JP6908871B2 - 水洗大便器 - Google Patents

Description

本発明は、水洗大便器に係り、特に、洗浄水源から供給される洗浄水によって洗浄されて汚物を排出する水洗大便器に関する。

従来から、特許文献１及び２、及び図６に示すように、サイホンゼット式の従来の水洗大便器１０１において、ゼット吐水流（ジェット吐水流）によりサイホンの起動及び汚物排出を効率よく行うために、排水トラップ管路１２２の入口部１２２ａの中央に向かってゼット吐水流が流れるように排水トラップ管路１２２の入口部１２２ａの中央に向かって直線的に延びるゼット吐水部１３２を配置したものが知られている。このようなゼット吐水部１３２の出口に接続されるボウル部１２０のボウル部底面１２０ａは、ゼット吐水部１３２の出口から排水トラップ管路１２２の入口部１２２ａの中央に向かって直線的に延びている。

特許５４２９６８８号公報 特許４５２９１７８号公報

しかし、より強力なサイホンを起動させるため、ゼット吐水部１３２から排水トラップ管路１２２の入口部１２２ａの中央に向かうゼット吐水流の水勢を強くすると、ゼット吐水流が、ゼット吐水部１３２内からボウル部底面１２０ａ近傍のボウル部１２０内の比較的広い領域に流出することにより拡散しやすく、水勢が一気に落ち（水流が分岐されるほどの水勢がなくなり）、ボウル部底面１２０ａに沿って直進されるような流れを形成してしまう。よって、上記構成では排水トラップ管路１２２のトラップ上昇管にゼット吐水流がぶつかり、洗浄水の流れにロスが生じてしまい、汚物を排水トラップ管路１２２に押し込むことができず、汚物の排出能力が低下するという問題があった。また、排水トラップ管路１２２のトラップ上昇管にゼット吐水流がぶつかってしまうため、流れが阻害され、サイホン作用の起動のタイミングを早めることができないという問題があった。
例えば、図６に示すように、従来の排水トラップ管路１２２の入口部１２２ａの中央に向かって直線的に延びているゼット吐水部１３２を備えた水洗大便器において、ゼット吐水部１３２から吐水された洗浄水のゼット吐水流が、対向する正面の排水トラップ管路１２２の底面の領域Ｅに衝突し、洗浄水の流れにロスが生じる様子が解析により示されている。

そこで、本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、ボウル部の底面に沿って比較的早期に排水トラップ管路に到達することによりサイホン作用の起動のタイミングを早めるゼット吐水流と、ゼット吐水口部から排水トラップ管路に向けて汚物を押込む流れを形成するゼット吐水流と、を形成することができ、サイホン作用により汚物を排出させる水洗大便器において、より少ない洗浄水量であっても、排水トラップ管路内からの汚物の排出性能を向上させ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。

上述した目的を達成するために、本発明は、洗浄水源から供給される洗浄水によって洗浄されて汚物を排出する水洗大便器であって、ボウル形状の汚物受け面と、この汚物受け面の上縁に形成されたリム部と、を備えたボウル部と、このボウル部の下部に接続される排水トラップ管路と、ボウル部の下部に接続され且つ排水トラップ管路に向けて開口されるゼット吐水口部であって、その出口部の出口部底面とボウル部の底面とが接続されるゼット吐水口部と、を有し、ボウル部の底面は、ゼット吐水口部の出口部底面の先端から出口部底面よりも下方に斜めに傾斜する曲面を形成し、ゼット吐水口部の出口部は、排水トラップ管路の入口内の中央部より下方側に向けて開口され、出口部の出口流路天井面は、ほぼ平坦な平面を形成し、出口流路天井面は、出口部の出口に向かって直線的に延び且つ排水トラップ管路の入口部の中央部より下方側且つ入口部の底面より上方側に向かうような傾斜を有する平面を形成し、上記汚物受け面は、上記ゼット吐水口部の上方における凹部分であって、上記排水トラップ管路の底面の頂部によって規定される水位より下方且つ近傍の上記汚物受け面の前側底面よりもさらに下方に傾斜された上記凹部分と、上記凹部分の下端部から上記ゼット吐水口部の上記出口部に向かって下方向きに傾斜する傾斜面とを備え、上記凹部分は、上記前側底面の傾斜よりも大きい傾斜を形成する凹部分傾斜面を備え、上記傾斜面の傾斜は、上記凹部分傾斜面の傾斜よりも小さい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、ゼット吐水口部の出口部の出口部底面に沿って吐出されるゼット吐水流の一部が、コアンダ効果により、出口部底面の先端から出口部底面よりも下方に斜めに傾斜する曲面を形成するボウル部の底面に沿った流れを形成するので、ボウル部の底面に沿って比較的早期に排水トラップ管路に到達することによりサイホン作用の起動のタイミングを早めるゼット吐水流と、ゼット吐水口部から排水トラップ管路に向けて汚物を押込む流れを形成するゼット吐水流と、を形成することができ、サイホン作用により汚物を排出させる水洗大便器において、より少ない洗浄水量であっても、排水トラップ管路内からの汚物の排出性能を向上させることができる。
また、このように構成された本発明においては、ゼット吐水口部は、排水トラップ管路の入口内の中央部より下方側に向けてゼット吐水流を吐水するので、ゼット吐水流が、コアンダ効果によるボウル部の底面に沿った流れと、ボウル部の底面に沿った流れが比較的強い水勢を保っている状態で合流され、両者の流れが相俟ってスムーズに排水トラップ管路内を流れる流れを形成でき、ゼット吐水流が排水トラップ管路の内面に衝突するようにして排水トラップ管路内の流れを妨げる流れを生じさせることを抑制することができる。

本発明において、好ましくは、排水トラップ管路の上昇管路の水平に対する傾斜角度と、ゼット吐水口部の水平に対する傾斜角度との比率は、２６：１〜６．５：１の範囲の比率とされている。
このように構成された本発明においては、ゼット吐水口部は、排水トラップ管路の入口内の中央部より下方側に向けてゼット吐水流を吐水するので、ゼット吐水流が、コアンダ効果によるボウル部の底面に沿った流れと、ボウル部の底面に沿った流れが比較的強い水勢の状態で合流され、両者の流れが相俟ってスムーズに排水トラップ管路内を流れる流れを形成でき、ゼット吐水流が排水トラップ管路の内面に衝突するようにして排水トラップ管路内の流れを妨げる流れを生じさせることを抑制することができる。

本発明において、好ましくは、ゼット吐水口部の出口部底面と、この出口部底面の先端から下方に延びるボウル部の底面の接線との間の角度は、１４０度〜１６５度の範囲の角度に形成されている。
このように構成された本発明においては、ゼット吐水口部の出口部底面と、この出口部底面の先端から下方に延びるボウル部の底面の接線との間の角度は、１４０度〜１６５度の範囲の角度に形成されているので、ゼット吐水口部の出口部底面に沿って流出されるゼット吐水流のうちの一部が、コアンダ効果により、ボウル部底面に引き寄せられ且つボウル部底面に沿って流れることができる。よって、ボウル部の底面に沿って比較的早期に排水トラップ管路に到達することによりサイホン作用の起動のタイミングを早めるゼット吐水流と、ゼット吐水口部から排水トラップ管路に向けて汚物を押込む流れを形成するゼット吐水流と、を形成することができ、サイホン作用により汚物を排出させる水洗大便器において、より少ない洗浄水量であっても、排水トラップ管路内からの汚物の排出性能を向上させることができる。

本発明の水洗大便器によれば、サイホン作用により汚物を排出させる水洗大便器において、より少ない洗浄水量であっても、排水トラップ管路内からの汚物の排出性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態による水洗大便器を示す斜視図であり、便蓋及び便座を上方位置まで回動させた状態を示す。 図１に示す本発明の一実施形態による水洗大便器の便器本体部分を示す平面図である。 本発明の一実施形態による水洗大便器における左右方向の中央断面を左側から見た断面図であり、便蓋及び便座を下方位置まで回動させた状態を示す。 図３の領域Ｃを拡大して示す部分拡大断面図である。 図１に示す本発明の一実施形態による水洗大便器のゼット導水路のゼット吐水部を排水トラップ管路側から見た状態を示す部分拡大図である。 本発明の一実施形態による水洗大便器を用いて便器洗浄を行ったとき、ゼット吐水部から吐水されるゼット吐水流と、このゼット吐水流の一部がゼット吐水部の出口からさらに下方に斜めに傾斜するボウル部底面に沿って流れる流れとの排水トラップ管路の入口部近傍における流速分布を解析した結果の一例を示している。 図５に示す解析結果の比較例として、従来の水洗大便器において便器洗浄を行ったとき、ゼット吐水部の出口から排水トラップ管路の入口部中央に向かって直線的に延びているボウル部の底面に沿って吐水されるゼット吐水流の排水トラップ管路の入口部近傍における流速分布を解析した結果を示す。

つぎに、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態による水洗大便器について説明する。
まず、図１は本発明の一実施形態による水洗大便器を示す斜視図であり、便蓋及び便座を上方位置まで回動させた状態を示し、図２は図１に示す本発明の一実施形態による水洗大便器の便器本体部分を示す平面図であり、図３は本発明の一実施形態による水洗大便器における左右方向の中央断面を左側から見た断面図であり、便蓋及び便座を下方位置まで回動させた状態を示し、図３ｂは図３の領域Ｃを拡大して示す部分拡大断面図であり、図４は図１に示す本発明の一実施形態による水洗大便器のゼット導水路のゼット吐水部を排水トラップ管路側から見た状態を示す部分拡大図である。

図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態による水洗大便器１は、陶器製の便器本体２と、この便器本体２の上面に上下方向に回動可能に配置された便座４と、この便座４を覆うように上下方向に回動可能に配置された便蓋６と、便器本体２の後方に配置された機能部８とを備えている。
また、図３に示すように、機能部８は、便器本体２の後方上部に配置されて、使用者の局部を洗浄する衛生洗浄部として機能する衛生洗浄系機能部１０と、この衛生洗浄系機能部１０に近接して配置されて、便器本体２への給水機能に関与する給水系機能部１２とを備えている。

つぎに、図１〜図３に示すように、便器本体２は、ボウル形状の汚物受け面１４と、この汚物受け面１４の上縁の棚面１６から立ち上がるように形成されたリム部１８とを備えたボウル部２０を備えている。
また、図３に示すように、便器本体２は、ボウル部２０の下方に入口部２２ａが接続されて、ボウル部２０内の汚物を排出する排水路である排水トラップ管路２２を備えている。

つぎに、図２に示すように、ボウル部２０は、便器本体２の前方から見てボウル部２０の前方側領域内の右側のリム部１８の内部には、リム吐水部の一部であるリム通水路２４が形成されている。また、このリム通水路２４の下流端には、リム吐水部の一部であるリム吐水口２６が形成されている。
さらに、図２に示すように、リム通水路２４の上流側は、洗浄水源である水道（図示せず）から供給される洗浄水をリム通水路２４に供給する導水路である導水管２８に接続されている。この導水管２８の上流側は、洗浄水源である水道（図示せず）に直結されており、この水道の給水圧力を利用して、導水管２８からリム通水路２４内に供給された洗浄水は、リム通水路２４内で前方へ導かれ、その後、内側且つ後方側に屈曲し、下流側のリム吐水口２６まで導かれるようになっている。
そして、リム吐水口２６に導かれた洗浄水は、後方に向けて吐水（リム吐水）され、リム吐水口２６の下流側近傍に形成される通水路３０（詳細は後述する）を経てボウル部２０内を旋回することにより、ボウル部２０内に旋回流が形成されるようになっている。

なお、本実施形態の水洗大便器１においては、リム吐水部であるリム通水路２４及びリム吐水口２６について、便器本体２の前方から見てボウル部２０の前方側領域内の右側のリム部１８の内部に配置した形態について説明するが、このような形態に限定されず、リム吐水口を便器本体２の前方から見てボウル部２０の前方側領域内の左側、又はボウル部２０の後方側領域内の右側、又はボウル部２０の後方側領域内の左側のリム部１８に配置してもよい。
また、本実施形態の水洗大便器１においては、リム吐水部であるリム通水路２４及びリム吐水口２６は、陶器を加工することで便器本体２に一体に形成されているが、例えば、樹脂等で便器本体２とは別体として形成し、樹脂等の通水路を便器本体２内に取り付ける構成としてもよい。

さらに、図２に示すように、ボウル部２０の下部において、排水トラップ管路２２の入口部２２ａに向けて差し向けられるように開口されたゼット吐水部３２（ゼット吐水口部）が形成されている。ゼット吐水部３２は、ゼット噴流を吐水する吐水口部を形成している。ゼット吐水部３２は、貯水タンク３４（或いは給水源）とボウル部２０の下部の流路とを接続するゼット導水路３１の下流端部に形成されている。ゼット導水路３１の上流側が加圧ポンプ３６を介して貯水タンク３４に接続されている。このゼット吐水部３２による吐水（ゼット吐水）に関しては、給水系機能部１２に設けられている貯水タンク３４に貯水された洗浄水が、給水系機能部１２の加圧ポンプ３６によって加圧されて、ゼット吐水部３２から吐出されるようになっている。
また、ゼット吐水部３２から吐出された洗浄水は、排水トラップ管路２２の入口部２２ａから、この入口部２２ａの後方側の上昇管路２２ｂ内に流入した後、この上昇管路２２ｂ内を排水トラップ管路２２の頂部２２ｃから下降管路２２ｄに流出するようになっている。
なお、ゼット導水路３１に洗浄水を給水する給水源としては、貯水タンク３４の他に、水道又は設備の給水圧力を利用する水道等であってもよい。給水系機能部１２の加圧ポンプ３６は省略されてもよい。例えば、水道直圧式の給水方式を採用する場合には、水道の給水圧力により加圧された水が供給されるため、加圧ポンプ３６は省略されてもよい。

図２に示すように、ゼット導水路３１は、加圧ポンプ３６から延びる配管の下流端に接続される。ゼット導水路３１は、上面視で、便器本体２の左側後方から前方に向かって下降しながら延び、汚物受け面１４の裏面の外側に沿うような流路を形成している。ゼット導水路３１は、ボウル部２０のほぼ中央の最深部を形成する溜水部の側方を前方側に向かって延びた後、溜水部の前方側且つ便器本体２の中央に向かって延び、溜水部の前方側において、後ろ向きに向きを変えて汚物受け面１４の後述する下降平坦面１５の下方且つ溜水部１７に向かって延びる。後述するゼット吐水部３２は、上面視においては、ゼット導水路３１のうち、便器本体２の前方から後方に向かって直線的に延びる流路を形成している。ゼット導水路３１は、このような流路形状が陶器により形成されている。

ここで、衛生洗浄系機能部１０及び給水系機能部１２のそれぞれの具体的な構造については、従来のものと同様であるため、詳細な説明については省略するが、衛生洗浄系機能部１０には、ボウル部２０の上方の使用者に向けて洗浄水を噴射するノズル装置（図示せず）を含む局部洗浄装置（図示せず）が設けられている。
その他、衛生洗浄系機能部１０には、局部洗浄装置（図示せず）に供給される洗浄水を貯水する貯水部（図示せず）、この貯水部（図示せず）内の洗浄水を適温に温めて温水にする加熱器（図示せず）、換気ファン（図示せず）、脱臭ファン（図示せず）、温風ファン（図示せず）、及び、これらの機器の作動を制御するコントローラ（図示せず）等が設けられている。
一方、給水系機能部１２の給水路（図示せず）は、その上流側が給水源である水道（図示せず）に接続されており、貯水タンク（図示せず）の上流側の給水路には、定流量弁（図示せず）、電磁弁（図示せず）、貯水タンク（図示せず）への給水とリム吐水口２６への吐水とを切り替える切替弁（図示せず）等が設けられている。また、給水系機能部１２には、これら以外にも、電磁弁（図示せず）の開閉操作、切替弁（図示せず）の切替操作、及び、加圧ポンプ（図示せず）の回転数や作動時間等を制御するコントローラ（図示せず）等が設けられている。

なお、本実施形態による水洗大便器１においては、リム吐水口２６によるリム吐水について水道の給水圧力を利用して行い、ゼット吐水部３２によるゼット吐水について加圧ポンプ（図示せず）を制御することにより貯水タンク（図示せず）内の洗浄水を供給する、いわゆる、ハイブリッド式の水洗大便器の形態について説明するが、このような形態に限られず、他の形態についても適用可能である。すなわち、他の形態として、水道のみから直接的に供給される洗浄水について、バルブを切り替えることによってリム吐水口２６によるリム吐水とゼット吐水部３２によるゼット吐水とを切り替えるような形態であってもよいし、貯水タンク内の洗浄水について、ポンプのみを切り替えることによって、リム吐水口２６によるリム吐水とゼット吐水部３２によるゼット吐水とを切り替えるような形態であってもよい。

つぎに、図２乃至図４を参照して、本発明の一実施形態による水洗大便器１のゼット導水路３１のゼット吐水部３２及びゼット吐水部３２が接続されるボウル部２０のボウル部底面２０ａの詳細について説明する。

まず、図３ｂに示すように、ゼット吐水部３２は、ボウル部２０の下部に接続され且つ排水トラップ管路２２に向けて開口される。また、ゼット吐水部３２は、ボウル部２０の汚物受け面１４において溜水部１７の前方に形成された下降平坦面１５の下方側に形成されている。下降平坦面１５は、汚物受け面１４の前方側から後方側の溜水部１７に向かって下降する下り傾斜の平坦面を形成している。下降平坦面１５は、滑り台のように汚物及び洗浄水を下降させる流路を形成している。汚物受け面１４においてゼット吐水部３２の上方に下降平坦面１５を形成することにより、矢印Ｆ６に示すように、下降平坦面１５に沿って流下する洗浄水の流れが、スロープ状の斜面に沿って流れ下り、溜水部１７中に排水トラップ管路２２の入口に向かう比較的整流された流れを形成するので、排水トラップ管路２２内に汚物を押し込み且つ汚物を排出させる能力を向上させることができる。

ゼット吐水部３２は、ゼット吐水部３２の出口３２ａまで延びる出口流路部６０を備えている。出口流路部６０には、ゼット吐水部３２の下端部の出口３２ａに向かって斜め下方に延びる下端部底面６０ａ（出口部底面）と、下端部底面６０ａの両側から上方に立ち上がる出口流路側壁６０ｂと、出口３２ａに向かって延び且つ下端部底面６０ａとほぼ平行に延びる出口流路天井面６０ｃ（天井面）と、が形成されている。ゼット吐水部３２の下端部の下端部底面６０ａと後述するボウル部２０のボウル部底面２０ａとが、ゼット吐水部３２の下端部の出口３２ａにおいて接続される。なお、ゼット吐水部３２は、その内部の流路に出口３２ａよりも低い部分を有していてもよい。

ゼット吐水部３２の出口流路部６０は、前後方向に延びる流路を形成している。この出口流路部６０は、図４に示すように、左右方向の断面において概ね四角形状の流路を形成している。なお、左右方向の断面において下端部底面６０ａ及び/又は出口流路天井面６０ｃが湾曲した形状、例えば管形状を形成していてもよい。

ゼット吐水部３２の出口流路部６０は、下端部底面６０ａと、出口流路側壁６０ｂと、出口流路天井面６０ｃとにより、ゼット導水路３１の流路（流路の通水断面積）を絞るように形成されている。絞り部は、ゼット導水路３１内のいずれの位置に配置されていてもよく、且ついかなる形状に形成されていてもよい。本実施形態においては、出口流路部６０の所定長さの領域にわたって、流路が狭められている形状（例えばほぼ同じ流路断面積が維持されている形状）が連続することにより、絞り部が一定の長さにわたって形成されている。変形例としては、例えば、いずれかの部分の左右の側壁の幅がゼット導水路３１内のさらに上流側部分よりも狭められていてもよく、又はいずれかの部分の床面から天井面までの高さが上記上流側部分の床面から天井面までの高さよりも小さくなるように狭められていてもよい。また、絞り部は、壁面から突出した突出部形状、丘形状、円弧形状、又は半球形状等により形成されていてもよい。

出口流路部６０の下端部底面６０ａは、ほぼ平坦な平面を形成している。出口流路部６０の下端部底面６０ａは、便器本体２の前方側から後方側に向かって斜め下方に延びている。すなわち、下端部底面６０ａは、ボウル部２０の前部側の下方から、ボウル部２０の後部側の下方に向かう下り傾斜の斜面として形成されている。

図３に示すように、出口流路部６０の中心線Ｃ１（又は出口流路部６０の下端部底面６０ａ）の水平面Ｌ（すなわち水平）に対する傾斜の角度α１が、５度〜２０度の範囲の角度に形成されている。出口３２ａ近傍領域において、出口流路部６０の中心線Ｃ１と出口流路部６０の下端部底面６０ａとはほぼ同じ傾斜角度を有するように形成されている。なお、出口流路部６０の下端部底面６０ａは、ほぼ水平に形成されていてもよい。

排水トラップ管路２２の上昇管路２２ｂ（又は上昇管路２２ｂの上昇管路底面２２ｅ）の水平面Ｌ（すなわち水平）に対する傾斜の角度α２は、１２０度〜１４０度の範囲の角度に形成されている。よって、排水トラップ管路２２の上昇管路２２ｂの上昇管路底面２２ｅの水平面Ｌ（すなわち水平）に対する傾斜の角度α２と、出口流路部６０の水平面Ｌ（すなわち水平）に対する傾斜の角度α１との比率は、２６：１〜６．５：１の範囲の比率とされている。別の言い方によれば、排水トラップ管路２２の上昇管路２２ｂの水平面Ｌに対する傾斜の角度α２の値を、出口流路部６０の水平面Ｌに対する傾斜の角度α１の値で除した（割った）値が、２６〜６．５の範囲の値となっている。
なお、下端部底面６０ａが出口３２ａ近傍においてほぼ水平に形成されている。そのほぼ水平に形成されている出口３２ａの下端部底面６０ａを、排水トラップ管路２２の入口部２２ａに向けて延ばした位置（すなわち、水平面Ｌを入口部２２ａへ向けて延ばした位置）は、入口部２２ａの中央部近傍の位置となっている。なお、出口３２ａが、下端部底面６０ａの下り傾斜（出口流路部６０の下り傾斜、すなわち、中心線Ｃ１の傾き）とほぼ同じ下り傾斜を有するように形成されていてもよい。

ゼット吐水部３２の出口流路部６０の出口３２ａは、ボウル部２０の下部のボウル部底面２０ａの最下端よりもわずかに上方に位置している。この出口流路部６０の出口３２ａ近傍の後方側におけるボウル部２０のボウル部底面２０ａは、後方側、すなわち排水トラップ管路２２の入口部２２ａ側に向かう比較的緩やかな下り傾斜を形成している。このボウル部底面２０ａは、ゼット吐水部３２の出口３２ａから斜め下方に延びる面を形成している。

ボウル部２０のボウル部底面２０ａは、ゼット吐水部３２の下端部底面６０ａの先端（下端）から下端部底面６０ａ（又は出口流路部６０の中心線Ｃ１）よりも下方に斜めに傾斜する曲面を形成する。すなわち、ゼット吐水部３２の出口３２ａ近傍領域におけるボウル部底面２０ａの下り傾斜は、ゼット吐水部３２の出口３２ａの下端部底面６０ａの下り傾斜よりも急な下り傾斜となっている。また、ゼット吐水部３２の出口３２ａ近傍領域におけるボウル部底面２０ａの下り傾斜は、ゼット吐水部３２の出口流路部６０の下り傾斜（出口流路部６０の中心線Ｃ１の傾き）よりも急な下り傾斜となっている。

ボウル部２０の出口３２ａ近傍領域におけるボウル部底面２０ａの水平面Ｌ（すなわち水平）に対する傾斜の角度α３が、１５度〜４０度の範囲の角度に形成されている。例えば、出口３２ａ近傍領域におけるボウル部底面２０ａの接線Ｃ２が、水平面Ｌに対して形成する角度が、１５度〜４０度の範囲の角度に形成されている。ボウル部底面２０ａは、ゼット吐水部３２の延長方向に対してやや下方に開くような流路を形成することにより、ゼット吐水流のうちの一部をボウル部底面２０ａに沿わせるように引き寄せるコアンダ効果を生じさせるコアンダ効果機能面を形成している。

ボウル部底面２０ａは、出口流路部６０の出口３２ａの近傍から直ちに下方に延びるように接続されている。このようなボウル部底面２０ａは、ゼット吐水部３２の出口流路部６０の出口３２ａの目前、すなわち直後に配置されていることにより、コアンダ効果を効率的に生じさせることができる。出口流路部６０の出口３２ａから流出されるゼット吐水流は、ボウル部２０内の比較的広い領域に流出することから、流出直後から水勢及び流速が落ちることとなる。そこで、ゼット吐水流の水勢が比較的強く且つ流速が高い領域である出口３２ａの近傍の領域においてボウル部底面２０ａが所定の曲面を形成することにより、水勢が比較的強く且つ流速が高い流れがコアンダ効果を効率的に生じさせることができる。仮に水勢が比較的弱く且つ流速が低い流れの領域においては、コアンダ効果により所定の面に引き寄せられるよりも、元の流れの向き及び流速を維持しようとする傾向が強くなるため、コアンダ効果の作用が弱くなる（例えば、従来技術の図６参照）。

出口流路部６０の下端部底面６０ａと、出口流路部６０の出口３２ａ近傍のボウル部底面２０ａとの間には、緩やかな曲りを形成するコーナー部６２が形成されている。コーナー部６２は、例えば曲率半径が１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内の円弧状に形成され、例えば曲率半径が１５ｍｍの円弧状に形成されている。コーナー部６２の角度は、鈍角に形成されている。後述するように、洗浄水の一部は、コアンダ効果により、下端部底面６０ａからコーナー部６２に沿ってボウル部底面２０ａに沿う向きに滑らかに流下することができる。コーナー部６２の湾曲が緩やかに形成されることにより、下端部底面６０ａからボウル部底面２０ａに沿って流れる洗浄水を剥離しにくくすることができる。

出口流路部６０の下端部底面６０ａと、出口３２ａ近傍領域におけるボウル部底面２０ａ（ボウル部底面２０ａの接線Ｃ２）との間の角度α４は、１４０度〜１６５度の範囲の角度に形成されている。よって、下端部底面６０ａとボウル部底面２０ａとの間の角度が所定の範囲に形成されているので、出口流路部６０の下端部底面６０ａに沿って流出されるゼット吐水流のうちの一部が、コアンダ効果により、出口３２ａ近傍領域におけるボウル部底面２０ａに沿って流れることができる。

下端部底面６０ａとボウル部底面２０ａとの間の角度α４は、コーナー部６２の角度となっている。従って、コーナー部６２の角度α４も、概ね１４０度〜１６５度の範囲の角度に形成されている。このコーナー部６２の角度α４は、出口流路部６０の下端部底面６０ａに沿って流出されるゼット吐水流の一部が、コーナー部６２から剥離しにくく、コアンダ効果により、出口３２ａ近傍領域におけるボウル部底面２０ａに沿って流れることができるような角度とされている。
なお、出口３２ａに接続されるボウル部底面２０ａが、出口３２ａからほぼ鉛直方向下方に（ほぼ真下に）延びる場合は、下端部底面６０ａに沿って流出されるゼット吐水流のうちの一部を、コアンダ効果により、ボウル部底面２０ａに沿って流すことが難しいため、出口３２ａからほぼ鉛直方向下方に延びるボウル部底面２０ａは、本発明には含まれない。

図４に示すように、出口流路部６０の出口流路側壁６０ｂは、縦方向に立ち上がるように形成されている。左右の各出口流路側壁６０ｂは、ほぼ平坦な平面を形成している。各出口流路側壁６０ｂは、出口流路部６０の左右方向の断面視において、その上部がその下部よりも左右方向外側にわずかに開くように形成されている。

出口流路部６０の出口流路天井面６０ｃは、ほぼ平坦な平面を形成している。その出口流路天井面６０ｃは、出口３２ａに向かって直線的に延び且つ排水トラップ管路２２の入口部２２ａの中央部２２ｆより下方側且つ底面２２ｇより上方側に向かうような傾斜を有する平面を形成している。

上述のような出口流路部６０は、ゼット吐水部３２の出口部としての出口３２ａまで延びている。ゼット吐水部３２の出口３２ａは、排水トラップ管路２２の入口部２２ａ内の中央部２２ｆより下方側且つ底面２２ｇより上方側の下部側領域Ｂに向けて開口されている。
図３ｂに示すように、出口流路部６０の出口３２ａにおける流路を、仮想的に開口向きに延伸させた仮想線Ｘは、排水トラップ管路２２の入口部２２ａにおいて中央部２２ｆと底面２２ｇとの間に到達する。ゼット吐水部３２の出口３２ａから横向きに吐水される洗浄水は、矢印Ｆ２に示すように、排水トラップ管路２２の下部側領域Ｂに向けてゼット吐水流を形成する。排水トラップ管路２２の下部側領域Ｂに向かうゼット吐水流は、排水トラップ管路２２に向けて汚物を押込む流れを形成する。より具体的には、排水トラップ管路２２の下部側領域Ｂに向かうゼット吐水流は、ボウル部２０の底面２２ｇ近傍に向かって落ちてくる汚物（大便、トイレットペーパー等）を排水トラップ管路２２に向けて比較的強力に押込む。また、このようなゼット吐水流が、後述する排水トラップ管路２２の底面に沿う流れと合流することにより、排水トラップ管路２２内に向けて押し込んだ汚物を、排水トラップ管路２２の底面２２ｇに沿って比較的強力に排出させることも可能になる。

また、出口３２ａにおける流路を、仮想的に開口向きに延伸させた仮想線Ｘは、中央部２２ｆの高さより低い位置Ａにおいて排水トラップ管路２２の底面２２ｇと交差する。よって、ゼット吐水部３２の出口３２ａから吐水される洗浄水は、吐水された向きに進み、中央部２２ｆの高さより低い位置Ａにおいて、排水トラップ管路２２の底面２２ｇに沿う流れ（矢印Ｆ３参照）と合流する。従って、矢印Ｆ３に示す底面２２ｇに沿う流れが排水トラップ管路２２に沿って上昇することにより水勢が減少される前の高さ位置Ａにおいて出口３２ａから吐水される洗浄水の流れＦ２と合流される。排水トラップ管路２２の底面２２ｇに沿う流れの水勢が比較的強く維持されている状態で、出口３２ａから吐水される洗浄水の流れが合流されるので、両者の流れが相俟ってスムーズに排水トラップ管路２２内を流れる流れ（矢印Ｆ５参照）が形成される。

つぎに、図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態による水洗大便器の動作（作用）について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による水洗大便器を用いて便器洗浄を行ったとき、ゼット吐水部から吐水されるゼット吐水流と、このゼット吐水流の一部がゼット吐水部の出口からさらに下方に斜めに傾斜するボウル部底面に沿って流れる流れとの排水トラップ管路の入口部近傍における流速分布を解析した結果の一例を示している。
図５は、本発明の一実施形態による水洗大便器を用いて便器洗浄を行ったときのゼット吐水部から吐水される洗浄水の排水トラップ管路の入口部近傍における流速分布の状態を、コンピュータシミュレーションにより数値解析した結果の一例を示している。この数値解析結果において、洗浄水の流れの向きを矢印により示し、さらに、濃淡が濃い色（濃いグレー及び黒に近い色）であり且つ長い矢印が、洗浄水の流速が速く且つ水勢が強い領域を示し、濃淡が淡い色（薄いグレー及びほぼ白に近い色）であり且つ短い矢印が、洗浄水の流速が遅く且つ水勢が弱い領域を示している。

使用者が、便器使用後に、例えば、大洗浄用の操作ボタン（図示せず）を押すと、この操作ボタン（図示せず）からの信号がコントローラ（図示せず）に送信され、水洗大便器１の大洗浄用の洗浄動作が開始される。
使用者が操作ボタン（図示せず）を操作すると、コントローラは洗浄水を水道等の給水源から導水管２８、リム通水路２４を通過させ、リム吐水口２６から吐出させる。
リム吐水口２６から吐出された洗浄水は、ボウル部２０内を旋回しながら下方へ流下し、ボウル部２０の内壁面が洗浄される。

その後、ゼット吐水（ゼット吐水）が開始される。
先ず、コントローラは、加圧ポンプ３６に信号を送ってこれを起動させる。貯水タンク３４内に貯水されていた洗浄水は、加圧ポンプ３６に流入し、加圧される。加圧ポンプ３６によって加圧された洗浄水は、ゼット導水路３１を通って、ボウル部２０の下部（底部）に開口したゼット吐水部３２から吐出される。

ゼット導水路３１内を流下する洗浄水は、ゼット吐水部３２内の出口流路部６０（出口部）の絞り部により、流路断面積がその上流側よりも狭められているので、洗浄水の流速が加速される。出口流路部６０において洗浄水の流速が加速されるので、出口流路部６０内を通過する洗浄水の流速が加速され、ゼット吐水部３２から吐水されるゼット吐水流の一部がボウル部底面２０ａに沿うように引き寄せられるコアンダ効果を生じさせやすくなる。また、ゼット吐水部３２から吐水される洗浄水の流速が加速されるので、比較的早期に排水トラップ管路２２を満水にさせることができ、汚物を排出させるサイホン作用の起動のタイミングを早めることができる。

図３ｂ及び図５に示すように、出口流路部６０内を流れる洗浄水の主流は、図３ｂにおいて矢印Ｆ１に示すように、出口流路部６０の中心線Ｃ１の向きに沿って流れ、出口流路部６０の出口３２ａから出口流路部６０の中心線Ｃ１の向きに流出する。矢印Ｆ２に示すように、出口流路部６０の出口３２ａから流出するゼット吐水流は、仮想線Ｘの向きに沿って比較的強い水勢の主流を形成し、下部側領域Ｂを通過して、排水トラップ管路２２の底面２２ｇの位置Ａに至る。このとき、中央部２２ｆより下方側且つ底面２２ｇより上方側の下部側領域Ｂに向かう流れは、汚物を排水トラップ管路２２の入口部２２ａ内に押し込むように排出させることができる。ゼット吐水部３２から流出するゼット吐水流の主流が、入口部２２ａ内の中央部２２ｆに比較的近い領域に向かって汚物を押し込む流れを形成する。すなわち、ゼット吐水流の主流が、入口部２２ａの中心近傍においてゼット吐水部３２から見て放射状に拡がりながら汚物を効率よく下流側に向けて押し流すことができる。また、汚物を排水トラップ管路２２の下部側を流れる比較的強い水勢のコアンダ効果により生じた流れに向けて合流させ、汚物をこの比較的強い水勢の流れとともに比較的効率よく排出させることもできる。

図５の矢印Ｆ３により示すように、ゼット吐水部３２から吐水されるゼット吐水流の一部は、ゼット吐水流の主流から分かれ、下端部底面６０ａ（又は出口流路部６０の中心線Ｃ１）よりも下方に斜めに傾斜するボウル部底面２０ａに沿うように引き寄せられるコアンダ効果を生じる。出口流路部６０の水平面に対する傾斜角度と、ボウル部底面２０ａの水平面に対する傾斜角度とが、一定の関係を有するように形成されているので、ゼット吐水部３２から流出するゼット吐水流の一部は、コーナー部６２の底面の屈曲後の領域においても、コアンダ効果により、出口３２ａ近傍領域におけるボウル部底面２０ａに沿って流れることができる。このとき、コーナー部６２の湾曲が緩やかに形成されるので、下端部底面６０ａからボウル部底面２０ａに沿って流れる洗浄水を剥離しにくくすることができ、コアンダ効果により、下端部底面６０ａからボウル部底面２０ａに沿って流れる流れを形成しやすくすることができる。

コアンダ効果により、ゼット吐水部３２から流出されたゼット吐水流の主流からボウル部底面２０ａに沿って分かれた一部の流れは、ボウル部底面２０ａに沿って流れ、排水トラップ管路２２の入口部２２ａの底面２２ｇから、排水トラップ管路２２の上昇管路２２ｂに沿って上昇する流れを形成する。ボウル部底面２０ａに沿って分かれた一部の流れは、ボウル部底面２０ａに沿った水勢及び流速を維持しながら、ボウル部底面２０ａ及び排水トラップ管路２２の入口部２２ａに流入することができる。従って、比較的早期に排水トラップ管路２２を満水にすることにより、汚物を排出させるサイホン作用の起動のタイミングを早めることができる。また、比較的早期に排水トラップ管路２２を満水にさせることができるので、少ない洗浄水量でサイホンを効率よく起動させることができる。さらに、ボウル部底面２０ａに沿って分かれた一部の流れは、比較的水勢（流速）が高い状態を維持している位置Ａにおいて、ゼット吐水部３２から横向きに流出されたゼット吐水流の主流と合流することにより、汚物を排水トラップ管路２２の上昇管路底面２２ｅから押し流す比較的強い流れを形成する。

図５に示す解析結果において、ゼット吐水部３２から流出されたゼット吐水流の主流は、矢印Ｆ２に示すように、排水トラップ管路２２の中央部２２ｆより下方側且つ底面２２ｇより上方側の下部側領域Ｂを通り、底面２２ｇの位置Ａに向かう流れを形成する。図５において、ゼット吐水部３２から下部側領域Ｂに向かう洗浄水の流れが比較的大きな流速及び水勢を有することが示されている。このようにゼット吐水部３２から流出されたゼット吐水流の主流は、汚物を排水トラップ管路２２の入口部２２ａから上昇管路２２ｂ内に押し込み効果的に排出させることができる。また、ゼット吐水部３２から流出されたゼット吐水流の主流は、中央部２２ｆ近傍の比較的多くの洗浄水及び汚物を巻き込んで押し込む効果を奏することができ、汚物を効率的に排出させることができる。

図５に示す解析結果において、矢印Ｆ３に示すように、このゼット吐水流の主流から、コアンダ効果により、ボウル部底面２０ａに沿って分かれる一部の流れが、形成されている。図５において、ゼット吐水部３２から直進するゼット吐水流の主流に対し、矢印Ｆ３に示すように、ボウル部底面２０ａ側に引き寄せられるように下方に分かれる洗浄水の流れについても比較的大きな流速及び水勢を有することが示されている。

このように、ボウル部底面２０ａに沿って分かれた一部の流れは、比較的速い流速及び水勢を維持した状態で、ボウル部底面２０ａに沿って流れ、上昇管路底面２２ｅに沿って上昇管路２２ｂ内を上昇する流れを形成する。よって、主流が汚物を押し込む間に、矢印Ｆ４に示すように、分岐された流れが上昇管路２２ｂ内を早期に満水にさせるような流れを形成している。従って、このように分岐した流れが比較的早期に排水トラップ管路２２を満水にすることができるので、汚物を排出させるサイホン作用の起動のタイミングを早めることができる。
さらに、ボウル部底面２０ａに沿って分かれた一部の流れは、比較的水勢（流速）が高い状態を維持している位置Ａにおいて、ゼット吐水部３２から横向きに流出されたゼット吐水流の主流と合流することにより、矢印Ｆ４に示すように、汚物を排水トラップ管路２２の上昇管路底面２２ｅから押し流す比較的強い流れを形成する。

上述のようにゼット吐水部３２から吐出された洗浄水は排水トラップ管路２２内に流入し、排水トラップ管路２２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２０内の溜水及び汚物は、排水トラップ管路２２に吸引され、下流側の排水管（図示せず）から排出される。
便器本体２に洗浄水が供給されてから所定時間経過後、コントローラ（図示せず）は、リム吐水口２６からの吐水を終了させ、加圧ポンプ３６の作動を停止させ、一連の洗浄動作が終了する。

つぎに、上述した本発明の一実施形態による水洗大便器１における作用について説明する。
まず、本発明の一実施形態による水洗大便器１によれば、ゼット吐水部３２の出口部の下端部底面６０ａに沿って吐出されるゼット吐水流の一部が、コアンダ効果により、下端部底面６０ａの先端から下端部底面６０ａよりも下方に斜めに傾斜する曲面を形成するボウル部２０のボウル部底面２０ａに沿った流れを形成するので、ボウル部２０のボウル部底面２０ａに沿って比較的早期に排水トラップ管路２２に到達することによりサイホン作用の起動のタイミングを早めるゼット吐水流と、ゼット吐水部３２から排水トラップ管路２２に向けて汚物を押込む流れを形成するゼット吐水流と、を形成することができ、サイホン作用により汚物を排出させる水洗大便器１において、より少ない洗浄水量であっても、排水トラップ管路２２内からの汚物の排出性能を向上させることができる。

つぎに、本実施形態による水洗大便器１によれば、ゼット吐水部３２は、排水トラップ管路２２の入口部２２ａ内の中央部２２ｆより下方側に向けてゼット吐水流を吐水するので、ゼット吐水流が、コアンダ効果によるボウル部２０のボウル部底面２０ａに沿った流れと、ボウル部２０のボウル部底面２０ａに沿った流れが比較的強い水勢を保っている状態で合流され、両者の流れが相俟ってスムーズに排水トラップ管路２２内を流れる流れを形成でき、ゼット吐水流が排水トラップ管路２２の内面に衝突するようにして排水トラップ管路２２内の流れを妨げる流れを生じさせることを抑制することができる。

また、本実施形態による水洗大便器１によれば、ゼット吐水部３２は、排水トラップ管路２２の入口部２２ａ内の中央部２２ｆより下方側に向けてゼット吐水流を吐水するので、ゼット吐水流が、コアンダ効果によるボウル部２０のボウル部底面２０ａに沿った流れと、ボウル部２０のボウル部底面２０ａに沿った流れが比較的強い水勢の状態で合流され、両者の流れが相俟ってスムーズに排水トラップ管路２２内を流れる流れを形成でき、ゼット吐水流が排水トラップ管路２２の内面に衝突するようにして排水トラップ管路２２内の流れを妨げる流れを生じさせることを抑制することができる。

さらに、本実施形態による水洗大便器１によれば、ゼット吐水部３２の下端部底面６０ａと、この下端部底面６０ａの先端から下方に延びるボウル部２０のボウル部底面２０ａの接線Ｃ２との間の角度は、１４０度〜１６５度の範囲の角度に形成されているので、ゼット吐水部３２の下端部底面６０ａに沿って流出されるゼット吐水流のうちの一部が、コアンダ効果により、ボウル部底面２０ａに引き寄せられ且つボウル部底面２０ａに沿って流れることができる。よって、ボウル部２０のボウル部底面２０ａに沿って比較的早期に排水トラップ管路２２に到達することによりサイホン作用の起動のタイミングを早めるゼット吐水流と、ゼット吐水部３２から排水トラップ管路２２に向けて汚物を押込む流れを形成するゼット吐水流と、を形成することができ、サイホン作用により汚物を排出させる水洗大便器１において、より少ない洗浄水量であっても、排水トラップ管路２２内からの汚物の排出性能を向上させることができる。

１ 水洗大便器
２ 便器本体
４ 便座
６ 便蓋
８ 機能部
１０ 衛生洗浄系機能部
１２ 給水系機能部
１４ 汚物受け面
１５ 下降平坦面
１６ 棚面
１７ 溜水部
１８ リム部
２０ ボウル部
２０ａ ボウル部底面
２２ 排水トラップ管路
２２ａ 入口部
２２ｂ 上昇管路
２２ｃ 頂部
２２ｄ 下降管路
２２ｅ 上昇管路底面
２２ｆ 中央部
２２ｇ 底面
２４ リム通水路
２６ リム吐水口
２８ 導水管
３０ 通水路
３１ ゼット導水路
３２ ゼット吐水部
３２ａ 出口
３４ 貯水タンク
３６ 加圧ポンプ
６０ 出口流路部
６０ａ 下端部底面
６０ｂ 出口流路側壁
６０ｃ 出口流路天井面
６２ コーナー部
１０１ 水洗大便器
１２０ ボウル部
１２０ａ ボウル部底面
１２２ 排水トラップ管路
１２２ａ 入口部
１３２ ゼット吐水部
Ａ 位置
Ｂ 下部側領域
Ｃ１ 中心線
Ｃ２ 接線
Ｅ 領域
Ｆ１ 矢印
Ｆ２ 矢印
Ｆ３ 矢印
Ｆ４ 矢印
Ｆ５ 矢印
Ｆ６ 矢印
Ｌ 水平面
Ｘ 仮想線
α１ 角度
α２ 角度
α３ 角度
α４ 角度

Claims (3)

1. 洗浄水源から供給される洗浄水によって洗浄されて汚物を排出する水洗大便器であって、
   ボウル形状の汚物受け面と、この汚物受け面の上縁に形成されたリム部と、を備えたボウル部と、
   このボウル部の下部に接続される排水トラップ管路と、
   上記ボウル部の下部に接続され且つ上記排水トラップ管路に向けて開口されるゼット吐水口部であって、その出口部の出口部底面と上記ボウル部の底面とが接続されるゼット吐水口部と、を有し、
   上記ボウル部の上記底面は、上記ゼット吐水口部の上記出口部底面の先端から上記出口部底面よりも下方に斜めに傾斜する曲面を形成し、
   上記ゼット吐水口部の上記出口部は、上記排水トラップ管路の入口内の中央部より下方側に向けて開口され、上記出口部の出口流路天井面は、ほぼ平坦な平面を形成し、上記出口流路天井面は、上記出口部の出口に向かって直線的に延び且つ上記排水トラップ管路の入口部の中央部より下方側且つ上記入口部の底面より上方側に向かうような傾斜を有する平面を形成し、上記汚物受け面は、上記ゼット吐水口部の上方における凹部分であって、上記排水トラップ管路の底面の頂部によって規定される水位より下方且つ近傍の上記汚物受け面の前側底面よりもさらに下方に傾斜された上記凹部分と、上記凹部分の下端部から上記ゼット吐水口部の上記出口部に向かって下方向きに傾斜する傾斜面とを備え、
   上記凹部分は、上記前側底面の傾斜よりも大きい傾斜を形成する凹部分傾斜面を備え、上記傾斜面の傾斜は、上記凹部分傾斜面の傾斜よりも小さいことを特徴とする水洗大便器。
2. 上記排水トラップ管路の上昇管路の水平に対する傾斜角度と、上記ゼット吐水口部の水平に対する傾斜角度との比率は、２６：１〜６．５：１の範囲の比率とされている、請求項１に記載の水洗大便器。
3. 上記ゼット吐水口部の上記出口部底面と、この出口部底面の先端から下方に延びる上記ボウル部の上記底面の接線との間の角度は、１４０度〜１６５度の範囲の角度に形成されている、請求項１又は２に記載の水洗大便器。

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