JP2000240133A - サイホン式大便器の洗浄方法とサイホン式大便器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 便器各部の形状に左右されることなくサイホ
ン作用を発生させ、汚物排出の際の節水化の実効性を高
める。 【解決手段】 吐出ノズル５からの洗浄水吐出により、
ゼット吐水口６からは、排水トラップ２の入口２ａに向
けて直に洗浄水が吐出される。この洗浄水吐出により、
矢印ＸＡで示すように、入口２ａに向かう洗浄水の流れ
が形成される。この洗浄水の流れＸＡは、ボール部封水
を矢印ＸＡＷで示すように排水トラップ２の流路内に流
れ込ませる。よって、ゼット吐水口６からの洗浄水吐出
による洗浄水の流れＸＡとボール部封水の流れＸＡＷと
によって、排水トラップ２に洗浄水が瞬時に大量に流れ
込み、ボール部１ａにサイホン作用を発生させる。この
際、便器排水口２ｅからの排水積算量が排水開始から約
１秒後に約１リットル以上となるように入口２ａへの洗
浄水入水を行えば、サイホン作用発生に排水トラップ２
の形状の影響を排除できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、便器のボール部内
の汚物を、トラップ排水路を介してボール内洗浄水と共
に吸引して排出するサイホン式大便器に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の大便器は、トラップ排水路を洗
浄水で満たしてボール部にサイホン作用を発生させ、ボ
ール内の汚物排出にこのサイホン作用を利用している。
こうした大便器、即ちサイホン式大便器では、サイホン
作用による吸引で汚物を搬送・排出できることから、汚
物排出のために新たに供給する洗浄水を少なくでき節水
化を図ることができる。

【０００３】この節水化はサイホン作用の発生を前提と
しているので、従来から、サイホン作用を確実に発生さ
せるため種々の提案がなされている。

【０００４】例えば、特開平４−２８９３４４では、ト
ラップ排水路の頂上トラップ部の管路内側の曲率半径を
大きくすると共にその下流側の内壁に段部を設けること
で、サイホン作用の促進を図る技術が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、便器は陶器製
であるため寸法管理が難しく、頂上トラップ部の曲率半
径や内壁に設けた段部形状を便器ごとにほぼ一律とした
りすることは困難であった。よって、便器ごとにサイホ
ン作用の発生状況が異なり、節水化を各便器で実現でき
ないこともあった。

【０００６】その一方、便器は、その設置場所であるト
イレの寸法やトイレにおける排水管設置の様子から、そ
の大きさや形状が制約される。よって、トラップ排水路
において、頂上トラップ部の曲率半径を望ましいものに
できなかったり、内壁に段部を設けることが困難な場合
もあった。また、ボール部内に新たに洗浄水を送り込ん
でボール部内洗浄水水位を頂上トラップ部より高くし、
その際の水頭圧によりサイホン作用を起こさせるもので
は、水頭圧をある程度以上とするためにボール部を大き
くせざるを得ないような場合もあった。これらの場合に
は、サイホン作用を利用した節水化が可能な便器を設置
できないことがあった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
され、便器各部の形状に左右されることなくサイホン作
用を発生させ、汚物排出の際の節水化の実効性を高める
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】か
かる課題を解決するため、本発明の洗浄方法は、便器の
ボール部に臨んだ開口から連続形成されたトラップ排水
路を備え、該トラップ排水路を介して前記ボール部内の
汚物をボール内洗浄水と共に吸引して排出するサイホン
式大便器の洗浄方法であって、前記開口に向かう洗浄水
の流れにより前記ボール内洗浄水が前記開口から前記ト
ラップ排水路内に流れ込むようにすると共に、前記トラ
ップ排水路からの積算排水量が排水開始から１．５秒経
過する間に約１リットル以上となる排水状況を引き起こ
すように、前記洗浄水の流れを形成することを特徴とす
る。

【０００９】また、本発明のサイホン式大便器は、便器
のボール部に臨んだ開口から連続形成されたトラップ排
水路を備え、該トラップ排水路を介して前記ボール部内
の汚物をボール内洗浄水と共に吸引して排出するサイホ
ン式大便器であって、前記開口に向かう洗浄水の流れに
より前記ボール内洗浄水が前記開口から前記トラップ排
水路内に流れ込むように前記ボール部に洗浄水を吐出す
ると共に、前記トラップ排水路からの積算排水量が排水
開始から１．５秒経過する間に約１リットル以上となる
排水状況を引き起こすように、前記ボール部に洗浄水を
吐出する吐出手段を有することを特徴とする。

【００１０】上記構成を有する本発明のサイホン式大便
器とその洗浄方法では、ボール部に臨んだ開口に向かう
洗浄水の流れを形成して、この洗浄水の流れによりボー
ル内洗浄水を開口からトラップ排水路内に流れ込ませ
る。よって、従来のように水頭圧確保のためにボール部
を設計・製造する必要がない。また、この形成した洗浄
水の流れとこの流れにより流れ込むボール内洗浄水と
で、トラップ排水路からの積算排水量が排水開始から
１．５秒経過する間に約１リットル以上となる排水状況
を引き起こす。このようにして短時間の内に多量の排水
がなされていることから、トラップ排水路では、その内
部の残存空気並びに残存洗浄水は、上記の排水状況を引
き起こす洗浄水の流れでもってして強い入力を受けて当
初から押し出される。この際の洗浄水の流れによる入力
はトラップ排水路の形状の影響を受けないことから、ト
ラップ排水路を介して早期のうちに確実にサイホン作用
が発生する。これらの結果、本発明によれば、ボール部
やトラップ排水路の形状に左右されることなくサイホン
作用を早期のうちに確実に発生させることができるの
で、汚物排出の際の節水化の実効性を高めることができ
る。

【００１１】なお、トラップ排水路の内容積は、通常、
約１．５〜２．０リットル程度であることから、積算排
水量が排水開始から１．５秒経過する間に約１リットル
以上となる排水状況が起きていれば、サイホン作用は、
排水開始から早期のうちに発生しているともいえる。

【００１２】上記の構成を有する本発明のサイホン式大
便器は、以下の態様を採ることもできる。即ち、前記吐
出手段を、前記トラップ排水路を介して前記ボール部に
サイホン作用が発生するまで、前記ボール部に洗浄水を
吐出する手段を有するものとすることができる。こうす
れば、サイホン作用発生後において新たな洗浄水吐出を
要しないので、より節水化を図ることができる。なお、
サイホン作用の発生は、トラップ排水路内が負圧となる
ことで検出したり、洗浄水吐出からの経過時間で検出で
きることから、このようにして検出したサイホン作用の
発生時点で、洗浄水吐出を停止すればよい。

【００１３】また、前記吐出手段による洗浄水吐出が終
了する前に、前記ボール部の上縁から洗浄水を吐出して
ボール部内壁に沿って洗浄水を流す上縁吐出手段を有す
るものとすることができる。こうすれば、ボール部内壁
に付着したトイレットペーパー等が内壁に沿って流れる
洗浄水によりボール内洗浄水に流し込まれた状態とでき
る。あるいは、この内壁のトイレットペーパーが水に濡
れた状態でボール内洗浄水に一部浸っている状態とでき
る。よって、このトイレットペーパー等をトラップ排水
路に流れ込むボール内洗浄水により、確実に排出でき
る。

【００１４】更に、前記トラップ排水路を、管路径が約
４０〜７０ｍｍの管路軌跡と、管路内側の曲率半径が約
４５〜１００ｍｍの頂上トラップ部とを有するものとす
ることができる。これら寸法は、既存のサイホン式大便
器で通常採用されているものであることから、既存のも
のと容易に置換できる。あるいは、トイレ寸法等の便器
周りの設備状況を大きく変更する必要がなく、設計変更
に伴うコスト増加を招かない。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。図１は、実施例のサイホン式大便
器１００の概略断面図、図２は、このサイホン式大便器
１００の要部Ｚの拡大断面図である。図示するように、
サイホン式大便器１００は、便器とは別体の洗浄水タン
クを備えないいわゆるローシルエットタイプのサイホン
式大便器である。そして、サイホン式大便器１００は、
その概略断面図である図１に示すように、便器本体１の
やや前方よりにボール部１ａを備え、このボール部１ａ
の上周縁には通水リム３を有する。この通水リム３は、
便器上端の分配弁８と給水管９を介して接続されてお
り、この分配弁８とそれより上流に配設された図示しな
い給水弁の弁駆動により給水源から供給を受けた洗浄水
（水道水）をボール部１ａに吐出する。これにより、便
器のボール部１ａの内壁に沿って洗浄水を流すいわゆる
リム洗浄が行われる。また、ボール部底部の汚物落し込
み凹部１ｂの奥壁部には、排水トラップ２の入口２ａが
ボール部１ａに臨んで開設されており、汚物落し込み凹
部１ｂの前壁部には、排水トラップ２の入口２ａに対向
してゼット吐水口６（洗浄水吐出口）が開設されてい
る。

【００１６】ボール部１ａの前方側（図１における左
側）には、洗浄水を貯め置く洗浄水貯留部４が、隔壁１
ｃによりボール部１ａから区画形成されている。この洗
浄水貯留部４は、図２に詳細に示すように、ゼット吐水
口６の奥側部位６ａに配設されたスロート６１の前端部
並びにこのスロート６１の側壁貫通孔６２を介して、ゼ
ット吐水口６並びにボール部１ａと連通している。よっ
て、ボール部１ａに洗浄水が貯め置かれると（以下、こ
のボール部内の洗浄水を封水と呼ぶ）、洗浄水貯留部４
にも洗浄水が進入し、この洗浄水貯留部４に所定量の洗
浄水が貯留される。本実施例では、この洗浄水貯留部４
に約０．５リットル程度の洗浄水が貯留されるようにさ
れている。なお、洗浄水貯留部４に洗浄水が支障なく進
入するよう、洗浄水貯留部４には、ボール部の封水水面
より高い位置で開口した図示しない空気孔が設けられて
いる。

【００１７】このスロート６１は、ゼット吐水口６に向
けた洗浄水導水路として機能し、スロート奥側には、ス
ロート６１の指向方向と略同一方向に向けられた吐出ノ
ズル５を有する。図２に示すように、吐出ノズル５とス
ロート６１とは一体化されており、固定ブッシュ６３を
介して、洗浄水貯留部４の周囲壁に固定されている。こ
の場合、吐出ノズル５の先端部のノズル径とスロート６
１の内径（開口径）とは、その比が０．３〜０．７の範
囲になるように、決定されている。また、スロート６１
は、排水トラップ２の入口２ａを指向していることか
ら、吐出ノズル５もこの入口２ａを指向することにな
る。この吐出ノズル５は、分配弁８と給水管１１を介し
て接続されており、図示しない給水弁とこの分配弁８の
弁駆動により給水源から供給を受けた洗浄水（水道水）
を吐出する。

【００１８】このように吐出ノズル５から洗浄水が吐出
されると、その吐出洗浄水は、１〜２ｋｇｆ／ｃｍ² と
いう給水源とほぼ同じ高水圧で、図中白塗り矢印Ｘのよ
うにスロート６１の内部を高速に通過する。すると、洗
浄水貯留部４内の洗浄水は、エジェクタ効果を受けて図
中実線矢印Ｙのように側壁貫通孔６２を介して吐出ノズ
ル５からの吐出洗浄水に大量に巻き込まれ、スロート６
１を通過する。つまり、この吐出ノズル５とスロート６
１とは、吐出ノズル５からの吐出洗浄水を駆動流体とし
洗浄水貯留部４内の洗浄水を被駆動流体とするジェット
ポンプを構成し、吐出ノズル５からの吐出洗浄水を洗浄
水貯留部４内の洗浄水を巻き込む噴流とする。このた
め、この噴流と巻き込まれた洗浄水貯留部４内の水と
が、ジェットポンプによる吐水のようにしてスロート６
１内部の先端、即ちゼット吐水口６から図中白塗り矢印
Ｘａのように吐出される。

【００１９】また、スロート６１の先端部では、洗浄水
貯留部４内の洗浄水は、図中点線矢印Ｙａのようにスロ
ート先端の切欠を介してスロート６１からの吐出洗浄水
に巻き込まれて、スロート６１からの吐出洗浄水と共に
ゼット吐水口６から吐出される。この場合、ゼット吐水
口６は排水トラップ２の入口２ａに対向していることか
ら、ゼット吐水口６からは、排水トラップ２の入口２ａ
に向けて直に洗浄水が吐出される。このため、このよう
なゼット吐水口６からの洗浄水吐出により、ボール部１
ａの汚物落し込み凹部１ｂでは、図１に白塗り矢印ＸＡ
で示すように、排水トラップ２の入口２ａに向かう洗浄
水の流れが形成される。この洗浄水の流れＸＡは、ボー
ル部１ａの封水を図１に白塗り矢印ＸＡＷで示すように
入口２ａから排水トラップ２の流路内に流れ込ませる。
よって、ゼット吐水口６からの洗浄水吐出による洗浄水
の流れＸＡと、この洗浄水の流れＸＡによるボール部１
ａの洗浄水（封水）の流れＸＡＷとによって、排水トラ
ップ２に洗浄水が瞬時に大量に流れ込み、ボール部１ａ
にサイホン作用を発生させる。こうした一連の吐水動作
によりいわゆるジェット洗浄が実施され、その際の排水
トラップ２への洗浄水の入水状況、延いては当該トラッ
プ出口からの出水状況（排水水量）は、ゼット吐水口６
からの洗浄水吐出状態とボール部１ａの封水水量（本実
施例では約２リットル）等で定まる。なお、サイホン作
用発生の様子については後述する。

【００２０】このようにしてサイホン作用が発生する
と、汚物落し込み凹部１ｂに沈降した汚物やボール部内
の封水に浮遊した汚物は、サイホン作用による吸引を受
けて封水と共に排水トラップ２から排出される。なお、
ゼット吐水口６から入口２ａに向けた上記の洗浄水の流
れＸＡが形成されていることから、汚物落し込み凹部１
ｂの沈降汚物は、この洗浄水の流れＸＡに直接押し流さ
れて排水トラップ２内に強力に押し込まれる。

【００２１】本実施例では、吐出ノズル５とスロート６
１とでジェットポンプを構成するに当たり、以下のスペ
ックを想定した。吐出ノズル５には上記水圧の給水を行
うと共に、その際の瞬間流量（給水瞬間流量・吐出瞬間
流量）は、約１６リットル／分とした。そして、ジェッ
トポンプの巻き込み比を約１．０１とし、ジェットポン
プからの吐出出力瞬間流量を約３２．１６（＝１６ｘ
２．０１）リットル／分とした。このスペックでのジェ
ットポンプ吐出により、上記の洗浄水の流れＸＡを形成
し、この洗浄水の流れＸＡとボール部１ａの封水の流れ
ＸＡＷとで排水トラップ２に洗浄水の入水状況を引き起
こすようにした。なお、吐出ノズル５への給水瞬間流量
が上記の値から変化すると、巻き込み比もこの変化に応
じて変化するため、排水トラップ２への洗浄水の入水状
況も変化する。

【００２２】次に、排水トラップ２について説明する。
本実施例では、上記したジェットポンプによる排水トラ
ップ２への入水により後述するように排水トラップ２か
らの積算排水量が所定のものであれば、排水トラップ２
の管路形状の影響を排除できるが、便器製造の上で排水
トラップ２の管路形状の決定は不可欠であるため、以下
のように定めた。

【００２３】排水トラップ２は、前述のようにその入口
２ａがボール部１ａの底部分に設けた汚物落し込み凹部
１ｂに開口されており、この入口２ａからボール部１ａ
の裏面に沿って便器本体１の後方に向かって斜め上向き
に延びる上昇路２ｂと、上昇路２ｂ上端から下方に向か
ってほぼ垂直に延びる下降路２ｃと、下降路２ｃ下端か
ら便器本体１前方に横向きに延びる横引き路２ｄとによ
り連続する屈曲流路に構成され、上記横引き路２ｄ先端
において便器排水口２ｅが垂直方向に開口している。な
お、排水トラップ２の堰部２ｇで洗浄水の剥離が生じた
場合、その剥離した洗浄水が管路内で乱流となって空気
を巻き込んだ状態となり、迅速な空気の排出ができない
ことがある。よって、堰部２ｇの曲率半径は４０〜１０
０ｍｍ（排水トラップの直径φ５５に対して、０．７〜
１．８倍程度）、好ましくは４５〜８０ｍｍ（排水トラ
ップの直径φ５５に対して、０．９〜１．４倍程度）と
してできるだけ、堰部２ｇから水が剥離しないように構
成する。本実施例では、堰部２ｇの曲率半径を４５ｍ
ｍ、排水トラップの直径をその管路に亘ってφ５５とし
た。

【００２４】上昇路２ｂは、入口２ａにおける傾斜角度
が４０〜８０度で形成されている。下降路２ｃは、重力
方向に略円筒状に堰部２ｇから１００〜１５０ｍｍ（排
水トラップの直径φ５５に対して、１．８〜２．７倍程
度）形成し、その下降路２ｃ直下付近に段部２ｆが位置
するように形成する。本実施例では、上昇路２ｂの傾斜
角度が６０度、下降路２ｃは、２３０ｍｍとした。

【００２５】また、横引き路２ｄは上記のごとく一度上
向きに屈曲して第２堰部２ｈを形成した後、直ちに下向
きに屈曲してこの下向き屈曲部３０がそのまま便器排水
口２ｅに連絡している。なお、排水トラップ２の管路形
状の影響を排除できることから、この横引き路２ｄや第
２堰部２ｈを設けることなく下降路２ｃを便器排水口２
ｅに連絡してもよい。

【００２６】上記の段部２ｆは、図面に示す位置、即ち
下降路２ｃと横引き路２ｄが交差する部分の排水トラッ
プ２外側壁面に設けてある。斯る位置に設けることによ
り、通常、排水トラップ２の下降路２ｃから横引き路２
ｄに連続する屈曲部を曲がり切ったところで生ずる不均
一な流速分布の補正を行うことができる。

【００２７】この段部２ｆの位置としては、横引き路２
ｄの高さ方向に対し、中央より上、天井壁から１０〜２
０ｍｍの位置が最も有効に流速分布の補正を行い、且つ
排水トラップ２内の空気を速やかに排出できる。なお、
この段部２ｆにあっても省略することもできる。

【００２８】段部２ｆを下降路２ｃと横引き路２ｄの交
差部より上の位置に設けると、上記のように下降路２ｃ
から横引き路２ｄに連続する屈曲部を曲がり切ったとこ
ろの流速分布が不均一になるばかりでなく、段部２ｆに
より横に曲げられた水流がトラップ２を塞ぐ流れとな
り、サイホン成長を妨げることがある。また、逆に、こ
の位置を上記よりも低くすると、流速補正の効果が低く
なって行く。

【００２９】また、この排水トラップ２は第２堰部２ｈ
を構成する屈曲部頂部から便器排水口２ｅにかけて形成
される下向き屈曲部２ｈの曲率半径を４０〜６５ｍｍ
（排水トラップの直径φ５５に対して、０．７〜１．２
倍程度）、好ましくは４５〜５５ｍｍ（排水トラップの
直径φ５５に対して、０．８〜１．０倍程度）と大きく
形成すると共に便器排水口２ｅが開口するその端末が便
器本体１の底面と同じレベルに達するように形成して排
出経路を可及的に延長してある。なお、本実施例におい
ては下向き屈曲部３０の曲率半径は５５ｍｍ（排水トラ
ップの直径φ５５に対して、１．０倍）に形成してい
る。

【００３０】次に、このサイホン式大便器１００におけ
る便器洗浄動作について説明する。図示しない遠隔操作
盤等にて便器洗浄指示が出されると、分配弁８より上流
の給水弁が、当該操作盤から発せられる赤外光を受光し
て管路を所定時間に亘って開放する。こうして分配弁８
に給水がなされると、分配弁８は、給水弁を経て供給さ
れた洗浄水の供給先を、以下のように時系列的に切り換
える。つまり、この分配弁８は、洗浄水（水道水）供給
先を、当初は、通水リム３に洗浄水を流し込むための給
水管９とし、その後は、上記した吐水ノズルに連結され
た給水管９とし、その後は再度、給水管９に切り換え
る。そして、これら配管への洗浄水の供給先の時系列的
な切り換えにより、リム洗浄に引き続いてジェット洗浄
が行われ、その後に、再度リム洗浄が行われるようにさ
れている。なお、分配弁８の詳細な構成は、本発明の要
旨と直接関係しないので、その説明は省略することとす
る。

【００３１】この最初のリム洗浄により、ボール部内壁
が洗浄されると共に、当該内壁に落とされたトイレット
ペーパーは、この内壁に沿って流れる洗浄水によりボー
ル部１ａの封水に流し込まれたり、水に濡れた状態で封
水に一部浸っている状態となる。よって、その後のジェ
ット洗浄により、このトイレットペーパー等を封水と共
に排水トラップ２に流れ込ませ、確実に排出できる。

【００３２】ジェット洗浄の過程では、既述したように
ゼット吐水口６から洗浄水が吐出され、洗浄水の流れＸ
Ａと封水の流れＸＡＷとで排水トラップ２に洗浄水の入
水状況を引き起こす。こうして上昇路２ｂに洗浄水が入
水すると、上昇路内の洗浄水が押されて堰部２ｇを乗り
越え、当該堰部に存在した空気を巻き込んで洗浄水が下
降路２ｃに流れ込む。よって、汚物落し込み凹部１ｂか
ら下降路２ｃまでが上昇路２ｂを介して洗浄水で満たさ
れるため、サイホン作用が起きる。そして、このサイホ
ン作用で生じた引き力により、汚物落し込み凹部１ｂに
おける汚物並びに封水が上昇路２ｂに引き込まれ、この
洗浄水の引き込みにより汚物が上昇路２ｂを通って排出
される。

【００３３】上記したように汚物を排水トラップ２から
排出するジェット洗浄が完了すると、分配弁８により洗
浄水の供給先が給水管９に再度切り換えられる。このた
め、洗浄水は再び通水リム３に導かれ、改めてリム洗浄
が開始される。そして、この際のリム洗浄により流れ出
た洗浄水は、ボール部１ａに新たな封水として溜置かれ
る。

【００３４】次に、上記したジェット洗浄実行時におけ
る排水トラップ２への洗浄水の入水状況並びにこの入水
により起きる排水トラップ２からの排水状況について説
明する。この入水状況並びに排水状況は、上記したサイ
ホン式大便器１００における排水トラップ２の形状を図
３に示すようにコンピュータ上で再現し、このコンピュ
ータ上で再現した仮想排水トラップ１０２でシューミレ
ートした。即ち、この仮想排水トラップ１０２にあって
は、その入口１０２ａ・排水口１０２ｅ形状や管路途中
の管路径はサイホン式大便器１００と同じとされ、この
入口１０２ａに継続して洗浄水入力をかけたときの当該
洗浄水入力と排水口１０２ｅでの洗浄水出力をコンピュ
ータにて演算し、この入力と出力との関係をシュミレー
トした。また、排水口１０２ｅからの排出洗浄水の積算
排水量をもコンピュータにて演算し、上記の入力開始か
らの経過時間とこの積算排水量との関係をもシュミレー
トした。これらの結果を図４〜図６に示す。

【００３５】図４は、洗浄水入力が大きい場合の入力と
出力との関係を、図５は、洗浄水入力が小さい場合の入
力と出力との関係を示す。この場合、洗浄水入力は入口
１０２ａにおける断面平均流量とし、洗浄水出力にあっ
ては排水口１０２ｅにおける断面平均流量とした。図面
中の見出し欄には、仮想排水トラップ１０２の入口１０
２ａに洗浄水入力があった時点から１．５秒を経過した
時の断面平均流量を記載した。よって、この見出し欄に
おける断面平均流量の記載９０〜３８０（Ｌ／ｍｉｎ）
／１．５ｓは、入力開始時刻（時刻ゼロ／流量０リット
ル／ｍｉｎ）から約１．５秒経過後の流量が９０〜３８
０リットル／ｍｉｎであることを意味する。なお、図に
おける時間ゼロの時点は、実際のサイホン式大便器１０
０において吐出ノズル５、即ちゼット吐水口６から洗浄
水吐出（便器洗浄）が実行されたときに相当する。

【００３６】図４に示すように、断面平均流量が１６０
（Ｌ／ｍｉｎ）／１．５ｓ以上のもの（以下、高入力モ
デルという）では、いずれも、出力が観察された当初
の出力の傾きが入力の傾きを大きく越えている。また、
入力と出力が一致するまでの期間に亘っては、出力の
傾きが入力の傾きに勝っており、この期間において出
力の傾きが入力の傾きを下回るのはごく短時間だけしか
見られない。例えば、断面平均流量が１６０（Ｌ／ｍｉ
ｎ）／１．５ｓの高入力モデルでは、図にａで示した約
０．２ｓｅｃでしかない。しかも、短時間の内に
（１．１〜１．７ｓｅｃ）入力と出力が一致した。

【００３７】図５に示すように、断面平均流量が９０〜
１５０（Ｌ／ｍｉｎ）／１．５ｓのもの（以下、低入力
モデルという）では、断面平均流量が９０（Ｌ／ｍｉ
ｎ）／１．５ｓのもの（以下、最低入力モデルという）
を除き、上記の高入力モデルと同様に〜の現象が見
られた。この場合、については１．８〜２．２ｓｅｃ
で入力と出力が一致した。その一方、最低入力モデルで
あっても、’出力観察当初の出力の傾きは入力の傾き
を越えていた。また、’約１ｓｅｃの経過後からは、
出力の傾きは入力の傾きとほぼ同じか僅かに出力の傾き
が勝るに過ぎないものの、’図にｂで示したように約
０．５ｓｅｃと比較的短時間に亘ってしか出力の傾きが
入力の傾きを下回っていない。また、’約２．５ｓｅ
ｃ経過すれば、入力と出力は一致すると予想される。

【００３８】図６に示すように、入力開始時刻（時刻ゼ
ロ）から約０．５秒経過するまでは、いずれの断面平均
流量のものであっても排水口１０２ｅからの排出洗浄水
の積算排水量（排水積算体積）は観察されなかった。つ
まり、この間は、排水路内の空気排出のためのものと考
えられる。そして、この０．５秒経過時点の時刻を排水
口１０２ｅから排水が開始されるようになると仮定する
と、上記の最低入力モデルであっても、この排水開始時
点から約１．５秒経過するまでに（入力開始からは約２
秒後）、排水口１０２ｅから積算で１リットルを越える
洗浄水（約１．２リットルの洗浄水）が排出されている
ことがわかった。

【００３９】図３に示す仮想排水トラップ１０２におい
て、その内部のエアーが洗浄水入力により押し出されて
トラップ内が洗浄水で置換されると、サイホン作用が発
生しそれ以降では洗浄水入力と出力が一致するといえ
る。この現象を図４ないし図６の結果に照らし合わせる
と、以下のように考えることができる。

【００４０】入力開始時点から出力が立ち上がるまでの
間は、それまでの入力によりエアーが先に排水口１０２
ｅから排出されるので、出力はゼロであり、出力立上が
り後は、洗浄水の出力状況（図４，図５の出力並びに図
６の積算体積）がグラフ化される。そして、この出力立
上がりが急であるほど、エアーがより早く排出されて管
路内が流れ込んだ洗浄水で満たされるようになり、その
分、サイホン作用も早期に発生する。

【００４１】こうした洗浄水の出力状況のうち、入力と
出力が一致するまでは、洗浄水にトラップ内エアーが混
在した出力状況となり、この間は、エアーを除いた洗浄
水出力となる。そして、サイホン作用は、入力と出力の
一致が起きたことで、その発生が確認される。各高入力
モデルと、最低入力モデルを除く各低入力モデルとは、
約２秒以内という短時間の内で入力と出力の一致が観察
されていることから、この一致が観察される以前のいず
れかの時点でサイホン作用が確実に発生しているといえ
る。よって、断面平均流量が３８０（Ｌ／ｍｉｎ）／
１．５ｓの高入力モデルでは、入力開始から、即ち便器
洗浄開始から約１ｓｅｃ以前に確実にサイホン作用が発
生し、断面平均流量が１１０（Ｌ／ｍｉｎ）／１．５ｓ
の低入力モデルでは、便器洗浄開始から約２．２ｓｅｃ
以前に確実にサイホン作用が発生しているといえる。し
かも、このような短時間の間に、積算排水量は約１リッ
トルを超える量となっており、管路内は洗浄水で確実に
満たされている。その一方、最低入力モデルであって
も、約２．５秒経過後には、入力と出力とが一致すると
予想されるので、上記の場合よりは遅いものの、この
２．５秒経過以前にはサイホン作用が確実に発生してい
るといえる。この最低入力モデルであっても、比較的短
時間の内にサイホン作用が発生するといえる。そして、
この最低入力モデルであっても、排水開始から短時間の
間に、積算排水量は約１リットルを超える量となってお
り、管路内は洗浄水で確実に満たされている。従って、
このような洗浄水の排出状況を引き起こすよう上記のよ
うにして洗浄水入力を与えれば、早期のうちの確実なサ
イホン作用の発生により、速やかな便器洗浄完了と節水
化を図ることができる。なお、上記の最低入力モデルを
下回る入力を加えても、排水開始から約１．５秒後に約
１リットル以上の積算排水量とすることはできず、サイ
ホン作用の早期発生は確認できなかった。

【００４２】このようなコンピュータシュミレーション
の結果を踏まえ、実機たるサイホン式大便器１００にて
実際に便器洗浄を行って見たところ、ほぼ同様の結果が
得られ、早期の洗浄完了と節水化を図ることができた。
即ち、約２リットルのボール部１ａの封水に対して、吐
出ノズル５からの吐出洗浄水によりゼット吐水口６から
洗浄水の流れＸＡを加えることで、この洗浄水の流れＸ
Ａと封水の流れＸＡＷとによって、速やかに便器洗浄を
行うことができた。その際、サイホン式大便器１００で
は、洗浄水の流れＸＡを形成するために吐出ノズル５か
ら新たに約１．３リットルの洗浄水（水道水）を吐出す
るだけでよく、確実に節水化を図ることができた。この
場合、洗浄水貯留部４内の洗浄水が上記スペックのジェ
ットポンプにより総て巻き込まれる前に、吐出ノズル５
からの洗浄水吐出を停止しても、確実に汚物を排出でき
た。しかも、上記したように、当初のリム洗浄を行うこ
とで、トイレットペーパーも洗浄水並びに汚物と共に排
出できた。つまり、吐出ノズル５とスロート６１で構成
されるジェットポンプにより、本実施例では、図４ある
いは図５に示す洗浄水の入水状況と図６に示す排水状況
を得ることができ、このために節水化を図ることができ
たといえる。

【００４３】上記したコンピュータシュミレーション
を、サイホン式大便器１００における排水トラップ２の
形状（堰部２ｇの曲率半径：４５ｍｍ、排水トラップ直
径：φ５５、上昇路２ｂの傾斜角度：６５度、下降路２
ｃの全経路長：２３０ｍｍ等）を再現した仮想排水トラ
ップ１０２以外の仮想排水トラップ、具体的には、堰部
２ｇの曲率半径が４０〜１００ｍｍで、排水トラップ直
径がφ５５〜φ６０で、上昇路２ｂの傾斜角度が４０〜
８０度で、下降路２ｃの経路長が１００〜１５０ｍｍで
あるような種々の仮想排水トラップについて実施したと
ころ、ほぼ同じ結果が得られた。よって、排水トラップ
２の形状が上記のように便器製造の上で通常採られるも
のであれば、上記の洗浄水入水状況を発現させること
で、排水トラップ２の管路形状の影響を受けることなく
サイホン作用を早期のうちに確実に発生させることがで
きるといえる。そして、このように排水トラップ２の管
路形状の影響を排除して、汚物排出の際の節水化の実効
性を高めることができる。

【００４４】次に、変形例について説明する。この変形
例では、図７に示すように、上昇路２ｂの壁面に、管路
内の圧力を検出する圧力センサ１０１を管路内洗浄水に
水没して備える。この圧力センサ１０１は、図示しない
制御装置と接続されており、上昇路２ｂ内の検出圧力を
出力する。この出力を受ける制御装置は、検出圧力を所
定時間ごとにスキャンし、その結果からサイホン作用発
生の有無を検出する。具体的には、検出圧力が負圧とな
る所定状況が観察されると、サイホン作用が発生したと
判断する。これは、サイホン作用の発生により、この上
昇路２ｂ内が負圧となることによる。そして、制御装置
は、サイホン作用の発生により、吐出ノズル５からの洗
浄水吐出が停止するよう、分配弁８を弁制御する。この
ように洗浄水吐出が停止しても、既に発生済みのサイホ
ン作用により封水の吸引はその後も継続されるので、汚
物やトイレットペーパーは排水トラップ２から確実に排
出される。よって、この変形例によれば、吐出ノズル５
からの吐出洗浄水量を低減できるので、これを通してよ
り節水化を図ることができる。なお、圧力センサ１０１
からの検出圧力推移ではなく、吐出ノズル５による洗浄
水吐出開始からの経過時間とサイホン作用発生の関係を
把握し、経過時間が所定時間となると吐出ノズル５から
の洗浄水吐出を停止するよう変形することもできる。こ
のようにしても、吐出ノズル５からの吐出洗浄水量の低
減を通してより節水化を図ることができる。

【００４５】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記の実施例や実施形態になんら限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のサイホン式大便器１００の概略断面図
である。

【図２】このサイホン式大便器１００の要部Ｚの拡大断
面図である。

【図３】サイホン式大便器１００における排水トラップ
２の形状をコンピュータ上で再現した仮想排水トラップ
１０２を説明する説明図である。

【図４】この仮想排水トラップ１０２に洗浄水入力を加
えた場合の入力と出力との関係を、洗浄水入力が大きい
場合について表すグラフである。

【図５】この入力と出力との関係を、洗浄水入力が小さ
い場合について表すグラフである。

【図６】仮想排水トラップ１０２の排水口１０２ｅから
の排出洗浄水の積算排水量と入力開始からの経過時間と
の関係を表すグラフである。

【図７】変形例のサイホン式大便器１００の概略断面図
である。

【符号の説明】 １…便器本体 １ａ…ボール部 １ｂ…汚物落とし込み凹部 １ｃ…隔壁 ２…排水トラップ ２ａ…入口 ２ｂ…上昇路 ２ｃ…下降路 ２ｄ…横引き路 ２ｅ…便器排水口 ２ｆ…段部 ２ｇ…堰部 ２ｈ…第２堰部 ２ｈ…屈曲部 ３…通水リム ４…洗浄水貯留部 ５…吐出ノズル ６…ゼット吐水口 ６ａ…奥側部位 ８…分配弁 ９…給水管 １１…給水管 ３０…屈曲部 ６１…スロート ６２…側壁貫通孔 ６３…固定ブッシュ １００…サイホン式大便器 １０１…圧力センサ １０２…仮想排水トラップ １０２ａ…入口 １０２ｅ…排水口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 信次 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 Ｆターム(参考） 2D039 AA02 AC03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 便器のボール部に臨んだ開口から連続形
   成されたトラップ排水路を備え、該トラップ排水路を介
   して前記ボール部内の汚物をボール内洗浄水と共に吸引
   して排出するサイホン式大便器の洗浄方法であって、 前記開口に向かう洗浄水の流れにより前記ボール内洗浄
   水が前記開口から前記トラップ排水路内に流れ込むよう
   にすると共に、前記トラップ排水路からの積算排水量が
   排水開始から１．５秒経過する間に約１リットル以上と
   なる排水状況を引き起こすように、前記洗浄水の流れを
   形成することを特徴とするサイホン式大便器の洗浄方
   法。
2. 【請求項２】 便器のボール部に臨んだ開口から連続形
   成されたトラップ排水路を備え、該トラップ排水路を介
   して前記ボール部内の汚物をボール内洗浄水と共に吸引
   して排出するサイホン式大便器であって、 前記開口に向かう洗浄水の流れにより前記ボール内洗浄
   水が前記開口から前記トラップ排水路内に流れ込むよう
   に前記ボール部に洗浄水を吐出すると共に、前記トラッ
   プ排水路からの積算排水量が排水開始から１．５秒経過
   する間に約１リットル以上となる排水状況を引き起こす
   ように、前記ボール部に洗浄水を吐出する吐出手段を有
   することを特徴とするサイホン式大便器。
3. 【請求項３】 請求項２記載のサイホン式大便器であっ
   て、 前記吐出手段は、 前記トラップ排水路を介して前記ボール部にサイホン作
   用が発生するまで、前記ボール部に洗浄水を吐出する手
   段を有する、サイホン式大便器。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載のサイホン式
   大便器であって、 前記吐出手段による洗浄水吐出が終了する前に、前記ボ
   ール部の上縁から洗浄水を吐出してボール部内壁に沿っ
   て洗浄水を流す上縁吐出手段を有する、サイホン式大便
   器。
5. 【請求項５】 請求項２ないし請求項４いずれか記載の
   サイホン式大便器であって、 前記トラップ排水路は、管路径が約４０〜７０ｍｍの管
   路軌跡と、管路内側の曲率半径が約４５〜１００ｍｍの
   頂上トラップ部とを有する、サイホン式大便器。