JP4486317B2 - Nozzle device and sanitary washing device provided with the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置においては、使用者の好みに応じた洗浄を実現すべく各種機能が案出されてきた。例えば、使用者の好みに応じた洗浄を実現するためにノズルから噴出される洗浄水の噴出形態を調整する機能が設けられている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
上記文献によれば、使用者は、自己の嗜好に応じてノズルから噴出される洗浄水の噴出形態を調整することができる。
【0004】
【特許文献1】
特許第3292185号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献に記載されたノズル装置は、吐水孔に連通する旋回付与室、偏心管路および軸心指向管路を有する。偏心管路は、旋回付与室に偏心して連通し、旋回付与室に洗浄水を流入させる。この場合、旋回付与室に流入した洗浄水は、旋回流となって吐水孔から噴出される。また、軸心指向管路は、旋回付与室にその軸心を指向して連通し、旋回付与室に洗浄水を流入させる。この場合、旋回付与室に流入した洗浄水は、旋回力が付与されないで、吐水孔から噴出される。
【0006】
偏心管路に供給する洗浄水の流量と軸心指向管路に供給する洗浄水の流量との比を調整することにより、旋回力の程度の可変および洗浄範囲の広狭設定を行うことができる。
【0007】
しかしながら、上記の従来のノズル装置では、軸心指向管路から旋回付与室を介して吐水孔から噴出される洗浄水が旋回付与室において大きな流動抵抗を受けることにより圧力損失が発生する。そのため、吐水孔から噴出される洗浄水の流速が低下する。
【0008】
使用者は、一般的に、直線流による強い洗浄感および広がった旋回流による柔らかな洗浄感を望む。したがって、流速の高い直線流を効率的に噴出することが望まれる。一方、衛生洗浄装置をコンパクトにするために、ノズル装置の小型化も望まれる。
【0009】
本発明の目的は、洗浄水を効率的に噴出することができるとともに小型化が可能なノズル装置およびそれを備えた衛生洗浄装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るノズル装置は、洗浄水を噴出するノズル装置であって、一端側に開口部を有しかつ他端側に孔部を有する噴出空間を形成する噴出部材と、洗浄水を噴出空間に開口部側から導く第1の流路と、洗浄水を噴出空間に周面側から導く第2の流路と、第2の流路を形成する管路と、管路の外周部を取り囲むように設けられた筒状のカバー部材とを含み、第1の流路は、カバー部材の内周面と管路の外周面との間の空間により形成され、噴出空間は、開口部側から孔部側へ第1の内径を有する第1の空間、第1の内径よりも小さい第2の内径を有する第2の円筒状空間および第2の円筒状空間の内径よりも小さい第3の内径を有する第3の空間を含み、第2の流路の外側の内壁の延長線が、第2の円筒状空間の内周面より内側の同心円の接線と一致するように、第2の流路と第2の円筒状空間とが連通するものである。
【0011】
本発明に係るノズル装置においては、第1の流路により噴出空間の開口部側から洗浄水が供給される。噴出空間の断面積は開口部から孔部まで段階的または連続的に減少するため、開口部側から供給された洗浄水は段階的または連続的に流速を増加させて孔部から噴出される。この場合、洗浄水は噴出空間に大きな断面積を有する開口部から孔部へ向かって流入し、かつ洗浄水は噴出空間の内周面のみから抵抗を受けるため、圧力損失が小さい。したがって、孔部から流速の高い直線流が効率的に噴出される。
【0012】
また、第2の流路により噴出空間の周面側から洗浄側が供給される。それにより、洗浄水は、噴出空間の内周面に沿って流れることにより、旋回力が付与され、孔部から広がりながら旋回流として噴出される。この場合、洗浄水は開口部側から抵抗を受けず、内周面のみから抵抗を受けるため、圧力損失が小さい。したがって、孔部から旋回流が効率的に噴出される。
【0013】
さらに、噴出空間が圧力損失の小さい構造を有するので、圧力損失を低減するために流路の断面積を大きくする必要がない。したがって、ノズル装置の小型化が可能である。
また、第2の流路の外側の内壁の延長線が、第2の円筒状空間の内周面より内側の同心円の接線と一致するように、第2の流路と第2の円筒状空間とが連通する。それにより、第2の流路から第2の円筒状空間に供給された洗浄水は、第2の円筒状空間を流れる旋回流の速度分布を乱すことがない。したがって、第2の円筒状空間内の洗浄水を効率良く旋回させることができる。
その結果、孔部から噴出される洗浄水は広がり角度を有し、使用者は柔らかな洗浄感を得ることができる。
また、カバー部材を大型化することなく第1の流路の断面積が大きくなる。したがって、ノズル装置を小型化することができるとともに、洗浄水を効率的に噴出させることができる。
【0018】
第1の空間は、開口部から第2の円筒状空間へ連続的に減少する内径を有してもよい。この場合、第1の空間を流れる洗浄水は連続的に流速を増加させて孔部から噴出される。また、第1の空間の流路損失が少なくなり、洗浄水の圧力損失が少なくなる。したがって、洗浄水が孔部から噴出する際の水勢が大きくなり効率的である。
【0019】
第3の空間は、第2の円筒状空間から孔部へ連続的に減少する内径を有してもよい。この場合、第3の空間を流れる洗浄水は連続的に流速を増加させて孔部から噴出される。また、第3の空間の流路損失が少なくなり、洗浄水の圧力損失が少なくなる。したがって、洗浄水が孔部から噴出する際の水勢が大きくなり効率的である。
【0020】
第2の円筒状空間の内径は孔部の内径の2倍〜5倍であってもよい。この場合、流路損失を小さくしつつ孔部から噴出される洗浄水の流速を高くすることができる。
【0021】
第1の流路の断面積は、噴出空間の開口部の断面積よりも大きくてもよい。この場合、第1の流路を流動する洗浄水の圧力損失は少なくなる。したがって、洗浄水が噴出空間の開口部に流入するまで高い圧力を維持することができる。
【0024】
カバー部材の先端部は、略半球状の内周面で閉じられてもよい。この場合、ノズル先端に汚れが付着しにくくなる。また、付着した汚れを洗い流しやすくなる。したがって、ノズル装置が清潔に保たれる。
【0025】
カバー部材は、一体的に形成された周壁部および先端部を有してもよい。この場合、カバー部材に継ぎ目がなくなり、汚れが付着しにくくなる。また、付着した汚れを洗い流しやすくなる。したがって、ノズル装置が清潔に保たれる。
【0026】
カバー部材は、孔部よりも大きな内径を有する噴出孔を有してもよい。この場合、孔部から噴出される洗浄水が噴出孔に当たることがなく、洗浄水の噴出が妨げられない。
【0027】
孔部の周囲における噴出部材と噴出孔の周囲におけるカバー部材との間を水密にシールする環状のシール部材をさらに備えてもよい。この場合、第1の流路の洗浄水が噴出部材とカバー部材との間の隙間を通って噴出孔から流出することはない。また、ノズル装置の先端に汚れが付着しても、汚れが噴出孔から噴出部材とカバー部材との間の隙間を通って第1の流路に直接入り込むこともない。さらに、噴出孔から入り込んだ汚れが孔部に入り込ん場合でも、孔部から噴出される洗浄水により汚れが即座に排出される。したがって、ノズル装置の内部を常に清潔に保つことができる。
【0028】
カバー部材は金属により形成されてもよい。この場合、洗浄水の圧力がカバー部材に吸収されない。したがって、洗浄水を効率良く噴出させることができる。
【0029】
本発明に係る衛生洗浄装置は、給水源から供給される洗浄水を人体に噴出する衛生洗浄装置であって、給水源から供給された洗浄水を加圧する加圧手段と、ノズル装置と、加圧手段により加圧された洗浄水をノズル装置の第1の流路および第2の流路のうち一方または両方に選択的に供給する経路選択手段とを備えるものである。
【0030】
本発明に係る衛生洗浄装置においては、加圧手段によって加圧された洗浄水が経路選択手段に供給され、経路選択手段に供給された洗浄水は経路選択手段により選択的に第1の流路および第2の流路のうち一方または両方に供給される。
【0031】
第1の流路により噴出空間の開口部側から洗浄水が供給される。噴出空間の断面積は開口部から孔部まで段階的または連続的に減少するため、開口部側から供給された洗浄水は段階的または連続的に流速を増加させて孔部から噴出される。この場合、洗浄水は噴出空間に大きな断面積を有する開口部から孔部へ向かって流入し、かつ洗浄水は噴出空間の内周面のみから抵抗を受けるため、圧力損失が小さい。したがって、孔部から流速の高い直線流が効率的に噴出される。
【0032】
また、第2の流路により噴出空間の周面側から洗浄側が供給される。それにより、洗浄水は、噴出空間の内周面に沿って流れることにより、旋回力が付与され、孔部から広がりながら旋回流として噴出される。この場合、洗浄水は開口部側から抵抗を受けず、内周面のみから抵抗を受けるため、圧力損失が小さい。したがって、孔部から旋回流が効率的に噴出される。さらに、噴出空間が圧力損失の小さい構造を有するので、圧力損失を低減するために流路の断面積を大きくする必要がない。したがって、衛生洗浄装置の小型化が可能である。
【0033】
加圧手段は、周期的に変動する圧力で洗浄水を加圧する往復動ポンプを含み、往復動ポンプの動作を制御する制御手段をさらに備えてもよい。この場合、加圧手段により洗浄水を周期的に変動する圧力で噴出させることができる。したがって、少ない流量の洗浄水でも人体に高い洗浄感を与えることができる。また、制御手段により往復動ポンプの動作を制御することができるので、使用者の好みに応じて洗浄水の圧力変動を制御することができる。
【0034】
給水源から供給された洗浄水を加熱して加圧手段に供給する加熱手段をさらに備えてもよい。この場合、給水源から供給された洗浄水を加熱手段により加熱して加圧手段に供給することができるため、噴出孔より適度に加熱された洗浄水を噴出させることができる。
【0035】
加熱手段は、給水源から供給された洗浄水を流動させつつ加熱する瞬間式加熱装置であってもよい。この場合、瞬間式加熱装置により洗浄水が流動されつつ加熱される。したがって、衛生洗浄装置の使用時にのみ洗浄水の加熱を行うため、消費電力を最小限に抑えることができる。
【0036】
経路選択手段は、第1の流路および第2の流路に供給する洗浄水の流量比を調整する流量調整手段を含んでもよい。この場合、流量調整手段により第1の経路および第2の経路を流れる洗浄水の流量比を調整することができる。したがって、噴出孔から噴出される洗浄水の広がり角度を調整することができる。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る衛生洗浄装置について説明する。
【0038】
図1は、本実施の形態に係る衛生洗浄装置を便器に装着した状態を示す斜視図である。
【0039】
図1に示すように、便器600上に衛生洗浄装置100が装着される。タンク700は、水道配管に接続されており、便器600内に洗浄水を供給する。
【0040】
衛生洗浄装置100は、本体部200、遠隔操作装置300、便座部400および蓋部500により構成される。
【0041】
本体部200には、便座部400および蓋部500が開閉自在に取り付けられる。さらに、本体部200には、ノズル部30を含む洗浄水供給機構が設けられるとともに、制御部が内蔵されている。本体部200の制御部は、後述するように遠隔操作装置300により送信される信号に基いて、洗浄水供給機構を制御する。さらに、本体部200の制御部は、便座部400に内蔵されたヒータ、本体部200に設けられた脱臭装置(図示せず)および温風供給装置(図示せず)等の制御も行う。
【0042】
図2は、図1の遠隔操作装置300の一例を示す模式図である。
図2に示すように、遠隔操作装置300は、複数のLED(発光ダイオード)301、複数の調整スイッチ302、おしりスイッチ303、刺激スイッチ304、停止スイッチ305、ビデスイッチ306、乾燥スイッチ307および脱臭スイッチ308を備える。
【0043】
使用者により調整スイッチ302、おしりスイッチ303、刺激スイッチ304、停止スイッチ305、ビデスイッチ306、乾燥スイッチ307および脱臭スイッチ308が押下操作される。それにより、遠隔操作装置300は、後述する衛生洗浄装置100の本体部200に設けられた制御部に所定の信号を無線送信する。本体部200の制御部は、遠隔操作装置300より無線送信される所定の信号を受信し、洗浄水供給機構等を制御する。
【0044】
例えば、使用者が、おしりスイッチ303またはビデスイッチ306を押下操作することにより図1の本体部200のノズル部30が移動して洗浄水が噴出する。刺激スイッチ304を押下操作することにより図1の本体部200のノズル部30から人体の局部に刺激を与える洗浄水が噴出される。停止スイッチ305を押下操作することによりノズル部30からの洗浄水の噴出が停止する。
【0045】
また、乾燥スイッチ307を押下操作することにより人体の局部に対して衛生洗浄装置100の温風供給装置(図示せず)より温風が噴出される。脱臭スイッチ308を押下操作することにより衛生洗浄装置100の脱臭装置(図示せず)により周辺の脱臭が行われる。
【0046】
調整スイッチ302は、水勢調整スイッチ302a,302b、温度調整スイッチ302c,302dおよびノズル位置調整スイッチ302e,302fを含む。
【0047】
使用者がノズル位置調整スイッチ302e,302fを押下操作することにより図1の衛生洗浄装置100の本体部200のノズル部30の位置が変化し、温度調整スイッチ302c,302dを押下操作することによりノズル部30より噴出される洗浄水の温度が変化する。また、水勢調整スイッチ302a,302bを押下操作することにより、ノズル部30より噴出される洗浄水の水勢(圧力)および噴出形態が変化する。調整スイッチ302の押下に伴って複数のLED(発光ダイオード)301が点灯する。
【0048】
以下、本実施の形態に係る衛生洗浄装置100の本体部200について説明を行う。図3は、本実施の形態に係る衛生洗浄装置100の本体部200の構成を示す模式図である。
【0049】
図3に示す本体部200は、制御部4、分岐水栓5、ストレーナ6、逆止弁7、定流量弁8、止水電磁弁9、流量センサ10、熱交換器11、温度センサ12a,12b、ポンプ13、切替弁14およびノズル部30を含む。また、ノズル部30は、おしりノズル1、ビデノズル2およびノズル洗浄用ノズル3を含む。
【0050】
図3に示すように、水道配管201に分岐水栓5が介挿される。また、分岐水栓5と熱交換器11との間に接続される配管202に、ストレーナ6、逆止弁7、定流量弁8、止水電磁弁9、流量センサ10および温度センサ12aが順に介挿されている。さらに、熱交換器11と切替弁14との間に接続される配管203に、温度センサ12bおよびポンプ13が介挿されている。
【0051】
まず、水道配管201を流れる浄水が、洗浄水として分岐水栓5によりストレーナ6に供給される。ストレーナ6により洗浄水に含まれるごみや不純物等が除去される。次に、逆止弁7により配管202内における洗浄水の逆流が防止される。そして、定流量弁8により配管202内を流れる洗浄水の流量が一定に維持される。
【0052】
また、ポンプ13と切替弁14との間にはリリーフ管204が接続され、止水電磁弁9と流量センサ10との間には、逃がし水配管205が接続されている。リリーフ配管204には、リリーフ弁206が介挿されている。リリーフ弁206は、配管203の特にポンプ13の下流側の圧力が所定値を超えると開成し、異常時の機器の破損、ホースの外れ等の不具合を防止する。一方、定流量弁8によって流量が調節され供給される洗浄水のうちポンプ13で吸引されない洗浄水を逃がし水配管205から放出する。これにより、水道供給圧に左右されることなくポンプ13には所定の背圧が作用することになる。
【0053】
次いで、流量センサ10は、配管202内を流れる洗浄水の流量を測定し、制御部4に測定流量値を与える。また、温度センサ12aは、配管202内を流れる洗浄水の温度を測定し、制御部4に温度測定値を与える。
【0054】
続いて、熱交換器11は、制御部4により与えられる制御信号に基いて、配管202を通して供給された洗浄水を所定の温度に加熱する。温度センサ12bは、熱交換器11により所定の温度に加熱された洗浄水の温度を測定し、制御部4に温度測定値を与える。
【0055】
ポンプ13は、熱交換器11により加熱された洗浄水を制御部4により与えられる制御信号に基いて、切替弁14に圧送する。切替弁14は、制御部4により与えられる制御信号に基いて、ノズル部30のおしりノズル1、ビデノズル2およびノズル洗浄用ノズル3のいずれか1つに洗浄水を供給する。それにより、おしりノズル1、ビデノズル2およびノズル洗浄用ノズル3のいずれか1つより洗浄水が噴出される。また、切替弁14は、制御部4により与えられる制御信号に基いて、ノズル部30より噴出される洗浄水の流量を調整する。それにより、ノズル部30より噴出される洗浄水の流量が変化する。
【0056】
制御部4は、図1の遠隔操作装置300から無線送信される信号、流量センサ10から与えられる測定流量値および温度センサ12a,12bから与えられる温度測定値に基き止水電磁弁9、熱交換器11、ポンプ13および切替弁14に対して制御信号を与える。
【0057】
図4は、熱交換器11の構造の一例を示す一部切り欠き断面図である。
図4に示すように、樹脂ケース504内に曲折された蛇行配管510が埋設されている。蛇行配管510に接触するように平板状のセラミックヒータ505が設けられている。矢印Yで示すように、洗浄水が、給水口511から蛇行配管510内に供給され、蛇行配管510中を流れる間に、セラミックヒータ505により効率よく加熱され、排出口512から排出される。
【0058】
図3の制御部4は、温度センサ12bより与えられる温度測定値に基いて、熱交換器11のセラミックヒータ505の温度をフィードバック制御する。
【0059】
本実施の形態においては、制御部4がフィードバック制御により熱交換器11のセラミックヒータ505の温度を制御することとしたが、これに限定されず、フィードフォワード制御によりセラミックヒータ505の温度を制御してもよく、あるいは、温度上昇時には、フィードフォワード制御によりセラミックヒータ505を制御し、定常時には、フィードバック制御によりセラミックヒータ505を制御する複合的な制御を行ってもよい。
【0060】
図5は、ポンプ13の構造の一例を示す断面図である。図5のポンプは複動型レシプロポンプである。
【0061】
図5において、本体部138内には、円柱状空間139が形成されている。円柱状空間139内には圧送ピストン136が設けられている。圧送ピストン136の外周部には、X字パッキン136aが装着されている。圧送ピストン136により円柱状空間139がポンプ室139aとポンプ室139bとに分割される。
【0062】
本体部138の一側部には洗浄水入口PIが設けられ、他側部には洗浄水出口POが設けられている。洗浄水入口PIには図3の配管203を介して熱交換器11が接続され、洗浄水出口POには配管203を介して切替弁14が接続される。
【0063】
洗浄水入口PIは、内部流路P1、小室S1および小室S3を介してポンプ室139aに連通するとともに、内部流路P2、小室S2および小室S4を介してポンプ室139bに連通している。
【0064】
ポンプ室139aは、小室S5、小室S7および内部流路P3を介して洗浄水出口POに連通している。円柱状空間139bは、小室S6、小室S8および内部流路P4を介して洗浄水出口POに連通している。
【0065】
小室S3、小室S4、小室S7および小室S8には、それぞれアンブレラパッキン137が設けられている。
【0066】
モータ130の回転軸にギア131が取り付けられ、ギア131にギア132が噛合っている。また、ギア132には、クランクシャフト133の一端が一点支持で回動可能に取り付けられ、クランクシャフト133の他端には、ピストン保持部134およびピストン保持棒135を介して圧送ピストン136が取り付けられている。
【0067】
図3の制御部4により与えられる制御信号に基いて、モータ130の回転軸が回転すると、モータ130の回転軸に取り付けられたギア131が矢印R1の方向に回転し、ギア132が矢印R2の方向に回転する。これにより、圧送ピストン136が図中の矢印Zの方向に上下運動する。
【0068】
図6は、アンブレラパッキン137の動作を説明するための模式図である。例えば、図5の圧送ピストン136が、下方向に移動し、ポンプ室139aの容積を増加させた場合、小室S1の圧力よりもポンプ室139a内の圧力が低くなるため、小室S3に設けられたアンブレラパッキン137は、図6(b)に示すように変形する。その結果、洗浄水入口PIから供給された洗浄水が、内部流路P1、小室S1および小室S3を介してポンプ室139aに流入する。この場合、小室S7の圧力よりもポンプ室139a内の圧力が低くなるため、小室S7に設けられたアンブレラパッキン137は、図6(a)に示す状態のまま変形しない。そのため、洗浄水がポンプ室139a内へ流入したり、逆に洗浄水出口POより吐出されることもない。
【0069】
一方、図5の圧送ピストン136が、上方向に移動し、ポンプ室139aの容積を減少させた場合、小室S1の圧力よりもポンプ室139a内の圧力が高くなるため、小室S3に設けられたアンブレラパッキン137は、図6(a)に示す状態のまま変形しない。その結果、小室S1内の洗浄水が、ポンプ室139aに流入しない。この場合、小室S7に設けられたアンブレラパッキン137は、図6(b)に示すように変形する。そのため、ポンプ室139a内の洗浄水が、小室S5、小室S7および内部流路P3を介して洗浄水出口POから吐出される。
【0070】
なお、小室S4内に設けられたアンブレラパッキン137は、圧送ピストン136が上方向に移動した場合に、図6(b)に示すように変形し、圧送ピストン136が下方向に移動した場合に、図6(a)に示す状態のまま変形しない。一方、小室S8に設けられたアンブレラパッキン137は、圧送ピストン136が上方向に移動した場合に、図6(a)に示す状態のまま変形せず、圧送ピストン136が下方向に移動した場合に、図6(b)に示すように変形する。それにより、ポンプ室139a内の洗浄水が洗浄水出口POから吐出されるときに、ポンプ室139b内に洗浄水入口PIからの洗浄水が流入し、ポンプ室139a内に洗浄水入口PIからの洗浄水が流入するときに、ポンプ室139b内の洗浄水が洗浄水出口POから吐出される。
【0071】
図7は、図5のポンプ13の圧力変化を示す図である。図7の縦軸は圧力を示し、横軸は時間を示す。
【0072】
図7に示すように、ポンプ13の洗浄水入口PIに圧力Piの洗浄水が供給される。この場合、図6の圧送ピストン136が上下方向に運動することにより、ポンプ室139a内の洗浄水の圧力Paは、点線のように変化する。一方、ポンプ室139b内の洗浄水の圧力Pbは、破線のように変化する。ポンプ13の洗浄水出口POより吐出される洗浄水の圧力Poutは、太い実線で示すように、圧力Pcを中心として上下に周期的に変化する。
【0073】
このように、ポンプ13においては、圧送ピストン136が上下運動を行うことにより、ポンプ室139aまたはポンプ室139b内の洗浄水に対して交互に圧力が加えられ、洗浄水入口PIの洗浄水が昇圧されて洗浄水出口POから吐出される。
【0074】
図8(a)は切替弁14の縦断面図であり、図8(b)は図8(a)の切替弁14のA−A線断面図であり、図8(c)は図8(a)の切替弁14のB−B線断面図であり、図8(d)は図8(a)の切替弁14のC−C線断面図である。
【0075】
図8に示す切替弁14は、モータ141、内筒142および外筒143により構成される。
【0076】
外筒143内に内筒142が挿入され、モータ141の回転軸が内筒142に取り付けられている。モータ141は、制御部4により与えられる制御信号に基いて回転動作を行う。モータ141が回転することにより内筒142が回転する。
【0077】
図8(a),(b),(c),(d)に示すように、外筒143の一端には、洗浄水入口143aが設けられ、側部の対向する位置に洗浄水出口143b,143cが設けられ、側部の洗浄水出口143b,143cと異なる位置に洗浄水出口143dが設けられ、側部の洗浄水出口143b,143c,143dと異なる位置に洗浄水出口143eが設けられている。内筒142の互いに異なる位置に孔142e,142f,142gが設けられている。孔142e,142fの周辺には、図8(b),(c)に示すように、曲線および直線で構成される面取り部が形成され、孔142gの周辺には、図8(d)に示すように、直線で構成される面取り部が形成されている。
【0078】
内筒142の回転により、孔142eが外筒143の洗浄水出口143bまたは143cと対向可能になっており、孔142fが外筒143の洗浄水出口143dと対向可能になっており、孔142gが外筒143の洗浄水出口143eと対向可能になっている。
【0079】
洗浄水入口143aには、図3の配管203が接続され、洗浄水出口143bには、ビデノズル2が接続され、洗浄水出口143cには、おしりノズル1の第1の流路が接続され、洗浄水出口143dには、おしりノズルの第2の流路が接続され、洗浄水出口143eには、ノズル洗浄用ノズル3が接続されている。
【0080】
図9は、図8の切替弁14の動作を示す断面図である。
図9(a)〜(f)は切替弁14のモータ141がそれぞれ0度、90度、135度、180度、225度および270度回転した状態を示す。
【0081】
まず、図9(a)に示すように、モータ141を回転させない(0度)場合には、内筒142の孔142eの周囲の面取り部が外筒143の洗浄水出口143bに対向する。したがって、洗浄水が洗浄水入口143aより内筒142の内部を通過して、矢印W1で示すように洗浄水出口143bから流出する。
【0082】
次に、図9(b)に示すように、モータ141が内筒142を90度回転させた場合には、内筒142の孔142gの周囲の面取り部が外筒143の洗浄水出口143eに対向する。したがって、洗浄水が洗浄水入口143aより内筒142の内部を通過して、矢印W2で示すように洗浄水出口143eから流出する。
【0083】
次いで、図9(c)に示すように、モータ141が内筒142を135度回転させた場合には、内筒142の孔142gの周囲の面取り部の一部が外筒143の洗浄水出口143eに対向するとともに、内筒142の孔142eの周囲の面取り部の一部が外筒143の洗浄水出口143cに対向する。したがって、少量の洗浄水が洗浄水入口143aより内筒142の内部を通過して、矢印W2および矢印W3で示すように洗浄水出口143c,143eから流出する。
【0084】
次に、図9(d)に示すように、モータ141が内筒142を180度回転させた場合には、内筒142の孔142eの周囲の面取り部が外筒143の洗浄水出口143cに対向する。したがって、洗浄水が洗浄水入口143aより内筒142の内部を通過して、矢印W3で示すように洗浄水出口143cから流出する。
【0085】
次に、図9(e)に示すように、モータ141が内筒142を225度回転させた場合には、内筒142の孔142eの周囲の面取り部の一部が外筒143の洗浄水出口143cに対向するとともに、内筒142の孔142fの周囲の面取り部の一部が外筒143の洗浄水出口143dに対向する。したがって、少量の洗浄水が洗浄水入口143aより内筒142の内部を通過して、矢印W3および矢印W4で示すように洗浄水出口143c,143dから流出する。
【0086】
また、図9(f)に示すように、モータ141が内筒142を270度回転させた場合には、内筒142の孔142fの周囲の面取り部が外筒143の洗浄水出口143dに対向する。したがって、洗浄水が洗浄水入口143aより内筒142の内部を通過して、矢印W4で示すように洗浄水出口143dから流出する。
【0087】
以上のように、制御部4からの制御信号に基いてモータ141が回転することにより内筒142の孔142e,142f,142gのいずれかが外筒143の洗浄水出口143b〜143eに対向し、洗浄水入口143aから流入した洗浄水が洗浄水出口143b〜143eのいずれかから流出する。
【0088】
図10は、図9の切替弁14の洗浄水出口143c,143dから流出する洗浄水の流量を示す図である。図10の横軸はモータ141の回転角度を示し、縦軸は洗浄水出口143c,143dを流れる洗浄水の流量を示す。また、一点鎖線Q1が洗浄水出口143cから流出する洗浄水の流量の変化を示し、実線Q2が洗浄水出口143dから流出する洗浄水の流量の変化を示す。
【0089】
例えば、図10に示すように、モータ141が180度回転した場合、洗浄水出口143cから流出する洗浄水の流量は最大値を示し、洗浄水出口143dから洗浄水は流出しない。モータ141の回転角度が大きくなるとともに洗浄水出口143cから流出する洗浄水の流量が減少し、洗浄水出口143dから流出する洗浄水の流量が増加する。そして、モータ141が270度回転した場合、洗浄水出口143cから洗浄水は流出せず、洗浄水出口143dから流出する洗浄水の流量は最大値を示す。
【0090】
以上のように、制御部4が切替弁14のモータ141の回転角度を制御することにより洗浄水出口143c,143dから流出する洗浄水の流量比を制御することができる。
【0091】
次に、図3のノズル部30のおしりノズル1について説明する。図11はノズル部30のおしりノズル1のピストン部20の斜視図であり、図12はピストン部20の分解斜視図である。
【0092】
図11に示すように、おしりノズル1のピストン部20は、ノズルカバー401、二流路管402、一流路管403および流路合流部404を含む。図11では、ノズルカバー401が破線で示されている。図12に示すように、ノズルカバー401の先端部の上面には噴出孔401aが設けられている。
【0093】
二流路管402は、洗浄水が流れる流路を2つ有する。一方の流路には一流路管403の後端が接続されており、一流路管403の先端には流路合流部404が接続されている。また、図11に示すように、ノズルカバー401は、二流路管402、一流路管403および流路合流部404を覆っている。
【0094】
二流路管402の一方の流路に供給された洗浄水は、一流路管403を通って流路合流部404に供給される。二流路管402の他方の流路に供給された洗浄水は、一流路管403とノズルカバー401との間の空間を通り、流路合流部404に供給される。流路合流部404に供給された洗浄水は、噴出孔401aから人体に向けて噴出される。このときに噴出される洗浄水は分散旋回流となる。詳細は、後述する。
【0095】
図13(a)はピストン部20の側面図であり、図13(b)はピストン部20の平面図である。
【0096】
図13(a)および(b)に示すように、ノズルカバー401は、先端が半球状に閉じられた円筒構造を有し、継ぎ目のない一体構造を有する。ノズルカバー401の先端部の上部には部分的に平面が形成されており、その平面の中央部に噴出孔401aが形成されている。ノズルカバー401は、ステンレスを絞り加工することにより形成される。
【0097】
ノズルカバー401に継ぎ目がないことから、ノズルカバー401に汚れが付着しても洗い流しやすく衛生的である。また、ステンレスは抗菌作用を有するため、ノズルカバー401の表面において菌が繁殖することもない。
【0098】
また、ノズルカバー401がステンレスで構成されていることから、ノズルカバー401の強度を確保しつつ薄肉化することができ、おしりノズル1の小型化が図れる。この場合、ノズルカバー401内に加圧された洗浄水が供給されても変形することはない。なお、ノズルカバー401の管径は例えば10mmであり、肉厚は例えば0.2mm程度である。
【0099】
さらに、ノズルカバー401が絞り加工により形成されることから、表面に粗さがなく、汚れが付着しにくい。また、ノズルカバー401の表面が光沢を有するようになり、使用者は清潔感を覚える。
【0100】
図14は、おしりノズル1の断面図である。
図14に示すように、おしりノズル1は、ピストン部20、円筒状のシリンダ部21、シールパッキン22a,22bおよびスプリング23により構成される。
【0101】
流路合流部404の上面には、洗浄水を噴出するための孔部25が形成されている。ピストン部20の後端には、フランジ形状のストッパ部26a,26bが設けられている。また、ストッパ部26a,26bには、それぞれシールパッキン22a,22bが装着されている。
【0102】
二流路管402の内部には、後端面から一流路管403に連通する流路27aが形成され、ストッパ部26aとストッパ部26bとの間におけるピストン部20の周面から二流路管402の先端面に連通する流路27cが形成されている。
【0103】
一流路管403の内部には、二流路管402の流路27aから流路合流部404に連通する流路27bが形成されている。ノズルカバー401と一流路管403との間の空間は、流路27dとなる。流路合流部404の詳細については後述する。
【0104】
一方、シリンダ部21は、先端側の径小部分と中間の径を有する中間部分と後端側の径大部分とからなる。それにより、径小部分と中間部分との間に、ピストン部20のストッパ部26aがシールパッキン22aを介して当接可能なストッパ面21cが形成され、中間部分と径大部分との間に、ピストン部20のストッパ部26bがシールパッキン22bを介して当接可能なストッパ面21bが形成されている。
【0105】
シリンダ部21の後端面には、洗浄水入口24aが設けられ、シリンダ部21の中間部分の周面には、洗浄水入口24bが設けられ、シリンダ部21の先端面には、開口部21aが設けられている。シリンダ部21の内部空間が温度変動緩衝部28となる。洗浄水入口24aは、シリンダ部21の中心軸とは異なる位置に偏心して設けられている。
【0106】
洗浄水入口24aは、図8の切替弁14の洗浄水出口143dに接続され、洗浄水入口24bは、図8の切替弁14の洗浄水出口143cに接続されている。ピストン部20がシリンダ部21より最も突出した場合に、洗浄水入口24bは、二流路管402の流路27cと連通する。この洗浄水入口24bが流路27cと接続される際の動作の詳細については後述する。
【0107】
ピストン部20は、ストッパ部26bが温度変動緩衝部28内に位置し、先端部が開口部21aから突出するように、シリンダ部21内に移動可能に挿入されている。
【0108】
さらに、スプリング23は、ピストン部20のストッパ部26aとシリンダ部21の開口部21aの周縁との間に配設されており、ピストン部20をシリンダ部21の後端側に付勢する。
【0109】
ピストン部20のストッパ部26a,26bの外周面とシリンダ部21の内周面との間に微小隙間が形成され、ピストン部20の外周面とシリンダ部21の開口部21aの内周面との間に微小隙間が形成されている。
【0110】
次いで、図14のおしりノズル1の動作について説明する。図15は、図14のおしりノズル1の動作を説明するための断面図である。
【0111】
まず、図15(a)に示すように、シリンダ部21の洗浄水入口24a,24bより洗浄水が供給されない場合、ピストン部20が、スプリング23の弾性力により矢印Xの方向と逆方向に後退し、シリンダ部21内に収容されている。その結果、ピストン部20は、シリンダ部21の開口部21aより最も突出していない状態となる。このとき、シリンダ部21内には、温度変動緩衝部28が形成されない。
【0112】
次いで、図15(b)に示すように、シリンダ部21の洗浄水入口24aより洗浄水の供給が開始された場合、洗浄水の圧力によりピストン部20がスプリング23の弾性力に抗して矢印Xの方向に徐々に前進する。それにより、シリンダ部21内に温度変動緩衝部28が形成されるとともに温度変動緩衝部28に洗浄水が流入する。
【0113】
洗浄水入口24aがシリンダ部21の中心軸に対して偏心した位置に設けられているので、温度変動緩衝部28に流入した洗浄水は、矢印Vで示すように渦巻状に還流する。温度変動緩衝部28の洗浄水の一部は、ピストン部20のストッパ部26a,26bの外周面とシリンダ部21の内周面との間の微小隙間を通して、ピストン部20の外周面とシリンダ部21の開口部21aの内周面との間の微小隙間から流れ出るとともに、ピストン部20の流路27a,27b,27c,27dを通して流路合流部404に供給され、孔部25からわずかに噴出される。
【0114】
ピストン部20がさらに前進すると、図15(c)に示すように、ストッパ部26a,26bがシールパッキン22a,22bを介してシリンダ部21のストッパ面21c,21bに水密に接触する。それにより、ピストン部20のストッパ部26a,26bの外周面とシリンダ部21の内周面との間の微小隙間からピストン部20の外周面とシリンダ部21の開口部21aの内周面との間の微小隙間に至る流路が遮断される。
【0115】
さらに、洗浄水入口24bより供給された洗浄水が、ピストン部20の流路27c,27dを通して流路合流部404に供給される。それにより、流路27a,bを通して流路合流部404に供給された洗浄水は、流路27c,27dを通して供給された洗浄水と混合され、孔部25から噴出される。
【0116】
図16は、流路合流部404を説明するための図である。図16(a)はピストン部20の先端部の平面図であり、図16(b)は図16(a)のD−D線断面図であり、図16(c)は図16(a)のE−E線断面図である。
【0117】
図16(a)に示すように、噴出孔401aは、孔部25よりも径が大きくなるように形成されている。それにより、孔部25から噴出される洗浄水が噴出孔401aに当たることがなく、洗浄水の噴出が妨げられない。
【0118】
図16(b)に示すように、流路合流部404の上部には孔部25を囲むように円環状の溝404aが形成されており、溝404aにはOリング404bが取り付けられている。Oリング404bとノズルカバー401の内周面とは密着しており、流路27dの洗浄水がノズルカバー401の噴出孔401aから流出することはない。また、ノズルカバー401の先端部に汚れが付着しても、汚れが噴出孔401aから流路27dに直接入り込むこともない。
【0119】
なお、ノズルカバー401の噴出孔401aから汚れが孔部25に入り込んだ場合でも、孔部25から噴出される洗浄水により汚れが即座に排出される。それにより、ノズルカバー401の内部が常に清潔に保たれる。
【0120】
流路合流部404の先端部には、位置固定片404cが形成されている。位置固定片404cの先端がノズルカバー401の先端の内周面に支持されることにより、流路合流部404の位置が固定される。
【0121】
流路合流部404の内部には、孔部25、縮流部25a、円筒状渦室25bおよび縮流部25cが流路合流部404の上端から下端にわたって順に形成されている。
【0122】
流路27dの洗浄水は、縮流部25cを通って円筒状渦室25bに供給される。縮流部25cは、円筒状渦室25bに向かって内径が連続的に小さくなっているため、縮流部25cを流れる洗浄水の流速が連続的に上昇する。
【0123】
円筒状渦室25bに供給された洗浄水は、縮流部25aに流入する。縮流部25aは、孔部25に向かって内径が連続的に小さくなっているため、縮流部25aを流れる洗浄水の流速が連続的に上昇する。孔部25に供給された洗浄水は、人体に向けて噴出される。
【0124】
図16(c)に示すように、円筒状渦室25bと流路27bとは連通している。流路27bから供給される洗浄水は、後述するように円筒状渦室25bにおいて流路27dから円筒状渦室25bに供給された洗浄水に旋回力を与えて旋回流を生成する。
【0125】
ここで、円筒の内部を流れる旋回流の流速について説明する。図17(a)は、円筒の内部における旋回流の流速を説明する模式図である。
【0126】
図17(a)の円筒の内部を流れる旋回流は定常状態にあるとする。図17(a)に示すように、円筒の内部を流れる流体は円筒の中心に関して同心円状に流れる。円筒の中心においては旋回流の流速は0であり、中心からの距離に比例して旋回流の流速は大きくなり、旋回流は渦度のない渦を形成している。
【0127】
ところが、円筒の内周面の近傍にある境界から外側の領域では旋回流は円筒の内周面により抵抗を受ける。以下、この境界を層流限界BLと呼ぶ。層流限界BLよりも外側ではいわゆる境界層が形成され旋回流の流速は急激に低下し、円筒の内周面においては0となる。したがって、旋回流の流速は、層流限界BLにおいて最大となる。
【0128】
図17(b)は、円筒状渦室25bにおける洗浄水の旋回流を説明する模式図である。図17(b)において、洗浄水の流れが矢印Q1で示される。図17(b)に示すように、流路27bは、流路27bの外側の壁の延長線が層流限界BLに対して接線を構成するように円筒状渦室25bに連通している。それにより、流路27bから供給される洗浄水は、円筒状渦室25bの内周面の抵抗を受けることなく洗浄水に対して旋回力を与えることができる。また、流路27bから供給される洗浄水は、円筒状渦室25b内で形成された渦度のない渦の最外周に旋回力を与えるため、渦度のない渦を乱すことがない。
【0129】
さらに、図16(b)に示したように、円筒状渦室25bには底面がないことから円筒状渦室25bを流れる旋回流が受ける抵抗が小さくなる。
【0130】
以上のことから、本実施の形態における円筒状渦室25bにおいては、流動抵抗が小さく、渦度のない渦を乱すことなく洗浄水を旋回させることが可能である。
【0131】
次に、おしりノズル1に供給された洗浄水が流れる流路の断面積の変化を図18および図19を参照して説明する。
【0132】
図18は、おしりノズル1の先端部の断面図であり、図19(a)は、図18のX−X線断面図であり、図19(b)は、図18のY−Y線断面図であり、図19(c)は、図18のZ−Z線断面図である。
【0133】
図19(a)に示すように、断面積S1は、孔部25の断面積を示す。図19(b)に示すように、断面積S2は、円筒状渦室25bの断面積を示す。図19(c)に示すように、流路27dの断面積S3は、ノズルカバー401の内部の空間のうちから一流路管403を除いた領域の断面積である。断面積S1,S2,S3の間には、S1<S2<S3の関係が成立する。
【0134】
流路27dの断面積S3は比較的大きいため、流路27dを流動する洗浄水の圧力損失は少なくなる。それにより、洗浄水が流路合流部404に供給されるまでは、洗浄水は高い圧力を維持する。
【0135】
また、流路27d、縮流部25c、円筒状渦室25b、縮流部25aおよび孔部25の順に断面積が漸減することになることから、流路損失が少なく、洗浄水の圧力損失が少なくなる。それにより、洗浄水が孔部25から噴出する際の水勢が大きくなり効率的である。
【0136】
孔部25の径をd1とし、円筒状渦室25bの径をd2とすると、d2/d1は2〜5程度が望ましい。それにより、流路損失を小さくしつつ孔部25から噴出される洗浄水の流速を高くすることができる。
【0137】
また、本実施の形態に係るおしりノズル1においては、ノズルカバー401の内周面と一流路管403との間の円筒状の空間を洗浄水の流路として用いているため、ピストン部20を小型化しつつ洗浄水の流路の断面積を大きくすることができる。
【0138】
図20は、ピストン部20の先端部を側面側から見た場合の模式的断面図である。
【0139】
図20に示すように、流路27dは縮流部25cに下方から連通し、流路27bは円筒状の円筒状渦室25bの周面に連通している。切替弁14の洗浄水出口143cからの洗浄水は流路27c,27dを通って縮流部25cに供給され、円筒状渦室25bおよび縮流部25aを通って孔部25から直線流として噴出される。切替弁の洗浄水出口143dからの洗浄水は流路27a,27bを通って円筒状渦室25bに供給され、縮流部25aを通って孔部25から噴出される。
【0140】
流路27bより円筒状渦室25bに供給された洗浄水は、図19で説明したように円筒状渦室25bの内周面の曲面形状により渦巻状態で流動し、流路27dから供給された洗浄水を旋回させる。
【0141】
このように、円筒状渦室25bにおいて、流路27dからの洗浄水を流路27bからの洗浄水が旋回させ、旋回した洗浄水が孔部25より噴出される。
【0142】
例えば、流路27bより供給される洗浄水の流量が流路27dより供給される洗浄の流量よりも多い場合、円筒状渦室25bにおいて混合される洗浄水は、円筒状の円筒状渦室25bの曲面形状による渦巻状態を強く維持するため、図20に矢印Hで示すように広い角度で分散旋回流として噴出される。
【0143】
一方、流路27dより供給される洗浄水の流量が流路27bより供給される洗浄水の流量よりも多い場合、円筒状渦室25bにおいて混合される洗浄水は、直線状態を強く維持するため、図20に矢印Sで示すように狭い角度で直線流として噴出される。
【0144】
したがって、図3の制御部4が切替弁14のモータ141を制御して洗浄水出口143c,143dの流量比を変化させることにより、孔部25より噴出される洗浄水の噴出形態が変化する。
【0145】
また、図17で説明したように、円筒状渦室25bで生成される旋回流は乱れの少ない渦となっているため、孔部25から噴出される洗浄水は、全体が均一に広がった乱れのない円を形成する。また、図20に示すように、孔部25から噴出される洗浄水の噴流は、広がり角度が大きい場合でも、中心部から外周部に渡って均一に洗浄水が存在する断面を形成する。
【0146】
本実施の形態では、図2の水勢調整スイッチ302aを押下すると、洗浄水出口143cの流量が洗浄水出口143dの流量よりも大きくなり、洗浄水の噴出形態が直線流に近づく。また、水勢調整スイッチ302bを押下すると、洗浄水出口143dの流量が洗浄水出口143cの流量よりも大きくなり、洗浄水の噴出形態が分散旋回流に近づく。
【0147】
また、例えば、一流路管403と流路合流部404等の結合に対しては、ノズルカバー401により流体圧力が保持されることから気密度の要求は低い。したがって、おしりノズル1を容易に組み立てることができる。
【0148】
図21は、おしりノズル1の孔部25より噴出される洗浄水の圧力変動幅を説明するための図である。
【0149】
図21の点線P1はノズルカバー401が弾力性のある素材(例えばプラスチック)で形成されている場合の洗浄水の圧力変動幅を示す。おしりノズル1のノズルカバー401が弾力性のある素材から構成されると、ポンプ13により加圧された洗浄水の圧力はノズルカバー401により吸収され、洗浄水の圧力が低下し、圧力変動幅が低下する。
【0150】
一方、本実施の形態におけるノズルカバー401は、ステンレスから構成されているため、洗浄水の圧力がノズルカバー401により吸収されずに洗浄水の圧力変動幅が低下しない。
【0151】
ここで、ノズルカバー401が弾力性のある素材で形成されている場合の洗浄水の最大圧力をPn3、圧力変動幅をdH2とし、ノズルカバー401がステンレスで形成されている場合の洗浄水の最大圧力をPn1、圧力変動幅をdH1とすると、Pn1>Pn3、dH1>dH2の関係が成り立つ。
【0152】
したがって、ノズルカバー401をステンレスで構成することによりポンプ13により洗浄水に加圧された圧力を効率良く利用することができる。
【0153】
なお、本実施の形態に係るノズルカバー401は、銅あるいは銀を含有する抗菌性の高いステンレスを用いることもできる。また、変形しにくく、一体成形可能な素材を用いることができる。例えば、ステンレス以外の銅、アルミニウム、ニッケル、クロム等の金属を用いてもよいし、その他の合金を用いてもよい。
【0154】
本実施の形態においては、流路合流部204が噴出部材に相当し、縮流部25cが開口部および第1の空間に相当し、円筒状渦室25bが第2の円筒状空間に相当し、縮流部25aが第3の空間に相当し、流路27dが第1の流路に相当し、流路27aが第2の流路に相当し、ノズルカバー401がカバー部材に相当し、一流路管403が管路に相当し、Oリング402bがシール部材に相当し、ポンプ13が加圧手段に相当し、切替弁14が経路選択手段および流量調整手段に相当し、セラミックヒータ505が加熱手段に相当する。
【0155】
【発明の効果】
本発明に係るノズル装置においては、流速の高い直線噴流が効率的に噴出される。したがって、洗浄水を効率的に噴出することができる。また、噴出空間が噴出孔まで段階的または連続的に減少する構造を有することから、ノズル装置の小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る衛生洗浄装置を便器に装着した状態を示す斜視図
【図2】図1の遠隔操作装置の一例を示す模式図
【図3】本実施の形態に係る衛生洗浄装置の本体部の構成を示す模式図
【図4】熱交換器の構造の一例を示す一部切り欠き断面図
【図5】ポンプの構造の一例を示す断面図
【図6】アンブレラパッキンの動作を説明するための模式図
【図7】図5のポンプの圧力変化を示す図
【図8】(a)は切替弁の縦断面図であり、(b)は(a)の切替弁のA−A線断面図であり、(c)は(a)の切替弁のB−B線断面図であり、(d)は(a)の切替弁のC−C線断面図
【図9】図8の切替弁の動作を示す断面図
【図10】図9の切替弁の洗浄水出口から流出する洗浄水の流量を示す図
【図11】ノズル部のおしりノズルのピストン部の斜視図
【図12】ピストン部の分解斜視図
【図13】(a)はピストン部20の側面図であり、(b)はピストン部20の平面図
【図14】おしりノズルの断面図
【図15】図14のおしりノズルの動作を説明するための断面図
【図16】流路合流部を説明するための図
【図17】(a)は円筒の内部における旋回流の流速を説明する模式図であり、(b)は円筒状渦室における洗浄水の旋回流を説明する模式図
【図18】おしりノズルの先端部の断面図
【図19】(a)は図18のX−X線断面図であり、(b)は図18のY−Y線断面図であり、(c)は図18のZ−Z線断面図
【図20】ピストン部の先端部を側面側から見た場合の模式的断面図
【図21】おしりノズルの噴出孔より噴出される洗浄水の圧力変動幅を説明するための図
【符号の説明】
1 おしりノズル
4 制御部
14 切替弁
25 孔部
25a 縮流部
25b 円筒状渦室
25c 縮流部
27a,27b,27c,27d 流路
30 ノズル部
200 本体部
401 ノズルカバー
401a 噴出孔
402 二流路管
403 一流路管
404 流路合流部
404a 溝
404b Oリング
404c 位置固定片
BL 層流限界
S1,S2,S3 流路断面積
300 遠隔操作装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sanitary washing device for washing a local part of a human body.
[0002]
[Prior art]
Various functions have been devised in a sanitary washing apparatus for washing a local part of a human body in order to realize washing according to user's preference. For example, a function of adjusting the ejection form of the washing water ejected from the nozzle in order to realize the cleaning according to the user's preference is provided (for example, see Patent Document 1).
[0003]
According to the said literature, the user can adjust the ejection form of the washing water ejected from a nozzle according to a user's preference.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3292185
[Problems to be solved by the invention]
The nozzle device described in the above document has a swivel imparting chamber, an eccentric conduit, and an axial center directing conduit communicating with the water discharge hole. The eccentric pipe line is eccentrically communicated with the swirl imparting chamber and allows the cleaning water to flow into the swirl imparting chamber. In this case, the wash water that has flowed into the swirl imparting chamber is swirled and ejected from the water discharge hole. In addition, the axial center-directed conduit communicates with the swirl imparting chamber with its axis oriented, and allows cleaning water to flow into the swirl imparting chamber. In this case, the washing water that has flowed into the swirl imparting chamber is ejected from the water discharge hole without being imparted with the swirl force.
[0006]
By adjusting the ratio of the flow rate of the cleaning water supplied to the eccentric conduit and the flow rate of the cleaning water supplied to the axial center-directed conduit, the degree of the turning force can be varied and the cleaning range can be set wide or narrow.
[0007]
However, in the above-described conventional nozzle device, pressure loss is generated when the washing water ejected from the water discharge hole through the swirl imparting chamber through the swirl imparting chamber receives a large flow resistance in the swirl imparting chamber. Therefore, the flow rate of the cleaning water ejected from the water discharge hole is reduced.
[0008]
The user generally desires a strong cleaning feeling due to the linear flow and a soft cleaning feeling due to the wide swirling flow. Therefore, it is desired to efficiently eject a linear flow having a high flow velocity. On the other hand, downsizing of the nozzle device is also desired in order to make the sanitary washing device compact.
[0009]
An object of the present invention is to provide a nozzle device that can efficiently eject wash water and that can be miniaturized, and a sanitary washing device including the nozzle device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The nozzle device according to the present invention is a nozzle device that ejects cleaning water, and has an ejection member having an opening on one end side and a hole on the other end side, and an ejection space for ejecting cleaning water. A first flow path that leads from the opening side to the first flow path, a second flow path that guides wash water from the circumferential surface side to the ejection space, a pipe line that forms the second flow path, and an outer periphery of the pipe line The first flow path is formed by a space between the inner peripheral surface of the cover member and the outer peripheral surface of the pipe, and the ejection space is formed from the opening side. A first space having a first inner diameter toward the hole side, a second cylindrical space having a second inner diameter smaller than the first inner diameter, and a third inner diameter smaller than the inner diameter of the second cylindrical space The extension of the inner wall on the outer side of the second flow path is a concentric circle on the inner side of the inner peripheral surface of the second cylindrical space. To match the line, and the second flow path and the second cylindrical space in which to communicate.
[0011]
In the nozzle device according to the present invention, cleaning water is supplied from the opening side of the ejection space by the first flow path. Since the cross-sectional area of the ejection space decreases stepwise or continuously from the opening to the hole, the wash water supplied from the opening side is ejected from the hole by increasing the flow rate stepwise or continuously. In this case, the washing water flows from the opening having a large cross-sectional area into the ejection space toward the hole, and the washing water receives resistance only from the inner peripheral surface of the ejection space, so that the pressure loss is small. Therefore, a linear flow having a high flow velocity is efficiently ejected from the hole.
[0012]
Further, the cleaning side is supplied from the peripheral surface side of the ejection space by the second flow path. As a result, the washing water flows along the inner peripheral surface of the ejection space, so that a turning force is applied, and the washing water is ejected as a swirling flow while spreading from the hole. In this case, since the washing water does not receive resistance from the opening side but receives resistance only from the inner peripheral surface, the pressure loss is small. Therefore, the swirl flow is efficiently ejected from the hole.
[0013]
Furthermore, since the ejection space has a structure with a small pressure loss, there is no need to increase the cross-sectional area of the flow path in order to reduce the pressure loss. Therefore, it is possible to reduce the size of the nozzle device.
In addition, the second flow path and the second cylindrical space are arranged such that the extension line of the inner wall on the outer side of the second flow path coincides with the tangential line of the concentric circle on the inner side of the inner peripheral surface of the second cylindrical space. And communicate. Thereby, the wash water supplied from the second flow path to the second cylindrical space does not disturb the velocity distribution of the swirling flow that flows through the second cylindrical space. Therefore, the washing water in the second cylindrical space can be efficiently swirled.
As a result, the washing water ejected from the hole has a spreading angle, and the user can obtain a soft feeling of washing.
Further, the cross-sectional area of the first flow path is increased without increasing the size of the cover member. Therefore, the nozzle device can be reduced in size, and cleaning water can be efficiently ejected.
[0018]
The first space may have an inner diameter that continuously decreases from the opening to the second cylindrical space. In this case, the wash water flowing through the first space is continuously ejected from the hole with an increased flow velocity. Further, the flow path loss of the first space is reduced, and the pressure loss of the washing water is reduced. Therefore, the water force at the time when the washing water is ejected from the hole portion is increased, which is efficient.
[0019]
The third space may have an inner diameter that continuously decreases from the second cylindrical space to the hole. In this case, the wash water flowing through the third space is ejected from the hole portion with the flow velocity continuously increased. Further, the flow path loss of the third space is reduced, and the pressure loss of the washing water is reduced. Therefore, the water force at the time when the washing water is ejected from the hole portion is increased, which is efficient.
[0020]
The inner diameter of the second cylindrical space may be 2 to 5 times the inner diameter of the hole. In this case, the flow rate of the washing water ejected from the hole can be increased while reducing the flow path loss.
[0021]
The cross-sectional area of the first channel may be larger than the cross-sectional area of the opening of the ejection space. In this case, the pressure loss of the washing water flowing through the first flow path is reduced. Therefore, a high pressure can be maintained until the cleaning water flows into the opening of the ejection space.
[0024]
The tip of the cover member may be closed with a substantially hemispherical inner peripheral surface. In this case, it becomes difficult for dirt to adhere to the nozzle tip. Moreover, it becomes easy to wash away the adhered dirt. Therefore, the nozzle device is kept clean.
[0025]
The cover member may have a peripheral wall portion and a tip portion that are integrally formed. In this case, there is no seam in the cover member, and dirt is difficult to adhere. Moreover, it becomes easy to wash away the adhered dirt. Therefore, the nozzle device is kept clean.
[0026]
The cover member may have an ejection hole having an inner diameter larger than that of the hole. In this case, the washing water ejected from the hole does not hit the ejection hole, and the ejection of the washing water is not hindered.
[0027]
You may further provide the cyclic | annular sealing member which seals between the ejection member in the circumference | surroundings of a hole part, and the cover member in the circumference | surroundings of an ejection hole. In this case, the cleaning water in the first flow path does not flow out of the ejection hole through the gap between the ejection member and the cover member. Moreover, even if dirt adheres to the tip of the nozzle device, the dirt does not directly enter the first flow path from the ejection hole through the gap between the ejection member and the cover member. Further, even when dirt entering from the ejection hole enters the hole, the dirt is immediately discharged by the washing water ejected from the hole. Therefore, the inside of the nozzle device can always be kept clean.
[0028]
The cover member may be made of metal. In this case, the pressure of the washing water is not absorbed by the cover member. Therefore, the cleaning water can be efficiently ejected.
[0029]
A sanitary washing device according to the present invention is a sanitary washing device that jets wash water supplied from a water supply source to a human body, and includes a pressurizing unit that pressurizes the wash water supplied from the water supply source, a nozzle device, Path selection means for selectively supplying cleaning water pressurized by the pressure means to one or both of the first flow path and the second flow path of the nozzle device.
[0030]
In the sanitary washing apparatus according to the present invention, the wash water pressurized by the pressurizing means is supplied to the route selecting means, and the wash water supplied to the route selecting means is selectively supplied to the first flow path by the route selecting means. And one or both of the second flow paths.
[0031]
Wash water is supplied from the opening side of the ejection space through the first flow path. Since the cross-sectional area of the ejection space decreases stepwise or continuously from the opening to the hole, the wash water supplied from the opening side is ejected from the hole by increasing the flow rate stepwise or continuously. In this case, the washing water flows from the opening having a large cross-sectional area into the ejection space toward the hole, and the washing water receives resistance only from the inner peripheral surface of the ejection space, so that the pressure loss is small. Therefore, a linear flow having a high flow velocity is efficiently ejected from the hole.
[0032]
Further, the cleaning side is supplied from the peripheral surface side of the ejection space by the second flow path. As a result, the washing water flows along the inner peripheral surface of the ejection space, so that a turning force is applied, and the washing water is ejected as a swirling flow while spreading from the hole. In this case, since the washing water does not receive resistance from the opening side but receives resistance only from the inner peripheral surface, the pressure loss is small. Therefore, the swirl flow is efficiently ejected from the hole. Furthermore, since the ejection space has a structure with a small pressure loss, there is no need to increase the cross-sectional area of the flow path in order to reduce the pressure loss. Therefore, the sanitary washing apparatus can be downsized.
[0033]
The pressurizing unit may include a reciprocating pump that pressurizes the cleaning water with a periodically varying pressure, and may further include a control unit that controls the operation of the reciprocating pump. In this case, the washing water can be ejected at a pressure that varies periodically by the pressurizing means. Therefore, a high feeling of washing can be given to the human body even with a small amount of washing water. Further, since the operation of the reciprocating pump can be controlled by the control means, the pressure fluctuation of the washing water can be controlled according to the user's preference.
[0034]
You may further provide the heating means which heats the wash water supplied from the water supply source, and supplies it to a pressurization means. In this case, since the cleaning water supplied from the water supply source can be heated by the heating means and supplied to the pressurizing means, the cleaning water heated appropriately from the ejection holes can be ejected.
[0035]
The heating means may be an instantaneous heating device that heats the cleaning water supplied from the water supply source while flowing it. In this case, the cleaning water is heated while flowing by the instantaneous heating device. Accordingly, since the cleaning water is heated only when the sanitary cleaning device is used, power consumption can be minimized.
[0036]
The route selection means may include a flow rate adjusting means for adjusting a flow rate ratio of the cleaning water supplied to the first flow path and the second flow path. In this case, the flow rate ratio of the cleaning water flowing through the first route and the second route can be adjusted by the flow rate adjusting means. Therefore, the spread angle of the washing water ejected from the ejection holes can be adjusted.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a sanitary washing device according to an embodiment of the present invention will be described.
[0038]
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which the sanitary washing device according to the present embodiment is mounted on a toilet.
[0039]
As shown in FIG. 1, the
[0040]
The
[0041]
A
[0042]
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the
As shown in FIG. 2, the
[0043]
The user presses down the
[0044]
For example, when the user presses down the
[0045]
Further, when the drying
[0046]
The
[0047]
When the user depresses the nozzle position adjustment switches 302e and 302f, the position of the
[0048]
Hereinafter, the
[0049]
3 includes a
[0050]
As shown in FIG. 3, the
[0051]
First, purified water flowing through the
[0052]
A
[0053]
Next, the
[0054]
Subsequently, the
[0055]
The
[0056]
The
[0057]
FIG. 4 is a partially cutaway cross-sectional view showing an example of the structure of the
As shown in FIG. 4, a meandering
[0058]
The
[0059]
In the present embodiment, the
[0060]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the
[0061]
In FIG. 5, a
[0062]
A cleaning water inlet PI is provided on one side of the
[0063]
The cleaning water inlet PI communicates with the pump chamber 139a via the internal flow path P1, the small chamber S1, and the small chamber S3, and communicates with the
[0064]
The pump chamber 139a communicates with the washing water outlet PO through the small chamber S5, the small chamber S7, and the internal flow path P3. The
[0065]
An umbrella packing 137 is provided in each of the small chamber S3, the small chamber S4, the small chamber S7, and the small chamber S8.
[0066]
A
[0067]
When the rotating shaft of the
[0068]
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the umbrella packing 137. For example, when the
[0069]
On the other hand, when the
[0070]
The umbrella packing 137 provided in the small chamber S4 is deformed as shown in FIG. 6B when the
[0071]
FIG. 7 is a view showing a pressure change of the
[0072]
As shown in FIG. 7, cleaning water having a pressure Pi is supplied to the cleaning water inlet PI of the
[0073]
As described above, in the
[0074]
8A is a longitudinal sectional view of the switching
[0075]
The switching
[0076]
An
[0077]
As shown in FIGS. 8 (a), (b), (c), and (d), a
[0078]
By rotation of the
[0079]
The
[0080]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the operation of the switching
FIGS. 9A to 9F show a state in which the
[0081]
First, as shown in FIG. 9A, when the
[0082]
Next, as shown in FIG. 9B, when the
[0083]
Next, as shown in FIG. 9C, when the
[0084]
Next, as shown in FIG. 9 (d), when the
[0085]
Next, as shown in FIG. 9 (e), when the
[0086]
Further, as shown in FIG. 9 (f), when the
[0087]
As described above, when the
[0088]
FIG. 10 is a diagram showing the flow rate of the wash water flowing out from the
[0089]
For example, as shown in FIG. 10, when the
[0090]
As described above, the
[0091]
Next, the
[0092]
As shown in FIG. 11, the
[0093]
The two-
[0094]
The washing water supplied to one flow path of the two
[0095]
FIG. 13A is a side view of the
[0096]
As shown in FIGS. 13A and 13B, the
[0097]
Since the
[0098]
In addition, since the
[0099]
Further, since the
[0100]
FIG. 14 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 14, the
[0101]
A
[0102]
A
[0103]
A
[0104]
On the other hand, the
[0105]
A cleaning
[0106]
The
[0107]
The
[0108]
Further, the
[0109]
A minute gap is formed between the outer peripheral surfaces of the
[0110]
Next, the operation of the
[0111]
First, as shown in FIG. 15 (a), when the cleaning water is not supplied from the cleaning
[0112]
Next, as shown in FIG. 15 (b), when the supply of cleaning water is started from the cleaning
[0113]
Since the cleaning
[0114]
When the
[0115]
Further, the cleaning water supplied from the cleaning
[0116]
FIG. 16 is a diagram for explaining the
[0117]
As shown in FIG. 16A, the
[0118]
As shown in FIG. 16B, an
[0119]
Even if dirt enters the
[0120]
A
[0121]
Inside the flow
[0122]
The washing water in the
[0123]
The washing water supplied to the
[0124]
As shown in FIG. 16C, the
[0125]
Here, the flow velocity of the swirling flow flowing inside the cylinder will be described. FIG. 17A is a schematic diagram for explaining the flow velocity of the swirling flow inside the cylinder.
[0126]
It is assumed that the swirl flow that flows inside the cylinder of FIG. 17A is in a steady state. As shown in FIG. 17A, the fluid flowing inside the cylinder flows concentrically with respect to the center of the cylinder. The flow velocity of the swirl flow is zero at the center of the cylinder, and the flow velocity of the swirl flow increases in proportion to the distance from the center, and the swirl flow forms a vortex having no vorticity.
[0127]
However, the swirling flow is resisted by the inner peripheral surface of the cylinder in the region outside the boundary near the inner peripheral surface of the cylinder. Hereinafter, this boundary is referred to as a laminar flow limit BL. A so-called boundary layer is formed outside the laminar flow limit BL, and the flow velocity of the swirling flow decreases rapidly, and becomes zero on the inner peripheral surface of the cylinder. Therefore, the flow velocity of the swirl flow becomes maximum at the laminar flow limit BL.
[0128]
FIG. 17B is a schematic diagram for explaining the swirling flow of the cleaning water in the
[0129]
Further, as shown in FIG. 16B, since the
[0130]
From the above, in the
[0131]
Next, a change in the cross-sectional area of the flow path through which the washing water supplied to the
[0132]
18 is a cross-sectional view of the tip portion of the
[0133]
As shown in FIG. 19A, the cross-sectional area S1 indicates the cross-sectional area of the
[0134]
Since the cross-sectional area S3 of the
[0135]
Further, since the cross-sectional area gradually decreases in the order of the
[0136]
Assuming that the diameter of the
[0137]
In the
[0138]
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of the front end portion of the
[0139]
As shown in FIG. 20, the
[0140]
The washing water supplied from the
[0141]
In this way, in the
[0142]
For example, when the flow rate of the cleaning water supplied from the
[0143]
On the other hand, when the flow rate of the wash water supplied from the
[0144]
Therefore, the
[0145]
In addition, as described with reference to FIG. 17, the swirl flow generated in the
[0146]
In the present embodiment, when the water
[0147]
In addition, for example, since the fluid pressure is held by the
[0148]
FIG. 21 is a diagram for explaining the pressure fluctuation range of the cleaning water ejected from the
[0149]
A dotted line P1 in FIG. 21 indicates the pressure fluctuation range of the cleaning water when the
[0150]
On the other hand, since the
[0151]
Here, when the
[0152]
Therefore, by configuring the
[0153]
The
[0154]
In the present embodiment, the flow
[0155]
【The invention's effect】
In the nozzle device according to the present invention, a linear jet having a high flow velocity is efficiently ejected. Therefore, the cleaning water can be efficiently ejected. In addition, since the ejection space has a structure that gradually or continuously decreases to the ejection holes, the nozzle device can be reduced in size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a sanitary washing device according to the present embodiment is mounted on a toilet. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the remote control device in FIG. 1. FIG. FIG. 4 is a partially cutaway sectional view showing an example of the structure of the heat exchanger. FIG. 5 is a sectional view showing an example of the structure of the pump. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the operation. FIG. 7 is a diagram showing a pressure change of the pump of FIG. 5. FIG. 8A is a longitudinal sectional view of a switching valve, and FIG. It is AA sectional view, (c) is BB sectional drawing of the switching valve of (a), (d) is CC sectional drawing of the switching valve of (a). FIG. 10 is a cross-sectional view showing the operation of the switching valve in FIG. 8. FIG. 10 is a diagram showing the flow rate of cleaning water flowing out from the cleaning water outlet of the switching valve in FIG. FIG. 12 is an exploded perspective view of the piston portion. FIG. 13A is a side view of the
DESCRIPTION OF
Claims (15)
一端側に開口部を有しかつ他端側に孔部を有する噴出空間を形成する噴出部材と、
洗浄水を前記噴出空間に前記開口部側から導く第1の流路と、
洗浄水を前記噴出空間に周面側から導く第2の流路と、
前記第2の流路を形成する管路と、
前記管路の外周部を取り囲むように設けられた筒状のカバー部材とを含み、
前記第1の流路は、前記カバー部材の内周面と前記管路の外周面との間の空間により形成され、
前記噴出空間は、前記開口部側から前記孔部側へ第1の内径を有する第1の空間、前記第1の内径よりも小さい第2の内径を有する第2の円筒状空間および前記第2の円筒状空間の内径よりも小さい第3の内径を有する第3の空間を含み、
前記第2の流路の外側の内壁の延長線が、前記第2の円筒状空間の内周面より内側の同心円の接線と一致するように、前記第2の流路と前記第2の円筒状空間とが連通することを特徴とするノズル装置。A nozzle device for ejecting washing water,
An ejection member that forms an ejection space having an opening on one end side and a hole on the other end side;
A first flow path for guiding cleaning water to the ejection space from the opening side;
A second flow path for guiding the wash water from the peripheral surface side to the ejection space ;
A conduit forming the second flow path;
A cylindrical cover member provided so as to surround the outer periphery of the conduit,
The first flow path is formed by a space between an inner peripheral surface of the cover member and an outer peripheral surface of the pipe line,
The ejection space includes a first space having a first inner diameter from the opening side to the hole side, a second cylindrical space having a second inner diameter smaller than the first inner diameter, and the second A third space having a third inner diameter smaller than the inner diameter of the cylindrical space of
The second flow channel and the second cylinder are arranged such that an extension line of the inner wall on the outer side of the second flow channel coincides with a tangential line of a concentric circle inside the inner peripheral surface of the second cylindrical space. Nozzle device characterized by communicating with a space.
前記給水源から供給された洗浄水を加圧する加圧手段と、
請求項1〜10のいずれかに記載のノズル装置と、
前記加圧手段により加圧された洗浄水を前記ノズル装置の前記第1の流路および前記第2の流路のうち一方または両方に選択的に供給する経路選択手段とを備えたことを特徴とする衛生洗浄装置。A sanitary washing device that jets wash water supplied from a water supply source to a human body,
Pressurizing means for pressurizing the wash water supplied from the water supply source;
The nozzle device according to any one of claims 1 to 10 ,
Path selection means for selectively supplying cleaning water pressurized by the pressurizing means to one or both of the first flow path and the second flow path of the nozzle device. Sanitary cleaning equipment.
前記往復動ポンプの動作を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする
請求項11記載の衛生洗浄装置。The pressurizing means includes a reciprocating pump that pressurizes the wash water with a periodically varying pressure,
The sanitary washing apparatus according to claim 11 , further comprising a control means for controlling the operation of the reciprocating pump.
前記第1の流路および前記第2の流路に供給する洗浄水の流量比を調整する流量調整手段を含むことを特徴とする請求項11〜14のいずれかに記載の衛生洗浄装置。The route selection means includes
The sanitary washing apparatus according to any one of claims 11 to 14 , further comprising a flow rate adjusting unit that adjusts a flow rate ratio of cleaning water supplied to the first flow path and the second flow path.
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