(57)【要約】【課題】少ない水量で、快適性の高い人体洗浄装置を実現することができる。【解決手段】  給水管と、前記給水管に接続される圧力変動部と、前記圧力変動部を動作させる駆動部と、前記圧力変動部の下流側に設けられた人体へ洗浄水を吐水するための吐水孔と、を備えた人体洗浄装置であって、前記圧力変動部は前記吐水孔から吐水される洗浄水の流速を前記給水圧時に吐水される流速よりも高い側と低い側で、且つ前記高い側の流速変動量より前記低い側の流速変動量が大きくなるような圧力変動を発生させることを特長とする人体洗浄装置を提供する。【選択図】  図１
2010059635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管と、
前記給水管に接続される圧力変動部と、
前記圧力変動部を動作させる駆動部と、
前記圧力変動部の下流側に設けられた人体へ洗浄水を吐水するための吐水孔と、
を備えた人体洗浄装置であって、
前記圧力変動部は前記吐水孔から吐水される洗浄水の流速を前記給水圧時に吐水される流速よりも高い側と低い側で、
且つ前記高い側の流速変動量より前記低い側の流速変動量が大きくなるような圧力変動を発生させることを特長とする人体洗浄装置。
【請求項２】
前記圧力変動部は、前記給水管に接続され、給水管路の一部をなすシリンダと、シリンダ内を往復運動し、シリンダ内の洗浄水を下流に圧送する加圧部と、前記加圧部を駆動する駆動部を備えたことを特長とする請求項１に記載の人体洗浄装置。
【請求項３】
前記圧力変動部は、
前記給水管に接続され、給水管路の一部をなすシリンダと、
前記シリンダ内を往復運動し、シリンダ内の洗浄水をシリンダ下流に圧送するプランジャと、
前記プランジャを往復動させる電磁ソレノイドを有したことを特長とする請求項１に記載の人体洗浄装置。
【請求項４】
前記圧力変動部は、前記シリンダの上流側と下流側に、下流側への洗浄水の通過を許容する逆止弁を備えたことを特長とする請求項２乃至３に記載の人体洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄水を吐水孔から人体に吐水する人体洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の人体洗浄装置は、省エネ意識の高まりの中で、高い圧力を間欠的に発生することで、流量を少なくしても、高い洗浄力を得られる装置の開発なされている。例えば、特許文献１には、給水管もしくは温水管のいずれかに、高速かつ周期的に水路内容積を増減可能な水量容積可変手段と、逆流防止手段によって、高圧の洗浄水を吐水できると記載されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、高い圧力で洗浄力と体感の強さを高めることはできているが、洗浄の快適性に関わり、少ない水量でも多い水量で洗浄されている感覚である量感を高めることができないという課題があった。
【０００４】
また、特許文献２には、給水源より得られる吐水圧よりも高い圧力が間欠的に発生するような脈動推移を起こす圧力発生手段を備え、圧力の脈動推移により吐水孔から速度の異なる部位を有した脈動流の洗浄水が繰返し現れるように吐水を行ない、吐水後に速度の異なる部位が大きな水塊を人体に着水させると記載されている。
【０００５】
これは、最大流速を持つ部位が、その前の遅い流速を持つ部位に追いつくことで、大きな水塊を人体に着水させて、少ない水量でも洗浄力を高めつつ、量感のある洗浄を実現することができている。これに対し、さらに量感に関わる快適性を高めるためには、より大きな水塊を人体に着水させることが必要であった。
【特許文献１】特開２００３−１１９８６５号公報（図１）
【特許文献２】特許第３２６４２７４号（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、限られた水量の中で、吐水後に速度の異なる洗浄水が合体しできる水塊をさらに大きな水塊にすることで、多くの水量で洗浄されているような量感のある洗浄感を実現し、快適性の高い人体洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、給水管と、前記給水管に接続される圧力変動部と、前記圧力変動部を動作させる駆動部と、前記圧力変動部の下流側に設けられた人体へ洗浄水を吐水するための吐水孔と、を備えた人体洗浄装置であって、前記圧力変動部は前記吐水孔から吐水される洗浄水の流速を前記給水圧時に吐水される流速よりも高い側と低い側で、且つ前記高い側の流速変動量より前記低い側の流速変動量が大きくなるような圧力変動を発生させることを特長とする人体洗浄装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、限られた水量の中で、吐水後に速度の異なる洗浄水が合体しできる水塊をさらに大きな水塊にすることで、多くの水量で洗浄されているような量感のある洗浄感を実現し、快適性の高い人体洗浄装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。  
先ず、本実施例による人体洗浄装置の水路図を図１に示す。図１は、洗浄水の供給系を示す概略構成図である。
【００１０】
図１に示すように、人体洗浄装置の水路系は、人体洗浄装置のケーシングの外部の供給源（図示せず）から給水される入水側弁ユニット５０と熱交換ユニット６０と、脈動ユニット７０とを備える。そして、脈動発生ユニット７０から洗浄ノズルユニット８０の流量調整件流路切替弁８１を経て洗浄ノズル８２に、脈動発生ユニット７０により付与された脈動を保った洗浄水が導かれ、当該ノズル８２から吐水される。これらの各ユニットは、人体洗浄装置のケーシングに収納されている。また、制御器１０は電磁弁５３、入水温センサ６２ａ、ヒータ６１、出水温センサ６２ｂ、フロートスイッチ６３、脈動発生機器７４、流量調節兼流路切替弁８１、洗浄ノズル８２および制御ボタン（図示せず）に接続されている。なお制御ボタンには強い刺激感のあるハードなおしり洗浄、ソフトなおしり洗浄（以下やわらか洗浄と呼ぶ）、ビデ洗浄（以下ビデ洗浄と呼ぶ）の各洗浄モードを選択する洗浄ボタン、洗浄水の水勢を変化させるための水勢変更ボタン、洗浄水の温度を選択できる温度調整ボタン、洗浄を停止するための停止ボタンが含まれる。
【００１１】
これら各ユニットは脈動発生ユニットを挟んでそれぞれ給水管路で接続されている。即ち、入水側弁ユニット５０と熱交換ユニット６０は、給水管路５５で接続され、脈動発生ユニット下流の流量調節兼流路切替弁８１は給水管路７５で接続されている。
【００１２】
給水管路５５は給水源（水道管）から洗浄水（水道水）を直接給水すべく入水側弁ユニット５０に配管されている。この給水管路５５に導かれた洗浄水は、入水側弁ユニット５０のストレーナ５１でゴミなどが捕捉されて、逆止弁５２に流れ込む。そして電磁弁５３にて管路が開かれると、洗浄水は調圧弁５４に流れ込み、所定の圧力（給水圧：０．１１０ＭＰａ）に調圧された状態で、瞬間式加熱方式の熱交換ユニット６０に流入する。このように調圧を受けて流入する洗浄水流量は２００〜６００ｃｃ／ｍｉｎ程度となるようにされている。なお、給水管路５５を便器洗浄用の洗浄水を貯留する洗浄水タンク（図示省略）から分岐して入水側弁ユニット５０に配管することもできる。
【００１３】
上記した入水側弁ユニット５０の下流の熱交換ユニット６０はヒータ６１を内蔵する熱交換部６２を備える。この熱交換ユニット６０は熱交換部６２へ流入する洗浄水の温度と熱交換部６２から流出する洗浄水の温度と熱交換部６２から流出する洗浄水の温度を入水温センサ６２ａと出水温センサ６２ｂで検出しつつ、その検出温度を基にして洗浄水の設定温度の洗浄水に過熱するようにヒータ６１の加熱動作を制御する。そしてこのようにして、温水化された洗浄水は後述する脈動発生ユニット７０に流入し、脈動を付加され、流量調節兼流路切替弁８１に流入する。なお、脈動とは、脈動発生ユニットによって生じる圧力変動のことであり、圧力変動を起こす装置類を脈動発生ユニットと呼んでいる。
【００１４】
また、この熱交換ユニット６０は熱交換部６２内の水位を検出するフロートスイッチ６３を有する。このフロートスイッチ６３は、ヒータ６１が水没する所定の水位以上になるとその旨の信号を出力するように構成されている。そして、制御部１０はこの信号を入力している状況下でヒータ６１を通電制御するので水没していないヒータ６１に通電してしまうというような事態、いわゆるヒータ６１の空焚きを防止する。なお、熱交換ユニット６０のヒータ６１は制御器１０にてフィードフォワード制御とフィードバック制御を組合せながら最適に制御される。
【００１５】
更に、この熱交換ユニット６０は熱交換部６２からの洗浄水出口、即ち、熱交換部６２下流の管路の熱交換部接続箇所に、バキュームブレーカ６４と安全弁６５とを備える。バキュームブレーカ６４は、負圧となった管路内に大気を導入して、熱交換部下流の管路内の洗浄水を断ち切り、熱交換部下流側から洗浄水の逆流を防止する。また安全弁６５は給水管路６７内の水圧が所定値を超えると開弁し、捨水配管６６へ洗浄水を排出することにより、異常時の機器の破損、ホースの外れ等の不具合を防止している。
【００１６】
続いて、脈動発生ユニット７０の構造について説明する。脈動発生ユニット７０は、アキュームレータ７３、脈動発生機器７４から構成されている。図２は脈動発生機器７４の概略構成断面図である。なお、ここでいう脈動発生機器は、圧力変動を起こす圧力変動部のことである。図２に示すように給水管路６７、７５に接続されるシリンダ７４ｂにプランジャ７４ｃを摺動自在に備える。そして、このプランジャ７４ｃを脈動発生コイル７４ｄの励磁を制御することにより上流側・下流側に進退させる。プランジャ７４ｃは脈動発生コイル７４ｄの励磁により図示する原位置（プランジャ原位置）から下流側７４ｈに移動する。そして、コイルの励磁が消えると、復帰スプリング７４ｆの付勢力によって、原位置に復帰する。この際、緩衝スプリング７４ｅによってプランジャ７４ｃの復帰の動作が緩衝される。プランジャ７４ｃはその内部にダックビル式の逆止弁７４ｇを備え、上流側への逆流を防止している。また、シリンダの下流側には、アンブレラ式の逆止弁７４ｍを備え、これも上流側への逆流を防止している。したがって、プランジャ原位置から下流側へ移動の際にはシリンダ７４ｂ内の洗浄水を加圧して給水管路７５に押し流せるようになっている。この際、プランジャ原位置と、下流側に移動した位置は常に一定であることから、プランジャーが動作する際に給水管路７５に送られる洗浄水の量は一定である。その後、原位置に復帰する際には逆止弁７４ｇを経てシリンダ７４ｂ内に洗浄水が流れ込むので次回のプランジャ７４ｃの下流側移動により、改めて、一定量の洗浄水が給水管路７５に送られることになる。。しかも、シリンダの下流側には、逆止弁７５ｍが設けられているので、下流側からシリンダ内への洗浄水の逆流を防止している。
【００１７】
この場合、脈動発生機器７４には給水管路５５を経て、上記給水圧の洗浄水が給水されている。よって上記したようにプランジャの原位置復帰の間に逆止弁７４ｇを経てシリンダ７４ｂ内に流れ込んだ洗浄水は逆止弁７４ｇや逆止弁７４ｍによる圧力損失や下流側の洗浄水の引き込みの影響を受けて１次圧のままではないものの、給水管路７５に送られる。この様子を図でもって表すと、図３に示す様に、洗浄水は、脈動発生機器７４への導入水圧Ｐｉｎ（一次圧）を基準に脈動した圧力で脈動発生機器７４から給水管路７５、ひいては洗浄ノズルユニット８０に送られて局部に吐水される。なお、図３に示す圧力波形は、吐水孔４０の直近で測定した結果である。
【００１８】
次に、アキュームレータ７３について説明する（図示せず）。アキュームレータ７３は、ハウジング７３ハウジング内のダンパ室とこのダンパ室に配置されたダンパを有する。よって、アキュームレータ７３は脈動発生ユニット７０の上流側の給水管路６７にかかる水撃を低減する。このため熱交換部６２の洗浄水温度分布に及ぼす水撃の影響を緩和でき、洗浄水の温度を安定化することができる。この場合、アキュームレータ７３は脈動発生機器７４に近接配置したり当該機器と一体的に配置することが、脈動発生機器７４で発生された脈動を上流側に伝播することを速やかにかつ効果的に回避できる観点から好ましい。
【００１９】
次に洗浄ノズルユニット８０について説明する。洗浄ノズルユニット８０に流量調節兼流路切替弁８１が配設されており、給水管路８６で洗浄ノズル８２に接続される。そして、脈動発生ユニット７０から送られた脈動流の洗浄水の供給先を、洗浄ノズル８２の各流路８３、８４、８５に切替、かつその流路を調節する。
【００２０】
次に、洗浄ノズル８２について説明する。図４（ａ）、（ｂ）に洗浄ノズルの構造図を示す。洗浄ノズル８２ないにある複数の洗浄流路８３、８４、８５はそれぞれ洗浄ノズル先端近傍にあるおしりに向って洗浄水を吐出するおしり洗浄用吐水孔４０１とビデ洗浄用吐水孔４０２に連通する。吐水孔４０１、４０２の上流には洗浄流路８３、８５を通水する洗浄水を旋回させながら旋回流として吐水孔から吐水させるために洗浄水渦室３０１、３０２を設けてある。なお、洗浄流路８４は洗浄渦室３０１の下方に連通し、吐水孔４０１と連通している。
【００２１】
ここで、第一の実施形態による洗浄水吐水の様子について説明する。図５は、洗浄水吐水に際して脈動を発生させる脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄの励磁の様子を示す電圧波形の図であり、図６は、脈動発生機器７４から流出する洗浄水の流速を示すタイミングチャート、図７は、吐水孔４０１からの洗浄水吐水の様子を模式的に説明する説明図である。
【００２２】
制御部１０は、脈動発生コイル７４ｄを励磁して、脈動発生機器７４にて脈動を発生させるに当たり、パルス状の信号を出力する。そして、このパルス信号を、脈動発生コイル７４ｄに接続されこれをオンさせるためのスイッチングトランジスタ（図示せず）に出力する。よって、脈動発生コイル７４ｄは、パルス信号に従ったスイッチングトランジスタのＯＮ・ＯＦＦにより繰返し励磁し、上記したようにプランジャ７４ｃを周期的に往復動させる。これにより、脈動発生機器７４から吐水孔４０１には、圧力が周期的に上下変動する脈動流の状態で洗浄水が供給され、この脈動流の洗浄水が各吐水孔から吐水される。
【００２３】
なお、パルス信号は、図５に示すように、電圧波形は単純な矩形波になっている。この波形によって、脈動発生機器７４から流出する洗浄水の流速のタイミングチャートについて、脈動発生機器７４のプランジャ７４ｃの動作に従って説明する。脈動発生機器７４には、図５に示す電圧波形が印加されている。Ｔ１において、脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄに電圧がかかり電流が流れると、コイルが励磁されて、プランジャ７４ｃは磁化され、下流側へ引き付けられる。この下流側への引き付けによって、復帰スプリング７４ｆが圧縮されてエネルギーを蓄えると同時に、洗浄水を加圧する。その際、吐水孔４０１から吐水される洗浄水の流速は高くなる。その後、Ｔ２において電圧が切れるとコイルの励磁が消えて、復帰スプリング７４ｆの付勢力を受けて、原位置へ復帰し、同時に圧力は低下する。その際、吐水孔４０１から吐水される洗浄水の流速は低くなる。そして、その後、給水圧まで復帰する。その際、流速も給水圧時の流速まで復帰する。ここで、脈動コイル７４ｄに印加する電圧波形のタイミングは、例えば、脈動の周波数５０Ｈｚとした場合、周期は２０ｍｓｅｃであり、その場合、Ｔ１を４．８ｍｓｅｃ、にで設定してある。ただし、周波数、Ｔ１の時間幅はこの限りではない。
【００２４】
ここで、脈動発生器７４のシリンダ７４ｂの上流側および下流側に設けられた逆止弁７４ｇおよび７４ｍについて説明する。逆止弁７４ｇおよび７４ｍの上流側から下流側へ圧力がかかった際に、下流側に流れる際に必要なそれぞれの圧力の関係は、給水圧時に吐水孔４０から吐水される洗浄水の流速が、給水圧時に吐水される流速よりも高い側の流速変動量より低い側の流速変動量のほうが大きくなるように設定されている。具体的には、上流側の逆止弁７４ｇは、プランジャー７４ｃが原位置の時にはダックビル式逆止弁７４ｇの先端部は開口した状態になっている。これによって、シリンダ内に洗浄水が入水する際には、圧力損失を最小限になるように設定されている。そして、ダックビル式逆止弁７４ｇがプランジャー７４ｃと共に下流側へ移動する際には、プランジャー７４ｃの下流側の洗浄水の抵抗を受けて、先端部の開口が閉鎖し、その空間の洗浄水は加圧されることになる。続いて、シリンダ７４ｂの下流側に設けられた逆止弁７４ｍについて説明する。逆止弁７４ｍは、シリンダ７４ｂ内の洗浄水が加圧されたときにのみ、逆止弁７４ｍが開口し、洗浄水が下流側へ流れることになる。この際、下流側の逆止弁７４ｍの硬度を給水圧以下の時に流れにくく設定してあり、給水圧以下の圧力の時には、それ以降の圧力の下降が速くなる、すなわち、吐水孔４０から吐水される洗浄水の流速が一気に下降することになる。したがって、上流側と下流側の逆止弁を上記のような関係で設定することで、給水圧時に吐水孔４０から吐水される洗浄水の流速を給水圧時に吐水される流速よりも高い側の流速変動量より低い側の流速変動量を大きくさせている。なお、本実施例においては、給水圧以下では流れにくくなっているが、給水圧以下の所定圧力以下において、流れを完全に遮断してしまってもよい。また、上流側および下流側に設けられた逆止弁７４ｇ、７４ｍは、ダックビル式、アンブレラ式の形式だけでなく、樹脂とバネによる形式、ボールとバネによる形式など、形状、方式は問わない。
【００２５】
続いて、上記によって作られた流速波形によって得られる洗浄水の状態について説明する。図７は、脈動流の洗浄水を仮定の吐水孔４０から吐水した場合、その吐水された洗浄水が脈動流に増幅される仮定を説明する説明図である。ここで、図３と図６の図を用いて、圧力変動と流速変化の関係について説明する。脈動発生機器７４により圧力が脈動になると、流速Ｖも同様に変動して脈動となる。すなわち、吐水される洗浄水は、圧力変動がＰｍａｘになると、流速も最大速度Ｖｍａｘになり、瞬間の流速が時間とともに変動する。また、図３の脈動流の洗浄水の圧力波形における各部位をＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６とすると、流速も図６上のＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６がそれぞれの番号同士で対応する。よって、吐水直後から図７の（Ａ）〜（Ｄ）へと移行するにつれて、Ｖ２はＶ１より速度が大きいから、Ｖ３はＶ２と合体し、大きな水塊となる。ここで、圧力Ｐと流速Ｖの関係は、Ｖ＝Ｃ√ΔＰの関係となっている。これは、給水圧より高い圧力側の圧力変動量と、給水圧より低い圧力側の圧力変動量が同等であるとしたときに、流速波形における流速の変動量は、給水圧時の流速より低い側の流速変動量が高い側の流速変動量より大きくなることを示している。なお、ここでいう流速変動量とは、給水圧時の流速Ｖｉｎを基準としたときの変動幅のことであり、低い側の流速変動量Ｌは、Ｖｉｎと最小流速Ｖ１の差分のことであり、高い側の流速変動量Ｈは、Ｖｉｎと最大流速Ｖ４の差分である。したがって、本実施形態においては、Ｌ＞Ｈの関係になるように設定されている。
【００２６】
このように、流速波形の立ち上がりの勾配において、早い流速がその前の遅い流速に順次合体することにより、大きな塊となって、人体局部（洗浄面）に着水することになる。ここで、図７の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、低い側の流速域での流速の立ち上がり勾配では、全体の流速が遅いので、人体局部に着水する前に、Ｖ２がＶ１と合体して大きな水塊を作ることができる。この洗浄水は、人体局部に当たるときには、衝突エネルギ（洗浄強度）が大きい水塊状態になっている。一方で、図７の（Ｃ）、（Ｄ）の示すように、Ｖ３、およびＶ４の高い側の流速域での流速の立ち上がり勾配では、全体の流速が速いので、人体局部に着水するまでの短い時間では、距離が縮まりにくいため、人体局部に着水する時点では、Ｖ４はＶ３とほとんど合体せずに速く小さい水塊として着水することになる。この洗浄水は、人体局部に当たるときには、衝突エネルギ（洗浄強度）は速度が大きい状態になっている。なお、低い側の流速の変動量が、高い側の流速の変動量より大きくなっているため、低い側の流速の立ち上がりで合体する洗浄水の量が増えることになり、より大きな水塊を作り出すことができる。ここで、脈動流で吐水された洗浄水は、この場合の流速波形では、速度Ｖ２の遅く大きい水塊と、速度Ｖ４の速く小さい水塊がそれぞれ脈動周期ＭＴごとに現れる、即ち、遅く大きい水塊と、速く小さい水塊が交互に現れる、つまり脈動周期ＭＴの半分の間隔で現れることになる。しかも、このそれぞれの水塊は、Ｖ４にそれぞれ遅れて吐水されたＶ５およびＶ６で繋がれたような状態となる。
【００２７】
次に、このような吐水の状態により得られる効果について説明する。低い側の流速の立ち上がりで合体してできた大きな水塊は、低い側の流速の変動量が、高い側の流速の変動量より大きくなっているため、より大きな水塊になっている。ここで、流速の低い側で水塊が生成される過程について説明する。水塊は、洗浄水が吐水孔４０から吐水され、人体の局部に当たるまでの時間間隔で、速度の速い洗浄水が、速度の遅い洗浄水に追いつくことで生成される。このとき、流速が速い領域で水塊を生成しようとすると、吐水孔から人体局部に到着するまでの時間は短い。たとえば、流速が１５ｍ／ｓｅｃのときに、６０ｍｍ先の人体局部に到達する時間は、４ｍｓｅｃである。一方、遅い流速域で考えた場合、吐水孔から人体局部に到着するまでの時間は、速い流速域の場合と比べ、長くなる。たとえば、流速が７．５ｍ／ｓｅｃの時には、人体局部に到達する時間は、８ｍｓｅｃである。このときに、同じ量の速度差がある場合には、人体に到達するまでの時間が長いほうが、追いつける量は多いことになる。すなわち、洗浄水の流速の低い側で水塊を生成したほうが、効率よくより大きな水塊を生成することが可能である。このように生成した水塊は、より大きな水塊となっているため、水塊の断面積Ｓは通常よりも大きくなる。したがって、洗浄水量が少ないにもかかわらず、断面積の大きな吐水が当たっている、すなわち、多い流量で洗浄されているような洗浄感、すなわち量感がある。また、この水塊では、速度は遅いが、水塊の量は多くなっているため、洗浄の強さ（洗浄強度）に関わる衝撃力は大きくなる。一方で、速く小さい水塊は、速い流速Ｖ４は先にでた洗浄水にあまり追いつかないで人体局部に着水するため、断面積が小さく、量感は乏しいが、遅い流速に強さを吸収されることなく人体局部に着水できるので、強さを維持したまま着水することができる。このときの洗浄の強さ（洗浄強度）に関わる衝撃力は、流速が大きくなるため、衝撃力も大きくなる。したがって、大きく遅い水塊で量感を出し、小さく速い水塊で強さをだすことで、量感と強さを両立した快適性の高い洗浄を実現することができる。なお、大きく遅い流速および小さく速い流速はそれぞれ十分な衝撃力を持っているため、脈動周期ＭＴに対して、約半分の周期の脈動に感じることができ、連続感のある洗浄感を実現することができる。また、これによって、高い側の流速変動量を大きくして、水塊を大きくする方法に比べ、投入エネルギーを増やさずに大きな水塊を生成することができるため、消費電力の面で省エネに繋がる。また、脈動発生コイル７４ｄに発生する熱の上昇も抑えることができ、信頼性向上にも繋がる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図８は、本実施形態に係る脈動発生機器を例示する模式的断面図である。なお、図８において、前述の第１の実施形態における図２と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２９】
図８に示すように、脈動発生機器７０の脈動発生コイル７４ｄに対して、上流側に第２コイル７４ｋを設ける。第１コイル７５ｄおよび第２コイル７５ｋには、図９に示す位相の異なる単純な矩形波が印加される。続いて、脈動発生機器７０の動作について説明する。図９の電圧波形によって起る脈動発生機器７４のプランジャ７４ｃの動作と、それによって、吐水孔４０から吐水される洗浄水の流速の変化について説明する。脈動発生機器７４の脈動発生コイル７４ｄに電圧がかかり電流が流れると、コイルは励磁されて、プランジャ７４ｃが磁化される。その結果、プランジャ７４ｃは下流側へ引き付けられる。すると、復帰スプリング７４ｆが圧縮されエネルギーを蓄えると同時に、洗浄水の流速は高くなる。その後、Ｔ２において電圧が切れるとコイル励磁が消え、復帰スプリング７４ｆの付勢力を受けて、原位置へ復帰し、動作と同時に流速は下降する。そのときに、図９のＴ３のタイミングで第２コイル７５ｋに電圧が印加されると、プランジャ７４ｃを上流側へ引き付ける力を発生させることで、その戻り速度を高めることができる。そして、その後、入水圧時の流速まで復帰する。これにより、高い流速側から低い流速側へ移行する速度を早くすることができる。その結果、流速も一気に下降するので、その変動量を大きくすることができる。したがって、吐水孔４０から吐水される洗浄水の流速は、給水圧時に吐水される流速よりも高い側の流速変動量より低い側の流速変動量を大きくなる。これによって、より大きな水塊を生成することができ、快適性を高めることができる。なお、印加した電圧の時間は、例えば、脈動の周波数５０Ｈｚであり、周期ＭＴは２０ｍｓｅｃであり、その場合、Ｔ１を４．８ｍｓｅｃ、Ｔ２を０．５ｍｓｅｃ、Ｔ３を１ｍｓｅｃで設定してある。ただし、周波数、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の時間幅はこの限りではない。
【００３０】
続いて第三の実施形態について説明する。図１０は、モータ式レシプロタイプの脈動発生機器９０を示す概略構成断面図である。脈動発生機器９０は、円柱状の空間でシリンダ９０ａが形成されている。シリンダ９０ａ内には、ピストン９０ｂが設けられている。ピストン９０ｂには、Ｏリング９０ｃが装着されている。ピストン９０ｂとシリンダ９０ａで区切られた空間が加圧室９０ｄが形成される。加圧室９０ｄには、洗浄水入り口９０ｅ給水管６７から洗浄水が流入するようになっている。その際、アンブレラパッキン９０ｆによって、逆流しないようになっている。また、洗浄水出口９０ｇが設けられ、加圧された洗浄水が出水する。その際、アンブレラパッキン９０Ｈによって、こちらも逆流を防止している。
【００３１】
モータ９１の回転軸にギア９２が取り付けられ、ギア９２とギア９３がかみ合っている。また、ギア９３にはクランクシャフト９４が取り付けられ、ピストン保持部９５を介してピストン９０ｂが取り付けられる。
【００３２】
制御部１０により与えられる制御信号に基いて、モータ９１の回転軸が回転すると、ギア９２、９３、クランクシャフト９４、ピストン保持部９５を介して、ピストン９０ｂが往復動し、加圧室の容積が変化することにより圧力変動すなわち、脈動が発生する。
【００３３】
ここで、脈動発生器９０のシリンダ９０ａの上流側および下流側に設けられた逆止弁９０ｆおよび９０ｈは、給水圧時に吐水孔４０から吐水される洗浄水の流速を給水圧時に吐水される流速よりも高い側の流速変動量より低い側の流速変動量が大きくなるさせるように設定されている。具体的には、上流側の逆止弁９０ｆは、ピストン９０ｂが原位置もしくは、洗浄水の引き込み期において、給水圧により弁が開口し、加圧室９０ｄ内に洗浄水が流れ込むように設定されており、シリンダ内に洗浄水が入水する際には、圧力損失を最小限に抑えられている。一方で、シリンダ９０ａの下流側に設けられた逆止弁９０ｈは、ピストン９０ｂが加圧する際には、加圧室９０ｄ内の洗浄水が加圧されたときにのみ、逆止弁９０ｈが開口し、洗浄水が下流側へ流れることになる。この際、下流側の逆止弁９０ｈが開口するときの圧力は、給水圧以下の時に流れにくく設定されている。このように上流側と下流側の逆止弁の関係を設定することで、吐水孔４０から吐水される洗浄水の流速を給水圧時に吐水される流速よりも高い側の流速変動量より低い側の流速変動量を大きくなる。これによって、より大きな水塊を生成することができる。なお、本実施例においては、給水圧以下では流れにくくなっているが、給水圧以下の所定圧力以下において、流れを完全に遮断してしまってもよい。また、上流側および下流側に設けられた逆止弁９０ｆ、９０ｈは、アンブレラ式の形式だけでなく、ダックビル形式、樹脂とバネによる形式、ボールとバネによる形式など、形状、方式は問わない。
【００３４】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１１は、本実施形態に係る脈動発生機器を例示する模式的断面図である。なお、図１１において、前述の第３の実施形態における図１０と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３５】
モータ９１の回転軸にギア９２が取り付けられ、ギア９２とギア９３がかみ合っている。また、ギア９３にはクランクシャフト９４が取り付けられ、ピストン保持部９５を介してピストン９０ｂが取り付けられる。ここで、ギア９３の軸は、ピストン保持部９５の軸から偏芯した位置に位置している。これによって得られるピストン保持部９５およびピストンのストロークの動作は、図１２に示されるように動作する。これより、原位置から最もストロークの大きくなる最大位置までの時間よりも最大位置から原位置までの時間が短くなるすなわち、最も流速の速くなる（圧力の高くなる）上死点から、最も流速の低くなる（圧力の低くなる）下死点までに移行時の速度が速くする。これによって、圧力は一気に下降することで、流速も一気に下降し、低い側の流速の変動量を大きくすることができる。したがって、吐水孔４０から吐水される洗浄水の流速は、給水圧時に吐水される流速よりも高い側の流速変動量より低い側の流速変動量を大きくなる。これによって、より大きな水塊を生成することができる。なお、この場合、シリンダ数は１つに限らない。また、１つのシリンダ内に複数の加圧室が設けられていても良い。また、これらの実施例は、発明の一例に過ぎず適宜応用可能である。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明により、限られた水量の中で、多くの水量で洗浄されているような量感のある洗浄を実現し、快適性の高い人体洗浄装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明における人体洗浄装置の水路図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る脈動発生機器の概略構成断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る洗浄水の流れの様子を説明する説明図である。
【図４】本発明における洗浄ノズルの断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る脈動発生機器の脈動発生コイルの励磁の様子を説明する説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る脈動発生機器から流出する洗浄水の流速を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の洗浄水が吐水孔から吐水した場合、その吐水された洗浄水が脈動流に増幅される過程を説明する説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る脈動発生機器の概略構成断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る脈動発生機器の脈動発生コイルの励磁の様子を説明する説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る脈動発生機器の概略構成断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る脈動発生機器の概略構成断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る脈動発生機器の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
５０  給水手段、
６０  瞬間式熱交換器（加熱手段）
７４  脈動発生機器
８１  流量調節兼流路切替弁
８２  洗浄ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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