JP2740556B2 - 洗浄給水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は便器へ洗浄水を供給する装置に関する。

（従来の技術） トラップ排水路へ洗浄水を供給してトラップ排水路に
サイホン作用を発生させボウル部の汚物・汚水を排出さ
せた後、ボウル部へ給水してボウル部の洗浄ならびに封
水を行なうようにした洗浄給水装置は特公昭55-30092号
公報で知られている。この装置は、ボウル部用およびト
ラップ用の二つの電磁弁を備え各電磁弁を予め設定した
時間だけ開弁するよう構成されている。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の洗浄給水装置は、予め設定された時
間だけ電磁弁を開弁させる構成であるから、給水管の給
水圧が異なれば便器の各部へ供給される洗浄水量が変動
する。給水圧が高いと過剰な給水となり節水の観点から
好ましくなく、給水圧が低いと給水量が不足して汚物の
排出やボウル部の洗浄が不十分となる場合がある。

また、給水圧が低い場合は、大気圧の変動により給水
量が異なる。例えば、給水圧が絶対圧で1.4kg/cm²abs.
（ゲージ圧で0.4kg/cm²Ｇ）として、気象の変化で大気
圧が1.0±0.05kg/cm²abs.程度変化する場合を想定する
と、流量は給水圧と大気圧の差の平方根に比例するか
ら、低気圧の時と高気圧の時では大気圧1.0kgの時の流
量に対して約±６％変動する。

本発明はこのような課題を解決するためなされたもの
で、その目的は給水圧力にかかわらず所定の水量が供給
できる洗浄給水装置を提供するにある。さらに、大気圧
の変動に対しても給水量の影響を受けない装置を提供す
るものである。

（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するため請求項１に係る洗浄給水装置
は、大気開放端へ給水する管路へ給水を制御する弁機構
の下流側に圧力センサを設け、制御装置はこの圧力検出
手段により検出した給水圧力に基づいて弁機構を制御す
るよう構成したことを特徴とする。

請求項２に係る装置は、弁機構が閉状態のときに前記
圧力検出手段により大気圧を検出してこれを記憶し、開
弁時の給水圧との差圧を求めて、所定の給水量が供給さ
れるよう各弁機構の弁機構を制御する構成としたことを
特徴とする。

（作用） 請求項１に係る発明において、制御装置は弁機構を開
状態に駆動して洗浄水を供給した後、弁機構の吐水側に
設けた圧力検出手段により給水圧を検出する。制御装置
は、検出した給水圧に対応して弁機構の開弁時間・開度
等を制御し、便器の各々給水口へ所定量の洗浄水を供給
する。

請求項２に係る発明にあたっては、制御装置は閉弁時
に検出した大気圧値を記憶し、開弁時の給水圧との差圧
を求めて、所定の給水量が供給させるよう弁機構を制御
する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は請求項１に係る洗浄給水装置を備えた便器の
縦断面である。

図において便器１は隔壁２で区画されたボウル部３と
トラップ排水路４を有する。トラック排水路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の略中
央部底面に開設した流出口６とを略逆Ｕ字状に屈曲して
連結しており、トラップ排水路４の堰部4aより下流側の
排出路4bを略直管形状に形成している。そして、その下
端部である流出口６近傍に管壁を内方へ縮径した絞り部
4cを設けるとともに、排出路4bの管壁に複数の突起4dを
第２図に示すように所定間隔で螺旋状に配設している。

ボウル部３の上端周縁のリム部７には、リム通水路８
をボウル部３の内方へ突出するように環状に形成し、こ
のリム通水路８の底面にリム射水孔９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６
は後部においてリム給水室19に連通しており、このリム
給水室10の上面にはリム給水口11を穿設している。

ボウル部３の底部にジェット用ノズル12をジェット噴
射孔13がトラップ排水路４の流入口５を指向するよう取
着している。

便器１の後部上方にボックス14を設け、このボックス
14内に洗浄給水装置15を収納している。洗浄給水装置15
は、制御装置16と、この制御装置16に洗浄起動入力を与
える操作部17と、リム用およびジェット用の弁機構18,1
9と、リム用弁機構18の下流側の管路に取着された圧力
検出手段である圧力センサ20および大気開放弁21とから
構成される。リム用弁機構18の一端は給水管22へ接続さ
れ、他端はリム給水室10のリム給水口11へ接続してお
り、この接続管路に圧力センサ20を備えている。ジェッ
ト用弁機構19の一端は給水管22へ接続され、他端は大気
開放弁21およびジェット用給水管23を介してジェット用
ノズル12のジェット給水口24へ接続している。ジェット
用給水管23は金属・合成樹脂あるいは合成ゴム製の管路
で形成され、給水管路長が短くなるようボウル部３の底
部に沿って配設している。

次に第３図のブロック構成図を参照に洗浄給水装置の
構成を説明する。

制御装置16は、入力インタフェース回路16a,マイクロ
プロセッサ（以下MPUと記す）16b、メモリ16c、第１お
よび第２のタイマ16d,16e、出力インタフェース回路16f
から構成される。入力インタフェース回路16aには操作
部17および圧力センサ20が接続され、出力インタフェー
ス回路16fにはリム・ジェット用の各弁機構18,19が接続
される。

操作部17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17a
により制御装置16に入力される。

なお、操作部17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
制御装置に入力して、着座状態のみ操作部17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。

圧力センサ20は、半導体また圧電セラミックス形の圧
力センサを用いる。圧力センサ20の出力信号を圧力信号
線20aを介して入力インタフェース22a内のＡ−Ｄ変換器
に入力して、供給圧力に対応したディジタル信号に変換
する。

リム用、ジェット用の各弁機構18,19は電磁弁で構成
し、この電磁弁は所定にの電圧を印加した時に開弁状態
となるものを用いる。18a,19aは各弁機構18,19を夫々駆
動するための信号線である。

メモリ16cには、洗浄水の給水順序および給水量に関
するデータが予め記憶されている。

次に第４図のタイムチャートおよび第５図のフローチ
ャートを参照に本実施例の動作を説明する。なお、第５
図でS1〜S20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、各弁機構18,19をリム用弁、ジェッ
ト用弁と記す。

第４図はリム射水孔９からボウル部３への給水とジェ
ット噴射孔13からトラップ排水路４への給水タイミング
の一例を示したもので、この実施例では前洗浄給水が終
了する前に、サイホン作用を発生させるための給水を行
うようにしている。

操作部17より洗浄起動入力が与えられると、MPU16bは
まずリム用弁18を開状態に駆動するとともに（S1）、第
１のタイマ16dを起動する（S2）。次にMPU16bは入力イ
ンタフェース回路16a内のＡ−Ｄ変換器を起動させて、
圧力センサ20が検出している給水圧に対応するディジタ
ル量を読み込み、この値をメモリ16cに記憶させるとと
もに、この値から洗浄水の瞬間流量を算出または換算す
る（S3）。そしてMPU16bは、メモリ16c内に記憶されて
いるボウル部前洗浄給水量データを読み出し、この給水
量を供給するのに必要な時間（t1）を算出する（S4）。

また、メモリ22c内にはボウル部３への給水量が何ｌ
になった時点でサイホン作用を発生させるための給水を
開始するかのデータが記憶されており、MPU16bはこの給
水量が供給されるのに必要な時間（t2）を算出する（S
5）。

そして、MPU16bはタイマ16dの経過時間を監視して、
時間t2に達した時点で（S6）、ジェット用弁19を開状態
に駆動するとともに（S7）、第２のタイマ16eを起動し
（S8）、次にボウル部給水時間（t1）に達した時点で
（S9）、リム用弁を閉状態に駆動する（S10）、次に、M
PU16bはメモリ16cに記憶された給水圧のデータを基にジ
ェット部へ所定の給水量を供給するのに必要な時間（t
3）を算出する（S11）。そして、第２のタイマ16eが時
間t3に達した時点で（S12）、MPU16bはジェット用弁19
を閉状態に駆動する（S13）。

ここまでのステップで、便器１のボウル部３の壁面の
前洗浄およびサイホン作用を発生させるための給水が完
了する。なお、ジェット用ノズル12のジェット用噴射孔
13からトラップ排水路４内に噴射された洗浄水は、堰部
4aを越えて排出路4bへ流入し、排出路4bに形成した突起
4dに衝突し、流れの向きを変えながら排出路4bの管内全
体に亘って略均一に流れ落ちる。この洗浄水により流出
口６の近傍に設けた絞り部4cに水シールが発生するとと
もに、トラップ排水路４内の空気は洗浄水とともに流出
口６から図示しない排水管へ排出される。このため、ト
ラップ排水路４内に負圧が発生し、ボウル部３内の溜水
25がトラップ排水路４内に呼び込まれ、トラップ排水路
４内は洗浄水で充満された完全なサイホン状態となる。
このサイホン状態はジェット用弁19を閉状態にした後
も、ボウル部３内の溜水26の水位が低下して隔壁２の下
端2aからトラップ排水路４内へ空気が流入するまで継続
され、この間にボウル部３内の汚染・汚水等の排出がな
される。

メモリ16c内には、このサイホン作用継続時間のデー
タが予め記憶されている。MPU16bは、ステップS13でジ
ェット用弁を閉にした後、直ちに第１または第２タイマ
16d,16eを起動し（S14）、サイホン作用継続時間が経過
した時点で（S15）、再度リム用弁18を開状態に駆動し
（S16）、再度第１または第２タイマ16d,16eを起動する
（S17）。そして、メモリ16cに記憶した給水圧に係るデ
ータを基に、メモリ16c内に予め記憶されているボウル
部への封水給水量を供給するのに要する時間を算出し
（S18）、この封水給水時間が経過した時点で（S19）、
リム用弁18を閉状態に駆動する（S20）。

以上で、第４図に示す一連の洗浄動作が終了する。

なお、本実施例では、サイホン作用を発生させるため
の洗浄水供給を、ボウル部３の底部に設けたジェット用
ノズル12から行っているが、第６図に示すようにトラッ
プ排水路４の略頂部に散水部26を設け、トラップ排水路
４の堰部4aより下流側へ洗浄水をシャワー状に供給する
構造でもよい。

また、洗浄給水装置15を便器１に内蔵させずにトイレ
の壁等に取り付ける構造でもよい。

次に請求項２に係る洗浄給水装置の操作を第７図のフ
ローチャートを参照に説明する。

操作部より洗浄起動入力が与えられると、MPU16bは入
力インタフェース回路16a内のＡ−Ｄ変換器を起動し
て、圧力センサ20の検出圧力値を読み込み、MPU16b内の
レジスタあるいはメモリ16cに記憶させる（S0）。この
状態では各弁機構18,19は閉弁状態である。リム用弁機
構18の下流側はリム射水孔９を介して大気と連通されて
いる。したがって、圧力でセンサ20は大気圧を検出して
おり、MPU16bは大気圧に対応するディジタル量を読み込
み記憶したことになる。

以下、ステップS1〜S20までの流れは基本的に第５図
と同じであるが、ステップS3における瞬間流量の算出は
大気圧の変動を補正して正確な瞬間流量を求めるように
している。すなわち、第５図に示したフローチャートで
は、大気圧が例えば1.0kg/cm²abs.と一定であるとの条
件のもとに、各圧力センサ20,21で検出した給水圧にの
み基づいて瞬間流量を求めているが、本実施例では止水
状態で大気圧を検出し、給水圧と大気圧との差圧（真の
ゲージ圧）に基づいて瞬間流量を求めるようにしてい
る。

したがって、給水管22の給水圧力が低い場合は、低気
圧、高気圧等による大気圧の変動により流量が影響され
るが、補正を行うことで正確な流量を求めることができ
る。よって、給水圧力の変動のみならず、大気圧の変動
に対しても便器１へ供給される流量が変動することはな
く、所定の流量で確実な洗浄が行える。

なお、本実施例は最初に給水する側の管路に圧力セン
サ20が設けられているが、大気開放端に連なる管路への
給水が最初ではない給水順序の場合は、前回の給水時に
検出した給水圧の記憶データに基づいて給水時間を仮に
算出して給水量の制御を行い、圧力センサ20が設けられ
ている管路に給水した時に、真の給水圧力を検出して、
これ以降の給水時間を再算出するようにすればよい。

また、洗浄給水装置15を、便器１に内蔵せずに、トイ
レの壁面等に取り付ける構成としてもよい。

また、本実施例では二つの開閉弁を並設する構成とし
たが、一つの開閉弁の下流側に方向切替弁を配置する構
成としてもよい。また、開閉弁でなく、流量調節弁を用
い、開度を調節するようにしてもよい。さらに、開閉と
方向切替とを行なう一つの止水切替弁をしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明に係る洗浄給水装置は、大
気開放端への給水を制御する弁機構の下流側に圧力セン
サを備え、開弁時の給水圧に基づいて開弁時間を制御す
るので、給水圧力の高低にかかわらず所定量の洗浄水が
供給でき、便器の洗浄を確実に行わせることができる。

さらに、閉弁時にはこの圧力センサにより大気圧を検
出し、給水時の圧力との差圧に基づいて開弁時間の制御
を行なう構成とすることにより、大気圧の影響を除去し
低気圧・高気圧の条件でも所定量の給水が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る洗浄給水装置を備えたサイホン式
の便器の縦断面図、第２図は第１図のII-II線断面図、
第３図は洗浄給水装置のブロック構成図、第４図は洗浄
給水パターンの一例を示すタイムチャート、第５図は洗
浄給水装置の動作を示すフローチャート、第６図はトラ
ップ排水路へサイホン作用を発生させるための給水部の
他の実施例を示す要部断面図、第７図は請求項２に係る
洗浄給水装置の動作を示すフローチャートである。 なお、図面中、１は便器、３はボウル部、４はトラップ
排水路、９はリム射水孔、11はリム給水口、13はジェッ
ト用噴射孔、15は洗浄給水装置、16は制御装置、18はリ
ム用弁機構、19はジェット用弁機構、20は圧力検出手段
である圧力センサ、22は給水管、24はジェット給水口、
26はサイホン作用を発生させるための散水部である。

フロントページの続き (72)発明者 柴田 信次 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 (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 (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】便器の複数の給水口に洗浄水を供給する装
   置において、この装置は、電気的に作動して前記給水口
   への吐水を制御する弁機構と、この弁機構の吐水側に接
   続された管路の中でその吐出端が大気開放である管路に
   設けられた圧力検出手段と、給水時にこの圧力検出手段
   により検出された圧力に基づいて弁機構を制御する制御
   装置を備えたことを特徴とする洗浄給水装置。
2. 【請求項２】前記制御装置は圧力検出手段が設けられた
   管路の弁機構が閉状態のときに検出した圧力を記憶する
   とともに、給水状態に検出した圧力と記憶した圧力の差
   に基づいて予め設定された所定水量が供給されるよう弁
   機構を制御することを特徴とする請求項１記載の洗浄給
   水装置。