(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水タンクに設けられる排水弁を開閉操作する排水弁操作装置であって、
制御信号に応答して前記排水弁を開閉する開閉機構と、
一度の操作指令に応答して、前記開閉機構に前記排水弁を開弁させるための第１制御信号を発した後、前記開閉機構に前記排水弁を吊上げて開弁させるための第２制御信号を発する制御部と、
を備えた排水弁操作装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１制御信号を発した後、前記開閉機構によって前記排水弁が閉弁される直前に、前記第２制御信号を発する、請求項１に記載の排水弁操作装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１制御信号を発した後、所定時間経過後に前記第２制御信号を発する、請求項１又は２に記載の排水弁操作装置。
【請求項４】
前記開閉機構は前記排水弁の開閉状態の時間を調整する浮き球を有する請求項１から３の何れかに記載の排水弁操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水弁操作装置に関し、より詳細には、オストメイト用流しユニットや便器等に適用される洗浄水タンクの排水弁操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、便器の洗浄に適用される洗浄水タンクの排水弁操作装置では、大洗浄と小洗浄との区分に応じた水量で洗浄が行われるように構成されるのが一般的である。
この場合、大洗浄時には所要の水量で排水が行われるように、一旦、排水弁が開弁されると、フロート（浮き球）に作用する浮力を利用して開弁状態を維持させて、一定時間排水が持続するようにした排水弁装置がある（例えば、特許文献１参照）。
また、排水弁の開閉に電動アクチュエータを用い、大用か小用かの判断を行う手段の出力に応じて、この電動アクチュエータの駆動時間を変えて、適切な量の洗浄水が流されるようにした便器水洗装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９６５６号公報
【特許文献２】特開平７−１１６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置では、排水に伴って洗浄水タンク内の水位が降下してくると、排水弁を吊り上げて開弁状態を維持している浮き球の位置が下り、やがて、排水弁の開弁状態を維持できなくところまで下降する。この時点では、洗浄水タンク内に未だ一定量の洗浄水が残留しているが、この装置では、このようにして残留している洗浄水を排水させることができない。換言すれば、特許文献１の装置では、洗浄水タンク内に未利用の洗浄水が常時残留しているということであり、洗浄水タンクはこのような未利用の洗浄水を見込んだ大きめの容積のものとならざるを得ない。
【０００５】
一方、特許文献２の装置では、排水弁を開弁しておく時間を、洗浄水タンク内の洗浄水が全量排出されるに見合っただけの長さに設定しておけば、未利用の洗浄水が残留してしまうことがなくなる。しかしながら、排水弁を開弁状態に維持しておくために電動アクチュエータを比較的長時間励磁しておかなくてはならず、省電力化には逆行することになる。なお、開弁状態を維持するために別途の状態維持機構を設ける場合には、構成が複雑となりコストが嵩む。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、洗浄水タンク内に貯留した洗浄水を一度の操作指令で略全量排水することが可能な排水弁操作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】
【０００７】
上記目的を達成するべく、ここに、次のような技術を提案する。
【０００８】
洗浄水タンクに設けられる排水弁を開閉操作する排水弁操作装置であって、
制御信号に応答して前記排水弁を開閉する開閉機構と、
一度の操作指令に応答して、前記開閉機構に前記排水弁を開弁させるための第１制御信号を発した後、前記開閉機構に前記排水弁を開弁させるための第２制御信号を発する制御部と、
を備えた排水弁操作装置。
【０００９】
上記において、前記制御部は、前記第１制御信号を発した後、前記開閉機構によって前記排水弁が閉弁される直前に、前記第２制御信号を発するように構成されることが好ましい。
【００１０】
また、上記において、前記制御部は、前記第１制御信号を発した後、所定時間経過後に前記第２制御信号を発するように構成されることが好ましい。
【００１１】
また、上記において、前記開閉機構は前記排水弁の開閉状態の時間を調整する浮き球を有するように構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、洗浄水タンク内に貯留した洗浄水を一度の操作指令で略全量排水することが可能な排水弁操作装置が具現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態としての排水弁操作装置を示す図である。
【図２Ａ】図１の排水弁操作装置の開閉機構の動作を示す図（その１）である。
【図２Ｂ】図１の排水弁操作装置の開閉機構の動作を示す図（その２）である。
【図２Ｃ】図１の排水弁操作装置の開閉機構の動作を示す図（その３）である。
【図２Ｄ】図１の排水弁操作装置の開閉機構の動作を示す図（その４）である。
【図２Ｅ】図１の排水弁操作装置の開閉機構の動作を示す図（その５）である。
【図２Ｆ】図１の排水弁操作装置の開閉機構の動作を示す図（その６）である。
【図３】図１の排水弁操作装置における制御部の動作を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳述することにより本発明を明らかにする。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態としての排水弁操作装置１を示す図である。
図１において、１０は洗浄水を貯留する洗浄水タンクであり、本図では、内部の機構を表すために部分的に破断して表してある。
洗浄水タンク１０の上部には、この洗浄水タンク１０の水位に応じて給水を行うボールタップ（不図示）が設けられている。ボールタップ自体は一般的なものであり、洗浄水タンク１０の水位に応じて水道管からの給水の断続を行って、貯留される洗浄水の水位を所定の水準に維持する。
洗浄水タンク１０の底部１１には、排水弁としてのフラッパー弁２０が設けられている。このフラッパー弁２０は、弁本体部２１とこれに対応するように成形された弁座部２２を含んで構成され、弁座部２２は、その中央の空所が洗浄水タンク１０の排水口１３を構成している。
【００１６】
この洗浄水タンク１０にも、通常の如く鉛直方向に延長してオーバーフロー管１４が設けられている。オーバーフロー管１４の上端側の開口部１４ａは洗浄水タンク１０の水位の上限水準に合わせた高さで開口し、下端側は、弁座部２２の側方に接合されて、排水口１３に連通している。オーバーフロー管１４の上記構成自体は一般的なものである。
【００１７】
オーバーフロー管１４の下方には、フラッパー弁２０の弁座部２２上面より若干高い位置で、管の直径に対応する両部位に一対の軸体１５，１５（図２参照）が突設されている。そして、この軸体１５，１５に、弁本体部２１を支持する一対の支持アーム２３，２３の各基端部が軸支されている。一対の支持アーム２３，２３の各先端側は、平面視で円板状の弁本体部２１上面の直径に対応する両部位近傍に各接合されている。
即ち、弁本体部２１は支持アーム２３，２３に支持されて、オーバーフロー管１４の下方の軸体１５，１５の周りに回動可能に支持されている。
【００１８】
フラッパー弁２０の弁本体部２１上面の、一方の支持アーム２３が接合されている位置近傍に突設された被吊上げ部２１ｐ（図２参照）に、吊上げ用の索具である玉鎖３０の下端側が接続されている。
玉鎖３０は略鉛直方向に作用する吊上げ力でフラッパー弁２０の弁本体部２１を開弁方向に回動させて引き上げる。玉鎖３０における上述の吊上げ力は、洗浄水タンク１０の上部外側面に設けられた操作ハンドル１６に与えられる操作力よって発生される。また、上述の吊上げ力は、操作ハンドル１６近傍位置に設けられた電動式のアクチュエータ４０による操作力によっても発生される。即ち、吊上げ力は、操作ハンドル１６に与えられる操作力、及び、電動式のアクチュエータ４０による操作力の何れの操作力によっても、例えば、操作アーム（不図示）が回動することによって発生されるが、このような吊上げ力を得る機構自体は一般的なものである。
【００１９】
図示のように、概略球体の外形をなし中心部の上下方向の貫通穴に上述の玉鎖３０が挿通されるようにして浮き球３１が設けられている。浮き球３１は玉鎖３０の長手方向（概略鉛直方向）に移動可能であるが、玉鎖３０に着脱可能に装着されたストッパー３１ｓによって、玉鎖３０対する相対位置の上限が規制されている。ストッパー３１ｓは概略円板状で、半径方向の一か所に中心に向かうスリットが設けられ、このスリットで玉鎖３０を挟み込むようにして着脱可能であり、従って、玉鎖３０に対する装着位置を変更できる。これは、装着位置の変更により、洗浄水の排出量を調整可能にするためである。
【００２０】
一方、電動式のアクチュエータ４０は、例えば、電動機、或いは、ロータリーソレノイドのような電磁アクチュエータ等であり、制御部５０からの制御信号によって作動が制御される。
制御部５０は、操作者の洗浄起動操作を受け付ける操作部６０からの洗浄起動信号に応答して、起動し、アクチュエータ４０に制御信号を供給する。
図示の操作部６０は操作ボタン６１を有し、操作ボタン６１への操作に応答して、例えば、接点信号やパルス信号による操作指令信号を制御部５０に供給する。尚、操作部は、このような外部操作に応答するものに替えて、人体検知センサー（人感センサー）の検出出力に応じて、操作指令信号を制御部５０に供給するように構成することもできる。この場合には、所謂、自動洗浄が可能になる。
【００２１】
上述のような排水弁操作装置１において、玉鎖３０、浮き球３１、及び、アクチュエータ４０等によって、制御部５０からの制御信号に応答して排水弁であるフラッパー弁２０を開閉する開閉機構２が構成されている。
また、制御部５０は、後に詳述するように、一度の操作指令（操作指令信号）に応答して、開閉機構２に排水弁（フラッパー弁）２０を開弁させるための第１制御信号を発した後、開閉機構２に排水弁２０を開弁させるための第２制御信号を発する。即ち、第２制御信号は、第１制御信号を発した後、再度の操作指令をまつことなく発せられる。
【００２２】
次に、図２Ａ〜図２Ｆを参照して、本実施形態としての排水弁操作装置１の動作について説明する。
図２Ａ〜図２Ｆは、図１の排水弁操作装置１の開閉機構２の動作を示す図であり、図２Ａ〜図２Ｆにおいて、図１との対応部は同一の符号を附して示してある。
【００２３】
図２Ａは、洗浄水タンク１０の水位が満水レベル１００ａに達し、且つ、未だ操作部６０の操作ボタン６１が押されず、フラッパー弁２０は閉弁状態にある様子を表している。
尚、満水レベル１００ａでは、洗浄水タンク１０の水位がオーバーフロー管１４の上端より僅かに低い水準にある。
図２Ａの状態では、浮き球３１は洗浄水タンク１０内の水に没して水の浮力を受けて浮き上がり、玉鎖３０に装着されたストッパー３１ｓにその上面が当接している。このため、浮き球３１は、自己にかかる浮力によって、玉鎖３０を通してフラッパー弁２０の弁本体部２１を吊上げるように作用する。
しかしながら、この状態では、弁本体部２１にかかる水頭圧が浮き球３１の浮力及び弁本体部２１の下方から作用する大気圧に勝っているため、フラッパー弁２０は閉弁状態を維持する。
【００２４】
図２Ｂは、制御部５０から発せられた第１の制御信号に応答して、アクチュエータ４０が作動し、玉鎖３０を通して動力による吊上げ力が作用し、フラッパー弁２０が開弁した当初の段階での状況を表している。
図示のように、フラッパー弁２０が開弁した当初では、排水が始まっているが、洗浄水タンク１０の水位は満水レベルよりも若干低いレベル１００ｂにある。このため、浮き球３１は未だ洗浄水タンク１０内の水に没して水の浮力を受け、この浮力でフラッパー弁２０の弁本体部２１を吊上げる。
フラッパー弁２０が一旦開弁すると、フラッパー弁２０の弁本体部２１にはその上下から水圧がかかるため、閉弁時と比べ、弁本体部２１が下方に向けられる力が弱まる。この結果、浮き球３１から玉鎖３０を通して作用する浮力による吊上げ力が、弁本体部２１に作用する閉弁方向への力に勝るようになる。このため、フラッパー弁２０は、別段の動力手段を要さずに、浮き球３１の浮力によって開弁状態が維持される。
このため、アクチュエータ４０は、浮き球３１による浮力が、弁本体部２１に作用する水頭圧に勝る開度まで弁本体部２１を一旦吊上げた後に通電が断たれるが、フラッパー弁２０の開弁状態が維持され、排水が続き、汚物の洗浄が行われる。
即ち、浮き球３１は、自己に作用する浮力で、別段の動力を要さずに排水弁２０の開閉状態の時間を調整するように作用する。
【００２５】
図２Ｃは、上述した図２Ｂの状態から、一定時間排水が継続して、洗浄水タンク１０の水位がレベル１００ｂよりも一段と低いレベル１００ｃに至った状態を表している。
図２Ｃの状態では、浮き球３１は上半分が水面上に現れて浮力を失い、玉鎖３０のストッパー３１ｓから離れて下降する。従って、弁本体部２１に浮き球３１から玉鎖３０を通して作用する吊上げ力も失われる。
このため、弁本体部２１は、閉弁方向に回動し始める。しかしながら、図２Ｃの状態では、フラッパー弁２０は、開度は少なくなっても、未だ開弁状態が維持され、排水が続いている。
従来の装置の場合では、弁本体部２１が、このまま更に閉弁方向に回動して、フラッパー弁２０が完全に閉弁されることになる。従って、既述のように、一定量の洗浄水が洗浄水タンク１０内に残留したままになり、有効に洗浄に利用されることがない。
【００２６】
これに対し、本実施形態の装置では、図２Ｃの状態に至ると、再度アクチュエータ４０を起動して、玉鎖３０を通して弁本体部２１を吊上げ、図２Ｄに示す如く、フラッパー弁２０を再度開弁させる。
図２Ｄに示す状態では、浮き球３１はその全体が水面上に現れて浮力を全く失い、玉鎖３０のストッパー３１ｓから離れて下降し、弁本体部２１の上面に乗っている。しかしながら、この時点では、アクチュエータ４０が再起動しているため、玉鎖３０を通して吊上げ力が弁本体部２１に作用する。
このため、弁本体部２１は、再び、図２Ｄの開度まで開弁し、洗浄水タンク１０内に残留している洗浄水が排水される。
【００２７】
図２Ｂを参照して既述のように、洗浄水タンク１０の水位が浮き球３１に浮力を与えるに十分な水準であるときには、この浮力によって、アクチュエータ４０による動力が断たれても、フラッパー弁２０は一定時間開弁状態を維持する。即ち、第１制御信号によるアクチュエータ４０の駆動期間後も、フラッパー弁２０は開弁状態が維持され、排水が継続する。
【００２８】
一方、図２Ｄの段階では、浮き球３１に浮力が働かず、第２制御信号によるアクチュエータ４０の比較的短時間の駆動の後は、フラッパー弁２０の弁本体部２１は、自重により、閉弁方向に回動する。
図２Ｅは、図２Ｄの段階を経て、洗浄水タンク１０の水位がレベル１００ｄよりも一段と低いレベル１００ｅに至った状態を表している。図２Ｅの段階では、既に、第２制御信号によるアクチュエータ４０の比較的短時間の駆動も終了し、フラッパー弁２０の弁本体部２１は、自重により、閉弁方向に回動している。しかしながら、図２Ｅの段階では、フラッパー弁２０の開度は、未だ、有効な洗浄を行うに見合った排水が可能な程度のものであり、洗浄水タンク１０内の残留水の排水が速やかに行われ、汚物の洗浄残りも一掃される。
【００２９】
図２Ｆは、図２Ｅの段階を経て、洗浄水タンク１０の残留水が略全量排水された状態を表している。この段階では、水位は１００fの如く、底部付近の極めて低レベルに至っている。
即ち、本実施形態では、洗浄水タンク１０に蓄えた洗浄水を、操作者による一度の操作に応答して、略全量排水させて、洗浄のために有効に利用することが可能である。
図２Ｆの段階では、フラッパー弁２０は完全に閉弁した状態に至っており、ここでボールタップ（不図示）からの給水が始まると、洗浄水タンク１０に洗浄水を蓄えることができる。
尚、給水開始（再開）のタイミングは、上記に限定されず、一回目の閉弁（略閉弁）前とするなど、適宜に設定可能である。
【００３０】
図３は、排水弁操作装置１における制御部５０の動作を表すフローチャートである。
次に、図３を参照して制御部５０の動作について説明する。
動作が開始すると、制御部５０は、操作部６０からの操作指令信号を待機している状態にある（ステップＳ５０１：ＮＯ）。
操作部６０の操作ボタン６１が押されて、制御部５０において操作指令信号が受信されると（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）、制御部５０では、その時点で、直前の第１制御信号を発してから第２の時間Ｔ２以上経過しているか否かを判断する（ステップＳ５０２）。
この実施形態では、第２の時間Ｔ２は、既述の図２Ｂのようにフラッパー弁２０を開弁させるための第１制御信号が発せられてから、洗浄水タンク１０が再度満水状態に復帰するまでの時間に相当する時間として、予め計算や実験に基づいて求められたものである。従って、ステップＳ５０２の判断は、洗浄水タンク１０が目下の時点で満水状態にあるか否かを判断することに相当する。
【００３１】
ステップＳ５０２で、目下の時点から直前の第１制御信号が発せられてから第２の時間Ｔ２が経過していないと判断された時には（ステップＳ５０２：ＮＯ）、リターンする。
これにより、例えば、直前に一度洗浄水が排水されていて、洗浄水タンク１０の水位が未だ満水レベルに回復しないうちに再度排水が行われてしまい十分な水流で洗浄を行うことができないという不都合が回避される。
【００３２】
ステップＳ５０２で、第２の時間Ｔ２が経過していると判断された時には（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）、制御部５０から第１制御信号がアクチュエータ４０に発せられる（ステップＳ５０３）。
発せられた第１制御信号に基づいて、アクチュエータ４０が作動し、玉鎖３０に吊上げ力が作用して、フラッパー弁２０が、既述の図２Ｂの如く開弁する。
本実施形態では、第１制御信号は、比較的狭い（例えば１秒程度のパルス幅の）単発のパルス信号である。このため、アクチュエータ４０は、一旦、図２Ｂの開度までフラッパー弁２０を開弁させた後、通電が断たれる。しかし、図２Ｂを参照して既述の如く、浮き球３１の浮力によって、フラッパー弁２０は一定時間開弁状態を維持する。
【００３３】
制御部５０は、ステップＳ５０３で、第１制御信号をアクチュエータ４０に発した直後からの経過時間が第１の時間Т１に至ったか否かを計時動作を行って判断する（ステップＳ５０４）。
この実施形態では、第１の時間Т１は、図２Ｂのようにフラッパー弁２０を開弁させるための第１制御信号が発せられてから、排水により洗浄水タンク１０の水位が次第に下降し、図２Ｃのように閉弁に近い状態に至るまでの時間として、予め計算や実験によって求められた時間である。
従って、ステップＳ５０４での判断は、フラッパー弁２０が閉弁に近い状態に戻ってきたか至ったか否かを判断することに相当する。
【００３４】
経過時間の計時動作が継続され（ステップＳ５０４：ＮＯ）、第１の時間Т１に至ると（ステップＳ５０４：ＹＥＳ）、第２制御信号が、制御部５０からアクチュエータ４０に発せられる（ステップＳ５０５）。
この第２制御信号に応答して、アクチュエータ４０が作動し、フラッパー弁２０は図２Ｄの如く、再度開弁される。
尚、制御部５０は、ステップＳ５０５で、第２制御信号を発信した後は、処理をリターンする。
【００３５】
本実施形態では、第２制御信号も比較的狭い（例えば１秒程度のパルス幅の）単発のパルス信号である。このため、アクチュエータ４０は、一旦、図２Ｄの開度までフラッパー弁２０を開弁させた後、通電が断たれる。
この後、図２Ｅ、図２Ｆを参照して説明したように、洗浄水タンク１０の残留水が略全量排水され、フラッパー弁２０は完全に閉弁した状態に至る。
本実施形態では、以上のように、一度の操作指令に応じて、第１制御信号によるフラッパー弁２０の開弁と、その後の第２制御信号によるフラッパー弁２０の開弁との、２度の開弁が行われ、洗浄水タンク１０に貯留されていた洗浄水が、略全量、有効に洗浄に利用される。
尚、上述の実施形態では、第２の時間Т２の起算時点を、目下の時点で直前に当たる第１の制御信号が発せられた時点としたが、この起算時点を、目下の時点で直前に当たる第２制御信号が発せられた時点としてもよい。この場合も、予め計算や実験に基づいてТ２の値を求めればよい。
【００３６】
上述の制御部５０では、第１制御信号が発せられて排水が開始してから、洗浄水タンク１０の水位が降下して、フラッパー弁２０が閉弁しようとするまでの時間に基づいて第２制御信号を発するようにして、一度の操作指令に応答して２回の排水が行われるように構成した。
しかしながら、本発明は、上述のような構成に限られるものではない。例えば、洗浄水タンク１０の水位を検出する液面センサを設け、この液面センサによる検出信号に基づいて、一度の操作（一度の操作指令）に応じて２回の排水が行われるように構成してもよい。
【００３７】
即ち、液面センサが、図２Ｃの水位１００ｃに至ったことを検出したことに基づいて２回目の排水を行わせるように構成してもよい。また、この場合、液面センサが、図２Ａの水位１００ａにあることを検出したことに基づいて、操作ボタン６１への操作を有効とする期間を限定的なものとして、洗浄効果のない排水が行われてしまう不都合を回避することができる。
尚、上述の液面センサは、導電式の液面センサであってもよく、また、重量や圧力によて水位に対応する検出出力を得るようなものであってもよい。
【００３８】
以上に詳述した実施形態によれば次のような効果を奏する。
【００３９】
本実施形態の排水弁操作装置１では、洗浄水タンク１０に設けられる排水弁（フラッパー弁）２０を開閉操作する排水弁操作装置１であって、制御信号に応答して排水弁２０を開閉する開閉機構２と、一度の操作指令に応答して、開閉機構２に排水弁２０を開弁させるための第１制御信号を発した後、開閉機構２に排水弁２０を開弁させるための第２制御信号を発する制御部５０と、を備えている。
このため、第１制御信号に基づいて排水弁２０の最初の開弁動作が行われ、その後、排水に伴って次第に水位が降下し、そのまま閉弁に至れば洗浄水タンク１０内に洗浄水がかなり残留するところ、第２制御信号に基づいて排水弁２０をもう一度開弁させて、貯留した洗浄水を一度の操作指令で略全量排水することが可能である。
【００４０】
この場合、制御部５０は、第１制御信号を発した後、開閉機構２によって排水弁２０が閉弁される直前に、第２制御信号を発するように構成することは好ましい。
このようにすれば、排水弁２０が閉弁に至らず、汚物の洗浄力が維持された流速での排水が持続でき、洗浄水タンク１０内に貯留した洗浄水を全て、洗浄のために有効に使い切ることができる。
【００４１】
また、制御部５０は、第１制御信号を発した後、所定時間経過後に第２制御信号を発するように構成することは好ましい。
この場合は、例えば、フロート式液面計等の機械的な手段によらず、小型で簡素な構成によって安価に装置を製造できる。
また、開閉機構２は排水弁２０の開閉状態の時間を調整する浮き球３１を有するように構成されることは好ましい。
この場合は、浮き球３１に作用する浮力で、別段の動力を要さずに排水弁２０の開閉状態の時間を調整できる。
【符号の説明】
【００４２】
１      排水弁操作装置
２      開閉機構
１０    洗浄水タンク
１３    排水口
１４    オーバーフロー管
１６    操作ハンドル
２０    フラッパー弁
２１    弁本体部
２２    弁座部
３０    玉鎖
３１    浮き球
３１ｓ  ストッパー
４０    アクチュエータ
５０    制御部
６０    操作部
６１    操作ボタン
【図１】
0006456655.tif 000002
【図２Ａ】
0006456655.tif 000003
【図２Ｂ】
0006456655.tif 000004
【図２Ｃ】
0006456655.tif 000005
【図２Ｄ】
0006456655.tif 000006
【図２Ｅ】
0006456655.tif 000007
【図２Ｆ】
0006456655.tif 000008
【図３】
0006456655.tif 000009