JP2019157580A - 洗浄水タンク装置、及び、それを備えた水洗大便器 - Google Patents

Abstract

【課題】貯水タンクの形状的制限によってシールに必要な水頭圧が十分に確保できない場合であっても、これに起因する排水口からの洗浄水の漏洩を抑制することができる洗浄水タンク装置を提供する。【解決手段】排水口に設けられ、止水水位よりも上方に位置するよう開口が形成された排水管と、を備え、便器洗浄時に上下方向に排水管の開口の高さ位置を変化させる位置調整手段が貯水タンクの内部に配置され、開口からの溢水を前記排水口に流入させることで、水頭圧が十分に確保できない場合であっても排水口からの洗浄水の漏洩を抑制できる。【選択図】図２

Description

本発明は、便器に載置される洗浄水タンク装置、及び、それを備えた水洗大便器に関する。

従来から便器に洗浄水を供給する洗浄水タンク装置として、貯水タンク内の底面に形成された排水口と、貯水タンク内において上下動に稼働する排水弁と、排水口の周囲に設けられる弁座と、を備えたものが知られている（特許文献１）。このような従来の洗浄水タンク装置は、貯水タンクの内面に設けられている弁座に対して、排水弁を上方から着座させて排水口を開閉する。

特開２０１６−１８０２４５号公報

ここで、近年、洗浄水タンク装置の全体の高さを低くし、意匠性を向上させたローシルエットの水洗大便器が好まれている。ローシルエット実現のために、洗浄水タンク装置の全体の高さを低くすると、当該洗浄水タンクの内部に収容される貯水タンクの全体の高さも低くなり、満水時における貯水タンクの洗浄水の水位が低下してしまう。貯水タンク内の洗浄水の水位の低下は、排水弁にかかる水頭圧の低下を招いてしまう。

加えて、近年のトレンドによると、環境保全の観点から、１回の便器の洗浄に用いる水量を節水する傾向にある。貯水タンクは、１回の便器の洗浄に用いられる水量が貯水されるものであり、１回の便器の洗浄に用いられる水量を節水すると、貯水タンクに貯水する水量が減少する。貯水タンクに貯水される水量が減少すると、満水時における貯水タンク内の洗浄水の水位がより低下し、排水弁にかかる水頭圧が減少してしまう。このように排水弁にかかる水頭圧が減少すると、排水弁のシール性能が低下し、排水弁と弁座の間から貯水タンク内の洗浄水が排水口から洩れてしまうといった懸念がある。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、貯水タンクの形状的制限によってシールに必要な水頭圧が十分に確保できない場合であっても、これに起因する排水口からの洗浄水の漏洩を抑制することができる洗浄水タンク装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一様態に係る洗浄水タンク装置によれば、便器に洗浄水を供給する洗浄水タンク装置であって、便器を洗浄するための洗浄水が水源から給水される貯水タンクと、貯水タンクに設けられ、便器に洗浄水を排出する排水口と、排水口に設けられ、止水水位よりも上方に位置するよう開口が形成された排水管と、を備え、便器洗浄時に上下方向に排水管の開口の高さ位置を変化させる位置調整手段が貯水タンクの内部に配置され、開口からの溢水を前記排水口に流入させる。

このように構成された本発明においては、止水時には止水水位よりも上方に位置する排水管の開口を位置調整手段によって高さ位置を変更することが可能となる。これにより、開口高さを変化させることで排水管からの溢水を制御することができる。すなわち、貯水タンクの内面に設けられている弁座に対して排水弁を上方から着座させるという従来の常識を取り払うことによって、ローシルエットとしても水頭圧減少に伴いシール性が低下してしまうという問題を解決することができる。

また本発明の一様態においては、位置調整手段は、使用者の使用を検知すると、排水管の開口の高さ位置を下方向に移動させる。

このように構成された本発明においては、位置調整手段は、使用者の排水行為を検知すると、排水管の開口位置を下方に下げることにより、貯水タンクの水位が低下しても溢水を排水口から排出することができる。

また本発明の一態様においては、位置調整手段は、排水管と一端が接続された接続部材と、接続部材の他端と接続された駆動ユニットと、を有し、駆動ユニットは、使用者の使用を検知すると、排水管の開口の高さ位置の引き上げ量を小さくするように接続部材を調整する。

このように構成された本発明においては、位置調整手段は、モータ等によって構成される駆動ユニットが排水管の開口位置の引き上げ量を小さくするように接続部材を制御することで、溢水が発生するよう高さ位置を制御することができる。

ここで、引き上げ量とは、排水管の開口が最も低い位置から最も高い位置までの高さ量のことであり、引き上げ量を小さくするように接続部材を調整するとは、接続部材の長さを変える等、接続部材の張力を変更することを指す。

また本発明の一態様においては、排水口は前記貯水タンクの底面に設けられ、排水管は、径の異なる複数の円筒部材によって構成されている。

このように構成された本発明においては、排水管が内径の異なる円筒部材によって構成されているため、排水管は接続部材の長さが短くなるにつれて徐々に下方に短くなることが可能となる。

また本発明の一態様においては、排水口の周囲には排水管を下方から支持する支持部が形成されている。

このように構成された本発明においては、排水管が複数の複数の円筒部材によって構成されているが、排水口の周囲に円筒部材を支持する支持部が形成されているため、所定の高さまで排水管の開口を下げるように設定することができる。

本発明によれば、貯水タンクの形状的制限によってシールに必要な水頭圧が十分に確保できない場合であっても、これに起因する排水口からの洗浄水の漏洩を抑制することができる洗浄水タンク装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態における洗浄水タンク装置を備えた水洗大便器を示す斜視図である。 本発明の一実施形態における洗浄水タンク装置のＩＩ−ＩＩ断面を示す洗浄水タンク装置の正面断面図である。 本発明の一実施形態における排水管を示す部分的に拡大した洗浄水タンク装置の正面断面図である。 本発明の一実施形態における洗浄工程を示す洗浄水タンク装置の正面断面図である。 本発明の第２の実施形態における排水管を備えた洗浄水タンク装置を示す正面断面図である。

以下では、本明細書に開示する発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。以下の説明から、当業者にとって、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、以下の説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更することができる。

まず、図１に示すように、本発明の一実施形態による排水管２８が適用される洗浄水タンク装置４を備えた水洗大便器１は、汚物を受ける便器本体２と、この便器本体２の後方の上方に設けられた直方体状の洗浄水タンク装置４とを備えている。洗浄水タンク装置４は、便器を洗浄するための洗浄水を貯える貯水タンク６を備えている。さらに、貯水タンク６の上方には、開口部分をほぼ全体的に覆うように、着脱自在に固定されている蓋８が設けられている。また、この貯水タンク６の底部には、上下方向に貫く排水口１０が設けられている。なお、本発明の一実施形態は、洗浄水タンク装置４と便器本体２とが別々に形成された水洗大便器であってもよく、また、洗浄水タンク装置４と便器本体２とが一体的に形成された水洗大便器であってもよい。

さらに、図１に示すように、水洗大便器１の便器本体２は、その前方側に設けられたボウル部１２と、このボウル部１２の上縁に形成されたリム部１４とを備えている。
また、便器本体２のボウル部１２の底部には、排水トラップ管路１６の入口１６ａが開口し、この入口１６ａから後方の排水トラップ管路１６は排水ソケット（図示せず）等を介して床下の排水管（図示せず）に接続されている。
本実施形態による水洗大便器１は、サイホン作用を利用してボウル部１２内の汚物を吸い込んで排水トラップ管路１６から一気に外部に排出する、いわゆる、サイホン式の水洗大便器であってもよく、他に、水洗大便器１としては、サイホン式の水洗大便器に限定されず、ボウル部内の水の落差による流水作用で汚物を押し流す、いわゆる、洗い落し式の水洗大便器等の他のタイプの水洗便器にも適用可能である。

つぎに、便器本体２は、貯水タンク６の排水口１０から排出される洗浄水が流入する導水路２０と、リム部１４の前方から見て左側中央近傍に形成された第１リム吐水口２２と、リム部１４の前方から見て右側後方に形成された第２リム吐水口２４（図１参照）とを備えている。
また、導水路２０は、便器本体２の後方の中央から前方側に向かって延びた後、分岐されて第１リム吐水口２２又は第２リム吐水口２４まで延びる流路を形成している。貯水タンク６の排水口１０から排出された洗浄水は、導水路２０において便器本体２の後方の中央から前方側に向かって流れた後、分岐されて、第１リム吐水口２２又は第２リム吐水口２４に到達する。第１リム吐水口２２及び第２リム吐水口２４のそれぞれから吐水された洗浄水は、ボウル部１２を洗浄し、汚物を排水トラップ管路１６から排出するようになっている。

次に、図２乃至図４により、本発明の一実施形態による洗浄水タンク装置４の構造について説明する。
図２に示すように、洗浄水タンク装置４は、貯水タンク６内に洗浄水を供給する給水装置（図示せず）と、貯水タンク６に貯えられた洗浄水を排水口１０から便器本体２の導水路２０に流出させる排水管２８と、を備えている。

貯水タンク６は底面と、底面から上方に立ち上がった４つの側面とから構成されており、貯水タンク６の上方は開口している。また、貯水タンク６の上方には、開口部分をほぼ全体的に覆うように、着脱自在に固定されている蓋８が設けられている。洗浄水タンク装置４は、貯水タンク６及び蓋８によって直方体状に形成されている。

さらに、この貯水タンク６の底部には、左右方向の中心に、上下方向に貫く排水口１０が設けられている。この排水口１０から上方に延びるように排水管２８が設けられており、洗浄時には、排水管２８の上方の開口から洗浄水が流入し、その下方に位置する排水口１０から便器本体２の導水路２０に洗浄水が供給される。また、排水管２８の下端と排水口１０の周囲にはシール部材２６が設けられており、これにより貯水タンク６の内部を水密に保っている。

貯水タンク６の満水時の水位（ＷＬ）は排水管２８の開口よりも下方に位置しており、開口よりも上方に水位上昇した場合には、溢水が排水管２８を通じて排水口１０から排出される。このため、貯水タンク６の満水時には、必ず排水管２８の開口よりも下方に水位（ＷＬ）が位置することとなる。

また、貯水タンク６には、使用者が操作可能なように貯水タンク部６の外側に配置される手動操作用レバー４４と、手動操作用レバー４４の動作を受けて排水管２８の開口位置を下方向に移動させる駆動ユニット４２と、駆動ユニット４２と排水管２８とを接続する接続部材４６とを有する。すなわち、駆動ユニット４２と接続部材４６とは排水管２８の開口位置を調整するための位置調整手段として機能する。

なお、本発明の一実施形態では、手動操作用レバー４４を備えた洗浄水タンク装置４を示したが、センサ等によって駆動ユニット４２を作動させるものなど、使用者の手動操作によって稼働するものでなくともよい。

また、駆動ユニット４２の位置は貯水タンク６の側面の近傍に配置したものを示したが、例えば排水管２８の直上に位置する場合は、駆動ユニット４２と排水管２８の距離を小さくして接続部材４６の長さを短くすることで、接続部材４６の摺動抵抗等を抑制させて排水管２８の操作精度を向上させる点から好ましい。

図３に示すように、排水管２８は下方から第１円筒部材３０、第２円筒部材３２、第３円筒部材３４の順で配置されており、３つの円筒部材の直径はそれぞれ異なるように構成されている。具体的には、第１円筒部材３０の外径よりも第２円筒部材３２の内径のほうが大きく、第２円筒部材３２の外径よりも第３円筒部材３４の内径のほうが大きい。

駆動ユニット４２は、満水時には、接続部材４６が排水管２８を引き上げた状態で、満水水位よりも上方に排水管２８の開口が位置するよう保持している。使用者の使用を検知すると駆動ユニット４２は接続部材４６を緩めて排水管を引き下げるよう動作する。これにより、排水管２８の開口の位置が水位低下に伴って下降していくため、排水口１０から洗浄水を排出できる。すなわち、駆動ユニット４２及び接続部材４６が排水管２８の開口の位置を調整する位置調整手段として機能する。

なお、駆動ユニット４２は接続部材４６の長さを変更するものでもよいし、アーム等の回動によって張力を変更するものでもよく、排水管２８の引き上げ量を小さくするものである。

つぎに、本発明の一実施形態による排水管２８の詳細な構造について図３を参照しながら説明する。
まず、第１円筒部材３０は貯水タンク６の内部であって、排水口１０に設けられている。第１円筒部材３０の下端にはシール部材２６が設けられており、第１円筒部材３０と貯水タンク６の底面との隙間から排水口１０に洗浄水が漏洩することを抑制している。また、第１円筒部材３０の上端には、外径よりも外方に突出した外側突出部４０が周方向に渡って形成されている。

また、第２円筒部材３２の下端には、内径よりも中心側に突出した内側突出部３８が周方向に渡って形成されている。この第２円筒部材３２の内側突出部３８は第１円筒部材３０の外側突出部４０と、シール部材３６を介して面接触するように構成されており、第２円筒部材３２が第１円筒部材３０と分離してしまうことを抑制する。また、第２円筒部材３２の上端には、外径よりも外方に突出した外側突出部４０が周方向に渡って形成されている。

ここで、シール部材３６はＯリング状に構成されたものであり、第１円筒部材３０又は第２円筒部材３２の何れかに設けられている。これにより、円筒部材間の隙間から洗浄水が漏洩することを抑制できる。特に、止水時には、第１円筒部材３０と第２円筒部材３２によってシール部材３６が押圧されるため、確実に洗浄水の漏洩を抑制することができる。

さらに、第３円筒部材３４の下端には、内径よりも中心側に突出した内側突出部３８が周方向に渡って形成されている。この第３円筒部材３４の内側突出部３８は第２円筒部材の外側突出部４０と、シール部材３６を介して面接触するように構成されており、第３円筒部材３４が第２円筒部材３２から分離してしまうことを抑制する。

また、第３円筒部材３４の上端には、下端と同様に、内径よりも中心側に突出した内側突出部３８が周方向に渡って形成されている。これにより第３円筒部材３４が下降した際に、第３円筒部材３４の内側突出部３８が第２円筒部材３２を上方から押し下げるため、第３円筒部材３４の下降に伴って第２円筒部材３２を下降させることができる。

ここで、シール部材３６は、第２円筒部材３２又は第３円筒部材３４の何れかに設けられている。これにより、円筒部材間の隙間から洗浄水が漏洩することを抑制できる。特に、止水時には、第２円筒部材３２と第３円筒部材３４によってシール部材３６が押圧されるため、確実に洗浄水の漏洩を抑制することができる。

なお、本発明の一実施形態においては、３つの円筒部材によって排水管２８を構成したものを示したが、これに限るものではなく、貯水タンク６の高さや便器本体２に供給する洗浄水量によって、円筒部材の長さや個数を変更させてもよい。

また、それぞれの円筒部材の直径の関係に応じて、それぞれの円筒部材が分離しないように、内側突出部３８と外側突出部４０の設置場所を適宜変更してもよい。

次に、本発明の一実施形態による洗浄工程の一連の流れについて図４を示しながら説明する。図４（Ａ）は洗浄が開始される前の満水状態（水位ＷＬ）を示し、図４（Ｂ）は洗浄開始から所定の時間が経過したときの状態（水位ＷＬ１）を示し、図４（Ｃ）はさらに所定の時間が経過したときの状態（水位ＷＬ２）を示し、図４（Ｄ）は洗浄が終了したときの状態（水位ＤＷＬ）を示すものである。なお、図４において図面符号の付与は省略するが、図２及び図３と対応している。

図４（Ａ）に示すように、洗浄が開始される前の段階では、駆動ユニット４２が接続部材４６を引き上げており、排水管２８の上下方向の長さは最大となっている。この際、排水管２８の上端の開口（第３円筒部材３４の上端の開口）はＷＬよりも上方にあるため、開口からの溢水は発生せず、止水状態を保っている。

図４（Ｂ）は使用者の使用を検知した後所定時間経過したときの状態を示している。駆動ユニット４２は使用者の使用を検知すると、接続部材４６を操作して第３円筒部材３４を下方に低下させる。具体的には、洗浄開始前に接続部材４６によって引き上げられた第３円筒部材３４を下方に移動させるよう接続部材４６を緩める。

これにより、第３円筒部材３４の開口の位置が水位ＷＬ１よりも低い位置になるため、溢水が発生し、この溢水が排水口１０から排出されることにより、便器本体２に洗浄水が供給される。

図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）からさらに所定時間経過したときの状態を示している。時間経過とともに徐々に接続部材４６によって第３円筒部材３４が下方に引き下げられると、第３円筒部材３４の内側突出部３８が第２円筒部材３２に接触する。これにより、第３円筒部材の内側突出部３８が第２円筒部材３２を下方に押し下げるため、第３円筒部材３４が第２円筒部材３２の位置まで下降すると、第２円筒部材３２もそれに連動して下方に引き下げられる。この間、水位ＷＬ２は第３円筒部材３４の開口よりも上方に位置するため、継続して溢水が排水口１０から排出される。

図４（Ｄ）は、図４（Ｃ）から所定時間経過し、洗浄が終了したときの状態を示している。図４（Ｃ）から継続して第３円筒部材３４及び第２円筒部材３２が、接続部材４６によって下方に引き下げられると、第３円筒部材３４及び第２円筒部材３２がシール部材２６に到達する。シール部材２６に到達すると、排水管２８の開口（第３円筒部材３４の開口）の位置はそれ以上下降しないため、排水管２８の開口よりも下方の水位ＤＷＬに到達するまで溢水による洗浄は行われる。水位ＤＷＬに到達すると、排水管２８の開口よりも下方に水位が位置することとなるため溢水が停止し、洗浄が終了する。

ここで、排水口１０の周囲に設けられたシール部材２６は排水管２８を下方から支持する支持部としての機能を有する。排水管２８の開口位置を調整したい場合には、支持部の高さを変更することで容易に調整することができる。なお、ここではシール部材２６が支持部としての機能を有するが、別体の支持機能を有する部材を別途設けてもよく、シール部材２６以外で代替してもよい。

また、図示は省略するが、洗浄が終了した後は、給水装置の給水が始まる前に再び駆動ユニット４２が接続部材４６によって配水管２８を止水位置まで引き上げることで、使用前の状態に復帰することができる。

なお、本発明の一実施形態においては、上方に位置する円筒部材の直径が、下方に位置する円筒部材の直径よりも大きくなるように構成されているが、下方に位置する円筒部材の直径が、上方に位置する円筒部材の直径よりも大きくなるように構成されることも好ましい。この場合、低下させた際に排水口１０の内部に支持部を設けることで、円筒部材を下方から支持することが可能となる。

また、本発明の他の実施形態として、排水管２８を屈曲形状として、部分的に回動させることで、開口位置を上下方向に変更するように構成してもよい。ここで、図５には、本発明の第２の実施形態である洗浄水タンク装置４を示している。なお、ここでは、排水管２８について説明するが、その他の構成については、上述した本発明の一実施形態と同様であるため、説明は省略する。

本発明の第２実施形態においては、排水口１０を貯水タンク６の側面に形成している。この排水口１０には排水管２８が設けられており、この排水管２８は排水口１０から水平方向に延びた後、屈曲して上方に延びるように形成されている。排水管２８の上方の端部には、開口が設けられており、溢水が流入するように形成されている。また、排水管２８は排水口１０又は排水管２８の水平方向に延びた部分を基点として回動可能に構成されている。

使用者の使用を駆動ユニット４２が検知すると、駆動ユニット４２は排水管２８の開口を下方に下げるように接続部材４６を調整する。これにより、満水水位よりも排水管２８の開口が下方に位置するようになるため、溢水を排水口１０から排出できる。その後、継続して排水管２８の開口位置が水位よりも低くなるように駆動ユニット４２が接続部材４６を調整する。さらに、排水管２８の開口が貯水タンク６の底面近傍まで下降すると（図５の点線）、排水口１０からの排水が停止する。

なお、本発明の第２実施形態では、排水口１０から水平方向に延びた後に上方に屈曲した排水管２８を示したが、蛇腹等のフレキシブルホースの開口位置を上下方向に変更して排水を行うように構成することも好ましい。

以上のように、本発明の第２実施形態においても、貯水タンク６の形状的制限によってシールに必要な水頭圧が十分に確保できない場合であっても、これに起因する排水口１０からの洗浄水の漏洩を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

１ 水洗大便器
２ 便器本体
４ 洗浄水タンク装置
６ 貯水タンク
８ 蓋
１０ 排水口
１２ ボウル部
１４ リム部
１６ 排水トラップ管路
１６ａ 入口
２０ 導水路
２２ 第１リム吐水口
２４ 第２リム吐水口
２６ シール部材（支持部材）
２８ 排水管
３０ 第１円筒部材
３２ 第２円筒部材
３４ 第３円筒部材
３６ シール部材
３８ 内側突出部
４０ 外側突出部
４２ 駆動ユニット（位置調整手段）
４４ 手動操作用レバー
４６ 接続部材（位置調整手段）

Claims (5)

1. 便器に洗浄水を供給する洗浄水タンク装置であって、
   便器を洗浄するための洗浄水が水源から給水される貯水タンクと、
   前記貯水タンクに設けられ、便器に洗浄水を排出する排水口と、
   前記排水口に設けられ、止水水位よりも上方に位置するよう開口が形成された排水管と、
   を備え、
   便器洗浄時に上下方向に前記排水管の開口の高さ位置を変化させる位置調整手段が前記貯水タンクの内部に配置され、前記開口からの溢水を前記排水口に流入させることを特徴とする洗浄水タンク装置。
2. 前記位置調整手段は、使用者の使用を検知すると、前記排水管の開口の高さ位置を下方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の洗浄水タンク装置。
3. 前記位置調整手段は、前記排水管と一端が接続された接続部材と、前記接続部材の他端と接続された駆動ユニットと、を有し、
   駆動ユニットは、使用者の使用を検知すると、前記排水管の開口の高さ位置の引き上げ量を小さくするように前記接続部材を調整することを特徴とする請求項２に記載の洗浄水タンク装置。
4. 前記排水口は前記貯水タンクの底面に設けられ、前記排水管は、径の異なる複数の円筒部材によって構成されていることを特徴とする請求項３に記載の洗浄水タンク装置。
5. 前記排水口の周囲には前記排水管を下方から支持する支持部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の洗浄水タンク装置。

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