JP2020094446A - 水洗便器 - Google Patents

Abstract

【課題】 １つのセンサによって、便器内の複数の状態（詰まり、破封、排尿中など）を検知することが可能な水洗便器を提供することである。【解決手段】 本発明では、使用者の排泄物を受けるボウル部と、前記ボウル部の下部に設けられ、封水を形成するための溜水を溜める溜水部と、前記溜水部の下流側に設けられた排水部と、前記ボウル部に洗浄水を供給する洗浄水供給装置と、前記溜水部または前記排水部の詰まり状態を検知する詰まり検知手段と、前記溜水部内における前記封水の破封状態を検知する破封検知手段と、を備え、前記詰まり検知手段及び前記破封検知手段は、前記溜水部内における前記溜水の静電容量を検出可能な１つの静電容量センサと、前記１つの静電容量センサによって検出した前記溜水の静電容量に基づいて、前記詰まり状態及び破封状態を判定する判定部と、を有することを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、水洗大便器装置に関する発明である。

従来の詰まり検出装置は、便器内の水位を検知する水位検知センサを備え、水位検知センサによって便器内の水位が所定水位以上になったことを検知したら、便器内の詰まりを判定する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１３−０７２２２１号公報

便器内で生じる不具合事象は、上述した詰まり事象の他に、便器内の水位が低下して排水管側の臭気がトイレルーム内に逆流する破封事象がある。本発明者らは、便器内で生じる複数の不具合事象を１つのセンサによって検出することを試みた。

しかしながら、上記先行文献１の構成の場合、詰まり検知時と破封検知時とでは、それぞれ検知したい水位が異なるため、１つの水位検知センサで便器内の複数の状態を検知することは難しかった。このため、詰まり検知用の水位センサとは別に、破封検知用の水位センサを別途設ける必要があり、コストが高くなる、又は便器装置が複雑化するといった課題があった。

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、１つのセンサによって、便器内の複数の状態（詰まり、破封）を精度良く検知することが可能な水洗大便器装置を提供することである。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、使用者の排泄物を受けるボウル部と、前記ボウル部の下部に設けられ、封水を形成するための溜水を溜める溜水部と、前記溜水部の下流側に設けられた排水部と、前記ボウル部に洗浄水を供給する洗浄水供給装置と、前記溜水部または前記排水部の詰まり状態を検知する詰まり検知手段と、前記溜水部内における前記封水の破封状態を検知する破封検知手段と、を備え、前記詰まり検知手段及び前記破封検知手段は、前記溜水部内における前記溜水の静電容量を検出可能な１つの静電容量センサと、前記１つの静電容量センサによって検出した前記溜水の静電容量に基づいて、前記詰まり状態及び破封状態を判定する判定部と、を有することを特徴とすることにより、水位ではなく、溜水の静電容量（溜水の水量と関連する）に基づいて、便器内の状態を判定しているため、１つのセンサで便器内の複数の異常状態（具体的には、詰まり状態と破封状態）を判定することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、使用者の排泄状態を検知する排泄検知手段を備え、前記排泄検知手段は、前記１つの静電容量センサ及び前記判定部によって、前記排泄状態を判定することを特徴とすることにより、水位ではなく、溜水の静電容量（溜水の水量と関連する）に基づいて、便器内の状態を判定しているため、詰まり状態と破封状態を検知するための１つのセンサを利用して、使用者の排泄状態も検知することもできる。

また、請求項３記載の発明によれば、前記排泄検知手段は、前記溜水部内の前記溜水に関する第１静電容量と、前記溜水に向かって空中を移動している前記使用者の尿に関する第２静電容量と、を利用して、前記排泄状態を判定する。通常、溜水部内の溜水に関する第１静電容量だけを検出して使用者の排泄状態を検知しようとした場合、尿や大便が溜水部に落ちても、尿や大便の増加分、溜水は排水部から排出されることとなる。このため、溜水の静電容量（水量）は、ほぼ変化しないため、使用者の排泄状態を検知することは難しい。一方、本発明によれば、溜水部内の溜水に関する第１静電容量だけでなく、溜水に向かって空中を移動している使用者の尿に関する第２静電容量も利用しているため、尿や大便の増加分、溜水が排水部から排出されたとしても、静電容量の変化を検出することができ、使用者の排泄状態を精度良く判定することができる。

また、請求項４記載の発明によれば、前記排泄検知手段は、前記第１静電容量と、前記第２静電容量と、前記溜水に向かって空中を移動している前記使用者の尿を介して前記溜水と繋がる前記使用者に関する第３静電容量と、を利用して、前記排泄状態を判定することを特徴とすることにより、溜水に向かって空中を移動している使用者の尿を介して溜水と繋がる使用者に関する第３静電容量を更に利用しているため、静電容量の変化をより大きく検出することができ、使用者の排泄状態をより精度良く判定することができる。

また、請求項５記載の発明によれば、前記排泄検知手段は、前記第１静電容量と、前記第２静電容量と、前記第３静電容量と、前記溜水と繋がって前記排水部を流れる排水に関する第４静電容量と、を利用して、前記排泄状態を判定することを特徴とすることにより、溜水と繋がって排水部を流れる排水に関する第４静電容量を更に利用しているため、静電容量の変化をより大きく検出することができ、使用者の排泄状態をより精度良く判定することができる。

本発明によれば、１つのセンサによって、便器内の複数の状態（詰まり、破封、排尿中など）を検知することが可能な水洗大便器装置を提供することができる。

本発明の水洗大便器装置の外観を示す斜視図である。 本発明の水洗大便器装置の機能構成を模式的に示すシステムブロック図である。 本発明の水洗大便器装置の断面を示す斜視図である。 本発明の水洗大便器装置の通常状態と詰まり状態と破封状態と溜水量の関係を示すタイミングチャートである。 本発明の水洗大便器装置の詰まり状態と破封状態と溜水量の関係を示す断面図である。 本発明の水洗大便器装置の排泄時の状態と溜水量の関係を示す断面図である。

図１は、本発明の水洗便器の外観を示す斜視図である。図１を使用して、本実施形態における便器の全体構成について以下に述べる。
トイレ空間１には、便器洗浄機能などの通常の便器機能を備えた洋風大便器２と、洋風大便器２の上面に配置された便座３と便座３の背部に一体的に組み込まれた衛生洗浄装置４とから構成される便座装置と、洋風大便器２の背後に設置されたキャビネット５と、使用者が各種操作を行ったり、各種設定や操作内容表示を確認するために壁に設けられた操作・表示部６とで構成されている。キャビネット５はトイレットペーパー、生理用品、清掃用具などの備品を収納するためのものである。壁にはトイレットペーパーを保持する紙巻器７が取り付けられている。洋風大便器２の上部には樹脂製の便座３が上下方向に回動自在に取り付けられている。なお、本実施形態では一般的に採用される便ふたを省略したものを示しているが、便ふたが取り付けられていても良い。便ふたを採用しないものは、医療機関などの施設において、便ふたを上下方向に回動させる動作が、身体に疾病を抱えている患者にとっては負担になるということに配慮したときに採用される仕様である。操作・表示部６は、洋風大便器に便器洗浄動作を指示するリモコン６１と、衛生洗浄装置操作用のリモコン６２で構成されている。

図２を使用して、本実施形態における水洗便器の各機能部の動作について以下に述べる。
洋風大便器２に対して、使用者が排泄し、トイレットペーパーを廃棄するボウル２３の内部には、トラップ２１によって図示しない建物の排水配管起因の臭気や衛生施害虫がトイレ空間１に侵入しないよう溜水２２によって封水が形成されている。洋風大便器２の上方にはリム２０が形成されている。市水の供給を受ける便器洗浄水供給手段２４は、洋風大便器２の便器洗浄動作を実施している。便器洗浄水供給手段２４に対してシーケンス動作を指示するのが、制御部９に組み込まれた便器洗浄水供給制御手段９１である。制御部９には異常判定手段（判定部）９２が組み込まれている。異常判定手段９２のシーケンスについては後述する。

異常判定手段９２は操作・表示部６による洗浄操作前後を示す情報と、溜水２２の水量を水量検出装置７の情報によって異常を検出する。水量検出装置７はボウル２３の外周に設けられた電極による静電容量センサによって、その水量を検出（推定）できるようになっている。

図３は、本発明の水洗便器の断面を示す斜視図である。洋風大便器２のボウル２３には溜水２２を形成するためにトラップ２１が構成されている。ボウル２３の肉厚の外側には静電容量を検出する為の静電容量電極２３が設けられている。

図４は、本発明の水洗大便器装置の通常状態と詰まり状態と破封状態と溜水量の関係を示すタイミングチャートである。様々なケースによって発生する溜水の水量変化によって、異常状態（詰まり状態、破封状態）が検出されることを詳説する。
通常、溜水２２の水位はトラップ２１の溢流水位で待機している。縦軸は静電容量センサで検出された溜水の水量変化を表しており、排泄の代表として記載した尿流による水量変化率より便器洗浄水供給手段２４による水量変化率は大きい。排泄に伴い溜水は排水配管に流出するため水位変化することはないが、静電容量センサで検出される溜水の水量は増加するように変化する（詳細は後述する）。排泄終了後、使用者は洗浄開始操作を行うが一旦上昇した水量も、所定時間経つと元の溢流水量に戻ることになる。

排水配管に詰まりが発生した場合、図５（ａ）に示す通り、排泄に伴い溜水２２の水量が上昇する。その状態で使用者は洗浄開始操作を行うが、上昇した水量は所定時間経っても元の溢流水量に戻らないため、排水配管に詰まりが発生したことが分かることになる。このように、溜水部内の水量が第１の閾値より多くなったことを検出することで、１つの静電容量センサによって便器内の詰まり状態を判定することができる。

排水配管の満水が起きるようになると、自己サイホンが発生してしまう。その状態で使用者が洗浄開始操作を行うと、排水配管内に負圧が発生するため、上昇した水量は所定時間経っても元の溢流水量に戻るだけでなく、より水量が低下し、図５（ｂ）に示す通り、排水配管内の臭気がトイレ空間１内に拡散する破封状態になる。このように、溜水部内の水量が少なくなったことを検出することで、１つの静電容量センサによって便器内の破封状態を判定することができる。

図６は、本発明の水洗大便器装置の排泄時の状態と溜水量の関係を示す断面図である。図６（ａ）第１静電容量は、溜水部内の溜水について、ボウル２３内の溜水２２の静電容量を検出している状態を示している。図６（ｂ）第２静電容量は、溜水に向かって空中を移動している使用者の尿２６が加わった状態を示している。脈動する間欠流の場合、溜水２２に付加される尿だけが加わる図６（ｃ）第３静電容量は、溜水に向かって空中を移動している使用者の尿を介して溜水と繋がる使用者２７が加わった状態を示している。連続した尿を介して使用者の静電容量も付加される状態となる。また、図示しないが、（溜水と繋がって排水部を流れる排水２８も付加される状態となる。このように、溜水部内の水量が第１の閾値より少ない第２の閾値より多くなったことを検出することで、１つの静電容量センサによって使用者の排泄状態を判定することができる。

１…トイレ空間
２…洋風大便器
３…便座
４…衛生洗浄装置
５…キャビネット
６…操作・表示部
７…紙巻器
９…制御部
２０…リム
２１…トラップ
２２…溜水
２３…ボウル
２４…便器洗浄水供給手段
２５…電極
２６…溜水に向かって空中を移動している使用者の尿
２７…溜水に向かって空中を移動している使用者の尿を介して溜水と繋がる使用者
２８…詰まり状態・・・溜水と繋がって排水部を流れる排水
２９…破封状態・・・溜水と繋がって排水部を流れる排水
６１…リモコン
６２…衛生洗浄装置操作用のリモコン
９１…便器洗浄水供給制御手段
９２…異常判定手段

Claims (5)

1. 使用者の排泄物を受けるボウル部と、
   前記ボウル部の下部に設けられ、封水を形成するための溜水を溜める溜水部と、
   前記溜水部の下流側に設けられた排水部と、
   前記ボウル部に洗浄水を供給する洗浄水供給装置と、
   前記溜水部または前記排水部の詰まり状態を検知する詰まり検知手段と、
   前記溜水部内における前記封水の破封状態を検知する破封検知手段と、を備え、
   前記詰まり検知手段及び前記破封検知手段は、
   前記溜水部内における前記溜水の静電容量を検出可能な１つの静電容量センサと、
   前記１つの静電容量センサによって検出した前記溜水の静電容量に基づいて、前記詰まり状態及び破封状態を判定する判定部と、を有する
   ことを特徴とする水洗大便器装置。
2. 使用者の排泄状態を検知する排泄検知手段を備え、
   前記排泄検知手段は、前記１つの静電容量センサ及び前記判定部によって、前記排泄状態を判定する
   ことを特徴とする請求項１記載の水洗大便器装置。
3. 前記排泄検知手段は、前記溜水部内の前記溜水に関する第１静電容量と、前記溜水に向かって空中を移動している前記使用者の尿に関する第２静電容量と、を利用して、前記排泄状態を判定する
   ことを特徴とする請求項２記載の水洗大便器装置。
4. 前記排泄検知手段は、前記第１静電容量と、前記第２静電容量と、前記溜水に向かって空中を移動している前記使用者の尿を介して前記溜水と繋がる前記使用者に関する第３静電容量と、を利用して、前記排泄状態を判定する
   ことを特徴とする請求項３記載の水洗大便器装置。
5. 前記排泄検知手段は、前記第１静電容量と、前記第２静電容量と、前記第３静電容量と、前記溜水と繋がって前記排水部を流れる排水に関する第４静電容量と、を利用して、前記排泄状態を判定する
   ことを特徴とする請求項４記載の水洗大便器装置。