JP4882708B2 - 洗浄水吐出装置及びこれを備えた便器装置 - Google Patents

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本発明は、液体薬剤を混入した洗浄水を吐出するための洗浄水吐出装置、及びこれを備えた便器装置に関するものである。
便器装置においては、ボウル部内に洗浄水を吐出するための洗浄水吐出装置が備えられている。特許文献1には、この洗浄水吐出装置の洗浄水流路中に液体薬剤を合流させ、液体薬剤が混入された状態の洗浄水をボウル部内に吐出する構成のものが開示されている。液体薬剤は薬剤供給経路を通じて混入され、この薬剤供給経路中に配してある開閉弁によって混入が制御される構成である。しかし上記従来の洗浄水吐出装置にあっては、開閉弁として電磁弁を備えてこれの開閉動作を適宜制御する構成が必要となり、低コスト化を図ることが困難であるという問題がある。
そこでまず本発明者は、ポンプ圧力により弾性変形を生じて開口し、ポンプを停止すれば復元力により閉口するようなスリット状貫通孔を有する開閉弁を発想した。これによれば電磁弁を用いる必要がなく、また弁の開閉を直接制御する必要もないので低コスト化が図られる。しかし、上記開閉弁にあっては、このスリット状貫通孔を形成する弾性部材が洗浄水流路を流れる洗浄水の水圧の影響を受け易くなるため、スリット状貫通孔を通じて液体薬剤を安定的に供給することが困難であるという問題があった。
特開平5−214757号公報
本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、電磁弁を用いることなく低コストで、且つ液体薬剤を安定的に供給することができる洗浄水吐出装置、及びこれを備えた便器装置を提供することを課題とするものである。
上記課題を解決するために本発明を、供給される洗浄水を吐出口9から外部に吐出する洗浄水流路11と、洗浄水流路11中に合流する薬剤供給経路12と、洗浄水流路11を流れる洗浄水に薬剤供給経路12から液体薬剤10を供給するための圧力を付与する薬剤供給用ポンプ13と、薬剤供給経路12中に配される開閉弁33とを具備し、前記開閉弁33は、薬剤供給用ポンプ13の運転により開口し且つ運転停止により閉口するスリット状貫通孔40を有する弾性部材であり、該スリット状貫通孔40が洗浄水流路11の洗浄水の流れに臨み且つ該洗浄水の流れに略平行となるように配してあることを特徴とした洗浄水吐出装置6とする。
上記構成の洗浄水吐出装置6にあっては、薬剤供給用ポンプ13を運転すればスリット状貫通孔40が開口して洗浄水流路11を流れる洗浄水に液体薬剤10が混入され、薬剤供給用ポンプ13を停止すればスリット状貫通孔40が閉口して液体薬剤10の混入は停止される。したがって、従来のように開閉弁33として電磁弁を用いてこれの開閉を適宜制御するといった構成を具備する必要なく、弾性部材から成る開閉弁33を薬剤供給経路12中に配しておくだけの簡単な構成により、薬剤供給用ポンプ13の運転のオンオフと連動して液体薬剤10の混入のオンオフを切り替えることが可能になっている。
しかも、スリット状貫通孔40は洗浄水流路11の洗浄水の流れに臨み且つ該洗浄水の流れに略平行となるように配してあるので、このスリット状貫通孔40の開閉が洗浄水流路11中の洗浄水の流れに影響を受けることは防止されている。したがって、スリット状貫通孔40の開閉は安定的に制御されるものである。即ち上記構成の洗浄水吐出装置6にあっては、開閉弁33として電磁弁を用いることなく低コストで、且つ液体薬剤10を安定的に供給することができるものとして提供することが可能になる。
また上記構成の洗浄水吐出装置6において、開閉弁33の周囲には、スリット状貫通孔40の開口を一定範囲に規制する規制手段を備えていることが好ましい。このような規制手段を備えることで、スリット状連通孔40が開口し過ぎて液体薬剤10が過剰に供給されることが防止される。したがって、開閉弁33を通じての液体薬剤10の供給が、安定的に且つ適量で行われるものである。
また本発明を、上記構成の洗浄水吐出装置6の洗浄水流路11の吐出口9を、ボウル部5内に臨ませてあることを特徴とする便器装置1とすることも好適である。このようにすることで、吐出口9から洗浄水、又は洗浄水中に適量の液体薬剤10を混入して得た薬剤入り洗浄水のいずれかを選択的にボウル部5の内面に吐出して洗浄する便器装置1を、低コストで且つ液体薬剤を安定的に供給することができるものとして提供することが可能になる。
請求項1に係る発明は、電磁弁を用いることなく低コストで、且つ液体薬剤を安定的に供給することができる洗浄水吐出装置になるという効果を奏する。
また請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明の効果に加えて、スリット状連通孔が開口し過ぎて液体薬剤が過剰に供給されることを防止し、適量の液体薬剤を安定的に供給することが可能になるという効果を奏する。
また請求項3に係る発明は、吐出口から洗浄水、又は洗浄水中に適量の液体薬剤を混入して得た薬剤入り洗浄水のいずれかを選択的にボウル部の内面に吐出して洗浄する便器装置を、低コストで且つ液体薬剤を安定的に供給することができるものとして提供することが可能になるという効果を奏する。
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図1には、本発明の実施形態における一例の洗浄水吐出装置6を備えた便器装置1を示している。本例の便器装置1は、合成樹脂製の便器2で主体を構成してある。なお図中の符合3は便器2に回動自在に設けた便座であり、符合4は便器2に回動自在に設けた便蓋である。
便器2のボウル部5の下部には後方に向けて排水筒部7を突設してあり、該排水筒部7からトラップ筒8を介してボウル部5内の溜水を排水できるようになっている。本例のトラップ筒8はターントラップ方式のもので、モータ(図示せず)によりトラップ筒8を回動して、図1に実線で示すようにトラップ筒8が上向きU字状のトラップ構造となる状態と、破線で示すように略逆L字状となってトラップ構造が解除される状態とを、選択できるようになっている。通常はトラップ筒8が上向きU字状のトラップ構造を保持し、ボウル部5内の下部、排水筒部7、トラップ筒8内に水が溜まった状態となるが、この状態で大便や小便を行い、大便や小便が終わると、洗浄水吐出装置6の吐出口9からボウル部5内に向けて洗浄水を流すと共に、トラップ筒8を回動してトラップ構造を解除することで、汚物と共に汚水を排水するようになっている。
便器2の後部に内装される本例の洗浄水吐出装置6は図1乃至図5に示すようなもので、吐出口9から洗浄水、又は洗浄水に液体薬剤10を混入して得た薬剤入り洗浄水のいずれか一方を、選択的にボウル部5の内面に吐出して洗浄するものである。
図1に概略的に示すように洗浄水吐出装置6は、洗浄水が供給される洗浄水流路11と、洗浄水流路11に合流する薬剤供給経路12を備えている。薬剤供給経路12には、該薬剤供給経路12から洗浄水流路11を流れる洗浄水に液体薬剤10を供給するための圧力を付与する薬剤供給用ポンプ13を設けている。
洗浄水流路11は、水源(図示せず)に接続されて水道水からなる洗浄水が供給される流路である。洗浄水流路11に洗浄水を供給する手段としては、水道圧を利用する。洗浄水流路11の下流側端部には、ボウル部5の上端部後方に配設されて該ボウル部5内に臨む吐出ノズル14(図2等参照)を設けてあり、該吐出ノズル14の先端開口で前述の吐出口9を構成している。吐出口9はボウル部5の側端部に臨んでおり、該吐出口9から吐出された洗浄水又は薬剤入り洗浄水はボウル部5の内周面に沿って旋回する。洗浄水流路11において薬剤供給経路12との合流部15よりも上流側には電磁弁16を設けてあり、電磁弁16を開閉することで、洗浄水流路11に供給された洗浄水を吐出口9から吐出するか否かを切替可能としてある。
洗浄水流路11において合流部15よりも上流側であり且つ電磁弁16よりも下流側である部分には、洗浄水流路11を流れる洗浄水に空気を混入して、気泡入り洗浄水を生成する空気混入部17を設けている。空気混入部17は、一端を大気に開放した空気供給路18の他端を洗浄水流路11の一部に接続することで構成しており、洗浄水流路11を流れる洗浄水のエジェクタ効果によって空気供給路18から洗浄水流路11に空気を供給し、これにより気泡入り洗浄水を得る仕組みである。
図5等に示すように、洗浄水流路11において空気供給路18を接続する部分は、上流側のノズル管19と下流側のエジェクタ管20とで構成してある。ノズル管19は、下流側に向かって流路断面積を徐々に小さくする先細形状に形成しており、このノズル管19の先端部を、エジェクタ管20の一端開口から該エジェクタ管20内に挿入している。上記挿入によりノズル管19の先端部外側に位置することとなるエジェクタ管20の内周面は、ノズル管19の先端部外周面よりも大径に形成しており、これによりノズル管19の先端部近傍に、洗浄水の流れにより大きな負圧が発生する負圧発生部21を形成している。前述の空気供給路18の一端は洗浄水流路11の負圧発生部21に接続してあり、負圧発生部21で発生する負圧によって、洗浄水流路11を流れる洗浄水に確実に且つ充分な量の空気が混入されるようになっている。
エジェクタ管20における負圧発生部21よりも下流側の部分には、ベンチュリ管状の絞り流路部22を形成している。該絞り流路部22は、上流側及び下流側の流路断面積の大きな大径部23と、両大径部23間の小径部24とで構成してあり、上流側から流れてきた気泡入り洗浄水を通過時に圧力変化させ、これにより洗浄水に含まれる気泡を剪断して細分化する。また洗浄水流路11の薬剤供給経路12との合流部15よりも下流側の箇所には、洗浄水に含まれる気泡を更に細分化する気泡細分化手段として、気泡を剪断するメッシュで構成した整流板25を設けている。なお、エジェクタ管20の下流側端部には、前述の吐出口9を構成する吐出ノズル14の基端部を接続している。
図1に示すように薬剤供給経路12は、界面活性剤を含む洗剤から成る液体薬剤10が循環する循環経路26と、循環経路26から分岐した分岐経路27とで構成してあり、該分岐経路27の下流側端部を洗浄水流路11に接続させている。
循環経路26の途中には、液体薬剤10を貯留する薬剤タンク28を設けてあり、該薬剤タンク28は便器2の後部の下側部分に内装してある。薬剤タンク28には薬剤供給口29が設けてあり、該薬剤供給口29は着脱自在に取付けたキャップ30により閉塞させている。便器2の外面において薬剤タンク28に対向する部分は、便器2に対して着脱自在なカバー(図示せず)により構成してあり、使用者はこのカバーを取り外すことで、薬剤タンク28の薬剤供給口29から薬剤タンク28内に液体薬剤10を補充できるようになっている。また薬剤タンク28は便器2に対して着脱自在に設けてあり、前述のカバーを取り外して便器2から外部に取り出した状態で液体薬剤10を補充できるようになっている。循環経路26における分岐経路27との分岐部31のすぐ上流側には、薬剤タンク28内の液体薬剤10を循環経路26中で循環させる循環ポンプ13aを設けており、この循環ポンプ13aにより、洗浄水流路11を流れる洗浄水に液体薬剤10を供給するための圧力を付与する薬剤供給用ポンプ13を構成している。
図5等に示すように、分岐経路27の上流側部分(即ち、後述の管部37によって構成される部分)は小径の孔部で構成してあり、循環ポンプ13aにより圧力を付与されて循環経路26内を循環する液体薬剤10のうち、少量の液体薬剤10がこの小径の分岐経路27を介して洗浄水流路11に供給されるようになっている。分岐経路27の下流側端部は、前述のエジェクタ管20において洗浄水の流速が速くなって大きな負圧が発生する絞り流路部22の小径部24の上端部に接続している。換言すれば、洗浄水流路11における薬剤供給経路12との合流部15は、絞り流路部の小径部24で構成してある。そして、分岐経路27の下流側端部には、開閉自在な開閉弁33を設けており、該開閉弁33を開閉することによって、薬剤供給経路12と洗浄水流路11の連通状態と非連通状態とを切替可能にしている。なお、開閉弁33については後に詳述する。
上記便器装置1の洗浄水吐出装置6は制御部(図示せず)を備えており、適宜操作により制御部に便器洗浄指令を送信すると、制御部は以下に述べるボウル洗浄モードで運転を行い、ボウル部5を洗浄するように設定されている。なお薬剤供給用ポンプ13、電磁弁16、モータ等は制御部に接続されて制御される。
図10のタイムチャートに示すように、ボウル洗浄モードは、便器洗浄指令を受信した際に開始する洗浄水吐出モードと、洗浄水吐出モードで所定時間t1運転した後に開始する薬剤入り洗浄水吐出モードとで構成してあり、薬剤入り洗浄水吐出モードの開始から所定時間t2後にボウル洗浄モードは終了する。
洗浄水吐出モードは、液体薬剤10を混入していない洗浄水(即ち水道水)を吐出口9から吐出するモードである。該洗浄水吐出モードでは、薬剤供給用ポンプ13を停止するとともに開閉弁33を閉弁させ、薬剤供給経路12と洗浄水流路11を非連通状態にしたうえで、電磁弁16を開いて洗浄水流路11に洗浄水を供給する。これにより水源から洗浄水流路11に供給された洗浄水は、空気混入部17において空気が混入されて気泡入り洗浄水となり、この後、この洗浄水に含まれる気泡が絞り流路部22で細分化され、さらに整流板25で細分化された後、吐出口9から吐出される。またこの洗浄水吐出モードにおいては、洗浄水吐出モードを開始してから所定時間t3経過後に、モータを駆動してトラップ筒8を略逆L字状とし、これによりボウル部5内の溜水を排水する。さらにこの所定時間t4経過後にはモータを駆動してトラップ筒8を通常の上向きU字状とし、以後このボウル部5内に洗浄水を溜めることが可能な状態を維持する。
ここで、洗浄水吐出モードにおいて吐出口9から吐出される洗浄水に含まれる気泡の径は比較的大径である数mm程度に設定してある。このように気泡を含む洗浄水を吐出することで、洗浄水に含まれる気泡が破裂した際に発生する高周波振動の惹起により、気泡入り洗浄水自体の高い洗浄力によってボウル部5の内面を効率良く洗浄できるようにしてある。この場合、洗浄水の節水効果を高めることができる。特にこの洗浄水に含まれる気泡はミリメータサイズと比較的大径であるから、気泡が破裂し易くてボウル部5の内面が効率良く洗浄される。
上記洗浄水吐出モードが終了すると、薬剤入り洗浄水吐出モードに移行する。薬剤入り洗浄水吐出モードは、液体薬剤10を混入した洗浄水(即ち、薬剤入り洗浄水)を吐出口9から吐出するモードである。薬剤入り洗浄水吐出モードでは、薬剤供給用ポンプ13を運転して後述の如く開閉弁33を開弁させ、薬剤供給経路12と洗浄水流路11を連通させるとともに、電磁弁16を開弁させて洗浄水流路11に洗浄水を供給する。これにより水源から洗浄水流路11に供給された洗浄水は、薬剤供給経路12との合流部15よりも上流側においては空気混入部17において空気が混入されて気泡を含む洗浄水となり、下流側に流れる。これと同時に薬剤供給用ポンプ13によって循環経路26内を流れる液体薬剤10の一部が分岐経路27及び開閉弁33を介して洗浄水流路11の合流部15に流入し、この合流部15において前記洗浄水流路11を流れる気泡を含む洗浄水と合流する。これにより気泡を含む薬剤入り洗浄水となって以後は、この薬剤入り洗浄水に含まれる気泡が絞り流路部22で細分化され、さらに整流板25で細分化された後、吐出口9から外部に吐出される。
上記洗浄水吐出モードにおいて吐出口9から吐出される薬剤入り洗浄水に含まれる気泡の径は、前述の洗浄水吐出モードにおいて吐出口9から吐出される洗浄水に含まれる気泡の径よりも小径となっている。これは、絞り流路部22及び整流板25で細分化される薬剤入り洗浄水に界面活性剤を含む液体薬剤10が混入された場合には、洗浄水の表面張力が低下し、これにより絞り流路部22及び整流板25で剪断力が加えられる際に気泡がより細分化されるためである。具体的には、洗浄水吐出モードにおいては吐出口9から吐出される薬剤入り洗浄水に含まれる気泡の径が平均60μm程度となるように設定してある。気泡径をこのように設定することで、ボウル部5の内面において溜水の水面と接する喫水線部分に、界面活性剤を含む薬剤入り洗浄水で界面を形成した防汚効果の高いマイクロメータサイズの微小泡を付着させることができる。また、この微小泡は破裂し難く長時間ボウル部5の内面に付着させることができ、これらによりボウル部5の内面、特に喫水線部分を清潔に保持することができる。
そして本発明にあっては、前記の開閉弁33を、弾性変形可能であり、薬剤供給用ポンプ13が運転される薬剤入り洗浄水吐出モードにおいては該薬剤供給用ポンプ13により付与される圧力によって弾性変形して開弁し、且つ薬剤供給用ポンプ13が運転停止される洗浄水吐出モードにおいては弾性復帰して閉じる弾性部材としている。以下、更に詳述する。
図3、図11等に示すように、エジェクタ管20の小径部24からは上方に向けて筒部34を一体に突設してあり、筒部34の下底部を構成するエジェクタ管20の外周部には、筒部34内と小径部24内を連通させるスリット孔35を形成している。このスリット孔35は、洗浄水流路11を流れる洗浄水の流れ方向と略平行になるよう設けてある。筒部34の上部には、循環経路26の一部を構成する管路36から下方に突設した管部37を挿入して密閉状態に接続してある。なお管部37の上端は管路36内、つまり循環経路26内に連通している。
筒部34の下部の内側には弾性変形可能なゴムのような弾性部材で形成した開閉弁33を配設している。図8及び図9に示すように開閉弁33は、一端(上端)の開口した円筒状を成す導入部38と、導入部38の他端(下端)底部から下方に延設した薄片状の開閉部39とで主体を構成している。開閉弁33は、図11のように導入部38を筒部34の下部の内側に嵌め込み、導入部38の上端周縁に設けてあるフランジ部45を管部37との間で挟み込むことで筒部34に固定されている。
開閉弁33の開閉部39には、その厚み方向の中央を上下方向に貫通するスリット状貫通孔40が形成されており、これにより、弾性を有する一対のシート状部材の両端同士を接合させたような構成となっている。このスリット状貫通孔40は、導入部38の内側と開閉部39の先端面(下端面)とを連通させるものであり、導入部38の軸方向(即ち、導入部38を通じて開閉弁33内に導入される液体薬剤10の流れ方向)から見て洗浄水流路11を流れる洗浄水の流れ方向と平行なスリット状に形成されている。なお図11に示すように、開閉弁33の開閉部39は外力が加わっていない状態ではスリット状貫通孔40を閉じた状態で自己の形状を保持する。
開閉弁33の薄片状の開閉部39の先端部は、前述のエジェクタ管20の小径部24に形成したスリット孔35内に幅方向の隙間43を介して挿入され、これにより開閉弁33のスリット状貫通孔40の開閉部39の先端開口が小径部24内(即ち洗浄水流路11内の洗浄水の流れ)に臨むこととなる。つまり本例の分岐経路27は、循環経路26から順に連続して配管される上記管部37、筒部34の下部、開閉弁33で構成している。
また筒部34の周壁部において開閉部39に対向する位置には通気孔41を設けており、筒部34内の開閉弁33の開閉部39外側に形成された空間42を、通気孔41を介して外部に連通させている。これにより開閉弁33がスリット状貫通孔40を閉じた図11の状態では、洗浄水流路11の薬剤供給経路12との合流部15は、開閉弁33の開閉部39の先端部とスリット孔35の内周面との間に形成された隙間43、空間42、通気孔41を順に介して外部に連通することとなり、これら隙間43、空間42、通気孔41で洗浄水流路11の薬剤供給経路12との合流部15を大気に開放させる大気開放路44が構成される。
上記開閉弁33は、薬剤入り洗浄水吐出モード時においては、図12に示すように薬剤供給用ポンプ13が付与する圧力により開閉部39が弾性変形してスリット状貫通孔40を広げるように設定してある。このため薬剤入り洗浄水吐出モードにおいては薬剤供給経路12の分岐経路27と洗浄水流路11とが開閉弁33のスリット状貫通孔40を介して連通し、薬剤供給用ポンプ13により送り込まれる液体薬剤10が、薬剤供給用ポンプ13の圧力及び洗浄水流路11の合流部15で発生する負圧の作用によって、洗浄水流路11を流れる洗浄液中に安定的に供給される。なおこの時、弾性変形した開閉部39の先端部の外周面がスリット孔35の内壁に当接し、スリット状貫通孔40の開口幅を一定範囲に規制するように設定してある。即ち本例にあっては上記スリット孔35の幅方向の内壁を、スリット状貫通孔40の開口幅を一定範囲に規制する規制手段として備えてある。
また薬剤供給用ポンプ13が停止される洗浄水吐出モード時においては、開閉弁33には薬剤供給用ポンプ13の圧力が加わらず、図11に示すように開閉弁33は開閉部39が弾性復帰してスリット状貫通孔40を閉じるように設定してある。このため洗浄水吐出モードにおいては、薬剤供給経路12の分岐経路27と洗浄水流路11の連通状態が遮断される。即ち、薬剤供給用ポンプ13の運転のオンオフに連動して、開閉弁33の開閉部39におけるスリット状貫通孔40の開閉が自動的に切り替えられる構成となっている。
なお本例にあっては、開閉弁33の開閉部39においてスリット状貫通孔40の先端(下端)が位置する先端面は、洗浄水流路11の内周面と面一となるように設けているが、この開閉部39の先端面が洗浄水流路11の内周面よりも内側に突出するように配してあっても構わない。また、スリット状貫通孔40の開口幅を一定範囲に規制する規制手段についても、スリット孔35の内周面に限らず、筒部34の他の部分や他部材によって規制する構成であっても構わない。
本発明の実施の形態の一例の洗浄水吐出装置を備えた便器装置を示す概略構成図である。 洗浄水吐出装置の要部を示し、(a)は側面図、(b)は平面図、(c)は正面図である。 図2(b)のA−A断面図である。 図2(a)のB−B断面図である。 図2(b)のC−C断面図である。 エジェクタ管の斜視図である。 エジェクタ管の平面図である。 開閉弁の斜視図である。 同上の開閉弁を示し、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は正面図である。 ボウル洗浄モード時の制御を示すタイムチャートである。 同上の開閉弁の閉弁時を示す断面図である。 同上の開閉弁の開弁時を示す断面図である。
符号の説明
1 便器装置
5 ボウル部
6 洗浄水吐出装置
9 吐出口
10 液体薬剤
11 洗浄水流路
12 薬剤供給経路
13 薬剤供給用ポンプ
33 開閉弁
35 スリット孔
40 スリット状貫通孔

Claims (3)

  1. 供給される洗浄水を吐出口から外部に吐出する洗浄水流路と、洗浄水流路中に合流する薬剤供給経路と、洗浄水流路を流れる洗浄水に薬剤供給経路から液体薬剤を供給するための圧力を付与する薬剤供給用ポンプと、薬剤供給経路中に配される開閉弁とを具備し、前記開閉弁は、薬剤供給用ポンプの運転により開口し且つ運転停止により閉口するスリット状貫通孔を有する弾性部材であり、該スリット状貫通孔が洗浄水流路の洗浄水の流れに臨み且つ該洗浄水の流れに略平行となるように配してあることを特徴とする洗浄水吐出装置。
  2. 開閉弁の周囲には、スリット状貫通孔の開口を一定範囲に規制する規制手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の洗浄水吐出装置。
  3. 請求項1又は2に記載の洗浄水吐出装置の洗浄水流路の吐出口を、ボウル部内に臨ませてあることを特徴とする便器装置。

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