JP6214173B2 - Toilet bowl - Google Patents
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Description
本発明は便器に関し、特に負圧吸引式トイレに好適な便器に関する。 The present invention relates to a toilet bowl, and more particularly to a toilet bowl suitable for a negative pressure suction type toilet.
例えば、特許文献1には負圧吸引式トイレが開示されている。特許文献1で開示された負圧吸引式トイレは、便器と、便器の排水口に接続された排水管路と、排水管路の他端に接続された負圧タンクと、排水管路に設けられた開閉弁とを備えている。そして、便器に排泄物や排水が溜まっている状態において、負圧タンクを負圧にし、開閉弁を開くことによって、便器に溜まった排泄物および排水が排水管路を通じて負圧タンクに吸引搬送されるようになっている。負圧吸引式トイレは、例えば、特許文献2から特許文献4にも開示されている。
For example,
また、寝床やベッドの横に置いて用いられるポータブルトイレも知られている(例えば、特許文献5)。これらのポータブルトイレは、排便に介護が必要な高齢者や病人等が用をたすために用いられる。 In addition, a portable toilet that is used beside a bed or a bed is also known (for example, Patent Document 5). These portable toilets are used by elderly people and sick people who need care for defecation.
ポータブルトイレは、寝床やベッドの横に置いて、自力でトイレまで行けない高齢者や病人等が用をたすための簡易トイレとして使用されている。ポータブルトイレは、寝床やベッドの横に置かれ、排泄物を受けるバケツのような容器が便器に設置されており、通常は、蓋がされている。ポータブルトイレは、容器に予め水が入れられており、使用者は、蓋を開けて使用し、使用後は蓋をする。介護者は、排泄物が収容された容器を取り外して、トイレに捨てに行き、容器を洗浄して、再びセットする。 Portable toilets are used as simple toilets that can be placed next to a bed or bed and used by elderly people and the sick who cannot go to the toilet on their own. A portable toilet is placed next to a bed or bed, and a container such as a bucket that receives excrement is installed in the toilet bowl, and is usually covered. The portable toilet is pre-filled with water, and the user opens the lid and uses the lid after use. The caregiver removes the container containing the excrement, throws it away in the toilet, cleans the container, and sets it again.
かかるポータブルトイレは、排泄物を受けた容器に蓋をしたのみで、臭いが生じ易い。また、容器を取り外して、トイレに捨てに行き、容器を洗浄して、再びセットする作業は、介護者にとって負担である。介護される者にとっても精神的に負担が生じる。 Such portable toilets are liable to produce odors by simply covering the containers that have received excrement. Also, it is a burden for the caregiver to remove the container, go to the toilet, wash the container, and set it again. There is also a mental burden on the cared person.
このようなことから、本発明者は、ポータブルトイレに負圧吸引式トイレを適用することを検討している。ポータブルトイレを負圧吸引式トイレにすると、介護者にとっては排泄物を処理する作業がなく負担が軽減される。また、介護される者にとっても排泄物の処理が自ら行えるので、精神的に負担がなくなる。 For this reason, the present inventor is considering applying a negative pressure suction toilet to the portable toilet. If the portable toilet is a negative pressure suction type toilet, the burden on the caregiver is reduced because there is no work for excrement disposal. Moreover, since the person who is cared for can also handle the excrement by himself / herself, the mental burden is eliminated.
ポータブルトイレに負圧吸引式トイレを適用する場合、寝床やベッドの横に設置されたポータブルトイレから便を排出する排水管路を敷設する必要がある。この際、敷設が容易になるように排水管路はできるだけ細くしたい。しかしながら、人間の便には、直径が25mm程度で、長さが80mm程度の便が普通にある。このため、排水管路の内径(直径)を、例えば、20mm程度に細くすると、便を吸引することが難しくなる。特に、太く棒状の便は、吸引する際に管路に詰まり易い。 When applying a negative pressure suction type toilet to a portable toilet, it is necessary to lay a drain pipe for discharging the toilet from a portable toilet installed beside a bed or bed. At this time, the drainage pipe should be as thin as possible so that it can be laid easily. However, human feces usually have feces having a diameter of about 25 mm and a length of about 80 mm. For this reason, if the inner diameter (diameter) of the drainage pipe is reduced to, for example, about 20 mm, it becomes difficult to suck stool. In particular, thick bar-shaped stool tends to clog the pipeline when sucked.
この際、水を多く注水すれば、便の詰まりを多少解消できる。しかし、ポータブルトイレを設置する場所に水道管が設置されていない場合も多く、新規に水道管を引くのには多大なコストが掛かる。このため、使用者が容易に注水可能な程度の水(例えば、500mL程度の水)で、標準的な1回の排泄物を1回の吸引で便器から排出できるようにしたい。なお、500mL程度の水であれば、市販のペットボトルで用意でき、保管にも場所を取らず、それほど重たくないので要介護者であっても取り回しが可能である。 At this time, if a large amount of water is injected, the clogging of the stool can be somewhat eliminated. However, there are many cases where a water pipe is not installed at a place where a portable toilet is installed, and it is very expensive to draw a new water pipe. For this reason, it is desired that the standard excrement can be discharged from the toilet bowl by one suction with water that can be easily poured by the user (for example, water of about 500 mL). In addition, if it is about 500 mL of water, it can be prepared with a commercially available PET bottle, and does not take a place for storage and is not so heavy, so even a care recipient can handle it.
このように、ポータブルトイレに負圧吸引式トイレを適用する場合には、排水管路をコンパクトに構成する点と、少ない注水でスムーズに排水できることが求められる。さらには、負圧吸引式トイレが普及するには、使いやすく、また安価に構成されることが望ましい。負圧吸引式トイレについては、特許文献で挙げたように種々の提案があるが、小型化、低コスト化の点では十分に満足できるものではない。 Thus, when applying a negative pressure suction type toilet to a portable toilet, it is required that the drainage pipe is constructed in a compact manner and that it can be smoothly drained with little water injection. Furthermore, in order for the negative pressure suction type toilet to become widespread, it is desirable that the toilet is easy to use and inexpensive. As for the negative pressure suction toilet, there are various proposals as mentioned in the patent literature, but it is not fully satisfactory in terms of downsizing and cost reduction.
ここで提案される負圧吸引式トイレは、底部に排出口を有する便器本体と、便器本体の排出口に排水管路を通じて接続された負圧タンクと、負圧タンクと便器本体との接続を開閉する開閉弁と、負圧タンクに取り付けられた真空ポンプと、負圧タンクの底部に設けられた排出口を開閉する排出弁と、制御装置とを備えている。ここで、制御装置は、真空ポンプを作動させ、負圧タンクを負圧状態にするステップAと、開閉弁を開くステップBと、排出弁を開くステップCとを実行する。 The proposed negative pressure suction toilet has a toilet body with a discharge port at the bottom, a negative pressure tank connected to the discharge port of the toilet body through a drain line, and a connection between the negative pressure tank and the toilet body. An opening / closing valve that opens and closes, a vacuum pump attached to the negative pressure tank, a discharge valve that opens and closes a discharge port provided at the bottom of the negative pressure tank, and a control device are provided. Here, the control device executes step A for operating the vacuum pump to bring the negative pressure tank into a negative pressure state, step B for opening the on-off valve, and step C for opening the discharge valve.
ここでは、負圧タンクの減圧が完了してから、開閉弁が開かれるので、負圧タンクは効率よく吸引できる。また、負圧タンクによる吸引が完了してから、排出弁が開かれるので、毎回の吸引毎に負圧タンクに溜まった排水が排出される。このため、負圧タンクの容量は小型化できる。 Here, since the opening / closing valve is opened after the pressure reduction of the negative pressure tank is completed, the negative pressure tank can be sucked efficiently. Further, since the discharge valve is opened after the suction by the negative pressure tank is completed, the waste water accumulated in the negative pressure tank is discharged every time the suction is performed. For this reason, the capacity of the negative pressure tank can be reduced.
また、負圧吸引式トイレは、負圧タンクと真空ポンプとの接続を開閉する減圧弁を備えていてもよい。この場合、制御装置は、ステップAにおいて、減圧弁を開いた状態で、真空ポンプを作動させ、当該真空ポンプを停止するときに減圧弁を閉じてもよい。 Moreover, the negative pressure suction type toilet may include a pressure reducing valve that opens and closes a connection between the negative pressure tank and the vacuum pump. In this case, in Step A, the control device may operate the vacuum pump with the pressure reducing valve opened, and close the pressure reducing valve when stopping the vacuum pump.
また、制御装置は、ステップCにおいて、開閉弁を閉じた状態で、排出弁を開いてもよい。これによって、便器本体に負圧タンク内の臭気が上がるのが防止される。 In step C, the control device may open the discharge valve with the on-off valve closed. This prevents the odor in the negative pressure tank from rising on the toilet body.
また、負圧吸引式トイレは、負圧タンクを大気開放する大気開放弁を備えていてもよい。この場合、制御装置は、ステップCにおいて大気開放弁を開けてもよい。この場合、負圧タンクに溜まった排水は、大気開放しつつ排出されるので、スムーズに排出される。 Moreover, the negative pressure suction type toilet may include an air release valve that opens the negative pressure tank to the atmosphere. In this case, the control device may open the air release valve in Step C. In this case, the wastewater accumulated in the negative pressure tank is discharged while being released to the atmosphere, and thus is discharged smoothly.
ステップCにおいて、大気開放弁は排出弁よりも早く開いてもよい。この場合、負圧タンクに溜まった排水は、確実に大気開放された状態で排出される。このため、よりスムーズに排出され、また、排出時に生じる音や負圧タンク内での排泄物を含む排水の飛散が小さくなる。 In step C, the atmosphere release valve may open earlier than the discharge valve. In this case, the wastewater accumulated in the negative pressure tank is discharged in a state where it is surely released to the atmosphere. For this reason, it discharges more smoothly, and the scattering of the waste_water | drain including the sound produced at the time of discharge | emission and the excrement in a negative pressure tank becomes small.
また、負圧吸引式トイレは、便器本体に設けられた便座と、便座に人が座ったことを検知する着座センサとを備えていてもよい。この場合、制御装置は、便座に人が座ったことを検知した信号を着座センサから受けて、ステップAを実行するとよい。また、制御装置は、便座に人が座っている状態から人が便座から離れたことを検知した信号を着座センサから受けて、ステップBを実行してもよい。かかる構成によって、使用者の操作を簡単にできる。 Moreover, the negative pressure suction type toilet may include a toilet seat provided in the toilet body and a seating sensor that detects that a person is sitting on the toilet seat. In this case, the control device may execute step A by receiving a signal from the seating sensor that detects that a person is sitting on the toilet seat. Further, the control device may execute Step B by receiving a signal from the seating sensor that detects that the person has left the toilet seat from the state where the person is sitting on the toilet seat. With this configuration, the user's operation can be simplified.
また、負圧吸引式トイレは、制御装置を操作する操作部を備えていてもよい。この場合、操作部は、便器本体が設けられた便器側に配置されていてもよい。 Moreover, the negative pressure suction type toilet may include an operation unit for operating the control device. In this case, the operation part may be arrange | positioned at the toilet bowl side in which the toilet bowl main body was provided.
また、操作部は、ステップAを実行する指令を制御装置に出すためのスイッチを備えていてもよい。また、操作部は、ステップBを実行する指令を前記制御装置に出すためのスイッチを備えていてもよい。また、注水タンクを備え、制御装置は、ステップBが実行される前に、注水タンクから便器本体に注水するステップDを備えていてもよい。また、負圧吸引式トイレは、ステップDを実行する指令を制御装置に出すためのスイッチを備えていてもよい。また、制御装置は、ステップB後に前記開閉弁が閉じられた後で、注水タンクから便器本体に注水するステップEを備えていてもよい。また、制御装置の制御は、タイマーによって管理されたシーケンス制御によってもよい。 Moreover, the operation part may be provided with the switch for issuing the command which performs step A to a control apparatus. Moreover, the operation part may be provided with the switch for issuing the command which performs step B to the said control apparatus. In addition, the controller may include a water injection tank, and the control device may include Step D for injecting water from the water injection tank to the toilet body before Step B is executed. Moreover, the negative pressure suction type toilet may include a switch for issuing a command to execute Step D to the control device. Further, the control device may include a step E of pouring water from the water filling tank into the toilet body after the opening / closing valve is closed after step B. The control of the control device may be performed by sequence control managed by a timer.
また、負圧吸引式トイレは、負圧タンクの内圧を検知する気圧計を備えていてもよい。この場合、制御装置は、ステップAにおいて、気圧計によって検知された負圧タンクの内圧に基づいて、負圧タンクの内圧を予め定められた値にしてもよい。 Further, the negative pressure suction type toilet may include a barometer that detects the internal pressure of the negative pressure tank. In this case, in step A, the control device may set the internal pressure of the negative pressure tank to a predetermined value based on the internal pressure of the negative pressure tank detected by the barometer.
以下、本発明の一実施形態に係る負圧吸引式トイレを図面に基づいて説明する。以下の説明において、前、後、左、右は、それぞれ便座に腰掛けた使用者から見た方向を意味しており、図面には、それぞれ符号Fr、Bk、L、Rが適宜に付されている。また、各図において同じ作用を奏する部材や部位には、同じ符号を付し、適宜に重複する説明を省略している。 Hereinafter, a negative pressure suction toilet according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, front, rear, left, and right mean directions viewed from the user sitting on the toilet seat, and the drawings are appropriately denoted by symbols Fr, Bk, L, and R, respectively. Yes. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the member and site | part which show | plays the same effect | action, and the description which overlaps suitably is abbreviate | omitted.
図1は本実施形態に係る負圧吸引式トイレ10の構成を示す右側面図である。図2は、負圧吸引式トイレ10を底面から見た斜視図である。本実施形態に係る負圧吸引式トイレ10は、図1および図2に示すように、外枠11と、便器本体12と、排水管路13と、負圧タンク14と、開閉弁15と、制御装置100とを備えている。ここでは、まず外枠11を説明し、便器本体12と、排水管路13と、負圧タンク14と、開閉弁15と、制御装置100を順に説明する。
FIG. 1 is a right side view showing a configuration of a negative
《外枠11》
外枠11は、土台21と、便座22と、背もたれ23と、肘掛24、25とを備えている。土台21は、全体として凡そ矩形の箱状のフレームで構成されており、便器本体12を収容しうる空間を有している。土台21には4つの脚部26〜29が設けられている。当該脚部26〜29によって、土台21の底部に所要のスペースが形成されている。
<<
The
便座22は、負圧吸引式トイレ10の上部に取り付けられている。背もたれ23は、便座22に腰掛けた使用者の背中を支持しうる部位であり、土台21の後側の側面から上方に延びている。肘掛24、25は、便座22に着座した使用者が肘を付く部位である。背もたれ23や肘掛24、25は、使用者の動作能力や介護者のニーズに合わせて、適宜に土台21から取り外すことができる。また、肘掛24、25および脚部26〜29は、それぞれ高さを調整する機構を有しており、使用者の体格や介護者のニーズに合わせてそれぞれ高さが調整できる。
The
土台21の上部は、便器本体12の上部開口31に合わせた形状で開口している。土台21の内部に収容された便器本体12は、上部開口31が露出するように、上部開口31を上に向けて土台21の上部に取り付けられている。また、土台21の上部に取り付けられた便座22は、便器本体12の上部開口31の上縁に沿って配置される。便座22の詳細な図示は省略するが、便座22の中央部は使用者が便器本体12に便を排泄可能なように開口している。図示は省略するが、土台21の上部には、便器本体12の上部開口31を覆うように蓋を取り付けても良い。かかる蓋は、人が座れるように所要の強度を持たせ、かつ、上部にクッションを備えていてもよい。この場合、負圧吸引式トイレ10は、便器として使用しない場合には土台21の上部に蓋をするとよい。これにより、臭いが拡散するのを防止でき、また、適宜に腰掛として利用できるようになる。
The upper part of the
《便器本体12》
次に、便器本体12の構造を説明する。
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Next, the structure of the
便器本体12は、図1に示すように、有底の容器である。この実施形態では、便器本体12は、プラスチック成形品であり、上部12aが広く開口し、底部12bに向けて縮径した有底の容器である。また、便器本体12の底部12bの内部にインナースリーブ30が装着されている。図3は、インナースリーブ30が取り外された便器本体12の平面図である。図4は、インナースリーブ30が装着された便器本体12の底部12bを拡大した断面図である。
As shown in FIG. 1, the
《便器本体12の上部12a》
この実施形態では、図3に示すように、便器本体12の上部12aは、便座に腰掛けた使用者から見た方向において前側が広くなっている。便器本体12の上部開口31は外側に折り返っている。便器本体12は、当該上部開口31および便器内が土台21の上部から見えるように、上記外枠11の土台21の開口に収められている。
<<
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the front side of the
《便器本体12の底部12b》
便器本体12の底部12bは、便座に腰掛けた使用者の臀部が納まる位置に合わせて、便器本体12のやや後方に設けられている。当該底部12bには、図4に示すように、便器本体12の排出口として、排水口32(適宜、「排出口」とも称される)が設けられている。かかる排水口32の周囲には、便受部41と、段差部42と、傾斜面部43とが設けられている。この実施形態では、図1および図3に示すように、便器本体12の底部12bは、凡そ逆円錐状に形成されている。かかる逆円錐状の底部12bの深部には、インナースリーブ30が装着される有底の凹部12cが形成されている。かかる凹部12cは、上円筒部51と、絞り部52と、下円筒部53とを備えている。
<< Bottom 12b of
The bottom 12b of the
ここで、便器本体12の底部12bのうち、逆円錐状に形成された側面は、便器本体12の傾斜面部43を形成する。上円筒部51は、逆円錐状に形成された側面の下縁から下方に延びている。上円筒部51は、便器本体12の段差部42を形成する。絞り部52は、かかる上円筒部51の下縁から水平方向に張り出している。下円筒部53は、絞り部52の内側縁から下方に連続している。下円筒部53は、上円筒部51よりも少し小さい円筒状の有底の窪みで構成されており、当該下円筒部53の底54の中心には、インナースリーブ30の下部が挿通される挿通孔55が形成されている。当該下円筒部53の底54に形成された挿通孔55の周りに、インナースリーブ30をビス止めするためのビス孔56が形成されている。
Here, of the
《インナースリーブ30》
図5は、インナースリーブ30の側面図である。インナースリーブ30は、図5に示すように、便器本体12の底部12bに装着される筒状の部材である。インナースリーブ30は、上側軸部36と、下側軸部37を備えている。上側軸部36は、便器本体12の底部12bに装着される部位である。
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FIG. 5 is a side view of the
上側軸部36は、図4に示すように、便器本体12の底部12bに形成された、上円筒部51の下部および下円筒部53に装着される。上側軸部36は、便器本体12の底部12bに凡そ隙間なく嵌る外形を有している。つまり、インナースリーブ30の上側軸部36の上段には、便器本体12の上円筒部51に嵌る上円筒部36aを有している。インナースリーブ30の上側軸部36の中段には、便器本体12の上円筒部51の下部の絞り部52に合わせて段差36bが設けられている。インナースリーブ30の上側軸部36の下段には、便器本体12の下円筒部53に嵌る下円筒部36cを有している。
As shown in FIG. 4, the
下側軸部37は、上側軸部36の下段の下円筒部36cよりも細い軸37aで構成されている。当該軸37aは、便器本体12の底部12bの下円筒部53の底54に形成された挿通孔55に挿通される。この実施形態では、上側軸部36の上下の円筒部36a、36cと下側軸部37の軸37aとは、それぞれ同軸に沿って形成されている。
The
インナースリーブ30の上部には、便受部41となる逆円錐状の窪みが形成されている。当該窪み(便受部41)の中心に、排水口32が形成されている。そして、インナースリーブ30の中心軸L1(図1参照)に沿って、排水口32に連なる管路33が、上側軸部36と下側軸部37を貫通している。
In the upper part of the
《インナースリーブ30の取り付け構造》
この実施形態では、図4に示すように、便器本体12の底部12bにインナースリーブ30が取り付けられている。当該インナースリーブ30を便器本体12に取り付けることによって便受部41および排水口32が便器本体12の底部12bに設けられている。以下、便器本体12の底部12bの構造およびインナースリーブ30の取り付け構造をさらに説明する。
<<
In this embodiment, as shown in FIG. 4, an
このインナースリーブ30は、図4に示すように、便器本体12の底部12bに形成された挿通孔55に下側軸部37を挿通させ、上側軸部36を便器本体12の底部12bに形成された下円筒部53および上円筒部51に装着している。この際、下円筒部53の底54には平板リング状のシール材57が装着されている。また、上円筒部51と下円筒部53とに設けられた絞り部52には、Oリング58が装着されている。
As shown in FIG. 4, the
このように、この実施形態では、便器本体12の底部12bには、インナースリーブ30が装着されている。そして、インナースリーブ30の上面に便受部41が設けられ、排水口32が形成されている。さらに、便受部41の上縁からは、便器本体12の側面によって段差部42と傾斜面部43が形成されている。この実施形態では、便器本体12の底部12bからインナースリーブ30の下側軸部37が下方に延びている。インナースリーブ30の下側軸部37には、排水口32に連通した管路33が形成されている。以下、便器本体12の排水口32、管路33、便受部41、段差部42および傾斜面部43をさらに説明する。
Thus, in this embodiment, the
《排水口32》
排水口32は、便器本体12に溜まった排水を排出する開口である。この実施形態では、排水口32は、インナースリーブ30に形成されている。排水口32は、インナースリーブ30に形成される管路33に連通している。管路33は、便器本体12の外部に延び出たインナースリーブ30の下側軸部37に沿って排水口32から凡そ垂直な軸L1に沿って真っ直ぐに形成されている。この実施形態では、インナースリーブ30に形成された排水口32および管路33の内径(直径)は、凡そ20mmである。
<<
The
《便受部41》
便器本体12の底部12bに形成された便受部41は、排水口32から水平方向に広がっている。ここで、便受部41について、「水平方向に広がっている」とは、便受部41が排水口32から水平方向に広がった形態のみならず、水平方向に広がるにつれて上方に傾斜して広がっているような形態が含まれている。
<<
The
この実施形態では、便受部41は、便器本体12の底部12bに装着されたインナースリーブ30の上面によって形成されている。また、便受部41は、排水口32から水平方向に広がるにつれて上方に傾斜して広がっている。より具体的には、便受部41は、排水口32の中心を通る鉛直軸L1を円錐軸とし、頂点を下方に向けた逆円錐の側面に沿った傾斜面で構成されている。排水口32の中心を通る鉛直軸L1に対する便受部41の傾斜角度θ1(図8参照)は、凡そ40度以上80度以下であるとよい。この実施形態では、便受部41の傾斜角度θ1(図8参照)は60度に設定されている。また、便受部41の下縁は排水口32となり、その内径D1(直径)は20mmである。また、便受部41の上縁は、段差部42となり、その内径D2(直径)は65mmである。
In this embodiment, the
《段差部42》
段差部42は、便受部41の周縁部から立ち上がっている。この実施形態では、便器本体12の底部12bの内周面は、便器本体12の底部12bに装着されたインナースリーブ30の上部外周縁から上方に延びている。段差部42は、インナースリーブ30の上部外周縁から上方に延びた、便器本体12の底部12bの内周面によって構築されている。段差部42の高さ(便受部41と傾斜面部43との間の距離)は、凡そ10mm〜30mm程度にするとよく、好ましくは、15mm〜25mm程度にするとよい。この実施形態では、段差部42の高さを凡そ10mmとした。
<< Step
The
《傾斜面部43》
傾斜面部43は、段差部42の上縁から連続し、便受部41よりも急な傾斜を有している。この実施形態では、傾斜面部43は、便器本体12の底部12bの内周面によって構築されている。傾斜面部43は、段差部42の上縁から水平方向に広がるにつれて上方に傾斜して広がっている。より具体的には、傾斜面部43は、排水口32の中心を通る鉛直軸L1を円錐軸とし、頂点を下方に向けた逆円錐の側面に沿った傾斜面で構成されている。傾斜面部43は、便受部41よりも急な傾斜を有しているとよい。排水口32の中心を通る鉛直軸L1に対する便受部41の傾斜角度θ2(図8参照)は、便受部41よりも急な傾斜とした上で、20度以上45度以下にするとよい。この実施形態では、排水口32の中心を通る鉛直軸L1に対する便受部41の傾斜角度θ1(図8参照)が60度であるのに対して、傾斜面部43の傾斜角度θ2(図8参照)は凡そ30度である。
<<
The
後述するが、便器本体12の底部12b、特に、排水口32およびその近傍部分は、負圧タンク14による吸引力によって、大きな力がかかる。このため、便器本体12の底部12b、特に、排水口32およびその近傍部分は、所要の強度(剛性)を持たせたい。この実施形態では、便器本体12の底部12bにインナースリーブ30を装着することによって、便器本体12の底部12bに所要の強度を持たせている。また、インナースリーブ30を装着して、便器本体12の底部12bの強度を確保しているが、便器本体12の他の部分は肉厚を薄くできる。このため、全体としては製造コストを少なく抑えることができる。
As will be described later, a large force is applied to the
なお、この実施形態では、便器本体12の底部12bにインナースリーブ30が装着されているが、便器本体12は、インナースリーブ30を装着した形態に限定されない。例えば、インナースリーブ30を用いずに、便器本体12の底部12bに、排水口32を設け、排水口32の周囲に便受部41と、段差部42と、傾斜面部43とが順に設けられるように、便器本体12の底部12bを成形してもよい。
In this embodiment, the
《カバー60》
この実施形態では、図1、図2および図4に示すように、かかる便器本体12の下部は、カバー60によって覆われている。カバー60は、土台21に取り付けられている。また、カバー60には、図4に示すように、便器本体12の底部12bから下方に延びたインナースリーブ30の下側軸部37が挿通するように、対応する位置に貫通孔62が形成されている。当該貫通孔62には、インナースリーブ30の下側軸部37および下側軸部37に取り付けられる排水管路13が挿通されている。
<< Cover 60 >>
In this embodiment, as shown in FIGS. 1, 2, and 4, the lower part of the
《配管スペース65》
また、この実施形態では、図1および図2に示すように、土台21の下部には、カバー60の下、および、カバー60の後ろ側(背もたれ23が設けられた部位の下側)に配管スペース65が設けられている。排水管路13は、かかる配管スペース65に配されている。
<< Piping
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, piping is provided below the
《排水管路13》
排水管路13は、図1に示すように、便器本体12の排水口32と負圧タンク14の吸引口93とを接続する管路である。この実施形態では、排水管路13は、便器本体12の底部12bから延びたインナースリーブ30の下側軸部37に接続されており、インナースリーブ30の管路33を通じて排水口32に接続されている。これにより、便器本体12の排水口32、インナースリーブ30の下側軸部37の管路33および排水管路13が連通されている。
<< drain
As shown in FIG. 1, the
図6は、便器本体12に接続される排水管路13を示す斜視図である。この実施形態では、排水管路13は、図1および図6に示すように、導入管71と、横引き管72と、立ち上がり管73と、横管74と、降下管75と、末管76と、接続管77とを備えている。排水管路13のうち、導入管71と、横引き管72と、立ち上がり管73と、横管74と、降下管75と、末管76は、塩化ビニル製の配管を用いている。
FIG. 6 is a perspective view showing the
《導入管71》
導入管71は、図4に示すように、インナースリーブ30の下側軸部37に接続される管である。導入管71は、インナースリーブ30の下側軸部37が差し込まれる受口71aを有している。この実施形態では、導入管71とインナースリーブ30は同じ塩化ビニル製であるので、導入管71の受口71aと、インナースリーブ30の下側軸部37とは接着剤によって強固に接着することができる。
<<
As shown in FIG. 4, the
この実施形態では、導入管71は、インナースリーブ30の下側軸部37が差し込まれる受口71aを有し、排水口32から凡そ垂直に延びたインナースリーブ30の管路33に接続されている。導入管71は、当該受口71aから凡そ水平に屈曲しており、その先端には、横引き管72の一端が差し込まれる受口71bが設けられている。この実施形態では、インナースリーブ30の管路33の内径(直径)が凡そ20mmである。インナースリーブ30の管路33が接続される受口71a側では、導入管71から接続管77に至る管路の内径は凡そ20mmである。
In this embodiment, the
ここで、導入管71の屈曲部分71cは、凡そ直角に屈曲させ、屈曲部分71cの高さ(エルボー高さ)を10mmとした。これによって、便器本体12の下部(ここでは、インナースリーブ30の下側軸部37)から導入管71および横引き管72の高さが低く抑えられている。
Here, the
《横引き管72》
横引き管72は、カバー60の下の空間に配されている。横引き管72は、導入管71の下端から、カバー60の後ろに設けられた、負圧吸引式トイレ10のカバー60の後ろ側の配管スペース65(図1参照)の左寄りの位置まで、左斜め後方向に延びている。横引き管72は、屈曲した継手81によって、立ち上がり管73に接続されている。
<
The horizontal pulling
《立ち上がり管73》
立ち上がり管73は、負圧吸引式トイレ10の配管スペース65の左寄りの位置で凡そ垂直に配されている。立ち上がり管73は、配管スペース65の上部の左寄りの位置において、横管74に接続されている。立ち上がり管73と横管74は、屈曲した継手82によって接続されている。
《
The rising
《横管74》
図12は、負圧吸引式トイレ10の底面図である。横管74は、図12に示すように、負圧吸引式トイレ10の配管スペース65の上部において凡そ左右に水平に配されている。横管74は、配管スペース65の上部の中央の位置において、降下管75に接続されている。横管74と降下管75は、屈曲した継手83によって接続されている。
<
FIG. 12 is a bottom view of the negative
《降下管75》
降下管75は、図2に示すように、負圧吸引式トイレ10の配管スペース65の中央の位置で凡そ垂直に配されている。降下管75は、配管スペース65の下部の中央の位置において、末管76に接続されている。降下管75と末管76は、屈曲した継手84によって接続されている。
<<
As shown in FIG. 2, the
《末管76》
末管76は、負圧吸引式トイレ10の後側の脚部28、29の間を抜けて、負圧吸引式トイレ10の後方に端部76aを向けて配設されている。排水管路13は、導入管71から末管76まで、適当な位置でブラケットが取り付けられており、負圧吸引式トイレ10の下部に固定されている。
<
The
《接続管77》
末管76の端部76aには、図1に示すように、負圧タンク14に接続される接続管77が接続されている。接続管77は、負圧吸引式トイレ10の下部の配管スペース65に構築された排水管路13と負圧タンク14とを接続する配管である。
<<
As shown in FIG. 1, a connecting
なお、この実施形態では、導入管71から末管76までの各配管は、例えば、塩化ビニル製の硬質配管を組み合わせ、例えば、接着剤を用いて接着することによって構築されている。接続管77は、可撓性を有する軟質配管で構築されている。各配管は、これに限定されず、例えば、適宜に硬質配管を用いて構築してもよく、また、可撓性を有する軟質配管を用いて構築してもよい。
In this embodiment, each pipe from the
《排水面規定部70》
負圧吸引式トイレ10と負圧タンク14とを接続する排水管路13は、排水面規定部70を備えている。排水面規定部70は、少なくとも段差部42の上縁よりも上まで排水が溜まるように、便器本体12に溜まる排水の高さを規定する部位である。この実施形態では、便器本体12に溜まる水の高さは、立ち上がり管73に接続された横管74の底部の高さによって予め定められた高さに規定される。
<< Drainage
The
つまり、この実施形態では、排水管路13が大気開放されている状態で、負圧吸引式トイレ10に注水すると、注水された水は、排水口32から排水管路13に流入し、導入管71、横引き管72および立ち上がり管73に満たされて横管74に達する。さらに、便器本体12への注水が継続されると、注水された水は、横管74の底部を流れて降下管75へ流れていく。このため、排水管路13が大気開放されている状態では、便器本体12に十分な注水がある場合でも、便器本体12に溜まる水の高さは、立ち上がり管73に接続された横管74の底部の高さによって予め定められた高さに規定される。このように、排水面規定部70は、立ち上がり管73と、立ち上がり管73に接続された横管74とによって構成されている。
That is, in this embodiment, when water is poured into the negative
なお、この実施形態では、立ち上がり管73に接続された横管74の底部の高さJ1は、図1に示すように、便器本体12の段差部42の上縁よりも上、具体的には、便器本体12の傾斜面部43の上段付近に設定されている。なお、導入管71から接続管77に至る管路は、途中で絞っても良い。これにより管路を細くできる。例えば、導入管71から接続管77に至る管路は、複数の屈曲する部分を有している。かかる屈曲する部分で、管路を絞ってもよい。この場合、例えば、導入管71から横引き管72に至る導入管71の屈曲部分71cで管路を絞ってもよく、横引き管72が接続される管路の内径(直径)を凡そ16mmとし、導入管71の屈曲部分71cから下流側を凡そ16mmにしてもよい。
In this embodiment, the height J1 of the bottom portion of the
《負圧タンク14》
次に、負圧タンク14を説明する。負圧タンク14は、図1に示すように、タンク本体91と、真空ポンプ92と、吸引口93と、排出口94と、排出弁95と、大気開放弁96と、気圧計97とを備えている。
《
Next, the
《タンク本体91》
タンク本体91は、所要の真空圧に耐えうる耐圧容器である。負圧吸引式トイレ10では、タンク本体91を減圧し、大気開放する際の吸引力によって、便器本体12から便を含む排水を吸引する。このためにタンク本体91は、十分な容量(例えば、凡そ7L〜15L)を有しているとよい。
<
The
《真空ポンプ92、減圧弁92c》
真空ポンプ92は、タンク本体91内の空気を吸引し、タンク本体91を減圧する装置である。この実施形態では、真空ポンプ92は、所要の能力を備えており、例えば、タンク本体91の内圧が0.08MPa程度になるまでタンク本体91を減圧することができる能力をそなえているとよい。なお、真空ポンプ92によって減圧された後のタンク本体91の内圧は、0.08MPaに特段限定されるものではない。真空ポンプ92によって減圧された後のタンク本体91の内圧は、後述するように便器本体12に溜まった排泄物を含む排水が負圧タンク14によって吸引されるのに適当な負圧状態が負圧タンク14に確保されるとよい。また、タンク本体91と真空ポンプ92を繋ぐ配管92aには、エアフィルタ92bと、減圧弁92cとを備えている。エアフィルタ92bは、タンク本体91から真空ポンプ92に引き込まれる空気中の異物を取り除くフィルタである。また、減圧弁92cは、真空ポンプ92による真空引きのタイミングを制御する弁である。
<<
The
《吸引口93、排出口94、排出弁95、大気開放弁96》
吸引口93は、タンク本体91に設けられた開口であり、タンク本体91に排水管路13が接続される接続口となる。排出口94は、タンク本体91の底部に設けられた開口であり、汚水ます200に接続されている。排出弁95は、当該排出口94に設けられている。大気開放弁96は、タンク本体91に設けられており、タンク本体91を大気開放する弁である。また、タンク本体91にはタンク本体91の内圧を測定する気圧計97が設けられている。
<<
The
《開閉弁15》
開閉弁15は、負圧タンク14の吸引口93に設けられている。この実施形態では、開閉弁15が、負圧タンク14の吸引口93に設けられているので、排水管路13に要求される耐圧性能を緩和できる。これにより、排水管路13により汎用性のある配管を用いることができ、負圧吸引式トイレ10のコストを安価に抑えることができる。なお、図示は省略するが、開閉弁15は、排水管路13に設けられていてもよい。開閉弁15を排水管路13に設ける場合には、排水管路13は、少なくとも真空引きされる部分において所要の耐圧性を有する配管を用いるとよい。なお、開閉弁15を、排水管路13の便器本体12に近い側に設けることにより、排水管路13内まで真空引きできる。このため、負圧吸引式トイレ10において排水管路13が長くても必要な吸引力を得ることができる。
<Open /
The on-off
ここで、減圧弁92cと排出弁95と大気開放弁96と開閉弁15は、それぞれ電磁弁であり、制御装置100によって電気的に制御されている。また、気圧計97は、タンク本体91の内圧のデータを制御装置に適宜に送信する。
Here, the
《制御装置100》
制御装置100は、減圧弁92cと排出弁95と大気開放弁96と開閉弁15とを制御する。図7は、制御装置100の制御フローを示すフローチャートである。
<
The
制御装置100の制御フローは、例えば、以下の工程S1〜S8による。また、例えば、図1に示す例では、負圧吸引式トイレ10側の適当な位置(例えば、肘掛25)に操作スイッチ110が設けられている。そして、負圧吸引式トイレ10の使用者が操作スイッチ110を操作するのを基に、図7の制御フローをスタートさせるとよい。なお、ここでは、制御装置100による制御は、制御装置100に内臓されるタイマーに基づいて、各工程を所定のタイミングで順次実行するシーケンス制御である。
The control flow of the
《タンク本体91の減圧工程S1、S2》
タンク本体91の減圧工程は、開閉弁15と排出弁95と大気開放弁96が閉じられた状態で、減圧弁92cを開き、真空ポンプ92を作動(ON)させる(S1)。これによって負圧タンク14のタンク本体91が真空引きされる。減圧工程S1は、予め定められた時間KT1経過後に停止される。減圧工程S1は、予め定められた時間KT1経過後、減圧弁92cを閉じ、真空ポンプ92を停止(OFF)する(S2)。これによって、タンク本体91は、予め定められたよりも低い内圧に減圧される。
<< Depressurization Steps S1 and S2 of
In the pressure reducing process of the
ここで、予め定められた時間KT1は、真空ポンプ92が作動してからタンク本体91が所要の内圧(負圧状態)に達するまでの時間を予め調べておき、これに基づいて定めると良い。このため、ここで設定される時間KT1は、真空ポンプ92の吸引能力やタンク本体91の容量に応じて変わる。また、タンク本体91が予め定められたよりも低い内圧に確実になるように適当な時間を設定するとよい。例えば、負圧タンク14を0.08MPa程度の負圧状態にするのであれば、負圧タンク14の容量や真空ポンプ92の出力にもよるが、例えば、真空ポンプ92を15秒程度駆動させることによって、実現可能である。
Here, the predetermined time KT1 may be determined based on the time required for the tank
なお、減圧を停止する工程(S2)は、タイマーを基に制御された構成を例示したが、タンク本体91に取り付けられた気圧計97によって得られるタンク本体91の内圧のデータに基づいて減圧弁92cと真空ポンプ92を停止させるタイミングを調整してもよい。つまり、制御装置100は、タンク本体91の内圧のデータを得つつ、{タンク本体91の内圧<B1(予め定められた内圧)}となったタイミングで、減圧弁92cを閉じ、真空ポンプ92を停止(OFF)してもよい。これにより、タンク本体91をより確実に予め定めたよりも低い内圧にすることができる。
The step (S2) of stopping the pressure reduction has exemplified the configuration controlled based on the timer, but the pressure reducing valve is based on the internal pressure data of the tank
また、タイマーで制御する場合でも、減圧を停止する工程(S2)の後で、気圧計97に基づいてタンク本体91の内圧を測り、そのデータに基づいて、タンク本体91が予め定められた内圧に達していない場合には、さらに所定時間の減圧(追加の減圧)を行うようにしてもよい。この場合、気圧計97によってタンク本体91の内圧を測り、タンク本体91が予め定められた内圧に達するまで、追加の減圧を繰り返すようにしてもよい。これにより、予め定められたよりも低い内圧まで、より確実に、タンク本体91を減圧することができる。
Even in the case of controlling by the timer, the internal pressure of the
《吸引工程S3、S4》
便器本体12からタンク本体91に排水を吸引する吸引工程(S3)は、S1およびS2によって、所要の内圧にタンク本体91が減圧された状態で行われる。ここでは、開閉弁15を開け、便器本体12に溜まった排水をタンク本体91に吸引する。これによって、タンク本体91が排水管路13を通じて便器本体12に通じる。便器本体12は大気に開放されているので、減圧された状態から大気圧に戻ろうとするタンク本体91によって吸引力が生じる。かかる吸引力によって、便器本体12に溜まった排水は、排水管路13を通じてタンク本体91に引き込まれる。ここでは、開閉弁15が開かれてから予め定められた時間KT2が経過した後、開閉弁15は閉じられる(S4)。
<< Suction Steps S3 and S4 >>
The suction step (S3) for sucking the waste water from the
《大気開放S5、排水の排出S6》
次に、タンク本体91に排水が引き込まれた状態で、大気開放弁96が開かれ、タンク本体91が大気開放される(S5)。そして、かかる大気開放にタイミングを遅らせて、排出弁95を開ける(S6)。これにより、タンク本体91に溜まった排水を汚水ます200へ自然流下させることができる。ここでは、大気開放弁96が開かれてから予め定められた時間KT3が経過した後、大気開放弁96が閉じられる(S7)。また、排出弁95が開かれてから予め定められた時間KT4が経過した後、排出弁95が閉じられる(S8)。これにより、便器本体12およびタンク本体91は、操作スイッチ110が操作される前の状態に戻る。
<< Opening to the atmosphere S5, drainage S6 >>
Next, in a state where the drainage is drawn into the
なお、ここでは、便器本体12への注水は使用者が行っているが、例えば、図1に示すように、負圧吸引式トイレ10に注水用のタンク120(注水タンクあるいは給水ポンプとも称される。)とポンプ122(注水ポンプあるいは給水ポンプとも称される。)を用意しておき、操作スイッチ110が押された際に、減圧工程の前段階、或いは、負圧タンク14の減圧が行われているのと同時に、ポンプを作動させてタンクから便器本体12に所定量の水が管路124を通して注水されるように制御を構築してもよい。
Here, water is poured into the
このように、負圧吸引式トイレ10は、負圧タンク14に接続された真空ポンプ92と、開閉弁15を操作するアクチュエータ(電磁弁機構)と、真空ポンプ92と開閉弁15を操作するアクチュエータ(電磁弁機構)とを制御する制御装置100とを備えている。これにより、制御装置100によって負圧吸引式トイレ10の操作を簡単に構成できる。
Thus, the negative
この負圧吸引式トイレ10は、負圧タンク14(負圧タンク側要素10B)を負圧吸引式トイレ10本体(便器側要素10A)から離れた場所に設けてもよい。例えば、負圧吸引式トイレ10本体(便器側要素10A)は屋内に設置し、負圧タンク14(負圧タンク側要素10B)は戸外に設置してもよい。この場合、例えば、図1に示すように、建物の壁250に穴を開けて排水管路13を通して、屋内に設置された負圧吸引式トイレ10本体と屋外に設置された負圧タンク14とを接続するとよい。このように、負圧タンク14を屋外に設置する場合、負圧タンク14が接続される汚水ます200は戸外に設置することができる。このため戸外に設置された既存の汚水配管の近くに負圧タンク14を設置することによって下水の配管工事を少なくできる。これにより、既存の住宅に負圧吸引式トイレ10を設置する場合の設置コストを安価に抑えることができる。また、建物の壁250に開ける穴は、例えば、エアコン用に明けられる穴を利用できる。
In the negative
この場合、制御装置100の操作部としての操作スイッチ110は、屋内に設置される便器側に設けられているとよい。これにより、屋内で、負圧タンク14を操作し、排水を適当なタイミングで吸引することができる。また、操作スイッチ110は、制御装置100を遠隔操作するリモートコントローラーとしてもよい。これにより、使用者の使いやすい位置に、操作スイッチ110を配置することができる。
In this case, the
《負圧吸引式トイレ10の作用》
上述したように、この負圧吸引式トイレ10の便器本体12は、図1、図3および図4に示すように、便器本体12と、負圧タンク14と、排水管路13と、開閉弁15とを備えている。ここで、便器本体12は、底部12bに排水口32が設けられた有底の容器である。負圧タンク14は、吸引口93を備えている。排水管路13は、便器本体12の排水口32と負圧タンク14の吸引口93とを接続する管路である。開閉弁15は、排水管路13または吸引口93に設けられている。便器本体12の底部12bには、排水口32から水平方向に広がった便受部41と、便受部41の周縁部から立ち上がった段差部42と、段差部42の上縁から連続し、便受部41よりも急な傾斜を有する傾斜面部43とが設けられている。排水管路13は、段差部42の上縁よりも上まで排水が溜まるように、便器本体12に溜まる排水の高さを規定する排水面規定部70を有している。
<< Action of negative
As described above, the toilet
この実施形態では、上述したように、便受部41の中心に排水口32が形成されている。排水口32の周囲には、排水口32の中心を通る鉛直軸L1に対する傾斜角度は凡そ30度である逆円錐状の傾斜面部43が設けられている。そして、傾斜面部43の下縁から段差部42を経て便受部41が設けられている。便受部41は、段差部42の下縁から中心に向けて、傾斜面部43よりも緩やかに傾斜している。ここで、排水口32の内径(D1)は凡そ20mmである。傾斜面部43の下縁および段差部42の内径(D2)は凡そ65mmである。段差部42の高さ(H1)は凡そ10mmである。傾斜面部43の傾斜角度(θ2)は凡そ30度である。排水口32の中心を通る鉛直軸L1に対する便受部41の傾斜角度(θ1)が凡そ60度である。
In this embodiment, as described above, the
かかる負圧吸引式トイレ10では、負圧吸引式トイレ10の使用者は、便座22に座って排便する。図8は、便器本体12に落下した便300の状態を示している。ここで、便器本体12に落下した便300は、人間の便を模して所定の粘度に味噌を練って作製した模擬便である。ここでは、直径(Bd)が25mm、長さ(BL)が80mmの円筒形状に成形した模擬便を用いている。かかる形状の模擬便を採用したのは、負圧吸引式トイレ10において、排水口よりも太い棒状の便が一端を排水口に向けて配置された状態が、最も便が排水口に吸引されにくい典型例の一つであるとの経験則に倣っている。
In such a negative
なお、図8では、便器本体12に模擬便300が1本置かれた状態を示しているが、統計的には、一般的な日本人の成人男性の1回の平均的な排便量は、当該便300の2本分に相当する。また、統計的には、一般的な日本人の成人男性の1回の平均的な尿の量は、凡そ500mLである。加えて使用者による注水することを考慮すると、上述した便300に加えて凡そ500mL〜1L程度の排水が便器本体12に溜まる。このような状態で、さらに、通常、使用者が排便後に肛門を拭くのにトイレットペーパを用いるので、さらに数枚の所要長さのトイレットペーパが追加される。
FIG. 8 shows a state where one
この負圧吸引式トイレ10では、便器本体12の底部12bの形状によって、便器本体12に落下した便300は、典型的には、図8に示すように、一端を排水口32に向けて、傾斜面部43に沿って傾き、便器本体12の底部12bに立った状態で配置される。便器本体12は、傾斜面部43と便受部41との間に段差部42を有している。一端を排水口32に向けて、傾斜面部43に沿って傾き、便器本体12の底部12bに立った状態で配置される便300と、便器本体12との間には、かかる段差部42によって隙間S1が形成される。
In the negative pressure
また、排水は、排水口32から排水管路13に流れ込む。この際、図1に示すように、便器本体12に溜まる排水の高さは、排水管路13に設けられた排水面規定部70によって規定される。ここでは、便器本体12に溜まる排水の高さは、立ち上がり管73に接続された横管74の底部の高さによって規定される。この実施形態では、立ち上がり管73に接続された横管74の底部までの高さJ1は、図1に示すように、便器本体12の段差部42の上縁よりも上、具体的には、便器本体12の傾斜面部43の上段付近に設定されている。このため、十分な水が注水されると、便器本体12には、便器本体12の傾斜面部43の上段付近まで排水が溜まりうる。なお、排水管路13が大気開放されていない状態で、便器本体12に注水されると、排水によって排水管路13内の空気が閉じ込められて排水管路13の内圧が高くなる。この分、便器本体12にはより高い位置まで排水が溜められる。
Further, the drainage flows into the
また、この実施形態では、排水管路13の内径は凡そ20mmと狭く、また、便器本体12の傾斜面部43の傾斜が急である。このため、排水管路13に溜まる排水は少なく、また便器本体12の容積は底に行くほど小さい。このため、500mL程度の排水であっても、便器本体12では、便300やトイレットペーパよりも十分に高い位置まで排水が溜まる。また、この際、棒状の便300の長さ方向の中間部分が、段差部42の上縁に当たる。この状態では、便300の自重によって、便300の長さ方向の中間部分に外力P1が作用する。このため、図示されないが、かかる外力P1の作用によって長さ方向の中間部分で、便300の形状が崩れうる。
Moreover, in this embodiment, the internal diameter of the
この負圧吸引式トイレ10では、使用者によって棒状の便300が排泄された場合でも、典型的には、このような状態で操作スイッチ110が操作される。このような状態で操作スイッチ110が操作されると、負圧タンク14のタンク本体91が予め定められた内圧まで減圧され、その後、開閉弁15が開かれる。開閉弁15が開かれると、便器本体12に溜まった便300を含む排水が、相当の勢いで排水口32に引き込まれる。
In the negative pressure
この際、便器本体12には、便300と便器本体12との間に適度な隙間S1が形成されている。当該隙間S1に排水が溜まっている。このため、排水口32に吸引される際に、当該隙間S1に溜まった排水が排水口32に引き込まれる勢いによって便300が粉砕される。特に、棒状の長い便300では、図8に示すように、長さ方向の中間部分に外力P1が作用している。便300は中間部分で分断され易い。このため、この実施形態では、便器本体12の排水口32の内径(直径)が凡そ20mmと狭いが、便300が適当に崩れて粉砕されつつ排水口32へ引き込まれる。さらに、粉砕された便300を含む排水には、排水口32に引き込まれる空気が多く含まれる。
At this time, an appropriate gap S <b> 1 is formed in the
このように、この負圧吸引式トイレ10では、便器本体12の底部12bに、排水口32から水平方向に広がった便受部41と、便受部41の周縁部から立ち上がった段差部42と、段差部42の上縁から連続し、便受部41よりも急な傾斜を有する傾斜面部43とが設けられている。このため、便器本体12には、便300と便器本体12との間に適度な隙間S1が形成されている。さらに、排水管路13は、少なくとも段差部42の上縁よりも上まで排水が溜まるように、便器本体12に溜まる排水の高さを規定する排水面規定部70を有している。このため、上述した隙間S1には排水が流入している。そして、この状態で、便器本体12に溜まった便300を含む排水が、排水口32から吸引されるため、例えば、隙間S1に流入した排水が引き込まれる際の力などが便300に作用する。このため、便300は、適当に粉砕されつつ、排水口32にスムーズに吸引される。この場合、排水口32の内径(直径)が、例えば、ここで開示されるように20mm程度であっても、さらには15mm程度であっても排水は概ねスムーズに吸引される。
As described above, in the negative
さらに、この実施形態では、排水口32に連なる管路33は垂直に形成されている。このため、負圧タンク14からの吸引力のみならず、便300を含む排水の自重による重力の作用によって、排水口32から管路33へ、便300を含む排水を引き込むことができる。排水口32に連なる管路33は、導入管71から横引き管72へ至る際の最初の屈曲部分71cにおいて、凡そ直角に進路が変わる。この際、排水に含まれる便300は、管路の壁面に激しく衝突するので、さらに細かく砕かれる。さらに、屈曲部分71cでは、排水に乱流が生じるので、便は、排水および排水に含まれる空気にさらに細かく混ざり合う。このため、この実施形態では、かかる排水管路13の内径(直径)は、導入管71の屈曲部分71cにおいて、凡そ20mmと狭くなっているが、当該部分71cでも便300やトイレットペーパが詰まらずに流れる。
Furthermore, in this embodiment, the
さらに、この実施形態では、排水管路13には、導入管71と、横引き管72と、立ち上がり管73と、横管74と、降下管75と、末管76と、接続管77と、負圧タンク14に至る経路において複数の屈曲箇所が設けられている。かかる屈曲箇所では、排水の進行方向が急に変化するため、乱流が生じ、便300がさらに細かく粉砕されるとともに、排水および排水に含まれる空気に混ぜられる。
Further, in this embodiment, the
このように、排水に含まれる便300やトイレットペーパは、排水口32および排水管路13において詰まらずに、タンク本体91に引き込まれる。さらに、この実施形態では、傾斜面部43のみならず、便受部41に適度な傾斜が付いているので、便器本体12に便300が残留し難い。
In this manner, the
本発明者は、かかる負圧吸引式トイレ10について、以下の試験によって、段差部42を設けたことによる効果を調べた。
This inventor investigated the effect by providing the level | step-
<サンプル1>
ここでは、図1に示す負圧吸引式トイレ10について排水試験を行った。サンプル1では、図8に示すように、便器本体12は、排水口32の内径D1を20mm、便受部41の外径D2を65mm、排水口32から便受部41と段差部42とを合わせた合計高さH2を35mm、傾斜面部43の傾斜角度θ2を30度とした。また、便受部41のテーパ高さH3を10mmとした。つまり、かかるサンプル1では、段差部42の高さH1が25mmであった。ここでは、段差部42の高さは25mmであり、便受部41の傾斜は比較的緩やかに設定されている。なお、ここで、図8は、便器本体12の排水口32の周囲を模式的に示すものであり、各サンプルを具体的に示すものではない。
<
Here, a drainage test was performed on the negative
ここでは、洗浄水250mL×2(500mL)、疑似便2個(直径25mm×長さ80mm×2個)、トイレットペーパ2枚(幅114mm×長さ750mm×2枚)、疑似尿500mLを便器本体12に入れた。そして、負圧タンク14を0.08MPaに減圧した後に、開閉弁15を開き、便器本体12に溜まった疑似便を含む排水を負圧タンク14に吸引した。
Here, wash water 250mL x 2 (500mL), 2 simulated stool (diameter 25mm x length 80mm x 2), toilet paper 2 sheets (width 114mm x length 750mm x 2 sheets),
<サンプル2>
便受部41のテーパ高さH3を15mmとし、段差部42の高さH1を20mmとしたこと以外はサンプル1と同様の排水試験を行った。つまり、サンプル2では、サンプル1に比べて、段差部42の高さH1が低くなり、便受部41の傾斜はきつくなる。
<Sample 2>
A drainage test similar to that of
<サンプル3>
便受部41のテーパ高さH3を20mmとし、段差部42の高さH1を15mmとしたこと以外はサンプル1と同様の排水試験を行った。つまり、サンプル3では、サンプル2に比べて、段差部42の高さH1がさらに低くなり、便受部41の傾斜はさらにきつくなる。
<Sample 3>
A drainage test similar to that of
<サンプル4>
図9は、サンプル4における便器本体12の底部12bの構造を示している。サンプル4は、図9に示すように、便受部41のテーパ高さH3を35mmとし、段差部42や便受部41(図8参照)に相当する部位がなく、逆円錐状の傾斜面部43の底に排水口32が形成された便器本体12を使用した。この点を除き、サンプル1と同様の排水試験を行なった。
<Sample 4>
FIG. 9 shows the structure of the bottom 12 b of the
なお、真空排水試験は、各サンプルで3回ずつ行った。結果を表1に示す。ここでは排泄物残りが見られなかったものを「○」、若干の排泄物(残りが見られたが、実用では問題ないレベルであるものを「△」、排泄物残りが見られたものを「×」で示している。 The vacuum drainage test was performed three times for each sample. The results are shown in Table 1. Here, “○” indicates that no excrement residue was observed, and some excrement (“Δ” indicates that there was a slight excrement (remaining, but there was no problem in practical use). It is indicated by “x”.
表1に示すように、サンプル2とサンプル3では、排泄物の残留が見られなかった。これは、サンプル2とサンプル3では、図8に示されるように、便器本体12の底部12bに立った状態で配置される便300と、便器本体12との間には、段差部42によって適度な隙間S1が形成される。このため、便器本体12に溜まる排水が隙間S1に流れ込む。排水口32に吸引される場合には、かかる隙間S1に溜まった水の作用も合わさり便300が適当に粉砕されつつ、排水に混ざりながら吸引される。
As shown in Table 1, excrement residue was not observed in Sample 2 and Sample 3. In Sample 2 and Sample 3, as shown in FIG. 8, a stepped
サンプル1では、3回目に排泄物の残留が見られた。ここでは、排泄物は、特に便受部41に付着して残留していた。これは、サンプル1では、サンプル2とサンプル3に比べて便受部41の傾斜が緩やかであったためと考えられる。また、サンプル4では、1回目〜3回目の全てにおいて、便器本体12内に排泄物が残留した。これは、図9に示すように、便300が便器本体12の側面に付着するものであり、排水口32に吸引された後も、便300の一部が、便器本体12の側面に付着したまま残る傾向が見られた。
In
このように、負圧吸引式トイレ10では、便器本体12が一様な傾斜であると便が残留しやすいと考えられる。また、便器本体12に適度な傾斜の便受部41と、適度な高さの段差部42が設けられているとよいと考えられる。
Thus, in the negative pressure
また、負圧吸引式トイレ10は、図1に示すように、底部12bに排水口32が設けられた有底の容器である便器本体12と、吸引口93を備えた負圧タンク14と、便器本体12の排水口32と負圧タンク14の吸引口93とを接続する排水管路13と、排水管路13または吸引口93に設けられた開閉弁15とを備えている。
Further, as shown in FIG. 1, the negative
そして、便器本体12の底部12bには、排水口32から水平方向に広がった便受部41と、便受部41の周縁部から立ち上がった段差部42と、段差部42の上縁から連続し、便受部41よりも急な傾斜を有する傾斜面部43とが設けられている。排水管路13は、少なくとも段差部42の上縁よりも上まで排水が溜まるように、便器本体12に溜まる排水の高さを規定する排水面規定部70を有している。この負圧吸引式トイレ10によれば、便器本体12に溜まった便300(図8参照)を含む排水は、便300が適当に粉砕されつつ、排水口32にスムーズに吸引される。
The
この場合、便受部41は、排水口32から水平方向に広がるにつれて上方に向かうように傾斜していてもよい。これにより、便受部41に便が残留しにくくなる。なお、便受部41の傾斜角度θ1(図8参照)の傾斜がきつくなると、便受部41の上縁の開口部分を広く取るべく、所要の高さが必要になる。このため、排水口32の中心を通る鉛直軸L1に対する便受部41の傾斜角度θ1は、例えば、凡そ30度以上であるとよく、より好ましくは40度以上であるとよい。また、排水口32の中心を通る鉛直軸L1に対する便受部41の傾斜角度θ1は、凡そ80度以下であるとよい。これにより、便受部41に便が残留し難くなる。
In this case, the
また、傾斜面部43の傾斜が急であると、傾斜面部43の上縁を所要の面積を確保するのに所要の高さが必要になる。このため、排水口32の中心を通る鉛直軸L1に対する傾斜面部43の傾斜角度θ2(図8参照)は、例えば、凡そ20度以上であるとよい。また、傾斜面部43が緩やかであると、便300やトイレットペーパが、傾斜面部43に引っ掛かる。このため、当該傾斜角度θ2は45度以下であるとよい。これにより、傾斜面部43に適当な傾斜が得られ、便300やトイレットペーパが傾斜面部43に引っ掛かるのをより確実に防止できる。また、便受部41の傾斜角度θ1と傾斜面部43の傾斜角度θ2は、θ1>θ2であるとよく、その差(θ1−θ2)は、凡そ10度以上あるとよい。
Further, if the
また、便受部41の周縁部(上縁)を基準としたときの段差部42の高さH1(図8参照)は、例えば、5mm以上30mm以下であるとよい。これにより、棒状の長い便が、一端を排水口32に向けて、傾斜面部43に沿って傾き、便器本体12の底部12bに立った状態で配置された場合に、便300と便器本体12との間に、より適切な隙間S1が形成される。これによって、便300を排水口32からスムーズに吸引することができる。この際、便受部41の周縁部を基準としたときの段差部42の高さH1は、より好ましくは10mm以上、25mm以下であるとよい。
Further, the height H1 (see FIG. 8) of the stepped
また、傾斜面部43の下縁で囲まれる周縁の最も広い間隔(距離)は、凡そ75mm以下であるとよい。これによって、例えば、長さが75mmを越えるような棒状の長い便300が、典型的には、図8に示すように、少なくとも一部を傾斜面部43に掛けつつ、一端を排水口32に向けて、便器本体12の底部12bに立った状態で配置される。これによって、かかる便300を排水口32からスムーズに吸引することができる。
Moreover, the widest space | interval (distance) of the periphery enclosed by the lower edge of the
また、排水口32の内径(直径)は、例えば、15mm以上25mm以下でもよい。この負圧吸引式トイレ10は、便受部41、段差部42、傾斜面部43を備えているので、15mm以上25mm以下程度の狭い排水口32でも便を含む排水をスムーズに吸引することができる。
Further, the inner diameter (diameter) of the
また、便受部41は、便受部41は、平面視において円形に形成されていてもよい。この場合、排水口32の内径(直径)をD1とし、便受部41の周縁部の内径(直径)(便受部41の上縁の内径(直径))をD2としたときに、1.5≦(D2/D1)≦4.0の関係が成立するとよい。
Moreover, the
また、排水管路13は、例えば、図1および図6に示すように、排水口32から下方に延びた導入管71を有していてもよい。これにより、負圧タンク14からの吸引力のみならず、重力の作用も合わせて、便300を含む排水に作用する。このため、例えば、排水口32を側面に設けて排水口32から連なる管路33が水平に形成され、排水を水平に引き込む場合に比べて、排水を格段にスムーズに引き込むことができる。
Moreover, the
また、排水管路13は、導入管71の下端から水平方向に延びた横引き管72を有していてもよい。さらに、導入管71の管軸と、横引き管72の管軸との交差角度が略90度であってもよい。この場合、導入管71から屈曲して横引き管72が設けられているので、排水の進行方向が凡そ直角に変わる。排水に含まれる便300は、管路の壁面に激しく衝突し、さらに細かく砕かれる。さらに、屈曲部分71cでは、排水には乱流が生じるので、便は、排水および排水に含まれる空気にさらに細かく混ざり合う。このようなことから、便300やトイレットペーパが詰まらずにスムーズに流れる。以下に、排水管路13の構成をさらに説明する。
Further, the
上述した負圧吸引式トイレ10では、図1および図6に示すように、便器本体12と、排水管路13とを備えている。便器本体12は、底部12bに排水口32を有する有底の容器である。排水管路13は、便器本体12の外側において、排水口32に接続された一端部13aと、一端部13aから上方に延びた立ち上がり部13bと、立ち上がり部13bから下方に延びた降下部13cとを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 6, the negative
上述した実施形態では、排水管路13は、便器本体12の外側において、排水口32に接続された一端部13aとして導入管71を備えている。また、一端部13aから上方に延びた立ち上がり部13bとして、立ち上がり管73と横管74とを備えている。かかる立ち上がり部13bは、便器本体12の中間において便器本体12に溜められる排水の高さを規定する予め定められた高さ位置J1に、排水管路13の底が配置されている。ここでは、立ち上がり管73が、図1に示すように、便器本体12の中間部において、便器本体12に溜められる排水の高さを規定する予め定められた高さ位置J1まで延び、当該立ち上がり管73の上端に横管74が接続されている。そして、当該横管74では、予め定められた高さ位置J1に排水管路13の底が設定されている。また、横管74は降下部13cに連続しており、余剰な排水は、降下部13cへと流れていく。
In the above-described embodiment, the
かかる排水管路13によれば、立ち上がり部13bと降下部13cによって、便器本体12に溜められる排水の高さが規定できる。つまり、かかる負圧吸引式トイレ10では、吸引前に便器本体12に所要の排水を溜めることができる。これにより、排水をスムーズに排水管路13および負圧タンク14に引き込むことができる。
According to the
ここで、降下部13cは、便器本体12の排水口32よりも低い位置まで延びているとよい。これにより、排水管路13のうち、負圧吸引式トイレ10に配管された末端を低く配設し易くなる。負圧吸引式トイレ10の配管の敷設が容易になる。
Here, the descending
また、排水管路13は、立ち上がり部13bから連続して水平方向に延び、降下部13cに接続された横管部13d(上述した実施形態では横管74)を有していてもよい。かかる横管部13dを設けることで、立ち上がり部13bから降下部13cへの繋ぎ部分での、圧力損失(ひいては吸引力の低下)を抑えることができる。
Moreover, the
この場合、立ち上がり部13bの管軸V1と横管部13dの管軸V2との交差角度は、図6に示すように、略90度であるとよい。立ち上がり部13bと横管部13dの交差角度が略90度に屈曲していることにより、排水が淀みなく流れ、かつ、便が管路に衝突した際に排水に適度な乱流が生じ、便がより粉砕される。このため、排水がスムーズに吸引されやすくなる。なお、具体的には、「略90度」とは、凡そ90度±10度程度の範囲であるとよく、凡そ80度以上100度以下であるとよい。また、さらに90度に近いとよく、例えば、85度以上95度以下程度であるとよい。
In this case, the crossing angle between the tube axis V1 of the rising
さらに、横管部13dの管軸V2と降下部13cの管軸V3との交差角度が略90度であるとよい。横管部13dと降下部13cの交差角度についても、略90度に屈曲していることにより、排水が淀みなく流れ、かつ、便が管路に衝突した際に排水に適度な乱流が生じ、便がより粉砕される。このため、排水がスムーズに吸引されやすくなる。
Furthermore, the intersection angle between the tube axis V2 of the
さらに、上述した実施形態では、排水管路13の一端部13aは、排水口32から下方に延びた導入部としての導入管71を有している。これにより、便器本体12から排水が垂直に引き込まれるので、重力の作用もあり、排水がスムーズに引き込まれる。さらに、排水管路13の一端部13aは、導入部としての導入管71の下端から水平方向に延びた横引き管72(横引き部)とを有している。
Furthermore, in the above-described embodiment, the one
この場合、導入管71(導入部)を通過した便を含む排水が横引き管72(横引き部)によって横方向に引き込まれる際に、進行方向が変更され、排水に含まれる便が管路に衝突する。この際、便器本体12から引き込まれる極めて初期の段階で、排水に含まれる便が粉砕され、小さくなるとともに、排水に乱流が生じ、排水に空気が効率よく巻き込まれるので、便が流れやすくなる。また、この場合でも、導入管71(導入部)の管軸V4と横引き管72(横引き部)の管軸V5との交差角度が略90度であるとよい。
In this case, when the wastewater including the stool passing through the introduction pipe 71 (introduction part) is drawn in the horizontal direction by the horizontal pulling pipe 72 (lateral drawing part), the traveling direction is changed, and the stool contained in the drainage is connected to the pipeline Collide with. At this time, the stool contained in the drainage is pulverized and reduced at the very initial stage of being drawn from the
また、上述した実施形態では、図6に示すように、立ち上がり部13bとしての立ち上がり管73は、横引き部としての横引き管72に連続している。横引き管72の管軸V5と立ち上がり管73の管軸V1との交差角度は略90度である。このため、横引き管72から立ち上がり管73へ至る屈曲部分81でも、排水に含まれる便が粉砕され、小さくなるとともに、排水に乱流が生じ、排水に空気がさらに効率よく巻き込まれる。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 6, the rising
また、上述した実施形態では、図1および図2に示すように、便器本体12の周囲を囲む外枠11を有している。立ち上がり部13bとしての立ち上がり管73と降下部13cとしての降下管75とは、便器本体12の外側でかつ外枠11の内側の空間に設けられている。これにより、立ち上がり部13bと降下部13cを外枠11の下の目立たない位置に配置できる。
Moreover, in embodiment mentioned above, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, it has the
また、排水管路13は、図1に示すように、降下部13cとしての降下管75から連続し、外枠11の外側に向けて延びた末端部としての末管76を備えている。この場合、末管76は、排水管路13の天井が排水口32よりも低い位置に配設されている。これにより、末管76に接続される接続管77を床に近い位置に敷設できる。また、この場合、降下部13cとしての降下管75の管軸V3と末端部としての末管76の管軸V6との交差角度が略90度であるとよい。このため、降下部13cに末端部が接続された位置でも排水に乱流を生じさせ、排水に粉砕された便および空気を巻き込むことができるので、排水をスムーズに搬送することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the
また、排水管路13の末端部としての末管76では、排水管路13の内径をより小さくしてもよい。つまり、排水管路13の末端部としての末管76は、立ち上がり管73や降下管75を通過しており、排水に含まれる便やトイレットペーパが粉砕されて細かくなっている。このため、かかる末管76では、管路を細くしてもスムーズに排水を流すことができる。また、かかる末管76において、管路を細くすることによって、吸引力が低下するのを小さく抑えることができる。
Further, the inner diameter of the
排水管路13は、立ち上がり部13bとしての立ち上がり管73と、降下部13cとしての降下管75とは、便器本体12の外側で、かつ、外枠11の内側の空間において、便器本体12の座位における前側を除く空間に設けられているとよい。これにより、排水管路13の立ち上がり部13bと降下部13cを、使用上、邪魔にならない位置に配置できる。
The
なお、上述した実施形態では、図1に示すように、排水管路13の配管スペース65として、立ち上がり管73と降下管75を設けるスペースが、便器本体12の後側に設けられているが、排水管路13の配置はこれに限らない。例えば、立ち上がり管73と降下管75を設けるスペースは、便器本体12の横、例えば、図13に示すように、肘掛24、25が設けられた位置の下側に設けてもよい。この場合、末管76は、負圧吸引式トイレ10本体(便器側要素10A(図1参照))の横に向けて配置してもよい。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, a space for providing the rising
また、図示は省略するが、排水管路13の立ち上がり部13bと降下部13cを設けるスペースが、便器本体12の外側で外枠11の内側に確保できない場合もある。その場合には、排水管路13の立ち上がり部13bと降下部13cを、負圧吸引式トイレ10の本体(便器側要素10A(図1参照))の外枠11の外側に設けてもよい。また、負圧吸引式トイレ10は、背もたれ23や肘掛24,25は、必ずしも必要ではない。この場合、負圧吸引式トイレ10本体(便器側要素10A(図1参照))は、よりコンパクトに構成できる。
Although not shown, there may be a case where the space for providing the rising
また、排水管路13は、負圧タンク14に接続される接続部としての接続管77を備えており、負圧タンク14の吸引口93に接続されている。このように、排水管路13は、便器本体12の排水口32と負圧タンク14の吸引口93とを接続している。また、吸引のタイミングを操作する開閉弁15は、排水管路13または吸引口93に設けられているとよい。さらに、開閉弁15は、図1に示すように、負圧タンク14の吸引口93に設けられていてもよい。
Further, the
以上、本発明の種々の実施形態および試験例を説明してきたが、ここで挙げた実施形態および試験例は、特に言及されない限りにおいて、本発明を限定するものではない。 Although various embodiments and test examples of the present invention have been described above, the embodiments and test examples given here are not intended to limit the present invention unless otherwise specified.
例えば、上述した実施形態における便器本体12は、底部12bにインナースリーブ30が装着された形態を示したが、これに限定されない。便器本体12は、例えば、便受部41と段差部42と傾斜面部43とを射出成形によって一体成形してもよい。この場合、便器本体12の肉厚は薄くしたいが、便器本体12の底部12b、特に、排水口32および排水口32の近傍には、吸引力によって相当の力が作用する。このため、便器本体12の底部12bの内側にインナースリーブ30を装着することに代えて、図示は省略するが、便器本体12の底部の外側にアウタースリーブを装着し、便器本体12の底部12bに所要の強度を確保してもよい。
For example, the toilet
また、上記実施形態における便受部41は、排水口32から水平方向に広がるにつれて上方に傾斜しているが、これに限定されない。便受部41は、排水口32から水平方向に傾斜することなく広がっていてもよい。この場合、太く長い棒状の便に対しては、段差部によって便と便器本体12との間に隙間S1が比較的広く確保できる。このため、便受部41の隅に少し便が残留する場合があるが、大方の便はスムーズに吸引される。
Moreover, although the
また、上述した実施形態における便受部41、段差部42および傾斜面部43は、図1に示すように、排水口32を囲うように、平面視において円形に形成されているが、これに限定されない。例えば、便受部41の平面視において円形に限らず、例えば、矩形や楕円形などでもよい。また、便受部41は、排水口32の周囲に全周に形成されている必要はなく、排水口32の周囲において周方向の少なくとも一部に形成されていてもよい。図10は、便器本体12の変形例を示す図である。例えば、図10に示すように、排水口32の周方向の一部に便受部41と段差部42と傾斜面部43を形成してもよい。
Moreover, as shown in FIG. 1, the
また、図1に示すように、上述した実施形態では、排水口32に連通した排水管路13は、排水口32から下方(鉛直下向き)に延びた管路33が形成されている。かかる管路33が形成される方向はこれに限定されない。図11は、便器本体12の変形例を示す図である。例えば、図11に示すように、排水口32に連なる管路33は、斜め下方に傾斜していてもよい。
Further, as shown in FIG. 1, in the above-described embodiment, the
また、便器本体12やインナースリーブ30の材質は、上記実施形態の如き樹脂製に何ら限定されるものではなく適宜変更が可能であることは言う迄もない。 その他、排水管路13、負圧タンク14、開閉弁15などの具体的な構成も、全て本発明の意図する範囲内に於いて任意に変更されうる。
Needless to say, the material of the
なお、図示は省略するが、便器本体12の排出口32(排水口も称される)と、排水管路13とは、着脱自在な接続部で接続してもよい。これにより、メンテナンス性が向上するとともに、さらに、便器本体12をバケツとして利用できるようにし、負圧吸引式トイレ10を、汲み上げ式のポータブルトイレとしても利用できるようにしてもよい。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, you may connect the discharge port 32 (a drainage port is also called) of the toilet bowl
以下、負圧吸引式トイレ10の制御をさらに説明する。ここで提案される負圧吸引式トイレ10は、図1に示すように、便器本体12と、負圧タンク14と、開閉弁15と、真空ポンプ92と、排出弁95と、制御装置100とを備えている。ここでは、負圧吸引式トイレ10の構造、特に便器側要素Aについて、図1に示された形態に限定されない。
Hereinafter, the control of the negative
便器本体12は底部に排出口32(上述した例では「排水口」と称されている。)を有している。負圧タンク14は、便器本体12の排出口32に排水管路13を通じて接続されている。開閉弁15は、負圧タンク14と便器本体12との接続を開閉する弁である。真空ポンプ92は、負圧タンク14に取り付けられており、負圧タンク14を減圧するポンプである。排出弁95は、負圧タンク14の底部に設けられた排出口94を開閉する弁である。
The
制御装置100は、図7に示すように、基本的な制御として、以下のステップAからステップCを実行する。
ステップAは、真空ポンプ92を作動させ、負圧タンク14を負圧状態にする。
ステップBは、開閉弁15を開ける。
ステップCは、排出弁95を開ける。
As shown in FIG. 7, the
In step A, the
Step B opens the on-off
Step C opens the
かかるステップAからステップCが実行されることによって、負圧吸引式トイレ10は、便器本体12に溜まった排泄物が負圧タンク14に吸引され、さらに負圧タンク14から排出される。
By executing Step A to Step C, in the negative
つまり、ステップAでは、真空ポンプ92が作動し、負圧タンク14が負圧状態になる。この際、例えば、真空ポンプ92の作動時間を予め決めておくとよい。これにより、負圧タンク14が予め定められた負圧状態に減圧される。次に、ステップBでは、開閉弁15が開かれる。これによって、便器本体12に溜まった排泄物が負圧状態となった負圧タンク14に吸引される。次に、ステップCでは、排出弁95が開かれる。これによって、負圧タンク14に吸引された排泄物が排出される。この場合、例えば、図1で示すように、負圧タンク14の排出口94の先には、汚水ます200のように排泄物を含む排水(汚水)が排出される下水設備が設けられているとよい。
That is, in step A, the
この場合、負圧タンク14内に吸引された排泄物を、毎回排出口94から自然流下によって排出できる。また、毎回、負圧タンク14が空になるので、負圧タンク14の容量はある程度小さくでき、負圧タンク14を小型化できる。また、負圧タンク14からの排出には自然流下を利用するので、システム全体としてコンパクトにでき、さらに低コスト化を図ることができる。
In this case, the excrement sucked into the
さらに、負圧吸引式トイレ10は、負圧タンク14と真空ポンプ92との接続を開閉する減圧弁92cを備えていてもよい。この場合、制御装置100は、ステップAにおいて、減圧弁92cを開いた状態で、真空ポンプ92を作動させ、真空ポンプ92を停止するときに減圧弁92cを閉じるとよい。この場合、減圧弁92cによって、負圧タンク14の減圧を適切に調整することができる。
Furthermore, the negative
また、例えば、便器本体12に設けられた便座22には、図1に示すように、人が座ったことを検知する着座センサ140が設けられていてもよい。この場合、制御装置100は、便座22に人が座ったことを検知した信号を着座センサ140から受けて、ステップAを実行するように構成してもよい。この場合、着座センサ140は、荷重センサとしてもよいし、赤外線センサなどで構成してもよい。なお、着座センサ140は、便座22に設けられた形態を例示しているが、着座センサ140の構成はかかる形態に限定されない。図示は省略するが、着座センサ140は、例えば、背もたれ23に赤外線センサ(近接センサ)を設けて、便座22に人が座ったことを検知するものでもよい。
Further, for example, the
また、誤作動を防止するため、着座センサ140の信号を基に、例えば、人が着座した状態が予め定められた時間(例えば、8秒程度)継続する場合に、ステップAを実行するように制御装置100を構成してもよい。なお、便座22に人が座ったことを検知した信号を着座センサ140から受けてから、ステップAが実行されるタイミングは、任意に設定することができる。このように着座センサ140を設けることによって、別途、スイッチを押すというような特別な動作を必要とせず、予め負圧タンク14が負圧状態になる。このため、特別な人の操作を必要とせず、負圧タンク14の負圧状態にするステップAが実行される。また、この場合、負圧タンク14が適切に負圧状態になるので、排便が終わると、負圧タンク14によって吸引するステップBをスムーズに実行することができる。
Further, in order to prevent malfunction , step A is executed when, for example, a state in which a person is seated continues for a predetermined time (for example, about 8 seconds) based on a signal from the
また、このように、着座センサ140が設けられている場合には、制御装置100は、便座22に人が座っている状態から人が便座から離れたことを検知した信号を着座センサ140から受けて、適当なタイミングで、ステップBを実行するとよい。つまり、この場合、便器本体12は、便座22に人が座って排便し、その後、便座22から人が退いたことを検知し、その後、少し経つと適当なタイミングで開閉弁15が開く。そして、便器本体12に溜まった排泄物が負圧タンク14に吸引される。この場合、使用者は、後述する制御装置100の操作部110を操作することなく、負圧吸引式トイレ10を使用できる。
Further, when the
また、制御装置100は、ステップBで吸引が完了すると、適当なタイミングで、開閉弁15を閉じるとよい。また、制御装置100は、例えば、ステップCでは、開閉弁15を閉じた状態で排出弁95を開くとよい。この際、開閉弁15が開いていると、排水管路13を通じて、便器本体12に臭気が上がってくる。このため、ステップCでは、開閉弁15を閉じた状態で排出弁95を開くとよい。このように、開閉弁15を閉じた状態で排出弁95を開くことによって、負圧タンク14内の臭気が便器側に漏れるのを防止できる。
In addition, when the suction is completed in Step B, the
また、図1で示されているように、負圧タンク14を大気開放する大気開放弁96を備えていてもよい。この場合、制御装置100は、ステップCにおいて、大気開放弁96を開けるとよい。これにより、負圧タンク14に吸引された排泄物を排出口94から排出する際に、負圧タンク14が大気開放されているので、排泄物をスムーズに排出できる。また、この場合、ステップCにおいて、大気開放弁96は排出弁95よりも早く開くようにしてもよい。これによって、負圧タンク14の大気開放のタイミングが先であるため、負圧タンク14に溜まった排泄物が排出口94から排出される際に、負圧タンク14に大気が取り込まれる。このため、負圧タンク14に溜まった排泄物をよりスムーズに排出することができるとともに、排出時に生じる音や、負圧タンク14内での排泄物を含む排水の飛散を確実に小さくできる。
Further, as shown in FIG. 1, an air release valve 96 that opens the
なお、負圧タンク14の大気開放のタイミングを先にする場合、大気開放弁96が開いてから、排出弁95が開くまでの時間や開度は、負圧タンク14内の臭気が外部に漏れるのが少なく抑えられる程度であるとよい。大気開放弁96が開かれてから排出弁95が開くまでの時間は、例えば、0.1秒から1秒程度で設定するとよい。また、大気開放弁96は、排出弁95が閉じられるのと同時または排出弁95が閉じられるよりも先、あるいは、排出弁95が閉じられた直後に閉じられてもよい。これにより、負圧タンク14内の臭気が外部に漏れるのを防止できる。
In addition, when the timing of opening the atmosphere of the
また、制御装置100を操作する操作部110(操作スイッチ)を備えていてもよい。ここで、操作部110は、便器本体12が設けられた便器側に配置されていてもよい。つまり、図1に示すように、負圧タンク14や真空ポンプ92などは、屋外に設けられる場合がある。これに対して、便器本体12は、屋内に配置され、屋内で使用される。制御装置100を操作する操作部110(操作スイッチ)は、便器本体12が配置される側(便器側)である屋内に配置することによって、使用者の便宜が図られる。
Moreover, you may provide the operation part 110 (operation switch) which operates the
また、操作部110は、ステップAを実行する指令を制御装置100に出すためのスイッチを備えていてもよい。つまり、便座22に着座センサ140を設けて、ステップAの制御を開始する例を説明したが、操作部110に設けたスイッチを操作することによって、ステップAが開始されるように構成してもよい。操作部110にこのようなスイッチを設けておくことによって、使用者は、真空ポンプ92を操作できる。
Further, the
また、操作部110は、ステップBを実行する指令を制御装置100に出すためのスイッチを備えていてもよい。つまり、開閉弁15を開いて便器本体12に溜まった排泄物を負圧タンク14に吸引する動作は、使用者が操作部110に設けられたスイッチを操作することによって開始してもよい。これにより、使用者の意図するタイミングで、便器本体12に溜まった排泄物を吸引することができる。
Further, the
また、負圧吸引式トイレ10は、注水タンク120を備えていてもよい。この場合、制御装置100は、ステップBが実行される前に、注水タンク120から便器本体12に注水するステップDを備えているとよい。また、ステップDを実行する指令を制御装置100に出すためのスイッチを備えていてもよい。かかるスイッチは、例えば、操作部110に設けられていてもよい。また、制御装置100は、ステップB後に開閉弁15が閉じられた後で、注水タンク120から便器本体12に注水するステップEを備えていてもよい。ここで、注水タンク120は、図1に示すように、注水用のポンプ122を備えており、ポンプ122を作動させることで注水するものでもよい。また、注水タンク120は、図示は省略するが、ポンプ122に代えて開閉弁(例えば、電磁弁)が設けられ、開閉弁を開くことで、自然流下によって便器本体12に注水し、開閉弁を閉じることで注水が停止されるものでもよい。
Further, the negative
また、制御装置100は、上記ステップAからステップCの各制御ステップは、タイマーによって管理されたシーケンス制御によってもよい。この場合、制御構成が簡素であり、システムを安価に構成できる。
Further, the
また、負圧吸引式トイレ10は、図1に示すように、負圧タンク14の内圧を検知する気圧計97を備えていてもよい。この場合、制御装置100は、ステップAにおいて、気圧計97によって検知された負圧タンク14の内圧に基づいて、負圧タンク14の内圧を予め定められた値にしてもよい。
Further, the negative
図14は、かかるステップD、ステップEを含む制御装置100のフローチャートの一例を示している。図15は、かかるステップD、ステップEを含む制御装置100のフローチャートの他の一例を示している。
FIG. 14 shows an example of a flowchart of the
図14は、使用者によって手動で操作される操作部110を有する形態である。図14に示す形態では、使用者は、操作部110によって負圧タンク14および真空ポンプ92を操作する。ここでは、図1に示すように、使用者が便器本体12に排泄し終わると、使用者が操作部110を操作することによって、制御装置100は、ステップAを実行する。
FIG. 14 shows a configuration having an
《ステップA》
ステップAでは、減圧弁92cが開けられ、真空ポンプ92が作動される(S101)。ここでは、予め定められた時間、真空ポンプ92が作動して負圧タンク14が予め定められた負圧状態(例えば、0.08MPa)に減圧されると、減圧弁92cが閉じられ、真空ポンプ92が停止する(S102)
<< Step A >>
In Step A, the
《ステップD》
また、制御装置100は、ステップAと同時にステップDを実行する。ステップDでは、例えば、注水タンク120に設けられたポンプ122を作動させ、注水タンク120から便器本体12へ注水を開始する(S103)。ここで、注水量は予め定められた量とし、例えば、ポンプ122の作動時間を予め設定して調整するとよい。注水が完了すると、ポンプ122は停止する(S104)。
<< Step D >>
Further, the
《ステップB》
ステップAが完了すると、制御装置100はステップBを実行する。ステップBでは、開閉弁15が開かれる(S105)。ステップBが実行される前には、ステップAが完了しており、負圧タンク14が予め定められた負圧状態(例えば、0.08MPa)に減圧されている。このため、ステップBで開閉弁15が開かれると、便器本体12に溜まった排泄物を含む汚水は負圧タンク14に勢いよく吸引される。負圧タンク14による吸引が完了すると、開閉弁15は閉じられる(S106)。
<< Step B >>
When step A is completed, the
《ステップC》
次に、制御装置100は、ステップCを実行する。ステップCでは、まず大気開放弁96が開かれる(S107)。そして、少し遅れて排出弁95が開かれる(S108)。これにより、負圧タンク14に溜まった排泄物を含む汚水は、排出口94から汚水ます200へ排出される。負圧タンク14から汚水ます200へ汚水の排出が完了すると、大気開放弁96と排出弁95が閉じられる(S109)。これにより、負圧タンク14内が空になる。
<< Step C >>
Next, the
《ステップE》
また、この実施形態では、制御装置100は、ステップCと同時にステップEを実行する。ステップEでは、ポンプ122を作動させる(S110)。かかるポンプ122の作動によって、便器本体12に所定量の水が貯められる。かかる注水は、次回の排便や排尿に備えたものであり、便器本体12の汚れを防止するとともに、排水管路13から臭気が上がってくるのを防止する。また、かかるステップEでは、例えば、100mL程度の水が注水されるとよい。予め定められた量の注水が完了すると、ポンプ122が停止される(S111)。
<< Step E >>
In this embodiment, the
図14に係る形態におけるステップA〜ステップEは、例えば、便器本体12への排泄が終わり、使用者がステップAを実行する操作をすると、以後、シーケンス制御によって自動的に連続して実行されるように制御装置100の制御を構築してもよい。
Steps A to E in the form according to FIG. 14 are automatically and continuously executed by sequence control after the user completes the excretion to the
次に、図15に示されたフローチャートを説明する。ここでは、負圧吸引式トイレ10は、便座22に人が座ったことを検知する着座センサ140を備えている。なお、ここでは、各ステップA〜Eについては、それぞれ図14の形態と同じ動作が実行されるので、その説明は適宜に省略する。
Next, the flowchart shown in FIG. 15 will be described. Here, the negative pressure
《ステップA》
この場合、制御装置100は、便座22に人が座ったことを検知した信号を着座センサ140から受けて、ステップAを実行する。ここでは、便座22に人が座ったことを検知した信号を着座センサ140から受けて、負圧タンク14の減圧するステップAが実行される(S101、S102)。
<< Step A >>
In this case, the
《ステップD》
また、ここでは、使用者が排泄(S010)した後、使用者の操作(手動スイッチON:S011)によって、ステップDが実行され便器本体12への注水が行われる(S103、S104)。この場合、使用者は、例えば、操作部110に設けられた、ステップDを実行するためのスイッチを操作するとよい。
<< Step D >>
Here, after the user excretes (S010), Step D is executed by the user's operation (manual switch ON: S011), and water is poured into the toilet body 12 (S103, S104). In this case, for example, the user may operate a switch provided in the
《ステップB、ステップC、ステップE》
その後、制御装置100は、便座22から人が離れたことを検知して、ステップBを実行する(S105、S106)。これにより、便器本体12に溜まった排泄物を含む汚水は、減圧された負圧タンク14に吸引される。その後、制御装置100は、ステップCとステップEを実行する。ここで、ステップB、ステップC、ステップEは、制御装置100が便座22から人が離れたことを検知して順に実行される。
<< Step B, Step C, Step E >>
Thereafter, the
以上、制御装置100の制御について、種々説明したが、ここに挙げた実施例は、特に言及されない限りにおいて、本発明を限定しない。
As mentioned above, although various control about the control of the
本発明は、上述したように、円滑な排水処理を実現可能な負圧吸引式トイレを提供するものであり、産業上利用可能である。 As described above, the present invention provides a negative pressure suction type toilet that can realize a smooth wastewater treatment, and is industrially applicable.
10 負圧吸引式トイレ
10A 便器側要素
10B 負圧タンク側要素
11 外枠
12 便器本体
12a 上部
12b 底部
12c 凹部
13 排水管路
13a 一端部
13b 立ち上がり部
13c 降下部
13d 横管部
14 負圧タンク
15 開閉弁
21 土台
22 便座
23 背もたれ
24,25 肘掛
26−29 脚部
30 インナースリーブ
31 上部開口
32 排水口(排出口)
33 管路
36 上側軸部
36a 上円筒部
36b 段差
36c 下円筒部
37 下側軸部
37a 軸
41 便受部
42 段差部
43 傾斜面部
51 上円筒部
52 絞り部
53 下円筒部
54 底
55 挿通孔
56 ビス孔
57 シール材
58 Oリング
59 ビス
60 カバー
62 貫通孔
65 配管スペース
70 排水面規定部
71 導入管
71a 受口
71b 受口
71c 屈曲部分
72 横引き管
73 立ち上がり管
74 横管
75 降下管
76 末管
76a 末管の端部
77 接続管
81―84 継手
91 タンク本体
92 真空ポンプ
92a 配管
92b エアフィルタ
92c 減圧弁
93 吸引口
94 排出口
95 排出弁
96 大気開放弁
97 気圧計
100 制御装置
110 操作スイッチ(操作部)
120 タンク(注水タンク)
122 ポンプ(注水ポンプ)
124 管路(注水管)
140 着座センサ
200 汚水ます
250 建物の壁
300 便(模擬便)
H1 段差部42の高さ
H2 便受部41と段差部42とを合わせた合計高さ
H3 便受部41のテーパ高さ
J1 横管74の底部の高さ(排水の高さを規定する予め定められた高さ位置)
L1 排水口32の中心を通る鉛直軸(インナースリーブ30の中心軸)
P1 便300に作用する外力
S1 隙間
θ1 便受部41の傾斜角度
θ2 傾斜面部43の傾斜角度
DESCRIPTION OF
33
120 tank (water injection tank)
122 pump (water injection pump)
124 pipeline (water injection pipe)
140
H1 Height of the stepped
L1 Vertical axis passing through the center of the drain port 32 (center axis of the inner sleeve 30)
P1 External force S1 acting on the
Claims (16)
前記便器本体の排出口に排水管路を通じて接続された負圧タンクと、
前記負圧タンクに設けられ、前記排水管路が接続された吸引口と、
前記吸引口に設けられ、前記負圧タンクと前記便器本体との接続を開閉する開閉弁と、
前記負圧タンクに取り付けられた真空ポンプと、
前記負圧タンクの底部に設けられた排出口を開閉する排出弁と、
前記負圧タンクと前記真空ポンプとの接続を開閉する減圧弁と、
制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記減圧弁を開いた状態で、前記真空ポンプを作動させ、当該真空ポンプを停止するときに前記減圧弁を閉じて前記負圧タンクを負圧状態にするステップAと、
前記開閉弁を開くステップBと、
前記排出弁を開くステップCと
を実行する、
負圧吸引式トイレ。 A toilet body having an outlet at the bottom;
A negative pressure tank connected through a drain line to the outlet of the toilet body;
A suction port provided in the negative pressure tank and connected to the drain pipe;
An on-off valve provided at the suction port for opening and closing a connection between the negative pressure tank and the toilet body;
A vacuum pump attached to the negative pressure tank;
A discharge valve for opening and closing a discharge port provided at the bottom of the negative pressure tank;
A pressure reducing valve for opening and closing a connection between the negative pressure tank and the vacuum pump;
A control device,
The controller is
A step A in which the vacuum pump is operated while the pressure reducing valve is opened, and the pressure reducing valve is closed to bring the negative pressure tank into a negative pressure state when the vacuum pump is stopped;
Step B for opening the on-off valve;
Performing the step C of opening the discharge valve;
Negative pressure suction toilet.
前記制御装置は、
前記ステップCにおいて、前記大気開放弁を開ける、
請求項1に記載された負圧吸引式トイレ。 An air release valve for opening the negative pressure tank to the atmosphere;
The controller is
In step C, the atmosphere release valve is opened.
The negative pressure suction type toilet according to claim 1.
前記便器本体の排出口に排水管路を通じて接続された負圧タンクと、
前記負圧タンクに設けられ、前記排水管路が接続された吸引口と、
前記吸引口に設けられ、前記負圧タンクと前記便器本体との接続を開閉する開閉弁と、
前記負圧タンクに取り付けられた真空ポンプと、
前記負圧タンクの底部に設けられた排出口を開閉する排出弁と、
前記負圧タンクを大気開放する大気開放弁と、
制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記真空ポンプを作動させ、前記負圧タンクを負圧状態にするステップAと、
前記開閉弁を開くステップBと、
前記大気開放弁を開け、かつ、前記排出弁を開くステップCと
を実行する、
負圧吸引式トイレ。 A toilet body having an outlet at the bottom;
A negative pressure tank connected through a drain line to the outlet of the toilet body;
A suction port provided in the negative pressure tank and connected to the drain pipe;
An on-off valve provided at the suction port for opening and closing a connection between the negative pressure tank and the toilet body;
A vacuum pump attached to the negative pressure tank;
A discharge valve for opening and closing a discharge port provided at the bottom of the negative pressure tank;
An air release valve for opening the negative pressure tank to the atmosphere;
A control device,
The controller is
Activating the vacuum pump to bring the negative pressure tank into a negative pressure state; and
Step B for opening the on-off valve;
Opening the atmosphere release valve and opening the discharge valve C.
Negative pressure suction toilet.
ステップCにおいて、前記開閉弁を閉じた状態で、前記排出弁を開く、
請求項1から4までの何れか一項に記載された負圧吸引式トイレ。 The controller is
In step C, with the on-off valve closed, the discharge valve is opened.
The negative pressure suction type toilet according to any one of claims 1 to 4.
前記便座に人が座ったことを検知する着座センサと
を備え、
前記制御装置は、
前記便座に人が座ったことを検知した信号を前記着座センサから受けて、前記ステップAを実行する、
請求項1から5までの何れか一項に記載された負圧吸引式トイレ。 A toilet seat provided in the toilet body,
A seating sensor for detecting that a person is sitting on the toilet seat;
The controller is
Receiving a signal from the seating sensor that a person has been seated on the toilet seat, and executing step A;
The negative pressure suction type toilet according to any one of claims 1 to 5.
前記便座に人が座っている状態から人が便座から離れたことを検知した信号を前記着座センサから受けて、前記ステップBを実行する、
請求項6に記載された負圧吸引式トイレ。 The controller is
Receiving a signal from the seating sensor that detects that a person has left the toilet seat from a state in which the person is sitting on the toilet seat, and executing the step B;
The negative pressure suction toilet according to claim 6.
前記制御装置は、前記ステップBが実行される前に、前記注水タンクから前記便器本体に注水するステップDを備えた、請求項1から11までの何れか一項に記載された負圧吸引式トイレ。 With a water injection tank,
The negative pressure suction method according to any one of claims 1 to 11, wherein the control device includes a step D of pouring water into the toilet body from the water filling tank before the step B is executed. toilet.
前記制御装置は、ステップAにおいて、前記気圧計によって検知された前記負圧タンクの内圧に基づいて、前記負圧タンクの内圧を予め定められた値にする、請求項1から15までの何れか一項に記載された負圧吸引式トイレ。 A barometer for detecting the internal pressure of the negative pressure tank;
The control device according to any one of claims 1 to 15, wherein in step A, the internal pressure of the negative pressure tank is set to a predetermined value based on the internal pressure of the negative pressure tank detected by the barometer. The negative pressure suction type toilet described in one item.
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