JP3310794B2 - 衛生洗浄装置の温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、衛生洗浄装置用の温
水や温風などの所定の被加熱体の温度を制御する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】トイレ用の衛生洗浄装置には、温水や温
風などの被加熱体の温度を制御するための種々の温度制
御装置が設けられている。図８は、貯湯タンク内の温水
の温度制御の様子を示すタイミングチャートである。図
８（ｂ）に示すように、タンク内の温水の温度はサーミ
スタで検出されており、サーミスタの検出温度に応じて
ヒータの通電がＯＮ／ＯＦＦ制御されている。

【０００３】ところで、ヒータへの通電のＯＮ／ＯＦＦ
制御を行なう制御素子が何らかの原因で故障し、所定の
ＯＦＦ点温度（図８（ｂ））になってもヒータへの通電
が停止しない場合が考えられる。温度制御装置は、この
ような場合にもタンク内の温水の温度が過度に高くなら
ないようにするために、温水の温度が所定のしきい値を
超えた場合に洗浄装置の動作を停止させる機能を有して
いる。

【０００４】図９は、ヒータ通電制御素子の故障時にお
ける制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
この図では、サーミスタ検出温度がＯＦＦ点温度を超え
て、制御装置がヒータ通電制御素子に与える第１のコン
トロール信号Ｑ１（図９（ｄ））をＬレベル（ＯＦＦ状
態）に立ち下げても、ヒータ通電制御素子がＯＦＦされ
ずＯＮ状態に保たれている。この結果、ヒータは温水を
加熱し続けるので、温水の温度も上昇を続ける。このよ
うな場合には、サーミスタ検出温度がロックしきい値温
度に達した時点で制御装置が第２のコントロール信号Ｑ
２（図９（ｅ））を立ち下げることによって、ヒータの
電源ラインを強制的にＯＦＦ状態にする。従って、ヒー
タ通電制御素子が故障した場合でも、温水の温度が過度
に高くならないようにすることができる。また、第２の
コントロール信号Ｑ２がＬレベルに立下るのと同時に、
温水の配管系に配置された電磁開閉弁を閉じることによ
って、高温の温水が外部に吐出されないようにしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常時にお
けるサーミスタの検出温度の変化を実際に調べてみる
と、図８とは異なり、図１０のように変化することが解
る。すなわち、ヒータ通電がＯＦＦ状態になった後も、
サーミスタ検出温度（図１０（ｃ））はオーバーシュー
トしてしばらく上昇を続ける。これは、サーミスタの温
度検出に時間遅れがあること及び、ヒータ自体の持つ熱
容量等に起因すると考えられる。サーミスタの検出温度
のオーバーシュート時にロックしきい値を超えてしまう
と、制御装置が温度異常と判断してしまうので、これを
防止するために、ロックしきい値温度はＯＦＦ点温度か
らある程度高い温度に設定される。

【０００６】しかし、ロックしきい値温度をあまり高く
設定すると、図９に示すようなヒータ通電制御素子の故
障時に、タンク内の温水の温度が高くなりすぎるという
問題が生じる。一方、ロックしきい値温度をあまり低く
設定すると、通常の運転時にもサーミスタ検出温度のオ
ーバーシュートによって制御装置が誤動作を起こし、ヒ
ータ電源の強制オフや吐出配管系の電磁開閉弁の閉鎖等
を実行してしまうという問題が生じる。

【０００７】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、被加熱体の温度
が過度に高くなるのを防止しつつ、被加熱体の検出温度
のオーバーシュートに起因する誤動作を防止することが
できる温度制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上述の課題を
解決するため、この発明の請求項１に記載した温度制御
装置は、前記被加熱体を加熱するヒータと、前記被加熱
体の温度を検出する温度検出器と、前記被加熱体に対し
て所定の操作を行なう作動部と、前記作動部を制御する
とともに、前記温度検出器で検出された検出温度に基づ
いて前記ヒータの出力を制御する制御手段と、を備え
る。そして、前記制御手段は、前記ヒータへの通電中は
前記検出温度が所定の第１のしきい値を超えた場合に前
記ヒータへの通電を停止するとともに前記作動部の動作
を停止させる第１のモードで制御を行ない、前記ヒータ
への通電の停止後の所定時間内においては前記検出温度
が前記第１のしきい値を超えても前記作動部の動作を停
止させない第２のモードで制御を行なうことを特徴とす
る。

【０００９】制御手段は、第１のモードでは検出温度が
所定の第１のしきい値を超えた場合にヒータへの通電を
停止するので、被加熱体の温度が過度に高くなるのを防
止することができる。また、第２のモードでは、ヒータ
への通電の停止後の所定時間内において検出温度が第１
のしきい値を超えても作動部の動作を停止させないの
で、被加熱体の検出温度のオーバーシュートに起因する
誤動作を防止することができる。

【００１０】請求項２に記載された温度制御装置では、
前記制御手段は、前記第２のモードにおいて前記第１の
しきい値よりも高い第２のしきい値を用い、前記検出温
度が前記第２のしきい値を超えた場合に前記作動部の動
作を停止させる。

【００１１】こうすれば、検出温度がオーバーシュート
しても、第１のしきい値よりも高い第２のしきい値を超
えない限り作動部を停止させないようにすることができ
る。

【００１２】好ましくは、前記被加熱体は温水である。
また、前記作動部は、前記温水を外部に吐出するための
配管系に設置された開閉弁を含んでいる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る衛生洗浄装置
を装着した洋式トイレの外観図であり、図２は図１の洋
式便器１２及び洗浄装置本体１４等の要部断面図であ
る。

【００１４】この衛生洗浄装置５は洋式便器１２に装着
されるものであり、洗浄装置本体１４と、洗浄水を局部
に噴出する洗浄用ノズル１６と、洋式便器１２の内壁面
に向けて吐水するプレ洗浄用ノズル１７（図２）と、手
動操作を行なうための操作パネル１８を備えた操作部２
０等を備えている。なお、この実施例では、便座２２お
よび便蓋２４も洗浄装置本体１４に開閉自在に取り付け
られている。

【００１５】洋式便器１２の後部には、洗浄水タンク２
６が装着されており、この洗浄水タンク２６には、洗浄
水を供給する水道配管が接続されている。また、水道配
管は、図示しない分岐金具及び連結管を介して洗浄装置
本体１４内の温水調節装置にも給水している。

【００１６】図３は、温水調節装置の主要な構成を示す
概念図である。温水調節装置の一次側水主流路３０に
は、水道配管から水道水が供給されている。この一次側
水主流路３０は、湯側分岐流路３２及び水側分岐流路３
４に分岐している。湯側分岐流路３２には、合成樹脂製
のサブタンク４０と貯湯タンク４２とが直列に設置され
ている。

【００１７】貯湯タンク４２内には、貯留した水を加熱
するヒータ４４と、水温を検出するための温水サーミス
タ４６とが設けられている。貯湯タンク４２には、温水
を流出させるための湯側流出流路５０が接続されてお
り、この湯側流出流路５０には湯水混合弁５２と混合水
サーミスタ５３とが設置されている。湯水混合弁５２
は、貯湯タンク４２から供給された温水と、水側分岐流
路３４から供給された冷水とを混合し、その混合比を変
えることによって混合水の温度を調節する電磁弁であ
る。

【００１８】湯水混合弁５２の出口側に接続された吐水
流路５４には流量調節弁５６が設けられており、流量調
節弁５６の出口側には洗浄用ノズル１６が接続されてい
る。洗浄用ノズル１６は、局部に向けて洗浄水を噴出す
るものである。洗浄使用時には洗浄用ノズル１６ａがモ
ータ１６ｂよって駆動されて便器内に進出し、非使用時
やノズル洗浄時には洗浄用ノズル１６ａが後退する。

【００１９】この温水調節装置は、さらに、ヒータ４４
のオン／オフ制御を行なうヒータ制御装置６０と、装置
全体の制御を行なう電子制御装置７０とを備えている。
電子制御装置７０とヒータ制御装置６０は、温水サーミ
スタ４６で検出された検出温度に基づいてヒータ４４を
オン／オフ制御し、これによって貯湯タンク４２内の温
水を約４０℃の所定の温度まで加熱する。電子制御装置
７０は、さらに、混合水サーミスタ５３で検出された温
度が所定の温度になるように湯水混合弁５２を制御する
機能や、流量調節弁５６と洗浄用ノズル１６を制御する
機能等を有している。

【００２０】図４は、ヒータ制御装置６０の内部構成を
示す回路図である。温水ヒータ４４には１００Ｖの交流
電源８０とリレー８１とが直列に接続されている。ま
た、これらの３つの要素４４，８０，８１の直列接続と
は並列に、スナバー回路８２と、トライアック８４と、
第１のフォトカプラ８６および抵抗８８と、が接続され
ている。なお、トライアック８４のゲート端子は、第１
のフォトカプラ８６の受信部である双方向フォトダイオ
ード８６ａと抵抗８８との間に接続されている。フォト
カプラ８６の送信部である発光ダイオード８６ｂにはト
ランジスタ回路８９が接続されており、このトランジス
タ回路８９のベースには、電子制御装置７０から与えら
れる第１のコントロール信号Ｑ１が入力されている。

【００２１】交流電源８０には、さらに、全波整流回路
９０が接続されており、全波整流回路９０の出力端子に
は、電解コンデンサ９２と第２のフォトカプラ９４とが
並列に接続されている。なお、リレー８１のコイル８１
ａは、第２のフォトカプラ９４の受信部であるフォトト
ランジスタ９４ａに直列に接続されている。第２のフォ
トカプラ９４の送信部である発光ダイオード９４ｂには
トランジスタ回路９６が接続されており、このトランジ
スタ回路９６のベースには、電子制御装置７０から与え
られる第２のコントロール信号Ｑ２が入力されている。

【００２２】温水サーミスタ４６の一方の端子は、基準
電圧（５Ｖ）にプルアップされており、他方の端子は抵
抗９８を介して接地されている。温水サーミスタ４６と
抵抗９８の間の節点Ｐの電圧は、ＣＲ積分回路９９を介
して電子制御装置７０に検出温度信号Ｓｔとして与えら
れている。検出温度信号Ｓｔの電圧は、温水サーミスタ
４６と抵抗９８とで分圧された値である。温水サーミス
タ４６の抵抗は貯湯タンク４２（図３）内の温水の温度
に依存して変化するので、検出温度信号Ｓｔは温水の温
度に依存する電圧値を有している。

【００２３】電子制御装置７０が２つのコントロール信
号Ｑ１，Ｑ２をＨレベルに保っている間では、温水ヒー
タ４４がＯＮ状態になる。すなわち、第１のコントロー
ル信号Ｑ１がＨレベルに保たれている間はトライアック
８４が導通状態となり、また、第２のコントロール信号
Ｑ２がＨレベルに保たれている間はリレー８１が「入」
状態となるので、温水ヒータ４４に交流電力が供給され
る。一方、２つのコントロール信号Ｑ１，Ｑ２のいずれ
か一方がＬレベルになると、温水ヒータ４４はＯＦＦ状
態となる。

【００２４】図５は、実施例の通常時の温度制御動作を
示すタイミングチャートである。図５（ｃ）に示すサー
ミスタ検出温度（すなわち、検出温度信号Ｓｔの電圧
値）がＯＮ点まで下降すると、第１のコントロール信号
Ｑ１（図５（ｄ））がＨレベルに立上ってヒータ４４が
通電状態となる。一方、サーミスタ検出温度がＯＦＦ点
に達すると第１のコントロール信号Ｑ１がＬレベルにな
ってヒータ４４が停止状態となる。なお、図５において
は第２のコントロール信号Ｑ２はＨレベルに保たれてい
る。

【００２５】図５（ｂ）に示すロックしきい値温度ＴＨ
１は、ヒータの通電制御素子であるトライアック８４
（図４）が故障した場合に、異常温度を検出するための
異常監視ルーチンに用いられるしきい値である。サーミ
スタ検出温度がロックしきい値温度ＴＨ１を超えると、
電子制御装置７０は第２のコントロール信号Ｑ２をＬレ
ベルに立ち下げてリレー８１を開放することによってヒ
ータ４４の通電を停止する。電子制御装置７０は、さら
に、吐水流路５４の流量調節弁５６（図３）を閉鎖して
温水の吐出を停止させるとともに、洗浄用ノズル１６を
収納して、高温の温水が外部に吐出されないようにして
いる。なお、サーミスタ検出温度がロックしきい値温度
ＴＨ１を超えた場合の上記の一連の動作を、以下では
「異常停止動作」とよぶ。実施例の装置における異常停
止動作は、図９に示すものと同じである。

【００２６】なお、流量調節弁５６と洗浄用ノズル１６
は、本発明における作動部に相当する。

【００２７】図５に示す動作では、第１のコントロール
信号Ｑ１（図５（ｄ））がＬレベルに立ち下がり、ヒー
タ４４への通電が停止した直後の一定期間Ｔにおいて、
電子制御装置７０における異常監視機能がマスクされて
いる。換言すれば、一定期間Ｔの間にサーミスタ検出温
度がオーバーシュートしてロックしきい値温度ＴＨ１を
超えた場合にも、電子制御装置７０は異常停止動作を行
なわない。従って、期間Ｔにおいてサーミスタ検出温度
のオーバーシュートに起因する誤動作を防止することが
できる。このように、ヒータ４４への通電が停止された
直後の一定期間Ｔにおいて異常監視機能をマスクするよ
うにすれば、ロックしきい値温度ＴＨ１を比較的低い値
に設定することができる。たとえば、貯湯タンク４２の
容量が１６００ｍＬ，ヒータ４４の出力が８００Ｗ，温
水の目標温度が４０±２℃の場合に、従来のロックしき
い値温度は４５℃であったが、この実施例では３０秒の
マスク期間Ｔを設定することによって、ロックしきい値
温度ＴＨ１を４３℃まで低減することができた。

【００２８】なお、電子制御装置７０は、ソフトウェア
をＣＰＵが実行することによって異常監視機能を含む各
種の制御機能を実現している。従って、図５の動作を実
現するには、期間Ｔにおいて異常監視機能を無視するル
ーチンを作成すればよい。

【００２９】ヒータ４４の通電停止後の期間Ｔにおいて
異常監視機能をマスクする代わりに、期間Ｔにおいてロ
ックしきい値温度を高く設定してもよい。図６は、この
ような他の実施例における動作を示すタイミングチャー
トである。図６の例では、ヒータ４４への通電停止まで
は第１のロックしきい値温度ＴＨ１を用いて異常監視を
行ない、期間Ｔにおいては第１のロックしきい値温度Ｔ
Ｈ１よりも高い第２のロックしきい値温度ＴＨ２を用い
て異常監視を行なっている。２つのロックしきい値温度
ＴＨ１，ＴＨ２の温度差は、例えば約１０℃である。図
６の実施例においても、図５の実施例と同様に、期間Ｔ
においてサーミスタ検出温度のオーバーシュートに起因
する誤動作を防止することができ、第１のロックしきい
値温度ＴＨ１を低減することができる。

【００３０】図７は、図６の動作を実現するための等価
回路を示すブロック図である。この等価回路は、ＣＰＵ
１００と、２つのしきい値メモリ１０２，１０４と、セ
レクタ１０６と、デジタルコンパレータ１０８と、Ａ−
Ｄ変換器１１０とを有している。第１と第２のしきい値
メモリ１０２，１０４には、第１と第２のロックしきい
値ＴＨ１，ＴＨ２がそれぞれ記憶されている。セレクタ
１０６は、ＣＰＵ１００からの選択信号に応じて２つの
ロックしきい値ＴＨ１，ＴＨ２の一方を出力して、デジ
タルコンパレータ１０８の入力端子に供給している。デ
ジタルコンパレータ１０８の他の入力端子には、Ａ−Ｄ
変換器１１０によってデジタル信号に変換された検出温
度信号Ｓｔが与えられている。図６の期間Ｔでは、セレ
クタ１０６が第２のロックしきい値ＴＨ２を選択して出
力し、期間Ｔ以外の期間では第１のロックしきい値ＴＨ
１を選択して出力する。ＣＰＵ１００は、デジタルコン
パレータ１０８における比較結果に応じて第２のコント
ロール信号Ｑ２を出力する。なお、実際には、図７にお
けるセレクタ１０６とデジタルコンパレータ１０８の機
能はソフトウェアによって実現されている。

【００３１】なお、期間Ｔにおいて異常監視機能を抑制
する方法としては、図５と図６の２つの方法の他にも種
々の方法が考えられる。例えば、期間Ｔにおいて、サー
ミスタ検出温度から所定の温度を減算し、この減算結果
をロックしきい値温度と比較するようにしても図６と同
じ効果が得られる。

【００３２】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能であり、例えば次のよ
うな変形も可能である。

【００３３】（１）サーミスタの他に熱電対などの他の
温度検出器を用いることもできる。また、電子制御装置
７０の機能をハードウェアで実現することも可能であ
る。

【００３４】（２）上記実施例では、温水が被加熱体で
ある場合について説明したが、本発明は、温風などの他
の流体が被加熱体である場合にも適用することが可能で
ある。なお、温風が被加熱体である場合には、温風ファ
ンが作動部に相当する。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た発明では、制御手段が、第１のモードでは検出温度が
所定の第１のしきい値を超えた場合にヒータへの通電を
停止するので、被加熱体の温度が過度に高くなるのを防
止することができる。また、第２のモードでは、ヒータ
への通電の停止後の所定時間内において検出温度が第１
のしきい値を超えても作動部の動作を停止させないの
で、被加熱体の検出温度のオーバーシュートに起因する
誤動作を防止することができる。

【００３６】請求項２に記載された発明によれば、検出
温度がオーバーシュートしても、第１のしきい値よりも
高い第２のしきい値を超えない限り作動部を停止させな
いようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る衛生洗浄装置を装着し
た洋式トイレの外観図。

【図２】洋式便器１２及び本体１４等の要部断面図。

【図３】温水調節装置の構成を示す概念図。

【図４】ヒータ制御装置６０の内部構成を示す回路図。

【図５】実施例の通常時の温度制御動作を示すタイミン
グチャート。

【図６】他の実施例の通常時の温度制御動作を示すタイ
ミングチャート。

【図７】図６の動作を実現するための回路を示すブロッ
ク図。

【図８】温水の温度制御の動作を示すタイミングチャー
ト。

【図９】ヒータ通電制御素子の故障時における動作を示
すタイミングチャート。

【図１０】従来の通常時の実際の波形を示すタイミング
チャート。

【符号の説明】

５…衛生洗浄装置 １２…洋式便器 １４…洗浄装置本体 １６…洗浄用ノズル １６ａ…洗浄用ノズル １６ｂ…モータ １７…プレ洗浄用ノズル １８…操作パネル ２０…操作部 ２２…便座 ２４…便蓋 ２６…洗浄水タンク ３０…一次側水主流路 ３２…湯側分岐流路 ３４…水側分岐流路 ４０…サブタンク ４２…貯湯タンク ４４…ヒータ ４６…温水サーミスタ ５０…湯側流出流路 ５２…湯水混合弁 ５３…混合水サーミスタ ５４…吐水流路 ５６…流量調節弁 ６０…ヒータ制御装置 ７０…電子制御装置 ８０…交流電源 ８１…リレー ８２…スナバー回路 ８４…トライアック ８６…フォトカプラ ８６ａ…双方向フォトダイオード ８６ｂ…発光ダイオード ８８…抵抗 ８９…トランジスタ回路 ９０…全波整流回路 ９２…電解コンデンサ ９４…フォトカプラ ９４ａ…フォトトランジスタ ９４ｂ…発光ダイオード ９６…トランジスタ回路 ９８…抵抗 ９９…ＣＲ積分回路 １００…ＣＰＵ １０２，１０４…しきい値メモリ １０６…セレクタ １０８…デジタルコンパレータ １１０…Ａ−Ｄ変換器 Ｑ１，Ｑ２…コントロール信号 Ｓｔ…検出温度信号 Ｔ…マスク期間 ＴＨ１，ＴＨ２…ロックしきい値温度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂東 隆 神奈川県横浜市戸塚区前田町100番地 小糸工株式会社内 審査官 森林 克郎 (56)参考文献 特開 平５−189060（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−187823（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 23/00 - 23/32

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衛生洗浄装置の所定の被加熱体の温度を
   制御する装置であって、 前記被加熱体を加熱するヒータと、 前記被加熱体の温度を検出する温度検出器と、 前記被加熱体に対して所定の操作を行なう作動部と、 前記作動部を制御するとともに、前記温度検出器で検出
   された検出温度に基づいて前記ヒータの出力を制御する
   制御手段と、を備え、 前記制御手段は、 前記ヒータへの通電中は前記検出温度が所定の第１のし
   きい値を超えた場合に前記ヒータへの通電を停止すると
   ともに前記作動部の動作を停止させる第１のモードで制
   御を行ない、前記ヒータへの通電の停止後の所定時間内
   においては前記検出温度が前記第１のしきい値を超えて
   も前記作動部の動作を停止させない第２のモードで制御
   を行なうことを特徴とする衛生洗浄装置の温度制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の衛生洗浄装置の温度制御
   装置であって、 前記制御手段は、前記第２のモードにおいて前記第１の
   しきい値よりも高い第２のしきい値を用い、前記検出温
   度が前記第２のしきい値を超えた場合に前記作動部の動
   作を停止させる、衛生洗浄装置の温度制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の衛生洗浄装置の
   温度制御装置であって、 前記被加熱体は温水である衛生洗浄装置の温度制御装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の衛生洗浄装置の温度制御
   装置であって、 前記作動部は、前記温水を外部に吐出するための配管系
   に設置された開閉弁を含む、衛生洗浄装置の温度制御装
   置。