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便器装置を説明する。
図1は、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便器装置全体を示す斜視図である。図2は、本発明の第1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3は、本発明の第1実施形態による洗浄水タンク装置に備えられた給水制御弁を示す断面図である。
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、本発明の第1実施形態による洗浄水タンク装置4とを有する。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。よって、水洗便器本体2は洗浄水タンク装置4から供給される洗浄水により洗浄される。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。
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10e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、供給された水道水の水流により電力を生成する発電機16と、排水弁水圧駆動部14及び貯水タンク10内への給水を制御する給水制御装置18と、給水制御装置18に取り付けられ、発電機16によって生成された電力により作動する電磁弁20と、を内部に有する。
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10eが形成されている。また、貯水タンク10内において、排水口10e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10e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止水水位L1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は、オーバーフロー管10bの上端のオーバーフロー口10gから流入した洗浄水を、排水口10eをバイパスして、水洗便器本体2へ直接排出させる。
排水弁12は、排水口10e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。よって、排水弁12は、水洗便器本体2への洗浄水の供給、停止を行う。
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、給水制御装置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、駆動部給水路である流入管24aが接続されており、給水制御装置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、発電機16に接続される通水管25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通水管25を通って流出する。即ち、流入管24aと通水管25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。
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及び排水弁12が降下して、排水口10e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10e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10e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10eから排出されるようになっている。
一方、発電機16は、排水弁水圧駆動部14の下流側の通水管25と接続されている。発電機16は、給水制御装置18から流出し、供給された水道水の水流により電力を生成するように構成されている。具体的には、発電機16は水車17(図4参照)を備えており、通水管25内の水流により、この水車17が回転駆動されることにより電力が生成される。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。なお、水洗便器本体2の1回の洗浄により生成され、蓄積される電力は、1回の洗浄で電磁弁20を作動させるために消費される電力よりも多く、洗浄で使用する電力を発電機16の発電電力で賄うことができる。従って、本実施形態の洗浄水タンク装置4は、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っている。
発電機16は、その外側に発電機ケーシング16a及び電装部品ケーシング16bを備えている。発電機ケーシング16a及び電装部品ケーシング16bのいずれも発電機16のケーシングを構成している。発電機16の構成要素は、発電機ケーシング16aの内側に固定されている。発電機ケーシング16aは、電装部品ケーシング16bに固定されている。電装部品ケーシング16bは、発電機ケーシング16aの周りを覆うように形成され、電装部品ケーシング16bの近傍に配置される電装部品等(図示せず)、例えば発電機16用の電装部品、を固定すると共に覆うように形成されている。電装部品ケーシング16bは箱状に形成されている。なお、発電機ケーシング16aの周りに電装部品等が配置されない場合には、電装部品ケーシング16bが省略されてもよい。なお、発電機16の発電機ケーシング16a又は電装部品ケーシング16bは、樹脂製のタンク取付部材(図示せず)を介して貯水タンク10に取り付けられていてもよい。このように発電機16が貯水タンク10にタンク取付部材を介して接続されていたとしても、後述する支持部材54により振動を水中に分散させ、振動の伝達を減少させることができる。通水管25は、発電機16の入口と接続される入水管路25aと、発電機16の出口と接続される出水管路25bとを備えている。
また、流入管24aには、バキュームブレーカ30が設けられている。仮に給水制御装置18側が負圧になった場合には、このバキュームブレーカ30により、流入管24aに外気が吸引され、排水弁水圧駆動部14側から給水制御装置18への水の逆流が防止される。
次に、給水制御装置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、給水制御装置18は、水道に接続された給水管32と、排水弁水圧駆動部14に接続された流入管24aとの間に接続されており、コントローラ28からの指示信号に基づいて、給水管32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、給水制御装置18から流出した水は、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、シリンダ14aから通水管25を通って流出し、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を介して給水制御装置18に供給される。
また、給水制御装置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、給水制御装置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。
一方、給水制御装置18には、給水弁フロート34(図3参照)も接続されており、貯水タンク10内の貯水水位を所定水位である止水水位L1に設定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、水位が止水水位L1まで上昇すると、給水制御装置18から排水弁水圧駆動部14への給水を停止させるように構成されている。
次に、図3を参照して、給水制御装置18の構成を説明する。
図3に示すように、給水制御装置18は、給水管32及び流入管24aが接続された本体部36と、この本体部36の中に配置された主弁体38と、この主弁体38が着座する弁座40と、給水弁フロート34によって回動されるアーム部42と、このアーム部42の回動によって移動されるフロート側パイロット弁44と、を有する。
また、給水制御装置18に取り付けられた電磁弁20は、駆動力を発生させるためのソレノイドコイル46と、このソレノイドコイル46によって駆動されるプランジャー48と、このプランジャー48に取り付けられた電磁弁側パイロット弁50と、閉弁時において電磁弁側パイロット弁50を主弁体38に押しつけるコイルスプリング52と、を有する。
本体部36は、下部に給水管32の接続部、一方側に流入管24aの接続部が設けられた部材であり、流入管24aの反対側の側面には、電磁弁20が取り付けられるように構成されている。また、本体部36の内部には、弁座40が形成されており、この弁座40は、接続部に接続された流入管24aに連通するようになっている。さらに、本体部36の内部には、弁座40を開閉するように主弁体38が配置されており、開弁時においては、給水管32から流入した水道水が、弁座40と主弁体38との間を通って、流入管24aに流出するように構成されている。
主弁体38は、概ね円板状のダイヤフラム式の弁体であり、弁座40に対して着座、離座できるように、本体部36の中に取り付けられている。また、主弁体38の中央には、電磁弁20の電磁弁側パイロット弁50によって開閉されるパイロット弁口38aが設けられ、主弁体38の周縁部にはブリード穴38bが設けられている。また、本体部36内には、主弁体38に対して、弁座40の反対側(図3において左側)に、圧力室36aが形成されている。即ち、圧力室36aは、本体部36の内壁面と主弁体38によって画定され、この圧力室36a内の圧力が高くなると、この圧力によって主弁体38が弁座40に押しつけられて、弁座40に着座する。
一方、電磁弁20は、弁座40に対向するように、本体部36に取り付けられており、電磁弁側パイロット弁50を、本体部36の圧力室36a内に進退させることができるように構成されている。即ち、電磁弁20中央部には、プランジャー48が摺動可能に配置され、このプランジャー48の周囲には、ソレノイドコイル46が設けられている。また、プランジャー48の先端には電磁弁側パイロット弁50が取り付けられ、この電磁弁側パイロット弁50はコイルスプリング52の付勢力によって主弁体38のパイロット弁口38aに押しつけられ、これを閉弁している。従って、通常時においては、電磁弁側パイロット弁50は、コイルスプリング52の付勢力によりパイロット弁口38aを閉弁させている。一方、ソレノイドコイル46に通電されると、ソレノイドコイル46とプランジャー48の間に作用する電磁力により、電磁弁側パイロット弁50がパイロット弁口38aから引き離され、パイロット弁口38aが開弁される。
さらに、本体部36内に設けられた圧力室36aには、これに連通するように、圧力通路36bが上方に向けて延びており、この圧力通路36bの上端には、フロート側パイロット弁口44aが設けられている。このフロート側パイロット弁口44aは、上方に向けて開口しており、フロート側パイロット弁44によって開閉されるように構成されている。
一方、給水弁フロート34はアーム部42によって支持されており、このアーム部42は、支持軸42aにより回動可能に支持されている。さらに、アーム部42にはフロート側パイロット弁44が連結されており、アーム部42の回動と共にフロート側パイロット弁44が上下方向に移動されるように構成されている。これにより、貯水タンク10内の水位が止水水位L1まで上昇している状態では給水弁フロート34が上方に押し上げられ、これに伴いフロート側パイロット弁44が下方に移動され、フロート側パイロット弁口44aに着座して、これを閉弁させている。一方、貯水タンク10内の洗浄水が排水され、貯水タンク10内の水位が低下すると、給水弁フロート34が下方に下がり、フロート側パイロット弁44が上方に移動して、フロート側パイロット弁口44aが開弁される。
この構成により、貯水タンク10内の水位が止水水位L1にあり、電磁弁20のソレノイドコイル46に通電されていない、便器洗浄の待機時においては、主弁体38のパイロット弁口38a、及び本体部36のフロート側パイロット弁口44aは、共に閉弁状態となっている。
また、給水管32から本体部36内に流入した水道水は、弁座40の周囲の環状の空間に流入し、ここから主弁体38のブリード穴38bを通って圧力室36a内に流入する。ここで、主弁体38のパイロット弁口38aが電磁弁側パイロット弁50によって閉弁され、且つフロート側パイロット弁口44aがフロート側パイロット弁44によって閉弁されている状態では、ブリード穴38bから圧力室36aに流入した水道水が流出する経路がなく、圧力室36a内の圧力が上昇する。このように圧力室36a内の圧力が上昇すると、この圧力により主弁体38が弁座40に向けて(図3における右側に)押圧され、主弁体38により弁座40が閉弁される。なお、便器洗浄の待機中の、弁座40が閉弁された状態では、主弁体38のパイロット弁口38aはコイルスプリング52の付勢力によって閉弁され、フロート側パイロット弁口44aは給水弁フロート34の浮力によって閉弁されているので、電磁弁20によって電力が消費されることはない。
一方、電磁弁20のソレノイドコイル46に通電が行われると、プランジャー48に作用する電磁力により、電磁弁側パイロット弁50がパイロット弁口38aから引き離され、圧力室36a内の水がパイロット弁口38aから流出して、圧力室36a内の圧力が低下する。これにより、主弁体38が弁座40から引き離されるように(図3における左側に)移動され、弁座40が開弁される。また、貯水タンク10内の水位が止水水位L1よりも低下している状態においては、給水弁フロート34が下がって、フロート側パイロット弁44が上方に移動して、フロート側パイロット弁口44aが開弁される。このように、主弁体38のパイロット弁口38a又はフロート側パイロット弁口44aの何れか一方でも開弁されている状態では、圧力室36a内の圧力が上昇することはないため、弁座40は開弁される。
つぎに、図2及び図4を参照して、本実施形態の洗浄水タンク装置4における支持部材の詳細について説明する。
図4は本発明の第1実施形態による洗浄水タンク装置の発電機及び支持部材を示す断面図である。
洗浄水タンク装置4は、さらに、発電機16の発電機ケーシング16aを支持する支持部材54を備えている。支持部材54は電装部品ケーシング16bが設けられている場合には、電装部品ケーシング16bを支持してもよい。支持部材54は、さらに、オーバーフロー管10bと発電機16の発電機ケーシング16a(又は電装部品ケーシング16b)とを接続するケーシング支持部材56を備えている。よって、本実施形態においては、支持部材54は、ケーシング支持部材56とオーバーフロー管10bとにより構成されている。なお、支持部材54は、ケーシング支持部材56のみにより形成されていてもよいし、ケーシング支持部材56とオーバーフロー管10bとにより形成されてもよく、また、ケーシング支持部材56が排水弁12、排水弁水圧駆動部14、給水制御装置18等他の機器に接続され、支持部材54がケーシング支持部材56と他の機器とにより構成されていてもよい。このように、支持部材54の一部が排水弁12、給水制御装置18等の水中まで延びる部材により構成されることにより、後述するように振動が水にも伝達され、貯水タンク10に伝達される振動が減少できる。
ケーシング支持部材56は、環状の係合部56aを備え、係合部56aがオーバーフロー管10bの上部と係合する。よって、係合部56aがオーバーフロー管10bに固定される。係合部56aは、止水水位L1以下の位置に配置される。ケーシング支持部材56は、係合部56aから上方に立ち上がる立ち上がり部56bも備えている。立ち上がり部56bは、オーバーフロー管10bと平行に延びる。よって、立ち上がり部56bは、オーバーフロー管10bの上方に発電機16及び発電機ケーシング16a(又は電装部品ケーシング16b)を保持する。立ち上がり部56bは、止水水位L1以下の位置から止水水位L1より上方の位置まで延びる。立ち上がり部56bの下端は、係合部56aと接続し、立ち上がり部56bの上端は、発電機ケーシング16aと接続する。なお、立ち上がり部56bの上端が電装部品ケーシング16bに固定されることにより、電装部品ケーシング16bを介して発電機16及び発電機ケーシング16aを支持してもよい。
支持部材54は、貯水タンク10の水位が止水水位L1である状態において支持部材54の少なくとも一部が貯水タンク10の止水水位L1以下の位置まで延びるように設けられる。よって、貯水タンク10の水位が止水水位L1である状態において支持部材54の少なくとも一部が貯水タンク10の水中まで延びている。支持部材54が例えばオーバーフロー管10b等の貯水タンク10の下部まで延びる部材を含む場合には、水位が低下した状態においても支持部材54の一部が水中にある状態とできる。支持部材54は、貯水タンク10に対して、発電機16を支持する部材であり、例えば貯水タンク10の壁面そのものは支持部材54を構成していない。支持部材54は、貯水タンク10の底面、壁面等から延びる部材である。支持部材54、発電機ケーシング16a及び電装部品ケーシング16bは樹脂で形成されている。支持部材54、発電機ケーシング16a及び電装部品ケーシング16bは発電機16の振動を伝達するが、これらの部材が水に接している場合には、振動が水にも伝達され、これらの部材で伝達される振動が減少する。
次に、本発明の第1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1の作用を説明する。
まず、上記のように便器洗浄の待機状態においては、貯水タンク10内の水位が止水水位L1にあり、電磁弁20のソレノイドコイル46への通電は行われていない。この状態では、主弁体38のパイロット弁口38a、及び本体部36のフロート側パイロット弁口44aは、共に閉弁状態となり、弁座40は主弁体38によって閉弁されている。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2)に送信する。
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のソレノイドコイル46(図3)に通電を行い、電磁弁側パイロット弁50を主弁体38のパイロット弁口38aから離座させる。これにより、圧力室36a内の圧力が低下し、主弁体38が弁座40から離座して、弁座40が開弁される。
さらに、流入管24a内を流れた水は、排水弁水圧駆動部14のシリンダ14a内に流入する。シリンダ14a内に流入した水は、スプリング14cの付勢力に抗してピストン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、このロッド15に連結された排水弁12も引き上げられ、排水弁12が排水口10eから離間する。即ち、排水弁12は、給水管32を介して給水された水道水の給水圧により駆動され、開弁される。
排水弁12が開弁されると、貯水タンク10内に貯留されていた洗浄水(水道水)が、排水口10eを通って水洗便器本体2のボウル部2aに排出され、ボウル部2aが洗浄される。また、貯水タンク10内の洗浄水が排出されると、貯水タンク10内の水位が止水水位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42(図3)が回動し、フロート側パイロット弁44がフロート側パイロット弁口44aから離座し、フロート側パイロット弁口44aが開弁される。
なお、フロート側パイロット弁口44aが開弁した状態では、主弁体38のパイロット弁口38aが閉弁されても、圧力室36a内の圧力が上昇することはないため、弁座40から主弁体38が離座した状態(開弁状態)を維持することができる。このため、コントローラ28はソレノイドコイル46に通電して主弁体38を開弁させた後、所定時間経過して、貯水タンク10内の水位が低下すると、ソレノイドコイル46への通電を停止させる。これにより、電磁弁側パイロット弁50は、コイルスプリング52の付勢力によりパイロット弁口38aに押しつけられるが、貯水タンク10内の水位が低下した状態では、フロート側パイロット弁口44aが開弁されているため、主弁体38は弁座40から離座したままになる。即ち、コントローラ28は、ソレノイドコイル46に短時間通電するだけで、長時間にわたり主弁体38を開弁させることができ、僅かな電力消費で1回の便器洗浄を実行することができる。
一方、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14a内の水は、入水管路25aを通って流出する。この結果、入水管路25aに供給された水道水は、矢印f(図4参照)に示すように、発電機16内を流れ、発電機16の水車17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。出水管路25bを通って流出した水は、貯水タンク10内に流入する。発電機16において電力を生成する際に、発電機16は振動を生じさせる。発電機により生じる振動は、支持部材54に伝達され、支持部材54から支持部材54に接している水(水中)に伝達される。よって、発電機16から支持部材54を介して貯水タンク10に伝達される振動が減少される。よって、貯水タンク10が振動により異音を発生することを抑制できる。
また、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、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、貯水タンク10の排水口10e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、止水水位L1よりも低い所定水位L2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10e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10eが閉弁された後も、給水制御装置18内の弁座40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内に流入し、排水弁水圧駆動部14から流出した水は、入水管路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内の水位が止水水位L1まで上昇すると、給水弁フロート34が上昇し、アーム部42を介してフロート側パイロット弁44が下降され、フロート側パイロット弁口44aが閉弁される。これにより、フロート側パイロット弁口44a及び主弁体38のパイロット弁口38aが閉弁されるので、圧力室36a内の圧力が上昇し、主弁体38が弁座40に着座する。この結果、給水制御装置18から排水弁水圧駆動部14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。また、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1は、便器洗浄の待機状態に復帰する。
本発明の第1実施形態の洗浄水タンク装置4によれば、支持部材54は、支持部材54の少なくとも一部が、貯水タンク10の止水水位L1以下の位置まで延びるように設けられる。これにより、発電機16により生じる振動が支持部材54を介して水中に分散されやすくでき、発電機16から支持部材54を介して貯水タンク10に伝わる振動が減少されやすくでき、貯水タンク10が異音を発生することを抑制できる。
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により生じる振動が支持部材のオーバーフロー管10bを介して水中に分散されやすくでき、発電機16から支持部材54を介して貯水タンク10に伝わる振動がより減少されやすくでき、貯水タンク10が異音を発生することをより抑制できる。
さらに、本実施形態の洗浄水タンク装置4によれば、発電機16により生じる振動が発電機ケーシング16a又は電装部品ケーシング16bを介して水中に分散されやすくでき、発電機16から支持部材54を介して貯水タンク10に伝わる振動が減少されやすくでき、貯水タンク10が異音を発生することをさらに抑制できる。
また、本実施形態の洗浄水タンク装置4と、この洗浄水タンク装置4から供給される洗浄水により洗浄される水洗便器本体2と、を有する水洗便器装置1によれば、洗浄水タンク装置4の貯水タンク10が異音を発生することを抑制できる水洗便器装置1を提供することができる。
また、上述した本発明の第1実施形態の洗浄水タンク装置4に種々の変更を加えることができる。例えば、変形例として、図5に示すように、発電機16の電装部品ケーシング16bは、電装部品ケーシングの一部16cが止水水位L1以下の位置まで延びるように設けられてもよい。このとき、電装部品ケーシングの一部16cが、電装部品ケーシング16bよりさらに下方まで延び、水中まで延びている。よって、発電機16により生じる振動が電装部品ケーシング16bを介して水中に分散されやすくできる。また、さらなる変形例として、発電機ケーシング16aの一部が止水水位L1以下の位置まで延びるように設けられてもよい。
次に、図6乃至図9により、本発明の第2実施形態による水洗便器装置を説明する。第2実施形態は、本発明による水洗便器装置の発電機16をタンク給水管に配置した例である。図6は本発明の第2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り、図7は本発明の第2実施形態による洗浄水タンク装置に備えられた排水制御装置を示す断面図であり、図8は本発明の第2実施形態による洗浄水タンク装置に備えられた給水制御弁を示す断面図であり、図9は本発明の第2実施形態による洗浄水タンク装置の発電機及び支持部材を示す断面図である。
第2実施形態による水洗便器装置101は、上述した第1実施形態による水洗便器装置と構造がほぼ同じであるため、本発明の第2実施形態においては第1実施形態とは異なる点を説明し、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。
図6に示すように、本発明の第2実施形態による水洗便器装置101は、水洗便器である水洗便器本体2(図1参照)と、この水洗便器本体2の後部に載置された、本発明の第2実施形態による洗浄水タンク装置104から構成されている。本実施形態の水洗便器装置101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104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。よって、水洗便器本体2は洗浄水タンク装置104から供給される洗浄水により洗浄される。
図6に示すように、洗浄水タンク装置104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104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118と、排水制御装置118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104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。洗浄水タンク装置104は、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。
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止水水位L1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は、オーバーフロー管10bの上端のオーバーフロー口から流入した洗浄水を、排水口10aをバイパスして、水洗便器本体2へ直接流出させる。
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。よって、排水弁12は、水洗便器本体2への洗浄水の供給、停止を行う。
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118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、このクラッチ機構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118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118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118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118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。排水制御装置118は、供給された水道水が排水弁水圧駆動部14に流入するように、排水弁水圧駆動部14への給水、停止を行う。即ち、排水制御装置118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118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118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104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118及び/又は給水制御弁19に流入させるために設けられており、水洗便器装置101の設置環境に関わらず一定流量の水が排水制御装置118及び/又は給水制御弁19に供給されるように構成されている。
また、排水制御装置118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118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。電磁弁20は、排水制御装置118の開弁、閉弁を制御する。
図7に示すように、排水制御装置118は、第1分岐管33a及び流入管24aが接続された本体部36と、この本体部36の中に配置された主弁体118bと、この主弁体118bが着座する弁座40とを有する。
また、排水制御装置118に取り付けられた電磁弁20は、駆動力を発生させるためのソレノイドコイル46と、このソレノイドコイル46によって駆動されるプランジャー48と、このプランジャー48に取り付けられた電磁弁側パイロット弁118aと、閉弁時において電磁弁側パイロット弁118aを主弁体118bに押しつけるコイルスプリング52と、を有する。
本体部36は、下部に給水管32の接続部、一方側に流入管24aの接続部が設けられた部材であり、流入管24aの反対側の側面には、電磁弁20が取り付けられるように構成されている。また、本体部36の内部には、弁座40が形成されており、この弁座40は、接続部に接続された流入管24aに連通するようになっている。さらに、本体部36の内部には、弁座40を開閉するように主弁体118bが配置されており、開弁時においては、給水管32から流入した水道水が、弁座40と主弁体118bとの間を通って、流入管24aに流出するように構成されている。
主弁体118bは、概ね円板状のダイヤフラム式の弁体であり、弁座40に対して着座、離座できるように、本体部36の中に取り付けられている。また、主弁体118bの中央には、電磁弁20の電磁弁側パイロット弁118aによって開閉されるパイロット弁口38aが設けられ、主弁体118bの周縁部にはブリード穴38bが設けられている。また、本体部36内には、主弁体118bに対して、弁座40の反対側(図3において左側)に、圧力室36aが形成されている。即ち、圧力室36aは、本体部36の内壁面と主弁体118bによって画定され、この圧力室36a内の圧力が高くなると、この圧力によって主弁体118bが弁座40に押しつけられて、弁座40に着座する。
一方、電磁弁20は、弁座40に対向するように、本体部36に取り付けられており、電磁弁側パイロット弁118aを、本体部36の圧力室36a内に進退させることができるように構成されている。即ち、電磁弁20中央部には、プランジャー48が摺動可能に配置され、このプランジャー48の周囲には、ソレノイドコイル46が設けられている。また、プランジャー48の先端には電磁弁側パイロット弁118aが取り付けられ、この電磁弁側パイロット弁118aはコイルスプリング52の付勢力によって主弁体118bのパイロット弁口38aに押しつけられ、これを閉弁している。従って、通常時においては、電磁弁側パイロット弁118aは、コイルスプリング52の付勢力によりパイロット弁口38aを閉弁させている。一方、ソレノイドコイル46に通電されると、ソレノイドコイル46とプランジャー48の間に作用する電磁力により、電磁弁側パイロット弁118aがパイロット弁口38aから引き離され、パイロット弁口38aが開弁される。
便器洗浄の待機時においては、貯水タンク10内の水位が止水水位L1にあり、電磁弁20のソレノイドコイル46に通電されておらず、主弁体118bのパイロット弁口38a、は、閉弁状態となっている。
また、給水管32から本体部36内に流入した水道水は、弁座40の周囲の環状の空間に流入し、ここから主弁体118bのブリード穴38bを通って圧力室36a内に流入する。ここで、主弁体118bのパイロット弁口38aが電磁弁側パイロット弁118aによって閉弁されている状態では、ブリード穴38bから圧力室36aに流入した水道水が流出する経路がなく、圧力室36a内の圧力が上昇する。このように圧力室36a内の圧力が上昇すると、この圧力により主弁体118bが弁座40に向けて(図7における右側に)押圧され、主弁体118bにより弁座40が閉弁される。なお、便器洗浄の待機中の、弁座40が閉弁された状態では、主弁体118bのパイロット弁口38aはコイルスプリング52の付勢力によって閉弁されているので、電磁弁20によって電力が消費されることはない。
一方、電磁弁20のソレノイドコイル46に通電が行われると、プランジャー48に作用する電磁力により、電磁弁側パイロット弁118aがパイロット弁口38aから引き離され、圧力室36a内の水がパイロット弁口38aから流出して、圧力室36a内の圧力が低下する。これにより、主弁体118bが弁座40から引き離されるように(図7における左側に)移動され、弁座40が開弁される。このように、主弁体118bのパイロット弁口38aが開弁されている状態では、圧力室36a内の圧力が上昇することはないため、弁座40は開弁される。
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118に内蔵された電磁弁側パイロット弁118aを移動させ、排水制御装置118の主弁体118b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118の主弁体118b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118a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118a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125aに流出させるように構成されている。タンク給水管125a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125b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125a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125aは可撓性を有する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125a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125a内に空気が滞留しにくい構造となっている。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。
給水制御弁19には、給水弁フロート34が接続されており、貯水タンク10内の貯水水位を所定水位である止水水位L1に設定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、水位が止水水位L1まで上昇すると、給水制御弁19から発電機16への給水を停止させるように構成されている。給水制御弁19は、供給された水道水が貯水タンク10に流入するように、貯水タンク10への給水、停止を制御する給水制御装置としても機能する。
図8に示すように、給水制御弁19は、第2分岐管33b及びタンク給水管125aが接続された本体部19aと、この本体部19aの中に配置された主弁体19bと、この主弁体19bが着座する弁座41と、給水弁フロート34によって回動されるアーム部42と、このアーム部42の回動によって移動されるフロート側パイロット弁19cと、を有する。主弁体19bが弁座41を開弁する開弁時においては、第2分岐管33bから流入した水道水が、弁座41と主弁体19bとの間を通って、タンク給水管125aに流出するように構成されている。
主弁体19bは、概ね円板状のダイヤフラム式の弁体であり、弁座41に対して着座、離座できるように、本体部19aの中に取り付けられている。また、主弁体19bの周縁部にはブリード穴39bが設けられている。また、本体部19a内には、主弁体19bに対して、弁座41の反対側(図8において左側)に、圧力室37aが形成されている。即ち、圧力室37aは、本体部19aの内壁面と主弁体19bによって画定され、この圧力室37a内の圧力が高くなると、この圧力によって主弁体19bが弁座41に押しつけられて、弁座41に着座する。
本体部19a内に設けられた圧力室37aには、これに連通するように、圧力通路37bが上方に向けて延びており、この圧力通路37bの上端には、フロート側パイロット弁口44aが設けられている。このフロート側パイロット弁口44aは、上方に向けて開口しており、フロート側パイロット弁19cによって開閉されるように構成されている。
一方、給水弁フロート34はアーム部42によって支持されており、このアーム部42は、支持軸42aにより回動可能に支持されている。さらに、アーム部42にはフロート側パイロット弁19cが連結されており、アーム部42の回動と共にフロート側パイロット弁19cが上下方向に移動されるように構成されている。これにより、貯水タンク10内の水位が止水水位L1まで上昇している状態では給水弁フロート34が上方に押し上げられ、これに伴いフロート側パイロット弁19cが下方に移動され、フロート側パイロット弁口44aに着座して、これを閉弁させている。一方、貯水タンク10内の洗浄水が排水され、貯水タンク10内の水位が低下すると、給水弁フロート34が下方に下がり、フロート側パイロット弁19cが上方に移動して、フロート側パイロット弁口44aが開弁される。便器洗浄の待機時においては、貯水タンク10内の水位が止水水位L1にあり、本体部36のフロート側パイロット弁口44aは、閉弁状態となっている。
また、第2分岐管33bから本体部19a内に流入した水道水は、弁座41の周囲の環状の空間に流入し、ここから主弁体19bのブリード穴39bを通って圧力室37a内に流入する。ここで、フロート側パイロット弁口44aがフロート側パイロット弁19cによって閉弁されている状態では、ブリード穴39bから圧力室37aに流入した水道水が流出する経路がなく、圧力室37a内の圧力が上昇する。このように圧力室37a内の圧力が上昇すると、この圧力により主弁体19bが弁座41に向けて(図8における右側に)押圧され、主弁体19bにより弁座41が閉弁される。なお、便器洗浄の待機中の、弁座41が閉弁された状態では、フロート側パイロット弁口44aは給水弁フロート34の浮力によって閉弁されている。
一方、貯水タンク10内の水位が止水水位L1よりも低下している状態においては、給水弁フロート34が下がって、フロート側パイロット弁19cが上方に移動して、フロート側パイロット弁口44aが開弁される。このように、フロート側パイロット弁口44aが開弁されている状態では、圧力室37a内の圧力が上昇することはないため、弁座41は開弁される。このようにフロート側パイロット弁19cは、フロート側パイロット弁口44aを開閉することにより、圧力室37a内の圧力を制御するように構成されている。
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125a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の下流側の水路のタンク給水管125aに設けられているが、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られていてもよい。すなわち、発電機16は、給水管分岐部33の下流側、且つ給水制御弁19の上流側の水路、又は給水制御弁19の下流側の水路に設けられている。発電機16は、給水管分岐部33の下流側、且つ給水制御弁19の上流側の水路、又は給水制御弁19の下流側の水路に設けられているので、排水制御装置118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。また、発電機16は、タンク給水管分岐部125bよりも上流側に設けられている。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2への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置104を提供することができる。また、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るので、発電機16による圧力損失が、より排水弁水圧駆動部14に影響しにくく、より確実に排水弁水圧駆動部14を作動させることができる。また、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125b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。
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。洗浄水タンク装置104は、さらに、貯水タンク内の水位を検出する水位検出装置であるフロートスイッチ29を備えている。コントローラ28には、このフロートスイッチ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所定水位L2となったことを検知する。
発電機16は、給水制御弁19から流出し、供給された水道水の水流により電力を生成するように構成されている。具体的には、発電機16は水車17(図9参照)を備えており、タンク給水管125a内の水流により、この水車17が回転駆動されることにより電力が生成される。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。なお、水洗便器本体2の1回の洗浄により生成され、蓄積される電力は、1回の洗浄で電磁弁20を作動させるために消費される電力よりも多く、洗浄で使用する電力を発電機16の発電電力で賄うことができる。従って、本実施形態の洗浄水タンク装置4は、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っている。
発電機16は、その外側に発電機ケーシング16a及び電装部品ケーシング16bを備えている。発電機ケーシング16a及び電装部品ケーシング16bのいずれも発電機16のケーシングを構成している。発電機16の構成要素は、発電機ケーシング16aの内側に固定されている。発電機ケーシング16aは、電装部品ケーシング16bに固定されている。電装部品ケーシング16bは、発電機ケーシング16aの周りを覆うように形成され、電装部品ケーシング16bの近傍に配置される電装部品等(図示せず)、例えば発電機16用の電装部品、を固定すると共に覆うように形成されている。電装部品ケーシング16bは箱状に形成されている。なお、発電機ケーシング16aの周りに電装部品等が配置されない場合には、電装部品ケーシング16bが省略されてもよい。なお、発電機16の発電機ケーシング16a又は電装部品ケーシング16bは、樹脂製のタンク取付部材(図示せず)を介して貯水タンク10に取り付けられていてもよい。このように発電機16が貯水タンク10にタンク取付部材を介して接続されていたとしても、後述する支持部材54により振動を水中に分散させ、振動の伝達を減少させることができる。タンク給水管125aは、発電機16の入口と接続される入水管路125cと、発電機16の出口と接続される出水管路125dとを備えている。
つぎに、図6及び図9を参照して、本実施形態の洗浄水タンク装置104における支持部材の詳細について説明する。
洗浄水タンク装置104は、さらに、発電機16の発電機ケーシング16aを支持する支持部材54を備えている。支持部材54は電装部品ケーシング16bが設けられている場合には、電装部品ケーシング16bを支持してもよい。支持部材54は、さらに、オーバーフロー管10bと発電機16の発電機ケーシング16a(又は電装部品ケーシング16b)とを接続するケーシング支持部材56を備えている。よって、本実施形態においては、支持部材54は、ケーシング支持部材56とオーバーフロー管10bとにより構成されている。なお、支持部材54は、ケーシング支持部材56のみにより形成されていてもよいし、ケーシング支持部材56とオーバーフロー管10bとにより形成されてもよく、また、ケーシング支持部材56が排水弁12、排水弁水圧駆動部14、給水制御装置18、給水制御弁19等他の機器に接続され、支持部材54がケーシング支持部材56と他の機器とにより構成されていてもよい。このように、支持部材54の一部が排水弁12、給水制御装置18、給水制御弁19等の水中まで延びる部材により構成されることにより、後述するように振動が水にも伝達され、貯水タンク10に伝達される振動が減少できる。
ケーシング支持部材56は、環状の係合部56aを備え、係合部56aがオーバーフロー管10bの上部と係合する。よって、係合部56aがオーバーフロー管10bに固定される。係合部56aは、止水水位L1以下の位置に配置される。ケーシング支持部材56は、係合部56aから上方に立ち上がる立ち上がり部56bも備えている。立ち上がり部56bは、オーバーフロー管10bと平行に延びる。よって、立ち上がり部56bは、オーバーフロー管10bの上方に発電機16及び発電機ケーシング16a(又は電装部品ケーシング16b)を保持する。立ち上がり部56bは、止水水位L1以下の位置から止水水位L1より上方の位置まで延びる。立ち上がり部56bの下端は、係合部56aと接続し、立ち上がり部56bの上端は、発電機ケーシング16aと接続する。なお、立ち上がり部56bの上端が電装部品ケーシング16bに固定されることにより、電装部品ケーシング16bを介して発電機16及び発電機ケーシング16aを支持してもよい。
支持部材54は、貯水タンク10の水位が止水水位L1である状態において支持部材54の少なくとも一部が貯水タンク10の止水水位L1以下の位置まで延びるように設けられる。よって、貯水タンク10の水位が止水水位L1である状態において支持部材54の少なくとも一部が貯水タンク10の水中まで延びている。支持部材54が例えばオーバーフロー管10b等の貯水タンク10の下部まで延びる部材を含む場合には、水位が低下した状態においても支持部材54の一部が水中にある状態とできる。支持部材54は、貯水タンク10に対して、発電機16を支持する部材であり、例えば貯水タンク10の壁面そのものは支持部材54を構成していない。支持部材54は、貯水タンク10の底面、壁面等から延びる部材である。支持部材54、発電機ケーシング16a及び電装部品ケーシング16bは樹脂で形成されている。支持部材54、発電機ケーシング16a及び電装部品ケーシング16bは発電機16の振動を伝達するが、これらの部材が水に接している場合には、振動が水にも伝達され、これらの部材で伝達される振動が減少する。
次に、本発明の第2実施形態による洗浄水タンク装置104、及びそれを備えた水洗便器装置101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118の主弁体118bのパイロット弁口38aは閉弁状態となり、排水制御装置118は閉弁されている。また、給水制御弁19の主弁体19bに関するフロート側パイロット弁口44a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6)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6)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6)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118aを主弁体118bのパイロット弁口38aから離座させる。これにより、排水制御装置118の圧力室内の圧力が低下し、主弁体118bが弁座41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118a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118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118に供給された水道水は、排水制御装置118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14a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。よって、排水弁水圧駆動部14に水を供給する排水制御装置118は、電磁弁20の作動に基づいて貯水タンク10への給水、停止を制御する給水制御装置(給水弁)としても機能する。
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のフロート側パイロット弁口44aから離座し、フロート側パイロット弁口44aが開弁される。この結果、給水制御弁19の本体部19aの中の圧力室37a内の圧力が低下し、主弁体19bが弁座41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125a内に流入する。タンク給水管125aに流入した水は、発電機16に到達する。発電機16に流入する水は、矢印f(図10では矢印Fで示す)に示すように、発電機16の水車17(図9参照)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125b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。発電機16において電力を生成する際に、発電機16は振動を生じさせる。発電機により生じる振動は、支持部材54に伝達され、支持部材54から支持部材54に接している水(水中)に伝達される。よって、発電機16から支持部材54を介して貯水タンク10に伝達される振動が減少される。よって、貯水タンク10が振動により異音を発生することを抑制できる。
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118aを主弁体118bのパイロット弁口38aに着座させる。これにより、排水制御装置118の圧力室36a内の圧力が上昇し、主弁体118bが弁座41に着座して、閉弁される。このように、排水制御装置118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。よって、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104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14により排水弁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。
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118a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118aを閉弁させることができる。排水制御装置118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118を閉弁させている。フロートスイッチ29が所定の水位L2を検出すると、排水制御装置118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118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。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118を開弁させた後、所定時間経過後に、排水制御装置118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118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118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、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給水制御弁19からタンク給水管125a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、フロート側パイロット弁口44aが閉弁される。これにより、本体部19a内の圧力室37a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118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。
本発明の第2実施形態の洗浄水タンク装置104によれば、支持部材54は、支持部材54の少なくとも一部が、貯水タンク10の止水水位L1以下の位置まで延びるように設けられる。これにより、発電機16により生じる振動が支持部材54を介して水中に分散されやすくでき、発電機16から支持部材54を介して貯水タンク10に伝わる振動が減少されやすくでき、貯水タンク10が異音を発生することを抑制できる。
また、本実施形態の洗浄水タンク装置104によれば、発電機16により生じる振動が支持部材のオーバーフロー管10bを介して水中に分散されやすくでき、発電機16から支持部材54を介して貯水タンク10に伝わる振動がより減少されやすくでき、貯水タンク10が異音を発生することをより抑制できる。
さらに、本実施形態の洗浄水タンク装置104によれば、発電機16により生じる振動が発電機ケーシング16a又は電装部品ケーシング16bを介して水中に分散されやすくでき、発電機16から支持部材54を介して貯水タンク10に伝わる振動が減少されやすくでき、貯水タンク10が異音を発生することをさらに抑制できる。
また、本実施形態の洗浄水タンク装置104と、この洗浄水タンク装置104から供給される洗浄水により洗浄される水洗便器本体2と、を有する水洗便器装置101によれば、洗浄水タンク装置104の貯水タンク10が異音を発生することを抑制できる水洗便器装置101を提供することができる。
また、上述した本発明の第2実施形態の洗浄水タンク装置104に種々の変更を加えることができる。例えば、変形例として、図10に示すように、発電機16の電装部品ケーシング16bは、電装部品ケーシングの一部16cが止水水位L1以下の位置まで延びるように設けられてもよい。このとき、電装部品ケーシングの一部16cが、電装部品ケーシング16bよりさらに下方まで延び、水中まで延びている。よって、発電機16により生じる振動が電装部品ケーシング16bを介して水中に分散されやすくできる。また、さらなる変形例として、発電機ケーシング16aの一部が止水水位L1以下の位置まで延びるように設けられてもよい。