JP2021127571A - 水洗大便器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロートの動作不良を防止し、フロートスイッチを確実に作動させることができる水洗大便器装置を提供する。【解決手段】水洗大便器装置において、フロート上昇速度制御タンク５０は、洗浄水タンク内への洗浄水の給水により、洗浄水タンク内において洗浄水の水位が上昇し、洗浄水の水位が窓部７０に到達すると、洗浄水タンク内の洗浄水が窓部７０からフロート上昇速度制御タンク５０内に流入するように構成されており、排水管６０は、フロート上昇速度制御タンク５０の側壁下部５４Ａ内に下端が位置し、上方に向かって延びる上昇管部と、フロート上昇速度制御タンク５０の内部から外部へと延びる中間管部と、フロート上昇速度制御タンク５０の外部を上昇管部の下端よりも低い位置まで延びる下降管部６６を有し、排水管６０はサイホン現象によりフロート上昇速度制御タンク６０内の洗浄水を外部へ排出する。【選択図】図３

Description

本発明は、水洗大便器装置に関する。

従来より、特許文献１に示すように、水洗大便器に洗浄水を供給するための貯水タンク内にフロートスイッチを配置し、フロートスイッチが給水中に貯水タンク内の洗浄水の水位が満水水位に到達したことを検知し、洗浄水の給水を停止させる構成が知られている。このような水洗大便器に用いられているフロートスイッチは、上下方向に延びる支持軸と、この支持軸に沿って洗浄水の水位に応じて上下動するフロートとを備える。

しかしながら、上記のようなフロートスイッチは、静止時にはフロートと支持軸との間に作用する静止摩擦力や、フロート又は支持軸に付着する気泡の影響でフロートが作動しないという問題があった。そこで、例えば、特許文献１には、窓部を有するフロート上昇速度制御タンクをフロートスイッチの少なくとも下部を囲うように設置した構成が開示されている。このような構成によれば、貯水タンク内の洗浄水を排出した後、貯水タンクに洗浄水を供給する際に、貯水タンク内の水位が窓部に到達するまでは、フロート上昇速度制御タンク内には洗浄水が存在せず、貯水タンク内の水位が窓部に到達すると一気にフロート上昇速度制御タンク内へ洗浄水が流れ込む。これにより、大きな浮力がフロートに作用するため、確実にフロートスイッチを作動させることができる。

特開２０１７−１３３３４５号公報

ここで、特許文献１に記載された発明では、フロート上昇速度制御タンクからの排水のために底面に水抜き孔が形成されており、貯水タンクに洗浄水を供給する際には、水抜き孔用フロート（逆止弁）により水抜き孔を閉止していた。しかしながら、このように逆止弁を設ける構成では、逆止弁が水垢やぬめりなどによりフロート上昇速度制御タンクの底面に固着してしまい、水抜きを行うことができず、フロートスイッチが正常に作動しなくなるという問題があった。また、水抜き孔が水垢で詰まってしまった場合にも、水抜きを行うことができず、フロートスイッチが正常に作動しなくなるという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、フロートの動作不良を防止し、フロートスイッチを確実に作動させることができる水洗大便器装置を提供することを目的としている。

本発明の水洗大便器装置は、洗浄水によって洗浄し、汚物を排出する水洗大便器装置であって、便器本体と、便器本体を洗浄する洗浄水を貯水する洗浄水タンクと、洗浄水タンク内に洗浄水を給水する給水装置と、洗浄水タンク内に設けられるフロートスイッチであって、洗浄水内の洗浄水の水位に連動して上下移動するフロートを有し、フロートの高さ位置に応じて信号を発信するフロートスイッチと、フロートスイッチから受信した信号に応じて給水装置による洗浄水の給水を停止させるように制御する制御装置と、洗浄水タンクの内部に、フロートの少なくとも下部の外側を囲うように設けられたフロート上昇速度制御タンクと、フロート上昇速度制御タンク内の洗浄水をフロート上昇速度制御タンクの外部へ排出するように構成された排水管と、を含み、フロート上昇速度制御タンクには、フロートの少なくとも下部の外側を囲う部分の上方に設けられた窓部が形成されており、フロート上昇速度制御タンクは、給水装置による洗浄水タンク内への洗浄水の給水により、洗浄水タンク内において洗浄水の水位が上昇し、洗浄水の水位が窓部に到達すると、洗浄水タンク内の洗浄水が窓部からフロート上昇速度制御タンク内に流入するように構成されており、排水管は、フロート上昇速度制御タンクのフロートの少なくとも下部の外側を囲う部分内に下端が位置し、上方に向かって延びる上昇管部と、上昇管部と連通し、フロート上昇速度制御タンクの内部から外部へと延びる中間管部と、中間管部と連通し、フロート上昇速度制御タンクの外部を、上昇管部の下端よりも低い位置まで延びる下降管部を有し、排水管はサイホン現象により上昇管部、中間管部、及び下降管部を通じて、フロート上昇速度制御タンク内の洗浄水をフロート上昇速度制御タンクの外部へ排出する、ことを特徴とする。
上記構成の本発明によれば、洗浄水の水位が窓部に到達すると、洗浄水タンク内の洗浄水が窓部からフロート上昇速度制御タンク内に流入する。これにより、フロートに一気に大きな浮力が作用し、静止摩擦力などが作用していてもフロートが上昇し、フロートスイッチを確実に動作させることができる。さらに、本発明では、排水管を用いてサイホン現象によりフロート上昇速度制御タンク内の洗浄水を排出しており、排水管は内径が比較的大きいため、水垢等による詰まりが生じる可能性が非常に低い。このため、フロートの動作不良を防止し、フロートスイッチを確実に作動させることができる。

本発明において、好ましくは、上昇管部の下端は、フロート上昇速度制御タンクの底面近傍に位置し、下降管部の下端は、フロート上昇速度制御タンクの底板よりも下方に位置している。
窓部からの洗浄水の流入によりフロートに一気に大きな浮力を作用させるためには、洗浄水の排水時により多くのフロート上昇速度制御タンク内の洗浄水を排出しておく必要がある。これに対して、上記構成の本発明によれば、上昇管部の下端がフロート上昇速度制御タンクの底面近傍に位置しているため、フロート上昇速度制御タンク内の洗浄水を十分に排出することができる。

本発明において、好ましくは、中間管部は、窓部を通ってフロート上昇速度制御タンクの内部から外部へと延びる。
排水管によるサイホン現象を利用した排水は、上昇管部の下端よりも下降管部の下端が低ければ行うことができる。このため、フロート上昇速度制御タンクのフロートの少なくとも下部の外側を囲う部分に貫通孔を設け、中間管部がこの貫通孔を挿通するように排水管を設けることが考えられる。しかしながら、このような構成では、劣化により孔と中間管部との間に隙間が生じてしまい、洗浄水タンク内の水位が窓部に到達する前に隙間からフロート上昇速度制御タンク内に流入するおそれがある。これに対して、上記構成の本発明によれば、中間管部が窓部を通ってフロート上昇速度制御タンクの内部から外部へと延びているため、劣化により洗浄水タンク内の水位が窓部に到達する前に隙間からフロート上昇速度制御タンク内に流入することを防止できる。

本発明において、好ましくは、窓部の下縁には、切り欠き部が形成されており、中間管部は切り欠き部内に配置されている。
窓部に中間管部が配置されていると、窓部からの洗浄水のフロート上昇速度制御タンク内への流入が妨げられる。これに対して、上記構成の本発明によれば、窓部の下縁に切り欠き部を形成し、この切り欠き部内に中間管部を配置しているため、窓部からの洗浄水の流入が排水管により妨げられることがない。

本発明において、好ましくは、上昇管部は、フロート上昇速度制御タンクの内面のフロートの少なくとも下部の外側を囲う部分に沿うように設けられ、下降管部は、フロート上昇速度制御タンクの外面のフロートの少なくとも下部の外側を囲う部分に沿うように設けられている。
上記構成の本発明によれば、上昇管部及び下降管部がフロート上昇速度制御タンクの内面及び外面に沿って設けられているため、窓部からの水の流入により力を受けやすい窓部の下部をこれら管部により補強することができる。さらに、排水管の長さを小さく抑えることができるため、排水管の圧損を小さくすることができ、サイホン現象がより起こりやすくなる。また、排水管の容積を小さくすることができるため、サイホン現象を長い時間起こすことができるため、フロート上昇速度制御タンク内の洗浄水を多く排出することができる。

本発明において、好ましくは、排水管には、排水管内の空気を外部へ放出可能な空気抜き弁が取り付けられている。
上記構成の本発明によれば、洗浄水タンクへの洗浄水の供給時に排水管内に空気が残存しても、空気抜き弁から排水管外部へ空気が放出されるため、確実にサイホン現象が生じる。

本発明によれば、フロートの動作不良を防止し、フロートスイッチを確実に作動させることができる水洗大便器装置を提供することができる。

本発明の一実施形態による水洗大便器装置を示す幅方向中央の断面に沿った前後方向鉛直断面図である。 図１に示す水洗大便器装置の上面図である。 図１に示す水洗大便器装置のフロートスイッチ及びフロート上昇速度制御タンクを示す斜視図である。 図１に示す水洗大便器装置のフロートスイッチ及びフロート上昇速度制御タンクを示す上面図である。 図１に示す水洗大便器装置のフロートスイッチ及びフロート上昇速度制御タンクを示す、後方から見た図である。 図１に示す水洗大便器装置のフロートスイッチ及びフロート上昇速度制御タンクを示す、図５におけるＡ−Ａ断面図である。 図１に示す水洗大便器装置により大洗浄モードを実行した際の洗浄水タンク及びフロート上昇速度制御タンク内の水位を示す模式図（その１）である。 図１に示す水洗大便器装置により大洗浄モードを実行した際の洗浄水タンク及びフロート上昇速度制御タンク内の水位を示す模式図（その２）である。 図１に示す水洗大便器装置により大洗浄モードを実行した際の洗浄水タンク及びフロート上昇速度制御タンク内の水位を示す模式図（その３）である。 図１に示す水洗大便器装置により大洗浄モードを実行した際の洗浄水タンク及びフロート上昇速度制御タンク内の水位を示す模式図（その４）である。 図１に示す水洗大便器装置により大洗浄モードを実行した際の洗浄水タンク及びフロート上昇速度制御タンク内の水位を示す模式図（その５）である。 図１に示す水洗大便器装置により大洗浄モードを実行した際の洗浄水タンク及びフロート上昇速度制御タンク内の水位を示す模式図（その６）である。

以下、本発明の一実施形態による水洗大便器装置に関して図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による水洗大便器装置を示す幅方向中央の断面に沿った前後方向鉛直断面図である。また、図２は、図１に示す水洗大便器装置の上面図である。なお、図１及び図２では、ケーシング、便座及び便蓋を省略している。
図１及び図２に示すように、本実施形態の水洗大便器装置１は、陶器製の便器本体２と、洗浄ユニット１０とを有する。

便器本体２の上面には、便座（図示せず）が配置され、便座の上方には便蓋（図示せず）が取り付けられる。便器本体２には、ボウル部４と、このボウル部４の下部と連通する排水トラップ管路６と、便器本体２の後方側の内部に形成される導水路８と、が形成されている、便器本体２には、洗浄ユニット１０の洗浄水タンク装置３０から導水路８に洗浄水が供給され、ボウル部４に排出される。そして、ボウル部４に洗浄水が吐出されると、ボウル部４内の汚水が排水トラップ管路６を介して下水管へ排水される。

洗浄ユニット１０は、便器本体２の後方側の上面上に配置されたケーシングプレート１２と、ケーシングプレート１２の上面の前方側に設けられた局部洗浄装置２０と、ケーシングプレート１２の上面の後方側に設けられ、ボウル部４へ供給する水を貯水する洗浄水タンク装置３０と、を備えている。ケーシングプレート１２は、ケーシングプレート１２上に設置されるケーシングカバー（図示せず）とともに、ケーシングを構成し、このケーシング内に局部洗浄装置２０及び洗浄水タンク装置３０が収容される。

局部洗浄装置２０は、水道管から水道水が供給され、操作スイッチ（図示せず）等の操作に応じて、ノズル部２２を進出させて、ノズル部２２から使用者の局部に水を噴射して洗浄する。

洗浄水タンク装置３０は、内部に洗浄水を貯水し、貯水した洗浄水をボウル部４へ供給する。
洗浄水タンク装置３０は、洗浄水タンク３２と、一部が洗浄水タンク３２内に設けられ給水源に接続された給水装置３４と、洗浄水タンク３２内に設けられた排水弁装置３６と、洗浄水タンク３２内の上部に設けられるフロートスイッチ３８と、洗浄水タンク装置３０及び局部洗浄装置２０の電子部品を電気的に制御する制御装置４０と、洗浄水タンク３２の内部にフロートスイッチ３８の下部を囲うように設けられたフロート上昇速度制御タンク５０と、を有している。

洗浄水タンク３２は、洗浄水タンク３２の上方の開口を覆うような洗浄水タンク蓋４２を備える。洗浄水タンク３２の底部には、便器本体２の導水路８と連通する排水口３２Ａが形成されている。洗浄水タンク３２内の洗浄水は、排水口３２Ａを介して便器本体２の導水路８へと供給される。

給水装置３４は、洗浄水タンク３２の外部の給水源から延びる給水管が接続されており、給水バルブ３４Ａと、給水バルブ３４Ａから洗浄水タンク３２の側面を貫通して内側まで延びる吐水口３４Ｂとを備える。給水バルブ３４Ａは、制御装置４０からの制御信号に応じて、給水管から供給された洗浄水を吐水口３４Ｂから洗浄水タンク３２内に吐水する状態と、洗浄水タンク３２への吐水を停止する状態とを切り替える。給水装置３４による洗浄水の単位時間あたりの給水流量は、例えば、４Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎの範囲となっている。このとき、洗浄水タンク３２内の洗浄水の水位の上昇速度は、１ｍｍ／ｓ〜４ｍｍ／ｓの範囲の上昇速度、例えば２ｍｍ／ｓの上昇速度とされている。

排水弁装置３６は、上下方向に延びるオーバーフロー管３６Ａ、オーバーフロー管３６Ａの下端部に固着された排水弁３６Ｂと、を備える。排水弁３６Ｂは排水口３２Ａを閉止するように設けられている。オーバーフロー管３６Ａは排水弁３６Ｂを貫通する筒状の部材からなり、洗浄水タンク３２内の洗浄水がオーバーフロー管３６Ａの上端まで到達すると、洗浄水がオーバーフロー管３６Ａの内部を通り、排水口３２Ａへ排出される。

また、排水弁装置３６は、駆動装置３６Ｃと、玉鎖３６Ｄとを有する。駆動装置３６Ｃは玉鎖３６Ｄを上下動させることができる装置であり、玉鎖３６Ｄは駆動装置３６Ｃ及びオーバーフロー管３６Ａに接続されている。駆動装置３６Ｃが駆動し、玉鎖３６Ｄを上下動させることにより、オーバーフロー管３６Ａ及び排水弁３６Ｂを上昇させて排水口３２Ａを開放し洗浄水タンク３２内の洗浄水を便器本体２の導水路８に供給する状態と、排水口３２Ａを排水弁３６Ｂにより閉止する状態とを切り替えることができる。

フロートスイッチ３８は、後に詳述するが、洗浄水タンク３２内の水位に応じて信号を制御装置４０へ送信する。

制御装置４０は、洗浄水タンク装置３０の給水装置３４の給水バルブ３４Ａ、フロートスイッチ３８、排水弁装置３６の駆動装置３６Ｃ、局部洗浄装置２０、使用者の操作入力を受け付ける操作スイッチ（図示せず）等と、それぞれ有線又は無線により接続されている。

使用者が操作スイッチ（図示せず）等を操作して大洗浄又は小洗浄の所定の洗浄モードを選択すると、操作スイッチは制御装置４０へ洗浄モードに応じた駆動信号を送信する。制御装置４０は、駆動信号を受信すると、駆動装置３６Ｃを駆動させ、駆動装置３６Ｃが玉鎖３６Ｄを介してオーバーフロー管３６Ａ及び排水弁３６Ｂを所定時間にわたって引き上げて排水口３２Ａを開放する。そして、駆動装置３６Ｃは所定時間経過すると、再びオーバーフロー管３６Ａ及び排水弁３６Ｂを下降させて排水口３２Ａを閉止する。このように、排水口３２Ａが所定時間開放されることにより、洗浄水タンク３２内の洗浄水が便器本体２の導水路８に一定量排出される。

また、制御装置４０は、洗浄水タンク３２から洗浄水の排水が開始された直後から、給水装置３４の給水バルブ３４Ａを開弁するように制御し、洗浄水タンク３２への洗浄水の給水を開始する。なお、洗浄水タンク３２への洗浄水の供給は、必ずしも、排水の開始直後から開始する必要はなく、洗浄水の排水が開始されてから所定時間を経過した時点から開始する構成や、洗浄水タンク内に別に設けられた下部フロートスイッチ（図示せず）が水位の低下を検知した時点から開始する構成としてもよい。

そして、給水装置３４から洗浄水タンク３２へ洗浄水が供給され、洗浄水タンク３２内の線浄水の水位が所定の高さまで上昇すると、フロートスイッチ３８が停止信号を制御装置４０へ送信する。制御装置４０は、フロートスイッチ３８から停止信号を受信すると、給水装置３４の給水バルブ３４Ａを閉弁させ洗浄水の給水を停止させる。

次に、本実施形態の水洗大便器装置におけるフロートスイッチ３８及びフロート上昇速度制御タンク５０の構成について説明する。
図３〜図６は、図１に示す水洗大便器装置のフロートスイッチ及びフロート上昇速度制御タンクを示し、図３は斜視図であり、図４は上面図であり、図５は後方から見た図であり、図６は図５におけるＡ−Ａ断面図である。

フロートスイッチ３８は、洗浄水タンク３２の内側の上部に取付けられており、フロート上昇速度制御タンク５０の内側に、フロート上昇速度制御タンク５０により下方が包囲された状態となるように配置されている。

図６に示すように、フロートスイッチ３８は、上下方向に延びるステム（軸部）３８Ａと、洗浄水タンク３２内の水位の変動に応じて、水位に応じた浮力を受けながらステム３８Ａに沿って上下動するフロート３８Ｂと、ステム３８Ａの上部に取り付けられたフランジ部３８Ｃと、を備える。洗浄水タンク３２の洗浄水タンク蓋４２には、開口部が形成されており、この開口部にフロートスイッチ３８のステム３８Ａが挿入され、フランジ部３８Ｃが洗浄水タンク蓋４２の上面に載置されて固定されている。また、フロート上昇速度制御タンク５０は、洗浄水タンク蓋４２の下面に適宜な取付部材により取り付けられている。

ステム３８Ａの下端部にはフロート止め３８Ｆが取り付けられている。このフロート止め３８Ｆによりフロートの抜け落ちが防止されるとともに、フロート３８Ｂの最下方位置を規定することができる。

ステム３８Ａ内部には、リードスイッチ３８Ｄが埋設されており、フロート３８Ｂ内にはマグネット（図示せず）が埋設されている。フロートスイッチ３８のリードスイッチ３８Ｄはフランジ部３８Ｃの上方から延びる接続部３８Ｅを介して、制御装置４０と電気的に接続されている。フロート３８Ｂが上昇し、マグネットがリードスイッチ３８Ｄの近傍に位置すると、マグネットの磁力により、リードスイッチ３８ＤがＯＮの状態となり、制御装置４０に給水停止信号を発信（送信）する。また、フロート３８Ｂが下降すると、マグネットがリードスイッチ３８Ｄから離間し、リードスイッチ３８ＤがＯＦＦの状態になり、給水停止信号を発信せずに待機している状態となる。

フロート３８Ｂは、円筒形状に形成され、中心の貫通孔をステム３８Ａが通るように配置されており、洗浄水タンク３２の水位に応じてステム３８Ａに沿って上下に移動可能である。フロート３８Ｂの内壁とステム３８Ａの外壁との間には隙間が形成されているものの、自身の位置や姿勢によっては、ステム３８Ａと接触した状態となる。通常、フロート３８Ｂがステム３８Ａと接触した状態のまま移動する。

フロート３８Ｂをステム３８Ａに沿って相対的に移動させようとする場合には、フロート３８Ｂは、ステム３８Ａとの間で静止摩擦力（又は動摩擦力）などの力により、移動を妨げようとする力を受けることとなる。したがって、フロート３８Ｂがステム３８Ａに接した状態で静止している場合には、フロート３８Ｂとステム３８Ａとの間の静止摩擦力や、気泡の付着等の移動を妨げようとする力が作用し、これらの力に打ち勝つ力（例えば浮力、又は水流による衝撃力、水流による揺れ、水面の乱れ等の波力を生じさせるような力等）が作用しなければ、フロート３８Ｂが移動せず、水位の変動を検知することができない可能性がある。

次に、本実施形態による水洗大便器装置のフロート上昇速度制御タンク５０の詳細について説明する。
フロート上昇速度制御タンク５０は、上方が開口する略直方体形状に形成されており、矩形状の底板５２と、底板５２の四辺から上方に延びる側壁５４と、を備える。なお、フロート上昇速度制御タンク５０は、直方体形状のみならず、円筒形状あるいは他の形状に形成されていてもよい。

側壁５４の後面（図６における左側）の側壁の上部には窓部７０が形成されており、側壁５４の窓部７０よりも下方の側壁下部５４Ａがフロートスイッチ３８の下部を包囲している。窓部７０は矩形状であり、一方の下方の縁には側壁５４の側壁下部５４Ａに向かって進出する矩形状の切り欠き部７２が形成されている。窓部７０の下縁の高さは、最下端位置に位置するフロート３８Ｂに対応する水位よりも高く、最上端位置に位置するフロート３８Ｂに対応する水位よりも低い。ここでいう最下端位置に位置するフロート３８Ｂに対応する水位とは、この水位以上になるとフロート３８Ｂが水面に浮遊するような位置であり、最上端位置に位置するフロート３８Ｂに対応する水位とは、これ以上水位が上昇してもフロート３８Ｂが上昇することがない水位である。フロート上昇速度制御タンク５０の窓部７０の下端よりも下方の高さ位置の水平断面の断面積は、洗浄水タンク３２の内部の貯水可能領域の同じ高さ位置における水平断面の断面積の３０分の１〜３分の１の範囲とされている。また、本実施形態の洗浄水タンク３２の水平断面の断面積は、例えば、３００００ｍｍ²〜５００００ｍｍ²の範囲、好ましくは４００００ｍｍ²〜５００００ｍｍ²の範囲に設定されている。なお、窓部７０は必ずしもフロート上昇速度制御タンク５０の一方の側壁のみに設ける必要はなく、例えば、四方の側壁にそれぞれ設けてもよい。

さらに、フロートスイッチ３８は、洗浄水タンク３２内及びフロート上昇速度制御タンク５０内の水位が窓部７０の下端まで到達した際のフロート３８Ｂの高さ位置よりも、フロートスイッチ３８がＯＮ状態となるフロート３８Ｂの高さ位置が上方となるように配置されている。
なお、フロートスイッチ３８は、少なくともフロート上昇速度制御タンク５０内の洗浄水が窓部７０の下端まで到達した際に、フロート３８Ｂに浮力が作用するような高さに設けられていればよい。

また、水洗大便器装置１は、フロート上昇速度制御タンク５０内の洗浄水をフロート上昇速度制御タンク５０の外部へ排出するように構成された排水管６０を備える。
排水管６０は、フロート上昇速度制御タンク５０内に配置された上昇管部６２と、上昇管部６２に連続してフロート上昇速度制御タンク５０の外部へ延びる中間管部６４と、中間管部６４に連続してフロート上昇速度制御タンク５０の外部を延びる下降管部６６とを備える。また、排水管６０の中間管部６４には、空気抜き弁６８が設けられている。排水管６０の断面形状は矩形である。

上昇管部６２は、フロート上昇速度制御タンク５０の側壁下部５４Ａにより囲まれた区域内に下端が位置している。上昇管部６２の下端は、フロート上昇速度制御タンク５０の底面５２の近傍に位置しており、下方に向かって開口している。上昇管部６２は、フロート上昇速度制御タンク５０の側壁下部５４Ａの内面に隙間なく沿って上方に延びている。なお、ここでいうフロート上昇速度制御タンク５０の底面近傍とは、底面からの高さが５ｍｍ以内の領域をいう。

中間管部６４は、上昇管部６２と連通しており、窓部７０に形成された切り欠き部７２を通って、フロート上昇速度制御タンク５０の内部から外部へと延びている。中間管部６４の外面と、窓部７０に形成された切り欠き部７２とは隙間なく接続されている。

下降管部６６は、中間管部６４と連通しており、フロート上昇速度制御タンク５０の側壁下部５４Ａの外面に隙間なく沿って下方に延びている。下降管部６６の下端は、上昇管部６２の下端よりも下方に位置しており、下方に向かって開口している。

空気抜き弁６８は、例えば逆止弁からなり、排水管６０内の空気を排水管６０の外部へ放出するが、排水管６０内の洗浄水の外部への流出や、外部から排水管６０内への洗浄水の流入ができないように構成されている。

以下、本実施形態の水洗大便器装置の洗浄動作を説明する。
なお、以下、本発明の本実施形態による水洗大便器装置により実行される大洗浄モードについて説明する。なお、本実施形態による水洗大便器装置は、大洗浄モードと小洗浄モードの２種類が実行可能であるが、大洗浄モードは、排水弁装置３６の排水弁３６Ｂの引き上げ量が小洗浄モード時よりも大きく、洗浄水タンク装置３０の排水口３２Ａを開放している時間が長く、死水水位が小洗浄モード時よりも低くなる点のみが相違し、それ以外については大洗浄モードと小洗浄モードの基本動作は共通しているため、大洗浄モードについてのみ説明する。

図７Ａ〜図７Ｆは、図１に示す水洗大便器装置により大洗浄モードを実行した際の洗浄水タンク及びフロート上昇速度制御タンク内の水位を示す模式図である。なお、同図においては、フロートスイッチ３８及びフロート上昇速度制御タンク５０の形状は概略的に示している。

図１及び図７Ａに示すように、排水弁装置３６の排水開始前（洗浄を開始する前）の待機状態では、排水弁装置３６の排水弁３６Ｂが洗浄水タンク３２の排水口３２Ａを閉止しており、洗浄水タンク３２内の初期水位が満水水位Ｗ０となっている。この状態では、フロートは上昇した状態であり、フロートスイッチ３８がＯＮの状態となっており、給水装置３４の給水バルブ３４Ａは閉止された状態となっている。また、この待機状態では、排水管６０内は洗浄水で満たされており、内部に空気などの気体は存在しない。

次に、使用者が操作部（図示せず）を操作する、又は所定の制御装置４０の判断により、大洗浄モードが開始される。大洗浄モードが開始されると、まず、排水弁装置３６が洗浄水タンク３２の排水口３２Ａを開放し、洗浄水タンク３２の排水弁装置３６による水洗大便器装置１の便器本体２への排水が開始され、洗浄水タンク３２内の水位が低下し始める。また、これとともに、便器洗浄開始の要求指令を受けた制御装置４０が給水装置３４の給水バルブ３４Ａを開弁させ、一定の瞬間流量の洗浄水の吐水口３４Ｂから洗浄水タンク３２内への吐水を開始する。

洗浄水が、排水口３２Ａから便器本体２への洗浄水の排出量が、給水装置３４による洗浄水タンク３２への給水量よりも多いため、洗浄水タンク３２内の洗浄水の水位が下降する。洗浄水タンク３２内の水位がフロート上昇速度制御タンク５０の窓部７０の下端に到達するまでの間は、洗浄水タンク３２内の水位と、フロート上昇速度制御タンク５０内の水位は同じ速度で低下していく。そして、洗浄水タンク３２（フロート上昇速度制御タンク５０）内の洗浄水の水位が下降すると、これとともにフロート３８Ｂが下降し、フロートスイッチ３８がＯＦＦ状態となる。

図７Ｂに示すように、洗浄水タンク３２内の洗浄水の水位がフロート上昇速度制御タンク５０の窓部７０の下端まで到達すると、洗浄水タンク３２内の洗浄水の排水は継続されるものの、一端、フロート上昇速度制御タンク５０からの排水が停止する。このため、洗浄水タンク３２の水位のみが低下し、フロート上昇速度制御タンク５０の水位は変化しない状態となる。

図７Ｃに示すように、洗浄水タンク３２の洗浄水の水位がフロート上昇速度制御タンク５０の洗浄水の水位よりも十分に低くなると、サイホン現象により上昇管部６２の下端からフロート上昇速度制御タンク５０内の洗浄水が吸引され、上昇管部６２、中間管部６４、及び下降管部６６を通じて洗浄水タンク３２内に洗浄水が排出される。これにより、フロート上昇速度制御タンク５０内の水位が下降し始め、これとともにフロート３８Ｂも下降し始める。

図７Ｄに示すように、洗浄水タンク３２内の水位が上昇管部６２の下端まで到達すると、上昇管部６２の下端より排水管６０内に空気が入り込む。排水管６０内に空気が入り込むとサイホン現象が停止し、排水管６０内の洗浄水は、フロート上昇速度制御タンク５０及び洗浄水タンク３２に放出される。

次に、制御装置４０は、洗浄水の排水開始から所定時間が経過し、洗浄水タンク３２内の水位が死水水位（図示せず）まで低下すると、排水弁装置３６が洗浄水タンク３２の排水口３２Ａを閉止する。洗浄水タンク３２内の水位が死水水位まで到達した段階においても、フロート３８Ｂは下降した状態であり、フロートスイッチ３８はＯＦＦ状態となっているため、給水バルブ３４Ａが開放されて給水装置３４による洗浄水タンク３２への給水が継続して行われ、洗浄水タンク３２内の水位が死水水位（図示せず）から上昇する。給水装置３４による洗浄水タンク３２への給水は、一定の給水流量（一定の瞬間流量）となっているため、洗浄水タンク３２内の洗浄水の水位は、ほぼ一定の速度で水位上昇する。

そして、給水装置３４からの給水が継続されて水位が上昇し、フロート上昇速度制御タンク５０の窓部７０の下方の高さ位置まで到達すると、図７Ｅに示すように、洗浄水タンク３２内の洗浄水がフロート上昇速度制御タンク５０の窓部７０からフロート上昇速度制御タンク５０の内部に流入する。また、洗浄水タンク３２内の水位が排水管６０の下降管部６６の下端部まで到達すると、それ以降は下降管部６６の下端から排水管６０内に洗浄水が流入する。

これにより、フロート上昇速度制御タンク５０内の水位上昇が急激に大きくなる。この際のフロート上昇速度制御タンク５０の内部における洗浄水の水位の上昇速度は、洗浄水タンク３２内の洗浄水の水位の上昇速度よりも大きい。好ましくは、フロート上昇速度制御タンク５０内の洗浄水の水位の上昇速度は、洗浄水タンク３２内の洗浄水の水位の上昇速度の３倍〜２３倍の範囲、好ましくは１５倍〜２３倍の範囲とされている。

フロート上昇速度制御タンク５０内の洗浄水の水位の上昇速度が比較的速い上昇速度であるので、フロート３８Ｂが比較的速い速度の水位の上昇に合わせて増大された浮力を受ける。このため、フロート３８Ｂがステム３８Ａとの間における静止摩擦力や、気泡の付着等による移動を妨げようとする力を受ける場合にであっても、フロート３８Ｂがこの力に打ち勝つような増大された浮力を受けるため、ステム３８Ａに対してタイムラグを生じることなく上昇する。

さらに、洗浄水タンク３２内の洗浄水が窓部７０からフロート上昇速度制御タンク５０内に落下すると、フロート上昇速度制御タンク５０内に落下する洗浄水が水面を波立たせる。これにより、フロート３８Ｂが上下、前後、左右方向に揺られ、フロート３８Ｂとステム３８Ａとの間の静止摩擦力等の移動を妨げようとする力に打ち勝つような力をフロート３８Ｂが受け、フロート３８Ｂをステム３８Ａに対してスムーズに移動を開始させることができる。

そして、フロート上昇速度制御タンク５０内の水位が上昇し、上昇管部６２の下端まで到達すると、それ以降は、図７Ｆに示すように、上昇管部６２の下端から排水管６０内に洗浄水が入り込む。この際、下降管部６６側から洗浄水が入り込むとともに、上昇管部６２の下端から洗浄水が入り込むため、排水管６０内には空気が残存してしまう。これに対して、本実施形態では、排水管６０に空気抜き弁６８が設けられているため、排水管６０に両端部から洗浄水が入り込んだとしても、内部の空気が空気抜き弁６８から外部に放出される。このため、上昇管部６２の下端から排水管６０内に洗浄水が入り込んだ後も、排水管６０内に洗浄水が流入し続ける。

フロート上昇速度制御タンク５０内の水位が窓部７０の下端まで到達すると、それ以降は、洗浄水タンク３２内及びフロート上昇速度制御タンク５０内の水位が同速度で上昇する。そして、フロート３８Ｂが所定の高さＷ０まで上昇すると、フロートスイッチ３８がＯＮ状態に切り替わる。これにより、フロートスイッチ３８が制御装置４０に給水停止信号を発信し、これにより、制御装置４０は給水バルブ４４を閉弁させて、図７Ａに示す待機状態に戻る。

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
上記構成の本実施形態によれば、洗浄水の水位が窓部７０に到達すると、洗浄水タンク３２内の洗浄水が窓部７０からフロート上昇速度制御タンク５０内に流入する。これにより、フロート３８Ｂに一気に大きな浮力が作用し、静止摩擦力などが作用していてもフロート３８Ｂが上昇し、フロートスイッチ３８を確実に動作させることができる。さらに、本実施形態では、排水管６０を用いてサイホン現象によりフロート上昇速度制御タンク５０内の洗浄水を排出しており、排水管６０は内径が大きく、水垢等による詰まりが生じる可能性が非常に低い。このため、フロート３８Ｂの動作不良を防止し、フロートスイッチ３８を確実に作動させることができる。

また、窓部７０からの洗浄水の流入によりフロート３８Ｂに一気に大きな浮力を作用させるためには、洗浄水の排水時により多くのフロート上昇速度制御タンク５０内の洗浄水を排出しておく必要がある。これに対して、本実施形態によれば、上昇管部６２の下端がフロート上昇速度制御タンク５０の底面近傍に位置しているため、フロート上昇速度制御タンク５０内の洗浄水を十分に排出することができる。

排水管によるサイホン現象を利用した排水は、上昇管部の下端よりも下降管部の下端が低ければ行うことができる。このため、フロート上昇速度制御タンクのフロートの少なくとも下部の外側を囲う部分に孔を設け、中間管部がこの孔を挿通するように排水管を設けることが考えられる。しかしながら、このような構成では、劣化により孔と中間管部との間に隙間が生じてしまい、洗浄水タンク内の水位が窓部に到達する前に隙間からフロート上昇速度制御タンク内に流入するおそれがある。これに対して、本実施形態によれば、中間管部６４が窓部７０を通ってフロート上昇速度制御タンク５０の内部から外部へと延びているため、劣化により洗浄水タンク３２内の水位が窓部７０に到達する前に隙間からフロート上昇速度制御タンク５０内に流入することを防止できる。

また、窓部に中間管部が配置されていると、窓部からの洗浄水のフロート上昇速度制御タンク内への流入が妨げられる。これに対して、本実施形態によれば、窓部７０の下縁に切り欠き部７２を形成し、この切り欠き部７２内に中間管部６４を配置しているため、窓部７０からの洗浄水の流入が排水管６０により妨げられることがない。

また、本実施形態では、上昇管部６２及び下降管部６６がフロート上昇速度制御タンク５０の内面及び外面に沿って設けられているため、窓部７０からの水の流入により力を受けやすい側壁下部５４Ａを補強することができる。さらに、排水管６０の長さを小さく抑えることができるため、排水管６０の圧損を小さくすることができ、サイホン現象がより起こりやすくなる。また、排水管６０の容積を小さくすることができるため、サイホン現象を起こすのに必要な水の量を少なくすることができる。それにより、長い時間サイホン現象で水をフロート上昇速度制御タンクから排出することができる。

また、本実施形態では、排水管６０には、排水管６０内の空気を外部へ放出可能な空気抜き弁６８が取り付けられている。これにより、洗浄水タンク３２への洗浄水の供給時に排水管６０内に空気が残存しても、空気抜き弁６８から排水管６０外部へ空気が放出されるため、確実にサイホン現象が生じる。

なお、上記実施形態では、排水管６０に空気抜き弁６８を設け、洗浄水タンク３２内への洗浄水の供給時に排水管６０内の空気を排出する構成としたが、本発明はこれに限らず、例えば、洗浄水タンク３２内への洗浄水の供給時に排水管６０内から空気を排出するポンプを設けるなど、排水管６０内の空気を排出する構成や、洗浄水の排水時に排水管６０内への空気の流入を防止する構成を設けてもよい。加えて、上記実施形態では、フロート上昇速度制御タンク５０に排水管６０を一つ設けているが、本発明はこれに限らず、例えば、排水管６０を複数設けてもよい。

１ 水洗大便器装置
２ 便器本体
４ ボウル部
６ 排水トラップ管路
８ 導水路
１０ 洗浄ユニット
１２ ケーシングプレート
２０ 局部洗浄装置
２２ ノズル部
３０ 洗浄水タンク装置
３２ 洗浄水タンク
３２Ａ 排水口
３４ 給水装置
３４Ａ 給水バルブ
３４Ｂ 吐水口
３６ 排水弁装置
３６Ａ オーバーフロー管
３６Ｂ 排水弁
３６Ｃ 駆動装置
３６Ｄ 玉鎖
３８ フロートスイッチ
３８Ａ ステム
３８Ｂ フロート
３８Ｃ フランジ部
３８Ｄ リードスイッチ
３８Ｅ 接続部
３８Ｆ フロート止め
４０ 制御装置
４２ 洗浄水タンク蓋
４４ 給水バルブ
５０ フロート上昇速度制御タンク
５２ 底板
５４ 側壁
５４Ａ 側壁下部
５６ 連結部
５８ 取付部
６０ 排水管
６２ 上昇管部
６４ 中間管部
６６ 下降管部
６８ 空気抜き弁
７０ 窓部
７２ 切り欠き部

Claims (6)

1. 洗浄水によって洗浄し、汚物を排出する水洗大便器装置であって、
   便器本体と、
   前記便器本体を洗浄する洗浄水を貯水する洗浄水タンクと、
   前記洗浄水タンク内に洗浄水を給水する給水装置と、
   前記洗浄水タンク内に設けられるフロートスイッチであって、前記洗浄水内の洗浄水の水位に連動して上下移動するフロートを有し、前記フロートの高さ位置に応じて信号を発信するフロートスイッチと、
   前記フロートスイッチから受信した信号に応じて前記給水装置による洗浄水の給水を停止させるように制御する制御装置と、
   前記洗浄水タンクの内部に、前記フロートの少なくとも下部の外側を囲うように設けられたフロート上昇速度制御タンクと、
   前記フロート上昇速度制御タンク内の洗浄水を当該フロート上昇速度制御タンクの外部へ排出するように構成された排水管と、を含み、
   前記フロート上昇速度制御タンクには、前記フロートの少なくとも下部の外側を囲う部分の上方に設けられた窓部が形成されており、
   前記フロート上昇速度制御タンクは、前記給水装置による前記洗浄水タンク内への洗浄水の給水により、前記洗浄水タンク内において洗浄水の水位が上昇し、洗浄水の水位が前記窓部に到達すると、前記洗浄水タンク内の洗浄水が前記窓部から前記フロート上昇速度制御タンク内に流入するように構成されており、
   前記排水管は、
   前記フロート上昇速度制御タンクの前記フロートの少なくとも下部の外側を囲う部分内に下端が位置し、上方に向かって延びる上昇管部と、
   前記上昇管部と連通し、前記フロート上昇速度制御タンクの内部から外部へと延びる中間管部と、
   前記中間管部と連通し、前記フロート上昇速度制御タンクの外部を、前記上昇管部の下端よりも低い位置まで延びる下降管部を有し、
   前記排水管はサイホン現象により前記上昇管部、前記中間管部、及び前記下降管部を通じて、前記フロート上昇速度制御タンク内の洗浄水を当該フロート上昇速度制御タンクの外部へ排出する、ことを特徴とする、水洗大便器装置。
2. 前記上昇管部の下端は、前記フロート上昇速度制御タンクの底面近傍に位置し、
   前記下降管部の下端は、前記フロート上昇速度制御タンクの底板よりも下方に位置している、
   請求項１に記載の水洗大便器装置。
3. 前記中間管部は、前記窓部を通って前記フロート上昇速度制御タンクの内部から外部へと延びる、
   請求項１又は２に記載の水洗大便器装置。
4. 前記窓部の下縁には、切り欠き部が形成されており、前記中間管部は前記切り欠き部内に配置されている、
   請求項３に記載の水洗大便器装置。
5. 前記上昇管部は、前記フロート上昇速度制御タンクの内面の前記フロートの少なくとも下部の外側を囲う部分に沿うように設けられ、
   前記下降管部は、前記フロート上昇速度制御タンクの外面の前記フロートの少なくとも下部の外側を囲う部分に沿うように設けられている、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の水洗大便器装置。
6. 前記排水管には、当該排水管内の空気を外部へ放出可能な空気抜き弁が取り付けられている、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の水洗大便器装置。

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