JP2023032963A - 洗浄水タンク装置及びそれを備えた水洗便器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排水弁を引き上げるためのモーターを使用することなく、洗浄水の吐出タイミングを正確に設定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】本発明は、洗浄水タンク装置(4)であって、洗浄水タンク本体(10)と、この洗浄水タンク本体内の洗浄水の排出、停止を切り替える排水弁(12)と、給水圧により排水弁を駆動する水圧駆動機構(14)と、給水源から供給された洗浄水の吐出、停止を切り替える第１開閉弁(19)と、水圧駆動機構によって排水弁が開弁されるように、水圧駆動機構に洗浄水を供給するための第２開閉弁(18)と、第１開閉弁及び第２開閉弁を開弁させることにより、一時に上部吐水口及び下部吐水口の両方から吐水が行われるように、第１開閉弁及び第２開閉弁を制御する制御部(28)と、を有することを特徴としている。【選択図】図３

Description

本発明は、洗浄水タンク装置に関し、特に、水洗便器本体の溜水面よりも上方の上部吐水口、及び溜水面よりも下方の下部吐水口に洗浄水を供給するための洗浄水タンク装置及びそれを備えた水洗便器装置に関する。

特開２００２－６１２５２号公報（特許文献１）には、水洗便器が記載されている。この水洗便器は洗浄水を貯留したロータンク（洗浄水タンク）を備え、このロータンクに貯留された洗浄水は、水洗便器のゼット口から吐出される。一方、水洗便器のリム部に吐水されるリム洗浄水は、給水配管の給水圧力により吐出される。このように、水洗便器を洗浄する洗浄水の一部を洗浄水タンクから供給し、残りの洗浄水を、水道等の給水源から直接供給するタイプの水洗便器には、洗浄水タンクの容積を小さくすることができる、供給する洗浄水の瞬間流量を大きくすることができる、等の利点がある。

また、特許文献１の第２実施形態として記載されている水洗便器においては、リム洗浄水の供給を継続しながら、その途中でゼット口からの洗浄水の吐水が行われている。即ち、ゼット口からの吐水の前後に亘ってリム洗浄水の供給が行われている。このような洗浄パターンには、便器洗浄中において、水洗便器の排水トラップ管路の封水が途切れるのを抑制することができるというメリットがある。

特開２００２－６１２５２号公報

まず、特許文献１記載の水洗便器（第２実施形態）においては、電磁弁によりリム洗浄水が制御され、水道から供給された洗浄水がリム洗浄水として水洗便器に供給される。また、リム洗浄水の供給中に、洗浄水タンクの中に設けられたモーターを作動させることにより排水弁が引き上げられ、洗浄水タンク内の洗浄水がゼット口から吐出される。これにより、リム洗浄水の供給継続中において、ゼット口から洗浄水を吐出するという洗浄パターンを実現している。しかしながら、洗浄水タンクの排水弁を引き上げるには比較的大きな力が必要とされるため、排水弁を引き上げるために使用されるモーターが大型化すると共に、モーターが消費する電力が大きくなるという問題がある。

なお、特許文献１には他の実施形態も記載されているが、それらの実施形態によっては、上記の洗浄パターンを実現することはできない。例えば、特許文献１に記載されている第１実施形態では、リム洗浄水の供給と、ゼット口からの洗浄水の吐出が機械的に切り替えられている。しかしながら、この実施形態では、ゼット口からの洗浄水の吐出に先行して、リム洗浄水の供給を開始する上記の洗浄パターンを実現することはできない。また、この実施形態においては、機械的に吐水を切り替えているため、洗浄水タンク内の水面の乱れや、洗浄水の切り替える機構の摩擦等の外乱により、洗浄水の吐出タイミングを正確に設定することができないという問題がある。

従って、本発明は、排水弁を引き上げるためのモーターを使用することなく、洗浄水の吐出タイミングを正確に設定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している。

上述した課題を解決するために、本発明は、水洗便器本体の溜水面よりも上方の上部吐水口、及び溜水面よりも下方の下部吐水口に洗浄水を供給するための洗浄水タンク装置であって、洗浄水タンク本体と、この洗浄水タンク本体内に貯留された洗浄水の排出、停止を切り替えることにより、下部吐水口からの洗浄水の吐出、停止を切り替える排水弁と、給水源から供給される洗浄水の給水圧により、排水弁を駆動する水圧駆動機構と、給水源から供給された洗浄水の、上部吐水口からの吐出状態と吐出停止状態を切り替えるための第１開閉弁と、水圧駆動機構によって排水弁が開弁されるように、水圧駆動機構に洗浄水を供給するための第２開閉弁と、第１開閉弁及び第２開閉弁を開弁させることにより、一時に上部吐水口及び下部吐水口の両方から吐水が行われるように、第１開閉弁及び第２開閉弁を制御する制御部と、を有することを特徴としている。

このように構成された本発明においては、制御部が第１開閉弁を制御して、これを開弁させ、給水源から供給された洗浄水が上部吐水口からの吐出される。また、制御部は第２開閉弁を制御して、これを開弁させ、水圧駆動機構に洗浄水が供給される。水圧駆動機構は、給水源から供給される洗浄水の給水圧により、排水弁を駆動して、洗浄水タンク本体内に貯留された洗浄水を排出させ、下部吐水口から洗浄水を吐出させる。制御部は、一時に上部吐水口及び下部吐水口の両方から吐水が行われるように、第１開閉弁及び第２開閉弁を制御する。

このように構成された本発明によれば、水圧駆動機構が、給水源から供給される洗浄水の給水圧により排水弁を駆動するので、モーター等の特別なアクチュエータを使用することなく、排水弁を開弁させることができる。また、洗浄水タンク本体内の洗浄水を下部吐水口から吐出し、給水源からの洗浄水を上部吐水口から吐出するので、洗浄水タンク本体の容積を小さくすることができ、ローシルエット形の水洗便器装置を容易に設計することができる。さらに、上部吐水口及び下部吐水口からの洗浄水の吐出タイミングが、制御部による第１開閉弁、第２開閉弁の制御により設定されるので、外乱の影響を受けにくく、吐出タイミングを正確に制御することができる。また、上部吐水口からの洗浄水の吐出が第１開閉弁により、下部吐水口からの洗浄水の吐出が第２開閉弁により夫々制御されるので、上部吐水口及び下部吐水口の両方から洗浄水を一時に吐出させることができる。

本発明において、好ましくは、制御部は、第１開閉弁を開弁させた後、第１開閉弁の開弁状態を維持したまま、第２開閉弁を開弁させる。

このように構成された本発明によれば、上部吐水口からの洗浄水の吐出が第１開閉弁により、下部吐水口からの洗浄水の吐出が第２開閉弁により独立して制御できるので、上部吐水口からの吐水を継続しながら、任意のタイミングで下部吐水口からの洗浄水の吐出を開始させることができる。これにより、洗浄水の吐出タイミングの自由度が広がり、少量の洗浄水で効果的に水洗便器本体を洗浄することができる。

本発明において、好ましくは、第１開閉弁及び第２開閉弁は、何れか一方が閉弁された後、他方の開弁状態が所定期間維持され、水洗便器本体にリフィール水を供給する。

このように構成された本発明によれば、上部吐水口及び下部吐水口からの吐水タイミングを自由に設定できるので、リフィール水の供給についても設計の自由度を広げることができる。

本発明において、好ましくは、第２開閉弁から流出した洗浄水の少なくとも一部は、水圧駆動機構を通って洗浄水タンク本体内に流入する。

このように構成された本発明によれば、水圧駆動機構を通った洗浄水が洗浄水タンク本体内に流入するので、排水弁の駆動に使用した洗浄水も無駄なく次回の便器洗浄に利用することができ、洗浄水の利用効率を向上させることができる。

本発明において、好ましくは、水圧駆動機構から流出した洗浄水の一部は洗浄水タンク本体内に流入し、残りの洗浄水は、排水弁をバイパスして下部吐水口から水洗便器本体内に流入する。

このように構成された本発明によれば、水圧駆動機構から流出した洗浄水の一部が洗浄水タンク本体内に入り、残りは下部吐水口から水洗便器本体内に流入するので、洗浄水を、次回の洗浄と、洗浄及びリフィールに適切に振り分けることができ、供給された洗浄水を効率良く利用することができる。

また、本発明は、水洗便器装置であって、溜水面よりも上方の上部吐水口、及び溜水面よりも下方の下部吐水口を備えた水洗便器本体と、上部吐水口、及び下部吐水口に洗浄水を供給する本発明の洗浄水タンク装置と、を有することを特徴としている。

本発明の洗浄水タンク装置によれば、排水弁を引き上げるためのモーターを使用することなく、洗浄水の吐出タイミングを正確に設定することができる。

本発明の実施形態による水洗便器装置全体を示す斜視図である。 本発明の実施形態による水洗便器装置の全断面図である。 本発明の実施形態による洗浄水タンク装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態による洗浄水タンク装置による洗浄シーケンスの一例を示すタイムチャートである。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による水洗便器装置を説明する。
図１は、本発明の実施形態による水洗便器装置全体を示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態による水洗便器装置の全断面図である。図３は、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置の概略構成を示す断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態による水洗便器装置１は、水洗便器本体２と、その後部に載置された本発明の実施形態による洗浄水タンク装置４から構成されている。本実施形態の水洗便器装置１は、使用後に、洗浄水タンク装置４に設けられたレバーハンドル８を操作することにより、水洗便器本体２のボウル部２ａの洗浄が行われるように構成されている。本実施形態による洗浄水タンク装置４は、レバーハンドル８の操作に基づいて、内部に貯留されている洗浄水、及び給水源である水道Ｃから供給された洗浄水を水洗便器本体２に供給し、これらの洗浄水によりボウル部２ａを洗浄するように構成されている。

また、変形例として、壁面に取り付けたリモコン装置（図示せず）を操作することにより、ボウル部２ａの洗浄が行われるように本発明を構成することもできる。或いは、便座に設けられた人感センサ（図示せず）が使用者の離座を検知した後、所定時間経過することにより、ボウル部２ａの洗浄が行われるように本発明を構成することもできる。この場合、人感センサ（図示せず）は便座に設けたり、使用者の着座、離座や接近、離脱、手をかざす動作を検知できる位置に設けたりすることができ、例えば、水洗便器本体２や洗浄水タンク装置４に設けることもできる。また、人感センサ（図示せず）は、使用者の着座、離座や接近、離脱、手をかざす動作を検知できるものであればよく、例えば、赤外線センサやマイクロ波センサを人感センサとして使用することができる。

次に、図２に示すように、洗浄水タンク装置４は、水洗便器本体２に供給すべき洗浄水を貯留する洗浄水タンク本体である貯水タンク１０と、この貯水タンク１０に設けられた排水口１０ａを開閉するための排水弁１２と、この排水弁１２を駆動する水圧駆動機構である排水弁水圧駆動部１４と、を有する。さらに、洗浄水タンク装置４は、水道Ｃから供給された洗浄水を水洗便器本体２に直接供給する第１開閉弁である給水制御弁１９を有する。ここで、貯水タンク１０内に貯留され、排水弁１２を開弁させることにより流出する洗浄水は、便器洗浄時において、水洗便器本体２のボウル部２ａの溜水面Ｗよりも下方に設けられた下部吐水口であるゼット吐水口２ｂから吐出されるように構成されている。また、水道Ｃから供給され、給水制御弁１９を介して供給された洗浄水は、便器洗浄時において、ボウル部２ａの溜水面Ｗよりも上方の、ボウル部２ａのリム部２ｃに設けられた上部吐水口であるリム吐水口２ｄから吐出されるように構成されている。

次に、図３に示すように、洗浄水タンク装置４は、さらに、排水弁水圧駆動部１４への給水を制御する第２開閉弁である排水弁制御弁１８と、排水弁制御弁１８に取り付けられた排水制御用電磁弁２０と、を有する。

貯水タンク１０は、水洗便器本体２のゼット吐水口２ｂに供給すべき洗浄水を貯留するように構成されたタンクであり、その底部には貯留した洗浄水を水洗便器本体２へ排出するための排水口１０ａが形成されている。また、貯水タンク１０内において、排水口１０ａの下流側にはオーバーフロー管１０ｂが接続されている。このオーバーフロー管１０ｂは、排水口１０ａの近傍から垂直に立ち上がり、貯水タンク１０内に貯留されている洗浄水の止水水位Ｌ₁よりも上方まで延びている。従って、オーバーフロー管１０ｂの上端から流入した洗浄水は、排水口１０ａをバイパスして、水洗便器本体２のゼット吐水口２ｂから直接流出する。

排水弁１２は、排水口１０ａを開閉するように配置された弁体であり、排水弁１２が上方に引き上げられることにより開弁され、貯水タンク１０内の洗浄水が水洗便器本体２に排出されて、ボウル部２ａの下部に設けられたゼット吐水口２ｂから吐出される。

排水弁水圧駆動部１４は、水道Ｃから供給された洗浄水の給水圧を利用して、排水弁１２を駆動するように構成されている。具体的には、排水弁水圧駆動部１４は、排水弁制御弁１８から供給された水が流入するシリンダ１４ａと、このシリンダ１４ａ内に摺動可能に配置されたピストン１４ｂと、シリンダ１４ａの下端から突出して排水弁１２を駆動するロッド１５と、を有する。さらに、シリンダ１４ａの内部にはスプリング１４ｃが配置されており、ピストン１４ｂを下方に向けて付勢していると共に、ピストン１４ｂにはパッキン１４ｅが取り付けられ、シリンダ１４ａの内壁面とピストン１４ｂの間の水密性が確保されている。また、ロッド１５の途中には、クラッチ機構２２が設けられており、このクラッチ機構２２により、ロッド１５は上部ロッド１５ａと下部ロッド１５ｂに切り離される。

シリンダ１４ａは円筒形の部材であり、その軸線を鉛直方向に向けて配置されると共に、内部にピストン１４ｂを摺動可能に受け入れている。また、シリンダ１４ａの下端部には、流入管２３が接続されており、排水弁制御弁１８から流出した水がシリンダ１４ａ内に流入するようになっている。このため、シリンダ１４ａ内のピストン１４ｂは、シリンダ１４ａに流入した水により、スプリング１４ｃの付勢力に抗して押し上げられる。

一方、シリンダ１４ａの上端部には流出孔が設けられ、流出管２４は、この流出孔を介してシリンダ１４ａの内部と連通している。従って、シリンダ１４ａ下部に接続された流入管２３からシリンダ１４ａ内に水が流入すると、ピストン１４ｂは、シリンダ１４ａの下部から上方へ押し上げられる。そして、ピストン１４ｂが、流出孔よりも上方まで押し上げられると、シリンダ１４ａに流入した水は流出孔から流出管２４を通って流出する。即ち、流入管２３と流出管２４は、ピストン１４ｂが上方に移動されると、シリンダ１４ａの内部を介して連通される。

また、流出管２４には分岐部２４ａが設けられており、この分岐部２４ａから下方に向けて分岐した第１下降管２４ｂは、オーバーフロー管１０ｂの上方で、下方に向けて開口している。また、分岐部２４ａから概ね水平に延びた後、下方に向けて湾曲された第２下降管２４ｃは、貯水タンク１０内に水を流出させる。従って、シリンダ１４ａから流出した洗浄水の一部はオーバーフロー管１０ｂの中に流入し、残りの洗浄水は貯水タンク１０内に貯留される。

ロッド１５は、ピストン１４ｂの下面に接続された棒状の部材であり、シリンダ１４ａの底面に形成された貫通孔１４ｆを通って、シリンダ１４ａの中から下方に突出するように延びている。また、ロッド１５の下端には排水弁１２が接続されており、ロッド１５は、ピストン１４ｂと排水弁１２を連結している。このため、シリンダ１４ａに水が流入してピストン１４ｂが押し上げられると、ピストン１４ｂに接続されたロッド１５が排水弁１２を上方に吊り上げ、排水弁１２が開弁される。

また、シリンダ１４ａの下方から突出するロッド１５と、シリンダ１４ａの貫通孔１４ｆの内壁との間には、隙間１４ｄが設けられ、シリンダ１４ａに流入した水の一部は、この隙間１４ｄから流出する。隙間１４ｄから流出した水は、貯水タンク１０内に流入する。なお、この隙間１４ｄは比較的狭く、流路抵抗が大きいため、隙間１４ｄから水が流出する状態であっても、流入管２３からシリンダ１４ａに流入する水によりシリンダ１４ａ内の圧力が上昇し、スプリング１４ｃの付勢力に抗してピストン１４ｂが押し上げられる。

さらに、ロッド１５の途中には、クラッチ機構２２が設けられている。クラッチ機構２２は、ロッド１５と共に排水弁１２が所定距離吊り上げられると、ロッド１５を上部ロッド１５ａと下部ロッド１５ｂに切り離すように構成されている。クラッチ機構２２が切り離された状態では、下部ロッド１５ｂは、ピストン１４ｂ及び上部ロッド１５ａの上部の動きに連動しなくなり、下部ロッド１５ｂは排水弁１２と共に、浮力に抵抗しながら重力により降下する。

また、排水弁１２の近傍には、排水弁フロート機構２６が設けられている。この排水弁フロート機構２６は、ロッド１５が所定距離吊り上げられ、クラッチ機構２２により下部ロッド１５ｂが切り離された後、下部ロッド１５ｂの及び排水弁１２が降下して、排水口１０ａを閉弁させるのを遅延させるように構成されている。具体的には、排水弁フロート機構２６は、フロート部２６ａと、このフロート部２６ａと連動した係合部２６ｂと、を有する。

係合部２６ｂは、クラッチ機構２２により切り離されて降下してきた下部ロッド１５ｂと係合し、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２が降下して、排水口１０ａに着座するのを阻止するように構成されている。次いで、貯水タンク１０内の水位低下と共にフロート部２６ａが下降し、貯水タンク１０内の水位が所定水位まで低下すると、フロート部２６ａが係合部２６ｂを回動させて、係合部２６ｂと下部ロッド１５ｂの係合が解除される。係合が解除されることにより、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２は降下して、排水口１０ａに着座する。これにより、排水弁１２の閉弁が遅延され、適正量の洗浄水が、排水口１０ａから排出されるようになっている。

また、排水弁制御弁１８と排水弁水圧駆動部１４を接続する流入管２３には、バキュームブレーカ３０が設けられている。このバキュームブレーカ３０により、排水弁制御弁１８側が負圧になった場合には、流入管２３に外気が吸引され、排水弁水圧駆動部１４側からの水の逆流が防止される。

次に、排水弁制御弁１８は、制御弁本体部１８ａと、この制御弁本体部１８ａの中に配置された主弁体１８ｂと、電磁弁側パイロット弁１８ｃと、フロート側パイロット弁１８ｄと、を備えている。さらに、排水弁制御弁１８には、排水制御用電磁弁２０と制御弁フロート３４が接続されている。

排水制御用電磁弁２０は、コントローラ２８から送られた信号に基づいて、排水弁制御弁１８に内蔵された電磁弁側パイロット弁１８ｃを移動させ、パイロット弁口（図示せず）を開閉するように構成されている。パイロット弁口（図示せず）が開弁されると、制御弁本体部１８ａ内に設けられた圧力室内の圧力が低下し、排水弁制御弁１８の主弁体１８ｂが開弁される。また、パイロット弁口（図示せず）が閉弁されると、圧力室内の圧力が上昇し、主弁体１８ｂが閉弁される。これにより、排水制御用電磁弁２０の作動に基づいて、排水弁制御弁１８の主弁体１８ｂが開閉され、排水弁水圧駆動部１４への給水、停止が制御される。なお、本実施形態においては排水制御用電磁弁２０として、一旦通電を行うことにより、電磁弁側パイロット弁１８ｃが移動され、通電を停止してもその状態が維持される双安定型のラッチング型ソレノイドが使用されている。このタイプの電磁弁では、反対方向にもう一度通電を行うと、電磁弁側パイロット弁１８ｃを元の位置に復帰させることができる。

さらに、排水弁制御弁１８には、制御弁フロート３４も接続されており、この制御弁フロート３４の動きに応じてフロート側パイロット弁１８ｄが移動されるように構成されている。即ち、制御弁フロート３４は貯水タンク１０内に配置されており、貯水タンク１０の水位上昇と共に上昇して、アーム部３４ａを介してフロート側パイロット弁１８ｄを移動させる。貯水タンク１０内の水位が止水水位Ｌ₁まで上昇すると、フロート側パイロット弁１８ｄが制御弁本体部１８ａのパイロット弁口（図示せず）を閉弁させる。

このように、フロート側パイロット弁１８ｄは、パイロット弁口（図示せず）を開閉することにより、制御弁本体部１８ａ内に設けられた圧力室内の圧力を制御するように構成されている。この結果、フロート側パイロット弁１８ｄによって開閉されるパイロット弁口（図示せず）、及び電磁弁側パイロット弁１８ｃによって開閉されるパイロット弁口（図示せず）の両方が閉弁されると、制御弁本体部１８ａ内の圧力室内の圧力が上昇し、主弁体１８ｂが閉弁される。

なお、洗浄水タンク装置４の待機状態においては、貯水タンク１０は止水水位Ｌ₁にされており、この状態では、フロート側パイロット弁１８ｄによって開閉されるパイロット弁口（図示せず）は閉弁されている。従って、待機状態においては、排水制御用電磁弁２０の作動に基づいて、電磁弁側パイロット弁１８ｃを移動させることにより、パイロット弁口（図示せず）を開弁し、排水弁制御弁１８の主弁体１８ｂを開弁させることができる。具体的には、レバーハンドル８からの信号をコントローラ２８が受信し、コントローラ２８は排水制御用電磁弁２０に電気信号を送って、これを作動させ、排水弁制御弁１８を開弁させる。

即ち、排水弁制御弁１８は、制御部であるコントローラ２８からの指示信号に基づいて、供給された洗浄水の、排水弁水圧駆動部１４への供給、停止を制御する。本実施形態においては、排水弁制御弁１８から流出した洗浄水は、全量が流入管２３を通って排水弁水圧駆動部１４に供給される。排水弁水圧駆動部１４に供給された洗浄水の一部は、シリンダ１４ａの貫通孔１４ｆの内壁とロッド１５の間の隙間１４ｄから流出して貯水タンク１０へ流入する。また、排水弁水圧駆動部１４に供給された水の多くは、流出管２４を通ってシリンダ１４ａから流出し、上述したように、オーバーフロー管１０ｂ及び貯水タンク１０内に夫々流入する。

一方、水道Ｃから供給された洗浄水は、止水栓３２ａ、定流量弁３２ｂ、給水管分岐部３３、及び第１分岐管３３ａを介して、排水弁制御弁１８に供給される。止水栓３２ａは貯水タンク１０の外側に配置されており、その下流側の、貯水タンク１０内には定流量弁３２ｂが接続されている。定流量弁３２ｂの下流側には給水管分岐部３３が設けられ、給水管分岐部３３において分岐された第１分岐管３３ａが排水弁制御弁１８に接続されている。

止水栓３２ａは、メンテナンス時等に洗浄水タンク装置４への水の供給を停止させるために設けられており、通常は開栓された状態で使用される。定流量弁３２ｂは、水道Ｃから供給された水を、所定流量で排水弁制御弁１８に流入させるために設けられており、水洗便器装置１の設置環境に関わらず一定流量の水が排水弁制御弁１８に供給されるように構成されている。

一方、給水管分岐部３３において分岐された第２分岐管３３ｂは、給水制御弁１９に接続されている。
給水制御弁１９は、第２分岐管３３ｂから供給された水を、リム給水管２５に流出させるように構成されている。リム給水管２５は、水洗便器本体２のリム吐水口２ｄに連通しており（図３には図示省略）、リム給水管２５に流入した洗浄水は、ボウル部２ａを洗浄するためのリム洗浄水として、リム吐水口２ｄから吐出される。また、リム給水管２５の途中には、バキュームブレーカ３１が設けられている。これにより、給水制御弁１９側が負圧になった際、水洗便器本体２の側から給水制御弁１９に水が逆流するのを防止することができる。

給水制御弁１９は、給水弁本体部１９ａと、この給水弁本体部１９ａの中に配置された主弁体１９ｂと、電磁弁パイロット弁１９ｃと、を備えている。また、給水制御弁１９には、給水制御用電磁弁２１が接続されており、この給水制御用電磁弁２１により電磁弁パイロット弁１９ｃが移動されるように構成されている。即ち、電磁弁パイロット弁１９ｃは、給水弁本体部１９ａに設けられたパイロット弁口（図示せず）を開閉することにより、給水弁本体部１９ａ内に設けられた圧力室内の圧力を制御するように構成されている。

コントローラ２８は、回路基板を内蔵し、レバーハンドル８の操作に基づいて、排水制御用電磁弁２０、給水制御用電磁弁２１等を制御するように構成されている。回路基板上には、マイクロプロセッサ、メモリー、インターフェイス回路等が設けられ、これらは便器洗浄を制御するためのソフトウェアによって作動する。

コントローラ２８は、給水制御用電磁弁２１に制御信号を送り、電磁弁パイロット弁１９ｃを移動させる。電磁弁パイロット弁１９ｃが給水弁本体部１９ａのパイロット弁口（図示せず）が開弁されると、給水弁本体部１９ａ内の圧力室の圧力が低下して主弁体１９ｂが移動され、給水制御弁１９が開弁される。これにより、給水管３２から供給された洗浄水が、給水制御弁１９からリム給水管２５に流出し、水洗便器本体２のリム吐水口２ｄから吐出される。

次に、図４を参照して、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置４、及びそれを備えた水洗便器装置１の作用を説明する。
図４は、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置４による洗浄シーケンスの一例を示すタイムチャートである。

まず、図４の時刻ｔ₀における便器洗浄の待機状態では、貯水タンク１０内の水位が止水水位Ｌ₁にあり、排水制御用電磁弁２０及び給水制御用電磁弁２１への通電は行われていない。この状態では、電磁弁側パイロット弁１８ｃによって開閉されるパイロット弁口（図示せず）、及びフロート側パイロット弁１８ｄによって開閉されるパイロット弁口（図示せず）は何れも閉弁されている。これにより、排水弁制御弁１８の主弁体１８ｂは閉弁状態となる。また、電磁弁パイロット弁１９ｃによって開閉されるパイロット弁口（図示せず）も閉弁され、給水制御弁１９の主弁体１９ｂも閉弁状態となる。

次に、図４の時刻ｔ₁において使用者がレバーハンドル８（図１）を操作すると、便器洗浄を指示する信号がコントローラ２８（図３）に送られる。便器洗浄の指示信号を受信すると、コントローラ２８は、給水制御用電磁弁２１に通電を行い、給水制御弁１９の電磁弁パイロット弁１９ｃを開弁させる。これにより、給水制御弁１９の圧力室内の圧力が低下し、主弁体１９ｂが弁座から離座して開弁される。なお、本実施形態においては、給水制御用電磁弁２１として、双安定型のラッチング型ソレノイドが使用されているので、電磁弁パイロット弁１９ｃを一旦開弁させた後は、通電を停止しても、開弁状態が維持される。

給水制御弁１９が開弁されると、給水管３２から給水管分岐部３３、第２分岐管３３ｂを介して給水制御弁１９に供給された水道水は、給水制御弁１９を通ってリム給水管２５内に流入する。リム給水管２５に流入した洗浄水は、水洗便器本体２のリム吐水口２ｄ（図２）から吐出され、ゼット吐水口２ｂからの吐水が開始される前の「前リム」吐水として、リム洗浄水によりボウル部２ａの洗浄が開始される。

給水制御用電磁弁２１に通電を行った後、所定時間後の時刻ｔ₂においてコントローラ２８は、排水制御用電磁弁２０に通電を行い、電磁弁側パイロット弁１８ｃをパイロット弁口（図示せず）から離座させる。これにより、排水弁制御弁１８の圧力室内の圧力が低下し、主弁体１８ｂが弁座から離座して、開弁される。即ち、コントローラ２８は、給水制御弁１９を開弁させた後、給水制御弁１９の開弁状態を維持したまま、排水弁制御弁１８を開弁させる。なお、本実施形態においては、排水制御用電磁弁２０として、双安定型のラッチング型ソレノイドが使用されているので、電磁弁側パイロット弁１８ｃを一旦開弁させた後は、通電を停止しても、開弁状態が維持される。排水弁制御弁１８が開弁されると、給水管３２から給水管分岐部３３、第１分岐管３３ａを介して排水弁制御弁１８に供給された水道水は、排水弁制御弁１８を通って流入管２３内に流入する。

さらに、流入管２３に流入した洗浄水は、排水弁水圧駆動部１４のシリンダ１４ａ内に流入し、ピストン１４ｂを押し上げる。これにより、ピストン１４ｂに連結されたロッド１５及び排水弁１２も引き上げられ、排水口１０ａが開弁される。これにより、貯水タンク１０内に貯留されていた洗浄水は、排水口１０ａを通って流出し、「ゼット吐水」として、ボウル部２ａの下部に設けられたゼット吐水口２ｂ（図２）から吐出される。ゼット吐水口２ｂから吐出された洗浄水は、ボウル部２ａの下部から延びる排水トラップ管路２ｅを満水にし、サイフォン現象を誘発する。サイフォン現象により、ボウル部２ａ内の溜水及び汚物が排水トラップ管路２ｅを通って排出される。このように、ゼット吐水口２ｂから洗浄水が吐出されている間も、「中リム」吐水として、リム吐水口２ｄからの吐水も継続される。このため、排水口１０ａが開弁されることにより、リム吐水口２ｄ及びゼット吐水口２ｂの両方から、洗浄水が一時に吐出されることになる。

このように、本実施形態の水洗便器装置１においては、ゼット吐水口２ｂから排出された洗浄水によって、サイフォン現象が発生している間もリム吐水口２ｄからの洗浄水の供給が継続される。このため、サイフォン現象によって溜水が引き込まれることによりボウル部２ａ内の溜水が過度に減少して、排水トラップ管路２ｅの封水が途切れるのを抑制することができる。排水トラップ管路２ｅ内の封水が途切れると、排水トラップ管路２ｅから臭気が逆流する虞があるが、本実施形態においては、これを抑制することができる。また、サイフォン現象が発生している間もリム吐水口２ｄからの洗浄水の供給が継続されるため、封水が途切れず、サイフォン現象を継続させることができ、途中でサイフォン現象が終了してしまうことを抑制することができる。

一方、排水弁水圧駆動部１４においてピストン１４ｂが押し上げられ、これに伴いロッド１５及び排水弁１２が所定位置まで引き上げられると、クラッチ機構２２が、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２を、上部ロッド１５ａから切り離す。これにより、排水弁制御弁１８の開弁中においては、上部ロッド１５ａはピストン１４ｂと共に上方に押し上げられたままになる一方、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２は、自重により降下する。しかしながら、切り離された下部ロッド１５ｂは、排水弁フロート機構２６の係合部２６ｂと係合し、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２の降下が阻止される。これにより、クラッチ機構２２が切り離された後も貯水タンク１０の排水口１０ａは開弁されたままとなり、貯水タンク１０からの排水が継続される。

また、流入管２３から排水弁水圧駆動部１４のシリンダ１４ａに洗浄水が流入し、ピストン１４ｂがシリンダ１４ａの上部まで押し上げられると、シリンダ１４ａ内の洗浄水は、流出管２４を通って流出するようになる。また、流入管２３からシリンダ１４ａに流入した水の一部は、シリンダ１４ａの貫通孔１４ｆの内壁とロッド１５の間の隙間１４ｄから流出し、この水は、貯水タンク１０に流入する。一方、流出管２４を通って流出した洗浄水の一部はオーバーフロー管１０ｂの中に流入し、残りの洗浄水は貯水タンク１０内に流入する。即ち、排水弁水圧駆動部１４から流出した洗浄水の一部は貯水タンク１０内に流入し、残りのオーバーフロー管１０ｂの中に流入した洗浄水は、排水弁１２をバイパスしてゼット吐水口２ｂから水洗便器本体内に流入する。なお、流出管２４を通って貯水タンク１０に流入する洗浄水の流量は、排水弁１２が開弁されることにより排水口１０ａから排出される洗浄水の流量よりも少ないため、この状態では貯水タンク１０内の水位は低下する。

次いで、貯水タンク１０内の洗浄水の排出により、貯水タンク１０内の水位が低下すると、制御弁フロート３４が低下する。これにより、時刻ｔ₃において、アーム部３４ａが回動し、フロート側パイロット弁１８ｄがパイロット弁口（図示せず）から離座し、パイロット弁口（図示せず）が開弁される。

さらに、時刻ｔ₃においてフロート側パイロット弁１８ｄが開弁された後、時刻ｔ₄において、コントローラ２８は排水制御用電磁弁２０に再び制御信号を送り、電磁弁側パイロット弁１８ｃを閉弁させる。しかしながら、この時点では、時刻ｔ₃においてフロート側パイロット弁１８ｄが開弁されているため、排水弁制御弁１８の圧力室内の圧力が上昇することはなく、排水弁制御弁１８は開弁されたまま維持される。

次いで、貯水タンク１０内の洗浄水が排水口１０ａから排出されることにより、貯水タンク１０内の水位が所定水位まで低下すると、排水弁フロート機構２６のフロート部２６ａが下降し、これが係合部２６ｂを移動させる。これにより、下部ロッド１５ｂと係合部２６ｂとの係合が解除され、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２は再び降下し始める。そして、時刻ｔ₅において貯水タンク１０の排水口１０ａが排水弁１２により閉弁され、排水口１０ａから流出した洗浄水のゼット吐水口２ｂからの吐水が停止される。

さらに、排水口１０ａが閉弁された後も、排水弁制御弁１８は開弁された状態にあるため、給水管３２から供給された水が排水弁水圧駆動部１４に流入し、流出管２４へ流出する。流出管２４から流出した洗浄水の一部は、第１下降管２４ｂを通ってオーバーフロー管１０ｂに流入する。従って、排水口１０ａが閉弁された後も、オーバーフロー管１０ｂに流入した洗浄水は、ゼット吐水口２ｂを通ってボウル部２ａ内に小流量で流入し、流入した洗浄水はリフィール水として利用される。また、流出管２４から流出した洗浄水の残りの一部は、第２下降管２４ｃを通って貯水タンク１０内に流入するので、貯水タンク１０内の水位が上昇する。

さらに、時刻ｔ₅においてゼット吐水口２ｂからの吐水が停止された後、時刻ｔ₆において、コントローラ２８は、給水制御用電磁弁２１に制御信号を送り、給水制御弁１９の電磁弁パイロット弁１９ｃを閉弁させる。これにより、水洗便器本体２のリム吐水口２ｄからの吐水が停止される。なお、ゼット吐水の終了後、「後リム」吐水としてリム吐水口２ｄからの吐水が行われ、このリム吐水口２ｄから吐出された洗浄水もボウル部２ａ内に流入し、リフィール水として利用される。給水制御弁１９が閉弁された後も、排水弁制御弁１８は開弁状態に維持され、排水弁水圧駆動部１４を通って、第１下降管２４ｂからオーバーフロー管１０ｂに流入した洗浄水は、ボウル部２ａのリフィールに利用される。

次いで、時刻ｔ₇において、貯水タンク１０内の水位が所定の止水水位Ｌ₁まで上昇すると、制御弁フロート３４が上昇し、アーム部３４ａを介してフロート側パイロット弁１８ｄが移動され、パイロット弁口が閉弁される。これにより、電磁弁側パイロット弁１８ｃ及びフロート側パイロット弁１８ｄの両方が閉弁された状態となるので、制御弁本体部１８ａ内の圧力室の圧力が上昇して主弁体１８ｂを閉弁させ、排水弁制御弁１８が閉弁状態となる。以上により、貯水タンク１０への給水が停止される。なお、変形例として、排水弁制御弁１８が閉弁状態にされた後まで、給水制御弁１９の開弁状態が維持され、排水弁制御弁１８が閉弁された後に給水制御弁１９が閉弁されるように本発明を構成することもできる。

また、本実施形態においては、上記のように、機械式の制御弁フロート３４により貯水タンク１０内の水位を検知して排水弁制御弁１８を閉弁させているが、変形例として、制御弁フロート３４に代えて、フロートスイッチ（図示せず）により貯水タンク１０内の水位を検知することもできる。この場合には、フロートスイッチの検出信号に基づいて、コントローラ２８が排水制御用電磁弁２０を制御して排水弁制御弁１８を閉弁させる。或いは、制御弁フロート３４やフロートスイッチを設けず、コントローラ２８が排水制御用電磁弁２０により排水弁制御弁１８を開弁させた後、所定時間経過後に排水弁制御弁１８が閉弁されるように本発明を構成することもできる。

一方、排水弁制御弁１８が閉弁されることにより、排水弁水圧駆動部１４への水の供給が停止されると、排水弁水圧駆動部１４のピストン１４ｂは、スプリング１４ｃの付勢力により押し下げられる。ピストン１４ｂと共に上部ロッド１５ａが押し下げられると、クラッチ機構２２により切り離されていた上部ロッド１５ａと下部ロッド１５ｂが再び連結される。このため、次回、便器洗浄が実行された時は、上部ロッド１５ａ及び下部ロッド１５ｂは、ピストン１４ｂにより共に引き上げられる。以上により、一回の便器洗浄が終了し、水洗便器装置は、便器洗浄の待機状態に復帰する。

本発明の実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、排水弁水圧駆動部１４が、給水源から供給される洗浄水の給水圧により排水弁１２を駆動するので、モーター等の特別なアクチュエータを使用することなく、排水弁１２を開弁させることができる。また、貯水タンク１０内の洗浄水をゼット吐水口２ｂから吐出し、給水源からの洗浄水をリム吐水口２ｄから吐出するので、貯水タンク１０の容積を小さくすることができ、ローシルエット形の水洗便器装置１を容易に設計することができる。さらに、リム吐水口２ｄ及びゼット吐水口２ｂからの洗浄水の吐出タイミングが、コントローラ２８による給水制御弁１９、排水弁制御弁１８の制御により設定されるので、外乱の影響を受けにくく、吐出タイミングを正確に制御することができる。また、リム吐水口２ｄからの洗浄水の吐出が給水制御弁１９により、ゼット吐水口２ｂからの洗浄水の吐出が排水弁制御弁１８により夫々制御されるので、リム吐水口２ｄ及びゼット吐水口２ｂの両方から洗浄水を一時に吐出させることができる。

また、本実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、リム吐水口２ｄからの洗浄水の吐出が給水制御弁１９により、ゼット吐水口２ｂからの洗浄水の吐出が排水弁制御弁１８により独立して制御できるので、リム吐水口２ｄからの吐水を継続しながら、任意のタイミングでゼット吐水口２ｂからの洗浄水の吐出を開始させることができる。これにより、洗浄水の吐出タイミングの自由度が広がり、少量の洗浄水で効果的に水洗便器本体２を洗浄することができる。

さらに、本実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、リム吐水口２ｄ及びゼット吐水口２ｂからの吐水タイミングを自由に設定できるので、リフィール水の供給についても設計の自由度を広げることができる。

また、本実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、排水弁水圧駆動部１４を通った洗浄水が貯水タンク１０内に流入するので、排水弁１２の駆動に使用した洗浄水も無駄なく次回の便器洗浄に利用することができ、洗浄水の利用効率を向上させることができる。

さらに、本実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、排水弁水圧駆動部１４から流出した洗浄水の一部が貯水タンク１０内に入り、残りはゼット吐水口２ｂから水洗便器本体２内に流入するので、洗浄水を、次回の洗浄と、洗浄及びリフィールに適切に振り分けることができ、供給された洗浄水を効率良く利用することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態に、種々の変更を加えることができる。例えば、上述した実施形態においては、給水制御弁１９を開弁させてリム吐水を開始した後、所定時間後に排水弁制御弁１８を開弁させてゼット吐水を行っているが、小洗浄の場合等、リム吐水とゼット吐水が同時に開始されるように本発明を構成することもできる。

また、上述した実施形態においては、ボウル部２ａ上端のリム部２ｃの壁面に沿って洗浄水を吐出させるリム吐水口２ｄが、上部吐水口として設けられていたが、水洗便器本体２の溜水面Ｗよりも上方に設けられた種々の吐水口を上部吐水口とすることができる。さらに、上述した実施形態においては、ボウル部２ａの底部に排水トラップ管路の入り口と対向するように設けられたゼット吐水口２ｂが、下部吐水口として設けられていたが、水洗便器本体２の溜水面Ｗよりも下方に設けられた種々の吐水口を下部吐水口とすることができる。

１ 水洗便器装置
２ 水洗便器本体
２ａ ボウル部
２ｂ ゼット吐水口（下部吐水口）
２ｃ リム部
２ｄ リム吐水口（上部吐水口）
２ｅ 排水トラップ管路
４ 洗浄水タンク装置
８ レバーハンドル
１０ 貯水タンク（洗浄水タンク本体）
１０ａ 排水口
１０ｂ オーバーフロー管
１２ 排水弁
１４ 排水弁水圧駆動部（水圧駆動機構）
１４ａ シリンダ
１４ｂ ピストン
１４ｃ スプリング
１４ｄ 隙間
１４ｅ パッキン
１４ｆ 貫通孔
１５ ロッド
１５ａ 上部ロッド
１５ｂ 下部ロッド
１８ 排水弁制御弁（第２開閉弁）
１８ａ 制御弁本体部
１８ｂ 主弁体
１８ｃ 電磁弁側パイロット弁
１８ｄ フロート側パイロット弁
１９ 給水制御弁（第１開閉弁）
１９ａ 給水弁本体部
１９ｂ 主弁体
１９ｃ 電磁弁パイロット弁
２０ 排水制御用電磁弁
２１ 給水制御用電磁弁
２２ クラッチ機構
２３ 流入管
２４ 流出管
２４ａ 分岐部
２４ｂ 第１下降管
２４ｃ 第２下降管
２５ リム給水管
２６ 排水弁フロート機構
２６ａ フロート部
２６ｂ 係合部
２８ コントローラ（制御部）
３０ バキュームブレーカ
３１ バキュームブレーカ
３２ 給水管
３２ａ 止水栓
３２ｂ 定流量弁
３３ 給水管分岐部
３３ａ 第１分岐管
３３ｂ 第２分岐管
３４ 制御弁フロート
３４ａ アーム部

Claims (6)

1. 水洗便器本体の溜水面よりも上方の上部吐水口、及び溜水面よりも下方の下部吐水口に洗浄水を供給するための洗浄水タンク装置であって、
   洗浄水タンク本体と、
   この洗浄水タンク本体内に貯留された洗浄水の排出、停止を切り替えることにより、上記下部吐水口からの洗浄水の吐出、停止を切り替える排水弁と、
   給水源から供給される洗浄水の給水圧により、上記排水弁を駆動する水圧駆動機構と、
   給水源から供給された洗浄水の、上記上部吐水口からの吐出状態と吐出停止状態を切り替えるための第１開閉弁と、
   上記水圧駆動機構によって上記排水弁が開弁されるように、上記水圧駆動機構に洗浄水を供給するための第２開閉弁と、
   上記第１開閉弁及び上記第２開閉弁を開弁させることにより、一時に上記上部吐水口及び上記下部吐水口の両方から吐水が行われるように、上記第１開閉弁及び上記第２開閉弁を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする洗浄水タンク装置。
2. 上記制御部は、上記第１開閉弁を開弁させた後、上記第１開閉弁の開弁状態を維持したまま、上記第２開閉弁を開弁させる請求項１記載の洗浄水タンク装置。
3. 上記第１開閉弁及び上記第２開閉弁は、何れか一方が閉弁された後、他方の開弁状態が所定期間維持され、上記水洗便器本体にリフィール水を供給する請求項１又は２に記載の洗浄水タンク装置。
4. 上記第２開閉弁から流出した洗浄水の少なくとも一部は、上記水圧駆動機構を通って上記洗浄水タンク本体内に流入する請求項１乃至３の何れか１項に記載の洗浄水タンク装置。
5. 上記水圧駆動機構から流出した洗浄水の一部は上記洗浄水タンク本体内に流入し、残りの洗浄水は、上記排水弁をバイパスして上記下部吐水口から上記水洗便器本体内に流入する請求項４記載の洗浄水タンク装置。
6. 水洗便器装置であって、
   溜水面よりも上方の上部吐水口、及び溜水面よりも下方の下部吐水口を備えた水洗便器本体と、
   上記上部吐水口、及び上記下部吐水口に洗浄水を供給する請求項１乃至５の何れか１項に記載の洗浄水タンク装置と、
   を有することを特徴とする水洗便器装置。

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