JP4175063B2

JP4175063B2 - 水洗便器

Info

Publication number: JP4175063B2
Application number: JP2002265607A
Authority: JP
Inventors: 健高木; 信次柴田; 光宏末永; 智博平河
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: JP2004100331A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水洗便器に関し、洗浄水に洗剤等を混入し便器洗浄を行う形式の水洗便器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポンプを用いて洗浄水の圧力を高め、この圧力水を縮流孔に通すことにより流速を高め、この運動エネルギーを使って石鹸等の原液を吸い込ませ、さらに圧力水と石鹸原液は混合され混合液となり下流の拡径した空間に噴出されることにより、拡径した空間に設けられた空気孔から空気が巻き込まれ、混合液はさらに下流に設置されている網体に衝突することで泡が生成され、さらに下流にも網体が設けられ一部が衝突してさらに良好に空気を混入して良好な泡を生成され外部に吐出されるものであった（例えば、特許文献１参照。）。
その他の文献としては、特許文献２、特許文献３がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−３０２７９６号公報（第２−４第１図）
【特許文献２】
特開２００２−８８８８０号公報
【特許文献３】
特開２００１−２７９７９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成においては、巻き込んだ空気と混合液を網体を用いて泡としているが、網体に薄められた石鹸が付着することによる目詰まりが発生する。また網体がなければ空気を均一に混合液中に泡として生成することはできない。さらには、縮流孔において圧力水と石鹸原液を混合するため縮流孔においても目詰まりが発生しやすい構成となっている。
そこで、本発明においては網体を用いることなく吸引した空気を混合水に均一に泡として生成させると共に、縮流孔で石鹸原液等を吸い込むのではない構成を持ち、石鹸原液等が詰まることのない水洗便器の洗浄水噴出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決するための請求項１記載の水洗便器は、洗浄水の供給を制御する開閉弁と、この開閉弁に連通する洗浄水給水口と、前記洗浄水給水口の下流に配置され、同一円周上に複数配置された洗浄水を噴出する洗浄水噴出口を有する洗浄水噴出ノズルと、空気を導入する空気導入口と、洗剤原液等を入れた洗剤タンクと前記洗剤タンクと連通する吸込口と、前記洗剤タンクからの吸込みを制御する吸込み用開閉弁と、前記洗浄水噴出口の下流に配置され、噴出した洗浄水と空気と洗剤を同時に接触させ混合させるための混合室と、前記混合室の下流に設けられた洗浄水を衝突、滞留させるための流路内へ突出した段部と、段部より下流に設置され空気と洗剤との混入による泡を含んだ洗浄水をボウル部へ放出する洗浄水吐出口とを有し、前記空気導入口と前記吸込口は前記洗浄水噴出口より下流の前記混合室に設けられていることを特徴とする。
【０００６】
本発明においては、洗浄水噴出口で供給された洗浄水の圧力エネルギーを運動エネルギーに変換し、洗浄水噴出口から吐出した洗浄水の流速を高めることで混合室において空気及び洗剤タンクから洗剤原液等を巻き込む。巻き込まれた空気及び洗剤は、混合室下流に設けられた段部に衝突し、滞留することで激しく混合され均一となり、洗浄水吐出口から外部に吐出される。本構成では、段部により空気及び洗剤を均一に混合させるため網体等を用いることがないため目詰まり等の恐れがない。さらには、洗剤原液等の吸込口を洗浄水噴出口より下流の混合室に設けているため、巻き込まれた洗剤により洗浄水噴出口が目詰まりすることがない。さらには、洗剤と空気を同時に巻き込むため、洗剤の泡立性が増すことで、洗浄力が向上する。
【０００７】
請求項２記載の発明は、空気導入口に空気を導くための空気ポンプと、空気ポンプと空気導入口を連通する空気流路とを有することを特徴とする。
本発明においては、洗浄水に巻き込まれる空気を空気ポンプで供給するため洗浄水供給手段の水圧条件の関わらず安定して空気を供給できる。また、洗浄水噴出口からの運動エネルギーを洗剤原液等の吸い込みだけに使うことができるため、より多くの洗剤を吸い込むことができる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、空気導入口の口径は吸込口の口径よりも小さいことを特徴する。
本発明においては、空気導入口の口径を吸込口の口径よりも小さくしたため、空気より
洗剤原液等を優先的に供給できる。このことにより、濃度の高い洗剤での洗浄が可能となる。
【０００９】
請求項４記載の発明は、空気導入口は吸込口よりも下流に設けられていることを特徴とする。
本発明においては、空気導入口を吸込口よりも下流に設けたため、空気より洗剤原液等を優先的に供給できる。このことにより、濃度の高い洗剤での洗浄が可能となる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、洗浄水噴出口は洗浄水噴出口からの吐水同士が直接衝突するよう内向きに開口していることを特徴とする。
本発明においては、洗浄水噴出口を内向きに開口させ洗浄水噴出口からの吐水同士が
激しく衝突し、攪拌される構成としたため、空気の巻き込み量及び洗剤の吸込み量が増加する。さらには、洗浄水噴出口からの吐水が空気導入口及び吸込口から離れているため吐水が空気導入口及び吸込口を塞ぐことがなくなるため、安定した供給が可能となる。
【００１１】
請求項６記載の発明は、吸込口は前記混合室の中心を通る水平面より上方に設けられていることを特徴とする。
本発明においては、吸込口は略水平よりも上方に設けられているため、吸込口が混合室内に溜まった混合水で塞がれることがなく洗剤を安定して吸い込むことができる。
【００１２】
請求項７記載の発明は、洗浄水を溜水として貯留するボウル部を有する便器本体において、洗浄水をボウル部内壁面の上縁部に沿って略水平に吐出しボウル部内壁面に沿って旋回させるよう洗浄水吐出口が設置されたことを特徴とする。
本発明においては、溜水の静止界面よりも上方のボウル部内壁面に沿って略水平に泡立った洗剤を含んだ洗浄水が吐水され、ボウル部内壁面上を周回しつつ、ボウル部内壁面を洗浄する。洗浄水はボウル部内壁面に滞留する時間が長く、洗剤も含まれているため高い洗浄力をもつことができる。さらに、溜水面は洗剤の泡で満たされることにより汚物落下によるおつりの防止にも効果的である。
【００１３】
請求項８記載の発明は、洗浄水を供給するための開閉弁を開弁させた状態で、一定時間遅れて吸込み用開閉弁を開弁し、その後ある時間間隔をおいて吸込み用開閉弁を閉弁した後、一定時間経過後、開閉弁を閉弁するモードを有することを特徴とする。
本発明においては、開閉弁を開弁し洗浄水を吐水したのち一定時間遅れて吸込み用開閉弁を開弁することにより、ボウル面内壁面を濡らした状態で洗剤を含んだ洗浄水を吐水することで洗浄水のすべりを良くし周回しやすくするとともに隅々まで広がり、十分洗浄水が行きわたることにより洗浄力が向上する。
さらに、吸込み開閉弁を閉弁後ある時間間隔をおいて開閉弁を閉弁することにより、ボウル面内壁面に付着残留した洗剤を含む泡を洗剤を含まない洗浄水で完全に溜水に落として便器洗浄を行なうことができる。
【００１４】
請求項９記載の発明は、洗浄水を供給するための開閉弁を開弁させた状態で、一定時間遅れて吸込み用開閉弁を開弁し、その後同時に閉弁するモードを有することを特徴とする。
本発明においては、開閉弁を開弁させた状態でまず、洗浄水を吐水するためボウル内壁面を濡らした状態でその後一定時間吸込み用開閉弁を開弁した後閉弁するお掃除モードを設けることで、ブラシ等を使った十分な洗浄を行なうことができる。また、別途洗剤を持ってくる手間もなくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例について説明する。図１に示すように、水洗式大便器本体１は、溜水を貯留するボウル部２と、一端がボウル部２の底部に連通し、他端が図示しない外部排出管に接続したリバースタイプのＳトラップ３と、ボウル部２の後方にバルブユニット６及び洗剤タンク９を収納した機器収納部５を備えている。バルブユニット６は止水栓１１を介して水道配管１２に接続する給水配管１０に接続している。洗剤タンク９は、洗剤の吸込みを制御するための吸込み用開閉弁２９と連通チューブ２８を介して泡生成装置７に接続されている。また、水洗式大便器本体１の側面には、洗剤タンクへの洗剤液の補給が容易に行なえるよう洗剤液補給口９ａが設けられている。
【００１６】
図２に図１のＡ断面を示す。ボウル部２内壁面の上端周縁には、上部が内周側に張り出したオーバーハング部４を形成している。また、ボウル部２内の溜水の静止界面よりも上方に、且つオーバーハング４の直下には、ボウル部２の内壁に大気開口した泡生成装置７の洗浄水吐出口３１を備えている。
再び図１の戻り、泡生成装置７はバルブユニット６に給水路１４を介して接続されている。
機能収納部５内に収納されているバルブユニット６の内部には、上流から給水配管１０に接続した電動バルブ６１と、定流量弁６２と、内部接続管６３を備えており、電動バルブ６１は便器洗浄操作を支持するための操作装置６４と連動している。
【００１７】
泡生成装置７は、図３に示すようにバルブユニット６の内部配管６３に連通する給水路１４に接続された洗浄水給水口２２と、洗浄水給水口２２の下流に洗浄水流路を塞いで配置され、同一円周上に複数配置された洗浄水を噴出するため洗浄水噴出口２３を有する洗浄水噴出ノズル２４と、洗浄水噴出ノズル２４の下流に設けられた混合室２５と、洗剤タンク９内の洗剤を混合室２５に導入するために混合室２５の周壁２５ａに設けられた吸込口２６と、混合室２５の周壁２５ａに設けられた混合室２５に空気を導入するために大気開放された空気導入口２７と、混合室２５の下流に設けられ洗浄水噴出口２３からの水流と混合室２５内の巻き込まれた空気及び洗剤液が衝突し、滞留するための段部３０と、段部３０よりも下流に設置され空気と洗剤液とを均一に混合した洗浄水を放出するための大気開放した洗浄水吐出口３１とから構成されている。
【００１８】
本実施例に係る泡生成装置７を含む水洗式大便器の動作を説明する。
便器使用者が操作装置６４を操作して便器洗浄を指示すると、バルブユニット６の電動バルブ６１が駆動し、水道配管１２から水道圧力によって圧送された洗浄水が定流量弁６２でその流量を所定量に調整され、内部接続管６３、給水路１４を通って洗浄水接続口２２へ流入する。
洗浄水接続口２２へ流入した洗浄水は、洗浄水噴出口２３で内向きに混合室２５の略中心軸に向かって加速され、噴出直後に衝突する。衝突した洗浄水は略中心軸に沿って流れる水流と周辺に分散する水流に分かれ、分散した水流は空気との接触面積が非常に大きくなり、せん断力よって大気開放された空気導入口２７から多量の空気を巻き込むとともに、便器洗浄操作と連動して開いた吸込み用開閉弁２９、連通チューブ２８、吸込口２６を通して洗剤タンク９からエジェクター効果により洗剤液を吸い込む。洗浄水は巻き込んだ空気と洗剤液とともに混合室２５の下流側に飛散しながら流れていく。
【００１９】
分散した水流は混合室２５の内壁面に衝突しながら段部３０に衝突して粉砕し、粉砕した洗浄水の一部は混合室２５の上流側に反射し、段部３０周辺に一時的に滞留する滞留水となる。滞留水中に勢いよく進入する混合室２５の略中心軸に沿った流れによって、混合室２５で巻き込んだ空気と洗剤液を滞留水中に混入することができる。混入した空気と洗剤液とから成る泡と滞留水にさらに上流から略中心軸に沿った流れが衝突すると、混入した空気と洗剤液から成る泡は水流のせん断力によって破砕されるため、細分化され洗浄水中に安定した泡を含んだ吐出流を生成できる。
【００２０】
段部３０は洗浄水噴出口２３から噴出し、混合室２５の略中心軸で衝突し、混合室２５の内壁面に衝突した流れがバランスよく一時的に滞留するように設定されている。
段部３０より下流の吐出路３１ａが直管で形成されているため、洗浄水中に安定した泡を含んだ流れは、乱れの少ない整流された流れとなり洗浄水吐出口３１からボウル部２内へ吐出される。
洗浄水吐出口３１から吐出された泡を含んだ洗浄水は、溜水の静止界面よりも上方のボウル部２の内壁に沿って略水平に吐出される。泡を含んだ洗浄水は、ボウル部２の内壁面上を周回しつつ、ボウル部２内壁面を洗浄する。ボウル部２内壁面は洗剤液を含んだ速い流れで、しかも気泡を含んだ流れであるため泡立性もよく、強力に洗浄される。
【００２１】
図４は水洗便器の洗浄水吐出装置の洗浄シーケンスの一実施例について説明する。便器使用者が操作装置６４を操作して便器洗浄を指示すると、バルブユニット６の電動バルブ６１が駆動し、水道配管１２から水道圧力によって圧送された洗浄水が定流量弁６２でその流量を所定量に調整され、内部接続管６３、給水路１４を通って洗浄水接続口２２へ流入する。泡生成装置７において、気泡を含んだ気泡流となり、洗浄水吐出口３１より吐出される。吐出された気泡を含んだ洗浄水は溜水の静止界面より上方のボウル部２の内壁面に沿って略水平に吐出され、内壁面上を周回しつつボウル部２内壁面を洗浄する。電動バルブ６１の開弁から一定時間Ｔ１遅れて吸込み用開閉弁２９が開弁され、気泡流に洗剤液を含んだ洗浄水が洗浄水吐出口３１からボウル面２の内壁面に略水平に吐出される。ボウル面２の内壁面は気泡流で濡れた状態であり、そこに洗剤液を含んだ洗浄水を流すことで、洗剤液を含む洗浄水のすべりを良くし、周回しやすくするとともに隅々まで広がるとことで広範囲にわたって十分洗浄することができる。その後一定時間ｔ２経過後、吸込み用開閉弁２９を閉弁し気泡流を含んだ洗浄水のみを吐出し、ボウル面２の内壁面に残った一部の洗剤の泡を溜水内に導くことで、洗剤残りをなくす。その後電動バルブ６１内の流路を切替え、ジェット給水路１５、ジェット吐出口１３からボウル部２内へ洗浄水吐出が所定時間継続すると、Ｓトラップ３が汚水で満たされ、サイホン現象が発生する。サイホン現象により、ボウル部２内の汚水が一気にＳトラップ３を介して、外部排出管へ排出される。Ｓトラップの空気吸い込みによりサイホン現象が終了すると、電動バルブ６１の流路が再び切り替わり、泡生成装置７の洗浄水吐出口３１からボウル面２の内壁面に沿って気泡流洗浄水吐出が所定時間ｔ４継続すると、電動バルブ６１が閉弁し、洗浄が終了する。
【００２２】
図５は水洗便器の洗浄水吐出装置の洗浄シーケンスの別の一実施例について説明する。
本洗浄シーケンスでは、便器使用者が操作装置６４を操作して便器洗浄を指示すると、バルブユニット６の電動バルブ６１が駆動し、水道配管１２から水道圧力によって圧送された洗浄水が定流量弁６２でその流量を所定量に調整され、内部接続管６３、給水路１４を通って洗浄水接続口２２へ流入する。泡生成装置７において、気泡を含んだ気泡流となり、洗浄水吐出口２３より吐出される。吐出された気泡を含んだ洗浄水は溜水の静止界面より上方のボウル部２の内壁面に沿って略水平に吐出され、内壁面上を周回しつつボウル部２内壁面を洗浄する。電動バルブ６１の開弁から一定時間Ｔ１遅れて吸込み用開閉弁２９が開弁されることで、気泡流に洗剤液を含んだ洗浄水が洗浄水吐出口３１からボウル面２の内壁面に略水平に吐出される。その後一定時間経過後、電動バルブ６１及び吸込み用開閉弁２９が閉弁する。このシーケンスにより、使用者がブラシ等を使って頑固な汚れも洗浄できるモードとなっている。その後使用者が便器洗浄操作を行なうと通常の気泡洗浄水によるボウル面洗浄及び排出動作を行うため、泡や汚れは便器の外に排出される。
【００２３】
図６は図１の実施例において、空気導入口２７と吸込口２６の位置を変えて洗剤吸込量との関係を示したもので、洗浄水の流量は２０Ｌ／ｍｉｎであり、吸込口２６が空気導入口２７に対して上流にある場合、吸込口２６が空気導入口２７の下流にある場合に比べて、空気導入口２７の口径に関わらず、洗剤吸込量が多くなっている。
【００２４】
また、図７はその時の吸込口２６での負圧を測定したものである。同じ瞬間流量に対して上流側の方が負圧が大きいことがわかる。したがって、空気導入口２７よりも吸込口２６を上流側に設けることで洗剤液を効果的に吸い込むことができる。
【００２５】
図８は図１の実施例において空気導入口２７の口径と洗剤吸込量の関係を示している。
横軸は空気導入口２７の口径を、縦軸は洗剤吸込量を示している。吸込口２６の口径はφ４としている。本図より、空気導入口径を小さくしていくと洗剤吸込量が多くなっていることがわかる。したがって、空気導入口２７の口径を吸込口２６の口径よりも小さくすることにより効果的に洗剤液を吸い込むことができる。
【００２６】
図９は、吸込口２６の向きと吸込口負圧の関係を示している。吸込口２６の向きが略水平よりも上方であれば、吸込口負圧はほぼ同じであり洗剤吸込量も同じである。しかし、吸込口２６が下方になると、洗浄水が吸込口２６を塞ぐために洗剤吸込みができなくなる。
したがって、吸込口２６は略水平よりも上方に設けることによって洗剤液を効果的に吸い込むことができる。
【００２７】
図１０は図１において、空気導入口２７に連通ホース４０を接続し、空気ポンプ４１を接続した場合の実施例である。エジェクター効果により洗剤を吸い込ませ、空気混入率を向上させ泡立性を良くし、しかも洗浄水を増速するために空気ポンプ４１による加圧を行なうことができるようにしたものである。
【００２８】
図１１は図１において、洗剤吸込み用のポンプ４２を連通チューブ２８に接続した場合の実施例である。エジェクター効果により空気を吸い込ませ、ポンプ４２により洗剤液を洗剤タンク９より供給可能とする構成であり、このことによりエジェクター効果で洗剤液を吸い込ませる場合に比べて格段かつ確実に洗剤液を多量に供給することができる。
また、本実施例では洗剤液の供給はポンプで行なうため安定しているため、できるだけ空気を吸い込ませるために空気導入口を上流側に設けた構成としているが、この構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る「水洗便器の洗浄水吐出装置」を含む水洗式大便器の斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る「水洗便器の洗浄水吐出装置」を含む水洗式大便器のボウル部上端の断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る「水洗便器の洗浄水吐出装置」が備える泡生成装置の断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る「水洗便器の洗浄水吐出装置」を含む水洗式大便器の洗浄シーケンスの図である。
【図５】本発明の実施例に係る「水洗便器の洗浄水吐出装置」を含む水洗式大便器の洗浄シーケンスの別の実施例の図である。
【図６】本実施例において空気導入口、吸込口位置と洗剤吸込量との関係を示した図である。
【図７】本実施例において吸込口における負圧を測定した図である。
【図８】本実施例において空気導入口の口径と洗剤吸込量の関係を示した図である。
【図９】本実施例において吸込口の角度と吸込口負圧の関係を示し図である。
【図１０】泡生成装置の別の一実施例を含む水洗式大便器の斜視図である。
【図１１】泡生成装置の別の一実施例を含む水洗式大便器の斜視図である。
【符号の説明】
１…水洗便器本体、２…ボウル部、３…Ｓトラップ、４…オーバハング部
５…機器収納部、６…バルブユニット、７…泡生成装置、９…洗剤タンク
９ａ…洗剤液補給口、１０…給水配管、１１…止水栓、１２…水道配管、
１３…ジェット吐出口、１４…給水路、１５…ジェット給水路、
２２…洗浄水給水口、２３…洗浄水噴出口、２４…洗浄水噴出ノズル
２５…混合室、２５ａ…周壁、２６…吸込口、２７…空気導入口、
２８…連通チューブ、２９…吸込み用開閉弁、３０…段部、
３１…洗浄水吐出口、３１ａ…吐出路、４０…連通ホース、
４１…空気ポンプ、４２…洗剤吸込み用ポンプ
６１…電動バルブ、６２…定流量弁、６３…内部接続管、
６４…洗浄操作装置

Claims

洗浄水の供給を制御する開閉弁と、この開閉弁に連通する洗浄水給水口と、前記洗浄水給水口の下流に配置され、同一円周上に複数配置された洗浄水を噴出する洗浄水噴出口を有する洗浄水噴出ノズルと、空気を導入する空気導入口と、洗剤原液等を入れた洗剤タンクと前記洗剤タンクと連通する吸込口と、前記洗剤タンクからの吸込みを制御する吸込み用開閉弁と、前記洗浄水噴出口の下流に配置され、噴出した洗浄水と空気と洗剤を同時に接触させ混合させるための混合室と、前記混合室の下流に設けられた洗浄水を衝突、滞留させるための流路内へ突出した段部と、段部より下流に設置され空気と洗剤との混入による泡を含んだ洗浄水をボウル部へ放出する洗浄水吐出口とを有し、前記空気導入口と前記吸込口は前記洗浄水噴出口より下流の前記混合室に設けられていることを特徴とする水洗便器。
前記空気導入口に空気を導くための空気ポンプと、前記空気ポンプと前記空気導入口を連通する空気流路とを有することを特徴とする請求項１記載の水洗便器。
前記空気導入口の口径は前記吸込口の口径よりも小さいことを特徴する請求項１又は２記載の水洗便器。
前記空気導入口は前記吸込口よりも下流に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項記載の水洗便器。
前記洗浄水噴出口は洗浄水噴出口からの吐水同士が直接衝突するよう内向きに開口していることを特徴とする請求項1乃至４いずれか一項記載の水洗便器。
前記吸込口は前記混合室の中心を通る水平面よりも上方に設けられていることを特徴とする請求項1乃至５のいずれか一項記載の水洗便器。
洗浄水を溜水として貯留するボウル部を有する便器本体において、洗浄水をボウル部内壁面の上縁部に沿って略水平に吐出しボウル部内壁面に沿って旋回させるよう洗浄水吐出口が設置されたことを特徴とする請求項１乃至６いずれか一項記載の水洗便器。
洗浄水を供給するための前記開閉弁を開弁させた状態で、一定時間遅れて吸込み用開閉弁を開弁し、その後ある時間間隔をおいて吸込み用開閉弁を閉弁した後、一定時間経過後、前記開閉弁を閉弁するモードを有することを特徴とする請求項1乃至７のいずれか一項記載の水洗便器。
洗浄水を供給するための前記開閉弁を開弁させた状態で、一定時間遅れて吸込み用開閉弁を開弁し、その後同時に閉弁するモードを有することを特徴とする請求項1乃至８のいずれか一項記載の水洗便器。