自動給水装置
【課題】装置全体の大きさをコンパクトにすることにより、多くの便器設置現場に容易に適用することができると共に、定量吐水の精度を向上させることができる自動給水装置を提供する。
【解決手段】本発明の自動給水装置１は、この一次側通水路２０の通水を異なる通水方向に差し向けるように圧力室１８から延び、洗浄水を便器に吐水する吐水口２２が下流側に位置する二次側通水路２４と、圧力室内の水圧に応じて二次側通水路を開閉するピストンバルブ２６と、二次側通水路を開閉することにより圧力室内の水圧を変化させてピストンバルブを開閉させる電磁弁３０と、二次側通水路の水流により回転する発電用羽根車３２ｂを備えた発電機、及び、二次側通水路の水流により回転する流量検知用羽根車３４ｂを備えた流量センサー３４を備えた発電ユニット１０と、発電用羽根車及び流量検知用羽根車を回転させるための水流を整流させる整流手段３６ａと、を有する。
【解決手段】本発明の自動給水装置１は、この一次側通水路２０の通水を異なる通水方向に差し向けるように圧力室１８から延び、洗浄水を便器に吐水する吐水口２２が下流側に位置する二次側通水路２４と、圧力室内の水圧に応じて二次側通水路を開閉するピストンバルブ２６と、二次側通水路を開閉することにより圧力室内の水圧を変化させてピストンバルブを開閉させる電磁弁３０と、二次側通水路の水流により回転する発電用羽根車３２ｂを備えた発電機、及び、二次側通水路の水流により回転する流量検知用羽根車３４ｂを備えた流量センサー３４を備えた発電ユニット１０と、発電用羽根車及び流量検知用羽根車を回転させるための水流を整流させる整流手段３６ａと、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動給水装置に係り、特に、使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、使用者の動作に基づいて、水洗大便器又は水洗小便器等の水洗便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置として、自動給水装置の一部、又は便器やその周辺に設けられている人体感知センサーが便器の使用者（人体）を感知し、この使用者が便器使用後にセンサーから離れると、自動給水装置に内蔵されている電磁弁が通水路を開放し、水道等の給水源に直結した給水管から供給された洗浄水を便器に定量吐水する、いわゆる、フラッシュバルブ方式の自動給水装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような従来の自動給水装置においては、通水路を開閉する電磁弁と、この電磁弁の下流側に設けられ、通水路の水流を利用することにより、電磁弁を作動させるための電力を発電する発電機が自動給水装置本体に内蔵されている。さらに、自動給水装置本体内の電磁弁及び発電機の上流側の通水路には、通水路の水流を利用することにより流量を検知する流量センサーが設けられており、この流量センサーの検知結果に基づいて電磁弁の開閉が調整されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４７２３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の自動給水装置においては、便器に設けられた自動給水装置に給水するための給水管がトイレ室の壁裏に配置される等のレイアウト事情や、比較的狭いトイレ室内の便器周囲の限られたスペースに自動給水装置を配置しなければならない等の事情により、自動給水装置について、吐水性能を確保しつつ装置自体の大きさをいかにコンパクトにするかが従来から要請された課題となっている。
【０００６】
また、従来の自動給水装置において流量センサーを設けた場合、定量吐水の精度を向上させることができる反面、自動給水装置内に流量センサーを設けるだけのスペースを要し、自動給水装置自体の大きさが、流量センサーを設けていない場合よりも大きくなってしまうため、設置現場によっては、自動給水装置の取り付けが困難となるという問題がある。
【０００７】
さらに、流量センサーを設けた自動給水装置自体のコンパクト化を図るには、装置本体内部の給水側の通水路（一次側通水路）から吐水側の通水路（二次側通水路）に至る経路についても、途中で通水方向が変更される等、通水路のレイアウトも複雑なものになる。
【０００８】
また、特に、電磁弁が閉弁時の一次側通水路には、比較的高い給水圧がかかっており、通水路のレイアウトが複雑になると、電磁弁の開閉前後における一次側通水路と二次側通水路との圧力変動も大きく、通水路内の水流も乱れがちになるが、このような水流の乱れは、水流を利用することにより流量を検知する流量センサーの検知結果のばらつきをもたらし、定量吐水の精度を低下させてしまうおそれがあるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、装置全体の大きさをコンパクトにすることにより、多くの便器設置現場に容易に適用することができると共に、定量吐水の精度を向上させることができる自動給水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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明は、使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を吐水する自動給水装置であって、洗浄水が給水される給水口が上流側に位置し、下流側に圧力室が形成された一次側通水路と、この一次側通水路の通水を異なる通水方向に差し向けるように上記圧力室から延び、洗浄水を便器に吐水する吐水口が下流側に位置する二次側通水路と、上記圧力室内に設けられ、この圧力室内の水圧に応じて上記二次側通水路を開閉する主弁体と、上記圧力室と上記二次側通水路との間の通水路を開閉可能に設けられ、開閉することにより上記圧力室内の水圧を変化させて上記主弁体を開閉させる電磁弁と、上記二次側通水路に設けられ、この二次側通水路を通過する水の流れにより回転する発電用の羽根車を備え、この発電用の羽根車を回転させることにより、上記電磁弁を駆動するための電力を発生させる発電機を備えた発電ユニットであって、この発電機に隣接して設けられ、上記二次側通水路を通過する水の流れにより回転する流量検知用の羽根車を備え、この流量検知用の羽根車を回転させることにより、上記二次側通水路内の吐水の流量情報を検知する流量検知手段を備えた上記発電ユニットと、この発電ユニットの流量検知手段により検知した上記流量情報に基づいて、上記電磁弁の開閉動作を調整し、便器洗浄を制御する制御部と、上記発電用の羽根車及び上記流量検知用の羽根車を回転させるための水流を整流させる整流手段と、を有す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、一次側通水路内の通水を異なる通水方向に差し向ける二次側通水路を設けると共に、流量検知手段を一つの発電ユニット内の発電機に隣接して設けたことにより、流量検知手段を発電ユニットの外部に設けた場合に比べて自動給水装置全体の大きさをコンパクトにすることができ、自動給水装置をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。また、発電用の羽根車及び上記流量検知用の羽根車を回転させるための水流を整流させる整流手段により、一次側通水路を通過した通水が二次側通水路により異なる通水方向に差し向けられて水流が乱れたとしても、整流手段により、発電用の羽根車及び流量検知用の羽根車に供給する水流を整流して安定化させることができる。この結果、発電機による安定した発電を行うことができると共に、流量検知手段による検知結果のばらつきを低減させることができ、定量吐水の精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記整流手段は、上記発電ユニット内の少なくとも上記発電用の羽根車の上流側近傍の流路に設けられ且つ上記上流側近傍の流路を上記発電ユニットの上流側流路よりも狭める絞り部である。
このように構成された本発明においては、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して並列するように発電ユニットの流量検知手段が発電機に隣接して配置されているため、流量検知手段を発電ユニットの外部に設けた場合に比べて自動給水装置全体の大きさをコンパクトにすることができ、自動給水装置をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。また、発電用の羽根車及び流量検知用の羽根車を回転させるための水流を整流させる整流手段として、発電ユニット内の少なくとも発電用の羽根車の上流側近傍の流路に絞り部を設けることにより、発電用の羽根車及び流量検知用の羽根車に供給する水流を整流して安定化させることができる。この結果、発電機による安定した発電を行うことができると共に、流量検知手段による検知結果のばらつきを低減させることができ、定量吐水の精度を向上させることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、上記発電ユニットの流量検知手段は、その流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して横方向に並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記絞り部は、更に、上記流量検知手段の流量検知用の羽根車の上流側近傍に設けられている。
このように構成された本発明においては、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して横方向に並列するように流量検知手段が発電機に隣接して配置されているため、発電機の発電用の羽根車と流量検知用の羽根車を通過する水流の流路長さをより短くすることができる。また、絞り部が発電用の羽根車と流量検知用の羽根車の双方の上流側近傍の流路に設けられているため、発電用の羽根車及び流量検知用の羽根車に供給する水流を整流して安定化させることができる。この結果、発電機による安定した発電を行うことができると共に、流量検知手段による検知結果のばらつきを低減させることができ、定量吐水の精度を向上させることができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列するように上記発電機の下流側に隣接して配置され、上記流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が上記発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ上記流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が上記発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向する。
このように構成された本発明においては、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列するように流量検知手段が発電機の下流側に隣接して配置されているため、絞り部により整流化されて発電機の発電用の羽根車に供給された水流は、発電用の羽根車を通過することにより、さらに整流化された状態で下流側の流量検知用の羽根車の回転軸に供給されるため、流量検知手段による検知結果のばらつきをより効果的に低減させることができ、定量吐水の精度をより効果的に向上させることができる。また、流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向するように配置されているため、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列しているにもかかわらず、発電ユニットの上下方向の厚みをコンパクトにすることができ、自動給水装置をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して斜め下方且つ下流側に並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が上記発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ上記流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が上記発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向する。
このように構成された本発明においては、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して斜め下方且つ下流側に並列するように流量検知手段が発電機に隣接して配置されているため、絞り部により整流化されて発電機の発電用の羽根車に供給された水流は、まず、発電用の羽根車を通過することにより、さらに整流化された状態で下流側の流量検知用の羽根車の回転軸に供給されるため、流量検知手段による検知結果のばらつきをより効果的に低減させることができ、定量吐水の精度をより効果的に向上させることができる。また、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して斜め下方且つ下流側に並列していることに加えて、流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向するように配置されているため、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列している場合よりも、発電ユニットの上下方向の厚みをよりコンパクトにすることができ、自動給水装置をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対してほぼ同一の軸線上で対向するように上記発電機に隣接して配置され、上記整流手段は、上記発電ユニット内の上記流量検知用の羽根車及び上記発電用の羽根車の上流側近傍の流路に設けられ且つ上記上流側近傍の流路の大きさが上記発電ユニットの上流側流路の大きさよりも狭くなるように設定した絞り部である。
このように構成された本発明においては、流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対してほぼ同一の軸線上で対向するように流量検知手段が発電機に隣接して配置されているため、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列している場合よりも、発電ユニットの上下方向の厚みをコンパクトにすることができ、自動給水装置をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の自動給水装置によれば、装置全体の大きさをコンパクトにすることにより、多くの便器設置現場に容易に適用することができると共に、定量吐水の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による自動給水装置が適用された水洗大便器を示す概略正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による自動給水装置の内部構造を示す正面断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見た断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿って見た断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図である。
【図９】本発明の第４実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿って見た断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿って見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面により、本発明の第１実施形態による自動給水装置を説明する。
図１は本発明の第１実施形態による自動給水装置が適用された水洗大便器を示す概略図であり、図２は本発明の第１実施形態による自動給水装置の内部構造を示す正面断面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見た断面図である。
【００１９】
まず、図１に示すように、符号１は、本発明の第１実施形態による自動給水装置を示している。この自動給水装置１は、トイレ室内に設置された水洗大便器２の上方に設けられ、上流側端部が水道等の給水源（図示せず）と連通する給水栓４から下流側に延びる給水管６に接続された自動給水装置本体８と、この自動給水装置本体８の下方（下流側）に設けられた発電ユニット１０を備えている。
なお、本実施形態の自動給水装置１においては、一例として、水洗大便器に設けた形態について説明するが、水洗大便器の代わりに水洗小便器に設けてもよい。
【００２０】
また、発電ユニット１０の下方（下流側）には、断水等で給水側が負圧となったときに、便器２側からの汚水が上流側（自動給水装置１側）に逆流するのを防ぐバキュームブレーカ１２が設けられている。
さらに、バキュームブレーカ１２の下方（下流側）には、配管１４が下方に延びるように接続されており、この配管１４の下流側に位置する下端部は、水洗大便器２の便器本体２ａの後方側上端部に接続されている。
【００２１】
つぎに、図２に示すように、自動給水装置本体８は、洗浄水が給水される給水口１６が上流側に位置し且つ下流側に圧力室１８が形成された一次側通水路２０と、この一次側通水路２０の通水を異なる通水方向に差し向けるように圧力室１８から下方に延び、洗浄水を下流側（便器側）に吐水する吐水口２２が下流側に位置する二次側通水路２４を備えている。
【００２２】
また、自動給水装置本体８の圧力室１８内には、ピストンバルブ２６が設けられ、このピストンバルブ２６は、圧力室１８内の水圧に応じて上下動し、圧力室１８の下流側の二次側通水路２４の入口２４ａを開閉する主弁体として機能するようになっている。
【００２３】
さらに、圧力室１８と二次側通水路２４とを連通させる通水路２８には、電磁弁３０が設けられ、この電磁弁３０が通水路２８の入口２８ａを開閉することにより、圧力室１８内の水圧が変化してピストンバルブ２６が上下動し、二次側通水路２４の入口２４ａを開閉するようになっている。
【００２４】
つぎに、自動給水装置本体８の下流側に設けられている発電ユニット１０は、発電機３２と流量センサー３４を備えており、これらの発電機３２と流量センサー３４は、発電ユニット１０の内部にほぼ上下方向に延びる通水路３６を形成する発電ユニットケーシング１０ａ内に互いに隣接して配置されている。
より具体的に説明すると、発電機３２は、発電ユニット１０の通水路３６における上流側（自動給水装置本体８側）に配置され、流量センサー３４は、発電ユニット１０の通水路３６における発電機３２よりも下流側に配置されている。すなわち、発電機３２が上流側に位置し、流量センサー３４が下流側に位置するように、両者３２，３４が発電ユニット１０という一つのユニットの中に一体的に組み込まれている。
【００２５】
図２及び図３に示すように、発電機３２は、ほぼ円筒状の外枠を形成するケーシング３２ａと、このケーシング３２ａ内に回転可能に収容された発電用羽根車３２ｂを備え、ケーシング３２ａは、発電ユニットケーシング１０ａ内の上方に内蔵され且つ発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃが前後方向に延びるように配置されている。
また、ケーシング３２ａの上流側の外周の一部には、所定の幅でケーシング３２ａの長手方向に延びる細長形状のスリット３２ｄが形成されている。このスリット３２ｄは、ケーシング３２ａの流入孔として機能するようになっており、自動給水装置本体８の二次側通水路２４から発電ユニット１０の通水路３６に流れ込み、ケーシング３２ａのスリット３２ｄから内部に流入した水流が、発電用羽根車３２ｂの羽根３２ｅに当たることにより、発電用羽根車３２ｂが回転して発電が行われるようになっている。
さらに、発電機３２により発電された電力は、蓄電手段であるコンデンサ３８に蓄電され、コントローラ４０による電磁弁３０の開閉制御等に使用されるようになっている。
【００２６】
流量センサー３４は、発電機３２と同様に、ほぼ円筒状の外枠を形成するケーシング３４ａと、このケーシング３４ａ内に回転可能に収容された流量検知用羽根車３４ｂを備えている。
また、流量センサー３４のケーシング３４ａは、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃが発電機３２の発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃに対して上下方向に並列するように、発電機３２の下方且つ下流側に隣接して配置されている。さらに、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃの基端側Ｂ２は、発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃの先端側Ｈ１と上下方向に対向しており、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃの先端側Ｈ２は、発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃの基端側Ｂ１と上下方向に対向している。
【００２７】
また、ケーシング３４ａの上流側の外周の一部には、所定の幅でケーシング３４ａの長手方向に延びる細長形状のスリット３４ｄが形成されている。
このスリット３４ｄは、ケーシング３４ａの流入孔として機能するようになっており、発電ユニット１０の通水路３６の発電機３２の区間から下流側に流出した水流が、ケーシング３４ａのスリット３４ｄからケーシング３４ａの内部に流入し、流量検知用羽根車３４ｂの羽根３４ｅに当たると、流量検知用羽根車３４ｂが回転し、この回転数がカウンター（図示せず）により検知されるようになっている。
【００２８】
さらに、流量センサー３４は、発電ユニット１０の通水路３６内の水流により回転する羽根車３４ｂの回転数をパルスとして出力し、この出力した信号がコントローラ４０に送信され、コントローラ４０に内蔵されている演算回路（図示せず）によって、瞬間パルス数や積算パルス数が算出され、発電ユニット１０の通水路３６を通過する吐水の流量として換算されるようになっている。
【００２９】
つぎに、発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６における発電機３２のケーシング３２ａのスリット３２ｄの上流側近傍の流路には、発電ユニット１０よりも上流側に位置する二次側通水路２４の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部３６ａが設けられている。この絞り部３６ａは、発電ユニット１０の上流側の二次側通水路２４から絞り部３６ａを経て、発電機３２のケーシング３２ａのスリット３２ｄから発電用羽根車３２ｂに流入する水流の流れを整流する手段として機能するようになっている。
【００３０】
同様に、発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６における流量センサー３４のケーシング３４ａのスリット３４ｄの上流側近傍の流路には、発電機３２よりも下流側で且つ流量センサー３４よりも上流側に位置する通水路３６の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部３６ｂが設けられている。この絞り部３６ｂは、発電機３２よりも下流側で且つ流量センサー３４よりも上流側の通水路２４から絞り部３６ｂを経て、流量センサー３４のケーシング３４ａのスリット３４ｄから流量検知用羽根車３４ｂに流入する水流の流れを整流する手段として機能するようになっている。
【００３１】
なお、本実施形態では、一例として、発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６において、発電機３２と流量センサー３４のそれぞれの上流側近傍に絞り部３６ａ，３６ｂをそれぞれ設けた形態について説明するが、通水路３６の通水が発電機３２を通過することにより十分に整流された状態で流量センサー３４に供給される場合には、通水路３６の絞り部３６ｂを省略してもよく、少なくとも発電機３２のケーシング３２ａのスリット３２ｄの上流側近傍に設けられた絞り部３６ａのみでも適用可能である。
【００３２】
つぎに、自動給水装置本体８の一部には、水洗大便器２の使用者を感知する人体感知センサー４２（図１及び図２参照）が配置されている。
自動給水装置１が水洗大便器２に吐水を行う前の状態は、電磁弁３０とピストンバルブ２６が閉弁し、一次側通水路２０及び圧力室１８内が給水で満たされ、所定の一次水圧で止水された状態となるようになっている。そして、使用者が水洗大便器２に近づくと、人体感知センサー４２が使用者を感知し、便器使用後、使用者が人体感知センサー４２から離れると、人体感知センサー４２が非検知状態となり、この非検知状態を示す信号がコントローラ４０に送信されるようになっている。
さらに、この人体感知センサー４２から送信された信号を受信したコントローラ４０により、電磁弁３０を開弁させる指令信号が電磁弁３０に送信され、この指令信号を受信した電磁弁３０が所定時間開弁する制御が行われるようになっている。
【００３３】
なお、本実施形態の自動給水装置１においては、水洗大便器２の使用者の動作を検知する動作検知手段の一例として、人体感知センサー４２が自動給水装置１の一部に組み込まれた形態について説明するが、他の動作検知手段の形態として、トイレ室内の水洗便器周辺の壁に手をかざすと感知するセンサーを設けてもよいし、タッチスイッチやタッチボタンのようなものを採用し、これらに使用者が触れたり又は押したりすることにより、動作を検知させるようにしてもよい。
【００３４】
つぎに、図２を参照し、本実施形態の自動給水装置の動作（作用）について説明する。
まず、使用者が便器使用後に人体感知センサー４２から離れると、人体感知センサー４２が非検知状態となり、この非検知状態を示す信号がコントローラ４０に送信される。そして、この人体感知センサー４２から送信された信号を受信したコントローラ４０は、電磁弁３０を開弁させる指令信号を電磁弁３０に送信すると、電磁弁３０の開弁動作が開始する。
【００３５】
つぎに、自動給水装置１においては、電磁弁３０が開弁すると、圧力室１８内の水が電磁弁３０を介して通水路２８から二次側通水路２４へ流れ込む。そして、圧力室１８内のほとんどの水が二次側通水路２４へ流れ込むと、圧力室１８内に水圧が掛からなくなるため、一次側通水路２０側からの給水圧（一次圧力）によってピストンバルブ２６が上方に押し上げられ、ピストンバルブ２６が二次側通水路２４の入口２４ａを開放する。
そして、上流側の給水管６から下流側の圧力室１８に向かってほぼ水平方向に流れる一次側通水路２０内の給水が、ピストンバルブ２６を介して二次側通水路２４へ流れ込んでほぼ下方に流れる。すなわち、給水管６から圧力室１８にかけてほぼ水平方向に流れる一次側通水路２０の通水は、圧力室１８を経て二次側通水路２４へ流れ込むことにより、一次側通水路２０の通水方向（ほぼ水平方向）とは異なる通水方向（下方）に差し向けられた後、自動給水装置本体８の二次側通水路２４の下流側に位置する発電ユニット１０の通水路３６に流れ込む。
【００３６】
自動給水装置本体８の二次側通水路２４から発電ユニット１０の通水路３６内に流れ込んだ通水は、通水路３６の絞り部３６ａによって発電ユニット１０の上流側の流路よりも流路が絞られた状態で、主として発電機３２のケーシング３２ａのスリット３２ｄからケーシング３２ａ内に流入し、比較的整流された流れとなる。
発電機３２のケーシング３２ａ内に流れ込んだ比較的整流された通水は、発電用羽根車３２ｂの羽根３２ｅに当たり、発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃを回転させ、発電機３２による発電が行われる。この発電機３２によって発電された電力は、コンデンサ３８に蓄電された後、コントローラ４０や電磁弁３０の作動に使用される。
【００３７】
つぎに、発電機３２を通過した発電ユニット１０の通水路３６の通水は、通水路３６の絞り部３６ｂによって発電機３２よりも下流側で且つ流量センサー３４よりも上流側の通水路２４よりも流路が絞られた状態で、ケーシング３４ａのスリット３４ｄからケーシング３４ａの内部に流入し、発電機３２を通過した直後の流れよりもさらに整流された流れとなる。
流量センサー３４のケーシング３４ａ内に流れ込んだ通水は、流量検知用羽根車３４ｂの羽根３４ｅに当たり、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃを回転させ、この回転数がカウンター（図示せず）により検知される。そして、この流量検知用羽根車３４ｂの回転数がパルスとして出力され、この出力信号がコントローラ４０に送信され、コントローラ４０に内蔵されている演算回路（図示せず）によって、瞬間パルス数や積算パルス数が算出され、発電ユニット１０の通水路３６を通過する吐水の流量として換算される。
流量センサー３４を通過した通水は、配管１４内を流れ、水洗大便器２の便器本体２ａに吐水される。
【００３８】
上述した本発明の第１実施形態による自動給水装置１によれば、一次側通水路２０内の通水を異なる通水方向に差し向ける二次側通水路２４を設けたことに加えて、流量センサー３４と発電機３２の２つに機器を互いに隣接して一つの発電ユニット１０の発電ユニットケーシング１０ａ内に設けたことにより、流量センサー３４を発電ユニット１０の外部に設けた場合に比べて、自動給水装置１の全体の大きさをコンパクトにすることができ、自動給水装置１をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【００３９】
また、本実施形態による自動給水装置１によれば、発電用羽根車３２ｂ及び流量検知用羽根車３４ｂを回転させるための発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６の水流を整流させる整流手段である発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６の絞り部３６ａ，３６ｂが、発電機３２のケーシング３２ａのスリット３２ｄと流量センサー３４のケーシング３４ａのスリット３４ｄのそれぞれの上流側近傍の流路に設けられているため、発電用羽根車３２ｂ及び流量検知用羽根車３４ｂに供給する水流を十分に整流して安定化させることができる。この結果、発電機３２による安定した発電を行うことができると共に、流量センサー３４による検知結果のばらつきを低減させることができ、定量吐水の精度を向上させることができる。
【００４０】
また、本実施形態による自動給水装置１によれば、流量センサー３４の流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃが発電機３２の発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃに対して、上下方向に並列するように、発電機３２の下方且つ下流側に隣接して配置されているため、発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６の絞り部３６ａにより整流化されて発電機３２の発電用羽根車３２ｂに供給された水流は、発電用羽根車３２ｂを通過して通水路３６の絞り部３６ｂを通過することにより、さらに整流化された状態で下流側の流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃに供給される。この結果、流量センサー３４による検知結果のばらつきをより効果的に低減させることができ、定量吐水の精度をより効果的に向上させることができる。
また、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃの基端側Ｂ２が発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃの先端側Ｈ１と上下方向に対向し、且つ流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃの先端側Ｈ２が発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃの基端側Ｂ１と上下方向に対向するように配置されているため、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃが発電機３２の発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃに対して上下方向に並列しているにもかかわらず、発電ユニット１０の上下方向の厚みをコンパクトにすることができ、自動給水装置１をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【００４１】
つぎに、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施形態による自動給水装置を説明する。
図４は本発明の第２実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿って見た断面図である。ここで、図４及び図５において、上述した本発明の第１実施形態による自動給水装置の部分と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４２】
図４及び図５に示すように、本発明の第２実施形態による自動給水装置１０１においては、発電ユニット１１０流量センサー１３４のケーシング１３４ａが、流量検知用羽根車１３４ｂの回転軸１３４ｃが発電機１３２の発電用羽根車１３２ｂの回転軸１３２ｃに対して横方向に並列するように、発電機１３２に隣接して配置されている構成が第１実施形態の自動給水装置の構成と異なっている。
【００４３】
また、流量検知用羽根車１３４ｂの回転軸１３４ｃの基端側Ｂ１０２は、発電用羽根車１３２ｂの回転軸１３２ｃの先端側Ｈ１０１と水平方向に対向しており、流量検知用羽根車１３４ｂの回転軸１３４ｃの先端側Ｈ１０２は、発電用羽根車１３２ｂの回転軸１３２ｃの基端側Ｂ１０１と水平方向に対向している。
【００４４】
さらに、発電ユニットケーシング１１０ａ内の通水路１３６における発電機１３２のケーシング１３２ａのスリット１３２ｄの上流側近傍の流路には、発電ユニット１１０よりも上流側に位置する二次側通水路２４の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部１３６ａが設けられている。この絞り部１３６ａは、発電ユニット１１０の上流側の二次側通水路２４から絞り部１３６ａを経て、発電機１３２のケーシング１３２ａのスリット１３２ｄから発電用羽根車１３２ｂに流入する水流の流れを整流すると共に、流量センサー１３４のケーシング１３４ａのスリット１３４ｄから流量検知用羽根車１３４ｂに流入する水流の流れを整流する手段として機能するようになっている。
【００４５】
上述した本発明の第２実施形態による自動給水装置１０１によれば、流量検知用羽根車１３４ｂの回転軸１３４ｃが発電機１３２の発電用羽根車１３２ｂの回転軸１３２ｃに対して横方向に並列するように、流量センサー１３４が発電機１３２に隣接して配置されているため、発電機１３２の発電用羽根車１３２ｂと流量センサー１３４の流量検知用羽根車１３４ｂを通過する水流の流路長さをより短くすることができる。
また、発電ユニットケーシング１１０ａ内の通水路１３６の発電機１３２のケーシング１３２ａのスリット１３２ｄの上流側近傍に設けられた絞り部１３６ａにより、発電用羽根車１３２ｂと流量検知用羽根車１３４ｂの双方に供給する水流を整流して安定化させることができるため、発電機１３２による安定した発電を行うことができると共に、流量センサー１３４による検知結果のばらつきを低減させることができ、定量吐水の精度を向上させることができる。
【００４６】
つぎに、図６及び図７を参照して、本発明の第３実施形態による自動給水装置を説明する。
図６は本発明の第３実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図であり、図７は本発明の第３実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図である。ここで、図６及び図７において、上述した本発明の第１及び第２実施形態による自動給水装置の部分と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４７】
図６及び図７に示すように、本発明の第３実施形態による自動給水装置２０１においては、流量検知用羽根車２３４ｂの回転軸２３４ｃが発電機２３２の発電用羽根車２３２ｂの回転軸２３２ｃに対して上下方向に並列するように、流量センサー２３４が発電機１３２の下方且つ下流側に隣接して配置されている構成が第１実施形態の自動給水装置の構成と共通している。
しかしながら、流量検知用羽根車２３４ｂの回転軸２３４ｃの基端側Ｂ２０２が、発電用羽根車２３２ｂの回転軸２３２ｃの基端側Ｂ２０１と上下方向に対向し、流量検知用羽根車２３４ｂの回転軸２３４ｃの先端側Ｈ２０２が、発電用羽根車２３２ｂの回転軸２３２ｃの先端側Ｈ２０１と上下方向に対向している構成が第１実施形態の自動給水装置の構成と異なっている。
【００４８】
さらに、発電ユニットケーシング２１０ａ内の通水路２３６における発電機２３２のケーシング２３２ａのスリット２３２ｄ及び流量センサー２３４のケーシング２３４ａのスリット２３４ｄのそれぞれの上流側近傍の流路には、発電ユニット２１０よりも上流側に位置する二次側通水路２４の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部２３６ａ，２３６ｂがそれぞれ整流手段として設けられている。
【００４９】
上述した本発明の第３実施形態による自動給水装置２０１によれば、流量センサー２３４の流量検知用羽根車２３４ｂの回転軸２３４ｃが発電機２３２の発電用羽根車２３２ｂの回転軸２３２ｃに対して、上下方向に並列するように、発電機２３２の下方且つ下流側に隣接して配置されているため、発電ユニットケーシング２１０ａ内の通水路２３６の絞り部２３６ａにより整流化されて発電機２３２の発電用羽根車２３２ｂに供給された水流は、発電用羽根車２３２ｂを通過して整流化される。そして、通水路２３６の絞り部２３６ｂを通過することにより、さらに整流化された状態で下流側の流量検知用羽根車２３４ｂの回転軸２３４ｃに供給される。この結果、流量センサー２３４による検知結果のばらつきをより効果的に低減させることができ、定量吐水の精度をより効果的に向上させることができる。
【００５０】
つぎに、図８〜図１０を参照して、本発明の第４実施形態による自動給水装置を説明する。
図８は本発明の第４実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図であり、図９は本発明の第４実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図であり、図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿って見た断面図である。ここで、図８〜図１０において、上述した本発明の第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態による自動給水装置の部分と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５１】
図８〜図１０に示すように、本発明の第４実施形態による自動給水装置３０１においては、発電ユニット３１０の流量センサー３３４が発電機３３２の下流側に隣接して配置されている構成が第１及び第３実施形態による自動給水装置の構成と共通している。
しかしながら、流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃが発電機３３２の発電用羽根車３３２ｂの回転軸３３２ｃに対して斜め下方且つ下流側に並列するように、流量センサー３３４が発電機３３２に隣接して配置され、流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃの基端側Ｂ３０２が発電用羽根車３３２ｂの回転軸３３２ｃの先端側Ｈ３０１と対向し、且つ流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃの先端側Ｈ３０２が発電用羽根車３３２ｂの回転軸３３２ｃの基端側Ｂ３０２と対向している構成が第１及び第２実施形態による自動給水装置の構成と異なっている。
【００５２】
さらに、発電ユニットケーシング３１０ａ内の通水路３３６における発電機３３２のケーシング３３２ａのスリット３３２ｄ及び流量センサー３３４のケーシング３３４ａのスリット３３４ｄのそれぞれの上流側近傍の流路には、発電ユニット３１０よりも上流側に位置する二次側通水路２４の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部３３６ａ，３３６ｂがそれぞれ整流手段として設けられている。
【００５３】
上述した本発明の第４実施形態による自動給水装置３０１によれば、流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃが発電機３３２の発電用羽根車３３２ｂの回転軸３３２ｃに対して斜め下方且つ下流側に並列するように、流量センサー３３４が発電機３３２に隣接して配置されているため、発電ユニットケーシング３１０ａ内の通水路３３６の絞り部３３６ａにより整流化されて発電機３３２の発電用羽根車３３２ｂに供給された水流は、発電用羽根車３３２ｂを通過して整流化される。そして、通水路３３６の絞り部３３６ｂを通過することにより、さらに整流化された状態で下流側の流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃに供給される。この結果、流量センサー３３４による検知結果のばらつきをより効果的に低減させることができ、定量吐水の精度をより効果的に向上させることができる。また、第１及び第３実施形態による自動給水装置のように流量検知用羽根車の回転軸が発電機の発電用羽根車の回転軸に対して上下方向に並列している場合よりも、発電ユニット３１０の上下方向の厚みをよりコンパクトにすることができ、自動給水装置３０１をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【００５４】
つぎに、図１１〜図１３を参照して、本発明の第５実施形態による自動給水装置を説明する。
図１１は本発明の第５実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図であり、図１２は本発明の第５実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図であり、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿って見た断面図である。ここで、図１１〜図１３において、上述した本発明の第１〜第４実施形態による自動給水装置の部分と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５５】
図１１〜図１３に示すように、本発明の第５実施形態による自動給水装置４０１においては、発電ユニット４１０における流量センサー４３４の流量検知用羽根車４３４ｂの回転軸４３４ｃが発電機４３２の発電用羽根車４３２ｂの回転軸４３２ｃに対してほぼ同一の軸線上に配置され、両回転軸４３２ｃ，４３４ｃの先端同士が互いに対向するように、流量センサー４３４が発電機４３２に隣接して配置されている構成が、上述した第１〜第４実施形態による自動給水装置の構成と異なっている。
【００５６】
さらに、発電ユニットケーシング４１０ａ内の通水路４３６における発電機４３２のケーシング４３２ａのスリット４３２ｄ及び流量センサー４３４のケーシング４３４ａのスリット４３４ｄのそれぞれの上流側近傍の流路には、発電ユニット４１０よりも上流側に位置する二次側通水路２４の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部４３６ａが整流手段として設けられている。
【００５７】
上述した本発明の第５実施形態による自動給水装置４０１によれば、発電ユニット４１０における流量センサー４３４の流量検知用羽根車４３４ｂの回転軸４３４ｃが発電機４３２の発電用羽根車４３２ｂの回転軸４３２ｃに対してほぼ同一の軸線上に配置され、両回転軸４３２ｃ，４３４ｃの先端同士が互いに対向するように、流量センサー４３４が発電機４３２に隣接して配置されているため、第１及び第３実施形態による自動給水装置１，２０１のように流量検知用羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列している場合、第２実施形態による自動給水装置１０１のように流量検知用羽根車１３４ｂの回転軸１３４ｃが発電機１３２の発電用羽根車１３２ｂの回転軸１３２ｃに対して横方向に並列している場合、及び第４実施形態による自動給水装置３０１のように、流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃが発電機３３２の発電用羽根車３３２ｂの回転軸３３２ｃに対して斜め下方且つ下流側に並列している場合よりも、発電ユニット４１０の上下方向の厚みをコンパクトにすることができ、自動給水装置４０１をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 自動給水装置
２ 水洗大便器
２ａ 便器本体
４ 給水栓
６ 給水管
８ 自動給水装置本体
１０ 発電ユニット
１０ａ 発電ユニットケーシング
１２ バキュームブレーカ
１４ 配管
１６ 給水口
１８ 圧力室
２０ 一次側通水路
２２ 吐水口
２４ 二次側通水路
２４ａ 二次側通水路の入口
２６ ピストンバルブ（主弁体）
２８ 通水路
３０ 電磁弁
３２ 発電機
３２ａ ケーシング
３２ｂ 発電用羽根車
３２ｃ 発電用羽根車の回転軸
３２ｄ スリット
３２ｅ 羽根
３４ 流量センサー（流量検知手段）
３４ａ ケーシング
３４ｂ 流量検知用羽根車
３４ｃ 流量検知用羽根車の回転軸
３４ｄ スリット
３４ｅ 羽根
３６ 通水路
３６ａ 絞り部
３６ｂ 絞り部
３８ コンデンサ
４０ コントローラ（制御部）
４２ 人体感知センサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動給水装置に係り、特に、使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、使用者の動作に基づいて、水洗大便器又は水洗小便器等の水洗便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置として、自動給水装置の一部、又は便器やその周辺に設けられている人体感知センサーが便器の使用者（人体）を感知し、この使用者が便器使用後にセンサーから離れると、自動給水装置に内蔵されている電磁弁が通水路を開放し、水道等の給水源に直結した給水管から供給された洗浄水を便器に定量吐水する、いわゆる、フラッシュバルブ方式の自動給水装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような従来の自動給水装置においては、通水路を開閉する電磁弁と、この電磁弁の下流側に設けられ、通水路の水流を利用することにより、電磁弁を作動させるための電力を発電する発電機が自動給水装置本体に内蔵されている。さらに、自動給水装置本体内の電磁弁及び発電機の上流側の通水路には、通水路の水流を利用することにより流量を検知する流量センサーが設けられており、この流量センサーの検知結果に基づいて電磁弁の開閉が調整されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４７２３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の自動給水装置においては、便器に設けられた自動給水装置に給水するための給水管がトイレ室の壁裏に配置される等のレイアウト事情や、比較的狭いトイレ室内の便器周囲の限られたスペースに自動給水装置を配置しなければならない等の事情により、自動給水装置について、吐水性能を確保しつつ装置自体の大きさをいかにコンパクトにするかが従来から要請された課題となっている。
【０００６】
また、従来の自動給水装置において流量センサーを設けた場合、定量吐水の精度を向上させることができる反面、自動給水装置内に流量センサーを設けるだけのスペースを要し、自動給水装置自体の大きさが、流量センサーを設けていない場合よりも大きくなってしまうため、設置現場によっては、自動給水装置の取り付けが困難となるという問題がある。
【０００７】
さらに、流量センサーを設けた自動給水装置自体のコンパクト化を図るには、装置本体内部の給水側の通水路（一次側通水路）から吐水側の通水路（二次側通水路）に至る経路についても、途中で通水方向が変更される等、通水路のレイアウトも複雑なものになる。
【０００８】
また、特に、電磁弁が閉弁時の一次側通水路には、比較的高い給水圧がかかっており、通水路のレイアウトが複雑になると、電磁弁の開閉前後における一次側通水路と二次側通水路との圧力変動も大きく、通水路内の水流も乱れがちになるが、このような水流の乱れは、水流を利用することにより流量を検知する流量センサーの検知結果のばらつきをもたらし、定量吐水の精度を低下させてしまうおそれがあるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、装置全体の大きさをコンパクトにすることにより、多くの便器設置現場に容易に適用することができると共に、定量吐水の精度を向上させることができる自動給水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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明は、使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を吐水する自動給水装置であって、洗浄水が給水される給水口が上流側に位置し、下流側に圧力室が形成された一次側通水路と、この一次側通水路の通水を異なる通水方向に差し向けるように上記圧力室から延び、洗浄水を便器に吐水する吐水口が下流側に位置する二次側通水路と、上記圧力室内に設けられ、この圧力室内の水圧に応じて上記二次側通水路を開閉する主弁体と、上記圧力室と上記二次側通水路との間の通水路を開閉可能に設けられ、開閉することにより上記圧力室内の水圧を変化させて上記主弁体を開閉させる電磁弁と、上記二次側通水路に設けられ、この二次側通水路を通過する水の流れにより回転する発電用の羽根車を備え、この発電用の羽根車を回転させることにより、上記電磁弁を駆動するための電力を発生させる発電機を備えた発電ユニットであって、この発電機に隣接して設けられ、上記二次側通水路を通過する水の流れにより回転する流量検知用の羽根車を備え、この流量検知用の羽根車を回転させることにより、上記二次側通水路内の吐水の流量情報を検知する流量検知手段を備えた上記発電ユニットと、この発電ユニットの流量検知手段により検知した上記流量情報に基づいて、上記電磁弁の開閉動作を調整し、便器洗浄を制御する制御部と、上記発電用の羽根車及び上記流量検知用の羽根車を回転させるための水流を整流させる整流手段と、を有す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、一次側通水路内の通水を異なる通水方向に差し向ける二次側通水路を設けると共に、流量検知手段を一つの発電ユニット内の発電機に隣接して設けたことにより、流量検知手段を発電ユニットの外部に設けた場合に比べて自動給水装置全体の大きさをコンパクトにすることができ、自動給水装置をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。また、発電用の羽根車及び上記流量検知用の羽根車を回転させるための水流を整流させる整流手段により、一次側通水路を通過した通水が二次側通水路により異なる通水方向に差し向けられて水流が乱れたとしても、整流手段により、発電用の羽根車及び流量検知用の羽根車に供給する水流を整流して安定化させることができる。この結果、発電機による安定した発電を行うことができると共に、流量検知手段による検知結果のばらつきを低減させることができ、定量吐水の精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記整流手段は、上記発電ユニット内の少なくとも上記発電用の羽根車の上流側近傍の流路に設けられ且つ上記上流側近傍の流路を上記発電ユニットの上流側流路よりも狭める絞り部である。
このように構成された本発明においては、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して並列するように発電ユニットの流量検知手段が発電機に隣接して配置されているため、流量検知手段を発電ユニットの外部に設けた場合に比べて自動給水装置全体の大きさをコンパクトにすることができ、自動給水装置をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。また、発電用の羽根車及び流量検知用の羽根車を回転させるための水流を整流させる整流手段として、発電ユニット内の少なくとも発電用の羽根車の上流側近傍の流路に絞り部を設けることにより、発電用の羽根車及び流量検知用の羽根車に供給する水流を整流して安定化させることができる。この結果、発電機による安定した発電を行うことができると共に、流量検知手段による検知結果のばらつきを低減させることができ、定量吐水の精度を向上させることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、上記発電ユニットの流量検知手段は、その流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して横方向に並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記絞り部は、更に、上記流量検知手段の流量検知用の羽根車の上流側近傍に設けられている。
このように構成された本発明においては、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して横方向に並列するように流量検知手段が発電機に隣接して配置されているため、発電機の発電用の羽根車と流量検知用の羽根車を通過する水流の流路長さをより短くすることができる。また、絞り部が発電用の羽根車と流量検知用の羽根車の双方の上流側近傍の流路に設けられているため、発電用の羽根車及び流量検知用の羽根車に供給する水流を整流して安定化させることができる。この結果、発電機による安定した発電を行うことができると共に、流量検知手段による検知結果のばらつきを低減させることができ、定量吐水の精度を向上させることができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列するように上記発電機の下流側に隣接して配置され、上記流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が上記発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ上記流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が上記発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向する。
このように構成された本発明においては、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列するように流量検知手段が発電機の下流側に隣接して配置されているため、絞り部により整流化されて発電機の発電用の羽根車に供給された水流は、発電用の羽根車を通過することにより、さらに整流化された状態で下流側の流量検知用の羽根車の回転軸に供給されるため、流量検知手段による検知結果のばらつきをより効果的に低減させることができ、定量吐水の精度をより効果的に向上させることができる。また、流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向するように配置されているため、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列しているにもかかわらず、発電ユニットの上下方向の厚みをコンパクトにすることができ、自動給水装置をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して斜め下方且つ下流側に並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が上記発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ上記流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が上記発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向する。
このように構成された本発明においては、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して斜め下方且つ下流側に並列するように流量検知手段が発電機に隣接して配置されているため、絞り部により整流化されて発電機の発電用の羽根車に供給された水流は、まず、発電用の羽根車を通過することにより、さらに整流化された状態で下流側の流量検知用の羽根車の回転軸に供給されるため、流量検知手段による検知結果のばらつきをより効果的に低減させることができ、定量吐水の精度をより効果的に向上させることができる。また、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して斜め下方且つ下流側に並列していることに加えて、流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向するように配置されているため、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列している場合よりも、発電ユニットの上下方向の厚みをよりコンパクトにすることができ、自動給水装置をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対してほぼ同一の軸線上で対向するように上記発電機に隣接して配置され、上記整流手段は、上記発電ユニット内の上記流量検知用の羽根車及び上記発電用の羽根車の上流側近傍の流路に設けられ且つ上記上流側近傍の流路の大きさが上記発電ユニットの上流側流路の大きさよりも狭くなるように設定した絞り部である。
このように構成された本発明においては、流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対してほぼ同一の軸線上で対向するように流量検知手段が発電機に隣接して配置されているため、流量検知用の羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列している場合よりも、発電ユニットの上下方向の厚みをコンパクトにすることができ、自動給水装置をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の自動給水装置によれば、装置全体の大きさをコンパクトにすることにより、多くの便器設置現場に容易に適用することができると共に、定量吐水の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による自動給水装置が適用された水洗大便器を示す概略正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による自動給水装置の内部構造を示す正面断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見た断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿って見た断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図である。
【図９】本発明の第４実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿って見た断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿って見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面により、本発明の第１実施形態による自動給水装置を説明する。
図１は本発明の第１実施形態による自動給水装置が適用された水洗大便器を示す概略図であり、図２は本発明の第１実施形態による自動給水装置の内部構造を示す正面断面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見た断面図である。
【００１９】
まず、図１に示すように、符号１は、本発明の第１実施形態による自動給水装置を示している。この自動給水装置１は、トイレ室内に設置された水洗大便器２の上方に設けられ、上流側端部が水道等の給水源（図示せず）と連通する給水栓４から下流側に延びる給水管６に接続された自動給水装置本体８と、この自動給水装置本体８の下方（下流側）に設けられた発電ユニット１０を備えている。
なお、本実施形態の自動給水装置１においては、一例として、水洗大便器に設けた形態について説明するが、水洗大便器の代わりに水洗小便器に設けてもよい。
【００２０】
また、発電ユニット１０の下方（下流側）には、断水等で給水側が負圧となったときに、便器２側からの汚水が上流側（自動給水装置１側）に逆流するのを防ぐバキュームブレーカ１２が設けられている。
さらに、バキュームブレーカ１２の下方（下流側）には、配管１４が下方に延びるように接続されており、この配管１４の下流側に位置する下端部は、水洗大便器２の便器本体２ａの後方側上端部に接続されている。
【００２１】
つぎに、図２に示すように、自動給水装置本体８は、洗浄水が給水される給水口１６が上流側に位置し且つ下流側に圧力室１８が形成された一次側通水路２０と、この一次側通水路２０の通水を異なる通水方向に差し向けるように圧力室１８から下方に延び、洗浄水を下流側（便器側）に吐水する吐水口２２が下流側に位置する二次側通水路２４を備えている。
【００２２】
また、自動給水装置本体８の圧力室１８内には、ピストンバルブ２６が設けられ、このピストンバルブ２６は、圧力室１８内の水圧に応じて上下動し、圧力室１８の下流側の二次側通水路２４の入口２４ａを開閉する主弁体として機能するようになっている。
【００２３】
さらに、圧力室１８と二次側通水路２４とを連通させる通水路２８には、電磁弁３０が設けられ、この電磁弁３０が通水路２８の入口２８ａを開閉することにより、圧力室１８内の水圧が変化してピストンバルブ２６が上下動し、二次側通水路２４の入口２４ａを開閉するようになっている。
【００２４】
つぎに、自動給水装置本体８の下流側に設けられている発電ユニット１０は、発電機３２と流量センサー３４を備えており、これらの発電機３２と流量センサー３４は、発電ユニット１０の内部にほぼ上下方向に延びる通水路３６を形成する発電ユニットケーシング１０ａ内に互いに隣接して配置されている。
より具体的に説明すると、発電機３２は、発電ユニット１０の通水路３６における上流側（自動給水装置本体８側）に配置され、流量センサー３４は、発電ユニット１０の通水路３６における発電機３２よりも下流側に配置されている。すなわち、発電機３２が上流側に位置し、流量センサー３４が下流側に位置するように、両者３２，３４が発電ユニット１０という一つのユニットの中に一体的に組み込まれている。
【００２５】
図２及び図３に示すように、発電機３２は、ほぼ円筒状の外枠を形成するケーシング３２ａと、このケーシング３２ａ内に回転可能に収容された発電用羽根車３２ｂを備え、ケーシング３２ａは、発電ユニットケーシング１０ａ内の上方に内蔵され且つ発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃが前後方向に延びるように配置されている。
また、ケーシング３２ａの上流側の外周の一部には、所定の幅でケーシング３２ａの長手方向に延びる細長形状のスリット３２ｄが形成されている。このスリット３２ｄは、ケーシング３２ａの流入孔として機能するようになっており、自動給水装置本体８の二次側通水路２４から発電ユニット１０の通水路３６に流れ込み、ケーシング３２ａのスリット３２ｄから内部に流入した水流が、発電用羽根車３２ｂの羽根３２ｅに当たることにより、発電用羽根車３２ｂが回転して発電が行われるようになっている。
さらに、発電機３２により発電された電力は、蓄電手段であるコンデンサ３８に蓄電され、コントローラ４０による電磁弁３０の開閉制御等に使用されるようになっている。
【００２６】
流量センサー３４は、発電機３２と同様に、ほぼ円筒状の外枠を形成するケーシング３４ａと、このケーシング３４ａ内に回転可能に収容された流量検知用羽根車３４ｂを備えている。
また、流量センサー３４のケーシング３４ａは、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃが発電機３２の発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃに対して上下方向に並列するように、発電機３２の下方且つ下流側に隣接して配置されている。さらに、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃの基端側Ｂ２は、発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃの先端側Ｈ１と上下方向に対向しており、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃの先端側Ｈ２は、発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃの基端側Ｂ１と上下方向に対向している。
【００２７】
また、ケーシング３４ａの上流側の外周の一部には、所定の幅でケーシング３４ａの長手方向に延びる細長形状のスリット３４ｄが形成されている。
このスリット３４ｄは、ケーシング３４ａの流入孔として機能するようになっており、発電ユニット１０の通水路３６の発電機３２の区間から下流側に流出した水流が、ケーシング３４ａのスリット３４ｄからケーシング３４ａの内部に流入し、流量検知用羽根車３４ｂの羽根３４ｅに当たると、流量検知用羽根車３４ｂが回転し、この回転数がカウンター（図示せず）により検知されるようになっている。
【００２８】
さらに、流量センサー３４は、発電ユニット１０の通水路３６内の水流により回転する羽根車３４ｂの回転数をパルスとして出力し、この出力した信号がコントローラ４０に送信され、コントローラ４０に内蔵されている演算回路（図示せず）によって、瞬間パルス数や積算パルス数が算出され、発電ユニット１０の通水路３６を通過する吐水の流量として換算されるようになっている。
【００２９】
つぎに、発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６における発電機３２のケーシング３２ａのスリット３２ｄの上流側近傍の流路には、発電ユニット１０よりも上流側に位置する二次側通水路２４の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部３６ａが設けられている。この絞り部３６ａは、発電ユニット１０の上流側の二次側通水路２４から絞り部３６ａを経て、発電機３２のケーシング３２ａのスリット３２ｄから発電用羽根車３２ｂに流入する水流の流れを整流する手段として機能するようになっている。
【００３０】
同様に、発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６における流量センサー３４のケーシング３４ａのスリット３４ｄの上流側近傍の流路には、発電機３２よりも下流側で且つ流量センサー３４よりも上流側に位置する通水路３６の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部３６ｂが設けられている。この絞り部３６ｂは、発電機３２よりも下流側で且つ流量センサー３４よりも上流側の通水路２４から絞り部３６ｂを経て、流量センサー３４のケーシング３４ａのスリット３４ｄから流量検知用羽根車３４ｂに流入する水流の流れを整流する手段として機能するようになっている。
【００３１】
なお、本実施形態では、一例として、発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６において、発電機３２と流量センサー３４のそれぞれの上流側近傍に絞り部３６ａ，３６ｂをそれぞれ設けた形態について説明するが、通水路３６の通水が発電機３２を通過することにより十分に整流された状態で流量センサー３４に供給される場合には、通水路３６の絞り部３６ｂを省略してもよく、少なくとも発電機３２のケーシング３２ａのスリット３２ｄの上流側近傍に設けられた絞り部３６ａのみでも適用可能である。
【００３２】
つぎに、自動給水装置本体８の一部には、水洗大便器２の使用者を感知する人体感知センサー４２（図１及び図２参照）が配置されている。
自動給水装置１が水洗大便器２に吐水を行う前の状態は、電磁弁３０とピストンバルブ２６が閉弁し、一次側通水路２０及び圧力室１８内が給水で満たされ、所定の一次水圧で止水された状態となるようになっている。そして、使用者が水洗大便器２に近づくと、人体感知センサー４２が使用者を感知し、便器使用後、使用者が人体感知センサー４２から離れると、人体感知センサー４２が非検知状態となり、この非検知状態を示す信号がコントローラ４０に送信されるようになっている。
さらに、この人体感知センサー４２から送信された信号を受信したコントローラ４０により、電磁弁３０を開弁させる指令信号が電磁弁３０に送信され、この指令信号を受信した電磁弁３０が所定時間開弁する制御が行われるようになっている。
【００３３】
なお、本実施形態の自動給水装置１においては、水洗大便器２の使用者の動作を検知する動作検知手段の一例として、人体感知センサー４２が自動給水装置１の一部に組み込まれた形態について説明するが、他の動作検知手段の形態として、トイレ室内の水洗便器周辺の壁に手をかざすと感知するセンサーを設けてもよいし、タッチスイッチやタッチボタンのようなものを採用し、これらに使用者が触れたり又は押したりすることにより、動作を検知させるようにしてもよい。
【００３４】
つぎに、図２を参照し、本実施形態の自動給水装置の動作（作用）について説明する。
まず、使用者が便器使用後に人体感知センサー４２から離れると、人体感知センサー４２が非検知状態となり、この非検知状態を示す信号がコントローラ４０に送信される。そして、この人体感知センサー４２から送信された信号を受信したコントローラ４０は、電磁弁３０を開弁させる指令信号を電磁弁３０に送信すると、電磁弁３０の開弁動作が開始する。
【００３５】
つぎに、自動給水装置１においては、電磁弁３０が開弁すると、圧力室１８内の水が電磁弁３０を介して通水路２８から二次側通水路２４へ流れ込む。そして、圧力室１８内のほとんどの水が二次側通水路２４へ流れ込むと、圧力室１８内に水圧が掛からなくなるため、一次側通水路２０側からの給水圧（一次圧力）によってピストンバルブ２６が上方に押し上げられ、ピストンバルブ２６が二次側通水路２４の入口２４ａを開放する。
そして、上流側の給水管６から下流側の圧力室１８に向かってほぼ水平方向に流れる一次側通水路２０内の給水が、ピストンバルブ２６を介して二次側通水路２４へ流れ込んでほぼ下方に流れる。すなわち、給水管６から圧力室１８にかけてほぼ水平方向に流れる一次側通水路２０の通水は、圧力室１８を経て二次側通水路２４へ流れ込むことにより、一次側通水路２０の通水方向（ほぼ水平方向）とは異なる通水方向（下方）に差し向けられた後、自動給水装置本体８の二次側通水路２４の下流側に位置する発電ユニット１０の通水路３６に流れ込む。
【００３６】
自動給水装置本体８の二次側通水路２４から発電ユニット１０の通水路３６内に流れ込んだ通水は、通水路３６の絞り部３６ａによって発電ユニット１０の上流側の流路よりも流路が絞られた状態で、主として発電機３２のケーシング３２ａのスリット３２ｄからケーシング３２ａ内に流入し、比較的整流された流れとなる。
発電機３２のケーシング３２ａ内に流れ込んだ比較的整流された通水は、発電用羽根車３２ｂの羽根３２ｅに当たり、発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃを回転させ、発電機３２による発電が行われる。この発電機３２によって発電された電力は、コンデンサ３８に蓄電された後、コントローラ４０や電磁弁３０の作動に使用される。
【００３７】
つぎに、発電機３２を通過した発電ユニット１０の通水路３６の通水は、通水路３６の絞り部３６ｂによって発電機３２よりも下流側で且つ流量センサー３４よりも上流側の通水路２４よりも流路が絞られた状態で、ケーシング３４ａのスリット３４ｄからケーシング３４ａの内部に流入し、発電機３２を通過した直後の流れよりもさらに整流された流れとなる。
流量センサー３４のケーシング３４ａ内に流れ込んだ通水は、流量検知用羽根車３４ｂの羽根３４ｅに当たり、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃを回転させ、この回転数がカウンター（図示せず）により検知される。そして、この流量検知用羽根車３４ｂの回転数がパルスとして出力され、この出力信号がコントローラ４０に送信され、コントローラ４０に内蔵されている演算回路（図示せず）によって、瞬間パルス数や積算パルス数が算出され、発電ユニット１０の通水路３６を通過する吐水の流量として換算される。
流量センサー３４を通過した通水は、配管１４内を流れ、水洗大便器２の便器本体２ａに吐水される。
【００３８】
上述した本発明の第１実施形態による自動給水装置１によれば、一次側通水路２０内の通水を異なる通水方向に差し向ける二次側通水路２４を設けたことに加えて、流量センサー３４と発電機３２の２つに機器を互いに隣接して一つの発電ユニット１０の発電ユニットケーシング１０ａ内に設けたことにより、流量センサー３４を発電ユニット１０の外部に設けた場合に比べて、自動給水装置１の全体の大きさをコンパクトにすることができ、自動給水装置１をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【００３９】
また、本実施形態による自動給水装置１によれば、発電用羽根車３２ｂ及び流量検知用羽根車３４ｂを回転させるための発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６の水流を整流させる整流手段である発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６の絞り部３６ａ，３６ｂが、発電機３２のケーシング３２ａのスリット３２ｄと流量センサー３４のケーシング３４ａのスリット３４ｄのそれぞれの上流側近傍の流路に設けられているため、発電用羽根車３２ｂ及び流量検知用羽根車３４ｂに供給する水流を十分に整流して安定化させることができる。この結果、発電機３２による安定した発電を行うことができると共に、流量センサー３４による検知結果のばらつきを低減させることができ、定量吐水の精度を向上させることができる。
【００４０】
また、本実施形態による自動給水装置１によれば、流量センサー３４の流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃが発電機３２の発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃに対して、上下方向に並列するように、発電機３２の下方且つ下流側に隣接して配置されているため、発電ユニットケーシング１０ａ内の通水路３６の絞り部３６ａにより整流化されて発電機３２の発電用羽根車３２ｂに供給された水流は、発電用羽根車３２ｂを通過して通水路３６の絞り部３６ｂを通過することにより、さらに整流化された状態で下流側の流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃに供給される。この結果、流量センサー３４による検知結果のばらつきをより効果的に低減させることができ、定量吐水の精度をより効果的に向上させることができる。
また、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃの基端側Ｂ２が発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃの先端側Ｈ１と上下方向に対向し、且つ流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃの先端側Ｈ２が発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃの基端側Ｂ１と上下方向に対向するように配置されているため、流量検知用羽根車３４ｂの回転軸３４ｃが発電機３２の発電用羽根車３２ｂの回転軸３２ｃに対して上下方向に並列しているにもかかわらず、発電ユニット１０の上下方向の厚みをコンパクトにすることができ、自動給水装置１をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【００４１】
つぎに、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施形態による自動給水装置を説明する。
図４は本発明の第２実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿って見た断面図である。ここで、図４及び図５において、上述した本発明の第１実施形態による自動給水装置の部分と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４２】
図４及び図５に示すように、本発明の第２実施形態による自動給水装置１０１においては、発電ユニット１１０流量センサー１３４のケーシング１３４ａが、流量検知用羽根車１３４ｂの回転軸１３４ｃが発電機１３２の発電用羽根車１３２ｂの回転軸１３２ｃに対して横方向に並列するように、発電機１３２に隣接して配置されている構成が第１実施形態の自動給水装置の構成と異なっている。
【００４３】
また、流量検知用羽根車１３４ｂの回転軸１３４ｃの基端側Ｂ１０２は、発電用羽根車１３２ｂの回転軸１３２ｃの先端側Ｈ１０１と水平方向に対向しており、流量検知用羽根車１３４ｂの回転軸１３４ｃの先端側Ｈ１０２は、発電用羽根車１３２ｂの回転軸１３２ｃの基端側Ｂ１０１と水平方向に対向している。
【００４４】
さらに、発電ユニットケーシング１１０ａ内の通水路１３６における発電機１３２のケーシング１３２ａのスリット１３２ｄの上流側近傍の流路には、発電ユニット１１０よりも上流側に位置する二次側通水路２４の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部１３６ａが設けられている。この絞り部１３６ａは、発電ユニット１１０の上流側の二次側通水路２４から絞り部１３６ａを経て、発電機１３２のケーシング１３２ａのスリット１３２ｄから発電用羽根車１３２ｂに流入する水流の流れを整流すると共に、流量センサー１３４のケーシング１３４ａのスリット１３４ｄから流量検知用羽根車１３４ｂに流入する水流の流れを整流する手段として機能するようになっている。
【００４５】
上述した本発明の第２実施形態による自動給水装置１０１によれば、流量検知用羽根車１３４ｂの回転軸１３４ｃが発電機１３２の発電用羽根車１３２ｂの回転軸１３２ｃに対して横方向に並列するように、流量センサー１３４が発電機１３２に隣接して配置されているため、発電機１３２の発電用羽根車１３２ｂと流量センサー１３４の流量検知用羽根車１３４ｂを通過する水流の流路長さをより短くすることができる。
また、発電ユニットケーシング１１０ａ内の通水路１３６の発電機１３２のケーシング１３２ａのスリット１３２ｄの上流側近傍に設けられた絞り部１３６ａにより、発電用羽根車１３２ｂと流量検知用羽根車１３４ｂの双方に供給する水流を整流して安定化させることができるため、発電機１３２による安定した発電を行うことができると共に、流量センサー１３４による検知結果のばらつきを低減させることができ、定量吐水の精度を向上させることができる。
【００４６】
つぎに、図６及び図７を参照して、本発明の第３実施形態による自動給水装置を説明する。
図６は本発明の第３実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図であり、図７は本発明の第３実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図である。ここで、図６及び図７において、上述した本発明の第１及び第２実施形態による自動給水装置の部分と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４７】
図６及び図７に示すように、本発明の第３実施形態による自動給水装置２０１においては、流量検知用羽根車２３４ｂの回転軸２３４ｃが発電機２３２の発電用羽根車２３２ｂの回転軸２３２ｃに対して上下方向に並列するように、流量センサー２３４が発電機１３２の下方且つ下流側に隣接して配置されている構成が第１実施形態の自動給水装置の構成と共通している。
しかしながら、流量検知用羽根車２３４ｂの回転軸２３４ｃの基端側Ｂ２０２が、発電用羽根車２３２ｂの回転軸２３２ｃの基端側Ｂ２０１と上下方向に対向し、流量検知用羽根車２３４ｂの回転軸２３４ｃの先端側Ｈ２０２が、発電用羽根車２３２ｂの回転軸２３２ｃの先端側Ｈ２０１と上下方向に対向している構成が第１実施形態の自動給水装置の構成と異なっている。
【００４８】
さらに、発電ユニットケーシング２１０ａ内の通水路２３６における発電機２３２のケーシング２３２ａのスリット２３２ｄ及び流量センサー２３４のケーシング２３４ａのスリット２３４ｄのそれぞれの上流側近傍の流路には、発電ユニット２１０よりも上流側に位置する二次側通水路２４の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部２３６ａ，２３６ｂがそれぞれ整流手段として設けられている。
【００４９】
上述した本発明の第３実施形態による自動給水装置２０１によれば、流量センサー２３４の流量検知用羽根車２３４ｂの回転軸２３４ｃが発電機２３２の発電用羽根車２３２ｂの回転軸２３２ｃに対して、上下方向に並列するように、発電機２３２の下方且つ下流側に隣接して配置されているため、発電ユニットケーシング２１０ａ内の通水路２３６の絞り部２３６ａにより整流化されて発電機２３２の発電用羽根車２３２ｂに供給された水流は、発電用羽根車２３２ｂを通過して整流化される。そして、通水路２３６の絞り部２３６ｂを通過することにより、さらに整流化された状態で下流側の流量検知用羽根車２３４ｂの回転軸２３４ｃに供給される。この結果、流量センサー２３４による検知結果のばらつきをより効果的に低減させることができ、定量吐水の精度をより効果的に向上させることができる。
【００５０】
つぎに、図８〜図１０を参照して、本発明の第４実施形態による自動給水装置を説明する。
図８は本発明の第４実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図であり、図９は本発明の第４実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図であり、図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿って見た断面図である。ここで、図８〜図１０において、上述した本発明の第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態による自動給水装置の部分と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５１】
図８〜図１０に示すように、本発明の第４実施形態による自動給水装置３０１においては、発電ユニット３１０の流量センサー３３４が発電機３３２の下流側に隣接して配置されている構成が第１及び第３実施形態による自動給水装置の構成と共通している。
しかしながら、流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃが発電機３３２の発電用羽根車３３２ｂの回転軸３３２ｃに対して斜め下方且つ下流側に並列するように、流量センサー３３４が発電機３３２に隣接して配置され、流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃの基端側Ｂ３０２が発電用羽根車３３２ｂの回転軸３３２ｃの先端側Ｈ３０１と対向し、且つ流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃの先端側Ｈ３０２が発電用羽根車３３２ｂの回転軸３３２ｃの基端側Ｂ３０２と対向している構成が第１及び第２実施形態による自動給水装置の構成と異なっている。
【００５２】
さらに、発電ユニットケーシング３１０ａ内の通水路３３６における発電機３３２のケーシング３３２ａのスリット３３２ｄ及び流量センサー３３４のケーシング３３４ａのスリット３３４ｄのそれぞれの上流側近傍の流路には、発電ユニット３１０よりも上流側に位置する二次側通水路２４の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部３３６ａ，３３６ｂがそれぞれ整流手段として設けられている。
【００５３】
上述した本発明の第４実施形態による自動給水装置３０１によれば、流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃが発電機３３２の発電用羽根車３３２ｂの回転軸３３２ｃに対して斜め下方且つ下流側に並列するように、流量センサー３３４が発電機３３２に隣接して配置されているため、発電ユニットケーシング３１０ａ内の通水路３３６の絞り部３３６ａにより整流化されて発電機３３２の発電用羽根車３３２ｂに供給された水流は、発電用羽根車３３２ｂを通過して整流化される。そして、通水路３３６の絞り部３３６ｂを通過することにより、さらに整流化された状態で下流側の流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃに供給される。この結果、流量センサー３３４による検知結果のばらつきをより効果的に低減させることができ、定量吐水の精度をより効果的に向上させることができる。また、第１及び第３実施形態による自動給水装置のように流量検知用羽根車の回転軸が発電機の発電用羽根車の回転軸に対して上下方向に並列している場合よりも、発電ユニット３１０の上下方向の厚みをよりコンパクトにすることができ、自動給水装置３０１をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【００５４】
つぎに、図１１〜図１３を参照して、本発明の第５実施形態による自動給水装置を説明する。
図１１は本発明の第５実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面図であり、図１２は本発明の第５実施形態による自動給水装置の発電ユニットを示す正面断面図であり、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿って見た断面図である。ここで、図１１〜図１３において、上述した本発明の第１〜第４実施形態による自動給水装置の部分と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５５】
図１１〜図１３に示すように、本発明の第５実施形態による自動給水装置４０１においては、発電ユニット４１０における流量センサー４３４の流量検知用羽根車４３４ｂの回転軸４３４ｃが発電機４３２の発電用羽根車４３２ｂの回転軸４３２ｃに対してほぼ同一の軸線上に配置され、両回転軸４３２ｃ，４３４ｃの先端同士が互いに対向するように、流量センサー４３４が発電機４３２に隣接して配置されている構成が、上述した第１〜第４実施形態による自動給水装置の構成と異なっている。
【００５６】
さらに、発電ユニットケーシング４１０ａ内の通水路４３６における発電機４３２のケーシング４３２ａのスリット４３２ｄ及び流量センサー４３４のケーシング４３４ａのスリット４３４ｄのそれぞれの上流側近傍の流路には、発電ユニット４１０よりも上流側に位置する二次側通水路２４の流路の大きさよりも小さくなるように流路を狭める絞り部４３６ａが整流手段として設けられている。
【００５７】
上述した本発明の第５実施形態による自動給水装置４０１によれば、発電ユニット４１０における流量センサー４３４の流量検知用羽根車４３４ｂの回転軸４３４ｃが発電機４３２の発電用羽根車４３２ｂの回転軸４３２ｃに対してほぼ同一の軸線上に配置され、両回転軸４３２ｃ，４３４ｃの先端同士が互いに対向するように、流量センサー４３４が発電機４３２に隣接して配置されているため、第１及び第３実施形態による自動給水装置１，２０１のように流量検知用羽根車の回転軸が発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列している場合、第２実施形態による自動給水装置１０１のように流量検知用羽根車１３４ｂの回転軸１３４ｃが発電機１３２の発電用羽根車１３２ｂの回転軸１３２ｃに対して横方向に並列している場合、及び第４実施形態による自動給水装置３０１のように、流量検知用羽根車３３４ｂの回転軸３３４ｃが発電機３３２の発電用羽根車３３２ｂの回転軸３３２ｃに対して斜め下方且つ下流側に並列している場合よりも、発電ユニット４１０の上下方向の厚みをコンパクトにすることができ、自動給水装置４０１をより多くの便器設置現場に容易に適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 自動給水装置
２ 水洗大便器
２ａ 便器本体
４ 給水栓
６ 給水管
８ 自動給水装置本体
１０ 発電ユニット
１０ａ 発電ユニットケーシング
１２ バキュームブレーカ
１４ 配管
１６ 給水口
１８ 圧力室
２０ 一次側通水路
２２ 吐水口
２４ 二次側通水路
２４ａ 二次側通水路の入口
２６ ピストンバルブ（主弁体）
２８ 通水路
３０ 電磁弁
３２ 発電機
３２ａ ケーシング
３２ｂ 発電用羽根車
３２ｃ 発電用羽根車の回転軸
３２ｄ スリット
３２ｅ 羽根
３４ 流量センサー（流量検知手段）
３４ａ ケーシング
３４ｂ 流量検知用羽根車
３４ｃ 流量検知用羽根車の回転軸
３４ｄ スリット
３４ｅ 羽根
３６ 通水路
３６ａ 絞り部
３６ｂ 絞り部
３８ コンデンサ
４０ コントローラ（制御部）
４２ 人体感知センサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を吐水する自動給水装置であって、
洗浄水が給水される給水口が上流側に位置し、下流側に圧力室が形成された一次側通水路と、
この一次側通水路の通水を異なる通水方向に差し向けるように上記圧力室から延び、洗浄水を便器に吐水する吐水口が下流側に位置する二次側通水路と、
上記圧力室内に設けられ、この圧力室内の水圧に応じて上記二次側通水路を開閉する主弁体と、
上記圧力室と上記二次側通水路との間の通水路を開閉可能に設けられ、開閉することにより上記圧力室内の水圧を変化させて上記主弁体を開閉させる電磁弁と、
上記二次側通水路に設けられ、この二次側通水路を通過する水の流れにより回転する発電用の羽根車を備え、この発電用の羽根車を回転させることにより、上記電磁弁を駆動するための電力を発生させる発電機を備えた発電ユニットであって、この発電機に隣接して設けられ、上記二次側通水路を通過する水の流れにより回転する流量検知用の羽根車を備え、この流量検知用の羽根車を回転させることにより、上記二次側通水路内の吐水の流量情報を検知する流量検知手段を備えた上記発電ユニットと、
この発電ユニットの流量検知手段により検知した上記流量情報に基づいて、上記電磁弁の開閉動作を調整し、便器洗浄を制御する制御部と、
上記発電用の羽根車及び上記流量検知用の羽根車を回転させるための水流を整流させる整流手段と、
を有することを特徴とする自動給水装置。
【請求項２】
上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記整流手段は、上記発電ユニット内の少なくとも上記発電用の羽根車の上流側近傍の流路に設けられ且つ上記上流側近傍の流路を上記発電ユニットの上流側流路よりも狭める絞り部である請求項１記載の自動給水装置。
【請求項３】
上記発電ユニットの流量検知手段は、その流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して横方向に並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記絞り部は、更に、上記流量検知手段の流量検知用の羽根車の上流側近傍に設けられている請求項２記載の自動給水装置。
【請求項４】
上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列するように上記発電機の下流側に隣接して配置され、上記流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が上記発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ上記流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が上記発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向する請求項２記載の自動給水装置。
【請求項５】
上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して斜め下方且つ下流側に並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が上記発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ上記流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が上記発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向する請求項２記載の自動給水装置。
【請求項６】
上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対してほぼ同一の軸線上で対向するように上記発電機に隣接して配置され、上記整流手段は、上記発電ユニット内の上記流量検知用の羽根車及び上記発電用の羽根車の上流側近傍の流路に設けられ且つ上記上流側近傍の流路の大きさが上記発電ユニットの上流側流路の大きさよりも狭くなるように設定した絞り部である請求項１記載の自動給水装置。
【請求項１】
使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を吐水する自動給水装置であって、
洗浄水が給水される給水口が上流側に位置し、下流側に圧力室が形成された一次側通水路と、
この一次側通水路の通水を異なる通水方向に差し向けるように上記圧力室から延び、洗浄水を便器に吐水する吐水口が下流側に位置する二次側通水路と、
上記圧力室内に設けられ、この圧力室内の水圧に応じて上記二次側通水路を開閉する主弁体と、
上記圧力室と上記二次側通水路との間の通水路を開閉可能に設けられ、開閉することにより上記圧力室内の水圧を変化させて上記主弁体を開閉させる電磁弁と、
上記二次側通水路に設けられ、この二次側通水路を通過する水の流れにより回転する発電用の羽根車を備え、この発電用の羽根車を回転させることにより、上記電磁弁を駆動するための電力を発生させる発電機を備えた発電ユニットであって、この発電機に隣接して設けられ、上記二次側通水路を通過する水の流れにより回転する流量検知用の羽根車を備え、この流量検知用の羽根車を回転させることにより、上記二次側通水路内の吐水の流量情報を検知する流量検知手段を備えた上記発電ユニットと、
この発電ユニットの流量検知手段により検知した上記流量情報に基づいて、上記電磁弁の開閉動作を調整し、便器洗浄を制御する制御部と、
上記発電用の羽根車及び上記流量検知用の羽根車を回転させるための水流を整流させる整流手段と、
を有することを特徴とする自動給水装置。
【請求項２】
上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記整流手段は、上記発電ユニット内の少なくとも上記発電用の羽根車の上流側近傍の流路に設けられ且つ上記上流側近傍の流路を上記発電ユニットの上流側流路よりも狭める絞り部である請求項１記載の自動給水装置。
【請求項３】
上記発電ユニットの流量検知手段は、その流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して横方向に並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記絞り部は、更に、上記流量検知手段の流量検知用の羽根車の上流側近傍に設けられている請求項２記載の自動給水装置。
【請求項４】
上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して上下方向に並列するように上記発電機の下流側に隣接して配置され、上記流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が上記発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ上記流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が上記発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向する請求項２記載の自動給水装置。
【請求項５】
上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対して斜め下方且つ下流側に並列するように上記発電機に隣接して配置され、上記流量検知用の羽根車の回転軸の基端側が上記発電用の羽根車の回転軸の先端側と対向し且つ上記流量検知用の羽根車の回転軸の先端側が上記発電用の羽根車の回転軸の基端側と対向する請求項２記載の自動給水装置。
【請求項６】
上記発電ユニットの流量検知手段は、上記流量検知用の羽根車の回転軸が上記発電機の発電用の羽根車の回転軸に対してほぼ同一の軸線上で対向するように上記発電機に隣接して配置され、上記整流手段は、上記発電ユニット内の上記流量検知用の羽根車及び上記発電用の羽根車の上流側近傍の流路に設けられ且つ上記上流側近傍の流路の大きさが上記発電ユニットの上流側流路の大きさよりも狭くなるように設定した絞り部である請求項１記載の自動給水装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２０７５０１（Ｐ２０１２−２０７５０１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５７５３（Ｐ２０１１−７５７５３）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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