Notice: Undefined variable: fterm_desc_sub in /mnt/www/biblio_conv.php on line 353
トイレ装置及び便器システム
説明

トイレ装置及び便器システム

【課題】節水性及び静音性に優れたトイレ装置及び便器システムを提供する。
【解決手段】水を貯留し、前記水を外部に給水する給水口を有するタンクと、前記給水口を開閉する弁体と、前記弁体を開閉させる駆動部と、前記駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、前記弁体の密度は、水の密度よりも大きく、前記制御部は、通電時において、前記駆動部に対して前記弁体の閉止動作を減勢する力を発生させる制御をすることを特徴とするトイレ装置を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トイレ装置及び便器システムに関し、より詳細には、水洗便器に流す洗浄水を貯留するタンクを備えたトイレ装置及び便器システムに関する。
【背景技術】
【0002】
これまで、おもり式の弁、すなわち、水中で作用する浮力よりも大きい重量を有する弁体を有する弁、を用いてタンクから便器への給水量を調節するロータンクがある(例えば、特許文献1)。この場合、弁の開度や開状態の保持時間を電動で制御することにより、給水量を調節することができる。電動で制御することにより、きめ細かな流量調節が可能となり、節水性の向上が図られる。
ここで、おもり式の弁をその自重により閉止させると、すなわち駆動部などによって外部から力がかからない状態で弁を自由落下させて閉止させると、弁が速く閉止するため、弁の閉鎖時に大きな音が発生することがある。
【0003】
一方、弁体に、弁体の枢支部に対して弁体側とは反対側に延びる支持アームを一体的に延設して、該アームに取り付けられた制動板を用いて弁体の閉止速度を制御する技術が提案されている(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−211301号公報
【特許文献2】特許第3496320号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、節水性及び静音性に優れたトイレ装置及び便器システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によれば、水を貯留し前記水を外部に給水する給水口を有するタンクと、前記給水口を開閉する弁体と、前記弁体を開閉させる駆動部と、前記駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、前記弁体の密度は、水の密度よりも大きく、前記制御部は、通電時において、前記駆動部に対して前記弁体の閉止動作を減勢する力を発生させる制御をすることを特徴とするトイレ装置が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、節水性及び静音性に優れたトイレ装置及び便器システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施形態に係るトイレ装置(便器洗浄装置)を例示する模式斜視断面図である。
【図2】本実施形態の制御を例示するブロック図である。
【図3】本実施形態に係る便器洗浄装置1と、タンク2から給水された水により洗浄される便器100と、を備えた便器システムを例示する模式斜視図である。
【図4】駆動部Dの動作を例示する模式側面図である。
【図5】制御部Cの制御態様を例示する模式グラフ図である。
【図6】給水パターンに応じた制御部Cの制御態様を例示する模式グラフ図である。
【図7】本実施形態の他の具体例に係る便器洗浄装置1Bを例示する模式斜視断面図である。
【図8】便器洗浄装置1Bを例示する模式平面図である。
【図9】図8(a)のA−A’線断面図である。
【図10】図8(a)のB−B’線断面図である。
【図11】便器洗浄装置1Bと、タンク2から給水された水により洗浄される便器100Bと、を備えた便器システムを例示する模式図である。
【図12】回転体5、紐状体6a、6b、及び弁体4a、4bの動作を例示する模式断面図である。
【図13】弁体4a、4bの制御態様を例示する模式図である。
【図14】本実施形態のさらに別の具体例に係る便器洗浄装置1Cを例示する模式斜視断面図である。
【図15】便器洗浄装置1Cを例示する模式平面図である。
【図16】図15(a)のA−A’線断面図である。
【図17】図15(a)のB−B’線断面図である。
【図18】便器洗浄装置1Bと対比される比較例に係る便器洗浄装置を表した模式断面図である。
【図19】回転体5を例示する模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
第1の発明は、水を貯留し、前記水を外部に給水する給水口を有するタンクと、前記給水口を開閉する弁体と、前記弁体を開閉させる駆動部と、前記駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、前記弁体の密度は、水の密度よりも大きく、前記制御部は、通電時において、前記駆動部に対して前記弁体の閉止動作を減勢する力を発生させる制御をすることを特徴とするトイレ装置である。
このトイレ装置によれば、節水性及び静音性に優れたトイレ装置が提供される。
【0010】
第2の発明は、第1の発明において、前記制御部は、通電時において、前記弁体が閉止動作を行っている略全ての期間において前記駆動部に対して前記弁体の閉止動作を減勢する力を発生させる制御をすることを特徴とするトイレ装置である。
このトイレ装置によれば、確実に弁体の閉止動作を減勢することができ、静音性を良好に確保することができる。
【0011】
第3の発明は、第1の発明において、前記制御部は、通電時において、前記弁体が閉止動作を行っている期間のうちで、前記弁体が閉鎖状態となる直前の期間において前記駆動部に対して前記弁体の閉止動作を減勢する力を発生させる制御をすることを特徴とするトイレ装置である。
このトイレ装置によれば、節電性に優れ、節水性がさらに向上したトイレ装置が提供される。
【0012】
第4の発明は、第1〜第3のいずれか1つの発明において、前記弁体の速度を検出する速度検出部をさらに備え、前記制御部は、前記速度検出部で検出された前記弁体の閉止速度に基づいて前記駆動部の動作を制御することを特徴とするトイレ装置である。
このトイレ装置によれば、確実に弁体の閉止動作を減勢することができ、静音性を良好に確保することができる。
【0013】
第5の発明は、第1〜第4のいずれか1つの発明において、前記弁体の位置を検出する位置検出部をさらに備え、前記制御部は、前記位置検出部で検出された前記弁体の位置に基づいて前記駆動部の動作を制御することを特徴とするトイレ装置である。
このトイレ装置によれば、閉鎖直前においてのみ弁体の閉止動作を減勢することができ、節電性に優れるとともに節水性がさらに向上したトイレ装置が提供される。
【0014】
第6の発明は、第1〜第5のいずれか1つの発明において、前記制御部は、前記給水口から外部に給水される前記水の給水量に応じて前記弁体に加わる力が変化するように前記駆動部の動作を制御することを特徴とするトイレ装置である。
このトイレ装置によれば、給水パターンに関係なく一定の速度で弁体に閉止動作を行わせることができる。
【0015】
第7の発明は、第1〜第6のいずれか1つのトイレ装置と、前記タンクから給水された前記水により洗浄される便器と、を備えたことを特徴とする便器システムである。
この便器システムによれば、節水性及び静音性に優れた便器システムが提供される。
【0016】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本発明の実施形態に係るトイレ装置(便器洗浄装置)を例示する模式斜視断面図である。
図2は、本実施形態の制御を例示するブロック図である。
図3は、本実施形態に係る便器洗浄装置1と、タンク2から給水された水により洗浄される便器100と、を備えた便器システムを例示する模式斜視図である。
図4は、駆動部Dの動作を例示する模式側面図である。
【0017】
図1及び図2に表したように、本実施形態に係るトイレ装置(便器洗浄装置)1は、水を貯留しこの水を便器などの外部に給水する給水口3を有するタンク2と、給水口3を開閉する弁体4と、弁体4を開閉させる駆動部Dと、駆動部Dの動作を制御する制御部Cと、を備える。また、便器洗浄装置1は、回転体5及び紐状体6を備え、駆動部Dは回転体5及び紐状体6を介して弁体4を開閉させる。
【0018】
タンク2は、図3に表したようにロータンクとすることができる。あるいは、ハイタンクや、便器に洗浄水を流すことのできる他の任意のタンクとしてもよい。また、本実施形態で用いるタンク2は、水頭圧を利用するタンクである。
本実施形態において、弁体4は、おもり式の弁体である。すなわち、弁体4の密度は、水の密度よりも大きく、弁体4の重量は、弁体4の全体が水中にあるときに弁体4に作用する浮力よりも大きい。ここで、「弁体4の密度」とは、弁体4を構成する部材の平均密度を意味する。図4に表したように、弁体4は蝶番4sを有し、蝶番4sを回転軸として回動することにより給水口3の開閉を行う構成にすることができる。閉鎖時には、弁体4は図1に示した弁座41と接する。あるいは、弁体4は、上下方向に移動することにより給水口3を開閉する弁であってもよい。また、弁座41を設けず、閉鎖時に弁体4が直接給水口3に接する構成にしてもよい。
なお、本願明細書において、弁体が閉まる方向に動く動作を「閉止動作」と呼び、弁体が閉まり停止していることを「閉鎖」と呼ぶこととする。
【0019】
弁体4は、次に説明するように、回転体5が回転することにより開閉する。
図4に表したように、回転体5は回転軸5sの回りに回転し、回転軸5s以外の部分に設けられた接続部51を有する。図4では、接続部51は回転軸5sから突出する突出部5pに設けてあるが、突出部5pを設けずに回転体5の軸体に直接設けてもよい。接続部51は、玉鎖、ワイヤーなどの紐状体6を介して弁体4に接続している。
【0020】
そして、弁体4は、図1に表した制御部Cにより制御される駆動部Dの動作により開閉し、その開閉速度が制御される。駆動部Dは、例えばモータ、具体的には、ブラシ付きやブラシレスの直流モータである。
【0021】
本実施形態によれば、制御部Cの制御により、弁体4の開度や開放時間をきめ細かく調節することができる。例えば、弁体4が開状態となる時間は、2つ以上の時間、例えば3つの時間から選択される構成にすることができる。これにより、便器に供給される水の量を多段階、例えば大小、大中小(比率としては、例えば6:5:4)など、に設定することができる。このように使用目的に応じてきめ細かく洗浄水の水量を設定することにより、必要最小限の水量でタンク2から便器100に洗浄水を供給することができ、もって節水性の向上が図られる。特に、小洗浄を行う回数は多いと考えられるところ、この水量を小さくすることにより、節水効果は効果的に高まる。また、流量のばらつきを抑制することができ、節水性を確実に向上することができる。
【0022】
次に、弁体4の開閉動作の制御について説明する。
まず、図4(a)の矢印Tで示したように、弁体4が閉鎖している状態において駆動部Dは右回りの方向にトルクを出力し、矢印Rで示したように駆動部Dを右回りに回転させる。すると、回転体5も連動して右回りに回転し、接続部51は上方に移動する。この結果、紐状体6は緊張状態になり、弁体4は矢印Vで示したように上方に引き上げられる。これにより、弁体4は開状態となる。
【0023】
次に、図4(b)の矢印Tで示したように、必要に応じ、駆動部Dは一定時間右回りの方向にトルクを出力する。このときのトルクは、図4(a)で示した弁体4の引き上げ時のトルクよりも小さく、接続部51を同じ位置に維持するだけの値とすることができる。これにより、接続部51を一定時間所定の位置に固定し、弁体4の開状態を一定時間維持することができる。
【0024】
次に、弁体4の閉止動作について説明する。
図4(a)や(b)に表した状態において駆動部Dへの電流の供給を停止すると、駆動部Dはトルクを出力しなくなるため、接続部51を上方に維持する力が作用しなくなる。この結果、弁体4は自重により自由落下する。これにより、弁体4は閉鎖状態となる。しかしながら、このように弁体4の自由落下により弁体4に閉止動作を行わせると、弁体4が閉まるにつれて弁体4にかかる水圧は大きくなり、弁体4は給水口3側に引き込まれるように加速しながら落下する。この結果、閉鎖状態になるときの弁体4と弁座41との衝突や、給水口3や給水口3に接続する図示しない配管にこの衝突音が響くことなどにより、大きな音が発生することがある。このため、本実施形態では、制御部Cは、通電時において、駆動部Dに対して弁体4の閉止動作を減勢する力を発生させる制御を行う。これにより、弁体4と弁座41とが高速で衝突することを防止することができ、静音化が図られる。
【0025】
具体的には、図4(c)の矢印Tで示したように、駆動部Dは図4(a)及び(b)におけるトルクよりも小さいトルクを右回りの方向に出力する。これにより、矢印Rで示したように駆動部Dは左回りに回転する。すると、回転体5も連動して左回りに回転し、接続部51は下方に移動する。この結果、弁体4は矢印Vで示したように下方に移動する。ここで、駆動部Dは閉止方向と逆方向の右回りの方向にトルクを出力しているため、弁体4の下降速度は、制御部Cが制御を行わない場合、すなわち弁体4が自重により下降する場合、に比べて低い値となる。すなわち、弁体4の閉止動作が減勢する。この結果、弁体4と弁座41とが高速で衝突することが回避され、大きな音が発生することを防止することができる。
【0026】
なお、実際には、モータなどの駆動部Dへの電流供給を停止して弁体4の自重により接続部51を下方に移動させ、駆動部Dを左回りに回転させると、駆動部Dにコギングトルクが働くことがある。これにより、駆動部D及び回転体5が円滑に左回り方向に回転せず、弁体4の閉止動作が円滑に行われないことがある。このため、閉止動作を円滑にするために、駆動部Dには図示しないリターンスプリングを設けることができる。リターンスプリングとは、電流が流れていないときにおいて弁体4が閉鎖状態に戻るように付勢するためのばねであり、左回りの方向にトルクがかかるようにするばねである。
【0027】
このように駆動部Dがリターンスプリングを有する場合も、同様に議論することができる。すなわち、弁体4の閉止動作時において駆動部Dが閉止方向と逆方向にトルクを出力することにより、弁体4の閉止動作は減勢し、閉鎖音(弁体4が給水口3を閉じて閉鎖状態となるときの音)は低下する。
【0028】
次に、図1及び図2に表したように、便器洗浄装置1は、情報取得部Aをさらに備えてもよい。情報取得部Aは、弁体4の速度を検出する速度検出部とすることができる。この場合、制御部Cは、速度検出部で検出された弁体4の閉止速度を用いて、駆動部Dの動作を制御することができる。あるいは、情報取得部Aは、弁体4の位置を検出する位置検出部とすることができる。この場合、制御部Cは、位置検出部で検出された弁体4の位置を用いて駆動部Dの動作を制御することができる。これらにより、弁体4の閉止動作は減勢し、弁体4の閉鎖音を確実に抑制することができる。
【0029】
弁体4の速度や位置は、駆動部Dにエンコーダを付設することにより検出することができる。すなわち、駆動部D(モータ)の角速度から回転体5の軸体の角速度を検出する。これにより、接続部51の速度や位置を検出する。接続部51の速度及び位置と弁体4の速度及び位置とは、紐状体6が緊張状態にあるときには、それぞれ連動する。これにより、紐状体6が緊張状態にあるときの弁体4の速度や位置を検出することができる。また、紐状体6が弛緩状態にあるときは、弁体4は閉鎖状態にあることから、弁体4の速度はゼロであり、弁体4の位置は閉鎖状態にあるときの位置である。
【0030】
より詳細には、速度制御を行う場合は、まずエンコーダによりパルスを発振させる。そして、制御回路は、パルスの発振周波数を検知することで駆動部D(モータ)の回転数を算出する。弁体4の閉止動作時においてモータの回転数が所定の値よりも大きい場合、すなわち接続部51及び弁体4の下降速度が所定速度よりも速い場合は、閉止方向と逆方向のトルクを出力するための、モータへの印加電圧を大きくして、弁体4のブレーキ制御を行う。これにより、弁体4の閉止速度は低下し、騒音発生が抑制される。一方、弁体4の閉止動作時においてモータの回転数が所定の値よりも小さい場合、すなわち接続部51及び弁体4の下降速度が所定速度よりも遅い場合は、閉止方向と逆方向のトルクを出力するための、モータへの印加電圧を小さくする。これにより、弁体4の閉止速度は上昇し、適切な速度で弁体4が閉止動作を行い、もって節水性を確保することができる。
【0031】
また、位置制御を行う場合は、まずエンコーダによりパルスを発振させる。そして、制御回路は、パルスの発振周波数を検知することで駆動部D(モータ)の回転数を算出する。これにより、弁体4の位置を算出する。すなわち、駆動部Dの回転数及び接続部51の回転半径から、接続部51の移動距離を算出する。これは、弁体4の移動距離と同じ値となる。そして、初期における弁体4の位置にこの移動距離を加えることにより、弁体4の位置を算出する。制御回路は、例えば弁体4が閉鎖状態となる直前の位置に到達したことを確認すると、弁体4のブレーキ制御を開始する(図5(b)〜(e)に関して後述する構成例)。すなわち、閉止方向と逆方向のトルクを出力するための、モータへの印加電圧を大きくする。これにより、弁体4の閉止速度は低下し、騒音発生が抑制される。
【0032】
なお、制御部Cによりブレーキ制御を行う場合は、モータにより弁体4の閉止動作を行う場合に比べて弁体4の閉止速度がばらつく可能性があり、この結果タンク2からの給水量がばらつくことがある。そこで、弁体4の位置を検出し、タンク2から便器100に流れる水の流量が十分小さくなる時期、すなわち弁体4の開度が十分小さくなる時期、からブレーキ制御を行えば、弁体4の閉止速度がばらついても給水量のばらつきは小さく抑えることができる。
【0033】
また、便器洗浄装置1は、便器100への水の供給の必要性及び水の供給態様を決める情報(以下、「水供給情報」という)を取得する水供給情報取得手段A2(図示せず)をさらに備えてもよい。この場合、制御部Cは、水供給情報取得手段A2が取得したこれら情報を用いて、駆動部Dに指示を行うことができる。
【0034】
水供給情報取得手段A2は、水供給情報の基となる第1の原情報を検知する検知手段を有することができる。第1の原情報は、例えば利用者の着座時間である。
また、水供給情報取得手段A2は、利用者が水供給情報の基となる第2の原情報を入力する入力手段を有してもよい。入力手段は、便器や壁などに付設することができ、あるいはリモコンの形態を有することができる。利用者は、入力手段のボタンを押すなどにより、便器への水の供給態様を選択することができる。
【0035】
検知手段と入力手段とを併有した場合、水供給情報取得手段A2は、第1及び第2の原情報を用いて水供給情報を取得することができる。この場合、第1の原情報と第2の原情報との間で齟齬が生じる場合には、第2の原情報を優先するように構成することができる。例えば、第1の原情報(検知情報)によれば便器に供給する水の量は多くすべきと判断される一方、第2の原情報(入力情報)によれば便器に供給すべき水の量は少なくてよいと判断される場合には、第2の原情報に基づいて水供給情報を取得することができる。これにより、制御部Cはこの水供給情報を基に、駆動部Dに対し適切な指示を行うことができる。この結果、適切な水量で水が供給される。
なお、水供給情報取得手段A2、検知手段、及び/または入力手段が制御部Cを遠隔操作する構成にしてもよい。
【0036】
以上説明したように、本実施形態によれば、駆動部Dを制御部Cにより制御し、弁体4の開閉、保持、及びブレーキを制御することにより、洗浄水の供給量をきめ細かく調節することができ、節水性が確保される。また、制御部Cの制御により、弁体4に対して確実にブレーキをかけることができ、弁体4の閉鎖音が低下する。制御部Cの制御により、流量のばらつきや弁体4の閉止速度のばらつきが抑制され、節水性や静音性が確実に実現できる。
このように、本実施形態によれば、節水性及び静音性に優れたトイレ装置(便器洗浄装置)が提供される。また、簡便な構成でこれを実現することができる。
【0037】
次に、制御部Cの制御態様について、図5を参照しつつ説明する。
図5は、制御部Cの制御態様を例示する模式グラフ図である。横軸は時間を表し、縦軸は弁体4の、蝶番4sとは逆側の先端部の高さを表している。また、グラフの点線部分は、制御部Cによる制御が行われない場合の、時間と弁体4先端部の高さとの関係を表している。すなわち、弁を自由落下させた場合の関係を表している。
【0038】
制御部Cの制御には、例えば電圧を変化させる手法を用いることができる。まず、弁体4を上方に引き上げて開状態とするときは、弁体4の開放方向(図4(a)では、右回りの方向)に例えば24Vの電圧を印加する。次に、弁体4の開状態を一定時間保持するときは、弁体4の開放方向(図4(b)では、右回りの方向)に24Vよりも低い電圧、例えば15Vの電圧を印加する。次に、弁体4を下方に移動させて閉止動作を行うときは、弁体4の開放方向(図4(c)では、右回りの方向)に例えば3Vの電圧を印加する。あるいは、制御を簡便にするため、例えば24Vから電圧を低下させずに電圧を一定値に保持する構成にしてもよい。
【0039】
電圧を変化させるには、例えばパルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)を用いて所望の電圧が印加されるように電力を調節する構成にすることができる。また、それぞれの電圧を印加するための電源をそれぞれ設け、弁体4の動作に応じてこれらを切り替える構成にしてもよい。
【0040】
図5(a)に示したように、制御部Cは、通電時において、弁体4が閉止方向に動いている略全ての期間において駆動部Dに対して弁体4の閉止動作を減勢する力を発生させる制御をする構成にすることができる。これにより、弁体4の閉止速度を確実に低下させることができ、弁体4の閉鎖音を確実に抑制することができる。
【0041】
また、図5(b)に示したように、制御部Cは、通電時において、弁体4が閉鎖状態となる直前の期間において駆動部Dに対して弁体4の閉止動作を減勢する力を発生させる制御をする構成にしてもよい。これにより、例えば弁体4が閉鎖状態となる直前にのみ通電することができるので、図5(a)に係る例よりも節電することができる。また、弁体4の閉鎖直前時以外の時間においては、弁体4は図5(a)に係る例よりも高速で閉止動作を行うため、洗浄水をより適切な流量、すなわち必要最小限の流量で供給することができる。このため、図5(a)に係る例よりも節水性を向上させることができる。
【0042】
また、図5(c)に示したように、弁体4が閉鎖状態となる直前の期間において、弁体4の速度を徐々に低下させる構成にしてもよい。これにより、弁体4の閉鎖音をさらに低下させることができる。また、弁体4の閉鎖直前時以外の時間においては、弁体4は高速で閉止動作を行うため、洗浄水を適切な流量で供給することができる。
【0043】
また、図5(d)に示したように、図5(b)や(c)に表した速度で弁体4の閉止動作を行う際に、閉止動作を行っている期間の略全期間において通電する構成にしてもよい。これにより、コギングトルクによる駆動部Dの回転むらを抑制することができ、弁体4の閉止動作の円滑化が図られる。なお、リターンスプリングを設けた場合には、このような追加的な通電を行わなくても、弁体4の閉止動作は円滑なものとなる。
【0044】
また、図5(e)に示したように、弁体4の閉止動作を行っている期間において、閉鎖直前時以外の時間においては、弁体4の閉止動作を加速させてもよい。これにより、洗浄水をさらに適切な流量、すなわち必要最小限の流量で供給することができる。このため、節水性をさらに向上させることができる。
【0045】
次に、給水パターンに応じた制御部Cの制御態様について、図6を参照しつつ説明する。
図6は、給水パターンに応じた制御部Cの制御態様を例示する模式グラフ図である。横軸は時間を表している。縦軸については、一点鎖線は弁体4に加わる吸い込み力、すなわち水圧により弁体4に加わる鉛直下向きの力を表している。また、点線は駆動部D(モータ)で加える力、すなわち閉止方向と逆向きの方向のトルクの値を表している。また、実線は弁体4の閉止速度を表している。なお、一点鎖線で表した吸い込み力及び実線で表した閉止速度は、図を見やすくするために縦軸負側に記した。実際は、横軸に対して線対称となる位置の値となる。例えば、一点鎖線の極小部分は、実際には極大部分となり、吸い込み力が最もかかることになる。
【0046】
また、図6(a)は洗浄水の量が少ない場合(小洗浄)の制御態様を、図6(b)は洗浄水の量が中程度の場合(中洗浄)の制御態様を、図6(c)は洗浄水の量が多い場合(大洗浄)の制御態様を、それぞれ表している。それぞれの給水量は、例えば、4リットル、5リットル、及び6リットルとすることができる。
【0047】
図6に表したように、制御部Cは、タンク2から給水される水の給水量に応じて弁体4に加わる力が変化するように、駆動部Dの動作を制御する構成にすることができる。例えば、給水量の大小に関わらず弁体4の閉止速度が等しくなるように、弁体4に加わる力を変えることができる。
【0048】
まず、図6(a)の一点鎖線で示したように、小洗浄の場合は、タンク2内の水位が高いことから、弁体4にかかる吸い込み力は相対的に大きい。特に、閉鎖直前において最も大きくなる。このため、図6(a)の点線で示したように、弁体4に加える力を大きくすることができる。これにより、弁体4の閉止速度は、図6(a)の実線で示したようになる。
【0049】
次に、図6(b)の一点鎖線に示したように、中洗浄の場合は、タンク2内の水位が小洗浄の場合よりも低いことから、弁体4にかかる吸い込み力は小洗浄の場合よりも小さい。このため、図6(b)の点線で示したように、弁体4に加える力を、小洗浄の場合よりも小さくすることができる。これにより、図6(b)の実線で示したように、弁体4の閉止速度は小洗浄の場合と等しくすることができる。
【0050】
次に、図6(c)の一点鎖線に示したように、大洗浄の場合は、タンク2内の水位がさらに低いことから、弁体4にかかる吸い込み力はさらに小さい。このため、図6(c)の点線で示したように、弁体4に加える力をさらに小さくすることができる。これにより、図6(c)の実線で示したように、弁体4の閉止速度は小洗浄や中洗浄の場合と等しくすることができる。
【0051】
これらの場合において、弁体4に加えるトルクは、前述したように弁体4の速度を検出し、当該速度に応じてPWM制御により印加電圧の実効値を変えることにより調節することができる。
【0052】
また、情報取得部Aまたは水供給情報取得手段A2がタンク2内の水位を検出し、当該水位に応じて弁体4に加えるトルクを調節するようにしてもよい。
このように、給水パターンに応じて弁体4に加える力を制御することにより、弁体4の閉鎖音を同程度に小さく抑えることができる。これにより、給水パターンの態様にかかわらず静音性が確保される。
【0053】
次に、本実施形態の他の具体例について、図7〜図13を参照しつつ説明する。
図7は、本実施形態の他の具体例に係る便器洗浄装置1Bを例示する模式斜視断面図である。
図8は、便器洗浄装置1Bを例示する模式平面図である。図8(a)は便器洗浄装置1B全体を例示する模式平面図であり、図8(b)は弁部を例示する模式平面図である。
図9は、図8(a)のA−A’線断面図である。
図10は、図8(a)のB−B’線断面図である。
【0054】
図11は、便器洗浄装置1Bと、タンク2から給水された水により洗浄される便器100Bと、を備えた便器システムを例示する模式図である。図11(a)はこの便器システムを例示する模式平面図であり、図11(b)は図11(a)のC−C’線断面図である。図11に表した便器100Bは、サイフォンジェット式の水洗便器である。また、図11において、便器100B以外の部分については構成要素を一部省略した。
【0055】
図7〜図10に表したように、便器洗浄装置1Bは、給水口及び給水口を開閉する弁を2つ有する。すなわち、水をタンク2の外に供給するための第1の給水口3a及び第2の給水口3bと、第1及び第2の給水口3a、3bにそれぞれ設けられた第1の弁体4a及び第2の弁体4bと、を備える。第2の弁体4bは、第2の給水口3bを開閉し、第1の給水口3aに連通する開口を有する。また、第1の弁体4aは、第2の弁体4bの上に設けられ、前記開口を開閉する。
【0056】
第1の弁体4a及び第2の弁体4bは、リム給水口とジェット給水口とに切り替える親子弁であってよく、あるいは大流量リム給水口と小流量リム給水口とに切り替える親子弁であってもよい。さらに、大流量リム給水でサイホンを発生させ、小流量リム給水ではサイホンを発生させないようにしてもよい。
【0057】
回転体5は、第1及び第2の接続部51a、51bを有する。そして、第1及び第2の接続部51a、51bは、それぞれ紐状体6a、6bを介して第1及び第2の弁体4a、4bに接続している。
【0058】
ここで、第2の弁体4bは、第1及び第2の弁体4a、4bが閉鎖した状態から第2の弁体4bが開くときに第1の弁体4aを押動して開けるように設けられている。つまり、第2の弁体4bが開くとき、第1の弁体4aは連動する。
回転体5は、回転により第1の弁体4aを開閉することができる。また、回転体5は、回転により第1の弁体4a及び第2の弁体4bを開閉することができる。上述した押動動作により、第2の弁体4bが開いているときは第1の弁体4aも開くことになる。
【0059】
図9〜図11に表したように、第1及び第2の給水口3a、3bは、例えば、それぞれサイフォンジェット式水洗便器100Bのリム孔22及びジェット孔23に供給される水を通すように設けることができる。
【0060】
また、図11に表したように、便器100Bは、第1の給水口3aと連通する第1の給水路21aと、第2の給水口3bと連通する第2の給水路21bと、を有する。便器100Bは、サイフォンジェット式便器とすることができ、この場合、第1の給水路21aはリム孔22に供給される水を通すように設けられ、第2の給水路21bはジェット孔23に供給される水を通すように設けられる。リム孔22は、便器のボウル部に向けて開口しており、ボウル面の洗浄のための洗浄水や便器の封水を形成するための水を通す。また、ジェット孔23は、ボウル部の下流に連なるトラップ部の下流に向けて開口しており、サイフォン現象を促進するための水を通す。なお、リム孔は、洗浄水を、ボウル部の上部開口の周縁に形成したリム部の、ボウル部内に面したリム部内側壁面に沿うように吐出する開口孔であってもよい。
【0061】
以下、サイフォンジェット式便器に適用される場合を例に取り上げて説明する。このため、第1及び第2の給水口3a、3bは、それぞれリム給水口3a及びジェット給水口3bと呼ぶことがあり、他の構成要素についても同様に呼ぶことがある。
図7〜図10に表したように、リム給水口3a及びジェット給水口3bは、少なくとも上流側において互いに接して設けられる構成にすることができる。また、少なくとも上流側において、リム給水口3aが内側でジェット給水口3bが外側の略同心円の形状を有する構成にすることができる。あるいは、図示しないが、これら給水口の中心が異なってもよい。すなわち、リム給水口3aの中心は、ジェット給水口3bの中心に対して偏芯していてもよい。これらの構造にすることにより、構造の簡素化が図られる。すなわち、例えば部材において給水口3a、3bに係る穴を開ける場合に、穴の数を減らすことができる(1本にすることができる)。このため、加工が容易になる。
【0062】
回転体5は、回転を行い、この回転の回転軸5s以外の部分に設けられた第1及び第2の接続部51a、51b(リム接続部51a及びジェット接続部51b)を有する。リム接続部51a及びジェット接続部51bは、それぞれリム紐状体6a及びジェット紐状体6bを介してリム制御弁体4a及びジェット制御弁体4bに接続している。回転体5は、回転により、リム制御弁体4aのみを開閉し、またはリム制御弁体4a及びジェット制御弁体4bを開閉する。前述したように、ジェット制御弁体4bが開いているときはリム制御弁体4aも開くことになる。
【0063】
この場合、紐状体6が緊張状態にあるときに弁体4(4a及び/または4b)は開くことができ、紐状体6が弛緩状態にあるときに弁体4は閉止動作を行うことができる。紐状体6の緊張状態と弛緩状態との間での変換は、回転体5が回転することにより行われる。
【0064】
次に、リム接続部51a及びジェット接続部51b、並びにリム紐状体6a及びジェット紐状体6bの構成及び動作について、図7、図12及び図13を参照しつつ説明する。
【0065】
図12は、回転体5、紐状体6a、6b、及び弁体4a、4bの動作を例示する模式断面図である。
図13は、弁体4a、4bの制御態様を例示する模式図である。
図7に表したように、リム接続部5a及びジェット接続部5bは、回転面において、リム接続部5aと、回転軸5sと、ジェット接続部5bと、のなす角が略180度となるように設けられている。
【0066】
この場合、図12(a)に表したように、接続部51a及び51bがZ軸方向(略鉛直方向)においてそれぞれ範囲Ra及び範囲Rbの位置にあるとき(例えば、両者が略同一の位置にあるとき)にそれぞれ紐状体6a及び6bが弛緩状態になるように、紐状体6a、6bが設けられている。
【0067】
また、図12(b)に表したように、ジェット接続部51bがZ軸正側に移動して範囲Rbから逸脱するとジェット紐状体6bがジェット制御弁体4b(及び押動動作によりリム制御弁体4a)を開放できる程度に緊張するように、ジェット紐状体6bが設けられている。
【0068】
また、図12(c)に表したように、リム接続部51aがZ軸正側に移動して範囲Raから逸脱するとリム紐状体6aがリム制御弁体4aを開放できる程度に緊張するように、リム紐状体6aが設けられている。
【0069】
範囲Ra及びRbは、同じ値でもよく、異なる値でもよい。これら値は、紐状体6a及び6bが弛緩する状態(第1の状態)、少なくとも紐状体6bが緊張する状態(第2の状態)、及び紐状体6aのみが緊張する状態(第3の状態)の全てを発現し得る限りにおいて任意の値に設定することができる。
【0070】
このように構成することにより、回転体5は、リム制御弁体4a及びジェット制御弁体4bが閉鎖した状態において第1の方向(例えば、左回りの方向)に回転するとリム制御弁体4a及びジェット制御弁体4bを開け、リム制御弁体4a及びジェット制御弁体4bが閉鎖した状態において第2の方向(例えば、右回りの方向)に回転するとリム制御弁体4aのみを開けることができる。
かかる動作を利用することにより、弁体4a、4bを様々な態様で制御することができる。
【0071】
ここで、制御部Cは、リム制御弁体4a及びジェット制御弁体4bのいずれもが閉鎖した第1の状態と、リム制御弁体4a及びジェット制御弁体4bのいずれもが開けられた第2の状態と、リム制御弁体4aは開けられジェット制御弁体4bは閉鎖した第3の状態と、の間を直接的または間接的に可逆的に切り換えるように駆動部Dに指示を行うことができる。
【0072】
第1の状態では、便器に水が供給されない。このため、第1の状態は不使用時等において発現され得る。
第2の状態では、リム流及びジェット流が供給される。このため、第2の状態は便器を洗浄する時に発現され得る。第2の状態が継続する時間は、複数の時間、例えば3つの時間から選択される構成にすることができる。これにより、便器に供給される水の量をきめ細かく設定することができ、節水性が向上する。
【0073】
第3の状態では、リム流のみ供給される。このため、第3の状態は便器の封水を形成する時や便器のボウル部を洗浄する時に発現され得る。第3の状態が継続する時間は、便器の封水を形成するのに十分な時間または便器のボウル部を洗浄するのに十分な時間とすることができる。
【0074】
図12に表した動作において、制御部Cが、接続部51a及び51bがZ軸方向において例えば略同一の位置になるように回転体5を回転するよう駆動部Dに指示を行うことにより、第1の状態が実現される(図12(a))。
また、制御部Cが、回転体5を左回りに回転するよう駆動部Dに指示を行うことにより、第2の状態が実現され得る(図12(b))。
また、制御部Cが、回転体5を右回りに回転するよう駆動部Dに指示を行うことにより、第3の状態が実現され得る(図12(c))。
【0075】
これら動作により、例えば図13に表した制御が可能となる。すなわち、制御部Cは、第2の状態と、第1の状態と、第3の状態と、をこの順に発現するように駆動部Dに指示を行うことができる。
【0076】
図13に表したように、時間帯(1)においては、リム制御弁体4a及びジェット制御弁体4bは閉鎖状態にあり、第1の状態となる。その後、洗浄時である時間帯(2)においては、回転体5が左回りに回転し、リム制御弁体4a及びジェット制御弁体4bは開かれ、第2の状態になる。その後、時間帯(3)においては、回転体5は逆回転し(右回りに回転し)、リム制御弁体4a及びジェット制御弁体4bは閉鎖状態となり、第1の状態になる。その後、リフィル時である時間帯(4)においては、回転体5はさらに右回りに回転し、リム制御弁体4aのみが開かれ、第3の状態になる。なお、「リフィル」とは、便器の封水を形成するための水を便器に供給することである。その後、時間帯(5)においては、回転体5は逆回転し(左回りに回転し)、第1の状態となる。すなわち、制御部Cは、リム制御弁体4a及びジェット制御弁体4bを開状態とさせて便器においてサイホンを生じさせた後に、ジェット制御弁体4bを閉鎖状態とさせつつリム制御弁体4aを開状態とさせて便器に封水を充填させることができる。
【0077】
便器洗浄装置1Bにおいても、便器洗浄装置1と同様に、制御部Cの制御により本実施形態の効果が得られる。すなわち、節水性及び静音性に優れた便器洗浄装置が提供される。また、リフィル専用の第1の弁体4a(リム制御弁体4a)を用いることにより、リフィル水の流量をよりきめ細かく調節することができる。
【0078】
なお、次に説明する便器洗浄装置1Cのように、親子弁を用いた場合において給水口は1つの給水口3としてもよい。
図14は、本実施形態のさらに別の具体例に係る便器洗浄装置1Cを例示する模式斜視断面図である。
図15は、便器洗浄装置1Cを例示する模式平面図である。図15(a)は便器洗浄装置1C全体を例示する模式平面図であり、図15(b)は弁部を例示する模式平面図である。
図16は、図15(a)のA−A’線断面図である。
図17は、図15(a)のB−B’線断面図である。
【0079】
図14〜図17に表したように、便器洗浄装置1Cでも親子弁(第1の弁体4a及び第2の弁体4b)を有する。但し、給水口は、1つの給水口3としている。便器洗浄装置1Cでは、親子弁に係る効果、すなわちリフィル専用の第1の弁体4aを用いることによるきめ細かなリフィル水の流量調節を行い得る効果、に加え、構造及び製造工程が簡素化されることに伴うコスト低減の効果も得られる。
【0080】
次に、本実施形態によるリフィル動作(封水形成動作)に係る節水効果について、図18を参照しつつ説明する。
本実施形態により、次に説明するようにリフィル動作に係る節水効果が得られる。
図18は、本実施形態と対比される比較例に係る便器洗浄装置を表した模式断面図である。この便器洗浄装置200は、サイフォンジェット式水洗便器に用いられる。
【0081】
図18に表したように、比較例に係る便器洗浄装置200は、ボールタップにより分岐された2つの給水路を有する(タンク給水路201及びリフィル給水路202)。タンク給水路201には、タンクに供給する水が流れる。一方リフィル給水路202には、便器のリフィルに用いられる水が流れる。すなわち、リフィル用の水は、タンクを経由せずに、直接水道管などから供給される。
【0082】
かかる構成において、タンクから便器へ洗浄水を流して便器の洗浄を行った場合、ボールタップの浮玉(図示せず)及びオーバーフロー管の機能により、タンク内に水が供給される。以下、洗浄水の量が少量であるときにはタンク給水に60秒要し、多量であるときには75秒要する場合を例に取り上げて説明する。
【0083】
ここで、一般に、リフィルに係る流量は、洗浄水が少量であるときのタンク給水に要する時間だけ経過すれば十全に封水が形成されるように設定される。この設定は、流路抵抗を調節することにより行われる。このように設定することにより、洗浄水が少量である場合も多量である場合も、換言すればタンク給水時間が短い場合も長い場合も、封水が十全に形成される。このため、本事例では、タンク給水が60秒間なされれば、リフィルは十全になされるように構成されていると仮定する。
【0084】
なお、リフィルに要する水量は、通常は洗浄水の量に関係なく一定である。洗浄水の量に関係なく、サイフォン現象によりボウル内の水はほぼ全て排出され、洗浄後のボウル面の水量は同等になるからである。
【0085】
図18(a)に表したように、洗浄水が少量である場合には、タンク給水に60秒要することから、タンク給水路201には60秒間水が流れる。この時、同時にリフィル給水路202にも60秒間水が流れる。これにより、便器の封水が適切に形成される。
【0086】
一方、図18(b)に表したように、洗浄水が多量である場合には、タンク給水に75秒要することから、タンク給水路201には75秒間水が流れる。この時、同時にリフィル給水路202にも75秒間水が流れる。この場合も、便器の封水は十全に形成される。しかし、60秒間給水された時点で既に封水は適切に形成されていることから、残余の15秒の間に流れた水は無駄に供給されたことになる。
このように、比較例においては、タンクからの給水量に差があると無駄水が生じ、給水量の差が大きくなると無駄水は増加する。
【0087】
これに対し、本実施形態では、封水形成に必要な水の量は制御部Cなどにより独自に制御することができ、洗浄水の量やタンクの水位に依存しない。これにより、上述した無駄水に係る問題が解消され、節水性の向上が図られる。また、1つまたは2つの弁体を用いるなどにより、構造が簡素なものとなっている。このため、費用の抑制や装置の信頼性向上が図られる。
このように、本実施形態は、リフィルに係る節水性においても優れている。また、簡素な構造でこれを実現することができる。
【0088】
なお、便器洗浄装置1Bや便器洗浄装置1Cを用いた場合には、図示しないが、制御部Cは上述した制御以外にも様々な制御を行うことができる。例えば、制御部Cは、第2の状態と、第1の状態と、をこの順に発現するように駆動部Dに指示を行うことができる。この場合、第3の状態は発現されず、便器内に封水は形成されない。すなわち、制御部Cは、第1の弁体4a及び第2の弁体4bを開状態とさせて便器においてサイホンを生じさせた後に、第1の弁体4a及び第2の弁体4bを閉鎖状態とさせて便器に封水を充填させないようにすることができる。従って、このような制御態様は、便器の掃除や点検などを行う際に好適に用いることができる(お掃除モード)。
【0089】
また、制御部Cは、第2の状態の前に、第3の状態をさらに発現するように駆動部Dに指示を行うことができる。すなわち、制御部Cは、第1の弁体4aを開状態とさせて便器のボウル面に給水させた後に、第1の弁体4a及び第2の弁体4bを閉鎖状態とさせて、さらにその後に、第1の弁体4a及び第2の弁体4bを開状態とさせて便器の洗浄を行わせることができる。これにより、「プレ洗浄」がなされる。すなわち、便器を使用する前に便器の表面に水膜を形成し、汚れの付着を抑制することができる。この場合、検知手段を用いて利用者が着座したことを検知して、自動的にプレ洗浄がなされる構成にすることができる。
【0090】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
例えば、回転体5は、図19に表したように、ラック・アンド・ピニオンを用いた構成にしてもよく、かかる構成も本実施形態に含まれる。この場合、回転体5において、ラック・アンド・ピニオンの作用により回転駆動が上下方向などの直線方向の駆動へと変換される。このような構成にしても、本実施形態の効果が発現される。
【0091】
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【0092】
1 便器洗浄装置、1B 便器洗浄装置、1C 便器洗浄装置、2 タンク、3 給水口、3a 第1の給水口、リム給水口、3b 第2の給水口、ジェット給水口、4 弁体、4a 第1の弁体、リム制御弁体、4b 第2の弁体、ジェット制御弁体、4s 蝶番、5 回転体、5p 突出部、5s 回転軸、6 紐状体、6a 第1の紐状体、リム紐状体、6b 第2の紐状体、ジェット紐状体、21 給水路、21a 第1の給水路、21b 第2の給水路、22 リム孔、23 ジェット孔、41 弁座、51 接続部、51a 第1の接続部、リム接続部、51b 第2の接続部、ジェット接続部、100 便器、100B 便器、200 便器洗浄装置、201 タンク給水路、202 リフィル給水路、220 オーバーフロー管、A 情報取得部、C 制御部、D 駆動部、R 矢印、Ra 範囲、Rb 範囲、T 矢印、V 矢印

【特許請求の範囲】
【請求項1】
水を貯留し、前記水を外部に給水する給水口を有するタンクと、
前記給水口を開閉する弁体と、
前記弁体を開閉させる駆動部と、
前記駆動部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記弁体の密度は、水の密度よりも大きく、
前記制御部は、通電時において、前記駆動部に対して前記弁体の閉止動作を減勢する力を発生させる制御をすることを特徴とするトイレ装置。
【請求項2】
前記制御部は、通電時において、前記弁体が閉止動作を行っている略全ての期間において前記駆動部に対して前記弁体の閉止動作を減勢する力を発生させる制御をすることを特徴とする請求項1記載のトイレ装置。
【請求項3】
前記制御部は、通電時において、前記弁体が閉止動作を行っている期間のうちで、前記弁体が閉鎖状態となる直前の期間において前記駆動部に対して前記弁体の閉止動作を減勢する力を発生させる制御をすることを特徴とする請求項1記載のトイレ装置。
【請求項4】
前記弁体の速度を検出する速度検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記速度検出部で検出された前記弁体の閉止速度に基づいて前記駆動部の動作を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のトイレ装置。
【請求項5】
前記弁体の位置を検出する位置検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記位置検出部で検出された前記弁体の位置に基づいて前記駆動部の動作を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のトイレ装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記給水口から外部に給水される前記水の給水量に応じて前記弁体に加わる力が変化するように前記駆動部の動作を制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のトイレ装置。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれか1つに記載のトイレ装置と、
前記タンクから給水された前記水により洗浄される便器と、
を備えたことを特徴とする便器システム。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate

【図11】
image rotate

【図12】
image rotate

【図13】
image rotate

【図14】
image rotate

【図15】
image rotate

【図16】
image rotate

【図17】
image rotate

【図18】
image rotate

【図19】
image rotate