JP2016148213A

JP2016148213A - 水洗大便器装置

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Publication number: JP2016148213A
Application number: JP2015026305A
Authority: JP
Inventors: 石丸　亮子; Ryoko Ishimaru; 亮子石丸; 秀和北浦; Hidekazu Kitaura; 貴広丸山; Takahiro Maruyama
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2016-08-18
Anticipated expiration: 2035-02-13
Also published as: US20160237668A1; CN105888022B; JP6465454B2; CN105888022A; US9670658B2

Abstract

【課題】洗浄水によって大便器本体を洗浄する水洗大便器装置であって、ジェットポンプユニットによるタンクの内部への水の供給と、大便器本体の封水の迅速な回復とを確実に行うことができる水洗大便器装置を提供する。【解決手段】切替機構４００は、第１位置と、第２位置と、の間で移動することでノズル３１０から噴射された水の進行方向を切り替えるように構成され、タンク給水行程においてノズル３１０によって噴射された水から受ける力によって第２位置に保持され、リフィル機構５００は、タンク給水行程においてノズル３１０から噴射され切替機構４００によって進行方向を切り替えられた水を一端側の流入口５１２から流入させるリフィル管５１０を有し、リフィル管５１０は、流入口５１２から流入した水をスロート管３２０の吸引口３２１を介すことなく大便器本体に導くように構成されている。【選択図】図９

Description

本発明は、洗浄水によって大便器本体を洗浄する水洗大便器装置に関する。

下記特許文献１には、給水機構としてジェットポンプユニットを採用した水洗大便器装置が提案されている。下記特許文献１に記載された水洗大便器装置は、水を貯留するタンクを備えており、ジェットポンプユニットは当該タンクの内部に水没した状態で配置されている。

ジェットポンプユニットは、スロート管及びノズルを有している。当該スロート管の一端には吸引口が形成され、他端は大便器本体のボウル部に連通する流路に接続されている。ノズルにより、吸引口を介してスロート管の内部に流入するように水が噴射されると、ジェットポンプ作用が誘発されるため、スロート管の内部ではボウル部に向かって大流量の水が流れる。ノズルから噴射された水のみならず、タンクの内部に貯留されていた水も引き込まれてスロート管の内部を流れるため、大便器本体には大流量の水が洗浄水として供給される。

このようなジェットポンプ式の給水機構においては、洗浄水として大便器本体に供給する水の全てをタンクの内部に貯留しておく必要がない。このため、洗浄水を全てタンクの内部に貯留するタンク式の給水機構に比べて、タンクの小型化が可能となり、更に、タンクを満水にするために必要な時間を短くすることができるという利点がある。また、高層の施設など、給水管内の水圧が比較的低い環境に水洗大便器装置が設置された場合であっても、大流量の水を大便器本体に供給することができる。更に、給水管を大口径とするような大掛かりな工事を必要としないという利点もある。

下記特許文献１に記載された水洗大便器装置では、ノズルによって噴射された水を主にジェットポンプユニットによって流量を増大させて大便器本体に洗浄水を供給する洗浄行程と、ノズルによって噴射された水を主にタンクの内部に供給して貯留させるタンク給水行程と、を順に実行することで、連続使用を可能としている。詳細には、当該水洗大便器装置は、スロート管の吸引口の上流側にボールが配置されており、このボールは、洗浄行程において吸引口を開放する一方で、タンク給水行程において吸引口を覆うように移動する。ノズルによって噴射された水の進行方向がこのボールによって切り替えられることで、洗浄行程とタンク給水行程とが実行される。

ところで、水洗大便器では、略Ｕ字形状のトラップ部が形成され、このトラップ部に貯留されている水を、下水管からの臭気の逆流を防止する封水として用いることが一般的である。この封水は、洗浄行程において汚物や洗浄水とともにトラップ部から排出されるため、洗浄行程の後に封水を回復させる（リフィル）必要がある。

下記特許文献１に記載された水洗大便器装置では、洗浄行程の後に行われるタンク給水行程において、封水の回復を行っている。当該水洗大便器装置では、タンク給水行程においてノズルによって噴射された水は、その一部がボールによって進行方向をタンクの内部に切り替えられることでタンクの内部に供給しつつ、その残部がボールを回り込んで下流側のスロート管に流入する。スロート管に流入した水は水洗大便器に供給されるため、タンクの内部への水の供給と同時に、封水を回復させることが可能となる。このとき、ボールは、ノズルによって噴射された水によって上流側から力を受けることで、吸引口を塞ぐ位置で保持される。

特表２００７−５３４８６７号公報

しかしながら、下記特許文献１に記載された水洗大便器装置では、タンク給水行程において、ノズルによって噴射された水がボールを回り込んで下流側にも供給されるため、ボールは下流側からも力を受けることになる。このため、ボールに作用する力のバランスが崩れ、吸引口を塞ぐ位置でボールを保持することができなくなるおそれがある。この結果、タンクの内部への水の供給と、封水の回復とを確実に行えなくなるという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、洗浄水によって大便器本体を洗浄する水洗大便器装置であって、ジェットポンプユニットによるタンクの内部への水の供給と、大便器本体の封水の迅速な回復とを確実に行うことができる水洗大便器装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る水洗大便器装置は、洗浄水によって大便器本体を洗浄する水洗大便器装置であって、汚物を受け止めるボウル部と、前記ボウル部から排出された汚物を受け入れるとともに水を貯留して封水とするトラップ部と、を有する大便器本体と、内部に水を貯留するタンクと、前記タンクの内部に少なくとも一部が水没した状態で配置されたジェットポンプユニットであって、吸引口が形成され前記吸引口から内部に流入した水が前記大便器本体に洗浄水として供給されるように配置されたスロート管と、前記吸引口を介して前記スロート管の内部に向けて水を噴射するノズルと、を有し、前記スロート管の内部を流れる水の流量を前記ノズルによって噴射される水の流量よりも増大させるジェットポンプ作用を誘発させる前記ジェットポンプユニットと、前記ノズルによって噴射された水を主に前記ジェットポンプユニットによって流量を増大させて前記大便器本体に洗浄水として供給する洗浄行程と、前記ノズルによって噴射された水を主に前記タンクの内部に供給して貯留させるタンク給水行程と、が順に実行させるように、前記ノズルによって噴射された水の進行方向を切り替える切替手段と、前記タンク給水行程において前記大便器本体に封水として用いられる水を供給するリフィル手段と、を備え、前記切替手段は、前記洗浄行程に対応する第１位置と、前記タンク給水行程に対応する第２位置と、の間で移動することで前記進行方向を切り替えるように構成され、前記タンク給水行程において前記ノズルによって噴射された水から受ける力によって前記第２位置に保持され、前記リフィル手段は、前記タンク給水行程において前記ノズルから噴射され前記切替手段によって進行方向を切り替えられた水を一端側の流入口から流入させるリフィル管を有し、前記リフィル管は、前記流入口から流入した水を前記スロート管の吸引口を介すことなく前記大便器本体に導くように構成されている。

本発明によれば、切替手段は、ノズルによって噴射された水の進行方向を切り替えるものであって、タンク給水行程では当該水から力を受けることで第２位置に保持される。また、リフィル手段は、タンク給水行程において進行方向を切り替えられた水をリフィル管によって大便器本体に導くことで、封水を回復させるものである。リフィル管は、スロート管の吸引口を介すことなく大便器本体に水を導くため、切替手段がこの水から力を受けて、切替手段を第２位置に保持しようとする力が低下してしまうことがない。この結果、タンク給水行程において、ノズルから噴射された水による力を切替手段の保持に効率良く利用するとともに、進行方向を切り替えられた水を迅速に大便器本体に供給し、ジェットポンプユニットによるタンクの内部への水の供給と、封水の迅速な回復とを確実に行うことができる。

また、本発明に係る水洗大便器装置では、前記流入口は、前記タンクが満水時の水位よりも下方に設けられ、前記リフィル管は、少なくともその一部が、前記タンクが満水時の水位よりも上方に配置されていることも好ましい。

この好ましい態様では、流入口をタンクが満水時の水位よりも下方に設け、リフィル管の少なくとも一部を、タンクが満水時の水位よりも上方に配置することで、タンク給水行程以外のときに、タンクの内部に貯留されている水がリフィル管を介して排出されてしまうことを抑制することができる。

また、本発明に係る水洗大便器装置では、前記リフィル手段は、前記切替手段によって進行方向を切り替えられた水を収集して前記リフィル管の流入口に指向させるようにテーパ状に形成された収集部を有していることも好ましい。

タンク給水行程において、切替手段によって進行方向を切り替えられた水は、リフィル管の流入口に流入する際に、流路断面積の急激な変化を伴うことで大きな抵抗を受け、その流量が低下してしまう。上記好ましい態様では、テーパ状に形成された収集部によって水を収集することで、流路断面積の変化を緩和して当該抵抗を小さなものとし、大便器本体に封水として供給される水の流量の低下を抑制することができる。

また、本発明に係る水洗大便器装置では、前記リフィル手段は、前記切替手段によって進行方向を切り替えられた水を前記リフィル管の流入口に導くガイド壁を有していることも好ましい。

ノズルによって噴射され、切替手段によって進行方向を切り替えられた水は、タンクの内部に貯留されている水の中を拡散しながら進行する。このような拡散により、リフィル管の流入口における水勢が大きく低下するため、大便器本体に封水として供給される水の流量が低下してしまうおそれがある。

そこで、上記好ましい態様では、ノズルによって噴射された水をガイド壁の外側面に沿わせて流し、リフィル管の流入口に導く。これにより、水の拡散と、リフィル管の流入口における水勢の低下とを抑制し、大便器本体に封水として供給される水の流量の低下を抑制することができる。

また、本発明に係る水洗大便器装置では、前記切替手段は、前記第２位置において、前記ノズルから噴射された水を一方向に進行させるように進行方向を切り替えることも好ましい。

この好ましい態様では、切替手段が、ノズルから噴射された水を一方向に進行させるように進行方向を切り替えることで、水を多方向に進行させる場合に比べて、拡散によるリフィル管の流入口における水勢の低下を抑制することができる。この結果、大便器本体に封水として供給される水の流量の低下を抑制することができる。

また、本発明に係る水洗大便器装置では、前記タンクは、満水時に水が供給された場合に、溢れた水を流入させるオーバーフロー口を有し、前記リフィル管に流入した水を前記オーバーフロー口から前記大便器本体に供給されるように構成されていることも好ましい。

この好ましい態様では、タンク給水行程において、オーバーフロー口から大便器本体に水を供給して封水を回復させることができる。すなわち、タンクの溢水防止に用いられるオーバーフロー口を利用することで、別途専用の開口を設けることなく封水の回復を図ることができる。

本発明によれば、洗浄水によって大便器本体を洗浄する水洗大便器装置であって、ジェットポンプユニットによるタンクの内部への水の供給と、大便器本体の封水の迅速な回復とを確実に行うことができる水洗大便器装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る水洗大便器装置を示す断面図である。図１に示した水洗大便器装置の上面図である。図１に示した水洗大便器装置のタンクの内部を示す図である。図１に示した水洗大便器装置のタンクの内部の一部を拡大して示す断面図である。図１に示した水洗大便器装置のノズル周辺を示す分解斜視図である。図１に示した水洗大便器装置のタンクの内部における構成を示すブロック図である。図１に示した水洗大便器装置のジェットポンプユニットの動作を説明するための図である。図１に示した水洗大便器装置の洗浄行程におけるタンクの内部の水の流れを示す図である。図１に示した水洗大便器装置のタンク給水行程におけるタンクの内部の水の流れを示す図である。図１に示した水洗大便器装置の案内部材を示す斜視図である。図１に示した水洗大便器装置の案内部材を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態に係る水洗大便器装置について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は水洗大便器装置ＦＴの断面図であって、水洗大便器装置ＦＴをその左右方向に垂直な面で切断した場合の断面を示している。図２は水洗大便器装置ＦＴの上面図である。図２では、後に説明するタンク２０の内部構造を示すため、タンク２０の上蓋２０１を取り外した状態を描いている。

図１及び図２に示したように、水洗大便器装置ＦＴは、大便器本体１０と、大便器本体１０の後方側（図１では左側、図２では上側）において大便器本体１０の上面１０１に設置されるタンク２０とを備えている。水洗大便器装置ＦＴは、使用者が排泄した汚物を大便器本体１０によって受け止めて、当該汚物を、タンク２０から供給される水（洗浄水）によって排水管ＳＷに排出する装置である。

尚、以下の説明においては、特に断らない限り、大便器本体１０に着座した状態の使用者から見て右側（図２では左側）のことを「右側」と称し、大便器本体１０に着座した状態の使用者から見て左側のことを「左側」（図２では右側）と称することとする。また、大便器本体１０に着座した状態の使用者から見て前方側（図１では右側、図２では下側）のことを「前側」又は「前方側」と称し、大便器本体１０に着座した状態の使用者から見て後方側（図１では左側、図２では上側）のことを「後側」又は「後方側」と称することとする。

大便器本体１０は、ボウル部１１０と、リム部１２０と、導水路１３０と、排水トラップ管路１４０とを有している。ボウル部１１０は、上方から落下する汚物を一時的に受け止める部分である。リム部１２０は、ボウル部１１０の上縁部に形成されており、図１に示されるように、ボウル部１１０の内側面の一部を外周側に向けて後退させたような形状となっている。後述するように、リム部１２０は、ボウル部１１０に向けて供給された水が旋回して流れる流路となっている。リム部１２０は、ボウル部１１０の上縁に沿って一周するような略円形（上面視）の流路として形成されている。

導水路１３０は、タンク２０から供給された水をボウル部１１０に導くために、大便器本体１０の内部に形成された流路である。導水路１３０は、その一端が大便器本体１０の上面１０１に開口しており、タンク２０から供給される水の入口１３１となっている。入口１３１が形成されている位置は、大便器本体１０の上面１０１のうち後方側の部分であり、且つ左右方向における中央の部分である。

導水路１３０は、その下流側において二つの流路（第１導水路１３２、第２導水路１３４）に分岐している。一方の流路である第１導水路１３２は、その下流側の端部がリム部１２０のうち右側の部分において開口しており、当該開口が水の出口（吐水部１３３）となっている。タンク２０から入口１３１に水が供給されると、その一部は第１導水路１３２の内部を通り、吐水部１３３から噴出してリム部１２０に供給される。

他方の流路である第２導水路１３４は、その下流側の端部がリム部１２０のうち左側且つ後方寄りの部分において開口しており、当該開口が水の出口（吐水部１３５）となっている。タンク２０から入口１３１に水が供給されると、その一部は第２導水路１３４の内部を通り、吐水部１３５から噴出してリム部１２０に供給される。

吐水部１３３から水が噴出する方向は、略円形の流路として形成されたリム部１２０の円周に沿う方向であり、且つ上面視において反時計回りの方向となっている。吐水部１３５から水が噴出する方向も、略円形の流路として形成されたリム部１２０の円周に沿う方向であり、且つ上面視において反時計回りの方向となっている。図２において矢印で示したように、吐水部１３３及び吐水部１３５からリム部１２０に噴出した水は、いずれもリム部１２０に沿って反時計回りに旋回して流れながら、リム部１２０の全体からボウル部１１０に向けて流下する。

排水トラップ管路１４０は、トラップ部１４１と、下降流路１４２とを有している。トラップ部１４１は、ボウル部１１０の下端から下方に延び、更に、折り返して上方に延びて略Ｕ字形状を呈している。下降流路１４２は、トラップ部１４１の上端から下流に向かう方向に沿って下り勾配となるように形成されている。このような構成により、トラップ部１４１には水を貯留することが可能となっており、貯留した水によって封水ＷＴが形成されている。下降流路１４２の下端には排水管ＳＷが接続されている。排水管ＳＷは建物の内部に配置された配管であって、その下流側の端部が不図示の下水管に接続されている。

タンク２０からボウル部１１０に向けて水が供給されると、前述したように、当該水はリム部１２０を旋回して流れながら、リム部１２０の全体からボウル部１１０に向けて流下する。水はボウル部１１０に対して上方から追加され、ボウル部１１０の下端部からトラップ部１４１及び下降流路１４２を通って排出される。その結果、ボウル部１１０に貯留されている封水ＷＴに下向きの流れが生じることとなる。

ボウル部１１０において一時的に受け止められていた汚物は、上方のリム部１２０から供給される水によって下方に向けて押し込まれ、ボウル部１１０の下端に向かって移動する。その後、汚物は水流によってトラップ部１４１を通り下降流路１４２に到達して、水と共に排水管ＳＷに向けて落下する。

次に、図３乃至図５を参照しながら、タンク２０の内部の構成について説明する。図３は、水洗大便器装置ＦＴを前方側から見た場合における、タンク２０の内部を示す斜視図である。図４は、タンク２０を水洗大便器装置ＦＴの前後方向に垂直な面で切断した場合の断面の一部を示している。図５は、水洗大便器装置１０のノズル３１０周辺を示す分解斜視図である。図３に示されるように、タンク２０の内部には、給水管２３１と、主弁２３３と、パイロット弁２３４と、ジェットポンプユニット３００とが配置されている。

給水管２３１は、主弁２３３に向けて水を供給するための管であって、下方から鉛直上方に向かって伸びるように配置されている。給水管２３１の下端は、タンク２０の外部において不図示の水道管に接続されている。また、給水管２３１の上端は、タンク２０の内部において主弁２３３に下方から接続されている。

給水管２３１の途中（水道管と主弁２３３との間）には、図３では図示しない定流量弁２３２が配置されている。主弁２３３が開いた状態において主弁２３３に流入する水の流量は定流量弁２３２によって一定となり、水道管内の水圧が高まった場合でも変動することがない。

主弁２３３は開閉弁であって、給水管２３１からジェットポンプユニット３００に向かう水の流路の開閉を行うものである。主弁２３３とジェットポンプユニット３００との間にはバキュームブレーカー２３５が配置されており、バキュームブレーカー２３５の上流側が負圧となって水が逆流してしまうことが防止されている。尚、上記のように給水管２３１が上方に向かって伸びており、主弁２３３とバキュームブレーカー２３５とはタンク２０内の高い位置に配置されている。このため、タンク２０が満水となった状態においても、バキュームブレーカー２３５が水没することはない。

主弁２３３にはパイロット弁２３４が備えられており、パイロット弁２３４の動作によって主弁２３３の開閉が切り替えられる構成となっている。パイロット弁２３４には、タンク２０の外側に配置された手動レバー２３６が、タンク２０の内部に配置された伝達機構２３７を介して接続されている。また、パイロット弁２３４には、タンク２０の内部に配置されたフロート２３８が更に接続されている。

水洗大便器装置ＦＴの使用者によって手動レバー２３６が操作されると、当該操作が伝達機構２３７を介してパイロット弁２３４に伝達され、パイロット弁２３４が開かれる。これにより主弁２３３が開かれた状態となり、給水管２３１からジェットポンプユニット３００に向かって水が流れる。後述するように、洗浄行程においてジェットポンプユニット３００に向かって流れた水は、タンク２０の内部に貯留されていた水と共に洗浄水として導水路１３０に供給される。このため、タンク２０の内部における水位は次第に低下していく。

ボウル部１１０の洗浄が終了した後も、主弁２３３は閉じられず、給水管２３１からジェットポンプユニット３００に向かって引き続き水が流れる。ジェットポンプユニット３００に向かって流れた水はタンク２０の内部に供給されて、次回の洗浄のために貯留される。このようにタンク２０の内部に水を供給するタンク給水行程が行われると、タンク２０の内部の水位は次第に上昇して行く。タンク２０の内部においてパイロット弁２３４に接続されているフロート２３８は、水位の上昇に伴って上昇し、これによりパイロット弁２３４が閉じられる。

パイロット弁２３４が閉じられると、主弁２３３が閉じられた状態となり、給水管２３１からジェットポンプユニット３００への水の供給が停止され、タンク給水行程が終了する。この時点においてタンク２０の内部に貯留されている水が、次回の洗浄のために満水となるように、フロート２３８の配置等が調整されている。

ジェットポンプユニット３００は、給水管２３１から供給された水によりジェットポンプ作用を誘発させ、これにより大便器本体１０に水の供給を行うためのものである。ジェットポンプユニット３００は、ノズル３１０と、スロート管３２０とを有している。

ノズル３１０は、一端が接続管２３９を介してバキュームブレーカー２３５に接続され、他端には図４に示される噴射口３１１が形成されている管状の部材である。図５に示されるように、ノズル３１０は、多段のテーパ状に形成された接続部３１３をその下部に有しており、この接続部３１３が接続管２３９の内部に嵌入することによって、ノズル３１０と接続管２３９とが接続される。主弁２３３が開かれると、給水管２３１から供給された水は接続管２３９を介してノズル３１０に到達し、噴射口３１１から高速の水流として噴射される。噴射口３１１は、その噴射方向がスロート管３２０の内部に向けられている。

スロート管３２０は断面が円形の管であって、タンク２０の底壁２１１に形成された開口２１２を一部が貫通した状態で、タンク２０の内部に配置されている。スロート管３２０の端部には、他端には開口である吸引口３２１が形成されている。スロート管３２０は、その全体が逆Ｕ字形状を呈している。

ノズル３１０は、スロート管３２０の端部に対して固定されている。図５に示されるように、スロート管３２０の端部の外側面には、斜め下方に向けて突出する円柱形状の固定部３２５が３つ形成されている。各固定部３２５には、雌ネジ部３２５ａが形成されている。一方、ノズル３１０には、固定部３２５と対応する位置で外方に向けて突出する突出部３１２が形成されている。各突出部３１２には、貫通孔３１２ａが形成されている。貫通孔３１２ａ内に配置される３つのネジ３２６が、固定部３２５の雌ネジ部３２５ａと螺合することによって、ノズル３１０がスロート管３２０の端部に対して固定される。

このように、ノズル３１０をスロート管３２０の端部に対して固定することで、ノズル３１０が水を噴射し、噴射による反力を受けた場合でも、ノズル３１０とスロート管３２０との相対位置が変化してしまうことを抑制することができる。これにより、後述する洗浄行程において、ノズル３１０によって噴射された水をスロート管３２０に適切に流入させ、大便器本体１０に洗浄水として水を供給することが可能となる。

また、３つのネジ３２６は、ノズル３１０とともに案内部材５３０をスロート管３２０の端部に対して固定している。例えば、スロート管３２０を基準としてノズル３１０を固定し、タンク２０を基準として案内部材５３０を固定すると、スロート管３２０やタンク２０を製造する際の製造誤差によって、スロート管３２０、ノズル３１０及び案内部材５３０の相対的な位置関係が、設計で定められたものにならなくなるおそれがある。これに対し、ノズル３１０及び案内部材５３０をいずれもスロート管３２０の端部に対して固定することで、それぞれの相対的な位置関係を、確実に設計で定められたものとすることが可能となる。案内部材５３０の構成やその機能については後述する。

スロート管３２０の具体的な形状について更に詳しく説明する。スロート管３２０は、吸引口３２１から斜め上方に向かって伸びる上昇部３２２と、上昇部３２２の下流側（上側）に配置された屈曲部３２３と、屈曲部３２３の下流側（下側）に配置され、屈曲部３２３から下方に向かって伸びる下降部３２４とを有している。

上昇部３２２は、その管径が全体において均一な円筒形状の管であって、水平面に対して傾斜した状態で配置されている。吸引口３２１は上昇部３２２の下端に形成されている。吸引口３２１は、その縁の全体が水平面に沿うように（水平面と平行になるように）形成されている。

下降部３２４は、その管径が全体において均一な円筒形状の管であって、鉛直方向に沿って配置されている。下降部３２４の管径は、上昇部３２２の管径よりも大きい。屈曲部３２３のうち上昇部３２２側の管径は、上昇部３２２の管径に等しい。また、屈曲部３２３のうち下降部３２４側の管径は、下降部３２４の管径に等しい。このため、管径が互いに異なる上昇部３２２と下降部３２４とが、屈曲部３２３によって滑らかに繋がれているということができる。

上昇部３２２のうち、その流路方向に沿って略中央となる位置には、空気導入管３３０が接続されている。空気導入管３３０は、鉛直方向に沿って配置された円筒形状の管である。空気導入管３３０の下端は上昇部３２２の上面側に接続されており、空気導入管３３０の内部空間と上昇部３２２の内部空間とが連通している。空気導入管３３０の上端には導入口３３１が開口形成されており、導入口３３１から流入した空気又は水が、空気導入管３３０を通って上昇部３２２の内部空間に流入し得る構成となっている。導入口３３１の位置（高さ）は、吸引口３２１よりも高い位置であって、タンク２０の内部が満水であるときに水没するような位置とされている。

また、スロート管３２０の外側面には、オーバーフロー管３５０が一体的に形成されている。オーバーフロー管３５０は、その上端に開口するオーバーフロー口３５１から、スロート管３２０の下降部３２４に沿って下方に延びている。オーバーフロー管３５０はその内部に流路を形成しており、当該流路はスロート管３２０の内部の流路とは独立したものとなっている。

以上のように形成されたスロート管３２０及びオーバーフロー管３５０は、それらの一端が大便器本体１０の導水路１３０の入口１３１に接続されている。これにより、吸引口３２１やオーバーフロー口３５１から流入した水は、スロート管３２０やオーバーフロー管３５０の内部を流れて導水路１３０に流入し、ボウル部１１０及びトラップ部１４１に供給される。

次に、図６を参照しながら、タンク２０の内部における水の流れについて説明する。図６は、タンク２０の内部における構成を模式的に示している。前述したように、タンク２０の内部には、給水管２３１と、主弁２３３と、ジェットポンプユニット３００とが配置されている。

大便器本体１０やタンク２０の内部への水の供給が行われていない待機状態では、タンク２０は満水となっている。水洗大便器装置ＦＴの使用者によって手動レバー２３６が操作されると、前述したように主弁２３３が開かれた状態となり、洗浄行程が開始される。

洗浄行程では、ノズル３１０の噴射口３１１から水が噴射される（図６の矢印ＡＲ１）。洗浄行程においてノズル３１０によって噴射された水は、切替機構４００と干渉することなく通過し、スロート管３２０に流入する（図６の矢印ＡＲ２）。タンク２０の内部に貯留されていた水は、スロート管３２０の内部に引き込まれて（図６の矢印ＡＲ３）、洗浄水として大便器本体１０に供給される（図６の矢印ＡＲ４）。

洗浄行程が終了すると、次に、タンク２０への水の供給を行うタンク給水行程が開始される。タンク給水行程では、ノズル３１０によって噴射された水が、タンク２０の内部に供給されるように、その進行方向が切替機構４００によって切り替えられる（図６の矢印ＡＲ５）。この水は、リフィル機構５００を介して、タンク２０の内部に貯留される水（図６の矢印ＡＲ６）と、オーバーフロー口３５１に供給される水（図６の矢印ＡＲ７）とに分流する。これにより、タンク２０の内部の水位が次第に上昇していく。また、オーバーフロー口３５１に供給される水に供給される水は、大便器本体１０の導水路１３０に供給される。これにより、トラップ部１４１に水が供給され、貯留されて封水ＷＴが回復する。

タンク給水行程によってタンク２０の内部の水位が上昇し、タンク２０が満水となると、上昇したフロート２３８によってパイロット弁２３４が閉じられる。これにより、主弁２３３が閉じられ、タンク２０及び大便器本体１０への水の供給が終了し、待機状態に戻る。

次に、図７（Ａ）及び図８を参照しながら、ジェットポンプユニット３００の構成及び洗浄行程における動作について更に説明する。図７（Ａ）は、ジェットポンプ作用が誘発されている状態を模式的に示したものである。図８は、洗浄行程における水の流れを模式的に示したものである。

前述した洗浄行程では、図７（Ａ）及び図８に示されるように、タンク２０の内部の水位が吸引口３２１よりも高い状態においてノズル３１０から水が噴射され、ジェットポンプ作用が誘発される。ノズル３１０によって噴射された高速の水は、スロート管３２０の上昇部３２２の内部に向かって流れる。また、上昇部３２２のうち下側の部分及びノズル３１０は、タンク２０内に貯留されている水の内部に水没している。このため、タンク２０内に貯留されている水は、噴射口３１１から噴射された高速の水によって上昇部３２２の内部に引き込まれる。このようなジェットポンプ作用が誘発される結果、スロート管３２０の内部では、ノズル３１０の噴射口３１１から噴射された水だけでなく、吸引口３２１の周囲から引き込まれた水も流れる。これらが大便器本体１０の導水路１３０を流れて、洗浄水として吐水部１３３、１３５からリム部１２０に供給される。

このように、水洗大便器装置ＦＴにおいては、ノズル３１０の噴射口３１１から噴射される水の流量よりも、リム部１２０に供給される水の流量の方が大きくなっている。換言すれば、ノズル３１０の噴射口３１１から噴射される水の流量が小さくても、洗浄水として十分な流量の水がリム部１２０に供給される。このため、水道管の水圧が小さい低い環境に水洗大便器装置ＦＴが設置された場合であっても、十分な洗浄性能を発揮することができる。

上昇部３２２の下端近傍、すなわち吸引口３２１の近傍には、切替機構４００が取り付けられている。切替機構４００は、全体として棒状を呈し、その長手方向に沿った一端にはフロート４１０を有しており、他端には切替板４２０を有している。

切替機構４００は、フロート４１０と切替板４２０との間の部分が、上昇部３２２の下端近傍に対して回転自在の状態で取り付けられている。図７（Ａ）に示されるように、タンク２０の内部の水位が吸引口３２１よりも高い場合、フロート４１０に作用する浮力によって切替機構４００が回転する。具体的には、フロート４１０が上方に移動し、それに伴って切替板４２０が下方に移動して、それぞれ図７（Ａ）に示した位置で停止する。

図７（Ａ）の状態においては、ノズル３１０の上方は切替板４２０によって覆われていないため、ノズル３１０から噴射された水は、切替板４２０には直接当たることなく吸引口３２１からスロート管３２０の内部に流入する。その結果、前述したようなジェットポンプ作用が誘発され、洗浄水としての水が大便器本体１０のリム部１２０に供給される。

タンク２０内の水がリム部１２０に供給されることにより、タンク２０内の水位は次第に低下していく。タンク２０内の水位が所定位置まで低下したところで、前述したタンク給水行程が行われる。

次に、図７（Ｂ）、及び、図９乃至図１１を参照しながら、ジェットポンプユニット３００のタンク給水行程における動作について説明する。図４（Ｂ）は、ジェットポンプ作用が発生していない状態を模式的に示したものである。図９は、タンク給水行程における水の流れを模式的に示したものである。図１０は、案内部材５３０を示す斜視図である。図１１は、案内部材５３０を左右方向に垂直な面で切断した場合の断面図である。

タンク給水行程では、図７（Ｂ）及び図９に示されるように、タンク２０の内部の水位が満水時よりも低下した状態において、ノズル３１０によって噴射された水によって水位回復を行う。タンク２０の内部の水位が吸引口３２１の近傍まで低下すると、フロート４１０に作用する浮力は小さくなる。このため、図７（Ｂ）に示されるように、フロート４１０が下方に移動して切替機構４００が回転する。これにより、切替板４２０がノズル３１０の上方を覆う位置まで移動し、ノズル３１０によって噴射された水が切替板４２０に直接当たるようになる。

切替板４２０の外側面のうち、ノズル３１０の噴射口３１１と対向する面４２１は、凹状に湾曲した形状となっている。ノズル３１０から噴射された水が面４２１に当たると、水は面４２１の湾曲に沿って流れ、その進行方向が略９０度変化した一方向に切り替えられる。その結果、ノズル３１０から噴射された水は上昇部３２２の内部には流入しなくなる。このように、切替機構４００は、ノズル３１０から噴射された水の進行方向を、大便器本体１０からタンク２０の内部に切り替える。

つまり、ノズル３１０から噴射された水の進行方向がタンク２０の内部に切り替えられることで、タンク２０の内部の水位が回復し、フロート４１０に浮力が作用する。当該浮力は、切替機構４００を図７（Ａ）の状態に戻すように作用する。しかしながら、切替機構４００は、切替板４２０が水から受ける力によって浮力に抗し、タンク２０が満水となるまで図７（Ｂ）に示される位置に保持される。

タンク給水行程において、ノズル３１０から噴射され、更に、切替機構４００によって進行方向を切り替えられた水は、その一部がタンク２０の内部に貯留され、他部がリフィル機構５００によって大便器本体１０に供給される。リフィル機構５００は、リフィル管５１０と、案内部材５３０と、を有している。

リフィル管５１０は、内部に流路が形成された管状の部材である。リフィル管５１０は、その一端である流入口５１２がタンク２０の内部に貯留されている水に水没した状態で配置されている。また、リフィル管５１０は、タンク２０が満水時の水位よりも上方に配置された湾曲部５１０ａを有しており、この湾曲部５１０ａの端部には流出口５１３が形成されている。流出口５１３は、オーバーフロー管３５０の上方で、オーバーフロー口３５１に対向するように配置されている。

案内部材５３０は、図１０及び図１１に示されるように、樹脂材料によって成形された管状の部材であり、ガイド壁５３１と、収集部５３２と、連結部５３３と、リフィル管接続部５３４と、を有している。ガイド壁５３１は、切替機構４００から進行してくる水の進行方向に凹状となる湾曲面を有しており、上方に突出形成されている。収集部５３２は、このガイド壁５３１の下端部に連接されており、上方を開放し、下方に向かって漸次縮径するテーパ状に形成されている。収集部５３２の側面には、貫通する連通口５３２ａが形成されている。連結部５３３は、管状に形成されており、連通口５３２ａと連通するように収集部５３２の側面に連結されている。リフィル管接続部５３４は、連結部５３３の外側面から上方に突出するとともに、多段のテーパ状に形成された管状の部位である。このリフィル管接続部５３４が、リフィル管５１０の流入口５１２に嵌入してリフィル管５１０と接続されることで、ガイド壁５３１からリフィル管５１０の内部に至る流路が形成される。

図９に示されるように、案内部材５３０は、タンク給水行程においてノズル３１０から噴射された水を受け入れ可能な位置に配置されている。具体的には、案内部材５３０は、ノズル３１０から噴射され切替機構４００によって進行方向を切り替えられた水と、ガイド壁５３１とが対向するように配置されている。切替機構４００から案内部材５３０に向けて流れる水は、その一部が案内部材５３０から逸れて流れ、他部がガイド壁５３１の湾曲面に沿って流れて下方の収集部５３２に導かれる。案内部材５３０から逸れて流れる一部の水がタンク２０の内部に貯留され、タンク２０の内部の水位を回復させる。

一方、収集部５３２に導かれた水は、次に、収集部５３２の内部の流路を流れる。前述したように、当該流路はテーパ状に形成されている。収集部５３２の内部を通過した水は、連結部５３３を介してリフィル管接続部５３４に至り、リフィル管５１０に流入する。

リフィル管５１０に流入した水は、その内部を流れ、リフィル管５１０の湾曲部５１０ａに設けられた流量調整弁５２０に至る。流量調整弁５２０は、リフィル管５１０の内部の流路の開度を調整する開閉弁である。リフィル管５１０の内部を流れる水は、この流量調整弁５２０によって流量を調整された後に、流出口５１３に至る。リフィル管５１０によって大便器本体１０に供給される水の流量は、大便器本体１０の種類や、その設置現場に応じて変化し得るが、流量調整弁５２０を設けることで、その流量が適切なものとなるように調整することが可能となる。

流出口５１３に至った水は、その下方のオーバーフロー口３５１に向けて排出される。前述したように、オーバーフロー管３５０は、その一端が大便器本体１０の導水路１３０の入口１３１に接続されている。このため、流出口５１３から排出され、オーバーフロー口３５１を介してオーバーフロー管３５０に流入した水は、大便器本体１０の導水路１３０に至る。これにより、大便器本体１０のリム部１２０を介してトラップ部１４１に水が供給され、貯留されて封水ＷＴが回復する。

以上のように、本実施形態では、切替機構４００は、ノズル３１０によって噴射された水の進行方向を切り替えるものであって、タンク給水行程では当該水から力を受けることでその位置を保持される。また、リフィル機構５００は、タンク給水行程において進行方向を切り替えられた水をリフィル管５１０によって大便器本体１０に導くことで、封水ＷＴを回復させるものである。リフィル管５１０は、スロート管３２０の吸引口３２１を介すことなく大便器本体１０に水を導くため、切替機構４００がこの水から力を受けて、切替機構４００を図７（Ｂ）に示される位置に保持しようとする力が低下してしまうことがない。この結果、タンク給水行程において、ノズル３１０から噴射された水による力を切替機構４００の保持に効率良く利用するとともに、進行方向を切り替えられた水を迅速に大便器本体１０に供給し、ジェットポンプユニット３００によるタンク２０の内部への給水及び封水ＷＴの迅速な回復を確実に行うことができる。

また、流入口５１２をタンク２０が満水時の水位よりも下方に設け、リフィル管５１０の少なくとも一部を、タンク２０が満水時の水位よりも上方に配置することで、タンク給水行程以外のときに、タンク２０の内部に貯留されている水がリフィル管５１０を介して排出されてしまうことを抑制することができる。

また、タンク給水行程において、切替機構４００によって進行方向を切り替えられた水は、リフィル管５１０の流入口５１２に流入する際に、流路断面積の急激な変化を伴うことで大きな抵抗を受けるため、その流量が低下してしまう。そこで、テーパ状に形成された収集部５３２によって水を収集することで、流路断面積の変化を緩和してこの抵抗を小さなものとし、流量の低下を抑制することができる。

また、ノズル３１０によって噴射され、切替機構４００によって進行方向を切り替えられた水は、タンク２０の内部に貯留されている水の中を拡散しながら進行する。このような拡散により、リフィル管５１０の流入口５１２における水勢が大きく低下するため、大便器本体１０に封水ＷＴとして供給できる水の流量が低下してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態では、ノズル３１０によって噴射された水をガイド壁５３１の外側面に沿わせて流し、リフィル管５１０の流入口５１２に導く。これにより、水の拡散と、リフィル管５１０の流入口５１２における水勢の低下とを抑制するとともに、大便器本体１０に封水ＷＴとして供給できる水の流量の低下を抑制することができる。

また、切替機構４００が、ノズル３１０から噴射された水を一方向、すなわち、流入口５１２側に進行させるように切り替えることで、水を複数の方向に進行させる場合に比べて、拡散によるリフィル管５１０の流入口５１２における水勢の低下を抑制することができる。この結果、大便器本体１０に供給できる水の流量の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、タンク給水行程において、リフィル管５１０に流入した水をオーバーフロー口３５１から大便器本体１０に供給して封水ＷＴを回復させることができる。すなわち、タンク２０の溢水防止に用いられるオーバーフロー口３５１を利用することで、別途専用の開口を設けることなく封水ＷＴの回復を図ることができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０：大便器本体
２０：タンク
１１０：ボウル部
１４１：トラップ部
３００：ジェットポンプユニット
３１０：ノズル
３２０：スロート管
３２１：吸引口
３５１：オーバーフロー口
４００：切替機構（切替手段）
５００：リフィル機構（リフィル手段）
５１０：リフィル管
５１２：流入口
５３１：ガイド壁
５３２：収集部
ＦＴ：水洗大便器装置
ＷＴ：封水

Claims

洗浄水によって大便器本体を洗浄する水洗大便器装置であって、
汚物を受け止めるボウル部と、前記ボウル部から排出された汚物を受け入れるとともに水を貯留して封水とするトラップ部と、を有する大便器本体と、
内部に水を貯留するタンクと、
前記タンクの内部に少なくとも一部が水没した状態で配置されたジェットポンプユニットであって、吸引口が形成され前記吸引口から内部に流入した水が前記大便器本体に洗浄水として供給されるように配置されたスロート管と、前記吸引口を介して前記スロート管の内部に向けて水を噴射するノズルと、を有し、前記スロート管の内部を流れる水の流量を前記ノズルによって噴射される水の流量よりも増大させるジェットポンプ作用を誘発させる前記ジェットポンプユニットと、
前記ノズルによって噴射された水を主に前記ジェットポンプユニットによって流量を増大させて前記大便器本体に洗浄水として供給する洗浄行程と、前記ノズルによって噴射された水を主に前記タンクの内部に供給して貯留させるタンク給水行程と、が順に実行させるように、前記ノズルによって噴射された水の進行方向を切り替える切替手段と、
前記タンク給水行程において前記大便器本体に封水として用いられる水を供給するリフィル手段と、を備え、
前記切替手段は、前記洗浄行程に対応する第１位置と、前記タンク給水行程に対応する第２位置と、の間で移動することで前記進行方向を切り替えるように構成され、前記タンク給水行程において前記ノズルによって噴射された水から受ける力によって前記第２位置に保持され、
前記リフィル手段は、前記タンク給水行程において前記ノズルから噴射され前記切替手段によって進行方向を切り替えられた水を一端側の流入口から流入させるリフィル管を有し、
前記リフィル管は、前記流入口から流入した水を前記スロート管の吸引口を介すことなく前記大便器本体に導くように構成されていることを特徴とする水洗大便器装置。
前記流入口は、前記タンクが満水時の水位よりも下方に設けられ、
前記リフィル管は、少なくともその一部が、前記タンクが満水時の水位よりも上方に配置されていること特徴とする請求項１に記載の水洗大便器装置。
前記リフィル手段は、前記切替手段によって進行方向を切り替えられた水を収集して前記リフィル管の流入口に指向させるようにテーパ状に形成された収集部を有していることを特徴とする請求項２に記載の水洗大便器装置。
前記リフィル手段は、前記切替手段によって進行方向を切り替えられた水を前記リフィル管の流入口に導くガイド壁を有していることを特徴とする請求項２に記載の水洗大便器装置。
前記切替手段は、前記第２位置において、前記ノズルから噴射された水を一方向に進行させるように進行方向を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の水洗大便器装置。
前記タンクは、満水時に水が供給された場合に、溢れた水を流入させるオーバーフロー口を有し、
前記リフィル管に流入した水を前記オーバーフロー口から水が前記大便器本体に供給されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の水洗大便器装置。