JP7293712B2 - 水洗大便器装置 - Google Patents

Description

本発明は、水洗大便器装置に係り、特に、洗浄水によって洗浄され汚物を排出する水洗大便器装置に関する。

従来、特許文献１に示すように、貯水タンクに貯水された洗浄水をジェット吐水口から吐水させるように加圧する加圧ポンプと、貯水タンク内の水位を検知するように貯水タンク内に設けられたフロートスイッチとを備えた水洗大便器装置が知られている。
この水洗大便器装置において、フロートスイッチは上方フロートスイッチと、下方フロートスイッチとの２つのフロートスイッチによって構成されている。加圧ポンプは、これらフロートスイッチの検知に基づいて制御されている。例えば、大洗浄の洗浄動作を行う場合は下方フロートスイッチによる水位の低下の検知まで加圧ポンプが駆動される。また、小洗浄の洗浄動作を行う場合は上方フロートスイッチの水位の低下の検知後に所定時間経過してから加圧ポンプの駆動が停止されるタイマー制御が行われている。このように従来の水洗大便器装置においては下方フロートスイッチによる水位の検知又はタイマー制御により貯水タンクの水位の下限となる死水水位を制御している。

特開２０１８－１００５７４号公報

しかしながら、貯水タンクに貯水された洗浄水をジェット吐水口から吐水させるように加圧する加圧ポンプを備えた水洗大便器装置においては、加圧ポンプにより供給される洗浄水量が、個々の便器本体の貯水タンクからジェット吐水口までの通水路の圧力損失に応じて、ばらつきを生じるおそれがある。
図１０に示すように、あるポンプ回転数において流量（Ｌ／ｍｉｎ）と揚程（ｍ）が所定の関係を示す加圧ポンプを使用するとき、便器本体の貯水タンクからジェット吐水口までの通水路の圧力損失が比較的大きいときは、流量が比較的小さい値ｑ２となり、便器本体の貯水タンクからジェット吐水口までの通水路の圧力損失が比較的小さいときは、流量が比較的大きい値ｑ１となる。このような便器本体の貯水タンクからジェット吐水口までの通水路の圧力損失は、個々の便器本体の製造誤差の影響を受けて変動する場合がある。よって、加圧ポンプから便器本体に供給される洗浄水の流量が、個々の水洗大便器装置においてばらつきを生じるという問題がある。よって、上述のようなタイマー制御を行う場合には、加圧ポンプから供給される洗浄水の流量が所定時間継続するため洗浄水量がばらつきを生じるおそれがある。
また、下方フロートスイッチを設けることにより、加圧ポンプから便器本体に供給される洗浄水の流量のばらつきを抑制しようとする場合には、下方フロートスイッチを設けた分、貯水タンクが大型化してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点と課題を解決するためになされたものであり、ポンプ装置により洗浄水タンクから便器本体に供給される洗浄水量が個々の便器本体の通水路の圧力損失の違いによりばらつくことを抑制することができる水洗大便器装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は、洗浄水によって洗浄され汚物を排出する水洗大便器装置であって、便器本体と、上記便器本体を洗浄する洗浄水を貯水する洗浄水タンクと、上記洗浄水タンク内の洗浄水を上記便器本体に供給するポンプ装置と、上記ポンプ装置の電流値を検出できると共に上記ポンプ装置を制御する制御装置とを備え、上記制御装置は、上記ポンプ装置の電流値に基づいて、上記ポンプ装置により上記便器本体に供給される洗浄水の流量を推定する流量推定モードと、上記流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量に基づいて、予定された洗浄水量を供給するように上記ポンプ装置の駆動時間を調整し、予定された洗浄水量を上記便器本体に供給する予定洗浄水量供給モードと、を備え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、上記制御装置は、流量推定モードにより、上記ポンプ装置の電流値に基づいて、上記ポンプ装置により上記便器本体に供給される洗浄水の流量を推定することができる。また、上記制御装置は、予定洗浄水量供給モードにより、上記流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量に基づいて、予定された洗浄水量を供給するように上記ポンプ装置の駆動時間を調整し、予定された洗浄水量を上記便器本体に供給することができる。これにより、ポンプ装置により洗浄水タンクから便器本体に供給される洗浄水量が個々の便器本体への通水路の圧力損失の違いによりばらつくことを抑制することができる。また、洗浄水タンク内に追加の新たな部品を設けることなく、ポンプ装置により便器本体に供給される洗浄水量がばらつくことを抑制することができるため、洗浄水タンクを予定された洗浄水量よりも多くの洗浄水量を貯水できるように余裕を持たせて大きく形成することを抑制でき、洗浄水タンクの大型化を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、上記制御装置の上記流量推定モードは、上記ポンプ装置の電流値と洗浄水の流量との関係を示す特性に基づいて、上記ポンプ装置の電流値に対し、上記便器本体に供給される洗浄水の流量を推定する。
このように構成された本発明においては、流量推定モードは、ポンプ装置の電流値と洗浄水の流量との関係を示す特性に基づいて、ポンプ装置の電流値に対し、便器本体に供給される洗浄水の流量を推定することができる。これにより、ポンプ装置により洗浄水タンクから便器本体に供給される洗浄水量が便器本体側の通水路の製造誤差によりばらつくことを抑制することができる。また、仮に便器本体側の通水路に水あか又は尿石等が付着した場合にも、便器本体の洗浄時において、ポンプ装置により洗浄水タンクから便器本体に供給される洗浄水量が便器本体側の通水路の圧力損失の変化によりばらつくことを抑制することができる。

本発明において、好ましくは、上記制御装置の上記流量推定モードは、洗浄水が上記洗浄水タンク内の止水水位から死水水位まで下降するまで上記ポンプ装置を駆動させる第１便器洗浄モードとは別の第２便器洗浄モードにおいて、洗浄水が上記洗浄水タンク内の止水水位から上記ポンプ装置に空気が入る水位まで下降するまで上記ポンプ装置を駆動させ、上記ポンプ装置の電流値に基づいて、上記ポンプ装置の駆動開始から水位が上記ポンプ装置に空気が入る水位まで下降するまでの時間を取得し、この時間と想定される排出水量とに基づいて、上記便器本体に供給される洗浄水の流量を推定し、上記制御装置の上記予定洗浄水量供給モードは、上記流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量に基づいて、上記第２便器洗浄モードにおいて予定された洗浄水量を供給するように上記ポンプ装置の駆動時間を調整し、予定された洗浄水量を上記便器本体に供給する。
このように構成された本発明においては、流量推定モードは、例えば施工に伴う調整において、ポンプ装置の電流値に基づいて、上記ポンプ装置の駆動開始から上記ポンプ装置に空気が入るまでの時間を取得し、排出された洗浄水量とこの時間とに基づいて、上記便器本体に供給される洗浄水の流量を推定する。これにより、ポンプ装置により洗浄水タンクから便器本体に供給される洗浄水量が便器本体の通水路の製造誤差によりばらつくことを抑制することができる。また、流量推定モードは、便器本体の洗浄時に毎回実行しなくとも、例えば施工に伴う調整等において、比較的簡単に実行することができる。
よって、ポンプ装置により洗浄水タンクから便器本体に供給される洗浄水量が便器本体側の通水路の圧力損失の変化によりばらつくことを比較的簡単に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、上記制御装置は、少なくとも上記流量推定モードを複数回実行する複数モードを備えている。
このように構成された本発明においては、制御装置は、複数モードにより流量推定モードを複数回実行し（流量推定モードと予定洗浄水量供給モードとの組を複数回にわたって実行してもよい）、得られた流量又はこの流量から得られる他のパラメータ等を平均して便器本体に供給される洗浄水の流量を推定する精度をより向上させることができる。

本発明において、好ましくは、上記制御装置は、上記流量推定モード及び上記予定洗浄水量供給モードの実行を報知装置により使用者に報知する。
このように構成された本発明においては、制御装置は、流量推定モード及び予定洗浄水量供給モードの実行を報知装置により報知することにより、流量推定モード及び予定洗浄水量供給モードを中断されにくくすることができ、これらのモードをより確実に実施することができる。

本発明の水洗大便器装置によれば、ポンプ装置により洗浄水タンクから便器本体に供給される洗浄水量が個々の便器本体の通水路の圧力損失の違いによりばらつくことを抑制することができる。

本発明の第１実施形態による水洗大便器装置を示す全体構成図である。 図１の洗浄水タンク装置の上面図である。 図２のIII-III線に沿って見た断面図である。 本発明の第１実施形態による水洗大便器装置においてポンプ装置の電流値とポンプ装置を介して便器本体に供給される洗浄水の流量との関係を示す図である。 本発明の第１実施形態による水洗大便器装置においてポンプ装置を介して便器本体に供給される洗浄水の流量とポンプ装置の駆動時間との関係を示す図である。 本発明の第１実施形態による水洗大便器装置の変形例において便器本体に供給される洗浄水の流量とポンプ装置の駆動時間と予定された洗浄水量との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態による水洗大便器装置の制御装置の流量推定モードにおいて時間と電流値との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態による水洗大便器装置の制御装置の流量推定モードにおいて空回り検知時間と便器本体に供給される洗浄水の流量との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態による水洗大便器装置の制御装置の流量推定モードにおいて便器本体に供給される洗浄水の流量とポンプ装置の駆動時間との関係を示す図である。 従来の水洗大便器装置において、便器本体の貯水タンクからジェット吐水口までの流路の圧力損失のばらつきにより、加圧ポンプから便器本体に供給される洗浄水の流量のばらつきが生じる様子を説明する図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態による水洗大便器装置を説明する。
先ず、図１により、本発明の第１実施形態による水洗大便器装置の構造を説明する。ここで、図１は、本発明の第１実施形態による水洗大便器装置を示す全体構成図である。

図１に示すように、本発明の第１実施形態による洗浄水タンク装置を備えた水洗大便器装置１は、洗浄水により洗浄され汚物を排出する。水洗大便器装置１は、便器本体２と、便器本体２の後方に配置された給水装置４と、便器本体２の後方に配置された洗浄水タンク装置６とを備えている。

便器本体２は陶器製である。便器本体２には、汚物を受けるボウル部１２と、このボウル部１２の底部から延びる排水トラップ管路１４と、ジェット吐水を行うジェット吐水口１６と、リム吐水を行うリム吐水口１８とが形成されている。ジェット吐水口１６は、ボウル部１２の底部に形成されており、排水トラップ管路１４の入口に指向してほぼ水平に配置され、洗浄水を排水トラップ管路１４に向けて吐出するようになっている。ジェット吐水口１６は、便器本体２のポンプ装置２２からジェット吐水口１６までの流路のうち最も小さい通水路径の部分を形成している。よって、ジェット吐水口１６の大きさの変動（例えば製造誤差）がポンプ装置２２からジェット吐水口１６までの流路の圧力損失の変動を主に生じさせる。リム吐水口１８は、ボウル部１２の左側上部後方に形成されており、ボウル部１２の上縁に沿って洗浄水を吐出するようになっている。

排水トラップ管路１４は、入口部１４ａと、この入口部１４ａから上昇するトラップ上昇管１４ｂと、このトラップ上昇管１４ｂから下降するトラップ下降管１４ｃとからなり、トラップ上昇管１４ｂとトラップ下降管１４ｃとの間が頂部１４ｄとなっている。ここで、排水トラップ管路１４のトラップ下降管１４ｃの下端には、排水管８が接続されている。

本実施形態による水洗大便器装置１は、洗浄水を供給する水道に直結されており、水道の給水圧力によりリム吐水口１８から洗浄水が吐出される。また、ジェット吐水に関しては、後述するように、洗浄水タンク装置６の洗浄水タンク２０に貯水された洗浄水をポンプ装置２２によって送出して、大流量でジェット吐水口１６から吐出させるようになっている。

次に、本実施形態による水洗大便器装置１の給水装置４を説明する。
図１に示すように、給水装置４には、水道から洗浄水が供給される給水路２４が設けられ、この給水路２４には、上流側から、止水栓２６、ストレーナ２８、分岐金具３０、定流量弁３２、ダイヤフラム式の電磁開閉弁３４、給水路切替弁３６がそれぞれ設けられている。

給水路切替弁３６の下流側には、リム吐水口１８に洗浄水を供給するためのリム側給水路３８、及び、洗浄水タンク２０に洗浄水を供給するためのタンク側給水路４０が接続されている。

電磁開閉弁３４を通過した洗浄水は、給水路切替弁３６により、リム側であるリム側給水路３８からリム吐水口１８へ、及び／又は、タンク側であるタンク側給水路４０から洗浄水タンク２０に供給される。このように、水洗大便器装置１は、リム吐水に関しては水道の水圧（直圧）を利用して給水して便器を洗浄し、さらに、ジェット吐水に関しては、洗浄水タンク２０に貯水された洗浄水をポンプ装置２２によって加圧してジェット吐水口１６から吐出させるようになっているハイブリッド式（水道直圧式＋タンク給水式）の給水装置を有するハイブリッド式水洗大便器である。また、リム側給水路３８には、リム吐水用バキュームブレーカ４８が設けられている。タンク側給水路４０にも、逆止弁であるバキュームブレーカ４２が設けられている。タンク側給水路４０と洗浄水タンク２０の接続部には、ボール式逆止弁４３が設けられている。戻り管路５０と洗浄水タンク２０の接続部にも、ボール式逆止弁４４が設けられている。

次に、図１乃至図３を参照して、洗浄水タンク装置６を詳細に説明する。
図２は、図１の洗浄水タンク装置の上面図であり、図３は、図２のIII-III線に沿って見た断面図である。
洗浄水タンク装置６は、便器本体２を洗浄する洗浄水を貯水する洗浄水タンク２０と、洗浄水タンク２０内に設けられた通水管４５の取水口部４５ａから取り入れた洗浄水を便器本体２に送るポンプ装置２２と、洗浄水タンク２０内に設けられたフロートスイッチ５２と、ポンプ装置２２の電流値を検出できると共にポンプ装置２２を制御する制御装置５４と、流量推定モード及び予定洗浄水量供給モードの実行を使用者に報知する報知装置５６を備えている。

洗浄水タンク２０は、少なくともその下部が便器本体２の後方上部に取付けられている。洗浄水タンク２０は、便器本体２に取付けられた状態で、自身の高さが比較的低く形成されているいわゆるローシルエットタンクである。洗浄水タンク２０のタンク容量は、１．０Ｌ～６．０Ｌの範囲内に設定されている。

ポンプ装置２２は、洗浄水タンク２０内の洗浄水を便器本体２に供給するポンプである。ポンプ装置２２は、洗浄水タンク２０の側部から中に入り、その下部まで延びる通水管４５と接続される。また、ポンプ装置２２は、ジェット吐水口１６まで延びるジェット側給水路４６と接続される。ポンプ装置２２が、洗浄水タンク２０に貯水された洗浄水を吸引すると共に加圧してジェット吐水口１６まで供給するようになっている。通水管４５は、洗浄水タンク２０内を通る場合のみならず、洗浄水タンク２０の外部から洗浄水タンク２０の下部に設けられる取水口部４５ａに接続されてもよい。

洗浄水タンク２０とジェット側給水路４６との間には、オーバーフロー流路７０が設けられている。オーバーフロー流路７０の上端７０ａは洗浄水タンク２０内に開口し、その下端７０ｂは、ジェット側給水路４６に接続されている。このオーバーフロー流路７０には逆止弁であるフラッパー弁７２が取り付けられている。

フロートスイッチ５２は、洗浄水タンク２０内の水位が規定水位に到達したときに規定水位に到達したことを示す検知信号を発信する。ポンプ装置２２による洗浄水タンクからの排出流量は流路開口の大きさ等のわずかな差によって変化しやすく洗浄水タンク２０内の水位を正確に予測することが比較的難しいのに対し、フロートスイッチ５２は、洗浄水タンク２０内の水位を比較的簡単且つ正確に測定できる。フロートスイッチ５２は、第１フロートスイッチ６０、及び、第２フロートスイッチ６２を備えている。

図３に示すように、第１フロートスイッチ６０は、棒状の軸部を形成するステム（軸部）６４と、洗浄水タンク２０内の水位の変動に応じて、水位に応じた浮力を受けながらステム６４に沿って上下動するフロート部６０ａと、を備えている。ステム６４は、洗浄水タンク２０の上部に取付けられた取付部から垂下するように鉛直方向下方に延びている。ステム６４は、ステム６４内部にリードスイッチ（図示せず）を備えている。第１フロートスイッチ６０のリードスイッチは、制御装置５４と電気的に接続されている。水位に応じてフロート部６０ａが上下し、第１フロートスイッチ６０の位置に応じてリードスイッチすなわち第１フロートスイッチ６０のＯＮ状態（オン状態）とＯＦＦ状態（オフ状態）とが変化する。第１フロートスイッチ６０は、洗浄水タンク２０内の水位が止水水位ＷＬ０（待機水位）であるときはＯＮ状態であり、水位が第１規定水位ＷＬ１に到達するとＯＦＦ状態となったことを検知する。よって、フロートスイッチ５２の第１フロートスイッチ６０は、洗浄水タンク２０内の水位が第１規定水位ＷＬ１に到達したときに第１規定水位ＷＬ１に到達したことを示す検知信号を発信する。

第２フロートスイッチ６２は、棒状の軸部を形成するステム（軸部）６４と、洗浄水タンク２０内の水位の変動に応じて、水位に応じた浮力を受けながらステム６４に沿って上下動するフロート部６２ａと、を備えている。水位に応じてフロート部６２ａが上下し、フロート部６２ａの位置に応じて第２フロートスイッチ６２のリードスイッチ（図示せず）すなわち第２フロートスイッチ６２のＯＮ状態（オン状態）とＯＦＦ状態（オフ状態）とが変化する。第２フロートスイッチ６２のリードスイッチも制御装置５４と電気的に接続されている。第２フロートスイッチ６２は、洗浄水タンク２０内の水位が止水水位ＷＬ０（待機水位）であるときはＯＦＦ状態であり、水位が第１規定水位ＷＬ１に到達するとき依然としてＯＦＦ状態であり、水位が第２規定水位ＷＬ２に到達するときＯＮ状態となったことを検知する。フロートスイッチ５２の第２フロートスイッチ６２は、洗浄水タンク２０内の水位が第２規定水位ＷＬ２に到達したときに第２規定水位ＷＬ２に到達したことを示す検知信号を発信する。本実施形態によれば、後述するように第２フロートスイッチ６２を省略しても予定された洗浄水量Ｄを比較的高い精度で便器本体２に供給できる。本実施形態においては、給水等のために第１フロートスイッチ６０及び第２フロートスイッチ６２を設けている。

制御装置５４は、電磁開閉弁３４、給水路切替弁３６、ポンプ装置２２及びフロートスイッチ５２等と電気的に接続され、電気信号を相互に送受信することができ、各機能部を電気的に操作できるようになっている。例えば、制御装置５４は、電磁開閉弁３４の開閉操作、給水路切替弁３６の切替操作、及び、ポンプ装置２２の回転数や作動時間等を制御する機能を有する。また、制御装置５４は、ポンプ装置２２の電流値（Ａ）又は回転数（ｒｐｍ）等の情報を取得する。制御装置５４は、リモコンスイッチ等の操作部（図示せず）からの操作信号を受けて又は記憶されたプログラム等に従って各機器の制御を行う。制御装置５４は、各機器を制御できるようなメモリ等の記憶装置（図示せず）及び演算装置（図示せず）を備えている。制御装置５４は、各機器の制御により、第１便器洗浄モード（大洗浄モード、小洗浄モード等）において、流量推定モード及び予定洗浄水量供給モードを実行する機能を有する。

制御装置５４は、ポンプ装置２２の電流値に基づいて、ポンプ装置２２により便器本体２に供給される洗浄水の流量を推定する流量推定モードと、流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量に基づいて、予定された洗浄水量を供給するようにポンプ装置２２の駆動時間を調整し、予定された洗浄水量を便器本体２に供給する予定洗浄水量供給モードとを備える。
制御装置５４の流量推定モードは、ポンプ装置２２の電流値に対し便器本体２に供給される洗浄水の流量を推定する特性ラインＬ（関係指標）を参照することにより、ポンプ装置２２の電流値に対し、便器本体２に供給される洗浄水の流量を推定する。

報知装置５６は、制御装置５４の指令を受けて、流量推定モード及び／又は予定洗浄水量供給モードの実行を使用者に報知する。報知装置５６は、例えばＬＥＤ等の発光装置、又は音を発する装置等である。制御装置５４は、流量推定モード及び予定洗浄水量供給モードの実行を報知装置５６により報知することにより、流量推定モード及び予定洗浄水量供給モードを中断されにくくすることができ、より確実に実施することができる。

次に、図１乃至図５により、本発明の第１実施形態による水洗大便器装置１において通常の洗浄動作（第１便器洗浄モード）を行うときのポンプ装置の駆動開始から駆動停止までの洗浄水タンク装置の制御動作（作用）について説明する。
図４は本発明の第１実施形態による水洗大便器装置においてポンプ装置の電流値とポンプ装置を介してポンプ装置の便器本体に供給される洗浄水の流量との関係を示す図であり、図５は本発明の第１実施形態による水洗大便器装置においてポンプ装置を介して便器本体に供給される洗浄水の流量とポンプ装置の駆動時間との関係を示す図である。

図３に示すように、待機状態においては、洗浄水タンク２０内の水位は止水水位ＷＬ０（待機水位）となっている。
一連の通常の便器本体２の洗浄動作（いわゆる大洗浄動作のみならずいわゆる小洗浄動作も含む）において、制御装置５４が操作部（図示せず）の操作指令を受けてポンプ装置２２の駆動を開始させる。ポンプ装置２２は所定の一定の回転数により回転される。ポンプ装置２２が、図３において矢印Ｆ０に示すように、洗浄水タンク２０に貯水された洗浄水を吸引し、洗浄水を便器本体２に供給する。洗浄水タンク２０内の水位が止水水位ＷＬ０（待機水位）から下降を開始する。

図４に示すように、制御装置５４は、ポンプ装置２２の電流値Ｉ（Ａ）に基づいて、ポンプ装置２２により便器本体２に供給される洗浄水の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を推定する流量推定モードを実行する。流量Ｑは例えば瞬間流量である。本実施形態においては、制御装置５４の流量推定モードは、通常の洗浄動作（いわゆる大洗浄動作のみならずいわゆる小洗浄動作も含む）中において実行される。また、本実施形態においては、制御装置５４の流量推定モードは、ポンプ装置２２の電流値Ｉに対し便器本体２に供給される洗浄水の流量Ｑを推定する推定マップの特性ラインＬを参照することにより、ポンプ装置２２の電流値Ｉに対し、便器本体２に供給される洗浄水の流量Ｑを推定（決定）する。制御装置５４は、推定マップの特性ラインＬを製造時において予め記憶する。特性ラインＬは、ポンプ装置２２の電流値Ｉに対し、便器本体２に供給される洗浄水の流量Ｑを推定（決定）するための対応関係を示す。特性ラインＬは、個々の便器本体２のポンプ装置２２からジェット吐水口１６までの流路の圧力損失に応じたポンプ装置２２の負荷を、電流値Ｉから読み取り、この電流値Ｉ（ポンプ装置２２の負荷）に対応した便器本体２に供給される洗浄水の流量Ｑを推定できるラインである。

例えば、制御装置５４は、ポンプ装置２２の比較的大きな電流値Ｉ１を取得した場合、特性ラインＬの電流値Ｉ１（Ａ）に対応する流量Ｑ１（Ｌ／ｍｉｎ）を推定する。制御装置５４がポンプ装置２２の比較的大きな電流値Ｉ１を取得する場合、ポンプ装置２２からジェット吐水口１６までの流路の圧力損失Ｃ１が比較的小さくなっていると判断され、便器本体２に供給される洗浄水の流量Ｑ１が比較的大きくなっていると推定される。また、制御装置５４は、ポンプ装置２２の比較的小さな電流値Ｉ２を取得した場合、特性ラインＬの電流値Ｉ２（Ａ）に対応する流量Ｑ２（Ｌ／ｍｉｎ）を推定する。制御装置５４がポンプ装置２２の比較的小さな電流値Ｉ２を取得する場合、ポンプ装置２２からジェット吐水口１６までの流路の圧力損失Ｃ２が比較的大きくなっていると判断され、便器本体２に供給される洗浄水の流量Ｑ２が比較的小さくなっていると推定される。制御装置５４が電流値Ｉ１よりも小さな電流値Ｉ２を取得する場合、圧力損失Ｃ２が圧力損失Ｃ１よりも大きくなっており、流量Ｑ１よりも小さな流量Ｑ２が便器本体２に供給される。このように、制御装置５４は、特性ラインＬを参照して、ポンプ装置２２の負荷に対応した電流値Ｉに対し、便器本体２に供給される洗浄水の流量Ｑを推定することができる。

次に、図５に示すように、制御装置５４は、流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）に基づいて、予定された洗浄水量Ｄ（Ｌ）を供給するようにポンプ装置２２の駆動時間Ｔ（Ｓ）を調整し、予定された洗浄水量Ｄを便器本体２に供給する予定洗浄水量供給モードを実行する。本実施形態においては、制御装置５４の予定洗浄水量供給モードは、流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量Ｑに基づいて、予定された洗浄水量Ｄを供給するようにポンプ装置２２の駆動時間Ｔを調整し、予定された洗浄水量Ｄを便器本体２に供給する。流量Ｑは、ポンプ装置２２の駆動中の回転数が概ね一定とされているので、ポンプ装置２２の駆動中において概ね一定とされる。予定された洗浄水量Ｄは、洗浄水タンク２０から便器本体２に供給しようとする水量として予め決定されている。駆動時間Ｔは、ポンプ装置２２の駆動開始から駆動停止までの時間である。

例えば、制御装置５４は、予定洗浄水量供給モードにおいて、流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）に基づいて、予定された洗浄水量Ｄ（Ｌ）が吐水されるまでの駆動時間Ｔ（Ｓ）を算出する。例えばＤ／Ｑ＝Ｔの算式により算出される。制御装置５４が比較的大きな流量Ｑ１を取得する場合、予定された洗浄水量Ｄが吐水されるまでの駆動時間Ｔ１を比較的小さな値として算出する。制御装置５４が比較的小さな流量Ｑ２を取得する場合、予定された洗浄水量Ｄが吐水されるまでの駆動時間Ｔ２を比較的大きな値として算出する。制御装置５４が流量Ｑ１よりも小さな流量Ｑ２を取得する場合、予定された洗浄水量Ｄが吐水されるまでの駆動時間Ｔ２は駆動時間Ｔ１よりも長くなる。制御装置５４は、予定洗浄水量供給モードを実行することにより、個々の便器本体２のポンプ装置２２からジェット吐水口１６までの流路の圧力損失が異なる場合においても、予定された洗浄水量Ｄを便器本体２に供給する精度を向上させることができる。また、制御装置５４は、予定された洗浄水量Ｄを便器本体２に供給することができるので、第２フロートスイッチ６２を省略した構成とすることができる。第２フロートスイッチ６２を省略した構成とすることにより、ローシルエットタンクにおいて第２フロートスイッチ６２の容積分の洗浄水量を貯水することができ、ローシルエットタンクが大型化することを抑制することができる。

変形例として、図６に示すように、制御装置５４は、予定洗浄水量供給モードにおいて、流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）に基づいて、予定された洗浄水量Ｄ（Ｌ）を算出してもよい。このとき、制御装置５４は、洗浄水の流量Ｑ１（Ｌ／ｍｉｎ）に基づいて、予定された洗浄水量Ｄ（Ｌ）を供給するように、単位時間当たりの洗浄水量を積算し、予定された洗浄水量Ｄに到達した場合に、予定された洗浄水量Ｄが吐水されるまでの駆動時間Ｔ１（Ｓ）が得られる。よって、制御装置５４は、駆動時間Ｔ１を直接的に算出せず、予定された洗浄水量Ｄを算出して、予定された洗浄水量Ｄを供給するようにポンプ装置２２の駆動時間を調整している。例えばＤ＝Ｑ×Ｔの算式により算出される。

制御装置５４は、決定された駆動時間Ｔに到達すると、ポンプ装置２２の駆動を停止させる。ポンプ装置２２の駆動が停止すると、洗浄水タンク２０から便器本体２のジェット吐水口１６への洗浄水の供給が停止される。このとき洗浄水タンク２０内の水位は死水水位ＷＬ３（いわゆる大洗浄モード時）となっている。予定された洗浄水量Ｄを排出できる精度が向上されているので、洗浄水タンク２０内の水位が死水水位ＷＬ３で予定通り停止される。以後、制御装置５４は、給水装置４により洗浄水タンク２０に給水を行って洗浄水タンク２０内の水位を上昇させる。洗浄水が洗浄水タンク２０内の止水水位ＷＬ０（待機水位）まで到達すると、制御装置５４は、給水装置４を停止させ、待機状態に戻る。制御装置５４は、待機状態に戻ると一連の洗浄動作を終了する。なお、制御装置５４は、同様の方法により、大洗浄動作時のみならず小洗浄動作時においても流量推定モード及び予定洗浄水量供給モードを実行し、小洗浄用の予定された洗浄水量を供給し、下降時の水位が予定された死水水位で停止される。小洗浄動作時における動作については大洗浄動作時における動作とほぼ同様であるので説明を省略する。

本実施形態において、制御装置５４は、毎回の便器本体２の洗浄動作時において、流量推定モード、予定洗浄水量供給モードを実行する。変形例として、制御装置５４は、施工に伴う初期調整等において、流量推定モード、予定洗浄水量供給モードを実行してもよい。すなわち、水洗大便器装置１の施工後の使用開始に伴う初期調整において、制御装置５４が流量推定モード、予定洗浄水量供給モードを実行してもよい。例えば、制御装置５４が、初期調整として、使用開始から１回目の洗浄動作時、又は使用開始から３回目等の複数回目の洗浄動作時まで、流量推定モード、予定洗浄水量供給モードを実行してもよい。

制御装置５４は、流量推定モードを複数回連続で実行する複数モードを備えている。制御装置５４は、流量推定モードと予定洗浄水量供給モードとを実行した後、再度、複数回にわたって流量推定モードと予定洗浄水量供給モードとを実行する。このように、制御装置５４は、複数モードにおいて、流量推定モードと予定洗浄水量供給モードとの組を複数回にわたって実行する。なお、制御装置５４は、複数モードにおいて、流量推定モードのみを複数回にわたって実行してもよい。制御装置５４は、複数モードにより、複数回推定された洗浄水の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を平均し、流量Ｑの算出精度をより向上させることができる。

以上に説明した第１実施形態において、洗浄水がポンプ装置から便器本体に供給される流路の配置及び形態は変更可能である。また、上述の第１実施形態において、水洗大便器装置１は、ハイブリッド式（水道直圧式＋タンク給水式）の給水装置を有する。例えば、水洗大便器装置１は、リム吐水及びジェット吐水の両方に関して、洗浄水タンクに貯水された洗浄水をポンプ装置によって加圧してリム吐水口１８及びジェット吐水口１６から吐出させるようになっているフルポンプ式（タンク給水式）の給水装置を有していてもよい。この場合、個々の便器本体２のポンプ装置２２からジェット吐水口１６及びリム吐水口１８までの流路の圧力損失に応じたポンプ装置２２の負荷が、電流値Ｉから読み取られる。また、例えば、水洗大便器装置１は、リム吐水口１８のみを備え、リム吐水に関して、洗浄水タンクに貯水された洗浄水をポンプ装置によって加圧してリム吐水口１８から吐出させるようになっているポンプ式（タンク給水式）の給水装置を有していてもよい。この場合、個々の便器本体２のポンプ装置２２からリム吐水口１８までの流路の圧力損失に応じたポンプ装置２２の負荷が、電流値Ｉから読み取られる。

上述した本発明の第１実施形態による水洗大便器装置１によれば、制御装置５４は、流量推定モードにより、ポンプ装置２２の電流値に基づいて、ポンプ装置２２により便器本体２に供給される洗浄水の流量を推定することができる。また、制御装置５４は、予定洗浄水量供給モードにより、流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量に基づいて、予定された洗浄水量を供給するようにポンプ装置２２の駆動時間を調整し、予定された洗浄水量を便器本体２に供給することができる。これにより、ポンプ装置２２により洗浄水タンクから便器本体２に供給される洗浄水量が個々の便器本体２への通水路の圧力損失の違いによりばらつくことを抑制することができる。また、洗浄水タンク２０内に追加の新たな部品を設けることなく、ポンプ装置２２により便器本体２に供給される洗浄水量がばらつくことを抑制することができるため、洗浄水タンク２０を予定された洗浄水量よりも多くの洗浄水量を貯水できるように余裕を持たせて大きく形成することを抑制でき、洗浄水タンク２０の大型化を抑制することができる。

さらに、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、流量推定モードは、ポンプ装置２２の電流値に対し便器本体２に供給される洗浄水の流量を推定する特性に基づいて、ポンプ装置２２の電流値に対し、便器本体２に供給される洗浄水の流量を推定することができる。これにより、ポンプ装置２２により洗浄水タンク２０から便器本体２に供給される洗浄水量が便器本体２側の通水路の製造誤差によりばらつくことを抑制することができる。また、仮に便器本体２側の通水路に水あか又は尿石等が付着した場合にも、便器本体２の洗浄時において、ポンプ装置２２により洗浄水タンク２０から便器本体２に供給される洗浄水量が便器本体２側の通水路の圧力損失の変化によりばらつくことを抑制することができる。

次に、図７乃至図９により、本発明の第２実施形態による水洗大便器装置を説明する。第２実施形態は、本発明による水洗大便器装置の制御装置の流量推定モードを異なる制御とした例である。図７は本発明の第２実施形態による水洗大便器装置の制御装置の流量推定モードにおいて時間と電流値との関係を示す図であり、図８は本発明の第２実施形態による水洗大便器装置の制御装置の流量推定モードにおいて空回り検知時間と便器本体に供給される洗浄水の流量との関係を示す図であり、図９は本発明の第２実施形態による水洗大便器装置の制御装置の流量推定モードにおいて便器本体に供給される洗浄水の流量とポンプ装置の駆動時間との関係を示す図である。

第２実施形態による水洗大便器装置１０１は、上述した第１実施形態による水洗大便器装置１と構造がほぼ同じであり、制御装置５４の制御内容が異なるため、本発明の第２実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様な部分については図面に同じ参照符号を付して説明を省略する。

制御装置５４の流量推定モードは、洗浄水タンク２０内の洗浄水が止水水位から死水水位まで下降するまでポンプ装置２２を駆動させる第１便器洗浄モードとは別の第２便器洗浄モードにおいて実行される。流量推定モードは、洗浄水タンク２０内の洗浄水が止水水位からポンプ装置２２に空気が入る水位まで下降するまでポンプ装置２２を駆動させ、ポンプ装置２２の電流値Ｉに基づいて、ポンプ装置２２の駆動開始からポンプ装置２２に空気が入る水位までの時間を判断し、この時間と想定される排出水量とに基づいて、便器本体２に供給される洗浄水の流量を推定する。

本実施形態の制御装置５４の流量推定モードは、洗浄水タンク２０内の洗浄水が止水水位から死水水位まで下降するまでポンプ装置２２を駆動させる第１便器洗浄モードとは別のタイミングで実行される。例えば、流量推定モードは、水洗大便器装置１０１の施工後の使用開始に伴う初期調整において実行される。
制御装置５４は、流量推定モードにおいて、洗浄水タンク２０内の洗浄水が止水水位からポンプ装置２２に空気が入る水位（洗浄水タンク２０内の取水口部４５ａの高さの水位ＷＬ４）まで下降するまでポンプ装置２２を駆動させ、ポンプ装置２２の電流値Ｉに基づいて、ポンプ装置２２の駆動開始から水位がポンプ装置２２に空気が入る水位に下降するまでの時間を判断している。

図７に示すように、時刻ｔ０において、制御装置５４が流量推定モードを開始させると、制御装置５４がポンプ装置２２の駆動を開始させる。ポンプ装置２２は所定の一定の回転数により回転される。ポンプ装置２２が、洗浄水タンク２０に貯水された洗浄水を吸引し、洗浄水を便器本体２に供給する。洗浄水タンク２０内の水位が止水水位ＷＬ０（待機水位）から下降を開始する。このとき、ポンプ装置２２が所定の回転数で回転され、制御装置５４は電流値Ｉ３を取得する。ポンプ装置２２の電流値Ｉ３は、ポンプ装置２２が所定の回転数で回転され、ポンプ装置２２が空気を巻き込まずに、洗浄水を便器本体２に供給している状態においてほぼ一定に継続する。

次に、実線により示すように、流路の圧力損失が小さく、便器本体２に供給される洗浄水の流量Ｑが比較的大きくなり、洗浄水タンク２０内の水位の下降が早くなる場合について説明する。
時刻ｔ１において、洗浄水タンク２０内の水位が、ポンプ装置２２に空気が入る水位、具体的には取水口部４５ａの水位まで低下すると、ポンプ装置２２に空気が入る。ポンプ装置２２に空気が入ると、ポンプ装置２２が空回りし、ポンプ装置２２の負荷が低下し、ポンプ装置２２の電流値Ｉ３が低下する。具体的には、ポンプ装置２２の電流値が電流値Ｉ３から電流値Ｉ３’まで低下する。このように、ポンプ装置２２に空気が入るタイミングにおいてポンプ装置２２の電流値Ｉ３が空気混入状態の電流値Ｉ３’に変化する。制御装置５４は、この時刻ｔ０と時刻ｔ１との間の時間を空回り検知時間Ｆ３として取得する。このようにポンプ装置２２から便器本体２に供給される洗浄水の流量が比較的大きい場合には、空回り時間Ｆ３は、比較的短い値となる。

次に、点線により示すように、流路の圧力損失が比較的大きく、便器本体２に供給される洗浄水の流量Ｑが比較的小さくなり、洗浄水タンク２０内の水位の下降が遅くなる場合について説明する。
時刻ｔ２において、洗浄水タンク２０内の水位が、ポンプ装置２２に空気が入る水位、具体的には取水口部４５ａの水位まで低下すると、ポンプ装置２２に空気が入る。ポンプ装置２２に空気が入ると、ポンプ装置２２が空回りし、ポンプ装置２２の電流値Ｉ３が空気混入状態の電流値に変化する。制御装置５４は、この時刻ｔ０と時刻ｔ２との間の時間を空回り検知時間Ｆ４として取得する。このようにポンプ装置２２から便器本体２に供給される洗浄水の流量が比較的小さい場合には、空回り検知時間Ｆ４は、比較的長い値となる。空回り検知時間Ｆ４は、空回り検知時間Ｆ３よりも長くなっている。制御装置５４は、ポンプ装置２２は、時刻ｔ３になるとポンプ装置２２を停止させ、待機状態に戻る。

次に、図８に示すように、制御装置５４は、空回り検知時間Ｆ（ｓ）と想定される排出水量Ｅ（Ｌ）とに基づいて、便器本体２に供給される洗浄水の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）を推定する。想定される排出水量Ｅ（Ｌ）は、ポンプ装置２２の駆動開始の水位（止水水位）からポンプ装置２２に空気が入る水位ＷＬ４（空気混入水位）までの下降中に想定される排出水量、すなわち、止水水位から空気混入水位までの洗浄水タンク２０の容量である。
例えば、制御装置５４は、比較的短い空回り検知時間Ｆ３と、想定される排出水量Ｅとに基づいて、便器本体２に供給される洗浄水の比較的大きい流量Ｑ３を推定する。このとき制御装置５４は、ポンプ装置２２からジェット吐水口１６までの流路の圧力損失Ｃ３が比較的小さくなっていると判断できる。
例えば、制御装置５４は、比較的長い空回り検知時間Ｆ４と、想定される排出水量Ｅとに基づいて、便器本体２に供給される洗浄水の比較的小さい流量Ｑ４を推定する。制御装置５４は、ポンプ装置２２からジェット吐水口１６までの流路の圧力損失Ｃ４が比較的大きくなっていると判断できる。制御装置５４が時間Ｔ３よりも長い空回り検知時間Ｆ４を取得する場合、圧力損失Ｃ４が圧力損失Ｃ３よりも大きくなっており、流量Ｑ３よりも少ない流量Ｑ４が便器本体２に供給されている。

次に、制御装置５４は、流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）に基づいて、第２便器洗浄モードにおいて予定された洗浄水量Ｄを供給するようにポンプ装置２２の駆動時間Ｔ（Ｓ）を調整し、上記第２便器洗浄モードにおいて予定された洗浄水量Ｄを便器本体２に供給する予定洗浄水量供給モードを実行する。なお、ポンプ装置２２の駆動中の回転数が概ね一定とされているので、流量Ｑはポンプ装置２２の駆動中において概ね一定とされる。予定された洗浄水量Ｄは、第２便器洗浄モードにおいて洗浄水タンク２０から便器本体２に供給しようとする水量として予め決定されている。駆動時間Ｔは、ポンプ装置２２の駆動開始から駆動停止までの時間である。
例えば、制御装置５４は、予定洗浄水量供給モードにおいて、流量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）に基づいて、予定された洗浄水量Ｄが吐水されるまでの駆動時間Ｔ（Ｓ）を算出する。制御装置５４が比較的大きな流量Ｑ３を取得する場合、予定された洗浄水量Ｄが吐水されるまでの駆動時間Ｔ３を比較的小さな値として算出する。制御装置５４が比較的小さな流量Ｑ４を取得する場合、予定された洗浄水量Ｄが吐水されるまでの駆動時間Ｔ４を比較的大きな値として算出する。制御装置５４が流量Ｑ３よりも小さな流量Ｑ４を取得する場合、予定された洗浄水量Ｄが吐水されるまでの駆動時間Ｔ４は駆動時間Ｔ３よりも長くなる。制御装置５４は、予定洗浄水量供給モードを実行することにより、個々の便器本体２のポンプ装置２２からジェット吐水口１６までの流路の圧力損失が異なる場合においても、第２便器洗浄モードにおいて予定された洗浄水量Ｄを便器本体２に供給する精度を向上させることができる。また、制御装置５４は、予定された洗浄水量Ｄを便器本体２に供給することができるので、第２フロートスイッチ６２を省略した構成とすることができる。

上述した本発明の第１実施形態による水洗大便器装置１によれば、制御装置５４は、流量推定モードにより、ポンプ装置２２の電流値に基づいて、ポンプ装置２２により便器本体２に供給される洗浄水の流量を推定することができる。また、制御装置５４は、予定洗浄水量供給モードにより、流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量に基づいて、予定された洗浄水量を供給するようにポンプ装置２２の駆動時間を調整し、予定された洗浄水量を便器本体２に供給することができる。これにより、ポンプ装置２２により洗浄水タンク２０から便器本体２に供給される洗浄水量が個々の便器本体２への通水路の圧力損失の違いによりばらつくことを抑制することができる。また、洗浄水タンク２０内に追加の新たな部品を設けることなく、ポンプ装置２２により便器本体２に供給される洗浄水量がばらつくことを抑制することができるため、洗浄水タンク２０を予定された洗浄水量よりも多くの洗浄水量を貯水できるように余裕を持たせて大きく形成することを抑制でき、洗浄水タンク２０の大型化を抑制することができる。

さらに、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、流量推定モードは、例えば施工に伴う調整において、ポンプ装置２２の電流値に基づいて、ポンプ装置２２の駆動開始からポンプ装置２２に空気が入るまでの時間を取得し、排出された洗浄水量とこの時間とに基づいて、上記便器本体２に供給される洗浄水の流量を推定する。これにより、ポンプ装置２２により洗浄水タンク２０から便器本体２に供給される洗浄水量が便器本体２の通水路の製造誤差によりばらつくことを抑制することができる。また、流量推定モードは、便器本体２の洗浄時に毎回実行しなくとも、例えば施工に伴う調整等において、比較的簡単に実行することができる。よって、ポンプ装置２２により洗浄水タンク２０から便器本体２に供給される洗浄水量が便器本体２側の通水路の圧力損失の変化によりばらつくことを比較的簡単に抑制することができる。

さらに、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、制御装置５４は、複数モードにより流量推定モードを複数回実行し（流量推定モードと予定洗浄水量供給モードとの組を複数回にわたって実行してもよい）、得られた流量又はこの流量から得られる他のパラメータ等を平均して便器本体２に供給される洗浄水の流量を推定する精度をより向上させることができる。

さらに、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、制御装置５４は、流量推定モード及び予定洗浄水量供給モードの実行を報知装置５６により報知することにより、流量推定モード及び予定洗浄水量供給モードを中断されにくくすることができ、これらのモードをより確実に実施することができる。

１ 水洗大便器装置
２ 便器本体
６ 洗浄水タンク装置
１６ ジェット吐水口
１８ リム吐水口
２０ 洗浄水タンク
２２ ポンプ装置
５４ 制御装置
５６ 報知装置
１０１ 水洗大便器装置

Claims (5)

1. 洗浄水によって洗浄され汚物を排出する水洗大便器装置であって、
   便器本体と、
   上記便器本体を洗浄する洗浄水を貯水する洗浄水タンクと、
   上記洗浄水タンク内の洗浄水を上記便器本体に供給するポンプ装置と、
   上記ポンプ装置の電流値を検出できると共に上記ポンプ装置を制御する制御装置とを備え、
   上記制御装置は、上記ポンプ装置の電流値に基づいて、上記ポンプ装置により上記便器本体に供給される洗浄水の流量を推定する流量推定モードと、
   上記流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量に基づいて、予定された洗浄水量を供給するように上記ポンプ装置の駆動時間を調整し、予定された洗浄水量を上記便器本体に供給する予定洗浄水量供給モードとを備えることを特徴とする水洗大便器装置。
2. 上記制御装置の上記流量推定モードは、上記ポンプ装置の電流値と洗浄水の流量との関係を示す特性に基づいて、上記ポンプ装置の電流値に対し、上記便器本体に供給される洗浄水の流量を推定する、請求項１に記載の水洗大便器装置。
3. 上記制御装置の上記流量推定モードは、洗浄水が上記洗浄水タンク内の止水水位から死水水位まで下降するまで上記ポンプ装置を駆動させる第１便器洗浄モードとは別の第２便器洗浄モードにおいて、洗浄水が上記洗浄水タンク内の止水水位から上記ポンプ装置に空気が入る水位まで下降するまで上記ポンプ装置を駆動させ、上記ポンプ装置の電流値に基づいて、上記ポンプ装置の駆動開始から水位が上記ポンプ装置に空気が入る水位まで下降するまでの時間を取得し、この時間と想定される排出水量とに基づいて、上記便器本体に供給される洗浄水の流量を推定し、
   上記制御装置の上記予定洗浄水量供給モードは、上記流量推定モードにおいて推定された洗浄水の流量に基づいて、上記第２便器洗浄モードにおいて予定された洗浄水量を供給するように上記ポンプ装置の駆動時間を調整し、予定された洗浄水量を上記便器本体に供給する、請求項１に記載の水洗大便器装置。
4. 上記制御装置は、少なくとも上記流量推定モードを複数回実行する複数モードを備えている、請求項３に記載の水洗大便器装置。
5. 上記制御装置は、上記流量推定モード及び上記予定洗浄水量供給モードの実行を報知装置により使用者に報知する、請求項３又は４に記載の水洗大便器装置。

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