JP5137607B2 - 便器洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は便器洗浄装置に関する。

特許文献１に従来の便器洗浄装置が開示されている。この便器洗浄装置は、便器本体の便鉢へ洗浄水を供給する洗浄水供給装置と、便鉢の下端に設けられた流入口に連なる便器排水路からの空気の吸引及び便器排水路への空気の排出を行う吸排気装置とを備えている。この便器洗浄装置では、洗浄水供給装置が便鉢へ洗浄水を供給し、便鉢内の水位が上昇すると、吸排気装置が便器排水路から空気を吸引する。これにより、強力なサイホン作用が発生する。サイホン作用の発生により、便鉢内の水位が低下し、流入口の近傍まで水位が低下すると、便器洗浄装置は便鉢への洗浄水の供給流量を多くする。これにより、便鉢内の水位は再上昇し、便鉢の封水が破封せれずにサイホン作用が継続される。これにより、汚物を便鉢内から確実に排出することができる。

特開２００７−２１８０３８号公報

しかし、上記従来の便器洗浄装置では、便器洗浄装置の洗浄水の供給流量の多少等により、便鉢内の水位が流入口の近傍まで低下する速さが変化する。このため、便器洗浄装置の便鉢への洗浄水の供給量を多くするタイミングが、便鉢内の水位が流入口より低下した後になるおそれがある。便鉢内の水位が流入口より低下した場合、流入口から空気が便器排水路内へ入り、封水が破封してサイホン作用が終了してしまうおそれがある。この場合、汚物が便鉢内から排出されないおそれがある。また、流入口から空気が便器排水路内へ入る際には、破封音が生じてしまう。このため、サイホン作用を確実に継続させ、汚物を便鉢内から排出するためには、便器洗浄装置の洗浄水の供給流量を多めにしたり、洗浄水の供給量を多くするタイミングを早めにしたりしなければならない。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、節水化及び静音化を図ることのできる便器洗浄装置を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の便器洗浄装置は、便器本体の便鉢へ洗浄水を供給する洗浄水供給装置と、該便鉢の下端に設けられた流入口に連なる便器排水路からの空気の吸引及び該便器排水路への空気の排出を行う吸排気装置とを備えた便器洗浄装置において、
前記洗浄水供給装置が、前記便鉢へ洗浄水の供給を開始直後に供給流量を一定流量に増加してから終了直前に供給流量を減少するまで、前記一定流量の洗浄水を前記便鉢へ供給する給水動作の実行と、前記吸排気装置が前記便器排水路から空気を吸引する吸気動作の実行と、該吸排気装置が該便器排水路へ空気を排出する排気動作の実行とを制御する制御装置をさらに備え、
該制御装置は、該給水動作の実行中に該吸気動作を実行してサイホン作用を発生させ、該便鉢への洗浄水の供給終了前に該排気動作を実行してサイホン作用を終了させるものであって、
サイホン作用により該便鉢内の洗浄水の水位が前記流入口の近傍まで下降した際、該便鉢内の洗浄水の水位を該流入口の近傍に維持して該流入口から該便器排水路内へ空気が入ることなくサイホン作用を維持するように、前記洗浄水供給装置の該便鉢へ供給する洗浄水の前記一定流量と前記便器排水路から排水される洗浄水の排水流量とが略等しいことを特徴とする。

この便器洗浄装置では、洗浄水供給装置から便鉢に洗浄水が供給され、便鉢内の水位が上昇した後、吸排気装置が便器排水路から空気を吸引することによりサイホン作用が発生する。つまり、便鉢内の増水した洗浄水の位置エネルギーを利用するため、勢いよく便器排水路から洗浄水が排水される。便器排水路から排水される洗浄水の流量は、便鉢内の洗浄水の水位が低下し、便鉢内の洗浄水の位置エネルギーが小さくなるにつれて減少する。洗浄水供給装置の便鉢への供給水量は、便鉢内の洗浄水の水位が流入口の近傍まで下降した際の便器排水路から排水される洗浄水の排水流量と略等しいため、便鉢内の水位が流入口の近傍に維持される。このため、流入口から空気が便器排水路内へ入ることがなく、サイホン作用を継続することができるため、少ない洗浄水で汚物を便鉢内から確実に排出することができる。また、サイホン作用が継続するため破封音は生じない。

したがって、本発明の便器洗浄装置は、節水化及び静音化を図ることができる。

制御装置は、吸気動作を実行し、サイホン作用が一定時間継続した後、排気動作を実行し得る。この場合、サイホン作用が一定時間継続するため、洗浄水に浮遊する浮遊汚物等も洗浄水とともに便鉢内から確実に排出することができる。

制御装置は、給水動作を実行し、便鉢内の水位が所定の高さになると吸気動作を実行し得る。この場合、便鉢内の洗浄水の位置エネルギーをできる限り活かし、強力なサイホン作用を発生させ、汚物を便鉢内から確実に排出することができる。

制御装置は、給水動作の終了直前に便鉢内への洗浄水の供給流量が減少し始めた後、排気動作を実行し得る。この場合、流入口から空気が入り、水封部が破封する前に吸排気装置から便器排水路内に空気を排出して、サイホン作用を終了させることができる。このため、破封音を生じさせずに便器洗浄を終了させることができる。

以下、本発明の便器洗浄装置を洋風水洗式便器に具体化した実施例１を図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、この洋風水洗式便器は、便器本体１と、洗浄水供給装置１０と、吸排気装置２０と、制御装置３０とを備えている。このうちの洗浄水供給装置１０と、吸排気装置２０と、制御装置３０とから便器洗浄装置は構成されている。

便器本体１は、便鉢２と、便鉢２の上部周縁に設けられたリム３とを有している。便鉢２の下端には、水平面上で開口する流入口４が設けられている。流入口４には、便器排水路５が連通している。便器排水路５は、上昇流路６と下降流路７とから構成されている。上昇流路６は便器本体１に一体に形成されている。上昇流路６と便鉢２とにより、洗浄水が滞留する封水部Ｈが形成される。

下降流路７は、上昇流路６の上昇端に設けられた開口に連通し、便器本体１とは別体に設けられた便器排水管４０に形成されている。便器排水管４０の下流端の開口は、排水接続具５０を介して図示しない床面に引き出された排水管の接続口に連通する。便器排水管４０は、上面に吸排気装置２０を接続する連通管４１が設けられている。

排水接続具５０は、筐体５１と、筐体５１内に配置される内部配管５２とを備えている。筐体５１は、上面に設けられ、便器排水管４０の下流端部とパッキンＰを介して接続される流入口５１Ｕと、下面に設けられ、排水管に接続される流出口５１Ｄとを有している。内部配管５２は、流入口５１Ｕに連続する下降流路５２Ａと、下降流路５２Ａの下流端に連続し、筐体５１内に開口する下流口５２Ｃを有する上昇流路５２Ｂとから構成されている。内部配管５２は、下降流路５２Ａと上昇流路５２Ｂとから形成された溜水部Ｒを有している。溜水部Ｒは、洗浄水により完全に封水される。このため、便器本体１に形成される封水部Ｈの下流側と、貯留部Ｒの上流側との間の便器排水路５及び内部配管５２には、閉鎖空間が形成される。

洗浄水供給装置１０は、図示しない水道管に接続されている。また、洗浄水供給装置１０は、上流側から順に、図示しないストレーナー装置と、定流量弁と、開閉弁とから構成されている。開閉弁の下流側には、ノズル１１が接続されている。このノズル１１の下流端は、便器本体１のリム３に連通している。ノズル１１の先端から吐水される洗浄水は、リム３を旋回しながら、便鉢２内へ流れ落ちるため、便鉢２内に旋回流を発生させることができる。開閉弁は、開弁及び閉弁する際、徐々に吐水流量が増加及び減少するようなものを採用し、急激な弁の開閉によりウォーターハンマー現象が生じないようにしている。

吸排気装置２０は、吸排気タンク２１と、駆動装置２２とを有している。吸排気タンク２１は、鍋形状のハウジング２１Ｈ内に上下方向に移動可能な隔膜２１Ｄが設けられている。ハウジング２１Ｈの下面には、吸排気管２１Ｐが設けられている。吸排気管２１Ｐは、便器排水管４０の連通管４１に挿入され接続されている。駆動装置２２は、上下方向に延びる筒形状のケース本体２２Ｈと、ケース本体２２Ｈ内に上下方向に移動可能な隔膜２２Ｄと、隔膜２２Ｄを下方から押上可能な円盤形状の押上板２２Ａを有する棒状体２２Ｂと、押上板２２Ａを上下動させるモーター２２Ｍとを有している。吸排気タンク２１の隔膜２１Ｄによって区画された上側の上部空間２４と、駆動装置２２の隔膜２２Ｄによって区画された下側の下部空間２５とは、接続管２３によって接続されている。

このような構成の吸排気装置２０では、モーター２２Ｍが回転し、棒状体２２Ｂが上方に伸びることにより、押上板２２Ａが上方に押し上げられ、駆動装置２２の隔膜２２Ｄが上昇位置に移動すると、吸排気タンク２１の上部空間２４の空気が駆動装置２２の下部空間２５に吸引され、吸排気タンク２１の隔膜２１Ｄは上昇位置に移動する。これにより、吸排気タンク２１が便器排水路５から空気を吸引する吸気動作が実行される。また、モーター２２Ｍが回転し、棒状体２２Ｂが下方に縮むことにより、押上板２２Ａが下降し、駆動装置２２の隔膜２２Ｄが下降位置に移動すると、駆動装置２２の下部空間２５の空気が吸排気タンク２１の上部空間２４に押し込まれ、吸排気タンク２１の隔膜２１Ｄは下降位置に移動する。これにより、吸排気タンク２１が便器排水路５へ空気を排出する排気動作が実行される。また、駆動装置２２の隔膜２２Ｄが下降しない限り、吸排気タンク２１の隔膜２１Ｄは上昇位置に維持される。

制御装置３０は、洗浄水供給装置１０を構成する開閉弁の開閉と、吸排気装置２０の駆動装置２２に組み込まれたモーター２２Ｍの回転とを制御することができる。また、制御装置３０は、これらの制御パターンを複数記憶可能な記憶装置を有し、図示しない便器洗浄装置の操作リモコン等を操作することにより、各制御パターンに設定することができる。

以上の構成を有する本発明の便器洗浄装置による洋風水洗式便器の洗浄工程について説明する。図６は、洗浄工程中の制御装置３０による便器洗浄装置の動作状況、便鉢２への洗浄水の供給流量の変化及び便鉢２内の洗浄水の水位（封水面位置）の変化を示すタイミングチャートである。

［非洗浄時（図１）］
図１に示すように、便器本体１には、洗浄水により封水部Ｈが形成されている。また、排水接続具５０の内部配管５２の溜水部Ｒは、洗浄水により完全に水封されている。このため、便器本体１に形成される封水部Ｈの下流側と、貯留部Ｒの上流側との間の便器排水路５及び内部配管５２には、閉鎖空間が形成されている。吸排気タンク２１の隔膜２１Ｄ及び駆動装置２２の隔膜２２Ｄは、下降位置に配置されている。

［鉢洗浄工程（図２）］
図示しない便器洗浄装置の操作リモコンの洗浄スイッチを操作し、洗浄工程が開始される。図６に示すように、洗浄開始時から制御装置３０により、洗浄水供給装置１０の開閉弁が開弁され、給水動作が実行される。ノズル１１からリム３を介して便鉢２内に供給される洗浄水の流量は、開閉弁の開弁とともに徐々に増加し、数秒後には、一定流量となる。この一定流量は、後述するサイホン作用の発生後、便鉢２内の水位（以下、「封水面Ｌ」という。）が流入口４の近傍まで下降した際の便器排水路５から排水される洗浄水の排水流量と略等しい流量に設定されている。洗浄水は、リム３を旋回しながら、便鉢２内に流れ落ちるため、便鉢２内に旋回流が発生する。洗浄水の旋回流により、便鉢２の内面を効果的に洗浄することができる。また、便鉢２内への洗浄水の供給により、図６のＸ時点まで、徐々に封水面Ｌが上昇する。図２に示すように、この段階で、便器本体１の上昇流路６の上昇端を越えて、封水部Ｈから洗浄水が排水接続具５０の内部配管５２の溜水部Ｒに供給される。これにより、溜水部Ｒの水位が上昇し、より確実に封水される。この工程では、吸排気装置２０は作動されず、吸排気タンク２１の隔膜２１Ｄ及び駆動装置２２の隔膜２２Ｄは、下降位置に配置されている。

［サイホン発生工程（図３）］
図６のＸ時点において、封水面Ｌが特定の位置まで上昇し、図３に示すように、制御装置３０により、駆動装置２２のモーター２２Ｍが回転し、押上板２２Ａを上方に押し上げ、隔膜２２Ｄを短時間で上昇位置に移動させる。これにより、吸排気タンク２１の隔膜２１Ｄも短時間で上昇位置に移動し、便器排水路５から空気を一気に吸引する吸気動作が実行される。この吸気動作と、便鉢２内の洗浄水の位置エネルギーとの相乗効果により、便鉢２内の洗浄水が旋回しながら勢いよく便器排水路５内に流入し、強力なサイホン作用が発生する。このため、便鉢２内の汚物、特に重い汚物を大量の洗浄水とともに便鉢２内から確実に排出することができる。図６に示すように、封水面Ｌは、Ｘ時点からＹ時点の間に、急激に流入口４の近傍まで下降する。

サイホン作用は、便鉢２内の洗浄水の位置エネルギーも利用するため、サイホン作用が発生した時点が、最も強力であり、封水面Ｌが下降するに従い弱くなる。このため、便器排水路５から排出される洗浄水も、封水面Ｌが下降するに従い減少する。上述したように、洗浄水供給装置１０から便鉢２へ供給される洗浄水の流量は、便鉢２内の封水面Ｌが流入口４の近傍まで下降した際の便器排水路５から排水される洗浄水の排水流量と略等しい量に設定されているため、Ｙ時点で、便鉢２に対する洗浄水の供給流量と排出流量とは均衡する。

［サイホン維持工程（図４）］
図６のＹ時点からＺ時点において、図４に示すように、吸排気装置２０を作動せず、吸排気タンク２１の隔膜２１Ｄは上昇位置に維持される。また、洗浄水供給装置１０から便鉢２へ供給される洗浄水は、Ｙ時点から所定時間、一定流量に維持される。これにより、封水部Ｈでは、封水面Ｌの水位Ａと便器排水路５の下流端近傍の水位Ｂとの水位差が維持され、溜水部Ｒでは、便器排水路５の下流端近傍の水位Ｂと内部配管５２の下流口５２Ｃの水位Ｃとの水位差が維持される。これにより、封水面Ｌが流入口４の近傍に維持されながら、サイホン作用が維持される。Ｙ時点から所定時間経過後に、制御装置３０により、洗浄水供給装置１０の開閉弁が閉弁される。便鉢２内に供給される洗浄水の流量は、開閉弁の閉弁後、徐々に減少する。この工程の間、洗浄水に浮遊する浮遊汚物等を便鉢２内から確実に排出することができる。

［覆水工程（図５）］
図６のＺ時点において、制御装置３０により、駆動装置２２のモーター２２Ｍが回転し、押上板２２Ａを下方に降下させ、隔膜２２Ｄを下降位置に移動させる。隔膜２２Ｄを上昇位置から下降位置に移動させるのに要する時間は、隔膜２２Ｄを下降位置から上昇位置に移動させるよりも長く設定されている。これにより、吸排気タンク２１の隔膜２１Ｄも下降位置に移動し、便器排水路５へ空気を排出する排気動作が実行される。Ｚ時点で便器排水路５へ空気が排出され始めると、その影響により直ちにサイホン作用は終了する。この際、流入口４から空気が便器排水路５内へ入ることがなく、サイホン作用の終了の際に破封音は生じない。その後、洗浄水供給装置１０から供給される洗浄水により、封水面Ｌが通常位置に復帰し、覆水が完了して洗浄が終了する。

したがって、実施例１の便器洗浄装置は、節水化及び静音化を図ることができる。

この便器洗浄装置の制御装置は、１回の洗浄工程中にサイホン作用を２回発生させる洗浄パターンを記憶装置に記憶している。この洗浄パターンの実行により、洗浄水供給装置１０に供給される水道水が低流量である場合でも、汚物を便鉢２内から確実に排出することができる。

この洗浄パターンによる洗浄工程について説明する。図７は、洗浄工程中の制御装置３０による便器洗浄装置の作動状況、便鉢２への洗浄水の供給流量の変化及び便鉢２内の洗浄水の水位（封水面位置）の変化を示すタイミングチャートである。上述した洗浄工程と同様の内容については説明を省略する。

［第１回鉢洗浄工程］
図示しない便器洗浄装置の操作リモコンの洗浄スイッチを操作し、洗浄工程が開始される。図７に示すように、洗浄開始時から制御装置３０により、洗浄水供給装置１０の給水動作が実行される。便鉢２内に供給される洗浄水の流量は、開閉弁の開弁とともに徐々に増加し、数秒後には、一定流量となる。この一定流量は、サイホン作用の発生後、封水面Ｌが流入口４の近傍まで下降した際の便器排水路５から排水される洗浄水の排水流量と略等しい流量に設定されている。図７のＸ１時点まで、徐々に封水面Ｌが上昇する。なお、洗浄水供給装置１０に供給される水道水が低流量であるため、封水面Ｌの上昇幅は少ない。

［第１回サイホン発生工程］
図７のＸ１時点において、制御装置３０により、吸排気装置２０が便器排水路５から空気を吸引する吸気動作を実行する。この吸気動作と、便鉢２内の洗浄水の位置エネルギーとの相乗効果により、便鉢２内の洗浄水が旋回しながら勢いよく便器排水路５内に流入し、強力なサイホン作用が発生する。このため、便鉢２内の汚物、特に重い汚物を大量の洗浄水とともに便鉢２内から確実に排出することができる。封水面Ｌは、Ｘ１時点からＹ１時点の間に、急激に流入口４の近傍まで下降する。Ｙ１時点で、便鉢２に対する洗浄水の供給流量と排出流量とは均衡する。

［第１回サイホン維持工程］
図７のＹ１時点からＺ１時点において、吸排気タンク２１の隔膜２１Ｄは、上昇位置に維持される。また、洗浄水供給装置１０から便鉢２へ供給される洗浄水は、一定流量に維持される。これにより、封水面Ｌが流入口４の近傍に維持されながら、サイホン作用が維持される。

［第２回鉢洗浄工程］
図７のＺ１時点において、制御装置３０により、吸排気装置２０が便器排水路５へ空気を排出する排気動作を実行する。Ｚ１時点で便器排水路５へ空気が排出され始めると、その影響により直ちにサイホン作用は終了する。この際、流入口４から空気が便器排水路５内へ入ることがなく、サイホン作用の終了の際に破封音は生じない。その後、洗浄水供給装置１０から一定流量の洗浄水が便鉢２に供給されているため、封水面Ｌは、再度、徐々に上昇する。

［第２回サイホン発生工程］
図７のＸ２時点において、封水面Ｌが、通常位置に復帰すると、制御装置３０により、吸排気装置２０が便器排水路５から空気を吸引する吸気動作を実行する。第１回サイホン発生工程時に比べ、封水面Ｌが低いため、サイホン作用は弱い。第１回サイホン発生時に重い汚物は排出されており、第２回サイホン発生工程においては、洗浄水に浮遊する浮遊汚物を排出することが目的であるため、弱いサイホン作用であっても、確実に浮遊汚物等を排出することができる。

［第２回サイホン維持工程］
図７のＹ２時点からＺ２時点において、吸排気タンク２１の隔膜２１Ｄは、上昇位置に維持される。また、洗浄水供給装置１０から便鉢２へ供給される洗浄水の供給流量は、Ｙ２時点から所定時間、一定流量に維持される。これにより、封水面Ｌが流入口４の近傍に維持されながら、サイホン作用が維持される。２回目のサイホン作用は浮遊汚物を排出することを目的とするものであるため、洗浄水の供給流量を一定流量に維持する時間は短時間である。Ｙ２時点から所定時間経過後に、制御装置３０により、洗浄水供給装置１０の開閉弁が閉弁される。便鉢２内に供給される洗浄水の流量は、開閉弁の閉弁後、徐々に減少する。

［覆水工程］
図７のＺ２時点において、制御装置３０により、吸排気装置２０が便器排水路５へ空気を排出する排気動作を実行する。Ｚ２時点で便器排水路５へ空気が排出され始めると、その影響により直ちにサイホン作用は終了する。この際、流入口４から空気が便器排水路５内へ入ることがなく、サイホン作用の終了の際に破封音は生じない。その後、洗浄水供給装置１０から供給される洗浄水により、封水面Ｌが通常位置に復帰し、覆水が完了して洗浄が終了する。

したがって、実施例１の便器洗浄装置は、洗浄水供給装置１０に供給される水道水が低流量であった場合でも、節水化及び静音化を図ることができる。

以上において、本発明を実施例１に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨に逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、便器排水路５の下流側に接続された排水接続具５０の内部配管５２に設けられた溜水部Ｒは、非洗浄時、溜水部Ｒに貯留された洗浄水の上部に空気が流通可能とされ、完全に封水されていなくてもよい。この場合、洗浄水が溜水部Ｒに供給され、溜水部Ｒの水位が上昇することにより、溜水部Ｒが封水され、上流側に閉鎖空間が形成されるようにするとよい。

また、サイホン維持工程において、洗浄水供給装置１０の便鉢２への洗浄水の供給流量と便器排水路５から排水される洗浄水の排水流量とが略等しければよく、他の工程における洗浄水の供給流量は、サイホン維持工程における洗浄水の供給流量と相違していてもよい。また、他の工程においては、洗浄水の供給流量は一定でなくてもよい。

本発明は水洗式便器に利用可能である。

実施例１の洋風水洗式便器の非洗浄時を示す模式図である。 実施例１の洋風水洗式便器の鉢洗浄工程を示す模式図である。 実施例１の洋風水洗式便器のサイホン発生行程を示す模式図である。 実施例１の洋風水洗式便器のサイホン維持工程を示す模式図である。 実施例１の洋風水洗式便器の覆水工程を示す模式図である。 実施例１の洋風水洗式便器の洗浄工程を示すタイミングチャートである。 実施例１の洋風水洗式便器の低流量時の洗浄工程を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…便器本体
２…便鉢
４…流入口
５…便器排水路
１０…洗浄水供給装置
２０…吸排気装置
３０…制御装置

Claims (4)

1. 便器本体の便鉢へ洗浄水を供給する洗浄水供給装置と、該便鉢の下端に設けられた流入口に連なる便器排水路からの空気の吸引及び該便器排水路への空気の排出を行う吸排気装置とを備えた便器洗浄装置において、
   前記洗浄水供給装置が、前記便鉢へ洗浄水の供給を開始直後に供給流量を一定流量に増加してから終了直前に供給流量を減少するまで、前記一定流量の洗浄水を前記便鉢へ供給する給水動作の実行と、前記吸排気装置が前記便器排水路から空気を吸引する吸気動作の実行と、該吸排気装置が該便器排水路へ空気を排出する排気動作の実行とを制御する制御装置をさらに備え、
   該制御装置は、該給水動作の実行中に該吸気動作を実行してサイホン作用を発生させ、該便鉢への洗浄水の供給終了前に該排気動作を実行してサイホン作用を終了させるものであって、
   サイホン作用により該便鉢内の洗浄水の水位が前記流入口の近傍まで下降した際、該便鉢内の洗浄水の水位を該流入口の近傍に維持して該流入口から該便器排水路内へ空気が入ることなくサイホン作用を維持するように、前記洗浄水供給装置の該便鉢へ供給する洗浄水の前記一定流量と前記便器排水路から排水される洗浄水の排水流量とが略等しいことを特徴とする便器洗浄装置。
2. 前記制御装置は、前記吸気動作を実行し、サイホン作用が一定時間継続した後、前記排気動作を実行する請求項１記載の便器洗浄装置。
3. 前記制御装置は、前記給水動作を実行し、前記便鉢内の水位が所定の高さになると前記吸気動作を実行する請求項１又は２記載の便器洗浄装置。
4. 前記制御装置は、前記給水動作の終了直前に前記便鉢内への洗浄水の供給流量が減少し始めた後、前記排気動作を実行する請求項１乃至３のいずれか１項記載の便器洗浄装置。

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