JP6500320B2 - 衛生洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、使用者の局部に向けて水を吐出する衛生洗浄装置に関する。

このような衛生洗浄装置においては、洗浄水による連続的な洗浄が求められる通常のお尻洗浄やビデ洗浄における洗浄水水量を減少することができると共に、洗浄水吐水を間欠的なものとしたことに伴う不具合を低減することができる吐水方式が提案されている。

例えば、下記特許文献１に記載された衛生洗浄装置は、給水源より得られる吐水圧よりも高い圧力を間欠的に発生する圧力発生手段を備えたことを特徴とする。このように構成することで、高圧力での洗浄水吐水を間欠的に発生させ、通常の局部洗浄時において洗浄水水量を低減できるものとしている。

特開２００１−９０１５１号公報

上述した従来の技術は、脈動吐水を発生させる基本的な構成を有するものであって、一定の節水効果を奏するものとして有用なものである。

ところで、脈動吐水を発生させようと脈動発生部において速度差を付けた洗浄水の圧送を行っても、場合によっては十分な追い付き現象が発生せず、水塊の形成ができない場合があることが判明した。

追いつき現象を生じさせるためには先行する水流よりも速い速度で吐水をするが、先行する水流の速度が遅い領域であれば、着水までにかかる時間が比較的長いため、追いつかせる水流の速度はそれ程速める必要がない。一方、先行する水流の速度が速い領域の場合、着水までにかかる時間が比較的短いため、その短時間で追いつかせるための水流の速度は、先行する流速が遅い場合に比べてかなり速めなければならない。しかし、このような流速の速い領域においては、追いつかせる水流が先行する水流に追いつく際に吐水が噴出して飛び散りが顕著に起こり、追いつき現象が阻害されるという課題がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、追いつき現象でより多くの水流を集めて大きな水塊を形成して着水させるにあたって、その水塊を確実に形成することができる衛生洗浄装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る衛生洗浄装置は、使用者の局部に向けて水を吐出する衛生洗浄装置であって、ノズルに形成された吐水孔から使用者の局部に向け、気泡を混入した洗浄水を噴出する洗浄水供給手段と、前記洗浄水供給手段に速度差を付けて洗浄水を圧送する脈動発生手段と、前記脈動発生手段と前記洗浄水供給手段とを繋ぐ通水路と、を備え、前記脈動発生手段によって洗浄水に付与された圧力の内、所定の圧力よりも高い高圧範囲において前記通水路の固有振動数に起因する減衰を防止するように構成されてなる。

本発明者は、気泡を混入することによって吐水された洗浄水がちぎれにくくなることに気づき、気泡を混入しない場合であれば、吐水圧が強すぎて吐水が飛び散り追いつき現象が起こらなくなるような所定圧力を超える高圧範囲であっても、気泡を混入させることで飛び散りを抑えて追いつき現象を起こすことができることを発見した。これによって、気泡を混入しない場合よりも追いつき水量を増やし、且つ流速を速めたことによる着水時の圧力増加を両立させることができる可能性を見出した。

この考え方に基づき、気泡を混入することで所定圧力を超える高圧範囲において追いつき現象を起こす検討を進めたところ、所定圧力を超える高圧範囲においては追いつき現象を起こすための速度条件が上述した通り厳しくなるため、通水路の固有振動数が吐水圧に及ぼす影響が顕著に出てしまい、追いつき現象が阻害されて水塊の形成ができなくなるという新たな課題を見出した。

本発明によれば、速度差を付けて圧送される洗浄水の脈動周波数と、通水路の固有振動数とが共振して圧送洗浄水の水圧を減衰することを避けることができるので、複数の気泡を内部に含む水塊を形成して着水させるにあたって、その水塊を確実に形成することができる。

また本発明に係る衛生洗浄装置では、圧送された洗浄水が通過することによって前記通水路に洗浄水を加速する振動が発生し、当該振動が前記高圧範囲と同調するように構成されてなることも好ましい。

この好ましい態様では、圧送された洗浄水が通過することによって通水路に洗浄水を加速する振動が発生し、当該振動が高圧範囲と同調するように構成されているので、追い付き水量を増やすことができる。

また本発明に係る衛生洗浄装置では、前記通水路に発生する振動のピークが、前記高圧範囲と同調するように構成されてなることも好ましい。

この好ましい態様では、通水路に発生する振動のピークが、高圧範囲と同調するように構成されているので、追い付き水量を増やすことができる。

また本発明に係る衛生洗浄装置では、前記洗浄水供給手段は、前記吐水孔近傍にて一時的に洗浄水を滞留させ、その滞留させた洗浄水にエジェクタ効果によって空気を混入させるものであって、前記吐水孔近傍の流路側壁に洗浄水を片当たりさせることも好ましい。

この好ましい態様では、吐水孔近傍にて一時的に洗浄水を滞留させ、その滞留させた洗浄水にエジェクタ効果によって空気を混入させるので、滞留させた洗浄水に突入する水流の強度と、滞留させる水の量によって気泡の混入量が定まる。気泡の混入量が多くなりすぎると気泡同士の凝集が起こり、１つに大きく成長した気泡が破裂し、吐水が飛び散り、追いつき現象が阻害されて水塊の形成ができなくなることに気づいたため、そこで、吐水孔近傍の流路側壁に洗浄水を片当たりさせることで、滞留させる水の量を少なく調整し、水塊が形成できる程度に気泡の混入量を調整することができる。

本発明によれば、追いつき現象でより多くの水流を集めて大きな水塊を形成して着水させるにあたって、その水塊を確実に形成することができる衛生洗浄装置を提供することができる。

本発明の実施形態である衛生洗浄装置を含む温水洗浄便座を示す斜視図である。 本発明の実施形態である衛生洗浄装置の機能的な構成を示すブロック構成図である。 洗浄水供給部（ノズル）から吐出される洗浄水の状態を模式的に示す図である。 洗浄水供給部（ノズル）から吐出される洗浄水の状態を模式的に示す図である。 洗浄水供給部（ノズル）から吐出される洗浄水の状態を模式的に示す図である。 洗浄水供給部（ノズル）から吐出される洗浄水の状態を模式的に示す図である。 洗浄水供給部（ノズル）から吐出される洗浄水の状態を模式的に示す図である。 変形例において、洗浄水供給部（ノズル）から吐出される洗浄水の状態を模式的に示す図である。 変形例において、洗浄水供給部（ノズル）から吐出される洗浄水の状態を模式的に示す図である。 変形例において、洗浄水供給部（ノズル）から吐出される洗浄水の状態を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態である衛生洗浄装置を含む温水洗浄便座について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態である衛生洗浄装置を含む温水洗浄便座を示す概略斜視図である。図１に示されるように、温水洗浄便座ＷＡ（衛生洗浄装置）は、大便器ＣＢに戴置されて使用されるものである。温水洗浄便座ＷＡは、本体ＷＡａと、便座ＷＡｂと、便蓋ＷＡｃと、操作部１０とを備えている。操作部１０には操作パネルが設けられていて、操作パネルの操作に応じた操作信号が本体ＷＡａに送信される。

例えば、操作パネルの「大洗浄」「小洗浄」といった表示がされた部分を操作すると、「大洗浄」「小洗浄」に対応する洗浄動作がなされるように指示する操作信号が本体ＷＡａに送信される。本体ＷＡａは、このような操作信号が送信されると、大便器ＣＢのボウル面ＣＢａを洗浄するために洗浄水をボウル面ＣＢａに流す動作を実行する。

また、例えば、操作パネルの「おしり洗浄」「ビデ洗浄」といった表示がされた部分を操作すると、「おしり洗浄」「ビデ洗浄」に対応する洗浄水の吐出がなされるように指示する操作信号が本体ＷＡａに送信される。本体ＷＡａは、このような操作信号が送信されると、ノズル１８（洗浄水供給部を含み、以下洗浄水供給部とも称する）を繰り出して洗浄水を吐出する動作を実行する。

ノズル１８は、便座ＷＡｂに着座している使用者の肛門近傍や膣口近傍や尿道口近傍を洗浄するために洗浄水を吐出するものである。ノズル１８には、ビデ洗浄吐水孔１８１（吐水孔）とおしり洗浄吐水孔１８２（吐水孔）とが設けられている。使用者が操作パネルの「おしり洗浄」と表示された部分を操作すると、おしり洗浄吐水孔１８２から洗浄水が吐出される。また使用者が操作パネルの「ビデ洗浄」と表示された部分を操作すると、ビデ洗浄吐水孔１８１から洗浄水が吐出される。

引き続いて、ノズル１８から吐出される洗浄水の態様を切り替える機構について、図２を参照しながら説明する。図２は、衛生洗浄装置としての温水洗浄便座の機能的な構成を示すブロック構成図である。図２に示されるように、温水洗浄便座ＷＡは、操作部１０と、制御部１２と、電磁弁１４と、脈動発生部１５と、ノズルを含む洗浄水供給部１８とを備えている。図２において、各ブロックを破線で結んでいる場合は信号の授受があることを示し、各ブロックを実線で結んでいる場合は水の流れがあることを示している。

操作部１０は、ビデ洗浄機能やおしり洗浄機能の実行にあたって、使用者の操作を受け付けて、その操作に応じた操作信号を制御部１２に送信する部分である。制御部１２は、操作部１０から入力される操作信号に応じて、電磁弁１４、脈動発生部１５に所定の動作信号を出力する部分である。制御部１２は、ＣＰＵといった演算素子と、ＲＡＭやＲＯＭといった記憶素子と、信号を送受信するためのインターフェイスとを備えている。

電磁弁１４は、制御部１２から入力される動作信号に応じて、弁体を弁座から離脱させ給水源から供給される洗浄水を下流側に流したり、弁体を弁座に当接させて給水源から供給される洗浄水を止めたりする役割を果たす弁である。

脈動発生部１５は、洗浄水供給部１８に送り込む水の水圧を変動させ、洗浄水供給部１８から吐出される水を脈動させる部分である。具体的には、脈動発生部１５には、円柱状の空間を有するシリンダが設けられている。シリンダ内には、ピストンが設けられている。ピストンには、Ｏリングが装着されている。ピストンとシリンダとで画された空間が加圧室となる。シリンダには、洗浄水入口が設けられている。そして、電磁弁１４から繋がる給水管路が洗浄水入口に接続され、加圧室に水を流入させることができるようになっている。洗浄水入口には、アンブレラパッキンが設けられ、給水管路への逆流を防止している。また、シリンダには、洗浄水出口が設けられている。洗浄水出口は、洗浄水供給部１８に繋がる給水管路１６（通水路）と接続され、シリンダ内で加圧された水は、給水管路１６（通水路）に送り出される。

制御部１２からの指令により、脈動発生部１５のモーターに通電されると、回転軸が回転し、ピストンが上下に往復運動する。すなわち、ピストンが下死点から上死点に移動し、水を加圧して給水管路１６に向けて押す動作と、ピストンが上死点から下死点に復帰し、水をシリンダ内に流入させる動作とが繰り返される。これにより、給水管路１６に給水される洗浄水には、周期的な圧力変動すなわち脈動が発生する。

洗浄水供給部１８は、電磁弁１４が開かれたことで下流側に流れる洗浄水を、ビデ洗浄吐水孔１８１（吐水孔）及びおしり洗浄吐水孔１８２（吐水孔）から吐出する。

図３は、洗浄水供給部（ノズル）１８から吐出される洗浄水の状態を模式的に示す図である。図３に示されるように、洗浄水供給部１８は、洗浄水に複数の気泡を含ませると共に、それら複数の気泡が単一の気泡に凝集されずに便座底面に相当する高さまで洗浄水を到達させる。このようにすることで、複数の気泡が混入された状態を保ったまま使用者に着水させることができ、使用者が感じる量感と節水効果とを両立することができる。

より具体的には、図４に示されるように、含まれる微小気泡の数が少なく流速の低い第１水流と、含まれる微小気泡の数が多く流速の高い第２水流とを交互に噴出する（図４の（Ａ）参照）。便座底面に到達する時点で、後発の第２水流が先発の第１水流に追いついて、微小気泡を多く含む大きな水塊を形成する（図４の（Ｃ）参照）。

本実施形態では図４に示すような追い付き現象をより確実に発生させるため、脈動発生部１５の駆動波形のピークと、給水管路１６の固有振動数に応じた振動波形のピークとを揃えるように構成している。これらを揃えないと、図５の（Ａ）に示すような吐水波形となり、第１水流に追いつくように第２水流の速度を高めることができない。この場合、図５の（Ｂ）に示すように着水位置までに追い付き現象が発生しないことになる。

一方、脈動発生部１５の駆動波形のピークと、給水管路１６の固有振動数に応じた振動波形のピークとを揃えると、図６の（Ａ）に示すような吐水波形となり、第２水流の速度を十分に高めることができる。この場合、図５の（Ｂ）に示すように着水位置までに追い付き現象が発生する。

洗浄水供給部１８は、エジェクタ効果を用いて気泡を混入する。図７に示されるように、洗浄水供給部１８は、上流側の第１吐水部１８３と、下流側の第２吐水部１８５とを有する。第１吐水部１８３と第２吐水部１８５との間には、空気吸入口１８４が設けられている。第２吐水部１８５の流路径は、第１吐水部１８３の流路径よりも大きくなるように形成されている。第１吐水部１８３から噴出される水は、第２吐水部１８５に到達する。第２吐水部１８５に到達した水は第２吐水部１８５内に一時的に貯留され、そこに後から噴出される水が突入する。第１吐水部１８３から噴出される水は、空気吸入口１８４から空気を巻き込みながら突入するので、第２吐水部１８５には気泡混入水が形成され、外部へと噴出される。

第１吐水部１８３には、方向付け傾斜部１８３ａが形成されている。そのため、第１吐水部１８３から噴出された水は第２吐水部１８５の一部の側面に当たるように方向付けられる。このように吐水孔近傍にて一時的に洗浄水を滞留させ、その滞留させた洗浄水にエジェクタ効果によって空気を混入させるので、滞留させた洗浄水に突入する水流の強度と、滞留させる水の量によって気泡の混入量が定まる。気泡の混入量が多くなりすぎると気泡同士の凝集が起こり、１つに大きく成長した気泡が破裂し、吐水が飛び散り、追いつき現象が阻害されて水塊の形成ができなくなることに気づいたため、吐水孔近傍の流路側壁である第２吐水部１８５に洗浄水の一部を片当たりさせることで、簡便な構成で滞留させる水の量を少なく調整し、水塊が形成できる程度に気泡の混入量を調整することを可能にした。

図８に示される変形例としての洗浄水供給部１８Ｂは、方向付け傾斜部１８３ａの代わりに方向付け段部１８３ｂが設けられた第２吐水部１８５Ｂを有する。方向付け段部１８３ｂに渦流が発生することで吐水が引き込まれ、図７に示したのと同様な片当たり状態を実現することができる。

図９に示される変形例としての洗浄水供給部１８Ｃは、第１吐水部１８３と第２吐水部１８５との中心線をオフセットさせ、図６に示したのと同様な片当たり状態を実現している。

図１０に示される変形例としての洗浄水供給部１８Ｄは、第２吐水部１８５にバイパス吐水部１８６を設けている。バイパス吐水部１８６から第２吐水部１８５に水を供給することで、図６に示した片当たり効果と同様に、水膜を薄くすることで気泡混入量を抑え同様の効果を奏することができる。

１０：操作部
１２：制御部
１４：電磁弁
１５：脈動発生部
１８：ノズル（洗浄水供給部）
１８３：第１吐水部
１８３ａ：傾斜部
１８４：空気吸入口
１８５：第２吐水部
ＣＢ：大便器
ＣＢａ：ボウル面
ＷＡ：衛生洗浄装置

Claims (3)

1. 使用者の局部に向けて水を吐出する衛生洗浄装置であって、
   ノズルに形成された吐水孔から使用者の局部に向け、気泡を混入した洗浄水を噴出する洗浄水供給手段と、
   前記洗浄水供給手段に速度差を付けて洗浄水を圧送する脈動発生手段と、
   前記脈動発生手段と前記洗浄水供給手段とを繋ぐ通水路と、を備え、
   前記脈動発生手段によって洗浄水に付与された圧力の内、所定の圧力よりも高い高圧範囲において前記通水路の固有振動数に起因する減衰を防止するように構成されており、
   圧送された洗浄水が通過することによって前記通水路に洗浄水を加速する振動が発生し、当該振動が前記高圧範囲と同調するように構成されてなることを特徴とする衛生洗浄装置。
2. 前記通水路に発生する振動のピークが、前記高圧範囲と同調するように構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の衛生洗浄装置。
3. 前記洗浄水供給手段は、前記吐水孔近傍にて一時的に洗浄水を滞留させ、その滞留させた洗浄水にエジェクタ効果によって空気を混入させるものであって、前記吐水孔近傍の流路側壁に洗浄水を片当たりさせることを特徴とする請求項１又は２に記載の衛生洗浄装置。