JP6788811B2 - 排水装置 - Google Patents

Description

本発明は排水装置に関し、特に、水受け部の下方に設けられる排水装置に関する。

シンクの底面から下水道に水を排水するための排水装置として、排水管路の一部に超音波発振素子を取り付け、排水管路内を洗浄する機能を持たせたものが知られている。このような排水装置として、例えば、特許文献１には、排水管路のトラップに当たる部分の外側に一対のトランスデューサを取り付け、この一対のトランスデューサにより超音波を発生させることができる排水装置が開示されている。

また、特許文献２には、トラップを形成する防臭筒及び防臭筒を覆う防臭椀部の表面に金属層を設け、この金属層に接するように超音波発振素子を設け、超音波発振素子により超音波を発生させてごみやヌメリを落とすことができる排水装置が開示されている。

米国特許第４８９３３６１号明細書 特開２００９−６２７８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された排水装置では、トランスデューサは排水部の側方に配置されているため、トランスデューサにより発生された超音波は水平方向に伝搬しやすくなり、水面付近や底部まで超音波が伝搬しにくい。また、特許文献２に記載された排水装置においても、超音波発振素子は防臭椀部の側面に取り付けられているため、超音波は水平方向に伝搬しやすくなり、水面付近や底部まで超音波が伝搬しにくい。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、超音波発振素子が発振した超音波が水面付近や底部まで伝搬しやすい排水装置を提供することを目的としている。

本発明は、水受け部の下方に設けられる排水装置であって、水受け部の下流に設けられる排水流路と、排水流路の少なくとも一部を形成し、内部に封水を形成する封水形成部と、封水形成部の水に超音波を照射する超音波発振素子と、を備え、封水形成部の底部に形成される排水流路の内壁面は、金属で形成された金属部を含み、超音波発振素子は金属部の外側に取り付けられており、金属部は封水形成部の底部に取り付けられた、封水形成部とは別体の金属部材により形成され、金属部材と封水形成部との間を封止するシール部材をさらに備えることを特徴とする。
上記構成の本発明によれば、封水形成部の底部に形成される排水流路の内壁面は、金属で形成された金属部を含み、超音波発振素子が金属面に取り付けられているため、超音波発振素子が金属面を振動させて超音波を発生させ、この超音波が底部から水面に向かって封水形成部の全体に向かって拡散されるため、封水形成部の全体にわたって洗浄性を向上することができる。また、水面以外の部分に比べて水面では超音波を反射しやすい。このため、水平方向に超音波が伝搬される場合には、反射せずに吸収されやすい。これに対して、本発明によれば、底部に形成される排水流路の内壁面は、金属で形成された金属部を含み、超音波発振素子が金属部に取り付けられているため、水面に向かって超音波が広がるため、洗浄力の低下が抑制される。

上記構成の本発明によれば、接着や溶接により金属部材と封水形成部との間の水密性を確保する場合に比べて、より簡易に、製造性を低下させることなく金属部材と封水形成部との間の水密性を確保することができる。

本発明において、好ましくは、超音波発振素子の発振がシール部材に伝達されるのを抑制する振動伝達抑制部が設けられている。
上記構成の本発明によれば、超音波発振素子の発振によりシール部材が劣化し、破損するのを抑制できる。

本発明において、好ましくは、金属部材は、振動面と、振動面に立設された側面と、を有し、シール部材は側面に配置されており、振動伝達抑制部は、振動面に対して側面が垂直方向に立設されていることにより構成されている。
振動面と封水形成部との間にシール部材を配置すると、シール部材が振動方向に振動面と封水形成部材とに挟まれるため、シール部材が劣化してしまう。これに対して、上記構成の本発明によれば、シール部材に加わる振動が小さくなり、シール部材が劣化し破損することを抑えることができる。

本発明において、好ましくは、超音波振動素子の金属部材の振動面との接触面は平坦である。
排水管路の内面は通常円形断面であり、このような排水管路の曲面に超音波発振素子を取り付けるのは手間がかかる。これに対して、上記構成の本発明によれば、振動面が平坦であるため、容易に超音波振動子を金属部材に取り付けることができる。

本発明において、好ましくは、超音波振動素子は円板状であり、径方向に伸縮する。
上記構成の本発明によれば、超音波振動子が径方向に伸縮すると、金属部材の平坦な振動面が面の直交方向に振動するため、封水形成部内に超音波を送ることができる。

本発明において、好ましくは、封水形成部には内外を連通する連通孔が形成され、金属部材は、連通孔に取り付けられている。
上記構成の本発明によれば、連通孔に金属部材を取り付ける構成であるため、被覆が不要であり、製造性を低下させることなく、容易に製造することができる。また、例えば、特許文献２に記載された排水装置では、超音波発生素子が防臭椀部に取り付けられているため、電源のための配線ができず、非接触での電源供給が必要になり、動作が不安定になるおそれがある。これに対して、本実施形態では、封水形成部に連通孔を形成し、この連通孔に取り付けられた金属部材に超音波発振素子を取り付けているため、非接触での電源供給が不要であり、安定な動作が保たれる。

本発明によれば、超音波発振素子が発振した超音波が水面付近や底部まで超音波が伝搬しやすい排水装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の排水装置が適用された水栓システムを示す正面図である。 本発明の一実施形態の排水装置が適用された水栓システムを示す側面図である。 図１に示す水栓システムの水受け部の排水口の近傍の分解斜視図である。 図１に示す水栓システムの排水装置の断面図である。 図１に示す水栓システムの取付機構及び超音波発振素子の部分を示す分解斜視図である。

以下、本発明の排水装置の一実施形態を、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態の排水装置が適用された水栓システムを示し、図１は正面図、図２は側面図である。図３は、図１に示す水栓システムの水受け部の排水口の近傍の分解斜視図である。図１及び図２に示すように水栓システム１は例えば、キッチンや洗面所に設置される水栓システムであり、水栓装置４と、水受け部６と、排水装置８とを備える。

水栓装置４は、水受け部６のシンク６Ａの奥に立設されており、外部からの上水道が供給される水供給配管が接続されている。水栓装置４はハンドル４Ａをひねることにより、水供給配管から供給された水を蛇口４Ｂから水受け部６のシンク６Ａに吐水する。また、水栓装置４は、ハンドル４Ａの操作を検出する操作検知センサ４Ｃを有する（図４参照）。

水受け部６は水栓装置４から吐水された水を受けるシンク６Ａを有する。シンク６Ａは上方に開口する凹状部からなり、シンク６Ａの底部の横方向一端側（図１の右側）の奥側（図２の右側）には集水部６Ｂが形成されている。シンク６Ａの底面は、奥側の横方向の一端部に形成された集水部６Ｂに向かって傾斜している。すなわち、水受け部６のシンク６Ａの底部は横方向の一端側（図１の右側）に向かって下降するように傾斜しており、また、奥側に向かって下降するように傾斜している。集水部６Ｂは下方に向かって凹むように形成されている。集水部６Ｂは水平断面形状が略矩形であり、水平断面積が下方に向かって減少している。集水部６Ｂの下端には円形の排水口６Ｃが形成されている。

図３に示すように、集水部６Ｂには、下方から順番に目皿１４と、網かご１２と、蓋１０が設置されている。目皿１４は円形であり、中心を挟んで一対の開口１４Ａが形成されている。目皿１４は排水口６Ｃ上に設けられている。網かご１２は矩形の器状であり、多数の細孔が形成されている。網かご１２は外周部が集水部６Ｂの縁に支持されている。蓋１０は矩形状の平坦な部材であり、四隅に脚部１０Ａが立設されている。蓋１０は、脚部１０Ａが網かご１２の縁に当接することにより支持されており、蓋１０の上面がシンク６Ａの底部と略面一になっている。

図４は、図１に示す水栓システムの排水装置の断面図である。排水装置８は、封水を形成する封水形成部としての封水形成部材１８と、超音波発振素子２０と、制御部４０と、を備える。封水形成部材１８は、内部に汚水が流れる排水流路２２が形成された樹脂などの非金属製の部材であり、排水流路２２の上流側端部は水受け部６の排水口６Ｃに接続機構１６により接続されており、下流側端部は接続機構２６により下水道まで延びる出口流路２４に接続されている。なお、封水形成部材１８は必ずしも全体を樹脂で形成する必要はなく、通常時に封水が存在する部分を樹脂で形成し、この部分の上流側及び／又は下流側の部分については金属部材で形成してもよい。

排水流路２２は、排水口６Ｃに接続される接続部２２ａと、接続部２２ａから上方に向かって傾斜して延びる上昇部２２ｂと、出口流路２４に接続され、下流側に向かって下降する下降部２２ｄと、を有する。また、排水装置８は、水受け部６の排水口６Ｃに接続された封水筒２５を有する。封水筒２５は、排水流路２２内を排水口６Ｃから下方に向かって傾斜して延びており、下端が接続部２２ａの下端部近傍まで延びている。排水流路２２の上昇部２２ｂと下降部２２ｄとの境界の下端の高さは、接続部２２ａの上端の高さと同一または、接続部２２ａの上端の高さよりも上方に位置しており、また、封水筒２５の下端の高さは、上昇部２２ｂと下降部２２ｄとの境界の下端の高さよりも低くなっている。このような構成により、排水流路２２はＳ字状（トラップ形状）になっており、接続部２２ａ内に封水が形成される。

封水形成部材１８の接続部２２ａの底部（すなわち、封水の水面に封水を挟んで対向する部分）には円環状に突出する円環部１８ｃが形成されており、円環部１８ｃ内には封水形成部材１８の内外を連通するように、連通する方向から見て円形の連通孔１８ａが形成されている。連通孔１８ａの上方の縁１８ｂは、連通孔１８ａの中心に向かって延出している。また、円環部１８ｃの外周面には螺条が形成されている。また、連通孔１８ａ中に、取付機構２８により超音波発振素子２０が設置されている。

また、図５は、図１に示す水栓システムの取付機構及び超音波発振素子の部分を示す分解斜視図である。図５に示すように、取付機構２８は金属部材３０と、シール部材３２と、シール押さえ部材３４と、螺合部材３６とを備える。

金属部材３０は、円形の平坦に形成された振動面部３０ａと、振動面部３０ａの外周縁に下方に向かって垂直に立設された円筒状の側面部３０ｂと、側面部３０ｂの下縁から半径方向外方に向かって延びる円環部３０ｃとを備える。金属部材３０は、例えば、ステンレスなどの金属材料からなる。金属部材３０の振動面部３０ａの外側の面、すなわち封水と接触する面と逆側の面に超音波発振素子２０が取り付けられる。なお、金属部材３０の振動面部３０ａと超音波発振素子２０との間に樹脂などの絶縁体を挟んでもよい。そして、超音波発振素子２０は半径方向に伸縮し、振動面部３０ａを面に垂直な上下方向に振動させる。この際、側面部３０ｂが振動面部３０ａに対して垂直に立設されているため、振動面部３０ａが上下方向に振動した際に、側面部３０ｂは左右方向に振動するが、側面部３０ｂの振幅は小さい。このため、本実施形態では、振動面部３０ａに対して側面部３０ｂが垂直方向に立設されている構成が、超音波発振素子２０の発振した超音波をシール部材３２に伝達されるのを抑制する振動伝達抑制部として機能する。

シール部材３２は円環状のゴムやシリコーン樹脂からなる。シール部材３２の外径は連通孔１８ａの内径と略一致している。また、シール押さえ部材３４は、円筒状の樹脂からなる部材である。シール押さえ部材３４の外径は連通孔１８ａの内径と略一致している。また、シール押さえ部材３４の内径は、金属部材３０の側面部３０ｂの外径と略一致している。

螺合部材３６は、例えば、樹脂からなり、円環状の円環部３６ａと、円環部３６ａの外周縁から上方に向かって延びる円筒部３６ｂとを備える。円筒部３６ｂの内径は、トラップ円環部１８ｃの外径と略等しくなっており、内周面には螺条が形成されている。

取付機構２８は以下のようにして、封水形成部材１８に金属部材３０を取り付けている。まず、シール部材３２を封水形成部材１８の連通孔１８ａ内に、上面が連通孔１８ａの縁１８ｂに当接するように配置する。次に、シール押さえ部材３４を連通孔１８ａ内に下方から挿入する。次に、連通孔１８ａ内のシール押さえ部材３４内に金属部材３０の側面部３０ｂを、円環部３０ｃが封水形成部材１８の円環部１８ｃの下面に当接するまで挿入する。そして、封水形成部材１８の円環部１８ｃの外周面の螺条に、螺合部材３６の円筒部３６ｂの内周面の螺条が螺合するように締め付ける。これにより、金属部材３０を封水形成部材１８に固定することができる。

このような構成によれば、金属部材３０の円環部３０ｃが、封水形成部材１８の円環部１８ｃの下面と、螺合部材３６の円環部３６ａとの間に挟み込まれて固定される。そして、金属部材３０の振動面部３０ａが排水流路２２内に露出し、接続部２２ａの底面を構成する。このように、排水流路２２を形成する封水形成部材１８の底部の内壁の一部は、金属部材３０の振動面部３０ａ、すなわち、金属面により形成されている。また、シール部材３２が、封水形成部材１８の縁１８ｂとシール押さえ部材３４とにより上下方向に挟まれ、かつ、封水形成部材１８の円環部１８ｃの内面と金属部材３０の側面部３０ｂとの間に横方向に挟まれて固定される。シール部材３２は金属部材３０の側面部３０ｂと、封水形成部材１８の円環部１８ｃの内面とに当接し、金属部材３０と封水形成部材１８との間を封止する。

超音波発振素子２０は、円形の板状の部材からなる。超音波発振素子２０は、例えば、接着剤や溶接などにより金属部材３０の振動面部３０ａの外面に接触するように設けられている。超音波発振素子２０は、例えば、圧電セラミクスやフェライト等からなり、交流電圧を加えるとキャビテーションにより直径方向に伸縮する。超音波発振素子２０から一対の配線４２が延びており、配線４２は制御部４０に電気的に接続されている。超音波発振素子２０の振動数は２０ｋ〜１００ｋＨｚ程度である。

制御部４０は、ＣＰＵを備えた電力供給装置であり、外部電源から電力が供給されている。制御部４０は、配線４４を介して水栓装置４の操作検知センサ４Ｃに接続されており、ハンドル４Ａの操作を検出する。そして、制御部４０は、操作検知センサ４Ｃにより水栓装置４が水の吐水を開始したのを検知すると、超音波発振素子２０に交流電流を加えて振動させる。また、制御部４０は、操作検知センサ４Ｃにより水栓装置４が水の吐水を停止したのを検知すると、超音波発振素子２０への電流の印加を停止させる。

以下、水栓システムの動作について説明する。
常時は、接続部２２ａに封水が貯留されている。封水の水位Ｗは封水形成部材１８の上昇部２２ｂと下降部２２ｄとの境界の下端の高さにある。この際、封水には洗剤や油分などの成分が含まれている場合があるため、封水形成部材１８内の排水流路２２内には汚れやヌメリなどが付着する可能性がある。特に、封水水位付近の排水流路２２内壁面に汚れやヌメリが集中して付着しやすい。なお、ここでいう「封水水位付近」とは、「封水水位」から波立ちにより上下動する程度の位置である。また、排水流路２２内の水位は、必ずしも水位Ｗで一定である必要はなく、一時的に排水流路２２内の水位を上昇させるような構造や機構を設けてもよい。

水栓装置４のハンドル４Ａがひねられると、水栓装置４から水が水受け部６のシンク６Ａに吐出される。シンク６Ａに吐出された水は、集水部６Ｂに向かって流れ、排水口６Ｃへ流れこむ。排水口６Ｃから流れこんだ水は、封水筒２５を通じて排水流路２２の接続部２２ａに供給される。これにより、接続部２２ａ内の水位が封水形成部材１８の上昇部２２ｂと下降部２２ｄとの境界の下端の高さを越え、上昇部２２ｂから下降部２２ｄに水が流れ出し、流れ出した水は出口流路２４へ排水される。

また、制御部４０は、操作検知センサ４Ｃにより水栓装置４が水の吐出を開始したのを検知すると、超音波発振素子２０に交流電流を印加する。これにより、超音波発振素子２０が半径方向に伸縮し、金属部材３０の振動面部３０ａを上下方向に振動させる。水栓装置４により水を吐出している状態では、接続部２２ａ内の水位が封水形成部材１８の上昇部２２ｂと下降部２２ｄとの境界の高さまで到達している。このため、振動面部３０ａ内の振動は封水内を伝搬し、封水形成部材１８の上昇部２２ｂと下降部２２ｄとの境界よりも低い部分に付着した汚れやヌメリが落とされる。

水栓装置４のハンドル４Ａがひねられて水栓装置４から水を吐水するのを停止すると、排水流路２２への水の流れ込みも停止する。これにより、上昇部２２ｂから下降部２２ｄへの水の流れ出しも止まり、接続部２２ａ内に封水が貯留される。また、制御部４０は、操作検知センサ４Ｃにより水栓装置４からの水の吐水が停止されるのを検知すると、超音波発振素子２０への電流の印加を停止する。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、封水形成部材１８の接続部２２ａの底部が金属部材３０により形成され、超音波発振素子２０が金属部材３０に取り付けられているため、超音波発振素子２０が金属部材３０を振動させて超音波を発生させ、この超音波が底部から水面に向かって封水形成部材１８の排水流路２２の全体に向かって拡散されるため、封水形成部材１８の全体にわたって洗浄性を向上することができる。また、水面以外の部分に比べて水面では超音波を反射しやすい。このため、水平方向に超音波が伝搬される場合には、反射せずに吸収されやすい。これに対して、本実施形態によれば、連通孔１８ａは封水形成部材１８の底部に形成されているため、水面に向かって超音波が広がるため、洗浄力の低下が抑制される。

また、本実施形態では、金属部材３０と封水形成部材１８との間を封止するシール部材３２をさらに備えるため、接着や溶接により金属部材３０と封水形成部材１８との間の水密性を確保する場合に比べて、より簡易に、製造性を低下させることなく金属部材３０と封水形成部材１８との間の水密性を確保することができる。

また、本実施形態では、側面部３０ｂが振動面部３０ａに対して垂直に立設されているため、振動面部３０ａが上下方向に振動した際に、側面部３０ｂは左右方向に振動するが、側面部３０ｂの振幅は小さくなる。このため、シール部材３２に加わる振動が小さくなり、シール部材３２が劣化し破損することを抑えることができる。なお、本実施形態では、側面部３０ｂが振動面部３０ａに対して垂直に立設されている構成によりシール部材３２への振動の伝達を抑制しているが、これに限らず、例えば、シール部材３２を、例えば、円環部３０ｃなどに振動面部３０ａ以外の部位に当接するように配置すれば、同様に振動の伝達を抑制することができる。

また、振動面と封水形成部との間にシール部材を配置すると、シール部材が振動方向に振動面と封水形成部材とに挟まれるため、シール部材が劣化して破損してしまう懸念がある。これに対して、本実施形態では、シール部材３２は金属部材３０の側面部３０ｂ上に配置されているため、シール部材３２に加わる振動が小さくなり、シール部材３２が劣化し破損することを抑えることができる。

また、本実施形態では、超音波発振素子２０の金属部材３０の振動面部３０ａとの接触面が平坦であるため、容易に超音波発振素子２０を金属部材３０に取り付けることができる。

また、本実施形態では、超音波発振素子２０は円板状であり、径方向に伸縮する。このように、超音波発振素子２０が径方向に伸縮すると、金属部材３０の平坦な振動面が面の直交方向に振動するため、封水形成部材１８内の排水流路２２に超音波を送ることができる。

また、本実施形態では、封水形成部材１８には内外を連通する連通孔１８ａが形成され、金属部材３０は、封水形成部材１８の排水流路２２の内壁の一部を構成するように連通孔１８ａに取り付けられている。このように、連通孔１８ａに金属部材３０を取り付ける構成であるため、製造性を低下させることなく、容易に製造することができる。なお、本実施形態では、封水形成部材１８の底部の内壁面の一部を金属面により形成するべく、封水形成部材１８に連通孔１８ａを形成して金属部材３０を取り付けているが、これに限らず、封水形成部材１８の底部の内壁面に金属面を被覆又はメッキ加工して形成してもよい。

なお、本実施形態では、制御部４０が水栓装置４のハンドル４Ａの操作を検知して、超音波発振素子２０への電流の印加を制御したが、これに限らず、例えば、排水流路２２内の水位を検出する水位センサを設けておき、この水位センサにより検出された水位に応じて制御してもよい。また、水栓装置４から吐出される水の流量を検知するセンサを取り付けておき、制御部４０はこのセンサにより検出された水の流量に応じて超音波発振素子２０を制御してもよい。

また、本実施形態では、接続部２２ａの底部に連通孔１８ａを形成し、この連通孔１８ａに金属部材３０を取り付けて、金属部材３０の振動面３０ａの外側面に超音波発振素子２０を取り付けているが、金属部材３０の取付箇所はこれに限られない。例えば、上昇部２２ｂの基端部に設けてもよく、要するに排水流路２２内に貯留されている水の水面に対向するように設けられておればよく、より好ましくは、金属部材３０は、振動面３０ａの中心軸線が水面と交差するような位置や、超音波の主たる照射方向が水面と交差するような位置に設けることが好ましい。このように金属部材３０の取付位置を本発明では封水形成部材の底部という。

また、封水形成部材１８における連通孔１８ａを形成する領域も接続部２２ａのみに限られず、封水形成部材１８の底部全域に設けてもよいし、一部のみに設けてもよい。

また、本実施形態では、Ｓ字状に排水流路２２が延び、封水筒２５の挿入によりトラップを形成しているが、トラップの形態はこれに限られず、上方が開放されている筒状部と、筒状部材の上端部を覆うように設けられた椀部とにより構成されたワントラップにも本発明を適用できる。

１ 水洗システム
４ 水栓装置
４Ａ ハンドル
４Ｂ 蛇口
６ 水受け部
６Ａ シンク
６Ｂ 集水部
６Ｃ 排水口
８ 排水装置
１０ 蓋
１０Ａ 脚部
１２ 網かご
１４ 目皿
１４Ａ 開口
１６ 接続機構
１８ 封水形成部材
１８ａ 連通孔
１８ｂ 縁
１８ｃ 円環部
２０ 超音波発振素子
２２ 排水流路
２２ａ 接続部
２２ｂ 上昇部
２２ｄ 下降部
２４ 出口流路
２５ 封水筒
２６ 接続機構
２８ 取付機構
３０ 金属部材
３０ａ 振動面部
３０ｂ 側面部
３０ｃ 円環部
３２ シール部材
３４ シール押さえ部材
３６ 螺合部材
３６ａ 円環部
３６ｂ 円筒部
４０ 制御部
４２ 配線
４４ 配線

Claims (6)

1. 水受け部の下方に設けられる排水装置であって、
   前記水受け部の下流に設けられる排水流路と、
   前記排水流路の少なくとも一部を形成し、内部に封水を形成する封水形成部と、
   前記封水形成部の水に超音波を照射する超音波発振素子と、を備え、
   前記封水形成部の底部に形成される前記排水流路の内壁面は、金属で形成された金属部を含み、
   前記超音波発振素子は前記金属部の外側に取り付けられており、
   前記金属部は前記封水形成部の底部に取り付けられた、前記封水形成部とは別体の金属部材により形成され、
   前記金属部材と前記封水形成部との間を封止するシール部材をさらに備える、
   ことを特徴とする排水装置。
2. 前記超音波発振素子の発振が前記シール部材に伝達されるのを抑制する振動伝達抑制部が設けられている、
   請求項１に記載の排水装置。
3. 前記金属部材は、振動面と、前記振動面に立設された側面と、を有し、前記シール部材は前記側面に配置されており、
   前記振動伝達抑制部は、前記振動面に対して前記側面が垂直方向に立設されていることにより構成されている、
   請求項２に記載の排水装置。
4. 前記超音波発振素子の前記金属部材の前記振動面との接触面は平坦である、
   請求項３に記載の排水装置。
5. 前記超音波発振素子は円板状であり、径方向に伸縮する、
   請求項４に記載の排水装置。
6. 前記封水形成部には内外を連通する連通孔が形成され、前記金属部材は、前記連通孔に取り付けられている、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の排水装置。

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