(57)【要約】【課題】旋回部材を全て金属で作成する場合、機械加工を伴うため、コストが高かった。また、旋回部材を汎用の樹脂で成形する場合は、コストは低いものの、旋回部材自身の質量が軽いため、回転運動を安定して行えないという不具合があった【解決手段】円筒状に形成された部屋の周面に沿って洗浄水が供給される旋回室と、この旋回室の軸心を指向する貫通孔と、該貫通孔から一端が突出すると共に他端が旋回室内を自由に回転可能である吐水流路が穿設された旋回部材とを備え、前記旋回室へ供給された洗浄水の運動エネルギーから直接受ける力と該運動エネルギーにより生じる揚力および遠心力によって前記旋回部材が旋回する洗浄ノズルにおいて、前記旋回部材を比重３以上の材料により形成した【選択図】　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成された部屋の周面に沿って洗浄水が供給される旋回室と、この旋回室の軸心を指向する貫通孔と、該貫通孔から一端が突出すると共に他端が旋回室内を自由に回転可能である吐水流路が穿設された旋回部材とを備え、前記旋回室へ供給された洗浄水の運動エネルギーから直接受ける力と該運動エネルギーにより生じる揚力および遠心力によって前記旋回部材が旋回する洗浄ノズルにおいて、前記旋回部材を比重３以上の材料により形成したことを特徴とする洗浄ノズル。
【請求項２】
前記旋回部材を金属粉末を汎用樹脂に充填した材料により形成したことを特徴とする請求項１記載の洗浄ノズル。
【請求項３】
前記旋回部材を回転運動の支点に対して近い方と遠い方の２種類の比重の異なる材料から形成し、一方の材料は汎用樹脂であり、もう一方の材料は、前記汎用樹脂よりも比重の高い材料としたことを特徴する請求項１記載の洗浄ノズル。
【請求項４】
前記旋回部材の２種類の材料は、汎用樹脂と金属であることを特徴とする請求項３記載の洗浄ノズル。
【請求項５】
前記旋回部材をインサート成形したことを特徴とする請求項４記載の洗浄ノズル。
【請求項６】
前記旋回部材の金属部側先端に凸部を形成し、該金属凸部の中間部に細径部を形成したことを特徴とする請求項５記載の洗浄ノズル。
【請求項７】
前記金属凸部の径を全体の径の８０パーセント以下としたことを特徴とする請求項５記載の洗浄ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗浄水を吐水することにより、洗浄を行う洗浄ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
円筒状に形成された部屋の周面に沿って洗浄水が供給される旋回室と、この旋回室の貫通穴から一端が突出すると共に、他端が旋回室内を自由に回転可能である吐水流路が穿設された旋回部材とを備え、前記旋回室へ供給された洗浄水の運動エネルギーから直接受ける力と該運動エネルギーにより生じる揚力および遠心力によって前記旋回部材が旋回する洗浄ノズルにおいて、旋回部材は金属材料で形成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
国際公開第０２／０５５７９５号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、旋回部材を全て金属で作成する場合、機械加工を伴うため、コストが高かった。また、旋回部材を汎用の樹脂で成形する場合は、コストは低いものの、旋回部材自身の質量が軽いため、回転運動を安定して行えないという不具合があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、円筒状に形成された部屋の周面に沿って洗浄水が供給される旋回室と、この旋回室の軸心を指向する貫通孔と、該貫通孔から一端が突出すると共に他端が旋回室内を自由に回転可能である吐水流路が穿設された旋回部材とを備え、前記旋回室へ供給された洗浄水の運動エネルギーから直接受ける力と該運動エネルギーにより生じる揚力および遠心力によって前記旋回部材が旋回する洗浄ノズルにおいて、旋回部材が安定して回転運動を行うことが可能になると共に、製造コストを低くすることを可能とした洗浄ノズルを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するためになされた本発明においては、請求項１のように、円筒状に形成された部屋の周面に沿って洗浄水が供給される旋回室と、この旋回室の軸心を指向する貫通孔と、該貫通孔から一端が突出すると共に他端が旋回室内を自由に回転可能である吐水流路が穿設された旋回部材とを備え、前記旋回室へ供給された洗浄水の運動エネルギーから直接受ける力と該運動エネルギーにより生じる揚力および遠心力によって前記旋回部材が旋回する洗浄ノズルにおいて、前記旋回部材を比重３以上の材料により形成したことによって、旋回部材全体の比重を高くすることが可能となり、旋回部材の回転運動を安定して行うことが可能となる。
【０００７】
また、請求項２のように金属粉末を汎用樹脂に充填した材料を用いることで比重を３以上とすることが可能となる。このような材料を用いることで成形も容易となる。
【０００８】
また、請求項３のように、前記旋回部材は、回転運動の支点に対して近い方と遠い方の２種類の比重の異なる材料から形成し、一方の材料は汎用樹脂であり、もう一方の材料は、前記汎用樹脂よりも比重の高い材料である構成とした洗浄ノズルを提供する。このような構成とすることによって、汎用樹脂を使用することによって成形コストが安価にできるとともに、もう一方の材料を前記汎用樹脂よりも比重の高い材料とすることによって、旋回部材全体の比重を高くすることが可能となり、旋回部材の回転運動を安定して行うことが可能となる。
【０００９】
また、本発明における汎用樹脂とは、塩化ビニール、ポリエチレン、ポリスチレン、ＨＩＰＳ（ハイインパクトポリスチレン）、ポリプロピレン、アクリル、ＡＳ（アクリロニトル　スチレン）、ＡＢＳ（アクリロニトル　ブタジエン　スチレン）、ポリカーボネート、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリアセタール、ポリアミド、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）や、材料自体の価格が、それに準じる樹脂をさしている。汎用樹脂よりも比重の高い材料としては、鉛、銅、タングステン等の金属やこの金属と同等の比重を有する高比重樹脂（カネボウ合繊（株）販売の、ナイロン樹脂に高比重の物質を配合した鉛よりも比重が高い樹脂等）を用いることができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様においては、請求項４のように、前記旋回部材の材料は、汎用樹脂と金属である構成としたことである。このような構成とすることによって、旋回部材の形状が複雑な部分を汎用樹脂で成形することにより製造コストを低くすることが可能となる。また、一方の材料を金属とすることによって、旋回部材の全体の質量は大きくなるため、回転運動が安定して行うことが可能となる。金属については、回転運動を安定させるためには、比重の軽い軽金属よりも比重が重い金属の方が良い。
【００１１】
また、本発明においては、請求項５のように、前記旋回部材をインサート成形した洗浄ノズルを提供する。このような構成とすることによって、旋回部材の全体の形状は汎用樹脂で成形できるため、複雑な形状においても製造コストを低くすることが可能となる。また、インサートされている材料は金属のため、旋回部材全体の質量は重くなり、安定して回転運動を行うことが可能となる。
【００１２】
また、インサートされている金属は、回転の支点に対して洗浄水による力を受ける側に配置されているため、回転運動における遠心力を大きく発生させることが可能となり、回転運動をより安定して行うことが可能となる。
【００１３】
また、請求項６のように、前記旋回部材の金属部側先端に凸部を形成し、該金属凸部の中間部に細径部を形成した場合には、抜け止めが出来、汎用樹脂と金属とをしっかりと一体化することが出来る。また生産上の手間も省け、成形コストを安価とすることができる。
【００１４】
また、請求項７のように、前記金属凸部の径を全体の径の８０パーセント以下とした場合には、樹脂の応力集中によるクリープ破壊を避けることができ長期に亘って安定した性能を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基いて本発明の実施例について説明する。
図１は本発明の人体局部洗浄装置の水路構成図である。水の流れに順じて上流側から、洗浄水中のゴミやスケールを除去する為に設けられたフィルタ８１と、洗浄水が上流の１次側に逆流しないように設けられた逆止弁８２と、１次側の水圧をあらかじめ設定された所定の水圧に調整する為の調圧弁８３と、洗浄水の通水と止水を制御する為の電磁弁８４と、前記調圧弁８３が作動しない時に設定以上の水圧が下流にかからない様に設けられた逃がし弁８５と、洗浄水を加熱して温水にする貯湯式もしくは瞬間式の熱交換器８６と、洗浄水量をあらかじめ設定された水量に調整する為の流量調整弁８７と、洗浄水を人体局部に向かって噴出する洗浄ノズル６１と、前記洗浄ノズル６１を洗浄時に所定の位置まで進出させるノズル駆動モータ８９とから構成されている。
【００１６】
以上の構成にて、洗浄水を噴射吐水する場合、使用者が操作手段を操作して洗浄開始の信号が制御回路に送られると、前記洗浄ノズル６１が前記ノズル駆動モータ８９によって所定の洗浄位置まで進出させられた状態で、電磁弁８４が開いて洗浄水が通水状態となり、下流に設けられた洗浄ノズル６１より人体局部に向かって洗浄水を噴出して洗浄を行なう。
【００１７】
次に洗浄ノズル６１の構成について図２乃至図４を用いて説明する。
図２の（ａ）は非通水時の洗浄ノズル６１の断面図、図２の（ｂ）は通水時の洗浄ノズル６１の断面図、図３の（ａ）と（ｂ）は図２の夫々のＡ−Ａ断面図である。
【００１８】
給水源（図示せず）から供給された洗浄水は洗浄ノズル６１に供給されると洗浄ノズル６１内部に設けられた、通水路６２、旋回室流入路６３、旋回室６４の順に供給される構成となっている。又、旋回室流入路６３は通水路６２より通水断面積が小さく構成されており、かつ旋回室６４の中心に対して偏芯して洗浄水が供給されるように構成している。
【００１９】
又、旋回室６４内部には旋回部材７０が設けれており、この旋回部材７０は洗浄水が給水される給水口７３、給水口７３と連通して洗浄水を噴射吐水する吐水口７１、旋回室６４中の洗浄水より流れのエネルギーを受ける受力部７２により構成されている。
【００２０】
又、中央に貫通孔７５ａを有する抜止部材７５を旋回室６４上部に洗浄ノズル６１と一体に設け、抜止部材７５は旋回部材７０の受力部７２が旋回室６４内の中心軸に対して傾斜公転可能になる様に貫通孔７５ａで旋回部材７０の上方を支持している。
【００２１】
従って、旋回室６４内部に洗浄水が供給されて洗浄水が旋回室６４内部で旋回することで、発生する遠心力と洗浄水の運動エネルギーによって、旋回部材７０が旋回室６４中心軸に対して傾斜して公転運動する構成になっている。
【００２２】
以上の構成で吐水された洗浄水の軌跡について図４を用いて説明すると、旋回部材７０が、旋回室６４中心軸まわりの公転運動をおこないながら、洗浄水を噴射吐水することで、吐水された洗浄水の軌跡は螺旋を描きながら円錐状に拡大吐水される。
【００２３】
図５に比重の異なる種々材料を用いて製作した旋回部材７０を用いて回転数等を測定した実験結果の表を示す。
なお、表中の吐水口径は図２中のＣの開口径を示し、旋回室流入径は図２中のＢの孔径を示し，流量は図２中のＱでの吐水される流量を示し、入水圧は図２中のＰでの圧力を示す。圧力ＰはＱでの吐水流量が所定流量（２００ｍｌ／ｍｉｎ〜５００ｍｌ／ｍｉｎ）となるように給水ポンプの出力を調整した際の入水圧力を示す。
【００２４】
表から比重１品では使用流量域（２００ｍｌ／ｍｉｎ〜５００ｍｌ／ｍｉｎ）で旋回部材７０がまったく旋回せず、比重２品では低流量域（２００ｍｌ／ｍｉｎ〜３００ｍｌ／ｍｉｎ）で旋回部材７０が旋回せず、比重３品からは旋回部材は使用流量域（２００ｍｌ／ｍｉｎ〜５００ｍｌ／ｍｉｎ）全域で旋回部材７０が旋回する。このことから、旋回部材７０を比重３以上の材料を用いなければ安定した旋回を得ることができないことがわかった。
【００２５】
次に、旋回部材７０について説明する。図６は、旋回部材７０の概観図、図７は旋回部材７０の断面図である。旋回部材７０は、回転運動の支点に近い旋回部材上部７０ａと回転運動の支点からの距離が遠い旋回部材下部７０ｂからなっている。旋回部材上部７０ａの材料はポリアセタールであり、射出成形で成形されている。また、旋回部材下部７０ｂの材料は黄銅であり、円柱棒材を鍛造加工等によって成形している。
なお、旋回部材下部７０ｂの上方には抜け止めのための凸部７０ｃを設け、突起の根元のコーナーには応力集中を防ぐため出来る限り大きな丸み７０ｄをつけている。また凸部７０ｃの中間部に細径部７０ｅを設けて確実な抜け止めを行う。また、凸部７０ｃの径を旋回部材７０の径の８０パーセント以上とすることでこの部分への応力集中を防ぐことができ、クリープ破壊を避けることができる。
【００２６】
吐水口７１及び給水口７３を形成しなければならない旋回部材上部７０ａを樹脂で成形することによって、射出成形時に吐水口７１及び給水口７３を形成することができるので、旋回部材７０は、全て金属を機械加工で削り出す場合よりも成形コストは低くすることが可能となる。また、旋回部材７０は、旋回運動の支点からの距離が遠い旋回部材下部７０ｂが重いために、遠心力を大きく発生して、旋回運動を安定して行うことが可能な構成となっている。更に、旋回部材７０全体の平均比重を３以上とすることができるので安定した旋回運動を得ることが出来る。
【００２７】
なお、金属粉末を樹脂に充填した材料を用いて比重３以上の旋回部材７０を得ることもできる。金属としては、鉄粉、亜鉛粉末や酸化亜鉛粉末等を前述した汎用樹脂に充填したものである。
比重５以下のものは鉄粉、銅粉の使用により樹脂組成物を得ることができるが、５以上のものはそれらを単独配合しただけでは成形が十分にできない樹脂組成物となってしまう。そこで、金属としてタングステン粉末を樹脂に充填することにより、鉄や銅の単体比重より大きな材料を製造することができる。この場合には、タングステン金属粉末としては平均粒径が２０μｍ以下であり、更に平均粒径５μｍ以下のものが２０〜５０重量％、平均粒径５〜２０μｍのものが５０〜８０重量％の混合物となっているものが最密充填しやすく高比重の材料を得るためには最適であり、成形時の流動性にも優れる。平均粒径が２０μｍを越えると高比重の材料を得られず、更に平均粒径５〜２０μｍのものが５０重量％未満であると強度が出ず、８０重量％を越えると高比重の材料を得られない。
上述の高比重樹脂を射出成形することにより旋回部材７０を得ることが出来るので成形コストを安価とすることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べてきた通り、本発明によれば、円筒状に形成された部屋の周面に沿って洗浄水が供給される旋回室と、この旋回室の軸心を指向する貫通孔と、該貫通孔から一端が突出すると共に他端が旋回室内を自由に回転可能である吐水流路が穿設された旋回部材とを備え、前記旋回室へ供給された洗浄水の運動エネルギーから直接受ける力と該運動エネルギーにより生じる揚力および遠心力によって前記旋回部材が旋回する洗浄ノズルにおいて、旋回部材が安定して回転運動を行うことを可能とすると共に、製造コストを低くすることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる人体局部洗浄装置の水路構成図
【図２】本発明に係わる非通水時の洗浄ノズルの横断面図（ａ）、および通水時の洗浄ノズルの横断面図（ｂ）
【図３】図２の（ａ）のＡ−Ａ線断面図、および図２の（ｂ）のＡ−Ａ線断面図
【図４】本発明に係る洗浄ノズルからの吐水状態を示す模式図
【図５】本発明に係る洗浄ノズルに種々の比重の材料の旋回部材７０を用いて旋回運動が起きるかを測定した実験データ
【図６】本発明に係る旋回部材７０の外観図
【図７】本発明に係る旋回部材７０の断面図
【符号の説明】
６１…洗浄ノズル、６２…通水路、６３…旋回室流入路、
６４…旋回室、７０…旋回部材、７１…吐水口、７２…受力部、
７３…給水口、７５…抜け止め部材、７５ａ…貫通孔、
８１…フィルタ、８２…逆止弁、８３…調圧弁、８４…電磁弁、
８５…逃がし弁、８６…熱交換器、８７…流量調整弁、
８９…ノズル駆動モータ
【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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