JP2633932B2

JP2633932B2 - サイホン式水洗便器

Info

Publication number: JP2633932B2
Application number: JP28704988A
Authority: JP
Inventors: 厚雄牧田; 博文竹内; 信次柴田; 登新原
Original assignee: TOTO KIKI KK
Current assignee: TOTO KIKI KK
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1997-07-23
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: JPH02132235A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はサイホン式水洗便器に関し、特に少量の洗浄
水でサイホン作用を効率よく発生させることのできる構
成としたサイホン式水洗便器に関する。

（従来の技術）トラップ排水路にサイホン作用を発生させるために
は、トラップ排水路頂部を満水にする必要があり、従来
のサイホン式便器は、便器のボウル部から大量の洗浄水
を供給している。

（発明が解決しようとしている課題）しかし、洗浄水の大量消費は、節水の点で望ましくな
く、より少ない水量でサイホンを発生させる技術が要望
されていた。

本発明は、この要望に応え、小水量で効率よくサイホ
ン作用を発生することのできるサイホン式水洗便器を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）前記課題を解決するため本発明は、トラップ排水路
に、このトラップ排水部の上部より下流側のトラップ排
水路内壁に向けて洗浄水を供給する散水部を設けたこと
を特徴とする。

（作用）散水部からの散水によりトラップ排水路内に負圧が発
生し、便器のボウル部の洗浄水をトラップ排水路内に引
き込みサイホン作用が発生する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る便器の縦断面図である。便器１
は隔壁２で区画されたボウル部３とトラップ排水部４を
有する。トラップ排水路４は、ボウル部３の後壁下部に
開設した流入口５と便器１の後部底面に開設した流出口
６とを略逆Ｕ字状に屈曲して連絡するよう形成し、この
トラップ排水路４の頂部4aの後方に散水部であるシャワ
ー７を設ける。シャワー７の噴出口7a…は、トラップ排
水路４の堰部4bより下流側の流出部4c（図において直管
部分）の内壁を指向して放射状に穿設する。

ボウル部３の上端周縁のリム部８に、リム通水９をボ
ウル部３の内方に突出するように環状に形成し、このリ
ム通水路９の底面に射水口10を適宜間隔毎にボウル部３
に対して斜めに開設する。また、リム通水路９は後部に
おいてリム給水室11に連絡する。

便器１の後方上部にボックス12を設け、このボックス
12内に給水制御系13を収納する。給水制御系13は、二方
向自動切替弁14と制御装置15と、この制御装置15への起
動入力部である制御部16とバキュームブレーカ17,18お
よび流量弁19,20とからなる。二方向自動切替弁14の流
入口に給水管21を接続し、この切替弁14の一方の流出口
は、バキュームブレーカ17、流量計19を介してリム給水
室11の給水口11aへ接続する。切替弁14の他方の流出口
は、バキュームブレーカ18、流量計20を介してゴムホー
ス等のシャワー供給路22に接続し、このシャワー供給路
22の折り返し部22aを、トラップ排水路４の堰部4bより
下方に位置させてシャワー７へ接続する。

第２図は二方向切替弁14の構造を示す断面図である。
この切替弁14は、給水管21に接続された流入管路100を
二又状に分岐させ、第一の流出管路101と第二の流出管
路102との間に、それぞれ弁体103を介設し、この弁体10
3を作動させる１個の微少距離無段階駆動式アクチュエ
ータ104を備える。

各弁体103はアクチュエータ104を中心として対称に配
設され、第一および第二の流出管路101,102中に略円筒
形状の仕切壁105を突設して、この仕切壁105の先端縁に
主弁座106を形成すると共に、流入側管路107の内面108
に柔軟素材よりダイヤフラム109の外周を水密状態で取
付け、このダイヤフラム109の中央部を主弁座106に当接
させることにより、流入側管路107と第一および第二の
流出管路101,102との連通を遮断している。

また、ダイヤフラム109の流入側管路107に臨む周縁部
には、小径のオリフィス110を穿設して、流入側管路107
と圧力室111とを連通させている。さらに、ダイヤイラ
ム109の中央にパイロット弁座112とパイロット通路113
を設けて、圧力室111と流出管路101,102とを連通させ、
パイロット弁座113にアクチュエータ104と連動連結した
パイロット弁体114の先端面を当接させることで、圧力
室111と流出管路101,102との連通を開閉する構造として
いる。

なお、パイロット弁体114の先端にはパイロット弁座1
12と当接させるための弾性体を連設している。

特に、オリフィス110をパイロット弁座113およびパイ
ロット通路114よりも小径としており、パイロット通路1
14が閉じているときには、圧力室111の圧力が高まり、
ダイヤフラム109を主弁座106方向に押圧して、弁体103
を閉じ、パイロット通路114が開いているときは、圧力
室111の圧力が低下して流入側管路107の圧力でダイヤフ
ラム109が主弁座106から離れて弁体103を開くよう構成
している。なお、図中115は摺動抵抗の小さいパッキン
である。

微小距離無段階駆動式アクチュエータ104は、筒状の
ケーシング116内に同心円的にかつ軸線に沿って移動可
能なプランジャ117と、プランジャ117の外周面上に同心
円的に配設された圧電素子組立体118とから構成する。

圧電素子組立体118は４個の圧電素子a,b,c,dからな
り、中央側の圧電素子b,cはケーシング116の内壁中央に
形成した保持部119に固着されている。この圧電素子b,c
の軸方向の端面には、片持ち梁状の弾性ブリッジe,fの
基端が固着され、さらにこの弾性ブリッジe,fの先端に
は、その外周面に圧電素子a,dを固着するとともに、そ
の内周面にブレーキシューg,hを固着している。

そして、この圧電素子a,b,c,dのうち圧電素子a,dは、
通電状態では圧電素子自体が縮んで、その内径を縮径し
てプランジャ117をクランプするとともに、無通電状態
では圧電素子自体が伸びて内径を拡径してプランジャ11
7を解除する。一方、圧電素子b,cは、無通電状態ではプ
ランジャ117の軸線方向に縮んだ状態にあり、通電状態
では伸びて、その軸線方向の全長を長くする。

よって、４つの圧電素子a,b,c,dを制御装置15によっ
て制御することにより、プランジャ117は軸線方向に移
動することができる。

圧電素子a,b,c,dは図示するように多数の圧電素子片
をプランジャ117の軸線方向に積層して形成した円筒状
の素子で、円筒の両端に電極が設けられており、この両
端に電圧を印加することにより作動する。

なお、圧電素子片は、例えば、圧電セラミックスを用
いることができ、かかる圧電セラミックスとしては、AB
O₃ペロブスカイト系の結晶構造をもつ強誘電材料であっ
てPZT〔Pd（Zr,Ti）O₃）系や、PLZT〔Pb（Zr,Ti）
O₃）、PT（PbTiO₃）系、あるいはPZTを基にした３成分
系のものを用いることができる。

プランジャ117は、略円筒形状に形成され、内部の両
端にそれぞれパイロット弁体114の基端拡径部114aを収
納し、各基端拡径部114aの間に拡張方向の付勢力を有す
るコイルスプリング120を介装して、各パイロット弁体1
14をパイロット弁座112方向に付勢して、圧電素子組立
体118に通電していないとき、各パイロット弁座112を両
方とも閉鎖させている。

また、プランジャ117の両端部内周面に係止用内側フ
ランジ121を設けて、各パイロット弁体114の基端拡径部
114aよりも小径としたバルブステムを挿通させており、
プランジャ117を左右のいずれか一方向に作動させたと
き、この作動方向のパイロット弁座112は閉じたまま
で、作動方向と反対側のパイロット弁座112は、係止用
内側フランジ121と基端拡径部114aとの当接により、パ
イロット弁体114がパイロット弁座112から離隔して、弁
体103を開かせることができる。

第３図は、制御装置のブロック構成図である。

制御装置15は、入力インタフェース回路15a、マイク
ロプロセッサ（MPU）15b、メモリ15c、タイマ15d、出力
インタフェース回路15eから構成され、入力インタフェ
ース15aには、操作部16および流量計19,20が接続され、
出力インタフェース回路15eには、給水制御線14aを介し
て二方向自動切替弁14が接続される。

操作部16は、便器１の洗浄を開始させるためのスイッ
チを備えており、このスイッチの開閉は起動信号線16a
により制御装置15に入力される。

なお、操作部16には、洗浄水の供給量を選択できるよ
う複数の操作ボタンを設けてもよい。また、着座を検出
するスイッチあるいはセンサ等を設け、これらの信号を
制御装置15に入力して、着座状態のみ操作部16の操作を
有効としたり、あるいは、着座状態から未着座状態とな
ったのち、所定時間後に自動的に洗浄を開始させる構成
であってもよい。

流量計19,20は翼車式の流量計を用いる。この流量計1
9,20は翼車に磁石が取り付けられており、翼車の回転を
電磁気的に検出し、翼車の回転に比例した周波数の交番
起電圧を流量信号として出力する。

なお、流量計19,20には翼車式の流量計以外に電磁流
量計等を用いてもよい。

流量信号線19a,20aにより入力インタフェース回路15a
に入力された流量信号は、入力インタフェース回路15a
内で波形変換され、流量信号の周波数に比例した所定の
振幅および所定のパルス幅のパルス信号に変換されて、
マイクロプロセッサ15bに入力される。

次に、本実施例の動作を第４図のフローチャートおよ
び第５図のタイムチャートを参照して説明する。

なお、第４図のフローチャートにおいて、S1〜S9はフ
ローチャートの各ステップを示す。

また説明の都合上、二方向自動切替弁15の第一の弁機
構をリム弁、第二の弁機構をシャワー弁と記す。

操作部16からの起動信号により、制御装置15は、リム
弁を開状態とし（S1）、便器１のボウル部３に洗浄水を
供給する。供給された洗浄水はボウル部３内に渦を発生
し、ボウル部３の前洗浄を行う。リム用の流量19の流量
信号に基づいて波形整形されたパルス信号をマイクロプ
ロセッサ15bは計数して積算流量値あるいは瞬間流量を
求め、前もってメモリ15c内に設定されているボウル部
前洗浄水量の設定値と一致した時点で制御装置15は、出
力インタフェース回路15eを介して、二方向自動切替弁1
5のアクチュエータ104を駆動して、リム弁を閉状態とす
る（S2）。

次に、制御装置15は、前記同様に二方向自動切替弁15
を駆動して、シャワー弁を開状態とする（S3）。これに
より、シャワー７より洗浄水がトラップ排水路４の流出
路4cに噴出され、噴出された洗浄水が流出路4c内に充満
するとともに、流出路4c内の空気をまきこみながら流出
口６から、この流出口に接続された図示しない排水管へ
排気するので、流出路4c内に負圧が発生するとともに次
第に増大する。この負圧により、ボウル３の溜り水23
は、トラップ排水路４の堰部4bを越えて流出路4c側に呼
び込まれ、さらに負圧が増大するためシャワー噴水から
短時間でサイホン作用が発生する（S3）。

シャワー７から噴射する洗浄水の水量は、前述のボウ
ル部と同様に、シャワー用の流量計20の流量信号に基づ
いて積算されあるいは瞬間流量として求められ、あらか
じめメモリ15c内に設定されたシャワー給水量の設定値
と一致した時点で、制御回路15はシャワー弁を閉状態に
駆動する（S4）。

シャワー７からの給水を停止しても、トラップ排水路
４内のサイホン作用は継続しており、ボウル部３内の溜
り水23の水位が便器１の隔壁２の下端2aより低下すると
空気が流入しサイホン作用が急激に停止するが、本実施
例では、サイホン作用が停止する以前に再度シャワー７
より散水を行ない、サイホン作用を継続させることで、
ボウル部３内の浮遊汚物の搬送能力を向上させている。
シャワー７への再給水タイミングは、タイマ15dで決定
する。

制御装置15は、ステップS4でシャワー弁を閉状態に駆
動後、直ちにタイマ15dを起動し、あらかじめ設定され
た所定時間が経過すると、シャワー弁を再度開状態に駆
動し（S5,S6）、あらかじめ設定されたサイホン継続給
水量が給水された時点で、シャワー弁を閉状態に駆動す
る（S7）。

次に、制御装置は再度リム弁を開状態とし（S8）、あ
らかじめ設定された封水量をボウル部３へ供給した時点
で、リム弁を閉状態とする（S9）。

これにより、第５図のタイムチャートに示す一連の給
水制御が完了する。

第６図は本発明の他の実施例に係る第１図と同様な便
器の断面図であり、第１図との相違点について説明す
る。

シャワー７はトラップ排水路４の頂部4aより流出路4c
よりに設け、流出路4cの下部にシール発生機構24を設け
ている。

このシール発生機構24は、図示するように筒状体高さ
方向の略中央で内径を広げ、これより下側の拡径部24a
内に第７図に示すように同心状に汚物ガイド筒24bを設
け、さらにシール発生機構24の下端にシール用ガイド24
cを設けたものである。このシール発生機構24は、上端
の連結部24dが便器１のトラップ排水路４へ接着等によ
り水密・気密状態で取着される。

このシール発生機構24は、トラップ排水路４内を流れ
る水の一部を拡径部24aの内壁と汚物ガイド筒24bの外壁
との間に導入し、汚物ガイド筒24bの下端とシール用ガ
イド24cとの間のスリット24eから筒の中央に向けてほぼ
水平に放射させるものであり、汚物ガイド筒24bは、汚
物が前記スリット24e部へ入り込むのを防止するための
ものである。

従って、便器１の洗浄時にシール発生機構24の下部に
水シールが発生しやすく、さらにシャワー７からの噴出
水により空気がまきこまれ、流出路4c内の空気を流出口
６から排気するので、トラップ排水路４の流出路4c内は
急激に洗浄水で充満され、少ない流量で効率よくサイホ
ン作用を発生させることができる。

なお、第６図に示す実施例では、給水管21に圧力セン
サ25を設け、給水管21の給水圧に対応して制御装置15
は、二方向自動切替弁14の開弁時間を変化させ、必要な
水量が供給できるよう制御している。

また、第１図および第６図ではシャワー７がトラップ
排水路４の頂部に設けられているが、頂部でなく側部に
設けてもよく、要はトラップ排水路４の流出路4cの内壁
周面に向かって散水できればよい。

（発明の効果）以上説明したように、本発明はトラップ排水路に散水
部を設け、散水部からの散水によりトラップ排水路内に
負圧を発生させサイホン作用を発生させるので、従来ボ
ウル部から３以上の洗浄水を供給してサイホン作用を
発生させていたのに対し、約２でサイホン作用を発生
させることができ洗浄水量を大幅に減少することができ
る。

同時に、リム通水路からボウル部への給水量が減少す
るので、洗浄音が静かになるという効果が得られる。

また、散水部供給路をトラップ排水路の堰部より下方
で折り返す構成としたので、封水による防臭効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る便器の縦断面図、第２図は二方向
自動切替弁の断面図、第３図は制御装置のブロック構成
図、第４図は制御装置の動作を示すフローチャート、第
５図は同タイムチャート、第６図は本発明の他の実施例
に係る便器の縦断面図、第７図は第６図のVII−VII線断
面図である。尚、図面中、１は便器、４はトラップ排水路、4aはトラ
ップ排水路の頂部、4bは同堰部、4cは同流出路、７は散
水部であるシャワー、7aはシャワーの噴出孔、22はシャ
ワー供給路、22aはシャワー供給路の折り返し部であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新原登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

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トラップ排水路を備えた水洗便器におい
て、前記トラップ排水路に、このトラップ排水路の上部
より下流側のトラップ排水路内壁に向けて洗浄水を供給
する散水部を設けたことを特徴とするサイホン式水洗便
器。
【請求項２】前記散水部へ洗浄水を供給する散水部供給
路は、前記トラップ排水路の堰部より下方で折り返すこ
とを特徴とする請求項１記載のサイホン式水洗便器。