JP6891598B2 - 水洗大便器 - Google Patents

Description

本発明は、水洗大便器に係り、特に、便器の後部に設けられた貯水タンク内に貯水された洗浄水が供給され、この洗浄水によって汚物を排出する陶器によって製造された水洗大便器に関する。

従来から、貯水タンク内に貯水された洗浄水を便器のボウル部に形成されたゼット吐水口に供給し、排水トラップ管路のサイホン作用により、汚物を外部に排出する水洗大便器が知られている。（例えば特許文献１参照）
ここで、従来の水洗大便器においては、図６に示すように、便器の後部にある貯水タンク（図示せず）からの洗浄水をボウル部１に形成されたゼット導水路２を経由して、便器の後方に向かって洗浄水を噴射するゼット吐水口４に供給するため、ゼット導水路２は平面視でＵ字形状となっていた。

しかしながら、ゼット導水路２が、Ｕ字形状であると、図７に示すように、ゼット吐水口４から吐水される洗浄水は、外側の流速が早く、内側の流速が遅い、偏った流速分布（カーブ慣性とも言う）を有する旋回流Ａとなる。

このように、ゼット吐水口４から吐水される洗浄水の流速分布が偏ると、洗浄水が直進性を持たず排水トラップ管路内で流れの乱れにつながる。その結果として、排水トラップ管路内が満水となるのが遅れ、それによりサイホン作用の起動が遅くなる。

この洗浄水の流速分布の偏りを是正するため、特許文献１には、図８に示すようにゼット導水路２を、上流側から下流側に向けて２つに分岐したゼット導水路２ａ，２ｂとし、これらのゼット導水路２ａ，２ｂの下流側がゼット吐水口４に向けて対向するようにした水洗大便器が知られている。この図８に示す水洗大便器においては、２つのゼット導水路２ａ，２ｂからの洗浄水が合流部で合流することにより、それぞれのゼット導水路２ａ，２ｂの洗浄水の流速分布の偏り（カーブ惰性）が打ち消され、唯一の出口であるゼット吐水口４へ向けて吐水されるようになっている。

また、洗浄水の流速分布の偏りを是正するために、特許文献２には、図９に示すように、図８と同様に、２つのゼット導水路２ａ，２ｂを設け、これら複数のゼット導水路からの洗浄水が合流する合流部６に、外側領域を旋回する洗浄水が正面衝突するようにほぼ直線状に形成された外壁部８と、内側領域を旋回する洗浄水がゼット吐水口４に向けてスムーズに流れるように曲がり部が形成された内壁部９とを有するように形成されている水洗大便器が知られている。

実公平１−４４６１６号公報 特開２００８−２７４６７９号公報

ここで、貯水タンクの洗浄水を供給する水洗大便器においては、洗浄時に貯水タンクから洗浄水が供給されてゼット導水路を経由し、ボウル部内の溜水に流れ込み排水トラップ管路へと繋がる。この洗浄水の流速を落とさないことで、排水トラップ管路内を短時間で満水とできる。つまり、水洗大便器においては、排水トラップ管路内が満水となるまでの時間が短ければ短いほど、サイホン作用の起動が早まるので節水性能は高くなる。

このような水洗大便器の持つ特性を考えると、上述した特許文献１の水洗大便器においては、合流時に２つの洗浄水がほぼ全域で正面衝突するので、全域正面衝突により大きな圧損が生じ、ゼット吐水口４から吐水される洗浄水の流速が低下する。そのため、サイホン作用の起動が遅れ、その分洗浄水を無駄に消費してしまい、節水化の要請を満たすことができない便器となっている。

また、上述した特許文献２の水洗大便器においては、特許文献１のように合流時に２つの洗浄水がほぼ全域で正面衝突することがなく、ゼット導水路２の外側領域を旋回する洗浄水のみが正面衝突するので、特許文献１に比べて洗浄水の流速の低下を抑えられるので、節水化の要請を満たすことができないという課題は改善されている。

しかしながら、特許文献２の水洗大便器を実現するためには、給水室から給水され、リム導水路３とゼット導水路２に導かれる洗浄水のうち、ゼット導水路２に導かれた洗浄水のおよそ半分が分岐した一方のゼット導水路２ａに導かれ、残りの半分が他方のゼット導水路２ｂに導かれる必要がある。

さもなければ、二つに分岐したゼット導水路２ａ及び２ｂを旋回する洗浄水が合流部６で衝突しないため、ゼット吐水口４に導かれる洗浄水の流れを妨げてしまい、結果として洗浄水の流速を低下させてしまう。つまり、上述した特許文献２の水洗大便器においては、リム導水路３及び分岐したゼット導水路２ａ及び２ｂに導かれる洗浄水の量及び流速が、左右で同等になるように便器を製造することが求められる。陶器によって製造される便器は、その焼成時におよそ１３％も収縮するため、このような精度で製造することは大変難しい。

したがって、本発明は、ゼット吐水口から吐水される洗浄水の流速分布を均一にし、サイホン作用の起動を遅らせないことで節水化を可能にすると共に、陶器で製造される場合であっても製造性の良い水洗大便器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、便器の後部に設けられた貯水タンク内に貯水された洗浄水が供給され、この洗浄水によって汚物を排出する陶器によって製造された水洗大便器において、汚物受け面を有するボウル部と、ボウル部の左右方向中央底部に設けられサイホン作用により汚物を排出する排水トラップ管路と、ボウル部の排水トラップ管路の入口に対向する位置に形成され便器の後方に向けて洗浄水を吐水するゼット吐水口と、貯水タンク内の洗浄水をゼット吐水口に供給する一つのゼット導水路と、を有し、ゼット導水路は、平面視において洗浄水の左右方向一方側に遠心力がかかるように曲がり、貯水タンク内から便器の前方へ向けて給水された洗浄水を便器の後方へ向けて旋回させる折り返し部と、折り返し部の下流に設けられ洗浄水の左右方向他方側に遠心力がかかるように曲がり、洗浄水を折り返し部と逆方向に旋回させる振り戻し部と、振り戻し部の下流端部とゼット吐水口とを直線で繋ぐ整流部とを備えたことを特徴とする。

このように構成された本発明において、ゼット導水路を流れる洗浄水は、便器の後部に設けられた貯水タンクから便器の前方に向けて給水され、折り返し部を流れることによって、洗浄水の左右方向一方側に遠心力がかかるように、便器の後方に向けて旋回する。このとき、遠心力によって、洗浄水の左右方向一方側の流れが、洗浄水の左右方向他方側の流れと比べて速くなる。その後、洗浄水は、折り返し部の下流側にある振り戻し部を流れることによって、洗浄水の左右方向他方側に遠心力がかかるように、折り返し部と逆方向に旋回する。このとき、遠心力によって、洗浄水の左右方向他方側の流れが、洗浄水の左右方向一方側の流れと比べて速くなる。
これによって、折り返し部を旋回することで、洗浄水の左右方向一方側が早く他方側が遅くなった洗浄水の流速分布を、その下流側にある振り戻し部を旋回させることで、洗浄水の左右方向一方側を遅く他方側を早くすることができるため、ゼット導水路を流れる洗浄水の流速分布が均一に揃えられる。

さらに、洗浄水が振り戻し部の下流側にありゼット吐水口まで直線でつながれた整流部を流れることによって、ゼット吐水口から吐水される洗浄水の向きが排水トラップ管路の方向に揃えられる。

これによって、ゼット吐水口から排水トラップ管路に向けて流速分布が均一な洗浄水を吐水できるので、排水トラップ管路が満水になるまでの時間を短くすることができ、サイホン作用の起動を早めることができるので節水性能が高い水洗大便器を提供することができる。

また、本発明における水洗大便器は、一つのゼット導水路で上記の効果を実現できるため、分岐したゼット導水路に対して同等の洗浄水を分配しなくてはいけない場合と比較して、陶器の焼成時に生じる収縮に関する精度が低くてよい。そのため、製造性が良い水洗大便器を提供することができる。

本発明において、好ましくは、折り返し部の曲率は、振り戻し部の曲率よりも小さい。

このように構成された本発明においては、折り返し部の曲率を振り戻し部の曲率よりも小さくしたことによって、ゼット導水路の上流側にあり、貯水タンクから供給されたばかりの流速の速い洗浄水が流れる折り返し部において、その洗浄水の運動エネルギーをなるべく落とさないように、ボウル部に沿うように緩やかなカーブを描きながら旋回させることができる。
これによって、折り返し部を流れる洗浄水の流速の低下を抑えることが出来るため、より節水が可能な水洗大便器を提供することができる。

本発明において、好ましくは、折り返し部は、その断面形状が、左右方向一方側の外側領域が広く、左右方向他方側の内側領域が狭く形成されている。

このように構成された本発明においては、折り返し部の断面形状が、左右方向一方側の外側領域を広く、左右方向他方側の内側領域を狭い断面形状にしたことによって、遠心力によって早くなる左右方向一方側の洗浄水の流速を少し遅くし、それと比較して流速の遅い左右方向他方側を旋回する洗浄水の流速を少し早くすることができる。これにより、左右方向一方側と左右方向他方側を旋回する洗浄水の流速差を小さくすることができる。これにより、振り戻し部の曲率を大きくすること無く、言い換えると、急カーブにすることなく、ゼット吐水口から吐水される洗浄水の流速分布の偏りを均一にすることができる。
これによって、振り戻し部を流れる洗浄水の流速の低下を抑えることが出来るため、より節水が可能な水洗大便器を提供することができる。

本発明において、好ましくは、振り戻し部は、その断面形状が、左右方向他方側の内側領域が広く、左右方向一方側の外側領域が狭く形成されている。

このように構成された本発明においては、振り戻し部の断面形状が、左右方向他方側の内側領域を広く、左右方向一方側の外側領域を狭い断面形状にしたことによって、折り返し部を旋回したことにより、早くなった左右方向一方側の洗浄水の一部が左右方向他方側に移動するため、左右方向一方側を旋回する洗浄水と、左右方向他方側を旋回する洗浄水との流速差を小さくすることができる。これにより、振り戻し部の曲率を大きくすること無く、言い換えると、急カーブにすることなく、ゼット吐水口から吐水される洗浄水の流速分布の偏りを均一にすることができる。
これによって、振り戻し部を流れる洗浄水の流速の低下を抑えることが出来るため、より節水が可能な水洗大便器を提供することができる。

本発明の水洗大便器によれば、ゼット吐水口から吐水される洗浄水の流速分布を均一にし、サイホン作用の起動を遅らせないことで節水化を可能にすると共に、陶器で製造される場合であっても製造性の良い水洗大便器を提供することを目的とする。

本実施形態に係る水洗大便器を示す側面断面図である。 本実施形態に係る水洗大便器を示す平面図である。 本実施形態に係る水洗大便器を示す拡大平面図である。 本実施形態に係る水洗大便器を示す拡大平面図である。 本実施形態に係るゼット導水路の部分拡大断面図である。 従来の水洗大便器を示す平面図である。 従来の水洗大便器における洗浄水の旋回流の流速分布の偏り（カーブ惰性）を示す拡大平面図である。 従来の水洗大便器（特許文献１）を示す平面図である。 従来の水洗大便器（特許文献２）を示す平面図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の一実施形態による水洗大便器を説明する。先ず、図１乃至図２により、本発明の実施形態による水洗大便器の基本構造を説明する。図１は本発明の実施形態に係る水洗大便器を示す側面断面図であり、図２は本発明の実施形態に係る水洗大便器の平面図である。

図１乃至図２に示すように本実施形態による水洗大便器１０は、便器本体１２と、この便器本体１２の後方上部に配置された洗浄水を貯水する貯水タンク１４を備えている。
便器本体１２は、前方部分にボウル部１６を備え、このボウル部１６には、椀状の汚物受け面１８と、上縁部であるリム２０が形成されている。ボウル部１６の底部には、汚物排出のための排出口２２が形成されている。

ボウル部１６の上縁部であるリム２０には、洗浄水を吐水するためのリム吐水口２４が形成され、ボウル部１６の前方下方側には排出口２２に向けてゼット吐水口２６が形成されている。
さらに、ボウル部１６の後方下方側には、サイホン作用により汚物を排出するための排水トラップ管路２８が形成されている。ここで、ゼット吐水口２６は排出口２２を介して排水トラップ管路２８の入口２８ａに対向する位置に形成されている。

また、便器本体１２の後方上部には、貯水タンク１４から洗浄水が供給される給水室３０が形成され、さらに、この給水室３０には、上述したリム吐水口２４に洗浄水を導くためのリム導水路２３と、ゼット吐水口２６に洗浄水を導く為のゼット導水路２５が接続して設けられている。

本実施形態において、このゼット導水路２５は、便器本体１２の右方向から左方向にかけて、便器本体１２の後方上部の貯水タンク１４から供給された洗浄水を便器本体１２の後方に向けて旋回させる折り返し部３２と、折り返し部３２の下流側に設けられ、洗浄水を便器本体１２の左方向から左右中央方向に向けて旋回させる振り戻し部３４と、振り戻し部３４の下流端に設けられ、振り戻し部３４の下流端部とゼット吐水口２４とを直線で繋ぐ整流部３６と、によって構成されている。

次に、図３乃至図５により、本実施形態に係る水洗大便器のゼット導水路について詳細に説明する。図３及び図４は、本実施形態に係る水洗大便器のゼット導水路を示す拡大平面図であり、図５は、本実施形態に係るゼット導水路の部分拡大断面図である。

図３に示すように、便器本体１２の後方上部の貯水タンク１４から供給された洗浄水Ａは、便器本体１２の後方に向けてボウル部１６の右側から左側へと洗浄水を旋回させる折り返し部３２を流れる。折り返し部３２はボウル部１６の周に沿うように緩やかなカーブを有していることによって、貯水タンク１４から供給されたばかりの流速の早い洗浄水の運動エネルギーをなるべく落とさないように旋回させることができる。

このとき、洗浄水Ａは遠心力によって、折り返し部３２の外側領域の洗浄水Ｂは相対的に流速が早く、一方、折り返し部３２の内側領域の洗浄水Ｃは相対的に流速が遅くなっている。つまり、折り返し部３２において洗浄水Ａは偏った流速分布を有している。

次に、洗浄水Ａは、折り返し部３２の下流側にあり、ボウル部１６の左側から左右方向中央へ旋回させる振り戻し部３４を流れる。ここで、洗浄水Ａは遠心力によって、振り戻し部３４の外側領域の洗浄水Ｂは相対的に流速が遅く、一方、振り戻し部３４の内側領域の洗浄水Ｃは相対的に流速が早くなっている。

ボウル部１６の左側から左右方向中央へ旋回させる振り戻し部３４を洗浄水が旋回する距離は、ボウル部１６の右側から左側へ旋回させる折り返し部３２を洗浄水が旋回する距離に比べて短い。ここで、折り返し部３２を旋回したことによって、外側領域を旋回する洗浄水Ｂの流速の方が内側領域を旋回する洗浄水Ｃよりも早くなった、偏った洗浄水Ａの流速分布を、折り返し部３２よりも短い距離を有する振り戻し部３４で均一にしなくてはいけないので、振り戻し部３４は折り返し部３２と比較して急なカーブを有している。

これによって、ゼット導水路２５の上流側にある折り返し部３２を旋回させた後に、ゼット導水路２５の下流側にある振り戻し部３４を旋回させることによって、ゼット導水路２５を旋回する洗浄水Ａの流速分布が均一にすることができる。

図４に示すように、振り戻し部３４を流れ終えた洗浄水Ａは、振り戻し部３４の下流端部と、ゼット吐水口２６とを直線で繋ぐ整流部３６を流れることによって、ゼット吐水口２６から吐水される洗浄水Ａの方向を排水トラップ管路２８の入口２８ａに向けて揃えることができる。

これによって、排水トラップ管路２８に対して真っ直ぐで、且つ、均一な流速分布を有する洗浄水Ａが、ゼット吐水口２６から吐水されるため、排水トラップ管路２８を短時間で満水にすることができる。

図５（ａ）に示すように、図３及び図４のａ−ａ線で切ったゼット導水路２５の折り返し部３２の断面形状Ｄ１は、内側領域の高さｈ１が外側領域の高さｈ２よりも低いことから、内側領域が狭く、外側領域が広くなっていることが分かる。洗浄水が旋回する領域を広くすると、その領域を旋回する洗浄水の流量が多くなるため流速が少し遅くなる。一方で、洗浄水が旋回する領域を狭くすると、その領域を旋回する洗浄水の流量が少なくなるため流速が少し早くなる。これによって、広い外側領域を流れる流速の早い洗浄水Ｃの流速が少し遅くなり、狭い内側領域を流れる流速の遅い洗浄水Ｂの流速が少し早くなるので、折り返し部３２の外側領域と内側領域を旋回する流速差が大きくなり過ぎることを防止できる。

図５（ｂ）に示すように、図３及び図４のｂ−ｂ線で切ったゼット導水路２５の振り戻し部３４の断面形状Ｄ２は、内側領域の高さｈ３が外側領域の高さｈ４よりも高いことから、内側領域が広く、外側領域が狭くなっていることが分かる。これによって、折り返し部３２を旋回したことにより、早くなった外側領域を旋回する洗浄水の一部が、広くなった内側領域に移動するため、外側領域と内側領域を旋回する洗浄水の流速分布の偏りを小さくできる。なお、振り戻し部の断面形状は、整流の作用を強めるために左右対称の断面であってもよい。

本実施形態は、一つのゼット導水路２５によって、ゼット吐水口２６から吐水される洗浄水Ａの流速分布を均一にし、排水トラップ管路２８の入口２８ａへ向かう洗浄水Ａの吐水方向を揃えることができるため、分岐したゼット導水路２５で同等の効果を奏する陶器の水洗大便器１０を製造する場合と比較して製造性が良い。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、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、水洗大便器は、貯水タンク内に貯水された洗浄水の水頭圧によってゼット導水路へ洗浄水を供給することに代えて、貯水タンクに貯水された洗浄水を電動ポンプによって吸引して加圧してゼット導水路に供給するようにしてもよい。
また、貯水タンク内に一端がゼット導水路の入口に接続され、他端には吸引口が形成されたスロート管と、吸引口からスロート管の内部に向けて水を噴射するノズルとを有するジェットポンプユニットを備え、ノズルから水道水を高速で噴射することで生じるジェットポンプ作用によってゼット導水路に洗浄水を供給するものであってもよい。
このように水頭圧に代えて、電動ポンプやジェットポンプユニットを用いてゼット導水路に洗浄水を供給することで、貯水タンクの設置位置はリムより上方にする必要がなく、リムより下方に設けることができる。なお、電動ポンプやジェットポンプユニットからはゼット導水路だけに供給するようにして、リム導水路へは貯水タンクを介することなく水道水を直接供給するようにしてもよい。

１０ 水洗大便器
１２ 便器本体
１４ 貯水タンク
１６ ボウル部
１８ 汚物受け面
２０ リム
２２ 排出口
２３ リム導水路
２４ リム吐水口
２５ ゼット導水路
２６ ゼット吐水口
２８ 排水トラップ管路
２８ａ 入口
３０ 給水室
３２ 折り返し部
３４ 振り戻し部
３６ 整流部
Ｄ１ 折り返し部の断面
Ｄ２ 振り戻し部の端面
ｈ１ 折り返し部の断面の外側領域の縦寸法
ｈ２ 折り返し部の断面の内側領域の縦寸法
ｈ３ 振り戻し部の断面の外側領域の縦寸法
ｈ４ 振り戻し部の断面の外側領域の縦寸法

Claims (4)

1. 便器の後部に設けられた貯水タンク内に貯水された洗浄水が供給され、この洗浄水によって汚物を排出する陶器によって製造された水洗大便器において、
   汚物受け面を有するボウル部と、
   前記ボウル部の左右方向中央底部に設けられサイホン作用により汚物を排出する排水トラップ管路と、
   前記ボウル部の前記排水トラップ管路の入口に対向する位置に形成され前記便器の後方に向けて前記洗浄水を吐水するゼット吐水口と、
   前記貯水タンク内の前記洗浄水を前記ゼット吐水口に供給する一つのゼット導水路と、
   を有し、
   前記ゼット導水路は、平面視において前記洗浄水の左右方向一方側に遠心力がかかるように曲がり、前記貯水タンク内から前記便器の前方へ向けて給水された前記洗浄水を前記便器の後方へ向けて旋回させる折り返し部と、前記折り返し部の下流に設けられ前記洗浄水の左右方向他方側に遠心力がかかるように曲がり、前記洗浄水を前記折り返し部と逆方向に旋回させる振り戻し部と、前記振り戻し部の下流端部と前記ゼット吐水口とを直線で繋ぐ整流部とを備えたことを特徴とする水洗大便器。
2. 前記折り返し部の曲率は、前記振り戻し部の曲率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の水洗大便器。
3. 前記折り返し部は、その断面形状が、前記左右方向一方側の外側領域が広く、前記左右方向他方側の内側領域が狭く形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水洗大便器。
4. 前記振り戻し部は、その断面形状が、前記左右方向他方側の内側領域が広く、前記左右方向一方側の外側領域が狭く形成されていることを特徴とする請求項３に記載の水洗大便器。

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