特許 7598542 水洗大便器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-04

(45)【発行日】2024-12-12

(54)【発明の名称】水洗大便器

(51)【国際特許分類】

   E03D 11/02 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

E03D11/02 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021138581

(22)【出願日】2021-08-27

(65)【公開番号】P2023032447

(43)【公開日】2023-03-09

【審査請求日】2024-06-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000010087

【氏名又は名称】ＴＯＴＯ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100123630

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(72)【発明者】

【氏名】小林 祥子

(72)【発明者】

【氏名】戸次 允

(72)【発明者】

【氏名】岡部 大輝

【審査官】神尾 寧

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－９８４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９７６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１５７７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－８６４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２０８４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－１７７１１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０３Ｄ １／００－ ７／００

Ｅ０３Ｄ １１／００－ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

洗い落とし式の水洗大便器であって、
汚物を受けるボウル部と、
このボウル部に洗浄水を吐水して旋回流を形成する吐水部と、
前記ボウル部に接続され、前記ボウル部から下方へ延びる下降管路、及びこの下降管路に接続され、下降管路から上方へ延びる上昇管路を含む排水トラップ管路と、を有し、
前記上昇管路は、前記排水トラップ管路の最下点から、前記ボウル部内の溜水水位を規定する最高点まで延び、
前記上昇管路は、前記最下点における流路断面が略逆三角形状に形成されると共に、所定の長さに亘って流路断面が略四角形状に形成され、前記最高点における流路断面の底辺は略水平な略直線状であることを特徴とする水洗大便器。

【請求項2】

前記上昇管路は、流路断面が略四角形状にされている所定区間において、その中心軸線が略直線状に形成されている請求項１記載の水洗大便器。

【請求項3】

前記上昇管路は、その少なくとも一部において、前記最下点から前記最高点に向けて流路断面積が増大している請求項１又は２に記載の水洗大便器。

【請求項4】

前記上昇管路は、その流路断面の最大高さ及び最大幅が略一定である請求項１乃至３の何れか１項に記載の水洗大便器。

【請求項5】

前記上昇管路は、前記最高点を含む流路断面が略四角形状に形成されている請求項１乃至４の何れか１項に記載の水洗大便器。

【請求項6】

前記上昇管路には、前記最下点から所定区間に亘って湾曲部が設けられており、この湾曲部において、前記上昇管路の流路断面形状は、前記最下点における略逆三角形状から、略四角形状に漸変する請求項１乃至５の何れか１項に記載の水洗大便器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水洗大便器に係わり、特に、下降管路と上昇管路を含むトラップ管路を有する洗い落とし式の水洗大便器に関する。

【背景技術】

【0002】

水洗大便器には、ボウル部に下降管路と上昇管路を含む排水トラップ管路が接続され、ボウル部に排泄された汚物を洗浄水により排出するようになっている。
この排水トラップ管路の中心軸線に直交する断面である流路断面の形状には、種々の形状が採用されている。例えば、特許文献１の水洗大便器においては、排水トラップ管路の入口部の流路断面は略三角形であり、最下点における流路断面は略四角形状であり、上昇管路の入り口における流路断面は円弧と直線を組み合わせた形状にされている。このような形状により、確実に浮遊汚物を排出するようにしている。

【0003】

さらに、特許文献２の水洗大便器においては、排水トラップ管路の流路断面が円弧と直線を組み合わせた形状、又は略四角形状に形成されており、このような形状により、汚物や紙がつまりにくいようにしている。

【0004】

また、特許文献３の水洗大便器においても、排水トラップ管路の流路断面が円弧と直線を組み合わせた形状、又は略四角形状に形成されており、このような形状により、汚物及び洗浄水の排出性能を向上させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－５１８８３号公報

【文献】特開２０１６－９８４９１号公報

【文献】特開２０１７－１４５６３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一方、水洗大便器の排水トラップ管路には、汚物の排出開始（初動）を早くし、排水トラップ管路内の整流を促進し、さらに、汚物の排出速度を早くすることが要望され、これらを両立させることができる水洗大便器が要望されている。

【0007】

特に、洗い落とし式の水洗大便器においては、サイホン作用によりボウル部内の洗浄水を吸引する力が実質的に作用しないため、ボウル部に流入する洗浄水による押し込み力のみによって、洗浄水及び汚物が排水トラップ管路を乗り越えて排出される必要がある。

【0008】

加えて、吐水口から吐出される洗浄水の旋回流によりボウル部を洗浄するタイプの水洗大便器においては、吐水口から吐出される洗浄水の瞬間流量を高く設定することができず、瞬間流量は比較的低く抑える必要がある。このため、ボウル部に流入する洗浄水の押し込み力が弱くなり、洗浄水及び汚物が排水トラップ管路を乗り越えることが、より困難になる。

【0009】

従って、本発明は、旋回流によりボウル部を洗浄する洗い落とし式の便器においても、効果的に洗浄水及び汚物を排出す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。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の目的を達成するために、本発明は、洗い落とし式の水洗大便器であって、汚物を受けるボウル部と、このボウル部に洗浄水を吐水して旋回流を形成する吐水部と、ボウル部に接続され、ボウル部から下方へ延びる下降管路、及びこの下降管路に接続され、下降管路から上方へ延びる上昇管路を含む排水トラップ管路と、を有し、上昇管路は、排水トラップ管路の最下点から、ボウル部内の溜水水位を規定する最高点まで延び、上昇管路は、最下点における流路断面が略逆三角形状に形成されると共に、所定の長さに亘って流路断面が略四角形状に形成され、最高点における流路断面の底辺は略水平な略直線状であることを特徴としている。

【0011】

このように構成された本発明によれば、上昇管路の最下点における流路断面が略逆三角形状に形成されているので、下降管路から上昇管路へ向かう流れのベクトルをスムーズに変換することができ、ボウル部から下降管路に押し込まれた流れのエネルギーをあまり損なうことなく、洗浄水を上昇管路に流入させることができる。また、上昇管路の所定の長さに亘って流路断面が略四角形状に形成されているので、上昇管路内を上方に流れる洗浄水を整流することができ、エネルギー損失を抑えると共に、汚物の排出速度を速くすることができる。さらに、最高点における流路断面の底辺が略水平な略直線状に形成されているので、最高点において広い流路を確保することができ、少ないエネルギーで多くの洗浄水及び汚物が最高点を乗り越えることができる。これらの作用により、効果的に洗浄水及び汚物を排出することができる。

【0012】

本発明において、好ましくは、上昇管路は、流路断面が略四角形状にされている所定区間において、その中心軸線が略直線状に形成されている。
このように構成された本発明によれば、流路断面が略四角形状の所定区間における中心軸線が略直線状に形成されているので、上昇管路における汚物の詰まりを抑制することができる。

【0013】

本発明において、好ましくは、上昇管路は、その少なくとも一部において、最下点から最高点に向けて流路断面積が増大している。
このように構成された本発明によれば、最下点から最高点に向けて上昇管路の流路断面積が増大しているので、上昇管路内を流れる洗浄水の流速を低下させることができ、洗浄水の流れのエネルギー損失を抑制することができる。

【0014】

本発明において、好ましくは、上昇管路は、その流路断面の最大高さ及び最大幅が略一定である。
このように構成された本発明によれば、上昇管路の流路断面の最大高さ及び最大幅が略一定に形成されているので、上昇管路内を流れる洗浄水の流れのエネルギー損失を抑制することができる。

【0015】

本発明において、好ましくは、上昇管路は、最高点を含む流路断面が略四角形状に形成されている。
このように構成された本発明によれば、最高点を含む流路断面が略四角形状にされているので、所定の長さに亘る流路断面が略四角形状の部分と、底辺が略水平な略直線状にされた最高点における流路断面をスムーズに接続することができ、洗浄水の流れの乱れを抑制することができる。

【0016】

本発明において、好ましくは、上昇管路には、最下点から所定区間に亘って湾曲部が設けられており、この湾曲部において、上昇管路の流路断面形状は、最下点における略逆三角形状から、略四角形状に漸変する。
このように構成された本発明によれば、湾曲部において、上昇管路の流路断面形状が、最下点における略逆三角形状から、略四角形状に漸変するので、略逆三角形状の流路断面から略四角形状の流路断面に移行する際の流れ抵抗を抑制することができ、効果的に洗浄水及び汚物を排出することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明による水洗大便器によれば、旋回流によりボウル部を洗浄する洗い落とし式の便器においても、効果的に洗浄水及び汚物を排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態による水洗大便器を示す平面図である。

【図2】図１のＩＩ―ＩＩ線に沿って見た断面図である。

【図3】本発明の実施形態による水洗大便器の排水トラップ管路を拡大して示した断面図である。

【図4】図３のＩＶ―ＩＶ線に沿って見た断面図である。

【図5】図３のＶ―Ｖ線に沿って見た断面図である。

【図6】図３のＶＩ―ＶＩ線に沿って見た断面図である。

【図7】図３のＶＩＩ―ＶＩＩ線に沿って見た断面図である。

【図8】図３のＶＩＩＩ―ＶＩＩＩ線に沿って見た断面図である。

【図9】図３のＩＸ―ＩＸ線に沿って見た断面図である。

【図10】図３のＸ―Ｘ線に沿って見た断面図である。

【図11】本発明の実施形態による水洗大便器の排水トラップ管路の上昇管路の入口部の断面形状を模式的に示した図である。

【図12】下降管路の入口部と出口部の断面を重ねて示した断面図である。

【図13】上昇管路の入口部から上部の断面までの各断面を重ねて示した断面図である。

【図14】本発明の実施形態による水洗大便器のトラップ管路及び比較例１と２のトラップ管路を比較して示す比較図である。

【図15】本発明の実施形態による水洗大便器の排水トラップ管路及び比較例１と２の排水トラップ管路による汚物の残留割合と時間の関係を示す線図である。

【図16】図１５のＡ部の部分拡大線図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

次に、図１乃至図７を参照して、本発明の実施形態による水洗大便器について説明する。先ず、図１及び図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よる水洗大便器を示す平面図であり、図２は図１のＩＩ―ＩＩ線に沿って見た断面図である。

【0020】

図１及び図２に示すように、符号１は本発明の実施形態による水洗大便器を示し、この水洗大便器１は、ボウル部内の水の落差による流水作用で汚物を押し流す洗い落し式便器であり、便器本体２と、この便器本体２を洗浄する洗浄水を貯水する貯水タンク４と、を備えている。便器本体２は、表面に釉薬層が形成された陶器製であり、下部にスカート部６が形成され、上半分のうち前方にボウル部８が形成されている。また、ボウル部８の後方上部には、その上流端が貯水タンク４に連通する共通通水路１０が形成され、さらに、ボウル部８の後方下部に汚物を排出するための排水トラップ管路１２が形成されている。

【0021】

上述した貯水タンク４は、洗浄水源であり、この貯水タンク４内には、排水弁１４が設けられており、操作レバー（図示せず）により排水弁１４が開閉するようになっている。なお、本実施形態は、貯水タンク４を設けず、水道から直接洗浄水が供給される直圧式水洗大便器や、フラッシュバルブにより洗浄水が供給されるタイプの水洗大便器等にも適用することができる。

【0022】

ボウル部８は、ボウル形状の汚物受け面１６と、上縁に位置するリム部１８と、汚物受け面１６の下方に形成された凹部２０と、を備えている。ここで、リム部１８の内周面１８ａは、内側に向かってオーバハングした形状となっており、後述するように旋回する洗浄水が外部へ飛び出ないようになっている。

【0023】

ボウル部８のリム部１８の内周面の前方から見て左側の中央部の少し後方側に、洗浄水を吐水する吐水部である第１吐水口２２が形成され、前方から見て右側後方側（下流側）に、吐水部である第２吐水口２４が形成されている。これらの第１吐水口２２及び第２吐水口２４は、同一方向（図１では反時計回りの方向）に旋回する旋回流を形成するようになっている。

【0024】

また、上述した水洗大便器１の後方上部に形成された共通通水路１０は、便器前方に向かって、第１通水路２６及び第２通水路２８に分岐している。第１通水路２６は、第１吐水口２２に洗浄水を供給するためのものであり、第２通水路２８は、第２吐水口２４に洗浄水を供給するためのものである。
なお、本実施形態においては、第１吐水口を含む第１通水路と、第２吐水口を含む第２通水路を便器本体とは別体のディストリビユータ等により形成するようにしても良い。

【0025】

ここで、第１吐水口２２及び第２吐水口２４は、オーバハング形状のリム部１８の内周面１８ａに沿って洗浄水を吐出させ、内周面１８ａに沿って旋回する洗浄水が少しずつ流下することによりボウル部８の内壁面が洗浄される。この際、第１吐水口２２及び第２吐水口２４から夫々吐出された洗浄水が、リム部１８を越えてボウル部８の外へ飛び出すことがないように、各吐水口から吐出される洗浄水の瞬間流量は抑えられている。

【0026】

次に、図２に示すように、排水トラップ管路１２は、ボウル部８の凹部２０の一部である凹部２０の下部２０ａと接続し且つ後方下方へ延びる下降管路３２と、この下降管路３２と接続し上方へ延びる上昇管路３４とを備えている。さらに、上昇管路３４は、下流側の排水管路３６に接続され、この排水管路３６は、図示しない排水ソケットなどと連結し、床や壁に設けられた排水口に汚物を排水するようになっている。

【0027】

下降管路３２は、凹部２０の下部２０ａと下降管路３２が接続され凹部２０の下部２０ａから下降管路３２に切り替わる入口部３８を備えている。本実施形態では、凹部２０の下部２０ａと下降管路３２の接続部の断面積の変化割合が小さくなる又はゼロとなる箇所を下降管路３２の入口部３８としているが、凹部２０の下部２０ａと下降管路３２の接続部の形状によって、入口部３８の位置は、多少前後するようになっている。さらに、下降管路３２は、排水トラップ管路１２の最下点Ｂにおいて、上昇管路３４の入口部４０と接続されている。

【0028】

下降管路３２は、下降管路３２の入口部３８から上昇管路３４の入口部４０まで下降している。下降管路３２の入口部３８及び上昇管路３４の入口部４０は、それぞれ排水トラップ管路の中心軸線Ｘに直交する流路断面として設けられている。入口部４０は、排水トラップ管路１２の最下点Ｂに位置している。洗浄前には、凹部２０の少なくとも一部と排水トラップ管路１２は、溜水で満たされており封水を形成している。一定量以上の封水を形成するために本実施形態では、下降管路３２の入口部３８よりも排水トラップ管路１２の最高点Ｔの方が高い位置に配置されており、これにより、下降管路３２と、下降管路３２と接続する凹部２０の一部を水で満たし封水を形成することができるようになっている。換言すれば、ボウル部８内の溜水の溜水水位は、最高点Ｔの高さにより規定されている。

【0029】

次に、上昇管路３４は、最下点Ｂにおいて下降管路３２の下流側に接続された管路であり、最下点Ｂから最高点Ｔまで延びている。また、後述するように、上昇管路３４は、最下点Ｂにおける流路断面が略逆三角形状に形成されると共に、所定区間において流路断面が略四角形状に形成されている。さらに、上昇管路３４には、最下点Ｂから所定区間に亘って湾曲部が設けられており、この湾曲部において、流路断面の形状が逆三角形状から、略四角形状に漸変している。また、最高点Ｔにおける流路断面の底辺は略水平な略直線状に形成されている。なお、本実施形態において、上昇管路３４は、流路断面が略四角形状に形成された所定区間が最高点Ｔを含むように形成されている。

【0030】

さらに、上昇管路３４の下流側には、最高点Ｔよりも上方に、比較的広い空間３５が設けられており、上昇管路３４から流出した洗浄水及び汚物は、この空間３５を通って排水管路３６に流入する。即ち、便器洗浄時において、ボウル部８内の溜水及び汚物は、ボウル部８に流入した洗浄水によって押し流され、上昇管路３４の最高点Ｔを乗り越えて空間３５内に入り、排水管路３６の中に落下する。ここで、空間３５によって形成される流路の断面積は、上昇管路３４の流路断面積よりも十分に広いため、洗浄水及び汚物が最高点Ｔを乗り越えている際も、空間３５内は実質的に満水になることはない。また、空間３５の下流側に設けられた排水管路３６の流路断面積も、上昇管路３４の流路断面積よりも十分に広いため、排水管路３６内も実質的に満水になることはない。従って、本実施形態の水洗大便器１では実質的にサイホン作用が発生することはない。

【0031】

次に、図３乃至図９により、下降管路３２及び上昇管路３４の断面形状を説明する。図３は便器本体の排水トラップ管路を拡大して示した断面図である。図４は図３のＩＶ―ＩＶ線に沿って見た断面図（下降管路の入口部の断面図）であり、図５は図３のＶ―Ｖ線に沿って見た断面図（上昇管路の入口部の断面図）である。図６は図３のＶＩ―ＶＩ線に沿って見た断面図（上昇管路の第１の断面図）であり、図７は図３のＶＩＩ―ＶＩＩ線に沿って見た断面図（上昇管路の第２の断面図）であり、図８は図３のＶＩＩＩ―ＶＩＩＩ線に沿って見た断面図（上昇管路の第３の断面図）であり、図９は図３のＩＸ―ＩＸ線に沿って見た断面図（上昇管路の上部の断面図）であり、図１０は図３のＸ―Ｘ線に沿って見た断面図（上昇管路の出口の断面図）である。なお、図４乃至図１０に示す下降管路３２及び上昇管路３４の断面は、何れも、排水トラップ管路１２の中心軸線に直交する方向に切断された「流路断面」に相当する。

【0032】

まず、図４に示すように、下降管路３２の入口部３８の断面形状は略四角形である。入口部３８の断面は、上辺３８ａ、右側辺３８ｂ、下辺３８ｃ、左側辺３８ｄを備えている。ここで、下辺３８ｃは円弧形状であり、上辺３８ａは、下辺３８ｃよりも横方向の長さが長くなっている。また、右側辺３８ｂおよび左側辺３８ｄは、緩やかに内側傾斜しており、上辺３８ａの最頂点、下辺３８ｃの最下点を結ぶ線を境にして左右対称になるように設けられている。

【0033】

次に、図５に示すように、上昇管路３４の入口部４０（下降管路３２の出口に相当）の断面形状は略逆三角形状である。入口部４０の断面は、上辺４０ａ、右側辺４０ｂ、左側辺４０ｃを備えている。ここで、厳密には、右側辺４０ｂと左側辺４０ｃは比較的曲率半径の大きい円弧形状に形成されているが、入口部４０の断面は全体として略逆三角形状ということができる。また、入口部４０の断面における右側辺４０ｂと左側辺４０ｃが交わる点が、排水トラップ管路１２の最下点Ｂに対応する。なお、入口部４０の断面は、最下点Ｂを通る鉛直軸線に対して左右対称になるように設けられている。このように、本実施形態においては、上昇管路３４の最下点Ｂにおける流路断面が略逆三角形状に形成されているので、下降管路３２から上昇管路３４へ向かう流れのベクトルをスムーズに変換することができる。これにより、ボウル部８から下降管路３２に押し込まれた流れのエネルギーをあまり損なうことなく、洗浄水を上昇管路３４に流入させることができる。

【0034】

なお、下降管路３２の断面形状は、図示は省略するが、その入口部３８から上昇管路３４の入口部４０（下降管路３２の出口に相当）に向けて徐々に断面形状が略四角形から略逆三角形に変化している。特に、下降管路３２の出口部側３２ａ（図２）は、入口部３８を０、上昇管路３４の入口部４０を１００とした場合には、下降管路３２の５０～１００の範囲（又は１００を含むより短い範囲）において、その断面形状が図５のような略逆三角形となっている。下降管路３２の断面形状の変化割合を一定にすることにより断面形状の変化により生じるエネルギー損失をより一層抑制することができる。なお、エネルギー損失をある程度抑制できる範囲であれば、変化割合を不均一にすることもできる。

【0035】

次に、図６に示すように、上昇管路３４の入口部４０よりも少し上方に位置する上昇管路３４の第１の断面６０の断面形状は略五角形状である。第１の断面６０は、上辺６０ａ、右側辺６０ｂ、右下辺６０ｃ、左側辺６０ｄ、及び左下辺６０ｅを備えている。ここで、右側辺６０ｂ及び左側辺６０ｄは概ね鉛直方向に向けられ、右下辺６０ｃ及び左下辺６０ｅは斜めに向けられ、中央で交わっている。厳密には、各辺の接続部にはＲが付けられているが、上昇管路３４の第１の断面６０は全体として略五角形状ということができる。なお、第１の断面６０は、右下辺６０ｃと左下辺６０ｅの交点を通る鉛直軸線に対して左右対称になるように設けられている。

【0036】

次に、図７に示すように、第１の断面６０よりも少し上方に位置する上昇管路３４の第２の断面７０の断面形状は略五角形状である。第２の断面７０は、上辺７０ａ、右側辺７０ｂ、右下辺７０ｃ、左側辺７０ｄ、及び左下辺７０ｅを備えている。ここで、右側辺７０ｂ及び左側辺７０ｄは概ね鉛直方向に向けられ、右下辺７０ｃ及び左下辺７０ｅは斜めに向けられ、中央で交わっている。厳密には、各辺の接続部にはＲが付けられているが、上昇管路３４の第２の断面７０は全体として略五角形状ということができる。また、第２の断面７０の各辺の接続部に付けられているＲの曲率半径は、第１の断面６０よりも大きくされている。なお、第２の断面７０は、右下辺７０ｃと左下辺７０ｅの交点を通る鉛直軸線に対して左右対称になるように設けられている。

【0037】

さらに、図８に示すように、第２の断面７０よりも少し上方に位置する上昇管路３４の第３の断面８０は四角形と円弧を組み合わせた形状にされている。第３の断面８０は、上辺８０ａ、右側辺８０ｂ、左側辺８０ｃ、及び下辺８０ｄを備えている。ここで、右側辺８０ｂ及び左側辺８０ｃは概ね鉛直方向に向けられ、下辺８０ｄは下方に向けて凸形状の略円弧状にされている。即ち、第２の断面７０において右下辺７０ｃと左下辺７０ｅを接続していたＲ部の曲率半径が、第３の断面８０においてはさらに大きくなり、１本の円弧状の下辺８０ｄが構成されている。

【0038】

次に、図９に示すように、上昇管路３４の上部の断面９０は、略四角形状である。上昇管路３４の上部の断面９０は、上辺９０ａ、右側辺９０ｂ、左側辺９０ｃ、底辺９０ｄを備えており、上辺９０ａは、底辺９０ｄよりも横方向の長さが少し長くなっている。また、右側辺９０ｂおよび左側辺９０ｃは、緩やかに内側に傾斜している。さらに、底辺９０ｄは、下方に向けて凸型の、曲率半径の極めて大きい円弧形状とも見られるが、略直線状とみなすことができる。なお、上昇管路３４の断面形状は、第３の断面８０よりも少し上方から下流側に向けて延びる所定区間９２（図３）に亘って、図９に示す断面形状と略同一の略四角形状に形成されている。また、本実施形態においては、所定区間９２における排水トラップ管路１２の中心軸線Ｘは直線にされ、この所定区間９２は上昇管路３４の出口近傍まで延びている。このように、本実施形態においては、流路断面が略四角形状の所定区間９２における中心軸線Ｘが略直線状に形成されているので、上昇管路３４における汚物の詰まりを抑制することができる。一方、上昇管路３４の入口の断面４０から所定区間９２までの区間は、上昇管路３４の向きが上方に向けられるように上側方向に向かって管路が湾曲されている。この湾曲している区間の断面を変化させることにより、上側方向に向かう湾曲による影響が緩和され、エネルギー損失を抑えることができる。

【0039】

さらに、本実施形態においては、所定区間９２の下流側（上方側）においても、断面形状は略四角形状にされており、図１０に示す上昇管路３４の出口の断面３７も、上昇管路３４の上部の断面９０と略同一の略四角形状に形成されている。即ち、上昇管路３４の出口の断面３７は、上辺３７ａ、右側辺３７ｂ、左側辺３７ｃ、底辺３７ｄを備えている。ここで、図３に示すように、上昇管路３４の出口の断面３７は、排水トラップ管路１２の最高点Ｔを含んでいる。従って、出口の断面３７の底辺３７ｄは、最高点Ｔの高さに位置し、略水平な略直線状に形成されている。このように、本実施形態においては、最高点Ｔにおける流路断面３７の底辺３７ｄが略水平な略直線状に形成されているので、最高点Ｔにおいて広い流路を確保することができ、少ないエネルギーで多くの洗浄水及び汚物が最高点Ｔを乗り越えることができる。

【0040】

上昇管路３４の断面形状は、図５乃至図１０で示したように、上流端の入口部４０においては、下降管路３２の出口部側３２ａの略逆三角形との連続性を保持する略逆三角形状（図５）であり、その下流側の断面は、図６、図７、図８に示すように、少しずつ略四角形状に近くなっている。即ち、上昇管路３４の流路断面形状は、最下点Ｂにおける略逆三角形状から、下流側に向けて略四角形状に漸変する。このように、本実施形態においては、上昇管路３４の流路断面形状が、最下点Ｂにおける略逆三角形状から、略四角形状に漸変するので、略逆三角形状の流路断面から略四角形状の流路断面に移行する際の流れ抵抗を抑制することができ、効果的に洗浄水及び汚物を排出することができる。また、本実施形態において、上昇管路３４の断面形状は、上昇管路３４の所定区間９２（図３）及びその下流側全体が略四角形状にされている。このように、本実施形態においては、上昇管路３４の所定の長さに亘って流路断面が略四角形状に形成されているので、上昇管路３４内を上方に流れる洗浄水を整流することができ、エネルギー損失を抑えると共に、汚物の排出速度を速くすることができる。好ましくは、上昇管路３４の全長の４０％～６０％の長さに亘って、流路断面を略四角形状とする。また、流路断面を略四角形状とする区間は、上昇管路３４の下流端（最高点Ｔ）から上昇管路３４の全長の４０％～６０％の範囲に設けるのが良い。

【0041】

さらに、図４乃至図１０に示すように、本実施形態においては、下降管路３２の入口部３８の中心軸線Ｘに直交する断面の最大高さＨ１と、上昇管路３４の入口部４０の中心軸線Ｘに直交する断面の最大高さＨ２と、上昇管路３４の中心軸線Ｘに直交する第１の断面の最大高さＨ３と、上昇管路３４の中心軸線Ｘに直交する第２の断面の最大高さＨ４と、上昇管路３４の中心軸線Ｘに直交する第３の断面の最大高さＨ５と、上昇管路３４の中心軸線Ｘに直交する上部の断面の最大高さＨ６と、上昇管路３４の中心軸線Ｘに直交する出口の断面の最大高さＨ７は、略一定である。このため、排水トラップ管路１２の中心軸線Ｘに直交する断面の最大高さは略一定である。

【0042】

また、図４乃至図１０に示すように、本実施形態においては、上昇管路３４の入口部４０の中心軸線Ｘに直交する断面の最大幅Ｗ２と、上昇管路３４の中心軸線Ｘに直交する第１の断面の最大幅Ｗ３と、上昇管路３４の中心軸線Ｘに直交する第２の断面の最大幅Ｗ４と、上昇管路３４の中心軸線Ｘに直交する第３の断面の最大幅Ｗ５と、上昇管路３４の中心軸線Ｘに直交する上部の断面の最大幅Ｗと、上昇管路３４の中心軸線Ｘに直交する出口の断面の最大幅Ｗ７は、略一定である。従って、上昇管路３４の中心軸線Ｘに直交する断面の最大幅Ｗは略一定である。このように、本実施形態においては、上昇管路３４の流路断面の最大高さ及び最大幅が略一定に形成されているので、上昇管路３４内を流れる洗浄水の流れのエネルギー損失を抑制することができる。一方、下降管路３２の入口部３８の中心軸線Ｘに直交する断面の最大幅Ｗ１は、上昇管路３４の入口部４０の中心軸線Ｘに直交する断面の最大幅Ｗ２よりも狭くされている。

【0043】

次に、図１１により、上昇管路３４の入口部４０の断面形状について詳細に説明する。図１１は本発明の実施形態による水洗大便器の排水トラップ管路の上昇管路の入口部の断面形状を模式的に示した図である。
図１１に示すように、上昇管路３４の入口部４０の断面形状は上述したように略逆三角形である。この略逆三角形の形状を具体的に説明する。図１１は上昇管路３４の入口部４０の内壁の形状を示している。入口部４０は、上辺４２と、右側第１側辺４４と、この右側第１側辺４４に接続部４５により接続された右側第２側辺４６と、左側第１側辺４８と、この左側第１側辺４８に接続部４９により接続された左側第２側辺５０とにより、断面形状が略三角形となっている。これらの上辺４２、右側第１側辺４４、右側第２側辺４６、左側第１側辺４８、左側第２側辺５０は、全て略円弧形状となっている。

【0044】

また、上昇管路３４の入口部４０の上辺４２の中央が断面の上端５１であり、右側第２側辺４６と左側第２側辺５０の交点が断面の下端５２となっている。
ここで、上昇管路３４の入口部４０の断面において、接続部４５、４９と下端５２まで高さ（距離）ｂが、上端５１と接続部４５、４９までの高さ（距離）ａより大きな値となっている（即ち、ｂ＞ａの関係がある）。入口部４０の断面形状は、上端５１と下端５２を結ぶ線を境にして左右対称になるように設けられている。

【0045】

図１１に示すように、上昇管路３４の入口部４０の断面は、右側第２側辺４６の鉛直方向に対する内側に向けた傾き角（具体的には右側第２側辺４６の中央点で引いた接線の鉛直方向に対する傾き度）βが、右側第１側辺４４の鉛直方向に対する内側に向けた傾き角（具体的には右側第１側辺４４の中央点で引いた接線の鉛直方向に対する傾き度）αよりも大きくなるような形状となっている（即ちβ＞αの関係がある）。
同様に、上昇管路３４の入口部４０の断面は、左側第２側辺５０の鉛直方向に対する内側に向けた傾き角（具体的には左側第２側辺５０の中央点で引いた接線の鉛直方向に対する傾き度）βが、左側第１側辺４８の鉛直方向に対する内側に向けた傾き角（具体的には左側第１側辺４８の中央点で引いた接線の鉛直方向に対する傾き度）αよりも大きくなるような形状となっている（即ちβ＞αの関係がある）。

【0046】

さらに、図１１に示すように、上昇管路３４の入口部４０の断面において、右側第２側辺４６の中央点で引いた接線と左側第２側辺５０の中央点で引いた接線により形成される角度γは、１０５度である。ここで、角度γは８５度から１２５度の間の角度であることが好ましい。角度γは、上辺４２と左側第１側辺４８、右側第１側辺４４のそれぞれがなす角よりも大きくなっている。

【0047】

次に、図１２により、下降管路３２の入口部３８と出口部（上昇管路３４の入口部４０に相当）のそれぞれの断面積について説明する。図１２は下降管路の入口部と出口部の断面を重ねて示した断面図である。
図１２に示すように、下降管路３２の入口部３８の断面形状は想像線で示し、出口部の断面形状は実線で示されている。ここで、入口部３８の断面積Ｓ１と出口部の断面積Ｓ２は略同じである。そのため、入口部３８の断面の高さＨ１と出口部の高さＨ２は略一定なので、入口部３８の断面の幅Ｗ１は出口部（上昇管路３４の入口部４０）の断面の幅Ｗ２よりも大きな値とすることにより、断面積を略一定にしている。また、略四角形の入口部３８に比べ出口部（上昇管路３４の入口部４０）は、略逆三角形であるため、断面の底面が狭くなっている。

【0048】

次に、図１３により、上昇管路３４の各部における断面積について説明する。図１３は上昇管路３４の入口部４０から上部の断面９０までの各断面を重ねて示した断面図である。図１３において、入口部４０（図５）を太い実線で示し、第１の断面６０（図６）を破線、第２の断面７０（図７）を一点鎖線、第３の断面８０（図８）を二点鎖線、上部の断面９０（図９）を細い実線で夫々示している。

【0049】

上述したように、上昇管路３４の入口部４０から上部の断面９０までの各断面の最大高さＨ２からＨ６は略一定であり、各断面の最大幅Ｗ２からＷ６も略一定である。このように、上昇管路３４は、各断面の最大高さ、及び最大幅が略一定である一方、断面形状は、入口部４０の略逆三角形状から、上部の断面９０の略四角形状まで、形状が漸変している。このため、上昇管路３４の断面は、入口部４０の略逆三角形状から両側の斜め下隅が次第に拡張され、上昇管路３４は、最下点Ｂから最高点Ｔに向けて流路断面積が増大している。このように、本実施形態においては、最下点Ｂから最高点Ｔに向けて上昇管路３４の流路断面積が増大しているので、上昇管路３４内を流れる洗浄水の流速を低下させることができ、洗浄水の流れのエネルギー損失を抑制することができる。

【0050】

また、上昇管路３４の断面は、最下点Ｂから最高点Ｔに向けて、下側部分において流路断面積が広くなるように構成されており、洗浄水で汚物を押し上げるのに必要なエネルギーが少なくすむようになっている。上昇管路３４内から汚物を排出するためには、重力に逆らって汚物を押し上げる必要があるが、上昇管路３４の下側の部分において流路断面が狭い場合には、同量の洗浄水及び汚物を流出させるために、より多くの洗浄水及び汚物を上方まで押し上げる必要がある。これにより、洗浄水の流れのエネルギー損失が増大してしまう虞がある。それに対し、本実施形態においては、上昇管路３４の下側の部分の流路断面が広く構成されているので、流路断面内の上方まで汚物を押し上げて流す量が少なくすむため、エネルギー損失を抑えることができる。

【0051】

次に、水洗大便器に必要な３つの特性である、「排出開始の速さ」、「下降管路内の整流」及び「排出速度」について、本実施形態による水洗大便器１と、従来技術である比較例１及び比較例２による水洗大便器とを対比して説明する。図１４は本発明の実施形態による水洗大便器のトラップ管路及び比較例１と２のトラップ管路を比較して示す比較図であり、図１５は本発明の実施形態による水洗大便器の排水トラップ管路及び比較例１と２の排水トラップ管路による汚物の残留割合と時間の関係を示す線図であり、図１６は図１５のＡ部の部分拡大線図である。

【0052】

先ず、比較例１と比較例２はいずれも従来の「洗い落とし式便器」である。比較例１の水洗大便器においては、下降管路の入口部における中心軸線に直交する断面形状が略四角形であり、上昇管路の入口部における中心軸線に直交する断面形状が略四角形であり、上昇管路の上部における中心軸線に直交する断面形状が略四角形である。
比較例２の水洗大便器においては、下降管路の入口部における中心軸線に直交する断面形状が略逆三角形であり、上昇管路の入口部における中心軸線に直交する断面形状が略四角形であり、上昇管路の上部における中心軸線に直交する断面形状が略四角形である。
なお、本実施形態による水洗大便器１においては、上述したように、下降管路の入口部における中心軸線に直交する断面形状が略四角形であり、上昇管路の入口部における中心軸線に直交する断面形状が略逆三角形であり、上昇管路の上部における中心軸線に直交する断面形状が略四角形である。

【0053】

これらの比較例１、比較例２、実施形態による水洗大便器の上述した３つの特性を確認するため、疑似汚物（汚物とほぼ同じ質量の微細粒子を多量に使用）も使用して実験を行い、図１５及び図１６に示す結果を得た。
先ず、図１４に示すように、「排出開始（初動）の速さ」については、比較例１及び実施形態による水洗大便器が早く（〇）で、比較例２が少し遅くなった（△）。
下降管路内の整流については、比較例２と実施形態による水洗大便器が良好（〇）で、比較例１が弱かった（△）。
汚物の排出速度については、比較例１及び実施形態による水洗大便器が早く（〇）で、比較例２が少し遅くなった（△）。

【0054】

次に、図１５及び図１６に示すように、ボウル部から汚物を排水トラップ管路に排出するとき、排出開始時（０秒）には、ボウル部内に１００％の汚物があり、排出終了時には、ボウル内に汚物は残らない（ほぼゼロ）状態となる。
排出開始から２秒経過後に、ボウル部内の汚物が、ボウル部内の水の落差による流水作用により、排水トラップ管路内への汚物の排出が開始される。このとき、図１６に示すように、汚物の排出開始は、実線で示された本実施形態による水洗大便器が一番速く、次に、破線で示された比較例１の水洗大便器が速く、一点鎖線で示された比較例２の水洗大便器が最も遅くなっている。

【0055】

以上から、本実施形態による水洗大便器においては、水洗大便器に必要な３つの特性である、「排出開始の速さ」、「下降管路内の整流」及び「排出速度」が両立していることが確認できた。

【0056】

次に、上述した本発明の実施形態による水洗大便器における作用効果を説明する。
本発明の実施形態の水洗大便器によれば、上昇管路３４の最下点Ｂにおける断面（上昇管路３４の入口部４０における断面）が略逆三角形状（図５）に形成されているので、下降管路３２から上昇管路３４へ向かう流れのベクトルをスムーズに変換することができ、ボウル部８から下降管路３２に押し込まれた流れのエネルギーをあまり損なうことなく、洗浄水を上昇管路３４に流入させることができる。また、上昇管路３４の所定の長さに亘って断面９０が略四角形状（図９）に形成されているので、上昇管路３４内を上方に流れる洗浄水を整流することができ、エネルギー損失を抑えると共に、汚物の排出速度を速くすることができる。さらに、最高点Ｔにおける断面３７の底辺３７ｄが略水平な略直線状（図１０）に形成されているので、最高点Ｔにおいて広い流路を確保することができ、少ないエネルギーで多くの洗浄水及び汚物が最高点Ｔを乗り越えることができる。これらの作用により、効果的に洗浄水及び汚物を排出することができる。

【0057】

また、本実施形態の水洗大便器によれば、断面が略四角形状（図９）の所定区間９２における中心軸線Ｘが略直線状に形成されている（図３）ので、上昇管路３４における汚物の詰まりを抑制することができる。

【0058】

さらに、本実施形態の水洗大便器によれば、最下点Ｂから最高点Ｔに向けて上昇管路３４の流路断面積が増大している（図１３）ので、上昇管路３４内を流れる洗浄水の流速を低下させることができ、洗浄水の流れのエネルギー損失を抑制することができる。

【0059】

また、本実施形態の水洗大便器によれば、上昇管路３４の断面の最大高さ（Ｈ２乃至Ｈ７）及び最大幅（Ｗ２乃至Ｗ７）が略一定に形成されている（図１３）ので、上昇管路３４内を流れる洗浄水の流れのエネルギー損失を抑制することができる。

【0060】

さらに、本実施形態の水洗大便器によれば、最高点Ｔを含む断面３７（図１０）が略四角形状にされているので、所定の長さに亘る断面が略四角形状の部分と、底辺３７ｄが略水平な略直線状にされた最高点Ｔにおける出口の断面３７をスムーズに接続することができ、洗浄水の流れの乱れを抑制することができる。

【0061】

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。

【符号の説明】

【0062】

１ 水洗大便器
２ 便器本体
８ ボウル部
１２ 排水トラップ管路
２２ 第１吐水口（吐水部）
２４ 第２吐水口（吐水部）
３２ 下降管路
３２ａ 出口部側
３４ 上昇管路
３４ａ 上辺
３４ｂ 右側辺
３４ｃ 下辺
３４ｄ 左側辺
３８ 入口部
３８ａ 上辺
３８ｂ 右側辺
３８ｃ 下辺
３８ｄ 左側辺
４０ 入口部
４０ａ 上辺
４０ｂ 右側辺
４０ｃ 左側辺
４２ 上辺
４４ 右側第１側辺
４５、４９ 接続点
４６ 右側第２側辺
４８ 左側第１側辺
５０ 左側第２側辺
５１ 上端
５２ 下端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】