(57)【要約】【課題】洗浄水を効率的に噴出することができるとともに小型化が可能なノズル装置およびそれを備えた衛生洗浄装置を提供する。【解決手段】流路合流部４０４の内部には、噴出孔２５、縮流部２５ａ、円筒状渦室２５ｂおよび縮流部２５ｃが流路合流部４０４の上端から下端にわたって順に形成されている。流路２７ｄの洗浄水は、縮流部２５ｃを通って円筒状渦室２５ｂに供給される。縮流部２５ｃは、円筒状渦室２５ｂに向かって内径が連続的に小さくなっているため、縮流部２５ｃを流れる洗浄水の流速が連続的に上昇する。円筒状渦室２５ｂに供給された洗浄水は、縮流部２５ａに流入する。縮流部２５ａは、噴出孔２５に向かって内径が連続的に小さくなっているため、縮流部２５ａを流れる洗浄水の流速が連続的に上昇する。噴出孔２５に供給された洗浄水は、人体に向けて噴出される。【選択図】        図１６
2004346486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水を噴出するノズル装置であって、
一端側に開口部を有しかつ他端側に孔部を有する噴出空間を形成する噴出部材と、
洗浄水を前記噴出空間に前記開口部側から導く第１の流路と、
洗浄水を前記噴出空間に周面側から導く第２の流路とを含み、
前記噴出空間は、前記開口部から前記孔部まで段階的または連続的に減少する断面積を有することを特徴とするノズル装置。
【請求項２】
前記噴出空間は、前記開口部側から前記孔部側へ第１の内径を有する第１の空間、前記第１の内径よりも小さい第２の内径を有する第２の空間および前記第２の内径よりも小さい第３の内径を有する第３の空間を含み、
前記第２の流路から導かれる洗浄水は、前記第２の空間に供給されることを特徴とする請求項１記載のノズル装置。
【請求項３】
前記第２の空間は円筒状空間であり、
前記第２の流路から導かれる洗浄水は前記円筒状空間の内周面に沿って供給されることを特徴とする請求項２記載のノズル装置。
【請求項４】
前記第２の流路から洗浄水が前記円筒状空間内の渦度のない渦の最外周に向けて吐出されるように前記第２の流路の軸が前記円筒状空間の周壁より内側に方向付けられていることを特徴とする請求項３記載のノズル装置。
【請求項５】
前記第１の空間は、前記開口部から前記第２の空間へ連続的に減少する内径を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のノズル装置。
【請求項６】
前記第３の空間は、前記第２の空間から前記孔部へ連続的に減少する内径を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のノズル装置。
【請求項７】
前記円筒状空間の内径は、前記孔部の内径の２倍〜５倍であることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のノズル装置。
【請求項８】
前記第１の流路の断面積は、前記噴出空間の前記開口部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のノズル装置
【請求項９】
前記第２の流路を形成する管路と、
前記管路の外周部を取り囲むように設けられた筒状のカバー部材とをさらに備え、
前記第１の流路は、前記カバー部材の内周面と前記管路の外周面との間の空間により形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のノズル装置。
【請求項１０】
前記カバー部材の先端部は、略半球状の内周面で閉じられたことを特徴とする請求項９記載のノズル装置。
【請求項１１】
前記カバー部材は、一体的に形成された周壁部および先端部を有することを特徴とする請求項９または１０記載のノズル装置。
【請求項１２】
前記カバー部材は、前記孔部よりも大きな内径を有する噴出孔を有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載のノズル装置。
【請求項１３】
前記孔部の周囲における前記噴出部材と前記噴出孔の周囲における前記カバー部材との間を水密にシールする環状のシール部材をさらに備えたことを特徴とする請求項９〜１２記載のノズル装置。
【請求項１４】
前記カバー部材は、金属により形成されることを特徴とする請求項９〜１３記載のノズル装置。
【請求項１５】
給水源から供給される洗浄水を人体に噴出する衛生洗浄装置であって、
前記給水源から供給された洗浄水を加圧する加圧手段と、
請求項１〜１４のいずれかに記載のノズル装置と、
前記加圧手段により加圧された洗浄水を前記ノズル装置の前記第１の流路および前記第２の流路のうち一方または両方に選択的に供給する経路選択手段とを備えたことを特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項１６】
前記加圧手段は、周期的に変動する圧力で洗浄水を加圧する往復動ポンプを含み、
前記往復動ポンプの動作を制御する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５記載の衛生洗浄装置。
【請求項１７】
前記給水源から供給された洗浄水を加熱して前記加圧手段に供給する加熱手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５または１６記載の衛生洗浄装置。
【請求項１８】
前記加熱手段は、前記給水源から供給された洗浄水を流動させつつ加熱する瞬間式加熱装置であることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載の衛生洗浄装置。
【請求項１９】
前記経路選択手段は、
前記第１の流路および前記第２の流路に供給する洗浄水の流量比を調整する流量調整手段を含むことを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載の衛生洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置においては、使用者の好みに応じた洗浄を実現すべく各種機能が案出されてきた。例えば、使用者の好みに応じた洗浄を実現するためにノズルから噴出される洗浄水の噴出形態を調整する機能が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記文献によれば、使用者は、自己の嗜好に応じてノズルから噴出される洗浄水の噴出形態を調整することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２９２１８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献に記載されたノズル装置は、吐水孔に連通する旋回付与室、偏心管路および軸心指向管路を有する。偏心管路は、旋回付与室に偏心して連通し、旋回付与室に洗浄水を流入させる。この場合、旋回付与室に流入した洗浄水は、旋回流となって吐水孔から噴出される。また、軸心指向管路は、旋回付与室にその軸心を指向して連通し、旋回付与室に洗浄水を流入させる。この場合、旋回付与室に流入した洗浄水は、旋回力が付与されないで、吐水孔から噴出される。
【０００６】
偏心管路に供給する洗浄水の流量と軸心指向管路に供給する洗浄水の流量との比を調整することにより、旋回力の程度の可変および洗浄範囲の広狭設定を行うことができる。
【０００７】
しかしながら、上記の従来のノズル装置では、軸心指向管路から旋回付与室を介して吐水孔から噴出される洗浄水が旋回付与室において大きな流動抵抗を受けることにより圧力損失が発生する。そのため、吐水孔から噴出される洗浄水の流速が低下する。
【０００８】
使用者は、一般的に、直線流による強い洗浄感および広がった旋回流による柔らかな洗浄感を望む。したがって、流速の高い直線流を効率的に噴出することが望まれる。一方、衛生洗浄装置をコンパクトにするために、ノズル装置の小型化も望まれる。
【０００９】
本発明の目的は、洗浄水を効率的に噴出することができるとともに小型化が可能なノズル装置およびそれを備えた衛生洗浄装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るノズル装置は、洗浄水を噴出するノズル装置であって、一端側に開口部を有しかつ他端側に孔部を有する噴出空間を形成する噴出部材と、洗浄水を噴出空間に開口部側から導く第１の流路と、洗浄水を噴出空間に周面側から導く第２の流路とを含み、噴出空間は、開口部から孔部まで段階的または連続的に減少する断面積を有するものである。
【００１１】
本発明に係るノズル装置においては、第１の流路により噴出空間の開口部側から洗浄水が供給される。噴出空間の断面積は開口部から孔部まで段階的または連続的に減少するため、開口部側から供給された洗浄水は段階的または連続的に流速を増加させて孔部から噴出される。この場合、洗浄水は噴出空間に大きな断面積を有する開口部から孔部へ向かって流入し、かつ洗浄水は噴出空間の内周面のみから抵抗を受けるため、圧力損失が小さい。したがって、孔部から流速の高い直線流が効率的に噴出される。
【００１２】
また、第２の流路により噴出空間の周面側から洗浄側が供給される。それにより、洗浄水は、噴出空間の内周面に沿って流れることにより、旋回力が付与され、孔部から広がりながら旋回流として噴出される。この場合、洗浄水は開口部側から抵抗を受けず、内周面のみから抵抗を受けるため、圧力損失が小さい。したがって、孔部から旋回流が効率的に噴出される。
【００１３】
さらに、噴出空間が圧力損失の小さい構造を有するので、圧力損失を低減するために流路の断面積を大きくする必要がない。したがって、ノズル装置の小型化が可能である。
【００１４】
噴出空間は、開口部側から孔部側へ第１の内径を有する第１の空間、第１の内径よりも小さい第２の内径を有する第２の空間および第２の内径よりも小さい第３の内径を有する第３の空間を含み、第２の流路から導かれる洗浄水は、第２の空間に供給されてもよい。
【００１５】
この場合、洗浄水は第２の空間の開口部側から抵抗を受けず、内周面のみから抵抗を受けるため、圧力損失が小さい。したがって、孔部から旋回流が効率的に噴出される。
【００１６】
第２の空間は円筒状空間であり、第２の流路から導かれる洗浄水は、円筒状空間の内周面に沿って供給されてもよい。この場合、第２の流路から第２の空間に供給された洗浄水は効率的に旋回流を生成する。したがって、孔部から噴出される洗浄水は広がり角度を有し、使用者は柔らかな洗浄感を得ることができる。
【００１７】
第２の流路から洗浄水が円筒状空間内の渦度のない渦の最外周に向けて吐出されるように第２の流路の軸が円筒状空間の周壁より内側に方向付けられていてもよい。この場合、第２の流路から円筒状空間に供給された洗浄水は、円筒状空間を流れる旋回流の速度分布を乱すことがない。したがって、円筒状空間内の洗浄水を効率良く旋回させることができる。
【００１８】
第１の空間は、開口部から第２の空間へ連続的に減少する内径を有してもよい。この場合、第１の空間を流れる洗浄水は連続的に流速を増加させて孔部から噴出される。また、第１の空間の流路損失が少なくなり、洗浄水の圧力損失が少なくなる。したがって、洗浄水が孔部から噴出する際の水勢が大きくなり効率的である。
【００１９】
第３の空間は、第２の空間から孔部へ連続的に減少する内径を有してもよい。この場合、第３の空間を流れる洗浄水は連続的に流速を増加させて孔部から噴出される。また、第３の空間の流路損失が少なくなり、洗浄水の圧力損失が少なくなる。したがって、洗浄水が孔部から噴出する際の水勢が大きくなり効率的である。
【００２０】
円筒状空間の内径は孔部の内径の２倍〜５倍であってもよい。この場合、流路損失を小さくしつつ孔部から噴出される洗浄水の流速を高くすることができる。
【００２１】
第１の流路の断面積は、噴出空間の開口部の断面積よりも大きくてもよい。この場合、第１の流路を流動する洗浄水の圧力損失は少なくなる。したがって、洗浄水が噴出空間の開口部に流入するまで高い圧力を維持することができる。
【００２２】
第２の流路を形成する管路と、管路の外周部を取り囲むように設けられた筒状のカバー部材とをさらに備え、第１の流路は、カバー部材の内周面と管路の外周面との間の空間により形成されてもよい。
【００２３】
この場合、カバー部材を大型化することなく第１の流路の断面積が大きくなる。したがって、ノズル装置を小型化することができるとともに、洗浄水を効率的に噴出させることができる。
【００２４】
カバー部材の先端部は、略半球状の内周面で閉じられてもよい。この場合、ノズル先端に汚れが付着しにくくなる。また、付着した汚れを洗い流しやすくなる。したがって、ノズル装置が清潔に保たれる。
【００２５】
カバー部材は、一体的に形成された周壁部および先端部を有してもよい。この場合、カバー部材に継ぎ目がなくなり、汚れが付着しにくくなる。また、付着した汚れを洗い流しやすくなる。したがって、ノズル装置が清潔に保たれる。
【００２６】
カバー部材は、孔部よりも大きな内径を有する噴出孔を有してもよい。この場合、孔部から噴出される洗浄水が噴出孔に当たることがなく、洗浄水の噴出が妨げられない。
【００２７】
孔部の周囲における噴出部材と噴出孔の周囲におけるカバー部材との間を水密にシールする環状のシール部材をさらに備えてもよい。この場合、第１の流路の洗浄水が噴出部材とカバー部材との間の隙間を通って噴出孔から流出することはない。また、ノズル装置の先端に汚れが付着しても、汚れが噴出孔から噴出部材とカバー部材との間の隙間を通って第１の流路に直接入り込むこともない。さらに、噴出孔から入り込んだ汚れが孔部に入り込ん場合でも、孔部から噴出される洗浄水により汚れが即座に排出される。したがって、ノズル装置の内部を常に清潔に保つことができる。
【００２８】
カバー部材は金属により形成されてもよい。この場合、洗浄水の圧力がカバー部材に吸収されない。したがって、洗浄水を効率良く噴出させることができる。
【００２９】
本発明に係る衛生洗浄装置は、給水源から供給される洗浄水を人体に噴出する衛生洗浄装置であって、給水源から供給された洗浄水を加圧する加圧手段と、ノズル装置と、加圧手段により加圧された洗浄水をノズル装置の第１の流路および第２の流路のうち一方または両方に選択的に供給する経路選択手段とを備えるものである。
【００３０】
本発明に係る衛生洗浄装置においては、加圧手段によって加圧された洗浄水が経路選択手段に供給され、経路選択手段に供給された洗浄水は経路選択手段により選択的に第１の流路および第２の流路のうち一方または両方に供給される。
【００３１】
第１の流路により噴出空間の開口部側から洗浄水が供給される。噴出空間の断面積は開口部から孔部まで段階的または連続的に減少するため、開口部側から供給された洗浄水は段階的または連続的に流速を増加させて孔部から噴出される。この場合、洗浄水は噴出空間に大きな断面積を有する開口部から孔部へ向かって流入し、かつ洗浄水は噴出空間の内周面のみから抵抗を受けるため、圧力損失が小さい。したがって、孔部から流速の高い直線流が効率的に噴出される。
【００３２】
また、第２の流路により噴出空間の周面側から洗浄側が供給される。それにより、洗浄水は、噴出空間の内周面に沿って流れることにより、旋回力が付与され、孔部から広がりながら旋回流として噴出される。この場合、洗浄水は開口部側から抵抗を受けず、内周面のみから抵抗を受けるため、圧力損失が小さい。したがって、孔部から旋回流が効率的に噴出される。さらに、噴出空間が圧力損失の小さい構造を有するので、圧力損失を低減するために流路の断面積を大きくする必要がない。したがって、衛生洗浄装置の小型化が可能である。
【００３３】
加圧手段は、周期的に変動する圧力で洗浄水を加圧する往復動ポンプを含み、往復動ポンプの動作を制御する制御手段をさらに備えてもよい。この場合、加圧手段により洗浄水を周期的に変動する圧力で噴出させることができる。したがって、少ない流量の洗浄水でも人体に高い洗浄感を与えることができる。また、制御手段により往復動ポンプの動作を制御することができるので、使用者の好みに応じて洗浄水の圧力変動を制御することができる。
【００３４】
給水源から供給された洗浄水を加熱して加圧手段に供給する加熱手段をさらに備えてもよい。この場合、給水源から供給された洗浄水を加熱手段により加熱して加圧手段に供給することができるため、噴出孔より適度に加熱された洗浄水を噴出させることができる。
【００３５】
加熱手段は、給水源から供給された洗浄水を流動させつつ加熱する瞬間式加熱装置であってもよい。この場合、瞬間式加熱装置により洗浄水が流動されつつ加熱される。したがって、衛生洗浄装置の使用時にのみ洗浄水の加熱を行うため、消費電力を最小限に抑えることができる。
【００３６】
経路選択手段は、第１の流路および第２の流路に供給する洗浄水の流量比を調整する流量調整手段を含んでもよい。この場合、流量調整手段により第１の経路および第２の経路を流れる洗浄水の流量比を調整することができる。したがって、噴出孔から噴出される洗浄水の広がり角度を調整することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る衛生洗浄装置について説明する。
【００３８】
図１は、本実施の形態に係る衛生洗浄装置を便器に装着した状態を示す斜視図である。
【００３９】
図１に示すように、便器６００上に衛生洗浄装置１００が装着される。タンク７００は、水道配管に接続されており、便器６００内に洗浄水を供給する。
【００４０】
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により構成される。
【００４１】
本体部２００には、便座部４００および蓋部５００が開閉自在に取り付けられる。さらに、本体部２００には、ノズル部３０を含む洗浄水供給機構が設けられるとともに、制御部が内蔵されている。本体部２００の制御部は、後述するように遠隔操作装置３００により送信される信号に基いて、洗浄水供給機構を制御する。さらに、本体部２００の制御部は、便座部４００に内蔵されたヒータ、本体部２００に設けられた脱臭装置（図示せず）および温風供給装置（図示せず）等の制御も行う。
【００４２】
図２は、図１の遠隔操作装置３００の一例を示す模式図である。
図２に示すように、遠隔操作装置３００は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３０１、複数の調整スイッチ３０２、おしりスイッチ３０３、刺激スイッチ３０４、停止スイッチ３０５、ビデスイッチ３０６、乾燥スイッチ３０７および脱臭スイッチ３０８を備える。
【００４３】
使用者により調整スイッチ３０２、おしりスイッチ３０３、刺激スイッチ３０４、停止スイッチ３０５、ビデスイッチ３０６、乾燥スイッチ３０７および脱臭スイッチ３０８が押下操作される。それにより、遠隔操作装置３００は、後述する衛生洗浄装置１００の本体部２００に設けられた制御部に所定の信号を無線送信する。本体部２００の制御部は、遠隔操作装置３００より無線送信される所定の信号を受信し、洗浄水供給機構等を制御する。
【００４４】
例えば、使用者が、おしりスイッチ３０３またはビデスイッチ３０６を押下操作することにより図１の本体部２００のノズル部３０が移動して洗浄水が噴出する。刺激スイッチ３０４を押下操作することにより図１の本体部２００のノズル部３０から人体の局部に刺激を与える洗浄水が噴出される。停止スイッチ３０５を押下操作することによりノズル部３０からの洗浄水の噴出が停止する。
【００４５】
また、乾燥スイッチ３０７を押下操作することにより人体の局部に対して衛生洗浄装置１００の温風供給装置（図示せず）より温風が噴出される。脱臭スイッチ３０８を押下操作することにより衛生洗浄装置１００の脱臭装置（図示せず）により周辺の脱臭が行われる。
【００４６】
調整スイッチ３０２は、水勢調整スイッチ３０２ａ，３０２ｂ、温度調整スイッチ３０２ｃ，３０２ｄおよびノズル位置調整スイッチ３０２ｅ，３０２ｆを含む。
【００４７】
使用者がノズル位置調整スイッチ３０２ｅ，３０２ｆを押下操作することにより図１の衛生洗浄装置１００の本体部２００のノズル部３０の位置が変化し、温度調整スイッチ３０２ｃ，３０２ｄを押下操作することによりノズル部３０より噴出される洗浄水の温度が変化する。また、水勢調整スイッチ３０２ａ，３０２ｂを押下操作することにより、ノズル部３０より噴出される洗浄水の水勢（圧力）および噴出形態が変化する。調整スイッチ３０２の押下に伴って複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３０１が点灯する。
【００４８】
以下、本実施の形態に係る衛生洗浄装置１００の本体部２００について説明を行う。図３は、本実施の形態に係る衛生洗浄装置１００の本体部２００の構成を示す模式図である。
【００４９】
図３に示す本体部２００は、制御部４、分岐水栓５、ストレーナ６、逆止弁７、定流量弁８、止水電磁弁９、流量センサ１０、熱交換器１１、温度センサ１２ａ，１２ｂ、ポンプ１３、切替弁１４およびノズル部３０を含む。また、ノズル部３０は、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を含む。
【００５０】
図３に示すように、水道配管２０１に分岐水栓５が介挿される。また、分岐水栓５と熱交換器１１との間に接続される配管２０２に、ストレーナ６、逆止弁７、定流量弁８、止水電磁弁９、流量センサ１０および温度センサ１２ａが順に介挿されている。さらに、熱交換器１１と切替弁１４との間に接続される配管２０３に、温度センサ１２ｂおよびポンプ１３が介挿されている。
【００５１】
まず、水道配管２０１を流れる浄水が、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。ストレーナ６により洗浄水に含まれるごみや不純物等が除去される。次に、逆止弁７により配管２０２内における洗浄水の逆流が防止される。そして、定流量弁８により配管２０２内を流れる洗浄水の流量が一定に維持される。
【００５２】
また、ポンプ１３と切替弁１４との間にはリリーフ管２０４が接続され、止水電磁弁９と流量センサ１０との間には、逃がし水配管２０５が接続されている。リリーフ配管２０４には、リリーフ弁２０６が介挿されている。リリーフ弁２０６は、配管２０３の特にポンプ１３の下流側の圧力が所定値を超えると開成し、異常時の機器の破損、ホースの外れ等の不具合を防止する。一方、定流量弁８によって流量が調節され供給される洗浄水のうちポンプ１３で吸引されない洗浄水を逃がし水配管２０５から放出する。これにより、水道供給圧に左右されることなくポンプ１３には所定の背圧が作用することになる。
【００５３】
次いで、流量センサ１０は、配管２０２内を流れる洗浄水の流量を測定し、制御部４に測定流量値を与える。また、温度センサ１２ａは、配管２０２内を流れる洗浄水の温度を測定し、制御部４に温度測定値を与える。
【００５４】
続いて、熱交換器１１は、制御部４により与えられる制御信号に基いて、配管２０２を通して供給された洗浄水を所定の温度に加熱する。温度センサ１２ｂは、熱交換器１１により所定の温度に加熱された洗浄水の温度を測定し、制御部４に温度測定値を与える。
【００５５】
ポンプ１３は、熱交換器１１により加熱された洗浄水を制御部４により与えられる制御信号に基いて、切替弁１４に圧送する。切替弁１４は、制御部４により与えられる制御信号に基いて、ノズル部３０のおしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３のいずれか１つに洗浄水を供給する。それにより、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のいずれか１つより洗浄水が噴出される。また、切替弁１４は、制御部４により与えられる制御信号に基いて、ノズル部３０より噴出される洗浄水の流量を調整する。それにより、ノズル部３０より噴出される洗浄水の流量が変化する。
【００５６】
制御部４は、図１の遠隔操作装置３００から無線送信される信号、流量センサ１０から与えられる測定流量値および温度センサ１２ａ，１２ｂから与えられる温度測定値に基き止水電磁弁９、熱交換器１１、ポンプ１３および切替弁１４に対して制御信号を与える。
【００５７】
図４は、熱交換器１１の構造の一例を示す一部切り欠き断面図である。
図４に示すように、樹脂ケース５０４内に曲折された蛇行配管５１０が埋設されている。蛇行配管５１０に接触するように平板状のセラミックヒータ５０５が設けられている。矢印Ｙで示すように、洗浄水が、給水口５１１から蛇行配管５１０内に供給され、蛇行配管５１０中を流れる間に、セラミックヒータ５０５により効率よく加熱され、排出口５１２から排出される。
【００５８】
図３の制御部４は、温度センサ１２ｂより与えられる温度測定値に基いて、熱交換器１１のセラミックヒータ５０５の温度をフィードバック制御する。
【００５９】
本実施の形態においては、制御部４がフィードバック制御により熱交換器１１のセラミックヒータ５０５の温度を制御することとしたが、これに限定されず、フィードフォワード制御によりセラミックヒータ５０５の温度を制御してもよく、あるいは、温度上昇時には、フィードフォワード制御によりセラミックヒータ５０５を制御し、定常時には、フィードバック制御によりセラミックヒータ５０５を制御する複合的な制御を行ってもよい。
【００６０】
図５は、ポンプ１３の構造の一例を示す断面図である。図５のポンプは複動型レシプロポンプである。
【００６１】
図５において、本体部１３８内には、円柱状空間１３９が形成されている。円柱状空間１３９内には圧送ピストン１３６が設けられている。圧送ピストン１３６の外周部には、Ｘ字パッキン１３６ａが装着されている。圧送ピストン１３６により円柱状空間１３９がポンプ室１３９ａとポンプ室１３９ｂとに分割される。
【００６２】
本体部１３８の一側部には洗浄水入口ＰＩが設けられ、他側部には洗浄水出口ＰＯが設けられている。洗浄水入口ＰＩには図３の配管２０３を介して熱交換器１１が接続され、洗浄水出口ＰＯには配管２０３を介して切替弁１４が接続される。
【００６３】
洗浄水入口ＰＩは、内部流路Ｐ１、小室Ｓ１および小室Ｓ３を介してポンプ室１３９ａに連通するとともに、内部流路Ｐ２、小室Ｓ２および小室Ｓ４を介してポンプ室１３９ｂに連通している。
【００６４】
ポンプ室１３９ａは、小室Ｓ５、小室Ｓ７および内部流路Ｐ３を介して洗浄水出口ＰＯに連通している。円柱状空間１３９ｂは、小室Ｓ６、小室Ｓ８および内部流路Ｐ４を介して洗浄水出口ＰＯに連通している。
【００６５】
小室Ｓ３、小室Ｓ４、小室Ｓ７および小室Ｓ８には、それぞれアンブレラパッキン１３７が設けられている。
【００６６】
モータ１３０の回転軸にギア１３１が取り付けられ、ギア１３１にギア１３２が噛合っている。また、ギア１３２には、クランクシャフト１３３の一端が一点支持で回動可能に取り付けられ、クランクシャフト１３３の他端には、ピストン保持部１３４およびピストン保持棒１３５を介して圧送ピストン１３６が取り付けられている。
【００６７】
図３の制御部４により与えられる制御信号に基いて、モータ１３０の回転軸が回転すると、モータ１３０の回転軸に取り付けられたギア１３１が矢印Ｒ１の方向に回転し、ギア１３２が矢印Ｒ２の方向に回転する。これにより、圧送ピストン１３６が図中の矢印Ｚの方向に上下運動する。
【００６８】
図６は、アンブレラパッキン１３７の動作を説明するための模式図である。例えば、図５の圧送ピストン１３６が、下方向に移動し、ポンプ室１３９ａの容積を増加させた場合、小室Ｓ１の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が低くなるため、小室Ｓ３に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図６（ｂ）に示すように変形する。その結果、洗浄水入口ＰＩから供給された洗浄水が、内部流路Ｐ１、小室Ｓ１および小室Ｓ３を介してポンプ室１３９ａに流入する。この場合、小室Ｓ７の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が低くなるため、小室Ｓ７に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図６（ａ）に示す状態のまま変形しない。そのため、洗浄水がポンプ室１３９ａ内へ流入したり、逆に洗浄水出口ＰＯより吐出されることもない。
【００６９】
一方、図５の圧送ピストン１３６が、上方向に移動し、ポンプ室１３９ａの容積を減少させた場合、小室Ｓ１の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が高くなるため、小室Ｓ３に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図６（ａ）に示す状態のまま変形しない。その結果、小室Ｓ１内の洗浄水が、ポンプ室１３９ａに流入しない。この場合、小室Ｓ７に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図６（ｂ）に示すように変形する。そのため、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水が、小室Ｓ５、小室Ｓ７および内部流路Ｐ３を介して洗浄水出口ＰＯから吐出される。
【００７０】
なお、小室Ｓ４内に設けられたアンブレラパッキン１３７は、圧送ピストン１３６が上方向に移動した場合に、図６（ｂ）に示すように変形し、圧送ピストン１３６が下方向に移動した場合に、図６（ａ）に示す状態のまま変形しない。一方、小室Ｓ８に設けられたアンブレラパッキン１３７は、圧送ピストン１３６が上方向に移動した場合に、図６（ａ）に示す状態のまま変形せず、圧送ピストン１３６が下方向に移動した場合に、図６（ｂ）に示すように変形する。それにより、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水が洗浄水出口ＰＯから吐出されるときに、ポンプ室１３９ｂ内に洗浄水入口ＰＩからの洗浄水が流入し、ポンプ室１３９ａ内に洗浄水入口ＰＩからの洗浄水が流入するときに、ポンプ室１３９ｂ内の洗浄水が洗浄水出口ＰＯから吐出される。
【００７１】
図７は、図５のポンプ１３の圧力変化を示す図である。図７の縦軸は圧力を示し、横軸は時間を示す。
【００７２】
図７に示すように、ポンプ１３の洗浄水入口ＰＩに圧力Ｐｉの洗浄水が供給される。この場合、図６の圧送ピストン１３６が上下方向に運動することにより、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水の圧力Ｐａは、点線のように変化する。一方、ポンプ室１３９ｂ内の洗浄水の圧力Ｐｂは、破線のように変化する。ポンプ１３の洗浄水出口ＰＯより吐出される洗浄水の圧力Ｐｏｕｔは、太い実線で示すように、圧力Ｐｃを中心として上下に周期的に変化する。
【００７３】
このように、ポンプ１３においては、圧送ピストン１３６が上下運動を行うことにより、ポンプ室１３９ａまたはポンプ室１３９ｂ内の洗浄水に対して交互に圧力が加えられ、洗浄水入口ＰＩの洗浄水が昇圧されて洗浄水出口ＰＯから吐出される。
【００７４】
図８（ａ）は切替弁１４の縦断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の切替弁１４のＡ−Ａ線断面図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）の切替弁１４のＢ−Ｂ線断面図であり、図８（ｄ）は図８（ａ）の切替弁１４のＣ−Ｃ線断面図である。
【００７５】
図８に示す切替弁１４は、モータ１４１、内筒１４２および外筒１４３により構成される。
【００７６】
外筒１４３内に内筒１４２が挿入され、モータ１４１の回転軸が内筒１４２に取り付けられている。モータ１４１は、制御部４により与えられる制御信号に基いて回転動作を行う。モータ１４１が回転することにより内筒１４２が回転する。
【００７７】
図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、外筒１４３の一端には、洗浄水入口１４３ａが設けられ、側部の対向する位置に洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃが設けられ、側部の洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃと異なる位置に洗浄水出口１４３ｄが設けられ、側部の洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃ，１４３ｄと異なる位置に洗浄水出口１４３ｅが設けられている。内筒１４２の互いに異なる位置に孔１４２ｅ，１４２ｆ，１４２ｇが設けられている。孔１４２ｅ，１４２ｆの周辺には、図８（ｂ），（ｃ）に示すように、曲線および直線で構成される面取り部が形成され、孔１４２ｇの周辺には、図８（ｄ）に示すように、直線で構成される面取り部が形成されている。
【００７８】
内筒１４２の回転により、孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂまたは１４３ｃと対向可能になっており、孔１４２ｆが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄと対向可能になっており、孔１４２ｇが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｅと対向可能になっている。
【００７９】
洗浄水入口１４３ａには、図３の配管２０３が接続され、洗浄水出口１４３ｂには、ビデノズル２が接続され、洗浄水出口１４３ｃには、おしりノズル１の第１の流路が接続され、洗浄水出口１４３ｄには、おしりノズルの第２の流路が接続され、洗浄水出口１４３ｅには、ノズル洗浄用ノズル３が接続されている。
【００８０】
図９は、図８の切替弁１４の動作を示す断面図である。
図９（ａ）〜（ｆ）は切替弁１４のモータ１４１がそれぞれ０度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度および２７０度回転した状態を示す。
【００８１】
まず、図９（ａ）に示すように、モータ１４１を回転させない（０度）場合には、内筒１４２の孔１４２ｅの周囲の面取り部が外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂに対向する。したがって、洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ１で示すように洗浄水出口１４３ｂから流出する。
【００８２】
次に、図９（ｂ）に示すように、モータ１４１が内筒１４２を９０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｇの周囲の面取り部が外筒１４３の洗浄水出口１４３ｅに対向する。したがって、洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ２で示すように洗浄水出口１４３ｅから流出する。
【００８３】
次いで、図９（ｃ）に示すように、モータ１４１が内筒１４２を１３５度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｇの周囲の面取り部の一部が外筒１４３の洗浄水出口１４３ｅに対向するとともに、内筒１４２の孔１４２ｅの周囲の面取り部の一部が外筒１４３の洗浄水出口１４３ｃに対向する。したがって、少量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ２および矢印Ｗ３で示すように洗浄水出口１４３ｃ，１４３ｅから流出する。
【００８４】
次に、図９（ｄ）に示すように、モータ１４１が内筒１４２を１８０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｅの周囲の面取り部が外筒１４３の洗浄水出口１４３ｃに対向する。したがって、洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ３で示すように洗浄水出口１４３ｃから流出する。
【００８５】
次に、図９（ｅ）に示すように、モータ１４１が内筒１４２を２２５度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｅの周囲の面取り部の一部が外筒１４３の洗浄水出口１４３ｃに対向するとともに、内筒１４２の孔１４２ｆの周囲の面取り部の一部が外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄに対向する。したがって、少量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ３および矢印Ｗ４で示すように洗浄水出口１４３ｃ，１４３ｄから流出する。
【００８６】
また、図９（ｆ）に示すように、モータ１４１が内筒１４２を２７０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｆの周囲の面取り部が外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄに対向する。したがって、洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ４で示すように洗浄水出口１４３ｄから流出する。
【００８７】
以上のように、制御部４からの制御信号に基いてモータ１４１が回転することにより内筒１４２の孔１４２ｅ，１４２ｆ，１４２ｇのいずれかが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂ〜１４３ｅに対向し、洗浄水入口１４３ａから流入した洗浄水が洗浄水出口１４３ｂ〜１４３ｅのいずれかから流出する。
【００８８】
図１０は、図９の切替弁１４の洗浄水出口１４３ｃ，１４３ｄから流出する洗浄水の流量を示す図である。図１０の横軸はモータ１４１の回転角度を示し、縦軸は洗浄水出口１４３ｃ，１４３ｄを流れる洗浄水の流量を示す。また、一点鎖線Ｑ１が洗浄水出口１４３ｃから流出する洗浄水の流量の変化を示し、実線Ｑ２が洗浄水出口１４３ｄから流出する洗浄水の流量の変化を示す。
【００８９】
例えば、図１０に示すように、モータ１４１が１８０度回転した場合、洗浄水出口１４３ｃから流出する洗浄水の流量は最大値を示し、洗浄水出口１４３ｄから洗浄水は流出しない。モータ１４１の回転角度が大きくなるとともに洗浄水出口１４３ｃから流出する洗浄水の流量が減少し、洗浄水出口１４３ｄから流出する洗浄水の流量が増加する。そして、モータ１４１が２７０度回転した場合、洗浄水出口１４３ｃから洗浄水は流出せず、洗浄水出口１４３ｄから流出する洗浄水の流量は最大値を示す。
【００９０】
以上のように、制御部４が切替弁１４のモータ１４１の回転角度を制御することにより洗浄水出口１４３ｃ，１４３ｄから流出する洗浄水の流量比を制御することができる。
【００９１】
次に、図３のノズル部３０のおしりノズル１について説明する。図１１はノズル部３０のおしりノズル１のピストン部２０の斜視図であり、図１２はピストン部２０の分解斜視図である。
【００９２】
図１１に示すように、おしりノズル１のピストン部２０は、ノズルカバー４０１、二流路管４０２、一流路管４０３および流路合流部４０４を含む。図１１では、ノズルカバー４０１が破線で示されている。図１２に示すように、ノズルカバー４０１の先端部の上面には噴出孔４０１ａが設けられている。
【００９３】
二流路管４０２は、洗浄水が流れる流路を２つ有する。一方の流路には一流路管４０３の後端が接続されており、一流路管４０３の先端には流路合流部４０４が接続されている。また、図１１に示すように、ノズルカバー４０１は、二流路管４０２、一流路管４０３および流路合流部４０４を覆っている。
【００９４】
二流路管４０２の一方の流路に供給された洗浄水は、一流路管４０３を通って流路合流部４０４に供給される。二流路管４０２の他方の流路に供給された洗浄水は、一流路管４０３とノズルカバー４０１との間の空間を通り、流路合流部４０４に供給される。流路合流部４０４に供給された洗浄水は、噴出孔４０１ａから人体に向けて噴出される。このときに噴出される洗浄水は分散旋回流となる。詳細は、後述する。
【００９５】
図１３（ａ）はピストン部２０の側面図であり、図１３（ｂ）はピストン部２０の平面図である。
【００９６】
図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、ノズルカバー４０１は、先端が半球状に閉じられた円筒構造を有し、継ぎ目のない一体構造を有する。ノズルカバー４０１の先端部の上部には部分的に平面が形成されており、その平面の中央部に噴出孔４０１ａが形成されている。ノズルカバー４０１は、ステンレスを絞り加工することにより形成される。
【００９７】
ノズルカバー４０１に継ぎ目がないことから、ノズルカバー４０１に汚れが付着しても洗い流しやすく衛生的である。また、ステンレスは抗菌作用を有するため、ノズルカバー４０１の表面において菌が繁殖することもない。
【００９８】
また、ノズルカバー４０１がステンレスで構成されていることから、ノズルカバー４０１の強度を確保しつつ薄肉化することができ、おしりノズル１の小型化が図れる。この場合、ノズルカバー４０１内に加圧された洗浄水が供給されても変形することはない。なお、ノズルカバー４０１の管径は例えば１０ｍｍであり、肉厚は例えば０．２ｍｍ程度である。
【００９９】
さらに、ノズルカバー４０１が絞り加工により形成されることから、表面に粗さがなく、汚れが付着しにくい。また、ノズルカバー４０１の表面が光沢を有するようになり、使用者は清潔感を覚える。
【０１００】
図１４は、おしりノズル１の断面図である。
図１４に示すように、おしりノズル１は、ピストン部２０、円筒状のシリンダ部２１、シールパッキン２２ａ，２２ｂおよびスプリング２３により構成される。
【０１０１】
流路合流部４０４の上面には、洗浄水を噴出するための孔部２５が形成されている。ピストン部２０の後端には、フランジ形状のストッパ部２６ａ，２６ｂが設けられている。また、ストッパ部２６ａ，２６ｂには、それぞれシールパッキン２２ａ，２２ｂが装着されている。
【０１０２】
二流路管４０２の内部には、後端面から一流路管４０３に連通する流路２７ａが形成され、ストッパ部２６ａとストッパ部２６ｂとの間におけるピストン部２０の周面から二流路管４０２の先端面に連通する流路２７ｃが形成されている。
【０１０３】
一流路管４０３の内部には、二流路管４０２の流路２７ａから流路合流部４０４に連通する流路２７ｂが形成されている。ノズルカバー４０１と一流路管４０３との間の空間は、流路２７ｄとなる。流路合流部４０４の詳細については後述する。
【０１０４】
一方、シリンダ部２１は、先端側の径小部分と中間の径を有する中間部分と後端側の径大部分とからなる。それにより、径小部分と中間部分との間に、ピストン部２０のストッパ部２６ａがシールパッキン２２ａを介して当接可能なストッパ面２１ｃが形成され、中間部分と径大部分との間に、ピストン部２０のストッパ部２６ｂがシールパッキン２２ｂを介して当接可能なストッパ面２１ｂが形成されている。
【０１０５】
シリンダ部２１の後端面には、洗浄水入口２４ａが設けられ、シリンダ部２１の中間部分の周面には、洗浄水入口２４ｂが設けられ、シリンダ部２１の先端面には、開口部２１ａが設けられている。シリンダ部２１の内部空間が温度変動緩衝部２８となる。洗浄水入口２４ａは、シリンダ部２１の中心軸とは異なる位置に偏心して設けられている。
【０１０６】
洗浄水入口２４ａは、図８の切替弁１４の洗浄水出口１４３ｄに接続され、洗浄水入口２４ｂは、図８の切替弁１４の洗浄水出口１４３ｃに接続されている。ピストン部２０がシリンダ部２１より最も突出した場合に、洗浄水入口２４ｂは、二流路管４０２の流路２７ｃと連通する。この洗浄水入口２４ｂが流路２７ｃと接続される際の動作の詳細については後述する。
【０１０７】
ピストン部２０は、ストッパ部２６ｂが温度変動緩衝部２８内に位置し、先端部が開口部２１ａから突出するように、シリンダ部２１内に移動可能に挿入されている。
【０１０８】
さらに、スプリング２３は、ピストン部２０のストッパ部２６ａとシリンダ部２１の開口部２１ａの周縁との間に配設されており、ピストン部２０をシリンダ部２１の後端側に付勢する。
【０１０９】
ピストン部２０のストッパ部２６ａ，２６ｂの外周面とシリンダ部２１の内周面との間に微小隙間が形成され、ピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間に微小隙間が形成されている。
【０１１０】
次いで、図１４のおしりノズル１の動作について説明する。図１５は、図１４のおしりノズル１の動作を説明するための断面図である。
【０１１１】
まず、図１５（ａ）に示すように、シリンダ部２１の洗浄水入口２４ａ，２４ｂより洗浄水が供給されない場合、ピストン部２０が、スプリング２３の弾性力により矢印Ｘの方向と逆方向に後退し、シリンダ部２１内に収容されている。その結果、ピストン部２０は、シリンダ部２１の開口部２１ａより最も突出していない状態となる。このとき、シリンダ部２１内には、温度変動緩衝部２８が形成されない。
【０１１２】
次いで、図１５（ｂ）に示すように、シリンダ部２１の洗浄水入口２４ａより洗浄水の供給が開始された場合、洗浄水の圧力によりピストン部２０がスプリング２３の弾性力に抗して矢印Ｘの方向に徐々に前進する。それにより、シリンダ部２１内に温度変動緩衝部２８が形成されるとともに温度変動緩衝部２８に洗浄水が流入する。
【０１１３】
洗浄水入口２４ａがシリンダ部２１の中心軸に対して偏心した位置に設けられているので、温度変動緩衝部２８に流入した洗浄水は、矢印Ｖで示すように渦巻状に還流する。温度変動緩衝部２８の洗浄水の一部は、ピストン部２０のストッパ部２６ａ，２６ｂの外周面とシリンダ部２１の内周面との間の微小隙間を通して、ピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間の微小隙間から流れ出るとともに、ピストン部２０の流路２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを通して流路合流部４０４に供給され、孔部２５からわずかに噴出される。
【０１１４】
ピストン部２０がさらに前進すると、図１５（ｃ）に示すように、ストッパ部２６ａ，２６ｂがシールパッキン２２ａ，２２ｂを介してシリンダ部２１のストッパ面２１ｃ，２１ｂに水密に接触する。それにより、ピストン部２０のストッパ部２６ａ，２６ｂの外周面とシリンダ部２１の内周面との間の微小隙間からピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間の微小隙間に至る流路が遮断される。
【０１１５】
さらに、洗浄水入口２４ｂより供給された洗浄水が、ピストン部２０の流路２７ｃ，２７ｄを通して流路合流部４０４に供給される。それにより、流路２７ａ，ｂを通して流路合流部４０４に供給された洗浄水は、流路２７ｃ，２７ｄを通して供給された洗浄水と混合され、孔部２５から噴出される。
【０１１６】
図１６は、流路合流部４０４を説明するための図である。図１６（ａ）はピストン部２０の先端部の平面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＤ−Ｄ線断面図であり、図１６（ｃ）は図１６（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【０１１７】
図１６（ａ）に示すように、噴出孔４０１ａは、孔部２５よりも径が大きくなるように形成されている。それにより、孔部２５から噴出される洗浄水が噴出孔４０１ａに当たることがなく、洗浄水の噴出が妨げられない。
【０１１８】
図１６（ｂ）に示すように、流路合流部４０４の上部には孔部２５を囲むように円環状の溝４０４ａが形成されており、溝４０４ａにはＯリング４０４ｂが取り付けられている。Ｏリング４０４ｂとノズルカバー４０１の内周面とは密着しており、流路２７ｄの洗浄水がノズルカバー４０１の噴出孔４０１ａから流出することはない。また、ノズルカバー４０１の先端部に汚れが付着しても、汚れが噴出孔４０１ａから流路２７ｄに直接入り込むこともない。
【０１１９】
なお、ノズルカバー４０１の噴出孔４０１ａから汚れが孔部２５に入り込んだ場合でも、孔部２５から噴出される洗浄水により汚れが即座に排出される。それにより、ノズルカバー４０１の内部が常に清潔に保たれる。
【０１２０】
流路合流部４０４の先端部には、位置固定片４０４ｃが形成されている。位置固定片４０４ｃの先端がノズルカバー４０１の先端の内周面に支持されることにより、流路合流部４０４の位置が固定される。
【０１２１】
流路合流部４０４の内部には、孔部２５、縮流部２５ａ、円筒状渦室２５ｂおよび縮流部２５ｃが流路合流部４０４の上端から下端にわたって順に形成されている。
【０１２２】
流路２７ｄの洗浄水は、縮流部２５ｃを通って円筒状渦室２５ｂに供給される。縮流部２５ｃは、円筒状渦室２５ｂに向かって内径が連続的に小さくなっているため、縮流部２５ｃを流れる洗浄水の流速が連続的に上昇する。
【０１２３】
円筒状渦室２５ｂに供給された洗浄水は、縮流部２５ａに流入する。縮流部２５ａは、孔部２５に向かって内径が連続的に小さくなっているため、縮流部２５ａを流れる洗浄水の流速が連続的に上昇する。孔部２５に供給された洗浄水は、人体に向けて噴出される。
【０１２４】
図１６（ｃ）に示すように、円筒状渦室２５ｂと流路２７ｂとは連通している。流路２７ｂから供給される洗浄水は、後述するように円筒状渦室２５ｂにおいて流路２７ｄから円筒状渦室２５ｂに供給された洗浄水に旋回力を与えて旋回流を生成する。
【０１２５】
ここで、円筒の内部を流れる旋回流の流速について説明する。図１７（ａ）は、円筒の内部における旋回流の流速を説明する模式図である。
【０１２６】
図１７（ａ）の円筒の内部を流れる旋回流は定常状態にあるとする。図１７（ａ）に示すように、円筒の内部を流れる流体は円筒の中心に関して同心円状に流れる。円筒の中心においては旋回流の流速は０であり、中心からの距離に比例して旋回流の流速は大きくなり、旋回流は渦度のない渦を形成している。
【０１２７】
ところが、円筒の内周面の近傍にある境界から外側の領域では旋回流は円筒の内周面により抵抗を受ける。以下、この境界を層流限界ＢＬと呼ぶ。層流限界ＢＬよりも外側ではいわゆる境界層が形成され旋回流の流速は急激に低下し、円筒の内周面においては０となる。したがって、旋回流の流速は、層流限界ＢＬにおいて最大となる。
【０１２８】
図１７（ｂ）は、円筒状渦室２５ｂにおける洗浄水の旋回流を説明する模式図である。図１７（ｂ）において、洗浄水の流れが矢印Ｑ１で示される。図１７（ｂ）に示すように、流路２７ａは、流路２７ａの外側の壁の延長線が層流限界ＢＬに対して接線を構成するように円筒状渦室２５ｂに連通している。それにより、流路２７ａから供給される洗浄水は、円筒状渦室２５ｂの内周面の抵抗を受けることなく洗浄水に対して旋回力を与えることができる。また、流路２７ａから供給される洗浄水は、円筒状渦室２５ｂ内で形成された渦度のない渦の最外周に旋回力を与えるため、渦度のない渦を乱すことがない。
【０１２９】
さらに、図１６（ｂ）に示したように、円筒状渦室２５ｂには底面がないことから円筒状渦室２５ｂを流れる旋回流が受ける抵抗が小さくなる。
【０１３０】
以上のことから、本実施の形態における円筒状渦室２５ｂにおいては、流動抵抗が小さく、渦度のない渦を乱すことなく洗浄水を旋回させることが可能である。
【０１３１】
次に、おしりノズル１に供給された洗浄水が流れる流路の断面積の変化を図１８および図１９を参照して説明する。
【０１３２】
図１８は、おしりノズル１の先端部の断面図であり、図１９（ａ）は、図１８のＸ−Ｘ線断面図であり、図１９（ｂ）は、図１８のＹ−Ｙ線断面図であり、図１９（ｃ）は、図１８のＺ−Ｚ線断面図である。
【０１３３】
図１９（ａ）に示すように、断面積Ｓ１は、孔部２５の断面積を示す。図１９（ｂ）に示すように、断面積Ｓ２は、円筒状渦室２５ｂの断面積を示す。図１９（ｃ）に示すように、流路２７ｄの断面積Ｓ３は、ノズルカバー４０１の内部の空間のうちから一流路管４０３を除いた領域の断面積である。断面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の間には、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３の関係が成立する。
【０１３４】
流路２７ｄの断面積Ｓ３は比較的大きいため、流路２７ｄを流動する洗浄水の圧力損失は少なくなる。それにより、洗浄水が流路合流部４０４に供給されるまでは、洗浄水は高い圧力を維持する。
【０１３５】
また、流路２７ｄ、縮流部２５ｃ、円筒状渦室２５ｂ、縮流部２５ａおよび孔部２５の順に断面積が漸減することになることから、流路損失が少なく、洗浄水の圧力損失が少なくなる。それにより、洗浄水が孔部２５から噴出する際の水勢が大きくなり効率的である。
【０１３６】
孔部２５の径をｄ１とし、円筒状渦室２５ｂの径をｄ２とすると、ｄ２／ｄ１は２〜５程度が望ましい。それにより、流路損失を小さくしつつ孔部２５から噴出される洗浄水の流速を高くすることができる。
【０１３７】
また、本実施の形態に係るおしりノズル１においては、ノズルカバー４０１の内周面と一流路管４０３との間の円筒状の空間を洗浄水の流路として用いているため、ピストン部２０を小型化しつつ洗浄水の流路の断面積を大きくすることができる。
【０１３８】
図２０は、ピストン部２０の先端部を側面側から見た場合の模式的断面図である。
【０１３９】
図２０に示すように、流路２７ｄは縮流部２５ｃに下方から連通し、流路２７ｂは円筒状の円筒状渦室２５ｂの周面に連通している。切替弁１４の洗浄水出口１４３ｃからの洗浄水は流路２７ｃ，２７ｄを通って縮流部２５ｃに供給され、円筒状渦室２５ｂおよび縮流部２５ａを通って孔部２５から直線流として噴出される。切替弁の洗浄水出口１４３ｄからの洗浄水は流路２７ａ，２７ｂを通って円筒状渦室２５ｂに供給され、縮流部２５ａを通って孔部２５から噴出される。
【０１４０】
流路２７ｂより円筒状渦室２５ｂに供給された洗浄水は、図１９で説明したように円筒状渦室２５ｂの内周面の曲面形状により渦巻状態で流動し、流路２７ｄから供給された洗浄水を旋回させる。
【０１４１】
このように、円筒状渦室２５ｂにおいて、流路２７ｄからの洗浄水を流路２７ｂからの洗浄水が旋回させ、旋回した洗浄水が孔部２５より噴出される。
【０１４２】
例えば、流路２７ｂより供給される洗浄水の流量が流路２７ｄより供給される洗浄の流量よりも多い場合、円筒状渦室２５ｂにおいて混合される洗浄水は、円筒状の円筒状渦室２５ｂの曲面形状による渦巻状態を強く維持するため、図２０に矢印Ｈで示すように広い角度で分散旋回流として噴出される。
【０１４３】
一方、流路２７ｄより供給される洗浄水の流量が流路２７ｂより供給される洗浄水の流量よりも多い場合、円筒状渦室２５ｂにおいて混合される洗浄水は、直線状態を強く維持するため、図２０に矢印Ｓで示すように狭い角度で直線流として噴出される。
【０１４４】
したがって、図３の制御部４が切替弁１４のモータ１４１を制御して洗浄水出口１４３ｃ，１４３ｄの流量比を変化させることにより、孔部２５より噴出される洗浄水の噴出形態が変化する。
【０１４５】
また、図１７で説明したように、円筒状渦室２５ｂで生成される旋回流は乱れの少ない渦となっているため、孔部２５から噴出される洗浄水は、全体が均一に広がった乱れのない円を形成する。また、図２０に示すように、孔部２５から噴出される洗浄水の噴流は、広がり角度が大きい場合でも、中心部から外周部に渡って均一に洗浄水が存在する断面を形成する。
【０１４６】
本実施の形態では、図２の水勢調整スイッチ３０２ａを押下すると、洗浄水出口１４３ｃの流量が洗浄水出口１４３ｄの流量よりも大きくなり、洗浄水の噴出形態が直線流に近づく。また、水勢調整スイッチ３０２ｂを押下すると、洗浄水出口１４３ｄの流量が洗浄水出口１４３ｃの流量よりも大きくなり、洗浄水の噴出形態が分散旋回流に近づく。
【０１４７】
また、例えば、一流路管４０３と流路合流部４０４等の結合に対しては、ノズルカバー４０１により流体圧力が保持されることから気密度の要求は低い。したがって、おしりノズル１を容易に組み立てることができる。
【０１４８】
図２１は、おしりノズル１の孔部２５より噴出される洗浄水の圧力変動幅を説明するための図である。
【０１４９】
図２１の点線Ｐ１はノズルカバー４０１が弾力性のある素材（例えばプラスチック）で形成されている場合の洗浄水の圧力変動幅を示す。おしりノズル１のノズルカバー４０１が弾力性のある素材から構成されると、ポンプ１３により加圧された洗浄水の圧力はノズルカバー４０１により吸収され、洗浄水の圧力が低下し、圧力変動幅が低下する。
【０１５０】
一方、本実施の形態におけるノズルカバー４０１は、ステンレスから構成されているため、洗浄水の圧力がノズルカバー４０１により吸収されずに洗浄水の圧力変動幅が低下しない。
【０１５１】
ここで、ノズルカバー４０１が弾力性のある素材で形成されている場合の洗浄水の最大圧力をＰｎ３、圧力変動幅をｄＨ２とし、ノズルカバー４０１がステンレスで形成されている場合の洗浄水の最大圧力をＰｎ１、圧力変動幅をｄＨ１とすると、Ｐｎ１＞Ｐｎ３、ｄＨ１＞ｄＨ２の関係が成り立つ。
【０１５２】
したがって、ノズルカバー４０１をステンレスで構成することによりポンプ１３により洗浄水に加圧された圧力を効率良く利用することができる。
【０１５３】
なお、本実施の形態に係るノズルカバー４０１は、銅あるいは銀を含有する抗菌性の高いステンレスを用いることもできる。また、変形しにくく、一体成形可能な素材を用いることができる。例えば、ステンレス以外の銅、アルミニウム、ニッケル、クロム等の金属を用いてもよいし、その他の合金を用いてもよい。
【０１５４】
本実施の形態においては、流路合流部２０４が噴出部材に相当し、縮流部２５ｃが開口部および第１の空間に相当し、円筒状渦室２５ｂが第２の空間に相当し、縮流部２５ａが第３の空間に相当し、流路２７ｄが第１の流路に相当し、流路２７ａが第２の流路に相当し、ノズルカバー４０１がカバー部材に相当し、一流路管４０３が管路に相当し、Ｏリング４０２ｂがシール部材に相当し、ポンプ１３が加圧手段に相当し、切替弁１４が経路選択手段および流量調整手段に相当し、セラミックヒータ５０５が加熱手段に相当する。
【０１５５】
【発明の効果】
本発明に係るノズル装置においては、流速の高い直線噴流が効率的に噴出される。したがって、洗浄水を効率的に噴出することができる。また、噴出空間が噴出孔まで段階的または連続的に減少する構造を有することから、ノズル装置の小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る衛生洗浄装置を便器に装着した状態を示す斜視図
【図２】図１の遠隔操作装置の一例を示す模式図
【図３】本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
【図４】熱交換器の構造の一例を示す一部切り欠き断面図
【図５】ポンプの構造の一例を示す断面図
【図６】アンブレラパッキンの動作を説明するための模式図
【図７】図５のポンプの圧力変化を示す図
【図８】（ａ）は切替弁の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の切替弁のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）の切替弁のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）の切替弁のＣ−Ｃ線断面図
【図９】図８の切替弁の動作を示す断面図
【図１０】図９の切替弁の洗浄水出口から流出する洗浄水の流量を示す図
【図１１】ノズル部のおしりノズルのピストン部の斜視図
【図１２】ピストン部の分解斜視図
【図１３】（ａ）はピストン部２０の側面図であり、（ｂ）はピストン部２０の平面図
【図１４】おしりノズルの断面図
【図１５】図１４のおしりノズルの動作を説明するための断面図
【図１６】流路合流部を説明するための図
【図１７】（ａ）は円筒の内部における旋回流の流速を説明する模式図であり、（ｂ）は円筒状渦室における洗浄水の旋回流を説明する模式図
【図１８】おしりノズルの先端部の断面図
【図１９】（ａ）は図１８のＸ−Ｘ線断面図であり、（ｂ）は図１８のＹ−Ｙ線断面図であり、（ｃ）は図１８のＺ−Ｚ線断面図
【図２０】ピストン部の先端部を側面側から見た場合の模式的断面図
【図２１】おしりノズルの噴出孔より噴出される洗浄水の圧力変動幅を説明するための図
【符号の説明】
１  おしりノズル
４  制御部
１４  切替弁
２５  孔部
２５ａ  縮流部
２５ｂ  円筒状渦室
２５ｃ  縮流部
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ  流路
３０  ノズル部
２００  本体部
４０１  ノズルカバー
４０１ａ  噴出孔
４０２  二流路管
４０３  一流路管
４０４  流路合流部
４０４ａ  溝
４０４ｂ  Ｏリング
４０４ｃ  位置固定片
ＢＬ  層流限界
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  流路断面積
３００  遠隔操作装置
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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