(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水された洗浄水を人体洗浄ノズルから人体局部に向けて吐水する衛生洗浄装置であって、
前記人体洗浄ノズルは、流入路と、導入路と、吐出口を有するノズル噴出部と、を備え、前記流入路と前記導入路の一方とは、絞り部を有する方向転換部を介して接続され、
前記ノズル噴出部は、前記導入路の他方と接続されるとともに、前記導入路と前記吐出口とにより流路断面が急縮小された急縮小流路から構成され、
前記ノズル噴出部は、前記吐出口の直径Ｄと前記吐出口の流路長さＬとのアスペクト比Ｌ／Ｄを０．２５から０．７５に設定される衛生洗浄装置。
【請求項２】
前記方向転換部は、前記流入路と前記導入路を流れる前記洗浄水の通流方向を、略直角に転換する請求項１に記載の衛生洗浄装置。
【請求項３】
前記導入路に接続される前記ノズル噴出部の前記吐出口の流入部は、前記流入部の外方から前記吐出口の内周壁に向かう角を鋭角に形成した請求項１に記載の衛生洗浄装置。
【請求項４】
前記吐出口の前記流入部に、前記導入路側に向かって突出するバリを設けた請求項３に記載の衛生洗浄装置。
【請求項５】
前記方向転換部側の前記導入路に、前記流入路から前記絞り部を介して流入する前記洗浄水の流れを乱す乱れ発生部を設けた請求項１に記載の衛生洗浄装置。
【請求項６】
前記乱れ発生部は、前記導入路の底部から前記吐出口に向かって設けられる突起で構成される請求項５に記載の衛生洗浄装置。
【請求項７】
前記突起は、角柱形状で構成される請求項６に記載の衛生洗浄装置。
【請求項８】
前記突起の上面は、前記絞り部側から離れるにしたがって下方に傾斜している請求項６または請求項７のいずれか１項に記載の衛生洗浄装置。
【請求項９】
前記突起の上面の位置は、前記方向転換部を構成する前記流入路の最下部から、前記流入路と前記絞り部との間隔の２倍の範囲の高さで設けられる請求項６に記載の衛生洗浄装置。
【請求項１０】
前記人体洗浄ノズルの上流に脈動ポンプを備えた請求項１に記載の衛生洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から貯湯式の衛生洗浄装置においては、省エネルギーや使用持続時間の確保などの観点から、温水洗浄の洗浄流量を抑える傾向にある。そのため、温水洗浄時の最大流量が、従来の１．０Ｌ／ｍｉｎ前後から０．６Ｌ／ｍｉｎ前後にまで低下している。
【０００３】
また、瞬間式の衛生洗浄装置においては、熱交換器のヒータへの電気入力の制限から、最大洗浄流量が０．５Ｌ／ｍｉｎ前後に設定されている。そこで、流量が少なくても洗浄効果と洗浄感を確保するために、脈動ポンプや空気ポンプなどを使用していた。この場合、脈動ポンプなどに高い圧力が要望されるため、脈動効果の高い特殊なポンプが必要であった。
【０００４】
近年、瞬間式や貯湯式の衛生洗浄装置における洗浄流量が接近してきている。そのため、瞬間式の衛生洗浄装置と同様な脈動ポンプや空気ポンプを、貯湯式の衛生洗浄装置に導入すれば、性能的には問題がなくなる、しかし、コスト的な問題やスペース的な制約から、貯湯式の衛生洗浄装置においては、ノズル噴出部単体で脈動を効果的に発生させる必要がある。
【０００５】
また、瞬間式の衛生洗浄装置においても、ノズル噴出部に脈動を発生させる機能を持たせて、脈動ポンプの負荷を低減することにより、さらに低コストの脈動ポンプの使用が要望されていた。
【０００６】
従来、ノズル噴出部で脈動を発生させる方法として、最大流量が１．０Ｌ／ｍｉｎの場合、流体素子を応用した噴流部を備えた温水洗浄便座装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、特許文献１の温水洗浄便座装置の場合、洗浄流量が０．６Ｌ／ｍｉｎ前後まで下げると、流路を非常に狭い構成にする必要がある。そのため、流体素子の動作や応答速度などの制約により実用されていなかった。
【０００７】
そこで、洗浄流量が少流量でも、洗浄効果と洗浄感の向上に効果のある噴流に脈動を与える方法として、例えば内燃機関の燃料噴射弁に使用されている噴出口径の小さな、急縮小流路を使用したノズルがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
特許文献２に記載の急縮小流路を使用したノズルは、縮流部に発生する負圧により、キャビテーションが生じる。そして、発生したキャビテーションは、ノズル噴出口の穴全域に広がって、スーパーキャビテーションを発生する。これにより、液体と気体とが激しく混合して、流体の霧化を大幅に促進している。つまり、特許文献２に記載の急縮小流路を使用したノズルは、液体と気体とをノズル噴出口の中で強力に混合させる技術としては有用である。
【０００９】
しかし、特許文献２に記載の燃料噴射弁に用いられる急縮小流路を使用したノズルは、キャビテーションが確実に発生するように噴流の流速が少なくとも１０ｍ／ｓｅｃ以上の流速域で使用して流体を霧化することを前提としている。そのため、洗浄水の流速が１０ｍ／ｓｅｃ前後が最大流速で、洗浄流量が少流量の衛生洗浄装置の場合、キャビテーションの作用のみでは、洗浄水の噴流をある程度の大きさの水塊に分断できない。そのため、洗浄流量が少ない場合、高い洗浄効果や優れた洗浄感が得られないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１２０１４１号公報
【特許文献２】特開２００３−８３２０５号公報
【発明の概要】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、給水された洗浄水を人体洗浄ノズルから人体局部に向けて吐水する衛生洗浄装置であって、人体洗浄ノズルは、流入路と、導入路と、吐出口を有するノズル噴出部と、を備える。そして、流入路と導入路の一方とは、絞り部を有する方向転換部を介して接続され、ノズル噴出部は、導入路の他方と接続されるとともに、導入路と吐出口とにより流路断面が急縮小された急縮小流路から構成される。
【００１２】
この構成によれば、人体洗浄ノズルの流入路と導入路を接続する方向転換部に絞り部を設ける。これにより、流入路から方向転換部に注入される洗浄水の流速が絞り部で速くなる。そして、流速の速い状態で、洗浄水が導入路２２の内壁面２２ａに衝突するとともに、流れる方向が転換されることにより、洗浄水に渦などの流れの乱れを生成する。その結果、洗浄水の噴流に、高い脈動効果を付与して、ノズル噴出部の吐出口から洗浄水を噴出できる。
【００１３】
また、急縮小流路を構成するノズル噴出部により、ノズル噴出部に流入する洗浄水は、吐出口から縮流した状態で噴出する。このとき、ノズル噴出部において、吐出口に向かって、縮流した洗浄水の噴流外周と吐出口の内周壁に空間が形成される。そして、洗浄水の噴流外周と吐出口の内周壁で構成される空間に、外部から空気が流入して、縮流した噴流外周外の洗浄水と空気により渦が発生し、洗浄水と空気が混合する。このとき、洗浄水と空気との混合現象は一様にならないため、空気と洗浄水が混合された塊となって流出する。これにより、ノズル噴出部の吐出口から噴出する洗浄水に、脈動を付与できる。その結果、洗浄水が少流量の場合でも、高い洗浄効果と洗浄感に優れた衛生洗浄装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における衛生洗浄装置を装着したトイレ装置の斜視図である。
【図２】図２は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置の遠隔操作装置の正面図である。
【図３】図３は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置の本体部の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルの要部断面図である。
【図５】図５は、図４の人体洗浄ノズルにおけるノズル噴出部を拡大した断面図である。
【図６】図６は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置のノズル噴出部の吐出口の半径（Ｄ／２）と流路長さＬとのアスペクト比Ｌ／Ｄが０．５前後の場合の作用を説明する図である。
【図７】図７は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置のノズル噴出部の吐出口のアスペクト比Ｌ／Ｄが１を越える場合の作用を説明する図である。
【図８】図８は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置のノズル噴出部の吐出口のアスペクト比Ｌ／Ｄが０．２５より小さい場合の作用説明図である。
【図９】図９は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルにおけるアスペクト比Ｌ／Ｄと噴流の荷重変動幅との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルにおけるアスペクト比Ｌ／Ｄと圧力損失の特性図である。
【図１１】図１１は、図４の人体洗浄ノズルにおけるノズル噴出部の吐出口の流入部の角を鋭角とした拡大断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２に係る衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルの縦断面図である。
【図１３】図１３は、図１２の人体洗浄ノズルにおける噴流の荷重変動幅を示すグラフである。
【図１４】図１４は、同実施の形態に係る人体洗浄ノズルの別の例における縦断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態３に係る脈動ポンプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る衛生洗浄装置およびトイレ装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における衛生洗浄装置およびそれを備えたトイレ装置について、図１を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態１における衛生洗浄装置を装着したトイレ装置の斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態のトイレ装置１０００は、少なくとも衛生洗浄装置１００と便器７００と入室検知センサ６００などから構成され、便器７００上に衛生洗浄装置１００が装着されている。
【００１９】
衛生洗浄装置１００は、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００および蓋部５００などにより構成される。本体部２００は、正面上部に設けられる着座センサ６１０と制御部４で制御される洗浄水供給機構（図３参照）を内蔵し、便座部４００および蓋部５００が開閉自在に取り付けられる。着座センサ６１０は、例えば反射型の赤外線センサなどで構成され、人体から反射された赤外線を検出して、便座部４００上の使用者の存在の有無を検知する。
【００２０】
また、本体部２００に内蔵された洗浄水供給機構の一方は、本体部２００の正面下部に設けられる便器ノズル４０に接続され、他方は水道配管に接続される。なお、図１では、便器ノズル４０が便器７００の内側に突出している状態で示している。これにより、洗浄水供給機構は、水道配管から供給される洗浄水を便器ノズル４０に供給する。そして、便器のプレ洗浄の場合は、供給された洗浄水を便器ノズル４０から便器７００の内面の広い範囲に噴出し、便器の後部洗浄の場合は、便器ノズル４０から便器７００の内面の背面側に洗浄水を噴出する。
【００２１】
さらに、本体部２００に内蔵された洗浄水供給機構は、人体洗浄ノズルであるおしりノズル１やビデノズル２、およびノズル洗浄用ノズル３からなるノズル部２０（図３参照）に接続されている。これにより、洗浄水供給機構は、水道配管から供給される洗浄水をノズル部２０に供給する。そして、供給された洗浄水は、おしりノズル１やビデノズル２などのノズル部２０から使用者の局部に噴出される。また、ノズル部２０のノズル洗浄用ノズル３に供給された洗浄水は、ノズル部２０のおしりノズル１やビデノズル２などに噴射され、それらを洗浄する。
【００２２】
遠隔操作装置３００は、複数のスイッチを有し、例えば便座部４００上に着座する使用者が操作可能な場所に取り付けられる。
【００２３】
入室検知センサ６００は、例えば反射型の赤外線センサなどで構成され、トイレットルームの入口などに取り付けられる。そして、入室検知センサ６００は、人体から反射された赤外線を検出した場合に、トイレットルーム内に使用者が入室したことを検知する。
【００２４】
また、本体部２００の制御部４（図３参照）は、遠隔操作装置３００、入室検知センサ６００および着座センサ６１０から送信される信号に基づいて、衛生洗浄装置１００の各部の動作を制御する。
【００２５】
以下に、本実施の形態における衛生洗浄装置１００の遠隔操作装置３００の構成について、図２を用いて説明する。
【００２６】
図２は、同実施の形態における衛生洗浄装置の遠隔操作装置の正面図である。
【００２７】
図２に示すように、遠隔操作装置３００は、コントローラ本体部３０１の上部に設けられたワイド洗浄スイッチ３０５、リズム洗浄スイッチ３０６、水勢設定スイッチ３０７、３０８、ムーブ洗浄スイッチ３０９、洗浄位置設定スイッチ３１０、３１１と、コントローラ本体部３０１の下部に設けられた洗浄動作の停止を指示する停止スイッチ３０２、おしりスイッチ３０３、ビデスイッチ３０４を備えている。
【００２８】
そして、図１に示すように、まず、使用者が遠隔操作装置３００の各スイッチを操作すると、遠隔操作装置３００から本体部２００に各スイッチに応じた所定の信号が、例えば無線送信される。本体部２００の制御部４（図３参照）は、受信した信号に基づいて本体部２００および便座部４００の各構成部の動作を制御する。例えば、使用者がおしり洗浄ボタン３０３またはビデ洗浄ボタン３０４を押下操作した場合、制御部４はおしりノズル１またはビデノズル２などの本体部２００のノズル部２０を移動して洗浄水を噴出して、使用者の局部を洗浄する。
【００２９】
以下に、本実施の形態の衛生洗浄装置１００の本体部２００における給水系および制御系の構成と作用について、図３を用いて説明する。
【００３０】
図３は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置の本体部の構成を示す模式図である。
【００３１】
図３に示すように、衛生洗浄装置１００の本体部２００は、制御部４、分岐水栓５、ストレーナ６、電磁弁７、大気開放部８、定流量弁９、熱交換器１２、温度センサ１３ａ、１３ｂ、水ポンプ１４、バッファタンク１５、切替弁１６、ノズル部２０、バキュームブレーカ３１、便器ノズル４０および便器ノズルモータ４０ｍなどから構成されている。また、本体部２００のノズル部２０は、上述したようにおしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３から構成され、切替弁１６は切替弁モータ１６ｍを含んでいる。
【００３２】
また、図３に示すように、水の供給源である水道配管２０１に分岐水栓５が介挿され、人体洗浄ノズルであるおしりノズル１、ビデノズル２に到る人体洗浄水流路２０２に接続される。そして、人体洗浄水流路２０２には、ストレーナ６、定流量弁９、電磁弁７、バキュームブレーカ３１およびリリーフ弁５１を備えるタンク８ａを有する大気開放部８、温度センサ１３ａ、熱交換器１２、温度センサ１３ｂ、水ポンプ１４、バッファタンク１５、切替弁１６が、分岐水栓５から順に介挿されている。
【００３３】
さらに、人体洗浄水流路２０２から切替弁１６によって分岐された便器洗浄水流路２０５の端部には、便器ノズル４０が接続されている。そして、便器ノズル４０ｍには、便器ノズルモータ４０ｍが取り付けられている。
【００３４】
つぎに、衛生洗浄装置１００の本体部２００における洗浄水の流れおよび制御部４による本体部２００の各構成部の制御について、図３を用いて説明する。
【００３５】
まず、図３に示すように、水道配管２０１を流れる水道水が、洗浄水として分岐水栓５によりストレーナ６に供給される。そして、洗浄水に含まれるごみや不純物などが、ストレーナ６により除去される。
【００３６】
つぎに、制御部４は電磁弁７を制御して、洗浄水の供給状態を切り替える。このとき、作用水圧によってオリフィス径が変化するゴム製の可変オリフィスからなる定流量弁９を通過して、人体洗浄水流路２０２内を流れる洗浄水の圧力が減圧される。
【００３７】
つぎに、電磁弁７で制御された洗浄水は、以下で詳細に説明する大気開放部８を経由して、熱交換器１２に供給される。
【００３８】
つぎに、熱交換器１２は、人体洗浄水流路２０２内を通して供給される洗浄水を、例えば４０℃などの所定の温度に加熱する。このとき、熱交換器１２と接続される水ポンプ１４は制御部４により駆動制御され、水ポンプ１４の作動速度に応じた流量の洗浄水が人体洗浄ノズルであるおしりノズル１またはビデノズル２から吐出される。そのため、熱交換器１２の加熱動作は、温度センサ１３ａ、１３ｂにより計測された計測温度値および水ポンプ１４によるコントロール流量に基づいて、制御部４により制御される。
【００３９】
つぎに、熱交換器１２により加熱された洗浄水は、水ポンプ１４によりバッファタンク１５を通して切替弁１６に圧送される。そして、切替弁１６は、制御部４により人体洗浄ノズルであるおしりノズル１またはビデノズル２、またはノズル洗浄用ノズル３に切替制御する。また、切替弁１６は、便器のプレ洗浄および便器の後部洗浄などのために、便器ボール表面に吐出する便器ノズル４０に切替制御する。
【００４０】
このとき、バッファタンク１５は、加熱された洗浄水の温度緩衝部として作用する。つまり、切替弁１６に圧送される洗浄水の温度むらの発生を抑制する。なお、熱交換器１２とバッファタンク１５との合計の容量は、１５ｃｃ〜３０ｃｃであることが好ましく、２０ｃｃ〜２５ｃｃであることがさらに好ましい。例えば、瞬間式の衛生洗浄装置の場合、噴出する流量が５００ｃｃ／ｍｉｎの設定において、熱交換器１２およびバッファタンク１５の容量は応答遅れの要素となる。そのため、熱交換器１２およびバッファタンク１５の容量が２５ｃｃの場合、応答遅れへの影響は、５％（２５／５００）程度で、時間に換算すると約３秒程度の影響となる。しかし、ノズルから吐出する洗浄水の吐出時間は、通常１０秒以内で作動するため、熱交換器などによる応答遅れの時間が３秒以内であれば、充分吸収できるので、容量としては上記の範囲であれば問題ない。
【００４１】
つぎに、制御部４は切替弁モータ１６ｍの動作を制御し、切替弁１６を、おしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３、または便器ノズル４０のいずれかに切り替えて、バッファタンク１５を介して、水ポンプ１４から圧送された洗浄水を供給する。これにより、おしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３、便器ノズル４０のいずれかから洗浄水が噴出する。
【００４２】
なお、おしりノズル１およびビデノズル２は、使用者の局部の洗浄を行うために用いられる。ノズル洗浄用ノズル３は、おしりノズル１およびビデノズル２の、便器７００内に突出する部分を洗浄するために用いられる。さらに、便器ノズル４０は、便器内を洗浄するために用いられる。
【００４３】
以下に、本実施の形態の衛生洗浄装置に設けられる人体洗浄ノズルの構成と動作について、図４と図５を用いて説明する。
【００４４】
図４は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルの要部断面図である。図５は、図４の人体洗浄ノズルにおけるノズル噴出部を拡大した断面図である。
【００４５】
図４に示すように、本実施の形態の人体洗浄ノズル１は、モータ駆動機構（図示せず）により、洗浄時には衛生洗浄装置１００の本体部２００内から便器７００内に突出し、洗浄後には後退して本体部２００内に収納するように駆動されるように構成されている。なお、図４は、モータ駆動機構などは省略して、人体洗浄ノズル１の先端部分のみを示している。
【００４６】
また、図４に示すように、１つの人体洗浄ノズル１内に、おしりノズル１とビデノズル２を設けて構成されている。
【００４７】
以下では、本実施の形態のポイントである人体洗浄ノズルのおしりノズル１の構成と動作について、詳細に説明する。
【００４８】
図４に示すように、本実施の形態のおしりノズル１は、少なくとも流入路２１と、導入路２２と、吐出口２３を有するノズル噴出部２６と、絞り部２５ａを有する方向転換部２７とから構成されている。
【００４９】
流入路２１は、図３に示す洗浄水供給機構から洗浄水を方向転換部２７に供給する。
【００５０】
方向転換部２７は、流入路２１と、流入路２１に対して略直角（直角を含む）方向に配置された導入路２２の一方側と接続するように構成され、洗浄水の流れる方向を転換する。さらに、方向転換部２７の絞り部２５ａは、流入路２１から供給される洗浄水の流路を絞ることにより流速を高めて、導入路２２の内壁面２２ａに洗浄水を衝突させる。
【００５１】
導入路２２は、方向転換部２７の絞り部２５ａで流速が高められた洗浄水をノズル噴出部２６に導く。このとき、導入路２２の底部２２ｂは、方向転換部２７の流入路２１の最下部２１ａより低くすることが好ましい。これにより、導入路２２に流入する洗浄水に効果的に乱れを発生させることができる。
【００５２】
ノズル噴出部２６は、導入路２２の他方側と接続される流入部２３ｂと出口部２３ａとを有する吐出口２３から構成されている。そして、図５に示すように、例えば直径３ｍｍの導入路２２から、直径１．３ｍｍの吐出口２３の流入部２３ｂを介して、以下で説明する流路断面が急縮小された急縮小流路を構成している。このとき、ノズル噴出部２６の吐出口２３は、吐出口２３の流入部２３ｂ側から出口部２３ａ側までの吐出口２３の流路長さＬと吐出口２３の直径Ｄとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が、０．２５から０．７５に、好ましくは０．４から０．７になるように設定して形成されている。
【００５３】
上記により、本実施の形態のおしりノズル１が構成され、洗浄水供給機構からの洗浄水が、流入路２１、方向転換部２７および導入路２２を経て、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａから噴出して、人体の局部を洗浄する。
【００５４】
つぎに、本実施の形態の人体洗浄ノズルのノズル噴出部において、吐出口の流路長さＬと吐出口の直径Ｄとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を、０．２５から０．７５に設定することによる作用・効果および設定する理由について、図６から図８を用いて説明する。
【００５５】
図６は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置の吐出口の半径（Ｄ／２）と流路長さＬとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．５前後の場合の作用・効果を説明する図である。図７は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置のノズル噴出部の吐出口のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１を越える場合の作用・効果を説明する図である。図８は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置のノズル噴出部の吐出口のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．２５より小さい場合の作用・効果を説明する図である。
【００５６】
まず、図６に示すように、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．５を中心に、０．２５から０．７５の場合、レイノルズ数などによりある程度変化するが、図中の縮流曲線２８で示す吐出口２３の流入部２３ｂの角２３ｃを起点として生ずる洗浄水の縮流した噴流外周の最小径部２８ａ（流速最大部）が、吐出口２３の出口部２３ａの位置と略一致（一致を含む）する。なお、洗浄水の縮流した噴流外周の最小径部２８ａでは、洗浄水の流速は最大となる。これは、導入路２２から吐出口２３に至る部分で流路断面が急縮小され急縮小流路となることに起因するものである。
【００５７】
このとき、図６に示すように、吐出口２３の流入部２３ｂから出口部２３ａにかけて形成される洗浄水の縮流部の洗浄水の噴流外周と、吐出口２３の内周壁２３ｄとの間に空間ｓが形成される。そして、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａにおいて、洗浄水の噴流外周と吐出口２３の内周壁２３ｄで構成される空間ｓが最大となる。
【００５８】
なお、縮流部の流線は図６に示すように、縮流開始（角２３ｃ）から吐出口２３の直径（Ｄ）の半分程度の距離で縮流は飽和状態となり、縮流流速が最大となることが知られている。つまり、吐出口２３の直径（Ｄ）の半分程度の位置で、縮流流速と負圧量が最大となる。そのため、吐出口２３の洗浄水の縮流部で発生する洗浄水の負圧部へ流入する空気の開口面積は最大となる。これにより、縮流と吐出口２３の内周壁２３ｄとの間に発生する渦２９の中心までの、吐出口２３の出口部２３ａからの距離が最小になる。その結果、吐出口２３の出口部２３ａの開口から空間ｓに空気が流入しやすくなり、流入した空気は洗浄水の噴流に取り込まれる。
【００５９】
そして、洗浄水の噴流中に取り込まれた空気は、噴流の体積を増加させる。これにより、洗浄水の噴流の径は、取り込まれた空気により大きくなる。
【００６０】
このとき、本実施の形態では、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａにおいて、洗浄水の噴流外周と吐出口２３の内周壁２３ｄとで構成される空間ｓが最大となるように、所定のアスペクト比でノズル噴出部２６を構成している。そのため、洗浄水の噴流外周は、空間ｓに広がることができるとともに、空気を噴流中に取り込むことができる。これにより、人体洗浄ノズルからの洗浄水の噴流が少流量の場合でも、洗浄水を強い洗浄感が得られる大きさの水塊に分断して、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａから洗浄水を噴出できる。このとき、分断された水塊により、洗浄水の脈動噴流による被洗浄部に衝突する噴流の荷重変動幅が大きくなる。その結果、人体洗浄ノズルからの噴出する洗浄水が少流量でも、高い洗浄効果と優れた洗浄感が得られる衛生洗浄装置を実現できる。
【００６１】
また、図６に示すように、洗浄水の縮流した噴流外周と、ノズル噴出部２６の吐出口２３の内周壁２３ｄとで形成される空間ｓには、縮流した噴流から分離された洗浄水と、空間ｓに外部から取り込まれた空気により渦２９が発生する。そして、発生した渦２９による低圧部に、さらに空気が取り込まれて、洗浄水と混合する。このとき、洗浄水と空気との混合現象は一様に行われないので、空気と水が混合された塊が、脈動して、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａから噴出する。これにより、さらに洗浄水を強い洗浄感が得られる大きさの水塊に分断することができる。
【００６２】
また、特に、ノズル噴出部２６の吐出口２３に流入する洗浄水の流速が、例えば１３．５ｍ／ｓｅｃと十分に速い場合は、上記渦２９や、吐出口２３の流入部２３ｂの角２３ｃを起点としてキャビテーションなどが発生する。これにより、さらに大きな脈動を、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａから噴出する洗浄水に付与することができる。その結果、より高い洗浄効果と、さらに優れた洗浄感が得られる衛生洗浄装置を実現できる。
【００６３】
一方、図７に示すように、ノズル噴出部２６の吐出口２３のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を１以上でノズル噴出部２６を構成した場合、吐出口２３の流入部２３ｂで縮流した洗浄水の流れは、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１前後で、吐出口２３の内周壁２３ｄに再付着した流れとなる。また、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１より大きくなっても、洗浄水が吐出口２３の内周壁２３ｄに再付着した状態が継続される。
【００６４】
このとき、通常の燃料噴射弁で使用されている、例えば燃料の流速が数１０ｍ／ｓｅｃ以上の場合、ノズル噴出部２６の吐出口２３で大きな負圧が発生してキャビテーションが発生する。そのため、ノズル噴出部２６の吐出口２３内で、燃料である流体と、負圧により発生する燃料の蒸気が激しく混合して、流体が細かな液滴に分散し噴出することができる。
【００６５】
しかし、本実施の形態の衛生洗浄装置では、洗浄水の流速は１０ｍ／ｓｅｃ前後である。そのため、ノズル噴出部２６の吐出口２３の内周壁２３ｄに再付着した洗浄水の流れは、脈動が抑えられて安定した流れとなる。その結果、洗浄水の噴流の脈動効果が抑制されるため、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１を超えるノズル噴出部２６は、本実施の形態の衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルには適さない。さらに、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．７５を超えるノズル噴出部２６の場合においても、洗浄水の噴流外周が大きくなるため、流速が小さくなる。また、空間ｓの開口面積が小さくなるため、取り込まれる空気の量も少なくなる。そのため、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａから噴出する洗浄水の脈動圧の低下や、揺動性が低下し、洗浄効果や洗浄感が低下する。その結果、ノズル噴出部２６の吐出口２３のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を０．７５、より好ましくは０．７以下にすることが好ましい。
【００６６】
また、図８に示すように、ノズル噴出部２６の吐出口２３のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を０．２５より小さいノズル噴出部２６で構成した場合、吐出口２３の流入部２３ｂで縮流した洗浄水の流れは、縮流していく途中の状態で吐出口２３の出口部２３ａから噴出する。そのため、吐出口２３の出口部２３ａから噴出された後も、ある程度の距離まで、洗浄水の噴流が中心に集まり、噴流外周の径は小さくなるように縮流する。これにより、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａから噴出する洗浄水は、基本的に安定した挙動を示す。
【００６７】
しかし、洗浄水が、吐出口２３の流入部２３ｂから縮流を開始し、出口部２３ａから噴出するまでの流路長さＬ（距離）が短い。そのため、吐出口２３の流入部２３ｂの角２３ｃで剥離した洗浄水の流れによる、空間ｓに発生する渦２９が小さくなる。その結果、吐出口２３で形成される縮流部での負圧発生の減圧量は小さくなるため、キャビテーションも発生しにくい。
【００６８】
さらに、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａまでの空気の通路は、洗浄水が縮流を開始してからの距離が小さいため、狭くなる。その結果、空間ｓに取り込まれる空気の流入量も少なくなる。
【００６９】
つまり、ノズル噴出部２６の吐出口２３のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．２５より小さい場合、洗浄水の噴流が、脈動を発生しにくい状態となる。そのため、噴流の脈動効果が低く、本実施の形態の衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルには適さない。
【００７０】
以下に、上記で説明した、ノズル噴出部の吐出口の流路長さＬと吐出口の直径Ｄとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を変化させた場合の洗浄効果と洗浄感に影響を与える洗浄水の噴流の荷重変動幅について、図９を用いて説明する。
【００７１】
図９は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルにおけるアスペクト比（Ｌ／Ｄ）と噴流の荷重変動幅との関係を示すグラフである。なお、図中には、実測値（黒四角点）とその平均値（実線）を示している。
【００７２】
図９に示すように、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．５の近傍で荷重変動幅が最大で、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．２５から０．７５までの間において脈動効果が得られることがわかる。特に、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．４から０．７において、例えば４ｇｗ以上の高い荷重変動幅が得られることがわかる。なお、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．７５以上でも、大きな荷重変動幅が得られるが、上述したように、洗浄水の縮流量が少なく、流速が低下するため、洗浄効果や洗浄感が低下する。また、洗浄水の噴流外周が大きくなるため、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａから噴出する洗浄水の揺動性が低下する。そのため、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が０．７５以上のノズル噴出部２６の構成は好ましくない。
【００７３】
つぎに、上記で説明した、本実施の形態のノズル噴出部の吐出口の流路長さＬと吐出口の直径Ｄとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）において、脈動が発生する洗浄水の流量について、図１０を用いて説明する。
【００７４】
図１０は、同実施の形態に係る衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルの所定のアスペクト比Ｌ／Ｄに対する洗浄水の流量と圧力損失との関係を示す図である。なお、図１０は、人体洗浄ノズルのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を、０．５に設定した場合を例に示している。また、図中の実線は、本実施の形態の噴出する洗浄水の流量と圧力損失との検討結果を示している。一方、図中の破線は、噴出する洗浄水に脈動や分断が発生しない状態における流量と圧力損失との関係を示している。
【００７５】
図１０に示すように、人体洗浄ノズルのノズル噴出部から噴出する洗浄水の流速が５．２ｍ／ｓｅｃを超えると、圧力損失が少し増える傾向にあることがわかる。このとき、噴出する洗浄水の噴流を観察すると、上記の流速前後から噴流がやや白くなり、洗浄水の噴流中に空気の取り込みが始まることがわかる。
【００７６】
さらに、洗浄水の流速が増加するにしたがって、空気がさらに噴流中に取り込まれ噴流外周の径が大きくなる。そして、洗浄水の流速が７ｍ／ｓｅｃを超えると、空気を取り込んだ水塊が吐出口２３の出口部２３ａから分断して飛び出す。その結果、噴流の分断化による脈動が促進される。
【００７７】
つまり、本実施の形態の人体洗浄ノズルのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を、例えば０．２５から０．７５の所定の範囲に設定することにより、洗浄水の流量が０．６Ｌ／ｍｉｎでも充分に分断され、脈動状態で洗浄水を噴出できることがわかる。
【００７８】
以上で説明したように、本実施の形態の衛生洗浄装置のノズル噴出部２６の吐出口２３のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）は、０．２５から０．７５の範囲に設定することが好ましい。さらに、図９を用いて説明したように、特に、ノズル噴出部２６の吐出口２３のアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を０．４から０．７の範囲で設定することがより好ましい。これにより、少ない流量でも、洗浄水の脈動の荷重変動幅が大きくできるため、より高い洗浄効果と、さらに優れた洗浄感が得られる。
【００７９】
また、図６を用いて説明したように、ノズル噴出部２６の吐出口２３の流入部２３ｂの角２３ｃは、ノズル噴出部２６に流入する洗浄水を縮流させて吐出口２３の内周壁２３ｄから流れを剥離させる。そのため、後流で発生する渦２９の生成により洗浄水の噴流を脈動化させる上で重要である。そこで、本実施の形態では、角２３ｃの角度θは、吐出口２３の内周壁２３ｄから流入部２３ｂへ外方に向かって、略直角（直角を含む）に設ける。このとき、一般的に、角２３ｃには、加工などによりＲ形状が付きやすく、Ｒ形状は洗浄水の流れの剥離に影響を与える。そこで、本実施の形態では、吐出口２３の直径Ｄが、例えば１ｍｍの場合、角２３ｃのＲ形状を曲率半径が０．１ｍｍ以下となるように形成している。これにより、ノズル噴出部２６の吐出口２３の流入部２３ｂの角２３ｃで、洗浄水の流れを効果的に吐出口２３の内周壁２３ｄから分離することができる。そして、吐出口２３の内周壁２３ｄを流れる洗浄水の噴流に空気が混入され、洗浄水の噴流が分断されやすくなる。その結果、人体洗浄ノズルから噴出する洗浄水に、効果的に脈動効果を付与できる。
【００８０】
なお、本実施の形態では、ノズル噴出部２６の吐出口２３の流入部２３ｂの角２３ｃを略直角で形成した例で説明したが、これに限られない。例えば、図１１に示すように、吐出口２３の内周壁２３ｄから流入部２３ｂへ外方に向かう角２３ｃの角度θ（すなわち内周壁２３ｄと流入部２３ｂとがなす角２３ｃの角度θ）を、鋭角で形成してもよい。これにより、吐出口２３を、例えば樹脂成形品で形成する場合でも、吐出口２３の流入部２３ｂと内周壁２３ｄとの角２３ｃで、より確実に洗浄水の流れを、吐出口２３の内周壁２３ｄから剥離させることができる。また、吐出口２３の内周壁２３ｄに沿って形成される洗浄水の縮流部で発生する負圧部へ流入する空気の開口面積（空間ｓ）を最大にして、空気を流入しやすくできる。そのため、人体洗浄ノズルからの洗浄水の噴流が少流量の場合でも、洗浄水の噴流を強い洗浄感が得られる大きさの水塊に分断して、脈動効果を高めることができる。その結果、洗浄水が少流量でも、より高い洗浄効果とより優れた洗浄感を実現できる。
【００８１】
また、本実施の形態では、ノズル噴出部２６の吐出口２３の流入部２３ｂに角２３ｃを形成した例で説明したが、これに限られない。例えば、ノズル噴出部２６の吐出口２３の内周壁２３ｄに沿って、流入部２３ｂから導入路２２に向かって、バリなどによる突出部を設けてもよい。このとき、バリなどの突出部は、ノズル噴出部２６の吐出口２３を、例えばステンレスなどの板金の打ち抜き加工や、樹脂の成形加工することにより形成できる。そして、ノズル噴出部２６の吐出口２３の流入部２３ｂの角２３ｃに形成したバリにより、洗浄水の噴流が流入する流入部２３ｂに、より鋭角で鋭利なエッジを設けることができる。これにより、バリのエッジ部分で、より確実に、洗浄水の流れを、吐出口２３の内周壁２３ｄから剥離させることができる。また、吐出口２３の内周壁２３ｄに沿って形成される洗浄水の縮流部で発生する負圧部へ流入する空気の開口面積（空間ｓ）を最大にして、さらに空気が流入しやすくできる。そのため、人体洗浄ノズルからの洗浄水の噴流が少流量の場合でも、洗浄水の噴流を強い洗浄感が得られる大きさの水塊に分断して、脈動効果を高めることができる。その結果、洗浄水が少流量でも、より高い洗浄効果とより優れた洗浄感を付与できる。
【００８２】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルについて、図１２を用いて説明する。
【００８３】
図１２は、本発明の実施の形態２に係る衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルの縦断面図である。
【００８４】
図１２に示すように、本実施の形態は、人体洗浄ノズルの方向転換部２７を構成する導入路２２の底部２２ｂに、ノズル噴出部２６に向かって乱れ発生部２５を設けた点で、実施の形態１の衛生洗浄装置の人体洗浄ノズルとは異なる。なお、乱れ発生部２５は、方向転換部２７の近傍、あるいは導入路２２の方向転換部２７側に設けることが好ましい。また、他の構成や、作用・効果は、実施の形態１の衛生洗浄装置と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【００８５】
つまり、図１２に示すように、本実施の形態の乱れ発生部２５は、例えば角柱形状の突起で、導入路２２の底部２２ｂからノズル噴出部２６に向かって立設して設けられている。このとき、一例として、導入路２２の直径が３ｍｍの場合、乱れ発生部２５を構成する角柱形状の突起２５ｃは、例えば幅２ｍｍ（洗浄水の流入する方向と直交する方向）で、厚み１ｍｍ（洗浄水の流入する方向）で形成される。また、乱れ発生部２５を構成する角柱形状の突起の高さ（ノズル噴出部２６に向かう方向）は、突起２５ｃの上面２５ｃ１が方向転換部２７を構成する流入路２１の最下部２１ａから流入路２１と絞り部２５ａの最下部との間隔の２倍の範囲内で、ノズル噴出部２６に向かって設ける。
【００８６】
これにより、方向転換部２７を構成する絞り部２５ａで流速が高められた洗浄水は、導入路２２内に設けられた乱れ発生部２５を構成する突起２５ｃと衝突する。さらに、衝突した洗浄水は、突起２５ｃの背面側に回り込むなどにより、さらに激しく乱される。そして、乱された洗浄水は、急縮小流路を形成するノズル噴出部２６から、より効果的に分断された状態で噴出する。その結果、さらに、洗浄水の噴流の脈動効果を高めて、洗浄水の噴流が少流量の場合でも、より高い洗浄効果とより優れた洗浄感が得られる。
【００８７】
以下に、上記に示す乱れ発生部２５を設けた場合の作用・効果について、図１３を用いて説明する。
【００８８】
図１３は、図１２の人体洗浄ノズルにおける噴流の荷重変動幅を示すグラフである。なお、図１３は、比較のために、絞り部と乱れ発生部を設けず、急縮小流路を形成するノズル噴出部２６のみを有する人体洗浄ノズルの場合の噴流の荷重変動幅も、同時に図示している。
【００８９】
図１３に示すように、まず、絞り部２５ａにより、流量が増加すると流速も増加する。このとき、さらに乱れ発生部２５を設けると、噴流の荷重変動幅の振れ幅が流量の増加にともなって大きくなる。そのため、流量が多く流速の速い洗浄水の噴流は、荷重変動幅が大きくできるため、好ましい洗浄水の噴流を実現できる。
【００９０】
つまり、例え、使用者が設定する弱水流、すなわち流量が最小で流速が小さくなる条件に設定しても、まず、絞り部２５ａにより、洗浄水の流速をできるだけ速くできる。さらに、流速を高めた洗浄水を乱れ発生部２５にぶつけて、渦流などの乱れを発生させることにより、噴流の荷重変動幅の振れ幅が大きい脈動噴流を発生することができる。
【００９１】
一方、図１３に示すように、絞り部と乱れ発生部を設けず、急縮小ノズルを構成するノズル噴出口だけの場合でも、洗浄水の流量が多く流速が速ければ、急縮小部で発生するキャビテーションにより、脈動の大きな噴流を発生させることはできる。つまり、図１３に示す流量が０．７Ｌ／ｍｉｎを超えると、噴流の荷重変動幅が大きくなることがわかる。したがって、急縮小ノズルを構成するノズル噴出口の構成のみでも、流量を多くすれば、荷重変動幅の大きな洗浄水の噴流を得ることが可能となることがわかる。
【００９２】
しかし、流量が０．６Ｌ／ｍｉｎ以下の小流量で、荷重変動幅の大きな洗浄水の噴流を実現することは困難である。
【００９３】
以上で説明したように、本実施の形態によれば、方向転換部２７に乱れ発生部（図１３の突起２５ｃ）を設けた場合、絞り部と乱れ発生部を設けない場合と比較して、洗浄水の流量が増加するにしたがって、噴流の荷重変動幅を大きくできる。さらに、洗浄水の流量が、０．６Ｌ／ｍｉｎ以下でも高い荷重変動幅が得られることがわかる。これにより、洗浄水が少流量でも、洗浄水の噴流の脈動効果を高め、より高い洗浄効果とより優れた洗浄感を得ることができる。
【００９４】
なお、本実施の形態では、乱れ発生部２５を構成する突起２５ｃの上面が同じ高さである場合を例に説明したが、これに限られない。例えば、突起２５ｃの上面２５ｃ１は、絞り部２５ａ側から離れるにしたがって下方側（導入路２２の底部２２ｂ側）に傾斜させて設けてもよい。これにより、突起２５ｃに衝突した洗浄水を効果的に乱れさせることができる。
【００９５】
また、本実施の形態では、方向転換部２７を構成する導入路２２に乱れ発生部２５を構成する突起２５ｃを設けた例で説明したが、これに限られない。例えば、図１４に示すように、絞り部２５ａの上流に、突起２５ｂを設ける構成でもよい。これにより、上記乱れ発生部を設けずに、簡単な構成で、絞り部に流入する洗浄水の流速を速めることができる。その結果、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａから噴出する洗浄水の噴流の脈動効果を高めることができる。
【００９６】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における衛生洗浄装置について、図１５を用いて説明する。
【００９７】
図１５は、本発明の実施の形態３に係る脈動ポンプの断面図である。
【００９８】
図１５に示すように、本実施の形態の衛生洗浄装置は、水ポンプ１４を脈動ポンプ１４ａにした点で、上記各実施の形態の衛生洗浄装置とは異なる。なお、他の構成や、作用・効果は、上記各実施の形態の衛生洗浄装置と同じであるので、詳細な説明は省略する。また、脈動ポンプ１４ａを、容積型ポンプ１４ａで構成した例で説明する。
【００９９】
まず、本実施の形態の衛生洗浄装置の本体部に設けられる脈動ポンプである容積型ポンプの構成と動作について、図１５を用いて説明する。
【０１００】
図１５に示すように、容積型ポンプ１４ａは、少なくとも円柱状空間８２を有するポンプ本体部８１と、圧送ピストン８３と、モータ８６と、リンク機構８９などから構成されている。このとき、圧送ピストン８３により、ポンプ本体部８１の円柱状空間８２がポンプ室８２ａとポンプ室８２ｂとに分割される。
【０１０１】
ポンプ本体部８１の一方の側部には洗浄水の流入部８４が設けられ、他方の側部には洗浄水の流出部８５が設けられている。流入部８４は人体洗浄水流路２０２を介して熱交換器１２に接続され、流出部８５は人体洗浄水流路２０２を介して切替弁１６に接続される。
【０１０２】
そして、モータ８６の回転軸に取り付けられたギヤ８７と、リンク機構８９に連接されるギヤ８８とが噛み合うことにより、リンク機構８９を介して、モータ８６の回転運動が圧送ピストン８３の往復運動に変換される。つまり、モータ８６が回転すると、ギヤ８７、ギヤ８８、リンク機構８９を介して圧送ピストン８３が往復運動する。
【０１０３】
これにより、容積型ポンプ１４ａは、以下に示す動作を行う。
【０１０４】
まず、圧送ピストン８３が下方向に移動して、ポンプ室８２ａの容積が増加すると、ポンプ室８２ａの圧力が流入部８４よりも圧力が低くなる。そのため、熱交換器１２内の洗浄水が流入部８４ａからポンプ室８２ａに供給される。
【０１０５】
一方、圧送ピストン８３が上方向に移動して、ポンプ室８２ａの容積を減少さると、ポンプ室８２ａの圧力が流出部８５よりも圧力が高くなる。そのため、ポンプ室８２ａに供給された洗浄水が、流出部８５ａに吐出される。
【０１０６】
これにより、ポンプ室８２ａ内の洗浄水が流出部８５ａから吐出されるときに、ポンプ室８２ｂ内に流入部８４ｂから洗浄水が供給される。そして、ポンプ室８２ａ内の洗浄水が流入部８４ａから供給されるときに、ポンプ室８２ｂ内の洗浄水が流出部８５ｂから吐出される。
【０１０７】
つまり、圧送ピストン８３の上下運動により、ポンプ室８２ａまたはポンプ室８２ｂ内の洗浄水に対して交互に圧力が加えられる。また、圧送ピストン８３の往復する速度を１回転中で変化させることにより、流入部８４の洗浄水に周期的な脈動を与えることができる。このとき、洗浄水の脈動圧は、脈動時の最低圧力が容積型ポンプ１４ａの流入圧にほぼ等しくなる。一方、脈動圧の最高圧力は、容積型ポンプ１４ａの負荷、容積型ポンプ１４ａの容積変化の速度に対応した圧力となる。これにより、脈動圧が付与された洗浄水が、容積型ポンプ１４ａの流出部８５から吐出される。
【０１０８】
以上により、本実施の形態によれば、容積型ポンプ１４ａである脈動ポンプ１４ａにより、人体洗浄ノズル１の流入路２１、方向転換部２７、導入路２２を介してノズル噴出部２６に、予め脈動を付与された洗浄水が通流する。そのため、脈動する洗浄水により、方向転換部２７での渦などの洗浄水の乱れが促進される。これにより、急縮小流路を構成するノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａからの噴出する洗浄水の噴流に、より高い脈動効果を付与できる。
【０１０９】
また、従来の人体洗浄ノズルでは、洗浄効果と洗浄感を確保するために、強力で高価な脈動ポンプが必要であった。
【０１１０】
しかし、本実施の形態では、実施の形態１で説明したように、ノズル噴出部２６で洗浄水の噴流に脈動を付与できるので、脈動ポンプ１４ａに、より脈動圧力の小さな脈動ポンプ１４ａを用いることができる。そして、ノズル噴出部２６の吐出口２３の出口部２３ａから、好ましい洗浄感が得られる大きさの水塊に分断した洗浄水の噴流を効果的に噴出することができる。そのため、脈動ポンプ１４ａの負荷を低減して、低コストの脈動ポンプ１４ａを用いることができる。その結果、低コスト化が可能な衛生洗浄装置を実現できる。
【０１１１】
以上で説明したように、本発明は、給水された洗浄水を人体洗浄ノズルから人体局部に向けて吐水する衛生洗浄装置であって、人体洗浄ノズルは、流入路と、導入路と、吐出口を有するノズル噴出部と、を備える。そして、流入路と導入路の一方とは、絞り部を有する方向転換部を介して接続され、ノズル噴出部は、導入路の他方と接続されるとともに、導入路と吐出口とにより流路断面が急縮小された急縮小流路から構成される。
【０１１２】
この構成によれば、人体洗浄ノズルの流入路と導入路を接続する方向転換部に絞り部を設けている。これにより、流入路から方向転換部に注入される洗浄水の流速が絞り部で速くなる。そして、流速の速い状態で、洗浄水が導入路の内壁面に衝突するとともに、方向転換部により流れる方向が転換され、洗浄水に渦などの流れの乱れを生成する。その結果、洗浄水の噴流に、高い脈動効果を付与して、ノズル噴出部の吐出口から洗浄水を噴出できる。
【０１１３】
また、急縮小流路を構成するノズル噴出部により、ノズル噴出部に流入する洗浄水は、吐出口から縮流の状態で噴出する。このとき、ノズル噴出部において、吐出口に向かって、縮流した洗浄水の噴流外周と吐出口の内周壁に空間が形成される。そして、洗浄水の噴流外周と吐出口の内周壁で構成される空間に、外部から空気が流入して、縮流した噴流外周外の洗浄水と空気により渦が発生し、洗浄水と空気が混合する。このとき、洗浄水と空気との混合現象は一様ではないため、空気と洗浄水が混合された塊となって流出する。これにより、ノズル噴出部の吐出口から噴出する洗浄水に、脈動を付与できる。その結果、洗浄水が少流量の場合でも、高い洗浄効果と洗浄感の向上した衛生洗浄装置を実現できる。このとき、洗浄水の流速が十分に速い場合、キャビテーションが、渦や、ノズル噴出部の吐出口の流入部の角を起点として発生する。その結果、さらに大きな脈動を洗浄水に付与できる。
【０１１４】
さらに、ノズル噴出部の吐出口の出口部において急縮小流路により、洗浄水の縮流が最小径部となる。そして、洗浄水の噴流と、吐出口の内周壁との間に隙間が形成される。これにより、洗浄水の噴流は、吐出口の内周壁により吐出する方向が影響を受けない。その結果、洗浄水の噴流の吐出する方向（例えば、人体洗浄ノズルの突出する前後方向）に自由度を与えることができる。さらに、洗浄水の噴流外周と吐出口の内周壁で構成される空間に発生する渦は、時間的にも、空間的にも変動する。そのため、渦の変動にしたがって、洗浄水の噴流の吐出方向を揺動させる作用を与えることができる。
【０１１５】
また、本発明の衛生洗浄装置によれば、ノズル噴出部は、吐出口の直径Ｄと吐出口の流路長さＬとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を０．２５から０．７５に設定されてもよい。さらに、ノズル噴出部は、吐出口の直径Ｄと吐出口の流路長さＬとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を０．４から０．７に設定されてもよい。
【０１１６】
これらの構成により、ノズル噴出部の吐出口で生ずる縮流部の最小径部（流速最大部）を、吐出口の出口部の位置に略一致（一致を含む）させることができる、そのため、吐出口の出口部の位置において、洗浄水の噴流外周と吐出口の内周壁で構成される空間が最大となる。そして、ノズル噴出部の吐出口で形成される縮流部で発生する負圧部へ流入する空気の開口面積は最大となり、空気が流入しやすくなる。これにより、流入した空気と洗浄水が効果的に混合して、人体洗浄ノズルからの洗浄水の噴流が少流量の場合でも、強い洗浄感が得られる大きさの水塊に分断できる。その結果、人体洗浄ノズルからの洗浄水の噴流が少流量の場合でも、高い洗浄効果と洗浄感の衛生洗浄装置を実現できる。
【０１１７】
さらに、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）を０．２５から０．７５、もしくは０．４から０．７に設定することにより、ノズル噴出部の吐出口の出口部において、噴流外周と吐出口の内周壁で構成される空間が最大となる構成にできる。そのため、外部の空気が空間内に流入するとともに、洗浄水の噴流に取り込まれやすくなる。そして、洗浄水の噴流中に取り込まれた空気は、洗浄水の噴流の体積を増加させて、噴流外周の直径を大きくする。このとき、洗浄水の噴流外周は空間内に広がる余裕があるため、洗浄水に取り込まれた空気により、人体洗浄ノズルからの洗浄水の噴流が少流量の場合でも、強い洗浄感が得られる大きさの水塊に分断できる。そして、分断された水塊による脈動噴流により、被洗浄部に衝突する噴流の荷重変動幅が大きくなる。その結果、洗浄水の噴流が少流量の場合においても、高い洗浄効果と洗浄感に優れた衛生洗浄装置を実現できる。
【０１１８】
また、本発明の衛生洗浄装置によれば、方向転換部は、流入路と導入路を流れる洗浄水の通流方向を、略直角に転換する構成でもよい。これにより、流入路から流入する洗浄水が導入路の内壁面に衝突し、ノズル噴出部に向かう洗浄水の流速分布が変わる。そして、急縮小流路を構成するノズル噴出部で洗浄水の噴流が分断されるとともに、人体洗浄ノズルの突出する方向（前後方向）の洗浄水が揺動して吐出する。その結果、高い洗浄効果と洗浄感に優れた衛生洗浄装置を実現できる。
【０１１９】
また、本発明の衛生洗浄装置によれば、導入路に接続されるノズル噴出部の吐出口の流入部は、流入部の外方から吐出口の内周壁に向かう角を鋭角に形成してもよい。これにより、ノズル噴出部の吐出口の流入部の角の部分で、洗浄水の流れを確実に剥離させることができる。このとき、ノズル噴出部で形成される縮流部で発生する負圧部へ、外部から空気が流入しやすくなるように作用する。その結果、人体洗浄ノズルからの洗浄水の噴流が少流量の場合でも、強い洗浄感が得られる大きさの水塊に分断して、洗浄効果と洗浄感をより向上することができる。
【０１２０】
また、本発明の衛生洗浄装置によれば、吐出口の流入部に、導入路側に向かって突出するバリを設けてもよい。これにより、ノズル噴出部の吐出口の流入部の角のエッジを確保して、角のエッジ部分で、洗浄水の流れを確実に剥離させることができる。このとき、ノズル噴出部で形成される縮流部で発生する負圧部へ、外部から空気を流入しやすくなるように作用する。その結果、人体洗浄ノズルからの洗浄水の噴流が少流量の場合でも、強い洗浄感が得られる大きさの水塊に分断して、洗浄効果と洗浄感をより向上することができる。
【０１２１】
また、本発明の衛生洗浄装置によれば、方向転換部側の導入路に、流入路から絞り部を介して流入する洗浄水の流れを乱す乱れ発生部を設けてもよい。さらに、乱れ発生部は、導入路の底部から吐出口に向かって設けられる突起で構成してもよい。これらにより、導入路に流入する洗浄水の流れの乱れを促進して、さらにノズル噴出部から噴出する洗浄水の脈動効果をより高めることができる。
【０１２２】
また、本発明の衛生洗浄装置によれば、突起は、角柱形状で構成してもよい。これにより、導入路に流入する洗浄水の流れの乱れをより促進できる。
【０１２３】
また、本発明の衛生洗浄装置によれば、突起の上面は、絞り部側から離れるにしたがって下方に傾斜させてもよい。これにより、導入路に流入する洗浄水の流れの乱れを、さらに促進できる。
【０１２４】
また、本発明の衛生洗浄装置によれば、突起の上面の位置は、方向転換部を構成する流入ロの最下部から、流入ロと絞り部との間隔の２倍の範囲の高さで設けてもよい。これにより、導入路に流入する洗浄水の流れを効果的に乱れさすことができる。
【０１２５】
また、本発明の衛生洗浄装置によれば、人体洗浄ノズルの上流に脈動ポンプを備えてもよい。これにより、ノズル噴出部で発生する脈動を利用して、より脈動圧力の小さな脈動ポンプを用いることができる。その結果、ノズル噴出部からの洗浄水の噴流による好ましい洗浄感が得られる大きさの水塊に分断できるとともに、脈動ポンプの負荷を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、洗浄水の噴流が少流量の場合でも、強い洗浄感が得られる大きさの水塊に分断して、洗浄効果と洗浄感を高めることができる。そのため、温水洗浄便座のみならず顔や頭、手、足などの衛生洗浄装置や、ペットなどの動物や生き物以外の洗浄などの用途にも有用である。
【符号の説明】
【０１２７】
１    人体洗浄ノズル（おしりノズル）
２    ビデノズル
３    ノズル洗浄用ノズル
４    制御部
５    分岐水栓
６    ストレーナ
７    電磁弁
８    大気開放部
８ａ    タンク
９    定流量弁
１２    熱交換器
１３ａ，１３ｂ    温度センサ
１４    水ポンプ
１４ａ    容積型ポンプ（脈動ポンプ）
１５    バッファタンク
１６    切替弁
２０    ノズル部
２１    流入路
２１ａ    最下部
２２    導入路
２２ａ    内壁面
２２ｂ    底部
２３    吐出口
２３ａ    出口部
２３ｂ    流入部
２３ｃ    角
２３ｄ    内周壁
２５    乱れ発生部
２５ａ    絞り部
２５ｂ，２５ｃ    突起
２５ｃ１    上面
２６    ノズル噴出部
２７    方向転換部
２８    縮流曲線
２８ａ    最小径部
２９    渦
３１    バキュームブレーカ
４０    便器ノズル
５１    リリーフ弁
８１    ポンプ本体部
８２    円柱状空間
８２ａ    ポンプ室
８２ｂ    ポンプ室
８３    圧送ピストン
８４，８４ａ，８４ｂ    流入部
８５，８５ａ，８５ｂ    流出部
８６    モータ
８７，８８    ギヤ
８９    リンク機構
１００    衛生洗浄装置
２００    本体部
２０１    水道配管
２０２    人体洗浄水流路
２０５    便器洗浄水流路
３００    遠隔操作装置
３０１    コントローラ本体部
３０２    停止スイッチ
３０３    おしりスイッチ（おしり洗浄ボタン）
３０４    ビデスイッチ（ビデ洗浄ボタン）
３０５    ワイド洗浄スイッチ
３０６    リズム洗浄スイッチ
３０７    水勢設定スイッチ
３０９    ムーブ洗浄スイッチ
３１０    洗浄位置設定スイッチ
４００    便座部
５００    蓋部
６００    入室検知センサ
６１０    着座センサ
７００    便器
１０００    トイレ装置
【要約】
本発明は、給水された洗浄水を人体洗浄ノズル（１）から人体局部に向けて吐水する衛生洗浄装置であって、人体洗浄ノズル（１）は、流入路（２１）と、導入路（２２）と、吐出口（２３）を有するノズル噴出部（２６）と、を備える。そして、流入路（２１）と導入路（２２）の一方とは、絞り部（２５ａ）を有する方向転換部（２７）を介して接続され、ノズル噴出部（２６）は、導入路（２２）の他方と接続されるとともに、導入路（２２）と吐出口（２３）とにより流路断面が急縮小された急縮小流路から構成される。これにより、少流量においても洗浄効果と洗浄感を高めた衛生洗浄装置を実現できる。【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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