(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉式蓋と、開閉式便座と、便器と、汚物真空吸引装置とを備え、前記便器内への異物落下防止と真空作動時の安全確保のため前記蓋が前記便座を閉じた後に前記汚物真空吸引装置が動作するよう構成された真空トイレット装置において、
フラッシュする際の前記便器内への空気の浸入を容易にして前記便座裏面への汚れ付着を回避するよう、前記蓋が、フラッシュ時に便器外部から瞬時に大量の空気を前記便器内へ導入可能とする編目状、スリット状、もしくは空気取り入れ用エアスクープ状のいずれかの開口を上面に有していることを特徴とする真空トイレット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器内部の汚物を真空吸引して排除する真空トイレット装置に関し、特には使用後に便器の蓋を閉めた状態で真空吸引できるよう構成された真空トイレット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られた水洗トイレット装置は、水を利用して重力のみで汚物を流すものであった。これに対して真空トイレット装置は、負圧を利用して便器内の汚物を強制的に吸引して取り除く方式を採用している（例えば「特許文献１」参照。）。これまで主に航空機、船舶、鉄道車両等の輸送手段に使用されてきているが、これは、真空トイレット装置が重力を利用する従来の水洗トイレット装置に比較して著しく少量の洗浄水しか使用せず、小さい寸法の配管や連結装置の使用で済まされる利点が考慮されている。将来的には、家庭用等も含めて適用範囲がさらに拡大することも十分に予測され得る。
【０００３】
真空トレイット装置では、汚物を受入れる便器内部よりも実質的に低い圧力となる汚水管に連結され、汚水管は汚物収集タンクにつながれている。一般には便器を清浄化するために少量の洗浄水も排出操作に関連して便器に供給される。航空機等の輸送手段では、一定期間の使用後に汚物、洗浄水が汚物収集タンクから下水処理ルートに向けて排出される。便器から汚物を確実に排出させ、汚水管を通して汚物収集タンクに有効に汚物を移送するために、汚水管内には所定の真空レベルが求められる。この真空レベルは通常大気圧以下約４０kPa（圧力差で約０．３〜０．５bar）とされる。便器の出口と汚水管との間には汚水弁が接続されており、例えばブロワーやエジェクタなどの真空ポンプが排出弁に上記圧力差を形成する。この圧力差は、汚水収集タンクを絶えず部分的に真空下に維持するか、あるいは便器からの排出操作の開始と関連して発生させることができる。航空機の場合には、高空での機体内外の圧力差が利用される。フラッシュボタンの操作に応答して汚水弁が開かれると、便器内の汚物はほとんど即座に汚水管内に排出され、汚水管に沿って高速で汚物収集タンクに向けて推進される。
【０００４】
真空トイレット装置の問題点として、便器内に汚物以外に様々な異物が不用意に落ちたり、あるいは故意に捨てられたりして、これらをそのまま真空吸引してしまうことに起因する配管の詰まりが挙げられている。特に航空機においてはこのような現象は深刻な事態ともなり得ることから、障害除去を容易にするための技術も開示されている（例えば「特許文献２」参照。）。その他の対応として、汚物の吸引の前に便器の蓋を自動的に閉じ、しかる後にフラッシュ（真空吸引）する対策が施されているものがある（例えば「特許文献３」参照）。その実際に実施されている手順としては、使用後の利用者がフラッシュボタンを操作すると、開いた状態の便器の蓋の背後からレバーが延びて蓋を一定角度まで押し倒し、蓋はその後ダンパを介して自重で緩やかに閉じる。蓋が完全に閉まったことを感知したセンサからの信号を得て負圧が作動し、汚物を吸引する。この対策によれば、利用者が不用意に物を落としたりしてもそれが便器内に落下することはなく、また、利用者が子供等の場合には万一の安全対策にもつながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平８−５０３０３５号公報
【特許文献２】特開２００２−３２２７２２号公報
【特許文献３】特表２００８−５４６９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、蓋を閉めた後にフラッシュするとの上記対策を講じることにより、新たな問題が生じている。それは真空トイレット装置の汚れである。特には、便座の裏側の汚れが目立つようになり、中でも使用者の体重を支えるため便座の裏側に通常４つほど配置されて便器の上面に直接接触する便座ステイ（突起）の周囲が黄ばみ、黒ずみで汚れることである。この汚れは、蓋を閉めないでフラッシュする形式のものよりも蓋を閉めた状態でフラッシュする形式の真空トイレット装置の方がより顕著である。この点を航空機運用会社やアテンダントに指摘すると、彼らもこれを認識した上でこの汚れは非常に頑固で落とし難いものであるとの見解を示している。
【０００７】
この汚れの原因としては、蓋を閉めた状態で真空吸引することに関連していることは想像に難くない。真空トイレット装置では、汚物を真空吸引する際に吸引と同時に多量の空気が便器内に流入して吸込まれることが知られている。この空気の流れが吸引動作と同時に瞬時に短時間で発生するため、蓋が閉じた状態で空気の流入経路が阻害されて便器内に負圧が生じるものとなり、これによって便器内で空気が乱れ、渦が発生し、汚物や便器内周囲の汚れを僅かでも飛散させることが考えられる。更なる要因に考えられる点として、男性が便座を開けた状態で小用を足したときに、僅かではあっても尿の飛散が避けられないことはよく知られている。あるいは男性に限らず、便座を降ろした状態で用を足した場合にも同様な現象は起こり得る。この時に便器の上面付近に付着した尿の飛沫が、次に便座及び蓋をした状態で使用される際の汚物吸引時に便器と便座の狭い隙間を高速で通過する空気の流れによって再度飛散し、特には空気の流れが乱れる便座ステイ周囲に付着することが考えられる。一般に付着した尿は、尿石となって極めて除きにくい汚れとなることが知られている。
【０００８】
トイレ使用後のフラッシュを、トイレの蓋が閉まった後に動作させるこのような方式は、近年になって採用され始めた方式である。航空機でいえば、本願発明者が知る限りボーイング７８７になって初めて採用されたもので、それ以前の航空機には見られなかった。真空トイレット装置を使用した際、蓋が閉まった後にフラッシュするとの思考、ならびにフラッシュボタンが操作された後、蓋を閉めた後にフラッシュするよう自動操作するとの思考は、利用者の快適性、利便性とを配慮した新たな技術である。しかしながら、これを実施するに際して従来技術では、便座、蓋を含めた真空トイレット装置のトータルシステムとしての配慮まではなされていなかったことが推定され得る。かかる真空トイレット装置の汚れは利用者にとっては不快に感じるものであり、特には快適性を売り物にする最新の航空機内では許容し難いものであるといえる。
【０００９】
以上より、本発明は、早期対策が望まれているこの真空トイレット装置の汚れの課題を解消するための手段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】
本発明は、便器の蓋が閉まる状態においても空気の浸入を容易にする空気導入スペースを十分に確保し、真空吸引時における負圧によって生ずる空気の乱れを回避することによって従来技術の課題を解決するもので、具体的には以下の内容を含む。
【００１１】
すなわち、本発明に係る１つの態様は、開閉式蓋と、開閉式便座と、便器と、汚物真空吸引装置とを備えた真空トイレット装置において、蓋を閉めた状態でフラッシュする際の便器内への空気の浸入を容易にするため、前記蓋が、
ｉ）異物落下防止用の編目状もしくはスリット状の開口を有していること、
ｉｉ）空気取り入れ用のエアスクープ状開口を有していること、
ｉｉｉ）蓋が閉まった状態で、蓋の下面と便座の上面との間に平均的に少なくとも約１５ｍｍの空隙を有していること、
ｉｖ）蓋が閉まる直前の所定の閉鎖角度に蓋が到達した状態を感知して蓋が完全に閉まる前にフラッシュを動作させる機構を有していること、
のいずれかであることを特徴とする真空トイレット装置に関する。
【００１２】
本発明に係る他の態様は、同じく真空トイレット装置の蓋を閉めた状態でフラッシュする際の便器内への空気の導入を容易にするため、前記便器の上面に対向する便座の下面が、
ｉ）便器の周囲の上面に対して当該上面の断面から離れる方向に湾曲した断面を有していること、
ｉｉ）便座が便器上に被さった状態で、便器の上面に接して便座の荷重を支える滑らかに隆起した波状の隆起部からなる複数の便座ステイを備えていること、
ｉｉｉ）便座が便器上に被さった状態で、便器の周囲上面と便座下面の間に平均的に少なくとも約２５ｍｍの空隙を得る複数の便座ステイを備えていること、
のいずれかであることを特徴とする真空トイレット装置に関する。
【００１３】
本発明に係るさらに他の態様は、同じく真空トイレット装置の蓋を閉めた状態でフラッシュする際の便器内への空気の導入を容易にするため、便座下面から延びる複数の便座ステイに対向する便器上面の部位に、便器上面と便座下面との間に平均的に少なくとも約２５ｍｍの空隙を得る複数の波状の隆起部が設けられていることを特徴とする真空トイレット装置に関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施により、真空トイレット装置の蓋を閉めた状態、もしくは閉まる直前の状態におけるフラッシュの瞬時においても便器内への必要な量の空気の流入が可能となり、空気の乱れを回避することによって真空トイレット装置の汚れを回避できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る真空トイレット装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施の形態の他の態様に係る真空トイレット装置を示す側面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る真空トイレット装置を示す斜視図である。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態に係る真空トイレット装置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１の実施の形態に係る真空トイレット装置につき、図面を参照して説明する。本実施の形態では、真空トイレット装置の内、「蓋」の改善を対象としており、図１はその改善策の具体例の態様を示している。まず図１（ａ）において、真空トイレット装置１は、便器１０と、便座２０と、蓋３０と、背後にある破線で示す真空吸引装置４０とから主に構成されている。この基本構成は、以下に記す他の実施の形態においても同様である。図では省略しているが、使用後に操作されるフラッシュボタンがいずれかの位置に配置されている。また図では便座２０と蓋３０とが便器１０の上に閉じられて状態を示している。
【００１７】
最新の航空機の例では、蓋３０が開けられた状態で蓋３０を背後から押して自動で蓋３０を閉めるよう動作する蓋閉鎖レバー５０が、開いた蓋３０の背後に隠れる位置に配置されている。蓋閉鎖レバー５０は、蓋３０が開いた状態から鉛直を過ぎる位置まで図面の手前側に押し倒し、後は自重で蓋３０がダンパを介して緩やかに閉まるよう動作する。蓋３０が完全に閉まるとセンサがそれを感知し、センサからの信号によってフラッシュが自動操作される。このように、蓋３０が閉まった後にフラッシュを動作させる理由は、便器５０内への異物の混入（使用者の不注意による異物の落下）を防ぎ、危険を回避すると共に、真空吸引の際に発する不快な音（真空衝撃音）を少しでも和らげることにあると言われる。
【００１８】
本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、蓋３０の上面に開口３１を設け、この開口３１を通して真空吸引時の空気の浸入を可能にしている。開口３１を有しない従来技術の真空トイレット装置では、図示のように便器１０の上に便座２０と蓋３０がほぼ密着して被さるため、真空吸引の際の瞬時の空気流入が困難となり、このために便器１０内に真空が形成され空気が乱れて便座２０ほかの汚れにつながっていたものと考えられる。本実施の形態に係る真空トイレット装置１によれば、開口３１を通して真空吸引時に必要な空気の導入が可能となり、便器１０内の一時的な真空状態が回避される結果、汚れが付着し難い環境を提供できるものとなる。
【００１９】
図では開口３１をメッシュ状（編目状）に配列された複数の角穴で表示しているが、その開口面積の合計の大きさは便器容量やその形状、開口３１の位置、吸引真空圧等の要因によって適切に選択が可能である。また、開口３１を図ではメッシュ状に形成することで１つの大きな開口とした場合における異物の混入を回避しているが、これが可能である限り開口３１の形状は任意であり、例えば複数のスリット状のもの、円形打抜きの穴、その他のメッシュ状のものとしても良い。ただし、蓋３０が多くはプラスチック成型品であることから、別物を配置するよりは一体成型が可能な形状とすることが好ましい。一体成型であれば製造が容易であるほか、型代を除けば従来の開口のない蓋と実質的なコスト差は生じない。
【００２０】
図１（ｂ）は、蓋３０の改善に関する他の態様を示しており、ここでは空気導入用のエアスクープ状の開口３３を設けている。エアスクープは一般に機械等の内部に外気を取り入れるために表面から突出する形状に設けられる開口で、特には車両や航空機、船舶などの外装表面に見られ、形態としてはこれらと同様でよい。スクープ状の開口３３とすることによって蓋３０の上面は閉鎖されたと同然の状態となり、異物の混入回避がより効果的となるほか、一体成型とすることでコスト増も回避できる。
【００２１】
スクープ状開口３３の開口部の向きは、図示のように蓋３０の開閉支点側に向くようにすることが好ましい。これによって開口部が使用者とは反対方向に向くため、使用者の不注意による異物落下時の混入がより確実に回避できるほか、真空吸引時の衝撃音を幾らかでも使用者から遠避けることにつながる。なお、蓋３０に空気の導入口を開けることから開口が無い従来の蓋に比べて真空吸引時の衝撃音緩和効果が減退することは避けられない。しかしながら、フラッシュボタンが操作された後に蓋３０が閉じるまでの間に少なくとも１０秒ほどの遅れがあり、この間に使用者はトイレット装置から離れられるため、従来のボタン操作と同時にフラッシュする方式に比べて、蓋３０の閉鎖後にフラッシュする本方式では本来的に音に対する影響度ははるかに改善されているといえる。
【００２２】
図２は、本実施の形態に係るさらに他の態様を示している。同図に置いて、蓋３０の裏面には、蓋３０が便座２０の上に閉じた状態で蓋３０を支持するストッパ３４が通常左右に一対設けられている。蓋３０自身には重量が掛かることは想定されていないため、このストッパ３４は簡便なもので、例えば棒状のゴムなどで形成され、その高さは蓋３０と便座２０との間の間隙ｇが約５ｍｍほどとなっている。本実施の形態では、この間隙を利用して真空吸引時の空気の流入を容易にするためストッパ３４を高くし、少なくとも間隙ｇを５ｍｍ広げた約１０ｍｍ、好ましくは少なくとも１０ｍｍ広げた約１５ｍｍ確保するようにしている。同時に、この際に蓋３０が水平となるよう、図示しない蓋３０のヒンジ位置もこれに見合うだけ高く移動している。ただし、空気の流入のみを考慮すれば、ヒンジ位置を移動させることなくストッパ３４をより高くして蓋３０と便座２０との間の隙間が平均的に少なくとも約１０ｍｍ、好ましくは少なくとも約１５ｍｍ確保できるよう蓋３０を傾斜させるものとしてもよい。上述した隙間の大きさは、便器容量やその形状、吸引真空圧等の要因によって適切に選択が可能である
【００２３】
図２の破線で示す蓋３０は更に他の態様を示している。ここでは、蓋３０が便座２０の上に完全に被さる前の状態、すなわち蓋３０が閉じる動作の間で閉鎖に至る前の一定角度に到達した状態をセンサで感知し、そのセンサからの信号で真空吸引装置４０を動作させるように構成したものである。自動閉鎖式の蓋３０ではダンパの作用で蓋３０が緩やかに閉鎖することから、完全に閉鎖するまでの間に瞬時に動作する吸引を完了させることができる。こうすることによって、空気は閉じる直前の状態にある蓋３０の下から容易に浸入可能である。どの角度でフラッシュするかは、便器容量やその形状、吸引真空圧等の要因によって適切に選択が可能である。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る真空トイレット装置につき図面を参照して説明する。図３に示す本実施の形態では、真空トイレット装置の内、「便座」の改善を対象としており、図はその改善例の態様を示している。図３（ａ）は便座２０と蓋３０が開いた状態の真空トイレット装置１を示している。図において、一般に便座２０は、図面では背後となる上面２１と、その下側で閉鎖時に便器１０の周囲の上面１１の上に被さる便座下面２２とを組み合わせて構成されている。あるいはこれらが一枚ものとして形成されていてもよい。便座下面２２からは、便座閉鎖時に便器１０の上面１１に接して便座２０に着座する使用者の体重を支える便座ステイ２３が複数（図示の例では４つ）設けられている。
【００２５】
便座２０と蓋３０が閉じられた状態で真空吸引が操作されると、外からの空気の大半はこの便器１０の上面１１と便座下面２１との間の狭い空隙を通過する。上述したように、この流通の間の絞り効果によって気流の乱れが発生し、これが汚物等を飛散させて汚れの原因につながることが想定され得る。この汚れは、特に流れる空気の抵抗となり得る便座ステイ２３の周囲に顕著に現れる。本実施の形態の１つの態様では、図３（ｂ）に示すように、便座ステイ２３の高さＬを従来技術による高さよりも高くし、空気流入時の抵抗を緩和して便器１０内での負圧の形成を極力排除するものとしている。従来技術による便座ステイ２３の高さＬは約１０ｍｍから高くても約１５ｍｍほどであるが、これを高くすることで便器・便座間により広い隙間を確保することができる。どの程度の高さにするかは真空吸引圧力や便器容量、形状等によって異なるが、一例として高さＬを少なくとも５ｍｍ増やした約２０ｍｍ確保し、好ましくは少なくとも１０ｍｍ増やした約２５ｍｍ以上確保するものとする。なお、この際に閉鎖時の便座２０が水平状になるように、便座２０のヒンジ部分の高さにも調整を加えることが好ましい。ただし、蓋３０に関して言及したように、便座２０も傾斜させて上記隙間を平均的に確保することでもよい。
【００２６】
図３（ｃ）は本実施の形態に係る便座改善の他の態様を示している。一般に便座２０は便器１０の上面１１全体に覆いかぶさるよう便座の上面１１よりも面積が広目に形成されている。そして従来技術では、図３（ｂ）に示すように便座下面２２はその断面がフラットに形成され、これが僅かに湾曲する便座１０の上面１１に対向していた。このため、周囲から導入される空気は、この両者の間の最小寸法の位置で絞られるため、これが抵抗となり、さらには真空発生の原因となり得た。図３（ｃ）に示す形態では、便座下面２２ａの断面をフラットではなく、対向する便座１０の上面１１に沿って上面１１から離れる方向に湾曲させた断面とし、この湾曲によって便座の上面１１との間に一定の隙間Ｇを確保するものとしている。隙間Ｇの程度は、真空吸引圧力や便器容量によって異なるが、一例として便器の外側から内側までの通過する間において少なくとも約２０ｍｍを確保するものとし、好ましくは約２５ｍｍ以上を確保するものとする。
【００２７】
なお、便座２０の上面２１と下面２２ａの間の空洞には保温用のコイルが配置される場合があるが、これは両者の形状を選択することによって下面２２ａが湾曲した場合においてもそのスペースの確保は可能である。便座ステイ２３は従来技術においても下面２２と一体成型されており、本実施の形態のように下面２２ａを湾曲させた場合においても一体成型は同様に可能である。この際、図示のように、便座ステイ２３を滑らかな面で形成して下面２２ａから突出させることで汚れの付着を回避する効果も生まれる。なお、従来技術において、便座ステイ２３の先端にクッション用のゴム部材が使用されるケースがあるが、本実施の形態においても同様な部材の使用は可能である。また、図３（ｂ）と図３（ｃ）とを別々の態様として示しているが、これらを組み合わせて同時に実施することも可能である。
【００２８】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る真空トイレット装置につき図面を参照して説明する。図４に示す本実施の形態では、真空トイレット装置の内、「便器」の改善を対象としており、図はその態様を示している。従来技術においては、便器１０の上面１１はその断面における湾曲はあっても周方向における高さは一定であり、その意味で上面１１はフラットであった。本実施の形態における真空トイレット装置１はこれに対し、図４に示すように周方向の一部の高さを変え、便座２０を閉じた時に便座下面２２から延びる便座ステイ２３が接する部位において上に向けて膨らむ隆起部１１ａを設けている。隆起部１１ａは、図示のように周囲の便器上面１１から滑らかに移行するよう周方向に波状となるよう形成し、これによって当該部位に汚れが付着し難い形状とすることが好ましい。
【００２９】
便器１０の上面１１から隆起部１１ａまでの膨らむ高さは、真空吸引圧力や便器容量、形状等によって異なるが、一例として便座２０が閉じられたときに、隆起部１１ａ以外の領域での便器上面１１と便座下面２２の間の隙間Ｇを少なくとも従来に対して５ｍｍ増加させた約２０ｍｍ確保できるものとし、好ましくは少なくとも１０ｍｍ増加させた約２５ｍｍ以上を確保できるものとする。これによって便器１０外部から内部への空気の浸入が容易となり、負圧の発生とそれによる気流の乱れによる汚れの発生要因を排除することができる。
【００３０】
なお、図には示していないが、この滑らかに隆起する波形の隆起部を、便器１０の上面１１ではなく便座下面２２の方に設けるようにしてもよい。すなわち、便器１０の上面１１はフラットなままとしても便座下面２２から延びる便座ステイ２３を垂直に突出させることなく滑らかな波形に成形させることによって空気の流れが円滑となり、汚れの回避につなげ得る。さらに、好ましくはその隆起部の高さを従来の便座ステイ２３より高くし、隙間Ｇを少なくとも５ｍｍ、好ましくは少なくとも１０ｍｍ広げることも加われば、汚れをさらに有効に回避することにつながる。勿論、図４に示すように便器１０の上面１１の方にも隆起部を同時に設けるようにすることも可能である。
【００３１】
以上、本発明に係る各実施の形態について述べてきたが、蓋を閉めない状態でのフラッシュに比べて、蓋を閉めた後にフラッシュすることで便座の下面に汚れが目立つようになったということは、蓋が開いた状態では便器上方全体から自由に流入できた空気の流れが、閉じた蓋により阻害されていることが主な要因と考えられる。このため、蓋が閉じた状態から蓋が開いた状態に少しでも近付くよう条件を変えてやれば、それだけ改善が進むことになる。上記各実施の形態では、従来技術における便器上面と便座下面の間隙が約１０ｍｍから高々約１５ｍｍ程度であったものを、少なくとも約２０ｍｍ、好ましくは約２５ｍｍかそれ以上確保することで蓋が開いた時の元の条件に近づけようとするものである。同様に、便座と蓋の間ではその隙間が約５ｍｍ程度であったものを、少なくとも約１０ｍｍ、好ましくは約１５ｍｍに広くするものである。これらの程度は、便器の容量、形状、吸引負圧などに応じて任意であるが、防音、防臭、安全対策とのバランスにおいて設定し得るものとなる。
【００３２】
なお、以上の各実施の形態における真空トイレット装置の説明では、フラッシュボタンを押すことによって蓋が自動的に閉まり、その後フラッシュが自動操作されるものとしているが、本発明はこの形式には限定されず、従来の通りフラッシュ操作ならびに蓋の閉鎖を手動で行う真空トイレット装置に対しても適用することが可能である。手動式のものであっても、使用者がまず蓋を閉めてからフラッシュ操作することもあり得るからである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係る真空トイレット装置は、真空トイレット装置を製造、販売、使用する産業分野、特には航空機、船舶、車両の運用、メンテナンスを行う産業分野において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１．真空トイレット装置、  １０．便器、  １１ａ．隆起部、  ２０．便座、  ２１．上面、  ２２、２２ａ．便座下面、  ２３．便座ステイ、  ３０．蓋、  ３１、３３．開口、  ３４．ストッパ、  ４０．真空吸引装置、  ５０．蓋閉鎖レバー。
【図１】
0006446709.tif 000002
【図２】
0006446709.tif 000003
【図３】
0006446709.tif 000004
【図４】
0006446709.tif 000005