JP4518669B2 - 用便設備 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、用便設備、特に、各洗い流しサイクルに少量の水を使用する設備に関するものである。
従来の用便設備または水洗設備は、排泄物を便器から洗い流すのに十分な力を発生させるために、もっぱら多量の水に頼る液力装置によって、排泄物を廃棄してきた。多くの用便設備の場合、排泄物は、空気の負圧により、例えば、種々の弁、ポンプ、真空チャンバ、移送タンク、その他を用いて排出管を介して便器から吸出されることで、廃棄されていた。この種の設備では、水の消費量は低減されるが、概して製造が厄介であり、設置、使用、保守がいずれも不便である。
ＵＳ−Ａ−４３０６３２１に開示されている船舶用および移動住宅用の水洗便所の場合、便器を含む密封チャンバが、吐出し弁を介して便器の内容物を保留タンク内へ排出するように加圧され、続いてチャンバが再び加圧され、出口弁を介して洗浄水が吐出され、出口弁が洗浄される。
ＤＥ−Ａ−１９６２３３３１およびＦＲ−Ａ−２６９６２００のいずれもが、排出管を介して便器の内容物を洗い流すため、密封便器／チャンバへ加圧された洗浄用水を供給するが、チャンバ内の圧力を昇圧させることはない。
【０００２】
本発明の目的は、便器から排出管への排泄物の排出に正圧を使用することで、水の消費量が低減される用便装置を得ることにより、前記の欠点を除去または軽減することにある。この設備の付加的な利点は、排出管が弁その他の装置によってふさがれていないので、設備を従来式に使用することもできる点である。
本発明は、便器と、便器の内容物の排出管と、便器と共に排泄物の受容チャンバを形成する、便器上の閉鎖可能な蓋と、蓋と便器との間のシールと、便器内面の洗浄のため水をチャンバ内へ導入する装置と、便器の内容物を強制的に排出管から排出するため、続いてチャンバ内の空気圧を上昇させる装置とを含む用便設備である。
【０００３】
好ましくは、便器内面を洗浄するために導入される水の加圧用の装置が備えられている。
蓋には、蓋を閉位置で固定するためのロック機構が備えられている。
蓋のロック状態を検知し、設備の動作を起動するために、ロック機構と組み合わされたロックセンサが備えられている。
本発明の一好適実施例では、排出管がＳ形ベンドの水封式トラップによって形成されている。
【０００４】
チャンバ内の空気圧を高めるための装置は、チャンバに接続され、好ましくは洗浄水槽にも接続された空気移動ユニットを含んでいる。このユニットは、シリンダ内で可動のピストンを含んでいる。一方の行程でシリンダ内を移動するピストンにより、便器の内容物の排出に要するチャンバ内圧を得るのに十分な空気量が移動される。ピストンは複動であって、ピストンの他方の行程によって、洗浄水槽を加圧する空気が得られ、それにより水が便器の内面を洗浄し、その後で便器の内容物が排出される。
便器は、その内面を洗浄する水の入口を備え、これらの入口は、便器の頂部に位置し、チャンバからの空気の漏出を防止する部材によって洗浄水槽に接続されている。
【０００５】
好ましくは、洗浄水槽には、それぞれサイフォンを有する２個の管が接続されている。一方の管は、常時閉式であるが、手動で開いてサイフォンを動作させることができ、他方の管は開放式であり、あふれ管として働くことができる。洗浄水槽は、空気圧を補給するのに十分な開口を備え、かつ空気移動ユニットに接続されている。空気移動ユニットが起動され、排除された空気により洗浄水槽が加圧され、外部へのすべてのベントおよび管が閉じられると、洗浄水槽内の水は、開放式サイフォンから便器内へ圧出される。水レベルが予め定めたレベルに降下すると、あふれ管から空気が逃がされ、洗浄水槽内の圧力が解放される一方、洗浄水槽から便器へのサイフォンの流れは継続できる。
空気移動ユニットの作動は、蓋をロックすることで起動され、そのロック動作はセンサによって検知される。
この用便設備は放出／保持／サイフォン水槽を備えており、この水槽が空気式に起動され／空にされる。
【０００６】
以下で本発明の実施例を添付図面につき説明するが、該実施例は一例に過ぎない。
図に関して言えば、図１には、全体を符号１で示した用便設備一式が示されている。空気移動ユニット２は、固定部材によってシャシ案内４に固定されたランナ３上に配置されている。給電部５は、近接センサ７と制御装置（図示せず）とを内蔵する制御ボックス６に入り、ケーブル９を介して第２近接センサ８に接続されている。ケーブル９は、案内管１０内を通され、案内管１０は、後述するように、ロックボルト３４近くの、便器１１の内側にセンサ８を位置付けている。洗浄水槽１２は、穴１５を貫通するボルトによりシール１４上に固定された蓋１３を有している。空気管１６は、空気移動ユニット２を結合部材１７を介して洗浄水槽１２に接続しており、これにより洗浄水槽の加圧が可能になる。フロート弁入口１８は、適当な給水部に接続されており、符号７１では、あふれ／ベント管が示されている。
【０００７】
便器１１は、便座２０、蓋２１、取外し可能な蓋シール／ロック組立体２２を有している。蓋２１は、ヒンジブラケット２３を備え、後述するように、シャシの張出し部材２４（図２）を中心として上げ下ろしされる。ヒンジブラケット２３は、案内箇所２６にシール／ロック組立体のリップを受容するのに十分な対応溝２５を有している。シール／ロック組立体は、更にフック２７を有し、それにより、組立体２２を蓋２１の下へスライドさせ、穴２９内に止め部材２８によって固定することができる一方、同時にリップ案内箇所２６をヒンジブラケットの対応溝２５内に係合させることができる。リップシール３０は、ロック組立体２２に固定され、蓋が閉じられた場合、便器１１のリム３１と気密のシールを形成する。ロック組立体のハンドル３２は、プッシュ／プル操作によって内部カム（図示せず）を介してロック機構を動作させ、内部カムは、ピン３３を旋回させてロックボルト３４（図２）へ運動を伝える。
【０００８】
このような構成によって、従来型の便器の蓋を密閉可能なロック式の蓋に変換できることが分かるだろう。ロックボルト３４は磁気片３５を備え、この磁気片により、ロックボルトはロック位置でセンサ８を励起することができる。蓋のロック動作により、また空気移動ユニット２が起動されることで洗い流しサイクルが開始される。
図２には、空気移動ユニット２と、連結部材３６，３７を介しての便器１１への連結部とが示されている。これらの連結部材は、雄形と雌形のテーパはめ合い部材であり、それらの間にはシールが配置され、気密の結合が形成されている。このような構成により、ユニット２をシャシ案内４上の定位置にスライドさせると、連結部材が自動的に整合されて、ユニット２から便器へ圧力下の空気を送入できる気密の接続部が形成される。
空気移動ユニット２は、円筒形のハウジング４０に固定された端板３９から成り、ハウジング４０内には中心の案内管４２の周囲に固定電磁石４１が配置されている。第２の電磁石４３は、ピストン４４に固定され、案内管４２に気密にはめ合わされた中心案内ロッド４５を有している。ピストンは、空気シール４７を備え、シリンダ孔４０に沿って自由移動する。図２には、ユニット２が休止位置で示されている。
【０００９】
電磁石４１，４３の極性が互いに引き合う場合には、ピストン４４は矢印Ａの方向にシリンダ孔４０に沿って引張られ、それによりシリンダ孔４０内の空気は、移動され、開口４８に入り、ホース１６を通って洗浄水槽１２内に達することが分かるだろう。ピストンがその行程の終わりに達すると、近接センサ７が検知し、電磁石４１，４３の一方の極性が変えられ、それにより電磁石が互いに反発させられる。ピストン４４は、これによりシリンダ孔４０に沿って矢印Ｂの方向に戻され、再びシリンダ４０内の空気を移動する。この移動された空気は、接続部材３６，３７を経て押し出され、密閉された便器チャンバ内へ入る。ピストン４４がその行程の終わりに達すると、近接センサ５０が電磁石４１，４３を不動作にする。空気移動ユニット２は、センサ８が蓋が開けられたことを検知すると、再設定される。通気口５１は、フラップ弁形式であり、ピストン４４の背後での真空発生を防止するのに十分な、シリンダ孔４０内部への空気の流れを可能にする。ピストン４４は、案内ロッド４５に結合されているハンドル５２（図１）により手動で駆動できる。
【００１０】
便座のヒンジブラケット５３と、蓋のヒンジブラケット２３とは、ヒンジピンによりシャシの張出し部材２４に連結され、ヒンジピンを中心として自由旋回可能である。
図３には、洗浄水槽１２が示されている。主サイフォン５５は、接続部材５７のところで便器１１に接続された給水管５６に接続されている。接続部材５７は、フラップ弁５８を備え、このフラップ弁５８により、空気流および水流は矢印Ｃの方向にのみ流れるようにされている。これによって、洗浄水槽から便器内への吐出が可能になる一方、便器からの空気の漏出が阻止できる。主サイフォン５５は、洗浄水槽１２からの水の流れを防止するためのフラップ弁５９を備えている。主サイフォン５５を水が流過するには、サイフォン作動器６１と、支点６３を中心として旋回するフラップ弁レバー６２とに連結されているプランジャ６０を持上げる必要がある。
【００１１】
この構成の場合、主サイフォンは常時閉であるが、プランジャ６０が持上げられて、レバー６２によりフラップ弁が開かれ、サイフォンの流れが作動器６１により開始され、便器の洗浄に十分な量の洗浄水槽の内容物が、便器１１内へ放出されることが分かるだろう。好ましくは、プランジャ６０を持上げる部材は、ロッド６５とレバー６２とに連結されたハンドル６４である。
第２サイフォン６７は、吸い上げの効果的な中断を容易にするために、ベル形の口６８を備えた開放管から成っている。サイフォン６７は、給水管６９に接続されており、給水管６９は、便器１１に開口し、便器１１のリムの下に配置されたノズル７０を介して便器内面にわたって水を分配することで、便器洗浄のための効果的な噴出が可能である。この構成では、便器１１への開放あふれ経路は、常時、開かれている。ノズル７０と給水管６９には、便器１１からの空気の漏出を防止するための弁が備えられている。
【００１２】
あふれ管７１は、洗浄水槽１２に接続され、周部に付加的な開口７２を備えている。浮き７５には、スリーブが、ロッド７６を介して結合され、あふれ管７１とはめ合わされており、あふれ管周囲で自由回転する。２つの開口７４は、スリーブ７３の回転につれて、開口７２が、スリーブ開口７４により露出または遮蔽される。端キャップ７７が、あふれ管７１に気密にはめ込まれ、スリーブ７３を定位置に保持している。洗浄水槽内の水レベルが変わるにつれて浮き７５が昇降し、それによってあふれ管７１周囲をスリーブ７３が回転することで、開口７２と７４とを通る洗浄水槽のベントが開閉される。
【００１３】
この構成の場合、排泄物を便器１１内へ入れて、蓋を閉じてロックする。蓋をロックすることでセンサが励起され、それにより空気移動ユニット２が起動されて、ピストンが前進駆動され、ホース１６を介して洗浄水槽内へ空気が圧入される。洗浄水槽内の水レベル高くなると、あふれ管の開口７２が覆われ、排除された空気用のベントがなくなる。このため、水は開放されている第２サイフォン６７から便器１１内へ圧出され、便器内では、ノズル７０の噴出パターンにより便器内面が洗浄される。洗浄水槽内の水レベルが下降すると、浮き７５が下降して、開口７２が露出し、加圧空気が開口７４を介して逃がされる。これによりピストン４４に対する空気抵抗が減少し、ピストンは急速にその行程の終わりに達する。水は、減速され重力により開放サイフォンから依然として流出できる。
【００１４】
ここでピストン４４の移動方向が逆になり、密閉されたチャンバ内の空気が加圧され、これにより排泄物が排出管７８から圧出される。ピストン４４は、その行程の終わりに達し、洗浄サイクルは終了する。しかし、サイフォン６７は、まだ働いており、ベル形の口６８のレベルに水レベルが下降して、サイフォンの吸い上げが中断される前に、水封式トラップ７８を再び満たすのに十分な水量が便器内に溜められる。次いで、洗浄水槽内の水レベルが、フロート弁を介して再び上昇し、フロート７５が開口７２を閉じる。
入口弁の故障の場合、あふれ管の開口７２をスリーブの第２開口７４と整合させることでフロート７５を上昇させ、水を排出することができる。あるいはまた、上昇する水を開放サイフォンを介して便器１１に排出できる。本発明の別の実施例では、洗浄水槽のホース１６と空気移動ユニットとを介してあふれが可能である。
【００１５】
用便設備は、ハンドル６４を用いて、従来の手動式液力洗浄モードで使用することができる。
既述の空気移動ユニットは電気式または手動式に操作されるが、機械式、液力式、空気式のいずれかで操作するように変更可能である。
既述の実施例の別の変更態様の場合、洗浄水槽が加圧されず、ピストンは単動か複動であり、単動の場合、戻り行程は単に空気移動ユニットをリセットするだけだが、複動の場合、戻り行程は、第２洗浄サイクルでのチャンバの加圧に役立つ。
空気移動ユニットは、ダイアフラム、空気ポンプ、圧縮空気溜めのいずれかを有する別の形式でもよい。
本発明の別の変更態様では、空気移動ユニットは、圧縮機、ダイアフラム、圧縮ガスの容器またはリザーバのいずれかの形式でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の用便設備を部分的に破断して示す斜視図。
【図２】 図１のチャンバと空気移動ユニットとの斜視断面図。
【図３】 図１の洗浄水槽および便器を部分的に破断して示す斜視図。

Claims (5)

1. 便器（１１）と、便器内容物の排出管と、便器と共に排泄物受容チャンバを形成する、便器上の閉鎖可能な蓋（２１）と、蓋と便器との間のシール（３０）と、便器内に既にある内容物の排出に際して便器の内面の洗浄のため水をチャンバ内へ注入する装置（１２，６７，６９）と、次いで便器の内容物を排出管を通して圧出させるために、加圧空気をチャンバに供給する装置（２）とを含む用便設備において、
   排出管内の水封式トラップ（７８）と、便器の内容物が排出され、かつ加圧空気がもはやチャンバに供給されなくなった後に、水封式トラップ内に水を再び満たすために、水を供給するための装置（６７）とを特徴とする用便設備。
2. チャンバ内の空気圧を上昇させる装置が、空気移動ユニット（２）を含むことを特徴とする、請求項１に記載された設備。
3. 水をチャンバに導入する前記装置が、前記空気移動ユニット（２）を含むことを特徴とする、請求項２に記載された設備。
4. 前記蓋（２１）が、その閉位置に蓋を固定するロック機構（２２）を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された設備。
5. ロックセンサ（８）がロック機構（２２）と組み合わされており、それによって蓋のロック動作が検知され、かつ空気移動ユニット（２）の作動が起動されることを特徴とする、請求項４に記載された設備。

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