JP7239027B2 - 水洗大便器 - Google Patents
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Description
このような水洗大便器においては、ボウル部の後方側の導水路から洗浄水が供給される通水路(リム通水路)が、ボウル部の左右方向の一方側のリム部の内部に形成されており、このリム通水路は、ボウル部の前端部付近のリム部を経てボウル部の左右方向の他方側のリム部の吐水口(リム吐水口)までリム部の周方向の形状に沿って形成されている。
したがって、リム通水路内全体の容積空間が大きくなる程、リム通水路内を満水にするまでの時間が長くなり、吐水口から所定の流量の洗浄水を供給できるまでに時間がかかるため、リム吐水口から吐水されるリム吐水の効率を低下させるおそれがあるという問題がある。
また、通水時にリム通水路内の空気を巻き込むことに起因する異音の発生を生じやすくなるという問題もある。特に、リム吐水口が1つの水洗大便器においては、リム吐水口が複数ある水洗大便器に比べてリム通水路内の空気の逃げ道が少ないため、リム通水路内の空気の巻き込みに起因する異音の発生が特に生じやすい。
さらに、リム通水路がボウル部の前端部付近に形成されることにより、便器のボウル部やリム部の形状等に関する便器設計の自由度を低下させるおそれもあるという問題もある。
したがって、洗浄水管路内を通過する洗浄水が通水路を満水にするまで時間が長くなり、所定の流量になるまでに時間がかかるため、吐水口(リム吐水口)から吐水されるリム吐水の効率を低下させるおそれがあるという問題がある。また、通水時に洗浄水管路内の空気を巻き込むことに起因する異音の発生を生じやすいという問題や、吐水口(リム吐水口)がボウル部の側方のリム部における前方領域に配置されることにより、便器のボウル部やリム部の形状等に関する便器設計の自由度を低下させるおそれもあるという問題もある。
したがって、通水時のリム通水路内における洗浄水以外のエア空間を減らすことができ、リム吐水口によるリム吐水を効率良く行うことができる。
また、通水時にリム通水路内の空気を巻き込むことに起因する異音の発生を生じ難くすることができる。
さらに、ボウル部の前端部付近のリム部を経てボウル部の左右方向の他方側のリム部の吐水口までリム部の周方向の形状に沿って形成されている場合に比べ、ボウル部の前端部付近のリム部の形状等に関する便器設計の自由度を確保することができる。
したがって、通水時のリム通水路内における洗浄水以外のエア空間を減らすことができ、リム吐水口によるリム吐水をより効率良く行うことができる。
また、通水時にリム通水路内の空気を巻き込むことに起因する異音の発生を生じ難くすることができる。
さらに、ボウル部の前端部付近のリム部を経てボウル部の左右方向の他方側のリム部の吐水口までリム部の周方向の形状に沿って形成されている場合に比べ、ボウル部の前端部付近のリム部の形状等に関する便器設計の自由度を確保することができる。
また、リム吐水口から吐水されたリム吐水がオーバーハング部に接触することによる水の飛び散りやリム吐水の圧力損失を抑制することができる。
まず、図1は、本発明の第1実施形態による水洗大便器を示す斜視図であり、便蓋及び便座を上方位置まで回動させた状態を示す。また、図2は、本発明の第1実施形態による水洗大便器における左右方向の中央断面を左側から見た断面図であり、便蓋及び便座を下方位置まで回動させた状態を示す。さらに、図3は、図1に示す本発明の第1実施形態による水洗大便器の便器本体部分を示す部分平面図である。
また、図2に示すように、機能部8は、便器本体2の後方上部に配置されて、使用者の局部を洗浄する衛生洗浄部として機能する衛生洗浄系機能部10と、この衛生洗浄系機能部10に近接して配置されて、便器本体2への給水機能に関与する給水系機能部12とを備えている。
また、図2に示すように、便器本体2は、ボウル部20の下方に入口部22aが接続されて、ボウル部20内の汚物を排出する排水路である排水トラップ管路22を備えている。
また、このリム通水路24の下流端には、リム吐水部の一部であるリム吐水口26(詳細は後述する)が形成されている。
さらに、図3に示すように、リム通水路24の上流側は、洗浄水源である水道(図示せず)から供給される洗浄水をリム通水路24に供給する導水路である導水管28に接続されている。この導水管28の上流側は、洗浄水源である水道(図示せず)に直結されており、この水道の給水圧力を利用して、導水管28からリム通水路24内に供給された洗浄水は、リム通水路24内で前方へ導かれ、その後、下側且つ後方側に屈曲し、下流側のリム吐水口26まで導かれるようになっている。
そして、リム吐水口26に導かれた洗浄水は、後方に向けて吐水(リム吐水)され、リム吐水口26の下流側近傍に形成される通水路30(詳細は後述する)を経てボウル部20内を旋回することにより、ボウル部20内に旋回流が形成されるようになっている。
なお、リム部18に設けられ洗浄水を吐水してボウル部20内に旋回流を形成する吐水口は、リム吐水口26のみである。
要するに、リム吐水部であるリム通水路及びリム吐水口ついては、ボウル部20の前方側領域F1内の左右の何れか一方の側のリム部18に配置して後方に向けてリム吐水を行うような形態であればよい。
また、本実施形態の水洗大便器1においては、リム吐水部であるリム通水路24及びリム吐水口26は、陶器を加工することで便器本体2に一体に形成されているが、例えば、樹脂等で便器本体2とは別体として形成し、便器本体2に取り付ける構成としてもよい。
また、ジェット吐水口32から吐出された洗浄水は、排水トラップ管路22の入口部22aから、この入口部22aの後方側の上昇管路22b内に流入した後、この上昇管路22b内を排水トラップ管路22の頂部22cから下降管路22dに流出するようになっている。
その他、衛生洗浄系機能部10には、局部洗浄装置(図示せず)に供給される洗浄水を貯水する貯水部(図示せず)、この貯水部(図示せず)内の洗浄水を適温に温めて温水にする加熱器(図示せず)、換気ファン(図示せず)、脱臭ファン(図示せず)、温風ファン(図示せず)、及び、これらの機器の作動を制御するコントローラ(図示せず)等が設けられている。
一方、給水系機能部12の給水路(図示せず)は、その上流側が給水源である水道(図示せず)に接続されており、貯水タンク(図示せず)の上流側の給水路には、定流量弁(図示せず)、電磁弁(図示せず)、貯水タンク(図示せず)への給水とリム吐水口26への吐水とを切り替える切替弁(図示せず)等が設けられている。また、給水系機能部12には、これら以外にも、電磁弁(図示せず)の開閉操作、切替弁(図示せず)の切替操作、及び、加圧ポンプ(図示せず)の回転数や作動時間等を制御するコントローラ(図示せず)等が設けられている。
図4は、図3に示す本発明の第1実施形態による水洗大便器の便器本体部分において、リム部の内部に形成されるリム通水路の部分を示した便器本体の側視図である。
また、図5Aは、図4に示すリム通水路のA断面であり、図5Bは、図4に示すリム通水路のB断面である。
これにより、例えば、本発明とは異なる水洗大便器において、リム通水路内の壁面の摩擦抵抗等を低減させるために、リム通水路の流路断面がリム通水路の上流端から下流端までの全域で、ほぼ同一の円形断面若しくは縦横比がほぼ同一の断面によって形成されたリム通水路に比べて、本実施形態の水洗大便器1では、リム吐水部であるリム通水路24やリム吐水口26に要するリム部18全体の高さ等の大きさを効果的に小さく設定することができるようになっている。
したがって、通水時のリム通水路24内における洗浄水以外のエア空間を減らすことができ、リム吐水口26によるリム吐水を効率良く行うことができるようになっている。
また、通水時にリム通水路24内の空気を巻き込むことに起因する異音の発生を生じ難くすることができるようになっている。
さらに、リム通水路24内全体の容積空間を低減させることにより、リム通水路24の上側部24bから屈曲部24cを経て下側部24dへ屈曲させるリム通水路24の周辺スペースにゆとりを持たせることができるため、リム通水路24内の洗浄水の圧力損失を抑制することができると共に、ボウル部20のリム部18の形状等に関する便器設計の自由度を確保することができるようになっている。
図6は、図2に示す本発明の第1実施形態による水洗大便器において、リム吐水口の下流側近傍の通水路の部分を拡大した部分拡大側面部であり、図7は、図6のVII-VII線に沿った断面図であり、図8は、図6のVIII-VIII線に沿った断面図である。
また、図9Aは、本発明の第1実施形態による水洗大便器のリム吐水口の下流側近傍の通水路におけるリム吐水口から周方向下流側の距離(x)とオーバーハング部の高さ寸法(U)との関係を定性的に示した図であり、図9Bは、本発明の第1実施形態による水洗大便器のリム吐水口の下流側近傍の通水路におけるリム吐水口から周方向下流側の距離(x)と棚面からオーバーハング部の下端までの最大高さ寸法(L)との関係を定性的に示した図であり、図9Cは、本発明の第1実施形態による水洗大便器のリム吐水口の下流側近傍の通水路におけるリム吐水口から周方向下流側の距離(x)とリム吐水口の下流側の通水路の横幅(W)との関係を定性的に示した図である。
なお、リム部18の全周の中で、通水路30においてのみオーバーハング形状が形成され、通水路30を除くリム部18の内周面は、鉛直方向に切った断面において上下方向に直線状に延びるように形成されオーバーハング部48のようなオーバーハング形状を備えない。
また、図6~図9Cに示すように、通水路30は、リム吐水口26から下流側に向かって流路断面Gの断面積A0がほぼ一定になるように、流路断面Gは、その最大高さ寸法Lが下流側程大きく設定されると共に、その横幅Wが下流側程小さく設定されている。
すなわち、例えば、図8に示す通水路30のオーバーハング部48の上下方向の最小厚みU2については、流路断面Gの断面積A0がほぼ一定になるように、図7に示す通水路30のオーバーハング部48の上下方向の最小厚みU1よりも小さくなっている。
ここで、「断面積A0がほぼ一定」とは、完全な一定のみならず、リム吐水口26から吐水された後のリム吐水口26の下流側の通水路30の流路断面Gを通過するリム吐水が、乱れが抑制されて通水路30内に沿って下流側に流れることができ、下流側のボウル部20内で安定した旋回流を効果的に形成することができる、おおよそ一定も含むものである。
さらに、図8に示す流路断面G2の通水路30の横幅W2については、流路断面Gの断面積A0が一定になるように、図7に示す通水路30の流路断面G1の通水路30の横幅W1よりも小さくなっている。
さらに、図7及び図8に示すように、通水路30の流路断面Gを形成する棚面16は、その高さ位置P1がリム吐水口26から下流側に向かってほぼ一定の高さ位置になるように形成されている。
ここで、「ほぼ一定の高さ位置」とは、完全な一定のみならず、リム吐水口26から吐水された後のリム吐水口26の下流側の通水路30の流路断面Gを通過するリム吐水が、乱れることを抑制されて通水路30内に沿って下流側に流れることができ、下流側のボウル部20内で安定した旋回流を効果的に形成することができる、おおよそ一定も含むものである。
さらに、リム吐水口26から吐水された洗浄水について、その下流側の通水路30に沿わせて下流側に安定した流れを形成することにより、洗浄水の飛び散りを防ぐこともできるため、ボウル部20の視認性や清掃性を効果的に高めることができるようになっている。
同様に、図3に示すように、ボウル部20内の前方側の領域のリム部18の内周壁についても、リム吐水口26から周方向下流側に向かう距離(x)に応じてリム部18の左後方側から前方に向かって曲率(1/ρ)が小から大に変化する(言い換えると、曲率半径ρが大から小に変化する)曲がり部54を形成している。この曲がり部54は、図3に示す平面視で曲率(1/ρ)が小から大に一定の比率で変化する(言い換えると、曲率半径ρが大から小に一定の比率で変化する)クロソイド曲線等の緩和曲線56によって形成されている。
これらにより、リム吐水口26から吐水された洗浄水が、まず、曲がり部50に沿って旋回する際に、洗浄水に対して急激な遠心力の変化が発生することを効果的に抑制することができ、ボウル部20内の洗浄効率を向上させることができるようになっている。
さらに、曲がり部50に沿って旋回した洗浄水は、リム部18の内周壁に沿ってボウル部20内の後方側領域を通過して周方向下流側に旋回した後、曲がり部54に沿ってボウル部20内の前方側領域を旋回するようになっているが、この曲がり部54を旋回する際に、洗浄水に対して急激な遠心力の変化が発生することを効果的に抑制することができ、ボウル部20内の洗浄効率を向上させることができるようになっている。
なお、本実施形態の水洗大便器1においては、リム部18の内周壁が形成する各曲がり部50,54のそれぞれの緩和曲線52,56について、曲率が一定の比率で変化するクロソイド曲線を採用した例について説明するが、緩和曲線としては、クロソイド曲線以外の緩和曲線であるサイン半波長低減曲線等を採用してもよい。
ここで、図10は、図3のX-X線に沿った断面図であり、図11は、図3のXI-XI線に沿った断面図である。
また、図12Aは、本発明の第1実施形態による水洗大便器において、ボウル部の直線部と曲がり部とを緩和曲線で接続した場合におけるリム吐水口からの周方向下流側の距離(x)と曲率(1/ρ)の変化を定性的に示した図であり、図12Bは、図12Aに示す本発明の第1実施形態による水洗大便器に対する比較例であり、ボウル部の直線部と曲がり部とを直線に正接する曲線で接続した場合におけるリム吐水口からの周方向下流側の距離(x)と曲率(1/ρ)の変化を定性的に示した図である。
なお、ここでいう「ほぼ一定」とは、完全な一定のみならず、リム通水路24のリム吐水口26から吐水された洗浄水が曲がり部50,54の棚面16に沿って旋回する際に、洗浄水に対して急激な遠心力の変化が発生することをより効果的に抑制することができる、おおよそ一定も含むものである。
また、図11及び図12に示すように、ボウル部20の各緩和曲線52,56によって形成された曲がり部50,54のそれぞれの棚面16は、水平面に対してそれぞれ傾斜角度α1,α2で形成されている。
ここで、傾斜角度α1の大きさについては、0°~15°に設定されることが好ましく、2°~8°に設定されることが最も好ましい。
また、傾斜角度α2の大きさについては、傾斜角度α1の大きさよりも大きく設定されており、3°~60°に設定されることが好ましく、5°~30°に設定されることが最も好ましい。
これらにより、リム吐水口26から吐水された洗浄水が曲がり部50,54の棚面16に沿って旋回する際に、洗浄水に対して急激な遠心力の変化が発生することをより効果的に抑制することができるため、ボウル部20内の洗浄効率をより良く向上させることができるようになっている。
つぎに、図12Aに示すように、距離xがx1からx2(例えば、x2=200mm)までの区間では、曲率1/ρがa~b(例えば、ρ1=800mm、a=1/ρ1=0.00125、ρ2=150mm、b=1/ρ2=0.00667[1/mm])まで一定の比率で変化する緩和曲線によって曲がり部を形成する区間(緩和曲線区間)となる。
また、図12Aに示すように、距離xがx2からx3(例えば、x3=380mm)までの区間では、曲率1/ρ2が一定のb(例えば、ρ2=150mm、b=1/ρ2=0.00667[1/mm])となり、曲率がほぼ一定の曲がり部を形成する区間となる。
まず、本発明の第1実施形態による水洗大便器1によれば、ボウル部20のリム部18に設けられてボウル部20内に洗浄水を吐水して旋回流を形成するリム吐水部が、ボウル部20の前方側領域F1内の右側のリム部18の内部に導水管28から供給された洗浄水が通水するリム通水路24を形成すると共に、このリム通水路24の下流端に洗浄水を後方に向けて吐水するリム吐水口26を形成し、リム通水路24が、その入口部24aからリム部18の内部を前方に向かって延びる上側部24bと、この上側部24bの下流端から下側に屈曲する屈曲部24cと、この屈曲部24cから後方に向かってリム吐水口26まで延びる下側部24dを備えていることにより、リム通水路24内全体の容積空間を低減させることができる。
したがって、導水管28からリム通水路24内に洗浄水が供給された際に、リム通水路24内の容積空間を通水する洗浄水で速やかに満たすことができる。よって、通水時のリム通水路24内における洗浄水以外のエア空間を減らすことができ、リム吐水口26によるリム吐水を効率良く行うことができる。
また、通水時にリム通水路24内の空気を巻き込むことに起因する異音の発生を生じ難くすることができる。
さらに、リム通水路がボウル部20の前端部付近のリム部18を経てボウル部20の左右方向の他方側のリム部18の吐水口までリム部の周方向の形状に沿って形成されている場合に比べ、ボウル部20の前端部付近のリム部18の形状等に関する便器設計の自由度を確保することができる。
したがって、通水時のリム通水路24内における洗浄水以外のエア空間を減らすことができ、リム吐水口26によるリム吐水をより効率良く行うことができる。
また、通水時にリム通水路24内の空気を巻き込むことに起因する異音の発生を生じ難くすることができる。
さらに、リム通水路がボウル部20の前端部付近のリム部18を経てボウル部20の左右方向の他方側のリム部18の吐水口までリム部の周方向の形状に沿って形成されている場合に比べ、ボウル部20の前端部付近のリム部18の形状等に関する便器設計の自由度を確保することができる。
図13は、本発明の第2実施形態による水洗大便器におけるリム吐水口付近の横断面部分(リム吐水口とその下流側の通水路の流路断面部分)を概略的に示す概略断面図である。
ここで、図13に示す本発明の第2実施形態による水洗大便器の便器本体部分においては、本発明の第1実施形態による水洗大便器1の便器本体部分と同一部分については同一の符号を付し、これらの説明については省略する。
なお、図13においては、本発明の第2実施形態による水洗大便器200に対する比較例として、本発明の第1実施形態による水洗大便器1のリム吐水口26及びオーバーハング部48の形状について鎖線で示している。
これにより、本発明の第2実施形態による水洗大便器200のリム吐水口226においては、例えば、図13に示す本発明の第1実施形態による水洗大便器1における開口断面E1が矩形形状に形成され且つ本発明の第2実施形態による水洗大便器200の三角形状のリム吐水口226の開口断面E200の最大幅とほぼ同一幅であるリム吐水口26に比べて、本発明の第2実施形態による水洗大便器200のリム吐水口226の下流側の通水路230の上方のオーバーハング部248の領域について、本発明の第1実施形態による水洗大便器1のリム吐水口26の下流側の通水路30の上方のオーバーハング部48の領域よりも小さくすることができるようになっている。
また、リム吐水口226の下流側の通水路230の上方のオーバーハング部248の領域を小さくすることにより、リム吐水口226から吐水されたリム吐水がオーバーハング部248に接触することによる水の飛び散りやリム吐水の圧力損失を抑制することができる。
図14は、本発明の第3実施形態による水洗大便器の便器本体部分において、リム部の内部に形成されるリム通水路の部分を拡大した部分拡大平面図である。
ここで、図14に示す本発明の第3実施形態による水洗大便器の便器本体部分において、図4に示す本発明の第1実施形態による水洗大便器1の便器本体部分と同一部分については同一の符号を付し、これらの説明については省略する。
このガイド壁部360は、リム通水路24の入口部24aの前方に離間して且つこの入口部24aの流路断面と前後方向に対向するように形成された後壁部360aと、この後壁部360aの内側端部からリム通水路24の上側部24b内の外側壁面362に向かって形成された側壁部360bとを備えている。
導水管28からリム通水路24の入口部24aを経て上側部24b内に供給された洗浄水は、その前方のガイド壁部360の後壁部360aの壁面に衝突することにより、ガイド壁部360の後壁部360aの周辺領域R300にある程度の量の洗浄水が一旦溜められた後、ガイド壁部360の側壁部360bの壁面とリム通水路24の上側部24b内の内側壁面364とによって狭められた流路を通過する流れ(縮流)により、勢いが高めた状態で下流側に案内されるようになっている点で、本発明の第1実施形態による水洗大便器1とは異なっている。
2 便器本体
4 便座
6 便蓋
8 機能部
10 衛生洗浄系機能部
12 給水系機能部
14 汚物受け面
16 棚面
18 リム部
20 ボウル部
22 排水トラップ管路(排水路)
22a 入口部
22b 上昇管路
22c 頂部
22d 下降管路
24 リム通水路(リム吐水部)
24a 入口部
24b 上側部
24c 屈曲部
24d 下側部
26 リム吐水口(リム吐水部)
28 導水管(導水路)
30 通水路
32 ジェット吐水口
46 リム部の内周面
48 オーバーハング部
50 曲がり部
52 緩和曲線
54 曲がり部
56 緩和曲線
200 水洗大便器
226 リム吐水口
226a 斜辺
248 オーバーハング部
230 通水路
300 水洗大便器
360 ガイド壁部
360a 後壁部
360b 側壁部
362 上側部の外側壁面
C1 中心線
F1 前方側領域
R1 後方側領域
Claims (4)
- 洗浄水源から供給される洗浄水によって洗浄されて汚物を排出する水洗大便器であって、
ボウル形状の汚物受け面と、この汚物受け面の上縁に形成されたリム部と、を備えたボウル部と、
このボウル部の下方に接続され汚物を排出する排水路と、
上記リム部に設けられて上記ボウル部内に洗浄水を吐水して旋回流を形成するリム吐水部と、
上記洗浄水源から供給される洗浄水を上記リム吐水部に供給する導水路と、を有し、
上記ボウル部は、上記ボウル部を前後方向に二等分する左右方向に延びる中心線に対して前方側である前方側領域と後方側である後方側領域と、を備え、
上記リム吐水部は、上記ボウル部の左右の何れか一方の側の上記リム部に上記導水路から供給された洗浄水が通水するリム通水路を形成すると共に、上記ボウル部の前方側領域内の左右の何れか一方の側において、上記リム通水路の下流端に洗浄水を後方に向けて吐水する単一のリム吐水口を形成し、
上記リム通水路は、その入口部から上記リム部の内部を前方に向かって延びる上側部と、この上側部の下流端から下側に屈曲する屈曲部と、この屈曲部から後方に向かって上記リム吐水口まで延びる下側部と、を備えていることを特徴とする水洗大便器。 - 上記リム通水路の上記下側部の流路断面の幅寸法(h)は、上記上側部の流路断面の幅寸法(H)よりも小さくなるように設定されている請求項1記載の水洗大便器。
- 上記リム吐水口は、その開口断面が三角形状に形成されており、この三角形状の上記リム吐水口の一辺がオーバーハング部を形成している請求項1又は2に記載の水洗大便器。
- 上記上側部には、上記導水路から供給された洗浄水を下流側へ案内し、上記リム通水路の外周面から内側に部分的に突出したガイド壁部が形成されている請求項1乃至3の何れか1項に記載の水洗大便器。
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