JP2008115641A

JP2008115641A - 便器及びその製造方法

Info

Publication number: JP2008115641A
Application number: JP2006301275A
Authority: JP
Inventors: Toshio Hata; 俊雄幡; Taiji Morimoto; 泰司森本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2008-05-22

Abstract

【課題】ランニングコストを削減できるとともに殺菌効果を向上できる便器を提供する。
【解決手段】便器本体１１と、便器本体１１上に配される便座１２と、便座１２の上面を開閉する便座蓋１３と、便座蓋１３の下面に複数並設されるとともに窒化物系半導体発光素子から成る第１紫外線照射部１４とを備え、第１紫外線照射部１４によって便器本体１１の内側に紫外線を照射した。
【選択図】図１

Description

本発明は、便器本体を殺菌できる便器及びその製造方法に関する。

従来の便器は特許文献１に開示されている。図５はこの便器の側面断面図を示している。便器１は便器本体１１を有し、便器本体１１の上面開口部１１ａの周囲に便座１２が配される。便座１２は枢支軸１２ａにより開閉自在に支持される。便座１２上には枢支軸１３ａにより便座１２の上面を開閉する便座蓋１３が設けられる。便座蓋１３の下面には紫外線を照射する紫外線ランプ３０が設けられる。

便座蓋１３が閉じられると紫外線ランプ３０が駆動され、便器本体１１の内側に紫外線が照射される。これにより、便器本体１１の内部を殺菌することができる。

特開平１０−３０５０８５号公報（第２頁−第５頁、第７図）特開２００３−１４７８２８号公報（第３頁−第５頁、第１図）

しかしながら、上記従来の便器１によると、紫外線ランプ３０の寿命が非常に短いため頻繁に交換が必要となる。また、紫外線ランプ３０は衝撃に弱いため、便座蓋１３の開閉時の衝撃によって故障しやすい。このため、紫外線ランプ３０の点検や維持のためにランニングコストが高くなる問題があった。また、紫外線ランプ３０は有害な汚染物質である水銀を含み、交換して産業廃棄物となった紫外線ランプ３０の処理に手間とコストがかかる。従って、ランニングコストがより高くなる。

更に、紫外線ランプ３０はサイズが大きく、直線状に形成される。このため、便座蓋１３の裏側に取付けるのが困難であるとともに、便器本体１１の内側全体へ均一に紫外線を照射できずに十分な殺菌効果を得ることができない問題もあった。

本発明は、ランニングコストを削減できるとともに殺菌効果を向上できる便器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、便器本体と、前記便器本体上に配される便座と、前記便座の上面を開閉する便座蓋と、窒化物系半導体発光素子から成るとともに前記便器本体内側に紫外線を照射する第１紫外線照射部とを備えたことを特徴としている。この構成によると、発光ダイオードや半導体レーザ等の窒化物系半導体発光素子から成る第１紫外線照射部が駆動されると、便器本体の内側に紫外線が照射される。これにより、便器本体が殺菌される。

また本発明は、上記構成の便器において、第１紫外線照射部が前記便座蓋に配されることを特徴としている。この構成によると、便座蓋が閉じられると第１紫外線照射部から便器本体の内側に紫外線が照射される。

また本発明は、上記構成の便器において、第１紫外線照射部の出射光の波長を２００ｎｍ〜４１０ｎｍにしたことを特徴としている。この構成によると、第１紫外線照射部の出射光により便器本体内部の細菌細胞のＤＮＡが破壊される。

また本発明は、上記構成の便器において、吸気口及び排気口を有するダクトと、前記ダクトに配されてトイレ室内の空気を前記吸気口から吸気して前記排気口から排気させる送風機と、前記ダクトに配されて空気中でプラズマ放電を起こして正イオンと負イオンとを発生するイオン発生装置とを備えたことを特徴としている。

この構成によると、イオン発生装置が駆動されるとダクト内にＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n等の正イオン及びＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_m等の負イオンが発生する（ｍ，ｎは自然数）。送風機の駆動によって吸気口からトイレ室内の空気がダクト内に流入し、正イオン及び負イオンを含んで排気口から排気される。これにより、トイレ室内の浮遊菌が正イオン及び負イオンに取り囲まれ、殺菌及び脱臭が行われる。

また本発明は、上記構成の便器において、前記送風機の下流側に前記イオン発生装置を配したことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の便器において、前記便座蓋を開いた際にイオン発生装置を駆動し、前記便座蓋を閉じた際に第１紫外線照射部を所定時間駆動して第１紫外線照射部の停止後に前記イオン発生装置を停止したことを特徴としている。

この構成によると、便座蓋が開かれるとイオン発生装置の駆動によりトイレ室内に正イオン及び負イオンが放出され、トイレ室内の殺菌及び脱臭が行われる。便座蓋を閉じると第１紫外線照射部が所定時間駆動され、便器本体内部が殺菌される。第１紫外線照射部の駆動中もイオン発生装置は駆動され、第１紫外線照射部を停止した後にイオン発生装置が停止される。

また本発明は、上記構成の便器において、窒化物系半導体発光素子から成るとともに前記イオン発生部に連動して紫外線を照射する第２紫外線照射部を前記ダクト内に設けたことを特徴としている。この構成によると、ダクトの内壁や送風機のハウジング等に発光ダイオードや半導体レーザ等の窒化物系半導体発光素子から成る第２紫外線照射部が設けられる。イオン発生装置が駆動されると第２紫外線照射部が駆動され、ダクトに流入するトイレ室内の空気が紫外線により殺菌される。

また本発明は、上記構成の便器において、第２紫外線照射部の出射光の波長を２００ｎｍ〜４１０ｎｍにしたことを特徴としている。この構成によると、第２紫外線照射部の出射光によりトイレ室内の細菌細胞のＤＮＡが破壊される。

また本発明は、上記構成の便器において、第１紫外線照射部に連動して前記便器本体内にオゾンを発生させるオゾン発生装置を設けたことを特徴としている。この構成によると、第１紫外線照射部が駆動されるとオゾン発生装置が駆動され、便器本体内側が紫外線及びオゾンにより殺菌される。第１紫外線照射部から出射される紫外線によりオゾンを発生し、オゾン発生装置を第１紫外線照射部により構成してもよい。

また本発明は、便器本体と、前記便器本体上に配される便座と、前記便座の上面を開閉する便座蓋と、窒化物系半導体発光素子から成るとともに前記便器本体内側に紫外線を照射する第１紫外線照射部とを備えた便器の製造方法において、予め第１紫外線照射部と一体化された前記便座蓋を前記便器本体に取り付けることを特徴としている。

本発明によると、便器本体内側に紫外線を照射する第１紫外線照射部が寿命が長く故障も少ない窒化物系半導体発光素子から成るので、便器のランニングコストを削減することができる。また、有害な水銀を含まないため交換して産業廃棄物となった便器を容易に処理することができる。加えて、窒化物系半導体発光素子はサイズが小さいため便座蓋等に複数並設できるため、便器本体の内側全体へ均一に紫外線を照射して殺菌効果を向上することができる。

また本発明によると、第１紫外線照射部が便座蓋に配されるので、窒化物系半導体発光素子を複数並設して便器本体の内側全体に均一に紫外線を照射することができる。

また本発明によると、第１紫外線照射部の出射光の波長を２００ｎｍ〜４１０ｎｍにしたので、細菌細胞のＤＮＡを容易に破壊して殺菌効果をより向上することができる。

また本発明によると、送風機によりトイレ室内の空気が流通するダクト内に正イオンと負イオンとを発生するイオン発生装置を設けたので、トイレ室内の殺菌及び脱臭を容易に行うことができる。

また本発明によると、送風機の下流側にイオン発生装置を配したので、送風機との衝突によるイオンの消失を回避して殺菌効果の低下を防止することができる。

また本発明によると、便座蓋を閉じた際に第１紫外線照射部を所定時間駆動するので、紫外線を漏洩させずに便器本体の殺菌を行うことができる。また、イオン発生装置は便座蓋を開いた際に駆動され、第１紫外線照射部の停止後に停止されるので、便器の使用中にトイレ室内の殺菌及び脱臭を確実に行うことができる。

また本発明によると、窒化物系半導体発光素子から成る第２紫外線照射部をダクト内に設けたので、ダクト内を流通するトイレ室内の空気の殺菌効果を向上することができる。

また本発明によると、第２紫外線照射部の出射光の波長を２００ｎｍ〜４１０ｎｍにしたので、細菌細胞のＤＮＡを容易に破壊して殺菌効果をより向上することができる。

また本発明によると、第１紫外線照射部に連動して便器本体内にオゾンを発生させるオゾン発生装置を設けたので、便器本体の殺菌効果をより向上することができる。また、便座蓋を閉じた際に第１紫外線照射部が駆動される場合は、オゾンを漏洩させずに便器本体の殺菌を行うことができる。

また本発明によると、予め第１紫外線照射部に一体化された便座蓋を便器本体に取り付けるので、便器本体に装着された便座蓋に第１紫外線照射部を取り付ける必要がない。これにより、便器の組み立てを容易にしてコスト削減を図ることができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の便器を示す側面断面図である。説明の便宜上、前述の図５に示す従来例と同様の部分には同一の符号を付している。便器１は陶器製の便器本体１１を有し、便器本体１１の上面開口部１１ａの周囲に便座１２が配される。便座１２は樹脂成形品から成り、枢支軸１２ａにより開閉自在に支持される。

便座１２上には枢支軸１３ａにより便座１２の上面を開閉する便座蓋１３が設けられる。便座蓋１３は樹脂成形品から成り、下面には便器本体１１の上面開口部１１ａに面して紫外線を照射する第１紫外線照射部１４が設けられる。紫外線の照射によって便器本体１１の内部を殺菌することができる。

第１紫外線照射部１４の出射光の波長を２００ｎｍ〜４１０ｎｍにすると、細菌細胞のＤＮＡを容易に破壊して高い殺菌効果を得ることができる。特に、第１紫外線照射部１４の出射光の波長を２５４ｎｍにすると、細菌細胞のＤＮＡを破壊する効果が大きいためより望ましい。

第１紫外線照射部１４は窒化物系半導体を含む砲弾型の発光ダイオードから成り、便座蓋１３の下面に多数並べて配置される。これにより、便器本体１１の内側全体に均一に紫外線を照射することができる。窒化物系半導体としてＩｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ（０≦Ｘ，０≦Ｙ，Ｘ＋Ｙ≦１）等が用いられる。

また、第１紫外線照射部１４が砲弾型の発光ダイオードから成るため、紫外線は集光した後に散光して便器本体１１に照射される。このため、各発光ダイオードの位置、向き及び便器本体１１表面までの距離を適切に設定することにより、便器本体１１の所望の位置や範囲に紫外線を照射することができる。これにより、便器本体１１の内側全体に紫外線をより均一に照射することができるとともに、特定の位置に集光して紫外線を照射することも可能になっている。

便座蓋１３の上面には凹部１３ｂが形成され、凹部１３ｂ内には発光ダイオードから成る報知部１５が設けられる。報知部１５は波長が４６５ｎｍ〜９００ｎｍの可視光を出射して使用者に視認可能になっている。報知部１５から波長が５００ｎｍ〜６５０ｎｍの赤色乃至オレンジ色の光を出射すると視認し易くなるためより望ましい。

第１紫外線照射部１４及び報知部１５は樹脂モールドによって便座蓋１３に一体に形成されている。そして、第１紫外線照射部１４と一体化された後の便座蓋１３が便座本体１１に取り付けられる。これにより、便座本体１１に装着された便座蓋１３の裏面に第１紫外線照射部１４を取り付ける繁雑な作業を行う必要がない。従って、便器１の組み立てを容易にしてコスト削減を図ることができる。

便器本体１１の上面後部にはリミットスイッチ１６が設けられる。リミットスイッチ１６は便座蓋１３を閉じた際に押圧され、便座蓋１３を開くと便座蓋１３から離れる。これにより、便座蓋１３の開閉を検知する。リミットスイッチ１６に替えて便座蓋１３の開閉を検知する他のセンサーを設けてもよい。

便器本体１１の内側の後部にはオゾンを発生するオゾン発生装置１７が設けられる。オゾン発生装置１７は電極を有し、放電によって便器本体１１の内部にオゾンを放出する。これにより、便器本体１１の内部の殺菌効果をより向上することができる。

便器本体１１の側方には脱臭殺菌装置１８が設けられる。図２は脱臭殺菌装置１８を示す側面断面図である。脱臭殺菌装置１８は下方に面した吸気口２０と上方に面した排気口２５とが形成されるダクト１９を有している。ダクト１９内にはトイレ室内の空気を吸気口２０から吸気して排気口２５から排気させる送風機２２が設けられる。

送風機２２のハウジング（不図示）にはダクト１９内の下方に向けて紫外線を照射する第２紫外線照射部２７が設けられる。第２紫外線照射部２７は第１紫外線照射部１４（図１参照）と同様の窒化物系半導体を含む砲弾型の発光ダイオードから成っている。

ダクト１９内の送風機２２の下流にはイオン発生装置２４が設けられている。ダクト１９の外面にはイオン発生装置２４に高電圧を供給する高電圧発生部２３が設けられる。イオン発生装置２４は高電圧発生部２３による高圧電圧の印加により放電してイオンを発生する電極（不図示）を有している。電極はダクト１９内に面して配されている。イオン発生装置２４を送風機２２の下流側の排気口２５と送風機２２との間に配置することにより、イオンと送風機２２との衝突を回避してイオンの消滅を防止することができる。

イオン発生装置２４の電極には交流波形またはインパルス波形から成る電圧が印加される。電極の印加電圧が正電圧の場合は主としてＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_nから成る正イオンを発生し、負電圧の場合は主としてＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_mから成る負イオンを発生する。ここで、ｎ、ｍは任意の自然数である。Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n及びＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_mは空気中の細菌やカビ菌を含む浮遊菌や臭気成分の表面で凝集してこれらを取り囲む。

そして、式（１）〜（３）に示すように、衝突により活性種である［・ＯＨ］（水酸基ラジカル）やＨ₂Ｏ₂（過酸化水素）を微生物等の表面上で凝集生成して浮遊菌や臭気成分を破壊する。ここで、ｎ’、ｍ’は任意の自然数である。従って、正イオン及び負イオンを発生して排気口２５から送出することにより、トイレ室内の殺菌及び脱臭を行うことができる。

Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n＋Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_m→・ＯＨ＋1/2Ｏ₂＋（ｎ＋ｍ）Ｈ₂Ｏ・・・（１）
Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n＋Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n'＋Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_m＋Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_m' →2・ＯＨ＋Ｏ₂＋（ｎ＋ｎ’＋ｍ＋ｍ’）Ｈ₂Ｏ・・・（２）
Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n＋Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n'＋Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_m＋Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_m' →Ｈ₂Ｏ₂＋Ｏ₂＋（ｎ＋ｎ’＋ｍ＋ｍ’）Ｈ₂Ｏ・・・（３）

また、第２紫外線照射部２７から照射される紫外線によってダクト１９内を流通する空気が殺菌され、より大きな殺菌効果を得ることができる。第１紫外線照射部１４と同様に、第２紫外線照射部２７の出射光の波長を２００ｎｍ〜４１０ｎｍにするとより望ましい。第２紫外線照射部２７の出射光の波長を２５４ｎｍにすると、更に望ましい。

上記構成の便器１において、便座蓋１３が開かれるとリミットスイッチ１６の検知によって送風機２２、イオン発生装置２４及び第２紫外線照射部２７が駆動される。これにより、トイレ室内の殺菌及び脱臭が行われる。

便座蓋１３が閉じられると、リミットスイッチ１６の検知によって第１紫外線照射部１４、報知部１５及びオゾン発生装置１７が駆動される。これにより、便器本体１１内部の殺菌が行われる。便座蓋１３が閉じられているので有害な紫外線及びオゾンの漏出が防止される。また、報知部１５により紫外線及びオゾンの発生が使用者に報知され、便座蓋１３を開かないように促される。これにより、紫外線及びオゾンの漏出がより確実に防止される。

第１紫外線照射部１４及びオゾン発生装置１７は例えば６０秒駆動後に停止される。第１紫外線照射部１４と同じ時期若しくは第１紫外線照射部１４の停止後に、送風機２２、イオン発生装置２４及び第２紫外線照射部２７が停止される。これにより、便器１１の使用中にトイレ室内の殺菌及び脱臭を確実に行うことができる。また、第１、第２紫外線照射部１４、２７等は短時間駆動されるだけであるため、電力消費を抑制することができる。尚、報知部１５は例えば７０秒駆動後に停止される。

本実施形態によると、便器本体１１内側に紫外線を照射する第１紫外線照射部１４が寿命が長く故障も少ない発光ダイオードから成るので、便器１のランニングコストを削減することができる。また、有害な水銀を含まないため交換して産業廃棄物となった便器１を容易に処理することができる。加えて、発光ダイオードはサイズが小さいため便座蓋１３に複数並設できるため、便器本体１１の内側全体へ均一に紫外線を照射して殺菌効果を向上することができる。

また、送風機２２によりトイレ室内の空気が流通するダクト１９内に正イオンと負イオンとを発生するイオン発生装置２４を設けたので、トイレ室内の殺菌及び脱臭を容易に行うことができる。加えて、発光ダイオードから成る第２紫外線照射部２７をダクト１９内に設けたので、ダクト１９内を流通するトイレ室内の空気の殺菌効果を向上することができる。

次に、図３は第２実施形態の便器を示す側面断面図である。また、図４は脱臭殺菌装置を示す側面断面図である。説明の便宜上、前述の図１、図２に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は第１紫外線照射部１４が第１実施形態と同様の窒化物系半導体を含む表面実装型の発光ダイオードから成っている。また、第２紫外線照射部２７は送風機２２のハウジングに加えてダクト１９の内壁に設けられている。その他の部分は第１実施形態と同様である。

表面実装型の発光ダイオードから成る第１紫外線照射部１４は便座蓋１３の下面に多数並べて配置される。これにより、便器本体１１の内側全体に均一に紫外線を照射することができる。また、表面実装型の発光ダイオードは紫外線を散光するため、便器本体１１の内側全体により均一に紫外線を照射することができる。

第１実施形態と同様に、便座蓋１３が開かれるとリミットスイッチ１６の検知によって送風機２２、イオン発生装置２４及び第２紫外線照射部２７が駆動される。これにより、トイレ室内の殺菌及び脱臭が行われる。便座蓋１３が閉じられるとリミットスイッチ１６の検知によって第１紫外線照射部１４、報知部１５及びオゾン発生装置１７が駆動される。これにより、便器本体１１内部の殺菌が行われる。

第１紫外線照射部１４及びオゾン発生装置１７は例えば１２０秒駆動後に停止される。第１紫外線照射部１４と同じ時期若しくは第１紫外線照射部１４の停止後に、送風機２２、イオン発生装置２４及び第２紫外線照射部２７が停止される。これにより、便器１１の使用中にトイレ室内の殺菌及び脱臭を確実に行うことができる。また、報知部１５は例えば１３０秒駆動後に停止される。

本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。加えて、表面実装型の発光ダイオードは砲弾型の発光ダイオードよりもサイズが小さいため便座蓋１３により多く配設できる。従って、便器本体１１の内側全体へより均一に紫外線を照射することができる。また、第２紫外線照射部２７を送風機２２のハウジングに加えてダクト１９の内壁にも設けたので、トイレ室内の殺菌効果をより向上することができる。

第１、第２実施形態において、第１紫外線照射部１４を便座蓋１３に設けているが、便器本体１１や便座１２等の他の部分に設けてもよい。しかし、上記実施形態のように第１紫外線照射部１４を便座蓋１３に設けると、便器本体１１の内部全体及び便座１２のほぼ表面全体に容易に紫外線を照射できるためより望ましい。

また、第１紫外線照射部１４を半導体レーザにより構成してもよく、第２紫外線照射部２７を表面実装型の発光ダイオードや半導体レーザにより構成してもよい。この時、これらを混在させてもよい。即ち、第１紫外線照射部１４及び第２紫外線照射部２７は紫外線を出射する窒化物系半導体発光素子により構成されていればよい。また、第１紫外線照射部１４及び第２紫外線照射部２７が酸化亜鉛（ＺｎＯ）系半導体発光素子から構成されていてもよい。

また、洋式の便器１に第１紫外線照射部１４、脱臭殺菌装置１８及びオゾン発生装置１７を設けているが、和式の便器に設けてもよい。

本発明によると、便器本体を殺菌できる便器に利用することができる。

本発明の第１実施形態の便器を示す側面断面図本発明の第１実施形態の便器の脱臭殺菌装置を示す側面断面図本発明の第２実施形態の便器を示す側面断面図本発明の第２実施形態の便器の脱臭殺菌装置を示す側面断面図従来の便器を示す側面断面図

符号の説明

１便器
１１便器本体
１２便座
１３便座蓋
１４第１紫外線照射部
１５報知部
１７オゾン発生部
１８脱臭殺菌装置
１９ダクト
２２送風機
２４イオン発生装置
２７第２紫外線照射部

Claims

便器本体と、前記便器本体上に配される便座と、前記便座の上面を開閉する便座蓋と、窒化物系半導体発光素子から成るとともに前記便器本体内側に紫外線を照射する第１紫外線照射部とを備えたことを特徴とする便器。
第１紫外線照射部が前記便座蓋に配されることを特徴とする請求項１に記載の便器。
第１紫外線照射部の出射光の波長を２００ｎｍ〜４１０ｎｍにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の便器。
吸気口及び排気口を有するダクトと、前記ダクトに配されてトイレ室内の空気を前記吸気口から吸気して前記排気口から排気させる送風機と、前記ダクトに配されて空気中でプラズマ放電を起こして正イオンと負イオンとを発生するイオン発生装置とを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の便器。
前記送風機の下流側に前記イオン発生装置を配したことを特徴とする請求項４に記載の便器。
前記便座蓋を開いた際にイオン発生装置を駆動し、前記便座蓋を閉じた際に第１紫外線照射部を所定時間駆動して第１紫外線照射部の停止後に前記イオン発生装置を停止したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の便器。
窒化物系半導体発光素子から成るとともに前記イオン発生部に連動して紫外線を照射する第２紫外線照射部を前記ダクト内に設けたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載の便器。
第２紫外線照射部の出射光の波長を２００ｎｍ〜４１０ｎｍにしたことを特徴とする請求項７に記載の便器。
第１紫外線照射部に連動して前記便器本体内にオゾンを発生させるオゾン発生装置を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の便器。
便器本体と、前記便器本体上に配される便座と、前記便座の上面を開閉する便座蓋と、窒化物系半導体発光素子から成るとともに前記便器本体内側に紫外線を照射する第１紫外線照射部とを備えた便器の製造方法において、予め第１紫外線照射部と一体化された前記便座蓋を前記便器本体に取り付けることを特徴とする便器の製造方法。