JP2575182B2 - 大便器洗浄装置 - Google Patents

大便器洗浄装置

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JP2575182B2
JP2575182B2 JP13094988A JP13094988A JP2575182B2 JP 2575182 B2 JP2575182 B2 JP 2575182B2 JP 13094988 A JP13094988 A JP 13094988A JP 13094988 A JP13094988 A JP 13094988A JP 2575182 B2 JP2575182 B2 JP 2575182B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、大便器洗浄装置に関する。さらに詳しく
は、汚損防止等のために、用便前に大便器にに少量の洗
浄水を流す前洗浄と、用便後の本洗浄との双方を行なう
ようにした装置の改良に関する。
[従来の技術] 従来、前洗浄を行う大便器洗浄装置としては、例えば
特開昭61−109832号公報記載のものが知られている。
この従来の大便器洗浄装置は、使用者の着座を検出す
る着座センサを設けて、大便器に接続する給水系に配設
された電磁弁を制御することで、用便前に少量の洗浄水
を大便器に流すようにして前洗浄を行うようにしたもの
である。また用便後には、大量の洗浄水を流して本洗浄
を行うようにしたものである。
[発明が解決しようとする課題] 前述の従来の大便器洗浄装置では、洗浄水の流れを電
磁弁で制御しているために、極めて少量で足りる前洗浄
の洗浄水を精密に調整することができず、必要以上の洗
浄水を流してしまって洗浄水を無駄にするという問題点
を有している。
また、用便後の大便,小便に対応する有効な洗浄水量
の調整機構がないために、洗浄水を無駄にしたり、大便
器の封水切りやウォーターハンマを引起したりするとい
う問題点を有している。
本発明はこのような問題点を解決するためになされた
ものであり、その目的は、節水した前洗浄,本洗浄が可
能で、かつ、本洗浄で大便,小便に対応して有効な洗浄
水量の調整が可能な大便器洗浄装置を提供することにあ
る。
[課題を解決するための手段] 前述の目的を達成するため、本発明に係る大便器洗浄
装置は、大便器に接続する給水系に配設され、電圧素子
を伸縮させてプランジャを移動させる積層式圧電アクチ
ュエータにより開閉駆動される給水弁と、使用者の大便
器への着座を検出する着座センサと、大便,小便の切換
え指示手段と、着座センサの検出信号および切換え指示
手段の指示に基いて積層式圧電アクチュエータに動作信
号を発信するコントローラとを備えてなる手段を採用す
る。
[作 用] 前述の手段によると、積層式圧電アクチュエータの圧
電素子の精密な伸縮による給水弁の微妙な開閉が可能に
なるため、節水した前洗浄,本洗浄を可能にするという
目的が達成される。
さらに、積層式圧電アクチュエータをコントローラを
介して切換えボタンで制御するため、本洗浄で大便,小
便に対応して有効な洗浄水量の調整を可能にするという
目的が達成される。
[実施例] 以下、本発明に係る大便器洗浄装置の実施例を図面に
基いて説明する。
この実施例では、第1図に示すように、給水パイプ11
に止水栓12,給水弁13,大気開放弁(バキュームブレー
カ)14を直列に配設してなる給水系1を封水8が貯留さ
れる大便器3に接続してある。
前記給水弁13はこれを開閉駆動する積層式圧電アクチ
ュエータ4を有しており、後述の第3図以降に詳細に示
されている。
また、前記大便器3には、使用者の便座2への着座の
有無を択一的に検出する着座センサ5が設けられてい
る。この着座センサ5は、光学系、音波系で使用者の便
座2上の存在から着座を検出する構造のもの、圧力系で
使用者の便座2へ掛けた圧力から着座を検出する構造の
もの等任意であり、各系の検出に好適な大便器3周りの
箇所に設けられる。
これら積層式圧電アクチュエータ4,着座センサ5はコ
ントローラ6によって連係されており、着座センサ5の
検出信号がコントローラ6を介して積層式圧電アクチュ
エータ4に動作信号として送信されるようになってい
る。また、このコントローラ6には、大便ボタン71,小
便ボタン72,セットボタン73を有する操作パネル7が接
続されている。
このような実施例における制御構造は、第2図,第3
図に詳細に示されている。
即ち、操作パネル7のセットボタン73をONにしておけ
ば、使用者が大便器3の便座2に着座すると、着座セン
サ5がこの状態(ON状態)を検出する。この着座センサ
5の検出信号は、第2図に示すコントローラ6の入力イ
ンターフェース62に入り、マイクロプロセッサ63を介し
て出力インターフェース65から積層式圧電アクチュエー
タ4に開動作信号が送信される。このため、積層式圧電
アクチュエータ4に開閉駆動される給水弁13が開放さ
れ、前洗浄の洗浄水が大便器3に流されることになる。
この状態は、用便が終了して使用者が便座2から立上が
るまで継続されるようにすることも可能であり、また一
定時間で停止させることも可能である。なお、着座セン
サ5のOFF状態の検出信号では、積層式圧電アクチュエ
ータ4に閉動作信号が送信され給水弁13は閉鎖されたま
まとなる。
前記コントローラ6にメモリ64を備えることは、前洗
浄の時間を一定に限定したり、調整したりすることが可
能となる。
なお、前述の積層式圧電アクチュエータ4に対する閉
動作信号については、給水弁13に復帰バネ等を設けて常
時閉弁型の構造とすれば、積層式圧電アクチュエータ4
に対する開動作信号の解除で足りることになる。
このような前洗浄が行なわれさらに用便が終了した場
合には、操作パネル7の大便ボタン71,小便ボタン72を
選択してONとすると、コントローラ6によって積層式圧
電アクチュエータ4を介して給水弁13を流量調節して開
放すことになる。なお、この流量調整は、コントローラ
6にメモリ64を具備することによって自在に設定が可能
である。
なお、第4図において、Aは前洗浄の洗浄水量を、B
は本洗浄の大便の洗浄水量を、Cは本洗浄の小便の洗浄
水量を夫々示すものである。
第5図以下は、積層式圧電アクチュエータ4の具体的
構造を示すものである。
この積層式圧電アクチュエータ4は前後壁41a,41bに
よって囲撓されるケーシング41内に、同心円的にかつ軸
線に沿って進退自在プランジャ42を取付け、さらにプラ
ンジャ42の外周面上に同心円的に四つの圧電素子43a,43
b,43c,43dからなる圧電素子組立体43を配設することに
よって構成さている。
なお、プランジャ42の先端には給水弁13を構成するダ
イヤフラム弁13aが取付けられており、このダイヤフラ
ム弁13aによって同じく給水弁13を構成する開口13bを開
閉することができるようになっている。
前記圧電素子43c,43dは、ケーシング41の中央部に配
設されており、ケーシング41に基端を固定された保持具
44の先端に固着されている。また、その基端を圧電素子
43c,43dに固着された弾性ブリッジ45,46が、その先端を
前後壁41a,41bに向けて伸延する型持ち梁状となってい
る。そして、この弾性ブリッジ45,46の先端には、その
外周面に前記圧電素子43a,43bを取付けるとともに、そ
の内周面にクランプリング47,48が固着されている。
このような圧電素子43a,43b,43c,43dは電源をONにす
ると軸方向は伸び、径方向には縮む、電源OFFでは元の
大きさにもどる。
即ち、圧電素子43a,43bは、通電状態ではその径を縮
径してプランジャ42をクランプすると共に、通電してい
ない状態ではプランジャ42のクランプを解除する。一
方、圧電素子43c,43dは、通電状態ではプランジャ42上
を軸線方向へ伸びた状態にあり、通電していない状態で
はプランジャ42上を縮み元の長さにもどる。そして、こ
のプランジャ42は、このような四つの圧電素子43a,43b,
43c,43dを前記メモリ64に記憶された情報に基づき、前
記コントローラ6で制御することにより、軸線方向へ移
動することができる。
この圧電素子43a,43b,43c,43dは、第6図に示すよう
に、多数の圧電素子片をプランジャ42の軸芯方向へ積層
して形成した円筒状の素子であり、円筒の両端に設けら
れた電極に電圧を印加することにより伸びるように構成
されている。なお、圧電素子片はたとえば圧電セラミッ
クスを用いることができ、この圧電セラミックスとして
はABO3ペロブスカイト形の結晶構造をもつ強誘電材料で
あって、PZT(Pb(Zr,Ti)O3)系,PLZT(Pb(Zr,Ti)
O3)系,PT(PbTiO3)系,PZTを基にした三成分系のもの
を用いることができる。また、圧電素子43a,43b,43c,43
dは、第7図に示すように、多数の薄肉リング状の圧電
素子片をプランジャ42の軸芯廻りに軸線方向へ積層して
形成することもできる。この場合、前記電圧の印加方向
を90度変えることになる。
なお、第6図において、前壁41aとプランジャ42との
間には摺動抵抗の小さいU字形またはY字形のパッキン
49が取付けられており、アクチュエータ4の水密性が高
めらている。また、このパッキン49,プランジャ42のい
ずれかの摺動部にフッ素樹脂,ポリエチレン樹脂等の低
摩擦係数,耐摩擦性材料を貼着することもできる。
さらに、圧電素子43a,43b,43c,43dは円形断面のみで
はなく例えば方形断面とすることもでき、また第9図,
第10図に示すように分割片から形成することもできる。
また、プランジャ42は、圧電素子43a,43bの内側に位
置するクランプリング47,48によって多数回クランプさ
れるものであるため、膨張係数が小さく硬度,強度,耐
クリープ性,耐摩耗性が大きく加工精度が高いものが望
ましく、例えばセラミックス素材としたものが考えられ
る。
このようなアクチュエータ4は、第11図〜第13図のよ
うな動作を行なう。
即ち、コントローラ6のメモリ64に設定した動作順序
プログラムに基いて、第11図に示すように圧電素子43へ
の電圧を解除してクランプリング47を縮めてプランジャ
42をクランプする。次に、第12図に示すように、圧電素
子43c,43dに電圧を印加して伸ばすと、圧電素子43a,43b
が矢印方向へ移動する。この時、43a側のクランプリン
グ47によりプランジャ42がクランプされるので、プラン
ジャ42も矢印方向へ移動する。その後、第13図に示すよ
うに、圧電素子43aの電圧を解除して内径を伸ばしクラ
ンプリング47によりプランジャ42のクランプを解除する
と共に、圧電素子43bへ電圧を印加してクランプリング4
8を縮めてプランジャ42をクランプし、さらに圧電素子4
3c,43dの電圧を解除すると、圧電素子43c,43dは矢印方
向へ縮み、元の長さにもどるためプランジャ42はさらに
矢印方向へ移動する。
このような動作を繰返すことにより、プランジャ42を
μmオーダまたはサブμmオーダのストロークで尺取虫
状に移動することができる。
このため、この積層式圧電アクチュエータ4を用いる
と、給水弁13を精密かつ正確に開閉作動することがで
き、洗浄水の流量調整に極めて有効である。
[発明の効果] 以上のように本発明に係る大便器洗浄装置は、積層式
圧電アクチュエータの圧電素子の精密な伸縮による給水
弁の微妙な開閉が可能になるため、節水した前洗浄,本
洗浄が可能になるという効果がある。
さらに、積層式圧電アクチュエータをコントローラを
介して切換てボタンで制御するため、本洗浄で大便,小
便に対応して有効な洗浄水量を調整を可能にすることが
できる効果がある。また、この効果により、大便器の封
水切れやウォータハンマを防止することができる効果が
生ずる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る大便器洗浄装置の実施例を示すシ
ステム構成図、第2図は第1図のコントロールの構成
図、第3図は第1図の制御フローチャート、第4図は第
3図の制御による洗浄水量の変化を示すグラフ、第5図
は第1図の要部(積層式圧電アクチュエータ)を示す断
面図、第6図は第5図の要部拡大図、第7図〜第10図は
第6図の要部(圧電素子)を示す断面図、第11図〜第13
図は積層式圧電アクチュエータの動作図である。 1……給水系 13……給水弁 2……便座 3……大便器 4……積層式圧電アクチュエータ 5……着座センサ 6……コントローラ 7……操作パネル 71……大便ボタン 72……小便ボタン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 博文 神奈川県茅ケ崎市本村2丁目8番1号 東陶機器株式会社茅ケ崎工場内 (56)参考文献 特開 昭62−146330(JP,A) 実公 昭52−50024(JP,Y2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】大便器に接続する給水系に配設され、圧電
    素子を伸縮させてプランジャを移動させる積層式圧電ア
    クチュエータにより開閉駆動される給水弁と、使用者の
    大便器への着座を検出する着座センサと、大便,小便の
    切換え指示手段と、着座センサの検出信号および切換え
    指示手段の指示に基いて積層式圧電アクチュエータに動
    作信号を出力するコントローラとを備えてなる大便器洗
    浄装置。
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DE8989302037T DE68900518D1 (de) 1988-03-02 1989-03-01 Spuelvorrichtung fuer wc-becken.
ES198989302037T ES2027817T3 (es) 1988-03-02 1989-03-01 Dispositivo para lavar por descarga una taza de retrete.
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US07/732,815 US5469586A (en) 1988-03-02 1991-07-19 Toilet bowl flushing device
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CN1246543C (zh) 2000-06-23 2006-03-22 株式会社伊奈 开关阀,冲洗式便具用开关阀,便具冲洗给水装置,无水箱西式冲洗便具,西式冲洗便具的给水方法,水流切换装置及冲洗式便具

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