JP2014084619A - 男性用循環式水洗トイレ - Google Patents

Abstract

【課題】男性用循環式水洗トイレとして、便器内部の結露や水蒸気の発生状況等に影響されずに、流路切換弁による流路の切り換えが確実になされるものを提供する。
【解決手段】便器排水口１１の下流側が排水トラップ側流路Ｌ１と洗浄水回収流路Ｌ２とに分岐し、流路分岐部２に流路切換弁３が介在する。流路切換弁３は、ロータリーソレノイド３１によって往復回転駆動する回転軸３２に、両流路Ｌ１，Ｌ２のいずれか一方を閉鎖する弁体３３と、流路外に位置するマグネット付き回動アーム３４とが固着され、回動アーム３４の回動範囲の両端位置に各々磁気近接センサーＭが設置される。弁体３３が両流路Ｌ１，Ｌ２の一方に対する閉鎖位置に来たとき、回動アーム３４のマグネットの磁力を磁気近接センサーＭで検知し、ロータリーソレノイド３１が停止する。
【選択図】図５

Description

本発明は、便器面を流下した洗浄水を回収して便器面洗浄に再使用する洗浄水循環機構を備えた男性用循環式水洗トイレに関する。

大規模商業施設、交通機関の駅、空港、自動車道のパーキングエリア、学校、工場、ビル等における業務用トイレでは、便器の設置数が多く利用頻度も高いことから、節水と管理コストの低減、清掃作業の簡素化、衛生面の向上等が重要な課題になる。そこで、近年の男性用水洗トイレとして、洗浄水の消費量を減らして大幅な節水を可能にすると共に、除菌、消臭、防汚等の目的で洗浄水に添加された薬剤成分が効力を残したまま廃棄されるという無駄を減らすために、自動的に使用後の洗浄水を回収して繰り返し再利用できるようにした循環式のものが普及しつつある。

この男性用循環式水洗トイレでは、一般的に、光センサ等の人体検知手段によって利用者の存在を検知し、便器排水口の下位に設けた流路切換弁により、小水を排水トラップ側流路へ導く一方、利用者が離れてから流路を洗浄水回収流路側へ切り換えて便器面に洗浄水を流し、その流下した洗浄水を洗浄水回収流路から洗浄水貯留タンクへ送り込み、この洗浄水貯留タンク内の洗浄水を循環再利用するようになっている（例えば、特許文献１，２）。また、このような男性用循環式水洗トイレにおいて、洗浄効果を高めるために、初期洗浄として利用者の存在を検知した段階もしくは利用者が離れた直後に少量の洗浄水を流し、その洗浄水を小水と共に排水トラップ側へ排出したのち、本洗浄として比較的多量の洗浄水を流し、この本洗浄の洗浄水を回収する、二段階洗浄方式も採用されている。

そして、上記の流路切換弁として、従来より、排水トラップ側流路と洗浄水回収流路との流路分岐部に介在させた円板状のフラップ弁体を、ロータリーソレノイド等のロータリーアクチュエータによって回動させ、該弁体が両流路の一方を閉鎖する位置に来たときに、それを光センサによって検知してロータリーアクチュエータを停止させる方式が多用されている。

特許第３８５３８２５号公報 特開２０１０−１３８５４９号公報

しかしながら、前記従来方式の流路切換弁を備えた男性用循環式水洗トイレにおいては、該流路切換弁による流路の切り換えがうまく行かず、回収すべき洗浄水が排水トラップ側流路から排出されたり、逆に小水が洗浄水回収流路より洗浄水貯留タンクへ流入して循環洗浄水を汚してしまう、といったトラブルが往々にして発生しており、特に気温の高い夏場には該トラブルの発生頻度が高くなっていた。

そこで、上述のトラブルを生じる要因について、綿密な観察に基づいて種々の角度から検討を重ねた結果、元来より男性用循環式水洗トイレの便器内部は洗浄水及び排水が滞留して常に湿潤環境にある上、便器内外及び管路内外の温度差や気温変化による結露を生じ易く、光センサの投光・受光部に水滴や結露水が付着したり、内部に水蒸気が立ち込めて光透過を阻害したりすることで、該光センサによる弁体の流路閉鎖位置の検知が不確実あるいは不能になり、これによって流路切換弁による流路の切り換えが正常になされず、特に夏場のように高温多湿な状況下では光センサの機能低下による流路の切換え異常が多発することが判明した。

本発明は、上述の事情に鑑みて、男性用循環式水洗トイレとして、便器内部の結露や水蒸気の発生状況等に影響されずに、流路切換弁による流路の切り換えが確実になされ、もって回収すべき洗浄水が排水トラップ側流路から排出されたり、小水が洗浄水回収流路へ流入して循環洗浄水を汚すといったトラブルを未然に回避できるものを提供することを目的としている。

上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明は、便器排水口１１の下流側が排水トラップ側流路Ｌ１と洗浄水回収流路Ｌ２とに分岐すると共に、この流路分岐部２に流路切換弁３が介在し、便器面１０を流下した洗浄水Ｗを回収して便器面１０洗浄に再使用する洗浄水循環機構Ｓを備えた男性用循環式水洗トイレであって、
流路切換弁３は、ロータリーソレノイド３１によって往復回転駆動する回転軸３２に、回動変位によって両流路Ｌ１，Ｌ２のいずれか一方を閉鎖する弁体３３と、流路外に位置するマグネット付き回動アーム３４とが固着されてなり、該回動アーム３４の設定回動範囲の両端位置に各々磁気近接センサーＭが設置され、ロータリーソレノイド３１の駆動に伴って回転変位する弁体３３が前記両流路Ｌ１，Ｌ２の一方に対する閉鎖位置に来たとき、それを該回動アーム３４のマグネット（マグネット内蔵ゴム板３５）が両磁気近接センサーＭ，Ｍの一方に近接することで検知し、その検知信号によってロータリーソレノイド３１が停止するように構成されてなることを特徴としている。

請求項２の発明は、上記請求項１の男性用循環式水洗トイレにおいて、流路切換弁３の弁体３３及び回動アーム３４の回動角度θが７０〜９０°に設定されてなることを特徴としている。

請求項３の発明は、上記請求項２の男性用循環式水洗トイレにおいて、流路分岐部２における排水トラップ側流路Ｌ１及び洗浄水回収流路Ｌ２の入口Ｌ１ａ，Ｌ２ａが半円形に開口し、流路切換弁３の弁体３３が半円板状をなすことを特徴としている。

請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかの男性用循環式水洗トイレにおいて、回動アーム３４のマグネットがゴム板３５中に保持され、弁体３３が両流路Ｌ１，Ｌ２の閉鎖位置に来たとき、該ゴム板３５が磁気近接センサーＭの取付部（切換弁取付枠６の側板部６ｂ）に弾接するように構成されてなることを特徴としている。

次に、本発明の効果について図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係る男性用循環式水洗トイレの流路切換弁３では、ロータリーソレノイド３１の駆動によって回転変位する弁体３３が排水トラップ側流路Ｌ１と洗浄水回収流路Ｌ２の一方に対する閉鎖位置に来たとき、回動アーム３４のマグネット（マグネット内蔵ゴム板３５）が両磁気近接センサーＭ，Ｍの一方に近接することで検知し、その検知信号によってロータリーソレノイド３１が停止するように構成されているから、便器本体１内部の結露や水蒸気の発生状況等に影響されずに、両流路Ｌ１，Ｌ２の切り換えが確実になされる。従って、この男性用循環式水洗トイレにおいては、回収すべき洗浄水Ｗが排水トラップ側流路Ｌ１から排出されたり、小水Ｕが洗浄水回収流路Ｌ２へ流入して循環洗浄水Ｗを汚すといったトラブルが未然に回避される。

請求項２の発明によれば、流路切換弁３は、弁体３３及び回動アーム３４の回動角度θが特定範囲にあるから、弁体３３の少ない動きによって迅速に且つ確実に流路の切り換えを行える。

請求項３の発明によれば、流路分岐部２における排水トラップ側流路Ｌ１及び洗浄水回収流路Ｌ２の入口Ｌ１ａ，Ｌ２ａが半円形に開口し、流路切換弁３の弁体３３が半円板状をなすから、両流路Ｌ１，Ｌ２の入口Ｌ１ａ，Ｌ２ａにおける半円形の基辺を一致させ、その基辺に沿って弁体３３の回転軸３２を配置することで、流路分岐部２を簡素で且つコンパクトに構成できる。

請求項４の発明によれば、回動アーム３４のマグネットがゴム板３５中に保持され、該ゴム板３５が磁気近接センサーＭの取付部（切換弁取付枠６の側板部６ｂ）に弾接することで、該取付部に回動アーム３４が当接する際の衝撃が吸収され、もって流路切換弁３の耐久性が向上する。

本発明の一実施形態に係る男性用循環式水洗トイレの縦断側面図である。 同男性用循環式水洗トイレの正面図である。 同男性用循環式水洗トイレの下部の縦断側面図である。 同男性用循環式水洗トイレの便器排水口の下流側を示す斜視図である。 同便器排水口の下流側の要部を示し、（ａ）は流路分岐部における縦断側面図、（ｂ）は流路分岐部の側方外部における一部切欠縦断側面図である。 同流路分岐部の斜視図である。 同男性用循環式水洗トイレの洗浄水循環機構の流路構成を例示する模式図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る男性用循環式水洗トイレについて、図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は該実施形態の構成に限定されるものではない。

図１〜図３に示すように、この男性用循環式水洗トイレは、便器本体１の前面側に構成される凹形の便器面１０の底部に目皿４を嵌合した便器排水口１１、同上部に洗浄ノズル１２を備えると共に、便器本体１の頂部前壁１ａには利用者の存在を検知するための光学センサ等よりなる人体検知手段１３が設けられている。そして、便器排水口１１の直下には、排水流路を略垂直な排水トラップ側流路Ｌ１と略水平な洗浄水回収流路Ｌ２とに分岐する流路分岐部２が構成され、該流路分岐部２に流路切換弁３が介在している。また、便器本体１の内側底部には、排水トラップ側流路Ｌ１の側方に位置して洗浄水貯留タンクＴ１が設置されており、その内側上部に洗浄水回収流路Ｌ２の出口Ｌ２ｂが開口すると共に、同内部にフロートスイッチＦが取り付けられている。一方、便器本体１の内側上部には、循環ポンプＰ１、吐出ポンプＰ２、サブタンクＴ２、薬液タンクＴ３、制御装置Ｃ等が設置されている。

便器排水口１１は、図５（ａ）に示すように、便器面１０の底部の孔１０ａに円筒状の排水アダプター１４を上方から挿嵌し、その上端フランジ部１４ａでシールリング１５Ａを介して係止した該排水アダプター１４の外周雄ねじ部１４ｂに、ナット１６を下方から螺合緊締することにより、短円筒状に構成されている。

流路分岐部２は、径大のカップ形上部２１ａ及び径小の円筒状下部２１ｂよりなる本管２１と、該本管２１の円筒状下部２１ｂの側方に溶接にて連結一体化したやや偏平な角筒状の分岐管２２とで構成されており、分岐管２２が洗浄水回収流路Ｌ２を形成すると共に、本管２１の円筒状下部２１ｂにおける分岐管２２よりも下方部分が排水トラップ側流路Ｌ１を形成している。そして、本管２１は、カップ形上部２１ａをシールリング１５Ｂを介してナット１５に外嵌した状態で、上端フランジ部２１ｃを取付フレーム５に係止している。また、本管２１の円筒状下部２１ｂには、排水トラップ管１７が先端径大部１７ａをシールリング１５Ｃを介して外嵌して連結されている。

図６で示すように、流路分岐部２の分岐管２２の先端側は、本管２１の円筒状下部２１ｂ内の中央まで突入すると共に、その先端が上に凸の半円形に開口して洗浄水回収流路Ｌ２の入口Ｌ２ａを形成している。また、本管２１の円筒状下部２１ｂの内側は、その中央位置まで突入した分岐管２２によって断面の半分が遮られているため、排水トラップ側流路Ｌ１の入口Ｌ１ａも半円形に開口している。そして、両流路Ｌ１，Ｌ２の入口Ｌ１ａ，Ｌ２ａ同士は半円形の基辺が一致し、その基辺つまり本管２１の円筒状下部２１ｂの直径に沿って、流路切換弁３の半円板状の弁体３３を固着した回転軸３２が貫通配置しており、該弁体３３の回動によって両Ｌ１，Ｌ２の何れか一方を閉鎖できるように構成されている。この弁体３３は金属芯材の全面をフッ素系樹脂等よりなる弾性被覆層で覆った形態である。なお、流路分岐部２の本管２１におけるカップ形上部２１ａの底部には、排水トラップ側流路Ｌ１の入口Ｌ１ａに対応する半円形の排出穴２３が開口している。

流路分岐部２の本管２１の径方向両外側には流路切換弁３の回転軸３２を枢支する軸受部２４，２４が突設されており、両軸受部２４，２４を利用して排水トラップ管１７の先端側がフック金具１８を介して抜け止めされている。このフック金具１８は、腰の強い針金製であり、図示のように、円の半周を越える長さの円弧部１８ａの両端から、折返しＵ字部１８ｂを経て立ち上がるフック部１８ｃを有しており、円弧部１８ａを排水トラップ管１７の先端径大部１７ａの下側外周段差に巻き掛けた状態で、両フック部１８ｃ，１８ｃをそれぞれ軸受部２４に掛止している。

図４に示すように、流路分岐部２の外側には、前板部６ａと左右の側板部６ｂ，６ｂとからなる切換弁取付枠６が、両側板部６ｂ，６ｂに固着した左右の取付板７，７を各々流路分岐部２側に設けた取付突片２５にねじ止めすることにより、前方へ張出した状態に取り付けられている。そして、該切換弁取付枠６の前板部６ａの前面側に、流路切換弁３の回転軸３２の回転駆動部をなすロータリーソレノイド３１が固着されると共に、図５（ｂ）に示すように、両側板部６ｂ，６ｂの内側でロータリーソレノイド３１と流路分岐部２との間に配置する回転軸３２に、回動アーム３４が固着されている。

この回動アーム３４は、三角状に尖った先端部の両側面に各々マグネット内蔵ゴム板３５が止着されており、流路分岐部２内の弁体３３が図５（ａ）の実線で示すように洗浄水回収流路Ｌ２を閉鎖する位置にあるとき、図５（ｂ）の実線で示すように一側のゴム板３５が切換弁取付枠６の一方の側板部６ｂの内面下部に当接すると共に、該弁体３３が図５（ａ）の仮想線で示すように排水トラップ側流路Ｌ１を閉鎖する位置にあるとき、図５（ｂ）の仮想線で示すように他側のゴム板３５が切換弁取付枠６の他方の側板部６ｂの内面下部に当接するように設定されている。しかして、切換弁取付枠６の両側板部６ｂ，６ｂの下部外面側には凹陥部６０が形成され、両凹陥部６０，６０にそれぞれ磁気近接センサーＭが取り付けられており、流路切換において回動アーム３４のゴム板３５が側板部６ｂの内面に当接した際に、該ゴム板３５に内蔵するマグネットの磁力を当接側の磁気近接センサーＭで検知し、その検知信号に基づいてロータリーソレノイド３１の駆動が停止するように設定されている。

なお、切換弁取付枠６の各側板部６ｂの下部外面側には、磁気近接センサーＭが配置する凹陥部６０を覆うように、板状パッキン６１を介して防水カバー６２がねじ止めされている。また、切換弁取付枠６の上方側は、その前板部６ａの頂端にねじ止めした透明性合成樹脂からなる屋根状カバー８にて覆われている。

この男性用水洗トイレの洗浄水循環機構の一例を図７に示す。この洗浄水循環機構Ｓでは、上述のように、便器排水口１１の直下の流路分岐部２において、流路切換弁３によって排水流路を排水トラップ側流路Ｌ１と洗浄水回収流路Ｌ２とに切換え可能であり、洗浄水回収流路Ｌ２に導かれた洗浄水Ｗは洗浄水貯留タンクＴ１へ流入して貯留される。そして、該洗浄水貯留タンクＴ１内の洗浄水Ｗは、循環ポンプＰ１によって循環流路Ｌ３を通して上位のサブタンクＴ２へ送り込まれ、更に該サブタンクＴ２から吐出ポンプＰ２によって循環流路Ｌ４を通して洗浄ノズル１２へ送られ、該洗浄ノズル１２から便器面１０へ吐出される。

なお、サブタンクＴ２には、底部より開閉弁Ｖ１を介して垂下するドレイン流路Ｌ５と、余剰の洗浄水Ｗを溢流させるオーバーフロー流路Ｌ６とが接続されており、両流路Ｌ５，Ｌ６からの洗浄水Ｗが洗浄水貯留タンクＴ１内へ排出される。また、洗浄水貯留タンクＴ１には、その底部から開閉弁Ｖ２を介して排水トラップ側流路Ｌ１に繋がるドレイン流路Ｌ７が接続されている。更に、洗浄水貯留タンクＴ１上には、水道管（図示省略）から開閉弁Ｖ３を介して新しい洗浄水Ｗを供給する給水路Ｌ８の出口と、薬液タンクＴ３からの薬液Ｄを開閉弁Ｖ４を介して供給する薬液供給路Ｌ９の出口とが配置している。そして、洗浄水貯留タンクＴ１内にはフロートスイッチＦが設けてあり、貯留している洗浄水Ｗが補給を要する量まで減少した際に、それを該フロートスイッチＦが液面レベルより検出し、給水路Ｌ８及び薬液供給路Ｌ９の開閉弁Ｖ３，Ｖ４を所定時間だけ開作動させる。

この洗浄水循環機構Ｓが例えば２段洗浄方式に設定されている場合、待機状態では便器排水口１１からの排水流路が流路分岐部２において排水トラップ側流路Ｌ１に繋がっており、利用者が便器面１０の前に立ったことを人体検知手段１３にて検出すると、その時点もしくは利用者が排尿後に離れた直後に、初期洗浄として洗浄ノズル１２から少量（例えば１５０ｍｌ程度）の洗浄水Ｗが吐出され、その前洗浄の洗浄水Ｗと小水Ｕが排水トラップ側流路Ｌ１へ排出される。次いで、利用者が離れてから一定時間後（例えば８秒後）、流路切換弁３が排水流路を洗浄水回収流路Ｌ２側に切換えると共に、本洗浄として洗浄ノズル１２から比較的多量（例えば１０００ｍｌ程度）の洗浄水Ｗが流され、この本洗浄の洗浄水Ｗが洗浄水回収流路Ｌ２より洗浄水貯留タンクＴ１へ導かれて回収される。

上記構成の男性用循環式水洗トイレにおいて、流路分岐部２での流路切換弁３による排水トラップ側流路Ｌ１と洗浄水回収流路Ｌ２との切換え作動は、弁体３３が両流路Ｌ１，Ｌ２の一方を閉鎖している状態から、人体検知手段１３による利用者の検出に基づく制御装置Ｃからの指令によってロータリーソレノイド３１が駆動することで開始され、該弁体３３が両流路Ｌ１，Ｌ２の他方を閉鎖する位置に来た際に、既述のように回動アーム３４のゴム板３５に内蔵されたマグネットの磁力を磁気近接センサーＭで検知し、その検知信号に基づいてロータリーソレノイド３１の駆動が停止することで終了する。この場合、流路切換弁３の作動が磁気検出に基づいて制御されるから、従来の光センサーによる作動制御のように便器本体１内部の結露や水蒸気の発生状況等に影響されることがなく、両流路Ｌ１，Ｌ２の切り換えが確実になされる。従って、この男性用循環式水洗トイレにおいては、回収すべき洗浄水Ｗが排水トラップ側流路Ｌ１から排出されたり、小水Ｕが洗浄水回収流路Ｌ２へ流入して循環洗浄水Ｗを汚すといったトラブルが未然に回避される。

なお、流路切換弁３の回動アーム３４の回動角度θ〔図５（ｂ）参照〕つまり弁体３３の往復回動範囲は、７０〜９０°に設定するのがよく、特に８０°前後とすることが推奨される。すなわち、このような回動角度とすることで、弁体３３の少ない動きによって迅速に且つ確実に流路の切り換えを行えるという利点がある。

本発明の男性用循環式水洗トイレにおいては、流路分岐部２における排水トラップ側流路Ｌ１及び洗浄水回収流路Ｌ２の入口Ｌ１，Ｌ２の形状、ならびに流路切換弁３の弁体３３の形状については、特に制約されないが、両入口Ｌ１，Ｌ２を半円形とし、弁体３３を半円板状とすれば、実施形態のように両入口Ｌ１ａ，Ｌ２ａにおける半円形の基辺を一致させ、その基辺に沿って弁体３３の回転軸３２を配置することで、流路分岐部２を簡素で且つコンパクトに構成できるから、便器本体１の便器排水口の下方の狭い空間に流路分岐部２を配置する上で非常に好都合である。

また、流路切換弁３の回動アーム３４に設けるマグネットの取付形態は、特に制約されないが、実施形態で例示したマグネット内蔵ゴム板３５のように該マグネットをゴム板中に保持される構成とすれば、該ゴム板３５が磁気近接センサーＭの取付部（切換弁取付枠６の側板部６ｂ）に弾接することで、該取付部に回動アーム３４が当接する際の衝撃が吸収されるから、流路切換弁３の耐久性が向上するという利点がある。なお、このようなマグネット内蔵ゴム板３５としては、ゴム層中に金属マグネットを埋め込んだものの他、磁石粒子をゴムに練り込んだゴム磁石も使用可能である。

洗浄水循環機構Ｓとしては、図７で例示した以外の様々な機構を採用でき、例えば、サブタンクＴ２を省略して代わりに逆止弁を流路に介在させ、洗浄水貯留タンクＴ１から直接に洗浄水Ｗを洗浄ノズル１２へ供給する方式としてもよい。また、便器排水口１１には、体毛や煙草の吸殻等の異物を漉し取るためのストレーナーを介在させてもよい。その他、本発明においては、流路分岐部２における排水トラップ側流路Ｌ１と洗浄水回収流路Ｌ２の分岐方向、流路切換弁３の各部の細部形状、便器本体１の構造、便器面１０の形状、便器排水口１１の構造、洗浄ノズル１２及び人体検知手段１３の位置、便器本体１の内部に納める機器類の種類及び形状と配置構成、配管構成等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。

１ 便器本体
１０ 便器面
１１ 便器排水口
２ 流路分岐部
３ 流路切換弁
３１ ロータリーソレノイド
３２ 回転軸
３３ 弁体
３４ 回動アーム
３５ マグネット内蔵ゴム板
６ 切換弁取付枠（取付部）
６ｂ 側板部（取付部）
Ｌ１ 排水トラップ側流路
Ｌ１ａ 入口
Ｌ２ 洗浄水回収流路
Ｌ２ａ 入口
Ｍ 磁気近接センサー
Ｓ 洗浄水循環機構
Ｗ 洗浄水
θ 回動角度

Claims (4)

1. 便器排水口の下流側が排水トラップ側流路と洗浄水回収流路とに分岐すると共に、この流路分岐部に流路切換弁が介在し、便器面を流下した洗浄水を回収して便器面洗浄に再使用する洗浄水循環機構を備えた男性用循環式水洗トイレであって、
   前記流路切換弁は、ロータリーソレノイドによって往復回転駆動する回転軸に、回動変位によって前記両流路のいずれか一方を閉鎖する弁体と、流路外に位置するマグネット付き回動アームとが固着されてなり、該回動アームの設定回動範囲の両端位置に各々磁気近接センサーが設置され、ロータリーソレノイドの駆動に伴って回転変位する弁体が前記両流路の一方に対する閉鎖位置に来たとき、それを該回動アームのマグネットが両磁気近接センサーの一方に近接することで検知し、その検知信号によってロータリーソレノイドが停止するように構成されていることを特徴とする男性用循環式水洗トイレ。
2. 前記流路切換弁の弁体及び回動アームの回動角度が７０〜９０°に設定されてなる請求項１に記載の男性用循環式水洗トイレ。
3. 前記流路分岐部における排水トラップ側流路及び洗浄水回収流路の入口が半円形に開口し、流路切換弁の弁体が半円板状をなす請求項２に記載の男性用循環式水洗トイレ。
4. 前記回動アームのマグネットがゴム板中に保持され、前記弁体が流路の閉鎖位置に来たとき、該ゴム板が磁気近接センサーの取付部に弾接するように構成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の男性用循環式水洗トイレ。

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