JP2023168489A - 水洗大便器 - Google Patents

Abstract

【課題】便器洗浄性能や汚物排出性能を低下させることなく発電を行うことができる水洗大便器を提供する。【解決手段】本発明の水洗大便器１は、便器本体２と、洗浄水供給装置４と、を有し、洗浄水供給装置は、給水源から供給された洗浄水が通過する給水路５６と、この給水路を開閉する電磁弁５２を含み且つ給水路内の洗浄水を給止水する給水部３４と、この給水部の電磁弁の動作を制御するコントローラ４２と、を備えており、給水路は、給水部から給水された洗浄水のうち、便器本体のボウル部６内の便器洗浄に利用される洗浄水を便器本体に供給する主給水路５６ａ，５６ｂと、この主給水路から分岐し且つ便器本体で封水形成に利用される補給水を便器本体に供給する補給水路８８，９０と、を備えており、補給水路には、その補給水の水流Ｗ１を利用して発電する発電装置７４が設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、洗浄水により洗浄されて汚物を排出する水洗大便器に係り、特に、発電装置を備えた水洗大便器に関する。

従来から、洗浄水により洗浄されて汚物を排出する水洗大便器として、例えば、特許文献１に記載されているように、電源インフラのない環境下においても自動洗浄を実現する手段として、発電装置を備えているものが知られている。
このような従来の水洗大便器においては、発電装置が、便器本体に対して便器洗浄用の洗浄水を給水する給水装置における主給水路に設けられている。また、発電装置は、給水装置から便器本体への主給水路内を通過する便器洗浄用の洗浄水の水流により回転する水車を備えており、この水車の回転により発電が行なわれるようになっている。
また、発電装置によって発電された電力は、給水装置の主流路の開閉弁の動作や、これを制御するコントローラに利用され、便器本体の自動洗浄を実現することができるようになっている。

特開２００２－２９４８４０号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載されている従来の水洗大便器においては、発電装置が便器本体への主給水路に設けられているため、主給水路内の洗浄水が主給水路を通過する際に、圧力損失が生ずることになる。これにより、主給水路の発電装置を通過して便器本体に供給される便器洗浄用の洗浄水の瞬間流量［Ｌ／ｍｉｎ］が低下してしまい、便器洗浄性能や汚物排出性能が低下してしまうおそれがあるという問題がある。

そこで、本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、水洗大便器を提供することを目的としている。

上述した課題を達成するために、本発明は、洗浄水により洗浄されて汚物を排出する水洗大便器であって、汚物を受けるボウル部と、このボウル部内の汚物を排出する排出路と、を備え、これらのボウル部及び排出路内に封水を形成する便器本体と、給水源と上記便器本体との間に接続され、上記給水源から供給された洗浄水を上記便器本体に供給する洗浄水供給装置と、を有し、上記洗浄水供給装置は、上記給水源から供給された洗浄水が通過する給水路と、この給水路を開閉する電磁弁を含み且つ上記給水路内の洗浄水を給止水する給水部と、この給水部の電磁弁の動作を制御するコントローラと、を備えており、上記給水路は、上記給水部から給水された洗浄水のうち、上記便器本体のボウル部内の便器洗浄に利用される洗浄水を上記便器本体に供給する主給水路と、この主給水路から分岐し且つ上記便器本体で封水形成に利用される補給水を上記便器本体に供給する補給水路と、を備えており、上記補給水路には、その補給水の水流を利用して発電する発電装置が設けられてい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、便器洗浄を開始した際、コントローラの制御により給水部の電磁弁が開弁して給水路が開放される。これにより、給水源から洗浄水供給装置に供給された洗浄水は、給水部から給水路に供給される。
このとき、給水部から給水路に供給された洗浄水のうちの大半の洗浄水の主流（主洗浄水）が、便器洗浄用の洗浄水として主給水路を通過した後、便器本体に供給され、ボウル部内の便器洗浄に利用される。
これにより、便器本体のボウル部を洗浄し、ボウル部内の汚物を排出路から排出することができる。
一方、給水部から給水路に供給された洗浄水のうちの残部は、補給水として補給水路を通過した後、便器本体に供給され、便器本体のボウル部及び排出路内における封水形成に利用される。
これにより、次回の便器洗浄に備えて、便器本体のボウル部や排出路内に封水を形成することができる。
また、このとき、補給水路に設けられた発電装置においては、補給水路を通過する補給水の水流によって発電が行われ、その電力がコントローラ等を介して、例えば、電磁弁の開閉動作、或いは、他の周辺機器への供給電力として利用される。
ちなみに、仮に、発電装置を主給水路に設けた場合では、便器洗浄用の洗浄水が発電装置を通過した際の圧力損失等によって、洗浄水の瞬間流量［Ｌ／ｍｉｎ］等が低下し、便器本体における便器洗浄性能や汚物排出性能を低下させるおそれがある。
これに対し、本発明では、便器本体の封水形成に寄与する補給水路の補給水は、便器洗浄性能や汚物排出性能に寄与する主給水路の主洗浄水に比べて、高い瞬間流量［Ｌ／ｍｉｎ］を必要としないことに着目し、発電装置を補給水路に設けることにより、便器洗浄性能や汚物排出性能を低下させることなく発電を行うことができる。

本発明において、好ましくは、上記洗浄水供給装置は、さらに、上記給水源から供給された洗浄水を貯水して上記便器本体に供給する貯水する貯水タンクと、この貯水タンク内に設けられて上記貯水タンク内の上限水位を上回った洗浄水を上記便器本体内にオーバーフローさせるオーバーフロー管と、を備えており、上記主給水路は、上記給水部から上記貯水タンク内に延びる上流側主給水路と、この上流側主給水路の下流側に設けられてその下流端が上記便器本体の導水路と連通する下流側主給水路と、を備えており、上記補給水路は、上記上流側主給水路から分岐した後、その下流端が上記オーバーフロー管内に吐水可能な補給水口を形成し、上記発電装置は、上記オーバーフロー管の上端よりも上方に位置する上記補給水路に配置されている。
このように構成された本発明においては、発電装置がオーバーフロー管の上端よりも上方に位置する補給水路に設けられているため、常時、発電装置を貯水タンクの上限水位（満水水位等）よりも上方に配置することができる。
したがって、発電装置が貯水タンク内の洗浄水によって被水することを確実に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、上記補給水路は、上記給水路における上記主給水路から分岐する分岐部と、この分岐部から上記貯水タンク内の上方を延びる上流側補給水路と、この上流側補給水路の下流側に設けられて水平方向に延びる水平部分又は上流側から下流側に向かって下降する下降部分を備えた下流側補給水路と、を備えており、上記発電装置は、上記下流側補給水路の上記水平部分又は上記下降部分に設けられて且つ補給水の水流により回転して発電に寄与する水車を備えている。
このように構成された本発明においては、補給水路内を流れる補給水の水勢が、主給水路内を流れる主洗浄水の水勢に比べて弱い状態であっても、発電装置の発電に寄与する水車が下流側補給水路の水平部分又は上流側から下流側に向かって下降する下降部分に設けられているため、下流側補給水路の水平部分又は下降部分を流れる補給水の水流により発電装置の水車を確実に回転させることができる。
また、仮に、発電装置の水車が補給水路における上流側から下流側に向かって上昇する上昇部分に設けられた場合では、水車が下流側補給水路の水平部分又は下降部分に設けられた場合に比べて、補給水路の上昇部分を流れる補給水に対して、水流が弱められる方向に重力が作用する。これにより、発電装置の水車が下流側補給水路の水平部分又は下降部分に設けられた場合に比べて、水車の回転効率（回転数等）が低下し、発電効率が低下することになる。
一方、本発明によれば、発電装置の水車が下流側補給水路の水平部分に設けられた場合には、その補給水の水流に対する重力の影響をほとんど受け難くなるため、発電装置の水車を確実に回転させることができる。
また、本発明によれば、発電装置の水車が下流側補給水路の下降部分に設けられた場合には、その補給水に対して水流が強められる方向に重力が作用する。これにより、発電装置の水車が上昇部分に設けられた場合に比べて、水車を効率良く回転させることができ、発電効率を向上させることができる。

本発明は、好ましくは、上記発電装置の水車は、上記下流側補給水路における上流側から下流側に向かって下降する下降部分に設けられている。
このように構成された本発明においては、発電装置が下流側補給水路における上流側から下流側に向かって下降する下降部分に配置されているため、発電装置の水車に対して補給水を加速させた状態で勢い良く流入させることができる。これにより、水車を効率良く回転させることができ、発電効率を向上させることができる。

本発明は、好ましくは、上記発電装置は、上記補給水路の補給水口よりも上流側に設けられて上記下流側補給水路内の補給水を整流化させるように構成されている。
このように構成された本発明においては、発電装置が補給水路の補給水口よりも上流側に設けられて下流側補給水路内の補給水を整流化させるように構成されているため、下流側補給水路内を流れる補給水について、発電装置を通過させることにより予め整流化させた後、補給水口から吐水させることができる。
これにより、整流化された状態の洗浄水が補給水口から吐水され、暴れることなく、スムーズにオーバーフロー管内に流入することができる。
したがって、補給水がオーバーフロー管に流入せずに無駄水となることを抑制することができ、補給水路からオーバーフロー管を経て便器本体に効率良く補給水を供給することができる。

本発明の水洗大便器によれば、便器洗浄性能や汚物排出性能を低下させることなく発電を行うことができる。

本発明の第１実施形態による水洗大便器を示す平面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿って見た断面図である。 本発明の第１実施形態による水洗大便器の洗浄水タンク装置の内部構造の概念図である。 本発明の第１実施形態による水洗大便器の洗浄水タンク装置の内部構造を示す平面図である。 本発明の第１実施形態による水洗大便器の洗浄水タンク装置の内部構造を示す正面断面図である。 図５のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態による水洗大便器の洗浄水タンク装置の内部構造を示す背面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態による水洗大便器を説明する。
まず、図１及び図２により、本発明の第１実施形態による水洗大便器の基本構造を説明する。
図１は、本発明の実施形態による水洗大便器を示す平面図であり、図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿って見た断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明の第１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に洗浄水を供給する洗浄水供給装置（洗浄水タンク装置４）を備えている。
便器本体２は、その前方側に設けられたボウル部６と、ボウル部６の上縁に形成されたリム部８と、このリム部８の内周に形成された棚部１０と、を備えている。
また、便器本体２のボウル部６の底部には、トラップ排水路１２の入口１２ａが開口し、このトラップ排水路１２は、上方に延びる上昇管１２ｂと、下方に延びる下降管１２ｃを備えている。このトラップ排水路１２の形状から分かるように、本実施形態による水洗大便器１は、高さ方向の落差により汚物を排出する洗い落とし式便器である。
なお、本実施形態においては、洗い落とし式便器に適用した形態について説明するが、このような形態に限定されず、サイホン作用を利用してボウル部内の汚物を吸い込んで排水トラップ管路から一気に外部に排出する、いわゆる、サイホン式便器の形態等、他の水洗大便器の形態についても適用可能である。

つぎに、便器本体２は、洗浄水タンク装置４の排水口１４から排出される洗浄水が流入する導水路１６と、棚部１０の前方から見て左側中央に形成された第１リム吐水口１８と、前方から見て右側後方に形成された第２リム吐水口２０とを備えている。
また、導水路１６は、下流に向かって第１通水路２２と第２通水路２４に分岐し、導水路１６の洗浄水が第１通水路２２を経て第１リム吐水口１８に到達する一方、第２通水路２４を経て第２リム吐水口２０に到達し、洗浄水が、それぞれ、第１リム吐水口１８及び第２リム吐水口２０から吐水され、ボウル部６を洗浄し、汚物をトラップ排水路１２から排出するようになっている。

つぎに、図３～図５により、洗浄水タンク装置４の詳細について説明する。
図３は、本発明の第１実施形態による水洗大便器の洗浄水タンク装置の内部構造の概念図である。また、図４は、本発明の第１実施形態による水洗大便器の洗浄水タンク装置の内部構造を示す平面図である。さらに、図５は、本発明の第１実施形態による水洗大便器の洗浄水タンク装置の内部構造を示す正面断面図である。
なお、図３において、便宜上、図４及び図５に示す洗浄水タンク装置の内部構造の一部を省略している。また、図３～図５に示す洗浄水タンク装置４については、洗浄水を貯水する貯水タンク２６の上方の上蓋については取り外した状態を示している。

図３～図５に示すように、洗浄水タンク装置４は、平面視において左右方向に長い扁平形状に形成された貯水タンク２６と、水道管等の給水源（図示せず）から供給される洗浄水を貯水タンク２６に供給する一次側の給水管２８と、を備えている。また、一次側の給水管２８の下端（上流端部）には、止水栓３０が設けられており、その上流側は、水道等の給水源（図示せず）に接続されている。
一方、給水管２８の上端（下流側端部）には、定流量弁３２を介して給水弁装置３４が設けられている。
また、給水弁装置３４は、詳細は後述するが、ジェットポンプユニット３６の一部であり、給水管２８から定流量弁３２を経て供給された洗浄水を給止水するようになっている。
さらに、洗浄水タンク装置４は、使用者が給水弁装置３４を手動で操作可能にする手動レバー３８、並びに、リモコン装置４０及びコントローラ４２等を備えている。
例えば、使用者が、便器使用後等において、手動レバー３８を手動操作した場合には、給水弁装置３４のポペット弁４６が開閉操作され、圧力室４４内の圧力を開放するポペット穴４４ａが開閉されるようになっている。これにより、給水弁装置３４の主弁体４８が開閉し、便器本体２のボウル部６の洗浄が行われるようになっている。

一方、図３に示すように、コントローラ４２は、リモコン装置４０から送信される信号、及び、便器本体２側の便座等に設けられた人感センサ５０が検知した信号に基づいて、給水弁装置３４の電磁弁５２のパイロット弁５２ａがソレノイドコイルの電磁力により移動し、圧力室４４の電磁弁側パイロット穴４４ｂが開閉されるようになっている。
これらの結果、給水弁装置３４の圧力室４４内の圧力が高くなると、この圧力によって主弁体４８が主弁座５４に押しつけられて、主弁座５４に着座して閉弁状態となり、圧力室４４内の圧力が低くなると、主弁体４８が弁座５４から離間することにより、主弁体４８が開弁状態となり、便器の自動洗浄が行われるようになっている。
なお、給水弁装置３４の主弁体４８が開閉する機構の詳細については後述する。

つぎに、図３～図５を参照して、ジェットポンプユニット３６の詳細について説明する。
まず、図３～図５に示すように、ジェットポンプユニット３６は、上流側から下流側に向かって、詳細は後述する給水弁装置３４と、この給水弁装置３４から下流側に延びる二次側の給水路（給水管５６）と、給水管５６の下流側端部に接続されたジェットノズル５８と、このジェットノズル５８の下流側に配置されるスロート管６０と、を備えている。
また、給水弁装置３４と二次側の給水管５６との間には、真空破壊弁６１が設けられている。この真空破壊弁６１は、外部から空気を吸入することにより、ジェットノズル５８までの給水管５６の流路内が負圧にならないようにするためのものである。
さらに、ジェットノズル５８は、スロート管６０に向けて洗浄水を噴射することにより、ジェットポンプ作用が誘発されるようになっている。
なお、本明細書中に記載されている「ジェットポンプ作用」という用語については、ジェットノズル５８からスロート管６０の入口（吸引口６０ａ）に向けて噴射される勢いのある洗浄水の流れ自体が、ポンプ等の他の機械要素に依存することなく、直接的にスロート管６０の吸引口６０ａの近傍等の周囲の洗浄水を引き込むような負圧を形成する作用を意味し、この負圧を利用してスロート管６０内に吸い込んだ貯水タンク２６内の洗浄水を便器本体２側へ圧送する作用を意味している。
また、ジェットポンプユニット３６は、スロート管６０の吸引口６０ａを開閉する流路切替弁装置６２を備えている。この流路切替弁装置６２により、ジェットノズル５８から噴射される洗浄水が進行する流路方向について、スロート管６０の内部方向に差し向ける流路からスロート管６０の外部方向に差し向ける流路に切り替えることができるようになっている。

すなわち、図３～図５に示すように、二次側の給水管５６の給水路は、給水弁装置３４から貯水タンク２６内のジェットノズル５８の下流端に延びる上流側主給水路５６ａと、この上流側主給水路５６ａの下流側に設けられてスロート管６０の吸引口６０ａから下降管部６０ｃの出口部６０ｄまで延びる下流側主給水路５６ｂと、を備えている。
また、この下流側主給水路５６ｂの下流端（スロート管６０の下降管部６０ｃの出口部６０ｄ）は、便器本体２の導水路１６と連通している。
さらに、流路切替弁装置６２は、上流側主給水路５６ａの出口から流出する洗浄水は、貯水タンク２６内への給水又は下流側主給水路５６ｂ（スロート管６０）への通水に切り替える切替部となっている。
ここで、流路切替弁装置６２は、具体的には、流路切替弁６２ａ及びフロート６２ｂ等を備えている。
流路切替弁６２ａは、便器洗浄後の貯水タンク２６内への給水を行う際に、ジェットノズル５８から噴射される洗浄水が進行する流路方向をスロート管６０の内部方向に差し向ける流路からスロート管６０の外部方向（貯水タンク２６内）に差し向ける流路に切り替えるようになっている。
また、フロート６２ｂは、貯水タンク２６内に貯水された洗浄水の水位に応じて上下動することにより流路切替弁６２ａを作動させるようになっている。

つぎに、図３～図５を参照して、給水弁装置３４の主弁体４８が開閉する機構の詳細について説明する。
図３に示すように、給水弁装置３４は、さらに、貯水タンク２６内の洗浄水の水位に伴い上下動する給水フロート６６と、この給水フロート６６の上下動により圧力室４４のフロート側パイロット穴４４ｃを開閉するフロート側パイロット弁６８と、を備えている。
また、図３に示すように、主弁体４８には、ブリード穴（図示せず）が設けられており、止水状態のとき、ブリード穴（図示せず）により一次側の給水管２８の一次側流路Ａと圧力室４４の内部とが連通するようになっている。
さらに、給水弁装置３４の止水状態においては、ポペット穴４４ａ、電磁弁側パイロット穴４４ｂ、及び、フロート側パイロット穴４４ｃのいずれも閉鎖されており、かつ、一次側の給水管２８の一次側流路Ａは圧力室４４とブリード穴（図示せず）を通じて連通している。これにより、一次側流路Ａと圧力室４４の水圧は同一の水圧（一次側流路圧力α）となる。
また、二次側流路Ｂは大気開放され、主弁体４８に水圧が作用する面積の方が一次側流路Ａの面積よりも大きくなるため、主弁体４８は主弁座６４に押付けられて閉弁するようになっている。

さらに、給水弁装置３４において、ポペット穴４４ａ、電磁弁側パイロット穴４４ｂ，及び、フロート側パイロット穴４４ｃの少なくとも１つが開放されると、圧力室４４から洗浄水が流出し、圧力室４４内の圧力が低下するため、主弁体４８が主弁座５４から離れる方向に移動して開弁し、吐水状態となるようになっている。
また、給水弁装置３４において、ポペット穴４４ａ，電磁弁側パイロット穴４４ｂ，及び、フロート側パイロット穴４４ｃのいずれもが閉鎖されると、再度圧力室４４の圧力が一次側流路圧力αとなり、主弁体４８が主弁座５４に向けて移動し、最終的に閉弁された状態（止水状態）となる。
なお、このとき、一次側流路Ａの洗浄水が、圧力室４４内へブリード穴から少しずつ注入されるため、ポペット穴４４ａ、電磁弁側パイロット穴４４ｂ、及び、フロート側パイロット穴４４ｃを塞いでから、所定時間遅れて、主弁体４８が閉弁状態（止水状態）となるようになっている。

つぎに、図３～図５に示すように、ジェットポンプユニット３６のスロート管６０は、下方から斜め上方に延びる上昇管部６０ｂと、この上昇管部６０ｂの上端付近から下方に延びる下降管部６０ｃとを備えており、概ね逆Ｖ字形状に形成されている。
また、スロート管６０の上昇管部６０ｂの上流側端部（入口部）には、吸引口６０ａが形成されており、この吸引口６０ａは、貯水タンク２６内の下部に位置するようになっている。
さらに、スロート管６０の下降管部６０ｃの出口部６０ｄは、便器本体２の導水路１６と連通する排水口１４に接続されている。
また、スロート管６０の吸引口６０ａに対向するように、ジェットノズル５８が配置され、スロート管６０の吸引口６０ａとジェットノズル５８は、常時、貯水タンク２６内で水没した状態となっている。

つぎに、図３に示すように、給水弁装置３４から二次側の給水管５６への洗浄水の供給が開始された直後においては、貯水タンク２６内に洗浄水が未だ高い水位ＷＬ３近くまで貯水された状態である。このとき、流路切替弁装置６２のフロート６２ｂは上昇した状態であり、流路切替弁６２ａは下降し、ジェットノズル５８の前方側を開放している状態となっている。
これらにより、貯水タンク２６内に貯水された洗浄水は、ジェットノズル５８及びスロート管６０の吸引口６０ａに向かう流れを形成している。

つぎに、図３に示すように、貯水タンク２６内の洗浄水の水位が低下するにつれて、流路切替弁装置フロート６２ｂも下降し、流路切替弁６２ａが上昇するようになっている。
これにより、スロート管６０の流路が流路切替弁６２ａに遮られるため、ジェットノズル５８から噴射される洗浄水は、流路切替弁６２ａに衝突し、スロート管６０内を流れることなく、流路切替弁６２ａによって跳ね返されるようになっている。
すなわち、流路切替弁６２ａによってジェットノズル５８から噴射される洗浄水は、その進行方向がスロート管６０の内部方向からスロート管６０の外部方向へと切り替えられ、貯水タンク２６内に貯水されるようになっている。
このとき、貯水タンク２６内の水位は上昇するが、流路切替弁６２ａが洗浄水の勢いにより移動できないので、フロート６２ｂも上昇することなく、その位置に保持されるようになっている。
また、給水弁装置３４の給水フロート６６は、貯水タンク２６の水位の上昇に連動して上昇するが、フロート側パイロット穴４４ｃは、フロート側パイロット弁６８によって開状態のままである。これにより、給水弁装置３４による給水状態は、継続されるようになっている。

つぎに、図３～図５に示すように、二次側の給水管５６の途中には、給水管５６から分岐する補給水用の分岐管７０（詳細は後述する）が設けられている。この分岐管７０は、便器本体２に補給水を供給する補給水路を形成している。
また、貯水タンク２６内には、スロート管６０の下降管部６０ｃに隣接して設けられて上下方向に延びるオーバーフロー管７２が設けられている。このオーバーフロー管７２の下流側（下方側）は、便器本体２の導水路１６と連通している。
さらに、分岐管７０の下流端の補給水口７０ａは、オーバーフロー管７２の上端のオーバーフロー口７２ａの上方に位置決めされている。このオーバーフロー管７２の上端は、貯水タンク２６内の上限水位を定めており、この上限水位を上回った洗浄水を便器本体２の導水路１６内にオーバーフローさせるようになっている。
また、図３～図５に示すように、分岐管７０の途中には、詳細は後述する発電装置７４が設けられている。
これらにより、給水管５６内の洗浄水の一部は、分岐管７０に流入した後、発電装置７４を通過し、補給水口７０ａからオーバーフロー管７２内に吐水され、最終的には、便器本体２で封水を形成する補給水として利用されるようになっている。

つぎに、図３及び図４に示すように、貯水タンク２６内には、大洗浄及び小洗浄に必要な洗浄水量を切り換えるための大小洗浄切替機構７６が設けられている。
この大小洗浄切替機構７６は、貯水タンク２６内をジェットノズル５８及びスロート管６０の吸引口６０ａを取り囲む外側空間領域Ｒ１とこの領域Ｒ１よりも空間が小さい小空間領域Ｒ２との二つの空間領域Ｒ１，Ｒ２に区画する区画壁７８を備えている。
より具体的に説明すると、この区画壁７８は、上下方向に延びる壁面を形成し、その上方が開放されて前後方向及び左右方向の四方から取り囲んだカップ形状の小タンク８０を形成している。この小タンク８０は、貯水タンク２６内の前方且つ左寄りに配置されており、小タンク８０の内部には、小空間領域Ｒ２が平面視において貯水タンク２６の左右方向に長い扁平形状となるように形成されている。

また、図３及び図４に示すように、小タンク８０の後方側の区画壁（後側区画壁８０ａ）には、前後方向に貫くようにほぼ左右方向に長い長方形形状の開口（後側開口８４ｂ）が形成されている。
この小タンク８０の後側開口８０ｂには、大小切替弁８２が開閉可能に設けられている。この大小切替弁８２が開口８４ｂを開閉することにより、ジェットポンプユニット３６を通じて便器本体２へ供給する洗浄水量を変更することができ、大洗浄と小洗浄とを切り替えることができるようになっている。

さらに、図３及び図４に示すように、大小洗浄切替機構７６の大小切替弁８２は、玉鎖８４の一端（下端）に接続されている。また、玉鎖８４の他端（上端）は、手動レバー３８と共に回動可能に連結されている駆動軸８６に接続されている。
例えば、大洗浄を行うときは、使用者が手動レバー３８を一方向に回動操作することにより、駆動軸８６が回転しても、玉鎖８４はたるむだけで、大小切替弁８２が小タンク８０の開口８０ｂを開いた状態のままとなる。その結果、大小洗浄切替機構７６が大洗浄状態となるようになっている。
一方、小洗浄を行うときは、使用者が手動レバー３８を他方向に回動操作することにより、玉鎖８４と共に大小切替弁８２が引き上げられ、大小切替弁８２が小タンク８０の開口８０ｂを閉じた状態となる。その結果、大小洗浄切替機構７６が小洗浄状態となるようになっている。

ここで、図３に示すように、貯水タンク２６内の水位ＷＬは、大洗浄が終了したときの貯水タンク２６内の領域Ｒ１，Ｒ２の双方の最低水位である死水水位ＷＬ１を示している。
また、図３に示すように、水位ＷＬ１は、小洗浄が終了したときの貯水タンク２６内の領域Ｒ１のみの死水水位ＤＷＬにもなっており、これらの死水水位ＤＷＬである水位ＷＬ１は、区画壁７８の開口８０ｂの上端よりも下方に位置している。
さらに、図３に示すように、水位ＷＬ２は、小洗浄が終了したときの貯水タンク２６内の領域Ｒ２の水位を示している。
また、水位ＷＬ３は、貯水タンク２６内に貯水される洗浄水の初期状態における止水水位であり、且つ大洗浄又は小洗浄後に給水弁装置３４により貯水タンク２６内に洗浄水が給水されその後給水が停止される満水水位である。

つぎに、図３～図６を参照して、本発明の第１実施形態による水洗大便器１の分岐管７０及び発電装置７４の詳細について説明する。
図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。
図３～図６に示すように、分岐管７０内の補給水路は、上流側補給水路８８及び下流側補給水路９０をそれぞれ備えている。
また、上流側補給水路８８は、上流側主給水路５６ａの途中の分岐部５６ｃから貯水タンク２６内の上方を延びる上昇部分８８ａと、この上昇部分８８ａの上端（下流側）から水平方向延びる水平部分８８ｂと、を備えている。
さらに、下流側補給水路９０は、上流側補給水路８８の水平部分８８ｂの下流側に設けられて且つ水平方向に延びる水平部分９０ａと、この水平部分９０ａの下流側に設けられて且つ上流側から下流側に向かって下降する下降部分９０ｂと、を備えている。
ここで、上流側補給水路８８の水平部分８８ｂ、並びに、下流側補給水路９０の水平部分９０ａ及び下降部分９０ｂは、オーバーフロー管７２の上端よりも上方に位置している。

また、図６に示すように、発電装置７４は、分岐管７０の下流側補給水路９０の水平部分９０ａに設けられた水車９２を備えており、この水車９２が補給水の水流Ｗ１により水平平面内で回転駆動して発電に寄与するようになっている。
図３～図６に示すように、二次側の給水管５６の上流側主給水路５６ａ内の全体流量の給水のうち、その一部である一定流量の給水（補給水）が補給水用の分岐管７０の上流側補給水路８８に分流されるようになっている。
また、上流側補給水路８８に流れ込んだ補給水は、上昇部分８８ａを上昇して水平部分８８ｂを流れた後、下流側補給水路９０に流れるようになっている。
その後、図６に示すように、下流側補給水路９０内の補給水は、下流側補給水路９０の水平部分９０ａに設けられた発電装置７４の水車９２に流れ込むようになっている。
そして、発電装置７４においては、流れ込んだ補給水の水流Ｗ１により水車９２が回転駆動することにより、電力が生成されるようになっている。
また、発電装置７４を通過する補給水は、水車９２を通過することにより整流化され、下流側補給水路９０の下降部分９０ｂに流れるようになっている。その後、この下流側補給水路９０の下降部分９０ｂの補給水は、下降部分９０ｂの下端（下流端）の補給水口７０ａからオーバーフロー管７２内に吐水されるようになっている。
そして、オーバーフロー管７２内に吐水された補給水は、便器本体２の導水路１６を経て、ボウル部６内に補給水として供給されるようになっている。

なお、発電装置７４によって生成された電力は、この発電装置７４に接続されたコントローラ４２に送られ、コントローラ４２に内蔵されたキャパシタ（図示せず）に充電されるようになっている。
ここで、便器本体２の１回の洗浄により生成されて蓄積される電力は、１回の洗浄で電磁弁５２を作動させるために消費される電力よりも多く、洗浄で使用する電力を発電装置７４の発電電力で賄うことができるようになっている。
したがって、洗浄水タンク装置４は、自己の発電した電力を使用して、便器本体２への洗浄水の供給を行うことができるようになっている。

また、本実施形態においては、コントローラ４２には、回路基板及びキャパシタ（以上、図示せず）が内蔵されている。この回路基板には、発電装置７４からの交流電力を直流に変換する整流回路が設けられている。そして、この整流回路からの直流電流によってキャパシタが充電され、キャパシタからの電力によって、回路基板上に設けられた電磁弁５２の制御回路が作動するようになっている。
また、本実施形態では、リモコン装置４０や人感センサ５０から送信される信号をコントローラ４２が受信し、このコントローラ４２が電磁弁５２に電気信号を送り、この電磁弁５２の開閉操作が行われるようになっている。
さらに、この電磁弁５２の開閉操作により、給水弁装置３４の主弁体４８の開閉操作が自動で行われ、給水弁装置３４の給止水による便器の自動洗浄が行われるようになっている。

つぎに、図１～図６を参照して、本発明の第１実施形態による水洗大便器１の作用について説明する。
上述した本実施形態による水洗大便器１によれば、コントローラ４２がリモコン装置４０又は人感センサ５０から送信される信号を受信し、便器洗浄が開始される。この際、コントローラ４２の制御により給水弁装置３４の電磁弁５２が開弁し、二次側の給水管５６の給水路が開放される。
これにより、水道等の給水源（図示せず）から一次側の給水管２８を経て洗浄水供給装置（洗浄水タンク装置４）の給水弁装置３４に供給された洗浄水は、この給水弁装置３４から二次側の給水管５６の給水路に供給される。
このとき、給水弁装置３４から二次側の給水管５６の上流側主給水路５６ａに供給された洗浄水のうちの大半の洗浄水の主流（主洗浄水Ｗ０）は、便器洗浄用の洗浄水として下流側主給水路５６ｂを通過した後、便器本体２の導水路１６に供給され、ボウル部６内の便器洗浄に利用される。
これにより、便器本体２のボウル部６を洗浄し、ボウル部６内の汚物を排出路（トラップ排水路１２）から排出することができる。
一方、給水弁装置３４から二次側の給水管５６の上流側主給水路５６ａに供給された洗浄水のうちの残部は、上流側主給水路５６ａの途中の分岐部５６ｃから補給水用の分岐管７０の上流側補給水路８８に補給水として分流される。
そして、上流側補給水路８８内の補給水Ｗ１は、下流側補給水路９０の発電装置７４の水車９２を通過した後、分岐管７０の補給水口７０ａから、その下方のオーバーフロー管７２内に吐水される。
その後、オーバーフロー管７２内の補給水は、便器本体２の導水路１６に供給され、便器本体２のボウル部６及びトラップ排水路１２内における封水形成に利用される。
これらにより、次回の便器洗浄に備えて、便器本体２のボウル部６やトラップ排水路１２内に封水を形成することができる。
また、このとき、発電装置７４においては、その水車９２が分岐管７０の下流側補給水路９０の水平部分９０ａに設けられているため、下流側補給水路９０の水平部分９０ａを通過する補給水の水流Ｗ１が水車９２に流入することにより、水車９２が回転駆動することができる。
このような水車９２の回転駆動により、発電装置７４の発電が行われ、その電力がコントローラ４２等を介して、例えば、電磁弁５２の開閉動作、或いは、他の周辺の電子機器（図示せず）への供給電力として利用される。
ちなみに、仮に、発電装置７４について二次側の給水管５６の上流側主給水路５６ａや下流側主給水路５６ｂに設けた場合では、便器洗浄用の洗浄水が発電装置７４を通過した際の圧力損失等によって、洗浄水の瞬間流量［Ｌ／ｍｉｎ］等が低下し、便器本体２における便器洗浄性能や汚物排出性能を低下させるおそれがある。
これに対し、本実施形態の水洗大便器１では、便器本体２の封水形成に寄与する分岐管７０の補給水路の補給水が、便器洗浄性能や汚物排出性能に寄与する二次側の給水管５６の上流側主給水路５６ａや下流側主給水路５６ｂの主洗浄水に比べて、高い瞬間流量［Ｌ／ｍｉｎ］を必要としないことに着目し、発電装置７４を分岐管７０の下流側補給水路９０の水平部分９０ａに設けることができたため、便器洗浄性能や汚物排出性能を低下させることなく発電を行うことができる。

また、本実施形態による水洗大便器１によれば、発電装置７４がオーバーフロー管７２の上端よりも上方に位置する分岐管７０の下流側補給水路９０の水平部分９０ａに設けることができたため、常時、発電装置７４を貯水タンク２６の上限水位（満水水位等）よりも上方に配置することができる。
したがって、発電装置７４が貯水タンク２６内の洗浄水によって被水することを確実に抑制することができる。

さらに、本実施形態による水洗大便器１によれば、補給水路８８，９０内を流れる補給水Ｗ１の水勢が、主給水路５６ａ，５６ｂ内を流れる主洗浄水Ｗ０の水勢に比べて弱い状態であっても、発電装置７４の発電に寄与する水車９２を下流側補給水路９０の水平部分９０ａに設けることができた。
したがって、下流側補給水路９０の水平部分９０ａを流れる補給水の水流Ｗ１により発電装置７４の水車９２を確実に回転駆動させることができる。
また、仮に、発電装置７４の水車９２が上流側補給水路８８における上流側から下流側に向かって上昇する上昇部分８８ａ等に設けられた場合では、水車９２が下流側補給水路９０の水平部分９０ａに設けられた場合に比べて、上流側補給水路８８の上昇部分８８ａを流れる補給水に対して、水流が弱められる方向に重力が作用する。これにより、発電装置７４の水車９２が下流側補給水路９０の水平部分９０ａに設けられた場合に比べて、水車９２の回転効率（回転数等）が低下し、発電効率が低下することになる。
一方、本実施形態の水洗大便器１によれば、発電装置７４の水車９２が下流側補給水路９０の水平部分９０ａに設けられているため、補給水の水流Ｗ１に対する重力の影響をほとんど受け難くなり、発電装置７４の水車９２を確実に回転駆動させることができる。

また、本実施形態による水洗大便器１によれば、発電装置７４が、分岐管７０の補給水口７０ａよりも上流側に設けられ、下流側補給水路９０内の補給水を整流化させるように構成されている。
これにより、下流側補給水路９０内を流れる補給水について、発電装置７４を通過させることにより予め整流化させた後、補給水口７０ａから吐水させることができる。
したがって、整流化された状態の洗浄水が補給水口７０ａから吐水され、暴れることなく、スムーズにオーバーフロー管７２内に流入することができる。
したがって、補給水口７０ａから吐水された補給水がオーバーフロー管７２内に流入せずに無駄水となることを抑制することができ、便器本体２に効率良く補給水を供給することができる。

つぎに、図７を参照して、本発明の第２実施形態による水洗大便器１００について説明する。
図７は、本発明の第２実施形態による水洗大便器の洗浄水タンク装置の内部構造を示す背面図である。
ここで、図７に示す本発明の第２実施形態による水洗大便器１００について、図１～図６に示す上述した本発明の第１実施形態による水洗大便器１と同一部分については同一の符号を付し、これらの説明については説明を省略する。
図７に示すように、本発明の第２実施形態による水洗大便器１００においては、洗浄水タンク装置１０４における発電装置１７４の配置のみが、上述した本発明の第１実施形態による水洗大便器１の洗浄水タンク装置４における発電装置７４の配置と異なっている。
すなわち、本実施形態による水洗大便器１００では、分岐管１７０内の上流側補給水路１８８が、上流側主給水路５６ａの途中の分岐部５６ｃから貯水タンク２６内の上方を延びる上昇部分１８８ａと、この上昇部分１８８ａの上方部分（下流側）から湾曲した後に水平方向延びる水平部分１８８ｂと、を備えている。
また、分岐管１７０内の下流側補給水路１９０は、上流側補給水路１８８の水平部分１８８ｂの下流側の一端から下方の延びる下降部分１９０ａを備えており、この下降部分１９０ａの下端（下流端）が補給水口１７０ａとなっている。
さらに、発電装置１７４の水車９２は、下流側補給水路１９０の下降部分１９０ａの途中に設けられている。
また、発電装置１７４の水車９２は、下流側補給水路１９０の下降部分１９０ａを上方から下方に流れる補給水の水流Ｗ１により、鉛直平面内で回転駆動して発電に寄与するようになっている。
ここで、下流側補給水路１９０の下降部分１９０ａは、オーバーフロー管７２の上端よりも上方に位置しており、補給水口１７０ａは、オーバーフロー管７２の上端（オーバーフロー口７２ａ）の上方に位置決めされている。

上述した本発明の第２実施形態による水洗大便器１００によれば、補給水路１８８，１９０内を流れる補給水の水勢が、主給水路５６ａ，５６ｂ内を流れる主洗浄水Ｗ０の水勢に比べて弱い状態であっても、発電装置１７４の発電に寄与する水車９２が下流側補給水路１９０の下降部分１９０ａに設けることができた。
したがって、補給水路１８８，１９０内を流れる補給水Ｗ１の水勢が、主給水路５６ａ，５６ｂ内を流れる主洗浄水Ｗ０の水勢に比べて弱い状態であっても、発電装置１７４の発電に寄与する水車９２が、下流側補給水路１９０における上流側から下流側に向かって下降する下降部分１９０ａに設けられているため、下流側補給水路１９０の下降部分１９０ａを流れる補給水の水流Ｗ１により発電装置１７４の水車９２を鉛直平面内で確実に回転させることができる。
また、仮に、発電装置１７４の水車９２が補給水路における上流側から下流側に向かって上昇する上昇部分に設けられた場合では、水車９２が下流側補給水路１９０の下降部分１９０ａに設けられた場合に比べて、補給水路の上昇部分を流れる補給水に対して、水流が弱められる方向に重力が作用する。これにより、発電装置１７４の水車９２が下流側補給水路１９０の下降部分１９０ａに設けられた場合に比べて、水車９２の回転効率（回転数等）が低下し、発電効率が低下することになる。
一方、本実施形態の水洗大便器１００によれば、発電装置１７４の水車９２が下流側補給水路１９０の下降部分１９０ａに配置されているため、補給水に対して水流Ｗ１が強められる方向に重力が作用する。これにより、発電装置１７４の水車９２が上流側補給水路１８８の上昇部分１８８ａに設けられた場合に比べて、発電装置１７４の水車９２に対して補給水Ｗ１を加速させた状態で勢い良く流入させることができる。
よって、水車９２を効率良く回転させることができ、発電効率を向上させることができる。

なお、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態による水洗大便器１，１００では、上流側主給水路５６ａの途中の分岐部５６ｃにおいて、補給水用の分岐管７０，１７０（補給水路）を二次側の給水管５６（主給水路）に常時直接的に接続させた形態について説明したが、このような分岐部５６ｃの形態に限られず、他の分岐部の形態を採用してもよい。
例えば、他の分岐部の形態として、主給水路と補給水路との間の流路に流路切替手段（切替弁等）を設け、この流路切替手段が、貯水タンク内の水位等に応じて主給水路と補給水路との間の流路を切り替えるようにしてもよい。
これより、補給水路を主給水路に一時的に接続させることもでき、主給水路内の洗浄水が補給水路に一時的に供給される分岐部として機能することができる。
また、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態による水洗大便器１，１００においては、洗浄水タンク装置４，１０４について、ジェットポンプユニットを採用した形態について説明したが、ジェットポンプユニット以外を採用した他の形態についても、発電装置７４，１７４を適用可能である。
すなわち、洗浄水タンク装置４，１０４の他の形態として、主給水管及び補給水管を備えた給水形態であれば、ジェットポンプユニット以外を採用した洗浄水タンク装置や給水装置の補給水管に対して、発電装置７４，１７４を適用可能である。
さらに、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態による水洗大便器１，１００では、電磁弁５２が、発電装置７４，１７４によって生成され、コントローラ４２のキャパシタに充電されていた電力によって作動される形態について説明した。
しかしながら、このような形態に限られず、発電装置７４，１７４によって発電させた電力については、例えば、最大電圧が５Ｖ未満で使用できるものであれば、電磁弁５２以外の水洗大便器の関連の電装機器等に利用してもよい。

１ 本発明の第１実施形態による水洗大便器
２ 便器本体
４ 洗浄水タンク装置（洗浄水供給装置）
６ ボウル部
８ リム部
１０ 棚部
１２ トラップ排水路（排出路）
１２ａ 入口
１２ｃ 下降管
１２ｂ 上昇管
１４ 排水口
１６ 導水路
１８ リム吐水口
２０ リム吐水口
２２ 第１通水路
２４ 第２通水路
２６ 貯水タンク
２８ 一次側の給水管
３０ 止水栓
３２ 定流量弁
３４ 給水弁装置（給水部）
３６ ジェットポンプユニット
３８ 手動レバー
４０ リモコン装置
４２ コントローラ
４４ 圧力室
４４ａ ポペット穴
４４ｂ 電磁弁側パイロット穴
４４ｃ フロート側パイロット穴
４６ ポペット弁
４８ 主弁体（給水部）
５０ 人感センサ
５２ 電磁弁（給水部）
５２ａ 電磁弁側パイロット弁
５４ 主弁座
５６ 二次側の給水管（給水路、主給水路）
５６ａ 上流側主給水路（主給水路）
５６ｂ 下流側主給水路（主給水路）
５６ｃ 分岐部
５８ ジェットノズル
６０ スロート管
６０ａ 吸引口
６０ｂ 上昇管路
６０ｃ 下降管部
６０ｄ スロート管の下降管部の出口部
６１ 真空破壊弁
６２ 流路切替弁装置（切替部）
６２ａ 流路切替弁
６２ｂ フロート
６４ 主弁座
６６ 給水フロート
６８ フロート側パイロット弁
７０ 補給水用の分岐管（給水路、補給水路）
７０ａ 補給水口
７２ オーバーフロー管
７２ａ オーバーフロー口
７４ 発電装置
７６ 大小洗浄切替機構
７８ 区画壁
８０ 小タンク
８０ａ 小タンクの後側区画壁
８０ｂ 小タンクの後側開口
８２ 大小切替弁
８４ 玉鎖
８６ 駆動軸
８８ 分岐管の上流側補給水路（補給水路）
８８ａ 分岐管の上流側補給水路の上昇部分（補給水路）
８８ｂ 分岐管の上流側補給水路の水平部分（補給水路）
９０ 分岐管の下流側補給水路（補給水路）
９０ａ 分岐管の下流側補給水路の水平部分（補給水路）
９０ｂ 分岐管の下流側補給水路の下降部分（補給水路）
９２ 水車
１００ 本発明の第２実施形態による水洗大便器
１０４ 洗浄水タンク装置（洗浄水供給装置）
１７４ 発電装置
１８８ 分岐管の上流側補給水路
１８８ａ 分岐管の上流側補給水路の上昇部分
１８８ｂ 分岐管の上流側補給水路の水平部分
１９０ 分岐管の下流側補給水路
１９０ａ 分岐管の下流側補給水路の下降部分
Ａ 一次側流路
Ｂ 二次側流路
Ａ１ 中心軸線
Ｂ 二次側流路
Ｒ１ 外側空間領域
Ｒ２ 小空間領域
Ｗ０ 主洗浄水
Ｗ１ 補給水、水流
ＷＬ 水位
ＤＷＬ 死水水位
ＷＬ１ 死水水位
ＷＬ２ 水位
ＷＬ３ 止水水位（満水水位）
α 一次側流路圧力

Claims (5)

1. 洗浄水により洗浄されて汚物を排出する水洗大便器であって、
   汚物を受けるボウル部と、このボウル部内の汚物を排出する排出路と、を備え、これらのボウル部及び排出路内に封水を形成する便器本体と、
   給水源と上記便器本体との間に接続され、上記給水源から供給された洗浄水を上記便器本体に供給する洗浄水供給装置と、を有し、
   上記洗浄水供給装置は、上記給水源から供給された洗浄水が通過する給水路と、この給水路を開閉する電磁弁を含み且つ上記給水路内の洗浄水を給止水する給水部と、この給水部の電磁弁の動作を制御するコントローラと、を備えており、
   上記給水路は、上記給水部から給水された洗浄水のうち、上記便器本体のボウル部内の便器洗浄に利用される洗浄水を上記便器本体に供給する主給水路と、この主給水路から分岐し且つ上記便器本体で封水形成に利用される補給水を上記便器本体に供給する補給水路と、を備えており、
   上記補給水路には、その補給水の水流を利用して発電する発電装置が設けられていることを特徴とする水洗大便器。
2. 上記洗浄水供給装置は、さらに、上記給水源から供給された洗浄水を貯水して上記便器本体に供給する貯水する貯水タンクと、この貯水タンク内に設けられて上記貯水タンク内の上限水位を上回った洗浄水を上記便器本体内にオーバーフローさせるオーバーフロー管と、を備えており、
   上記主給水路は、上記給水部から上記貯水タンク内に延びる上流側主給水路と、この上流側主給水路の下流側に設けられてその下流端が上記便器本体の導水路と連通する下流側主給水路と、を備えており、
   上記補給水路は、上記上流側主給水路から分岐した後、その下流端が上記オーバーフロー管内に吐水可能な補給水口を形成し、
   上記発電装置は、上記オーバーフロー管の上端よりも上方に位置する上記補給水路に配置されている請求項１記載の水洗大便器。
3. 上記補給水路は、上記給水路における上記主給水路から分岐する分岐部と、この分岐部から上記貯水タンク内の上方を延びる上流側補給水路と、この上流側補給水路の下流側に設けられて水平方向に延びる水平部分又は上流側から下流側に向かって下降する下降部分を備えた下流側補給水路と、を備えており、
   上記発電装置は、上記下流側補給水路の上記水平部分又は上記下降部分に設けられて且つ補給水の水流により回転して発電に寄与する水車を備えている請求項２記載の水洗大便器。
4. 上記発電装置の水車は、上記下流側補給水路における上流側から下流側に向かって下降する下降部分に設けられている請求項３記載水洗大便器。
5. 上記発電装置は、上記補給水路の補給水口よりも上流側に設けられて上記下流側補給水路内の補給水を整流化させるように構成されている請求項３又は４に記載の水洗大便器。

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