JP6116891B2 - 便器 - Google Patents
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Description
外枠11は、土台21と、便座22と、背もたれ23と、肘掛24、25とを備えている。土台21は、全体として凡そ矩形の箱状のフレームで構成されており、便器本体12を収容しうる空間を有している。土台21には4つの脚部26〜29が設けられている。当該脚部26〜29によって、土台21の下に所要のスペースが形成されている。
次に、便器本体12の構造を説明する。
この実施形態では、図4に示すように、便器本体12の上部12aは、便座に腰掛けた使用者から見た方向において前側が広くなっている。便器本体12の上部開口31は外側に折り返っている。便器本体12は、当該上部開口31および便器内が土台21の上部から見えるように、上記外枠11の土台21の開口に隙間なく納められている。また、便器本体12は、便座に腰掛けた使用者の臀部が納まる位置に合わせて、便器本体12のやや後方に底部12bが設けられている。
便器本体12の底部12bには、図3に示すように、排水口32が設けられている。かかる排水口32の周囲には、便受部41と、段差部42と、傾斜面部43とが設けられている。この実施形態では、図3および図4に示すように、便器本体12の底部12bは、凡そ逆円錐状に形成されている。かかる逆円錐状の底部12bの深部には、インナースリーブ30が装着される有底の凹部12cが形成されている。かかる凹部12cは、上円筒部51と、絞り部52と、下円筒部53とを備えている。
インナースリーブ30は、便器本体12の底部12bに装着される筒状の部材である。図5は、インナースリーブ30の側面図である。インナースリーブ30は、図5に示すように、上側軸部36と下側軸部37を備えている。
この実施形態では、図3に示すように、便器本体12の底部12bにインナースリーブ30が取り付けられている。当該インナースリーブ30を便器本体12に取り付けることによって便受部41および排水口32が便器本体12の底部12bに設けられている。以下、便器本体12の底部12bの構造およびインナースリーブ30の取り付け構造をさらに説明する。
排水口32は、便器本体12に溜まった排水を排出する開口である。この実施形態では、排水口32は、便器本体12の底部12bに装着されたインナースリーブ30に形成されている。排水口32は、インナースリーブ30に形成される管路33に連通している。管路33は、便器本体12の外部に延び出たインナースリーブ30の下側軸部37に沿って排水口32から凡そ垂直な軸L1(図3参照)に沿って真っ直ぐに形成されている。この実施形態では、インナースリーブ30に形成された排水口32および管路33の内径(直径)は、凡そ20mmである。
便器本体12の底部12bに形成された便受部41は、排水口32から水平方向に広がっている。ここで、便受部41について、「水平方向に広がっている」とは、便受部41が排水口32から水平方向に広がった形態のみならず、水平方向に広がるにつれて上方に傾斜して広がっているような形態が含まれている。
段差部42は、便受部41の周縁部から立ち上がっている。この実施形態では、便器本体12の底部12bの内周面は、便器本体12の底部12bに装着されたインナースリーブ30の上部外周縁から上方に延びている。段差部42は、インナースリーブ30の上部外周縁から上方に延びた、便器本体12の底部12bの内周面によって構築されている。段差部42の高さ(便受部41と傾斜面部43との間の距離)は、凡そ10mm〜30mm程度にするとよく、好ましくは、15mm〜25mm程度にするとよい。この実施形態では、段差部42の高さを凡そ10mmとした。
傾斜面部43は、段差部42の上縁から連続し、便受部41よりも急な傾斜を有している。この実施形態では、傾斜面部43は、便器本体12の底部12bの内周面によって構築されている。傾斜面部43は、段差部42の上縁から水平方向に広がるにつれて上方に傾斜して広がっている。より具体的には、傾斜面部43は、排水口32の中心を通る鉛直軸L1を円錐軸とし、頂点を下方に向けた逆円錐の側面に沿った傾斜面で構成されている。傾斜面部43は、便受部41よりも急な傾斜を有しているとよい。排水口32の中心を通る鉛直軸L1に対する傾斜面部43の傾斜角度θ2(図9参照)は、便受部41よりも急な傾斜とした上で、20度以上45度以下にするとよい。この実施形態では、排水口32の中心を通る鉛直軸L1に対する便受部41の傾斜角度θ1(図9参照)が60度であるのに対して、傾斜面部43の傾斜角度θ2(図9参照)は凡そ30度である。
この実施形態では、図1から図3に示すように、かかる便器本体12の下部は、カバー60によって覆われている。カバー60は、土台21に取り付けられている。また、カバー60には、図3に示すように、便器本体12の底部12bから下方に延びたインナースリーブ30の下側軸部37が挿通するように、対応する位置に貫通孔62が形成されている。当該貫通孔62には、インナースリーブ30の下側軸部37および下側軸部37に取り付けられる排水管路13が挿通されている。また、図1および図2に示すように、便器本体12の下部の前側には、さらにカバー60を覆うように目隠し64が取り付けられている。
また、この実施形態では、図1および図2に示すように、土台21の下部には、カバー60の下、および、カバー60の周りに配管スペース65が設けられている。排水管路13は、かかる配管スペース65に配されている。
排水管路13は、図1に示すように、便器本体12の排水口32と負圧タンク14の吸引口93とを接続する管路である。この実施形態では、排水管路13は、便器本体12の底部12bから延びたインナースリーブ30の下側軸部37に接続されており、インナースリーブ30の管路33を通じて排水口32に接続されている。これにより、便器本体12の排水口32、インナースリーブ30の下側軸部37の管路33および排水管路13が連通されている。
ここで、一端部13aは、便器本体12の外側において、便器本体12の排水口32に接続された部位である。一端部13aには立ち上がり部13bが連続し、さらに立ち上がり部13bには降下部13cが連続している。排水管路13の一端部13aは、便器本体12の排水口32に接続されている。ここで、排水管路13の一端部13aは、排水口32から下方に延びた部位である。横引き部13a2は、導入部13a1の下端から水平方向に延びた部位である。この実施形態では、導入部13a1は排水口32から凡そ垂直に延びたインナースリーブ30の管路33および導入管71によって具現化されており、横引き部13a2は横引き管72によって具現化されている。
導入管71は、図3に示すように、インナースリーブ30の下側軸部37に接続される管である。導入管71は、インナースリーブ30の下側軸部37が差し込まれる受口71aを有している。この実施形態では、導入管71は、塩化ビニル製の配管であり、導入管71の受口71aと、インナースリーブ30の下側軸部37とは接着剤によって強固に接着されている。
横引き管72は、カバー60の下の空間に配されている。横引き管72は、導入管71の下端から左斜め後方向に延びている。横引き管72は、排水管路13の立ち上がり部13bに接続されている。
立ち上がり部13bは、便器本体12の中間において便器本体12に溜められる排水の高さを規定する予め定められた高さ位置J1に排水管路13の底が配置されるように、一端部13aから連続している。また、立ち上がり部13bは、便器本体12の外周に沿って周方向に徐々に高くなっている。この実施形態では、立ち上がり部13bは、立ち上がり管73と横管74とで構成されている。
立ち上がり管73は、導入管71の下端から左斜め後方向に延びた横引き管72の先端に接続されている。この実施形態では、横引き管72と立ち上がり管73との接続部72aは、略90度に屈曲している。なお、本明細書において、「略90度」とは、例えば、90度±10度程度の範囲であるとよく、凡そ80度以上100度以下であるとよい。また、「略90度」は、さらに90度に近くてもよく、例えば、凡そ90度±5度程度の範囲、つまり85度以上95度以下程度であってもよい。
この実施形態では、立ち上がり管73は、カバー60の前側の左寄り位置で横管74に接続されている。横管74は、図1および図2に示すように、便器本体12に溜まる排水の高さを規定する予め定められた高さ位置J1に沿って、左右に凡そ水平に配されている。横管74は、左端に立ち上がり管73が接続されており、右端に排水管路13の降下部13cを構築する降下管75が接続されている。横管74と降下管75との接続部は略135度に屈曲している。
ここで、降下部13cは、便器本体12に溜まる排水の高さを規定する予め定められた高さ位置J1よりも低い位置に排水管路13の天井が配置されるように、立ち上がり部13bから連続している。降下部13cは、便器本体12の外周に沿って周方向に徐々に低くなるように設けられている。この実施形態では、降下部13cは、降下管75で構成されている。
降下管75は、便器本体12の外周を覆うカバー60の外周面の右側に沿って配設されている。降下管75は、図1に示すように、便器本体12の外周を覆うカバー60の外周面の前側に沿って配設された横管74から後方に向かうにつれて徐々に低くなっている。この実施形態では、降下管75は、カバー60の後ろ側の部位で最も低くなっており、カバー60の後ろ側において、末管76に接続されている。降下管75の最も低い部位では、降下管75の天井は、便器本体12の排水口32よりも低い位置に設けられている。
末管76は、負圧吸引式トイレ10の後側の脚部28、29の間を抜けて、負圧吸引式トイレ10の後方に端部76aを向けて配設されている。排水管路13は、導入管71から末管76まで、適当な位置でブラケットが取り付けられており、負圧吸引式トイレ10の下部に固定されている。
末管76の端部76aには、図1に示すように、負圧タンク14に接続される接続管77が接続されている。接続管77は、負圧吸引式トイレ10の下部の配管スペース65に構築された排水管路13と負圧タンク14とを接続する配管である。
負圧吸引式トイレ10と負圧タンク14とを接続する排水管路13は、排水面規定部70を備えている。排水面規定部70は、少なくとも段差部42の上縁よりも上まで排水が溜まるように、便器本体12に溜まる排水の高さを規定する部位である。この実施形態では、便器本体12に溜まる水の高さは、立ち上がり管73に接続された横管74の底部の高さによって予め定められた高さに規定される。
次に、負圧タンク14を説明する。負圧タンク14は、図1に示すように、タンク本体91と、真空ポンプ92と、吸引口93と、排出口94と、排出弁95と、大気開放弁96、気圧計97を備えている。
タンク本体91は、所要の真空圧に耐えうる耐圧容器である。負圧吸引式トイレ10では、タンク本体91を減圧し、大気開放する際の吸引力によって、便器本体12から便を含む排水を吸引する。このためにタンク本体91は、十分な容量(例えば、凡そ7L〜15L)を有しているとよい。
真空ポンプ92は、タンク本体91内の空気を吸引し、タンク本体91を減圧する装置である。この実施形態では、真空ポンプ92は、所要の能力を備えており、適当な真空度(例えば、真空度0.08Mpa(残留気体の圧力)程度)までタンク本体91を減圧することができる。また、タンク本体91と真空ポンプ92を繋ぐ配管92aには、エアフィルタ92bと、減圧弁92cとを備えている。エアフィルタ92bは、タンク本体91から真空ポンプ92に引き込まれる空気中の異物を取り除くフィルタである。また、減圧弁92cは、真空ポンプ92による真空引きのタイミングを制御する弁である。
吸引口93は、タンク本体91に設けられ、排水管路13に接続される開口である。排出口94は、タンク本体91の底部に設けられ、汚水ます200に接続される開口である。排出弁95は、当該排出口94に設けられている。大気開放弁96は、タンク本体91に設けられ、タンク本体91を大気開放する弁である。また、気圧計97は、タンク本体91の内圧を測定する装置である。
開閉弁15は、負圧タンク14の吸引口93に設けられている。この実施形態では、開閉弁15が、負圧タンク14の吸引口93に設けられているので、排水管路13に要求される耐圧性能を緩和できる。これにより、排水管路13により汎用性のある配管を用いることができ、負圧吸引式トイレ10のコストを安価に抑えることができる。なお、図示は省略するが、開閉弁15は、排水管路13に設けられていてもよい。開閉弁15を排水管路13に設ける場合には、排水管路13は、少なくとも真空引きされる部分において所要の耐圧性を有する配管を用いるとよい。なお、開閉弁15を、排水管路13の便器本体12に近い側に設けることにより、排水管路13内まで真空引きできる。このため、負圧吸引式トイレ10において排水管路13が長くても必要な吸引力を得ることができる。
制御装置100は、減圧弁92cと排出弁95と大気開放弁96と開閉弁15とを制御する。図6は、制御装置100の制御フローを示すフローチャートである。
タンク本体91の減圧工程は、開閉弁15と排出弁95と大気開放弁96が閉じられた状態で、減圧弁92cを開き、真空ポンプ92を作動(ON)させる(S1)。これによって負圧タンク14のタンク本体91が真空引きされる。減圧工程S1は、予め定められた時間KT1経過後に停止される。減圧工程S1は、予め定められた時間KT1経過後、減圧弁92cを閉じ、真空ポンプ92を停止(OFF)する(S2)。これによって、タンク本体91は、予め定められた真空度よりも低い真空度に減圧される。
便器本体12からタンク本体91に排水を吸引する吸引工程(S3)は、S1およびS2によって、所要の真空度にタンク本体91が減圧された状態で行われる。ここでは、開閉弁15を開け、便器本体12に溜まった排水をタンク本体91に吸引する。これによって、タンク本体91が排水管路13を通じて便器本体12に通じる。便器本体12は大気に開放されているので、減圧された状態から大気圧に戻ろうとするタンク本体91によって吸引力が生じる。かかる吸引力によって、便器本体12に溜まった排水は、排水管路13を通じてタンク本体91に引き込まれる。ここでは、開閉弁15が開かれてから予め定められた時間KT2が経過した後、開閉弁15は閉じられる(S4)。
次に、タンク本体91に排水が引き込まれた状態で、大気開放弁96が開かれ、タンク本体91が大気開放される(S5)。そして、かかる大気開放にタイミングを遅らせて、排出弁95を開ける(S6)。これにより、タンク本体91に溜まった排水を汚水ます200へ自然流下させることができる。ここでは、大気開放弁96が開かれてから予め定められた時間KT3が経過した後、大気開放弁96が閉じられる(S7)。また、排出弁95が開かれてから予め定められた時間KT4が経過した後、排出弁95が閉じられる(S8)。これにより、便器本体12およびタンク本体91は、操作スイッチ110が操作される前の状態に戻る。
この負圧吸引式トイレ10の排水管路13は、図1および図2に示すように、便器本体12の外周に沿って周方向に設けられた立ち上がり部13bと降下部13cを備えている。このため、排水管路13を便器本体12の周りにコンパクトに設けることができ、便器の設置スペースの省スペース化を図ることができる。さらに、便器本体12の周りに設けた立ち上がり部13bと降下部13cとによって、便器本体12に溜められる排水の高さが規定できる。つまり、この便器によれば、便器本体12に所要の排水を溜めることができる。
また、この負圧吸引式トイレ10は、図1に示すように、便器本体12と、負圧タンク14と、排水管路13と、開閉弁15とを備えている。ここで、便器本体12は、底部12bに排水口32が設けられた有底の容器である。負圧タンク14は、吸引口93を備えている。排水管路13は、便器本体12の排水口32と負圧タンク14の吸引口93とを接続する管路である。開閉弁15は、排水管路13または吸引口93に設けられている。便器本体12の底部12bには、排水口32から水平方向に広がった便受部41と、便受部41の周縁部から立ち上がった段差部42と、段差部42の上縁から連続し、便受部41よりも急な傾斜を有する傾斜面部43とが設けられている。排水管路13は、段差部42の上縁よりも上まで排水が溜まるように、便器本体12に溜まる排水の高さを規定する排水面規定部70を有している。
ここでは、図1に示す負圧吸引式トイレ10について排水試験を行った。サンプル1では、図9に示すように、便器本体12は、排水口32の内径D1を20mm、便受部41の外径D2を65mm、排水口32から便受部41と段差部42とを合わせた合計高さH2を35mm、傾斜面部43の傾斜角度θ2を30度とした。また、便受部41のテーパ高さH3を10mmとした。つまり、かかるサンプル1では、段差部42の高さH1が25mmであった。ここでは、段差部42の高さは25mmであり、便受部41の傾斜は比較的緩やかに設定されている。なお、ここで、図9は、便器本体12の排水口32の周囲を模式的に示すものであり、各サンプルを具体的に示すものではない。
便受部41のテーパ高さH3を15mmとし、段差部42の高さH1を20mmとしたこと以外はサンプル1と同様の排水試験を行った。つまり、サンプル2では、サンプル1に比べて、段差部42の高さH1が低くなり、便受部41の傾斜はきつくなる。
便受部41のテーパ高さH3を20mmとし、段差部42の高さH1を15mmとしたこと以外はサンプル1と同様の排水試験を行った。つまり、サンプル3では、サンプル2に比べて、段差部42の高さH1がさらに低くなり、便受部41の傾斜はさらにきつくなる。
図10は、サンプル4における便器本体12の底部12bの構造を示している。サンプル4は、図10に示すように、便受部41のテーパ高さH3を35mmとし、段差部42や便受部41(図9参照)に相当する部位がなく、逆円錐状の傾斜面部43の底に排水口32が形成された便器本体12を使用した。この点を除き、サンプル1と同様の排水試験を行なった。
10A 便器側要素
10B 負圧タンク側要素
11 外枠
12 便器本体
12a 上部
12b 底部
12c 凹部
13 排水管路
13a 一端部
13b 立ち上がり部
13c 降下部
14 負圧タンク
15 開閉弁
21 土台
22 便座
23 背もたれ
24,25 肘掛
26〜29 脚部
30 インナースリーブ
31 上部開口
32 排水口
33 管路
36 上側軸部
36a 上円筒部
36b 段差
36c 下円筒部
37 下側軸部
37a 軸
41 便受部
42 段差部
43 傾斜面部
51 上円筒部
52 絞り部
53 下円筒部
54 底
55 挿通孔
56 ビス孔
57 シール材
58 Oリング
59 ビス
60 カバー
62 貫通孔
65 配管スペース
70 排水面規定部
71 導入管
71a 受口
71b 受口
71c 屈曲部分
72 横引き管
73 立ち上がり管
74 横管
75 降下管
76 末管
76a 末管の端部
77 接続管
78 可撓性を有する配管
91 タンク本体
92 真空ポンプ
92a 配管
92b エアフィルタ
92c 減圧弁
93 吸引口
94 排出口
95 排出弁
96 大気開放弁
97 気圧計
100 制御装置
110 操作スイッチ
120 タンク
122 ポンプ
124 管路
200 汚水ます
250 建物の壁
300 便(模擬便)
H1 段差部42の高さ
H2 便受部41と段差部42とを合わせた合計高さ
H3 便受部41のテーパ高さ
J1 横管74の底部の高さ(排水の高さを規定する予め定められた高さ位置)
L1 排水口32の中心を通る鉛直軸(インナースリーブ30の中心軸)
P1 便300に作用する外力
S1 隙間
θ1 便受部41の傾斜角度
θ2 傾斜面部43の傾斜角度
Claims (21)
- 便器本体と、
排水管路と、
を備え、
前記便器本体は、底部に排水口を有する有底の容器であり、
前記排水管路は、
前記便器本体の外側において、前記排水口に接続された一端部と、
前記便器本体の中間において前記便器本体に溜められる排水の高さを規定する予め定められた高さ位置に前記排水管路の底が配置されるように、前記一端部から連続した立ち上がり部と、
前記高さ位置よりも低い位置に前記排水管路の天井が配置されるように、前記立ち上がり部から連続した降下部と
を備え、
前記立ち上がり部は、前記便器本体の外周に沿って周方向に徐々に高くなるように設けられた、
負圧吸引式の便器。 - 前記立ち上がり部は、管軸が略135度に屈曲した複数の屈曲部を有する、請求項1に記載された負圧吸引式の便器。
- 前記立ち上がり部は、屈曲した複数の屈曲管を連結した、請求項1または2に記載された負圧吸引式の便器。
- 前記立ち上がり部は、前記便器本体の周りを少なくとも1/4周するように設けられている、請求項1から3までの何れか一項に記載された負圧吸引式の便器。
- 前記便器本体の外径は、上部開口から底部に向けて徐々に小さくなっており、前記立ち上がり部は、前記便器本体の水平投影面内に設けられている、請求項1から4までの何れか一項に記載された負圧吸引式の便器。
- 前記降下部は、前記便器本体の外周に沿って周方向に徐々に低くなるように設けられた、請求項1から5までの何れか一項に記載された負圧吸引式の便器。
- 便器本体と、
排水管路と、
を備え、
前記便器本体は、底部に排水口を有する有底の容器であり、
前記排水管路は、
前記便器本体の外側において、前記排水口に接続された一端部と、
前記便器本体の中間において前記便器本体に溜められる排水の高さを規定する予め定められた高さ位置に前記排水管路の底が配置されるように、前記一端部から連続した立ち上がり部と、
前記高さ位置よりも低い位置に前記排水管路の天井が配置されるように、前記立ち上がり部から連続した降下部と
を備え、
前記降下部は、前記便器本体の外周に沿って周方向に徐々に低くなるように設けられた、負圧吸引式の便器。 - 前記降下部は、管軸が略135度に屈曲した複数の屈曲部を有する、請求項6または7に記載された負圧吸引式の便器。
- 前記降下部は、屈曲した複数の屈曲管を連結した、請求項6から8までの何れか一項に記載された負圧吸引式の便器。
- 前記降下部は、前記便器本体の周りを少なくとも1/4周するように設けられている、請求項6から9までの何れか一項に記載された負圧吸引式の便器。
- 前記便器本体の外径は、上部開口から底部に向けて徐々に小さくなっており、前記降下部は、前記便器本体の水平投影面内に設けられている、請求項6から10までの何れか一項に記載された負圧吸引式の便器。
- 前記便器本体の周囲を囲む外枠を有し、
前記立ち上がり部と前記降下部とが、前記便器本体の外側でかつ前記外枠の内側の空間に設けられた、請求項1から11までの何れか一項に記載された負圧吸引式の便器。 - 前記排水管路は、前記降下部から連続し、前記排水管路の天井が、前記排水口よりも低い位置に設けられた末端部を備えた、請求項12に記載された負圧吸引式の便器。
- 前記排水管路の一端部は、前記排水口から下方に延びた管路を通じて、前記排水口から前記排水管路に排水を引き込む導入部を有する、請求項1から13までの何れか一項に記載された負圧吸引式の便器。
- 前記排水管路の前記一端部は、前記導入部の下端から水平方向に延びた横引き部を有する、請求項14に記載された負圧吸引式の便器。
- 前記導入部の管軸と前記横引き部の管軸との交差角度が略90度である、請求項15に記載された負圧吸引式の便器。
- 請求項1から16までの何れか一項に記載された負圧吸引式の便器と、
前記排水管路に接続された吸引口を備えた負圧タンクと、
前記排水管路または前記吸引口に設けられた開閉弁と
を備えた、負圧吸引式トイレ。 - 前記開閉弁は前記負圧タンクの吸引口に設けられた、請求項17に記載された負圧吸引式トイレ。
- 前記負圧タンクに接続された真空ポンプと、
前記開閉弁を操作するアクチュエータと、
前記真空ポンプと前記アクチュエータとを制御する制御装置と
を備えた、請求項17または18に記載された負圧吸引式トイレ。 - 前記制御装置の操作部が前記負圧吸引式の便器に設けられた、請求項19に記載された負圧吸引式トイレ。
- 前記制御装置はリモートコントローラーを備えた、請求項19または20に記載された負圧吸引式トイレ。
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