(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第二ヘッド部材には、前記第一空間から流出する流体の流体圧が所定の圧力未満であるとき、前記シール部材が前記第二空間に留まるように支持する台座が設けられていることを特徴とする請求項2に記載のポンプ装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
負圧破壊装置は、流体を搬送するためのポンプ装置と、流体を供給する対象(上記特許文献1においては洗浄用ノズル)とを繋ぐ流体回路の途中に設けられる。つまり、ポンプ装置と負圧破壊装置は別体であり、両者は配管で接続される。
【0005】
このように、ポンプ装置と負圧破壊装置を配管で繋ぐ構造であると、組み付けが煩雑であるし、配置スペースも大型化する。また、配管が弾性体で形成される場合、当該配管部分で圧力損失が生じてしまう。さらに、負圧破壊装置を別の部材に固定しなければ、ポンプ装置の振動によって負圧破壊装置が動き、騒音が発生してしまうおそれもある。
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、負圧破壊機能を有するポンプ装置、および負圧破壊装置を削減することができる人体局部洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために本発明にかかるポンプ装置は、流体を搬送させるための圧力変化が生ずる第一空間が形成されたポンプ部と、前記第一空間および大気に開放された大気連通路に連なる第二空間が形成されたヘッド部と、前記第二空間内に収容されたシール部材と、を備え、前記シール部材は、前記第一空間から流出する流体の流体圧が
所定の圧力未満の状態から所定の圧力以上である
状態に変化するときには、当該流体圧の増加に伴って前記第二空間を形成する内壁面に誘導されつつ上方に変位して、その上面により前記第一空間と前記大気連通路を遮断する封鎖位置に位置する一方、前記第一空間から流出する流体の流体圧が
所定の圧力以上の状態から所定の圧力未満である
状態に変化するときには、当該流体圧の減少に伴って前記第二空間を形成する内壁面に誘導されつつ下方に変位して、前記第一空間と前記大気連通路を繋げ、当該第一空間が大気に開放された状態とする開放位置に位置する
ように設けられており、前記第二空間を形成する内壁面には、前記シール部材側に向かって突出した上下方向に沿う線状の突起が形成されていることを特徴とする。
【0008】
前記ヘッド部は、前記第二空間および前記大気連通路が形成された第一ヘッド部材と、前記第一空間と前記第二空間との間に介在される第三空間が形成された第二ヘッド部材と、を有し、前記第二ヘッド部材には、搬送する流体を前記第一空間に導入する流体入口、および前記第一空間を経由して前記第三空間に流入した流体を外部に導出する流体出口が設けられているとよい。
【0009】
前記第二ヘッド部材には、前記第一空間から流出する流体の流体圧が所定の圧力未満であるとき、前記シール部材が前記第二空間に留まるように支持する台座が設けられているとよい。
【0010】
前記ポンプ部は、前記第一空間に面するようにダイヤフラムが設けられた第一ポンプ部材と、前記第一空間に通じる流入路、および前記第一空間から離れる方向の流れを許容する逆止弁が設けられた流出路が形成された第二ポンプ部材と、を有し、前記ダイヤフラムの変位により、前記第一空間内の圧力が変化するように構成されているとよい。
【0011】
上記課題を解決するために本発明にかかる人体局部洗浄装置は、人体の局部を洗浄する洗浄水を噴出する洗浄ノズルを備え、上記に記載のポンプ装置を通じて、前記洗浄ノズルに洗浄水が供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明にかかるポンプ装置では、流体を搬送しているときには、シール部材が封鎖位置に位置することにより、第一空間内の圧力が維持される一方、流体の搬送を停止したときには、シール部材が開放位置に位置することにより、第一空間(流体回路)内が大気圧となる。つまり、流体の搬送が停止したときには、第一空間内が大気圧となるから、流体回路内の逆流が防止される。このように、本発明にかかるポンプ装置は、負圧破壊機能を有するから、流体回路に設置すべき負圧破壊装置を削減することができる。
【0013】
本発明にかかる人体局部洗浄装置は、上記負圧破壊機能を有するポンプ装置が用いられているから、従来配置されていた負圧破壊装置を削減することができる。したがって、ポンプ装置と負圧破壊装置を繋ぐ配管が不要となり、組み立ての容易化、省スペース化、圧力損失の低減等に繋がる。また、負圧破壊装置がポンプ装置と別体で存在することに起因する騒音が発生することもない。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】本発明の一実施形態にかかるポンプ装置の外観図である。
【
図2】第一ヘッド部材、第二ヘッド部材(ヘッド部)および第二ポンプ部材を取り外した状態のポンプ装置の外観図である。
【
図3】第一ヘッド部材および第二ヘッド部材(ヘッド部)を取り外した状態のポンプ装置の外観図である。
【
図4】
図3に示したA−A線に沿って第一ポンプ部材および第二ポンプ部材(ポンプ部)と、ダイヤフラムを変位させる駆動機構を切断した断面を模式的に示した図である。
【
図5】第一ヘッド部材を取り外した状態のポンプ装置の外観図である。
【
図7】
図6に示したB−B線に沿って第一ヘッド部材および第二ヘッド部材(ヘッド部)を切断した断面を模式的に示した図である。
【
図8】
図6に示したC−C線に沿って第二ヘッド部材を切断した断面を模式的に示した図である。
【
図9】
図6に示したD−D線に沿って第二ヘッド部材を切断した断面を模式的に示した図である。
【
図10】本発明の一実施形態にかかる人体局部洗浄装置の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の一実施形態にかかるポンプ装置1について
図1〜
図9を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明における上下方向(重力方向)とは、
図4、
図7〜
図9における上下方向をいうものとする。
【0016】
図1に外観を示す本実施形態にかかるポンプ装置1は、ポンプ部10、ヘッド部20、およびシール部材30を備える。ポンプ部10は、流体を搬送させるための圧力変化が生ずる第一空間101(
図4参照)が形成された部分である。本実施形態におけるポンプ部10は、第一ポンプ部材11および第二ポンプ部材12を有する。第一ポンプ部材11と第二ポンプ部材12は、周縁が略矩形状に形成された部材であって、互いの周縁が一致するようにして上下方向に対向配置される(第一ポンプ部材11が下側に位置する)。第一空間101は、第一ポンプ部材11と第二ポンプ部材12の間に形成される空間である。第一ポンプ部材11と第二ポンプ部材12の周縁部分は(パッキン等を介して)密着しており、第一空間101の気密性は保たれている。
【0017】
図2および
図4等に示す第一ポンプ部材11は、周方向に沿って形成される硬質の材料で形成された枠部111、およびこの枠部111の内側に形成されたダイヤフラム112を有する。ダイヤフラム112は、弾性変形可能な部材(例えばゴム)で形成された膜状の部分である。ダイヤフラム112は、第一空間101に面している。ダイヤフラム112の下面中央には伝達軸42が固定されている。伝達軸42の下端(ダイヤフラム112に接続された側の反対側の端部)は、偏心カム41に接続されている。偏心カム41は、ポンプ装置1の駆動源であるモータ40の回転動力を、伝達軸42の直線動力として伝達する部材である。当該動力変換を行うことができるものであれば、どのような構成を用いてもよい。
【0018】
モータ40が駆動すると、伝達軸42が所定のサイクルで上下方向に沿って往復動する。これにより、ダイヤフラム112が所定のサイクルで上下に弾性変形する。ダイヤフラム112は、第一空間101に面しているため、かかるダイヤフラム112の変形により、第一空間101の容積が変化する。つまり、第一空間101内の圧力が変化する。後述するように、この第一空間101内の圧力変化によって流体が搬送されることになる。
【0019】
図3および
図4等に示す第二ポンプ部材12は、上下方向に沿う二つの貫通孔が形成されたベース部121、および逆止弁124を有する。一方の貫通孔は流入路122、他方の貫通孔は流出路123である。流入路122および流出路123は第一空間101に通じている。流出路123には、第一空間101から離れる流体の流れを許容し、その反対方向の流体の流れを阻止する逆止弁124が設けられている。ダイヤフラム112が下方に変形することで第一空間101の容積が大きくなり、当該第一空間101内の圧力が低下すると、逆止弁124は閉状態となる。ダイヤフラム112が上方に変形することで第一空間101の容積が小さくなり、当該第一空間101内の圧力が上昇すると、逆止弁124は開状態となる。
【0020】
本実施形態では、流入路122には逆止弁124が設けられていない(常時開状態である)が、当該流入路122に逆止弁124を設けてもよい。流入路122に逆止弁124を設ける場合、その逆止弁124は、第一空間101に向かう流体の流れを許容し、その反対方向の流体の流れを阻止するものであればよい。これにより、ポンプ装置1(第一空間101)から上流側に向かって流体が逆流してしまうことを防止することができる。
【0021】
ヘッド部20は、シール部材30が収容される第二空間211が形成された部分である。本実施形態におけるヘッド部20は、第一ヘッド部材21および第二ヘッド部材22を有する。
図1および
図7等に示す第一ヘッド部材21は、上記第二空間211および大気連通路212が形成された部材である。本実施形態における第一ヘッド部材21は、上下方向に沿う軸を中心軸とする段差のある円柱状の部分と、水平方向に延びる円柱状の部分を有する。段差のある円柱状の部分の内側に、上下方向に沿う軸を中心軸とする円柱形状の空間である第二空間211が形成されている。一方、水平方向に延びる円柱状の部分の内側に、水平方向に延びる大気連通路212が形成されている。第二空間211と大気連通路212は、両者の間に介在された中継空間213によって繋がっている。第二空間211は、下方が開口した空間である。
【0022】
第二空間211の径は、シール部材30の径とほぼ同じである。具体的には、第二空間211の内壁面とシール部材30の外周面との間に微小な隙間が生じ、第二空間211内に収容されたシール部材30が上下方向に容易に動きうるような寸法関係(いわゆる隙間ばめとなるような関係)に設定されている。なお、本実施形態では、第二空間211の内面とシール部材30の外面が密着し、シール部材30が動かないようになってしまうことを防止するため、第二空間211の内面には上下方向に沿う線状突起215が周方向に複数形成されている。この線状突起215を加味した第二空間211の径が、上述した寸法関係となるように設定されている。
【0023】
中継空間213は、第二空間211より小径の空間である。したがって、第二空間211と中継空間213の境界には、段差214が存在する。当該段差214が存在するため、シール部材30が中継空間213に進入することはない。中継空間213と第二空間211の境界部分には、第二空間211側に向かって突出する環状のシール突起216が形成されている。シール部材30が上方に移動したとき、当該シール突起216とシール部材30が密着する。
【0024】
大気連通路212は、大気に開放された通路である。大気連通路212は、水平より下向きに設けられていればよい。これにより、大気連通路212から異物が進入しにくくなる。
【0025】
図1、
図5〜
図9等に示す第二ヘッド部材22は、土台部221および本体部222を有する。土台部221は、周縁が略矩形状に形成された部分である。当該周縁の形状は、第一ポンプ部材11や第二ポンプ部材12と一致する。土台部221は、第二ポンプ部材12の上側に対向して配置される。本実施形態では、土台部221、第一ポンプ部材11、および第二ポンプ部材12の四隅に貫通孔が形成されており、当該貫通孔に通されたねじが装置の本体部分に接続されることにより、これら三つの部材が上下方向に重ねられている。
【0026】
本体部222は、土台部221から上方に向かって突出した筒状の部分223およびそこから水平方向に突出した管状の継手(流入側継手224および流出側継手225)を有する。筒状の部分223の内側には、所定の大きさの空間である第三空間226が形成されている。筒状の部分223の上側には、第一ヘッド部材21が密着して配置される。つまり、第二空間211は、土台部221の上面における中央部分、本体部222における筒状の部分223の内壁面、第一ヘッド部材21の下面に囲まれた空間であるともいえる。第一ヘッド部材21に形成された第二空間211は下方が開口した空間であるため、当該第二空間211と第三空間226は連なる。
【0027】
土台部221における第二空間211に面する部分には、土台部221を上下方向に貫く貫通孔である中継路2211が形成されている。当該中継路2211は、第二ポンプ部材12に形成された流出路123と通じている。また、筒状の部分223には、水平方向に貫く貫通孔が形成されており、当該貫通孔は流出側継手225に形成された流体出口2251に通じている。つまり、流出側継手225に形成された流体出口2251は、第三空間226と連なっている。
【0028】
一方、土台部221と本体部222(筒状の部分223)の境界部分の一部は、土台部221が盛り上がるような形状に形成された肉盛部227となっている。この肉盛部227に繋がるように流入側継手224が形成されている。第二ヘッド部材22には、流入側継手224、肉盛部227、土台部221を貫く貫通孔である流体入口2241が形成されている。当該流体入口2241は、第二ポンプ部材12に形成された流入路122と通じている。流体入口2241は、第三空間226とは区画された流路である。上記肉盛部227は、第三空間226と区画された流体入口2241を形成するための肉(流体入口2241を構成する壁)を確保するためのものである。
【0029】
第三空間226の中央には、土台部221から上方に向かって突出した突起である台座228が設けられている。当該台座228にはシール部材30が接触する。当該台座228の大きさ(径)は、上記第二空間211の大きさ(径)よりも小さく設定されており、第二ヘッド部材22に対し第一ヘッド部材21が固定された状態において、当該台座228の先端側の一部は、上記第二空間211に入り込む。台座228の先端面には、下方に向かって窪んだ窪み2281が形成されている。当該窪み2281の大きさ分、シール部材30と台座228の接触面積が小さくなり、シール部材30が台座228と密着して動かないようになってしまうことが防止される。
【0030】
図7に示すシール部材30は、第二空間211内に配される弾性体である。本実施形態では、第二空間211の形状に合わせて、円柱形状に形成されている。上述したように、シール部材30は、第二空間211内を上下方向に自在に動きうる。具体的には、シール部材30は、その下面が上記台座228に接触する位置(詳細を後述する開放位置)から、上面が上記シール突起216に接触する位置(詳細を後述する封鎖位置)までスライド可能である。上述したように、台座228の先端側の一部は第二空間211に入り込んでいるため、シール部材30は第二空間211外に移動することはない。つまり、台座228は、シール部材30を第二空間211に留めるために設けられる構造物である。別の見方をすれば、シール部材30は、第一ヘッド部と第二ヘッド部の間に位置し、両ヘッド部材によりその移動範囲が規制されているといえる。
【0031】
このような構成を有するポンプ装置1の作用(動作)について、一部上記説明と重複するが、以下詳細に説明する。ポンプ装置1の流入側継手224には、水源側(上流側)の配管が接続される。流出側継手225には、流体を搬送する流体を供給する対象(以下、供給対象と称する)側(下流側)の配管が接続される。
【0032】
駆動源であるモータ40を駆動すると、その動力は偏心カム41によって伝達軸42の上下方向に沿う直線動作に変換される。伝達軸42が上下方向に直線動作すると、ダイヤフラム112が上下に弾性変形する。ダイヤフラム112が下方に弾性変形すると、第一空間101の容積が大きくなる。つまり、第一空間101内の圧力が低下する。これにより、流体入口2241から流入路122を通じて第一空間101内に流体が引き込まれる。この後、ダイヤフラム112が上方に弾性変形する。これにより、第一空間101の容積が小さくなる。つまり、第一空間101内の圧力が高まる。これにより、第一空間101内に引き込まれた流体が押し出される。流体は、逆止弁124が設けられた流出路123および中継路2211を通じて第三空間226に流れ込む。
【0033】
第三空間226に流れ込んだ流体は、当該第三空間226に連なる第二空間211にも進入可能である。したがって、第一空間101から流出する流体の流体圧が所定の圧力以上であるとき、換言すれば、第二空間211に流入する流体の流体圧が所定の圧力以上であるとき、第二空間211に流入する流体によってシール部材30が押し上げられ、当該シール部材30がシール突起216に密着する封鎖位置まで移動する。シール部材30が封鎖位置まで移動すると、大気連通路212と第三空間226との間は、当該シール部材30によって流体が通過不可能な状態に遮断される。換言すれば、第一空間101と大気連通路212との間は、流体が通過不可能な状態に遮断される。つまり、封鎖位置に移動したシール部材30によって、流体が大気連通路212を通じて流れ出てしまうことが防止される。したがって、第三空間226に流れ込んだ流体は、流体出口2251を通じて供給対象に向かって送られる。このように、ダイヤフラム112が所定のサイクルで上下に弾性変形を繰り返すことにより、流体が連続的に供給対象に向かって送られる。
【0034】
供給対象への流体の搬送を停止する場合には、駆動源であるモータ40を停止する。これにより、伝達軸42を通じたダイヤフラム112への動力の伝達が停止するから、第一空間101内の圧力変化がなくなり、当該第一空間101への流体の引き込みも停止する。したがって、第一空間101を経由した第三空間226への流体の流れ込みが停止する。つまり、第一空間101から流出する流体の流体圧が所定の圧力未満、換言すれば、第二空間211に流入する流体の流体圧が所定の圧力未満となり、押し上げられていたシール部材30が重力によって下方に移動する。これにより、シール部材30とシール突起216の密着状態が解消される。つまり、シール部材30と第二空間211の内壁面との隙間を通じて、第三空間226、およびこれに連なる第一空間101が大気に開放された状態となる。すなわち、流体の搬送を停止したときには、これらの空間が大気圧となる。なお、下方に移動したシール部材30は、台座228に支持された状態となるため、第三空間226に進入することはない。
【0035】
このように、本実施形態にかかるポンプ装置1によれば、流体を搬送しているときには、シール部材30が封鎖位置に位置することにより、第一空間101や第二空間211(流体回路)内の圧力が維持される一方、流体の搬送を停止したときには、シール部材30が開放位置に位置することにより、第一空間101や第二空間211(流体回路)内が大気圧となる。つまり、流体の搬送が停止したときには、第一空間101内が大気圧となるから、流体回路内の逆流が防止される。つまり、本実施形態にかかるポンプ装置1は、負圧破壊機能を有するから、流体回路に設置すべき負圧破壊装置を削減することができる。
【0036】
特に、本実施形態にかかるポンプ装置1は、流体を引き込む空間である第一空間101と、シール部材30が収容される第二空間211との間に第三空間226が介在された構成としている。当該第三空間226が形成される第二ヘッド部材22には、シール部材30が第二空間211に収容された状態を維持するための台座228や、流体の出入口(流体入口2241および流体出口2251)および外部の配管を接続するための継手(流入側継手224および流出側継手225)が設けられている。つまり、本実施形態は、負圧破壊機能を発揮するために必要な構成と、流体を搬送するポンプとしての機能を発揮するために必要な構成を、当該第二ヘッド部材22に集約させることにより、負圧破壊作用が確実に作動し、かつコンパクトである負圧破壊機能付ポンプとしたものである。
【0037】
本発明の一実施形態にかかる人体局部洗浄装置5について説明する。
図10に示す本実施形態にかかる人体局部洗浄装置5は、上記ポンプ装置1および洗浄ノズル50(本実施形態ではおしり用およびビデ用の二つ)を備える。ポンプ装置1の流入側継手224には、水源側の配管(図示せず)が接続されている。ポンプ装置1の流出側継手225には、洗浄ノズル50に繋がる配管(図示せず)が接続されている。
【0038】
両洗浄ノズル50は原位置とこの原位置より前方の洗浄位置との間を進退動自在に設けられている。当該洗浄ノズル50を進退動させる機構については、どのような構成であってもよい。本実施形態では、駆動源(モータ)の動力が、洗浄ノズル50に固定されたフレキシブルラックを介して洗浄ノズル50に伝達される。洗浄時には、対応する洗浄ノズル50を洗浄位置に位置させた状態で、ポンプ装置1を駆動させる。そうすると、シール部材30が封鎖位置に位置し、洗浄水が洗浄ノズル50に送られる。洗浄終了後、洗浄ノズル50を原位置に戻すとともに、ポンプ装置1を停止させる。ポンプ装置1が停止すると、シール部材30が開放位置に位置し、流体回路内が大気圧となる。つまり、負圧が破壊され、洗浄ノズル50側から汚水が逆流してしまうことが防止される。
【0039】
このように、本実施形態にかかる人体局部洗浄装置5によれば、洗浄水を搬送していたポンプ装置1が停止したとき、ポンプ装置1の作用によって負圧が破壊されることになるから、従来のように、流体回路内に負圧破壊装置を設ける必要がない。したがって、ポンプ装置と負圧破壊装置を繋ぐ配管が不要となり、組み立ての容易化、省スペース化、圧力損失の低減等に繋がる。また、負圧破壊装置がポンプ装置と別体で存在することに起因する騒音が発生することもない。
【0040】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【0041】
例えば、上記実施形態にかかるポンプ装置1は、いわゆるダイヤフラム式ポンプであるが、これ以外のポンプにも本発明の技術思想は適用可能である。すなわち、第一空間101において流体を搬送させるための圧力変化を生じさせる機構は、ダイヤフラム式に限られるものではない。
【0042】
また、上記実施形態において、シール部材30は、第一空間101から流出する流体の流体圧が所定の圧力未満(第二空間211に流入する流体の流体圧が所定の圧力未満)となったとき、重力によって下方(開放位置)に移動するものであることを説明したが、シール部材30を移動させるための動力は重力に限られない。例えば、シール部材30を開放位置に付勢する付勢部材を設け、第一空間101から流出する流体の流体圧が所定の圧力以上(第二空間211に流入する流体の流体圧が所定の圧力以上)となったとき、当該付勢部材の付勢力に抗してシール部材30が封鎖位置に移動し、第一空間101から流出する流体の流体圧が所定の圧力未満(第二空間211に流入する流体の流体圧が所定の圧力未満)となったとき、付勢部材の付勢力によってシール部材30が開放位置に移動するように構成してもよい。かかる構成とすれば、上記ポンプ装置1のように、シール部材30の移動方向が上下方向に沿うような構造としなくてもよい。