(57)【要約】【課題】流体噴出手段の噴出性能を向上するためのものである。【解決手段】層状に粗密の水粒または水塊を形成する噴流を噴出するノズル孔２６を備えた構成とすることにより、ノズルから層状に粗密の水粒または水塊を発生させることで、層状で広い面積を洗浄することができると共に、水粒または水塊にして噴流に粗密を生じさせることで、噴流の強さに強弱が発生し、強い洗浄感を際立たせ、強さと広範囲洗浄の両立を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状に粗密の水粒または水塊を形成する噴流を噴出するノズル孔を備えた流体噴出装置。
【請求項２】
扇形状の薄膜流を吐出するノズル孔を備えた噴出ノズルと、前記噴出ノズルの上流側で流路に気泡を混入する気泡混入手段とを備え、ノズル孔から層状に粗密の水粒または水塊を噴出する請求項１記載の流体噴出装置。
【請求項３】
気泡混入手段は、噴出ノズルの上流側に備えたエジェクタ手段によって空気を混入する請求孔２記載の流体噴出装置。
【請求項４】
気泡混入手段は、噴出ノズルの上流側の空気ポンプ手段によって空気を混入する請求項２記載の流体噴出装置。
【請求項５】
気泡混入手段は、空気量を変更する変更制御手段を備えた請求項４記載の流体噴出装置。
【請求項６】
変更制御手段は、空気混入の有無を間欠的に変更する請求項５記載の流体噴出装置。
【請求項７】
噴出ノズルの上流に備えた扇角制御機構により扇角度を変更する構成とした請求項２から５のいずれか１項記載の流体噴出装置。
【請求項８】
請求項１から７記載の流体噴出装置を備えた衛生洗浄便座。
【請求項９】
便座の前後方向に扇形状が広がる噴流を噴出する請求項１から７記載の流体噴出装置を備えた衛生洗浄便座。
【請求項１０】
ひとつの流体噴出装置をお尻用とビデ用とに兼用して使用する構成とし、それぞれの用途に応じて扇形状の広がり角度が異なるように制御する請求項９記載の衛生洗浄便座。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を噴出する流体噴出装置と、それを備えて便器を使用する人の局部に向けて洗浄水を噴出する衛生洗浄便座に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の流体噴出装置は、図１２に示すように、吐水口１が人体洗浄ノズル内にある軸２の周りに所定軌跡で移動するような構成からなり、３は人体洗浄ノズル、４は不動通水路、５は移動通水路、６は吐水口駆動モーター、７は洗浄面積可変手段である。そして、吐水口駆動モーター６より突出している回転シャフト８に、回転シャフト８と一体で、回転突出部９を設ける。回転突出部９は、移動通水路５と吐水口１で構成される。ここで、１０はシール部である。
【０００３】
上記構成において、吐水口駆動モーター６を駆動し、洗浄水を吐水することにより、移動通水路５を回転シャフト８の軸２の周りに回転させ、ひいては吐水口１を軸２の周りに回転させることができ、洗浄水を回転又は略回転させながら吐水することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−７９０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、回転した噴流で洗浄面積を可変しているので、面積を広げようとすると、中心部への吐出が少なくなり、中心部の洗浄力を低減させるという課題があった。また、中心部の洗浄力を高めるために洗浄面積を小さくすると、スポット的に当たるので痛さを感じることがあるとともに、全体が洗えず、洗浄感に不満が生じる洗浄となっていた。よって、限られた流量で、流量たっぷりの洗浄感と強い洗浄感の両立を実現することは困難となっていた。
【０００５】
本発明は、層状に粗密の水粒または水塊を形成する噴流を噴出するノズル孔を備えた流体噴出装置とすることにより、流量たっぷりの洗浄感と強い洗浄感の両立を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流体噴出装置は、層状に粗密の水粒または水塊を形成する噴流を噴出するノズル孔を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の流体噴出装置は、層状に粗密の水粒または水塊を形成する噴流を噴出するノズル孔を備えた構成とすることにより、ノズルから層状に粗密の水粒または水塊を発生させることで、層状で広い面積を洗浄することができると共に、水粒または水塊にして噴流に粗密を生じさせることで、噴流の強さに強弱が発生し、強い洗浄感を際立たせ、強さと広範囲洗浄の両立を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、層状に粗密の水粒または水塊を形成する噴流を噴出するノズル孔を備えた構成とすることにより、ノズルから層状に粗密の水粒または水塊を発生させることで、層状で広い面積を洗浄することができると共に、水粒または水塊にして噴流に粗密を生じさせることで、噴流の強さに強弱が発生し、強い洗浄感を際立たせ、強さと広範囲洗浄の両立を実現することができる。
【０００９】
第２の発明は、特に第１の発明の流体噴出装置は、扇形状の薄膜流を吐出するノズル孔を備えた噴出ノズルと、前記噴出ノズルの上流側で流路に気泡を混入する気泡混入手段とを備え、ノズル孔から層状に粗密の水粒または水塊を噴出する構成とすることにより、ノズルから扇形状に粗密の水粒または水塊を発生させることができ、強い洗浄と広範囲洗浄の両立を実現すると共に、気泡混入によって噴流にメリハリのある粗密（粗密の差が大きい）を実現することができるので、より強い洗浄感を際立たせることができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第２の発明の流体噴出装置の気泡混入手段は、噴出ノズルの上流側に備えたエジェクタ手段によって空気を混入する構成とすることにより、強い洗浄と広範囲洗浄の両立を実現すると共に、エジェクタ手段によって気泡を混入することで、空気混入のための駆動部が不要で駆動部の耐久性や信頼性などに依存することのない、流体噴出装置とすることができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第２の発明の流体噴出装置の気泡混入手段は、噴出ノズルの上流側の空気ポンプ手段によって空気を混入する構成とすることにより、強い洗浄と広範囲洗浄の両立を実現すると共に、空気ポンプ手段を用いて気泡を混入することで、気泡の流量制御を意図的に行うことができるのできめの細かい噴流状態を実現することができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第４の発明の流体噴出装置の気泡混入手段は、空気量を変更する変更制御手段を備えることにより、空気量を変更することによって、水粒または水塊の粗密を大きく変化させることができるので、層状の噴流による洗浄強さの強弱を強調するというような制御を任意にすることができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第５の発明の流体噴出装置の変更制御手段は、空気混入の有無を間欠的に変更する構成とすることにより、気泡を間欠的に挿入することで、水粒または水塊の粗密や、層の間隔を大きく変化させることができるので、洗浄強さの強弱を強調することができる。
【００１４】
第７の発明は、特に、第２〜５のいずれかの発明の流体噴出装置の噴出ノズルの上流に備えた扇角制御機構により扇角度を変更する構成とすることにより、洗浄範囲を調整することができる。
【００１５】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれかの発明の流体噴出装置を備えた衛生洗浄便座とすることにより、前記流体噴出装置から噴出した噴流を用いてお尻またはビデ洗浄を行う。よって、ノズルから層状に粗密の水粒または水塊を発生させることによって、被洗浄部が受ける水圧変動の強弱は、快適な洗浄感を実現する。
【００１６】
第９の発明は、特に、第１〜７のいずれかの発明の流体噴出装置において、便座の前後方向に扇形状が広がる噴流を噴出する流体噴出装置を備えた衛生洗浄便座とすることにより、お尻の割れ目に沿うようにノズルから層状に粗密の水粒または水塊を発生させることができ、人体形状に合った広範囲の洗浄感と強い洗浄感の両立を実現することができる。
【００１７】
第１０の発明は、特に、第９の発明の流体噴出装置をお尻用とビデ用とに兼用して使用する構成とし、それぞれの用途に応じて扇形状の広がり角度が異なるように制御する構成とすることで、お尻洗浄とビデ洗浄をひとつのノズルで実現して、広範囲の洗浄感と強い洗浄感の両立と、それぞれの洗浄対象に応じた最適な洗浄を実現することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、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。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における流体噴出装置を用いた衛生洗浄装置のブロック図を示すものである。
【００２０】
図１において、流体としての水を供給する本管１１から分岐手段１２によって分岐された配管１３に、上流側から順に、フィルター１４と、遮断弁１５と、流量センサー１６と、入水温度センサー１７と、加熱手段１８と、出湯温度センサー１９と、気泡混入手段としての空気ポンプ２０と、気泡混入制御弁２１と、流路切り替えと流量調節を兼用した切替調整弁２２と、噴出ノズルとしてのおしり洗浄ノズル２３と、噴出ノズルとしてのビデ洗浄ノズル２４を備えた構成とした。そして、上記部品を制御しつつ、空気ポンプ２０の動作と洗浄動作が連動して空気量を変更するように制御する変更制御手段２５を備えている。
【００２１】
以上のように構成された衛生洗浄装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２２】
まず、水は、本管１１から供給され、フィルター１４を介して遮断弁１５に流れこみ、洗浄動作を開始する時に遮断弁１５が開き、通水が開始される。そして、流量センサー１６と入水温度センサー１７と出湯温度センサー１９との情報により、加熱手段１８が瞬時に水を適温に加熱し、切替調整弁２２で設定されるノズル、例えばおしり洗浄ノズル２３に適切な流量を通水するものである。
【００２３】
この時、加熱手段１８の下流に接続された空気ポンプ２０によって水流内に空気が混入され、所定のノズル、例えばおしり洗浄ノズル２３から気液混合水が噴出されるものである。ここで、空気の混入は、気泡混入制御弁２１によって制御される。また、空気ポンプ２０の動作によっても空気量が調整できるものである。
【００２４】
このような動作において、噴出される噴流について説明する。図２（ａ）にノズル部の側面断面図、（ｂ）にノズル部の噴出孔開口部からみた正面図、図３にノズル部先端部からみた正面断面図を示す。おしり洗浄ノズル２３は、これらに示すような流路から構成され、扇状の薄膜流を噴出するように設計されている。すなわち、ノズル孔２６上流の内部流路２７は、ノズル孔開口部直前が球面状に形成され、水流は壁面２８に沿って中央に向かうように流れる。そして、その中央に向かった流れが、図３に示すようにＶ字にカットされたノズル孔開口部２６で流体バランスが層状に分配され、扇状の水流を噴出することができるものである。ここで、水流には、空気が混入されているので、吐出孔から噴出される扇形の水流は、図２と図３に示すように水粒２９（または水塊）の部分と空気層３０の部分に層が分かれて、輪状の水粒を形成することができる。実際の噴流を高速カメラで撮影した写真を図４に示す。ビデ洗浄ノズルにおいても、寸法に差はあるが、同様の動作を行うものである。
【００２５】
次に、本流体噴出装置を衛生洗浄装置に用いて洗浄する場合について説明する。図５に示すように、おしり洗浄の時は、扇の広がり角度が比較的狭いノズル孔を備えた噴出ノズル３１用いて、スポット的に肛門を洗浄する。ここで、３２は便器、３３は便座、３４は人体、３５は衛生洗浄便座の本体部、３６は熱交換器などを備えた制御部である。
【００２６】
このような噴流によって、おしり洗浄は、ノズル孔から吐出した層状の粗密水粒または粗密水塊を発生させることで、層状で前後に幅広い面積を洗浄することができると共に、水粒または水塊にして噴流に粗密を生じさせることで、噴流の強さに強弱が発生し、強い洗浄感を際立たせ、強さと広範囲洗浄の両立を実現することができるのである。
【００２７】
また、お尻の前後方向に扇形状が広がっているので、お尻の後ろ側から見た場合、図６に示すように、肛門３７を含むお尻の窪み部３８に集中して噴流を当てることができる。その結果、お尻の横へ水滴の飛び散りを抑えることができる。また、前後方向には、扇形状に広がって広い範囲で噴流を当てることができるので、洗浄のボリューム感を感じることができ、多くの湯量で洗浄しているように感じることができる。そして、気泡混入により粗密の水粒または水塊によって強い洗浄感を得ることができるのである。
【００２８】
さらに、図７に示すように、ビデの洗浄の場合は、扇の広がり角度が比較的広い（少なくともお尻ノズルの広がりより広い）ノズル孔を備えた噴出ノズル３９を用いている。これは、図３で説明した噴出孔のＶ字カットの角度を変えることにより、広がり角度を調節することができるので、お尻用であればＶ字角度を広くして扇の広がり角度を狭く、またビデ用であればＶ字角度を狭くすることにより扇の広がり角度を広くする。このようにビデの場合、広角に洗浄エリアが広がるので、ビデ全体に噴流を当てることができるとともに、噴流形状を薄膜状としているので、横への広がりが少なく水滴の飛び散りを抑えた洗浄とすることができる。お尻同様に、少ない湯量でも、前後に広いエリアを洗浄することができるので、たっぷりとした洗浄感とすることができるとともに、気泡混入により粗密の水粒または水塊によって強い洗浄感を得ることができる。図８に、お尻洗浄（ａ）とビデ洗浄（ｂ）の洗浄エリアの違いを模式的に示す。お尻洗浄の方が、ビデ洗浄よりも細長い洗浄エリアである。噴流形態については薄膜状という表現で説明したが、膜状というより前後の広がりと左右の広がりに差があり、前後の広がりの方が広いことを示すものである。
【００２９】
また、空気の混入は、空気ポンプ２０を動作させて行うものであるが、この空気ポンプ２０の動作と気泡混入制御弁２１を利用して、気泡混入の周期を調整している。例えば図９（ａ）に気泡混入制御弁の開閉、（ｂ）に空気ポンプのオンオフ、（ｃ）に被洗浄部がうける圧力を模式的に示した。ここに示すように、空気ポンプ２０の動作時に、気泡混入制御弁２１をオン／オフすることで、気泡混入のタイミングを強制的に間欠動作させる。その結果、気泡が混入されるタイミングを、長くしたり、短くしたりすることができる。オフ時間が長いと、空気ポンプの吐出流路に空気圧が蓄圧され、弁を開弁した際に、一気に空気が混入し、水流を一気に押し出すので、強い噴流が吐出して、強い洗浄感を感じることができ（図９（ｃ）のＰ１、Ｐ２のタイミングポイント）、強い刺激によって便意を促進する効果もある。また、オン／オフのタイミングをランダムにすることで、より自然に近い混入を実現でき、快適な洗浄感が得られる。なお、気泡混入制御弁２１を開の状態で連続して空気ポンプを運転していても、気泡混入は不連続に行われ、図２や図３に示すように気泡が間欠的に混入した噴流となる。その結果、噴流中の水粒または水塊の層が厚くなり、被洗浄部が受ける洗浄感は、流量が豊富で圧力を強く感じることになる。
【００３０】
このように、層状の噴流に気泡を混入することで、粗密水粒を形成することができ、少ない流量で強い洗浄感とボリューム感のある洗浄感を両立させることができる。そして、気泡混入の間隔を変更することで洗浄感に違いを生じさせて強弱の差を強調することができるので、便意促進や使用者各個人の好みに合った洗浄感を得られるような動作に設定することができる。
【００３１】
なお、気泡混入手段は、空気ポンプで説明したが、図１０に示すように、水流で得られる負圧を利用して空気を混入させるエジェクタ方式によっても、同様の効果が得られる。ここで、４０はエジェクタノズル、４１は負圧部、４２は空気流入通路、４３は開閉弁である。そして、空気量を変更するには、空気流入通路４２の上流に設けた開閉弁４３の開閉によって実現することができる。
【００３２】
また、衛生洗浄便座について説明したが、食器洗浄装置や、自動車などの洗浄装置や、あるいは単なる噴水や散水機のような流体噴出装置でも用いても、層状の粗密水粒または水塊を発生させることができ、一方向に広がった強い噴流を吐出させることができる。
【００３３】
（実施の形態２）
図１１は本発明の第２の実施の形態の流体噴出装置に用いる噴出ノズルの構成とブロック図である。第１の実施の形態と異なる点は、噴流が扇形に広がる角度を変更するために、噴出ノズル４４のノズル孔２６の両側に広がり制御孔４５を設け、その２つの流路への通水流量を制御することで、扇形の広がり角度を変更する扇角制御機構とした点である。ここで、４６は広がり角抑制通水路、４７は流量調整手段としての制御弁、４８は主流の流量を調整する切替調整弁、４９は主流通水路である。
【００３４】
以下その動作、作用を説明する。
【００３５】
図１１に示すような流路から構成される噴出ノズルから、主流通水路４９に通水されると、ノズル孔２６からは、扇状の薄膜流を噴出するように設計されている。そして、そのノズル孔２６の両側に広がり制御孔４５を設け、ここからの噴流によって扇形の広がりを抑えることとした。広がり制御孔４５へは、制御弁４７によって通水量が調整され、たくさん流すと広がり制御孔４５からの噴流が強くなり、扇形に広がりにくくなる。また、少ない流量とすると、両脇の水流が弱くなり主流が扇形に広がりやすくなる。ここで、気泡は主流のみに混入されるものとし、広がり角抑制通水路４６へは、混入されない構成とした。
【００３６】
このように、１つのノズルから異なった噴流を噴出することができるので、衛生洗浄便座に用いる場合、１つのノズルでお尻用とビデ用が兼用できることになる。しかも、それぞれお尻とビデにそれぞれ適した広がり角を持つ噴流とすることができる。例えば、お尻洗浄のときは、広がり制御孔４５からの噴流を多くして広がりを抑制し、ビデ洗浄の時は、広がり制御孔４５からの噴流を少なくして広がりを持たせ広い範囲での洗浄を行うように制御することとする。
【００３７】
なお、お尻洗浄とビデ洗浄の切り替えだけでなく、お尻洗浄の場合においても、広がり角度を制御することで使用者の好みに応じた広がりに調整することができる。ビデ洗浄においても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかる流体噴出装置は、層状に粗密の水粒または水塊を形成する噴流を噴出するノズル孔を備えた構成とすることにより、ノズルから層状に粗密の水粒または水塊を発生させることで、層状で広い面積を洗浄することができると共に、水粒または水塊にして噴流に粗密を生じさせることで、噴流の強さに強弱が発生し、強い洗浄感を際立たせ、強さと広範囲洗浄の両立を実現することができるので、各種洗浄用ノズル、流体散布用ノズルに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態１における流体噴出装置のブロック図
【図２】（ａ）同流体噴出装置のノズル部の側面断面図と噴流模式図（ｂ）同ノズル部の開口部からみた正面図
【図３】同流体噴出装置のノズル部の正面断面図と噴流模式図
【図４】高速カメラで撮影した同流体噴出装置のノズルから噴出する噴流形態を示す図
【図５】同流体噴出装置を衛生洗浄装置に用いたおしり洗浄時の構成図
【図６】おしり洗浄時の噴流模式図
【図７】同流体噴出装置を衛生洗浄装置に用いたビデ洗浄時の構成図
【図８】洗浄面の模式図
【図９】（ａ）同流体噴出装置を衛生洗浄装置に用いた場合の動作タイミングチャート図で気泡混入制御弁の開閉を示す図（ｂ）同空気ポンプのオンオフを示す図（ｃ）同被洗浄部がうける圧力を示す図
【図１０】同流体噴出装置の他の実施例を示す断面図
【図１１】本発明の実施の形態２におけるの流体噴出装置の断面図
【図１２】従来の流体噴出装置の断面図
【符号の説明】
【００４０】
２０  空気ポンプ
２１  気泡混入制御弁
２２  切替調整弁
２３、３１  おしり洗浄ノズル
２４、３９  ビデ洗浄ノズル
２５  変更制御手段
２６  ノズル孔
４５  扇角制御機構としての広がり制御孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図４】
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【図９】
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