JP2004124361A - 便座装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】便座部の開閉状態を検知する便座開閉検知手段と、小用時の尿を検知する尿検知手段と、前記便器の排泄物を受けるボール部内に異なる水量の洗浄水を供給可能に構成した便器洗浄手段と、この便器洗浄手段の駆動を制御する便器洗浄制御手段と、を備えた便座装置であり、さらに、前記便座開閉検知手段による便座部の開状態の検知および尿検知手段による尿の検知とに基づいて、立ち姿勢による小用利用の有無を判定する小用利用判定手段を備え、前記便器洗浄制御手段は、前記小用利用判定手段による判定に基づいて、前記便器洗浄手段によって供給される水量を少量側とするよう構成されている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トイレ内に設置される便座装置に係わり、特に便座装置前での立ち姿勢における動作を適切に判断し、便座装置の備える機能の不必要な動作を防止するとともに、小用利用時には必要な動作を確実に行わせるのに好適な便座装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、立ち姿勢での小用利用時に、便座装置の備える機能を動作させる方法として、例えば対象となる機能が、便器のボール部内を自動的に洗浄する便器洗浄機能であった場合には、便座部開状態で露出する人体検知センサで設定時間以上検知した場合に、小洗浄動作をさせるものがある。(例えば特許文献1参照。)また対象となる機能が便器のボール部内の臭気を吸引する脱臭機能であった場合には、便座部および便蓋部の開状態を検知し、人体を検知することで動作させるものがある。(例えば特許文献2または特許文献3参照。)
【0003】
【特許文献1】
特開平11−166258号公報(第2−7頁、図1、図5)
【特許文献2】
特開平6−128996号公報(第2−4頁、図5)
【特許文献3】
特開平7−34511号公報(第2−4頁、図5)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の便座部の開状態の検知と人体の検知の組合せでは、清掃時に便座部開状態にした場合や、便座部がたまたま開状態となっているときに、トイレ内でトイレットペーパー等の備品を収納する作業を行ってしまうと、何れの場合も、小用利用がないにもかかわらず、前記機能の動作を起こしてしまうことがある。またさらに対象となる機能が便器洗浄である場合には、人体検知を利用しているために、立ち去るまでは人体検知が継続してしまう。このため、小用利用後に便器の汚れを残して立ち去ることになり、それが気になり結果として手動操作で動作させてしまうことが多い。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、立ち姿勢における動作を適切に判断し、便座装置の備える機能の不必要な動作を防止するとともに、小用利用時には必要な動作を確実に行わせることが可能な便座装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記目的を達成するために請求項1は、便器の上部後方で回転自在に固定され、使用者が用便時に閉状態にして座る便座部と、便座部の開閉状態を検知する便座開閉検知手段と、小用時の尿を検知する尿検知手段と、前記便器の排泄物を受けるボール部内に異なる水量の洗浄水を供給可能に構成した便器洗浄手段と、この便器洗浄手段の駆動を制御する便器洗浄制御手段と、を備えた便座装置であり、さらに、前記便座開閉検知手段による便座部の開状態の検知および尿検知手段による尿の検知とに基づいて、立ち姿勢による小用利用の有無を判定する小用利用判定手段を備え、前記便器洗浄制御手段は、前記小用利用判定手段による判定に基づいて、前記便器洗浄手段によって供給される水量を少量側とするよう構成されている。
【0006】
従って、便座部の開状態中に、立ち姿勢による小用時の尿を検知することで、立ち姿勢による小用利用の有無を判定し、この判定に基づいて、便器洗浄手段の駆動許可を与え、さらに洗浄水の水量も少量側と判断するようにしているため、不要な便器洗浄を防止できるだけでなく、さらに立ち姿勢による小用利用時にも、余分な洗浄水の水量を使用することなく、確実に便器洗浄動作を行うことができる。
【0007】
請求項2では、前記便座装置において、前記便器洗浄制御手段は、前記小用利用判定手段による判定に基づいて、前記便器洗浄手段の駆動許可を判定し、洗浄水の水量を少量側と判定するとともに、尿検知手段の尿の検知から非検知への変化に基づいて、前記便器洗浄手段を駆動するよう構成されている。
【0008】
従って、確実に便器洗浄動作が行われるだけでなく、タイミングも尿の検知から非検知に変化するのに基づいて、便器洗浄動作を行うようにしているため、立ち去る前に便器洗浄動作が行われ、使用者に不要な気遣いをさせることなく、確実に自動的な便器洗浄動作が可能である。
【0009】
請求項3では、便器の上部後方で回転自在に固定され、使用者が用便時に閉状態にして座る便座部と、便座部の開閉状態を検知する便座開閉検知手段と、小用時の尿を検知する尿検知手段と、便器内の臭気を吸引し、脱臭する脱臭手段と、前記脱臭手段の駆動を制御する脱臭制御手段と、を備えた便座装置であり、さらに、前記便座開閉検知手段による便座部の開状態の検知および尿検知手段による尿の検知とに基づいて、立ち姿勢による小用利用を判定する小用利用判定手段を備え、前記脱臭制御手段は、前記小用利用判定手段による判定に基づいて、前記脱臭手段の駆動を制御するよう構成されている。
【0010】
従って、立ち姿勢による小用利用の有無の判定に基づいて、脱臭手段の駆動を制御するようにしているため、立ち姿勢時に小用利用によって、臭気を発生する尿がある場合にのみ脱臭手段の駆動をさせることができる。
【0011】
請求項4では、便器の上部後方で回転自在に固定され、使用者が用便時に閉状態にして座る便座部と、便座部の開閉状態を検知する便座開閉検知手段と、小用時の尿を検知する尿検知手段と、外部に向けて操作信号を出力可能な外部出力手段と、前記外部出力手段から出力される外部出力信号を生成するとともに、出力を制御する外部出力制御手段と、を備えた便座装置であり、さらに、前記便座開閉検知手段による便座部の開状態の検知および尿検知手段による尿の検知とに基づいて、立ち姿勢による小用利用を判定する小用利用判定手段を備え、前記外部出力制御手段は、前記小用利用判定手段による判定に基づいて、前記外部出力信号を生成するよう構成されている。
【0012】
従って、便座装置が予め備えた機能だけでなく、オプションとして選択的に用意できる機能についても、立ち姿勢による小用利用の有無の判定に基づいて、操作信号を生成するようにしているため、便座装置の利用が目的でない場合の不必要な動作を防止でき、逆に立ち姿勢による小用利用時には、確実にかつ適切に動作させることができる。もちろん、先に記述した便器洗浄手段や脱臭手段がオプション機能である場合もある。
【0013】
請求項5では、前記便座装置において、前記尿検知手段が、高周波の電波を送信波として送信し、用便中の尿に当たって跳ね返ってきた受信波と、前記送信波との干渉により得られた検波信号を、少なくとも増幅およびフィルタ処理して尿検知用信号を生成する尿検知用信号生成手段とで構成された電波センサ部を備え、前記尿検知用信号に基づいて、尿の有無を検知するよう構成されていることを特徴としている。
【0014】
従って、高周波の電波は便座装置の外郭を形成する樹脂部材を透過することができるため、便座装置内部に確実に隠蔽することができ、水や尿等の被水を直接的に受けることがない。また一方で、ドップラー効果を得ることができ、さらに増幅しフィルタ処理することで、ノイズを減らして尿の動きをとらえることができるため、尿の有無を確実に検知することができる。
【0015】
請求項6では、さらに便器部前方に位置する使用者を検知する人体検知手段を備え、前記人体検知手段による人体の検知開始後に、前記便座開閉検知手段による便座部の開状態の検知および尿検知手段による尿の検知とに基づいて、前記小用利用判定手段は、立ち姿勢による小用利用の有無を判定するよう構成されていることを特徴としている。
【0016】
従って、人体検知開始後に、立ち姿勢による小用利用の有無を判定するようにしているため、尿検知手段がノイズ等で尿を誤検知したとしても、人体をその前に検知していなければ無視することができ、便座装置が備えた機能の不必要な動作を防止することができる。
【0017】
請求項7では、前記人体検知手段が、高周波の電波を送信波として送信し、人体に当たって跳ね返ってきた受信波と、前記送信波との干渉により得られた検波信号を、少なくとも増幅およびフィルタ処理して人体検知用信号を生成する人体検知用信号生成手段とで構成された電波センサ部を備え、前記人体検知用信号に基づいて、人体の動きまたは有無を検知するよう構成されていることを特徴としている。
【0018】
従って、請求項5で述べたように、高周波の電波は便座装置の外郭を形成する樹脂部材を透過することができるため、便座装置内部に確実に隠蔽することができ、水や尿等の被水を直接的に受けることがなく、また一方で、ドップラー効果や定在波によるオフセットにより人体を検知することができ、さらに増幅しフィルタ処理することで、ノイズを減らして人体の動きや静止状態をとらえることができるため、人体の有無を確実に検知することができる。
【0019】
請求項8では、前記人体検知手段は、閉状態の便座部の先端より前方かつ上方に向けられ、人体検知手段と尿検知手段とが兼用可能に構成されていることを特徴としている。
【0020】
従って、人体検知手段を閉状態の便座部先端より前方かつ上方に向けることによって、便座装置前方に立つ人体と、立ち姿勢による小用利用時の尿が便器に達する放物線を同じ検知領域内に収めることができ、両方の検知ができるため、1つにまとめることができ、適切な場所に少ない空間に収めることができる。
【0021】
請求項9では、前記人体検知手段に利用される検波信号を少なくとも増幅およびフィルタ処理して人体検知用信号を生成する人体検知用信号生成手段と、さらに前記人体検知用信号を少なくとも増幅およびフィルタ処理して尿検知用信号を生成する尿検知用信号生成手段とで構成された電波センサ部を備え、前記尿検知手段は、前記尿検知用信号により、用便中の尿の有無を検知可能に構成されていることを特徴としている。
【0022】
従って、尿によって得られる信号が、人体によって得られる信号よりも小さくても、2段に処理することで、確実に尿の検知が可能であり、またディジタルフィルタ等のソフト的な信号処理とすることで、回路も簡単な構成にすることができる。
【0023】
請求項10では、前記人体検知手段は、人体の検知から非検知への変化を検知した後、尿検知手段の尿の検知により、人体検知用信号による判定にかかわらず、人体の検知と判定するように構成されていることを特徴としている。
【0024】
従って、立ち姿勢による小用利用時の、尿を放出する直前の構えた状態では、人体の動きがほとんどなくなるため、人体の非検知となりやすいが、人体を検知して、尿の検知が有効になっているときに尿の検知により、人体の検知と判定することにより、人体の検知を補足することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施例の便座装置Aの外観全体を示す斜視図であり、図2は、その全体構成を示すブロック図である。
本発明の第1の実施例の便座装置Aは、便座部Aaおよび便蓋部Acと、これら2つを回転自在に固定し、内部に局部洗浄や脱臭といった様々な機能を実現する、図2のブロック図で示すような局部洗浄手段A1や、脱臭手段A4をはじめとする様々な手段を収納する本体部Abと、さらに便器部Adが一体となったものである。
また、本体部Abの前方の便座部Aaおよび便蓋部Acの回転を支持する部分である左右のヒンジ部間には、便座部Aaおよび便蓋部Acの閉止時の速度を抑える閉止機構部が左右に設けられている。図1では、便座閉止機構部Aeを破線で示している。この便座閉止機構部Aeは、内側側面に便座開閉検知手段A10を固定しており、便座部Aaの回転を検知することができるようになっている。
【0026】
図3は、この便座開閉検知手段A10を示す図であり、(a)は便座閉止機構部Aeを含めた斜視図であり、(b)は磁極検出部材A10aと便座部Aaの開閉により回動するマグネットA10bの配置を示す便座開状態を示す配置図で、(c)は便座閉状態を示す配置図である。マグネットA10bにはS極部A10bsとN極部A10bnを備えており、(b)で示す便座部Aaが開状態では、磁極検出部材A10aはN極部A10bnに面する位置関係となり、逆に、(c)で示す閉状態では、磁極検出部材A10aはS極部A10bnに面する位置関係となるため、磁極が状態により異なることなり、これにより開閉状態を検知可能になっている。
さらに、本体部Abの前方の便座部Aaおよび便蓋部Acの回転を支持する部分である左右のヒンジ部間の略中央には、尿検知手段A9で利用する尿検知用信号Wsを生成する電波センサ部Afが前方に向けて配置されている。これも図1では破線で示している。
【0027】
図4は、尿検知用信号生成手段Af5まで含めた電波センサ部Afの構成を示すブロック図である。電波センサ部Afは、マイクロ波と称される10.525GHzを中心周波数とする高周波の電波を利用したものであり、この電波を発信させる発信部Af1、発信部Af1で発信された高周波の電波を、送信波Waとして送信部Af2から、便座装置Aの前方に向けて送信するとともに、一部をミキサ部Af4にも分岐するようにしている。一方受信部Af3では、送信部Af2から送信された送信波Waが、便座装置Aの前方にある物体により反射されて帰ってきた反射波を受信波Wbとして受信できるようになっている。受信波Wbは、分岐されてきた送信波Waの一部とミキサ部Af4で干渉させられ、これにより検波信号Wcが得られるよう構成されている。さらに検波信号Wcは、増幅およびフィルタ処理をする尿検知用信号生成手段Af5で、信号処理されて尿検知用信号Wsが得られるよう構成されており、この尿検知用信号Wsが尿検知手段A9に利用されるようになっている。
【0028】
次に、この尿検知用信号Wsを利用した尿検知手段A9での尿検知の判定フローについて説明する。図5は、尿検知手段A9で行う尿検知判定フローを示すフローチャート図である。まず制御ステップS1aでは、尿検知用信号Wsの振幅の大きさをもとに尿の有無を判定するため、現在の尿検知用信号Ws(t)と振幅の中心となる尿検知用信号基準値Ws0との差分の絶対値をとり、尿検知判定閾値Ths以上かどうかを確認する。尿検知判定閾値Ths以上であれば制御ステップS1bに進み、未満であれば制御ステップS1cに進む。制御ステップS1bでは、尿検知継続タイマーTimsexに尿検知継続時間T1をセットし、さらに制御ステップS1dに進み、尿検知カウンタクリアタイマーTimscrに尿検知カウンタクリア時間T3をセットし、制御ステップS1eに進む。尿検知継続タイマーTimsexは、尿検知用信号Wsが尿の動きにより得られる信号であり、特定の周波数帯の振幅信号であることや、この判定処理のサンプリング周期との問題に対して、継続検知しやすくするために設けられている。尿検知カウンタクリアタイマーTimscrは、尿は規則的な動きをするわけではなく、落下位置の変化等の不安定な要素が多いため、一旦尿の検知が途切れたとしても復帰しやすいように設けられている。なお前記尿検知継続タイマーTimsex、尿検知カウンタクリアタイマーTimscrは、明記していないが、別のタイマールーチンで独立にカウントダウンされるようになっている。制御ステップS1cでは、尿検知継続タイマーTimsexが0かどうかを確認し、0でない場合は、制御ステップS1eに進み、0の場合は制御ステップS1fに進む。制御ステップS1eでは、尿検知カウンタCntsをカウントアップし、制御ステップS1gに進む。制御ステップS1gでは、尿検知カウンタCntsが尿検知判定時間T2以上かどうかを確認し、以上なら制御ステップS1iに進み、尿検知フラグをセットし、未満ならそのままこの判定フローを抜ける。ここで尿検知カウンタCntsを用いて時間を確認しているのは、ノイズ等の影響を防止するためである。一方制御ステップS1fでは、尿検知カウンタクリアタイマーTimscrが0かどうかを確認し、0の場合は制御ステップS1hに進み、尿検知カウンタCntsをクリアし、さらに制御ステップS1jに進み、尿検知フラグをクリアし、0でない場合はそのままこの判定フローを抜ける。このような制御フローにすることで、単発的に発生したノイズ等は除去しつつ、連続的な信号を発生させる尿を確実に検知することができる。
【0029】
上記のようにして得られた尿検知フラグを利用して、小用利用判定手段A12での小用利用を判定するフローについて説明する。図6は、小用利用判定手段A12で行う小用利用判定フローを示すフローチャート図である。まず制御ステップS2aでは、便座開閉検知手段A10で判定された便座部Aaの姿勢が開状態かどうかを確認する。開状態であれば制御ステップS2bに進み、閉状態であれば制御ステップS2dに進む。制御ステップS2bでは、上記の図5で示す判定フローで得られた尿検知フラグを確認し、セット中であれば制御ステップS2cに進み、クリア中なら制御ステップS2dに進む。制御ステップS2cでは、小用利用判定カウンタCntuをカウントアップし、制御ステップS2eに進む。制御ステップS2eでは、小用利用判定カウンタCntuが小用利用判定時間T4以上かどうかを確認し、以上なら制御ステップS2gに進み、小用利用判定時間延長タイマーTimucrに小用利用フラグ延長時間T5をセットし、制御ステップS2iに進み、小用使用フラグをセットし、未満ならそのままこの判定フローを抜ける。ここで小用利用判定カウンタCntuを用いて時間を確認しているのは、ノイズ等の影響や、あまりに少ない尿の場合の不要な動作を防止するためである。また小用利用判定時間延長タイマーTimucrは、小用利用の判定により動作するものが、必ずしも尿の検知が非検知に変わった瞬間を利用するものばかりではないため、ある程度フラグの保持時間を確保するために設けられている。なお前記小用利用判定時間延長タイマーTimucrは、別のタイマールーチンで独立にカウントダウンされるようになっている。一方制御ステップS2dでは、小用利用判定カウンタCntuをクリアし、制御ステップS2fに進み、制御ステップS2fでは、小用利用判定時間延長タイマーTimucrが0かどうかを確認し、0の場合は制御ステップS2hに進み、小用利用フラグをクリアし、0でない場合はそのままこの判定フローを抜ける。このような制御フローにすることで、便座部Caの開状態と尿の検知により、立ち姿勢の小用利用が可能となる。
【0030】
このようにして得られた小用利用フラグを、図2のブロック図で示すように、本発明の第1実施例の便座装置Aでは、便器洗浄制御手段A15が利用している。図7は、便器洗浄制御手段A15が駆動を制御する便器洗浄手段A14を示す斜視図である。便器洗浄手段A14は、モータや減速ギアを内蔵し、便器洗浄水を貯水するロータンクの上部側面に固定される便器洗浄本体A14a、減速ギアを介してモータの回転を出力するシャフトA14b、小洗浄用玉鎖A14dと大洗浄用玉鎖A14eを、シャフトA14bに対して両側に固定したフラップA14cおよび手動でシャフトA14bを回転させる手動レバーA14fで構成されている。小洗浄用玉鎖A14dはロータンク内の下部に配置された小洗浄用の弁に接続され、同様には大洗浄用玉鎖A14eは大洗浄用の弁に接続され、回転方向により便器洗浄が切換可能となっている。またモータはDCモータであり、通電時の電位の正逆により回転方向が制御できるようになっている。
【0031】
この便器洗浄手段A14を制御する便器洗浄制御手段A15の非着座時の制御フローについて説明する。図8は、便器洗浄制御手段A15で行う非着座時の便器洗浄制御フローを示すフローチャート図である。まず制御ステップS3aでは、図5で示す判定フローで得られる尿検知フラグを確認する。セット中であれば制御ステップS3cに進み、クリア中であれば制御ステップS3bに進む。制御ステップS3cでは、図6で示す判定フローで得られた小用利用フラグを確認し、セット中であれば制御ステップS3eに進み、小洗浄駆動許可フラグをセットし、さらに制御ステップS3fに進み、小洗浄オンディレイタイマーTimfdlに小洗浄オンディレイ時間T6をセットし、クリア中ならそのままこの判定フローを抜ける。ここで小洗浄オンディレイタイマーTimfdlは、小用途中での誤判定等での洗浄を防止するために設けられている。なお前記小洗浄オンディレイタイマーTimfdlは、別のタイマールーチンで独立にカウントダウンされるようになっている。一方制御ステップS3bでは、小洗浄駆動許可フラグを確認し、セット中であれば制御ステップS3dに進み、クリア中ならそのままこの判定フローを抜ける。制御ステップS3dでは、小洗浄オンディレイタイマーTimfdlが0かどうかを確認し、0の場合は制御ステップS3gに進み、小洗浄駆動許可フラグをクリアし、さらに制御ステップS3hに進み、小洗浄指示を行い、0でない場合はそのままこの判定フローを抜ける。このような制御フローにすることで、立ち姿勢小用利用に対して、確実に小洗浄指示することができ、また不要な洗浄の防止もはかることができる。
ここでは図示していないが、着座を検知した場合には、着座による大用利用の判定があるまでは小用利用フラグは維持し、大用利用が判定された時点で大用利用を優先するようにしている。また着座中は、手動操作が行われない限り便器洗浄制御手段A15は、便器洗浄手段A14の駆動は行わないよう制御している。
【0032】
上記の一連のフローによる動作の一例をタイムチャートに沿って説明する。図9は、尿検知から便器洗浄に至る時間的流れの一例を示すタイムチャート図であり、(a)尿検知用信号、(b)閾値による判定結果、(c)尿検知継続タイマーを含めた判定結果、(d)尿検知判定結果、(e)小用利用判定結果、(f)これを利用した出力を示す。
まず(a)において、現在の尿検知用信号Ws(t)が点線で示す尿検知判定閾値Thsに対して、上または下に位置する部分が図5に示す制御ステップS1aから制御ステップS1bに進む信号となり、(b)のような判定結果となる。(b)の判定結果に尿検知継続時間T1を重ねると(c)のような判定結果になる。(c)の判定結果に対して、尿検知判定時間T2遅れて尿検知フラグはセットされ、(d)のような判定結果となる。また逆に尿検知カウンタクリア時間T3を越える間が(c)に発生してから、尿検知フラグはクリアされる。(e)の小用利用フラグは、尿検知フラグが小用利用判定時間T4経過してからセットされ、逆に尿検知フラグがクリアされても、小用利用フラグ延長時間T5経過するまでは、保持されるようになっている。(f)は小洗浄用の電力供給であり、タイミングは尿検知終了後から小洗浄オンディレイ時間T6経過後となるが、便座装置Aでは便器洗浄制御手段にのみ小用利用フラグを使用しているため、T5=T6としている。
【0033】
次に、本発明の別の実施例を説明する。
図10は、本発明の第2実施例の便座装置Bの外観全体を示す図であり、(a)は便器への設置状態を含めた外観全体を示す斜視図であり、(b)は便座開閉検知手段B10および便蓋開閉検知手段B11を示す部分透視図であり、(c)は外部出力手段B14を示す背面図であり、(d)は外部出力手段B14近傍を示す拡大図であり、(e)は脱臭手段B4の構成を示す内機部分透視図である。また図11は、この全体構成を示すブロック図である。
【0034】
本発明の第2の実施例の便座装置Bは、便座部Baおよび便蓋部Bcと、これら2つを回転自在に固定し、内部に局部洗浄や脱臭といった様々な機能を実現する、図11のブロック図で示すような局部洗浄手段B1や、脱臭手段B4をはじめとする様々な手段を収納する本体部Bbとから構成されている。
(b)で示すように、本体部Bbの側方には便座部Baおよび便蓋部Bcの開閉状態を検知する便座開閉検知手段B10および便蓋開閉検知手段B11が配置されており、磁力の強さで検出を行う便座用磁力検出部B10aと便座用マグネットB10b、同様に便蓋用磁力検出部B11aと便蓋用マグネットB11bの組合せで構成されている。このため、便座部Baの閉状態では、便座用磁力検出部B10aと便座用マグネットB10bは十分接近しているため磁力を検出できるが、開状態では大きく離れてしまうため磁力を検出できなくなる。これを利用して開閉を検知できる。便蓋部Bc側についても同様である。
また(c)および(d)で示すように便座装置Bの背面側方には外部に向けて信号を出力できる外部出力手段B14が設けられており、(a)で示すロータンク内に設置される便座装置Bとは別に固定された便器洗浄装置Bzを、接続部Bzaを通じて便座装置Bの外部出力手段B14と接続することが可能である。
(e)で示すように脱臭手段B4は、便器に面した開口部に配置したフィルタB4c、臭気を吸引するファンモータB4a、その下流に位置する臭気を脱臭する触媒B4bおよびこれらを一体とするダクトから構成されており、この中で脱臭制御手段B13は、ファンモータB4aの駆動を制御するよう構成されている。
また(a)に点線で示すように本発明の第1の実施例の便座装置Aと同様に本体部Bbの前方の便座部Baおよび便蓋部Bcの回転を支持する部分である左右のヒンジ部間の略中央には、尿検知手段B9で利用する尿検知用信号Wsを生成する電波センサ部Bfが前方に向けて配置されている。電波センサ部Bfの構成は図4と同様である。
【0035】
本発明の第2実施例の便座装置Bにおいても、尿検知判定フローや小用利用判定フローは図5および図6と同様である。本発明の第2実施例の便座装置Bにおいては、脱臭制御手段B13および外部出力制御手段B15で小用利用フラグを使用しており、これらについて説明する。図12は、脱臭制御手段B13で行う脱臭制御フローを示すフローチャート図であり、図13は、外部出力制御手段B15で行う外部出力制御フローを示すフローチャート図である。
【0036】
まず脱臭制御フローでは、制御ステップS4aで着座検知中かどうかを確認し、非検知中なら制御ステップS4bに進み、小用利用フラグを確認し、クリア中ならさらに制御ステップS4cに進み、オフディレイ時間中かどうかを確認し、時間終了なら制御ステップS4dに進み、脱臭手段を停止し抜ける。逆に着座検知中や小用フラグ検知中やオフディレイ時間中なら、制御ステップS4eに進み、脱臭手段を駆動してこの制御フローを抜ける。このように着座検知だけでなく、小用利用フラグを利用することで、不要な動作を防ぎつつ、立ち姿勢での小用利用時にも確実に脱臭手段B4を駆動させることができる。
また外部出力制御フローでは、制御ステップS5aで小用利用フラグを確認し、セット中なら制御ステップS5bに進み、出力準備フラグをセットして制御ステップS5dに進み、外部出力ディレイタイマーTimodlに外部出力ディレイ時間Tcをセットしてこの制御フローを抜ける。逆にクリア中なら制御ステップS5cに進み、出力準備フラグを確認し、セット中なら制御ステップS5eに進み、外部出力ディレイタイマーTimodlが0かどうかを確認し、0の場合には制御ステップS5fに進み、出力準備フラグをクリアして制御ステップS5gに進み、外部に信号出力をし、出力準備フラグクリア中や外部出力ディレイタイマーTimodlが0でない場合にはそのままこの制御フローを抜ける。このように小用利用フラグを利用することで、立ち姿勢での小用利用を、確実に外部の装置にタイミングも含めて信号として外部出力手段B14から出力することができる。なお前記外部出力ディレイタイマーTimodlは、別のタイマールーチンで独立にカウントダウンされるようになっている。
【0037】
さらに人体検知も利用した便座装置について説明する。
図14は、本発明の第3実施例の便座装置Cの外観全体を示す斜視図であり、図15は、この全体構成を示すブロック図である。
本発明の第3の実施例の便座装置Cは、便座部Caおよび便蓋部Ccと、これら2つを回転自在に固定し、内部に局部洗浄や脱臭といった様々な機能を実現する、図15のブロック図で示すような局部洗浄手段C1や、脱臭手段C4をはじめとする様々な手段を収納する本体部Cbと、さらに便器部Cdが一体となったものである。
また、本体部Cbの前方の便座部Caおよび便蓋部Ccの回転を支持する部分である左右のヒンジ部間には、便座部Caおよび便蓋部Ccの開閉動作を電動で行う便座電動開閉手段C17および便蓋電動開閉手段C18が左右に設けられている。図16は、便座電動開閉手段C17を含めた便座開閉検知手段C10の斜視図である。便座電動開閉手段C17は内部にモータと減速ギアを備えており、最終段には便座部Caおよび便蓋部Ccの回転軸となるヒンジピンが挿入される部分と便座部Caの回転角を検出するポテンションメータで構成された便座開閉検知手段C10が設けられている。便座開閉検知手段C10は電動開閉時の動きの制御に利用されているだけでなく、静止時の位置にも利用されている。もちろん便蓋部Cc側も同様である。
さらに、本体部Cbの前方の便座部Caおよび便蓋部Ccの回転を支持する部分である左右のヒンジ部間の略中央には、尿検知手段C9で利用する尿検知用信号Wsを生成する電波センサ部Ceが前方に向けて配置されている。図17は、人体検知手段C16および尿検知手段C9が利用する電波センサ部Ceの配置を示す側面図である。電波センサ部Ceは便座装置Cの前方に立つ人体を検知可能となるような矢印で示す方向に向けて配置している。これに対して送信される電波は連続した円弧で示すように放射される。このため、便座装置Cの小用利用時に、尿が描く放物線がその放射の範囲内を通過するように配置されているため、人体だけでなく尿も検知することが可能である。
【0038】
図18は、人体検知用信号生成手段Ce5および尿検知用信号生成手段Ce6を含めた電波センサ部Ceの構成を示すブロック図である。電波センサ部Ceは、マイクロ波と称される10.525GHzを中心周波数とする高周波の電波を利用したものであり、この電波を発信させる発信部Ce1、発信部Ce1で発信された高周波の電波を、送信波Waとして送信部Ce2から、便座装置Cの前方に向けて送信するとともに、一部をミキサ部Ce4にも分岐するようにしている。一方受信部Ce3では、送信部Ce2から送信された送信波Waが、便座装置Cの前方の人体や、尿により反射されて帰ってきた反射波を受信波Wbとして受信できるようになっている。受信波Wbは、分岐されてきた送信波Waの一部とミキサ部Ce4で干渉させられ、これにより検波信号Wcが得られるよう構成されている。さらに検波信号Wcは、増幅およびフィルタ処理をする人体検知用信号生成手段Ce5で、信号処理されて人体検知用信号Wmが得られ、さらに人体検知用信号Wmを増幅およびフィルタ処理をする尿検知用信号生成手段Ce6で、信号処理されて尿検知用信号Wsが得られるよう構成されており、この人体検知用信号Wmおよび尿検知用信号Wsが人体検知手段C16および尿検知手段C9に利用されるようになっている。
この電波センサ部Ceで得られる波形の一例を示す。図19は、電波センサ部Ceから出力される人体検知用信号Wmおよび尿検知用信号Wsの一例を示す図である。上段が人体検知用信号Wmであり、下段がそれをさらに数倍に増幅し、バンドパスフィルタを介して出力した尿検知用信号Wsである。このように1つの信号を増幅しフィルタ処理することで、複数の検知をさせることができ、これらの手段を配置するのに必要なスペースを削減することができている。
【0039】
次に人体検知を含めた小用利用判定フローについて説明する。
図20は、小用利用判定手段C12で行う小用利用判定フローを示すフローチャート図である。まず制御ステップS6aでは、人体検知フラグを確認し、セット中なら制御ステップS6cに進み、クリア中なら制御ステップS6bに進む。制御ステップS6bでは、人体検知待ちタイマーTimmreが0かどうかを確認し、0でない場合は制御ステップS6cに進み、便座開閉検知手段C10で判定された便座部Caの姿勢が開状態かどうかを確認し、開状態であればさらに制御ステップS6dに進み、尿検知手段C9で判定された尿検知フラグを確認し、セット中であれば制御ステップS6eに進み、小用利用判定カウンタCntuをカウントアップし、制御ステップS6gに進み、小用利用判定カウンタCntuが小用利用判定時間T4以上かどうかを確認し、以上なら制御ステップS6iに進み、小用利用判定時間延長タイマーTimucrに小用利用フラグ延長時間T5をセットし、制御ステップS6kに進み、小用使用フラグをセットし、未満ならそのままこの判定フローを抜ける。ここで人体検知待ちタイマーTimmreを用いて時間を確認しているのは、人体検知後に人体の動きが少なくなり非検知状態となった場合でも、立ち姿勢の小用利用の判定を継続できるようにするためであり、もう一方で、時間の制限を設けることで、誤検知の防止もはかるためである。小用利用判定カウンタCntuを用いて時間を確認しているのは、ノイズ等の影響や、あまりに少ない尿の場合の不要な動作を防止するためである。また小用利用判定時間延長タイマーTimucrは、小用利用の判定により動作するものが、必ずしも尿の検知が非検知に変わった瞬間を利用するものばかりではないため、ある程度フラグの保持時間を確保するために設けられている。なお前記人体検知待ちタイマーTimmre、小用利用判定時間延長タイマーTimucrは、明記していないが、別のタイマールーチンで独立にカウントダウンされるようになっている。また一方で、人体検知待ちタイマーTimmreが0の場合や、便座部Caの姿勢が開状態の場合や、尿検知フラグがクリア中の場合には、制御ステップS6fに進み、小用利用判定カウンタCntuをクリアし、制御ステップS6hに進み、小用利用判定時間延長タイマーTimucrが0かどうかを確認し、0の場合は制御ステップS6jに進み、小用利用フラグをクリアし、0でない場合はそのままこの判定フローを抜ける。このような制御フローにすることで、人体検知後に、便座部Caの開状態と尿の検知により、立ち姿勢の小用利用が可能となる。
【0040】
次に、上記で利用した人体検知判定フローについて説明する。図21は、人体検知手段C16で行う人体検知判定フローを示すフローチャート図である。制御ステップS7aでは、人体検知待ちタイマーTimmreが0かどうかの確認をし、0でない場合は制御ステップS7bに進み、尿検知手段C9で判定された尿検知フラグを確認し、セット中であれば制御ステップS7eに進み、クリア中であれば制御ステップS7cに進み、人体検知用信号Wmの振幅の大きさをもとに人体の有無を判定するため、現在の人体尿検知用信号Wm(t)と振幅の中心となる人体検知用信号基準値Wm0との差分の絶対値をとり、人体検知判定閾値Thm以上であるかどうかを確認し、人体検知判定閾値Thm以上であれば制御ステップS7eに進み、未満であれば制御ステップS7dに進む。制御ステップS7eでは、人体検知継続タイマーTimmexに人体検知継続時間Taをセットし、制御ステップS7gに進み、人体検知フラグをセットしてこの制御フローを抜ける。一方制御ステップS7dでは、人体検知継続タイマーTimmexが0かどうかを確認し、0の場合には制御ステップS7fに進み、人体検知待ちタイマーTimmreに人体検知待ち時間Tbをセットし、さらに制御ステップS7hに進み、人体検知フラグをクリアし、0でない場合はそのままこの制御フローを抜ける。このような制御フローにすることで、人体検知後の場合は、人体検知用信号に関係なく、尿の検知で人体検知を容易に延長させることが可能となる。なお前記人体検知継続タイマーTimmexは、前記人体検知待ちタイマーTimmreと同様に、別のタイマールーチンで独立にカウントダウンされるようになっている。
【0041】
なお、本発明では着座検知については、特に明記していないが、光電光量式や光電測距式と言った赤外線の反射を利用したものを利用することができる。またもちろん、尿検知用信号や人体検知用信号に利用した電波センサ部の検波信号を利用して、すべてを1つの電波センサ部で賄うことも可能である。
また本発明では10.525GHz帯を中心周波数とするものを電波センサ部に利用しているが、特にこの周波数に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の便座装置の外観全体を示す斜視図である。
【図2】本発明の第1実施例の便座装置の全体構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第1実施例の便座装置の便座開閉検知手段を示す図であり、(a)は閉止機構を含めた斜視図であり、(b)は開状態を示す配置図で、(c)は閉状態を示す配置図である。
【図4】本発明の第1実施例の便座装置の尿検知手段が利用する尿検知用信号生成手段を含めた電波センサ部の構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の第1実施例の便座装置の尿検知手段で行う尿検知判定フローを示すフローチャート図である。
【図6】本発明の第1実施例の便座装置の小用利用判定手段で行う小用利用判定フローを示すフローチャート図である。
【図7】便本発明の第1実施例の便座装置の器洗浄手段を示す斜視図である。
【図8】本発明の第1実施例の便座装置の便器洗浄制御手段で行う非着座時の便器洗浄制御フローを示すフローチャート図である。
【図9】本発明の第1実施例の便座装置の尿検知から便器洗浄に至る時間的流れの一例を示すタイムチャート図であり、(a)尿検知用信号、(b)閾値による判定結果、(c)尿検知継続タイマーを含めた判定結果、(d)尿検知判定結果、(e)小用利用判定結果、(f)これを利用した出力を示す。
【図10】本発明の第2実施例の便座装置の外観全体を示す図であり、(a)は便器への設置状態を含めた外観全体を示す斜視図であり、(b)は便座開閉検知手段および便蓋開閉検知手段を示す部分透視図であり、(c)は外部出力手段を示す背面図であり、(d)は外部出力手段近傍を示す拡大図であり、(e)は脱臭手段の構成を示す内機部分透視図である。
【図11】本発明の第2実施例の便座装置の全体構成を示すブロック図である。
【図12】本発明の第2実施例の便座装置の脱臭制御手段で行う脱臭制御フローを示すフローチャート図である。
【図13】本発明の第2実施例の便座装置の外部出力制御手段で行う外部出力制御フローを示すフローチャート図である。
【図14】本発明の第3実施例の便座装置の外観全体を示す斜視図である。
【図15】本発明の第3実施例の便座装置の全体構成を示すブロック図である。
【図16】本発明の第3実施例の便座装置の便座電動開閉手段を含めた便座開閉検知手段の斜視図である。
【図17】本発明の第3実施例の便座装置の人体検知手段および尿検知手段が利用する電波センサ部の配置を示す側面図である。
【図18】人体検知手段および尿検知手段が利用する人体検知用信号生成手段および尿検知用信号生成手段を含めた電波センサ部の構成を示すブロック図である。
【図19】電波センサ部から出力される人体検知用信号および尿検知用信号の一例を示す図である。
【図20】本発明の第3実施例の便座装置の小用利用判定手段で行う小用利用判定フローを示すフローチャート図である。
【図21】本発明の第3実施例の便座装置の人体検知手段で行う人体検知判定フローを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
A、B、C … 便座装置、 Aa、Ba、Ca … 便座部、
Ab、Bb、Cb … 本体部、 Ac、Bc、Cc … 便蓋部、
Ad、Cd … 便器部、 Ae … 便座閉止機構部、
Af、Bf、Ce … 電波センサ部、 Af1、Ce1 … 発信部、
Af2、Ce2 … 送信部、 Af3、Ce3 … 受信部、
Af4、Ce4 … ミキサ部、 Af5、Ce6 … 尿検知用信号生成手段、
Bz … 便器洗浄装置、 Bza … 便器洗浄装置入力部
Ce5 … 人体検知用信号生成手段、 A0、B0、C0 … 制御手段、
A1、B1、C1 … 局部洗浄手段、 A2、B2、C2 … 局部乾燥手段、
A3、B3、C3 … 暖房便座手段、 A4、B4、C4 … 脱臭手段、
B4a … 脱臭ファンモータ、 B4b … 脱臭触媒、 B4c … フィルタ、
A5、B5、C5 … 操作手段、 A6、B6、C6 … 表示手段、
A7、B7、C7 … 信号受信手段、 A8、B8、C8 … 着座検知手段、
A9、B9、C9 … 尿検知手段、
A10、B10、C10 … 便座開閉検知手段、 A10a … 磁極検出部材、
A10b … マグネット、 A10bs … S極部、 A10bn … N極部、
B10a … 便座用磁力検出部、 B10b … 便座用マグネット、
A11、B11、C11 … 便蓋開閉検知手段、
B11a … 便蓋用磁力検出部、 B11b … 便蓋用マグネット、
A12、B12、C12 … 小用利用判定手段、
A13、B13、C13 … 脱臭制御手段、
A14、C14 … 便器洗浄手段、 A14a …便器洗浄本体、
A14b … シャフト、 A14c … フラップ、
A14d … 小洗浄用玉鎖、 A14e … 大洗浄用玉鎖、
A14f … 手動操作レバー、 A15、C15 … 便器洗浄制御手段、
B14 … 外部出力手段、 B15 … 外部出力制御手段、
B16、C16 … 人体検知手段、 C17 …便座電動開閉手段、
C18 … 便蓋電動開閉手段、 D … 立ち姿勢の人体、
D1 … 尿の落下放物線、
Wa … 送信波、 Wb … 受信波、 Wc … 検波信号、
Ws、Ws(t) … 尿検知用信号、 Wm、Wm(t) … 人体検知用信号、
Ws0 … 尿検知用信号基準値、 Wm0 … 人体検知用信号基準値、
S1a〜S7h … 制御ステップ、 Timsex … 尿検知継続タイマー、
Timscr … 尿検知カウンタクリアタイマー、 Ths … 尿検知判定閾値、
Timucr … 小用利用フラグ延長タイマー、
Timfdl … 小洗浄オンディレイタイマー、
Timmex … 人体検知継続タイマー、 Thm … 人体検知判定閾値、
Timmre … 人体検知待ちタイマー、
Timodl … 外部出力ディレイタイマー、
Cnts … 尿検知カウンタ、 Cntu … 小用利用判定カウンタ、
T1 … 尿検知継続時間、 T2 …尿検知判定時間、
T3 … 尿検知カウンタクリア時間、 T4 … 小用利用判定時間、
T5 … 小用利用フラグ延長時間、 T6 … 小洗浄オンディレイ時間、
Ta … 人体検知継続時間、 Tb … 人体検知待ち時間、
Tc … 外部出力ディレイ時間
Claims (10)
- 便器の上部後方で回転自在に固定され、使用者が用便時に閉状態にして座る便座部と、便座部の開閉状態を検知する便座開閉検知手段と、小用時の尿を検知する尿検知手段と、前記便器の排泄物を受けるボール部内に異なる水量の洗浄水を供給可能に構成した便器洗浄手段と、この便器洗浄手段の駆動を制御する便器洗浄制御手段と、を備えた便座装置であり、さらに、前記便座開閉検知手段による便座部の開状態の検知および尿検知手段による尿の検知とに基づいて、立ち姿勢による小用利用の有無を判定する小用利用判定手段を備え、前記便器洗浄制御手段は、前記小用利用判定手段による判定に基づいて、前記便器洗浄手段によって供給される水量を少量側とするよう構成されていることを特徴とする便座装置。
- 前記便座装置において、前記便器洗浄制御手段は、前記小用利用判定手段による判定に基づいて、前記便器洗浄手段の駆動許可を判定し、洗浄水の水量を少量側と判定するとともに、尿検知手段の尿の検知から非検知への変化に基づいて、前記便器洗浄手段を駆動するよう構成されていることを特徴とする請求項1記載の便座装置。
- 便器の上部後方で回転自在に固定され、使用者が用便時に閉状態にして座る便座部と、便座部の開閉状態を検知する便座開閉検知手段と、小用時の尿を検知する尿検知手段と、便器内の臭気を吸引し、脱臭する脱臭手段と、前記脱臭手段の駆動を制御する脱臭制御手段と、を備えた便座装置であり、さらに、前記便座開閉検知手段による便座部の開状態の検知および尿検知手段による尿の検知とに基づいて、立ち姿勢による小用利用を判定する小用利用判定手段を備え、前記脱臭制御手段は、前記小用利用判定手段による判定に基づいて、前記脱臭手段の駆動を制御するよう構成されていることを特徴とする便座装置。
- 便器の上部後方で回転自在に固定され、使用者が用便時に閉状態にして座る便座部と、便座部の開閉状態を検知する便座開閉検知手段と、小用時の尿を検知する尿検知手段と、外部に向けて操作信号を出力可能な外部出力手段と、前記外部出力手段から出力される外部出力信号を生成するとともに、出力を制御する外部出力制御手段と、を備えた便座装置であり、さらに、前記便座開閉検知手段による便座部の開状態の検知および尿検知手段による尿の検知とに基づいて、立ち姿勢による小用利用を判定する小用利用判定手段を備え、前記外部出力制御手段は、前記小用利用判定手段による判定に基づいて、前記外部出力信号を生成するよう構成されていることを特徴とする便座装置。
- 前記便座装置において、前記尿検知手段が、高周波の電波を送信波として送信し、用便中の尿に当たって跳ね返ってきた受信波と、前記送信波との干渉により得られた検波信号を、少なくとも増幅およびフィルタ処理して尿検知用信号を生成する尿検知用信号生成手段とで構成された電波センサ部を備え、前記尿検知用信号に基づいて、尿の有無を検知するよう構成されていることを特徴とする請求項1ないし4記載の便座装置。
- 前記便座装置において、さらに便器部前方に位置する使用者を検知する人体検知手段を備え、前記人体検知手段による人体の検知開始後に、前記便座開閉検知手段による便座部の開状態の検知および尿検知手段による尿の検知とに基づいて、前記小用利用判定手段は、立ち姿勢による小用利用の有無を判定するよう構成されていることを特徴とする請求項1ないし5記載の便座装置。
- 前記人体検知手段が、高周波の電波を送信波として送信し、人体に当たって跳ね返ってきた受信波と、前記送信波との干渉により得られた検波信号を、少なくとも増幅およびフィルタ処理して人体検知用信号を生成する人体検知用信号生成手段とで構成された電波センサ部を備え、前記人体検知用信号に基づいて、人体の動きまたは有無を検知するよう構成されていることを特徴とする請求項6記載の便座装置。
- 前記人体検知手段は、閉状態の便座部の先端より前方かつ上方に向けられ、人体検知手段と尿検知手段とが兼用可能に構成されていることを特徴とする請求項7記載の便座装置。
- 前記人体検知手段に利用される検波信号を少なくとも増幅およびフィルタ処理して人体検知用信号を生成する人体検知用信号生成手段と、さらに前記人体検知用信号を少なくとも増幅およびフィルタ処理して尿検知用信号を生成する尿検知用信号生成手段とで構成された電波センサ部を備え、前記尿検知手段は、前記尿検知用信号により、用便中の尿の有無を検知可能に構成されていることを特徴とする請求項8記載の便座装置。
- 前記人体検知手段は、人体の検知から非検知への変化を検知した後、尿検知手段の尿の検知により、人体検知用信号による判定にかかわらず、人体の検知と判定するように構成されていることを特徴とする請求項6ないし9記載の便座装置。
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