(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水をノズルの吐水孔から人体に吐水する人体洗浄装置であって、
洗浄水の水勢を設定する水勢設定手段と、
前記水勢設定手段からの入力に応じて前記吐水孔への給水流量と洗浄水の洗浄面積をそれぞれ独立に制御する制御手段と、
前記制御手段からの信号に基づき吐水孔への給水流量を調整する給水流量調整手段と、
前記制御手段からの信号に基づき洗浄水の洗浄面積を調整する洗浄面積調整手段と
を備え、
前記洗浄面積調整手段は、給水された洗浄水に前記吐水孔の軸心周りの旋回力を付与して、洗浄水を前記吐水孔へ導き、前記旋回力を持った状態で洗浄水を前記吐水孔へ導き、前記旋回力を持った状態で洗浄水を前記吐水孔から吐水させる旋回付与手段と、前記旋回力の程度を可変とする可変手段からなり、
前記制御手段は前記可変手段を水勢が低下するにつれて前記旋回力を増加させるよう制御することを特徴とする人体洗浄装置。
【請求項２】
請求項１記載の人体洗浄装置であって、前記旋回付与手段は、前記ノズルに形成された旋回付与室と、該旋回付与室に流入した洗浄水が前記旋回付与室の内壁面に沿って旋回する様前記旋回付与室に洗浄水を導入する導入手段からなることを特徴とする人体洗浄装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の人体洗浄装置であって、前記給水手段からの給水洗浄水に前記給水手段の給水圧力を中心とした脈動波を発生する脈動発生手段を有することを特徴とする人体洗浄装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の人体洗浄装置であって、使用者が水勢とは独立に自分の好みの洗浄面積を設定できる洗浄面積設定手段を有し、前記制御手段は、前記水勢設定手段で入力された水勢に応じて前記吐水孔への給水流量を制御しつつ、洗浄水の洗浄面積を前記洗浄面積調整手段で入力された面積に保つように制御することを特徴とする人体洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗浄水を吐水孔から人体に吐水する人体洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の洗浄装置、例えば人体局部を洗浄する装置は、人体局部に対して吐水孔から人体に吐水し、洗浄水で汚れを落とす。洗浄水の水勢は調整可能となっており、使用者は水勢を上げて、汚れをすばやく落としたり、刺激のある強い洗浄感の吐水によって洗浄を行う事が出来る。また逆に水勢を下げて、やわらかい感触の吐水で洗浄を行うこともでき、このように水勢を変えることによって好みの吐水を選択することができる。
【０００３】
また、なかには洗浄水に脈動を付加して吐水させ、洗浄力を高め、かつ連続的に吐水した場合よりも使用する水量を減らして節水する、さらには、節水により水を温めるのに用いる熱量を節約して省エネを実現する人体洗浄装置もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
今までの人体洗浄装置では、水勢を調整する際には、一定断面積の吐水孔から洗浄水を吐水させながら洗浄水の流速を調整するために、水量を変化させることで水勢を調整していた。この場合、使用者が当たりの弱い、やわらかい吐水で洗浄する目的で水勢を落として洗浄を行うと、水勢が弱ければ弱いほど、洗浄面積が狭小化するという現象が生じる。この現象は以下の様に説明することが出来る。なお、ここでいう洗浄面積とは、洗浄水の吐水孔から洗浄の対象となる人体局部までの距離をLとすると、洗浄水の、洗浄水の吐水孔から吐水方向に距離Lの位置における吐水断面積を指す。
【０００５】
人体洗浄装置で強水勢と弱水勢で洗浄した場合の２通りの場合を比較する。図１５のように人体洗浄装置の吐水孔から洗浄水が吐水された直後の吐水断面積を強水勢、弱水勢の場合それぞれにおいてＳ１、Ｓ２とする。また、この時の流速を強水勢弱水勢それぞれにおいてＶ１、Ｖ２とする。次に、洗浄水が人体局部に到達した地点での吐水断面積を強水勢、弱水勢の場合それぞれにおいてＳ１’、Ｓ２’とする。また、この時の流速を強水勢弱水勢それぞれにおいてＶ１’、Ｖ２’とする。
【０００６】
吐水は吐水孔と人体局部までに到達するまでの間、空気からの抵抗を受け速度が低下するが、この抵抗力はその時の吐水の速度に比例するため、吐水直後の流速の大きい強水勢では吐水直後の流速の小さい吐水に比べ吐水がより大きな抵抗力を受け、人体局部に到着するまでに起こる速度の低下の割合も大きい。つまり、Ｖ１’／Ｖ１＜Ｖ２’／Ｖ２である。またここで一定の水勢において洗浄水は一定流量で吐水されるため、Ｓ１・Ｖ１＝Ｓ１’・Ｖ１’、Ｓ２・Ｖ２＝Ｓ２’・Ｖ２’である。さらに、吐水孔付近における吐水断面積は吐水孔の断面積に依存するので、Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓとおける。つまり、Ｓ１’＝Ｓ・Ｖ１／Ｖ１’、Ｓ２’＝Ｓ・Ｖ２／Ｖ２’となり、Ｓ１’／Ｓ２’＝（Ｖ１／Ｖ１’）／（ Ｖ２／Ｖ２’）となる。ここで上述のようにＶ１’／Ｖ１＜Ｖ２’／Ｖ２つまりＶ１／Ｖ１’＞Ｖ２／Ｖ２’であるからＳ１’／Ｓ２’ ＝（Ｖ１／Ｖ１’）／（ Ｖ２／Ｖ２’）＞１となり、つまり、Ｓ１’＞Ｓ２’となることがわかる。つまり、水勢が落ちると、人体局部における吐水断面積、つまり洗浄面積が小さくなることが分かる。
【０００７】
これらのことは、実際に人間が人体洗浄装置で洗浄を行った際も体感されることである。図１６に従来の人体洗浄装置を用いて局部を洗浄して水勢を上げた場合と下げた場合に洗浄面積がどう変化したかをモニター者３２人に対してたずねた結果を示す。水勢を下げた際に「洗浄面積が狭くなった」と感じたモニター者が全モニター者の６０％を占める。
【０００８】
洗浄面積の弱水勢における狭小化の弊害として以下のようなことが挙げられる。
まず、洗浄面積が狭小化すると、一度に洗浄できる体表面積が低下するため、洗浄効率が低下する。実際の洗浄効率の低下に加え、使用者が感じる「汚れの落ちている感じ」も低下する。このためやわらかい洗浄水で洗浄する目的で洗浄した場合、同時に洗浄効率が低下し、体感する「汚れの落ちている感じ」も低下してしまい、使用者が物足りなさを感じる、という不具合が生じていた。また、洗浄面積の狭小化によって使用者の感じる洗浄水の水量も低下してしまう。図１７にモニター者２６名に対して流量一定で洗浄面積のみを変化させることの出来る人体洗浄装置を用いて、洗浄面積を変化させた時に体で感じる水量がどの様に変化したかをたずねた際の結果を示す。これより、流量一定であっても、洗浄面積が狭い場合、「水量が少ない」と感じられることがわかる。つまり、図１８に示すように水勢を落としていくにしたがって、流速を落とすために水量を落とした際の実際の水量の減少に加え、洗浄面積が低下したことによる「体感流量」の減少が起こり、使用者の感じる洗浄水の流量は急激に減少し、物足りなさを感じるという弊害が生じる。
【０００９】
洗浄水が脈動を付加されて吐水され、水塊となって人体に衝突する場合、この傾向はさらに顕著である。まず、給水流量を連続的に変化させて洗浄水に脈動を付与する際の脈動発生のメカニズムについて説明する。
図２０は、脈動流の洗浄水を吐水孔３０から吐水した場合、その吐水された洗浄水が脈動流に増幅される過程を説明する説明図である。図１９に示すように洗浄水量が脈動となると、流速Ｖも同様に変動して脈動になる。すなわち、吐水される洗浄水は、その水量が最大流量Ｑｍａｘになると、流速も最大速度Ｖｍａｘになり、瞬間の流速および流量が時間とともに変動する。また、図１９の脈動流の洗浄水の各部位をＷｐ１，Ｗｐ２，Ｗｐ３，Ｗｐ４，Ｗｐ５とすると、この各部位の量はＷｐ１（≒Ｗｐ５）＜Ｗｐ２（≒Ｗｐ４）＜Ｗｐ３となり、それぞれの流速も、Ｖ１（≒Ｖ５）＜Ｖ２（≒Ｖ４）＜Ｖ３となる。よって、吐水直後から図２０の（ａ）〜（ｃ）へと移行するにつれて、Ｗｐ３はＷｐ２より速度が大きいから、Ｗｐ３はＷｐ２と合体し、さらにＷｐ１と合体して大きな水塊となる。
【００１０】
このように最大流速のＷｐ３がその前のＷｐ２，Ｗｐ１と順次合体することにより、大きな塊となって、人体局部（洗浄面）に着水することになる。この流速Ｖ３は、図１９に示す最大流速Ｖｍａｘであることから、脈動流で吐水された洗浄水は、合体した水塊の状態が脈動周期ＭＴごとに現れるような吐水形態で、吐水孔から吐水されていることになる。しかも、脈動周期でこのような現象が起きることから、上記のように最大流速のＷｐ３の合体を経た水塊は繰り返し現れ、ある吐水タイミングでの水塊とその次の吐水タイミングでのＷｐ３の合体を経た水塊とはほぼ同じ速度（最大速度）で移動（吐水）されることになる。しかも、このそれぞれの水塊は、最大流速でのＷｐ３に遅れて吐水されたＷｐ４、Ｗｐ５で繋がれたような状態となる。
【００１１】
このような方法で脈動流を発生させ洗浄を行う場合、水勢を落とすにしたがって洗浄面積は狭小化する。これは以下のような理由による。
水勢を落とすにしたがって図２１（ｂ）に示すように洗浄水の流速の平均流速を小さくする必要がある。すると最大流速と最小流速の差も小さくなるので、連続流の場合と比べ上述したような速度の異なる水同士が合体することによる水塊の発生が起こりにくくなる。また、図２１（ａ）に示すように洗浄水の平均流速を小さくするために給水流量の平均流量も小さくなる。つまり、出来上がる水塊の大きさ自体も小さくなる。弱水勢において水塊が出来る過程を図２２に（ａ）〜（ｃ）まで順にしめす。図２０の強水勢における水塊の発生過程と比較すると、弱水勢では最大流速と最小流速の差が小さくなることによりこのように水塊が出来にくく、また平均流速が小さいことにより出来上がった水塊も小さくなる。ここで、小さい水塊が人体局部に衝突した際の面積は大きい水塊が人体局部に衝突した際に比べ狭くなる。つまり水勢が落ちると洗浄面積が小さくなる。これが脈動流を発生させ洗浄を行う場合、水勢を落とすにしたがって洗浄面積が狭小化する理由の一つである。
【００１２】
このような理由に加え、洗浄水の流速が小さいこと自体による洗浄面積の狭小化も発生する。その狭小化の原理は連続流で吐水させる洗浄方式において水勢低下時に洗浄面積が狭小化する場合のものと同様である。
このように、脈動流を発生させ洗浄を行う人体洗浄装置においては弱水勢において、給水流量の低下により水塊が小さくなることによる洗浄面積の狭小化と吐水される水塊の速度の低減による洗浄面積の狭小化が起きることになる。つまり洗浄水に脈動を付加した場合の弱水勢における洗浄面積の狭小化は連続的に吐水された場合と比べ顕著である。これより洗浄面積の狭小化による、洗浄効率の低下、「汚れの落ちた感じ」の低下、「体感水量」の低下もさらに顕著に現れることになる。
【００１３】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
かかる課題を解決するため、本発明の人体洗浄装置は、洗浄水の水勢設定入力に応じて水量と吐水断面積を同時に独立に制御することで、水勢を落として洗浄を行った際に洗浄面積が減少し、洗浄効率の低下、また、「汚れの落ちる感じ」、また「体感流量」が急激に減少して物足りなさを感じることを防止するものである。
【００１４】
上記の構成を有する本発明の人体洗浄装置では洗浄水の水勢を設定する水勢設定手段と、前記水勢設定手段からの入力に応じて前記吐水孔への給水流量と洗浄水の洗浄面積を制御する制御手段と、前記制御手段からの信号に基づき吐水孔への給水流量を調整する給水流量調整手段と、前記制御手段からの信号に基づき洗浄水の吐水断面積を調整する洗浄面積調整手段とを備えているため、使用者が所望する洗浄感を実現するべく吐水流速を落とす、つまり吐水孔への給水流量を減少させても、洗浄面積をその時の水量とは独立に制御するため洗浄面積を減少させること無く洗浄を行うことが出来る。このため、洗浄面積の減少による、洗浄効率の低下、また、「汚れの落ちる感じ」や「体感流量」が減少して使用者が物足りなさを感じることを防止することが出来る。
【００１５】
また、前記制御手段を前記水勢設定手段によってどの水勢が設定された際にも洗浄面積が一定であるように洗浄面積を制御するものとした場合、使用者が自分の好みの洗浄感で洗浄するためにどの水勢を設定して洗浄を行っても洗浄面積は一定であるため、水勢を落とした時に使用者が「汚れの落ちる感じ」「体感流量」の低下を感じることがなく、使用者に満足感を与えることが出来る。
【００１６】
本発明の人体洗浄装置は、洗浄面積調整手段として、給水された洗浄水に前記吐水孔の軸心周りの旋回力を付与して、洗浄水を前記吐水孔へ導き、前記旋回力を持った状態で洗浄水を前記吐水孔へ導き、前記旋回力を持った状態で洗浄水を前記吐水孔から吐水させる旋回付与手段と、前記旋回力の程度を可変とする可変手段を有するものである。この時、前記可変手段により前記旋回力を増大させると洗浄面積は拡大され、前記旋回力を減少させると洗浄面積は狭小化される。この旋回吐水の旋回力は、給水洗浄水に付与されることから、吐水孔並びにこれを有するノズルの移動を要しない。よって、ノズル移動や、吐水孔径の変更を伴うことなく洗浄水を旋回吐水でき、洗浄範囲は旋回で定まる２次元的な形状に拡大される。ここで旋回力程度を可変とする可変手段を有するものとすることにより、ノズル移動や吐水孔径の変更を伴うこと無く洗浄面積を変化させることが出来る。ノズル移動に必要なモータ−等の特別な機器を要しないので装置の簡略化、小型化が可能となり装置の省スペース、コストダウンが可能となる。また吐水孔径の変更に必要な微細な調整を要する切換機構を要しないので、装置の簡略化、小型化、装置の故障の回避が可能となり装置の省スペース、コストダウンが可能となる。以上により、人体洗浄装置全体の小型化、コストダウンが可能となる。
【００１７】
この際、前記制御手段は水勢が低下するに連れて前記可変手段が前記旋回力を増加させる様に制御する。旋回力が増すと洗浄面積が増加するので、このような制御の元では水勢が低下するにしたがって洗浄面積を広げる力が洗浄水に加わるため、水勢が低下しても洗浄面積が狭小化することなく、水勢を落とした時に使用者が「汚れの落ちる感じ」「体感流量」の低下を感じることがなく、使用者に満足感を与えることが出来る。
【００１８】
次に、前記旋回付与手段を、前記ノズルに形成された旋回付与室と、該旋回付与室に流入した洗浄水が前記旋回付与室の内壁面に沿って旋回する様前記旋回付与室に洗浄水を導入する導入手段からなるものとすることが出来る。
【００１９】
こうすれば、導入手段により旋回付与室に洗浄水を導入するだけで、給水洗浄水に旋回付与室の内壁面に沿った旋回力を付与して旋回吐水を図ることが出来る。よって旋回力付与にあたってモーター等の特別な電気機器を要しないので、省エネルギー化を図ることが出来る。この場合、旋回力程度を可変とするには、旋回付与室に導入する洗浄水の流速や流量を可変とすれば良い。
【００２０】
また、前記旋回付与室にその軸心を指向して連通し前記旋回付与室に洗浄水を流入する軸心指向管路を備え、前記導入手段を前記旋回付与室に偏心して連通し前記旋回付与室に洗浄水を流入する偏心管路を有するものとし、前記可変手段は前記偏心管路と前記軸心指向管路における洗浄水流量を調整する調整手段を有するものとすることも出来る。こうすれば、前記偏心管路と前記軸心指向管路の流量比で旋回付与室における洗浄水挙動がほぼ決まるので、この流量比の調整を通して、洗浄水の給水流量とは独立に旋回力程度の可変並びに洗浄範囲の広狭設定を行うことが出来る。この様な方法で旋回力程度を変化させた場合、以下のような効果が得られる。仮に、旋回室に導入する洗浄水の流速によって旋回力程度を変化させるとすると、前記吐水孔への給水流量と独立して洗浄面積、つまりここでは旋回力程度を変化させるためには、洗浄水そのものの流速を落とすような構造、例えば旋回室へ流入する流入経路の断面積を変化させる調整機構、または給水圧力自体を調整するような調整機構といった複雑な機構が必要となる。本発明のような形態を取った場合、このような複雑な機構を必要とせずに前記吐水孔への給水流量と独立して洗浄面積を変化させることが出来る。つまり装置の簡略化、小型化とそれによる省スペース、コストダウンが可能となる。
【００２１】
さらに、上述した本発明の人体洗浄装置とその種々の態様において下記の態様を採ることが出来る。即ち、前記調整手段を前記ノズル後端に前記給水流量調整手段と一体となって構成されるものとすることが出来る。これにより装置の小型化、簡略化とそれによる省スペース、コストダウンが可能となる。
【００２２】
さらに、上記した本発明の人体洗浄装置とその種々の態様において下記の態様を採ることが出来る。即ち、前記給水手段からの給水洗浄水に前記給水手段の給水圧力を中心とした脈動波を発生する脈動波発生手段を有するものとすることができる。こうすれば、洗浄水の高圧力吐水を間欠的にしか起こさないので、洗浄時において洗浄水水量を低減できる。また、一般に、人体局部を洗浄する人体洗浄装置では、洗浄水が局部に当たる際の不快感を緩和するために、温水化した洗浄水を吐水する。よって、上記の様に少ない流量であれば、洗浄水を所定温度にまで温水化するに必要な熱源の容量を小さくすることができ、高い節電効果を得ることが出来る。換言すれば、小型で小容量のヒーターを用いればすむので、温水化機構の小型化、ひいては装置そのものの小型化をも図ることができる。
【００２３】
ここで、仮に前記洗浄面積調整手段を用いず、前記脈動発生手段と前記水勢設定手段と前記給水流量調整手段を用いて、洗浄水に脈動を付加し間欠的に洗浄水を吐水し、なおかつ水勢を弱めて人体を洗浄しようと試みた場合、上述したように水勢を落とした際に洗浄面積の狭小化が連続流で洗浄する場合に比べて顕著に現われるため、洗浄効率の低下、「汚れの落ちた感じ」の低下、「体感水量」の低下も顕著に現れることになる。しかしここで洗浄面積調整手段を用いて、水勢が落ちるにしたがって洗浄面積を拡大する力を洗浄水に付加し、洗浄面積の狭小化を防ぐと、このような不具合を回避することが出来る。つまり、脈動波発生手段により節水及び省エネ及び省スペースを図りつつ、洗浄面積を狭小化させることなく、使用者の満足がいく洗浄を行うことが出来る。
【００２４】
さらに、上記した本発明の人体洗浄装置とその種々の態様において下記の態様を採ることが出来る。即ち、使用者が水勢とは独立に自分の好みの洗浄面積を設定できる洗浄面積設定手段を有し、前記制御手段は、前記水勢設定手段で入力された水勢に応じて前記吐水孔への給水流量を制御しつつ、洗浄水の洗浄面積を前記洗浄面積調整手段で入力された面積に保つように制御するものとすることができる。従来の人体洗浄装置においては、洗浄面積が水勢に追従していたが、本発明の人体洗浄装置では水勢とは独立に洗浄面積を設定することが可能になったため好みの水勢で、なおかつ好みの洗浄面積でもって洗浄を行うことが出来る。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る人体洗浄装置の実施の形態を実施例に基づき説明する。まず、第一実施例を以下に説明する。図１に本発明の人体洗浄装置３００を便器に設置した際の斜視図を示す。使用者は洗浄ノズル１から吐水される洗浄水で洗浄を行い、その際図中の操作部７にて人体洗浄装置３００の操作を行う。なお、後述する第二実施例、第三実施例の人体洗浄装置３００を便器に設置した際の斜視図も図１と同様である。
【００２６】
図２にそのブロック図を示すように、第一実施例の人体洗浄装置３００は、外部の給水源側から、給水ユニット５と熱交換ユニット４と給水流量調整ユニット３、洗浄面積調整ユニット２、洗浄ノズル１とを備える。洗浄水は給水ユニット５により外部より取り込まれ、熱交換ユニット４へ送り込まれる。熱交換ユニット４で洗浄水は温水化され、給水流量調整ユニット３へ送り込まれる。給水流量調整ユニット３は下流側への洗浄水の流量の調整を行い、調整した流量の洗浄水を洗浄面積調整ユニット２へと送り込む。洗浄面積調整ユニット２は洗浄ノズル１への洗浄水の給水を行うが、その際後述するように給水の仕方を調整した上で洗浄ノズル１へ洗浄水を送り込む。
【００２７】
また、これらのユニットを制御する電子制御装置６と電子制御装置６に対して使用者が信号を送るための操作部７を備える。
操作部７は、使用者が人体洗浄のおしり洗浄の開始及び停止を人体洗浄装置に対して指示するためのおしり洗浄ボタン１０３と、ビデ洗浄の開始及び停止を指示するビデ洗浄ボタン１０４と、好みの水温で人体洗浄を行うための水温調整ボタン１０２と、好みの水勢で人体洗浄を行うための水勢調整ボタン１０１を有する。
【００２８】
電子制御装置６は、操作部７のおしり洗浄ボタン１０３もしくはビデ洗浄ボタン１０４による入力に応じて給水ユニット５を制御する。給水ユニット５は、洗浄水を使用者がおしり洗浄ボタン１０３もしくはビデ洗浄ボタン１０４で洗浄開始の指示を送った時に外部より洗浄水を取り込み、熱交換ユニット４へ送り込む。
【００２９】
また電子制御装置６は、操作部７の水温調整ボタン１０２からの入力に応じて熱交換ユニット４を制御する。熱交換ユニット４は、洗浄水を使用者が水温調整ボタン１０２で入力した温度にまで温め、その後、給水流量調整ユニット３に送り込む。
また電子制御装置６は、操作部７の水勢調整ボタン１０１からの入力に応じて給水流量調整ユニット３及び洗浄面積調整ユニット２を制御する。その際の制御内容は後述する。
【００３０】
洗浄ノズル１はその先端であるノズルヘッド２００に、図３（ａ）にその断面図、図３（ｂ）に上面図を示すように、おしり洗浄のための洗浄水を吐水するおしり吐水孔２０１とビデ洗浄のための洗浄水を吐水するビデ吐水孔２０２を有する。また、洗浄ノズル１はおしり洗浄のための洗浄水に旋回を付与するおしり洗浄水渦室２０３と、ビデ洗浄のための洗浄水に旋回を付与するビデ洗浄水渦室２０４とを有する。おしり洗浄水渦室２０３はおしり吐水孔２０１に連通し、ビデ洗浄水渦室２０４はビデ吐水孔２０２に連通する。さらに、洗浄ノズル１は洗浄水のノズル給水経路として、おしり洗浄水渦室２０３に偏心して接続された偏心経路２０５と、同じくおしり洗浄水渦室２０３にその軸心を指向して接続された軸心指向経路２０６と、ビデ洗浄水渦室２０４に偏心して接続されたビデ経路２０７の３つを有する。
【００３１】
ここで、おしり洗浄水渦室２０３とおしり吐水孔２０１及びビデ洗浄水渦室２０４とビデ吐水孔２０２のそれぞれの間にエアーギャップ室２０８を形成し、このエアーギャップ室２０８で洗浄水に空気を巻き込ませて吐水させても良い。これによりより心地よい洗浄感・やわらか感などを付加することが出来る。図３ではこのエアーギャップ室２０８を有する場合のノズルヘッド２００を示す。
【００３２】
このノズルから洗浄水が吐水された際の吐水形態について説明する。
偏心経路２０５の流量Ｑ１と軸心指向経路２０６の流量Ｑ２とを調整しつつこれら両経路に洗浄水を同時に給水した場合を考える。
【００３３】
流量Ｑ１と流量Ｑ２をＱ１＞＞Ｑ２の関係で調整した場合は、偏心経路２０５から給水された流量大の洗浄水がおしり洗浄水渦室内挙動を決定するので、両経路からおしり洗浄水渦室内に流入した洗浄水は、図４の矢印ＳＹで示すようにおしり洗浄水渦室内で旋回する。吐水形態はコーン状となるので、図４に示すように広い洗浄面積ＳＭｃで洗浄することが出来る。
【００３４】
そして、流量Ｑ１と流量Ｑ２を、Ｑ２がＱ１に近づくよう調整した場合は、渦室内挙動に及ぼす偏心経路２０５からの洗浄水の影響が小さくなる。よって、このように流量調整をした場合は、両経路から渦室内に流入した洗浄水は、図中矢印ＳＹで示すように渦室内で旋回するものの、旋回程度が小さくなり、旋回程度に応じて、図４に示すようにＳＭｃより狭いＳＭｂで洗浄することになる。
【００３５】
そして流量Ｑ１と流量Ｑ２をＱ１＜＜Ｑ２の関係で調整した場合は、軸心指向経路２０６から給水された流量大の洗浄水がおしり洗浄水渦室内挙動を決定するので、両経路からおしり洗浄水渦室内に流入した洗浄水は、ほぼおしり洗浄水渦室内で旋回を付与されずに略鉛直上方に向かって進行し、おしり吐水孔２０１からまっすぐ吐水されるので、図４に示すように狭い洗浄面積ＳＭａで洗浄することになる。
【００３６】
なお、図４ではビデ吐水孔２０２、ビデ洗浄水渦室２０４、ビデ経路２０７は省略した。
ビデ洗浄渦室に流入した洗浄水はおしり洗浄水渦室２０３に偏心経路２０５を経て流入した洗浄水と同様な挙動を示し、螺旋形状となって吐水される。
【００３７】
本発明においては後述する洗浄面積調整ユニット２によって偏心経路２０５と軸心指向経路２０６に、各経路ごとの流量Ｑ１，Ｑ２の比を調整しながら給水する。また上述のように流量Ｑ１を増加させるほど洗浄面積の広い吐水、流量Ｑ２を増加させるほど洗浄面積の狭い吐水を実現することが出来るためこの洗浄ノズル１と洗浄面積調整ユニット２を用いると、洗浄面積の広狭を調整することが出来る。
【００３８】
洗浄面積調整ユニット２は、上述したように洗浄ノズル１の偏心経路２０５と軸心指向経路２０６とビデ経路２０７に洗浄水を給水し、偏心経路２０５と軸心指向経路２０６に対しては両経路に対し同時に給水可能であり、その給水の際には各経路ごとの流量Ｑ１、Ｑ２の流量調整を行うよう構成されている。ビデ経路２０７への給水を行う際には、ビデ経路２０７のみに給水を行うことが出来るように構成されている。具体的な構造は以下の通りである。
【００３９】
図５に示すように洗浄面積調整ユニット２はノズル側から、ノズル内の各経路と連通した連通孔を有するステータ２ａと、流路切換のために回転しステータ２ａの各連通孔を選択的に開放するロータ２ｂと、このロータ２ｂに回転を伝達するためのカップリング２ｄと、ロータ２ｂをステータ２ａに向けて付勢するスプリング２ｃとを有する。
【００４０】
ステータ２ａでは図６（ａ）に示すように、矢印Ｌ方向に順に洗浄ノズル１内の偏心経路２０５に連通する第一の連通孔２ｆ、軸心指向経路２０６に連通する第二の連通孔２ｇ、ビデ経路２０７に連通する第三の連通孔２ｈが開口している。
【００４１】
ロータ２ｂは、図６（ｂ）に示すように、ステータ２ａに開口した上記各連通孔を選択的に開放できる切欠２ｉを有し、この切欠２ｉを連通孔開口と重ねることでその連通孔を開放する。切欠２ｉは第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇ双方にまたがった状態で重なり合うことができ、また同時に第一の連通孔２ｆ、第二の連通孔２ｇとは重なり合わずに、第三の連通孔２ｈとのみ重なり合うことの出来る幅を持っている。
【００４２】
このようなステータ２ａとロータ２ｂの構造においては、ステータ２ａに対しロータ２ｂを矢印Ｒ方向に回転させロータ２ｂの切欠２ｉと、第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇの開口との重なり具合を連続的に変化させたときに、第一の連通孔２ｆの開口の開放される面積が大きくなり、逆に第二の連通孔２ｇの開口の開放される面積が小さくなる。この時、偏心経路２０５への給水量Ｑ１が増加し、軸心指向経路２０６への給水量Ｑ２が減少する。一方ロータ２ｂを矢印Ｌ方向に回転させた時には第一の連通孔２ｆの開口の開放される面積が小さくなりそれに伴い第二の連通孔２ｇの開口の開放される面積が大きくなる。
【００４３】
この時、偏心経路２０５への給水量Ｑ１が減少し、軸心指向経路２０６への給水量Ｑ２が増加する。これによって偏心経路２０５と軸心指向経路２０６への給水流量Ｑ１、Ｑ２を連続的に調整することが可能となる。具体的には図６(ｃ)に示すように切欠２ｉがその中心を、第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇのちょうど中間に位置する状態を回転角０°とすると、第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇの形状が同じである場合は、図６（ｄ）のように、ステータ２ａに対しロータ２ｂを矢印Ｒ方向に回転させた場合、第一の連通孔２ｆの開放される面積が大きくなり同時に第二の連通孔２ｇの開放される面積が小さくなるため偏心経路２０５への給水流量を増加させ、軸心指向経路２０６への給水流量を減少させることができる。図６（ｅ）のようにステータ２ａに対しロータ２ｂを矢印Ｌ方向に回転させた場合、逆に偏心経路２０５への給水流量が減少し、軸心指向経路２０６への給水流量が増加する。
【００４４】
ここで、図６（ｃ）の回転角０°の位置から矢印R、L方向それぞれα°回転させるとそれぞれ偏心経路２０５のみ、軸心指向経路２０６のみに給水が行われるものとして、図６（ｃ）の回転角０°の位置からＬ方向、Ｒ方向にそれぞれα°まで回転させた場合の偏心経路２０５と軸心指向経路２０６への洗浄水の給水流量の割合の変化の一例を図７に示す。このように洗浄面積調整ユニット２により偏心経路２０５と軸心指向経路２０６への給水流量の割合を調整することが出来る。
【００４５】
また、ロータ２ｂは、図６（ｆ）のように自身が有する切欠のすべてをステータ２ａの有する連通孔のどれとも重なり合わない状態にすることができ、これによりノズルへの洗浄水の給水を止めることもできる。
【００４６】
また、ロータ２ｂは、切欠２ｉを隣り合う連通孔間に位置させることで、図６（ｆ）のように各連通孔を遮蔽できるようにされている。なお、ノズル内に残存した水の排出（水抜き）の便のため、このロータ２ｂを図６（ｇ）に示すように総ての連通孔開口と重なることもできる切欠２jを有するようにして、水抜き時には図６（ｈ）のように切欠２ｉと２ｊにより総ての連通孔を開口させることもできる。
【００４７】
図５に示すようにカップリング２ｄは洗浄面積調整ユニット２の有する駆動モータ２ｅの回転軸に装着され、スリット２ｌに回転軸ピン２ｋを位置させる。また、このカップリング２ｄは回転キー２ｍをロータ２ｂのスリット２ｎに位置させている。よって駆動モータ２ｅが正逆回転すると、その回転は回転軸ピン２ｋにてカップリング２ｄに回転キー２ｍにてロータ２ｂに伝達される。そして、ロータ２ｂの回転により切欠２ｉが上記したように各連通孔を選択的に開放し、ノズルの各経路へ送り込む洗浄水の流量を調整する。電子制御装置６は駆動モータ２ｅの回転を制御し、駆動モータ２ｅの回転によって上記のようにノズルの各経路へ送り込まれる洗浄水の流量が調整される。
【００４８】
ここで操作部７の水勢設定ボタンによって水勢が設定され、その信号が電子制御装置６に対して送信された際に電子制御装置６がどのように給水流量調整ユニット３と洗浄面積調整ユニット２を制御するのか、さらに、その際に洗浄ノズル１からの洗浄水がどのような挙動を示し、それによって洗浄感にどのような影響があるのかを以下に説明する。
【００４９】
一例として水勢が最も水勢の強いステップ７から最も水勢の弱いステップ１までの７段階で調整が可能である場合を挙げる。おしり洗浄の際に、操作部７の水勢設定ボタンによってステップ１の水勢が設定された場合、給水給水流量調整ユニット３が洗浄面積調整ユニット２に対し流量ｔ１の洗浄水を送り、また洗浄面積調整ユニット２は給水給水流量調整ユニット３より送られてきた洗浄水を偏心経路２０５と軸心指向経路２０６に対して、比ａ１：ｂ１の割合で供給するものとする。ここでａ１＋ｂ１＝１とする。同様に操作部７の水勢設定ボタンによってステップ２、３、４、５、６、７の水勢が設定された場合は洗浄面積調整ユニット２への給水流量をそれぞれｔ２、ｔ３…・ｔ７、偏心経路２０５と軸心指向経路２０６への給水流量の分配比をａ２：ｂ２、ａ３：ｂ３…・ａ７：ｂ７とする。この時、上と同様にａ２＋ｂ２＝ａ３＋ｂ３＝…・ａ７＋ｂ７＝１とする。
【００５０】
ここで今までの人体洗浄装置における課題である、弱水勢域における洗浄面積の狭小化を解決するために、ｔ１〜ｔ７、ａ１〜ａ７、ｂ１〜ｂ７の値は各水勢ステップで求められる水勢感を保ちつつ、洗浄面積が一定になるように設定する。まず、洗浄面積調整ユニット２への給水流量であるが、これは水勢ステップが小さくなるほど水勢を落とす必要があるので、洗浄面積調整ユニット２への流量は減少させる。つまり、ｔ１＜ｔ２…＜ｔ７となる。このまま偏心経路２０５への給水量と軸心指向経路２０６への給水量の比が一定であると、上述のように水勢を落とすと同時に洗浄面積の狭小化が生じる。これを防ぎ洗浄面積を各水勢域で一定に保つために、水勢ステップが小さくなるにつれて、ノズルへの全給水量に対する偏心経路２０５への給水量の割合を増加させ、全洗浄水量に対する旋回洗浄水量の割合を増加させる。旋回洗浄水量の割合が増加すると上述したように洗浄面積が拡大するので、水勢が落ちたために減少した洗浄面積分を補うことが出来る。これによって水勢が落ちることに伴う洗浄面積の狭小化が回避される。
【００５１】
偏心経路２０５と軸心指向経路２０６への給水流量比を水勢ステップごとに比較すると、以上のような制御を実現するためにａ１＞ａ２…＞ａ７、ｂ１＜ｂ２…＜ｂ７となる。以上のような水勢ステップ変化に対する洗浄面積調整ユニット２への給水流量（ｔ１〜ｔ７）及び偏心経路２０５と軸心指向経路２０６への給水流量比（ａ１〜ａ７、ｂ１〜ｂ７）の変化を図８の（ａ）に示す。そして図８の（ａ）のようなａ１〜ａ７、ｂ１〜ｂ７の関係により生じる水勢ステップごとの洗浄面積を従来の人体洗浄装置における各水勢ステップごとの洗浄面積と比較し、図８の（ｂ）に示す。従来の人体洗浄装置では水勢ステップが下がるに従い洗浄面積が狭小化していたが、本発明の人体洗浄装置３００ではどの水勢ステップにおいても洗浄面積は一定である。
【００５２】
さらに、図８の（ｂ）のような水勢ステップごとの洗浄面積と実際の洗浄水の流量との関係によって得られる、体で感じられる洗浄水の流量の水勢ステップ変化に伴う変化を図８（ｃ）に示す。従来の人体洗浄装置では水勢ステップが下がるに従い実際の給水流量の低下に加え図８（ｂ）のように洗浄面積が低下していたためこの２つの変化の相乗効果により、水勢が下がると体感する洗浄水の流量が極端に低下していた。なお、ここでは上述のように洗浄面積が狭いと同じ流量で洗浄を行っていても体感する洗浄水の流量が小さく感じられることを考慮している。しかし本発明の人体洗浄装置３００では水勢が下がっても洗浄面積の低下が生じないため体感する流量は実際の洗浄水の流量に等しく、図８（ｃ）のように従来のように水勢が下がっても体感する流量が極端に低下することはない。
【００５３】
図８（ｂ）と図８（ｃ）より、本発明を実施することにより、水勢低下に伴う洗浄面積の狭小化と体感される洗浄水の流量の極端な低下が回避されることがわかる。
ｔ１〜ｔ７、ａ２〜ａ７、ｂ１〜ｂ７の具体的な値は、各水勢ステップにおける水勢感を実現する洗浄面積調整ユニット２への給水流量を設定し、それぞれの洗浄面積調整ユニット２への給水流量で洗浄を行った際の洗浄面積が一定になる旋回経路と軸心指向経路２０６への給水量の比を求め、それを各水勢ステップにおける旋回経路と軸心指向経路２０６への給水量の比を求めることによって決定される。
【００５４】
ロータ２ｂの切欠２ｉと第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇの形状とステータ２ａ上での配置は各水勢ステップにおける旋回経路と軸心指向経路２０６への給水量の比があるロータ２ｂとステータ２ａの位置関係において実現されるような形状と配置にする。
【００５５】
電子制御装置６はおしり洗浄の際は、操作部７の水勢設定ボタンからの水勢ステップ入力に応じて給水流量調整ユニット３に入力された水勢ステップに応じた水量で洗浄面積調整ユニット２への給水を行わせ、同時に洗浄面積調整ユニット２の駆動モータ２ｅの出力を制御し、ロータ２ｂとステータ２ａの重なり具合を調整し、入力された水勢ステップに応じた偏心経路２０５と軸心指向経路２０６への給水流量比を実現させる。
【００５６】
また、電子制御装置６は操作部７のビデ洗浄ボタン１０４が押された際には、洗浄面積調整ユニット２でロータ２ｂの切欠２ｉがステータ２ａの第三の連通孔２ｈを開放するロータ２ｂとステータ２ａの重なり状態になるように駆動モータ２ｅの動作を制御し、水勢設定ボタンから水勢入力に応じて給水流量調整ユニット３が洗浄面積調整ユニット２へ給水する洗浄水の水量を制御する。
【００５７】
以上は、段階的に水勢ステップを変化させる場合の構造及び制御を示したが、連続的に水勢を設定できる操作部７にして、連続的に洗浄面積調整ユニット２への給水流量を調整するような構造の給水流量調整ユニット３、及び連続的に旋回経路及び軸心指向経路２０６への給水量比を調整する構造の洗浄面積調整ユニット２、及びそれを実現する制御を可能とする電子制御装置６としても良い。
【００５８】
以上は、おしり洗浄でのみ水勢ステップに応じて洗浄面積の制御を行う場合の構成及び制御を示したが、ビデ洗浄に関してもおしり洗浄と同様のビデ軸心指向経路を形成し、ステータ２ａにもビデ軸心指向経路２０６に連通する第四の連通孔を設け、おしり洗浄と同様に洗浄面積の調整が可能となる構成としても良い。
【００５９】
以上のような構成、制御によって水勢を下げることによる洗浄面積の狭小化が防止され、これにより洗浄面積の狭小化に伴う洗浄効率の低下、「汚れの落ちた感じ」の低下、「体感水量」の低下といった不具合が回避され、使用者がどの水勢で洗浄を行っても満足のいく洗浄を行うことが出来る。
【００６０】
ここで、ロータ２ｂとステータ２ａの連通孔の形状を工夫することで、洗浄面積調整ユニット２に流量調整機能を持たせ、洗浄面積調整ユニット２と給水流量調整ユニット３を洗浄ノズル１の後端で一体とすることも可能である。このような流量と洗浄面積の両方を調整する機能を持つものを流量・面積調整ユニット９として、この場合のブロック図を図９に示す。
【００６１】
洗浄水全体の流量は洗浄水が通過する流路の抵抗値によって決まる。つまり、ステータ２ａとロータ２ｂの部分の抵抗値を、ステータ２ａとロータ２ｂの重なり状態を変化させることで変化させると洗浄水全体の流量を換えることが出来る。つまり、それぞれの水勢ステップでのロータ２ｂとステータ２ａの重なり状態は、各水勢ステップにおける洗浄水流量を実現するステータ２ａとロータ２ｂ部分の抵抗値と、偏心経路２０５と軸心指向経路２０６への給水流量比の両方の調整が実現された状態であるように設定する。
【００６２】
図１０にこのような構造の一例を示す。ステータ２ａには図１０（ａ）に示すように、矢印Ｌ方向に順に洗浄ノズル１内の偏心経路２０５に連通する第一の連通孔２ｆ、軸心指向経路２０６に連通する第二の連通孔２ｇ、ビデ経路２０７に連通する第三の連通孔２ｈが開口している。
ロータ２ｂは、図１０（ｂ）に示すように、切欠２ｏと切欠２ｐを有し、この２つの切欠がおしり洗浄の際はロータ２ｂの第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇと第三の連通孔２ｈのそれぞれの開口面積を調整し、ビデ洗浄の際は切欠２ｏが第三の連通孔２ｈの開口面積を調整するものとする。
【００６３】
まず、おしり洗浄におけるステータ２ａ、ロータ２ｂの水勢変化に伴う重なり状態の変化の様子であるが、水勢を上げる時は図１０（ｃ）に示す矢印Ｒの方向へ、水勢を下げる場合は矢印Ｌの方向にロータ２ｂを回転させものとする。第二の連通孔２ｇは矢印Ｌ方向にいくほど幅が狭くＲ方向にいくほど幅の広い形状になっている。具体的にどのように第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇの開口面積が変化するかを見ていく。図１０（ｃ）の状態から水勢を下げていくと、矢印Ｌの方向にロータ２ｂを回転させるので図１０（ｄ）のようになる。この時、第二の連通孔２ｇの開口面積が縮小するため第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇの開口面積の合計は減少する。この第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇの開口面積の合計の減少により、ステータ２aとロータ２ｂ部分の抵抗値が増加するため、洗浄水全体の水量は減少し水勢は下がる。つまり水勢が下がる。また第二の連通孔２ｇの開口面積に対する第一の連通孔２ｆの開口面積の割合が増加するため、第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇへの流量比は第一の連通孔２ｆ側の比率が増加する側に変化する。つまり、偏心経路２０５への給水流量の比率が増加する。つまり洗浄面積を増加させようとする側に力が働き、水勢を落とした時の洗浄面積の狭小化を防止する。
【００６４】
逆に水勢を上げる場合であるが、図１０（ｃ）水勢を下げていくと、矢印Ｒの方向にロータ２ｂを回転させるので図１０（ｅ）のようになる。この時、第二の連通孔２ｇの開口面積が増加するので第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇの開口面積の合計は増加する。この第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇの開口面積の合計の増加により、ステータ２aとロータ２ｂ部分の抵抗値が減少するため、洗浄水全体の水量は増加し水勢は上がる。また第二の連通孔２ｇの開口面積に対する第一の連通孔２ｆの開口面積の割合が減少するため、第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇへの流量比は第一の連通孔２ｆ側の比率が減少側に変化する。つまり、偏心経路２０５への給水流量の比率が減少し、軸心指向経路２０６への給水流量の比率が増加する。
【００６５】
このような構造によってロータ２ｂとステータ２ａの重なりぐあいを調整するだけで、洗浄水の流量と、偏心経路２０５への給水流量と軸心指向経路２０６への給水流量の比、双方を調整することが出来る。
【００６６】
ロータ２ｂとステータ２ａの水勢ステップごとの重なり状態の設定の一例を以下に示す。最も水勢の低いステップでのロータ２ｂとステータ２ａの重なり状態を図１０（ｄ）とし、この状態から水勢が上がっていくに従い矢印Ｒ方向にロータ２ｂがステータ２aに対して回転し、最終的に最も水勢の高いステップにおける重なり状態として設定された図１０（e）に至るものとする。このような設定においては低水勢ほど全洗浄水水量が少なく、つまり実際に水勢の弱い洗浄が可能であり、なおかつ全洗浄水水量に占める偏心経路２０５への給水流量の割合が多く、低水勢においても一定の洗浄面積を確保した洗浄が可能となり、低水勢域における洗浄面積の狭小化を回避することができる。また、洗浄を行わない時はロータ２ｂの切欠２ｐ、切欠２oがステータ２aのどの連通孔とも重なり合わない図１０（ｆ）のような状態をとるものとする。これによってノズル内のどの経路に対しても給水されない状態を実現することが出来る。
【００６７】
次にビデ洗浄の場合を見ていく。ステータ２ａでは第三の連通孔２ｆは矢印Ｌ方向にいくほど幅が狭くＲ方向にいくほど幅の広い形状になっている。ロータ２ｂの切欠２oが図１０（ｇ）、図１０（ｈ）のようにステータ２aの第三の連通孔２ｈと重なり合うように設定すれば、ビデ経路２０７に対して洗浄水が給水され、ビデ洗浄が可能となる。さらにビデ洗浄においても水勢ステップごとに最も水勢が低いステップから最も水勢の高いステップにステップが遷移するに連れて図１０（ｇ）の状態からロータ２ｂが矢印L方向に回転し図１０（ｈ）の状態に至るものとすれば、切欠２oによって開放される第三の連通孔２ｈの開口面積を水勢ステップごとに徐々に増大させることが出来るため、ステータ２ｂとロータ２aの重なり状態の調整だけでビデ洗浄の水勢を調整することが出来る。
【００６８】
このように洗浄面積調整ユニット２と給水流量調整ユニット３を洗浄ノズル１の後端で一体とすると、これらのユニットを別々に設置した場合に比べてスペースを節約することが出来、ひいては人体洗浄装置３００全体の小型化を図ることが出来る。
【００６９】
次に、洗浄水に脈動を付加して吐水し、洗浄を行う人体洗浄装置３００において上記のような洗浄面積を水勢に応じて調整する構成を実現した第二実施例の構成・及び制御について説明する。
図１１に示すように、人体洗浄装置３００は、外部の給水源側から、給水ユニット５と熱交換ユニット４と給水流量調整ユニット３と脈動発生ユニット８と洗浄面積調整ユニット２と洗浄ノズル１とを備える。洗浄水は給水ユニット５により外部より取り込まれ、熱交換ユニット４へ送り込まれる。熱交換ユニット４で洗浄水は温水化され、給水流量調整ユニット３へ送り込まれる。給水流量調整ユニット３は下流側への洗浄水の流量の調整を行い、調整した流量の洗浄水を脈動発生ユニット８へと送り込む。脈動発生ユニット８は洗浄水を脈動流の状態で洗浄面積調整ユニット２へと送り込む。洗浄面積調整ユニット２は洗浄ノズル１への洗浄水の給水を行う。
【００７０】
また、これらのユニットを制御する電子制御装置６と電子制御装置６に対して使用者が信号を送るための操作部７を備える。
操作部７は、使用者が人体洗浄のおしり洗浄の開始及び停止を人体洗浄装置に対して指示するためのおしり洗浄ボタン１０３と、ビデ洗浄の開始及び停止を指示するビデ洗浄ボタン１０４と、好みの水温で人体洗浄を行うための水温調整ボタン１０２と、好みの水勢で人体洗浄を行うための水勢調整ボタン１０１を有する。
【００７１】
電子制御装置６は、操作部７のおしり洗浄ボタン１０３もしくはビデ洗浄ボタン１０４による入力に応じて給水ユニット５を制御する。給水ユニット５は、洗浄水を使用者がおしり洗浄ボタン１０３もしくはビデ洗浄ボタン１０４で洗浄開始の指示を送った時に外部より洗浄水を取り込み、熱交換ユニット４へ送り込む。
【００７２】
また電子制御装置６は、操作部７の水温調整ボタン１０２からの入力に応じて熱交換ユニット４を制御する。熱交換ユニット４は、洗浄水を使用者が水温調整ボタン１０２で入力した温度にまで温め、その後、給水流量調整ユニット３に送り込む。
【００７３】
また電子制御装置６は、操作部７の水勢調整ボタン１０１からの入力に応じて給水流量調整ユニット３及び脈動発生ユニット８及び洗浄面積調整ユニット２を制御する。その際の制御内容は後述する。
【００７４】
脈動発生ユニット８以外の各ユニットの構造は第一実施例と同様である。また、第一実施例の中で述べた、実現可能なその他の様態はこの第二実施例においても可能である。
脈動発生ユニット８は図１２に示すように、給水経路の一部をなすシリンダ８ａと、シリンダ８ａ内で往復動し、その往復動により洗浄水の流れに脈動を起こして洗浄水を前記シリンダ８ａ下流に圧送するプランジャ８ｂと、プランジャ８ｂを往復駆動させる電磁ソレノイド８ｃと前記シリンダ８ａに設けられ、下流側への洗浄水の通過を許容する逆止弁８ｄとからなる。こうすれば、電磁ソレノイド８ｃの励磁制御を通してプランジャ８ｂをシリンダ８ａ内で往復動させ、これにより脈動を洗浄水の流れに起こして洗浄水を脈動流の状態で圧送することができる。
【００７５】
このような構造において、図１９で示した脈動周期ＭＴを周期Ｔ１とし、パルス信号のオン時間をｔ１とすると、デューティ比は（ｔ１／Ｔ１）×１００（％）で表わされる。図１９で示したような圧力の脈動を起こすと、洗浄水水量は、連続流と比べてデューティ比で表わされる値まで少なくなる。こうした脈動流の水量は、図１９に示すように、最大流量Ｑｍａｘから最小流量Ｑｍｉｎの範囲で増減し、流速についても最大流速Ｖｍａｘから最小流速Ｖｍｉｎの範囲で増減することになる。
【００７６】
電磁ソレノイド８ｃに印加されるパルス波の周波数及びデューティ比は電子制御装置６によって制御されている。
【００７７】
このような構造により洗浄水の流れに周期的な変動を洗浄水に起こし、なおかつこの洗浄水を上述したようにおしり洗浄水渦室２０３で旋回をつけた上でおしり吐水孔２０１より吐水すると、周期的な洗浄水吐水は次のような形態となる。吐水孔からの吐水洗浄水は吐水孔に導かれた洗浄水の流れの状態が反映される。吐水孔に一律な流れ（連続流）で洗浄水が導かれれば、吐水孔から洗浄水は連続的に吐水され、連続流の吐水形態となる。しかし、洗浄水に脈動を付加した状態で洗浄水を吐水孔に導くと、この脈動が反映した周期的な吐水形態となる。
【００７８】
よって、吐水孔には脈動流の状態で洗浄水が導かれ、吐水孔からの吐水形態は、洗浄水の旋回状況を起こしつつ、脈動流が反映して吐水水量が増減するような脈動を持つものとなる。このような吐水形態を瞬間的に捕らえると、吐水水量が多い時に吐水された洗浄水が水塊となってこの水塊が吐水水量の少ない時に吐水された洗浄水で繋がったようなものとなる。このように脈動を付加されて洗浄水が吐水されると、同じ流量の連続流と比べて洗浄面に当たる力、つまり瞬間の圧力ピーク値は大きくなる。よって、脈動流とすることにより、連続流より少ない水量で同程度の洗浄圧力を得ることが出来るという利点を得ることが出来る。また、一般に、人体局部を洗浄する人体洗浄装置では、洗浄水が局部に当たる際の不快感を緩和するために、温水化した洗浄水を吐水する。よって、上記の様に少ない流量であれば、洗浄水を所定温度にまで温水化するに必要な熱源の容量を小さくすることができ、高い節電効果を得ることが出来る。換言すれば、小型で小容量のヒーターを用いればすむので、熱交換ユニット４の小型化、ひいては装置そのものの小型化をも図ることができる。
【００７９】
ここで、従来の課題であった水勢低下に伴う洗浄面積の狭小化を解決するために、操作部７の水勢設定ボタンによって水勢が設定され、その信号が電子制御装置６に対して送信された際に電子制御装置６がどのように給水流量調整ユニット３と脈動発生ユニット８と洗浄面積調整ユニット２を制御するのか、さらに、その際に洗浄ノズル１からの洗浄水がどのような挙動を示すのかを以下に説明する。
【００８０】
一例として水勢が最も水勢の強いステップ７から最も水勢の弱いステップ１までの７段階で調整が可能である場合を挙げる。おしり洗浄の際に、操作部７の水勢設定ボタンによってステップ１の水勢が設定された場合、給水流量調整ユニット３が洗浄面積調整ユニット２に対し流量ｔ１の洗浄水を送り、脈動発生ユニット８の電磁ソレノイド８ｃのデューティ比がｄ１、また洗浄面積調整ユニット２は給水流量調整ユニット３より送られてきた洗浄水を偏心経路２０５と軸心指向経路２０６に対して、比ａ１：ｂ１の割合で供給するものとする。ここでａ１＋ｂ１＝１とする。同様に操作部７の水勢設定ボタンによってステップ２、３、４、５、６、７の水勢が設定された場合は洗浄面積調整ユニット２への給水流量をそれぞれｔ２、ｔ３…・ｔ７、電磁ソレノイド８ｃのデューティ比をｄ１、ｄ２…・ｄ７、偏心経路２０５と軸心指向経路２０６への給水流量の分配比をａ２：ｂ２、ａ３：ｂ３…・ａ７：ｂ７とする。この時、上と同様にａ２＋ｂ２＝ａ３＋ｂ３＝…・ａ７＋ｂ７＝１とする。
【００８１】
ここで今までの人体洗浄装置における課題である、弱水勢域における洗浄面積の狭小化を解決するために、ｔ１〜ｔ７、ａ２〜ａ７、ｂ１〜ｂ７の値は各水勢ステップで求められる水勢感を保ちつつ、洗浄面積が一定になるように設定する。まず、洗浄面積調整ユニット２への給水流量であるが、これは水勢ステップが小さくなるほど水勢を落とす必要があるので、洗浄面積調整ユニット２への流量は減少させる。つまり、ｔ１＜ｔ２…＜ｔ７となる。
【００８２】
ここで電磁ソレノイド８ｃのデューティ比変化により洗浄感にどのような変化が生じるのかを述べる。デューティ比を上げるとＱｍａｘとＱｍｉｎの差が大きく、つまりＶｍａｘとＶｍｉｎの差が大きくなり、洗浄水が洗浄面に当たる際の圧力のピーク値が大きくなる。逆にデューティ比を下げるとＱｍａｘとＱｍｉｎの差が小さく、つまりＶｍａｘとＶｍｉｎの差が小さくなり、洗浄水が洗浄面に当たる際の圧力のピーク値が小さくなる。つまり、水勢を落とす際には脈動発生ユニット８の電磁ソレノイド８ｃのデューティ比を小さくする。逆に水勢を上げる際には脈動発生ユニット８の電磁ソレノイド８ｃのデューティ比を大きくする。
【００８３】
これより、ｄ１＜ｄ２…＜ｄ７となる。このまま偏心経路２０５への給水量と軸心指向経路２０６への給水量の比が一定であると、上述のように水勢を落とすと同時に洗浄面積の狭小化が生じる。これを防ぎ洗浄面積を各水勢域で一定に保つために、水勢ステップが小さくなるにつれて、ノズルへの全給水量に対する偏心経路２０５への給水量の割合を増加させ、全洗浄水量に対する旋回洗浄水量の割合を増加させる。旋回洗浄水が増加すると上述したように洗浄面積が拡大するので、水勢が落ちたために減少した洗浄面積分を補うことが出来る。これによって水勢が落ちることに伴う洗浄面積の狭小化が回避される。
【００８４】
偏心経路２０５と軸心指向経路２０６への給水流量比を水勢ステップごとに比較すると、ａ１＞ａ２…＞ａ７、ｂ１＜ｂ２…＜ｂ７となる。ｔ１〜ｔ７、ｄ１〜ｄ７、ａ１〜ａ７、ｂ１〜ｂ７の水勢ステップの変化に伴う変化の様子を図１３に示す。この際の水勢ステップ変化に伴う洗浄面積、及び体感する洗浄水の流量は図８（ｂ）（ｃ）とほぼ同様である。
【００８５】
具体的なｔ１〜ｔ７、ｄ１〜ｄ７、ａ１〜ａ７、ｂ１〜ｂ７の値は、各水勢ステップにおける水勢感を実現する洗浄面積調整ユニット２への給水流量と脈動発生ユニット８の電磁ソレノイド８ｃのデューティ比を設定し、それぞれの洗浄面積調整ユニット２への給水流量と電磁ソレノイド８ｃのデューティ比で洗浄を行った際の洗浄面積が一定になる旋回経路と軸心指向経路２０６への給水量の比を求め、それを各水勢ステップにおける旋回経路と軸心指向経路２０６への給水量の比を求めることで決定される。
【００８６】
ロータ２ｂの切欠２ｉと第一の連通孔２ｆと第二の連通孔２ｇの形状及びステータ２ａ上での配置は各水勢ステップにおける偏心経路２０５と軸心指向経路２０６への給水量の比を実現する形状とする。
【００８７】
電子制御装置６はおしり洗浄の際は、操作部７の水勢設定ボタンからの水勢ステップ入力に応じて給水流量調整ユニット３に入力された水勢ステップに応じた水量で洗浄面積調整ユニット２への給水を行わせ、また脈動発生ユニット８の電磁ソレノイド８ｃのデューティ比を調整し、同時に洗浄面積調整ユニット２の駆動モータ２ｅの出力を制御し、ロータ２ｂとステータ２ａの重なり具合を調整し、入力された水勢ステップに応じた旋回経路と軸心指向経路２０６への給水流量比を実現させる。
【００８８】
以上のような構成によって、本発明の第二実施例では、洗浄水に脈動を付加して吐水させることによって得られる効果はそのままに、洗浄水に脈動を付加して吐水させる際に今まで生じていた、水勢低下に伴う洗浄面積の狭小化を回避することが出来る。
【００８９】
次に上記のような洗浄面積を水勢に応じて調整する構成に加えて使用者が水勢とは独立に自分の好みの洗浄面積を設定できる洗浄面積設定手段を有する第３実施例の構造及び制御について説明する。
【００９０】
図１４に示すように構成は第一実施例の構成に操作部７に洗浄面積調整ボタン１０３を加え、電子制御部はこの洗浄面積調整ボタン１０３からの入力に応じて洗浄面積調整ユニット２を制御するものである。その際、使用者がある水勢を水勢設定ボタン１０１で設定した際にそこで入力された水勢感を実現する洗浄水が吐水されなおかつその洗浄水が体に当たった際に体感される洗浄面積が使用者が洗浄面積調整ユニット２で設定した所望する洗浄面積となるように、洗浄面積調整ユニット２が洗浄ノズル１の旋回経路と軸心指向経路２０６への洗浄水の給水を分配するように電子制御装置６ｈは制御を行う。設定された洗浄面積が設定された水勢において実現されるように、洗浄面積調整ユニット２は上述したような水勢変化による洗浄面積の変化を加味して洗浄ノズル１の旋回経路と軸心指向経路２０６への洗浄水の給水分配比を水勢ごとに別々に設定する。
これにより、好みの水勢で、なおかつ好みの洗浄面積で洗浄を行うことが出来る
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の人体洗浄装置３００を便器に設置した際の斜視図である。
【図２】  第一実施例の人体洗浄装置３００の概略構成を表すブロック図である。
【図３】  この人体洗浄装置３００が有する洗浄ノズル１のノズルヘッド２００の断面図と上面図である。
【図４】  この人体洗浄装置３００が有する洗浄ノズル１のノズルヘッド２００から洗浄水が吐水される様子と、その際の洗浄面積を示す。
【図５】  この人体洗浄装置３００が有する洗浄面積調整ユニット２の要部の分解斜視図である。
【図６】  この人体洗浄装置３００が有する洗浄面積調整ユニット２内のステータ２ａとロータ２ｂの開口を（ａ）、（ｂ）で、ステータ２ａとロータ２ｂの各種の重なり状態を（ｃ）〜（ｇ）に示す。
【図７】  洗浄面積調整ユニット２においてロータ２ｂを回転させた際の偏心経路２０５及び軸心指向経路２０６への分配比の変化を図６（ｃ）の状態を回転角０°として矢印Ｌ方向及び矢印Ｒ方向への回転角ごとに示す。
【図８】  第一実施例における洗浄水流量と偏心経路２０５及び軸心指向経路２０６への分配比を水勢ステップごとに（ａ）に示す。また（ａ）のような制御に基づく各水勢ステップにおける洗浄面積を従来の人体洗浄装置による洗浄面積と比較して（ｂ）に、さらに（ａ）のような制御とそれによる（ｂ）のような洗浄面積によって得られる各水勢ステップごとに体感させる洗浄水の流量を（ｃ）に示す。
【図９】  給水流量調整ユニット３と洗浄面積調整ユニット２を一体とした場合の本発明の人体洗浄装置３００の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】  給水流量調整ユニット３と洗浄面積調整ユニット２を一体とした場合の本発明人体洗浄装置３００が有する洗浄面積調整ユニット２内のステータ２ａとロータ２ｂの開口を（ａ）、（ｂ）で、ステータ２ａとロータ２ｂの各種の重なり状態を（ｃ）〜（ｅ）に示す。
【図１１】  第二実施例の人体洗浄装置３００の概略構成を表すブロック図である。
【図１２】  この人体洗浄装置３００が有する脈動発生ユニット８の要部の分解斜視図である。
【図１３】  第二実施例における洗浄水流量とデューティ比と偏心経路２０５及び軸心指向経路２０６への分配比を水勢ステップごとに示す。
【図１４】  第三実施例の人体洗浄装置３００の概略構成を表すブロック図である。
【図１５】  従来の人体洗浄装置において吐水孔より吐水された洗浄水が洗浄対象である人体局部に到達するまでの様子を模式的に示す。
【図１６】  従来の人体洗浄装置において水勢を変化させた際に使用者が感じる洗浄面積変化のモニター結果である。
【図１７】  流量一定で洗浄面積のみを変化させることの出来る人体洗浄装置を用いて洗浄面積を変化させた時に感じられる洗浄水の水量変化のモニター結果である。
【図１８】  従来の人体洗浄装置において水勢変化に伴う洗浄水水量と洗浄面積と使用者が体感する水量の変化を示す。
【図１９】  洗浄水を脈動流として吐水する人体洗浄装置において、脈動を付加された洗浄水の水量との洗浄水の流速の様子を示す。
【図２０】  洗浄水を脈動流として吐水する人体洗浄装置において吐水された洗浄水が脈動流に増幅される過程を説明する説明図である。
【図２１】  洗浄水を脈動流として吐水する人体洗浄装置で強水勢と弱水勢それぞれにおける洗浄水流速と洗浄水流量の様子を示す。
【図２２】  洗浄水を脈動流として吐水する人体洗浄装置で弱水勢の場合吐水された洗浄水が脈動流に増幅される過程を図２０に対比させて示す。
【符号の説明】
１…洗浄ノズル
２…洗浄面積調整ユニット
２a…ステータ
２ｂ…ロータ
２ｃ…スプリング
２ｄ…カップリング
２ｅ…駆動モータ
２ｆ…第一の連通孔
２ｇ…第二の連通孔
２ｈ…第三の連通孔
２ｉ…切欠
２ｊ…切欠
２ｋ…回転軸ピン
２ｌ…スリット
２ｍ…回転キー
２ｎ…スリット
２ｏ…切欠
２ｐ…切欠
３…給水流量調整ユニット
４…熱交換ユニット
５…給水ユニット
６…電子制御装置
７…操作部
８…脈動発生ユニット
８ａ…シリンダ
８ｂ…プランジャ
８ｃ…電磁ソレノイド
８ｄ…逆止弁
９…流量・面積調整ユニット
１０１…水勢調整ボタン
１０２…水温調整ボタン
１０３…おしり洗浄ボタン
１０４…ビデ洗浄ボタン
１０５…面積調整ボタン
２００…ノズルヘッド
２０１…おしり吐水孔
２０２…ビデ吐水孔
２０４…おしり洗浄水渦室
２０５…ビデ洗浄水渦室
２０５…偏心経路
２０６…軸心指向経路
２０７…ビデ経路
２０８…エアーギャップ室
３００…人体洗浄装置
【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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【図２２】
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