JP7325710B2 - 洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗便器装置 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄水タンク装置に関し、特に、自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗便器装置に関する。

特開２００９－２５７０６１号公報（特許文献１）には、ロータンク装置が記載されている。このロータンク装置は水圧シリンダ装置を備えており、供給された水の水圧により、水圧シリンダ装置を作動させ、ロータンクの排水弁を開弁するように構成されている。また、このロータンク装置においては、水圧シリンダ装置への水の供給、停止が電磁弁により制御されており、電磁弁の作動に基づいて、排水弁の開閉が制御される。即ち、電磁弁を作動させることにより、供給された水を水圧シリンダ装置へ流入させると、水圧シリンダ内のピストンが押し上げられ、このピストンの移動により排水弁が引き上げられ、排水弁が開弁される。また、電磁弁により、水圧シリンダ装置への水の供給を停止させると、排水弁が閉弁される。

また、特開平１０－３１１０７３号公報（特許文献２）には、便器用タンク装置が記載されている。この便器用タンク装置においては、タンク本体の上部側面に、給水管が接続された電磁弁が設けられており、この電磁弁の流出側にタービンが接続されている。このタービンには発電機が取り付けられており、回路基板には、発電機からの交流電力を直流に変換する整流回路、この整流回路からの直流電流によって充電されるバッテリ、このバッテリからの電力によって作動する電磁弁制御回路が設けられている。

特開２００９－２５７０６１号公報 特開平１０－３１１０７３号公報

しかしながら、特許文献１記載のロータンク装置においては、電磁弁により水圧シリンダ装置を作動させているので、外部電源を確保することができない環境には、これを設置することができないという問題がある。また、ロータンク装置（洗浄水タンク装置）に、特許文献２記載の便器用タンク装置のように発電機を備えておき、供給される水の水流により電力を生成し、この電力で電磁弁を作動させることが考えられる。このように、洗浄水タンク装置に供給される水の流れにより発電を行い、この電力で電磁弁が消費する電力を全て賄うことができれば、外部電源を確保できない環境にも、特許文献１に記載されているような洗浄水タンク装置を設置することが可能となる。

しかしながら、近年、水洗便器装置の節水化が進み、一回の便器洗浄において使用される洗浄水の量は、非常に少なくなっている。このため、一回の便器洗浄毎に洗浄水タンク装置に供給される水量は少なく、この水の流れを利用して、電磁弁が消費する電力を全て賄うことには困難が予想される。

従って、本発明は、自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗便器装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置であって、水洗便器に供給すべき洗浄水を貯留すると共に、貯留した洗浄水を水洗便器へ排出するための排水口が形成された貯水タンクと、排水口を開閉し、水洗便器への洗浄水の供給、停止を行う排水弁と、供給された水道水の給水圧を利用して、排水弁を駆動する排水弁水圧駆動部と、供給された水道水が駆動部給水路を介して排水弁水圧駆動部に流入するように、排水弁水圧駆動部への給水、停止を行う給水制御装置と、この給水制御装置の給水、停止を制御する電磁弁と、排水弁水圧駆動部において排水弁の駆動に利用され、排水弁水圧駆動部から流出した水を、水洗便器及び／又は貯水タンクに流入させる駆動部排水路と、駆動部給水路又は駆動部排水路に設けられ、電磁弁を作動させるための電力を水流により生成する発電機と、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、水流により発電機が電力を生成し、この電力により、電磁弁が作動される。電磁弁は、給水制御装置の給水、停止を制御して、供給された水道水が駆動部給水路を介して排水弁水圧駆動部に流入するように、排水弁水圧駆動部への給水、停止を行う。排水弁水圧駆動部において排水弁の駆動に利用され、排水弁水圧駆動部から流出した水は、駆動部排水路を介して水洗便器及び／又は貯水タンクに流入される。発電機は、排水弁水圧駆動部に水を流入させる駆動部給水路、又は排水弁水圧駆動部から流出した水を水洗便器及び／又は貯水タンクに流入させる駆動部排水路に設けられている。

このように構成された本発明によれば、発電機が駆動部給水路又は駆動部排水路に設けられているので、便器洗浄のために洗浄水タンク装置に供給され、排水弁水圧駆動部において排水弁の駆動に利用された水の流れを発電にも利用することができる。このように発電機を配置することにより、電磁弁が消費する電力を十分に賄えることが、本件発明者の研究開発により実証された。これにより、自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置を提供することができる。

本発明において、好ましくは、発電機は駆動部排水路に設けられ、駆動部排水路を流れる水流により電力を生成する。
このように構成された本発明によれば、発電機が、排水弁水圧駆動部から流出した水が流れる駆動部排水路に設けられているので、発電機により大きな圧力損失が発生する場合においても、排水弁水圧駆動部により排水弁を駆動するための駆動力が不足することがない。この結果、発電機設計の自由度が高くなり、より大型の発電機を採用することが可能になり、発電機が生成した電力により電磁弁が消費する電力を十分に賄うことができる。

本発明において、好ましくは、排水弁水圧駆動部は、駆動部給水路からの水が流入するシリンダと、このシリンダ内に摺動可能に配置されると共に、駆動部給水路から水が流入すると、第１の位置から第２の位置に移動されるピストンと、を備え、ピストンが第２の位置に移動されると、シリンダ内に流入した水が駆動部排水路に流出する。

このように構成された本発明によれば、発電機が設けられている駆動部排水路への水の流出は、シリンダ内に配置されているピストンが第２の位置に移動された後であるため、発電機を設けることによる排水弁水圧駆動部の駆動力の不足を、より確実に回避することができる。

本発明において、好ましくは、駆動部排水路は、シリンダに設けられた流出孔を介してシリンダの内部と連通しており、ピストンが第２の位置に移動されると、駆動部給水路と駆動部排水路がシリンダの内部を介して連通する。

このように構成された本発明によれば、駆動部排水路への水の流出が、シリンダ内に配置されたピストンによって制御されるので、簡便な構成で、排水弁の駆動と、駆動部排水路への水の流出の両方を制御することができる。

また、本発明は、水洗便器装置であって、本発明の洗浄水タンク装置と、この洗浄水タンク装置から供給される洗浄水により洗浄される水洗便器と、を有することを特徴としている。

本発明の洗浄水タンク装置、及びそれを備えた水洗便器装置によれば、自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行うことができる。

本発明の実施形態による洗浄水タンク装置を備えた水洗便器装置全体を示す斜視図である。 本発明の実施形態による洗浄水タンク装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態による洗浄水タンク装置に備えられた給水制御装置を示す断面図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による水洗便器装置を説明する。
図１は、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置を備えた水洗便器装置全体を示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置の概略構成を示す断面図である。図３は、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置に備えられた給水制御弁を示す断面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態による水洗便器装置１は、水洗便器である水洗便器本体２と、この水洗便器本体２の後部に載置された、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置４から構成されている。本実施形態の水洗便器装置１は、使用後に、壁面に取り付けられたリモコン装置６を操作するか、便座に設けられた人感センサ８が使用者の離座を検知した後、所定時間経過することにより、水洗便器本体２のボウル部２ａの洗浄が行われるように構成されている。本実施形態による洗浄水タンク装置４は、リモコン装置６又は人感センサ８からの指示信号に基づいて、内部に貯留されている洗浄水を水洗便器本体２に排出し、この洗浄水によりボウル部２ａを洗浄するように構成されている。なお、本実施形態では人感センサ８は便座に設けられているが、本発明はこの形態に限るものではなく、使用者の着座、離座や接近、離脱、手をかざす動作を検知できる位置に設けられていればよく、例えば、水洗便器本体２や洗浄水タンク装置４に設けることもできる。また、人感センサ８は、使用者の着座、離座や接近、離脱、手をかざす動作を検知できるものであればよく、例えば、赤外線センサやマイクロ波センサを人感センサ８として使用することができる。

図２に示すように、洗浄水タンク装置４は、水洗便器本体２に供給すべき洗浄水を貯留する貯水タンク１０と、この貯水タンク１０に設けられた排水口１０ａを開閉するための排水弁１２と、この排水弁１２を駆動する排水弁水圧駆動部１４と、を有する。さらに、洗浄水タンク装置４は、排水弁水圧駆動部１４から水を排出する水路に設けられた発電機１６と、排水弁水圧駆動部１４への給水、停止を行う給水制御装置１８と、給水制御装置１８に取り付けられ、発電機１６によって生成された電力により作動する電磁弁２０と、を内部に有する。

貯水タンク１０は、水洗便器本体２に供給すべき洗浄水を貯留するように構成されたタンクであり、その底部には貯留した洗浄水を水洗便器本体２へ排出するための排水口１０ａが形成されている。また、貯水タンク１０内において、排水口１０ａの下流側にはオーバーフロー管１０ｂが接続されている。このオーバーフロー管１０ｂは、排水口１０ａの近傍から垂直に立ち上がり、貯水タンク１０内に貯留されている洗浄水の水面よりも上方まで延びている。従って、オーバーフロー管１０ｂの上端から流入した洗浄水は、排水口１０ａをバイパスして、水洗便器本体２へ直接流出する。

排水弁１２は、排水口１０ａを開閉するように配置された弁体であり、排水弁１２が上方に引き上げられることにより開弁され、貯水タンク１０内の洗浄水が水洗便器本体２に排出されて、ボウル部２ａが洗浄される。

排水弁水圧駆動部１４は、水道から供給された洗浄水の給水圧を利用して、排水弁１２を駆動するように構成されている。具体的には、排水弁水圧駆動部１４は、給水制御装置１８から供給された水が流入するシリンダ１４ａと、このシリンダ１４ａ内に摺動可能に配置されたピストン１４ｂと、シリンダ１４ａの下端から突出して排水弁１２を駆動するロッド１５と、を有する。さらに、シリンダ１４ａの内部にはスプリング１４ｃが配置されており、ピストン１４ｂを下方に向けて付勢していると共に、ピストン１４ｂにはパッキン１４ｅが取り付けられ、シリンダ１４ａの内壁面とピストン１４ｂの間の水密性が確保されている。また、ロッド１５の途中には、クラッチ機構２２が設けられており、このクラッチ２２により、ロッド１５は上部ロッド１５ａと下部ロッド１５ｂに切り離される。

シリンダ１４ａは円筒形の部材であり、その軸線を鉛直方向に向けて配置されると共に、内部にピストン１４ｂを摺動可能に受け入れている。また、シリンダ１４ａの下端部には、駆動部給水路である流入管２４ａが接続されており、給水制御装置１８から流出した水がシリンダ１４ａ内に流入するようになっている。このため、シリンダ１４ａ内のピストン１４ｂは、シリンダ１４ａに流入した水により、スプリング１４ｃの付勢力に抗して押し上げられる。

一方、シリンダ１４ａの上端部には流出孔が設けられ、駆動部排水路である流出管２４ｂは、この流出孔を介してシリンダ１４ａの内部と連通している。従って、シリンダ１４ａ下部に接続された流入管２４ａからシリンダ１４ａ内に水が流入すると、ピストン１４ｂは、第１の位置であるシリンダ１４ａの下部から上方へ押し上げられる。そして、ピストン１４ｂが、流出孔よりも上方の第２の位置まで押し上げられると、シリンダ１４ａに流入した水は流出孔から流出管２４ｂを通って流出する。即ち、流入管２４ａと流出管２４ｂは、ピストン１４ｂが第２の位置まで移動されると、シリンダ１４ａの内部を介して連通される。また、シリンダ１４ａから延びる流出管２４ｂの先端部には流出管分岐部２４ｃが設けられている。流出管分岐部２４ｃにおいて分岐した流出管２４ｂは、その一方が貯水タンク１０内に水を流出させ、他方がオーバーフロー管１０ｂの中に水を流出させるように構成されている。従って、シリンダ１４ａから流出した水の一部は、オーバーフロー管１０ｂを通って水洗便器本体２に排出され、残りは貯水タンク１０内に貯留される。

ロッド１５は、ピストン１４ｂの下面に接続された棒状の部材であり、シリンダ１４ａの底面に形成された貫通孔１４ｆを通って、シリンダ１４ａの中から下方に突出するように延びている。また、ロッド１５の下端には排水弁１２が接続されており、ロッド１５は、ピストン１４ｂと排水弁１２を連結している。このため、シリンダ１４ａに水が流入してピストン１４ｂが押し上げられると、ピストン１４ｂに接続されたロッド１５が排水弁１２を上方に吊り上げ、排水弁１２が開弁される。

また、シリンダ１４ａの下方から突出するロッド１５と、シリンダ１４ａの貫通孔１４ｆの内壁との間には、隙間１４ｄが設けられ、シリンダ１４ａに流入した水の一部は、この隙間１４ｄから流出する。隙間１４ｄから流出した水は、貯水タンク１０内に流入する。なお、この隙間１４ｄは比較的狭く、流路抵抗が大きいため、隙間１４ｄから水が流出する状態であっても、流入管２４ａからシリンダ１４ａに流入する水によりシリンダ１４ａ内の圧力が上昇し、スプリング１４ｃの付勢力に抗してピストン１４ｂが押し上げられる。

さらに、ロッド１５の途中には、クラッチ機構２２が設けられている。クラッチ機構２２は、ロッド１５（排水弁１２）が所定距離吊り上げられると、ロッド１５を上部ロッド１５ａと下部ロッド１５ｂに切り離すように構成されている。クラッチ機構２２が切り離された状態では、下部ロッド１５ｂは、ピストン１４ｂ及び上部ロッド１５ａの上部の動きに連動しなくなり、下部ロッド１５ｂは排水弁１２と共に、浮力に抵抗しながら重力により降下する。

また、排水弁１２の近傍には、排水弁フロート機構２６が設けられている。この排水弁フロート機構２６は、ロッド１５が所定距離吊り上げられ、クラッチ機構２２により下部ロッド１５ｂが切り離された後、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２が降下して、排水口１０ａを閉弁させるのを遅延させるように構成されている。具体的には、排水弁フロート機構２６は、フロート部２６ａと、このフロート部２６ａと連動した係合部２６ｂと、を有する。

係合部２６ｂは、クラッチ機構２２により切り離されて降下してきた下部ロッド１５ｂと係合し、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２が降下して、排水口１０ａに着座するのを阻止するように構成されている。次いで、貯水タンク１０内の水位低下と共にフロート部２６ａが下降し、貯水タンク１０内の水位が所定水位まで低下すると、フロート部２６ａが係合部２６ｂを回動させて、係合部２６ｂと下部ロッド１５ｂの係合が解除される。係合が解除されることにより、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２は降下して、排水口１０ａに着座する。これにより、排水弁１２の閉弁が遅延され、適正量の洗浄水が、排水口１０ａから排出されるようになっている。

一方、発電機１６は、排水弁水圧駆動部１４よりも下流側の、流出管２４ｂの途中に設けられており、排水弁水圧駆動部１４から流出し、流出管分岐部２４ｃに至る間の水の流れに基づいて、電力を生成するように構成されている。具体的には、発電機１６は水車（図示せず）を備えており、流出管２４ｂ内の水流により、この水車が回転駆動されることにより電力が生成される。発電機１６によって生成された電力は、発電機１６に接続されたコントローラ２８に送られ、コントローラ２８に内蔵されたキャパシタ（図示せず）に充電される。なお、水洗便器本体２の１回の洗浄により生成され、蓄積される電力は、１回の洗浄で電磁弁２０を作動させるために消費される電力よりも多く、洗浄で使用する電力を発電機１６の発電電力で賄うことができる。従って、本実施形態の洗浄水タンク装置４は、自己の発電した電力を使用して、水洗便器本体２への洗浄水の供給を行っている。

また、給水制御装置１８と排水弁水圧駆動部１４の間の流入管２４ａには、バキュームブレーカ３０が設けられている。このバキュームブレーカ３０により、給水制御装置１８側が負圧になった場合には、流入管２４ａに外気が吸引され、排水弁水圧駆動部１４側からの水の逆流が防止される。

次に、給水制御装置１８は、電磁弁２０の作動に基づいて排水弁水圧駆動部１４への給水を制御すると共に、貯水タンク１０への給水、停止を制御するように構成されている。即ち、給水制御装置１８は、水道に接続された給水管３２と、排水弁水圧駆動部１４に接続された流入管２４ａとの間に接続されており、コントローラ２８からの指示信号に基づいて、給水管３２から供給された水の、排水弁水圧駆動部１４への供給、停止を制御する。本実施形態においては、給水制御装置１８から流出した水は、全量が流入管２４ａを通って排水弁水圧駆動部１４に供給される。排水弁水圧駆動部１４に供給された水の一部は、シリンダ１４ａの貫通孔１４ｆの内壁とロッド１５の間の隙間１４ｄから流出して貯水タンク１０へ流入する。また、排水弁水圧駆動部１４に供給された水の多くは、流出管２４ｂを通ってシリンダ１４ａから流出し、流出管分岐部２４ｃにおいて貯水タンク１０に流入する部分と、オーバーフロー管１０ｂを介して水洗便器本体２に流入する部分に分岐される。

なお、本実施形態においては、コントローラ２８には、回路基板及びキャパシタ（以上、図示せず）が内蔵されている。この回路基板には、発電機１６からの交流電力を直流に変換する整流回路が設けられ、整流回路からの直流電流によってキャパシタが充電され、キャパシタからの電力によって、回路基板上に設けられた電磁弁制御回路が作動する。

また、水道から供給された水は、貯水タンク１０の外側に配置された止水栓３２ａ、この止水栓３２ａの下流側の、貯水タンク１０の中に配置された定流量弁３２ｂを介して給水制御装置１８に供給される。止水栓３２ａは、メンテナンス時等に洗浄水タンク装置４への水の供給を停止させるために設けられており、通常は開栓された状態で使用される。定流量弁３２ｂは、水道から供給された水を、所定流量で給水制御装置１８に流入させるために設けられており、水洗便器装置１の設置環境に関わらず一定流量の水が給水制御装置１８に供給されるように構成されている。

また、給水制御装置１８には電磁弁２０が取り付けられており、この電磁弁２０の作動に基づいて、給水制御装置１８から排水弁水圧駆動部１４への給水が制御される。具体的には、リモコン装置６や人感センサ８からの信号をコントローラ２８が受信し、コントローラ２８は電磁弁２０に電気信号を送り、これを作動させる。電磁弁２０は、発電機１６によって生成され、コントローラ２８に内蔵されたキャパシタ（図示せず）に充電されていた電力によって作動される。

一方、給水制御装置１８には、給水弁フロート３４も接続されており、貯水タンク１０内の貯水水位を所定水位Ｌ₁に設定するように構成されている。給水弁フロート３４は貯水タンク１０内に配置されており、貯水タンク１０の水位上昇と共に上昇して、水位が所定水位Ｌ₁まで上昇すると、給水制御装置１８から排水弁水圧駆動部１４への給水を停止させるように構成されている。

次に、図３を参照して、給水制御装置１８の構成を説明する。
図３に示すように、給水制御装置１８は、給水管３２及び流入管２４ａが接続された本体部３６と、この本体部３６の中に配置された主弁体３８と、この主弁体３８が着座する弁座４０と、給水弁フロート３４によって回動されるアーム部４２と、このアーム部４２の回動によって移動されるフロート側パイロット弁４４と、を有する。

また、給水制御装置１８に取り付けられた電磁弁２０は、駆動力を発生させるためのソレノイドコイル４６と、このソレノイドコイル４６によって駆動されるプランジャー４８と、このプランジャー４８に取り付けられた電磁弁側パイロット弁５０と、閉弁時において電磁弁側パイロット弁５０を主弁体３８に押しつけるコイルスプリング５２と、を有する。

本体部３６は、下部に給水管３２の接続部、一側に流入管２４ａの接続部が設けられた部材であり、流入管２４ａの反対側の側面には、電磁弁２０が取り付けられるように構成されている。また、本体部３６の内部には、弁座４０が形成されており、この弁座４０は、接続部に接続された流入管２４ａに連通するようになっている。さらに、本体部３６の内部には、弁座４０を開閉するように主弁体３８が配置されており、開弁時においては、給水管３２から流入した水道水が、弁座４０を通って、流入管２４ａに流出するように構成されている。

主弁体３８は、概ね円板状のダイヤフラム式の弁体であり、弁座４０に対して着座、離座できるように、本体部３６の中に取り付けられている。また、主弁体３８の中央には、電磁弁２０の電磁弁側パイロット弁５０によって開閉されるパイロット弁口３８ａが設けられ、主弁体３８の周縁部にはブリード穴３８ｂが設けられている。また、本体部３６内には、主弁体３８に対して、弁座４０の反対側（図３において左側）に、圧力室３６ａが形成されている。即ち、圧力室３６ａは、本体部３６の内壁面と主弁体３８によって画定され、この圧力室３６ａ内の圧力が高くなると、この圧力によって主弁体３８が弁座４０に押しつけられて、弁座４０に着座する。

一方、電磁弁２０は、弁座４０に対向するように、本体部３６に取り付けられており、電磁弁側パイロット弁５０を、本体部３６の圧力室３６ａ内に進退させることができるように構成されている。即ち、電磁弁２０中央部には、プランジャー４８が摺動可能に配置され、このプランジャー４８の周囲には、ソレノイドコイル４６が設けられている。また、プランジャー４８の先端には電磁弁側パイロット弁５０が取り付けられ、この電磁弁側パイロット弁５０はコイルスプリング５２の付勢力によって主弁体３８のパイロット弁口３８ａに押しつけられ、これを閉弁している。従って、通常時においては、電磁弁側パイロット弁５０は、コイルスプリング５２の付勢力によりパイロット弁口３８ａを閉弁させている。一方、ソレノイドコイル４６に通電されると、ソレノイドコイル４６とプランジャー４８の間に作用する電磁力により、電磁弁側パイロット弁５０がパイロット弁口３８ａから引き離され、パイロット弁口３８ａが開弁される。

さらに、本体部３６内に設けられた圧力室３６ａには、これに連通するように、圧力通路３６ｂが上方に向けて延びており、この圧力通路３６ｂの上端には、フロート側パイロット弁口４４ａが設けられている。このフロート側パイロット弁口４４ａは、上方に向けて開口しており、フロート側パイロット弁４４によって開閉されるように構成されている。

一方、給水弁フロート３４はアーム部４２によって支持されており、このアーム部４２は、支持軸４２ａにより回動可能に支持されている。さらに、アーム部４２にはフロート側パイロット弁４４が連結されており、アーム部４２の回動と共にフロート側パイロット弁４４が上下方向に移動されるように構成されている。これにより、貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁まで上昇している状態では給水弁フロート３４が上方に押し上げられ、これに伴いフロート側パイロット弁４４が下方に移動され、フロート側パイロット弁口４４ａに着座して、これを閉弁させている。一方、貯水タンク１０内の洗浄水が排水され、貯水タンク１０内の水位が低下すると、給水弁フロート３４が下方に下がり、フロート側パイロット弁４４が上方に移動して、フロート側パイロット弁口４４ａが開弁される。

この構成により、貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁にあり、電磁弁２０のソレノイドコイル４６に通電されていない、便器洗浄の待機時においては、主弁体３８のパイロット弁口３８ａ、及び本体部３６のフロート側パイロット弁口４４ａは、共に閉弁状態となっている。

また、給水管３２から本体部３６内に流入した水道水は、弁座４０の周囲の環状の空間に流入し、ここから主弁体３８のブリード穴３８ｂを通って圧力室３６ａ内に流入する。ここで、主弁体３８のパイロット弁口３８ａが電磁弁側パイロット弁５０によって閉弁され、且つフロート側パイロット弁口４４ａがフロート側パイロット弁４４によって閉弁されている状態では、ブリード穴３８ｂから圧力室３６ａに流入した水道水が流出する経路がなく、圧力室３６ａ内の圧力が上昇する。このように圧力室３６ａ内の圧力が上昇すると、この圧力により主弁体３８が弁座４０に向けて（図３における右側に）押圧され、主弁体３８により弁座４０が閉弁される。なお、便器洗浄の待機中の、弁座４０が閉弁された状態では、主弁体３８のパイロット弁口３８ａはコイルスプリング５２の付勢力によって閉弁され、フロート側パイロット弁口４４ａは給水弁フロート３４の浮力によって閉弁されているので、電磁弁２０によって電力が消費されることはない。

一方、電磁弁２０のソレノイドコイル４６に通電が行われると、プランジャー４８に作用する電磁力により、電磁弁側パイロット弁５０がパイロット弁口３８ａから引き離され、圧力室３６ａ内の水がパイロット弁口３８ａから流出して、圧力室３６ａ内の圧力が低下する。これにより、主弁体３８が弁座４０から引き離されるように（図３における左側に）移動され、弁座４０が開弁される。また、貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁よりも低下している状態においては、給水弁フロート３４が下がって、フロート側パイロット弁４４が上方に移動して、フロート側パイロット弁口４４ａが開弁される。このように、主弁体３８のパイロット弁口３８ａ又はフロート側パイロット弁口４４ａの何れか一方でも開弁されている状態では、圧力室３６ａ内の圧力が上昇することはないため、弁座４０は開弁される。

次に、本発明の実施形態による洗浄水タンク装置４、及びそれを備えた水洗便器装置１の作用を説明する。
まず、上記のように便器洗浄の待機状態においては、貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁にあり、電磁弁２０のソレノイドコイル４６への通電は行われていない。この状態では、主弁体３８のパイロット弁口３８ａ、及び本体部３６のフロート側パイロット弁口４４ａは、共に閉弁状態となり、弁座４０は主弁体３８によって閉弁されている。次に、使用者がリモコン装置６（図１）の洗浄ボタンを押すと、リモコン装置６は、便器洗浄の指示信号をコントローラ２８（図２）に送信する。なお、本実施形態の水洗便器装置１においては、人感センサ８（図１）によって使用者の離座が検知された後、リモコン装置６の洗浄ボタンが押されることなく、所定時間経過した場合にも、便器洗浄の指示信号がコントローラ２８に送信される。

便器洗浄の指示信号を受信すると、コントローラ２８は、電磁弁２０のソレノイドコイル４６（図３）に通電を行い、電磁弁側パイロット弁５０を主弁体３８のパイロット弁口３８ａから離座させる。これにより、圧力室３６ａ内の圧力が低下し、主弁体３８が弁座４０から離座して、弁座４０が開弁される。この結果、給水管３２から給水制御装置１８（図２）に供給された水道水は、給水制御装置１８から流出して流入管２４ａに流入する。

さらに、流入管２４ａ内を流れた水は、排水弁水圧駆動部１４のシリンダ１４ａ内に流入する。シリンダ１４ａ内に流入した水は、スプリング１４ｃの付勢力に抗してピストン１４ｂを押し上げる。これにより、ピストン１４ｂに連結されたロッド１５、このロッド１５に連結された排水弁１２も引き上げられ、排水弁１２が排水口１０ａから離間する。即ち、排水弁１２は、給水管３２を介して給水された水道水の給水圧により駆動され、開弁される。

排水弁１２が開弁されると、貯水タンク１０内に貯留されていた洗浄水（水道水）が、排水口１０ａを通って水洗便器本体２のボウル部２ａに排出され、ボウル部２ａが洗浄される。また、貯水タンク１０内の洗浄水が排出されると、貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁よりも低下するので、給水弁フロート３４が下がる。これにより、アーム部４２（図３）が回動し、フロート側パイロット弁４４がフロート側パイロット弁口４４ａから離座し、フロート側パイロット弁口４４ａが開弁される。

なお、フロート側パイロット弁口４４ａが開弁した状態では、主弁体３８のパイロット弁口３８ａが閉弁されても、圧力室３６ａ内の圧力が上昇することはないため、弁座４０から主弁体３８が離座した状態（開弁状態）を維持することができる。このため、コントローラ２８はソレノイドコイル４６に通電して主弁体３８を開弁させた後、所定時間経過して、貯水タンク１０内の水位が低下すると、ソレノイドコイル４６への通電を停止させる。これにより、電磁弁側パイロット弁５０は、コイルスプリング５２の付勢力によりパイロット弁口３８ａに押しつけられるが、貯水タンク１０内の水位が低下した状態では、フロート側パイロット弁口４４ａが開弁されているため、主弁体３８は弁座４０から離座したままになる。即ち、コントローラ２８は、ソレノイドコイル４６に短時間通電するだけで、長時間主弁体３８を開弁させることができ、僅かな電力消費で１回の便器洗浄を実行することができる。

一方、流入管２４ａから排水弁水圧駆動部１４のシリンダ１４ａに水が流入し、ピストン１４ｂがシリンダ１４ａの上部まで押し上げられると、シリンダ１４ａ内の水は、流出管２４ｂを通って流出するようになる。流出管２４ｂを通って流出した水は、発電機１６の水車（図示せず）を回転させて電力を生成する。生成された電力は、コントローラ２８に内蔵されたキャパシタ（図示せず）に充電される。発電機１６を通過した水は、流出管分岐部２４ｃにおいて分岐され、貯水タンク１０内、及びオーバーフロー管１０ｂ内に夫々流入する。また、流入管２４ａからシリンダ１４ａに流入した水の一部は、シリンダ１４ａの貫通孔１４ｆの内壁とロッド１５の間の隙間１４ｄから流出し、この水は、貯水タンク１０に流入する。

また、ピストン１４ｂが押し上げられ、これに伴いロッド１５及び排水弁１２が所定位置まで引き上げられると、クラッチ機構２２が、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２を、上部ロッド１５ａから切り離す。これにより、上部ロッド１５ａはピストン１４ｂと共に上方に押し上げられたままになる一方、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２は、自重により降下する。しかしながら、切り離された下部ロッド１５ｂは、排水弁フロート機構２６の係合部２６ｂと係合し、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２の降下が阻止される。これにより、貯水タンク１０の排水口１０ａは開弁されたままとなり、貯水タンク１０からの排水が継続される。

ここで、貯水タンク１０内の水位が、所定水位Ｌ₁よりも低い第２の所定水位Ｌ₂まで低下すると、排水弁フロート機構２６のフロート部２６ａが下降し、これが係合部２６ｂを移動させる。これにより、下部ロッド１５ｂと係合部２６ｂとの係合が解除され、下部ロッド１５ｂ及び排水弁１２は再び降下し始める。その後、排水弁１２が貯水タンク１０の排水口１０ａを閉弁させ、水洗便器本体２への洗浄水の排出が停止される。排水口１０ａが閉弁された後も、給水制御装置１８内の弁座４０は開弁された状態にあるため、給水管３２から供給された水が排水弁水圧駆動部１４に流入し、排水弁水圧駆動部１４から流出した水は、流出管２４ｂを通って貯水タンク１０内に流入するので、貯水タンク１０内の水位が上昇する。

貯水タンク１０内の水位が所定水位Ｌ₁まで上昇すると、給水弁フロート３４が上昇し、アーム部４２を介してフロート側パイロット弁４４が下降され、フロート側パイロット弁口４４ａが閉弁される。これにより、フロート側パイロット弁口４４ａ及び主弁体３８のパイロット弁口３８ａが閉弁されるので、圧力室３６ａ内の圧力が上昇し、主弁体３８が弁座４０に着座する。この結果、給水制御装置１８から排水弁水圧駆動部１４への給水が停止され、発電機１６による電力の生成が終了する。また、排水弁水圧駆動部１４のピストン１４ｂは、スプリング１４ｃの付勢力により押し下げられる。ピストン１４ｂと共に上部ロッド１５ａが押し下げられると、クラッチ機構２２により切り離されていた上部ロッド１５ａと下部ロッド１５ｂが再び連結される。このため、次回、便器洗浄が実行された時は、上部ロッド１５ａ及び下部ロッド１５ｂは、ピストン１４ｂにより共に引き上げられる。以上により、一回の便器洗浄が終了し、水洗便器装置１は、便器洗浄の待機状態に復帰する。

本発明の実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、発電機１６が流出管２４ｂに設けられているので、便器洗浄のために洗浄水タンク装置４に供給され、排水弁水圧駆動部１４において排水弁１２の駆動に利用された水の流れを発電にも利用することができる。このように発電機１６を配置することにより、電磁弁２０が消費する電力を十分に賄うことができる。これにより、自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置４を提供することができる。

また、本実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、発電機１６が、排水弁水圧駆動部１４から流出した水が流れる流出管２４ｂに設けられているので、発電機１６により大きな圧力損失が発生する場合においても、排水弁水圧駆動部１４により排水弁１２を駆動するための駆動力が不足することがない。この結果、発電機設計の自由度が高くなり、より大型の発電機１６を採用することが可能になり、発電機１６が生成した電力により電磁弁２０が消費する電力を十分に賄うことができる。

さらに、本実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、発電機１６が設けられている流出管２４ｂへの水の流出は、シリンダ１４ａ内に配置されているピストン１４ｂが第２の位置に移動された後であるため、発電機１６を設けることによる排水弁水圧駆動部１４の駆動力の不足を、より確実に回避することができる。

また、本実施形態の洗浄水タンク装置４によれば、流出管２４ｂへの水の流出が、シリンダ１４ａ内に配置されたピストン１４ｂによって制御されるので、簡便な構成で、排水弁１２の駆動と、流出管２４ｂへの水の流出の両方を制御することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態に、種々の変更を加えることができる。例えば、上述した実施形態においては、発電機１６が流出管２４ｂに設けられていたが、発電機１６を流入管２４ａに、例えば、バキュームブレーカ３０と排水弁水圧駆動部１４の間に設けることもできる。

また、上述した実施形態においては、発電機１６によって生成された電力がコントローラ２８に内蔵されたキャパシタに蓄積されていたが、キャパシタに代えて蓄電池に電力が蓄積されるように本発明を構成することもできる。さらに、上述した実施形態においては、ピストン１４ｂと排水弁１２の間にクラッチ機構２２が設けられていたが、クラッチ機構２２を省略することもできる。この場合には、シリンダ１４ａに接続された流出管２４ｂをシリンダ１４ａの下方に接続しておき、流出管２４ｂの入口を開閉する開閉機構を設けるのが良い。また、上述した実施形態においては、排水弁水圧駆動部１４に設けられたピストン１４ｂは鉛直方向に駆動されていたが、例えば、ピストン１４ｂが水平方向に駆動されるように本発明を構成することもできる。この場合には、ピストン１４ｂが移動する方向を、排水弁１２を駆動する方向の動きに変換する機構を設けるのが良い。さらに、上述した実施形態においては、ピストン１４ｂ底面の貫通孔１４ｆとロッド１５との間に隙間１４ｄが設けられていたが、貫通孔１４ｆとロッド１５の間は水密にされていても良い。また、排水弁水圧駆動部１４のピストン１４ｂに代えて、給水圧で回転される機構により排水弁１２が駆動されるように本発明を構成することもできる。

さらに、上述した実施形態においては、給水制御装置１８は、電磁弁２０によって駆動される電磁弁側パイロット弁５０により主弁体３８が開閉されていたが、電磁弁２０により主弁体３８が直接開閉されるように本発明を構成することもできる。また、上述した実施形態においては、フロート側パイロット弁４４がフロート３４の動きに基づいて駆動されていた。これに対し、変形例として、フロート３４に代えて水位検知センサを設けておき、この水位検知センサの検出信号に基づいて電磁弁によりパイロット弁を制御するように本発明を構成することもできる。この場合において、コントローラ２８からの制御信号によって制御される電磁弁２０とは別に、水位検知センサの検出信号に基づいて制御される電磁弁を設けることができる。或いは、単一の電磁弁２０が、コントローラ２８からの制御信号、及び水位検知センサの検出信号に基づいて制御されるように本発明を構成することもできる。

１ 水洗便器装置
２ 水洗便器本体（水洗便器）
２ａ ボウル部
４ 洗浄水タンク装置
６ リモコン装置
８ 人感センサ
１０ 貯水タンク
１０ａ 排水口
１０ｂ オーバーフロー管
１２ 排水弁
１４ 排水弁水圧駆動部
１４ａ シリンダ
１４ｂ ピストン
１４ｃ スプリング
１４ｄ 隙間
１４ｅ パッキン
１４ｆ 貫通孔
１５ ロッド
１５ａ 上部ロッド
１５ｂ 下部ロッド
１６ 発電機
１８ 給水制御装置
２０ 電磁弁
２２ クラッチ機構
２４ａ 流入管（駆動部給水路）
２４ｂ 流出管（駆動部排水路）
２４ｃ 流出管分岐部
２６ 排水弁フロート機構
２６ａ フロート部
２６ｂ 係合部
２８ コントローラ
３０ バキュームブレーカ
３２ 給水管
３２ａ 止水栓
３２ｂ 定流量弁
３４ 給水弁フロート
３６ 本体部
３６ａ 圧力室
３６ｂ 圧力通路
３８ 主弁体
３８ａ パイロット弁口
３８ｂ ブリード穴
４０ 弁座
４２ アーム部
４２ａ 支持軸
４４ フロート側パイロット弁
４４ａ フロート側パイロット弁口
４６ ソレノイドコイル
４８ プランジャー
５０ 電磁弁側パイロット弁
５２ コイルスプリング

Claims (5)

1. 自己の発電した電力を使用して、水洗便器への洗浄水の供給を行う洗浄水タンク装置であって、
   上記水洗便器に供給すべき洗浄水を貯留すると共に、貯留した洗浄水を上記水洗便器へ排出するための排水口が形成された貯水タンクと、
   上記排水口を開閉し、上記水洗便器への洗浄水の供給、停止を行う排水弁と、
   供給された水道水の給水圧を利用して、上記排水弁を駆動する排水弁水圧駆動部と、
   供給された水道水が駆動部給水路を介して上記排水弁水圧駆動部に流入するように、上記排水弁水圧駆動部への給水、停止を行う給水制御装置と、
   この給水制御装置の給水、停止を制御する電磁弁と、
   上記排水弁水圧駆動部において上記排水弁の駆動に利用され、上記排水弁水圧駆動部から流出した水を、上記水洗便器及び／又は上記貯水タンクに流入させる駆動部排水路と、
   上記駆動部排水路に設けられ、上記電磁弁を作動させるための電力を水流により生成する発電機と、
   を有することを特徴とする洗浄水タンク装置。
2. 上記排水弁水圧駆動部は、上記駆動部給水路からの水が流入するシリンダと、このシリンダ内に摺動可能に配置されると共に、上記駆動部給水路から水が流入すると、第１の位置から第２の位置に移動されるピストンと、を備え、上記ピストンが上記第２の位置に移動されると、上記シリンダ内に流入した水が上記駆動部排水路に流出する請求項１記載の洗浄水タンク装置。
3. 上記駆動部排水路は、上記シリンダに設けられた流出孔を介して上記シリンダの内部と連通しており、上記ピストンが上記第２の位置に移動されると、上記駆動部給水路と上記駆動部排水路が上記シリンダの内部を介して連通する請求項２記載の洗浄水タンク装置。
4. さらに、上記排水弁水圧駆動部から上記排水弁を切り離すクラッチ機構を有し、このクラッチ機構は、上記排水弁水圧駆動部への給水中に上記排水弁を上記排水弁水圧駆動部から切り離して上記排水弁を降下させ、上記給水制御装置は、上記排水弁により上記排水口が閉弁した後に、上記貯水タンク内の水位が所定水位まで上昇すると、上記貯水タンク内への給水を停止させる請求項１記載の洗浄水タンク装置。
5. 水洗便器装置であって、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の洗浄水タンク装置と、
   この洗浄水タンク装置から供給される洗浄水により洗浄される上記水洗便器と、
   を有することを特徴とする水洗便器装置。

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