JP2573817Y2 - 小便器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、便器本体に自動洗浄の
ためのバルブユニットや使っている人を感知するセンサ
等の機能部を一体に組み込んだ自動洗浄式の小便器に係
り、特に給水圧の影響を受けず常に良好な給水ができる
ようにした給水用のバルブユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】水洗式の小便器の設備には、手動のフラ
ッシュバルブによって洗浄水を流してボールを洗浄する
ものと、人を感知するセンサを備え使用後には一定量の
洗浄水を流すようにした自動洗浄式のものがある。

【０００３】自動洗浄式の小便器は、壁の中に電動式の
フラッシュバルブ等のユニットを組み込んでその配管を
便器本体に接続し、更に壁面には人を感知する光学式の
センサを組み込む設備としたものが従来から広く利用さ
れている。このような設備に代えて、施工や保守点検を
簡単にするためと一般家庭用の仕様にも対応できるよう
にするために、便器本体自身にバルブユニットやセンサ
等を組み込んだものも既に開発されている。このような
種類のものとしては、本出願人が実願平３−６２７８号
として出願したものがある。

【０００４】この自動洗浄式の小便器は、便器本体の上
端部にバルブユニットやセンサを組み込む機能部チャン
バを新たに設け、その上に蓋を被せて機器を隠すように
したものである。そして、機能部としては、電磁弁式の
開閉弁やピストンバルブを利用したフラッシュバルブ等
の洗浄水の供給配管，人を感知するセンサ，このセンサ
からの信号を受けてバルブユニットを動作させるコント
ローラ及び電源用の電池を収納した電池ボックス等が組
み込まれる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】バルブユニットは、コ
ントローラからの信号によって動作するソレノイド式の
パイロット弁と、このパイロット弁の動作によって建屋
側の給水配管から便器本体への主流路を開くピストンバ
ルブ式の主弁を備えたものである。そして、ピストンバ
ルブはパイロット弁の作動によって開閉動作し、フラッ
シュバルブと同様に一定量の洗浄水を便器本体に送り込
んだ後に自動的に止水する。

【０００６】ところが、便器の洗浄に際して最も重要な
ことの一つは、給水開始から終了までの間の瞬間流量を
一様にすることである。この瞬間流量は、単位時間当り
の便器本体側への供給量を示すものでもあり、これが大
き過ぎると洗浄水が一気にボール部に流れ落ちてしま
い、水はねを生じやすい。このことから、フラッシュバ
ルブ機能によって開始から終了までの総流量は一定に保
たれても、流れ出る水の勢いの変動を防ぐことはでき
ず、使い勝手に支障を招く結果となっている。

【０００７】このように、従来構造では、洗浄水を流し
ている間継続して一様な勢いで水をボール部に流し落と
すことは不可能である。このため、水はねの問題だけで
なく、給水圧が高いときに洗浄開始時に一気に水が流れ
落ちることにより洗浄音も大きくなってしまう。

【０００８】本考案において解決すべき課題は、便器へ
の洗浄水の供給を安定したほぼ一様な単位時間当りの流
量に維持しながら行えるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は、便器本体のボ
ール部の洗浄のための配管を備え、前記配管中に開閉弁
を設けるとともに、前記開閉弁の下流側の前記配管中
に、単位時間当たりの流量を平滑化する定流量弁を設け
た小便器であって、前記開閉弁は、その上流側配管の圧
力と、所定の圧力室内の圧力との圧力差に応じて開閉す
るように構成されるとともに、前記圧力室を大気開放さ
せるパイロット弁と、前記圧力室を前記定流量弁より下
流側の配管と連通させるバイパス流路とを有することを
特徴とする。

【００１０】

【作用】開閉弁の下流に定流量弁を備えることによっ
て、単位時間当りの流量が大きく変動しないように平滑
化して総流量が一定の洗浄水を便器本体のボール部に供
給できる。このため、特に開閉弁の開弁直後に一気に洗
浄水がボール部に放出されることがなくなり、水はねや
洗浄音を抑えることが可能となる。また、開閉弁の開弁
時に発生しやすい流路系での微小な水撃現象は、下流側
の定流量弁が抵抗となって作用するために抑制され、流
れの安定化が促進される。

【００１１】更に、パイロット弁によって圧力室の中の
水を抜くためのバイパス流路は、定流量弁よりも下流側
に連絡しているので、ボール部への流路の開閉端に近
い。このため、圧力室側の内圧に比べるとバイパス流路
の接続端側の内圧は低くなるので、圧力室からの水の排
出が迅速に行われる。したがって、パイロット弁の動作
によって励起される開閉弁の開弁動作も速やかに行わ
れ、短時間で確実に作動可能となる。

【００１２】

【実施例】図１は本考案の給水用配管構造を備えた自動
洗浄式の小便器の全体を示す斜視図、図２は便器本体の
上端部分の縦断面図である。

【００１３】図において、壁に背面を突き当てて固定す
る便器本体１は、その内部のボール部１ａに向けての洗
浄水の供給流路１ｂを形成し、上端部には自動洗浄のた
めの機能部を納めるための機能部チャンバ２を設けてい
る。そして、機能部チャンバ２の上には、蓋３を着脱自
在に被せている。

【００１４】図３は機能部チャンバ２の内部構造を示す
切欠正面図、図４は切欠平面図である。

【００１５】機能部チャンバ２の中には、人を検知して
洗浄水の供給及び停止を行わせるためのセンサユニット
４と、洗浄水の供給配管とが組み込まれる。センサユニ
ット４は、機能部チャンバ２の前面に固定され、赤外線
の投光及び受光部を備えた検出ヘッド４ａをハウジング
４ｂに一体に組み込むと共にその内部にコントローラを
備え、更に電源用の電池を納める電池ボックス４ｃを設
けたものである。

【００１６】洗浄水の供給配管としては、止水栓５及び
流路の開閉及び流量の調整を行うためのバルブユニット
６が組み込まれる。そして、これらの止水栓５とバルブ
ユニット６との間には、それぞれの流路を接続するため
の接続管７を配管する。

【００１７】止水栓５は壁の中の給水配管（図示せず）
にネジ接合によって連結固定され、上面に設けた調整ネ
ジ５ａによって内部の弁の開度を調整して給水圧を適切
にしたり、弁を閉じて止水するのに利用する。

【００１８】バルブユニット６は機能部チャンバ２の底
面に固定され、接続管７を連結した上流端から便器本体
１の供給流路１ｂに向けて順に主弁８，パイロット弁９
及び定流量弁１０を組み込んだ構成であり、図５にその
正面縦断面図を示す。

【００１９】バルブユニット６のハウジング６ａの内部
には隔壁６ｂを設け、この隔壁６ｂによって圧力室６ｃ
及び主弁９から定流量弁１０へ向かう連絡路６ｄを区画
している。そして、定流量弁１０の流出端には接続チャ
ンバ６ｅを形成し、図２に示すようにこの接続チャンバ
６ｅをスパッド６ｆを介して便器本体１の供給流路１ｂ
に連結している。

【００２０】図６は主弁８の拡大縦断面図である。

【００２１】主弁８はピストンバルブ式の構造を持ち、
その弁体８ａを隔壁６ｂに立ち上げた摺動座６ｇに摺動
自在に組み込み、この弁体８ａの下面，摺動座６ｇの内
周壁及び隔壁６ｂの上面によって区画された空間を一次
側室８ｂとし、止水栓５からの接続管７をこの一次側室
８ｂに連通連結する。弁体８ａの下面にはパッキン８ａ
−１を設け、このパッキン８ａ−１を連絡路６ｄに連通
する弁孔６ｈ周りに着座可能とする。弁体８ａは、スプ
リング８ｃによって弁孔６ｈ側へ付勢され、作動しない
ときは図示の閉弁状態を維持する。また、弁体８ａには
一次側室８ｂと圧力室６ｃとを連通させる小孔８ｄを設
け、外周面には摺動座６ｇに密着するパッキン８ｅを組
み込む。

【００２２】図７はパイロット弁９の拡大縦断面図であ
る。

【００２３】パイロット弁９は、図４に示すように、セ
ンサユニット４のコントローラにリード線４ｄによって
結線され、通電によって動作するソレノイド式であり、
コイル９ａとその中に挿し通したプランジャ９ｂ及びコ
イル９ａの下に配置した永久磁石９ｆを備えている。コ
イル９ａに通電されると、磁力によってプランジャ９ｂ
は図において上に移動してその後は永久磁石９ｆに吸着
されてその位置に保持され、この間には通電を停止す
る。また、閉じるときは、再度逆方向に通電することに
よって、プランジャ９ｂは下に移動して図示の元の状態
に戻る。

【００２４】また、プランジャ９ｂの下方にはパイロッ
トチャンバ９ｃを形成し、これらのプランジャ９ｂとパ
イロットチャンバ９ｃとの間に弁座ブロック９ｄを配置
する。この弁座ブロック９ｄは軸線方向に小孔９ｅを開
けたもので、プランジャ９ｂの下面によってこの小孔９
ｅの上端開口を開閉可能とする。そして、コイル９ａへ
の通電時にプランジャ９ｂが上昇すると、小孔９ｅの上
端部が開き、圧力室６ｃとパイロットチャンバ９ｃとが
連通する構成を持つ。

【００２５】更に、パイロットチャンバ９ｃと定流量弁
１０の下流端に位置する接続チャンバ６ｅとの間には、
バイパス管１１を設け、これらのチャンバ９ｃ，６ｅを
連通させる。このバイパス管１１を備えたことにより、
コイル９ａへの通電時に弁座ブロック９ｄの小孔９ｅが
開いたときには、圧力室６ｃから水が小孔９ｅ，パイロ
ットチャンバ９ｃ及びバイパス管１１を経由して水を接
続チャンバ６ｅに排出することができる。

【００２６】図８は定流量弁１０の拡大縦断面図であ
る。

【００２７】定流量弁１０は、ハウジング６ａの中に中
空円筒状のスリーブ１０ａを軸線を縦方向として収納
し、このスリーブ１０ａに組み込んだ固定ブロック１０
ｂ及び環状の可動弁体１０ｃを備え、これらの固定ブロ
ック１０ｂ及び可動弁体１０ｃによって、給水圧に応じ
て流路面積を増減することにより、便器本体１側へ向か
う洗浄水の流量を一定にする機能を持つ。スリーブ１０
ａの上端及び下端は開放し、その内部流路によって圧力
室６ｃから接続チャンバ６ｅまでを連通させている。固
定ブロック１０ｂは、その上端部に近い部分の外径が小
さく下に向けて次第に大きくなるテーパ面形状を持つ。
一方、可動弁体１０ｃは、スリーブ１０ａの上端部に摺
動自在に組み込んだ環状体であり、その内周部には固定
ブロック１０ｂの外径よりも大きな内径を持つ中空円筒
状のスカート１０ｄを形成している。そして、この可動
弁体１０ｃは、スリーブ１０ａに組み込んだスプリング
１０ｅによって上側に付勢され、給水がない場合には図
示の状態に維持される。

【００２８】更に、定流量弁１０の上端には、ストレー
ナ１２をその保持座１３とハウジング６ａにネジ接合に
よって着脱自在なプラグ１４とによって拘束して固定し
ている。

【００２９】以上の構成において、センサユニット４の
検出ヘッド４ａによって人を検知し、たとえば人が使い
始めたとき又は使い終わったときに、コントローラによ
ってパイロット弁９のコイル９ａに通電する。これによ
り、図７において説明したように、プランジャ９ｂが上
昇して弁座ブロック９ｄから離れ、小孔９ｅが開く。こ
の小孔９ｅはパイロットチャンバ９ｃからバイパス管１
１を経由して定流量弁１０の二次側に位置している接続
チャンバ６ｅに連通し、そしてこの接続チャンバ６ｅは
便器本体１の供給流路１ｂに連通して最終的にボール部
１ａに開口する部分に連通する。このため、小孔９ｅか
ら下流は大気に開放する流路系となり、主弁８の弁体８
ａが一次側室８ｂから受ける供給水圧は約０．７〜２．
０ｋｇ／ｃｍ² 程度であることから、一次側室８ｂと圧
力室６ｃとの間の圧力バランスが崩れる。これにより、
主弁８の弁体８ａは一次側室８ｂの水の圧力により図６
において上昇し、下面のパッキン８ａ−１が弁孔６ｈの
周りから離れ、接続管７からの水が弁孔６ｈから連絡路
６ｄへと供給される。

【００３０】連絡路６ｄからの水はストレーナ１２を通
過して定流量弁１０のスリーブ１０ａの中に流れ込む。
このとき、環状の可動弁体１０ｃの上面は給水の水圧を
受け、この水圧とバランスするようにスプリング１０ｅ
が収縮して可動弁体１０ｃは下に変位する。このため、
水圧が高い程スプリング１０ｅの収縮量も大きく、固定
ブロック１０ｂのテーパ面に対する可動弁体１０ｃのス
カート１０ｄの位置により、流路の絞り量も大きくなり
流路面積も小さくなる。したがって、水圧に対する可動
弁体１０ｃの受圧面積，スプリング１０ｅのバネ定数，
固定ブロック１０ｂのテーパ面の形状と可動弁体１０ｃ
のスカート１０ｄの内径を適切にしておけば、給水圧が
高いときには流路を絞り逆に給水圧が低いときには流路
面積を広げるように可動弁体１０ｃのストロークを決め
ることができる。その結果、給水圧の大小やその変動に
応じた流路面積の設定ができ、単位時間当りの洗浄水の
流量の変動を抑えて常に一様に維持しながら接続チャン
バ６ｅから便器本体１側へ洗浄水を供給することができ
る。

【００３１】また、給水の開始からたとえば一定時間を
経過した後に、センサユニット４のコントローラから給
水停止の信号を送ると、パイロット弁９のプランジャ９
ｂが下降して弁座ブロック９ｄの小孔９ｅを閉じる。一
方、開弁状態にある主弁８側では、一次側室８ｂを圧力
室６ｃとを連通させる小孔８ｄを弁体８ａに開けている
ので、この小孔８ｄから水が圧力室６ｃの中に流入す
る。このため、流入する水による圧力室６ｃ内の水圧が
一次側室８ｂのそれと平衡状態になるように移行してい
き、その結果弁体８ａは隔壁６ｂ側へ移動して最終的に
図６に示す閉弁位置に戻る。

【００３２】このように、定流量弁１０を主弁８の下流
側に配置することによって、便器本体１への洗浄水の単
位時間当りの流量を一様化できる。このため、定流量弁
を備えていない場合では給水の開始直後に水勢の強い洗
浄水が一気にボール部１ａに流れ落ちるのに比べると、
大きな水はね等を生じることがなく、洗浄音も抑えられ
る。

【００３３】また、定流量弁１０は主弁８の下流側に位
置しているので、この主弁８を閉じて通水しない非作動
のときには、定流量弁１０にかかる給水圧は主弁８の閉
弁によって遮断される。もし、定流量弁１０を主弁８の
上流側に設けた場合では、定流量弁１０の内部に給水圧
がかかるので、耐圧構造を必要とする。これに対し、主
弁８を上流側に及び定流量弁１０をその下流側に配置す
れば、このような耐圧構造を必要としない。このため、
定流量弁１０の設計の自由度が高くなり、たとえばスリ
ーブ１０ｃや可動弁体１０ｄを合成樹脂製とすることが
でき、製造コストの低減が可能となる。また、スプリン
グ１０ｅやそのほか水圧によって負荷がかかる部材の疲
労も小さくなり、耐久性も向上する。

【００３４】更に、主弁８が流路を開閉するとき、特に
開くときの動作の場合には、接続管７の中の水圧と連絡
路６ｄの中の水圧との間が不連続であるため、開弁時に
瞬間的に微小な水撃現象を生じやすい。このため、主弁
８から直接便器本体１側に水を供給する場合では、この
ような水撃現象による水圧変動の伝播の影響が無視でき
ず、ボール部１ａに放出される洗浄水の流れが不安定に
なる。これに対し、定流量弁１０を流路開閉用の主弁８
の下流側に配置すれば、その内部流路が一つの抵抗とな
って作用するようになり、水撃による水圧の変動も吸収
することが可能になる。このため、主弁８が急激に開弁
して水撃現象を生じても、最終的にボール部１ａに放出
される洗浄水を安定化させることができ、水はね等を更
に一層効果的に防止することができる。

【００３５】また、ピストンバルブ式の主弁８を作動さ
せるためのパイロット弁９には、プランジャ９ｂの動作
に連動して圧力室６ｃの中の水を抜くことが必要であ
る。このための部材として設けたバイパス管１１は、そ
の一端を接続チャンバ６ｅに連結してボール部１ａで大
気開放する側に臨ませている。このため、パイロット弁
９が開弁するときには、圧力室６ｃからの水抜きが速や
かに行われ、主弁８も確実に動作する。たとえば、バイ
パス管１１を設けずに、パイロットチャンバ９ｃを連絡
路６ｄと連通させ、この連絡路６ｄから定流量弁１０の
入側方向に水を抜くような構成とすると、連絡路６ｄの
中の水圧は接続チャンバ６ｅよりも高いので、水抜きが
十分に行えなかったり時間がかかる傾向になりやすい。
これに比べると、バイパス管１１を大気開放側に近く滞
留している水の水圧の影響を受け難い接続チャンバ６ｅ
に連結することによって、短時間で確実に圧力室６ｃか
らの水の排出が可能となり、主弁８の動作が速やかにな
る。

【００３６】

【考案の効果】本考案では、開閉弁の下流に定流量弁を
設けているので、便器本体のボール部に向かう洗浄水の
流量を平滑化でき、水はねや洗浄音を抑えることができ
る。そして、使用しないときには開閉弁が閉じているた
め、定流量弁には給水圧が作用せず、耐圧性を大きくす
る設計を必要としない。このため、定流量弁を合成樹脂
等で簡単に製造することができ、コストの低減や軽量化
が可能となる。

【００３７】更に、パイロット弁を介して圧力室からの
水を排出するためのバイパス流路は、ボール部の流路開
放端側に接続されるので、圧力室の内圧との差を大きく
でき、速やかな水の排出が可能となる。このため、パイ
ロット弁によって駆動される主弁の動きも速やかにな
り、定流量弁による流量の平滑化も更に促進される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の給水用バルブユニットを備えた自動洗
浄式の小便器を示す斜視図である。

【図２】バルブユニットを納めた機能部チャンバ部分を
示す縦断面図である。

【図３】機能部チャンバ内の配管を示す切欠正面図であ
る。

【図４】機能部チャンバ内の配管を示す切欠平面図であ
る。

【図５】給水用バルブユニットの正面縦断面図である。

【図６】主弁を拡大して示す正面縦断面図である。

【図７】パイロット弁を拡大して示す正面縦断面図であ
る。

【図８】定流量弁を拡大して示す正面縦断面図である。

【符号の説明】

１ 便器本体 １ａ ボール部 ２ 機能部チャンバ ３ 蓋 ４ センサユニット ５ 止水栓 ６ バルブユニット ６ｃ 圧力室 ７ 接続管 ８ 主弁 ９ パイロット弁 １０ 定流量弁 １１ バイパス管（バイパス流路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E03D 13/00 E03D 3/02 E03D 5/10

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 便器本体のボール部の洗浄のための配管
   を備え、前記配管中に開閉弁を設けるとともに、前記開
   閉弁の下流側の前記配管中に、単位時間当たりの流量を
   平滑化する定流量弁を設けた小便器であって、前記開閉
   弁はその上流側配管の圧力と、所定の圧力室内の圧力と
   の圧力差に応じて開閉するように構成されるとともに、
   前記圧力室を大気開放させるパイロット弁と、前記圧力
   室を前記定流量弁より下流側の配管と連通させるバイパ
   ス流路とを有することを特徴とする小便器。