JP4708008B2

JP4708008B2 - 手洗装置

Info

Publication number: JP4708008B2
Application number: JP2004354723A
Authority: JP
Inventors: 恭男小山
Original assignee: Kurashiki System Design Co Ltd
Current assignee: Kurashiki System Design Co Ltd
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: JP2006158673A

Description

本発明は、吐出する水に定量の洗浄液を混合する手洗装置に関する。

手洗は、洗浄液及び水をつけた両手をこすり合わせて、泡を発生させることにより、前記泡に汚れを包んで洗い落とす。このため、水道の蛇口から水を吐出させると共に、いずれかのタイミングで洗浄液を手に塗布しなければならない。最も簡易には、水道の蛇口とは別に、洗浄液を供給する洗浄液タンクを設け、定量の洗浄液を供給させて手に塗布し、この洗浄液を塗布した手を蛇口から吐出させる水にかざす方法がある。しかし、これでは手で洗浄液タンクを操作しなければならず、あまり衛生的ではない上、迅速に手洗を終えたい場合に手間がかかる。これから、例えば特許文献１に見られるように、洗剤の供給まで自動化した手洗装置が提案されている。

特許文献１の手洗装置は、挿入された手をセンサで感知して、まず水を吐出し、次いで洗浄液タンクから前記水に対して定量の洗浄液を供給し、水に混合する。すなわち、吐出する水は、一定時間だけ洗浄液を混合させた状態で吐出される。これにより、手には洗浄液及び水がつけられ、両手をこすり合わせることで泡立てることができる。また、水に洗浄液が混合される時間は一定であるため、洗浄液の供給が停止された後も水を吐出し続ければ、手についた泡を洗い落とすことができる。

特開2001-137150号公報

特許文献１における洗浄液の供給は、あくまで最初にセンサが手を感知した瞬間からの経時的な設定に基づくものでしかなく、ただ水の吐出も自動化されているため、特に洗浄液の供給時間を変化させなくても、定量の洗浄液を供給できる。しかし、水の流量が変わる場面では、前記流量に合わせて洗浄液の供給時間を変化させなければ、定量の洗浄液を供給できないことになる。すなわち、水の吐出が自動化されている限りで、特許文献１の構成は利用しうるが、例えば既設の手洗場等の蛇口に対して後付けする手洗装置では、特許文献１の構成を採用し得ない。

また、特許文献１の構成を参考に、後付けの手洗装置であっても、蛇口に対して流量センサを設置し、検知した流量に応じて別途設置した洗浄タンクから定量の洗浄液を供給することも考えられるが、水の流量は任意かつ自由に変更できることから、この流量センサを用いる構成でも洗浄液の供給量を適切にすることは難しく、洗浄液の供給量を適切にすることを考えると過剰な装置構成となって、現実的な手洗装置にならない可能性が高い。

このように、特許文献１の構成、又は特許文献１を参考にした流量センサを用いる構成では、既設の手洗場等の蛇口に対して後付けする手洗装置で、蛇口から吐出する水の流量に合わせた定量の洗浄液を供給することは難しい。そこで、このような後付けの手洗装置において、別途設置する洗浄液タンクから、吐出する水の流量に応じた定量の洗浄液を供給できる構成を簡易かつ現実的に構成するため、検討した。

検討の結果開発したものが、混合ノズルと、洗浄液タンクと、供給制限部とからなる手洗装置であって、洗浄液タンクから供給される洗浄液は一度供給制限部に貯留され、この供給制限部に送り込む水の圧力を利用して前記供給制限部から定量の洗浄液を押し出し、かつ水を利用したエジェクタである混合ノズルが前記定量の洗浄液を吸引することで、この混合ノズル内で水と洗浄液とを混合して放出する手洗装置である。本発明の手洗装置は、混合ノズルと洗浄タンクとの間に介在させた供給制限部により、混合ノズルへ供給する洗浄液の供給量を制限すると共に、前記制限された供給量の洗浄液を混合ノズル自身が吸引する。

ここで、混合ノズルは水を利用したエジェクタであれば、具体的構成又は構造は自由である。しかし、好ましくは、水を送り込む導入部と、供給制限部から供給された定量の洗浄液を前記水に混合する混合部と、混合した水と洗浄液とを放出する吐出部とからなり、混合部は導入部及び吐出部を隔絶しながらこの導入部及び吐出部を連通する通過孔を設けてなり、この通過孔は導入部より断面積の小さな導入側孔と、吐出部より断面積が小さく、かつ前記導入側孔より断面積の大きな吐出側孔とを連結し、導入側孔及び吐出側孔を連結して形成される段差部近傍の吐出側孔に洗浄液供給孔を設け、通過孔を通過する水により段差部に負圧を発生させて、洗浄液供給路を連結する洗浄液供給孔から洗浄液を通過孔に吸引させてなる混合ノズルを用いるとよい。この混合ノズルの吸引力は、通常のエジェクタ構成のものよりも強く、上述のように供給制限部で制限された洗浄液を混合ノズルの吸引力だけで十分に吸引させることができる。

上記混合ノズルは、強い吸引力により洗浄液を吸引するだけでなく、水に直接洗浄液を混合し、通過孔から水及び洗浄液が放出された際、大量の泡、具体的にはマイクロバブルを発生させる。ここで、手洗には泡が多いほど好ましいことから、上記混合ノズルは、複数の通過孔を有し、各通過孔は導入側孔及び吐出側孔を連結して形成される段差部近傍の吐出側孔に洗浄液供給孔又は空気供給孔を設け、通過孔を通過する水により段差部に負圧を発生させて、洗浄液タンクを連結する洗浄液供給孔から洗浄液を通過孔に吸引させ、又は外部に連通する空気供給孔から空気を吸引させるとよい。これにより、各通過孔において、水に対して洗浄液又は空気のいずれかを直接混合させることができ、通過孔から放出された水、洗浄液及び空気により、より多くの泡、具体的にはマイクロバブルを発生させることができる。

供給制限部は、様々な構成が考えられるが、水の圧力を利用する構成が好ましい。具体的には、第１シリンダ及び第１ピストンと、第２シリンダ及び第２ピストンと、第１ピストン及び第２ピストンを連動させる連結軸と、前記第２シリンダの第２ピストン変位先と洗浄液供給路とを連結する受け側供給ポートと、混合ノズルの洗浄液供給孔から延びる洗浄液送出路を前記第２シリンダの第２ピストン変位先に連結する送り側供給ポートと、蛇口から延びる水供給路を第１シリンダの第１ピストン変位元に連結する水圧付与ポートとからなり、第１ピストンに水の連通孔を設けると共に第１シリンダを混合ノズルに連通し、水は前記第１シリンダを通じて混合ノズルに送ってなり、水供給路から送り込まれる水の圧力により変位する第１ピストンに連動して第２ピストンを変位させ、予め洗浄液タンクから供給されて第２シリンダの第２ピストン変位先に貯留した洗浄液を前記第２ピストンの変位量に比例した定量だけ洗浄液送出路へ押し出すと同時に、混合ノズルが前記定量の洗浄液を洗浄液供給孔から吸引し、第１シリンダから取り込まれる水と前記洗浄液供給孔から吸引された洗浄液とを混合する供給制限部を示すことができる。

本発明の供給制限部は、定量の洗浄液を押し出すとともに、この押し出された定量の洗浄液のみを混合ノズルが吸引することにより、洗浄液タンクへ洗浄液を還流させることなく、混合ノズルへ定量の洗浄液を供給する。一見、第１ピストン及び第２ピストンの変位だけで混合ノズルへ洗浄液を押し出せるように思えるが、混合ノズルの通過孔が常圧であると、洗浄液は洗浄液供給路に逆流してしまい、定量の洗浄液を確実に混合ノズルへ送り込むことはできない。すなわち、第１ピストン及び第２ピストンの変位による洗浄液の押出しと、混合ノズルによる洗浄液の吸引とが相俟って、確実に定量の洗浄液を混合ノズルに送り込むことができるわけである。

ここで、「第２シリンダの第２ピストン変位先」とは、第２ピストンで画される大シリンダの空間のうち、常態にある第２ピストンが第１ピストンの変位により変位する方向の側、すなわち第２ピストンの変位よって狭くなる側を意味する。これから、第２ピストンの変位よって広くなる側は、「第２シリンダの第２ピストン変位元」になる。第１シリンダについても同様である。これから、第１ピストン及び第２ピストンは、常態として第１シリンダ又は第２シリンダにおいて片側に寄っていることが好ましいことが分かる。この場合、第１ピストン及び第２ピストンは、負圧により変位する方向と逆方向に付勢するリターンスプリングを連結軸に取り付けるとよい。

また、別の供給制限部として、押出シリンダ及び押出ピストンと、前記押出シリンダの押出ピストン変位先と洗浄液供給路とを連結する受け側供給ポートと、洗浄液供給孔から延びる洗浄液送出路を前記押出シリンダの押出ピストン変位先に連結する送り側供給ポートと、蛇口から延びる水供給路を押出シリンダの押出ピストン変位元に連結する水圧付与ポートとからなり、押出シリンダの押出ピストン変位元を混合ノズルに連通し、水は押出シリンダの押出ピストン変位元を通じて混合ノズルに送ってなり、水供給路から送り込まれる水の圧力により押出ピストンを変位させ、予め洗浄液タンクから供給されて押出シリンダの押出ピストン変位先に貯留した洗浄液を前記押出ピストンの変位量に比例した定量だけ洗浄液送出路へ押し出すと同時に、混合ノズルが前記定量の洗浄液を洗浄液供給孔から吸引し、押出シリンダの押出ピストン変位元から取り込まれる水と前記洗浄液供給孔から吸引された洗浄液とを混合する構成を示すこともできる。

この供給制限部においても、押出ピストンの変位による洗浄液の押出しと、混合ノズルによる洗浄液の吸引とが相俟って、確実に定量の洗浄液を混合ノズルに送り込むことができる。洗浄液を押し出す変位を終えた押出ピストンは、再び原位置に復帰させなければならない。この押出ピストンの復帰手段は従来公知の各種手段を利用できるが、押出ピストンが水圧により変位する方向と逆方向に付勢するリターンスプリングを押出シリンダ内に内蔵する構成が最も簡単かつ安定した構成である。

本発明により、既設の手洗場等の蛇口に対して後付けし、蛇口から吐出する水の流量に合わせた定量の洗浄液を供給する手洗装置を提供できるようになる。これは、供給制限部から定量の洗浄液を押し出すとともに、この押し出された定量の洗浄液のみを混合ノズルが吸引することによる効果である。蛇口から水を吐出するタイミングに合わせて洗浄液を押し出すことは容易であるが、これだけでは洗浄液タンクに洗浄液が還流する虞れがある。また、混合ノズルによる吸引だけでは、洗浄液を定量に制限することは難しい。本発明は、両者を組み合わせることで、水の吐出に合わせて洗浄液の供給を開始しながら、その供給量を定量に制限できる点で優れている。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は連動する第１ピストン211及び第２ピストン221を用いた供給制限部２を混合ノズル１と一体に構成した手洗装置の水Ｗの吐出前を表す部分断面図、図２は同手洗装置の水Ｗの吐出中を表す部分断面図、図３は押出ピストン311を用いた供給制限部３を混合ノズル１と一体に構成した手洗装置の水Ｗの吐出前を表す部分断面図であり、図４は同手洗装置の水Ｗの吐出中を表す部分断面図である。図１〜図４に示す各手洗装置は、供給制限部２,３の構成が異なるほか、混合ノズル１及び洗浄液タンク５は同じである。ここで、洗浄液タンク５は、単に洗浄液Ｌを貯留し、洗浄液供給路42を通じて混合ノズル１の洗浄液供給孔115に洗浄液Ｌを供給するだけで従来見られる構成である。そこで、残る共通部分である混合ノズル１について、各供給制限部２,３に対する細かな相違点に留意しながら、先に説明する。

各例に共通して用いられる混合ノズル１は、図１及び図３に見られるように、水供給路43と各供給制限部２,３に設けた水送出路431を介して連通して水Ｗを送り込む導入部12と、前記水Ｗに洗浄液Ｌ及び空気Ａを混合する混合部13と、水Ｗと洗浄液Ｌ及び空気Ａとを混合して生成したマイクロバブルを放出する吐出部14とからなる。導入部12は、供給制限部２,３の各水送出路431の外部に設けた雄ネジ部241,341に接続するための雌ネジ部121を内面に刻設しており、前記水送出路431端に圧接する円環状のシールリング122を内装している。吐出部14は、前記導入部12と一体かつ下流側に突出して設けた混合部13の外面に雄ネジ部131に螺着する雌ネジ部141を設けて前記混合部13に対して着脱自在にした円筒状の部材で、混合部13の下端に圧接する円環状のシールリング142を内装し、このシールリング142直下に金属製多孔板(パンチングメタル)144及び複数の金属メッシュ145(図１中金属メッシュを包含する円筒で図示)を積層した攪拌部143を設けている。この攪拌部143は、下層に向けて金属性多孔板144及び金属メッシュ145の目を順に粗くしている。これにより、混合部13を通過して吐出される水Ｗ及びマイクロバブルＢは、前記攪拌部143に衝突して攪拌されることにより、より大量かつきめ細やかなマイクロバブルＢを発生させる。

混合部13は、上記導入部12と一体に構成し、導入部12と吐出部14とを隔絶する部分で、記述したように、平面視中心の周囲に計４つの通過孔11を設けている。各通過孔11は、導入部12より断面積の小さな円筒状の導入側孔111と、吐出部14より断面積が小さく、かつ前記導入側孔111より断面積の大きな円筒状の吐出側孔112とを連結し、前記導入側孔111及び吐出側孔112を連結して形成される円錐台側面形状の段差113近傍の吐出側孔112に、洗浄液供給孔115又は空気供給孔116(周辺の通過孔11)を設けている。洗浄液供給孔115及び空気供給孔116は、半径方向に水平に延び、混合部13外面で洗浄液送出路421又は空気供給路44を接続する。これにより、負圧付与路61を通じて与えられる負圧Ｐにより供給制限部２,３が作動し、洗浄液Ｌは前記洗浄液供給孔115に接続する洗浄液送出路621を通じて供給制限部２,３から通過孔11に吸引され、空気Ａは前記空気供給孔116に接続する空気供給路64を通じて外部から通気孔11に吸引され、それぞれの通過孔11内で水Ｗと洗浄液Ｌ又は空気Ａとを混合する。

上記混合ノズル１は、導入部12から通過孔11の導入側孔111へ加圧状態で水Ｗを押し込み、導入側孔111及び吐出側孔112との間で形成される段差113を前記加圧状態の水Ｗが通過する際に発生させる負圧Ｐを利用して、洗浄液Ｌ又は空気Ａを吸引する。これにより、水Ｗに直接洗浄液Ｌ又は空気Ａを混合でき、こうして洗浄液Ｌ又は空気Ａを混合した水Ｗが通過孔11の吐出側孔112から放出されて混合し、更に攪拌部143に前記水Ｗが衝突することで攪拌されて、大量のマイクロバブルＢを発生させ、放出する。洗浄液Ｌ及び空気Ａを水Ｗに混合させて発生させるマイクロバブルＢは手の汚れを良好に洗い落とす効果を有する。また、後述するように、洗浄液Ｌの供給を定量に制限すると、空気Ａのみを水Ｗに混合させてマイクロバブルＢを発生させることできる。この空気Ａのみを水Ｗに混合させて発生させるマイクロバブルＢは手洗後のすすぎに効果を発揮する。

各通過孔11が発生させる負圧Ｐの大きさは、導入側孔111及び吐出側孔112の各断面積の比や主液体の流量に左右されるが、例えば導入側孔111が１mm径、吐出側孔112が２mm径で両者が同軸であり、水Ｗ(主液体)を２Ｌ/min〜４Ｌ/minの流量で流し込むと、0.2気圧〜0.9気圧(20kPa〜90kPa)の負圧Ｐを発生させることができる。この負圧Ｐの大きさは、水を利用したエジェクタである従来同種の混合ノズルが発生させる負圧に比べて大きく、洗浄液Ｌのように、空気より重く、また粘性のある液体の吸引も可能にしている。ここで、本例の通過孔11が、導入側孔111を短く、吐出側孔112を長くしている理由は、これは導入側孔111に押し込まれた水Ｗに対して早期に洗浄液Ｌ又は空気Ａを取り込み、長い吐出側孔112で水Ｗと洗浄液Ｌ又は空気Ａとを十分に混合させるためであり、負圧Ｐの大小に直接関係はない。

次に、各供給制限部２,３について説明する。図１に見られる供給制限部２は、第１シリンダ21及び第１ピストン211と、第２シリンダ22及び第２ピストン221と、第１ピストン211及び第２ピストン221を連動させる連結軸23と、前記第２シリンダ22の第２ピストン変位先222と洗浄液供給路42とを連結する受け側供給ポート223と、混合ノズル１の洗浄液供給孔115から延びる洗浄液送出路421を前記第２シリンダ22の第２ピストン変位先222に連結する送り側供給ポート224と、蛇口(図示略)から延びる水供給路43を第１シリンダ21の第１ピストン変位元217に連結する水圧付与ポート218とからなる構成で、既述したように、混合ノズル１の上部に第１シリンダ21、第２シリンダ22の順に両者を一体に積層している。このため、第１ピストン211に水Ｗの連通孔219を設けると共に第１シリンダ21を混合ノズル１の導入部12に連通する水送出路431を設け、水Ｗは前記第１シリンダ21を通じて混合ノズル１に送られる。

第１シリンダ21は、第１ピストン211の変位を円滑にするライナーを兼ねた第１円筒215を下ブロック24及び中間ブロック25で囲んだ密閉空間で、気密性を確保するため、第１円筒215と各ブロック24,25との繋ぎ目にシールリング216を介装している。水圧付与ポート218は前記中間ブロック25に設けられ、この水圧付与ポート218から中間ブロック25を貫通して設けられる水圧付与路432を第１シリンダ21の上面に開口している。そして、混合ノズル１の導入部12に連通する水送出路431を下ブロック24に貫通して設け、第１シリンダ21の底面に開口している。これから、水供給路43から水圧付与ポート218へ送り込まれた水Ｗは、水圧付与路432を通って第１ピストン211を押して下降させ、第１ピストン211の連通孔219を通じて水送出路431から混合ノズル１の導入部12に流れ込む。

第２シリンダ22は、第２ピストン221の変位を円滑にするライナーを兼ねた第２円筒225を中間ブロック25及び上ブロック26で囲まれた密閉空間で、気密性及び水密性を確保するため、第２円筒225と各ブロック25,26との繋ぎ目にシールリング226を介装している。受け側供給ポート223及び送り側供給ポート224は前記中間ブロック25に設けられ、第２シリンダ22の底面に開口している。受け側供給ポート223は、洗浄液タンク５から延びる洗浄液供給路42を繋げ、第２シリンダ22の第２ピストン変位先222に洗浄液Ｌを供給する。また、送り側供給ポート224は、混合ノズル１の洗浄液供給孔115から延びる洗浄液送出路421を繋げ、第２シリンダ22の第２ピストン変位先222から混合ノズル１へと洗浄液Ｌを送り出す。

第１ピストン211及び第２ピストン221はそれぞれ外周面が各円筒に摺接する扁平な樹脂製円板で、上ブロック26を貫通して上方へ延びる連結軸23に対し、第１ピストン211は前記連結軸23下端に、第２ピストン221は前記連結軸23途中にそれぞれ固着している。連結軸23の第２シリンダ22の貫通部位には、水密性を確保するためのシールリング231を装着している。本例では、変位した第１ピストン211は水圧と後述するリターンスプリング232の反発力とが平衡する位置で変位量が制限されており、この第１ピストン211に連動する第２ピストン221も前記第１ピストン211の変位量分しか変位しないことから、第２シリンダ22の第２ピストン変位先222は押し出せる洗浄液以上の空間を有していることになる。これは、洗浄液タンク５から空気が混入することを想定して、空気溜まりを設けたものである。これにより、仮に洗浄液タンク５から第２シリンダ22内に空気が混入しても、送り側供給ポート224を開口した第２シリンダ22の底面からは洗浄液Ｌのみが押し出されることになるから、第２ピストン221の変位によって送り側供給ポート224から混合ノズル１へと空気が押し出されなくなる。この空気溜まりを有する第２シリンダ22の第２ピストン変位先222の容量は、押し出す洗浄液Ｌの供給量の1.5〜２倍程度にしておくとよい。

また、本例の供給制限部２は、第１ピストン211を水圧により押圧して下降させるため、常態として第１ピストン211及び第２ピストン221が各シリンダ21,22の上方に位置保持されていることが望ましい。これから、本例では、上ブロック26を貫通して突出する連結軸23に、水圧により第１ピストン211及び第２ピストン221が変位する方向と逆方向に付勢するコイルバネからなるリターンスプリング232を取り付けている。具体的には、リターンスプリング232は上ブロック26の上面から上方に向けて反発させ、連結軸23に螺着するナット233を押し上げることで、第１ピストン211及び第２ピストン221を各シリンダ21,22の上方に位置保持させる。このリターンスプリング232の反発力は、連結軸23に対するナット233の螺着位置により調節可能であり、経時的な劣化に伴うリターンスプリング232の反発力の調整も容易になっている。また、リターンスプリング232に対して被せるようにストッパカバー234を連結軸23に取り付け、リターンスプリング232を過圧縮しないようにしている。

本例の供給制限部２の働きは、次の通りである。説明の便宜上、既に第２シリンダ22の第２ピストン変位先222に定量の洗浄液Ｌが貯留されている段階から説明する。水供給路43から水圧付与ポート218に水が送り込まれると、図２に見られるように、水Ｗは水圧付与路432を通じて第１シリンダ21の第１ピストン変位元217に流れ込み、第１ピストン211を下方へと押圧する。この押圧により第１ピストン211は下降するが、第１ピストン211に設けた連通孔219を通じて第１シリンダ21の第１ピストン変位先212に水Ｗが流れ出すため、第１ピストン211は水圧とリターンスプリング232の反発力とが平衡する位置までしか下降しない。第２ピストン221は、前記第１ピストン211の変位量の範囲で下方へ変位し、第２シリンダ22の第２シリンダ変位先222に貯留されていた洗浄液Ｌを送り側供給ポート224から押し出す。

このとき、第２ピストン221の下降により、洗浄液タンク５に繋がる受け側供給ポート223にも洗浄液Ｌが送り出されるように見えるが、混合ノズル１の洗浄液供給孔115に洗浄液送出路421を通じて繋がる受け側供給ポート228に負圧Ｐが働いているため、洗浄液Ｌは送り側供給ポート224から押し出されることになる。すなわち、第２ピストン221による押出しと、送り側供給ポート224の負圧Ｐとが相俟って、洗浄液Ｌは混合ノズル１へと供給されるわけである。ここで、洗浄液Ｌの供給量は、第２ピストン221の変位量に比例し、洗浄液Ｌの供給速度は洗浄液供給孔115から付与される負圧Ｐに比例する。そこで、一度に洗浄液Ｌが供給されてしまわないように、本例では洗浄液送出路421に流量調整弁422を設けている。

流量調整弁422は、一度に供給される洗浄液Ｌを制限するばかりでなく、洗浄液送出路421を通じて第２シリンダ22の第２ピストン変位先222に付与される負圧Ｐを制限する働きを有する。これにより、洗浄液Ｌは混合ノズル１から付与される負圧Ｐだけで吸引することができなくなり、上記第２ピストン221の変位により押し出される洗浄液Ｌのみが、洗浄液送出路421を通じて混合ノズル１へと供給できるようになる。これは、第２ピストン221が変位を終了すれば、第２シリンダ22内に残存する洗浄液Ｌ及び空気が混合ノズル１へ供給されないことを意味する。これにより、第２シリンダ22内の空気を混合ノズル１へ送らないようにすると共に、混合ノズル１でマイクロバブルを生成している間は、追加的に洗浄液タンク５から洗浄液Ｌを第２シリンダ22内へと取り込まないようにできる。

水Ｗを止めると、混合ノズル１に流れ込む水Ｗがなくなると共に、第１ピストン211を押し下げる水圧がなくなるため、第１ピストン211及び第２ピストン221はリターンスプリング332の反発力に従って上方へ押し上げられ、原位置へ復帰する。この際、第２ピストン221の変位に伴う第２シリンダ22の第２ピストン変位先222の容積変化が大きな負圧を発生させ、洗浄液タンク５から洗浄液供給路42を通じて洗浄液Ｌが補充されることになる。このとき、洗浄液送出路421を介して第２シリンダ22内へ空気を取り込まないように、洗浄液送出路421には混合ノズル１に向けて洗浄液Ｌが供給される向きにのみ連通するチェックバルブ227を送り側供給ポート224に内蔵させている。同様に、第２シリンダ22から洗浄液タンク５へ空気を流し込まないように、洗浄液供給路42には第２シリンダ22に向けて洗浄液Ｌが供給される向きにのみ連通するチェックバルブ228を受け側ポート223に内蔵させている。このように、本例の手洗装置における供給制限部２は、外部からの操作を必要とすることなく、混合ノズル１への水の送り込み及び停止に対応して、第２シリンダ22内に貯留された洗浄液Ｌを定量だけ送り出し、また自動的に第２シリンダ22へ洗浄液Ｌを補充できるようになっている。

図３に見られる供給制限部３は、押出シリンダ31及び押出ピストン311と、前記押出シリンダ31の押出ピストン変位先312と洗浄液供給路42とを連結する受け側供給ポート323と、混合ノズル１の洗浄液供給孔115から延びる洗浄液送出路421を前記押出シリンダ31の押出ピストン変位先312に連結する送り側供給ポート324と、蛇口(図示略)から延びる水供給路42を押出シリンダ31の押出ピストン変位元317に連結する水圧付与ポート318とからなる構成で、既述したように、混合ノズル１の上部に押出シリンダ311を一体に積層している。このため、水供給路42を分岐して一方を押出シリンダ31の押出ピストン変位元317に繋がる水圧付与路432とし、他方を混合ノズル１に繋がる水送出路431として、水Ｗは前記水供給路42から水送出路431を通じて混合ノズル１に送られる。

押出シリンダ31は、押出ピストン311を収納した円筒ブロック315の押出ピストン変位先312を閉鎖ブロック319で閉じた密閉空間である。押出ピストン311は外周面が円筒ブロック315に摺接する樹脂製円筒で、押出シリンダ31の上面となる閉鎖ブロック319との間にコイルバネからなるリターンスプリング332を介装している。これにより、通常押出ピストン31は水圧付与路432の開放端を塞ぐ位置にある。水圧付与ポート318は前記円筒ブロック315に設けられ、この水圧付与ポート318から分岐して設けられる水圧付与路432を押出シリンダ31の押出ピストン変位元317に開口している。そして、混合ノズル１の導入部12に連通する水送出路431は、同じく水圧付与ポート318から分岐して円筒ブロック315を貫通して設けられ、混合ノズル１を連結する円筒ブロック315端に開口している。これから、水供給路43から送り込まれた水Ｗは、水圧付与路432を通って押出ピストン311を押して上昇させ、同時に水送出路431から混合ノズル１の導入部12に流れ込む。受け側供給ポート328及び送り側供給ポート327は閉鎖ブロック319に設けられ、押出シリンダ31の押出ピストン変位先312に開口している。受け側供給ポート323は、洗浄液タンク５から延びる洗浄液供給路42を繋げ、押出シリンダ31の押出ピストン変位先312に洗浄液Ｌを供給する。また、送り側供給ポート324は、混合ノズル１の洗浄液供給孔115から延びる洗浄液送出路421を繋げ、押出シリンダ31の押出ピストン変位先312から混合ノズル１へと洗浄液Ｌを送り出す。

本例では、水圧付与路432から流れ込む水Ｗによる水圧で押出ピストン311が上昇し、この押出ピストン311の変位量に応じて、押出シリンダ31の押出ピストン変位先312に貯留した洗浄液Ｌを送り側供給ポート324から押し出すと共に、押出ピストン311により受け側供給ポート323及び送り側供給ポート324を同時に塞ぐ。これにより、洗浄液タンク５と混合ノズル１とが完全に遮断され、押出シリンダ31の押出ピストン変位先312から定量の洗浄液Ｌを供給し終えた後は、もはや何ら送り側供給ポート324から押し出されない。つまり、空気を混合ノズル１へ送ることはない。これは、押出ピストン311が水圧に押圧されて上昇することにより、受け側供給ポート323及び送り側供給ポート324を同時に塞ぐことの効果であり、このためにはリターンスプリング332の反発力は水圧より低いものにしておく必要がある。

本例の供給制限部３の働きは、次の通りである。説明の便宜上、既に押出シリンダ31の押出ピストン変位先312に定量の洗浄液Ｌが貯留されている段階から説明する。水供給路43から水圧付与ポート318に水Ｗが送り込まれると、図４に見られるように、水Ｗは水圧付与路432を通じて押出ピストン311を押圧し、更に押出シリンダ31の押出ピストン変位元317に流れ込み、リターンスプリング332の反発力に抗して押出ピストン311を上昇させ、押出シリンダ31の押出シリンダ変位先312に貯留されていた洗浄液Ｌを送り側供給ポート324から押し出す。また、水圧付与路432から分岐した水送出路431を通じて混合ノズル１の導入部12へ水Ｗが送られ、洗浄液供給孔115から洗浄液送出路421を通じて送り側供給ポート324に負圧Ｐを与える。

このとき、押出ピストン311の上昇により、洗浄液タンク５に繋がる受け側供給ポート323にも洗浄液Ｌが送り出されるように見えるが、混合ノズル１の洗浄液供給孔115に繋がる洗浄液送出路421を通じて受け側供給ポート323に負圧Ｐが働いているため、洗浄液Ｌは送り側供給ポート324から押し出されることになる。すなわち、押出ピストン311の押出しと、送り側供給ポート324の負圧Ｐとが相俟って、洗浄液Ｌは混合ノズル１へと供給されるわけである。ここで、洗浄液Ｌの供給量は、押出シリンダ311の押出ピストン変位先312に貯留された洗浄液Ｌの全量であり、洗浄液Ｌの供給速度は洗浄液供給孔115から付与される負圧Ｐに比例する。

本例の供給制限部３は、洗浄液Ｌの押し出しを終えた押出ピストン311が受け側供給ポート323及び送り側供給ポート324を共に塞ぐため、洗浄液Ｌの供給が終わった後に、空気が混合ノズル１に送られる虞れはない。むしろ、水Ｗの吐出をやめて押出ピストン311が下降してくる際に、洗浄液送出路421を介して押出シリンダ31内へ空気を取り込まないように、前記洗浄液送出路421には混合ノズル１に向けて洗浄液Ｌが供給される向きにのみ連通するチェックバルブ327を設けている。同様に、押出シリンダ31から洗浄液タンク５への空気の流入を防止するため、洗浄液供給路42にも押出シリンダ31に向けて洗浄液Ｌが供給される向きにのみ連通するチェックバルブ328を設けている。

水Ｗを止めると、混合ノズル１に流れ込む水Ｗがなくなると共に、押出ピストン311を押し上げる水圧がなくなるため、押出ピストン311はリターンスプリング332の反発力に従って下方へ押し下げられ、原位置へ復帰する。この際、押出ピストン311の変位に伴う押出シリンダ31の押出ピストン変位先312の容積変化が大きな負圧を発生させ、洗浄液タンク５から洗浄液供給路42を通じて洗浄液Ｌが補充されることになる。このように、本例の供給制限部は、外部からの操作を必要とすることなく、混合ノズル１への水Ｗの送り込み及び停止に対応して、押出シリンダ31内に貯留された洗浄液Ｌだけを送り出し、また自動的に押出シリンダ31へ洗浄液Ｌを補充できるようになっている。

連動する第１ピストン及び第２ピストンを用いた供給制限部を混合ノズルと一体に構成した手洗装置の水の吐出前を表す部分断面図である。同手洗装置の水の吐出中を表す部分断面図である。押出ピストンを用いた供給制限部を混合ノズルと一体に構成した手洗装置の水の吐出前を表す部分断面図である。同手洗装置の水の吐出中を表す部分断面図である。

符号の説明

１混合ノズル
11 通過孔
111 導入側孔
112 吐出側孔
113 段差
115 洗浄液供給孔
116 空気供給孔
12 導入部
13 混合部
14 吐出部
143 攪拌部
２供給制限部
21 第１シリンダ
211 第１ピストン
212 第１ピストン変位先
217 第１ピストン変位元
218 水圧付与ポート
219 連通孔
22 第２シリンダ
221 第２ピストン
222 第２ピストン変位先
223 受け側供給ポート
224 送り側供給ポート
23 連結軸
232 リターンスプリング
233 ナット
24 下ブロック
25 中間ブロック
26 上ブロック
３供給制限部
31 押出シリンダ
311 押出ピストン
312 押出ピストン変位先
317 押出ピストン変位元
318 水圧付与ポート
323 受け側供給ポート
324 送り側供給ポート
332 リターンスプリング
42 洗浄液供給路
421 洗浄液送出路
43 水供給路
431 水送出路
432 水圧付与路
44 空気供給路
５洗浄液タンク
Ｗ水
Ｌ洗浄液
Ａ空気
Ｂマイクロバブル
Ｐ負圧

Claims

混合ノズルと、洗浄液タンクと、供給制限部とからなる手洗装置であって、洗浄液タンクから供給される洗浄液は一度供給制限部に貯留され、該供給制限部に送り込む水の圧力を利用して前記供給制限部から定量の洗浄液を押し出し、かつ水を利用したエジェクタである混合ノズルが前記定量の洗浄液を吸引することで、該混合ノズル内で水と洗浄液とを混合して放出してなる手洗装置。
混合ノズルは、水を送り込む導入部と、供給制限部から供給された定量の洗浄液を前記水に混合する混合部と、混合した水と洗浄液とを放出する吐出部とからなり、混合部は導入部及び吐出部を隔絶しながら該導入部及び吐出部を連通する通過孔を設けてなり、該通過孔は導入部より断面積の小さな導入側孔と、吐出部より断面積が小さく、かつ前記導入側孔より断面積の大きな吐出側孔とを連結し、導入側孔及び吐出側孔を連結して形成される段差部近傍の吐出側孔に洗浄液供給孔を設けてなり、通過孔を通過する水により段差部に負圧を発生させて、洗浄液供給路を連結する洗浄液供給孔から洗浄液を通過孔に吸引させてなる請求項１記載の手洗装置。
混合ノズルは複数の通過孔を有し、各通過孔は導入側孔及び吐出側孔を連結して形成される段差部近傍の吐出側孔に洗浄液供給孔又は空気供給孔を設けてなり、通過孔を通過する水により段差部に負圧を発生させて、洗浄液タンクを連結する洗浄液供給孔から洗浄液を通過孔に吸引させ、又は外部に連通する空気供給孔から空気を吸引させてなる請求項２記載の手洗装置。
供給制限部は、第１シリンダ及び第１ピストンと、第２シリンダ及び第２ピストンと、第１ピストン及び第２ピストンを連動させる連結軸と、前記第２シリンダの第２ピストン変位先と洗浄液供給路とを連結する受け側供給ポートと、混合ノズルの洗浄液供給孔から延びる洗浄液送出路を前記第２シリンダの第２ピストン変位先に連結する送り側供給ポートと、蛇口から延びる水供給路を第１シリンダの第１ピストン変位元に連結する水圧付与ポートとからなり、第１ピストンに水の連通孔を設けると共に第１シリンダを混合ノズルに連通し、水は前記第１シリンダを通じて混合ノズルに送ってなり、水供給路から送り込まれる水の圧力により変位する第１ピストンに連動して第２ピストンを変位させ、予め洗浄液タンクから供給されて第２シリンダの第２ピストン変位先に貯留した洗浄液を前記第２ピストンの変位量に比例した定量だけ洗浄液送出路へ押し出すと同時に、混合ノズルが前記定量の洗浄液を洗浄液供給孔から吸引し、第１シリンダから取り込まれる水と前記洗浄液供給孔から吸引された洗浄液とを混合してなる請求項１〜３いずれか記載の手洗装置。
第１ピストン及び第２ピストンは、水圧により変位する方向と逆方向に付勢するリターンスプリングを連結軸に取り付けてなる請求項４記載の手洗装置。
供給制限部は、押出シリンダ及び押出ピストンと、前記押出シリンダの押出ピストン変位先と洗浄液供給路とを連結する受け側供給ポートと、洗浄液供給孔から延びる洗浄液送出路を前記押出シリンダの押出ピストン変位先に連結する送り側供給ポートと、蛇口から延びる水供給路を押出シリンダの押出ピストン変位元に連結する水圧付与ポートとからなり、押出シリンダの押出ピストン変位元を混合ノズルに連通し、水は押出シリンダの押出ピストン変位元を通じて混合ノズルに送ってなり、水供給路から送り込まれる水の圧力により押出ピストンを変位させ、予め洗浄液タンクから供給されて押出シリンダの押出ピストン変位先に貯留した洗浄液を前記押出ピストンの変位量に比例した定量だけ洗浄液送出路へ押し出すと同時に、混合ノズルが前記定量の洗浄液を洗浄液供給孔から吸引し、押出シリンダの押出ピストン変位元から取り込まれる水と前記洗浄液供給孔から吸引された洗浄液とを混合してなる請求項１〜３いずれか記載の手洗装置。
押出ピストンは、水圧により変位する方向と逆方向に付勢するリターンスプリングを押出シリンダ内に内蔵してなる請求項６記載の手洗装置。