KR20030063403A - 토수 장치 - Google Patents

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KR20030063403A
KR20030063403A KR10-2003-7007438A KR20037007438A KR20030063403A KR 20030063403 A KR20030063403 A KR 20030063403A KR 20037007438 A KR20037007438 A KR 20037007438A KR 20030063403 A KR20030063403 A KR 20030063403A
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water jetting
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아리타킨야
하마다야스오
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도토기키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 광범위한 토수나 절수화를 전기적 구동장치를 이용하지 않고 달성 가능한 새로운 토수장치를 제공하고자 한다.
토수체(10)는 토수구(11)를 선회실(4)의 외부를 향한 상태로, 힘받기부위(12)가 선회실(4) 내에서 경사진 자세로 머리흔들기 가능하게 선회실(4)에 조립되고, 상기 선회실(4)에 접선방향으로 급수한다. 이러한 선회실(4)에 생성한 선회류로, 힘받기부위(112) 주위에서 유속차를 일으키고, 이러한 유속차에 기초하여 생기는 힘을 힘받기부위(12)에 미치고, 힘받기부위(12)가 선회실(4) 내에서 경사진 자세로 토수체(10)를 머리흔들기 운동시키고, 토수구(11)에서 선회실(4) 내의 세정수를 토수한다.

Description

토수 장치{Water discharging device}
종래에는, 보다 강한 수류로 세정하려고 하는 경우, 대량의 세정수를 토수하거나, 보다 넓은 범위를 세정하는 목적이나, 인체 세정의 경우의 세정감을 향상시키기 위해서는, 세정노즐에서의 토수를 광범위에서 대량으로 토수할 필요가 있었다.
예를 들면, 광범위를 세정하는 목적으로 세정노즐에서 토수되는 세정수를 회전 또는 거의 회전하도록 토수시켜서, 세정노즐 자체를 소정 궤도로 이동시키고 세정수를 토수하는 방법이 제안되어 있다. 이러한 방법에서는 도 1에 도시한 바와 같이, 인체 국부 세정장치의 세정노즐을 두개의 모터에 의하여 구동하는 것으로 하고, 좌우, 전후의 노즐 동작의 조합에 의하여 세정노즐을 소정 궤도로 움직인다.
또한 일본국 특허공개 평성10-193776호나 특허공개 2000-008452호에서는 물펌프에 의하여 가압되된 세정수의 운동 에너지를 이용하여 날개차를 회전시킨다. 그리고 이러한 날개차에 토수구를 일체로 설치하여 토수구를 원궤적으로 움직이고 토수를 회전시키고 있다.
또한 일본국 특허 공개 평성8-246535호에서는 수류에 의하여 선회하는 날개를 구비하는 선회기어와 고정기어의 치합에 의하여 분출파이프를 원추상으로 선회하는 구성예가 개시되어 있다.
또한 도 1에 도시한 바와 같이, 노즐동작의 조합에 의하여 세정노즐 자체를 소정 궤적으로 이동시키는 것에 있어서는 다음과 같은 문제가 있다.
노즐 동작의 조합에 의하여 세정수를 선회 또는 대략적으로 회전시키면서 토수시키는 것이 가능하지만, 세정노즐을 구비하는 유니트 마다 전후, 좌우로 움직일 필요가 있고, 유니트 구동에 큰 힘이 필요하다. 또한 유니트 구동에 따라서, 큰 진동이 발생하거나, 이러한 유니트까지도 진동하는 것도 있다. 이 때문에 진동이 소음원인으로 되는 문제가 있었다. 따라서 문제가 되지 않을 정도의 전동의 강도로 세정노즐을 구동하기 위해서는 저속으로 구동하는 것이 불가결하였다. 즉, 노즐 구동이 이와 같이 저속구동으로 제한되기 때문에, 세정수의 회전 또는 대략 회전의 회전수를 고속으로 하는 것이 불가능하거나, 저속에서 고속까지 가변시킬 수 없는 문제점도 있었다.
또한 물펌프에 의한 가압세정수의 운동에너지를 이용하여 날개차를 회전시키고, 날개차와 일체의 토수구에서의 토수를 회전시키는 것에 있어서는 다음과 같은 문제가 있다.
토수구에서의 토수는 토수구와 거의 동등한 궤적으로 회전한다. 따라서 보다 넓은 범위를 세정하려고 하면, 토수구의 원궤적을 크게 할 필요가 있고, 그 만큼 토수구 주변부재도 원주방향으로 크게 된다. 이 때문에 고속으로 회전하는 경우의 접동저항이 크게 되고, 큰 구동력이 필요하게 된다. 그 결과 이러한 구동력을 얻기 위해서는 수량이나 수압이 크게 되는 문제점이 있다.
또한 수류에 의하여 선회하는 날개를 구비하는 선회기어와 고정기어의 치합에 의하여, 분출파이프를 원추상으로 선회시켜 세정수를 분출하는 것에서는 다음과 같은 문제가 있다.
이러한 타입에서는 수류의 운동에너지에 의하여, 선회기어를 선회시켜서 고정기어의 외주를 따라 분출파이프를 선회시키고 있다. 따라서 세정수 분출시에는 선회기어와 고정기어의 회전저항이 작용하기 때문에 선회 회전수가 작게 되고 만다. 또한 세정수 중의 스케일 등이 상기 기어 표면에 부착된 경우에는, 더욱이 회전에 필요한 수류의 운동에너지가 필요하게 된다. 이 때문에 더욱 선회 회전수가 약하게 되거나 선회하지 않게 되는 문제점이 있다. 또한 선회하기 위한 에너지를 수류 중의 운동에너지를 이용하여 선회 기어에 설치된 날개를 선회하기 위해서는, 노즐 자체가 크게 되는 문제가 있었다. 또한 기어의 결합에 의한 소음이나 진동도 발생하는 문제가 있다.
더하여, 노즐 본체와 회전노즐 사이에 접동부를 가지는 구조상, 이러한 접동에 선회기어와 동일하게 먼지 등이 기어 사이에 끼이거나 고착되고, 접동의 안정성, 즉, 토수의 신뢰성에 흠결이 생긴다.
또한 사용자는, 작은 유량이면서 강한 수류로 세정을 원하는 경우가 있다. 이와 같은 욕구에 적합한 토수를 실현하기 위해서는, 소유량의 세정수를 그 유속을 높여서 통수(通水)할 필요가 있다. 그런데 소유량이면 선회기어의 구동력이 저하되어서, 분출 파이프의 선회도 늦어지고, 사용자는 세정수의 도착을 받는 세정수 포인트가 천천히 이동하고 있다고 느끼게 된다. 이렇게 되면 세정범위를 한번에 세정하고 있다고 느끼지 못하게 된다. 따라서 세정 범위에 대하여 상시 세정수의 착수(着水)를 받고 있도록 하기 위해서는, 세정수류의 유속을 유지한 상태로 인체가 인식 불가능한 빠르기로 분출파이프, 즉 토수를 회전하여, 인체가 토수의 회전궤적 전체로 착수를 받고 있도록 착각될 필요가 있다. 그런데 소유량의 세정수 통수(通水)에서는 분출파이프는 저속 선회 밖에 일어나지 않기 때문에, 상기의 세정포인트가 선상으로 이동하고 있다는 감각을 받게 되고, 상술한 착각을 부여하는 것이 어렵게 된다.
또한 유체 소자를 이용하여 토수를 요동시키는 것도 제안되어 있다. 그러나 토수시 세정수가 날아서 비산되기도 하여, 세정에 기여하지 않는 불필요한 물이 대량으로 발생하여 절수를 수행할 수 없게 된다. 또한 유체 소자의 구성상, 요동시키는 방향이나 요동의 주파수가 제한되어 있는 문제점도 있다.
또한 특히 토수후, 즉 대기 해방된 후에, 소자를 이용하여 발진시키는 경우에는, 유체소자 발진 때문에 토수세정수의 운동 에너지가 사용되고 말기 때문에 토수의 힘이 약해지고 마는 문제도 있다.
또한 여성의 비데 세정와 같이 "소프트하게 광범위를 세정하고 싶은" 요구가 있다. 비데 세정의 세정 대상은 보다 진동 등에 민감하기 때문에 상술한 바와 같이 세정 포인트가 선상으로 이동한 상태에서는 각 세정포인트 마다 착수(着水)에 의한 자극이 너무 강하다. 따라서 세정 포인트가 보다 고속으로 요동 이동하여 상술한 착각을 부여할 필요가 있지만, 유체 소자에서는 요동의 주파수가 제한되어 있어서, 세정포인트의 고속 요동을 실현할 수 없다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 노즐 구동을 수반하는 것 없이 보다 광범위의 세정을 가능하게 하는 새로운 토수방식을 제공하는 것을 목적으로 한다. 더욱이 노즐 구동장치나 물펌프 등의 구동장치를 이용하는 것 없이 수력을 이용한 고속의 토수이동을 가능하게 하고, 그 경우의 저에너지화, 코스트 저감, 진동, 소음의 저감을 도모하고자 한다. 또한 토수의 신뢰성을 높인다.
본 발명은 급수되는 세정수를 노즐에서 토수(吐水)하는 토수장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 인체국부 세정장치를 설명하기 위한 설명도이다.
도 2는 세정수의 비산이 일어나는 상황을 설명하는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 토수장치를 적용한 실시예의 인체국부 세정장치(100)의 수로구성도를 설명한 설명도이다.
도 4는 세정노즐(1)을 단면으로 보여 설명하기 위한 설명도이고, 도 4의 (a)는 세정노즐(1)의 횡방향 단면도를 보이고, (b)는 (a)에 있어서의 세정노즐(1)을 A-A면으로 단면으로 보인 단면도이다.
도 5는, 선회실(4)에 세정수가 유입되고 나서의 힘받기부위(12)의 거동과 그 힘받기부위(12)에 걸리는 힘의 형태를 시간 경과에 따라 설명하는 설명도이다.
도 6은 힘받기부위(12)가 이러한 거동을 채용하는 것으로 얻어지는 세정수 토수의 형태를 설명하는 설명도이다.
도 7은 선회실(4)과 힘받기부위(12)의 내외경 비를 규정한 것으로 얻어지는 효과를 설명하는 설명도이고, 도 7의 (a)는 내외비가 0.35~0.80의 범위에 있는 경우의 선회 상태를 설명하는 설명도이고, 도 7의 (b)는 내외비가 0.35를 하회하는 경우의 선회 상황을 설명하는 설명도이다.
도 8은 변형예의 선회실 유입로(3)를 설명하기 위한 설명도이다.
도 9는 변형예에 있어서의 토수체(110)를 설명하기 위한 설명도이고, 도 9의 (a)는 그 토수체(110)의 종단면도, (b)는 토수체(110)의 개략사시도, (c)는 (b)의 c-c선 단면도이다.
도 10은 변형예의 토수체(110)를 조립한 세정노즐(1)을 단면으로 보여서 설명하기 위한 설명도이고, 도 10의 (a)는 세정노즐(1)을 횡방향으로 단면 도시한 단면도를 보이고, (b)는 세정노즐(1)을 종방향 단면으로 도시한 단면도이다.
도 11은, 토수체(110)를 이용한 세정노즐(1)에서의 세정수의 토수의 형태를 설명하는 설명도이다.
도 12는 변형예의 토수체(120,125)를 설명하기 위한 설명도이고, 도 12의 (a)는 토수체(120)의 종단면도, (b)는 토수체(125)의 종횡단면도이다.
도 13은 토수체(120)를 조립한 세정노즐을 종방향으로 보인 단면도이다.
도 14는 토수체(120)를 이용한 세정노즐(1)에서의 세정수의 토수의 형태를 설명하는 설명도이다.
도 15는 토수체(110)의 머리흔들기 공전과 자전과의 관계를 설명하는 설명도이고, (a)는 토수체(110)의 머리흔들기 공전과 자전이 그 회전방향이 동일한 경우를 보인 설명도, (b)는 토수체(110)의 머리흔들기 공전과 자전이 그 회전방향이 역인 경우를 보인 설명도이다.
도 16은 토수체(110)가 도 15의 거동을 채택한 때의 토수의 형태를 설명하는 설명도이고, (a)는 머리흔들기 공전과 자전이 동일방향의 경우의 토수의 형태를 설명하는 설명도, (b)는 머리흔들기 공전과 자전이 역방향인 경우 토수의 형태를 설명하는 설명도이다.
도 17은 다른 실시예의 세정노즐(200)을 단면으로 보여 설명하기 위한 설명도이고, 도 17의 (a)는 세정노즐(200)의 횡방향 단면도를 보이고, (b)는 (a)에 있어서의 세정노즐(200)을 A-A면으로 절단하여 보인 단면도이다.
도 18은 상기 세정노즐(200)이 실현하는 세정수 토수의 형태를 설명하는 설명도이다.
도 19는 토수체(11)를 토수체(10)의 중심축에 대하여 경사시킨 변형예에서 얻어지는 토수의 형태를 설명하는 설명도이다.
도 20은 다른 변형예의 세정노즐(220)의 단면도를 보인 설명도이다.
도 21은 별도의 변형예의 세정노즐(220)의 단면도를 보인 설명도이다.
도 22는 상기 변형예에서 사용하는 세정노즐(261)을 설명하는 설명도이고, 도 22의 (a)는 세정노즐(261)의 종단면도, (b)는 세정노즐(261)에 있어서으 토수체(270)의 거동의 형태와 노즐에서의 토수 형태를 보인 설명도이다.
도 23는, 토수체의 머리흔들기 공전에 수반하는 세정수 토수를 적용한 샤워장치(291)를 설명하는 설명도이고, 도 23의 (a)는 샤워장치(291)의 횡방향 단면도, (b)는 (a)에 있어서의 샤워장치(291)를 A-A면으로 절단하여 보인 단면도이다.
도 24는 상기 샤워장치(291)에서의 세정수 토수의 형태를 설명하는 설명도이다.
도 25는 토수체의 머리흔들기 공전에 수반하는 공전토수를 적용한 휴대형 인체국부 세정장치(300)의 개략 사시도이다.
도 26은 토수체의 머리흔들기 공전에 수반하는 세정수의 공전토수를 적용한 식기세정장치(310)의 개략 사시도이다.
도 27은 상기 식기세정장치(310)이 구비하는 회전세정아암(320)을 설명하기위한 설명도이다.
도 28은 선회실(4)의 선회류에 힘받기부위(12)의 주위에서 유속차를 일으키는 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 29는 수압부위(12)의 주위에서 유속차를 일으키는 다른 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 30은 도 28에 도시한 선회실(4)에 2유로에서 세정수를 유입한 상태를 설명하기 위한 설명도이다.
도 31은 도 29에 도시한 선회실(4)에 역시 2유로에서 세정수를 유입한 상태를 설명하기 위한 설명도이다.
도 32는 선회실(4)에 복수개의 유로에서 세정수를 유입하는 다른 방법을 설명하는 설명도이고, 도 32의 (a)는 복수개의 유로에서의 유입세정수 자체를 유속차를 가지도록 하는 방법을 보인 설명도, 도 32의 (b)는 복수개의 유로에서의 세정수 유입의 타이밍을 조정하는 방법을 보인 설명도, 도 32의 (c)는 복수개의 유로의 유입위치를 변화시키는 방법을 설명하는 설명도이다.
도 33은 변형예의 세정 노즐(335)을 설명하기 위한 설명도이다.
도 34는 세정노즐(335)의 변형예에 있어서 선회실(4)을 도 33의 34-34선으로 단면 도시한 단면도이다.
도 35는 힘받기부위(12)의 경사를 토수체(10) 자체에서 일으키도록 변형한 세정노즐(335)를 설명하는 설명도이다.
도 36은 토수체(10)의 힘받기부위(12)를 토수부위(10a) 보다 큰 지름의 기둥형상체로 하도록 변형한 세정노즐(335)를 설명하기 위한 설명도이다.
도 37은 변형예의 토수체(340)과 지지의 형태를 설명하기 위한 설명도이다.
도 38은 또 다른 변형예의 토수체 지지방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 39는 다른 변형예의 토수체 지지방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 40은 변형예의 토수체(360)을 설명하기 위한 설명도이다.
도 41은 다른 변형예의 토수체(365)를 설명하기 위한 설명도이다.
도 42는 변형예의 토수체(370)를 그 개략 사시도와 종단면으로 도시한 설명도이다.
도 43은 다른 변형예의 토수체(374)를 종단면도와 요부의 확대단면도로 도시한 설명도이다.
도 44는 다른 변형예의 토수체(380)를 동일하게 종단면도와 요부의 확대단면도로 보인 설명도이다.
도 45는 변형예의 세정노즐(400)의 요부를 종단면 및 수평단면으로 도시한 설명도이다.
도 46은 테이퍼가이드부(405)의 상하 운동과 그것이 발휘하는 효과를 설명하는 설명도이다.
도 47은 변형예의 세정노즐(420)을 설명하기 뤼한 설명도이다.
도 48은 상기 세정노즐(420)의 요부 확대도이다.
도 49는 세정노즐(420)의 변형예가 가지는 탄성체(424)와 토수체(422)를 보인 설명도이다.
도 50은 세정노즐(420)의 변형예가 가지는 탄성체(424)와 토수체(422)를 보인 설명도이다.
도 51은 다른 실시예의 세정노즐(450)을 종단면도와 요부 단면도로 보인 설명도이다.
도 52는 세정노즐(450)의 변형예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 53은 또 다른 변형예의 세정노즐(470)을 보인 설명도이다.
도 54는 변형예의 세정노즐(480)을 종단면으로 보인 설명도이다.
도 55는 테이퍼가이드부(15)에 의한 토수체(10)의 경사규제의 형태를 설명하는 설명도이다.
이러한 문제의 적어도 일부를 해결하기 위하여 본 발명의 토수장치는 노즐을 구비하고, 급수된 세정수를 상기 노즐에서 토수하는 장치로서,
상기 노즐은,
세정수가 유입되는 유입실과,
상기 유입실에 조립되고, 세정수의 토수구를 구비하는 토수부위와, 상기 토수부위에 연속하고 상기 유입실 내에 위치하는 실내부위를 구비하는 토수체로서, 상기 유입실 내의 세정수를 상기 토수구에 안내하는 관로를 구비하는 상기 토수체와,
상기 유입실에 유입된 세정수가 상기 유입실의 내주벽면을 따라 상기 실내부위 주위의 선회류를 일으키도록, 상기 유입실에 세정수를 안내하는 급수기구를 구비하고,
상기 토수체는,
상기 토수구를 상기 유입실의 외부로 향한 상태에서, 상기 실내부위가 상기 유입실 내에서 경사진 자세로 머리흔들기 가능하게 상기 유입실 내로 조립되고,
상기 급수기구는,
상기 선회류에, 상기 실내부위 주위에서 유속차를 일으키고, 상기 유속차에 기초하여 생기는 힘을 상기 실내부위로 미치도록 하고, 상기 실내부위가 유입실 내에서 경사진 자세로 상기 토수체를 머리흔들기 운동시켜서 공전시키는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명의 토수장치는, 급수기구에서 유입실로 세정수를 도입하고, 상기 유입실에서 실내부위 주변의 선회류를 일으킨다. 이러한 선회류는 실내부위 주변에서 유속차를 일으켜서, 유입실에서는 상기 유속차에 기초하여 힘이 생긴다. 이러한 힘은 유체중을 물체가 이동하는 경우, 그 물체를 끼운 유체의 속도차에 기초하여 상기 물체에 작용하는 양력과 동질의 것이다. 따라서 이후의 설명에 있어서 유속차에 기초하는 힘을 설명의 편의상 양력이라고 칭하기로 한다.
이와 같이 유입실에 실내부위가 들어가고, 상기 실내부위 주변의 선회류가 일어나고 있는 경우의 양력(FL)은 그 발생 시점에서 실내부위의 속도는 제로이고, 상대적으로는 선회류의 속도(V)[m/sec]의 영향을 받는다. 그리고 이러한 양력(FL)은, 양력을 받는 실내부위의 최대 사영면적(S)에 상당하는 물리량으로서 그 길이를L[m], 세정수의 밀도를 ρ[kg/m3]이라고 하면, 다음의 식으로 표현된다. 식중의 CL은 양력계수이다.
FL=(ρ·V2·CL·L)/2 [N]
그리고 이와 같이 하여 양력(FL)이 실내부위에 작용하면, 그 결과로서 실내부위에는 항력(FD)(=(ρ·V2·CD·L)/2[N])도 작용한다. 이러한 CD는 항력계수이다.
그리고 유입실에서 실내부위 주위의 선회류가 일어난 상황을 고려하면, 기술한 바와 같이 실내부위에는 양력이 작용한다. 이러한 양력은 실내부위 주변의 선회류의 유속이 큰 측으로 선회류 중 중앙측에서 외향으로 움직인다. 한편, 실내부위는 유입실에 있어서 경사진 자세로 머리흔들기 가능하기 때문에 이러한 양력을 받아서 경사지고, 유입실 내벽측으로 경사짐과 동시에 이러한 양력과 항력의 합력방향으로 움직인다. 이러한 합력은 항력이 선회류의 흐름방향을 따른 것이기 때문에 실내부위를 선회류의 흐름방향을 따라 움직이는 방향으로 이동한다.
이렇게 하면, 실내부위 주위의 선회류의 유속차의 상황도 변화하고, 이러한 새로운 상황하에서 양력ㆍ항력에 의하여 실내부위는 경사진 자세 그대로 선회류의 흐름 방향으로 이동한다. 이 때문에 토수체는 머리흔들기 운동하여 유입실에 있어서 공전한다. 이하 이러한 공전을 머리흔들기 공전이라고 칭하기로 한다. 그리고 이러한 토수체의 토수구는 유입실의 외부를 향하고 있는 점에서, 토수구로 안내되는 세정수는 토수체의 머리흔들기 개소를 정상으로 하는 원추상으로 토수된다. 이와 같은 토수에 있어서도, 토수체의 머리흔들기 공전를 따라서 공전한다. 이렇게 하여 토수를 공전토수로 경우에 따라 약칭하기로 한다.
더욱이 상기와 같이 실내부위가 양력을 받아서 유입실내벽측으로 경사지면, 이러한 실내부위는 유입실의 선회류에 바로 눌러지는 것으로 된다. 따라서 실내부위는, 선회류에서 직접 운동 에너지를 받아서 경사 자세인 상태로 선회류의 흐름방향으로 이동하는 것으로 되고, 토수체의 머리흔들기 공전은 촉진된다.
그리고 여기서 말하는 운동에너지(A)는 다음의 식으로 정의될 수 있고, 물의 흐름(선회류)에 지배되는 에너지이다.
A=(ρ·V2·Q)/2 [W]
여기서 Q는 순간유량[m3/sec]를 표시하고 R은 물의 회전 혹은 선회반경[m]을 표시한다.
또한 원심력은 다음의 식으로 정의될 수 있고, 물의 회전이나 선회에 의하여 실내부위가 공전하는 것에 의하여 발생하는 힘으로, 상기 공전 혹은 선회의 회전반경방향으로 발생하는 힘이다.
F=MV2/R [N]
여기서, M은 토수체의 질량을, V는 공전의 속도를, R은 공전반경을 표시한다.
이 결과, 본 발명의 토수장치에 의하면 노즐 자체의 구동을 수반하는 것 없이 원추상의 세정수 토수를 실현할 수 있고, 이것에 의하여 광범위한 세정수 착수,즉 광범위한 세정을 도모하는 것이 가능하다.
더욱이 이렇게 하여 광범위의 세정을 가능하게 함에 더하여, 유입실로의 세정수 유입을 도모하여 선회류를 일으키고, 이러한 선회류에 의하여 토수체로 유입실에서의 머리흔들기 공전을 일으키면 충분하다. 따라서 노즐 자체를 소정의 궤적으로 이동시켜서 세정수를 회전 또는 대략적으로 회전시키면서 토수하는 경우에 비하여, 이동부분이 작다. 더욱이 토수체의 머리흔들기 공전을 세정수의 선회류만으로 일으키고 있고, 이러한 머리흔들기 공전 실현에 모터 등의 액츄에이터를 일체 필요로 하지 않는다. 이 때문에 액츄에이터 구동에 기초하는 소음이나 진동을 발생시키지 않고, 정숙하고 진동의 측면에서 극히 우수한 잇점이 있다. 예를 들면 이러한 토수장치를, 인체국부를 세정하는 인체국부 세정장치에 적용하면, 조용하고 진동이 작은 우수한 인체국부장치를 제공할 수 있다. 더하여 기어 등의 치합도 불필요한 점에서, 먼지 등이 치형에 끼이는 것 없이 토수의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 이동부분이 작은 것에 더하여, 액츄에이터 등의 전기적 구동부를 가지지 않아서, 극히 컴팩트한 인체 국부 세정장치를 제공하는 것이 가능하다. 더욱이 전기적 구동부분의 내구성이 문제시 되지 않음과 같이 노즐 단부까지의 전기적 배선도 불필요하다. 따라서 누전 등의 우려를 없애고, 조립 작업이나 보수작업의 간략화, 구성의 간략화, 더 나가서는 코스트 저감을 도모할 수 있다.
또한 상기한 광범위 토수를 실현하기 위한 토수체의 머리흔들기 공전을, 유입실로의 상술한 토수체 조립, 유입실로의 세정수 도입에 의한 선회류 생성으로 일으키고 있어서, 구성의 간략화, 코스트 저감을 도모할 수 있다. 그리고 구성의 간략화를 통하여 장치의 컴팩트화를 도모할 수 있다.
또한 실내부위 주위의 유속차의 발생 상황은 유입실로의 세정수 도입의 형태나 유입실 형상 등으로 조정할 수 있다. 따라서 토수체의 머리진동 공전 상황도 조정가능하고, 이것에 의하여 토수상태의 다양화를 도모할 수 있다. 예를 들며 상기한 양력이나 원심력을 높여서 토수체를 고속으로 머리흔들기 공전시켜서 토수가능한 이외에, 토수체의 머리흔들기 공전 상황을 안정화시키는 것으로, 이러한 머리흔들기 공전의 궤적을 용이하게 안정한 것으로 할 수 있고, 토수의 안정화도 달성할 수 있다.
이와 같이 토수체를 고속으로 머리흔들기 공전시키면, 토수되는 세정수가 착수하는 세정 포인트도 고속으로 이동할 수 있게 된다. 즉, 이러한 머리흔들기 공전의 주기로 규정되는 공전 주파수를 높이는 것으로, 인체가 토수의 착수(着水) 범위(착수포인트의 집합개소)의 전체에서 착수를 받고 있도록 착각시키는 것도 가능하다. 이 때문에 이러한 토수장치를 적용한 인체국부 세정장치에서는 착수 포인트의 고속이동에 의한 착각에 의하여, 소프트하고 광범위의 세정에 대한 요구를 실현할 수 있어서 바람직하다.
더욱이, 세정수가 가지는 운동에너지는 별도로 양력을 발생시키고, 이러한 양력을 토수체의 머리흔들기 공전 및 그 고속화에 제공하고 있다. 따라서 유체 소자를 이용한 것에 비하여 토수의 강한 쇠퇴를 초래하지 않는다.
또한 이렇게 한 각 세정 포인트로의 착수의 추이를 일으키고 있어도 상기의착오를 일으켜서, 착수범위의 전체에 동시에 세정수가 착수하도록 연속적인 토수를 필요로 하지 않는다. 따라서 그 만큼 절수효과가 있다.
이와 같은 본 발명의 토수장치는 각종의 형태를 가질 수 있다.
예를 들면, 유입실을 원통형상으로 하고, 토수체의 실내부위를 원주형상으로 하는 것이 가능하다. 이렇게 하면, 각각의 형상이 단순하게 되어서, 그러한 제조코스트를 저감할 수 있다.
이와 같은 형상을 채용하고, 실내부위의 외경을 유입실의 내경의 약 35%~80%로 하면, 다음의 잇점이 기대된다.
유입실에서의 실내부위 주위의 선회류의 유기에는 유입실로의 세정수 유입을 유입실과 편심된 유입실 내벽에 연통하는 노즐관로를 이용하는 것이 간편하다. 이렇게 하여 세정수 유입을 일으키는 경우, 실내부위의 외경과 유입실의 내경이 상기 관계에 있으며, 세정수가 유입실로 최초로 유입된 직후의 상태에 있어서, 유입 세정수는 유입실 내벽을 따라 실내부위의 주위의 선회류를 유속차를 가지고 확실하게 일으킨다. 이것에 의하여 토수체의 머리흔들기 공전ㆍ토수상태의 안정화를 발휘할 수 있다.
이것에 대하여, 상기의 범위 보다 큰 실내부위 외경이면, 유입실 내벽에 실내부위 외벽이 너무 가까워서, 유입실에 편심유입된 세정수가 실내부위와 충돌하여 돌아가기 쉽게 되고, 실내부위 주위의 선회류에 난류가 생긴다. 그 결과, 상기한 양력을 적절하게 일으키는 것이 불가능하고, 토수체의 머리흔들기 공전, 혹은 토수의 상태가 불안정하게 된다.
또한 실내부위의 외경과 유입실의 내경이 상기 관계이면, 유입실내벽과 실내부위 외벽 사이를 점유하는 나선류의 폭이 적절한 것으로 되어, 그 선회류의 폭에 있어서의 속도분포 피크가 유입실 내벽측에 편재하는 것이 없다. 따라서 이러한 피크 개소와 실내부위가 비교적 근접하기 때문에 양력이 실내부위에 작용하기 쉽게 된다. 이것에 대하여 상기 범위 보다 작은 실내부위 외경이면, 유입실 내측과 실내부위 외벽 사이가 없게 되어, 선회류의 폭이 넓어짐과 같이 상기 선회류는 작은 지름의 실내부위 주위에서의 선회로 된다. 따라서 상기 속도분포 피크가 유입실 내벽측에 편재하여 피크 개소와 실내부위가 이격되어서 양력이 실내부위에 작용하기 어렵게 된다. 그 결과 역시, 토수체의 머리흔들기 공전ㆍ토수상태가 불안정하게 된다.
또한 유입실과 실내부위의 적어도 일측을 선회류의 실내부위 주위의 유속에 차이를 생기게 하도록 원주벽형상, 예를 들면 곡률이 상이한 원주부위를 구비하는 것으로 할 수 있다. 이렇게 하여도, 유입실내벽을 따라 살내부위의 주위의 선회류를 유속차를 가지게 하여 확실하게 일으키는 것이 가능하기 때문에 토수체의 머리흔들기 공전ㆍ토수상태의 안정화를 발휘할 수 있게 된다.
또한 유입실과 편심되어 유입실 내벽에 연통하는 노즐관로를 이용하는 것에 대하여, 상기 노즐관로를 복수개 구비하는 것으로 하고, 복수개의 노즐관로에서 유입실에 유입되는 세정수로 선회류를 일으키도록 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 유입실에서의 실내 부위 주위의 선회류를 보다 용이하면서도 확실하게 일으킬 수 있다.
이 경우, 복수개의 노즐관로를 다른 유속으로 세정수의 유입을 도모하거나, 다른 관료면적으로 하는 것으로, 다른 유속으로 유입실에 세정수를 유입시키도록 할 수 있다. 그리고 복수개의 노즐관로의 적어도 하나에 대하여, 이와 같이 다른 유속으로의 유입ㆍ다른 관로면적으로 하면 좋다.
또한 복수개의 노즐관로를 유입실의 중심에 대하여 비대칭의 위치에서 유입실 원주벽에 연통하도록 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 유입실에서의 실내 부위 주위의 선회류의 유기(誘起)를 보다 쉽고 확실한 것으로 할 수 있다.
또한 노즐이 구비하는 토수체를 유입실로의 세정수의 유입이 없는 비토수시에 있어서, 실내부위가 유입실에 대하여 경사지게 하는 것도 가능하다. 예를 들면 노즐을 수평면에 대하여 경사진 자세를 가지는 것으로 하고, 이러한 토수체는 자신에게 작용하는 중력에 의하여 비토수시에 있어서 실내 부위를 유입실에 대하여 경사시키는 것으로 하는 것이 가능하다. 이렇게 하면 세정수의 유입실 유입 전부터 토수체의 실내 부위와 유입실 내벽과의 사이를 협지할 수 있다. 따라서 세정수의 유입실 유입의 당초부터, 상기와 같이 끼워져 있는 사이를 세정수가 통과하는 사이의 유속을 높이는 것이 가능하고, 선회류의 유속차를 확실하게 일으키는 것이 가능하다. 이 때문에 세정수 유입 당초부터 상기한 양력을 확실하게 발생시키는 것이 가능하여서 토수체의 머리흔들기, 공전, 토수상태의 안정화를 용이하게 도모할 수 있다.
이와 같이 토수체를 경사시키에 있어서, 다음과 같이 하는 것이 가능하다. 즉, 유입실 저면의 중앙에 돌기를 설계하고, 이러한 돌기에 의하여 토수체의 실내부위를 비토수시에 있어서 유입실에 대하여 경사시키는 것도 가능하다. 이와 같이 하여도, 세정수 유입 당초부터 확실하게 양력을 발생시켜서, 토수체의 머리흔들기 공전, 토수상태를 용이하게 안정화시킬 수 있다. 이와 같은 돌기를 토수체에 있어서 실내부위 하단에 구비하도록 하는 것도 가능하다.
또한 유입실을 토수체의 토수부위 측에서 작은 지름으로 되는 테이퍼상의 내주벽을 구비하는 것으로 하고, 토수체의 실내부위를 기둥형상으로 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 경사진 실내부위 외면과 유입실 내벽과의 사이의 간극을 실내부위의 길이에 걸쳐 거의 동일하게 할 수 있다. 따라서 실내부위가 일단 경사진 후에는, 상기 간극을 선회류가 통과하는 경우의 유속을 실내부위의 길이에 걸쳐 거의 동일하도록 빠르게 할 수 있다. 즉, 양력 발생에 관여하는 길이가 증가하는 것으로 되어 양력을 크게할 수 있다. 그 결과, 양력에 수반하는 항력도 크게 되고, 토수체의 머리흔들기 공전속도가 증가한다. 더욱이 선회류와의 간섭이 일어나는 범위도 길어져서 실내 부위가 직접 선회류로 그 방향을 따라 회전시킬 수 있다. 이 때문에 원심력은 보다 크게 되고, 토수체의 머리흔들기 공전의 고속화, 더 나가서는 안정된 궤적으로 토수체의 머리흔들기 공전이나 토수의 안정화도 용이하게 실현할 수 있다.
또한 유입실에 조립되는 토수체를 그 토수부위가 실내 부위 보다 작은 지름의 기둥형상체로 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 토수체는 유입실의 작은 지름측에서 토수구를 유입실의 외부를 향하고, 기술한 바와 같이 실내 부위를 공전시켜서, 토수체(실내부위)의 머리흔들기 운동의 중심부분도 작은 지름으로 된다. 따라서 유입실에서 받는 세정수의 수압의 수압면적은 좁게 되고, 공전의 경우 중심부분에서의 저항도 작게 된다. 이들의 점에서도 토수체의 머리흔들기 공전의 고속화나 안정화에 유익하다.
더욱이, 유입실은 개구를 구비하고, 상기 개구에서 상기 토수체에 있어서의 상기 토수부위의 토수구를 외부를 향하도록 함과 동시에 상기 개구주연을 상기 토수부위의 선단의 지지부로 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면, 다음의 잇점이 있다.
토수체가 그 토수구에서 세정수를 토수하는 경우에는, 선회실은 세정수로 거의 만수상태에 있고, 상기 세정수가 토수체의 토수구로 안내된다. 이러한 상태는 토수체 자체는 상방으로 눌려 올려진다. 이러한 경우에 있어서도, 실내부위는 상술한 바와 같이 양력을 받아 경사진 자세로 머리흔들기 운동을 일으키고 토수체는 머리흔들기 공전한다.
이러한 토수체의 머리흔들기 공전의 경우, 상술한 상방으로 눌러올림에 의하여, 토수체는 그 토수부위 선단을 유입실의 개구주연으로 눌러 붙인다. 그런데 이러한 눌러 붙임의 경우에는 토수체 자체가 머리흔들기 공전을 하고 있는 점에서 토수부위 선단이 토수체의 경사진 측으로 개구 주연에 받고 있는 소위 일측 접촉을 일으키도록 하는 것이 가능하다. 이렇게 하면, 이러한 경사진 측 이외에서는 토수부위 선단은 개구주연에서 멀어지고, 토수체의 머리흔들기 공전에 수반하고 이러한 일측접촉인 상태로 개구주연과의 접촉하는 토수부위 선단의 위치는 개구주연을 따라 변하여 간다. 이 때문에 일측 접촉하고 있지 않은 토수 부위 선단에서 누수하려는 유입실 내의 세정수를, 상기 토수부위 선단의 실링용 물로서 기능하도록 하는 것이 가능하다. 따라서 토수부위 선단과 개구주연에 특단의 윤활제나 윤활기능을 필요로 하지 않아서 구성의 단순화, 보수점검ㆍ조립작업의 간략화를 도모할 수 있다.
또한 토수체의 머린진동 공전의 가장 중심에서 토수부위 선단을 일측 접촉시키는 것에 불과하여서, 토수부위 선단과 개구주연과의 접촉은 협소범위 밖에 일어나지 않는다. 따라서 이러한 접촉에 수반하는 마찰력을 저감시키고, 마모방지의 측면에서 바람직하다.
그리고 유입실을 상기 개구주연에, 상기 토수부위 선단의 측으로 돌출한 환상융기부를 구비하는 것으로 하는 것이 가능하다. 이렇게 하면, 상기와 같이 토수부위 선단이 일측 접촉하도록 한 경우, 토수부위 선단은 환상돌기부 밖에 일측접촉하지 않아서, 일측 접촉의 안정화 및 상술한 마모방지 등에서 유익하다. 이 경우, 마모가 일어나더라도 개구주연 주변에서는 개구주연과 토수부위 선단의 접촉위치가 변하지 않아서 마모에 의한 회전수가 저하하는 등의 성능 변화는 없다.
더욱이 토수부위 선단을 경사면 형상이나 구형형상, 원호상 형상으로 하면, 일측 접촉의 안정화나 상술한 마모 방지 등에 의하여 보다 유익하다. 또한 토수부위 선단의 주연을 테이퍼 형상 또는 원호상으로 면취하는 것으로, 일측접촉의 안정화나 상술한 마모방지 등에 보다 유익하다.
그리고 개구주연을 구형 형상으로 하고, 토수부위 선단을 그 구형에 접합한 요홈의 구형 형상으로 하면, 토수부위 선단을 거의 전체 주연에 걸쳐 개구주연으로받아내는 것이 가능하다. 이러한 경우에 있어서도, 토수체의 머리흔들기 공전의 안정화를 도모할 수 있다.
상기와 같이 토수체의 실내 부위는 선회류에 기초한 양력 이외에, 선회류에 눌러흐르는 것으로 원심력도 작용한다. 따라서 실내부위의 질량을 크게 하면, 양력ㆍ원심력으로 일단 그 실내부위가 경사자세로 공전하는 경우의 관성력(원심력)이 크게 된다. 이 때문에 토수체의 머리흔들기 공전의 안정화, 공전토수의 안정화의 점에서 유리하다. 이와 같이 실내부위의 질량을 크게하는 것에 대하여, 상기 부위를 금속으로 하고, 이것에 연속하는 토수부위를 수지로 하는 것이 간편하다. 그리고 이와 같이 토수 부위와 실내 부위에서 전자를 수지, 후자를 금속으로 하는 것은, 인서트 성형 등의 제조방법을 채용하는 것이 가능하여, 생산성, 코스트 저감에 유리하다.
또한 상기 토수체는 상기 공전(머리흔들기 공전)을 일으키면서, 상기 토수체 자체가 상기 실내부위의 축을 중심으로 회전하는 자전을 일으키는 것으로 하는 것이 가능하다. 이렇게 하면, 토수체의 머리흔들기 공전에 의한 토수의 원추상의 공전토수가 실행되면서, 토수체가 자전하는 것에 의하여 세정수에 자전방향의 속도성분을 부여한다. 이 때문에 이러한 토수체의 자전에 의하여 발생하는 자전축 주위의 원심력으로 세정수(원추상의 공전토수를 일으키고 있는 세정수)를 분산할 수 있어서, 보다 넓은 범위로 세정수를 토수시키는 것이 가능하다. 더욱이 세정수가 분산되어서, 원추상의 공전토수 자체가 넓어지고, 중간빠짐이 작은 토수를 수행하는 것이 가능하게 된다.
또한 상기 토수체는, 상기 토수부위의 상기 토수구에 이르는 관로를 상기 토수체의 자전축에 대하여 경사시켜 구비하는 것으로 하는 것이 가능하다. 이렇게 하면 토수구에서의 세정수의 토수궤적은 토수체의 머리흔들기 공전에 의한 원추형의 공전토수 궤적과 다음의 궤적의 합성궤적로 된다. 즉, 토수구에 이르는 관로가 토수체의 자전축에 대하여 경사져 있는 것에서, 이러한 토수구에서는 자전축에 대해서도 원추상으로 세정수가 토수된다. 따라서 이러한 토수궤적과 상기 원추상의 공전토수 궤적의 합성궤적으로 토수가 진행되고, 보다 넓은 범위로 세정수를 토수하여도 중간 빠짐이 없는 토수를 실현할 수 있다. 이렇게 하여 광범위의 토수 실현에 대하여 특단의 수량 증가를 필요로 하지 않고, 토수체의 자전을 일으키면 충분하기 때문에 효율적인 절수를 수행할 수 있음을 알 수 있다.
그리고 토수체의 자전을 포함하는 광범위 토수를 필요로 하지 않는 경우는 토수구에 이르는 관로를 경사시킨 상태에서 자전하지 않도록 하면 된다. 이렇게 하면, 원추상의 공전토수의 중심축방향, 즉 상기 원추상의 공전토수의 지향방향을 노즐의 위치를 변화하지 않고 상기 관로의 경사에 따라서 경사시키는 것이 가능하다. 따라서 노즐의 위치나 자세의 제약을 받지 않고, 세정수의 방향(원추상의 공전토수의 지향방향)을 변화시키는 것이 가능하여서 노즐 레이아웃의 자유도가 높아진다.
또한 상기 토수체는 상기 토수부위의 토수구에 이르는 관로를 상기 토수체의 자전축에 대하여 편심되어 구비하는 것으로 하는 것도 가능하다. 이렇게 하여도 토수구에서의 세정수의 토수궤적을 토수체의 머리흔들기 공전에 의한 원추상의 공전토수궤적와, 토수구의 편심에 기초한 원추궤적의 조합으로 할 수 있고, 보다 넓은 범위로 세정수를 토수하여도 원추상에 중간빠짐이 없는 토수를 수행할 수 있다. 그리고 관로를 경사시킨 경우와 동일하게 효율적인 절수를 수행할 수 있게 된다.
그리고 토수체의 자전을 포함한 광범위한 토수를 필요로 하지 않도록 하는 경우에는 토수구에 이르는 관로를 편심시킨 상태에서 자전하지 않도록 하면 된다. 이렇게 하면 원추상의 공전토수를, 노즐의 위치를 변하지 않고 상기 관로의 편심위치 측으로 비키게 할 수 있다. 따라서 노즐의 위치나 자세의 제약을 받지 않고 세정수의 방향(원추상의 공전토수의 지향방향)을 비키게 하는 것이 가능하여서, 노즐의 레이아웃의 자유도가 높아진다.
또한 토수부위에 토수구를 설치하는 경우에, 상기 토수구를 장공형상으로 하거나, 확장된 테이퍼형상의 것으로 하는 것이 가능하다. 이렇게 하면 원추상의 공전토수 궤적을 토수구 형상에 따른 형상의 토수가 공전하는 것으로 넓어지는 것이 가능하다. 따라서 토수에 대하여 확실하게 중간 빠짐이 없도록 할 수 있음과 같이, 관로경사ㆍ편심의 경우와 동일하게 절수 효율을 높이는 것이 가능하다.
더욱이, 토수구에 세정수를 안내하는 경우에 세정수의 흐름에 정류를 일으키는 정류기구를 구비하도록 하거나, 토수구를 복수개의 개구로 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 원추상의 공전토수를 보다 한층 안정화시키는 것이 가능하여서, 토수의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 상기 유입실에 있어서 상기 토수체의 실내 부위의 경사정도를 넓거나 좁게 조정하도록 하는 것이 가능하다. 이렇게 하면, 원추상의 공전토수의 넓어지는 정도를 넓거나 좁게 설정할 수 있어서, 여러가지 세정범위를 용이하게 얻을 수 있다.
그 외, 상기 노즐은 상기 토수체를 파지하고, 가요성을 가지는 파지체를 구비하고, 상기 파지체로 상기 유입실을 개폐하는 것으로 할 수 있다. 이렇게 하면 상술한 바와 같이 토수체의 자전이 일어나지 않도록 하는 것이 용이하게 된다.
또한 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위하여, 본 발명의 별도의 토수장치는,
노즐을 구비하고, 급수되는 세정수를 상기 노즐에서 토수하는 장치로서,
상기 노즐은,
세정수가 유입되는 유입실과,
상기 유입실에 조립되고, 세정수의 토수구를 구비하는 토수부위와 상기 토수부위에 연속하고 상기 유입실내에 위치하는 실내 부위를 구비하는 토수체로서, 상기 유입실내의 세정수를 상기 토수구에 안내하는 관로를 구비하는 상기 토수체와,
상기 토수체를 파지하는 가요성의 파지체로서 상기 토수구를 상기 유입실의 외부를 향하는 상태에서, 상기 실내 부위가 유입실내에서 경사진 자세로 머리흔들기 가능하게 상기 유입실에 조립되도록 하여, 상기 유입실을 개폐하는 상기 파지체와,
상기 유입실에 세정수를 안내하는 급수기구와,
상기 급수기구에 의한 상기 유입실로의 세정수 유입에 의하여, 상기 유입실의 내주벽 주위의 선회력을 생기게 하고, 상기 선회력을 상기 실내 부위에 미치고,상기 실내 부위가 유입실내에서 경사진 자세로 상기 토수체를 머리흔들기를 시켜서 공전시키는 전달기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 다른 토수장치는, 급수기구에서 유입실로 세정수를 안내하고, 상기 유입실에서 그 내주벽 주위의 선회력을 발생하고, 이러한 선회력을 전달기구를 통하여 실내 부위에 미치도록 한다. 한편 실내 부위는 유입실에 있어서, 경사진 자세로 머리흔들기 가능하기 때문에 경사진 상태로 선회력을 받아서 선회력이 더해지는 방향을 따라 유입실내에서 선회(공전)하려고 한다.
그런데, 토수체는 유입실을 개폐하는 파지체에 의하여 파지되어 있는 점에서, 상술한 토수장치와는 달리, 토수체의 자전을 일으키는 것은 없다. 그리고 파지체는 가요성을 구비하는 점에서 파지체는 실내 부위의 공전의 움직임에 수반하는 변형을 일으키고 실내 부위의 공전을 방해하지 않는다. 따라서 토수체는 머리흔들기 운동하여 유입실에 있어서 공전(머리흔들기 공전)한다. 그리고 이러한 토수체의 토수구는 유입실의 외부를 향하고 있는 점에서, 토수구에 안내되는 세정수는 토수체의 머리흔들기 개수를 정상으로 하는 원추상으로 토수된다. 이러한 토수에 있어서도 토수체의 머리흔들기 공전에 따라서 공전하고 원추상의 공전토수로 된다.
즉, 본 발명의 다른 토수장치에 의해서도, 노즐 자체가 구동을 수반하는 것 없이 원추상의 세정수 토수를 실현할 수 있고, 이것에 의하여 광범위한 세정수 착수, 즉 광범위한 세정을 도모할 수 있다.
더욱이, 이렇게 광범위한 세정을 도모하는 위에, 유입실로의 세정수 유입을경유한 선회력의 생성, 부여, 전달을 도모하여, 토수체에 유입실에서의 머리흔들기 공전을 일으키면 충분하다. 따라서 노즐 자체를 소정의 궤적으로 이동시켜서 세정수를 회전 또는 대략적 회전시키면서 토수하는 경우에 비하여 이동부분이 작다. 더하여, 토수체의 머리흔들기 공전을 세정수의 유입실로의 세정수 도입으로 일으켜 두고, 이러한 머리흔들기 공전 실현에 모터 등의 액추에이터를 일체 필요로 하지 않고 있다. 이 때문에, 액츄에이터 구동에 기인하는 소음이나 진동을 발생시키는 것 없이 정숙하고, 저진동의 극히 우수한 잇점이 있다. 따라서 이러한 본 발명의 다른 토수장치를 인체의 국부세정장치에 적용하면 정숙하고 진동이 없는 우수한 인체국부장치를 제공할 수 있다. 더하여 기어 등의 치합도 불필요하기 때문에, 먼지 등이 치형 사이에 끼이지 않고, 토수의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 이동부분이 작은 점에 더하여, 액츄에이터 등의 전기적 구동부를 가지지 않아서, 극히 컴팩트한 인체국부 세정장치를 제공하는 것이 가능하다. 더욱이 전기적 구동 부분의 내구성이 문제시 되지 않음과 동시에 노즐 선단까지의 전기적 배선도 필요없다. 따라서 누전 등의 우려도 없고, 조립작업이나 보수작업의 간략화, 구성의 간략화, 그리고 코스트 저감을 도모할 수 있다.
또한 상술한 광범위 토수를 실현하기 위한 토수체의 머리흔들기 공전을, 유입실로의 상술한 토수체 조립, 유입실로의 세정수 도입에 의한 선회류 생성으로 일어나기 때문에, 구성의 간략화, 코스트 저감 및 장치의 컴팩트화를 도모할 수 있다.
또한 실내부위에 미치는 선회력은, 유입실로의 세정수 도입의 형태를 변화시키는 것으로 조정할 수 있다. 따라서 선회력을 고속화, 안정화를 통하여 토수체의 머리흔들기 공전의 고속화 및 안정화를 도모할 수 있고, 상기 토수장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
그리고 상술한 바와 같이 토수체의 자전을 일으키는 것은 없는 것은, 파지체나 노즐에 대하여 토수체가 연속하여 자전하는 것을 의미한다. 따라서 토수체의 다소의 위치변위나 일시적인 공전은 포함되지 않는다.
또한 토수체와 파지체를 일체로 구성하도록 하면, 파지체와 토수체의 실링이나 나사체결 등이 불필요하게 된다. 따라서 조립을 간략화할 수 있음과 같이 부품 체결이 적게 되는 점에서 신뢰성도 향상시킬 수 있다.
이와 같은 경우, 파지체는 상기 토수체가 감합되어 상기 토수체를 파지하는 통상의 파지부를 구비하고, 상기 유입실에 유입되는 세정수의 압력을 상기 통상 파지부의 외벽에 작용시키는 것으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 통상 파지부 자체를 세정수 압력에 의하여 결착하는 것이 가능하여서, 토수체의 실링성을 더욱 높일 수 있다. 그 결과 실링의 신뢰성이 높아지고 파지부에서의 세정수 누설을 적절하게 억제할 수 있다. 더욱이 파지부에서의 누설세정수가 적기 때문에 토수구에서의 공전토수를 이러한 누설세정수로 혼란시키지 않는 것이 가능하고, 공전토수의 안정화에 유익하다. 더욱이 토수체와 파지체의 접착을 필요로 하지 않아서, 접착제 및 그 도포공전도 불필요하게 된다. 따라서 조립공전의 간략화를 도모할 수 있다.
또한 파지체를 토수체 파지부위를 중심으로 한 지름 방향을 따라서 파지체두께를 변화시키는 것으로 할 수 있다. 이렇게 하면 토수체의 머리흔들기 공전에 대하여 파지체의 변형이 용이하게 되어서, 토수체의 머리흔들기 공전을 보다 저해하지 않도록 할 수 있고, 이러한 머리흔들기 공전의 신뢰성을 높일 수 있다. 그리고 파지체의 일부의 두께를 얇게 하여, 파지체의 변형이 일어나기 쉽게 하여도, 부분적인 파지체 두께를 두껍게 보강하는 것으로, 파지체의 파손을 방지할 수 있다. 즉 파지체의 두께를 지름 방향으로 서서히 변형하여 불균일하게 하는 것으로, 토수체의 머리흔들기 공전에 필요한 유연성을 유지한 상태로 강도 및 신뢰성을 높이는 것이 가능하다. 그 외, 파지체 두께가 얇은 부분에서 두꺼운 부분으로 급변하는 것으로 하여도 좋다.
또한 파지체를 토수체의 파지 부위의 주위에 외측으로 돌출한 굴곡부를 구비하는 것으로 할 수 있다. 이렇게 하면 파지체의 두께를 극단적으로 얇게 하지 않아서, 굴곡부의 굴곡방향의 변형을 용이하게 일으킬 수 있어서, 파지체의 변형을 더욱 용이하게 하는 것이 가능하다. 따라서 파지체의 강도를 유지한 상태로 토수체의 머리흔들기 공전을 용이하게 일으킬 수 있다.
그리고 상술한 파지체를 제조하는 경우, 폴리에스테르계, 폴리오레핀계 혹은 폴리스틸렌계의 열가소성 에라스토머의 어느 하나로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 합성고무를 이용하는 경우에 필요한 가황 공정이 불필요하게 되고, 제조방법에 사출 성형을 채용할 수 있다. 따라서 제조시간의 단축이나 저코스트화, 재활용 가능하게 된다. 또한 접착제나 나사 등을 이용한 토수체와 파지체의 접착부나 접합부가 없고, 더욱이 노즐을 이용하는 통상의 수지재료(PP(폴리프로필렌),ABS(아크릴로니트릴부타디엔스틸렌 공중합물), POM(폴라아세탈)과의 접착성도 양호하기 때문에, 실링성의 향상이나 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.
또한 파지체를 수지로 구성하여 수지의 탄성을 이용하여 만곡하는 시트로 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면, 높은 수압이 토수체나 파지체에 걸리도록 이러한 파지체를 이용한 경우, 고무나 에라스토머 등을 이용한 경우에 비하여 신축이나 변형에 의한 영구왜곡이나 파손 등을 일으키기 어렵게 할 수 있다.
이 경우, 파지체를 형성하는 수지로서는 PP(폴리프로필렌), ABS(아크릴로니트릴부타디엔스틸렌 공중합체), POM(폴리아세탈)의 어느 하나로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 인체국부 세정장치에 있어서의 세정노즐에 이용하여도 충분한 강도와 우수한 유연성에 의한 탄성 변형을 발휘하고, 유익하다. 이를 이용한 굴곡부에 적합하다. 더욱이 이들 수지를 채용함으로써 우수한 성형성과 양산성을 발휘하고 코스트저감에 유익하다.
상술한 바와 같이, 토수체의 머리흔들기 공전을 발휘하는 파지체를, 그 고유진동수를 fn, 상기 토수체가 일으키는 공전의 주기로 정해지는 주파수를 f로 하면, 그 비의 값 f/fn이 0.5≤(f/fn)≤10을 만족하도록 하는 것이 가능하다. 이렇게 하면 다음과 같은 잇점이 기대된다. 우선 이러한 관계 가운데, 비의 값(f/fn)이 0.5≤(f/fn)≤1.5인 경우에 대하여 설명한다.
일반적으로 알려져 있는 바와 같이 상기 비의 값(f.fn)이 0.5≤(f/fn)≤1.5이면, f/fn은 공진하기 쉬운 관계이다. 따라서 토수체의 머리흔들기 공전에 합쳐, 파지체는 진동하지만, 이러한 주기적인 토수체의 머리흔들기 공전의 움직임과 파지체의 진동이 공진하기 쉬운 관계로 된다. 따라서 토수체의 머리흔들기 공전과 파지체의 진동이 공진하는 것으로, 토수체의 머리흔들기 공전을 보다 크게하는 것이 가능하게 되고, 또한 작은 수류에서도 토수체를 크게 머리흔들기 공전시키는 것이 가능하게 된다. 또한 파지체의 경도나 크기, 자중을 최적화하는 것으로, f/fn의 값을 최적화할 수 있다.
이러한 경우의 토수체의 머리흔들기 공전의 주파수는 예를 들면 센서를 궤적상의 어느 일부에 설치하여 주파수 분석을 수행한 경우에 나타나는 특징적인 피크로서 파악할 수 있다. 또는 비디어 촬영이나 사진촬영 이외에, 유속으로 파악하는 것이 가능하다. 그리고 여기서 말하는 본원의 주파수에는, 주파수에 요동폭이 있는 경우의, 그 평균화한 주파수 프로파일도 포함되고, 이하의 실시예에서 동일하다.
한편, 비의 값(f/fn)이 1.5〈(f/fn)≤10의 관계인 경우는, 다음과 같이 된다. 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 이와 같은 관계에 있는 경우, f와 fn은 진동이 감쇄하기 쉬운 방진의 관계에 있다. 따라서 토수체의 머리흔들기 공전에 합쳐 파지체는 진동하지만, 그 주기적인 토수체의 머리흔들기 공전의 움직임과 파지체의 진동이 감쇄하기 쉬운 관계로 되어 있다. 따라서 토수체의 머리흔들기 공전 및 파지체의 진동에 의하여 발생하는 진동이 노즐이나 토수장치에 전달되어, 소음이나 진동이 문제로 되는 것은 없다. 이 경우, fn의 값을 더욱 작게하여도, 즉, f/fn의 값을 크게하는 것으로, 보다 큰 방진효과가 얻어진다. 이와 같이 fn의 값을 작게 하기 위해서는, 파지체의 경도나 스프링정수를 극히 작게 하지 않으면 안되고, 파지체 자체의 강도가 떨어지기 때문에 f/fn은 10 이하를 유지하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 토수체의 자전을 일으키지 않아서, 머리흔들기 공전을 일으켜도, 상술한 토수장치와 동일하게 토수체는 토수 부위의 토수구에 이르는 관로를 토수체의 중심축에 대하여 경사지게 가지는 것으로 하는 것이 가능하다. 이렇게 하면, 노즐의 위치를 변하지 않고 토수방향, 즉 원추상의 공전토수의 지향 방향을 경사시키는 것이 가능하다. 따라서 노즐의 설치상의 제약을 받지 않고 세정수의 방향을 변화시킬 수 있게 된다. 예를 들면 인체국부 세정장치에 이용한 경우, 원추상의 공전토수의 지향 방향을 노즐의 진출 방향에 오프셋시키는 것으로, 세정하는 경우, 세정한 후의 오수가 다시 노즐에 걸리는 것을 방지할 수 있게 된다. 그 외 역으로 진출 방향에 대하여 후방으로 오프셋하는 것으로 세정하는 경우의 전방으로의 비산을 방지하는 것이 가능하게 된다.
상술한 어느 하나의 토수장치에 있어서, 노즐을 유입실과 이것에 조립된 토수체를 복수개 구비하는 것으로 할 수 있다. 이렇게 하면 광범위한 토수가 집합한 것의 형태의 토수를 발휘하여서 세정 범위를 한층 확장하는 것이 가능하다. 따라서 샤워장치와 같이 넓은 면적을 세정하는 것에 적합하다. 이 경우 토수체의 머리흔들기 공전의 궤적이나 그 공전 주파수 등이 다른 토수체를 적절한 위치에 배치하고, 각각의 토수체에서의 토수를 실행 선택하도록 할 수 있다. 이렇게 하면 세정목적에 맞는 공전궤적이나 공전주파수의 토수체를 선택하여 소망의 세정를 수행하도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이 토수체의 머리흔들기 공전을 수행하는 경우, 상기 공전주파수를 각각의 것으로 할 수 있다. 예를 들면, 토수체의 머리흔들기 공전의 주파수를 약 3Hz 이상으로 할 수 있다. 이러한 주파수의 토수체를 구비하는 노즐을 인체 세정장치용의 세정노즐로서 이용한 경우, 인체로의 세정수의 착수포인트는 3Hz 이상의 주파수로 실제는 추이한다. 그러나 이와 같은 주파수에서의 착수포인트 추이이면, 인체는 착수포인트가 추이하고 있는 것을 인식하기 어렵다. 이 때문에 마치 원추상의 공전 토수의 궤적 전체에 세정수가 착수하고 있는 바와 같이 착각하는 것이 가능하게 되고 결과로서 세정수량을 줄일 수 있다. 이 때 당연히 세정 대상범위가 작은 경우와 큰 경우에서는 동일한 머리흔들기 공전주파수에서도 머리흔들기 공전 속도는 다르게 되고, 세정 범위가 작은 경우에는 이동속도는 작아도 좋고, 세정 범위가 큰 경우에는 이동속도는 크게 된다.
또한 토수체의 머리흔들기 공전의 주파수를 약 40Hz 이상으로 하면 다음과 같은 잇점이 있다.
비데 세정에 있어서의 세정대상은 상술한 바와 같이 민감하고 예민한 부분이고, 피부표층이 극히 민감한 감각수용기를 가지고 있다. 따라서 약 3~40Hz의 비교적 낮은 진동이나 자극변화에 있더라도 감각수용기에 의하여 느껴져서 사용자는 불쾌한 진동이나 자극으로 느낄 수 있다.
그러나 토수체의 머리흔들기 공전의 주파수가 약 40Hz 이상으로 되는 노즐을 인체세정장치(여성국부 세정장치)의 세정노즐로서 이용하면, 약 3~40Hz 범위의 진동이나 자극 변화를 부여하지 않아서 불쾌한 진동감이나 자극감을 누그려뜨리는 것이 가능하게 된다.
특히 토수체의 머리흔들기 공전의 주파수를 약 160Hz 이하로 하면, 다음의 잇점이 있다.
토수체의 머리흔들기 공전주파수를 약 160Hz 이상으로 한 경우, 인체의 민감한 부위에 세정수를 접촉하여도 거의 토수의 머리흔들기 공전(착수포인트의 추이)를 느낄 수 없게 된다. 이것은 머리흔들기 공전 주파수를 더욱 크게하여도 동일하다.
그런데, 머리흔들기 공전 주파수를 크게하면 크게 할 수록, 세정수가 머리흔들기 공전하는 것에 의하여 발생하는 원심력은 증대된다. 이 때문에 이러한 원심력을 받아서 세정수는 당초의 머리흔들기 공전궤도의 외측으로 넓어지게 된다. 원하지 않는 범위까지 누수되고 마는 것이다. 머리흔들기 공전 주파수 즉 머리흔들기 공전속도가 높아지는 것으로, 세정수가 받는 공지 저항이 증가하여 공기 전단에 의하여 세정수가 분산되어 비산이 발생한다. 이렇게 되면 세정수가 낭비된다. 따라서 머리흔들기 공전 주파수를 약 160Hz 이하로 하는 것으로, 불필요한 세정범위의 확대나 물의 낭비를 억제하여 세정범위의 적성유지 및 절수효과의 향상을 도모할 수 있다.
또한 토수체의 머리흔들기 공전의 주파수의 상한을 약 380Hz로 하면, 다음의 잇점이 있다. 도 2는 세정수의 비산이 일어나는 상황을 설명하는 설명도이다.
본 발명의 토수장치에 있어서의 노즐을 인체세정장치용의 세정노즐로 이용한 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 세정수의 비산의 관점에서 토수의 세정범위(L1)은 일반적으로 약 30mm 정도 이하로 한정되어 있다. 더욱이 최대토수량인 시점의 토수의 속도에 대해서는 다음과 같이 된다.
토수방향성분의 속도가 V1(약 12m/초)으로 된 경우, 원주방향속도성분을 V2라고 한다. 인체국부까지의 최대거리(L2)(최대 약 150mm)이기 때문에, 머리흔들기 공전에 의한 토수폭을 최소(즉 제로)로 가정하고, 자전만에 의한 토수의 분산만을 고려하면, 토수후의 세정수가 원주방향 속도분에 의하여 분산되어 확산되는 경우는,
V2/V1≤(L1/2)/L2
의 관계인 것이, 세정수의 비산을 작게 하기 위하여 바람직하다. 이러한 관계가 성립하고 있으면, 토수후의 세정수가 원주방향 속도 성분에 의하여 토수 표면에서 분리된 수적(水滴) 형상의 비산으로 되어 분산되어도, 그 비산 수적은 인체국부의 피세정부에서 비산이 거슬리지 않는 범위(세정범위(L1))에 들어간다. 즉, 원하지 않는 비산을 회피하기 위해서는, 상기의 관계가 최저한 필요하다.
따라서 상기의 관계에서 원주방향 속도성분(V2)=1.2미터/초 이하인 것이 바람직하다. 그리고 토수구 지름을 D1으로 한 때에 자전주파수(fj)는 V2/(D1·π)이고, 토수구 지름(D1)은 일반적으로 최소로 약 1mm 정도이다. 따라서 자전주파수(fj)는 fj=380Hz인 것이 바람직하다.
또한 머리흔들기 공전에 의한 토수폭이 0인 최소의 경우를 고려하였지만, 머리흔들기 공전에 의한 토수폭이 그것보다 크게 된 경우에는, 머리흔들기 공전 주파수는 더욱 작게할 필요가 있다. 따라서 토수체의 머리흔들기 공전주파수는 머리흔들기 공전에 의한 토수폭의 대소에 관계없이 상기 자전주파수(fj)와 동일하게 약 380Hz 이하인 것이 필요조건으로 된다. 유량에 관해서도 동일하게, 토수량이 최대시의 유속을 고려하였지만, 토수량 즉 유속이 그 보다 작은 경우에는, 비산이 크게 되는 방향이기 때문에 머리흔들기 공전에 의한 토수폭은 더욱 작게 할 필요가 있다. 따라서 토수체의 머리흔들기 공전 주파수를 약 380Hz 이하로 하는 것이 토수범위를 넓게 한 때에 비산이 거슬리지 않게 되기 때문에, 필요하게 된다.
이상 설명한 토수장치는 세정수를 토수하여 피세정물을 세정하는 각종의 장치에 적용될 수 있다. 예를 들면 상술한 인체국부 세정장치나 샤워장치 이외에, 휴대하여 인체의 국부의 세정을 수행하는 휴대용 인체국부 세정장치에 이용하는 것도 가능하다. 상술한 토수장치에서는 토수체의 머리흔들기 공전을 일으키는 것에 의하여, 액츄에이터는 처음부터 그 구동용의 전원이나 배터리 등을 필요로 하지 않는다. 더욱이 절수를 목적으로 하여 세정수량을 적게 할 수 있는 점에서 본 발명의 토수장치는, 경량이면서 컴팩트하고, 더욱이 저코스트가 요구되는 휴대용 인체 국부 세정장치에 적합하다. 그리고 수동으로 세정위치 결정을 수행하는 휴대용 인체국부 세정장치에 이용하는 경우에도, 세정수의 비산이나 불쾌한 진동을 느끼는 것 없이 대폭 절수할 수 있다. 따라서 세정수를 탱크 내에 넣어서 휴대하는 경우에도, 사용중에 탱크 내의 세정수가 빨리 없어지는 문제점도 없어진다.
본 발명의 토수장치를 적용한 인체국부 세정장치에서는 토수장치만이 발휘하는 절수성을 발휘할 수 있어서, 사용시 탱크 내의 온수가 없어지고 마는 경우가 작아진다. 또한 순간식 열교환용기를 이용하여 온수를 데우는 경우에 있어서도, 사용수량이 적게 마칠수 있어서, 히터의 소비전력을 적게하는 것이 가능하게 되고, 저수온의 세정수를 필요한 온도로 승온하는 것이 가능하다. 또한 머리흔들기 공전에 의한 토수를 실현하기 위한 큰 장치를 필요로 하지 않기 때문에, 인체국부 세정장치 자체의 소형화 및 정숙화 그리고 저진동화를 도모할 수 있다.
이에 더하여, 급수압이 약 0.05kPa 정도 이상이 확보된 통상의 수압지역에서는, 머리흔들기 공전에 의한 토수 때문에 특별히 가압하기 위한 펌프 등도 필요하지 않다. 더욱이 머리흔들기 공전에 의한 토수가 반복하여 항문 주변의 혈관을 자극하여 혈행(血行)을 좋게 하거나, 편의를 촉진하는 등의 효과도 기대된다. 그리고 급수압이 약 0.01MPa 정도이어서, 토수체의 머리흔들기 공전은 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 토수장치를 적용한 샤워장치에 있어서도, 토수장치가 가지는 높은 절수성을 발휘할 수 있는 점에서, 샤워장치로서도 절수를 달성할 수 있다. 또한 상술한 바와 같이 특별한 장치나 전원을 필요로 하지 않기 때문에, 습기가 많은 녹이나 누전을 일으키기 쉬운 환경, 예를 들면 욕실 내에서의 샤워장치로서도 적절하다. 그리고 머리흔들기 공전에 의한 토수를 끼얹어서 물에 닿는 부분의 혈관을 자극하여 두피나 전신의 마사지도 수행할 수 있게 된다.
본 발명의 토수장치를 적용한 세정장치, 예를 들면 식기류를 피세정물로 하는 식기세정장치에서는 토수장치의 노즐을 피세정 물품을 향하여, 상기 피세정 물품에는 머리흔들기 공전에 의한 토수를 수행할 수 있다. 이러한 토수는 상술한 바와 같이 토수체 공전에 의한 선회성분과, 토수체 자전을 일으키는 경우에는 자전에 의한 선회성분을 가지고 있다. 따라서 머리흔들기 공전에 의한 토수를 수행하는 본 발명의 세정장치에 의하면, 단순히 직진하여 피세정물에 세정수가 착수(着水)하는 경우보다, 피착수물에 부착된 오염의 박리성능이 높고, 세정 능력의 향상을 도모할 수있다. 또한 이러한 토수장치가 가지는 높은 절수성을 발휘하여, 적은 세정수량으면서도 높은 세정 능력을 발휘할 수 있다.
머리흔들기 공전에 의한 토수를 일으키는 노즐은, 이러한 노즐 자체에서 상술한 절수성, 세정능력향상을 가진다. 따라서 기존의 세정장치(식기세정장치)에 있어서의 세정실내의 노즐을 본 발명의 것으로 교환하는 것만으로, 절수성이 우수하고, 높은 세정 능력을 가지는 것으로 용이하게 개조할 수 있다.
이러한 세정장치(식기세정장치)에 있어서, 세정실에 배치되어 회전 가능하게 된 회전아암에 상기 노즐을 장착한다. 이러한 장착의 경우 노즐을 회전아암의 단부에 회전축을 협지하면서 배치하고, 각각의 노즐에 세정수를 급수하도록 한다. 그리고 이러한 노즐의 각각을 세정수 토수에서 생기는 반력이 회전아암과 동방향 회전을 가지도록 경사방향을 지향하여 토수하도록 한다.
이렇게 하면, 회전아암의 단부의 노즐에서의 토수(머리흔들기 공전에 의한 토수)를 수행하는 것으로, 회전아암을 회전축 주위에서 회전시키면서, 머리흔들기 공전에 의한 토수를 식기에 접촉시킬 수 있다. 그 결과, 회전아암 회전에 의한 세정실내의 식기에 노즐에서의 머리흔들기 공전에 의한 토수를 접촉시키는 것이 가능하다. 따라서 식기류의 세정능력을 보다 높일 수 있고, 절수효과도 높다.
다음에는 본 발명의 실시예를 도면에 기초하면서 설명한다. 도 3은 본 발명의 토수장치를 적용한 실시예의 인체국부 세정장치(100)의 수로구성도를 설명하는 설명도이다.
도시한 바와 같이, 인체국부 세정장치(100)는 물의 흐름에 대하여 순차적으로 상류측에서 필터(81)와, 역류방지밸브(82), 조압(調壓)밸브(83), 전자밸브(84), 압력릴리프밸브(85), 열교환기(86), 유량조정밸브(87)을 구비하고, 세정노즐(1)에서 세정수를 인체 국부를 향하여 토수한다. 필터(81)는 급수되는 세정수에서 먼지나 스케일을 제거하고, 역류방지밸브(82)는 세정수의 1차측으로의 역류를 방지하게 된다.
세정수는 조압밸브(83)에 의한 소정 수압으로의 조압(調壓)을 받은 후, 전자밸브(84)의 밸브 열림을 경유하여 열교환기(86)에 도달하게 된다. 이러한 경우, 조압밸브(83)의 오동작, 작동정지 등을 위하여 세정수 압력이 설정 이상으로 되면, 압력릴리프밸브(85)가 동작하여 불의의 고압력이 하류관로 및 하류기기에 걸리지 않도록 한다.
열교환기(86)는 세정노즐(1)에서 토수하는 세정수를 가열하여 온수화하는 것이고, 저탕식 또는 순간식의 어느 것으로 하여도 좋다. 본 실시예에서는 순간식의 열교환기로 하였다. 열교환기(86)에서 온수화된 세정수는, 유량조정밸브(87)에서의 유량조정을 받은 후, 세정노즐(1)에서 토수된다. 이러한 세정노즐(1)은, 노즐 구동모터(89)에 의하여 세정시에 있어서는 소정의 위치까지 진출하고 세정종료ㆍ대기시에는 인체국부 세정장치(100)의 도시하지 않은 본체에 수납된다.
인체국부 세정장치(100)는, 상기한 각 기기를 조작수단(예를 들면 리모컨)의 조작에 따라서 구동 제어되는 제어회로(101)를 구비한다. 이러한 제어회로(101)은, 사용자에 의한 조작수단의 세정 개시 조작(예를 들면 스위치 조작)이 있으면, 세정개시의 신호를 받아서, 세정 동작을 개시한다. 즉, 제어회로(101)은 노즐구동모터(89)에 구동신호를 송신하여, 세정노즐(1)을 소정의 세정 위치까지 진출시킨다. 이러한 노즐 진출이 완료되면, 제어회로(101)는 전자밸브(84)를 열도록 제어하여 수로를 세정수의 통수상태로 한다. 이러한 전자밸브제어와 병행하여, 제어회로(101)는 유량조정밸브(87)에 의한 유량제어를 실행하고, 흐름 조절이 완료된 유량으로, 세정수를 세정노즐(1)에서 인체의 국부를 향하여 토수한다. 이것에 의하여 국부 세정이 진행된다.
다음엔 세정노즐(1)에 대하여 설명한다. 도 4는 세정노즐(1)을 단면으로 보여 설명하기 위한 설명도이고, 도 4의 (a)는 세정노즐(1)의 횡방향단면도를 보이고, (b)는 (a)에 있어서의 세정노즐(1)을 A-A면으로 절단하여 보인 단면도이다.
도시한 바와 같이, 세정노즐(1)은 세정수가 유입되는 유입실로서, 원통상으로 형성된 선회실(4)을 구비하고, 상기 선회실(4)에 통수로(2)와 선회실유입로(3)을 경유하여 세정수를 급수한다. 선회실유입로(3)는 노즐관로이고 통수로(2)보다 통수단면적이 작게 구성되어 있고, 선회실(4)의 중심에 대하여 편심되어 상기 선회실에 접속되어 있다. 따라서 선회실유입로(3)에서의 세정수는 선회실(4)에 대하여 그 접속 방향으로 유입되고, 도면중에 도시한 바와 같이 선회하는 선회류를 생성한다. 이 경우 선회실유입로(3)의 통수단면적은 통수로(2) 보다 작기 때문에, 선회실(4)에 유입되는 세정수의 유속을 높이는 것이 가능하다.
세정노즐(1)은, 상기 선회실(4)에 토수체(10)를 조립하여 구비하고 있다. 토수체(10)는 세정수의 토수구(11)을 구비하는 작은 지름의 원주(圓柱)상의 토수부위(10a)와, 상기 토수부위에 연속한 지름이 큰 원주의 힘받기부위(12)를 구비하고 있다. 상기 힘받기부위(12)는 선회실(4) 내에 위치하여 상기 선회류에서 후술하는 각종의 힘을 받고, 토수체(10)의 후술하는 머리흔들기 공전 구동 등에 관여한다. 힘받기부위(12)는 횡방향으로 관통하는 급수관로(13)을 구비하고, 상기 급수관로(13)에서 선회실(4)내의 세정수를 토수구(11)로 안내한다. 급수관로(13)은 힘받기부위(12)에 십자로 교차하여 열려져 있고, 이러한 급수관로(13)의 통로단면적의 합은 토수구(11) 보다 넓다. 따라서 급수관로(13)에서 토수구(11)로 세정수가 안내되는 경우에는, 단면적의 대소에 의하여, 세정수의 정류(整流)가 수행되어 토수구(11)에서의 세정수토수는 안정된다.
토수체(10)는, 선회실(4)의 개구 상부에 설치된 실링부(16)에 토수부위(10a)를 내접시킨 상태로 삽입ㆍ지지되고 있고, 힘받기부위(12)를 선회실(4) 내의 거의 중앙에 수직으로 위치하도록 하고 있다. 따라서 선회실유입로(3)에서 선회실(4)로 세정수가 유입되면 이러한 세정수는 선회실(4) 내주벽면을 따라 힘받기부위(12) 주위의 선회류를 일으킨다.
본 실시예에서는 도시한 바와 같이, 원통상의 선회실(4)의 내경에 대하여 힘받기부위(12)의 외경을 약 40%로 하고 있다. 그러나 힘받기부위(12)의 외경을 선회실(4)의 내경의 약 35~80%, 바람직하게는 40~70%로 하는 것이 가능하다. 이러한 내외경비가 가지는 효과에 대해서는 후술한다.
토수체(10)를 상기와 같이 지지하는 실링부(16)는, O링이나 실링용링 등의 탄성체로 구성되어 있고, 도시한 바와 같이 토수체(11)를 선회실(4)의 외부로 향한 상태로, 토수체(10)를 지지한다. 더욱이 상기 실링부(16)는 탄성체이기 때문에, 토수체(10)를 지지하는 이외에도, 힘받기부위(12)를 선회실(4) 내에 있어서 각방향으로 경사 가능하게 함과 동시에 상기 힘받기부위(12)를 경사진 자세로 머리흔들기이 가능하게 한다. 또한 실링부(16)가 탄성체이기 때문에 토수체(10)는 선회실(4) 내부에서 토수체(10) 자신이 중심축을 중심으로 회전하는 자전이나, 실링부(16)에 대한 지지개소를 정점으로 하여 원추상으로 회전하는 공전 등이 자유롭게 수행될 수 있도록 되어 있다. 이러한 자전이나 공전은 힘받기부위(12)와 상기 선회류에의하여 일어나지만 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
선회실(4)의 상벽은 도시한 바와 같이 토수체(10)의 토수부위(10a) 측에서 작은 지름이 되도록 테이퍼가이드부(15)로 되어 있다. 이러한 테이퍼가이드부(15)는, 힘받기부위(12), 나가서는 토수체(10)의 최대경사각도를 규제한다.
상술한 구성의 세정노즐(1)은 선회실(4)을 포함하는 노즐 선단 부분을 하나의 노즐헤드유니트로 구비하고, 도면중의 노즐본체부(1a)에 대하여 착탈 가능하도록 되어 있다. 따라서 후술하는 세정노즐을 포함하고, 노즐헤드유니트를 용이하게 교환ㆍ장착하는 것이 가능하게 된다.
여기서 상기 구성의 세정노즐(1)에 있어서의 세정수 토수의 형태나, 그 거동에 대하여 설명한다. 도 5는 선회실(4)에 세정수가 유입된 후의 힘받기부위(12)의 거동과, 상기 힘받기부위(12)에 걸리는 힘의 모양을 시간 경과를 따라 설명하는 설명도, 도 6은 힘받기부위(12)가 이러한 거동을 채용하는 것으로 얻어지는 세정수 토수의 형태를 설명하는 설명도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 선회실유입로(3)에서 선회실(4)로 세정수를 유입시킨다(시간 t0). 이 경우, 세정수는 통로단면적이 큰 통수로(2)에서 통수단면적인 작은 선회실유입로(3)를 통과하여 오기 때문에, 큰 유속으로 선회실(4)에 유입된다. 따라서 세정수가 충돌 등을 일으키는 것으로 공여하는 것이 가능한 운동에너지는 높다.
이렇게 하여 선회실(4)에 세정수가 유입되면, 세정수는 선회실(4)의 내벽을 따라 힘받기부위(12) 주위에 선회하는 선회류를 일으킨다. 이러한 선회류에 있어서의 유속은 선회실유입로(3)의 연통부에서 그 유속(Uin)이 가장 높다.
유입 세정수가 최초로 선회를 시작하는 장소, 즉 선회실유입로(3)의 개구의 연장선상에 있는 원주벽부위(4a)와 상기 부위에 대향하는 원주벽부위(4b)와는, 각각의 유속(Ua)과 유속(Ub)에 차이가 생기고, 양자의 관계는 Ua〉Ub로 된다. 즉 원주벽부위(4a)에서 원주벽부위(4b)까지 세정수가 이동하는(선회하는) 사이에 선회실(4) 내에서의 흐름 분산이나 선회실(4) 내벽면과의 세정수의 접촉, 세정수 점성, 표면마찰 등의 영향을 받아서, 세정수는 감속된다. 따라서 힘받기부위(12) 주위에서 세정수의 유속차가 생긴다. 이러한 경우 이동하는 것은 유체(세정수)이고, 이러한 세정수와 힘받기부위(12)와의 상대적인 관계에서는 유체중을 물체가 이동하는 상황과 변함없다.
따라서 유체중을 물체가 이동하는 경우, 그 물체를 끼우고 있는 유체의 속도차에 기초하여 상기 물체에 양력이 작용하는 상황이, 선회실(4)에 있어서 세정수와 힘받기부위(12) 사이에서 일어나고, 힘받기부위(12)에는 양력과 동일한 힘이 작용한다. 그리고 편의상 이러한 힘을 양력이라고 칭하는 것은 상술한 바와 같지만, 다른 현상으로 예시하면 이와 같이 유체의 속도체에 의하여 양력이 발생하는 것은, 비행기의 날개표면의 속도차, 즉 압력차에 의하여 양력을 발생시키는 것과 동일하다.
도 4에 도시한 바와 같이, 선회실(4)에 힘받기부위(12)가 들어가면, 도 5의 시각(t0)에서는 다음과 같이 된다. 상기 시각(t0)에서 정지하고 있는 힘받기부위(12) 주위의 선회류가 일어나기 때문에, 그 양력(FL)은 원주벽부위(4a)의선회류의 유속(Ua)[m/sec]의 영향을 받는다. 따라서 이러한 양력(FL)은, 양력을 받는 힘받기부위(12)의 최대사영면적을 S[m2], 세정수의 밀도를 ρ[kg/m3]이라고 하면, 다음의 식으로 표현된다. 식중의 CL은 양력계수이다.
FL=(ρ·V2·CL·S)/2 [N]
이렇게 하여 양력(FL)이 힘받기부위(12)에 작용하게 되면, 그 결과로서 힘받기부위(12)에는 항력(FD)(=(ρ·V2·CD·S)/2 [N])도 작용한다. 상기 CD는 항력계수이다.
상기 식중의 최대사영면적(S)은, 힘받기부위(12)의 길이(L)[m]에 의존하는 것이기 때문에, 힘받기부위(12)의 길이(L)을 길게 하면 양력ㆍ항력을 크게 할 수 있다.
도 5의 시각(t0)에 도시한 바와 같이, 선회실(4)에서 힘받기부위(12) 주위의 선회류가 일어나면 기술한 바와 같이 힘받기부위(12)에는 양력이 작용한다. 이러한 양력은 힘받기부위(12) 주위의 선회류의 유속이 큰 원주벽부위(4a)의 측으로 선회류중 중심측에서 외향으로 이동한다. 한편 힘받기부위(12)는 선회실(4)에 있어서 경사진 자세로 머리흔들기 가능하기 때문에, 이러한 양력(FL)을 받아서 도면중 화살표(FL)로 표시한 방향으로 경사진다. 이렇게 하여 힘받기부위(12)가 선회실(4)의 내벽측으로 경사지면 시각(t1)에서는, 이러한 양력(FL)과 항력(FD)가 같이 작용하여 그 합력방향으로 이동한다. 이러한 합력은 항력이 선회류의 흐름 방향을 따르는 것이기 때문에 힘받기부위(12)를 선회실의 흐름 방향을 따라 이동시키는 방향으로 작용한다.
이렇게 되면, 힘받기부위(12)가 경사진 측으로 선회류의 통과 간극이 협소하게 되고, 이러한 협소로 선회류 유속은 높아진다. 이러한 상황은 간격 협소 부분이 힘받기부위(12) 주위로 이동하도록 일어나서, 선회류의 최고 유속이 큰 부분도 선회실(4)의 내주벽을 따라 이동한다. 따라서 유속이 최고 큰 개소의 이동에 수반하여, 양력(FL)의 방향 및 항력(FD)의 방향도 변화하기 때문에, 시각(t2,t3,t4)로 진행할수록, 힘받기부위(12)는 경사진 자세 그대로 선회류의 흐름방향으로 이동한다. 그리고 이렇게 하여 양력ㆍ항력의 영향을 받아서 토수체가 공전을 시작하면, 선회실 지름 방향으로 토수체에 원심력이 작용하는 것으로 된다.
이 때문에 토수체(10)는 실링부(16)에 의한 지지 개소를 중심으로 머리흔들기운동하여 선회실(4)에 있어서 공전(머리흔들기공전)한다. 그리고 이러한 토수체(10)의 토수구(11)은 선회실(4)의 외부를 향하고 있어서, 토수구(11)에 급수관로(13)를 경유하여 도달하는 세정수는 토수체(10)의 머리흔들기 중심의 개소를 정상으로 하는 원추상으로 토수된다. 이러한 토수에 있어서도 토수체의 머리흔들리공전에 따라 공전하고, 상술한 원추상의 공전토수로 된다.
그리고 이와 같은 원추상의 공전토수를 수행하고 있는 사이에 있어서, 실링부(16)는, 토수체(10)의 토수부위(10a)의 주위를 실링한다. 또한 토수체(10)는, 선회실(4) 상부에 설치된 테이퍼가이드부(15)에 의하여 그 최대경사각도가 규제되어, 불의의 큰 경사각도로 머리흔들기 공전을 일으키지 않게 된다.
더욱이 상기와 같이 힘받기부위(12)가 양력(FL)의 영향을 받아서 선회실(4) 내측벽으로 경사지면, 이러한 힘받기부위(12)는 선회실(4)의 선회류에 직접 눌러져있는 방향으로 항력(FD)을 받는다. 따라서 경사진 자세의 힘받기부위(12)는 상술한 원심력의 양향도 받아서 경사자체 그대로 선회류의 흐름방향으로 이동하는 것으로 되고, 토수체(10)의 머리흔들기 공전은 촉진된다.
여기서 이러한 공전토수의 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 상기와 같은 토수체(10)가 머리흔들기 공전을 일으키면 토수구(11)는 토수체(10)의 머리흔들기 공전에 수반하여 토수 방향을 변화시키면서 공전하다. 따라서 토수구(11)는 나선상으로 확대되는 궤도를 그리면서 세정수를 토수하고, 이러한 결과로 원추상의 공전토수를 실현한다. 따라서 세정수의 토수궤적을 토수구(11)의 궤적보다 큰 궤적의 원추상 공전토수의 궤적으로 하고, 광범위하게 국부를 세정할 수 있다.
따라서 본 실시예의 인체국부 세정장치(100)에 의하면, 노즐 자체의 구동을 수반하는 것 없이 원추상의 공전토수를 실현할 수 있고, 이것에 의하여 광범위한 세정수 착수, 즉 광범위한 세정을 도모할 수 있게 된다.
더욱이 이러한 광범위의 세정을 도모하는 위에, 선회실(4)로의 세정수 유입을 도모하여 선회류를 일으키고, 이러한 선회류에 의하여 토수체(10)에 머리흔들기 공전을 일으키면 충분하다. 즉 광범위 세정에 있어서, 가동부재를 노즐내에 설치한 선회실(4)에 조립되는 작은 토수체(10)만으로 할 수 있다. 이에 더하여, 토수체(10)의 머리흔들기 공전을 세정수의 선회류만으로 일으키고 있고, 모터 등의 액츄에이터를 일체 필요로 하지 않는다. 이 때문에 본 실시예의 인체국부 세정장치(100)는 액츄에이터 구동에 기인하는 소음이나 진동을 발생시키는 것 없이, 조용하고 진동이 없는 점에서 우수한 특징을 가진다.
그리고 상술한 선회류의 유기에는 선회실(4)로의 세정수 유입을 일으키면 좋고, 가압펌프 등에 의한 세정수의 가압급수를 특별히 필요로 하지 않는다. 이러한 점에서도 정숙성이 우수하고 진동소음방지성능을 높일 수 있게 된다.
더하여 기어 등의 치합도 불필요하기 때문에 먼지 등의 끼이게 되는 것도 없고, 토수의 신뢰성을 높이는 것이 가능하다. 이러한 기어 등이 불요한 것과 더불어, 토수부위(10a)를 작은 지름으로 하고 실링부(16)에 대한 접동 저항을 작게하는 것으로, 토수체(10)의 머리흔들기 공전에 있어서, 에너지 손실이 없고, 머리흔들기 공전의 고속화를 발휘할 수 있다.
또한 이동부분이 작은 점에 더하여, 액츄에이터 등의 전기적 구동부를 가지는 것이 없어서, 인체국부 세정장치(100)의 소형화를 촉진할 수 있다. 더욱이 전기적 구동부분의 내구성이 문제로 되는 것이 없음과 같이, 노즐선단까지의 전기적 배선도 불필요하다. 따라서 누전 등의 우려를 없애고, 조립작업이나 보수작업의 간략화, 구성의 간력화, 나가서는 코스트 저감을 도모할 수 있다.
또한 상술한 원추상의 공전토수에 의한 광범위 세정을 선회실(4)로의 토수체(10)의 조립과, 선회실(4)로의 세정수 도입에 의한 선회류 생성으로 용이하게 실현할 수 있다. 이것에 의하여 구성의 간략화, 코스트저감을 도모하는 것이 가능함과 같이, 구성의 간략화를 통하여 장치의 컴팩트화를 도모할 수 있다.
본 실시예에서는 선회실(4)로의 세정수 유입을 도모하는 선회실유입로(3)를 통수단면적이 작은 것으로 하여, 선회실(4)로 유입되는 세정수의 유속을 높이고 있다. 선회실(4)로 유입되는 세정수유속은 상술한 바와 같이 양력(FL)을 규정한다. 따라서 통수단면적이 여러가지의 것으로 되는 선회실유입로(3)를 준비하고, 이들을 선택적으로 사용하면, 힘받기부위(12)에 작용하는 양력(FL) 이외에, 항력, 원심력도 조정가능하다. 이러한 힘은, 토수체(10)의 머리흔들기 공전의 주파수도 정한다. 따라서 선회실유입로(3)의 통수단면적조정, 혹은 선회실유입로(3)의 선택으로, 토수체(10)의 머리흔들기 공전의 주파수도 조정가능하다. 따라서 다음의 잇점이 기대된다.
세정수가 인체 등의 피세정물에 부딪히는 순간의 힘과 면적을 각각 F1, ΔS라고 하면, 인체가 어느 순간에 느끼는 세정수의 강도는 F1/ΔS로 규정된다. 토수체(10)의 머리흔들기 공전 주파수를 f1이라고 하고, 이러한 주파수로 토수가 계속되고 있는 경우, 주파수 f1의 역수인 주기(Δt=1/f1)의 시간 간격으로 인체 등의 피세정물에 부딪히는 총단면적(S)는, 상기 주기(Δt) 사이에 ΔS를 적분한 값(S=∫ΔS)로 된다.
한편, 사람이 자극을 피부 등으로 느낄 때, 자극을 느끼는 수용기는 사람이나 자극을 받는 장소에 따라서도 다르게 되지만, 수Hz ~ 수백Hz의 범위의 자극에대하여, 자극을 연속하여, 혹은 연속과 동일한 자극을 받고 있는 듯한 착각을 일으킨다. 따라서 어느 순간에 강도 F1/ΔS의 자극을 Δt의 주기인 궤도로 이동(이동총궤적 S=∫ΔS)한 경우, 사람은 강도 F1/ΔS의 자극을 총면적(S)로 받고 있다고 착각하게 된다. 이러한 경향은 Δt가 작을수록 현저하게 나타나서, f=약 3Hz 즉 Δt=약 0.3초 정도에서 느끼기 시작한다.
따라서 선회실유입로(3)의 통수단면적 조정이나 선회실유입로(3)의 선택을 수행하여, 토수체(10)의 머리흔들기 공전주파수(f1)을 약 3Hz 이상으로 할 수 있다. 이렇게 하면 세정의 자극을 손상하는(작게 하는) 것 없이 세정면적을 크게 할 수 있게 된다.
또한 상기 순간의 힘(F1)(이하에서는 힘(F1)이라고 칭함)과, 토수되는 세정수량(Q1)과의 관계는, 토수구면적을 S1, 세정수의 유속을 V1이라고 하면, 다음의 식으로 표시된다.
F1 = ρ·Q·V1 = ρ·Q2·Q/S1
이들 식에서 맹백한 바와 같이, 힘(F1)은 순간유량(Q)의 2승에 비례하고, 토수구면적(S1)에 반비례한다. 따라서 절수를 수행하여 유량을 감소시킨 경우, 토수구의 면적(S1)을 작게 하면, 힘(F1)을 크게 하는 것이 가능하다. 따라서 수량을 감소시켜 세정시의 자극이나 세정력을 향상 혹은 유지하기 위해서는 토수구면적(S1)을 작게, 즉 토수되는 세정수의 유속을 높이면 되는 것을 알 수 있다.
또한 선회실유입로(3)의 통수단면적 조정이나 선회실유입로(3)의 선택을 수행하여, 토수체(10)의 머리흔들기 공전 주파수(f1)을 약 40Hz 이상으로 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 토수체(10)의 고속 머리흔들기 공전으로 하는 것으로, 토수되는 세정수가 착수되는 세정수 포인트를 고속으로 이동할 수 있다. 따라서 인체가 마치 토수의 착수범위(착수포인트의 집합개소)의 전체에서 착수(着水)를 받고 있다는 착각을 일으킬 수 있게 된다. 이 때문에, 상기와 같은 주파수 조정을 수행하는 본 실시예의 인체국부 세정장치(100)에 의하면, 착수포인트의 고속이동에 의한 착각에 의하여 소프트하고 광범위한 세정 요구를 실현할 수 있어서 바람직하다. 구체적으로는 자극에 민감한 여성국부 전용의 세정장치나 통상의 국부세정장치의 비데세정에 있어서, 자극감을 적절하게 완화시키면서 광범위한 토수세정을 실행할 수 있다.
더욱이 주파수를 380Hz 이하로 하면, 도 2에서 설명한 머리 흔들기 공전에 의한 토수폭을 원하지 않는 바와 같이 크게 하지 않는다. 따라서 인체국부에서의 세정수의 비산을 억제하여 쾌적한 세정을 수행할 수 있게 된다.
인체국부세정장치(100)에서는 선회류에 기초하여 양력을 발생시키고, 이러한 양력을 토수체의 머리흔들기 공전 및 그 고속화에 제공하게 된다. 즉, 세정수의 운동에너지를 직접 머리흔들기 공전에 이용하고 있어서, 유체소자를 이용한 것에 비하여 토수의 세력의 쇠퇴를 초래하지 않는다.
또한 실제에는 세정포인트로의 착수의 추이를 일으키고 있어서, 상기의 착각을 일으켜서, 착수범위의 전체에 동시에 세정수가 착수되는 연속적인 토수를 필요로 하지 않는다. 따라서 그 만큼 절수효과가 있다.
그리고 그 이외의 효과에 대하여 설명한다. 도 7은 선회실(4)과 힘받기부위(12)의 내외경비를 규정하는 것으로 얻어지는 효과를 설명하는 설명도이고, 도 7의 (a)는 내외경비가 0.35~0.80의 범위에 있는 경우의 선회 상황을 설명하는 설명도이고, (b)는 내외경비가 0.35를 하회하는 경우의 선회상황을 설명하는 설명도이다.
우선, 힘받기부위(12)의 외경(Φd)가 선회실(4)의 내경(ΦD)의 약 35~80%의 범위(적정범위)에 있는 경우에 대하여 설명한다. 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 선회실유입로(3)에서 선회실(4)에 그 접선방향으로 유입되는 유입세정수(Sin)은 힘받기부위(12)와 직접 충돌하는 것 없이 원주벽부위(4a)에 도달한다. 그리고 원주벽부위(4a)를 선회하면서 흐르는 세정수(Sa)는 원주벽부위(4b)에 도달하는 사이에 상술한 바와 같이 감속된다. 이것에 의하여 선회실(4) 내벽을 따른 힘받기부위(12) 주위의 선회류를 유속차를 부여하여 확실하게 일으키는 것이 가능하기 때문에, 상술한 토수체(10)의 머리흔들기 공전, 토수상태의 안정화를 도모할 수 있게 된다.
또한 힘받기부위(12)의 외경과 선회실(4)의 내경이 적정범위이면, 선회실 내벽과 힘받기부위 외벽 사이를 점유하는 선회류의 폭이 너무 넓어지거나 좁아지지 않는다. 따라서 이러한 선회류의 폭에 있어서의 속도분포(SB)의 피크(SBp)는 선회실 내벽측에 편재하는 것이 없다. 따라서 이러한 피크 개소와 힘받기부위(12)가 비교적 접근하여서, 양력(FL)이 힘받기부위(12)에 작용하기 쉽게 된다. 즉, 힘받기부위(12)는 양력을 받아서 경사지기 쉽게 되고, 상술한 토수체(10)의 머리흔들기공전을 일으키기 쉽게 된다.
이것에 대하여 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 힘받기부위(12)의 외경이 상기 적정범위 보다 작으면, 선회류의 폭이 넓어짐과 같이 상기 선회류는 작은 지름의 힘받기부위(12) 주위에서 선회하게 된다. 따라서 상기 속도분포(SB)의 피크(SBp)가 선회실 내벽측에 편재하여 피크 개수와 힘받기부위(12)가 멀어져서 양력(FL)이 힘받기부위(12)에 작용하기 어렵게 된다. 그 결과 토수체(10)의 머리흔들기 공전과 토수의 상태가 불안정하게 된다.
또한 도시하지는 않았지만, 힘받기부위(12)의 외경이 상기 적정범위 보다 크게 되면, 선회실 내벽에 힘받기부위(12) 외벽이 너무 가까워져서 유입세정수(Sin)는 힘받기부위(12)와 충돌하여 선회실 내에서 튀어서 돌아오는 현상을 일으키고, 힘받기부위(12) 주위의 선회류에 난류를 생기게 한다. 그 결과 상술한 양력(FL)을 적절하게 일으키는 것이 불가능하고, 토수체(10)의 머리흔들기 공전ㆍ토수상태가 불안정하게 된다.
이와 같이 유입세정수(Sin)과 힘받기부위(12)의 충돌은 머리흔들기 공전을 불안정하게 하기 때문에 선회실유입로(3)를 다음과 같이 변형하는 것이 가능하다. 도 8은 변형예의 선회실유입로(3)를 설명하는 설명도이다.
도시한 바와 같이, 변형예의 선회실유입로(3)은 선회실(4)의 내주벽면과 부드럽게 연결되도록 형성되어 있다. 따라서 선회실유입로(3)에서의 유입세정수(Sin)은 도시한 바와 같이 선회실(4)로의 유입 당초부터 선회실 내벽과 힘받기부위(12)외벽 사이를 무리없이 선회하도록 하는 속도성분을 가지고 있다. 이 때문에 유입세정수(Sin)와 힘받기부위(12)가 충돌을 피하는 것이 가능하기 때문에, 머리흔들기 공전ㆍ토수 상태의 안정에 유익하다.
상술한 실시예에서는 토수체(10)를 실링부(16)에 의하여 자전 가능하게 지지되어 있는 점에서 머리흔들기 공전시, 실링부(16)의 지지 부분에서 마찰력이 발생한다. 또한 테이퍼가이드부(15)와의 접촉이 있으면, 그러한 접촉에서도 마찰이 발생한다. 그리고 이러한 마찰의 발생상황이나 토수체(10)의 힘받기부위(12)가 받는 상술한 힘이나 운동에너지의 발란스로, 토수체(10)는 자신의 중심축을 중심으로 자전을 일으킨다. 이러한 자전의 방향은, 상기 발란스로 정해지고, 선회류와 동일한 방향으로 되는 것도 가능하고, 역방향으로 되는 것도 가능하다. 본 실시예의 토수체(10)에서는, 선회류의 운동에너지를 직접 받는 부분이 원주상의 힘받기부위(12)이고, 운동에너지를 토수체 자전으로 전환하기 어렵다. 따라서 토수체 자전이 일어나도, 그 회전은 원만하여서 토수체 자전에 대해서는 다음의 변형예로 설명한다.
상술한 힘받기부위(12)는 그 변형이 원주형상에 한정되는 것은 아니고, 삼각기둥, 사각기둥, 육각기둥 등의 다각형 기둥으로 할 수도 있다.
또한 힘받기부위(12)의 중량에 있어서도, 그 형상이나 크기, 재질 등에 의하여 증감할 수 있다. 중량의 증감에 의하여 힘받기부위(12)에 작용하는 항력이나 양력을 받은 때의 공전속도나 원심력 자체를 증대ㆍ감소시킬 수 있거나, 테이퍼가이드부(15)와의 마찰력이나 토수체 자체의 관성력을 변하게 할 수 있다. 따라서 토수체(10)의 머리흔들기 공전의 회전수를 변하게 할 수 있다.
다음에 변형예에 대하여 설명한다. 본 변형예는 선회류의 운동에너지를 토수체 자전으로 전환시켜서 적극적으로 토수체 자전을 도모하는 점에 특징이 있다. 도 9는 변형예에 있어서의 토수체(110)를 설명하기 위한 설명도이고, 도 9의 (a)는 이러한 토수체(110)의 종단면도, (b)는 토수체(110)의 개략 사시도, 도 9의 (c)는 (b)에 있어서의 c-c선 단면도이다. 도 10은 변형예의 토수체(110)를 조립한 세정노즐(1)을 단면으로 보여 설명하기 위한 설명도이고, (a)는 세정노즐(1)을 횡방향으로 전단하여 보인 단면도를 보이고, 도 10의 (b)는 세정노즐(1)을 종방향으로 보인 단면도이다. 그리고 세정노즐(1)에 선회실(4)를 구비하고, 상기 선회실에 통수로(2), 선회실유입로(3)에서 세정수를 공급하여 선회실(4)에 선회류를 일으키는 구성 등에 대해서는 상술한 실시예와 동일하다.
도시한 바와 같이, 토수체(110)는 토수구(11)를 구비하는 작은 지름의 원형기둥의 토수부위(110a)에, 힘받기부위(112)를 연결하여 구비하고 있다. 이러한 힘받기부위(112)는 사방으로 돌출한 날개를 구비하고 있다. 이와 같은 구성의 힘받기부위(112)에 있어서도 상기 원주벽부위(4a)와 원주벽부위(4b)로 유속차가 일어나는 점, 날개의 횡단면에 의하여 선회실(4) 내주벽 간격을 좁게 하는 점에서 토수체(110)의 머리흔들기 공전에 관여한다. 또한 힘받기부위(112)는, 상기 날개로 선회류를 받는 점에서 선회실(4) 내부의 선회류의 운동에너지를 받아서 토수체(100)에 자전을 일으킨다.
이러한 토수체(110)에 있어서도 실링부(16)에 토수부위(110a)를 내접시킨 상태로 지지되어 있다. 이러한 지지상태에서 토수구(11)는 선회실(4)의 외부를 향하고, 힘받기부위(112)는 선회실(4) 내에 있어서 경사진 자세로 머리흔들기가 가능하게 된다. 즉, 토수체(110)는 실링부(16)의 지지부분을 중심으로 머리흔들기 공전함과 같이, 실링부(16)가 발휘하는 탄성에 의하여 자전도 가능하게 된다.
다음에, 토수의 형태에 대하여 설명한다. 도 11은 토수체(110)를 이용한 세정노즐(1)에서의 세정수 토수의 형태를 설명하기 위한 설명도이다.
통수로(2), 선회실유입로(3)를 경유하여 선회실(4)로 세정수를 공급하면, 상술한 바와 같이 선회실(4)에서 선회류가 일어난다. 따라서 상기 실시예와 동일하게, 양력에 의하여 힘받기부위(112)는 경사자세로 공전하고, 토수체(110)의 머리흔들기 공전을 일으킨다. 한편, 선회실(4) 내부에서 생긴 선회류는 그 선회의 과정에서 힘받기부위(112)의 날개에 충돌하여, 운동에너지의 일부를 부여한다. 이것에 의하여, 힘받기부위(112)는 토수체(110)를 선회류와 동일한 방향으로 자전시킨다.
이렇게 하여 토수체(110)가 자전하는 점에서, 상기 자전에 기초하는 원심력이 토수구(11)에서의 토수세정수에 작용하게 된다. 따라서 토수구(11)에서 토수된 후의 세정수는 그 원심력을 받아서 확산되면서 비산된다. 따라서 도 11에 도시한 바와 같이 상기 토수자체의 확산궤적과 공전토수의 궤적이 조합되어, 원추상의 공전토수의 궤적으로 폭을 가질 수 있게 된다. 또한 원심력의 작용 방법을 통하여 자전의 회전수를 조정할 수 있는 것으로, 토수세정수의 확산 상황(확산궤적의 광협)을 결정하는 것이 가능하다. 따라서 힘받기부위(112)의 날개 형상이나 크기 등을 조정하는 것으로, 토수의 물방울의 크기나 진동에 의한 강도 및 자극을 컨트롤하는 것이 가능하게 된다.
다음에 다른 변형예를 설명한다. 본 변형예는, 토수체의 머리흔들기 공전에 수반하는 원추상의 공전토수의 궤적을 보다 넓히는 점에 특징이 있다. 도 12는 변형예의 토수체(120,125)를 설명하기 위한 설명도이고, 도 12의 (a)는 토수체(120)의 종단면도, 도 12의 (b)는 토수체(1256)의 종단면도이다. 도 13은 토수체(120)를 조립한 세정노즐을 종방향으로 절단한 단면도, 도 14는 토수체(120)를 이용한 세정노즐(1)에서의 세정수 토수의 형태를 설명하는 설명도이다.
도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 토수체(120)는 실링부(16)로 지지되는 토수부위(121a)에, 급수관로(13)과 연결하는 토수구(121)를 구비한다. 상기 토수구(121)는 토수체(120)의 중심축(자전축)에 대하여 경사진 상태로 형성되어 있다. 토수체(125)는 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 토수부위(126a)에 급수관로(13)과 연통하는 토수구(126)를 구비하고, 상기 토수구(121)를 토수체(120)의 중심축(자전축)에 대하여 편심시키고 있다. 이들 토수체도 토수체(110)와 동일하게 실링부(16)에 의하여 지지되고 있고, 머리흔들기 공전 가능하다. 또한 각각이 구비하는 힘받기부위(122,127)에 의하여, 각 토수체는 토수체(110)와 동일하게 자전한다.
상술한 바와 같이, 선회실(4)에서 선회류가 생기면, 도 14에 도시한 바와 같이, 토수체(120)는 힘받기부위(112)와 등가의 힘받기부위(122)를 구비하고 있기 때문에, 머리흔들기 공전과 중심축 주위의 자전을 일으킨다. 이것에 의하여, 토수구(121)에서의 토수궤적은 원추상의 공전토수의 궤적과 다음의 궤적의 조합으로 된다. 즉, 토수구(121)는 자전축에 대하여 경사져 있어서, 이러한 경사진 토수구(121)에서의 세정수는 경사진 토수구 자체가 토수체 자전에 수반하여 자전하는 것에 의하여 변하는 것에 대하여, 토수체 자전으로 일어나는 원심력을 받는다. 따라서 이러한 세정수토수는 자전축을 중심으로 하는 원추상 궤적을 따른다. 따라서 토수구(121)에서의 토수 궤적은 원추상의 공전토수의 궤적과 상기 원추상의 궤적이 조합된 것으로 된다.
이렇게 한 토수를 가지는 토수구(121)는 토수체(120)의 자전축에 대하여 경사져 있다. 따라서 토수체 자전에 수반하는 원심력에 의한 확산궤적은 자전축에 대해서도 원추상으로 확산되는 것으로 되고, 이러한 확산의 정도는 토수구(121)의 경사정도에 의존하여 넓게 된다. 따라서 이러한 확산궤적과 원추상의 공전토수 궤적이 조합된 궤적의 토수에 의하여, 보다 넓은 범위로 세정수를 착수(着水) 가능하게 하거나, 그 착수범위의 중간 빠짐을 없애는 것이 가능하다. 더욱이 이러한 변형예에서는, 이러한 광범위의 토수 실현에 있어서 특단의 수량증가를 필요로 하지 않고, 토수체(120)의 자전을 일으키는 것으로 충분하여서 효율적인 절수를 수행할 수 있게 된다.
이러한 토수체(120)에 대신하여, 도 12의 (b)에 도시한 토수체(125)를 이용하는 것이 가능하다. 상기 토수체(125)는 토수구(126)를 토수체 자전축에 대하여 편심되어 있는 점에서 이러한 편심된 토수구에서의 세정수는 상기 경사진 토수구와 동일하게, 편심토수구 자체의 자전과 토수체 자전으로 일어나는 원심력의 영향으로, 자전축을 중심으로 하는 원주상의 궤적으로 된다. 따라서 토수체(125)를 조립한 세정노즐(1)은 이러한 원추상의 궤적과 원추상의 공전토수궤적이 조합된 궤적으로의 토수를 실현하고, 도 14와 거의 동일한 토수를 수행하게 된다.
상술한 변형예의 토수체(110)나, 토수체(120) 및 토수체(125)에 있어서, 그 날개의 매수를 증감시키거나, 삼각기둥이나 사각기둥, 육각기둥 등의 다각기둥 이외에, 원주형상으로 하는 것도 가능하다. 이와 같이 날개의 상태를 변화시키는 것으로, 각 토수체의 자전회전 속도를 변화시킬 수 있다.
또한 선회실(4) 내주벽과 각 토수체의 힘받기부위(122,127)의 극간이나 테이퍼가이드부(15)의 테이퍼각도를 변화시키는 것으로, 이들 토수체의 머리흔들기 공전각도를 변화시키는 것도 가능하다. 예를 들면 인체국부세정장치(100)의 세정노즐(1)과 같이 세정대상이 인체국부와 같은 작고 민감한 경우에는 힘받기부위(122,127)과 선회실(4) 내주벽과의 간격을 작게하여, 토수체의 머리흔들기 공전 각도를 작게 된다. 테이퍼가이드부(15)의 테이퍼각도에서도 동일하다.
더욱이 힘받기부위(122,127)의 날개를 비교적 작게 또는 사각기둥이나 삼각기둥 또는 원기둥과 같이 하여, 머리흔들기 공전시 날개가 선회류에서 받는 저항을 감소시키는 것도 가능하다. 이렇게 하면, 토수체의 머리흔들기 공전의 주파수를 자전주파수 보다 크게, 즉 고속으로 공전운동하는 것이 가능하게 된다. 따라서 피세정부위의 집중세정이 가능하게 되고, 더욱이 동시에 토수를 강하게 받고 있다는 세정감으로 하는 것이 가능하게 된다. 이러한 경우, 세정수를 항문으로 진입시킨 완장(浣腸)효과를 노리는 세정수나, 1개소를 노리고 집중적으로 세척하는 경우 등에 적합하다. 그리고 상기한 바와 같이, 토수체의 머리흔들기 공전 주파수와 자전주파수를 날개형상, 힘받기부위 중량 등으로 조절 가능하기 때문에, 세정목적이나세정범위 등에 적합하도록 각 주파수를 자유롭게 설정하는 것이 가능하게 된다.
그리고 상술한 실시예 및 그 변형예에 있어서, 토수체의 지지에 탄성체의 실링부(16)를 이용하였지만, 실링부를 없애고 세정노즐과 각 토수체의 토수부위의 일부를 직접 접촉시켜서 접동(회전 접동)시키는 구성으로 하여도 좋다. 이러한 경우, 세정노즐이 토수부위와 접촉을 일으키는 가이드부와 토수체에는 적어도 일측에 접동성이나 내마모성이 우수한 재료, 예를 들면 폴리아세탈, 나이론, 폴리프로필렌, 폴리4불화에칠렌, 실리콘, ABS, PPS 등의 수지를 이용하는 것도 가능하다. 또한 스테인레스 등의 금속으로 하는 경우에서는 표면 거질기를 작게 하는 등으로 하는 것이 좋다.
여기서 토수체의 자전 거동에 대하여 설명한다. 도 15는 토수체(110)의 머리흔들기 공전과 자전과의 관계를 설명하는 설명도이고, 도 15의 (a)는 토수체(110)의 머리흔들기 공전과 자전이 그 회전방향이 동일한 경우를 보인 설명도, 도 15의 (b)는 토수체(110)의 머리흔들기 공전과 자전이 그 회전방향이 역인 경우를 보인 설명도이다.
토수체(110)는, 선회실(4)에 있어서의 선회류에 의하여, 도면중에서 보인 선회류의 방향과 동일한 방향으로 머리흔들기 공전한다. 이러한 머리흔들기 공전의 경우, 그 공전에 대하여 윤활 저항을 생기게 하는 윤활부분이 실링부(16)에서의 지지부분에 한정되면, 공전에는 근소한 윤활 저항밖에 작용하지 않는다. 따라서 토수체(110)를 선회류에 기초한 양력에 의하여 머리흔들기 공전시키도록 하는 힘(공전력)이 근소한 윤활 저항에 대항하여, 그 토수체(110)를 자전시키도록 한다. 따라서 토수체(110)는 세정수의 선회 방향(머리흔들기 공전방향)과 동일한 방향으로 자전하면서 선회실 내부를 머리흔들기 공전하게 된다.
따라서 이러한 동일 방향의 공전, 자전을 일으키는 세정노즐(1)은, 도 16의 (a)에 모식적으로 도시한 궤적으로 세정수를 토수한다. 상기 도 16의 (a)는 토수구(11)에서의 세정수의 자전에 의한 회전궤적 방향과, 토수 방향에 수직인 임의의 평면에서의 머리흔들기 공전에 의한 세정수의 이동궤적을 화살표를 이용하여, 보기쉽게 예시하고 있다. 즉 세정수는 토수체(110)의 자전에 의하여 반시계방향으로 자전하면서 토수되고, 이러한 토수는 토수체(110)의 머리흔들기 공전에 의하여 반시계방향으로 공전하는 것으로 된다. 따라서 이러한 세정수의 공전궤도의 외주에서는 세정수의 자전방향과 공전방향이 일치하게 되어서, 세정수는 상기 공전궤도 외주에서 세정수 자전속도와 세정수 공전속도의 합계에 의하여 생기는 큰 공기 저항을 받는다. 이러한 공기 저항에 의하여 세정수는 시간과 같이 하나로 된 수류에서 난류를 발생시켜 수적형상으로 찢어져 분산되어 간다. 이 때문에 이러한 상황하에서 세정노즐(1)에서 토수되는 세정수는 분산된 수적형상으로 공전 궤도를 따라 진행하여 인체에 착수되어서, 보다 부드럽게 넓은 범위를 세정하는 것이 가능하다.
한편, 토수체(110)의 머리흔들기 공전의 경우에, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 토수체(110)를 선회실(4) 내벽이나 테이퍼가이드부(15)에 접하도록 한다. 이러한 상태에서는 토수체(110)의 머리흔들기 공전에 대한 윤활 저항은 증가하여 가기 때문에, 상기의 공전력으로는 토수체(110)를 공전방향과 동일한 방향으로 자전시키는 것이 불가능하게 된다. 이렇게 되어도, 토수체(110)는 공전력에 의하여머리흔들기 공전하려고 하기 때문에, 상기 토수체(110)는 상기의 접촉 부분에서의 윤활저항을 받아서 선회실(4) 내벽이나 테이퍼가이드부(15)에 내접하면서 자전한다. 이러한 경우의 자전방향은 토수체(110)의 머리흔들기 공전방향과는 역방향으로 되고, 토수체(110)는 머리흔들기 공전하면서 이들과 역방향으로 자전하여 세정수를 토수하게 된다.
이러한 역방향의 공전, 자전을 일으키는 세정노즐(1)은 도 16의 (b)에 모식적으로 도시한 궤적으로 세정수를 토수하게 된다. 따라서 세정수는 토수체(110)의 자전에 의하여 시계방향으로 자전하면서 토수되고, 이러한 토수는 토수체(110)의 머리흔들기 공전에 의하여 반시계방향으로 공전하는 것으로 된다. 따라서 이러한 세정수의 공전궤도의 외주에는 세정수의 자전방향과 공전방향이 역으로 되어서, 세정수는 공전궤도 외주에서 세정수 자전속도와 세정수 공전속도의 차이에 의하여 생기는 비교적 작은 공기저항 밖에 받지 않는다. 이와 같이 공기저항이 비교적 작기 때문에, 세정수는 그만큼 분산이 진행되지 않고 비교적 모여진 수류 형상을 지속하여 토수된다. 따라서 이러한 상황하에서 세정노즐(1)에서 토수되는 세정수는 비교적 모아진 수류의 상황에서 인체에 착수하여서, 보다 자극이 어느 정도 강한 세정을 수행할 수 있게 된다. 또한 토수가 모여지는 것으로 비산이 작은 세정을 수행하는 것도 가능하게 된다.
다음에 또 다른 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 가요성을 구비하는 부재로 토수체를 파지하고, 이렇게 하여 토수체를 파지한 상태에서 상기 토수체를 선회실에 조립한 점에 특징이 있다.
도 17은, 다른 실시예의 세정노즐(200)의 단면을 보여 설명하기 위한 설명도이고, 도 17의 (a)는 세정노즐(200)의 횡방향 단면도를 보이고, 도 17의 (b)는 (a)에 있어서의 세정노즐(200)을 A-A면으로 단면하여 보인 단면도이다. 그리고 이러한 세정노즐(200)은 선회실(4)을 구비하고, 상기 선회실으로 통수로(2), 선회실유입로(3)에서 세정수를 급수하여 선회실(4)에서 선회류를 일으키는 구성 등에 대해서는 상술한 실시예와 동일하다.
도시한 바와 같이, 상기 세정노즐(200)은 도 4에서 설명한 실시예와 동일하게, 토수체(10)를 구비하고, 그 힘받기부위(12)에서 선회류에 기초하는 상술한 양력을 받는다. 본 실시예에서는 상기 토수체(10)는, 가요성을 가지는 탄성체(202)와 일체로 되어 있고, 이러한 탄성체(202)의 막형상부분(204)에 형성된 관통공에 토수부위(10a)를 결합하는 것으로, 탄성체(202)에 파지된다. 탄성체(202)는, 이와 같이 토수체(10)를 파지한 상태로 선회실(4)을 그 상단에서 폐쇄하도록 세정노즐(200)에 조립한다. 이러한 탄성체(202)는 파지한 토수체(10)를 중심으로 하여, 얇은 두께의 막형상부분(204)와 두꺼운 두께의 연결부(206)을 연속시키고 있다. 즉, 탄성체(202)는 파지한 토수체(10)를 중심으로 하여 지름방향으로 두께가 불균일하게 되어 있다.
탄성체(202)는 선회실(4)에 조립된 상태로, 토수구(11)를 선회실(4)의 외부를 향하여 토수체(10)를 지지하고, 힘받기부위(12)를 선회실(4) 내의 거의 중앙부분에 수하(垂下)시킨다. 따라서 선회실 유입로(3)에서 선회실(4)에 세정수가 유입되면 이러한 세정수는 선회실(4)의 내주벽면을 따른 힘받기부위(12) 주위의 선회류를 일으켜서 힘받기부위(12)에는 상술한 바와 같이 양력이 작용한다.
힘받기부위(12)에 이들을 경사시키는 힘이 작용하면, 탄성체(202)는 가요성을 가지고 있기 때문에, 변형되고, 힘받기부위(12)에 경사이동을 허용한다. 특히 토수체(10)의 파지부는 얇은 두께의 막형상부분(204)이기 때문에 보다 용이하게 힘받기부위(12)를 경사이동시킬 수 있다. 따라서 힘받기부위(12)에 선회류에 기초하는 양력이 작용하면, 탄성체(202)는 힘받기부위(12)를 선회실(4) 내에서 경사진 상태로 공전시켜서 토수체(10)는 상술한 바와 같이 머리흔들기 공전하게 된다.
그리고 연결부(206)는 토수체(10)를 둘러싸도록 경사져 있고, 이러한 경사면을 전술한 실시예와 같이 힘받기부위(12), 더 나가서는 토수체(10)의 최대경사각도를 규제하는 테이퍼가이드부(15)로 하고 있다.
이러한 실시예의 세정노즐(200)에서의 토수는 다음과 같이 된다. 도 18은 이러한 세정노즐(200)이 실현하는 세정수토수의 형태를 설명하는 설명도이다.
상기 세정노즐(200)에 있어서도, 전술한 실시예와 동일하게 토수체(10)를 머리흔들기 공전시켜서 도 18에 도시한 바와 같이, 토수구(11)는 토수체(10)의 머리흔들기 중심부분(막형상부분(204)의 파지부분)을 정상으로 하는 원추상으로 세정수를 토수하고, 상술한 원추상의 공전토수로 된다. 따라서 본 실시예에 있어서도 전술한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에서는 토수체(10)의 머리흔들기 공전을 탄성체(202)의 변형으로 허용하여, 토수체(10)를 탄성체(202)로 파지하여 이들을 지지한다. 따라서 토수체(10)의 머리흔들기공전의 경우에, 회전접동 저항을 발생시키지 않고 실링된다. 그 결과, 구조가 간단할 뿐만 아니라 세정수 중의 스케일 등에 의한 고착이나 누수의 우려도 없다.
상술한 탄성체(202)의 재료로서는 실리콘이나 NBR, EPDM, 불소고무 등의 합성고무 등을 선택할 수 있다. 또한 탄성체(202)를, 폴리에스테르계, 폴리스틸렌계, 폴리오레핀계의 열가소성 에라스토머로 구성하여, 토수체(10)와 일체로 성형(소위 2색 성형)하는 것이 가능하다. 이렇게 하면, 밀착 강도나 조립성이 향상될 수 있어서 바람직하다. 더욱이 열가소성 에라스토머로 하면, 고무 등의 경우와는 달리 가황공정 등이 필요없어서, 성형 사이클의 단축을 도모할 수 있게 된다.
한편, 토수체(10)의 재질로서는 PP, POM, ABS 등을 선택할 수 있고, 그 외에 스테인레스 등의 금속으로 하거나, 힘받기부위(12) 만을 금속제로 하는 것이 가능하다. 이렇게 한 재질의 토수체(10)를 탄성체(202)로 파지함에 있어서, 양자의 접착을 도모하는 경우에는 탄성체(202)를 합성고무로 하면, 가황 접착이나 접착제에 의한 접착을 선택하면 좋다. 탄성체(202)에 열가소성 에라스토머를 이용하는 경우에는, 일체 성형을 수행하고, 성형시의 열로 수지와 열가소성 에라스토머를 용융시켜 접착시키는 것이 가능하다. 또한 탄성체(202)와 토수체(10)의 양자를, 열가소성 에라스토머로 구성하는 것도 가능하다.
더욱이, 탄성체(202)의 경도나 탄성계수, 중량, 형상을 최적화하여, 탄성체(202)의 고유진동수를 최적화한다. 이렇게 하고, 탄성체(202)의 진동과 토수체(10)의 머리흔들기 공전에 의한 진동을 공진시키고, 머리흔들기 공전폭(힘받기부위(12)의 경사정도)을 크게 하는 것이 가능하다. 또는 탄성체(202)의 고유진동수의 조정을 경유하여, 토수체(10)의 머리흔들기 공전에 의한 진동을 탄성체(202)로 감쇠시켜서 방진 효과를 높이는 것도 가능하다. 구체적으로는 탄성체(202)의 경도를 극히 작게하거나 두께를 작게하여 고유진동수를 작게 하면 좋다. 혹은 탄성체(202)의 경도를 크게 하거나 두께를 크게 하여 고유진동수를 크게 하면 좋다.
이러한 실시예는 다음과 같이 변형하는 것이 가능하다. 도 19는 토수구(11)를 토수체(10)의 중심축에 대하여 경사시킨 변형예에서 얻어지는 토수의 형태를 설명하는 설명도이다. 이와 같이 토수구(11)를 경사시킨 경우의 토수의 형태는 이전의 변형예에서 설명한 것(도 14 참조)과 다음과 같은 점에서 상이하다.
상기 도 19에 도시한 변형예에서는, 토수체(10)를 탄성체(202)로 파지하여, 토수체(10)의 자전을 일으키지 않는다. 이 때문에 공전토수되는 세정수로서의 지향방향을 토수구(11)의 경사방향 측으로 경지거나 하는 등이 가능하게 된다. 따라서 도 19에 도시한 바와 같이, 인체국부 세정장치에 있어서, 세정노즐(200)을 경사방향으로 진출시키고, 토수구(11)를 세정노즐(200)의 진출 방향으로 경사시키면, 엉덩이 세정의 경우, 세정한 오수가 세정노즐(200)에 다시 걸리게 되는 것을 방지할 수 있다. 혹은, 토수구(11)를 노즐진출방향과 역으로 경사지는 것으로, 비데세정을 하는 경우에 토수가 전방으로 비산하는 것을 방지할 수 있다.
또한 도 12의 (b)를 따라서, 토수구(11)를 토수체(10)의 중심축에 대하여 편심시켜도 좋다. 이렇게 하면, 토수구를 편심시키는 만큼, 공전 토수의 궤도를 오프셋시키는 것이 가능하다.
다음에 토수체를 탄성체로 파지하는 상기 실시예의 다른 변형예에 대하여 설명한다. 도 20은 다른 변형예의 세정노즐(220)의 단면도를 보이는 설명도이다.
도시한 바와 같이, 세정노즐(220)은 상기 실시예의 통수로(2), 선회실유입로(3) 및 선회실(4)에 상당하는 통수로(232), 선회실유입로(233), 선회실(234)를 구비한다. 그리고 선회실(234)로의 급수에 의하여, 선회실(234)에 상술한 선회류가 일어난다.
선회실(234)에는 토수체(230)가 조립되어 있고, 토수체(230)는, 토수체(10) 등과 동일하게 선회실(234) 내의 세정수를, 급수관로(223)을 경유하여 토수구(221)에서 토수한다. 또한 토수체(230)는 선회실(234)의 선회류에 기초한 양력을 받는 힘받기부위(222)를 구비한다.
토수체(230)는 그 상단 외주에 홈형상의 탄성체 지지부(237)를 구비하고, 상기 탄성체 지지부(237)를 통하여 가요성의 탄성체(225)와 일체로 되어 있다. 그리고 토수체(230)는 탄성체누름부재(227)에 의하여 세정노즐(220)에 고정되어 있고, 선회실(234)은 탄성체(225)로 폐쇄되어 있다. 탄성체(225)는 합성고무나 열가소성 에라스토머로 성형되어 있고, 더욱이 굴곡부(226)을 구비하는 것으로 용이하게 변형된다. 이것에 의하여, 토수체(230)는 상술한 세정노즐(200)에 있어서의 토수체(10)와 동일하게 머리흔들기 공전 가능하게 되어 있다.
그리고 토수체(230)는 선회실(234) 상부에 설치된 테이퍼가이드부(235)에 의하여, 그 최대 경사각도가 규제되어 있다.
따라서 선회실(234) 내부에 세정수가 공급되어 선회실(234)에 선회류가 일어나면, 힘받기부(222)는 선회류에 수반하는 양력을 받는다. 이것에 의하여,토수체(230)는 선회실(234) 중심축에 대하여 머리흔들기 공전한다.
이와 같은 구성을 가지는 세정노즐(220)에서도, 도 18에서 설명한 실시예와 동일하게, 토수체(230)의 머리흔들기 공전에 수반하고, 세정수를 원추상으로 공전토수한다. 따라서 이러한 변형예의 세정노즐(220)에 의해서도, 상술한 실시예와 동일한 효과를 낼 수 있게 된다.
이러한 변형예의 세정노즐(220)에서는, 다음의 잇점이 있다.
탄성체(225)는 굴곡부(226)를 구비하고 있어서, 용이하게 변형된다. 따라서 이러한 탄성체(225)와 일체로 구성되는 토수체(230)의 머리흔들기 공전을 용이하게 일으킬 수 있다. 따라서 수압이 낮아서 수류가 약한 지역이나, 수량을 작게 사용하여도 확실하게 토수체(230)을 머리흔들기 공전시킬 수 있어서, 토수의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 별도의 변형예를 설명한다. 도 21은 별도의 변형예의 세정노즐(220)의 단면도를 보인 설명도이다. 도시한 바와 같이, 이러한 변형예는, 토수체(230)를 탄성체(225)와 같이 고정하는 탄성체 누름부재의 구성이 상이하지만, 토수체(230)의 머리흔들기 공전시켜서 세정수를 공전토수 시키는 점에서는 다르지 않다.
이러한 변형예의 탄성체누름부재(247)는 토수구(221)의 토수방향 상부에 있어서, 토수구(221)과 거의 동심으로 개폐되는 개구부(256)와, 토수체누름부재(248)를 구비하고 있다. 이러한 토수체 누름부재(248)는 토수시 토수체(230)가 수압으로 토수방향으로 눌러진 때에 그 부상을 방지한다. 또한 이 토수체 누름부재(248)에 토수시에 있어서 내접하는 토수구(221)의 단면은 구면 혹은 테이퍼상으로 되어있다.
또한 이러한 변형예에 있어서도, 토수체(230)는, 선회실(234) 상부에 설치된 테이프가이드부(235)에 의하여 그 최대 경사 각도가 규제된다.
이러한 구성을 가지는 변형예의 세정노즐(220)에 있어서도, 도 18에서 설명한 실시예 혹은 상기 변형예와 동일하게, 토수체(230)의 머리흔들기 공전에 수반하고, 세정수를 원추상으로 공전 토수한다. 따라서 이러한 변형예의 세정노즐(220)에 의해서도, 상술한 실시예나 변형예와 동일한 효과를 얻을 수 있게 된다.
상기 변형예의 세정노즐(220)에서는, 다음과 같은 잇점이 있다.
토수체(230)가 수압에 의하여 토수방향 상부로 가압되어도 토수체 누름부재(248)에 의하여, 토수체(230)가 필요 이상의 상방으로 이동하지 않는다. 따라서 탄성체(225)의 경도를 더욱 낮게 하거나, 얇게 하는 등으로 하여 보다 용이하게 탄성체(225)가 변형하도록 할 수 있다. 이렇게 하는 것으로, 토수체(230)가 용이하게 머리흔들기 공전 가능하도록 하여도, 파손되거나 내구성이 저하되는 문제는 없다.
또한 토수체(221)의 단면을 구면상으로 하고 있어서, 토수체(230)가 토수체누름부재(248)에 내접하면서 머리흔들기 공전하여도, 접동 저항이 작아서 완료된다. 따라서 머리흔들기 공전시의 에너지 로스가 작아진다.
다음에 다른 변형예에 대하여 설명한다. 본 변형예는 토수체와 이들을 파지하는 탄성을 가진 탄성체를 동일한 재료로 일체로 성형하고 있는 점에 특징이 있다. 도 22는 이러한 변형예에서 사용되는 세정노즐(261)을 설명하는 설명도이고,도 22의 (a)는 세정노즐(261)의 종단면도, 도 22의 (b)는 세정노즐(261)에 있어서의 토수체(270)의 거동의 형태와 그 노즐에서의 토수의 형태를 표시하는 설명도이다.
도시한 바와 같이, 이러한 변형예의 세정노즐(261)에 있어서도, 통수로(2), 선회실유입로(3) 및 선회실(4)에 상당하는 통수로(262), 선회실유입로(263), 선회실(264)를 구비한다. 그리고 선회실(264)로의 급수에 의하여, 상기 선회실(264)에 기술한 선회류를 일으킨다.
이러한 변형예에 있어서도, 선회실(264)에는 토수체(270)가 조립되어 있다. 그리고 상기 토수체(270)는 토수체(10)이나 토수체(230)등과 동등하고, 선회실(264) 내의 세정수를 급수관로(273)을 경유하여 토수구(271)에서 토수한다. 또한 토수체(270)은 선회실(234)의 선회류에 기초한 양력을 받는 힘받기부위(272)를 구비한다.
토수체(270)는 토수구(271) 측으로 얇은 원반상의 시트부(275)를 구비한다. 상기 시트부(275)는 토수체(270)의 선단측을 둘러싸도록 만곡부(276)를 구비하고, 상기 만곡부를 위로 돌출시키고 있다. 그리고 토수체(270)는 시트부(275)를 링 형상의 패킹(278)로 협지한 상태에서 패킹누름부재(277)에 의하여, 세정노즐(261)에 고정되어 있다. 이것에 의하여 선회실(264)은 시트부(275)로 폐쇄되고 토수체(270)는 상술한 토수체(10)이나 토수체(230)과 동일하게 머리흔들기 공전하게 된다.
시트부(275)와 일체의 토수체(270)는 PP나 POM, ABS 등의 유연성이 있는 수지나 폴리에스테르계, 폴리스틸렌계, 또는 폴리오레핀계 등의 열가소성 에라스토머로 성형하는 것이, 시트부(275)에서의 가요성 확보상 바람직하다. 시트부(275)는 시트형상이고, 상술한 만곡부(276)를 구비하고 있기 때문에 용이하게 변형된다. 따라서 본 변형예에서도 토수체(270)의 머리흔들기 공전을 이용하게 일으킬 수 있게 된다.
그리고 이러한 변형예에서도, 선회실(264) 상부의 테이퍼가이드부(265)에 의하여 토수체(270)의 최대경사각도가 규제된다.
따라서 선회실(264) 내부에 세정수가 공급되어 선회실(264)에서 선회류가 일어나면, 힘받기부위(272)는 선회류에 수반하는 양력을 받는다. 이것에 의하여, 토수체(270)는 선회실(264) 중심축에 대하여 머리 흔들기 공전하게 된다.
이러한 구성을 가지는 세정노즐(261)에 있어서도, 도 18에서 설명한 실시예와 동일하게, 토수체(270)의 머리흔들기 공전을 수반하고, 세정수를 원추상으로 공전토수하게 된다. 따라서 본 변형예의 세정노즐(261)에 의해서도, 상술한 실시예와 동일한 효과를 발휘할 수 있게 된다.
이러한 변형예의 세정노즐(261)은 이전의 변형예의 세정노즐(220)과 동일하게, 시트부(275)를 용이하게 변형시킬 수 있다. 따라서 상기 시트부(275)와 일체로 구성되는 토수체(270)의 머리흔들기 공전을 용이하게 일으킬 수 있다. 이것에 의하여, 이전의 변형예의 세정노즐(220)과 동일한 효과, 즉 저수압 지역으로의 적용 확대나 토수의 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.
또한 본 변형예에서는 동일한 재료를 이용하여 시트부(275)와 토수체(270)를 일체화시키고 있다. 그 결과, 구조가 간단할 뿐만 아니라, 세정수 중의 스케일 등에 의한 고착이나 누수를 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한 이들 재료에, 상술한 수지나 열가소성 에라스토머를 채택하고 있어서, 합성고무에 비하여 내염소수성이나 신뢰성이 높고, 고강도화될 수 있다. 따라서 다량의 염소를 이용하여 살균 처리를 수행한 세정수를 이용하거나, 고수압지역이나 수량을 다량으로 이용하여도 내구성이나 신뢰성이 우수하다.
다음에 다른 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 상술한 토수체의 머리흔들기 공전에 수반하는 세정수토수를 인체국부 세정장치 이외에 적용한 것이다. 도 23은 토수체의 머리흔들기공전에 수반하는 세정수를 적용한 샤워장치(291)를 설명하는 설명도이고, 도 23의 (a)는 샤워장치(291)의 횡방향단면도, 도 23의 (b)는 (a)에 있어서의 샤워장치(291)의 A-A면으로 단면하여 보인 단면도이다. 도 24는 상기 샤워장치(291)에서 세정수를 토수하는 형태를 설명하는 설명도이다.
도 23의 (a)에 도시한 바와 같이, 샤워장치(291)는 통수로(296)와, 그것보다 통로면적이 좁은 버퍼실유입로(295)를 구비하고, 버퍼실(298)에 세정수를 높은 운동에너지로(즉 높은 유속으로) 유입한다. 버퍼실(298)에는 복수개의 선회실(294)가 배설되어 있고, 각각의 선회실(294)는 선회가이드(294a)로 둘러 싸여 있고, 상기 가이드의 개구부에서 선회실 내벽을 따라서 선회실(294) 내부로 세정수를 도입한다. 따라서 선회실(294)에서는 상술한 선회실(4)등과 거의 동일하게 하여, 선회류가 발생한다.
각각의 선회실(294)에는, 토수체(290)가 배치되어 있다. 토수체(290)는 토수구(292)를 구비하고, 선회실(294) 내의 세정수를 급수관로(293)를 경유하여 토수구(292)로 안내하여 토수한다. 이러한 토수체(290)는 그 일단을 선회실(294) 내에 위치시키고, 그 부위를 힘받기부위(297)로 한다. 상기 힘받기부위(297)에서도 상술한 바와 같은 힘받기부위(12) 등과 동일하게 선회류에 기초한 양력을 받는다.
각각의 토수체(290)는 가요성을 가지는 박막상의 탄성체(299)와 일체로 되어 있고, 이러한 탄성체(299)에 파지된다. 탄성체(299)는 버퍼실(298)의 개구를 덮도록 샤워장치(291)에 고정되어 있다. 따라서 탄성체(299)는, 각각의 토수체(290)를 상기 토수구(292)가 선회실(294)의 외부로 향하도록 하여 지지되고, 힘받기부위(297)를 선회실(294) 내의 거의 중앙으로 수하(垂下)시킨다. 따라서 퍼버실유입로(295)에서 버퍼실(298)로 세정수가 유입되고, 상기 세정수가 각각의 선회실(294)에 유입되면, 상기 세정수는 선회실(294)의 내주벽면을 따라 힘받기부위(297) 주위의 선회류를 일으킨다. 이것에 의하여 힘받기부위(297)에는 상술한 양력이 작용하고 토수체(290)는 머리흔들기 공전하게 된다.
이러한 구성을 가지는 샤워장치(291)에 있어서는 각각의 선회실(294)에 있어서 토수체(290)를 머리흔들기 공전시켜서, 각각의 토수구(292)에서의 토수를, 도 18에서 설명한 바와 같은 공전 토수로 하게 된다. 그리고 샤워장치(291) 전체로서의 토수는, 도 24에 도시한 바와 같이, 각각의 토수구(292)에서의 공전토수가 모이는 것으로 된다. 이 경우, 어떤 토수구(292)에서의 토수는 다른 토수구에서의 공전토수와 독립한 공전토수로 된다.
따라서 샤워장치(291)에 의해서도 지금까지 보인 실시예나 그 변형예와 동일하게 세정수량을 감소시켜도 자극과 세정 면적을 넓게 확보하는 토수를 수행할 수있다.
또한 각각의 선회실(294)에 있어서의 토수체(290)의 머리흔들기 공전주파수를, 상술한 바와 같이 유속조정 등으로 약 3Hz 이상으로 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면, 각각의 토수구(292)에서의 공전토수가, 상술한 바와 같이 마치 균일하게 토수가 접촉하고 있는 것 같은 느낌을 부여하고, 이러한 공전토수가 집합되어 있기 때문에 샤워토수전체로서도 균일하게 접촉하는 느낌을 부여할 수 있게 된다.
또한 머리흔들기 공전주파수를 크게 하여 40Hz 이상으로 하면, 인체의 피부감각이 민감한 부위나 갈라진 상처, 찰과상 부분 등을 세정하여도, 세정시의 불쾌한 감각을 없앨 수 있게 된다. 이러한 주파수를 보다 크게 하면, 인체가 받는 토수감언, 착수(着水) 부분 전역에서 균일하게 토수가 닿고 있다는 감각에 보다 근접하게 된다. 그리고 머리흔들기 공전주파수가 160Hz 정도이면, 착수 부분 전역에서 균일하게 토수가 접하고 있다는 감각 밖에 얻을 수 없게 된다.
이와 같이 머리흔들기 공전주파수를 크게 하면 할 수록, 토수되는 세정수가 받는 원심력과 공기 전단이 증가하고, 토수의 분산이나 비산을 초래한다. 따라서 토수의 분산이나 비산을 제한하는 것이 요구되는 경우에는 머리흔들기 공전 주파수를 약 160Hz 이하로 하면 좋다.
상술한 샤워장치(291)에서는 공통의 탄성체(299)로 각각의 토수체(290)로 지지하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 토수체(290) 마다, 도 4 등에 도시한 실링부(16)로 토수체를 지지하거나, 각각의 토수체(290)을 테이퍼가이드부(15)와 같은 가이드부로 가이드하는 것도 가능하다. 혹은, 버퍼실(298)을 설치하는 것 없이, 샤워장치(291)에 복수개의 선회실(294)를 직접 형성하고, 각 선회실로 세정수를 분기하여 유입시키도록 하는 것도 가능하다.
다음에 토수체의 머리흔들기 공전에 수반하는 세정수의 공전토수의 다른 예를 설명한다. 도 25는 토수체의 머리흔들기 공전에 수반하는 공전토수를 적용한 휴대형의 인체국부 세정장치(300)의 개략 사시도이다.
도시한 바와 같이, 상기 인체국부 세정장치(300)는 탱크(301)와, 상기 탱크에 대하여 진퇴 가능하게 설치되는 세정노즐(302)를 구비한다. 세정노즐(320)는 탱크(301) 내의 세정수가 탱크 파지 혹은 건전지를 구동원으로 하는 펌프에 의하여 눌러져 나오면, 그 수압을 받아서 소정의 위치까지 전진하고, 그 후에 세정수를 토수하도록 구성되어 있다.
상기 세정노즐(302)은, 노즐선단측에 상술한 토수체(303)을 상술한 토수체(10)와 같이 머리흔들기 공전 가능하도록 구비한다. 그리고 상기 토수체가 조립된 미도시 선회실에 세정수를 급수하여 선회류를 일으키고, 공전토수를 구현하게 된다.
상기 인체국부 세정장치(300)에서는, 선회류에 기초하여 머리흔들기 공전하는 토수체(303)를 구비하고 있어서, 상술한 바와 같의 절수 효율 향상에 의하여, 탱크(301) 내의 세정수가 빨리 없어지는 불만을 해소할 수 있다. 이에 더하여 액츄에이터 등을 필요로 하지 않아서 경량으로 될 수 있어서, 휴대에 적합함과 같이 휴대타입이면서도 세정범위의 확대나 세정력의 향상도 동시에 구현할 수 있게 된다.
다음에 세정수의 공전토수에 대한 또 다른 실시예를 설명한다. 도 26은 토수체의 머리흔들기 공전에 수반하는 세정수의 공전토수를 적용한 식기세정장치(310)의 개략 사시도, 도 27은 식기세정장치(310)가 구비하는 회전 세정아암(320)을 설명하기 위한 설명도이다.
도시한 바와 같이, 식기 세정장치(310)는 장치 전면 상하의 문(311,312)을 구비하고, 이들 문으로 세정실(313)을 폐쇄한다. 이러한 세정실(313)에는 세정수를 토수하면서 회전하는 회전세정아암(320)을 상하 2열 구비하고 있다.
회전세정아암(320)은, 그 중앙에서 회전 가능하게 지주(321)에 지지되어 있고, 상기 지주(321)를 끼운 좌우양단에 토수노즐(322)을 2개씩 구비한다. 상기 토수노즐(322)은 선회실(323)과 토수체(324)를 구비하는 이외에, 선회실(323)에 접선방향으로 세정수를 공급하여 세정류를 일으키는 미도시의 급수관로를 구비하고 있다. 이러한 경우, 상기 선회실(323)과 토수체(324)는 상술한 실시예 혹은 그 변형예에서 설명하는 여러가지로 하는 것이 가능하다. 예를 들면 도 6에 도시한 선회실(4)이나 토수체(10) 외에, 도 10 ~ 도 22에 도시한 선회설과 토수체로 하는 것도 가능하다.
상기 식기세정장치(310)는 도 27에 도시한 각각의 토수노즐(322)을, 그 토수의 지향방향을 경사지게 향하도록 하고, 회전세정아암(320) 좌우의 토수노즐에서는, 토수의 지향방향이 역으로 되도록 하였다. 즉, 도면에 있어서 좌측의 토수노즐(322)는 지면에 대하여 후방으로 토수하고, 우측의 토수노즐(322)은 지면에 대하여 전방측으로 토수한다. 이 때문에, 회전세정아암(320)의 좌우단의 각 토수노즐에서 세정수를 토수하면, 그 세정수토수로 생기는 반력은 회전세정아암(320)에 동일한 방향으로 걸리게 된다.
이와 같이 토수의 지향 방향을 경사로 하는 것은, 선회실(323)을 그 지향방향에 맞춰서 경사로 형성하면 좋다.
이러한 식기세정장치(310)에 있어서는, 선회실(323)과 토수체(324)를 구비하는 각각의 토수노즐(322)이, 선회실(324)에 선회류를 일으킨다. 이 때문에 토수노즐(322)의 각각은 토수체(324)를 기술한 토수체(10)과 같이 머리흔들기 공전시키고, 도 6이나 도 11, 도 14, 도 16, 도 18 등에 도시한 바와 같이 공전토수를 실현한다.
이러한 식기세정장치(310)에 있어서도, 각각의 토수노즐(322)이 공전토수를 일으키고 있는 것으로, 상술한 바와 같이 절수효과의 향상, 세정능력(식기류의 오염물 박리능력)의 향상, 세정범위(착수범위)의 확장 등을 도모할 수 있다. 특히 식기세정이라는 특성상 작은 세정수량이면서 높은 세정능력을 발휘할 수 있다는 잇점이 있어서 바람직하다.
상술한 토수노즐(322)을 필요에 따라서 세정실(313)의 벽면에 고정설치하는 것도 가능하다. 예를 들면, 오물이 떨어지기 어려운 찜용의 식기를 세정실(313)의 강세정 망에 수납하고, 이러한 강세정 망에 벽면고정의 토수노즐(322)에서 토수(공전토수)한다. 이렇게 하면 찜용의 식기에 있어서도, 높은 세정능력으로 적절하게 세정할 수 있다. 그리고 이러한 벽면 고정의 노즐에는 기술의 통상의 노즐을 분리하고, 상술한 토수노즐(322)로 교환하여도 좋다. 이렇게 하면 기존의 식기세정장치를 절수성이 우수하고, 높은 세정능력을 가지는 것으로 용이하게 개조할 수 있다.
또한 상기 식기세정장치에서는 다음과 같은 잇점이 있다.
상기한 바와 같이 회전세정아암(320)의 각 토수노즐(322)에서 토수되면, 토수반력에 의하여, 그 회전세정아암(320)을 회전시킨다. 따라서 회전세정아암(320)을 회전시키면서, 각 토수노즐(322)에서 머리흔들기 공전에 의한 토수를 식기에 분사할 수 있게 된다. 따라서 식기류의 세정능력을 보다 높이는 것과 같이, 세정실(313)의 모서리까지 세정수를 토수할 수 있어서 식기를 깨끗하게 세정할 수 있다.
또한 상기한 바와 같이 회전세정아암(320)에 있어서, 선회실(323)은 회전세정아암(320)에 대하여 경사진 자체를 채택하고, 상기 선회실(324)에 토수체(324)가 조립된다. 상기 토수체(324)는 도 17이나 도 20 ~ 도 22에 도시한 토수체로 하면 비세정시에 있어서 상기 토수체(324)는 부속하는 막형상부분(204)나 시트부(275) 등의 만곡을 경유하여 자중에 의하여 거의 수직방향으로 연장된 자세를 택하게 된다. 즉, 토수체(324)는 경사진 선회실(323)에 있어서 경사진 상태로 되고 토수체 주위에 있어서 토수체 외벽면과 선회실 내벽면과의 간격이 좁은 부분을 형성한다.
따라서 이러한 상황에서 선회실(323)에 세정수가 접선 방향으로 급수되면, 상술한 간격이 좁은 부분에서는 선회류의 유속이 높아진다. 이 때문에 토수체(324) 주위에서는 확실하게 유속차를 일으킬 수 있게 되고, 공전토수의 신뢰성을 높일 수 있게 된다. 따라서 상기한 양력에 기초한 토수체(324)의 머리흔들기공전을 확실하게 일으키고, 공전토수의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 더욱이 선회실(323)에 대하여 토수체(324)가 당초부터 경사져 있어서, 선회류의 충돌도 유입 당초부터 일어나고 선회류에 의하여 토수체(324)는 눌려진다. 따라서 토수체(324)는 빨리 머리흔들기 공전을 일으키고, 공전토수를 세정수 급수 당초부터 시작하는 것이 가능하게 된다.
이러한 경우, 상술한 바와 같이 세정 개시 전에 선회실과 토수체가 상대적으로 경사진 상황은 상술한 실시예나 그 변형예에서 용이하게 실현 가능하다. 예를 들면 인체국부 세정장치(100)가 구비하는 세정노즐(1)이나 세정노즐(200)을, 도 19에 도시한 바와 같이 경사지게 진퇴 가능하도록 하면 좋다. 이렇게 하여도, 각 노즐에 있어서의 토수체(10)는 그 선회실에 대하여 경사지게 되어서, 상술한 잇점이 있다.
그리고 상기 식기세정장치(310)는 토수반력을 이용하여 회전 세정아암(320)을 회전시키지만 이러한 것에 한정되지는 않는다. 예를 들면 회전세정아암(320)을 모터 등으로 회전시키는 것으로 하고, 상기 회전세정아암(320)에 토수노즐(322)을 상향으로 배설하는 것으로 할 수 있다.
혹은, 회전세정아암(320)의 상면으로 상향하도록 토수노즐(322)을 설치함과 같이, 회전세정아암(320)의 측면에도 토수노즐(322)을 설치하여도 좋다. 이렇게 하면 측면의 토수노즐(322)은 회전세정아암(320)의 측방에 있는 식기류를 세정하면서 그 토수반력으로 회전세정아암(320)을 회전시킨다. 한편, 상면의 토수노즐(322)은 회전세정아암(320) 보다 상부의 식기류를 세정한다.
다음에 상술한 실시예나 그 변형예에 적용 가능한 구성에 대하여 설명한다. 도 28은 선회실(4)의 선회류에 힘받기부위(12)의 주위에서 유속차를 일으키는 구조를 도시한 설명도, 도 29는 힘받기부위(12)의 주위에서 유속차를 일으키는 다른 구조를 설명하기 위한 설명도이다.
도 28에 도시한 바와 같이, 선회실(4)을 그 내주단면이 대략 계란형상으로 되고, 선회실유입로(3)와 대칭되는 원주벽부위(4a)에서는 만곡정도가 크고, 원주벽부위(4b)에서는 작게 되어 있다. 따라서 곡률이 다른 원주벽부위(4a)와 원주벽부위(4b)에서의 세정수의 흐름에 차이가 발생하고, 양부위의 선회류(Sa,Sb)에서는 확실하게 유속차를 일으킬 수 있다.
도 29에 도시한 변형예에서는 힘받기부위(12)의 단면형상이 대략 계란형상으로 되어 있다. 따라서 힘받기부위(12)는 그 볼록하게 된 부분에서, 힘받기부위(12) 외벽과 선회실 내주벽과의 간극을 다른 부분 보다 좁게 한다. 이 때문에 이렇게 좁은 간격에서는 세정수의 유속을 높일 수 있고, 힘받기부위(12)의 주위에서 유속차를 일으킨다. 도시한 바와 같이 힘받기부위(12)의 볼록부분으로 된 부위가 원주벽부위(4a)에 가깝게 있는 경우는, 상기 부위의 선회류(Sa)의 유속을 원주벽부위(4b)의 선회류(Sb) 보다 확실하게 빠르게 할 수 있다.
그 결과, 도 28이나 도 29에 도시한 바와 같이 선회실(4) 혹은 힘받기부위(12)의 형상을 연구하는 것으로, 토수체의 머리흔들기 공전ㆍ토수 상태의 안정화를 발휘할 수 있다.
도 30은 도 28에 도시한 선회실(4)에 2유로에서 세정수를 유입한 상태를 설명하기 위한 설명도이고, 도 31은 도 29에 도시한 선회실(4)에 역시 2유로에서 세정수를 유입한 상태를 설명하기 위한 설명도이다.
이들 도면에 도시한 것은, 일측의 선회실유입로(3a)와 타측의 선회실유입로(3b)가 대략 동일한 관로면적의 것이면, 각각에서 유입되는 세정수의 선회류(Sa,Sb)에 유입 당초는 유속에 차이가 없다. 그러나 곡률이 상이한 원주벽부위(4a)와 원주벽부위(4b)를 통과하는 경우에는 양부위의 선회류(Sa,Sb)에 유속차가 생긴다. 따라서 도 30이나 도 31에 도시한 바와 같이 복수개의 유로에서 세정수를 선회실(4)에 유입시켜도 토수체의 머리흔들기 공전, 토수상태의 안정화를 도모하는 것이 가능하다.
그리고 선회실유입로(3a)와 선회실유입로(3b)의 양유로에서의 세정수 유입을 수행하는 것으로, 선회실(4)에서의 힘받기부위(12) 주위의 선회류를 보다 용이하면서도 확실하게 유기할 수 있게 된다.
도 32는 선회실(4)에 복수개의 유로에서 세정수를 유입하는 다른 방법을 설명하는 설명도이고, 도 32의 (a)는 복수개의 유로에서의 유입세정수 자체에 유속차를 가지는 방법을 도시한 설명도이며, 도 32의 (b)는 복수개의 유로에서의 세정수유입의 타이밍을 조정하는 방법을 보인 설명도, 도 32의 (c)는 복수개의 유로의 유입위치를 변화하는 방법을 도시한 설명도이다.
도 32의 (a)에 도시한 바와 같이, 선회실유입로(3a)는 선회실유입로(3b) 보다 관로면적이 좁게 되어 있다. 따라서 각 유입로에서의 유입세정수(SinA,SinB)에는, 전자의 세정수의 측이 유속이 빠르다. 이 때문에 원주벽부위(4a)와 원주벽부위(4b)의 양부위에서, 그 선뢰류(Sa,Sb)에 확실하게 유속차를 가지게 할 수 있다.
도 32의 (b)에 도시한 바와 같이, 선회실유입로(3a)와 선회실유입로(3b)에는, 각각 개폐밸브(330,331)가 조립되어 있다. 그리고 세정수의 토수를 개시하는 경우에는, 어느 하나의 개폐밸브를 지연하여 밸브를 연다. 이렇게 하면 지연된 측의 개폐밸브가 열린 시점에서 새롭게 세정수가 유입되어, 그 유입부분에 있어서 유속을 높일 수 있다. 따라서 이들에 의해서도 힘받기부위(12) 주위의 선회류에 확실하게 유속차를 가지도록 할 수 있다.
도 32의 (c)에 도시한 바와 같이, 선회실유입로(3a)와 선회실유입로(3b)는, 선회실(4)의 중심에 대하여 비대칭의 위치에서 선회실(4)에 세정수를 유입한다. 도시한 경우는 선회실유입로(3b)에서의 세정수 유입위치에서 선회실유입로(3a)에서의 세정수가 합류한다. 따라서 합류부분에서는 다른 부분보다 유속이 높아지고, 힘받기부위(12) 주위의 선회류에 확실하게 유속차를 가지게 할 수 있다.
이들 도면에 도시한 바와 같이 선회실유입로를 복수개 설치하면, 다음과 같은 잇점이 있다. 즉 하나의 선회실 유입로에서 세정수 유입을 도모한 경우에 비하여, 선회실 전체의 유속과 속도차를 독립하여 제어할 수 있는 잇점이 있다. 예를 들면, 각 선회실유입로에서의 세정수유입속도를 그 상대적인 관계를 유지한 채로 유입속도를 낮게 하면, 속초차를 일정하게 한 상태로, 선회실 전체의 유속을 지연하고, 안정하게 선회류회전(토수체의 머리흔들기 공전)을 실현할 수 있다.
그리고 선회실유입로를 3개 이상으로 하는 것이 가능하지만, 이러한 경우에는 적어도 하나에 대하여 다른 유속으로의 세정수 유입을 일으키게 하거나, 다른관로면적으로 하면 좋다. 또는 적어도 하나에 대하여 그 유입위치를 다른 것과 비대칭으로 하는 것도 가능하다.
다음에 토수체(10)의 비세정시의 자세와 선회실(4)의 형상에 특징을 가지는 변형예에 대하여 설명한다. 도 33은 변형예의 세정노즐(335)를 설명하기 위한 설명도이다.
도시한 바와 같이, 본 세정노즐(335)은 선회실(4)의 저면 중앙에 돌기(336)를 구비한다. 이 경우, 토수체(10)는 힘받기부위(12)를 거의 일률적인 지름의 원기둥체로 되고, 토수체(11)를 외부로 향하여 가요성이 있는 탄성체(337)로 지지하고 있다.
선회실(4)은 토수구(11) 측보다 작은 지름으로 된 테이퍼형상의 내주벽을 구비하는 것으로 되고, 그 거의 저면 근방에 있어서 접선방향에서 선회실유입로(3)의 세정수의 유입을 받는다. 따라서 상기 세정노즐(335)에 있어서도 선회실(4)에, 힘받기부위(12) 주위의 선회류를 일으킨다.
상기 세정노즐(335)는 선회실(4)로의 세정수 유입이 없는 비토수시에 있어서, 힘받기부위(12)의 하단을 돌기(336)에 간섭시킨다. 따라서 이러한 비토수시에 있어서는, 힘받기부위(12)는 선회실(4)에 대하여 상세하게는 선회실(4)의 중심에 대하여 경사진 자체를 취한다. 그 결과 도 33에 실선으로 도시한 바와 같이, 힘받기부위(12)와 선회실(4)의 내벽(테이퍼면)과의 사이가 좁은 부분을 형성한다. 따라서 선회실(4)로의 세정수의 유입 당초부터, 상기 좁게 된 부분을 세정수가 통과하는 사이의 유속을 높이는 것이 가능하고, 선회류의 유속차를 확실하게 일으키는것이 가능하기 때문에 토수체(10)이 머리흔들기 공전ㆍ토수 상태의 안정화를 용이하게 도모할 수 있다.
또한 상기 세정노즐(335)에서는 선회실(4)의 내주벽을 테이퍼상으로 하고, 토수체(10)[힘받기부위(12)]를 기둥형상으로 하기 때문에, 경사진 힘받기부위(12)의 외면과 선회실(4)의 테이퍼상 내벽과의 사이의 간극을 힘받기부위(12)의 길이에 따라 거의 동일하게 할 수 있다. 따라서 힘받기부위(12)가 도시한 바와 같이 경사지고 있어서, 상기 간극을 선회류가 통과하는 경우의 유속을 힘받기부위(12)의 길이에 따라 거의 동일하게 빨리할 수 있다. 즉, 양력 발생에 관여하는 길이가 증가하는 것으로 되어 양력을 크게할 수 있다. 그 결과, 양력에 수반하는 항력도 크게 되고, 토수체(10)의 머리흔들기 공전 속도가 증가한다. 더욱이 선회류와의 간섭이 일어나는 범위도 길게 되어서, 힘받기부위(12)가 직접 선회류에서 그 방향을 따라서 회전된다. 이 때문에, 원심력은 보다 크게 되고, 토수체(10)의 머리흔들기 공전의 고속화, 나가서는 안정된 궤적으로의 토수체(10)의 머리흔들기 공전이나 토수의 안정화도 용이하게 실현 가능하다.
그리고 세정노즐(335)에서는 선회실(4)을 테이퍼상의 내벽을 가지는 구성과, 저면 중앙에 돌기(336)를 가지는 구성을 동시에 가지고 있지만, 선회실(4)을 테이퍼로 하는 것만으로 또는 돌기(336)를 구비하는 것만으로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, 도 4 또는 도 20에 도시한 선회실에 돌기(336)를 형성하는 것이 가능하다. 또는 세정노즐(335)에 있어서 돌기(336)가 없는 선회실(4)로 하는 것도 가능하다.
이와 같이, 세정노즐(335)에서는 비세정시에 있어서 토수체(10)를 경사시키고 있어서, 다음과 같이 변형하는 것이 가능하다. 도 34는 세정노즐(335)의 변형예에 있어서 선회실(4)을 도 33의 33-33선으로 단면하여 보인 단면도이다.
도시한 바와 같이,이러한 변형예는 동일한 지름의 선회실 유입로(3a~32d)를 선회실(4)에 대하여 점대칭으로 구비하고 있다. 따라서 토수체(10)의 조립이 없는 선회실(4)에 각 유입로에서 세정수를 유입하면, 선회류에는 거의 유속차가 생기지 않는다. 그런데, 이러한 변형예에서는 돌기(336)에 의하여 비세정시에 있어서의 힘받기부위(12)를 경사시키고 있어서, 상술한 바와 같이 힘받기부위(12)의 외면과 선회실(4)의 테이퍼상 내벽과의 사이에는 그 간극이 협소한 부분이 있다. 따라서 복수개의 유로를 점대칭으로 배치한 경우에 있어서도, 힘받기부위(12)의 경사에 의하여 상기한 바와 같이 선회류의 유속차를 확실하게 일으켜서, 토수체(10)의 머리흔들기 공전, 토수 상태의 안정화를 용이하게 도모할 수 있다.
도 35는 힘받기부위(12)의 경사를 토수체(10) 자체에서 일으키도록 변형한 세정노즐(335)를 설명하는 설명도이다. 도시한 바와 같이, 이러한 변형예에서는 토수체(10)는 힘받기부위(12)의 하단을 돌기형상부(12a)로 하고 있고, 이러한 돌기형상부(12a)가 선회실 저면에 접촉하는 것으로 힘받기부위(12)를 비세정시에 있어서 경사 자세로 한다. 따라서 이러한 변형예에 있어서도 토수체(10)의 머리흔들기 공전, 토수상태의 안정화를 용이하게 도모할 수 있다.
도 36은 토수체(10)의 힘받기부위(12)를 토수부위(10a) 보다 큰 지름의 기둥상체로 하도록 변형한 세정노즐(335)를 설명하는 설명도이다. 도시한 바와 같이,본 변형예에서는 토수체(10)는 큰 지름의 힘받기부위(12)와 이 보다 작은 지름의 토수부위(10a)를 구비하고 있다. 이러한 토수부위(10a)에는, 환상의 링부재(338)가 장착되어 있고, 상기 링부재(338)는 선회실(4)의 상단의 개구내부홈(339)에 여유있게 조립되어 있다.
이러한 변형예의 세정노즐(335)에서는 선회실(4)로의 세정수의 유입에 의하여, 상술한 바와 같이 힘받기부위(12)를 공전시킨다. 이 경우 상기 힘받기부위(12)[토수체(10)]의 머리흔들기 운동의 중심부분은, 작은 지름의 토수부위(10a)의 부위로 된다. 따라서 선회실(4)에서 받는 세정수 수압의 수압 면적은 좁게 되고, 공전의 경우 중심부분에서의 저항, 즉 링부재(338)가 개구내부홈(339)의 홈벽면에 접촉하면서 공전하는 경우의 저항도 작게 된다. 따라서 토수체(10)의 머리흔들기 공전의 고속화나 안정화에 유익함과 같이 링부재(338)나 개구내부홈(339)의 마모 억제에도 유리하다.
또한 상기 세정노즐(335)에서는 힘받기부위(12)를 큰 지름으로 하고 있어서, 투영면적도 크게 되고, 따라서 힘받기부위(12)에 발생하는 양력ㆍ항력도 크게 된다. 더욱이 그 질량도 크게 될 수 있다. 그 결과, 상술한 양력ㆍ원심력의 영향을 받아서 힘받기부위(12)가 일단 공전한 경우의 관성력(=원심력)이 크게 된다. 이 때문에 토수체(10)의 머리흔들기 공전의 안정화, 공전토수의 안정화의 점에서 유리하다. 이와 같이 힘받기부위(12)의 질량을 크게하기 위해서는, 상기 힘받기부위(12)를 금속으로 하고, 이것에 연속하는 토수부위(10a)를 수지로 하는 것이 간편하다. 그리고 이와 같이 토수부위(10a)와 힘받기부위(12)에서 전자를 수지, 후자를 금속으로 하기 위해서는 인서트사출성형 등의 제조 방법을 채용하는 것이 가능하고, 생산성, 코스트저감에 유익하다.
다음에 토수체의 지지방법의 변형예에 대하여 설명한다. 도 37은 변형예의 토수체(340)와 지지 형태를 설명하기 위한 설명도이다.
도시한 바와 같이, 토수체(340)가 조립되는 선회실(350)은 그 상단에 개구(351)를 구비한다. 토수체(340)는 선회실(350)에 조립된 상태로, 개구(351)에서 토수부위(341)의 토수구(342)를 외부를 향하게 한다.
선회실(350)이 유입된 세정수로 거의 만수 상태로 되면, 상기 세정수는 토수체(340)의 토수구(342)에 급수관로(344)를 경유하여 도달한다. 이러한 상태에서는, 토수체(340)는 선회실(350)로 유입된 세정수로 개구(351) 측으로 눌러올져지고, 개구(351)의 개구주연에서, 토수부위(341)의 선단이 지지된다. 즉, 상기 토수체(340)는 세정수유입시에 있어서, 개구(351)의 개구주연을 접촉 지지부로 하여 지지되고, 힘받기부위(343)가 선회류에 기초하는 양력을 받는 것으로, 상술한 바와 같은 머리흔들기 공전을 수행한다.
이러한 토수체(340)의 머리흔들기 공전의 경우, 상술한 상향 가압에 의하여, 토수체(340)는 그 토수부위(341)의 선단을 개구(351)의 개구주연으로 가압되어 붙게 된다. 그런데 이러한 가압의 경우에는, 토수체 자체가 머리흔들기 공전을 하고 있기 때문에 토수부위 선단이 토수체(340)의 경사진 측에서 개구주연으로 접하고 있는 소위 일측 접촉을 일으킨다. 이렇게 하면, 그 경사진 측 이외에는 토수 부위 선단은 개구주연에서 분리되고, 토수체(340)의 머리흔들기 공전에 수반하고, 그 일측접촉인 상태로 개구주연과 접촉하는 토수 부위 선단의 위치는 개구주연을 따라 변하여 간다. 이 때문에 일측접촉하고 있지 않은 토수부 선단에서 유출되려고 하는 선회실(350)의 세정수를 그 토수부위 선단의 실링용 물로서 기능시킬 수 있게 된다. 따라서 토수부위 선단과 개구주연에 특단의 윤활제나 윤활기능을 필요로 하지 않아서 구성의 단순화, 보수 점검, 조립작업의 간략화를 도모할 수 있다.
또한 토수체(340)의 머리흔들기 공전의 가장 중간에서 토수부위 선단을 일측 접촉시키는 것에 불과하기 때문에, 토수부위 선단과 개구주연과의 접촉은 협소범위에서 밖에 일어나지 않는다. 따라서 이러한 접촉에 수반하는 마찰력을 저감시킬 수 있고, 마모 방지의 측면에서 바람직하다.
도 38은 또 다른 변형예의 토수체 지지수법을 설명하기 위한 설명도이다. 도시한 바와 같이 이러한 변형예에서는 개구(351)의 개구주연에 토수부위(341)의 선단의 측으로 돌출한 환상융기부(352)를 구비한다. 이러한 변형예에서는 상술한 토수부위(341) 선단이 일측 접촉하고 있는 경우, 그 환상융기부(352)에서 밖에 토수부위 선단을 일측 접촉시키고 있지 않다. 이 때문에 일측접촉의 안정화나 상술한 마모방지 등에 유익하다. 그리고 마모가 일어난다고 해도, 환상융기부(352) 주위에서는 토수부위 선단의 접촉위치가 변하지 않게 되어서, 마모에 의한 회전수의 저하 등의 성능 변화가 없고 회전이 안정된다.
이러한 경우 도 37 및 도 38에 도시한 토수부위 선단을 경사면 형상이나 구형형상, 원호상 형상으로 하면, 일측접촉의 안정화나 상술한 마모방지 등에 보다 유리하다. 또한 상기 선단형상의 곡률이나 테이퍼각도가 크게 되면, 일측접촉이보다 안정화된다. 즉, 토수체가 근소하게 경사지면, 개구주연에 토수 부위 선단의 전체 주연이 접촉하지 않는 상태가 되어 일측 접촉으로 된다. 또한 토수 부위 선단의 주연을 테이퍼형상 또는 원호상으로 면취하는 것으로, 일측접촉의 안정화나 상술한 마모방지 등에 보다 유익하다.
도 39는 다른 변형예의 토수체 지지수단을 설명하기 위한 설명도이다. 도시한 바와 같이, 본 변형예에서는 개구(351)의 개구주연(352)을 구형형상으로 하고, 토수부위(341)의 선단을 상기 구형에 접합한 돌기의 구형 형상으로 한다. 본 변형예에서는 구형끼리의 접촉이기 때문에 양자의 구형상의 관계에 의하여, 토수부위 선단을 개구주연(352)에 상술한 바와 같은 일측 접촉시키는 경우와, 토수부위 선단을 거의 전체 주연에 걸쳐 개구주연(352)으로 받을 수 있는 경우를 취할 수 있다. 이러한 어느 하나의 경우에 있어서도, 토수체(340)의 머리흔들기 공전의 안정화를 도모하는 것이 가능하다. 그리고 그 변형예에서 일측접촉을 일으키기 위해서는, 토수부위(341) 선단의 곡률이 개구주연(352)의 곡률과 다르게 하면 좋고, 거의 전체 주연 접촉으로 하기 위해서는 양자의 곡률을 거의 일치시키면 된다.
다음에 토수체의 변형예에 대하여 설명한다. 도 40은 변형예의 토수체(360)을 설명하기 위한 설명도이고, 도 41은 다른 변형예의 토수체(365)를 설명하기 위한 설명도이다.
도 40에 도시한 변형예의 토수체(360)는 토수부위(361)에 장공형상의 토수구(362)를 구비한다. 이러한 토수체(360)를 도 17이나 도 22에서 설명한 바와 같이 머리흔들기 공전만을 일으키도록 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면, 도시한바와 같이, 토수구형상을 따라 장공형상의 토수가 원추상의 공전 토수 궤적을 따라서 공전하도록 하는 것에 넓어지도록 하는 것이 가능하다. 따라서 도시한 바와 같이 토수의 영역을 넓힐 수 있고, 토수에 중간빠짐이 얼어나지 않도록 하는 것이 가능하다. 또한 이러한 토수의 영역의 확장에 있어서, 상술한 바와 같이, 절수를 도모할 수 있다.
한편, 토수체(360)를 도 11에서 설명한 바와 같이 힘받기부위(363)에 날개를 구비하는 것으로 하고, 상술한 바와 같이 머리흔들기 공전과 토수자체 자전을 일으키도록 한다. 이렇게 하면, 도시한 바와 같이 토수체 자전에 의하여 장공형상의 토수구(362)가 회전하면서 토수되고, 그 토수가 원추상의 공전토수 궤적을 따라 움직이는 것으로 된다. 이 경우 상기의 경사, 편심토수구와 동일하게, 토수체 자체의 자전과 토수체 자전으로 일어나는 원심력의 영향으로, 상기의 공전토수궤적은 한층 넓어지는 원추상으로 된다. 따라서 머리흔들기 공전과 토수체 자전(토수체 자전)을 일으키는 경우에는 토수의 영역을 보다 넓힐 수 있고, 토수의 중간빠짐을 보다 확실하게 일어나지 않도록 할 수 있다. 또한 이러한 토수의 영역의 확장의 경우, 상술한 바와 같이 절수를 도모할 수 있다.
도 41에 도시한 변형예의 토수체(365)는 토수부위(366)에 확장된 테이퍼형상의 토수구(367)를 구비하고, 축방향으로 관통하는 급수관로(368)에서 토수구(367)로 세정수를 도입한다. 급수관로(368)는 힘받기부위(369)의 측에서 큰 지름으로 되고, 토수부위(366) 측에서 작은 지름으로 되어 있다. 그리고 이러한 급수관로(368)에는 그 하단에서 선회실(도시 생략)의 세정수가 들어오고,토수구(367)에서는 상기 테이퍼형상을 따른 테이퍼상으로 세정수가 토수된다. 그리고 이러한 토수체(365)에 있어서도, 토수체의 머리흔들기 공전, 자전을 일으키는 것과, 머리흔들기 공전만을 일으키는 것의 양자에 적용할 수 있고, 어느 것에서도, 토수체(360)과 동일하게 토수의 중간 빠짐을 회피하고, 토수영역의 확장, 절수화를 도모할 수 있다.
상기 토수체(365)에서는 토수구(367)에 세정수를 도입함에 있어서, 세정수는, 관경의 협소화를 일으키는 급수관로(368)를 통과한다. 따라서 세정수는 이러한 관경 협소화에 의한 정류를 받아서 토수구(367)에서 토수된다. 또한 세정수가 급수관로(368)에 유입되는 경우에 있어서도, 힘받기부위(369) 주위에서 선회를 일으키고 있는 세정수가 그 선회성분을 가져서 급수관로(368)로 유입된다. 이 때문에 세정수는 급수관로(368)의 큰 지름부위를 나선상으로 관통하기 때문에, 정류성은 높아진다. 이러한 정류에 의하여 토수구(367)에서 토수를 안정시킬 수 있다. 따라서 토수체의 머리흔들기 공전, 자전에 수반하는 토수의 상황의 보다 안정화나, 토수의 신뢰성향상을 도모할 수 있다.
다음에 세정수정류의 변형예에 대하여 설명한다. 도 42는 변형예의 토수체(370)를 그 개략 사시도와 종단면도로 도시한 설명도이고, 도 43은 다른 변형예의 토수체(374)를 종단면도와 요부의 확대단면도로 보인 설명도이며, 도 44는 다른 변형예의 토수체(380)를 동일하게 종단면도와 요부 확대단면도로 도시한 설명도이다.
도 42에 도시한 토수체(370)는, 그 토수구(371)에 세정수를 도입하는 급수관로(372)를, 슬릿트상의 관로로 하고, 이것을 십자로 교차하여 형성한다. 상기 토수체(370)에 있어서도, 상술한 토수체(10)의 급수관로(13)와 동일하게, 급수관로(372)의 통로 단면적의 합은 토수구(371) 보다 넓게 되어 있다. 따라서 급수관로(372) 자체의 관로 형상과 토수구(371)에 대한 면적 관계에 의하여, 세정수는 높은 정류를 받아서 토수구(371)에 이르러 토수된다. 그 결과, 토수체(370)에 의하면, 토수체의 머리흔들기 공전, 자전에 수반하는 토수의 상황을 한층 안정화하는 것이 가능함과 같이 토수의 신뢰성 향상에도 유익하다.
도 43에 도시한 토수체(374)는 토수구(375)의 앞에서 십자형상의 정류부재(376)를 구비하고, 급구관로(377)에서의 세정수를 정류부재(376)로 정류시킨 위에 토수구(375)에 안내한다. 따라서 상기 토수체(375)에 있어서도, 상기와 같은 토수상황의 안정화 및 토수의 신뢰성 향상을 달성할 수 있다. 그리고 정류부재(376)의 조립을 고려하여 힘받기부위(379)와 토수부위(378)는 별체로 되고, 그 양자는, 정류부재의 조립후에 고정된다.
도 44에 도시한 토수체(380)는 세정수 토수구를 작은 지름의 토수구(381)의 집합으로 하여 형성하는 것으로, 급수관로(382)에서의 세정수를 정류하여 토수한다. 따라서 이러한 토수체(380)에 의해서도, 상술한 바와 같이 토수상황의 안정화 및 토수를 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 된다.
이들 토수체는 상술한 실시예와 그 변형예에 적절하게 이용될 수 있을 것이다.
다음에 또 다른 변형예에 대하여 설명한다. 이러한 변형예는 토수체가 구비하는 힘받기부위의 경사정도를 가변하여 원추상의 공전토수의 넓이 정도를 조정하는 점에 특징이 있다. 도 45는 변형예의 세정노즐(400)의 요부를 종단면 및 수평단면으로 보인 설명도이다.
도시한 바와 같이, 상기 세정노즐(400)은 선회실(401)에 토수체(402)를 구비한다. 토수체(402)는 환상의 링부재(403)을 통하여 선회실 상단의 개구내부홈(404)에서 머리흔들기 공전 가능하도록 지지되고 있다.
선회실(401)의 천정측에는 테이퍼가이드부(405)가 조립되어 있다. 상기 테이퍼가이드부(405)는 선회실(401) 내를 상하이동할 수 있도록 설치되고, 그 외주에, 랙(406)을 구비하고 있다. 랙(406)은 세정노즐(400)에 삽입 배치된 피니언(407)과 치합하고, 샤프트(408)의 정역회전으로 상하 이동한다. 따라서, 테이퍼가이드부(405)는, 상기 랙(406)의 상하운동에 수반하여 상하로 이동한다. 그리고 랙(406)의 상하운동 범위, 즉 테이퍼가이드부(405)의 상하 운동 범위는 랙수납부(409)의 하단, 상단에서 규제되어 있다.
선회실(401)은, 상기의 피니언, 샤프트의 배설부위와 연통하고 있다. 그러나 상기 연통부분은 선회실 천정 부근이기 때문에, 선회실 저면측에서는 상술한 선회류의 유기에는 영향을 미치지 않는다. 샤프트의 배치 부분에는 샤프트(408)에 실링(410)을 장착하여 누수 방지를 도모하고 있다.
이러한 구성을 가지는 세정노즐(400)은 테이퍼가이드부(405)의 상하운동을 통하여 다음의 효과를 발휘한다. 도 46은 테이퍼가이드부(405)의 상하운동과 그것이 발휘하는 효과를 설명하는 설명도이다.
도시한 바와 같이, 피니언(407)을 일방으로 회전시켜 테이퍼가이드부(405)를 상승시키면, 상기 가이드부와 힘받기부위(412)의 접촉부위는 토수체(402)의 지지부분 측으로 접근한다. 한편, 테이퍼가이드부(405)를 하강시키면 접촉부위는 상기 지지부분에서 멀어진다. 따라서 테이퍼가이드부(405)와의 접촉으로 규제되어 있는 힘받기부위(412)의 경사각(θ)은 테이퍼가이드부(405)의 상하운동에 수반하여 광협 변화한다. 이것에 의하여 변형예의 세정노즐(400)은 토수체(402) (힘받기부위(412))의 머리흔들기 공전에 수반하는 원추상의 공전토수의 넓음 정도를 광협 설정할 수 있어서, 세정범위를 용이하게 광협 조정가능하다. 그리고 상기한 테이퍼가이드부(405)의 상하운동을 수반하기 위한 샤프트(408)는 수동으로 또는 모터 등으로 회전된다.
다음에는 토수체를 지지하는데 접촉하는 실링성을 높이는 변형예에 대하여 설명한다. 도 47은 변형예의 세정노즐(420)을 설명하기 위한 설명도, 도 48은 상기 세정노즐(420)의 요부확대도이다.
도시한 바와 같이, 세정노즐(420)은, 선회실(4)에 토수체(422)와, 상기 토수체(422)를 토수구(423) 측으로 지지하는 가요성의 탄성체(424)를 구비한다. 상기 탄성체(424)에 있어서도, 기술한 탄성체(225)와 동일하게 합성고무나 열가소성 에라스토머로 성형되어 있고, 얇은두께의 굴곡부(425)를 구비하는 것으로 용이하게 변형된다.
탄성체(424)는 굴곡부(425)의 외측부분을 두꺼운두께의 고정부(426)로 되어 있고, 상기 고정부(426)를 탄성체 누름부재(427)로 눌러서 세정노즐(420)에 고정되어 있다. 또한 탄성체(424)는 중앙에 통상의 파지부(428)를 구비하고, 이 파지부(428)에 탄성체(422)의 선단소경부(429)를 감합시켜서, 토수체(422)를 지지한다. 따라서 토수체(422)는 상술한 토수체와 동일하게 머리흔들기 가능하게 되어 있다. 그리고 선회실(4)의 천정측에는 토수체(422)의 경사를 규정하기 위한 테이퍼가이드부(430)가 고정되어 있다.
이러한 세정노즐(420)에 의하면 다음의 잇점이 있다. 도 49는 세정노즐(420)의 탄성체(424)가 가지는 효과를 설명하기 위한 설명도이다.
선회실(4)로의 급수가 수행되면, 상술한 바와 같이 토수체(422)는 머리흔들기 공전하고, 이 경우, 선회실(4)는 세정수로 만수상태에 있다. 따라서 선회실내의 세정수는, 테이퍼가이드부(430)와 토수체(422)의 간격을 통하여 탄성체(424)의 파지부(428) 주위에 도달하고, 세정수압력을 파지부(428) 외벽에 미치게 된다. 파지부(428)는 이러한 세정수압력을 받아서, 삽입되어 있는 선단소경부(429)를 도면중 화살표로 도시한 바와 같이 외부에서 조이고 있어서, 토수체(422)와 탄성체(424)의 실링성을 높이게 된다. 그 결과 토수체 실링의 신뢰성이 높아지고, 파지부(428)에서의 세정수 누수를 적절하면서도 확실하게 제어할 수 있다. 더욱이 파지부(428)에서의 누수 세정수를 일으키지 않아서, 토수구(423)에서의 공전토수를 그 누수세정수로 난류화하지 않도록 하는 것이 가능하여서, 공전토수의 안정화에 유익하다. 더욱이, 토수체(422)를 탄성체(424)로 지지하는데 있어서, 접착을 필요로 하지 않아서 접착제 및 그 도포공정도 불필요하다. 따라서 세정노즐(420)의 제조공정이나 조립공정의 간략화를 도모하는 것이 가능하고, 코스트저감에도 유익하다. 또한 상기한 조임에 의하여, 토수체(422)의 상술한 자전을 확보하고, 더욱이 용이하에 일어나지 않도록 하는 것이 가능하다.
상기 세정노즐(420)은 다음과 같이 더 변형시킬 수 있다. 도 50은 세정노즐(420)의 변형예가 가지는 탄성체(424)와 토수체(422)를 보이는 설명도이다.
도시한 바와 같이, 본 변형예에서, 탄성체(424)는 파지부(428)에 절취부(428a)를 구비하고, 토수체(422)는 선단소경부(429)에 상기 절취부(428a)에 삽입되는 돌조(429a)를 구비하고 있다. 이렇게 하면, 탄성체(424)로 지지하는 토수체(422)를 그 축 주위에서 회전하지 않도록 하는 것이 가능하여서, 토수체의 자전을 일으키지 않도록 하는 경우에 유익하다.
다음에 다른 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는, 토수체와 탄성체의 양자의 일체화를 통하여 토수체의 머리흔들기 공전을 가능하게 하는 위에, 상기 토수체에 수류에 기초하는 회전력을 전달하는 점에 특징이 있다. 도 51은 다른 실시예의 세정노즐(450)을 동단면도와 요부의 단면도로 도시한 설명도이다.
도시한 바와 같이, 세정노즐(450)은 도 47에 도시한 세정노즐(420)과 동일하게, 탄성체(424)로 토수체(452)를 파지하여, 선회실(454)에 있어서 토수체(452)를 머리흔들기 가능하게 지지한다. 토수체(452)는 선회실 내의 세정수를 급수관로(455)를 경유하여 토수구(456)에서 토수한다.
선회실(454)에는, 선회실 유입로(3)에 의하여 접선방향으로 세정수가 유입된다. 이렇게 유입된 세정수는 선회실저면에 회전 가능하게 축지지되는 날개차(458)를 회전시킨다. 상기 날개차(458)는 상단에 경사바아(459)를 구비하고, 상기 바아를 토수체(452)의 하단에 계합공을 끼우고 있다. 따라서 선회실로의 유입세정수에 의하여 회전하는 날개차(458)의 회전운동은 경사바아(459)를 통하여 토수체(452)에 전달되어서, 토수체(452)는 상술한 바와 같이 머리흔들기 공전하고, 이러한 경우에는 토수체의 자전은 일어나지 않는다. 이것에 의하여, 상기 세정노즐(450)에 의해서도 원추상의 공전토수를 얻는 것이 가능하고, 상술한 실시예와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
도 52는, 세정노즐(450)의 변형예를 설명하기 위한 설명도이다. 이러한 변형예에서는, 날개차의 구성과 선회실로의 세정수 유입의 형태에 특징이 있다.
도시한 바와 같이, 변형예의 세정노즐(450)은 선회실(454)의 저면에, 축류에 의하여 선회하는 날개차(460)을 구비한다. 이러한 날개차(460)는 외주벽에 나선상의 궤적을 채택하는 스파이럴상의 홈을 구비하고, 상기 홈을 유체(세정수)가 통과하는 경우의 반력으로 회전한다. 따라서 선회실저면에서 선회실(454)에 세정수를 유입하면 날개차(460)은 회전하고 그 회전동작은 경사바아(461)을 통하여 토수체(452)에 전달된다. 이 때문에, 본 변형예의 세정노즐(450)에 의해서도, 토수체(452)의 머리흔들기 공전을 일으켜서 원추상의 공전토수로 하기 때문에, 상술한 실시예와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
또 다른 변형예에 대하여 설명한다. 본 변형예는 선회류의 유속차에 기초하는 양력의 영향을 받아서 머리흔들기 공전을 일으키는 기구와, 머리흔들기 공전 가능하게 지지되는 토수체를 조합한 점에 특징이 있다. 도 53은 또 다른 변형예의세정노즐(470)을 보이는 설명도이다.
도시한 바와 같이, 본 변형예의 세정노즐(470)은 상하에 세정수유입실을 구비하고, 상방의 유입실을 선회실(472)로 하고, 선회실유입로(3)을 통하여 접선방향으로 세정수의 유입을 받는다. 이것에 의하여 상술한 바와 같이 선회실(472)에서 선회류를 일으킨다. 상기 선회실(472)의 상부는 탄성체(424)에 의하여 파지되는 토수체(452)의 구동실(474)로 되어 있다.
선회실(472)에는 상술한 토수체(10) 등에 대신하는 공전체(476)가 조립되어 있다. 이러한 공전체(476)는 선회실(472) 상부 개구에, 도 36의 토수체(10)와 동일하게 환상의 링부재(338)와 개구내측홈(339)에서 머리흔들기 공전 가능하게 지지되어 있다. 따라서 선회실(472)에 세정수가 유입되면, 공전체(476)는 머리흔들기 공전을 일으키고, 상기 공전운동을 상단의 계합샤프트(467)를 통하여 토수체(452)에 전달한다. 이러한 공전체(476)의 머리흔들기 공전운동은 수평면에 있어서는 날개차(458) 등의 회전운동과 변함 없어서, 상기 운동전달을 받는 토수체(452)는 머리흔들기 공전을 일으킨다. 따라서 이러한 변형예의 세정노즐(470)에 의해서도, 원추상의 공전토수를 얻는 것이 가능하고, 상술한 실시예와 동일한 효과를 발휘하는 것이 가능하다.
그리고 세정수는, 각종의 유로에서 선회실(472)를 경유하여 구동실(474)로 유입되도록 할 수 있다. 예를 들면 세정수는 개구내측홈(339)에 링부재(338)가 일측접촉하고 있는 이외의 부분을 통하여 지장없이 구동실(474)로 유입된다. 또한 공전체(476) 내부에 도시하지 않은 바이패스 통로를 설치하고, 이러한 바이패스 통로에서 세정수를 구동실(474)로 유입하도록 하는 것도 가능하다. 또는 선회실(472)와 구동실(474)의 주위에 개구내측홈(339)의 주위를 바이패스하는 바이패스통로를 설치하고, 이러한 바이패스통로에서 세정수를 구동실(474)로 유입하도록 하는 것도 가능하다.
다음에 머리흔들기 공전 가능한 토수체에 수류에 기초하는 회전력을 전달하는 다른 변형예에 대하여 설명한다. 도 54는 변형예의 세정노즐(480)을 종단면으로 보인 설명도이다.
도시한 바와 같이, 세정노즐(480)은 탄성체(424)로 파지한 토수체(422)를 선회실(482)에 조립하여 구비하고 있다. 이러한 선회실(482)에는, 그 저면측에 홈(484)이 환상으로 형성되어 있고, 이러한 홈에는 볼(486)이 조립되어 있다. 볼(486)은, 홈(484)의 상하벽면에서 상하이동을 규제하면서 상기 홈(484)를 따라 회전 가능하게 되어 있다.
이러한 볼(486)이 조립된 상태에서 볼(486)은 토수체(422)에 접촉하고 상기 토수체를 도시한 바와 같이 경사시킨다. 그리고 선회실(482)에 선회실유입로(3)에 의하여 접선방향으로 세정수가 유입되면, 볼(486)은 유입되는 세정수에 눌러져서 홈(484)을 따라 선회한다. 이와 같이 볼(486)이 선회하면 상기 볼(486)에 접하고 있는 토수체(422)는 경사진 상태로 그 경사방향으로 변해 가고, 상술한 머리흔들기 공전을 일으킨다. 따라서 이러한 변형예의 세정노즐(480)에 의해서도 원추상의 공전토수를 얻는 것이 가능하고, 상술한 실시예와 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다. 상술한 볼(486)은 그 재질에 대해서는 제약이 없고, 수지 또는 금속으로 성형할 수 있다. 금속재로 하면, 질량이 크게 되어서, 홈(484)를 따라 회전한 후의 관성력이 크게 되고, 토수체의 머리흔들기 공전의 유지에 접합하다.
본 발명은 상술한 실시예 및 그 변형예에 한정되는 것이 아님은 자명하고, 여러가지 형태로 실현 가능하다.
예를 들면 테이퍼가이드부(15)에서 토수체(10)의 경사각도를 규제하는 경우, 다음과 같이 하는 것도 가능하다. 도 55는 테이퍼가이드부(15)에 의한 토수체(10)의 경사규제의 형태를 설명하는 설명도이다.
도시한 바와 같이, 테이퍼가이드부(15)는 토수체의 안내개구(15a)를 수평단면에 있어서 타원형으로 하고 있고, 이러한 타원형의 안내개구(15a)에서 토수체(10)의 경사를 규제한다. 즉, 토수체(10)는 상술한 선회실에서의 선회류에 의하여 머리흔들기 공전을 시작하지만, 안내개구(15a)와의 접촉에 의하여 개구형상을 따라 도면중 일점쇄선의 궤적으로 공전한다. 이 때문에 이러한 변형예에 의하면 머리흔들기 공전궤적, 더 나가서는 세정수의 공전궤적을 변경하는 것이 가능하다. 따라서 안내개구형상을 세정수의 착수 대상의 형상에 맞추는 것으로 하는 것으로, 착수대상 형상에 합치되어 세정수를 착수(着水)시키는 것도 가능하다.
이와 같은 본 발명에 의한 세정장치는 급수되는 세정수를 노즐에서 토수하는 토수장치나, 이들을 적용한 각종 세정장치 예를 들면, 인체국부 세정장치나 샤워장치, 식기세정 장치 등에 이용 가능성이 있다.

Claims (49)

  1. 노즐을 구비하고, 급수되는 세정수를 상기 노즐에서 토수하는 장치로서,
    상기 노즐은,
    세정수가 유입되는 유입실과,
    상기 유입실에 조립되고, 세정수의 토수구를 구비하는 토수부위와 상기 토수부위에 연속하고 상기 유입실 내에 위치하는 실내부위를 구비하는 토수체로서, 상기 유입실내의 세정수를 상기 토수구로 안내하는 관로를 구비하는 토수체와,
    상기 유입실에 유입된 세정수가 상기 유입실의 내주벽면을 따라 상기 실내부위 주위의 선회류를 발생시키도록, 상기 유입실에 세정수를 안내하는 급수기구을 구비하고,
    상기 토수체는,
    상기 토수구를 상기 유입실의 외부를 향한 상태에서, 상기 실내부위가 상기 유입실내에서 경사진 자세로 머리흔들기 가능하게 유입실에 조립되고,
    상기 급수기구는,
    상기 선회류에, 상기 실내부위 주위에서 유속차를 일으키고, 상기 유속차에 기초하여 생기는 힘을 상기 실내부위에 미치고, 상기 실내부위가 유입실 내에서 경사진 자세로 상기 토수체를 머리흔들기 운동시켜 공전시키는 것을 특징으로 하는 토수장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유입실은, 원통형상으로 되고,
    상기 토수체의 실내부위는 대략 원주형상으로 되어 있는 토수장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 실내부위의 외경은, 상기 유입실의 내경의 약 35~80%로 구성되는 토수장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유입실과 실내부위의 적어도 일측은,
    상기 선회류의 상기 실내부위 주위의 유속에 차이를 발생시키도록 원주벽 형상을 구비하는 토수장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 유입실과 상기 실내부위의 적어도 일측의 상기 원주벽은, 곡률이 다른 원주벽부위를 구비하는 토수장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급수기구는,
    상기 유입실의 원주벽에 있어서 상기 유입실에 편심되어 연통하는 노즐관로를 구비하는 토수장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 급수기구는,
    상기 유입실의 원주벽에 있어서 상기 유입실에 편심되어 연통하는 복수개의 노즐관로를 구비하고, 상기 복수개의 노즐관로에서 상기 유입실로 유입되는 세정수로 상기 선회류를 일으키는 토수장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수개의 노즐관로는, 다른 유속으로 상기 유입실에 세정수를 유입시키는 토수장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수개의 노즐관로는, 다른 관로면적으로 구성되는 토수장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 복수개의 노즐관로는, 상기 유입실의 중심에 대하여 비대칭의 위치에서 상기 유입실 원주벽에 연통하고 있는 토수장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 노즐이 구비하는 상기 토수체는,
    상기 유입실로의 세정수 유입이 없는 비토수시에 있어서, 상기 실내부위를 유입실에 대하여 경사시키는 토수장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 노즐은, 수평면에 대하여 경사진 자세를 취하고, 상기 토수체는 자신에게 작용하는 중력에 의하여 상기 비토수시에 있어서 상기 실내부위를 유입실에 대하여 경사시키는 토수장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 유입실은, 유입실 저면의 중앙에 돌기를 구비하고, 상기 토수체는 상기 돌기에 의하여 상기 비토수시에 있어서 상기 실내부위를 상기 유입실에 대하여 경사시키는 토수장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 토수체는, 상기 실내부위 하단에 돌기를 구비하고, 상기 돌기에 의하여 비토수시에 있어서 상기 실내부위를 유입실에 대하여 경사시키는 토수장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 유입실은, 상기 토수체의 토수부위 측에서 작은 지름으로 되는 테이퍼상의 내주벽을 구비하고,
    상기 토수체의 실내부위는, 대략 원주형상으로 되어 있는 토수장치.
  16. 제1항 또는 제15항에 있어서,
    상기 유입실에 조립되는 상기 토수체는, 상기 토수부위를 실내부위 보다 작은 지름의 기둥형상체로 구비하는 토수장치.
  17. 제1항 또는 제16항에 있어서,
    상기 유입실은, 개구를 구비하고, 상기 개구에서 상기 토수체에 있어서의 토수부위의 토수구를 외부를 향하도록 함과 같이, 개구주연을 토수부위 선단의 지지부로 하는 토수장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 유입실은, 상기 개구주연에, 상기 토수부위 선단 측으로 돌출한 환상돌기부를 구비하는 토수장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토수체는, 상기 실내부위를 상기 토수부위의 질량보다 크게 하는 토수장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 토수체는,
    상기 공전을 일으키면서 상기 토수체 자체가 상기 실내부위의 축을 중심으로 회전하는 전전을 일으키는 토수장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 토수체는,
    상기 토수부위의 토수구에 이르는 상기 관로를, 상기 토수체의 자전축에 대하여 경사지게 구비하는 토수장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 토수체는,
    상기 토수부위의 상기 토수구에 이르는 상기 관로를, 상기 토수체의 자전축에 대하여 편심시켜 구비하는 토수장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중의 어느 하나에 있어서,
    상기 토수체는, 장공형상의 토수구를 구비하는 토수장치.
  24. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토수체는, 확장된 테이퍼형상의 토수구를 구비하는 토수장치.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토수체는, 상기 토수구에 세정수를 안내하는 경우에 세정수의 흐름에 정류를 일으키는 정류기구를 구비하는 토수장치.
  26. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토수체는, 상기 토수구를 복수개의 개구로 형성하는 토수장치.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐은, 상기 유입실에 있어서의 토수체의 상기 실내부위의 경사정도를 광협 조정하는 조절기구를 구비하는 토수장치.
  28. 제1항에 있어서,
    상기 노즐은,
    상기 토수체를 파지하고, 가요성을 가지는 파지체를 구비하고,
    상기 파지체로 상기 유입실을 폐쇄하는 토수장치.
  29. 노즐을 구비하고, 급수되는 세정수를 상기 노즐에서 토수하는 장치로서,
    상기 노즐은,
    상기 세정수가 유입되는 유입실과,
    상기 유입실에 조립되고, 세정수의 토수구를 구비하는 토수부위와, 상기 토수부위에 연속하고 상기 유입실 내에 위치하는 실내부위를 구비하는 토수체로서, 상기 유입실 내의 세정수를 상기 토수구에 안내하는 관로를 구비하는 토수체와,
    상기 토수체를 파지하는 가요성의 파지체로서, 상기 토수구를 상기 유입실의외부를 향한 상태에서, 상기 실내부위가 상기 유입실내에서 경사진 자세로 머리흔들기 가능하게 상기 유입실에 조립되도록 하여, 상기 유입실을 폐쇄하는 파지체와,
    상기 유입실에 세정수를 안내하는 급수기구와,
    상기 급수기구에 의한 상기 유입실로의 세정수 유입에 의하여, 상기 유입실의 내주벽 주위의 선회력을 발생시키고, 상기 선회력을 상기 실내부위에 미치며, 상기 실내부위가 유입실내에서 경사진 자세로 상기 토수체를 머리흔들기 운동시켜서 공전시키는 전달기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 토수장치.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서,
    상기 토수체와 파지체는 일체로 구성되는 토수장치.
  31. 제28항 내지 제29항에 있어서,
    상기 파지체는,
    상기 토수체가 갑합되어 상기 토수체를 파지하는 통상의 파지부를 구비하고,
    상기 유입실에 유입된 세정수의 압력을 상기 통상 파지부의 외벽에 작용시키는 토수장치.
  32. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파지체는, 상기 토수체의 파지부위를 중심으로 하는 지름 방향을 따라서, 파지체 두께를 다르게 하는 토수장치.
  33. 제28항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파지체는, 상기 토수체의 파지부위의 주위에 외측으로 돌출한 굴곡부를 구비하는 토수장치.
  34. 제28항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파지체는, 폴레에스테르계, 폴리오레핀계 또는 폴리스틸렌계의 열가소성 에라스토머의 하나로 형성되는 토수장치.
  35. 제28항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파지체는, 수지로 구성되어 수지의 탄성을 이용하여 만곡되는 시트로 구성되는 토수장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 파지체의 형성수지는, PP(폴리프로필렌), ABS(아크릴로니트릴부타디엔스틸렌 공중합물), POM(폴리아세탈)의 하나로 구성되는 토수장치.
  37. 제28항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파지체의 고유진공수를 fn, 상기 토수체가 일으키는 공전의 주기로 정해지는 주파수를 f라고 하면, 비의 값 f/fn이
    0.5 ≤ (f/fn) ≤ 10을 만족하는 토수장치.
  38. 제29항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토수체는,
    상기 토수부위의 상기 토수구에 이르는 상기 관로를, 상기 토수체의 중심축에 대하여 경사지게 구비하는 토수장치.
  39. 제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐은,
    상기 유입실과 그것에 조립된 상기 토수체를 복수개 구비하는 토수장치.
  40. 제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토수체가 일으키는 공전의 주기로 정해지는 주파수는 약 3Hz 이상으로 되는 토수장치.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 주파수는 약 40Hz 이상으로 되는 토수장치.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 주파수는 약 380Hz 이하로 되는 토수장치.
  43. 공급되는 세정수를 인체국부를 향하여 토수하는 인체국부 세정장치로서,
    제1항 내지 제42항 중 어느 한 항에 기재된 토수장치를 구비하고, 상기 노즐에서 상기 인체국부를 향하여 세정수를 토수하는 인체국부 세정장치.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 토수장치는, 휴대 가능한 인체국부 세정장치.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 토수장치는, 상기 노즐을 변기후부에서 인체국부에 대향하는 위치까지 진출 가능하게 구비하는 인체국부 세정장치.
  46. 급수되는 세정수를 인체를 향하여 토수하는 샤워장치로서,
    제1항 내지 제42항 중 어느 한 항에 기재된 토수장치를 구비하고, 상기 노즐을 인체를 향하여 세정수를 토수하는 샤워장치.
  47. 급수되는 세정수를 피세정물품을 향하여 토수하는 세정장치로서,
    제1항 내지 제42항 중 어느 한 항에 기재된 상기 토수장치를 구비하고, 상기 노즐을 상기 피세정물품을 향하여 세정수를 토수하는 세정장치.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 노즐을, 상기 피세정물품이 수납되는 세정실내를 구비하는 세정장치.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 세정실에 배치되고, 회전축 주위로 회전 가능한 회전아암과,
    상기 회전아암의 단부에 상기 회전축을 끼워서 설치된 각각의 상기 노즐에, 세정수를 급수하는 급수로를 구비하고,
    상기 노즐의 각각은, 세정수 토수에서 생기는 반력이 상기 회전아암에 회전축 주위의 같은 반향의 회전을 부여하도록, 세정수를 상기 회전아암에 대하여 경사진 상태로 지향하여 토수하는 세정장치.
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