JP2960497B2 - 衛生洗浄装置の着座検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は用便後人体の局部に温水を噴射させて局部を
衛生的に洗浄処理する衛生洗浄装置に係わり、その目的
は使用者が便器上に載置した便座に座らない限り、洗浄
スイッチを操作しても適温に加熱した洗浄水が噴出する
ことのないようにした衛生洗浄装置の着座検出装置に関
する。

〔従来の技術〕

近年、用便後の局部を適温に加熱した洗浄水（温水）
により衛生的に、しかも、快適に洗浄処理するようにし
た衛生洗浄装置の普及には目覚しいものがある。前記の
衛生洗浄装置は、例えば、第１図，第２図で示すよう
に、便座１を起倒自在に乗載した洋式便器２の上面後背
部に横長な制御ボックス３を取付け、この制御ボックス
３内には、図示しない給水源と接続する給水管４を、電
磁弁５及び洗浄水を適温に加熱する加熱装置６を介して
配管し、前記給水管４の先端には、洗浄水噴出用のノズ
ル７が便器２内に向けて所定の角度で進退可能に取付け
られている。

使用に際しては、加熱装置６内に取付けられて、第７
図で示すように、商用電源８にスイッチング素子９を介
して接続したヒータ10にて洗浄水を加熱し、前記加熱さ
れた洗浄水の温度は図示しない温度センサにより検出
し、この検出信号を制御装置11に送出し、制御装置11か
らは前記検出信号に基づいてゲート信号をスイッチング
素子９に送出してこれを通電制御させ、加熱装置６内に
流入する洗浄水を使用可能な温度に加熱し、この洗浄水
を人体の局部目がけノズル７から噴出させて使用者の局
部を衛生的に洗浄するように構成されている。

そして、前記衛生洗浄装置の装置に際しては、第２図
で示すように、制御ボックス３の一側端に制御装置11や
電源装置12（第７図参照）を収容するために延設した操
作筐3aの上面に配設した押釦式のスイッチS₁「洗浄」・
S₂「乾燥」・S₃「便座」のうち、例えば、「洗浄」と表
示されているスイッチS₁を投入すると、電磁弁５が開放
されて給水源から給水管４を介して洗浄水が加熱装置６
内に流入し、該洗浄水は加熱装置６内に埋設されて制御
装置11からの指令にて通電制御されるヒータ10により瞬
間的に洗浄に適した温度に加熱してノズル７から噴出す
る。局部の洗浄後、洗浄水の噴出を止める場合は、再度
スイッチS₁を押して投入状態をしゃ断すると、電磁弁５
が閉じて洗浄水の噴出を停止させる。

又は、「乾燥」と表示したスイッチS₂を操作すること
により、図示しない温風機が駆動し、温風を局部に向け
て噴出させ、洗浄によって漏れた局部の乾燥を行う。
又、便座１を温める場合は、「便座」と表示したスイッ
チS₃を操作し、便座１内に配線した図示しないヒータに
通電を行って便座１表面を着座に適した快適な温度に温
める。

なお、第７図に示す前記電源装置12は、商用電源８に
１次側を接続した電源トランス13と、このトランス13の
２次側に交流入力端子を接続したダイオードブリッジ14
と、ダイオードブリッジ14の直流出力端子に並列接続し
た平滑コンデンサC₁と、定電圧装置AVR、この定電圧装
置AVRの出力端と接地間に接続した平滑コンデンサC₂と
によって構成され、商用電源を降圧して全波整流した直
流の定電圧電源Vccを制御装置11に動作用電源として供
給する。

〔発明が解決するための課題〕

然るに、前記衛生洗浄装置において、局部の洗浄に際
し、電磁弁５を開放する場合には、例えば、第８図に示
す電磁弁制御装置16を使用していた。この電磁弁制御装
置16は、定電圧電源Vccと接地間に直列に挿入したリレ
ーＸ及びスイッチS₁と、このリレーＸの端子間に挿入し
たダイオードD₁とによって構成し、前記スイッチS₁を押
すと、リレーＸは励磁されその常開接点Xa（例えば、第
８図の電磁弁５の回路に挿入したもの）を閉路して前記
電磁弁５を開放していた。ところが、前記電磁弁制御装
置16の構造では、例えば、便器２等を清掃していると
き、あるいは、用足前等に誤って操作筐3a上に配置され
ている「洗浄」と表示したスイッチS₁を押すと、電磁弁
５が直ちに開放されて、ノズル７から加熱装置６にて適
温に加熱した洗浄が噴出し、清掃者等の衣服をぬらした
り、トイレの床面を水浸しにすることがあった。

前記の問題を解決するために、例えば、便座下側の便
器上面と対応する部位に機械的な重量スイッチや赤外線
等の検出センサ類を取付け、使用者が便座に座ったと
き、その体重によって着座を検出したり、便座に近接し
て取付けた赤外線、超音波センサを利用して着座するこ
とが可能である。しかし、前者の場合、人体と物体との
区別が判断できず、物体を便座上に置いても着座を検出
したり、逆に、体重の軽い子供の場合は、着座を確実に
検出できないおそれがあった。又、後者の場合は、便座
に着座しなくても、その近接に人や、あるいは、物体を
近づけたりすると、誤って着座と判断してしまうことが
あるため、設置場所を慎重に選定する必要があり、この
結果、設置場所が限定されるとともに、設置時には必ず
感度調整を必要とするので手間がかかり、その検出回路
自体が複雑化し、高価となる問題があった。このよう
に、重量スイッチやセンサ等を取付けても、誤って着座
と判断することが多く、この場合に、誤って「洗浄」ス
イッチS₁を投入すると、依然として洗浄水がノズルから
噴出するという問題があり、誤操作防止の解決手段とは
なり得なかった。

本発明は、前記の問題点に鑑み、使用者が便座に着座
したときのみ衛生洗浄装置の「洗浄」と表示したスイッ
チの投入操作を可能とし、これにより、前記スイッチの
誤操作により電磁弁が不意に開放され、これにより洗浄
水が噴出して、使用者の衣服やトイレの床面等を漏らす
ことのないようにした衛生洗浄装置の着座検出装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は、共振用トランスの入力巻線に定電圧電源を
印加し、該共振用トランスのベース巻線に生じる誘起電
圧により、抵抗、コンデンサを介してスイッチングトラ
ンジスタのベースに正帰還をかけて前記トランジスタを
高速でオンさせ、このオン期間に共振用トランスの鉄心
に蓄えられた電磁エネルギーを前記トランジスタのオフ
時に共振用トランスの出力巻線側に信号成分としての出
力電圧を出力させるように設けた発振回路と、前記出力
巻線に商用電源との間において、便座暖房用のヒータと
チョークコイルとを直列に接続し、かつ、前記ヒータを
一方の電極とし、他方の電極はトイレの床面等大地側に
設定して、これら電極間の静電容量が前記出力巻線と入
力巻線との巻数比の２乗に比較して入力巻線側に等価状
態で入力されていることにより、その静電容量と入力巻
線に蓄えられている電磁エネルギーとが、前記発振回路
のスイッチングトランジスタのオフ時、そのコレクタに
検出電圧として共振波形の状態で出力され、その脈流を
直流出力として前記発振回路から出力させるようにした
共振回路と、前記発振回路から検出電圧として出力され
る脈流を平滑化した電圧として出力する平滑回路と、便
座への着座及び非着座の判断を行うための基準電圧を出
力する基準電圧設定回路と、オープンコレクタ出力の比
較器を有してその非反転入力端子に基準電圧設定回路の
出力端を接続し、又、反転入力端子には平滑回路の出力
端を接続してなる比較回路と、「洗浄」スイッチを備え
た吐水指令回路と、更に、入力端を比較回路と吐水指令
回路とに接続したアンド回路、及びアンド回路の出力端
に接続したエミツタ接地のトランジスタとこのトランジ
スタのコレクタに接続した電磁弁制御用のリレーを備え
たスイッチ操作回路とによって衛生洗浄装置の着座検出
装置を構成したものであって、その作用は次に示すとお
りである。

〔作 用〕

本発明は、発振回路を構成するスイッチングトランジ
スタのベースに、共振用トランスのベース巻線に生じる
誘起電圧により抵抗、コンデンサを介して正帰還をか
け、前記コンデンサに、スイッチングトランジスタのオ
ン時には正極性に、オフ時には負極性にCR時定数で充放
電する交番電圧を発生させ、この交番電圧の正極性充電
時の電圧が設定値以上に達すると、コンデンサを放電さ
せてスイッチングトランジスタを高速でオフさせ、この
オフ時に共振用トランスの入力巻線に逆起電力が発生
し、この結果、共振用トランスの電圧は、そのインダク
タンスと出力巻線側に設けた電極間の静電容量とにより
共振して共振電圧となり、この電圧が信号成分の出力電
圧となって出力巻線側の共振回路に供給される。そし
て、前記共振回路には、出力巻線と接続する電極がヒー
タを大地とにそれぞれ設けられており、前記発振回路か
らの出力電圧を出力巻線に供給すると、前記電極間の静
電容量は出力巻線を介して等価的に入力巻線側にとり込
まれる。そして、前記入力巻線にとり込んだ静電容量と
入力巻線自体に蓄えられたエネルギーが、検出電圧とし
て共振波形の状態でスイッチングトランジスタに出力さ
れ、その出力は脈流となって平滑回路に入力される。即
ち、脈流は電極間に表れる静電容量によって変化し、非
着座の場合は電極間の静電容量が少ないため、発振回路
のスイッチングトランジスタのオフ時間が短くなり、前
記平滑回路には高い電圧が入力される（着座によって静
電容量が上昇した場合は前記と逆になる。又、前記脈流
が平滑回路に出力された時点で、スイッチングトランジ
スタのベース電流が順バイアス方向となることにより、
ベース電流が流れはじめて前記動作を繰り返して共振を
継続する）。前記平滑介にて平滑された電極間の静電容
量に相当する検出電圧と、予め設定された基準電圧とを
比較回路にて比較し、検出電圧＜基準電圧のときは比較
回路から“L"レベルの信号を出力し、検出電圧＞基準電
圧の場合は“H"レベルの信号が出力され、この“H"レベ
ルの信号が出力されたとき、「洗浄」スイッチを投入す
ると、スイッチ操作回路により、電磁弁が開放動作し、
適温に加熱された洗浄水をノズルから噴出されて局部の
洗浄を行うようにしたもので、これにより、便座に着座
していない場合とか、便座上に単に物体を載せたとき等
に誤って「洗浄」と表示したスイッチを投入しても、電
磁弁が誤動作しないようにしたことを特徴とする。

〔実 施 例〕

以下、本発明の実施例を第２図ないし第６図により説
明する。なお、第２図ないし第５図において、第１図及
び第７図、第８図と同一符号は同一部品を示す。

第５図は本発明の衛生洗浄装置に使用する着座検出装
置20の電気回路図の示すもので、該装置20は大別する
と、従前同様の定電圧電源Vccを出力する電源回路12
と、発振隘路21と、共振回路22と、平滑回路23と、基準
電圧設定回路24と、比較回路25と、吐水指令回路26と、
スイッチ操作回路27とによって構成されている。

つづいて、前記各回路の構成について説明する。電源
回路12は、商用電源18に電磁弁５、着座検出装置20のス
イッチ操作回路27に設けたリレーＹの常開接点Yaと、加
熱装置６に取付けた洗浄水加熱用のヒータ10、制御11か
らの指令信号によってヒータ10の通電制御を行うスイッ
チング素子９と、電源トランス13の１次側とをそれぞれ
並列に接続し、前記電源トランス13の２次側は、制御装
置11と前述した着座検出装置20の各回路及び便座温度制
御装置28に安定した直流の定電圧電源Vccを供給する従
前同様の出力端を備えて構成されている。

発振回路21は、定電圧電源Vccに入力端子Ｐと回路接
地した入力端子Ｎとを介して接続することにより、所要
の出力電圧を出力するようにした回路で、その構成は、
鉄心に入力巻線L₁、出力巻線L₂及びベース巻線L₃を巻装
した共振用トランスＴの前記入力巻線L₁をエミッタ接地
のスイッチングトランジスタ（以下、単にトランジスタ
という）Q₁のコレクタ・エミッタ間を介して定電圧電源
Vccと直列に接続し、このトランジスタQ₁のベースを、
起動用抵抗R₁を介して入力端子Ｐに接続し、又、ベース
巻線L₃は一端を入力端子Ｎに接続するととに、他端は抵
抗R₂、コンデンサC₃を介して前記トランジスタQ₁のベー
スに接続し、前記ベース巻線L₃に誘起された誘起電圧に
より、トランジスタQ₁のベースに正帰還をかけてトラン
ジスタQ₁を高速でオンさせ、このオン期間に蓄積された
電磁エネルギーをトランジスタQ₁のオフ時に出力巻線L₂
に所要の出力電圧として出力させる、所謂スイッチング
電圧としての役目を担うように構成されており、前記コ
ンデンサC₃は、ベース巻線L₃に誘起された電圧によっ
て、トランジスタQ₁のオン時にはL₃→R₂→C₃→Q₁のベー
ス・エミッタ→L₃のループで電流が流れ、オフ時にはL₃
→グランド→R₁→C₃→R₂→L₃のループで電流が流れるた
め、交番極性に充放電を繰り返すようになっている。

共振回路22は、共振用トランスＴの出力巻線L₂に商用
電源18との間において、直列に挿入接続した便座暖房用
のヒータ29及び該ヒータ29を便座温度制御装置28からの
指令にてオン・オフ制御するスイッチング素子30並びに
チョークコイル31とによって構成され、前記チョークコ
イルは商用電源18のような低周波電源に対しては低イン
ピーダンスとなり、又、トランジスタQ₁のオフ時に出力
巻線L₂側に供給される出力電圧（高周波信号に相当）に
対しては高インピーダンスとなるものを使用している関
係上、前記ヒータ29は、商用電源18からの通電に対して
は何等の支承も生じず、又、高周波信号に対しては絶縁
された状態となって高周波信号がヒータ29の通電回路を
ループするのを阻止するため、前記ヒータ29側を一方の
電極Ａとし，他方の電極Ｂは大地側、例えば、トイレの
床面50を電極として使用することが可能となる。又、ヒ
ータ29への通電はチョークコイル31によって阻害されな
いように構成されているので、便座暖房用の電力をヒー
タ29に円滑に供給することができる。そして、前記共振
用トランスＴの出力巻線L₂にトランジスタQ₁のオフ時に
発振回路21からの出力電圧が供給されると、前記電極A,
B間に生じている静電容量Ｃが等価的に発振回路21側の
入力巻線L₁に取り込まれ、この静電容量Ｃと入力巻線L₁
にトランジスタQ₁のオフ時に蓄えられている電磁エネル
ギーは、前記C,L₁の共振波形としてトランジスタQ₁のコ
レクタに出力させる。前記共振波形の波高値Ｖは、 但し、 C:静電容量、 L:入力巻線のインダクタンス、 E:定電圧電源、 t:スイッチングトランジスタのオン時間 となり、電極A,B間の静電容量Ｃの逆数の平方根に比較
している。前記波高値Ｖの電圧（脈流・直流出力）はト
ランジスタQ₁のオフ時に発振回路21から次に説明する平
滑回路23に出力される。

前記平滑回路23は、発振回路21の出力端と接地間に直
列に挿入接続した発振回路21の負荷となる抵抗R₃と、こ
の抵抗R₃と発振回路21との接続点にアノードを接続し、
カソードは抵抗R₃と並列接続した抵抗R₄及びコンデンサ
C₄に接続した逆流阻止用のダイオードD₂とによって構成
され、発振回路21から出力される脈流（共振波形の波高
値を示す電圧、以下検出電圧という）を抵抗R₄とコンデ
ンサC₄とによって設定されたCR時定数により平滑化され
た状態で直流出力（Vt）を出力する。

基準電圧設定回路24は、抵抗R₅とR₆とによって、分圧
された電圧を基準電圧（Vs）として出力するもので、そ
の設定は、人体が便座１に着座した際に発振回路21から
出力される着座に相当する検出電圧をベースとし、人体
が偏座１に着座していないときに発振回路21から出力さ
れる非着座に相当する検出電圧と、この検出電圧の間の
電圧が得られるようにR₅、R₆を選定して基準電圧が出力
できるよう設定されている。

なお、前記の発振回路21、共振回路22、平滑回路23、
ヒータ29とによって、人体の便座１への接離に応じて検
出信号を出力する検出手段を構成する。

比較回路25は、オープンコレクタ出力の比較器CPを具
備しており、その非反転入力端子には基準電圧設定回路
24の出力端が接続され、又、非反転入力端子には平滑回
路23の出力端を接続し、更に、比較器CPの出力端を定電
圧電源Vccに抵抗R₇を介して接続することにより構成
し、この比較器CPは非反転入力端子に入力される基準電
圧Vsと反転入力端子に入力される平滑回路23の出力電圧
Vtとを比較し、Vs＞Vtの場合、出力端から“H"レベルの
信号を出力し、Vs≦Vtのときは“L"レベルの信号を出力
する。

前記した基準電圧設定回路24と比較回路25とによっ
て、検出手段から出力される検出信号に基づき人体の便
座への着座・非着座の有無を判定するためのデータ処理
手段を構成する。

吐水指令回路26は、定電圧電源Vccと後述するスイッ
チ操作回路27のアンド素子34の一方の入力端との間に、
抵抗R₈と「洗浄」スイッチS₁とを直列に挿入接続して構
成し、前記スイッチS₁を投入すると、その出力端から
“H"レベルの信号をアンド素子32に送出する。

前述したスイッチ操作回路27は、アンド素子32の一方
の入力端に比較回路25の出力端を接続し、他方の入力端
には吐水指令回路26の出力端を接続し、前記アンド素子
32の出力端は抵抗R₉を介してエミッタ接地のトランジス
タQ₂のベースと接地し、抵抗R₉とトランジスタQ₂のベー
ス間には抵抗R₁₀を接地接続し、又、トランジスタQ₂の
コレクタと定電圧電源Vccとの間にはリレーＹを直列に
挿入するとともに、リレーＹの端子間にダイオードD₃を
接続して構成し、前記アンド素子32の出力端から“H"レ
ベルの信号が出力されたとき、トランジスタQ₂をオンさ
せてリレーＹを励磁させる。

次に動作について説明する。

（１） 便座１に着座していない場合 便座１に使用者が着座しないとき、電極A,B間は静電
容量が非常に小さくなっており、しかも、ヒータ29の通
電回路には、チョークコイル31を介在させて共振用トラ
ンスＴの入力巻線L₁側から出力巻線L₂側に供給される出
力電圧に対して高インピーダンスとなるように設けられ
ているので、出力巻線L₂に供給される出力電圧が前記ヒ
ータ29の通電回路に流れることはほとんどない。一方、
チョークコルク31は商用電源18に対しては低インピーダ
ンスとなっているため、商用電源18からの通電に際して
は何等の支承もなく通電されて便座１を適温に暖房する
ことができる。

そして、スイッチング電源の役目を果たす発振回路21
に抵抗R₁を経てトランジスタQ₁のベースに低電圧電源Vc
cが供給されると、トランジスタQ₁のコレクタ・エミツ
タ間がオン領域に遷移しはじめ、共振用トランスＴの入
力巻線L₁にVcc→L₁→Q₁→Vccのループで電流が流れる。
このため、ベース巻線L₃には、ベース巻線L₃と入力巻線
L₁との巻数比によって定まる電圧が、トランジスタQ₁の
ベースを順バイアスする方法の極性で誘起される。前記
誘起電圧によってL₃→R₂→C₃→Q₁→L₃のループで電流を
流して正帰還がかかり、ベース電流の増加をはかってト
ランジスタQ₁を更にオン領域に遷移させて急速にオン状
態となし、入力巻線L₁の電流を直線的に増加させる。こ
の結果、共振用トランスＴの磁束も増え、これが飽和点
に達すると、ベース巻線L₃の誘起電圧が減少し、トラン
ジスタQ₁はオフ領域に遷移しはじめ、ベース巻線L₃には
逆バイアスする方向の極性で電圧が発生し、この電圧に
よってトランジスタQ₁のベース電流を急速に減少させて
トランジスタQ₁をオフさせる。前記トランジスタQ₁のオ
フに伴い入力巻線L₁には逆起電力が発生し、この逆起電
力により共振用トランスＴの電圧は、入力巻線L₁のイン
ダクタンスＬと、出力巻線L₂側に設けた電極A,B間に生
じている静電容量Ｃにより共振して共振電圧（第６図Q₁
のVc_E参照）となり、この電圧が出力巻線L₂から共振回
路22に供給される。そして、前記共振によって発振回路
21から共振電圧に相当する出力電圧が共振回路22側の出
力巻線L₂に供給されると、電極A,B間に生じている静電
容量Ｃ（この場合は便座１に着座していないので小さく
なっている。）は、出力巻線L₂を介して等価的に入力巻
線L₁側にも生じることになり、前記静電容量Ｃとトラン
ジスタQ₁のオフ時に入力巻線L₁に蓄えられた電磁エネル
ギーが共振波形としてトランジスタQ₁のコレクタに表
れ、その波高値の電圧（第６図Q₁のVc_E及び同波高値参
照）は、便座１に着座したとき、あるいは、非着座時に
おける検出電圧として脈流の状態で平滑回路23に出力さ
れる。前記脈流がトランジスタQ₁のコレクタから平滑回
路23に出力され入力巻線L₁と前記静電容量とに蓄えられ
ていたエネルギーが放出されると、前記トランジスタQ₁
のベース電流が抵抗R₁を介して再び流れはじめ、トラン
ジスタQ₁は順バイアスされ、以下前記の動作を繰り返し
て共振を継続する。この共振動作において、コンデンサ
C₃はベース巻線L₃に誘起される電圧が、順バイアス方向
の極性時（Q₁のオン時）にはL₃→R₂→C₃→Q₁のベース・
エミツタ→L₃のループで電流が、又、逆バイアス方向の
極性時（Q₁のオフ時）にはL₃→グランド→R₁→C₃→R₂→
L₃ループで電流が流れるため、交番極性に充放電を繰り
返し、定電圧電源Vccの零電位に対するコンデンサC₃の
電位Vc₃は、第６図C₃のVc₃で示す如く、ほぼ三角波状に
交番する電圧波形となっている。

一方、前記発振回路21のトランジスタQ₁のコレクタか
ら平滑回路23に出力される検出電圧に相当する脈流は抵
抗R₄そコンデンサC₄とのCR時定数により平滑化されて直
流出力（Vt）を比較回路24に出力する。前記のように、
便座１に人体が着座していない場合（非着座）、電極A,
Bの静電容量Ｃは小さくなっているので、この静電容量
Ｃと入力巻線L₁のリアクタンスＬとによって定まる共振
周波数は高くなっており、この結果、入力巻線L₁に蓄え
られているエネルギーは短時間で平滑回路23に入力され
るため、トランジスタQ₁のオフ時間が短くなり、かつ、
その波高値の電圧は入力巻線L₁からのエネルギーの短時
間放出によって高くなっている（第６図Q₁のVc_Eの波高
値参照）。従って、前記平滑回路23から出力される直流
出力電圧（Vt）は高く、この出力電圧（Vt）に比較し
て、基準電圧設定回路24から出力される基準電圧（Vs）
は低くなっているので、比較回路25からの出力はその入
力がVt＞Vsの関係にあるため、“L"レベルの信号が出力
される。この状態で、吐水指令回路26の「洗浄」スイッ
チS₁を投入しても、スイッチ操作回路27のアンド素子34
の出力端からは“L"レベルの信号しか出力されないの
で、電磁弁５は開放されず、適温に加熱された洗浄水は
ノズル７から噴出することはない。

なお、便座１に着座していない場合は、平滑回路23か
らの出力電圧が高くなっており、従って、平滑回路23の
コンデンサC₄から放電電流が発振回路21に逆流しようと
した場合、これを逆流阻止用のダイオードD₂によって阻
止しているため、トランジスタQ₁のオン・オフ時間がず
れたりするようなことが全くなく、便座１の着座及び非
着座の検出を確実に行うことができる。

（２） 便座１に着座した場合 第３図で示すように、使用者Ｐが用足しのために便座
１に着座すると、共振回路22内の電極A,B間の静電容量
Ｃは、人体の静電容量Cmによって急激に大きくなり、前
記電極A,B間の静電容量Ｃと共振用トランスＴの入力巻
線L₁のリアクタンスＬとによって定まる共振周波数も、
前記非着座に比べ低くなる。このため、トランジスタQ₁
のコレクタから平滑回路23に出力される入力巻線L₁から
のエネルギーの放出の時間が長くなり、その分、トラン
ジスタQ₁のオフ時間が長くなる。従って、共振周波数の
波高値の電圧は、入力巻線L₁からのエネルギー放出に時
間がかかる関係上必然的に低くなっている（第６図Q₁の
Vc_E及び波高値参照）。前記着座時における平滑回路２
と比較し、Vs＞Vtの関係にあると、比較回路25の出力端
から“H"レベルの信号を出力する。この比較回路25から
“H"レベルの信号が出力した時点で人体が便座１に着座
したことを検出する（第６図のVt,Vs参照）。

前記のようにして着座検出をしたあと、使用者Ｐが用
足しを終えて吐水指令回路26の「洗浄」スイッチS₁を投
入すると、吐水指令回路26から“H"レベルの信号が出力
されてスイッチ操作回路27のアンド素子32に入力され
る。このアンド素子32には既に比較回路25から前記のよ
うに“H"レベルの信号が入力されているので、アンド素
子32の出力端から“H"レベルの信号が出力されてトラン
ジスタQ₂をオンする。トランジスタQ₂のオン動作により
定電圧電源Vcc→リレーＹ→トランジスタQ₂のコレクタ
・エミツタ→接地間に電流が流れ、前記リレーＹを励磁
してその常開接点Yaを閉路する。このため、電磁弁は商
用電源18からの通電により励磁されて開放し、加熱装置
６に流入する洗浄水を、制御装置11からの指令信号によ
りヒータ10を通電制御することによって適温に加熱し、
これをノズル７より吐出して使用者Ｐの局部を衛生的に
洗浄する。洗浄を中止するときは、「洗浄」スイッチS₁
を再度投入して吐水指令回路26を開路することにより、
トランジスタQ₂をオフさせ、リレーＹの励磁を解除しそ
の常開接点Yaの開路により電磁弁５への通電を断ち、電
磁弁５を閉鎖して適温に加熱した洗浄水の吐出を止め
る。

なお、使用者Ｐが用足しを終えて便座１から離れた場
合、あるいは、便座１から不用意に立ち上り、このとき
に誤って「洗浄」スイッチS₁を投入した場合、電極A,B
間の静電容量Ｃは便座１から人体が離れているので着座
時に比べ小さくなっている。従って、前記電極A,B間の
静電容量Ｃと共振用トランスＴの入力巻線L₁のリアクタ
ンスＬとによって定まる共振周波数は着座時に比べて高
くなり、かつ、その波高値の電圧が予め設定した基準電
圧より高くなっているため、「洗浄」スイッチS₁の投入
により吐水指令回路26から“H"レベルの信号が出力され
ても、比較回路25の出力端からは“L"レベルの信号しか
出力されないので、トランジスタQ₂はオンせず、リレー
Ｙは無励磁状態を保持して電磁弁５を開放しない。従っ
て、ノズル７から適温の洗浄水が噴出するようなことは
まったくない。このことは、例えば、便器２の清掃中と
か、便座１の上に清掃具等重量のある物体を載せたとき
等に前記のように、誤って、吐水指令回路26の「洗浄」
スイッチS₁を投入した場合でも同様である。

なお、本発明は、スイッチングトランジスタQ₁のオン
時間を、共振用トランスＴの磁束が飽和点に達した時点
に設定した例について説明したが、コンデンサC₃と抵抗
R₂とのCR時定数に設定するようにしたり、外部に一定の
時限でトランジスタをオンさせるトリガ回路を設けるよ
うにしたものでもよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成されているので、次
に示すような効果を有する。

（１）本発明は、共振トランスの出力巻線側に設けた共
振回路内に便座暖房用ヒータを一方の電極とし、他方の
電極は大地（トイレの床面）を利用して構成されている
ので、便座に着座したときに生ずる静電容量の変化を検
出するための電極を特別に設ける必要がないので至便で
ある。

（２）本発明は、発振回路を構成するスイッチングトラ
ンジスタのベースに、共振用トランスのベース巻線に生
じる誘起電圧により抵抗、コンデンサを介して正帰還を
かけ、前記コンデンサに、スイッチングトランジスタの
オン時には正極性に、オフ時には負極性にCR時定数で充
放電する交番電圧を発生させ、この交番電圧の正極性充
電時の電圧が設定値以上に達すると、コンデンサを放電
させてスイッチングトランジスタを高速でオフさせ、こ
のオフ時に共振用トランスの入力巻線に逆起電力が発生
し、この結果、共振用とトランスの電圧は、そのインダ
クタンスと出力巻線側に設けた電極間の静電容量とによ
り共振して共振電圧となり、この電圧が信号成分の出力
電圧となって出力巻線側の共振回路に供給される。そし
て、前記共振回路には、出力巻線と接続するヒータと大
地とにそれぞれ電極が設けられているので、前記発振回
路からの出力電圧を出力巻線に供給すると、前記電極間
の静電容量は出力巻線を介して等価的に入力巻線側にと
り込まれる。そして、前記入力巻線にとり込んだ静電容
量と入力巻線自体に蓄えられたエネルギーとが、検出電
圧として共振波形の状態でスイッチングトランジスタの
コレクタに出力され、その出力は脈流となって平滑回路
に入力される。即ち、脈流は電極間に表れる静電容量に
よって変化し、非着座の場合は電極間の静電容量が少な
いため、発振回路のスイッチングトランジスタのオフ時
間が短くなり、前記平滑回路には高い電圧が入力され、
逆に着座によって静電容量が上昇した場合は、前記スイ
ッチングトランジスタのオフ時間が長くなる。この結
果、本発明は、発振回路自体が、着座及び非着座の判断
を行うための共振電圧を出力させたり、共振電圧によっ
て生ずる共振周波数の波高値の電圧を検出する機能を備
えているので、着座時の静電容量が小さい場合（例え
ば、子供の場合足が床面にわずかに接触したり、便座に
正しく着座しないとき等）でも迅速・確実に着座検出が
行える。その上、着座検出装置は周波数発振器や検出装
置を個別に必要としないので、着座検出装置の簡素化が
はかれ経済的に製作できるとともに、共振周波数の検出
はその波高値の電圧を検出して着座、非着座の判断を行
っているので、ノイズに妨げられることなく着座検出精
度を著しく向上させることができる。

（３）しかも、本発明の着座検出装置は、発振回路自体
がスイッチング電源の役割を果すように構成されている
ので、着座、非着座の検出電圧を電極間の静電容量の変
化に対応して作り出すことができるため、発振回路の低
インピーダンス化が可能となり、この結果、テレビ受像
機や蛍光灯等からのノイズを電圧として吸収し、これら
の機器からのノイズを電圧として吸収し、これらの機器
から生ずるノズルの悪影響を受けることがほとんどない
ので、着座及び非着座の検出を迅速・確実に行うことが
できる。

（４）更に、本発明は、一対の電極によって形成される
電界内に人体が存在すると、前記電極間は空気の誘電率
から人体特有の誘電率へと変化する、即ち、電極間の静
電容量が急激に変化する。この静電容量の変化を検出し
分析することにより、便座への着座・非着座の有無を容
易に判定することができる。その上、着座・非着座の状
態を検出する検出手段は、便座内に埋設したヒータと大
地を電極として利用するだけであるため、便座の外観
（美観）を損なうことが全くないばかりでなく、便座に
着座した人体の一部（臀部）とその脚部との両方を検出
対象としている関係上、便座に着座したとき少々腰を浮
かせるような事態が生じても、人体の着座検出を確実に
行うことができる。しかも、電極として利用するヒータ
は、便座を暖房するものを使用すればよいので、着座検
出用の電極を特別に設けたりする必要や、便座の製造工
程を特別に複雑化することがないため、この種の衛生洗
浄装置の製造コストを容易に抑制することができる利点
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は衛生洗浄装置を取付けた便器の概略側面図、第
２図は同じく概略平面図、第３図は衛生洗浄装置の使用
状態を示す斜視図、第４図は便座の裏面を示す斜視図、
第５図は衛生洗浄装置に具備させた本発明の着座検出装
置の電気回路図、第６図は着座検出装置の動作を説明す
るためのタイムチャート図、第７図は従来の衛生洗浄装
置に使用している電気回路図、第８図は同じく従来の電
磁弁制御装置の電気回路図である。 20……着座検出装置、21……発振回路 22……共振回路、29……便座暖房用ヒータ L₁……入力巻線、L₂……出力巻線、 L₃……ベース巻線、 Q₁……スイッチングトランジスタ、 Ｔ……共振用トランス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 久義 愛知県春日井市愛知町１番地 愛知電機 株式会社内 (72)発明者 藤井 庄吉 愛知県春日井市愛知町１番地 愛知電機 株式会社内 (72)発明者 安達 弘之 愛知県春日井市愛知町１番地 愛知電機 株式会社内 審査官 藤井 靖子 (56)参考文献 特開 昭62−37433（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−82200（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E03D 9/00 - 9/16 A47K 13/00 - 13/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共振用トランスの入力巻線側に接続した発
   振回路及び出力巻線側に接続した共振回路と前記共振回
   路に便座暖房用のヒータを一方の電極とし大地を他方の
   電極として前記便座への人体の接離に応じて所定の検出
   信号を出力するように構成した検出手段と、前記検出手
   段から出力される検出信号に基づいて便座への着座・非
   着座の有無を判定するデータ処理手段とを備えたことを
   特徴とする衛生洗浄装置の着座検出装置。
2. 【請求項２】前記発信回路は、共振用トランスの入力巻
   線を、スイッチングトランジスタのコレクタ・エミッタ
   間を介して電源回路に接続し、前記スイッチングトラン
   ジスタのベースには、一端が接地された前記共振用トラ
   ンスのベース巻線を、抵抗、コンデンサを介して接続す
   るとともに、前記スイッチングトランジスタのベースと
   コンデンサとの接続点を電源回路に起動用抵抗を介して
   接続して設け、共振回路は、共振用トランスの出力巻線
   に便座暖房用のヒータとチョークコイルとを直列に接続
   して前記便座暖房用のヒータを一方の電極に、大地側に
   他方の電極をそれぞれ設けて形成したことを特徴とする
   請求項１記載の衛生洗浄装置の着座検出装置。
3. 【請求項３】便座に埋設したヒータを一方の電極とし大
   地を他方の電極となして前記便座への人体の接離に応じ
   て所定の検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号
   に基づいて便座への着座・非着座の有無を判定するデー
   タ処理手段とを備えたことを特徴とする衛生洗浄装置の
   着座検出装置。