JP7415254B2 - 洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗大便器装置 - Google Patents

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本発明は、洗浄水タンク装置に関し、特に、水洗大便器を洗浄するための洗浄水を貯留する洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗大便器装置に関する。
特開2019-60181号公報(特許文献1)には、水洗便器を洗浄するための洗浄水タンク装置が記載されている。この洗浄水タンク装置は、洗浄水タンクと、この洗浄水タンクの底部に設けられた排水弁装置と、を有する。排水弁装置は排水口を開閉する排水弁を備え、この排水弁は、便器洗浄時において、洗浄水タンク内の水位が所定の満水水位から所定の水位に低下するまで開弁される。排水弁を開弁させ、洗浄水タンク内の洗浄水を水洗便器に排出することにより、水洗便器が洗浄される。
特開2019-60181号公報
特許文献1記載の洗浄水タンク装置のように、ローシルエット形の洗浄水タンクでは、十分な洗浄水量を貯留するために、洗浄水タンクの底面積が大きく構成されることが多い。このため、洗浄水タンク内の洗浄水を排出する便器洗浄時において、洗浄水タンク内の水位は、非常にゆっくり低下する。一方、洗浄水タンクの排水口を開閉する排水弁は、洗浄水タンク内の水位の低下と共に降下して、最終的に排水口を閉弁させる。
しかしながら、洗浄水タンク内の水位の低下速度が遅いと、これに追従して降下する排水弁の動きが安定しないという問題がある。排水弁の動きが安定していないと、水洗便器の洗浄状態が一回の洗浄毎にばらついてしまい、洗浄性能が低下する場合がある。また、排水口が排水弁によって閉弁される直前において、排水口が僅かに開いた状態が継続すると、便器洗浄にあまり寄与しない小流量の洗浄水が洗浄水タンクから排出され続け、無駄水が発生してしまう。
従って、本発明は、排水弁の動作を安定させることにより、洗浄性能のばらつきを抑制することができる洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗大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、水洗大便器を洗浄するための洗浄水を貯留する洗浄水タンク装置であって、排水口を備え、洗浄水を貯留する洗浄水タンク本体と、給水源から供給された洗浄水を洗浄水タンク本体内に流入させる給水弁と、この洗浄水タンク本体内に設けられ、排水口を開閉することにより、洗浄水タンク本体内に貯留された洗浄水の、水洗大便器への排水、停止を切り替える排水弁と、を有し、排水弁は、水洗大便器の洗浄時において、洗浄水タンク本体内の水位が、所定の満水水位から所定の死水水位に低下するまで開弁されると共に、洗浄水タンク本体内の水位の低下速度は、満水水位と死水水位の間の所定の変曲水位において変化し、変曲水位と死水水位の間の水位の低下速度は、満水水位と変曲水位の間の水位の低下速度よりも速い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、給水源から供給された洗浄水が、給水弁によって洗浄水タンク本体内に流入され、洗浄水タンク本体内に貯留された洗浄水は、排水弁を開弁させることにより、水洗大便器へ排水される。洗浄水タンク本体内の水位は、変曲水位と死水水位の間の水位の低下速度が、満水水位と変曲水位の間の水位の低下速度よりも速く低下される。
このように構成された本発明によれば、変曲水位と死水水位の間の水位の低下速度が速くされているので、排水口に近づいた排水弁は速やかに排水口を閉弁させ、排水弁の動作を安定させることができると共に、洗浄性能のばらつきを抑制することができる。また、満水水位と変曲水位の間の水位の低下速度が遅くされているので、この間に十分な量の洗浄水を水洗大便器に排出することができ、必要な洗浄水量を確保することができる。
本発明において、好ましくは、水洗大便器の洗浄時において、洗浄水タンク本体内の水位が満水水位から変曲水位まで低下するのに要する時間は、洗浄水タンク本体内の水位が変曲水位から死水水位まで低下するのに要する時間よりも長い。
このように構成された本発明によれば、洗浄水タンク本体内の水位が満水水位から変曲水位まで低下するのに要する時間が長いので、この間に十分な量の洗浄水を水洗大便器に排出することができ、十分な洗浄性能を確保することができる。
本発明において、好ましくは、水洗大便器の洗浄時において、洗浄水タンク本体内の水位が満水水位から変曲水位まで低下する間に排水口から排出される洗浄水の量は、洗浄水タンク本体内の水位が変曲水位から死水水位まで低下するの間に排水口から排出される洗浄水の量よりも多い。
このように構成された本発明によれば、洗浄水タンク本体内の水位が満水水位から変曲水位まで低下する間に排水口から排出される洗浄水の量が多いので、死水水位近くでの水位の低下速度を速くしながら、十分な量の洗浄水を水洗大便器に排出することができ、十分な洗浄性能を確保することができる。
本発明において、好ましくは、洗浄水タンク本体は、変曲水位よりも上側の水平断面積が、変曲水位よりも下側の水平断面積よりも大きく形成されている。
このように構成された本発明によれば、変曲水位よりも上側の水平断面積が、変曲水位よりも下側の水平断面積よりも大きく形成されているので、排水口から排出される洗浄水の流量が一定の場合には、変曲水位よりも下側において水位の低下速度を速くすることができ、簡便な構成で水位の低下速度を変更することができる。
本発明において、好ましくは、排水弁は、洗浄水タンク本体の水平方向中心線に対し、一方の側に配置されている。
このように構成された本発明によれば、排水弁が、洗浄水タンク本体の水平方向中心線に対し、一方の側に配置されているので、洗浄水タンク本体の、排水弁が配置されていない側に、容易に切欠部を作ることができ、空間を有効に活用することができる。
本発明において、好ましくは、洗浄水タンク本体は、その水平方向中心線に対し、一方の側の容積が、他方の側の容積よりも大きく構成されており、排水弁は、洗浄水タンク本体の水平方向中心線に対し、容積の大きい側に配置されている。
このように構成された本発明によれば、排水弁が、洗浄水タンク本体の水平方向中心線に対し、容積の大きい側に配置されているので、排水弁及びそれを駆動する機構を、容易に洗浄水タンク本体内に収容することができる。
本発明において、好ましくは、洗浄水タンク本体の底面は少なくとも一部が傾斜しており、底面の、排水弁が設けられている部分が低くされている。
このように構成された本発明によれば、洗浄水タンク本体の底面が傾斜し、底面の、排水弁が設けられている部分が低くされているので、洗浄水タンク本体内の洗浄水は排水弁が設けられている部分に集められ、洗浄水タンク本体内の洗浄水を有効に活用することができる。
本発明において、好ましくは、給水弁は、排水弁が開弁され、洗浄水タンク本体内の水位が満水水位から変曲水位に低下するまでの間に、給水源から供給された洗浄水を洗浄水タンク本体内に流入させるように構成されると共に、洗浄水タンク本体内の水位が変曲水位よりも低くなると、給水源からの洗浄水の流入を停止させ、又は流入させる流量を低下させる。
このように構成された本発明においては、排水弁が開弁されて洗浄水タンク本体内の水位が満水水位から変曲水位に低下するまでの間に、給水弁が洗浄水タンク本体内に洗浄水を流入させる。また、水位が変曲水位よりも低くなると、給水弁は、洗浄水の流入を停止させ、又は流量を低下させる。
このように構成された本発明によれば、満水水位から変曲水位までの間は、洗浄水タンク本体への給水を行いながら、排水が行われるので、水位の低下速度を低くすることができる。このため、水平断面積がほぼ一定に形成された通常の洗浄水タンク本体を使用した場合でも、変曲水位と死水水位の間の水位の低下速度を、満水水位と変曲水位の間の水位の低下速度よりも速くすることができる。
また、本発明は、水洗大便器装置であって、ボウル部、及びこのボウル部を洗浄するための洗浄水を吐出するリム吐水口及びゼット吐水口を備えた水洗大便器と、ゼット吐水口から吐出させるための洗浄水を貯留する本発明の洗浄水タンク装置と、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大便器装置によれば、排水弁の動作を安定させることができると共に、洗浄性能のばらつき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全体を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態による水洗大便器装置の全断面図である。 本発明の第1実施形態の洗浄水タンク装置の構成を示す断面図である。 本発明の第1実施形態の洗浄水タンク装置において、便器洗浄中の貯水タンク内の水位の時間的変化を示すグラフである。 本発明の第2実施形態による水洗大便器装置における便器洗浄中の貯水タンク内の水位の時間的変化、及び給水弁の状態を示すグラフである。
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗大便器装置を説明する。
図1は、本発明の第1実施形態による水洗大便器装置全体を示す斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態による水洗大便器装置の全断面図である。図3は、本発明の第1実施形態の洗浄水タンク装置の構成を示す断面図である。
図1及び図2に示すように、本発明の第1実施形態による水洗大便器装置1は、水洗大便器である水洗便器本体2と、その後部に載置された洗浄水タンク装置4から構成されている。本実施形態の水洗大便器装置1は、使用後に、洗浄水タンク装置4に設けられたレバーハンドル8の操作に基づいて、水洗便器本体2のボウル部2aの洗浄を実行するように構成されている。本実施形態に備えられている洗浄水タンク装置4は、レバーハンドル8の操作に基づいて、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、ボウル部2aを洗浄するように構成されている。
また、変形例として、壁面に取り付けたリモコン装置(図示せず)を操作することにより、ボウル部2aの洗浄が行われるように本発明を構成することもできる。或いは、便座に設けられた人感センサ(図示せず)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、ボウル部2aの洗浄が行われるように本発明を構成することもできる。この場合、人感センサ(図示せず)は便座に設けたり、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たりすることができ、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(図示せず)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として使用することができる。
次に、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洗浄水タンク本体である貯水タンク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を駆動する水圧駆動機構であ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、給水源である水道Cから供給された洗浄水を貯水タンク10内に流入させる給水弁19を有する。
ここで、貯水タンク10内に貯留された洗浄水は、便器洗浄時において、排水弁12を開弁させることにより排出され、水洗便器本体2のボウル部2aの下部に設けられたゼット吐水口2b、及びボウル部2aのリム部2cに設けられたリム吐水口2dから吐出されるように構成されている。さらに、ボウル部2aの下部には、排水トラップ管路2eが連通されており、この排水トラップ管路2eの入口は、ゼット吐水口2bと対向するように向けられている。また、給水弁19は、水道Cから供給された洗浄水を、便器洗浄後、貯水タンク10の中に流入させ、次回の便器洗浄のために貯留させる。
次に、図3を参照して、本発明の第1実施形態による洗浄水タンク装置4の構成を説明する。
図3は、本発明の第1実施形態の洗浄水タンク装置の構成を示す断面図である。
図3に示すように、本実施形態の水洗大便器装置に備えられている洗浄水タンク装置4は、貯水タンク10と、この貯水タンク10の排水口10aを開閉する排水弁12と、この排水弁12を駆動する水圧駆動機構であ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、排水弁水圧駆動部14に洗浄水を供給する吐水制御弁18と、この吐水制御弁18及び給水弁19(図2)を制御するコントローラ28と、を有する。
貯水タンク10は、水洗便器本体2のゼット吐水口2b及びリム吐水口2d(図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、図3に示すように、排水口10aは、正面視において一方の端部底面に設けられており、その上方に、排水口10aを開閉するための排水弁12、及び排水弁12を駆動するための排水弁水圧駆動部14が配置されている。また、排水弁水圧駆動部14に洗浄水を供給する吐水制御弁18、及び貯水タンク10内に給水を行う給水弁19(図3には図示せず)は、排水弁水圧駆動部14とは反対側の端部上方に配置されている。なお、これらの吐水制御弁18及び給水弁19は、貯水タンク10の満水水位L1よりも上方に配置されている。
また、貯水タンク10は、全体として概ね直方体形状であり、正面視において、一方の側方下部に切欠部10bが設けられている。このため、貯水タンク10は、切欠部10bよりも上方ではその水平断面積が大きく、切欠部10bよりも下方では水平断面積が小さくなっている。貯水タンク10の底面の一部に、傾斜した傾斜面10cが設けられており、貯水タンク10底面の低くなった部分に排水口10aが設けられている。
さらに、貯水タンク10の、正面視における水平方向中心線CLに対し、一方の側(図3における右側)に排水口10a、排水弁12、及び排水弁水圧駆動部14が設けられ、他方の側(図3における左側)に切欠部10b、吐水制御弁18、及び給水弁19が設けられている。この結果、貯水タンク10内の容積は、水平方向中心線CLに対し、排水口10a、排水弁12、及び排水弁水圧駆動部14が設けられた側(図3における右側)が大きく、吐水制御弁18、及び給水弁19が配置された側(図3における左側)が小さくなっている。
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に設けられたゼット吐水口2b及びリム吐水口2dから吐出される。
一方、水道Cから給水管32に供給された洗浄水は、止水栓32a、及び定流量弁32bを介して、貯水タンク10の内部に導かれ、吐水制御弁18及び給水弁19(図2)に分岐される。
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Cから供給された水を、所定流量で流入させるために設けられており、水洗便器装置の設置環境に関わらず一定流量の水が洗浄水タンク装置4に供給されるように構成されている。
給水弁19(図2)は、給水管32から供給された水を貯水タンク10内に流入させ、貯水タンク10に貯水させるように構成されている。本実施形態において、給水弁19は、便器洗浄の終了後に開弁され、所定の満水水位まで、貯水タンク10内に洗浄水を貯水させるように構成されている。なお、洗浄水タンク装置4の待機状態においては、貯水タンク10は満水水位L1にされている。
また、給水弁19は、給水弁本体部と、この給水弁本体部の中に配置された主弁体と、電磁弁パイロット弁と(以上、図示せず)、を備えている。さらに、給水弁19には、給水制御用電磁弁(図示せず)が接続されており、コントローラ28から送られた信号に基づいて、給水制御用電磁弁が電磁弁パイロット弁を移動させる。即ち、電磁弁パイロット弁は、給水弁本体部に設けられたパイロット弁口(図示せず)を開閉させ、パイロット弁口が開弁されると、給水弁本体部内に設けられた圧力室内の圧力が低下し、給水弁19の主弁体が開弁される。また、パイロット弁口(図示せず)が閉弁されると、圧力室内の圧力が上昇し、主弁体が閉弁される。これにより、給水制御用電磁弁の作動に基づいて、給水弁19の主弁体が開閉され、貯水タンク10内への給水、停止が制御される。
次に、吐水制御弁18は、給水管32から供給された水を、排水弁水圧駆動部14に流出させるように構成されている。また、吐水制御弁18は、制御弁本体部18aと、この制御弁本体部18aの中に配置された主弁体18bと、電磁弁パイロット弁(図示せず)と、を備えている。さらに、吐水制御弁18には、吐水制御用電磁弁(図示せず)が接続されている。
吐水制御用電磁弁(図示せず)は、コントローラ28から送られた信号に基づいて、吐水制御弁18に内蔵された電磁弁パイロット弁(図示せず)を移動させ、パイロット弁口(図示せず)を開閉するように構成されている。パイロット弁口(図示せず)が開弁されると、制御弁本体部18a内に設けられた圧力室内の圧力が低下し、吐水制御弁18の主弁体18bが開弁される。また、パイロット弁口(図示せず)が閉弁されると、圧力室内の圧力が上昇し、主弁体18bが閉弁される。これにより、吐水制御用電磁弁の作動に基づいて、吐水制御弁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吐水制御用電磁弁として、一旦通電を行うことにより、電磁弁パイロット弁が移動され、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では、反対方向にもう一度通電を行うと、電磁弁パイロット弁を元の位置に復帰させることができる。
具体的には、レバーハンドル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は吐水制御用電磁弁(図示せず)に電気信号を送って、これを作動させ、吐水制御弁18を開弁させる。吐水制御弁18は、コントローラ28からの指示信号に基づいて、供給された洗浄水の、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、吐水制御弁18から流出した洗浄水は、全量が流入管23を通って排水弁水圧駆動部14に供給される。
次に、排水弁水圧駆動部14は、水道C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、吐水制御弁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。
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23が接続されており、吐水制御弁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24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23からシリンダ14a内に水が流入すると、ピストン14bは、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24を通って流出する。即ち、流入管23と流出管24は、ピストン14bが上方に移動されると、シリンダ14aの内部を介して連通される。また、流出管24から流出した洗浄水は、貯水タンク10の中に流入する。
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。
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と共に排水弁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及びこれに取り付けられた排水弁12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る。切り離された下部ロッド15b及び排水弁12は、貯水タンク10内の水位が低下すると共に、排水口10aに向けて降下する。下部ロッド15b及び排水弁12が降下して、排水口10aに着座すると、排水口10aからの洗浄水の排出が停止される。
コントローラ28は、回路基板を内蔵し、レバーハンドル8の操作に基づいて、吐水制御弁18に接続された吐水制御用電磁弁(図示せず)、給水弁19に接続された給水制御用電磁弁(図示せず)等を制御するように構成されている。回路基板上には、マイクロプロセッサ、メモリー、インターフェイス回路等(以上、図示せず)が設けられ、これらは便器洗浄を制御するためのソフトウェアによって作動する。
次に、図4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1、及び洗浄水タンク装置4の作用を説明する。
図4は、本実施形態の洗浄水タンク装置4において、便器洗浄中の貯水タンク10内の水位の時間的変化を示すグラフである。
まず、図4の時刻t0における便器洗浄の待機状態では、貯水タンク10内の水位が満水水位L1にあり、吐水制御弁18に接続された吐水制御用電磁弁(図示せず)、及び給水弁19に接続された給水制御用電磁弁(図示せず)への通電は行われていない。この状態では、吐水制御弁18、及び給水弁19は閉弁されている。
次に、図4の時刻t1において使用者が便器洗浄を実行すべくレバーハンドル8を操作すると、便器洗浄を指示する信号がコントローラ28(図3)に送られる。便器洗浄の指示信号を受信すると、コントローラ28は、吐水制御弁18の吐水制御用電磁弁に通電を行い、吐水制御弁18を開弁させる。なお、本実施形態においては、吐水制御用電磁弁として、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、吐水制御弁18のパイロット弁口(図示せず)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。
吐水制御弁18が開弁されると、給水管32から供給された水道水(洗浄水)は、吐水制御弁18、流入管23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に供給された洗浄水はシリンダ14aに流入し、ピストン14bを押し上げ、流出管24から流出する。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が開弁される。即ち、図4の時刻t1において洗浄操作が行われると、排水弁12の開弁が開始され、時刻t2において排水弁12は全開となる。
これにより、貯水タンク10内に貯留されていた洗浄水は、排水口10aを通って流出する。貯水タンク10から流出した洗浄水は、ボウル部2aの下部に設けられたゼット吐水口2b(図2)からゼット吐水として、ボウル部2aのリム部2cに設けられたリム吐水口2dからリム吐水として吐出され、ボウル部2aを洗浄する。
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により、下部ロッド15b及び排水弁12が、上部ロッド15aから切り離される。切り離された下部ロッド15b及び排水弁12は、貯水タンク10内の洗浄水から浮力を受けながら、貯水タンク10内の水位の低下と共に自重により排水口10aへ向けて降下する。
コントローラ28(図3)は、下部ロッド15b及び排水弁12が切り離された後、吐水制御弁18の吐水制御用電磁弁に通電を行い、吐水制御弁18を閉弁させる。吐水制御弁18が閉弁され、排水弁水圧駆動部14への給水が停止されると、スプリング14cによりピストン14bが押し下げられる。しかしながら、下部ロッド15b及び排水弁12は切り離されているため、ピストン14b及び上部ロッド15aの動きとは無関係に降下を続ける。
一方、図4に示すように、時刻t1において排水弁12が開弁すると、貯水タンク10内に貯留されていた洗浄水が排出されるため、貯水タンク10内の洗浄水の水位は、待機状態における満水水位L1から低下し始める。ここで、貯水タンク10内の水位が切欠部10bよりも上方にある状態では、貯水タンク10の水平断面積が大きいため、貯水タンク10内の水位はゆっくり低下する。このため、排水弁12もゆっくり降下する。
貯水タンク10内の水位が更に低下し、貯水タンク10内の水位が切欠部10bの高さまで低下すると、この部分では貯水タンク10の水平断面積が小さくなるため、貯水タンク10内の水位の低下速度が速くなる。即ち、貯水タンク10内の水位が、満水水位L1と切欠部10bの高さである変曲水位L2との間にあるときは、水位の低下速度が遅く、貯水タンク10内の水位が、変曲水位L2以下になると水位の低下速度が速くなる。
即ち、図4の時刻t1において、排水弁12が開弁された後、貯水タンク10内の水位が変曲水位L2よりも高い間は水位の低下速度が遅く(図4のグラフの傾きが緩やか)、時刻t3において、貯水タンク10内の水位が変曲水位L2まで低下すると、水位の低下速度が速くなる(図4のグラフの傾きが急になる)。このように、本実施形態においては図4に示すように、時間に対する貯水タンク10内の水位の変化を示すグラフは、貯水タンク10内の水位が変曲水位L2に到達した時点で折れ曲がり、傾きが急になる。
さらに、貯水タンク10内の水位が低下し、図4の時刻t4において、貯水タンク10内の水位が死水水位L3まで低下すると、排水弁12が排水口10aに着座して閉弁し、貯水タンク10からの洗浄水の排水が停止される。これにより、ゼット吐水口2b及びリム吐水口2dからの吐水が停止される。このように、排水弁12は、水洗便器本体2の洗浄時において、貯水タンク10内の水位が、所定の満水水位L1から所定の死水水位L3に低下するまで開弁される。また、図4に示すように、貯水タンク10内の水位の低下速度は、満水水位L1と死水水位L3の間の変曲水位L2において変化し、変曲水位L2と死水水位L3の間の水位の低下速度は、満水水位L1と変曲水位L2の間の水位の低下速度よりも速い。このように、貯水タンク10内の水位が、満水水位L1から死水水位L3に低下する間の水位の低下速度は、比較的速いため、これに伴って降下する排水弁12の動きも安定し、排水弁12は、規定量の洗浄水が排出された時点で正確に閉弁される。
さらに、洗浄時において、貯水タンク10内の水位が満水水位L1から変曲水位L2まで低下するのに要する時間(時刻t1~t3)は、貯水タンク10内の水位が変曲水位L2から死水水位L3まで低下するのに要する時間(時刻t3~t4)よりも長い。また、貯水タンク10は、変曲水位L2よりも上側に貯留される洗浄水の体積が、変曲水位L2よりも下側(且つ死水水位L3よりも上側)に貯留される洗浄水の体積よりも大きく構成されている。このため、洗浄時において、貯水タンク10内の水位が満水水位L1から変曲水位L2まで低下する間に排水口10aから排出される洗浄水の量は、貯水タンク10内の水位が変曲水位L2から死水水位L3まで低下するの間に排水口10aから排出される洗浄水の量よりも多い。
次に、貯水タンク10内の水位が死水水位L3まで低下した後、コントローラ28は、給水弁19の給水制御用電磁弁(図示せず)に通電を行い、給水弁19を開弁させる。なお、本実施形態においては、給水制御用電磁弁として、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、給水弁19のパイロット弁口(図示せず)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。
給水弁19が開弁されると、給水管32から供給された洗浄水は、給水弁19を通って貯水タンク10内に流入する。これにより、貯水タンク10内の洗浄水の水位が上昇する。コントローラ28は、貯水タンク10内の洗浄水の水位が所定の満水水位L1まで上昇すると、給水弁19の給水制御用電磁弁(図示せず)に再び通電を行い、給水弁19を閉弁させる。これにより、水洗大便器装置1は待機状態に復帰して、一回の便器洗浄が完了する。なお、貯水タンク10内の水位が満水水位L1まで上昇したことを、フロートスイッチ(図示せず)によって検出し、フロートスイッチの検出に基づいて、コントローラ28が給水弁19に制御信号を送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は、排水弁12が閉弁された後、給水弁19が開弁され、貯水タンク10内への洗浄水の供給が開始されている。これに対して、変形例として、排水口10aからの洗浄水の排出と並行して、貯水タンク10内への洗浄水の供給が行われるように本発明を構成することもできる。さらに、排水弁12が閉弁された後、水道Cから供給された洗浄水をリフィール水としてボウル部2aに流入させるように本発明を構成することもできる。例えば、給水弁19を通って流入した洗浄水の一部を分岐して、これがボウル部2aに流入するように構成しても良い。この場合には、貯水タンク10内に、排水弁12をバイパスして貯水タンク10の内部とボウル部2aを連通させるオーバーフロー管(図示せず)を設けておき、このオーバーフロー管内に分岐した洗浄水が流入するように構成することができる。
本発明の第1実施形態の水洗大便器装置1によれば、変曲水位L2と死水水位L3の間の水位の低下速度が速くされているので、排水口10aに近づいた排水弁12は速やかに排水口10aを閉弁させ、排水弁12の動作を安定させることができると共に、洗浄性能のばらつきを抑制することができる。また、満水水位L1と変曲水位L2の間の水位の低下速度が遅くされているので、この間に十分な量の洗浄水を水洗便器本体2に排出することができ、必要な洗浄水量を確保することができる。
また、本実施形態の水洗大便器装置1によれば、貯水タンク10内の水位が満水水位L1から変曲水位L2まで低下するのに要する時間(時刻t1~t3)が、変曲水位L2から死水水位L3まで低下するのに要する時間(時刻t3~t4)よりも長いので、この間に十分な量の洗浄水を水洗便器本体2に排出することができ、十分な洗浄性能を確保することができる。
さらに、本実施形態の水洗大便器装置1によれば、貯水タンク10内の水位が満水水位L1から変曲水位L2まで低下する間に排水口10aから排出される洗浄水の量が、変曲水位L2から死水水位L3まで低下する間に排水口10aから排出される洗浄水の量よりも多いので、死水水位L3近くでの水位の低下速度を速くしながら、十分な量の洗浄水を水洗便器本体2に排出することができ、十分な洗浄性能を確保することができる。
また、本実施形態の水洗大便器装置1によれば、貯水タンク10は、変曲水位L2よりも上側の水平断面積が、変曲水位L2よりも下側の水平断面積よりも大きく形成されているので、変曲水位L2よりも下側において水位の低下速度を速くすることができ、簡便な構成で水位の低下速度を変更することができる。
さらに、本実施形態の水洗大便器装置1によれば、排水弁12が、貯水タンク10の水平方向中心線CLに対し、一方の側に配置されているので、貯水タンク10の、排水弁12が配置されていない側に、容易に切欠部10bを作ることができ、空間を有効に活用することができる。
また、本実施形態の水洗大便器装置1によれば、排水弁12が、貯水タンク10の水平方向中心線CLに対し、容積の大きい側に配置されているので、排水弁12及びそれを駆動する排水弁水圧駆動部14を、容易に貯水タンク10内に収容することができる。
さらに、本実施形態の水洗大便器装置1によれば、貯水タンク10の底面に傾斜面10cが設けられ、底面の、排水弁12が設けられている部分が低くされているので、貯水タンク10内の洗浄水は排水弁12が設けられている部分に集められ、貯水タンク10内の洗浄水を有効に活用することができる。
次に、図5を参照して、本発明の第2実施形態による洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗大便器装置を説明する。
本実施形態の洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗大便器装置は、貯水タンクの形状、及びコントローラ28による給水弁19の制御が上述した第1実施形態とは異なっている。従って、以下では、本発明の第2実施形態の、第1実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。
図5は、本発明の第2実施形態による水洗大便器装置における便器洗浄中の貯水タンク10内の水位の時間的変化、及び給水弁19の状態を示すグラフである。即ち、図5の上段には給水弁19の開閉状態を示し、下段には貯水タンク内の水位の時間的変化を示している。
また、上述した第1実施形態においては、貯水タンク10の下部に切欠部10bが設けられており、貯水タンク10の上部の水平断面積は、下部の水平断面積よりも大きくされていた。これに対し、本実施形態においては、貯水タンクに切欠部は設けられておらず、貯水タンクの水平断面積は、満水水位から死水水位までほぼ一定である(図示せず)点が、第1実施形態とは異なっている。
まず、図5の時刻t10における便器洗浄の待機状態では、貯水タンク内の水位が満水水位L1にあり、吐水制御弁18、及び給水弁19は閉弁されている。
次に、図5の時刻t11において使用者が便器洗浄を実行すべくレバーハンドル8を操作すると、便器洗浄を指示する信号がコントローラ28(図3)に送られる。便器洗浄の指示信号を受信すると、コントローラ28は、吐水制御弁18の吐水制御用電磁弁に通電を行い、吐水制御弁18を開弁させる。
吐水制御弁18が開弁されると、給水管32から供給された水道水(洗浄水)は、排水弁水圧駆動部14のシリンダ14a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が開弁される。即ち、図5の時刻t11において洗浄操作が行われると、排水弁12の開弁が開始され、時刻t12において排水弁12は全開となる。
これにより、貯水タンク内に貯留されていた洗浄水は、ボウル部2aのゼット吐水口2b(図2)、及びリム吐水口2dから吐出され、ボウル部2aが洗浄される。
また、図5の上段に示すように、コントローラ28は、時刻t11において、給水弁19の給水制御用電磁弁に通電を行い、給水弁19を開弁させる。このため、時刻t11以降は、吐水制御弁18と給水弁19が同時に開弁され、貯水タンクからの排水と、給水弁19を介した貯水タンク内への給水が並行して行われる。
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により、下部ロッド15b及び排水弁12が、上部ロッド15aから切り離される。切り離された下部ロッド15b及び排水弁12は、貯水タンク10内の洗浄水から浮力を受けながら、貯水タンク10内の水位の低下と共に自重により排水口10aへ向けて降下する。コントローラ28(図3)は、下部ロッド15b及び排水弁12が切り離された後、吐水制御弁18の吐水制御用電磁弁に通電を行い、吐水制御弁18を閉弁させる。
一方、図5に示すように、時刻t11において、排水弁12が開弁されると共に、給水弁19を介した貯水タンク内への給水が開始される。ここで、排水口10aを介して貯水タンクから排出される洗浄水の流量(L/min)は、給水弁19を介して貯水タンク内に流入する洗浄水の流量(L/min)よりも大きいため、貯水タンク内の水位は低下する。
次いで、貯水タンク内の水位が所定の変曲水位L2まで低下した、時刻t13において、コントローラ28(図3)は、給水弁19の給水制御用電磁弁(図示せず)に再び通電を行い、給水弁19を閉弁させる。これにより、水道Cから供給された洗浄水の、貯水タンク内への流入が停止される。このため、水位が変曲水位L2まで低下すると、貯水タンク内への洗浄水の流入が停止され、貯水タンク内の水位の低下速度が速くなる。即ち、貯水タンク内の水位が、満水水位L1と変曲水位L2との間にあるときは、水位の低下速度が遅く、貯水タンク内の水位が、変曲水位L2以下になると水位の低下速度が速くなる。
これにより、図4の時刻t11において、排水弁12が開弁された後、貯水タンク内の水位が変曲水位L2よりも高い間は水位の低下速度が遅く(図5のグラフの傾きが緩やか)、時刻t12において、貯水タンク内の水位が変曲水位L2まで低下すると、水位の低下速度が速くなる(図5のグラフの傾きが急になる)。即ち、本実施形態においては図5に示すように、時間に対する貯水タンク内の水位の変化を示すグラフは、貯水タンク内の水位が変曲水位L2に到達した時点で折れ曲がり、傾きが急になる。
なお、本実施形態においては、フロートスイッチ(図示せず)により貯水タンク内の水位を検出し、水位が所定の変曲水位L2まで低下したことが検出されると、コントローラ28(図3)が、給水弁19を閉弁させている。また、変形例として、図4の時刻t11において給水弁19を開弁させた後、所定時間経過後の時刻t13に給水弁19を閉弁させるように本発明を構成することもできる。また、本実施形態においては、貯水タンク内の水位が変曲水位L2まで低下すると、給水弁19を閉弁し、洗浄水の供給を停止させているが、変形例として、給水弁19を介した洗浄水の供給を完全に停止させず、供給する流量(L/min)を低下させるように本発明を構成することもできる。
さらに、貯水タンク内の水位が低下し、図5の時刻t14において、貯水タンク内の水位が死水水位L3まで低下すると、排水弁12が排水口10aに着座して閉弁し、貯水タンクからの洗浄水の排水が停止される。これにより、ゼット吐水口2b及びリム吐水口2dからの吐水が停止される。このように、排水弁12は、水洗便器本体2の洗浄時において、貯水タンク10内の水位が、所定の満水水位L1から所定の死水水位L3に低下するまで開弁される。また、図5に示すように、貯水タンク内の水位の低下速度は、満水水位L1と死水水位L3の間の変曲水位L2において変化し、変曲水位L2と死水水位L3の間の水位の低下速度は、満水水位L1と変曲水位L2の間の水位の低下速度よりも速い。このように、貯水タンク内の水位が、満水水位L1から死水水位L3に低下する間の水位の低下速度は、比較的速いため、これに伴って降下する排水弁12の動きも安定し、排水弁12は、規定量の洗浄水が排出された時点で正確に閉弁される。
さらに、本実施形態においても、洗浄時において、貯水タンク10内の水位が満水水位L1から変曲水位L2まで低下するのに要する時間(時刻t11~t13)は、貯水タンク内の水位が変曲水位L2から死水水位L3まで低下するのに要する時間(時刻t13~t14)よりも長い。さらに、洗浄時において、貯水タンク内の水位が満水水位L1から変曲水位L2まで低下する間に排水口10aから排出される洗浄水の量は、貯水タンク内の水位が変曲水位L2から死水水位L3まで低下するの間に排水口10aから排出される洗浄水の量よりも多い。
次に、貯水タンク内の水位が死水水位L3まで低下した後、コントローラ28は、給水弁19を開弁させ、給水管32から供給された洗浄水を、貯水タンクに流入させる。コントローラ28は、貯水タンク内の洗浄水の水位が所定の満水水位L1まで上昇すると、給水弁19を閉弁させる。これにより、水洗大便器装置1は待機状態に復帰して、一回の便器洗浄が完了する。
本発明の第2実施形態の水洗大便器装置によれば、満水水位L1から変曲水位L2までの間は、貯水タンクへの給水を行いながら、排水が行われるので、水位の低下速度を低くすることができる。このため、水平断面積がほぼ一定に形成された通常の貯水タンクを使用した場合でも、変曲水位L2と死水水位L3の間の水位の低下速度を、満水水位L1と変曲水位L2の間の水位の低下速度よりも速くすることができる。
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。特に、上述した実施形態においては、貯水タンクからリム吐水口、ゼット吐水口へ洗浄水が供給されていたが、何れか一方の吐水口に、水道から直接、洗浄水が供給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、吐水口としてリム吐水口、ゼット吐水口が設けられていたが、任意の吐水口を有する水洗大便器に本発明を適用することができる。また、上述した本発明の各実施形態に備えられている任意の構成要素を、他の実施形態の構成と任意に組み合わせて本発明を構成することができる。
1 水洗大便器装置
2 水洗便器本体(水洗大便器)
2a ボウル部
2b ゼット吐水口
2c リム部
2d リム吐水口
4 洗浄水タンク装置
8 レバーハンドル
10 貯水タンク(洗浄水タンク本体)
10a 排水口
10b 切欠部
10c 傾斜面
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
15 ロッド
15a 上部ロッド
15b 下部ロッド
18 吐水制御弁
18a 制御弁本体部
18b 主弁体
19 給水弁
22 クラッチ機構
24 流出管
28 コントローラ
32 給水管
32a 止水栓
32b 定流量弁

Claims (8)

  1. 水洗大便器を洗浄するための洗浄水を貯留する洗浄水タンク装置であって、
    排水口を備え、洗浄水を貯留する洗浄水タンク本体と、
    給水源から供給された洗浄水を上記洗浄水タンク本体内に流入させる給水弁と、
    この洗浄水タンク本体内に設けられ、上記排水口を開閉することにより、上記洗浄水タンク本体内に貯留された洗浄水の、上記水洗大便器への排水、停止を切り替える排水弁と、
    を有し、
    上記排水弁は、上記水洗大便器の洗浄時において、上記洗浄水タンク本体内の水位が、所定の満水水位から所定の死水水位に低下するまで開弁されると共に、上記洗浄水タンク本体内の水位の低下速度は、上記満水水位と上記死水水位の間の所定の変曲水位において変化し、
    上記洗浄水タンク本体は、上記変曲水位よりも上側の水平断面積が、上記変曲水位よりも下側の水平断面積よりも大きく形成され、これにより、上記変曲水位と上記死水水位の間の水位の低下速度は、上記満水水位と上記変曲水位の間の水位の低下速度よりも速いことを特徴とする洗浄水タンク装置。
  2. 上記水洗大便器の洗浄時において、上記洗浄水タンク本体内の水位が上記満水水位から上記変曲水位まで低下するのに要する時間は、上記洗浄水タンク本体内の水位が上記変曲水位から上記死水水位まで低下するのに要する時間よりも長い請求項1記載の洗浄水タンク装置。
  3. 上記水洗大便器の洗浄時において、上記洗浄水タンク本体内の水位が上記満水水位から上記変曲水位まで低下する間に上記排水口から排出される洗浄水の量は、上記洗浄水タンク本体内の水位が上記変曲水位から上記死水水位まで低下するの間に上記排水口から排出される洗浄水の量よりも多い請求項1又は2に記載の洗浄水タンク装置。
  4. 上記排水弁は、上記洗浄水タンク本体の水平方向中心線に対し、一方の側に配置されている請求項1乃至の何れか1項に記載の洗浄水タンク装置。
  5. 上記洗浄水タンク本体は、その水平方向中心線に対し、一方の側の容積が、他方の側の容積よりも大きく構成されており、上記排水弁は、上記洗浄水タンク本体の水平方向中心線に対し、容積の大きい側に配置されている請求項1乃至の何れか1項に記載の洗浄水タンク装置。
  6. 上記洗浄水タンク本体の底面は少なくとも一部が傾斜しており、上記底面の、上記排水弁が設けられている部分が低くされている請求項1乃至の何れか1項に記載の洗浄水タンク装置。
  7. 上記給水弁は、上記排水弁が開弁され、上記洗浄水タンク本体内の水位が上記満水水位から上記変曲水位に低下するまでの間に、給水源から供給された洗浄水を上記洗浄水タンク本体内に流入させるように構成されると共に、上記洗浄水タンク本体内の水位が上記変曲水位よりも低くなると、給水源からの洗浄水の流入を停止させ、又は流入させる流量を低下させる請求項1乃至3の何れか1項に記載の洗浄水タンク装置。
  8. 水洗大便器装置であって、
    ボウル部、及びこのボウル部を洗浄するための洗浄水を吐出するリム吐水口及びゼット吐水口を備えた水洗大便器と、
    上記ゼット吐水口から吐出させるための洗浄水を貯留する請求項1乃至の何れか1項に記載の洗浄水タンク装置と、
    を有することを特徴とする水洗大便器装置。
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