JPH0699952B2 - 加圧式水洗便器タンク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、加圧式水洗便器タンクに関する。

従来の技術 リザーバを便器のボウルの高さよりも上に有する種類の
重力供給式便器は、実際には米国の全ての家庭で見られ
る。リザーバは、便器のボウルの中身を水で洗い流すこ
とを見越して、代表的には、11.356（３ガロン）乃至1
8.927（５ガロン）の水を保持している。水洗は、リザ
ーバの底のシールを外し、これによって水洗水が重力で
便器のボウルに流れ込めるようにすることによって行わ
れる。流れが重力で左右されるため、こうした種類の便
器は所定の高さ以下にはできない。

更に、重力供給式便器は比較的大量の水を使用する。水
は地域によっては供給量が少なく、従って処理に費用が
かかる。このため、水洗毎に11.356（３ガロン）乃至1
8,927（５ガロン）の水を使用する便器が提案され且つ
設置されてきた。

少量の水で水洗を行う一つの改善された方法は、加圧式
水洗システムを設けることである。これらの便器は、代
表的には、水洗水を保持するための加圧リザーバ及びリ
ザーバの内容物を便器のボウルに排出するのに使用者が
操作できる弁を有する。例えば、米国特許第3,605,125
号を参照されたい。このような弁は、使用者が容易に作
動できるように、及びほとんど全く保守を行わなくても
長期間に亘って耐久性があるように、リザーバの加圧時
に漏れが起こらないように確実にシールすると考えられ
ている。

この種の弁の一つの問題点は、弁を着座させるのに必要
な圧力及び弁を作動するのに必要な力が、時間に亘って
制御するには大き過ぎるか或いは困難であるということ
であった。他の問題点は、水をリザーバから放出する力
が特定の弁要素のシールを吹き飛ばすことがあるという
ことである。かくして、改善された加圧式便器用水洗弁
についての必要性が存在する。

更に、加圧式水洗便器システムは排水及び再充填が困難
であることがあった。入口水を遮断したとき、タンクの
排水により負圧がリザーバ内につくりだされることがあ
り、この負圧は適正な排水を阻害する。更に、タンクが
空気空間なしで水で完全に満たされるように水で一杯に
なった場合には、水洗又は他の方法でタンクの内容物を
排水することが困難である。

発明の概要 本発明は、所定容積の加圧された水洗水を収容するため
のリザーバタンクを持つ便器に水を送出するための加圧
式水洗タンクを提供する。リザーバタンクは、加圧水源
に連結するための入口と便器のボウルと連通するための
出口とを有する。リザーバタンク内の弁ハウジングがリ
ザーバタンクの出口に対するシールを構成する。この弁
ハウジングは、内部キャビティ、外壁、及び内部キャビ
ティとタンクとを外壁を通して連通するための入口を有
する。ハウジング内の弁座は、ハウングの入口とリザー
バタンクの出口との間に配置されている。弁座は、半径
方向外方の周縁部及び半径方向内方の周縁部を備えた環
状面を有する。半径方向外方の周縁部は弁体が着座した
軸線方向に延びるボアと交差する。弁体は、ハウジング
の入口がタンクの出口と連通した開放位置と環状面と衝
合した閉鎖位置との間で作動装置によって移動できる。
タンクの出口とハウジングの入口との間に水密シールを
構成するため、弁体の周囲に沿って捕捉されたシールリ
ングを、閉鎖位置において、弁ハウジングの軸線方向に
延びるボアと密封係合するように移動できる。

この構造により、便器の水洗に小さな作動力で済み、こ
の力は、連続した水洗間で過度に変化しない。更に、こ
の構造により、水洗弁を閉鎖位置で積極的に止めること
ができ、耐漏を更に確実にするため、二次シールを弁体
と弁ハウジングの環状面との間に形成できる。

本発明の好ましい態様では、シールリングは環状ウェブ
部分で一体に接合された半径方向外側の球根状部分及び
半径方向内側の球根状部分を有する唖鈴状断面を有す
る。弁体は二つの部品でつくることができ、シールリン
グと形状が全体に等しいキャビティを主本体と協働して
弁体に形成する保持リングを備えている。このキャビテ
ィは、タンク内の水の力で弁体から「吹き飛ば」されな
いように、シールリングを捕捉する。

本発明の別の特徴では、リザーバタンクの入口はリザー
バタンクの上部からタンクの下部まで延びる管状部材を
有する。この管状部材は、水排出出口開口部をタンクの
下部に有する。これは、水洗後のタンクの再充填により
生じる騒音の量を減少させる。変形例では、管状部材は
息抜き孔をタンクの満水高さよりも上に有し、この息抜
き孔は、タンクの排水によって生ぜしめられることのあ
るタンク内の負圧を解放するための空気の通路を構成す
る。

本発明の別の特徴では、タンクの入口の上流に特別の種
類の逆流阻止器を設けるのが好ましい。この種の逆流阻
止器は、入口弁、出口弁、及び入口弁と出口弁との間の
大気通気装置を有する。逆流阻止器の前後の正の差圧は
弁を開放し且つ通気装置を閉鎖して水流が逆流阻止器を
通ってタンクに向かうことができるようにする。逆流阻
止器の前後の負の差圧は、弁を閉鎖し且つ通気装置を開
放する。これは、飲料水源が汚染されないように保護
し、その結果、タンクの出口を便器のボウルのリムより
も下に配置でき、高さを抑えた設計にできる。この種の
逆流阻止は、更に、タンク入口をタンクの下部内に延ば
せるようにし、タンクの再充填時の騒音を減少する。

図面の説明 第１図は、本発明の好ましい実施例が取付けられた便器
の斜視図であり、 第２図は、後部を断面で示し且つ明瞭のため配管42、48
及び68が省略してある、第１図の便器の側面図であり、 第３図は、後壁が取り除いてあり且つ明瞭のため配管4
2、48及び68が省略してある、便器の背面図であり、 第４図は、蓋を外した便器のタンクの平面図であり、 第５図は、第４図の５−５線の平面の便器の一部の正面
図であり、 第６図は、第５図の６−６線の平面の断面図であり、 第７図は、便器の吸引器の断面図であり、 第８図は、便器のリザーバ、流入管、及び水洗弁組立体
の一部断面図であり、 第９図は、第８図に示す水洗弁組立体の断面図であり、 第10図は、水洗弁組立体の一部の詳細図であり、 第11図は、便器用の変形例の流入管の断面図であり、 第12図は、本発明の便器の逆流阻止器の概略断面図であ
る。

好ましい実施例の詳細な説明 第１図は、本発明の加圧式水洗タンクシステムを持つ便
器を示す。図示の便器は高さを抑えた設計になってお
り、ガラス質のタンク13だけが便器のボウルのリム11よ
りも僅かに高くなっている。タンク13の中身の組み立て
及び取り外しを可能にする蓋14がタンク13の上に載って
いる。便器の水洗を行うため、ハンドル９がタンク13の
側部に設けられている。

第２図は、便器10のガラス質のタンク13の内側の加圧可
能なリザーバタンク12を示す。便器10は、更に、種々の
流路を鋳込んだ便器ボウル15を有する。リム配水流路16
がボウルの上部を取り囲んでおり、ボウルの側部を水洗
するため、この流路がボウルの上部の周りに配水する。
噴流路17は、高速移動水流をボウル内で便器のトラップ
に向かって直接差し向けるため、従来の方法でボウル15
のサンプに鋳込んだジェット（図示せず）に続く。流路
室16の噴流路17の両方は箱状の配水キャビティ18から発
する。配水キャビティ18内には圧力の加わった水がリザ
ーバタンク12から噴出する。

直径の制御されたオリフィス19が、リムへの流れを制限
し且つ噴流路17への適当な圧力を維持するようにリム流
路16の箱状の配水流路18に連結する。好ましい実施例で
は、オリフィス19は、水洗水の大部分が噴流路17に送出
されるように選択される。

ゴム又は他の適当な材料でできたホース22をクランプ23
で接手24に保持する。接手24はホース22と箱18との間に
水密接手を周知の方法で形成する。第３図に示すよう
に、ホース22の反対端はクランプ25で接手26に連結さ
れ、この接手26は、ホース22とタンク12との間に水密接
手を形成するようにタンク12の出口30にねじ込んであ
る。連結部の水密性を確保するため、Ｏ−リング31を接
手26と出口30との間に設けるのがよい。

ホース22は、好ましくは、組み立てを容易に行うことが
できるようにするため、及び例えば便器の寒冷対策を行
う際にホース22及びタンク12の更に完全な排液を可能に
するため、可撓性材料でできている。タンクへの流入水
を遮断し便器を洗浄した後、接手26はタンク12から容易
に外すことができ、ホース22及びタンク12の内容物をバ
ケツ又は他の受け器（図示せず）に排水してタンクから
ほぼ全ての水を排水する。

タンク12は、公共水道のような加圧飲料水源から圧力の
加わった水を受入れる。好ましい実施例では、タンクの
容積は7.57（２ガロン）であり、満タンにすると、1.75
8kg/cm2（25psi.）の圧力が加わった約5.678（1.5ガロ
ン）の水を保持する。従って、タンクは圧力容器の規格
を満たすように適当に強く作られていなければならず、
好ましくは、ナイロンプラスチックアロイでできている
のがよい。タンク12は、タンクに形成された脚部に頭部
が捕捉されたボルト20でガラス質のタンク13に固定され
ている。

公共水道又は他の加圧水供給源がガラス質のタンク13の
底にある接手36に連結されている。接手36は導管38を介
して逆流阻止器40の入口端と連通している。

逆流阻止器40は、その前後に負の差圧が生じた場合でも
水が逆流しないようにする。このような逆流阻止器は周
知であり、産業的規格に従ってつくられる。第12図に概
略に示す逆流阻止器40は、入口弁32と、出口弁33と、こ
れらの弁間の大気通気装置34とを有する。タンク12内へ
の通常の流れ状態では、来入水の圧力が弁32及び33を開
いて水がこれらの弁を通過できるようにする。これと同
時に、弁32が弁座35をシールし、水が通気装置34に到ら
ないようにする。逆流阻止器40の前後に負の差圧が生じ
た場合、両弁はばね37及び39の押圧力の作用で第12図に
示す位置に戻る。これらの位置では、弁33が弁座41をシ
ールして逆流が起こらないようにし、弁32と33との間の
領域を大気気通気装置34に開放して逆流が更に起こらな
いようにする。

この種の逆流阻止器は、高さを抑えた本発明の便器で特
に重要である。これは、出口30が便器のリム流路16より
も下にあるためである。好ましい実施例では、上述の種
類の、米国衛生工学規格1012号で許容された逆流阻止器
又はこれと等価の逆流阻止器を使用しなければならな
い。好ましい実施例で満足のいくことのわかった特定の
逆流阻止器は、マサチューセッツ州ローレンスのワッツ
調整器社（Watts Regulator Company）がSA−9Kの商業
的表示で販売している逆流阻止器である。

第４図に示すように、管42が逆流阻止器40の通気装置34
を通気済のキャビティ43（第４図、第５図、及び第６図
参照）に連結する。キャビティ43はリム流路16の上方に
あり且つこの流路と連通している。逆流阻止器40の前後
に負の差圧が生じた（入口での圧力が出口での圧力より
も低い）場合には、必要に応じて、水を管42を通してキ
ャビティ43内に排出できるか、或いはキャビティ43から
の大気圧が管42を通して通気装置34に導入される。

逆流阻止器40の出口端44は圧力調整器46の入口端45に連
結されている。圧力調整器46は、特定の圧力をリザーバ
タンク12内に維持するように選択されており、この圧力
は、調整器の上流側に作用する水圧が調整器によって維
持されるべき圧力限度よりも低くない限り、調整器46の
上流の水圧よりも低い。好ましい実施例では、圧力調整
器はタンク12内に1.758kg/kg²（25psi.）の圧力を維持
するように選択されている。更に、調整器46は、好まし
くは、好ましい実施例において3.515kg/cm2（50psi.）
である所望のレベルを圧力が越えたときにリザーバタン
ク12内の圧力を逃がす圧力逃がし弁を有する。圧力が3.
515kg/cm²（50psi.）を越えると、管48が圧力調整器46
の排出側50に連結される。管48は、悪影響を何ら引き起
こすことなくタンク12内の過剰の圧力を便器に排出でき
るように、便器の空間43（第６図参照）に続いている。

圧力調整器46の出口52は、第７図に最もよく示す吸引器
58の入口54に連結されている。吸引器58は、ノズル62を
押し込んだ本体60を有する。水はノズル62のテーパをな
した内側ボアを通って流れ、ノズル62からの排出側にベ
ンチュリ効果で負圧をつくりだす。この負圧により空気
がエラストマー製のディスク弁64（間隔を隔てられた案
内体63上に載止した開放位置で示す）を通って吸引器に
吸い込まれ、タンク12が満タンである場合にタンク12の
頂部に空気の空間を作りだすように、リザーバタンク12
に流れ込む水流に入る。

タンク12内の圧力が十分に高くなると、この圧力がディ
スク弁64に作用してこれを案内体63から持ち上げてこれ
を再び空気入口ニップル66の弁座65に着座させる。ホー
ス68（第４図及び第５図参照）がニップル66を便器10の
空間43に連結する。第５図では、空間43に通じる追加の
孔70が設けられていることがわかる。この孔は、空間43
を通気し、必要に応じて、吸引器58による吸引中に空気
をこの空間から管68で引き出すことができるようにし、
或いは空気を逆流阻止器からの管42で引き出すことがで
きるようにしている。管42、48、及び68の端部及び孔70
は、全て空気空間43内に開放しており、リム又は便器の
ボウルからの逆流により汚染水が管42、48、及び68又は
孔70に到達しないようにするため、便器の溢出高さより
も上のリム11の高さにある配水流路16と連通している。

吸引器58は出口72を有し、この出口は、ホース74で入口
管76に連結されている。第８図を参照すると、入口管76
はホース74が連結されたニップル75を有し、このニップ
ルはタンク12の上入口フランジ78にねじ込んである。Ｏ
−リング77が入口管76とフランジ78との間に気密シール
を形成する。管76はタンク12の下部内に下方に延びる。

第８図を参照すると、線80が、タンク12を圧力調整器に
より決定された予め設定された圧力まで完全に満たした
ときのタンク12内の水面高さを表示する。わかるよう
に、入口管76の下端82は線80のかなり下にある。管76
は、タンク12の充填時の来入水の騒音を少なくするよう
に、タンク12の底近くまで延びている。上述のように、
タンク12内の圧力が予め設定された圧力に至ると、圧力
調整器46が来入水の流れを止める。入口管76が便器のリ
ム流路16の高さよりも下まで延びているということに注
目されたい。これは、本明細書中に記載した種類の逆流
阻止器を使用することの重要性を高める。

更に第８図を参照すると、タンク12の上中央部には、タ
ンク12内に下方に延びる内ねじを備えたフランジ83が設
けられている。第９図を参照すると、弁ハウジング84が
フランジ83内に下方にねじ込んであり、Ｏ−リング86に
よってフランジ83との間に気密シールを形成する。弁ハ
ウジング84はタンクの出口内に下方に延び、タンクの出
口に対してＯ−リング87を介して水密シールを形成す
る。

弁ハウジング84に加えて、弁体88、弁ステム90、及び弁
作動装置92を有する水洗弁組立体が設けられている。弁
ステム90はその下端が弁体88にねじ込んであり、その上
端が作動装置92にねじ込んである。弁ステム90の上端
で、弁作動装置92がダイヤフラム94をフランジ96に対し
てサンドウィッチする。フランジ96は弁ステム90の肩部
98に当接している。ダイヤフラム94はビード100をその
外周に有し、上案内体102と下案内体104との間に捕捉さ
れる。ダイヤフラムのビード100は、ダイヤフラムの上
側の加圧されていない空間をダイヤフラムの下側の加圧
空間からシールする。Ｏ−リング105が案内体104と弁ハ
ウジング84との間をシールする。

上案内体102及び下案内体104は、固定ねじ106で弁ハウ
ジング84の内側に固定されている。ねじ106は、このね
じを廻すためのラグ108を有する。上案内体102及び下案
内体104は、これらを通るボアを有し、これらのボアを
通して作動装置92及び弁ステム90が夫々上下に摺動でき
る。更に、下案内体104は、下案内体104の上下の圧力を
等しくするための息抜き孔110をその下端に有する。

止めスリーブ112が弁ステム90を包囲し、弁体88とその
下端で当接する。作動装置を持ち上げると、止めスリー
ブ112は、その頂部が下案内体104に当接するまで弁体88
及び弁ステム90とともに上方に移動する。下案内体104
は弁体88の上方への移動を停止する。

弁体88は、弁体88を弁ハウジング84内で芯出しする上フ
ランジ114を有し、フランジ114の上下の圧力を等しくで
きるようにする溝115がフランジの周囲に設けられてい
る。シャンク部分116が上フランジ114を下フランジ118
に連結する。第９図に示す閉鎖位置では、下フランジ11
8は、弁ハウジングの軸線方向に延びるボア120と整合し
た状態にある。第10図を参照すると、下フランジ118は
ボア120内に滑り嵌めで嵌まっている。エラストマー製
のシールリング124が弁体88の下フランジ118内に捕捉さ
れており、このシールリングは、第９図及び第10図に示
す閉鎖位置において、軸線方向に延びるボア120と密封
係合している。

弁体88を閉鎖位置に下げるとき、リング124の半径方向
外方の周囲が弁ハウジング84の円錐面126に沿って摺動
し、ボア120と密封接触するように圧縮される。ボア120
に加えて、ハウジング84の弁座は環状面130を有する。
弁体88の底が環状面130に到達すると（第10図参照）、
弁体88の下方への移動が積極的に停止される。この位置
では、シールリング124がボア120に対して液密シールを
形成する。更に、二次シールが環状面130と弁体88の底
の周囲との間に形成され、タンク12からの漏れが更に起
こらないようにしている。

第10図を更に参照すると、シール124は外ビード140及び
内ビード142を有する。これらのビード140及び142はウ
ェブ区分144で一体に接合されている。外ビード140は内
ビード142よりも幾分大きいけれどもこの断面形状は、
環状ウェブ部分で接合された半径方向外側の球根状部分
及び半径方向内側の球根状部分を有する一般に「唖鈴」
形状と呼ばれる形状である。

シールリング124を弁体88内に捕捉するため、保持リン
グ146が弁体88の主本体148に超音波溶接されている。こ
れとともに、保持リング146及び主本体148は、シールリ
ング124と全体に形状の等しいキャビティを弁体88内に
構成する。保持リング146を主本体148に固定するのに超
音波溶接が好ましいけれども、他の適当な手段を用いて
もよい。この構造により、シールリング24がタンク12内
の水の力で弁体88から「吹き飛ばされる」ことが阻止さ
れる。

弁体88は環状面130のところで弁ハウジング84とともに
二次シールを形成できる。これは、弁体88が適度に可撓
性のプラスチック材料でできているためである。弁体88
についての好ましい材料は、アセタールプラスチックで
あり、好ましい実施例で使用された弁ハウジング84の材
料は、65％無機充填材入りの硫化ポリフェニレンプラス
チック材料である。

弁組立体の他の全ての部品は、エラトマー製のダイヤフ
ラム94及びシールリング及び弁ステム90を除き、プラス
チック材料でできている。好ましい実施例では、弁ステ
ム90はステンレス鋼製であり、水洗作業後に弁体88を閉
鎖位置に戻すのに十分な重量を持っている。

シールリング124をボア120から外すように弁88を作動装
置92で持ち上げて環状面130から離したとき、タンク112
の圧力が加わった内容物が弁ハウジング84の側部の入口
150を通して弁ハウジング84の内部に解放され、次い
で、弁体88を通って下方にタンク12の出口30を通って出
る。タンクの圧力が加わった内容物はここからホース22
を通って上述のように便器のボウルに流れる。弁体88の
下を流れる水の圧力は、タンク112内の圧力が弁体88が
環状面130と当接したその閉鎖位置まで重力で戻ること
ができるようにするのに十分低下するまで、弁体を開放
状態即ちボウル120との密封係合の外れた持ち上げ位置
に維持する。

この構造により、便器を水で洗い流すのに比較的小さな
力が必要とされる。水洗弁の閉鎖位置に向かって僅かな
押圧力を加えるように、ボア120の面積はダイヤフラム9
4の有効断面積（ダイヤフラムのロールの中央線の直径
に等しい直径を持つ円の面積）よりも幾分大きい。この
押圧力は、水洗弁の重量及び構成要素の摩擦との組み合
わせにより、弁を閉鎖位置から開放位置まで移動するの
に比較的小さな平均力で済むようにする。更に、長期間
に亘って閉鎖位置にあった後ですら、この力は過度に大
きくならないということがわかった。

これらの比較的小さな力により、作動装置92を従来の方
法で作動することができる。好ましい実施例では、第１
図、第３図、及び第４図に示し且つ上述したように、ハ
ンドル９が便器のタンクの側部に沿って設けられてい
る。アーム154がハンドル９からタンク13の内部に延
び、このアームは、便器の使用者がハンドル９を通常の
方法で作動したとき、ハンドル９とともに回転する。耐
磨耗性プラスチック材料製の軸受155がトリップロッド1
57のレバーアーム156とカム係合する。トリップロッド1
57は、タンク12上の軸受ブロック158で支承されてい
る。トリップロッド157は、作動装置92とは偏心して支
承され、作動装置92の廻りに曲げられており且つ作動装
置92にねじ止めされたナット162（第３図及び第４図参
照）の下にある部分160を有する。ハンドル９を作動し
てレバーアーム156を下方に回転すると、トリップアー
ム157の部分160がナット162を持ち上げ、これによって
作動装置92を上方に持ち上げて弁体88と弁ハウジング84
との間のシールを外し、これによって水洗を行う。

入口管76の変形例76′を第11図に示す。入口管76は息抜
き孔170をタンク12の満水線80よりも上の高さに有する
ことを除けば入口管76と同じである。息抜き孔170は、
タンク12の満水高さ80よりも上の入口管76′の垂下長さ
に沿った任意の高さに設けるのがよいが、タンク12の入
口フランジ78に隣接して設けられるのが好ましく、この
態様が図示してある。この領域では、息抜き孔170はタ
ンク内の水に近づき難いが、これを通してタンク内に又
はタンクから空気を流すことができる。

息抜き孔170は、便器の寒冷対策中のような場合、タン
ク12内への流入水を上流の弁（図示せず）で遮断したと
きにタンク12を排水できるように設けられている。水の
遮断後、便器を水洗でき、これによって弁体88をタンク
12を排水するその開放位置まで持ち上げることができ
る。タンク12内の水の高さが十分な程度まで下がると、
タンク12内に負圧がつくりだされる。この負圧は息抜き
孔170を介して吸引弁58と連通し、これは弁ディスク64
を弁座65から移動して離し、大気圧を孔170を通してタ
ンク12内に入れ、負圧を解放する。これによってタンク
12の排水を行うことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−261022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−89739（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボウル及び該ボウルの上周囲の廻りのリム
   を有する便器と、 便器のボウルのリムよりも低く便器のボウルに水を送出
   するため便器に連結された入口と出口とを有する、前記
   便器用の所定容積の加圧された水洗水を収容するための
   リザーバタンクと、 リザーバタンクと便器のボウルとの間に連通を選択的に
   提供するための、便器の使用者が操作できる水洗弁と、 入口弁、出口弁、及び前記入口弁及び出口弁との間の大
   気通気装置を有する、タンクの入口の上流の逆流阻止器
   であって、この逆流阻止器の前後の正の差圧が弁を開放
   し且つ通気装置を閉鎖して水流が逆流阻止器を通ってタ
   ンクに向かうことができるようにし、逆流阻止器の前後
   の負の差圧が弁を閉鎖し且つ通気装置を開放してタンク
   から逆流阻止器を通る逆流を阻止する逆流阻止器と、を
   有し 便器のボウルのリムがリム配水流路をその内部に有し、
   逆流阻止器の通気装置と便器のボウルの溢出高さよりも
   上のリム配水流路とを連通する導管を更に有する、加圧
   式水洗便器システム。