JPH0444540A - 衛生洗浄装置の洗浄水吐水機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、局部洗浄機能を備えた衛生洗浄装置に係り、
特に１個の開閉弁を利用して流量の調整や間欠吐水がで
きるようにした洗浄水の吐水機構に関する。

〔従来の技術〕

洗浄水の噴出による局部洗浄や洗浄後に温風を吹き出し
て局部乾燥等が行える衛生洗浄装置が近来になって広く
利用されるようになった。第６図は便器に一体化した衛
生洗浄装置の例を示すもので、便器本体５０に一体化し
たケーシング５１の中に衛生洗浄装置の機能部が収納さ
れ、便座５２の下を潜って収納位置から洗浄位置まで進
出する洗浄ノズル５３がこの機能部に連接されている。

そして、洗浄ノズル５３に洗浄に適した温度の温水を供
給するため、第７図のように外部の給水源に接続したバ
ルブユニット５４や温水タンク５５等がケーシング５１
の中に組み込まれている。

バルブユニット５４はニードル弁等を利用した流量調整
弁及び洗浄水の供給と停止を行う開閉用電磁弁を組み合
わせたものが一般に利用される。そして、使用する場合
には開閉用電磁弁を開くと共に流量調整弁によって適切
な流量となるように設定する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、流量調整弁を備える場合、洗浄時の流量の設
定はケーシング５１の操作盤５１ａの摘みを回す操作を
必要とする。このため、洗浄のためには洗浄開始スイッ
チをオンさせた後、必要であれば流量を設定するために
摘みを回す等の取り扱いとなり、少なくとも２回の操作
が必要になる。

また、局部洗浄においては、洗浄水が的確に目標に噴射
されるようにすることが重要であり、このため洗浄ノズ
ル５３のストロークや洗浄水の噴出圧を適切に設定する
ことが必要になる。そして、洗浄機能の向上を目的とし
て、洗浄ノズル５３がその洗浄位置に到達した後に小さ
いストロークで往復動作させ洗浄域を広げるようにした
ものも既に開発されている。

ところが、従来構造のものは洗浄ノズル５３自体を動か
すだけなので、洗浄水の噴出ポイントが動いて洗浄域は
広がっても、洗浄水の水勢は変化しない。たとえば、特
公平１−１４３９０号公報にはノズルヘッドに特別の構
造を持たせ、洗浄ノズルをその洗浄位置で往復動作させ
ることによって、局部に対して間欠的に水を当てて洗浄
する構成が記載されている。しかし、これも洗浄水の噴
出ポイントが移動することによって、洗浄点を一点に集
中させない吐水方式であり、水勢を変えながら吐水する
ものではない。

このように、従来構造では、洗浄点を移動させて幅広い
洗浄域に設定することはできても、洗浄水自体の水勢を
間欠的に変えることはできない。

このため、洗浄時のマツサージ効果がな（、また間欠吐
水による流れの変化を利用した洗浄効果の向上も期待で
きなかった。

そこで、本発明は、１個のＭ閉弁の操作によって流量の
調整から間欠吐水まで行えるようにし取り扱いを簡単に
すると共にマツサージ効果及び洗浄機能の向上を図るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の洗浄水吐水機構は、局部に向けて洗浄水を噴出
する洗浄ノズルを備え、該洗浄ノズルに洗浄水を供給す
る系を備えた衛生洗浄装置において、前記洗浄ノズルの
洗浄水噴出端へ向かう洗浄水の流路に、流路開閉、流量
調整及び流量変更のための機構を持つバルブユニットを
備えたことを特徴とする。

また、バルブユニットはダイヤフラムを弁体として内部
流路に備え、このダイヤフラムを圧電アクチュエータの
プランジャで駆動するようにしてもよい。

〔作用〕

洗浄水の流路開閉、流量調整及び流量変更をバルブユニ
ットによって行えば、このバルブユニットを操作する単
一のスイッチ又は摘みで操作可能となる。また、流量変
更によって、洗浄水は脈動化したり間欠的にして洗浄ノ
ズルに供給され、通常の一定量の洗浄水の噴射に代わる
洗浄形態が得られる。

〔実施例〕

第１図は本発明の衛生洗浄装置の洗浄水吐水機構を示す
概略系統図である。

図において、洗浄ノズル１はモータ１ａによって進退動
作可能であり、この洗浄ノズルｌには給水を加熱して供
給する給湯系が接続されている。外部からの給水配管は
止水栓２に接続され、これから温水タンク３に水が供給
される。温水タンク３はヒータ３ａ及び温度センサ３ｂ
等を備えたもので、流入した水を設定温度まで加熱して
洗浄ノズル１に送り込む。

温水タンク３から洗浄ノズル１への経路には、洗浄ノズ
ル１への流路の開閉、流量調整及び間欠吐水の３者を行
うバルブユニット４が配管５ａ、　（ｉｂの間に組み込
まれている。そして、洗浄ノズル１のモータｌａ、バル
ブユニット４の作動及び温水タンク３での加熱等は全て
制御部５によってコントロールされ、たとえば第６図（
ａ）のケーシング５１に備えた操作盤５１ａを利用して
洗浄操作が行えるようになっている。

第２図はバルブユニット４の詳細を示すものであり、こ
れは配管６ａ、　ｉｉｂ間の流路の開閉を行う弁を圧電
アクチ二二一タを利用して駆動するようにしたものであ
る。バルブユニット２のブロック７には配管６ａ、　６
ｂが接続され、−次側流路７ａと二次側流路７ｂとの間
に弁座７ｃを形成している。ブロック７の上端には圧電
アクチュエータ８のケーシング８ａが一体化され、弁座
７ｃに接離するダイヤフラム９を駆動可能としている。

圧電アクチュエータ８は各種の精密機械等に利用されて
いるもので、内部に軸線方向に移動可能なプランジャ８
ｂを収納し、その周りに一対のクランプ用圧電素子８ｃ
、　８ｄ及びストローク用圧電素子８ｅを配置し、更に
プランジャ８ｂをクランプするためのクランプ材８ｆ、
　８ｇを設けた構造である。そして、制御部５がメモリ
から読み出した駆動順序プログラムに従いクランプ用圧
電素子１１ｃ、　８ｄ及びストローク用圧電素子８ｅに
電圧を印加することによって、プランジャ８ｂをクラン
プ材８ｆ、８ｇにクランプさせたり、軸線方向へ微小移
動させたりすることが可能である。このような圧電アク
チュエータ８を利用すれば、プランジャ８ｂのストロー
クや停止位置は任意に設定できるほか、一定周期で軸線
方向に微小往復動作させることができる。

ダイヤフラム９には補助板９ａが一体化されその中央に
プランジャ８ｂの先端が衝き当たるヘッド９ｂが設けら
れ、このヘッド９ｂには軸線方向に連絡孔９Ｃを開けて
いる。また、ダイヤフラム９と補助板９ａには一次側流
路７ａに含まれた部分に小孔９ｄを設けている。そして
、この小孔９ｄによって一次側流路７ａがダイヤフラム
９の裏面とブロック７の内壁で囲まれた圧力室７ｄに連
通している。

第２図の状態ではダイヤフラム９は弁座７ｃに着座して
流路を閉じ、プランジャ８ｂはヘッド９ｂに衝き当たっ
て連絡孔９ｃを塞いでいる。ここで、ストローク用圧電
素子８ｅに電圧を印加してプランジャ８ｂを図にふいて
上に移動させると、ヘッド９ｂを押す力がなくなりまた
連絡孔９ｃから圧力室７ｄ内の水が二次側流路７ｂに排
出されるので、ダイヤフラム９は一次側流路７ａの水圧
によって上に移動して弁座７Ｃから離れる。逆に、この
開弁状態からプランジャ８ｂを下げる方向に駆動すると
、ヘッド９ｂを押し下げると同時に連絡孔９ｃを閉じる
ので、圧力室７ｄに水が入り込んで溜るようになり、ダ
イヤフラム９は下に変形して弁座７ｃを閉じる。

以上の構成において、操作盤５１ａの洗浄スイッチをオ
ンすると、プランジャ８ｂが第２図において上に移動し
てダイヤフラム９を弁座７ｃから離して流路を開く。こ
れにより、温水タンク３からの湯が洗浄ノズル１に供給
されて局部に向けて噴射される。

ここで、圧電アクチュエータ８のプランジャ８ｂのスト
ロークは、ストローク用圧電素子８ｅへの電圧印加によ
って任意に変更できる。このため、たとえばダイヤフラ
ム９の最大弁開度を基準としたプランジャ８ｂの最大ス
トロークを予め設定しておき、この最大ストローク以下
のプランジャ８ｂの移動量とすれば、ダイヤフラム９の
弁開度を小さくできる。しかも、その開度の値はストロ
ーク用圧電素子８ｅへの電圧印加の制御によって、任意
に設定できる。したがって、バルブユニット４は単なる
開閉弁としての機能だけでなく、弁開度を可変とするこ
とによって流量の調整機能も果たすことができる。

また、ストローク用圧電素子８ｅへの電圧印加をプラン
ジャ８ｂが往復動作するように制御すれば、弁開度を微
小な周期で大小に変化させたり、弁座７Ｃを間欠的に閉
じる動作をダイヤフラム９に与、えることができる。前
者の弁開度を変化させる場合では、洗浄水の流量が微小
な周期で変わるので、吐出端の洗浄ノズル１からの洗浄
水は脈動を打つようにして噴射される。また、後者では
、洗浄水が間欠流れとなるため、洗浄ノズルｌからの噴
射もこれに応じて間欠的になり、脈動を更に強くするこ
とができる。

このように圧電アクチュエータ８を利用することによっ
て、一つの摘みで流路の開閉と流量調整を行うことがで
き、洗浄スイッチと流量調整摘みの両方を備える必要が
なくなる。このため、操作臀５１ａを小型化できるほか
ケーシング５１内で占める配管スペースも小さくて済む
。また、洗浄ノズル１からの洗浄水を間欠噴射としたり
脈動を打つようにしたりできるので、通常吐水に比べて
局部に衝き当たる回数が増え、付着物の剥離が効果的に
行われて洗浄効率が向上する。また、脈動によるマツサ
ージ効果もあるので、たとえば用便前に洗浄水を噴出さ
せれば便意を促すこともでき、快便効果も期待できる。

第３図から第５図はバルブユニット４の別の実施例を示
すものである。

図において、バルブユニット４の本体１０には、第１図
の配管５ａ、　５ｂにそれぞれ接続する一次側流路１０
ａ及び二次側流路１０ｂが形成され、これらの流路の間
にダイヤフラム１１を組み込んでいる。ダイヤフラム１
１は、二次側流路１０ｂの入口に形成した弁座１０Ｃを
開閉し、二次側流路１０ｂに通したロッドｌｌＨの下端
に補助ダイヤフラムＩｌｂを取り付けている。この補助
ダイヤフラムｌｌｂはその上面を二次側流路１０ｂに臨
ませ、下面を本体１０に形成した大気開放のチャンバ１
０ｄに向けて組み込まれている。一方、ダイヤフラム１
１の上側には圧力室１２が形成され、−次側流路１０ａ
からの給水をバイパス流路１２ａによってこの圧力室１
２に供給できるようにしておく。更に、二次側流路１（
ｌｂには二次側水圧を検出するための圧力センサ１３が
組み込まれている。

本体１０の上端にはダイヤフラム１１に開閉動作を行わ
せるためのパイロット弁１４を設ける。このパイロット
弁１４は圧力室１２との間の隔壁１５によって分離され
たパイロットチャンバ１６の内部に組み込まれ、第４図
の拡大図に示すように、隔壁１５に固定したブロック１
５ａにパイロット弁座１４ａを取り付は更にこれに接離
可能なリフト弁式のパイロット弁体１４ｂを設けたもの
である。パイロット弁体１４ｂはパイロット弁座１４ａ
に一体化したスリーブ状のガイド１４ｄ内で摺動自在で
あり、上に向けてロッド１４Ｃを突き出している。そし
て、パイロット弁座１４ａには軸線方向に流路孔１４ｅ
を開け、圧力室１２からの水をパイロットチャンバ１６
に導入可能としている。この導入された水はパイロット
チャンバ１６に取り付けた放出管１６ａから系外へ捨水
される。

更に、パイロット弁１４を一体化した本体１０の上端に
は、圧電アクチュエータ１７を設ける。この圧電アクチ
ュエータ１７は、ケーシング１７ａの中にピストン１７
ｂ及び圧電素子１７ｃを収納し、下にプランジャ１７ｄ
を突き出したものである。また、ピストン１７ｂの下端
にはダイヤフラム１７ｅが取り付けられケーシング１７
ａとの間の空間１７ｆにグリセリン等の作動流体を封入
している。更に、プランジャ１７ｄの周りにはベローズ
１７ｇを一体化し、これに作用する作動流体の圧力をプ
ランジャ１７（ｌに伝達する。

この圧電アクチュエータ１７では、圧電素子１７ｃに電
圧を印加するとこの圧電素子１７ｃが軸線方向に収縮し
、ピストン１７ｂが図において上に移動する。このため
、空間１７ｆの内圧が低下し、プランジャ１７ｄも上に
移動する。また、電圧を抜くと圧電素子１７ｃが軸線方
向に伸び、空間１７内の内圧が上昇してプランジャ１７
ｄを下に突き出す。このように電圧の印加及びショート
によって、プランジャ１７ｄは上下に移動し、印加及び
ショートの間隔を小さくすればプランジャ１７ｄを間欠
、的に往復動作させることができる。

第５図はパルプユニット４内の水の流れを簡単に説明す
る図であり、圧電アクチュエータ１７の圧電素子１７ｃ
に電圧を印加すれば図示のようにプランジャ１７ｄが上
に移動し、−次側流路１０ａに連通している圧力室１２
からの水圧を受けてパイロット弁体１４ｂも上昇する。

これによって、パイロット弁座１４ａが開かれて圧力室
１２内の水が放出管１６ａから排出され、圧力室１２の
内圧が低下する。したがって、−次側流路１０ａ内の給
水圧を受けているダイヤフラム１１は上に変形して弁座
１０Ｃを開き、二次側流路１０ｂに給水する。この給水
の圧力は圧力センサ１３によって検知され、その信号を
制御系にフィードバックしてプランジャ１７ｄの位置を
調整し、圧力室１２内の圧力を再調整してダイヤフラム
１１の弁開度を設定する。なお、このとき、ダイヤフラ
ム１１は大気開放した位置に組み込んだ補助ダイヤフラ
ムｌｌｂにロッドＩＩＣによって直結されているので、
流量調整の過渡期において補助ダイヤプラムｌｌｂがダ
ンパとして機能し、ダイヤフラム１１の振動を抑える。

このため、吐水初期における給水圧の微小振動を防ぐこ
とができる。

また、圧電素子１７Ｃの電圧印加を停止すると、プラン
ジャ１７ｄが下降してパイロット弁体１４ｂの流路孔１
４ｅを閉じる。このため、圧力室１２内に一次側の水が
溜り始め、その水圧によってダイヤフラム１１を押し下
げて弁座１０ｃを閉じ、二次側流路１０ｂへの給水が停
止される。

このようにパイロット弁１４を備えてこれを圧電アクチ
ュエータ１７によって動作させる場合でも、前記実施例
と同様に圧電素子１７ｃへ間欠的に通電することで、洗
浄ノズル１から間欠的な洗浄水の噴出が可能である。ま
た、洗浄水の供給、停止及び流量調整や脈動等の設定も
、一つのバルブユニット４によって行なうことができる
。

なお、実施例ではバルブユニット４の駆動を圧電アクチ
ュエータ８．１７によって行っているが、この他に比例
電磁弁等も利用できる。この比例電磁弁は、弁開度を任
意に設定できるほか、弁体を微小ストローク動作させる
ことができる構成を持ち、先に説明した流量調整や間欠
吐水等が可能である。

〔発明の効果〕

本発明では、一つのバルブユニットに洗浄水の供給・停
止、流量調整及び脈動又は間欠設定して洗浄ノズルに供
給できるようにしている。このため、従来のように開閉
弁と流量調整弁を組み込む場合に比べると構造が簡単に
なるほか、操作も単一のスイッチだけで済み使い勝手が
向上する。また、洗浄水を一定量で噴出させるだけでな
く脈動や間欠噴射が可能なので、洗浄水が繰り返し局部
を打つような吐水となるので、付着物の剥離除去が通常
吐水の場合よりも強力に行え、効率的な洗浄が可能とな
る。また、用便前に使用すれば脈動吐水によって局部が
マツサージされるので、便意を促すこともでき洗浄だけ
でなくその機能を十分に活かすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の吐水機構を示す洗浄水供給の概略系統
図、第２図は圧電アクチュエータを利用したバルブユニ
ットの縦断面図、第３図は別のバルブユニットの例を示
す縦断面図、第４図は要部の拡大縦断面図、第５図は水
の流れを説明するための概略図、第６図は衛生洗浄装置
を備えた水洗便器を示す図、第７図は従来の洗浄水の供
給系統を示す概略図である。 １：洗浄ノズル　　　２：止水栓 ３：温水タンク　　　４：バルブユニット５：制御ｎ　
　　　　　５ａ、　６ｂ　：配管７：ブロック　　　　
７ａニ一次側流路７ｂ二二次側流路　　　１０ｃ：弁座 ７ｄ：圧力室　　　　　８：圧電アクチ二エータ９：ダ
イヤフラム　　１０：本体 １０ａニ一次側流路　　１０ｂ：二次側流路１２：圧力
室　　　　　１３：圧力センサ１４：パイロツト弁　　
１５：隔壁 １６：パイロットチャンバ １７：圧電アクチュエータ 特許出願人　　　　　東陶機器株式会社代　　理　人　
　　　　　　小　　堀　　　益第 図 箪 図 第 図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、局部に向けて洗浄水を噴出する洗浄ノズルを備え、
   該洗浄ノズルに洗浄水を供給する系を備えた衛生洗浄装
   置において、前記洗浄ノズルの洗浄水噴出端へ向かう洗
   浄水の流路に、流路開閉、流量調整及び流量変更のため
   の機構を持つバルブユニットを備えたことを特徴とする
   衛生洗浄装置の洗浄水吐水機構。 ２、前記バルブユニットはダイヤフラムを弁体として内
   部流路に備え、前記ダイヤフラムをアクチュエータのプ
   ランジャに連接したことを特徴とする請求項１記載の衛
   生洗浄装置の洗浄水吐水機構。