JP3879285B2 - 洗浄ノズル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
洗浄液で、被洗浄面を洗浄する洗浄ノズルに関するもの、特に人体洗浄、人体局部洗浄に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、広範囲の洗浄を行う目的や洗浄感を可変にする目的で、洗浄ノズル自体をアクチュエーターを用いて移動させることによって、または流体素子機構を用いることによって、洗浄水を揺動させ、洗浄を行っている。
【０００３】
また従来、吐水される洗浄水の温度を上げる目的で、洗浄ノズル外部に熱交換器を有し、前記熱交換器で洗浄水の昇温を行ってから、洗浄ノズルに洗浄水を供給し、洗浄を行っている。
【０００４】
また従来、節水洗浄を行う目的や洗浄感を向上させる目的で、洗浄水に空気を混ぜ、洗浄を行っている。洗浄水への空気の混入方法としては、エゼクター効果を用いることによる洗浄水への空気の自然混入や、空気ポンプを用いることによる洗浄水への空気の強制混入のどちらかの手段が用いられている。
【０００５】
また従来、洗浄水の吐水圧力が不足している場合や水道水圧を利用しない場合や流量調節を行う目的で、水ポンプを用い、洗浄を行っている。
【０００６】
また従来、洗浄水の吐水および／または洗浄水の止水および／または洗浄水の流量調節を行う目的で、電磁バルブを用い、洗浄を行っている。
【０００７】
また従来、人体洗浄を行う場合も含め、洗浄ノズルを手で持ち、洗浄したい部分に当てて、洗浄を行っている。
【０００８】
また従来、便器に設置する人体局部洗浄装置は、洗浄ノズル使用時に洗浄ノズルが伸長し、洗浄ノズル非使用時には洗浄ノズルが縮退する構造を有し、洗浄ノズルが排便時に邪魔にならないように、洗浄を行っている。
【０００９】
また従来、携帯用の人体局部洗浄装置は、洗浄ノズル洗浄時に洗浄ノズルを手で伸長し、洗浄ノズル非使用時には洗浄ノズルを手で屈曲収納する構造を有し、収納性を確保し、洗浄を行っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の揺動吐水は、洗浄ノズル自体を移動させることによって洗浄水を揺動させているので、広範囲洗浄や単調感をなくすといった程度の洗浄感の可変操作には適しているが、洗浄力や洗浄感を維持した節水洗浄やソフト感向上や脈動感を変えるといった多岐にわたる洗浄感の可変操作を行うためには、洗浄水の揺動を高速で行う必要があるので、洗浄ノズル自体を移動させる従来の揺動方式では、高速で洗浄水を揺動させようとすると、振動や騒音が問題になるばかりか、大きな駆動力を必要とするので、駆動用のアクチュエーターの大型化や無駄な消費電力を生み、使い勝手やコンパクト性、省エネルギーの観点から、洗浄力や洗浄感を維持した節水洗浄やソフト感向上や脈動感を変えるといった多岐にわたる洗浄感の可変操作には適さない。
【００１１】
また、従来の揺動吐水は、流体素子機構を用いることによって洗浄水を揺動させているので、洗浄水の流量の増減に応じて洗浄水の揺動周波数および揺動振幅が変わり、洗浄水の流量と独立して洗浄範囲を制御したり、洗浄水の流量と独立して洗浄感を可変に操作したりすることができない。
【００１２】
また従来の熱交換器は、洗浄ノズル外部にあるので、洗浄水温度の制御応答性が問題になり、細かな温度調節制御を行うことができない。特に、熱交換器から吐水口までの通水路の距離が長くなれば長くなるほど、また洗浄水を貯めるバッファ部のサイズが大きければ大きいほど、洗浄水の温度調節の応答性が悪くなる。
【００１３】
また、従来の空気混入吐水は、エゼクター効果を用いて洗浄水に空気を自然混入しているので、空気の混入比に限界があり、洗浄感の大きな向上が望めないばかりか、十分な節水ができない。
【００１４】
また、従来の空気混入吐水は、単純に空気ポンプを用いて洗浄水に空気を強制混入しているので、自然混入に比べ空気混入比を大きくしたり、空気ポンプの制御で空気の混入比を可変に制御したりすることができるが、空気ポンプが洗浄ノズル外部にあるため、空気混入部までチューブ等で空気を送る必要があり、空気混入比を変えた場合の応答性が悪く、空気混入比の細かい制御ができないばかりか、前記チューブ等が絡まったり、チューブや接続部から空気が漏れる恐れもあり、洗浄ノズルの取り回しを阻害する。さらに、空気混入部が吐水口近傍にないため、空気混入後吐水までの間に、局部洗浄水がスラグ流あるいは環状流になり、吐水された洗浄水が必要以上に飛び散ったり、吐水された洗浄水に空気がうまく気泡状態として混入されない。また、空気混入比を大きくする程、この傾向は顕著になる。よって、空気の自然混入に対して、洗浄感や節水効果とも僅かなアドバンスでしかない。
【００１５】
また、従来の水ポンプは、洗浄ノズルの外部にあるので、洗浄水の流量調節の応答性が問題になり、細かな流量調節制御を行うことができない。特に、水ポンプから吐水口までの通水路の材質が弾性体である場合は、水ポンプにより昇圧された洗浄水の圧力を弾性体が吸収するので、水ポンプから吐水口までの距離が長くなれば長くなるほど、流量調節の応答性が悪くなったり、すぐに吐水や止水ができないといった問題が生じる。
【００１６】
また、従来の電磁バルブは、洗浄ノズルの外部にあるので、洗浄水の流量調節の応答性が問題になり、細かな流量調節制御を行うことができない。特に、電磁バルブから吐水口までの通水路の材質が弾性体である場合は、洗浄水の圧力を弾性体が吸収するので、電磁バルブから吐水口までの距離が長くなれば長くなるほど、流量調節の応答性が悪くなったり、すぐに吐水や止水ができないといった問題が生じる。
【００１７】
本発明は従来の上記課題を解決するためになされたものであり、各種電気回路を洗浄ノズル内に有することによって、従来の課題を解決することができ、その上さらに、十分なコンパクト性や意匠の自由度があり、電力線が絡んだり、漏電を引き起こしたりすることがない洗浄ノズルを提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決するために、請求項１の洗浄ノズルは、電気回路を有する洗浄ノズルにおいて、前記電気回路へ洗浄ノズル外部から電力を供給する電力線を、ノズル内の水路と独立し、水と電気的に絶縁された状態で洗浄ノズル内部に配設することを特徴とするので、電力線が被水し漏電することを防ぐことができる。また、電力線が絡むことがない。また、電力線が洗浄ノズルの内部にあるので、電力線が洗浄ノズル外部の空間を占有することがなく、十分なコンパクト性を確保することができるばかりか、意匠の自由度も増す。
【００１９】
また、請求項１の洗浄ノズルは、前記電気回路が洗浄水を揺動させるためのアクチュエーターであることを特徴とするので、電力線が被水し漏電することを防ぐことができ、電力線が絡むこともなく、電力線が洗浄ノズル外部の空間を占有することもなく、十分なコンパクト性を確保し意匠の自由度も増す上に、さらに洗浄ノズルに対して洗浄ノズル内にある軸の周りに吐水口を揺動させて洗浄することができる。
【００２０】
よって、電力を洗浄ノズルまで供給するにもかかわらず快適性を向上させ、洗浄水を低速〜高速まで自在に揺動させることができ、広範囲洗浄や単調感をなくすといった洗浄感の可変操作のみならず、洗浄力や洗浄感を維持した節水洗浄やソフト感向上や脈動感を変えるといった多岐にわたる洗浄感の可変操作を行うことができる。
【００２１】
更に、請求項１の洗浄ノズルは、前記アクチュエーターが、所定閉空間内に時間的経過で変化する磁場を作る電機子と、前記電機子の作り出す磁場中に配置され前記磁場と作用して前記所定閉空間内を任意の軌跡で移動する強磁性体とで構成されることを特徴とするので、電力線が被水し漏電することを防ぐことができ、電力線が絡むこともなく、電力線が洗浄ノズル外部の空間を占有することもなく、十分なコンパクト性を確保し意匠の自由度も増す上に、さらに洗浄ノズルに対して洗浄ノズル内にある軸の周りに吐水口を揺動させる洗浄を、非常にコンパクトに行うことができる。
【００２２】
よって、電力を洗浄ノズルまで供給するにもかかわらず快適性を向上させ、請求項１の効果を非常にコンパクトな洗浄ノズルで得ることができるばかりか、前記電機子と前記強磁性体との間の磁場で生じる吸引力または反発力を、前記電機子への通電量および通電時間を制御することによって、可変に制御することができるので、広範囲洗浄から狭範囲洗浄までを簡単に行うことができ、洗浄ノズルに対して洗浄ノズル内にある軸の周りに吐水口を揺動させる洗浄を、非常にコンパクトにしかも確実に行うことができる。
【００２３】
上記課題を解決するために、請求項２の洗浄ノズルは、前記アクチュエーターが、モーターを用いているので、電力線が被水し漏電することを防ぐことができ、電力線が絡むこともなく、電力線が洗浄ノズル外部の空間を占有することもなく、十分なコンパクト性を確保し意匠の自由度も増す上に、さらに洗浄ノズルに対して洗浄ノズル内にある軸の周りに吐水口を揺動させる洗浄を、確実に行うことができる。
【００２４】
よって、電力を洗浄ノズルまで供給するにもかかわらず快適性を向上させ、請求項１の効果を確実に得ることができるばかりか、駆動部（モーター）と駆動対象（吐水口）が別々であるので、洗浄ノズル内でモーターを吐水口から離すことができ、場合によってはギヤを介して動力を伝えることもできるので、モーターの洗浄ノズル内での配置の自由度が大きく、洗浄ノズルの意匠や、洗浄ノズル外部との取り合い等を十分に考慮に入れた設計を、簡便に行うことができ、洗浄ノズルに対して洗浄ノズル内にある軸の周りに吐水口を揺動させる洗浄を、確実に行うことができる。
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の第１実施例で、洗浄ノズルの断面図である。洗浄水の通水について説明すると、給水接続口６ｂから洗浄ノズル１ａ内に供給された洗浄水は、電磁バルブ２ａを通過し、水ポンプ２ｂで昇圧および／または流量調節されて、アクチュエーター２ｃの構成要素の一部である可動子２２ｃ内の通水路２３ｃに空隙２４ｃから空気を巻き込みながら給水され、可動子２２ｃの動きに合わせて、洗浄ノズル１ａ内にある軸４ａの周りに揺動しながら、洗浄ノズル１ａ外部に吐水される。
【００４０】
アクチュエーター２ｃは、可動子２２ｃと複数個の電機子２１ｃで構成され、可動子２２ｃには強磁性体２５ｃが電機子２１ｃと対になるように複数個配置されている。強磁性体２５ｃが電機子２１ｃに通電することによって生じる磁場の中に入るように配置させることによって、強磁性体２５ｃと電機子２１ｃの間に引力または反発力を生じさせ、複数個の電機子２１ｃに順次通電を繰り返すことにより、可動子２２ｃは、可動子２２ｃの支持部である弾性体２６ｃを支点として、円錐状に自転することなく移動する。弾性体２６ｃは、ゴムやエラストマーをはじめ、金属やプラスチック等硬質であっても、バネ形状により弾性を持たせることができれば、弾性体２６ｃとして用いることができる。
【００４１】
電機子２１ｃに電力を供給する電力線３ｃと、電磁バルブ２ａに電力を供給する電力線３ａと、水ポンプ２ｂに電力を供給する電力線３ｂとは、洗浄ノズル１ａの内部に埋め込まれているので、吐水された洗浄水により電力線が被水することがなく、わざわざコーティング等を施す必要なく漏電を防止することができる。さらに、洗浄ノズル１ａの内部に埋め込まれているので、意匠性も良く、コンパクトな洗浄ノズルにできる。さらに、洗浄ノズル１ａを手で持つ場合は、電力線が邪魔になって手を動かす妨げになるといったことがない。また、洗浄ノズル１ａ外部から洗浄ノズル１ａ内部への電力供給は端子６ａを介して行う。
【００４２】
さらに、アクチュエーター２ｃを用いることによって、低速〜高速まで可変に揺動させながら吐水させることが容易にできるので、電力線が洗浄ノズル外部に出ることによる不具合（漏電しやすい、意匠性が悪い、電力線が絡む）が生じることもなく、広範囲洗浄や、洗浄力と洗浄感を維持した節水洗浄や、揺動を高速にしたソフト洗浄や、揺動を低速にし間欠刺激を積極的に利用した洗浄等を、吐水する流量に関係なく行うことができる。
【００４３】
アクチュエーター２ｃの代わりに、図２（ａ）に示すように、モーター２ｄを用いてもアクチュエーター２ｃを用いた場合と同様の効果を得ることができる。さらに、モーターを用いる場合はシャフトにより動力を伝達させるので、図２（ｂ）に示すように、ギヤ２１ｄを介して、可動部２２ｄを揺動させることができ、設計上の取り合いに柔軟に対処することができる。また、可動部２２ｄをモーターで直接回転させても、洗浄水を洗浄ノズル１ａ内にある軸４ａの周りに揺動させることができる。この場合、可動部２２ｄと洗浄ノズル１ａの間から洗浄水が漏れないように、例えばＯ−リングやＹパッキンといったシール構造が必要になる。
【００４４】
図３（ａ）は、洗浄ノズルの伸縮構造を含めた部分までを抜き出した第２実施例であり、例えば、局部洗浄装置に組み込むことが可能である。局部洗浄装置に組み込んだ場合、洗浄開始ボタン（図示しない）を押すことによって、モーター８ａ（図示しない）に接続されたピニオン８ｂが回転し、ピニオン８ｂとかみ合っているラック８ｃが図面上右方向に動くことによって洗浄ノズル１ｂが伸長し、人体局部に向けて洗浄水を吐水する。洗浄が終わると洗浄停止ボタンを押すことによって、ピニオン８ｂが回転し、ピニオン８ｂとかみ合っているラック８ｃが図面上左方向に動くことによって洗浄ノズル１ｂが縮退し、局部洗浄装置内に収納される。洗浄ノズル１ｂの伸縮は、伸縮継ぎ手１１ｂにより行われる。第２実施例では、洗浄ノズル１ｂへの洗浄水の供給から吐水までの間に、第１実施例に加えて熱交換器２ｅを配置している。熱交換器２ｅは、ヒーター２１ｅを有し、ヒーター２１ｅに通電することによって、洗浄水を昇温させることができ、使用者の好みの温度に合わせた快適な局部洗浄を行うことができる。
【００４５】
電力線３ａ、電力線３ｂ、電力線３ｃ、電力線３ｄは、洗浄ノズル内でスプリング状部分７ａを有するので、洗浄ノズル１ｂの伸長または縮退に合わせて、伸び縮みすることができ、スムーズに洗浄ノズルの伸長または縮退を行わせることができる。
【００４６】
また、スプリング状部分７ａの代わりに、図３（ｂ）に示すように、たわみ７ｂを設けることによっても、スプリング状部分７ａを設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
図４は、本発明を人体洗浄用のシャワーとして用いた第３実施例である。それぞれの吐水口２７ｃは、第１実施例、第２実施例のアクチュエーター２ｃと同様に、吐水口２７ｃが付属する可動子２２ｃを、可動子２２ｃに付属した強磁性体２５ｃと電機子２１ｃの間に、引力または反発力を生じさせることにより、揺動させ、ひいては、吐水された洗浄水を揺動させる。よって、電力線３ａ、電力線３ｂ、電力線３ｃ、電力線３ｄが、邪魔になることがない上に、洗浄ノズル１ｃを握った手をあまり動かすことなく、第１実施例と同様に、広範囲洗浄を行うことができ、さらに、洗浄力と洗浄感を維持した節水洗浄や多岐にわたる洗浄感可変操作を行うことができる。
【００４８】
上記実施例以外に、例えば、図６に示すように空気ポンプ２ｆを設ければ、長いチューブ等を用いることなく、洗浄水への空気の混入を吐水口近傍（混入部２１ｆ）で行うことができ、応答性良く空気を混入した吐水を安定して行うことができるうえに、電力線からの漏電や電力線の絡みの危険性もなく、長いチューブを用いないので、チューブからの空気の漏れの危険性も少ない。
【００４９】
図５は、洗浄ノズル１ｄを携帯用局部洗浄装置に組み込んだ、本発明の第４実施例である。洗浄ノズル１ｄは、第１実施例と同じアクチュエーター２ｃを洗浄ノズル内に有しており、吐水形態は第１実施例と同じになる。使用者は、図５（ｂ）に示すように収納時に屈曲させている洗浄ノズルを、図５（ａ）に示すように使用時に伸長させ、手で洗浄ノズルを局部に向け、洗浄スイッチ（図示しない）によりタンク９ｃ内の湯や水等を水ポンプ９ａにより昇圧吐水させ洗浄を行う。
【００５０】
アクチュエーター２ｃに電力を供給するために電力線３ｃは、洗浄ノズル内でスプリング状部分７ａを有しているので、使用に際し洗浄ノズル１ｄの伸長に合わせてスプリング状部分７ａが伸び、電力線が切断されることもなく、スムーズに洗浄ノズルを伸長できる。また、洗浄ノズルの収納時に洗浄ノズルの屈曲に合わせてスプリング状部分７ａが縮むので、電力線が邪魔になって洗浄ノズル１ｄを屈曲できないといった不具合もなく、コンパクトに洗浄ノズルを屈曲できる。また、本実施例においては、アクチュエーター２ｃおよび水ポンプ９ａへの電力の供給は、乾電池９ｂにより行うが、乾電池９ｂの代わりに電源コンセントから電力の供給を行っても構わない。
【００５１】
また、アクチュエーター２ｃを用いることにより、洗浄力および洗浄感を維持した節水洗浄を行うことも容易なので、タンク９ｃの容量を小さくし従来よりコンパクトな携帯用局部洗浄装置の提供や、湯切れ（水切れ）までの洗浄時間が従来より大幅に長い携帯用局部洗浄装置の提供を行うことができる。
【００５２】
第４実施例においては、洗浄ノズルの伸長、屈曲に合わせて電力線を伸縮させるスプリング状部分７ａで説明したが、スプリング状部分７ａの代わりに、図３（ｂ）で示したような電力線に予めたわみ７ｂを持たせた構成にしても、スプリング状部分７ａとたわみ７ｂを組み合わせた構成にしても、本発明の要旨を損なうことなく確実に実施することができる。
【００５３】
上記本発明の実施例においては、電力線が完全に洗浄ノズル内部に埋没している状態で説明したが、本発明の目的は、漏電や電力線の絡みや洗浄ノズルの大型化といった、使い勝手や快適性の欠如を発生させることなく、洗浄ノズル内の各種電気回路の機能を十分に発揮させることなので、設計上の都合や意匠性の問題等で、特に問題が発生しやすい部分だけを洗浄ノズル内に埋没させるような構成であっても、本発明の効果を充分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係わる洗浄ノズルの断面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）共、本発明の第１実施例に係わる洗浄ノズルの断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）共、本発明の第２実施例に係わる洗浄ノズルの断面図。
【図４】本発明の第３実施例に係わる洗浄ノズルの斜透視図。
【図５】（ａ）、（ｂ）共、本発明の第４実施例に係わる洗浄ノズルの断面図。
【図６】本発明の他の実施例に係わる洗浄ノズルの断面図。
【符号の説明】
１ａ：洗浄ノズル、１ｂ：洗浄ノズル、１１ｂ：伸縮継ぎ手、１ｃ：洗浄ノズル、１ｄ：洗浄ノズル、２ａ：電磁バルブ、２ｂ：水ポンプ、２ｃ：アクチュエーター、２１ｃ：電機子、２２ｃ：可動子、２３ｃ：通水路、２４ｃ：空隙、２５ｃ：強磁性体、２６ｃ：弾性体、２７ｃ：吐水口、２ｄ：モーター、２１ｄ：ギヤ、２２ｄ：可動部、２ｅ：熱交換器、２１ｅ：ヒーター、２ｆ：空気ポンプ、２１ｆ：混入部、３ａ：電力線、３ｂ：電力線、３ｃ：電力線、３ｄ：電力線、４ａ：軸、６ａ：端子、６ｂ：給水接続口、７ａ：スプリング状部分、７ｂ：たわみ、８ａ：モーター、８ｂ：ピニオン、８ｃ：ラック、９ａ：水ポンプ、９ｂ：乾電池、９ｃ：タンク

Claims (2)

1. 電気回路を有し、該電気回路へ洗浄ノズル外部から電力を供給する電力線を、ノズル内の水路と独立し、水と電気的に絶縁された状態で洗浄ノズル内部に配設する洗浄ノズルであって、
   前記電気回路は洗浄水を揺動させるためのアクチュエーターであり、該アクチュエーターが、所定閉空間内に時間的経過で変化する磁場を作る電機子と、前記電機子の作り出す磁場中に配置され前記磁場と作用して前記所定閉空間内を任意の軌跡で移動する強磁性体とで構成されることを特徴とする洗浄ノズル。
2. 電気回路を有し、該電気回路へ洗浄ノズル外部から電力を供給する電力線を、ノズル内の水路と独立し、水と電気的に絶縁された状態で洗浄ノズル内部に配設する洗浄ノズルであって、
   前記電気回路は洗浄水を揺動させるためのアクチュエーターであり、該アクチュエーターが、モーターと、該モーターの動力により動作し洗浄水を揺動する可動部とを備えることを特徴とする洗浄ノズル。

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