(57)【要約】【課題】ボウル部内の汚物付着を抑制することができると共に、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部外への飛び跳ねを抑制することができる便器装置を提供する。【解決手段】便器装置１は、貯留された溜水の溜水面が形成され且つ汚物を受ける汚物受け面を備えるボウル部１０と、ボウル部の下部に設けられ且つボウル部内で汚物を粉砕する粉砕装置１８と、ボウル部と連通する排出路１２と、上記ボウル部内の洗浄水を下流側に排出させる排出装置２０と、粉砕装置及び排出装置を制御する制御部２４と、を備え、制御部２４は、排出装置を駆動してボウル部内の溜水面を低下させる水位低下モードと、ボウル部内で汚物を粉砕する汚物粉砕モードとを実行可能に構成され、制御部２４は、水位低下モードの実行後に汚物粉砕モードを実行する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚物を粉砕して排出する便器装置であって、
貯留された溜水の溜水面が形成され且つ汚物を受ける汚物受け面を備えるボウル部と、
上記ボウル部の下部に設けられ且つ上記ボウル部内で汚物を粉砕する粉砕装置と、
上記ボウル部と連通する排出路と、
上記ボウル部内の洗浄水を下流側に排出させる排出装置と、
上記粉砕装置及び上記排出装置を制御する制御部と、を備え、
上記制御部は、
上記排出装置を駆動して上記ボウル部内の溜水面を低下させる水位低下モードと、
上記ボウル部内で汚物を粉砕する汚物粉砕モードとを実行可能に構成され、
上記制御部は、上記水位低下モードの実行後に上記汚物粉砕モードを実行することを特徴とする、便器装置。
【請求項２】
上記ボウル部の上記汚物受け面は、すり鉢状に形成される、請求項１に記載の便器装置。
【請求項３】
上記ボウル部には、上記汚物受け面の下部から縦方向に延びる筒状部分が形成され、
上記制御部は、上記水位低下モードの実行により、上記ボウル部内の溜水面を上記筒状部分まで低下させる、請求項１又は２に記載の便器装置。
【請求項４】
さらに、上記ボウル部に洗浄水を供給する給水装置を備え、
上記制御部は、さらに、上記給水装置により供給された洗浄水により上記ボウル部を洗浄する洗浄モードを実行可能に構成され、
上記制御部は、上記洗浄モードの実行後に上記水位低下モードを実行する、請求項１乃至３の何れか１項に記載の便器装置。
【請求項５】
上記制御部は、さらに、上記排出装置を駆動して上記ボウル部内の洗浄水を下流側に排出させる排出モードを実行可能に構成され、
上記制御部は、上記汚物粉砕モードの実行後に上記排出モードを実行させ、
上記水位低下モードにおいて上記排出装置により排出される単位時間当たりの流量は、上記排出モードにおいて上記排出装置により排出される単位時間当たりの流量よりも小さい、請求項１乃至４の何れか１項に記載の便器装置。
【請求項６】
上記粉砕装置は、自身の一部の回転により上記ボウル部内に旋回流を形成させるものであり、
上記制御部は、上記水位低下モードの実行中に上記粉砕装置も駆動させる、請求項１乃至５の何れか一項に記載の便器装置。
【請求項７】
上記粉砕装置は、自身の一部の回転により上記ボウル部内に旋回流を形成させるものであり、
上記制御部は、さらに、上記粉砕装置を駆動して上記ボウル部内に旋回流を形成させる吸込旋回流形成モードを実行可能に構成され、
上記制御部は、上記吸込旋回流形成モードの実行後に上記水位低下モードを実行する、請求項１乃至６の何れか一項に記載の便器装置。
【請求項８】
上記排出装置は、排出ポンプである、請求項１乃至７の何れか一項に記載の便器装置。
【請求項９】
さらに、上記ボウル部内の水位を検知する水位検知装置を備え、
上記制御部は、上記水位低下モードの開始以後、上記水位検知装置が所定の水位までのボウル部内の水位の低下を検知した場合に、上記水位低下モードの実行を終了させる、請求項１乃至８の何れか一項に記載の便器装置。
【請求項１０】
さらに、上記排出路の下流側に接続される可撓性管路を備え、
上記便器装置が移動可能に形成されている、請求項１乃至９の何れか一項に記載の便器装置。
【請求項１１】
さらに、上記排出路に上記排出路の外部から空気を取り入れる通気弁を備え、
上記排出路は、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部と、上記排水トラップの上記上昇部と接続する頂部と、上記頂部から下降する下降部と、を備え、
上記通気弁は、
上記排出路側が大気圧以上の圧力である場合に閉弁状態となり、
上記排出路側が上記大気圧より低く上記開弁圧力より高い第１負圧領域圧力である場合に閉弁状態となり、且つ
上記排出路側が上記開弁圧力以下の第２負圧領域圧力である場合に開弁状態となるように形成され、
上記通気弁と上記排出路との連結部が、上記ボウル部内における上記汚物粉砕モードの開始時の水位高さに上記通気弁の開弁圧力水頭を加えた高さ以上の高さに設けられている、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の便器装置。
【請求項１２】
上記水位低下モードにおいて上記排出装置の駆動を停止したときの上記ボウル部内の水位の高さが、上記汚物粉砕モードの開始時の水位の高さより低い、請求項１１に記載の便器装置。
【請求項１３】
上記水位低下モードにおいて上記排出装置の駆動を停止したときの上記ボウル部内の水位の高さから上記汚物粉砕モードの開始時の水位の高さまでのボウル部内の容積が、
上記連結部の高さから、上記汚物粉砕モードの開始時の水位の高さに上記通気弁の開弁圧力水頭を加えた高さまでの上記排出路内の容積と等しい、請求項１２に記載の便器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器装置に係り、特に、汚物を粉砕して排出する便器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、介護用のトイレ装置として、便器本体内の底部に撹拌機構を設けたものが知られている。このようなトイレ装置は、撹拌機構が便器本体内の底部で回転して、汚物と排出用水を撹拌し、汚物及び排出用水の全体を均一な流動状態としてから排出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−８４４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような特許文献１のようなトイレ装置において、乾燥した状態のボウル面への汚物付着を減らし、ボウル面に汚物が付着したまま残ってしまうことを防ぐため、溜水面の高さをなるべく上昇させ、溜水面を大きく形成したいという要望がある。
しかしながら、特許文献１のようなトイレ装置においては、ボウル面内の溜水面を大きく形成するためには、溜水面の水位を上昇させる必要がある。溜水面の水位が上昇した状態で、汚物を撹拌するために汚物および排出用水を攪拌機構により攪拌させると、撹拌中に汚物が便器本体の外に飛び散ってしまうという懸念がある。
さらに、溜水面の水位が上昇し、ボウル面内の溜水面を大きく形成した状態で、汚物を撹拌する場合、上面視において比較的広い領域で汚物を粉砕している様子が見えることにより、使用者に不快感や嫌悪感を与えてしまう恐れもある。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ボウル部内の汚物付着を抑制することができると共に、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部外への飛び跳ねを抑制することができる便器装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するために、本発明は、汚物を粉砕して排出する便器装置であって、貯留された溜水の溜水面が形成され且つ汚物を受ける汚物受け面を備えるボウル部と、上記ボウル部の下部に設けられ且つ上記ボウル部内で汚物を粉砕する粉砕装置と、上記ボウル部と連通する排出路と、上記ボウル部内の洗浄水を下流側に排出させる排出装置と、上記粉砕装置及び上記排出装置を制御する制御部と、を備え、上記制御部は、上記排出装置を駆動して上記ボウル部内の溜水面を低下させる水位低下モードと、上記ボウル部内で汚物を粉砕する汚物粉砕モードとを実行可能に構成され、上記制御部は、上記水位低下モードの実行後に上記汚物粉砕モードを実行する。
このように構成された本発明においては、水位低下モードの実行によりボウル部内の溜水面を低下させた後に、汚物粉砕モードの実行によりボウル内で汚物が粉砕される。これにより、使用者による排泄時にはボウル部内の溜水面を高く且つ広くして、ボウル部内の溜水面以外の乾燥している部分への汚物付着を抑制することができると共に、汚物粉砕時にはボウル部内の溜水面を低下させて、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部外への飛び跳ねを抑制することができる。
【０００７】
本発明において、好ましくは、上記ボウル部の上記汚物受け面は、すり鉢状に形成される。
このように構成された本発明においては、ボウル部がすり鉢状に形成されることにより、水位低下モードの実行によりボウル部内の溜水面が低下すると共に上面視における溜水面の面積が減少される。よって、本発明によれば、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部外への飛び跳ねをより抑制することができると共に、粉砕中の汚物が見える溜水面の面積を減少させることにより使用者への嫌悪感を与える可能性を抑制することができる。
【０００８】
本発明において、好ましくは、上記ボウル部には、上記汚物受け面の下部から縦方向に延びる筒状部分が形成され、上記制御部は、上記水位低下モードの実行により、上記ボウル部内の溜水面を上記筒状部分まで低下させる。
このように構成された本発明においては、制御部は、水位低下モードの実行により、ボウル部内の溜水面を筒状部分まで低下させる。これにより、上面視における流路径がほぼ変わらない筒状部分に溜水面が位置する状態で、溜水中で汚物の粉砕を行うことができる。よって、本発明によれば、汚物の粉砕により溜水面が揺動したとしても上面視において溜水面の半径方向の変動が少なくでき、粉砕中の汚物を含む溜水面が広がって見えることにより使用者へ嫌悪感を与える可能性を抑制することができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、さらに、上記ボウル部に洗浄水を供給する給水装置を備え、上記制御部は、さらに、上記給水装置により供給された洗浄水により上記ボウル部を洗浄する洗浄モードを実行可能に構成され、上記制御部は、上記洗浄モードの実行後に上記水位低下モードを実行する。
このように構成された本発明においては、洗浄モードの実行によりボウル部を洗浄し、ボウル部内に付着した汚物を下方に流下させた後、水位低下モードの実行によりボウル部内の溜水面を低下させる。これにより、ボウル部内に付着した汚物を水位低下モードの実行により低下された溜水に効率よく集めることができ、ボウル部内の汚物を効率よく粉砕することができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、さらに、上記排出装置を駆動して上記ボウル部内の洗浄水を下流側に排出させる排出モードを実行可能に構成され、上記制御部は、上記汚物粉砕モードの実行後に上記排出モードを実行させ、上記水位低下モードにおいて上記排出装置により排出される単位時間当たりの流量は、上記排出モードにおいて上記排出装置により排出される単位時間当たりの流量よりも小さい。
このように構成された本発明においては、水位低下モードにおいて排出装置により排出される単位時間当たりの流量が、排出モードにおいて排出装置により排出される単位時間当たりの流量よりも小さい。これにより、水位低下モードにおいて、汚物粉砕後に行われる排出モードにおける排水能力より低い排水能力でボウル部内から洗浄水が排出される。よって、本発明によれば、ボウル部内の未粉砕の汚物が、水位低下モードにおいて排出路に侵入し、排出装置を詰まらせる可能性を抑制することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、上記粉砕装置は、自身の一部の回転により上記ボウル部内に旋回流を形成させるものであり、上記制御部は、上記水位低下モードの実行中に上記粉砕装置も駆動させる。
このように構成された本発明においては、制御部が水位低下モードの実行中に粉砕装置を駆動させることにより、水位低下モードの実行中に、ボウル部内の溜水面の水位が徐々に低下するとき、溜水に旋回流が形成され、溜水中の汚物を旋回流の流れにのせるような状態としながら下方に導き、汚物をボウル部に沿って残り難くすることができる。よって、水位低下モードの実行終了後に、ボウル部に汚物が残されることを抑制し、ボウル部内の洗浄性能を向上させると共により効率的にボウル部内の汚物を粉砕することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、上記粉砕装置は、自身の一部の回転により上記ボウル部内に旋回流を形成させるものであり、上記制御部は、さらに、上記粉砕装置を駆動して上記ボウル部内に旋回流を形成させる吸込旋回流形成モードを実行可能に構成され、上記制御部は、上記吸込旋回流形成モードの実行後に上記水位低下モードを実行する。
このように構成された本発明においては、制御部は、吸込旋回流形成モードの実行後に水位低下モードを実行する。これにより、ボウル部内に吸込旋回流が形成され、ボウル部に沿っている汚物をボウル部からある程度剥離させた状態で水位低下モードの実行を開始することができる。よって、本発明によれば、水位低下モードの実行終了後に、ボウル部内で低下する水面より上方に汚物が残されることを抑制し、より効率的にボウル部内の汚物を粉砕することができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、上記排出装置は、排出ポンプである。
このように構成された本発明においては、汚物を排出ポンプによって加圧して排出することができるため、汚物及び洗浄水が流れる排出路等の配管の径を細くすることができ、便器装置を配置しやすくすることができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、さらに、上記ボウル部内の水位を検知する水位検知装置を備え、上記制御部は、上記水位低下モードの開始以後、上記水位検知装置が所定の水位までのボウル部内の水位の低下を検知した場合に、上記水位低下モードの実行を終了させる
このように構成された本発明においては、制御部は、水位低下モードの開始以後、水位検知装置が所定の水位までのボウル部内の水位の低下を検知した場合に、上記水位低下モードの実行を終了させる。よって、本発明によれば、水位検知装置によりボウル部内の水位を所定の水位まで確実に低下させることができ、汚物粉砕時に粉砕中の汚物の溜水面からボウル部外への飛び跳ねをより抑制することができる。よって、排泄時の汚物付着の抑制及び汚物粉砕時のボウル部外への飛び跳ねの抑制の両立をより確実に行うことができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、さらに、上記排出路の下流側に接続される可撓性管路を備え、上記便器装置が移動可能に形成されている。
このように構成された本発明においては、便器装置が移動可能に形成されている場合、便器装置の設置状況によっては排出路の下流側に接続される可撓性管路に逆勾配（可撓性管路よりも下流側の建物配管の方が高い状況）が生じてしまう恐れがある。可撓性管路で逆勾配が生じた場合、圧損要因となる。また、可撓性管路における配管長さの増大、又は配管曲がり等も、圧損要因となる。このような圧損要因により、小便などで溜水が増加していた増加分を可撓性管路から建物配管側に排出できない恐れがあり、建物配管側に排出できなかった水がボウル部まで戻って溜水面が高くなってしまう恐れがある。そこで、本発明によれば、移動可能な便器装置においても、制御部が水位低下モードを備えていることにより、汚物粉砕時にはボウル部内の溜水面を低下させて、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部外への飛び跳ねを抑制することができる。さらに、本発明によれば、使用者による排泄時にはボウル部内の溜水面を高く且つ広くして、ボウル部内の溜水面以外の乾燥している部分への汚物付着を抑制することができると共に、汚物粉砕時にはボウル部内の溜水面を低下させて、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部外への飛び跳ねを抑制することができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、さらに、上記排出路に上記排出路の外部から空気を取り入れる通気弁を備え、上記排出路は、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部と、上記排水トラップの上記上昇部と接続する頂部と、上記頂部から下降する下降部と、を備え、上記通気弁は、上記排出路側が大気圧以上の圧力である場合に閉弁状態となり、上記排出路側が上記大気圧より低く上記開弁圧力より高い第１負圧領域圧力である場合に閉弁状態となり、且つ上記排出路側が上記開弁圧力以下の第２負圧領域圧力である場合に開弁状態となるように形成され、上記通気弁と上記排出路との連結部が、上記ボウル部内における上記汚物粉砕モードの開始時の水位高さに上記通気弁の開弁圧力水頭を加えた高さ以上の高さに設けられている。
このように構成された本発明においては、通気弁は、排出路側が大気圧より低く開弁圧力より高い第１負圧領域圧力である場合に閉弁状態となり、且つ排出路側が開弁圧力以下の第２負圧領域圧力である場合に開弁状態となる。すなわち、通気弁が閉弁される圧力は大気圧よりも低くなっている。したがって、通気弁が排出路に空気を取り入れた後に通気弁が閉弁してボウル部内の洗浄水の圧力と排出路内の洗浄水の圧力とが釣り合った状態では、ボウル部内の水位よりも排出路内の水位の方が通気弁の開弁圧力水頭だけ高くなる。ここで、ボウル部内の水位を所定の汚物粉砕モードの開始時の水位に設定しようとするならば、通気弁と上記排出路との連結部が、排出路内の水位より高い位置に設けられる必要がある。そこで、本発明によれば、通気弁と排出路との連結部が、ボウル部内における汚物粉砕モードの開始時の水位高さに通気弁の開弁圧力水頭を加えた高さ以上の高さに設けられている。これにより、ボウル部内における汚物粉砕モードの開始時の水位を設定できる。よって、本発明によれば、ボウル部内における汚物粉砕モードの開始時の水位を設定でき、確実にボウル部内の汚物を粉砕できる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、上記水位低下モードにおいて上記排出装置の駆動を停止したときの上記ボウル部内の水位の高さが、上記汚物粉砕モードの開始時の水位の高さより低い。
このように構成された本発明においては、水位低下モードの実行が終了し且つサイホン現象が終了したときの排出路内の水位は、ボウル部内の水位より高くなる。しかしながら、この状態は排出路内の圧力とボウル部に作用する圧力との間に圧力差があり不安定な状態となっているため、排出路内の圧力とボウル部に作用する大気圧とが釣り合うまで、徐々に排出路内の水位は下がる一方で、ボウル部内の水位が上昇する。このように、汚物粉砕モードの開始時の水位は、水位低下モードの実行が終了したときの水位より高くなる。そこで本発明によれば、水位低下モードにおいて排出装置の駆動を停止したときのボウル部内の水位の高さが、汚物粉砕モードの開始時の水位高さより低い。これにより、水位低下モードの終了時の水位高さから汚物粉砕モード開始時の水位高さまで囲まれるボウル部内の空間に、水位低下モードの終了時の排出路内の水を流入させることができる。よって、本発明によれば、水位低下モードの終了時の水位高さを汚物粉砕モードの開始時の水位高さに設定する場合と比べて、汚物粉砕モードの開始時のボウル部内の水位の高さを低くすることができ、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部外への飛び跳ねをより抑制することができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、上記水位低下モードにおいて上記排出装置の駆動を停止したときの上記ボウル部内の水位の高さから上記汚物粉砕モードの開始時の水位の高さまでのボウル部内の容積が、上記連結部の高さから、上記汚物粉砕モードの開始時の水位の高さに上記通気弁の開弁圧力水頭を加えた高さまでの上記排出路内の容積と等しい。
このように構成された本発明においては、水位低下モードにおいて排出装置の駆動を停止したときのボウル部内の水位の高さから汚物粉砕モードの開始時の水位の高さまでのボウル部内の容積が、連結部の高さから、汚物粉砕モードの開始時の水位の高さに通気弁の開弁圧力水頭を加えた高さまでの排出路内の容積と等しい。よって、本発明によれば、汚物粉砕モードの開始時のボウル部内の水位の高さを設定することができ、汚物粉砕モードにおいて確実に汚物を粉砕することができる。また、本発明によれば、通気弁と排出路との連結部の位置の自由度を増すことができるため、便器装置のデザインの自由度を生み出すことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の便器装置によれば、ボウル部内の汚物付着を抑制することができると共に、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部外への飛び跳ねを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置を後方斜め上方から見た全体斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の閉弁状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の開弁状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁につき、排水トラップ管路側の第１室の圧力と、通気弁の閉弁状態又は開弁状態の対応を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の給水部、回転体、排出ポンプの動作、及びボウル部内の水位の変化を示すタイムチャートである。
【図７】図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部の洗浄モードが実行される状態を示す図である。
【図８】図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部内に旋回流を形成させる吸込旋回流形成モードが実行される状態を示す図である。
【図９】図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部内の溜水面を低下させる水位低下モードが実行される状態を示す図である。
【図１０】図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部内で汚物を粉砕する汚物粉砕モードが実行される状態を示す図である。
【図１１】図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部内の洗浄水及び汚物を下流側に排出させる排出モードが実行される状態を示す図である。
【図１２】図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部内に溜水を形成する溜水形成モードが実行される状態を示す図である。
【図１３】図２に示すポータブルトイレ装置において、水位低下モードにおいて排出ポンプの駆動を停止した直後のボウル部及び排水トラップ管路内の洗浄水等の状態を示す図である。
【図１４】図１３に示すポータブルトイレ装置において、水位低下モードにおいて排出ポンプの駆動を停止した直後に、通気弁が空気を排水トラップ管路内に導入させる状態を示す図である。
【図１５】図１４に示すポータブルトイレ装置において、通気弁が空気を排水トラップ管路内にさらに導入させる状態を示す図である。
【図１６】図１５に示すポータブルトイレ装置において、通気弁が閉弁してボウル部内の洗浄水の圧力と排水トラップ管路内の洗浄水の圧力とが釣り合った状態を示す図である。
【図１７】図２に示すポータブルトイレ装置の水位検知装置の変形例を示す図である。
【図１８】図２に示すポータブルトイレ装置の排出ポンプに代えて真空排水装置を適用した変形例を示す図である。
【図１９】図２に示すポータブルトイレ装置の排出ポンプに代えてターントラップ装置を適用した変形例を示す図である。
【図２０】本発明の第２実施形態による便器装置を後方斜め上方から見た全体斜視図である。
【図２１】本発明の第２実施形態による便器装置を示す断面図である。
【図２２】本発明の第２実施形態による便器装置の給水部、回転体、排出ポンプの動作、及びボウル部内の水位の変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置について説明する。最初に、図１及び図２により、本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の全体構造を説明する。
【００２２】
図１に示すように、本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置１は、便所以外の場所にも配置できる水洗式の便器装置であり、戸建て住宅、高齢者施設又は病院等（以下「建物」と称する）において、通常のトイレ空間以外の場所、例えば、介護用に使用者の居室、寝室内のベッドサイド等に配置されるトイレ装置として使用される。高齢者や病気の人などで、トイレまで歩いていくことが困難又は比較的負担に感じる人にも、自分で居室において使用することができる水洗式の便器装置となっている。
【００２３】
ポータブルトイレ装置１は、便器本体２と、便器本体２に洗浄水を供給する給水装置である給水部４と、便器本体２を支持するフレーム６と、を備えている。
【００２４】
また、ポータブルトイレ装置１は、移動可能な非据え付け型の装置である。ポータブルトイレ装置１は、フレーム６のフレーム基部６ａが便器本体２等が設置される床面Ｆに固定されておらず、使用者又は事業者等によって車輪１ａ等を利用して移動可能に形成されている。
【００２５】
図２に示すように、給水部４は、建物Ｑ側の給水設備と可撓性の給水管８を介して接続されている。給水部４は、便器本体２の後方上部に設けられ、ボウル部１０に形成された吐水口１０ｃからボウル部１０に洗浄水を供給する。なお、給水部４は、貯水タンクから洗浄水を供給するタンク方式のものであってもよい。給水管８は給水ホース等により形成される。
【００２６】
便器本体２は、便器本体２の前方側に設けられた汚物を受けるボウル部１０と、ボウル部１０の底部と連通するように設けられて汚物を洗浄水と共に排出する排出路である排水トラップ管路１２と、ボウル部１０下方に形成された溜水部１４と、を備えている。
【００２７】
ボウル部１０は、上方に向けて開口したボウル形状の汚物受け面１０ｄを備えている。汚物受け面１０ｄはすり鉢状に形成され、水平断面の汚物受け面１０ｄの内側の面積が下降するにつれ減少している。ボウル部１０には、汚物受け面１０ｄの下部から縦方向に延びる筒状部分１０ａが形成されている。筒状部分１０ａは上面視における流路径（断面積径）がほぼ変わらず一定になるように形成されている。筒状部分１０ａは鉛直方向に延びる比較的短い流路を形成する。ボウル部１０には、洗浄開始前において、ボウル部１０下方に溜水面Ｗ０（待機状態の溜水面）を形成するように、溜水を貯留する溜水部１４が形成されている。貯留された溜水の溜水面Ｗ０は汚物受け面１０ｄ上に形成される。溜水部１４は、ボウル部１０の下部から後方側に延びるＬ字形状の貯溜部を形成している。溜水部１４は、汚物を粉砕する時点において、溜水面Ｗ０より下方側且つ後方側に延びる部分において洗浄水を貯溜している状態となっている。
【００２８】
ボウル部１０の筒状部分１０ａには、ボウル部１０内の水位を検知する水位検知装置１３が設けられている。水位検知装置１３は、制御部２４と電気的に接続され、制御部２４に水位情報を伝達する。水位検知装置１３は、後述する溜水面Ｗ１の水位から溜水面Ｗ２に相当する所定の水位までのボウル部１０内の水位の低下を検知することができる。例えば、水位検知装置１３は、水位が溜水面Ｗ２に相当する所定の水位以下に低下したことを判断できる。水位検知装置１３は、筒状部分１０ａ内の上部又は下部までの水位の低下を検知してもよい。水位検知装置１３は、非接触式の静電容量式のセンサである。水位検知装置１３は、例えば、非接触式のマイクロ波センサであってもよい。
【００２９】
排水トラップ管路１２は、ボウル部の底面に接続する接続部１２ａと、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部１２ｂと、排水トラップの上昇部１２ｂと接続する頂部１２ｃと、頂部１２ｃから下降する下降部１２ｄと、床面Ｆのわずかに上方且つ床面Ｆとほぼ平行に延びる横向部１２ｅとを備えている。このように、排水トラップ管路１２は、少なくとも上昇部１２ｂと、頂部１２ｃとにより凸形状の排水トラップ構造を形成する。頂部１２ｃは、頂部１２ｃの底面が平坦面として形成されるような凸形状の折り返し部分を形成している。頂部１２ｃの底面の頂点の高さがボウル部１０の初期水位の溜水面Ｗ０の高さとなっている。 
【００３０】
排水トラップ管路１２の下流側の横向部１２ｅには、排水管路１６が接続される。排水トラップ管路１２及び排水管路１６は、ポータブルトイレ装置１を移動可能にするため比較的細い配管により形成される。排水トラップ管路１２の横向部１２ｅの内径（配管口径）は好ましくは１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲であり、より好ましくは２０ｍｍである。排水管路１６は、可撓性の管路部分１６ａを有する。可撓性管路である可撓性の管路部分１６ａは、排水トラップ管路１２の下流側の横向部１２ｅに接続される。可撓性の管路部分１６ａは、排水ホース等の可撓性部材により形成される。排水管路１６は、建物側に設けられた排水用の配管１６ｂも含む。可撓性の管路部分１６ａの内径は、好ましくは１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲であり、より好ましくは２０ｍｍである。排水管路１６の建物Ｑ側の排水用の配管１６ｂには、横向部１２ｅ又は可撓性の管路部分１６ａから連続して延び且つ可撓性の管路部分１６ａとほぼ同様の配管の内径が続く部分の配管が含まれる。建物Ｑ側の排水用の配管１６ｂには、配管の内径が１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲である配管が含まれる。建物Ｑ側の排水用の配管１６ｂの下流端は、配管１６ｂより内径の広い建物Ｑ側の設備配管Ｓに接続される。
【００３１】
ポータブルトイレ装置１は、さらに、ボウル部１０内で汚物を粉砕する粉砕装置１８と、ボウル部１０内の洗浄水を下流側に排出する排出装置である排出ポンプ２０と、粉砕装置１８と排出ポンプ２０との間に設けられるフィルタ２２と、使用者が操作する操作部（図示せず）と、ポータブルトイレ装置１の洗浄動作及び粉砕圧送動作等を制御する制御部２４と、を備えている。
【００３２】
粉砕装置１８は、自身の一部の回転によりボウル部１０内に旋回流（回転流）を形成させることにより汚物を粉砕する。粉砕装置１８は、ボウル部１０後方の下部側且つ溜水部１４の上部側に設けられる。この粉砕装置１８は、溜水部１４に貯留された溜水内に配置されると共に汚物を粉砕するように溜水部１４内に回転流を発生させる回転体２６と、回転体２６の回転軸２８と、回転体２６及び回転軸２８を駆動させる電動モーター３０とを備えている。
【００３３】
排出ポンプ２０は、排水トラップ管路１２の排水トラップ構造の上流側に配置される。排出ポンプ２０は、高揚程が実現可能な遠心式ポンプを形成している。排出ポンプ２０は、溜水部１４内で粉砕した汚物を洗浄水とともに圧送して排水トラップ管路１２及び排水管路１６を介し設備配管Ｓ側に排出させる。排出ポンプ２０は、ポンプ室３２と、ポンプ室３２の内側で回転されるインペラ３４と、インペラ３４の回転軸３６と、インペラ３４及び回転軸３６を駆動させる電動モーター３８とを備えている。
【００３４】
ポンプ室３２の中央部の入口には、溜水部１４のフィルタ２２の下部から延びる接続部１２ａが接続され、ポンプ室３２の上部の外周部には、上昇部１２ｂが接続される。インペラ３４の回転によって発生する遠心力により、汚物及び洗浄水がポンプ室３２から排水トラップ管路１２に向かって比較的強力に押し出され、且つ圧送される。
【００３５】
フィルタ２２は、溜水部１４の底面に配置され、所定以下の大きさに粉砕された汚物のみを通過させる。
【００３６】
制御部２４は、使用者による操作部の操作又は自己の設定により、給水部４、粉砕装置１８及び排出ポンプ２０を制御する。制御部２４は、これらの制御を行うためのＣＰＵ、メモリ等を内蔵している。制御部２４は、給水部４、粉砕装置１８及び排出ポンプ２０等と電気的に接続され、これらの装置等に作動信号を送り、各装置等を作動させるようになっている。
【００３７】
制御部２４は、給水部４、回転体２６、排出ポンプ２０を待機状態とする待機モードと、排出ポンプ２０を駆動してボウル部１０内の溜水面を低下させる水位低下モードと、ボウル部１０内で汚物を粉砕する汚物粉砕モードと、給水部４により供給された洗浄水によりボウル部１０を洗浄する洗浄モードと、排出ポンプ２０を駆動してボウル部１０内の洗浄水を下流側に排出させる排出モードと、粉砕装置１８を駆動してボウル部１０内に旋回流を形成させる吸込旋回流形成モードと、ボウル部１０内に溜水を形成する溜水形成モードとを実行可能な制御プログラムを備えている。制御部２４は、さらに、他の後述された動作を実行可能な制御プログラムも備えている。
【００３８】
次に、図２により、ポータブルトイレ装置１の通気弁４０について説明する。
ポータブルトイレ装置１は、さらに、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れる通気弁４０を備えている。通気弁４０は、排水トラップ管路１２の排出ポンプ２０より下流側の頂部１２ｃに配置される。排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れることには、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２側から外部空気を取り入れることのみならず、排水トラップ管路１２に排水管路１６側から外部空気を取り入れることも含む。すなわち、通気弁４０は、排水管路１６に取付けられていてもよい。
【００３９】
図３乃至図５に示すように、通気弁４０の弁機構についてより詳細に説明する。
図３は本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の閉弁状態を示す断面図であり、図４は本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁の開弁状態を示す断面図であり、図５は本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の通気弁につき、排水トラップ管路側の第１室の圧力と、通気弁の閉弁状態又は開弁状態の対応を示す図である。
【００４０】
通気弁４０は、所定圧力以下の負圧により開弁する。通気弁４０は、排出ポンプ２０が洗浄水を下流側に排出することにより、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合には、このサイホン現象による負圧により開弁する弁機構を有する。このような通気弁４０の弁機構は、第１室４６ａ側が大気圧Ｐ０以上の圧力Ｐ１では閉弁状態となり、大気圧Ｐ０より低く開弁圧力Ｐ４より高い第１負圧領域圧力Ｐ２では閉弁状態となり、且つ開弁圧力Ｐ４以下の第２負圧領域圧力Ｐ３で開弁状態となるように形成されている。
【００４１】
通気弁４０は、弁座４２と、弁座４２に着座可能である弁部材４４と、弁座４２及び弁部材４４を内部に収容するケーシング４６とを備える。弁部材４４は、傘状に形成されている。通気弁４０は、例えばアンブレラバルブが適用可能である。
【００４２】
ケーシング４６内は、弁座４２及び弁部材４４により区切られるような、排水トラップ管路１２側の第１室４６ａと、外気側の第２室４６ｂとを備えている。第１室４６ａは、排水トラップ管路１２の頂部１２ｃの連結部１２ｆと連通する。よって、第１室４６ａの内部圧力は、排水トラップ管路１２の連結部１２ｆの内部圧力と連動する。第２室４６ｂは、大気開放され、外気と連通する。
【００４３】
図３に示すように、弁部材４４は、排水トラップ管路側の第１室４６ａ内の空気圧が大気圧Ｐ０以上の圧力Ｐ１である場合に、弁座４２に着座して閉弁状態となる。圧力の上限は構造等の条件により設定される。また、弁部材４４は、排水トラップ管路側の第１室４６ａ内の空気圧が大気圧Ｐ０より低く開弁圧力Ｐ４より高い第１負圧領域圧力Ｐ２である場合にも、弁座４２に着座して閉弁状態となる。弁部材４４は、開弁圧力Ｐ４に至る前の第１負圧領域圧力Ｐ２までは、開弁方向に変形しないようになっている。
【００４４】
図４に示すように、弁部材４４は、排水トラップ管路側の第１室４６ａ内の空気圧が開弁圧力Ｐ４以下の第２負圧領域圧力Ｐ３である場合には、開弁状態となるように変形する。第２負圧領域圧力Ｐ３の下限は構造等の条件により設定される。第２負圧領域圧力Ｐ３は、第１負圧領域圧力Ｐ２よりも低い圧力範囲である。弁部材４４が開弁状態となる場合、外部空気が、第２室４６ｂから第１室４６ａに流入し、第１室４６ａから排水トラップ管路１２の連結部１２ｆを介して頂部１２ｃに流入する。
【００４５】
なお、変形例として、通気弁４０は、大気圧Ｐ０以上の圧力Ｐ１では閉弁状態となり、大気圧Ｐ０より低く開弁圧力Ｐ４より高い第１負圧領域圧力Ｐ２では閉弁状態となり、且つ開弁圧力Ｐ４以下の第２負圧領域圧力Ｐ３で開弁状態となるように形成されている弁機構を実現するダイヤフラム弁であってもよい。このようなダイヤフラム弁はゴムの弾性力でシールするようになっている。また、通気弁４０は、同様の弁機構を実現するものとして、Ｏリング状の弁体をばねにより弁座に付勢することによりシールする弁、又は球体状の弁体をばねにより弁座に付勢することによりシールする弁であってもよい。
【００４６】
なお、さらなる変形例として、通気弁４０は、所定圧力、例えば設定場所の大気圧Ｐ０より小さい負圧により開弁するいわゆるドルゴ通気弁であってもよい。このような通気弁の弁機構は、大気圧Ｐ０以上の圧力Ｐ１では閉弁状態となり、大気圧Ｐ０より低い負圧領域圧力では開弁状態となるように形成される。このような通気弁の弁機構は、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生した場合に、このサイホン現象による負圧により開弁する。
【００４７】
次に、図２、図６乃至図１２により、上述した本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の動作（作用）を説明する。図２、図６乃至図１２において、洗浄水等が存在している部分を液体表示手法により図示している。
図６は本発明の第１実施形態によるポータブルトイレ装置の給水部、回転体、排出ポンプの動作、及びボウル部内の水位の変化を示すタイムチャートであり、図７は図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部の洗浄モードが実行される状態を示す図であり、図８は図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部内に旋回流を形成させる吸込旋回流形成モードが実行される状態を示す図であり、図９は図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部内の溜水面を低下させる水位低下モードが実行される状態を示す図であり、図１０は図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部内で汚物を粉砕する汚物粉砕モードが実行される状態を示す図であり、図１１は図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部内の洗浄水及び汚物を下流側に排出させる排出モードが実行される状態を示す図であり、図１２は図２に示すポータブルトイレ装置において、ボウル部内に溜水を形成する溜水形成モードが実行される状態を示す図である。
【００４８】
図２は、使用者が便器本体２を使用する前の待機状態の溜水面Ｗ０を示している。この状態においては、給水部４は停止された状態であり、粉砕装置１８及び排出ポンプ２０も停止された状態である。
図６においては、時刻ｔ０以前の時刻においてこのような待機状態となっている。例えば、時刻ｔ０は、使用者が便器本体２の使用を開始する時刻である。制御部２４は、便器本体２の使用が開始される前においては、給水部４、回転体２６、排出ポンプ２０を動作させていない待機状態とする待機モードを実行する。給水部４、回転体２６、排出ポンプ２０は動作していないＯＦＦ状態となっている。図６においては、ボウル部１０内の水位の変化が示されている。時刻ｔ０においては、ボウル部１０内の水位は初期水位（待機状態の溜水面Ｗ０）となっている。
【００４９】
図６に示すように、時刻ｔ０〜ｔ１において、使用者が便器本体２を使用し、汚物（大便、小便、トイレットペーパー等）Ａ（図７参照）がボウル部１０内に入った状態となる。制御部２４は、時刻ｔ０〜ｔ１において、給水部４、回転体２６、排出ポンプ２０を待機状態とする待機モードを引き続き実行する。
時刻ｔ０〜ｔ１において、ボウル部１０内の水位は初期水位でありほぼ一定であるが、使用者の尿や大便、便器本体２上に配置されて使用者の局部等を洗浄する衛生洗浄装置（図示せず）から吐出される水等により水位がわずかに上昇する場合もある。使用者による排泄時にはボウル部１０内の溜水面Ｗ０を初期水位まで比較的高く且つ広く形成して、ボウル部１０内の溜水面以外の乾燥している部分への汚物付着を抑制する。
【００５０】
時刻ｔ１において、使用者が操作部の操作スイッチ等を操作すると、洗浄動作が開始される。操作部の操作スイッチ等が操作されると、その操作指令が制御部２４に送信され、制御部２４が給水部４により供給された洗浄水によりボウル部１０を洗浄する洗浄モードを開始させる。図６及び図７に示すように、洗浄モードにおいては、制御部２４が、給水部４に給水指令を送り、給水部４からボウル部１０への給水動作を開始させ、ボウル部１０を洗浄水Ｂによって洗浄される。図７に示すように、汚物Ａは、洗浄水Ｂにより溜水部１４中に移動された状態となる。制御部２４は、洗浄モードを数秒程度の所定時間Ｔ秒にわたって継続する。洗浄モードにおいては、制御部２４は、回転体２６及び排出ポンプ２０は停止された待機状態を継続する。洗浄モードにおいては、ボウル部１０内の水位は給水部４からの給水により初期水位から徐々に上昇する。排水トラップ管路１２の排水トラップの部分より下流側の流路及び排水管路１６には排水用の勾配が形成されておらず且つ排水トラップ管路１２及び排水管路１６は比較的細い径を有しているので、排出ポンプ２０が停止している状態では、給水された洗浄水は排水トラップ管路１２側に流れずボウル部１０内に貯留する。
【００５１】
第１実施形態によるポータブルトイレ装置１は、洗浄モード中に給水部４からボウル部１０へ給水を行っているが、変形例として、洗浄モード、後述する吸込旋回流形成モード及び水位低下モード中に給水部４からボウル部１０へ継続して給水を行ってもよい。このように洗浄モードから吸込旋回流形成モード及び水位低下モードまで継続して給水する場合の給水の瞬間流量は、洗浄モード、吸込旋回流形成モード及び水位低下モードのうち洗浄モードのみで給水する場合の給水の瞬間流量よりも低減される。吸込旋回流形成モード中に継続して給水が行われる場合、洗浄水がボウル部１０内において旋回流を形成しながら流下するので、給水により吸込旋回流形成モードの旋回流をより強めることができる。
【００５２】
再び第１実施形態によるポータブルトイレ装置１について説明する。図６に示すように、時刻ｔ１から所定時間Ｔ秒が経過した時刻ｔ２において、制御部２４は、粉砕装置１８を駆動してボウル部１０内に旋回流を形成させる吸込旋回流形成モードを実行する。図６及び図８に示すように、吸込旋回流形成モードにおいては、制御部２４は、給水部４からの給水を停止させると共に、粉砕装置１８を駆動して回転体２６の回転を開始させる。図８において回転体２６の回転を矢印Ｅにより示す。回転体２６の回転によりボウル部１０内に吸込旋回流Ｇが形成される。吸込旋回流形成モードにおける回転体２６の回転数は、汚物粉砕モードにおける回転体２６の回転数と異なっていてもよい。ボウル部１０内において上昇している水位の上部部分まで吸込旋回流Ｇが形成される。吸込旋回流Ｇがボウル部１０に付着している又は沿っているような汚物をボウル部１０からある程度剥離させ、旋回流に乗せた状態とすることができる。制御部２４は、吸込旋回流形成モードをＴ秒の２分の１から３分の１程度の比較的短期間にわたって継続する。吸込旋回流形成モードの実行中においては、比較的短時間において回転体２６を回転させるのみであるので、回転体２６が洗浄水を撹拌することによる洗浄水中の汚物の飛び跳ねを抑制することができる。吸込旋回流形成モードにおいては、制御部２４は、給水部４及び排出ポンプ２０を停止状態とする。吸込旋回流形成モードにおいては、ボウル部１０内の水位は給水部４からの給水が行われた溜水面Ｗ１の最高水位となっている。
【００５３】
図６に示すように、時刻ｔ３において、制御部２４は、排出ポンプ２０を駆動してボウル部１０内の溜水面を低下させる水位低下モードを実行する。制御部２４は、洗浄モードの実行開始以後及び吸込旋回流形成モードの実行開始以後に水位低下モードを実行することとなる。図６及び図９に示すように、水位低下モードにおいては、制御部２４が、排出ポンプ２０の駆動を開始させ、洗浄水を、溜水面Ｗ１の水位を溜水面Ｗ２の位置まで下げるような所定流量だけ排水させる。矢印Ａ１により示すように、洗浄水を排水トラップ管路１２を介して排水管路１６に排出する。溜水部１４内に存在する洗浄水量が減少され、溜水部１４の溜水面が溜水面Ｗ２の位置となる。これにより、水位低下モードの実行後に実行される汚物粉砕モードにおいて、汚物粉砕時にボウル部１０内の溜水面を低下させて、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部１０外への飛び跳ねを抑制することができる。
【００５４】
水位低下モードにおいては、制御部２４は、排出ポンプ２０を第１出力により駆動させる。排出ポンプ２０の第１出力は、後述する第２出力よりも低い出力であり、インペラ３４を比較的低い回転数で回転させる。水位低下モードにおいて第１出力の排出ポンプ２０により排出される単位時間当たりの流量は、後述する排出モードにおいて第２出力の排出ポンプ２０により排出される単位時間当たりの流量よりも小さい。これにより、水位低下モードにおいて、汚物粉砕後に行われる排出モードにおける排水能力より低い排水能力でボウル部１０内から洗浄水が排出される。よって、本実施形態によれば、ボウル部１０内の未粉砕の汚物が、フィルタ２２に詰まる、又は接続部１２ａに侵入し、排出ポンプ２０を詰まらせる可能性を抑制することができる。
【００５５】
制御部２４は、水位低下モードにおいて、ボウル部１０内の溜水面を筒状部分１０ａまで低下させる。これにより、上面視における流路径がほぼ変わらない筒状部分１０ａに溜水面Ｗ２が位置する状態で、溜水中で汚物の粉砕を行うことができる。汚物の粉砕により溜水面Ｗ２が揺動したり波打ったりしたとしても上面視において溜水面Ｗ２の半径方向の変動が少なくでき、粉砕中の汚物を含む溜水面Ｗ２が広がって見えることにより使用者へ嫌悪感を与える可能性を抑制することができる。
【００５６】
図６及び図９に示すように、制御部２４は、水位低下モードの実行中に粉砕装置１８も駆動させる。制御部２４が水位低下モードの実行中に回転体２６を回転させる。図９において回転体２６の回転を矢印Ｅにより示す。これにより、水位低下モードの実行中に、ボウル部１０内の溜水面の水位が徐々に低下するとき、溜水に旋回流が形成され、溜水中の汚物をボウル部１０から剥離させ、旋回流にのせるような状態としながら下方に導き、汚物をボウル部１０に沿って残り難くすることができる。よって、水位低下モードの実行終了後に、ボウル部１０に汚物が残されることを抑制し、ボウル部１０内の洗浄性能を向上させると共に効率的にボウル部１０内の汚物を粉砕することができる。水位低下モードにおける回転体２６の回転数は、汚物粉砕モードにおける回転体２６の回転数と異なっていてもよい。水位低下モードの実行中においては、水位を低下させながら回転体２６を回転させるので、回転体２６が洗浄水を撹拌することによる洗浄水中の汚物の飛び跳ねを抑制することができる。
【００５７】
水位低下モードの実行により、ボウル部１０内に貯留している洗浄水の体積が減少される。汚物粉砕モードにおいて回転体２６の回転により投入される回転エネルギーが一定であるとすれば、ボウル部１０内の洗浄水の体積が大きい場合と比べて、ボウル部１０内の洗浄水の体積が小さい場合の旋回流の流速が比較的高くなる。よって、水位低下モードの実行により、汚物粉砕モードにおいて比較的高速の旋回流を形成し、より確実に汚物の粉砕を行うことができる。
【００５８】
制御部２４は、水位低下モードの開始以後、水位検知装置１３が溜水面Ｗ２に相当する所定の水位までのボウル部１０内の水位の低下を検知した場合に、水位低下モードの実行を終了させる。このように、水位検知装置により水位低下モードにおいてボウル部１０内の水位を所定の水位まで確実に低下させることができる。
【００５９】
制御部２４は、水位低下モードをＴ秒程度の所定時間にわたって継続する。水位低下モードにおいては、制御部２４は、給水部４を停止状態としている。制御部２４は、排出ポンプ２０を所定時間駆動させた後、水位低下モードの終了と共に再び停止させる。汚物Ａのうち所定の大きさ以上の汚物は、フィルタ２２を通過せず、溜水部１４内に留まっている。
【００６０】
第１実施形態によるポータブルトイレ装置１において、制御部２４は、洗浄モード、吸込旋回流形成モード、水位低下モードを順に実行するが、変形例として、制御部２４は、洗浄モード、吸込旋回流形成モード、水位低下モードをほぼ同時に実行してもよい。ほぼ同時に実行する場合には、洗浄モード、吸込旋回流形成モード、水位低下モードをほぼ同時に開始して実行する場合や、これらのモードの開始時期が多少ずれたとしてもこれらのモードの全部又は一部が重複して実行される期間がある場合も含まれる。例えば、制御部２４が、洗浄モード、吸込旋回流形成モード、水位低下モードをほぼ同時に開始して実行する場合を説明する。
時刻ｔ１において、制御部２４は、洗浄モード、吸込旋回流形成モード、水位低下モードをほぼ同時に開始させる。すなわち、制御部２４は、洗浄モードの実行開始以後に水位低下モードを実行する。また、制御部２４は、吸込旋回流形成モードの実行開始以後に水位低下モードを実行する。このとき、制御部２４は、給水部４からの給水動作を開始させ、回転体２６の回転を開始させ、さらに、排出ポンプ２０を第１出力により駆動させる。回転体２６の回転開始後の初期から吸込旋回流形成モードが実行される。制御部２４は、時刻ｔ２において給水部４からの給水動作を終了させる。制御部２４は、時刻ｔ２において洗浄モードを先に終了させてもよい。時刻ｔ２において制御部２４は、回転体２６の回転を継続し、排出ポンプ２０の駆動を継続させる。時刻ｔ４において制御部２４は、排出ポンプ２０の駆動を停止させる。時刻ｔ４において制御部２４は、吸込旋回流形成モード、水位低下モードを終了させる。
これらのモードをほぼ同時に開始する場合には、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの時間が、これらのモードを順に実行する場合と比べて短くされる。制御部２４は、ほぼ同時にこれらのモードを実行し、洗浄モードによりボウル部１０を洗浄でき、さらに、ボウル部１０内に吸込旋回流Ｇを形成でき、さらに、ボウル部１０内の溜水面を低下させることができる。
【００６１】
再び第１実施形態によるポータブルトイレ装置１について説明する。図６及び図１０に示すように、時刻ｔ４において、制御部２４は、ボウル部１０内で汚物を粉砕する汚物粉砕モードを実行する。制御部２４が、粉砕装置１８を駆動させ、回転体２６の回転Ｅによりボウル部１０内に旋回流（矢印Ａ２参照）を形成し、汚物の粉砕動作を行う。溜水部１４内で汚物が回転流により粉砕される。汚物Ａは粉砕され、所定の大きさ以下の汚物ａとなる。水位低下モードの実行によりボウル部内の溜水面を低下させた後に、汚物粉砕モードが実行されるので、汚物粉砕時にはボウル部１０内の溜水面Ｗ２を低下させて、粉砕中の汚物の溜水面Ｗ２からボウル部１０外への洗浄水及び汚物の飛び跳ねを抑制することができる。制御部２４は、汚物粉砕モードをＴ秒の１．５倍から２倍の間の所定時間にわたって継続する。汚物粉砕モードにおいては、制御部２４は、給水部４及び排出ポンプ２０を停止状態とする。汚物粉砕モードにおいては、ボウル部１０内の水位は溜水面Ｗ２の水位に維持されている。
【００６２】
図６及び図１１に示すように、時刻ｔ５において、制御部２４は、排出ポンプ２０を駆動してボウル部１０内の洗浄水を下流側に排出させる排出モードを実行する。
排出モードにおいては、汚物粉砕モードの終了後、制御部２４は、粉砕装置１８を停止させ、排出ポンプ２０を第２出力により駆動させる。排出ポンプ２０の第２出力は、インペラ３４を比較的高い回転数で回転させる。排出ポンプ２０は、矢印Ａ３により示すように、洗浄水及び汚物ａ（以下、洗浄水等と称する）を排水トラップ管路１２を介して排水管路１６に圧送（排出）する。汚物ａは、フィルタ２２を通過することができる。このようにして、溜水部１４内から汚物ａが排出される。排出ポンプ２０が洗浄水等を排水トラップ管路１２及び排水管路１６に排出するとき、これらの配管径が比較的細く且つ管路の勾配がなくほぼ水平に配置されている部分があるため、洗浄水等が排水トラップ管路１２又は排水管路１６において満水になる部分が生じる。排水トラップ管路１２又は排水管路１６において洗浄水等が満水になると、排水トラップ管路１２又は排水管路１６においてサイホン現象が発生する。サイホン現象が一度発生すれば、排水トラップ管路１２及び排水管路１６においてサイホン現象が発生することとなる。サイホン現象が発生すると、排水トラップ管路１２及び排水管路１６内に存在する洗浄水が下流側に引き込まれる。排出ポンプ２０の作動中においては、排出ポンプ２０による圧送の流れとサイホン現象による流れとが排水トラップ管路１２及び排水管路１６中に形成される。このとき、排水トラップ管路１２に設けられた通気弁４０には第１室４６ａ側から大気圧以上の正圧がかかっており、通気弁４０は閉弁状態となっている。
【００６３】
排出モードにおいては、排出ポンプ２０により溜水部１４内のほぼすべての洗浄水及び汚物ａが下流側に排出される。制御部２４は、排出モードをＴ秒の１．５倍から２倍の間の所定時間にわたって継続する。排出モードにおいては、制御部２４は、矢印Ａ４に示すように、時刻ｔ５から給水部４からの給水を開始させる。溜水部１４内からの汚物等の排出のタイミングに合わせて洗浄水によりボウル部１０内に溜水を早期に形成する。排出モードにおいては、制御部２４は、回転体２６を停止状態としている。排出モードにおいては、ボウル部１０内の水位は、溜水面Ｗ２から、溜水部１４内からほぼすべての洗浄水及び汚物ａが排出されてゼロ水位、すなわちほぼなくなるような位置まで低下する。
【００６４】
第１実施形態によるポータブルトイレ装置１は、排出モードにおいて制御部２４は時刻ｔ５から給水部４からの給水を開始させるが、変形例として、排出モードにおいて制御部２４は時刻ｔ５から所定時間が経過した後から給水部４からの給水を開始させてもよい。給水部４からの給水開始を遅延させることにより、給水した洗浄水が排出モードにより排出されてしまう無駄水の消費を抑制することができると共に、給水部４からの給水により溜水を効率よく形成することができる。
【００６５】
再び第１実施形態によるポータブルトイレ装置１について説明する。図６及び図１２に示すように、時刻ｔ６において、制御部２４は、ボウル部１０内に溜水を形成する溜水形成モードを実行する。時刻ｔ６において、制御部２４は、溜水部１４内からの洗浄水等の排出がほぼ終了したと判断し、排出ポンプ２０の駆動を停止させる。溜水形成モードにおいては、制御部２４は、矢印Ａ４に示すように、給水部４からの給水によりボウル部１０内に溜水を形成する。このとき、制御部２４は、回転体２６及び排出ポンプ２０を停止状態としている。制御部２４は、溜水形成モードをＴ秒の１．５倍から３倍の間の所定時間にわたって継続する。ボウル部１０内の水位は初期水位まで徐々に上昇する。
【００６６】
図１２に示すように、時刻ｔ７において、溜水部１４内の洗浄水が貯留され、溜水面Ｗ０に到達すると、制御部２４は、給水部４を停止させ、一連の洗浄動作を終了させる。上昇部１２ｂの水面も、溜水面Ｗ０と連動して同じ高さとなる。粉砕装置１８及び排出ポンプ２０は停止された状態のままである。便器本体２は使用される前の待機状態に戻る。
【００６７】
次に、図６、図１３乃至図１６を参照して、水位低下モードにおいて排出ポンプ２０の駆動を停止した直後から汚物粉砕モードが開始されるまでの短期間の状態変化についてより詳細に説明する。
図１３は図２に示すポータブルトイレ装置において、水位低下モードにおいて排出ポンプの駆動を停止した直後のボウル部及び排水トラップ管路内の洗浄水等の状態を示す図であり、図１４は図１３に示すポータブルトイレ装置において、水位低下モードにおいて排出ポンプの駆動を停止した直後に、通気弁が空気を排水トラップ管路内に導入させる状態を示す図であり、図１５は図１４に示すポータブルトイレ装置において、通気弁が空気を排水トラップ管路内にさらに導入させる状態を示す図であり、図１６は図１５に示すポータブルトイレ装置において、通気弁が閉弁してボウル部内の洗浄水の圧力と排水トラップ管路内の洗浄水の圧力とが釣り合った状態を示す図である。図１６においては、容積Ｖ３及びＶ４を仮想線により示している。
【００６８】
図６に示すように、水位低下モードの実行終了直前において、制御部２４は、排出ポンプ２０を駆動させ、洗浄水等を排水トラップ管路１２及び排水管路１６に排出させている。図１３に示すように、このとき、排水トラップ管路１２又は排水管路１６において洗浄水等が満水になるため、排水トラップ管路１２及び排水管路１６においてサイホン現象が発生している。矢印Ｊ１により示すように、洗浄水等は排水トラップ管路１２及び排水管路１６の下流側に向かって緩やかに移動する。サイホン現象が一度発生すれば、排水トラップ管路１２及び排水管路１６内の洗浄水が無くなるまでサイホン現象による流れが下流側に向かって発生する。水位低下モードの実行終了に伴い、制御部２４は、排出ポンプ２０の駆動を停止させる。排出ポンプ２０が停止したとき、洗浄水等は、排水トラップ管路１２及び排水管路１６内に存在している。
【００６９】
このように、水位低下モードにおいて排出ポンプ２０の駆動を停止したときのボウル部１０内の水位Ｘ１の高さは、汚物粉砕モードの開始時の適正水位Ｘ５の高さより低い。なお、汚物粉砕モードの開始時の水位である適正水位Ｘ５の高さは、初期水位（待機状態の溜水面Ｗ０）より低く、かつ、汚物の大半がフィルタ２２を通過できるような粉砕が可能な水位の高さであり、例えば、筒上部分１０ａの上端の高さである。
水位低下モードの実行が終了し且つサイホン現象が終了したときの排水トラップ管路１２内の水位は、ボウル部１０内の水位より高くなる。しかしながら、この状態は排水トラップ管路１２内の圧力とボウル部１０に作用する圧力との間に圧力差があり不安定な状態となっているため、排水トラップ管路１２内の圧力とボウル部１０に作用する大気圧とが釣り合うまで、徐々に排水トラップ管路１２内の水位は下がる一方で、ボウル部１０内の水位が上昇する。このように、汚物粉砕モードの開始時の水位は、水位低下モードの実行が終了したときの水位より高くなる。
水位低下モードにおいて排出ポンプ２０の駆動を停止したときのボウル部１０内の水位の高さが、汚物粉砕モードの開始時の適正水位高さより低い。これにより、水位低下モードの終了時の水位Ｘ１の高さから汚物粉砕モード開始時の適正水位Ｘ５の高さまで囲まれるボウル部１０内の空間に、水位低下モードの終了時の排水トラップ管路１２内の水を流入させることができる。よって、本実施形態によれば、水位低下モードの終了時の水位高さを汚物粉砕モードの開始時の適正水位Ｘ５の高さに設定する場合と比べて、汚物粉砕モードの開始時のボウル部１０内の水位の高さを低くすることができ、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部１０外への飛び跳ねをより抑制することができる。
【００７０】
図１４に示すように、排出ポンプ２０の停止後も、排水トラップ管路１２及び排水管路１６においてサイホン現象が引き続き発生しているので、矢印Ｊ２により示すように、洗浄水等は排水トラップ管路１２及び排水管路１６の下流側に向かって緩やかに移動する。よって、ボウル部１０内の水位の高さは、水位Ｘ１から低下した水位Ｘ２の高さとなり、汚物粉砕モードの開始時の適正水位Ｘ５の高さより低い。
【００７１】
図１４に示すように、洗浄水等が矢印Ｊ２に示すようなサイホン現象による流動により、排水トラップ管路１２及び排水管路１６内に負圧を発生させる場合、通気弁４０が負圧により開弁し、矢印Ｃ１により示すように、空気が排水トラップ管路１２内に導入される。より具体的には、排出ポンプ２０が停止した直後から数分の１秒程度のタイミングで通気弁４０が負圧により開弁する。よって、排水トラップ管路１２に排水トラップ管路１２の外部から空気を取り入れてサイホン現象を早期に強制的に終了させることができる。
【００７２】
より詳細には、通気弁４０は、排水トラップ管路１２側が大気圧より低く開弁圧力より高い第１負圧領域圧力である場合に閉弁状態となり、且つ排水トラップ管路１２側が開弁圧力以下の第２負圧領域圧力である場合に開弁状態となる。このように通気弁４０は、所定の負圧において開弁圧力を有し、その開弁圧力が大気圧よりも低くなっている。よって、図１６に示すように、通気弁４０が排水トラップ管路１２に空気を取り入れた後に通気弁４０が閉弁してボウル部１０内の洗浄水の圧力と排水トラップ管路１２内の洗浄水の圧力とが釣り合った状態では、ボウル部１０内の水位よりも排水トラップ管路１２内の水位の方が通気弁の開弁圧力水頭Ｈだけ高くなる。排水トラップ管路１２内の通気弁４０の近傍の空気圧は開弁圧力の負圧となっている。ここで、ボウル部１０内の水位を所定の適正水位Ｘ５に設定しようとするならば、通気弁４０と排水トラップ管路１２との連結部１２ｆが、排水トラップ管路１２内の所定水位より高い位置に設けられる必要がある。そこで、本実施形態によれば、通気弁４０と排水トラップ管路１２との連結部１２ｆが、ボウル部１０内における汚物粉砕モードの開始時の適正水位Ｘ５の高さに通気弁４０の開弁圧力水頭Ｈを加えた水位Ｘ７の高さ以上の高さに設けられている。これにより、ボウル部１０内における汚物粉砕モードの開始時の水位を適正水位Ｘ５の高さに設定することができる。よって、本実施形態によれば、ボウル部１０内における汚物粉砕モードの開始時の水位を適正水位Ｘ５の高さにでき、確実にボウル部１０内の汚物を粉砕できる。仮に連結部１２ｆが水位Ｘ７の高さより低い高さに設けられる場合、汚物粉砕モードの開始時の水位が適正水位Ｘ５より低い高さとなってしまうため、連結部１２ｆが水位Ｘ７の高さより高く設けられることによりこれを防ぐことができる。
【００７３】
図１５に示すように、通気弁４０からの空気の導入開始後、矢印Ｃ２により示すように、空気が排水トラップ管路１２内にさらに導入される。連結部１２ｆの下流側においては、矢印Ｊ３に示すように、洗浄水は下流側に向けて流れる。連結部１２ｆの上流側においては、排水トラップ管路１２内の洗浄水の水位は連結部１２ｆから、上記適正水位Ｘ５の高さに開弁圧力水頭Ｈを加えた高さまで低下する。矢印Ｊ３に示すように、この低下分の洗浄水がボウル部１０内に戻る。よって、ボウル部１０内の溜水の水位が上昇する。水位低下モードにおいて排出ポンプ２０の駆動を停止したときのボウル部１０内の水位Ｘ１の高さから汚物粉砕モードの開始時の適正水位Ｘ５の高さまでのボウル部１０内の容積は容積Ｖ３とする（図１６参照）。また、水位低下モードにおいて排出ポンプ２０の駆動を停止したときの排水トラップ管路１２内のサイホン現象が切れたときの水位Ｘ６（図１４参照）の高さ（連結部１２ｆの高さ）から、汚物粉砕モードの開始時の適正水位Ｘ５の高さに通気弁の開弁圧力水頭Ｈを加えた合計水位Ｘ７の高さ（図１６参照）までの排水トラップ管路１２内の容積を容積Ｖ４とする（図１６参照）。この容積Ｖ３は、容積Ｖ４とほぼ等しい。なお、容積Ｖ４は、排水トラップ管路１２の連結部１２ｆから合計水位Ｘ７の高さまでの容積である。よって、本実施形態によれば、汚物粉砕モードの開始時のボウル部１０内の水位の高さを適正水位Ｘ５の高さとすることができ、汚物粉砕モードにおいて確実に汚物を粉砕することができる。また、本実施形態によれば、連結部１２ｆの位置の自由度を増すことができるため、ポータブルトイレ装置１のデザインの自由度を生み出すことができる。図１６に示すように、排水トラップ管路１２内の水位が水位Ｘ７となり、ボウル部１０内の水位の高さが適正水位Ｘ５となった状態で、汚物粉砕モードが開始される。汚物粉砕モードが適正水位Ｘ５で開始されることにより、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部１０外への飛び跳ねをより抑制することができる。
【００７４】
このように、図６に示す、水位低下モードと汚物粉砕モードとの間の短時間において、ボウル部１０内の水位が水位Ｘ１から水位Ｘ２に下降した後適正水位Ｘ５まで上昇している。汚物粉砕モードは、図６において時刻ｔ４から実行される汚物粉砕モードであるので以後説明を省略する。
【００７５】
なお、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１は、ボウル部１０内の水位を検知する水位検知装置１３を備えているが、変形例として、図１７に示すように、ポータブルトイレ装置１は、水位検知装置１３に代えて、接触式の圧力センサによりボウル部１０内の水位を検知する水位検知装置１１３を備えていてもよい。図１７は図２に示すポータブルトイレ装置の水位検知装置の変形例を示す図である。水位検知装置１１３は、ボウル部１０の底部且つ前方側に接続する流路１１３ａを備え、この流路１１３ａを介して、ボウル部１０の洗浄水等の圧力を測定し、ボウル部１０内の洗浄水等の水位を測定する。
【００７６】
なお、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１は、ボウル部１０内の洗浄水を下流側に排出する排出装置である排出ポンプ２０を備えているが、変形例として、図１８に示すように、ポータブルトイレ装置１は、排出ポンプ２０に代えて、ボウル部１０内の洗浄水を下流側に排出する排出装置である真空排水装置１２０を備えていてもよい。図１８は図２に示すポータブルトイレ装置の排出ポンプに代えて真空排水装置を適用した変形例を示す図である。真空排水装置１２０は、排水トラップ管路１２の排水トラップ構造の下流側に配置される。真空排水装置１２０は、溜水部１４内で粉砕された粉砕後の汚物を洗浄水とともに吸引して排水トラップ管路１２の下流側へ排出するように構成されている。
【００７７】
なお、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１は、ボウル部１０内の洗浄水を下流側に排出する排出装置である排出ポンプ２０を備えているが、変形例として、図１９に示すように、ポータブルトイレ装置１は、排出ポンプ２０に代えて、ボウル部１０内の洗浄水を下流側に排出する排出装置であるターントラップ装置２２０を備えていてもよい。図１９は図２に示すポータブルトイレ装置の排出ポンプに代えてターントラップ装置を適用した変形例を示す図である。ターントラップ装置２２０は、ボウル部１０内から延びる流路２１２の下流側に配置される。ターントラップ装置２２０は、基部２２０ａを中心に回動可能に形成されている。溜水部１４内で粉砕された粉砕後の汚物が洗浄水とともに下流側に流れる場合に、ターントラップ装置２２０は、姿勢Ｋ１の状態でこの流れを上流側に留める。一定の水量が上流側に溜まった後、ターントラップ装置２２０の方向を転換して、姿勢Ｋ２の状態とし、溜まった洗浄水及び汚物をさらに下流側の排水管路２１６へ一気に排出するように構成されている。
【００７８】
次に、上述した第１実施形態によるポータブルトイレ装置１による作用効果を説明する。
第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、水位低下モードの実行によりボウル部１０内の溜水面を低下させた後に、汚物粉砕モードの実行によりボウル部１０内で汚物が粉砕される。これにより、使用者による排泄時にはボウル部１０内の溜水面を高く且つ広くして、ボウル部１０内の溜水面以外の乾燥している部分への汚物付着を抑制することができると共に、汚物粉砕時にはボウル部１０内の溜水面を低下させて、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部１０外への飛び跳ねを抑制することができる。
【００７９】
また、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、ボウル部１０がすり鉢状に形成されることにより、水位低下モードの実行によりボウル部１０内の溜水面が低下すると共に上面視における溜水面の面積が減少される。よって、本実施形態によれば、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部１０外への飛び跳ねをより抑制することができると共に、粉砕中の汚物が見える溜水面の面積を減少させることにより使用者への嫌悪感を与える可能性を抑制することができる。
【００８０】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、制御部２４は、水位低下モードの実行により、ボウル部１０内の溜水面を筒状部分１０ａまで低下させる。これにより、上面視における流路径がほぼ変わらない筒状部分１０ａに溜水面が位置する状態で、溜水中で汚物の粉砕を行うことができる。よって、本実施形態によれば、汚物の粉砕により溜水面が揺動したとしても上面視において溜水面の半径方向の変動が少なくでき、粉砕中の汚物を含む溜水面が広がって見えることにより使用者へ嫌悪感を与える可能性を抑制することができる。
【００８１】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、洗浄モードの実行によりボウル部１０を洗浄し、ボウル部１０内に付着した汚物を下方に流下させた後、水位低下モードの実行によりボウル部１０内の溜水面を低下させる。これにより、ボウル部１０内に付着した汚物を水位低下モードの実行により低下された溜水に効率よく集めることができ、ボウル部１０内の汚物を効率よく粉砕することができる。
【００８２】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、水位低下モードにおいて排出ポンプ２０により排出される単位時間当たりの流量が、排出モードにおいて排出ポンプ２０により排出される単位時間当たりの流量よりも小さい。これにより、水位低下モードにおいて、汚物粉砕後に行われる排出モードにおける排水能力より低い排水能力でボウル部１０内から洗浄水が排出される。よって、本実施形態によれば、ボウル部１０内の未粉砕の汚物が、水位低下モードにおいて排出路に侵入し、排出ポンプ２０を詰まらせる可能性を抑制することができる。
【００８３】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、制御部２４が水位低下モードの実行中に粉砕装置１８を駆動させることにより、水位低下モードの実行中に、ボウル部１０内の溜水面の水位が徐々に低下するとき、溜水に旋回流が形成され、溜水中の汚物を旋回流の流れにのせるような状態としながら下方に導き、汚物をボウル部１０に沿って残り難くすることができる。よって、水位低下モードの実行終了後に、ボウル部１０に汚物が残されることを抑制し、ボウル部１０内の洗浄性能を向上させると共により効率的にボウル部１０内の汚物を粉砕することができる。
【００８４】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、制御部２４は、吸込旋回流形成モードの実行後に水位低下モードを実行する。これにより、ボウル部１０内に吸込旋回流が形成され、ボウル部１０に沿っている汚物をボウル部１０からある程度剥離させた状態で水位低下モードの実行を開始することができる。よって、本実施形態によれば、水位低下モードの実行終了後に、ボウル部１０内で低下する水面より上方に汚物が残されることを抑制し、より効率的にボウル部１０内の汚物を粉砕することができる。
【００８５】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、汚物を排出ポンプによって加圧して排出することができるため、汚物及び洗浄水が流れる排水管路１６等の配管の径を細くすることができ、ポータブルトイレ装置１を配置しやすくすることができる。
【００８６】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、制御部２４は、水位低下モードの開始以後、水位検知装置が所定の水位までのボウル部１０内の水位の低下を検知した場合に、水位低下モードの実行を終了させる。よって、本実施形態によれば、水位検知装置１３によりボウル部１０内の水位を所定の水位まで確実に低下させることができ、汚物粉砕時に粉砕中の汚物の溜水面からボウル部１０外への飛び跳ねをより抑制することができる。よって、排泄時の汚物付着の抑制及び汚物粉砕時のボウル部１０外への飛び跳ねの抑制の両立をより確実に行うことができる。
【００８７】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、ポータブルトイレ装置１が移動可能に形成されている場合、ポータブルトイレ装置１の設置状況によっては排出路の下流側に接続される可撓性管路に逆勾配（可撓性管路よりも下流側の建物配管の方が高い状況）が生じてしまう恐れがある。可撓性管路で逆勾配が生じた場合、圧損要因となる。また、可撓性管路における配管長さの増大、又は配管曲がり等も、圧損要因となる。このような圧損要因により、小便などで溜水が増加していた増加分を可撓性管路から建物配管側に排出できない恐れがあり、建物配管側に排出できなかった水がボウル部１０まで戻って溜水面が高くなってしまう恐れがある。
そこで、本実施形態によれば、移動可能なポータブルトイレ装置１においても、制御部２４が水位低下モードを備えていることにより、汚物粉砕時にはボウル部１０内の溜水面を低下させて、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部１０外への飛び跳ねを抑制することができる。さらに、本実施形態によれば、使用者による排泄時にはボウル部１０内の溜水面を高く且つ広くして、ボウル部１０内の溜水面以外の乾燥している部分への汚物付着を抑制することができると共に、汚物粉砕時にはボウル部１０内の溜水面を低下させて、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部１０外への飛び跳ねを抑制することができる。
【００８８】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、通気弁４０は、排水トラップ管路１２側が大気圧より低く開弁圧力より高い第１負圧領域圧力である場合に閉弁状態となり、且つ排水トラップ管路１２側が開弁圧力以下の第２負圧領域圧力である場合に開弁状態となる。すなわち、通気弁４０が閉弁される圧力は大気圧よりも低くなっている。したがって、通気弁４０が排出路に空気を取り入れた後に通気弁４０が閉弁してボウル部１０内の洗浄水の圧力と排水トラップ管路１２内の洗浄水の圧力とが釣り合った状態では、ボウル部１０内の水位よりも排水トラップ管路１２内の水位の方が通気弁４０の開弁圧力水頭だけ高くなる。ここで、ボウル部１０内の水位を所定の汚物粉砕モードの開始時の適正水位Ｘ５に設定しようとするならば、通気弁４０と排水トラップ管路１２との連結部１２ｆが、排水トラップ管路１２内の水位より高い位置に設けられる必要がある。
そこで、本実施形態によれば、通気弁４０と排水トラップ管路１２との連結部１２ｆが、ボウル部１０内における汚物粉砕モードの開始時の適正水位高さに通気弁４０の開弁圧力水頭を加えた高さ以上の高さに設けられている。これにより、ボウル部１０内における汚物粉砕モードの開始時の水位を設定できる。よって、本実施形態によれば、ボウル部１０内における汚物粉砕モードの開始時の水位を設定でき、確実にボウル部１０内の汚物を粉砕できる。
【００８９】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、水位低下モードの実行が終了し且つサイホン現象が終了したときの排水トラップ管路１２内の水位は、ボウル部１０内の水位より高くなる。しかしながら、この状態は排水トラップ管路１２内の圧力とボウル部１０に作用する圧力との間に圧力差があり不安定な状態となっているため、排水トラップ管路１２内の圧力とボウル部１０に作用する大気圧とが釣り合うまで、徐々に排水トラップ管路１２内の水位は下がる一方で、ボウル部１０内の水位が上昇する。このように、汚物粉砕モードの開始時の水位は、水位低下モードの実行が終了したときの水位より高くなる。そこで本実施形態によれば、水位低下モードにおいて排出ポンプ２０の駆動を停止したときのボウル部１０内の水位の高さが、汚物粉砕モードの開始時の水位高さより低い。これにより、水位低下モードの終了時の水位高さから汚物粉砕モード開始時の水位高さまで囲まれるボウル部１０内の空間に、水位低下モードの終了時の排出路内の水を流入させることができる。よって、本実施形態によれば、水位低下モードの終了時の水位高さを汚物粉砕モードの開始時の水位高さに設定する場合と比べて、汚物粉砕モードの開始時のボウル部１０内の水位の高さを低くすることができ、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部１０外への飛び跳ねをより抑制することができる。
【００９０】
さらに、第１実施形態によるポータブルトイレ装置１によれば、水位低下モードにおいて排出ポンプ２０の駆動を停止したときのボウル部１０内の水位の高さから汚物粉砕モードの開始時の水位の高さまでのボウル部１０内の容積が、連結部１２ｆの高さから、汚物粉砕モードの開始時の水位の高さに通気弁４０の開弁圧力水頭を加えた高さまでの排水トラップ管路１２内の容積と等しい。よって、本実施形態によれば、汚物粉砕モードの開始時のボウル部１０内の水位の高さを設定することができ、汚物粉砕モードにおいて確実に汚物を粉砕することができる。また、本実施形態によれば、通気弁４０と排水トラップ管路１２との連結部１２ｆの位置の自由度を増すことができるため、ポータブルトイレ装置１のデザインの自由度を生み出すことができる。
【００９１】
次に、図２０及び図２１を参照して、本発明の第２実施形態による便器装置について説明する。本実施形態の便器装置は、便所に据え付けられる水洗便器装置である点が上述した第１実施形態とは異なる。ここでは、本発明の第２実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様な部分については図面に同じ参照符号を付して説明を省略する。
図２０は本発明の第２実施形態による便器装置を後方斜め上方から見た全体斜視図であり、図２１は本発明の第２実施形態による便器装置を示す断面図であり、図２２は本発明の第２実施形態による便器装置の給水部、回転体、排出ポンプの動作、及びボウル部内の水位の変化を示すタイムチャートである。
【００９２】
図２０に示すように、第２実施形態による便器装置１０１（便器装置）は、建物の便所に据え付けられる水洗式の便器装置である。本発明の第２実施形態による便器装置１０１は、例えば、３．８リットル乃至６リットルの洗浄水で洗浄する、節水型の水洗大便器である。便器装置１０１は、汚物を粉砕して排出するため、比較的少ない洗浄水量により汚物を排出することができる。
【００９３】
図２１に示すように、便器装置１０１は、陶器製の便器本体１０２と、便器本体１０２に洗浄水を供給する給水装置である給水部４とを備えている。給水部４は、建物側の給水管１０８と接続されている。給水部４は、便器本体１０２の後方上部に設けられ、ボウル部１１０に形成された吐水口１１０ｃからボウル部１１０に洗浄水を供給する。なお、給水部４は、貯水タンクから洗浄水を供給するタンク方式のものであってもよい。給水管１０８は建物に据え付けられた配管により形成される。
【００９４】
便器本体１０２は、便器本体１０２の前方側に設けられた汚物を受けるボウル部１１０と、排水トラップ管路１２と、ボウル部１０下方に形成された溜水部１１４と、を備えている。ボウル部１１０及び溜水部１１４は、陶器で形成されている。便器装置１０１は、ボウル部１１０の外周の下部が床面Ｆに固定されている据え付け型の装置である。なお、便器本体１０２は、陶器以外に、樹脂と陶器、又は樹脂のみで形成するようにしても良い。
【００９５】
ボウル部１１０は、上方に向けて開口したボウル形状の汚物受け面１１０ｄを備えている。汚物受け面１１０ｄはすり鉢状に形成され、水平断面の汚物受け面１１０ｄの内側の面積が下降するにつれ減少している。ボウル部１１０には、汚物受け面１１０ｄの下部から縦方向に延びる筒状部分１１０ａが形成されている。筒状部分１１０ａは上面視における流路径（断面積径）がほぼ変わらず一定になるように形成されている。筒状部分１１０ａは鉛直方向に延びる比較的短い流路を形成する。ボウル部１１０には、洗浄開始前において、ボウル部１１０下方に溜水面Ｗ０（待機状態の溜水面）を形成するように、溜水を貯留する溜水部１１４が形成されている。貯留された溜水の溜水面Ｗ０は汚物受け面１１０ｄ上に形成される。
【００９６】
ボウル部１１０の筒状部分１１０ａには、ボウル部１１０内の水位を検知する水位検知装置１３が設けられている。
【００９７】
排水トラップ管路１２は、ボウル部の底面に接続する接続部１２ａと、排水トラップを形成するように立ち上がる上昇部１２ｂと、排水トラップの上昇部１２ｂと接続する頂部１２ｃとを備えている。排水トラップ管路１２は、少なくとも上昇部１２ｂと、頂部１２ｃとにより排水トラップ構造を形成する。排水トラップ管路１２の頂部１２ｃには、建物側の排水管路１１６が接続される。排水管路１１６は、建物側の排水施設であり、その内部の流路に排水用の勾配が形成されている。便器装置１０１に用いられる排水トラップ管路１２及び排水管路１１６は比較的太い配管径を有し、排水トラップを超えてオーバーフローする洗浄水を下流側に流しやすくなっている。排水管路１１６は、建物側の排水配管と接続するための排水ソケットであってもよい。
【００９８】
便器装置１０１は、さらに、便器装置１０１の洗浄動作及び粉砕圧送動作等を制御する制御部１２４を備えている。制御部１２４は、建物の壁面の操作パネル等に配置される。制御部１２４は、使用者による操作部の操作又は自己の設定により、給水部４、粉砕装置１８及び排出ポンプ２０を制御する。制御部１２４は、これらの制御を行うためのＣＰＵ、メモリ等を内蔵している。制御部１２４は、給水部４、粉砕装置１８及び排出ポンプ２０等と電気的に接続され、これらの装置等に作動信号を送り、各装置等を作動させるようになっている。
【００９９】
制御部１２４は、給水部４、回転体２６、排出ポンプ２０を待機状態とする待機モードと、排出ポンプ２０を駆動してボウル部１１０内の溜水面を低下させる水位低下モードと、ボウル部１１０内で汚物を粉砕する汚物粉砕モードと、給水部４により供給された洗浄水によりボウル部１１０を洗浄する洗浄モードと、排出ポンプ２０を駆動してボウル部１１０内の洗浄水を下流側に排出させる排出モードと、粉砕装置１８を駆動してボウル部１１０内に旋回流を形成させる吸込旋回流形成モードと、ボウル部１１０内に溜水を形成する溜水形成モードとを実行可能な制御プログラムを備えている。制御部１２４は、さらに、他の後述された動作を実行可能な制御プログラムも備えている。
【０１００】
次に、図２０乃至図２２により、上述した本発明の第２実施形態による便器装置の動作（作用）を説明する。動作についても、第１実施形態とほぼ同様であるので、本発明の第２実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様な部分については図面に同じ参照符号を付して説明を省略する。第２実施形態による便器装置の動作においては、時刻ｔ１乃至時刻ｔ４におけるボウル部１０内の水位の変化が第１実施形態によるポータブルトイレ装置の動作と異なっている。
【０１０１】
図２１は、使用者が便器本体２を使用する前の待機状態の溜水面Ｗ０を示している。この状態においては、給水部４は停止された状態であり、粉砕装置１８及び排出ポンプ２０も停止された状態である。
図２２においては、時刻ｔ０以前の時刻においてこのような待機状態となっている。例えば、時刻ｔ０は、使用者が便器本体２の使用を開始する時刻である。制御部２４は、便器本体２の使用が開始される前においては、待機モードを実行する。時刻ｔ０においては、ボウル部１０内の水位は初期水位（待機状態の溜水面Ｗ０）となっている。
【０１０２】
図２２に示すように、時刻ｔ０〜ｔ１において、使用者が便器本体２を使用し、汚物（大便、小便、トイレットペーパー等）Ａ（図７参照）がボウル部１０内に入った状態となる。制御部２４は、時刻ｔ０〜ｔ１において、待機モードを引き続き実行する。
【０１０３】
時刻ｔ１において、洗浄モードを開始させる。制御部２４は、洗浄モードを数秒程度の所定時間Ｔ秒にわたって継続する。洗浄モードにおいては、制御部２４は、回転体２６及び排出ポンプ２０は停止された待機状態を継続する。洗浄モードにおいては、ボウル部１０内の水位は初期水位からほぼ一定である。便器装置１０１が配置される状態において、排水トラップ管路１２排水トラップの部分より下流側の流路及び排水管路１６には排水用の勾配が形成されているので、排出ポンプ２０が停止している状態であっても、給水された洗浄水は排水トラップ管路１２を超えた分が下流側に流れる。よって、ボウル部１０内の水位は上昇せず初期水位Ｗ０を維持している。
【０１０４】
第２実施形態による便器装置１０１は、洗浄モード中に給水部４からボウル部１１０へ給水を行っているが、変形例として、洗浄モード、後述する吸込旋回流形成モード及び水位低下モード中に給水部４からボウル部１１０へ継続して給水を行ってもよい。このように洗浄モードから吸込旋回流形成モード及び水位低下モードまで継続して給水する場合の給水の瞬間流量は、洗浄モード、吸込旋回流形成モード及び水位低下モードのうち洗浄モードのみで給水する場合の給水の瞬間流量よりも低減される。吸込旋回流形成モード中に継続して給水が行われる場合、洗浄水がボウル部１０内において旋回流を形成しながら流下するので、給水により吸込旋回流形成モードの旋回流をより強めることができる。
【０１０５】
再び第２実施形態による便器装置１０１について説明する。図２２に示すように、時刻ｔ２において、制御部１２４は、粉砕装置１８を駆動してボウル部１１０内に旋回流を形成させる吸込旋回流形成モードを実行する。吸込旋回流形成モードにおいては、時刻ｔ２においてボウル部１１０内の水位は初期水位Ｗ０となっており、以後時刻ｔ３まで初期水位Ｗ０を維持している。
【０１０６】
図２２に示すように、時刻ｔ３において、制御部１２４は、排出ポンプ２０を駆動してボウル部１１０内の溜水面を低下させる水位低下モードを実行する。図２２に示すように、水位低下モードにおいては、制御部１２４が、排出ポンプ２０の駆動を開始させ、洗浄水を、初期水位の溜水面Ｗ０の水位を溜水面Ｗ２（図２１参照）の位置まで下げるような所定流量だけ排水させる。これにより、水位低下モードの実行後に実行される汚物粉砕モードにおいて、汚物粉砕時にボウル部１０内の溜水面を低下させて、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部１０外への飛び跳ねを抑制することができる。
【０１０７】
制御部１２４は、水位低下モードにおいて、ボウル部１１０内の溜水面を筒状部分１１０ａまで低下させる。これにより、上面視における流路径がほぼ変わらない筒状部分１１０ａに溜水面Ｗ２が位置する状態で、溜水中で汚物の粉砕を行うことができる。汚物の粉砕により溜水面Ｗ２が揺動したり波打ったりしたとしても上面視において溜水面Ｗ２の半径方向の変動が少なくでき、粉砕中の汚物を含む溜水面Ｗ２が広がって見えることにより使用者へ嫌悪感を与える可能性を抑制することができる。
【０１０８】
制御部１２４は、水位低下モードの開始以後、水位検知装置１３が溜水面Ｗ２に相当する所定の水位までのボウル部１１０内の水位の低下を検知した場合に、水位低下モードの実行を終了させる。
以後の第２実施形態による便器装置の動作は、第１実施形態のポータブルトイレ装置と同様であるので、説明を省略する。
【０１０９】
第２実施形態によるポータブルトイレ装置１０１において、制御部１２４は、洗浄モード、吸込旋回流形成モード、水位低下モードを順に実行するが、変形例として、制御部１２４は、洗浄モード、吸込旋回流形成モード、水位低下モードをほぼ同時に実行してもよい。ほぼ同時に実行する場合には、洗浄モード、吸込旋回流形成モード、水位低下モードをほぼ同時に開始して実行する場合や、これらのモードの開始時期が多少ずれたとしてもこれらのモードの全部又は一部が重複して実行される期間がある場合も含まれる。例えば、制御部１２４が、洗浄モード、吸込旋回流形成モード、水位低下モードをほぼ同時に開始して実行する場合を説明する。
時刻ｔ１において、制御部１２４は、洗浄モード、吸込旋回流形成モード、水位低下モードをほぼ同時に開始させる。すなわち、制御部１２４は、洗浄モードの実行開始以後に水位低下モードを実行する。また、制御部１２４は、吸込旋回流形成モードの実行開始以後に水位低下モードを実行する。このとき、制御部１２４は、給水部４からの給水動作を開始させ、回転体２６の回転を開始させ、さらに、排出ポンプ２０を第１出力により駆動させる。回転体２６の回転開始後の初期から吸込旋回流形成モードが実行される。制御部１２４は、時刻ｔ２において給水部４からの給水動作を終了させる。制御部１２４は、時刻ｔ２において洗浄モードを先に終了させてもよい。時刻ｔ２において制御部１２４は、回転体２６の回転を継続し、排出ポンプ２０の駆動を継続させる。時刻ｔ４において制御部１２４は、排出ポンプ２０の駆動を停止させる。時刻ｔ４において制御部２４は、吸込旋回流形成モード、水位低下モードを終了させる。
これらのモードをほぼ同時に開始する場合には、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの時間が、これらのモードを順に実行する場合と比べて短くされる。制御部１２４は、ほぼ同時にこれらのモードを実行し、洗浄モードによりボウル部１１０を洗浄でき、さらに、ボウル部１１０内に吸込旋回流Ｇを形成でき、さらに、ボウル部１１０内の溜水面を低下させることができる。
【０１１０】
なお、本発明の第２実施形態による便器装置１０１も、変形例として、水位検知装置１３に代えて、水位検知装置１１３を備えていてもよい。本発明の第２実施形態による便器装置１０１も、変形例として、排出ポンプ２０に代えて、真空排水装置１２０を備えていてもよい。本発明の第２実施形態による便器装置１０１も、変形例として、排出ポンプ２０に代えて、ターントラップ装置２２０を備えていてもよい。
【０１１１】
次に、上述した第２実施形態による便器装置１０１による作用効果を説明する。
第２実施形態による便器装置１０１によれば、水位低下モードの実行によりボウル部１１０内の溜水面を低下させた後に、汚物粉砕モードの実行によりボウル部１１０内で汚物が粉砕される。これにより、使用者による排泄時にはボウル部１１０内の溜水面を高く且つ広くして、ボウル部１１０内の溜水面以外の乾燥している部分への汚物付着を抑制することができると共に、汚物粉砕時にはボウル部１１０内の溜水面を低下させて、粉砕中の汚物の溜水面からボウル部１１０外への飛び跳ねを抑制することができる。他の第２実施形態による便器装置１０１の効果についても、第１実施形態のポータブルトイレ装置１の効果とほぼ同様であるので、説明を省略する。
【符号の説明】
【０１１２】
１        ポータブルトイレ装置
１ａ      車輪
２        便器本体
４        給水部
６        フレーム
６ａ      フレーム基部
８        給水管
１０      ボウル部
１０ａ    筒状部分
１０ｃ    吐水口
１０ｄ    汚物受け面
１２      排水トラップ管路
１２ａ    接続部
１２ｂ    上昇部
１２ｃ    頂部
１２ｄ    下降部
１２ｅ    横向部
１２ｆ    連結部
１３      水位検知装置
１４      溜水部
１６      排水管路
１６ａ    管路部分
１６ｂ    配管
１８      粉砕装置
２０      排出ポンプ
２２      フィルタ
２４      制御部
２６      回転体
２８      回転軸
３０      電動モーター
３２      ポンプ室
３４      インペラ
３６      回転軸
３８      電動モーター
４０      通気弁
４２      弁座
４４      弁部材
４６      ケーシング
４６ａ    第１室
４６ｂ    第２室
１０１    便器装置
１０２    便器本体
１０８    給水管
１１０    ボウル部
１１０ａ  筒状部分
１１０ｃ  吐水口
１１０ｄ  汚物受け面
１１３    水位検知装置
１１３ａ  流路
１１４    溜水部
１１６    排水管路
１２０    真空排水装置
１２４    制御部
２１２    流路
２１６    排水管路
２２０    ターントラップ装置
２２０ａ  基部
Ａ        汚物
ａ        汚物
Ａ１      矢印
Ａ２      矢印
Ａ３      矢印
Ａ４      矢印
Ｂ        洗浄水
Ｃ１      矢印
Ｃ２      矢印
Ｅ        回転
Ｆ        床面
Ｇ        吸込旋回流
Ｈ        開弁圧力水頭
Ｊ１      矢印
Ｊ２      矢印
Ｊ３      矢印
Ｋ１      姿勢
Ｋ２      姿勢
Ｐ０      大気圧
Ｐ１      圧力
Ｐ２      第１負圧領域圧力
Ｐ３      第２負圧領域圧力
Ｐ４      開弁圧力
Ｐ５      負圧領域圧力
Ｑ        建物
Ｓ        設備配管
Ｔ        所定時間
ｔ０      時刻
ｔ１      時刻
ｔ２      時刻
ｔ３      時刻
ｔ４      時刻
ｔ５      時刻
ｔ６      時刻
ｔ７      時刻
Ｖ３      容積
Ｖ４      容積
Ｗ０      溜水面（初期水位）
Ｗ１      溜水面
Ｗ２      溜水面
Ｘ１      水位
Ｘ２      水位
Ｘ５      適正水位
Ｘ６      水位
Ｘ７      水位
【図１】
2019060160.tif 000003
【図２】
2019060160.tif 000004
【図３】
2019060160.tif 000005
【図４】
2019060160.tif 000006
【図５】
2019060160.tif 000007
【図６】
2019060160.tif 000008
【図７】
2019060160.tif 000009
【図８】
2019060160.tif 000010
【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】
2019060160.tif 000017
【図１６】
2019060160.tif 000018
【図１７】
2019060160.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2019060160.tif 000021
【図２０】
2019060160.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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