JP2019132033A - 小便器 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロ波センサで尿流を精度良く検出することができる小便器を提供する。【解決手段】本発明の小便器１は、尿流を受けるボウル面２と、このボウル面２に洗浄水を吐水するスプレッダー４と、このスプレッダー４による洗浄水の吐水を制御する制御部１８と、使用者の尿流を検出するマイクロ波センサ２０と、ボウル面２の下方領域２ａに使用者が放尿すべき輝点Ｔ（ターゲットマーク）を表示する光照射装置１２と、を備えて、マイクロ波センサ２０は、輝点Ｔに向けて電波を放射する。【選択図】図２

Description

本発明は、小便器に係り、特にマイクロ波センサを用いた小便器に関する。

マイクロ波センサを用いて使用者の接近を検出し、排泄終了後に自動で洗浄を行う小便器が知られている。マイクロ波センサは、陶器製の小便器を透過する電波によって使用者等を検出するので、小便器の背面側に設置可能であり、前面側に設置する必要がない。このため、小便器の外観意匠性を向上させることができる。

特許文献１の小便器においては、マイクロ波ドップラーセンサが小便器の背面側に設置されている。また、このセンサによって、使用者が放尿してからボウル面に衝突するまでの尿流を検出して、その検出結果に基づき小便器の洗浄を行っている。更に、使用者が小便器に対して過剰に接近して排泄したとき、尿流が検出されないことがあるため、そのときには、制御装置は、尿流として検出される周波数の閾値を標準時より低い値に変更している。

一方、特許文献２の小便器においては、トラップ外周に超音波センサが設置されて、このセンサにより得られたトラップ内の尿量変化に基づく尿流情報によって、使用者の健康状態を管理している。

特開２０１０−２３６２２９号公報 特開２００６−２２６８１４号公報

しかしながら、使用者ごとに放尿の位置や方向が異なるので、特許文献１に記載の小便器においては、マイクロ波センサの検出結果にばらつきが生じて、尿流を精度良く検出することができないという問題がある。一般に、電波の放射方向と尿流の軌道が直交する状態に近づくほど、センサが受信する反射波の信号が小さくなる（周波数が低くなる）ために、尿流を検出することが難しい。

一方、特許文献２に記載の小便器のように、尿流の検出結果を使用者の健康管理に用いようとすると、特許文献１に記載の小便器のようなマイクロ波センサの検出結果は、精度が低いために利用できないという問題がある。

従って、本発明は、マイクロ波センサを用いて尿流を精度良く検出することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、尿流を受けるボウル面と、このボウル面に洗浄水を吐水する吐水手段と、この吐水手段による洗浄水の吐水を制御する制御部と、使用者の尿流を検出するマイクロ波センサと、ボウル面の下方領域に使用者が放尿すべきターゲットマークを表示する表示手段と、を有し、マイクロ波センサはターゲットマークに向けて電波を放射する、ことを特徴としている。

このように構成された本発明においては、使用者はターゲットマークに向けて放尿をするため放尿方向が安定する。このため、ボウル面に衝突した尿が小便器近傍へ飛散することを抑制できる。また、このターゲットマークに向けてマイクロ波センサから電波が放射されているため、尿流を確実に検出することができる。したがって、マイクロ波センサを用いて尿流を精度良く検出することができる。

本発明において、好ましくは、マイクロ波センサはターゲットマークより下方のボウル面の背面側に配置され、前方の斜め上方に向けて電波を放射する。このように構成された本発明によれば、電波が尿流の軌道と一致するように放射されており、尿流に対して並行に衝突するため、尿流の検出精度を向上させることができる。

また、本発明において、好ましくは、更に、表示手段は、ボウル面に光を照射することによりターゲットマークを表示する光照射装置であり、光照射装置は吐水手段と一体に設けられている。このように構成された本発明によれば、光照射装置の取り付け部分を別途設ける必要がなく、小便器本体の設計の自由度を向上させることができる。

本発明において、好ましくは、制御部は、マイクロ波センサが尿流を検出している場合と検出してない場合とで、光を照射する態様が異なるように光照射装置を制御する。このように構成された本発明によれば、マイクロ波センサが尿流を検出していることを使用者に認識させることができる。

また、本発明において、好ましくは、制御部は、マイクロ波センサの検出結果に基づき使用者の接近を判定する。このように構成された本発明によれば、マイクロ波センサによって使用者の尿流及び使用者の接近を検出することができるので、人体検出用のセンサを別途設ける必要がなく、装置全体を小型化することができる。

本発明の小便器によれば、マイクロ波センサを用いて尿流を精度良く検出することができる。

本発明の実施形態による小便器を示す斜視図である。 本発明の実施形態による小便器を示す断面図である。 本発明の実施形態による小便器の洗浄機構を示す概略図である。

次に、図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態による小便器を説明する。
まず、本発明の本実施形態による小便器を説明する。図１は本実施形態による小便器を示す斜視図であり、図２は本実施形態による小便器の断面図である。なお、本明細書において、小便器の「背面側」とは、小便器の、壁面に当接する側を示し、小便器の「正面側」とは、小便器の、小便を受ける側（「背面側」の反対側）を示す。また、小便器の「左右方向」とは、小便器が設置される壁面と平行で、水平な方向を示す。

図１に示すように、本発明の本実施形態による小便器１は、壁面Ｗに取り付けて使用される壁掛けタイプの小便器であり、その底面は床面よりも上方に位置している。また、小便器１は陶器製の小便器である。小便器１は、全体として、壁面Ｗに当接する背面から前端部にかけて幅が狭くなるように形成され、小便器１の内側には小便を受けるボウル面２が形成され、さらに、ボウル面２の左右方向中央の上方には吐水装置であるスプレッダー４が取り付けられている。小便器１は、使用者が排泄した後、スプレッダー４から吐出される洗浄水により、ボウル面２を洗浄するようになっている。

小便器１のボウル面２は、壁面Ｗと概ね平行に延びる正面部２ａと、この正面部２ａの両側から、小便器１の前端部に向けて延びる側面部２ｂを備えている。側面部２ｂは、上端から下方に向けて幅が広くなる三角形状に形成されていると共に、各側面部２ｂの上方は開放されており、ボウル面２には「天井面」に相当する部分がない構造となっている。また、正面部２ａは、その上部においては平面状に形成され、下方にかけて前端部側（使用者が立つ側）にせり出すように湾曲して形成されている。さらに、ボウル面２は、その正面部２ａが各側面部２ｂと滑らかに連なるように形成されている。

図２に示すように、小便器１のボウル面２の底部には、ボウル面２が受けた尿流及び洗浄水を小便器１外に排出する排水口６が設けられている。小便器１には、排水口６と連通する排水管路８が設けられ、この排水管路８は、下方に向けて延びる下降管８ａと、この下降管８ａの下端から上方に向けて延びる上昇管８ｂと、この上昇管の上端から壁面Ｗに向けて水平に延びる排出管８ｃを備えている。この排出管８ｃは、外部に位置する排水配管（図示せず）に接続されており、この排水配管は、壁面Ｗの中を通って壁面Ｗから突出するように設けられている。さらに、小便器１の排水口６には、複数の開口部（図示せず）が形成された円盤である目皿１０が配置されている。

次に、図３を参照して、小便器１の洗浄機構を詳細に説明する。図３は本実施形態による小便器の洗浄機構を示す概略図である。
図３に示すように、小便器１の洗浄機構９は、ボウル面２に光を照射する光照射装置１２（表示手段）と、人体や尿流を検出するマイクロ波センサ２０と、水道１６からスプレッダー４へ洗浄水を供給する電磁弁１６ａと、洗浄水をボウル面２へ吐水するスプレッダー４と、マイクロ波センサ２０からの信号に基づき光照射装置１２及び電磁弁１６ａを制御する制御部１８と、を備えている。

スプレッダー４は、円筒状のカバー部４ａと、このカバー部４ａからボウル面２の正面部２ａの背面側へ延びる洗浄水供給部４ｂと、洗浄水をボウル面２上に吐水する吐水口４ｃと、を備えている。スプレッダー４は、ボウル面２の正面部２ａの左右方向中央に取り付けられており、取り付け状態において吐水口１４ｃが下方且つボウル面２に向けて僅かに背面側に傾斜して開口している。吐水口４ｃは、ボウル面２の正面部２ａに概ね沿って延びる薄型の開口であり、下方に向けて扇形に広がるように形成される。これにより、洗浄水は、スプレッダー４から下方に広がるように流れるようになっている（図１のＦ参照）。

また、光照射装置１２は、光源である発光ダイオード１２ａと、この発光ダイオード１２ａから発せられた光を所定の広がり角度で照射させるレンズ１２ｂとを備えており、スプレッダー４のカバー部４ａに内蔵されている。また、光照射装置１２は、スプレッダー４の洗浄水供給部４ｂ及び吐水口４ｃの前方側に配置されている。光照射装置１２は、ボウル面２の下方領域に向けた光軸Ａに沿って光を照射することにより、正面部２ａの左右方向中央の下方領域に輝点Ｔを形成し（図２参照）、使用者が小便を当てるべきターゲット位置を表示するようになっている。発光ダイオード１２ａは、発光する光の色を変更可能な多色タイプのものであり、制御部１８からの指令信号に基づいて、光の色や発光パターンを変更して照射する態様を変更することができるようになっている。光照射装置１２のレンズ１２ｂから射出される光の光軸Ａは、スプレッダー４を取り付ける正面部２ａに対し、所定の傾斜角度αだけ小便器１の正面部２ａから正面側に傾斜するように向けられている。

図３に示すように、電磁弁１６ａは、スプレッダー４の洗浄水供給部４ｂの上流側に配置され、制御部１８からの指令信号に基づいて、洗浄水供給部４ｂの流路を開閉するようになっている。

マイクロ波センサ２０は、電波を放射（送信）する送信部２０ａと、その反射波を受信する受信部２０ｂとを備えており、これらが、ボウル面２の背面側に配置されている。マイクロ波センサ２０は、ブラケット（図示せず）を介して、輝点Ｔより下方のボウル面２の背面側に取り付けられている。マイクロ波センサ２０は、背面側からボウル面２を透過する電波（マイクロ波）を放射し、その反射波により小便器１の正面側へ接近する使用者の人体を検出すると共に、使用者が排泄した尿流を検出ようになっている。

図２に示されているように、マイクロ波センサ２０は、ボウル面２の正面部２ａにおいて、左右方向中央の位置で、正面部２ａの下方領域の高さ位置（輝点Ｔより下方の位置）に位置決めされている。マイクロ波センサ２０の送信部２０ａ及び受信部２０ｂは、ボウル面２上にある輝点Ｔに向けて（正面側上方に向けて）設置されている。換言すると、送信部２０ａ及び受信部２０ｂは、放射される電波が放尿後の尿流の軌道（図２のＵ）と一致するように輝点Ｔに向けて設置されており、電波が尿流に対して並行に衝突（正面衝突）するようになっている。

制御部１８は、マイクロ波センサ２０が検出した信号に基づいて、光照射装置１２へ指令信号を送信して、所定のタイミングで所定のパターンの光を照射させるようになっている。また、制御部１８は、マイクロ波センサ２０が検出した信号に基づいて、電磁弁１６ａ（図３）へ指令信号を送信して、所定のタイミングで所定のパターンの電磁弁の開閉動作を行うようになっている。制御部１８は、マイクロプロセッサ、メモリ、インターフェイス回路、及びこれらを作動させるプログラム等（以上、図示せず）により構成されている。

次に、本実施形態による小便器１における動作を説明する。
小便器１のマイクロ波センサ２０は、常に、所定の時間間隔で電波を放射し続けている。使用者が小便器に接近すると、マイクロ波センサ２０は、人体に衝突し戻ってきた反射波を受信して、人体検出信号を制御部１８に送信する（人体検出）。制御部１８は、人体検出信号を受信すると、使用者が小便器に接近していると判定して、光照射装置１２に指令信号を送信する。

次に、光照射装置１２は、指令信号を受信すると、ボウル面２の正面部２ａの下方領域に光を照射して、輝点Ｔを形成し始める。使用者は、ターゲットマークである輝点Ｔに向けて排泄（放尿）を行う。このときに、マイクロ波センサ２０は、電波を放射し続けており、ボウル面に衝突する前の尿流（空中に飛んでいる尿流）に衝突し戻ってくる反射波を受信する。マイクロ波センサ２０は、輝点Ｔに向けて、尿流の軌道と一致するように電波を放射しているので、電波が尿流と並行に衝突する。これにより、マイクロ波センサ２０は、電波と並行する尿流の速度成分を主として検出することができるので、尿流の検出精度が向上される。

マイクロ波センサ２０は、検出した反射波の周波数データを制御部１８に送信する（尿流検出）。制御部１８は、周波数データを受信すると、そのデータをメモリに記憶する。なお、蓄積された周波数データは、使用者の健康管理等に用いられる。また、制御部１８は、反射波の周波数データを受信すると、光照射装置１２が光を照射する態様（光の色、発光パターン（点滅、光量の強弱）等）を、尿流を検出してない場合における照射態様から変更させる。制御部１８は、反射波の周波数データを受信している間、変更後の照射態様で光を照射するように光照射装置１２を制御する。

使用者が排泄を終えて小便器１から離れると、マイクロ波センサ２０は、反射波を受信しなくなる。制御部１８は、光照射装置１２を消灯させると共に、電磁弁１６ａに指令信号を送信する。電磁弁１６ａは、指令信号を受信すると、開弁して、スプレッダー４の吐水部４ｃからボウル面２に洗浄水を吐水させる。吐水された洗浄水は、ボウル面２を広がりながら流れた後、尿と共に排水口６から排出される。

所定時間経過すると、制御部１８は、電磁弁１６ａを閉弁させ、止水させる。以上により、小便器１における動作を終了する。

次に、本実施形態による小便器の作用効果について説明する。
本実施形態による小便器１においては、尿流を受けるボウル面２と、このボウル面２に洗浄水を吐水するスプレッダー４と、このスプレッダー４の吐水口４ｃからの吐水を制御する制御部１８と、使用者の尿流を検出するマイクロ波センサ２０とを備えている。また、小便器１は、ボウル面２の正面部２ａの下方領域に使用者が放尿すべき輝点Ｔ（ターゲットマーク）を表示する光照射装置１２又はシール等の表示手段を備えている。更に、マイクロ波センサ２０は、輝点Ｔに向けて電波を放射している。

このように構成された本実施形態による小便器１においては、使用者は輝点Ｔに向けて放尿をするため放尿方向（尿流の軌道Ｕ）が安定する。このため、ボウル面に衝突した尿が小便器近傍へ飛散することを抑制できる。また、この輝点Ｔに向けてマイクロ波センサ２０から電波が放射されるため、尿流を確実に検知することができ、尿流の検出精度を向上させることができる。尿流の検出結果は、精度が高いので、検出結果を使用者の健康管理情報として用いることができる。例えば、医療分野において使用者が尿流の検出結果を用いて手術前後における代謝管理を行うことができるだけではなく、使用者が尿流の経時的な変化を確認することにより、使用者に対して健康管理の意識付けを行うことができる。

また、本実施形態による小便器１においては、マイクロ波センサ２０は、輝点Ｔより下方のボウル面２の背面側に配置され、前方の斜め上方に向けて電波を放射している。具体的に、マイクロ波センサ２０は、電波が放尿後の尿流の軌道Ｕと一致するように輝点Ｔに向けて設置され、尿流に対して並行に衝突（正面衝突）するように電波を放射している。

このように構成された本実施形態による小便器１においては、マイクロ波センサ２０は、放尿後の尿流の軌道Ｕと一致するように電波を放射しているので、電波が尿流に対して並行に衝突する。このため、マイクロ波センサ２０は、電波と並行する尿流の速度成分を主として検出することができる。即ち、マイクロ波センサ２０は、大きな信号（高い周波数のデータ）を得ることができるので、尿流を容易に判別することができる。したがって、尿流の検出精度を向上させることができる。

本実施形態による小便器１においては、表示手段は、ボウル面２に光を照射することにより輝点Ｔを表示する光照射装置１２であり、この光照射装置１２はスプレッダー４と一体に設けられているので、小便器１本体に光照射装置１２の取り付け部分を別途設ける必要がなく、小便器１本体の設計の自由度を向上させることができる。

また、本実施形態による小便器１においては、制御部１８は、マイクロ波センサ２０が尿流を検出している間、尿流を検出してない場合と比較して光を照射する態様が異なるように光照射装置１２を制御するので、マイクロ波センサ２０が尿流を検出していることを使用者に認識させることができる。

本実施形態による小便器１においては、制御部１８は、マイクロ波センサ２０の検出結果に基づき使用者の接近を判定するので、人体検出用のセンサを別途設ける必要がなく、装置全体を小型化することができる。

本実施形態においては、表示手段として光照射装置を用いたが、これに代えて、小便器に直接刻印したマークや小便器の表面に貼ったシールなどを用いても良い。

Ｔ 輝点
Ｗ 壁面
Ｕ 尿流の軌道
Ａ 光軸
１ 小便器
２ ボウル面
４ スプレッダー
９ 洗浄機構
１２ 光照射装置
１８ 制御部
２０ マイクロ波センサ

Claims (5)

1. 尿流を受けるボウル面と、
   このボウル面に洗浄水を吐水する吐水手段と、
   この吐水手段による洗浄水の吐水を制御する制御部と、
   使用者の尿流を検出するマイクロ波センサと、
   上記ボウル面の下方領域に使用者が放尿すべきターゲットマークを表示する表示手段と、を有し、
   上記マイクロ波センサは上記ターゲットマークに向けて電波を放射することを特徴とする小便器。
2. 上記マイクロ波センサは上記ターゲットマークより下方の上記ボウル面の背面側に配置され、前方の斜め上方に向けて電波を放射する、請求項１に記載の小便器。
3. 上記表示手段は、上記ボウル面に光を照射することにより上記ターゲットマークを表示する光照射装置であり、上記光照射装置は上記吐水手段と一体に設けられている、請求項１又は請求項２に記載の小便器。
4. 上記制御部は、上記マイクロ波センサが尿流を検出している場合と検出してない場合とで、光を照射する態様が異なるように上記光照射装置を制御する、請求項３に記載の小便器。
5. 上記制御部は、マイクロ波センサの検出結果に基づき使用者の接近を判定する、請求項１乃至４に記載の小便器。

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