JP4183944B2 - Sanitary washing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばシャワーや衛生洗浄便座等に適用される衛生洗浄装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の衛生洗浄装置は、例えば特開平07−189317号公報に記載されているようなものが一般的であった。この装置は図11に示すように、洗浄水の圧送手段として外歯歯車ポンプを採用し、一対のギア101、102のかみ合いと各々のギアとハウジング103の隙間によって洗浄水を加圧送出する。なおギア102は、図示されていないがモータの出力軸に固設され回動し、ギア101はギア102の従属歯車として回動する構成となっている。そして圧送された洗浄水は温水タンク104内に常時保温貯留された温水を押出し、洗浄ノズル105からその押し出された温水が噴出するようになっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この手の衛生洗浄装置は、通常1〜1.5L程度の温水タンクを備えた、いわゆる貯湯式の加熱手段を用いているため、装置の小型化が困難であり、また非使用時も常に温水を適温に保温貯留しておかねばならないため、放熱によるエネルギーロスが大きく、ランニングコストがかかる。
【0004】
これに対し、使用時のみ洗浄水を適温に沸かし上げる瞬間式の熱交換器を利用することも考えられるが、一般家庭のコンセント容量は15Aが上限であり、ここから供給される電力では十分な沸かし上げ能力を得ることはできず、水道水の温度が0℃近くまで低下する厳冬期のことを考えると、洗浄に要する洗浄水の流量を毎分約0.5L程度まで減少させる必要性がある。この毎分0.5Lの洗浄水流量とは、先述の一般的な貯湯式衛生洗浄装置と比較すると半分以下の水量であり、洗浄力、洗浄時の体感強さが不十分なものとなってしまう。
【0005】
さらに、この水量低下の課題を解決するために、電磁ポンプや間欠遮断弁等を用いることで、水道からの給水圧に脈動を加える方式も提案されている(例えば特開2001―90151号公報)。これによると、吐出される洗浄水の流量が周期的に増減を繰り返し、瞬間的な吐出流量が増すため、洗浄力および洗浄の体感が向上し、洗浄水量そのものを低減することが可能となる。しかしながら、水道から供給圧を利用して、この圧力を中心とする圧力変動をさせる構成となっているため、給水圧の影響を受けやすく、特に低水圧の地域(例えば沖縄地方など)ではその能力が不十分になってしまう。また、対策は施してあるものの、給水圧が作用した状態で水の流れを断続的にするため水路系に水撃が発生してしまうことは否めず、配管や管路に接続される機能部品の損傷や劣化を招来したり、振動や異音の発生につながるといった課題があった。また、先述の電磁ポンプや間欠電磁弁を用いた構成では、噴流の圧力変動幅(振幅)が大きくなりすぎ、結果として使用者が洗浄時に痛みを感じるといった課題があった。
【0006】
したがって、この発明の目的は、間欠的な吐水を行う衛生洗浄装置において、吐出流量が給水圧に左右されず、より確実に水撃、振動の発生を防止でき、かつ洗浄水量を低減することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の衛生洗浄装置は、給水手段と、この給水手段から給水される給水圧より高い圧力を最小値とする周期的な変動圧力吐出を行う加圧手段と、この加圧手段により加圧されて供給された給水を洗浄水として吐出する吐出手段とを備えたものである。
【0008】
請求項1記載の衛生洗浄装置によれば、給水手段から給水される給水圧より高い圧力を最小値とする周期的な変動圧力吐出を行うため、吐出手段からの噴流は連続流でありながら圧力が変動するので、吐出される洗浄水の過度の断続感を防止することができ、快適な刺激の得られる洗浄が実現できる。したがって、断続感による痛みや不快感を緩和し、かつ洗浄水水量も連続流と比較して低減することができる。
請求項2記載の衛生洗浄装置は、給水手段と、複数の圧力吐出の合成によりこの給水手段から給水される給水圧より高い圧力を最小値とする周期的な変動圧力吐出を行う加圧手段と、この加圧手段により加圧されて供給された給水を洗浄水として吐出する吐出手段とを備えたものである。
請求項2記載の衛生洗浄装置によれば、加圧手段が複数の圧力吐出の合成によって、給水手段から給水される給水圧より高い圧力を最小値とする周期的な変動圧力吐出を行うので、吐出される洗浄水の過度の断続感を防止することができ、快適な刺激の得られる洗浄が実現できる。したがって、断続感による痛みや不快感を緩和し、かつ洗浄水水量も連続流と比較して低減することができる。
【0009】
請求項3記載の衛生洗浄装置は、請求項1または請求項2において、加圧手段が、ポンプ室を複数有する往復動ポンプであって、それぞれのポンプ室のピストン動作の位相をずらしたものである。
【0010】
請求項3記載の衛生洗浄装置によれば、請求項1または請求項2と同様な効果のほか、ポンプ稼働時の振動による騒音を低減でき、部品耐久性を向上でき、さらに振動による洗浄面における洗浄水のぶれを低減し、洗浄位置を確実なものとすることができる。
【0011】
請求項4記載の衛生洗浄装置は、請求項3において、往復動ポンプを、ピストンの両側にポンプ室を有する複動型としたものである。
【0012】
請求項4記載の衛生洗浄装置によれば、請求項3と同様な効果のほか、構成が簡単になり、小型化が図れるとともに組み立ても容易になる。
【0013】
請求項5記載の衛生洗浄装置は、請求項1から請求項4のいずれかにおいて、給水手段が、圧力調整部を有するものである。
【0014】
請求項5記載の衛生洗浄装置によれば、請求項1から請求項4のいずれかと同様な効果のほか、水道圧の特に高圧側の圧力変動に左右されず、正確な圧力変動を洗浄水の吐出に与えることができる。
【0015】
請求項6記載の衛生洗浄装置は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5において、加圧手段の圧力変動周期を、人体が認知可能な圧力変動周期とするものである。
【0016】
請求項6記載の衛生洗浄装置によれば、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5と同様な効果のほか、例えば圧力変動周期を50Hz〜1Hz好ましくは50Hz〜10Hzとすると、人がはっきりと認知できる快適な刺激感を与えることができる。圧力変動周期がこれより高くなると、刺激感がなくなり連続した流れで洗浄水を受けていると感じやすくなる。とくに50Hz〜10Hzが最も快適な刺激感を感じる。
【0017】
請求項7記載の衛生洗浄装置は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5または請求項6において、洗浄水の加熱手段を給水手段と加圧手段の間に設けたものである。
【0018】
請求項7記載の衛生洗浄装置によれば、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5または請求項6と同様な効果のほか、摺動部を有するポンプは通常異種材料の組み合わせで構成されるため、一定の温度の洗浄水が通過することによりポンプ構造の膨張度合いが一定となり、確実に洗浄水の加圧変動周期を実現することができる。また高い圧力が加熱手段に作用しないので洗浄水の乱れによる温度を不安定化することを防止するための構成や、加熱手段の変形、収縮・膨張による疲労を回避するための構成、ならびに必要以上に高い耐圧性能にするための構成を配慮する必要がない。さらに、加熱手段が脈動減衰の原因とならないので管路を大径にすることが可能である。
【0019】
請求項8記載の衛生洗浄装置は、請求項1から請求項7のいずれかにおいて、洗浄水の温度を検知する温度検知手段を備え、温度検知手段が所定の温度を検知した後、加圧手段は稼働するものである。
【0020】
請求項8記載の衛生洗浄装置によれば、請求項1から請求項7のいずれかと同様な効果のほか、グリスをはじめシール部材が軟化してから稼働するので、ポンプ起動時の負荷が軽くなり、モータを小さくできることによりコンパクト化がはかれ、電力消費も低減できる。
【0021】
請求項9記載の衛生洗浄装置は、請求項5、請求項6、請求項7または請求項8において、圧力調整部が、加圧手段の稼働時、給水手段と加圧手段の間の圧力を0 以下としたものである。
【0022】
請求項9記載の衛生洗浄装置によれば、請求項5、請求項6、請求項7または請求項8と同様な効果のほか、特に高圧側の水道圧の影響を受けることなく、加圧手段の制御のみで流量制御が可能となり、最適な洗浄水の制御が可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
この発明の第1の実施の形態を図1から図5により説明する。図1は、衛生洗浄装置の全体図を示している。この衛生洗浄装置は、給水手段1と、加熱手段2と、加圧手段3と、吐出手段4と、制御部5を有する。
【0024】
給水手段1は、水道管に接続される給水管6と、下流への水の流れおよび圧力を遮断できる止水電磁弁7、給水圧が所定値以上になるとそこを流れる水の流量を一定に保つ定流量弁8、さらに加熱手段2へとつながる主水路系と分岐し、その開放端を便器内に臨ませて設けた逃がし水回路9で構成してある。なお、定流量弁8と逃がし水回路9によって圧力調整部が構成される。また、加圧手段3の下流側には所定以上の圧力が作用することで開成状態となるリリーフ弁10を備えてある。これは加圧手段3が高圧吐出する構成であるため、万が一その下流側が閉塞状態のままで加圧手段3が動作した場合に、接続ホース外れや管路の破損を防止するための安全対策である。なお、ここでは圧力調節部を定流量弁8と逃がし水回路9によって構成したが、一般的な定圧弁を用いることも可能である。
【0025】
加圧手段3は、給水手段1から給水される給水圧より高い圧力を最小値とする周期的な圧力変動を行うものである。加圧手段3の圧力変動周期は、人体が認知可能な圧力変動周期、例えば50Hz〜1Hz、好ましくは50Hz〜10Hzとする。すなわち、この圧力変動周期は、本来であれば、振動を人体が感じる感じない、ということであるから、振幅、加速度などの多くのパラメータで決定されるものであるが、「振動の人体に対する影響に関係のある範囲は通常1000Hz以下に限られる。振動の重要な影響の大部分は0.5から50Hzの範囲内である。この範囲内では人体は多数のパラメータを有する複雑な質量系および弾性系、減衰系として応答する。50Hz以上では人体の表面に振動を加えた場合、人体を粘弾性体として考える方が適当である」(人間−環境系、人間機能データブック)に述べられているとおり、少なくとも50Hzを超える振動を人体皮膚に与えても皮膚表面において減衰してしまい、人は振動を振動として感じない。これは洗浄噴流の間欠刺激についても一種の振動と考えることができるため、同様のことが言える。また「1Hz以下の振動は動揺病に関連する特殊なもの」(人間工学基準、数値数式便覧)との記述があるように、1Hz以下は人間に対して決して快適な振動数とは言えない。これらのことから、人体が認知可能な圧力変動周期は50〜1Hzであるといえる。また確認実験の結果、50〜10Hzが最も快適な刺激感を感じることが確認された。
【0026】
加圧手段3の構成は後述の図2に示す。なお、加圧手段3の設置に際して防振ゴムを介在するとその制振作用により加圧手段3の振動や異音を抑制することができる。また加圧手段3の吐出配管の硬度を上流側給水管路よりも高くし、加圧手段3による配管の伸縮による脈動減衰を低減することができる。また、特に吐出配管を固定するかもしくは共振点に動吸振器の構成を設けることで騒音の防止ができる。
【0027】
加熱手段2は、給水手段1と加圧手段3の間に設けている。この加熱手段2は貯湯タンクのない瞬間式であり、リリーフ弁10の上流側にヒータを内蔵した熱交換器が接続されて構成されている。なお、ここではヒータは昇温速度に優れるセラミックヒータを用いてある。
【0028】
吐出手段4は、加圧手段3により加圧されて供給された洗浄水として吐出する。実施の形態では、加圧手段3の下流側に接続された例えば4方弁の形態をなす水路切り替え弁11と、水路切り替え弁11にそれぞれ接続されて相互に切り替えられるおしり洗浄ノズル12、ビデ洗浄ノズル13、およびノズル12、13の洗浄用のクリーニングノズル14を有する。
【0029】
温度検知手段86は、洗浄水の温度を検知するものであり、温度検知手段86が所定の温度を検知した後、加圧手段3は駆動されるように制御部5により制御される。実施の形態では加熱手段2の下流側に湯温サーミスタを用いている。
【0030】
制御部5は電磁弁7、加熱手段2、温度検知手段86、加圧手段3および水路切り替え弁11を制御する。
【0031】
上記の構成から、まず水路切替弁11の上流側に大きな圧力が作用しないように、制御部5により水路切替弁11のクリーニングノズル14に連通する水路を開成して電磁弁7を開く。なお、この動作は水路切替弁11がクリーニングノズル14に連通する位置で待機している場合には不要であり、また、この状態で待機するように機器を構成すれば、万が一水路切替弁11が動作不良を起こした場合でも、過度の圧力が水路系に作用することを防止でき、リリーフ弁10の作用と相まって機器の信頼性をさらに向上できるといった効果も得られる。電磁弁7が開成されると水道水が給水管6より供給されるが、逃がし水路9からはここの通水抵抗に応じて洗浄水が便器(図示せず)へと放出される。このとき、定流量弁8の作用で給水管6を流れる流量は所定の値に調節される。なお、定流量弁8は洗浄に使用する水量に多少の余裕をみた水量に調節可能なものが適切であるが、ここでは洗浄に使用する水量は毎分約450ccであるとすると、例えば給水圧が50kPa以上でほぼ毎分500ccの一定流量に調節可能なものを用いている。こうすることで、給水圧が最も低いとされる地域(例えば沖縄地区)から加圧のためのブースターが設置されているような給水圧の高い家庭でも性能にばらつきがでることを防止できる。なおまた、定流量弁8が先述の性能を有する場合、加熱手段2へとつながる主水路系に供給される給水圧は逃がし水路9に定流量弁8で調整された毎分500ccの流量が流れた際の圧力損失を最大値とし、それ以下の値となる。ここでは約10kPaが主水路系に作用するよう逃がし水路系9の通水抵抗を決定してある。
【0032】
次に制御部5は加熱手段2に通電を開始し、温度検知手段86によって検知される温水の温度信号を取り込みながら、その通電量を加減し、加熱手段2から供給される温水温度を人体洗浄に適した温度に調節する。なおここで用いた熱交換器は、流れ込んできた常温の水が熟交換器から流れ出るまでの間に適温加熱可能な、いわゆる瞬間型の熟交換器の構成としてある。そのため、沸かし上げの時間短縮や、冬季の沸かし上げ能力不足のことを考えると、ヒータはできるだけ大きな容量のものが望まれるが、一般家庭のコンセント容量の制限からここでは1200Wの入力が可能なものを選択してある。この瞬間型の熱交換器を用いれば、非使用時に温水を保温しておく必要性がないため、消費電力の大幅な削減が期待できるが、先述のとおり一般家庭のコンセント容量は15Aであるため、特に厳冬期、沸かし上げできる水量が不足気味になることは否めない。
【0033】
なお、消費電力を抑える必要性がなければ、熟交換器を適切な大きさの温水タンクの構成とし、常時、適温で保温し、必要に応じて使用することも可能である。また、近年、家庭内には200V用の機器も導入され始めており、本発明の分野にも200Vが導入されれば、さらに大きな容量のヒータを備え、沸かし上げ時間の短縮や沸かし上げ能力の向上を図ることも容易に考えられる。
【0034】
洗浄水は定流量弁8等を経由して加熱手段2に流入し、加熱手段2内部において流動しながら吸熱して昇温し、加熱手段2の出口側で温度検知された後加圧手段3へと供給される。加圧手段3は加熱手段2で加熱された洗浄水温度が所定の温度になると稼働され、給水手段1からの給水圧を昇圧するとともに周期的に圧力変動を付加する。ここで連通が確保されているクリーニングノズル14からおしり洗浄ノズル12およびビデ洗浄ノズルに向けて噴出され、これらが洗浄される。このノズル洗浄の動作の後、水路切替弁11によって切替指定されたおしり洗浄ノズル12またはビデ洗浄ノズル13から洗浄水が噴出し、人体の被洗浄部が洗浄される。なお加圧手段3が稼働していないとき、この上流側には給水手段1から約10kPaの給水圧が作用して洗浄水が管路中を流れるが、加圧手段3が稼働すると、加圧手段3は給水圧を加圧吐出するために吸引の動作を併せて行うため、この給水手段1から加圧手段3に至る管路中の圧力は0以下つまり負圧の状態となる。この構成とすることで、加圧手段3を制御するだけで吐出流量をコントロールでき、流量調節を容易にすることができる。
【0035】
図2は、加圧手段の構成を示している。この加圧手段3は、複数のポンプ室15、16を有してピストン運動を行う往復動ポンプであって、それぞれのポンプ室15、16のピストン動作の位相をずらした構成である。ポンプ室15、16に設けた各ピストン17、18の外端部を相対向するようにポンプ室15、16を並べ、ポンプ室15、16間に回転運動を往復運動に変換する変換機構20が配置されている。この変換機構20はクランク軸21を有する減速ギア22、クランク軸21に一端が連結され他端がピストン17、18に接続された一対のクランクロッド23、24、減速ギア22を回転駆動するモータ25からなる。モータ25が回転し減速ギア22のクランク軸21が回動すると、クランクロッド23、24の動作によりピストン17、18が往復動作する。この場合、クランク軸21を共用しているため、一方のピストンがポンプ室を膨張動作するとき、他方のピストンがポンプ室を圧縮動作するようにピストン動作の位相が略180度ずれている。
【0036】
一方、ポンプ室15、16はそれぞれ例えばアンブレラ弁を用いた逆止弁27、28を介して入水接続口32に接続されるとともに、逆止弁29、28を介して吐出接続口33に接続される。したがって、それぞれのポンプ室15、16の圧縮動作で吐出接続口33から加圧水が圧送され、膨張動作で入水接続口32から温水を吸入する。こうして、吐出接続口33からピストン動作により周期的に洗浄水が吐出される。
【0037】
なお、35、36は弾性シール部材である。
【0038】
図3は各ポンプ室15、16の吐出圧力を示している。Q1がポンプ室15の吐出圧力の変動であり、Q2がポンプ室16の吐出圧力の変動である。それぞれの最大圧力P1は水道圧の給水圧P2より大きくし、相互に180度位相がずれている。その結果、その合成圧力変動は図4に示すようになる。
【0039】
図4は、吐出口33から流出する洗浄水の吐出変動圧力を示し、両吐出圧力を合成したものである。これは最大圧力P1であり、最小圧力P3(=P1/2)であり、いずれも給水圧よりも高くなるようにしている。また吐出圧変動中心P0=(P1−P3)/2は給水圧P2よりも高い。したがって、洗浄ノズルから噴出する洗浄水は断続的な吐出ではなく、連続的でかつ周期的な圧力変動を伴ったものとなる。
【0040】
したがって、吐出される洗浄水の断続感を低減することができ、快適な刺激の得られる洗浄が実現できる。また、従来例と比較して、加圧手段3の上流側の圧力が低く、また吸引動作の際にも流れの遮断がないため、より確実に水撃や振動等を緩和し、機器の特に樹脂部品の信頼性を向上できるとともに、断続感による痛みや不快感を緩和し、かつ洗浄水水量も連続流と比較して低減することができる。
【0041】
この発明の第2の実施の形態を図5に示す。これは、第1の実施の形態の加圧手段の別の形態である。すなわち、往復動ポンプを、ピストンの両側にポンプ室を有する複動型としている。実施の形態において、ピストン55にはピストンロッド36が固設されており、第1の実施の形態で示したモータ25と減速ギア22とクランクロッド23等からなる駆動手段によって往復動させられる構成となっている。このピストン55にはリング状溝56が設けてあり、ここにはニトリルゴムを材料とするXリング59と呼ばれる特殊パッキンを装着してある。このXリング59は、Oリング、Vパッキンと同様のリング状シール部材で、そのカット断面が図5に示すとおり、略X字形状となっている。
【0042】
また、シリンダ部40には吸引口60、吐出口61、吸引口62、吐出口63が図5に示すような位置関係で設けてあり、このそれぞれには逆止弁27〜30が各々図に示す方向に一体に備えてある。そして、吸引口60、62は逆止弁27、29を介して入水口32と連通し、吐出口61、63は吐出接続口33と連通し、入水接続口32が加熱手段に接続され、吐出接続口33が水路切り替え弁11に接続される。さらには、ピストンロッド36とシリンダ部40はVパッキン67によって密封されている。そのため、図中ピストン55の左右両側に第1のポンプ室であるポンプ室65と第2 のポンプ室であるポンプ室66が構成されていることになる。
【0043】
次に動作、作用を説明する。まず、ピストン55が図中下向きに移動する際、ポンプ室65の容積はその移動につれて増加するため、加熱手段2から供給される洗浄水が吸引口60から吸引される。このとき、吸引口60に設けた逆止弁29は開成状態であるが、吐出口61に設けた逆止弁30は閉止状態となる。
【0044】
同時にポンプ室66の容積はピストン55の移動につれて減少するため、ポンプ室66を満たしている洗浄水は吐出口63から吐出される。このとき、吸引口62に設けた逆止弁27は閉止状態で、吐出口63に設けた逆止弁28は開成状態となっている。
【0045】
逆にピストン55が図中上向きに移動する際には、各々のポンプ室65、66の動作が逆転し、ポンプ室65から洗浄水が吐出口61を介して吐出され、逆にポンプ室66は吸引口62を介して洗浄水を吸引する。
【0046】
なお、このときXリング59はポンプ室65とポンプ室66を圧力的に分断し、先述のVパッキン同様リップ部が少ない接触面積で的確にシールラインを形成する。そのため、信頼性の向上はもちろん、小さな力でピストン55を往復動させことができ、機器の小型化、低コスト化が図れる。また、Xリング59は往時、復時それぞれにおいて圧力が高まるとさらに密着性を増す構造であるので、Vパッキンを2個使うといったことも不要で、装置の低コスト化が図れる。さらにXリング断面の凹部がグリス溜まりの役目を果たすため、長時間稼働してもグリスの流出が防止でき機器の耐久性も向上する。
【0047】
また、ピストンロッド36とシリンダ部29を密封するVパッキン67も上記Xリング59と同様に少ない接触面積で確実に密封状態を作り出すことができ、外部漏れのない信頼性の高い装置が実現できる。また駆動力の低減が図れることは言うまでもない。
【0048】
また、このような構成にすることで、ピストン55の往時、復時で駆動力のバランスが保たれるため、加圧手段2に生じる振動を極端に抑えることが可能になり、静音化が図れるという効果も得られる。さらには、ポンプ室が一つの場合と比較して、ピストン55が一回往復する際に吐出できる洗浄水の流量が約2倍となるため、モータ25の回転数を半減することが可能で、静粛性の確保はもちろん、加圧手段2の耐久性の向上にも寄与する。つまり1個のポンプ室にかかる負荷が半減できるのである。
【0049】
さらには断続的に吐出される洗浄水の断続周期があまりにも遅いと、使用者は不快感を感じる場合があるが、このように複数のポンプ室を設け、さらに複数あるポンプ室の吸引・吐出動作の位相を異ならせることで、その断続感が緩和され、快適な人体洗浄が実現できる。
【0050】
この発明の第3の実施の形態を図6から図9に示す。すなわち、図6において、第1の実施の形態と異なる点は、加圧手段3を互いに直列に接続した第1の加圧手段3aと第2の加圧手段3bで構成したことである。
【0051】
図7は第1の加圧手段3aの一例であるギアポンプを示す。80はハウジング、81は第1のギア、82は第1のギア81と噛み合う第2のギア、83は第1のギア81を駆動するモータである。モータ83が回転すると第1のギア81が矢印の方向に回転し、それに伴って第2のギア82が反対向きに従動回転する。このためハウジング80の、加熱手段2に接続された吸入口84から吸引して吐出口85より第2の加圧手段3bに一定圧力で圧送する。
【0052】
なお、第1の加圧手段3aは遠心ポンプ、軸流ポンプ、渦流ポンプ等、連続的に一定圧を加圧するポンプ等であればよい。
【0053】
図8は第2の加圧手段3bの一例である単動レシプロポンプを示す。このポンプは図2の片側のポンプ室16と変換機構20で構成したものであり、同一個所に同一符号を付している。したがって、モータ25が回転すると変換機構20を介してピストン18が往復動作し、ポンプ室16が膨張・収縮し、膨張時に吸入接続口32から逆止弁27を介してポンプ室16内に洗浄水が流入し、収縮時に逆止弁29を介して吐出接続口33から断続的に吐出される。
【0054】
図9(a)は第1の加圧手段3aの吐出圧P1を示し、給水圧よりも高い一定圧となっている。図9(b)は第2の加圧手段3bの吐出圧を示し、ピストン18の往復動作に伴って吐出圧が断続的に変動している。図では給水圧を中心とした振動を示している。図9(c)は両吐出圧の合成であり、第1の加圧手段3aの吐出圧P1を中心とする脈動を示している。
【0055】
なお、第2の加圧手段3bは一般に往復動ポンプと呼ばれる例えばダイヤフラムポンプや電磁ポンプでも可能である。
【0056】
なお、図10に示すように、上記の第1の実施の形態および第3の実施の形態において、定流量弁8と逃がし水回路9によって構成される圧力調整部は、加圧手段3の稼働時、給水手段1と加圧手段3の間の圧力を0以下としている。
【0057】
図10(a)は圧力調整部により調整された供給圧を示している。これは加圧手段3の非起動時には圧力調整部は洗浄水の供給圧力をPsに調整するため(電磁弁開成時)、これにより水路にはいくらかの洗浄水が流れる状況となり、この水圧が加圧手段3にかかる。
【0058】
図10(d)はポンプ動作の時間的範囲を示している。図10(b)はそのポンプ動作時の上流側のポンプ吸引圧Ppを示している。ここで、Ps≦|Pp|としている。図10(c)はその結果としての給水手段1と加圧手段3の間の圧力を示している。すなわちポンプ動作中は給水手段1と加圧手段3の間の圧力が0以下となっている。したがって、ポンプ動作中は常に上流側が0または負圧となるので水道圧の変動があっても加圧手段の吐出側には影響を受けないこととなる。
【0059】
【発明の効果】
本願発明の衛生洗浄装置によれば、吐出手段からの噴流は連続流でありながら圧力が変動するので、吐出される洗浄水の過度の断続感を防止することができ、快適な刺激の得られる洗浄が実現できる。したがって、断続感による痛みや不快感を緩和し、かつ洗浄水水量も連続流と比較して低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1の実施の形態の全体の構成図である。
【図2】 その加圧手段の断面図である。
【図3】 加圧手段の各ポンプ室の吐出圧力の変動波形図である。
【図4】 加圧手段による吐出圧力の変動波形図である。
【図5】 第2の実施の形態の加圧手段の断面図である。
【図6】 第3の実施の形態の全体の構成図である。
【図7】 その第1の加圧手段の断面図である。
【図8】 第2の加圧手段の断面図である。
【図9】 各加圧手段の吐出圧および合成吐出圧のグラフである。
【図10】 加圧手段の動作中上流側が負圧になるときの説明図である。
【図11】 従来例の構成図である。
【図12】 別の従来例の圧送手段の断面図である。
【符号の説明】
1 給水手段
2 加熱手段
3 加圧手段
4 吐出手段
5 制御部
8 定流量弁
9 逃がし水回路
15 ポンプ室
16 ポンプ室
65 ポンプ室
66 ポンプ室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sanitary washing apparatus applied to, for example, a shower or a sanitary washing toilet seat.
[0002]
[Prior art]
A conventional sanitary washing apparatus is generally one described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-189317. As shown in FIG. 11, this apparatus employs an external gear pump as the cleaning water pumping means, and pressurizes and sends the cleaning water through the engagement between the pair of
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, this type of sanitary washing device usually uses a so-called hot water storage type heating means equipped with a hot water tank of about 1 to 1.5 L, so it is difficult to reduce the size of the device, and even when not in use. Since hot water must be kept warm at an appropriate temperature at all times, energy loss due to heat dissipation is large and running costs are high.
[0004]
On the other hand, it is conceivable to use an instantaneous heat exchanger that boils the washing water to an appropriate temperature only during use, but the upper limit of the outlet capacity of a general household is 15A, and the power supplied from this is sufficient. Considering the severe winter season when the boiling water temperature cannot be obtained and the temperature of tap water drops to near 0 ° C, there is a need to reduce the flow rate of cleaning water required for cleaning to about 0.5L per minute. is there. The washing water flow rate of 0.5 L / min is less than half the amount of water compared to the above-mentioned general hot water storage type sanitary washing device, and the washing power and the sensory strength during washing are insufficient. End up.
[0005]
Furthermore, in order to solve the problem of water volume reduction, a method of adding pulsation to the water supply pressure from the water supply by using an electromagnetic pump, an intermittent shutoff valve, or the like has been proposed (for example,Japanese Patent Laid-Open No. 2001-90151). According to this, the flow rate of the discharged cleaning water repeatedly increases and decreases periodically, and the instantaneous discharge flow rate increases, so that the cleaning power and the feeling of cleaning are improved, and the cleaning water amount itself can be reduced. However, since the supply pressure from the water supply is used to change the pressure around this pressure, it is easily affected by the water supply pressure, especially in low water pressure areas (such as the Okinawa area). Will be insufficient. In addition, although measures have been taken, functional parts connected to pipes and pipes cannot be denied that water hammer will occur in the waterway system in order to make the water flow intermittent with the water supply pressure applied. There were problems such as causing damage and deterioration of the product and leading to generation of vibration and abnormal noise. Further, in the configuration using the above-described electromagnetic pump and intermittent electromagnetic valve, there is a problem that the pressure fluctuation width (amplitude) of the jet flow becomes too large, and as a result, the user feels pain during cleaning.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a sanitary washing apparatus that intermittently discharges water, and the discharge flow rate is not affected by the water supply pressure, so that water hammer and vibration can be prevented more reliably and the amount of washing water can be reduced. is there.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The sanitary washing device according to claim 1 has a water supply means and a pressure higher than a water supply pressure supplied from the water supply means.minimum valueAnd a discharge means for discharging the supply water pressurized and supplied by the pressurization means as cleaning water.
[0008]
According to the sanitary washing device according to claim 1, since the periodic fluctuating pressure discharge is performed with the pressure higher than the water supply pressure supplied from the water supply means being the minimum value, the jet flow from the discharge means is a continuous flow while the pressure is constant. Therefore, it is possible to prevent an excessive intermittent feeling of the discharged cleaning water, and it is possible to realize cleaning that provides a comfortable stimulus. Therefore, the pain and discomfort due to the intermittent feeling can be alleviated, and the amount of washing water can be reduced as compared with the continuous flow.
The sanitary washing device according to
According to the sanitary washing device of the second aspect, the pressurizing means generates a pressure higher than the water supply pressure supplied from the water supply means by combining a plurality of pressure discharges.minimum valueTherefore, it is possible to prevent an excessive intermittent feeling of the discharged cleaning water and to achieve cleaning with a comfortable stimulus. Therefore, the pain and discomfort due to the intermittent feeling can be alleviated, and the amount of washing water can be reduced as compared with the continuous flow.
[0009]
Claim3The sanitary washing device according to claim 1Or claim 2The pressurizing means is a reciprocating pump having a plurality of pump chambers, and the piston operation phases of the pump chambers are shifted from each other.
[0010]
Claim3According to the described sanitary washing device, claim 1Or claim 2In addition to the same effect as above, noise due to vibrations during pump operation can be reduced, the durability of parts can be improved, and the washing water can be prevented from shaking on the washing surface due to vibrations, and the washing position can be secured. .
[0011]
Claim4The sanitary washing device according to claim3The reciprocating pump is a double-acting type having pump chambers on both sides of the piston.
[0012]
Claim4According to the described sanitary washing device, the claim3In addition to the same effects as the above, the configuration is simplified, and the size can be reduced and the assembly is facilitated.
[0013]
Claim5The sanitary washing device according to claim 1Any one of Claim 4The water supply means has a pressure adjusting part.
[0014]
Claim5According to the described sanitary washing device, claim 1Any one of Claim 4In addition to the same effect as described above, it is possible to give an accurate pressure fluctuation to the discharge of the washing water without being influenced by the pressure fluctuation particularly on the high pressure side.
[0015]
Claim6The sanitary washing device according to claim 1,
[0016]
Claim6According to the sanitary washing device described in claim 1,
[0017]
Claim7The sanitary washing device according to claim 1,
[0018]
Claim7According to the sanitary washing apparatus as described, claim 1,
[0019]
Claim8The sanitary washing device according to claimAny one of claims 1 to 7In this case, the temperature detecting means for detecting the temperature of the washing water is provided, and the pressure means operates after the temperature detecting means detects a predetermined temperature.
[0020]
Claim8According to the described sanitary washing device, the claimAny one of claims 1 to 7In addition to the same effect as above, since the seal member including grease is operated after being softened, the load at the time of starting the pump is reduced, and the motor can be made smaller, so that the compactness can be achieved and the power consumption can be reduced.
[0021]
Claim9The sanitary washing device according to claim5, Claims6, Claims7Or claims8The pressure adjusting unit sets the pressure between the water supply means and the pressurizing means to 0 or less when the pressurizing means is in operation.
[0022]
Claim9According to the described sanitary washing device, the claim5, Claims6, Claims7Or claims8In addition to the same effect as above, the flow rate can be controlled only by the control of the pressurizing means without being affected by the water pressure on the high-pressure side in particular, so that the optimum washing water can be controlled.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an overall view of a sanitary washing apparatus. This sanitary washing apparatus has a water supply means 1, a heating means 2, a pressurizing means 3, a discharge means 4, and a
[0024]
The water supply means 1 includes a
[0025]
The pressurizing means 3 has a pressure higher than the water supply pressure supplied from the water supply means 1.minimum valueThe periodic pressure fluctuation is performed. Pressurizing means3Is a pressure fluctuation period that can be recognized by the human body, for example, 50 Hz to 1 Hz, preferably 50 Hz to 10 Hz. In other words, the pressure fluctuation period is originally determined that the human body does not feel the vibration, so it is determined by many parameters such as amplitude and acceleration. The range related to is usually limited to 1000 Hz or less, and most of the important effects of vibration are in the range of 0.5 to 50 Hz, within which the human body has complex mass systems and elasticity with many parameters. "It is more appropriate to consider the human body as a viscoelastic body when vibration is applied to the surface of the human body above 50 Hz" (Human-Environmental System, Human Function Data Book). As described above, even if vibration exceeding 50 Hz is applied to the human skin, the skin surface is attenuated, and the person does not feel the vibration as vibration. The same can be said for the intermittent stimulation of the cleaning jet because it can be considered as a kind of vibration. In addition, as it is described that "vibration below 1 Hz is a special thing related to motion sickness" (ergonomic standards, numerical formula manual), it cannot be said that the frequency below 1 Hz is a comfortable frequency for humans. From these things, it can be said that the pressure fluctuation period which a human body can recognize is 50-1 Hz. As a result of the confirmation experiment, it was confirmed that 50 to 10 Hz felt the most comfortable stimulation.
[0026]
The structure of the pressurizing means 3 is shown in FIG. In addition, when a vibration isolating rubber is interposed when the pressurizing unit 3 is installed, vibration and abnormal noise of the pressurizing unit 3 can be suppressed by the vibration control action. Further, the hardness of the discharge pipe of the pressurizing means 3 can be made higher than that of the upstream water supply pipe line, and pulsation attenuation due to the expansion and contraction of the pipe by the pressurizing means 3 can be reduced. In particular, noise can be prevented by fixing the discharge pipe or providing a dynamic vibration absorber at the resonance point.
[0027]
Heating means 2 includes water supply means 1 and pressure means3Between. This heating means 2 is an instantaneous type without a hot water storage tank, and is configured by connecting a heat exchanger with a built-in heater on the upstream side of the
[0028]
The discharge means 4 discharges as cleaning water supplied by being pressurized by the pressure means 3. In the embodiment, for example, a water
[0029]
Temperature detection means 86Is to detect the temperature of the wash water,Temperature detection means 86After detecting the predetermined temperature, the pressurizing means 3 is controlled by the
[0030]
The
[0031]
From the above configuration, first, the
[0032]
Next, the
[0033]
If there is no need to reduce power consumption, the mature exchanger can be configured as a hot water tank of an appropriate size, and can be kept warm at an appropriate temperature and used as needed. In recent years, devices for 200V have begun to be introduced in the home, and if 200V is introduced also in the field of the present invention, the capacity will be further increased.heaterIt is possible to easily reduce the boiling time and improve the boiling capacity.
[0034]
The washing water flows into the heating means 2 via the
[0035]
FIG. 2 shows the configuration of the pressurizing means. The pressurizing means 3 is a reciprocating pump that has a plurality of
[0036]
On the other hand, the
[0037]
35 and 36 are elastic seal members.
[0038]
FIG. 3 shows the discharge pressures of the
[0039]
FIG. 4 shows the discharge fluctuation pressure of the washing water flowing out from the
[0040]
Therefore, it is possible to reduce the intermittent feeling of the discharged cleaning water, and it is possible to realize cleaning that provides a comfortable stimulus. In addition, compared with the conventional example, the pressure on the upstream side of the pressurizing means 3 is low, and the flow is not interrupted even during the suction operation. The reliability of the resin parts can be improved, the pain and discomfort caused by the intermittent feeling can be reduced, and the amount of washing water can be reduced as compared with the continuous flow.
[0041]
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. This is another form of the pressurizing means of the first embodiment. That is, the reciprocating pump is a double-acting type having pump chambers on both sides of the piston. In the embodiment, a
[0042]
Further, the
[0043]
Next, the operation and action will be described. First, when the
[0044]
At the same time, since the volume of the
[0045]
Conversely, when the
[0046]
At this time, the
[0047]
Also, the
[0048]
Further, with such a configuration, the balance of the driving force is maintained during the forward and backward movement of the
[0049]
In addition, if the intermittent cycle of the wash water that is intermittently discharged is too slow, the user may feel uncomfortable. In this way, multiple pump chambers are provided, and suction / discharge of multiple pump chambers By making the phase of operation different, the intermittent feeling is mitigated, and comfortable human washing can be realized.
[0050]
A third embodiment of the present invention is shown in FIGS. That is, FIG. 6 is different from the first embodiment in that the pressurizing unit 3 is composed of the
[0051]
FIG. 7 shows a gear pump as an example of the first pressurizing means 3a.
[0052]
The first pressurizing means 3a may be a pump that continuously pressurizes a constant pressure, such as a centrifugal pump, an axial pump, or a vortex pump.
[0053]
FIG. 8 shows a single-action reciprocating pump as an example of the second pressurizing means 3b. This pump is constituted by the
[0054]
FIG. 9A shows the discharge pressure P1 of the first pressurizing means 3a, which is a constant pressure higher than the feed water pressure. FIG. 9B shows the discharge pressure of the second pressurizing means 3b, and the discharge pressure fluctuates intermittently as the
[0055]
The second pressurizing means 3b can be a diaphragm pump or an electromagnetic pump generally called a reciprocating pump.
[0056]
In addition,In FIG.As shownIn the first embodiment and the third embodiment described above,Consists of a
[0057]
Fig. 10 (a) shows pressure adjustmentPartA more regulated supply pressure is shown. This is the pressure adjustment when the pressurizing means 3 is not activated.Part isIn order to adjust the supply pressure of the cleaning water to Ps (when the electromagnetic valve is opened), this causes a state in which some cleaning water flows through the water channel, and this water pressure is applied to the pressurizing means 3.
[0058]
FIG. 10D shows the time range of the pump operation. FIG. 10B shows the pump suction pressure Pp on the upstream side during the pump operation. Here, Ps ≦ | Pp |. FIG. 10C shows the pressure between the water supply means 1 and the pressure means 3 as a result. That is, the pressure between the water supply means 1 and the pressurizing means 3 is 0 or less during the pump operation. Therefore, the upstream side is always 0 or negative pressure during the pump operation, so that the discharge side of the pressurizing means is not affected even if the water pressure varies.
[0059]
【The invention's effect】
According to the sanitary washing device of the present invention, since the pressure fluctuates while the jet from the discharge means is a continuous flow, it is possible to prevent an excessive intermittent feeling of the discharged wash water and to obtain a comfortable stimulus. Cleaning can be realized. Therefore, the pain and discomfort due to the intermittent feeling can be alleviated, and the amount of washing water can be reduced as compared with the continuous flow.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the pressurizing means.
FIG. 3 is a fluctuation waveform diagram of discharge pressure of each pump chamber of the pressurizing means.
FIG. 4 is a fluctuation waveform diagram of discharge pressure by a pressurizing unit.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a pressurizing unit according to a second embodiment.
FIG. 6 is an overall configuration diagram of a third embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the first pressurizing means.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a second pressurizing unit.
FIG. 9 is a graph of discharge pressure and combined discharge pressure of each pressurizing unit.
FIG. 10 Upstream side during operation of pressurizing meansButIt is explanatory drawing when it becomes a negative pressure.
FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional example.
FIG. 12 is a cross-sectional view of another conventional pressure feeding means.
[Explanation of symbols]
1 Water supply means
2 Heating means
3 Pressurizing means
4 Discharge means
5 Control unit
8Constant flow valve
9 Relief water circuit
15 Pump room
16 Pump room
65 Pump room
66 Pump room
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