JP4470936B2 - 薬液混入水吐出装置および水洗便器装置 - Google Patents

Description

本発明は、洗剤などの薬液を混入させた水を吐出口より吐水するようにした薬液混入水吐出装置およびその装置を使用する水洗便器装置に関するものである。

管路を通じて水道水などを容器内に吐水する装置として、洗浄水あるいは気泡入り洗浄水を便器のボウル部へ吐出する水洗便器装置や、浴槽水あるいは気泡入り浴槽水を浴槽へ吐出する浴槽装置などが開発されている。

このような吐水装置には、さらに吐出水に薬液成分を混入させるものも提案され、特に水洗便器装置においては、洗浄効果を向上させるために、洗浄水に洗剤などの薬液を混入させて泡を発生させ、その泡を含んだ洗浄水でもってボウル内を洗浄するものが開発されている。

例えば特許文献１には、便蓋後方の便器本体の上方に薬液タンクを設け、そこから薬液を洗浄水流路に流し込む構成が記載されている。

また、近年の水洗便器装置には、局部洗浄ユニットや脱臭ユニット、その他種々の機構を、便蓋後方の便器本体の上方に配置したものがあり、そのような装置では、薬液タンクを他の場所、例えばボウル部後方の下方空間に配置し、薬液供給管を介して、薬液を洗浄水流路に供給するようにしている。

このように、洗浄水流路への薬液投入口より距離を隔てた場所より薬液を供給する場合、薬液の粘性を考慮して、ポンプや吸引装置などで一定量の薬液がスムーズに混入できるようにしている。
特開２０００−１８９２号公報

ところが、一般に薬液の粘度は温度が低いほど高く、温度が高いほど低くなる温度依存性を有しているため、薬液の温度変化が起これば、薬液タンクからの薬液送出量や、薬液供給管を通る薬液の流速が変動し、そのため季節、昼夜を通じて一定量の薬液を混入できなくなるおそれがある。特に、薬液タンクを薬液投入口より距離を隔てた場所に配置する場合には、影響が大となる。

本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、温度変化によらず、薬液の混入量を一定にできるようにして、洗浄効果を季節変化によって低下することのない薬液混入水吐出装置、およびその装置を使用した水洗便器装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、薬液混入水吐出装置に関する第１、第２の本発明を提案し、さらにこれらを使用した水洗便器装置に関する本発明を提案している。

第１の本発明である請求項１に記載の薬液混入水吐出装置は、薬液タンクより薬液を送出する薬液送出手段を備え、薬液送出手段を駆動させて、薬液を、薬液供給路を介して吐出水流路に混入させ、薬液入りの吐出水を所定の容器内に吐水するようにした薬液混入水吐出装置において、薬液タンク内またはその周辺の温度を検出する温度センサーを備えており、薬液送出手段は、薬液タンクより薬液を送出するポンプを備え、温度センサーによる検出温度に応じて、制御量、制御時間またはこれらの組み合わせを異ならせて、ポンプを制御して、薬液の吐出水への混入量を略一定にして、薬液を送出する構成にしている。

第２の本発明である請求項２に記載の薬液混入水吐出装置は、薬液タンクより薬液を送出する薬液送出手段を備え、薬液送出手段を駆動させて、薬液を、薬液供給路を介して吐出水流路に混入させ、薬液入りの吐出水を所定の容器内に吐水するようにした薬液混入水吐出装置において、薬液を加熱するヒーターと、薬液の温度を検出する温度センサーとを備え、薬液送出手段は、温度センサーで検出した温度に応じて、ヒーターを駆動させて薬液を略一定温度に加熱保持する構成にしている。

請求項３に記載の薬液混入水吐出装置は、薬液供給路が循環路を形成し、その循環路より下流に、逆流防止部材を介在させて吐出水を通じるエジェクタ装置を設けて、循環路を循環する薬液の一部をエジェクタ装置内に吸い込んで、吐出水に混入させる構成にしている。

請求項４に記載の薬液混入水吐出装置は、エジェクタ装置は、外気を吸い込んで、その内部で気泡を発生させるベンチュリー管状水路を形成している。

請求項５に記載の水洗便器装置は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の薬液混入水吐出装置を、便器のボウル部へ洗浄水を吐水するための洗浄水吐出機構として設けている。つまりこの場合、便器本体のボウル部が上記請求項の所定の容器として設けられ、洗浄水流路が上記請求項の吐出水流路として設けられる。

第１の本発明の薬液混入水吐出装置によれば、薬液送出手段が温度センサーで検出した温度に応じて、薬液の吐出水への混入量がほぼ一定となるように送出制御しているので、外気温度の変化による粘度変化にもとづく薬液供給量の変動はなく、薬液混入量の一定した吐出水を吐水することができる。

第２の本発明の薬液混入水吐出装置によれば、薬液送出手段が温度センサーで検出した温度に応じて、ヒーターを駆動させて薬液タンク内の薬液温度をほぼ一定の温度に加熱保持しているので、外気温度が変動しても薬液の粘度はほぼ一定に保持され、そのため薬液供給量の変動はなく、薬液混入量の一定した吐出水を吐水することができる。

また、薬液供給路に循環路を形成したものでは、薬液の供給状態でないときでも循環路には薬液が滞留するため、薬液送出手段が作動したときには、エジェクタ装置の吸引力とあいまって、薬液が薬液タンクから送出されると同時に循環路からも薬液を流し出すことができ、混入量の変動の少ない薬液混入が迅速にできる。

また、上記いずれかの本発明を使用した水洗便器装置では、上記のように薬液の洗浄水への混入量を一定にでき、温度変化による洗浄力の差異をなくし、季節や昼夜を問わずに一定の洗浄力を保持できる。

以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
なお以下には、第１、第２の本発明である薬液混入水吐出装置として、水洗便器装置の洗浄水吐出機構を例示するが、本願発明はこれには限定されない。

図１は、第１の本発明の一例である薬液混入水吐出装置を洗浄水吐出機構として使用した水洗便器装置の要部構成を示したブロック図である。また、図２は同水洗便器装置の水洗構造を模式的に示した説明図、図３は同水洗便器装置の薬液混入の制御方式の説明図、図４は同水洗便器装置で使用するエジェクタ装置の要部断面図である。

図２に示すように、便器装置１０は、ボウル部２、リム部３、カバー６を備えるとともにサイホントラップ５を有した陶器または樹脂製の便器本体１を有している。このサイホントラップ５はターントラップ式のものでもよく、サイホントラップ５によりボウル部２の底部には、便器不使用時に溜水が貯留されている。また、ボウル部２の後方上部には各種機器の収容部７が設けられている。

リム部３の後方部には、ボウル部２に洗浄水を吐水するための吐出口４が設けられ、その吐出口４より後方には、水道管（不図示）から吐出口４に通じる洗浄水流路３０が形成されている。

本例では、ボウル部２が本発明の所定の容器として設けられ、洗浄水流路３０が本発明の吐出水流路として設けられる。

また洗浄水流路３０には、電磁弁で構成された洗浄水供給弁３１が設けられ、その下流側で吐出口４までの流路に、薬液や気体を吸引するエジェクタ装置４０が配設されている。またこのエジェクタ装置４０の内部には、取り込んだ気体から微細気泡を発生させるベンチュリー管状水路４１（図４参照）が形成されている。

すなわち、水洗操作がなされ、洗浄水がエジェクタ装置４０を通じると、圧力の変動を起し、負圧を利用したエジェクタ効果により、外気を吸引するとともに薬液供給路２４を流れる薬液も吸引する。そして、ベンチュリー管状水路４１によって吸引した気体を微細気泡にし、微細気泡と薬液とを含んだ洗浄水を、吐出口４より吐水させ、ボウル部２へと流し込む。

ここで、薬液としては、例えば界面活性剤などの洗剤や芳香剤が挙げられる。薬液を洗浄水に含ませることで、ボウル部２内の洗浄効果の向上や消臭効果が期待できる。

図２に示すように、エジェクタ装置４０には薬液混入口４２が設けられ、薬液は薬液タンク２２より、薬液供給路２４、逆止弁などの逆流防止部材２５を介して、薬液混入口４２より装置４０内に吸引されて、洗浄水に混入される。図例では、薬液供給路２４には、薬液が薬液タンク２２から出て薬液タンク２２に戻る循環路２４ａが形成されており、その循環路２４ａには、薬液を送出するためのポンプ２１ａを設置している。

すなわち、水洗操作がなされたときには、洗浄水流路３０には洗浄水が流れるが、それと同時または一定時間経過後に、ポンプ２１ａ（薬液送出手段２１）を作動させて循環路２４ａに薬液を送出させて、薬液が循環路２４ａを循環するとともに、一部の薬液が循環路２４ａより薬液供給路２４の下流側に流れ出し、エジェクタ装置４０の作用によってエジェクタ装置４０内に吸引される。

その後、所定時間洗浄水が流れた後、まずポンプ２１ａを停止させ、次に洗浄水供給弁３１を閉じて洗浄水の供給を停止する。

ポンプ２１ａを停止した後には、循環路２４ａを含む薬液供給路２４には薬液が滞留した状態となる。つまり、停止状態にあっても循環路２４ａには薬液が滞留しているから、ポンプ２１ａが作動されたときには、薬液が薬液タンク２２から送出されると同時に、循環路２４ａからも薬液を流し出すことができる。

図２においては、図示の都合上、薬液タンク２２、ポンプ２１ａ、薬液供給路２４、後述する温度センサー２３を便器装置１０の外部に描いているが、もちろん装置１０内に設置することが望ましい。また、薬液供給路２４を介して薬液を洗浄水に混入する構成であるため、薬液タンク２２、ポンプ２１ａ、薬液供給路２４、温度センサー２３は、便器装置１０内のいずれのスペースに設置してもよい。薬液供給路２４を短くするために、エジェクタ装置４０の近傍かつその上方の収容部７内に設置してもよいが、薬液タンク２２への薬液補給のためのタンク出し入れ操作をしやすくするため、薬液供給路２４を長くして、エジェクタ装置４０の下方でボウル部２後方のカバー６で覆われたスペース内に設置するようにしてもよい。

また、薬液の温度を検出するために薬液タンク２２またはその周辺に温度センサー２３を取り付けているが、この温度センサー２３は、薬液タンク２２内を含むトイレ空間がほぼ均一温度であることを考慮して、トイレ室内あるいは便器装置１０内の他の用途で使用する温度センサーと併用してもよい。例えば、不使用時間帯であっても温度に応じて自動水洗をするために設けた温度センサーを併用してもよい。

なお図２中、３２は外気を取り込んでエジェクタ装置４０に供給する気体供給路、３３は気体の逆流を防止する逆止弁である。

また、２０は薬液混入水吐出装置としての洗浄水吐出機構を示し、その要部構成とその機能について図１を参照しながら説明する。

同洗浄水吐出機構２０は、薬液の送出制御を行う薬液送出手段２１を備え、この薬液送出手段２１は、薬液タンク２２より薬液を送出するためのポンプ２１ａと、その送出制御を行う不図示のＣＰＵなどで構成された制御手段（不図示）とを含んで構成される。

本実施例では、薬液の粘度は温度が低いほど高く、温度が高いほど低くなる温度依存性を有していることを考慮して、温度変化にもとづき、ポンプ２１ａの制御態様を異ならせるようにしている。具体的には、薬液送出手段２１が、薬液の洗浄水への混入量を一定とするように、温度センサー２３の検出した温度に応じてポンプ２１ａを制御する構成としている。

さらに具体的には、次の２つ方法のいずれか、またはそれらを組み合わせた方法が採用される。すなわち、第１の方法はポンプ２１ａに対する制御量（回転数、デューティ制御が可能なポンプの場合はデューティ比、など）を検出温度に応じて変動させて、薬液混入量をほぼ一定とする方法で、第２の方法はポンプ２１ａに対する制御時間を検出温度に応じて変動させて、薬液混入量をほぼ一定とする方法である。

つまり、薬液送出手段２１は、温度センサー２３の検出温度が低いときは粘度が高いと判断して、制御量、制御時間を大とする一方、検出温度が高いときは粘度が低いと判断して、制御量、制御時間を小とする制御を行う。また、制御量、制御時間を種々異ならせた組み合わせで制御してもよい。なお、ポンプ２１ａの制御精度、耐用などを考慮すれば、制御量を変動させるよりも制御時間を異ならせることが望ましい。

図３は、ポンプ２１ａの制御態様例を説明するための図である。本例では、制御量（デューティ比）と制御時間との組み合わせ内容を、温度範囲ごとに異ならせる例を示している。

この例では、ポンプ２１ａの制御時間の長短をリモコン（不図示）などで設定できるものを示しており、制御時間が短、中、長の中から選択設定しておけば、水洗する際の温度に応じてデューティ比と制御時間が決定され、それにもとづきポンプ２１ａが作動される。例えば、「中」が選択され、水洗操作時の温度が１５℃であれば、デューティ比５０％、制御時間２秒でポンプ２１ａが制御される。

また、制御量、制御時間の組み合わせではなく制御時間のみを異ならせて制御してもよいが、図例は、薬液入りの洗浄水の吐水後に、薬液を含まない洗浄水を流してトラップ５内に洗剤を留めないようにするために、薬液入りの洗浄水の吐水を所定時間内に終わらせるようにしたもので、そのような時間的制約があることから、制御時間を長くできず、制御量を大きくして制御している。つまり具体的には、図３中の制御時間が「長」で温度が「０〜５℃」の場合、デューティ比を他の温度と同様に５０％とすれば、制御時間を１５秒程度にすることで、同程度の薬液が混入できるが、１５秒では予定された洗浄水の吐出時間を超えてしまい、薬液を含まない洗浄水による洗浄ができなくなってしまうため、この温度範囲にかぎりデューティ比を８０％としている。

また、薬液混入量を一定とするために薬液タンク２２からの薬液送出量を一定とするように制御すればよいが、薬液の粘度変化による薬液供給路２４内の流速変化を考慮して、薬液タンク２２からの送出量を一定とせず、温度により変動させるようにしてもよい。

以上のようなポンプ２１ａの制御は、水洗操作時のみならず、自動洗浄モード（お掃除モード）における洗浄においてするようにしてもよい。

ついで、エジェクタ装置４０内への薬液混入と気泡発生について、図４を参照しながら説明する。

エジェクタ装置４０の本体は、上流管部材４０ａ、中流管部材４０ｂ、下流管部材４０ｃを同軸上に一体的に連結して形成されている。上流管部材４０ａにはその下流側に円錐筒形状の噴出ノズル４４が形成されている。中流管部材４０ｂはその上流側に気体供給路３２と連通した気体混入口４３、薬液供給路２４と連通した薬液混入口４２および気体混入室４５形成され、下流側にベンチュリー管状水路４１が形成されている。

上流管部材４０ａの噴出ノズル４４は中流管部材４０ｂの上流側部位に外嵌されるよう連結され、気体混入室４５はその上流側に閉塞された状態となっている。洗浄水を洗浄水流路３０に流した際には、噴出ノズル４４から洗浄水が噴出されるが、このときに気体混入室４５に負圧が発生して、エジェクタ効果により気体および薬液の混入が行われるような構造となっている。

また上述するように、このエジェクタ装置４０はベンチュリー管状水路４１を形成し、このベンチュリー管状水路４１は、その上流側の気体混入部４６で混入された洗浄水中の気泡状の気体を、下流側の微細気泡生成部４７で微細化する作用を有している。

具体的には、ベンチュリー管状水路４１では、気泡はベンチュリー管状水路４１の入口である絞径部４８を通る際に流速が速くなるとともに減圧されて膨張し、ベンチュリー管状水路４１の拡径部４９で洗浄水流路３０の断面積が増加するにしたがって加圧されて収縮するが、この時に生じるせん断力によって分割されて、微細気泡生成部４７で微細化される。

さらに、微細気泡と洗浄水との気液界面には洗浄水に混入、添加された薬液成分が集まって薬液濃度が高い状態となるため、気泡状態を長時間維持し、吐出口４より吐水された後もボウル部２内に滞留し、ボウル部２内面に付着した汚れを剥離、分解する。また、この微細気泡は洗浄効果を向上させるため節水にもつながり、さらに静音効果も有する。

なお、洗剤を薬液として使用すれば、このようなベンチュリー管状水路４１を使用しなくとも、洗剤成分により泡発生およびその微細化が可能なことはいうまでもない。

逆流防止部材２５は、図５に示すような逆流防止構造を有した薬液注入部材を使用してもよい。

図５は、薬液注入部材の構造および動作を示した図で、（ａ）〜（ｃ）は平面図、正面図、側面図、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ非吸引時、吸引時の一部断面とした動作状態図である。この薬液注入部材２５は、逆止弁の構造は有していないが、その構造により逆止弁と同様の逆流防止作用を有する。

薬液注入部材２５は、樹脂などで円筒状に形成されたベース部２５ｂ、ゴムなどの軟質素材で製された送出部２５ｃを備え、ベース部２５ｂの上端に薬液入口２５ａが形成され、送出部２５ｃの下端に薬液出口２５ｄが形成されている（図５（ａ）〜（ｃ）参照）。

ポンプ２１ａが停止し薬液が吸引されない状態では、図５（ｄ）に示すようにゴム状の送出部２５ｃは収縮状態にあり薬液出口２５ｄは閉塞しているが、ポンプ２１ａが作動すると、流れる薬液の圧力で、図５（ｅ）に示すように送出部２５ｃが膨張、拡開し、出口２５ｄが開口し、開口すると同時にエジェクタ装置４０の吸引力が作用し、薬液が出口２５ｄより流れ出す。このような構造の薬液注入部材２５を薬液混入口４３に挿着することによって、簡易な薬液の逆流防止構造と薬液混入口２２構造を形成できる。また、エジェクタ装置４０によるエジェクタ効果を有効に作用させることができる。

図６は、第２の本発明の一例である薬液混入水吐出装置を使用した水洗便器装置の要部構成を示したブロック図である。

同水洗便器装置に採用される洗浄水吐出機構２０Ａは、薬液の温度調節を可能としたヒーター２６を薬液タンク２２に併設している。

同洗浄水吐出機構２０Ａによれば、薬液送出手段２１は、温度センサー２３で検出した温度に応じてヒーター２６を制御して、薬液タンク２２に貯留した薬液の温度を一定に加熱保持することによって、薬液タンク２２中の薬液の粘度の変動を防止することができる。つまり、温度センサー２３の検出温度が低いときにはヒーター２６を駆動して加熱し、温度センサー２３の検出温度が高いときにはヒーター２６の加熱を停止するなどして、ヒーター２６の加熱調節を行って、薬液タンク２２の薬液をほぼ一定の温度に保持している。

このような構成により、薬液タンク２２中の薬液の粘度は一定になるため、水洗操作がされたときに、一定の制御量、一定の制御時間でポンプ２１ａを駆動しても、薬液の洗浄水への混入量をほぼ一定にすることができる。

なお、同洗浄水吐出機構２０Ａ以外の、同水洗便器装置の他の構成部分については、図１〜図５と同様であるため、説明および図示を省略する。

以上のように、第１、第２の本発明である薬液混入水吐出装置の例として水洗便器装置１０の洗浄水吐出機構２０、２０Ａを示したが、浴槽への浴槽水吐出機構に適用させてもよい。特に、気泡発生が可能なベンチュリー管状水路を形成したエジェクタ装置を使用すればジェットバスにも利用でき、浴槽水に微細気泡と入浴剤（薬液）とを混入させることができ、種々の効果をもたらす。

第１の本発明である水洗便器装置の洗浄水吐出機構（薬液混入水吐出装置）の要部構成を示したブロック図である。 同水洗便器装置の模式説明図である。 ポンプの制御態様を説明するための図である。 同水洗便器装置で使用するエジェクタ装置の要部断面図である。 同水洗便器装置で使用する逆流防止部材の一例である薬液注入部材の構造、動作を示した図で、（ａ）〜（ｃ）は平面図、正面図、側面図、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ非吸引時、吸引時の一部断面とした動作状態図である。 第２の本発明の一例である水洗便器装置（薬液混入水吐出装置）の要部構成を示したブロック図である。

符号の説明

１０ 水洗便器装置
１ 便器本体
２ ボウル部（所定の容器）
４ 吐出口
２０ 洗浄水吐出機構（薬液混入水吐出装置）
２１ 薬液送出手段
２１ａ ポンプ
２２ 薬液タンク
２３ 温度センサー
２４ 薬液供給路
２４ａ 循環路
２５ 逆止弁、薬液注入部材（逆流防止部材）
２６ ヒーター
３０ 洗浄水流路（吐出水流路）
４０ エジェクタ装置
４１ ベンチュリー管状水路
４２ 薬液混入口

Claims (5)

1. 薬液タンクより薬液を送出する薬液送出手段を備え、該薬液送出手段を駆動させて、薬液を、薬液供給路を介して吐出水流路に混入させ、薬液入りの吐出水を所定の容器内に吐水するようにした薬液混入水吐出装置において、
   上記薬液タンク内またはその周辺の温度を検出する温度センサーを備えており、
   上記薬液送出手段は、上記薬液タンクより薬液を送出するポンプを備え、上記温度センサーによる検出温度に応じて、制御量、制御時間またはこれらの組み合わせを異ならせて、上記ポンプを制御して、上記薬液の吐出水への混入量を略一定にして、薬液を送出する構成にしている薬液混入水吐出装置。
2. 薬液タンクより薬液を送出する薬液送出手段を備え、該薬液送出手段を駆動させて、薬液を、薬液供給路を介して吐出水流路に混入させ、薬液入りの吐出水を所定の容器内に吐水するようにした薬液混入水吐出装置において、
   上記薬液を加熱するヒーターと、上記薬液タンク内またはその周辺の温度を検出する温度センサーとを備え、
   上記薬液送出手段は、該温度センサーで検出した温度に応じて、上記ヒーターを駆動させて上記薬液を略一定温度に加熱保持する構成にしている薬液混入水吐出装置。
3. 請求項１または２において、
   上記薬液供給路が循環路を形成し、その循環路より下流に、逆流防止部材を介在させて上記吐出水を通じるエジェクタ装置を設けて、上記循環路を循環する薬液の一部を該エジェクタ装置内に吸い込んで、吐出水に混入させる構成にしている薬液混入水吐出装置。
4. 請求項３において、
   上記エジェクタ装置は、外気を吸い込んで、その内部で気泡を発生させるベンチュリー管状水路を形成していることを特徴とする薬液混入水吐出装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の薬液混入水吐出装置を、便器のボウル部へ洗浄水を吐水するための洗浄水吐出機構として設けたことを特徴とする水洗便器装置。

Images