水洗大便器
【課題】停電時であっても、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な洗浄水の量を確保することができる水洗大便器を提供する。
【解決手段】本発明の水洗大便器は、ボウル部12と、洗浄水を吐出するリム吐水口18及びジェット吐水口16と、排水トラップ管路14とを備えた便器本体2と、洗浄水を貯水する貯水タンク32と、洗浄水をリム吐水口に給水すると共に貯水タンクに補給してジェット吐水口に供給する洗浄水供給手段40であって、この洗浄水供給手段が電源から供給される電力により駆動される洗浄水供給手段と、を有し、洗浄水供給手段は、貯水タンクに貯水された洗浄水を加圧してジェット吐水口に供給する加圧ポンプ34を備え、この加圧ポンプは、その作動中に停電したとき、その回転部52(48,46a,50a)の慣性力による回転によって、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な量(Q1＋Q2)の洗浄水をジェット吐水口に供給する。
【解決手段】本発明の水洗大便器は、ボウル部12と、洗浄水を吐出するリム吐水口18及びジェット吐水口16と、排水トラップ管路14とを備えた便器本体2と、洗浄水を貯水する貯水タンク32と、洗浄水をリム吐水口に給水すると共に貯水タンクに補給してジェット吐水口に供給する洗浄水供給手段40であって、この洗浄水供給手段が電源から供給される電力により駆動される洗浄水供給手段と、を有し、洗浄水供給手段は、貯水タンクに貯水された洗浄水を加圧してジェット吐水口に供給する加圧ポンプ34を備え、この加圧ポンプは、その作動中に停電したとき、その回転部52(48,46a,50a)の慣性力による回転によって、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な量(Q1＋Q2)の洗浄水をジェット吐水口に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水洗大便器に係り、特に、加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に記載されているように、リム吐水は、水道水を直接リム吐水口から吐水させ、一方、ジェット吐水は、便器本体内に収納されたタンクに貯水された洗浄水をポンプで加圧し、この加圧された洗浄水をジェット吐水口から吐出させて、ボウル部を洗浄するようにした水洗大便器が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特許第２８００４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載された水洗大便器は、タンクに貯水された洗浄水をポンプで加圧してジェット吐水口から吐出するようにしているので、水道水の圧力変動の影響を受けず、低水圧の地域や場所でも使用できるという利点がある。
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されたような、電源から供給される電力により作動するポンプによって洗浄水の供給する水洗大便器においては、ポンプが作動中、即ち、サイホン作用により排水トランプ管路から汚物を排出しているときに、万一、停電した場合には、ポンプによるジェット吐水が直ちに停止されるため、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な洗浄水（封水）の量を確保することができないような状況となる。この場合には、排水トラップ管路が接続される下水管と便器のボウル部とが連通し、悪臭が便器内に入り込むという問題が発生する。この問題は、水洗大便器の製品化の際には、必ず解決しなければならない重要な問題である。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、停電時であっても、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な洗浄水（封水）の量を確保することができる水洗大便器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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器であって、ボウル部と、洗浄水を吐出するリム吐水口及びジェット吐水口と、排水トラップ管路とを備えた便器本体と、洗浄水を貯水する貯水タンクと、洗浄水をリム吐水口に給水すると共に貯水タンクに補給してジェット吐水口に供給する洗浄水供給手段であって、この洗浄水供給手段が電源から供給される電力により駆動される洗浄水供給手段と、を有し、洗浄水供給手段は、貯水タンクに貯水された洗浄水を加圧してジェット吐水口に供給する加圧ポンプを備え、この加圧ポンプは、その作動中に停電したとき、その回転部の慣性力の回転によって、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な量の洗浄水をジェット吐水口に供給するように構成されていることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、加圧ポンプが作動して貯水タンクに貯水された洗浄水を加圧してジェット吐水口に供給しているときに、万一、停電した場合であっても、加圧ポンプの回転部の慣性力による回転によって必要な量の洗浄水をジェット吐水口に供給し、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。
【０００８】
本発明において、好ましくは、加圧ポンプは、少なくともその回転部の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量により排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができるように、その回転部の慣性力が設定されている。
このように構成された本発明においては、加圧ポンプの回転部の慣性力による回転によって、少なくとも排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる洗浄水の量を供給できるようになっているので、停電時でも、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、加圧ポンプは、その回転部の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量と排水トラップ管路内の戻り洗浄水の量との合計により、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができるように、その回転部の慣性力が設定されている。
このように構成された本発明においては、加圧ポンプの回転部の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量と排水トラップ管路内の戻り洗浄水の量との合計により、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な洗浄水の量は、７００ｃｃから１３００ｃｃの範囲の量である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水洗大便器によれば、停電時であっても、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な洗浄水（封水）の量を確保することができ、その結果、下水管から便器内に悪臭が入り込むことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による水洗大便器を説明する。
先ず、図１乃至図４により、本発明の一実施形態による水洗大便器の構造を説明する。ここで、図１は、本発明の実施形態による水洗大便器の側面図であり、図２は図１に示す水洗大便器の平面図であり、図３は本発明の実施形態による水洗大便器を示す全体構成図であり、図４は本発明の実施形態による水洗大便器に使用される加圧ポンプを示す部分断面図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態による水洗大便器１は、便器本体２と、この便器本体２の上面に配置された便座４と、便座４を覆うように配置されたカバー６と、便器本体２の後方上部に配置された局部洗浄装置８と、を備えている。さらに、便器本体２の後方には、機能部１０が配置されており、この機能部１０はサイドパネル１０ａにより覆われている。
【００１４】
便器本体２には、汚物を受けるボウル部１２と、このボウル部１２の底部から延びる排水トラップ管路１４と、ジェット吐水を行うジェット吐水口１６と、リム吐水を行うリム吐水口１８が形成されている。
ジェット吐水口１６は、ボウル部１２の底部に形成されており、排水トラップ管路１４の入口に指向してほぼ水平に配置され、洗浄水を排水トラップ管路１４に向けて吐出するようになっている。
リム吐水口１８は、ボウル部１２の左側上部後方に形成されており、ボウル部１２の縁に沿って洗浄水を吐出するようになっている。
【００１５】
排水トラップ管路１４は、入口部１４ａと、この入口部１４ａから上昇するトラップ上昇管１４ｂと、このトラップ上昇管１４ｂから下降するトラップ下降管１４ｃとからなり、トラップ上昇管１４ｂとトラップ下降管１４ｃとの間が頂部１４ｄとなっている。
【００１６】
本実施形態による水洗大便器１は、洗浄水を供給する水道に直結されており、水道の給水圧力によりリム吐水口１８から洗浄水が吐出される。また、ジェット吐水に関しては、後述するように、機能部１０に内蔵された貯水タンク３２に貯水された洗浄水を加圧ポンプ３４によって加圧して、大流量でジェット吐水口１６から吐出させるようになっている。
【００１７】
次に、図３により、本実施形態による水洗大便器１の機能部１０を詳細に説明する。
図３に示すように、機能部１０には、定流量弁２０と、電磁弁２２と、リム吐水用バキュームブレーカ２４と、リム吐水用フラッパー弁２６が設けられている。さらに、給水路１９には、タンクへの給水とリム吐水を切り替える切替弁２８と、貯水タンク３２と、加圧ポンプ３４と、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６と、ジェット吐水用フラッパー弁３８と、水抜栓３９が内蔵されている。また、機能部１０には、電磁弁２２の開閉操作、切替弁２８の切換操作、及び、加圧ポンプ３４の回転数や作動時間等を制御するコントローラ４０が内蔵されている。
【００１８】
定流量弁２０は、止水栓４２ａ、ストレーナ４２ｂ、及び分岐金具４２ｃを介して入水口２０ａから流入した洗浄水を、所定の流量以下に絞るためのものである。本実施形態においては、この定流量弁２０は、洗浄水の流量を１６リットル／分以下に制限するようになっている。また、定流量弁２０を通過した洗浄水は、電磁弁２２に流入し、電磁弁２２を通過した洗浄水は、切替弁２８により、リム吐水口１８又は貯水タンク３２に供給されるようになっている。
【００１９】
電磁弁２２は、コントローラ４０の制御信号により開閉され、供給された洗浄水を切替弁２８に流入させ、又は停止させるようになっている。
また、切替弁２８は、コントローラ４０の制御信号により切り替えられ、電磁弁２２を介して流入した洗浄水をリム吐水口１８から吐出させ、又は、貯水タンク３２に流入させるようになっている。
【００２０】
リム吐水用バキュームブレーカ２４は、切替弁２８を通過した洗浄水をリム吐水口１８へ導くリム側給水路１８ａの途中に配置され、洗浄水のリム吐水口１８からの逆流を防止している。また、リム吐水用バキュームブレーカ２４は、ボウル部１２の上端面よりも上方に配置され、これにより、逆流を確実に防止している。さらに、リム吐水用バキュームブレーカ２４の大気開放部から溢れた洗浄水は、戻り管路２４ａを通って貯水タンク３２に流入するようになっている。
【００２１】
リム吐水用フラッパー弁２６は、リム吐水用バキュームブレーカ２４の下流側のリム側給水路１８ａに配置され、洗浄水のリム吐水口１８からの逆流を防止している。本実施形態においては、リム側給水路１８ａにリム吐水用バキュームブレーカ２４とリム吐水用フラッパー弁２６を直列に配置することによって、より確実に洗浄水の逆流を防止している。
【００２２】
貯水タンク３２は、ジェット吐水口１６から吐水すべき洗浄水を貯水するように構成されている。なお、本実施形態において、貯水タンク３２は、約２．５リットルの内容積を有する。
【００２３】
さらに、本実施形態においては、タンク給水路３２ａの先端（下端）は貯水タンク３２より上方の位置に開口されており、貯水タンク３２からタンク給水路３２ａへの逆流を防止している。また、貯水タンク３２の内部には、上端フロートスイッチ３２ｂ及び下端フロートスイッチ３２ｃが配置されており、貯水タンク３２内の水位を検出できるようになっている。上端フロートスイッチ３２ｂは、貯水タンク３２内の水位が所定の貯水水位に達するとオンに切り替わり、コントローラ４０はこれを検知して、電磁弁２８を閉鎖させる。一方、下端フロートスイッチ３２ｃは、貯水タンク３２内の水位が所定の水位まで低下するとオンに切り替わり、コントローラ４０はこれを検知して、加圧ポンプ３４を停止させる。
【００２４】
また、貯水タンク３２の上部には、その上端の開口部を覆うように蓋体３２ｄが取り付けられており、蓋体３２ｄの外周と貯水タンク３２上部の内壁面の間は水密的に接合されている。さらに、蓋体３２ｄには、円形の穴が設けられこの穴を取り囲むように、筒体３２ｅが上方に向けて延びるように取り付けられている。
【００２５】
また、貯水タンク３２の壁面３２ｇは、蓋体３２ｄよりも上方まで延びており、貯水タンク３２の筒体３２ｅから溢れた洗浄水は、蓋体３２ｄの上に溜まるようになっている。さらに、貯水タンク３２の蓋体３２ｄよりも上方の壁面３２ｇには、排水通路３２ｆが接続されており、蓋体３２ｄの上に溜まった洗浄水をボウル部１２に排出できるようになっている。
【００２６】
加圧ポンプ３４は、貯水タンク３２に貯水された洗浄水を加圧して、ジェット吐水口１６から吐出させるためのものである。加圧ポンプ３４は、貯水タンク３２の下部から延びる洗浄水管路３４ａにより接続され、貯水タンク３２内に貯水された洗浄水を加圧する。なお、本実施形態においては、加圧ポンプ３４は、貯水タンク３２内の洗浄水を加圧して、洗浄水を最大約１２０リットル／分の流量でジェット吐水口１６から吐出させるようになっている。
【００２７】
また、洗浄水管路３４ａの途中には、逆止弁であるジェット吐水用フラッパー弁３８及び水抜栓３９が設けられている。これらのジェット吐水用フラッパー弁３８及び水抜栓３９は、加圧ポンプ３４よりも下方の、貯水タンク３２の下端部付近の高さに配置されている。このため、水抜栓３９を開放することにより、メンテナンス時等に貯水タンク３２内及び加圧ポンプ３４内の洗浄水を排出することができる。また、貯水タンク３２と加圧ポンプ３４の間にジェット吐水用フラッパー弁３８を配置することにより、貯水タンク３２内の水位が加圧ポンプ３４の高さよりも低くなった場合に、洗浄水が加圧ポンプ３４から貯水タンク３２に逆流し、加圧ポンプ３４内の洗浄水が抜けるのを防止している。また、加圧ポンプ３４の下方には、水受けトレイ２ａが配置されており、結露した水滴や漏水を受けるようになっている。
【００２８】
一方、加圧ポンプ３４の流出口は、洗浄水管路３４ｂを介して、ボウル部１２底部のジェット吐水口１６に接続されている。この洗浄水管路３４ｂの途中は、上方に向けて凸型に形成されており、この凸型部分の最も高い部分である洗浄水管路頂部４４は、貯水タンク３２からジェット吐水口１６に至る洗浄水管路の中で最も高い部分になっている。さらに、図３に示すように、洗浄水管路３４ｂの洗浄水管路頂部４４よりも下流側は、上述したジェット吐水口１６と同じレベル（高さ）に設定されている。
【００２９】
ジェット吐水用バキュームブレーカ３６は、加圧ポンプ３４及び洗浄水管路頂部４４の下流側から分岐した分岐管路３６ａに接続されており、ボウル部１２内の溜水が貯水タンク３２側へ逆流するのを防止すると共に、それらの間の縁切りを行うようになっている。また、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６の大気開放部から溢れた洗浄水は、戻り管路３６ｂを通って貯水タンク３２に流入するようになっている。
【００３０】
コントローラ４０は、使用者による便器洗浄スイッチ（図示せず）の操作により、電磁弁２２、切替弁２８、加圧ポンプ３４を順次作動させ、リム吐水口１８及びジェット吐水口１６からの吐水を順次開始させて、ボウル部１２を洗浄する。さらに、コントローラ４０は、洗浄終了後、電磁弁２２を開放し、切替弁２８を貯水タンク３２側に切り替えて洗浄水を貯水タンク３２に補給する。貯水タンク３２内の水位が上昇し、上端フロートスイッチ３２ｂが規定の貯水量を検出すると、コントローラ４０は、電磁弁２２を閉鎖して給水を停止する。
【００３１】
上述した図３に示す本実施形態においては、切替弁２８を切替えることにより、リム側給水路１８ａを経由してリム吐水口に洗浄水を供給し、また、タンク給水路３２ａを経由して貯水タンク３２に洗浄水を補給するようにしている。
しかしながら、本実施形態においては、変形例として、上述した図３に示す電磁弁２２及び切替弁２８に代えて、リム吐水用電磁弁及びタンク給水用電磁弁を設けるようにしても良い。具体的には、このリム吐水用電磁弁は、定流量弁２０の下流側に設けられ、リム側給水路１８ａに接続されている。また、タンク給水用電磁弁は、定流量弁２０の下流側に設けられ、タンク給水路３２ａに接続されている。さらに、これらのリム吐水用電磁弁及びタンク給水用電磁弁の開閉操作（ＯＮ及びＯＦＦ操作）は、コントローラ４０からの制御信号により行われる。
【００３２】
次に、図４により、本実施形態の加圧ポンプ３４について詳細に説明する。加圧ポンプ３４は、ポンプ本体４６を備え、このポンプ本体４６は、回転軸４８を介して電動モータ（ＤＣモータ）５０に直結されている。また、ポンプ本体４６はインペラ４６ａを備え、電動モータ５０はローター５０ａを備え、これらのインペラ４６ａ及びローター５０ａが回転軸４８に取り付けられている。これらの回転軸４８、インペラ４６ａ、及び、ローター５０ａが、加圧ポンプ３４の回転部５２となっている。
詳細は後述するように、加圧ポンプ３４の作動中に停電した場合であっても、この加圧モータ３４の回転部５０の慣性力による回転によって、排水トラップ管路１４とボウル部１２との連通を封止するために必要な量の洗浄水を供給することができるようになっている。
【００３３】
次に、上述した本発明の実施形態による水洗大便器１の作用（動作）を説明する。先ず、図５により、水洗大便器１による基本動作を説明する。
図５に示すように、待機状態（時刻ｔ０〜ｔ１）において、便器洗浄スイッチ（図示せず）が操作されると、１回目のリム吐水（前リム洗浄）が開始される（時刻ｔ１）。即ち、使用者が便器洗浄スイッチ（図示せず）を操作すると、コントローラ４０は電磁弁２２に信号を送って開放させると共に、切替弁２８をリム吐水口１８の側に切り替え、水道の給水圧力によりリム吐水口１８から洗浄水を吐出させる。電磁弁２２が開放されると、水道から供給された洗浄水が止水栓４２ａ、ストレーナ４２ｂ、分岐金具４２ｃを経て入水口２０ａから定流量弁２０に流入する。定流量弁２０では、水道の給水圧力が高い場合には、通過する洗浄水の流量が所定流量に制限され、給水圧力が低い場合には、洗浄水は流れを制限されることなくそのまま通過される。定流量弁２０を通過した洗浄水は、電磁弁２２、切替弁２８を通過し、リム吐水用バキュームブレーカ２４、リム吐水用フラッパー弁２６、リム側給水路１８ａを通って、ボウル部１２上部の後方左側に開口したリム吐水口１８から吐出される。リム吐水口１８から吐出された洗浄水は、ボウル部１２内を旋回しながら下方へ流下し、ボウル部１２の内壁面が洗浄される。
【００３４】
その後（時刻ｔ２）、ジェット吐水が開始され、さらに、同時に、貯水タンク３２への洗浄水の補給も開始される。
先ず、コントローラ４０は、加圧ポンプ３４に信号を送ってこれを起動させ、ポンプ回転数をＮ１に保持する。加圧ポンプ３４が起動されると、貯水タンク３２内に貯水されていた洗浄水は、ジェット吐水用フラッパー弁３８、水抜き栓３９を通って加圧ポンプ３４に流入し、加圧される。加圧ポンプ３４によって加圧された洗浄水は、洗浄水管路３４ｂの洗浄水管路頂部４４を通って、ボウル部１２底部に開口したジェット吐水口１６から吐出される。
このとき、洗浄水管路３４ｂの洗浄水管路頂部４４付近に滞留していた空気は、分岐管路３６ａを通ってジェット吐水用バキュームブレーカ３６に到達し、その大気開放部から放出される。
【００３５】
ジェット吐水口１６から吐出された洗浄水は排水トラップ管路１４内に流入し、排水トラップ管路１４を満水にしてサイホン現象を引き起こす。このサイホン現象により、ボウル部１２内の溜水及び汚物は、排水トラップ管路１４に吸引され、排水管Ｄから排出される。ここで、本実施形態においては、加圧ポンプ３４は、最初にポンプ回転数Ｎ１で回転するため（時刻ｔ２〜ｔ３）、加圧力が大きくなり、洗浄水を７５リットル／分〜１２０リットル／分の範囲内の大流量でジェット吐水口１６から吐出させることができ、それにより、排水トラップ管路１４内のサイホン現象が急速に引き起こされ、ボウル部１２内の溜水及び汚物は素早く排出される。
【００３６】
その後（時刻ｔ３）、ポンプの回転数をＮ２まで低下させることにより、加圧力を少し低下させて、洗浄水を６０リットル／分〜７０リットル／分の範囲内の大流量で継続してジェット吐水口１６から吐出させる。
さらに、ポンプの回転数Ｎ２は、ジェット吐水が汚物を排水トラップ管路１４の頂部１４ｄまで搬送するために必要な流速（約２.５メートル／秒以上）となるような値である。
【００３７】
本実施形態においては、このように、大流量のジェット吐水が続けて供給されるため、排水トラップ管路１４の入口部１４ａから吸入される空気の量は少なくなり、さらに、ジェット吐水が排水トラップ管路１４の入口部１４ａの下壁面に衝突し、それによりの入口部で旋回流が発生し、その旋回流により、入口部が水シールされ、これにより、サイホン作用が持続することになる。このように、先に発生したサイホン作用が保持された状態で、続けて供給される大流量のジェット吐水により、押し出し作用が生じ、この押し出し作用により、ボウル部に残る浮遊系の汚物を素早く排出することができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、図５において、破線で示すように、ポンプ回転数をＮ２に低減させずに回転数Ｎ１のまま保持するようにしてもよい（時刻ｔ３〜ｔ４）。
【００３９】
さらに、本実施形態においては、ポンプの回転数Ｎ２によるジェット吐水の終了時（時刻ｔ４〜ｔ５）に、ジェット吐水口からの吐水が漸減するように加圧ポンプの回転数を制御するようにしている。
これにより、サイホン作用が急激に途切れることにより生じる大きなサイホン切れ音の発生を防止することができる。
【００４０】
このようにして加圧ポンプ３４を所定時間（時刻ｔ２〜ｔ５）作動させることにより、洗浄水がジェット吐水口１６から吐出され、貯水タンク３２内の貯水量は概ねゼロになる。加圧ポンプ３４が停止されることによりジェット吐水口１６からの吐水は停止される（時刻ｔ５）。これにより、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６から、洗浄水管路内に大気が導入され、ボウル部１２内の溜水と貯水タンク３２内の洗浄水が縁切りされる。
【００４１】
本実施形態においては、ジェット吐水の間（時刻ｔ２〜ｔ５）、同時に、貯水タンク３２へ洗浄水が補給されるようになっている。このとき、コントローラ４０は、電磁弁２２を開放状態に維持しながら、切替弁２８に信号を送って、これをタンク側に切り替える。電磁弁２２が開放されているので、入水口２０ａから流入した洗浄水は、定流量弁２０、電磁弁２２、切替弁２８、タンク給水路３２ａを通過して、タンク給水路３２ａの先端から貯水タンク３２内に流入する。
【００４２】
次に、ジェット吐水が終了したとき（時刻ｔ５）、コントローラ４０は、電磁弁２２に信号を送って、これを再び開放させ、リム吐水口１８からの２回目の吐水（後リム洗浄）を開始させる。リム吐水口１８からの２回目の吐水によりボウル部１２内の溜水の水位は上昇し、所定のリム吐水時間経過後（時刻ｔ６）、ボウル部１２内は所定の溜水水位に到達する。
【００４３】
２回目のリム吐水終了後（時刻ｔ６）、再び、貯水タンク３２の洗浄水が補給される。このとき、上述したように、コントローラ４０は、電磁弁２２を開放状態に保持した状態で、切替弁２８に信号を送って、これをタンク側に切り替え、貯水タンク３２内に流入する。
【００４４】
貯水タンク３２内に洗浄水が補給され、貯水タンク３２内の水位が規定の貯水水位に達すると、フロートスイッチ３２ｂがＯＮになる。フロートスイッチ３２ｂがＯＮになると、コントローラ４０は電磁弁２２に信号を送り、これを閉鎖させる。
ここで、図５に示された時刻ｔ１〜ｔ７の値は、ｔ１＝０秒、ｔ１〜ｔ２＝１０秒、ｔ２〜ｔ５＝２秒、ｔ５〜ｔ６＝１１秒、ｔ６〜ｔ７＝１６秒が好ましい。
【００４５】
次に、図６乃至図８により、本実施形態による水洗大便器による加圧ポンプが作動中に停電になった場合の動作を説明する。ここで、図６は、本実施形態による水洗大便器の加圧ポンプ作動中に停電になったときのポンプ回転数を示すタイムチャートであり、図７は、大便器使用後の通常の溜水水位（溜水量）である水洗大便器を示す断面図であり、図８は、排水トラップ管路とボウル部の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）である水洗大便器を示す断面図であり、図９は、本実施形態による水洗大便器の停電時の動作を示す水洗大便器の一連の断面図である。
【００４６】
先ず、図７に示すように、大便器使用後の通常の溜水水位（溜水量）は、ボウル部１２の溜水が排水トラップ管路１４の頂部１４ｄまで溜まっているレベルＡの位置にある。
また、図８に示すように、排水トラップ管路１４とボウル部１２の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）は、溜水が排水トラップ管路１４の入口部１４ａの上端部１４ｅまで溜まっているレベルＢの位置である。
【００４７】
次に、図６及び図９により、本実施形態による水洗大便器による加圧ポンプ作動時に停電になった場合の動作を説明する。
先ず、図９（ａ）は待機状態を示し（図６の時刻ｔ０〜ｔ１）、ボウル部１２に水が貯留された状態となっている。このときの貯水タンク３２の水位はレベルＬ１となっている。
【００４８】
次に、リム吐水を経て、図９（ｂ）に示すように、ジェット吐水が開始される（図６の時刻ｔ２）とポンプが回転数Ｎ１にて回転し、大流量のジェット流により排水トラップ管路内が満水となる。その後（図６の時刻ｔ３）も大流量のジェット吐水が続けて供給されるため、これにより、サイホン作用が持続することになる。このときの貯水タンク３２の水位は、例えば、レベルＬ２となっている。
【００４９】
ここで、サイホン作用が発生しているとき（図６の時刻ｔ３〜ｔ５）、即ち、加圧ポンプ３４が作動中に、停電となった場合（図６の時刻ｔ８）には、図９（ｃ）に示すように、加圧ポンプ３４の電動モータ５０はその機能が直ぐに停止する。このときの貯水タンク３２の水位はレベルＬ３となっている。このとき、洗浄水管路３４ｂに取り付けられたジェット吐水用バキュームブレーカ３６により、洗浄水管路３４ｂ内に大気が導入され、サイホン作用が消滅し、これにより、排水トラップ管路１４のトラップ上昇管１４ｂ内の洗浄水量Ｑ１の残水Ｃ（図９（ｄ）参照）がボウル部１２に戻り、封水の一部として作用するようになっている。
【００５０】
次に、図９（ｄ）に示すように、ポンプ本体３４ａは、停電によりモータ３４ｃの機能が停止した後も、加圧ポンプ３４の回転部５２（＝回転軸４８＋インペラ４６ａ＋ローター５０ａ）の質量による慣性力により、予め設定した回数分回転して、停止するようになっている。具体的には、図６に示すように、時刻ｔ８で停電が発生した場合には、その後の時刻ｔ９までポンプ本体４６が必要な回数だけ回転するようになっている。この回転部５２の慣性力による回転によって、貯水タンク３２内の洗浄水が洗浄水管路３４ｂへ供給され、この洗浄水により、洗浄水管路３４ｂ内の加圧ポンプ３４と洗浄水管路頂部４４との間に残っていた洗浄水がボウル部１２側に押し出される。このとき、図９（ｄ）に示すように、貯水タンク３２の水位はレベルＬ４まで下がる。このように、停電後、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力による回転によって、洗浄水量Ｑ２（加圧タンク内のレベル３とレベルＬ４の間の洗浄水量）がボウル部１２に供給されるようになっている。
【００５１】
次に、図９（ｅ）は、停電後に、ポンプ本体４６の回転が停止した状態を示している。この状態では、上述したように、ボウル部１２には、排水トラップ管路１４のトラップ上昇管１４ｂ内の洗浄水量Ｑ１と、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力による回転によって供給された洗浄水量Ｑ２との合計量の洗浄水量（Ｑ１＋Ｑ２）が封水として溜まっている。このときの封水のレベルＤは、排水トラップ管路１４とボウル部１２の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）である上述したレベルＢ（図８参照）の位置と同じか又はそれより高いレベルとなっている。
【００５２】
なお、上述した実施形態による水洗大便器においては、排水トラップ管路１４とボウル部１２の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）を確保するために、排水トラップ管路１４のトラップ上昇管１４ｂ内の洗浄水量Ｑ１と、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力の回転によって供給された洗浄水量Ｑ２との合計量の洗浄水量（Ｑ１＋Ｑ２）を溜水（封水）として使用した。しかしながら、本実施形態においては、水洗大便器の構造等により、排水トラップ管路１４のトラップ上昇管１４ｂ内の洗浄水量Ｑ１が大きく変動する等の場合には、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力の回転によって供給される洗浄水量Ｑ２により、必要な洗浄水量を供給して、排水トラップ管路１４とボウル部１２の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）を確保するようにしても良い。この場合には、加圧ポンプ３４の回転部５２（＝回転軸４８＋インペラ４６ａ＋ローター５０ａ）の質量を調整し、停電時に、その慣性力により、上述した必要な量の洗浄水を供給できるようにする必要がある。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態による水洗大便器によれば、加圧ポンプ３４が作動して貯水タンク３２に貯水された洗浄水を加圧してジェット吐水口１６に供給しているときに、万一、停電した場合であっても、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力で必要な数だけ回転して、必要な洗浄水の量を供給できるようにしているので、その必要な量の洗浄水をジェット吐水口に供給し、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。その結果、下水管から便器内に悪臭が入り込むことを防止することができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、停電した場合であっても、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力を調整して、排水トラップ管路内の戻り洗浄水の量Ｑ１と加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量Ｑ２との合計により、排水トラップ管路１４とボウル部１２との連通を封止するようにしているので、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態においては、停電した場合であっても、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力を調整して、少なくともその慣性力による回転によって供給される洗浄水の量により排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができるようにしているので、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態による水洗大便器の側面図である。
【図２】図１に示す水洗大便器の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態による水洗大便器を示す全体構成図である。
【図４】本発明の一実施形態による水洗大便器に使用される加圧ポンプを示す部分断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による水洗大便器における基本動作を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による水洗大便器の加圧ポンプ作動中に停電になったときのポンプ回転数を示すタイムチャートである。
【図７】大便器使用後の通常の溜水水位（溜水量）である水洗大便器を示す断面図である。
【図８】排水トラップ管路とボウル部の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）である水洗大便器を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による水洗大便器の停電時の動作を示す水洗大便器の一連の断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 水洗大便器
２ 便器本体
１０ 機能部
１２ ボウル部
１４ 排水トラップ管路
１６ ジェット吐水口
１８ リム吐水口
１８ａ リム側給水路
２０ 定流量弁
２２ 電磁弁
２８ 切替弁
３２ 貯水タンク
３４ 加圧ポンプ
３４ｂ洗浄水管路
３６ ジェット吐水用バキュームブレーカ
４０ コントローラ
４６ ポンプ本体
４６ａ インペラ
４８ 回転軸
５０ 電動モータ
５０ａ ローター
５２ 回転部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水洗大便器に係り、特に、加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に記載されているように、リム吐水は、水道水を直接リム吐水口から吐水させ、一方、ジェット吐水は、便器本体内に収納されたタンクに貯水された洗浄水をポンプで加圧し、この加圧された洗浄水をジェット吐水口から吐出させて、ボウル部を洗浄するようにした水洗大便器が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特許第２８００４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載された水洗大便器は、タンクに貯水された洗浄水をポンプで加圧してジェット吐水口から吐出するようにしているので、水道水の圧力変動の影響を受けず、低水圧の地域や場所でも使用できるという利点がある。
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されたような、電源から供給される電力により作動するポンプによって洗浄水の供給する水洗大便器においては、ポンプが作動中、即ち、サイホン作用により排水トランプ管路から汚物を排出しているときに、万一、停電した場合には、ポンプによるジェット吐水が直ちに停止されるため、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な洗浄水（封水）の量を確保することができないような状況となる。この場合には、排水トラップ管路が接続される下水管と便器のボウル部とが連通し、悪臭が便器内に入り込むという問題が発生する。この問題は、水洗大便器の製品化の際には、必ず解決しなければならない重要な問題である。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、停電時であっても、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な洗浄水（封水）の量を確保することができる水洗大便器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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器であって、ボウル部と、洗浄水を吐出するリム吐水口及びジェット吐水口と、排水トラップ管路とを備えた便器本体と、洗浄水を貯水する貯水タンクと、洗浄水をリム吐水口に給水すると共に貯水タンクに補給してジェット吐水口に供給する洗浄水供給手段であって、この洗浄水供給手段が電源から供給される電力により駆動される洗浄水供給手段と、を有し、洗浄水供給手段は、貯水タンクに貯水された洗浄水を加圧してジェット吐水口に供給する加圧ポンプを備え、この加圧ポンプは、その作動中に停電したとき、その回転部の慣性力の回転によって、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な量の洗浄水をジェット吐水口に供給するように構成されていることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、加圧ポンプが作動して貯水タンクに貯水された洗浄水を加圧してジェット吐水口に供給しているときに、万一、停電した場合であっても、加圧ポンプの回転部の慣性力による回転によって必要な量の洗浄水をジェット吐水口に供給し、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。
【０００８】
本発明において、好ましくは、加圧ポンプは、少なくともその回転部の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量により排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができるように、その回転部の慣性力が設定されている。
このように構成された本発明においては、加圧ポンプの回転部の慣性力による回転によって、少なくとも排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる洗浄水の量を供給できるようになっているので、停電時でも、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、加圧ポンプは、その回転部の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量と排水トラップ管路内の戻り洗浄水の量との合計により、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができるように、その回転部の慣性力が設定されている。
このように構成された本発明においては、加圧ポンプの回転部の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量と排水トラップ管路内の戻り洗浄水の量との合計により、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な洗浄水の量は、７００ｃｃから１３００ｃｃの範囲の量である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水洗大便器によれば、停電時であっても、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止するために必要な洗浄水（封水）の量を確保することができ、その結果、下水管から便器内に悪臭が入り込むことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による水洗大便器を説明する。
先ず、図１乃至図４により、本発明の一実施形態による水洗大便器の構造を説明する。ここで、図１は、本発明の実施形態による水洗大便器の側面図であり、図２は図１に示す水洗大便器の平面図であり、図３は本発明の実施形態による水洗大便器を示す全体構成図であり、図４は本発明の実施形態による水洗大便器に使用される加圧ポンプを示す部分断面図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態による水洗大便器１は、便器本体２と、この便器本体２の上面に配置された便座４と、便座４を覆うように配置されたカバー６と、便器本体２の後方上部に配置された局部洗浄装置８と、を備えている。さらに、便器本体２の後方には、機能部１０が配置されており、この機能部１０はサイドパネル１０ａにより覆われている。
【００１４】
便器本体２には、汚物を受けるボウル部１２と、このボウル部１２の底部から延びる排水トラップ管路１４と、ジェット吐水を行うジェット吐水口１６と、リム吐水を行うリム吐水口１８が形成されている。
ジェット吐水口１６は、ボウル部１２の底部に形成されており、排水トラップ管路１４の入口に指向してほぼ水平に配置され、洗浄水を排水トラップ管路１４に向けて吐出するようになっている。
リム吐水口１８は、ボウル部１２の左側上部後方に形成されており、ボウル部１２の縁に沿って洗浄水を吐出するようになっている。
【００１５】
排水トラップ管路１４は、入口部１４ａと、この入口部１４ａから上昇するトラップ上昇管１４ｂと、このトラップ上昇管１４ｂから下降するトラップ下降管１４ｃとからなり、トラップ上昇管１４ｂとトラップ下降管１４ｃとの間が頂部１４ｄとなっている。
【００１６】
本実施形態による水洗大便器１は、洗浄水を供給する水道に直結されており、水道の給水圧力によりリム吐水口１８から洗浄水が吐出される。また、ジェット吐水に関しては、後述するように、機能部１０に内蔵された貯水タンク３２に貯水された洗浄水を加圧ポンプ３４によって加圧して、大流量でジェット吐水口１６から吐出させるようになっている。
【００１７】
次に、図３により、本実施形態による水洗大便器１の機能部１０を詳細に説明する。
図３に示すように、機能部１０には、定流量弁２０と、電磁弁２２と、リム吐水用バキュームブレーカ２４と、リム吐水用フラッパー弁２６が設けられている。さらに、給水路１９には、タンクへの給水とリム吐水を切り替える切替弁２８と、貯水タンク３２と、加圧ポンプ３４と、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６と、ジェット吐水用フラッパー弁３８と、水抜栓３９が内蔵されている。また、機能部１０には、電磁弁２２の開閉操作、切替弁２８の切換操作、及び、加圧ポンプ３４の回転数や作動時間等を制御するコントローラ４０が内蔵されている。
【００１８】
定流量弁２０は、止水栓４２ａ、ストレーナ４２ｂ、及び分岐金具４２ｃを介して入水口２０ａから流入した洗浄水を、所定の流量以下に絞るためのものである。本実施形態においては、この定流量弁２０は、洗浄水の流量を１６リットル／分以下に制限するようになっている。また、定流量弁２０を通過した洗浄水は、電磁弁２２に流入し、電磁弁２２を通過した洗浄水は、切替弁２８により、リム吐水口１８又は貯水タンク３２に供給されるようになっている。
【００１９】
電磁弁２２は、コントローラ４０の制御信号により開閉され、供給された洗浄水を切替弁２８に流入させ、又は停止させるようになっている。
また、切替弁２８は、コントローラ４０の制御信号により切り替えられ、電磁弁２２を介して流入した洗浄水をリム吐水口１８から吐出させ、又は、貯水タンク３２に流入させるようになっている。
【００２０】
リム吐水用バキュームブレーカ２４は、切替弁２８を通過した洗浄水をリム吐水口１８へ導くリム側給水路１８ａの途中に配置され、洗浄水のリム吐水口１８からの逆流を防止している。また、リム吐水用バキュームブレーカ２４は、ボウル部１２の上端面よりも上方に配置され、これにより、逆流を確実に防止している。さらに、リム吐水用バキュームブレーカ２４の大気開放部から溢れた洗浄水は、戻り管路２４ａを通って貯水タンク３２に流入するようになっている。
【００２１】
リム吐水用フラッパー弁２６は、リム吐水用バキュームブレーカ２４の下流側のリム側給水路１８ａに配置され、洗浄水のリム吐水口１８からの逆流を防止している。本実施形態においては、リム側給水路１８ａにリム吐水用バキュームブレーカ２４とリム吐水用フラッパー弁２６を直列に配置することによって、より確実に洗浄水の逆流を防止している。
【００２２】
貯水タンク３２は、ジェット吐水口１６から吐水すべき洗浄水を貯水するように構成されている。なお、本実施形態において、貯水タンク３２は、約２．５リットルの内容積を有する。
【００２３】
さらに、本実施形態においては、タンク給水路３２ａの先端（下端）は貯水タンク３２より上方の位置に開口されており、貯水タンク３２からタンク給水路３２ａへの逆流を防止している。また、貯水タンク３２の内部には、上端フロートスイッチ３２ｂ及び下端フロートスイッチ３２ｃが配置されており、貯水タンク３２内の水位を検出できるようになっている。上端フロートスイッチ３２ｂは、貯水タンク３２内の水位が所定の貯水水位に達するとオンに切り替わり、コントローラ４０はこれを検知して、電磁弁２８を閉鎖させる。一方、下端フロートスイッチ３２ｃは、貯水タンク３２内の水位が所定の水位まで低下するとオンに切り替わり、コントローラ４０はこれを検知して、加圧ポンプ３４を停止させる。
【００２４】
また、貯水タンク３２の上部には、その上端の開口部を覆うように蓋体３２ｄが取り付けられており、蓋体３２ｄの外周と貯水タンク３２上部の内壁面の間は水密的に接合されている。さらに、蓋体３２ｄには、円形の穴が設けられこの穴を取り囲むように、筒体３２ｅが上方に向けて延びるように取り付けられている。
【００２５】
また、貯水タンク３２の壁面３２ｇは、蓋体３２ｄよりも上方まで延びており、貯水タンク３２の筒体３２ｅから溢れた洗浄水は、蓋体３２ｄの上に溜まるようになっている。さらに、貯水タンク３２の蓋体３２ｄよりも上方の壁面３２ｇには、排水通路３２ｆが接続されており、蓋体３２ｄの上に溜まった洗浄水をボウル部１２に排出できるようになっている。
【００２６】
加圧ポンプ３４は、貯水タンク３２に貯水された洗浄水を加圧して、ジェット吐水口１６から吐出させるためのものである。加圧ポンプ３４は、貯水タンク３２の下部から延びる洗浄水管路３４ａにより接続され、貯水タンク３２内に貯水された洗浄水を加圧する。なお、本実施形態においては、加圧ポンプ３４は、貯水タンク３２内の洗浄水を加圧して、洗浄水を最大約１２０リットル／分の流量でジェット吐水口１６から吐出させるようになっている。
【００２７】
また、洗浄水管路３４ａの途中には、逆止弁であるジェット吐水用フラッパー弁３８及び水抜栓３９が設けられている。これらのジェット吐水用フラッパー弁３８及び水抜栓３９は、加圧ポンプ３４よりも下方の、貯水タンク３２の下端部付近の高さに配置されている。このため、水抜栓３９を開放することにより、メンテナンス時等に貯水タンク３２内及び加圧ポンプ３４内の洗浄水を排出することができる。また、貯水タンク３２と加圧ポンプ３４の間にジェット吐水用フラッパー弁３８を配置することにより、貯水タンク３２内の水位が加圧ポンプ３４の高さよりも低くなった場合に、洗浄水が加圧ポンプ３４から貯水タンク３２に逆流し、加圧ポンプ３４内の洗浄水が抜けるのを防止している。また、加圧ポンプ３４の下方には、水受けトレイ２ａが配置されており、結露した水滴や漏水を受けるようになっている。
【００２８】
一方、加圧ポンプ３４の流出口は、洗浄水管路３４ｂを介して、ボウル部１２底部のジェット吐水口１６に接続されている。この洗浄水管路３４ｂの途中は、上方に向けて凸型に形成されており、この凸型部分の最も高い部分である洗浄水管路頂部４４は、貯水タンク３２からジェット吐水口１６に至る洗浄水管路の中で最も高い部分になっている。さらに、図３に示すように、洗浄水管路３４ｂの洗浄水管路頂部４４よりも下流側は、上述したジェット吐水口１６と同じレベル（高さ）に設定されている。
【００２９】
ジェット吐水用バキュームブレーカ３６は、加圧ポンプ３４及び洗浄水管路頂部４４の下流側から分岐した分岐管路３６ａに接続されており、ボウル部１２内の溜水が貯水タンク３２側へ逆流するのを防止すると共に、それらの間の縁切りを行うようになっている。また、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６の大気開放部から溢れた洗浄水は、戻り管路３６ｂを通って貯水タンク３２に流入するようになっている。
【００３０】
コントローラ４０は、使用者による便器洗浄スイッチ（図示せず）の操作により、電磁弁２２、切替弁２８、加圧ポンプ３４を順次作動させ、リム吐水口１８及びジェット吐水口１６からの吐水を順次開始させて、ボウル部１２を洗浄する。さらに、コントローラ４０は、洗浄終了後、電磁弁２２を開放し、切替弁２８を貯水タンク３２側に切り替えて洗浄水を貯水タンク３２に補給する。貯水タンク３２内の水位が上昇し、上端フロートスイッチ３２ｂが規定の貯水量を検出すると、コントローラ４０は、電磁弁２２を閉鎖して給水を停止する。
【００３１】
上述した図３に示す本実施形態においては、切替弁２８を切替えることにより、リム側給水路１８ａを経由してリム吐水口に洗浄水を供給し、また、タンク給水路３２ａを経由して貯水タンク３２に洗浄水を補給するようにしている。
しかしながら、本実施形態においては、変形例として、上述した図３に示す電磁弁２２及び切替弁２８に代えて、リム吐水用電磁弁及びタンク給水用電磁弁を設けるようにしても良い。具体的には、このリム吐水用電磁弁は、定流量弁２０の下流側に設けられ、リム側給水路１８ａに接続されている。また、タンク給水用電磁弁は、定流量弁２０の下流側に設けられ、タンク給水路３２ａに接続されている。さらに、これらのリム吐水用電磁弁及びタンク給水用電磁弁の開閉操作（ＯＮ及びＯＦＦ操作）は、コントローラ４０からの制御信号により行われる。
【００３２】
次に、図４により、本実施形態の加圧ポンプ３４について詳細に説明する。加圧ポンプ３４は、ポンプ本体４６を備え、このポンプ本体４６は、回転軸４８を介して電動モータ（ＤＣモータ）５０に直結されている。また、ポンプ本体４６はインペラ４６ａを備え、電動モータ５０はローター５０ａを備え、これらのインペラ４６ａ及びローター５０ａが回転軸４８に取り付けられている。これらの回転軸４８、インペラ４６ａ、及び、ローター５０ａが、加圧ポンプ３４の回転部５２となっている。
詳細は後述するように、加圧ポンプ３４の作動中に停電した場合であっても、この加圧モータ３４の回転部５０の慣性力による回転によって、排水トラップ管路１４とボウル部１２との連通を封止するために必要な量の洗浄水を供給することができるようになっている。
【００３３】
次に、上述した本発明の実施形態による水洗大便器１の作用（動作）を説明する。先ず、図５により、水洗大便器１による基本動作を説明する。
図５に示すように、待機状態（時刻ｔ０〜ｔ１）において、便器洗浄スイッチ（図示せず）が操作されると、１回目のリム吐水（前リム洗浄）が開始される（時刻ｔ１）。即ち、使用者が便器洗浄スイッチ（図示せず）を操作すると、コントローラ４０は電磁弁２２に信号を送って開放させると共に、切替弁２８をリム吐水口１８の側に切り替え、水道の給水圧力によりリム吐水口１８から洗浄水を吐出させる。電磁弁２２が開放されると、水道から供給された洗浄水が止水栓４２ａ、ストレーナ４２ｂ、分岐金具４２ｃを経て入水口２０ａから定流量弁２０に流入する。定流量弁２０では、水道の給水圧力が高い場合には、通過する洗浄水の流量が所定流量に制限され、給水圧力が低い場合には、洗浄水は流れを制限されることなくそのまま通過される。定流量弁２０を通過した洗浄水は、電磁弁２２、切替弁２８を通過し、リム吐水用バキュームブレーカ２４、リム吐水用フラッパー弁２６、リム側給水路１８ａを通って、ボウル部１２上部の後方左側に開口したリム吐水口１８から吐出される。リム吐水口１８から吐出された洗浄水は、ボウル部１２内を旋回しながら下方へ流下し、ボウル部１２の内壁面が洗浄される。
【００３４】
その後（時刻ｔ２）、ジェット吐水が開始され、さらに、同時に、貯水タンク３２への洗浄水の補給も開始される。
先ず、コントローラ４０は、加圧ポンプ３４に信号を送ってこれを起動させ、ポンプ回転数をＮ１に保持する。加圧ポンプ３４が起動されると、貯水タンク３２内に貯水されていた洗浄水は、ジェット吐水用フラッパー弁３８、水抜き栓３９を通って加圧ポンプ３４に流入し、加圧される。加圧ポンプ３４によって加圧された洗浄水は、洗浄水管路３４ｂの洗浄水管路頂部４４を通って、ボウル部１２底部に開口したジェット吐水口１６から吐出される。
このとき、洗浄水管路３４ｂの洗浄水管路頂部４４付近に滞留していた空気は、分岐管路３６ａを通ってジェット吐水用バキュームブレーカ３６に到達し、その大気開放部から放出される。
【００３５】
ジェット吐水口１６から吐出された洗浄水は排水トラップ管路１４内に流入し、排水トラップ管路１４を満水にしてサイホン現象を引き起こす。このサイホン現象により、ボウル部１２内の溜水及び汚物は、排水トラップ管路１４に吸引され、排水管Ｄから排出される。ここで、本実施形態においては、加圧ポンプ３４は、最初にポンプ回転数Ｎ１で回転するため（時刻ｔ２〜ｔ３）、加圧力が大きくなり、洗浄水を７５リットル／分〜１２０リットル／分の範囲内の大流量でジェット吐水口１６から吐出させることができ、それにより、排水トラップ管路１４内のサイホン現象が急速に引き起こされ、ボウル部１２内の溜水及び汚物は素早く排出される。
【００３６】
その後（時刻ｔ３）、ポンプの回転数をＮ２まで低下させることにより、加圧力を少し低下させて、洗浄水を６０リットル／分〜７０リットル／分の範囲内の大流量で継続してジェット吐水口１６から吐出させる。
さらに、ポンプの回転数Ｎ２は、ジェット吐水が汚物を排水トラップ管路１４の頂部１４ｄまで搬送するために必要な流速（約２.５メートル／秒以上）となるような値である。
【００３７】
本実施形態においては、このように、大流量のジェット吐水が続けて供給されるため、排水トラップ管路１４の入口部１４ａから吸入される空気の量は少なくなり、さらに、ジェット吐水が排水トラップ管路１４の入口部１４ａの下壁面に衝突し、それによりの入口部で旋回流が発生し、その旋回流により、入口部が水シールされ、これにより、サイホン作用が持続することになる。このように、先に発生したサイホン作用が保持された状態で、続けて供給される大流量のジェット吐水により、押し出し作用が生じ、この押し出し作用により、ボウル部に残る浮遊系の汚物を素早く排出することができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、図５において、破線で示すように、ポンプ回転数をＮ２に低減させずに回転数Ｎ１のまま保持するようにしてもよい（時刻ｔ３〜ｔ４）。
【００３９】
さらに、本実施形態においては、ポンプの回転数Ｎ２によるジェット吐水の終了時（時刻ｔ４〜ｔ５）に、ジェット吐水口からの吐水が漸減するように加圧ポンプの回転数を制御するようにしている。
これにより、サイホン作用が急激に途切れることにより生じる大きなサイホン切れ音の発生を防止することができる。
【００４０】
このようにして加圧ポンプ３４を所定時間（時刻ｔ２〜ｔ５）作動させることにより、洗浄水がジェット吐水口１６から吐出され、貯水タンク３２内の貯水量は概ねゼロになる。加圧ポンプ３４が停止されることによりジェット吐水口１６からの吐水は停止される（時刻ｔ５）。これにより、ジェット吐水用バキュームブレーカ３６から、洗浄水管路内に大気が導入され、ボウル部１２内の溜水と貯水タンク３２内の洗浄水が縁切りされる。
【００４１】
本実施形態においては、ジェット吐水の間（時刻ｔ２〜ｔ５）、同時に、貯水タンク３２へ洗浄水が補給されるようになっている。このとき、コントローラ４０は、電磁弁２２を開放状態に維持しながら、切替弁２８に信号を送って、これをタンク側に切り替える。電磁弁２２が開放されているので、入水口２０ａから流入した洗浄水は、定流量弁２０、電磁弁２２、切替弁２８、タンク給水路３２ａを通過して、タンク給水路３２ａの先端から貯水タンク３２内に流入する。
【００４２】
次に、ジェット吐水が終了したとき（時刻ｔ５）、コントローラ４０は、電磁弁２２に信号を送って、これを再び開放させ、リム吐水口１８からの２回目の吐水（後リム洗浄）を開始させる。リム吐水口１８からの２回目の吐水によりボウル部１２内の溜水の水位は上昇し、所定のリム吐水時間経過後（時刻ｔ６）、ボウル部１２内は所定の溜水水位に到達する。
【００４３】
２回目のリム吐水終了後（時刻ｔ６）、再び、貯水タンク３２の洗浄水が補給される。このとき、上述したように、コントローラ４０は、電磁弁２２を開放状態に保持した状態で、切替弁２８に信号を送って、これをタンク側に切り替え、貯水タンク３２内に流入する。
【００４４】
貯水タンク３２内に洗浄水が補給され、貯水タンク３２内の水位が規定の貯水水位に達すると、フロートスイッチ３２ｂがＯＮになる。フロートスイッチ３２ｂがＯＮになると、コントローラ４０は電磁弁２２に信号を送り、これを閉鎖させる。
ここで、図５に示された時刻ｔ１〜ｔ７の値は、ｔ１＝０秒、ｔ１〜ｔ２＝１０秒、ｔ２〜ｔ５＝２秒、ｔ５〜ｔ６＝１１秒、ｔ６〜ｔ７＝１６秒が好ましい。
【００４５】
次に、図６乃至図８により、本実施形態による水洗大便器による加圧ポンプが作動中に停電になった場合の動作を説明する。ここで、図６は、本実施形態による水洗大便器の加圧ポンプ作動中に停電になったときのポンプ回転数を示すタイムチャートであり、図７は、大便器使用後の通常の溜水水位（溜水量）である水洗大便器を示す断面図であり、図８は、排水トラップ管路とボウル部の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）である水洗大便器を示す断面図であり、図９は、本実施形態による水洗大便器の停電時の動作を示す水洗大便器の一連の断面図である。
【００４６】
先ず、図７に示すように、大便器使用後の通常の溜水水位（溜水量）は、ボウル部１２の溜水が排水トラップ管路１４の頂部１４ｄまで溜まっているレベルＡの位置にある。
また、図８に示すように、排水トラップ管路１４とボウル部１２の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）は、溜水が排水トラップ管路１４の入口部１４ａの上端部１４ｅまで溜まっているレベルＢの位置である。
【００４７】
次に、図６及び図９により、本実施形態による水洗大便器による加圧ポンプ作動時に停電になった場合の動作を説明する。
先ず、図９（ａ）は待機状態を示し（図６の時刻ｔ０〜ｔ１）、ボウル部１２に水が貯留された状態となっている。このときの貯水タンク３２の水位はレベルＬ１となっている。
【００４８】
次に、リム吐水を経て、図９（ｂ）に示すように、ジェット吐水が開始される（図６の時刻ｔ２）とポンプが回転数Ｎ１にて回転し、大流量のジェット流により排水トラップ管路内が満水となる。その後（図６の時刻ｔ３）も大流量のジェット吐水が続けて供給されるため、これにより、サイホン作用が持続することになる。このときの貯水タンク３２の水位は、例えば、レベルＬ２となっている。
【００４９】
ここで、サイホン作用が発生しているとき（図６の時刻ｔ３〜ｔ５）、即ち、加圧ポンプ３４が作動中に、停電となった場合（図６の時刻ｔ８）には、図９（ｃ）に示すように、加圧ポンプ３４の電動モータ５０はその機能が直ぐに停止する。このときの貯水タンク３２の水位はレベルＬ３となっている。このとき、洗浄水管路３４ｂに取り付けられたジェット吐水用バキュームブレーカ３６により、洗浄水管路３４ｂ内に大気が導入され、サイホン作用が消滅し、これにより、排水トラップ管路１４のトラップ上昇管１４ｂ内の洗浄水量Ｑ１の残水Ｃ（図９（ｄ）参照）がボウル部１２に戻り、封水の一部として作用するようになっている。
【００５０】
次に、図９（ｄ）に示すように、ポンプ本体３４ａは、停電によりモータ３４ｃの機能が停止した後も、加圧ポンプ３４の回転部５２（＝回転軸４８＋インペラ４６ａ＋ローター５０ａ）の質量による慣性力により、予め設定した回数分回転して、停止するようになっている。具体的には、図６に示すように、時刻ｔ８で停電が発生した場合には、その後の時刻ｔ９までポンプ本体４６が必要な回数だけ回転するようになっている。この回転部５２の慣性力による回転によって、貯水タンク３２内の洗浄水が洗浄水管路３４ｂへ供給され、この洗浄水により、洗浄水管路３４ｂ内の加圧ポンプ３４と洗浄水管路頂部４４との間に残っていた洗浄水がボウル部１２側に押し出される。このとき、図９（ｄ）に示すように、貯水タンク３２の水位はレベルＬ４まで下がる。このように、停電後、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力による回転によって、洗浄水量Ｑ２（加圧タンク内のレベル３とレベルＬ４の間の洗浄水量）がボウル部１２に供給されるようになっている。
【００５１】
次に、図９（ｅ）は、停電後に、ポンプ本体４６の回転が停止した状態を示している。この状態では、上述したように、ボウル部１２には、排水トラップ管路１４のトラップ上昇管１４ｂ内の洗浄水量Ｑ１と、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力による回転によって供給された洗浄水量Ｑ２との合計量の洗浄水量（Ｑ１＋Ｑ２）が封水として溜まっている。このときの封水のレベルＤは、排水トラップ管路１４とボウル部１２の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）である上述したレベルＢ（図８参照）の位置と同じか又はそれより高いレベルとなっている。
【００５２】
なお、上述した実施形態による水洗大便器においては、排水トラップ管路１４とボウル部１２の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）を確保するために、排水トラップ管路１４のトラップ上昇管１４ｂ内の洗浄水量Ｑ１と、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力の回転によって供給された洗浄水量Ｑ２との合計量の洗浄水量（Ｑ１＋Ｑ２）を溜水（封水）として使用した。しかしながら、本実施形態においては、水洗大便器の構造等により、排水トラップ管路１４のトラップ上昇管１４ｂ内の洗浄水量Ｑ１が大きく変動する等の場合には、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力の回転によって供給される洗浄水量Ｑ２により、必要な洗浄水量を供給して、排水トラップ管路１４とボウル部１２の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）を確保するようにしても良い。この場合には、加圧ポンプ３４の回転部５２（＝回転軸４８＋インペラ４６ａ＋ローター５０ａ）の質量を調整し、停電時に、その慣性力により、上述した必要な量の洗浄水を供給できるようにする必要がある。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態による水洗大便器によれば、加圧ポンプ３４が作動して貯水タンク３２に貯水された洗浄水を加圧してジェット吐水口１６に供給しているときに、万一、停電した場合であっても、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力で必要な数だけ回転して、必要な洗浄水の量を供給できるようにしているので、その必要な量の洗浄水をジェット吐水口に供給し、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。その結果、下水管から便器内に悪臭が入り込むことを防止することができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、停電した場合であっても、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力を調整して、排水トラップ管路内の戻り洗浄水の量Ｑ１と加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量Ｑ２との合計により、排水トラップ管路１４とボウル部１２との連通を封止するようにしているので、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態においては、停電した場合であっても、加圧ポンプ３４の回転部５２の慣性力を調整して、少なくともその慣性力による回転によって供給される洗浄水の量により排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができるようにしているので、排水トラップ管路とボウル部との連通を封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態による水洗大便器の側面図である。
【図２】図１に示す水洗大便器の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態による水洗大便器を示す全体構成図である。
【図４】本発明の一実施形態による水洗大便器に使用される加圧ポンプを示す部分断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による水洗大便器における基本動作を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による水洗大便器の加圧ポンプ作動中に停電になったときのポンプ回転数を示すタイムチャートである。
【図７】大便器使用後の通常の溜水水位（溜水量）である水洗大便器を示す断面図である。
【図８】排水トラップ管路とボウル部の封水を行うために必要な最低溜水水位（最低溜水量又は最低封水量）である水洗大便器を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による水洗大便器の停電時の動作を示す水洗大便器の一連の断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 水洗大便器
２ 便器本体
１０ 機能部
１２ ボウル部
１４ 排水トラップ管路
１６ ジェット吐水口
１８ リム吐水口
１８ａ リム側給水路
２０ 定流量弁
２２ 電磁弁
２８ 切替弁
３２ 貯水タンク
３４ 加圧ポンプ
３４ｂ洗浄水管路
３６ ジェット吐水用バキュームブレーカ
４０ コントローラ
４６ ポンプ本体
４６ａ インペラ
４８ 回転軸
５０ 電動モータ
５０ａ ローター
５２ 回転部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器であって、
ボウル部と、洗浄水を吐出するリム吐水口及びジェット吐水口と、排水トラップ管路とを備えた便器本体と、
洗浄水を貯水する貯水タンクと、
洗浄水を上記リム吐水口に給水すると共に上記貯水タンクに補給して上記ジェット吐水口に供給する洗浄水供給手段であって、この洗浄水供給手段が電源から供給される電力により駆動される上記洗浄水供給手段と、を有し、
上記洗浄水供給手段は、上記貯水タンクに貯水された洗浄水を加圧して上記ジェット吐水口に供給する加圧ポンプを備え、この加圧ポンプは、その作動中に停電したとき、その回転部の慣性力による回転によって、上記排水トラップ管路と上記ボウル部との連通を封止するために必要な量の洗浄水を上記ジェット吐水口に供給するように構成されていることを特徴とする水洗大便器。
【請求項２】
上記加圧ポンプは、少なくともその回転部の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量により上記排水トラップ管路と上記ボウル部との連通を封止することができるように、その回転部の慣性力が設定されている請求項１記載の水洗大便器。
【請求項３】
上記加圧ポンプは、その回転部の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量と上記排水トラップ管路内の戻り洗浄水の量との合計により、上記排水トラップ管路と上記ボウル部との連通を封止することができるように、その回転部の回転の慣性力が設定されている請求項１記載の水洗大便器。
載の水洗大便器。
【請求項４】
上記排水トラップ管路と上記ボウル部との連通を封止するために必要な洗浄水の量は、７００ｃｃから１３００ｃｃの範囲の量である請求項１乃至３の何れか１項記載の水洗大便器。
【請求項１】
加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器であって、
ボウル部と、洗浄水を吐出するリム吐水口及びジェット吐水口と、排水トラップ管路とを備えた便器本体と、
洗浄水を貯水する貯水タンクと、
洗浄水を上記リム吐水口に給水すると共に上記貯水タンクに補給して上記ジェット吐水口に供給する洗浄水供給手段であって、この洗浄水供給手段が電源から供給される電力により駆動される上記洗浄水供給手段と、を有し、
上記洗浄水供給手段は、上記貯水タンクに貯水された洗浄水を加圧して上記ジェット吐水口に供給する加圧ポンプを備え、この加圧ポンプは、その作動中に停電したとき、その回転部の慣性力による回転によって、上記排水トラップ管路と上記ボウル部との連通を封止するために必要な量の洗浄水を上記ジェット吐水口に供給するように構成されていることを特徴とする水洗大便器。
【請求項２】
上記加圧ポンプは、少なくともその回転部の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量により上記排水トラップ管路と上記ボウル部との連通を封止することができるように、その回転部の慣性力が設定されている請求項１記載の水洗大便器。
【請求項３】
上記加圧ポンプは、その回転部の慣性力による回転によって供給される洗浄水の量と上記排水トラップ管路内の戻り洗浄水の量との合計により、上記排水トラップ管路と上記ボウル部との連通を封止することができるように、その回転部の回転の慣性力が設定されている請求項１記載の水洗大便器。
載の水洗大便器。
【請求項４】
上記排水トラップ管路と上記ボウル部との連通を封止するために必要な洗浄水の量は、７００ｃｃから１３００ｃｃの範囲の量である請求項１乃至３の何れか１項記載の水洗大便器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１７４９４４（Ｐ２００８−１７４９４４Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８２４０（Ｐ２００７−８２４０）
【出願日】平成１９年１月１７日（２００７．１．１７）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１７日（２００７．１．１７）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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