JP5954686B2 - 圧送式トイレ装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧送式トイレ装置に係り、誤って流された異物による噛み込みを防止する圧送式トイレ装置に関する。

従来、一般家庭用等のトイレ装置では、便器から下水までの排水管の勾配を利用した排水が行われている。しかしながら、家庭内に追加のトイレを設置するような場合には、レイアウト等の関係から当該勾配を確保できない場合も多い。このような場合に対応できるトイレ装置として、便器から排出される汚物を粉砕し、粉砕された汚物と洗浄水を下水へ圧送する粉砕圧送処理装置を備えた圧送式トイレ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１３は、従来の圧送式トイレ装置の粉砕圧送処理装置の一例を示している。この粉砕圧送処理装置２０４は、貯留槽２１０内に、モータ２２４，このモータ２２４に連結された回転軸２２５，この回転軸２２５に取り付けられた粉砕歯（カッター）２２６及びインペラ２２８を備えている。

使用者が便器を使用した後に洗浄水を流すと、洗浄水と共に汚物が貯留槽２１０の流入口２１３を介して粉砕室２２１内へ搬送される。このとき、モータ２２４の作動により、回転軸２２５が回転し、これにより、粉砕歯２２６及びインペラ２２８が回転する。
粉砕歯２２６は、粉砕室２２１の空間内で回転可能なように、底部から斜め上方へ向けて延びるように構成されている。汚物は、モータ２２４により回転駆動された粉砕歯２２６によって粉砕され、粉砕室２２１の周壁及び底壁に設けられた孔を通過し、粉砕室２２１から流れ出る。粉砕室２２１から流れ出た粉砕後の汚物は、モータ２２４により駆動されたインペラ２２８の回転によって、洗浄水と共に排水管２１６を介して圧送することができる。

特開２００６−３２８６４１号公報

ところで、便器には汚物以外の異物（例えば、硬質のライターや、軟質のオムツやハンカチ等）が誤って流される場合がある。このような異物は粉砕歯では粉砕し難い。このため、このような異物が便器内に誤って流されると、可動部分である粉砕歯と固定部分となる貯留槽との間などに異物が噛み込むなどして、モータ６が回転できなくなる不具合が発生していた。そして、モータが回転できないと、貯留槽から下水へ排水を圧送できないので、当該不具合が解消されるまでは使用者は圧送式トイレ装置を利用することができなくなるという問題があった。

しかも、粉砕歯に絡みついたり噛み込んだりした異物を、一般の使用者が取り除くことは非常に困難で大きな手間が掛かる作業であるため、専門のサービススタッフを呼んで、異物を取り除いてもらう必要があった。したがって、一旦、異物の噛み込み等に起因したモータ不作動により圧送式トイレ装置が使用できなくなると、長期間に亘って圧送式トイレ装置を使用できない状態が継続するという問題があった。このため、圧送式トイレ装置自体の需要はあるにもかかわらず、上記問題が圧送式トイレ装置の普及を妨げていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、異物が誤って流されてしまった場合であっても使用を継続することが可能な圧送式トイレ装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は、便器と、便器から汚物を排出するための洗浄水を供給する給水手段と、便器から排出される汚物混じりの洗浄水である汚水を受け入れ、汚物を細かくして圧送する処理装置と、を備えた圧送式トイレ装置であって、処理装置は、便器から排出された汚水を流入口から内部に流入させて貯留する貯留槽と、貯留槽内の下部に設けられる回転部材であって、該貯留槽の内周部との間にわずかな隙間を残して貯留槽の下面部を覆うように設けられた円板状の底板と、該底板の上面から上方に向けて突出するよう設けられた攪拌用突起とを有する回転部材と、回転部材を回転させる駆動手段と、攪拌された汚水を貯留槽から排出するための排出口と、を有し、処理装置は、駆動手段によって回転部材を回転させることにより、貯留槽内で汚水を攪拌することで汚物を細かくし、汚水の流動性を高めるように構成されている。

このように構成された本発明によれば、洗浄動作中には、駆動手段が底板を回転させることにより、貯留槽内で汚水が高速に攪拌される。すなわち、貯留槽内で汚水が旋回することによって、底板付近では汚物等が径方向外側へ移動され、その後、貯留槽の壁に沿って上昇し、上昇後に径方向内側及び下方へ移動し、全体として、貯留槽の壁内で対流する。

このように本発明では、貯留槽内での汚水の水流により、便器から貯留槽内へ流入した汚物が、貯留槽内で汚水と共に攪拌されることによって、汚物を細かくし、流動性を高めることができる。

従来は、汚物の粉砕が粉砕歯による破砕であったため、ライターやハンカチ、オムツ等の異物が誤って便器に流されると、駆動手段（モータ）によって回転駆動された粉砕歯と囲の構造物との間で噛み込みを起こして、モータ２２４が回転不能になったりするという不具合が生じていた。

これに対して、本発明では、粉砕歯によって汚物を破砕するのではなく、水流による攪拌によって汚物を細かくし、流動性を高めるように構成したものであるため、異物が誤って流されたとしても攪拌によって細かくなることがなく、引っ掛かるようなことがない。具体的には、異物は水と壁の間に存在しているだけであるため、引っ掛かる所がないため、排水が完了するまで貯留槽内に滞留し、排水が完了した時点で貯留槽の下面部を覆うように設けられた底板上の上に残り、駆動手段がロックして使えなくなるようなことがない。

また、本発明では、異物が誤って流された場合に、その異物は、上述のように底板に絡みついたり噛み込んだりすることがないので、駆動手段によって底板を継続的に駆動し続けることができる。したがって、従来は、モータロックにより便器装置そのものが使用できなくなっていたが、本発明では、駆動装置により底板を駆動することができるので、使用者は便器装置の使用を継続することができる。これは、特に体が不自由な方が使用されるポータブルトイレ等にあっては極めて有用な効果と言えるものである。
さらに、本発明では、破砕歯が設けられていないので、異物が複雑に絡み合ったり、噛み込んだりすることがないので、異物を取り除くことが従来と比べて容易となり、煩雑であったメンテナンス性を向上させることができる。

圧送式トイレ装置には高い節水性が要求される。しかし、洗浄水を節水した状態で、攪拌により汚物を細かくしようとすると、長時間を要するおそれがある。このため、回転部材に切削用の突起を設けることで、汚物を迅速・確実に細かくする方法が考えられる。ところが、攪拌によって過度に汚物が巻き上げられると切削用突起と接触できず切削できなくなり、これを切削用突起を大型化して解決しようとすると、今度は異物が引っかかって回転不能になるというおそれがあった。

本発明では、回転部材の上面から上方に向けて突出するよう形成された切削用突起を有し、回転部材の回転方向に対する攪拌用突起の後端部に、底板の上面に向けて下り勾配となるような第一傾斜部を有する。

このように構成された本発明によれば、回転部材に切削用突起を設けることで短時間で汚物を細かくしながらも、当該切削用突起に異物が引っかかって回転不能となることを防止するような工夫がなされている。すなわち、攪拌用突起の後端部には、底板の上面に向けて下り勾配となるような第一傾斜部を有するため、回転部材が回転すると、攪拌用突起にはこの第一傾斜部に沿って底板の上面に指向する洗浄水の流れが相対的に形成される。したがって、攪拌用突起によって攪拌された洗浄水によって汚物が上方に巻き上げられても、この第一傾斜部に沿った洗浄水の流れよって汚物が底板上面に誘引されるため、汚物を確実に切削用突起に接触させて切削することができる。つまり、切削のために切削用突起を大型化させて異物を引っかけることなく、汚物を切削して短時間で細かくすることができるという実用上優れた圧送式トイレ装置を提供することができる。

また、本発明において好ましくは、 切削用突起は、攪拌用突起の上面から上方に突出するよう形成されている。このように構成された本発明によれば、切削用突起を攪拌用突起の上面から上方に向けて突出させることで、回転部材の底板上面には攪拌用突起と切削用突起のいずれも形成されていない部分を広範に設けることができる。これにより、上述した第一傾斜部に沿った洗浄水の流れよって誘引される汚物は、当該広範な部分の上を相対的に通過する際に、より底板上面近くまで誘引されるため、回転してくる切削用突起により確実に接触させ切削することができる。

汚物は回転してくる切削用突起の前端部と接触して切削されるが、切削後の汚物が攪拌用突起の後端部に引っかかり、第一傾斜部に沿った洗浄水の流れによる底板上面への誘引が阻害されると、切削用突起による切削が不十分なものとなる。

また、本発明において好ましくは、回転部材の回転方向に対する切削用突起の後端部に、底板の上面に向けて下り勾配となるような第二傾斜部を有する。このように構成された本発明によれば、切削用突起の後端部に、底板の上面に向けて下り勾配となるような第二傾斜部を設けることで、切削用突起と接触させて切削させた汚物をその後端部から確実に離し、その後、より確実に底板上面近くまで汚物を誘引させることができる。これにより、汚物をより確実に次に回転してくる切削用突起に接触させ、切削することができる。

回転部材が回転することにより、貯留槽内の洗浄水は回転部材の回転軸周りを旋回するよう流れる。この洗浄水の流れは、回転軸寄りの部分の流速よりも、外周寄りの部分の流速の方が大きくなる。

また、本発明において好ましくは、第一傾斜部の傾斜角は、回転部材の外周寄りの部分が、回転部材の回転軸寄りの部分よりも小さく形成されている。このように構成された本発明によれば、第一傾斜部の傾斜角は、回転部材の外周寄りの部分を、回転部材の回転軸寄りの部分よりも小さく形成することにより、このように流速の大きい外周寄りの部分を流れる洗浄水であっても、当該部分における第一傾斜部から剥離させることなくスムーズに底板上面に相対的に指向させることができる。すなわち、回転部材の回転軸寄りの部分では、比較的大きな傾斜角とすることで、回転部材の底板上面には攪拌用突起と切削用突起のいずれも形成されていない部分を広範に設けることができ、上述したようにより確実に汚物を切削用突起に接触させ切削することができ、一方、回転部材の外周寄りの部分では、流速の大きい水の流れでも底板上面に相対的に指向させ、それとともに汚物も底板上面に誘引することができるため、やはり確実に汚物を切削用突起に接触させることが可能となる。

本発明によれば、異物が誤って流されてしまった場合であっても使用を継続することが可能な圧送式トイレ装置を提供することが可能な実用上優れた圧送式トイレ装置を提供できたものである。

本発明の一実施形態による圧送式トイレ装置を有した圧送式トイレを説明するための模式図である。 図１に示す圧送式トイレのうち処理装置を示す断面図である。 図１に示す圧送式トイレのうち処理装置内の上面図である。 図２に示す底板の斜視図である。 本発明の実施形態による洗浄時の給水流量と排出流量の時間変化を表すグラフである。 本発明の実施形態による処理装置の動作説明図である。 図１に示す圧送式トイレのうち処理装置内の上面図であって、汚物を粉砕する動作を示した図である。 図１に示す圧送式トイレのうち処理装置内の上面図であって、汚物が水流によって底板近傍を流れる様を示した図である。 図７の汚物を粉砕する動作を示した図の詳細を補足した図である。 図２に示す処理装置内の動作説明図である。 図２に示す処理装置内の動作説明図である。 図２に示す処理装置内の動作説明図である。 従来例に掛かる処理装置の説明図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態に係る圧送式トイレ装置１の構成を説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態による圧送式トイレ装置１は、便器本体２と、この便器本体２に便器給水路３ａを介して洗浄水を給水する給水装置３と、便器本体２から洗浄水と共に流入されてきた汚物を細かくして、流動性を高めた汚物を洗浄水と共に排水管１６へ圧送する処理装置４と、処理装置４等を制御する制御装置５を備えている。

便器本体２は、上方が開口し、下方に洗浄水と共に汚物を排出する流入口２ａが設けられた構成である。便器本体２は、流入口２ａにフラップ弁が設けてもよい。また、便器本体２は、サイホン式やサイホンジェット式の便器であってもよい。

給水装置３の給水方式については、水道に直結して給水する水道直結方式であってもよいし、貯水したタンクから給水するタンク方式であってもよい。便器本体２への給水量は、制御装置５が電磁バルブ等からなる給水弁３ｂを開閉制御することにより調整される。また、給水弁３ｂを制御する制御装置は、制御装置５とは分割された別の制御装置でも良い。

使用者がトイレ使用後、便器本体２を洗浄するために、リモコン（図示せず）等に設けられた洗浄指令用の洗浄スイッチをオンにすると、これに基づいて、制御装置５が給水弁３ｂへ給水指令を出力し、給水装置３から便器本体２内へ所定時間給水が行われ、便器本体２内に所定量の洗浄水が供給される。

図２は圧送式トイレ装置を示した断面図である。図２に示すように、処理装置４は、貯留槽１０を備えており、この貯留槽１０内に、攪拌部２０が設けられている。
貯留槽１０は、便器本体２から流入されてきた洗浄水と汚物を溜めるように構成された中空の容器である。貯留槽１０は、側壁１１及び底壁１２によって囲まれている。
側壁１１には、管状の流入口１３が貫通して設けられ、この流入口１３に便器本体２の流入口２ａが連結されている。
また、貯留槽１０には、便器本体２から排水された洗浄水を滞りないようにして排水するべく、貯留槽１０内に存在している空気を貯留槽１０の外部へと排出させる通気管（図示せず）、もしくは貯留槽１０内の圧力が高くなるのを防止するための圧力緩和装置なるものが設けられている。

また、底壁１２には、開口１２ａが形成されており、この底壁１２から下方へ突出するように、ポンプ室１４が取り付けられている。このポンプ室１４には、排出口１５が形成されており、この排出口１５に排水管１６が連結されている。
排水管１６は、図１に示すように、排出口１５から延びており、さらに、下水へ連結される。

攪拌部２０は、貯留槽１０内に配置された有底円筒状の攪拌室２１と、貯留槽１０の上部に配置された駆動手段としてのモータ６と、モータ６からポンプ室１４まで延びる回転軸７と、回転軸７の基端部付近でポンプ室１４内に取り付けられたインペラ９と、回転軸７の途中部分に取り付けられ攪拌室２１の底部付近に位置する円板状の底板となる攪拌翼８と、を備えている。なお、本実施形態では、モータ６が貯留槽１０上部に配置されているが、回転軸７を回転できれば、任意の位置に配置されてもよい。

回転軸７は、モータ６から攪拌室２１内を通ってポンプ室１４まで延びている。また、回転軸７には、異物捕集手段としての機能を有している部位であり、表面の摩擦を大きくすることにより、繊維状のやわらかい異物を引っ掛けて絡ませ易くするように構成されている。

攪拌室２１は、筒状の周壁２２と、周壁２２の下側の円形開口を塞ぐ底壁２３とを有する。貯留槽１０は、貯留槽１０の外側の壁である側壁１１と、その内側に設けられ内側の壁を構成する周壁２２を備えている。
攪拌翼８は、攪拌室２１の底壁２３の上部に位置するように設けられており、攪拌翼８の上方には、洗浄水及び汚物を受け入れる空間が確保されている。

本実施形態では、周壁２２は、攪拌翼８の周方向の少なくとも一部に沿って、凹凸形状を有している。なお、上記凹凸形状は、周壁２２の高さ方向全域にわたって形成してもよいし、周壁２２のうち攪拌翼８の側方に対応する高さ位置及びその上下の所定範囲のみに形成してもよい。

このように周壁２２を構成することで、本実施形態では、対流や旋回を伴う攪拌によって、又は、攪拌翼８の回転による遠心力によって、汚物が周壁２２へ押し付けられたときに、汚物へ局所的な又は集中的な応力を与えることができる。また、汚物が周壁２２内を水流と共に旋回するときに、周壁２２の凸部に衝突することにより、汚物へ局所的な又は集中的な応力を与えることができる。すなわち、平面視で円形の周壁２２に汚物が衝突した場合には、汚物と周壁２２との接触面積が大きく、また、汚物が周壁２２の周面に沿って移動し易いので、汚物に対する衝撃が弱まるおそれがある。これに対して、本実施形態では、汚物Ａが凹凸面のうち内側へ突出する頂部へ衝突することにより、より汚物Ａを砕き易くすることができる。
なお、本実施形態では、周壁２２が曲面状の凹凸形状を有しているが、これに限らず、凹凸形状を有しない円筒面を構成するように形成してもよい。

さらに、周壁２２には流入口１３が連結されており、攪拌室２１は、流入口１３を介して洗浄水や汚物を受け入れるようになっている。
モータ６は、制御装置５からの制御信号により所定方向に回転するように構成されている。

図２〜図４に示すように、攪拌翼８には上面に固定された攪拌促進手段としての複数の攪拌用突起２７を備えている。攪拌用突起２７は、攪拌翼８から上方へ突出して設けられた後退翼型の部材で構成されている。

なお、攪拌用突起２７の形状は、後退翼型に限らず、立方体、多角柱体、半円柱体等の各種形状とすることができる。また、さらに、攪拌用突起２７の個数は、２個に限らず、１個以上とすることができる。

攪拌翼８は、周壁２２との間に所定の隙間Ｇが形成されるように、攪拌室２１の周壁２２よりも径寸法が小さく設定されている。この隙間Ｇは、攪拌され細かくなった汚物が通過可能な寸法である。

図２に示すように、インペラ９は、ポンプ室１４内に配置されており、攪拌翼８と共に回転するように回転軸７に取り付けられている。貯留槽１０からポンプ室１４内へ流入した汚水は、インペラ９の回転により排水管１６へ圧送される。

なお、本実施形態では、攪拌翼８に固定された攪拌用突起２７が設けられているが、これに限らず、攪拌翼８に攪拌用突起を設けた構成としてもよい。

さらに、攪拌翼８の回転軸７を中心とする仮想円２７aに対し、接線方向２７bに伸びる薄板状の切削用突起２８を設けた構成となっている。貯留槽１０内の水の攪拌を主な目的とする攪拌用突起２７とは別に、汚物の切削を主な目的とする切削用突起２８を設けることで、より効果的に汚物を微細化でき、短時間で運転を完了させることができる。

この切削用突起２８は、攪拌翼８の外周側の端部寄りの部分に少なくても設けられており、遠心力で外周側に弾かれた汚物に効果的に接触させることができる構成となっている。

また、この切削用突起２８は、回転する際に水の流れを過度に乱れさせないように、Ｈa、Ｈｂのように、回転軸７側よりも外周側の方が接線方向の長さが小さく形成されている。

また、攪拌翼８の上の攪拌用突起２７は、回転方向とは逆側の端部に、下り勾配となる第一傾斜部３０が形成されている。この第一傾斜部３０は、抵抗係数を下げるために形成されており、攪拌翼８の上面に指向させるような水の流れを形成することが可能となり、切削用突起２８との接触頻度を高めることが可能となる。

なお、攪拌用突起２７によるキャビテーションの発生を抑制することができ、気泡を生成しないことから、ポンプ室１４でのエア噛みを防止する効果もある。

また、切削用突起２８は、回転方向とは逆側の端部に、下り勾配となる第二傾斜部３１が形成されている。この第二傾斜部３１も第一傾斜部３０と同様に、抵抗係数を下げるために形成されており、攪拌翼８の上面に指向させるような水の流れを形成することが可能となり、切削用突起２８との接触頻度を高めることが可能となる。

なお、切削用突起２８によるキャビテーションの発生を抑制することができ、気泡を生成しないことから、ポンプ室１４でのエア噛みを防止する効果もある。

さらに、切削用突起２８は攪拌用突起２７の上面に構成されており、攪拌されている汚物への接触頻度を向上させることができる。

また、切削用突起２８のうち、少なくとも外周側切削用突起２８ａは前記回転部材の回転軸を中心とした円弧状に形成されていてもよい。

回転軸７は、モータ６から攪拌室２１内を通ってポンプ室１４まで延びている。
また、回転軸７には、外周方向へ向けて突出する異物捕集手段の７ａがあり、繊維状の異物を引っ掛けて絡ませ易くするように構成されている。なお、摩擦を大きくするために、刻み目が形成してもよいし、回転軸７の表面にラバー等の他の部材を取り付けてもよい。

また、異物捕集手段７ａは、流入口２ａと対向する位置に設けられており、便器２から汚物が貯留槽１０に搬入されてくる際に接触頻度が高くなるように構成されている。

また、異物捕集手段７ａは、攪拌翼８よりも小さく形成されているため、異物が絡んだ際にモータ６の回転を阻害するような大きなトルクまで上げないよう配慮されており、なおかつ、異物が絡んだ際に貯留槽１０の断面を広範囲で塞ぐこともないため、長期間の継続使用が可能となる。

さらに、異物捕集手段７ａは、回転軸７から外周方向に向けて先細となるよう形成されており、異物が絡んだ場合にサービススタッフが異物の除去を短時間で容易に行うことができる。

また、異物捕集手段７ａは、回転方向とは逆方向へ向けて平板となるように形成されており、回転軸７が回転する際に、異物捕集手段７aが乱流を起こし、異物との接触頻度を低下させることを防止している。

また、回転軸７は、攪拌翼８側の直径が大きくなる大径部２９を設けており、異物捕集手段７ａによって捕集された異物が下方にずり落ちた際にも、大径部２９で引掛り、攪拌用突起２７および切削用突起２８が異物によって覆われるのを防止することができる。

次に、図１、図５〜図１２を参照して、本実施形態の圧送式トイレ装置１の作用を説明する。
本実施形態では、モータ６によって回転駆動される攪拌翼８、周壁２２及び突起２８等が、便器本体２から攪拌室２１内へ流入された汚水中の汚物（糞やトイレットペーパー等の固形物）を細かくする手段として機能するように構成されている。
また、本実施形態では、モータ６によって回転駆動されるインペラ９とポンプ室１４が、細かくなって流動性を高めた汚物を含む汚水を排水管１６へ圧送する圧送手段として機能する。

使用者が洗浄スイッチ（図示せず）をオンにすると、制御装置５は、給水弁３ｂの弁の位置を閉状態から開状態へ所定時間だけ切り換える。このとき、制御装置５は、モータ６へ制御信号を出力し、所定時間だけモータ６を作動させる。

図５に示すように、圧送手段による排出流量Ｆｂ（破線）は一定である。一方、１回の給水操作又は給水処理における、給水手段３から給水弁３ｂを介して供給される洗浄水の給水流量Ｆａ（実線）は、瞬間的に圧送手段による排出流量Ｆｂを超える最大給水流量まで上昇し、その後減少する。一方、このため、洗浄水が貯留槽１０へ供給されると、排出流量Ｆｂよりも給水流量Ｆａが大きい期間は、貯留槽１０内の洗浄水Ｗの水位が一時的に上昇する。図６は、水位が上昇した状態を示している。

攪拌室２１内に汚物と共に供給された洗浄水は、周壁２２の孔２２ａを通して貯留槽１０へ流れ出るとともに、一部は、攪拌室２１の底方向へも流出する。また、モータ６の駆動によりインペラ９が回転することにより、周壁２２内の洗浄水及び汚物が貯留槽１０の底部へ向けて吸引される。

図６に示すように、モータ６によって攪拌翼８が回転駆動されると、貯留槽１０又は攪拌室２１内には渦流が形成される。すなわち、一時的に水位が上昇した洗浄水Ｗには、攪拌翼８の回転によって旋回力が与えられ、洗浄水Ｗは周壁２２に沿って回転しながら周壁２２へ押しやられる。攪拌翼８の回転によっても洗浄水Ｗは攪拌されるが、本実施形態では、攪拌促進手段としての攪拌用突起２７が攪拌翼８と共に回転することにより攪拌力が高められ、攪拌を促進できる。攪拌用突起２７は、攪拌翼８上の洗浄水に対する抵抗力が大きいので、攪拌用突起２７が回転移動することにより、洗浄水Ｗに対して大きな旋回力を付与することができ、強い水流を生成することが可能となる。これにより、図６に示すように、攪拌翼８の回転中心付近で洗浄水Ｗの水位が低く、径方向外側の水位が高くなるように洗浄水Ｗが攪拌される。

このとき、攪拌翼８付近では洗浄水及び汚物は径方向外側へ移動し、周壁２２に当たった洗浄水の一部は周壁２２に沿って上方へ流れる。そして、周壁２２に沿って上方へ移動した洗浄水は、再び攪拌室２１の中心へ向けて移動し、回転軸７付近から下方へ移動する。このようにして、攪拌室２１内で洗浄水が旋回及び対流する。

汚物Ａは、攪拌翼８上で水流や攪拌翼８の回転による遠心力により攪拌室２１の周壁２２へ押しやられる。また、このとき、汚物Ａは、回転する攪拌用突起２７や切削用突起２８と衝突し、移動方向を変えながら、最終的に攪拌室２１の周壁２２へ押しやられる。

そして、汚物Ａは、攪拌室２１内で洗浄水の攪拌による旋回及び対流によって移動しつつ、強い水流に晒されることにより破砕されていく。
また、攪拌室２１内で洗浄水が旋回すると、周壁２２に設けられた凹凸に水流が衝突し、周壁２２付近に乱流又は旋回方向に対して不規則な流れが生じる。汚物Ａが周壁２２付近を移動する際には、この乱流又は不規則な流れによってせん断力を受け、破砕が促進される。

また、水流や遠心力によって移動する際に、凹凸面の周壁２２や攪拌用突起２７や切削用突起２８等と衝突を繰り返すことにより汚物の破砕が助長され、十分に小さい状態まで細かくすることができ、攪拌効率を向上させることが可能となる。

このようにして、攪拌室２１内で破砕された汚物Ａの小片は周壁２２の孔２２ａを通過し、ポンプ室１４へ運ばれる。攪拌され流動性を高められた汚物Ａは、ポンプ室１４でインペラ９によって圧送され、排水管１６を通して下水まで排出される。

次に図７〜図９、図１２を参照して、切削用突起による汚物を粉砕過程の詳細を説明する。攪拌室２１内では、攪拌用突起２７によって攪拌された水は遠心力によって筒状の周壁２２の方向に流される。そのとき、汚物が回転する切削用突起２８に接触すると、汚物は接触箇所を起点として、筒状の周壁２２側と回転軸７側に分割される。筒状の周壁２２側の汚物は、遠心力によって筒状の周壁２２側へ流され、回転軸７側の汚物は切削用突起によって保持されようとする。これらによって汚物は分割されていく。

また、攪拌用突起２７の回転方向の逆側の端部には第一傾斜部３０が、切削用突起２８の回転方向の逆側の端部には第二傾斜部３１が設けられているため、攪拌翼８が回転する際に下側に水流が発生するので、汚物が切削用突起２８に接触する頻度を高めている。

さらに、少なくとも外周側切削用突起２８aは前記回転部材の回転軸を中心とした円弧状に形成されていることにより、周速度の大きな外周側切削用突起からキャビテーションを発生させにくくする工夫がなされている。これにより、圧送の機能を阻害することなく、切削用突起２８により汚物を効率よく細かくできる。

また、第一傾斜部の傾斜角は、回転部材の外周寄りの部分の傾斜角θＡを、回転部材の回転軸寄りの部分の傾斜角θＢよりも小さく形成することにより、流速の大きい外周寄りの部分を流れる洗浄水であっても、第一傾斜部から剥離させることなくスムーズに水流を底板上面に相対的に指向させることができる。

すなわち、回転部材の回転軸寄りの部分では、比較的大きな傾斜角とすることで、回転部材の底板上面には攪拌用突起と切削用突起のいずれも形成されていない部分を広範に設けることができ、上述したようにより確実に汚物を切削用突起に接触させ切削することができ、一方、回転部材の外周寄りの部分では、流速の大きい水の流れでも底板上面に相対的に指向させ、それとともに汚物も底板上面に誘引することができるため、やはり確実に汚物を切削用突起に接触させることが可能となる。

次に、図２、図１０、図１１を参照して、異物の捕集手段について説明する。
本実施形態の攪拌手段は、攪拌翼８の回転に起因する洗浄水の攪拌力によって、汚物を細かくしている。さらには、攪拌用突起２７や切削用突起２８との衝突による衝撃力や、攪拌翼８の回転による遠心力によって周壁２２へ衝突させる際の衝撃力等によって、汚物の攪拌が補助されている。

また、本実施形態では、従来のように汚物を破断するための粉砕歯を有していない。従来は、攪拌室の空間内へ粉砕歯が斜め上方へ延びる構成であったが、本実施形態では、単に攪拌翼８に攪拌用突起２７と切削用突起２８が設けられた構成を有している。これらの突起は、攪拌室２１の空間内へ延びるように構成されておらず、攪拌翼８の円板部材２７から上方に僅かに突出し、攪拌室２１の底部で回転するだけである。

このため、オムツ等の異物が誤って便器本体２内へ流された場合であっても、攪拌翼８は、異物と絡まることがない。特に、繊維状の異物であるハンカチ、紙製及び布製オムツ、紐状物、布状物、ゴム製品等は、従来、粉砕歯に絡み易く、これによりモータのトルクが足りなくなってモータが回転不能になっていた。これに対して、本実施形態では、攪拌翼８には粉砕歯は設けられておらず、単に攪拌用突起２８と切削用突起２９が形成されているだけであるので、繊維状異物が流入してきた場合であっても、この繊維状異物が攪拌翼８に絡み付いて、モータ６が回転不能になることがない。

また、本実施形態では、攪拌手段が、回転体として円板状の攪拌翼８を有し、攪拌翼８と周壁２２との間に所定の隙間Ｇが設けられた簡単な構成であるので、異物が繊維状異物であっても、攪拌翼８と周壁２２との間に噛み込むことを大幅に抑制することができる。
これにより、本実施形態では、従来のように異物が噛み込んでモータ６が停止してしまうおそれを、極めて低減することができる。

また、本実施形態では、上述のように使用者が洗浄スイッチをオンにすると、図６に示すように、攪拌室２１内の水位が上昇するので、繊維状の異物が攪拌室２１内の洗浄水中に浮遊し、さらに対流する。そして、この対流によって異物が回転軸７付近に到達すると、回転中の回転軸７に異物を絡ませることができる。本実施形態では、回転軸７の部分７ａは、繊維状の異物を捕え易いように、突起状の異物捕集手段を構成している。

したがって、繊維状の異物が回転軸７の表面に接触すると、異物は、回転する回転軸７に素早く絡み取られる。そして、異物は一旦回転軸７に絡み取られると、その状態に保持される。また、異物が回転軸７に絡み付いていても、異物が攪拌翼８の中心部に位置することになるので、モータ６が攪拌翼８を回転駆動する際のトルク増大を抑制することができ、モータ６が過負荷状態となることを防止することができる。このように、本実施形態では、繊維状異物が攪拌室２１に留まっている間は、異物を回転軸７に絡ませた状態にすることができるので、異物が攪拌翼８と周壁２２との間に噛み込むことを防止することができる。

しかし、攪拌室２１全体のボリュームに対して回転軸７は非常に小さいため、異物が絡まらない場合がある。そこで、回転軸７には、外周方向へ延びる異物捕集手段７ａを設けているため、異物を確実に巻き取ことができる。

さらに、異物捕集手段７ａは、流入口２ａと対向する位置に設けられているため、便器２から汚物が貯留槽１０に搬入されてくる際に、異物が異物捕集手段７ａに接触する確立を高めている。これによって、運転開始直後に異物を巻き取ることができ、攪拌効率を低下させることを防止することができた。

また、異物捕集手段７ａは、攪拌翼８よりも小さく形成されているため、異物が絡んだ際にモータ６の回転を阻害するような大きなトルクまで上がらない。仮に異物捕集手段７が攪拌翼８と同等もしくは大きい場合は、異物が異物捕集手段の外周側に巻きついた場合、モータ６へのトルクは極端に増大し、少量の異物でも高負荷によるロックが起きてしまう場合がある。

さらに、異物捕集手段７ａが攪拌翼８と同等もしくは大きく形成されていた場合、異物が異物捕集手段の外周側に巻きついたときに、攪拌室２１断面の広範囲で塞いでしまうため、攪拌室２１内の水流の流れを妨げてしまい、攪拌すべき汚物がパルセータに接触できなくなってしまうことがある。しかし、本発明によれば、異物捕集手段７ａは、攪拌翼８よりも小さく形成されているため、このような水流の流れを妨げることはない。

さらに、異物捕集手段７ａは、回転軸７から外周方向に向けて先細となるよう形成されているため、異物が絡んだ場合でも異物を外周側に引っ張ることで異物を取り出すことができるため、サービススタッフが異物の除去を短時間で容易に行うことができる。

また、異物捕集手段７ａは、回転方向とは逆方向へ向けて平板となるように形成されているため、回転軸７が回転する際に、異物捕集手段７ａが乱流を起こすことを低減させることができる。それにより、異物が異物捕集手段７aへの接触頻度を低下させることがないので、確実に異物を捕集することが可能となった。

また、回転軸７は、攪拌翼８側の直径が大きくなる大径部２９を設けているため、異物捕集手段７ａによって捕集された異物が下方にずり落ちた際にも、大径部２９で引っ掛けることが可能となった。これにより、攪拌用突起２７および切削用突起２８が異物によって覆われるのを防止することができ、攪拌性能を長期間確保することができた。

さらに、本実施形態では、異物が攪拌翼８と周壁２２との間に引っ掛かることで噛み込みによるロックが発生することをより確実に防止するため、攪拌翼８の高さ付近の周壁２２に孔２２ａを形成しない構成としている。すなわち、孔２２ａは、滑らかな壁面よりも異物が引っ掛かり易いので、攪拌翼８付近には孔２２ａを形成していない。これにより、攪拌翼８付近では周壁２２には、孔２２ａが形成されていないため、攪拌翼８や切削用突起２８と周壁２２との間で異物の引っ掛かりが生じることがより確実に防止される。

このように、本実施形態では、繊維状の異物が流されてしまった場合には、異物捕集手段としての回転軸７の部分７ａが異物を絡め取り、固定状（例えば、ライター等）の異物が流されてしまった場合には、この異物は攪拌翼８上で留まり続ける。このように、本実施形態では、どのような異物が流されてしまった場合であっても、この異物が攪拌翼８の回転を妨げず、モータ６がロックしてしまうことがないので、異物が貯留槽１０内にあっても、モータ６を駆動させることが可能である。したがって、本実施形態では、使用者は、異物を誤って流してしまった後でも、サービススタッフが来るまでの間、圧送式トイレ装置１の使用を継続することが可能である。

次に、本実施形態は以下のように改変してもよい。
上記実施形態では、貯留槽１０が、外側の壁である側壁１１と内側の壁である周壁２２を備えており、周壁２２が攪拌部２０の一部を構成しているが、これに限らず、周壁２２を設けない構成としてもよい。なお、この場合、攪拌翼８の径を側壁１１に合わせて拡大することが好ましい。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

Ａ 汚物
１ 圧送式トイレ装置
２ 便器本体
２ａ 流入口
３ 給水装置
３ａ 便器給水路
３ｂ 給水弁
４ 処理装置
５ 制御装置
６ モータ
７ 回転軸
７ａ 異物捕集用手段
８ 攪拌翼
９ インペラ
１０ 貯留槽
１１ 側壁
１２ 底壁
１３ 流入口
１４ ポンプ室
１５ 排出口
１６ 排水管
２０ 攪拌部
２１ 攪拌室
２２ 筒状の周壁
２２ａ 孔
２７ 攪拌用突起
２８ 切削用突起
２８ａ 外周側切削用突起
２８ｂ 中心側切削用突起
２９ 大径部
３０ 第一傾斜部
３１ 第二傾斜部

Claims (4)

1. 便器と、前記便器から汚物を排出するための洗浄水を供給する給水手段と、前記便器から排出される汚物混じりの洗浄水である汚水を受け入れ、汚物を細かくして圧送する処理装置と、を備えた圧送式トイレ装置であって、
   前記処理装置は、
   前記便器から排出された汚水を流入口から内部に流入させて貯留する貯留槽と、
   前記貯留槽内の下部に設けられる回転部材であって、該貯留槽の内周部との間にわずかな隙間を残して貯留槽の下面部を覆うように設けられた円板状の底板と、該底板の上面から上方に向けて突出するよう設けられた攪拌用突起と、を有する前記回転部材と、
   前記回転部材を回転させる駆動手段と、
   攪拌された汚水を前記貯留槽から排出するための排出口と、
   を備え、
   前記処理装置は、前記駆動手段によって前記回転部材を回転させることにより、前記貯留槽内で汚水を攪拌することで汚物を細かくし、汚水の流動性を高めるように構成されており、
   さらに、前記回転部材の上面から上方に向けて突出するよう形成された切削用突起を有し、
   前記回転部材の回転方向に対する前記攪拌用突起の後端部に、前記底板の上面に向けて下り勾配となるような第一傾斜部を有することを特徴とする圧送式トイレ装置。
2. 前記切削用突起は、前記攪拌用突起の上面から上方に突出するよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧送式トイレ装置。
3. 前記回転部材の回転方向に対する前記切削用突起の後端部に、前記底板の上面に向けて下り勾配となるような第二傾斜部を有することを特徴とする請求項２に記載の圧送式トイレ装置。
4. 前記第一傾斜部の傾斜角は、前記回転部材の外周寄りの部分が、前記回転部材の回転軸寄りの部分よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧送式トイレ装置。

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