JP6704180B2 - 水洗便器 - Google Patents

Description

本発明は、水洗便器、殊にボウル内面を洗浄水が旋回して流れる水洗便器に関するものである。

節水の観点及びボウル内面の洗浄の点から、ボウル内面を洗浄水が旋回流としてボウル底部にある排水口部に向けて流れ落ちるようにしたものが多く提供されている。また、ボウルは、一般に左右の内壁面が同じ曲面で構成されているが、ボウルの底部近くに排水口部に向けて下り傾斜している谷溝を左右いずれかの片側に寄せて設けたものも提供されている（特許文献１）。このものでは、旋回しながらボウル内面を流下している洗浄水が、谷溝を経て排水口部にスムーズに流れ込むために、少ない洗浄水量でも汚物搬送距離を伸ばすことができるが、更なる少洗浄水量または低水圧での洗浄を可能とした水洗便器が求められている。

特開２０１３−７９５６６号公報

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、少洗浄水量または低水圧で洗浄することができる水洗便器を提供することを課題とする。

本発明の一態様にかかる水洗便器は、底部に排水口部を有するボウルを備え、該ボウルの内面上部に配した吐出口から吐出した洗浄水をボウル内面に沿って旋回させつつ流下させてボウル内面を洗浄する水洗便器であって、上記ボウルは、周壁で回りを囲まれて上部周縁に設けられ、内周側が下り傾斜した導水路と、上記導水路から流下する洗浄水の流れを制御し、上記ボウルの内面にある誘導路を備え、上記ボウルの内面の鉛直方向断面における接線は、上記排水口部側が下がった傾斜を持つものとなっている、ことに特徴を有している。

本発明の一態様にかかる水洗便器によれば、少洗浄水量または低水圧で洗浄することができる。

本発明の一実施例におけるボウルの斜視図である。 同上のボウルの平面図である。 図２中のＡ−Ａ線断面図である。 図２中のＢ−Ｂ線断面図である。 図２中のＣ−Ｃ線断面図である。 図２中のＤ−Ｄ線断面図である。 図２中のＥ−Ｅ線断面図である。 図２中のＦ−Ｆ線断面図である。 図２中のＧ−Ｇ線断面図である。 図２中のＨ−Ｈ線断面図である。 図２中のＩ−Ｉ線断面図である。 同上のボウルの平面図である。 図１２中のＪ−Ｊ線断面図である。 図１２中のＫ−Ｋ線断面図である。 図１２中のＬ−Ｌ線断面図である。 図１２中のＭ−Ｍ線断面図である。 図１２中のＮ−Ｎ線断面図である。 図１２中のＯ−０線断面図である。 図１２中のＰ−Ｐ線断面図である。 図１２中のＱ−Ｑ線断面図である。 図１２中のＲ−Ｒ線断面図である。 ボウル内面の複数の断面を重ね合わせた説明図である。 ボウルの斜視図である。

本発明における水洗便器は、底部に排水口部４を有するボウル１を備え、該ボウル１の内面上部に配した吐出口３から吐出した洗浄水をボウル１内面に沿って旋回させつつ流下させてボウル１内面を洗浄する水洗便器であり、上記ボウル１の内面は、流下する洗浄水の流れを制御する誘導路２を備える。

上記誘導路２は、上記排水口部４に向かって漸次低くなる螺旋状のものであることが好ましく、更には、上記誘導路２は、ボウル１の鉛直方向断面において凹面となる断面を有することが好ましい。

また、上記誘導路２は、鉛直方向断面において凸面となる凸曲面５が下方側に連続しているとともに、ボウル１の鉛直方向断面における上記誘導路２と上記凸曲面５との間の変曲点における接線は上記排水口部４側が下がった傾斜を有しているものとするのが好ましい。

上記ボウル内面の鉛直方向断面における接線は、常に上記排水口部側が下がった傾斜を持つものとなっていてもよい。

そして上記誘導路２は、２周以内でボウル１上部からボウル１底部の排水口部４に至る螺旋状であることが好ましい。

また、上記ボウル１は、周壁１１で回りを囲まれた導水路１２を上部周縁に備えるとともに、上記吐出口３はボウル１の周方向に沿って洗浄水を吐出して上記導水路１２を通じてボウル１内に洗浄水を供給するものであり、上記誘導路２は、ボウル１の上部周縁を一周しているとともに内周側がやや下り傾斜している上記導水路１２から旋回流として流れて落ちてきた洗浄水を上記排水口部４へと導くものであることが好ましい。

上記誘導路２は、鉛直方向断面において凸面となる凸曲面５が下方側に連続しているとともに、上記誘導路２と上記凸曲面５との間の変曲点が高い位置にあるボウル１片側の凸曲面５の曲率半径Ｒ１よりも、上記誘導路２と上記凸曲面５との間の変曲点が低い位置にあるボウル１の他の片側の凸曲面５の曲率半径Ｒ２が大であることが好ましい。

また、上記曲率半径が小であるボウル１片側の凸曲面５の下方側の内壁面は、上記曲率半径が大であるボウル１の他の片側の凸曲面５の下方側の内壁面よりも、傾きが大であることが好ましく、また、上記曲率半径が大であるボウル１の他の片側の凸曲面５の範囲が周方向においてほぼ半周の範囲であることが好ましい。

以下、本発明を図示実施例に基づいて詳述すると、図は本発明に係る水洗便器における合成樹脂製のボウル１を示している。上縁の片側後部に吐出口３が配されたボウル１は、その底部に排水口部４を備えている。水洗便器はこのボウル１を主体とし、外周を覆う筐体や便座、便蓋、洗浄水吐出制御部等で構成されるが、ここではボウル１のみを図示している。

排水口部４は、ボウル１の底部から下方へ延びる縦筒部４１と、縦筒部４１から後方へ延びる円筒状の横筒部４２とを有するもので、略Ｌ状に屈曲する排水口部４は、ボウル１と一体に形成されている。また、ボウル１の底部に上面が開口する縦筒部４１は、ボウル１の内面に滑らかに連続する面を持つものとなっている。

横筒部４２の後方に向けて開口する後端には、可動型のトラップ筒（図示せず）の一端を連結してある。トラップ筒は、モータによって他端が上下に動かされるもので、上方に動かした時には他端開口が排水口部４の横筒部４２の内部天面よりも上方に位置することから、ボウル１内に洗浄水を貯める。トラップ筒４の他端を下方に動かした時には、トラップが解かれてボウル１内の洗浄水を排出する。つまり、本実施例における水洗便器は、ターントラップ（登録商標）方式となっている。

吐出口３は、ボウル１の周方向に沿って洗浄水を吐出することでボウル１内に洗浄水を供給する部分で、図示例では、ボウル１の右側の上部後端部に設けてある。また、ボウル１の上部周縁には、周壁１１で回りを囲まれた導水路１２を設けてある。ボウル１の上部周縁を一周しているとともに内周側がやや下り傾斜している導水路１２は、吐出口３付近で吐出口３との間を仕切る仕切り壁１３によってその幅が徐々に狭くなって終わる。

吐出口３から勢いよく吐出された洗浄水は、導水路１２に沿ってほぼ一周する間に、周方向の各部からボウル１内に流れ落ちる。

なお、吐出口３からの洗浄水の吐出圧や、導水路１２の内側に向けた下り傾斜の角度を適宜設定することで、導水路１２の周方向各部からボウル１内部に流れ落ちる洗浄水の水量はほぼ同じとなるようにしている。

導水路１２からボウル１内に流れ落ちた洗浄水は、下方ほど絞った形状となっているボウル１内面を旋回流として流れ落ちて、排水口部４に達する。

ここにおいて、従来の水洗便器におけるボウル１は、上記の特許文献１に示されたものも含め、左右の両側面が同一の曲面のすり鉢状で形成され、洗浄水がボウル内面を流下する時の流れは、洗浄水の水圧と水量に従ったものとなっている。

これに対し、図示例のボウル１は、その内面に平面視が渦巻き状(spiral)となっている螺旋状（helical）の誘導路２を備えて、この誘導路２の傾斜によって、洗浄水の流れの方向を制御している。そして、ここでは誘導路２として、鉛直方向断面が凹面となるものを用いている。また、誘導路２は排水口部４に向かって漸次低くなっていく螺旋状であるために、ボウル１の左右の両側面は非対称となっている。

なお、上記誘導路２は、全ての水流を誘導して誘導路２に沿ってのみ洗浄水を流下させるものではない。後述するように、誘導路２から外れて下方に流れ落ちる水流が生じることを許している。また、水量や水圧によっては、ボウル１の周方向におけるカーブにおいて一部の洗浄水が誘導路２から外方に飛び出した後、再度誘導路２に戻ってくる水流が生じることも許している。ボウル１内を流下する洗浄水が多少誘導路２から外れたとしても、全体的には誘導路２にほぼ沿って流下して、螺旋状誘導路２で規定される旋回周回数内で大半の洗浄水が排水口部４に至るならば、誘導路２によって水流が制御されているものと、みなす。

排水口部４に向かう螺旋状の誘導路２の下縁側には、鉛直方向断面において凸面となる凸曲面５が下方側に連続しており、誘導路２はこの凸曲面５を介して吐出口部４の縦筒部４１に繋がっている。なお、誘導路２はボウル１の内面を１周以上している関係で、図７に示すように、誘導路２の下縁側に、凸曲面５を介して再度誘導路２が繋がっている部分が存在している。

ちなみに図において、ボウル１の内面（及び外面）に付した細線は、３次元ＣＡＤにおいて自由曲面を例えばＮＵＲＢＳ（Non-Uniform Rational B-spline）によって複数の曲面（パッチ）の集まりとして表現した場合の境界曲線を示している。この境界曲線は、鉛直方向断面が凹面となる誘導路２とその下方側に位置する凸曲面５との間の変曲点を周方向に結んだ線を含んでいる。図示の境界曲線からボウル１内面が全体として左右非対称であること、誘導路２が螺旋状であることがわかる。

なお、誘導路２は、その凹面の曲率が一定ではない上に、途中で曲率が変化したり、複数の曲率の異なる凹面の組み合わせとなっていることから、螺旋状であることが判りにくい部分が存在する。しかし、誘導路２の下方側に位置する凸曲面５の部分の境界曲線は、例えば、図１５及び図４に示すように、明らかに螺旋状となっている。これは、凸曲面５の上方側の誘導路２が螺旋状となっていることの証左である。

また、図２２は、図２におけるＣ−Ｃ線断面とＥ−Ｅ線断面とＨ−Ｈ線断面とＩ−Ｉ線断面並びに図１２におけるＬ−Ｌ線断面とＯ−Ｏ線断面とＲ−Ｒ線断面とＱ−Ｑ線断面の各右半部を重ねて示したもので、図２２中のＺは、上記の各断面線の交点である。

吐出口３から出た洗浄水は、Ｌ−Ｌ線断面（図２２中の１Ｌ）上の導水路１２を通り、Ｑ−Ｑ線断面（図２２中の２Ｑ）及びＯ−Ｏ線断面（図２２中の３Ｏ）付近から誘導路２に落ち始める。そして、洗浄水は、Ｒ−Ｒ線断面（図２２中の４Ｒ）やＣ−Ｃ線断面（図２２中の５Ｃ）、更にはＩ−Ｉ線断面（図２２中の６Ｉ）における誘導路２を速度を速めて流れる。次いで、洗浄水は、Ｅ−Ｅ線断面（図２２中の７Ｅ）及びＨ−Ｈ線断面（図２２中の８Ｈ）における誘導路２を経て、後述の緩やかな斜面４４から排水口部４に流れ落ちる。

図２２において、１Ｌ，２Ｑ，３Ｏ，４Ｒ，５Ｃ，６Ｉ，７Ｅ，８Ｈの各断面での誘導路２の下方側にある凸曲面５の高さ位置を、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ８で示す。誘導路２の下縁側は、２Ｑ−３Ｏ−４Ｒ−５Ｃ−６Ｉ−７Ｅ−８Ｈ−１Ｌの順に漸次その高さ位置が低くなっている。このことからも、誘導路２が螺旋状となっていることがわかる。

また、誘導路２と凸曲面５との間の変曲点が高い位置にあるボウル１片側（図４，図５ではボウル１の左側）の凸曲面５の曲率半径Ｒ１よりも、誘導路２と凸曲面５との間の変曲点が低い位置にあるボウル１の他の片側（図４，図５ではボウル１の右側）の凸曲面５の曲率半径Ｒ２を大としている。

さらに小さい曲率半径Ｒ１の凸曲面５に上部が繋がる縦筒部４１の片側は、急峻な壁４３を形成しているのに対して、大きい曲率半径Ｒ２の凸曲面５に上部が繋がる縦筒部４１の他側は、緩やかな斜面４４で構成している。

なお、急峻な壁４３は、ボウル１の後部側の凸曲面５とその下方に開口する横筒部４２との間の縦筒部４１にも存在し、緩やかな斜面４４はボウル１の前部側の凸曲面５の下方に繋がる縦筒部４１の前部面にも存在する。図２における６は、緩やかな斜面４４の範囲を示しており、ボウル１の周方向における右側から前部にかけてのほぼ半周の範囲に設けている。

そして、螺旋状の誘導路２の内周側端部の内側には、大きな曲率半径Ｒ２の凸曲面５から緩やかな斜面４４に連続しており、誘導路２の内周側端部の先には急峻で傾きが大である壁４３が控えている。

このボウル１内に吐出口３から洗浄水を吐出すれば、前述のように、洗浄水は導水路１２に沿ってほぼ一周する間に旋回しながらボウル１内に流れ落ち、誘導路２に誘導されて更に旋回する。また、螺旋状の誘導路２にほぼ沿った旋回流として流れ落ちる間に、洗浄水の一部は誘導路２からその下方側に位置する凸曲面５を経て排水口部４に流れ落ちる。しかし、洗浄水の多くは誘導路２に沿って旋回し、急峻な壁４３の手前の緩やかな斜面４４を通じて排水口部４の横筒部４２へとスムーズに流れ込む。

このために、吐出口３から吐出されて旋回しながら流れ落ちる洗浄水は、図２及び図２３に矢印で示すように、ボウル１内を２周する前に（図示例ではほぼ１周半で）排水口部４に至る。通常の洗浄水を旋回流として流す水洗便器では、洗浄水はボウル１内を２周以上旋回して排水口部４に至ることから、ここで示したボウル１は、通常のものに比して、洗浄水を勢いよく排水口部４に送り込むことになる。

また、ボウル１内を一様な水流が流れるのではなく、誘導路２に沿って多くの洗浄水が流れる上に、この流れは、排水口部４の横筒部４２の前面開口につながる緩やかな斜面４４を経て横筒部４２に勢いよく且つスムーズに流れ込む。このために、洗浄水量が少なく、且つ洗浄水の吐出圧が低くても、汚物搬送距離を伸ばすことができる。

また、このボウル１では、前述のように、誘導路２と凸曲面５との間の変曲点の位置が左右で異なる高さにある上に、凸曲面５は左右で曲率半径Ｒ１，Ｒ２が異なっている。そして、凸曲面５との間の変曲点が高いところにある誘導路２では、旋回流として誘導路２に沿って流れる水量が多く（曲率半径Ｒ１の小さい凸曲面５を通って排水口部４に流れ落ちる水量が少なく）、多くの洗浄水は緩やかな斜面４４を通じて排水口部４に至る。

左右両側壁が同一の曲面で形成されているものでは、左右から排水口部４に流れ落ちる洗浄水同士が横筒部４２の前方で互いに衝突して横筒部４２への流れを阻害することになるのに対して、本ボウル１ではこのような事象が生じにくくなっている。従って、洗浄水の排水は更にスムーズなものとなる。

なお、誘導路２の鉛直方向断面における接線並びに誘導路２とその下方側の凸曲面５との間の変曲点における接線は、排水口部４側が下がった傾斜を持つものとしている。つまり、ボウル１の内面は、鉛直方向断面における接線が常に排水口部４側が下がった傾斜を持っている。このために、螺旋状の誘導路２を設けているとはいえ、全ての洗浄水が誘導路２に沿った旋回流として流れるのではなく、誘導路２からその内周側に流れ落ちる水流も生じる。従って洗浄水はボウル１内の汚物の排出だけでなく、ボウル１内面の洗浄用の液剤を洗浄水に添加した場合には、ボウル１の内面を万遍なく洗浄することになる。

前記トラップ筒の駆動によるトラップ解除は、洗浄水の吐出開始から適宜な時間が経過した時点で行い、また洗浄水の吐出が終了する前にトラップ筒を復帰させて封水面を形成することができるようにする。

螺旋状となっている誘導路２は、その全長に亘って鉛直方向断面が凹面である必要はなく、鉛直方向断面が平面や凸面となっている部分を持つものであってもよい。図示例においても、鉛直方向断面が凹面となっている部分の下縁側に、傾斜した平面となっている部分が存在している。

上記実施例では、ターントラップ形式のものを示したが、本発明はこの形式のものに限定されるものでなく、他の排水形式のものにも適用することができる。

また、洗浄水としては、水に洗剤を添加したものを好適に用いることができるが、水だけのものであってもよい。

上記説明に係る一態様は、底部に排水口部（４）を有するボウル（１）を備え、ボウル（１）の内面上部に配した吐出口（３）から吐出した洗浄水をボウル（１）内面に沿って旋回させつつ流下させてボウル（１）内面を洗浄する水洗便器である。ボウル（１）は、導水路（１２）と、誘導路（２）とを備える。導水路（１２）は、周壁（１１）で回りを囲まれて上部周縁に設けられ、内周側が下り傾斜している。誘導路（２）は、導水路（１２）から流下する洗浄水の流れを制御し、ボウル（１）の内面にある。ボウル（１）の内面の鉛直方向断面における接線は、排水口部（４）側が下がった傾斜を持つものとなっている。

この一態様によれば、少洗浄水量または低水圧で洗浄することができる。また、ボウル（１）内面に備える誘導路（２）が排水口部（４）に向けて洗浄水を勢いよく且つスムーズに流し込むことができるものであり、このために洗浄水の水量が少なくても、もしくは、洗浄水の吐出圧が低くても、ボウル（１）内面を洗浄することができる。

１ ボウル
２ 誘導路
３ 吐出口
４ 排水口部
５ 凸曲面
１１ 周壁
１２ 導水路
４３ 壁
４４ 斜面

Claims (9)

1. 底部に排水口部を有するボウルを備え、該ボウルの内面上部に配した吐出口から吐出した洗浄水をボウル内面に沿って旋回させつつ流下させてボウル内面を洗浄する水洗便器であって、
   上記ボウルは、周壁で回りを囲まれて上部周縁に設けられ、内周側が下り傾斜した導水路と、上記導水路から流下する洗浄水の流れを制御し、上記ボウルの内面にある誘導路を備え、
   上記誘導路は、鉛直方向断面において凸面となる凸曲面が下方側に連続して上記排水口部に繋がっているとともに、上記ボウルの左右の両側面は非対称となっており、
   上記ボウル片側の小さい曲率半径の上記凸曲面に上部が繋がる上記排水口部には急峻な壁を備え、他側の大きい曲率半径の上記凸曲面に上部が繋がる上記排水口部には緩やかな斜面を備える、
   ことを特徴とする水洗便器。
2. 上記誘導路は、上記排水口部に向かって漸次低くなる螺旋状のものであることを特徴とする請求項１記載の水洗便器。
3. 上記誘導路は、上記ボウルの上記鉛直方向断面において凹面となる断面を有することを特徴とする請求項１又は２記載の水洗便器。
4. 上記誘導路は、上記鉛直方向断面において凸面となる上記凸曲面が下方側に連続しているとともに、上記ボウルの上記鉛直方向断面における上記誘導路と上記凸曲面との間の変曲点における接線は上記排水口部側が下がった傾斜を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水洗便器。
5. 上記誘導路は、２周以内でボウル上部からボウル底部の排水口部に至る螺旋状であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の水洗便器。
6. 上記吐出口は、上記ボウルの周方向に沿って上記洗浄水を吐出して上記導水路を通じてボウル内に上記洗浄水を供給するものであり、上記誘導路は、上記ボウルの上記上部周縁を一周している上記導水路から旋回流として流れて落ちてきた上記洗浄水を上記排水口部へと導くものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の水洗便器。
7. 上記誘導路は、上記鉛直方向断面において凸面となる上記凸曲面が下方側に連続しているとともに、上記誘導路と上記凸曲面との間の変曲点が高い位置にあるボウル片側の上記凸曲面の曲率半径よりも、上記誘導路と上記凸曲面との間の変曲点が低い位置にあるボウルの他の片側の上記凸曲面の曲率半径が大であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の水洗便器。
8. 上記曲率半径が小である上記ボウル片側の上記凸曲面の下方側の内壁面は、上記曲率半径が大である上記ボウルの他の片側の上記凸曲面の下方側の内壁面よりも、傾きが大であることを特徴とする請求項７記載の水洗便器。
9. 上記曲率半径が大である上記ボウルの他の片側の上記凸曲面の範囲が周方向においてほぼ半周の範囲であることを特徴とする請求項７または８記載の水洗便器。

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