JPH02157334A - サイホン式大便器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、サイホン式大便器に関する。

（従来の技術） サイホン式大便器において、サイホン作用は、トラップ
排水路に流入する洗浄水によりトラップ排水路内に負圧
が生ずることで発生する。負圧を発生させるためには、
トラップ排水路内に洗浄水によるシールを作り、大気圧
と遮断する必要がある。

このため、従来の便器は、例えば特開昭６２−３８８２
号公報で知られているように、トラップ排水路の形状を
複雑に曲げたりトラップ排水路に拡径部・縮径部を設け
て、洗浄水の流れを乱し、積極的に洗浄水によるシール
を発生させるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、トラップ排水路の形状を複雑にすれば、当然、
便器の製作は難しくなる。また、便器のボウル部の容積
や形状によっても、サイホン作用の発生条件が異なるた
め、トラップ排水路の形状を標準化できないという問題
がある。

さらに、従来の便器にあっては、洗浄水の水量が少ない
とシールが発生しにくいので、多量の洗浄水を供給する
必要があり、節水化の点からも改善が要望されていた。

本発明は、これらの課題を解決するためなされたもので
、その目的は、トラップ排水路の構造を簡略化し、かつ
、効率よくサイホン作用を発生させることのできる大便
器を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 請求項１のサイホン式大便器は、トラップ排水路の下流
側に、トラップ排水路の内径より径方向に縮径した絞り
部を設けたことを特徴とする請求項２のサイホン式大便
器は、トラップ排水路の下流側に、トラップ排水路の内
径より拡径した拡径部を形成し、この拡径部の下端に拡
径部の内径より径方向に縮径した絞り部を設けたことを
特徴とする 請求項３のサイホン式大便器は、請求項２の便器におい
て、前記拡径部の内側に、前記トラップ排水路を搬送さ
れる汚物が前記絞り部の内方を通過するように導く汚物
ガイド部を拡径部の上下ならびに内壁との間に隙間を持
たせて配設したことを特徴とする。

（作用） トラップ排水路を流れる洗浄水の流量がある値以上にな
ると、絞り部に水シールが形成され、水シール部の水位
が徐々に上昇し、トラップ排水路内の空気は、洗浄水と
ともに排水管側へ排出される。トラップ排水路内の水シ
ール水位がある水位以上になると、流入流量より流出流
量が犬となり、トラップ排水路内に急激に負圧が発生し
、トラップ排水路内に洗浄水が呼び込まれ、また、トラ
ップ排水路内の空気は総て排出されて完全なサイホン状
態が発生する。

トラップ排水路の管径を拡径した後、絞り部を設けると
、管径の絞り比率を大きくとれる。

また、拡径部に汚物ガイド部を設けると、汚物は汚物ガ
イド部内を搬送され、絞り部に汚物が付着°しない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る便器の縦断面図である。

便器１は隔壁２で区画されたボウル部３とトラップ排水
路４を有する。トラップ排水路４は、ボウル部３の後壁
下部に開設した流入口５と、便器１の後部底面に開設し
た流出口６とを略逆０字状に屈曲して連絡している。ト
ラップ排水路４の堰部４ａより下流側の排出路４ｂを略
直管形状に形成し、排出路４ｂの下端に絞り部４ｃを設
ける。この絞り部４ｃは、排出路４ｂの内径を排出路４
ｂの管壁と直交する方向に縮径したものである。なお、
この絞り部４ｃは、必ずしも排水路４ｃの下端である排
水口６の位置に設けなくともよく、例えば排出路４ｃの
略中間部あるいは中間部より下流側の適宜の位置に設け
てもよい。

トラップ排水路４の頂部４ａの後方に散水のためのシャ
ワー７を設ける。このシャワー７の噴出ロアａ・・・は
、トラップ排水路４の排出路４ｂの内壁を指向して放射
状に穿設する。

ボウル部３の上端周縁のリム部８に、リム通水路９をボ
ウル部３の内方に突出するように環状に形成し、このリ
ム通水路９の底面に射水口１ｏを適宜間隔毎にボウル部
３に対して斜めに開設する。また、リム通水路９は後部
においてリム給水室１１に連絡する。

便器１の後方上部にボックス１２を設け、このボックス
１２内に給水制御系１３を収納する。給水制御系１３は
、リム通水路９を介してボウル部３への給水と、シャワ
ー７への給水をそれぞれ独立に行なう二方向自動切替弁
１４と制御装置１５と、この制御装置１５に洗浄起動入
力を与える操作部１６と、バキュームブレーカ１７．１
８とボウル部３への給水量およびシャワー７への給水量
を計量するための流量計１９．２０とからなる。

二方向自動切替弁１４の流入口に給水管２１を接続し、
この切替弁１４の一方の流出口は、バキュームブレーカ
１７、流量計１９を介してリム給水室１１の給水口１１
ａへ接続する。切替弁１４の他方の流出口は、バキュー
ムブレーカ１８、流量計２０を介してゴムホース等のシ
ャワー供給路２２へ接続し、シャワー供給路２２の下端
２２ａをトラップ排水路４の基部４ｂより下方で折り返
してシャワー７へ接続する。

尚、シャワー供給路２２の折り返しは、トラップ排水路
４からバキュームブレーカ１８を通して臭気がもれるの
を、封水により防止するためのものである。

第２図は二方向切替弁１４の構造を示す断面図である。

この切替弁１４は、給水管２１に接続された流入管路１
００を二叉状に分岐させ、第一の流出管路１０１と第二
の流出管路１０２どの間に、それぞれ弁体１０３を介設
し、この弁体１０３を作動させる１個の微少距離無段階
駆動式アクチュエータ１０４を備える。

各弁体１０３はアクチュエータ１０４を中心として対称
に配設され、第一および第二の流出管路１０１゜１０２
中に略円筒形状の仕切壁１０５を突設して、この仕切壁
１０５の先端縁に主弁座１０６を形成すると共に、流入
側管路１０７の内面１０８に柔軟素材よりなるダイヤフ
ラム１０９の外周を水密状態で取付け、このダイヤフラ
ム１０９の中央部を主弁座１０６に当接させることによ
り、流入側管路１０７と第一および第二の流出管路１０
１，１０２との連通を遮断している。

また、ダイヤフラム１０９の流入側管路１０７に臨む周
縁部には、小径のオリフィス１１０を穿設して、流入側
管路１０７と圧力室１１１　とを連通させている。さら
に、ダイヤフラム１０９の中央にパイロット弁座１１２
とパイロット通路１１３を設けて、圧力室１１１と流出
管路１０１．１０２とを連通させ、パイロット弁座１１
３にアクチュエータ１０４と連動連結したパイロット弁
体１１４の先端面を当接させることで、圧力室１１１と
流出管路１０１，１０２との連通を開閉する構造として
いる。

なお、パイロット弁体１１４の先端にはパイロット弁座
１１２と当接させるための弾性体を連設している。

特に、オリフィス１１０をパイロット弁座１１３および
パイロット通路１１４よりも小径としており、パイロッ
ト通路１１４°が閉じているときには、圧力室１１１の
圧力が高まり、ダイヤフラム１０９を主弁座１０６方向
に押圧して、弁体１０３を閉じ、パイロット通路１１４
が開いているときは、圧力室１１１の圧力が低下して流
入側管路１０７の圧力でダイヤフラム１０９が主弁座１
０Ｂから離れて弁体１０３を開くよう構成している。な
お、図中１１５は摺動抵抗の小さいパツキンである。

微小距離無段階駆動式アクチュエータ１０４は、筒状の
ケーシング１１６内に同心円的にかつ軸線に沿って６動
可能なプランジャ１１７と、プランジャ１１７の外周面
上に同心円的に配設された圧電素子組立体１１８とから
構成する。

圧電素子組立体１１８は４個の圧電素子ａ、ｂ。

ｃ、ｄからなり、中央側の圧電素子す、ｃはケーシング
１１６の内壁中央に形成した保持部１１９に固着されて
いる。この圧電素子す、ｃの軸方向の端面には、片持ち
梁状の弾性ブリッジｅ、ｆの基端が固着され、さらにこ
の弾性ブリッジｅ、ｆの先端には、その外周面に圧電素
子ａ、ｄを固着するとともに、その内周面にブレーキシ
ューｇ、ｈを固着している。

そして、この圧電素子ａ、ｂ、ｃ、ｄのうち圧電素子ａ
、ｄは、通電状態では圧電素子自体が縮んで、その内径
を縮径してプランジャ１１７をクランプするとともに、
無通電状態では圧電素子自体が伸びて内径を拡径してプ
ランジャ１１７を解除する。一方、圧電素子す、ｃは、
無通電状態ではプランジャ１１７の軸線方向に縮んだ状
態にあり、通電状態では伸びて、その軸線方向の全長を
長くする。

よって、４つの圧電素子ａ、ｂ、ｃ、ｄを制御装置１５
によって制御することにより、プランジャ１１７は軸線
方向に８動することができる。

圧電素子ａ、ｂ、ｃ、ｄは図示するように多数の圧電素
子片をプランジャ１１７の軸線方向に積層して形成した
円筒状の素子で、円筒の両端に電極が設けられており、
この両端に電圧を印加することにより作動する。

なお、圧電素子片は、例えば、圧電セラミックスを用い
ることができ、かかる圧電セラミックスとしては、へＢ
０３ペロブスカイト系の結晶構造をもつ強誘電材料であ
ってＰＺＴ　（Ｐｄ（Ｚｒ、Ｔｉ）　Ｏｓ）系や、ＰＬ
ＺＴ　（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏｓ　）　、　ＰＴ　（Ｐ
ｂＴｉＯｓ）系、あるいはＰＺＴを基にした３成分系の
ものを用いることができる。

プランジャ１１７は、略円筒形状に形成され、内部の両
端にそれぞれパイロット弁体１１４の基端拡径部１１４
ａを収納し、各基端拡径部１１４ａの間に拡張方向の付
勢力を有するコイルスプリング１２０を介装して、各パ
イロット弁体１１４をパイロット弁座１１２方向に付勢
して、圧電素子組立体１１８に通電していないとき、各
パイロット弁座１１２を両方とも閉鎮させている。

また、プランジャ１１７の両端部内周面に係止用内側フ
ランジ１２１を設けて、各パイロット弁体１１４の基端
拡径部１１４ａよりも小径としたバルブステムを挿通さ
せており、プランジャ１１７を左右のいずれか一方向に
作動させたとき、この作動方向のパイロット弁座１１２
は閉じたままで、作動方向と反対側のパイロット弁座１
１２は、係止用内側フランジ１２１と基端拡径部１１４
ａとの当接により、パイロット弁体１１４がパイロット
弁座１１２から離隔して、弁体１０３を開かせることが
できる。

第３図は、制御装置のブロック構成図である。

制御装置１５は、入力インタフェース回路１５８１マイ
クロプロセツサ（ＭＰＵ）１５ｂ。

メモリ１５Ｃ１タイマ１５ｄ１出力インタフ工−ス回路
１５ｅから構成され、入力インタフェース１５ａには、
操作部１６および流量計１８．１９が接続され、出力イ
ンタフェース回路１５ｅには、給水制御線１４ａを介し
て二方向自動切替弁１４が接続される。

操作部１６は、便器１の洗浄を開始させるためのスイッ
チを備えており、このスイッチの開閉は起動信号線１６
ａにより制御装置１５に入力される。

なお、操作部１６には、洗浄水の供給量を選択できるよ
う複数の操作ボタンを設けてもよい、また、着座を検出
するスイッチあるいはセンサ等を設け、これらの信号を
制御装置１５に入力して、着座状態のみ操作部１６の操
作を有効としたり、あるいは、着座状態から未着座状態
となったのち、所定時間後に自動的に洗浄を開始させる
構成であってもよい。

流量計１９．２０は翼車式の流量計を用いる。

この流量計１９．２０は翼車に磁石が取り付けられてお
り、翼車の回転を電磁気的に検出し、翼車の回転に比例
した周波数の交番起電圧を流量信号として出力する。ま
た、流量計１９．２０には翼車式の流量計以外に電磁流
量計等を用いてもよい。

流量信号線１９ａ、２０ａにより入力インタフェース回
路１５ａに入力された流量信号は、入力インタフェース
回路１５ａ内で波形変換され、流量信号の周波数に比例
した所定の振幅および所定のパルス幅のパルス信号に変
換されて、マイクロプロセッサ１５ｂに入力される。

次に、本実施例の動作を第４図のフローチャートおよび
第５図のタイムチャートを参照して説明する。

なお、第４図のフローチャートにおいて、５１〜Ｓ９は
フローチャートの各ステップを示す。

また説明の都合上、二方向自動切替弁１５の第一の弁機
構をリム弁、第二の弁機構をシャワー弁と記す。

操作部１６からの起動信号により、制御装置１５は、リ
ム弁を開状態としくＳ　１　）　、便器１のボウル部３
に洗浄水を供給する。供給された洗浄水はボウル部３内
に渦を発生し、ボウル部３の前洗浄を行う、リム用の流
量計１９の流量信号に基づいて波形整形されたパルス信
号をマイクロプロセッサ１５ｂは計数して積算流量値あ
るいは瞬間流量を求め、前もってメモリ１５ｃ内に設定
されているボウル部前洗浄水量の設定値と一致した時点
で制御装置１５は、出力インタフェース回路１５ｅを介
して、二方向自動切替弁１５のアクチュエータ１０４を
駆動して、リム弁を閉状態とする（Ｓ２）。

次に、制御装置１５は、前記同様に二方向自動切替弁１
５を駆動して、シャワー弁を開状態とする（Ｓ３）。こ
れにより、シャワー７より洗浄水がトラップ排水路４の
流出路４Ｃに噴出され、噴出された洗浄水は、排出路４
ｂの絞り部４Ｃに水シールを形成し、水シール部の水位
が徐々に上昇するにしたがフて、トラップ排水路４内の
空気は洗浄水とともに洗浄水をまきこみながら流出口６
から図示しない排水管側へ排出される。このため、トラ
ップ排水路４内に負圧が発生し、ボウル部３内の溜り水
２３がトラップ排水路４内に呼び込まれ、トラップ排水
路４内は洗浄水で充満された完全なサイホン状態が発生
する。

シャワー７から噴射する洗浄水の水量は、前述のボウル
部と同様に、シャワー用の流量計２０の流量信号に基づ
いて積算され、あるいは瞬間流量として求められあらか
じめメモリ１５ｃ内に設定されたシャワー給水量の設定
値と一致した時点で、制御回路１５はシャワー弁を閉状
態に駆動する（Ｓ　４）　。

シャワー７からの給水を停止しても、トラップ排水路４
内のサイホン作用は継続しており、ボウル部３内の溜り
水２３の水位が便器１の隔壁２の下端２ａより低下する
と空気が流入しサイホン作用が急激に停止するが、本実
施例では、サイホン作用が停止する以前に再度シャワー
７より散水を行ない、サイホン作用を継続させることで
、ボウル部３内の浮遊汚物の搬送能力を向上させている
。シャワー７への再給水タイミングは、タイマ１５ｄで
決定する。

制御装置１５は、ステップＳ４でシャワー弁を閉状態に
駆動後、直ちにタイマ１５ｄを起動し、あらかじめ設定
された所定時間が経過すると、シャワー弁を再度開状態
に駆動しくＳ５゜Ｓ６）、あらかじめ設定されたサイホ
ン継続給水量が給水された時点で、シャワー弁を閉状態
に駆動する（Ｓ７）。

次に、制御装置は再度リム弁を開状態としくＳ８）、あ
らかじめ設定された封水量をボウル部３へ供給した時点
で、リム弁を閉状態とする（Ｓ９）。

これにより、第５図のタイムチャートに示す一連の給水
制御が完了する。

なお、本実施例と同等の構造を有するトラップ排水路で
実験した結果、排出路４ｂの内径（Ｄ）に対する絞り部
４ｃの内径（ｄ）の比率（ｄ／Ｄ）を０．５〜０．８５
程度とすれば低流量で大きな負圧を発生させることが確
認された。

なお、水シールを発生させる絞り部は、第６図に示すよ
うに、排出路４ｂの下端に例えばゴム製の連結シール部
材２４を介して絞り部２５ａを備えた水シール発生部材
２５を接続し、この水シール発生部材２５の絞り部２５
ａの外周面２５ｂを排水管２６に当接させて、連結シー
ル部材２４を圧縮する構造でもよい。

第７図は、本発明の第２実施例を示すものであり、第１
図と同様な便器の断面図である。

第７図においては、トラップ排水路４の流出口６側に拡
径部である拡径筒部４ｅを形成し、拡径筒部４ｅに絞り
部２７ａを備えた水シール発生筒２７を内嵌し、水シー
ル発生筒２７の筒部２７ｂと拡径筒部４ｅとの間を接着
剤等で密封固定したものである。

拡径筒部４ｅを設けることで、流出口６の開口径を排出
路４ｂの内径とほぼ同一とし、絞り部２７ａを大きくし
たので、水シール発生能力を向上させることがで籾ると
ともに、汚物の絞り部２７ａへの付着を軽減することが
できる。

第８図は本発明の第３実施例を示す第１図と同様な便器
の断面図であり、第１図との相違点について説明する。

この実施例は、トラップ排水路４の排出路４ｂの略中間
部から下流側を、便器とは別体の水シール発生機構２８
により形成したものである。

この水シール発生機構２８は、筒状体の略中央で内径を
広げ、これより下側の拡径筒部２８ａ内に同心上に汚物
ガイド部である汚物ガイド筒２８ｂを設け、さらに水シ
ール発生機構２８の下端に絞り部２８ｃを設けたもので
ある。水シール発生機構２８は、上端の連結筒部２８ｄ
を便器１のトラップ排水路４に嵌合して連結し、嵌合連
結部は接着剤等により水密・気密状態に固着する。

汚物ガイド箇２８ｂの上端と拡径間部２８ａとの間およ
び汚物ガイド筒２８ｂの下端と絞り部２８ｃとの間およ
び汚物ガイド筒２８ｂの外壁面と拡径筒部２８ａの内壁
面との間には、それぞれ隙間２８ｅ、２８ｆ、２８ｇを
設けており、汚物ガイド筒２８ｂは、第９図の水平断面
図に示すように、３ケ所の連結部２８ｈにより拡径筒部
２ａａ内に固定している。

したがって、排水路４ｂを流れる洗浄水の一部は、拡径
筒部２８ａと汚物ガイド筒２８ｂとの間の隙間２８ｇに
入り、絞り部２８ｃと汚物ガイド筒２８ｂ下端の隙間２
８ｆから筒部の中央に向けて噴射するように流れ、排水
口６部分に水シールを効率より発生させる。

一方、トラップ排水路４を洗浄水とともに搬送される汚
物は、汚物ガイド筒２８ｂの内側を通り、流出口６より
図示しない排水管へと排出される。

なお、第８図に示す実施例では、給水管２１に圧力セン
サ２９を設け、給水管２１の給水圧力に対応して制御装
置１５は、二方向自動切替弁１４の開弁時間を変化させ
、所定の水量を供給するよう制御している。

第１０図は、シール発生機構の他の実施例を示す。

第１０図においては、トラップ排水路４に拡径筒部４ｅ
を形成し、拡径筒部４ｅの内周壁に、水シール発生機構
２９を内嵌し、水シール発生機構２９の筒部２９ａの外
周面と拡径筒部４ｅの内周面とを接着等で固定したもの
である。この水シール発生機構２９は、汚物ガイド筒２
９ｂの形状を下流側に向って徐々に縮径するとともに、
流出口６の間口径を小さくして、この分だけ絞り部２９
ｃを大きくしたもので、水シール発生能力を向上させる
とともに、汚物の絞り部２９ｃの付着を防止することの
できるものである。

なお、前記の各実施例によるトラップ排水路４、水シー
ル発生機構２８．２９は筒状の構造となっているが、必
ずしも筒状でなくてもよく、例えば、断面が口等の多角
形でもよく種々の変形が考えられる。

（発明の効果） 以上説明したように、トラップ排水路の下流側に水シー
ルを発生させる絞り部を設けたので、少量の洗浄水で効
率よくサイホン作用を発生させることができるとともに
、トラップ排水路の項部より下流側をを例えば略直管形
状等の簡単な構造にすることができ、便器の製作が容易
となるという効果を有する。

また、トラップ排水路の管径を拡径した後に絞り部を設
けることで、管径の絞り比率を大きくし、水シール発生
能力を向上させることができる。

さらに、拡径部分の内側に汚物ガイド部を設けることで
、汚物が絞り部へ付着するのを防止することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す便器の縦断面図、第
２図は二方向自動切替弁の断面図、第３図は制御装置の
ブロック構成図、第４図は制御装置の動作を示すフロー
チャート、第５図は同タイムチャート、第６図は絞り部
の他の実施例を示す断面図、第７図は本発明の第２実施
例を示す第１図と同様な便器の縦断面図、第８図は第３
実施例を示す第１図と同様な便器の縦断面図、第９図は
第８図のＩＸ−ＩＸ線断面図、第１０図はシール発生機
構の他の実施例を示す断面図である。 尚、図面中、１は便器、４はトラップ排水路、４ａはト
ラップ排水路の項部、４ｂはトラップ排水路の排出路、
４Ｃはトラップ排水路内に設けた絞り部、４ｅはトラッ
プ排水路の拡径部、２７は木シール発生筒、２７ａは水
シール発生筒に設けた絞り部、２８．２９は水シール発
生機構、２８ａは水シール発生機構の拡径部、２８ｂ。 ２９ｂは汚物ガイド、２８ｃ、２９ｃは水シール発生機
構に設けた絞り部、２８ｅ、２８ｆ。 ２８ｇは拡径筒部と汚物ガイド筒との隙間である。 特　許　出　願　人　　東陶機器株式会社代理人　　　
弁理士　　　下　　１）　容一部間　　　　　弁理士　
　　　大　　橋　　邦　　産量　　　　弁理士　　　小
　　山　　　　有第２図 第３図 第５図 第１０図 第６図 第４図 ２２、 第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）トラップ排水路を備えた大便器において、前記ト
   ラップ排水路の下流側に、前記トラップ排水路の内径よ
   り径方向に縮径した絞り部を設けたことを特徴とするサ
   イホン式大便器。
2. （２）トラップ排水路を備えた大便器において、前記ト
   ラップ排水路の下流側に、前記トラップ排水路の内径よ
   り拡径した拡径部を形成し、この拡径部の下端に拡径部
   の内径より径方向に縮径した絞り部を設けたことを特徴
   とするサイホン式大便器。
3. （３）トラップ排水路を備えた大便器において、前記ト
   ラップ排水路の下流側に、前記トラップ排水路の内径よ
   り拡径した拡径部を形成し、この拡径部の下端に拡径部
   の内径より径方向に縮径した絞り部を設け、前記拡径部
   の内側に前記トラップ排水路を搬送される汚物が前記絞
   り部の内方を通過するように導く汚物ガイド部を前記拡
   径部の上下ならびに内壁との間に隙間を持たせて配設し
   たことを特徴とするサイホン式大便器。