衛生洗浄装置
【課題】節水効率を高め、待機電力を低減する衛生洗浄装置の提供。
【解決手段】人体局部用洗浄ノズル４１０は、洗浄水を通水する給水路４１１と、洗浄水を前記人体局部へ指向するオリフィス４１３と、スロート４１７と、オリフィス４１３の下流側かつスロート４１７の上流側に設けられ、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面の面積が垂直な方向の前記オリフィス４１３の断面の面積よりも大きい混合室４１５と、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて洗浄水が流れることで発生する負圧の空気を取り込む空気取入部４２３を有し、混合室４１５の内部にて、オリフィス４１３から流出し混合室４１５の壁面によって流れる方向が変化した洗浄水により帰還流が生じ、空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部に吸引された空気は、帰還流に気泡として混入され、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水と合流しスロート４１７から吐水する。
【解決手段】人体局部用洗浄ノズル４１０は、洗浄水を通水する給水路４１１と、洗浄水を前記人体局部へ指向するオリフィス４１３と、スロート４１７と、オリフィス４１３の下流側かつスロート４１７の上流側に設けられ、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面の面積が垂直な方向の前記オリフィス４１３の断面の面積よりも大きい混合室４１５と、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて洗浄水が流れることで発生する負圧の空気を取り込む空気取入部４２３を有し、混合室４１５の内部にて、オリフィス４１３から流出し混合室４１５の壁面によって流れる方向が変化した洗浄水により帰還流が生じ、空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部に吸引された空気は、帰還流に気泡として混入され、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水と合流しスロート４１７から吐水する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、衛生洗浄装置に関し、具体的には洋式腰掛便器に腰掛けた使用者の「おしり」などを水で洗浄する衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛生洗浄装置において洗浄感を高めるためには、例えば洗浄水による刺激感と量感とを両立した洗浄方法がよいとされている。刺激感をより強めるためには、例えば、吐水の流速をより高めたり、より高めた流速を流路内で減衰させることなく人体の局部に当てることなどが必要である。
【０００３】
吐水の流速をより高める方法としては、例えば、洗浄流路の径を絞ったり、ポンプで強制的に流速をより高める方法などが挙げられる。一方、より高めた流速を流路内で減衰させることなく人体の局部に当てる方法としては、例えば、オリフィス部とスロート部との軌跡上に人体局部が存在するように、オリフィス部およびスロート部を設ける方法などが挙げられる（特許文献１および２）。
【０００４】
また、量感をより大きくする方法としては、例えば、スロート部の出口面積を入口面積よりも大きくすることにより、吐水に発振を生じさせ、人体の局部のより広範囲に洗浄水を吐水する方法が挙げられる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１および２に記載された装置では、より多量の洗浄水が必要である。そのため、衛生洗浄装置は、より長い時間に亘って使用される場合や連続的に使用される場合でも温水を吐水できるために、より大きい容量の温水タンクを備える必要がある。そうすると、温水タンク内の水を加熱するためにより多くの電力が必要であり、温水タンクの待機電力はより大きくなる。そのため、省エネルギー化を図ることが困難となる場合がある。
【０００６】
これに対して、例えば、衛生洗浄装置が、温水タンクではなく、供給された水を瞬間的に加熱し所定の温水にすることができる瞬間加熱式の熱交換器を備える場合には、省エネルギー化を図ることができる。しかしながら、前述したように、より多量の洗浄水が必要である場合には、瞬間加熱式の熱交換器を使用することができない場合がある。これは、瞬間加熱式の熱交換器が温水を生成することができる流量には制限があるためである。例えば、瞬間加熱式の熱交換器の温水生成能力を超えた流量の水を供給すると、その供給された水は、瞬間加熱式の熱交換器において十分には加熱されない。そのため、生成された温水に温度むらが生じたり、所定の温水を生成することができない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６７８４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、節水効率をより高めることができる、あるいは待機電力をより低減することができる衛生洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、人体局部に向けて洗浄水を吐水する洗浄ノズルを備え、前記洗浄ノズルは、前記洗浄水を通水する給水路と、前記給水路を通水された前記洗浄水を前記人体局部へ指向するオリフィスと、前記オリフィスと前記人体局部とを結ぶ軌跡上に設けられたスロートと、前記オリフィスの下流側かつ前記スロートの上流側に設けられ、前記洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面の面積が前記垂直な方向の前記オリフィスの断面の面積よりも大きい混合室と、前記オリフィスから前記スロートへ向けて洗浄水が流れることで発生する負圧により前記混合室の内部に空気を取り込む空気取入部と、を有し、前記混合室の内部において、前記オリフィスから流出し前記混合室の壁面によって流れる方向が変化した洗浄水により帰還流が生じ、前記空気取入部を介して前記混合室の内部に吸引された前記空気は、前記帰還流に気泡として混入され、前記空気が混入された前記帰還流は、前記オリフィスから前記スロートへ向けて流れる洗浄水と合流し前記スロートから吐水されることを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１０】
この衛生洗浄装置によれば、スロートの入口へ向けて流れた洗浄水は、スロートを通過する洗浄水と、混合室の壁面によって流れる方向が変化する洗浄水と、に分かれる。そして、混合室の壁面によって流れる方向が変化した洗浄水により帰還流が生ずる。この帰還流と、オリフィスからスロートへ向けて流れる洗浄水と、により混合室の内部には負圧が発生する。そのため、洗浄ノズルの外部の空気は、空気取入部を介して混合室の内部へ吸引される。そうすると、混合室の内部へ吸引された空気は、帰還流に気泡として混入され、その帰還流にのって流れる。空気が混入された帰還流は、オリフィスからスロートへ向けて流れる洗浄水と合流しスロートから吐水される。
【００１１】
これにより、スロートから人体局部へ向けて噴射される洗浄水の中に多くの空気を混入させることができるため、節水効率をより高めることができる。また、節水効率をより高めることができることにより、例えば温水タンク内の水を加熱するための電力を低減することができるため、待機電力をより低減することができる。そのため、省エネルギー化を図ることができる。
【００１２】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記オリフィスから前記スロートへ向けて洗浄水が流れることで発生する負圧と、前記空気取入部を介して前記混合室の内部に吸引される前記空気と、により前記混合室の内部において圧力の増減の繰り返しが生ずることを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１３】
この衛生洗浄装置によれば、混合室内の圧力の増減の繰り返しにより、洗浄ノズルから吐水された洗浄水には、高速な部分と低速な部分との繰り返しが生ずる。つまり、洗浄ノズルから吐水された洗浄水の各ポイントでは、速度差が生ずる。この速度差により、洗浄水の疎密の繰り返しが自然的変動として現れる。そして、洗浄水の速度差により、洗浄ノズルから吐水された洗浄水には液滴が形成される。
【００１４】
そのため、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水することにより、量感を与えることができる。また、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水したときには、より大きな荷重が人体局部にかかる。そのため、刺激感を与えることができる。したがって、節水効率をより高め、待機電力をより低減しつつ、洗浄水の流量を低減させても洗浄感を維持することができる。
【００１５】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記オリフィスおよび前記スロートは、前記洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面をみたときに前記混合室の端部に設けられたことを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１６】
この衛生洗浄装置によれば、オリフィスおよびスロートは、前記洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面をみたときに混合室の端部に設けられているため、オリフィスからスロートへ向けて流れる洗浄水は、混合室の端部を通過する。これによれば、帰還流が生ずる空間はより広く確保されるため、帰還流は混合室の内部においてより大きく形成される。そのため、帰還流に混入された空気は、互いに接触する機会はより少なく、細かい状態のままで維持される。その結果、混合室の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はより効率よく混合される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００１７】
また、第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記空気取入部は、前記オリフィスおよび前記スロートとは離間した位置に設けられたことを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１８】
この衛生洗浄装置によれば、混合室の内部へ吸引された空気は、オリフィスからスロートへ向けて流れる洗浄水の噴流の乱れによる影響をほとんど受けることなく帰還流に混入される。そのため、混合室の内部へ吸引された空気は、より安定した状態で帰還流に混入される。その結果、混合室の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はより効率よく混合される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００１９】
また、第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記空気取入部は、前記帰還流の流れに沿うように形成され、前記空気取入部を介して吸引される前記空気は、前記帰還流の流れに沿うように前記混合室の内部に流入することを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００２０】
この衛生洗浄装置によれば、混合室の内部へ吸引される空気は、帰還流の流れに沿うように吸引されて流れるため、より効率よく混合室の内部へ流入し、より効率よく帰還流に混入される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００２１】
また、第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記混合室は、前記空気を取り込んだ洗浄水の減衰を軽減させる形状を有することを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００２２】
この衛生洗浄装置によれば、混合室が帰還流の減衰を軽減させる形状を有するため、帰還流の流れは、維持されやすく、遅くなりにくい。これによれば、混合室の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はさらに効率よく混合される。そのため、さらに多くの空気が帰還流に混入される。
【００２３】
また、第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記スロートの流路面積を絞る絞り突起が、前記スロートに設けられたことを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００２４】
この衛生洗浄装置によれば、スロートの流路面積を絞る絞り突起がスロートに設けられているので、空気が混入され混合室を出た水の流れは、スロートの絞り突起を通過した後にスロート内に負圧を発生させる。その負圧によって、水の流れがスロートの内壁に引き寄せられる動きが繰り返される。それにより、スロートから吐出される水は、その吐出方向を中心として揺動しながら吐出される。従って、吐出された水を早い段階で液滴状態にすることができ、高い刺激感を得ることができる。また、揺動により、洗浄面積を広げることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の態様によれば、節水効率をより高めることができる、あるいは待機電力をより低減することができる衛生洗浄装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる衛生洗浄装置を備えたトイレ装置を表す斜視模式図である。
【図２】本実施形態の洗浄ノズルの先端部を側方から眺めた平面模式図である。
【図３】本実施形態の洗浄ノズルの先端部を図２に表した矢視Ａの方向からみたときの平面模式図である。
【図４】本実施形態の洗浄ノズルの内部構造を表す断面模式図である。
【図５】本実施形態の洗浄ノズルの内部構造を表す断面模式図である。
【図６】本実施形態の洗浄ノズルの内部における洗浄水の流れを説明するための断面模式図である。
【図７】本実施形態の変形例にかかる洗浄ノズルの内部における洗浄水の流れを説明するための断面模式図である。
【図８】本実施形態の洗浄ノズルから吐水された洗浄水の一例を例示する写真図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる衛生洗浄装置を備えたトイレ装置を表す斜視模式図である。
【００２８】
図１に表したトイレ装置は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）８００と、その上に設けられた衛生洗浄装置１００と、を備える。衛生洗浄装置１００は、ケーシング４００と、便座２００と、便蓋３００と、を有する。便座２００と便蓋３００とは、ケーシング４００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。
【００２９】
ケーシング４００の内部には、便座２００に座った使用者の人体局部の洗浄を実現する局部洗浄機能部などが内蔵されている。より具体的には、ケーシング４００の内部には、便座２００に座った使用者の「おしり」などを洗浄することができるノズルユニット（図示せず）などが内蔵されている。その図示しないノズルユニットは、例えば温水タンクなどから供給された水を使用者の「おしり」などに向けて噴射する洗浄ノズル４１０を有する。
【００３０】
また、例えばケーシング４００には、使用者が便座２００に座ったことを検知する着座検知センサ４０４が設けられている。着座検知センサ４０４が便座２００に座った使用者を検知している場合において、使用者が例えば図示しないリモコンなどの操作部を操作すると、洗浄ノズル４１０を便器８００のボウル８０１内に進出させることができる。なお、図１に表した衛生洗浄装置１００では、洗浄ノズル４１０がボウル８０１内に進出した状態を表している。
【００３１】
図２は、本実施形態の洗浄ノズルの先端部を側方から眺めた平面模式図である。
また、図３は、本実施形態の洗浄ノズルの先端部を図２に表した矢視Ａの方向からみたときの平面模式図である。
【００３２】
洗浄ノズル４１０の先端部には、図２および図３に表したように、ひとつあるいは複数の吐水孔４１８が設けられている。そして、洗浄ノズル４１０は、その先端部に設けられた吐水孔４１８から水を噴射して、便座２００に座った使用者の人体局部を洗浄することができる。なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。また、洗浄ノズル４１０の先端部には、洗浄ノズル４１０の内部に空気を取り込むことができる空気取入口４２１が設けられている。
【００３３】
図４および図５は、本実施形態の洗浄ノズルの内部構造を表す断面模式図である。
なお、図４は、図３に表した切断面Ｂ−Ｂにおける断面模式図である。
また、図５は、図３に表した切断面Ｃ−Ｃにおける断面模式図である。
【００３４】
洗浄ノズル４１０の内部には、人体局部を洗浄する洗浄水を通水する給水路４１１と、オリフィス４１３と、混合室４１５と、スロート４１７と、空気取入部４２３と、が設けられている。
洗浄ノズル４１０の内部における洗浄水の流れの概略について説明すると、給水路４１１の内部を通過した洗浄水は、図４および図５に表した矢印のように、オリフィス４１３を通過し、混合室４１５へ導かれる。そして、混合室４１５へ導かれた水は、スロート４１７を通過し、吐水孔４１８から便座２００に座った使用者の人体局部へ向けて噴射される。つまり、スロート４１７の一端部は、吐水孔４１８として機能する。洗浄水の流れについては、後に詳述する。
【００３５】
オリフィス４１３は、給水路４１１と接続されており、給水路４１１から供給された水の流速を高めることができる。また、オリフィス４１３の出口は、人体局部へ指向されている。
混合室４１５は、オリフィス４１３の出口と接続されており、所定の空間を有する。より具体的には、図４および図５に表したように、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面の混合室４１５の面積は、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面のオリフィス４１３の面積よりも大きい。
【００３６】
スロート４１７は、オリフィス４１３と人体局部とを結ぶ軌跡上に設けられている。また、スロート４１７の入口は、混合室４１５と接続されている。すなわち、混合室４１５は、オリフィス４１３の下流側かつスロート４１７の上流側に設けられている。そして、給水路４１１と混合室４１５とは、オリフィス４１３を介して連通しており、混合室４１５と洗浄ノズル４１０の外部とは、スロート４１７を介して連通している。また、スロート４１７の入口付近には絞り突起４１７ａが設けられており、スロート４１７の出口の面積は、図４および図５に表したように、その入口の面積よりも大きい。
【００３７】
さらに、混合室４１５と洗浄ノズル４１０の外部とは、空気取入部４２３を介して連通している。空気取入部４２３は、洗浄ノズル４１０の外部の空気を洗浄ノズル４１０の内部に取り込むことができる。このとき、空気取入部４２３の一端部は、空気取入口４２１として機能する。空気取入部４２３を介して混合室４１５に取り込まれる空気の流れについては、後に詳述する。
【００３８】
次に、洗浄水および空気の流れについて、図面を参照しつつ説明する。
図６は、本実施形態の洗浄ノズルの内部における洗浄水の流れを説明するための断面模式図である。
また、図７は、本実施形態の変形例にかかる洗浄ノズルの内部における洗浄水の流れを説明するための断面模式図である。
なお、図６および図７は、図４に表した領域Ｄを拡大して眺めた拡大模式図である。
【００３９】
給水路４１１の内部を通過した洗浄水は、図６に表した矢印Ｗ１のように、オリフィス４１３を通過し、混合室４１５へ導かれる。続いて、混合室４１５へ導かれた洗浄水は、スロート４１７の入口へ向けて流れる。このとき、図４および図５に関して前述したように、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面の混合室４１５の面積は、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面のオリフィス４１３の面積よりも大きい。この断面積の変化により、オリフィス４１３を通過して混合室４１５へ導かれた洗浄水の噴流においては、混合室４１５の内部が負圧となることにより乱れが生ずる。
【００４０】
この噴流の乱れにより、スロート４１７の入口へ向けて流れた洗浄水は、図６に表した矢印Ｗ２のようにスロート４１７を通過する洗浄水と、図６に表した矢印Ｗ３およびＷ７のように混合室４１５の壁面４１５ａによって流れる方向が変化する洗浄水と、に分かれる。そして、混合室４１５の壁面４１５ａによって流れる方向が変化した洗浄水と、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水と、により、図６に表した矢印Ｗ３〜Ｗ８のように、所定の方向へ流れる強制的な対流が混合室４１５の内部に生ずる。
【００４１】
この対流と、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水と、により、混合室４１５の内部には負圧が発生する。そのため、洗浄ノズル４１０の外部の空気は、図６に表した矢印Ａ１のように、空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部へ吸引される。そうすると、混合室４１５の内部へ吸引された空気は、混合室４１５の内部に生じた対流の洗浄水に気泡として混入され、その対流にのって流れる。
【００４２】
空気が混入された洗浄水は、図６に表した矢印Ｗ６およびＷ８のように、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水に近づく。ここで、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水の周囲には、負圧が発生している。そのため、空気が混入された洗浄水の少なくとも一部は、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水に吸引され、その洗浄水と合流する。そして、その合流した洗浄水は、空気が混入された状態でスロート４１７の入口へ向けて流れる。つまり、混合室４１５の内部に生じた強制的な対流は、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水から一旦離れ、空気を混入した後に再び合流する帰還流となる。
【００４３】
ここで、空気取入部４２３は、図６に表したように、オリフィス４１３およびスロート４１７から離間した位置に設けられている。そのため、混合室４１５の内部へ吸引される空気は、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水から離間した位置において混合室４１５の内部へ流入する。そして、混合室４１５の内部へ流入した空気は、前述したように、帰還流に気泡として混入される。
【００４４】
これによれば、混合室４１５の内部へ吸引された空気は、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水の噴流の乱れによる影響をほとんど受けることなく帰還流に混入される。そのため、混合室４１５の内部へ吸引された空気は、より安定した状態で帰還流に混入される。その結果、混合室４１５の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はより効率よく混合される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００４５】
また、空気取入部４２３は、図６に表したように、混合室４１５の上端部において帰還流の流れに沿うように形成されている。そのため、混合室４１５の内部へ吸引される空気は、帰還流の流れに沿うように吸引されて流れる。そのため、混合室４１５の内部へ吸引される空気は、より効率よく混合室４１５の内部へ流入し、より効率よく帰還流に混入される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００４６】
本発明においては、空気取入部４２３は、混合室４１５の上端部に限らず、混合室４１５内の他の部位に設けられてもよい。ただし、空気取入部４２３の方向を帰還流の接線方向に向けておくことがより好ましい。これにより、空気取入部４２３から帰還流が流出しにくくなり、混合室４１５への空気の吸引を妨げることがなく、空気を同様に効率よく帰還流に混入できる。
【００４７】
さらに、オリフィス４１３およびスロート４１７は、図６に表したように、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面をみたときに混合室４１５の中央部ではなく端部に設けられている。そのため、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水は、混合室４１５の端部を通過する。これによれば、帰還流が生ずる空間は、より広く確保される。そのため、帰還流は、混合室４１５の内部においてより大きく形成される。また、混合室４１５は、帰還流がより大きく形成されるほどに大きい空間を有する。より具体的には、混合室４１５の壁面４１５ａと壁面４１５ｂとの間の間隔は、帰還流がより大きく形成されるほどに大きい。そのため、帰還流に混入された空気が互いに接触する機会はより少なく、その空気は、細かい気泡の状態のままで維持される。その結果、混合室４１５の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はより効率よく混合される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００４８】
さらに、本実施形態における混合室４１５の壁面４１５ａの少なくとも一部には、図６に表したように、凹部４１５ｄが形成されている。この凹部４１５ｄが形成されていることにより、洗浄ノズル４１０の外部の空気は、より安定的に空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部へ吸引される。
【００４９】
より具体的に説明すると、混合室４１５の壁面４１５ａによって流れる方向が変化し空気取入部４２３へ向かって流れる洗浄水の少なくとも一部は、図６に表した矢印Ｗ１０のように凹部４１５ｄへと向かう。凹部４１５ｄへと向かった洗浄水は、凹部４１５ｄにより流れる方向が混合室４１５の下部へと変化する。流れる方向が混合室４１５の下部へと変化した洗浄水は、混合室４１５内の空気取入部４２３の開口に向けて流れることがない為、混合室４１５内の空気取入部４２３の開口は洗浄水で塞がれにくくなる。これにより、洗浄ノズル４１０の外部の空気は、より安定的に空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部へ吸引される。
【００５０】
言い換えれば、帰還流に沿わずに流れる水は、空気取入部４２３を介して空気が吸引されることを妨げるが、凹部４１５ｄに当たることにより流れる方向を変えられる。そのため、空気取入部４２３を介して空気が吸引されやすい状況が作り出される。これにより、洗浄ノズル４１０の外部の空気は、より安定的に空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部へ吸引される。
【００５１】
したがって、凹部４１５ｄは、帰還流の流れを変化させることによって、混合室４１５内の開口を水で塞ぐことがないようにしているため、空気取入部４２３の近傍に帰還流による負圧から空気の混入を安定的に供給させることができ、より多くの空気を帰還流に気泡として混入させることができる。また、凹部４１５ｄは、帰還流が生ずる空間をより広く確保することができる。そのため、帰還流に混入された空気が互いに接触する機会はより少なく、その空気は、細かい気泡の状態のままで維持される。その結果、混合室４１５の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はより効率よく混合される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００５２】
なお、帰還流による負圧をより安定的に発生させる手段は、凹部４１５ｄに限定されるわけではない。帰還流による負圧をより安定的に発生させる手段は、その負圧の発生を阻害しないような構造を有していればよく、例えば空気取入部４２３の混合室４１５側の開口に設けられたリブであってもよい。
【００５３】
また、本実施形態においては、空気取入部４２３の位置を混合室４１５の上端部に位置させた。こうすることで、混合室４１５の空気取入部４２３近傍に水の無い領域を確保しやすくなる。それにより、空気が混合室４１５内へ入り易くなるため、空気が効率よく混合室４１５内へ混入されることとなる。
【００５４】
ここで、例えば図７に表したように、混合室４１５が、より大きい半径により形成された曲面４１５ｃを有する場合には、空気を取り込んだ洗浄水は減衰しにくい。そのため、混合室４１５が、空気を取り込んだ洗浄水の減衰を軽減させる形状を有する場合には、その洗浄水の流れは、維持されやすく、遅くなりにくい。これによれば、混合室４１５の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はさらに効率よく混合される。そのため、さらに多くの空気が帰還流に混入される。
【００５５】
図６に戻って説明すると、空気が混入された帰還流は、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水と合流し、図６に表した矢印Ｗ２およびＷ９のようにスロート４１７を通過する。ここで、洗浄水の中に気泡として混入された空気の量がより多い部分では、混合室４１５の内部で混合された水の量がより少ない。そのため、その部分の洗浄水の速度は、より高速になる。一方で、洗浄水の中に気泡として混入された空気の量がより少ない部分では、混合室４１５の内部で混合された水の量はより多い。そのため、その部分の洗浄水の速度は、より低速になる。これにより、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には、高速な部分と低速な部分との繰り返しが生ずる。つまり、吐水孔４１８から吐水された洗浄水の各ポイントでは、速度差が生ずる。
【００５６】
あるいは、空気が混入された洗浄水がスロート４１７を通過する際、混合室４１５側のスロート４１７に絞り突起４１７ａが設けられているので、スロート４１７から噴射される水と気泡が混入された帰還流とが合流した水の流れは、絞り突起４１７ａを通過した後にスロート４１７内に負圧を発生させる。噴射孔の負圧によって、水の流れがスロート４１７の内壁に引き寄せられる動きが繰り返される。それにより、スロート４１７から吐出される水は、その吐出方向を中心として揺動しながら吐出される。従って、吐出された水を早い段階で液滴状態にすることができ、高い刺激感を得ることができる。また、揺動により、洗浄面積を広げることができる。
【００５７】
このような噴流の乱れにより、スロート４１７を通過する洗浄水および吐水孔４１８から吐水された洗浄水は、図６に表した二点鎖線のように揺動する。
また、このような噴流の乱れや空気の混入により、スロート４１７を通過する洗浄水および吐水孔４１８から吐水された洗浄水は、細くなったり太くなったりする。この洗浄水の細太の繰り返しにより、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には、高速な部分と低速な部分との繰り返しが生ずる。つまり、吐水孔４１８から吐水された洗浄水の各ポイントでは、速度差が生ずる。この速度差により、洗浄水の疎密の繰り返しが自然的変動として現れる。
【００５８】
あるいは、前述したように、混合室４１５の内部に発生した負圧により、洗浄ノズル４１０の外部の空気は、空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部へ吸引される。そうすると、混合室４１５の内部は、負圧から正圧へと遷移する。このとき、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて洗浄水が引き続き流れているため、混合室４１５の内部には負圧が再び発生する。このような混合室４１５内の圧力の増減の繰り返しにより、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には、高速な部分と低速な部分との繰り返しが生ずる。つまり、吐水孔４１８から吐水された洗浄水の各ポイントでは、速度差が生ずる。
そして、洗浄水の噴流の揺動および速度差により、吐水孔４１８から吐水された洗浄水は、吐水後早い段階で連続流から液滴状態に変化する。
【００５９】
また、節水効率をより高めることができることにより、例えば温水タンク内の水を加熱するための電力を低減することができるため、待機電力をより低減することができる。そのため、省エネルギー化を図ることができる。また、節水効率をより高めることができるため、温水タンクではなく、供給された水を瞬間的に加熱し所定の温水にすることができる瞬間加熱式の熱交換器を利用することができる。これによれば、さらに省エネルギー化を図ることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態によれば、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には液滴が形成される。そのため、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水することにより、量感を与えることができる。ここで、本願明細書において「量感」とは、吐水断面積（重さ）の大きな吐水が十分な力を持って当たることで、太い水流が当たっていると感じる感覚をいう。一般的に、使用者は、吐水の着水面積が大きいほど量感があると感じる。
【００６１】
また、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水したときには、より大きな荷重が人体局部にかかる。そして、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水する時間の間隔、すなわち洗浄水の疎密が繰り返される時間の間隔は、人体が感知できないほど早い。そのため、使用者は、液滴が常に人体局部に衝突しているように感ずる。これにより、刺激感を与えることができる。ここで、本願明細書において「刺激感」とは、速い吐水が人体局部に当たることで、痛みに近い刺激を感じる感覚をいう。刺激感は、流速に依存する。
【００６２】
したがって、本実施形態によれば、節水効率をより高め、待機電力をより低減しつつ、洗浄水の流量を低減させても洗浄感を維持することができる。なお、洗浄感は、前述した量感と刺激感とで表される感覚である。
【００６３】
図８は、本実施形態の洗浄ノズルから吐水された洗浄水の一例を例示する写真図である。
本発明者は、金型により成形された本実施形態の洗浄ノズルを用いて、吐水状態の確認を行った。その吐水状態を写真として撮影した一例が、図８に表した如くである。一般的に、便座２００に着座した使用者の人体局部は、洗浄ノズル４１０の吐水孔４１８から例えば約５０ミリメートル程度離間した位置に存在する。そのため、便座２００に着座した使用者の人体局部は、図８に表した数値「１５０」に相当する位置の近傍に存在する。
【００６４】
図８に表した吐水状態によれば、便座２００に着座した使用者の人体局部が存在すると想定される位置（図８に表した数値「１５０」に相当する位置）の近傍には、洗浄水の液滴が形成されていることが分かる。また、図８に表した吐水状態によれば、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には、多くの空気が気泡として混入されていることが分かる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によれば、吐水孔４１８から人体局部へ向けて噴射される洗浄水の中に多くの空気を混入させることができるため、節水効率をより高めることができる。また、節水効率をより高めることができることにより、待機電力をより低減することができる。そのため、省エネルギー化を図ることができる。また、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には、液滴が形成される。そのため、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水することにより、量感を与えることができる。さらに、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水したときには、より大きな荷重が人体局部にかかる。そのため、刺激感を与えることができる。したがって、節水効率をより高め、待機電力をより低減しつつ、洗浄水の流量を低減させても洗浄感を維持することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、洗浄ノズル４１０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などやオリフィス４１３、混合室４１５、およびスロート４１７の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６７】
１００ 衛生洗浄装置、 ２００ 便座、 ３００ 便蓋、 ４００ ケーシング、 ４０４ 着座検知センサ、 ４１０ 洗浄ノズル、 ４１１ 給水路、 ４１３ オリフィス、 ４１５ 混合室、 ４１５ａ、４１５ｂ 壁面、 ４１５ｃ 曲面、 ４１７ スロート、 ４１７ａ 絞り突起、 ４１８ 吐水孔、 ４２１ 空気取入口、 ４２３ 空気取入部、 ８００ 洋式腰掛便器、 ８０１ ボウル
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、衛生洗浄装置に関し、具体的には洋式腰掛便器に腰掛けた使用者の「おしり」などを水で洗浄する衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛生洗浄装置において洗浄感を高めるためには、例えば洗浄水による刺激感と量感とを両立した洗浄方法がよいとされている。刺激感をより強めるためには、例えば、吐水の流速をより高めたり、より高めた流速を流路内で減衰させることなく人体の局部に当てることなどが必要である。
【０００３】
吐水の流速をより高める方法としては、例えば、洗浄流路の径を絞ったり、ポンプで強制的に流速をより高める方法などが挙げられる。一方、より高めた流速を流路内で減衰させることなく人体の局部に当てる方法としては、例えば、オリフィス部とスロート部との軌跡上に人体局部が存在するように、オリフィス部およびスロート部を設ける方法などが挙げられる（特許文献１および２）。
【０００４】
また、量感をより大きくする方法としては、例えば、スロート部の出口面積を入口面積よりも大きくすることにより、吐水に発振を生じさせ、人体の局部のより広範囲に洗浄水を吐水する方法が挙げられる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１および２に記載された装置では、より多量の洗浄水が必要である。そのため、衛生洗浄装置は、より長い時間に亘って使用される場合や連続的に使用される場合でも温水を吐水できるために、より大きい容量の温水タンクを備える必要がある。そうすると、温水タンク内の水を加熱するためにより多くの電力が必要であり、温水タンクの待機電力はより大きくなる。そのため、省エネルギー化を図ることが困難となる場合がある。
【０００６】
これに対して、例えば、衛生洗浄装置が、温水タンクではなく、供給された水を瞬間的に加熱し所定の温水にすることができる瞬間加熱式の熱交換器を備える場合には、省エネルギー化を図ることができる。しかしながら、前述したように、より多量の洗浄水が必要である場合には、瞬間加熱式の熱交換器を使用することができない場合がある。これは、瞬間加熱式の熱交換器が温水を生成することができる流量には制限があるためである。例えば、瞬間加熱式の熱交換器の温水生成能力を超えた流量の水を供給すると、その供給された水は、瞬間加熱式の熱交換器において十分には加熱されない。そのため、生成された温水に温度むらが生じたり、所定の温水を生成することができない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６７８４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、節水効率をより高めることができる、あるいは待機電力をより低減することができる衛生洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、人体局部に向けて洗浄水を吐水する洗浄ノズルを備え、前記洗浄ノズルは、前記洗浄水を通水する給水路と、前記給水路を通水された前記洗浄水を前記人体局部へ指向するオリフィスと、前記オリフィスと前記人体局部とを結ぶ軌跡上に設けられたスロートと、前記オリフィスの下流側かつ前記スロートの上流側に設けられ、前記洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面の面積が前記垂直な方向の前記オリフィスの断面の面積よりも大きい混合室と、前記オリフィスから前記スロートへ向けて洗浄水が流れることで発生する負圧により前記混合室の内部に空気を取り込む空気取入部と、を有し、前記混合室の内部において、前記オリフィスから流出し前記混合室の壁面によって流れる方向が変化した洗浄水により帰還流が生じ、前記空気取入部を介して前記混合室の内部に吸引された前記空気は、前記帰還流に気泡として混入され、前記空気が混入された前記帰還流は、前記オリフィスから前記スロートへ向けて流れる洗浄水と合流し前記スロートから吐水されることを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１０】
この衛生洗浄装置によれば、スロートの入口へ向けて流れた洗浄水は、スロートを通過する洗浄水と、混合室の壁面によって流れる方向が変化する洗浄水と、に分かれる。そして、混合室の壁面によって流れる方向が変化した洗浄水により帰還流が生ずる。この帰還流と、オリフィスからスロートへ向けて流れる洗浄水と、により混合室の内部には負圧が発生する。そのため、洗浄ノズルの外部の空気は、空気取入部を介して混合室の内部へ吸引される。そうすると、混合室の内部へ吸引された空気は、帰還流に気泡として混入され、その帰還流にのって流れる。空気が混入された帰還流は、オリフィスからスロートへ向けて流れる洗浄水と合流しスロートから吐水される。
【００１１】
これにより、スロートから人体局部へ向けて噴射される洗浄水の中に多くの空気を混入させることができるため、節水効率をより高めることができる。また、節水効率をより高めることができることにより、例えば温水タンク内の水を加熱するための電力を低減することができるため、待機電力をより低減することができる。そのため、省エネルギー化を図ることができる。
【００１２】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記オリフィスから前記スロートへ向けて洗浄水が流れることで発生する負圧と、前記空気取入部を介して前記混合室の内部に吸引される前記空気と、により前記混合室の内部において圧力の増減の繰り返しが生ずることを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１３】
この衛生洗浄装置によれば、混合室内の圧力の増減の繰り返しにより、洗浄ノズルから吐水された洗浄水には、高速な部分と低速な部分との繰り返しが生ずる。つまり、洗浄ノズルから吐水された洗浄水の各ポイントでは、速度差が生ずる。この速度差により、洗浄水の疎密の繰り返しが自然的変動として現れる。そして、洗浄水の速度差により、洗浄ノズルから吐水された洗浄水には液滴が形成される。
【００１４】
そのため、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水することにより、量感を与えることができる。また、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水したときには、より大きな荷重が人体局部にかかる。そのため、刺激感を与えることができる。したがって、節水効率をより高め、待機電力をより低減しつつ、洗浄水の流量を低減させても洗浄感を維持することができる。
【００１５】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記オリフィスおよび前記スロートは、前記洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面をみたときに前記混合室の端部に設けられたことを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１６】
この衛生洗浄装置によれば、オリフィスおよびスロートは、前記洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面をみたときに混合室の端部に設けられているため、オリフィスからスロートへ向けて流れる洗浄水は、混合室の端部を通過する。これによれば、帰還流が生ずる空間はより広く確保されるため、帰還流は混合室の内部においてより大きく形成される。そのため、帰還流に混入された空気は、互いに接触する機会はより少なく、細かい状態のままで維持される。その結果、混合室の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はより効率よく混合される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００１７】
また、第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記空気取入部は、前記オリフィスおよび前記スロートとは離間した位置に設けられたことを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１８】
この衛生洗浄装置によれば、混合室の内部へ吸引された空気は、オリフィスからスロートへ向けて流れる洗浄水の噴流の乱れによる影響をほとんど受けることなく帰還流に混入される。そのため、混合室の内部へ吸引された空気は、より安定した状態で帰還流に混入される。その結果、混合室の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はより効率よく混合される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００１９】
また、第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記空気取入部は、前記帰還流の流れに沿うように形成され、前記空気取入部を介して吸引される前記空気は、前記帰還流の流れに沿うように前記混合室の内部に流入することを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００２０】
この衛生洗浄装置によれば、混合室の内部へ吸引される空気は、帰還流の流れに沿うように吸引されて流れるため、より効率よく混合室の内部へ流入し、より効率よく帰還流に混入される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００２１】
また、第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記混合室は、前記空気を取り込んだ洗浄水の減衰を軽減させる形状を有することを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００２２】
この衛生洗浄装置によれば、混合室が帰還流の減衰を軽減させる形状を有するため、帰還流の流れは、維持されやすく、遅くなりにくい。これによれば、混合室の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はさらに効率よく混合される。そのため、さらに多くの空気が帰還流に混入される。
【００２３】
また、第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記スロートの流路面積を絞る絞り突起が、前記スロートに設けられたことを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００２４】
この衛生洗浄装置によれば、スロートの流路面積を絞る絞り突起がスロートに設けられているので、空気が混入され混合室を出た水の流れは、スロートの絞り突起を通過した後にスロート内に負圧を発生させる。その負圧によって、水の流れがスロートの内壁に引き寄せられる動きが繰り返される。それにより、スロートから吐出される水は、その吐出方向を中心として揺動しながら吐出される。従って、吐出された水を早い段階で液滴状態にすることができ、高い刺激感を得ることができる。また、揺動により、洗浄面積を広げることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の態様によれば、節水効率をより高めることができる、あるいは待機電力をより低減することができる衛生洗浄装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる衛生洗浄装置を備えたトイレ装置を表す斜視模式図である。
【図２】本実施形態の洗浄ノズルの先端部を側方から眺めた平面模式図である。
【図３】本実施形態の洗浄ノズルの先端部を図２に表した矢視Ａの方向からみたときの平面模式図である。
【図４】本実施形態の洗浄ノズルの内部構造を表す断面模式図である。
【図５】本実施形態の洗浄ノズルの内部構造を表す断面模式図である。
【図６】本実施形態の洗浄ノズルの内部における洗浄水の流れを説明するための断面模式図である。
【図７】本実施形態の変形例にかかる洗浄ノズルの内部における洗浄水の流れを説明するための断面模式図である。
【図８】本実施形態の洗浄ノズルから吐水された洗浄水の一例を例示する写真図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる衛生洗浄装置を備えたトイレ装置を表す斜視模式図である。
【００２８】
図１に表したトイレ装置は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）８００と、その上に設けられた衛生洗浄装置１００と、を備える。衛生洗浄装置１００は、ケーシング４００と、便座２００と、便蓋３００と、を有する。便座２００と便蓋３００とは、ケーシング４００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。
【００２９】
ケーシング４００の内部には、便座２００に座った使用者の人体局部の洗浄を実現する局部洗浄機能部などが内蔵されている。より具体的には、ケーシング４００の内部には、便座２００に座った使用者の「おしり」などを洗浄することができるノズルユニット（図示せず）などが内蔵されている。その図示しないノズルユニットは、例えば温水タンクなどから供給された水を使用者の「おしり」などに向けて噴射する洗浄ノズル４１０を有する。
【００３０】
また、例えばケーシング４００には、使用者が便座２００に座ったことを検知する着座検知センサ４０４が設けられている。着座検知センサ４０４が便座２００に座った使用者を検知している場合において、使用者が例えば図示しないリモコンなどの操作部を操作すると、洗浄ノズル４１０を便器８００のボウル８０１内に進出させることができる。なお、図１に表した衛生洗浄装置１００では、洗浄ノズル４１０がボウル８０１内に進出した状態を表している。
【００３１】
図２は、本実施形態の洗浄ノズルの先端部を側方から眺めた平面模式図である。
また、図３は、本実施形態の洗浄ノズルの先端部を図２に表した矢視Ａの方向からみたときの平面模式図である。
【００３２】
洗浄ノズル４１０の先端部には、図２および図３に表したように、ひとつあるいは複数の吐水孔４１８が設けられている。そして、洗浄ノズル４１０は、その先端部に設けられた吐水孔４１８から水を噴射して、便座２００に座った使用者の人体局部を洗浄することができる。なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。また、洗浄ノズル４１０の先端部には、洗浄ノズル４１０の内部に空気を取り込むことができる空気取入口４２１が設けられている。
【００３３】
図４および図５は、本実施形態の洗浄ノズルの内部構造を表す断面模式図である。
なお、図４は、図３に表した切断面Ｂ−Ｂにおける断面模式図である。
また、図５は、図３に表した切断面Ｃ−Ｃにおける断面模式図である。
【００３４】
洗浄ノズル４１０の内部には、人体局部を洗浄する洗浄水を通水する給水路４１１と、オリフィス４１３と、混合室４１５と、スロート４１７と、空気取入部４２３と、が設けられている。
洗浄ノズル４１０の内部における洗浄水の流れの概略について説明すると、給水路４１１の内部を通過した洗浄水は、図４および図５に表した矢印のように、オリフィス４１３を通過し、混合室４１５へ導かれる。そして、混合室４１５へ導かれた水は、スロート４１７を通過し、吐水孔４１８から便座２００に座った使用者の人体局部へ向けて噴射される。つまり、スロート４１７の一端部は、吐水孔４１８として機能する。洗浄水の流れについては、後に詳述する。
【００３５】
オリフィス４１３は、給水路４１１と接続されており、給水路４１１から供給された水の流速を高めることができる。また、オリフィス４１３の出口は、人体局部へ指向されている。
混合室４１５は、オリフィス４１３の出口と接続されており、所定の空間を有する。より具体的には、図４および図５に表したように、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面の混合室４１５の面積は、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面のオリフィス４１３の面積よりも大きい。
【００３６】
スロート４１７は、オリフィス４１３と人体局部とを結ぶ軌跡上に設けられている。また、スロート４１７の入口は、混合室４１５と接続されている。すなわち、混合室４１５は、オリフィス４１３の下流側かつスロート４１７の上流側に設けられている。そして、給水路４１１と混合室４１５とは、オリフィス４１３を介して連通しており、混合室４１５と洗浄ノズル４１０の外部とは、スロート４１７を介して連通している。また、スロート４１７の入口付近には絞り突起４１７ａが設けられており、スロート４１７の出口の面積は、図４および図５に表したように、その入口の面積よりも大きい。
【００３７】
さらに、混合室４１５と洗浄ノズル４１０の外部とは、空気取入部４２３を介して連通している。空気取入部４２３は、洗浄ノズル４１０の外部の空気を洗浄ノズル４１０の内部に取り込むことができる。このとき、空気取入部４２３の一端部は、空気取入口４２１として機能する。空気取入部４２３を介して混合室４１５に取り込まれる空気の流れについては、後に詳述する。
【００３８】
次に、洗浄水および空気の流れについて、図面を参照しつつ説明する。
図６は、本実施形態の洗浄ノズルの内部における洗浄水の流れを説明するための断面模式図である。
また、図７は、本実施形態の変形例にかかる洗浄ノズルの内部における洗浄水の流れを説明するための断面模式図である。
なお、図６および図７は、図４に表した領域Ｄを拡大して眺めた拡大模式図である。
【００３９】
給水路４１１の内部を通過した洗浄水は、図６に表した矢印Ｗ１のように、オリフィス４１３を通過し、混合室４１５へ導かれる。続いて、混合室４１５へ導かれた洗浄水は、スロート４１７の入口へ向けて流れる。このとき、図４および図５に関して前述したように、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面の混合室４１５の面積は、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面のオリフィス４１３の面積よりも大きい。この断面積の変化により、オリフィス４１３を通過して混合室４１５へ導かれた洗浄水の噴流においては、混合室４１５の内部が負圧となることにより乱れが生ずる。
【００４０】
この噴流の乱れにより、スロート４１７の入口へ向けて流れた洗浄水は、図６に表した矢印Ｗ２のようにスロート４１７を通過する洗浄水と、図６に表した矢印Ｗ３およびＷ７のように混合室４１５の壁面４１５ａによって流れる方向が変化する洗浄水と、に分かれる。そして、混合室４１５の壁面４１５ａによって流れる方向が変化した洗浄水と、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水と、により、図６に表した矢印Ｗ３〜Ｗ８のように、所定の方向へ流れる強制的な対流が混合室４１５の内部に生ずる。
【００４１】
この対流と、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水と、により、混合室４１５の内部には負圧が発生する。そのため、洗浄ノズル４１０の外部の空気は、図６に表した矢印Ａ１のように、空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部へ吸引される。そうすると、混合室４１５の内部へ吸引された空気は、混合室４１５の内部に生じた対流の洗浄水に気泡として混入され、その対流にのって流れる。
【００４２】
空気が混入された洗浄水は、図６に表した矢印Ｗ６およびＷ８のように、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水に近づく。ここで、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水の周囲には、負圧が発生している。そのため、空気が混入された洗浄水の少なくとも一部は、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水に吸引され、その洗浄水と合流する。そして、その合流した洗浄水は、空気が混入された状態でスロート４１７の入口へ向けて流れる。つまり、混合室４１５の内部に生じた強制的な対流は、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水から一旦離れ、空気を混入した後に再び合流する帰還流となる。
【００４３】
ここで、空気取入部４２３は、図６に表したように、オリフィス４１３およびスロート４１７から離間した位置に設けられている。そのため、混合室４１５の内部へ吸引される空気は、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水から離間した位置において混合室４１５の内部へ流入する。そして、混合室４１５の内部へ流入した空気は、前述したように、帰還流に気泡として混入される。
【００４４】
これによれば、混合室４１５の内部へ吸引された空気は、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水の噴流の乱れによる影響をほとんど受けることなく帰還流に混入される。そのため、混合室４１５の内部へ吸引された空気は、より安定した状態で帰還流に混入される。その結果、混合室４１５の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はより効率よく混合される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００４５】
また、空気取入部４２３は、図６に表したように、混合室４１５の上端部において帰還流の流れに沿うように形成されている。そのため、混合室４１５の内部へ吸引される空気は、帰還流の流れに沿うように吸引されて流れる。そのため、混合室４１５の内部へ吸引される空気は、より効率よく混合室４１５の内部へ流入し、より効率よく帰還流に混入される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００４６】
本発明においては、空気取入部４２３は、混合室４１５の上端部に限らず、混合室４１５内の他の部位に設けられてもよい。ただし、空気取入部４２３の方向を帰還流の接線方向に向けておくことがより好ましい。これにより、空気取入部４２３から帰還流が流出しにくくなり、混合室４１５への空気の吸引を妨げることがなく、空気を同様に効率よく帰還流に混入できる。
【００４７】
さらに、オリフィス４１３およびスロート４１７は、図６に表したように、洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面をみたときに混合室４１５の中央部ではなく端部に設けられている。そのため、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水は、混合室４１５の端部を通過する。これによれば、帰還流が生ずる空間は、より広く確保される。そのため、帰還流は、混合室４１５の内部においてより大きく形成される。また、混合室４１５は、帰還流がより大きく形成されるほどに大きい空間を有する。より具体的には、混合室４１５の壁面４１５ａと壁面４１５ｂとの間の間隔は、帰還流がより大きく形成されるほどに大きい。そのため、帰還流に混入された空気が互いに接触する機会はより少なく、その空気は、細かい気泡の状態のままで維持される。その結果、混合室４１５の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はより効率よく混合される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００４８】
さらに、本実施形態における混合室４１５の壁面４１５ａの少なくとも一部には、図６に表したように、凹部４１５ｄが形成されている。この凹部４１５ｄが形成されていることにより、洗浄ノズル４１０の外部の空気は、より安定的に空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部へ吸引される。
【００４９】
より具体的に説明すると、混合室４１５の壁面４１５ａによって流れる方向が変化し空気取入部４２３へ向かって流れる洗浄水の少なくとも一部は、図６に表した矢印Ｗ１０のように凹部４１５ｄへと向かう。凹部４１５ｄへと向かった洗浄水は、凹部４１５ｄにより流れる方向が混合室４１５の下部へと変化する。流れる方向が混合室４１５の下部へと変化した洗浄水は、混合室４１５内の空気取入部４２３の開口に向けて流れることがない為、混合室４１５内の空気取入部４２３の開口は洗浄水で塞がれにくくなる。これにより、洗浄ノズル４１０の外部の空気は、より安定的に空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部へ吸引される。
【００５０】
言い換えれば、帰還流に沿わずに流れる水は、空気取入部４２３を介して空気が吸引されることを妨げるが、凹部４１５ｄに当たることにより流れる方向を変えられる。そのため、空気取入部４２３を介して空気が吸引されやすい状況が作り出される。これにより、洗浄ノズル４１０の外部の空気は、より安定的に空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部へ吸引される。
【００５１】
したがって、凹部４１５ｄは、帰還流の流れを変化させることによって、混合室４１５内の開口を水で塞ぐことがないようにしているため、空気取入部４２３の近傍に帰還流による負圧から空気の混入を安定的に供給させることができ、より多くの空気を帰還流に気泡として混入させることができる。また、凹部４１５ｄは、帰還流が生ずる空間をより広く確保することができる。そのため、帰還流に混入された空気が互いに接触する機会はより少なく、その空気は、細かい気泡の状態のままで維持される。その結果、混合室４１５の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はより効率よく混合される。そのため、より多くの空気が帰還流に混入される。
【００５２】
なお、帰還流による負圧をより安定的に発生させる手段は、凹部４１５ｄに限定されるわけではない。帰還流による負圧をより安定的に発生させる手段は、その負圧の発生を阻害しないような構造を有していればよく、例えば空気取入部４２３の混合室４１５側の開口に設けられたリブであってもよい。
【００５３】
また、本実施形態においては、空気取入部４２３の位置を混合室４１５の上端部に位置させた。こうすることで、混合室４１５の空気取入部４２３近傍に水の無い領域を確保しやすくなる。それにより、空気が混合室４１５内へ入り易くなるため、空気が効率よく混合室４１５内へ混入されることとなる。
【００５４】
ここで、例えば図７に表したように、混合室４１５が、より大きい半径により形成された曲面４１５ｃを有する場合には、空気を取り込んだ洗浄水は減衰しにくい。そのため、混合室４１５が、空気を取り込んだ洗浄水の減衰を軽減させる形状を有する場合には、その洗浄水の流れは、維持されやすく、遅くなりにくい。これによれば、混合室４１５の内部へ吸引された空気と、帰還流と、はさらに効率よく混合される。そのため、さらに多くの空気が帰還流に混入される。
【００５５】
図６に戻って説明すると、空気が混入された帰還流は、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて流れる洗浄水と合流し、図６に表した矢印Ｗ２およびＷ９のようにスロート４１７を通過する。ここで、洗浄水の中に気泡として混入された空気の量がより多い部分では、混合室４１５の内部で混合された水の量がより少ない。そのため、その部分の洗浄水の速度は、より高速になる。一方で、洗浄水の中に気泡として混入された空気の量がより少ない部分では、混合室４１５の内部で混合された水の量はより多い。そのため、その部分の洗浄水の速度は、より低速になる。これにより、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には、高速な部分と低速な部分との繰り返しが生ずる。つまり、吐水孔４１８から吐水された洗浄水の各ポイントでは、速度差が生ずる。
【００５６】
あるいは、空気が混入された洗浄水がスロート４１７を通過する際、混合室４１５側のスロート４１７に絞り突起４１７ａが設けられているので、スロート４１７から噴射される水と気泡が混入された帰還流とが合流した水の流れは、絞り突起４１７ａを通過した後にスロート４１７内に負圧を発生させる。噴射孔の負圧によって、水の流れがスロート４１７の内壁に引き寄せられる動きが繰り返される。それにより、スロート４１７から吐出される水は、その吐出方向を中心として揺動しながら吐出される。従って、吐出された水を早い段階で液滴状態にすることができ、高い刺激感を得ることができる。また、揺動により、洗浄面積を広げることができる。
【００５７】
このような噴流の乱れにより、スロート４１７を通過する洗浄水および吐水孔４１８から吐水された洗浄水は、図６に表した二点鎖線のように揺動する。
また、このような噴流の乱れや空気の混入により、スロート４１７を通過する洗浄水および吐水孔４１８から吐水された洗浄水は、細くなったり太くなったりする。この洗浄水の細太の繰り返しにより、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には、高速な部分と低速な部分との繰り返しが生ずる。つまり、吐水孔４１８から吐水された洗浄水の各ポイントでは、速度差が生ずる。この速度差により、洗浄水の疎密の繰り返しが自然的変動として現れる。
【００５８】
あるいは、前述したように、混合室４１５の内部に発生した負圧により、洗浄ノズル４１０の外部の空気は、空気取入部４２３を介して混合室４１５の内部へ吸引される。そうすると、混合室４１５の内部は、負圧から正圧へと遷移する。このとき、オリフィス４１３からスロート４１７へ向けて洗浄水が引き続き流れているため、混合室４１５の内部には負圧が再び発生する。このような混合室４１５内の圧力の増減の繰り返しにより、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には、高速な部分と低速な部分との繰り返しが生ずる。つまり、吐水孔４１８から吐水された洗浄水の各ポイントでは、速度差が生ずる。
そして、洗浄水の噴流の揺動および速度差により、吐水孔４１８から吐水された洗浄水は、吐水後早い段階で連続流から液滴状態に変化する。
【００５９】
また、節水効率をより高めることができることにより、例えば温水タンク内の水を加熱するための電力を低減することができるため、待機電力をより低減することができる。そのため、省エネルギー化を図ることができる。また、節水効率をより高めることができるため、温水タンクではなく、供給された水を瞬間的に加熱し所定の温水にすることができる瞬間加熱式の熱交換器を利用することができる。これによれば、さらに省エネルギー化を図ることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態によれば、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には液滴が形成される。そのため、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水することにより、量感を与えることができる。ここで、本願明細書において「量感」とは、吐水断面積（重さ）の大きな吐水が十分な力を持って当たることで、太い水流が当たっていると感じる感覚をいう。一般的に、使用者は、吐水の着水面積が大きいほど量感があると感じる。
【００６１】
また、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水したときには、より大きな荷重が人体局部にかかる。そして、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水する時間の間隔、すなわち洗浄水の疎密が繰り返される時間の間隔は、人体が感知できないほど早い。そのため、使用者は、液滴が常に人体局部に衝突しているように感ずる。これにより、刺激感を与えることができる。ここで、本願明細書において「刺激感」とは、速い吐水が人体局部に当たることで、痛みに近い刺激を感じる感覚をいう。刺激感は、流速に依存する。
【００６２】
したがって、本実施形態によれば、節水効率をより高め、待機電力をより低減しつつ、洗浄水の流量を低減させても洗浄感を維持することができる。なお、洗浄感は、前述した量感と刺激感とで表される感覚である。
【００６３】
図８は、本実施形態の洗浄ノズルから吐水された洗浄水の一例を例示する写真図である。
本発明者は、金型により成形された本実施形態の洗浄ノズルを用いて、吐水状態の確認を行った。その吐水状態を写真として撮影した一例が、図８に表した如くである。一般的に、便座２００に着座した使用者の人体局部は、洗浄ノズル４１０の吐水孔４１８から例えば約５０ミリメートル程度離間した位置に存在する。そのため、便座２００に着座した使用者の人体局部は、図８に表した数値「１５０」に相当する位置の近傍に存在する。
【００６４】
図８に表した吐水状態によれば、便座２００に着座した使用者の人体局部が存在すると想定される位置（図８に表した数値「１５０」に相当する位置）の近傍には、洗浄水の液滴が形成されていることが分かる。また、図８に表した吐水状態によれば、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には、多くの空気が気泡として混入されていることが分かる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によれば、吐水孔４１８から人体局部へ向けて噴射される洗浄水の中に多くの空気を混入させることができるため、節水効率をより高めることができる。また、節水効率をより高めることができることにより、待機電力をより低減することができる。そのため、省エネルギー化を図ることができる。また、吐水孔４１８から吐水された洗浄水には、液滴が形成される。そのため、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水することにより、量感を与えることができる。さらに、洗浄水の液滴の部分が人体局部に着水したときには、より大きな荷重が人体局部にかかる。そのため、刺激感を与えることができる。したがって、節水効率をより高め、待機電力をより低減しつつ、洗浄水の流量を低減させても洗浄感を維持することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、洗浄ノズル４１０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などやオリフィス４１３、混合室４１５、およびスロート４１７の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６７】
１００ 衛生洗浄装置、 ２００ 便座、 ３００ 便蓋、 ４００ ケーシング、 ４０４ 着座検知センサ、 ４１０ 洗浄ノズル、 ４１１ 給水路、 ４１３ オリフィス、 ４１５ 混合室、 ４１５ａ、４１５ｂ 壁面、 ４１５ｃ 曲面、 ４１７ スロート、 ４１７ａ 絞り突起、 ４１８ 吐水孔、 ４２１ 空気取入口、 ４２３ 空気取入部、 ８００ 洋式腰掛便器、 ８０１ ボウル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体局部に向けて洗浄水を吐水する洗浄ノズルを備え、
前記洗浄ノズルは、
前記洗浄水を通水する給水路と、
前記給水路を通水された前記洗浄水を前記人体局部へ指向するオリフィスと、
前記オリフィスと前記人体局部とを結ぶ軌跡上に設けられたスロートと、
前記オリフィスの下流側かつ前記スロートの上流側に設けられ、前記洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面の面積が前記垂直な方向の前記オリフィスの断面の面積よりも大きい混合室と、
前記オリフィスから前記スロートへ向けて洗浄水が流れることで発生する負圧により前記混合室の内部に空気を取り込む空気取入部と、
を有し、
前記混合室の内部において、前記オリフィスから流出し前記混合室の壁面によって流れる方向が変化した洗浄水により帰還流が生じ、
前記空気取入部を介して前記混合室の内部に吸引された前記空気は、前記帰還流に気泡として混入され、
前記空気が混入された前記帰還流は、前記オリフィスから前記スロートへ向けて流れる洗浄水と合流し前記スロートから吐水されることを特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項２】
前記オリフィスから前記スロートへ向けて洗浄水が流れることで発生する負圧と、前記空気取入部を介して前記混合室の内部に吸引される前記空気と、により前記混合室の内部において圧力の増減の繰り返しが生ずることを特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【請求項３】
前記オリフィスおよび前記スロートは、前記洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面をみたときに前記混合室の端部に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の衛生洗浄装置。
【請求項４】
前記空気取入部は、前記オリフィスおよび前記スロートとは離間した位置に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。
【請求項５】
前記空気取入部は、前記帰還流の流れに沿うように形成され、
前記空気取入部を介して吸引される前記空気は、前記帰還流の流れに沿うように前記混合室の内部に流入することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。
【請求項６】
前記混合室は、前記空気を取り込んだ洗浄水の減衰を軽減させる形状を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。
【請求項７】
前記スロートの流路面積を絞る絞り突起が、前記スロートに設けられたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。
【請求項１】
人体局部に向けて洗浄水を吐水する洗浄ノズルを備え、
前記洗浄ノズルは、
前記洗浄水を通水する給水路と、
前記給水路を通水された前記洗浄水を前記人体局部へ指向するオリフィスと、
前記オリフィスと前記人体局部とを結ぶ軌跡上に設けられたスロートと、
前記オリフィスの下流側かつ前記スロートの上流側に設けられ、前記洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面の面積が前記垂直な方向の前記オリフィスの断面の面積よりも大きい混合室と、
前記オリフィスから前記スロートへ向けて洗浄水が流れることで発生する負圧により前記混合室の内部に空気を取り込む空気取入部と、
を有し、
前記混合室の内部において、前記オリフィスから流出し前記混合室の壁面によって流れる方向が変化した洗浄水により帰還流が生じ、
前記空気取入部を介して前記混合室の内部に吸引された前記空気は、前記帰還流に気泡として混入され、
前記空気が混入された前記帰還流は、前記オリフィスから前記スロートへ向けて流れる洗浄水と合流し前記スロートから吐水されることを特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項２】
前記オリフィスから前記スロートへ向けて洗浄水が流れることで発生する負圧と、前記空気取入部を介して前記混合室の内部に吸引される前記空気と、により前記混合室の内部において圧力の増減の繰り返しが生ずることを特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【請求項３】
前記オリフィスおよび前記スロートは、前記洗浄水の吐水方向に対して垂直な断面をみたときに前記混合室の端部に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の衛生洗浄装置。
【請求項４】
前記空気取入部は、前記オリフィスおよび前記スロートとは離間した位置に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。
【請求項５】
前記空気取入部は、前記帰還流の流れに沿うように形成され、
前記空気取入部を介して吸引される前記空気は、前記帰還流の流れに沿うように前記混合室の内部に流入することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。
【請求項６】
前記混合室は、前記空気を取り込んだ洗浄水の減衰を軽減させる形状を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。
【請求項７】
前記スロートの流路面積を絞る絞り突起が、前記スロートに設けられたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１４４５８４（Ｐ２０１１−１４４５８４Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７４３９（Ｐ２０１０−７４３９）
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【特許番号】特許第４５７２９９９号（Ｐ４５７２９９９）
【特許公報発行日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【特許番号】特許第４５７２９９９号（Ｐ４５７２９９９）
【特許公報発行日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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