(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溜水を貯留する便鉢と該便鉢に連通する上昇部と堰と下降部とからなるトラップ排水路を備え、給水源からの水を吐出し該トラップ排水路から該溜水を排出させる洗浄機構を具備した水洗便器において、
該洗浄機構を使用した該水洗便器洗浄時において該トラップ上昇部を流動する流動水の速度分布を制御するために、該トラップ排水路の入口から該トラップ排水路上昇部の内面上壁に沿って速度場制御水を吐水する制御吐水部を該トラップ排水路入口の内面上壁に設け、溜水面の降下に伴いトラップ排水路入口からトラップ内面の上壁に沿って空気が侵入しようとする際に、前記制御吐水部より速度場制御水を吐水することを特徴とする水洗便器。
【請求項２】
前記洗浄機構が前記便鉢上面から洗浄水を吐水するリム吐水機構と前記トラップ排水路の入口に向けて洗浄水を吐水するゼット吐水機構とから構成され、前記制御吐水部が前記トラップ排水路上昇部内面の上壁に沿って吐水を行うことを特徴とする請求項１記載の水洗便器。
【請求項３】
前記制御吐水部が複数の吐水孔を有し、該吐水孔から吐水される洗浄水の吐水流量がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の水洗便器。
【請求項４】
前記洗浄機構への給水源とは異なった給水源を前記制御吐水部が備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の水洗便器。
【請求項５】
前記洗浄機構の吐水タイミングとは異なる吐水タイミングで制御吐水部の吐水タイミングを制御するための制御部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の水洗便器。
【請求項６】
前記水洗便器の洗浄状態を検知するセンサーを備え、検知信号を前記制御部へ伝達し、該検知信号をもとに該制御部の吐水開始と吐水終了を制御することを特徴とする請求項５記載の水洗便器。
【請求項７】
前記洗浄状態は溜水面の水位変化であり、前記センサーが溜水面の水位変化を検知する水位検知センサーであることを特徴とする請求項６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、サイホン便器の改良に関し、詳しくはサイホン終了時に発生する破封音を低減することにより、洗浄騒音がきわめて小さいサイホン便器を提供することを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
サイホン便器は供給した洗浄水により一時的に排水路内を満水状態にすることによりサイホン作用を生起させ、便鉢内の汚物を洗浄水とともに一気に排出するものであり、洗浄能力に優れ、溜水面を広くとることができることから汚れが付着しにくいという利点を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般のサイホン便器にあっては、サイホン作用の終了時に水封が切れて排水路内に空気を取り込むがその際に破封音が生じ、これが洗浄騒音の一因となっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、破封音を低減するための手段を提供するものである。本発明がかかる目的のための採用する方法の特徴とするところは、便鉢内へ洗浄水を供給し、サイホン作用を発生させたのち溜水面が低下し、トラップ排水路内に空気が侵入する際の空気侵入部周辺の洗浄水速度分布を制御することである。
通常の便器においてはサイホン作用によりトラップ内を洗浄水が流動するとトラップ管内中心部で流動する速度が速く、トラップ壁面付近ではほとんど流動しない。このためにトラップ管の断面において速度分布を生じる。
サイホン発生により水面が低下し、トラップ排水路内に空気が侵入する際に水に比べて空気の比重が軽いために空気はトラップ内面の上壁に沿って侵入しようとする。トラップの壁付近では速度差が大きく、速度分布の傾斜が大きいために侵入した空気先端に対して剪断しようとする力を生じる。この剪断により空気先端部が引きちぎられ気泡を発生し、気泡が振動することで騒音が発生する。
トラップ排水路内面に沿って制御水を吐水することでこの速度分布の傾斜を緩和し、空気先端部に作用する剪断の力を低減することで、気泡の発生を抑制し、気泡振動を低減することで、発生する騒音を抑えることができる。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、洗浄機構が便鉢上面から洗浄水を吐水するリム吐水機構とトラップ排水路の入口に向けて洗浄水を吐水するゼット吐水機構とから構成され、制御吐水部がトラップ排水路上昇部内面の上壁に沿って吐水を行う。
リム吐水機構で便鉢内面を洗浄するとともに、ゼット吐水機構で確実にサイホンを起こすことができる。サイホン発生とともに溜水面が低下し、空気がトラップ排管上昇部内壁上面に沿って侵入を開始する。制御吐水部を内面の上壁に設置することで上壁に沿って侵入しようとする空気先端部への剪断力を少なくすることができる。
これにより発生する騒音を抑えることがことができる。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、制御吐水部が複数の吐水孔を有し、吐水孔から吐水される洗浄水の吐水流量がそれぞれ異なる。
リムから吐水されるリム吐水の角度や方向により便鉢に貯留された溜水の旋回流速度が異なる。この影響を受けてトラップ入口に吸い込まれる洗浄水の幅方向の速度が差異を持つために、これに合わせて各吐水孔からの吐水流量に分布を待たせることでトラップ幅方向での速度分布の傾斜を緩和することができる。
これにより発生する騒音を抑えることができる。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、洗浄機構への給水源とは異なった給水源を制御吐水部が備える。
洗浄機構への給水源が密結式タンクの場合はタンクから洗浄機構への給水により時間がたつにつれタンクヘッドが低下するため、制御吐水部の吐水量も時間とともに減少する。そこで、制御吐水部へ専用の加圧給水源を設けることで、一定量の吐水を長時間にわたって維持することができる。
ここでいう加圧給水源は、水頭圧が約２５０ｍｍ程度の便器載置型の洗浄水貯留タンクでは得られない給水圧（元圧）を呈するものの総称を意味する。よって、本発明の加圧給水源は、水道管等の加圧給水管の他、家屋屋上・ビル屋上等のように便器載置型に比して大きな水頭圧を持って洗浄水給水が可能なものを含む。またポンプによる給水でもよい。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、洗浄機構の吐水タイミングとは異なる吐水タイミングで制御吐水部の吐水タイミングを制御するための制御部を備える。
制御吐水部からの吐水が騒音の抑制に効果を発揮するのは空気がトラップ入口に侵入する時であるため、それにあわせて制御吐水を実施すればよい。
これにより、制御吐水部から吐水する水を節約することができる。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、水洗便器の洗浄状態を検知するセンサーを備え、検知信号を前記制御部へ伝達し、該検知信号をもとに該制御部が前記制御部の吐水開始と吐水終了を制御する。
これにより、洗浄状態と連動して吐水することができる。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、洗浄状態は溜水面の水位変化であり、センサーが溜水面の水位変化を検知する水位検知センサーである。
これにより、水位と連動して吐水することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を説明する。図１は本発明に係る水洗便器の断面図である。図２は制御吐水部の拡大図である。
図１に示すように、水洗便器本体１は、溜水を貯留する便鉢２と、一端が便鉢２の底部に連通し、他端が図示しない外部排出管に接続した上昇部と堰と下降部とからなるリバースタイプのＳトラップ３と、バルブユニット４とを備えている。バルブユニット４には給水配管５が接続されており、加圧給水源から洗浄水を供給される。洗浄水はバルブユニット４を経由して、ゼット配管６を通りトラップ３の入口に向けて洗浄水を吐水するように設置されたゼット孔７から吐水されるとともに、リム配管８を通りリム９から吐水される。また、バルブユニット４には制御吐水配管１０が接続され、制御吐水部１１へ洗浄水を供給する。バルブユニット４は洗浄スイッチ１２からの信号により動作を行う。
【００１２】
本実施例に係る水洗便器の動作を説明する。
便器利用者が、スイッチ１２を操作すると、バルブユニット４はゼット配管６、リム配管８、制御水吐水配管１０への洗浄水供給を開始する。リム配管８の洗浄水がリム９から吐水されることにより便鉢２を洗浄するとともに便鉢２に貯留された溜水の溜水面が上昇し、ゼット配管６の洗浄水がゼット孔７からトラップ３の入口に向けて吐水されることによりトラップ３の上昇管内の水が急激に押し上げられ、下降管を充満することでサイホンが発生する。サイホンが発生すると溜水面が低下していき、溜水面がトラップ入口の上面付近まで降下すると、空気がトラップ内に侵入を開始する。一般のサイホン便器においては図３に示すよな速度分布を持ち空気侵入部では速度勾配が大きくなっているが、制御吐水部１１から制御水の吐水が実施されることにより図４に示すように空気侵入部での速度勾配が緩和され、空気先端部に作用する剪断力は小さくなる。このように制御吐水部１１から制御水の吐水が実施されることにより、速度場の傾斜が緩和され、サイホン切れ時に空気がトラップに侵入する際に発生する騒音を低減することができる。所定時間経過後バルブユニット４は給水を停止し、洗浄動作が終了する。
【００１３】
次にまた別の実施例を示す。図５は本発明に係る水洗便器の断面図である。図６は制御吐水部の拡大図である。
図５に示すように、水洗便器本体１は、溜水を貯留する便鉢２と、一端が便鉢２の底部に連通し、他端が図示しない外部排出管に接続した上昇部と堰と下降部とからなるリバースタイプのＳトラップ３と、バルブユニット４とを備えている。バルブユニット４には給水配管５が接続されており、加圧給水源から洗浄水を供給される。バルブユニット４は洗浄スイッチ１２からの信号により動作を行う。洗浄水はバルブユニット４を経由して、ゼット配管６を通りトラップ３の入口に向けて洗浄水を吐水するように設置されたゼット孔７から吐水されるとともに、リム配管８を通りリム９から吐水される。また、バルブユニット４には制御吐水配管１０が接続され、制御吐水配管１０の途中には弁体１３が設置され制御吐水部１１へ洗浄水を供給する。弁体１３には弁体駆動装置１４が設置されている。弁体駆動装置１４は演算機能を内蔵した制御部１５からの信号を受けて開閉動作を実施する。トラップ３の頂部には圧力検知センサー１６が設置されており、圧力検知信号は制御部１５に伝えられる。
【００１４】
本実施例に係る水洗便器の動作を説明する。
便器利用者が、スイッチ１２を操作すると、バルブユニット４はゼット配管６、リム配管８への洗浄水供給を開始する。リム配管８の洗浄水がリム９から吐水されることにより便鉢２を洗浄するとともに便鉢２に貯留された溜水の溜水面が上昇し、ゼット配管６の洗浄水がゼット孔７からトラップ３の入口に向けて吐水されることによりトラップ３の上昇管内の水が急激に押し上げられ、下降管を充満することでサイホンが発生する。圧力検知センサー１６はトラップ３内の圧力変化を検知し演算機能を内蔵した制御部１５に信号を伝達している。サイホンが発生すると溜水面が低下していき、溜水面がトラップ入口の上面付近まで降下すると、空気がトラップ内に侵入を開始する。圧力検知センサー１６からの信号を受けて制御部１５に内蔵された演算機能が空気のトラップ内に侵入を開始する時間とサイホンが終了する時間を計算する。その演算結果にのっとり制御部１５は弁体駆動装置１４に開信号と閉信号を送る。弁体駆動装置１４は弁体１３の開閉をおこない制御吐水部１１からの吐水開始と吐水終了を実施する。これによりサイホン切れ時にトラップに侵入する際に発生する騒音を低減することができる。所定時間経過後バルブユニット４は給水を停止し、洗浄動作が終了する。
【００１５】
次にまた別の実施例を示す。図７は本発明に係る水洗便器の断面図である。図８は制御吐水部の拡大図である。
図７に示すように、水洗便器本体１は、溜水を貯留する便鉢２と、一端が便鉢２の底部に連通し、他端が図示しない外部排出管に接続した上昇部と堰と下降部とからなるリバースタイプのＳトラップ３と、洗浄水貯留タンク１８とを備えている。洗浄水は洗浄水貯留タンク１８から、ゼット配管６を通りトラップ３の入口に向けて洗浄水を吐水するように設置されたゼット孔７から吐水されるとともに、リム配管８を通りリム９から吐水される。洗浄水貯留タンクは洗浄スイッチ１２からの信号により動作を行う。制御吐水配管１０は加圧給水源から洗浄水を供給される。制御吐水配管１０の途中には弁体１３が設置され制御吐水部１１へ洗浄水を供給する。制御吐水部１１には複数の吐水孔があり、便鉢内溜水の旋回に応じた流量にあらかじめ吐水量分布が調整されている。弁体１３には弁体駆動装置１４が設置されている。弁体駆動装置１４は演算機能を内蔵した制御部１５からの信号を受けて開閉動作を実施する。便鉢２には水位検知センサー１７が設置されており、水位検知信号は制御部１５に伝えられる。
【００１６】
本実施例に係る水洗便器の動作を説明する。
便器利用者が、スイッチ１２を操作すると、洗浄水貯留タンク１８はゼット配管６、リム配管８への洗浄水供給を開始する。リム配管８の洗浄水がリム９から吐水されることにより便鉢２を洗浄するとともに便鉢２に貯留された溜水の溜水面が上昇し、ゼット配管６の洗浄水がゼット孔７からトラップ３の入口に向けて吐水されることによりトラップ３の上昇管内の水が急激に押し上げられ、下降管を充満することでサイホンが発生する。水位検知センサー１７は便鉢２の溜水の溜水面の水位変化を検知し演算機能を内蔵した制御部１５に信号を伝達している。サイホンが発生すると溜水面が低下していき、溜水面がトラップ入口の上面付近まで降下すると、空気がトラップ内に侵入を開始する。水位検知センサー１６からの信号を受けて演算部１５に内蔵された演算機能が空気のトラップ内に侵入を開始する時間とサイホンが終了する時間を演算する。その演算結果にのっとり制御部１５は弁体駆動装置１４に開信号と閉信号を送る。弁体駆動装置１４は弁体１３の開閉をおこない制御吐水部１１からの吐水開始と吐水終了を実施する。これによりサイホン切れ時にトラップに侵入する際に発生する騒音を低減することができる。所定時間経過後洗浄水貯留タンク１８は給水を停止し、洗浄動作が終了する。
【００１７】
【発明の効果】
上記説明から分かるように、本発明に係るサイホン便器においては、サイホン切れ時に空気が侵入する際に発生する騒音を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る水洗便器の断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る制御吐水部の拡大図である。
【図３】通常のサイホン便器のトラップ入口速度分布である。
【図４】本発明の実施例に係るトラップ入口速度分布である。
【図５】本発明の実施例に係る水洗便器の断面図である。
【図６】本発明の実施例に係る制御吐水部の拡大図である。
【図７】本発明の実施例に係る水洗便器の断面図である。
【図８】本発明の実施例に係る制御吐水部の拡大図である。
【符号の説明】
１…水洗便器本体
２…便鉢
３…トラップ
４…バルブユニット
５…給水配管
６…ゼット配管
７…ゼット孔
８…リム配管
９…リム
１０…制御吐水配管
１１…制御吐水部
１２…洗浄スイッチ
１３…弁体
１４…弁体駆動装置
１５…制御部
１６…圧力検知センサー
１７…水位検知センサー
１８…洗浄水貯留タンク
【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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