JP2005155053A - 大便器自動洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大便器後方に設置された洗浄ユニットから手動操作用光電検出器を分離すること無しに、大便器側方の壁の特定部位に手を近づけることで使用者の意思で大便器洗浄が行えるようにする。
【解決手段】 洋風の大便器と、この大便器の後方に設置され、大便器へ給水する給水部と、大便器使用者の手を検出して操作信号を発生する光電検出器と、操作信号に基づいて給水部を作動する制御部とを内部に具備した洗浄ユニットとを備えた大便器自動洗浄装置において、光電検出器の投受光方向を斜め前方に設定すると共に、この投受光方向が大便器側方の壁面と交叉する部分に再帰反射板を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、洋風大便器の自動洗浄装置に係り、特に、公共施設などで操作レバー等に接触すること無しにセンサーに手を近づけると大便器の洗浄を行う大便器自動洗浄装置に関する。

従来から公共施設などのトイレにおいて、洋風大便器後方に、大便器へ給水する給水部と、大便器使用者の手を検出して操作信号を発生する光電検出器と、操作信号に基づいて給水部を作動する制御部を内部に具備した洗浄ユニットを設け、使用者が洗浄する意図で非接触の手動操作用光電検出器に手を近づけた場合、自動的に大便器洗浄を行う大便器自動洗浄装置があった。（特許文献１参照）

しかしながら、この大便器自動洗浄装置においては、使用者が大便器を洗浄したい場合には、一旦立ち上がって後ろを向いて洗浄ユニットの光電検出器に手をかざすのであるが、大便器が邪魔になって前かがみになって手を長く伸ばさなければならず、操作性が非常に悪いという問題があった。

また、大便器が邪魔にならず、便座に座ったままでも操作できるように、大便器側方の壁面に非接触の手動操作用光電検出器を設けた大便器自動洗浄装置もあった。（特許文献２参照）

しかしながら、この手動操作用光電検出器と洗浄ユニット内の制御部との間で送受信する回路が必要となり、コストが高くなるうえ、この手動操作用光電検出器の電源が必要であり、電源として電池を用いた場合には電池交換等のメンテが発生し、電源としてＡＣ電源を用いた場合には配線工事等を伴うために施工性が悪いという問題もあった。

特開２００１−３２９５９４号 特開２００２−１０６０２６号

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、大便器後方に設置された洗浄ユニットから手動操作用光電検出器を分離すること無しに、大便器側方の壁の特定部位に手を近づけることで使用者の意思で大便器洗浄が行えるようにすることである。

上記目的を達成するために、本発明では、洋風の大便器と、この大便器の後方に設置され、大便器へ給水する給水部と、大便器使用者の手を検出して操作信号を発生する光電検出器と、操作信号に基づいて給水部を作動する制御部とを内部に具備した洗浄ユニットとを備えた大便器自動洗浄装置において、光電検出器の投受光方向を斜め前方に設定すると共に、この投受光方向が大便器側方の壁面と交叉する部分に再帰反射板を設けたことを特徴としている。

而して、便器使用者が大便器を洗浄したい場合には、大便器側方の壁面に設けた再帰反射板に手を近づけることで受光量が減少し、これに基づき操作信号が発生して制御部が給水部を作動し、大便器が洗浄される。

尚、この再帰反射板に手を近づけることを示す表示を施すのが好ましく、このようにすれば使用者にとって手を近づける場所が特定し易くなる。

更には、洗浄ユニットに、再帰反射板と光電検出器の投受光方向とが交叉したことを示す報知手段を設けるのが好ましく、このようにすれば、再帰反射板を設置する部位を簡単に見出すことが出来、施工が簡単になる。

又、光電検出器に、光電検出器の投受光方向を変える手段を備えることが好ましく、このようにすれば投受光方向の角度を変えて、再帰反射板の設置位置を変えることが出来、再帰反射板を使用し易い位置に設置できると共に、光電検出器の設置位置と壁面までの間隔に左右されることが無くなる。

本発明によれば、大便器後方に設置された洗浄ユニットから手動操作用光電検出器を分離すること無しに、大便器側方の壁に設置した再帰反射板に手を近づけることで使用者の意思で大便器洗浄が行うことが可能になるうえ、再帰反射板は薄い平板状で、再帰反射板を壁面に取付けたとき、再帰反射板表面と壁面表面とは略平行でその出っ張りは極めて少なく、トイレ内空間を狭くすることはほとんど無いので、再帰反射板の設置によって大便器使用者に圧迫感を与えることもない。また、再帰反射板には何ら電気部品を用いておらず、防水処理が不要で、再帰反射板を床に落としても故障することはない。

本発明の内容の理解を助けるため、以下に実施例を用いて詳しく説明すると図１は本発明の実施例を示す大便器自動洗浄装置の外観図、図２は同、大便器自動洗浄装置の概要を示す平面図、図３は同、給水ユニットの内部構造を示す外観図、図４は同、洗浄ユニットの構成図、図５は同、再帰反射板の一部を拡大した外観図、図６は同、再帰反射板の原理図、図７は同、洗浄ユニットの回路図、図８は同、第１光電検出器の受光レベルと人体検出信号を示すチャート図で、図９は同、第２光電検出器の受光レベルと操作信号を示すチャート図、図１０は同、再帰反射板から手までの距離と反射レベルを示す説明図、図１１は同、本発明の第２実施例を示す洗浄ユニットの構成図、図１２は同、第２実施例における第１の光電検出器の受光レベルと、第２の光電検出器の閾値との関係を示す説明図、図１３は同、第２の実施例における再帰反射板から手までの距離と反射レベルを示す説明図、図１４は同、他の実施例を示す大便器自動洗浄装置の概要の平面図、図１５は同、他の実施例を示す洗浄ユニットの構成図、図１６は同、他の実施例を示す大便器自動洗浄装置の概要の平面図、図１７は同、他の実施例を示す再帰反射板の原理図、図１８は同、他の実施例を示す再帰反射板の正面図、図１９は同、他の実施例を示す第２の光電検出器の構造図、図２０は同、他の実施例を示す第２の光電検出器の構造図、図２１は同、他の実施例を示す大便器自動洗浄装置の概要の平面図である。

図１〜図１０に基づいて本発明の第１の実施形態について説明すると、図１、図２において、大便器自動洗浄装置１は、トイレブース２内に設置された大便器３と、この大便器３の後部上面に設置され大便器３の洗浄を制御する洗浄ユニット４と、再帰反射板５とを備えている。

洗浄ユニット４は、図３、図４に示すようにケーシング６内に、使用者の大便器３への近接、使用、離脱等を検出するための第１の光電検出器７と再帰反射板５近傍に使用者が手をかざしたことを検出するための第２の光電検出器８とを備えたセンサ部９と、大便器３へ洗浄水を供給する給水部１０と、第１の光電検出器７及び第２の光電検出器８からの信号に基づいて給水部１０を作動する制御部１１と電池１２を内蔵している。

第１の光電検出器７は、投光素子（図示せず）と受光素子（図示せず）を有する反射型の赤外線アクティブセンサであり、大便器３の後方から前方に向けて、使用者が接近、離脱する方向に投光する投光素子と、この投光素子からの投射光７ａが使用者の胴体などの身体に反射して、その反射光７ｂを受光する受光素子を備えている。

第２の光電検出器８は、大便器３の後方から斜め前方に向けて、本実施例では正面方向から４５〜６０度横方向に向いた斜め前方に向けて、大便器３側方の壁面１３と交叉するように投光する投光素子（図示せず）と、この投光素子と略同じ方向に向いた受光素子（図示せず）とを備えている。

再帰反射板５は、厚さ５〜１０ｍｍで１００ｍｍ角の平板形状であって、その表面には手マークの表示５ａを設けている。図５に示すように、その表面は三角錐５ｂを並べた構造になっており、図６に示すように、第２の光電検出器８の投光素子からの投射光８ａが入ってくると再帰反射板５表面の三角錐５ｂ内で鏡面反射を繰り返し、最終的に投射光８ａは入射方向と逆向きに鏡面反射され、反射光８ｂは投射方向と逆方向に向かい、受光素子で検出される。即ち、投射光８ａの方向と逆方向に反射光８ｂが戻るような特性を有している。

従って、第２の光電検出器８の投射光８ａが壁面１３と交叉する部分より外れた位置に再帰反射板５を設けた場合には、投射光８ａはそのまま壁面に対称的に拡散反射して受光素子に向かう反射光８ｂはほとんど無く、第２の光電検出器８の投射光８ａが壁面１３と交叉する部分に再帰反射板５を設けた場合には、投射光８ａの大半が反射光８ｂとなって受光素子に向かう。

給水部１０は、本実施例ではフラッシュバルブ１４の圧力室内の水を、ラッチング型の電磁弁１５を開閉することで大便器３側へ逃がすことによりフラッシュバルブ１４を開閉するバルブ構造を採用している。

制御部１１は、図７に示すように、電池１２を電源したマイコン１６をメイン回路としており、マイコン１６のポートＰ０４にて第１の光電検出器７の投光回路を動作させ、投光素子に間欠的に通電して投射光７ａを生じさせる。そして、投射光７ａに同期した反射光７ｂを受光素子で受光し、受光回路にて電圧に変換し、その電圧値を受光レベル７ｃとしてマイコン１６のＡ/ＤポートＡＤ１で取り込み、図８に示すように使用者がいない状態では受光レベル７ｃが低く、使用者が大便器３の便座３ａに着座した時受光レベル７ｃが高くなって、受光レベル７ｃが所定の閾値７ｄを超えるとマイコン１６内部に人体検出信号７ｅを発生する。尚、この実施例では、人体検出有無の判断はマイコン１６で行っているが、第１の光電検出器７内で判断し、その人体検出信号７ｅをマイコン１６へ入力する構成にしてもよい。

また、マイコン１６のポートＰＯ３にて第２の光電検出器８の投光回路を動作させ、投光素子に間欠的に通電して投射光８ａを生じさせる。そして、その反射光８ｂを受光素子で受光し、受光回路にて電圧に変換し、その電圧値を受光レベル８ｃとしてマイコン１６のＡ／ＤポートＡＤ２で取り込み、受光素子が強力な反射光８ｂを受光した時には、受光レベル８ｃはＡ／Ｄ値が最大の飽和状態となる。尚、第２の光電検出器８は、投光素子と受光素子の前面にレンズ１７を配置し、投射光８ａ及び反射光８ｂをビーム状に絞っている。尚、１８は電池１２を装着時、受光レベル８ｃが飽和状態になると所定時間（例えば３０秒）点灯するパイロットランプである。

而して、再帰反射板５を壁面１３にセットするに際しては、洗浄ユニット４を大便器３後方に取付けてから洗浄ユニット４に電池１２を装着後、再帰反射板５を壁面１３に沿わせて少しずつ動かし、受光レベル８ｃが飽和状態となってパイロットランプ１８が点灯する位置を探し、点灯した位置に再帰反射板５を接着剤、両面接着テープ、木ねじ等で壁面１３に固定する。従って、パイロットランプ１８は再帰反射板５と第２の光電検出器８の投受光方向とが交叉したことを示す報知手段１９を構成している。尚、報知手段１９としてパイロットランプ１８に変えてブザーを用い、第２の光電検出器８の投受光方向と再帰反射板５が交叉したとき音で報知しても良い。

図９にて、再帰反射板５の近傍に使用者の手の有無による受光レベル８ｃについて説明をすると、再帰反射板５の近傍に使用者の手が無い状態では、第２の光電検出器８は、斜め方向からの投射光８ａであっても再帰反射板５の特性によって投射光８ａとは逆向きの強力な反射光８ｂを生じるので、第２の光電検出器８の受光レベル８ｃは飽和状態となっている。

使用者が再帰反射板５の近傍で手をかざすと、再帰反射板５に向かう投射光８ａや反射光８ｂが手によって遮断され、第２の光電検出器８の受光レベル８ｃが急激に下がる。

図１０に示すように、再帰反射板５から手までの距離と受光レベル８ｃには、再帰反射板５に手を近づけるほど受光レベル８ｃが低くなる比例した関係があるので、閾値８ｄを再帰反射板５からの距離Ｌが所定距離（例えば１０ｃｍ）の時の電圧値に設定しておき、受光レベル８ｃが、その閾値８ｄ以下になった場合は、使用者が再帰反射板５に手をかざしたと判断でき、マイコン１６内部に操作信号８ｅを発生する。尚、この場合も、手の検出有無の判断はマイコン１６で行うのでなく、第２の光電検出器８内で判断し、その操作信号８ｅをマイコン１６へ入力する構成にしてよい。

また、マイコン１６のポートＰ０１とポートＰ０２には、ラッチング型電磁弁１５用のソレノイド通電回路２０とソレノイド２１が接続されており、ポートＰ０１をＬＯＷにすることで、ソレノイド２１を開動作させ、ラッチング型電磁弁１５を開いてフラッシュバルブ１４を開き、ポートＰ０２をＬＯＷにすることで、ソレノイド２１を閉動作させ、ラッチング型電磁弁１５を閉じてフラッシュバルブ１４を閉じることで、給水部１０の開閉を制御する。

そして、この実施例では、第１の光電検出器７に基づく人体検出信号７ｅが所定の時間以上（例えば１０秒程度）検出後、人体検出信号７ｅが消えたとき大便器３を自動的に洗浄し、もしくは、第２の光電検出器８に基づく操作信号８ｅが発生したとき大便器３を意図的に洗浄できるように構成している。

以上のように構成にすることで、使用者が大便器３使用時に意図的に洗浄を行い場合には、従来のように一旦立ち上がって背面にある第２の光電検出器８に振り返って手をかざす必要は無く、便座３ａに座ったままでトイレブース２の壁面１３に設置した表示５ａ付きの再帰反射板５に手をかざすだけで大便器３の洗浄を意図的に行うことができ、飛躍的に操作性が向上するうえ、再帰反射板５への電気配線も不要で施工性も向上する。

勿論、第１の光電検出器７、第２の光電検出器８、給水部１０、制御部１１などの電気部品は洗浄ユニット４内に収納配備しているので電気配線がこの洗浄ユニット４内で完結するをもって安価な大便器自動洗浄装置１を提供できる。

次に本発明の第２実施例について説明すると、この実施例では図１１に示すように、センサ制御手段２２（実際はマイコン１６）を追加し、第１の光電検出器７の受光レベル７ｃに応じて、センサ制御手段２２により第２の光電検出器８の作動を停止したり、閾値８ｄを変更可能にしたものである。

即ち、図１２に示すように、第１の光電検出器７の受光レベル７ｃに応じて、第１の光電検出器７の受光レベル７ｃが閾値７ｄ１以下の場合は、トイレブース２内に使用者が存在しない或いは大便器３から遠いと、受光レベル７ｃが閾値７ｄ１以上、閾値７ｄ２以下の場合は使用者が大便器３の前に立っていると、受光レベル７ｃが閾値７ｄ２以上の場合は使用者が便座３ａに着座していると夫々マイコン１６が判断する。

そして、センサ制御手段２２によって、第１の光電検出器７の受光レベル７ｃが閾値７ｄ１以下の場合はマイコン１６のポートＰＯ３にて第２の光電検出器８の投光を停止させ、第１の光電検出器７の受光レベル７ｃが閾値７ｄ１以上、閾値７ｄ２以下の場合は第２の光電検出器８の閾値８ｄ１を高くし、第１の光電検出器７の受光レベル７ｃが閾値７ｄ２以上の場合は第２の光電検出器８の閾値８ｄ２を低くする。

使用者が大便器３の前に立っていると判断した場合、言い換えれば第１の光電検出器７の受光レベル７ｃが閾値７ｄ１以上、閾値７ｄ２以下の場合は、第２の光電検出器８の閾値８ｄ１が高くなるをもって、再帰反射板５からの反射光８ｂが少し減少しただけで第２の光電検出器８の閾値８ｄ１以下になるので、再帰反射板５から離れた位置（例えば１５ｃｍ）以内に手をかざすことで手かざしを検出し、操作信号８ｅを発生する。

使用者が便座３ａに着座していると判断した場合、言い換えれば第１の光電検出器７の受光レベル７ｃが閾値７ｄ２以上の場合は、第２の光電検出器８の閾値８ｄ２が低くなるをもって、再帰反射板５からの反射光８ｂが大きく減少したときに始めて第２の光電検出器８の閾値８ｄ２以下になるので、再帰反射板５に近い位置（例えば５ｃｍ）以内に手をかざすと手かざしを検出し、操作信号８ｅを発生する。

第２の光電検出器８の閾値８ｄ１と閾値８ｄ２に基づく再帰反射板５からの検出距離との関係を、図１３に示す。

このようにすることで、大便器３の前に立って用便するような男子小用、或いは便座３ａに着座して用便後便座３ａから立ち上がり、大便器３の前に立ってから大便器３を洗浄するに際しては、大便器３前に立った位置から手をさほど伸ばさなくても、再帰反射板５から比較的遠い位置に手をかざすことで操作信号８ｅが発生し、大便器３を洗浄させることが出来、操作性が良い。

又、便座３ａに着座して用便する場合において、用便中に手を動かすなどして多少反射光８ｂが減少しても第２の光電検出器８の閾値８ｄ２が低くいので操作信号８ｅは発生せず、不意に大便器３が洗浄されるようなことを防止できる。勿論、着座した状態で大便器３を洗浄する場合には、再帰反射板５が大便器３側方の壁面１３に設置されているので、使用者と再帰反射板５との距離が近く、容易に再帰反射板５に手を近づけることが可能で、容易に洗浄することが出来る。

更に、トイレブース２内に使用者が存在しない或いは大便器３から遠い場合には第２の光電検出器８の作動を停止させるために、低消費が可能となり、電源として電池１２を用いる場合には長寿命化が可能になる。

本発明は上述の実施例に限定すること無く、種々の変形が可能である。例えば、図１４、図１５に示すように、大便器自動洗浄装置１として第１の光電検出器７を設けず、第２の光電検出器８のみを用いても良い。この実施例では、電池１３に代えてＡＣ１００Ｖなどの交流電源２３を用いており、報知手段１９として、第２の光電検出器８の投光方向と同じ方向に可視光をビーム状に投光するＬＥＤ（図示せず）を用い、ＡＣ電源２３投入後の所定の時間（例えば１０分間）だけ壁面１３を照らし、再帰反射板５を設置するの最適な位置を表示し、極めて簡単に取付け施工が行えるようにしている。

又、図１６に示すように、第２の光電検出器８を２つ用いると共に再帰反射板５を大便器３の両側の壁面１３に設置しても良く、このようにすれば、使用者の利き腕を用いて再帰反射板５に手をかざすことが出来、使用勝手が極めて良くなる。この場合、再帰反射板５を相対する位置に設置しても、従来の光電センサを用いた場合には光干渉することが有ったが、再帰反射板５同志では光干渉することは無い。

更に、再帰反射板５として、図１７示すようなガラスビーズ５ｃと反射層５ｄで構成されるものを用いても良く、再帰反射板５を図１８に示すような形状に形成し、表示５ａと兼用しても良い。勿論、図示はしてはいないが、再帰反射板５に表示を設けず、再帰反射板５とは別の表示ラベルなどを再帰反射板５近傍に取付けても良く、更に再帰反射板５の壁面１３への取付けに際し、壁面１３表面に再帰反射板５の大きさの窪みを設け、この窪みに再帰反射板５を嵌込み固定し、壁面１３と再帰反射板５の表面を面一に設けても良い。

更に又、図１９に示すように、第２の光電検出器８を軸２４に対し回転自在に取付けて、その投受光方向を機械的に変えたり、図２０に示すように、第２の光電検出器８前面に偏光板２５など光学的に投受光方向を変える手段を設け、第２の光電検出器８の投受光方向を変えることで壁面１３との交叉位置、言い換えれば再帰反射板５の壁面１３への取付け位置を調整できるようにしても良く、このようにすれば使用者にとって使用し易い壁面１３に再帰反射板５を設置でき、しかも第２の光電検出器８の設置位置と壁面までの間隔に左右されることが無くなり、好ましい。

又、制御部１１において、操作信号８ｅに基づいて大便器３が意図的に洗浄された時は、所定時間内に人体検出信号７ｅが消滅した時には、人体検出信号７ｅが消滅に基づく大便器３の自動洗浄は行わない様にすることも出来る。尚、人体検出信号７ｅを発生する手段として、第１の光電検出器７に変えて、便座３ａに取付けられ便座３ａに着座したことを検出する便座スイッチを用いても良い。

更に、給水部１０として大便器３後方上面に設置したロータンクとロータンクの排水弁を電動モーターで開閉するものを用い、制御部１１や第１の光電検出器７、第２の光電検出器８などはロータンクを収納するケーシング内に設置して洗浄ユニット４とすることも出来る。

又、図２１に示すように、洗浄ユニット４を大便器３後部上面に設けず、大便器３後方の壁面１３にに設置し、給水部１０の出口と大便器３の入水口との間を管２６で接続しても良い。

本発明の実施例を示す大便器自動洗浄装置の外観図である。 同、大便器自動洗浄装置の概要を示す平面図である。 同、給水ユニットの内部構造を示す外観図である。 同、洗浄ユニットの構成図である。 同、再帰反射板の一部を拡大した外観図である。 同、再帰反射板の原理図である。 同、洗浄ユニットの回路図である。 同、第１光電検出器の受光レベルと人体検出信号を示すチャート図である。 同、第２光電検出器の受光レベルと操作信号を示すチャート図である。 同、再帰反射板から手までの距離と反射レベルを示す説明図である。 同、本発明の第２実施例を示す洗浄ユニットの構成図である。 同、第２実施例における第１の光電検出器の受光レベルと、第２の光電検出器の閾値との関係を示す説明図である。 同、第２の実施例における再帰反射板から手までの距離と反射レベルを示す説明図である。 同、他の実施例を示す大便器自動洗浄装置の概要の平面図である。 同、他の実施例を示す洗浄ユニットの構成図である。 同、他の実施例を示す大便器自動洗浄装置の概要の平面図である。 同、他の実施例を示す再帰反射板の原理図である。 同、他の実施例を示す再帰反射板の正面図である。 同、他の実施例を示す第２の光電検出器の構造図である。 同、他の実施例を示す第２の光電検出器の構造図である。 同、他の実施例を示す大便器自動洗浄装置の概要の平面図である。

符号の説明

１…大便器自動洗浄装置
２…トイレブース
３…大便器
３ａ…便座
４…洗浄ユニット
５…再帰反射板
５ａ…表示
５ｂ…三角錐
５ｃ…ガラスビーズ
５ｄ…反射層
６…ケーシング
７…第１の光電検出器
７ａ…投射光
７ｂ…反射光
７ｃ…受光レベル
７ｄ…閾値
７ｅ…人体検出信号
８…第２の光電検出器
８ａ…投射光
８ｂ…反射光
８ｃ…受光レベル
８ｄ…閾値
８ｄ１…第１の閾値
８ｄ２…第２の閾値
８ｅ…操作信号
９…センサ部
１０…給水部
１１…制御部
１２…電池
１３…壁面
１４…フラッシュバルブ
１５…電磁弁
１６…マイコン
１７…レンズ
１８…パイロットランプ
１９…報知手段
２０…ソレノイド通電回路
２１…ソレノイド
２２…センサ制御手段
２３…ＡＣ電源
２４…軸（投受光方向を変える手段）
２５…偏光板（投受光方向を変える手段）
２６…管

Claims (4)

1. 洋風の大便器と、
   この大便器の後方に設置され、前記大便器へ給水する給水部と、前記大便器使用者の手を検出して操作信号を発生する光電検出器と、前記操作信号に基づいて前記給水部を作動する制御部とを内部に具備した洗浄ユニットと、
   を備えた大便器自動洗浄装置において、
   前記光電検出器の投受光方向を斜め前方に設定すると共に、この投受光方向が前記大便器側方の壁面と交叉する部分に再帰反射板を設けたことを特徴とする大便器自動洗浄装置。
2. 前記再帰反射板に手を近づけることを示す表示を施したことを特徴とする請求項１記載の大便器自動洗浄装置。
3. 前記洗浄ユニットに、再帰反射板と前記光電検出器の投受光方向とが交叉したことを示す報知手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の大便器自動洗浄装置。
4. 前記光電検出器に、該光電検出器の投受光方向を変える手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の大便器自動洗浄装置。
   
   

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