圧送式便器装置
【課題】異物が誤って流されてしまった場合であっても使用を継続することが可能な圧送式便器装置を提供する。
【解決手段】便器本体２と、洗浄水を供給する給水手段３と、搬送された汚物を粉砕・圧送して排水管１６へ排出する粉砕圧送処理装置４を備えた圧送式便器装置１であって、粉砕圧送処理装置４は、搬送された汚物を溜める貯留槽１０と、搬送された汚物を貯留槽１０内へ導入する供給口１３と、貯留槽１０内に設けられ、供給口１３から導入された汚物を受け止める円板状の底板２６と、底板２６を回転させるモータ２４と、粉砕された汚物を貯留槽１０から排出するための排出口１５とを有し、給水手段３は、最大給水流量が排出流量よりも多くなるように構成され、粉砕圧送処理装置４は、モータ２４によって底板２６を回転させることにより、貯留槽１０内で洗浄水を攪拌させて汚物を粉砕し、隙間Ｇを通過した汚物を排出する。
【解決手段】便器本体２と、洗浄水を供給する給水手段３と、搬送された汚物を粉砕・圧送して排水管１６へ排出する粉砕圧送処理装置４を備えた圧送式便器装置１であって、粉砕圧送処理装置４は、搬送された汚物を溜める貯留槽１０と、搬送された汚物を貯留槽１０内へ導入する供給口１３と、貯留槽１０内に設けられ、供給口１３から導入された汚物を受け止める円板状の底板２６と、底板２６を回転させるモータ２４と、粉砕された汚物を貯留槽１０から排出するための排出口１５とを有し、給水手段３は、最大給水流量が排出流量よりも多くなるように構成され、粉砕圧送処理装置４は、モータ２４によって底板２６を回転させることにより、貯留槽１０内で洗浄水を攪拌させて汚物を粉砕し、隙間Ｇを通過した汚物を排出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧送式便器装置に係り、特に誤って流された異物による噛み込み防止を図った圧送式便器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般家庭用等のトイレでは、便器から下水までの排水管の傾斜勾配を利用して排水が行われている。しかしながら、家庭内に追加のトイレを設置するような場合には、レイアウト等の関係から傾斜勾配を確保できない場合や、水洗ポータブルトイレのように汚物を小さくしないと小径の排水ホースから排水できないようなものがある。このような場合に対応できるトイレとして、便器から排出される汚物を粉砕し、粉砕された汚物と洗浄水を下水へ圧送する粉砕圧送処理装置を備えた圧送式便器装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、従来の圧送式便器装置の粉砕圧送処理装置の一例を示している。この粉砕圧送処理装置２０４は、貯留槽２１０内に、モータ２２４，このモータ２２４に連結された回転軸２２５，この回転軸２２５に取り付けられた粉砕歯（カッター）２２６及びインペラ２２８を備えている。
【０００４】
使用者が便器の使用後に洗浄水を流すと、洗浄水と共に汚物が貯留槽２１０の供給口２１３を介して粉砕室２２１内へ搬送される。このとき、モータ２２４の作動により、回転軸２２５が回転し、これにより、粉砕歯２２６及びインペラ２２８が回転する。
粉砕歯２２６は、粉砕室２２１の空間内で回転可能なように、底部から斜め上方へ向けて延びるように構成されている。汚物は、モータ２２４により回転駆動された粉砕歯２２６によって粉砕され、粉砕室２２１の周壁及び底壁に設けられた孔を通過し、粉砕室２２１から流れ出る。粉砕室２２１から流れ出た粉砕後の汚物は、モータ２２４により駆動されたインペラ２２８の回転によって、洗浄水と共に排水管２１６を介して圧送することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２８６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、便器には汚物以外の異物（例えば、硬質のライターや、軟質のオムツやハンカチ等）が誤って流される場合がある。このような異物は粉砕歯では粉砕し難い。このため、このような異物が便器内に誤って流されると、異物が可動する粉砕歯と固定部分となる貯留槽の間などに噛み込んだりして、モータが回転できなくなる不具合が発生していた。そして、モータが回転できないと、貯留槽から下水へ排水を圧送できないので、不具合が解消されるまでは使用者は圧送式便器装置を利用することができなくなるという問題があった。
【０００７】
しかも、粉砕歯に絡みついたり噛み込んだりした異物を、一般の使用者が取り除くことは非常に困難であるため、専門のサービススタッフを呼んで、異物を取り除いてもらう必要があった。さらに、異物を粉砕歯から取り除く作業は大変手間が掛かる作業である。したがって、一旦、異物の噛み込み等に起因したモータ不作動により圧送式便器装置が使用できなくなると、長期間に亘って圧送式便器装置を使用できない状態が継続するという問題があった。このため、圧送式便器装置自体の需要はあるにもかかわらず、上記問題が圧送式便器装置の普及を妨げていた。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、異物が誤って流されてしまった場合であっても使用を継続することが可能な圧送式便器装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、 便器と、前記便器から汚物を搬送するための洗浄水を供給する給水手段と、前記便器から搬送された汚物を粉砕し、粉砕された汚物を圧送して排出管へ排出する粉砕圧送処理装置と、を備えた圧送式便器装置であって、前記粉砕圧送処理装置は、前記便器から搬送された汚物を溜める環状の貯留槽と、前記給水手段によって搬送された汚物を前記貯留槽内へ導入する供給口と、前記環状の貯留槽内の下部に設けられ、該貯留槽の内周部との間にわずかな隙間を残して貯留槽の下面部の略全体を覆うように設けられた円板状の底板と、前記底板を回転させる駆動手段と、粉砕された汚物を前記貯留槽から排出するための排出口と、を有し、前記供給口から前記粉砕圧送処理装置に供給される洗浄水の瞬間給水流量が前記排出口からの瞬間排出流量よりも多くなるように構成され、前記粉砕圧送処理装置は、前記駆動手段によって前記底板を回転させることにより、前記貯留槽内で洗浄水を汚物とともに攪拌し、該汚物を水の力によって前記貯留槽の内周壁に衝突させることによって汚物が粉砕されるように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、供給口から前記粉砕圧送処理装置に供給される洗浄水の瞬間給水流量が前記排出口からの瞬間排出流量よりも多くなるように構成されているため、洗浄動作中には、貯留槽内の洗浄水の水位が一時的に上昇し、さらに、駆動手段が底板を回転させることにより、貯留槽内で洗浄水が高速に攪拌される。すなわち、貯留槽内で洗浄水が旋回することによって、底板付近では汚物等が径方向外側へ移動され、その後、貯留槽の壁に沿って上昇し、上昇後に径方向内側及び下方へ移動し、全体として、貯留槽の壁内で対流する。
【００１１】
このように本発明では、貯留槽内での洗浄水の水流により、便器から貯留槽内へ流された汚物が、貯留槽内で洗浄水と共に高速で攪拌されることによって、汚物は軟らかいので、貯留槽の内壁に衝突して細かく破砕することができる。
【００１２】
従来は、汚物の粉砕が粉砕歯による破砕であったため、ライターやハンカチ、オムツ等の異物が誤って便器に流されると、駆動手段（モータ）によって回転駆動された粉砕歯と囲の構造物との間で噛み込みを起こして、モータが回転不能になったりするという不具合が生じていた。
【００１３】
これに対して、本発明では、粉砕歯によって汚物を破砕するのではなく、水流による攪拌によって汚物を貯留槽の内壁に衝突させて汚物を破砕するように構成したものであるため、異物が誤って流されたとしても引っ掛かるようなことがない。具体的には、異物は水と壁の間に存在しているだけであるため、引っ掛かる所がないため、排水が完了するまで貯留槽内に滞留し、排水が完了した時点で貯留槽の下面の略全体を覆うように設けられた底板上の上に残り、駆動手段がロックして使えなくなるようなことがない。
【００１４】
また、本発明では、異物が誤って流された場合に、その異物は、上述のように底板に絡みついたり噛み込んだりすることがないので、駆動手段によって底板を継続的に駆動し続けることができる。したがって、従来は、モータロックにより便器装置そのものが使用できなくなっていたが、本発明では、駆動装置により底板を駆動することができるので、使用者は便器装置の使用を継続することができる。これは、特に体が不自由な方が使用されるポータブルトイレ等にあっては極めて有用な効果と言えるものである。
さらに、本発明では、破砕歯が設けられていないので、異物が複雑に絡み合ったり、噛み込んだりすることがないので、異物を取り除くことが従来と比べて容易となり、煩雑であったメンテナンス性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明において好ましくは、粉砕圧送処理装置は、駆動手段が底板を回転させることにより、貯留槽内での洗浄水の攪拌を促進する攪拌促進手段を備えている。
このように構成された本発明によれば、攪拌促進手段が設けられたことにより、底板が回転したときに、貯留槽内の洗浄水に対してより効率よく旋回力を付与し、攪拌力の大きい強い水流を生成することができる。これにより、汚物に付与する旋回力を高めることができ、汚物を確実に粉砕することが可能となる。
【００１６】
また、本発明において好ましくは、貯留槽内において底板の回転中心付近には、底板と共に回転することによって、洗浄水と共に攪拌される軟質の異物をからませることで捕集する異物捕集手段が設けられている。
このように構成された本発明によれば、誤って流された軟質のハンカチやオムツ等は、回転する底板がある以上滞留中に絡まる可能性を零にすることはできないが、本発明にあっては、軟質の異物は、貯留槽内で洗浄水と共に攪拌される際に、貯留槽内で回転中心に向けて対流し、底板と共に回転する異物捕集手段と接触することにより、異物捕集手段によって確実に絡み取られ、滞留すること自体が抑制される。よって軟質の異物であっても確実に駆動手段のロックを防止することができる。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、攪拌促進手段は、底板上面で回動自在な可動突起であり、この可動突起は、底板と共に回転することにより洗浄水の攪拌を促進し、汚物と衝突して汚物を粉砕可能であると共に汚物との衝突により回動方向が反転可能に構成されている。
撹拌促進手段を設けた場合、水流による撹拌力を高めることができる一方で、この撹拌促進手段に異物が引っ掛かって駆動手段がロックするリスクが高まる。しかし本発明にあっては、撹拌促進手段を可動突起としたことによって、異物が引っ掛かった際に可動して引っ掛かりを抑制するように構成しているため異物による噛み込みを確実に防止しつつ撹拌力を高めることができる。
【００１８】
また、本発明において好ましくは、貯留槽の壁には、汚物の粉砕を促進する粉砕促進手段として、開孔及び、凹凸形状部の少なくとも一方が設けられている。
このように構成された本発明によれば、貯留槽内で洗浄水が旋回する際、貯留槽の壁に形成された開孔や凹凸形状部に水流が衝突することにより、壁付近で乱流又は旋回方向に対して不規則な方向の流れを生させることができる。したがって、本発明では、貯留槽内で洗浄水を旋回及び対流させることに加えて、乱流又は不規則な流れを生じさせることができる。よって、本発明では、汚物を洗浄水の旋回及び対流によって貯留槽の内壁に衝突させることで粉砕することに加えて、乱流又は不規則な流れによって粉砕力を高めることができる、さらに効率的に汚物を粉砕することができる。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、凹凸形状は、曲面状の凹凸からなる。
このように構成された本発明によれば、壁の凹凸形状が曲面状の凹凸であることにより、異物が貯留槽内の曲面状の凹凸形状に衝突しても、引っ掛かるようなことがなく駆動手段のロックを確実に抑制できる。
【００２０】
また、本発明において好ましくは、底板と水平方向で対向する貯留槽の内壁は円形状の内周面として構成される一方で、前記粉砕促進手段は、底板より所定距離離れた上方の位置に設けられている。
このように構成された本発明によれば、底板と対面する貯留槽の内壁は単なる環状の内周面として構成したため、回転する底板と固定された貯留槽の内壁との間に異物が引っ掛かって駆動手段をロックさせてしまうということを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の圧送式便器装置によれば、異物が誤って流されてしまった場合であっても使用を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態による圧送式便器装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態による粉砕圧送処理装置の説明図である。
【図３】本発明の実施形態による底板の上面図である。
【図４】本発明の実施形態による底板の側面図である。
【図５】本発明の実施形態による洗浄時の給水流量と排出流量の時間変化を表すグラフである。
【図６】本発明の実施形態による粉砕圧送処理装置の動作説明図である。
【図７】従来例に掛かる粉砕圧送処理装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態に係る圧送式便器装置１の構成を説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態による圧送式便器装置１は、便器本体２と、この便器本体２に便器給水路３ａを介して洗浄水を給水する給水装置３と、便器本体２から洗浄水と共に搬送されてきた汚物を粉砕し、粉砕された汚物を洗浄水と共に排水管１６へ圧送する粉砕圧送処理装置４と、粉砕圧送処理装置４等を制御する制御装置５を備えている。
【００２４】
便器本体２は、上方が開口し、下方に洗浄水と共に汚物を排出する排出口２ａが設けられた構成である。便器本体２は、排出口２ａにフラップ弁が設けてもよい。また、便器本体２は、サイホン式やサイホンジェット式の便器であってもよい。
【００２５】
給水装置３の給水方式については、水道に直結して給水する水道直結方式であってもよいし、貯水したタンクから給水するタンク方式であってもよい。便器本体２への給水量は、制御装置５が電磁バルブ等からなる給水弁３ｂを開閉制御することにより調整される。
【００２６】
使用者がトイレ使用後、便器本体２を洗浄するために、リモコン（図示せず）等に設けられた洗浄指令用の洗浄スイッチをオンにすると、これに基づいて、制御装置５が給水弁３ｂへ給水指令を出力し、給水装置３から便器本体２内へ所定時間給水が行われ、便器本体２内に所定量の洗浄水が供給される。
【００２７】
図２に示すように、粉砕圧送処理装置４は、貯留槽１０を備えており、この貯留槽１０内に、粉砕圧送部２０が設けられている。
貯留槽１０は、便器本体２から搬送されてきた洗浄水と汚物を溜めるように構成された中空の容器である。貯留槽１０は、側壁１１及び底壁１２によって囲まれている。
側壁１１には、管状の供給口１３が貫通して設けられ、この供給口１３に便器本体２の排出口２ａが連結されている。
また、貯留槽１０には、便器本体２から排水された洗浄水を滞りないようにして排水するべく、貯留槽１０内に存在している空気を貯留槽１０の外部へと排出させる通気管（図示せず）なるものが設けられている。
【００２８】
また、底壁１２には、開口１２ａが形成されており、この開口１２ａを塞ぐと共に、底壁１２から下方へ突出するように、ポンプ室１４が取り付けられている。このポンプ室１４には、排出口１５が形成されており、この排出口１５に排水管１６が連結されている。排水管１６は、図１に示すように、排出口１５から上方へ延びており、さらに、下水へ連結される。
【００２９】
粉砕圧送部２０は、貯留槽１０内に配置された有底円筒状の粉砕室２１と、ポンプ室１４の下部に配置された駆動手段としてのモータ２４と、モータ２４から貯留槽１０の中央付近まで延びる回転軸２５と、回転軸２５の基端部付近でポンプ室１４内に取り付けられたインペラ２９と、回転軸２５の途中部分に取り付けられ粉砕室２１の底部付近に位置する円板状の底板２６と、を備えている。なお、本実施形態では、モータ２４がポンプ室１４の下部に配置されているが、回転軸２５を回転できれば、任意の位置に配置されてもよい。
【００３０】
回転軸２５は、モータ２４からポンプ室１４内を通って粉砕室２１まで上方へ延びている。また、回転軸２５には、底板２６の上方から先端にかけて、表面の摩擦を大きくするために刻み目が形成されている。なお、摩擦を大きくするために、回転軸２５の表面にラバー等の他の部材を取り付けてもよい。回転軸２５の底板２６よりも上方の部分２５ａは、異物捕集手段として機能する部位であり、表面の摩擦を大きくすることにより、繊維状のやわらかい異物を引っ掛けて絡ませ易くするように構成されている。
【００３１】
粉砕室２１は、筒状の周壁２２と、周壁２２の下側の円形開口を塞ぐ底壁２３とを有する。貯留槽１０は、貯留槽１０の外側の壁である側壁１１と、その内側に設けられ内側の壁を構成する周壁２２を備えている。
底板２６は、粉砕室２１の底壁２３の上部に位置するように設けられており、底板２６の上方には、洗浄水及び汚物を受け入れる空間が確保されている。
【００３２】
本実施形態では、周壁２２は、底板２６の周方向の少なくとも一部に沿って、波状となるような凹凸形状を有している。この凹凸形状は曲面状である。この凹凸形状は、異物が引っかからないように、滑らかな曲面状であることが好ましい。なお、上記凹凸形状は、周壁２２の高さ方向全域にわたって形成してもよいし、周壁２２のうち底板２６の側方に対応する高さ位置及びその上下の所定範囲のみに形成してもよい。
【００３３】
このように周壁２２を構成することで、本実施形態では、対流や旋回を伴う攪拌によって、又は、底板２６の回転による遠心力によって、汚物が周壁２２へ押し付けられたときに、汚物へ局所的な又は集中的な応力を与えることができる。また、汚物が周壁２２内を水流と共に旋回するときに、周壁２２の凸部に衝突することにより、汚物へ局所的な又は集中的な応力を与えることができる。すなわち、平面視で円形の周壁２２に汚物が衝突した場合には、汚物と周壁２２との接触面積が大きく、また、汚物が周壁２２の周面に沿って移動し易いので、汚物に対する衝撃が弱まるおそれがある。これに対して、本実施形態では、汚物Ａが凹凸面のうち内側へ突出する頂部へ衝突することにより、より汚物Ａを砕き易くすることができる。
なお、本実施形態では、周壁２２が曲面状の凹凸形状を有しているが、これに限らず、凹凸形状を有しない円筒面を構成するように形成してもよい。
【００３４】
また、本実施形態の貯留槽の壁としての周壁２２には、洗浄水や小さな汚物が通過できる複数の孔２２ａが形成されている。さらに、底壁２３には、粉砕され小さくなった汚物が通過できる複数の孔２３ａが形成されている。
周壁２２に形成された孔２２ａは、周壁２２のうち、底板２６の高さ付近には設けられておらず、底板２６よりも所定高さだけ上方から更に上方の領域に形成されている。また、孔２２ａは、下方よりも上方に形成されたものほど、孔開口面積が大きくなるように形成されている。
【００３５】
さらに、周壁２２には供給口１３が連結されており、粉砕室２１は、供給口１３を介して洗浄水や汚物を受け入れるようになっている。
モータ２４は、制御装置５からの制御信号により所定方向に回転するように構成されている。
【００３６】
図２〜図４に示すように、底板２６は、複数の貫通孔２７ａが形成された円板部材２７と、円板部材２７の上面に固定された攪拌促進手段としての複数の可動突起２８を備えている。可動突起２８は、円板部材２７から上方へ突出するように取り付けられた略直方体の部材であり、円板部材２７の中心を挟んで対向する２箇所に回動自在に取り付けられている。円板部材２７には、その平面に垂直な方向に向くように支持軸２８ａが取り付けられており、可動突起２８は、支持軸２８ａに回動自在に取り付けられている。底板２６が回転したときに可動突起２８が底板２６上で回動するように、支持軸２８ａは、可動突起２８を、その中央部分から長手方向に所定距離だけ変位した位置で支持している。
【００３７】
なお、可動突起２８の形状は、略直方体に限らず、立方体、多角柱体、半円柱体等の各種形状とすることができる。また、可動突起２８は、後述する異物が絡み付かないように、角部が滑らかに面取りされていることが好ましい。さらに、可動突起２８の個数は、２個に限らず、１個以上とすることができる。
【００３８】
また、貫通孔２７ａは、排水管１６を通して圧送できる程度の大きさの汚物を通過させることが可能な寸法に設定されている。さらに、貫通孔２７ａを多数設けることにより、円板部材２７をメッシュ状に形成してもよい。
【００３９】
円板部材２７は、周壁２２との間に所定の隙間Ｇが形成されるように、粉砕室２１の周壁２２よりも径寸法が小さく設定されている。この隙間Ｇは、粉砕され小さくなった汚物Ａが通過可能な寸法である。
【００４０】
図２に示すように、インペラ２９は、ポンプ室１４内に配置されており、底板２６と共に回転するように回転軸２５に取り付けられている。貯留槽１０からポンプ室１４内へ流入した汚水は、インペラ２９の回転により排水管１６へ圧送される。
【００４１】
なお、本実施形態では、底板２６に可動突起２８が設けられているが、これに限らず、底板２６に固定突起を設けた構成としてもよいし、このような突起を設けない構成としてもよい。突起を設けない場合、円板部材から突起が突出しないので、異物と絡まったり、異物が噛み込んだりするおそれをより低減することができる。
【００４２】
次に、図５及び図６を参照して、本実施形態の圧送式便器装置１の作用を説明する。
本実施形態では、モータ２４によって回転駆動される底板２６、周壁２２及び可動突起２８等が、便器本体２から粉砕室２１内へ搬送された汚水中の汚物（糞やトイレットペーパー等の固形物）を粉砕する粉砕手段として機能するように構成されている。
また、本実施形態では、モータ２４によって回転駆動されるインペラ２９とポンプ室１４が、粉砕された汚物を含む汚水を排水管１６へ圧送する圧送手段として機能する。
【００４３】
使用者が洗浄スイッチ（図示せず）をオンにすると、制御装置５は、給水弁３ｂの弁の位置を閉状態から開状態へ所定時間だけ切り換える。このとき、制御装置５は、モータ２４へ制御信号を出力し、所定時間だけモータ２４を作動させる。
【００４４】
図５に示すように、圧送手段による排出流量Ｆｂ（破線）は一定である。一方、１回の給水操作又は給水処理における、給水手段３から給水弁３ｂを介して供給される洗浄水の給水流量Ｆａ（実線）は、瞬間的に圧送手段による排出流量Ｆｂを超える最大給水流量まで上昇し、その後減少する。一方、このため、洗浄水が貯留槽１０へ供給されると、排出流量Ｆｂよりも給水流量Ｆａが大きい期間は、貯留槽１０内の洗浄水Ｗの水位が一時的に上昇する。図６は、水位が上昇した状態を示している。
【００４５】
粉砕室２１内に汚物と共に供給された洗浄水は、粉砕室２１の底方向へ流入すると共に、一部は、周壁２２の孔２２ａを通して貯留槽１０へ流れ出る。また、モータ２４の駆動によりインペラ２９が回転することにより、周壁２２内の洗浄水及び汚物が貯留槽１０の底部へ向けて吸引される。
【００４６】
図６に示すように、モータ２４によって底板２６が回転駆動されると、貯留槽１０又は粉砕室２１内には渦流が形成される。すなわち、一時的に水位が上昇した洗浄水Ｗには、底板２６の回転によって旋回力が与えられ、洗浄水Ｗは周壁２２に沿って回転しながら周壁２２へ押しやられる。底板２６の回転によっても洗浄水Ｗは攪拌されるが、本実施形態では、攪拌促進手段としての可動突起２８が底板２６と共に回転することにより攪拌力が高められ、攪拌を促進できる。可動突起２８は、底板２６上の洗浄水に対する抵抗力が大きいので、可動突起２８が回転移動することにより、洗浄水Ｗに対して大きな旋回力を付与することができ、強い水流を生成することが可能となる。これにより、図６に示すように、底板２６の回転中心付近で洗浄水Ｗの水位が低く、径方向外側の水位が高くなるように洗浄水Ｗが攪拌される。
【００４７】
このとき、底板２６付近では洗浄水及び汚物は径方向外側へ移動し、周壁２２に当たった洗浄水の一部は周壁２２に沿って上方へ流れる。そして、周壁２２に沿って上方へ移動した洗浄水は、再び粉砕室２１の中心へ向けて移動し、回転軸２５付近から下方へ移動する。このようにして、粉砕室２１内で洗浄水が旋回及び対流する。
【００４８】
汚物Ａは、図３及び図６に示されているように、底板２６上で水流や底板２６の回転による遠心力により粉砕室２１の周壁２２へ押しやられる。また、このとき、汚物Ａは、回転する可動突起２８と衝突し、移動方向を変えながら、最終的に粉砕室２１の周壁２２へ押しやられる。
【００４９】
そして、汚物Ａは、粉砕室２１内で洗浄水の攪拌による旋回及び対流によって移動しつつ、強い水流に晒されることにより破砕されていく。
また、粉砕室２１内で洗浄水が旋回すると、周壁２２に設けられた曲面状の凹凸に水流が衝突し、周壁２２付近に乱流又は旋回方向に対して不規則な流れが生じる。汚物Ａが周壁２２付近を移動する際には、この乱流又は不規則な流れによってせん断力を受け、破砕が促進される。
なお、本実施形態では、周壁２２に設けられた凹凸形状が曲面状であるので、旋回する洗浄水が周壁２２の凹凸形状に衝突しても、洗浄水の旋回力の勢いが減衰され難くなっている。これにより、本実施形態では、洗浄水の旋回力を維持しつつ、乱流又は不規則な流れを生じさせ、洗浄水の攪拌によって効率的に汚物を粉砕することができる。
【００５０】
また、水流や遠心力によって移動する際に、凹凸面の周壁２２や可動突起２８等と衝突を繰り返すことにより汚物の破砕が助長され、十分に小さい状態まで粉砕することができ、粉砕効率を向上させることが可能となる。
【００５１】
さらに、底板２６がモータ２４によって回転駆動されると、可動突起２８は、支持軸２８ａを挟んだ重量バランスが不均一であるため、円板部材２７上で回動する。汚物Ａが底板２６上に到達すると、回動する可動突起２８と衝突して、大きな衝撃力を受けて粉砕されると共に、水流方向又は遠心力が掛かった方向とは異なる方向の周壁２２へさらに衝突させられる。これにより、底板２６及び可動突起２８によって、より効率的に汚物を粉砕することができる。
【００５２】
なお、回動する可動突起１２８が硬い異物や大きな汚物と衝突した場合には、可動突起２８は、異物や汚物から反発力を受け、その反発力の大きさによっては、衝突時の回動方向と逆方向に回動させられる。これにより、異物や汚物が、可動突起２８と周壁２２との間に噛み込んでしまうことを防止することができる。
【００５３】
このようにして、破砕室２１内で破砕された汚物Ａの小片は隙間Ｇを通過し、さらに底壁２３の孔２３ａを通過して、ポンプ室１４へ運ばれる。粉砕された汚物Ａは、ポンプ室１４でインペラ２９によって圧送され、排水管１６を通して下水まで排出される。
【００５４】
また、本実施形態では、可動突起２８の外側端部と周壁２２との径方向の距離が、隙間Ｇよりも大きく設定されており、粉砕手段は、可動突起２８と周壁２２との間で汚物をすり潰して粉砕することを主機能とはしていない。むしろ、本実施形態の粉砕手段は、底板２６の回転に起因する洗浄水の攪拌力によって、汚物を粉砕している。さらには、可動突起２８との衝突による衝撃力や、底板２６の回転による遠心力によって周壁２２へ衝突させる際の衝撃力等によって、汚物の粉砕が補助されている。
【００５５】
また、本実施形態では、粉砕手段が、円板状の底板２６及び周壁２２で形成されており、従来のように汚物を破断するための粉砕歯を有していない。従来は、粉砕室の空間内へ粉砕歯が斜め上方へ延びる構成であったが、本実施形態では、単に底板２６に可動突起２８が設けられた構成を有している。この可動突起２８は、粉砕室２１の空間内へ延びるように構成されておらず、底板２６の円板部材２７から上方に僅かに突出し、粉砕室２１の底部で回転するだけである。
【００５６】
このため、オムツ等の異物が誤って便器本体２内へ流された場合であっても、底板２６は、異物と絡まることがない。特に、繊維状の異物であるハンカチ、紙製及び布製オムツ、紐状物、布状物、ゴム製品等は、従来、粉砕歯に絡み易く、これによりモータのトルクが足りなくなってモータが回転不能になっていた。これに対して、本実施形態では、底板２６には粉砕歯は設けられておらず、単に可動突起２８が形成されているだけであるので、繊維状異物が流入してきた場合であっても、この繊維状異物が底板２６に絡み付いて、モータ２４が回転不能になることがない。
【００５７】
また、本実施形態では、粉砕手段が、回転体として円板状の底板２６を有し、底板２６と周壁２２との間に所定の隙間Ｇが設けられた簡単な構成であるので、異物が繊維状異物であっても、底板２６と周壁２２との間に噛み込むことを大幅に抑制することができる。これにより、本実施形態では、従来のように異物が噛み込んでモータが停止してしまうおそれを、極めて低減することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、上述のように使用者が洗浄スイッチをオンにすると、図６に示すように、粉砕室２１内の水位が上昇するので、繊維状の異物が粉砕室２１内の洗浄水中に浮遊し、さらに対流する。そして、この対流によって異物が回転軸２５付近に到達すると、回転中の回転軸２５に異物を絡ませることができる。本実施形態では、回転軸２５の部分２５ａは、繊維状の異物を捕え易いように、表面の摩擦力を高めた異物捕集手段を構成している。
【００５９】
したがって、繊維状の異物が回転軸２５の表面に接触すると、異物は、回転する回転軸２５に素早く絡み取られる。そして、異物は一旦回転軸２５に絡み取られると、その状態に保持される。また、異物が回転軸２５に絡み付いていても、異物が底板２６の中心部に位置することになるので、モータ２４が底板２６を回転駆動する際のトルク増大を抑制することができ、モータ２４が過負荷状態となることを防止することができる。このように、本実施形態では、繊維状異物が粉砕室２１に留まっている間は、異物を回転軸２５に絡ませた状態にすることができるので、異物が底板２６と周壁２２との間に噛み込むことを確実に防止することができる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、異物が底板２６と周壁２２との間に引っ掛かることで噛み込みによるロックが発生することをより確実に防止するため、底板２６の高さ付近の周壁２２に孔２２ａを形成しない構成としている。すなわち、孔２２ａは、滑らかな壁面よりも異物が引っ掛かり易いので、底板２６付近には孔２２ａを形成していない。これにより、底板２６付近では周壁２２には、孔２２ａが形成されておらず、滑らかな曲面状の凹凸形状に形成されているから、底板２６や可動突起２８と周壁２２との間で異物が引っ掛かりが生じることがより確実に防止される。
なお、周壁２２のうち、底板２６よりも所定高さ以上高く、底板２６との間で挟み込みが生じない領域には、上方ほど孔開口面積が大きくなるように孔２２ａが形成されているので、貯留槽１０の上部からは、洗浄水や浮遊汚物を排出し易くすることができる。
【００６１】
このように、本実施形態では、繊維状の異物が流されてしまった場合には、異物捕集手段としての回転軸２５の部分２５ａが異物を絡め取り、固定状（例えば、ライター等）の異物が流されてしまった場合には、この異物は底板２６上で留まり続ける。このように、本実施形態では、どのような異物が流されてしまった場合であっても、この異物が底板２６の回転を妨げず、モータ２４がロックしてしまうことがないので、異物が貯留槽１０内にあっても、モータ２４を駆動させることが可能である。したがって、本実施形態では、使用者は、異物を誤って流してしまった後でも、サービススタッフが来るまでの間、圧送式便器装置１の使用を継続することが可能である。
【００６２】
次に、本実施形態は以下のように改変してもよい。
上記実施形態では、貯留槽１０が、外側の壁である側壁１１と内側の壁である周壁２２を備えており、周壁２２が粉砕圧送部２０の一部を構成しているが、これに限らず、周壁２２を設けない構成としてもよい。なお、この場合、底板２６の径を側壁１１に合わせて拡大することが好ましい。
【符号の説明】
【００６３】
１ 圧送式便器装置
２ 便器本体
３ 給水装置（給水手段）
４ 粉砕圧送処理装置
５ 制御装置
１０ 貯留槽
１１ 側壁
１３ 供給口
１４ ポンプ室
１５ 排出口
１６ 排水管
２０ 粉砕圧送部
２１ 粉砕室
２２ 周壁（貯留槽の壁）
２３ 底壁
２４ モータ（駆動手段）
２５ 回転軸
２５ａ回転軸の部分（異物捕集手段）
２６ 底板
２７ 円板部材
２８ 可動突起（攪拌促進手段）
２９ インペラ
Ａ 汚物
Ｇ 隙間
Ｗ 洗浄水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧送式便器装置に係り、特に誤って流された異物による噛み込み防止を図った圧送式便器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般家庭用等のトイレでは、便器から下水までの排水管の傾斜勾配を利用して排水が行われている。しかしながら、家庭内に追加のトイレを設置するような場合には、レイアウト等の関係から傾斜勾配を確保できない場合や、水洗ポータブルトイレのように汚物を小さくしないと小径の排水ホースから排水できないようなものがある。このような場合に対応できるトイレとして、便器から排出される汚物を粉砕し、粉砕された汚物と洗浄水を下水へ圧送する粉砕圧送処理装置を備えた圧送式便器装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、従来の圧送式便器装置の粉砕圧送処理装置の一例を示している。この粉砕圧送処理装置２０４は、貯留槽２１０内に、モータ２２４，このモータ２２４に連結された回転軸２２５，この回転軸２２５に取り付けられた粉砕歯（カッター）２２６及びインペラ２２８を備えている。
【０００４】
使用者が便器の使用後に洗浄水を流すと、洗浄水と共に汚物が貯留槽２１０の供給口２１３を介して粉砕室２２１内へ搬送される。このとき、モータ２２４の作動により、回転軸２２５が回転し、これにより、粉砕歯２２６及びインペラ２２８が回転する。
粉砕歯２２６は、粉砕室２２１の空間内で回転可能なように、底部から斜め上方へ向けて延びるように構成されている。汚物は、モータ２２４により回転駆動された粉砕歯２２６によって粉砕され、粉砕室２２１の周壁及び底壁に設けられた孔を通過し、粉砕室２２１から流れ出る。粉砕室２２１から流れ出た粉砕後の汚物は、モータ２２４により駆動されたインペラ２２８の回転によって、洗浄水と共に排水管２１６を介して圧送することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２８６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、便器には汚物以外の異物（例えば、硬質のライターや、軟質のオムツやハンカチ等）が誤って流される場合がある。このような異物は粉砕歯では粉砕し難い。このため、このような異物が便器内に誤って流されると、異物が可動する粉砕歯と固定部分となる貯留槽の間などに噛み込んだりして、モータが回転できなくなる不具合が発生していた。そして、モータが回転できないと、貯留槽から下水へ排水を圧送できないので、不具合が解消されるまでは使用者は圧送式便器装置を利用することができなくなるという問題があった。
【０００７】
しかも、粉砕歯に絡みついたり噛み込んだりした異物を、一般の使用者が取り除くことは非常に困難であるため、専門のサービススタッフを呼んで、異物を取り除いてもらう必要があった。さらに、異物を粉砕歯から取り除く作業は大変手間が掛かる作業である。したがって、一旦、異物の噛み込み等に起因したモータ不作動により圧送式便器装置が使用できなくなると、長期間に亘って圧送式便器装置を使用できない状態が継続するという問題があった。このため、圧送式便器装置自体の需要はあるにもかかわらず、上記問題が圧送式便器装置の普及を妨げていた。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、異物が誤って流されてしまった場合であっても使用を継続することが可能な圧送式便器装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、 便器と、前記便器から汚物を搬送するための洗浄水を供給する給水手段と、前記便器から搬送された汚物を粉砕し、粉砕された汚物を圧送して排出管へ排出する粉砕圧送処理装置と、を備えた圧送式便器装置であって、前記粉砕圧送処理装置は、前記便器から搬送された汚物を溜める環状の貯留槽と、前記給水手段によって搬送された汚物を前記貯留槽内へ導入する供給口と、前記環状の貯留槽内の下部に設けられ、該貯留槽の内周部との間にわずかな隙間を残して貯留槽の下面部の略全体を覆うように設けられた円板状の底板と、前記底板を回転させる駆動手段と、粉砕された汚物を前記貯留槽から排出するための排出口と、を有し、前記供給口から前記粉砕圧送処理装置に供給される洗浄水の瞬間給水流量が前記排出口からの瞬間排出流量よりも多くなるように構成され、前記粉砕圧送処理装置は、前記駆動手段によって前記底板を回転させることにより、前記貯留槽内で洗浄水を汚物とともに攪拌し、該汚物を水の力によって前記貯留槽の内周壁に衝突させることによって汚物が粉砕されるように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、供給口から前記粉砕圧送処理装置に供給される洗浄水の瞬間給水流量が前記排出口からの瞬間排出流量よりも多くなるように構成されているため、洗浄動作中には、貯留槽内の洗浄水の水位が一時的に上昇し、さらに、駆動手段が底板を回転させることにより、貯留槽内で洗浄水が高速に攪拌される。すなわち、貯留槽内で洗浄水が旋回することによって、底板付近では汚物等が径方向外側へ移動され、その後、貯留槽の壁に沿って上昇し、上昇後に径方向内側及び下方へ移動し、全体として、貯留槽の壁内で対流する。
【００１１】
このように本発明では、貯留槽内での洗浄水の水流により、便器から貯留槽内へ流された汚物が、貯留槽内で洗浄水と共に高速で攪拌されることによって、汚物は軟らかいので、貯留槽の内壁に衝突して細かく破砕することができる。
【００１２】
従来は、汚物の粉砕が粉砕歯による破砕であったため、ライターやハンカチ、オムツ等の異物が誤って便器に流されると、駆動手段（モータ）によって回転駆動された粉砕歯と囲の構造物との間で噛み込みを起こして、モータが回転不能になったりするという不具合が生じていた。
【００１３】
これに対して、本発明では、粉砕歯によって汚物を破砕するのではなく、水流による攪拌によって汚物を貯留槽の内壁に衝突させて汚物を破砕するように構成したものであるため、異物が誤って流されたとしても引っ掛かるようなことがない。具体的には、異物は水と壁の間に存在しているだけであるため、引っ掛かる所がないため、排水が完了するまで貯留槽内に滞留し、排水が完了した時点で貯留槽の下面の略全体を覆うように設けられた底板上の上に残り、駆動手段がロックして使えなくなるようなことがない。
【００１４】
また、本発明では、異物が誤って流された場合に、その異物は、上述のように底板に絡みついたり噛み込んだりすることがないので、駆動手段によって底板を継続的に駆動し続けることができる。したがって、従来は、モータロックにより便器装置そのものが使用できなくなっていたが、本発明では、駆動装置により底板を駆動することができるので、使用者は便器装置の使用を継続することができる。これは、特に体が不自由な方が使用されるポータブルトイレ等にあっては極めて有用な効果と言えるものである。
さらに、本発明では、破砕歯が設けられていないので、異物が複雑に絡み合ったり、噛み込んだりすることがないので、異物を取り除くことが従来と比べて容易となり、煩雑であったメンテナンス性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明において好ましくは、粉砕圧送処理装置は、駆動手段が底板を回転させることにより、貯留槽内での洗浄水の攪拌を促進する攪拌促進手段を備えている。
このように構成された本発明によれば、攪拌促進手段が設けられたことにより、底板が回転したときに、貯留槽内の洗浄水に対してより効率よく旋回力を付与し、攪拌力の大きい強い水流を生成することができる。これにより、汚物に付与する旋回力を高めることができ、汚物を確実に粉砕することが可能となる。
【００１６】
また、本発明において好ましくは、貯留槽内において底板の回転中心付近には、底板と共に回転することによって、洗浄水と共に攪拌される軟質の異物をからませることで捕集する異物捕集手段が設けられている。
このように構成された本発明によれば、誤って流された軟質のハンカチやオムツ等は、回転する底板がある以上滞留中に絡まる可能性を零にすることはできないが、本発明にあっては、軟質の異物は、貯留槽内で洗浄水と共に攪拌される際に、貯留槽内で回転中心に向けて対流し、底板と共に回転する異物捕集手段と接触することにより、異物捕集手段によって確実に絡み取られ、滞留すること自体が抑制される。よって軟質の異物であっても確実に駆動手段のロックを防止することができる。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、攪拌促進手段は、底板上面で回動自在な可動突起であり、この可動突起は、底板と共に回転することにより洗浄水の攪拌を促進し、汚物と衝突して汚物を粉砕可能であると共に汚物との衝突により回動方向が反転可能に構成されている。
撹拌促進手段を設けた場合、水流による撹拌力を高めることができる一方で、この撹拌促進手段に異物が引っ掛かって駆動手段がロックするリスクが高まる。しかし本発明にあっては、撹拌促進手段を可動突起としたことによって、異物が引っ掛かった際に可動して引っ掛かりを抑制するように構成しているため異物による噛み込みを確実に防止しつつ撹拌力を高めることができる。
【００１８】
また、本発明において好ましくは、貯留槽の壁には、汚物の粉砕を促進する粉砕促進手段として、開孔及び、凹凸形状部の少なくとも一方が設けられている。
このように構成された本発明によれば、貯留槽内で洗浄水が旋回する際、貯留槽の壁に形成された開孔や凹凸形状部に水流が衝突することにより、壁付近で乱流又は旋回方向に対して不規則な方向の流れを生させることができる。したがって、本発明では、貯留槽内で洗浄水を旋回及び対流させることに加えて、乱流又は不規則な流れを生じさせることができる。よって、本発明では、汚物を洗浄水の旋回及び対流によって貯留槽の内壁に衝突させることで粉砕することに加えて、乱流又は不規則な流れによって粉砕力を高めることができる、さらに効率的に汚物を粉砕することができる。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、凹凸形状は、曲面状の凹凸からなる。
このように構成された本発明によれば、壁の凹凸形状が曲面状の凹凸であることにより、異物が貯留槽内の曲面状の凹凸形状に衝突しても、引っ掛かるようなことがなく駆動手段のロックを確実に抑制できる。
【００２０】
また、本発明において好ましくは、底板と水平方向で対向する貯留槽の内壁は円形状の内周面として構成される一方で、前記粉砕促進手段は、底板より所定距離離れた上方の位置に設けられている。
このように構成された本発明によれば、底板と対面する貯留槽の内壁は単なる環状の内周面として構成したため、回転する底板と固定された貯留槽の内壁との間に異物が引っ掛かって駆動手段をロックさせてしまうということを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の圧送式便器装置によれば、異物が誤って流されてしまった場合であっても使用を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態による圧送式便器装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態による粉砕圧送処理装置の説明図である。
【図３】本発明の実施形態による底板の上面図である。
【図４】本発明の実施形態による底板の側面図である。
【図５】本発明の実施形態による洗浄時の給水流量と排出流量の時間変化を表すグラフである。
【図６】本発明の実施形態による粉砕圧送処理装置の動作説明図である。
【図７】従来例に掛かる粉砕圧送処理装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態に係る圧送式便器装置１の構成を説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態による圧送式便器装置１は、便器本体２と、この便器本体２に便器給水路３ａを介して洗浄水を給水する給水装置３と、便器本体２から洗浄水と共に搬送されてきた汚物を粉砕し、粉砕された汚物を洗浄水と共に排水管１６へ圧送する粉砕圧送処理装置４と、粉砕圧送処理装置４等を制御する制御装置５を備えている。
【００２４】
便器本体２は、上方が開口し、下方に洗浄水と共に汚物を排出する排出口２ａが設けられた構成である。便器本体２は、排出口２ａにフラップ弁が設けてもよい。また、便器本体２は、サイホン式やサイホンジェット式の便器であってもよい。
【００２５】
給水装置３の給水方式については、水道に直結して給水する水道直結方式であってもよいし、貯水したタンクから給水するタンク方式であってもよい。便器本体２への給水量は、制御装置５が電磁バルブ等からなる給水弁３ｂを開閉制御することにより調整される。
【００２６】
使用者がトイレ使用後、便器本体２を洗浄するために、リモコン（図示せず）等に設けられた洗浄指令用の洗浄スイッチをオンにすると、これに基づいて、制御装置５が給水弁３ｂへ給水指令を出力し、給水装置３から便器本体２内へ所定時間給水が行われ、便器本体２内に所定量の洗浄水が供給される。
【００２７】
図２に示すように、粉砕圧送処理装置４は、貯留槽１０を備えており、この貯留槽１０内に、粉砕圧送部２０が設けられている。
貯留槽１０は、便器本体２から搬送されてきた洗浄水と汚物を溜めるように構成された中空の容器である。貯留槽１０は、側壁１１及び底壁１２によって囲まれている。
側壁１１には、管状の供給口１３が貫通して設けられ、この供給口１３に便器本体２の排出口２ａが連結されている。
また、貯留槽１０には、便器本体２から排水された洗浄水を滞りないようにして排水するべく、貯留槽１０内に存在している空気を貯留槽１０の外部へと排出させる通気管（図示せず）なるものが設けられている。
【００２８】
また、底壁１２には、開口１２ａが形成されており、この開口１２ａを塞ぐと共に、底壁１２から下方へ突出するように、ポンプ室１４が取り付けられている。このポンプ室１４には、排出口１５が形成されており、この排出口１５に排水管１６が連結されている。排水管１６は、図１に示すように、排出口１５から上方へ延びており、さらに、下水へ連結される。
【００２９】
粉砕圧送部２０は、貯留槽１０内に配置された有底円筒状の粉砕室２１と、ポンプ室１４の下部に配置された駆動手段としてのモータ２４と、モータ２４から貯留槽１０の中央付近まで延びる回転軸２５と、回転軸２５の基端部付近でポンプ室１４内に取り付けられたインペラ２９と、回転軸２５の途中部分に取り付けられ粉砕室２１の底部付近に位置する円板状の底板２６と、を備えている。なお、本実施形態では、モータ２４がポンプ室１４の下部に配置されているが、回転軸２５を回転できれば、任意の位置に配置されてもよい。
【００３０】
回転軸２５は、モータ２４からポンプ室１４内を通って粉砕室２１まで上方へ延びている。また、回転軸２５には、底板２６の上方から先端にかけて、表面の摩擦を大きくするために刻み目が形成されている。なお、摩擦を大きくするために、回転軸２５の表面にラバー等の他の部材を取り付けてもよい。回転軸２５の底板２６よりも上方の部分２５ａは、異物捕集手段として機能する部位であり、表面の摩擦を大きくすることにより、繊維状のやわらかい異物を引っ掛けて絡ませ易くするように構成されている。
【００３１】
粉砕室２１は、筒状の周壁２２と、周壁２２の下側の円形開口を塞ぐ底壁２３とを有する。貯留槽１０は、貯留槽１０の外側の壁である側壁１１と、その内側に設けられ内側の壁を構成する周壁２２を備えている。
底板２６は、粉砕室２１の底壁２３の上部に位置するように設けられており、底板２６の上方には、洗浄水及び汚物を受け入れる空間が確保されている。
【００３２】
本実施形態では、周壁２２は、底板２６の周方向の少なくとも一部に沿って、波状となるような凹凸形状を有している。この凹凸形状は曲面状である。この凹凸形状は、異物が引っかからないように、滑らかな曲面状であることが好ましい。なお、上記凹凸形状は、周壁２２の高さ方向全域にわたって形成してもよいし、周壁２２のうち底板２６の側方に対応する高さ位置及びその上下の所定範囲のみに形成してもよい。
【００３３】
このように周壁２２を構成することで、本実施形態では、対流や旋回を伴う攪拌によって、又は、底板２６の回転による遠心力によって、汚物が周壁２２へ押し付けられたときに、汚物へ局所的な又は集中的な応力を与えることができる。また、汚物が周壁２２内を水流と共に旋回するときに、周壁２２の凸部に衝突することにより、汚物へ局所的な又は集中的な応力を与えることができる。すなわち、平面視で円形の周壁２２に汚物が衝突した場合には、汚物と周壁２２との接触面積が大きく、また、汚物が周壁２２の周面に沿って移動し易いので、汚物に対する衝撃が弱まるおそれがある。これに対して、本実施形態では、汚物Ａが凹凸面のうち内側へ突出する頂部へ衝突することにより、より汚物Ａを砕き易くすることができる。
なお、本実施形態では、周壁２２が曲面状の凹凸形状を有しているが、これに限らず、凹凸形状を有しない円筒面を構成するように形成してもよい。
【００３４】
また、本実施形態の貯留槽の壁としての周壁２２には、洗浄水や小さな汚物が通過できる複数の孔２２ａが形成されている。さらに、底壁２３には、粉砕され小さくなった汚物が通過できる複数の孔２３ａが形成されている。
周壁２２に形成された孔２２ａは、周壁２２のうち、底板２６の高さ付近には設けられておらず、底板２６よりも所定高さだけ上方から更に上方の領域に形成されている。また、孔２２ａは、下方よりも上方に形成されたものほど、孔開口面積が大きくなるように形成されている。
【００３５】
さらに、周壁２２には供給口１３が連結されており、粉砕室２１は、供給口１３を介して洗浄水や汚物を受け入れるようになっている。
モータ２４は、制御装置５からの制御信号により所定方向に回転するように構成されている。
【００３６】
図２〜図４に示すように、底板２６は、複数の貫通孔２７ａが形成された円板部材２７と、円板部材２７の上面に固定された攪拌促進手段としての複数の可動突起２８を備えている。可動突起２８は、円板部材２７から上方へ突出するように取り付けられた略直方体の部材であり、円板部材２７の中心を挟んで対向する２箇所に回動自在に取り付けられている。円板部材２７には、その平面に垂直な方向に向くように支持軸２８ａが取り付けられており、可動突起２８は、支持軸２８ａに回動自在に取り付けられている。底板２６が回転したときに可動突起２８が底板２６上で回動するように、支持軸２８ａは、可動突起２８を、その中央部分から長手方向に所定距離だけ変位した位置で支持している。
【００３７】
なお、可動突起２８の形状は、略直方体に限らず、立方体、多角柱体、半円柱体等の各種形状とすることができる。また、可動突起２８は、後述する異物が絡み付かないように、角部が滑らかに面取りされていることが好ましい。さらに、可動突起２８の個数は、２個に限らず、１個以上とすることができる。
【００３８】
また、貫通孔２７ａは、排水管１６を通して圧送できる程度の大きさの汚物を通過させることが可能な寸法に設定されている。さらに、貫通孔２７ａを多数設けることにより、円板部材２７をメッシュ状に形成してもよい。
【００３９】
円板部材２７は、周壁２２との間に所定の隙間Ｇが形成されるように、粉砕室２１の周壁２２よりも径寸法が小さく設定されている。この隙間Ｇは、粉砕され小さくなった汚物Ａが通過可能な寸法である。
【００４０】
図２に示すように、インペラ２９は、ポンプ室１４内に配置されており、底板２６と共に回転するように回転軸２５に取り付けられている。貯留槽１０からポンプ室１４内へ流入した汚水は、インペラ２９の回転により排水管１６へ圧送される。
【００４１】
なお、本実施形態では、底板２６に可動突起２８が設けられているが、これに限らず、底板２６に固定突起を設けた構成としてもよいし、このような突起を設けない構成としてもよい。突起を設けない場合、円板部材から突起が突出しないので、異物と絡まったり、異物が噛み込んだりするおそれをより低減することができる。
【００４２】
次に、図５及び図６を参照して、本実施形態の圧送式便器装置１の作用を説明する。
本実施形態では、モータ２４によって回転駆動される底板２６、周壁２２及び可動突起２８等が、便器本体２から粉砕室２１内へ搬送された汚水中の汚物（糞やトイレットペーパー等の固形物）を粉砕する粉砕手段として機能するように構成されている。
また、本実施形態では、モータ２４によって回転駆動されるインペラ２９とポンプ室１４が、粉砕された汚物を含む汚水を排水管１６へ圧送する圧送手段として機能する。
【００４３】
使用者が洗浄スイッチ（図示せず）をオンにすると、制御装置５は、給水弁３ｂの弁の位置を閉状態から開状態へ所定時間だけ切り換える。このとき、制御装置５は、モータ２４へ制御信号を出力し、所定時間だけモータ２４を作動させる。
【００４４】
図５に示すように、圧送手段による排出流量Ｆｂ（破線）は一定である。一方、１回の給水操作又は給水処理における、給水手段３から給水弁３ｂを介して供給される洗浄水の給水流量Ｆａ（実線）は、瞬間的に圧送手段による排出流量Ｆｂを超える最大給水流量まで上昇し、その後減少する。一方、このため、洗浄水が貯留槽１０へ供給されると、排出流量Ｆｂよりも給水流量Ｆａが大きい期間は、貯留槽１０内の洗浄水Ｗの水位が一時的に上昇する。図６は、水位が上昇した状態を示している。
【００４５】
粉砕室２１内に汚物と共に供給された洗浄水は、粉砕室２１の底方向へ流入すると共に、一部は、周壁２２の孔２２ａを通して貯留槽１０へ流れ出る。また、モータ２４の駆動によりインペラ２９が回転することにより、周壁２２内の洗浄水及び汚物が貯留槽１０の底部へ向けて吸引される。
【００４６】
図６に示すように、モータ２４によって底板２６が回転駆動されると、貯留槽１０又は粉砕室２１内には渦流が形成される。すなわち、一時的に水位が上昇した洗浄水Ｗには、底板２６の回転によって旋回力が与えられ、洗浄水Ｗは周壁２２に沿って回転しながら周壁２２へ押しやられる。底板２６の回転によっても洗浄水Ｗは攪拌されるが、本実施形態では、攪拌促進手段としての可動突起２８が底板２６と共に回転することにより攪拌力が高められ、攪拌を促進できる。可動突起２８は、底板２６上の洗浄水に対する抵抗力が大きいので、可動突起２８が回転移動することにより、洗浄水Ｗに対して大きな旋回力を付与することができ、強い水流を生成することが可能となる。これにより、図６に示すように、底板２６の回転中心付近で洗浄水Ｗの水位が低く、径方向外側の水位が高くなるように洗浄水Ｗが攪拌される。
【００４７】
このとき、底板２６付近では洗浄水及び汚物は径方向外側へ移動し、周壁２２に当たった洗浄水の一部は周壁２２に沿って上方へ流れる。そして、周壁２２に沿って上方へ移動した洗浄水は、再び粉砕室２１の中心へ向けて移動し、回転軸２５付近から下方へ移動する。このようにして、粉砕室２１内で洗浄水が旋回及び対流する。
【００４８】
汚物Ａは、図３及び図６に示されているように、底板２６上で水流や底板２６の回転による遠心力により粉砕室２１の周壁２２へ押しやられる。また、このとき、汚物Ａは、回転する可動突起２８と衝突し、移動方向を変えながら、最終的に粉砕室２１の周壁２２へ押しやられる。
【００４９】
そして、汚物Ａは、粉砕室２１内で洗浄水の攪拌による旋回及び対流によって移動しつつ、強い水流に晒されることにより破砕されていく。
また、粉砕室２１内で洗浄水が旋回すると、周壁２２に設けられた曲面状の凹凸に水流が衝突し、周壁２２付近に乱流又は旋回方向に対して不規則な流れが生じる。汚物Ａが周壁２２付近を移動する際には、この乱流又は不規則な流れによってせん断力を受け、破砕が促進される。
なお、本実施形態では、周壁２２に設けられた凹凸形状が曲面状であるので、旋回する洗浄水が周壁２２の凹凸形状に衝突しても、洗浄水の旋回力の勢いが減衰され難くなっている。これにより、本実施形態では、洗浄水の旋回力を維持しつつ、乱流又は不規則な流れを生じさせ、洗浄水の攪拌によって効率的に汚物を粉砕することができる。
【００５０】
また、水流や遠心力によって移動する際に、凹凸面の周壁２２や可動突起２８等と衝突を繰り返すことにより汚物の破砕が助長され、十分に小さい状態まで粉砕することができ、粉砕効率を向上させることが可能となる。
【００５１】
さらに、底板２６がモータ２４によって回転駆動されると、可動突起２８は、支持軸２８ａを挟んだ重量バランスが不均一であるため、円板部材２７上で回動する。汚物Ａが底板２６上に到達すると、回動する可動突起２８と衝突して、大きな衝撃力を受けて粉砕されると共に、水流方向又は遠心力が掛かった方向とは異なる方向の周壁２２へさらに衝突させられる。これにより、底板２６及び可動突起２８によって、より効率的に汚物を粉砕することができる。
【００５２】
なお、回動する可動突起１２８が硬い異物や大きな汚物と衝突した場合には、可動突起２８は、異物や汚物から反発力を受け、その反発力の大きさによっては、衝突時の回動方向と逆方向に回動させられる。これにより、異物や汚物が、可動突起２８と周壁２２との間に噛み込んでしまうことを防止することができる。
【００５３】
このようにして、破砕室２１内で破砕された汚物Ａの小片は隙間Ｇを通過し、さらに底壁２３の孔２３ａを通過して、ポンプ室１４へ運ばれる。粉砕された汚物Ａは、ポンプ室１４でインペラ２９によって圧送され、排水管１６を通して下水まで排出される。
【００５４】
また、本実施形態では、可動突起２８の外側端部と周壁２２との径方向の距離が、隙間Ｇよりも大きく設定されており、粉砕手段は、可動突起２８と周壁２２との間で汚物をすり潰して粉砕することを主機能とはしていない。むしろ、本実施形態の粉砕手段は、底板２６の回転に起因する洗浄水の攪拌力によって、汚物を粉砕している。さらには、可動突起２８との衝突による衝撃力や、底板２６の回転による遠心力によって周壁２２へ衝突させる際の衝撃力等によって、汚物の粉砕が補助されている。
【００５５】
また、本実施形態では、粉砕手段が、円板状の底板２６及び周壁２２で形成されており、従来のように汚物を破断するための粉砕歯を有していない。従来は、粉砕室の空間内へ粉砕歯が斜め上方へ延びる構成であったが、本実施形態では、単に底板２６に可動突起２８が設けられた構成を有している。この可動突起２８は、粉砕室２１の空間内へ延びるように構成されておらず、底板２６の円板部材２７から上方に僅かに突出し、粉砕室２１の底部で回転するだけである。
【００５６】
このため、オムツ等の異物が誤って便器本体２内へ流された場合であっても、底板２６は、異物と絡まることがない。特に、繊維状の異物であるハンカチ、紙製及び布製オムツ、紐状物、布状物、ゴム製品等は、従来、粉砕歯に絡み易く、これによりモータのトルクが足りなくなってモータが回転不能になっていた。これに対して、本実施形態では、底板２６には粉砕歯は設けられておらず、単に可動突起２８が形成されているだけであるので、繊維状異物が流入してきた場合であっても、この繊維状異物が底板２６に絡み付いて、モータ２４が回転不能になることがない。
【００５７】
また、本実施形態では、粉砕手段が、回転体として円板状の底板２６を有し、底板２６と周壁２２との間に所定の隙間Ｇが設けられた簡単な構成であるので、異物が繊維状異物であっても、底板２６と周壁２２との間に噛み込むことを大幅に抑制することができる。これにより、本実施形態では、従来のように異物が噛み込んでモータが停止してしまうおそれを、極めて低減することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、上述のように使用者が洗浄スイッチをオンにすると、図６に示すように、粉砕室２１内の水位が上昇するので、繊維状の異物が粉砕室２１内の洗浄水中に浮遊し、さらに対流する。そして、この対流によって異物が回転軸２５付近に到達すると、回転中の回転軸２５に異物を絡ませることができる。本実施形態では、回転軸２５の部分２５ａは、繊維状の異物を捕え易いように、表面の摩擦力を高めた異物捕集手段を構成している。
【００５９】
したがって、繊維状の異物が回転軸２５の表面に接触すると、異物は、回転する回転軸２５に素早く絡み取られる。そして、異物は一旦回転軸２５に絡み取られると、その状態に保持される。また、異物が回転軸２５に絡み付いていても、異物が底板２６の中心部に位置することになるので、モータ２４が底板２６を回転駆動する際のトルク増大を抑制することができ、モータ２４が過負荷状態となることを防止することができる。このように、本実施形態では、繊維状異物が粉砕室２１に留まっている間は、異物を回転軸２５に絡ませた状態にすることができるので、異物が底板２６と周壁２２との間に噛み込むことを確実に防止することができる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、異物が底板２６と周壁２２との間に引っ掛かることで噛み込みによるロックが発生することをより確実に防止するため、底板２６の高さ付近の周壁２２に孔２２ａを形成しない構成としている。すなわち、孔２２ａは、滑らかな壁面よりも異物が引っ掛かり易いので、底板２６付近には孔２２ａを形成していない。これにより、底板２６付近では周壁２２には、孔２２ａが形成されておらず、滑らかな曲面状の凹凸形状に形成されているから、底板２６や可動突起２８と周壁２２との間で異物が引っ掛かりが生じることがより確実に防止される。
なお、周壁２２のうち、底板２６よりも所定高さ以上高く、底板２６との間で挟み込みが生じない領域には、上方ほど孔開口面積が大きくなるように孔２２ａが形成されているので、貯留槽１０の上部からは、洗浄水や浮遊汚物を排出し易くすることができる。
【００６１】
このように、本実施形態では、繊維状の異物が流されてしまった場合には、異物捕集手段としての回転軸２５の部分２５ａが異物を絡め取り、固定状（例えば、ライター等）の異物が流されてしまった場合には、この異物は底板２６上で留まり続ける。このように、本実施形態では、どのような異物が流されてしまった場合であっても、この異物が底板２６の回転を妨げず、モータ２４がロックしてしまうことがないので、異物が貯留槽１０内にあっても、モータ２４を駆動させることが可能である。したがって、本実施形態では、使用者は、異物を誤って流してしまった後でも、サービススタッフが来るまでの間、圧送式便器装置１の使用を継続することが可能である。
【００６２】
次に、本実施形態は以下のように改変してもよい。
上記実施形態では、貯留槽１０が、外側の壁である側壁１１と内側の壁である周壁２２を備えており、周壁２２が粉砕圧送部２０の一部を構成しているが、これに限らず、周壁２２を設けない構成としてもよい。なお、この場合、底板２６の径を側壁１１に合わせて拡大することが好ましい。
【符号の説明】
【００６３】
１ 圧送式便器装置
２ 便器本体
３ 給水装置（給水手段）
４ 粉砕圧送処理装置
５ 制御装置
１０ 貯留槽
１１ 側壁
１３ 供給口
１４ ポンプ室
１５ 排出口
１６ 排水管
２０ 粉砕圧送部
２１ 粉砕室
２２ 周壁（貯留槽の壁）
２３ 底壁
２４ モータ（駆動手段）
２５ 回転軸
２５ａ回転軸の部分（異物捕集手段）
２６ 底板
２７ 円板部材
２８ 可動突起（攪拌促進手段）
２９ インペラ
Ａ 汚物
Ｇ 隙間
Ｗ 洗浄水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器と、前記便器から汚物を搬送するための洗浄水を供給する給水手段と、前記便器から搬送された汚物を粉砕し、粉砕された汚物を圧送して排出管へ排出する粉砕圧送処理装置と、を備えた圧送式便器装置であって、
前記粉砕圧送処理装置は、
前記便器から搬送された汚物を溜める環状の貯留槽と、
前記給水手段によって搬送された汚物を前記貯留槽内へ導入する供給口と、
前記環状の貯留槽内の下部に設けられ、該貯留槽の内周部との間にわずかな隙間を残して貯留槽の下面部の略全体を覆うように設けられた円板状の底板と、
前記底板を回転させる駆動手段と、
粉砕された汚物を前記貯留槽から排出するための排出口と、
を有し、
前記供給口から前記粉砕圧送処理装置に供給される洗浄水の瞬間給水流量が前記排出口からの瞬間排出流量よりも多くなるように構成され、
前記粉砕圧送処理装置は、前記駆動手段によって前記底板を回転させることにより、前記貯留槽内で洗浄水を汚物とともに攪拌し、該汚物を水の力によって前記貯留槽の内周壁に衝突させることによって汚物が粉砕されるように構成されていることを特徴とする圧送式便器装置。
【請求項２】
前記粉砕圧送処理装置は、前記駆動手段が前記底板を回転させることにより、前記貯留槽内での洗浄水の攪拌を促進する攪拌促進手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の圧送式便器装置。
【請求項３】
前記貯留槽内において前記底板の中心付近には、前記底板と共に回転することによって、洗浄水と共に攪拌される軟質の異物をからませることで捕集する異物捕集手段が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の圧送式便器装置。
【請求項４】
前記攪拌促進手段は、前記底板上面で回動自在な可動突起であり、
この可動突起は、前記底板と共に回転することにより洗浄水の攪拌を促進すると共に、汚物との衝突により回動方向が反転可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧送式便器装置。
【請求項５】
前記貯留槽の壁には、汚物の粉砕を促進する粉砕促進手段として、開孔及び、凹凸形状部の少なくとも一方が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の圧送式便器装置。
【請求項６】
前記凹凸形状部は、曲面状の凹凸からなることを特徴とする請求項５に記載の圧送式便器装置。
【請求項７】
前記底板と水平方向で対向する貯留槽の内壁は円形状の内周面として構成される一方で、前記粉砕促進手段は、底板より所定距離離れた上方の位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の圧送式便器装置。
【請求項１】
便器と、前記便器から汚物を搬送するための洗浄水を供給する給水手段と、前記便器から搬送された汚物を粉砕し、粉砕された汚物を圧送して排出管へ排出する粉砕圧送処理装置と、を備えた圧送式便器装置であって、
前記粉砕圧送処理装置は、
前記便器から搬送された汚物を溜める環状の貯留槽と、
前記給水手段によって搬送された汚物を前記貯留槽内へ導入する供給口と、
前記環状の貯留槽内の下部に設けられ、該貯留槽の内周部との間にわずかな隙間を残して貯留槽の下面部の略全体を覆うように設けられた円板状の底板と、
前記底板を回転させる駆動手段と、
粉砕された汚物を前記貯留槽から排出するための排出口と、
を有し、
前記供給口から前記粉砕圧送処理装置に供給される洗浄水の瞬間給水流量が前記排出口からの瞬間排出流量よりも多くなるように構成され、
前記粉砕圧送処理装置は、前記駆動手段によって前記底板を回転させることにより、前記貯留槽内で洗浄水を汚物とともに攪拌し、該汚物を水の力によって前記貯留槽の内周壁に衝突させることによって汚物が粉砕されるように構成されていることを特徴とする圧送式便器装置。
【請求項２】
前記粉砕圧送処理装置は、前記駆動手段が前記底板を回転させることにより、前記貯留槽内での洗浄水の攪拌を促進する攪拌促進手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の圧送式便器装置。
【請求項３】
前記貯留槽内において前記底板の中心付近には、前記底板と共に回転することによって、洗浄水と共に攪拌される軟質の異物をからませることで捕集する異物捕集手段が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の圧送式便器装置。
【請求項４】
前記攪拌促進手段は、前記底板上面で回動自在な可動突起であり、
この可動突起は、前記底板と共に回転することにより洗浄水の攪拌を促進すると共に、汚物との衝突により回動方向が反転可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧送式便器装置。
【請求項５】
前記貯留槽の壁には、汚物の粉砕を促進する粉砕促進手段として、開孔及び、凹凸形状部の少なくとも一方が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の圧送式便器装置。
【請求項６】
前記凹凸形状部は、曲面状の凹凸からなることを特徴とする請求項５に記載の圧送式便器装置。
【請求項７】
前記底板と水平方向で対向する貯留槽の内壁は円形状の内周面として構成される一方で、前記粉砕促進手段は、底板より所定距離離れた上方の位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の圧送式便器装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７７５００（Ｐ２０１２−７７５００Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２８５６（Ｐ２０１０−２２２８５６）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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