(57)【要約】  適量の洗浄水を供給し、水道水圧の低い地域にも設置することができる水洗大便器を提供する。  本発明は、加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器（１）であって、ボウル部及び排水トラップ管路を備えた水洗大便器本体（２）と、ジェット吐水させる洗浄水を加圧する加圧ポンプ（３４）と、加圧すべき洗浄水を貯水する貯水タンク（３２）と、水道の給水圧力により所定のリム吐水時間リム吐水させると共に、ジェット吐水させることによりボウル部を洗浄する洗浄制御手段（４０）と、ボウル部の洗浄後、洗浄水を水道から貯水タンクに供給し、貯水タンクを規定の貯水量に復帰させる洗浄水補給手段（２８）と、洗浄水の供給開始から貯水タンクが規定の貯水量に復帰するまでの水補給時間を検出する計時手段（４０ａ）と、水補給時間に基づいて、リム吐水時間を調整する吐水時間調整手段（４０ｂ）と、を有することを特徴としている。
2008026633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器であって、
リム吐水口及びジェット吐水口が形成されたボウル部、及び排水トラップ管路を備えた水洗大便器本体と、
上記ジェット吐水口から吐水させる洗浄水を加圧する加圧ポンプと、
この加圧ポンプによって加圧すべき洗浄水を貯水する貯水タンクと、
水道の給水圧力により洗浄水を所定のリム吐水時間上記リム吐水口から吐出させると共に、上記貯水タンク内の洗浄水を上記加圧ポンプにより所定のジェット吐水量上記ジェット吐水口から吐出させることにより上記ボウル部を洗浄する洗浄制御手段と、
上記ボウル部の洗浄後、洗浄水を水道から上記貯水タンクに供給し、上記貯水タンクの貯水量を洗浄前の規定の貯水量に復帰させる洗浄水補給手段と、
この洗浄水補給手段により洗浄水の供給が開始されてから上記貯水タンクの貯水量が規定の貯水量に復帰するまでの水補給時間を検出する計時手段と、
この計時手段によって検出された水補給時間に基づいて、上記洗浄制御手段が上記リム吐水口から洗浄水を吐出させる上記リム吐水時間を調整する吐水時間調整手段と、
を有することを特徴とする水洗大便器。
【請求項２】
上記洗浄制御手段は、上記リム吐水口からの１回目の吐水、上記ジェット吐水口からの吐水、上記リム吐水口からの２回目の吐水を順次実行するように構成されており、上記吐水時間調整手段は、上記リム吐水口からの２回目のリム吐水時間を調整する請求項１記載の水洗大便器。
【請求項３】
上記洗浄水補給手段は、上記リム吐水口からの吐水終了後、所定の給水待ち時間を空けて上記貯水タンクへの給水を開始する請求項１又は２記載の水洗大便器。
【請求項４】
さらに、上記貯水タンクの水位を検出するフロートスイッチを有し、上記計時手段は、上記フロートスイッチが上記規定の貯水量を検出するまでの時間を検出する請求項１乃至３の何れか１項に記載の水洗大便器。
【請求項５】
加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器であって、
リム吐水口及びジェット吐水口が形成されたボウル部、及び排水トラップ管路を備えた水洗大便器本体と、
上記ジェット吐水口から吐水させる洗浄水を加圧する加圧ポンプと、
この加圧ポンプによって加圧すべき洗浄水を貯水する貯水タンクと、
水道の給水圧力により洗浄水を上記リム吐水口から吐出させると共に、上記貯水タンク内の洗浄水を上記加圧ポンプにより上記ジェット吐水口から吐出させることにより上記ボウル部を洗浄する洗浄制御手段と、
ジェット吐水終了後、洗浄水を水道から上記貯水タンクに供給し、上記貯水タンクの貯水量を洗浄前の規定の貯水量に復帰させる洗浄水補給手段と、
この洗浄水補給手段により洗浄水の供給が開始されてから上記貯水タンクの貯水量が上記規定の貯水量以下の所定の計測貯水量に達するまでの水補給時間を検出する計時手段と、
この計時手段によって検出された水補給時間に基づいて、上記リム吐水口から吐出されるリム吐水時間、又は上記ジェット吐水口から吐出されるジェット吐水量を調整する吐水量調整手段と、
を有することを特徴とする水洗大便器。
【請求項６】
上記吐水量調整手段は、上記加圧ポンプを作動させる時間を変化させることにより、上記ジェット吐水量を調整する請求項５記載の水洗大便器。
【請求項７】
上記吐水量調整手段は、上記加圧ポンプの回転数を変化させることにより、上記ジェット吐水量を調整する請求項５記載の水洗大便器。
【請求項８】
上記ジェット吐水は、サイホン作用を起動させるサイホン起動領域、このサイホン起動領域よりも流量が少なく、起動したサイホン作用を持続させるサイホン持続領域、及びサイホン作用終了後、上記排水トラップ管路内の汚物を押し出すブロー領域からなり、このブロー領域において、上記洗浄制御手段は、上記サイホン起動領域と概ね等しい回転数で上記加圧ポンプを作動させる請求項５又は６記載の水洗大便器。
【請求項９】
上記吐水量調整手段は、上記ブロー領域の時間を変化させることにより、上記ジェット吐水量を調整する請求項８記載の水洗大便器。
【請求項１０】
上記洗浄制御手段は、前回の便器洗浄時において検出された水補給時間に基づいて調整されたリム吐水時間に亘ってリム吐水するように構成されており、最新の便器洗浄において検出された水補給時間が、前回の水補給時間よりも所定時間以上長い場合には、上記貯水タンクが規定の貯水量に復帰された後、追加吐水を行って上記ボウル部内の水位を上昇させる請求項１乃至９の何れか１項に記載の水洗大便器。
【請求項１１】
上記追加吐水により上記ボウル部に供給される洗浄水の量は、最新の水補給時間に対応するリム吐水の流量、及び最新のリム吐水時間に基づいて、上記排水トラップ管路が封水されるように上記洗浄制御手段によって決定される請求項１０記載の水洗大便器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水洗大便器に関し、特に、加圧した洗浄水により洗浄される水洗大便器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、洗浄水を水道から直接供給する所謂水道直圧式水洗便器が普及し始めている。このような水道直圧式水洗便器では、一般に、ボウル部上部のリム吐水口からの吐水、ボウル部底部のジェット吐水口からの吐水、及び２回目のリム吐水口からの吐水を所定時間ずつ順次行うことによって、便器洗浄がなされる。また、水道直圧式水洗便器は、１回の洗浄用の洗浄水全てを貯めておくタンクを必要としないので、便器をコンパクトに構成することができるという利点がある反面、水道水圧の低い地域では十分な流量で洗浄水を供給することが難しく、設置することができないという問題がある。【０００３】
また、便器洗浄においてリム吐水口及びジェット吐水口からの吐水を行う時間は、一般に、比較的水道水圧の低い地域に水道直圧式水洗便器が設置された場合にも、吐出される洗浄水の量が不足しないように設定されている。従って、水道直圧式水洗便器が通常の水道水圧の地域に設置された場合には、吐出される洗浄水量が過剰になるという問題がある。【０００４】
一方、特許第２８７４２０７号（特許文献１）には、便器の洗浄給水装置が記載されている。この洗浄給水装置では、リム吐水口への給水経路に圧力センサ又は流量センサを設けておき、センサの検出値に基づいて洗浄水の吐水時間を設定している。即ち、水道水圧の低い地域では吐水時間を長く、水道水圧の高い地域では吐水時間を短くすることにより、適量の洗浄水を供給することを可能にしている。【０００５】
【特許文献１】特許第２８７４２０７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、水道水圧の非常に低い地域においては、洗浄水の吐水時間を長くし、吐水される洗浄水の量を多くしたとしても十分な便器洗浄を行うことができないという問題がある。即ち、特にジェット吐水口からの吐水は、小流量の吐水を長時間行ったとしても、排水トラップ管路内にサイホン現象を誘発することができず、ボウル部内の汚物を十分に排出できないという問題がある。【０００７】
一方、特許第２８７４２０７号に記載されている洗浄給水装置では、水道水圧を測定するために圧力センサ又は流量センサを設ける必要があるため、コスト高になるという問題がある。また、リム吐水口への給水経路の途中に設けた圧力センサ又は流量センサにより水道水圧を正確に測定することは困難であり、吐水時間を正確に設定することが難しいという問題もある。【０００８】
さらに、水道直圧式水洗便器は、一般に、洗浄水が定流量弁を介して吐水されるように構成されており、水道水圧が高い地域においても洗浄水の流量が過大になることがないようにしている。しかしながら、定流量弁によって設定される流量は、その個体差によるばらつきが大きいため、このばらつきの中で最も流量が少ない定流量弁が使用された場合にも吐出される洗浄水の量が不足しないように、吐水時間が設定されている。このため、ばらつきの中で流量が大きい定流量弁が使用された場合には、洗浄水量が過剰になるという問題がある。【０００９】
従って、本発明は、適量の洗浄水の供給を可能にすると共に、水道水圧の低い地域にも設置することができる水洗大便器を提供することを目的としている。
また、本発明は、使用される定流量弁の個体差が大きい場合でも、常に適量の洗浄水の供給することができる水洗大便器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器であって、リム吐水口及びジェット吐水口が形成されたボウル部、及び排水トラップ管路を備えた水洗大便器本体と、ジェット吐水口から吐水させる洗浄水を加圧する加圧ポンプと、この加圧ポンプによって加圧すべき洗浄水を貯水する貯水タンクと、水道の給水圧力により洗浄水を所定のリム吐水時間リム吐水口から吐出させると共に、貯水タンク内の洗浄水を加圧ポンプにより所定のジェット吐水量ジェット吐水口から吐出させることによりボウル部を洗浄する洗浄制御手段と、ボウル部の洗浄後、洗浄水を水道から貯水タンクに供給し、貯水タンクの貯水量を洗浄前の規定の貯水量に復帰させる洗浄水補給手段と、この洗浄水補給手段により洗浄水の供給が開始されてから貯水タンクの貯水量が規定の貯水量に復帰するまでの水補給時間を検出する計時手段と、この計時手段によって検出された水補給時間に基づいて、洗浄制御手段がリム吐水口から洗浄水を吐出させるリム吐水時間を調整する吐水時間調整手段と、を有することを特徴としている。【００１１】
このように構成された本発明においては、洗浄制御手段は、水道の給水圧力により洗浄水を所定のリム吐水時間に亘ってリム吐水口から吐出させる。また、洗浄制御手段は、貯水タンクに貯水された洗浄水を、加圧ポンプによって所定のジェット吐水量だけジェット吐水口から吐出させる。これらの吐水によりボウル部を洗浄した後、洗浄水補給手段は、洗浄水を水道から貯水タンクに供給し、貯水タンクの貯水量を洗浄前の規定の貯水量に復帰させると共に、計時手段は、洗浄水の供給が開始されてから貯水タンクの貯水量が規定の貯水量に復帰するまでの水補給時間を検出する。吐水時間調整手段は、計時手段によって検出された水補給時間に基づいて、次回の便器洗浄時におけるリム吐水時間を調整する。【００１２】
このように構成された本発明によれば、ジェット吐水口から吐出される洗浄水を加圧ポンプによって加圧しているので、水道の給水圧力が低い地域においても十分な便器洗浄を行うことができる。また、吐水時間調整手段によりリム吐水時間が調整されるので、適量の洗浄水を供給することができる。【００１３】
本発明において、好ましくは、洗浄制御手段は、リム吐水口からの１回目の吐水、ジェット吐水口からの吐水、リム吐水口からの２回目の吐水を順次実行するように構成されており、吐水時間調整手段は、リム吐水口からの２回目のリム吐水時間を調整する。【００１４】
このように構成された本発明によれば、吐水時間調整手段がリム吐水口からの２回目のリム吐水時間を調整するので、リム吐水不足により排水トラップ管路の水封が破れたり、リム吐水過剰により多量の洗浄水をボウル部から溢流させたりするのを防止することができる。【００１５】
本発明において、好ましくは、洗浄水補給手段は、リム吐水口からの吐水終了後、所定の給水待ち時間を空けて貯水タンクへの給水を開始する。
このように構成された本発明によれば、リム吐水終了後、給水待ち時間を空けて貯水タンクへの給水を開始するので、貯水タンクに給水する際の給水圧力が、貯水タンクへの給水前に実行されていたリム吐水によって影響されるのを防止することができる。【００１６】
本発明において、好ましくは、さらに、貯水タンクの水位を検出するフロートスイッチを有し、計時手段は、フロートスイッチが規定の貯水量を検出するまでの時間を検出する。【００１７】
このように構成された本発明によれば、貯水タンク内の洗浄水が規定の貯水量に達したことがフロートスイッチによって検出されるので、貯水タンクの貯水量が規定の貯水量に復帰するまでの時間を正確に検出することができる。【００１８】
また、本発明は、加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器であって、リム吐水口及びジェット吐水口が形成されたボウル部、及び排水トラップ管路を備えた水洗大便器本体と、ジェット吐水口から吐水させる洗浄水を加圧する加圧ポンプと、この加圧ポンプによって加圧すべき洗浄水を貯水する貯水タンクと、水道の給水圧力により洗浄水をリム吐水口から吐出させると共に、貯水タンク内の洗浄水を加圧ポンプによりジェット吐水口から吐出させることによりボウル部を洗浄する洗浄制御手段と、ジェット吐水終了後、洗浄水を水道から貯水タンクに供給し、貯水タンクの貯水量を洗浄前の規定の貯水量に復帰させる洗浄水補給手段と、この洗浄水補給手段により洗浄水の供給が開始されてから貯水タンクの貯水量が規定の貯水量以下の所定の計測貯水量に達するまでの水補給時間を検出する計時手段と、この計時手段によって検出された水補給時間に基づいて、リム吐水口から吐出されるリム吐水時間、又はジェット吐水口から吐出されるジェット吐水量を調整する吐水量調整手段と、を有することを特徴としている。【００１９】
このように構成された本発明によれば、リム吐水時間、又はジェット吐水量が調整されるので、使用される定流量弁等に個体差がある場合でも、便器洗浄能力を維持しながら、無駄水の発生を防止することができる。【００２０】
本発明において、好ましくは、吐水量調整手段は、加圧ポンプを作動させる時間を変化させることにより、ジェット吐水量を調整する。
このように構成された本発明によれば、ジェット吐水の時間を変化させることによりジェット吐水量を変更して、適切な便器洗浄を設定することができる。【００２１】
本発明において、好ましくは、吐水量調整手段は、加圧ポンプの回転数を変化させることにより、ジェット吐水量を調整する。
このように構成された本発明によれば、ジェット吐水の流量を変化させることによりジェット吐水量を変更して、適切な便器洗浄を設定することができる。【００２２】
本発明において、好ましくは、ジェット吐水は、サイホン作用を起動させるサイホン起動領域、このサイホン起動領域よりも流量が少なく、起動したサイホン作用を持続させるサイホン持続領域、及びサイホン作用終了後、排水トラップ管路内の汚物を押し出すブロー領域からなり、このブロー領域において、洗浄制御手段は、サイホン起動領域と概ね等しい回転数で加圧ポンプを作動させる。【００２３】
このように構成された本発明によれば、サイホン起動領域において起動されたサイホン作用を、サイホン持続領域において洗浄水を節約しながら維持し、ブロー領域において浮遊汚物等を確実に排出させることができる。【００２４】
本発明において、好ましくは、吐水量調整手段は、ブロー領域の時間を変化させることにより、ジェット吐水量を調整する。
このように構成された本発明によれば、強いサイホン作用の発生が期待できない洗浄モードにおいても、確実に汚物を排水トラップ管路から押し出すことができる。【００２５】
本発明において、好ましくは、洗浄制御手段は、前回の便器洗浄時において検出された水補給時間に基づいて調整されたリム吐水時間に亘ってリム吐水するように構成されており、最新の便器洗浄において検出された水補給時間が、前回の水補給時間よりも所定時間以上長い場合には、貯水タンクが規定の貯水量に復帰された後、追加吐水を行ってボウル部内の水位を上昇させる。【００２６】
このように構成された本発明によれば、洗浄制御手段が追加吐水を行ってボウル部内の水位を上昇させるので、最新の便器洗浄におけるリム吐水流量が、前回の便器洗浄時におけるリム吐水流量よりも大幅に低下していた場合においても、排水トラップ管路の封水切れを防止することができる。【００２７】
本発明において、好ましくは、追加吐水によりボウル部に供給される洗浄水の量は、最新の水補給時間に対応するリム吐水の流量、及び最新のリム吐水時間に基づいて、排水トラップ管路が封水されるように洗浄制御手段によって決定される。【００２８】
このように構成された本発明によれば、追加吐水の量が、最新のリム吐水の流量及びリム吐水時間に基づいて決定されるので、排水トラップ管路を確実に封水することができると共に、追加吐水の量が多すぎることによる無駄水の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の水洗大便器によれば、適量の洗浄水の供給を可能にすると共に、水道水圧の低い地域にも設置することができる。
また、本発明の水洗大便器によれば、使用される定流量弁の個体差が大きい場合でも、常に適量の洗浄水を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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を説明する。図１は、本実施形態による水洗大便器の右側面図である。図２は本実施形態による水洗大便器の上面図であり、図３は左側面図である。また、図４は本実施形態による水洗大便器を後方右斜め上から見た斜視図であり、図５は後方左斜め上から見た斜視図である。さらに、図６は、図２のVI−VI線に沿う断面図である。また、図７は、リム吐水及びジェット吐水の給水系統を示すブロック図である。なお、図２乃至６は、本実施形態による水洗大便器を、便座、カバー、局部洗浄装置、及びサイドパネルを取り外した状態で示している。【００３１】
図１に示すように、本発明の第１実施形態による水洗大便器１は、水洗大便器本体２と、水洗大便器本体２の上面に配置された便座４と、便座４を覆うように配置されたカバー６と、水洗大便器本体２の後方上部に配置された局部洗浄装置８と、を有する。また、水洗大便器本体２の後方には、機能部１０が配置されており、この機能部１０はサイドパネル１０ａにより覆われている。【００３２】
水洗大便器本体２は陶器製であり、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が形成されている。排水トラップ管路１４は、ボウル部１２の底部から後方、斜め上方に延びた後、下方に向かって延びて排水管Ｄに接続されている。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の入口に向けて洗浄水を吐出するように構成されている。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の縁に沿って洗浄水を吐出するように構成されている。【００３３】
本発明の第１実施形態による水洗大便器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、機能部１０に内蔵された貯水タンクに貯水された洗浄水を加圧ポンプによって加圧して、大流量でジェット吐水口１６から吐出させるように構成されている。【００３４】
次に、図２乃至図７を参照して、機能部１０の構成を説明する。
図２乃至図７に示すように、機能部１０には、リム吐水用の給水系統として、定流量弁２０と、リム吐水用電磁弁２２と、リム吐水用バキュームブレーカ２４と、リム吐水用フラッパー弁２６が内蔵されている。さらに、機能部１０には、ジェット吐水用の給水系統として、タンク給水用電磁弁２８と、タンク給水用バキュームブレーカ３０と、貯水タンク３２と、加圧ポンプ３４と、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６と、ジェット吐水用フラッパー弁３８が内蔵されている。さらに、機能部１０には、リム吐水用電磁弁２２、タンク給水用電磁弁２８、及び加圧ポンプ３４を制御する洗浄制御手段であるコントローラ４０（図７）が内蔵されている。【００３５】
定流量弁２０は、止水栓４２ａ、分岐金具４２ｂ、及びストレーナ４２ｃ（以上、図７に図示）を介して入水口２０ａから流入した洗浄水を、所定の流量以下に絞るように構成されている。本実施形態においては、定流量弁２０は、洗浄水の流量を１６リットル／分以下に制限するように構成されている。また、定流量弁２０を通過した洗浄水は、２つに分岐され、一方はリム吐水用電磁弁２２に、他方はタンク給水用電磁弁２８に流入するように接続されている。なお、本実施形態においては、定流量弁２０は、水洗大便器本体２の後方左側に配置されている。【００３６】
リム吐水用電磁弁２２は、コントローラ４０の制御信号により開閉され、リム吐水口１８から洗浄水を吐出、停止させるように構成されている。本実施形態においては、リム吐水用電磁弁２２は、定流量弁２０と同様に、水洗大便器本体２の後方左側に配置されている。【００３７】
リム吐水用バキュームブレーカ２４は、リム吐水用電磁弁２２を通過した洗浄水をリム吐水口１８へ導くリム側給水路１８ａの途中に配置され、洗浄水のリム吐水口１８からの逆流を防止している。また、リム吐水用バキュームブレーカ２４は、ボウル部１２の上端面よりも約２５．４ｍｍ（約１インチ）上方に配置されており、逆流を確実に防止している。なお、本実施形態においては、リム吐水用バキュームブレーカ２４は、水洗大便器本体２の後方中央の、排水トラップ管路１４の上方に配置されている。【００３８】
リム吐水用フラッパー弁２６は、リム吐水用バキュームブレーカ２４の下流側のリム側給水路１８ａに配置され、洗浄水のリム吐水口１８からの逆流を防止している。本実施形態においては、リム側給水路１８ａにリム吐水用バキュームブレーカ２４とリム吐水用フラッパー弁２６を直列に配置することによって、より確実に洗浄水の逆流を防止している。なお、本実施形態においては、リム吐水用フラッパー弁２６は、水洗大便器本体２の後方左側の、ジェット吐水用フラッパー弁３８の上方に配置されている。【００３９】
タンク給水用電磁弁２８は、コントローラ４０の制御信号により開閉され、洗浄水を貯水タンク３２へ給水、停止させるように構成されている。本実施形態においては、タンク給水用電磁弁２８は、定流量弁２０と同様に、水洗大便器本体２の後方左側に配置されている。【００４０】
タンク給水用バキュームブレーカ３０は、タンク給水用電磁弁２８を通過した洗浄水を貯水タンク３２へ導くタンク給水路３２ａの途中に配置され、洗浄水の貯水タンク３２からの逆流を防止している。また、タンク給水用バキュームブレーカ３０は、ボウル部１２の上端面よりも約２５．４ｍｍ（約１インチ）上方に配置されており、逆流を確実に防止している。なお、本実施形態においては、タンク給水用バキュームブレーカ３０は、水洗大便器本体２の後方中央の、排水トラップ管路１４の上方に配置されている。【００４１】
貯水タンク３２は、ジェット吐水口１６から吐水すべき洗浄水を貯水するように構成されている。なお、本実施形態において、貯水タンク３２は、図６に示すように、水洗大便器本体２の後方右側から、水洗大便器本体２後方中央の排水トラップ管路１４の上方まで延びるように配置されており、約３リットルの内容積を有する。また、水洗大便器本体２の後方には、取付部である樹脂製の取付フレーム２ａが固定されており、この取付フレーム２ａは、水洗大便器本体２とは別体に構成され、貯水タンク３２の周囲を取り囲むように概ね矩形状に形成されている。貯水タンク３２は、その上端のフランジ部が取付フレーム２ａと係合することにより、取付フレーム２ａから吊り下げられている。【００４２】
さらに、本実施形態においては、タンク給水路３２ａの先端は貯水タンク３２の底部近傍に開口されており、タンク給水路３２ａの先端が水没した状態で貯水タンク３２への給水を行うことにより、給水時の騒音を低減している。また、貯水タンク３２の内部には、フロートスイッチ３２ｂが配置されており、貯水タンク３２内の水位を検出するように構成されている。フロートスイッチ３２ｂは、貯水タンク３２内の水位が所定の貯水水位に達するとＯＮに切り替わり、コントローラ４０はこれを検知して、タンク給水用電磁弁２８を閉鎖させるように構成されている。【００４３】
加圧ポンプ３４は、貯水タンク３２に貯水された洗浄水を加圧して、ジェット吐水口１６から吐出させるように構成されている。本実施形態においては、加圧ポンプ３４は、貯水タンク３２の下方に、即ち、水洗大便器本体２の後方右側、排水トラップ管路１４の側方に配置されている。また、図４に示すように、貯水タンク３２の底面には下方に延びる２本のＵ字形の金属板３２ｃが取り付けられており、加圧ポンプ３４は、これらの金属板３２ｃによって貯水タンク３２の下方に吊り下げられている。【００４４】
また、加圧ポンプ３４は、洗浄水を加圧するインペラ３４ａ、及びこのインペラ３４ａを駆動するモーター３４ｂ（図７）を内蔵している。さらに、加圧ポンプ３４には、水抜き用水栓３４ｃ（図７）が接続されており、この水抜き用水栓３４ｃを開放することにより、メンテナンス時等に貯水タンク３２内及び加圧ポンプ３４内の洗浄水を排出できるように構成されている。また、加圧ポンプ３４の下方には、水受けトレイ２ｂが配置されており、結露した水滴や漏水を受けるように構成されている。【００４５】
また、図４に示すように、貯水タンク３２は、貯水タンク３２から水洗大便器本体２の前方に向かって延びた後、Ｕターンして後方に向かうＵ字管３４ｄを介して加圧ポンプ３４に接続されている。さらに、加圧ポンプ３４によって加圧された洗浄水は、排水トラップ管路１４の後ろ側を、水洗大便器本体２を横断して延びる横断管３４ｅを介してジェット吐水用バキュームブレーカ３６に流入するように構成されている。なお、本実施形態においては、加圧ポンプ３４は、貯水タンク３２内の洗浄水を加圧して、洗浄水を最大約１００リットル／分の流量でジェット吐水口１６から吐出させるように構成されている。【００４６】
ジェット吐水用バキュームブレーカ３６は、加圧ポンプ３４の下流側に接続されており、ボウル部１２内の溜水が貯水タンク３２側へ逆流するのを防止すると共に、それらの間の縁切りを行うように構成されている。これにより、貯水タンク３２内の貯水水位を、ボウル部１２内の溜水水位よりも高く設定することが可能になる。なお、本実施形態においては、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６は、水洗大便器本体２の後方の、排水トラップ管路１４の左側に配置されている。【００４７】
ジェット吐水用フラッパー弁３８は、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６の下流側に接続され、洗浄水のジェット吐水口１６からの逆流を防止している。本実施形態においては、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６とジェット吐水用フラッパー弁３８を直列に配置することによって、より確実に洗浄水の逆流を防止している。ジェット吐水用フラッパー弁３８を通過した洗浄水は、ジェット側給水路１６ａを通ってジェット吐水口１６から吐出されるように構成されている。なお、本実施形態においては、ジェット吐水用フラッパー弁３８は、水洗大便器本体２の後方の、排水トラップ管路１４の左側に配置されている。即ち、排水トラップ管路１４の右側に配置されている貯水タンク３２に貯水され、加圧ポンプ３４によって加圧された洗浄水は、横断管３４ｅを通って、排水トラップ管路１４に対して反対側の左側に至り、そこに配置されたジェット吐水用バキュームブレーカ３６、ジェット吐水用フラッパー弁３８及びジェット側給水路１６ａを通ってジェット吐水口１６から吐出されるように構成されている。【００４８】
また、本実施形態においては、ジェット吐水用フラッパー弁３８は、水洗大便器本体２の後方左側の、リム吐水用フラッパー弁２６の下方に配置されている。従って、リム吐水用フラッパー弁２６から延び、リム吐水口１８に至るリム側給水路１８ａも、排水トラップ管路１４に対してジェット側給水路１６ａと同じ側に配置されている。【００４９】
洗浄制御手段であるコントローラ４０は、使用者による便器洗浄スイッチ（図示せず）の操作により、リム吐水用電磁弁２２、加圧ポンプ３４を順次作動させ、リム吐水口１８及びジェット吐水口１６からの吐水を順次開始させて、ボウル部１２を洗浄するように構成されている。さらに、コントローラ４０は、洗浄終了後、タンク給水用電磁弁２８を開放して貯水タンク３２に洗浄水を補給し、フロートスイッチ３２ｂが規定の貯水量を検出すると、タンク給水用電磁弁２８を閉鎖して給水を停止するように構成されている。従って、タンク給水用電磁弁２８は、洗浄水補給手段として作用する。【００５０】
また、コントローラ４０は、貯水タンク３２への洗浄水の補給が開始された後、フロートスイッチ３２ｂが所定の貯水水位を検出するまでの時間を計測する計時手段４０ａを内蔵している。さらに、コントローラ４０は、計時手段４０ａによって測定された時間に基づいて、リム吐水口１８からの洗浄水の吐水時間を調整する吐水時間調整手段４０ｂを内蔵している。また、コントローラ４０は、水洗大便器１が設置された室内の温度を測定する温度検出手段である温度センサ４０ｃと、水洗大便器１内の洗浄水に凍結する虞がある場合に凍結防止運転を実行する凍結防止制御手段４０ｄと、凍結防止運転の時間間隔をカウントするタイマー４０ｅと、を有する。具体的には、コントローラ４０は、ＣＰＵ、メモリ、及びそれらを作動させるプログラムにより構成されている。【００５１】
次に、図８を参照して、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６の構成を説明する。図８は、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６の断面図である。図８に示すように、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６は、入水口４４ａ、及び出水口４４ｂが形成されたバルブ本体４４と、このバルブ本体４４内で鉛直方向に移動可能に配置されたバキュームブレーカコマ４６と、バルブ本体４４に取り付けられ、大気開放口４８ａが形成されたバキュームブレーカ本体４８と、を有する。【００５２】
バルブ本体４４の入水口４４ａは、鉛直上方に向けて開口しており、横断管３４ｅに連通するように連結されている。また、出水口４４ｂは、水平方向に向けて開口しており、ジェット吐水用フラッパー弁３８の入口に連結されている。【００５３】
バキュームブレーカコマ４６は、概ね円盤状の弁体部４６ａと、この弁体部４６ａの中心から鉛直上方に延びる軸部４６ｂと、を有する。さらに、弁体部４６ａの下面には入水口４４ａを閉鎖する下面シール材４６ｃが取り付けられ、弁体部４６ａの上面には大気開放口４８ａを閉鎖する上面シール材４６ｄが取り付けられている。【００５４】
バキュームブレーカ本体４８は概ね円筒状の部材であり、その下端に大気開放口４８ａが形成され、下部がバルブ本体４４に嵌め込まれている。また、バキュームブレーカ本体４８の中心軸線上には、バキュームブレーカコマ４６の軸部４６ｂを摺動可能に受け入れるガイド部４８ｂが設けられている。軸部４６ｂがガイド部４８ｂに受け入れられることにより、バキュームブレーカコマ４６は、下面シール材４６ｃが入水口４４ａを閉鎖する下方位置と、上面シール材４６ｄが大気開放口４８ａを閉鎖する上方位置との間で摺動可能に支持される。【００５５】
使用時において、入水口４４ａから洗浄水が流入すると、その水勢によりバキュームブレーカコマ４６は上方位置に移動され、大気開放口４８ａが閉鎖される。これにより、入水口４４ａから流入した洗浄水は、出水口４４ｂから吐出される。さらに、入水口４４ａからの洗浄水の流入が停止されると、バキュームブレーカコマ４６は重力により下方位置に移動され、入水口４４ａが閉鎖される。これにより、出水口４４ｂから入水口４４ａへの洗浄水の逆流が防止される。また、出水口４４ｂは大気開放口４８ａと連通するので、入水口４４ａと出水口４４ｂは縁切りされ、入水口４４ａに連通した貯水タンク３２と、出水口４４ｂに連通したボウル部１２の水位は連動しなくなる。【００５６】
ここでは、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６の構造を説明したが、リム吐水用バキュームブレーカ２４及びタンク給水用バキュームブレーカ３０も同様の構造を有する。【００５７】
次に、図９乃至図１３を参照して、メンテナンス時における貯水タンク３２及び加圧ポンプ３４の取り外し手順を説明する。図９乃至図１３は、貯水タンク３２及び加圧ポンプ３４を一体的に水洗大便器本体２の上方に取り出す手順を示す斜視図及び側面図である。【００５８】
まず、図９に示すように、貯水タンク３２及び加圧ポンプ３４の取り外す際には、水洗大便器本体２の上に取り付けられた便座４、カバー６、及び局部洗浄装置８を取り外し、機能部１０の上部を露出させる。次に、図１０に示すように、機能部１０の両側に取り付けられているサイドパネル１０ａを取り外す。次いで、図１１に示すように、貯水タンク３２の上方に配置されているリム吐水用バキュームブレーカ２４、タンク給水用バキュームブレーカ３０、及びジェット吐水用バキュームブレーカ３６と、これらに接続されている配管を取り外す。さらに、貯水タンク３２のフランジ部を取付フレーム２ａに固定しているビスを取り外す。【００５９】
次に、図１２に示すように、貯水タンク３２と加圧ポンプ３４を接続しているＵ字管３４ｄの接続部５０ａ、５０ｂを、サイドパネル１０ａを取り外すことによって露出された機能部１０の側面から手を差し入れて取り外す。同様に、加圧ポンプ３４と横断管３４ｅの接続部５０ｃを取り外す。また、加圧ポンプ３４に接続されている電気コネクタ（図示せず）も取り外す。さらに、図１３に示すように、取付フレーム２ａから吊り下げられている貯水タンク３２を、水洗大便器本体２の上方に引き上げて取り外す。これにより、金属板３２ｃによって貯水タンク３２から吊り下げられている加圧ポンプ３４も一体的に取り外される。【００６０】
次に、図１４乃至図１６を参照して、本発明の第１実施形態による水洗大便器１の作用を説明する。図１４は、水洗大便器１の洗浄時において各部が作動するタイミングを示すグラフであり、上段から順に、リム吐水用電磁弁２２、タンク給水用電磁弁２８、フロートスイッチ３２ｂ、加圧ポンプ３４が作動するタイミングを示している。図１５は水洗大便器１の洗浄作用を示すフローチャートである。【００６１】
まず、待機状態（図１５のステップＳ０）において、便器洗浄スイッチ（図示せず）が操作されると、ステップＳ１に進み、１回目のリム吐水が開始される。即ち、図１４の時刻ｔ０において、使用者が便器洗浄スイッチ（図示せず）を操作すると、コントローラ４０はリム吐水用電磁弁２２に信号を送って開放させ、水道の給水圧力によりリム吐水口１８から洗浄水を吐出させる。リム吐水用電磁弁２２が開放されると、水道から供給された洗浄水が止水栓４２ａ、分岐金具４２ｂ、ストレーナ４２ｃを経て入水口２０ａから定流量弁２０に流入する。定流量弁２０では、水道の給水圧力が高い場合には、通過する洗浄水の流量が所定流量に制限され、給水圧力が低い場合には、洗浄水は流れを制限されることなくそのまま通過される。定流量弁２０を通過した洗浄水は、さらに、水洗大便器本体２後方左側に配置されたリム吐水用電磁弁２２を通過し、水洗大便器本体２後方中央の排水トラップ管路１４の上方に配置されたリム吐水用バキュームブレーカ２４に到達する。【００６２】
さらに、リム吐水用バキュームブレーカ２４を通過した洗浄水は、水洗大便器本体２後方左側に配置されたリム吐水用フラッパー弁２６に流入した後、水洗大便器本体２の前方に向かって流れ、リム側給水路１８ａを通って、ボウル部１２上部の後方左側に開口したリム吐水口１８から吐出される。リム吐水口１８から吐出された洗浄水は、ボウル部１２内を旋回しながら下方へ流下し、ボウル部１２の内壁面が洗浄される。【００６３】
所定時間経過後、ステップＳ２に進み、ジェット吐水が開始される。即ち、コントローラ４０は、図１４の時刻ｔ１において、加圧ポンプ３４に信号を送りこれを起動させる。加圧ポンプ３４が起動されると、貯水タンク３２内に貯水されていた洗浄水が加圧される。水洗大便器本体２後方右側に配置された加圧ポンプ３４によって加圧された洗浄水は、横断管３４ｅを通って排水トラップ管路１４の反対側に流れた後、排水トラップ管路１４の右側に配置されたジェット吐水用バキュームブレーカ３６に到達する。ジェット吐水用バキュームブレーカ３６を通過した洗浄水は、水洗大便器本体２後方左側のリム吐水用フラッパー弁２６の下に配置されたジェット吐水用フラッパー弁３８に流入する。ジェット吐水用フラッパー弁３８を通過した洗浄水は、水洗大便器本体２の前方に向かって流れ、リム側給水路１８ａの下側のジェット側給水路１６ａを通って、ボウル部１２底部に開口したジェット吐水口１６から吐出される。【００６４】
ジェット吐水口１６から吐出された洗浄水は排水トラップ管路１４内に流入し、排水トラップ管路１４を満水にしてサイホン現象を引き起こす。このサイホン現象により、ボウル部１２内の溜水及び汚物は、排水トラップ管路１４に吸引され、排水管Ｄから排出される。なお、本実施形態においては、加圧ポンプ３４によって加圧された洗浄水を約１００リットル／分の大流量でジェット吐水口１６から吐出させるので、排水トラップ管路１４内のサイホン現象が急速に引き起こされ、ボウル部１２内の溜水及び汚物は素早く排出される。好ましくは、ジェット吐水口１６から吐出される洗浄水の最大流量は、約７５乃至１１０リットル／分とする。【００６５】
所定時間経過後、コントローラ４０は、図１４の時刻ｔ２において、リム吐水用電磁弁２２に信号を送ってこれを閉鎖させ、リム吐水口１８からの吐水を停止させる。即ち、時刻ｔ１〜ｔ２においては、ジェット吐水口１６からの吐水及びリム吐水口１８からの吐水が同時に行われる。リム吐水口１８からの吐水からの吐水中に加圧ポンプ３４を起動させ、ジェット吐水口１６からの吐水を開始することにより、加圧ポンプ３４の起動音はリム吐水の音によってマスクされ、目立たなくなる。【００６６】
加圧ポンプ３４が起動され、貯水タンク３２内の洗浄水がジェット吐水口１６から吐水されることにより、貯水タンク３２内の水位が低下する。貯水タンク３２内に配置されたフロートスイッチ３２ｂは、図１４の時刻ｔ３において、ＯＦＦとなり、水位が低下したことが検知される。【００６７】
次いで、図１４の時刻ｔ４において、コントローラ４０は、加圧ポンプ３４に信号を送り、加圧ポンプ３４に内蔵されたモーター３４ｂの回転数の漸減を開始させる。これにより、ジェット吐水口１６からの吐水流量も時間に対してほぼ直線的に漸減される。【００６８】
次いで、図１５のステップＳ３に進み、２回目のリム吐水が開始される。即ち、図１４の時刻ｔ５において、コントローラ４０は、リム吐水用電磁弁２２に信号を送ってこれを開放させ、リム吐水口１８からの２回目の吐水を開始させる。これにより、吐水流量が漸減しているジェット吐水口１６からの吐水にリム吐水口１８からの吐水が重畳される。ここで、ジェット吐水口１６から最大流量で吐水が行われている間は、排水トラップ管路１４から排出される洗浄水の流量と、ジェット吐水口１６から流入する洗浄水の流量がほぼ同等であるため、排水トラップ管路１４内のサイホン現象は持続され、途切れることはない。さらに、ジェット吐水口１６からの吐水流量を最大流量から漸減させることにより、サイホン現象が急激に途切れることによる大きなサイホン切れ音の発生が防止される。加えて、リム吐水口１８からの吐水を重畳させることにより、吐水流量の低下はさらに緩やかになり、サイホン現象が途切れる際の音はさらに低減される。【００６９】
次いで、漸減しているモーター３４ｂの回転数は、図１４の時刻ｔ６においてゼロとなり、加圧ポンプ３４は停止する。時刻ｔ１〜ｔ６の間加圧ポンプ３４を作動させることにより、所定のジェット吐水量の洗浄水がジェット吐水口１６から吐出され、貯水タンク３２内の貯水量は概ねゼロになる。加圧ポンプ３４が停止されることによりジェット吐水口１６からの吐水は停止される。これにより、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６のバキュームブレーカコマ４６（図８）は入水口４４ａを閉鎖させ、ボウル部１２内の溜水と貯水タンク３２内の洗浄水が縁切りされる。本実施形態においては、コントローラ４０は、ジェット吐水口１６から最大流量で約２秒間吐水させた後、吐水流量を漸減させ、約１秒間で吐水流量がゼロとなるように加圧ポンプ３４を制御している。好ましくは、約１．５乃至２秒間最大流量で吐水させた後、約１乃至５秒間で吐水流量がゼロとなるように制御する。【００７０】
リム吐水口１８からの２回目の吐水によりボウル部１２内の溜水の水位は上昇し、所定のリム吐水時間経過後、ボウル部１２内は所定の溢流水位に到達する。図１４の時刻ｔ７において、コントローラ４０は、リム吐水用電磁弁２２に信号を送ってこれを閉鎖させ、リム吐水口１８からの２回目の吐水を停止させる。なお、図１５に示すフローチャートでは、簡単のため１回目のリム吐水の後、ジェット吐水が開始され、ジェット吐水の後２回目のリム吐水が実行されるように記載されているが、本実施形態においては、より詳細には図１４に示すように、各吐水が重畳される期間が存在する。【００７１】
次いで、図１５のステップＳ４に進み、貯水タンク３２への洗浄水の補給が開始されると共に、コントローラ４０に内蔵された計時手段４０ａは、貯水タンク３２が規定の貯水量に復帰するまでの水補給時間の計測を開始する。即ち、リム吐水口１８からの吐水が停止した後、所定の給水待ち時間が経過した時刻ｔ８において、コントローラ４０は、タンク給水用電磁弁２８に信号を送り、これを開放させる。これは、貯水タンク３２への給水圧力に対するリム吐水の影響を回避するためである。即ち、リム吐水用電磁弁２２の作動の時間遅れにより、リム吐水用電磁弁２２が完全に閉鎖されていない状態では、貯水タンク３２へ供給される給水の圧力が低下する。このため、所定の給水待ち時間が経過し、リム吐水用電磁弁２２が完全に閉鎖された後に、貯水タンク３２への給水が開始される。本実施形態においては、給水待ち時間である時刻ｔ８−ｔ７を０．５秒としている。この給水待ち時間は無くても用がよいが、設定する場合は１秒以下とすることが好ましい。【００７２】
タンク給水用電磁弁２８が開放されると、入水口２０ａから流入した洗浄水は、水洗大便器本体２後方左側に配置されたタンク給水用電磁弁２８、タンク給水路３２ａを通過して、水洗大便器本体２後方中央の排水トラップ管路１４の上方に配置されたタンク給水用バキュームブレーカ３０に流入する。タンク給水用バキュームブレーカ３０を通過した洗浄水は、排水トラップ管路１４の右側に流れ、貯水タンク３２の底部近傍まで延びるタンク給水路３２ａの先端から貯水タンク３２内に流入する。洗浄水が流出するタンク給水路３２ａの先端は、貯水タンク３２内でほぼ水没した状態にあるため、洗浄水が貯水タンク３２内に流入する際の騒音が低減される。【００７３】
次いで、図１５のステップＳ６においては、ＯＦＦ状態のフロートスイッチ３２ｂがＯＮになったか否かが判断され、ＯＦＦ状態である場合にはステップＳ６の処理が繰り返される。貯水タンク３２内に洗浄水が流入し、貯水タンク３２内の水位が規定の貯水量に達すると、フロートスイッチ３２ｂがＯＮになる（図１４の時刻ｔ９）。フロートスイッチ３２ｂがＯＮになると、ステップＳ７に進み、タンク給水用電磁弁２８が閉鎖される。即ち、コントローラ４０はタンク給水用電磁弁２８に信号を送り、これを閉鎖させる。次いで、ステップＳ８に進み、計時手段４０ａは水補給時間の計測を終了する。【００７４】
次に、ステップＳ９においては、コントローラ４０に内蔵された吐水時間調整手段４０ｂにより、便器洗浄が次に行われた際の２回目のリム吐水時間（図１４におけるｔ５〜ｔ７）が決定される。まず、吐水時間調整手段４０ｂは、計時手段４０ａによって計測された水補給時間の過去５０回の移動平均値を計算する。即ち、タンク給水用電磁弁２８を開放した時刻Ｔｓ（図１４におけるｔ８）から閉鎖した時刻Ｔｅ（図１４におけるｔ９）までの経過時間である水補給時間Ｔｅ−Ｔｓの直近の過去５０回分の平均値Ｔａｖを計算する。吐水時間調整手段４０ｂは、この平均値Ｔａｖが５秒未満である場合には、水洗大便器１が通常圧である０．０７ＭＰａ以上の給水圧の地域に設置されていると判断する。また、吐水時間調整手段４０ｂは、平均値Ｔａｖが５秒以上７秒未満である場合には、水洗大便器１が給水圧の低い地域に設置されていると判断する。さらに、吐水時間調整手段４０ｂは、平均値Ｔａｖが７秒以上である場合には、水洗大便器１が給水圧０．０３ＭＰａ以下の超低圧地域に設置されていると判断する。【００７５】
さらに、吐水時間調整手段４０ｂは、給水圧が高い場合には、次回の便器洗浄時における２回目のリム吐水時間を短く設定し、給水圧が低い場合には、２回目のリム吐水時間を長く設定する。即ち、吐水時間調整手段４０ｂは、水洗大便器１が通常圧の地域に設置されていると判断した場合には、次回の便器洗浄時における２回目のリム吐水時間を３秒に設定する。また、吐水時間調整手段４０ｂは、低圧地域と判断した場合には４秒に、超低圧地域と判断した場合には５．５秒に、２回目のリム吐水時間を設定する。これにより、水道の給水圧力が高い地域において、長時間リム吐水を行って洗浄水を多量にボウル部１２から排水トラップ管路１４を通って溢流させたり、水道の給水圧力が低い地域において十分な時間リム吐水を行わずに洗浄水が不足して、排水トラップ管路１４の水封が破れたりするのを防止することができる。【００７６】
また、上記のように、吐水時間調整手段４０ｂは、直近の過去５０回分の水補給時間の平均値Ｔａｖに基づいて次回の洗浄における２回目のリム吐水時間を設定していたが、過去の便器洗浄が５０回に満たない場合には、過去全ての水補給時間を平均して平均値Ｔａｖを計算する。さらに、水洗大便器１設置後、初めて便器洗浄を行う場合には、洗浄水が不足することのないよう、２回目のリム吐水時間は５．５秒に設定される。
ステップＳ９において、次回便器洗浄が行われた際の２回目のリム吐水時間が決定されると、ステップＳ０の待機状態に戻る。【００７７】
次に、図１６を参照して、コントローラ４０に内蔵された凍結防止制御手段４０ｄの作用を説明する。図１６は水洗大便器１の凍結防止運転の処理を示すフローチャートである。【００７８】
まず、水洗大便器１において、便器洗浄が実行されていない待機状態であるステップＳ１００に続いて、ステップＳ１０１の処理が実行される。ステップＳ１０１においては、コントローラ４０の温度センサ４０ｃによって測定されたトイレ室内の温度が、所定の凍結防止運転温度以下であるか否かが判断される。トイレ室内の温度が凍結防止運転温度よりも高い場合には、ステップＳ１０２以降の凍結防止運転は実行されず、ステップＳ１００に戻ってステップＳ１０１の処理が繰り返し実行される。本実施形態においては、凍結防止運転温度は５゜Ｃに設定されている。また、使用者が、水洗大便器１に設けられた操作スイッチ（図示せず）により凍結防止運転を行うように設定した場合にも凍結防止運転が実行される。本実施形態においては、凍結防止運転は、操作スイッチ（図示せず）の特殊操作により設定されるように構成されている。即ち、本来他の機能を実行するための複数の操作スイッチ（図示せず）を同時に操作したり、所定時間押し続けたりすることによって、凍結防止運転が設定される。【００７９】
次に、トイレ室内の温度が凍結防止運転温度以下である場合には、ステップＳ１０２の処理が実行される。ステップＳ１０２においては、凍結防止制御手段４０ｄは、リム吐水用電磁弁２２を開放させる。リム吐水用電磁弁２２を開放させることにより、水道から供給された洗浄水は水道の給水圧力により、止水栓４２ａ、分岐金具４２ｂ、ストレーナ４２ｃ、定流量弁２０、リム吐水用電磁弁２２、リム吐水用バキュームブレーカ２４、リム吐水用フラッパー弁２６、及びリム側給水路１８ａを通り約１５リットル／分の流量でリム吐水口１８からボウル部１２内に吐水される。これにより、これらの給水系統に滞留していた洗浄水が移動され、その凍結が防止される。約１秒経過後、ステップＳ１０３が実行され、凍結防止制御手段４０ｄはリム吐水用電磁弁２２を閉鎖させる。【００８０】
次いで、ステップＳ１０４においては、凍結防止制御手段４０ｄは加圧ポンプ３４を低速で回転させる。加圧ポンプ３４が回転されると、貯水タンク３２内の洗浄水は、加圧ポンプ３４、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６、ジェット吐水用フラッパー弁３８、及びジェット側給水路１６ａを通ってジェット吐水口１６から吐水される。これにより、これらの給水系統に滞留していた洗浄水が移動され、その凍結が防止される。所定の凍結防止ポンプ作動時間である約２０秒経過後、ステップＳ１０５が実行され、凍結防止制御手段４０ｄは加圧ポンプ３４を停止させる。なお、本実施形態においては、加圧ポンプ３４は、ジェット吐水口１６から約０．７リットル／分の流量で洗浄水が吐水される回転数で作動される。このような低流量でジェット吐水口１６からの吐水を行うことにより、排水トラップ管路１４内でサイホン現象を発生させることなく、上記給水系統に滞留している洗浄水を移動させることができる。これにより、サイホン現象発生による騒音が防止されると共に、洗浄水の浪費は最小限に抑えられる。【００８１】
次に、ステップＳ１０６においては、フロートスイッチ３２ｂの状態が判断される。貯水タンク３２内の洗浄水の貯水量は、加圧ポンプ３４を約２０秒間作動させたことにより低下されている。貯水タンク３２内に設けられたフロートスイッチ３２ｂは、貯水量が所定の補給貯水量以下になるとＯＦＦになる。フロートスイッチ３２ｂがＯＦＦにされている場合にはステップＳ１０７に進み、ステップＳ１０７においては、凍結防止制御手段４０ｄはタンク給水用電磁弁２８を開放させ、貯水タンク３２内の洗浄水を補給する。即ち、フロートスイッチ３２ｂ及びタンク給水用電磁弁２８は、貯水量維持手段として機能する。タンク給水用電磁弁２８を開放させることにより、水道から供給された洗浄水は、止水栓４２ａ、分岐金具４２ｂ、ストレーナ４２ｃ、定流量弁２０、タンク給水用電磁弁２８、及びタンク給水用バキュームブレーカ３０を通り貯水タンク３２内に給水される。これにより、これらの給水系統に滞留していた洗浄水が移動され、その凍結が防止される。【００８２】
貯水タンク３２内への給水により貯水タンク３２の貯水量が規定の貯水量まで増加して所定の水位に上昇すると、ステップＳ１０６において、フロートスイッチ３２ｂがＯＮになったことが検出される。フロートスイッチ３２ｂがＯＮになったと判断されると、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０８において、凍結防止制御手段４０ｄはタンク給水用電磁弁２８を閉鎖させる。次に、ステップＳ１０９において、コントローラ４０に内蔵されたタイマー４０ｅは、凍結防止運転が次に実行されるまでの間の時間の計測を開始する。ステップＳ１１０においては、タイマー４０ｅによる計測開始後、凍結防止運転の所定の時間間隔が経過したか否かが判断される。本実施形態においては、凍結防止運転の時間間隔として、１０分間が設定されている。【００８３】
ステップＳ１１０における処理は、凍結防止運転の時間間隔である１０分間が経過していない場合には繰り返し実行され、１０分間経過するとステップＳ１００の待機状態に戻る。ステップＳ１００の待機状態に戻ると、再びステップＳ１０１に進み、温度センサ４０ｃによって測定された温度が凍結防止運転温度よりも高い温度に上昇しているか否かが判断される。トイレ室内の温度が依然として凍結防止運転温度以下である場合には、ステップＳ１０２に進み上記の処理が繰り返される。一方、トイレ室内の温度が凍結防止運転温度よりも高い温度に上昇している場合にはステップＳ１００に戻り、ステップＳ１０１における判断が繰り返し実行される。【００８４】
また、水洗大便器１が凍結防止運転を行うように手動で設定されている場合にもステップＳ１０２以降の凍結防止運転が実行される。この凍結防止運転は、使用者が操作スイッチ（図示せず）により、凍結防止運転の設定を解除するまで繰り返される。上記のように、トイレ室内の温度が凍結防止運転温度よりも低い状態が継続した場合、及び使用者により凍結防止運転が設定されている場合には、ジェット吐水口１６及びリム吐水口１８からの吐水が、約１０分間隔で間欠的に実行される。これにより、水洗大便器１の各部に滞留している洗浄水が移動され、その凍結が防止される。【００８５】
本発明の第１実施形態の水洗大便器によれば、ジェット吐水口から吐出される洗浄水を加圧ポンプによって加圧しているので、水道の給水圧力が低い地域においても十分な便器洗浄を行うことができる。また、吐水時間調整手段によりリム吐水時間が調整されるので、適量の洗浄水を供給することができる。さらに、本実施形態の水洗大便器によれば、水補給時間に基づいて水道の給水圧力を推定しているので、圧力を測定するための特別なセンサを備える必要がない。【００８６】
また、本実施形態の水洗大便器によれば、吐水時間調整手段がリム吐水口からの２回目のリム吐水時間を調整するので、リム吐水不足により排水トラップ管路の水封が破れたり、リム吐水過剰により多量の洗浄水をボウル部から溢流させたりするのを防止することができる。【００８７】
さらに、本実施形態の水洗大便器によれば、リム吐水終了後、給水待ち時間を空けて貯水タンクへの給水を開始するので、貯水タンクに給水する際の給水圧力が、貯水タンクへの給水前に実行されていたリム吐水によって影響されるのを防止することができる。【００８８】
また、本実施形態の水洗大便器によれば、フロートスイッチにより、貯水タンク内の洗浄水が規定の貯水量に達したことを検出しているので、貯水タンクの貯水量が規定の貯水量に復帰するまでの時間を正確に検出することができる。【００８９】
さらに、上述した本発明の第１実施形態においては、吐水時間調整手段は、検出された水補給時間に基づいて２回目のリム吐水時間を調整していたが、変形例として、１回目のリム吐水時間、又は１回目及び２回目のリム吐水時間を調整するように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、水補給時間を三段階に区分し、その区分毎にリム吐水時間を設定していたが、リム吐水時間の設定方法は、適宜変更することができる。例えば、水補給時間に比例するようにリム吐水時間を設定しても良い。【００９０】
次に、図１７乃至図１９を参照して、本発明の第２実施形態による水洗大便器を説明する。本実施形態の水洗大便器は、定流量弁を介して供給される洗浄水の流量に応じて加圧ポンプの作動時間を調整している点、リム吐水とジェット吐水を切替弁によって切り替えている点、ジェット吐水中もリム吐水が継続されている点等が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは本実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の点については説明を省略する。
図１７は、リム吐水及びジェット吐水の給水系統を示すブロック図である。また、図１８は、水洗大便器の洗浄時において各部が作動するタイミングを示すグラフである。【００９１】
図１７に示すように、本発明の第２実施形態による水洗大便器１００は、水洗大便器本体１０２と、水洗大便器本体１０２の後方に配置された機能部１１０と、を有する。水洗大便器本体１０２には、ボウル部１１２と、排水トラップ管路１１４と、ジェット吐水口１１６と、リム吐水口１１８が形成されている。【００９２】
本発明の第２実施形態による水洗大便器１００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１１８から洗浄水が吐出される。また、ジェット吐水に関しては、機能部１１０に内蔵された貯水タンクに貯水された洗浄水を加圧ポンプによって加圧して、大流量でジェット吐水口１１６から吐出させるように構成されている。【００９３】
次に、機能部１１０の構成を説明する。図１７に示すように、機能部１１０には、リム吐水用の給水系統として、定流量弁１２０と、電磁弁１２２と、切替弁１２８と、リム吐水用バキュームブレーカ１２４と、リム吐水用フラッパー弁１２６が内蔵されている。さらに、機能部１１０には、ジェット吐水用の給水系統として、貯水タンク１３２と、加圧ポンプ１３４と、ジェット吐水用バキュームブレーカ１３６と、ジェット吐水用フラッパー弁１３８が内蔵されている。さらに、機能部１１０には、電磁弁１２２、切替弁１２８、及び加圧ポンプ１３４を制御する洗浄制御手段であるコントローラ１４０が内蔵されている。【００９４】
定流量弁１２０は、止水栓１４２ａ、分岐金具１４２ｂ、及びストレーナ１４２ｃを介して流入した洗浄水を、所定の流量以下に絞るように構成されている。本実施形態においては、定流量弁１２０は、洗浄水の流量を公称値で１２リットル／分に制限するものが使用されているが、この流量は、実際には定流量弁１２０の個体差により、約１０〜１５リットル／分の間にばらついている。【００９５】
また、定流量弁１２０を通過した洗浄水は、電磁弁１２２を介して切替弁１２８に流入するように接続されている。電磁弁１２２は、コントローラ１４０の制御信号により開閉され、洗浄水を切替弁１２８に流入させ、又は停止させるように構成されている。切替弁１２８は、電磁弁１２２を通過した洗浄水を、コントローラ１４０の制御信号により、貯水タンク１３２の側及びリム吐水口１１８の側に振り分けるように配置されている。この切替弁１２８は、設定により貯水タンク１３２及びリム吐水口１１８の両方に任意の割合で洗浄水を振り分けることができるように構成されている。【００９６】
リム吐水用バキュームブレーカ１２４は、切替弁１２８を通過した洗浄水をリム吐水口１１８へ導くリム側給水路１１８ａの途中に配置され、洗浄水のリム吐水口１１８からの逆流を防止している。
リム吐水用フラッパー弁１２６は、リム吐水用バキュームブレーカ１２４の下流側のリム側給水路１１８ａに配置され、洗浄水のリム吐水口１１８からの逆流を防止している。【００９７】
貯水タンク１３２は、ジェット吐水口１１６から吐水すべき洗浄水を貯水するように構成されている。
さらに、本実施形態においては、切替弁１２８に接続されたタンク給水路１３２ａの先端は貯水タンク１３２に対してエアギャップが形成されるように配置されており、貯水タンク１３２内の洗浄水の逆流を防止している。また、貯水タンク１３２の内部には、上端フロートスイッチ１３２ｂ及び下端フロートスイッチ１３２ｃが配置されており、貯水タンク１３２内の水位を検出するように構成されている。【００９８】
上端フロートスイッチ１３２ｂは、貯水タンク１３２の水位が所定の貯水水位に達するとＯＮに切り替わり、コントローラ１４０はこれを検知して、電磁弁１２２を閉鎖させるように構成されている。本実施形態においては、貯水タンク１３２の所定の貯水水位が、規定の貯水量及び計測貯水量に相当する。【００９９】
下端フロートスイッチ１３２ｃは、貯水タンク１３２の底面近傍に配置されており、貯水タンク１３２内の水位が下端フロートスイッチ１３２ｃよりも低下するとＯＮに切り替わり、貯水タンク１３２が空になったことを検知できるように構成されている。【０１００】
加圧ポンプ１３４は、貯水タンク１３２に貯水された洗浄水を加圧して、ジェット吐水口１１６から吐出させるように構成されている。
ジェット吐水用バキュームブレーカ１３６は、加圧ポンプ１３４の下流側に接続されており、ボウル部１１２内の溜水が貯水タンク１３２側へ逆流するのを防止すると共に、それらの間の縁切りを行うように構成されている。ジェット吐水用バキュームブレーカ１３６を通過した洗浄水は、ジェット側給水路１１６ａを通ってジェット吐水口１１６から吐出されるように構成されている。【０１０１】
ジェット吐水用フラッパー弁１３８は、貯水タンク１３２と加圧ポンプ１３４の間に接続されており、貯水タンク１３２内の水位が低下したとき、加圧ポンプ１３４内の洗浄水が貯水タンク１３２に逆流し、加圧ポンプ１３４内の洗浄水が抜けるのを防止している。【０１０２】
洗浄制御手段であるコントローラ１４０は、使用者による便器洗浄スイッチ（図示せず）の操作により、電磁弁１２２、切替弁１２８、加圧ポンプ１３４を順次作動させ、リム吐水口１１８及びジェット吐水口１１６からの吐水を順次開始させて、ボウル部１１２を洗浄するように構成されている。さらに、コントローラ１４０は、ジェット吐水終了後、切替弁１２８を切り替えて貯水タンク１３２に洗浄水を補給し、フロートスイッチ１３２ｂが規定の貯水量を検出すると、電磁弁１２２を閉鎖して給水を停止するように構成されている。従って、電磁弁１２２及び切替弁１２８は、洗浄水補給手段として作用する。【０１０３】
また、コントローラ１４０は、貯水タンク１３２への洗浄水の補給が開始された後、フロートスイッチ１３２ｂが所定の貯水水位を検出するまでの時間を計測する計時手段１４０ａを内蔵している。さらに、コントローラ１４０は、計時手段１４０ａによって測定された時間に基づいて、リム吐水口１１８からの洗浄水の吐水量及びジェット吐水口１１６からの洗浄水の吐水量を調整する吐水量調整手段１４０ｂを内蔵している。具体的には、コントローラ１４０は、ＣＰＵ、メモリ、及びそれらを作動させるプログラムにより構成されている。【０１０４】
次に、図１７及び図１８を参照して、本発明の第２実施形態による水洗大便器１００の作用を説明する。
まず、待機状態において、便器洗浄スイッチ（図示せず）が操作されると、１回目のリム吐水が開始される。即ち、図１８の時刻ｔ１において、使用者が便器洗浄スイッチ（図示せず）を操作すると、コントローラ１４０は、切替弁１２８に信号を送り、リム吐水側に切り替えられていた切替弁１２８を、一旦タンク側に切り替える。次いで、コントローラ１４０は、時刻ｔ２において、電磁弁１２２に信号を送ってこれを開放させ、洗浄水を切替弁１２８に流入させる。これにより、切替弁１２８の上流側の管路１１９内に溜まっていた空気がタンク給水路１３２ａを介して排出される。このように、管路１１９内に溜まっていた空気を排出しておくことにより、管路１１９内の空気がリム吐水口１１８を通して排出される際に発生する不快な空気の排出音の発生を防止することができる。【０１０５】
次に、コントローラ１４０は、時刻ｔ３において、切替弁１２８に信号を送り、タンク側に一旦切り替えた切替弁１２８をリム吐水側に切り替える。これにより、水道の給水圧力によりリム吐水口１１８から洗浄水が吐出される。即ち、水道から供給された洗浄水は止水栓１４２ａ、分岐金具１４２ｂ、ストレーナ１４２ｃを経て定流量弁１２０に流入し、定流量弁１２０において洗浄水の流量が所定流量に制限されて通過される。定流量弁１２０を通過した洗浄水は、電磁弁１２２、切替弁１２８、リム吐水用バキュームブレーカ１２４、リム吐水用フラッパー弁１２６を通ってリム吐水口１１８から吐出される。リム吐水口１１８から吐出された洗浄水は、ボウル部１１２内を旋回しながら下方へ流下し、ボウル部１１２の内壁面が洗浄される。【０１０６】
所定時間経過後の時刻ｔ５において、ジェット吐水が開始される。即ち、コントローラ１４０は、時刻ｔ５において、加圧ポンプ１３４に信号を送りこれを起動させる。なお、ジェット吐水を開始する時刻ｔ５は、後述するように、コントローラ１４０に内蔵された吐水量調整手段１４０ｂによって調整される。また、図１８に示すように、本実施形態においては、ジェット吐水中においても電磁弁１２２は開放され、切替弁１２８はリム吐水側に切り替えられたままであるため、ジェット吐水と並行して、リム吐水口１１８からの吐水も継続される。加圧ポンプ１３４が起動されると、貯水タンク１３２内に貯水されていた洗浄水が加圧される。加圧ポンプ１３４によって加圧された洗浄水は、ジェット側給水路１１６ａを通って、ボウル部１１２底部に開口したジェット吐水口１１６から吐出される。【０１０７】
より詳細には、時刻ｔ５において起動された加圧ポンプ１３４の回転数は、時刻ｔ６までに１０００ｒｐｍに上昇され、この回転数は時刻ｔ７まで維持される。このように、加圧ポンプ１３４の起動直後の回転数を比較的低回転に抑えることにより、洗浄水管路１３４ａの頂部１４４近傍に溜まっていた空気がジェット吐水口１１６から急速に排出され、不快な空気排出音が発生するのを防止することができる。【０１０８】
次に、コントローラ１４０は、時刻ｔ７において、加圧ポンプ１３４の回転数を上昇させ、回転数は時刻ｔ８までに３５００ｒｐｍに上昇される。この回転数は、サイホン起動領域である時刻ｔ８から時刻ｔ９まで維持される。加圧ポンプ１３４の回転数を上昇させることにより、貯水タンク１３２内の洗浄水は大流量でジェット吐水口１１６から吐出される。これにより、排水トラップ管路１１４内は急速に満水にされ、サイホン作用が急速に起動される。【０１０９】
さらに、コントローラ１４０は、時刻ｔ９において、加圧ポンプ１３４の回転数を低下させ、回転数は２６００ｒｐｍまで低下される。この回転数は、サイホン持続領域である時刻ｔ９から所定時間維持される。このように、加圧ポンプ１３４の回転数を低下させることにより、ジェット吐水口１１６から吐出される流量も低下する。しかしながら、サイホン持続領域においてジェット吐水口１１６から吐出される流量は、サイホン起動領域において発生されたサイホン作用を持続させるには十分な流量であるため、サイホン作用は、ほぼサイホン持続領域の終わりまで持続される。このように、サイホン持続領域において流量を低下させながらサイホン作用を持続させることにより、ジェット吐水口１１６から吐出される洗浄水の量を低く抑えながら、サイホン作用を長時間持続させることができる。【０１１０】
サイホン持続領域の終わりまでにはボウル部１１２内の溜水がほぼ完全に排出されるため、排水トラップ管路１１４に流入する洗浄水の流量が減少し、サイホン作用は終了する。コントローラ１４０は、次いで、加圧ポンプ１３４の回転数を再び上昇させ、回転数は、時刻ｔ１０には３５００ｒｐｍまで上昇される。この回転数は、ブロー領域である時刻ｔ１０から時刻ｔ１１まで維持される。【０１１１】
ここで、ブロー領域においてジェット吐水口１１６から吐出される洗浄水の流量は、サイホン起動領域と同じであるが、ブロー領域においては、ボウル部１１２内に溜水が殆ど残っていないため、排水トラップ管路１１４に流入する洗浄水の流量は比較的少なく、サイホン作用が再び起動されることはない。このブロー領域においては、ボウル部１１２や排水トラップ管路１１４内に残った汚物が、ジェット吐水口１１６からの洗浄水により排水管Ｄに押し出される。なお、ブロー領域の終了時刻である時刻ｔ１１は、後述するように、コントローラ１４０に内蔵された吐水量調整手段１４０ｂによって調整される。【０１１２】
また、貯水タンク１３２内の水位は、ジェット吐水によって低下するが、通常使用において、下端フロートスイッチ１３２ｃがＯＮになる水位までは低下されない。何らかの不具合により貯水タンク１３２内の水位が異常に低下し、下端フロートスイッチ１３２ｃがＯＮになった場合には、加圧ポンプ１３４の損傷を防止するため、コントローラ１４０は加圧ポンプ１３４を緊急停止させる。【０１１３】
次に、コントローラ１４０は、時刻ｔ１１において、加圧ポンプ１３４の回転数を低下させ、加圧ポンプ１３４は時刻ｔ１２までに停止される。ジェット吐水終了後もリム吐水は継続されており、これにより、ボウル部１１２内の溜水水位が上昇される。コントローラ１４０は、時刻ｔ１３において、切替弁１２８に信号を送り、リム吐水側に切り替えられていた切替弁１２８を、タンク給水側に切り替える。切替弁１２８は、時刻ｔ１４までには、タンク給水側に完全に切り替えられ、以後、供給された洗浄水は全て貯水タンク１３２に流入する。なお、ジェット吐水が終了した時刻ｔ１１から切替弁１２８に信号を送る時刻ｔ１３までの時間である後リム洗浄時間は、後述するように、コントローラ１４０に内蔵された吐水量調整手段１４０ｂによって調整される。【０１１４】
また、時刻ｔ１３において、コントローラ１４０に内蔵された計時手段１４０ａは、水補給時間の計測を開始する。洗浄水が貯水タンク１３２に流入することにより貯水タンク１３２内の水位は上昇され、時刻ｔ１５において、水位が所定の水位まで上昇して上端フロートスイッチ１３２ｂがＯＮになる。コントローラ１４０は、上端フロートスイッチ１３２ｂがＯＮになると、電磁弁１２２に信号を送り、これを閉鎖させる。また、計時手段１４０ａは、タンク給水開始後、貯水タンク１３２の水位が所定の水位に到達し、貯水タンク１３２内の洗浄水が所定の計測貯水量になるまでの水補給時間を計測する。コントローラ１４０に内蔵された吐水量調整手段１４０ｂは、後述するように、計時手段１４０ａによって計測された水補給時間に基づいて、ブロー領域の時間及び後リム洗浄時間を変化させることにより、ジェット吐水口１１６から吐出させるジェット吐水量及びリム吐水口１１８から吐出させるリム吐水時間を調整する。さらに、コントローラ１４０は、電磁弁１２２が閉鎖された後、切替弁１２８に信号を送り、タンク給水側に切り替えられていた切替弁１２８をリム吐水側に切り替え、これにより、時刻ｔ１６において待機状態に復帰する。【０１１５】
次に、図１９を参照して、コントローラ１４０に内蔵された吐水量調整手段１４０ｂによる吐水量の調整を説明する。図１９は、吐水量の調整手順を示すフローチャートである。なお、本実施形態における吐水量の調整は、主に、定流量弁１２０の個体差による流量のばらつきにより、洗浄水が不足したり、洗浄水が無駄に使用されることを防止する目的で実行される。【０１１６】
まず、ステップＳ０の待機状態において、便器洗浄スイッチ（図示せず）が小洗浄側に操作されると、コントローラ１４０は、小洗浄信号を電磁弁１２２等に出力する（ステップＳ１）。なお、吐水量調整手段１４０ｂによる吐水量の調整は、吐出される洗浄水の総量が少ない小洗浄の場合に特に有効であり、本実施形態においては、小洗浄の場合のみ吐水量の調整が実行される。コントローラ１４０から小洗浄信号が発せられることにより、ステップＳ２において、上述したように便器洗浄が実行される。なお、この際吐水される洗浄水の量は、前回までの洗浄に基づいて、吐水量調整手段１４０ｂにより決定されたものが使用される。【０１１７】
ここで、洗浄時の吐水量は、デフォルト値として、通常水圧において、定流量弁１２０が設計値通りの流量を通過させる場合に最適な値が設定されている。このデフォルト値は、工場における検査等による通水時には変更されることがない。さらに、水洗大便器１００が現場に設置され、試運転によって最初に小洗浄が実行されたときはデフォルト値により洗浄が実行され、以後の水補給時間が吐水量の調整のために参照される。【０１１８】
次に、ステップＳ３において、切替弁１２８が、貯水タンク１３２側に切り替えられる（図１８の時刻ｔ１３）。切替弁１２８が貯水タンク１３２側に切り替えられると、ステップＳ４において、コントローラ１４０に内蔵されたタイマー（図示せず）が時間の積算を開始する。即ち、計時手段１４０ａが水補給時間の計測を開始する。ここで、図１８の時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの間は、切替弁１２８が切り替えられる過渡状態にあるため、洗浄水は、貯水タンク１３２及びボウル部１１２の両方に流入することになる。しかしながら、切替弁１２８の作動には再現性があるため、時刻ｔ１３以降の水補給時間を計測することにより、定流量弁１２０の個体差を評価することができる。【０１１９】
次いで、ステップＳ５においては、上端フロートスイッチ１３２ｂがＯＮになったか否かが判断され、ＯＮになるまでこの処理が繰り返される。なお、計時手段１４０ａによって計測されている時間が所定の時間を過ぎた場合には、断水又は止水栓１４２ａが閉鎖されている可能性があるため、強制的にこのステップの処理を終了する。従って、この場合には、計時手段１４０ａによる計測時間は、吐水量の調整には使用されない。【０１２０】
貯水タンク１３２の水位が上昇し、上端フロートスイッチ１３２ｂがＯＮになると、ステップＳ６に進み、ここで電磁弁１２２が閉鎖される（図１８の時刻ｔ１５）。次いで、ステップＳ７においては、ステップＳ４で積算が開始されたタイマーのカウントをストップし、今回の洗浄における水補給時間が確定される。この水補給時間は、定流量弁１２０がほぼ公称値通りの流量を流すように構成されていれば、ほぼ設計値通りの時間となる。また、水補給時間は、定流量弁１２０の流す流量が公称値よりも多ければ短くなり、流量が公称値よりも少ない場合や、水洗大便器１００が低水圧地域に設置された場合には長くなる。次に、ステップＳ８において、今回及び過去に計測された水補給時間の移動平均が計算される。本実施形態においては、新しく計測された水補給時間を含め直近５０回の水補給時間が平均される。なお、計測された水補給時間が５０回に満たない場合には、過去の全ての水補給時間が平均される。【０１２１】
次に、ステップＳ９においては、水補給時間の移動平均値に基づいて、次回の小洗浄における吐水量が決定される。即ち、本実施形態においては、移動平均値を３段階に分類して、夫々の場合に適する３つの洗浄モードの何れかが選択される。まず、計算された移動平均値がほぼ設計値通りの場合、即ち、定流量弁１２０がほぼ公称値通りである約１１〜１３リットル／分の流量である場合には、前リム洗浄時間（図１８の時刻ｔ４〜ｔ５の間）が約４．５秒、ジェット吐水のブロー領域（図１８の時刻ｔ１０〜ｔ１１の間）が約０．９４秒、後リム洗浄時間（図１８の時刻ｔ１１〜ｔ１３の間）が約３．２秒に設定される。これにより、前リム洗浄時間においては約０．９リットル、ブロー領域においては約１．０リットル、後リム洗浄時間においては約０．６５リットルの洗浄水が夫々吐水され、便器洗浄全体では約４．５リットルの洗浄水が使用される。【０１２２】
また、移動平均値が設計値よりも長い場合、即ち、定流量弁１２０が公称値よりも少ない約１１リットル／分未満の流量である場合には、前リム洗浄時間、ブロー領域、後リム洗浄時間は、夫々約４．８秒、約０．９９秒、約３．９秒に設定される。これにより、各期間において約０．８リットル、約１．１リットル、約０．６５リットルの洗浄水が夫々吐水され、便器洗浄全体では約４．４リットルの洗浄水が使用される。【０１２３】
さらに、移動平均値が設計値よりも短い場合、即ち、定流量弁１２０が公称値よりも多い約１３リットル／分以上の流量である場合には、前リム洗浄時間、ブロー領域、後リム洗浄時間は、夫々約４．２秒、約０．９０秒、約２．６秒に設定される。これにより、各期間において約１．０５リットル、約１．０リットル、約０．６５リットルの洗浄水が夫々吐水され、便器洗浄全体では約４．８リットルの洗浄水が使用される。
ステップＳ９において次回の洗浄モードが選択されると、図１９の１回の処理が終了し、ステップＳ０の待機状態に復帰する。【０１２４】
本発明の第２実施形態の水洗大便器によれば、リム吐水量及びジェット吐水量を変化させているので、便器の洗浄能力を維持しながら、定流量弁の個体差が大きい場合でも常に適量の洗浄水を供給することができる。【０１２５】
また、本実施形態の水洗大便器によれば、切替弁を使用することにより、後リム洗浄と並行して貯水タンクへの給水が開始されるので、後リム洗浄終了後のタンク給水時間を短縮することができる。さらに、切替弁による洗浄水の振り分けを適宜設定することにより、排水トラップ管路が封水されるまでの時間と、タンク給水が終了する時間を適宜設定することができる。【０１２６】
なお、上述した本発明の第２実施形態においては、貯水タンクが満水となる規定の貯水量を計測貯水量として水補給時間を計測していたが、計測貯水量を規定の貯水量よりも少なく設定することもできる。この場合には、上端フロートスイッチと下端フロートスイッチの間に、計測貯水量を検出するための第３のセンサを設けておき、タンク給水開始後、第３のセンサが計測貯水量を検出するまでの時間を水補給時間として、吐水量の調整を実行する。また、上述した実施形態においては、フロートスイッチによって貯水量を測定していたが、貯水量は、貯水タンク内に配置した圧力センサ等、任意のセンサによって測定することができる。【０１２７】
また、本実施形態においては、水補給時間に応じてリム吐水量及びジェット吐水量を調整していたが、何れか一方のみを調整するように水洗大便器を構成することもできる。【０１２８】
即ち、変形例として、前リム洗浄時間及び後リム洗浄時間のみを調整するように水洗大便器を構成することもできる。例えば、定流量弁がほぼ公称値通りである約１１〜１３リットル／分の流量である場合には、前リム洗浄時間を約４．５秒、ブロー領域を約０．９４秒、後リム洗浄時間を約３．２秒に設定し、各期間における洗浄水の量を夫々約０．９リットル、約１．０リットル、約０．６５リットルとし、便器洗浄全体では約４．５リットルとする。定流量弁が約１１リットル／分未満の流量である場合には、各洗浄時間を夫々約５．４秒、約０．９４秒、約３．９秒とし、各期間における洗浄水の量を約０．９リットル、約１．０リットル、約０．６５リットルとし、便器洗浄全体では約４．４リットルとする。さらに、定流量弁が約１３リットル／分以上の流量である場合には、各洗浄時間を、夫々約４．２秒、約０．９４秒、約２．６秒とし、各期間における洗浄水の量を約１．０５リットル、約１．０リットル、約０．６５リットルとし、便器洗浄全体では約４．８リットルとすることができる。【０１２９】
このように、定流量弁の実際の流量にあわせて前リム洗浄、ジェット吐水、後リム洗浄における吐水量を配分することにより、洗浄能力を低下させることなく、洗浄水の浪費を防止することができる。また、本件発明者により、各期間の吐水には次のような作用、効果があることが見出されている。即ち、前リム洗浄における吐水には、ボウル部の表面に付着している汚物をボウル部の溜水中に落下させる効果があり、特に、本実施形態のように旋回流によってボウル部を洗浄する水洗大便器においては、前リム洗浄の吐水によりトイレットペーパーや浮遊汚物を溜水の中央に集めることができる。これにより、サイホン作用発生時に、浮遊汚物等を効果的に排水トラップ管路に排出することができる。また、前リム洗浄の吐水によりボウル部内の溜水面が上昇し、水頭ヘッド圧が高くなって洗浄水が排水トラップ管路に押し込まれるので、サイホン作用を早期に起動しやすくするという効果もある。【０１３０】
一方、後リム洗浄における吐水は、確実に排水トラップ管路を封水することができる吐水量が必要である。このため、定流量弁の流量が少ない場合には、定流量弁が設計値通りに構成されている場合よりも後リム洗浄を長くしないと、封水切れが発生する虞がある。逆に、定流量弁の流量が多い場合には、設計値通りに構成されている場合よりも後リム洗浄を短くしないと、無駄水が発生する。【０１３１】
また、ジェット吐水は、主にサイホン作用を起動させ、これによりボウル部内の洗浄水及び汚物を排出するためのものであるが、ブロー領域（図１８の時刻ｔ１０〜時刻ｔ１１）におけるジェット吐水には、排水トラップ管路の途中からボウル部内に戻ろうとしている浮遊汚物等を、排水トラップ管路の最高部を越えて下降管に落とす作用がある。【０１３２】
なお、上述した実施形態においては、サイホン起動領域（図１８の時刻ｔ８〜時刻ｔ９）における加圧ポンプの回転数は３５００ｒｐｍであり、サイホン持続領域（図１８の時刻ｔ９〜時刻ｔ１０）では２６００ｒｐｍ、ブロー領域では３５００ｒｐｍであったが、この回転数及び各領域の期間を適宜変更することもできる。例えば、サイホン起動領域の加圧ポンプの回転数を３６００ｒｐｍ程度に高めることにより、サイホン作用の起動時刻を更に早めることができる。また、ブロー領域の加圧ポンプの回転数を３６００ｒｐｍ程度に高めることにより、ボウル部内に戻ろうとしている浮遊汚物等を強く押し出すことができるので、ブロー領域の時間を短くしても、同程度の汚物押し出し作用を期待することができる。或いは、ブロー領域の回転数は変化させずに、期間を長くすることにより、浮遊汚物等をより確実に押し出すことが可能になり、発明者による実験では最も好ましい結果が得られている。【０１３３】
これらの作用、効果を勘案して、定流量弁の流量が少ない場合には、後リム洗浄の時間を延長して封水に必要な洗浄水を確保すると共に、前リム洗浄の時間も延長して、浮遊汚物等を溜水面の中央に集めると共に、溜水水位を上昇させてサイホン作用を早期に起動しやすくすることにより良い結果を得ることができる。これは、特に、小洗浄においては、強いサイホン作用を発生させることよりも、弱いサイホン作用でも確実に汚物を排出できる状態をつくることが重要であるためである。また、ジェット吐水に関しては、上記の変更に加えて、或いは単独に、ブロー領域の時間を長くすることが効果的である。【０１３４】
一方、定流量弁の流量が多い場合には、無駄水の発生を防止するために後リム洗浄の時間を短縮し、これにより節約された洗浄水の一部を、前リム洗浄に振り向け、浮遊汚物の確実な排出を可能にする。また、ジェット吐水に関しては、この変更に加えて、或いは単独に、ブロー領域の時間を長くすることが効果的である。【０１３５】
さらに、上述した本発明の第２実施形態においては、吐水量調整手段は、直近の５０回の水補給時間の移動平均により吐水量を調整していたが、変形例として、他のアルゴリズムにより吐水量を調整することもできる。例えば、最新の１回の水補給時間に基づいて、次回の吐水量を決定しても良い。これにより、水道の給水圧の短期的な変動に対応して、吐水量を調整することができる。【０１３６】
或いは、最新の水補給時間と、その前の水補給時間に基づいて吐水量を調整しても良い。例えば、水補給時間を５段階程度にランク分けしておき、最新の水補給時間と、その前の水補給時間の隔たりが２段階以内である場合には、最新の水補給時間に基づいた吐水量を次回の洗浄に使用する。また、隔たりが２段階よりも大きい場合には、前回の水補給時間のランクを最新の水補給時間のランクに２段階近づけたランクに基づいた吐水量を次回の洗浄に使用する。これにより、吐水量の即応性と、安定性のバランスをとることができる。【０１３７】
以上、本発明の好ましい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、最新の水補給時間に基づいて決定された吐水量又は吐水時間は、次回の便器洗浄において使用されていたが、最新の水補給時間を今回の便器洗浄に反映させることもできる。【０１３８】
このような変形例として、最新の便器洗浄において検出された水補給時間が、前回の水補給時間よりも所定時間以上長い場合に、貯水タンクが規定の貯水量に復帰された後、追加吐水を行ってボウル部内の水位を上昇させるように、コントローラを構成することもできる。即ち、最新の便器洗浄における水補給時間が、前回の水補給時間よりも大幅に長い場合には、前回よりも大幅に流量が低下している後リム洗浄が、流量が多かった前回の便器洗浄に基づいて決定されたリム吐水時間だけ行われたことになる。このため、最悪の場合には、後リム洗浄による洗浄水の量が不足して、排水トラップ管路を封水できないことになる。そこで、コントローラは、このような洗浄水の不足が発生することのないように、追加吐水を行ってボウル部内の水位を上昇させる。【０１３９】
このように構成された本変形例によれば、便器洗浄中に浴室等で水道水を同時利用している場合等、急激に水道水圧が低下した場合にも、封水切れを防止することができる。【０１４０】
また、本変形例においては、まず、最新の水補給時間に対応するリム吐水の流量、及び前回の便器洗浄に基づいて決定された後リム洗浄の時間（最新のリム吐水時間）から、ボウル部に供給された洗浄水の量が計算される。次に、計算された洗浄水の量と、排水トラップ管路を封水するために必要な、予め記憶されている洗浄水の量から洗浄水の不足分を求め、この洗浄水の不足分が追加吐水としてボウル部に供給される。【０１４１】
このように構成された本変形例によれば、排水トラップ管路を確実に封水することができると共に、追加吐水の量が多すぎることによる無駄水の発生を防止することができる。【０１４２】
或いは、上述した第２実施形態のように、吐水流量を数段階にランク分けして後リム洗浄時間を各ランク毎に設定している場合には、最新の水補給時間と前回の水補給時間の隔たりのランク数に応じて、追加吐水の量を予め設定しておいても良いし、洗浄水の不足分とは無関係に予め十分な量を設定しておいても良い。【０１４３】
さらに、追加吐水は、リム吐水用電磁弁、又は電磁弁及び切替弁を適宜開放し、又は切り替えることによりリム吐水口を介して行っても良いし、加圧ポンプを低速で作動させることによりジェット吐水口を介して行っても良い。【０１４４】
或いは、追加吐水は、貯水タンク内から延びるオーバーフロー流路（図示せず）を介して行うこともできる。オーバーフロー流路は、貯水タンク内の水位が所定水位を越えたとき、貯水タンク内の洗浄水をボウル部に排出し、貯水タンクから洗浄水が溢れるのを防止するように構成される。このオーバーフロー流路は、リム吐水口又はジェット吐水口を介してボウル部に連通するように構成することができる。或いは、オーバーフロー流路を、リム吐水口及びジェット吐水口とは別に設けた開口を介してボウル部に連通するように構成することもできる。【０１４５】
なお、オーバーフロー流路を介して追加吐水を行う場合には、コントローラは、フロートスイッチが満水を検出した後も貯水タンクへの給水を継続し、必要な量の洗浄水をボウル部にオーバーフローさせる。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の第１実施形態による水洗大便器の右側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による水洗大便器の上面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による水洗大便器の左側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による水洗大便器を後方右斜め上から見た斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態による水洗大便器を後方左斜め上から見た斜視図である。
【図６】図２のVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】リム吐水及びジェット吐水の給水系統を示すブロック図である。
【図８】ジェット吐水用バキュームブレーカの断面図である。
【図９】貯水タンク及び加圧ポンプを取り外す手順を示す斜視図である。
【図１０】貯水タンク及び加圧ポンプを取り外す手順を示す斜視図である。
【図１１】貯水タンク及び加圧ポンプを取り外す手順を示す斜視図である。
【図１２】貯水タンク及び加圧ポンプを取り外す手順を示す側面図である。
【図１３】貯水タンク及び加圧ポンプを取り外す手順を示す斜視図である。
【図１４】水洗大便器の洗浄時において各部が作動するタイミングを示すグラフである。
【図１５】水洗大便器の洗浄作用を示すフローチャートである。
【図１６】水洗大便器の凍結防止運転の処理を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第２実施形態におけるリム吐水及びジェット吐水の給水系統を示すブロック図である。
【図１８】水洗大便器の洗浄時において各部が作動するタイミングを示すグラフである。
【図１９】吐水量の調整手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４７】
Ｄ        排水管
１        本発明の第１実施形態による水洗大便器
２        水洗大便器本体
２ａ      取付フレーム
２ｂ      水受けトレイ
４        便座
６        カバー
８        局部洗浄装置
１０      機能部
１０ａ    サイドパネル
１２      ボウル部
１４      排水トラップ管路
１６      ジェット吐水口
１６ａ    ジェット側給水路
１８      リム吐水口
１８ａ    リム側給水路
２０      定流量弁
２０ａ    入水口
２２      リム吐水用電磁弁
２４      リム吐水用バキュームブレーカ
２６      リム吐水用フラッパー弁
２８      タンク給水用電磁弁
３０      タンク給水用バキュームブレーカ
３２      貯水タンク
３２ａ    タンク給水路
３２ｂ    フロートスイッチ
３２ｃ    金属板
３４      加圧ポンプ
３４ａ    インペラ
３４ｂ    モーター
３４ｃ    水抜き用水栓
３４ｄ    Ｕ字管
３４ｅ    横断管
３６      ジェット吐水用バキュームブレーカ
３８      ジェット吐水用フラッパー弁
４０      コントローラ
４０ａ    計時手段
４０ｂ    吐水時間調整手段
４０ｃ    温度センサ
４０ｄ    凍結防止制御手段
４０ｅ    タイマー
４２ａ    止水栓
４２ｂ    分岐金具
４２ｃ    ストレーナ
４４      バルブ本体
４４ａ    入水口
４４ｂ    出水口
４６      バキュームブレーカコマ
４６ａ    弁体部
４６ｂ    軸部
４６ｃ    下面シール材
４６ｄ    上面シール材
４８      バキュームブレーカ本体
４８ａ    大気開放口
４８ｂ    ガイド部
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ  接続部
１００    本発明の第２実施形態による水洗大便器
１０２    水洗大便器本体
１１０    機能部
１１２    ボウル部
１１４    排水トラップ管路
１１６    ジェット吐水口
１１８    リム吐水口
１１８ａ  リム側給水路
１１９    管路
１２０    定流量弁
１２２    電磁弁
１２４    リム吐水用バキュームブレーカ
１２６    リム吐水用フラッパー弁
１２８    切替弁
１３２    貯水タンク
１３２ａ  タンク給水路
１３２ｂ  上端フロートスイッチ
１３２ｃ  下端フロートスイッチ
１３４    加圧ポンプ
１３４ａ  洗浄水管路
１３６    ジェット吐水用バキュームブレーカ
１３８    ジェット吐水用フラッパー弁
１４０    コントローラ
１４０ａ  計時手段
１４０ｂ  吐水量調整手段
１４２ａ  止水栓
１４２ｂ  分岐金具
１４２ｃ  ストレーナ
１４４    頂部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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