KR101739408B1 - 위생 세정 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 높은 양감과 높은 자극감을 양립하기 위해서, 고압력 대역의 압력 변동을 부여한 토수에 공기를 혼입시켰을 경우에도 사용자의 국부에 도달하기 위해서 수류가 파열되어 버리는 것을 방지할 수 있는 위생 세정 장치를 제공함에 있어서, 기포 혼입부에 저류되는 수량을 적게 하고, 그것을 유지할 수 있는 위생 세정 장치를 제공한다.
(해결수단) 토수 개시 조작부가 조작되면 물세기 선택 조작부에서 선택되어 있는 설정 유량으로 세정수를 토수하는 본세정 모드를 실행하기 전에, 물세기 선택 조작부에서 선택되어 있는 유량보다 적은 설정 유량으로 세정수를 토수해서 기포 혼입부에 필요하게 되는 세정수를 저류시키는 저류수 생성 모드를 실행한다.

Description

위생 세정 장치{SANITARY WASHING DEVICE}

본 발명은 사용자의 국부를 향해서 세정수를 토수하는 위생 세정 장치에 관한 것이다.

하기 특허문헌 1에 기재된 위생 세정 장치는, 토수 구멍에는 세정수 압력이 맥동한 상태에서 급수된다. 그러면, 세정수 수량과 유속도 마찬가지로 맥동하고, 세정수는 그 수량과 유속이 최대 유량이고 최대 유속의 상태로부터 최소 유량이고 최소 유속의 상태 사이를 맥동 추이하도록 토수된다. 각 토수 부위는, 최대 유량이고 최대 유속의 토수 부위가 선행하는 토수 부위에 합체해서 수괴(water mass)로 되고, 이 수괴가 후발 토수 부위에서 연결시켜진 상태의 토수 형태를 이루는 것이다. 위생 세정 장치의 세정감은 양감 및 자극감으로 특정되는 결과, 하기 특허문헌 1에 기재된 위생 세정 장치에 있어서, 더욱 큰 수괴를 형성시키려고 하면 세정수 압력의 맥동 진폭을 크게 하지 않으면 안되다. 그러나, 세정수 압력의 맥동 진폭을 높이면 최대 유량이고 최대 유속의 토수 부위가 선행하는 토수 부위를 꿰뚫고 나가버려 따라 붙음 합체 현상이 일어나지 않게 된다.

하기 특허문헌 2에 기재된 위생 세정 장치는, 상술한 세정수 압력의 맥동에 의한 따라 붙음 현상과 더불어, 토수에 기포를 혼입함으로서 더욱 큰 수괴를 형성하는 것이다. 이와 같이 수괴에 기포를 혼입하면 양감은 향상되지만, 수괴가 부드러워지기 때문에 자극감을 높이는 것은 어렵다.

일본 특허공개 2001-90151호 공보 일본 특허공개 2012-127107호 공보

상기 특허문헌 2에 기재된 위생 세정 장치에 있어서, 자극감을 향상시키기 위해서는 상술한 바와 같이 세정수 압력의 맥동 진폭을 크게 하는 것이 고려된다. 그러나, 상기 특허문헌 1 기재의 위생 세정 장치의 설명에 있어서 언급한 바와 같이, 세정수 압력의 맥동 진폭을 높이면 최대 유량이고 최대 유속의 토수 부위가 선행하는 토수 부위를 꿰뚫고 나가버려 따라 붙음 합체 현상이 일어나지 않게 된다고 생각되고 있었다.

그러나, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 토수에 어떤 조건으로 기포를 혼입시키면, 수류의 표면 에너지가 커지기 때문에 세정수 압력의 맥동 진폭을 높였다고 해도 따라 붙음 현상의 발생시에 수류가 파열되지 않게 된다고 하는 새로운 지견을 찾아냈다. 수류의 표면 에너지란, 수류의 기액 계면의 총면적(수류의 외측 표면적 및 수류가 기포와 접하는 내부 면적의 총합)에 비례하고, 표면 에너지가 커지면 수류가 변형하기 어려워진다고 본 발명자들은 생각하고 있다.

그런데, 세정수 압력을 높인 고압력 대역에 있어서 이젝터 작용에 의해 토수에 공기를 혼입시켰을 경우, 비교적 크고 또한 대량의 기포가 도입되게 된다. 이들 도입된 대량의 기포는 시간 경과와 함께 표면장력에 의해 합체되어 큰 기포로 성장한다. 상술한 바와 같이, 수류의 표면 에너지는 내포하는 기포와 접하는 내부 면적에 좌우되기 때문에, 기포의 합체는 내부 면적의 저하로 연결되므로 표면 에너지는 서서히 작아진다. 그 때문에, 사용자의 국부에 도달하기 전에 수류의 파열이 발생해버린다고 하는 새로운 과제가 발생한다.

그래서 본 발명자들은, 높은 양감과 높은 자극감을 양립시키기 위해서 고압력 대역의 압력 변동을 부여한 토수에 공기를 혼입시켰을 경우에도 사용자의 국부에 도달하기 전에 수류가 파열되어 버리는 것을 방지할 수 있는 위생 세정 장치를 제공하기 위해서 더욱 검토를 진행시켰다.

이 새로운 과제 해결을 위해서, 본 발명자들은 기포 혼입부에 일시적으로 저류되는 세정수 양을 적게 함으로써 세정수 중에 포함되는 기포량을 억제하는 것이 유효한 하나의 수단이 아닐까 생각했다. 그러나, 기포 혼입부에 일시적으로 저류되는 세정수 양을 적게 하려고 하면, 그 저류되는 세정수에 돌입되는 수류의 기세에 의해 저류되어 있는 소량의 물이 압출되어 버려 세정수가 고이기 어려워진다.

본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 높은 양감과 높은 자극감을 양립시키기 위해서, 고압력 대역의 압력 변동을 부여한 토수에 공기를 혼입시켰을 경우에도 사용자의 국부에 도달하기 위해서 수류가 파열되어 버리는 것을 방지할 수 있는 위생 세정 장치를 제공함에 있어서, 기포 혼입부에 저류되는 수량을 적게 하고, 그것을 유지할 수 있는 위생 세정 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 위생 세정 장치는 사용자의 국부를 향해서 세정수를 토수하는 위생 세정 장치로서, 사용자가 용변을 위해서 착좌하는 변좌와, 상기 변좌에 착좌한 사용자의 국부를 향해서 세정수를 토수하기 위한 토수구를 갖는 세정 노즐과, 상기 토수구에 공급하는 세정수에 압력 변동을 부여하는 압력 변동부와, 상기 압력 변동부와 상기 토수구 사이에 설치되고 상기 압력 변동부에 의해 압력 변동된 세정수에 기포를 혼입하는 기포 혼입수 생성부와, 사용자가 세정수의 토수 개시를 지시하기 위한 토수 개시 조작부와, 사용자가 세정수의 설정 유량을 선택하기 위한 물세기 선택 조작부를 갖는 조작부와, 상기 조작부로의 입력에 따라서 상기 위생 세정 장치를 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 압력 변동부는 상기 토수구로부터 먼저 토수된 세정수에 나중에 토수된 세정수가 따라 붙어서 형성되는 수괴가 간헐적으로 사용자의 국부에 착수되도록, 상기 토수구로부터 토수되는 세정수의 압력을 소정의 시간 폭에 걸쳐서 연속적으로 상승시키는 압력 상승 공정이 간헐적으로 실행되도록 구성되어 있다. 상기 기포 혼입수 생성부는 상기 압력 변동부에 의해 압력 변동된 세정수를 상기 토수구를 향해서 분사하는 분사구와, 상기 분사구와 상기 토수구 사이에 형성되고 상기 분사구로부터 분사된 세정수에 의해서 발생하는 부압을 이용해서 공기를 도입하는 공기 도입구와, 상기 공기 도입구와 상기 토수구 사이에 설치되고, 상기 분사구로부터 분사된 세정수를 일시적으로 저류시키고, 그 저류된 세정수에 상기 공기 도입구로부터 도입된 공기를 복수의 기포 형상으로 해서 혼입하는 기포 혼입부를 갖는다. 상기 제어부는 상기 토수 개시 조작부가 조작되면, 상기 물세기 선택 조작부에서 선택되어 있는 설정 유량으로 세정수를 토수하는 본세정 모드를 실행하기 전에, 상기 물세기 선택 조작부에서 선택되어 있는 유량보다 적은 설정 유량으로 세정수를 토수해서 상기 기포 혼입부에 필요하게 되는 세정수를 저류시키는 저류수 생성 모드를 실행한다.

본 발명에 의하면, 압력 변동부가 토수구에 공급되는 세정수에 압력 변동을 부여하므로, 세정수 압력의 맥동에 의해 따라 붙음 현상이 발생하고, 보다 큰 수괴를 형성해서 사용자의 국부에 공급할 수 있다. 또한, 기포 혼입수 생성부에 있어서 공기 도입구로부터 도입한 공기를 복수의 기포 형상으로 해서 세정수에 혼입시키므로, 기포에 의해 부피 증가된 보다 큰 수괴를 형성할 수 있다. 또한, 기포 혼입수 생성부에서는 분사구로부터 분사된 세정수에 의해서 발생하는 부압을 이용해서 공기를 도입하고, 분사구로부터 분사된 세정수를 일시적으로 저류시켜, 그 저류된 세정수에 공기 도입구로부터 도입한 공기를 복수의 기포 형상으로 해서 혼입하므로, 에어 펌프 등을 사용하지 않고 기포 혼입수를 생성할 수 있다.

또한, 본세정 모드 전에, 사용자가 선택한 설정 유량보다 적은 유량으로 세정수 토수를 행하는 저류수 생성 모드를 설치하고 있으므로, 기포 혼입부에 소량의 세정수를 저류할 수 있다. 이것에 의해, 세정수 중에 혼입되는 공기 혼입량을 적게 할 수 있으므로, 고압력 대역의 압력 변동을 부여한 토수에 공기를 혼입시켰을 경우에도 사용자의 국부에 도달하기 전에 수류가 파열되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 또한, 저류수 생성 모드에 의해 기포 혼입부에 저류되는 세정수의 양은, 그 후의 본세정 모드(저류수 생성 모드보다 유량이 많음)에 있어서, 그 저류되는 세정수가 단숨에 모두 밖으로 압출되어 버리는 일이 없는 범위에서, 최대한 소량으로 되도록 설정되어 있다.

또 본 발명에 의한 위생 세정 장치에서는, 상기 제어부는 상기 저류수 생성 모드시의 상기 압력 변동부의 작동을, 상기 본세정 모드시의 상기 압력 변동부의 작동보다 억제하는 것도 바람직하다.

저류수 생성 모드시의 압력 변동부의 작동을 본세정 모드시의 압력 변동부의 작동보다 억제함으로써 저류수 생성 모드시에 있어서 기포 혼입부에 소량의 세정수를 확실하게 저류할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 위생 세정 장치에서는, 상기 제어부는 상기 물세기 선택 조작부에서 선택되어 있는 유량이 많아짐에 따라서 상기 저류수 생성 모드에서 토수되는 세정수의 유량도 많아지도록 구성되어 있는 것도 바람직하다.

본세정 모드시의 유량이 많아지면 저류된 세정수를 밖으로 압출하는 힘도 커진다. 이 압출하는 힘에 대응하기 위해서, 분류의 기세에 의해서 저류된 세정수가 단숨에 모두 밖으로 압출되도록, 본세정 모드의 유량이 많아지짐에 따라서 저류수 생성 모드시의 유량을 많게 하여 저류수를 많게 하고 있다.

또한 본 발명에 의한 위생 세정 장치에서는, 상기 제어부는 상기 저류수 생성 모드와 상기 본세정 모드 사이에, 유량을 단계적으로 상기 저류수 생성 모드의 유량으로부터 상기 본세정 모드의 유량에 가깝게 하는 단계 이행 모드를 실행하는 것도 바람직하다.

이 바람직한 형태에서는, 유량을 단계적으로 저류수 생성 모드의 유량으로부터 본세정 모드의 유량에 가깝게 하는 단계 이행 모드를 실행함으로써, 사용자가 저류수 생성 모드로부터 본세정 모드의 유량 변화에 위화감을 느끼기 어렵게 할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 위생 세정 장치에서는, 상기 제어부는 상기 단계 이행 모드가 완료된 후에, 상기 압력 변동부의 작동을 개시하는 것도 바람직하다.

이 바람직한 형태에서는, 사용자가 저류수 생성 모드로부터 본세정 모드의 유량 변화에 위화감을 느끼기 어렵게 할 수 있다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 높은 양감과 높은 자극감을 양립시키기 위해서 고압력 대역의 압력 변동을 부여한 토수에 공기를 혼입시켰을 경우에도 사용자의 국부에 도달하기 위해서 수류가 파열되어 버리는 것을 방지할 수 있는 위생 세정 장치를 제공함에 있어서, 기포 혼입부에 저류되는 수량을 적게 하고, 그것을 유지할 수 있는 위생 세정 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태인 위생 세정 장치를 포함하는 온수 세정 변좌를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태인 위생 세정 장치의 기능적인 구성을 나타내는 블록 구성도이다.
도 3은 도 2의 엉덩이 토수부의 구성을 모식적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 4는 세정수 공급부(노즐)로부터 토출되는 세정수의 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 세정수 공급부(노즐)로부터 토출되는 세정수의 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 세정수 공급부(노즐)로부터 토출되는 세정수의 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 세정수 공급부(노즐)로부터 토출되는 세정수의 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 2의 엉덩이 토수부 및 제 3 유로의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 엉덩이 토수부를 확대해서 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8의 엉덩이 토수부의 사시도이다.
도 11은 본세정 모드와 저류수 생성 모드의 대응 관계를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 2의 제어부의 동작을 나타내는 플로우차트다.
도 13은 도 2의 압력 변동부가 세정수에 부여하는 압력 변동을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 설명의 이해를 쉽게 하기 위해서, 각 도면에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 가능한 한 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 실시형태인 위생 세정 장치를 포함하는 온수 세정 변좌에 대해서 도 1을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태인 위생 세정 장치를 포함하는 온수 세정 변좌를 나타내는 개략 사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 온수 세정 변좌(WA)(위생 세정 장치)는 대변기(CB)에 얹어져서 사용되는 것이다. 온수 세정 변좌(WA)는 본체(WAa)와, 변좌(WAb)와, 변기 덮개(WAc)와, 조작부(10)를 구비하고 있다. 조작부(10)에는 조작 패널이 설치되어 있어서 조작 패널의 조작에 따른 조작 신호가 본체(WAa)에 송신된다.

예를 들면, 조작 패널의 「대세정」 「소세정」과 같은 표시가 된 부분을 조작하면, 「대세정」 「소세정」에 대응하는 세정 동작이 이루어지도록 지시하는 조작 신호가 본체(WAa)에 송신된다. 본체(WAa)는 이러한 조작 신호가 송신되면 대변기(CB)의 보울면(CBa)을 세정하기 위해서 세정수를 보울면(CBa)에 흘려보내는 동작을 실행한다.

또한, 예를 들면 조작 패널의 「엉덩이 세정」 「비데 세정」과 같은 표시가 된 부분을 조작하면, 「엉덩이 세정」 「비데 세정」에 대응하는 세정수의 토출이 되도록 지시하는 조작 신호가 본체(WAa)에 송신된다. 본체(WAa)는 이러한 조작 신호가 송신되면 노즐(18)(세정수 공급부를 포함하고, 이하 세정수 공급부라고도 칭한다)을 풀어서 세정수를 토출하는 동작을 실행한다.

노즐(18)은 변좌(WAb)에 착좌하고 있는 사용자의 항문 근방이나 질구 근방이나 요도구 근방을 세정하기 위해서 세정수를 토출하는 것이다. 노즐(18)에는 비데 세정 토수 구멍(181)(토수 구멍)과 엉덩이 세정 토수 구멍(182)(토수 구멍)이 형성되어 있다. 사용자가 조작 패널의 「엉덩이 세정」이라 표시된 부분을 조작하면, 엉덩이 세정 토수 구멍(182)으로부터 세정수가 토출된다. 또한 사용자가 조작 패널의 「비데 세정」이라 표시된 부분을 조작하면 비데 세정 토수 구멍(181)으로부터 세정수가 토출된다.

계속해서, 노즐(18)로부터 토출되는 세정수의 형태를 스위칭하는 기구에 대해서 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는 위생 세정 장치로서의 온수 세정 변좌의 기능적인 구성을 나타내는 블록 구성도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 온수 세정 변좌(WA)는 조작부(10)와, 제어부(12)와, 전자 밸브(14)와, 유량 조정 밸브(15)와, 압력 변동부(16)와, 유로 스위칭 밸브(17)와, 노즐을 포함하는 세정수 공급부(18)(기포 혼입수 생성부, 공기 혼입량 조정 수단)를 구비하고 있다. 도 2에 있어서, 각 블록을 파선으로 연결하고 있는 경우에는 신호의 수수가 있는 것을 나타내고, 각 블록을 실선으로 연결하고 있는 경우에는 물의 흐름이 있는 것을 나타내고 있다.

조작부(10)는 비데 세정 기능이나 엉덩이 세정 기능의 실행시에 사용자의 조작을 접수하고, 그 조작에 따른 조작 신호를 제어부(12)에 송신하는 부분이다. 본 실시형태에서는 세정수 공급부(18)로부터의 토수를 개시·정지하기 위한, 「멈춤」 「비데」 「엉덩이 세정」 「엉덩이 세정(유)」 버튼이 설치되어 있다. 또한, 세정수 공급부(18)로부터의 물세기를 조정하기 위한 「강」 「약」 버튼과, 그것에 따라 점등하는 「1」 「2」 「3」 「4」 「5」의 램프가 설치되어 있다.

제어부(12)는 조작부(10)로부터 입력되는 조작 신호에 따라서 전자 밸브(14), 유량 조정 밸브(15), 압력 변동부(16), 유로 스위칭 밸브(17)에 소정의 동작 신호를 출력하는 부분이다. 제어부(12)는 CPU와 같은 연산 소자와, RAM이나 ROM과 같은 기억 소자와, 신호를 송수신하기 위한 인터페이스를 구비하고 있다.

전자 밸브(14)는 제어부(12)로부터 입력되는 동작 신호에 따라서 밸브체를 밸브 시트로부터 이탈시켜 급수원으로부터 공급되는 세정수를 하류측으로 흘리거나, 밸브체를 밸브 시트에 접촉시켜서 급수원으로부터 공급되는 세정수를 멈추거나 하는 역활을 하는 밸브이다. 유량 조정 밸브(15)는 전자 밸브(14)로부터 흐르는 세정수의 유량을 조정하는 밸브이다.

압력 변동부(16)는 세정수 공급부(18)에 보내주는 물의 수압을 변동시켜, 세정수 공급부(18)로부터 토출되는 물을 맥동시키는 부분이다. 구체적으로는, 압력 변동부(16)에는 원기둥 형상의 공간을 갖는 실린더가 설치되어 있다. 실린더 내에는 피스톤이 설치되어 있다. 피스톤에는 O링이 장착되어 있다. 피스톤과 실린더에 의해 구획된 공간이 가압실로 된다. 실린더에는 세정수 입구가 형성되어 있다. 그리고, 유량 조정 밸브(15)로부터 연결되는 급수 관로가 세정수 입구에 접속되어, 가압실에 물을 유입시킬 수 있게 되어 있다. 세정수 입구에는 엄브렐러 패킹이 설치되어 급수 관로로의 역류를 방지하고 있다. 또한, 실린더에는 세정수 출구가 형성되어 있다. 세정수 출구는 유로 스위칭 밸브(17)에 연결되는 급수 관로와 접속되어 실린더 내에서 가압된 물은 급수 관로로 송출된다.

제어부(12)로부터의 지령에 의해 압력 변동부(16)의 모터에 통전되면, 회전축이 회전하고, 피스톤이 상하로 왕복 운동한다. 즉, 피스톤이 하사점으로부터 상사점으로 이동하고, 물를 가압해서 급수 관로를 향해서 미는 동작과, 피스톤이 상사점으로부터 하사점으로 복귀하여 물을 실린더 내로 유입시키는 동작이 반복된다. 이것에 의해, 급수 관로에 급수되는 세정수에는 주기적인 압력 변동, 즉 맥동이 발생한다.

압력 변동부(16)는 토수구로부터 먼저 토수된 세정수에 나중에 토수된 세정수가 따라 붙어서 형성되는 수괴가 간헐적으로 사용자의 국부에 착수되도록, 토수구로부터 토수되는 세정수의 압력을 소정의 시간 폭에 걸쳐서 연속적으로 상승시키는 압력 상승 공정이 간헐적으로 실행되도록 구성되어 있다.

압력 변동부(16)로부터 흐르는 세정수는 유로 스위칭 밸브(17)에 유입된다. 유로 스위칭 밸브(17)는 후술하는 제 1 유로(18a), 제 2 유로(18b), 제 3 유로(18c), 제 4 유로(18d) 중 어느 하나에 세정수를 공급한다.

세정수 공급부(18)는 유로 스위칭 밸브(17)로부터 하류측으로 흘러드는 세정수를, 비데 세정 토수 구멍(181)(토수 구멍) 및 엉덩이 세정 토수 구멍(182)(토수 구멍)으로부터 토출하는 부분이다. 세정수 공급부(18)는 제 1 유로(18a)와, 제 2 유로(18b)와, 제 3 유로(18c)와, 제 4 유로(18d)와, 비데 토수부(18e)와, 엉덩이 토수부(18f)와, 엉덩이(유) 토수부(18g)를 갖고 있다.

제 1 유로(18a) 및 제 2 유로(18b)는 비데 토수부(18e)에 연결되어 있다. 제 3 유로(18c)는 엉덩이 토수부(18f)에 연결되어 있다. 제 4 유로(18d)는 엉덩이(유) 토수부(18g)에 연결되어 있다.

계속해서, 도 3을 참조하면서 엉덩이 토수부(18f)의 구성에 대하여 설명한다. 엉덩이 토수부(18f)는 토수구(18fa)와, 기포 혼입부(18fb)와, 공기 도입구(18fc)와, 분사구(18fd)와, 선회실(18fe)과, 선회실 급수로(18fg)를 갖고 있다.

분사구(18fd)는 압력 변동부(16)에 의해 압력 변동한 세정수를 토수구(18fa)를 향해서 분사하는 부분이다. 공기 도입구(18fc)는 분사구(18fd)와 토수구(18fa) 사이에 형성되고, 분사구(18fd)로부터 분사된 세정수에 의해서 발생하는 부압을 이용해서 공기를 도입하는 부분이다.

기포 혼입부(18fb)는 공기 도입구(18fc)와 토수구(18fa) 사이에 형성되고, 분사구(18fd)로부터 분사된 세정수를 일시적으로 저류시키고, 그 저류된 세정수에 공기 도입구(18fc)로부터 도입된 공기를 복수의 기포 형상으로 해서 혼입하는 부분이다.

선회실(18fe)은 분사구(18fd)의 상류측에 설치되고, 원통벽을 갖고 분사구(18fd)로부터 분사되는 세정수에 대하여 선회 성분을 부여하는 부분이다. 선회실 급수로(18fg)는 선회실(18fe)의 상류측에 설치되고, 선회실(18fe)에 대하여 세정수를 공급함과 아울러 폭 방향 한쪽 내벽이 원통벽의 접선 방향을 따르도록 접속된 부분이다.

도 3은 세정수 공급부(노즐)(18)로부터 토출되는 세정수의 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 세정수 공급부(18)는 세정수에 복수의 기포를 포함시킴과 아울러, 그것들 복수의 기포가 단일의 기포로 응집되기 전에 변좌 저면에 상당하는 높이까지 세정수를 도달시킨다. 이렇게 함으로써 복수의 기포가 혼입된 상태를 유지한 채 사용자에게 착수시킬 수 있고, 사용자가 느끼는 양감과 절수 효과를 양립할 수 있다.

도 4의 (A)에서는 수류의 단면을 보면 많은 소기포가 다수 혼입된 상태이며, 표면 에너지가 크고 수류가 파열되기 어려운 상태이다. 도 4의 (B)에서는 소기포가 약간 응집하여 소기포간의 수막이 소실되기 직전의 상태인 계면 공유 상태로 되어 있다. 본 실시형태에서는 이 상태에서 변좌 저면에 상당하는 높이로 수류가 도달하고 있다. 도 4의 (C)는 실제의 사용시에는 이 상태로 되지 않고, 이미 사용자의 국부에 접촉하고 있는 것이지만, 가령 수류가 그대로 진행된다라고 하면 소기포가 하나로 응집되어 버려 있는 상태이다.

보다 구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 포함되는 미소 기포의 수가 적고 유속이 낮은 제 1 수류와, 포함되는 미소 기포의 수가 많고 유속이 높은 제 2 수류를 교대로 분출한다(도 5의 (A) 참조). 변좌 저면에 도달하는 시점에서 후발의 제 2 수류가 선발의 제 1 수류에 따라 붙어서 미소 기포를 많이 포함하는 큰 수괴를 형성한다(도 5의 (C) 참조).

도 6의 (A)에 나타내는 바와 같이, 수류는 미소 기포를 서로 떨어진 상태에서 내포하고 있지만, 그 후 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이 흩어지고, 미소 기포가 서로 접촉해 계면을 공유하는 상태로 된다. 이와 같이, 기포끼리가 계면을 공유하는 기액 계면 공유 상태로 함으로써 기액 계면이 약간 줄어 수괴를 파괴하지 않고 부드럽게 할 수 있으므로, 토수압을 높여서 보다 큰 수괴를 만들면서 토수의 자극을 완화시킬 수 있다.

세정수 공급부(18)는 이젝터 효과를 이용하여 기포를 혼입한다. 도 6에 세정수 공급부(18)의 엉덩이 토수부(18f)에 있어서의 기포 혼입 상태를 나타낸다. 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 엉덩이 토수부(18f)에서는 분사구(18fd)와 토수구(18fa) 사이에는 공기 도입구(18fc)가 형성되어 있다. 공기 도입구(18fc)와 토수구(18fa) 사이에는 기포 혼입부(18fb)가 설치되어 있다.

기포 혼입부(18fb)의 유로 지름은 분사구(18fd)의 유로 지름보다 크게 되도록 형성되어 있다. 분사구(18fd)로부터 분출되는 물은 기포 혼입부(18fb)에 도달한다. 기포 혼입부(18fb)에 도달한 물은 기포 혼입부(18fb) 내에 일시적으로 저류되어, 그곳에 나중에 분출되는 물이 돌입된다. 분사구(18fd)로부터 분출되는 물은 공기 도입구(18fc)로부터 공기를 말려들게 하면서 돌입하므로, 기포 혼입부(18fb)에는 기포 혼입수가 형성되어 외부로 분출된다.

분사구(18fd)에는 방향 설정 경사부(18fh)가 형성되어 있다. 그 때문에 분사구(18fd)로부터 분출된 물은 기포 혼입부(18fb)의 일부의 측면에 접촉하도록 방향이 정해진다. 이와 같이 토수 구멍 근방에서 일시적으로 세정수를 저류시키고, 그 저류시킨 세정수에 이젝터 효과에 의해 공기를 혼입시키므로, 기포의 지나친 혼입에 의한 응집을 방지하는 것과, 토수압을 높여서 따라 붙음 수류를 증가시켜 수괴를 대형화하는 것을 양립시킬 수 있다.

또한, 기포 혼입량은 수류의 강도에 의한 조정보다 기포 혼입부(18fb)의 측면에 접촉시키는 물에 의해 형성되는 수막의 두께를, 기포 혼입부(18fb)의 측면의 일부에 접촉시킴으로써 수량을 적게 함으로써 얇게 하여 기포 혼입량을 저감시키고 있다.

상술한 바와 같이 본 실시형태에서는 기포 혼입부(18fb)에서 혼입된 복수의 기포가 단일의 기포에 응집되기 전에 변좌 저면에 상당하는 높이까지 세정수를 도달시키도록, 기포 혼입부(18fb)에 혼입하는 공기량을 조정하고 있다. 따라서, 세정수 공급부(18)의 각 부가 상호 작용함으로써 본 발명의 공기 혼입량 조정 수단을 구성하고 있다.

본 실시형태에서는 압력 상승 공정에 있어서의 최소 압력일 때보다 최대 압력일 때 쪽이 기포 혼입부(18fb)에서 혼입되는 공기량이 많아지도록 구성되어 있다. 토수 압력이 높은 수류는 유속도 빠르고, 기포 혼입부(18fb)로부터 변좌 저면에 상당하는 높이 위치(도 4 참조)에 도달할 때까지의 시간이 짧다. 그 때문에 토수 압력이 높은 수류에 많은 공기를 혼입시켜도 기포가 끝까지 응집되어 버리는 시간이 없으므로, 토수 압력이 높은 수류에 많은 공기를 혼입시킴으로써 양감을 높이면서 사용자의 국부에 도달하기 전에 수류가 파열되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

본 실시형태에서는 토수구(18fa)로부터 토수된 세정수가 변좌 저면에 상당하는 높이에서 복수의 기포끼리가 근접하고, 복수의 기포끼리간의 수막이 소실되기 직전의 상태인 기액 계면 공유 상태가 형성되도록(도 4 참조), 기포 혼입부(18fb)에서 혼입되는 공기량을 조정하도록 구성되어 있다. 세정수가 변좌 저면에 상당하는 높이에서 복수의 기포끼리가 근접하고, 복수의 기포끼리간의 수막이 소실되기 직전의 상태인 기액 계면 공유 상태가 형성됨으로써 조금 변형하기 쉬워진 상태에서 국부에 착수시킬 수 있고, 자극감이 지나치게 강해져 버리는 것을 방지할 수 있다.

본 실시형테에서는 토수구(18fa)로부터 토수된 세정수가 변좌 저면에 상당하는 높이에 도달하기 직전에, 압력 상승 공정에 있어서 먼저 토수된 세정수에 나중에 토수된 세정수의 따라 붙음이 완료되고, 토수구로부터 연속해서 연결된 수류로부터 수괴가 흩어지도록 구성되어 있다(도 5 참조). 세정수가 변좌 저면에 상당하는 높이에 도달하기 직전에 따라 붙음 현상이 완료되므로, 따라 붙음 현상에 의한 기포의 교반 작용이 발생하기 전에 착수하게 되어 보다 확실하게 기액 계면 공유 상태를 형성할 수 있다.

본 실시형태에서는 기포 혼입부(18fb)에 일시적으로 저류하는 세정수를, 분사구(18fd)로부터 분사된 세정수의 둘레 가장자리의 일부만을 간섭시켜서 형성하도록 구성되어 있다(도 7 참조).

기포 혼입부(18fb)에 일시적으로 저류하는 세정수를, 분사구(18fd)로부터 분사된 세정수의 둘레 가장자리의 일부만을 간섭시켜서 형성하므로, 기포 혼입부(18fb)에 일시적으로 저류되는 세정수의 양을 적게 할 수 있고, 이젝터 효과에 의해 공기 혼입을 행하는 본 실시형태에서는 공기 혼입량을 적게 할 수 있다. 공기 혼입량을 적게 함으로써 고압력 대역의 압력 변동을 부여한 토수에 이젝터 작용에 의해 공기를 혼입시켰을 경우에도, 비교적 작고 또한 소량의 기포를 도입할 수 있다. 따라서, 기포 혼입부(18fb)에서 혼입된 복수의 기포가 단일의 기포로 응집되기 전에 변좌 저면에 상당하는 높이까지 세정수를 도달시키는 것이 가능해진다.

본 실시형태에서는. 분사구(18fd)는 분사구(18fd)의 중심축에 대한 분사구(18fd)로부터 분사된 후의 세정수의 확산각도가 제 1 각도(도 7의 좌측으로 확산되는 각도)와, 제 1 각도보다 작은 제 2 각도(도 7의 우측으로 확산되는 각도)를 갖도록 형성되어 있다.

확산각도를 균등하게 해 버리면, 분사구(18fd)로부터 분사된 세정수의 둘레가장자리의 일부만을 간섭시키려고 하면 간섭시키지 않는 측에서는 세정수의 확산각도와 치수공차를 고려한 유로 설계로 할 필요가 있다. 그래서, 세정수의 확산각도가 작은 제 2 각도로 되는 영역을 형성함으로써 유로 전체의 치수를 크게 하지 않고 치수공차를 크게 취할 수 있다.

본 실시형태에서는, 선회실 급수로(18fg)는 선회실 급수로(18fg)의 폭이 선회실(18fe)의 반경보다 크게 형성되어 있다. 도 8에 엉덩이 토수부(18f) 및 제 3 유로(18c)의 평면도를 나타낸다. 도 9에는 엉덩이 토수부(18f)의 부분 확대도를 나타낸다. 도 10에는 엉덩이 토수부(18f)의 사시도를 나타낸다.

도 9에 나타내어지는 바와 같이, 선회실 급수로(18fg)의 폭이 선회실(18fe)의 반경보다 크게 형성되어 있다. 선회실 급수로(18fg)의 폭이 선회실(18fe)의 반경보다 크게 형성되어 있으므로, 급수로의 유로 단면적을 크게 할 수 있어 선회실(18fe)에 유입되는 세정수의 유속을 느리게 할 수 있다. 선회실(18fe)에 유입되는 세정수의 유속을 느리게 할 수 있으므로 접선 방향으로 흐르는 세정수(도 9 중의 굵은 화살선으로 나타내는 흐름)의 유속도 작게 할 수 있기 때문에 선회 유속을 느리게 할 수 있다. 또한 접선 방향으로 흐르는 세정수와, 접선방향과는 반대측의 부분으로 흐르는 세정수는, 모두 유입될 때의 유속이 느리기 때문에 분사구(18fd)를 향하는 흐름으로서 합류하기 위해서 선회류를 어지럽힐 일도 없다.

도 9에 나타내어지는 바와 같이 본 실시형태에서는, 선회실 급수로(18fg)의 폭 방향 다른쪽의 내벽(18fgb)과 원통벽의 접속 각도(θ)가 국소적인 소용돌이의 발생을 억제하는 각도로 되도록 구성되어 있다. 선회실 급수로(18fg)의 폭 방향 다른쪽의 내벽(18fgb)과 원통벽의 접속 각도(θ)가 국소적인 소용돌이의 발생을 억제하는 각도로 되도록, 예를 들면 180도 이상 270도 이하로 되도록 구성함으로써 소용돌이의 발생을 억제해 선회류의 혼란을 작게 할 수 있다.

본 실시형태에서는 선회실(18fe)의 중심에는 선회류를 정류하기 위한 돌기가 형성되어 있지 않다. 따라서, 중심에 정류 돌기가 있을 경우에 비해서 선회 유속을 느리게 할 수 있다.

도 8, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에서는, 폭 방향 한쪽의 내벽(18fga) 근방을 흐르는 유속이 폭 방향 다른쪽의 내벽(18fgb) 근방을 흐르는 유속보다 빨라지도록 굴곡부(18ca)를 갖는다.

폭 방향 한쪽을 흐르는 유속이 폭 방향 다른쪽을 흐르는 유속보다 빨라지도록 굴곡부(18ca)가 설치되어 있기 때문에, 선회실(18fe)의 원통벽을 따르는 방향으로 유속이 빠른 세정수를 공급할 수 있고, 소용돌이의 발생을 억제해 선회류의 혼란을 작게 할 수 있다.

본 실시형태에서는, 제어부(12)는 토수 개시 조작부인 조작부(10)의 「엉덩이」 등이 조작되면, 물세기 선택 조작부인 조작부(10)의 「물세기」에서 선택되어 있는 설정 유량으로 세정수를 토수하는 본세정 모드를 실행하기 전에, 물세기 선택 조작부에서 선택되어 있는 유량보다 적은 설정 유량으로 세정수를 토수해서 기포 혼입부(18fb)에 필요하게 되는 세정수를 저류시키는 저류수 생성 모드를 실행한다. 구체적으로는, 도 11에 나타내어지는 바와 같이, 예를 들면 본세정 모드의 설정 물세기가 「5」이면, 저류수 생성 모드의 설정 물세기를 「3」으로 한다.

본 실시형태에서는 이와 같이, 본세정 모드 전에 사용자가 선택한 설정 유량보다 적은 유량으로 세정수 토수를 행하는 저류수 생성 모드를 설치하고 있으므로, 기포 혼입부에 소량의 세정수를 저류할 수 있다. 이에 따라 세정수 중에 혼입되는 공기 혼입량을 적게 할 수 있으므로 고압력 대역의 압력 변동을 부여한 토수에 공기를 혼입시켰을 경우에도 사용자의 국부에 도달하기 전에 수류가 파열되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

구체적인 제어부(12)의 동작에 대해서, 도 12의 플로우차트를 참조하면서 설명한다. 스텝 S01에서는, 도 2에 나타낸 조작부(10)의 「엉덩이」 스위치가 사용자에 의해 ON된다.

스텝 S01에 계속되는 스텝 S02에서는 저류수 생성 모드가 개시된다. 제어부(12)는 유량 조정 밸브(15)에 대하여 조작부(10)의 물세기 설정값으로부터 2개 적은 물세기의 세정수를 토출하는 제어신호를 출력한다. 제어부(12)는 유로 스위칭 밸브(17)에 대하여 제 3 유로(18c)로 유로를 스위칭하는 제어신호를 출력한다.

스텝 S02에 계속되는 스텝 S03에서는, 제어부(12)는 전자 밸브(14)에 밸브개방 신호를 출력한다. 스텝 S03에 계속되는 스텝 S04에서는, 제어부(12)는 소정 시간 경과했는지 판단한다. 소정 시간 경과되어 있지 않으면 판단을 반복하고, 소정 시간 경과되어 있으면 스텝 S05의 처리로 진행한다.

스텝 S05에서는, 제어부(12)는 유량 조정 밸브(15)에 대하여 조작부(10)의 물세기 설정값으로부터 1개 적은 물세기의 세정수를 토출하는 제어신호를 출력한다. 스텝 S05에 계속되는 스텝 S06에서는, 제어부(12)는 소정 시간 경과했는지 판단한다. 소정 시간 경과되어 있지 않으면 판단을 반복하고, 소정 시간 경과되어 있으면 스텝 S07의 처리로 진행한다.

스텝 S07에서는, 제어부(12)는 유량 조정 밸브(15)에 대하여 조작부(10)의 물세기 설정값에 대응한 물세기의 세정수를 토출하는 제어신호를 출력한다. 스텝 S07에 계속되는 스텝 S08에서는, 제어부(12)는 압력 변동부(16)를 구동시키기 위한 제어신호를 출력하고, 본세정 모드가 개시된다.

본 실시형태에서는, 제어부(12)는 저류수 생성 모드시의 압력 변동부(16)의 작동을 본세정 모드시의 압력 변동부(16)의 작동보다 억제하고 있다.

저류수 생성 모드시의 압력 변동부(16)의 작동을 본세정 모드시의 압력 변동부(16)의 작동보다 억제함으로써, 저류수 생성 모드시에 있어서 기포 혼입부(18fb)에 소량의 세정수를 확실하게 저류할 수 있다.

도 11에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에서는, 제어부(12)는 물세기 선택 조작부에서 선택되어 있는 유량(본세정 모드의 물세기에 상당한다)이 많아짐에 따라서 저류수 생성 모드에서 토수되는 세정수의 유량도 많아지도록 구성되어 있다.

본세정 모드시의 유량이 많아지면 저류된 세정수를 밖으로 밀어내는 힘도 커진다. 이 밀어내는 힘에 대응하기 위해서, 분류의 기세에 의해 저류된 세정수가 단숨에 모두 밖으로 압출되도록, 본세정 모드의 유량이 많아짐에 따라서 저류수 생성 모드시의 유량을 많게 하고, 저류수를 많게 하고 있다.

도 12를 참조하면서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는 제어부(12)는 저류수 생성 모드와 본세정 모드 사이에 유량을 단계적으로 저류수 생성 모드의 유량으로부터 본세정 모드의 유량에 가깝게 하는 단계 이행 모드(도 12의 스텝 S05 및 스텝 S06)를 실행하고 있다.

이와 같이, 유량을 단계적으로 저류수 생성 모드의 유량으로부터 본세정 모드의 유량에 가깝게 하는 단계 이행 모드를 실행함으로써 사용자가 저류수 생성 모드로부터 본세정 모드의 유량 변화에 위화감을 느끼기 어렵게 할 수 있다.

도 12를 참조하면서 설명한 바와 같이, 제어부(12)는 단계 이행 모드가 완료된 후에 압력 변동부의 작동을 개시하고 있다. 이와 같이 함으로써 사용자가 저류수 생성 모드로부터 본세정 모드의 유량 변화에 위화감을 느끼기 어렵게 할 수 있다.

본 실시형태의 압력 변동부(16)는, 모든 물세기에 있어서의 최저 압력 상태에 있어서 소정량 이상의 공기를 혼입하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는 분사구(18fd)로부터 분사된 세정수에 의해 발생하는 부압을 이용해서 공기를 도입하고, 분사구(18fd)로부터 분사된 세정수를 일시적으로 저류시키며, 그 저류한 세정수에 공기 도입구(18fc)으로부터 도입한 공기를 복수의 기포 형상으로 해서 혼입하므로, 에어 펌프 등을 사용하지 않고 기포 혼입수를 생성할 수 있다. 본 실시형태에서는, 도 13에 나타내어지는 바와 같이 모든 물세기에 있어서의 최저 압력 상태에 있어서 소정량 이상의 공기(공기 혼입할 수 있는 최저 수압)를 혼입하도록 했기 때문애, 압력 변동을 부여한 토수에 공기를 혼입시켰을 경우에도 따라 붙음 현상의 발생시에 수류가 파열되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

도 13에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에서는, 압력 변동부(16)는 물세기가 커짐에 따라서 최저 압력이 커지도록 구성되어 있다. 물세기가 클수록 최고 압력도 커지기 때문에, 그 때의 공기 혼입량은 많아지고, 따라 붙는 수류가 단단해진다. 그래서, 물세기가 커짐에 따라서 최저 압력이 커지도록 함으로써 따라 붙는 측의 수류의 경도에 따라서 따라 붙어지는 측의 수류의 공기 혼입량도 많아지고, 따라 붙어지는 수류도 단단해지도록 하고 있다. 결과적으로, 모든 물세기에 있어서 따라 붙음 현상의 발생시에 수류가 파열되어 버리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

10 : 조작부 12 : 제어부
14 : 전자 밸브 15 : 유량 조정 밸브
16 : 압력 변동부 17 : 유로 스위칭 밸브
18 : 노즐(세정수 공급부) CB : 대변기
CBa : 보울면 WA : 위생 세정 장치

Claims (5)

1. 사용자의 국부를 향해서 세정수를 토수하는 위생 세정 장치로서,
   사용자가 용변을 위해서 착좌하는 변좌와,
   상기 변좌에 착좌한 사용자의 국부를 향해서 세정수를 토수하기 위한 토수구를 갖는 세정 노즐과,
   상기 토수구에 공급하는 세정수에 압력 변동을 부여하는 압력 변동부와,
   상기 압력 변동부와 상기 토수구 사이에 설치되고, 상기 압력 변동부에 의해서 압력 변동된 세정수에 기포를 혼입하는 기포 혼입수 생성부와,
   사용자가 세정수의 토수 개시를 지시하기 위한 토수 개시 조작부와 사용자가 세정수의 설정 유량을 선택하기 위한 물세기 선택 조작부를 갖는 조작부와,
   상기 조작부로의 입력에 따라서 상기 위생 세정 장치를 제어하는 제어부를 구비하고,
   상기 압력 변동부는, 상기 토수구로부터 먼저 토수된 세정수에 나중에 토수된 세정수가 따라 붙어서 형성되는 수괴가 간헐적으로 사용자의 국부에 착수되도록, 상기 토수구로부터 토수되는 세정수의 압력을 소정의 시간 폭에 걸쳐서 연속적으로 상승시키는 압력 상승 공정이 간헐적으로 실행되도록 구성되어 있고,
   상기 기포 혼입수 생성부는,
   상기 압력 변동부에 의해서 압력 변동된 세정수를 상기 토수구를 향해서 분사하는 분사구와,
   상기 분사구와 상기 토수구 사이에 형성되고, 상기 분사구로부터 분사된 세정수에 의해서 발생하는 부압을 이용해서 공기를 도입하는 공기 도입구와,
   상기 공기 도입구와 상기 토수구 사이에 설치되고, 상기 분사구로부터 분사된 세정수를 일시적으로 저류시키며, 그 저류된 세정수에 상기 공기 도입구로부터 도입한 공기를 복수의 기포 형상으로 해서 혼입하는 기포 혼입부를 갖고,
   상기 제어부는, 상기 토수 개시 조작부가 조작되면 상기 물세기 선택 조작부에서 선택되어 있는 설정 유량으로 세정수를 토수하는 본세정 모드를 실행하기 전에, 상기 물세기 선택 조작부에서 선택되어 있는 유량보다 적은 설정 유량으로 세정수를 토수해서 상기 기포 혼입부에 필요하게 되는 세정수를 저류시키는 저류수 생성 모드를 실행하며,
   상기 제어부는 상기 저류수 생성 모드시의 상기 압력 변동부의 작동을, 상기 본세정 모드시의 상기 압력 변동부의 작동보다 억제하는 것을 특징으로 하는 위생 세정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 물세기 선택 조작부에서 선택되어 있는 유량이 많아짐에 따라서 상기 저류수 생성 모드에서 토수되는 세정수의 유량도 많아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위생 세정 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 저류수 생성 모드와 상기 본세정 모드 사이에 유량을 단계적으로 상기 저류수 생성 모드의 유량으로부터 상기 본세정 모드의 유량에 가깝게 하는 단계 이행 모드를 실행하는 것을 특징으로 하는 위생 세정 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 단계 이행 모드가 완료된 후에, 상기 압력 변동부의 작동을 개시하는 것을 특징으로 하는 위생 세정 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분사구의 상류측에 설치되고, 원통벽을 갖고 상기 분사구로부터 분사되는 세정수에 대하여 선회 성분을 부여하는 선회실과,
   상기 선회실의 상류측에 설치되고, 상기 선회실에 대하여 세정수를 공급함과 아울러 폭방향 한쪽 내벽이 상기 원통벽의 접선 방향을 따르도록 접속된 선회실 급수로를 구비하고,
   상기 선회실 급수로는 상기 선회실 급수로의 폭이 상기 선회실의 반경보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위생 세정 장치.

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