が形成される。排出口１４０は、排出口１４０から放出される気泡水１４４が突起１３４に当たる位置に形成される。

気泡水１４４は撹拌部１３２に落下するとき突起１３４によって部分的に通水制限されるため、その内部に複数の乱流（渦）を生じる。一方、洗剤口１２２から注入された洗剤１４２は粘性が高いため、突起１３４に沿って撹拌部１３２の壁面を垂れるようにゆっくりと落下する。突起１３４に衝突しながら通過する気泡水１４４が、突起１３４の表面を流れる洗剤１４２を巻き込むことにより、気泡水１４４と洗剤１４２が混合されて洗剤気泡水が生成される。

通水部１２６（撹拌部１３２）の内壁面に突起１３４を設ける主たる理由は、以下の２つである。
（１）気泡水１４４の撹拌効果：
気泡水１４４の内部に乱流を発生させる。突起１３４の表面を流れる洗剤１４２を気泡水１４４の乱流が巻き込むかたちになり、気泡水１４４と洗剤１４２を効率的に混合できる。
（２）撹拌部１３２の内壁面積の拡大：
突起１３４により撹拌部１３２の内壁面積が拡大される。内壁面積が拡大すると、洗剤１４２と気泡水１４４の接触面積が拡大することになる。また、洗剤１４２が撹拌部１３２に進入してから排出されるまでの時間を長くすることができる。このため、洗剤１４２を気泡水１４４に溶かしやすくなる。

本実施形態においては、撹拌部１３２の上端部に洗剤口１２２が形成されるため、撹拌部１３２だけではなく予備部１３０でも気泡水１４４と洗剤１４２が混合される可能性はゼロではない。しかし、洗剤１４２のほとんどは撹拌部１３２に入り込むため、洗剤気泡水は実質的には、いいかえれば、大部分は撹拌部１３２の内部でつくられる。
なお、洗剤１４２は自然落下によって洗剤口１２２に供給されてもよいし、ポンプなどにより圧送されてもよい。

図５（ａ）は、一体成型により螺旋状の突起１３４を形成する場合の撹拌部１３２を示す模式図である。図５（ｂ）は、コイルバネの追加により螺旋状の突起１３４を形成する場合の撹拌部１３２を示す模式図である。
突起１３４は、板状や鈎状などさまざまな形態が考えられる。本実施形態の突起１３４は、撹拌部１３２の内壁面に螺旋状に形成される。図５（ａ）に示すように、撹拌部１３２の内壁にネジ溝のような螺旋状の突起１３４を一体成型してもよい。あるいは、図５（ｂ）に示すように、撹拌部１３２にコイルバネ１４６を設置することにより、螺旋状の突起１３４を追加的に形成してもよい。

突起１３４を螺旋状に形成した場合、洗剤は突起１３４に沿って螺旋回転しながらゆっくりと落下する。このため、洗剤が通水部１２６（撹拌部１３２）の内壁面全体を覆いやすくなり、また、撹拌部１３２における洗剤の滞留時間をいっそう長くできる。更に、図５（ａ）、図５（ｂ）のいずれの場合にも製造容易という副次的な効果もある。

図６は、剪断部１２８の側面図である。
剪断部１２８には、通水方向を軸方向とする羽根車１３６が設置され、羽根車１３６は洗剤気泡水の通水によって回転する。羽根車１３６は、複数枚の羽根を備え、各羽根には複数の小孔が形成されている。洗剤気泡水に含まれる大きな気泡は、羽根車１３６によって破砕される。小さな気泡は、羽根の小孔を通過できる。いわば、羽根車１３６は泡の篩（ふるい：sieve）としても機能する。羽根車１３６の軸にモーターを取り付けることで、羽根車１３６の回転速度を調整してもよい。羽根車１３６の回転速度を調整することで、泡径を調整することができる。

排出口１４０と羽根車１３６の相対位置を調整することでも羽根車１３６の回転速度を調整できる。たとえば、羽根車１３６の軸から距離Ｒ１の位置に気泡水を落水させる場合に比べて、距離Ｒ１よりも軸に近い距離Ｒ２の位置に気泡水を落水させる方が、モーメントが小さくなるため羽根車１３６の回転速度が小さくなる。

以上、実施形態に基いて、水洗式便器１００、特に、水洗式便器１００に搭載される泡生成装置１１２の構造を中心として説明した。
本実施形態においては、まず、エゼクタ１１６は単に水道水と空気を混合する部品にすぎないため、従来品をそのまま流用しやすい。また、泡生成装置１１２は、１つの筐体１３８に水と空気を混合するエゼクタ１１６、気泡水に洗剤を混合する通水部１２６、洗剤気泡水の泡径を整える剪断部１２８をまとめて内蔵するため、泡生成装置１１２そのものを単一部品化できる。このため、泡生成装置１１２を小型化しやすい。

逆流防止のための弁構造等を追加しないため、泡生成装置１１２の構造がシンプルであり、部品としての信頼性を維持しやすい。また、大気開放された予備部１３０を設け、余剰の洗剤気泡水をオーバーフロー口１２４から排出することでエゼクタ１１６への逆流を防いでいる。
更に、撹拌部１３２の内壁面に螺旋状の突起１３４を形成することにより、気泡水と洗剤の混合を促進している。

以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

本実施形態においては、洗剤口１２２は予備部１３０に開口しているが、洗剤口１２２は撹拌部１３２に開口してもよい。あるいは、予備部１３０と撹拌部１３２の双方に開口してもよい。同様に、オーバーフロー口１２４も２箇所以上に形成されてもよい。この場合にも、最高位置にあるオーバーフロー口１２４と排出口１４０の間に２０ミリメートル以上のマージンを設けることが望ましい。

以上の記載から、下記の発明が認識される。
本発明のある態様における泡生成装置は、気泡水を生成する混合部と、混合部の下流側に形成される通水部を備える。通水部は、更に、通水部の外部に連通するオーバーフロー口を有する。
混合部においては、水道水などの強い水圧を利用して効率的に気泡水を生成する。そのあとに気泡水に洗剤を混合してもよい。余剰の気泡水、あるいは、洗剤気泡水は、オーバーフロー口から排出することにより、気泡水や洗剤気泡水の混合部、ひいては給水源への逆流を防止しやすくなる。

通水部は、更に、気泡水に洗剤を注入するための洗剤口を有してもよい。

混合部は、気泡水を排出口から通水部に落水させるように形成されてもよい。オーバーフロー口は、排出口よりも低位置に形成され、かつ、大気開放されてもよい。
オーバーフロー口と混合部の排出口の間に充分な高低差（マージン）を有する大気開放された空間を確保することにより、気泡水や洗剤気泡水の逆流を防止しやすくなる。

通水部は、オーバーフロー口より上部に形成される予備部と、予備部の下部に形成される撹拌部を含み、撹拌部において気泡水と洗剤が混合されてもよい。

撹拌部の内壁面には、突起が形成されてもよい。
突起により、撹拌部の内壁面積を拡大し、かつ、気泡水を乱流化することで、気泡水と洗剤の混合を促している。

撹拌部の内壁面において、突起が螺旋状に形成されてもよい。

通水部の下流側に形成され、羽根車により泡を剪断する剪断部、を更に備えてもよい。

泡生成装置は、給水口、吸気口、前記洗剤口および前記オーバーフロー口を有する筐体に混合部と通水部を内蔵する部品として形成されてもよい。混合部は、給水口および吸気口から取り入れた洗浄水および空気を混合することにより気泡水を生成し、通水部に気泡水を送ってもよい。

本発明のある態様における水洗式便器は、便鉢部を有する便器装置と、便器装置に形成され、便鉢部に洗浄水を吐水する吐水口と、便器装置に搭載され、洗剤を含む洗浄水を吐水口に供給する泡生成装置を備える。泡生成装置は、洗浄水に空気を混合することにより気泡水を生成する混合部と、混合部の下流側に形成され、気泡水に洗剤を注入するための洗剤口を有する通水部と、を含む。通水部は、更に、通水部の外部に連通するオーバーフロー口を有する。
ここでいう便器装置は、少なくとも便鉢部を有する水洗式便器の主要部であればよく、その他、外付けのタンク等を含んでもよい。

本発明の別の態様における泡生成装置は、気泡水を注入するための気泡水注入口と洗剤を注入するための洗剤口と、を備える。気泡水の通水経路において、気泡水と洗剤を混合するための撹拌部が形成され、撹拌部の内壁面においては、気泡水の通水を部分的に制限する突起が形成される。

１００ 水洗式便器、 １０２ 第１吐水口、 １０４ 第２吐水口、 １０６ 便鉢部、 １０８ 便器本体、 １１０ 吐水管、 １１２ 泡生成装置、 １１４ 給水管、 １１６ エゼクタ、 １１８ 給水口、 １２０ 吸気口、 １２２ 洗剤口、 １２４ オーバーフロー口、 １２６ 通水部、 １２８ 剪断部、 １３０ 予備部、 １３２ 撹拌部、 １３４ 突起、 １３６ 羽根車、 １３８ 筐体、 １４０ 排出口、 １４２ 洗剤、 １４４ 気泡水、 １４６ コイルバネ、 １５０ オーバーフロー経路。

Claims (10)

1. 気泡水を生成する混合部と、
   前記混合部の下流側に形成される通水部と、を備え、
   前記通水部は、更に、前記通水部の外部に連通するオーバーフロー口を有することを特徴とする泡生成装置。
2. 前記通水部は、更に、気泡水に洗剤を注入するための洗剤口を有することを特徴とする請求項１に記載の泡生成装置。
3. 前記混合部は、気泡水を排出口から前記通水部に落水させるように形成され、
   前記オーバーフロー口は、前記排出口よりも低位置に形成され、かつ、大気開放されることを特徴とする請求項１または２に記載の泡生成装置。
4. 前記通水部は、前記オーバーフロー口より上部に形成される予備部と、前記予備部の下部に形成される撹拌部を含み、
   前記撹拌部において気泡水と洗剤が混合されることを特徴とする請求項２に記載の泡生成装置。
5. 前記撹拌部の内壁面には、突起が形成されることを特徴とする請求項４に記載の泡生成装置。
6. 前記撹拌部の内壁面において、前記突起が螺旋状に形成されることを特徴とする請求項５に記載の泡生成装置。
7. 前記通水部の下流側に形成され、羽根車により泡を剪断する剪断部、を更に備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の泡生成装置。
8. 給水口、吸気口、前記洗剤口および前記オーバーフロー口を有する筐体に前記混合部と前記通水部を内蔵する部品として形成され、
   前記混合部は、前記給水口および前記吸気口から取り入れた洗浄水および空気を混合することにより気泡水を生成し、前記通水部に前記気泡水を送ることを特徴とする請求項１に記載の泡生成装置。
9. 便鉢部を有する便器装置と、
   前記便器装置に形成され、前記便鉢部に洗浄水を吐水する吐水口と、
   前記便器装置に搭載され、洗剤を含む洗浄水を前記吐水口に供給する泡生成装置と、を備え、
   前記泡生成装置は、
   洗浄水に空気を混合することにより気泡水を生成する混合部と、
   前記混合部の下流側に形成され、気泡水に洗剤を注入するための洗剤口を有する通水部と、を含み、
   前記通水部は、更に、前記通水部の外部に連通するオーバーフロー口を有することを特徴とする水洗式便器。
10. 気泡水を注入するための気泡水注入口と洗剤を注入するための洗剤口と、を備え、
    気泡水の通水経路において、気泡水と洗剤を混合するための撹拌部が形成され、
    前記撹拌部の内壁面においては、気泡水の通水を部分的に制限する突起が形成されることを特徴とする泡生成装置。

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