JP6341460B2 - 水洗大便器装置 - Google Patents

Description

本発明は、使用者が排泄した汚物を受け、水によってこの汚物を排出する水洗大便器装置に関する。

従来、汚物を受けた大便器に洗浄水を供給するための機構として、タンク式や直圧式の給水機構を用いた水洗大便器装置が広く普及している。

タンク式の給水機構は、タンク内に予め水を貯留しておき、当該水を洗浄水として大便器に供給するものである。このようなタンク式の給水機構においては、洗浄水として供給する水の全てをタンク内に貯留しておく必要があるため、水洗大便器装置に搭載するタンクが大型してしまうという課題があった。

また、大便器の洗浄が完了した後は、次回の洗浄のためにタンクを満水位としておく必要があるが、大型のタンクに水を注水して満水位とするには時間がかかってしまう。このため、タンク式の給水機構では連続的な（短時間毎の）洗浄を行うことが難しく、水洗大便器装置が高い頻度で使用されるような状況には適さないという課題があった。

直圧式の給水機構は、建物に配置された給水配管（水道管）内の水圧を利用して、給水配管から大便器に洗浄水を供給するものである。このような直圧式の給水機構においては、洗浄水の流量は給水配管内の水圧に依存するため、当該水圧が低い環境（例えば高層階）に水洗大便器装置が設置された場合には、洗浄性能が低下してしまうという課題があった。また、直圧式の給水機構によって大流量の水を供給可能とするには、水洗大便器装置に接続される給水配管を大口径とする必要がある。このため、大掛かりな工事を必要とするという課題があった。

以上のようなタンク式の給水機構における課題、及び直圧式の給水機構における課題の両方を、同時に解決することのできる給水機構として、ジェットポンプ式の給水機構が新たに提案されている（下記特許文献１を参照）。

下記特許文献１に記載されたジェットポンプ式の給水機構は、水を貯留したタンクを備えており、当該タンクの内部に、ジェットポンプユニットが水没した状態で配置されている。ジェットポンプユニットは管状のスロートを有しており、当該スロートの一端は大便器のボウル部に向かう流路に接続され、他端には開口が形成されている。噴射ノズルから、開口を通じてスロートの内部に向かうように水が噴射されると、ジェットポンプ作用が誘発されることによって、スロートの内部ではボウル部に向かって大流量の水が流れる。つまり、噴射ノズルから噴射された水のみならず、タンク内に貯留されていた水も引き込まれて（吸引されて）スロートの内部を流れるため、大便器には大流量の洗浄水が供給される。

ジェットポンプ式の給水機構においては、洗浄水として大便器に供給する水の全てをタンク内に貯留しておく必要がない。このため、タンク式の給水機構に比べてタンクを小型化することができる上、タンクを満水位にするために必要な時間を短くすることができるという利点がある。また、給水配管内の水圧が比較的低い環境に水洗大便器装置が設置された場合であっても、大流量の洗浄水を大便器に供給することができる。更に、給水配管を大口径とするような大掛かりな工事を必要としないという利点もある。

特許第３３１２６２５号明細書

上記特許文献１に記載されているようなジェットポンプ式の給水機構においては、ジェットポンプ作用の効率が低下することによってスロート内の水勢が低下し、大便器に供給される水の流量が低下してしまうことがある。その結果、大便器から汚物が排出されなかったり、大便器のボウル部が十分に洗浄されなかったりすることがある。

ジェットポンプ作用の効率の低下は、スロート内の水流において淀み渦が生じたり、スロートの内面が水流に干渉したりする結果、スロート内において水流が受ける抵抗が大きくなってしまうことによって生じるものと考えられる。従って、ジェットポンプ作用を効率よく誘発させるためには（タンク内の水を効率よくスロート内に引き込むためには）、上記のような淀み渦やスロート内面の干渉を抑制し、スロート内において水流が受ける抵抗を抑制する必要がある。

スロート内の水流における淀み渦は、スロート内の流路が直線状ではない部分（流路が屈曲している部分）にノズルからの高速の水流が到達し、当該水流がスロートの内面から剥離してしまうことによって主に生じる。特に、スロートの入口付近はノズルの噴射口に近いため、流路断面のうち一部の領域に高速の水流が偏在した状態となっており、上記のような剥離が生じやすくなっている。従って、スロート内の流路が入口近傍において屈曲しているような場合には、淀み渦が発生しやすいということができる。

そこで、淀み渦の発生を抑制するためには、スロートの形状を工夫することが考えられる。具体的には、スロートの入口からその下流側にかけて、噴射ノズルの噴射方向に沿って直線的に延びる直管部を形成することが考えられる。

流路断面における流速の分布は、水が直管部を流れている間に次第に均一化されていく。このため、直管部下流側の流路断面においては、高速の水流が殆ど偏在していない状態となっている。その結果、直管部よりも下流側の屈曲部分においては上記のような剥離が生じにくく、淀み渦も生じにくい。

更に、屈曲部分においては、水流の進行方向を変える(水流が衝突する)ようにスロート内面が水流に干渉する。仮に、スロート内の流路が入口近傍において屈曲している場合には、流路断面のうち一部の領域に高速の水流が偏在した状態でスロート内面の干渉を受けるため、スロート内部で逆流や淀み渦を生じやすく、ジェットポンプ作用が妨げられることになる。これに対し、上記のようにスロートに直管部が形成されていれば、高速水流の偏在状態は緩和され、（特に入口側において）スロートの内面の干渉による水流への影響は抑制される。

以上のように、スロート内において水流が受ける抵抗を抑制し、これによりジェットポンプ作用の効率の低下を抑制するためには、スロートの上流側（入口側）に十分な長さの直管部を形成することが有効である。

しかしながら、淀み渦やスロート内面の干渉が十分に抑制される程度の長さとなるように直管部を形成すると、それに伴ってスロートが大型化してしまい、これを内部に収納するタンクも大型化してしまう。つまり、ジェットポンプ式の給水機構を採用する利点はタンクを小型化できることであるのに、ジェットポンプ作用の効率の低下を抑制しようとするとタンクが大型化してしまい、上記利点が損なわれてしまうという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンパクトに構成しながらも、確実に洗浄と汚物排出が可能な流量の水を大便器に供給することのできる水洗大便器装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る水洗大便器装置は、使用者が排泄した汚物を受け、その汚物を水によって排出する水洗大便器装置において、汚物を受けるボウル部を有し、該ボウル部に水を導くための導水路が内部に形成された大便器と、前記導水路に水を供給するための洗浄水供給装置と、を備え、前記洗浄水供給装置は、内部に水を貯留し、その水を前記導水路に供給するための供給口が形成されたタンクと、前記タンクの内部のうち下方側に配置され、水を噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルに水を供給するための噴射水供給配管と、前記タンクの内部に配置され、一端側が前記供給口に接続された管であるスロートと、を有しており、前記スロートは、前記噴射ノズルから噴射された水及び該噴射された水によって吸引される前記タンク内の水を内部に流入させる入口部と、前記入口部から、前記噴射ノズルの噴射方向に沿って直線状に延びるように形成された直管部と、前記直管部よりも下流側の部分であって、屈曲するように形成された屈曲部と、前記供給口に接続された部分であって、前記直管部及び前記屈曲部を通過した水を前記供給口に流出させる出口部と、を有するものであり、前記直管部は、上面視において、その中心軸が前記タンクの前後方向に対して傾斜した状態となるように配置されていることを特徴とする。

本発明に係る水洗大便器装置は、大便器と洗浄水供給装置とを備えている。大便器は、使用者が排泄した汚物を受ける部分であるボウル部を有している。また、当該ボウル部に水（洗浄水）を導くための導水路が内部に形成されている。

洗浄水供給装置は、大便器の導水路に水を供給するための装置である。洗浄水供給装置によって導水路に水が供給されると、当該水がボウル部に導かれて、ボウル部の洗浄及び汚物の排出が行われる。洗浄水供給装置は、タンクと、噴射ノズルと、噴射水供給配管と、スロートとを有している。

タンクは、内部に水を貯留するための容器である。タンクには、貯留している水を大便器の導水路に供給するための供給口が形成されている。つまり、供給口はタンク内の水を外部に排出するためのものであり、排出された水が導水路に供給されるように、供給口と導水路とが直接又は配管等を介して接続されている。

噴射ノズルは、水を噴射するノズルであって、タンク内の下方側に配置されている。また、噴射水供給配管は、噴射ノズルに接続された配管であり、噴射ノズルから噴射される水を噴射ノズルに供給するためのものである。つまり、噴射ノズルから噴射される水は、タンク内に貯留されている水ではなく、噴射水供給配管から噴射ノズルに供給される水である。

スロートは、タンクの内部に配置され、一端側（出口部側）がタンクの供給口に接続された管である。スロートは、噴射ノズルから噴射された水が流入する入口部を有している。当該入口部からスロートの内部に流入した水が、（管である）スロートの内部を流れて、供給口から導水路に供給されるような構成となっている。

噴射ノズルからスロートの入口部に向けて水が噴射されると、その水流によってジェットポンプ作用が誘発される。すなわち、噴射ノズルからの水流によって、タンクの内部に貯留されていた水がスロートの内部に向けて吸引（誘引）される。その結果、スロートの内部を供給口に向かって流れる水の流量は、噴射ノズルから噴射された水の流量に、タンク内からスロート管に吸引された水の流量を加えたものとなる。つまり、噴射ノズルから噴射された水の流量よりも増大した流量の水が、洗浄水として大便器に供給される。

スロートは、入口部から噴射ノズルの噴射方向に沿って直線状に延びるように形成された直管部と、直管部よりも下流側の部分であって、屈曲するように形成された屈曲部とを有している。スロートは更に、供給口に接続された部分であって、直管部及び屈曲部を通過した水を供給口に流出させる出口部を有している。入口部からスロート内に流入した水は、直管部及び屈曲部を通過した後、出口部から供給口に流出し、導水路を通って大便器に供給される。

スロートのうち上流側の部分に上記のような直管部が形成されているため、スロートの内部で渦が発生することや、スロートの内面が水流に干渉することが抑制される。その結果、スロート内において水流が受ける抵抗が抑制され、ジェットポンプ作用の効率の低下が抑制されるため、効率よく流量を増大させて導水路に水を供給することができる。

更に本発明では、スロートの直管部は、上面視において、その中心軸がタンクの前後方向に対して傾斜した状態となるように配置されている。つまり、上面視において直管部の中心軸がタンクの前後方向又は左右方向に沿っているのではなく、タンクの前後方向に対して斜め（左右方向に対して斜めともいえる）となっている。

スロート管の直管部がこのように配置されているため、タンクを大型化することなく、直管部の長さを十分に確保することができる。換言すれば、タンク内部の空間を効率よく使用して、スロートの直管部の長さを十分に確保することができる。その結果、水洗大便器装置全体をコンパクトに構成しながらも、ジェットポンプ作用の効率が低下してしまうことを抑制することができ、確実に洗浄と汚物排出が可能な流量の水を大便器に供給することができる。

また、本発明に係る水洗大便器装置では、前記タンクは、前記タンクの底面を形成する底壁と、前記底壁から上方に延び、前記タンクの左側の側面を形成する第一側壁と、前記底壁から上方に延び、前記タンクの右側の側面を形成する第二側壁と、を有しており、前記第一側壁及び前記第二側壁のうち前記出口部から遠い方、の近傍となる位置に、前記入口部が配置されていることも好ましい。

この好ましい態様では、タンクは、タンクの底面を形成する底壁と、底壁から上方に延び、タンクの左側の側面を形成する第一側壁と、底壁から上方に延び、タンクの右側の側面を形成する第二側壁と、を有している。また、これら第一側壁及び第二側壁のうち出口部から遠い方、の近傍となる位置に、スロートの入口部が配置されている。

つまり、出口部が第一側壁の近傍となる位置に配置されている場合には、入口部は第二側壁の近傍となる位置に配置されている。逆に、出口部が第二側壁の近傍となるい位置に配置されている場合には、入口部は第一側壁の近傍となる位置に配置されている。尚、タンクの左右方向において中央となる位置に出口部が配置されている場合には、入口部は、第一側壁の近傍となる位置、又は第二側壁の近傍となる位置のいずれに配置されていてもよい。

このような配置とすることによって、第一側壁と出口部との間の空間、及び第二側壁と出口部との間の空間のうち、広い方の空間を有効に利用して、スロートの直管部を配置することができる。タンクの左右方向において直管部の長さを可能な限り長く確保することができるため、ジェットポンプ作用を効率よく誘発させ、確実に洗浄と汚物排出が可能な流量の水を大便器に供給することができる。

また、本発明に係る水洗大便器装置では、前記タンクは、前記底壁から上方に延び、前記タンクの前側の側面を形成する第三側壁と、前記底壁から上方に延び、前記タンクの後側の側面を形成する第四側壁と、を更に有しており、前記第三側壁及び前記第四側壁のうち前記出口部から遠い方、の近傍となる位置に、前記入口部が配置されていることも好ましい。

この好ましい態様では、タンクは、底壁から上方に延び、タンクの前側の側面を形成する第三側壁と、底壁から上方に延び、タンクの後側の側面を形成する第四側壁と、を更に有している。また、これら第三側壁及び第四側壁のうち出口部から遠い方、の近傍となる位置に、スロートの入口部が配置されている。

つまり、出口部が第三側壁の近傍となる位置に配置されている場合には、入口部は第四側壁の近傍となる位置に配置されている。逆に、出口部が第四側壁の近傍となる位置に配置されている場合には、入口部は第三側壁寄りの位置に配置されている。尚、タンクの前後方向において中央となる位置に出口部が配置されている場合には、入口部は、第三側壁の近傍となる位置、又は第四側壁の近傍となる位置のいずれに配置されていてもよい。

このような配置とすることによって、第三側壁と出口部との間の空間、及び第四側壁と出口部との間の空間のうち、広い方の空間を有効に利用して、スロートの直管部を配置することができる。タンクの左右方向のみならず前後方向においても、直管部の長さを可能な限り長く確保することができるため、ジェットポンプ作用をより効率よく誘発させ、確実に洗浄と汚物排出が可能な流量の水を大便器に供給することができる。

また、本発明に係る水洗大便器装置では、前記供給口は前記底壁を貫くように形成され、前記タンクは前記大便器の上面のうち後方側の部分に設置されており、前記入口部は前記第三側壁の近傍に配置され、前記出口部は前記第四側壁の近傍に配置されていることも好ましい。

この好ましい態様では、供給口はタンクの底壁を貫くように形成されており、タンクは大便器の上面のうち後方側の部分に設置されている。このため、スロートの出口部はタンクの底壁に対して接続されている。

また、入口部は第三側壁の近傍に配置され、出口部は第四側壁の近傍に配置されている。タンク内においてスロートがこのように配置されているため、タンクの底壁に接続された出口部の位置よりも、入口部の位置が後方側となることはない。換言すれば、入口部を配置することを目的として、タンクの形状を後方側に向かって延ばす必要がない。その結果、前後方向における水洗大便器装置全体の寸法が大きくなってしまうことが抑制されるため、水洗大便器装置の設置の自由度を高めることができる。

本発明によれば、コンパクトに構成しながらも、確実に洗浄と汚物排出が可能な流量の水を大便器に供給することのできる水洗大便器装置が提供される。

本発明の第一実施形態である水洗大便器装置の概略側断面図である。 図１におけるＡ−Ａ方向からの矢視図である。 図１におけるＢ−Ｂ方向からの矢視図である。 図１に示した水洗大便器装置が備える噴射ノズル及びスロートの内部形状を示す断面図である。 スロートの内部における水の流速の分布を模式的に示した図である。 本発明の第二実施形態である水洗大便器装置の概略側断面図である。 図６におけるＣ−Ｃ方向からの矢視図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の第一実施形態である水洗大便器装置の概略側断面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ方向からの矢視図であり、図３は、図１におけるＢ−Ｂ方向からの矢視図であり、図４は、図１に示した水洗大便器装置が備える噴射ノズル及びスロートの内部形状を示す断面図である。

図１及び図２に示すように、水洗大便器装置ＷＴは、水洗大便器１と、洗浄水供給装置１０とを備えている。水洗大便器１は、表面に釉薬層が形成された陶器製であり、下部にスカート部２が形成され、上半分のうち前方にボウル部４が形成されている。また、水洗大便器１の後方上部（内部）には導水路６が形成されており、後方下部には汚物を排出するための排水トラップ部８が形成されている。洗浄水供給装置１０は、水洗大便器１に洗浄用の水を供給する装置であって、水洗大便器１の後方に配置されている。

尚、以下の説明においては、特に断らない限り、水洗大便器１に着座した状態の使用者から見て右側（図１では紙面奥側）のことを「右側」と称し、水洗大便器１に着座した状態の使用者から見て左側（図１では紙面手前側）のことを「左側」と称することとする。また、水洗大便器１に着座した状態の使用者から見て前方側（図１では左側）のことを「前側」又は「前方側」と称し、水洗大便器１に着座した状態の使用者から見て後方側（図１では右側）のことを「後側」又は「後方側」と称することとする。

ボウル部４は、ボウル形状の汚物受け面１４と、上縁部を構成するリム部１６と、このリム部１６の下端側に形成された棚部１８と、汚物受け面１４の下方に形成された溜水部１９と、を備えている。ここで、リム部１６の内周面１６１は、図１に示すように、内側に向かってオーバハングした形状となっており、後述する旋回する水が外部へ飛び出ないようになっている。また、棚部１８は、図１に示すように、ほぼ水平に（又は少しだけ内側に傾斜して）形成され、ボウル部４の全周に環状に形成されている。

図２に示すように、リム部１６（内周面１６１）のうち左側の部分には、水を吐出する吐水部２０が形成されている。吐水部２０は、吐出した水が時計回りの方向に旋回する旋回流を形成するように開口している。上述した導水路６は、水洗大便器１の内部に形成された水の流路であって、水洗大便器１の後方側端部から前方に向かって吐水部２０まで延びるように形成されている。

図１に示すように、排水トラップ部８は、ボウル部４の底部の付近に開口する入口３４と、この入口３４から斜めに後方上方側に延びる上昇路３６と、この上昇路３６の下流側の後方上方側に形成された拡大部３８と、この拡大部３８から下方に延びる下降路４０と、を備えている。拡大部３８の流路断面は、入口３４の流路断面よりも大きくなっている。

ここで、上昇路３６は上端部３６１を有しており、この上端部３６１の位置で、ボウル部４の溜水部１９の溜水面（初期溜水水位）Ｌ１の位置が決定されるようになっている。

また、所謂「洗落し式便器」の洗浄メカニズムである水の落差による流水作用によって、汚物を押し流すことができるように、拡大部３８の容量及び高さが設定されている。

洗浄水供給装置１０は、内部に洗浄水を貯留するタンク１１を有する。図１に示すように、タンク１１は、底壁１１０と、底壁１１０の前方側端部から上方に向けて延びる前方側壁１１３と、底壁１１０の後方側端部から上方に向けて延びる後方側壁１１４とを有している。底壁１１０はタンク１１の底面を形成している。前方側壁１１３はタンク１１の前側の側面を形成しており、後方側壁１１４はタンク１１の後側の側面を形成している。前方側壁１１３にはタンク供給口ＴＨＬが開設されている。

また、図２に示すように、タンク１１は、底壁１１０の左側端部から上方に延びる左方側壁１１１と、底壁１１０の右側端部から上方に延びる右方側壁１１２とを有している。左方側壁１１１はタンク１１の左側の側面を形成しており、右方側壁１１２はタンク１１の右側の側面を形成している。

さらに、図１に示すように、タンク１１の上部は蓋１１５で覆われている。タンク１１の外形は、前後方向寸法が左右方向寸法に比べて小さい略直方体形状を呈している。

図３に示すように、タンク１１の底壁１１０には、水道配管と接続される上流給水管１３が貫通している。タンク１１の内部にはフラッシュバルブ１２が配置され、上流給水管１３の上端と接続されている。フラッシュバルブ１２は、水洗大便器１の洗浄時に使用者が操作レバー（図示せず）を操作することにより開閉する周知のバルブであり、開弁時にその下流側に通水するよう構成されている。

フラッシュバルブ１２の下流にはバキュームブレーカ１５が接続されている。バキュームブレーカ１５は、タンク１１の内部が満水となった際の水位（最高水位Ｌ２）よりも上方となる位置に配置されている。バキュームブレーカ１５により、フラッシュバルブ１２側から上流給水管１３側に向かう水の流れ（逆流）が防止される。

バキュームブレーカ１５の下流には、噴射水供給配管２１、噴射ノズル２２が順に接続されている。噴射水供給配管２１は可撓性を有するホースである。上流給水管１３からフラッシュバルブ１２に供給され、バキュームブレーカ１５を通過した水は、噴射水供給配管２１によって噴射ノズル２２まで導かれる。この噴射水供給配管２１は、図３に示すように、バキュームブレーカ１５側からタンク１１の底壁１１０近傍まで下降して噴射ノズル２２まで延びており、少なくとも噴射ノズル２２側の部分がタンク１１の内部の貯留水に水没した状態となっている。

図４に示すように、噴射ノズル２２は、噴射水供給配管２１から供給される水を内部に導入する導入口２２１と、導入口２２１から導入された水を外部に噴射する噴射口２２２と、導入口２２１と噴射口２２２とを連絡する流路である導入路２２３とからなる。噴射口２２２は断面が略円形に開口し、その中心線Ｊは上方に向いており、この中心軸Ｊに沿う方向（図４に矢印Ｗ１で示した方向）に水を噴射する。噴射口２２２周辺における外側面２２４はテーパ形状とされており、導入路２２３は、導入口２２１から導入された水を中心線Ｊに沿う方向に指向させるよう、略Ｕ字形状を呈している。

噴射ノズル２２の下方には、固定穴２３１が開設された固定プレート２３が配置されている。噴射ノズル２２の下端に形成された突設部２２５がこの固定穴２３１と嵌合しており、これにより噴射ノズル２２が固定されている。

噴射ノズル２２の上方には管状のスロート２４が配置されている。スロート２４の下端部には、断面が円形状のスロート入口２４１が開口しており、スロート入口２４１の周縁には鍔状の入口フランジ２４２が外方に向けて突設されている。また、入口フランジ２４２と固定プレート２３とが、噴射口２２２の周囲に配置された３本の支柱２５によって連結されている。このような構成により、スロート入口２４１が噴射口２２２と対向した状態で、スロート２４がタンク１１内に固定されている。

スロート２４は、断面が円形状の直管部２４３を有している。直管部２４３は、スロート入口２４１から直線的上に延びるように形成された部分であって、その中心軸が、噴射口２２２の中心軸Ｊと同軸となっている。換言すれば、直管部２４３は、噴射ノズル２２の噴射方向（中心軸Ｊの方向）に沿って直線状に延びるように形成された部分である。

スロート２４のうち直管部２４３の下流側には、内部の流路が水平方向に向かうように屈曲形成されたエルボ部２４４が設けられており、その下流側端部には鍔状の出口フランジ２４６が外方に向けて突設されている。スロート２４のうち出口フランジ２４６よりもさらに下流側には接続部２４７が形成されており、接続部２４７の下流側端部には、開口であるスロート出口２４８が形成されている。この接続部２４７が図１に示すタンク供給口ＴＨＬに嵌合しており、これによりスロート２４の出口側が固定されている。つまり、管であるスロート２４の一端側（スロート出口２４８側）がタンク供給口ＴＨＬに接続されている。

図１及び図３に示すように、噴射ノズル２２及びスロート入口２４１は、タンク１１の底壁１１０の近傍において水没した状態で設置されている。さらに、図１乃至図３から明らかなように、スロート入口２４１は、底壁１１０と、後方側壁１１４と、右方側壁１１２とによって区画された隅部ＣＮ１の近傍に配置されている。噴射ノズル２２は、隅部ＣＮ１とスロート入口２４１との間（スロート入口２４１の下方側）に配置されている。

直管部２４３は、スロート入口２４１から斜め上方に向けて延びるように形成されている。また、図２のように上面視した場合において、直管部２４３は、その中心軸がタンク１１の前後方向に対して傾斜している（タンク１１の左右方向に対して傾斜しているともいえる）。つまり、直管部２４３は、隅部ＣＮ１の近傍に配置されたスロート入口２４１から、前方側壁１１３側及び左方側壁１１１側に向かう方向に延びている。

図２及び３に示すように、噴射水供給配管２１は、直管部２４３とタンク１１の底壁１１０との間（直管部２４３の下方側）に配置されており、上面視において直管部２４３の一部と重なり合っている。さらに、図２に示すように、噴射水供給配管２１に通じる流路の開閉を行うフラッシュバルブ１２は、蓋１１５と、後方側壁１１４と、左方側壁１１１とによって区画された隅部ＣＮ２の近傍に配置されている。

ここで、本実施例に係る水洗大便器装置ＷＴの動作について説明する。図１及び図３に示すように、水洗大便器１の洗浄前(用便前)にあっては、次回の用便・洗浄に備えて、溜水部１９及びボウル部４、タンク１１の内部に所定量の水が貯留されている。つまり、溜水部１９では、上端部３６１で定まるＬ１の位置まで水が溜められている。また、タンク１１内では、最高水位Ｌ２の位置まで水が溜められている。

水洗大便器１の洗浄時に使用者が操作レバー（図示せず）を操作すると、フラッシュバルブ１２が開く。これにより、上流給水管１３からの通水が開始される。この水は水道配管圧力によって上流給水管１３に供給され、フラッシュバルブ１２、バキュームブレーカ１５、噴射水供給配管２１を通過して噴射ノズル２２へ供給される。つまり、水道配管からの水が噴射ノズル２２へと供給される。

噴射ノズル２２へ供給された水は、図４に矢印Ｗ１で示すように、噴射口２２２から円柱状の噴流となって中心軸Ｊに沿って噴出する。噴射ノズル２２の導入路２２３は、噴射口２２２に向かって流路幅が狭小化されているので、円柱状の噴流は、その流速が増速された高速噴流となる。噴射口２２２とスロート入口２４１とが正対配置しているため、噴射ノズル２２から噴射された水は減速することなくスロート２４内に流入する。

噴射口２２２からの高速の噴流が、スロート入口２４１からスロート２４の内部に流入すると、当該噴流の外側ではタンク１１内の水が吸引（誘引）されて、スロート２４の内部に流入する。このようにタンク１１内から吸引される水の流れを、図４では矢印Ｗ２で示した。

噴射ノズル２２の外面とスロート２４の内面とは接触しておらず、噴射口２２２の周囲全体には隙間Ｓが形成されている。このため、タンク１１内から吸引される水の流れは、噴射ノズル２２の周囲全体において生じる。噴射ノズル２２から噴射された水、及びタンク１１内から吸引された水は、いずれもスロート入口２４１からスロート２４の内部へと流入し、直管部２４３を流れる。

スロート２４の内部では、噴射ノズル２２から噴射された水に加えて、タンク１１内から吸引された水も流れるため、大流量の水が流れる。換言すれば、噴射ノズル２２から噴射された水の流量がジェットポンプ作用によって増幅されることにより、スロート２４の内部を大流量の水が流れる。

スロート２４内を流れた水は、図１の矢印Ｗ３で示すように、スロート出口２４８からタンク供給口ＴＨＬを通り、タンク１１の外部へと流出する。

図１に示したように、水洗大便器１の後方側端部には導水路６の入口が開口しており、当該入口とタンク供給口ＴＨＬとが給水ソケット２６を介して接続されている。このため、スロート２４内を流れてタンク１１の外部へと流出した水は、給水ソケット２６を通って導水路６に供給される。導水路６に供給された当該水は、図２に示すように、吐水部２０から棚部１８上に吐出され、棚部１８に沿ってリム部１６を時計回りの方向に旋回しながら流れる（矢印Ｗ４で示した）。その後、水は棚部１８から流下してボウル部４に供給され、ボウル部４の洗浄が行われる。ボウル部４に供給された水は、溜水部１９、上昇路３６、排水トラップ部８、下降路４０を順に通過して、汚物とともに外部に下水管へと排出される。

フラッシュバルブ１２は、所定量の水が流れると自動的に閉じた状態となり、これにより噴射ノズル２２への水の供給が停止する。ボウル部４の洗浄及び汚物の排出が確実に行われた後のタイミングにおいて水の供給が停止するように、フラッシュバルブ１２が設計又は調整されている。

フラッシュバルブ１２から噴射ノズル２２への水の供給が停止した時点、すなわち、水洗大便器１への水の供給が停止した時点においては、タンク１１内の水位は低下している。水洗大便器装置ＷＴでは、図示しない給水機構を備えている。水洗大便器１への水の供給が停止するのとほぼ同じタイミングで、給水機構によるタンク１１への水の給水が開始される。これによりタンク１１内の水位は上昇し、最終的には図１に示した水位（最高水位Ｌ２）に戻る。

ここで、水洗大便器１への水の供給が行われている際におけるスロート２４内の水の流れについて、図５を参照しながら説明する。図５は、スロート２４の内部における水の流速の分布を模式的に示した図である。図５は、図４と同様にスロート２４の内部形状を示す断面図であるが、入口フランジ２４２や出口フランジ２４６等の図示が省略されており、スロート２４の形状が簡略化されている。同様に、噴射ノズル２２の形状も簡略化されている。

図５は、噴射ノズル２２から水が噴射されており、スロート２４の内部をスロート出口２４８に向かって水が流れている状態を示している。また、図５では、直管部２４３のうち５か所（上流側から順に、位置Ｐ１、位置Ｐ２、位置Ｐ３、位置Ｐ４、位置Ｐ５）の各流路断面における流速分布を、それぞれ矢印によって模式的に示している。

図５に示したように、直管部２４３のうちスロート入口２４１に近い位置Ｐ１における流路断面では、噴射ノズル２２からの噴流の影響により、当該流路断面のうち中心軸Ｊの近傍の領域（噴流内部領域）で流速が大きくなっている。一方、当該流路断面のうち中心軸Ｊから遠い領域（スロート２４の内壁に近い領域：噴流外部領域）では、噴射ノズル２２からの噴流の影響が比較的小さいため、中心軸Ｊの近傍の領域に比べて流速が小さい。このように、流路断面のうち一部の領域（中心軸Ｊの近傍の領域）に高速の水流が偏在した状態となっている。

噴流外縁部（噴流内部領域と噴流外部領域との境界部分）では、噴流内外の速度差により生じる渦によって噴流内外の流体が混合される。これにより、下流に向かうにつれて、噴流が搬送する内部流体の流量は、外部流体を徐々に内部に取り込んで増大する(ジェットポンプ作用)。言い換えると、噴流外縁部では噴流内外の流体要素間で運動量の受け渡しが行われ、外部流体は内部流体から運動量を受け取って加速されて噴流内部に取り込まれ、内部流体は外部流体に運動量を渡して減速する。つまり、流路断面における水の流速分布は水が直管部２４３を流れている間に次第に均一化されていく。図５において位置Ｐ１乃至位置Ｐ５にそれぞれ矢印で示したように、中心軸Ｊの近傍の領域における水の流速（最高流速）と、スロート２４の内壁に近い領域における水の流速（最低流速）との差は、下流側に行く程小さくなっている。その結果、エルボ部２４４に到達した水の流速分布は、流路断面の全体で略均一化された状態となっている。

以上の説明から理解されるように、仮に、直管部２４３の長さが十分ではない場合には、直管部２４３を流れる水は、その流速分布が均一化されないまま（一部の領域に高速の水流が偏在した状態のまま）エルボ部２４４に到達してしまうこととなる。この場合、エルボ部２４４に到達した高速の水流がエルボ部２４４の内周側の内壁から剥離することにより、水流が滞留する淀み渦が形成される。水流に淀み渦が生じると、淀み流域でエネルギーが無駄に消費されるため、水洗大便器１に供給される水の流量が低下してしまう。その結果、水洗大便器１から汚物が排出されなかったり、水洗大便器１のボウル部４が十分に洗浄されなかったりすることがある。

また、直管部２４３の長さが十分ではない場合には、噴射口２２２からエルボ部２４４までの距離が短くなるため、噴射ノズル２２から噴射された水の流れ（高速の噴流）がエルボ部２４４の内面に当たる（水流に干渉する）ことで直管部２４３下流付近の圧力は高くなり、エルボ部２４４に近づくにつれて圧力が急激に上昇する（圧力勾配が急になる）ことになる。これにより、直管部２４３内部では逆流が生じ、ひいては直管部２４３で水流が滞留する淀み渦が形成される。直管部２４３に淀み渦が生じると、淀み流域でエネルギーが無駄に消費されるとともに、噴流内部に外部流体を引き込むジェットポンプ作用が抑制されて、水洗大便器１に供給される水の流量が更に低下してしまうこととなる。

そこで、本実施形態では、上記のように直管部２４３の長さを十分に確保することによって、スロート２４内の水流において淀み渦の形成や、スロート２４の内面の干渉を抑制しており、水洗大便器１に供給される水の流量が低下してしまうことを抑制している。

このように、ジェットポンプ作用を効率よく生じさせ、大流量の水を洗浄水供給装置１０から水洗大便器１に供給するためには、直管部２４３の長さを十分に（淀み渦やスロート２４の内面の干渉が十分に抑制される程度に）確保する必要がある。しかしながら、直管部２４３を長く形成すると、それに伴ってスロート２４が大型化してしまい、これを内部に収納するタンク１１も大型化してしまうことが考えられる。

そこで、本実施形態では、スロート２４の直管部２４３を十分に長く形成した上で、タンク１１内におけるスロート２４の配置を工夫することによってタンク１１の大型化を抑制している。具体的には、スロート入口２４１（直管部２４３の上流側端部）が隅部ＣＮ１の近傍に配置されており、直管部２４３の中心軸が、上面視においてタンクの前後方向に対し傾斜した状態となっている。

上面視において直管部２４３の中心軸がタンク１１の前後方向又は左右方向に沿っているような場合と比較すると、本実施形態ではタンク１１内の空間を有効に利用しながら直管部２４３を配置している。その結果、タンク１１をコンパクトに構成しながらも、直管部２４３の長さを十分に確保している。

また、噴射ノズル２２は、隅部ＣＮ１とスロート入口２４１との間に配置されている。このような噴射ノズル２２の配置も、タンク１１をコンパクトに構成することに寄与しており、直管部２４３の長さを確保することにも寄与している。

既に述べたように、噴射ノズル２２の噴射口２２２から噴射された水により、噴射口２２２の周囲全体からタンク１１内の水が吸引される。このとき、スロート入口２４１が隅部ＣＮ１の近傍に配置されていることにより、タンク１１内からスロート入口２４１に向かって流れる水は、底壁１１０、後方側壁１１４、及び右方側壁１１２に沿って図３の矢印Ｗ５のように流れる。したがって、タンク１１内から水洗大便器１への水の供給が開始され、タンク１１内に貯留されている水がスロート入口２４１に向かって流れる際に変動や偏り（例えば、タンク１１内における水面の波立ち、など）が生じた場合であっても、スロート入口２４１の近傍では壁（底壁１１０、後方側壁１１４、右方側壁１１２）に沿って水の流れが整えられる。その結果、タンク１１内からスロート２４に流入する水の流量が不安定になることはなく、安定的にジェットポンプ作用（流量の増幅作用）を発揮させることが可能となっている。

このように、本実施形態では、スロート入口２４１を隅部ＣＮ１の近傍へ配置することで、噴射ノズル２２から噴射される水によってスロート２４内に吸引される水の流れを整え、ジェットポンプ作用の効率を高めている。

また、スロート入口２４１が隅部ＣＮ１の近傍に配置されていることにより、図２に示すように、タンク１１内のうち隅部ＣＮ２の近傍には、比較的大きな空間が形成されている。この隅部ＣＮ２の近傍に、噴射水供給配管２１の開閉を行うフラッシュバルブ１２を配置することでタンク１１の内部のスペースを更に効率的に使用し、タンク１１をコンパクトに構成している。ここで、底壁１１０と、前方側壁１１３と、右方側壁１１２とによって区画された隅部ＣＮ３の上方側にも比較的大きな空間が形成されているため、当該空間にフラッシュバルブ１２を配置してもよい。

続いて、図６及び図７を参照しながら、本発明の第二実施形態である水洗大便器装置ＷＴａについて説明する。図６は、水洗大便器装置ＷＴａの概略側断面図である。図７は、図６におけるＣ−Ｃ方向からの矢視図である。以下では、水洗大便器装置ＷＴａのうち水洗大便器装置ＷＴと異なる点についてのみ説明し、既に説明した水洗大便器装置ＷＴと共通する点については説明を適宜省略する。

水洗大便器装置ＷＴａの水洗大便器１ａは、内部に形成された導水路６ａの形状において水洗大便器１と異なっている。導水路６ａは、その一端が水洗大便器１ａの上面１０１ａに開口しており、当該開口がタンク１１ａから供給される水の入口６１ａとなっている。入口６１ａが形成されている位置は、水洗大便器１ａの上面１０１ａのうち後方側の部分であり、且つ左右方向における中央の部分である。

導水路６ａは、その下流側において二つの流路（第一導水路６２ａ、第二導水路６４ａ）に分岐している。一方の流路である第一導水路６２ａは、その下流側の端部がリム部１６ａの内周面１６１ａのうち右側の部分において開口しており、当該開口が水の出口（吐水部６３ａ）となっている。タンク１１ａから入口６１ａに水が供給されると、その一部は第一導水路６２ａの内部を通り、吐水部６３ａから噴出してリム部１６ａに供給される。

他方の流路である第二導水路６４ａは、その下流側の端部がリム部１６ａの内周面１６１ａのうち左側且つ後方寄りの部分において開口しており、当該開口が水の出口（吐水部６５ａ）となっている。タンク１１ａから入口６１ａに水が供給されると、その一部は第二導水路６４ａの内部を通り、吐水部６５ａから噴出してリム部１６ａに供給される。

吐水部６３ａから水が噴出する方向は、略円形の流路として形成された内周面１６１ａの円周に沿う方向であり、且つ上面視において反時計回りの方向となっている。吐水部６５ａから水が噴出する方向も、略円形の流路として形成された内周面１６１ａの円周に沿う方向であり、且つ上面視において反時計回りの方向となっている。図７において矢印で示したように、吐水部６３ａ及び吐水部６５ａ噴出した水は、いずれも内周面１６１ａに沿って反時計回りに旋回して流れながら、内周面１６１ａの全体から汚物受け面１４ａに向けて流下する。

本実施形態では、タンク１１ａは、水洗大便器１ａの上面１０１ａのうち後方側の部分に設置されている。また、タンク１１ａに貯留された水の出口であるタンク供給口ＴＨＬａは、前方側壁１１３ａを前後方向に貫くのではなく、底壁１１０ａを上下方向に貫くように形成されている。図７に示したように、タンク供給口ＴＨＬａと入口６１ａとは上面視で互いに重なっており、両者が給水ソケット２６ａを介して接続されている。また、タンク供給口ＴＨＬａは、底壁１１０ａのうち左右方向において略中央となる位置、且つ、底壁１１０ａのうち後方側（後方側壁１１４ａの近傍）となる位置に形成されている。

スロート２４ａは、スロート入口２４１ａからエルボ部２４４ａまでの部分の形状においてはスロート２４と略同一であるが、エルボ部２４４ａから下流側の部分の形状においてはスロート２４と異なっている。スロート２４ａのうちエルボ部２４４ａよりも下流側には、鉛直方向に沿った円管である下降部２４５ａが形成されている。このため、図６に示したように、スロート２４ａは側面視において逆Ｕ字形状となっている。下降部２４５ａのうち下方側の部分は、タンク供給口ＴＨＬａ及び入口６１ａに接続されている。下降部２４５ａの下端に形成された開口が、スロート出口２４８ａとなっている。

スロート入口２４１ａは、タンク１１ａ内のうち、底壁１１０ａと、前方側壁１１３ａと、右方側壁１１２ａとによって区画された隅部ＣＮ３ａの近傍に配置されている。また、噴射ノズル２２ａも隅部ＣＮ３ａの近傍に配置されており、噴射ノズル２２と同様に、スロート入口２４１ａの下方に配置されている。

尚、噴射ノズル２２ａとスロート入口２４１ａとの相対的な位置関係や、直管部２４３ａに対する噴射ノズル２２ａからの水の噴射方向等は、水洗大便器装置ＷＴの場合と同様であるため具体的な説明を省略する。

以上のようにスロート２４ａを形成し配置したことにより、図７のように上面視した場合において、直管部２４３ａは、その中心軸がタンク１１ａの前後方向に対して傾斜した状態（タンク１１ａの左右方向に対して傾斜した状態ともいえる）で配置されている。つまり、直管部２４３ａは、隅部ＣＮ３ａの近傍に配置されたスロート入口２４１ａから、後方側壁１１４ａ側及び左方側壁１１１ａ側に向かう方向に延びている。

水洗大便器装置ＷＴの場合と同様に、本実施形態においてもタンク１１ａ内の空間を有効に利用しながら直管部２４３ａを配置している。その結果、タンク１１ａをコンパクトに構成しながらも、直管部２４３ａの長さを十分に確保している。

また、本実施形態においては、スロート入口２４１ａは前方側壁１１３ａの近傍に配置され、スロート出口２４８ａ（タンク供給口ＴＨＬａ）は後方側壁１１４ａの近傍に配置されている。タンク１１ａ内においてスロート２４ａがこのように配置されているため、底壁１１０ａに接続されたスロート出口２４８ａの位置よりも、スロート入口２４１ａの位置が後方側となることはない。換言すれば、タンク１１ａ内にスロート入口２４１ａを配置することを目的として、タンク１１ａの形状を後方側に向かって延ばす必要がない。その結果、前後方向における水洗大便器装置ＷＴａ全体の寸法が大きくなってしまうことが抑制されており、水洗大便器装置ＷＴａの設置の自由度が高くなっている。

本実施形態においては、底壁１１０ａにおいてタンク供給口ＴＨＬａが形成されている位置、すなわち、スロート出口２４８ａの位置は、底壁１１０ａのうち後方側（後方側壁１１４ａの近傍）となる位置である。このため、タンク１１ａ内の空間を有効に利用して直管部２４３ａの長さを十分に確保するためには、図７に示したように、スロート入口２４１ａを前方側壁１１３ａの近傍となる位置に配置することが望ましい。すなわち、スロート入口２４１ａは、前方側壁１１３ａ及び後方側壁１１４ａのうちスロート出口２４８ａから遠い方、の近傍となる位置に配置することが望ましい。

仮に、スロート出口２４８ａの位置（タンク供給口ＴＨＬａの位置）がタンク１１ａの前後方向において中央となる位置である場合には、スロート入口２４１ａは、前方側壁１１３ａ寄りの位置又は後方側壁１１４ａ寄りの位置のいずれに配置されていてもよい。いずれに配置されても、タンク１１ａ内の空間を有効に利用して直管部２４３ａの長さを十分に確保することができる。

同様の理由により、スロート入口２４１ａは、左方側壁１１１ａ及び右方側壁１１２ａのうちスロート出口２４８ａから遠い方、の近傍となる位置に配置することが望ましい。尚、本実施形態のように、スロート出口２４８ａの位置（タンク供給口ＴＨＬａの位置）がタンク１１ａの左右方向において中央となる位置である場合には、スロート入口２４１ａは、左方側壁１１１ａの近傍となる位置、又は右方側壁１１２ａの近傍となる位置のいずれに配置されていてもよい。いずれに配置されても、タンク１１ａ内の空間を有効に利用して直管部２４３ａの長さを十分に確保することができる。

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。

ＷＴ，ＷＴａ：水洗大便器装置
１，１ａ：水洗大便器
１０１ａ：上面
１６１，１６１ａ：内周面
２：スカート部
４：ボウル部
６，６ａ：導水路
６１ａ：入口
６２ａ：第一導水路
６３ａ：吐水部
６４ａ：第二導水路
６５ａ：吐水部
８：排水トラップ部
１０：洗浄水供給装置
１１，１１ａ：タンク
１１０，１１０ａ：底壁
１１１，１１１ａ：左方側壁
１１２，１１２ａ：右方側壁
１１２，１１２ａ：右方側壁
１１３，１１３ａ：前方側壁
１１４，１１４ａ：後方側壁
１１５，１１５ａ：蓋
ＴＨＬ，ＴＨＬａ：タンク供給口
ＣＮ１，ＣＮ２，ＣＮ３，ＣＮ３ａ：隅部
１２，１２ａ：フラッシュバルブ
１３：上流給水管
１４，１４ａ：汚物受け面
１５，１５ａ：バキュームブレーカ
１６，１６ａ：リム部
１８：棚部
１９：溜水部
２０：吐水部
２１，２１ａ：噴射水供給配管
２２，２２ａ：噴射ノズル
２２１：導入口
２２２：噴射口
２２３：導入路
２２４：外側面
２２５：突設部
２３：固定プレート
２３１：固定穴
２４，２４ａ：スロート
２４１，２４１ａ：スロート入口
２４２：入口フランジ
２４３，２４３ａ：直管部
２４４，２４４ａ：エルボ部
２４５ａ：下降部
２４６：出口フランジ
２４７：接続部
２４８，２４８ａ：スロート出口
２５：支柱
２６，２６ａ：給水ソケット
３４：入口
３６：上昇路
３６１：上端部
３８：拡大部
４０：下降路

Claims (4)

1. 使用者が排泄した汚物を受け、その汚物を水によって排出する水洗大便器装置において、
   汚物を受けるボウル部を有し、該ボウル部に水を導くための導水路が内部に形成された大便器と、
   前記導水路に水を供給するための洗浄水供給装置と、を備え、
   前記洗浄水供給装置は、
   内部に水を貯留し、その水を前記導水路に供給するための供給口が形成されたタンクと、
   前記タンクの内部のうち下方側に配置され、水を噴射する噴射ノズルと、
   前記噴射ノズルに水を供給するための噴射水供給配管と、
   前記タンクの内部に配置され、一端側が前記供給口に接続された管であるスロートと、を有しており、
   前記スロートは、
   前記噴射ノズルから噴射された水及び該噴射された水によって吸引される前記タンク内の水を内部に流入させる入口部と、
   前記入口部から、前記噴射ノズルの噴射方向に沿って直線状に延びるように形成された直管部と、
   前記直管部よりも下流側の部分であって、屈曲するように形成された屈曲部と、
   前記供給口に接続された部分であって、前記直管部及び前記屈曲部を通過した水を前記供給口に流出させる出口部と、を有するものであり、
   前記直管部は、上面視において、その中心軸が前記タンクの前後方向に対して傾斜した状態となるように配置されており、
   前記直管部の左右方向寸法が、前記直管部の前後方向寸法よりも大きいことを特徴とする水洗大便器装置。
2. 前記タンクは、
   前記タンクの底面を形成する底壁と、
   前記底壁から上方に延び、前記タンクの左側の側面を形成する第一側壁と、
   前記底壁から上方に延び、前記タンクの右側の側面を形成する第二側壁と、を有しており、
   前記第一側壁及び前記第二側壁のうち前記出口部から遠い方、の近傍となる位置に、前記入口部が配置されていることを特徴とする、請求項１記載の水洗大便器装置。
3. 前記タンクは、
   前記底壁から上方に延び、前記タンクの前側の側面を形成する第三側壁と、
   前記底壁から上方に延び、前記タンクの後側の側面を形成する第四側壁と、を更に有しており、
   前記第三側壁及び前記第四側壁のうち前記出口部から遠い方、の近傍となる位置に、前記入口部が配置されていることを特徴とする、請求項２記載の水洗大便器装置。
4. 前記供給口は前記底壁を貫くように形成され、前記タンクは前記大便器の上面のうち後方側の部分に設置されており、
   前記入口部は前記第三側壁の近傍に配置され、
   前記出口部は前記第四側壁の近傍に配置されていることを特徴とする、請求項３記載の水洗大便器装置。

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