JP7076700B2 - 衛生陶器洗浄システム - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、衛生陶器の分野に関し、より詳細には、洗浄機構を有するトイレの構造および設置の効率化に関する。

トイレは、人間の尿および糞便を貯蔵または処分するために使用される衛生器具である。先進国では、様々な形状の磁器水洗トイレが一般的であり：西洋において便座が通常使用される一方、東アジアにおいては和式トイレ（ｓｑｕａｔ ｔｏｉｌｅｔｓ）が一般的である。これらは、大部分の都市圏においては下水システムへ、あまり建物が密集していない地域においては汚水浄化槽へ接続される。

典型的な水洗トイレは、洗浄水を提供するための貯水槽に接続された、水を含むガラス質のセラミック便器である。便器内の水は、上下逆さまのＵのように形成された、排水管を接続する中空の排水管に接続される。Ｕ型の水路の片側面は、便器中の水よりも長い中空のサイフォン管が高くなるように、配置される。サイフォン管は、排水管に接続される。上下逆さまのＵ字の排水管の底部は、水が排水管を下って流れる前に、便器中の水の高さを制限する。便器中の水は、下水ガスが侵入するのを妨げるように、および排泄物を受け入れるように作用する。下水ガスは、下水ラインに取り付けられた通気管を通って排出される。

歴史的には、第１の洗浄衛生陶器トイレは、１５９６年に、Ｓｉｒ Ｊｏｈｎ Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎによって時代に先駆けて提案されたが、ほとんどの住居において室内トイレが不足していたため、その大規模な導入は妨げられた。その導入は２００年後に再浮上し、Ａｌｅｘａｎｄｅｒ ＣｕｍｍｉｎｇｓがＳトラップ（Ｓ－ｔｒａｐ）をトイレに加えたものであり、便器とそのトラップとの間にスライドバルブがあった。トイレの設計と構成材料はそれ以来発展してきたが、伝統的に、貯水槽と便器は特殊なハウジング内に囲まれてきた。さらに、それらは、カスケード洗浄効果のための重力を利用するために互いに物理的に離間して配置されるか、審美的に考慮しモノブロック構造様式で目に見えるように互いに近接して置かれるか、代替的に、洗練された外観を得るために、タンクが壁内に隠されている。

より最近では、会社ＲＯＣＡによって製造されたＩＮ－ＴＡＮＫ（商標）水洗便器において、貯水槽は便器ハウジングへと統合されており、それによって、壁内の中空スペースの設置とメンテナンスが影響することなく、隠された貯水槽による小奇麗さを提供する。便器ハウジングへの貯水槽の統合を達成するために、ＩＮ－ＴＡＮＫ（商標）は、特許文献１（Ｖａｒｇａｓ－１）の気圧ベースの技術に動力を供給するために、電気接続を必要とする：「空気作動式トイレ水洗システムであって…周囲空気をリザーバへと供給するためのシステムは、周囲空気を供給するためのシステムが、貯水槽から便器へと水を押し進めるためにオフの状態にあるとき、リザーバと周囲環境との間の空気が自由に通過することを可能にする開放通路と、容器を充填するための水供給部とを含む。」したがって、市販されているＩＮ－ＴＡＮＫ（商標）は、貯水槽に合わせるために中空にされる壁の空間を導入する複雑性を回避している一方で、電気接続の設置を負担させ、そしてさらに水供給部に隣接にさせる必要がある。リザーバへと周囲の空気を押し込むための動力は、Ｖａｒｇａｓ－１において：「リザーバに周囲の空気を供給するためのシステムは、電力を動力とする。」と、適切に開示される。

特許文献２（Ｖａｒｇａｓ－２）は、便器へと統合された貯水槽を備えたトイレを開示し、「便器と；リザーバと；リザーバと便器との間の流体導管と；リザーバの内部のジェットを含み、該ジェットが流体導管の入口の方へ向けられたノズルを有する、ジェットと；ジェットに水を供給する充填バルブと；リザーバ内の分流器と、を含み、その分流器が、（ａ）リザーバが満たされたときに、ジェットノズルから流体導管の入口へと水流の向きを変える、または（ｂ）リザーバが空のときに、流体導管の入口から離れたジェットノズルからリザーバへと水流の向きを変えるように位置することを特徴とする、ジェット動力トイレ水洗システム。」であって、「水洗前（すなわち：リザーバが満たされているとき）に、ジェットノズルからの流れは、流体導管へと直接送られる。これによって、リザーバの内容物が便器へとサイフォンで吸い上げられ、便器を洗浄する。」としている。Ｖａｒｇａｓ－２は、電気的に供給された気圧においてＶａｒｇａｓ－１を当てにしないが、設置場所のインフラにおける不適当な水圧に悩まされる可能性があるジェット動力水システムに頼っており、水中の不純物で詰まりやすい。

さらに、水質保護はますます重要になっている。水質保護のための必要に応じて、デュアルフラッシュ式トイレが開発されてきた。デュアルフラッシュ式トイレでは、ユーザーが選択可能な２つの洗浄量がある。小洗浄は液体排泄物を処理するために使用される一方、典型的には小洗浄の２倍の量の大洗浄は固体排泄物を処理するために使用される。水質保護が、洗浄量を変えること、および漏れ故障を防止することの両方を含むことが認識されるだろう。

したがって、便器のハウジングへと貯水槽を統合する衛生陶器の構造、設置およびメンテナンスを合理化する装置および方法を提供することが長年のニーズであり、それらは電力を必要とせず、現場によって異なるインフラに対して特別な改造を必要とせず、そして不信頼性またはジェット動力システムのメンテナンス苦悩に悩むこともない。そして、異なる洗浄量を可能にするような装置を有することが非常に望ましいだろう。

米国特許第８６１５８２２号明細書 米国特許第８７０１２２０号明細書

本発明は、一方では便器と、一方ではハウジングとの間の本来既存の空洞または空間の最適な範囲を占めるのに適した貯水槽、洗浄水タンクを含む、水洗トイレの構造および設置に関し、タンク内の液体は、主管の水供給部の圧力によって単独で動力が供給される、適切に形成された洗浄アセンブリによって便器へと洗い流され、水圧ポンプとして作用する。

したがって、本発明の実施形態によれば、主管の水供給部に接続された衛生陶器が提供され、該衛生陶器は、第１の容積および入口を有する第１のチャンバーと、アウトレットおよび第１のチャンバーの容積よりも大きい第２の容積を有する第２のチャンバーとを有するタンクを含み、該入口が、高圧の水源に接続され、水源からの入口圧力において第１の量の水を受け入れる洗浄アセンブリと；第１のチャンバーと第２のチャンバーとの間に配された圧力交換機構であって、該第１のチャンバー内の第１の量の水は、第１の量よりも多い第２のチャンバー内の第２の量の水を、圧力交換機構によって第２のチャンバーからアウトレットを介して、入口圧力よりも低い圧力で押し出す。好ましくは、高圧の水源は主管の水供給部である。

本発明のいくつかの実施形態によれば、圧力交換機構はピストンである。代替的な実施形態によれば、圧力交換機構は軸によって接続された第１のロータおよび第２のロータを含む。

本発明のいくつかの実施形態によれば、洗浄アセンブリは、少なくとも１つのタンク含み、タンクは：水供給部に接続され、水供給部から水を受け入れるように構成された第１の断面積および第１の容積を有する第１のチャンバーと；洗浄水を保有し、第１のチャンバーよりも大きい断面積および大きい容積を有する第２のチャンバーと；洗浄アウトレットと；を含み、貯水槽は、貯水槽から第２のチャンバーへの選択的な流れのための貯水槽と第２のチャンバーとの間に配された一方向弁を有し、水供給部からの水圧によって動力が供給される水洗機構は、タンクの大きい方の断面積のチャンバーに取り付けられたピストンを含み、ピストンは、第１のチャンバーと第２のチャンバーとの間の障壁として作用し、タンクの大きい方のチャンバーから水を洗浄アウトレットの外へ流す。

好ましい実施形態によれば、洗浄アセンブリは２つのタンクを含む。

本発明によれば、洗浄アセンブリに関連する衛生陶器便器を洗い流す方法も提供され、その方法は、高圧水供給部から洗浄アセンブリの第１のチャンバーに、圧力下で第１の容積の水を導く工程と；圧力交換機構を用いて、第１のチャンバー内の第１の容積の水によって、洗浄アセンブリの第２のチャンバー内の第１の容積よりも大きい一定量の水に圧力を加える工程と；便器を洗い流すために、便器へと洗浄アセンブリの第２のチャンバーから、圧力交換機構によって、より低い圧力下で洗浄水を分配する工程と；洗浄アセンブリの第２のチャンバーを洗浄水で再充填する工程と、を含む。

本発明の実施形態によれば、方法は、主管の水供給部からタンクの第１のチャンバーに第１の容積の水を導く工程と；洗浄アセンブリの第２のチャンバーを洗浄水で再充填する工程とを含み、第１の断面積および第１の容積を有する第１のチャンバーは、第１のチャンバー内の水によって、タンクの第２のチャンバーに取り付けられたピストンに圧力を加え、第２のチャンバーは、洗浄水を保有し、第１のチャンバーよりも大きい断面積および大きい容積を有し、チャンバーは、便器を洗い流すために、タンクの第２のチャンバーから洗浄アウトレットを介して、便器へと圧力下で洗浄水を分配する。

本発明およびその実施を実際によりよく理解するために、複数の実施形態が、添付図面に関して、非限定的な例としてのみ、記載されるだろう。
本発明に従って構築され、動作する衛生陶器の実施形態の側面図である。 図１の衛生陶器の上面図である； 図１の衛生陶器のための取り付けプレートの３次元の概略図である； 図１の衛生陶器のための、本明細書に記載のピストン洗浄アセンブリの３次元の概略図である。 図４ｂのＡ－Ａに沿って取った図である。 図４ａのＢ－Ｂに沿って取った、図１の衛生陶器の断面図である。 洗浄する前の図１の衛生陶器を例示する、図４ａのＣ－Ｃに沿って取った断面図である。 洗浄の中間段階における図５ａの詳細図である。 洗浄の最終段階における図５ａの詳細図である。 拡大した図５ａの部分投影図である。 取り付けプレートに取り付ける前の衛生陶器の背面図である。 図４ｂのＤ－Ｄに沿った断面図である。 図４ｂのＥ－Ｅに沿った断面図である。 図４ｂのＦ－Ｆに沿った断面図である。 第１の充填／待機位置における、水圧作動式液体水路選択装置の好ましい実施形態の概略図である。 第２の（半、または全）洗浄位置における、図１１の選択装置である。 本発明に従って構築され、動作する衛生陶器の代替的な実施形態の概略的で等角な側面断面図である。 図１３ａの衛生陶器の概略的背面図である。 動作における図１３ａの衛生陶器の側面断面図である。 貯水槽がない図１３ａの衛生陶器の背面図である。 制御装置の概略的な部分切断図である。 本明細書に記載の洗浄アセンブリの背面図である。 底部から見るピストン洗浄アセンブリの等角断面図である。 本発明の実施形態に従ってサイフォンを用いる衛生陶器の概略的な側面断面図である。

以下の説明は、本発明の実施形態と共に提供され、いずれの当業者も前記の発明を利用することを可能にし、本発明を実行する発明者によって考えられた最善の様式を明示する。しかしながら、本発明の一般的な原理は、特に、洗浄機構を有する衛生陶器の構造および設置を効率化するための装置および方法を提供するために定義されてきたため、様々な修正は当業者に明白なままであろう。

本発明の追加的な特徴および利益は以下の図面および説明から明白になるだろう。

本発明は、ハウジングの内部に便器を有する衛生陶器水洗トイレに関し、洗浄機器を備えた貯水槽および給水タンクを含み、便器とハウジングとの間の空間のほとんどを占めるのに適した衛生陶器水洗トイレであって、そこでは、タンクからの水が、圧力交換機構を利用して、高圧水供給部、好ましくは主管の水供給部の圧力によって、単独で動力が供給された洗浄アセンブリを用いて便器へと流される。本発明に記載のいくつかの実施形態では、その洗浄機器は、第１の容積である第１のチャンバーを有するタンクと、第１のチャンバーよりも大きい容積を有する第２のチャンバーと、第１のチャンバーと第２のチャンバーとの間に配された圧力交換機構と、を含む。典型的に第１および第２のチャンバーは互いに接続されるが、それらの間に流体連通がある必要はない。したがって、代替的に、第１および第２チャンバーは、それらの間の圧力交換機構と物理的に分離されうる。好ましくは、制御装置は洗浄アセンブリを介して流れを導くために提供される。したがって、高圧水供給部からの水は制御装置に入り、セレクターおよびマニホールド（詳細に、以下に記載される）を通り抜け、該マニホールドが、１つのタンク、両方のタンク、または貯水槽などへの複数のあらかじめ規定された流路の１つにおいて水流を導く。

いくつかの実施形態によれば、圧力交換機構は、第１および第２のチャンバーとの間に、第２のチャンバー内に配されたピストンを含む。主管の水供給部から来る第１のチャンバー内の水のより小さな容積の比較的高い圧力は、第２のチャンバーを介してピストンを押し出し、次に、より大きいチャンバーからの大量の水を押し出す。このように、より小さなチャンバー内の高圧水は、ピストンのより大きい表面積にわたって広がり、それによって、より低い圧力でより大きい水の容積に作用する。これらの実施形態では、ピストンのためのシリンダーとして役立つ大きいチャンバーは、ピストンと同様に、円形だけでなく任意の実質的に閉じた形状の断面図を有することができる。

本発明の他の実施形態では、圧力交換機構は、第１の容積のチャンバーである第１のチャンバーと、第１のチャンバーよりも大きい容積の第２のチャンバーを有するタンクを含む。これらの実施形態では、圧力交換機構はさらに、第１のチャンバー内に回転可能に配された第１のロータと、第２のチャンバー内に回転可能に配されたより大きい直径の第２のロータとを含み、第１および第２のロータが同じ軸に取り付けられる。代替的に、主管の水供給部からの比較的高い圧力下の少ない量の水が、より低い圧力下の大量の水を移動させることを可能にする他の機構も利用できる。

ここで、図１および２を参照すると、本発明のいくつかの実施形態に従って構築され、動作する一般的に明示された衛生陶器トイレ（１０）が示される。図１および２に示されるように、衛生陶器トイレ（１０）は、カバー（１８）によって覆われたハウジング（１２）を含む。随意に、温水スイッチ（１１）は、衛生陶器がビデである実施形態に関して、水が便器に到達する前に、温水器（図示せず）に水を暖めさせるために提供されてもよい。例示された実施形態では、従来公知のものとして、ハウジング（１２）は、サイフォン（１３）を含む便器と一体的に形成される。したがって、洗浄アセンブリに嵌合されるために腎臓のような形状を形成する２つの拡張部（１４）を備えた馬蹄形の空洞が形成される。これらの実施形態における洗浄アセンブリは、最適な省スペースな実施における、以下に、詳細に記載されるピストン洗浄アセンブリである。この実施形態では、便器（１６）は、便器（１６）の内部の周囲に外周水路（１７ｂ）を規定する下垂縁（ｄｏｗｎｗａｒｄ ｄｅｐｅｎｄｉｎｇ ｒｉｍ）（１７ａ）を含む。代替的に、縁無しの便器が利用できる。

図３ａは、衛生管インフラ（図示せず）にサイフォンを接続するためのプレートを介して延びるサイフォンコネクター（２６）を有する壁プレート（２９）を含む、本発明のいくつかの実施形態の、一般的に明示された取り付けプレート（２００）を示す。壁プレート（２９）は、プレートを介して延び、主管の水供給部管（２５ａ）などの高圧下の水源に接続する給水配管のためのクイックコネクター（２７ａ、２７ｂ）をさらに有する。

好ましくは、２つの位置の洗浄量セレクターとして本明細書に例示される制御装置（２０）が設置される。制御装置（２０）は任意の適切な従来のセレクター、好ましくは水圧セレクターであってもよい。制御装置（２０）は、管（２０ａ）および（２０ｂ）のよって、圧送管（２５ｂ）を介してシステムに接続される。圧送管（２５ｂ）は、減圧弁を備えた入口弁（２３）によって主管の水供給部に接続される。１つまたは２つのコマンドボタン（２１）などのユーザインターフェースは、洗浄アセンブリを起動し、ユーザーが洗浄水の望ましい量を選択することを可能にするために提供される。

壁プレート（２９）は、その片側面を支持壁（図１を参照）に固定するのに適し、その反対側面から突出するプロング（２８ａ、２８ｂ）を有する。プロングは、トイレアセンブリおよびユーザー全体の重量を支持するように設計される。

制御装置（２０）は、１対の水圧タイマー（それ自体は公知）（図示せず）と、ユーザーに望ましい選択を与えるコマンドボタン（２１）などの、ピストン洗浄アセンブリから便器に流される水の量の調整するためのユーザインターフェースと、を含む。あらかじめ規定された時間、例えば５秒間コマンドボタンを押すことは、より小さなチャンバーへ、タンク内の半分の水量を流すためには十分な圧力下の水が流れることを可能にするが、長時間コマンドボタンを押すことは、タンク内の水の全量で洗浄することを可能にする圧力下で水のより長い間の流入を結果としてもたらすだろう。代替的に、望ましい場合は、２つの洗浄ボタンが提供されてもよい。

ここで、図３ｂに言及する。この実施形態の一般的に（３００）明示される洗浄アセンブリは、１対の洗浄水タンクによって拡張された一般的に鞍形の容器または貯水槽（３５）を含み、各タンクは、円筒状ハウジング（３９）としてここに示され、第１の断面積および第１の容積を有する第１のチャンバーと、洗浄水を保有し、第１のチャンバーよりも大きい断面積およびより大きい容積を有し、ピストンハウジングまたはシリンダーとしてここで役立つ第２のチャンバー（３４）と、を含む。ピストンハウジングの対（３４）は、腎臓のような形状を形成する。ピストンハウジング（３４）は、以下、第２のチャンバー（３４）と呼ばれるだろう。そのような各第２のチャンバーは、洗浄アウトレットを含み、以下の図５ａに関して記載される。タンクは、トイレのハウジング（１２）および便器（１６）との間の空洞内にきっちり嵌合するように設計されるため、洗浄アセンブリは一般的に鞍形である。この配置がハウジング（１２）の内部容積の最適な利用を可能にすることが認識されるだろう。

凹部（３８）は、ハウジングの両側に提供され、取り付けプレート（２９）から外側に伸びる支持プロング（２８ａ、２８ｂ）の１つを受け入れるのに適している。タンクの第２のチャンバー（３４）は、図５ａにおいて見られるように、１対の形成されたピストン（５９）のためのシリンダーとして役立つ。ピストン（５９）は、付勢ばねを用いて第２のチャンバー（３４）における往復運動動作のために配置される。図（５ａ）から（５ｃ）に関して、詳細に以下に全て記載されるように、第１のチャンバー（３９）は、ピストン（５９）の引き戻し付勢ばね機構（５７）を保有する。代替的に、ピストンは磁石、小さな直径のチャンバーの内部で第２のピストンに作用する水圧、または他の適切な機構によって引き戻すことが可能である。貯水槽（３５）は、洗浄アセンブリがサイフォンをまたぐ（図８で見られるように）とき、サイフォンの輪郭と一致する溝（４０）で形成されている。貯水槽（３５）は、各第２のチャンバー（洗浄タンク）（３４）を満たすための水を貯蔵し、貯水槽から第２のチャンバー（図６に示されるように）までの選択的な流れのための、貯水槽およびタンクの各第２のチャンバーとの間に配された一方向弁（３５ｂ）を含む。

図４ａは、本発明のピストン洗浄アセンブリを備えた図１の衛生陶器トイレの背面図を例示する。図７は取り付けプレート上に取り付ける前の背面図を示す。図４ａは、壁プレートに取り付けられたときの、後部からの図である。サイフォンコネクター（２６）および水供給部へのクイックコネクター（２７ａ、２７ｂ）を備えた壁プレート（２９）を、後部から見ることが可能である。貯水槽の上部（３５）と、ハウジングの側面（１２）と、第２の部分（３４）およびサイフォン（１３）の底部が、プレートの周囲で目視可能である。プレート取り付け要素は、プレートを壁に取り付けるためのプレート後部の上に提供されてもよい。例示された実施形態では、プロング（２８ａ）および（２８ｂ）はまた、プレート（２９）を介して壁へと延び、それによって、プレート取り付け要素としても役立つが、代替的にはまたは加えて、プレートはねじによって壁へ結合されてもよい。

図４ｂは、使用のために取り付けられるような衛生陶器トイレ（１０）の側面断面図である。図９は、図４ｂのＥ－Ｅに沿った断面図であり、図１０は、図４ｂのＦ－Ｆに沿った断面図である。以上のように、ハウジング（１２）は、プロング（２８ａ）および（２８ｂ）（見られない）上の壁板（２９）に取り付けられる。この実施形態では、貯水槽（３５）は、プレート（２９）を受け入れるための寸法および形状に実質的にされた後部凹部を規定する。このように、ハウジング（１２）は、プロング（２８ａ）および（２８ｂ）と同様に、プレート（２９）の全長に沿って支持される。ハウジング（１２）は、その底部から延び、プレート（２９）を通り抜け、サイフォンを衛生管インフラ（図示せず）へと接続するサイフォンコネクター（２６）に接続するサイフォン（１３）と一体的に形成された便器（１６）を含み、実質的に公知である。

したがって洗浄アセンブリは、ピストン（５９）と、タンク（３４）、（３９）とを含む。第２のチャンバー（３４）の各々は、洗浄アウトレットを有する。洗浄アセンブリは、便器（１６）をすすぐための、洗浄アウトレットへの導管によって結合された水噴射ノズル（６０）も含む。この実施形態では、水噴射ノズル（６０）は、外周水路（１７ｂ）へと延び、その水路は図６と関連して以下に詳細に記載される縁を形成する便器の内部の周囲に延びる。

これらの実施形態の衛生陶器の洗浄システムの動作は、以下のとおりである。一般的に、水洗機構は、タンクの第１のチャンバーへと流れる主管の水供給部からの圧力下の水によって、動力が供給される。洗浄アセンブリは、タンクの第２のより大きい断面積のチャンバーに取り付けられたピストンを含み、ピストンは第１のチャンバーと第２のチャンバーとの間の障壁として作用し、タンクの第１のチャンバー内の水圧によって押され、タンクの第２のチャンバー内に水を招き、第２のチャンバーは第１のチャンバー内の圧力よりも低い圧力下にあり、圧力はピストンによって、洗浄アウトレットから外へ、および便器へと水を押すのに十分である。

ここで、この実施形態に従って、洗浄アセンブリの構造および動作をより詳細に例示する図５ａ、５ｂ、５ｃおよび６について言及する。各洗浄ピストン（５９）は、洗浄アウトレット（６４）に向かう、およびそれから離れる相互の動作において、そのタンクの第２のチャンバー（３４）内で摺動可能である。ハウジングの内壁に対して緊密にシールする必要性はない。そ洗浄段階に続くピストンの引き戻しを可能にするために、一方向弁（５９ａ）が、ピストン（５９）内に提供される。図５ｂおよび５ｃ内に明確に示されるように、この実施形態におけるピストンは、中空スリーブアセンブリ（３１）によって支持される。中空スリーブアセンブリ（３１）は省スペースな目的のために、この実施形態では伸縮自在であるように例示される。ピストン（５９）は、タンクの第１のチャンバー（３９）内に配された張力コイルばね（５７）によってばね付勢される。代替的に、スプリングは、中空スリーブアセンブリ（３１）なしで、ピストンに連結させ、支持することが可能であることが認識されるだろう。この実施形態では、張力コイルばね（５７）は、プラグ（５６）へ固定される場合、フロート制御バルブ（８２）からピストン（５９）を介して、そしてスリーブアセンブリ（３１）内に、およびその裏面のチャンバー（５８）までつながっている管（３３）を包む。

洗浄前に、タンクの第２のチャンバー（３４）が満杯のとき（図５ａ）、制御装置（２０）は、全水洗または半水洗が場合に応じて実施されるように、ユーザーによって作動される。ユーザーが制御装置（２０）上の制御ボタンを押すとき、セレクターは、第１の圧力における本管からの水が、１つまたは両方の第１のチャンバー（３９）内の内部チャンバー（５８）を満たすために、圧送管（２５ｂ）およびフロートバルブ（８２）へと流れ込み、管（３３）を通り、そしてチューブ（３３）の開口部（５２）から流れ出ることを可能にする。第１のチャンバー（３９）の内部チャンバー（５８）内の水圧または水勢は、洗浄アウトレット（６４）に向かってピストン（５９）を押し付け（図５ｂ）、第２のチャンバー（３４）からの水のより大きい容積を押し出し、そして数秒以内に洗浄を完了する。洗浄水は、第２のチャンバー（３４）から導管（２５ｄ）に至るまで流れ、水噴射ノズル（６０）へ流れ、そして便器をすすぎ、サイフォン（１３）を通ってサイフォンアウトレット（２６）へ排出される（図４ａ参照）。

第１のチャンバー（３９）の内部の入口水圧が、第２のチャンバー（３４）内の水のより低い圧力に交換されることが理解されるだろう。しかしながら、このより低い圧力は、洗浄力について重力に依存する従来のトイレ洗浄システムにおける水圧よりもまだ高い。

洗浄サイクルが完結すると（図５ｃ）、ピストンは（５９）、張力コイルばね（５７）の引き戻し力によって、最初の待機位置（図５ａ）に戻るように促される。ピストン（５９）を引き戻すことで第２のチャンバー中で生じる真空は、バルブ（３５ｂ）を開かせ、それによって、水が貯水槽（３５）からタンク（３４）へと流れること、および次の水洗のために第２のチャンバーを水で満たすことを可能にする。第１のチャンバーを空にし、ピストンがその元の位置に戻ることを可能にするためにピストンが引き戻されるとき、一方向弁（５９ａ）も開き、第１のチャンバー（３９）からの水が第２のチャンバー（３４）に流れ込むこと可能にする。ピストン（５９）が待機位置に完全に引き戻されるとき、バルブ（３５ｂ）および（５９ａ）は閉止するだろう。貯水槽が満杯になるまで、チャンバー（５８）内に閉じ込められた水は、貯水槽（３５）に戻って漏れが、セレクターは、ライン（２５ｂ）から入口（３５ａ）を介して主管の水が貯水槽へと供給されることを可能にする。フロート（８０）は、貯水槽の充填を管理する。フロートがあらかじめ設定されたレベルに達するとき、フロート（８０）は、貯水槽への水の流入を止めるために、フロート弁（８２）を閉止させる。１つ以上の一方向弁（３５ａ）は、動作する通路内の水流を制御し、フロート弁の故障の場合には、オーバーフローからシステムを保護するようにも同様に制御する。図６で最もよく分かるように、そのような場合、貯水槽（３５）内で加圧された水はバルブ（３５ａ）を無理やり開け、その問題が解決するまで、水は（バッフル（３７）を超えて）便器へと流れ、排水管を下って流れるように放出される。

本発明の様々な実施形態において使用するための適切な制御装置またはセレクター制御システムを例示する図１１および１２がここで言及される。このセレクターは、水源から、洗浄アセンブリまたは貯水槽への水の循環を交互に起こすのに適した液体圧力動作セレクターである。制御装置は、図１１の非作動式位置と図１２の作動式位置との間で往復運動するのに適したプランジャー（９７）を有するシャフト（９８）に連結されたセレクターピストン（９４）を囲むメインシリンダハウジング（９２）を含む。セレクターピストン（９４）は、２つの直径の流路（９４ａ、９４ｂ）および対角線の流路（９４ｃ）を含む。適切に位置づけた開口部は、流路を介して水が流れることを可能にするためのシリンダハウジング（９２）の壁内に提供される。故に、システムの「０」または「待機」状態の位置である図１１の位置では、主管の水供給部は供給ライン（２５ａ）から、フロートバルブ（８２）を通り、直径の流路（９４ａ）を通り、フロート（８０）を介して貯水槽（３５）へと流れることができる。ピストンは、コイルばね（９６）によりこの非作動位置において維持される。制御装置のこの実施形態では、同様に、ユーザインターフェースは、ピストン洗浄アセンブリから便器まで流される水の量を調整するために提供される。

洗浄コマンドが制御装置（２０）内の洗浄量セレクターを用いて作動されると、主管の水の一部はフロートバルブ（８２）およびセレクター管（８３）によっての向きを変えられ、メインシリンダハウジング（９２）の上部チャンバー（９３）に入る。このように、高い主管の水圧は、ピストン（９４）に作用するプランジャー（９７）の上部側面に加えられ、それによって、それらの位置を図１２において示される位置に切り替える。ここで、水は貫通通路（９４ｃ）を流れることができるが、流路（９４ａ、９４ｂ）は遮断されている。したがって、ここで、給水配管（２５ａ）からの水は、洗浄タンクの第１のチャンバー中のピストンチャンバー（５８）に入り、第２のチャンバーを通ってピストン（５９）の進行を発生させ、図５ａ、５ｂ、５ｃに関して上記の洗浄段階を可能にする。

本発明の好ましい実施形態では、システムへの入口の水圧調整器（２３’）（またはバルブ中の水圧調整器（２３））は、主管の水の圧力を典型的には、本発明に従って洗浄システムを安定して動作させるのに適する、好ましい、調整された圧力（例えば１または２ａｔｍ）まで５－１０ａｔｍ下げる。代替的に、調整された適切な圧力下の他の水源も利用することができる。

制御された比較的低圧（例えば、１または２ａｔｍ）（主管の圧力と比較する）下における比較的少量の水が、実質的に大量の水を洗い流すのに有効であるということが、本発明の特定の特徴である。ピストンを押し、ロータを回転させ、水が流出するにつれ、量の水に作用する水圧は、大量の水に作用するより低い圧力になる。

多数の変化、変更および修正はここまでに例示されたような本発明に適用されてもよい。故に、システムが「ビデ（ＢＩＤＥＴ）」として機能するように意図される場合に、タンクの第２のチャンバーからの水をあらかじめ選択した温度まで熱するために、加熱手段（図１および９において（１１）と符号化される）が提供されうる。この場合、適切な放水口がアウトレット（６０）の代わりに提供され、便器の壁に向けられる。代替的に、または加えて、システムは冷水接続部、温水接続部、またはそれらの組合せを含んでもよい。

改造された衛生陶器だけが本発明の洗浄アセンブリを利用できないわけではないことが理解されるだろう。むしろ、衛生陶器トイレおよびビデは、洗浄装置、特に、衛生陶器中の水の流れを指図する制御機構またはセレクター機構の装着および取り外しが容易となるように設計することができる本発明の便器および洗浄装置が、ハウジング内に全ての審美的に含まれているので、そのハウジングは任意の適切な様式で壁に取り付けることができるか、洗浄装置が便器上に、または壁の内部に配される従来の衛生陶器とは対照的に床に独立して立つことができることが理解されよう。本発明の衛生陶器は、水流入用（ｉｎｃｏｍｉｎｇ）の主管の水供給部などの高圧水供給部、および水流出用（ｏｕｔｇｏｉｎｇ）の衛生管インフラへの接続のみしか要求しない。

ここで、図１３ａ、１３ｂ、１４および１５を参照すると、本発明の代替的な実施形態に従う衛生陶器トイレ（１００）が示される。トイレ（１００）はハウジング（１１２）を含む。この実施形態では、ハウジング（１１２）は、衛生便器（１１６）、好ましくは先が切られたサイフォン（１１３）を備えたセラミック便器と共に一体的に形成される。好ましくは、便器（１１６）は、カバー（図示せず）によって覆われる。ハウジング（１１２）は、本発明にかかる洗浄アセンブリ（１１８）の挿入および取り外しを可能にするオープンリアエンド（１１４）（図１３ｂにおいて最も明確に見られる）と共に設計され、主としてプラスチックから形成されうる。便器（１１６）は、リムを備えた便器を利用することもできるが、好ましくは縁無しの便器である。随意に、衛生陶器がビデである実施形態に関して、温水スイッチ（図示せず）は、水が便器に達する前に、温水器（図示せず）が水を温めさせるように提供されてもよい。

一般的に（１１８）と明示されたこの実施形態の洗浄アセンブリは、貯水槽（１３５）、および１つまたは２つの給水タンク（１３０）を含み、各々が圧力変換機構を保有する。各タンク（１３０）は、好ましくは主管の水供給部からの圧力の下で少量の水受け入れるためのより小さな断面積および容積の第１のチャンバー（１３９）と、より低い圧力で大量の水を流すために洗浄水を保有および分配するためのより大きな断面積および容積の第２のチャンバー（１３４）含む。その第１のチャンバーが、図５ａの実施形態の第１のチャンバー（３９）に相当し、その第２のチャンバーが、図５ａの実施形態の第２のチャンバー（３４）に相当すること、および両方が類似な方法で動作することが理解されよう。各第２のチャンバー（１３４）は、洗浄アウトレット（１６４）を含む。プランジャーまたはピストンの（１５９）は、張力コイルばね（１５７）のように、より大きな断面積のチャンバー（１３４）において往復運動動作をするように配置され、ばね付勢される。貯水槽（１３５）は、タンクのより大きな断面積のチャンバー（１３４）を満たすための水を貯蔵する。

洗浄アセンブリは、便器（１１６）をすすぐために、便器へと水を移すための洗浄水導管（１６０）も含む。この実施形態では、洗浄水導管（１６０）は、便器の内壁に延び、水流を用いて内壁を洗浄する。

衛生陶器はさらに制御装置（１２０）を含み、本明細書において、洗浄装置を介して流体の流れの方向および量を制御するための２つの位置洗浄量セレクター（１２１）を有するように例示される。制御装置（１２０）は、マニホールド連結アーム（１２４）（図１３ｂ）を用いて、トランスファーチャンバー（１２３）内に配されるマニホールド（１８２）（図１５）に連結される。トランスファーチャンバー（１２３）は、チャンバーカバー（１２７）により閉止される。貯水槽を持たない図１３ａの衛生陶器の背面図である図１５において最良に見られるように、洗浄アウトレット（１６４）は、トランスファーチャンバー（１２３）に開口している。洗浄水導管（１６０）は、トランスファーチャンバー（１２３）から外に延びる。したがって、トランスファーチャンバー（１２３）がチャンバーカバー（１２７）により閉止されるとき、流体連通が洗浄アウトレット（１６４）と洗浄水導管（１６０）との間に生じ、洗浄水が、便器を洗い流すためにタンク（１３０）からトランスファーチャンバー（１２３）に入り、洗浄水導管（１６０）を介してトランスファーチャンバー（１２３）から流れでることを可能にする。

制御装置（１２０）は、任意の適切な従来のセレクター、好ましくは水圧セレクターであってもよく、および／または図１１および１２に関する上記のセレクター（２０）であってもよい。１つまたは２つのコマンドボタンなどのユーザインターフェース（１２１）は、ユーザーが洗浄アセンブリを起動し、洗浄水の望ましい量を選択することを可能にするために提供される。あらかじめ規定された時間の間コマンドボタンを押すことによって（例えば液体を洗浄するための）少量選択を開始することは、タンク内の水量の半分を流すための十分な圧力下の水の流れを可能にする（例えば、ピストンは、第２のチャンバーの長さの半分動く）一方、長時間にわたってコマンドボタンを押すと、タンク内の水の全体の量を用いる洗浄を結果としてもたらす（例えば固体を洗浄するため）。代替的に、少量での洗浄は１つのピストンのみを起動することにより実行されうる一方、タンク内の水の全量を用いる洗い流しは両方のピストンを起動することによって実行されうる。

制御装置（１７０）および互換性をもつマニホールド（１８２）は、本発明の実施形態によれば、図１５をさらに参照して、制御装置の概略的な部分的に一部を切り取った図である図１６ａ、および洗浄アセンブリを例示する背面図である図１６ｂにおいて概略的に例示される。制御装置（１７０）は、分量セレクター（１７２）、貯水槽内の水位を感知するためのダイヤフラム（１７４）、および、マニホールド連結アーム（１２４）を介してマニホールド（１８２）に接続するための複数のクイックコネクター（１７６）を含む。制御装置（１７０）上のクイックコネクター（１７６）は、マニホールド連結アーム（１２４）上の相補的コネクター（１７８）に連結される。マニホールド連結アーム（１２４）は、インレットコネクター（１８０）により主管の水供給部に連結され、流体連通のためのトランスファーチャンバー（１２３）の内部のマニホールド（１８２）に連結される。制御装置とマニホールドは共に、特に衛生陶器ハウジングおよび洗浄装置の全体にわたって水流の方向および量を制御するために役立つ。本管または他の高圧水供給部からの水は、制御装置に入り、セレクターおよびマニホールドを介して通り、複数のあらかじめ規定された流路のうちの１つにおける水流を１つタンクに、両方のタンク、または貯水槽などに向かう。分量セレクター（１７２）は、例えば、図１１および１２中に例示されるような、ばね付勢水圧セレクターとして示される。本管からの水は、インレットコネクター（１８０）およびコネクター（１７８）の１つを介して制御装置（１７０）に入る。分量セレクター（１７２）の状態によって、水は、マニホールド連結アーム（１２４）およびマニホールド（１８２）を介して１つまたは２つのクイックコネクター（１７６）によって外に向けられ、そしてタンクの１つまたは両方へと向けられる。安定状態の間、制御装置（１７０）は、水を、マニホールド（１８２）を介し貯水槽へと導き、貯水槽が満杯になるまでダイヤフラム（１７４）に水を通し、これによってダイヤフラム（１７４）が、レバー（図示せず）にこれ以上の水が貯水槽に入ることを防止させる。コネクター（１７６）の１つは、必要に応じて、ダイヤフラムを解放するために制御装置に空気を提供する。

衛生陶器のこの実施形態の洗浄システムの動作は以下のとおりであり、この実施形態にかかるピストン洗浄アセンブリの底部から見た等角断面図である図１７に付加的に関連する。各ピストン（１５９）は、洗浄アウトレット（１６４）に向かう、およびそれから離れるように相反する動作で、そのタンクの第２のチャンバー（１３４）内で摺動可能である。ハウジングの内壁に対して緊密にシールする必要性はない。一方向弁（１５９ａ）は、ピストンのまわりの水の流路が、洗浄プロセスを開始することを可能とし、洗浄段階に続くピストンの引き戻すことも可能にするように、ピストン（１５９）内に提供される。ピストンはピストンロッド（１６１）に支持され、図１７で最良に見られるように、この実施形態において中空である。

洗浄の前に、タンクのより大きな断面積のチャンバー（１３４）が満たされている（図１７の上部ピストン）とき、制御装置（１２０）は、全水洗または半水洗が場合に応じて実施されるようにユーザーによって作動される。ユーザーが制御装置（１２０）上の制御ボタンを押すとき、セレクターにより、主管（１８０）からの高圧水が、トランスファーチャンバー（１２３）へと流れ、そこを通って、マニホールド（１８２）を介し、ピストンロッド（１６１）へと水が流れ込むことを可能にし、小さい断面積のチャンバーを満たし、１つまたは両方のタンク（１３０）中でピストン（１５９）を押しつける。したがって、高圧水供給部からの水は、制御装置に入り、制御装置からの水は複数のあらかじめ規定された流路の１つ内で水流を導くようにセレクターとマニホールドを通り抜け、水は、１つタンク、両方のタンク、または貯水槽に含まれうる。ピストン（１５９）は、より小さな断面積のチャンバー（１３９）へと導かれた水圧による洗浄アウトレット（１６４）の方へのスプリング（１５７）の動作に対して駆動される。洗浄水は、より大きい断面積のチャンバー（１３４）から流れ、洗浄アウトレット（１６４）から出てトランスファーチャンバー（１２３）に入り、便器をすすぎ、サイフォン（１１３）を通ってサイフォンアウトレット（１２６）へ排出されるように洗浄水導管（１６０）へと流れる。

より小さな容積のチャンバー（１３９）の内部の高い水圧は、ピストン（１５９）に作用するより低い圧力に変わり、これがより低い圧力のチャンバー（１３４）においてより大量の水に作用することが理解されよう。しかしながら、このより低い圧力はなお、便器の迅速で完全な洗浄を提供するには十分に高く、従来の洗浄システムで要求される量よりも少ない水しか使用しない。

洗浄サイクルが完結すると（図１７の底部ピストン）、ピストン（１５９）は、張力コイルばね（１５７）の伸長力によって、最初の待機位置に戻るように促される。ピストン（１５９）を引き戻すことにより生じた真空によってバルブ（１３５ｂ）が開き、それによって、水が貯水槽（１３５）から第２のチャンバー（１３４）へと流れることを可能にする。ピストン（１５９）が待機位置に完全に引き戻されたとき、バルブ（１３５ｂ）は閉じる。ピストンハウジング（１３０）内に閉じ込められた水は、より大きなチャンバー（１３４）に戻り漏れるが、貯水槽が満杯であることをダイヤフラムが示すまで、入口（１８０）からの主管の水は制御装置を通って貯水槽へと供給される。ダイヤフラム（１７４）は、貯水槽の充填を管理する。水があらかじめ設定されたレベルに達するとき、ダイヤフラムは貯水槽への水の流入を止める。

サイフォン（１１３’）からのアウトレット管（１９４）が取外し可能な洗浄装置の一部として形成されるので、アウトレット管の底面壁の高さは、洗浄水の迅速で効率的な流出を可能にする一方、サイフォンへの不愉快な匂いの進入をなお防止するように選択されうることが理解されてよう。例えば、本発明の実施形態に従ってサイフォンを備えた衛生陶器の概略的な側面断面図である図１８を参照されたい。これは、サイフォンからのアウトレット管内にフレキシブルプレート（１９６）を設けることにより成し遂げることができ、このプレートは、洗浄中にパイプの底面壁に対して平らであり、便器へのガスと臭いの進入を防止するために、サイフォン内の適切な水位を維持する目的のための望ましい高さに上昇する。

本明細書に記載の衛生陶器は、小さな容積のチャンバーとより大きい容積のチャンバーとの間のハウジング内に配されたピストンを含む、圧力交換機構に関して上記されてきた。代替的に、洗浄アセンブリは２つのハウジングチャンバーを含むことができ、１つは第１の量の水を保有する第１のチャンバー内に小さいロータを保持し、第２のチャンバーはより大きなロータを保持し、大量の水を保有する。この場合、圧力交換機構は、小さいロータおよびより大きなロータが回転のために取り付けられる共通の軸である。２つのハウジングチャンバーは、内部に軸を収容するための開口部を有する固定された壁により分離可能である。

本発明は限られた数の実施形態に関して記載されてきたが、多くの変更、修正、および本発明の他の適用がなされてもよいことが理解されよう。本発明が単に例として上記されてきたことに制限されないことがさらに理解されよう。むしろ、本発明は、続く特許請求の範囲によってのみ制限されている。

Claims (15)

1. 主管の水供給部に接続された衛生陶器であって、衛生陶器が：
   洗浄アセンブリを含み、当該洗浄アセンブリが、
   少なくとも１つの洗浄タンクであって、当該少なくとも１つの洗浄タンクが、第１の容積と、入口と、を有する第１のチャンバー、および洗浄アウトレットと、第１のチャンバーの容積よりも大きい第２の容積と、を有する第２のチャンバーを有してなり、前記入口が高圧の水源に接続され水源からの入口圧力で第１の量の水を受け入れてなる、少なくとも１つの洗浄タンクと、；
   前記第１のチャンバーと前記第２のチャンバーとの間に配された圧力交換機構と、
   貯水槽と、を含み、
   前記第１のチャンバーが、水源から高圧で受け入れられた第１の量の水を有し、
   第１のチャンバー内の第１の量の水が、前記圧力交換機構によって、第１の量よりも多い第２のチャンバー内の第２の量の水に圧を加え、入口圧力よりも低い圧力で、洗浄アウトレットを介して第２のチャンバーから前記第２のチャンバー内の第２の量の水を外へ押し出してなる、
   ことを特徴とする、衛生陶器。
2. 前記高圧の水源が、主管の水供給部であることを特徴とする、請求項１に記載の衛生陶器。
3. 前記圧力交換機構が、前記第２のチャンバー内に配されたピストンを含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の衛生陶器。
4. 前記圧力交換機構が、軸によって接続された２つのロータを含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の衛生陶器。
5. ハウジングと；
   前記ハウジング内に配された便器と；
   前記洗浄アウトレットから便器の上部に隣接する入口に延びる洗浄水導管と；
   をさらに含み、
   前記洗浄アセンブリが、前記ハウジング内に配されることを特徴とする、
   請求項１から４のいずれか１つに記載の衛生陶器。
6. 前記ハウジング内に配された２つのタンクを含むことを特徴とする、請求項５に記載の衛生陶器。
7. 前記便器へと水を分配する前に前記タンク内の水を暖めるための発熱体をさらに含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の衛生陶器。
8. 洗浄量セレクターを備えた制御装置をさらに含み、当該制御装置は、マニホールド連結アームを介してマニホールドへ接続され、当該マニホールドは、第１のチャンバーおよび貯水槽へ接続され、これによって洗浄装置の全体にわたる水流の方向および量を制御することを特徴とする、請求項１から７のいずれか１つに記載の衛生陶器。
9. マニホールドが、チャンバーカバーを有するトランスファーチャンバー内に配され；
   洗浄アウトレットはトランスファーチャンバーへと開き；そして
   洗浄水導管は、トランスファーチャンバーから外に延び；
   それによって、トランスファーチャンバーがチャンバーカバーによって閉止されるとき、流体連通が、洗浄アウトレットと洗浄水導管との間に生じ、それによって、洗浄水が、タンクからトランスファーチャンバーに入り、トランスファーチャンバーから外へ流れ、洗浄水導管を通って便器を洗い流すことを可能にすることを特徴とする、
   請求項８に記載の衛生陶器。
10. ユーザーが制御装置を起動することを可能にするために、さらにユーザインターフェースを含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれか１つに記載の衛生陶器。
11. 洗浄アセンブリに関連する衛生陶器便器を洗浄する方法であって、当該方法が：
    高圧水供給部から前記洗浄アセンブリの少なくとも１つの洗浄タンクの第１のチャンバーまで圧力下の第１の容積の水を導く第１工程であって、前記第１のチャンバーが第１の容積を有する、第１工程を含み、
    前記方法が更に、
    前記衛生陶器の貯水槽から前記第１の容積よりも大きい第２の容積の水を前記少なくとも１つの洗浄タンクの第２のチャンバーまで導く第２工程であって、前記第１のチャンバー及び前記第２のチャンバーが、当該第１のチャンバーと前記第２のチャンバーの間に配された圧力交換機構によって分離されてなる、第２工程と、
    前記第１のチャンバー内の前記第１の容積の水から、前記第１の容積よりも大きい第２の容積の水に、前記圧力交換機構によって圧を加える第３工程と；
    便器を洗い流すために洗浄アセンブリの第２のチャンバーから、前記第２の容積の水に圧力交換機構によって付与された圧力によって、より低い圧力下で洗浄水を分配する第４工程と；
    前記洗浄アセンブリの第２のチャンバーを洗浄水で再充填する第５工程と、
    を含むことを特徴とする、方法。
12. 前記第１工程が、主管の水供給部から前記洗浄タンクの前記第１のチャンバーに、第１の容積の水を導く工程を含み；
    前記第３工程が、第１のチャンバー内の水によって、前記洗浄タンクの第２のチャンバー内に取り付けられたピストンに圧力を加える工程を含み、前記第２のチャンバーが洗浄水を保有し、第１のチャンバーよりも大きい断面積と大きい容積を有し、前記ピストンが、第１のチャンバーと前記第２のチャンバーとの間の障壁として作用し；
    前記第４工程が、便器を洗い流すために、洗浄水をより低い圧力下で、前記洗浄タンクの前記第２のチャンバーから、洗浄アウトレットを介して前記便器へと分配する工程を含む、
    ことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第５工程が、前記貯水槽から、前記貯水槽と前記洗浄タンクの前記第２のチャンバーとの間に配された一方向弁を介して水を吸引する工程を含むことを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載の方法。
14. 高圧水供給部からの水を、制御装置に流入させる工程と；
    １つのタンク、両方のタンク、または前記貯水槽から選択される複数のあらかじめ規定された流路の１つに水流を導くために、前記制御装置からの水をセレクターとマニホールドに通過させる、工程と、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１１乃至１３のいずれか１つに記載の方法。
15. 前記制御装置のユーザインターフェースを作動させることによって、選択された量の水の洗浄を開始する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。

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