JP2761254B2 - 便器の洗浄給水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、便器のトラップ部とボウル部の双方への給
水経路を有する便器の洗浄給水装置に関する。

（従来の技術） トラップ排水路に給水して汚物・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
にて知られている。この装置はボウル部及びトラップ用
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
開弁する構成である。

（発明が解決しようとする課題） ボウル部やトラップ部などの各給水路毎に電磁弁を設
けるようにしたのでは、装置を構成する部品点数が多く
なり、構成が複雑となるとともに装置が大型化してしま
う。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため本発明は便器のボウル部およ
びトラップ排水路等の複数の給水口に洗浄水を所定の順
序で給水する装置において、この装置は、流入口が洗浄
水給水管に接続され、その複数の流出口が便器の夫々の
給水口に連結された止水機能を備えた多方向切替弁と、
洗浄起動入力に基づいて多方向切替弁を所定の順序で切
替駆動する制御装置とを特徴とする。

（作用） 複数の電磁弁を一つの多方向切替弁でおき代えること
ができ、装置の小型、簡易化が容易となる。

（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図は本発明に係る洗浄給水装置を備えた便器の縦
断面図である。図において１はサイホンジェット式の便
器であり、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を備える。トラップ排水路４は、ボウル
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して
いる。トラップ排水路４はその屈曲部たる堰部4aより下
流側の排出路4bを略直管形状に形成し、排出路4bの下端
に絞り部4cを備える。この絞り部4cは、排出路4bの内径
を排出路4bの管壁と直交する方向に縮径したものであ
る。なお、この絞り部4cは、必ずしも排出路4bの下端で
ある流出口６の位置に設けなくともよく、例えば排出路
4bの略中間部あるいは中間部より下流側の位置に設けて
もよい。

かかるトラップ排水路４において、堰部4aより下流側
の管壁に多数の突起4d…を設ける。第１図に示す実施例
では、突起4d…管壁内周に所定間隔で一周させたものを
３段にわたって設けている。突起4dは、所定の間隔で配
設しているが、第２図に示すように各段毎に突起4d…を
設ける位置の位相をずらして、洗浄水がいずれかの突起
4d…に衝突し、流れを変えながら排出路4bの管壁全周に
亘って均一に流れ落ちるようにしている。この結果、絞
り部4cには全周に亘り略均一に洗浄水が供給されて、少
流量でも安定した水膜状態で発生し、効率よくサイホン
作用を起こすことができる。

そして、本実施例に係る便器１はボウル部３の上端周
縁のリム部８に、リム通水路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。

ボウル部３の底部のジェット用ノズル取付孔にジェッ
ト用ノズル12を接着剤等を介して水密状態で取着してお
り、ジェット用ノズル12のジェット噴射孔12aはトラッ
プ排水路４の流入口５から堰部4aに至る上傾管路の略中
央に指向している。ジェット用ノズル12は、金属あるい
は合成樹脂等で形成されており、本実施例ではジェット
用ノズル12の形状を鉤状としている。

便器１の後方上部にボックス13を設け、このボックス
13内に洗浄給水装置（以下給水装置と記す）14を収納す
る。

給水装置14は、多方向切替弁である二方向自動切替弁
20と制御装置15と、この制御装置15への起動入力部であ
る操作部16とバキュームブレーカ18,21とからなる。二
方向自動切替弁20の流入口に給水管23を接続し、この切
替弁20の一方の流出口は、バキュームブレーカ18を介し
てリム給水室11の給水口11aへ接続する。切替弁20の他
方の流出口は、バキュームブレーカ21を介して金属，合
成樹脂あるいは合成ゴム等のジェット用導水管24を介し
てジェット用ノズル12のジェット給水口12bへ接続す
る。

第３図は二方向切替弁20の構造を示す断面図である。
この切替弁20は、給水管24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２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
に柔軟素材よりなるダイヤフラム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、ダイヤフラ
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４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が接続され、出力インタフェー
ス回路15eには、給水制御線20aを介して二方向自動切替
弁20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。

次に、本実施例の動作を第５図のフローチャートおよ
び第６図のタイムチャートを参照して説明する。

なお、第５図のフローチャートにおいて、S1〜S10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20の第一の弁機
構をリム弁、第二の弁機構をジェット弁と記す。

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。一方、マイクロプロセ
ッサユニット15bは、リム弁の開成後、直ちにタイマ15d
を起動し、前もって設定された所定時間経過後に出力イ
ンタフェース回路15eを介して、二方向自動切替弁20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,S3）。

次に、制御装置15は、前記同様に二方向自動切替弁20
を駆動して、ジェット弁を開状態とする（S4）。これに
より、ジェット用ノズル12より洗浄水がトラップ排水路
４の排出路4bに噴出され、噴出された洗浄水が排出路4b
内に充満するとともに、排出路4b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、排出路4b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25は、トラップ排水路４の堰部4bを越えて排出路4b
側に呼び込まれ、さらに負圧が増大するため、噴出開始
時から短時間でサイホン作用が発生する。

そしてマイクロプロセッサユニット15bはジェット用
弁20を開成した後には再びタイマ15dを起動し、前もっ
て設定された所定時間経過後に出力インタフェース回路
15eを介してジェット弁を閉状態とする（S5,S6）。

そして制御装置15は、ジェット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（S7）、リム弁を再度開状態に駆動し
（S8）、あらかじめ設定された封水量が給水された時点
で、リム弁を閉状態に駆動する（S9,S10）。

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。

以上、本実施例はトラップ排水路としてジェットノズ
ルを例にとって説明したが、本発明はかかるジェットノ
ズルに限定されることはなく、例えば第７図に示される
ようようなジェットノズルに代りシャワー７を設け、こ
のシャワー７への給水を制御する構成としてもよい。
尚、かかるシャワー７はトラップ排水路４の堰部により
下流側のトラップ排水路内に設けられ、このシャワーよ
り散水を行なうことでトラップ排水路内を負圧とし、こ
の負圧により便器ボウル部に洗浄水をトラップ排水路内
に引き込み、サイホン作用を容易に起こさせ洗浄効果を
高めるものである。

又多方向切替弁については、二方向切替弁を例にとっ
て説明したが、例えばジェットノズルと前記シャワーを
組み合せ、リム給水、ジェット給水、シャワー給水の三
方向切替弁としてもよい。

また多方向切替弁の駆動源として微小距離無段階駆動
アクチュエータを用いたが、ソレノイドやラッチングソ
レノイドを用いてもよい。

（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、
各給水路への給水切替を止水機能をもった一つの多方向
切替弁に行うようにしたため、従来の如く各給水路毎に
電磁弁等の開閉弁を設ける必要がなく、装置が小型、簡
易化が図れ、これによって便器内に当該装置を実装する
ことも可能となる。

【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図は二方
向切替弁を示す図、第４図は給水装置のブロック構成
図、第５図は給水装置の動作を示すフローチャート、第
６図は第４図の給水装置の動作を示すタイムチャート、
第７図は本発明の他の実施例に係る便器を示す便器の縦
断面図である。 尚、図面中、１は便器、３はボウル部、４はトラップ排
水路、９はリム用通水路、11aはリム給水口、12はジェ
ット用ノズル、12bはジェット給水口、14は洗浄給水装
置（給水装置）、15は給水制御手段である制御装置、16
は操作部、20は多方向切替弁（二方向自動切替弁）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 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E03D 5/10 E03D 3/00 E03D 11/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】便器のボウル部およびトラップ排水路等の
   複数の給水口に洗浄水を所定の順序で給水する装置にお
   いて、この装置は、流入口が洗浄水給水管に接続され、
   その複数の流出口が便器の夫々の給水口に連結された止
   水機能を備えた多方向切替弁と、洗浄起動入力に基づい
   て多方向切替弁を所定の順序で切替駆動する制御装置と
   を特徴とする便器の洗浄給水装置。