小便器
【課題】節水性能は確保しつつも、排水横枝管内における尿石の発生を抑制することが可能な小便器を提供すること。
【解決手段】この小便器ＵＳは、少なくともトラップ部に溜まっている尿を洗浄水によって置換することが可能な第一洗浄モードを実行し、第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止し、第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水の少なくとも一部であるＵｒ１が、器具排水管５０が排水横枝管５１に合流する接続部よりも下流側に流れた後に、給水を再開して洗浄水Ｗｆを供給する第二洗浄モードを実行する。
【解決手段】この小便器ＵＳは、少なくともトラップ部に溜まっている尿を洗浄水によって置換することが可能な第一洗浄モードを実行し、第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止し、第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水の少なくとも一部であるＵｒ１が、器具排水管５０が排水横枝管５１に合流する接続部よりも下流側に流れた後に、給水を再開して洗浄水Ｗｆを供給する第二洗浄モードを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トイレに設置され、器具排水管によって排水横枝管に接続される小便器に関する。
【背景技術】
【０００２】
公共の男性用トイレでは、大便器とは別に小便器が設置されている。大便器とは独立させて小便器を設ける場所は公共の男性用トイレに限らず、住宅のトイレにおいてもそのような設置態様が採用されている。
【０００３】
このような小便器の一例が下記特許文献１に開示されている。下記特許文献１の図１〜図５に示されているように、小便器は、ボウル部と、ボウル部の底部に配置された排水口と、この排水口に連通するトラップと、このトラップ末端から排水配管に連結される出口管と、を有している。ボウル部は、このボウル部を構成するボウル壁面と、このボウル壁面の周囲を取り囲む外側壁面と、ボウル壁面の上端から前方にほぼ水平方向に延びる上部壁面と、を有している。
【０００４】
排水口は、ボウル部の底部に開口しており、概ねＵ字型のトラップに続いている。小便器のトラップ内には所定量の溜水があり、結果として所定の高さまで封水が溜まっている。出口管は、トラップの後部に連通し、ほぼ水平方向且つ後方に延びている。小便器を設置する際には、出口管は、小便器を設置する壁面に設けられた排水配管（小便器と更に下流側の排水配管である排水横枝管とを繋ぐ排水管であって、以下器具排水管ともいう）に、パッキンを介して接続される。器具排水管は、更に下流側の排水配管（以下、排水横枝管ともいう）に接続されている。
【０００５】
このような小便器は、特に公共のトイレにおいて複数並べて設置されることが多い。下記特許文献２に開示されているように、複数の小便器が並べて設置される場合、一つの排水横枝管の上流側から下流側に向かって順に小便器からの器具排水管が接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９０７１８号公報
【特許文献２】特開２００７−３２１３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した小便器のトラップは、概ねＵ字型のトラップに所定量の水が溜められて溜水となっており、この溜水によって所定の高さまでの封水が確保されている。小便器を使用して排尿を行うと、トラップ内に尿が流れ込み、流れ込んだ尿によって溜水の一部が排出され、トラップ内は尿と水とが混在した状態となる。排尿後にボウル部に洗浄水を流すとその洗浄水がトラップ内に流れ込み、尿と水とが混在した状態の液体を排出させ置換することでトラップ内を洗浄する。
【０００８】
このようにボウル部に洗浄水を流してトラップ内の尿を水に置換するにあたっては、置換後の状態すなわち洗浄後の状態において、トラップ内に残存する尿が可能な限り少なくなることが好ましいものである。しかしながら、置換率を上げてトラップ内の尿の略全量を水によって置換しようとすれば、トラップ内の溜水量に対して供給する洗浄水量を増やす必要がある。
【０００９】
一方、近年の環境意識の高まりを受けて、節水志向も更に高まっており、洗浄水の量は極力少なくすることが求められている。この節水に対するニーズと上述した置換率の向上に対するニーズとを両立させるためには、溜水量を少なくすることが有効であると本発明者らは考えた。そこで本発明者らは、溜水量を少なくしたトラップを試作し、実際に小便器に取り付けた場合にどのような事象が発生するかを検証した。
【００１０】
その検証の結果、ボウル部に流す洗浄水の水量を減少させてもトラップの置換率を向上させることができ、トラップ内に残存する尿を十分に減少させることに成功した。ところが、公共の男性用トイレを想定し、小便器を複数個連続して配置すると、排水横引管に尿石が形成されやすくなっていることを発見した。具体的には、節水しながらトラップの置換率を上げた小便器を連続して配置し、それら連続して配置した小便器から一つの排水横枝管に排水を流すように配置した。このように配置し、通常の使用状態のもとで実使用試験を行うと、排水横枝管において発生する尿石が従前に比較して増えていることが判明した。
【００１１】
尿石の増加の直接的な原因は、排水横枝管内に小便器から流し込まれた尿が、そのままの状態か高い尿濃度の液体の状態で残存し、その残存した尿成分に起因して尿石が発生することである。具体的には、尿中に含まれる尿素がバクテリアによって分解され、アンモニアが発生し、そのアンモニアによりｐＨが高まり、尿中や洗浄水に含まれるカルシウムイオンが結晶化したカルシウム化合物として配管の内部に付着して尿石が発生することであると考えられる。しかしながら、本発明者らは上述したようにトラップの溜水量を少なくし、その少なくした溜水量に見合った洗浄水を供給する小便器によって検証を行っている。従って、トラップ内に残存する尿を置換するのに十分な洗浄水を供給しているのであるから、その洗浄水と共に渾然一体となった尿が排水横枝管から流れていけば、排水横枝管に尿濃度の高い液体の状態（尿がそのままの状態を含む）で残存することは想定し難いものである。
【００１２】
そこで本発明者らは、洗浄水と尿とが渾然一体となって排水横枝管に流れて行っていないのではないかと仮定して更なる検討を行った。溜水量を少なくしたトラップでは、排尿直後のトラップの尿濃度は従来のものに比較して高くなっている。一方で、小便器のボウル部に流す洗浄水の水量を従来に比較して少なくしたとしても、洗浄水をボウル部に広げて流す必要性から一定の水量は確保する必要がある。そのため、排尿後にボウル部に十分広がる程度の洗浄水を流すと、トラップ内の尿濃度の高い液体が洗浄水によって押し出され、排水横枝管に流れ込むことになる。小便器の設置態様を考慮すれば、排水横枝管の途中に小便器に繋がる器具排水管が繋がれていることから、最初に流れてくる液体の一部は上流側に一旦流れて、その後下流側に戻ってくるのではないかと本発明者らは考えた。
【００１３】
上述したように溜水量を少なくしたトラップでは、最初に流れてくる液体は尿濃度の高い液体であるから、その後に洗浄水が流れてきたとしても、上流側に流れた尿濃度の高い液体が下流側に戻ってくる前に洗浄水は流れ去ってしまうのではないかと本発明者らは考えた。このような現象が起こっているのであれば、尿濃度の高い液体は尿濃度が高い状態で排水横枝管内に残存しやすくなり、尿石の発生に繋がっているものと思われる。このような排水横枝管内における尿濃度の高い液体の残存現象を回避するために、洗浄水量を増やすことも考えられる。しかしながら、そのように洗浄水量を増やすことは、そもそもの目的である節水性能に優れた小便器を提供することに反するため採用できるものではない。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、節水性能は確保しつつも、排水横枝管内における尿石の発生を抑制することが可能な小便器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明に係る小便器は、トイレに設置され、器具排水管によって排水横枝管に接続される小便器であって、尿流を受けるボウル部と、このボウル部の底部に開口した排水口と、この排水口に連通し封水を形成するトラップ部と、を有する小便器本体と、前記ボウル部に洗浄水を供給するための給水手段と、前記給水手段から前記ボウル部への給水を調整する調整手段と、前記調整手段を制御することで、前記給水手段から前記ボウル部への給水を実行させる制御手段と、を備える。前記制御手段は、少なくとも前記トラップ部に溜まっている尿を洗浄水によって置換することが可能な第一洗浄モードを実行し、前記第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止し、前記第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水の少なくとも一部が、前記器具排水管が前記排水横枝管に合流する接続部よりも下流側に流れた後に、給水を再開する第二洗浄モードを実行する。
【００１６】
本発明に係る小便器では、制御手段が、少なくともトラップ部に溜まっている尿を洗浄水によって置換することが可能な第一洗浄モードを先に実行する。この第一洗浄モードの実行によって、尿の置換に適した給水が調整手段によってなされ、ボウル部を流れた後にトラップ部に流れ込み尿を置換することが可能となる。第一洗浄モードによる給水は第二洗浄モードによる給水に先立って行われるものであるから、トラップ部に溜まっている尿の置換に適合する給水を先に行うことができる。
【００１７】
更に本発明に係る小便器では、制御手段が、第一洗浄モードの実行後に、第二洗浄モードを実行する。第一洗浄モードの実行によって、トラップ部に溜まっている尿の置換に適合する給水を行うので、尿の濃度が高い液体が排水として器具排水管から排水横枝管に流れ込む。排水横枝管に流れ込んだ排水は、その量が多ければ排水横枝管の上流側に逆流し、その量がさほど多くなければ排水横枝管の下流側にそのまま流れていく。そこで、第二洗浄モードでは、第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止するものとしている。このように所定時間給水を停止することで、排水横枝管に流れ込んだ排水が例え上流側に逆流したとしても、下流側に流れてくるのを待つことができる。更に第二洗浄モードでは、所定時間給水を停止することで、第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水が接続部よりも下流側に流れた後に、給水を再開する。第一洗浄モードの実行によって、トラップ部における尿は既に置換が完了されているか、排水横枝管の上流側に逆流したとしても高い尿濃度の液体が残存しない程度に置換されている。従って、第二洗浄モードによる給水をどのように設定したとしても、既に下流側に流れた排水を希釈し洗い流すように作用するので、尿濃度の高い液体の残存による尿石発生のおそれを確実に低減することができる。
【００１８】
このように、トラップ部に溜まっている尿を洗浄水によって置換することが可能な第一洗浄モードを実行した後、所定時間の給水停止を含む第二洗浄モードを実行することで、節水性能は確保しつつも、排水横枝管内における尿石の発生を抑制することが可能な小便器を提供することができる。
【００１９】
また本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記第二洗浄モードにおける給水の再開を、前記第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水が、前記器具排水管が前記排水横枝管に合流する接続部よりも下流側に流れ去るタイミングに対応させることも好ましい。
【００２０】
この好ましい態様では、第二洗浄モードにおける給水の再開を、第一洗浄モードにおける排水が接続部よりも下流側に流れ去るタイミングに対応させることで、第一洗浄モードにおける排水が接続部よりも上流側には無い状態で給水を再開することが可能となる。従って、第二洗浄モードによる給水をどのように設定したとしても、既に下流側に流れた排水を希釈し洗い流すように作用するので、尿濃度の高い液体の残存による尿石発生のおそれを確実に低減することができる。
【００２１】
また本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける総給水量が、前記トラップ部の溜水量を超えるように前記調整手段を制御することも好ましい。
【００２２】
この好ましい態様では、第一洗浄モードにおける総給水量が、トラップ部の溜水量を超えるように給水するので、トラップ部における尿を置換するか、排水横枝管の上流側に逆流したとしても高い尿濃度の液体が残存しない程度に置換することが確実に可能となる。従って、第二洗浄モードにおける給水では、確実に尿濃度が下がったトラップ部に洗浄水を供給しながら排水を行うので、第二洗浄モードの初期段階から尿濃度が確実に下がった排水が接続部から排水横枝管に流れ込むことになる。結果として、尿石の発生を抑制しつつも第二洗浄モードにおける水量を過剰に増やす必要がなく、より節水に資することができる。
【００２３】
また本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける総給水量が、前記第二洗浄モードにおける総給水量を超えるように前記調整手段を制御することも好ましい。
【００２４】
この好ましい態様では、第一洗浄モードにおける総給水量が、第二洗浄モードにおける総給水量を超えるように調整手段を制御するので、第一洗浄モードにおいてトラップ部内の尿が含まれた溜水を置換するのにより多くの洗浄水を供給することができる。一方で、第二洗浄モードにおける総給水量を抑制することができるので、第一洗浄モードから第二洗浄モードを通した全体の給水量を過剰に増やすことなく、置換率を高めると共に排水横枝管内における尿濃度の高い液体の残留を抑制することができる。
【００２５】
また本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおいて前記トラップ部から下流側に排出される瞬間排水量よりも、前記第二洗浄モードにおいて前記トラップ部から下流側に排出される瞬間排水量が上回るように前記調整手段を制御することも好ましい。
【００２６】
この好ましい態様では、第一洗浄モードにおける瞬間排水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間排水量が上回るので、第一洗浄モードの排水が接続部から上流側に逆流するよりも更に上流側に第二洗浄モードの排水が逆流する。従って、器具排水管が排水横枝管に合流する接続部より上流側においても、確実に尿を含む排水を下流側に流すことができる。
【００２７】
また本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける前記ボウル部への瞬間給水量よりも、前記第二洗浄モードにおける前記ボウル部への瞬間給水量が上回るように前記調整手段を制御することも好ましい。
【００２８】
この好ましい態様では、第一洗浄モードにおける瞬間給水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間給水量を上回らせることで、確実に第一洗浄モードにおける瞬間排水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間排水量を上回らせることができる。従って、ボウル部への瞬間給水量を異ならせるという簡単な構成で、器具排水管が排水横枝管に合流する接続部より上流側においても、確実に尿を含む排水を下流側に流すことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、節水性能は確保しつつも、排水横枝管内における尿石の発生を抑制することが可能な小便器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態である小便器を示す断面図である。
【図２】図１に示す給水ユニットの機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すトラップ部を示す概略図である。
【図４】図２に示す人感センサー及び制御部の挙動を示すタイミングチャートである。
【図５】図１に示す小便器に排尿した場合の、トラップ部の様子を示す概略図である。
【図６】図１に示す小便器に排尿した場合の、図１に示す小便器に繋がっている器具排水管及び排水横枝管の内部の様子を示す概略図である。
【図７】図５に示す状況から洗浄水を流した場合の、トラップ部の様子を示す概略図である。
【図８】図５に示す状況から洗浄水を流した場合の、器具排水管及び排水横枝管の内部の様子を示す概略図である。
【図９】図８に示す状況から洗浄水を流した場合の、器具排水管及び排水横枝管の内部の様子を示す概略図である。
【図１０】図２に示す人感センサー及び制御部の挙動であって、図４に示したものとは異なるパターンの挙動を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１０に示すタイミングチャートに基づいて洗浄した場合の、器具排水管及び排水横枝管の内部の様子を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３２】
本発明の実施形態である小便器について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態である小便器ＵＳを示す断面図である。図１に示されるように、小便器ＵＳは、給水ユニット１０（調整手段、制御手段）と、小便器本体２０と、給水管３０，３１（給水手段）と、スプレッダー３５と、トラップ部ＴＰとを備えている。小便器本体２０及び給水ユニット１０は、建築躯体の壁面ＷＬに取り付けられている。
【００３３】
小便器本体２０は、ボウル部２０１を備えている。ボウル部２０１は、小便器本体２０の使用者からの尿流を受け止める部分である。使用者から放たれた尿流は、ボウル部２０１後方のボウル壁面２０２に当たって下方に流れる。下方に流れた尿流は、ボウル部２０１の底部に開口した排水口２０３からトラップ部ＴＰへと流れる。排水口２０３には目皿２０４が配置されている。
【００３４】
ボウル部２０１の後方であって壁面ＷＬ側のボウル壁面２０２上部には、スプレッダー３５が取り付けられている。スプレッダー３５には給水管３１が繋がれていて、給水管３１から供給される洗浄水を放出するように構成されている。スプレッダー３５が放出する洗浄水は、ボウル壁面２０２に沿って幅方向（図１の紙面を貫く方向）に広がってボウル壁面２０２を洗浄する。ボウル壁面２０２を洗浄した洗浄水は、ボウル部２０１の底部に開口した排水口２０３からトラップ部ＴＰへと流れる。
【００３５】
給水管３１は、小便器本体２０内に配置されている給水管である。給水管３１の上流側には給水管３０が繋がれている。給水管３０は、小便器本体２０と給水ユニット１０とを繋ぐ給水管である。給水ユニット１０は、建築側給水管４０に繋がれている。建築側給水管４０は、壁面ＷＬの裏面側に配置されており、給水源から水を供給し給水ユニット１０に送り出している。給水ユニット１０の構成については後述する。
【００３６】
小便器本体２０の排水口２０３に連通して封水を形成するように、トラップ部ＴＰが配置されている。トラップ部ＴＰは封水を形成すると共に、排水口２０３から流れ込む尿や洗浄水を排水として器具排水管５０側に送り出している。器具排水管５０は、壁面ＷＬの裏面側に配置されており、尿や洗浄水を含む排水を更に下流側へと搬送している。トラップ部ＴＰの構成については後述する。
【００３７】
続いて、図２を参照しながら給水ユニット１０について説明する。図２は、給水ユニット１０の機能的な構成を示すブロック図である。図２に示されるように、給水ユニット１０は、人感センサー１０１と、制御部１０２（制御手段）と、電磁弁１０３（調整手段）とを備えている。
【００３８】
人感センサー１０１は、小便器ＵＳを使用する使用者が、小便器本体２０の前に立ったことを検知するためのセンサーである。人感センサー１０１としては、赤外線センサーやドップラーセンサーといったセンサーが適宜用いられる。人感センサー１０１は、使用者の検知結果を制御部１０２に出力する。
【００３９】
制御部１０２は、人感センサー１０１の検知結果に基づいて、使用者の排尿を洗浄するように所定のタイミングで、電磁弁１０３を所定の開度に開いたり閉じたりするための制御信号を出力する。制御部１０２が出力する制御信号の具体例については後述する。
【００４０】
電磁弁１０３は、建築側給水管４０と給水管３０との間に設けられている。電磁弁１０３が閉じられていると、建築側給水管４０から供給される水は給水管３０に流れないように止水される。電磁弁１０３が開いていると、建築側給水管４０から供給される水は、電磁弁１０３の開度に応じた瞬間流量（電磁弁１０３近傍の管路を通過する際の瞬間流量（ｍ3／ｓ））で給水管３０に流れる。
【００４１】
続いて、図３を参照しながらトラップ部ＴＰについて説明する。図３は、トラップ部ＴＰを示す概略図である。図３に示されるように、トラップ部ＴＰは上流側から順に、上流接続部ＴＰａと、上流封水部ＴＰｂと、底部ＴＰｃと、下流封水部ＴＰｄと、下流あふれ部ＴＰｅとを備えている。
【００４２】
上流接続部ＴＰａは、ボウル部２０１の排水口２０３に繋がる部分である。矢印Ａの上流側に排水口２０３が繋がっており、ボウル部２０１から排水口２０３に流れ込んだ尿や洗浄水は矢印Ａに沿って上流接続部ＴＰａに流れ込む。
【００４３】
上流封水部ＴＰｂ、底部ＴＰｃ、及び下流封水部ＴＰｄは、水が溜まるようにＵ字状を成すように形成されている。上流接続部ＴＰａから流れ込んだ水は、下流あふれ部ＴＰｅの下側内壁面であるウェアＷよりも下側に溜まるように構成されている。封水深Ｗｄは、ウェアＷと、底部ＴＰｃの上側内壁面であるディップＤとの間の鉛直方向の長さである。従って、上流封水部ＴＰｂに溜まる上流封水ＷＳ１と、下流封水部ＴＰｄに溜まる下流封水ＷＳ３とによって封水が形成されている。
【００４４】
本明細書では、底部ＴＰｃに溜まる底溜水ＷＳ２と、上流封水ＷＳ１及び下流封水ＷＳ３とを合わせて、トラップ部ＴＰの溜水Ｗｓとしている。本実施形態において、溜水Ｗｓの水量は、約１００ｍＬとなるように形成されており、０．５Ｌ程度の少水量でも洗浄が可能となっている。尚、節水型ではない通常のタイプのトラップでは、溜水量が約４００〜６００ｍＬであり、洗浄水量は約１．４Ｌであるので、本実施形態のトラップ部ＴＰは極めて節水性が向上したものとなっている。尚、本実施形態ではＵ字型のトラップをトラップ部ＴＰとして採用したけれども、上述した機能を果たす限りその他の形態のトラップを採用することも好ましいものである。
【００４５】
続いて、図４を参照しながら、制御部１０２が出力する制御信号の具体例について説明する。図４は、人感センサー１０１及び制御部１０２の挙動を示すタイミングチャートである。図４の（Ａ）は、人感センサー１０１から制御部１０２に出力される検知信号を示し、図４の（Ｂ）は、制御部１０２から電磁弁１０３に出力される制御信号を示している。
【００４６】
図４の（Ａ）に示されているように、人感センサー１０１からは、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて使用者が小便器本体２０の前に立っていることを示す検知信号が出力されている。時刻ｔ２を過ぎると検知信号が出力されなくなるので、制御部１０２は排尿が終わって使用者が立ち去ったと判断する。
【００４７】
図４の（Ｂ）に示されているように、制御部１０２は、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて電磁弁１０３を全開するための制御信号「１」を出力する。制御部１０２は、時刻ｔ４から時刻ｔ５までは、電磁弁１０３を全開するための制御信号「１」を出力しない。制御部１０２は、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて電磁弁１０３を全開するための制御信号「１」を再度出力する。
【００４８】
このような制御を行った場合、トラップ部ＴＰやその下流の配管内がどのようになっているかについて、図５〜図９を参照しながら説明する。図５は、小便器ＵＳに排尿した場合の、トラップ部ＴＰの様子を示す概略図である。図６は、小便器ＵＳに排尿した場合の、小便器ＵＳに繋がっている器具排水管５０及び排水横枝管５１の内部の様子を示す概略図である。図７は、図５に示す状況から洗浄水を流した場合の、トラップ部ＴＰの様子を示す概略図である。図８は、図５に示す状況から洗浄水を流した場合の、器具排水管５０及び排水横枝管５１の内部の様子を示す概略図である。図９は、図８に示す状況から更に洗浄水を流した場合の、器具排水管５０及び排水横枝管５１の内部の様子を示す概略図である。
【００４９】
小便器ＵＳに排尿すると、ボウル部２０１のボウル壁面２０２に尿流が当たり、ボウル壁面２０２を伝って尿が排水口２０３から下流に流れる。図５の（Ａ）に示されるように、排水口２０３に入った尿Ｕｒは矢印Ａに沿ってトラップ部ＴＰに流れ込む。続いて、図５の（Ｂ）に示されるように、尿Ｕｒの流入によって溜水Ｗｓが下流あふれ部ＴＰｅへと押し流される。
【００５０】
続いて、図５の（Ｃ）に示されるように、溜水Ｗｓは完全に押し流されて、トラップ部ＴＰ内は尿Ｕｒによって満たされる。排尿が終了すると、図５の（Ｄ）に示されるように、上流封水部ＴＰｂ、底部ＴＰｃ、及び下流封水部ＴＰｄに尿Ｕｒが残存する。図５の（Ａ）から（Ｄ）に示した状況は、図４の時刻ｔ１から時刻ｔ２に相当する。
【００５１】
図５の（Ｂ）に示したように溜水Ｗｓが矢印Ｂ方向に押し流されると、図６の（Ａ）に示されるように、器具排水管５０に流れ込む。器具排水管５０は排水横枝管５１に繋がっているので、溜水Ｗｓは排水横枝管５１に流れ込む。図５の（Ｂ）では、排尿によって流れ込む尿Ｕｒに押し出されて溜水Ｗｓが下流側に流出しているので、その流れる速度は比較的緩やかなものであって、瞬間流量は少ないものである。従って、溜水Ｗｓは排水横枝管５１に流れ込んでも、ほとんどの部分が上流側Ｆに流れることはなく、下流側Ｅに流れていく。
【００５２】
図６の（Ｂ）に示されるように、溜水Ｗｓに続いて尿Ｕｒが流れ込んでも、やはりその流れる速度は比較的緩やかなものであって、瞬間流量は少ないものである。従って、尿Ｕｒは排水横枝管５１に流れ込んでも、ほとんどの部分が上流側Ｆに流れることはなく、下流側Ｅに流れていく。
【００５３】
続いて、図４の時刻ｔ３から時刻ｔ４に示すように、制御部１０２から電磁弁１０３を全開する制御信号「１」が出力されると、電磁弁１０３が全開され洗浄水がスプレッダー３５からボウル部２０１のボウル壁面２０２に沿って流れる。ボウル壁面２０２を伝って洗浄水が排水口２０３から下流に流れる。図７の（Ａ）に示されるように、排水口２０３に入った洗浄水Ｗｆは矢印Ａに沿ってトラップ部ＴＰに流れ込む。続いて、図７の（Ｂ）に示されるように、洗浄水Ｗｆの流入によって尿Ｕｒが下流あふれ部ＴＰｅへと押し流される。
【００５４】
続いて、図７の（Ｃ）に示されるように、尿Ｕｒは完全に押し流されて、トラップ部ＴＰ内は洗浄水Ｗｆによって満たされる。最初の洗浄が終了すると、図７の（Ｃ）に示されるように、上流封水部ＴＰｂ、底部ＴＰｃ、及び下流封水部ＴＰｄに洗浄水Ｗｆが溜水Ｗｓとして残存する。図７の（Ａ）から（Ｃ）に示した状況は、図４の時刻ｔ３から時刻ｔ４に相当する。
【００５５】
図７の（Ｂ）に示したように尿Ｕｒが矢印Ｂ方向に押し流されると、図８の（Ａ）に示されるように、器具排水管５０に流れ込む。器具排水管５０は排水横枝管５１に繋がっているので、尿Ｕｒは排水横枝管５１に流れ込む。図７の（Ｂ）では、洗浄水Ｗｆに押し出されて尿Ｕｒが下流側に流出しているので、その流れる速度は比較的速いものであって、瞬間流量は多いものである。従って、尿Ｕｒは排水横枝管５１に流れ込むと、上流側Ｆと下流側Ｅとに分かれる。
【００５６】
更にトラップ部ＴＰに洗浄水Ｗｆが流入すると、その下流側である器具排水管５０から排水横枝管５１にも、洗浄水Ｗｆが流れ込む。図８の（Ｂ）に示されるように、比較的瞬間流量の多い洗浄水Ｗｆが流れ込むと、尿Ｕｒを上流側Ｆに逆流した尿Ｕｒ１と下流側Ｅに流れた尿Ｕｒ２とに分断する。
【００５７】
洗浄水Ｗｆの供給が終了すると、図８の（Ｃ）に示されるように、洗浄水Ｗｆは下流側Ｅに流れた尿Ｕｒ２と共に下流側Ｅへと流れていく。そのため、上流側Ｆに逆流した尿Ｕｒ１は洗浄水Ｗｆに流されることなく取り残される。図８の（Ｄ）に示されるように、残留した尿Ｕｒ１は、徐々に下流側Ｅに流れていくものの、排水横枝管５１の内側管壁に付着して残存する。
【００５８】
続いて、図４の時刻ｔ５から時刻ｔ６に示すように、制御部１０２から電磁弁１０３を全開する制御信号「１」が再度出力されると、電磁弁１０３が全開され洗浄水がスプレッダー３５からボウル部２０１のボウル壁面２０２に沿って流れる。ボウル壁面２０２を伝って洗浄水が排水口２０３から下流に流れる。排水口２０３に入った洗浄水Ｗｆはトラップ部ＴＰに流れ込む。トラップ部ＴＰには尿Ｕｒが残存しないように置換が完了しているので（図７の（Ｃ）参照）、洗浄水Ｗｆの流入によって洗浄水Ｗｆ（溜水Ｗｓ）が下流あふれ部ＴＰｅへと押し流される。
【００５９】
洗浄水Ｗｆが矢印Ｂ方向に押し流されると、図９の（Ａ）に示されるように、器具排水管５０に流れ込む。器具排水管５０は排水横枝管５１に繋がっているので、洗浄水Ｗｆは排水横枝管５１に流れ込む。洗浄水Ｗｆがそのまま下流側に流出しているので、その流れる速度は比較的速いものであって、瞬間流量は多いものである。従って、洗浄水Ｗｆは排水横枝管５１に流れ込むと、上流側Ｆと下流側Ｅとに分かれる。排水横枝管５１に残存していた尿Ｕｒは徐々に下流に流れているため、洗浄水Ｗｆが流入して上流側Ｆに向かった分は尿Ｕｒを覆うように逆流する。
【００６０】
洗浄水Ｗｆの供給が終了すると、図９の（Ｂ）に示されるように、洗浄水Ｗｆは残存している尿Ｕｒ１と共に下流側Ｅへと流れていく。従って、図９の（Ｃ）に示されるように、残留した尿Ｕｒ１は洗浄水Ｗｆと共に下流側に流れ去り、排水横枝管５１の内側管壁に付着して残存していた尿Ｕｒが洗浄される。
【００６１】
図９を参照しながら説明した残存尿Ｕｒ１の洗浄効果を更に高めるために、２回目に流す洗浄水の瞬間流量（電磁弁１０３近傍の管路を通過する際の瞬間流量（ｍ3／ｓ））を相対的に高めることも好ましい態様である。このように、２回目に流す洗浄水の瞬間流量を相対的に高める制御の例を図１０を参照しながら説明する。図１０は、人感センサー１０１及び制御部１０２の挙動であって、図４に示したものとは異なるパターンの挙動を示すタイミングチャートである。
【００６２】
図１０の（Ａ）は、人感センサー１０１から制御部１０２に出力される検知信号を示し、図１０の（Ｂ）は、制御部１０２から電磁弁１０３に出力される制御信号を示している。
【００６３】
図１０の（Ａ）に示されているように、人感センサー１０１からは、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて使用者が小便器本体２０の前に立っていることを示す検知信号が出力されている。時刻ｔ２を過ぎると検知信号が出力されなくなるので、制御部１０２は排尿が終わって使用者が立ち去ったと判断する。
【００６４】
図１０の（Ｂ）に示されているように、制御部１０２は、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて電磁弁１０３を全開に対して７０％開くための制御信号「０．７」を出力する。制御部１０２は、時刻ｔ４から時刻ｔ５までは、電磁弁１０３を開くための制御信号を出力しない。制御部１０２は、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて電磁弁１０３を全開するための制御信号「１」を出力する。
【００６５】
このような制御を行うと、時刻ｔ３から時刻ｔ４において電磁弁１０３が７０％開くことによって供給される洗浄水Ｗｆの瞬間流量（電磁弁１０３近傍の管路を通過する際の瞬間流量（ｍ3／ｓ））は相対的に低下するので、尿Ｕｒの上流側Ｆへの逆流は抑制される。そして、時刻ｔ５から時刻ｔ６において電磁弁１０３が全開することによって供給される洗浄水Ｗｆの瞬間流量は相対的に上昇する。従って、図１１に示されるように、上流側Ｆに逆流した尿Ｕｒ１よりも確実に多くの量の洗浄水Ｗｆが上流側Ｆに逆流するので、確実に残存尿Ｕｒ１を洗い流すことができる。
【００６６】
尚、図１０に示す制御信号の例では、パルス振幅を異ならせることで互いに異なる制御信号であることを認識させる例を示したが、制御信号の例はこれに限られるものではない。例えば、パルス幅変調方式の制御を行うことも好ましい態様である。また例えば、電磁弁１０３の開度を示す異なる種類の制御信号を併用することも好ましい態様である。具体的には、時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、電磁弁１０３の開度を全開に対して７０％とする信号を第１チャネルを通じて出力し、時刻ｔ５から時刻ｔ６までは、電磁弁１０３の開度を全開にする信号を第２チャネルを通じて出力することも好ましいものである。
【００６７】
上述したように本実施形態に係る小便器ＵＳは、トイレに設置され、器具排水管５０によって排水横枝管５１に接続される小便器である。小便器ＵＳは、（１）尿流を受けるボウル部２０１と、このボウル部２０１の底部に開口した排水口２０３と、この排水口２０３に連通し封水を形成するトラップ部ＴＰと、を有する小便器本体２０と、（２）ボウル部２０１に洗浄水Ｗｆを供給するための給水手段としての給水管３０，３１と、（３）給水管３０，３１からボウル部２０１への給水を調整する調整手段としての電磁弁１０３と、（４）電磁弁１０３を制御することで、給水管３０，３１からボウル部２０１への給水を実行させる制御手段としての制御部１０２と、を備える。
【００６８】
制御部１０２は、少なくともトラップ部ＴＰに溜まっている尿Ｕｒを洗浄水Ｗｆによって置換することが可能な第一洗浄モード（図４及び図１０における時刻ｔ３から時刻ｔ４の制御モード、以下同じ）を実行し、第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止し（図４及び図１０における時刻ｔ４から時刻ｔ５）、第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿Ｕｒを含む排水の少なくとも一部が、器具排水管５０が排水横枝管５１に合流する接続部よりも下流側に流れた後に、給水を再開する第二洗浄モード（図４及び図１０における時刻ｔ４から時刻ｔ６の制御モード、以下同じ）を実行する。
【００６９】
本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２が、少なくともトラップ部ＴＰに溜まっている尿Ｕｒを洗浄水Ｗｆによって置換することが可能な第一洗浄モードを先に実行する。この第一洗浄モードの実行によって、尿Ｕｒの置換に適した給水が電磁弁１０３によってなされ、ボウル部２０１を流れた後にトラップ部ＴＰに流れ込み尿Ｕｒを置換することが可能となる。第一洗浄モードによる給水は第二洗浄モードによる給水に先立って行われるものであるから、トラップ部ＴＰに溜まっている尿Ｕｒの置換に適合する給水を先に行うことができる。
【００７０】
更に本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２が、第一洗浄モードの実行後に、第二洗浄モードを実行する。第一洗浄モードの実行によって、トラップ部ＴＰに溜まっている尿Ｕｒの置換に適合する給水を行うので、尿Ｕｒの濃度が高い液体が排水として器具排水管５０から排水横枝管５１に流れ込む。排水横枝管５１に流れ込んだ排水は、流れ込む瞬間流量が多ければ排水横枝管５１の上流側Ｆに逆流し、その瞬間流量がさほど多くなければ排水横枝管５１の下流側Ｅにそのまま流れていく。そこで、第二洗浄モードでは、第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止するものとしている。このように所定時間給水を停止することで、排水横枝管５１に流れ込んだ排水が本実施形態のように上流側Ｆに逆流したとしても、下流側Ｅに流れてくるのを待つことができる。更に第二洗浄モードでは、所定時間給水を停止することで、第一洗浄モードにおける洗浄水Ｗｆの供給によって置換された尿Ｕｒを含む排水が接続部よりも下流側Ｅに流れた後に、給水を再開する。第一洗浄モードの実行によって、トラップ部ＴＰにおける尿Ｕｒは既に置換が完了されているか、排水横枝管５１の上流側Ｆに逆流したとしても高い尿濃度の液体が残存しない程度に置換されている。従って、第二洗浄モードによる給水をどのように設定したとしても、既に下流側Ｅに流れた排水を洗い流すように作用するので、尿Ｕｒが高濃度で残存することによる尿石発生のおそれを確実に低減することができる。
【００７１】
このように、トラップ部ＴＰに溜まっている尿Ｕｒを洗浄水Ｗｆによって置換することが可能な第一洗浄モードを実行した後、所定時間の給水停止を含む第二洗浄モードを実行することで、節水性能は確保しつつも、排水横枝管５１内における尿石の発生を抑制することが可能な小便器ＵＳを提供することができる。
【００７２】
また本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部は、第二洗浄モードにおける給水の再開を、第一洗浄モードにおける洗浄水Ｗｆの供給によって置換された尿Ｕｒを含む排水が、器具排水管５０が排水横枝管５１に合流する接続部よりも下流側に流れ去るタイミングに対応させることも好ましい。
【００７３】
この好ましい態様では、第二洗浄モードにおける給水の再開を、第一洗浄モードにおける排水が接続部よりも下流側に流れ去るタイミングに対応させることで、第一洗浄モードにおける排水が接続部よりも上流側には無い状態で給水を再開することが可能となる。従って、第二洗浄モードによる給水をどのように設定したとしても、既に下流側に流れた排水を洗い流すように作用するので、尿Ｕｒが高濃度で残存することによる尿石発生のおそれを確実に低減することができる。
【００７４】
また本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２は、第一洗浄モードにおける総給水量（Ｌ）が、トラップ部ＴＰの溜水Ｗｓの水量（Ｌ）を超えるように電磁弁１０３を制御している。
【００７５】
このように、第一洗浄モードにおける総給水量が、トラップ部の溜水Ｗｓの水量を超えるように給水するので、トラップ部ＴＰにおける尿Ｕｒを置換するか、排水横枝管５１の上流側に逆流したとしても高い尿濃度の液体が残存しない程度に置換することが確実に可能となる。従って、第二洗浄モードにおける給水では、確実に尿濃度が下がったトラップ部ＴＰに洗浄水を供給しながら排水を行うので、第二洗浄モードの初期段階から尿濃度が確実に下がった排水が接続部から排水横枝管５１に流れ込むことになる。結果として、尿石の発生を抑制しつつも第二洗浄モードにおける水量を過剰に増やす必要がなく、より節水に資することができる。
【００７６】
また本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２は、第一洗浄モードにおける総給水量（Ｌ）が、第二洗浄モードにおける総給水量（Ｌ）を超えるように電磁弁１０３を制御している。
【００７７】
このように、第一洗浄モードにおける総給水量（Ｌ）が、第二洗浄モードにおける総給水量（Ｌ）を超えるように電磁弁１０３を制御するので、第一洗浄モードにおいてトラップ部ＴＰ内の尿Ｕｒが含まれた溜水を置換するのにより多くの洗浄水Ｗｆを供給することができる。一方で、第二洗浄モードにおける総給水量を抑制することができるので、第一洗浄モードから第二洗浄モードを通した全体の給水量を過剰に増やすことなく、置換率を高めると共に排水横枝管５１内における尿Ｕｒの高濃度で残留することを抑制することができる。
【００７８】
また本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２は、第一洗浄モードにおいてトラップ部ＴＰから下流側に排出される瞬間排水量（下流側に排出される排水の瞬間流量）よりも、第二洗浄モードにおいてトラップ部ＴＰから下流側に排出される瞬間排水量が上回るように電磁弁１０３を制御している（図１０参照）。
【００７９】
このように、第一洗浄モードにおける瞬間排水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間排水量が上回るので、第一洗浄モードの排水が接続部から上流側Ｆに逆流するよりも更に上流側Ｆに第二洗浄モードの排水が逆流する（図１１参照）。従って、器具排水管５０が排水横枝管５１に合流する接続部より上流側Ｆにおいても、確実に尿を含む排水を下流側Ｅに流すことができる。
【００８０】
また本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２は、第一洗浄モードにおけるボウル部２０１への瞬間給水量（給水の瞬間流量）よりも、第二洗浄モードにおけるボウル部２０１への瞬間給水量が上回るように電磁弁１０３を制御している（図１０参照）。
【００８１】
このように、第一洗浄モードにおける瞬間給水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間給水量を上回らせることで、確実に第一洗浄モードにおける瞬間排水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間排水量を上回らせることができる。従って、ボウル部２０１への瞬間給水量を異ならせるという簡単な構成で、器具排水管５０が排水横枝管５１に合流する接続部より上流側Ｆにおいても、確実に尿を含む排水を下流側Ｅに流すことができる。
【００８２】
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。例えば、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。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】
【００８３】
ＵＳ：小便器
ＷＬ：壁面
１０：給水ユニット
１０１：人感センサー
１０２：制御部
１０３：電磁弁
２０：小便器本体
２０１：ボウル部
２０２：ボウル壁面
２０３：排水口
２０４：目皿
３０：給水管
３１：給水管
３５：スプレッダー
４０：建築側給水管
５０：器具排水管
５１：排水横枝管
ＴＰ：トラップ部
ＴＰａ：上流接続部
ＴＰｂ：上流封水部
ＴＰｃ：底部
ＴＰｄ：下流封水部
ＴＰｅ：下流あふれ部
Ｗ：ウェア
Ｄ：ディップ
Ｗｄ：封水深
ＷＳ１：上流封水
ＷＳ２：底溜水
ＷＳ３：下流封水
Ｕｒ：尿
Ｗｓ：溜水
Ｗｆ：洗浄水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トイレに設置され、器具排水管によって排水横枝管に接続される小便器に関する。
【背景技術】
【０００２】
公共の男性用トイレでは、大便器とは別に小便器が設置されている。大便器とは独立させて小便器を設ける場所は公共の男性用トイレに限らず、住宅のトイレにおいてもそのような設置態様が採用されている。
【０００３】
このような小便器の一例が下記特許文献１に開示されている。下記特許文献１の図１〜図５に示されているように、小便器は、ボウル部と、ボウル部の底部に配置された排水口と、この排水口に連通するトラップと、このトラップ末端から排水配管に連結される出口管と、を有している。ボウル部は、このボウル部を構成するボウル壁面と、このボウル壁面の周囲を取り囲む外側壁面と、ボウル壁面の上端から前方にほぼ水平方向に延びる上部壁面と、を有している。
【０００４】
排水口は、ボウル部の底部に開口しており、概ねＵ字型のトラップに続いている。小便器のトラップ内には所定量の溜水があり、結果として所定の高さまで封水が溜まっている。出口管は、トラップの後部に連通し、ほぼ水平方向且つ後方に延びている。小便器を設置する際には、出口管は、小便器を設置する壁面に設けられた排水配管（小便器と更に下流側の排水配管である排水横枝管とを繋ぐ排水管であって、以下器具排水管ともいう）に、パッキンを介して接続される。器具排水管は、更に下流側の排水配管（以下、排水横枝管ともいう）に接続されている。
【０００５】
このような小便器は、特に公共のトイレにおいて複数並べて設置されることが多い。下記特許文献２に開示されているように、複数の小便器が並べて設置される場合、一つの排水横枝管の上流側から下流側に向かって順に小便器からの器具排水管が接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９０７１８号公報
【特許文献２】特開２００７−３２１３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した小便器のトラップは、概ねＵ字型のトラップに所定量の水が溜められて溜水となっており、この溜水によって所定の高さまでの封水が確保されている。小便器を使用して排尿を行うと、トラップ内に尿が流れ込み、流れ込んだ尿によって溜水の一部が排出され、トラップ内は尿と水とが混在した状態となる。排尿後にボウル部に洗浄水を流すとその洗浄水がトラップ内に流れ込み、尿と水とが混在した状態の液体を排出させ置換することでトラップ内を洗浄する。
【０００８】
このようにボウル部に洗浄水を流してトラップ内の尿を水に置換するにあたっては、置換後の状態すなわち洗浄後の状態において、トラップ内に残存する尿が可能な限り少なくなることが好ましいものである。しかしながら、置換率を上げてトラップ内の尿の略全量を水によって置換しようとすれば、トラップ内の溜水量に対して供給する洗浄水量を増やす必要がある。
【０００９】
一方、近年の環境意識の高まりを受けて、節水志向も更に高まっており、洗浄水の量は極力少なくすることが求められている。この節水に対するニーズと上述した置換率の向上に対するニーズとを両立させるためには、溜水量を少なくすることが有効であると本発明者らは考えた。そこで本発明者らは、溜水量を少なくしたトラップを試作し、実際に小便器に取り付けた場合にどのような事象が発生するかを検証した。
【００１０】
その検証の結果、ボウル部に流す洗浄水の水量を減少させてもトラップの置換率を向上させることができ、トラップ内に残存する尿を十分に減少させることに成功した。ところが、公共の男性用トイレを想定し、小便器を複数個連続して配置すると、排水横引管に尿石が形成されやすくなっていることを発見した。具体的には、節水しながらトラップの置換率を上げた小便器を連続して配置し、それら連続して配置した小便器から一つの排水横枝管に排水を流すように配置した。このように配置し、通常の使用状態のもとで実使用試験を行うと、排水横枝管において発生する尿石が従前に比較して増えていることが判明した。
【００１１】
尿石の増加の直接的な原因は、排水横枝管内に小便器から流し込まれた尿が、そのままの状態か高い尿濃度の液体の状態で残存し、その残存した尿成分に起因して尿石が発生することである。具体的には、尿中に含まれる尿素がバクテリアによって分解され、アンモニアが発生し、そのアンモニアによりｐＨが高まり、尿中や洗浄水に含まれるカルシウムイオンが結晶化したカルシウム化合物として配管の内部に付着して尿石が発生することであると考えられる。しかしながら、本発明者らは上述したようにトラップの溜水量を少なくし、その少なくした溜水量に見合った洗浄水を供給する小便器によって検証を行っている。従って、トラップ内に残存する尿を置換するのに十分な洗浄水を供給しているのであるから、その洗浄水と共に渾然一体となった尿が排水横枝管から流れていけば、排水横枝管に尿濃度の高い液体の状態（尿がそのままの状態を含む）で残存することは想定し難いものである。
【００１２】
そこで本発明者らは、洗浄水と尿とが渾然一体となって排水横枝管に流れて行っていないのではないかと仮定して更なる検討を行った。溜水量を少なくしたトラップでは、排尿直後のトラップの尿濃度は従来のものに比較して高くなっている。一方で、小便器のボウル部に流す洗浄水の水量を従来に比較して少なくしたとしても、洗浄水をボウル部に広げて流す必要性から一定の水量は確保する必要がある。そのため、排尿後にボウル部に十分広がる程度の洗浄水を流すと、トラップ内の尿濃度の高い液体が洗浄水によって押し出され、排水横枝管に流れ込むことになる。小便器の設置態様を考慮すれば、排水横枝管の途中に小便器に繋がる器具排水管が繋がれていることから、最初に流れてくる液体の一部は上流側に一旦流れて、その後下流側に戻ってくるのではないかと本発明者らは考えた。
【００１３】
上述したように溜水量を少なくしたトラップでは、最初に流れてくる液体は尿濃度の高い液体であるから、その後に洗浄水が流れてきたとしても、上流側に流れた尿濃度の高い液体が下流側に戻ってくる前に洗浄水は流れ去ってしまうのではないかと本発明者らは考えた。このような現象が起こっているのであれば、尿濃度の高い液体は尿濃度が高い状態で排水横枝管内に残存しやすくなり、尿石の発生に繋がっているものと思われる。このような排水横枝管内における尿濃度の高い液体の残存現象を回避するために、洗浄水量を増やすことも考えられる。しかしながら、そのように洗浄水量を増やすことは、そもそもの目的である節水性能に優れた小便器を提供することに反するため採用できるものではない。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、節水性能は確保しつつも、排水横枝管内における尿石の発生を抑制することが可能な小便器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明に係る小便器は、トイレに設置され、器具排水管によって排水横枝管に接続される小便器であって、尿流を受けるボウル部と、このボウル部の底部に開口した排水口と、この排水口に連通し封水を形成するトラップ部と、を有する小便器本体と、前記ボウル部に洗浄水を供給するための給水手段と、前記給水手段から前記ボウル部への給水を調整する調整手段と、前記調整手段を制御することで、前記給水手段から前記ボウル部への給水を実行させる制御手段と、を備える。前記制御手段は、少なくとも前記トラップ部に溜まっている尿を洗浄水によって置換することが可能な第一洗浄モードを実行し、前記第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止し、前記第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水の少なくとも一部が、前記器具排水管が前記排水横枝管に合流する接続部よりも下流側に流れた後に、給水を再開する第二洗浄モードを実行する。
【００１６】
本発明に係る小便器では、制御手段が、少なくともトラップ部に溜まっている尿を洗浄水によって置換することが可能な第一洗浄モードを先に実行する。この第一洗浄モードの実行によって、尿の置換に適した給水が調整手段によってなされ、ボウル部を流れた後にトラップ部に流れ込み尿を置換することが可能となる。第一洗浄モードによる給水は第二洗浄モードによる給水に先立って行われるものであるから、トラップ部に溜まっている尿の置換に適合する給水を先に行うことができる。
【００１７】
更に本発明に係る小便器では、制御手段が、第一洗浄モードの実行後に、第二洗浄モードを実行する。第一洗浄モードの実行によって、トラップ部に溜まっている尿の置換に適合する給水を行うので、尿の濃度が高い液体が排水として器具排水管から排水横枝管に流れ込む。排水横枝管に流れ込んだ排水は、その量が多ければ排水横枝管の上流側に逆流し、その量がさほど多くなければ排水横枝管の下流側にそのまま流れていく。そこで、第二洗浄モードでは、第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止するものとしている。このように所定時間給水を停止することで、排水横枝管に流れ込んだ排水が例え上流側に逆流したとしても、下流側に流れてくるのを待つことができる。更に第二洗浄モードでは、所定時間給水を停止することで、第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水が接続部よりも下流側に流れた後に、給水を再開する。第一洗浄モードの実行によって、トラップ部における尿は既に置換が完了されているか、排水横枝管の上流側に逆流したとしても高い尿濃度の液体が残存しない程度に置換されている。従って、第二洗浄モードによる給水をどのように設定したとしても、既に下流側に流れた排水を希釈し洗い流すように作用するので、尿濃度の高い液体の残存による尿石発生のおそれを確実に低減することができる。
【００１８】
このように、トラップ部に溜まっている尿を洗浄水によって置換することが可能な第一洗浄モードを実行した後、所定時間の給水停止を含む第二洗浄モードを実行することで、節水性能は確保しつつも、排水横枝管内における尿石の発生を抑制することが可能な小便器を提供することができる。
【００１９】
また本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記第二洗浄モードにおける給水の再開を、前記第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水が、前記器具排水管が前記排水横枝管に合流する接続部よりも下流側に流れ去るタイミングに対応させることも好ましい。
【００２０】
この好ましい態様では、第二洗浄モードにおける給水の再開を、第一洗浄モードにおける排水が接続部よりも下流側に流れ去るタイミングに対応させることで、第一洗浄モードにおける排水が接続部よりも上流側には無い状態で給水を再開することが可能となる。従って、第二洗浄モードによる給水をどのように設定したとしても、既に下流側に流れた排水を希釈し洗い流すように作用するので、尿濃度の高い液体の残存による尿石発生のおそれを確実に低減することができる。
【００２１】
また本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける総給水量が、前記トラップ部の溜水量を超えるように前記調整手段を制御することも好ましい。
【００２２】
この好ましい態様では、第一洗浄モードにおける総給水量が、トラップ部の溜水量を超えるように給水するので、トラップ部における尿を置換するか、排水横枝管の上流側に逆流したとしても高い尿濃度の液体が残存しない程度に置換することが確実に可能となる。従って、第二洗浄モードにおける給水では、確実に尿濃度が下がったトラップ部に洗浄水を供給しながら排水を行うので、第二洗浄モードの初期段階から尿濃度が確実に下がった排水が接続部から排水横枝管に流れ込むことになる。結果として、尿石の発生を抑制しつつも第二洗浄モードにおける水量を過剰に増やす必要がなく、より節水に資することができる。
【００２３】
また本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける総給水量が、前記第二洗浄モードにおける総給水量を超えるように前記調整手段を制御することも好ましい。
【００２４】
この好ましい態様では、第一洗浄モードにおける総給水量が、第二洗浄モードにおける総給水量を超えるように調整手段を制御するので、第一洗浄モードにおいてトラップ部内の尿が含まれた溜水を置換するのにより多くの洗浄水を供給することができる。一方で、第二洗浄モードにおける総給水量を抑制することができるので、第一洗浄モードから第二洗浄モードを通した全体の給水量を過剰に増やすことなく、置換率を高めると共に排水横枝管内における尿濃度の高い液体の残留を抑制することができる。
【００２５】
また本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおいて前記トラップ部から下流側に排出される瞬間排水量よりも、前記第二洗浄モードにおいて前記トラップ部から下流側に排出される瞬間排水量が上回るように前記調整手段を制御することも好ましい。
【００２６】
この好ましい態様では、第一洗浄モードにおける瞬間排水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間排水量が上回るので、第一洗浄モードの排水が接続部から上流側に逆流するよりも更に上流側に第二洗浄モードの排水が逆流する。従って、器具排水管が排水横枝管に合流する接続部より上流側においても、確実に尿を含む排水を下流側に流すことができる。
【００２７】
また本発明に係る小便器では、前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける前記ボウル部への瞬間給水量よりも、前記第二洗浄モードにおける前記ボウル部への瞬間給水量が上回るように前記調整手段を制御することも好ましい。
【００２８】
この好ましい態様では、第一洗浄モードにおける瞬間給水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間給水量を上回らせることで、確実に第一洗浄モードにおける瞬間排水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間排水量を上回らせることができる。従って、ボウル部への瞬間給水量を異ならせるという簡単な構成で、器具排水管が排水横枝管に合流する接続部より上流側においても、確実に尿を含む排水を下流側に流すことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、節水性能は確保しつつも、排水横枝管内における尿石の発生を抑制することが可能な小便器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態である小便器を示す断面図である。
【図２】図１に示す給水ユニットの機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すトラップ部を示す概略図である。
【図４】図２に示す人感センサー及び制御部の挙動を示すタイミングチャートである。
【図５】図１に示す小便器に排尿した場合の、トラップ部の様子を示す概略図である。
【図６】図１に示す小便器に排尿した場合の、図１に示す小便器に繋がっている器具排水管及び排水横枝管の内部の様子を示す概略図である。
【図７】図５に示す状況から洗浄水を流した場合の、トラップ部の様子を示す概略図である。
【図８】図５に示す状況から洗浄水を流した場合の、器具排水管及び排水横枝管の内部の様子を示す概略図である。
【図９】図８に示す状況から洗浄水を流した場合の、器具排水管及び排水横枝管の内部の様子を示す概略図である。
【図１０】図２に示す人感センサー及び制御部の挙動であって、図４に示したものとは異なるパターンの挙動を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１０に示すタイミングチャートに基づいて洗浄した場合の、器具排水管及び排水横枝管の内部の様子を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３２】
本発明の実施形態である小便器について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態である小便器ＵＳを示す断面図である。図１に示されるように、小便器ＵＳは、給水ユニット１０（調整手段、制御手段）と、小便器本体２０と、給水管３０，３１（給水手段）と、スプレッダー３５と、トラップ部ＴＰとを備えている。小便器本体２０及び給水ユニット１０は、建築躯体の壁面ＷＬに取り付けられている。
【００３３】
小便器本体２０は、ボウル部２０１を備えている。ボウル部２０１は、小便器本体２０の使用者からの尿流を受け止める部分である。使用者から放たれた尿流は、ボウル部２０１後方のボウル壁面２０２に当たって下方に流れる。下方に流れた尿流は、ボウル部２０１の底部に開口した排水口２０３からトラップ部ＴＰへと流れる。排水口２０３には目皿２０４が配置されている。
【００３４】
ボウル部２０１の後方であって壁面ＷＬ側のボウル壁面２０２上部には、スプレッダー３５が取り付けられている。スプレッダー３５には給水管３１が繋がれていて、給水管３１から供給される洗浄水を放出するように構成されている。スプレッダー３５が放出する洗浄水は、ボウル壁面２０２に沿って幅方向（図１の紙面を貫く方向）に広がってボウル壁面２０２を洗浄する。ボウル壁面２０２を洗浄した洗浄水は、ボウル部２０１の底部に開口した排水口２０３からトラップ部ＴＰへと流れる。
【００３５】
給水管３１は、小便器本体２０内に配置されている給水管である。給水管３１の上流側には給水管３０が繋がれている。給水管３０は、小便器本体２０と給水ユニット１０とを繋ぐ給水管である。給水ユニット１０は、建築側給水管４０に繋がれている。建築側給水管４０は、壁面ＷＬの裏面側に配置されており、給水源から水を供給し給水ユニット１０に送り出している。給水ユニット１０の構成については後述する。
【００３６】
小便器本体２０の排水口２０３に連通して封水を形成するように、トラップ部ＴＰが配置されている。トラップ部ＴＰは封水を形成すると共に、排水口２０３から流れ込む尿や洗浄水を排水として器具排水管５０側に送り出している。器具排水管５０は、壁面ＷＬの裏面側に配置されており、尿や洗浄水を含む排水を更に下流側へと搬送している。トラップ部ＴＰの構成については後述する。
【００３７】
続いて、図２を参照しながら給水ユニット１０について説明する。図２は、給水ユニット１０の機能的な構成を示すブロック図である。図２に示されるように、給水ユニット１０は、人感センサー１０１と、制御部１０２（制御手段）と、電磁弁１０３（調整手段）とを備えている。
【００３８】
人感センサー１０１は、小便器ＵＳを使用する使用者が、小便器本体２０の前に立ったことを検知するためのセンサーである。人感センサー１０１としては、赤外線センサーやドップラーセンサーといったセンサーが適宜用いられる。人感センサー１０１は、使用者の検知結果を制御部１０２に出力する。
【００３９】
制御部１０２は、人感センサー１０１の検知結果に基づいて、使用者の排尿を洗浄するように所定のタイミングで、電磁弁１０３を所定の開度に開いたり閉じたりするための制御信号を出力する。制御部１０２が出力する制御信号の具体例については後述する。
【００４０】
電磁弁１０３は、建築側給水管４０と給水管３０との間に設けられている。電磁弁１０３が閉じられていると、建築側給水管４０から供給される水は給水管３０に流れないように止水される。電磁弁１０３が開いていると、建築側給水管４０から供給される水は、電磁弁１０３の開度に応じた瞬間流量（電磁弁１０３近傍の管路を通過する際の瞬間流量（ｍ3／ｓ））で給水管３０に流れる。
【００４１】
続いて、図３を参照しながらトラップ部ＴＰについて説明する。図３は、トラップ部ＴＰを示す概略図である。図３に示されるように、トラップ部ＴＰは上流側から順に、上流接続部ＴＰａと、上流封水部ＴＰｂと、底部ＴＰｃと、下流封水部ＴＰｄと、下流あふれ部ＴＰｅとを備えている。
【００４２】
上流接続部ＴＰａは、ボウル部２０１の排水口２０３に繋がる部分である。矢印Ａの上流側に排水口２０３が繋がっており、ボウル部２０１から排水口２０３に流れ込んだ尿や洗浄水は矢印Ａに沿って上流接続部ＴＰａに流れ込む。
【００４３】
上流封水部ＴＰｂ、底部ＴＰｃ、及び下流封水部ＴＰｄは、水が溜まるようにＵ字状を成すように形成されている。上流接続部ＴＰａから流れ込んだ水は、下流あふれ部ＴＰｅの下側内壁面であるウェアＷよりも下側に溜まるように構成されている。封水深Ｗｄは、ウェアＷと、底部ＴＰｃの上側内壁面であるディップＤとの間の鉛直方向の長さである。従って、上流封水部ＴＰｂに溜まる上流封水ＷＳ１と、下流封水部ＴＰｄに溜まる下流封水ＷＳ３とによって封水が形成されている。
【００４４】
本明細書では、底部ＴＰｃに溜まる底溜水ＷＳ２と、上流封水ＷＳ１及び下流封水ＷＳ３とを合わせて、トラップ部ＴＰの溜水Ｗｓとしている。本実施形態において、溜水Ｗｓの水量は、約１００ｍＬとなるように形成されており、０．５Ｌ程度の少水量でも洗浄が可能となっている。尚、節水型ではない通常のタイプのトラップでは、溜水量が約４００〜６００ｍＬであり、洗浄水量は約１．４Ｌであるので、本実施形態のトラップ部ＴＰは極めて節水性が向上したものとなっている。尚、本実施形態ではＵ字型のトラップをトラップ部ＴＰとして採用したけれども、上述した機能を果たす限りその他の形態のトラップを採用することも好ましいものである。
【００４５】
続いて、図４を参照しながら、制御部１０２が出力する制御信号の具体例について説明する。図４は、人感センサー１０１及び制御部１０２の挙動を示すタイミングチャートである。図４の（Ａ）は、人感センサー１０１から制御部１０２に出力される検知信号を示し、図４の（Ｂ）は、制御部１０２から電磁弁１０３に出力される制御信号を示している。
【００４６】
図４の（Ａ）に示されているように、人感センサー１０１からは、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて使用者が小便器本体２０の前に立っていることを示す検知信号が出力されている。時刻ｔ２を過ぎると検知信号が出力されなくなるので、制御部１０２は排尿が終わって使用者が立ち去ったと判断する。
【００４７】
図４の（Ｂ）に示されているように、制御部１０２は、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて電磁弁１０３を全開するための制御信号「１」を出力する。制御部１０２は、時刻ｔ４から時刻ｔ５までは、電磁弁１０３を全開するための制御信号「１」を出力しない。制御部１０２は、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて電磁弁１０３を全開するための制御信号「１」を再度出力する。
【００４８】
このような制御を行った場合、トラップ部ＴＰやその下流の配管内がどのようになっているかについて、図５〜図９を参照しながら説明する。図５は、小便器ＵＳに排尿した場合の、トラップ部ＴＰの様子を示す概略図である。図６は、小便器ＵＳに排尿した場合の、小便器ＵＳに繋がっている器具排水管５０及び排水横枝管５１の内部の様子を示す概略図である。図７は、図５に示す状況から洗浄水を流した場合の、トラップ部ＴＰの様子を示す概略図である。図８は、図５に示す状況から洗浄水を流した場合の、器具排水管５０及び排水横枝管５１の内部の様子を示す概略図である。図９は、図８に示す状況から更に洗浄水を流した場合の、器具排水管５０及び排水横枝管５１の内部の様子を示す概略図である。
【００４９】
小便器ＵＳに排尿すると、ボウル部２０１のボウル壁面２０２に尿流が当たり、ボウル壁面２０２を伝って尿が排水口２０３から下流に流れる。図５の（Ａ）に示されるように、排水口２０３に入った尿Ｕｒは矢印Ａに沿ってトラップ部ＴＰに流れ込む。続いて、図５の（Ｂ）に示されるように、尿Ｕｒの流入によって溜水Ｗｓが下流あふれ部ＴＰｅへと押し流される。
【００５０】
続いて、図５の（Ｃ）に示されるように、溜水Ｗｓは完全に押し流されて、トラップ部ＴＰ内は尿Ｕｒによって満たされる。排尿が終了すると、図５の（Ｄ）に示されるように、上流封水部ＴＰｂ、底部ＴＰｃ、及び下流封水部ＴＰｄに尿Ｕｒが残存する。図５の（Ａ）から（Ｄ）に示した状況は、図４の時刻ｔ１から時刻ｔ２に相当する。
【００５１】
図５の（Ｂ）に示したように溜水Ｗｓが矢印Ｂ方向に押し流されると、図６の（Ａ）に示されるように、器具排水管５０に流れ込む。器具排水管５０は排水横枝管５１に繋がっているので、溜水Ｗｓは排水横枝管５１に流れ込む。図５の（Ｂ）では、排尿によって流れ込む尿Ｕｒに押し出されて溜水Ｗｓが下流側に流出しているので、その流れる速度は比較的緩やかなものであって、瞬間流量は少ないものである。従って、溜水Ｗｓは排水横枝管５１に流れ込んでも、ほとんどの部分が上流側Ｆに流れることはなく、下流側Ｅに流れていく。
【００５２】
図６の（Ｂ）に示されるように、溜水Ｗｓに続いて尿Ｕｒが流れ込んでも、やはりその流れる速度は比較的緩やかなものであって、瞬間流量は少ないものである。従って、尿Ｕｒは排水横枝管５１に流れ込んでも、ほとんどの部分が上流側Ｆに流れることはなく、下流側Ｅに流れていく。
【００５３】
続いて、図４の時刻ｔ３から時刻ｔ４に示すように、制御部１０２から電磁弁１０３を全開する制御信号「１」が出力されると、電磁弁１０３が全開され洗浄水がスプレッダー３５からボウル部２０１のボウル壁面２０２に沿って流れる。ボウル壁面２０２を伝って洗浄水が排水口２０３から下流に流れる。図７の（Ａ）に示されるように、排水口２０３に入った洗浄水Ｗｆは矢印Ａに沿ってトラップ部ＴＰに流れ込む。続いて、図７の（Ｂ）に示されるように、洗浄水Ｗｆの流入によって尿Ｕｒが下流あふれ部ＴＰｅへと押し流される。
【００５４】
続いて、図７の（Ｃ）に示されるように、尿Ｕｒは完全に押し流されて、トラップ部ＴＰ内は洗浄水Ｗｆによって満たされる。最初の洗浄が終了すると、図７の（Ｃ）に示されるように、上流封水部ＴＰｂ、底部ＴＰｃ、及び下流封水部ＴＰｄに洗浄水Ｗｆが溜水Ｗｓとして残存する。図７の（Ａ）から（Ｃ）に示した状況は、図４の時刻ｔ３から時刻ｔ４に相当する。
【００５５】
図７の（Ｂ）に示したように尿Ｕｒが矢印Ｂ方向に押し流されると、図８の（Ａ）に示されるように、器具排水管５０に流れ込む。器具排水管５０は排水横枝管５１に繋がっているので、尿Ｕｒは排水横枝管５１に流れ込む。図７の（Ｂ）では、洗浄水Ｗｆに押し出されて尿Ｕｒが下流側に流出しているので、その流れる速度は比較的速いものであって、瞬間流量は多いものである。従って、尿Ｕｒは排水横枝管５１に流れ込むと、上流側Ｆと下流側Ｅとに分かれる。
【００５６】
更にトラップ部ＴＰに洗浄水Ｗｆが流入すると、その下流側である器具排水管５０から排水横枝管５１にも、洗浄水Ｗｆが流れ込む。図８の（Ｂ）に示されるように、比較的瞬間流量の多い洗浄水Ｗｆが流れ込むと、尿Ｕｒを上流側Ｆに逆流した尿Ｕｒ１と下流側Ｅに流れた尿Ｕｒ２とに分断する。
【００５７】
洗浄水Ｗｆの供給が終了すると、図８の（Ｃ）に示されるように、洗浄水Ｗｆは下流側Ｅに流れた尿Ｕｒ２と共に下流側Ｅへと流れていく。そのため、上流側Ｆに逆流した尿Ｕｒ１は洗浄水Ｗｆに流されることなく取り残される。図８の（Ｄ）に示されるように、残留した尿Ｕｒ１は、徐々に下流側Ｅに流れていくものの、排水横枝管５１の内側管壁に付着して残存する。
【００５８】
続いて、図４の時刻ｔ５から時刻ｔ６に示すように、制御部１０２から電磁弁１０３を全開する制御信号「１」が再度出力されると、電磁弁１０３が全開され洗浄水がスプレッダー３５からボウル部２０１のボウル壁面２０２に沿って流れる。ボウル壁面２０２を伝って洗浄水が排水口２０３から下流に流れる。排水口２０３に入った洗浄水Ｗｆはトラップ部ＴＰに流れ込む。トラップ部ＴＰには尿Ｕｒが残存しないように置換が完了しているので（図７の（Ｃ）参照）、洗浄水Ｗｆの流入によって洗浄水Ｗｆ（溜水Ｗｓ）が下流あふれ部ＴＰｅへと押し流される。
【００５９】
洗浄水Ｗｆが矢印Ｂ方向に押し流されると、図９の（Ａ）に示されるように、器具排水管５０に流れ込む。器具排水管５０は排水横枝管５１に繋がっているので、洗浄水Ｗｆは排水横枝管５１に流れ込む。洗浄水Ｗｆがそのまま下流側に流出しているので、その流れる速度は比較的速いものであって、瞬間流量は多いものである。従って、洗浄水Ｗｆは排水横枝管５１に流れ込むと、上流側Ｆと下流側Ｅとに分かれる。排水横枝管５１に残存していた尿Ｕｒは徐々に下流に流れているため、洗浄水Ｗｆが流入して上流側Ｆに向かった分は尿Ｕｒを覆うように逆流する。
【００６０】
洗浄水Ｗｆの供給が終了すると、図９の（Ｂ）に示されるように、洗浄水Ｗｆは残存している尿Ｕｒ１と共に下流側Ｅへと流れていく。従って、図９の（Ｃ）に示されるように、残留した尿Ｕｒ１は洗浄水Ｗｆと共に下流側に流れ去り、排水横枝管５１の内側管壁に付着して残存していた尿Ｕｒが洗浄される。
【００６１】
図９を参照しながら説明した残存尿Ｕｒ１の洗浄効果を更に高めるために、２回目に流す洗浄水の瞬間流量（電磁弁１０３近傍の管路を通過する際の瞬間流量（ｍ3／ｓ））を相対的に高めることも好ましい態様である。このように、２回目に流す洗浄水の瞬間流量を相対的に高める制御の例を図１０を参照しながら説明する。図１０は、人感センサー１０１及び制御部１０２の挙動であって、図４に示したものとは異なるパターンの挙動を示すタイミングチャートである。
【００６２】
図１０の（Ａ）は、人感センサー１０１から制御部１０２に出力される検知信号を示し、図１０の（Ｂ）は、制御部１０２から電磁弁１０３に出力される制御信号を示している。
【００６３】
図１０の（Ａ）に示されているように、人感センサー１０１からは、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて使用者が小便器本体２０の前に立っていることを示す検知信号が出力されている。時刻ｔ２を過ぎると検知信号が出力されなくなるので、制御部１０２は排尿が終わって使用者が立ち去ったと判断する。
【００６４】
図１０の（Ｂ）に示されているように、制御部１０２は、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて電磁弁１０３を全開に対して７０％開くための制御信号「０．７」を出力する。制御部１０２は、時刻ｔ４から時刻ｔ５までは、電磁弁１０３を開くための制御信号を出力しない。制御部１０２は、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて電磁弁１０３を全開するための制御信号「１」を出力する。
【００６５】
このような制御を行うと、時刻ｔ３から時刻ｔ４において電磁弁１０３が７０％開くことによって供給される洗浄水Ｗｆの瞬間流量（電磁弁１０３近傍の管路を通過する際の瞬間流量（ｍ3／ｓ））は相対的に低下するので、尿Ｕｒの上流側Ｆへの逆流は抑制される。そして、時刻ｔ５から時刻ｔ６において電磁弁１０３が全開することによって供給される洗浄水Ｗｆの瞬間流量は相対的に上昇する。従って、図１１に示されるように、上流側Ｆに逆流した尿Ｕｒ１よりも確実に多くの量の洗浄水Ｗｆが上流側Ｆに逆流するので、確実に残存尿Ｕｒ１を洗い流すことができる。
【００６６】
尚、図１０に示す制御信号の例では、パルス振幅を異ならせることで互いに異なる制御信号であることを認識させる例を示したが、制御信号の例はこれに限られるものではない。例えば、パルス幅変調方式の制御を行うことも好ましい態様である。また例えば、電磁弁１０３の開度を示す異なる種類の制御信号を併用することも好ましい態様である。具体的には、時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、電磁弁１０３の開度を全開に対して７０％とする信号を第１チャネルを通じて出力し、時刻ｔ５から時刻ｔ６までは、電磁弁１０３の開度を全開にする信号を第２チャネルを通じて出力することも好ましいものである。
【００６７】
上述したように本実施形態に係る小便器ＵＳは、トイレに設置され、器具排水管５０によって排水横枝管５１に接続される小便器である。小便器ＵＳは、（１）尿流を受けるボウル部２０１と、このボウル部２０１の底部に開口した排水口２０３と、この排水口２０３に連通し封水を形成するトラップ部ＴＰと、を有する小便器本体２０と、（２）ボウル部２０１に洗浄水Ｗｆを供給するための給水手段としての給水管３０，３１と、（３）給水管３０，３１からボウル部２０１への給水を調整する調整手段としての電磁弁１０３と、（４）電磁弁１０３を制御することで、給水管３０，３１からボウル部２０１への給水を実行させる制御手段としての制御部１０２と、を備える。
【００６８】
制御部１０２は、少なくともトラップ部ＴＰに溜まっている尿Ｕｒを洗浄水Ｗｆによって置換することが可能な第一洗浄モード（図４及び図１０における時刻ｔ３から時刻ｔ４の制御モード、以下同じ）を実行し、第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止し（図４及び図１０における時刻ｔ４から時刻ｔ５）、第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿Ｕｒを含む排水の少なくとも一部が、器具排水管５０が排水横枝管５１に合流する接続部よりも下流側に流れた後に、給水を再開する第二洗浄モード（図４及び図１０における時刻ｔ４から時刻ｔ６の制御モード、以下同じ）を実行する。
【００６９】
本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２が、少なくともトラップ部ＴＰに溜まっている尿Ｕｒを洗浄水Ｗｆによって置換することが可能な第一洗浄モードを先に実行する。この第一洗浄モードの実行によって、尿Ｕｒの置換に適した給水が電磁弁１０３によってなされ、ボウル部２０１を流れた後にトラップ部ＴＰに流れ込み尿Ｕｒを置換することが可能となる。第一洗浄モードによる給水は第二洗浄モードによる給水に先立って行われるものであるから、トラップ部ＴＰに溜まっている尿Ｕｒの置換に適合する給水を先に行うことができる。
【００７０】
更に本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２が、第一洗浄モードの実行後に、第二洗浄モードを実行する。第一洗浄モードの実行によって、トラップ部ＴＰに溜まっている尿Ｕｒの置換に適合する給水を行うので、尿Ｕｒの濃度が高い液体が排水として器具排水管５０から排水横枝管５１に流れ込む。排水横枝管５１に流れ込んだ排水は、流れ込む瞬間流量が多ければ排水横枝管５１の上流側Ｆに逆流し、その瞬間流量がさほど多くなければ排水横枝管５１の下流側Ｅにそのまま流れていく。そこで、第二洗浄モードでは、第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止するものとしている。このように所定時間給水を停止することで、排水横枝管５１に流れ込んだ排水が本実施形態のように上流側Ｆに逆流したとしても、下流側Ｅに流れてくるのを待つことができる。更に第二洗浄モードでは、所定時間給水を停止することで、第一洗浄モードにおける洗浄水Ｗｆの供給によって置換された尿Ｕｒを含む排水が接続部よりも下流側Ｅに流れた後に、給水を再開する。第一洗浄モードの実行によって、トラップ部ＴＰにおける尿Ｕｒは既に置換が完了されているか、排水横枝管５１の上流側Ｆに逆流したとしても高い尿濃度の液体が残存しない程度に置換されている。従って、第二洗浄モードによる給水をどのように設定したとしても、既に下流側Ｅに流れた排水を洗い流すように作用するので、尿Ｕｒが高濃度で残存することによる尿石発生のおそれを確実に低減することができる。
【００７１】
このように、トラップ部ＴＰに溜まっている尿Ｕｒを洗浄水Ｗｆによって置換することが可能な第一洗浄モードを実行した後、所定時間の給水停止を含む第二洗浄モードを実行することで、節水性能は確保しつつも、排水横枝管５１内における尿石の発生を抑制することが可能な小便器ＵＳを提供することができる。
【００７２】
また本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部は、第二洗浄モードにおける給水の再開を、第一洗浄モードにおける洗浄水Ｗｆの供給によって置換された尿Ｕｒを含む排水が、器具排水管５０が排水横枝管５１に合流する接続部よりも下流側に流れ去るタイミングに対応させることも好ましい。
【００７３】
この好ましい態様では、第二洗浄モードにおける給水の再開を、第一洗浄モードにおける排水が接続部よりも下流側に流れ去るタイミングに対応させることで、第一洗浄モードにおける排水が接続部よりも上流側には無い状態で給水を再開することが可能となる。従って、第二洗浄モードによる給水をどのように設定したとしても、既に下流側に流れた排水を洗い流すように作用するので、尿Ｕｒが高濃度で残存することによる尿石発生のおそれを確実に低減することができる。
【００７４】
また本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２は、第一洗浄モードにおける総給水量（Ｌ）が、トラップ部ＴＰの溜水Ｗｓの水量（Ｌ）を超えるように電磁弁１０３を制御している。
【００７５】
このように、第一洗浄モードにおける総給水量が、トラップ部の溜水Ｗｓの水量を超えるように給水するので、トラップ部ＴＰにおける尿Ｕｒを置換するか、排水横枝管５１の上流側に逆流したとしても高い尿濃度の液体が残存しない程度に置換することが確実に可能となる。従って、第二洗浄モードにおける給水では、確実に尿濃度が下がったトラップ部ＴＰに洗浄水を供給しながら排水を行うので、第二洗浄モードの初期段階から尿濃度が確実に下がった排水が接続部から排水横枝管５１に流れ込むことになる。結果として、尿石の発生を抑制しつつも第二洗浄モードにおける水量を過剰に増やす必要がなく、より節水に資することができる。
【００７６】
また本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２は、第一洗浄モードにおける総給水量（Ｌ）が、第二洗浄モードにおける総給水量（Ｌ）を超えるように電磁弁１０３を制御している。
【００７７】
このように、第一洗浄モードにおける総給水量（Ｌ）が、第二洗浄モードにおける総給水量（Ｌ）を超えるように電磁弁１０３を制御するので、第一洗浄モードにおいてトラップ部ＴＰ内の尿Ｕｒが含まれた溜水を置換するのにより多くの洗浄水Ｗｆを供給することができる。一方で、第二洗浄モードにおける総給水量を抑制することができるので、第一洗浄モードから第二洗浄モードを通した全体の給水量を過剰に増やすことなく、置換率を高めると共に排水横枝管５１内における尿Ｕｒの高濃度で残留することを抑制することができる。
【００７８】
また本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２は、第一洗浄モードにおいてトラップ部ＴＰから下流側に排出される瞬間排水量（下流側に排出される排水の瞬間流量）よりも、第二洗浄モードにおいてトラップ部ＴＰから下流側に排出される瞬間排水量が上回るように電磁弁１０３を制御している（図１０参照）。
【００７９】
このように、第一洗浄モードにおける瞬間排水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間排水量が上回るので、第一洗浄モードの排水が接続部から上流側Ｆに逆流するよりも更に上流側Ｆに第二洗浄モードの排水が逆流する（図１１参照）。従って、器具排水管５０が排水横枝管５１に合流する接続部より上流側Ｆにおいても、確実に尿を含む排水を下流側Ｅに流すことができる。
【００８０】
また本実施形態に係る小便器ＵＳでは、制御部１０２は、第一洗浄モードにおけるボウル部２０１への瞬間給水量（給水の瞬間流量）よりも、第二洗浄モードにおけるボウル部２０１への瞬間給水量が上回るように電磁弁１０３を制御している（図１０参照）。
【００８１】
このように、第一洗浄モードにおける瞬間給水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間給水量を上回らせることで、確実に第一洗浄モードにおける瞬間排水量よりも第二洗浄モードにおける瞬間排水量を上回らせることができる。従って、ボウル部２０１への瞬間給水量を異ならせるという簡単な構成で、器具排水管５０が排水横枝管５１に合流する接続部より上流側Ｆにおいても、確実に尿を含む排水を下流側Ｅに流すことができる。
【００８２】
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。例えば、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。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】
【００８３】
ＵＳ：小便器
ＷＬ：壁面
１０：給水ユニット
１０１：人感センサー
１０２：制御部
１０３：電磁弁
２０：小便器本体
２０１：ボウル部
２０２：ボウル壁面
２０３：排水口
２０４：目皿
３０：給水管
３１：給水管
３５：スプレッダー
４０：建築側給水管
５０：器具排水管
５１：排水横枝管
ＴＰ：トラップ部
ＴＰａ：上流接続部
ＴＰｂ：上流封水部
ＴＰｃ：底部
ＴＰｄ：下流封水部
ＴＰｅ：下流あふれ部
Ｗ：ウェア
Ｄ：ディップ
Ｗｄ：封水深
ＷＳ１：上流封水
ＷＳ２：底溜水
ＷＳ３：下流封水
Ｕｒ：尿
Ｗｓ：溜水
Ｗｆ：洗浄水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トイレに設置され、器具排水管によって排水横枝管に接続される小便器であって、
尿流を受けるボウル部と、このボウル部の底部に開口した排水口と、この排水口に連通し封水を形成するトラップ部と、を有する小便器本体と、
前記ボウル部に洗浄水を供給するための給水手段と、
前記給水手段から前記ボウル部への給水を調整する調整手段と、
前記調整手段を制御することで、前記給水手段から前記ボウル部への給水を実行させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
少なくとも前記トラップ部に溜まっている尿を洗浄水によって置換することが可能な第一洗浄モードを実行し、
前記第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止し、前記第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水の少なくとも一部が、前記器具排水管が前記排水横枝管に合流する接続部よりも下流側に流れた後に、給水を再開する第二洗浄モードを実行することを特徴とする小便器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第二洗浄モードにおける給水の再開を、前記第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水が、前記器具排水管が前記排水横枝管に合流する接続部よりも下流側に流れ去るタイミングに対応させることを特徴とする請求項１に記載の小便器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける総給水量が、前記トラップ部の溜水量を超えるように前記調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の小便器。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける総給水量が、前記第二洗浄モードにおける総給水量を超えるように前記調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の小便器。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおいて前記トラップ部から下流側に排出される瞬間排水量よりも、前記第二洗浄モードにおいて前記トラップ部から下流側に排出される瞬間排水量が上回るように前記調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の小便器。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける前記ボウル部への瞬間給水量よりも、前記第二洗浄モードにおける前記ボウル部への瞬間給水量が上回るように前記調整手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の小便器。
【請求項１】
トイレに設置され、器具排水管によって排水横枝管に接続される小便器であって、
尿流を受けるボウル部と、このボウル部の底部に開口した排水口と、この排水口に連通し封水を形成するトラップ部と、を有する小便器本体と、
前記ボウル部に洗浄水を供給するための給水手段と、
前記給水手段から前記ボウル部への給水を調整する調整手段と、
前記調整手段を制御することで、前記給水手段から前記ボウル部への給水を実行させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
少なくとも前記トラップ部に溜まっている尿を洗浄水によって置換することが可能な第一洗浄モードを実行し、
前記第一洗浄モードを実行した後、所定時間給水を停止し、前記第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水の少なくとも一部が、前記器具排水管が前記排水横枝管に合流する接続部よりも下流側に流れた後に、給水を再開する第二洗浄モードを実行することを特徴とする小便器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第二洗浄モードにおける給水の再開を、前記第一洗浄モードにおける洗浄水の供給によって置換された尿を含む排水が、前記器具排水管が前記排水横枝管に合流する接続部よりも下流側に流れ去るタイミングに対応させることを特徴とする請求項１に記載の小便器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける総給水量が、前記トラップ部の溜水量を超えるように前記調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の小便器。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける総給水量が、前記第二洗浄モードにおける総給水量を超えるように前記調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の小便器。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおいて前記トラップ部から下流側に排出される瞬間排水量よりも、前記第二洗浄モードにおいて前記トラップ部から下流側に排出される瞬間排水量が上回るように前記調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の小便器。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第一洗浄モードにおける前記ボウル部への瞬間給水量よりも、前記第二洗浄モードにおける前記ボウル部への瞬間給水量が上回るように前記調整手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の小便器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２５２３４３（Ｐ２０１１−２５２３４３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２８０３４（Ｐ２０１０−１２８０３４）
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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