JP7285110B2 - 局部洗浄ノズルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、局部洗浄ノズルおよびその製造方法に関する。

シャワートイレは人体でも特にデリケートな局部を洗浄するため、衛生面の観点から清潔性が求められる。特に、局部に向けた洗浄水を吐出するノズルの清潔性向上は大きな課題として認識されている。

従来のシャワートイレのノズルに使用される材料は樹脂が一般的であり、その表面に防汚処理を施す等の技術開発が行われているが（例えば、特許文献１を参照。）、長期的な使用において、ノズル駆動による摺動摩擦や、ブラシ等での清掃により、表面に傷が付くことがある。ノズルに付いた傷には汚れが溜まりやすく、さらには菌の繁殖の温床となる問題があった。

特許５６５３７３５号公報

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、局部洗浄装置において洗浄ノズル表面に傷が付きにくいセラミックス製のノズルカバーを用いることで、使用や清掃に伴い発生する傷を軽減し、ノズルの清潔性を向上させることが可能である。

しかしながら、セラミックスは一般的に寸法精度が低い。加えて、意匠性の向上や収容容積の縮小のためにノズルカバー筒壁を薄型化する場合には、製造過程で変形が発生しやすくなりさらに寸法精度が低くなる。ノズルカバーの寸法精度が低く変形が大きい場合には、意匠性を損ね、ノズルの出し入れ駆動に伴って摺動部に負荷が発生するほか、洗浄水を噴出する際に照準精度を低下させる恐れがある。

そこで本発明は、表面に高い清潔性を備えるとともに、寸法精度が高く、意匠性、摺動部への低い負荷、洗浄水の高い照準精度が担保された局部洗浄ノズルおよびその製造方法を提供する。

（１） 本発明は、洗浄水を吐出する吐水孔（例えば、後述の吐水孔１１）と、前記吐水孔に洗浄水を供給する通水路（例えば、後述の通水路１２）と、を有するノズル本体（例えば、後述のノズル本体１）と、前記ノズル本体を収納するノズルカバー（例えば、後述のノズルカバー２）と、を備える局部洗浄ノズル（例えば、後述の洗浄ノズル１０）であって、前記ノズルカバーは、セラミックスからなるとともに筒壁の厚さが５ｍｍ以下であり、長手方向に延出する直線状形成部を有して構成され、前記直線状形成部は、長手方向全長に対する反り量の比率が１％以下である、局部洗浄ノズルを提供する。

（２） （１）の発明において、前記ノズルカバーは、前記ノズルカバーの長手方向全長の両端１０％ずつを構成する両端部（例えば、後述の両端部２４）と、前記両端部を除く長手方向全長の８０％を構成する中央部（例えば、後述の中央部２５）と、から構成され、前記直線状形成部は前記中央部に形成される、請求項１に記載の局部洗浄ノズル。

（３） （１）または（２）の発明において、前記ノズルカバーは、陶磁器質材料、アルミナおよびジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素からなる群より選択される少なくとも１種の材料で構成されることが好ましい。

（４） （３）の発明において、前記ノズルカバーは、ＪＩＳ Ａ １５０９－３に準拠して測定される吸水率が０．０１％以上であることが好ましい。

（５） また本発明は、（１）～（４）に記載の局部洗浄ノズルの製造方法であって、前記ノズルカバーを静水圧等方加圧成形により成形する製造方法を提供する。

（６） また本発明は、（１）～（４）に記載の局部洗浄ノズルの製造方法であって、前記ノズルカバーを鋳込み成形により成形する製造方法を提供する。

（７） また本発明は、（１）～（６）に記載の局部洗浄ノズルの製造方法であって、前記ノズルカバーを焼成前または焼成後に切削加工する製造方法を提供する。

本発明によれば、表面に高い清潔性を備えるとともに、寸法精度が高く、意匠性、摺動部への低い負荷、洗浄水の高い照準精度が担保された局部洗浄ノズルおよびその製造方法を提供することが可能になる。

本発明の実施形態に係る局部洗浄装置１００を示す図である。 本発明の実施形態に係る洗浄ノズル１０を示す図である。 本発明の実施形態に係る洗浄ノズル１０の長手方向軸を含む断面を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るノズルカバー２の反り変形を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るノズル駆動部１１０中のノズル進退部を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る局部洗浄装置１００を示す図である。
図１に示すように、局部洗浄装置１００は、便器７の上部に取り付けられ、便器７と、使用者の臀部を支持する便座８とともに使用される。局部洗浄装置１００は、ノズル駆動部１１０に収容され進退可能とされた洗浄ノズル１０と、水の供給を制御する給水バルブ（不図示）と、供給水を加温する温水生成部（不図示）と、を備えており、給水バルブを開栓して流れる水を加熱して洗浄ノズル１０へ温水を供給し、吐水孔１１から洗浄水を吐出する。

図２および３は、本発明の実施形態に係る洗浄ノズル１０の斜視図および、断面の構造を模式的に示す図である。
本発明の洗浄ノズル１０は、ノズル本体１と、筒状のノズルカバー２と、から構成され、ノズル取付部を介して本体部に取り付けられる。ノズル本体１は、洗浄水を吐出する吐水孔１１と、吐水孔１１に洗浄水を供給する通水路１２と、を有し、かつ、ノズルカバー２内に一部または全部が収納される。ノズルカバー２は、吐水孔１１に対応した位置に連通孔２１を有し、ノズルカバー２はさらに、セラミックスからなり、筒壁の厚さが５ｍｍ以下で構成される。

ノズル本体１には、一般にシャワートイレ用ノズルに使用される樹脂等の材料を用いることができる。本発明においてノズル本体１はノズルカバー２に覆われて保護される。なお、ノズルカバー２の連通孔２１を介して洗浄ノズル１０に吐水孔別体を取り付けてもよい。その際に、吐水孔別体にも傷つきにくい部材を使用することがより好ましい。

ノズル本体１とノズルカバー２との固定手段は特に限定されるものではなく、例えば好ましい手段として、接着剤によりノズルカバー端部をノズル駆動部１１０に接着する手法や、ノズルカバー２とノズル本体１の間にポッティング剤を充填して固定する手法等が挙げられる。

ノズルカバー２は、ノズル駆動による摺動摩擦やブラシでの清掃に対して耐傷性の高いセラミックスで構成される。筒状のノズルカバー２は、内部にノズル本体１の一部または全部を収納して、ノズル本体１を傷や汚れから保護する。

図４は、ノズルカバー２の反り変形を示す模式図である。
ノズルカバー２には長手方向に延出する直線状形成部２６が形成され、直線状形成部２６の長手方向全長は３０ｍｍ～２００ｍｍ程度に構成される。直線状形成部２６は長く形成されるほどその反り量がノズルカバー２全体の反り量に近づくため、ノズルカバー２の長手方向全長の８０％以上にわたって形成されることが好ましい。本実施形態のノズルカバー２は図４に示すように、長手方向全長の両端１０％ずつを構成する両端部２４と、両端部２４を除く長手方向全長の８０％を構成する中央部２５と、から構成され、直線状形成部２６は、中央部２５に形成される。

ノズルカバー２は、製造時に生じる長手方向に沿った反り変形が小さく抑えられている。具体的には、直線状形成部２６の長手方向全長Ｌに対する直線状形成部２６の反り量ΔＤの比率ΔＤ／Ｌが１％以下である。より詳しくは、反り量ΔＤは図４に示す最高位置２５１と最低位置２５２の高さの差である。ここで図４（ａ）は凹型の反りに対する最高位置２５１および最低位置２５２を表し、図４（ｂ）は凸型の反りに対する最高位置２５１および最低位置２５２を表す。なお、ΔＤ／Ｌは０．５％以下であることがより好ましく、０．３％以下であることがさらに好ましい。

これにより、製造時に変形が生じやすい薄型の筒状セラミックスであっても外観上の歪みが少なく、意匠性を維持することができる。またノズル収容部からのノズル進退の際にも摺動部にかかる負荷は小さく、シャワートイレの耐久性が向上する。さらに、連通孔２１の位置をより正確に吐水孔１１と合わせることができるため、洗浄水の照準精度が向上する。また、反りが小さいことで洗浄水の照準精度が向上する。

図５は、ノズル駆動部１１０中のノズル進退部を示す図である。
洗浄ノズル１０はスライダー１１１に沿って進退し、その際にはノズルカバー２の外周がスライダー１１１と摺動することとなる。ノズルカバー２の変形が少なければ、洗浄ノズル１０の進退に伴う摺動時のスライダー１１１との摩擦が小さくなり、負荷が軽減される。

ノズルカバー２を構成するセラミックス材料としては特に限定されるものではないが、陶磁器質材料、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素および窒化ケイ素からなる群より選択される少なくとも１種の材料で構成されることが好ましい。これにより、薄型でも変形しにくく高強度であり、耐摩耗性や耐薬品性にも優れたノズルカバー２が得られる。

またノズルカバー２が陶磁器質材料、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素および窒化ケイ素からなる群より選択される少なくとも１種の材料で構成される場合、ＪＩＳ Ａ １５０９－３に準拠して測定される吸水率が０．０１％以上であることが好ましい。これにより、より確実に反り変形を小さく抑えることができる。詳しくは、ノズルカバー２が陶磁器質材料からなる場合、吸水率が低いとガラス成分が多く含まれ、焼成過程で変形を起こしやすい。ノズルカバー２がアルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素または窒化ケイ素からなる場合には、吸水率が低いと焼成過程で焼結が進みやすく、変形を起こしやすい。したがって、上記いずれの材料においても、吸水率が０．０１％以上である材料を使用することで、ノズルカバー２の変形をより少なく抑えることができる。

以上、本発明の局部洗浄ノズル１０に係るノズルカバー２について説明した。本発明のノズルカバーによれば、製造時に変形が生じやすい薄型の筒状セラミックスであっても外観上の歪みが少なく、意匠性を維持することができる。またノズル収容部からのノズル出し入れの際にも摺動部にかかる負荷は小さく、シャワートイレの耐久性が向上する。さらに、連通孔２１の位置をより正確に吐水孔１１と合わせることができるため、洗浄水の照準精度が向上する。また、反りが小さいことで洗浄水の照準精度が向上する。

次に、本発明の局部洗浄ノズル１０に係るノズルカバー２の製造方法について説明する。

ノズルカバー２の製造方法としては特に限定されるものではないが、ＣＩＰ成形（静水圧等方加圧成形）や鋳込み成形によって製造されることが好ましい。以下では、ＣＩＰ成形（静水圧等方加圧成形）および鋳込み成形でのノズルカバー２の製造方法について詳細に説明する。

＜ＣＩＰ成形（静水圧等方加圧成形）＞
各原料を、所定割合で配合した配合原料に所定量の水を加え、ボールミル等で粉砕して、素地スラリーを調製する。粉砕後の平均粒度は例えば、アルミナ１μｍ、陶磁器質材料５～１０μｍ程度であればよい。

調製した素地スラリーを、アトマイザー製粉やスプレードライヤー製粉により顆粒状に製粉する。顆粒の平均粒径は、アトマイザー製粉の場合で、１０～２００μｍ、スプレードライヤー製粉の場合で、１００～５００μｍ程度である。

ゴムと金型で形成されるＣＩＰ成形（静水圧等方加圧成形）型に、製粉した顆粒を充填し、成形を行う。例えば、成形圧は３００～１０００ｋｇ／ｃｍ^２で行われる。ＣＩＰ成形（静水圧等方加圧成形）によれば、成形体を均質な密度で成形可能なため、ノズルカバー２を薄型に成形しても変形が発生しにくく、寸法精度を向上させることが可能である。

さらに上記の成形体を、所定の大きさや形状に切削加工することで、成型時に生じる変形を修正することができる。成形体を所定の大きさや形状に切削加工を行ったのち、その素地を例えば４０℃で乾燥し、乾燥素地を作製する。尚、切削加工は、成形後に行ってもよいし、乾燥後行ってもよい。もしくは、後述する焼成（仮焼）後に行ってもよい。

上記の乾燥素地を焼成炉で焼成し、焼成体（仮焼）を得る。焼成温度は例えば、陶磁器質材料の場合は８００～１３００℃、アルミナの場合は１３００～１６００℃とすることができる。

乾燥素地、または焼成体（仮焼）に、任意で釉薬スラリーをスプレー等により施釉してもよい。釉薬の組成は特に限定されず、例えば珪砂、長石、石灰、粘土、亜鉛華、フリット等からなる釉薬原料を配合したものに所定量の水を加え、ボールミルで細かくした釉薬のスラリーを用いて釉薬を形成できる。釉薬は透明でもよいし、ジルコン等の乳白剤や着色剤を含んでもよい。また釉薬層の厚みは特に限定されないが、意匠性、耐水性と耐貫入性の観点から、好ましくは０．２～１ｍｍであり、より好ましくは０．３～０．８ｍｍであり、さらに好ましくは０．４～０．８ｍｍである。

施釉した乾燥素地、または、施釉した焼成体に、焼成炉で焼成し焼成素地を得る。焼成温度は例えば、陶磁器質材料の場合、８００～１３００℃、アルミナの場合８００～１６００℃とすることができる。

以上のようにして、ＣＩＰ成形（静水圧等方加圧成形）によってノズルカバー２が製造される。ＣＩＰ成形（静水圧等方加圧成形）によって製造されるノズルカバー２は均質な密度で成形されるため、変形が発生しにくく高い寸法精度を有し、ノズル本体１との組み付け性も良好である。なお、ＣＩＰ成形（静水圧等方加圧成形）は乾式法と湿式法のいずれであってもよい。

＜鋳込み成形＞
次に、鋳込み成形でのノズルカバー２の製造方法について説明する。
各原料を、所定割合で配合した配合原料に所定量の水を加え、ボールミル等で粉砕して、素地スラリーを調製する。粉砕後の平均粒度は例えば、アルミナ１μｍ、陶磁器質材料５～１０μｍ程度であればよい。

調製した素地スラリーを、所定形状の石膏型等を用いて、成形素地とする。その成形素地を例えば４０℃で乾燥し、乾燥素地を作製する。

さらに上記の乾燥素地を、所定の大きさや形状に切削加工することで、成型時に生じる変形を修正することができる。尚、切削加工は乾燥後行ってもよいし、後述する焼成(仮焼)後に行ってもよい。

上記の切削加工された乾燥素地を焼成炉で焼成し、焼成体（仮焼）を得る。焼成温度は例えば、陶磁器質材料の場合は８００～１３００℃、アルミナの場合は１３００～１６００℃とすることができる。

乾燥素地、または焼成体（仮焼）に、任意で釉薬スラリーをスプレー等により施釉してもよい。釉薬の組成は特に限定されず、例えば珪砂、長石、石灰、粘土、亜鉛華、フリット等からなる釉薬原料を配合したものに所定量の水を加え、ボールミルで細かくした釉薬のスラリーを用いて釉薬を形成できる。釉薬は透明でもよいし、ジルコン等の乳白剤や着色剤を含んでもよい。また釉薬層の厚みは特に限定されないが、意匠性、耐水性と耐貫入性の観点から、好ましくは０．２～１ｍｍであり、より好ましくは０．３～０．８ｍｍであり、さらに好ましくは０．４～０．８ｍｍである。

施釉した乾燥素地、または、施釉した焼成体に、焼成炉で焼成し焼成素地を得る。焼成温度は例えば、陶磁器質材料の場合、８００～１３００℃、アルミナの場合８００～１６００℃とすることができる。

以上のようにして、鋳込み成形によってノズルカバー２が製造される。鋳込み成形によって製造されるノズルカバー２は高密度で成形されるため、変形が発生しにくく高い寸法精度を有し、ノズル本体１との組み付け性も良好である。

以下、本発明の局部洗浄ノズル１０に係るノズルカバー２について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。
上記のＣＩＰ成形（静水圧等方加圧成形）および鋳込み成形による製造方法により、実施例１～２０および比較例１に係るノズルカバーを作製した。作製したノズルカバーについて、最大変形率の測定と、ＪＩＳ Ａ １５０９－３に基づく吸水性試験を行った。各例の製造条件や、試験結果については、表１に示す。

表１におけるノズルカバーの最大変形率とは、図４に示す中央部２５の反り量ΔＤを筒全周について比較し、ΔＤが最大値ΔＤ_maxとなるときの中央部２５の長手方向全長Ｌに対する比率ΔＤ_max／Ｌである。

実施例１５～２０によれば、アルミナおよびジルコニアで形成されたノズルカバーは最大変形率が０．４％以下と安定して小さく、高い寸法精度を有する。アルミナおよびジルコニアは変形が起こりにくい材料であり、ノズルカバーに好ましい材料である。

比較例１によれば、陶磁器質材料において吸水率が０．０１％未満のものを用いた場合、最大変形率は１．２％と大きい。吸水率が低い陶磁器質材料はガラス成分が多く含まれているために、焼成する際に変形を起こしやすいものと考えられる。吸水率が０．０１％以上である陶磁器質材料を使用することで、ノズルカバーの変形をより少なく抑えることができる。

また、ＣＩＰ成形（静水圧等方加圧成形）によって製造したノズルカバーは、ガラス成分が多く含まれ変形しやすい比較例１を除き、非常に変形量が小さい。ＣＩＰ成形（静水圧等方加圧成形）によって製造されるノズルカバーは均質な密度で成形されるため、変形が発生しにくく高い寸法精度を有し、ノズル本体との組み付け性も良好である。

鋳込み成形によって製造したノズルカバーについても、最大変形率は１％未満であり、変形は小さく抑えられている。鋳込み成形によって製造されるノズルカバーは高密度で成形されるため、変形が発生しにくく高い寸法精度を有し、ノズル本体との組み付け性も良好である。

以上、実施例および比較例に基づいて、本発明の局部洗浄ノズルについて詳細に説明した。本発明によれば、寸法精度が高く、意匠性、摺動部への低い負荷、洗浄水の高い照準精度が担保されたノズルカバーを提供することができる。

なお本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、上記の実施形態を変形・改良したものについても本発明に含まれる。

１ …ノズル本体
１１…吐水孔
１２…通水路
２ …ノズルカバー
２１…連通孔
２２…孔部
２３…長手方向軸
２４…両端部
２５…中央部
２６…直線状形成部
３ …釉薬層
７ …便器
８ …便座
１０…洗浄ノズル
１００…局部洗浄装置
１１０…ノズル駆動部
１１１…スライダー

Claims (7)

1. 洗浄水を吐出する吐水孔と、前記吐水孔に洗浄水を供給する通水路と、を有するノズル本体と、
   前記ノズル本体を収納するノズルカバーと、を備える局部洗浄ノズルであって、
   前記ノズルカバーは、
   セラミックス（ただし、陶磁器質材料全体に対して長石８０％及び粘土２０％含む陶磁器質材料を除く。）からなるとともに筒壁の厚さが５ｍｍ以下であり、
   長手方向に延出する直線状形成部を有して構成され、
   前記直線状形成部は、長手方向全長に対する反り量の比率が１％以下である、局部洗浄ノズル。
2. 前記ノズルカバーは、
   前記ノズルカバーの長手方向全長の両端１０％ずつを構成する両端部と、前記両端部を除く長手方向全長の８０％を構成する中央部と、から構成され、
   前記直線状形成部は、前記中央部に形成される、請求項１に記載の局部洗浄ノズル。
3. 前記ノズルカバーは、陶磁器質材料、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素および窒化ケイ素からなる群より選択される少なくとも１種の材料で構成される、請求項１または２に記載の局部洗浄ノズル。
4. 前記ノズルカバーは、ＪＩＳ Ａ １５０９－３に準拠して測定される吸水率が０．０１％以上である、請求項３に記載の局部洗浄ノズル。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の局部洗浄ノズルの製造方法であって、
   前記ノズルカバーを静水圧等方加圧成形により成形する、局部洗浄ノズルの製造方法。
6. 請求項１～４のいずれかに記載の局部洗浄ノズルの製造方法であって、
   前記ノズルカバーを鋳込み成形により成形する、局部洗浄ノズルの製造方法。
7. 請求項５又は６に記載の局部洗浄ノズルの製造方法であって、
   前記ノズルカバーの成形体を焼成前または焼成後に切削加工する、局部洗浄ノズルの製造方法。
   

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