洗浄水吐出装置及びこれを備えた水洗便器
【課題】薬剤タンクを洗浄水流路から離れた位置に設置した場合でも、薬剤タンクから洗浄水流路に至る経路内での薬剤の詰まりをなくすことができ、薬剤タンクの設置場所に制約を受けないようにしながら微量の液体薬剤を洗浄水中に安定供給でき、薬剤の詰まりによるメンテナンスを不要にすること。
【解決手段】液体薬剤を溜める薬剤タンク８と、両端が薬剤タンク８に接続された循環経路５と、循環経路５内の液体薬剤を循環経路５内に循環させる循環ポンプ７と、上記循環経路５から分岐して洗浄水流路３内に連通する分岐経路６とを備え、上記循環経路５内を循環する液体薬剤を分岐経路６を経て洗浄水流路３内に供給するための薬剤供給手段を設けた洗浄水吐出装置１である。
【解決手段】液体薬剤を溜める薬剤タンク８と、両端が薬剤タンク８に接続された循環経路５と、循環経路５内の液体薬剤を循環経路５内に循環させる循環ポンプ７と、上記循環経路５から分岐して洗浄水流路３内に連通する分岐経路６とを備え、上記循環経路５内を循環する液体薬剤を分岐経路６を経て洗浄水流路３内に供給するための薬剤供給手段を設けた洗浄水吐出装置１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄水中に液体薬剤を混合した薬剤混合洗浄水を吐出口から吐出させる洗浄水吐出装置及びこれを備えた水洗便器に関し、詳しくは、液体薬剤を溜める薬剤タンクの設置場所の制約をなくしながら薬剤混合洗浄水の安定した供給を可能にしようとするための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、便器本体の後部に、リム給水の洗浄水流路に連通してリム給水と共に薬剤を吐出する薬剤タンクを設置し、洗浄水流路をリム給水開閉弁にて開閉すると共に薬剤タンクから洗浄水流路に至る経路を薬剤吐出弁にて開閉することで、リム給水によるボウル部の前洗浄、ジェット給水による汚水排出、及びリム給水によるボウル部の封水などの各洗浄行程を行なう水洗便器装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところが上記特許文献１に示された従来例では、薬剤タンク内の薬剤を洗浄水流路内の負圧によって薬剤タンクから液体薬剤を吸引して洗浄水に添加するものであるから、例えば、薬剤タンクを洗浄水流路から遠くに離して設置した場合は、薬剤タンクから洗浄水流路に至る経路が長くなり、経路内に薬剤が残留し、この残留した薬剤が粘性によって固まり、経路内が詰まりやすくなることによって、その後の便器洗浄時の洗浄水吐出ができなくなり、メンテナンスが必要になるという問題がある。このため従来では薬剤タンクの経路を短くして薬剤タンクを洗浄水流路に近い位置に設置しなければならず、薬剤タンクの設置場所に制約を受けるものであった。
【０００４】
他の従来例として、固形薬剤を水中に浸漬した薬剤溶解タンクから流れ落ちる液体薬剤をバイパス管内を通して洗浄排水管に供給するようにした小便器用の洗浄液の自動供給装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ところが上記特許文献２に示された従来例では、バイパス管内に残留した薬剤がバイパス管内で固まって詰まりやすく、洗浄排水管に供給できなくなるという問題があり、しかも薬剤タンクから薬剤を流し落とす方式であるため、薬剤タンクを高所に設置しなければならないという制約もあった。
【特許文献１】特開平５−２１４７５７号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、薬剤タンクを洗浄水流路から離れた位置に設置した場合でも、薬剤タンクから洗浄水流路に至る経路内での薬剤の詰まりをなくすことができ、薬剤タンクの設置場所に制約を受けないようにしながら微量の液体薬剤を洗浄水中に安定供給でき、メンテナンスが不要な洗浄水吐出装置及びこの洗浄水吐出装置を備えた水洗便器を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明に係る洗浄水吐出装置は、洗浄水流路３を流れる洗浄水中に液体薬剤を混合した薬剤混合洗浄水を吐出口２から吐出させる洗浄水吐出装置であって、液体薬剤を溜める薬剤タンク８と、両端が薬剤タンク８に接続された循環経路５と、循環経路５内の液体薬剤を循環経路５内に循環させる循環ポンプ７と、上記循環経路５から分岐して洗浄水流路３内に連通する分岐経路６とを備え、上記循環経路５内を循環する液体薬剤を分岐経路６を経て洗浄水流路３内に供給するための薬剤供給手段を設けたことを特徴としている。
【０００８】
このような構成とすることで、薬剤タンク８を洗浄水流路３から離れた位置に設置した場合でも、液体薬剤を循環経路５内に循環させると共にこの液体薬剤を分岐経路６を経て洗浄水流路３内に供給することにより、薬剤タンク８から洗浄水流路３に至る経路内での薬剤の詰まりを防止でき、従って、薬剤タンク８からの微量の液体薬剤を洗浄水中に安定供給することが可能となる。
【０００９】
また、上記循環ポンプ７が薬剤供給手段を兼ねていると共に、上記循環ポンプ７の出力を調整して、洗浄水流路３に送り出される液体薬剤の供給量を制御するためのポンプ制御手段を備えているのが好ましく、この場合、循環ポンプ７の出力調整によって洗浄水流路３に送り出される液体薬剤の供給量を制御でき、液体薬剤の微量調整が容易となる。
【００１０】
また、上記薬剤タンク８は循環経路５から取り外し自在とされると共に、取り外した薬剤タンク８を再び取り付けた後に循環ポンプ７を自動的に駆動して循環経路５内に液体薬剤を満たすと共に満たした後に循環ポンプ７を自動的に停止することで、薬剤混合洗浄水の吐出動作を可能にする待機状態で保持する初期設定モードを有するのが好ましく、この場合、使用者が循環経路５から薬剤タンク８を取り外して液体薬剤を補充した後、薬剤タンク８を再び取り付けたときに初期設定モードが実行され、循環ポンプ７を自動的に駆動して循環経路５内に液体薬剤を循環させることで循環経路５内に液体薬剤が満たされた状態とし、所定時間後に循環ポンプ７を自動的に停止させる。これにより、薬剤供給の迅速な立ち上がり動作が可能な待機状態に復帰させることができる。
【００１１】
また、上記分岐経路６から液体薬剤が混入される洗浄水流路３部分の流路断面積を、他の流路部分の流路断面積よりも絞った小径部２４とするのが好ましく、この場合、小径部２４において洗浄水により発生する負圧力が大きくなるので、この大きな負圧を利用して、分岐経路６から洗浄水流路３内に液体薬剤を吸引できるようになる。つまり、循環ポンプ７の出力と洗浄水流路３内の負圧とによって、液体薬剤を洗浄水流路３内に安定供給できるようになるので、循環ポンプ７の低出力化によって運転コストを節約できると共に循環ポンプ７の小型化が可能となる。
【００１２】
また、本発明の上記洗浄水吐出装置を備えた水洗便器は、上記洗浄水吐出装置１を便器本体１０内のボウル部１１外部に設置すると共に、洗浄水吐出装置１の吐出口２をボウル部１１内面に臨ませて配置してなることを特徴としている。
【００１３】
このような構成とすることで、高い洗浄能力に加えて、薬剤タンク８の設置場所に制約を受けず、しかも液体薬剤を常に安定供給できる洗浄水吐出装置１を、外部から目に触れない場所で且つ水のかからない場合に設置できるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、循環ポンプにより液体薬剤が循環経路内に循環しながら薬剤供給手段により液体薬剤を分岐経路を経て洗浄水流路内に供給することにより、薬剤タンクを洗浄水流路から離れた位置に設置した場合でも、薬剤タンクから洗浄水流路に至る経路内で薬剤が詰まることがなくなり、結果、薬剤タンクの設置場所に制約を受けないようにしながら、微量の液体薬剤を洗浄水中に安定供給できる洗浄水吐出装置をできるものである。
【００１５】
また本発明は、高い洗浄能力に加えて、薬剤タンクの設置場所に制約を受けず、しかも液体薬剤の詰まりによるメンテナンスが不要な洗浄水吐出装置を備えた水洗便器を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
【００１７】
図１は本発明の洗浄水吐出装置１を備えた水洗便器の一例であり、合成樹脂製の便器本体１０で主体を構成してある。
【００１８】
便器本体１０のボウル部１１の下部には、後方に向けて排水筒部１２を突設してあり、該排水筒部１２からトラップを介してボウル部１１内の溜水を排水できるようになっている。本例のトラップはターントラップ方式のもので、排水筒部１２に接続したフレキシブルなトラップ筒９により構成してあり、ターントラップ用モータ３１（図８）によりアーム部材１５を回動させてトラップ筒９を上向きＵ字状となるトラップ構造の状態（図１０の実線の状態）と、下向き逆Ｌ字状となってトラップ構造が解除される状態（図１０の仮想線の状態）とを選択できるようになっており、通常はトラップ筒９が上向きＵ字状となったトラップ構造となっていてボウル部１１内の下部、排水筒部１２、トラップ筒９内に水が溜まった状態となっていて、この状態で大便や小便を行い、大便や小便が終わると、後述のように洗浄水吐出装置１の吐出口２から気泡混合洗浄水を流すと共に、トラップ筒９を回動してトラップ構造を解除する図１０の仮想線の状態として、汚物と共に汚水を排水するようになっている。
【００１９】
図２、図３は洗浄水吐出装置１の外観説明図であり、図４は断面図である。洗浄水吐出装置１は、図１に示すように、便器本体１０の後部に設けた機器収納部１４に内装されており、洗浄水流路３内に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、洗浄水中に空気を吸引混入させる空気混入手段と、洗浄水に液体薬剤を供給する薬剤供給手段と、気泡混合洗浄水又は薬剤混合洗浄水のいずれかを吐出する吐出口２とを備えている。吐出口２から洗浄水に気泡を混入した気泡混合洗浄水、又は、気泡混合洗浄水に液体薬剤を混入して得た薬剤混合洗浄水のいずれか一方を選択的にボウル部１１内面に吐出し、これによりボウル部１１内面を洗浄するものである。
【００２０】
洗浄水供給手段は、例えば水道管に直結される洗浄水流路３の上流に設けた電磁弁からなる給水制御弁１６（図１）で構成され、この給水制御弁１６はボウル部１１への洗浄水の吐水動作時に開くように制御される。洗浄水流路３に洗浄水を供給する手段としては水道圧を利用する。洗浄水流路３の下流側端端にはボウル部１１の上端部後方に配設されてボウル部１１内に臨む吐出口２を設けてある。
【００２１】
ここで、洗浄水流路３の下流側は、図４に示すように、先端にいくほど流路断面積を徐々に小さくする先細形状に形成されたノズル管２１と、ノズル管２１の先端部が挿入される横管状のエジェクタ管２２と、吐出口２とで構成されている。エジェクタ管２２は、上流（図４の左側）で流路断面積が大きく、下流（図４の右側）にいくほど流路断面積を徐々に小さくする上流大径部２３と、経路径を絞った小径部２４と、小径部２４の下流（図４の右側）にいくほど流路断面積を徐々に大きくする下流大径部２５とが、上流から下流に向かってこの順に形成されており、上流大径部２３の流路部分が空気混入部２３ａとなっており、小径部２４の流路部分が薬剤混入部２４ａとなっており、小径部２４から下流大径部２５に至る流路部分が気泡発生部２５ａとなっている。この気泡発生部２５ａは、上流から流れてきた気泡混合洗浄水を加圧・減圧して圧力を変化させることで、洗浄水に含まれる気泡を剪断して微小化する。なおエジェクタ管２２の下流側には、洗浄水を気泡を更に細分化する気泡細分化手段として気泡をせん断するメッシュで構成した整流板５０を設けてある。
【００２２】
空気混入手段は、洗浄水流路３の空気混入部２３ａ（エジェクタ管２２の上流大径部２３）に外部から空気を供給するためのものであり、一端が外気に開放され、他端が空気混入部２３ａ内に開放された空気供給路２６（図２）の途中に吸気弁１７（図１）が設けられて構成されており、ノズル管２１の先端からエジェクタ管２２内に流れ込む洗浄水によって空気混入部２３ａ内に負圧が発生し、このエジェクタ効果によって吸気弁１７が開弁して外部からの空気が空気供給路２６を介して洗浄水中に吸引混入され、洗浄水に空気が混入した気泡混合洗浄水が生成される。図４の例では、空気混入部２３ａはノズル管２１の先端部よりも大径に形成してあり、これにより空気混入部２３ａは、ノズル管２１の先端部近傍において洗浄水の流れにより大きな負圧発生部となっている。
【００２３】
上記洗浄水吐出装置１は、液体薬剤を溜める薬剤タンク８と、両端が薬剤タンク８に接続された循環経路５と、循環経路５内に液体薬剤を循環させる循環ポンプ７と、循環経路５から分岐して洗浄水流路３内に連通する分岐経路６とを備えている。
【００２４】
薬剤タンク８は、図１に示すように、機器収納部１４の仕切り部１３よりも下方の下部空間１４ｂに収納されており、洗浄水吐出装置１の他の構成部品（循環ポンプ７、分岐経路６、給水制御弁１６、洗浄水流路３等）は上方の上部空間１４ａに収納されている。
【００２５】
上部空間１４ａから下部空間１４ｂにまたがって循環経路５が配置されている。循環経路５の両端５ａ，５ｂはそれぞれ下部空間１４ｂに延びていて、その両端にそれぞれ接続された２本のタンク挿入管２７ａ，２７ｂが薬剤タンク８内に挿入されていて、各タンク挿入管２７ａ，２７ｂの下端がタンク底壁近くに達している。例えば図１１に示すように、薬剤タンク８の上端面の接続口に嵌め込まれる接続部材２８を介して２本のタンク挿入管２７ａ，２７ｂと循環経路５の両端５ａ，５ｂとが各々取り外し可能に接続されており、薬剤タンク８内に液体薬剤を補給する際は例えば循環経路５の両端５ａ，５ｂを接続部材２８から取り外すことで、薬剤タンク８を循環経路５の両端５ａ，５ｂから取り外し可能となり、便器本体１０の外面部分に設けたカバー（図示せず）を取り外すことで、便器本体１０外部に薬剤タンク８を取り出すことができ、キヤップ２９付き薬剤投入口３０から液体薬剤を投入可能となっている。なお液体薬剤として、例えば、界面活性剤を含む洗剤、或いは芳香剤などの水溶液が挙げられる。
【００２６】
上記循環経路５の上部空間１４ａに配置される部分の途中には、図１に示すように、循環ポンプ７が介在されている。循環ポンプ７は、薬剤タンク８内の液体薬剤をタンク挿入管２７ａ,２７ｂの一方から循環経路５内に吸い出して、他方から薬剤タンク８内に戻すことにより、液体薬剤を循環経路５内に循環させる働きをする。
【００２７】
さらに上記循環ポンプ７の吐出側には、循環経路５の途中から分岐した分岐経路６の一端が分岐している。分岐経路６の一端は小径の孔部で構成してあり、分岐経路６の他端は洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ（エジェクタ管２２の小径部２４）に臨ませて配置されている。循環ポンプ７により循環経路５を循環する液体薬剤の少量が分岐経路６を経て洗浄水流路３に供給される。この分岐経路６の先端には例えば電磁弁からなる開閉弁１８（図８）が設けてあり、開閉弁１８を開くことで洗浄水流路３内への液体薬剤の供給可能な状態となり、閉じることで液体薬剤が洗浄水流路３内に漏れるのを防止できるようになっている。
【００２８】
本例の循環ポンプ７は、薬剤タンク８内に溜められた液体薬剤を循環経路５に循環させる機能に加えて、循環経路５内の液体薬剤を分岐経路６を経て洗浄水流路３内に供給するための薬剤供給手段としても機能する。つまり、循環ポンプ７は薬剤供給手段を兼ねており、循環ポンプ７の出力はポンプ制御手段である制御部２０（図８）により制御され、循環ポンプ７の出力を調整することで洗浄水流路３に送り出される液体薬剤の供給量を調整できるようにしている。
【００２９】
図８に示す制御部２０は、循環ポンプ７、給水制御弁１６、ターントラップ用モータ３１、分岐経路開閉弁１８をそれぞれ制御するマイクロコンピュータにより構成されている。例えば洗浄スイッチ３２を操作する等して便器洗浄指令が制御部２０に送信されると、制御部２０は後述する洗浄水吐出モードと、薬剤混合洗浄水吐出モードとを実行してボウル部１１の洗浄を行ない、また薬剤タンク８の液体薬剤補給後に後述の初期設定モードを実行して、薬剤混合洗浄水吐出モードの迅速な立ち上がり可能な状態に復帰させるものである。
【００３０】
次に水洗便器の洗浄動作を図９を参照して説明する。
【００３１】
使用者が洗浄スイッチ３２（図８）をオンにして便器洗浄開始指令を出すと制御部２０は洗浄水吐出モードを実行する。洗浄水吐出モードの前半は気泡混合洗浄水のみを吐出し、洗浄水吐出モードで所定時間運転した後半には薬剤混合洗浄水吐出モードを開始して、微小気泡と液体薬剤とが混入された薬剤混合洗浄水を吐出する。以下、具体的に説明する。
【００３２】
洗浄開始前は、開閉弁１８を閉じ循環経路５と洗浄水流路３との連通を遮断すると共に循環ポンプ７は停止した待機状態で保持されている。洗浄スイッチ３２を押すと洗浄水吐出モードが実行され、給水制御弁１６を一定時間（図９のｔ１→ｔ６）開いて、水道配管から洗浄水流路３に洗浄水を供給する。このとき洗浄水流路３の空気混入部２３ａ（エジェクタ管２２の上流大径部２３）を流れる洗浄水のエジェクタ効果により、吸気弁１７が開いて外部から空気が洗浄水中に吸引混入される。ここで洗浄水中に混入された空気は、洗浄水流路３の気泡発生部２５ａ（エジェクタ管２２の小径部２４から下流大径部２５に至る領域）を通る際に流速が速くなるとともに減圧されて膨張し、さらに下流側の大径部において洗浄水流路３の流路断面積が増加するに従って加圧されて収縮するが、この時に生じるせん断力によって分割されて例えば３〜５ｍｍの気泡が洗浄水中に混入されて吐出口２から気泡混合洗浄水として吐出される。この気泡混合洗浄水はボウル部１１の上部内面に略水平に吐出されることで内面に沿って周回しつつ汚れを洗い落としていく。このとき洗浄水中に含まれる気泡がｍｍオーダーと大きく、ボウル部１１内面に衝突した際に発生する高周波振動の惹起による気泡混合洗浄水自体の高い洗浄力によりボウル部１１内面を効率良く洗浄できる。つまり、ｍｍオーダーの気泡は破裂しやすくてよりボウル部１１内面を効率良く洗浄できる結果、洗い流し効果が良好となり、水洗便器の汚水排出機能が強化される。
【００３３】
その後、図９の時刻ｔ２でターントラップ用モータを駆動させてターントラップを上方位置から下方位置に回転させることで汚水排出を行ない、図９の時刻ｔ３で再びターントラップ用モータを駆動させてターントラップを上方位置に復帰させて、以後ボウル部１１内に洗浄水が溜められる状態を維持する。
【００３４】
この段階で薬剤混合洗浄水吐出モードを実行する。図９の時刻ｔ４で開閉弁１８を開くと同時に循環ポンプ７が駆動して、循環経路５内に液体薬剤を循環させる。このとき循環ポンプ７の圧力と洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ（エジェクタ管２２の小径部２４）を通過する洗浄水により発生する負圧とによって、循環経路５を循環する液体薬剤が循環経路５から分岐した分岐経路６を経て洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ内に吸引されて洗浄水中に混入される。液体薬剤として界面活性剤を用いた場合は、洗浄水中に界面活性剤が混入すると、水の表面張力は低下し、洗浄水流路３の気泡発生部２５ａ（エジェクタ管２２の下流大径部２５）においてせん断力、衝撃波などの外力が作用することによって、気泡がより微小化される。つまり、薬剤によって気泡同士がくっつきにくい状態となるため、５０〜６０μｍの微小気泡を含む薬剤混合洗浄水が生成されるようになり、この薬剤混合洗浄水が吐出口２から吐出してボウル部１１内に溜水として溜められていく。このように薬剤混合洗浄水吐出モードにおいて吐出口２から吐出される薬剤混合洗浄水に含まれる気泡の径を微小化することで、ボウル部１１内面において溜水の水面と接する喫水線部分に、界面活性剤を含む薬剤混合洗浄水で界面を形成した防汚効果の高いμオーダーの微小泡を付着させることができ、またこの微小泡は破裂し難くて長時間、ボウル部１１内に滞留、浮遊してボウル部１１内面に付着させることができ、これらによりボウル部１１内面、特に喫水線部分を清潔にできる。
【００３５】
その後、図９の時刻ｔ５で薬剤混合洗浄水吐出モードが終了して、循環ポンプ７が停止すると共に開閉弁１８が閉じることによって、洗浄水流路３内への薬剤供給が停止する。その後、図９の時刻ｔ６で洗浄水吐出モードが終了して給水制御弁１６が閉じられて洗浄水の供給が停止する。
【００３６】
しかして、薬剤タンク８が洗浄水流路３から離れた位置、本例では便器本体１０後方の機器収納部１４の下部空間１４ｂに設置されている場合であっても、循環ポンプ７により液体薬剤を循環経路５内に循環させることにより、薬剤タンク８から洗浄水流路３に至る経路４（循環経路５，分岐経路６）内での薬剤の詰まりを防止できるようになる。しかも循環経路５を洗浄水流路３の真上位置付近まで延ばすことができるので、循環経路５と洗浄水流路３とを上下につなぐ分岐経路６の長さを短くでき、分岐経路６内で薬剤の残留による詰まり防止にも効果的となる。しかも本例では、洗浄水吐出モードの終了時よりも早い時点で薬剤混合洗浄水吐出モードが終了する。つまり液体薬剤の供給停止後に所定時間（図９の時刻ｔ５→ｔ６の間）、給水制御弁１６は開放されているので、洗浄水流路３内に液体薬剤が残留することがないので、洗浄水流路３内での薬剤の詰まりも防止できるようになる。この結果、液体薬剤を溜める薬剤タンク８の設置場所の制約をなくしながら、循環ポンプ７の駆動開始と同時に微量の液体薬剤を迅速且つ定量的に洗浄水流路３内に常に安定供給できると共に気泡混合洗浄水又は薬剤混合洗浄水を吐出口２から常に安定して吐出させることができるものである。
【００３７】
また本例の循環ポンプ７は、薬剤タンク８内に溜められた液体薬剤を循環経路５に循環させると共に循環経路５内の液体薬剤を分岐経路６を経て洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ内に供給するので、循環ポンプ７は薬剤供給手段も兼ねる構造となり、薬剤供給手段を別途設ける必要がないものであり、しかも、循環ポンプ７の出力調整によって洗浄水流路３に送り出される液体薬剤の供給量を制御できるので、液体薬剤の微量調整が容易となる。
【００３８】
また、ボウル部１１に吐出される気泡混合洗浄水中には多数のｍｍオーダーの気泡が混入しているので、水だけの場合と比較して良好な洗い流し効果が得られると同時に、使用水量が少なくて済み、高い節水効果が得られるものであり、さらに、薬剤混合洗浄水では多数のμオーダーの微小気泡と薬剤とが分散混入されるので、洗浄水中への薬剤の均一分散化が図られ、より安定した洗浄効果が得られるようになる。そのうえ分岐経路６の先端に開閉弁１８を設けたことにより、循環ポンプ７の駆動を停止後に、洗浄水流路３内の負圧がかかっても液体薬剤が洗浄水流路３内に漏出するのを開閉弁１８を閉じることによって防止できるので、液体薬剤の無駄な消費も抑えることができる。
【００３９】
また本例では、薬剤タンク８は図１１に示すように、循環経路５の両端５ａ，５ｂから取り外し自在とされており、薬剤を補給する際は、使用者が循環経路５から薬剤タンク８を取り外して液体薬剤を補充し、その後、取り外した薬剤タンク８を再び取り付けたときに、例えばリミットスイッチからなるタンク検知センサー３３（図８）が薬剤タンク８を検知して検知信号を制御部２０に送るようになっている。制御部２０は検知信号が送られると初期設定モードを実行して、循環ポンプ７を自動的に駆動して循環経路５内に液体薬剤を循環させることで循環経路５内に液体薬剤が満たされた状態とし、所定時間後に循環ポンプ７を自動的に停止させる。これにより、薬剤混合洗浄水吐出モードの迅速な立ち上がり動作が可能な待機状態に復帰させることができる。
【００４０】
上記実施形態では、循環ポンプ７の出力を調整することで循環ポンプ７が薬剤供給手段を兼ねる場合を説明したが、本発明の他の実施形態として、循環ポンプ７の出力を低くして、洗浄水流路３内を流れる洗浄水によって発生する負圧を利用して薬剤供給を行なうことも可能である。図４に示す例では、洗浄水流路３内の薬剤混入部２４ａはエジェクタ管２２の最も絞った小径部２４にて構成されているので、薬剤混入部２４ａを流れる洗浄水が発生させる負圧が大きくなり、この大きな負圧を利用して液体薬剤を洗浄水流路３内に吸引することができる。つまり、循環ポンプ７の出力を液体薬剤を分岐経路６から洗浄水流路３内に送り出す高出力としない場合でも、循環経路５内を循環する液体薬剤は、洗浄水流路３内に発生する負圧によるエジェクタ効果だけで洗浄水流路３内に吸引されるようになる。従ってこの場合、循環ポンプ７の出力と洗浄水流路３内の負圧とによって、液体薬剤を洗浄水流路３内に安定供給できるようになり、循環ポンプ７の低出力化によって運転コストを節約できると共に、循環ポンプ７の小型化が可能となり、ひいては循環ポンプ７を内蔵する便器本体１０の小型化が可能となる。
【００４１】
また本例の水洗便器においては、上記構成の洗浄水吐出装置１を便器本体１０のボウル部１１後方に設けた機器収納部１４に組み込んだものであり、外部から目に触れない場所で且つ水のかからない場合に洗浄水吐出装置１を収納でき、外観上の納まりが良好となると共に、循環ポンプ７駆動のための特別の電源を必要とする場合でも、便器本体１０に内蔵することで、トイレ室内における水濡れや高い湿度による漏電事故を回避でき、実使用上、好ましいものとなる。
【００４２】
前記実施形態では、分岐経路６の開閉弁１８として電磁弁を用いた場合を説明したが、他例として、弾性変形可能なゴムのような部材で形成した開閉弁１９を用いることも可能である。図４〜図７にその一例を示している。本例では図７に示すように、洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａを構成するエジェクタ管２２の小径部２４から上方に向けて、分岐経路６を構成する筒部４０を一体に突設してあり、筒部４０の下端には小径部２４内と連通するスリット状の連通孔４１を形成している。筒部４０の上端は循環経路５内に連通している。
【００４３】
筒部４０の下部の内側には弾性変形可能なゴムのような部材で形成した開閉弁１９を配設している。開閉弁１９は、図７（ａ）に示すように、一端（上端）が開口した有底筒状の筒状部１９ａと、筒状部１９ａの底部から筒状部１９ａと反対方向（下方）に突設した薄片状の弁部１９ｂを備えており、筒状部１９ａの外周面と筒部４０の内周面はぴったりと密接して封止されている。
【００４４】
開閉弁１９には筒状部１９ａの内側と弁部１９ｂの先端面（下端面）を連通させるスリット状孔１９ｃを形成してあり、該スリット状孔１９ｃは筒状部１９ａの軸方向（洗浄液の流れ方向）から見てスリット状に形成されている。スリット状孔１９ｃは弁部１９ｂの厚み方向の中央部に形成してあり、外力が加わっていない状態（図７（ａ）の状態）ではスリット状孔１９ｃを閉じた状態で自己の形状を保持する。
【００４５】
開閉弁１９の薄片状の弁部１９ｂの先端部は、前述のエジェクタ管２２の小径部２４に形成した連通孔４１内に挿入され、該開閉弁１９のスリット状孔１９ｃの弁部１９ｂ先端側の開口は小径部２４内（即ち洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ内）に臨んでいる。また筒部４０において弁部１９ｂに対向する部分には筒部４０内の開閉弁１９の弁部１９ｂ外側に形成された空間を外部に連通させる貫通孔４２（図５）を設けている。これにより開閉弁１９がスリット状孔１９ｃを閉じた図７（ａ）の状態では、洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａは、開閉弁１９の弁部１９ｂの先端部と連通孔４１の内周面との間に形成された隙間４３、空間４４、貫通孔４２を順に介して外部に連通することとなり、これら隙間４３、空間４４、貫通孔４２で洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａを大気に開放させる大気開放路が構成される。
【００４６】
上記開閉弁１９は、薬剤混合洗浄水吐出モード時においては、図７（ｂ）に示すように循環ポンプ７の圧力と洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ（エジェクタ管２２の小径部２４）で発生する負圧により弁部１９ｂがスリット状孔１９ｃを開くように弾性変形するように設定してあり、これにより分岐経路６と洗浄水流路３とが連通して循環経路５内の液体薬剤が分岐経路６及び開閉弁１９を経て洗浄水流路３内に供給される。またこの時、弾性変形した弁部１９ｂの先端部の外周面が連通孔４１の内周面に接して大気開放路を構成する隙間４３（図７（ａ））を閉じるように設定してあり、該開閉弁１９により大気開放路と外部の連通状態が遮断される。従って、この場合は循環ポンプ７の圧力に加えて洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａで発生する負圧を利用して循環経路５内の液体薬剤（図7（ｂ）のＷ）を分岐経路６から洗浄水流路３に確実に供給することができる。
【００４７】
また循環ポンプ７が停止される洗浄水吐出モード時においては開閉弁１９には循環ポンプ７の圧力がかからず、図７（ａ）に示すように開閉弁１９は弁部１９ｂがスリット状孔１９ｃを閉じるように弾性復帰するように設定されており、これにより洗浄水吐出モードにおいては分岐経路６と洗浄水流路３の連通状態が遮断される。またこの時、弾性復帰した弁部１９ｂの先端部と連通孔４１の内周面との間には隙間４３が形成され、大気開放路が形成され、洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａが大気開放路を介して外部に連通することにより、薬剤混入部２４ａの負圧は低減する。従ってこの場合は、洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａで発生する負圧により開閉弁１９が弾性変形してスリット状孔１９ｃが開くことが防止され、この結果、洗浄水吐出モード時において液体薬剤が洗浄水流路３に漏れ出すことが防止されている。また、電磁弁を用いた場合と比較して開閉弁１９の構造を簡素化でき、低コスト化を図ることができる。
【００４８】
本発明に係る洗浄水吐出装置１は、ターントラップ式水洗便器に限らず、サイフォンジェット式水洗便器、洗い落とし式水洗便器などにも同様に適用できる。さらに、水洗便器以外にも、泡洗浄を行なう食器洗浄器などにも広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態の洗浄水吐出装置を備えた水洗便器の断面図である。
【図２】同上の洗浄水吐出装置の斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は同上の洗浄水吐出装置の平面図、正面図、側面図である。
【図４】同上の洗浄水流路を説明する正面断面図である。
【図５】同上の洗浄水流路を説明する平面断面図である。
【図６】図５のＡ―Ａ線断面図である。
【図７】同上の開閉弁の変形例であり、（ａ）は開閉弁が閉じた状態を示し、（ｂ）は開閉弁が開いた状態を説明する断面図である。
【図８】同上の制御部に関するブロック図である。
【図９】同上の洗浄水吐出モード及び薬剤混合洗浄水吐出モードを説明するタイムチャートである。
【図１０】同上のターントラップの開閉を説明する図である。
【図１１】同上の薬剤タンクと循環経路との取り外し可能に接続した状態を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 洗浄水吐出装置
２ 吐出口
３ 洗浄水流路
５ 循環経路
６ 分岐経路
７ 循環ポンプ
８ 薬剤タンク
１０ 便器本体
１１ ボウル部
２４ 小径部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄水中に液体薬剤を混合した薬剤混合洗浄水を吐出口から吐出させる洗浄水吐出装置及びこれを備えた水洗便器に関し、詳しくは、液体薬剤を溜める薬剤タンクの設置場所の制約をなくしながら薬剤混合洗浄水の安定した供給を可能にしようとするための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、便器本体の後部に、リム給水の洗浄水流路に連通してリム給水と共に薬剤を吐出する薬剤タンクを設置し、洗浄水流路をリム給水開閉弁にて開閉すると共に薬剤タンクから洗浄水流路に至る経路を薬剤吐出弁にて開閉することで、リム給水によるボウル部の前洗浄、ジェット給水による汚水排出、及びリム給水によるボウル部の封水などの各洗浄行程を行なう水洗便器装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところが上記特許文献１に示された従来例では、薬剤タンク内の薬剤を洗浄水流路内の負圧によって薬剤タンクから液体薬剤を吸引して洗浄水に添加するものであるから、例えば、薬剤タンクを洗浄水流路から遠くに離して設置した場合は、薬剤タンクから洗浄水流路に至る経路が長くなり、経路内に薬剤が残留し、この残留した薬剤が粘性によって固まり、経路内が詰まりやすくなることによって、その後の便器洗浄時の洗浄水吐出ができなくなり、メンテナンスが必要になるという問題がある。このため従来では薬剤タンクの経路を短くして薬剤タンクを洗浄水流路に近い位置に設置しなければならず、薬剤タンクの設置場所に制約を受けるものであった。
【０００４】
他の従来例として、固形薬剤を水中に浸漬した薬剤溶解タンクから流れ落ちる液体薬剤をバイパス管内を通して洗浄排水管に供給するようにした小便器用の洗浄液の自動供給装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ところが上記特許文献２に示された従来例では、バイパス管内に残留した薬剤がバイパス管内で固まって詰まりやすく、洗浄排水管に供給できなくなるという問題があり、しかも薬剤タンクから薬剤を流し落とす方式であるため、薬剤タンクを高所に設置しなければならないという制約もあった。
【特許文献１】特開平５−２１４７５７号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、薬剤タンクを洗浄水流路から離れた位置に設置した場合でも、薬剤タンクから洗浄水流路に至る経路内での薬剤の詰まりをなくすことができ、薬剤タンクの設置場所に制約を受けないようにしながら微量の液体薬剤を洗浄水中に安定供給でき、メンテナンスが不要な洗浄水吐出装置及びこの洗浄水吐出装置を備えた水洗便器を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明に係る洗浄水吐出装置は、洗浄水流路３を流れる洗浄水中に液体薬剤を混合した薬剤混合洗浄水を吐出口２から吐出させる洗浄水吐出装置であって、液体薬剤を溜める薬剤タンク８と、両端が薬剤タンク８に接続された循環経路５と、循環経路５内の液体薬剤を循環経路５内に循環させる循環ポンプ７と、上記循環経路５から分岐して洗浄水流路３内に連通する分岐経路６とを備え、上記循環経路５内を循環する液体薬剤を分岐経路６を経て洗浄水流路３内に供給するための薬剤供給手段を設けたことを特徴としている。
【０００８】
このような構成とすることで、薬剤タンク８を洗浄水流路３から離れた位置に設置した場合でも、液体薬剤を循環経路５内に循環させると共にこの液体薬剤を分岐経路６を経て洗浄水流路３内に供給することにより、薬剤タンク８から洗浄水流路３に至る経路内での薬剤の詰まりを防止でき、従って、薬剤タンク８からの微量の液体薬剤を洗浄水中に安定供給することが可能となる。
【０００９】
また、上記循環ポンプ７が薬剤供給手段を兼ねていると共に、上記循環ポンプ７の出力を調整して、洗浄水流路３に送り出される液体薬剤の供給量を制御するためのポンプ制御手段を備えているのが好ましく、この場合、循環ポンプ７の出力調整によって洗浄水流路３に送り出される液体薬剤の供給量を制御でき、液体薬剤の微量調整が容易となる。
【００１０】
また、上記薬剤タンク８は循環経路５から取り外し自在とされると共に、取り外した薬剤タンク８を再び取り付けた後に循環ポンプ７を自動的に駆動して循環経路５内に液体薬剤を満たすと共に満たした後に循環ポンプ７を自動的に停止することで、薬剤混合洗浄水の吐出動作を可能にする待機状態で保持する初期設定モードを有するのが好ましく、この場合、使用者が循環経路５から薬剤タンク８を取り外して液体薬剤を補充した後、薬剤タンク８を再び取り付けたときに初期設定モードが実行され、循環ポンプ７を自動的に駆動して循環経路５内に液体薬剤を循環させることで循環経路５内に液体薬剤が満たされた状態とし、所定時間後に循環ポンプ７を自動的に停止させる。これにより、薬剤供給の迅速な立ち上がり動作が可能な待機状態に復帰させることができる。
【００１１】
また、上記分岐経路６から液体薬剤が混入される洗浄水流路３部分の流路断面積を、他の流路部分の流路断面積よりも絞った小径部２４とするのが好ましく、この場合、小径部２４において洗浄水により発生する負圧力が大きくなるので、この大きな負圧を利用して、分岐経路６から洗浄水流路３内に液体薬剤を吸引できるようになる。つまり、循環ポンプ７の出力と洗浄水流路３内の負圧とによって、液体薬剤を洗浄水流路３内に安定供給できるようになるので、循環ポンプ７の低出力化によって運転コストを節約できると共に循環ポンプ７の小型化が可能となる。
【００１２】
また、本発明の上記洗浄水吐出装置を備えた水洗便器は、上記洗浄水吐出装置１を便器本体１０内のボウル部１１外部に設置すると共に、洗浄水吐出装置１の吐出口２をボウル部１１内面に臨ませて配置してなることを特徴としている。
【００１３】
このような構成とすることで、高い洗浄能力に加えて、薬剤タンク８の設置場所に制約を受けず、しかも液体薬剤を常に安定供給できる洗浄水吐出装置１を、外部から目に触れない場所で且つ水のかからない場合に設置できるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、循環ポンプにより液体薬剤が循環経路内に循環しながら薬剤供給手段により液体薬剤を分岐経路を経て洗浄水流路内に供給することにより、薬剤タンクを洗浄水流路から離れた位置に設置した場合でも、薬剤タンクから洗浄水流路に至る経路内で薬剤が詰まることがなくなり、結果、薬剤タンクの設置場所に制約を受けないようにしながら、微量の液体薬剤を洗浄水中に安定供給できる洗浄水吐出装置をできるものである。
【００１５】
また本発明は、高い洗浄能力に加えて、薬剤タンクの設置場所に制約を受けず、しかも液体薬剤の詰まりによるメンテナンスが不要な洗浄水吐出装置を備えた水洗便器を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
【００１７】
図１は本発明の洗浄水吐出装置１を備えた水洗便器の一例であり、合成樹脂製の便器本体１０で主体を構成してある。
【００１８】
便器本体１０のボウル部１１の下部には、後方に向けて排水筒部１２を突設してあり、該排水筒部１２からトラップを介してボウル部１１内の溜水を排水できるようになっている。本例のトラップはターントラップ方式のもので、排水筒部１２に接続したフレキシブルなトラップ筒９により構成してあり、ターントラップ用モータ３１（図８）によりアーム部材１５を回動させてトラップ筒９を上向きＵ字状となるトラップ構造の状態（図１０の実線の状態）と、下向き逆Ｌ字状となってトラップ構造が解除される状態（図１０の仮想線の状態）とを選択できるようになっており、通常はトラップ筒９が上向きＵ字状となったトラップ構造となっていてボウル部１１内の下部、排水筒部１２、トラップ筒９内に水が溜まった状態となっていて、この状態で大便や小便を行い、大便や小便が終わると、後述のように洗浄水吐出装置１の吐出口２から気泡混合洗浄水を流すと共に、トラップ筒９を回動してトラップ構造を解除する図１０の仮想線の状態として、汚物と共に汚水を排水するようになっている。
【００１９】
図２、図３は洗浄水吐出装置１の外観説明図であり、図４は断面図である。洗浄水吐出装置１は、図１に示すように、便器本体１０の後部に設けた機器収納部１４に内装されており、洗浄水流路３内に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、洗浄水中に空気を吸引混入させる空気混入手段と、洗浄水に液体薬剤を供給する薬剤供給手段と、気泡混合洗浄水又は薬剤混合洗浄水のいずれかを吐出する吐出口２とを備えている。吐出口２から洗浄水に気泡を混入した気泡混合洗浄水、又は、気泡混合洗浄水に液体薬剤を混入して得た薬剤混合洗浄水のいずれか一方を選択的にボウル部１１内面に吐出し、これによりボウル部１１内面を洗浄するものである。
【００２０】
洗浄水供給手段は、例えば水道管に直結される洗浄水流路３の上流に設けた電磁弁からなる給水制御弁１６（図１）で構成され、この給水制御弁１６はボウル部１１への洗浄水の吐水動作時に開くように制御される。洗浄水流路３に洗浄水を供給する手段としては水道圧を利用する。洗浄水流路３の下流側端端にはボウル部１１の上端部後方に配設されてボウル部１１内に臨む吐出口２を設けてある。
【００２１】
ここで、洗浄水流路３の下流側は、図４に示すように、先端にいくほど流路断面積を徐々に小さくする先細形状に形成されたノズル管２１と、ノズル管２１の先端部が挿入される横管状のエジェクタ管２２と、吐出口２とで構成されている。エジェクタ管２２は、上流（図４の左側）で流路断面積が大きく、下流（図４の右側）にいくほど流路断面積を徐々に小さくする上流大径部２３と、経路径を絞った小径部２４と、小径部２４の下流（図４の右側）にいくほど流路断面積を徐々に大きくする下流大径部２５とが、上流から下流に向かってこの順に形成されており、上流大径部２３の流路部分が空気混入部２３ａとなっており、小径部２４の流路部分が薬剤混入部２４ａとなっており、小径部２４から下流大径部２５に至る流路部分が気泡発生部２５ａとなっている。この気泡発生部２５ａは、上流から流れてきた気泡混合洗浄水を加圧・減圧して圧力を変化させることで、洗浄水に含まれる気泡を剪断して微小化する。なおエジェクタ管２２の下流側には、洗浄水を気泡を更に細分化する気泡細分化手段として気泡をせん断するメッシュで構成した整流板５０を設けてある。
【００２２】
空気混入手段は、洗浄水流路３の空気混入部２３ａ（エジェクタ管２２の上流大径部２３）に外部から空気を供給するためのものであり、一端が外気に開放され、他端が空気混入部２３ａ内に開放された空気供給路２６（図２）の途中に吸気弁１７（図１）が設けられて構成されており、ノズル管２１の先端からエジェクタ管２２内に流れ込む洗浄水によって空気混入部２３ａ内に負圧が発生し、このエジェクタ効果によって吸気弁１７が開弁して外部からの空気が空気供給路２６を介して洗浄水中に吸引混入され、洗浄水に空気が混入した気泡混合洗浄水が生成される。図４の例では、空気混入部２３ａはノズル管２１の先端部よりも大径に形成してあり、これにより空気混入部２３ａは、ノズル管２１の先端部近傍において洗浄水の流れにより大きな負圧発生部となっている。
【００２３】
上記洗浄水吐出装置１は、液体薬剤を溜める薬剤タンク８と、両端が薬剤タンク８に接続された循環経路５と、循環経路５内に液体薬剤を循環させる循環ポンプ７と、循環経路５から分岐して洗浄水流路３内に連通する分岐経路６とを備えている。
【００２４】
薬剤タンク８は、図１に示すように、機器収納部１４の仕切り部１３よりも下方の下部空間１４ｂに収納されており、洗浄水吐出装置１の他の構成部品（循環ポンプ７、分岐経路６、給水制御弁１６、洗浄水流路３等）は上方の上部空間１４ａに収納されている。
【００２５】
上部空間１４ａから下部空間１４ｂにまたがって循環経路５が配置されている。循環経路５の両端５ａ，５ｂはそれぞれ下部空間１４ｂに延びていて、その両端にそれぞれ接続された２本のタンク挿入管２７ａ，２７ｂが薬剤タンク８内に挿入されていて、各タンク挿入管２７ａ，２７ｂの下端がタンク底壁近くに達している。例えば図１１に示すように、薬剤タンク８の上端面の接続口に嵌め込まれる接続部材２８を介して２本のタンク挿入管２７ａ，２７ｂと循環経路５の両端５ａ，５ｂとが各々取り外し可能に接続されており、薬剤タンク８内に液体薬剤を補給する際は例えば循環経路５の両端５ａ，５ｂを接続部材２８から取り外すことで、薬剤タンク８を循環経路５の両端５ａ，５ｂから取り外し可能となり、便器本体１０の外面部分に設けたカバー（図示せず）を取り外すことで、便器本体１０外部に薬剤タンク８を取り出すことができ、キヤップ２９付き薬剤投入口３０から液体薬剤を投入可能となっている。なお液体薬剤として、例えば、界面活性剤を含む洗剤、或いは芳香剤などの水溶液が挙げられる。
【００２６】
上記循環経路５の上部空間１４ａに配置される部分の途中には、図１に示すように、循環ポンプ７が介在されている。循環ポンプ７は、薬剤タンク８内の液体薬剤をタンク挿入管２７ａ,２７ｂの一方から循環経路５内に吸い出して、他方から薬剤タンク８内に戻すことにより、液体薬剤を循環経路５内に循環させる働きをする。
【００２７】
さらに上記循環ポンプ７の吐出側には、循環経路５の途中から分岐した分岐経路６の一端が分岐している。分岐経路６の一端は小径の孔部で構成してあり、分岐経路６の他端は洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ（エジェクタ管２２の小径部２４）に臨ませて配置されている。循環ポンプ７により循環経路５を循環する液体薬剤の少量が分岐経路６を経て洗浄水流路３に供給される。この分岐経路６の先端には例えば電磁弁からなる開閉弁１８（図８）が設けてあり、開閉弁１８を開くことで洗浄水流路３内への液体薬剤の供給可能な状態となり、閉じることで液体薬剤が洗浄水流路３内に漏れるのを防止できるようになっている。
【００２８】
本例の循環ポンプ７は、薬剤タンク８内に溜められた液体薬剤を循環経路５に循環させる機能に加えて、循環経路５内の液体薬剤を分岐経路６を経て洗浄水流路３内に供給するための薬剤供給手段としても機能する。つまり、循環ポンプ７は薬剤供給手段を兼ねており、循環ポンプ７の出力はポンプ制御手段である制御部２０（図８）により制御され、循環ポンプ７の出力を調整することで洗浄水流路３に送り出される液体薬剤の供給量を調整できるようにしている。
【００２９】
図８に示す制御部２０は、循環ポンプ７、給水制御弁１６、ターントラップ用モータ３１、分岐経路開閉弁１８をそれぞれ制御するマイクロコンピュータにより構成されている。例えば洗浄スイッチ３２を操作する等して便器洗浄指令が制御部２０に送信されると、制御部２０は後述する洗浄水吐出モードと、薬剤混合洗浄水吐出モードとを実行してボウル部１１の洗浄を行ない、また薬剤タンク８の液体薬剤補給後に後述の初期設定モードを実行して、薬剤混合洗浄水吐出モードの迅速な立ち上がり可能な状態に復帰させるものである。
【００３０】
次に水洗便器の洗浄動作を図９を参照して説明する。
【００３１】
使用者が洗浄スイッチ３２（図８）をオンにして便器洗浄開始指令を出すと制御部２０は洗浄水吐出モードを実行する。洗浄水吐出モードの前半は気泡混合洗浄水のみを吐出し、洗浄水吐出モードで所定時間運転した後半には薬剤混合洗浄水吐出モードを開始して、微小気泡と液体薬剤とが混入された薬剤混合洗浄水を吐出する。以下、具体的に説明する。
【００３２】
洗浄開始前は、開閉弁１８を閉じ循環経路５と洗浄水流路３との連通を遮断すると共に循環ポンプ７は停止した待機状態で保持されている。洗浄スイッチ３２を押すと洗浄水吐出モードが実行され、給水制御弁１６を一定時間（図９のｔ１→ｔ６）開いて、水道配管から洗浄水流路３に洗浄水を供給する。このとき洗浄水流路３の空気混入部２３ａ（エジェクタ管２２の上流大径部２３）を流れる洗浄水のエジェクタ効果により、吸気弁１７が開いて外部から空気が洗浄水中に吸引混入される。ここで洗浄水中に混入された空気は、洗浄水流路３の気泡発生部２５ａ（エジェクタ管２２の小径部２４から下流大径部２５に至る領域）を通る際に流速が速くなるとともに減圧されて膨張し、さらに下流側の大径部において洗浄水流路３の流路断面積が増加するに従って加圧されて収縮するが、この時に生じるせん断力によって分割されて例えば３〜５ｍｍの気泡が洗浄水中に混入されて吐出口２から気泡混合洗浄水として吐出される。この気泡混合洗浄水はボウル部１１の上部内面に略水平に吐出されることで内面に沿って周回しつつ汚れを洗い落としていく。このとき洗浄水中に含まれる気泡がｍｍオーダーと大きく、ボウル部１１内面に衝突した際に発生する高周波振動の惹起による気泡混合洗浄水自体の高い洗浄力によりボウル部１１内面を効率良く洗浄できる。つまり、ｍｍオーダーの気泡は破裂しやすくてよりボウル部１１内面を効率良く洗浄できる結果、洗い流し効果が良好となり、水洗便器の汚水排出機能が強化される。
【００３３】
その後、図９の時刻ｔ２でターントラップ用モータを駆動させてターントラップを上方位置から下方位置に回転させることで汚水排出を行ない、図９の時刻ｔ３で再びターントラップ用モータを駆動させてターントラップを上方位置に復帰させて、以後ボウル部１１内に洗浄水が溜められる状態を維持する。
【００３４】
この段階で薬剤混合洗浄水吐出モードを実行する。図９の時刻ｔ４で開閉弁１８を開くと同時に循環ポンプ７が駆動して、循環経路５内に液体薬剤を循環させる。このとき循環ポンプ７の圧力と洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ（エジェクタ管２２の小径部２４）を通過する洗浄水により発生する負圧とによって、循環経路５を循環する液体薬剤が循環経路５から分岐した分岐経路６を経て洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ内に吸引されて洗浄水中に混入される。液体薬剤として界面活性剤を用いた場合は、洗浄水中に界面活性剤が混入すると、水の表面張力は低下し、洗浄水流路３の気泡発生部２５ａ（エジェクタ管２２の下流大径部２５）においてせん断力、衝撃波などの外力が作用することによって、気泡がより微小化される。つまり、薬剤によって気泡同士がくっつきにくい状態となるため、５０〜６０μｍの微小気泡を含む薬剤混合洗浄水が生成されるようになり、この薬剤混合洗浄水が吐出口２から吐出してボウル部１１内に溜水として溜められていく。このように薬剤混合洗浄水吐出モードにおいて吐出口２から吐出される薬剤混合洗浄水に含まれる気泡の径を微小化することで、ボウル部１１内面において溜水の水面と接する喫水線部分に、界面活性剤を含む薬剤混合洗浄水で界面を形成した防汚効果の高いμオーダーの微小泡を付着させることができ、またこの微小泡は破裂し難くて長時間、ボウル部１１内に滞留、浮遊してボウル部１１内面に付着させることができ、これらによりボウル部１１内面、特に喫水線部分を清潔にできる。
【００３５】
その後、図９の時刻ｔ５で薬剤混合洗浄水吐出モードが終了して、循環ポンプ７が停止すると共に開閉弁１８が閉じることによって、洗浄水流路３内への薬剤供給が停止する。その後、図９の時刻ｔ６で洗浄水吐出モードが終了して給水制御弁１６が閉じられて洗浄水の供給が停止する。
【００３６】
しかして、薬剤タンク８が洗浄水流路３から離れた位置、本例では便器本体１０後方の機器収納部１４の下部空間１４ｂに設置されている場合であっても、循環ポンプ７により液体薬剤を循環経路５内に循環させることにより、薬剤タンク８から洗浄水流路３に至る経路４（循環経路５，分岐経路６）内での薬剤の詰まりを防止できるようになる。しかも循環経路５を洗浄水流路３の真上位置付近まで延ばすことができるので、循環経路５と洗浄水流路３とを上下につなぐ分岐経路６の長さを短くでき、分岐経路６内で薬剤の残留による詰まり防止にも効果的となる。しかも本例では、洗浄水吐出モードの終了時よりも早い時点で薬剤混合洗浄水吐出モードが終了する。つまり液体薬剤の供給停止後に所定時間（図９の時刻ｔ５→ｔ６の間）、給水制御弁１６は開放されているので、洗浄水流路３内に液体薬剤が残留することがないので、洗浄水流路３内での薬剤の詰まりも防止できるようになる。この結果、液体薬剤を溜める薬剤タンク８の設置場所の制約をなくしながら、循環ポンプ７の駆動開始と同時に微量の液体薬剤を迅速且つ定量的に洗浄水流路３内に常に安定供給できると共に気泡混合洗浄水又は薬剤混合洗浄水を吐出口２から常に安定して吐出させることができるものである。
【００３７】
また本例の循環ポンプ７は、薬剤タンク８内に溜められた液体薬剤を循環経路５に循環させると共に循環経路５内の液体薬剤を分岐経路６を経て洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ内に供給するので、循環ポンプ７は薬剤供給手段も兼ねる構造となり、薬剤供給手段を別途設ける必要がないものであり、しかも、循環ポンプ７の出力調整によって洗浄水流路３に送り出される液体薬剤の供給量を制御できるので、液体薬剤の微量調整が容易となる。
【００３８】
また、ボウル部１１に吐出される気泡混合洗浄水中には多数のｍｍオーダーの気泡が混入しているので、水だけの場合と比較して良好な洗い流し効果が得られると同時に、使用水量が少なくて済み、高い節水効果が得られるものであり、さらに、薬剤混合洗浄水では多数のμオーダーの微小気泡と薬剤とが分散混入されるので、洗浄水中への薬剤の均一分散化が図られ、より安定した洗浄効果が得られるようになる。そのうえ分岐経路６の先端に開閉弁１８を設けたことにより、循環ポンプ７の駆動を停止後に、洗浄水流路３内の負圧がかかっても液体薬剤が洗浄水流路３内に漏出するのを開閉弁１８を閉じることによって防止できるので、液体薬剤の無駄な消費も抑えることができる。
【００３９】
また本例では、薬剤タンク８は図１１に示すように、循環経路５の両端５ａ，５ｂから取り外し自在とされており、薬剤を補給する際は、使用者が循環経路５から薬剤タンク８を取り外して液体薬剤を補充し、その後、取り外した薬剤タンク８を再び取り付けたときに、例えばリミットスイッチからなるタンク検知センサー３３（図８）が薬剤タンク８を検知して検知信号を制御部２０に送るようになっている。制御部２０は検知信号が送られると初期設定モードを実行して、循環ポンプ７を自動的に駆動して循環経路５内に液体薬剤を循環させることで循環経路５内に液体薬剤が満たされた状態とし、所定時間後に循環ポンプ７を自動的に停止させる。これにより、薬剤混合洗浄水吐出モードの迅速な立ち上がり動作が可能な待機状態に復帰させることができる。
【００４０】
上記実施形態では、循環ポンプ７の出力を調整することで循環ポンプ７が薬剤供給手段を兼ねる場合を説明したが、本発明の他の実施形態として、循環ポンプ７の出力を低くして、洗浄水流路３内を流れる洗浄水によって発生する負圧を利用して薬剤供給を行なうことも可能である。図４に示す例では、洗浄水流路３内の薬剤混入部２４ａはエジェクタ管２２の最も絞った小径部２４にて構成されているので、薬剤混入部２４ａを流れる洗浄水が発生させる負圧が大きくなり、この大きな負圧を利用して液体薬剤を洗浄水流路３内に吸引することができる。つまり、循環ポンプ７の出力を液体薬剤を分岐経路６から洗浄水流路３内に送り出す高出力としない場合でも、循環経路５内を循環する液体薬剤は、洗浄水流路３内に発生する負圧によるエジェクタ効果だけで洗浄水流路３内に吸引されるようになる。従ってこの場合、循環ポンプ７の出力と洗浄水流路３内の負圧とによって、液体薬剤を洗浄水流路３内に安定供給できるようになり、循環ポンプ７の低出力化によって運転コストを節約できると共に、循環ポンプ７の小型化が可能となり、ひいては循環ポンプ７を内蔵する便器本体１０の小型化が可能となる。
【００４１】
また本例の水洗便器においては、上記構成の洗浄水吐出装置１を便器本体１０のボウル部１１後方に設けた機器収納部１４に組み込んだものであり、外部から目に触れない場所で且つ水のかからない場合に洗浄水吐出装置１を収納でき、外観上の納まりが良好となると共に、循環ポンプ７駆動のための特別の電源を必要とする場合でも、便器本体１０に内蔵することで、トイレ室内における水濡れや高い湿度による漏電事故を回避でき、実使用上、好ましいものとなる。
【００４２】
前記実施形態では、分岐経路６の開閉弁１８として電磁弁を用いた場合を説明したが、他例として、弾性変形可能なゴムのような部材で形成した開閉弁１９を用いることも可能である。図４〜図７にその一例を示している。本例では図７に示すように、洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａを構成するエジェクタ管２２の小径部２４から上方に向けて、分岐経路６を構成する筒部４０を一体に突設してあり、筒部４０の下端には小径部２４内と連通するスリット状の連通孔４１を形成している。筒部４０の上端は循環経路５内に連通している。
【００４３】
筒部４０の下部の内側には弾性変形可能なゴムのような部材で形成した開閉弁１９を配設している。開閉弁１９は、図７（ａ）に示すように、一端（上端）が開口した有底筒状の筒状部１９ａと、筒状部１９ａの底部から筒状部１９ａと反対方向（下方）に突設した薄片状の弁部１９ｂを備えており、筒状部１９ａの外周面と筒部４０の内周面はぴったりと密接して封止されている。
【００４４】
開閉弁１９には筒状部１９ａの内側と弁部１９ｂの先端面（下端面）を連通させるスリット状孔１９ｃを形成してあり、該スリット状孔１９ｃは筒状部１９ａの軸方向（洗浄液の流れ方向）から見てスリット状に形成されている。スリット状孔１９ｃは弁部１９ｂの厚み方向の中央部に形成してあり、外力が加わっていない状態（図７（ａ）の状態）ではスリット状孔１９ｃを閉じた状態で自己の形状を保持する。
【００４５】
開閉弁１９の薄片状の弁部１９ｂの先端部は、前述のエジェクタ管２２の小径部２４に形成した連通孔４１内に挿入され、該開閉弁１９のスリット状孔１９ｃの弁部１９ｂ先端側の開口は小径部２４内（即ち洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ内）に臨んでいる。また筒部４０において弁部１９ｂに対向する部分には筒部４０内の開閉弁１９の弁部１９ｂ外側に形成された空間を外部に連通させる貫通孔４２（図５）を設けている。これにより開閉弁１９がスリット状孔１９ｃを閉じた図７（ａ）の状態では、洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａは、開閉弁１９の弁部１９ｂの先端部と連通孔４１の内周面との間に形成された隙間４３、空間４４、貫通孔４２を順に介して外部に連通することとなり、これら隙間４３、空間４４、貫通孔４２で洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａを大気に開放させる大気開放路が構成される。
【００４６】
上記開閉弁１９は、薬剤混合洗浄水吐出モード時においては、図７（ｂ）に示すように循環ポンプ７の圧力と洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａ（エジェクタ管２２の小径部２４）で発生する負圧により弁部１９ｂがスリット状孔１９ｃを開くように弾性変形するように設定してあり、これにより分岐経路６と洗浄水流路３とが連通して循環経路５内の液体薬剤が分岐経路６及び開閉弁１９を経て洗浄水流路３内に供給される。またこの時、弾性変形した弁部１９ｂの先端部の外周面が連通孔４１の内周面に接して大気開放路を構成する隙間４３（図７（ａ））を閉じるように設定してあり、該開閉弁１９により大気開放路と外部の連通状態が遮断される。従って、この場合は循環ポンプ７の圧力に加えて洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａで発生する負圧を利用して循環経路５内の液体薬剤（図7（ｂ）のＷ）を分岐経路６から洗浄水流路３に確実に供給することができる。
【００４７】
また循環ポンプ７が停止される洗浄水吐出モード時においては開閉弁１９には循環ポンプ７の圧力がかからず、図７（ａ）に示すように開閉弁１９は弁部１９ｂがスリット状孔１９ｃを閉じるように弾性復帰するように設定されており、これにより洗浄水吐出モードにおいては分岐経路６と洗浄水流路３の連通状態が遮断される。またこの時、弾性復帰した弁部１９ｂの先端部と連通孔４１の内周面との間には隙間４３が形成され、大気開放路が形成され、洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａが大気開放路を介して外部に連通することにより、薬剤混入部２４ａの負圧は低減する。従ってこの場合は、洗浄水流路３の薬剤混入部２４ａで発生する負圧により開閉弁１９が弾性変形してスリット状孔１９ｃが開くことが防止され、この結果、洗浄水吐出モード時において液体薬剤が洗浄水流路３に漏れ出すことが防止されている。また、電磁弁を用いた場合と比較して開閉弁１９の構造を簡素化でき、低コスト化を図ることができる。
【００４８】
本発明に係る洗浄水吐出装置１は、ターントラップ式水洗便器に限らず、サイフォンジェット式水洗便器、洗い落とし式水洗便器などにも同様に適用できる。さらに、水洗便器以外にも、泡洗浄を行なう食器洗浄器などにも広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態の洗浄水吐出装置を備えた水洗便器の断面図である。
【図２】同上の洗浄水吐出装置の斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は同上の洗浄水吐出装置の平面図、正面図、側面図である。
【図４】同上の洗浄水流路を説明する正面断面図である。
【図５】同上の洗浄水流路を説明する平面断面図である。
【図６】図５のＡ―Ａ線断面図である。
【図７】同上の開閉弁の変形例であり、（ａ）は開閉弁が閉じた状態を示し、（ｂ）は開閉弁が開いた状態を説明する断面図である。
【図８】同上の制御部に関するブロック図である。
【図９】同上の洗浄水吐出モード及び薬剤混合洗浄水吐出モードを説明するタイムチャートである。
【図１０】同上のターントラップの開閉を説明する図である。
【図１１】同上の薬剤タンクと循環経路との取り外し可能に接続した状態を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 洗浄水吐出装置
２ 吐出口
３ 洗浄水流路
５ 循環経路
６ 分岐経路
７ 循環ポンプ
８ 薬剤タンク
１０ 便器本体
１１ ボウル部
２４ 小径部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水流路を流れる洗浄水中に液体薬剤を混合した薬剤混合洗浄水を吐出口から吐出させる洗浄水吐出装置であって、液体薬剤を溜める薬剤タンクと、両端が薬剤タンクに接続された循環経路と、循環経路内の液体薬剤を循環経路内に循環させる循環ポンプと、上記循環経路から分岐して洗浄水流路内に連通する分岐経路とを備え、上記循環経路内を循環する液体薬剤を分岐経路を経て洗浄水流路内に供給するための薬剤供給手段を設けたことを特徴とする洗浄水吐出装置。
【請求項２】
上記循環ポンプが薬剤供給手段を兼ねていると共に、上記循環ポンプの出力を調整して、洗浄水流路に送り出される液体薬剤の供給量を制御するためのポンプ制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の洗浄水吐出装置。
【請求項３】
上記薬剤タンクは循環経路から取り外し自在とされると共に、取り外した薬剤タンクを再び取り付けた後に循環ポンプを自動的に駆動して循環経路内に液体薬剤を満たすと共に満たした後に循環ポンプを自動的に停止することで、薬剤混合洗浄水の吐出動作を可能にする待機状態で保持する初期設定モードを有することを特徴とする請求項１又は２記載の洗浄水吐出装置。
【請求項４】
上記分岐経路から液体薬剤が混入される洗浄水流路部分の流路断面積を、他の流路部分の流路断面積よりも絞った小径部としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の洗浄水吐出装置。
【請求項５】
上記請求項１乃至４のいずれか一項に記載の洗浄水吐出装置を便器本体内のボウル部外部に設置すると共に、洗浄水吐出装置の吐出口をボウル部の内面に臨ませて配置してなることを特徴とする水洗便器。
【請求項１】
洗浄水流路を流れる洗浄水中に液体薬剤を混合した薬剤混合洗浄水を吐出口から吐出させる洗浄水吐出装置であって、液体薬剤を溜める薬剤タンクと、両端が薬剤タンクに接続された循環経路と、循環経路内の液体薬剤を循環経路内に循環させる循環ポンプと、上記循環経路から分岐して洗浄水流路内に連通する分岐経路とを備え、上記循環経路内を循環する液体薬剤を分岐経路を経て洗浄水流路内に供給するための薬剤供給手段を設けたことを特徴とする洗浄水吐出装置。
【請求項２】
上記循環ポンプが薬剤供給手段を兼ねていると共に、上記循環ポンプの出力を調整して、洗浄水流路に送り出される液体薬剤の供給量を制御するためのポンプ制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の洗浄水吐出装置。
【請求項３】
上記薬剤タンクは循環経路から取り外し自在とされると共に、取り外した薬剤タンクを再び取り付けた後に循環ポンプを自動的に駆動して循環経路内に液体薬剤を満たすと共に満たした後に循環ポンプを自動的に停止することで、薬剤混合洗浄水の吐出動作を可能にする待機状態で保持する初期設定モードを有することを特徴とする請求項１又は２記載の洗浄水吐出装置。
【請求項４】
上記分岐経路から液体薬剤が混入される洗浄水流路部分の流路断面積を、他の流路部分の流路断面積よりも絞った小径部としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の洗浄水吐出装置。
【請求項５】
上記請求項１乃至４のいずれか一項に記載の洗浄水吐出装置を便器本体内のボウル部外部に設置すると共に、洗浄水吐出装置の吐出口をボウル部の内面に臨ませて配置してなることを特徴とする水洗便器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１６３７４２（Ｐ２００８−１６３７４２Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４８００８（Ｐ２００８−４８００８）
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【分割の表示】特願２００６−３２４５８９（Ｐ２００６−３２４５８９）の分割
【原出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【分割の表示】特願２００６−３２４５８９（Ｐ２００６−３２４５８９）の分割
【原出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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