JPWO2004079275A1 - 加熱装置およびそれを用いた衛生洗浄装置 - Google Patents

Abstract

ケース本体部に直線型シーズヒータが略平行に配置される。シーズヒータの外周面の両端部近傍は弾性保持部材によりそれぞれ軸方向に可動に保持されている。シーズヒータの外周面とケース本体部との間には、円筒状の空間がそれぞれ形成されている。円筒状の空間を連通させる空間が設けられている。

Description

本発明は、加熱装置およびそれを備えた衛生洗浄装置に関する。

人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置においては、人体に不快感を与えないようにするため洗浄に用いる洗浄水を適切な温度に調整する加熱装置が備えられている。このような加熱装置には、主に貯湯式衛生洗浄装置または瞬間加熱式衛生洗浄装置がある。
貯湯式衛生洗浄装置は、予め所定量の洗浄水を貯えるとともに内蔵した加熱ヒータにより洗浄水を所定の温度に加熱する温水タンクを備え、人体の局部を洗浄する際に、予め温水タンク内で所定の温度に加熱した洗浄水の水道圧を利用するか、もしくはポンプ等により圧送してノズルより噴出させる方法を採用している。
この貯湯式衛生洗浄装置においては、人体の局部を洗浄する際まで、予め温水タンク内の洗浄水を所定の温度に維持し続けなければならない。そのため、加熱装置に常時電力を供給する必要があることから消費電力が大きくなる。また、複数の人が連続して局部を洗浄し、予め温水タンク内で所定の温度に加熱した洗浄水の量以上を使用した際、温水タンク内の洗浄水の温度が所定の温度以下に低下して人体に不快感を与えてしまう。
一方、瞬間加熱式衛生洗浄装置は、人体の局部を洗浄する際に、洗浄水を昇温速度に優れたセラミックヒータ等の加熱装置により所定の温度に瞬間的に加熱し、水道圧を利用するかもしくはポンプ等により圧送してノズルより噴出させる方法を採用している。
そのため、瞬間加熱式衛生洗浄装置においては、予め洗浄水を所定の温度に維持し続ける必要がなく、使用時のみ加熱装置に電力を供給すればよいので消費電力を抑制することができる。また、長時間の洗浄や、トイレの連続使用等により多量の洗浄水を人体の局部の洗浄に用いた際でも、洗浄水の温度が所定の温度以下に低下して人体に不快感を与えることを防止することができる（特開平１０−１６０２４９号公報参照）。
通常、加熱装置は、発熱体がケース体内に保持された構造を有する。このような加熱装置を用いて洗浄水を瞬間的に加熱する場合には、発熱体が瞬間的に熱膨張し、加熱終了後に熱収縮する。それにより、ケース体に瞬間的に大きな応力が加わることとなる。その結果、発熱体またはケース体が破損または変形するおそれがある。

本発明の目的は、発熱体が熱膨張または熱収縮した場合でも発熱体およびケース体の変形および破損が防止された加熱装置およびそれを用いた衛生洗浄装置を提供することである。
本発明の一局面に従う加熱装置は、ケース体と、一端部および他端部を有し、ケース体に貫通するように設けられた発熱体と、発熱体の一端部をケース体に軸方向に可動に保持する第１の保持部材と、発熱体の他端部をケース体に軸方向に可動に保持する第２の保持部材とを備えたものである。
この加熱装置においては、ケース体に貫通するように発熱体が設けられ、発熱体の一端部が第１の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持され、発熱体の他端部が第２の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持される。
この場合、発熱体が軸方向に熱膨張または熱収縮した場合に一端部および他端部が第１および第２の保持部材に対して摺動する。それにより、発熱体およびケース体には応力が作用しないため、発熱体およびケース体の破損および変形が防止される。
ケース体と発熱体の外周面との間に流体が流動可能な流路が形成されてもよい。
この場合、ケース体と発熱体の外周面との間に流体が流動することにより、流体と発熱体との接触面積が大きくなる。それにより、流体が効率よく加熱される。また、発熱体の外周部がケース体に接触していないので、発熱体が径方向に熱膨張または熱収縮しても発熱体およびケース体に応力が作用せず、発熱体およびケース体の破損および変形が防止される。さらに、流路を形成するための部材が不要となるため、部品点数を削減でき、組み立て時間を削減することができる。
流路に連通する第１の流体口および第２の流体口がケース体に形成されてもよい。
この場合、流路に連通する第１の流体口および第２の流体口がケース体に形成されているので、組み立て時間を削減することができる。
ケース体の第１の流体口は発熱体の中心軸に対して扁心する位置に設けられてもよい。
この場合、第１の流体口から供給された流体が発熱体の外周面に沿って円周方向に旋回するように流れる。それにより、発熱体の表面での攪拌効果により発熱体から流体への熱の伝達を効率よく行うことができる。その結果、高い熱交換効率を得ることができる。したがって、加熱装置の小型化が図れる。
加熱装置は、ケース体の第２の流体口の近傍に設けられた温度検出器をさらに備えてもよい。
この場合、第２の流体口から流出する洗浄水の温度を測定することができる。それにより発熱体により加熱された洗浄水の温度を適切に制御することができる。
加熱装置は、第２の流体口に連通するように設けられた温度緩衝部をケース体にさらに備えてもよい。
この場合、発熱体により加熱された洗浄水の温度変動を抑制することができる。それにより、洗浄水の温度を一定にすることが可能となる。
発熱体は、柱状に形成されてもよい。この場合、発熱体の構造が単純となるため製造が容易となる。また、熱膨張または熱収縮による変形がほぼ軸方向に限られる。したがって、熱膨張または熱収縮による発熱体の変形を第１および第２の保持部材に対する両端部の摺動により効果的に吸収することができる。
発熱体は、シーズヒータを含んでもよい。この場合、破損し難い加熱装置を安価に作製することができる。
発熱体は、セラミックヒータを含んでもよい。この場合、信頼性の高い加熱装置を作製することができる。
発熱体は、略直線状の複数の発熱体を含み、複数の発熱体がケース体を貫通するように並列に設けられてもよい。
この場合、発熱量の大きい加熱装置をコンパクトに形成することができるとともに、複数の発熱体の通電制御を行うことによりフリッカーノイズを低減することができる。
第１および第２の保持部材は弾性体からなってもよい。この場合、発熱体の両端部近傍が、それぞれ弾性体からなる第１および第２の保持部材により保持される。それにより、発熱体の両端部が確実に摺動可能に保持される。その結果、発熱体は摺動可能に保持される。
ケース体は、複数のケース部分が一体化されることにより形成されてもよい。この場合、加熱装置の組み立て時間を削減することができるとともに組み立てが容易になる。それにより、自動組み立てを行うことが可能となる。
複数のケース部分は樹脂により形成され、溶着により接合されることにより一体化されてもよい。この場合、組み立て時間を削減することができるとともに低コスト化を図ることができる。
加熱装置は、発熱体の過熱防止のための過熱防止器をさらに備えてもよい。この場合、発熱体が異常に過熱することが防止され、安全性が向上する。
本発明の他の局面に従う衛生洗浄装置は、給水源から供給される洗浄水を人体の被洗浄部に噴出する衛生洗浄装置であって、給水源から供給される洗浄水を流動させつつ加熱する加熱装置と、加熱装置により加熱された洗浄水を人体に噴出する噴出装置とを備え、加熱装置は、ケース体と、一端部および他端部を有し、ケース体に貫通するように設けられた発熱体と、発熱体の一端部をケース体に軸方向に可動に保持する第１の保持部材と、発熱体の他端部をケース体に軸方向に可動に保持する第２の保持部材とを備えたものである。
この衛生洗浄装置においては、給水源から供給される洗浄水が加熱装置により流動されつつ加熱され、噴出装置により加熱装置により加熱された洗浄水が人体に噴出される。
この場合、衛生洗浄装置の使用時にのみ洗浄水の加熱が行われるので、消費電力を最小限に抑えることができる。また、洗浄水を蓄える貯水タンクが不要となるため、省スペース化が実現される。さらに、洗浄時間が長くなった場合でも、洗浄水の温度低下を防止することができる。
また、この加熱装置においては、ケース体に貫通するように発熱体が設けられ、発熱体の一端部が第１の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持され、発熱体の他端部が第２の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持される。
この場合、発熱体が軸方向に熱膨張または熱収縮した場合に一端部および他端部が第１および第２の保持部材に対して摺動する。それにより、発熱体およびケース体には応力が作用しないため、発熱体およびケース体の破損および変形が防止される。

図１は、本発明の実施例の衛生洗浄装置を便器に装着した状態を示す斜視図、
図２は、図１の遠隔操作装置の一例を示す模式図、
図３は、本発明の一実施例の衛生洗浄装置の本体部の構成を示す模式図、
図４は、熱交換器の構造の一例を示す平面図、
図５は、図４に示す熱交換器の内部構造を説明するための図、
図６は、図５に示す熱交換器の他の例を示す断面図、
図７は、熱交換器のさらに他の例を示す分解斜視図、
図８は、ポンプの構造の一例を示す断面図、
図９は、アンブレラパッキンの動作を説明するための模式図、
図１０は、図８のポンプの各部の圧力変化を示す図、
図１１は、切替弁の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の切替弁のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）の切替弁のＢ−Ｂ線断面図、
図１２は、図１１の切替弁の動作を示す断面図、
図１３は、図３のノズル部のおしりノズルの断面図、
図１４は、図１３のおしりノズルの動作を説明するための断面図、
図１５は、洗浄開始時において熱交換器から排出される洗浄水およびおしりノズルから噴出される洗浄水の温度変化を示す図、
図１６は、熱交換器において瞬間的な温度変動が発生した場合に熱交換器から排出される洗浄水およびおしりノズルから噴出される洗浄水の温度変化を示す図である。

以下、本発明の実施例の衛生洗浄装置について説明する。
図１は本発明の実施例の衛生洗浄装置を便器に装着した状態を示す斜視図である。
図１に示すように、便器６１０上に衛生洗浄装置１００が装着される。タンク７００は、水道配管に接続されており、便器６１０内に洗浄水を供給する。
衛生洗浄装置１００は、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００および蓋部５００により構成される。
本体部２００には、便座部４００および蓋部５００が開閉自在に取り付けられる。さらに、本体部２００には、ノズル部３０を含む洗浄水供給機構が設けられるとともに、制御部が内蔵されている。本体部２００の制御部は、後述するように遠隔操作装置３００により送信される信号に基づいて、洗浄水供給機構を制御する。さらに、本体部２００の制御部は、便座部４００に内蔵されたヒータ、本体部２００に設けられた脱臭装置（図示せず）および温風供給装置（図示せず）等の制御も行う。
図２は図１の遠隔操作装置３００の一例を示す模式図である。
図２に示すように、遠隔操作装置３００は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３０１、複数の調整スイッチ３０２、おしりスイッチ３０３、刺激スイッチ３０４、停止スイッチ３０５、ビデスイッチ３０６、乾燥スイッチ３０７および脱臭スイッチ３０８を備える。
使用者により調整スイッチ３０２、おしりスイッチ３０３、刺激スイッチ３０４、停止スイッチ３０５、ビデスイッチ３０６、乾燥スイッチ３０７および脱臭スイッチ３０８が押下操作される。それにより、遠隔操作装置３００は、後述する衛生洗浄装置１００の本体部２００に設けられた制御部に所定の信号を無線送信する。本体部２００の制御部は、遠隔操作装置３００より無線送信される所定の信号を受信し、洗浄水供給機構等を制御する。
例えば、使用者が、おしりスイッチ３０３またはビデスイッチ３０６を押下操作することにより図１の本体部２００のノズル部３０が移動して洗浄水が噴出する。刺激スイッチ３０４を押下操作することにより図１の本体部２００のノズル部３０から人体の局部に刺激を与える洗浄水が噴出される。停止スイッチ３０５を押下操作することによりノズル部３０からの洗浄水の噴出が停止する。
また、乾燥スイッチ３０７を押下操作することにより人体の局部に対して衛生洗浄装置１００の温風供給装置（図示せず）より温風が噴出される。脱臭スイッチ３０８を押下操作することにより衛生洗浄装置１００の脱臭装置（図示せず）により周辺の脱臭が行われる。
使用者が、調整スイッチ３０２を押下操作することにより、図１の衛生洗浄装置１００の本体部２００のノズル部３０の位置が変化したり、ノズル部３０より噴出される洗浄水の温度が変化したり、ノズル部３０より噴出される洗浄水の圧力が変化する。また、調整スイッチ３０２の押下に伴って複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３０１が点灯する。
以下、本発明の一実施例の衛生洗浄装置１００の本体部２００について説明を行う。図３は本発明の一実施例の衛生洗浄装置１００の本体部２００の構成を示す模式図である。
図３に示す本体部２００は、制御部４、分岐水栓５、ストレーナ６、逆止弁７、定流量弁８、止水電磁弁９、流量センサ１０、熱交換器１１、温度センサ１２ａ，サーモスタット１２ｂ、温度ヒューズ１２ｃ、ポンプ１３、切替弁１４およびノズル部３０を含む。また、ノズル部３０は、おしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３を含む。
図３に示すように、水道配管２０１に分岐水栓５が介挿される。また、分岐水栓５と熱交換器１１との間に接続される配管２０２に、ストレーナ６、逆止弁７、定流量弁８、止水電磁弁９、流量センサ１０および温度センサ１２ａが順に介挿されている。さらに、熱交換器１１と切替弁１４との間に接続される配管２０３に、温度センサ１２ｂおよびポンプ１３が介挿されている。
まず、水道配管２０１を流れる浄水が、洗浄水として分岐水栓５によりストレーナ６に供給される。ストレーナ６により洗浄水に含まれるごみや不純物等が除去される。次に、逆止弁７により配管２０２内における洗浄水の逆流が防止される。そして、定流量弁８により配管２０２内を流れる洗浄水の流量が一定に維持される。
また、ポンプ１３と切替弁１４との間にはリリーフ管２０４が接続され、止水電磁弁９と流量センサ１０との間には、逃がし水配管２０５が接続されている。リリーフ配管２０４には、リリーフ弁２０６が介挿されている。リリーフ弁２０６は、配管２０３の特にポンプ１３の下流側の圧力が所定値を超えると開成し、異常時の機器の破損、ホースの外れ等の不具合を防止する。一方、定流量弁８によって流量が調節され供給される洗浄水のうちポンプ１３で吸引されない洗浄水を逃がし水配管２０５から放出する。これにより、水道供給圧に左右されることなくポンプ１３には所定の背圧が作用することになる。
次いで、流量センサ１０は、配管２０２内を流れる洗浄水の流量を測定し、制御部４に測定流量値を与える。また、温度センサ１２ａは、配管２０２内を流れる洗浄水の温度を測定し、制御部４に温度測定値を与える。
続いて、熱交換器１１は、制御部４により与えられる制御信号に基づいて、配管２０２を通して供給された洗浄水を所定の温度に加熱する。サーモスタット１２ｂは、熱交換器１１により所定の温度に加熱された洗浄水の温度を測定し、所定の温度を超過した場合に、制御部４に温度超過信号を与える。制御部４は熱交換器１１への電力供給を遮断する。温度ヒューズ１２ｃは、熱交換器１１のシーズヒータの温度を検知し、所定の温度を超過した場合に熱交換器１１のシーズヒータへの電力供給を遮断する。
ポンプ１３は、熱交換器１１により加熱された洗浄水を制御部４により与えられる制御信号に基づいて、切替弁１４に圧送する。切替弁１４は、制御部４により与えられる制御信号に基づいて、ノズル部３０のおしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３のいずれか１つに洗浄水を供給する。それにより、おしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３のいずれか１つより洗浄水が噴出される。
制御部４は、図１の遠隔操作装置３００から無線送信される信号、流量センサ１０から与えられる測定流量値、温度センサ１２ａから与えられる温度測定値およびサーモスタット１２ｂから与えられる温度超過信号に基づき止水電磁弁９、熱交換器１１、ポンプ１３および切替弁１４に対して制御信号を与える。
図４は熱交換器１１の構造の一例を示す平面図である。
図４に示すように、熱交換器１１は、主に直方体形状のケース本体部６００、直線型シーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂ、プレートＰ１，Ｐ２および端面部材６００ａ，６００ｂから構成される。
熱交換器１１のケース本体部６００の一端側の上面には、配管２０２から供給される洗浄水を受け入れるための洗浄水入口５１１および加熱された洗浄水をポンプ１３に送り出すための洗浄水出口５１２が設けられる。
また、洗浄水出口５１２の近くには、温度センサ１２ａおよびサーモスタット１２ｂが設けられる。また、シーズヒータ５０５ａの他端側に温度ヒューズ１２ｃが設けられる。
ケース本体部６００の両端面には、それぞれプレートＰ１，Ｐ２を介して端面部材６００ａ，６００ｂが取り付けられる。それにより、後述するケース本体部６００の両端の開口部とシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂとの隙間が閉塞される。
次に、図５は、図４に示す熱交換器１１の内部構造を説明するための図である。図５（ａ）は、図４の熱交換器１１のＸ−Ｘ線断面を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）の熱交換器１１のＹ−Ｙ線断面を示し、図５（ｃ）は、図５（ａ）の熱交換器１１のＺ１−Ｚ１線断面を示し、図５（ｄ）は、図５（ａ）の熱交換器１１のＺ２−Ｚ２線断面を示す。
ケース本体部６００の内部に貫通するように直線型シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが略平行に配置される。シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周面とケース本体部６００との間には、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂがそれぞれ形成されている。また、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂを連通させる空間５１０ｃが設けられている。
ケース本体部６００の両端面とプレートＰ１，Ｐ２との間にそれぞれＯリングＰ３，Ｐ４が設けられ、端面部材６００ａ，６００ｂとプレートＰ１，Ｐ２との間にＯリングＰ５，Ｐ６が設けられている。それにより、ケース本体部６００の両端面と端面部材６００ａ，６００ｂとの接合部から洗浄水が流出することが防止される。
また、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周面の両端部近傍は弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６によりそれぞれ軸方向に可動に保持されている。ここで、軸方向に可動に保持された状態とは、例えばゴムからなる弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６のたわみによりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが軸方向に可動に保持されている状態、またはゴムからなる弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６の表面とシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの表面との摺動によりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが軸方向に可動に保持されている状態がある。シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周面の両端部近傍は、発熱体として用いられるニクロム線の部分ではなく、ニクロム線に接続された金属端子の部分に相当する。そのため、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの両端部近傍は高温とならない。したがって、弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６が溶融することはない。
図３の制御部４は、温度センサ１２ａより与えられる温度測定値に基づいて、熱交換器１１のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの温度をフィードバック制御する。円筒状の空間５１０ｂには、サーモスタット１２ｂの検知部が挿入されている。制御部４は、サーモスタット１２ｂより与えられる温度超過信号に基づいて、熱交換器１１のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂへの電力供給およびその遮断を制御する。
温度ヒューズ１２ｃは、シーズヒータ５０５ｂの温度が、所定の温度を超過した場合、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂへの電力供給を遮断する。温度センサ１２ａは洗浄水出口５１２の近くに設けられているので、おしりノズル１に供給される洗浄水の温度を正確に制御することができる。さらに、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが異常に過熱することが防止され、安全性が向上する。
また、制御部４がサーモスタット１２ｂも温度センサ１２ａと同じように洗浄水出口５１２の近くに設けられるので、おしりノズル１に供給される洗浄水の温度を正確に制御することができる。
洗浄水が、図５（ｃ）の熱交換器１１の一端側に設けられた洗浄水入口５１１からシーズヒータ５０５ａの周囲に形成された円筒状の空間５１０ａに供給される。ここで、洗浄水入口５１１は、円筒状の空間５１０ａの軸心に対して扁心した位置に設けられている。そのため、洗浄水は、円筒状の空間５１０ａ内のシーズヒータ５０５ａの外周面に沿って円周方向に流れる。それにより、シーズヒータ５０５ａからの熱を効率よく洗浄水に伝達することが可能となる。
また、図５（ｄ）に示すように、空間５１０ｃが円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂの軸心に対して扁心した位置に設けられている。そのため、円筒状の空間５１０ａを流れる洗浄水が、円筒状の空間５１０ｂ内のシーズヒータ５０５ｂの外周面に沿って円周方向に流れる。それにより、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの表面での攪拌効果によりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂから流体への熱の伝達を効率よく行うことができる。それにより、シーズヒータ５０５ｂからの熱を効率よく洗浄水に伝達することが可能となる。
円筒状の空間５１０ａ中を流れる間に、シーズヒータ５０５ａにより効率よく加熱された洗浄水は、空間５１０ｃを通ってシーズヒータ５０５ｂの周囲の空間５１０ｂに供給される。そして、円筒状の空間５１０ｂ中を流れる間に、シーズヒータ５０５ｂによりさらに効率よく加熱された洗浄水は、洗浄水出口５１２から排出される。
この場合、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが軸方向に熱膨張または熱収縮した場合でも、熱膨張または熱収縮による変形がほぼ軸方向に限られる。したがって、熱膨張または熱収縮によるシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの変形を弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６に対する両端部の摺動により効果的に吸収することができる。それにより、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよび直方体形状のケース本体部６００には応力が作用しないため、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよびケース本体部６００の破損および変形が防止される。
また、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周部が直方体形状のケース本体部６００に接触していないので、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが径方向に熱膨張または熱収縮してもシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよびケース本体部６００に応力が作用せず、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよびケース本体部６００の破損および変形が防止される。
なお、本実施例では、制御部４がフィードバック制御により熱交換器１１のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの温度を制御することとしたが、これに限定されず、フィードフォワード制御によりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの温度を制御してもよく、あるいは、温度上昇時にはフィードフォワード制御によりシーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂを制御し、正常時には、フィードバック制御によりシーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂを制御する複合的な制御を行ってもよい。
さらに、複数のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの通電量をトライアック素子により制御してもよい。例えば、複数のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂに応じてデューティ比を設定し、そのデューティ比に応じて交互に通電するよう制御してもよい。その結果、フリッカーノイズ等の発生を抑制することが可能となる。
なお、本実施例においては、安価で破損し難い２本の直線型シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを用いているが、これに限定されず、他の任意の数の直線型シーズヒータを用いてもよい。さらに、本実施例においては、円柱状のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを用いているが、これに限定されず、三角柱、四角柱または多角柱状のシーズヒータを用いてもよい。
また、本実施例においては、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを用いているが、これに限定されず、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂと同様の円筒状の形状を有するセラミックヒータを用いてもよい。
次に、図６は、図５に示す熱交換器の他の例を示す断面図である。図６（ａ）は、図５に示す熱交換器の他の例を示す断面であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の熱交換器のＹ−Ｙ線断面を示し、図６（ｃ）は、図６（ａ）の熱交換器のＺ−Ｚ線断面を示す。図６に示す熱交換器１１ａが図５に示す熱交換器１１と異なるのは以下の点である。
図６に示すように、円筒状の空間５１０ｂと洗浄水出口５１２との間に温度緩衝部５０４ａが直方体形状のケース本体部６００と一体的に形成されている。それにより、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂおよび５１０ｃにおいて加熱された洗浄水が温度緩衝部５０４ａに一時的に蓄えられることにより、温度変動が抑制された洗浄水をポンプ１３に与えることができる。
次に、図７は、熱交換器のさらに他の例を示す分解斜視図である。
図７に示すように、熱交換器１１ｂは、上ケース本体部６００ｃ、下ケース本体部６００ｄ、弾性保持部材であるＯリングＰ５，Ｐ６、プレートＰ１，Ｐ２およびシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂにより構成される。
図７に示すように、シーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂにプレートＰ１，Ｐ２およびＯリングＰ５，Ｐ６を装着し、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを上ケース本体部６００ｃと下ケース本体部６００ｄとで挟み込む。その後、超音波溶着器Ｈを用いて上ケース本体部６００ｃと下ケース本体部６００ｄとを溶着する。
この場合、上ケース本体部６００ｃおよび下ケース本体部６００ｄは、超音波溶着が可能な耐熱性樹脂により形成される。例えば、アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレンからなるＡＢＳ樹脂とガラス強化繊維とを含む熱可塑性樹脂であってもよい。
それにより、容易に熱交換器１１ａの組み立て時間を削減することができるとともに組み立てが容易になる。また、自動組み立てを行うことが可能となり、低コスト化を図ることができる。
図８はポンプ１３の構造の一例を示す断面図である。図８のポンプは複動型レシプロポンプである。
図８において、本体部１３８内には、円柱状空間１３９が形成されている。円柱状空間１３９内には圧送ピストン１３６が設けられている。圧送ピストン１３６の外周部には、Ｘ字パッキン１３６ａが装着されている。圧送ピストン１３６により円柱状空間１３９がポンプ室１３９ａとポンプ室１３９ｂとに分割される。本体部１３８の一側部には洗浄水入口ＰＩが設けられ、他側部には洗浄水出口ＰＯが設けられている。洗浄水入口ＰＩには図３の配管２０３を介して熱交換器１１が接続され、洗浄水出口ＰＯには配管２０３を介して切替弁１４が接続される。
洗浄水入口ＰＩは、内部流路Ｐ１、小室Ｓ１および小室Ｓ３を介してポンプ室１３９ａに連通するとともに、内部流路Ｐ２、小室Ｓ２および小室Ｓ４を介してポンプ室１３９ｂに連通している。
ポンプ室１３９ａは、小室Ｓ５、小室Ｓ７および内部流路Ｐ３を介して洗浄水出口ＰＯに連通している。ポンプ室１３９ｂは、小室Ｓ６、小室Ｓ８および内部流路Ｐ４を介して洗浄水出口ＰＯに連通している。
小室Ｓ３、小室Ｓ４、小室Ｓ７および小室Ｓ８には、それぞれアンブレラパッキン１３７が設けられている。
モータ１３０の回転軸にギア１３１が取り付けられ、ギア１３１にギア１３２が噛合っている。また、ギア１３２には、クランクシャフト１３３の一端が一点支持で回動可能に取り付けられ、クランクシャフト１３３の他端には、ピストン保持部１３４およびピストン保持棒１３５を介して圧送ピストン１３６が取り付けられている。
図３の制御部４により与えられる制御信号に基づいて、モータ１３０の回転軸が回転すると、モータ１３０の回転軸に取り付けられたギア１３１が矢印Ｒ１の方向に回転し、ギア１３２が矢印Ｒ２の方向に回転する。これにより、圧送ピストン１３６が図中の矢印Ｚの方向に上下運動する。
図９はアンブレラパッキン１３７の動作を説明するための模式図である。例えば、図８の圧送ピストン１３６が、下方向に移動し、ポンプ室１３９ａの容積を増加させた場合、小室Ｓ１の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が低くなるため、小室Ｓ３に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ｂ）に示すように変形する。その結果、洗浄水入口ＰＩから供給された洗浄水が、内部流路Ｐ１、小室Ｓ１および小室Ｓ３を介してポンプ室１３９ａに流入する。この場合、小室Ｓ７の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が低くなるため、小室Ｓ７に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ａ）に示す状態のまま変形しない。そのため、洗浄水がポンプ室１３９ａ内へ流入したり、逆に洗浄水出口ＰＯより吐出されることもない。
一方、図８の圧送ピストン１３６が、上方向に移動し、ポンプ室１３９ａの容積を減少させた場合、小室Ｓ１の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が高くなるため、小室Ｓ３に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ａ）に示す状態のまま変形しない。その結果、小室Ｓ１内の洗浄水が、ポンプ室１３９ａに流入しない。この場合、小室Ｓ７に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ｂ）に示すように変形する。そのため、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水が、小室Ｓ５、小室Ｓ７および内部流路Ｐ３を介して洗浄水出口ＰＯから吐出される。
なお、小室Ｓ４内に設けられたアンブレラパッキン１３７は、圧送ピストン１３６が上方向に移動した場合に、図９（ｂ）に示すように変形し、圧送ピストン１３６が下方向に移動した場合に、図９（ａ）に示す状態のまま変形しない。一方、小室Ｓ８に設けられたアンブレラパッキン１３７は、圧送ピストン１３６が上方向に移動した場合に、図９（ａ）に示す状態のまま変形せず、圧送ピストン１３６が下方向に移動した場合に、図９（ｂ）に示すように変形する。それにより、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水が洗浄水出口ＰＯから吐出されるときに、ポンプ室１３９ｂ内に洗浄水入口ＰＩからの洗浄水が流入し、ポンプ室１３９ａ内に洗浄水入口ＰＩからの洗浄水が流入するときに、ポンプ室１３９ｂ内の洗浄水が洗浄水出口ＰＯから吐出される。
図１０は図８のポンプ１３の各部の圧力変化を示す図である。図１０の縦軸は圧力を示し、横軸は時間を示す。
図１０に示すように、ポンプ１３の洗浄水入口ＰＩに圧力Ｐｉの洗浄水が供給される。この場合、図９の圧送ピストン１３６が上下方向に運動することにより、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水の圧力Ｐａは、点線のように変化する。一方、ポンプ室１３９ｂ内の洗浄水の圧力Ｐｂは、破線のように変化する。ポンプ１３の洗浄水出口ＰＯより吐出される洗浄水の圧力Ｐｏｕｔは、太い実線で示すように、圧力Ｐｃを中心として上下に周期的に変化する。
このように、ポンプ１３においては、圧送ピストン１３６が上下運動を行うことにより、ポンプ室１３９ａまたはポンプ室１３９ｂ内の洗浄水に対して交互に圧力が加えられ、洗浄水入口ＰＩの洗浄水が昇圧されて洗浄水出口ＰＯから吐出される。
図１１（ａ）は切替弁１４の縦断面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の切替弁１４のＡ−Ａ線断面図であり、図１１（ｃ）は図１１（ａ）の切替弁１４のＢ−Ｂ線断面図である。
図１１に示す切替弁１４は、モータ１４１、内筒１４２および外筒１４３により構成される。
外筒１４３内に内筒１４２が挿入され、モータ１４１の回転軸が内筒１４２に取り付けられている。モータ１４１は、制御部４により与えられる制御信号に基づいて回転動作を行う。モータ１４１が回転することにより内筒１４２が回転する。
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、外筒１４３の一端には、洗浄水入口１４３ａが設けられ、側部の対向する位置に洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃが設けられ、側部の洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃと異なる位置に洗浄水出口１４３ｄが設けられている。内筒１４２の互いに異なる位置に孔１４２ｅ，１４２ｆが設けられている。孔１４２ｅの周辺には、図１１（ｂ）に示すように、面取り部が形成されている。内筒１４２の回転により、孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂまたは１４３ｃと対向可能になっており、孔１４２ｆが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄと対向可能になっている。
洗浄水入口１４３ａには、図３の配管２０３が接続され、洗浄水出口１４３ｂには、おしりノズル１が接続され、洗浄水出口１４３ｃには、ビデノズル２が接続され、洗浄水出口１４３ｄには、ノズル洗浄用ノズル３が接続されている。
図１２は図１１の切替弁１４の動作を示す断面図である。
図１２（ａ）に示すように、モータ１４１が回転せず、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄと同じ側にある場合、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃのいずれにも対向せず、かつ内筒１４２の孔１４２ｆが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄに対向しない。したがって、洗浄水が洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃ，１４３ｄのいずれからも流出しない。
次に、図１２（ｂ）に示すように、モータ１４１が内筒１４２を４５度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｅの周囲の面取り部の一部が外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂに対向する。したがって、少量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ１で示すように洗浄水出口１４３ｂから流出する。
また、図１２（ｃ）に示すように、モータ１４１が内筒１４２を９０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂに対向する。したがって、多量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ２で示すように洗浄水出口１４３ｂから流出する。
さらに、モータ１４１が内筒１４２を２７０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｃに対向する。したがって、多量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して洗浄水出口１４３ｃから流出する。
また、モータ１４１が内筒１４２を１８０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｆが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄに対向する。したがって、多量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して洗浄水出口１４３ｄから流出する。
以上のように、制御部４からの制御信号に基づいてモータ１４１が回転することにより内筒１４２の孔１４２ｅ，１４２ｆのいずれかが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂ〜１４３ｄのいずれかに対向した場合には洗浄水が流出し、内筒１４２の孔１４２ｅ，１４２ｆのいずれもが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂ〜１４３ｄのいずれにも対向しない場合には洗浄水が流出しない。
次に、図３のノズル部３０のおしりノズル１について説明する。図１３は図３のノズル部３０のおしりノズル１の断面図である。なお、図３のノズル部３０のビデノズル２の構成および動作は図１３のおしりノズル１と同様である。
図１３に示すように、おしりノズル１は、円筒状のピストン部２０、円筒状のシリンダ部２１、シールパッキン２２およびスプリング２３により構成される。
ピストン部２０の先端近傍には、洗浄水を噴出するための噴出孔２５が形成されている。ピストン部２０の後端には、フランジ形状のストッパ部２６が設けられている。また、ストッパ部２６には、シールパッキン２２が装着されている。ピストン部２０の内部には、後端面から噴出孔２５に連通する流路２７が形成されている。
一方、シリンダ部２１は、先端側の径小部分と後端側の径大部分とからなる。それにより、径小部分と径大部分との間に、ストッパ部２６がシールパッキン２２を介して当接可能なストッパ面２１ｂが形成されている。シリンダ部２１の後端面には、洗浄水入口２４が設けられ、シリンダ部２１の先端面には、開口部２１ａが設けられている。シリンダ部２１の内部空間が温度変動緩衝部２８となる。洗浄水入口２４は、シリンダ部２１の中心軸とは異なる位置に偏心して設けられている。洗浄水入口２４は、図３の切替弁１４の洗浄水出口１４３ｂに接続されている。
ピストン部２０は、ストッパ部２６が温度変動緩衝部２８内に位置し、先端部が開口部２１ａから突出するように、シリンダ部２１内に移動可能に挿入されている。
さらに、スプリング２３は、ピストン部２０のストッパ部２６とシリンダ部２１の開口部２１ａの周縁との間に配設されており、ピストン部２０をシリンダ部２１の後端側に付勢する。
ピストン部２０のストッパ部２６の外周面とシリンダ部２１の内周面との間に微小隙間が形成され、ピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間に微小隙間が形成されている。
次いで、図１３のおしりノズル１の動作について説明する。図１４は図１３のおしりノズル１の動作を説明するための断面図である。
まず、図１４（ａ）に示すように、シリンダ部２１の洗浄水入口２４より洗浄水が供給されない場合、ピストン部２０が、スプリング２３の弾性力により矢印Ｘの方向と逆方向に後退し、シリンダ部２１内に収容されている。その結果、ピストン部２０は、シリンダ部２１の開口部２１ａより最も突出していない状態となる。このとき、シリンダ部２１内には、温度変動緩衝部２８が形成されない。
次いで、図１４（ｂ）に示すように、シリンダ部２１の洗浄水入口２４より洗浄水の供給が開始された場合、洗浄水の圧力によりピストン部２０がスプリング２３の弾性力に抗して矢印Ｘの方向に徐々に前進する。それにより、シリンダ部２１内に温度変動緩衝部２８が形成されるとともに温度変動緩衝部２８に洗浄水が流入する。
洗浄水入口２４がシリンダ部２１の中心軸に対して偏心した位置に設けられているので、温度変動緩衝部２８に流入した洗浄水は、矢印Ｖで示すように渦巻状に還流する。温度変動緩衝部２８の洗浄水の一部は、ピストン部２０のストッパ部２６の外周面とシリンダ部２１の内周面との間の微小隙間を通して、ピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間の微小隙間から流れ出るとともに、ピストン部２０の流路２７を通して噴出孔２５から噴出される。
ピストン部２０がさらに前進すると、図１４（ｃ）に示すように、ストッパ部２６がシールパッキン２２を介してシリンダ部２１のストッパ面２１ｂに水密に接触する。それにより、ピストン部２０のストッパ部２６の外周面とシリンダ部２１の内周面との間の微小隙間からピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間の微小隙間に至る流路が遮断される。したがって、温度変動緩衝部２８の洗浄水が、ピストン部２０内の流路２７を通して噴出孔２５のみから噴出される。
上記のように、図３の熱交換器１１から供給される洗浄水がシリンダ部２１内の温度変動緩衝部２８内に貯えられた後に、ピストン部２０の流路２７を通して噴出孔２５から噴出されるので、温度変動緩衝部２８内で洗浄水の温度変動が緩衝される。それにより、噴出孔２５から噴出される洗浄水の温度変動が平滑化されて急激な温度変動が抑制される。
特に、洗浄水入口２４がシリンダ部２１の中心軸に対して偏心した位置に設けられているので、温度変動緩衝部２８内で洗浄水が渦巻状に還流する。それにより、洗浄水の温度変動が効果的に緩衝される。したがって、温度変動緩衝部２８の容積が小さい場合でも、洗浄水の温度変動の高い緩衝効果が得られる。
図１５は洗浄開始時において熱交換器１１から排出される洗浄水およびおしりノズル１から噴出される洗浄水の温度変化を示す図であり、図１６は熱交換器１１において瞬間的な温度変動が発生した場合に熱交換器１１から排出される洗浄水およびおしりノズル１から噴出される洗浄水の温度変化を示す図である。
図１５および図１６においては、縦軸が洗浄水の温度を示し、横軸が時間を示す。また、図１５および図１６においては、破線が熱交換器１１の排出口５１２から排出される洗浄水の温度Ｔ１を示し、実線がおしりノズル１の噴出孔２５より噴出される洗浄水の温度Ｔ２を示す。
洗浄開始時に、図１５に示すように、熱交換器１１の排出口５１２から排出された洗浄水の温度Ｔ１は、設定温度Ｔｑを超過して、大きくオーバーシュートを起こす。そして、一定時間Ｔｃ２経過後、ほぼ設定温度Ｔｑで安定する。一方、温度変動緩衝部２８により温度変動が緩衝されることにより、おしりノズル１の噴出孔２５より噴出される洗浄水の温度Ｔ２は、時間Ｔｃ２よりも短い時間Ｔｃ１においてほぼ設定温度Ｔｑで安定する。
熱交換器１１の温度が瞬間的に大きく変動すると、図１６に示すように、熱交換器１１の排出口５１２から排出された洗浄水の温度Ｔ１が瞬間的に大きく変動する。この場合、熱交換器１１の排出口５１２から排出される洗浄水の温度は、制御部４の制御による応答遅れ時間Ｔ経過後、ほぼ設定温度Ｔｑで安定する。
一方、温度変動緩衝部２８により温度変動が緩衝されることにより、おしりノズル１の噴出孔２５より噴出される洗浄水の温度Ｔ２は、ほとんど変化せず、ほぼ設定温度Ｔｑで安定している。
なお、熱交換器１１により加熱された洗浄水に突発的な温度上昇が生じても、おしりノズル１の噴出孔２５から高温水が噴出することを確実に防止するためには、シリンダ部２１内の温度変動緩衝部２８の容積を、制御部４の応答遅れ時間Ｔと、単位時間当りに配管２０３内を流れる洗浄水の最大流量Ｑｍａｘとの積以上に設定することが好ましい。ここで、応答遅れ時間Ｔは、熱交換器１１により加熱された洗浄水の温度が所定値以上に上昇してから、温度センサ１２ｂが熱交換器１１から排出される洗浄水の温度を検出し、制御部４の制御により止水電磁弁９が洗浄水の供給を停止するまでの時間である。
以上のことにより、本実施例の熱交換器１１，１１ａ，１１ｂにおいては、発熱体が熱膨張または熱収縮した場合でも発熱体およびケース体の変形および破損を防止することができる。
また、本実施例の熱交換器１１，１１ａ，１１ｂを用いた衛生洗浄装置１００においては、衛生洗浄装置の使用時にのみ洗浄水の加熱が行われるので、消費電力を最小限に抑えることができる。また、洗浄水を蓄える貯水タンクが不要となるため、省スペース化が実現される。
また、衛生洗浄装置１００の不使用時には、熱交換器１１に電力を供給する必要がないので消費電力が低減される。さらに、熱交換器１１の円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂおよび５１０ｃに洗浄水を流しつつ加熱するので、洗浄水の使用量が多い場合でも洗浄水の温度の低下が生じない。
また、洗浄水を貯留した状態で長時間保温する必要がないので、衛生洗浄装置１００の使用時に、常に新鮮な洗浄水を噴出することができる。したがって、衛生上好ましい。
なお、本実施例においては、熱交換器１１，１１ａ，１１ｂを瞬間加熱式衛生洗浄装置に用いる場合について説明したが、これに限定されず、貯湯式衛生洗浄装置に用いてもよい。
本実施例においては、直方体形状のケース本体部６００、端面部材６００ａ，６００ｂ、上ケース本体部６００ｃ、下ケース本体部６００ｄがケース体に相当し、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが発熱体に相当し、弾性保持部材であるＯリングＰ５が第１の保持部材に相当し、弾性保持部材であるＯリングＰ６が第２の保持部材に相当し、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂ，５１０ｃが流動可能な流路に相当し、洗浄水入口５１１が第１の流体口に相当し、洗浄水出口５１２が第２の流体口に相当し、温度センサ１２ａが温度検出器に相当し、温度緩衝部５０４ａが温度緩衝部に相当し、弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６が第１の弾性体および第２の弾性体に相当し、サーモスタット１２ｂまたは温度ヒューズ１２ｃが過熱防止器に相当し、熱交換器１１，１１ａ，１１ｂが加熱装置に相当し、おしりノズル１、ビデノズル２、ノズル洗浄用ノズル３およびノズル部３０が噴出装置に相当する。
なお、本実施例においては、ポンプ１３として、複動型レシプロポンプを用いる場合について説明したが、これに限定されず、回転型ポンプまたは他の往復型ポンプを用いてもよい。

【書類名】 明細書
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置およびそれを備えた衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置においては、人体に不快感を与えないようにするため洗浄に用いる洗浄水を適切な温度に調整する加熱装置が備えられている。このような加熱装置には、主に貯湯式衛生洗浄装置または瞬間加熱式衛生洗浄装置がある。
【０００３】
貯湯式衛生洗浄装置は、予め所定量の洗浄水を貯えるとともに内蔵した加熱ヒータにより洗浄水を所定の温度に加熱する温水タンクを備え、人体の局部を洗浄する際に、予め温水タンク内で所定の温度に加熱した洗浄水の水道圧を利用するか、もしくはポンプ等により圧送してノズルより噴出させる方法を採用している。
【０００４】
この貯湯式衛生洗浄装置においては、人体の局部を洗浄する際まで、予め温水タンク内の洗浄水を所定の温度に維持し続けなければならない。そのため、加熱装置に常時電力を供給する必要があることから消費電力が大きくなる。また、複数の人が連続して局部を洗浄し、予め温水タンク内で所定の温度に加熱した洗浄水の量以上を使用した際、温水タンク内の洗浄水の温度が所定の温度以下に低下して人体に不快感を与えてしまう。
【０００５】
一方、瞬間加熱式衛生洗浄装置は、人体の局部を洗浄する際に、洗浄水を昇温速度に優れたセラミックヒータ等の加熱装置により所定の温度に瞬間的に加熱し、水道圧を利用するかもしくはポンプ等により圧送してノズルより噴出させる方法を採用している。
【０００６】
そのため、瞬間加熱式衛生洗浄装置においては、予め洗浄水を所定の温度に維持し続ける必要がなく、使用時のみ加熱装置に電力を供給すればよいので消費電力を抑制することができる。また、長時間の洗浄や、トイレの連続使用等により多量の洗浄水を人体の局部の洗浄に用いた際でも、洗浄水の温度が所定の温度以下に低下して人体に不快感を与えることを防止することができる（特開平１０−１６０２４９号公報参照）。
【０００７】
通常、加熱装置は、発熱体がケース体内に保持された構造を有する。このような加熱装置を用いて洗浄水を瞬間的に加熱する場合には、発熱体が瞬間的に熱膨張し、加熱終了後に熱収縮する。それにより、ケース体に瞬間的に大きな応力が加わることとなる。その結果、発熱体またはケース体が破損または変形するおそれがある。
【発明の開示】
本発明の目的は、発熱体が熱膨張または熱収縮した場合でも発熱体およびケース体の変形および破損が防止された加熱装置およびそれを用いた衛生洗浄装置を提供することである。
【０００８】
本発明の一局面に従う加熱装置は、ケース体と、一端部および他端部を有し、ケース体に貫通するように設けられた発熱体と、発熱体の一端部をケース体に軸方向に可動に保持する第１の保持部材と、発熱体の他端部をケース体に軸方向に可動に保持する第２の保持部材とを備えたものである。
【０００９】
この加熱装置においては、ケース体に貫通するように発熱体が設けられ、発熱体の一端部が第１の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持され、発熱体の他端部が第２の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持される。
【００１０】
この場合、発熱体が軸方向に熱膨張または熱収縮した場合に一端部および他端部が第１および第２の保持部材に対して摺動する。それにより、発熱体およびケース体には応力が作用しないため、発熱体およびケース体の破損および変形が防止される。
【００１１】
ケース体と発熱体の外周面との間に流体が流動可能な流路が形成されてもよい。
【００１２】
この場合、ケース体と発熱体の外周面との間に流体が流動することにより、流体と発熱体との接触面積が大きくなる。それにより、流体が効率よく加熱される。また、発熱体の外周部がケース体に接触していないので、発熱体が径方向に熱膨張または熱収縮しても発熱体およびケース体に応力が作用せず、発熱体およびケース体の破損および変形が防止される。さらに、流路を形成するための部材が不要となるため、部品点数を削減でき、組み立て時間を削減することができる。
【００１３】
流路に連通する第１の流体口および第２の流体口がケース体に形成されてもよい。
【００１４】
この場合、流路に連通する第１の流体口および第２の流体口がケース体に形成されているので、組み立て時間を削減することができる。
【００１５】
ケース体の第１の流体口は発熱体の中心軸に対して扁心する位置に設けられてもよい。
【００１６】
この場合、第１の流体口から供給された流体が発熱体の外周面に沿って円周方向に旋回するように流れる。それにより、発熱体の表面での攪拌効果により発熱体から流体への熱の伝達を効率よく行うことができる。その結果、高い熱交換効率を得ることができる。したがって、加熱装置の小型化が図れる。
【００１７】
加熱装置は、ケース体の第２の流体口の近傍に設けられた温度検出器をさらに備えてもよい。
【００１８】
この場合、第２の流体口から流出する洗浄水の温度を測定することができる。それにより発熱体により加熱された洗浄水の温度を適切に制御することができる。
【００１９】
加熱装置は、第２の流体口に連通するように設けられた温度緩衝部をケース体
にさらに備えてもよい。
【００２０】
この場合、発熱体により加熱された洗浄水の温度変動を抑制することができる。それにより、洗浄水の温度を一定にすることが可能となる。
【００２１】
発熱体は、柱状に形成されてもよい。この場合、発熱体の構造が単純となるため製造が容易となる。また、熱膨張または熱収縮による変形がほぼ軸方向に限られる。したがって、熱膨張または熱収縮による発熱体の変形を第１および第２の保持部材に対する両端部の摺動により効果的に吸収することができる。
【００２２】
発熱体は、シーズヒータを含んでもよい。この場合、破損し難い加熱装置を安価に作製することができる。
【００２３】
発熱体は、セラミックヒータを含んでもよい。この場合、信頼性の高い加熱装置を作製することができる。
【００２４】
発熱体は、略直線状の複数の発熱体を含み、複数の発熱体がケース体を貫通するように並列に設けられてもよい。
【００２５】
この場合、発熱量の大きい加熱装置をコンパクトに形成することができるとともに、複数の発熱体の通電制御を行うことによりフリッカーノイズを低減することができる。
【００２６】
第１および第２の保持部材は弾性体からなってもよい。この場合、発熱体の両端部近傍が、それぞれ弾性体からなる第１および第２の保持部材により保持される。それにより、発熱体の両端部が確実に摺動可能に保持される。その結果、発熱体は摺動可能に保持される。
【００２７】
ケース体は、複数のケース部分が一体化されることにより形成されてもよい。この場合、加熱装置の組み立て時間を削減することができるとともに組み立てが容易になる。それにより、自動組み立てを行うことが可能となる。
【００２８】
複数のケース部分は樹脂により形成され、溶着により接合されることにより一体化されてもよい。この場合、組み立て時間を削減することができるとともに低コスト化を図ることができる。
【００２９】
加熱装置は、発熱体の過熱防止のための過熱防止器をさらに備えてもよい。この場合、発熱体が異常に過熱することが防止され、安全性が向上する。
【００３０】
本発明の他の局面に従う衛生洗浄装置は、給水源から供給される洗浄水を人体の被洗浄部に噴出する衛生洗浄装置であって、給水源から供給される洗浄水を流動させつつ加熱する加熱装置と、加熱装置により加熱された洗浄水を人体に噴出する噴出装置とを備え、加熱装置は、ケース体と、一端部および他端部を有し、ケース体に貫通するように設けられた発熱体と、発熱体の一端部をケース体に軸方向に可動に保持する第１の保持部材と、発熱体の他端部をケース体に軸方向に可動に保持する第２の保持部材とを備えたものである。
【００３１】
この衛生洗浄装置においては、給水源から供給される洗浄水が加熱装置により流動されつつ加熱され、噴出装置により加熱装置により加熱された洗浄水が人体に噴出される。
【００３２】
この場合、衛生洗浄装置の使用時にのみ洗浄水の加熱が行われるので、消費電力を最小限に抑えることができる。また、洗浄水を蓄える貯水タンクが不要となるため、省スペース化が実現される。さらに、洗浄時間が長くなった場合でも、洗浄水の温度低下を防止することができる。
【００３３】
また、この加熱装置においては、ケース体に貫通するように発熱体が設けられ、発熱体の一端部が第１の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持され、発熱体の他端部が第２の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持される。
【００３４】
この場合、発熱体が軸方向に熱膨張または熱収縮した場合に一端部および他端部が第１および第２の保持部材に対して摺動する。それにより、発熱体およびケース体には応力が作用しないため、発熱体およびケース体の破損および変形が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施例の衛生洗浄装置について説明する。
【００３６】
図１は本発明の実施例の衛生洗浄装置を便器に装着した状態を示す斜視図である。
【００３７】
図１に示すように、便器６１０上に衛生洗浄装置１００が装着される。タンク７００は、水道配管に接続されており、便器６１０内に洗浄水を供給する。
【００３８】
衛生洗浄装置１００は、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００および蓋部５００により構成される。
【００３９】
本体部２００には、便座部４００および蓋部５００が開閉自在に取り付けられる。さらに、本体部２００には、ノズル部３０を含む洗浄水供給機構が設けられるとともに、制御部が内蔵されている。本体部２００の制御部は、後述するように遠隔操作装置３００により送信される信号に基づいて、洗浄水供給機構を制御する。さらに、本体部２００の制御部は、便座部４００に内蔵されたヒータ、本体部２００に設けられた脱臭装置（図示せず）および温風供給装置（図示せず）等の制御も行う。
【００４０】
図２は図１の遠隔操作装置３００の一例を示す模式図である。
【００４１】
図２に示すように、遠隔操作装置３００は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３０１、複数の調整スイッチ３０２、おしりスイッチ３０３、刺激スイッチ３０４、停止スイッチ３０５、ビデスイッチ３０６、乾燥スイッチ３０７および脱臭スイッチ３０８を備える。
【００４２】
使用者により調整スイッチ３０２、おしりスイッチ３０３、刺激スイッチ３０４、停止スイッチ３０５、ビデスイッチ３０６、乾燥スイッチ３０７および脱臭スイッチ３０８が押下操作される。それにより、遠隔操作装置３００は、後述する衛生洗浄装置１００の本体部２００に設けられた制御部に所定の信号を無線送信する。本体部２００の制御部は、遠隔操作装置３００より無線送信される所定の信号を受信し、洗浄水供給機構等を制御する。
【００４３】
例えば、使用者が、おしりスイッチ３０３またはビデスイッチ３０６を押下操作することにより図１の本体部２００のノズル部３０が移動して洗浄水が噴出する。刺激スイッチ３０４を押下操作することにより図１の本体部２００のノズル部３０から人体の局部に刺激を与える洗浄水が噴出される。停止スイッチ３０５を押下操作することによりノズル部３０からの洗浄水の噴出が停止する。
【００４４】
また、乾燥スイッチ３０７を押下操作することにより人体の局部に対して衛生洗浄装置１００の温風供給装置（図示せず）より温風が噴出される。脱臭スイッチ３０８を押下操作することにより衛生洗浄装置１００の脱臭装置（図示せず）により周辺の脱臭が行われる。
【００４５】
使用者が、調整スイッチ３０２を押下操作することにより、図１の衛生洗浄装置１００の本体部２００のノズル部３０の位置が変化したり、ノズル部３０より噴出される洗浄水の温度が変化したり、ノズル部３０より噴出される洗浄水の圧力が変化する。また、調整スイッチ３０２の押下に伴って複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３０１が点灯する。
【００４６】
以下、本発明の一実施例の衛生洗浄装置１００の本体部２００について説明を行う。図３は本発明の一実施例の衛生洗浄装置１００の本体部２００の構成を示す模式図である。
【００４７】
図３に示す本体部２００は、制御部４、分岐水栓５、ストレーナ６、逆止弁７、定流量弁８、止水電磁弁９、流量センサ１０、熱交換器１１、温度センサ１２ａ，サーモスタット１２ｂ、温度ヒューズ１２ｃ、ポンプ１３、切替弁１４およびノズル部３０を含む。また、ノズル部３０は、おしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３を含む。
【００４８】
図３に示すように、水道配管２０１に分岐水栓５が介挿される。また、分岐水栓５と熱交換器１１との間に接続される配管２０２に、ストレーナ６、逆止弁７、定流量弁８、止水電磁弁９、流量センサ１０および温度センサ１２ａが順に介挿されている。さらに、熱交換器１１と切替弁１４との間に接続される配管２０３に、温度センサ１２ｂおよびポンプ１３が介挿されている。
【００４９】
まず、水道配管２０１を流れる浄水が、洗浄水として分岐水栓５によりストレーナ６に供給される。ストレーナ６により洗浄水に含まれるごみや不純物等が除去される。次に、逆止弁７により配管２０２内における洗浄水の逆流が防止される。そして、定流量弁８により配管２０２内を流れる洗浄水の流量が一定に維持される。
【００５０】
また、ポンプ１３と切替弁１４との間にはリリーフ管２０４が接続され、止水電磁弁９と流量センサ１０との間には、逃がし水配管２０５が接続されている。リリーフ配管２０４には、リリーフ弁２０６が介挿されている。リリーフ弁２０６は、配管２０３の特にポンプ１３の下流側の圧力が所定値を超えると開成し、異常時の機器の破損、ホースの外れ等の不具合を防止する。一方、定流量弁８によって流量が調節され供給される洗浄水のうちポンプ１３で吸引されない洗浄水を逃がし水配管２０５から放出する。これにより、水道供給圧に左右されることなくポンプ１３には所定の背圧が作用することになる。
【００５１】
次いで、流量センサ１０は、配管２０２内を流れる洗浄水の流量を測定し、制御部４に測定流量値を与える。また、温度センサ１２ａは、配管２０２内を流れる洗浄水の温度を測定し、制御部４に温度測定値を与える。
【００５２】
続いて、熱交換器１１は、制御部４により与えられる制御信号に基づいて、配管２０２を通して供給された洗浄水を所定の温度に加熱する。サーモスタット１２ｂは、熱交換器１１により所定の温度に加熱された洗浄水の温度を測定し、所定の温度を超過した場合に、制御部４に温度超過信号を与える。制御部４は熱交換器１１への電力供給を遮断する。温度ヒューズ１２ｃは、熱交換器１１のシーズヒータの温度を検知し、所定の温度を超過した場合に熱交換器１１のシーズヒータへの電力供給を遮断する。
【００５３】
ポンプ１３は、熱交換器１１により加熱された洗浄水を制御部４により与えられる制御信号に基づいて、切替弁１４に圧送する。切替弁１４は、制御部４により与えられる制御信号に基づいて、ノズル部３０のおしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３のいずれか１つに洗浄水を供給する。それにより、おしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３のいずれか１つより洗浄水が噴出される。
【００５４】
制御部４は、図１の遠隔操作装置３００から無線送信される信号、流量センサ１０から与えられる測定流量値、温度センサ１２ａから与えられる温度測定値およびサーモスタット１２ｂから与えられる温度超過信号に基づき止水電磁弁９、熱交換器１１、ポンプ１３および切替弁１４に対して制御信号を与える。
【００５５】
図４は熱交換器１１の構造の一例を示す平面図である。
【００５６】
図４に示すように、熱交換器１１は、主に直方体形状のケース本体部６００、直線型シーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂ、プレートＰ１，Ｐ２および端面部材６００ａ，６００ｂから構成される。
【００５７】
熱交換器１１のケース本体部６００の一端側の上面には、配管２０２から供給される洗浄水を受け入れるための洗浄水入口５１１および加熱された洗浄水をポンプ１３に送り出すための洗浄水出口５１２が設けられる。
【００５８】
また、洗浄水出口５１２の近くには、温度センサ１２ａおよびサーモスタット１２ｂが設けられる。また、シーズヒータ５０５ａの他端側に温度ヒューズ１２ｃが設けられる。
【００５９】
ケース本体部６００の両端面には、それぞれプレートＰ１，Ｐ２を介して端面部材６００ａ，６００ｂが取り付けられる。それにより、後述するケース本体部６００の両端の開口部とシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂとの隙間が閉塞される。
【００６０】
次に、図５は、図４に示す熱交換器１１の内部構造を説明するための図である。図５（ａ）は、図４の熱交換器１１のＸ−Ｘ線断面を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）の熱交換器１１のＹ−Ｙ線断面を示し、図５（ｃ）は、図５（ａ）の熱交換器１１のＺ１−Ｚ１線断面を示し、図５（ｄ）は、図５（ａ）の熱交換器１１のＺ２−Ｚ２線断面を示す。
【００６１】
ケース本体部６００の内部に貫通するように直線型シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが略平行に配置される。シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周面とケース本体部６００との間には、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂがそれぞれ形成されている。また、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂを連通させる空間５１０ｃが設けられている。
【００６２】
ケース本体部６００の両端面とプレートＰ１，Ｐ２との間にそれぞれＯリングＰ３，Ｐ４が設けられ、端面部材６００ａ，６００ｂとプレートＰ１，Ｐ２との間にＯリングＰ５，Ｐ６が設けられている。それにより、ケース本体部６００の両端面と端面部材６００ａ，６００ｂとの接合部から洗浄水が流出することが防止される。
【００６３】
また、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周面の両端部近傍は弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６によりそれぞれ軸方向に可動に保持されている。ここで、軸方向に可動に保持された状態とは、例えばゴムからなる弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６のたわみによりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが軸方向に可動に保持されている状態、またはゴムからなる弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６の表面とシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの表面との摺動によりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが軸方向に可動に保持されている状態がある。シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周面の両端部近傍は、発熱体として用いられるニクロム線の部分ではなく、ニクロム線に接続された金属端子の部分に相当する。そのため、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの両端部近傍は高温とならない。したがって、弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６が溶融することはない。
【００６４】
図３の制御部４は、温度センサ１２ａより与えられる温度測定値に基づいて、熱交換器１１のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの温度をフィードバック制御する。円筒状の空間５１０ｂには、サーモスタット１２ｂの検知部が挿入されている。制御部４は、サーモスタット１２ｂより与えられる温度超過信号に基づいて、熱交換器１１のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂへの電力供給およびその遮断を制御する。
【００６５】
温度ヒューズ１２ｃは、シーズヒータ５０５ｂの温度が、所定の温度を超過した場合、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂへの電力供給を遮断する。温度センサ１２ａは洗浄水出口５１２の近くに設けられているので、おしりノズル１に供給される洗浄水の温度を正確に制御することができる。さらに、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが異常に過熱することが防止され、安全性が向上する。
【００６６】
また、制御部４がサーモスタット１２ｂも温度センサ１２ａと同じように洗浄水出口５１２の近くに設けられるので、おしりノズル１に供給される洗浄水の温度を正確に制御することができる。
【００６７】
洗浄水が、図５（ｃ）の熱交換器１１の一端側に設けられた洗浄水入口５１１からシーズヒータ５０５ａの周囲に形成された円筒状の空間５１０ａに供給される。ここで、洗浄水入口５１１は、円筒状の空間５１０ａの軸心に対して扁心した位置に設けられている。そのため、洗浄水は、円筒状の空間５１０ａ内のシーズヒータ５０５ａの外周面に沿って円周方向に流れる。それにより、シーズヒータ５０５ａからの熱を効率よく洗浄水に伝達することが可能となる。
【００６８】
また、図５（ｄ）に示すように、空間５１０ｃが円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂの軸心に対して扁心した位置に設けられている。そのため、円筒状の空間５１０ａを流れる洗浄水が、円筒状の空間５１０ｂ内のシーズヒータ５０５ｂの外周面に沿って円周方向に流れる。それにより、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの表面での攪拌効果によりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂから流体への熱の伝達を効率よく行うことができる。それにより、シーズヒータ５０５ｂからの熱を効率よく洗浄水に伝達することが可能となる。
【００６９】
円筒状の空間５１０ａ中を流れる間に、シーズヒータ５０５ａにより効率よく加熱された洗浄水は、空間５１０ｃを通ってシーズヒータ５０５ｂの周囲の空間５１０ｂに供給される。そして、円筒状の空間５１０ｂ中を流れる間に、シーズヒータ５０５ｂによりさらに効率よく加熱された洗浄水は、洗浄水出口５１２から排出される。
【００７０】
この場合、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが軸方向に熱膨張または熱収縮した場合でも、熱膨張または熱収縮による変形がほぼ軸方向に限られる。したがって、熱膨張または熱収縮によるシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの変形を弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６に対する両端部の摺動により効果的に吸収することができる。それにより、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよび直方体形状のケース本体部６００には応力が作用しないため、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよびケース本体部６００の破損および変形が防止される。
【００７１】
また、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周部が直方体形状のケース本体部６００に接触していないので、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが径方向に熱膨張または熱収縮してもシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよびケース本体部６００に応力が作用せず、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよびケース本体部６００の破損および変形が防止される。
【００７２】
なお、本実施例では、制御部４がフィードバック制御により熱交換器１１のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの温度を制御することとしたが、これに限定されず、フィードフォワード制御によりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの温度を制御してもよく、あるいは、温度上昇時にはフィードフォワード制御によりシーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂを制御し、正常時には、フィードバック制御によりシーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂを制御する複合的な制御を行ってもよい。
【００７３】
さらに、複数のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの通電量をトライアック素子により制御してもよい。例えば、複数のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂに応じてデューティ比を設定し、そのデューティ比に応じて交互に通電するよう制御してもよい。その結果、フリッカーノイズ等の発生を抑制することが可能となる。
【００７４】
なお、本実施例においては、安価で破損し難い２本の直線型シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを用いているが、これに限定されず、他の任意の数の直線型シーズヒータを用いてもよい。さらに、本実施例においては、円柱状のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを用いているが、これに限定されず、三角柱、四角柱または多角柱状のシーズヒータを用いてもよい。
【００７５】
また、本実施例においては、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを用いているが、これに限定されず、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂと同様の円筒状の形状を有するセラミックヒータを用いてもよい。
【００７６】
次に、図６は、図５に示す熱交換器の他の例を示す断面図である。図６（ａ）は、図５に示す熱交換器の他の例を示す断面であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の熱交換器のＹ-Ｙ線断面を示し、図６（ｃ）は、図６（ａ）の熱交換器のＺ-Ｚ線断面を示す。図６に示す熱交換器１１ａが図５に示す熱交換器１１と異なるのは以下の点である。
【００７７】
図６に示すように、円筒状の空間５１０ｂと洗浄水出口５１２との間に温度緩衝部５０４ａが直方体形状のケース本体部６００と一体的に形成されている。それにより、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂおよび５１０ｃにおいて加熱された洗浄水が温度緩衝部５０４ａに一時的に蓄えられることにより、温度変動が抑制された洗浄水をポンプ１３に与えることができる。
【００７８】
次に、図７は、熱交換器のさらに他の例を示す分解斜視図である。
【００７９】
図７に示すように、熱交換器１１ｂは、上ケース本体部６００ｃ、下ケース本体部６００ｄ、弾性保持部材であるＯリングＰ５，Ｐ６、プレートＰ１，Ｐ２およびシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂにより構成される。
【００８０】
図７に示すように、シーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂにプレートＰ１，Ｐ２およびＯリングＰ５，Ｐ６を装着し、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを上ケース本体部６００ｃと下ケース本体部６００ｄとで挟み込む。その後、超音波溶着器Ｈを用いて上ケース本体部６００ｃと下ケース本体部６００ｄとを溶着する。
【００８１】
この場合、上ケース本体部６００ｃおよび下ケース本体部６００ｄは、超音波溶着が可能な耐熱性樹脂により形成される。例えば、アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレンからなるＡＢＳ樹脂とガラス強化繊維とを含む熱可塑性樹脂であってもよい。
【００８２】
それにより、容易に熱交換器１１ａの組み立て時間を削減することができるとともに組み立てが容易になる。また、自動組み立てを行うことが可能となり、低コスト化を図ることができる。
【００８３】
図８はポンプ１３の構造の一例を示す断面図である。図８のポンプは複動型レシプロポンプである。
【００８４】
図８において、本体部１３８内には、円柱状空間１３９が形成されている。円柱状空間１３９内には圧送ピストン１３６が設けられている。圧送ピストン１３６の外周部には、Ｘ字パッキン１３６ａが装着されている。圧送ピストン１３６により円柱状空間１３９がポンプ室１３９ａとポンプ室１３９ｂとに分割される。本体部１３８の一側部には洗浄水入口ＰＩが設けられ、他側部には洗浄水出口ＰＯが設けられている。洗浄水入口ＰＩには図３の配管２０３を介して熱交換器１１が接続され、洗浄水出口ＰＯには配管２０３を介して切替弁１４が接続される。
【００８５】
洗浄水入口ＰＩは、内部流路Ｐ１、小室Ｓ１および小室Ｓ３を介してポンプ室１３９ａに連通するとともに、内部流路Ｐ２、小室Ｓ２および小室Ｓ４を介してポンプ室１３９ｂに連通している。
【００８６】
ポンプ室１３９ａは、小室Ｓ５、小室Ｓ７および内部流路Ｐ３を介して洗浄水出口ＰＯに連通している。ポンプ室１３９ｂは、小室Ｓ６、小室Ｓ８および内部流路Ｐ４を介して洗浄水出口ＰＯに連通している。
【００８７】
小室Ｓ３、小室Ｓ４、小室Ｓ７および小室Ｓ８には、それぞれアンブレラパッキン１３７が設けられている。
【００８８】
モータ１３０の回転軸にギア１３１が取り付けられ、ギア１３１にギア１３２が噛合っている。また、ギア１３２には、クランクシャフト１３３の一端が一点支持で回動可能に取り付けられ、クランクシャフト１３３の他端には、ピストン保持部１３４およびピストン保持棒１３５を介して圧送ピストン１３６が取り付けられている。
【００８９】
図３の制御部４により与えられる制御信号に基づいて、モータ１３０の回転軸が回転すると、モータ１３０の回転軸に取り付けられたギア１３１が矢印Ｒ１の方向に回転し、ギア１３２が矢印Ｒ２の方向に回転する。これにより、圧送ピストン１３６が図中の矢印Ｚの方向に上下運動する。
【００９０】
図９はアンブレラパッキン１３７の動作を説明するための模式図である。例えば、図８の圧送ピストン１３６が、下方向に移動し、ポンプ室１３９ａの容積を増加させた場合、小室Ｓ１の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が低くなるため、小室Ｓ３に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ｂ）に示すように変形する。その結果、洗浄水入口ＰＩから供給された洗浄水が、内部流路Ｐ１、小室Ｓ１および小室Ｓ３を介してポンプ室１３９ａに流入する。この場合、小室Ｓ７の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が低くなるため、小室Ｓ７に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ａ）に示す状態のまま変形しない。そのため、洗浄水がポンプ室１３９ａ内へ流入したり、逆に洗浄水出口ＰＯより吐出されることもない。
【００９１】
一方、図８の圧送ピストン１３６が、上方向に移動し、ポンプ室１３９ａの容積を減少させた場合、小室Ｓ１の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が高くなるため、小室Ｓ３に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ａ）に示す状態のまま変形しない。その結果、小室Ｓ１内の洗浄水が、ポンプ室１３９ａに流入しない。この場合、小室Ｓ７に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ｂ）に示すように変形する。そのため、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水が、小室Ｓ５、小室Ｓ７および内部流路Ｐ３を介して洗浄水出口ＰＯから吐出される。
【００９２】
なお、小室Ｓ４内に設けられたアンブレラパッキン１３７は、圧送ピストン１３６が上方向に移動した場合に、図９（ｂ）に示すように変形し、圧送ピストン１３６が下方向に移動した場合に、図９（ａ）に示す状態のまま変形しない。一方、小室Ｓ８に設けられたアンブレラパッキン１３７は、圧送ピストン１３６が上方向に移動した場合に、図９（ａ）に示す状態のまま変形せず、圧送ピストン１３６が下方向に移動した場合に、図９（ｂ）に示すように変形する。それにより、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水が洗浄水出口ＰＯから吐出されるときに、ポンプ室１３９ｂ内に洗浄水入口ＰＩからの洗浄水が流入し、ポンプ室１３９ａ内に洗浄水入口ＰＩからの洗浄水が流入するときに、ポンプ室１３９ｂ内の洗浄水が洗浄水出口ＰＯから吐出される。
【００９３】
図１０は図８のポンプ１３の各部の圧力変化を示す図である。図１０の縦軸は圧力を示し、横軸は時間を示す。
【００９４】
図１０に示すように、ポンプ１３の洗浄水入口ＰＩに圧力Ｐｉの洗浄水が供給される。この場合、図９の圧送ピストン１３６が上下方向に運動することにより、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水の圧力Ｐａは、点線のように変化する。一方、ポンプ室１３９ｂ内の洗浄水の圧力Ｐｂは、破線のように変化する。ポンプ１３の洗浄水出口ＰＯより吐出される洗浄水の圧力Ｐｏｕｔは、太い実線で示すように、圧力Ｐｃを中心として上下に周期的に変化する。
【００９５】
このように、ポンプ１３においては、圧送ピストン１３６が上下運動を行うことにより、ポンプ室１３９ａまたはポンプ室１３９ｂ内の洗浄水に対して交互に圧力が加えられ、洗浄水入口ＰＩの洗浄水が昇圧されて洗浄水出口ＰＯから吐出される。
【００９６】
図１１（ａ）は切替弁１４の縦断面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の切替弁１４のＡ−Ａ線断面図であり、図１１（ｃ）は図１１（ａ）の切替弁１４のＢ−Ｂ線断面図である。
【００９７】
図１１に示す切替弁１４は、モータ１４１、内筒１４２および外筒１４３により構成される。
【００９８】
外筒１４３内に内筒１４２が挿入され、モータ１４１の回転軸が内筒１４２に取り付けられている。モータ１４１は、制御部４により与えられる制御信号に基づいて回転動作を行う。モータ１４１が回転することにより内筒１４２が回転する。
【００９９】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、外筒１４３の一端には、洗浄水入口１４３ａが設けられ、側部の対向する位置に洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃが設けられ、側部の洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃと異なる位置に洗浄水出口１４３ｄが設けられている。内筒１４２の互いに異なる位置に孔１４２ｅ，１４２ｆが設けられている。孔１４２ｅの周辺には、図１１（ｂ）に示すように、面取り部が形成されている。内筒１４２の回転により、孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂまたは１４３ｃと対向可能になっており、孔１４２ｆが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄと対向可能になっている。
【０１００】
洗浄水入口１４３ａには、図３の配管２０３が接続され、洗浄水出口１４３ｂには、おしりノズル１が接続され、洗浄水出口１４３ｃには、ビデノズル２が接続され、洗浄水出口１４３ｄには、ノズル洗浄用ノズル３が接続されている。
【０１０１】
図１２は図１１の切替弁１４の動作を示す断面図である。
【０１０２】
図１２（ａ）に示すように、モータ１４１が回転せず、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄと同じ側にある場合、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃのいずれにも対向せず、かつ内筒１４２の孔１４２ｆが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄに対向しない。したがって、洗浄水が洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃ，１４３ｄのいずれからも流出しない。
【０１０３】
次に、図１２（ｂ）に示すように、モータ１４１が内筒１４２を４５度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｅの周囲の面取り部の一部が外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂに対向する。したがって、少量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ１で示すように洗浄水出口１４３ｂから流出する。
【０１０４】
また、図１２（ｃ）に示すように、モータ１４１が内筒１４２を９０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂに対向する。したがって、多量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ２で示すように洗浄水出口１４３ｂから流出する。
【０１０５】
さらに、モータ１４１が内筒１４２を２７０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｃに対向する。したがって、多量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して洗浄水出口１４３ｃから流出する。
【０１０６】
また、モータ１４１が内筒１４２を１８０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｆが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄに対向する。したがって、多量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して洗浄水出口１４３ｄから流出する。
【０１０７】
以上のように、制御部４からの制御信号に基づいてモータ１４１が回転することにより内筒１４２の孔１４２ｅ，１４２ｆのいずれかが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂ〜１４３ｄのいずれかに対向した場合には洗浄水が流出し、内筒１４２の孔１４２ｅ，１４２ｆのいずれもが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂ〜１４３ｄのいずれにも対向しない場合には洗浄水が流出しない。
【０１０８】
次に、図３のノズル部３０のおしりノズル１について説明する。図１３は図３のノズル部３０のおしりノズル１の断面図である。なお、図３のノズル部３０のビデノズル２の構成および動作は図１３のおしりノズル１と同様である。
【０１０９】
図１３に示すように、おしりノズル１は、円筒状のピストン部２０、円筒状のシリンダ部２１、シールパッキン２２およびスプリング２３により構成される。
【０１１０】
ピストン部２０の先端近傍には、洗浄水を噴出するための噴出孔２５が形成されている。ピストン部２０の後端には、フランジ形状のストッパ部２６が設けられている。また、ストッパ部２６には、シールパッキン２２が装着されている。ピストン部２０の内部には、後端面から噴出孔２５に連通する流路２７が形成されている。
【０１１１】
一方、シリンダ部２１は、先端側の径小部分と後端側の径大部分とからなる。それにより、径小部分と径大部分との間に、ストッパ部２６がシールパッキン２２を介して当接可能なストッパ面２１ｂが形成されている。シリンダ部２１の後端面には、洗浄水入口２４が設けられ、シリンダ部２１の先端面には、開口部２１ａが設けられている。シリンダ部２１の内部空間が温度変動緩衝部２８となる。洗浄水入口２４は、シリンダ部２１の中心軸とは異なる位置に偏心して設けられている。洗浄水入口２４は、図３の切替弁１４の洗浄水出口１４３ｂに接続されている。
【０１１２】
ピストン部２０は、ストッパ部２６が温度変動緩衝部２８内に位置し、先端部が開口部２１ａから突出するように、シリンダ部２１内に移動可能に挿入されて
いる。
【０１１３】
さらに、スプリング２３は、ピストン部２０のストッパ部２６とシリンダ部２１の開口部２１ａの周縁との間に配設されており、ピストン部２０をシリンダ部２１の後端側に付勢する。
【０１１４】
ピストン部２０のストッパ部２６の外周面とシリンダ部２１の内周面との間に微小隙間が形成され、ピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間に微小隙間が形成されている。
【０１１５】
次いで、図１３のおしりノズル１の動作について説明する。図１４は図１３のおしりノズル１の動作を説明するための断面図である。
【０１１６】
まず、図１４（ａ）に示すように、シリンダ部２１の洗浄水入口２４より洗浄水が供給されない場合、ピストン部２０が、スプリング２３の弾性力により矢印Ｘの方向と逆方向に後退し、シリンダ部２１内に収容されている。その結果、ピストン部２０は、シリンダ部２１の開口部２１ａより最も突出していない状態となる。このとき、シリンダ部２１内には、温度変動緩衝部２８が形成されない。
【０１１７】
次いで、図１４（ｂ）に示すように、シリンダ部２１の洗浄水入口２４より洗浄水の供給が開始された場合、洗浄水の圧力によりピストン部２０がスプリング２３の弾性力に抗して矢印Ｘの方向に徐々に前進する。それにより、シリンダ部２１内に温度変動緩衝部２８が形成されるとともに温度変動緩衝部２８に洗浄水が流入する。
【０１１８】
洗浄水入口２４がシリンダ部２１の中心軸に対して偏心した位置に設けられているので、温度変動緩衝部２８に流入した洗浄水は、矢印Ｖで示すように渦巻状に還流する。温度変動緩衝部２８の洗浄水の一部は、ピストン部２０のストッパ部２６の外周面とシリンダ部２１の内周面との間の微小隙間を通して、ピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間の微小隙間から流れ出るとともに、ピストン部２０の流路２７を通して噴出孔２５から噴出される。
【０１１９】
ピストン部２０がさらに前進すると、図１４（ｃ）に示すように、ストッパ部２６がシールパッキン２２を介してシリンダ部２１のストッパ面２１ｂに水密に接触する。それにより、ピストン部２０のストッパ部２６の外周面とシリンダ部２１の内周面との間の微小隙間からピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間の微小隙間に至る流路が遮断される。したがって、温度変動緩衝部２８の洗浄水が、ピストン部２０内の流路２７を通して噴出孔２５のみから噴出される。
【０１２０】
上記のように、図３の熱交換器１１から供給される洗浄水がシリンダ部２１内の温度変動緩衝部２８内に貯えられた後に、ピストン部２０の流路２７を通して噴出孔２５から噴出されるので、温度変動緩衝部２８内で洗浄水の温度変動が緩衝される。それにより、噴出孔２５から噴出される洗浄水の温度変動が平滑化されて急激な温度変動が抑制される。
【０１２１】
特に、洗浄水入口２４がシリンダ部２１の中心軸に対して偏心した位置に設けられているので、温度変動緩衝部２８内で洗浄水が渦巻状に還流する。それにより、洗浄水の温度変動が効果的に緩衝される。したがって、温度変動緩衝部２８の容積が小さい場合でも、洗浄水の温度変動の高い緩衝効果が得られる。
【０１２２】
図１５は洗浄開始時において熱交換器１１から排出される洗浄水およびおしりノズル１から噴出される洗浄水の温度変化を示す図であり、図１６は熱交換器１１において瞬間的な温度変動が発生した場合に熱交換器１１から排出される洗浄水およびおしりノズル１から噴出される洗浄水の温度変化を示す図である。
【０１２３】
図１５および図１６においては、縦軸が洗浄水の温度を示し、横軸が時間を示す。また、図１５および図１６においては、破線が熱交換器１１の排出口５１２から排出される洗浄水の温度Ｔ１を示し、実線がおしりノズル１の噴出孔２５より噴出される洗浄水の温度Ｔ２を示す。
【０１２４】
洗浄開始時に、図１５に示すように、熱交換器１１の排出口５１２から排出された洗浄水の温度Ｔ１は、設定温度Ｔｑを超過して、大きくオーバーシュートを起こす。そして、一定時間Ｔｃ２経過後、ほぼ設定温度Ｔｑで安定する。一方、温度変動緩衝部２８により温度変動が緩衝されることにより、おしりノズル１の噴出孔２５より噴出される洗浄水の温度Ｔ２は、時間Ｔｃ２よりも短い時間Ｔｃ１においてほぼ設定温度Ｔｑで安定する。
【０１２５】
熱交換器１１の温度が瞬間的に大きく変動すると、図１６に示すように、熱交換器１１の排出口５１２から排出された洗浄水の温度Ｔ１が瞬間的に大きく変動する。この場合、熱交換器１１の排出口５１２から排出される洗浄水の温度は、制御部４の制御による応答遅れ時間Ｔ経過後、ほぼ設定温度Ｔｑで安定する。
【０１２６】
一方、温度変動緩衝部２８により温度変動が緩衝されることにより、おしりノズル１の噴出孔２５より噴出される洗浄水の温度Ｔ２は、ほとんど変化せず、ほぼ設定温度Ｔｑで安定している。
【０１２７】
なお、熱交換器１１により加熱された洗浄水に突発的な温度上昇が生じても、おしりノズル１の噴出孔２５から高温水が噴出することを確実に防止するためには、シリンダ部２１内の温度変動緩衝部２８の容積を、制御部４の応答遅れ時間Ｔと、単位時間当りに配管２０３内を流れる洗浄水の最大流量Ｑｍａｘとの積以上に設定することが好ましい。ここで、応答遅れ時間Ｔは、熱交換器１１により加熱された洗浄水の温度が所定値以上に上昇してから、温度センサ１２ｂが熱交換器１１から排出される洗浄水の温度を検出し、制御部４の制御により止水電磁弁９が洗浄水の供給を停止するまでの時間である。
【０１２８】
以上のことにより、本実施例の熱交換器１１，１１ａ，１１ｂにおいては、発熱体が熱膨張または熱収縮した場合でも発熱体およびケース体の変形および破損を防止することができる。
【０１２９】
また、本実施例の熱交換器１１，１１ａ，１１ｂを用いた衛生洗浄装置１００においては、衛生洗浄装置の使用時にのみ洗浄水の加熱が行われるので、消費電力を最小限に抑えることができる。また、洗浄水を蓄える貯水タンクが不要となるため、省スペース化が実現される。
【０１３０】
また、衛生洗浄装置１００の不使用時には、熱交換器１１に電力を供給する必要がないので消費電力が低減される。さらに、熱交換器１１の円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂおよび５１０ｃに洗浄水を流しつつ加熱するので、洗浄水の使用量が多い場合でも洗浄水の温度の低下が生じない。
【０１３１】
また、洗浄水を貯留した状態で長時間保温する必要がないので、衛生洗浄装置１００の使用時に、常に新鮮な洗浄水を噴出することができる。したがって、衛生上好ましい。
【０１３２】
なお、本実施例においては、熱交換器１１，１１ａ，１１ｂを瞬間加熱式衛生洗浄装置に用いる場合について説明したが、これに限定されず、貯湯式衛生洗浄装置に用いてもよい。
【０１３３】
本実施例においては、直方体形状のケース本体部６００、端面部材６００ａ，６００ｂ、上ケース本体部６００ｃ、下ケース本体部６００ｄがケース体に相当し、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが発熱体に相当し、弾性保持部材であるＯリングＰ５が第１の保持部材に相当し、弾性保持部材であるＯリングＰ６が第２の保持部材に相当し、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂ，５１０ｃが流動可能な流路に相当し、洗浄水入口５１１が第１の流体口に相当し、洗浄水出口５１２が第２の流体口に相当し、温度センサ１２ａが温度検出器に相当し、温度緩衝部５０４ａが温度緩衝部に相当し、弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６が第１の弾性体および第２の弾性体に相当し、サーモスタット１２ｂまたは温度ヒューズ１２ｃが過熱防止器に相当し、熱交換器１１，１１ａ，１１ｂが加熱装置に相当し、おしりノズル１、ビデノズル２、ノズル洗浄用ノズル３およびノズル部３０が噴出装置に相当する。
【０１３４】
なお、本実施例においては、ポンプ１３として、複動型レシプロポンプを用いる場合について説明したが、これに限定されず、回転型ポンプまたは他の往復型ポンプを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】 図１は、本発明の実施例の衛生洗浄装置を便器に装着した状態を示す斜視図、
【図２】 図２は、図１の遠隔操作装置の一例を示す模式図、
【図３】 図３は、本発明の一実施例の衛生洗浄装置の本体部の構成を示す模式図、
【図４】 図４は、熱交換器の構造の一例を示す平面図、
【図５】 図５は、図４に示す熱交換器の内部構造を説明するための図、
【図６】 図６は、図５に示す熱交換器の他の例を示す断面図、
【図７】 図７は、熱交換器のさらに他の例を示す分解斜視図、
【図８】 図８は、ポンプの構造の一例を示す断面図、
【図９】 図９は、アンブレラパッキンの動作を説明するための模式図、
【図１０】 図１０は、図８のポンプの各部の圧力変化を示す図、
【図１１】 図１１は、切替弁の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の切替弁のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）の切替弁のＢ−Ｂ線断面図、
【図１２】 図１２は、図１１の切替弁の動作を示す断面図、
【図１３】 図１３は、図３のノズル部のおしりノズルの断面図、
【図１４】 図１４は、図１３のおしりノズルの動作を説明するための断面図、
【図１５】 図１５は、洗浄開始時において熱交換器から排出される洗浄水およびおしりノズルから噴出される洗浄水の温度変化を示す図、
【図１６】 図１６は、熱交換器において瞬間的な温度変動が発生した場合に熱交換器から排出される洗浄水およびおしりノズルから噴出される洗浄水の温度変化を示す図
である。

【書類名】 明細書
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置およびそれを備えた衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置においては、人体に不快感を与えないようにするため洗浄に用いる洗浄水を適切な温度に調整する加熱装置が備えられている。このような加熱装置には、主に貯湯式衛生洗浄装置または瞬間加熱式衛生洗浄装置がある。
【０００３】
貯湯式衛生洗浄装置は、予め所定量の洗浄水を貯えるとともに内蔵した加熱ヒータにより洗浄水を所定の温度に加熱する温水タンクを備え、人体の局部を洗浄する際に、予め温水タンク内で所定の温度に加熱した洗浄水の水道圧を利用するか、もしくはポンプ等により圧送してノズルより噴出させる方法を採用している。
【０００４】
この貯湯式衛生洗浄装置においては、人体の局部を洗浄する際まで、予め温水タンク内の洗浄水を所定の温度に維持し続けなければならない。そのため、加熱装置に常時電力を供給する必要があることから消費電力が大きくなる。また、複数の人が連続して局部を洗浄し、予め温水タンク内で所定の温度に加熱した洗浄水の量以上を使用した際、温水タンク内の洗浄水の温度が所定の温度以下に低下して人体に不快感を与えてしまう。
【０００５】
一方、瞬間加熱式衛生洗浄装置は、人体の局部を洗浄する際に、洗浄水を昇温速度に優れたセラミックヒータ等の加熱装置により所定の温度に瞬間的に加熱し、水道圧を利用するかもしくはポンプ等により圧送してノズルより噴出させる方法を採用している。
【０００６】
そのため、瞬間加熱式衛生洗浄装置においては、予め洗浄水を所定の温度に維持し続ける必要がなく、使用時のみ加熱装置に電力を供給すればよいので消費電力を抑制することができる。また、長時間の洗浄や、トイレの連続使用等により多量の洗浄水を人体の局部の洗浄に用いた際でも、洗浄水の温度が所定の温度以下に低下して人体に不快感を与えることを防止することができる（特開平１０−１６０２４９号公報参照）。
【０００７】
通常、加熱装置は、発熱体がケース体内に保持された構造を有する。このような加熱装置を用いて洗浄水を瞬間的に加熱する場合には、発熱体が瞬間的に熱膨張し、加熱終了後に熱収縮する。それにより、ケース体に瞬間的に大きな応力が加わることとなる。その結果、発熱体またはケース体が破損または変形するおそれがある。
【発明の開示】
本発明の目的は、発熱体が熱膨張または熱収縮した場合でも発熱体およびケース体の変形および破損が防止された加熱装置およびそれを用いた衛生洗浄装置を提供することである。
【０００８】
本発明の一局面に従う加熱装置は、ケース体と、一端部および他端部を有し、ケース体に貫通するように設けられた発熱体と、発熱体の一端部をケース体に軸方向に可動に保持する第１の保持部材と、発熱体の他端部をケース体に軸方向に可動に保持する第２の保持部材とを備えたものである。
【０００９】
この加熱装置においては、ケース体に貫通するように発熱体が設けられ、発熱体の一端部が第１の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持され、発熱体の他端部が第２の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持される。
【００１０】
この場合、発熱体が軸方向に熱膨張または熱収縮した場合に一端部および他端部が第１および第２の保持部材に対して摺動する。それにより、発熱体およびケース体には応力が作用しないため、発熱体およびケース体の破損および変形が防止される。
【００１１】
ケース体と発熱体の外周面との間に流体が流動可能な流路が形成されてもよい。
【００１２】
この場合、ケース体と発熱体の外周面との間に流体が流動することにより、流体と発熱体との接触面積が大きくなる。それにより、流体が効率よく加熱される。また、発熱体の外周部がケース体に接触していないので、発熱体が径方向に熱膨張または熱収縮しても発熱体およびケース体に応力が作用せず、発熱体およびケース体の破損および変形が防止される。さらに、流路を形成するための部材が不要となるため、部品点数を削減でき、組み立て時間を削減することができる。
【００１３】
流路に連通する第１の流体口および第２の流体口がケース体に形成されてもよい。
【００１４】
この場合、流路に連通する第１の流体口および第２の流体口がケース体に形成されているので、組み立て時間を削減することができる。
【００１５】
ケース体の第１の流体口は発熱体の中心軸に対して扁心する位置に設けられてもよい。
【００１６】
この場合、第１の流体口から供給された流体が発熱体の外周面に沿って円周方向に旋回するように流れる。それにより、発熱体の表面での攪拌効果により発熱体から流体への熱の伝達を効率よく行うことができる。その結果、高い熱交換効率を得ることができる。したがって、加熱装置の小型化が図れる。
【００１７】
加熱装置は、ケース体の第２の流体口の近傍に設けられた温度検出器をさらに備えてもよい。
【００１８】
この場合、第２の流体口から流出する洗浄水の温度を測定することができる。それにより発熱体により加熱された洗浄水の温度を適切に制御することができる。
【００１９】
加熱装置は、第２の流体口に連通するように設けられた温度緩衝部をケース体にさらに備えてもよい。
【００２０】
この場合、発熱体により加熱された洗浄水の温度変動を抑制することができる。それにより、洗浄水の温度を一定にすることが可能となる。
【００２１】
発熱体は、柱状に形成されてもよい。この場合、発熱体の構造が単純となるため製造が容易となる。また、熱膨張または熱収縮による変形がほぼ軸方向に限られる。したがって、熱膨張または熱収縮による発熱体の変形を第１および第２の保持部材に対する両端部の摺動により効果的に吸収することができる。
【００２２】
発熱体は、シーズヒータを含んでもよい。この場合、破損し難い加熱装置を安価に作製することができる。
【００２３】
発熱体は、セラミックヒータを含んでもよい。この場合、信頼性の高い加熱装置を作製することができる。
【００２４】
発熱体は、略直線状の複数の発熱体を含み、複数の発熱体がケース体を貫通するように並列に設けられてもよい。
【００２５】
この場合、発熱量の大きい加熱装置をコンパクトに形成することができるとともに、複数の発熱体の通電制御を行うことによりフリッカーノイズを低減することができる。
【００２６】
第１および第２の保持部材は弾性体からなってもよい。この場合、発熱体の両端部近傍が、それぞれ弾性体からなる第１および第２の保持部材により保持される。それにより、発熱体の両端部が確実に摺動可能に保持される。その結果、発熱体は摺動可能に保持される。
【００２７】
ケース体は、複数のケース部分が一体化されることにより形成されてもよい。この場合、加熱装置の組み立て時間を削減することができるとともに組み立てが容易になる。それにより、自動組み立てを行うことが可能となる。
【００２８】
複数のケース部分は樹脂により形成され、溶着により接合されることにより一体化されてもよい。この場合、組み立て時間を削減することができるとともに低コスト化を図ることができる。
【００２９】
加熱装置は、発熱体の過熱防止のための過熱防止器をさらに備えてもよい。この場合、発熱体が異常に過熱することが防止され、安全性が向上する。
【００３０】
本発明の他の局面に従う衛生洗浄装置は、給水源から供給される洗浄水を人体の被洗浄部に噴出する衛生洗浄装置であって、給水源から供給される洗浄水を流動させつつ加熱する加熱装置と、加熱装置により加熱された洗浄水を人体に噴出する噴出装置とを備え、加熱装置は、ケース体と、一端部および他端部を有し、ケース体に貫通するように設けられた発熱体と、発熱体の一端部をケース体に軸方向に可動に保持する第１の保持部材と、発熱体の他端部をケース体に軸方向に可動に保持する第２の保持部材とを備えたものである。
【００３１】
この衛生洗浄装置においては、給水源から供給される洗浄水が加熱装置により流動されつつ加熱され、噴出装置により加熱装置により加熱された洗浄水が人体に噴出される。
【００３２】
この場合、衛生洗浄装置の使用時にのみ洗浄水の加熱が行われるので、消費電力を最小限に抑えることができる。また、洗浄水を蓄える貯水タンクが不要となるため、省スペース化が実現される。さらに、洗浄時間が長くなった場合でも、洗浄水の温度低下を防止することができる。
【００３３】
また、この加熱装置においては、ケース体に貫通するように発熱体が設けられ、発熱体の一端部が第１の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持され、発熱体の他端部が第２の保持部材によりケース体に軸方向に可動に保持される。
【００３４】
この場合、発熱体が軸方向に熱膨張または熱収縮した場合に一端部および他端部が第１および第２の保持部材に対して摺動する。それにより、発熱体およびケース体には応力が作用しないため、発熱体およびケース体の破損および変形が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施例の衛生洗浄装置について説明する。
【００３６】
図１は本発明の実施例の衛生洗浄装置を便器に装着した状態を示す斜視図である。
【００３７】
図１に示すように、便器６１０上に衛生洗浄装置１００が装着される。タンク７００は、水道配管に接続されており、便器６１０内に洗浄水を供給する。
【００３８】
衛生洗浄装置１００は、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００および蓋部５００により構成される。
【００３９】
本体部２００には、便座部４００および蓋部５００が開閉自在に取り付けられる。さらに、本体部２００には、ノズル部３０を含む洗浄水供給機構が設けられるとともに、制御部が内蔵されている。本体部２００の制御部は、後述するように遠隔操作装置３００により送信される信号に基づいて、洗浄水供給機構を制御する。さらに、本体部２００の制御部は、便座部４００に内蔵されたヒータ、本体部２００に設けられた脱臭装置（図示せず）および温風供給装置（図示せず）等の制御も行う。
【００４０】
図２は図１の遠隔操作装置３００の一例を示す模式図である。
【００４１】
図２に示すように、遠隔操作装置３００は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３０１、複数の調整スイッチ３０２、おしりスイッチ３０３、刺激スイッチ３０４、停止スイッチ３０５、ビデスイッチ３０６、乾燥スイッチ３０７および脱臭スイッチ３０８を備える。
【００４２】
使用者により調整スイッチ３０２、おしりスイッチ３０３、刺激スイッチ３０４、停止スイッチ３０５、ビデスイッチ３０６、乾燥スイッチ３０７および脱臭スイッチ３０８が押下操作される。それにより、遠隔操作装置３００は、後述する衛生洗浄装置１００の本体部２００に設けられた制御部に所定の信号を無線送信する。本体部２００の制御部は、遠隔操作装置３００より無線送信される所定の信号を受信し、洗浄水供給機構等を制御する。
【００４３】
例えば、使用者が、おしりスイッチ３０３またはビデスイッチ３０６を押下操作することにより図１の本体部２００のノズル部３０が移動して洗浄水が噴出する。刺激スイッチ３０４を押下操作することにより図１の本体部２００のノズル部３０から人体の局部に刺激を与える洗浄水が噴出される。停止スイッチ３０５を押下操作することによりノズル部３０からの洗浄水の噴出が停止する。
【００４４】
また、乾燥スイッチ３０７を押下操作することにより人体の局部に対して衛生洗浄装置１００の温風供給装置（図示せず）より温風が噴出される。脱臭スイッチ３０８を押下操作することにより衛生洗浄装置１００の脱臭装置（図示せず）により周辺の脱臭が行われる。
【００４５】
使用者が、調整スイッチ３０２を押下操作することにより、図１の衛生洗浄装置１００の本体部２００のノズル部３０の位置が変化したり、ノズル部３０より噴出される洗浄水の温度が変化したり、ノズル部３０より噴出される洗浄水の圧力が変化する。また、調整スイッチ３０２の押下に伴って複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３０１が点灯する。
【００４６】
以下、本発明の一実施例の衛生洗浄装置１００の本体部２００について説明を行う。図３は本発明の一実施例の衛生洗浄装置１００の本体部２００の構成を示す模式図である。
【００４７】
図３に示す本体部２００は、制御部４、分岐水栓５、ストレーナ６、逆止弁７、定流量弁８、止水電磁弁９、流量センサ１０、熱交換器１１、温度センサ１２ａ，サーモスタット１２ｂ、温度ヒューズ１２ｃ、ポンプ１３、切替弁１４およびノズル部３０を含む。また、ノズル部３０は、おしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３を含む。
【００４８】
図３に示すように、水道配管２０１に分岐水栓５が介挿される。また、分岐水栓５と熱交換器１１との間に接続される配管２０２に、ストレーナ６、逆止弁７、定流量弁８、止水電磁弁９、流量センサ１０および温度センサ１２ａが順に介挿されている。さらに、熱交換器１１と切替弁１４との間に接続される配管２０３に、温度センサ１２ｂおよびポンプ１３が介挿されている。
【００４９】
まず、水道配管２０１を流れる浄水が、洗浄水として分岐水栓５によりストレーナ６に供給される。ストレーナ６により洗浄水に含まれるごみや不純物等が除去される。次に、逆止弁７により配管２０２内における洗浄水の逆流が防止される。そして、定流量弁８により配管２０２内を流れる洗浄水の流量が一定に維持される。
【００５０】
また、ポンプ１３と切替弁１４との間にはリリーフ管２０４が接続され、止水電磁弁９と流量センサ１０との間には、逃がし水配管２０５が接続されている。リリーフ配管２０４には、リリーフ弁２０６が介挿されている。リリーフ弁２０６は、配管２０３の特にポンプ１３の下流側の圧力が所定値を超えると開成し、異常時の機器の破損、ホースの外れ等の不具合を防止する。一方、定流量弁８によって流量が調節され供給される洗浄水のうちポンプ１３で吸引されない洗浄水を逃がし水配管２０５から放出する。これにより、水道供給圧に左右されることなくポンプ１３には所定の背圧が作用することになる。
【００５１】
次いで、流量センサ１０は、配管２０２内を流れる洗浄水の流量を測定し、制御部４に測定流量値を与える。また、温度センサ１２ａは、配管２０２内を流れる洗浄水の温度を測定し、制御部４に温度測定値を与える。
【００５２】
続いて、熱交換器１１は、制御部４により与えられる制御信号に基づいて、配管２０２を通して供給された洗浄水を所定の温度に加熱する。サーモスタット１２ｂは、熱交換器１１により所定の温度に加熱された洗浄水の温度を測定し、所定の温度を超過した場合に、制御部４に温度超過信号を与える。制御部４は熱交換器１１への電力供給を遮断する。温度ヒューズ１２ｃは、熱交換器１１のシーズヒータの温度を検知し、所定の温度を超過した場合に熱交換器１１のシーズヒータへの電力供給を遮断する。
【００５３】
ポンプ１３は、熱交換器１１により加熱された洗浄水を制御部４により与えられる制御信号に基づいて、切替弁１４に圧送する。切替弁１４は、制御部４により与えられる制御信号に基づいて、ノズル部３０のおしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３のいずれか１つに洗浄水を供給する。それにより、おしりノズル１、ビデノズル２およびノズル洗浄用ノズル３のいずれか１つより洗浄水が噴出される。
【００５４】
制御部４は、図１の遠隔操作装置３００から無線送信される信号、流量センサ１０から与えられる測定流量値、温度センサ１２ａから与えられる温度測定値およびサーモスタット１２ｂから与えられる温度超過信号に基づき止水電磁弁９、熱交換器１１、ポンプ１３および切替弁１４に対して制御信号を与える。
【００５５】
図４は熱交換器１１の構造の一例を示す平面図である。
【００５６】
図４に示すように、熱交換器１１は、主に直方体形状のケース本体部６００、直線型シーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂ、プレートＰ１，Ｐ２および端面部材６００ａ，６００ｂから構成される。
【００５７】
熱交換器１１のケース本体部６００の一端側の上面には、配管２０２から供給される洗浄水を受け入れるための洗浄水入口５１１および加熱された洗浄水をポンプ１３に送り出すための洗浄水出口５１２が設けられる。
【００５８】
また、洗浄水出口５１２の近くには、温度センサ１２ａおよびサーモスタット１２ｂが設けられる。また、シーズヒータ５０５ａの他端側に温度ヒューズ１２ｃが設けられる。
【００５９】
ケース本体部６００の両端面には、それぞれプレートＰ１，Ｐ２を介して端面部材６００ａ，６００ｂが取り付けられる。それにより、後述するケース本体部６００の両端の開口部とシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂとの隙間が閉塞される。
【００６０】
次に、図５は、図４に示す熱交換器１１の内部構造を説明するための図である。図５（ａ）は、図４の熱交換器１１のＸ−Ｘ線断面を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）の熱交換器１１のＹ−Ｙ線断面を示し、図５（ｃ）は、図５（ａ）の熱交換器１１のＺ１−Ｚ１線断面を示し、図５（ｄ）は、図５（ａ）の熱交換器１１のＺ２−Ｚ２線断面を示す。
【００６１】
ケース本体部６００の内部に貫通するように直線型シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが略平行に配置される。シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周面とケース本体部６００との間には、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂがそれぞれ形成されている。また、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂを連通させる空間５１０ｃが設けられている。
【００６２】
ケース本体部６００の両端面とプレートＰ１，Ｐ２との間にそれぞれＯリングＰ３，Ｐ４が設けられ、端面部材６００ａ，６００ｂとプレートＰ１，Ｐ２との間にＯリングＰ５，Ｐ６が設けられている。それにより、ケース本体部６００の両端面と端面部材６００ａ，６００ｂとの接合部から洗浄水が流出することが防止される。
【００６３】
また、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周面の両端部近傍は弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６によりそれぞれ軸方向に可動に保持されている。ここで、軸方向に可動に保持された状態とは、例えばゴムからなる弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６のたわみによりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが軸方向に可動に保持されている状態、またはゴムからなる弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６の表面とシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの表面との摺動によりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが軸方向に可動に保持されている状態がある。シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周面の両端部近傍は、発熱体として用いられるニクロム線の部分ではなく、ニクロム線に接続された金属端子の部分に相当する。そのため、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの両端部近傍は高温とならない。したがって、弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６が溶融することはない。
【００６４】
図３の制御部４は、温度センサ１２ａより与えられる温度測定値に基づいて、熱交換器１１のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの温度をフィードバック制御する。円筒状の空間５１０ｂには、サーモスタット１２ｂの検知部が挿入されている。制御部４は、サーモスタット１２ｂより与えられる温度超過信号に基づいて、熱交換器１１のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂへの電力供給およびその遮断を制御する。
【００６５】
温度ヒューズ１２ｃは、シーズヒータ５０５ｂの温度が、所定の温度を超過した場合、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂへの電力供給を遮断する。温度センサ１２ａは洗浄水出口５１２の近くに設けられているので、おしりノズル１に供給される洗浄水の温度を正確に制御することができる。さらに、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが異常に過熱することが防止され、安全性が向上する。
【００６６】
また、制御部４がサーモスタット１２ｂも温度センサ１２ａと同じように洗浄水出口５１２の近くに設けられるので、おしりノズル１に供給される洗浄水の温度を正確に制御することができる。
【００６７】
洗浄水が、図５（ｃ）の熱交換器１１の一端側に設けられた洗浄水入口５１１からシーズヒータ５０５ａの周囲に形成された円筒状の空間５１０ａに供給される。ここで、洗浄水入口５１１は、円筒状の空間５１０ａの軸心に対して扁心した位置に設けられている。そのため、洗浄水は、円筒状の空間５１０ａ内のシーズヒータ５０５ａの外周面に沿って円周方向に流れる。それにより、シーズヒータ５０５ａからの熱を効率よく洗浄水に伝達することが可能となる。
【００６８】
また、図５（ｄ）に示すように、空間５１０ｃが円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂの軸心に対して扁心した位置に設けられている。そのため、円筒状の空間５１０ａを流れる洗浄水が、円筒状の空間５１０ｂ内のシーズヒータ５０５ｂの外周面に沿って円周方向に流れる。それにより、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの表面での攪拌効果によりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂから流体への熱の伝達を効率よく行うことができる。それにより、シーズヒータ５０５ｂからの熱を効率よく洗浄水に伝達することが可能となる。
【００６９】
円筒状の空間５１０ａ中を流れる間に、シーズヒータ５０５ａにより効率よく加熱された洗浄水は、空間５１０ｃを通ってシーズヒータ５０５ｂの周囲の空間５１０ｂに供給される。そして、円筒状の空間５１０ｂ中を流れる間に、シーズヒータ５０５ｂによりさらに効率よく加熱された洗浄水は、洗浄水出口５１２から排出される。
【００７０】
この場合、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが軸方向に熱膨張または熱収縮した場合でも、熱膨張または熱収縮による変形がほぼ軸方向に限られる。したがって、熱膨張または熱収縮によるシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの変形を弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６に対する両端部の摺動により効果的に吸収することができる。それにより、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよび直方体形状のケース本体部６００には応力が作用しないため、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよびケース本体部６００の破損および変形が防止される。
【００７１】
また、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの外周部が直方体形状のケース本体部６００に接触していないので、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが径方向に熱膨張または熱収縮してもシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよびケース本体部６００に応力が作用せず、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂおよびケース本体部６００の破損および変形が防止される。
【００７２】
なお、本実施例では、制御部４がフィードバック制御により熱交換器１１のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの温度を制御することとしたが、これに限定されず、フィードフォワード制御によりシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの温度を制御してもよく、あるいは、温度上昇時にはフィードフォワード制御によりシーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂを制御し、正常時には、フィードバック制御によりシーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂを制御する複合的な制御を行ってもよい。
【００７３】
さらに、複数のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂの通電量をトライアック素子により制御してもよい。例えば、複数のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂに応じてデューティ比を設定し、そのデューティ比に応じて交互に通電するよう制御してもよい。その結果、フリッカーノイズ等の発生を抑制することが可能となる。
【００７４】
なお、本実施例においては、安価で破損し難い２本の直線型シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを用いているが、これに限定されず、他の任意の数の直線型シーズヒータを用いてもよい。さらに、本実施例においては、円柱状のシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを用いているが、これに限定されず、三角柱、四角柱または多角柱状のシーズヒータを用いてもよい。
【００７５】
また、本実施例においては、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを用いているが、これに限定されず、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂと同様の円筒状の形状を有するセラミックヒータを用いてもよい。
【００７６】
次に、図６は、図５に示す熱交換器の他の例を示す断面図である。図６（ａ）は、図５に示す熱交換器の他の例を示す断面であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の熱交換器のＹ-
Ｙ線断面を示し、図６（ｃ）は、図６（ａ）の熱交換器のＺ-Ｚ線断面を示す。図６に示
す熱交換器１１ａが図５に示す熱交換器１１と異なるのは以下の点である。
【００７７】
図６に示すように、円筒状の空間５１０ｂと洗浄水出口５１２との間に温度緩衝部５０４ａが直方体形状のケース本体部６００と一体的に形成されている。それにより、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂおよび５１０ｃにおいて加熱された洗浄水が温度緩衝部５０４ａに一時的に蓄えられることにより、温度変動が抑制された洗浄水をポンプ１３に与えることができる。
【００７８】
次に、図７は、熱交換器のさらに他の例を示す分解斜視図である。
【００７９】
図７に示すように、熱交換器１１ｂは、上ケース本体部６００ｃ、下ケース本体部６００ｄ、弾性保持部材であるＯリングＰ５，Ｐ６、プレートＰ１，Ｐ２およびシーズヒータ５０５ａ，５０５ｂにより構成される。
【００８０】
図７に示すように、シーズヒータ５０５ａおよび５０５ｂにプレートＰ１，Ｐ２およびＯリングＰ５，Ｐ６を装着し、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂを上ケース本体部６００ｃと下ケース本体部６００ｄとで挟み込む。その後、超音波溶着器Ｈを用いて上ケース本体部６００ｃと下ケース本体部６００ｄとを溶着する。
【００８１】
この場合、上ケース本体部６００ｃおよび下ケース本体部６００ｄは、超音波溶着が可能な耐熱性樹脂により形成される。例えば、アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレンからなるＡＢＳ樹脂とガラス強化繊維とを含む熱可塑性樹脂であってもよい。
【００８２】
それにより、容易に熱交換器１１ａの組み立て時間を削減することができるとともに組み立てが容易になる。また、自動組み立てを行うことが可能となり、低コスト化を図ることができる。
【００８３】
図８はポンプ１３の構造の一例を示す断面図である。図８のポンプは複動型レシプロポンプである。
【００８４】
図８において、本体部１３８内には、円柱状空間１３９が形成されている。円柱状空間１３９内には圧送ピストン１３６が設けられている。圧送ピストン１３６の外周部には、Ｘ字パッキン１３６ａが装着されている。圧送ピストン１３６により円柱状空間１３９がポンプ室１３９ａとポンプ室１３９ｂとに分割される。本体部１３８の一側部には洗浄水入口ＰＩが設けられ、他側部には洗浄水出口ＰＯが設けられている。洗浄水入口ＰＩには図３の配管２０３を介して熱交換器１１が接続され、洗浄水出口ＰＯには配管２０３を介して切替弁１４が接続される。
【００８５】
洗浄水入口ＰＩは、内部流路Ｐ１、小室Ｓ１および小室Ｓ３を介してポンプ室１３９ａに連通するとともに、内部流路Ｐ２、小室Ｓ２および小室Ｓ４を介してポンプ室１３９ｂに連通している。
【００８６】
ポンプ室１３９ａは、小室Ｓ５、小室Ｓ７および内部流路Ｐ３を介して洗浄水出口ＰＯに連通している。ポンプ室１３９ｂは、小室Ｓ６、小室Ｓ８および内部流路Ｐ４を介して洗浄水出口ＰＯに連通している。
【００８７】
小室Ｓ３、小室Ｓ４、小室Ｓ７および小室Ｓ８には、それぞれアンブレラパッキン１３７が設けられている。
【００８８】
モータ１３０の回転軸にギア１３１が取り付けられ、ギア１３１にギア１３２が噛合っている。また、ギア１３２には、クランクシャフト１３３の一端が一点支持で回動可能に取り付けられ、クランクシャフト１３３の他端には、ピストン保持部１３４およびピストン保持棒１３５を介して圧送ピストン１３６が取り付けられている。
【００８９】
図３の制御部４により与えられる制御信号に基づいて、モータ１３０の回転軸が回転すると、モータ１３０の回転軸に取り付けられたギア１３１が矢印Ｒ１の方向に回転し、ギア１３２が矢印Ｒ２の方向に回転する。これにより、圧送ピストン１３６が図中の矢印Ｚの方向に上下運動する。
【００９０】
図９はアンブレラパッキン１３７の動作を説明するための模式図である。例えば、図８の圧送ピストン１３６が、下方向に移動し、ポンプ室１３９ａの容積を増加させた場合、小室Ｓ１の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が低くなるため、小室Ｓ３に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ｂ）に示すように変形する。その結果、洗浄水入口ＰＩから供給された洗浄水が、内部流路Ｐ１、小室Ｓ１および小室Ｓ３を介してポンプ室１３９ａに流入する。この場合、小室Ｓ７の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が低くなるため、小室Ｓ７に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ａ）に示す状態のまま変形しない。そのため、洗浄水がポンプ室１３９ａ内へ流入したり、逆に洗浄水出口ＰＯより吐出されることもない。
【００９１】
一方、図８の圧送ピストン１３６が、上方向に移動し、ポンプ室１３９ａの容積を減少させた場合、小室Ｓ１の圧力よりもポンプ室１３９ａ内の圧力が高くなるため、小室Ｓ３に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ａ）に示す状態のまま変形しない。その結果、小室Ｓ１内の洗浄水が、ポンプ室１３９ａに流入しない。この場合、小室Ｓ７に設けられたアンブレラパッキン１３７は、図９（ｂ）に示すように変形する。そのため、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水が、小室Ｓ５、小室Ｓ７および内部流路Ｐ３を介して洗浄水出口ＰＯから吐出される。
【００９２】
なお、小室Ｓ４内に設けられたアンブレラパッキン１３７は、圧送ピストン１３６が上方向に移動した場合に、図９（ｂ）に示すように変形し、圧送ピストン１３６が下方向に移動した場合に、図９（ａ）に示す状態のまま変形しない。一方、小室Ｓ８に設けられたアンブレラパッキン１３７は、圧送ピストン１３６が上方向に移動した場合に、図９（ａ）に示す状態のまま変形せず、圧送ピストン１３６が下方向に移動した場合に、図９（ｂ）に示すように変形する。それにより、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水が洗浄水出口ＰＯから吐出されるときに、ポンプ室１３９ｂ内に洗浄水入口ＰＩからの洗浄水が流入し、ポンプ室１３９ａ内に洗浄水入口ＰＩからの洗浄水が流入するときに、ポンプ室１３９ｂ内の洗浄水が洗浄水出口ＰＯから吐出される。
【００９３】
図１０は図８のポンプ１３の各部の圧力変化を示す図である。図１０の縦軸は圧力を示し、横軸は時間を示す。
【００９４】
図１０に示すように、ポンプ１３の洗浄水入口ＰＩに圧力Ｐｉの洗浄水が供給される。この場合、図９の圧送ピストン１３６が上下方向に運動することにより、ポンプ室１３９ａ内の洗浄水の圧力Ｐａは、点線のように変化する。一方、ポンプ室１３９ｂ内の洗浄水の圧力Ｐｂは、破線のように変化する。ポンプ１３の洗浄水出口ＰＯより吐出される洗浄水の圧力Ｐｏｕｔは、太い実線で示すように、圧力Ｐｃを中心として上下に周期的に変化する。
【００９５】
このように、ポンプ１３においては、圧送ピストン１３６が上下運動を行うことにより、ポンプ室１３９ａまたはポンプ室１３９ｂ内の洗浄水に対して交互に圧力が加えられ、洗浄水入口ＰＩの洗浄水が昇圧されて洗浄水出口ＰＯから吐出される。
【００９６】
図１１（ａ）は切替弁１４の縦断面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の切替弁１４のＡ−Ａ線断面図であり、図１１（ｃ）は図１１（ａ）の切替弁１４のＢ−Ｂ線断面図である。
【００９７】
図１１に示す切替弁１４は、モータ１４１、内筒１４２および外筒１４３により構成される。
【００９８】
外筒１４３内に内筒１４２が挿入され、モータ１４１の回転軸が内筒１４２に取り付けられている。モータ１４１は、制御部４により与えられる制御信号に基づいて回転動作を行う。モータ１４１が回転することにより内筒１４２が回転する。
【００９９】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、外筒１４３の一端には、洗浄水入口１４３ａが設けられ、側部の対向する位置に洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃが設けられ、側部の洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃと異なる位置に洗浄水出口１４３ｄが設けられている。内筒１４２の互いに異なる位置に孔１４２ｅ，１４２ｆが設けられている。孔１４２ｅの周辺には、図１１（ｂ）に示すように、面取り部が形成されている。内筒１４２の回転により、孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂまたは１４３ｃと対向可能になっており、孔１４２ｆが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄと対向可能になっている。
【０１００】
洗浄水入口１４３ａには、図３の配管２０３が接続され、洗浄水出口１４３ｂには、おしりノズル１が接続され、洗浄水出口１４３ｃには、ビデノズル２が接続され、洗浄水出口１４３ｄには、ノズル洗浄用ノズル３が接続されている。
【０１０１】
図１２は図１１の切替弁１４の動作を示す断面図である。
【０１０２】
図１２（ａ）に示すように、モータ１４１が回転せず、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄと同じ側にある場合、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃのいずれにも対向せず、かつ内筒１４２の孔１４２ｆが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄに対向しない。したがって、洗浄水が洗浄水出口１４３ｂ，１４３ｃ，１４３ｄのいずれからも流出しない。
【０１０３】
次に、図１２（ｂ）に示すように、モータ１４１が内筒１４２を４５度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｅの周囲の面取り部の一部が外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂに対向する。したがって、少量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ１で示すように洗浄水出口１４３ｂから流出する。
【０１０４】
また、図１２（ｃ）に示すように、モータ１４１が内筒１４２を９０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂに対向する。したがって、多量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して、矢印Ｗ２で示すように洗浄水出口１４３ｂから流出する。
【０１０５】
さらに、モータ１４１が内筒１４２を２７０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｅが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｃに対向する。したがって、多量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して洗浄水出口１４３ｃから流出する。
【０１０６】
また、モータ１４１が内筒１４２を１８０度回転させた場合には、内筒１４２の孔１４２ｆが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｄに対向する。したがって、多量の洗浄水が洗浄水入口１４３ａより内筒１４２の内部を通過して洗浄水出口１４３ｄから流出する。
【０１０７】
以上のように、制御部４からの制御信号に基づいてモータ１４１が回転することにより内筒１４２の孔１４２ｅ，１４２ｆのいずれかが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂ〜１４３ｄのいずれかに対向した場合には洗浄水が流出し、内筒１４２の孔１４２ｅ，１４２ｆのいずれもが外筒１４３の洗浄水出口１４３ｂ〜１４３ｄのいずれにも対向しない場合には洗浄水が流出しない。
【０１０８】
次に、図３のノズル部３０のおしりノズル１について説明する。図１３は図３のノズル部３０のおしりノズル１の断面図である。なお、図３のノズル部３０のビデノズル２の構成および動作は図１３のおしりノズル１と同様である。
【０１０９】
図１３に示すように、おしりノズル１は、円筒状のピストン部２０、円筒状のシリンダ部２１、シールパッキン２２およびスプリング２３により構成される。
【０１１０】
ピストン部２０の先端近傍には、洗浄水を噴出するための噴出孔２５が形成されている。ピストン部２０の後端には、フランジ形状のストッパ部２６が設けられている。また、ストッパ部２６には、シールパッキン２２が装着されている。ピストン部２０の内部には、後端面から噴出孔２５に連通する流路２７が形成されている。
【０１１１】
一方、シリンダ部２１は、先端側の径小部分と後端側の径大部分とからなる。それにより、径小部分と径大部分との間に、ストッパ部２６がシールパッキン２２を介して当接可能なストッパ面２１ｂが形成されている。シリンダ部２１の後端面には、洗浄水入口２４が設けられ、シリンダ部２１の先端面には、開口部２１ａが設けられている。シリンダ部２１の内部空間が温度変動緩衝部２８となる。洗浄水入口２４は、シリンダ部２１の中心軸とは異なる位置に偏心して設けられている。洗浄水入口２４は、図３の切替弁１４の洗浄水出口１４３ｂに接続されている。
【０１１２】
ピストン部２０は、ストッパ部２６が温度変動緩衝部２８内に位置し、先端部が開口部２１ａから突出するように、シリンダ部２１内に移動可能に挿入されて
いる。
【０１１３】
さらに、スプリング２３は、ピストン部２０のストッパ部２６とシリンダ部２１の開口部２１ａの周縁との間に配設されており、ピストン部２０をシリンダ部２１の後端側に付勢する。
【０１１４】
ピストン部２０のストッパ部２６の外周面とシリンダ部２１の内周面との間に微小隙間が形成され、ピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間に微小隙間が形成されている。
【０１１５】
次いで、図１３のおしりノズル１の動作について説明する。図１４は図１３のおしりノズル１の動作を説明するための断面図である。
【０１１６】
まず、図１４（ａ）に示すように、シリンダ部２１の洗浄水入口２４より洗浄水が供給されない場合、ピストン部２０が、スプリング２３の弾性力により矢印Ｘの方向と逆方向に後退し、シリンダ部２１内に収容されている。その結果、ピストン部２０は、シリンダ部２１の開口部２１ａより最も突出していない状態となる。このとき、シリンダ部２１内には、温度変動緩衝部２８が形成されない。
【０１１７】
次いで、図１４（ｂ）に示すように、シリンダ部２１の洗浄水入口２４より洗浄水の供給が開始された場合、洗浄水の圧力によりピストン部２０がスプリング２３の弾性力に抗して矢印Ｘの方向に徐々に前進する。それにより、シリンダ部２１内に温度変動緩衝部２８が形成されるとともに温度変動緩衝部２８に洗浄水が流入する。
【０１１８】
洗浄水入口２４がシリンダ部２１の中心軸に対して偏心した位置に設けられているので、温度変動緩衝部２８に流入した洗浄水は、矢印Ｖで示すように渦巻状に還流する。温度変動緩衝部２８の洗浄水の一部は、ピストン部２０のストッパ部２６の外周面とシリンダ部２１の内周面との間の微小隙間を通して、ピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間の微小隙間から流れ出るとともに、ピストン部２０の流路２７を通して噴出孔２５から噴出される。
【０１１９】
ピストン部２０がさらに前進すると、図１４（ｃ）に示すように、ストッパ部２６がシールパッキン２２を介してシリンダ部２１のストッパ面２１ｂに水密に接触する。それにより、ピストン部２０のストッパ部２６の外周面とシリンダ部２１の内周面との間の微小隙間からピストン部２０の外周面とシリンダ部２１の開口部２１ａの内周面との間の微小隙間に至る流路が遮断される。したがって、温度変動緩衝部２８の洗浄水が、ピストン部２０内の流路２７を通して噴出孔２５のみから噴出される。
【０１２０】
上記のように、図３の熱交換器１１から供給される洗浄水がシリンダ部２１内の温度変動緩衝部２８内に貯えられた後に、ピストン部２０の流路２７を通して噴出孔２５から噴出されるので、温度変動緩衝部２８内で洗浄水の温度変動が緩衝される。それにより、噴出孔２５から噴出される洗浄水の温度変動が平滑化されて急激な温度変動が抑制される。
【０１２１】
特に、洗浄水入口２４がシリンダ部２１の中心軸に対して偏心した位置に設けられているので、温度変動緩衝部２８内で洗浄水が渦巻状に還流する。それにより、洗浄水の温度変動が効果的に緩衝される。したがって、温度変動緩衝部２８の容積が小さい場合でも、洗浄水の温度変動の高い緩衝効果が得られる。
【０１２２】
図１５は洗浄開始時において熱交換器１１から排出される洗浄水およびおしりノズル１から噴出される洗浄水の温度変化を示す図であり、図１６は熱交換器１１において瞬間的な温度変動が発生した場合に熱交換器１１から排出される洗浄水およびおしりノズル１から噴出される洗浄水の温度変化を示す図である。
【０１２３】
図１５および図１６においては、縦軸が洗浄水の温度を示し、横軸が時間を示す。また、図１５および図１６においては、破線が熱交換器１１の排出口５１２から排出される洗浄水の温度Ｔ１を示し、実線がおしりノズル１の噴出孔２５より噴出される洗浄水の温度Ｔ２を示す。
【０１２４】
洗浄開始時に、図１５に示すように、熱交換器１１の排出口５１２から排出された洗浄水の温度Ｔ１は、設定温度Ｔｑを超過して、大きくオーバーシュートを起こす。そして、一定時間Ｔｃ２経過後、ほぼ設定温度Ｔｑで安定する。一方、温度変動緩衝部２８により温度変動が緩衝されることにより、おしりノズル１の噴出孔２５より噴出される洗浄水の温度Ｔ２は、時間Ｔｃ２よりも短い時間Ｔｃ１においてほぼ設定温度Ｔｑで安定する。
【０１２５】
熱交換器１１の温度が瞬間的に大きく変動すると、図１６に示すように、熱交換器１１の排出口５１２から排出された洗浄水の温度Ｔ１が瞬間的に大きく変動する。この場合、熱交換器１１の排出口５１２から排出される洗浄水の温度は、制御部４の制御による応答遅れ時間Ｔ経過後、ほぼ設定温度Ｔｑで安定する。
【０１２６】
一方、温度変動緩衝部２８により温度変動が緩衝されることにより、おしりノズル１の噴出孔２５より噴出される洗浄水の温度Ｔ２は、ほとんど変化せず、ほぼ設定温度Ｔｑで安定している。
【０１２７】
なお、熱交換器１１により加熱された洗浄水に突発的な温度上昇が生じても、おしりノズル１の噴出孔２５から高温水が噴出することを確実に防止するためには、シリンダ部２１内の温度変動緩衝部２８の容積を、制御部４の応答遅れ時間Ｔと、単位時間当りに配管２０３内を流れる洗浄水の最大流量Ｑｍａｘとの積以上に設定することが好ましい。ここで、応答遅れ時間Ｔは、熱交換器１１により加熱された洗浄水の温度が所定値以上に上昇してから、温度センサ１２ｂが熱交換器１１から排出される洗浄水の温度を検出し、制御部４の制御により止水電磁弁９が洗浄水の供給を停止するまでの時間である。
【０１２８】
以上のことにより、本実施例の熱交換器１１，１１ａ，１１ｂにおいては、発熱体が熱膨張または熱収縮した場合でも発熱体およびケース体の変形および破損を防止することができる。
【０１２９】
また、本実施例の熱交換器１１，１１ａ，１１ｂを用いた衛生洗浄装置１００においては、衛生洗浄装置の使用時にのみ洗浄水の加熱が行われるので、消費電力を最小限に抑えることができる。また、洗浄水を蓄える貯水タンクが不要となるため、省スペース化が実現される。
【０１３０】
また、衛生洗浄装置１００の不使用時には、熱交換器１１に電力を供給する必要がないので消費電力が低減される。さらに、熱交換器１１の円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂおよび５１０ｃに洗浄水を流しつつ加熱するので、洗浄水の使用量が多い場合でも洗浄水の温度の低下が生じない。
【０１３１】
また、洗浄水を貯留した状態で長時間保温する必要がないので、衛生洗浄装置１００の使用時に、常に新鮮な洗浄水を噴出することができる。したがって、衛生上好ましい。
【０１３２】
なお、本実施例においては、熱交換器１１，１１ａ，１１ｂを瞬間加熱式衛生洗浄装置に用いる場合について説明したが、これに限定されず、貯湯式衛生洗浄装置に用いてもよい。
【０１３３】
本実施例においては、直方体形状のケース本体部６００、端面部材６００ａ，６００ｂ、上ケース本体部６００ｃ、下ケース本体部６００ｄがケース体に相当し、シーズヒータ５０５ａ，５０５ｂが発熱体に相当し、弾性保持部材であるＯリングＰ５が第１の保持部材に相当し、弾性保持部材であるＯリングＰ６が第２の保持部材に相当し、円筒状の空間５１０ａ，５１０ｂ，５１０ｃが流動可能な流路に相当し、洗浄水入口５１１が第１の流体口に相当し、洗浄水出口５１２が第２の流体口に相当し、温度センサ１２ａが温度検出器に相当し、温度緩衝部５０４ａが温度緩衝部に相当し、弾性保持部材Ｐ５，Ｐ６が第１の弾性体および第２の弾性体に相当し、サーモスタット１２ｂまたは温度ヒューズ１２ｃが過熱防止器に相当し、熱交換器１１，１１ａ，１１ｂが加熱装置に相当し、おしりノズル１、ビデノズル２、ノズル洗浄用ノズル３およびノズル部３０が噴出装置に相当する。
【０１３４】
なお、本実施例においては、ポンプ１３として、複動型レシプロポンプを用いる場合について説明したが、これに限定されず、回転型ポンプまたは他の往復型ポンプを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】 図１は、本発明の実施例の衛生洗浄装置を便器に装着した状態を示す斜視図、
【図２】 図２は、図１の遠隔操作装置の一例を示す模式図、
【図３】 図３は、本発明の一実施例の衛生洗浄装置の本体部の構成を示す模式図、
【図４】 図４は、熱交換器の構造の一例を示す平面図、
【図５】 図５は、図４に示す熱交換器の内部構造を説明するための図、
【図６】 図６は、図５に示す熱交換器の他の例を示す断面図、
【図７】 図７は、熱交換器のさらに他の例を示す分解斜視図、
【図８】 図８は、ポンプの構造の一例を示す断面図、
【図９】 図９は、アンブレラパッキンの動作を説明するための模式図、
【図１０】 図１０は、図８のポンプの各部の圧力変化を示す図、
【図１１】 図１１は、切替弁の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の切替弁のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）の切替弁のＢ−Ｂ線断面図、
【図１２】 図１２は、図１１の切替弁の動作を示す断面図、
【図１３】 図１３は、図３のノズル部のおしりノズルの断面図、
【図１４】 図１４は、図１３のおしりノズルの動作を説明するための断面図、
【図１５】 図１５は、洗浄開始時において熱交換器から排出される洗浄水およびおしりノズルから噴出される洗浄水の温度変化を示す図、
【図１６】 図１６は、熱交換器において瞬間的な温度変動が発生した場合に熱交換器から排出される洗浄水およびおしりノズルから噴出される洗浄水の温度変化を示す図
である。

Claims (15)

1. ケース体と、
   一端部および他端部を有し、前記ケース体に貫通するように設けられた発熱体と、
   前記発熱体の一端部を前記ケース体に軸方向に可動に保持する第１の保持部材と、
   前記発熱体の他端部を前記ケース体に軸方向に可動に保持する第２の保持部材とを備えた、加熱装置。
2. 前記ケース体と前記発熱体の外周面との間に流体が流動可能な流路が形成された、請求項１記載の加熱装置。
3. 前記流路に連通する第１の流体口および第２の流体口が前記ケース体に形成された、請求項１記載の加熱装置。
4. 前記ケース体の前記第１の流体口は前記発熱体の中心軸に対して扁心する位置に設けられた、請求項１記載の加熱装置。
5. 前記ケース体の前記第２の流体口の近傍に設けられた温度検出器をさらに備えた、請求項１記載の加熱装置。
6. 前記第２の流体口に連通するように設けられた温度緩衝部を前記ケース体にさらに備えた、請求項１記載の加熱装置。
7. 前記発熱体は、柱状に形成された、請求項１記載の加熱装置。
8. 前記発熱体は、シーズヒータを含む、請求項１記載の加熱装置。
9. 前記発熱体は、セラミックヒータを含む、請求項１記載の加熱装置。
10. 前記発熱体は、略直線状の複数の発熱体を含み、
    前記複数の発熱体が前記ケース体を貫通するように並列に設けられた、請求項１記載の加熱装置。
11. 前記第１および第２の保持部材は弾性体からなる、請求項１記載の加熱装置。
12. 前記ケース体は、複数のケース部分が一体化されることにより形成された、請求項１記載の加熱装置。
13. 前記複数のケース部分は樹脂により形成され、溶着により接合されることにより一体化された、請求項１２記載の加熱装置。
14. 前記発熱体の過熱防止のための過熱防止器をさらに備えた、請求項１記載の加熱装置。
15. 給水源から供給される洗浄水を人体の被洗浄部に噴出する衛生洗浄装置であって、
    前記給水源から供給される洗浄水を流動させつつ加熱する加熱装置と、
    前記加熱装置により加熱された洗浄水を前記人体に噴出する噴出装置とを備え、
    前記加熱装置は、
    ケース体と、
    一端部および他端部を有し、前記ケース体に貫通するように設けられた発熱体と、
    前記発熱体の一端部を前記ケース体に軸方向に可動に保持する第１の保持部材と、
    前記発熱体の他端部を前記ケース体に軸方向に可動に保持する第２の保持部材とを備えた、衛生洗浄装置。

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