JPH0390738A - 便器の洗浄給水装置 - 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、便器のトラップ部とボウル部の双方への給水
経路を有する便器の洗浄給水装置は関する。

（従来の技術） トラップ排水路に給水して汚物・汚水を排出させた後、
ボウル部へ給水してボウル部の洗浄ならびに封水を行な
うようにした洗浄給水装置は特公昭５５−３００９２号
公報にて知られている。この装置はボウル部及びトラッ
プ用の二つの電磁弁を備え各電磁弁を予め設定した時間
だけ開弁する構成である。

（発明が解決しようとする課題） しかし、ボウル部やトラップ部などの各給水路毎に電磁
弁を設けるようにしたのでは、装置を構成する部品点数
が多くなり、構成が複雑となるとともに装置が大型化し
てしまう。

また所定の時間だけ開弁する構成であるため、給水圧が
異なれば、各部へ供給される洗浄水量が変動する。給水
圧が高いと過剰な給水となり、節水の観点から好ましく
なく、給水圧が低いと汚物の排出やボウル部の洗浄が不
十分となる。

（課題を解決するための手段） 上記ＢＢを解決するため本発明は便器のボウル部および
トラップ排水路等の複数の給水口に洗浄水を所定の順序
で給水する装置において、この装置は、流入口が洗浄水
飴木管に接続され、その複数の流出口が便器の夫々の給
水口に連結された止水機能を備えた多方向切替弁と、こ
の多方向切替弁の給水口より上流側に設けられた流量検
出手段を設け、この流量検出手段の出力信号に基づいて
、多方向切替弁を所定の順序で切替駆動する制御装置と
を備えたことを特徴とする。

（作用） 複数の電磁弁を一つの多方向切替弁でおき代えることが
でき、装置の小型、簡易化が容易とり、又流量計の出力
信号に基づいて多方向切替弁を駆動するので給水圧に拘
わらず給水量を略一定に制御し得る。

（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図は本発明に係る洗浄給水装置を備えた便器の縦断
面図である。図において１はサイホンジェット式の便器
であり、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を備える。

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Ｕ字状に屈曲して連絡している。トラップ排水路４
はその屈曲部たる基部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を備
える。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、必ずしも排出路４ｂの下端である流
出口６の位置に設けなくともよく、例えば排出路４ｂの
略中間部あるいは中間部より下流側の位置に設けてもよ
い。

かかるトラップ排水路４において、基部４ａより下流側
の管壁Ｃ多数の突起４ｄ・・・を設ける。第１図に示す
実施例では、突起４ｄ・・・管壁内周を所定間隔で一周
させたものを３段にわたって設けている。突起４ｄは、
所定の間隔で配設しているが、第２図に示すように各段
毎に突起４ｄ・・・を設ける位置の位相をずらして、洗
浄水がいずれかの突起４ｄ・・・に衝突し、流れを変え
ながら排出路４ｂの管壁全周に亘って均一に流れ落ちる
ようにしている。この結果、絞り部４Ｃには全周に亘り
路内−に洗浄水が供給されて、少流量でも安定した水膜
状態が発生し、効率よくサイホン作用を起こすことがで
きる。

そして、本実施例に係る便器１はボウル部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威し、このリム通水路９の底面に射
水口１０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１
１に連絡する。

ボウル部３の底部のジェット用ノズル取付孔にジェット
用ノズル１２を接着剤等を介して水密状態で取着してお
り、ジェット用ノズル１２のジェット噴射孔１２ａはト
ラップ排水路４の流入口５から環部４ａ＆：至る上傾管
路の略中央を指向している。ジェット用ノズル１２は、
金属あるいは合成樹脂等で形成されており、本実施例で
はジェット用ノズルエ２の形状を鉤状としている。

便器１の後方上部にボックス１３を設け、このボックス
１３内に洗浄給水装置（以下給水装置と記す）１４を収
納する。

給水装置１４は、流量計１９と、多方向切替弁である二
方向切替弁２０と、制御装置１５と、この制御装置１５
への起動入力部である操作部１６とバキュームプレーカ
ド８．２１とからなる。二方向切替弁２０の流入口に流
量計１９を設けた給水管２３を接続し、この切替弁２ｏ
の一方の流出口は、バキュームブレーカ１８を介してリ
ム給水室１１の給水口１１ａへ接続する。切替弁２０の
他方の流出口は、バキュームブレーカ１８を介して金属
１合成樹脂あるいは合成ゴム等のジェット用導水管２４
を介してジェット用ノズル１２のジェット給水口１２ｂ
へ接続する。

第３図は二方向切替弁２０の構造を示す断面図である。

この切替弁２０は、給水管２４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との間に、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ｔＯａ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ｌｉｔと流出管
路１０１，１０２とを連通させ、パイロット弁座１１３
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１０
６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移動
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
１１８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は、
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
方向に移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、かかる圧電セラよツクスとしては、ＡＢ
Ｏ３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）０３）系や、ＰＬＺ
Ｔ　（Ｐｂ（Ｚｒ、ＴＩ）Ｏｓ）、　ＰＴ　（ＰｂＴｉ
Ｏｓ）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１２Ｇ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４図は、制御装置のブロック構成図である。

制御装置１５は、人力インタフェース回路ｆ５ａ、マイ
クロプロセッサ（ＭＰＵ）１５ｂ。

メモリ１５ｃ１タイマ１５ｄ、出力インタフェース回路
１５ｅから構成され、人力インタフェース１５ａには、
操作部１６が接続され、出力インタフェース回路１５ｅ
には、給水制御線２０ａを介して二方向切替弁２０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に人力される。

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に人力して、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は翼車式の流量計を用いる。この流量計１９
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。

なお、流量計１９は翼車式の流量計以外に電磁流量計を
用いてもよい。

流量信号線１９ａにより人力インタフェース回路１５ａ
に人力された／ａ、ｆｔ信号は、人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５図のフローチャートおよび
第６図のタイムチャートを参照して説明する。

なお、第５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、二方向切替弁１５の第一の弁機構を
リム弁、第二の弁機構をジェット弁と記す。

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　ｔ　）　、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、二方向切替弁２０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゜Ｓ３）。

次に、制御装置１５は、前記同様に二方向切替弁２０を
駆動して、ジェット弁を開状態とする（Ｓ４）。これに
より、ジェット用ノズル１２より洗浄水がトラップ排水
路４の排出路４ｂに噴出され、噴出された洗浄水が排出
路４ｂ内に充満するとともに、排出路４ｂ内の空気をま
きこみながら流出口６から、この流出口に接続された図
示しない排水管へ排気するので、排出路４ｂ内に負圧が
発生するとともに次第に増大する。この負圧により、ボ
ウル３の溜り水２５は、トラップ排水路４の項部４ａを
越えて排出路４ｂ側に呼び込まれ、ざらに負圧が増大す
るため、噴出開始時から短時間でサイホン作用が発生す
る。

ジェット用ノズルから噴射する洗浄水の水量は、前述の
ボウル部と同様に、流量計１９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内に設定されたジェット給水量の設定値と
一致した時点で、制御回路１５はジェット弁を閉状態に
駆動する（Ｓ５．３６）。

そして制御装置１５は、ステップＳ４でジェット弁を閉
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、リム弁を再度開状
態に駆動しくＳ７．Ｓ８）あらかじめ設定された封水量
が給水された時点で、リム弁を閉状態に駆動する（Ｓ９
，５ＩＯ）。

これにより、第６図のタイムチャートに示す一連の給水
制御が完了する。尚、給水量は操作部１６の電力信号に
基づき、大便用、小便用で夫々異なった給水量が設定さ
れている。

以上、本実施例はトラップ排水路としてジェットノズル
を例にとって説明したが、本発明はかかるジェットノズ
ルに限定されることはなく、例えば第７図に示されるよ
うようなジェットノズルに代りシャワー７を設け、この
シャワー７への給水を制御する構成としてもよい。尚、
かかるシャワー７はトラップ排水路４の環部により下流
側のトラップ排水路内に設けられ、このシャワーより散
水を行なうことでトラップ排水路内を負圧とし、この負
圧により便器ボウル部に洗浄水をトラップ排水路内に引
き込み、サイホン作用を容易に起こさせ洗浄効果を高め
るものである。

また駆動装置として微小距離無段階駆動式アクチュエー
タを用いたが、電磁ソレノイドやステッピングモータ等
を用いてもよい。

又多方向切替弁については、二方向切替弁を例にとって
説明したが、例えばジェットノズルと前記シャワーを組
み合せ、リム給水、ジェット給水、シャワー給水の三方
向切替弁としてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係る洗浄給水装置は、各
給水路への給水切替を一つの多方向切替弁にて行うよう
にしたため、従来の如く各給水路毎に電磁弁等の開閉弁
を設ける必要がなく、装置の小型、簡易化が図れ、これ
によって便器内に当該装置を実装することも可能となる
。また、流量計の出力信号に基づいて多方向切替弁の駆
動制御を行うようにしたため、給水管内の圧力に拘わら
ず、略一定の給水を行うことができ、便器の洗浄を確実
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る洗浄給水装置を備えた便器の縦断
面図、第２図は第１図のＩＩ　−ＩＩ線断面図、第３図
は二方向切替弁を示す断面図、第４図は給水装置のブロ
ック構成図、第５図は同フローチャート、第６図は第４
図の給水装置の動作を示すタイムチャート、第７図は本
発明の他の実施例に係る便器を示す便器の縦断面図であ
る。 尚、図面中、１は便器、３はボウル部、４はトラップ排
水路、９はリム用通水路、ｌｌａはリム給水口、１２は
ジェット用ノズル、１２ｂはジェット給水口、１４は洗
浄給水装置（給水装置）、１５は給水制御手段である制
御装置、１６は操作部、１９は流量計、２０は多方向切
替弁（二方向切替弁）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 便器のボウル部およびトラップ排水路等の複数の給水口
   に洗浄水を所定の順序で給水する装置において、この装
   置は、流入口が洗浄水給水管に接続され、その複数の流
   出口が便器の夫々の給水口に連結された止水機能を備え
   た多方向切替弁と、この多方向切替弁の給水口より上流
   側に設けられた流量検出手段を設け、この流量検出手段
   の出力信号に基づいて、多方向切替弁を所定の順序で切
   替駆動する制御装置とを備えたことを特徴とする便器の
   洗浄給水装置。