JP2004052434A - トイレ用自動給水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動手段やスイッチ手段の接点を水没させずに、一般家庭において自動的に便器への放水を可能にする。
【解決手段】便器２から人が離れたことを検知すると、モータ１２が駆動して排水孔５が開き、タンク４内の水位は低下する。それと共に、タンク４内に洗浄水を供給する給水管３が開いて、一定時間後に排水孔５が閉じると、今度はタンク４内の洗浄水の液位が上昇して、満水状態で給水管３が閉じる。したがって、この満水時における洗浄水の液位よりも上方に、モータ１２およびスイッチ手段１３の接点１４Ａ，１４Ｂを配置すれば、これらのモータ１２やスイッチ手段１３の接点１４Ａ，１４Ｂはいかなる場合においても水没しない。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、便器から使用者が離れた使用後において、その便器に自動的に放水するようにしたトイレ用自動給水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から水洗トイレにおいて、赤外線センサ等の検知手段により使用者を検出し、この検知手段からの検知信号に基づいて便器に洗浄水を自動的に放水するようにしたトイレ用自動給水装置が知られている。このようなトイレ用自動給水装置は、公衆トイレあるいは比較的大規模な商業施設などのトイレに設置されているが、一般家庭ではさほど普及していない。しかし近年、高齢化に伴い、一般家庭や病院においてもトイレの排水時の手間を省くトイレ用自動給水装置が要望されていた。
【０００３】
すなわち一般のトイレは、洗浄水を溜めるタンクに排水用のレバーが設けられ、このレバーを操作して排水することから、筋力の衰えた高齢者にとってレバー操作が困難な場合もある。また、精神障害、痴呆性患者などでは、トイレ使用後、水洗タンクのレバー操作を行わずにトイレを出る等、不衛生であったり、あるいは無意味に水洗トイレのレバーを操作して洗浄水をいたずらに流し続けるなどして経済的にも無駄な面があり、こうした障害者の在宅治療に携わる介護人あるいは病院などにおけるトイレ施設の改善が要望されている。
【０００４】
このような要望に応えるため、一般家庭で使用できるように簡易な構成で自動的に便器への放水を可能とするトイレ用自動給水装置が求められている。従来技術において、便器に付設された放水手段は、給水手段となる接続管から供給される洗浄水を溜めるタンクと、このタンクの排水孔を塞ぐ栓体と、タンク内に設けたフロート手段と、このフロート手段の上下動に連動して接続管の給水路を開閉する弁手段とを具備している。また、栓体にはチェーンなどの吊り上げ部材が連結され、この吊り上げ部材を駆動手段たるモータによって巻き取る構成となっている。
【０００５】
ここにトイレ用自動給水装置を設ける場合は、使用者の有無を検知する検知手段としての赤外線センサの他に、前記モータの回転方向を切換えるスイッチ手段を設け、吊り上げ部材と連動して上下動する操作体により、スイッチ手段を開閉するように構成している。
【０００６】
そして、使用者がトイレ室内に入り、その後、使用者が便器から離れてトイレ室から出ると、赤外線センサが一定時間通電してモータが正方向に回転する。これにより、吊り上げ部材が巻き上げられて、栓体が吊り上げ部材によって引き上げられ、タンクの排水孔が開口するので、タンク内の洗浄水が便器に自動給水される。また、モータによって吊り上げ部材を引き上げると、操作体がスイッチ手段を閉じ、これによりモータが一定時間後に逆回転して、栓体によって排水孔を塞ぐようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成では次のような問題が懸念される。先ず、タンクに洗浄水が満たされた満水状態では、駆動手段であるモータや接点を有するスイッチ手段が水没するため、これらのモータやスイッチ手段の周囲に何等かの水密構造を施さなければならない。またモータは、操作体によりスイッチ手段を閉じるのに十分な引上げ力を要するので、その分だけ大型のモータを用意しなければならず、装置のコンパクト化を図ることができない。
【０００８】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、駆動手段やスイッチ手段の接点を水没させずに、一般家庭において自動的に便器への放水を可能にするトイレ用自動給水装置を提供することをその目的とする。
【０００９】
また本発明の別の目的は、駆動手段の小形化を図ることが可能なトイレ用自動給水装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１におけるトイレ用自動給水装置は、前記目的を達成するために、洗浄水の液位を検知する液位検知手段により給水管を開閉するタンクに付設され、便器から人が離れたことを検知すると、駆動手段により排水孔を開けてタンク内の洗浄水を前記便器に放水すると共に、スイッチ手段により前記タンク内から前記便器への放水を検知して、一定時間後に前記排水孔を閉じるトイレ用自動給水装置において、前記タンク内の満水時における洗浄水の液位よりも上方に、前記駆動手段および前記スイッチ手段の接点を配置したものである。
【００１１】
この場合、便器から人が離れたことを検知すると、駆動手段によって排水孔が開くことにより、タンク内の洗浄水が便器に放水される。その結果、タンク内の洗浄水の液位は低下する。それと共に、タンク内に洗浄水を供給する給水管が開いて、一定時間後に排水孔が閉じると、今度はタンク内の洗浄水の液位が上昇して、満水状態で給水管が閉じる。したがって、この満水時における洗浄水の液位よりも上方に、駆動手段およびスイッチ手段の接点を配置すれば、これらの駆動手段やスイッチ手段の接点はいかなる場合においても水没せず、駆動手段やスイッチ手段の接点の周囲にわざわざ水密構造を施さなくても、一般家庭において自動的に便器への放水が可能になる。
【００１２】
本発明の請求項２におけるトイレ用自動給水装置は、前記タンク内の洗浄水の液位に応じて上下動する操作体と、この操作体に連動して開閉する接点とを備えて、前記スイッチ手段が構成される。この場合、タンク内から便器への放水状態を検知するに当たり、駆動手段の駆動力を全く利用せず、操作体の自重と浮力を利用して、スイッチ手段の接点を開閉させることができる。よって、その分だけ駆動手段に余計な負荷がかからず、駆動手段をコンパクトにできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明におけるトイレ用自動給水装置の一実施例を説明する。
【００１４】
トイレ用自動給水装置とその周辺の構成を示す図１〜図３において、１は便器２に付設された放水手段であり、これは従来から知られた周知の構造である。すなわち、放水手段１は給水手段となる給水管３から供給される水道水としての洗浄水を溜める有底状のタンク４と、このタンク４の排水孔４Ａと直結したボトムキャップ１７の排水孔５を塞ぐ栓体６と、タンク４内に設けられ、このタンク４内における水面Ｗに応じて上下動するフロート手段７と、タンク４の上面開口部を覆う着脱自在な蓋８とを備えており、フロート手段７の上下動に連動して給水管３の流路を開閉する弁手段１０（図３参照）をさらに具備している。
【００１５】
ここで、１１はタンク４内に着脱可能に収容されるモータ取付枠であって、前記栓体６を上下動させるための駆動手段たるモータ１２が取付けられている。このモータ取付枠１１の形状については、モータ１２が装着できれば特に限定されないが、図１に示すように、少なくともタンク４内の満水時における前記フロート手段７よりも高い位置に、モータ１２を設けるようにする。なお、ここには図示していないが、モータ１２の取付け位置や高さを調節できるように位置調節手段を設けるのが好ましい。
【００１６】
１５は、モータ１２の軸部１２Ａに巻き取られる例えばチェーンなどの吊り上げ部材であって、この吊り上げ部材１５の下端には前記栓体６が連結される。また１６は、吊り上げ部材１５が貫通する孔１６Ａを有する押え板で、これは吊り上げ部材１５を排水孔５の直上に案内するためのものである。この押え板１６は、モータ１２の正転時に栓体６が吊り上げられたときに、栓体６に当接するような形状に形成され、栓体６が必要以上に吊り上らないようにする位置規制としての役目も果している。
【００１７】
上端を開口し略円筒形状をなすボトムキャップ１７の底部中央位置には、前述の排水孔５が設けられており、タンク４の底部中央に設けられた排水孔４Ａと一致するよう固定具１８によってモータ取付枠１１に固定される。その際、タンク４とボトムキャップ１７との間には、水封機能を有するスペーサ兼パッキン１９が挿入される。また、ボトムキャップ１７は、押さえ板１６を固定する部材としての役目も果たしている。
【００１８】
スイッチ手段１３は、略円筒形状をした保持体２１内に装着されている。図４に示すように保持体２１は、帯鋼バンド２５を用いて支柱２４の任意の高さに組み付けられている。スイッチ手段１３は、保持体２１内で上下動可能に設けられる中空の操作体２２と、この操作体２２の中心に固着された軸２９と、操作体２２と連動するように軸２９の上端部近傍に固着された上側の接点１４Ａと、この上側の接点１４Ａに対向して保持体２１に固着された下側の接点１４Ｂと、下側の接点１４Ｂを付勢する弾性体としてのスプリング２３とを備えて構成され、操作体２２の上下動作に伴って前記接点１４Ａ，１４Ｂが開閉する。そして、保持体２１の底部にはタンクへの貫通穴２６が設けられ、洗浄水は、該貫通穴２６を通って容易に保持体２１内に出入りすることができる。ここで、図１に示すようにタンク４内の水位が満水状態の場合、操作体２２は浮力により水面Ｗに浮かび、保持体２１内を上側に移動する。その結果、接点１４Ａ，１４Ｂは開状態となる。一方、図２に示すように放水によりタンク４内の水位が下がった場合、操作体２２は自重により下方向に移動する。その結果、接点１４Ａ，１４Ｂは閉状態となる。なお２７は、モータ１２や接点１４のリード線２８をタンク４内に取込む電線管貫通金具である。
【００１９】
前記支柱２４はタンク４の底面上の任意の位置に着脱可能に設けられる。これにより、タンク４内の各部の構成配置が様々に異なっていても、接点１４Ａ，１４Ｂが開閉する位置に保持体２１を保持させることができる。また、支柱２４の上端部には、給水管３を保持するための保持金具２０が設けられる。
【００２０】
次に、電気的な構成を図５に基づき説明する。同図において、３０は例えばマイクロコンピュータなどからなる制御手段で、この制御手段の入力ポートには前述した接点１４Ａ，１４Ｂの他に、便器２に人が居るか否かを検知する検知手段としての赤外線センサ３１が各々接続される。また制御手段３０の出力ポートには、前記モータ１２がモータ駆動手段３３を介して接続される。制御手段３０は、便器２から使用者が離れたときに出力される検知信号を赤外線センサ３１から受取ると、モータ１２の軸部１２Ａを正方向に回転させ、栓体６を引き上げて排水孔５を開口させるモータ制御手段３４を備えている。
【００２１】
モータ制御手段３４は、排水孔５が開口した排水時において、タンク内水位の低下により操作体２２が降下して接点１４Ａ，１４Ｂが開から閉に切換わると、自身のタイマカウントを開始するタイマ手段３５を備えており、このタイマ手段３５によるタイマ計時が第１の時間ｔ１に達すると、栓体６を下げて排水孔５を閉じるために、モータ１２の軸部１２Ａを逆方向に回転させ、その後このタイマ手段３５によるタイマ計時が第２の時間ｔ２に達すると、モータ１２への通電を遮断して回転を停止させるように構成している。
【００２２】
なお、本実施例では制御手段３０内部の構成を簡略化するために、一つのタイマ手段３５のタイマ計時により、モータ１２の回転切換えと停止動作を、それぞれ決められた時間に行うように構成しているが、例えば２つのタイマ手段のタイマ計時によって、モータ１２の回転切換えと停止動作の各タイミングを決めるようにしてもよい。さらに、モータ１２を正方向に回転させてから所定時間経過しても、接点１４Ａ，１４Ｂの開閉が切換わらない場合は、モータ制御手段３０により強制的にモータ１２を逆回転させて排水孔５を閉じ、便器２への洗浄水の垂れ流しを防止するように構成してもよい。
【００２３】
次に、上記構成についてその作用を説明する。まず、使用者が便器２を使用しないいわゆる未使用時においては、図１に示すように、モータ１２は停止していて排水孔５は栓体６によって塞がれ、タンク４内は洗浄水で満たされた状態となっている。このため、フロート手段７は満たされた洗浄水の水面Ｗに浮き、給水管３の管路上に組み込まれた弁手段１０（図３において示す）は閉じている。したがって、給水管３からタンク４内へは給水されない。また、この状態では操作体２２は浮力により洗浄水の水面Ｗに浮いて、スイッチ手段１３の接点１４Ａ，１４Ｂは開状態となる。
【００２４】
この状態で使用者がトイレ室内に入って便器２を使用し、その後、使用者がその便器２から離れると、赤外線センサ３１は便器２から人が離れたことを検知して、それに対応する検知信号を制御手段３０に送出する。これを受けて制御手段３０を構成するモータ制御手段３４は、モータ１２を正方向に回転させる。すると、吊り上げ部材１５が巻き上げられ、排水孔５を塞ぐ栓体６が吊り上げ部材１５によって引き上げられる。こうして、排水孔５が開口することにより、タンク４内の洗浄水が排水され、便器２に自動給水される。その結果、タンク４内の洗浄水の水位が下がり、この洗浄水の水面に浮かぶフロート手段７が降下し、フロート手段７に連結した給水管３の管路上に設けられた弁手段１０が開いて、給水管３を通してタンク４の内部に洗浄水が供給される。また同時に、操作体２２はタンク４内の水面Ｗの低下に伴なって自重により下降し、スイッチ手段１３の接点１４Ａ，１４Ｂが開から閉に切り換わる。この状態を図２に示す。
【００２５】
接点１４Ａ，１４Ｂの切換え信号、すなわち閉信号を受取った制御手段３０は、タイマ手段３５による計時を開始する。そして、このタイマ計時が第１の時間ｔ１に達すると、制御手段３０を構成するモータ制御手段３４はモータ１２の軸部１２Ａを逆方向に回転させ、栓体６を下げて排水孔５を閉じる。接点１４の開閉が切換わった段階ですぐにモータ１２を逆方向に回転させない理由は、フロート手段７が降下した後も、タンク４内の洗浄水がある程度便器２に排出されるまでは、排水孔５を開けておく必要があるからである。したがって、最適な第１の時間ｔ１は、タンク４の容量に応じて変わるので、例えば操作ボタンなどの操作手段により可変設定できるようにするのが好ましい。その後、タイマ計時が第２の時間ｔ２に達すると、モータ１２への通電は遮断され、無駄な電力の消費を回避する。この第２の時間ｔ２は、排水孔５が栓体６によって塞がれた後であれば何時でもよく、したがって、第１の時間ｔ１のように可変設定する必要はない。例えば、第１の時間ｔ１よりも決められた時間だけ後に第２の時間ｔ２を設定すれば、第１の時間ｔ１をいかに可変設定した場合でも、排水孔５が栓体６によって塞がれた後で確実にモータ１２の通電を停止させることができる。なお、タイマ手段３５によるタイマ計時が第２の時間ｔ２に達すると、タイマ計時は終了して初期状態にクリアされる。
【００２６】
栓体６によって排水孔５が塞がれると、給水管３から供給される洗浄水がタンク４内に溜まり、フロート手段７がタンク４内の洗浄水によって上昇する。そして、フロート手段７に連結した弁手段１０が給水管３の流路を閉じることによって、タンク４内への洗浄水の供給は停止する。これと共に、給水管３からの洗浄水の供給も途絶え、タンク４内の洗浄水の水面Ｗが上昇するので、操作体２２は上方に移動して、接点１４が閉から開に切換わる。そして図１の位置に復帰し、元の状態に戻る。
【００２７】
このように、本実施例においては、トイレを使用した後、使用者がタンク４に組付けたレバーを操作することなく、自動的に排水することができ、トイレ操作を簡略化することができる。このため、トイレの使用に際して、筋力の衰えた高齢者あるいは高齢者の介護人の労力を低減することができる。また、本実施例では、既存のトイレ設備に、主に赤外線センサ３１とモータ１２とスイッチ手段１３を組付けた簡易な構造であるから、一般家庭に設置した水洗トイレ設備を改良するだけでトイレに自動的に給水することが可能となる。また、タンク４内に組付けたモータ１２によって自動排水を行うことから、使用者が勝手に排水操作が行えないから、洗浄水を流し続けるといった虞れもない。
【００２８】
さらに本実施例では、洗浄水の液位を検知する液位検知手段たるフロート手段７により給水管３を開閉するタンク４に付設され、便器２から人が離れたことを検知すると、駆動手段であるモータ１２により排水孔５を開けてタンク４内の洗浄水を便器２に放水すると共に、スイッチ手段１３によりタンク４内から便器２への放水を検知して、一定時間後に排水孔５を閉じるトイレ用自動給水装置において、タンク４内の満水時における洗浄水の液位よりも上方に、モータ１２およびスイッチ手段１３の接点１４Ａ，１４Ｂを配置している。
【００２９】
この場合、便器２から人が離れたことを検知すると、モータ１２が駆動して排水孔５が開くことにより、タンク４内の洗浄水の液位は低下して便器２に放水される。それと共に、タンク４内に洗浄水を供給する給水管３の弁手段１０が開いて、一定時間後に排水孔５が閉じると、今度はタンク４内の洗浄水の液位が上昇して、満水状態で弁手段１０が閉じる。したがって、この満水時における洗浄水の液位よりも上方に、モータ１２およびスイッチ手段１３の接点１４Ａ，１４Ｂを配置すれば、これらのモータ１２やスイッチ手段１３の接点１４Ａ，１４Ｂはいかなる場合においても水没せず、モータ１２やスイッチ手段１３の接点１４Ａ，１４Ｂの周囲にわざわざ水密構造を施さなくても、一般家庭において自動的に便器２への放水が可能になる。
【００３０】
なお、ここでの液位検知手段は、実施例のような浮子を利用したフロート手段７に限定されない。例えば、センサを利用した液位検知手段を用いてもよい。また、排水孔５の開閉についても、吊り上げ部材１５により栓体６を上下動させるものに限定されない。たとえば、ラックとピニオンにより構成することもできる。
【００３１】
以上述べたように、タンク４内の洗浄水の液位に応じて上下動可能な操作体２２と、この操作体２２に連動して開閉する接点１４Ａ，１４Ｂとを備えて、スイッチ手段１３が構成されるので、タンク４内から便器２への放水状態を検知するに当たり、モータ１２の駆動力を全く利用せず、給水管３の弁手段１０が開いたときのタンク４内に供給される洗浄水の水位の変化を利用して、スイッチ手段１３の接点１４Ａ，１４Ｂを開閉させることができる。よって、その分だけモータ１２に余計な負荷がかからず、モータ１２をコンパクトにできる。
【００３２】
さらに、操作体２２は中空の浮子体であることから、タンク４内の洗浄水の水面Ｗに応じて上下動し、これに伴ないスイッチ手段１３の接点１４Ａ，１４Ｂが開閉するようになっている。よって、浮力を利用して操作体２２２確実に上下動させることができる。
【００３３】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施が可能である。例えば、実施例では接点１４Ａ，１４Ｂが閉じた状態から一定時間後にモータ１２が逆方向に回転するようになっているが、接点１４Ａ，１４Ｂの開閉状態を逆構成にして、接点１４Ａ，１４Ｂが開いた状態から一定時間後にモータ１２が逆方向に回転するようにしてもよい。また、マイクロコンピュータを用いた制御手段に依らず、論理回路の組み合せにより同等の機能を達成しても良い。すなわち、駆動手段を制御する回路構成は前記実施例に限定されるものではない。
【００３４】
また、前記実施例では、使用者を検知する検知手段として赤外線センサを用いた例を示したが、必ずしも赤外線センサに限るものではない。さらに、タンクの排水孔を開閉するための駆動手段はモータやソレノイドに限らず各種制御機器の適用が可能である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の請求項１のトイレ用自動給水装置によれば、駆動手段やスイッチ手段の接点を水没させずに、一般家庭において自動的に便器への放水を可能にできる。
【００３６】
本発明の請求項２のトイレ用自動給水装置によれば、駆動手段の小形化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す満水時におけるトイレ用自動給水装置とその周辺の断面図である。
【図２】同上排水時におけるトイレ用自動給水装置とその周辺の断面図である。
【図３】同上タンク内部の機器構成を示す平面図である。
【図４】同上保持体のタンク内への設置状態を示す側面図である。
【図５】同上装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２　便器
３　給水管
４　タンク
５　排水孔
７　フロート手段（液位検知手段）
１２　モータ（駆動手段）
１３　スイッチ手段
１４Ａ，１４Ｂ　接点
２２　操作体

Claims (2)

1. 洗浄水の液位を検知する液位検知手段により給水管を開閉するタンクに付設され、便器から人が離れたことを検知すると、駆動手段により排水孔を開けてタンク内の洗浄水を前記便器に放水すると共に、スイッチ手段により前記タンク内から前記便器への放水を検知して、一定時間後に前記排水孔を閉じるトイレ用自動給水装置において、前記タンク内の満水時における洗浄水の液位よりも上方に、前記駆動手段および前記スイッチ手段の接点を配置したことを特徴とするトイレ用自動給水装置。
2. 前記スイッチ手段は、前記タンク内の洗浄水の液位に応じて上下動する操作体と、この操作体に連動して開閉する接点とを具備することを特徴とする請求項１記載のトイレ用自動給水装置。

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