JP2014190084A - トイレ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線が便器外部に照射されるのを防ぐトイレ装置を提供する。
【解決手段】便器１０本体の後部上面に設けられる便座支持部材５０と、便座支持部材５０に支持された便座２００と、便座支持部材５０に支持された便蓋３００と、便蓋３００に設置された紫外線照射部と、便蓋３００の回動と、便蓋３００の回動を伴わない移動とを、検出する検出センサと、検出センサによって検出されたデータに基づいて、紫外線照射部から照射された紫外線が便器１０の外部に漏れないように制御する制御部と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、水洗大便器に関する。

従来から、特許文献１のように、便蓋の裏面に紫外線を照射する殺菌灯を設け、便蓋を閉じることで、紫外線を照射し、便座の座り面を殺菌消毒する技術が知られている。

また、酸化チタンなどに代表される光触媒層を設けたもの（例えば建物の内装や外装の建材）に太陽の光（紫外線）があたることで、光触媒層の表面に付いた化学物質や汚れを化学反応で分解するという技術が知られている。 この光触媒の使用例として、特許文献２のように、光触媒を陶器である便器のボール面にコーティングし定期的に紫外線を照射することで便器表面に付着した汚れの分解を行うトイレがある。光触媒をコーティングしたトイレでは、太陽光の代わりに、冷陰極管に代表される電子管から紫外線に相当する波長の光を照射する。 光触媒を坦持したトイレの構成として、電子管と、電子管を駆動するためのユニット（以下インバータ基板）とを、便蓋に設ける場合がある。このような構成においては、便蓋が閉じられた場合に電子管が便器内部に対向した状態になる。その状態で、便器内部に向って電子管から紫外線を照射し、光触媒の自己洗浄能力を発生させボール内を清潔に保つ技術がある。

実開平３−７４９００号公報 特開２０１１−７４６６５号公報

しかしながら、便座に便座カバーなどを設置することで便蓋が完全に閉まっていない場合や、便座と便蓋との間に異物が入り込むことによって便蓋が傾いている場合など、便蓋と便器との間に隙間が発生し、その隙間から紫外線が漏れ出し、紫外線が人体に照射されるおそれがある。また、紫外線が漏れ出すまではなくとも、便蓋が傾いた状態のままであると、紫外線照射部と水洗便器のボール面との距離が遠くなり、照射した紫外線が充分に便蓋のボール面に行き届かないおそれがある。また、将来シートタイプの便蓋にも紫外線照射装置が搭載されたとき、紫外線を照射した状態のまま、便蓋を誤って取り外してしまうと紫外線が人体に照射されるおそれがある。

上記課題を解決するため、第一の発明は、便器本体の後部上面に設けられる便座支持部材と、前記便座支持部材に支持された便座と、前記便座支持部材に支持された便蓋と、前記便蓋に設置された紫外線照射部と、前記便蓋の回動と前記便蓋の回動を伴わない移動とを検出する検出センサと、前記センサによって検出されたデータに基づいて、前記紫外線照射部から照射された紫外線が前記便器外部に漏れないように制御する制御装置と、を備えたことを特徴とするトイレ装置である。

第一の発明によれば、本構成により、１つのセンサで便蓋の回動と回動を伴わない移動とを検出でき、その検出結果に基づいて、紫外線照射の状態を適切に制御できる。

第二の発明は、第一の発明において、前記検出センサが検出した、前記便蓋が便器を覆った閉止位置からの回動角度が所定角度以上となったとき、または回動を伴わない前記便蓋の移動が生じたときに紫外線照射を停止させる制御部と、を備えたことを特徴とするトイレ装置である。

第二の発明によれば、極端に便蓋が開いている場合や、便蓋が取り外された場合に紫外線照射を停止させる制御を行うことで、人体に紫外線が照射されるのを防ぐ。

第三の発明は、第一又は第二の発明において、前記紫外線照射部の照射角度を任意に変更可能なアクチュエータを更に備え、前記制御部は、前記検出センサによって検出された水平面からの前記便蓋の傾きが所定角度より小さいときに、前記アクチュエータを駆動して前記紫外線照射部から照射される紫外線の照射角度を変化させることを特徴とするトイレ装置である。

第三の発明によれば、便座カバーや異物の入り込みに伴い、便蓋にズレが発生しても、最適な紫外線照射を維持することができる。

第四の発明は、第一又は第二の発明において、前記制御部は、前記検出センサによって検出された水平面からの前記便蓋の傾きが所定角度より小さいときに、前記紫外線照射部から照射される紫外線の照射強度を、閉止位置からの回動角度に基づいて変化させることを特徴とするトイレ装置である。

第四の発明によれば、本構成により、便座カバーや異物の噛み込みに伴い、便蓋にズレが発生しても、照射強度も変化させることで、より最適な紫外線照射を維持することができる。

紫外線が便器外部に照射されるのを防ぐトイレ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるトイレ装置の全体斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる紫外線照射ユニットの構造図である。 第１実施形態に係る制御フロー図である。 第２、３実施形態にかかる制御フロー図である。 本発明の一実施形態にかかる便器と紫外線照射ユニットの断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の一実施形態にかかるトイレ装置１００の全体斜視図である。また図２は、本発明の一実施形態による紫外線照射ユニット３３０の構造図である。図３は、第１実施形態に係る制御フロー図である。図４は、第２、３実施形態に係る制御フロー図である。図５は、本発明の一実施形態にかかる便器と紫外線照射ユニット３３０の断面図である。

図１、２を使用して、本願発明の全体構成について説明する。
水洗便器１０は陶器製または樹脂製または樹脂と陶器のハイブリッド製であり、水洗便器１０の上部に載置されている便座支持部材である衛生洗浄装置５０は、ケーシング５２と、便蓋３００と、便座２００とを有する。便座２００及び便蓋３００は衛生洗浄装置５０に回動自在に取り付けられている。水洗便器１０のボール面には光触媒層が形成され、便蓋３００の裏面に取り付けられた紫外線照射ユニット３３０には水洗便器１０のボール面の光触媒層へ向けて紫外線を照射する紫外線照射部３３１が組み込まれている。詳細について後述する。便蓋３００の回動動作に合わせた制御部３３５の制御により紫外線照射部３３１を消灯させたり、出力低下させたりする。また、アクチュエータ３３７を使って照射角度を変化させることも可能である。そのような手段で使用者に紫外線が照射されることによる危害を防止することができる。

ケーシング５２の内部には、便座２００に座った使用者の「おしり」などの洗浄を実現する身体洗浄機能部などが内蔵されている。例えばケーシング５２内に、使用者が便座２００に座ったことを検知する着座検知センサが設けられている。着座検知センサが便座２００に座った使用者を検知している場合において、利用者が例えばリモコンなど（図示なし）の操作部を操作すると、洗浄ノズルを水洗大便器１０のボウル内に進出させることができる。そして、洗浄ノズルは、その先端部に設けられた吐水口から水を噴射して、便座２００に座った使用者の「おしり」などを洗浄することができる。

紫外線照射ユニット３３０は、紫外線を照射する紫外線照射部３３１と、紫外線照射部３３１から照射される紫外線の照射角度を変更するアクチュエータ３３７と、便蓋３００の姿勢を検出する検出センサ３３３と、検出センサ３３３からの信号を受け取りアクチュエータ３３７の動作や紫外線照射部３３１の照射強度を制御する制御部３３５から構成されている。

紫外線照射部３３１は、便蓋３００の左側に設置されている照射部３３１ａと、便蓋３００の右側に設置されている照射部３３１ｂとを備えており、制御部３３５で、照射のＯＮ、ＯＦＦ又は照射強度をそれぞれ制御している。

アクチュエータ３３７は、例えばモータ等であり、モータを回転させることで、紫外線照射部３３１を回転させ紫外線照射角度を任意に変更できる。

検出センサ３３３は、３軸、具体的にはｘ軸、ｙ軸、ｚ軸それぞれの重力加速度を検出している。本明細書では、便器の前後方向をｘ軸、左右側方向をｙ軸、上下方向をｚ軸とする。便器の前後方向、左右方向、上下方向については図１に示す通りである。地軸（地球の中心）方向に対する重力加速度を１Ｇとすると、検出センサ３３３が水平面に置かれた場合、検出センサ３３３が出力する値は、ｚ軸成分に１Ｇが出力され、ｘ軸、ｙ軸成分にはそれぞれ０Ｇが出力される。また、例えばｘ軸方向に角度θだけ傾くと、ｘ軸成分がsinθＧ、ｙ軸成分が０Ｇ、ｚ軸成分がcosθＧとして出力される。よって、この検出センサ３３３の検出結果で、便蓋３００の姿勢状態を知ることが出来る。一方、ｙ軸方向に角度θだけ傾くと、ｘ軸成分が０Ｇ、ｙ軸成分がsinθＧ、ｚ軸成分がcosθＧとして出力される。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について説明する。紫外線照射部３３１は、使用者の安全のため、紫外線を外部に漏れないように制御している。第１実施形態の制御フローを図３に示す。

第１実施形態では、便蓋３００が開いているとき、又は、衛生洗浄装置５０が使用者により持ち上げられているとき、制御部３３５の制御によって紫外線照射を禁止するものである。

図３を用いて、第１実施形態の制御フローを説明する。まず、制御部３３５にて、タイマーをスタートさせ（ステップＳ１）、カウントをリセットして初期化する（ステップＳ２）。次にステップ３にて、検出センサ３３３から得られた３軸の値が、ｘ軸、ｙ軸成分が０Ｇ、且つｚ軸成分が１．０±０．０１Ｇの範囲か否かを判断する。３軸の数値が範囲内ならば、カウントアップ（ステップＳ４）へ移り、ステップＳ６にて所定時間（例えば１０分）経過したか否かを判断する。ステップＳ６の処理を行うことで、便蓋３００の姿勢が持続的に安定しているかどうかを確認できる。ステップＳ６にて所定時間経過していれば、照射許可と判断し紫外線を水洗便器１０のボール内に照射する。一方、所定時間未満であったら照射禁止となり紫外線照射せずに、ステップＳ３まで戻る。ステップここで、ステップＳ３でｚ軸の許容誤差にしている０．０１Ｇについて説明する。この値は、取り外された便蓋３００を使用者が保持する場合に実現不可能な値とする。つまり、使用者の手に持たれた便蓋は完全な水平状態でないか、仮に完全な水平状態であったとしてもその状態を継続的に維持することは困難である。よって、そのような状況を想定した上で、フロー中の閾値は、十分に余裕をみた値にすれば良い。図３においてそれは、ステップＳ３のｚ軸の許容誤差「±０．０１Ｇ」であり、ステップＳ６の「１０分」である。

ステップ３にて、３軸の範囲が所定の範囲外だと、ステップＳ５に移り、タイマーをリセットしてステップＳ６に進む。ステップ例えば、便蓋３００が開いている場合は、ｘ軸成分が０Ｇの値をとらないので、ステップＳ５に移行しタイマーがリセットされる。その結果ステップＳ６は１０分未満となるため、照射禁止（ステップＳ８）となる。また、回動を伴わない移動については、使用者が衛生洗浄装置５０を取り外した場合が考えられる。移動が生じるとx軸、ｙ軸、ｚ軸の少なくとも一つ以上の値が、ステップＳ３の条件の範囲外となり、ステップＳ３が「Ｎ」となる。また、取り外された便蓋３００が水平状態で保持される場合は、前述の通り、使用者が衛生洗浄装置５０を手に持ったまま水平状態を所定時間保ち続けることは不可能な閾値にしているため、ステップＳ３が「Ｎ」となる。その後、照射禁止（ステップＳ８）となる。

図３の制御フローとすることで、使用者が便蓋３００を取り外す、又は、便蓋３００が開いているときには、紫外線が照射されないので、人体に紫外線が照射されるのを確実に防ぐことができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と共通する内容については適宜説明を省略する。
第２実施形態にかかる制御フローを図４に示す。ステップＳ１、Ｓ２は第１実施形態と同様の処理である。その後の処理ステップＳ９について、３軸の範囲のｘ軸成分が所定の数値の範囲内（例えば−０．１７Ｇより大きく０．１７Ｇより小さい）、ｙ軸成分が所定の数値の範囲内（例えば−０．１７Ｇより大きく０．１７Ｇより小さい）且つ、ｚ軸成分が正の値であるか否かを判断する。３軸の値が範囲内であるなら、ステップＳ１０へ、範囲外であるならタイマーをリセットする処理を行う。ステップＳ１０では、制御部３３５の検出値が、前回検出した３軸の値より今回検出した３軸の値が、所定の数値（例えば０．０１Ｇ）より小さいか否かを判断する。所定の数値より小さければステップＳ４に進み、所定の数値より大きければステップＳ５に進み、それぞれ処理を行う。その後ステップＳ６に進み、所定時間経過したか否かを判断し、経過したなら照射許可と判断し紫外線を照射する。なお、例としてｘ軸、ｙ軸成分の絶対値範囲を０．１７Ｇより大きく０．１７Ｇより小さい値とした。これは、便蓋３００がｙ軸を軸心として時計回り反時計回りどちらかに１０度回転した場合のｘ軸成分の数値である０．１７Ｇと、同様にｘ軸を軸心として時計回り反時計回りどちらかに１０度回転した場合のｙ軸成分の数値である０．１７Ｇとが根拠になっている。つまり、本願実施例では、１０度より小さい傾きの場合はステップＳ１０に進むことになる。数値を任意に変更することで、何度の傾きまで照射許可するかの設定が可能である。

第２実施形態の照射角度の調整を、図５を用いて説明する。図５は便蓋３００が閉じた状態の水洗便器１０を前方から見た断面図である。なお便蓋３００は省略している。図５（ａ）は便蓋３００が水平状態のとき、つまり紫外線照射ユニット３３０が水平から傾いていないときの照射範囲Ｗを表す図である。図５（ｂ）のように、異物の入り込みなどにより、便蓋３００の右側が上に傾いたとき、水洗便器１０のボール面の左側が照射範囲Ｗを外れる。便蓋３００が傾いた状態で、制御部３３５が照射許可と判断すると、制御部３３５によって、照射角度が水洗便器１０のボール面と対向するように、アクチュエータ３３７によって紫外線照射部３３１の角度を調整する。具体的には、検出センサ３３３の３軸の値より、便蓋３００がどの方向にどの程度傾いているかを計算し、その結果を基に、図５（ｃ）のように、アクチュエータ３３７によって紫外線照射部３３１の角度を調整し、照射範囲がＷとなるように、紫外線照射部３３１から紫外線を照射する。

図４のフローとすることで、便座カバーや異物の入り込みなどによる、便蓋３００の微小な傾きを検出することが出来る。さらに、図５に示すやり方で照射角度を適切に調整することで、便蓋３００と水洗便器１０の隙間から、紫外線が漏れるといったことを防止できると共に、紫外線が水洗便器１０のボール面に適切に照射され、光触媒層の自己浄化効果を得ることができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について説明する。第２実施形態の制御フローでステップ照射許可と判断すると、表１に示すような場合分けによって、照射強度を変更し紫外線照射部３３１から紫外線を照射する。表１を使って説明する。まず、ｘ軸成分が０．１７Ｇより小さい場合。つまり、便蓋３００の前方が少し開いている場合は、完全に閉じている場合よりも、水洗便器１０のボール面と紫外線照射部３３１との距離が少し遠くなるので、その分、水洗便器１０に照射される紫外線の強度が落ちてしまう。そのため、ｘ軸成分が０．１７Ｇより小さい場合、制御部３３５の信号に基づいて紫外線照射部３３１ａと３３１ｂの照射強度を便蓋３００の水平時の照射強度よりも強い照射強度Ａとする。

次に、便蓋３００が異物の入り込みなどによって左右方向どちらかに傾きが生じた場合について説明する。便蓋３００の左側が上に傾くと、水洗便器１０のボール面の左側についてボール面と紫外線照射部３３１との距離が少し遠くなり、ボール面の左側に当たる紫外線の強度が落ちてしまう。そのため、便蓋３００の裏面左側に配置されている紫外線照射部３３１ａの照射強度を上げ照射強度Ａとする。そのとき紫外線照射部３３１ｂの照射強度は便蓋３００が水平時の照射強度と変わらない。
反対に便蓋３００の右側が傾くと、便蓋３００の右側が上に傾くと、水洗便器１０のボール面の右側についてボール面と紫外線照射部３３１との距離が少し遠くなり、ボール面の右側に当たる紫外線の強度が落ちてしまう。そのため、便蓋３００の裏面右側に配置されている紫外線照射部３３１ｂの照射強度を上げ照射強度Ａとする。そのとき紫外線照射部３３１ａの照射強度は便蓋３００が水平時の照射強度と変わらない。

次に、便蓋３００の前方が開いていて、且つ、左右どちらかに傾いている場合について説明する。便蓋３００の前方が開いていて、便蓋３００の左側が上に傾いている場合は、便蓋３００の裏面左側に配置されている紫外線照射部３３１ａの照射強度を、照射強度Ａより強い照射強度Ｂにて照射する。そのとき紫外線照射部３３１ｂは、水洗便器１０の前方が開いているので、照射強度Ａに設定する。
次に、便蓋３００の前方が開いていて、便蓋３００の右側が上に傾いている場合は、便蓋３００の裏面右側に配置されている紫外線照射部３３１ｂの照射強度を照射強度Ａより強い照射強度Ｂにて照射する。そのとき紫外線照射部３３１ａは、水洗便器１０の前方が開いているので、照射強度Ａに設定する。

第３実施形態のように、２つの紫外線照射部３３１の照射強度を適切に変化させることで、紫外線を水洗便器１０のボール面に充分に行き渡らせ光触媒層の自己浄化効果を得ることができる。

以上説明した本発明の実施の形態では、いわゆる「おしり」などの洗浄を実現する温水洗浄便座を例に説明したが、本発明に係るトイレ装置は、温水洗浄便座に限定されるものではない。本発明に係るトイレ装置は、便座、便蓋を有し、更に、便蓋に設置された検出センサ、紫外線照射部を備えるトイレ装置であれば、その構成は特に限定されない。

１０ 水洗便器
５０ 衛生洗浄装置（便座支持部材）
１００ トイレ装置
２００ 便座
３００ 便蓋
３３０ 紫外線照射ユニット
３３１ 紫外線照射部
３３３ 検出センサ
３３５ 制御部
３３７ アクチュエータ

Claims (4)

1. 便器本体の後部上面に設けられる便座支持部材と、
   前記便座支持部材に支持された便座と、
   前記便座支持部材に支持された便蓋と、
   前記便蓋に設置された紫外線照射部と、
   前記便蓋の回動と前記便蓋の回動を伴わない移動とを検出する検出センサと、
   前記検出センサによって検出されたデータに基づいて、前記紫外線照射部から照射された紫外線が前記便器の外部に漏れないように制御する制御部と、を備えたことを特徴とするトイレ装置。
2. 前記検出センサが検出した前記便蓋が前記便器を覆った閉止位置からの回動角度が所定角度以上となったとき、または回動を伴わない前記便蓋の移動が生じたときに紫外線照射を停止させる制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のトイレ装置。
3. 前記紫外線照射部の照射角度を任意に変更可能なアクチュエータを更に備え、前記制御部は、前記検出センサによって検出された水平面からの前記便蓋の傾きが所定角度より小さいときに、前記アクチュエータを駆動して前記紫外線照射部から照射される紫外線の照射角度を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載されたトイレ装置。
4. 前記制御部は、前記検出センサによって検出された水平面からの前記便蓋の傾きが所定角度より小さいときに、前記紫外線照射部から照射される紫外線の照射強度を、閉止位置からの回動角度に基づいて変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載されたトイレ装置。