JP2024007688A - 水洗大便器 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄水の流速が速くなっても、便器本体からの洗浄水が溢れることを防止すると共に良好な汚物洗浄を行うことができ、更なる節水化を達成する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は、ボウル形状の汚物受け面13と、この汚物受け面の上縁に形成されたリム部14と、を備えたボウル部12と、リム部に設けられ、洗浄水をリム吐水口22からボウル部内に吐水して旋回流を形成するリム吐水部20と、このリム吐水部のリム吐水口から吐水される洗浄水の流量を制御する制御装置52と、を有し、この制御装置は、リム吐水部のリム吐水口から吐水される洗浄水の流速を変化させるリム吐水用ポンプ6を備え、このリム吐水用ポンプは、リム吐水口から吐水される洗浄水F2の流速を、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水F1がボウル部を旋回してリム吐水口に到達する前に、変化させることを特徴としている。【選択図】図３

Description

本発明は、洗浄水により洗浄して汚物を排出する水洗大便器に係わり、特に、節水化を図った水洗大便器に関する。

従来から、例えば、特許文献１に記載されているような、ボウル形状の汚物受け面と、この汚物受け面の上縁に形成されたリム部と、を備えたボウル部と、リム部に設けられ洗浄水を吐水するリム吐水口と、ボウル部の下部に接続され汚物を排出するためのトラップ管路と、このトラップ管路に洗浄水を吐水してサイホン作用を発生させるゼット吐水口とを有する水洗大便器が知られている。
この水洗大便器では、リム吐水口から洗浄水を吐水してこの洗浄水を旋回させることにより便器本体を洗浄し、ゼット吐水口から吐水される洗浄水によりトラップ管路内にサイホン作用を発生させて、このサイホン作用により、汚物を外部に排出するようになっている。

さらに、特許文献２には、リム吐水口から洗浄水を吐水して旋回流を形成するようにした水洗大便器が記載されている。この水洗大便器においては、パルセータ（パルス発生器）を用いて、リム吐水口から吐水される洗浄水にパルスを形成するようにしている。これにより、各パルスの始めに吐水される洗浄水は各パルスの終わりに吐水される洗浄水の速度よりも速くなり、吐水される洗浄水の速度が速くなれば、汚物受け面に流下する前に周囲部を長時間（長距離）旋回して、洗浄水が汚物受け面全体に広がり、少ない洗浄水でも洗浄可能となり、節水化を達成している。

特開２０１６-１９１２５６号公報 特公平６-９４６８４号公報

ここで、水洗大便器において、節水化は重要な課題であり、更なる節水化が要請されている。しかしながら、節水化により洗浄水の水量を減らすと、水洗大便器における汚物洗浄が不十分となる可能性がある。
一方、洗浄水の速度を高速にすると、運動エネルギーが増え、吐水時間を短くできるので、節水化が可能となる。

上述した特許文献２に記載の水洗大便器においても、リム吐水口からパルス状に洗浄水を吐水することにより、節水化しているが、リム吐水口から吐水される洗浄水の流速が速いと、リム吐水口から吐水される洗浄水と、吐水されてボウル面を一周してきた洗浄水とがリム吐水口の付近で合流し、合計流量が増大し、これにより、洗浄水が便器本体から溢れるという問題が生じる。

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、洗浄水の流速が速くなっても、便器本体からの洗浄水が溢れることを防止すると共に良好な汚物洗浄を行うことができ、更なる節水化を達成することができる水洗大便器を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は、洗浄水源から供給される洗浄水により洗浄して汚物を排出する水洗大便器であって、ボウル形状の汚物受け面と、この汚物受け面の上縁に形成されたリム部と、を備えたボウル部と、リム部に設けられ、洗浄水源から供給される洗浄水をリム吐水口からボウル部内に吐水して旋回流を形成するリム吐水部と、このリム吐水部のリム吐水口から吐水される洗浄水の流量を制御する給水制御部と、を有し、この給水制御部は、リム吐水部のリム吐水口から吐水される洗浄水の流速を変化させる流速変化部を備え、この流速変化部は、リム吐水口から吐水される洗浄水の流速を、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水がボウル部を旋回してリム吐水口に到達する前に、変化させ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、洗浄水がリム吐水部のリム吐水口からボウル部内に吐水して旋回流が形成され、給水制御部が、このリム吐水口から吐水される洗浄水の流量を制御し、さらに、この給水制御部が流速変化部を備え、この流速変化部が、リム吐水口から吐水される洗浄水の流速を変化させるようになっている。この流速変化部により、リム吐水口から吐水される洗浄水の流速が、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水がボウル部を旋回してリム吐水口に到達する前に、変化するようにしている。具体的に説明すると、本発明の流速変化部により、リム吐水口から吐水される洗浄水が高速の場合には、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水がボウル部を旋回してリム吐水口に到達する前に、減速するように変化させる。また、リム吐水口から吐水される洗浄水が低速の場合には、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水がボウル部を旋回してリム吐水口に到達する前に、増速するように変化させる。
これにより、リム吐水口から吐水される洗浄水と、すでに吐水されボウル部を旋回してリム吐水口に到達した洗浄水とが、リム吐水口の近傍で合流しても、ボウル部から洗浄水が外部に溢れることを防止しすることができる。
さらに、本発明によれば、リム吐水口から吐水される洗浄水の速度を変化させている、具体的には、吐水される洗浄水の一部を高速化しているので、その分、吐水時間を短くして、洗浄水の合計水量を減らすことができるので、洗浄水の節水化が可能となり、且つ、洗浄水の速度を高速化しているので、洗浄及び汚物を排出するための運動エネルギーを確保することができる。

本発明において、好ましくは、流速変化部は、リム吐水口から吐水される洗浄水の流速を、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水がボウル部を旋回してリム吐水口に到達した後に、変化させる。
このように構成された本発明においては、流速変化部により、リム吐水口から吐水される洗浄水の流速が、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水がボウル部を旋回してリム吐水口に到達した後に、変化するようにしている。具体的に説明すると、リム吐水口から吐水される洗浄水が高速の場合には、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水がボウル部を旋回してリム吐水口に到達する前に減速しているので、リム吐水口に到着した後に増速させるように変化させる。また、リム吐水口から吐水される洗浄水が低速の場合には、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水がボウル部を旋回してリム吐水口に到達する前に増速しているので、リム吐水口に到着した後に減速するように変化させる。
これにより、リム吐水口から吐水される洗浄水と、すでに吐水されボウル部を旋回してリム吐水口に到達した洗浄水とが、リム吐水口の近傍で合流しても、ボウル部から洗浄水が外部に溢れることを防止しすることができる。

本発明において、好ましくは、流速変化部は、リム吐水口から吐水された洗浄水の流速を増速及び減速させて洗浄水の流速がパルス波形となるようにしている。
このように構成された本発明においては、リム吐水口から吐水される洗浄水の速度を増速及び減速して洗浄水の流速がパルス波形となるようにしているので、吐水される洗浄水の一部を高速化し、その分、吐水時間を短くして、洗浄水の合計流量を減らすことができるので、洗浄水の節水化が可能となり、且つ、洗浄水の一部の速度を高速化しているので、洗浄及び汚物を排出するための運動エネルギーを確保することができる。

本発明において、好ましくは、流速変化部は、リム吐水口から吐水される洗浄水の流速が平均流速よりも速い流速の時間が平均流速よりも遅い流速の時間よりも長くなるように、リム吐水口から洗浄水を吐水する。
このように構成された本発明においては、流速変化部により、リム吐水口から吐水される洗浄水の流速が平均流速よりも速い流速の時間が平均流速よりも遅い流速の時間よりも長くなるように、リム吐水口から洗浄水が吐水されるので、全体の吐水時間を短くすることができるので、その分、洗浄水の節水化が可能となる。

本発明において、好ましくは、給水制御部は、洗浄水の流速を変化させない通常洗浄モードと、上記流速変化部により洗浄水の速度を高速にして水量を減らす節水洗浄モードとを実行する。
このように構成された本発明においては、給水制御部が、洗浄水の流速を変化させない通常洗浄モードと、流速変化部により洗浄水の速度を高速にして水量を減らす節水洗浄モードとを実行するので、例えば、ボウル部の汚物の付着が少ないときは節水洗浄モードとし、ボウル部の汚物の付着が多いときには通常洗浄モードにすることができ、節水洗浄モードにより節水化が可能となる。

本発明において、好ましくは、流速変化部は、外部の空気を吸気する吸気部を備え、この吸気部からリム吐水口から吐水される洗浄水に空気を吸気して洗浄水の流速を増速させる。
このように構成された本発明においては、流速変換部に設けられた吸気部からリム吐水から吐水される洗浄水に空気を吸気して洗浄水の流速を増速させているが、圧力損失により、洗浄水の流量が減少し、洗浄水の節水化が可能となり、且つ、洗浄水の速度を高速化しているので、洗浄及び汚物を排出するための運動エネルギーを確保することができる。

本発明において、好ましくは、流速変化部は、圧縮エアを導入する圧縮エア導入部を備え、この圧縮エア導入部からリム吐水口から吐水される洗浄水に圧縮エアを導入して洗浄水の流速を増速させる。
このように構成された本発明においては、流速変換部に設けられた圧縮エアを導入する圧縮エア導入部からリム吐水口から吐水される洗浄水に圧縮エアを導入して洗浄水の流速を増速させているが、圧力損失により洗浄水の流量が減少し、洗浄水の節水化が可能となり、且つ、洗浄水の速度を高速化しているので、洗浄及び汚物を排出するための運動エネルギーを確保することができる。

本発明において、好ましくは、流速変化部は、リム吐水口の開口面積を変化させる開口面積制御機構を備え、この開口面積制御機構によりリム吐水口の開口面積を変化させる。
このように構成された本発明においては、流速変化部に設けられたリム吐水口の開口面積を変化させる開口面積制御機構によりリム吐水口の開口面積を変化させて、洗浄水の流速を変化、具体的には、減速又は増速させるようにしている。洗浄水の圧力が一定であれば、リム吐水口の開口面積が小さいと流速が早くなり流量が減り、開口面積が大きいと流速が遅くなり流量が多くなる。これにより、本発明によれば、吐水される洗浄水の一部を高速化しているので、その分、吐水時間を短くすることができるので、洗浄水の合計水量が減少し、洗浄水の節水化が可能となり、且つ、洗浄水の速度を高速化しているので、洗浄及び汚物を排出するための運動エネルギーを確保することができる。

本発明の水洗大便器によれば、洗浄水の流速が速くなっても、便器本体からの洗浄水が溢れることを防止すると共に良好な汚物洗浄を行うことができ、更なる節水化を達成することができる。

本発明の第１実施形態による水洗大便器を示す全体構成図である。 本発明の第１実施形態による水洗大便器の「通常洗浄モード」におけるリム洗浄及びゼット洗浄による洗浄動作を示すタイムチャートである。 本発明の第１実施形態による水洗大便器の「節水洗浄モード」におけるリム洗浄及びゼット洗浄による洗浄動作を示すタイムチャートである。 本発明の第１実施形態による水洗大便器の「節水洗浄モード」のときのボウル部におけるリム洗浄の洗浄水の流れの様子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「節水洗浄モード」におけるリム吐水口から吐水される洗浄水の流速と時間の関係を示す線図である。 本発明の第２実施形態による水洗大便器を示す部分構成図である。 本発明の第２実施形態による水洗大便器に設けられた吸気装置を示す概念図である。 本発明の第３実施形態による水洗大便器を示す部分構成図である。 本発明の第３実施形態による水洗大便器に設けられた圧縮エア導入装置を示す概念図である。 本発明の第４実施形態による水洗大便器のリム導水路に取り付けられた縮径拡径装置（ａ）及びこの縮径拡径装置の動作（ｂ）（ｃ）を示す概念図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による水洗大便器について説明する。先ず、図１により、本発明の第１実施形態による水洗大便器について説明する。図１は本発明の第１実施形態による水洗大便器を示す全体構成図である。

図１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、陶器製の便器本体２と、便器本体２へ洗浄水を供給するバルブユニット４と、後述するリム吐水口に供給する洗浄水の流量（瞬間流量）を制御するリム吐水用ポンプ６と、後述するゼット吐水口に供給される洗浄水を貯水する貯水タンク８と、この貯水タンク８に貯水された洗浄水をゼット吐水口に供給するゼット吐水用ポンプ１０とを備えている。

便器本体２は、ボウル部１２を有し、このボウル部１２は、ボウル形状の汚物受け面１３と、この汚物受け面１３の上縁に形成され内周面を持つリム部１４を備えている。便器本体２は、さらに、ボウル部１２の底部に接続され汚物を排出する排水トラップ管路１６を有する。リム部１４の内部には、リム導水路１８が形成され、このリム導水路１８の下流端であるリム吐水部２０には、リム吐水を行うリム吐水口２２が形成されている。リム吐水口２２は、水洗大便器１を前方から見て、ボウル部１２の右側前方領域に形成されており、洗浄水を後方に向けて吐水してリム部１４の内周面に沿って旋回流を形成するようになっている。

便器本体２の下方には、ゼット導水路２４が形成され、このゼット導水路２４の下流端であるゼット吐水部２６には、ゼット吐水を行うゼット吐水口２８が形成されている。ゼット吐水口２８は、ボウル部１２の底部に位置し、排水トラップ管路１６の入口部１６ａに指向してほぼ水平に配置され、排水トラップ管路１６の入口部１６ａに向かって洗浄水を吐水するようになっている。
排水トラップ管路１６は、入口部１６ａと、この入口部１６ａから上昇するトラップ上昇管１６ｂと、このトラップ上昇管１６ｂから下降するトラップ下降管１６ｃとからなり、トラップ上昇管１６ｂとトラップ下降管１6ｃとの間が頂部１４ｄとなっている。ここで、排水トラップ管路１６のトラップ下降管１６ｃの下端には、排水ソケット３０が接続されている。

水洗大便器１は、洗浄水を供給する水道管３２に直結されており、リム吐水用ポンプ６により洗浄水の流量が制御され、リム吐水口２２から吐水されるようになっている。また、貯水タンク８に貯水された洗浄水がゼット吐水用ポンプ１０より加圧され、大流量の洗浄水がゼット吐水口２８から吐水されるようになっている。

次に、水洗大便器１のバルブユニット４について説明する。図１に示すように、給水源である水道管３２から洗浄水が供給される主給水路３４が設けられ、この主給水路３４には、上流側から、止水栓３６、ストレーナ３８、分岐金具４０、定流量弁４２、ダイヤフラム式の電磁開閉弁４４、給水路切替弁４６がそれぞれ設けられている。これらの定流量弁４２、電磁開閉弁４４、及び、給水路切替弁４６は、バルブユニット４として、一体的に組立てたものとなっている。また、主給水路３４は、便器外で水道管３２と接続する給水ホース及びその下流に接続される樹脂製の管から構成されている。

また、給水路切替弁４６の下流側には、リム吐水口２２に洗浄水を供給するためのリム側給水路４８、及び、貯水タンク８に洗浄水を供給するためのタンク側給水路５０が接続されている。リム側給水路４８の下流端にはリム導水路１８が接続され、リム吐水用ポンプ６により流量が制御され、制御された流量の洗浄水がリム吐水口２２まで供給され、リム吐水口２２から吐水されるようになっている。

定流量弁４２は、止水栓３６、ストレーナ３８、分岐金具４０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４２を通過した洗浄水は、電磁開閉弁４４に流入し、電磁開閉弁４４を通過した洗浄水は、給水路切替弁４６により、リム側であるリム側給水路４８からリム吐水口２２へ、又は、タンク側であるタンク側給水路５０から貯水タンク８へ供給されるようになっている。

給水路切替弁４６は、リム側給水路４８とタンク側給水路５０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及び流量の割合を任意に変更できる切替弁である。

貯水タンク８の下部には、ゼット側給水路５２が接続されており、このゼット側給水路５２には、ゼット吐水用ポンプ１０が設けられており、このゼット吐水ポンプ１０により、ゼット吐水口２８から吐水される洗浄水の流量が制御されるようになっている。

貯水タンク８の内部には、上端フロートスイッチ５６及び下端フロートスイッチ５８が配置されている。上端フロートスイッチ２６は、貯水タンク８内の水位が通常使用時の最高水位Ｌ３より少しだけ低い所定位置Ｌ２に達するとオン状態に切り替わり、電磁開閉弁４４を閉鎖するようになっている。下端フロートスイッチ５８は、貯水タンク８内の水位が通常使用時の最低水位Ｌ１まで低下するとオン状態に切り替わり、ゼット吐水用ポンプ１０を停止させるようになっている。

さらに、使用者が操作する便器洗浄スイッチ６０及び給水制御部である制御装置５４が設けられている。この制御装置５４は、電磁開閉弁４４の開閉操作、給水路切替弁４６の切替操作、リム吐水用ポンプ６及びゼット吐水用ポンプ１０の回転数や作動時間等を制御するためのものでる。

制御装置５４は、使用者により便器洗浄スイッチ６０が押されると、電磁開閉弁４４、給水路切替弁４６、リム吐水用ポンプ６及びゼット吐水用ポンプ１０を順次作動させ、リム吐水口２２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２８からの吐水を開始させて、サイホン作用を発生させ、これにより、ボウル部１２を洗浄させ、汚物を排出するようになっている。

また、制御装置５４は、水位がＬ２に達して上端フロートスイッチ５６がオン状態となると、電磁開閉弁４４を閉鎖して、貯水タンク８への洗浄水の供給を停止させ、水位がＬ１まで低下すると、下端フロートスイッチ５８がオン状態となり、ゼット吐水用ポンプ１０を停止させ、ゼット吐水を終了する。
また、制御装置５４は、洗浄終了後、電磁開閉弁４４を開放し、給水路切替弁４６を貯水タンク８側に切り替えて貯水タンク８に洗浄水を補給させるようになっている。

次に、図２及び図２により、水洗大便器１によるリム洗浄及びゼット洗浄の洗浄動作を説明する。本実施形態による水洗大便器１は、「通常洗浄モード」と「節水洗浄モード」を実行するようになっている。図２は本発明の第１実施形態による水洗大便器の「通常洗浄モード」におけるリム洗浄及びゼット洗浄による洗浄動作を示すタイムチャートであり、図３は本発明の第１実施形態による水洗大便器の「節水洗浄モード」におけるリム洗浄及びゼット洗浄による洗浄動作を示すタイムチャートである。

先ず、図２により、「通常洗浄モード」におけるリム洗浄及びゼット洗浄による洗浄動作を説明する。
図２に示すように、リム吐水用ポンプ６により、リム吐水口２２からボウル部１２に洗浄水が吐水され、さらに、ゼット吐水用ポンプ１０により、ゼット吐水口２８から排水トラップ管路１６の入口部１６ａに向けて洗浄水が吐水される。

この「通常節水モード」のリム洗浄では、リム吐水用ポンプ６がＯＮとなり、時刻ｔ１に開始され、時刻ｔ１から時刻ｔ５の時間に前リム洗浄を行い、その後、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間に後リム洗浄を行うようになっている。この前リム洗浄及び後リム洗浄の際には、リム吐水用ポンプ６の回転数は、後述する「節水洗浄モード」とは異なり、一定値に保持され、洗浄水の流速は一定となっている。

ゼット洗浄では、時刻ｔ２において、ゼット吐水用ポンプ１０がＯＮとなり、時刻ｔ３に開始され、貯水タンク８に貯水された洗浄水が、ゼット吐水口２８から吐水される。ゼット洗浄は、時刻ｔ４において、ゼット吐水用ポンプ１０の回転数を低下させて、洗浄水の流量（瞬間流量）を減らし、その後、時刻ｔ５において、ゼット吐水用ポンプ１０をＯＦＦとすることにより、ゼット洗浄を終了する。

次に、図３により、「節水洗浄モード」におけるリム洗浄及びゼット洗浄による洗浄動作を説明する。
図３に示すように、流速変化部であるリム吐水用ポンプ６により、リム吐水口２２からボウル部１２に洗浄水が吐水され、さらに、ゼット吐水用ポンプ１０により、ゼット吐水口２８から排水トラップ管路１６の入口部１６ａに向けて洗浄水が吐水される。

リム洗浄では、リム吐水用ポンプ６がＯＮとなり、時刻ｔ１に開始され、時刻ｔ１から時刻ｔ５の時間に前リム洗浄を行い、その後、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間に後リム洗浄を行うようになっている。この「節水洗浄モード」においては、前リム洗浄及び後リム洗浄の際には、詳細は後述するが、リム吐水用ポンプ１０の回転数を制御することにより、洗浄水の流速がパルス形状に変化するように吐水される。

ゼット洗浄では、時刻ｔ２において、ゼット吐水用ポンプ１０がＯＮとなり、時刻ｔ３に開始され、貯水タンク８に貯水された洗浄水が、ゼット吐水口２８から吐水される。ゼット洗浄は、時刻ｔ４において、ゼット吐水用ポンプ１０の回転数を低下させて、洗浄水の流量（瞬間流量）を減らし、その後、時刻ｔ５において、ゼット吐水用ポンプ１０をＯＦＦとすることにより、ゼット洗浄を終了する。

次に、図４により、「節水洗浄モード」の場合のリム洗浄における洗浄水の流れの様子を説明する。図４は本発明の第１実施形態による水洗大便器の「節水洗浄モード」のときのボウル部におけるリム洗浄の洗浄水の流れの様子を示す平面図である。
図４に示すように、リム導水路１８は、便器本体２の前方側に延び、その後、Ｕターンして、リム吐水部２０は後方側に延び、リム吐水口２２から後方に向けて吐水されるようになっている。

次に、図４に示すように、最初にリム吐水口２２から吐水された洗浄水Ｆ１は、ボウル部１２の汚物受け面１３の外周側を旋回し、リム吐水口２２に到達する。このとき、リム吐水口２２から吐水された洗浄水Ｆ２と合流する。
このため、洗浄水が合流すると、リム吐水口２２の付近でその流量がさらに増大し、洗浄水が便器本体２外に溢れるおそれがある。
本実施形態の水洗大便器１においては、リム洗浄時に生じる洗浄水の溢れを防止するために、リム吐水用ポンプ６の回転数を制御することにより、リム吐水口２２から洗浄水の流速がパルス状になるように吐水している。

次に、図４及び図５により、リム吐水口２２から吐水される洗浄水の流速と時間の関係を説明する。図５は本発明の第１実施形態による水洗大便器の「節水洗浄モード」におけるリム吐水口から吐水される洗浄水の流速と時間の関係を示す線図である。
先ず、図５に示されているように、リム吐水口２２から洗浄水が吐水されるが、この洗浄水の流速Ｖは、時刻ｔ１で吐水が開始され、時刻ｔ２で流速が最大流速Ｖmaxとなり、時刻ｔ３で流速が最小流速Ｖminとなり、さらに、時刻ｔ４で流速が再び最大流速Ｖmaxとなり時刻ｔ５で流速が再び最小流速Ｖｍｉｎとなり、これが、繰り返される。
このように、リム吐水口２２から吐水される洗浄水は、流速が最大流速Ｖmaxと最小流速Ｖminとの間を変化するパルス状の流れとなっている。

上述したように、リム吐水口２２から吐水される洗浄水の流速は、リム吐水用ポンプ６の回転数を制御することにより、具体的には、回転数を上げることにより洗浄水の流速を増大させ、回転数を下げることにより洗浄水の流速を減少させている。

次に、図４に示された洗浄水Ｆ１、Ｆ２と図５に示された洗浄水の流速との関係について説明する。
図４及び図５に示されたように、洗浄水Ｆ１は、時刻ｔ２にて、最大流速Ｖmaxでリム吐水口２２から吐水された後にボウル部の外周を一周して、時刻ｔ３（または、時刻ｔ５）にて、再びリム吐水口２２に到達したときの洗浄水の流れを示している。このため、再びリム吐水口２２に到達したときの洗浄水Ｆ１の流速は最大流速Ｖmaxである。

一方、この時刻ｔ３において、リム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２は、最小流速Ｖminで吐水されるようになっている。この結果、リム吐水口２２の近傍では、最初に吐水されてボウル部の外周を一周してきた洗浄水Ｆ１と、このとき（時刻ｔ３）、リム吐水口２２から吐水された洗浄水Ｆ２が、リム吐水口２２の近傍で合流しても、合計の流量（最大流速と最小流速による洗浄水の合計流量）は、最大流速と最大流速とが合流したときに比べて大きくならないので、便器本体外への洗浄水の溢れを効果的に防止することができる。

次に、図４及び図５により、洗浄水Ｆ１が、時刻ｔ３にて、最小流速Ｖminでリム吐水口２２から吐水された後にボウル部の外周を一周して、時刻ｔ４にて、再びリム吐水口２２に到達したときの洗浄水の流れである場合を説明する。この場合、再びリム吐水口２２に到達したときの洗浄水Ｆ１の流速は最小流速Ｖminである。

一方、この時刻ｔ４において、リム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２は、最大流速Ｖmaxで吐水されるようになっている。この結果、リム吐水口２２の近傍では、最初に吐水されてボウル部の外周を一周してきた洗浄水Ｆ１と、このとき（時刻ｔ４）、リム吐水口２２から吐水された洗浄水Ｆ２が、リム吐水口２２の近傍で合流しても、合計の流量（最小流速と最大流速による洗浄水の合計流量）は、最大流速と最大流速とが合流したときに比べて大きくならないので、便器本体外への洗浄水の溢れを効果的に防止することができる。

本実施形態では、最初にリム吐水口２２から吐水された洗浄水Ｆ１が再びリム吐水口２２に到達したときの流速と、そのときにリム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２の流速の両方が、最大速度となることを避け、最高速度と最低速度の組み合わせとなるようにしたが、最初にリム吐水口２２から吐水された洗浄水Ｆ１が再びリム吐水口２２に到達したときの流速と、そのときにリム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２の流速の両方が、最大速度となることを避ければよく、最高速度と最高速度よりも遅い速度など、水洗大便器の設計に合わせて任意に調整することができる。

図５に示されているように、リム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２の流速は、リム吐水用ポンプ６の回転数を制御する（変化させる）ことにより、先に吐水された洗浄水Ｆ１がリム吐水口２２に到達する前に、減速され、一方、先に吐水された洗浄水Ｆ１がリム吐水口２２に到達した後は、増速されるようになっている。

さらに、図５に示すように、洗浄水の流速の最大流速Ｖmaxと最小流速Ｖminの平均流速をＶmeanとすると、洗浄水の流速が平均流速Ｖmeanよりも速い時間ＴＡは、洗浄水の流速が平均流速Ｖmeanよりも遅い時間ＴＢよりも、長くなるように、流速のパルス形状が設定されている。

次に、図６及び図７により、本発明の第２実施形態による水洗大便器について説明する。図６は本発明の第２実施形態による水洗大便器を示す部分構成図であり、図７は本発明の第２実施形態による水洗大便器に設けられた吸気装置を示す概念図である。

この第２実施形態による水洗大便器７０においては、リム導水路１８又はリム側給水路４８に、空気を吸入するための吸気装置７２が設けられている。この吸気装置７２には、図示しない蓋部材が設けられ、この蓋部材を開閉することにより、リム吐水口２２から吐水される洗浄水に空気を導入するようになっている。

この吸気装置７２は、上述した「通常洗浄モード」のときには使用されず（吸気装置７２はＯＦＦ状態）、「節水洗浄モード」のときに使用される。
「節水洗浄モード」において、吸気装置７２により、吸気を行う動作と吸気を行わない動作を交互に実行することにより、上述した図３において示したパルス形状のリム吐水が実行できるようになっている。
具体的には、吸気を行った場合には、洗浄水に空気が混入されるので、混入された空気により流路断面が狭くなり且つ圧力損失により、洗浄水の流速は速くなり、瞬間流量は減少し、一方、空気が混入されていないときには、洗浄水の流速は低下せず、瞬間流量は減少しないようになっている。

この第２実施形態による水洗大便器７０おいても、リム洗浄において、洗浄水の流速がパルス形状となるリム吐水を行っているので、第１実施形態の水洗大便器１と同様に、リム吐水口２２の付近で先に吐水された洗浄水Ｆ１と次に吐水された洗浄水Ｆ２とが合流しても、洗浄水は、便器本体２外に溢れることがないようになっている。

次に、図８及び図９により、本発明の第３実施形態による水洗大便器について説明する。図８は本発明の第３実施形態による水洗大便器を示す部分構成図であり、図９は本発明の第３実施形態による水洗大便器に設けられた吸気装置を示す概念図である。

この第３実施形態による水洗大便器８０においては、リム導水路１８又はリム側給水路４８に、圧縮エア（圧縮空気）を導入するための圧縮エア導入装置８２が設けられている。この圧縮エア導入装置８２には、図示しない空気を圧縮するためのポンプが設けられ、このポンプをＯＮして、リム吐水口２２から吐水される洗浄水に圧縮エアを導入するようになっている。

この圧縮エア導入装置８２は、上述した「通常洗浄モード」のときには使用されず（圧縮エア導入装置８２はＯＦＦ状態）、「節水洗浄モード」のときに使用される。
「節水洗浄モード」において、圧縮エア導入装置８２により、圧縮エアを導入する動作と、圧縮エアを導入しない動作を交互に実行することにより、上述した図３において示した洗浄水の流速がパルス形状のリム吐水が実行できるようになっている。
具体的には、圧縮空気を導入した場合には、洗浄水に圧縮エア（圧縮空気）が混入されるので、洗浄水の流速は速くなり且つ圧力損失により、瞬間流量は減少し、一方、圧縮エア（圧縮空気）が混入されないときには、洗浄水の流速は増大せず、瞬間流量も増大しないようになっている。

この第３実施形態による水洗大便器８０おいても、リム洗浄において、洗浄水の流速がパルス形状となるリム吐水を行っているので、第１実施形態の水洗大便器１と同様に、リム吐水口２２の付近で先に吐水された洗浄水Ｆ１と次に吐水された洗浄水Ｆ２とが合流しても、洗浄水は、便器本体２外に溢れることがないようになっている。

上述した第２実施形態及び第３実施形態の水洗大便器においては、第１実施形態の水洗大便器に設けられたリム吐水用ポンプ６は設ける必要はないが、リム吐水用ポンプ６を設けて、吸気装置７２や圧縮エア導入装置８２と併用するようにしても良い。

次に、図１０により、本発明の第４実施形態による水洗大便器について説明する。図１０は本発明の第４実施形態による水洗大便器のリム導水路に取り付けられた縮径拡径装置（ａ）及びこの縮径拡径装置の動作（ｂ）（ｃ）を示す概念図である。

図１０に示すように、リム導水路１８の下流端に位置するリム吐水口２２が、テーパ形状に径が拡張されたテーパ部２２ａとなっている。このテーパ部２２ａに、長手方向に沿って移動可能な縮径拡径装置９０が設けられている。この縮径拡径装置９０は、複数の板状部材９０ａにより構成され、板状部材９０ａの上流側の端部は径が変化しないようになっており、板状部材９０ａの下流側の端部は、図示しないバネ等の付勢手段により、常時、外側に拡張するようになっている。

この縮径拡径装置９０は、モータ９２と、このモータ９２にモータ９２の中心に対して偏心して取り付けられたリンク部材９４により、モータ９２が回転（回動）することにより、長手方向に沿って移動することができるようになっている。
縮径拡径装置９０は、長手方向上流側に移動したときには、図１０（ｂ）に示されているように、リム吐水口２２の内径が縮径されて開口面積が小さくなり、一方、長手方向下流側に移動したときには、図１０（ｃ）に示されたように、その内径が拡径されて開口面積が大きくなる。

この縮径拡径装置９０は、上述した「通常洗浄モード」のときには使用されず（リム吐水口が拡径されている）、「節水洗浄モード」のとき（リム吐水口が縮径されている）に使用される。
「節水洗浄モード」において、縮径拡径装置９０により、リム吐水口２２の開口面積が小さくなるので、圧力が一定の場合、洗浄水の流速は速くなり、それにより、吐水時間を短くすることができるので、合計水量が少なくなる。

この第４実施形態による水洗大便器においても、縮径拡径装置９０により、リム吐水口２２から吐水される洗浄水の流速を変化させているので、上述した図３において示したパルス形状のリム吐水が実行できるようになっている。

この第４実施形態による水洗大便器おいても、洗浄水の流速をパルス形状にしてリム吐水を行っているので、第１実施形態の水洗大便器１と同様に、リム吐水口２２の付近で先に吐水された洗浄水Ｆ１と次に吐水された洗浄水Ｆ２とが合流しても、洗浄水は、便器本体２外に溢れることがないようになっている。

なお、第４実施形態の水洗大便器においても、第１実施形態の水洗大便器に設けられたリム吐水用ポンプ６は設ける必要はないが、リム吐水用ポンプ６を設けて、縮径拡径装置９０と併用するようにしても良い。

次に、本発明の実施形態（第１から第４実施形態）の水洗大便器の作用効果を説明する。
先ず、本発明の実施形態による水洗大便器１においては、洗浄水がリム吐水部２０のリム吐水口２２からボウル部１２１内に吐水して旋回流が形成され、制御装置（給水制御部）５４が、このリム吐水口２２から吐水される洗浄水の流量を制御し、さらに、この制御装置５４がリム吐水用ポンプ（流速変化部）６を備え、このリム吐水用ポンプ６が、リム吐水口２２から吐水される洗浄水の流速を変化させるようになっている。

このリム吐水用ポンプ６により、リム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２の流速が、すでにリム吐水口２２から吐水された洗浄水Ｆ１がボウル部を旋回してリム吐水口に到達する前に、変化するようにしている。具体的に説明すると、本発明のリム吐水用ポンプ６により、リム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２が高速の場合には、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水Ｆ１がボウル部を旋回してリム吐水口２２に到達する前に、減速するように変化させる。また、リム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２が低速の場合には、すでにリム吐水口２２から吐水された洗浄水Ｆ１がボウル部を旋回してリム吐水口２２に到達する前に、増速するように変化させる。
これにより、リム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２と、すでに吐水されボウル部１２を旋回してリム吐水口２２に到達した洗浄水Ｆ１とが、リム吐水口の近傍で合流しても、ボウル部１２から洗浄水が外部に溢れることを防止しすることができる。

さらに、本実施形態によれば、リム吐水口２２から吐水される洗浄水の速度を変化させている、具体的には、吐水される洗浄水の一部を高速化しているので、その分、吐水時間を短くして、洗浄水の合計水量を減らすことができるので、洗浄水の節水化が可能となり、且つ、洗浄水の速度を高速化しているので、洗浄及び汚物を排出するための運動エネルギーを確保することができる。

次に、本実施形態による水洗大便器１においては、リム吐水用ポンプ６が、リム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２の流速を、すでにリム吐水口２２から吐水された洗浄水Ｆ１がボウル部１２を旋回してリム吐水口に到達した後に、変化するようにしている。具体的に説明すると、リム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２が高速の場合には、すでにリム吐水口２２から吐水された洗浄水Ｆ１がボウル部１２を旋回してリム吐水口２２に到達する前に減速しているので、リム吐水口２２に到着した後に増速させるように変化させる。また、リム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２が低速の場合には、すでにリム吐水口２２から吐水された洗浄水Ｆ１がボウル部１２を旋回してリム吐水口２２に到達する前に増速しているので、リム吐水口２２に到着した後に減速するように変化させる。
これにより、リム吐水口２２から吐水される洗浄水Ｆ２と、すでに吐水されボウル部１２を旋回してリム吐水口２２に到達した洗浄水Ｆ１とが、リム吐水口２２の近傍で合流しても、ボウル部１２から洗浄水が外部に溢れることを防止しすることができる。

次に、本実施形態による水洗大便器１において、リム吐水用ポンプ６が、リム吐水口２２から吐水された洗浄水の流速を増速及び減速させて洗浄水の流速がパルス波形となるようにしているので、吐水される洗浄水の一部を高速化し、その分、吐水時間を短くして、洗浄水の合計水量を減らすことができるので、洗浄水の節水化が可能となり、且つ、洗浄水の一部の速度を高速化しているので、洗浄及び汚物を排出するための運動エネルギーを確保することができる。

次に、本実施形態による水洗大便器１において、リム吐水用ポンプ６は、リム吐水口２２から吐水される洗浄水の流速が平均流速よりも速い流速の時間が平均流速よりも遅い流速の時間よりも長くなるように、リム吐水口２２から洗浄水を吐水するので、全体の吐水時間を短くすることができるので、その分、洗浄水の節水化が可能となる。

次に、本実施形態による水洗大便器１において、制御装置５２は、洗浄水の流速を変化させない通常洗浄モードと、リム吐水用ポンプ６により洗浄水の速度を高速にして水量を減らす節水洗浄モードとを実行するので、例えば、ボウル部１２の汚物の付着が少ないときは節水洗浄モードとし、ボウル部１２の汚物の付着が多いときには通常洗浄モードにすることができ、節水洗浄モードにより節水化が可能となる。

次に、本発明の第２実施形態による水洗大便器７０は、外部の空気を吸気する吸気装置（吸気部）７２を備え、この吸気装置７２からリム吐水口２２から吐水される洗浄水に空気を吸気して洗浄水の流速を増速させているが、圧力損失により洗浄水の流量が減少し、洗浄水の節水化が可能となり、且つ、洗浄水の速度を高速化しているので、洗浄及び汚物を排出するための運動エネルギーを確保することができる。

次に、本発明の第３実施形態による水洗大便器８０は、圧縮エアを導入する圧縮エア導入装置８２を備え、この圧縮エア導入装置８２からリム吐水口２２から吐水される洗浄水に圧縮エアを導入して洗浄水の流速を増速させているが、圧力損失により、洗浄水の流量が減少し、洗浄水の節水化が可能となり、且つ、洗浄水の速度を高速化しているので、洗浄及び汚物を排出するための運動エネルギーを確保することができる。

次に、本発明の第４実施形態による水洗大便器は、リム吐水口２２の開口面積を変化させる縮径拡径機構（開口面積制御機構）９０を備え、この縮径拡径機構９０によりリム吐水口２２の開口面積を変化させて、洗浄水の流速を変化、具体的には、減速又は増速させるようにしている。洗浄水の圧力が一定であれば、リム吐水口２２の開口面積が小さいと流速が早くなり流量が減り、開口面積が大きいと流速が遅くなり流量が多くなる。これにより、第４実施形態によれば、吐水される洗浄水の一部を高速化しているので、その分、吐水時間を短くすることができるので、洗浄水の流量が減少し、洗浄水の節水化が可能となり、且つ、洗浄水の速度を高速化しているので、洗浄及び汚物を排出するための運動エネルギーを確保することができる。

１、７０、８０ 水洗大便器
２ 便器本体
４ バルブユニット
６ リム吐水用ポンプ（流速変化部）
８ 貯水タンク
１０ ゼット吐水用ポンプ
１２ ボウル部
１３ 汚物受け面
１４ リム部
１６ 排水トラップ管路
１８ リム導水路
２０ リム吐水部
２２ リム吐水口
２６ ゼット吐水部
２８ ゼット吐水口
４６ 給水路切替弁
５４ 制御装置（給水制御部）
７２ 吸気装置（吸気部）
８２ 圧縮エア導入装置（圧縮エア導入部）
９０ 縮径拡径装置（開口面積制御機構）

Claims (8)

1. 洗浄水源から供給される洗浄水により洗浄して汚物を排出する水洗大便器であって、
   ボウル形状の汚物受け面と、この汚物受け面の上縁に形成されたリム部と、を備えたボウル部と、
   上記リム部に設けられ、上記洗浄水源から供給される洗浄水をリム吐水口から上記ボウル部内に吐水して旋回流を形成するリム吐水部と、
   このリム吐水部のリム吐水口から吐水される洗浄水の流量を制御する給水制御部と、を有し、
   この給水制御部は、リム吐水部のリム吐水口から吐水される洗浄水の流速を変化させる流速変化部を備え、
   この流速変化部は、リム吐水口から吐水される洗浄水の流速を、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水がボウル部を旋回してリム吐水口に到達する前に、変化させることを特徴とする水洗大便器。
2. 上記流速変化部は、リム吐水口から吐水される洗浄水の流速を、すでにリム吐水口から吐水された洗浄水がボウル部を旋回してリム吐水口に到達した後に、変化させる、請求項１に記載の水洗大便器。
3. 上記流速変化部は、リム吐水口から吐水された洗浄水の流速を増速及び減速させて洗浄水の流速がパルス波形となるようにしている、請求項１又は２に記載の水洗大便器。
4. 上記流速変化部は、リム吐水口から吐水される洗浄水の流速が平均流速よりも速い流速の時間が平均流速よりも遅い流速の時間よりも長くなるように、リム吐水口から洗浄水を吐水する、請求項３に記載の水洗大便器。
5. 上記給水制御部は、洗浄水の流速を変化させない通常洗浄モードと、上記流速変化部により洗浄水の速度を高速にして流量を減らす節水洗浄モードとを実行する、請求項１に記載の水洗大便器。
6. 上記流速変化部は、外部の空気を吸気する吸気部を備え、この吸気部からリム吐水口から吐水される洗浄水に空気を吸気して洗浄水の流速を増速させる、請求項１に記載の水洗大便器。
7. 上記流速変化部は、圧縮エアを導入する圧縮エア導入部を備え、この圧縮エア導入部からリム吐水口から吐水される洗浄水に圧縮エアを導入して洗浄水の流速を増速させる、請求項１に記載の水洗大便器。
8. 上記流速変化部は、リム吐水口の開口面積を変化させる開口面積制御機構を備え、この開口面積制御機構によりリム吐水口の開口面積を変化させる、請求項１に記載の水洗大便器。

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