(57)【要約】【課題】リム吐水口と、ジェット吐水口を備えた水洗便器において、サイホンを発生させずに便器本体及び給水路の凍結を防止する間欠流動が可能な静音タイプの水洗便器を提供する。【解決手段】便器本体と、前記便器本体のボウル部に洗浄水を吐水するリム吐水口と、前記便器本体のトラップに沿って洗浄水を吐水するジェット口と、前記リム吐水口と前記ジェット吐水口へ洗浄水を供給する水道直圧式の洗浄水供給手段と、前記洗浄水供給手段の作動を制御する制御手段と、前記制御手段を作動させる操作手段と、を備えた水洗便器において、所定時間毎に前記リム吐水口と前記ジェット吐水口から同時に洗浄水を吐水して凍結を防止する流動モードを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器本体と、前記便器本体のボウル部に洗浄水を吐水するリム吐水口と、前記便器本体のトラップに沿って洗浄水を吐水するジェット口と、前記リム吐水口と前記ジェット吐水口へ洗浄水を供給する水道直圧式の洗浄水供給手段と、前記洗浄水供給手段の作動を制御する制御手段と、前記制御手段を作動させる操作手段と、を備えた水洗便器において、
所定時間毎に前記リム吐水口と前記ジェット吐水口から同時に洗浄水を吐水して凍結を防止する流動モードを備えたことを特徴とする水洗便器。
【請求項２】
前記流動モード時の前記ジェット吐水口から吐水する洗浄水の瞬間流量が１３Ｌ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項１記載の水洗便器。
【請求項３】
前記操作手段により前記流動モードを設定すると、第一回目の洗浄水吐水を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の水洗便器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リム吐水口とジェット吐水口を備えた水洗便器において、便器本体及び洗浄水流路内の残留水の凍結を防止する流動方式を備えた水洗便器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
便器本体の溜め水の凍結を防止する方法としては、流動方式と、ヒータによる保温方式がある。流動方式は、便器洗浄時に使用する流路に洗浄水を流し凍結を防止するもので、ヒータ保温方式は、洗浄水供給流路の水を抜き、ボウル面などの溜め水をヒータで加熱し凍結を防止するものである。なかでも流動方式は、水抜き作業を必要とせず使用者の作業が簡便であることより、便器本体の溜め水の凍結を防止する方法として、古くから多くの地域で実施されている。流動方式には、凍結が予想される場合、洗浄水を常時便器本体に供給する連続給水方式と、洗浄水を所定時間おきに便器本体に供給する間欠給水方式がある。
【０００３】
リム吐水口と、ジェット吐水口を備えた水洗便器における流動方式としては、例えば特許文献１に開示されているように、給水管に接続されて水を大流量で流動させる主水路と、給水管に接続された水を小流量で流動させえる副水路と、主水路を開閉可能なピストン弁体と、副水路を開閉可能な副弁体とを備えた開閉弁がある。便器洗浄を行う場合は、ピストン弁を開弁し主水路から洗浄水を供給し大流量で便器本体を洗浄し、便器本体内の溜め水などの凍結を防止する場合は、副弁を開弁し、副水路から洗浄水を供給し、小流量の洗浄水を常時流し便器本体内の溜め水などの凍結を防止する構成となっている。連続流動方式の課題である洗浄水の節水化の工夫がなされている。
【０００４】
リム吐水口と、ジェット吐水口を備えた水洗便器で間欠流動方式を開示した文献はないが、小便器においては、例えば特許文献２に開示されているように、温度センサーにて外気温度を自動検知し、フラッシュバルブ内の残留水の凍結を防止するために間欠流動を行うものがある。便器洗浄水用の洗浄水を吐出するフラッシュバルブを内蔵したボックス内にボックス近傍の温度を検知する温度センサーと、ボックス近傍の温度が所定温度以下に低下したとき、フラッシュバルブを開閉する電磁弁を間欠駆動し、フラッシュバルブの残留水を間欠的に流動させることによって、フラッシュバルブの残留水の凍結を防止するための間欠流動制御回路を備えたものである。副水路を備えることがなく、シンプルな構成で確実に凍結を防止でき、温度センサーにより間欠流動を行うため、不必要な間欠流動を実施することがなく、洗浄水の節水ができるように工夫されている。（例えば、特許文献２）
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−８１８２７号公報（図３参照）
【０００６】
【特許文献２】
特開平７−３１０３４６号公報（図５参照）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリム吐水口と、ジェット吐水口を備えた水洗便器において、間欠流動方式の開示がなく、単純に間欠流動を行うとジェット口からの吐水によりサイホンが発生しボウル部の溜め水が全て排水管に排出され、その時サイホン切れ音が発生する。一般に、便器本体及び給水路の溜め水の凍結を防止する間欠流動は、水洗便器を使用しない夜中に作動させることが多い。近年、サイホン切れ音の低減等の工夫がなされている水洗便器においても、暗騒音の低い夜中のサイホン切れ音は、ピーク値では、６５〜７０ｄＢ（Ａ）程度となるため、使用者及び近隣の住民の快適な眠りを阻害する恐れがある。
そこで、本発明では上記の問題点を解決するため、リム吐水口と、ジェット吐水口を備えた水洗便器において、サイホンを発生させずに便器本体及び給水路の凍結を防止する間欠流動が可能な静音タイプの水洗便器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用、効果】
本発明の水洗便器は、便器本体と、前記便器本体のボウル部に洗浄水を吐水するリム吐水口と、前記便器本体のトラップに沿って洗浄水を吐水するジェット口と、前記リム吐水口と前記ジェット吐水口へ洗浄水を供給する水道直圧式の洗浄水供給手段と、前記洗浄水供給手段の作動を制御する制御手段と、前記制御手段を作動させる操作手段とを備え、所定時間毎に前記リム吐水口と前記ジェット吐水口から同時に洗浄水を吐水して凍結を防止する流動モードを備えたことを特徴とする。
【０００９】
リム吐水口と、ジェット吐水口から同時に洗浄水を吐水することにより、水道直圧式の洗浄供給手段は給水配管の影響を受け、ジェット吐水口から吐水される瞬間流量は、ジェットのみを吐水する場合よりも低下するため、サイホンが起きにくくなり、流動モード時のサイホン音の発生を抑制することができる。更に、リム吐水流路と、ジェット吐水流路に同時給水を行うことにより、１回の給水時間を短縮することができ、凍結防止に使用する洗浄水の節水化も図れる。
【００１０】
本発明の好ましい形態としては、前記流動モード時の前記ジェット吐水口から吐水する洗浄水の瞬間流量を１３Ｌ／ｍｉｎ以下になるようにする。
ジェット吐水口からの瞬間流量を１３Ｌ／ｍｉｎ以下にすることにより、一般的なサイホンジェット式便器において、サイホン発生を確実に抑制することができ、より好ましい形態といえる。
【００１１】
また、本発明の好ましい形態としては、前記操作手段により前記流動モードを設定すると、第一回目の洗浄水吐水を行うようにする。
流動モードが作動したことを使用者にＬＥＤの点灯、点滅で知らせる手段もあるが、流動モードの作動後、第一回目の洗浄水の吐水を速やかに行うことにより、使用者は、流動モードの作動をより容易に認識することができ、安心感を与える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態である水洗便器を示す構成図、図２は図１に示す水洗便器を構成する便器本体と洗浄水供給手段の構成図、図３は便器本体の一部切り欠き平面図、図４は図１に示す水洗便器における洗浄の過程を示すタイミングチャート、図５は図１に示す水洗便器の流動モードの洗浄水吐水過程を示すタイミングチャートである。
【００１３】
本実施形態の水洗便器は、便器本体１と、便器本体１に洗浄水を供給する開閉弁３７と、ボウル給水路９とトラップ給水路８へ洗浄水を分配する流路切替弁３８と洗浄水の流量を略一定に維持する定流量弁１１からなる洗浄水供給装置２と、洗浄水供給装置２の作動を制御する制御手段３６と、制御手段を作動させるための操作手段３５と、から構成されている。
【００１４】
便器本体１には、ボウル部３へ洗浄水を吐水するリム吐水口４と、ボウル部３内の汚物を排出するトラップ５と、トラップ５に洗浄水を吐水するジェット吐水口６と、トラップ５とボウル部６を区画するための隔壁７が設けられ、隔壁７の下縁部より排水方向Ｄ寄りにジェット吐水口６が配設されている。又、便器本体１の空洞部には、給水源である水道管から送水される水道水を洗浄水としてジェット吐水口６へ供給するトラップ給水路８と、リム吐水口４へ供給するボウル給水路９などを備えている。
【００１５】
洗浄水供給装置２は、水道管から送給される水道水を導入する導入管１０と、導入管１０内に配置され水道水の供給圧力に応じて開度を調整し略一定の瞬間流量とする定流量弁１１と、導入管１０から導入される水道水をトラップ給水路８、ボウル給水路９へ供給及び分配する流路開閉切替弁１２と、流路開閉切替弁１２で分配された水道水をそれぞれトラップ給水路８、ボウル給水路９へ送給するトラップ給水ポート１３及びボウル給水ポート１４と、大気を導入するためにトラップ給水ポート１３及びボウル給水ポート１４にそれぞれ配置されたバキュームブレーカ１５、１６などを備えており、操作手段の出水命令に基づいて、ボウル給水路９への送水とトラップ給水路８への送水とを時間を隔てて順番に開始し、その後、送水を停止する機能を有している。
【００１６】
流路開閉切替弁１２には、図示しないモータによって、駆動軸１７と共に時計回り、反時計回りに回動するカム１８及び図示しないモータによって時計回り、反時計回りに回動する扇形の切替弁体１９が設けられ、切替弁体１９の収納された洗浄水配分室２０の下方には、導水管１０からの導入経路を開閉するダイヤフラム式主弁２１と、主弁２１の中心に立設された弁軸２２と、弁軸２２に連結されたパイロット弁２３と、パイロット弁２３が収納され水道管からの水圧によって主弁２１を開閉させる圧力室２４などが設けられている。
【００１７】
次に、便器の洗浄動作について説明する。
図１に示す水洗便器において、操作手段３５の洗浄スイッチ３９を押し、制御手段３６から洗浄水供給装置２に出水命令が送信されると、図示しないモータが作動して駆動軸１７が時計回りに回転を始め、駆動軸１７とともにカム１８が時計回りに回転し、カム１８が弁軸２２に当接してこれを傾斜させることでパイロット弁２３を開き、これによって圧力室２４内の圧力が逃がされて主弁２１が開くので、導水管１０から洗浄水分配室２０内へ水道水が導入される。
【００１８】
更に、切替弁体１９はトラップ給水ポート８への出水口２５を閉止しているので、洗浄水分配室２０に導入された水道水はボウル給水ポート１４への出水口２６への流れ込みバキュームブレーカ１６を押し上げてボウル給水ポート１４からボウル給水路９へ送り込まれ、便器本体１のリム部２７を周回しながらボウル部３へ落下していくことによってリム部２７とボウル部３の洗浄が行われる。
【００１９】
その後、切替弁体１９は図示しないモータによって更に時計回りに回転し、トラップ給水ポート１３の出水口２５を開放し、ボウル給水ポート１４の出水口２６を閉止した時点で停止するので洗浄水分配室２０内へ導入された水道水は、トラップ給水ポート１３の出水口２５に流れ込んでバキュームブレーカ１５を押し上げてトラップ給水路８へ流入し、便器本体１のジェット吐水口６からトラップ５に向かって洗浄水として吐水される。ジェット吐水口６からトラップ５への洗浄水吐水が一定時間継続されると、トラップ５にサイポン作用が発生し、これによってボウル部３内の汚物は、溜水と共に排出される。
【００２０】
ジェット吐水口６からの洗浄水の吐水が一定時間行われた後、切替弁体１９は反時計回りに回転し、トラップ給水ポート８の出水口２５を閉止すると共に、ボウル給水路ポート１４の出水口２６を開放するので、洗浄水分配室２０内へ導入された水道水は再びボウル給水ポート１４の出水口２６へ流れ込み、ボウル給水路９を通ってリム吐水口４から吐水され、便器本体１のボウル部３に洗浄水が給水される。
【００２１】
更に、リム吐水口４からの洗浄水の吐水が一定時間行われた後、切替弁体１９は、図示しないモータにより反時計回りに回転し、カム１８と弁軸２２と離れパイロット弁２３が閉じる。パイロット弁２３が閉じると、圧力室２４内の水圧が上昇し主弁２１が閉じるので、導水管１０からの洗浄水の供給が止まり、便器洗浄に関する洗浄水供給装置２の作動が全て完了する。
【００２２】
水洗便器の便器洗浄過程におけるパイロット弁２３の瞬間流量と時間及びボウル給水、トラップ給水の瞬間流量と時間との関係を図示すると、図４に示すタイミングチャートとなる。図４に示すように、出水命令があると、パイロット弁２３が開弁し、ボウル給水が始まり、Ｔ１秒後、ボウル給水が止まり、トラップ給水が始まる。更に出水命令からＴ２秒後、トラップ給水が止まり、ボウル給水が始まり、出水命令からＴ３秒後、パイロット弁２３が閉弁する。更に出水命令からＴ４秒後リム給水が止まり全ての便器洗浄水の吐水シーケンスが終了する。パイロット弁２３の閉弁から給水が止まるまでの時間は、圧力室２４の水圧が十分上昇するまでの間、主弁２１が閉じないことよる給水であり、導水管１０の水圧条件により多少ばらつくことがある。
【００２３】
尚、便器の洗浄終了後は、従来の水洗便器などと同様に、衛生上の対応から洗浄水供給装置２に設けられたバキュームブレーカ１５、１６によってトラップ給水路８及びボウル給水路９に空気が導入され、トラップ５及びボウル部３内の溜水と給水源は導水管１０との連通が遮断された状態となる。
【００２４】
次に、水洗便器の便器本体内１及び洗浄水供給装置２内に残留された残留水の凍結を防止する流動モードについて説明する。
図１の水洗便器において、操作手段３５の流動スイッチ４０を押し、制御手段３６から洗浄水供給装置２に流動命令が送信されると、図示しないモータが作動して駆動軸１７が時計回りに回転を始め、駆動軸１７と共にカム１８が時計回りに回転し、カム１８が弁軸２２に当接してこれを傾斜させることでパイロット弁２３を開き、これによって圧力室２４内の圧力が逃がされて主弁２１が開くので、導水管１０から洗浄水分配室２０内へ水道水が導入される。
【００２５】
更に、切替弁体１９はトラップ給水ポート１３への出水口２５と、ボウル給水ポート１４の出水口２６を共に開口した位置で止まるため、洗浄水分配室２０に導入された水道水は出水口２５、２６への流れ込みバキュームブレーカ１５、１６を押し上げてトラップ給水ポート１３とボウル給水ポート１４とから、各々トラップ給水路８、ボウル給水路９へ送り込まれ、便器本体１のジェット吐水口６と、リム吐水口４から洗浄水が吐水される。
【００２６】
ジェット吐水口６とリム吐水口４からの洗浄水を一定時間吐水後、切替弁体１９は、図示しないモータにより反時計回りに回転し、カム１８が弁軸２２と離れパイロット弁２３を閉じる。パイロット弁２３が閉じると、圧力室２０内の水圧が上昇し主弁２１が閉じるので、導水管１０からの洗浄水の供給が止まり、流動モードにおける洗浄水供給装置２の第一回目の作動が全て完了する。第一回目の流動モードから約１０分間隔に流動命令が洗浄水供給装置２に送信され、同様な給水を行い、便器本体内２及び、導水管１０からリム吐水口４及びジェット吐水口６の洗浄水供給流路の凍結防止する仕組みになっている。
【００２７】
操作手段３５の流動スイッチ４０を押し、制御手段３６から洗浄水供給装置２に流動命令が送信されると、すぐに第一回目の流動モードが作動するため、使用者は流動モードの作動をより容易に認識することができ、使用者に安心感を与える効果がある。流動モードが作動したことを使用者にＬＥＤの点灯、点滅で知らせる方法もあるが、視覚以外でも認識ができることより、高齢者の方には優しい認識方法であるといえる。
【００２８】
水洗便器の流動モード過程におけるパイロット弁２３の瞬間流量と時間、及びボウル給水、トラップ給水の瞬間流量と時間の関係を図示すると図５に示すタイミングチャートとなる。流動命令があると、パイロット弁２３が開弁し、トラップ給水とボウル給水が同時に始まり、流動命令からＴ５秒後、パイロット弁２３が閉弁する。更に出水命令からＴ６秒後、トラップ給水とボウル給水が同時に止まり流動モードにおける一回の吐水シーケンスが終了する。パイロット弁２３の閉弁から給水が止まるまでの時間は、圧力室２０の水圧が十分上昇するまでの間、主弁２１が閉じないことよる給水であり、導水管１０の水圧条件により多少ばらつくことがある。
【００２９】
このとき、ジェット吐水口６から吐水される洗浄水の瞬間流量Ｑｊｂは、水道圧が低い場合は、水道水の給水管の影響を受け、便器洗浄過程でのジェット吐水口６から吐水される瞬間流量Ｑｊａより小さくなる。又、水道圧が高い場合も、導入管１０に配設された定流量弁１１により、リム吐水口４から吐水される瞬間流量Ｑｒｂとジェット吐水口６から噴出される瞬間流量Ｑｊｂの和は、略一定値Ｑｔに維持さるため、必ずＱｊｂは、Ｑｊａより小さくなる。トラップ５の径にもよるが、Ｑｊｂが所定の値になると、ボウル３部の溜水を巻き込こむエジェクタ効率が低下し、ジェット吐水口６から洗浄水を吐水させてもトラップ５でサイホンは発生せず、サイホン切れ時に生じる６５〜７０ｄＢ（Ａ）程度の不快な音をなくすことができる。
【００３０】
便器本体１及び導水管１０からリム吐水口４及びジェット吐水口６までの洗浄水供給流路の凍結防止をする間欠吐水は、水洗便器を使用しない夜中に作動させることが多く、暗騒音の低い夜中に７０ｄＢ（Ａ）程度サイホン切れ音が生じると、使用者及び近隣の住民の快適な眠りを阻害する恐れがあり、上記のような構成は、別流路を備えることなく、モータの制御を変更するだけで、効果的にサイホン発生を抑制することができ非常に有効な手段である。
【００３１】
図１の水洗便器におけるサイホン発生を生じさせないトラップ給水の限界流量を試験結果を下記の表１に示す。また、この試験装置を図６に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
試験装置は、便器本体１とトラップ給水路８と接続された第一流路２８と、ボウル給水路９と接続された第二流路２９からなり、第一流路２８には、トラップ給水路８の瞬間流量を設定す絞り弁３０と、導水管１０から便器本体１のトラップ流路８に洗浄水を供給する開閉弁３１と瞬間流量を測定する瞬間流量計３２を備えられている。又、第二流路２９は、導水管１０から便器本体１のボウル３部に洗浄水を供給する開閉弁３３を備えている。試験は、まず瞬間流量の設定から始まる。第一流路２８の開閉弁３１を全開にしてトラップ給水路８に洗浄水を通水させ、絞り弁３０にて瞬間流量を設定し開閉弁３１を閉じる。次に第二流路２９の開閉弁３３を開弁させ、便器本体１のボウル３ＷＬまで十分な洗浄水を供給し、ボウル３部の溜め水をつくり、開閉弁３３を閉じる。最後に第一流路２８の開閉弁３１を全開にしてトラップ給水を行い、サイホン発生によりボウル部３の水排出されるか否かを目視にて確認するものである。
【００３４】
上記表１は、この装置を使用しトラップ給水の瞬間流量を０．５Ｌ／ｍｉｎ毎に変更し、サイホン発生限界流量を測定した結果である。ジェット吐水口６の口径は略φ７程度であり吐水流速に換算すると、略０．２２ｍ／ｓ毎に評価したことになる。サイホン発生の限界流量は、ジェット給水によりボウル部３の溜め水をエジェクタ効果により巻き込み瞬間流を増量させる必要があり、主に水洗便器のトラップ５の径とジェット吐水口６の口径の比、トラップ給水の瞬間流量（流速）により、エジェクター能力が決定することが容易に想像できる。今回の試験では、ジェット吐水口６の口径は略φ７に固定し、トラップ径をφ５５、φ６０で実施した結果であるが、現実的には、水洗便器のトラップ径は、汚物の詰まりを考慮するとφ５５〜φ６０程度が限界であり、ジェット吐水口径を略φ７程度に設定した場合のサイホン発生を抑える流量値の指標と言える。
【００３５】
今回の試験結果に加え便器本体１の形状ばらつきなどを考慮し、流動モード時にサイホンを発生させないためには、トラップへの給水流量は１３Ｌ／ｍｉｎ以下に設定することが、好ましいと容易に想像される。図１の水洗便器においては、定流量弁１１を備え、給水圧力が変化しても、瞬間流量を略２０Ｌ／ｍｉｎになるよう設計されており、流動モード時は、ボウル給水ポート１４への出水口２６の開口断面積とトラップ給水ポート１３への出水口２５の開口断面積が、ほぼ同じになる位置で切替弁体１９を停止させれば、容易にトラップ給水の瞬間流量を１３Ｌ／ｍｉｎ以下にすることができる。
【００３６】
流動モードの操作手段としては、上記のようにリモコンなどの操作部に設けたスイッチを押すマニュアル操作方式でも良いし、周囲温度を温度センサーなどで検出して流動モードを自動的に作動させる自動作動方式でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の水洗便器の構成図
【図２】本発明に係る実施形態の便器本体と洗浄水供給装置の構成図
【図３】図２に示す便器本体の一部切り欠き平面図
【図４】本発明に係る実施形態の水洗便器の便器洗浄の過程を示すタイミングチャート
【図５】本発明に係る実施形態の水洗便器の流動モードの洗浄水吐水の過程を示すタイミングチャート
【図６】本発明に係る実施形態の水洗便器のサイホン限界流量の測定用試験装置の構成図
【符号の説明】
１…便器本体
２…洗浄水供給装置
３…ボウル部
４…リム吐水口
５…トラップ
６…ジェット吐水口
７…隔壁
８…トラップ給水路
９…ボウル給水路
１０…導入管
１１…定流量弁
１２…流路開閉切替弁
１３…トラップ給水ポート
１４…ボウル給水ポート
１５、１６…バキュームブレーカ
１７…駆動軸
１８…カム
１９…切替弁体
２０…洗浄水分配室
２１…主弁
２２…弁軸
２３…パイロット弁
２４…圧力室
２５、２６…出水口
２７…リム部
２８…第一流路
２９…第二流路
３０…絞り弁
３１、３３、３７…開閉弁
３２…瞬間流量計
３５…操作手段
３６…制御手段
３８…流路切替弁
３９…洗浄スイッチ
４０…流動スイッチ
【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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