JP7265223B2 - 洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗便器装置 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄水タンク装置に関し、特に、自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗便器装置に関する。

特開２００９－２５７０６１号公報（特許文献１）には、ロータンク装置が記載されている。このロータンク装置は水圧シリンダ装置を備えており、供給された水の水圧により、水圧シリンダ装置を作動させ、ロータンクの排水弁を開弁するように構成されている。また、このロータンク装置においては、水圧シリンダ装置への水の供給、停止が電磁弁により制御されており、電磁弁の作動に基づいて、排水弁の開閉が制御される。即ち、電磁弁を作動させることにより、供給された水を水圧シリンダ装置へ流入させると、水圧シリンダ内のピストンが押し上げられ、このピストンの移動により排水弁が引き上げられ、排水弁が開弁される。また、電磁弁により、水圧シリンダ装置への水の供給を停止させると、排水弁が閉弁される。

また、特開平１０－３１１０７３号公報（特許文献２）には、便器用タンク装置が記載されている。この便器用タンク装置においては、タンク本体の上部側面に、給水管が接続された電磁弁が設けられており、この電磁弁の流出側にタービンが接続されている。このタービンには発電機が取り付けられており、回路基板には、発電機からの交流電力を直流に変換する整流回路、この整流回路からの直流電流によって充電されるバッテリ、このバッテリからの電力によって作動する電磁弁制御回路が設けられている。

特開２００９－２５７０６１号公報 特開平１０－３１１０７３号公報

しかしながら、特許文献１記載のロータンク装置においては、電磁弁により水圧シリンダ装置を作動させているので、外部電源を確保することができない環境には、これを設置することができないという問題がある。また、ロータンク装置（洗浄水タンク装置）に、特許文献２記載の便器用タンク装置のように発電機を備えておき、供給される水の水流により電力を生成し、この電力で電磁弁を作動させることが考えられる。このように、洗浄水タンク装置に供給される水の流れにより発電を行い、この電力で電磁弁が消費する電力を全て賄うことができれば、外部電源を確保できない環境にも、特許文献１に記載されているような洗浄水タンク装置を設置することが可能となる。

しかしながら、近年、水洗便器装置の節水化が進み、一回の便器洗浄において使用される洗浄水の量は、非常に少なくなっている。このため、一回の便器洗浄毎に洗浄水タンク装置に供給される水量は少なく、このような少量の水で必要な電力を確保しようとすると、流速を上げる必要があり、その結果、発電機における圧力損失が増大する。発電機における圧力損失が増大すると、供給された水の水勢が弱くなるため、特許文献１記載の装置のように水圧シリンダ装置によって排水弁を開閉することができなくなることが予想される。

従って、本発明は、自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗便器装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置であって、水洗便器に供給すべき洗浄水を貯留すると共に、貯留した洗浄水を水洗便器へ排出するための排水口が形成された貯水タンクと、排水口を開閉し、水洗便器への洗浄水の供給、停止を行う排水弁と、供給された水道水の給水圧を利用して、排水弁を駆動する排水弁水圧駆動部と、供給された水道水が排水弁水圧駆動部に流入するように、排水弁水圧駆動部への給水、停止を行う排水制御装置と、この排水制御装置の開弁、閉弁を制御する電磁弁と、供給された水道水が貯水タンクに流入するように、貯水タンクへの給水、停止を行う給水弁と、供給された水道水を分岐させ、一方を排水制御装置に流入させ、他方を給水弁に流入させる分岐部と、電磁弁を作動させるための電力を水流により生成する発電機と、を有し、発電機は、分岐部の下流側、且つ給水弁の上流側の水路、又は給水弁の下流側の水路に設けられていることを特徴としている。

このように構成された本発明においては、水流により発電機が電力を生成し、この電力により、電磁弁が作動される。電磁弁は、排水制御装置の開弁、閉弁を制御して、供給された水道水が排水弁水圧駆動部に流入するように、排水弁水圧駆動部への給水、停止を行う。また、給水弁は、供給された水道水が貯水タンクに流入するように、貯水タンクへの給水、停止を行う。一方、供給された水道水は、分岐部において分岐され、一方が排水制御装置に流入され、他方が給水弁に流入される。発電機は、分岐部の下流側、且つ給水弁の上流側の水路、又は給水弁の下流側の水路に設けられている。

このように構成された本発明によれば、発電機は、分岐部の下流側、且つ給水弁の上流側の水路、又は給水弁の下流側の水路に設けられているので、排水制御装置から排水弁水圧駆動部へ供給される水の流れに対して、発電機が圧力損失を与えることがない。このように発電機を配置することにより、排水弁水圧駆動部により、十分に排水弁を駆動できることが、本件発明者の研究開発により実証された。これにより、自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置を提供することができる。

本発明において、好ましくは、発電機は、給水弁の下流側の水路に設けられている。
このように構成された本発明によれば、発電機が給水弁の下流側の水路に設けられているので、発電機による圧力損失が、より排水弁水圧駆動部に影響しにくく、より確実に排水弁水圧駆動部を作動させることができる。

本発明において、好ましくは、さらに、給水弁の下流側の水路には、給水弁から流出した水を分岐させ、一方を貯水タンク、他方を水洗便器に流入させる第２分岐部が設けられ、発電機は、第２分岐部よりも上流側に設けられている。

このように構成された本発明によれば、発電機が給水弁の下流側であり、且つ第２分岐部よりも上流側に設けられているので、貯水タンク及び水洗便器に夫々流入すべき水を利用して発電することができ、排水弁水圧駆動部を確実に作動させながら、十分な発電量を確保することができる。

本発明において、好ましくは、給水弁から流出した水は、フレキシブル管を介して発電機に導かれる。
発電機に水を供給する管路に空気が滞留していると、発電機における発電効率が低下してしまう。上記のように構成された本発明によれば、給水弁から流出した水は、フレキシブル管を介して発電機に導かれるので、洗浄水タンク装置の使用時においてフレキシブル管が振動しやすく、内部に滞留した空気を効果的に排出することができる。これにより、発電機における発電効率の低下を防止することができる。

本発明において、好ましくは、排水制御装置は、排水弁が開弁された後、給水弁が閉弁される前に、排水弁水圧駆動部への水の供給を停止させる。
このように構成された本発明によれば、排水弁が開弁された後は排水弁水圧駆動部への水の供給が停止されるので、排水弁が開弁された後は、洗浄水タンク装置に供給された水の全量を発電に利用することができ、排水弁水圧駆動部により排水弁を確実に開弁させながら、十分な発電量を確保することができる。

本発明において、好ましくは、さらに、貯水タンク内の水位を検出する水位検出装置を有し、水位検出装置が所定の水位を検出すると、排水制御装置が停止される。

このように構成された本発明によれば、水位検出装置が所定の水位を検出すると、排水制御装置が閉弁されるので、より確実に排水弁の開弁を検知して適切な時機に排水制御装置を閉弁させることができ、排水弁を確実に開弁させながら、十分な発電量を確保することができる。

また、本発明は、水洗便器装置であって、本発明の洗浄水タンク装置と、この洗浄水タンク装置から供給される洗浄水により洗浄される水洗便器と、を有することを特徴としている。

本発明の洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗便器装置によれば、自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行うことができる。

本発明の実施形態による洗浄水タンク装置を備えた水洗便器装置全体を示す斜視図である。 本発明の実施形態による洗浄水タンク装置の概略構成を示す断面図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による水洗便器装置を説明する。
図１は、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置を備えた水洗便器装置全体を示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置の概略構成を示す断面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態による水洗便器装置１は、水洗便器である水洗便器本体２と、この水洗便器本体２の後部に載置された、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置４から構成されている。本実施形態の水洗便器装置１は、使用後に、壁面に取り付けられたリモコン装置６を操作するか、便座に設けられた人感センサ８が使用者の離座を検知した後、所定時間経過することにより、水洗便器本体２のボウル部２ａの洗浄が行われるように構成されている。本実施形態による洗浄水タンク装置４は、リモコン装置６又は人感センサ８からの指示信号に基づいて、内部に貯留されている洗浄水を水洗便器本体２に排出し、この洗浄水によりボウル部２ａを洗浄するように構成されている。なお、本実施形態では人感センサ８は便座に設けられているが、本発明はこの形態に限るものではなく、使用者の着座、離座や接近、離脱、手をかざす動作を検知できる位置に設けられていればよく、例えば、水洗便器本体２や洗浄水タンク装置４に設けることもできる。また、人感センサ８は、使用者の着座、離座や接近、離脱、手をかざす動作を検知できるものであればよく、例えば、赤外線センサやマイクロ波センサを人感センサ８として使用することができる。

図２に示すように、洗浄水タンク装置４は、水洗便器本体２に供給すべき洗浄水を貯留する貯水タンク１０と、この貯水タンク１０に設けられた排水口１０ａを開閉するための排水弁１２と、この排水弁１２を駆動する排水弁水圧駆動部１４と、を有する。さらに、洗浄水タンク装置４は、主として排水弁水圧駆動部１４への給水を制御する排水制御装置１８と、排水制御装置１８に取り付けられた電磁弁２０と、を内部に有する。また、洗浄水タンク装置４は、主として貯水タンク１０への給水を制御する給水弁である給水制御弁１９を有する。なお、後述するように、電磁弁２０は、給水制御弁１９から流出した水流によって発電機１６が生成した電力により作動する。

貯水タンク１０は、水洗便器本体２に供給すべき洗浄水を貯留するように構成されたタンクであり、その底部には貯留した洗浄水を水洗便器本体２へ排出するための排水口１０ａが形成されている。また、貯水タンク１０内において、排水口１０ａの下流側にはオーバーフロー管１０ｂが接続されている。このオーバーフロー管１０ｂは、排水口１０ａの近傍から垂直に立ち上がり、貯水タンク１０内に貯留されている洗浄水の水面よりも上方まで延びている。従って、オーバーフロー管１０ｂの上端から流入した洗浄水は、排水口１０ａをバイパスして、水洗便器本体２へ直接流出する。

排水弁１２は、排水口１０ａを開閉するように配置された弁体であり、排水弁１２が上方に引き上げられることにより開弁され、貯水タンク１０内の洗浄水が水洗便器本体２に排出されて、ボウル部２ａが洗浄される。

排水弁水圧駆動部１４は、水道から供給された洗浄水の給水圧を利用して、排水弁１２を駆動するように構成されている。具体的には、排水弁水圧駆動部１４は、排水制御装置１８から供給された水が流入するシリンダ１４ａと、このシリンダ１４ａ内に摺動可能に配置されたピストン１４ｂと、シリンダ１４ａの下端から突出して排水弁１２を駆動するロッド１５と、を有する。さらに、シリンダ１４ａの内部にはスプリング１４ｃが配置されており、ピストン１４ｂを下方に向けて付勢していると共に、ピストン１４ｂにはパッキン１４ｅが取り付けられ、シリンダ１４ａの内壁面とピストン１４ｂの間の水密性が確保されている。また、ロッド１５の途中には、クラッチ機構２２が設けられており、このクラッチ２２により、ロッド１５は上部ロッド１５ａと下部ロッド１５ｂに切り離される。

シリンダ１４ａは円筒形の部材であり、その軸線を鉛直方向に向けて配置されると共に、内部にピストン１４ｂを摺動可能に受け入れている。また、シリンダ１４ａの下端部には、流入管２４ａが接続されており、排水制御装置１８から流出した水がシリンダ１４ａ内に流入するようになっている。このため、シリンダ１４ａ内のピストン１４ｂは、シリンダ１４ａに流入した水により、スプリング１４ｃの付勢力に抗して押し上げられる。

一方、シリンダ１４ａの上端部には流出孔が設けられ、流出管２４ｂは、この流出孔を介してシリンダ１４ａの内部と連通している。従って、シリンダ１４ａ下部に接続された流入管２４ａからシリンダ１４ａ内に水が流入すると、ピストン１４ｂは、第１の位置であるシリンダ１４ａの下部から上方へ押し上げられる。そして、ピストン１４ｂが、流出孔よりも上方の第２の位置まで押し上げられると、シリンダ１４ａに流入した水は流出孔から流出管２４ｂを通って流出する。即ち、流入管２４ａと流出管２４ｂは、ピストン１４ｂが第２の位置まで移動されると、シリンダ１４ａの内部を介して連通される。流出管２４ｂは、シリンダ１４ａから下方に向けて延び、貯水タンク１０内に水を流出させる。従って、シリンダ１４ａから流出した水は、全量が貯水タンク１０内に貯留される。

ロッド１５は、ピストン１４ｂの下面に接続された棒状の部材であり、シリンダ１４ａの底面に形成された貫通孔１４ｆを通って、シリンダ１４ａの中から下方に突出するように延びている。また、ロッド１５の下端には排水弁１２が接続されており、ロッド１５は、ピストン１４ｂと排水弁１２を連結している。このため、シリンダ１４ａに水が流入してピストン１４ｂが押し上げられると、ピストン１４ｂに接続されたロッド１５が排水弁１２を上方に吊り上げ、排水弁１２が開弁される。

また、シリンダ１４ａの下方から突出するロッド１５と、シリンダ１４ａの貫通孔１４ｆの内壁との間には、隙間１４ｄが設けられ、シリンダ１４ａに流入した水の一部は、この隙間１４ｄから流出する。隙間１４ｄから流出した水は、貯水タンク１０内に流入する。なお、この隙間１４ｄは比較的狭く、流路抵抗が大きいため、隙間１４ｄから水が流出する状態であっても、流入管２４ａからシリンダ１４ａに流入する水によりシリンダ１４ａ内の圧力が上昇し、スプリング１４ｃの付勢力に抗してピストン１４ｂが押し上げられる。

さらに、ロッド１５の途中には、クラッチ機構２２が設けられている。クラッチ機構２２は、ロッド１５（排水弁１２）が所定距離吊り上げられると、ロッド１５を上部ロッド１５ａと下部ロッド１５ｂに切り離すように構成されている。クラッチ機構２２が切り離された状態では、下部ロッド１５ｂは、ピストン１４ｂ及び上部ロッド１５ａの上部の動きに連動しなくなり、下部ロッド１５ｂは排水弁１２と共に、浮力に抵抗しながら重力により降下する。

また、排水弁１２の近傍には、排水弁フロート機構２６が設けられている。この排水弁フロート機構２６は、ロッド１５が所定距離吊り上げられ、クラッチ機構２２により下部ロッド１５ｂが切り離された後、下部ロッド１５ｂの及び排水弁１２が降下して、排水口１０ａを閉弁させるのを遅延させるように構成されている。具体的には、排水弁フロート機構２６は、フロート部２６ａと、このフロート部２６ａと連動した係合部２６ｂと、を有する。

係合部２６ｂは、クラッチ機構２２により切り離されて降下してきた下部ロッド１５ｂと係合し、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２が降下して、排水口１０ａに着座するのを阻止するように構成されている。次いで、貯水タンク１０内の水位低下と共にフロート部２６ａが下降し、貯水タンク１０内の水位が所定水位まで低下すると、フロート部２６ａが係合部２６ｂを回動させて、係合部２６ｂと下部ロッド１５ｂの係合が解除される。係合が解除されることにより、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２は降下して、排水口１０ａに着座する。これにより、排水弁１２の閉弁が遅延され、適正量の洗浄水が、排水口１０ａから排出されるようになっている。

また、排水制御装置１８と排水弁水圧駆動部１４の間の流入管２４ａには、バキュームブレーカ３０が設けられている。このバキュームブレーカ３０により、排水制御装置１８側が負圧になった場合には、流入管２４ａに外気が吸引され、排水弁水圧駆動部１４側からの水の逆流が防止される。

次に、排水制御装置１８は、電磁弁２０の作動に基づいて排水弁水圧駆動部１４への給水を制御すると共に、貯水タンク１０への給水、停止を制御するように構成されている。即ち、排水制御装置１８は、水道に接続された給水管３２から、分岐部である給水管分岐部３３において分岐された第１分岐管３３ａに接続されており、コントローラ２８からの指示信号に基づいて、第１分岐管３３ａから供給された水の、排水弁水圧駆動部１４への供給、停止を制御する。本実施形態においては、排水制御装置１８から流出した水は、全量が流入管２４ａを通って排水弁水圧駆動部１４に供給される。排水弁水圧駆動部１４に供給された水の一部は、シリンダ１４ａの貫通孔１４ｆの内壁とロッド１５の間の隙間１４ｄから流出して貯水タンク１０へ流入する。また、排水弁水圧駆動部１４に供給された水の多くは、流出管２４ｂを通ってシリンダ１４ａから流出し、貯水タンク１０に流入する。

なお、本実施形態においては、コントローラ２８には、回路基板及びキャパシタ（以上、図示せず）が内蔵されている。この回路基板には、発電機１６からの交流電力を直流に変換する整流回路が設けられ、整流回路からの直流電流によってキャパシタが充電され、キャパシタからの電力によって、回路基板上に設けられた電磁弁制御回路が作動する。

また、水道から供給された水は、貯水タンク１０の外側に配置された止水栓３２ａ、この止水栓３２ａの下流側の、貯水タンク１０の中に配置された定流量弁３２ｂを介して給水管分岐部３３に到達し、給水管分岐部３３において分岐された第１分岐管３３ａから排水制御装置１８に供給される。止水栓３２ａは、メンテナンス時等に洗浄水タンク装置４への水の供給を停止させるために設けられており、通常は開栓された状態で使用される。定流量弁３２ｂは、水道から供給された水を、所定流量で排水制御装置１８に流入させるために設けられており、水洗便器装置１の設置環境に関わらず一定流量の水が排水制御装置１８に供給されるように構成されている。

また、排水制御装置１８には電磁弁２０が取り付けられており、この電磁弁２０の作動に基づいて、排水制御装置１８から排水弁水圧駆動部１４への給水が制御される。具体的には、リモコン装置６や人感センサ８からの信号をコントローラ２８が受信し、コントローラ２８は電磁弁２０に電気信号を送り、これを作動させる。電磁弁２０は、発電機１６によって生成され、コントローラ２８に内蔵されたキャパシタ（図示せず）に充電されていた電力によって作動される。

即ち、電磁弁２０は、コントローラ２８から送られた信号に基づいて、排水制御装置１８に内蔵された電磁弁側パイロット弁１８ａを移動させ、排水制御装置１８の主弁体１８ｂのパイロット弁口を開閉するように構成されている。これにより、電磁弁２０の作動に基づいて、排水制御装置１８の主弁体１８ｂが開閉され、排水弁水圧駆動部１４への給水、停止が制御される。なお、本実施形態においては電磁弁２０として、一旦通電を行うことにより、電磁弁側パイロット弁１８ａが移動され、通電を停止してもその状態が維持される双安定型のラッチング型ソレノイドが使用されている。このタイプの電磁弁２０では、反対方向にもう一度通電を行うと、電磁弁側パイロット弁１８ａを元の位置に復帰させることができる。

一方、給水管分岐部３３において分岐された第２分岐管３３ｂは、給水制御弁１９に接続され、給水管分岐部３３の下流側であって、給水制御弁１９の下流側の水路には、発電機１６が設けられている。
給水制御弁１９は、第２分岐管３３ｂから供給された水を、タンク給水管２５ａに流出させるように構成されている。タンク給水管２５ａに流入した水は、発電機１６を通過した後、第２分岐部であるタンク給水管分岐部２５ｂにおいて２つに分岐され、一方が貯水タンク１０内に、他方がオーバーフロー管１０ｂ内に流出する。また、給水制御弁１９と発電機１６の間には、バキュームブレーカ３１が設けられている。これにより、第２分岐管３３ｂ側が負圧になった際、タンク給水管２５ａ側から給水管３２に水が逆流するのを防止することができる。なお、本実施形態においては、タンク給水管２５ａはフレキシブル管により構成されており、発電機１６に内蔵された水車（図示せず）の回転等により、振動しやすくなっている。このため、タンク給水管２５ａ内に空気が混入した場合でも、振動により空気が排出されやすく、タンク給水管２５ａ内に空気が滞留しにくい構造となっている。

給水制御弁１９は、給水弁本体部１９ａと、この給水弁本体部１９ａの中に配置された主弁体１９ｂと、フロート側パイロット弁１９ｃと、を備えている。また、給水制御弁１９には、給水弁フロート３４が接続されており、この給水弁フロート３４の動きに応じてフロート側パイロット弁１９ｃが移動されるように構成されている。即ち、フロート側パイロット弁１９ｃは、給水弁本体部１９ａに設けられたパイロット弁口（図示せず）を開閉することにより、給水弁本体部１９ａ内に設けられた圧力室内の圧力を制御するように構成されている。

給水弁フロート３４は貯水タンク１０内に配置されており、貯水タンク１０の水位上昇と共に上昇して、アーム部３４ａを介してフロート側パイロット弁１９ｃを移動させる。貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁まで上昇すると、フロート側パイロット弁１９ｃが給水弁本体部１９ａのパイロット弁口（図示せず）が閉弁される。パイロット弁口が閉弁されると、給水弁本体部１９ａ内の圧力室の圧力が上昇して主弁体１９ｂが移動され、給水制御弁１９が閉弁される。

一方、発電機１６は、給水制御弁１９及びバキュームブレーカ３１の下流側のタンク給水管２５ａの途中に設けられており、水の流れに基づいて、電力を生成するように構成されている。発電機１６によって生成された電力は、発電機１６に接続されたコントローラ２８に送られ、コントローラ２８に内蔵されたキャパシタ（図示せず）に充電される。さらに、コントローラ２８には、水位検出装置であるフロートスイッチ２９が接続されており、このフロートスイッチ２９は、貯水タンク１０内に配置されて貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁よりも所定距離低下したことを検知する。

次に、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置４、及びそれを備えた水洗便器装置の作用を説明する。
まず、便器洗浄の待機状態においては、貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁にあり、電磁弁２０への通電は行われていない。この状態では、排水制御装置１８の主弁体１８ｂのパイロット弁口は閉弁状態となり、排水制御装置１８は閉弁されている。また、給水制御弁１９の主弁体１９ｂのパイロット弁口も閉弁状態となり、給水制御弁１９も閉弁されている。次に、使用者がリモコン装置６（図１）の洗浄ボタンを押すと、リモコン装置６は、便器洗浄の指示信号をコントローラ２８（図４）に送信する。なお、本実施形態の水洗便器装置１においては、人感センサ８（図１）によって使用者の離座が検知された後、リモコン装置６の洗浄ボタンが押されることなく、所定時間経過した場合にも、便器洗浄の指示信号がコントローラ２８に送信される。

便器洗浄の指示信号を受信すると、コントローラ２８は、電磁弁２０に通電を行い、電磁弁側パイロット弁１８ａを主弁体１８ｂのパイロット弁口から離座させる。これにより、排水制御装置１８の圧力室内の圧力が低下し、主弁体１８ｂが弁座から離座して、開弁される。なお、本実施形態においては、電磁弁２０として、双安定型のラッチング型ソレノイドが使用されているので、電磁弁側パイロット弁１８ａを一旦開弁させた後は、通電を停止しても、開弁状態が維持される。排水制御装置１８が開弁されると、給水管３２から給水管分岐部３３、第１分岐管３３ａを介して排水制御装置１８に供給された水道水は、排水制御装置１８を通って流入管２４ａ内に流入する。

さらに、流入管２４ａに流入した水は、排水弁水圧駆動部１４のシリンダ１４ａ内に流入し、ピストン１４ｂを押し上げる。これにより、ピストン１４ｂに連結されたロッド１５及び排水弁１２も引き上げられ、排水口１０ａが開弁されて、水洗便器本体２のボウル部２ａが洗浄される。

また、流入管２４ａから排水弁水圧駆動部１４のシリンダ１４ａに水が流入し、ピストン１４ｂがシリンダ１４ａの上部まで押し上げられると、シリンダ１１４ａ内の水は、流出管２４ｂを通って流出するようになる。流出管２４ｂを通って流出した水は、貯水タンク１０内に流入する。また、流入管２４ａからシリンダ１４ａに流入した水の一部は、シリンダ１４ａの貫通孔１４ｆの内壁とロッド１５の間の隙間１４ｄから流出し、この水は、貯水タンク１０に流入する。

さらに、貯水タンク１０内の洗浄水が排出されると、貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁よりも低下するので、給水弁フロート３４が下がる。これにより、アーム部３４ａが回動し、フロート側パイロット弁１９ｃが主弁体１９ｂのパイロット弁口から離座し、パイロット弁口が開弁される。この結果、給水制御弁１９の給水弁本体部１９ａの中の圧力室内の圧力が低下し、主弁体１９ｂが弁座から離座する。給水制御弁１９が開弁されると、給水管３２から給水管分岐部３３、第２分岐管３３ｂを介して給水制御弁１９に供給された水道水は、給水制御弁１９を通ってタンク給水管２５ａ内に流入する。タンク給水管２５ａに流入した水は、発電機１６の水車（図示せず）を回転させて電力を生成する。生成された電力は、コントローラ２８に内蔵されたキャパシタ（図示せず）に充電される。発電機１６を通過した水は、タンク給水管分岐部２５ｂで分岐され、一部がオーバーフロー管１０ｂに流入し、残りが貯水タンク１０に流入する。

一方、貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁よりも所定距離低い水位Ｌ₂まで低下したことが、フロートスイッチ２９により検知されると、フロートスイッチ２９は貯水タンク１０内の水位が低下した旨の信号をコントローラ２８に送信する。コントローラ２８は、貯水タンク１０内の水位が低下したことが検知されると、電磁弁２０に通電を行い、電磁弁側パイロット弁１８ａを主弁体１８ｂのパイロット弁口に着座させる。これにより、排水制御装置１８の圧力室内の圧力が上昇し、主弁体１８ｂが弁座に着座して、閉弁される。このように、排水制御装置１８は、排水弁１２が開弁された後、給水制御弁１９が閉弁される前に、排水弁水圧駆動部１４への水の供給を停止させる。

即ち、本実施形態においては、電磁弁２０として、双安定型のラッチング型ソレノイドが使用されているので、電磁弁側パイロット弁１８ａが開弁された状態で電磁弁２０に通電を行うことで、電磁弁側パイロット弁１８ａを閉弁させることができる。排水制御装置１８が閉弁されると、排水弁水圧駆動部１４への水の供給が停止され、以後は、給水管３２から供給された水道水は、全量が給水制御弁１９を通って貯水タンク１０内に供給され、発電機１６による発電に利用される。なお、本実施形態においては、フロートスイッチ２９が、貯水タンク１０内の水位が所定の水位Ｌ₂まで低下したことを検知すると、コントローラ２８が排水制御装置１８を閉弁させている。これに対し、変形例として、コントローラ２８が排水制御装置１８を開弁させた後、所定時間経過後に、排水制御装置１８を閉弁させるように本発明を構成することもできる。

一方、排水弁水圧駆動部１４においてピストン１４ｂが押し上げられ、これに伴いロッド１５及び排水弁１２が所定位置まで引き上げられると、クラッチ機構２２が、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２を、上部ロッド１５ａから切り離す。これにより、排水制御装置１８の開弁中においては、上部ロッド１５ａはピストン１４ｂと共に上方に押し上げられたままになる一方、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２は、自重により降下する。しかしながら、切り離された下部ロッド１５ｂは、排水弁フロート機構２６の係合部２６ｂと係合し、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２の降下が阻止される。これにより、排水制御装置１８が閉弁された後も貯水タンク１０の排水口１０ａは開弁されたままとなり、貯水タンク１０からの排水が継続される。

ここで、貯水タンク１０内の水位が、所定水位Ｌ₁、Ｌ₂よりも低い第３の所定水位Ｌ₃まで低下すると、排水弁フロート機構２６のフロート部２６ａが下降し、これが係合部２６ｂを移動させる。これにより、下部ロッド１５ｂと係合部２６ｂとの係合が解除され、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２は再び降下し始める。その後、排水弁１２が貯水タンク１０の排水口１０ａを閉弁させ、水洗便器本体２への洗浄水の排出が停止される。排水口１０ａが閉弁された後も、排水制御装置１８及び給水制御弁１９は開弁された状態にあるため、給水管３２から供給された水が排水弁水圧駆動部１４に流入し、流出管２４ｂを通って貯水タンク１０内に流入し、給水制御弁１９を通った水の一部はタンク給水管２５ａを通って貯水タンク１０内に流入するので、貯水タンク１０内の水位が上昇する。

貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁まで上昇すると、給水弁フロート３４が上昇し、アーム部３４ａを介してフロート側パイロット弁１９ｃが移動され、パイロット弁口が閉弁される。これにより、給水弁本体部１９ａ内の圧力室の圧力が上昇して主弁体１９ｂを閉弁させ、給水制御弁１９が閉弁状態となる。以上により、貯水タンク１０への給水が停止される。

給水制御弁１９が閉弁されると、給水制御弁１９から発電機１６への給水が停止され、発電機１６による電力の生成が終了する。一方、排水制御装置１８が閉弁されることにより、排水弁水圧駆動部１４への水の供給が停止されると、排水弁水圧駆動部１４のピストン１４ｂは、スプリング１４ｃの付勢力により押し下げられる。ピストン１４ｂと共に上部ロッド１５ａが押し下げられると、クラッチ機構２２により切り離されていた上部ロッド１５ａと下部ロッド１５ｂが再び連結される。このため、次回、便器洗浄が実行された時は、上部ロッド１５ａ及び下部ロッド１５ｂは、ピストン１４ｂにより共に引き上げられる。以上により、一回の便器洗浄が終了し、水洗便器装置は、便器洗浄の待機状態に復帰する。

本発明の実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、発電機１６は、給水管分岐部３３の下流側、且つ給水制御弁１９の下流側の水路に設けられているので、排水制御装置１８から排水弁水圧駆動部１４へ供給される水の流れに対して、発電機１６が圧力損失を与えることがない。このように発電機１６を配置することにより、排水弁水圧駆動部１４により、十分に排水弁１２を駆動できる。これにより、自己の発電した電力を使用して、水洗便器本体２への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置４を提供することができる。

また、本実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、発電機１６が給水制御弁１９の下流側であり、且つタンク給水管分岐部２５ｂよりも上流側に設けられているので、貯水タンク１０及び水洗便器本体２に夫々流入すべき水を利用して発電することができ、排水弁水圧駆動部１４を確実に作動させながら、十分な発電量を確保することができる。

さらに、本実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、給水制御弁１９から流出した水は、フレキシブル管により構成されたタンク給水管２５ａを介して発電機１６に導かれるので、洗浄水タンク装置４の使用時においてタンク給水管２５ａが振動しやすく、内部に滞留した空気を効果的に排出することができる。これにより、発電機１６における発電効率の低下を防止することができる。

また、本実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、排水弁１２が開弁された後は排水弁水圧駆動部１４への水の供給が停止されるので、排水弁１２が開弁された後は、洗浄水タンク装置４に供給された水の全量が発電機１６を通るので、発電に利用することができ、排水弁水圧駆動部１４により排水弁を確実に開弁させながら、十分な発電量を確保することができる。

さらに、本実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、フロートスイッチ２９が所定の水位を検出すると、排水制御装置１８が閉弁されるので、より確実に排水弁１２の開弁を検知して適切な時機に排水制御装置１８を閉弁させることができ、排水弁１２を確実に開弁させながら、十分な発電量を確保することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態に、種々の変更を加えることができる。例えば、上述した実施形態においては、発電機１６が給水制御弁１９の下流側の水路に設けられていたが、発電機１６を、給水管分岐部３３の下流側、且つ給水制御弁１９の上流側の水路に設けることもできる。

また、上述した実施形態においては、発電機１６によって生成された電力がコントローラに内蔵されたキャパシタに蓄積されていたが、キャパシタに代えて蓄電池に電力が蓄積されるように本発明を構成することもできる。さらに、上述した実施形態においては、ピストンと排水弁の間にクラッチ機構２２が設けられていたが、クラッチ機構２２を省略することもできる。また、上述した実施形態においては、排水弁水圧駆動部１４に設けられたピストン１４ｂは鉛直方向に駆動されていたが、例えば、ピストン１４ｂが水平方向に駆動されるように本発明を構成することもできる。この場合には、ピストン１４ｂが移動する方向を、排水弁１２を駆動する方向の動きに変換する機構を設けるのが良い。さらに、上述した実施形態においては、シリンダ１４ａ底面の貫通孔とロッド１５との間に隙間１４ｄが設けられていたが、貫通孔１４ｆとロッド１５の間は水密にされていても良い。また、排水弁水圧駆動部１４のピストン１４ｂに代えて、給水圧で回転される機構により排水弁１２が駆動されるように本発明を構成することもできる。

さらに、上述した実施形態においては、給水制御装置１９は、給水弁フロート３４によって駆動されるフロート側パイロット弁１９ｃにより主弁体１９ｂが開閉されていたが、電磁弁により主弁体１９ｂが直接開閉されるように本発明を構成することもできる。また、上述した実施形態において、給水制御装置１９を、給水弁フロート３４に代えて、フロートスイッチ２９の検出信号に応じて開閉される電磁弁によって開閉されるように構成することもできる。また、貯水タンク１０内の水位を、フロートスイッチ２９によって検出することなく、発電機１６による発電量（発電機の回転数）に基づいて算出するように本発明を構成することもできる。さらに、タンク給水管２５ａに設けた発電機１６に加えて、流出管２４ｂに更なる発電機を設けても良い。これにより、排水弁水圧駆動部１４の作動を阻害することなく、発電量を増加させることができる。

１ 水洗便器装置
２ 水洗便器本体（水洗便器）
２ａ ボウル部
４ 洗浄水タンク装置
６ リモコン装置
８ 人感センサ
１０ 貯水タンク
１０ａ 排水口
１０ｂ オーバーフロー管
１２ 排水弁
１４ 排水弁水圧駆動部
１４ａ シリンダ
１４ｂ ピストン
１４ｃ スプリング
１４ｄ 隙間
１４ｅ パッキン
１４ｆ 貫通孔
１５ ロッド
１５ａ 上部ロッド
１５ｂ 下部ロッド
１６ 発電機
１８ 排水制御装置
１８ａ 電磁弁側パイロット弁
１８ｂ 主弁体
１９ 給水制御弁（給水弁）
１９ａ 給水弁本体部
１９ｂ 主弁体
１９ｃ フロート側パイロット弁
２０ 電磁弁
２２ クラッチ機構
２４ａ 流入管
２４ｂ 流出管
２５ａ タンク給水管
２５ｂ タンク給水管分岐部（第２分岐部）
２６ 排水弁フロート機構
２６ａ フロート部
２６ｂ 係合部
２８ コントローラ
２９ フロートスイッチ（水位検出装置）
３０ バキュームブレーカ
３１ バキュームブレーカ
３２ 給水管
３２ａ 止水栓
３２ｂ 定流量弁
３３ 給水管分岐部（分岐部）
３３ａ 第１分岐管
３３ｂ 第２分岐管
３４ 給水弁フロート
３４ａ アーム部

Claims (7)

1. 自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置であって、
   上記水洗便器に供給すべき洗浄水を貯留すると共に、貯留した洗浄水を上記水洗便器へ排出するための排水口が形成された貯水タンクと、
   上記排水口を開閉し、上記水洗便器への洗浄水の供給、停止を行う排水弁と、
   供給された水道水の給水圧を利用して、上記排水弁を駆動する排水弁水圧駆動部と、
   供給された水道水が上記排水弁水圧駆動部に流入するように、上記排水弁水圧駆動部への給水、停止を行う排水制御装置と、
   この排水制御装置の開弁、閉弁を制御する電磁弁と、
   供給された水道水が上記貯水タンクに流入するように、上記貯水タンクへの給水、停止を行う給水弁と、
   供給された水道水を分岐させ、一方を上記排水制御装置に流入させ、他方を上記給水弁に流入させる分岐部と、
   上記電磁弁を作動させるための電力を水流により生成する発電機と、を有し、
   上記発電機は、上記分岐部の下流側、且つ上記給水弁の上流側の水路、又は上記給水弁の下流側の水路に設けられていることを特徴とする洗浄水タンク装置。
2. 上記発電機は、上記給水弁の下流側の水路に設けられている請求項１記載の洗浄水タンク装置。
3. さらに、上記給水弁の下流側の水路には、上記給水弁から流出した水を分岐させ、一方を上記貯水タンク、他方を上記水洗便器に流入させる第２分岐部が設けられ、上記発電機は、上記第２分岐部よりも上流側に設けられている請求項２記載の洗浄水タンク装置。
4. 上記給水弁から流出した水は、フレキシブル管を介して上記発電機に導かれる請求項２又は３に記載の洗浄水タンク装置。
5. 上記排水制御装置は、上記排水弁が開弁された後、上記給水弁が閉弁される前に、上記排水弁水圧駆動部への水の供給を停止させる請求項２乃至４の何れか１項に記載の洗浄水タンク装置。
6. さらに、上記貯水タンク内の水位を検出する水位検出装置を有し、上記水位検出装置が所定の水位を検出すると、上記排水制御装置が停止される請求項５記載の洗浄水タンク装置。
7. 水洗便器装置であって、
   請求項１乃至６の何れか１項に記載の洗浄水タンク装置と、
   この洗浄水タンク装置から供給される洗浄水により洗浄される上記水洗便器と、
   を有することを特徴とする水洗便器装置。

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