JP2019157517A - 水洗大便器 - Google Patents

Abstract

【課題】清掃性向上のための給水と、洗浄水飛散抑制の両立を行うことである。【解決手段】本発明では、使用者が排泄を行うボウルと、前記ボウルに溜水を形成するためのトラップと、洗浄水を前記ボウルに供給するリムノズルと、前記排泄物混じりの溜水を建物の排水配管に排出するためにサイホン現象を起動するゼットノズルと、を有する水洗大便器において、前記ゼットノズルを起動して溜水水位を低下させた後に、前記ボウル全面に向けてミスト水を供給することを特徴とすることによって、清掃性のために使用するブラシの清掃効果を期待させる給水を行うと共に、その水が外部に飛散するような恐れを防止することができるようになった。【選択図】 図１

Description

本発明は、水洗大便器の清掃性を維持しながら、想定されるリスクを減する対応を行うことに係り、特に水洗大便器外への飛散水の発生や、衛生洗浄装置等の充電部材が被水することを防止することに好適な水洗大便器に関する発明である。

従来の水洗大便器は、便器のボウル部の溜水の水面（喫水面）付近が汚れるため、溜水の水位を一時的に下げて、掃除を行うために「お掃除モード」にしたり、また、排便時や小便時に生じる洗浄水の跳ね返りを防止するため、溜水の水位を下げるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このような場合、サイホン作用によりボウル部内の溜水を排出した後、リム給水の量を通常使用時よりも減らすことにより、溜水の水位を低くし、汚れが付きやすい喫水面を露出させて掃除をし易くしたものが開示されている。溜水の水面（喫水面）付近を清掃するためにブラシを挿入し、清掃性を高じるために旋回水を供すると、その勢いによって飛散水が水洗大便器外に飛び散ったり、ボウルの背部に設けられた衛生洗浄装置や大便器機能を供する洗浄装置等の充電部材が被水することになり、動作信頼性が低下する恐れがあるという問題があった。

また、公共トイレの洋式便座上における細菌学的汚染調査が実施されている（例えば、非特許文献１参照。）。
しかし、この場合もボウル洗浄水の飛散を促すことは、臨床的な面からも抑制すべきであることを示しているという問題があった。

特開平１１−０３５０５７８号公報

田爪正氣他;公共トイレの洋式便座上における細菌学的汚染調査,東海大学健康科学部紀要,5,1999

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、清掃性向上のための給水と、洗浄水飛散抑制の両立を行うことである。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、使用者が排泄を行うボウルと、前記ボウルに溜水を形成するためのトラップと、洗浄水を前記ボウルに供給するリムノズルと、前記排泄物混じりの溜水を建物の排水配管に排出するためにサイホン現象を起動するゼットノズルと、を有する水洗大便器において、前記ゼットノズルを起動して溜水水位を低下させた後に、前記ボウル全面に向けてミスト水を供給することを特徴とすることによって、清掃性のために使用するブラシの清掃効果を期待させる給水を行うと共に、その水が外部に飛散するような恐れを防止することができるようになった。

また、請求項２記載の発明によれば、前記ミスト吐水は間欠動作であることを特徴とすることにより、洗剤を使用してもボウルに付着して、安易に溜水に落下して無駄となることを防止できるようになった。

本発明によれば、清掃性向上のための給水と、洗浄水飛散抑制の両立を行うことができるという効果がある。

本発明の実施形態による水洗大便器の側面図である。 本発明の実施形態による水洗大便器に使用される加圧ポンプを示す部分断面図である。 本発明の実施形態による水洗便器における便器掃除の際の動作を示すタイムチャートである。

図１乃至図２により、本発明の実施形態による水洗大便器の構造を説明する。ここで、図１は、本発明の実施形態による水洗大便器の側面図であり、図２は本発明の実施形態による水洗大便器に使用される加圧ポンプを示す部分断面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態による水洗大便器１は、便器本体２と、この便器本体２の上面に配置された便座４と、便座４を覆うように配置されたカバー６と、便器本体２の後方上部に配置された局部洗浄装置８と、を備えている。さらに、便器本体２の後方には、機能部１０が配置されており、この機能部１０はサイドパネル１１により覆われている。

便器本体２には、汚物を受けるボウル部１２と、このボウル部１２の底部から延びる排水トラップ管路１４と、ジェット吐水を行うジェット吐水口１６と、リム吐水を行うリム吐水口１８が形成されている。ジェット吐水口１６は、ボウル部１２の底部に形成されており、排水トラップ管路１４の入口に指向してほぼ水平に配置され、洗浄水を排水トラップ管路１４に向けて吐出するようになっている。リム吐水口１８は、ボウル部１２の左側上部後方に形成されており、ボウル部１２の上縁に沿って洗浄水を吐出するようになっている。

排水トラップ管路１４は、入口部１４ａと、この入口部１４ａから上昇するトラップ上昇管１４ｂと、このトラップ上昇管１４ｂから下降するトラップ下降管１４ｃとからなり、トラップ上昇管１４ｂとトラップ下降管１４ｃとの間が頂部１４ｄとなっている。ここで、排水トラップ管路１４のトラップ下降管１４ｃの下端には、排水管１５が接続されている。

本実施形態による水洗大便器１は、洗浄水を供給する水道に直結されており、水道の給水圧力によりリム吐水口１８から洗浄水が吐出される。また、ジェット吐水に関しては、後述するように、機能部１０に内蔵された貯水タンク２０に貯水された洗浄水を加圧ポンプ２２によって加圧して、大流量でジェット吐水口１６から吐出させるようになっている。

次に、図２により、本実施形態による水洗大便器１の機能部１０を詳細に説明する。図２に示すように、機能部１０には、水道から洗浄水が供給される給水路２４が設けられ、この給水路２４には、上流側から、止水栓２６、ストレーナ２８、分岐金具３０、定流量弁３２、ダイヤフラム式の電磁開閉弁３４、給水路切替弁３６がそれぞれ設けられている。

これらの定流量弁３２、電磁開閉弁３４、及び、給水路切替弁３６は、図３に示すように、バルブユニット３７として、一体的に組立られたものとなっている。また、給水路切替弁３６の下流側には、リム吐水口１８に洗浄水を供給するためのリム側給水路３８、及び、貯水タンク２０に洗浄水を供給するためのタンク側給水路４０が接続されている。

ここで、定流量弁３２は、止水栓２６、ストレーナ２８、分岐金具３０を介して流入した洗浄水を、所定の流量以下に絞るためのものである。また、定流量弁３２を通過した洗浄水は、電磁開閉弁３４に流入し、電磁開閉弁３４を通過した洗浄水は、給水路切替弁３６により、リム側であるリム側給水路３８からリム吐水口１８へ、又は、タンク側であるタンク側給水路４０から貯水タンク２０に供給されるようになっている。ここで、給水路切替弁３６は、リム側給水路３８とタンク側給水路４０の両方に同じタイミングで洗浄水を供給可能であって、リム側とタンク側への給水量の割合を任意に変更できる切替弁である。

また、貯水タンク２０の下部には、ジェット側給水路４６が接続されており、このジェット側給水路４６の下流端は、ジェット吐水口１６に接続されている。また、ジェット側給水路４６の途中に上述した加圧ポンプ２２が設けられている。この加圧ポンプ２２は、貯水タンク２０に貯水された洗浄水を加圧して、ジェット吐水口１６から吐出させるためのものである。

このジェット側給水路４６は、加圧ポンプ２２より上流側の上流ジェット側給水路４６ａと下流ジェット側給水路４６ｂとから構成されている。ここで、下流ジェット側給水路４６ｂは、図３に示すように、上方に向けて凸型に形成されており、この凸型部分の最も高い部分である頂部４６ｃは、貯水タンク２０からジェット吐水口１６に至るジェット側給水路４６の中で最も高い部分になっている。

次に、上述したリム側給水路３８には、リム吐水用バキュームブレーカ４８が設けられており、給水路２４に負圧が発生した時に洗浄水のリム吐水口１８からの逆流を防止している。また、リム吐水用バキュームブレーカ４８は、図２に示すように、ボウル部１２の上端面よりも上方に配置され、これにより、逆流を確実に防止している。さらに、リム吐水用バキュームブレーカ４８の大気開放部から溢れた洗浄水は、戻り管路５０を通って貯水タンク２０に流入するようになっている。 タンク側給水路４０にも、逆止弁であるバキュームブレーカ４２が設けられており、洗浄水の貯水タンク２０からの逆流を防止している。

ここで、貯水タンク２０は、密閉タイプの貯水タンクであり、タンク側給水路４０と貯水タンク２０の接続部には、ボール式逆止弁４３が設けられている。このボール式逆止弁４３により、貯水タンク２０がオーバーフロー水位（後述するオーバーフロー流路７０の上端７０ａの位置）を越えて満水状態になった場合でも、ボール４３ａが浮上して、タンク側給水路４０との接続部を閉鎖するので、洗浄水がタンク側給水路４０に逆流することがないようになっている。同様に、戻り管路５０と貯水タンクの接続部にも、同様に、ボール式逆止弁４４が設けられており、貯水タンク２０がオーバーフロー水位を越えて満水状態になった場合でも、洗浄水が戻り管路５０に逆流することはないようになっている。

さらに、ジェット側給水路４６の上流ジェット側給水路４６ａには、逆止弁であるジェット吐水用フラッパー弁５６及び水抜栓５８が設けられている。これらのジェット吐水用フラッパー弁５６及び水抜栓５８は、加圧ポンプ２２よりも下方の、貯水タンク２０の下端部付近の高さに配置されている。このため、水抜栓５８を開放することにより、メンテナンス時等に貯水タンク２０内及び加圧ポンプ２２内の洗浄水を排出することができるようになっている。また、貯水タンク２０と加圧ポンプ２２の間にジェット吐水用フラッパー弁５６を配置することにより、貯水タンク２０内の水位が加圧ポンプ２２の高さよりも低くなった場合に、洗浄水が加圧ポンプ２２から貯水タンク２０に逆流し、加圧ポンプ２２内の洗浄水が抜け加圧ポンプ２２が空運転してしまうことを防止している。また、加圧ポンプ２２の下方には、水受けトレイ６０が配置されており、結露した水滴や漏水を受けるようになっている。

また、機能部１０には、電磁開閉弁３４の開閉操作、給水路切替弁３６の切替操作、及び、加圧ポンプ２２の回転数や作動時間等を制御するコントローラ６２が内蔵されている。

貯水タンク２０の内部には、上端フロートスイッチ６４ａ、及び、下端フロートスイッチ６４ｂが配置されている。 上端フロートスイッチ６４ａは、貯水タンク２０内の水位が通常使用時の満水位置（Ｌ１）に達するとオンに切り替わり、コントローラ６２はこれを検知して、電磁開閉弁３４を閉鎖させる。下端フロートスイッチ６４ｂは、貯水タンク２０内の水位が所定の水位（Ｌ３）まで低下するとオンに切り替わり、コントローラ６２はこれを検知して、加圧ポンプ２２を停止させる。

さらに、貯水タンク２０の上端フロートスイッチ６４ａよりも上方位置に、その上端７０ａが開口し下端７０ｂが下流ジェット側給水路４６ｂに接続されたオーバーフロー流路７０が設けられている。

このオーバーフロー流路７０には逆止弁であるフラッパー弁７２が取り付けられている。このオーバーフロー流路７０及びフラッパー弁７２により、洗浄水のジェット吐水口１６からの逆流を防止すると共に、これらの間の縁切りを行うことができるようになっている。また、このオーバーフロー流路７０の下端７０ｂがボウル部１２内の溜水の水位よりも上方に設けられているため、洗浄水のジェット吐水口１６からの逆流をより確実に防止している。

コントローラ６２は、使用者による便器洗浄スイッチ（図示せず）の操作により、電磁開閉弁３４、給水路切替弁３６、加圧ポンプ２２を順次作動させ、先ずリム吐水口１８から吐水し、リム吐水を継続させながら、次にジェット吐水口１６からの吐水を開始させて、ボウル部１２を洗浄する。さらに、コントローラ６２は、洗浄終了後、電磁開閉弁３４を開放し、給水路切替弁３６を貯水タンク２０側に切り替えて洗浄水を貯水タンク２０に補給する。貯水タンク２０内の水位が上昇し、上端フロートスイッチ６４ａが規定の貯水量を検出すると、コントローラ６２は、電磁開閉弁３４を閉鎖して給水を停止する。

溜水の水面（喫水面）付近を清掃するためにブラシを挿入し、清掃性を高じるために旋回水を供すると、その勢いによって飛散水が水洗大便器外に飛び散ったり、ボウルの背部に設けられた衛生洗浄装置や大便器機能を供する洗浄装置等の充電部材が被水することになり、動作信頼性が低下する恐れがあるという問題ある。本発明では、図示しないミスト状の吐水をボウル部１２に噴霧するようになっている。清掃のためのブラシを効率的に使うことはできるが、勢い的な緩衝によって飛び散ることを抑制していることになる。乾燥面に水を吹きかけて清掃性は向上させるものの、水深が変わるようなレベルとしないことで、便器外に飛び散りが発生することを抑制していることになる。

図３は、本発明の実施形態による水洗便器における便器掃除の際の動作を示すタイムチャートである。

先ず、待機状態（時刻ｔ０〜ｔ１）において、給水路切替弁３６は、リム側給水路３８とタンク側給水路４０の両方に連通する中立位置となっている。次に、この待機状態（時刻ｔ０〜ｔ１）で、掃除モードスイッチ（図示せず）をＯＮ操作する（時刻ｔ１）と、リム洗浄（前リム洗浄）（時刻ｔ１〜ｔ７）が開始される。このとき、先ず、給水路切替弁３６は、時刻ｔ２〜ｔ３の間、タンク側給水路４０に全開状態（タンク側全開位置）とする。同時（時刻ｔ２）に、電磁開閉弁３４をＯＮとして、洗浄水を給水路２４に流入させる。これにより、給水路切替弁３６の上流側にある給水路２４内に残留する空気を貯水タンク２０内に排出することができる。この結果、給水路切替弁３６をいきなりリム側であるリム側給水路３８に切り替えた場合に生じるリム吐水口１８からの空気の排出音の発生を防止することができる。

次に、時刻ｔ３〜ｔ４の間に、給水路切替弁３６をタンク側全開位置からリム側全開位置に切り替え、洗浄水をリム吐水口１８へ供給し、洗浄水をリム吐水口１８から吐水する。このリム吐水は、時刻ｔ７まで行われ、これにより、ボウル部１２の洗浄が行われる。

次に、時刻ｔ２から所定時間（例えば、２５秒）経過後、時刻ｔ５〜ｔ９の間において、ジェット吐水（ジェット洗浄）を行うために、加圧ポンプ２２をＯＮとし、加圧ポンプ２２が貯水タンク２０内の洗浄水をジェット吐水口１６へ供給し、洗浄水をジェット吐水口１６から吐水する。

このジェット吐水のとき、加圧ポンプ２２の回転数をコントローラ６２が以下のように制御する。先ず、加圧ポンプ２２は、時刻ｔ５から時刻ｔ７までの所定時間（例えば、０．２秒の間）において、比較的低速（例えば、１０００ｒｐｍ）に保持され、これにより、ジェット側給水路４６の頂部４６ｃの近傍（即ち、ボウル部１２の溜水面のレベルＡより上方に位置する部分）に残留する空気をゆっくりとジェット吐水口１６から排出する。この結果、加圧ポンプ２２をいきなり本来の高速回転で始動した場合に生じるジェット吐水口１６からの空気の排出音の発生を防止することができる。

次に、時刻ｔ７から時刻ｔ９までの比較的短い時間（例えば、１．０秒）、加圧ポンプ２２を高速回転（例えば、３５００ｒｍｐ）させる。これにより、加圧ポンプ３４による加圧力が大きくなり、ジェット吐水口１６から大流量の洗浄水が吐水される。この大流量の洗浄水が、排水トラップ管路１４の入口部１４ａに流入し、サイホン現象が急速に引き起こされ、ボウル部１２内の溜水が素早く排出される。

次に、時刻ｔ７から１．０秒が経過後、時刻ｔ９において、加圧ポンプ２２の作動を停止させる。この加圧ポンプ２２が停止したとき、上述した加圧ポンプ２２の回転部８０の慣性力による回転によって、時刻ｔ９〜時刻ｔ１０の間の時間において、貯水タンク２０内の洗浄水をボウル部１２に供給し、それにより、ボウル部１２内の溜水の水位を所定の低水位Ｂに調整する。

なお、上述したように、サイホン作用を起動させるための回転数は、高回転（例えば、３５００ｒｐｍ）としているが、サイホン作用起動後に、所定の低回転まで低下させるようにしても良い。この所定の低回転は、その回転数における加圧ポンプ２２の慣性力により、溜水の水位を調整するために必要な洗浄水を確保するとができる程度の回転数である。このように、サイホン作用起動後に加圧ポンプ２２を低回転とする場合であっても、サイホン作用起動のための加圧ポンプ２２の回転数を高回転としているので、サイホン作用起動のための時間を短くできるので（比較的低回転でサイホン作用を起動したのでは時間を要する）、溜水の水位調整の時間をどの水位でも比較的短時間に設定することができる。

次に、時刻ｔ７において、貯水タンク２０内の水位が上端フロートスイッチ６４ａの位置より下がり、上端フロートスイッチ６４ａがＯＦＦとなると、給水路切替弁３６をリム側全開位置からタンク側全開位置に切り替え、上端フロートスイッチ６４ａがＯＮとなる時刻ｔ１１まで、タンク給水を行う。

このように、タンク給水により上端フロートスイッチ６４ａがＯＮとなると、貯水タンク内の洗浄水のオーバフローを防止するため、時刻ｔ１１において、電磁開閉弁３４が閉となり、時刻１２まで、タンク給水が停止される。このようにして、時刻ｔ９から所定時間（例えば、２５秒）の間は、ボウル部１２の溜水の水位は低水位Ｂとなっているので、便器掃除時間となり、使用者は、ボウル部１２の通常の溜水の水位である水位Ａ（喫水面）付近に洗剤を塗布し、ブラシ等で擦ることで、ボウル部１３の喫水面付近を清掃する。

次に、時刻ｔ９から２５秒経過後（便器洗浄時間経過後）の時刻ｔ１２において、再度、リム洗浄（後リム洗浄）が開始される。このリム洗浄（後リム洗浄）は、時刻ｔ９〜時刻ｔ１２の間に行われた便器洗浄によりボウル部１２内に残った使用済洗剤を含む汚水を排出するためのものであり、通常の便器使用時の洗浄動作を使用している。この時刻ｔ１２におけるリム洗浄（後リム洗浄）の開始は、時刻ｔ９から所定時間（２５秒）経過後自動的に行ってもよいし、洗浄スイッチ（図示せず）をＯＮ操作するようにしてもよい。

このリム洗浄（後リム洗浄）においては、先ず、電磁開閉弁３４を開いて、給水路２４に水道水（洗浄水）を再び導入する。次に、このリム洗浄では、時刻ｔ１３〜ｔ１４の間で、給水路切替弁３６がタンク側全開位置からリム側全開位置に切り替わり、洗浄水が、リム吐水口１８からボウル部１２に吐水され、上述した便器掃除後の使用済洗剤を含む汚水が残っているボウル部を洗浄する。このリム洗浄（後リム洗浄）は、後述するジェット洗浄の最中（時刻ｔ１５〜ｔ１７）、及び、その後の時刻ｔ１９まで継続して行われる。

次に、リム洗浄が開始された時刻ｔ１２から所定時間（例えば、９秒）経過後の時刻ｔ１５において、再度、ジェット吐水（ジェット洗浄）を行うために、加圧ポンプ２２をＯＮとし、加圧ポンプ２２が貯水タンク２０内の洗浄水をジェット吐水口１６へ供給し、洗浄水をジェット吐水口１６から吐水する。

このジェット吐水のとき、加圧ポンプ２２の回転数をコントローラ６２が以下のように制御する。先ず、加圧ポンプ２２は、時刻ｔ１５〜ｔ１６において、比較的低速（例えば、１０００ｒｐｍ）に保持され、これにより、ジェット側給水路４６の頂部４６ｃの近傍（即ち、ボウル部１２の溜水面のレベルＡより上方に位置する部分）に残留する空気をゆっくりとジェット吐水口１６から排出する。この結果、加圧ポンプ２２をいきなり本来の高速回転で始動した場合に生じるジェット吐水口１６からの空気の排出音の発生を防止することができる。

その後、時刻ｔ１６〜ｔ１７の間、加圧ポンプ２２を、先ず、高速回転（例えば、３５００ｒｐｍ）させて、サイホン作用を発生させ、これにより、ボウル部１２内の汚れた使用済洗剤を排水トラップ管路１４から外部に排出し、次に、少し回転数を下げて（例えば、３３００ｒｍｐ，３０００ｒｐｍ）、引き続き、押し出し作用により、ボウル部１２内の洗浄水を外部に排出し、ボウル部１２の洗浄を行う。

次に、時刻ｔ１７において、貯水タンク２０内の水面位置が下がって、下端フロートスイッチ６４ｂがＯＮとなったとき、加圧ポンプ２２の作動を停止させてジェット洗浄を終了させると共に、その後、所定時間（例えば、４秒）経過後（時刻ｔ１９）に、給水路切替弁３６をリム側全開位置からタンク側全開位置に切り替えて、リム洗浄（後リム洗浄）を終了させる。

次に、時刻ｔ１９から貯水タンク２０内の水面が上昇して上端フロートスイッチ６４ａがＯＮとなる時刻ｔ２１まで、タンク給水を行う。その後、時刻ｔ２２において、給水路切換弁３６は、リム側給水路３８とタンク側給水路４０の両方に連通する中立位置となり、電磁開閉弁３４はＯＦＦとなり閉じられ、時刻ｔ０と同様な待機状態に復帰し、掃除モードが終了する。

時刻ｔ９乃至時刻ｔ１３の間が便器掃除時間であるが、本発明では、図示しないミスト状の吐水をボウル部１２に噴霧するようになっている。清掃のためのブラシを効率的に使うことはできるが、勢い的な緩衝によって飛び散ることを抑制していることになる。乾燥面に水を吹きかけて清掃性は向上させるものの、水深が変わるようなレベルとしないことで、便器外に飛び散りが発生することを抑制していることになる。

１ 水洗大便器
２ 便器本体
１０ 機能部
１２ ボウル部
１４ 排水トラップ管路
１６ ジェット吐水口
１８ リム吐水口
２０ 貯水タンク
２２ 加圧ポンプ
２４ 給水路
３２ 定流量弁
３４ 電磁開閉弁
３６ 給水路切替弁
３８ リム側給水路
４０ タンク側給水路
４６ ジェット側給水路
６２ コントローラ
６４ａ 上端フロートスイッチ
６４ｂ 下端フロートスイッチ
７０ オーバーフロー流路
７４ ポンプ本体

Claims (2)

1. 使用者が排泄を行うボウルと、
   前記ボウルに溜水を形成するためのトラップと、
   洗浄水を前記ボウルに供給するリムノズルと、
   前記排泄物混じりの溜水を建物の排水配管に排出するためにサイホン現象を起動するゼットノズルと、
   を有する水洗大便器において、
   前記ゼットノズルを起動して溜水水位を低下させた後に、
   前記ボウル全面に向けてミスト水を供給する
   ことを特徴とする水洗大便器。
2. 前記ミスト吐水は間欠動作である
   ことを特徴とする水洗大便器。

Images