JP4613792B2 - 水洗便器 - Google Patents

Description

本発明は、水洗便器に関し、詳しくは複数個の便器の洗浄操作がほぼ同時になされた場合において外部排水管内の圧力変動を小さく抑えるようにするための技術に関するものである。

従来、ビルやマンションのような多層階の建物において、各階に設置された便器、浴槽、台所流し台、洗面台、洗濯パン等の各トラップ部からの排水をそれぞれ共通する排水横引管に配管し、さらに排水立て管を経て自然流下方式で下水本管に排水するものが一般的に知られている（例えば特許文献１参照）。

上記特許文献１に見られる従来例において、仮りに複数個の便器の洗浄操作ががほぼ同時になされた場合は、各トラップ部からの排水が共通の排水横引管に一気に流入することとなり、これにより排水横引管内に負圧が発生して圧力変動が大きくなるため、同じ排水横引管に接続されている他の排水トラップ（例えば洗濯パンの排水トラップ）の封水が切れてしまうとか、水が排水トラップを逆流して噴き出す噴出し現象が発生してしまう可能性がある。

そこで、本発明者らは、本発明に至る過程で、外部排水管への負荷を低減させる手段として、ロータンクから便器内に供給される洗浄水の総水量を減らすようにしたり、或いはロータンクへの給水用の給水バルブを絞ったりして、総水量を減らすことで負圧を調整する方式を考えた。しかしながらこの方式では総水量は減少するものの、便器洗浄の際に外部排水管内での圧力変動を十分に抑えることができないものであった。
特開平１１−１５２７８３号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、便器の洗浄操作による外部排水管内の圧力変動を抑えることができ、複数個の便器の洗浄操作がほぼ同時になされた場合でも、他の排水トラップの封水切れとか噴出し現象の発生を防止できるようにした水洗便器を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するために本発明は、便器１内に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、上記便器１内の後壁下部側に設けられて上記便器１内に溜水３を溜めるためのトラップ部４と、便器洗浄の際に上記便器１内の溜水３を外部排水管７に排水する排水制御手段６とを備えた水洗便器において、上記排水制御手段６は、上記トラップ部４を上下に回転させるモータ９と、このモータ９を時間制御するタイマー１１を内蔵した制御回路６ａとを備え、便器洗浄の際に洗浄操作部１２からの操作信号が上記制御回路６ａに入力されると、上記制御回路６ａは上記タイマー１１にて予め設定された時間だけ一時的に上記トラップ部４を下向きＭ１に小回転させることで上記便器内の溜水の一部を予め排出させる予備排出を実行し、その後、トラップ部４を一旦停止状態とし、さらに予備排出から一定時間経過後に、上記トラップ部４を再度下向きＭに回転させることで残りの溜水を排出させる本排出を実行するように構成されていることを特徴としている。

しかして、便器洗浄に先だって便器１内の溜水３の容量を減じる予備排出を予め行なうことにより、便器洗浄時の瞬時排出量を減少できるようになり、これにより外部排水管７内の負圧の発生を抑えることができ、圧力変動による他の排水トラップの封水切れとか噴出し現象の発生を防止できるようになる。

また、上記外部排水管７が、複数個の便器１の各トラップ部４がそれぞれ連結される共通の排水横引管７ａからなるのが好ましく、この場合、複数個の便器洗浄操作がほぼ同時になされた場合でも、各便器１ごとにおいて便器洗浄時の瞬時排出量をそれぞれ減少させることができるので、排水横引管７ａ内の圧力変動を抑えることができ、集合住宅のような建物に好適となる。

また、上記外部排水管７は、多層階の建物の上下階に各々設置される複数個の便器１の各トラップ部４がそれぞれ連結される共通の排水立て管７ｂからなるのが好ましく、この場合、各階ごとで便器洗浄操作がほぼ同時になされた場合でも、各階ごとの瞬時排出量をそれぞれ減少させることができるので、排水立て管７ｂ内の圧力変動を抑えることができ、多層階の建物に好適となる。

本発明は、便器洗浄の際に便器内の溜水の一部を予め排出させる予備排出と、予備排出から一定時間経過後に残りの溜水を排出させる本排出との２段階動作を実行するための排水制御手段を備えることにより、簡易に便器洗浄の際の外部排水管内の負圧の発生を抑えることができ、外部排水管内の圧力変動による悪影響、例えば他の排水トラップの封水切れとか噴出し現象の発生を防止できる効果が得られる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

図１はターントラップ式便器１Ａの一例を示し、図２は当該便器１Ａに備えられる排水制御手段６のブロック図を示している。

上記ターントラップ式便器１Ａは、ボウル部５を有する便器１と、便器１内に洗浄水を供給するロータンク８（図５）と、便器１内の後壁下部側に設けられて便器１内に一定の溜水３（封水）を溜めるための可動式のトラップ部４（以下「ターントラップ部４」という）と、便器洗浄の際に便器１内の溜水３を外部排水管７（図２）に排水する制御回路６ａとを備えている。

ちなみに、従来は便器洗浄の際に図８（ａ）→（ｂ）のように、ターントラップ部４を下向きに回転させることで溜水３を外部排水管７に一気に排水するものであるから、瞬時排出量が多くなり、特に複数個の便器１の洗浄操作がほぼ同時になされた場合には、外部排水管７に負荷を与えてしまう可能性がある。なお、図９は従来のタイムチャートであり、図中のＡはターントラップ部４を下向きに回転させる時間、Ｂはターントラップ部４を上向きに回転させる時間を示している。

そこで本発明においては、排水制御手段６は、便器１内の溜水３の一部を予め排出させる予備排出モードと、予備排出から一定時間経過後に残りの溜水３を排出させる本排出モードとの２段階動作を実行するように構成されている。

図２に示す例では、ターントラップ部４を上下に回転させるモータ９と、ターントラップ部４の最上位置と最下位置とをそれぞれ検知する検知センサ１０と、検知センサ１０からの検知信号に応じてモータ９を時間制御するタイマー１１を内蔵した制御回路６ａとを備えている。洗浄操作部１２からの操作信号が制御回路６ａに入力されると、制御回路６ａはタイマー１１にて予め設定された時間だけ一時的にターントラップ部４を下向きＭ１に小回転させる。これにより図１（ｂ）で示すように溜水３の一部だけが排出されて便器１内の溜水３の容量がＥに示す容量分だけ減少する。その後、ターントラップ部４を上向きに保って排水を一旦停止状態とし、さらに一定時間経過後に、本排出を行なう。つまりターントラップ部４を再度下向きＭに回転させることで図１（ｃ）に示すように、残りの溜水３を汚物と共に排出させて、便器洗浄が行なわれる。ここで、図３においてターントラップ部４の回転時間を制御することで予備排出と本排出とを行なう場合のタイムチャートを示しており、図中のＡ１、Ａ２はターントラップ部４を下向きに回転させる時間、Ｂはターントラップ部４を上向きに回転させる時間、Ｃは排水を一時的に停止させる時間を示している。なお予備排出時のターントラップ部４の下向きの時間（図３に示す時間Ｃ）を調整することで、予備排出のための排水量を容易に調整できるようになる。

しかして、便器洗浄を行なう前に、便器１内の溜水３の容量を減じる排出を予め行なうことで、本排出時における瞬時排出量を減少できる。従って、例えばビルとかマンションのような多層階の建物において、外部排水管７が複数個の便器１の各トラップ部４がそれぞれ連結される共通の排水横引管７ａである場合とか、或いは上下階の複数個の便器１の各トラップ部４がそれぞれ連結される共通の排水立て管７ｂである場合において、複数個の便器洗浄操作がほぼ同時になされたときでも、各便器１ごとにおいて便器洗浄時の瞬時排出量をそれぞれ減少させることによって、外部排水管７内の負圧の発生を抑えることができ、圧力変動による悪影響、例えば、共通の外部排水管７に接続される他の排水トラップ（例えば、洗濯パン用トラップ）の封水切れとか噴出し現象の発生を防ぐことが可能となる。

なお前記図３では、ターントラップ部４の回転時間を制御することで一時排水動作を行なう時間制御方式の一例を例示しているが、他の実施形態として、ターントラップ部４の上向きと下向きの間の横向き位置を検知することで一時排水動作を行なう位置検知制御方式とすることも可能である。その一例を図４のタイムチャートに示す。洗浄操作部１２からの操作信号が制御回路６ａに入力されると、制御回路６ａはターントラップ部４を上向きから下方に向けて回転させるが、横向き位置までくると横向き位置を検知する専用の検知センサから制御回路６ａに検知信号が送られ、制御回路６ａはモータ９の回転を図４中の時間Ｄだけ一時停止させる。これにより、ターントラップ部４は一時横向き姿勢で固定されるので、溜水３の一部だけがオーバーフローで排出されるようになる。これにより便器１内の溜水３の容量が図１（ｂ）のＥで示す容量分だけ減少する。その後、再びモータ９を回転させてターントラップ部４を横向きから下向きに回転させることで、残りの溜水３を排出させる本排出を行なうことができる。しかして本例では、ターントラップ部４を上向きから横向きに回転させて予備排出を行ない、さらに横向きから下向きに回転させて本排出を行なうので、前記図３のように予備排出時にターントラップ部４を下向きとし、さらに上向きに戻してから、再度下向きに回転させて本排出を行なうという複雑な動作が不要となるので、制御回路６ａの回路構造を簡素化できる利点がある。

なお、前記実施形態ではターントラップ式便器１Ａを例示したが、サイホン式便器１Ｂにおいても、予備排出と本排出との２段階動作を実行させることができる。図５はサイホン式便器１Ｂの一例を示し、図６は排水制御手段６のブロック図を示している。

図７に示すように、サイホン式便器１Ｂのトラップ部４は、ボウル部５の後壁５ｂ下部に開口したトラップ入口２１と、上方に向かって略逆Ｕ字状に屈曲したトラップ頂部２２と、外部排水管に連通するトラップ出口２３とが管状に一体形成されている。また、ボウル部５のトラップ入口２１が設けられる後壁５ｂと対向する前壁５ａ側に、トラップ入口２１側に向かって吐水孔４０を開設し、一方、ロータンク８の底面に通常設けられている主排出口とは別に副排出口を開設し、上記吐水孔４０と副排出口とを便器１の内部（ボウル部５と便器１外壁間の空間部分）に配置されるバイパス管１３を介して連結してある。副排出口は副電磁弁１４によって開閉される。先ず、洗浄操作部１２からの操作信号が制御回路６ａに入力されると、制御回路６ａはロータンク８の副電磁弁１４だけを、タイマー１１にて予め設定された時間だけ一時的に開く。これにより、ロータンク８内の洗浄水がバイパス管１３を通ってボウル部５内に図５（ａ）の矢印Ｆで示す方向に流れ込んで噴流水となり、これによって発生する波動によってボウル部５内の溜水３の一部が外部排水管へと排出される。

更に詳述すると、図５において、ロータンク８内の洗浄水３の一部がバイパス管１３を介して便器１の吐水孔４０からボウル部５内に噴出すると、これがトラップ入口２１へと向かう噴流水となり、このとき溜水３にはトラップ入口２１側に向かう波動が発生する。この波動に溜水３の一部が巻き込まれてトラップ頂部２２に向かって盛り上がるようになり、この盛り上がった水がトラップ出口２３へと排出されていく。このときの排水量は、ロータンク８から供給される水量分よりも多く、便器１内の溜水３の一部が含まれる。つまり、排水量は、ロータンク８からの水量と、溜水３の一部とを加えたものであるので、ロータンク８からの水の供給を停止した後は、便器１内の溜水３の水位は、元の水位Ｌ（図７）よりも図５のＥに示す容量分だけ減少した状態となる。これが予備排出であり、ボウル部５内の溜水３を減らすことで、その後の本排出時の瞬時排出量を減らすことを目的とするものである。更に言えば、通常のオーバーフロー排水や、サイホン式による排水とは異なる。オーバーフロー排水は、ボウル部５内の溜水３が増水したときにその増水分だけ溢れ出して排水されるので、排水前と排水後の溜水量は変化しないものであり、一方、サイホン式はトラップ部の排水路が満水とされたときに生じる引き込み力を利用して汚物と共に溜水３の殆どを排出する方式であり、これに対して、本発明の波動を利用した予備排出は、ボウル部５内に発生させた波動にボウル部５内の溜水３の一部を巻き込ませながらロータンク８から供給される水と一緒にトラップ頂部２２に盛り上がらせて排水させるものであるから、排水後でも溜水量が減少するものの一定の溜水量が確保されるものであり、この点で通常のオーバーフロー排水やサイホン式による排水とは相違している。

上記の予備排出後に、ロータンク８の副電磁弁１４を閉じ、代わりに主電磁弁１５を開くと、ロータンク８内の洗浄水が主排出口からボウル部５内に図５（ｃ）の矢印Ｇで示す方向に流れ込み、このときに発生するサイホン現象によってボウル部５内の溜水３が図５（ｂ）の矢印Ｆ２で示す方向に吸い込まれて本排出が行なわれる。しかして、ロータンク８内の洗浄水の一部を利用して予め予備排出を実行することで、その後の便器洗浄時の瞬時排出量を減少させることができるので、結果として外部排水管７内の圧力変動を防止できるようになり、前記実施形態で例示したターントラップ式便器１Ａの場合と同じ作用効果が得られるものである。

本発明の更に他の実施形態として、予備排出と本排出との２段階動作を実行する洗浄モードとは別に、予備排出を行なわない通常の洗浄モードを設け、これら各モードを切替スイッチにより切替えるようにすることも可能である。

本発明の一実施形態に用いるターントラップ式便器における排水制御を説明する側面断面図であり、（ａ）は便器洗浄前の状態を示し、（ｂ）は予備排出後の状態を示し、（ｃ）は本排出時の状態を示す。 同上の排水制御手段に関連するブロック図である。 同上の予備排出をモータの回転時間制御方式で行なう場合のタイムチャートである。 同上の予備排出をターントラップ部の位置制御方式で行なう場合のタイムチャートである。 他の実施形態に用いるサイホン式便器における排水制御を説明する側面断面図であり、（ａ）は便器洗浄前の状態を示し、（ｂ）は予備排出後の状態を示し、（ｃ）本排出時の状態を示す。 図５の排水制御手段に関連するブロック図である。 図５の波動を利用した排水方式を説明する図である。 （ａ）（ｂ）は従来のターントラップ式便器における排水動作の説明図である。 従来の排水動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ 便器
３ 溜水
４ トラップ部
６ 排水制御手段
７ 外部排水管
７ａ 排水横引管
７ｂ 排水立て管

Claims (3)

1. 便器内に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、上記便器内の後壁下部側に設けられて上記便器内に溜水を溜めるためのトラップ部と、便器洗浄の際に上記便器内の溜水を外部排水管に排水する排水制御手段とを備えた水洗便器において、上記排水制御手段は、上記トラップ部を上下に回転させるモータと、このモータを時間制御するタイマーを内蔵した制御回路とを備え、便器洗浄の際に洗浄操作部からの操作信号が上記制御回路に入力されると上記制御回路は上記タイマーにて予め設定された時間だけ一時的に上記トラップ部を下向きに小回転させることで上記便器内の溜水の一部を予め排出させる予備排出を実行し、その後、上記トラップ部を一旦停止状態とし、さらに上記予備排出から一定時間経過後に、上記トラップ部を再度下向きに回転させることで残りの溜水を排出させる本排出を実行するように構成されていることを特徴とする水洗便器。
2. 上記外部排水管は、複数個の便器の各トラップ部がそれぞれ接続される共通の排水横引管からなることを特徴とする請求項１記載の水洗便器。
3. 上記外部排水管は、多層階の建物の上下階に各々設置される複数個の便器の各トラップ部がそれぞれ連結される共通の排水立て管からなることを特徴とする請求項１記載の水洗便器。

Images