JP6281701B2 - 水洗大便器 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、水洗大便器に関する。

従来、洗浄水が流通する導水路と、導水路に接続されるボウル部とを備えた水洗大便器が広く知られている。また、近年、洗浄水をボウル部の汚物受け面へ吐水して旋回流を生じさせるリム吐水口と、洗浄水を排水トラップ管路へ吐水してサイホン作用を早期に発生させるジェット吐水口とがボウル部に形成された水洗大便器が提案されている（たとえば特許文献１参照）。

ところで、たとえば、導水路やジェット吐水口が陶器で形成される場合、製造ばらつきなどによって導水路等の圧力損失が便器ごとに変動することがある。導水路等を流通する洗浄水の瞬間流量は、上記した圧力損失の影響を受けるため、圧力損失が変動すると洗浄水の瞬間流量も変わる。

そのため、たとえば、導水路およびジェット吐水口を流通する洗浄水の瞬間流量が減少した場合、所定時間内にジェット吐水口から吐水されるジェット吐水量も減少する。これにより、サイホン作用が持続されにくいなど水洗大便器の洗浄性能が低下するおそれがあった。そこで、上記した水洗大便器にあっては、導水路等の圧力損失が大きい場合には、たとえば単位時間あたりのジェット吐水量を増加させることで、洗浄性能が損なわれないようにしている。

特開２０１２−１３２１６７号公報

しかしながら、近年の水洗大便器においては節水化が求められており、上記のようにジェット吐水量を増加させると、便器洗浄に使用される洗浄水の総洗浄水量が増加してしまう場合があり、節水化が十分ではないといった問題が生じていた。

ところで、ジェット吐水の終了後、リム吐水によって排水トラップ管路の封水が補給される。かかる排水トラップ管路においては、便器洗浄後の封水深が一定であることが望ましい。しかしながら、上記のように便器の圧力損失によってジェット吐水の瞬間流量が増加したり、逆に減少したりすると、ジェット吐水後の封水深が変わるため、ジェット吐水終了後のリム吐水量が一定の水量である場合、便器洗浄後の封水深が一定にならずにばらつくことがあった。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、節水化を図るとともに、洗浄性能の低下や封水深のばらつきを抑制することができる水洗大便器を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る水洗大便器は、洗浄水が流通する導水路、および、前記導水路に接続されるとともにリム吐水用のリム吐水口およびジェット吐水用のジェット吐水口が形成されるボウル部を備えた便器本体と、前記リム吐水口から吐水される洗浄水のリム吐水量および前記ジェット吐水口から吐水される洗浄水のジェット吐水量を制御する吐水量制御部と、前記導水路および前記ジェット吐水口の少なくともいずれかの状態を検出する状態検出部とを備え、前記吐水量制御部は、前記状態検出部により検出された検出結果に基づき、前記リム吐水量と前記ジェット吐水量との総和を一定に維持しつつ、前記ジェット吐水量と前記ジェット吐水の終了後における前記リム吐水量との分配比率を変更することを特徴とする。

このように、導水路等の状態に基づき、ジェット吐水量とジェット吐水終了後のリム吐水量との分配比率を変更するようにしたので、導水路等の圧力損失の変動による影響を受けにくくすることができ、よって洗浄性能の低下を抑制することができる。また、リム吐水量とジェット吐水量との総和、すなわち総洗浄水量を一定に維持するようにしたことから、上記した分配比率を変更した場合であっても、総洗浄水量が増加することがなく、節水化を図ることができる。

さらに、たとえば、ジェット吐水の瞬間流量が増加した場合、ジェット吐水後の排水トラップ管路の封水深は深くなるため、ジェット吐水終了後のリム吐水量を減少させるように分配比率を変更することが可能となる。他方、ジェット吐水の瞬間流量が減少した場合、ジェット吐水後の排水トラップ管路の封水深は浅くなるため、ジェット吐水終了後のリム吐水量を増加させるように分配比率を変更することが可能となる。これにより、便器洗浄後の排水トラップ管路の封水深を、ジェット吐水の瞬間流量が増減した場合であっても一定にでき、ばらつきを抑制することができる。

また、水洗大便器は、前記ジェット吐水用の洗浄水を貯水する貯水タンクと、前記貯水タンクの洗浄水を加圧して前記ジェット吐水口から吐水させるポンプとを備え、前記状態検出部は、前記ポンプの駆動によって前記貯水タンク内の水位が第１の水位から前記第１の水位よりも低い第２の水位に低下するまでの水位低下時間を計測することで、前記導水路および前記ジェット吐水口の少なくともいずれかの状態を検出することを特徴とする。これにより、導水路等の状態を容易に検出することができる。

また、前記吐水量制御部は、変更した分配比率に応じて前記ジェット吐水の時間と前記ジェット吐水の終了後における前記リム吐水の時間とを調整することで、前記ジェット吐水量と前記ジェット吐水の終了後における前記リム吐水量とを制御することを特徴とする。これにより、ジェット吐水量とジェット吐水終了後のリム吐水量とをそれぞれ、簡易な構成で制御することができる。

また、前記吐水量制御部は、前記ジェット吐水の時間を、前記ジェット吐水口から排水トラップ管路へ洗浄水が供給されて発生するサイホン作用が終了した後のブロー期間の長さで調整することを特徴とする。

仮に、ジェット吐水の時間を排水トラップ管路でサイホン作用が発生している期間の長さで調整すると、サイホン作用に影響を与え、洗浄性能が低下するおそれがある。これに対し、吐水量制御部は、ジェット吐水の時間をサイホン作用終了後のブロー期間の長さで調整することから、サイホン作用自体に影響を与えることはなく、洗浄性能の低下をより一層抑制することができる。

実施形態の一態様によれば、節水化を図るとともに、洗浄性能の低下や封水深のばらつきを抑制することができる。

図１は、実施形態に係る水洗大便器を模式的に示す全体構成図である。 図２は、ジェット吐水量と後リム吐水量との分配例を示す図である。 図３は、便器洗浄の動作手順を示すタイムチャートである。 図４は、コントローラが実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する水洗大便器の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係る水洗大便器を模式的に示す全体構成図である。図１に示すように、水洗大便器１は、便器本体２と、便器本体２へ洗浄水を供給する給水機能部３とを備える。

便器本体２は、陶器で形成されるとともに、導水路１０と、ボウル部１１と、排水トラップ管路１２とを備える。なお、図１にあっては、図示の簡略化のため、便器本体２が備える便座や便座を覆うカバーなど一部の部材の図示を省略した。また、図１では、床置き式の便器本体２を示したが、これに限定されるものではなく、壁掛け式であってもよい。

導水路１０は、リム側導水路１０ａと、ジェット側導水路１０ｂとを備える。リム側導水路１０ａおよびジェット側導水路１０ｂには、それぞれ、便器洗浄が行われる場合に、給水機能部３から供給された洗浄水が流通する。

ボウル部１１は、導水路１０に接続されるとともに、汚物を受けることが可能なボウル状に形成される。詳しくは、ボウル部１１は、汚物を受ける汚物受け面１３と、汚物受け面１３の上縁に形成されるリム部１４と、リム吐水口１５と、ジェット吐水口１６とを備える。

リム吐水口１５は、リム部１４の内周面１４ａに開口され、上記したリム側導水路１０ａに接続される。これにより、リム吐水口１５は、リム側導水路１０ａから供給された洗浄水をボウル部１１の汚物受け面１３へ吐水して汚物受け面１３において旋回流を生じさせる。なお、本明細書では、リム吐水口１５から洗浄水が吐水されることを「リム吐水」という場合がある。

ジェット吐水口１６は、汚物受け面１３の底部１３ａに設けられ、排水トラップ管路１２側に向けて対向するように開口される。また、ジェット吐水口１６は、ジェット側導水路１０ｂに接続される。これにより、ジェット吐水口１６は、ジェット側導水路１０ｂから供給された洗浄水を排水トラップ管路１２へ吐水し、排水トラップ管路１２内を洗浄水で急速に満たすことで、サイホン作用を早期に発生させる。なお、本明細書では、ジェット吐水口１６から洗浄水が吐水されることを「ジェット吐水」という場合がある。

排水トラップ管路１２は、入口部１２ａと、トラップ上昇部１２ｂと、トラップ下降部１２ｃとを備える。入口部１２ａは、汚物受け面１３の底部１３ａと連続するように設けられ、ボウル部１１からの洗浄水を排水トラップ管路１２へ流入させる。トラップ上昇部１２ｂは、入口部１２ａから斜め上方へ向けて延びるように形成される。トラップ下降部１２ｃは、トラップ上昇部１２ｂから下方へ向けて延びるように形成される。

また、トラップ下降部１２ｃの下端には、排水管１７が接続される。したがって、便器洗浄が行われる場合、ボウル部１１の洗浄水は、排水トラップ管路１２の入口部１２ａ、トラップ上昇部１２ｂおよびトラップ下降部１２ｃを介して排水管１７へと排水される。

便器洗浄が行われた後、排水トラップ管路１２およびボウル部１１には、洗浄水が溜まる。ここで、排水トラップ管路１２等に溜まった洗浄水を「溜水」ということとし、図１において符号Ｗで示す。

図１に示すように、排水トラップ管路１２等が溜水Ｗで満たされることで、溜水Ｗが封水として機能し、排水管１７からの臭気等がボウル部１１側へ逆流することを防止する。なお、溜水Ｗの水面から排水トラップ管路１２の入口部１２ａの上端１２ａ１までの深さを「封水深」ということとし、符号Ｈで示す。

ここで、上記したリム吐水およびジェット吐水について説明する。便器洗浄が行われる際、まずリム吐水が行われ、ボウル部１１の汚物受け面１３を洗浄する。以下では、かかるリム吐水を「前リム吐水」といい、前リム吐水による便器洗浄を「前リム洗浄」という場合がある。なお、前リム吐水は、ジェット吐水が終了するまで継続されるが、本明細書では、理解の便宜のため、ジェット吐水の開始までのリム吐水を前リム吐水ということがある。

続いて、前リム吐水と並行して、ジェット吐水が行われる。これにより、上記したように排水トラップ管路１２においてサイホン作用が生じ、よって吐水された洗浄水や溜水Ｗは、汚物とともに排水トラップ管路１２から排水管１７へ排出される。以下では、ジェット吐水による便器洗浄を「ジェット洗浄」という場合がある。

ジェット吐水の終了後も、引き続きリム吐水が行われる。リム吐水口１５から吐水された洗浄水は、ボウル部１１の汚物受け面１３を再度洗浄するとともに、排水トラップ管路１２へ流れる。これにより、排水トラップ管路１２の溜水Ｗが補給されて水位が上昇し、便器洗浄が完了する。以下では、ジェット吐水終了後のリム吐水を「後リム吐水」ということとし、後リム吐水による便器洗浄を「後リム洗浄」という場合がある。

ところで、便器本体２が陶器で形成される場合、具体的には、たとえば、ジェット側導水路１０ｂやジェット吐水口１６が陶器で形成される場合、製造ばらつきなどによってジェット側導水路１０ｂ等の圧力損失が便器ごとに変動することがある。ジェット側導水路１０ｂ等の洗浄水の瞬間流量は、上記した圧力損失の変動に伴って変わる。

そのため、たとえば、ジェット側導水路等の洗浄水の瞬間流量が減少した場合、所定時間内のジェット吐水量が減少して水洗大便器の洗浄性能が低下するおそれがあった。そこで、従来の水洗大便器にあっては、ジェット側導水路等の圧力損失が大きい場合には、たとえば単位時間あたりのジェット吐水量を増加させることで、洗浄性能が損なわれないようにしていた。

しかしながら、近年の水洗大便器においては節水化が求められており、上記のようにジェット吐水量を増加させると、総洗浄水量が増加してしまう場合があり、節水化が十分ではないといった問題が生じていた。

さらに、排水トラップ管路においては、便器洗浄後の封水深Ｈが一定であることが望ましいが、上記のようにジェット吐水の瞬間流量が増加したり、逆に減少したりすると、ジェット吐水後の封水深Ｈが変わる。そのため、ジェット吐水終了後のリム吐水量が一定の水量である場合、便器洗浄後の封水深Ｈが一定にならずにばらつくことがあった。

そこで、実施形態に係る水洗大便器１では、ジェット側導水路１０ｂやジェット吐水口１６の状態を検出し、検出結果に基づいてジェット吐水量と後リム吐水量との分配比率を変更することとした。これにより、節水化を図るとともに、洗浄性能の低下や封水深Ｈのばらつきを抑制することができる。以下、その水洗大便器１の構成について、詳しく説明する。

給水機能部３は、給水路２０と、貯水タンク２１と、ポンプ２２と、コントローラ２３とを備える。

給水路２０は、一端側が水道管などの給水源Ａに接続される。また、給水路２０には、弁などの各種器具が設けられる。詳しくは、給水路２０は、上流側から順に、止水栓３０、ストレーナ３１、定流量弁３２、電磁弁３３および切替弁３４が設けられる。

また、給水路２０は、切替弁３４の下流側において、リム吐水口１５へ洗浄水を供給するリム側給水路３５と、貯水タンク２１へ洗浄水を供給するタンク側給水路３６とに分岐される。

止水栓３０は、給水源Ａから給水路２０への洗浄水の流入を停止させるための器具であるが、通常は開けた状態とされる。ストレーナ３１は、洗浄水に混入したゴミなどの異物を除去する。定流量弁３２は、給水源Ａから流入された洗浄水を、所定の流量以下に調整する。

電磁弁３３は、コントローラ２３からの制御信号に応じて開閉する。切替弁３４は、コントローラ２３からの制御信号に応じて動作し、洗浄水の流路をリム側給水路３５とタンク側給水路３６との間で切り替える。

リム側給水路３５は、便器本体２のリム側導水路１０ａに接続される。したがって、リム吐水口１５には給水源Ａが直結されることとなり、よってリム吐水口１５からは、給水源Ａの給水圧力により洗浄水が吐水される。

また、リム側給水路３５の途中には、リム側バキュームブレーカ３７が設けられ、たとえば給水路２０に負圧が発生した場合に、リム吐水口１５から逆流が生じることを防止する。

タンク側給水路３６は、貯水タンク２１に接続される。タンク側給水路３６の途中にも、タンク側バキュームブレーカ３８が設けられ、たとえば給水路２０に負圧が発生した場合に、貯水タンク２１からの逆流が生じることを防止する。なお、リム側バキュームブレーカ３７またはタンク側バキュームブレーカ３８から洗浄水が溢れた場合、溢れた洗浄水は戻り管路３９を通って貯水タンク２１へ流入する。

貯水タンク２１は、ジェット吐水用の洗浄水を貯水する。貯水タンク２１の内部には、上側フロートスイッチ４０と、下側フロートスイッチ４１とが配置される。

上側フロートスイッチ４０は、貯水タンク２１内において、第１の水位Ｌ１の位置に配置される。ここで、第１の水位Ｌ１は、たとえば便器洗浄前の初期水位である。上側フロートスイッチ４０は、貯水タンク２１内の水位が第１の水位Ｌ１にある場合、オン信号を出力し、水位が第１の水位Ｌ１よりも低下した場合、オフ信号を出力する。なお、上記では、第１の水位Ｌ１を初期水位としたが、これに限定されるものではなく、たとえば、初期水位よりも低い任意の位置を第１の水位Ｌ１としてもよい。

下側フロートスイッチ４１は、貯水タンク２１内において、第２の水位Ｌ２の位置に配置される。第２の水位Ｌ２は、第１の水位Ｌ１よりも低く設定される。なお、後述するように、ジェット吐水は、貯水タンク２１内の水位が第２の水位Ｌ２より低下した後も行われる。したがって、水位が第２の水位Ｌ２より低下した後のジェット吐水用の洗浄水を確保するため、第２の水位Ｌ２は、貯水タンク２１の底面から所定距離離間した位置に設定されることが好ましい。

下側フロートスイッチ４１は、貯水タンク２１内の水位が第２の水位Ｌ２以上の場合、オフ信号を出力し、水位が第２の水位Ｌ２よりも低下した場合、オン信号を出力する。上記した各フロートスイッチ４０，４１から出力されたオン・オフ信号は、コントローラ２３へ入力される。

貯水タンク２１には、ポンプ側給水路４２が接続される。かかるポンプ側給水路４２は、一端が貯水タンク２１の底面付近に配置される一方、他端は便器本体２のジェット側導水路１０ｂに接続される。

ポンプ２２は、ポンプ側給水路４２の途中に設けられ、コントローラ２３からの制御信号に応じて駆動する。したがって、ポンプ２２は、駆動を示す制御信号が入力されると、貯水タンク２１の洗浄水を加圧し、加圧した洗浄水をポンプ側給水路４２、ジェット側導水路１０ｂを介してジェット吐水口１６から吐水させる。

コントローラ２３は、給水機能部３全体を制御し、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの図示しない演算処理装置や、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの図示しない記憶装置を備える。

具体的にコントローラ２３は、吐水量制御部５０と、状態検出部５１とを備える。吐水量制御部５０は、ポンプ２２や電磁弁３３の開閉動作を制御して、リム吐水口１５から吐水される洗浄水のリム吐水量およびジェット吐水口１６から吐水される洗浄水のジェット吐水量を制御する。なお、吐水量制御部５０は、状態検出部５１の検出結果に基づいてリム吐水量およびジェット吐水量を制御するが、これについては後述する。なお、吐水量制御部５０は、切替弁３４における流路の切り替え動作も制御する。

状態検出部５１は、導水路１０、詳しくはジェット側導水路１０ｂおよびジェット吐水口１６の状態を検出する。ここで、ジェット側導水路１０ｂおよびジェット吐水口１６の状態には、ジェット側導水路１０ｂ等の圧力損失、ジェット吐水口１６のサイズ（開口面積）やジェット側導水路１０ｂの断面積、形状など、ジェット側導水路１０ｂ等における種々の特性が含まれる。

そこで、状態検出部５１は、ジェット吐水の際、貯水タンク２１内の水位が第１の水位Ｌ１から第２の水位Ｌ２に低下するまでの水位低下時間Ｔ１を計測することで、ジェット側導水路１０ｂ等の状態を間接的に検出する。

詳しくは、状態検出部５１は、ジェット吐水が開始され、貯水タンク２１内の水位が第１の水位Ｌ１よりも低下して上側フロートスイッチ４０からオフ信号が入力されると、内蔵されたカウンタをスタートさせる。続いて状態検出部５１は、貯水タンク２１内の水位が第２の水位Ｌ２よりも低下して下側フロートスイッチ４１からオン信号が入力されると、カウンタをストップさせる。このように、状態検出部５１は、水位低下時間Ｔ１をカウンタで計測する。

ここで、貯水タンク２１において第１の水位Ｌ１から第２の水位Ｌ２までの水量を「基本ジェット吐水量Ｑｂ」（図１参照）とした場合、上記した水位低下時間Ｔ１は、基本ジェット吐水量Ｑｂの洗浄水をジェット吐水するのに要した時間といえる。このため、状態検出部５１は、かかる水位低下時間Ｔ１の長短によってジェット側導水路１０ｂ等の状態を検出することとした。

次に、上記した状態検出部５１での状態検出と、吐水量制御部５０でのリム吐水量およびジェット吐水量の制御とについて、図２を参照して詳説する。図２は、ジェット吐水量と後リム吐水量との分配例を示す図である。なお、図２では、水位低下時間Ｔ１とジェット側導水路１０ｂ等の状態との関係や、ジェット側導水路１０ｂ等の状態とリム吐水量およびジェット吐水量との関係も示している。

以下、水位低下時間Ｔ１の「長短」や圧力損失の「大小」などと表現するが、これは、たとえば実験を通じて複数の水洗大便器の水位低下時間等を計測し、計測した値の平均値を基準値とした場合において、かかる基準値に対する「長短」や「大小」の意味で用いる。

図２に示すように、水位低下時間Ｔ１が短い場合、基本ジェット吐水量Ｑｂの洗浄水が早期にジェット吐水されたといえるので、ジェット側導水路１０ｂおよびジェット吐水口１６を流れる洗浄水の瞬間流量は多いといえる。

ジェット側導水路１０ｂ等の瞬間流量が多い場合、たとえばジェット吐水口１６のサイズが大きく、ジェット側導水路１０ｂ等の圧力損失は小さいと推定される。したがって、状態検出部５１は、水位低下時間Ｔ１が短い場合、ジェット側導水路１０ｂ等の状態が圧力損失の小さい状態であることを検出する。なお、上記では、ジェット側導水路１０ｂ等の瞬間流量が多い理由としてジェット吐水口１６のサイズを挙げたが、これは例示であって、たとえばジェット側導水路１０ｂの形状や水路壁の粗さ等によって瞬間流量が多くなることもある。

他方、水位低下時間Ｔ１が長い場合、基本ジェット吐水量Ｑｂの洗浄水がジェット吐水されるのに時間がかかっていることから、ジェット側導水路１０ｂ等の洗浄水の瞬間流量は少ないといえる。ジェット側導水路１０ｂ等の瞬間流量が少ない場合、たとえばジェット吐水口１６のサイズが小さく、ジェット側導水路１０ｂ等の圧力損失は大きいと推定される。したがって、状態検出部５１は、水位低下時間Ｔ１が長い場合、ジェット側導水路１０ｂ等の状態が圧力損失の大きい状態であることを検出する。

このように、状態検出部５１は、水位低下時間Ｔ１を計測し、計測した水位低下時間Ｔ１の長短によってジェット側導水路１０ｂ等の状態を検出する。これにより、ジェット側導水路１０ｂ等の状態を容易に検出することができる。

吐水量制御部５０は、状態検出部５１の検出結果に基づいてジェット吐水量と後リム吐出量とを制御する。ここでまず、ジェット吐水量の制御について説明する。

ジェット吐水は、基本ジェット吐水量Ｑｂの洗浄水がジェット吐水口１６から吐水されて貯水タンク２１内の水位が第２の水位Ｌ２より低下した後も行われる。すなわち、貯水タンク２１内において、第２の水位Ｌ２より下方にある洗浄水もジェット吐水される。

吐水量制御部５０は、第２の水位Ｌ２より下方にある洗浄水の量を増減させて調整し、ジェット吐水量を制御する。以下、吐水量制御部５０によって調整される洗浄水の量を「調整ジェット吐水量Ｑｃ」ということとする。なお、図１において、第３の水位Ｌ３は、ジェット吐水が終了した時点での水位を示しており、上記した調整ジェット吐水量Ｑｃは、第２の水位Ｌ２から第３の水位Ｌ３までの水量である。

また、図２に示すグラフは、総洗浄水量Ｑtotalに対する前リム吐水量Ｑａ、ジェット吐水量Ｑjetおよび後リム吐水量Ｑｄの分配比率を示すグラフである。図２に示すように、前リム吐水量Ｑａと、ジェット吐水量Ｑjetと、後リム吐水量Ｑｄとの総和が総洗浄水量Ｑtotalである。また、ジェット吐水量Ｑjetは、上記した基本ジェット吐水量Ｑｂに調整ジェット吐水量Ｑｃを加算したものである。

なお、図２においては、説明の便宜のため、前リム吐水量Ｑａ、ジェット吐水量Ｑjetおよび後リム吐水量Ｑｄの基準となる値を上段に示し、各吐水量の末尾に「０」を付した。また、水位低下時間Ｔ１が短い場合の各吐水量の末尾には「１」を、水位低下時間Ｔ１が長い場合の各吐水量の末尾には「２」を付した。

以下では、ジェット吐水量Ｑjet等の「増加」や「減少」などと表現するが、これは、基準となるジェット吐水量Ｑjet０等に対する「増加」や「減少」の意味で用いる。また、理解の便宜のため、前リム吐水量Ｑａは、状態検出部５１での状態検出結果にかかわらず、一定であるものとする。

状態検出部５１において、水位低下時間Ｔ１が短く、ジェット側導水路１０ｂ等の圧力損失が小さい状態が検出された場合、ジェット吐水によるサイホン作用の時間が短く、水洗大便器１の洗浄性能は低いと考えられる。そこで、吐水量制御部５０は、図２に示すように、調整ジェット吐水量Ｑｃ１を増加させてジェット吐水量Ｑjet１を増やし、サイホン作用を持続させるようにした。これにより、ジェット側導水路１０ｂ等の圧力損失の変動による影響を受けにくくすることができ、よって洗浄性能の低下を抑制することができる。

吐水量制御部５０は、ジェット吐水量Ｑjet１を増加させた場合、増加させた分だけ後リム吐水量Ｑｄ１を減少させる。すなわち、吐水量制御部５０は、リム吐水量Ｑａ１＋Ｑｄ１とジェット吐水量Ｑjet１との総和（総洗浄水量Ｑtotal）を一定に維持しつつ、ジェット吐水量Ｑjet１と後リム吐水量Ｑｄ１との分配比率を変更する。これにより、節水化を図ることができ、さらに便器洗浄後における排水トラップ管路１２の封水深Ｈのばらつきを抑制することができる。

すなわち、総洗浄水量Ｑtotalを一定に維持することから、ジェット吐水量Ｑjet１を増加させた場合であっても、節水化を図ることができる。また、ジェット吐水量Ｑjet１を増加させた場合、サイホン作用終了後に排水トラップ管路１２に残存する溜水Ｗが増え、ジェット吐水終了後の封水深Ｈは深くなる。そのため、後リム吐水量Ｑｄ１を減少させても、便器洗浄後の排水トラップ管路１２の封水深Ｈを十分な深さで一定にすることができ、封水深Ｈのばらつきを抑制することができる。

他方、状態検出部５１において、水位低下時間Ｔ１が長く、ジェット側導水路１０ｂ等の圧力損失が大きい状態が検出された場合、ジェット吐水によるサイホン作用が長く持続されており、水洗大便器１の洗浄性能は高いと考えられる。そこで、吐水量制御部５０は、図２に示すように、調整ジェット吐水量Ｑｃ２を減少させてジェット吐水量Ｑjet２を減らすようにした。なお、ジェット吐水量Ｑjet２を減少させた場合であっても、サイホン作用は既に長く持続されていることから、洗浄性能が低下することはない。

吐水量制御部５０は、ジェット吐水量Ｑjet２を減少させた場合、減少させた分だけ後リム吐水量Ｑｄ２を増加させる。これにより、節水化を図ることができ、さらに便器洗浄後における排水トラップ管路１２の封水深Ｈのばらつきを抑制することができる。

すなわち、総洗浄水量Ｑtotalを一定に維持することから、後リム吐水量Ｑｄ２を増加させた場合であっても、節水化を図ることができる。また、ジェット吐水量Ｑjet２を減少させた場合、サイホン作用が長く持続されていることから、サイホン作用終了後に排水トラップ管路１２に残存する溜水Ｗは減り、ジェット吐水終了後の封水深Ｈは浅くなる。

そこで、後リム吐水量Ｑｄ２を増加させることで、便器洗浄後の排水トラップ管路１２の封水深Ｈを十分な深さで一定にすることができ、よって封水深Ｈのばらつきを抑制することができる。なお、上記したジェット吐水量Ｑjetおよび後リム吐水量Ｑｄの増減は、それぞれの吐水時間を調整することで行われるが、これについては後述する。

次いで、水洗大便器１の便器洗浄の動作を図３を参照して具体的に説明する。図３は、便器洗浄の動作手順を示すタイムチャートである。

図３に示すように、便器洗浄前の待機状態において、コントローラ２３は、図示しない便器洗浄スイッチが使用者によって操作されて便器洗浄指示を示す洗浄指示信号が時刻ｔ１で入力されると、前リム洗浄を開始する。具体的にはまず、吐水量制御部５０が、切替弁３４をリム側給水路３５側からタンク側給水路３６側へ切り替える。

なお、上記では、便器洗浄スイッチからの信号によって前リム洗浄を開始したが、これに限定されるものではなく、たとえば便器本体２に設けられた人体検知センサ（図示せず）からの出力信号に基づいて前リム洗浄を開始してもよい。

次いで、吐水量制御部５０は、時刻ｔ２で電磁弁３３を開弁させ、給水路２０の洗浄水を切替弁３４へ流入させる。これにより、給水路２０内に溜まっていた空気がタンク側給水路３６を介して貯水タンク２１内へ排出される。このように、給水路２０内の空気を予め排出することで、リム吐水のときに空気の排出音や水はね等が発生することを防止することができる。

次いで、吐水量制御部５０は、時刻ｔ３で切替弁３４をタンク側給水路３６側からリム側給水路３５側へ切り替える。これにより、リム吐水口１５から洗浄水が吐出される。リム吐水口１５から吐出された洗浄水は、ボウル部１１の汚物受け面１３を旋回しながら流れ、汚物受け面１３を洗浄する。

次いで、時刻ｔ４において、コントローラ２３はジェット洗浄を開始する。具体的にはまず、吐水量制御部５０がポンプ２２を起動させる。これにより、ポンプ２２によって加圧された洗浄水が、ジェット吐水口１６から吐出される。なお、図３に示すように、ジェット洗浄中も電磁弁３３は開弁されるとともに、切替弁３４はリム側給水路３５側へ切り替えられたままであるため、ジェット吐水と並行してリム吐水も行われる。

ジェット洗浄においてポンプ２２の回転数は、時刻ｔ５までに比較的低い第１の回転数Ｎ１まで上昇され、かかる第１の回転数Ｎ１は時刻ｔ６まで維持される。このように、ポンプ２２の起動直後の回転数を比較的低くすることで、ポンプ側給水路４２に溜まっていた空気がジェット吐水口１６から急速に排出されて、空気の排出音が発生することを防止することができる。

また、時刻ｔ５において、貯水タンク２１の水位が第１の水位Ｌ１よりも低下すると、状態検出部５１は、上側フロートスイッチ４０からオフ信号が入力されて水位低下時間Ｔ１の計測を開始する。なお、上記では、ポンプ２２の回転数が第１の回転数Ｎ１になるタイミングと、上側フロートスイッチ４０からオフ信号が入力されるタイミングとを同じ時刻ｔ５としたが、これは例示であって、必ずしも同じタイミングではない。

次いで、吐水量制御部５０は、ポンプ２２の回転数を第１の回転数Ｎ１よりも高い第２の回転数Ｎ２まで上昇させる（時刻ｔ７）。第２の回転数Ｎ２は、サイホン起動期間である時刻ｔ７から時刻ｔ８まで維持される。ポンプ２２の回転数が上昇することにより、貯水タンク２１内の洗浄水は大流量でジェット吐水口１６から吐出される。これにより、排水トラップ管路１２内は急速に洗浄水で満たされ、サイホン作用が起動される。

続いて、吐水量制御部５０は、時刻ｔ８でポンプ２２の回転数を第１の回転数Ｎ１より高く、かつ、第２の回転数Ｎ２より低い第３の回転数Ｎ３へ低下させる。第３の回転数Ｎ３は、サイホン持続期間である時刻ｔ９まで維持される。上記のようにポンプ２２の回転数を低下させると、ジェット吐水口１６から吐出される洗浄水の量が低下するが、低下した洗浄水の量はサイホン作用を持続させるには十分な水量であるため、サイホン作用は持続される。

このように、サイホン持続期間においてジェット吐水口１６から吐出される洗浄水の量を低下させつつ、サイホン作用を持続させる。これにより、ジェット洗浄に要する洗浄水の量を低く抑えて節水化を図りながら、サイホン作用をできるだけ長く持続させることができる。

次いで、吐水量制御部５０は、ポンプ２２の回転数を、比較的低い第４の回転数Ｎ４まで下降させる（時刻ｔ１０）。第４の回転数Ｎ４は、ジェット吐水が終了するまで維持される。なお、図３においては、第１の回転数Ｎ１と第４の回転数Ｎ４とを同じ値としたが、これは例示であって、互いに異なる値であってもよい。

時刻ｔ１０以降、サイホン作用が終了してブロー期間が開始される。ここでは、理解の便宜のため、時刻ｔ１０からジェット吐水が終了する時刻ｔ１２までをブロー期間と称する。

ブロー期間においては、ポンプ２２の回転数は、比較的低い第４の回転数Ｎ４とされることから、排水トラップ管路１２に流入する洗浄水の量は比較的少なく、サイホン作用が再び起動されることはない。また、ブロー期間では、ボウル部１１や排水トラップ管路１２内に残った汚物をジェット吐水によって排水管１７へ押し出す、ブロー洗浄が行われる。

なお、上記では、時刻ｔ１０から時刻ｔ１２までをサイホン作用終了後のブロー期間としたが、必ずしも時刻ｔ１０の時点でサイホン作用が終了している必要はない。ただし、後述する時刻ｔ１１までに、サイホン作用が終了していることが好ましい。

ブロー期間において、時刻ｔ１１で貯水タンク２１の水位が第２の水位Ｌ２よりも低下すると、状態検出部５１は、下側フロートスイッチ４１からオン信号が入力されて水位低下時間Ｔ１の計測を終了する。

ここで、吐水量制御部５０は、状態検出部５１で計測された水位低下時間Ｔ１に基づき、調整ジェット吐水量Ｑｃの洗浄水をジェット吐水する調整ジェット吐水時間Ｔ２と後リム吐水量Ｑｄの洗浄水をリム吐出する後リム吐水時間Ｔ３とを算出する。

詳しくは、吐水量制御部５０はまず、水位低下時間Ｔ１に基づいてジェット吐水量Ｑjetと後リム吐水量Ｑｄとの分配比率を変更する。

たとえば、水位低下時間Ｔ１と分配比率との関係を示す情報を予め実験等を通じて取得し、取得した情報を記憶装置に記憶させておく。そして、吐水量制御部５０は、計測された水位低下時間Ｔ１と記憶された情報とに基づき、たとえば「Ｘ：Ｙ」といったジェット吐水量Ｑjetと後リム吐水量Ｑｄとの分配比率を求める。なお、上記した情報は、たとえば、水位低下時間Ｔ１と分配比率とを対応付ける表や演算式などであるが、これらに限定されるものではない。また、上記した情報を含んだプログラムを記憶装置に記憶させ、プログラムに従って分配比率を求めることとしてもよい。

次いで、吐水量制御部５０は、変更した分配比率に応じたジェット吐水量Ｑjetから基本ジェット吐水量Ｑｂを減算して調整ジェット吐水量Ｑｃを求め、求めた調整ジェット吐水量Ｑｃの洗浄水をジェット吐水するのに要する調整ジェット吐水時間Ｔ２を算出する。また、吐水量制御部５０は、変更した分配比率に応じた後リム吐水量Ｑｄを後リム吐水するのに要する後リム吐水時間Ｔ３を算出する。

上記では、調整ジェット吐水時間Ｔ２および後リム吐水時間Ｔ３をそれぞれ算出するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、水位低下時間Ｔ１に対応付けられた調整ジェット吐水時間Ｔ２および後リム吐水時間Ｔ３の情報を予め記憶装置に記憶させておき、計測された水位低下時間Ｔ１に応じて情報を読み出して調整ジェット吐水時間Ｔ２等を直接得るようにしてもよい。

吐水量制御部５０は、時刻ｔ１１から上記した調整ジェット吐水時間Ｔ２が経過する時刻ｔ１２までジェット吐水を継続して行う。このようにして、ジェット吐水の時間（Ｔ１＋Ｔ２）が調整される。

また、吐水量制御部５０は、ジェット吐水の時間を、ブロー期間の長さで調整する。ここで、仮に、ジェット吐水の時間をサイホン作用が発生しているサイホン持続期間の長さで調整すると、サイホン作用に影響を与え、洗浄性能が低下するおそれがある。これに対し、吐水量制御部５０は、ジェット吐水の時間をサイホン作用終了後のブロー期間の長さで調整することから、サイホン作用自体に影響を与えることはなく、洗浄性能の低下をより一層抑制することができる。

次いで、吐水量制御部５０は、時刻ｔ１２においてポンプ２２を停止させてジェット洗浄を終了するとともに、後リム洗浄を開始する。具体的に吐水量制御部５０は、時刻ｔ１２から上記した後リム吐水時間Ｔ３が経過する時刻ｔ１３まで後リム吐水を行う。これにより、ボウル部１１内の溜水Ｗが補給されて水位が上昇する。

このように、水洗大便器１においては、変更した分配比率に応じて調整ジェット吐水時間Ｔ２と後リム吐水時間Ｔ３とを調整することで、ジェット吐水量Ｑjetと後リム吐水量Ｑｄとを制御するようにした。これにより、ジェット吐水量Ｑjetと後リム吐水量Ｑｄとをそれぞれ、簡易な構成で制御することができる。

次いで、吐水量制御部５０は、時刻ｔ１３において、切替弁３４をリム側給水路３５側からタンク側給水路３６側へ切り替え、後リム洗浄を終了して貯水タンク２１への給水を開始する。貯水タンク２１の水位が上昇し、時刻ｔ１４において第２の水位Ｌ２に到達すると、吐水量制御部５０には、下側フロートスイッチ４１からオフ信号が入力される。さらに水位が上昇して第１の水位Ｌ１に到達すると、吐水量制御部５０は、上側フロートスイッチ４０からオン信号が入力され、電磁弁３３を閉弁する（時刻ｔ１５）。

そして、吐水量制御部５０は、時刻ｔ１６で切替弁３４をタンク側給水路３６側からリム側給水路３５側へ切り替えることで、洗浄前の待機状態に復帰し、一連の便器洗浄が完了する。

次に、図４を参照し、水洗大便器１のコントローラ２３が実行する処理について説明する。図４は、コントローラ２３が実行する処理手順を示すフローチャートである。

図４に示すように、コントローラ２３の吐水量制御部５０は、洗浄指示信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。吐水量制御部５０は、洗浄指示信号が入力されていないと判定された場合（ステップＳ１，Ｎｏ）、ステップＳ１の処理を繰り返す。

一方、吐水量制御部５０は、洗浄指示信号が入力されたと判定された場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、切替弁３４をタンク側給水路３６側へ切り替え（ステップＳ２）、続いて電磁弁３３を開弁させる（ステップＳ３）。

次いで、吐水量制御部５０は、切替弁３４をリム側給水路３５側へ切り替え（ステップＳ４）、ポンプ２２を起動させる（ステップＳ５）。続いて、コントローラ２３の状態検出部５１は、上側フロートスイッチ４０からオフ信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ６）。

状態検出部５１は、オフ信号が入力されていないと判定された場合（ステップＳ６，Ｎｏ）、ステップＳ６を繰り返す一方、入力されたと判定された場合（ステップＳ６，Ｙｅｓ）、カウンタをスタートさせて水位低下時間Ｔ１の計測を開始する（ステップＳ７）。

次いで、状態検出部５１は、下側フロートスイッチ４１からオン信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ８）。状態検出部５１は、オン信号が入力されていないと判定された場合（ステップＳ８，Ｎｏ）、ステップＳ８を繰り返す。一方、状態検出部５１は、オン信号が入力されたと判定された場合（ステップＳ８，Ｙｅｓ）、カウンタをストップさせて水位低下時間Ｔ１の計測を終了する（ステップＳ９）。

吐水量制御部５０は、水位低下時間Ｔ１に基づいてジェット吐水量Ｑjetと後リム吐水量Ｑｄとの分配比率を変更する（ステップＳ１０）。そして、吐水量制御部５０は、変更した分配比率に応じて調整ジェット吐水時間Ｔ２と後リム吐水時間Ｔ３とを算出する（ステップＳ１１）。

続いて、吐水量制御部５０は、水位低下時間Ｔ１の計測終了後に調整ジェット吐水時間Ｔ２が経過したか否かを判定し（ステップＳ１２）、経過していないと判定された場合（ステップＳ１２，Ｎｏ）、ステップＳ１２を繰り返す。他方、吐水量制御部５０は、調整ジェット吐水時間Ｔ２が経過したと判定された場合（ステップＳ１２，Ｙｅｓ）、ポンプ２２を停止させる（ステップＳ１３）。

次いで、吐水量制御部５０は、ポンプ２２を停止させた後に後リム吐水時間Ｔ３が経過したか否かを判定し（ステップＳ１４）、経過していないと判定された場合（ステップＳ１４，Ｎｏ）、ステップＳ１４を繰り返す。他方、吐水量制御部５０は、後リム吐水時間Ｔ３が経過したと判定された場合（ステップＳ１４，Ｙｅｓ）、切替弁３４をタンク側給水路３６側へ切り替える（ステップＳ１５）。

次いで、吐水量制御部５０は、上側フロートスイッチ４０からオン信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１６）。吐水量制御部５０は、オン信号が入力されていないと判定された場合（ステップＳ１６，Ｎｏ）、ステップＳ１６を繰り返す一方、入力されたと判定された場合（ステップＳ１６，Ｙｅｓ）、電磁弁３３を閉弁する（ステップＳ１７）。そして、吐水量制御部５０は、切替弁３４をリム側給水路３５側へ切り替え（ステップＳ１８）、便器洗浄が完了する。

上述してきたように、実施形態に係る水洗大便器１は、便器本体２と、吐水量制御部５０と、状態検出部５１とを備える。便器本体２は、洗浄水が流通する導水路１０、および、導水路１０に接続されるとともにリム吐水用のリム吐水口１５およびジェット吐水用のジェット吐水口１６が形成されるボウル部１１を備える。吐水量制御部５０は、リム吐水口１５から吐水される洗浄水のリム吐水量Ｑａ＋Ｑｄおよびジェット吐水口１６から吐水される洗浄水のジェット吐水量Ｑjetを制御する。

状態検出部５１は、導水路１０およびジェット吐水口１６の少なくともいずれかの状態を検出する。また、吐水量制御部５０は、状態検出部５１により検出された検出結果に基づき、リム吐水量Ｑａ＋Ｑｄとジェット吐水量Ｑjetとの総和（総洗浄水量Ｑtotal）を一定に維持しつつ、ジェット吐水量Ｑjetとジェット吐水の終了後におけるリム吐水量（後リム吐水量Ｑｄ）との分配比率を変更する。

これにより、節水化を図るとともに、洗浄性能の低下および封水深Ｈのばらつきを抑制することができる。

なお、上記した実施形態においては、調整ジェット吐水量Ｑｃを増減させてジェット吐水量Ｑjetを制御するようにしたが、これに限られず、たとえば、ポンプ２２の回転数を増減させてジェット吐水量Ｑjetを制御するようにしてもよい。

また、上記では、ジェット側導水路１０ｂおよびジェット吐水口１６の状態を水位低下時間Ｔ１に基づいて検出するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、ジェット側導水路１０ｂまたはジェット吐水口１６に流量計を配置して瞬間流量を計測し、計測した瞬間流量に基づいてジェット側導水路１０ｂおよびジェット吐水口１６の状態を検出してもよい。また、ジェット側導水路１０ｂおよびジェット吐水口１６のうち、いずれか一方の状態を検出するように構成してもよい。

また、上記では、洗浄指示信号が入力されるたびに、水位低下時間Ｔ１を測定し、調整ジェット吐水時間Ｔ２と後リム吐水時間Ｔ３とを調整するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、上記した時間計測および時間調整を、たとえば水洗大便器１の出荷前や実際の便器取り付け施工時など任意のタイミングで一度行って、得られた調整ジェット吐水時間Ｔ２や後リム吐水時間Ｔ３を記憶装置に記憶させておいてもよい。

さらには、所定の期間が経過するごとに上記した時間計測および時間調整を行ってもよい。これにより、調整ジェット吐水時間Ｔ２や後リム吐水時間Ｔ３を、便器本体２の経年変化に応じて適宜に修正することができる。

また、上記においては、上側フロートスイッチ４０および下側フロートスイッチ４１を用いて貯水タンク２１の水位を検知するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、超音波式、静電容量式や圧力式などその他の種類の水位検出装置を用いて貯水タンク２１の水位を検知するようにしてもよい。

また、上記では、貯水タンク２１内の洗浄水をポンプ２２で加圧してジェット吐水するように構成したが、これに限定されるものではない。すなわち、たとえば、ポンプ２２で加圧した洗浄水をリム吐水およびジェット吐水の両方に用いるようにしてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 水洗大便器
２ 便器本体
３ 給水機能部
１０ 導水路
１１ ボウル部
１２ 排水トラップ管路
１５ リム吐水口
１６ ジェット吐水口
２１ 貯水タンク
２２ ポンプ
２３ コントローラ
４０ 上側フロートスイッチ
４１ 下側フロートスイッチ
５０ 吐水量制御部
５１ 状態検出部
Ｌ１ 第１の水位
Ｌ２ 第２の水位

Claims (4)

1. 洗浄水が流通する導水路、および、前記導水路に接続されるとともにリム吐水用のリム吐水口およびジェット吐水用のジェット吐水口が形成されるボウル部を備えた便器本体と、
   前記リム吐水口から吐水される洗浄水のリム吐水量および前記ジェット吐水口から吐水される洗浄水のジェット吐水量を制御する吐水量制御部と、
   前記導水路および前記ジェット吐水口の少なくともいずれかの状態を検出する状態検出部と
   を備え、
   前記吐水量制御部は、
   前記状態検出部により検出された検出結果に基づき、前記リム吐水量と前記ジェット吐水量との総和を一定に維持しつつ、前記ジェット吐水量と前記ジェット吐水の終了後における前記リム吐水量との分配比率を変更すること
   を特徴とする水洗大便器。
2. 前記ジェット吐水用の洗浄水を貯水する貯水タンクと、
   前記貯水タンクの洗浄水を加圧して前記ジェット吐水口から吐水させるポンプと
   を備え、
   前記状態検出部は、
   前記ポンプの駆動によって前記貯水タンク内の水位が第１の水位から前記第１の水位よりも低い第２の水位に低下するまでの水位低下時間を計測することで、前記導水路および前記ジェット吐水口の少なくともいずれかの状態を検出すること
   を特徴とする請求項１に記載の水洗大便器。
3. 前記吐水量制御部は、
   変更した分配比率に応じて前記ジェット吐水の時間と前記ジェット吐水の終了後における前記リム吐水の時間とを調整することで、前記ジェット吐水量と前記ジェット吐水の終了後における前記リム吐水量とを制御すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の水洗大便器。
4. 前記吐水量制御部は、
   前記ジェット吐水の時間を、前記ジェット吐水口から排水トラップ管路へ洗浄水が供給されて発生するサイホン作用が終了した後のブロー期間の長さで調整すること
   を特徴とする請求項３に記載の水洗大便器。

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