JP6890566B2 - 便器洗浄用給水装置 - Google Patents

Description

本発明は、便器洗浄用給水装置に関する。

従来、便器装置に設けられる便器洗浄装置において、ボールタップ給水栓が配置されることが知られている。ボールタップ給水栓の下流側の端部には、ダイヤフラム弁が配置される。給水管に接続される上流側から流れる洗浄水は、ダイヤフラム弁を押し上げて通過し、吐水管へ供給される。

給水管から吐水管までの流路に、ダイヤフラム弁までの一次側流路と、ダイラフラム弁から吐水管へ接続する二次側流路とを設け、ダイヤフラム弁を、一次側流路の下流端側に配置させたボールタップ給水栓が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ダイヤフラム弁を、洗浄水の流路に沿った側部ではなく、一次側流路の下流端側に配置させることで、圧力損失が少なく、洗浄水の流量を増加させることができる。

実開平７−１５８７６号公報

給水時間を短くするためには、圧力損失を低下させ、洗浄水の流量を増やし、流速を上げることが好ましい。しかし、ダイヤフラム弁を一次側流路の下流端側に配置した場合、流量の増えた洗浄水が早い流速でダイヤフラム弁に流れ込む際に、ダイヤフラム弁を傾けてしまうことがあった。ダイヤフラム弁が傾くと、進退移動を繰り返す間にダイヤフラム弁を構成する部品の耐久性が低下する懸念があった。このため、洗浄水の流量を確保しつつダイヤフラム弁の耐久性を低下させずに、洗浄水の流量を多くすることが求められていた。

本発明は、洗浄水を貯水するタンク（例えば、後述の洗浄タンク２）と、前記タンクの上部に配置され、前記タンクに洗浄水を供給するボールタップ給水栓（例えば、後述のボールタップ給水栓３）と、を有する便器洗浄装置（例えば、後述の便器洗浄装置１）であって、前記ボールタップ給水栓は、給水管から洗浄水が供給される一次側流路（例えば、後述の一次側流路３１）と、前記一次側流路の下流端に配置されるダイヤフラム弁（例えば、後述のダイヤフラム弁３４）と、前記ダイヤフラム弁の下流に配置され前記タンクへ洗浄水を供給する二次側流路（例えば、後述の二次側流路３２）と、を備え、前記一次側流路の下流側には、上流側よりも幅の狭い幅狭部（例えば、後述の幅狭部３０）が形成され、前記幅狭部は、内側に突出して形成され洗浄水の流速を抑制する流速規制部（例えば、後述の流速規制部３５）を備える便器洗浄装置に関する。

前記幅狭部は、内側に膨出する曲面形状部（例えば、後述の曲面形状部３０ａ）を含んで構成されることが好ましい。

前記流速規制部は、前記曲面形状部が膨出する膨出方向に延びるように配置される板状のリブ（例えば、後述のリブ３５１）により構成されることが好ましい。

前記流速規制部は、前記曲面形状部に対向する内壁から内側に向かって突出する凸部により構成されることが好ましい。

便器（例えば、後述の便器１０２）と、前記便器の洗浄を行う洗浄水の貯水及び供給を行う前記便器洗浄装置と、を有する便器装置（例えば、後述の便器装置１００）を有することが好ましい。

本発明によれば、ダイヤフラム弁の耐久性を低下させずに、短時間で給水可能な便器洗浄用給水装置を提供することができる。

本実施形態の便器装置を示す斜視図である。 本実施形態の便器装置の部分平面図である。 本実施形態の便器装置の部分縦断面図である。 図２のＡ−Ａ部分断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 図５ＡのＣ−Ｃ断面図である。 図５ＡのＤ−Ｄ断面図である。 図５ＡのＥ−Ｅ断面図である。 図５ＡのＦ−Ｆ断面図である。 他の実施形態におけるボールタップ給水栓の部分斜視断面図である。

図１は便器装置１００の斜視図である。便器装置１００は、図１に示すように、便器１０２が床面ｆ１に設置される床置きタイプである。なお、以下の説明において、便器１０２の便座（図示せず）に着座した使用者から見た場合の前後の向きを前後方向とする。また、便器１０２の便座（図示せず）に着座した使用者から見た場合の左右の向きを幅方向とする。さらに、床面ｆ１に対する鉛直方向に沿う上下の向きを上下方向とする。

便器装置１００は、図１に示すように、便器１０２と、便座（図示せず）と、便蓋１０３と、タンクカバー１０４と、洗浄タンク２を有する便器洗浄装置１と、を備えている。
便器１０２は、立壁面ｆ２に近接した床面ｆ１上に設置されている。便器１０２の上部には、便座（図示せず）及び便蓋１０３が回動可能に取り付けられている。
タンクカバー１０４は、便器１０２の後方側に取り付けられ、洗浄タンク２の外側を覆う。

本実施形態に示すタンクカバー１０４は、洗浄タンク２の前面側を覆う前カバー１０４ａと、洗浄タンク２の側面側及び後面側を覆う後カバー１０４ｂと、洗浄タンク２の上面側を覆う上カバー１０４ｃと、を有し、これら各カバー１０４ａ〜１０４ｃが組み合わされることにより、略直方形となる洗浄タンク２の収容空間を構成している。

なお、タンクカバー１０４の下方は、前面プレート１０５ａと側面プレート１０５ｂとからなる下部プレート１０５によって覆われている。これにより、便器１０２の後方側に配置される給排水管等が目隠しされるとともに、便器１０２の後方側が、タンクカバー１０４と一体に上下方向に延びる薄型の略直方形の箱体状となる。

図２は、便器装置１００の部分平面図である。図３は、便器装置１００の部分縦断面図である。
図２及び図３に示すように、便器洗浄装置１は、タンクとしての洗浄タンク２と、給水側の設備としてボールタップ給水栓３、フロート４、吐水管５及びオーバーフロー管６と、を有する。
また、便器洗浄装置１は、洗浄タンク２の下部に形成される排水口２２に設けられた排水弁７と、排水弁７から上方へ延びる玉鎖７１とを有する。
また、便器洗浄装置１は、排水弁７に接続されて、便器１０２に洗浄水を供給するレバーアーム８及びハンドル９を有する。

洗浄タンク２は、上部が開口し、洗浄水を貯水する略直方体の容器である。洗浄タンク２は、タンクカバー１０４に周囲を覆われる前壁２ａ、後壁２ｂ、底面部２ｃ、一対の側壁２ｄを有する。洗浄タンク２は、後壁２ｂの上部における幅方向の一方で給水管２１に接続される。洗浄タンク２は、下部における幅方向の中央に排水口２２が形成され、排水口２２は洗浄タンク２の下方に配置される便器１０２に連通している。

排水弁７は、排水口２２を開閉可能に覆っている略円形の蓋体により構成されている。
玉鎖７１は、排水弁７に接続され、玉鎖７１が上方に引き上げられると、排水弁７が開き、排水口２２から洗浄タンク２に貯留された洗浄水を流すように構成されている。

オーバーフロー管６は、上部に開口部６ａを有し、上下方向に延びる略円筒状の管である。オーバーフロー管６には、後述する吐水管５から分岐する補給水供給口５４から、洗浄水が供給される。オーバーフロー管６は、下端側が、排水口２２に連通している。オーバーフロー管６は、洗浄タンク２に貯留された洗浄水の水位が所定位置を上回って溢れた際に、洗浄水が開口部６ａから流入して排水の際に便器１０２へ流出するようになっている。

レバーアーム８は、洗浄タンク２の上部で玉鎖７１の上端から略水平方向に延びている。レバーアーム８は回転可能な軸部であり、玉鎖７１と接続されている。

ハンドル９は、洗浄タンク２の外部に配置され、レバーアーム８と連動して回動可能に取り付けられている。使用者がハンドル９を操作して回すことで、レバーアーム８が回動する。ハンドル９の操作により、レバーアーム８の回動に伴って玉鎖７１が上方に引っ張られ、排水弁７が開くように構成されている。

図４は図２のＡ−Ａ部分断面図である。
フロート４は、図４に示すように、洗浄タンク２内の洗浄水の水位に伴って上下に移動する。フロート４は、フロート本体４１と、アーム部４２と、軸部４３と、ガイド部４４と、を有する。
フロート本体４１は、プラスチック製の円筒体である。
軸部４３は、フロート本体４１から上下に移動可能に配置される。軸部４３は、下端がフロート本体４１に接続される。
アーム部４２は、下端が軸部４３に接続され、フロート本体４１の上下移動に伴って縮んだり伸びたりするように屈曲している。アーム部４２の先端には、後述するパイロット弁３３の一部を構成するシール部３３２が取り付けられる。アーム部４２は、フロート本体４１の上下移動に伴って、先端のシール部３３２が、以下に説明するボールタップ給水栓３の下流端３７に配置されるパイロット孔３３１を開閉するように配置される。
ガイド部４４は、軸部４３の上部に配置され、内部を軸部４３が摺動可能に方形筒状に形成されている。ガイド部４４は、ボールタップ給水栓３の端部に接続され、軸部４３の洗浄タンク２における幅方向の移動を規制するとともに、軸部４３の上下方向の移動を案内する。

吐水管５は、上下方向に延び、ボールタップ給水栓３から供給された洗浄水を洗浄タンク２へ供給する管である。図３に示すように、吐水管５は、下端が開放され、洗浄タンク２内に貯留された水に浸漬されている。吐水管５は、上端側では、ボールタップ給水栓３の側面に接続され、補給水供給口５４を有する。

補給水供給口５４は、吐水管５から分岐して形成される給水用の径の小さな管である。補給水供給口５４からは、ボールタップ給水栓３から供給される洗浄水の一部が、分岐され、補給水供給口５４が回動することで、オーバーフロー管６またはタンク内に供給に補給される。

ボールタップ給水栓３は、洗浄タンク２内の上部に配置され、洗浄タンク２の幅方向に沿って延びる略円筒形の形状を有する。ボールタップ給水栓３は、一方がストレーナ２３を介して洗浄タンク２の左下側から延びる給水管２１に接続され、他方が次に説明するフロート４に接続される。また、ボールタップ給水栓３は、フロート４近傍の側部が吐水管５に接続され、給水管２１から供給された洗浄水を、吐水管５を介して洗浄タンク２に供給する。

図５Ａは、図３のＢ−Ｂ断面図である。図５Ｂは、図５ＡのＣ−Ｃ断面図であり、図５Ｃは、図５ＡのＤ−Ｄ断面図であり、図５Ｄは、図ＡＢのＥ−Ｅ断面図であり、図５Ｅは、図５ＡのＦ−Ｆ断面図である。図５Ａ〜図５Ｅを参照して、ボールタップ給水栓３の構成について、詳細に説明する。
図５Ａに示すように、ボールタップ給水栓３は、一次側流路３１と二次側流路３２と、パイロット弁３３の一部を構成するパイロット孔３３１と、ダイヤフラム弁３４と、流速規制部３５と、を有する。

パイロット弁３３は、ボールタップ給水栓３側に形成されるパイロット孔３３１及び後述するアーム部４２の先端に配置されるシール部３３２を有する。
パイロット孔３３１は、図４に示すように、ボールタップ給水栓３の下流端３７を貫通して形成される管状の貫通孔である。パイロット孔３３１の周囲には、下流端３７から外側に突出する弁座が形成されている。パイロット孔３３１は、フロート４の昇降に伴って、アーム部４２の上端に設けられるシール部３３２よって開閉される。

ダイヤフラム弁３４は、ボールタップ給水栓３の下流端３７において、パイロット孔３３１よりも上流側に、パイロット孔３３１との間に背圧室３４１を挟んで配置される。ダイヤフラム弁３４は、ボールタップ給水栓３の円筒体の中心軸から径方向に延びる。ダイヤフラム弁３４は、水圧によって上流側及び下流側に進退移動可能である。
ダイヤフラム弁３４は、図５Ａに示すように、径方向の外側で、以下に説明する一次側流路３１に対向する位置に、対向部３４ａを有する。対向部３４ａは、ダイヤフラム弁３４がボールタップ給水栓３に設置された状態で、洗浄タンク２の後壁２ｂ側で、かつ一次側流路３１を構成する管の上下方向の中央部（図４における上下方向の中央部、切断面が異なるため図４には図示されていない）に位置している。

ダイヤフラム弁３４の動きは、以下の通りである。アーム部４２が後退してパイロット孔３３１が開放されると、ボールタップ給水栓３の下流端３７の背圧室３４１内にある水が、パイロット孔３３１から外側へ流出し、背圧室３４１内の圧力が低下する。背圧室３４１の圧力が低下すると、ダイヤフラム弁３４が下流側に後退するとともに、ダイヤフラム弁３４の上流側の洗浄水が、ダイヤフラム弁３４側に引き込まれる。引き込まれた洗浄水は、ダイヤフラム弁３４を押し上げて開き、二次側流路３２を流通して吐水管５側へ流れる。

一次側流路３１は、図５Ａに示すように、給水管２１及びストレーナ２３から洗浄水が供給され、ボールタップ給水栓３の下流端３７に向かって延びる流路である。一次側流路３１は、ボールタップ給水栓３の内部の略円筒形状の中空部に形成される水路である。一次側流路３１の下流端には、ダイヤフラム弁３４が配置されており、一次側流路３１の下流端は、ダイヤフラム弁３４の中心から径方向外側の一方側へずれた位置に配置されている。一次側流路３１は、下流端側で、ダイヤフラム弁３４を介して二次側流路３２と連絡している。なお、一次側流路３１の上流側には、ばねによる定流量弁３９が配置されている。

図５Ｂに示すように、一次側流路３１は、上流側では円筒の幅全体に亘って形成されている。
一次側流路３１は、図５Ｂ〜図５Ｅに示すように、ボールタップ給水栓３の上流端と下流端３７の間の中間部から下流側で徐々に狭まっており、下流側ほど流路幅が狭くなる幅狭部３０を有している。

図５Ｃに示すように、一次側流路３１の幅狭部３０は、ボールタップ給水栓３の下流側で一次側流路３１の内側に向かって（洗浄タンク２の前壁２ａ側（吐水管５側）の内壁が洗浄タンク２の後壁２ｂ側に向かって）膨出する曲面形状部３０ａを含んで構成される。曲面形状部３０ａは、一次側流路３１の上下方向の中心よりも下側から湾曲している。曲面形状部３０ａにより、一次側流路３１の幅が狭まる。
一次側流路３１は、曲面形状部３０ａに対向する側の内壁は直線状に延びるが、曲面形状部３０ａの下流側、図５Ｃで示す位置より下流側かつ図５Ｄに示す位置より上流側で、一次側流路３１内における洗浄タンク２の後壁２ｂ側の内壁が拡径し、段差部３０ｂが形成される（図５Ａ参照）。

図５Ｄに示すように、段差部３０ｂより下流側では、一次側流路３１の後壁２ｂ側の内壁の厚みが薄くなる。また、曲面形状部３０ａは、図５Ｃの位置より洗浄タンク２の後壁２ｂ側にさらに寄る。曲面形状部３０ａの下流端には、後壁２ｂ側に形成された段差部３０ｂに対応して後壁２ｂ側に突出する段差部３０ｃが形成される（図５Ａ参照）。一次側流路３１は、ダイヤフラム弁３４の手前で最も狭まり、上流側の１／４以下の幅になる。

図５Ｅは、ダイヤフラム弁３４の背後でパイロット孔３３１の上流側の背圧室３４１を示している。

二次側流路３２は、ダイヤフラム弁３４の下流に配置され、洗浄水を洗浄タンクへ供給する。二次側流路３２は、一次側流路３１の内部に配置され、一次側流路３１を構成するボールタップ給水栓３の内部の円筒形の中空部よりも径の小さな管により構成される。二次側流路３２は、上流側の一端がダイヤフラム弁３４の正面に接続され、下流側が吐水管５に接続される。二次側流路３２は、一次側流路３１の延びる方向に対して略直交する側へ屈曲するように屈曲する。二次側流路３２が屈曲する流路の壁の外側は、一次側流路３１の曲面形状部３０ａを形成している。なお、二次側流路３２を構成する管の径が一次側流路３１の径よりも小さいので、二次側流路３２の外側で、二次側流路３２を挟んだ一次側流路３１の径方向外側の一方及び他方には、一次側流路３１を流れる洗浄水が流れている。

流速規制部３５は、図５Ｂに示すように、一次側流路３１の幅狭部３０で内側に突出して形成され、一次側流路３１を流通する洗浄水の流速を抑制する。具体的には、流速規制部３５は、曲面形状部３０ａが膨出する膨出方向に延びるように配置される板状のリブ３５１により構成される。リブ３５１は、一次側流路３１の径方向の前壁２ａ側から後壁２ｂ側に延びるように配置され、所定の厚さを有する板状の部材により形成されている。リブ３５１の平面部分３５１ａは、洗浄水の流路に沿うように配置され、リブ３５１の厚み部分３５１ｂが流路を遮る方向に配置されている。したがって、一次側流路３１を流れる洗浄水は、リブ３５１の厚み部分３５１ｂに当たり、かつ、平面部分３５１ａに遮られた後、下流側へ流れる。
なお、一次側流路３１には、リブ３５１に直交し、一次側流路の上下方向にのびる強化壁３５３が、一次側流路３１及びリブ３５１の強度を上げるために配置されている。強化壁３５３は、一次側流路３１における内壁の上下方向の一方から他方まで延びるように形成されている。

ボールタップ給水栓３内の洗浄水の全体的な流れについて説明する。
一次側流路３１は、下流側に位置する曲面形状部３０ａから徐々に幅狭になる幅狭部３０が形成されているので、一次側流路３１の流速が早くなる。曲面形状部３０ａに沿って洗浄水が流れることにより、図５Ａに示すように、幅が狭まって移動した一次側流路３１の上部の水が、ダイヤフラム弁３４の片側で、一次側流路３１の下流端に対向する対向部３４ａに向けて集中的に流れる。しかし、本実施形態では、一次側流路３１の下流端側における曲面形状部３０ａよりも上流側に、曲面形状部３０ａの膨出方向に延びるリブ３５１が形成されている。洗浄水は、リブ３５１の厚み部分３５１ｂにぶつかって方向が変わることにより、流速が若干低下する。さらに、厚み部分３５１ｂによって分割された流れがリブ３５１の平面部分３５１ａに沿って流れてダイヤフラム弁３４に流れ込むことによっても、流速が若干低下する。ダイヤフラム弁３４の対向部３４ａに向かって流れ込む部分の流速は好適に低下するが、一次側流路３１の幅を部分的に狭め、曲面形状部３０ａを形成することにより、全体としてボールタップ給水栓３内の流量及び流速は向上する。

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、便器洗浄装置１を、洗浄水を貯水する洗浄タンク２と、洗浄タンク２の上部に配置され、洗浄タンク２に洗浄水を供給するボールタップ給水栓３と、を含んで構成した。また、ボールタップ給水栓３を、給水管２１から洗浄水が供給される一次側流路３１と、一次側流路３１の下流端に配置されるダイヤフラム弁３４と、ダイヤフラム弁３４の下流に配置され洗浄タンク２洗浄水を供給する二次側流路３２と、を含んで構成した。また、一次側流路３１の下流側に、上流側よりも幅の狭い幅狭部３０を形成し、幅狭部３０を、内側に突出して形成され洗浄水の流速を抑制する流速規制部３５を含んで構成した。
一次側流路３１の下流側に幅狭部３０が形成されているので、幅が狭まった位置での流速が上がり、ボールタップ給水栓３内の流速が上がることで、大流量の洗浄水を迅速に流すことができる。一方、一次側流路３１内に、流速規制部３５を設けたため、ダイヤフラム弁３４に流れ込む位置における洗浄水の流速を抑制することができる。これにより、一次側流路３１からダイヤフラム弁３４に洗浄水が流れるときに、流れ込む部分の流速を抑えることで、ダイヤフラム弁３４が傾くことを防止し、ダイヤフラム弁３４を押し上げる力を均して、ダイヤフラム弁３４の耐久性を向上させることができる。

本実施形態では、幅狭部３０を、内側に膨出する曲面形状部３０ａを含んで構成した。曲面形状部３０ａにより、一次側流路３１が滑らかに狭まるので、抵抗が小さく流速が早くなるとともに、流量を増加させることができる。

流速規制部３５を、曲面形状部３０ａが膨出する膨出方向に延びるように配置される板状のリブ３５１により構成した。板状のリブに一次側流路３１の下流を流れる洗浄水がぶつかるため、ぶつかった後の洗浄水の流速を低減することができる。その結果、ダイヤフラム弁３４を押し上げる際にダイヤフラム弁３４が傾斜することを防止することができ、上記と同様の効果を奏する。

便器装置１００を、便器１０２と、便器１０２の洗浄を行う洗浄水の貯水及び供給を行う便器洗浄装置１と、を含んで構成した。これにより、上記と同様の効果を有する便器洗浄装置１を含む便器装置１００を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、流速規制部３５をリブにより構成したが、これに限られない。図６は、他の実施形態におけるボールタップ給水栓の部分断面斜視図である。図６に示すように、流速規制部３５を、一次側流路３１における曲面形状部３０ａに対向する内壁（洗浄タンク２の後壁２ｂ側の内壁）から内側に向かって突出する凸部３５２により構成してもよい。あるいは、流速規制部３５は、リブ３５１を含むとともに追加的に凸部３５２を有してもよい。

さらに、上記実施形態では、流速規制部３５は、ボールタップ給水栓３と一体に押し出し成形により形成されているが、これに限られない。洗浄水の流れに耐えうる剛性及び耐久性を備えるものであれば、金属製のメッシュを別体で取り付ける等することができる。

１ 便器洗浄装置
２ 洗浄タンク（タンク）
３ ボールタップ給水栓
３０ 幅狭部
３０ａ 曲面形状部
３１ 一次側流路
３２ 二次側流路
３４ ダイヤフラム弁
３５ 流速規制部
３７ 下流端
３５１ リブ
３５２ 凸部

Claims (7)

1. 洗浄水を貯水するタンクと、
   前記タンクの上部に配置され、前記タンクに洗浄水を供給するボールタップ給水栓と、を有する便器洗浄装置であって、
   前記ボールタップ給水栓は、
   給水管から洗浄水が供給される一次側流路と、
   前記一次側流路の下流端に配置されるダイヤフラム弁と、
   前記ダイヤフラム弁の下流に配置され前記タンクへ洗浄水を供給する二次側流路と、を備え、
   前記一次側流路の下流側には、上流側よりも幅の狭い幅狭部が形成され、
   前記幅狭部は、内側に突出して形成され洗浄水の流速を抑制する流速規制部を備える便器洗浄装置。
2. 前記一次側流路は、前記ボールタップ給水栓の略円筒形状の中空部に形成され、
   前記幅狭部は、前記一次側流路における径方向外側に配置され、
   前記幅狭部を通過した前記一次側流路を流れる水は、前記ダイヤフラム弁の径方向外側へ向けて流れる、請求項１に記載の便器洗浄装置。
3. 前記幅狭部は、内側に膨出する曲面形状部を含んで構成される請求項１又は２に記載の便器洗浄装置。
4. 前記流速規制部は、前記曲面形状部が膨出する膨出方向に延びるように配置される板状のリブにより構成される請求項３に記載の便器洗浄装置。
5. 前記流速規制部は、前記曲面形状部に対向する内壁から内側に向かって突出する凸部により構成される請求項３に記載の便器洗浄装置。
6. 前記一次側流路の上流側に、前記ダイヤフラム弁に対向して定流量弁が配置され、
   前記ダイヤフラム弁の下流側の端部及び前記定流量弁の下流側の端部は、略平行に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の便器洗浄装置。
7. 便器と、
   前記便器の洗浄を行う洗浄水の貯水及び供給を行う請求項１〜６に記載の便器洗浄装置と、を有する便器装置。

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