(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁コイルに囲繞されたガイドパイプ内に、右ばねと左ばねとにより支えられたプランジャが配され、このプランジャに設けられた逆止弁が前記電磁コイルに印加されるパルス電流により往復動され、液体が吸入口より流入され、吐出口より脈動加圧された液体を流出させる電磁ポンプにおいて、
前記プランジャに設けられる逆止弁が、平面から見て円形の中心に穴を持つベース部と、それから立ち上がる放射方向に伸び、均一の厚みを持ち、一つに連結の周囲部材により３つ以上の長穴を有する放射立部を備えると共に、前記吐出口へ至る前記逆止弁よりの流路は、口径に変化を持たない構成であることを特徴とする電磁ポンプ。
【請求項２】
前記逆止弁がゴム等の弾性材料により製造されたことを特徴とする請求項１記載の電磁ポンプ。
【請求項３】
前記逆止弁は常開形の弁で、前記吐出口方向への移動時に閉じられ、逆に吸入口方向への移動時に開かれる作用を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の電磁ポンプ。
【請求項４】
前記放射立部は、均一の厚みを周囲に持ち、均一の穴巾を持つように周囲部材が屈曲されて形成の３つ以上の長穴を持っていて、それと同数の受圧面を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電磁ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、温水洗浄便座等に用いられ、人体を洗浄用のノズルから噴射する液体に脈動圧力作用を与える電磁ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
洗浄便座には、ポンプ停止時にいわゆる残留液が冷却され、再起動時にこの冷却された残留液が先に吐出され、洗浄便座使用開始時に人体局部に触れると、冷たく不快感を与えることや、寒冷地では残留液が凍結して機器の破損を与えることから、残留液排出用の水抜き弁機構について種々発明されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、水抜き弁機構として、電磁ポンプの吐出側の下流部位に、形状記憶合金のコイルばねにて閉止作用を司る逆止弁がポンプ作動中は開かれて洗浄水がノズルから放出され、ポンプ停止時に洗浄水が冷却されると、形状記憶合金のコイルばねが収縮して弁体が便座から離れて開かれ、そこから残留液がポンプ外に排出されるものが示されている。
【０００４】
特許文献２では、電磁プランジャに備えた流入側の逆止弁のダックビル弁と、その下流側に通常備えるべき吐出側逆止弁を省き、これに代えて比較的小径のオリフィスを設けて簡易に構成するものが示されている。このダックビル弁は、ポンプ停止時の残留液の吐出側の流下を自由に許容し、さらに前記電磁ポンプの正常吐出作用時には閉塞して静的圧力液体に脈動圧力を付加して吐出させ該吐出作用の停止及び休止時には開成して、ポンプの流入側上流を含むポンプ内部等の残留液を吐出口から落差によりポンプの外部へ排出させる通気開閉弁機構が設けられている。したがって、温水洗浄便座の洗浄水吐出圧力に脈動圧力を利用し、その洗浄作用を終了し、ポンプの吐出停止時に残留液が吐出口から排出され内部が空となり、再起動時に人体に冷たく感じさせる恐れをなくすことができると共に凍結による機器の破損を回避することができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１６９３０６号公報
【特許文献２】特許第３６４７３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１にあっては、電磁ポンプの吐出側の下流部位に設けられた形状記憶合金を用いられたバネにて閉止作用を司る逆止弁の温度応答性が悪く、残留液の排出性に難があった。また、前記特許文献２にあっては、ポンプ停止時にダックビル弁が開成して内部に残留する残留液が流下し、吐出流路に設けた小径のオリフィスを通過し、外部へ排出される。
【０００７】
前記特許文献２にあっては、用いられるダックビル弁が、筒状の基体部と、その一方に連接の先端に常開開口部を有しており、全体が弾性部材（ゴム）により製造されている。ダックビル弁の動作に応じてポンプ作用が行われ、ダックビル弁の開口部は、ポンプ停止時には開かれ、吐出工程（往工程）時には、流体の圧力差から閉じられ、吸入工程（復工程）時には、流体の圧力差から開かれる。
【０００８】
前記開口部は、その横巾が２．３ｍｍ、その穴巾が０．５２から０．７１ｍｍとなっている。横巾は電磁プランジャ３８の縦孔に取り付けられるため、おのずと定められ可変できるのは、穴巾で、その寸法が大きければ、ポンプ停止時に残留液の排出は良好となるが、逆に吐出工程においては、開口部の閉止時間が遅れ、吐出効率が低下する。
【０００９】
温水洗浄便座において、ポンプ停止時にはスムーズに残留液の排出が望まれているが、ダックビル弁の開口部の面積増に比例して残留液の排出性能が良好となる。したがって、特許文献２のようなダックビル弁の開口部が一直線状に形成され、これ以上伸ばすことができないものについては、穴巾を０．７ｍｍよりも大きくする必要が生じる。しかし、穴巾を大きくすれば、ポンプ停止時に残留液の排出スピードは改善されるが、逆に吐出工程時に開口部の閉止する時間が遅れることになり、吐出圧力の低下を来すことになる。
【００１０】
また、特許文献２のようなダックビル弁では、ポンプ作動時に扁平部を構成する対向する２つの傾斜面に常時圧力がかかり、７０Ｈｚから９９Ｈｚで駆動されるため、疲労による寿命を短縮させる原因ともなっている。
【００１１】
さらに、出願人会社の電磁ポンプ（図示せず）では、プランジャに逆止弁を設けているが、この逆止弁には残留液を逃すため常開のオリフィスを穿っており、ポンプ作動時において常にオリフィスが圧力損失をきたし吐出圧力の低下を招いていた。
【００１２】
そこで、特許文献２のダックビル弁の不都合の改善を図ることや、当出願人の電磁ポンプの不具合をなくすため、この発明では開口部の面積を大きく取れるようにし残留液の流れの改善を図ると共に、圧力変位に対する閉止応答性の向上や耐久性の高い可動部を有した逆止弁を得て、この逆止弁が組込まれた電磁ポンプの吐出口までの流路に逆流防止弁やオリフィスを持たない電磁ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る電磁ポンプは、電磁コイルに囲繞されたガイドパイプ内に、右ばねと左ばねとにより支えられたプランジャが配され、このプランジャに設けられた逆止弁が前記電磁コイルに印加されるパルス電流により往復動され、液体が吸入口より流入され、吐出口より脈動加圧された液体を流出させる電磁ポンプにおいて、前記プランジャに設けられる逆止弁が、平面から見て円形の中心に穴を持つベース部と、それから立ち上がる放射方向に伸び、均一の厚みを持ち、一つに連結の周囲部材により３つ以上の長穴を有する放射立部を備えると共に、前記吐出口へ至る前記逆止弁よりの流路は、口径に変化を持たない構成であることを特徴としている（請求項１）。
【００１４】
この構成から、プランジャに設けられる逆止弁が平面から見て放射方向に伸び、例えば３つ以上の長穴を有する放射立部を備えたことから長穴の穴巾を狭くすることができて、閉止完了時間の改善が図れると共に３つ以上の長穴により開口面積を増大させ、ポンプ停止時にあって長穴からポンプ内の残留液の流れを増大させ排出を良好とする。
また、３つ以上の長穴を有する放射立部を持つもので、圧力がかかる受圧面を３つ以上とするため、自由可動面積がダックビル弁の３倍程となって閉止作用の応答性の改善が図られると共に、少なくとも３つ以上に出張る部位を持つ放射立部によって弁強度の向上が図られる。
【００１５】
仮に吐出口側から液体の逆流が生じたとしても、逆止弁が３つ以上の長穴を持つ放射立部を有し、放射立部を作る均一の厚みを持つ周囲部材が連結されたことから弁強度が強く放射立部の破損や倒れが起こらずに充分に逆流を阻止することができ、吐出口に至る流路に逆流阻止用の逆止弁を設ける必要もなく、それに代わるオリフィスも設けることもない。
【００１６】
前記逆止弁がゴム等の弾性材料により製造されたことが好ましく（請求項２）、逆止弁の開閉の応答速度の改善が図られる。
【００１７】
また、逆止弁は常開形の弁で前記吐出方向への移動時に閉じられ、逆に吸入口方向への移動時に開かれる作用を逆止弁の前記の圧力差により行うことにある（請求項３）。
【００１８】
前記放射立部は、均一の厚みを周囲に持ち、均一の穴巾を持つように周囲部材が屈曲されて形成の３つ以上の長穴を持っていて、それと同数の受圧面を有しており（請求項４）、３つ以上の長穴を持っている放射立部を構成する周囲部材が連結して一本となることで可動部の強度を強くして耐久性の向上を図り、且つ長穴の穴巾を小さくしても３つ以上の長穴を有しているので、開口面積を大きくとることができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、放射方向に伸び、均一の厚みを持ち、一つに連結の周囲部材により３つ以上の長穴を有する放射立部を備えたことから長穴の開口面積を増大させることができ、各長穴の穴巾を狭くすることができて閉止完了時間が改善される。また、長穴の開口面積の増大からポンプ停止時にあって、残留液の流出の流量を増大させ排出時間を短縮させる。
さらに、放射立部は３つ以上の受圧面を持ち、その自由可動受圧面が大きく増大することから、開閉動作の応答性の改善が図られる。さらにまた、放射立部を構成する周囲に均一の厚みを持つ周囲部材が連結して作られるので可動する放射立部の強度を強くして構造上から弁強度の向上が図られる。それから、３つ以上の長穴は、その周囲部材を放射方向へ出張らせることになるから、弁強度の向上がさらに図られる。
【００２０】
更に、逆止弁が３つ以上の放射立部にある長穴を形成する周囲部材が連結されて構成されることで、可動する放射立部の強度を強くして弁強度の向上となり、仮に吐出口から逆流が生じても放射立部の破損や倒れが起こらずに十分に逆流を阻止することができ、よって吐出口に至る流路に逆流阻止用の逆止弁を設たり、またそれに代わってオリフィスを設ける必要もない。
【００２１】
請求項４の発明によれば、逆止弁の可動する放射立部が３つ以上の長穴を持っていて、それを構成する周囲部材が一つに連結していることで強度を強くして耐久性の向上を図ることができる。
また、３つ以上の長穴を有しているので開口面積をベース部の制限される直径にあっても、大きくとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１はこの発明の電磁ポンプの断面図である。
【図２】図２は電磁ポンプに組込まれている逆止弁の斜視図である。
【図３】図３は同上逆止弁を示し、ａが平面図、ｂが正面図、ｃが底面図である。
【図４】図４は同上の逆止弁の図３ａのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図５は逆止弁の他の変形例で、４つの長穴を持つ平面図である。
【図６】図６は逆止弁の他の変形例で、５つの長穴を持つ平面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２３】
図１において、例えば人体洗浄便座に用いられる脈動付加用の電磁ポンプ１が示され、該電磁ポンプ１は、人体洗浄便座に図１に示す横置き状態から吸入口７が上がり、吐出口１１が下がる３０度程の傾斜設置されており、鉄などの磁性材で製造されたケース２内にパルス電流が印加される電磁コイル３を備え、その電磁コイル３は樹脂製のボビン４に電線が巻回されて構成され、ボビン４の中心を貫通して形成された貫通孔には、非磁性材より成るガイドパイプ６が嵌挿され、電磁コイル３に囲繞されている。
【００２４】
このガイドパイプ６には、その左方に吸入口７を有する吸入通路８を有する吸入継手部材９が接続され、また右方に吐出口１１を有する吐出通路１２を有する吐出継手部材１３が接続され、下記するプランジャ１６が配置されるプランジャ作動室１７が構成されている。
【００２５】
プランジャ１６は、磁性材により作られ、プランジャ作動室１７内に、右ばね１８と左ばね１９とに支持され、該プランジャ作動室１７は右ばね室１７ａと左ばね室１７ｂとに分けられている。このプランジャ１６には、軸方向に通孔２２が穿設され、前記右ばね室１７ａと左ばね室１７ｂとの間を連通している。２０は磁気ロッドで、軸方向に軸心孔２１を穿っている。前記吸入口７には、水道等の水の供給源（１１０ｋＰａ程の圧力を持っている。）に接続されるが、その通路に温水ヒータ３３、電磁弁３４、通気開閉弁３５等が順次接続される。また前記吐出口１１には、その下流にノズル３７を接続している。
【００２６】
また、このプランジャ１６内の通孔２２に、この発明の重要な構成要素となる逆止弁２４が配されている。この逆止弁２４は、ゴム、樹脂などの弾性材から作られ、そして図２、図３、図４に図示されている。
【００２７】
図２、図３、図４において、逆止弁２４は、円形の２段の段部２５ａ，２５ｂを持つベース部２５を有し、底面に開口の穴２６を有している。このベース部２５に、それに対し垂直に立設する縦形の弁作用を行う放射立部２７を設けている。この放射立部２７は、平面から見て中心より放射方向に１２０度間隙で伸びる３つの偏平の長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃを備え、この長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃは、周囲を均一な厚みを持つ周囲部材３０が連結されて無端となり、且つ均一の穴巾を持つように屈曲されて形成されている。そして長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃは、その基部にてつながっていて、花びらのような形となり、当出願人は当該逆止弁を花びら弁と称している。前記長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃは前記穴２６と連通している。
【００２８】
それから、この放射立部２７の長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃは、常開となっていて、それらを挟む圧力差によって開閉される可動部となっている。ちなみに、ベース部２５の直径が６ｍｍ程の上に立つ放射立部２７の高さ（Ｌ）が３ｍｍ程、長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃは、その穴巾（Ｗ）が０．６ｍｍ程となっている。この放射立部２７の高さ３ｍｍは、実験の結果から得られたもので、ちなみにこれより短いと硬く、また長いとバルブ倒れによる閉止性能にバラつきが大きくなる欠点を持っていた。長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃは３つあるため、特許文献２の一直線のダックビル弁の開口よりも、その面積は１.３倍程大きくなっている。このため長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃの穴巾は小さくすることができ、０．６ｍｍ程で良く、特許文献２のダックビル弁の開口の穴巾よりも小さくなって、閉止完了時間が短くできる。
【００２９】
また、逆止弁２４の放射立部２７は、長穴２９ａの頂部と長穴２９ｂの頂部の間、長穴２９ｂの頂部と長穴２９ｃの頂部の間、長穴２９ｃと長穴２９ａの頂部の間が圧力を受ける受圧面３１ａ，３１ｂ，３１ｃとなっていて、縦形でベース部２５を支点として可動する構成となっており、３面のため自由可動受圧面積が増大されている。ちなみに、２面のダックビル弁よりも３倍程に大きくとれることになって、開閉作用の応答性を良くしている。
【００３０】
さらに、逆止弁２４は、垂直に立設する縦形の放射立部２７を持っており、且つ３つの長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃを形成する均一な厚みを持つ周囲部材が連結されていることで可動部の強度を強くして機械的強度も増加し、耐久性の向上となっているため、吐出口からの逆流の阻止弁としての機能を果たすことができる。
【００３１】
なお、逆止弁２４は、３つの長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃを有しているが、図５に示すように、４つの長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄを持つものや、図６に示す５つの長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，２９ｅを持つ変形例でも良い。その他の構成は同一のため同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
アキュームレータ３９は、前記吸入通路８に開口するダイヤフラム４０を有し、吸入継手部材９に接続されている。４１はアキュームレータ本体、４２はダイヤフラム押えプレートである。このアキュームレータ３９は、電磁ポンプ１と別体構成であるためメンテナンスに有効である。
【００３３】
上述の構成において、電磁ポンプ１は、人体洗浄便座に図１に示すような横置き状態から吸入口７が上で、吐出口１１が下に３０度程の傾斜設置されており、電源が投入されておらず、停止時には、電磁ポンプ１は図１の状態、逆止弁２４は図２、図３に示す状態となっている。即ち、逆止弁２４の長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃは開かれ、内部に残留する液体は高低差により、長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃを通り、ノズル３７より外部に排出される。
【００３４】
静的加圧された液体（温水）が供給された後、パルス電流（５０Ｈｚ前後、周期２０ｍｓｅｃ程）が電磁ポンプ１に印加されると電磁コイル３の励磁により、プランジャ１６は、右ばね１８に抗して吐出口側へ移動する。これにより左ばね室１７ｂの容積は拡大し、該左ばね室１７ｂ内に外部の水供給源から自ら有する圧力（１１０ｋＰａ程）により液体（温水）が流入する。それと同時に右ばね室１７ａの容積は縮小し、両室内の圧力差から逆止弁２４は閉じられ、該右ばね室１７ａ内の液体（温水）に対し加圧作用が行われる。
所定の圧力（１１０ｋＰａ程）で供給される液体は、最高で１６０ｋＰａ程に昇圧される。
【００３５】
電磁コイル３が消磁されると、プランジャ１６は、圧縮されていた右ばね１８の反発エネルギーにより戻され、前記状態とは逆に左ばね室１７ｂ内の液体が右ばね室１７ａ内に流入する。この際に吐出口により圧力は最低となり数１０ｋＰａまで落ち込む。このように、プランジャ１６は、供給されるパルス電流により、往復動を繰り返し、液体に脈動作用を重畳せしめている。
【符号の説明】
【００３６】
１      電磁ポンプ
３      電磁コイル
６      ガイドパイプ
７      吸入口
９      吸入継手部材
１１    吐出口
１３    吐出継手部材
１６    プランジャ
１８    右ばね
１９    左ばね
２０    磁気ロッド
２４    逆止弁
２７    放射立部
２９ａ，２９ｂ，２９ｃ    長穴
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ    受圧面
３３    温水ヒータ
３７    ノズル
３９    アキュームレータ  
【要約】
【課題】人体を洗浄用のノズルから噴射する液体に脈動作用を与える電磁ポンプにおいて、開口部の面積を大きく取れるようにし、残留液の流れの改善を図ると共に、閉止までの応答性の向上や耐久性の高い逆止弁を得て、この逆止弁が組込まれた電磁ポンプの吐出口までの流路に逆流防止弁やオリフィスを持たない電磁ポンプを提供すること。
【解決手段】電磁コイル３に囲繞されたガイドパイプ６内に、右ばね１８と左ばね１９とで支えられたプランジャ１６が配されている。このプランジャ１６に設けられた逆止弁２４が前記電磁コイル３に印加されるパルス電流により往復動され、静的加圧された液体を吸入口７より流入し、吐出口１１より脈動加圧された液体を吐出させる電磁ポンプ１を備え、前記逆止弁２４が、平面から見て円形の中心の穴を持つベース部２５とそれから立ち上がり放射方向に伸びる３つの長穴２９ａ，２９ｂ，２９ｃを有する放射立部２７とより成っている。
【選択図】      図１【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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