JP4730699B2

JP4730699B2 - 電解水供給機能付き便器洗浄装置

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Publication number: JP4730699B2
Application number: JP2001219220A
Authority: JP
Inventors: 哲也川上; 善仁柴田
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2021-07-19
Also published as: JP2003027556A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解水洗浄機能付き便器洗浄装置に係り、特に水の電気伝導度によって電解する電力を決定する電解水制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の便器洗浄装置では、特開２０００−２０４６３３号公報に示されるように、電解水洗浄時に定電流電源より電解手段に電力を供給し、その時点の電解手段の電圧を測定することにより、目標電流値を補正するように構成されたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の便器洗浄装置では、まず電解水洗浄の開始時に予め決められた電流により電解を行うが、このとき電極から溶出される殺菌性金属イオンの濃度は水質、特に水の電気伝導度との相関が強く、水の電気伝導度が高ければ溶出される金属イオン濃度は低く、水の電気伝導度が低ければ金属イオン濃度は高くなるため、水質によっては電解水洗浄開始時の電解水中の金属イオン濃度が非常に高くなってしまっていた。そして電解水中の金属イオン濃度が必要以上に高くなってしまうと、その金属イオンが便器に付着し、便器の黒ずみ等が発生するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、電解水洗浄を行う前に水の電気伝導度を知ることにより、電解水洗浄の開始時点から最適な電流により電解を行い、最適なイオン濃度の電解水により便器を洗浄することで、便器の黒ずみ等を発生させることなく、必要な殺菌・防汚効果をより正確に得ることができる電解水供給機能付き便器洗浄装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、便器と、前記便器に便器洗浄水を供給する便器洗浄水給水路と、前記便器洗浄水給水路に配設され洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、前記便器洗浄水給水路に配設され電気分解により殺菌性金属イオンの溶出を行う電解手段と、前記電解手段に供給する電力を制御する電解電力供給手段と、前記洗浄水供給手段と前記電解電力供給手段を制御する制御手段と、前記電解手段及び洗浄水供給手段を同時に駆動させる電解水洗浄動作とを備えた便器洗浄装置において、前記電解手段への印加電圧を測定する電圧測定手段とを備えるとともに、前記制御手段は前記電解手段へ予め定められた第一の所定電流を供給して前記電圧測定手段の検出電圧により洗浄水の電気伝導度を演算し、前記電気伝導度に基づいて洗浄水に適切な金属イオン濃度を供給できる目標電流を決定すると共に、前記第一の所定電流を供給して前記電圧測定手段より検出された電圧が第一の所定電圧より低い場合は、引き続いて前記第一の所定電流よりも大きく設定された第二の所定電流を供給して前記目標電流を決定するものであり、前記目標電流にて電解洗浄動作することを特徴とする。
この結果、測定された電圧が小さく電気伝導度が正確に演算できない場合、供給する電流を大きくすることで測定電圧が大きくなり、より正確に電気伝導度を演算することができ、最適なイオン濃度の電解水を供給することができるため、十分な殺菌・防汚効果を得るとともに便器の黒ずみ等の発生を防ぐことが可能となる。
【０００７】
第２の発明は、請求項１記載の便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記第一の所定電流を供給し、前記電圧測定手段より検出された電圧が前記第一の所定電圧より高く設定された第二の所定電圧より高い場合は、前記電解手段の開放異常と判断し、前記目標電流を前記電解電力供給手段より供給される電流値の下限値に設定することを特徴とする。その結果、一時的な断水等により電解手段に通水されなかった場合でも、断水状態が復帰すれば電解水による洗浄ができるため、殺菌・防汚効果を得ることが可能となる。
【０００８】
第３の発明は、請求項１又は２記載の便器洗浄装置において、前記電圧測定手段は切替可能な複数の増幅係数を有するとともに、前記制御手段は、前記第二の所定電流を供給して前記電圧測定手段より検出された電圧が、電気伝導度が少なくとも前記第一の所定電圧より高く設定された第三の所定電圧より低い場合は、前記増幅係数を大きく設定して前記目標電流を決定し、前記目標電流にて電解洗浄動作する。その結果、電流を大きくしてもなお検出電圧が低く電気伝導度の演算精度が十分でない場合に、流す電流をさらに大きくし電解水のイオン濃度をさらに高くすることなく検出電圧を大きくすることが可能であるため、より正確に電気伝導度を演算することができ、最適なイオン濃度の電解水を供給することができるため、十分な殺菌・防汚効果を得るとともに便器の黒ずみ等の発生を防ぐことが可能となる。
【０００９】
第４の発明は、請求項３記載の便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記電圧測定手段より検出された電圧が前記第一の所定電圧より低く設定された第四の所定電圧より低い場合は、前記電解手段の短絡異常として判断し、前記電解電力供給手段の駆動を停止させるとともに、前記電解水洗浄を中止することを特徴とする。その結果、電解手段の中に導電性の異物等が混入し短絡状態となった場合に、電解を継続することがないため、安全に停止することが可能となる。
【００１０】
第５の発明は、請求項４記載の便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記電解水洗浄の代わりに、前記洗浄水供給手段のみを駆動させる非電解水洗浄を行う機能を備えたことを特徴とする。その結果、電解手段の中に導電性の異物等が混入し短絡状態となった場合に、電解を継続することがないため、安全に停止することが可能となるとともに、便器内の汚れた水を非電解水により置換することができ、防汚効果の低下を最小限に防ぐことが可能となる。
【００１４】
第６の発明は、請求項１乃至５のいづれか一つに記載の便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記電解水洗浄動作を行う直前に前記非電解水洗浄動作を行う電解予備洗浄機能を備え、前記制御手段は、前記電解予備洗浄動作中に前記電解水洗浄時に前記電解手段に供給する目標電流を決定することを特徴とする。その結果、電解水洗浄を行う前に目標電流を決める事ができるため、電解水洗浄の最初から最適な電流値により電解することが可能となる。
【００１５】
第７の発明は、請求項１乃至６のいづれか一つに記載の便器洗浄装置において、前記第一の所定電流および第二の所定電流を前記電解手段に供給する前記電解電力供給手段の制御量を予め設定記憶する機能を備えるとともに、前記制御手段は、前記電解予備洗浄時に前記第一の所定電流もしくは第二の所定電流を前記電解手段に供給する場合、予め設定記憶された制御量により前記電解電力供給手段を制御することを特徴とする。その結果、フィードバック制御を行わなくても、工場出荷時に高精度に調整された制御量を用い目標電流をより正確に求めることが可能となるとともに、フィードバック制御による遅れ時間もなく不必要に電解を継続することがないため、必要以上に電解水を供給することがなく便器の黒ずみ等の発生を防ぐことが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面により詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態に係わる小便器自動洗浄装置の構成図、図２は電解を制御する回路構成図であり、図３および図４は電解制御のフローチャート、図５は電解予備洗浄と電解水洗浄のタイムチャート、図６は電気伝導度と目標電流との関係を表した図である。
【００３０】
図１に示すように、電解水供給機能付き便器洗浄装置は、小便器４と、小便器４に洗浄水を供給する給水管５と、給水管の途中に配設され洗浄水の吐水・止水を行う電磁弁２と、電磁弁２と小便器４との間に配設され電気分解により銀イオンを溶出する１対の銀電極３ａ、３ｂからなる電解槽３と、小便器４を人が使用しているかどうかを検出する人体センサ１４と、電磁弁２および電解槽３および人体センサ１４を制御する制御装置１より構成され、制御装置１は電磁弁２の開閉を制御する洗浄水供給部６と、電解槽３に銀イオンを溶出させる電力を供給する電源部８と電解電力供給部７と、電解槽３に供給されている電圧を測定する電圧測定部９と、電圧測定部９の出力の増幅係数を切り替える電圧増幅係数切替部１０と、電解槽３に流れている電流測定部１１と、電流測定部１１の出力の増幅係数を切り替える電流増幅係数切替部１２と、これらを制御する制御部１３から構成されている。
【００３１】
また図２に示すように、マイコン１７とその電源２４と、電源２４の電圧を電解に必要な電圧に昇圧する昇圧回路２５と、電解槽３に供給する電流を制御するためマイコン１７の出力ポート２１からＰＷＭ信号が出力され、そのデューティ比に応じてＴＲ１が制御され昇圧回路２５の出力が所定の定電流となり電解槽３に供給される。また電解槽３に供給された電流は、電流検出抵抗Ｒ１に流れ電位差Ｖ１を生じ、その電位差がオペアンプ２６と抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５によって構成される増幅器により増幅されＶ３となり、その電圧がマイコン１７のＡ／Ｄポート１８に入力され、電解槽３に流れる電流を検出するようになっている。ここでバイアス抵抗Ｒ０によって電流を加算しているのは、電解出力を停止している場合に、コンパレータ２７のオフセット電圧によりＴＲ１が誤動作するのを防ぎ、確実にＴＲ１をオフするためである。また増幅器の増幅率は抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５によって決定されるが、マイコン１７の出力ポート２２の出力のＨｉ／Ｌｏを切り替えることによりＴＲ３がオン／オフし増幅器の増幅率を変更することが可能となる。さらに電解槽に供給されている電圧Ｖ０は抵抗Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８による分圧比により決まる電圧Ｖ４となりマイコン１７のＡ／Ｄポート１９に入力され、電解槽に供給される電圧が検出される。またマイコン１７の出力ポート２０の出力のＨ／Ｌを切り替えることによりＴＲ２がオン／オフし、抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８の分圧比が切り替わり測定電圧の増幅率を切り替えるように構成されている。ここで電解槽に供給される電圧は厳密にはＶ０とＶ１との差になるが、電流検出用抵抗Ｒ１を十分に小さくしておくことで、Ｖ０に比べＶ１は非常に小さくなるため、簡易的にＶ０により電圧を求めることも可能となる。
【００３２】
以上の構成において図３に示すように、まず２時間タイマーをスタートし（Ｓ１）、もし小便器４が使用され人体センサ１４が人体を検知すると（Ｓ２）、再び２時間タイマーがセットされる（Ｓ１）。そして誰も小便器４を使用しない状態が２時間継続すると（Ｓ３）電解水洗浄を行うように制御される。これは電解水洗浄をあまり頻繁に行うと便器に黒ずみ等を発生させる恐れがあるため、小便器内の雑菌の繁殖が活発になる時間を待って、その直前に電解水洗浄を行うことにより効率良く殺菌を行うためである。そこで、１０秒タイマーがスタートし（Ｓ４）、電磁弁２を駆動させ電解予備洗浄が開始され（Ｓ５）、後述する電気伝導度演算処理により水の電気伝導度が求められ、電解水洗浄時の目標電流が決定される（Ｓ６）。そして電磁弁２の駆動から１０秒の時間が経過すると（Ｓ７）、電磁弁２の駆動が停止され（Ｓ８）電解予備洗浄が終了する。そして５秒タイマーがスタートし（Ｓ９）、５秒間の電解予備洗浄と電解水洗浄とのインターバルが経過すると（Ｓ１０）、電解水洗浄がのタイミングとなる。その後まず１０秒タイマーがスタートされ（Ｓ１１）、電解予備洗浄時に電解槽ショート異常を検出していないかをチェックし（Ｓ１２）、電解槽ショート異常が発生していなければ、電磁弁２および電解電力供給部７を駆動し（Ｓ１３）、電解予備洗浄時に求められた目標電流が電解槽３に供給され、電解水により小便器４が洗浄される。そして１０秒経過すると（Ｓ１４）電磁弁２の駆動を停止し電解水洗浄を終了するが（Ｓ１５）、電解電力供給部７の駆動はそのまま１秒間継続し（Ｓ１６）電磁弁２と電解槽３の間にある水が電解されずに便器４に供給されることを防止し、電磁弁２の駆動停止から１秒経すると（Ｓ１７）電解電力供給部７の駆動を停止する（Ｓ１８）。また、電解予備洗浄で電解槽ショート異常が検出されていた場合（Ｓ１２）、電磁弁２のみを駆動し便器内の水の置換のみを行い（Ｓ１９）、１０秒経過した後（Ｓ２０）、電磁弁２の駆動を停止する（Ｓ２１）。
【００３３】
つぎに、電解予備洗浄時の電気伝導度演算処理について図４を用いて説明する。まず１秒タイマーをスタートさせ（Ｓ１）、電磁弁２の駆動から１秒経過した後（Ｓ２）、さらに１秒タイマーをスタートさせる（Ｓ３）と同時に電解電力供給部７を駆動させ（Ｓ４）、１ｍＡの電流を電解槽３に通電する（Ｓ５）。そして１秒経過した後、電解槽に供給されている電圧Ｖ０を抵抗Ｒ６、Ｒ７で分圧された電圧Ｖ４をＡ／Ｄポート１９により測定し０．６Ｖ以上であるかをチェックし（Ｓ７）、Ｖ４が０．６Ｖ以上であれば、引き続いてＶ４が２．５Ｖ以上であるかをチェックし（Ｓ８）、２．５Ｖ以上であれば電解槽オープン異常を検出し（Ｓ９）、人体センサ１４中に配置された感知ＬＥＤ１４ａを点滅させ（Ｓ１０）、使用者に電解槽３の異常を報知するとともに電解槽に流す電流の下限値である２ｍＡを目標電流としてセットする（Ｓ１１）。もし０．６Ｖ以上、２．５Ｖ未満であれば（Ｓ７、Ｓ８）、この電気伝導度の領域水は電気伝導度によらず一定の電流を流すと必要なイオン濃度の電解水が得られることが分かっているため、目標電流として２ｍＡをセットし（Ｓ１１）、電解電力供給部７の駆動を停止する（Ｓ２０）。
【００３４】
もしＶ４が０．６Ｖ未満であれば電気伝導度の大きな再処理水の領域であるので、まず１秒タイマーをスタートさせ（Ｓ１２）、電解槽に流す電流を３ｍＡに増やし（Ｓ１３）、１秒経過して電流が十分に安定した時点で（Ｓ１４）再度Ｖ４を測定し１．５Ｖ以上であれば（Ｓ１５）、この時の検出電圧および通電電流より水の電気伝導度を演算し（Ｓ１６）、求められた電気伝導度Ｓからａ×Ｓ＋ｂ（ａおよびｂは定数）とう式により目標電流を求める（Ｓ１７）。また、Ｖ４が１．５Ｖ未満であれば（Ｓ１５）、マイコン１７の出力ポート２０をＨｉからＬｏに切り替え、電解槽に供給されている電圧Ｖ０を抵抗Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８で分圧された電圧Ｖ４をＡ／Ｄポート１９に入力するように変更し電圧測定用増幅係数を大きくし（Ｓ２１）、１秒の時間待ちにより（Ｓ２２、Ｓ２３）検出電圧が十分安定したところで、再度Ｖ４を測定し０．１５Ｖ以上であれば（Ｓ２４）、このときの検出電圧および通電電流より水の電気伝導度を演算し（Ｓ１６）、求められた電気伝導度Ｓからａ×Ｓ＋ｂという式により目標電流を求める（Ｓ１７）。そしてこの時求められた目標電流がもし５０ｍＡ以上という値になっている場合（Ｓ１８）、そのままの電流で電気分解を行うとイオン濃度が濃くなりすぎ、便器の黒ずみ等を発生する恐れがあるため、目標電流を５０ｍＡに制限し（Ｓ１９）、電解電力供給部７の駆動を停止する（Ｓ２０）。
【００３５】
また電圧測定用増幅係数を大きくし再度Ｖ４を測定したときに０．１５Ｖ未満であれば（Ｓ２４）、電解槽３の電極３ａ、３ｂの間が異物等によりショートしているとして電解槽ショート異常を検出し（Ｓ２５）、人体センサ１４中に設けられた感知ＬＥＤ１４ａを点滅させ（Ｓ２６）使用者に電解槽３の異常を報知するとともに、電解電力供給部７の駆動を停止する（Ｓ２０）。このようにして電解予備洗浄時に水の電気伝導度が求められ、電解水洗浄時の目標電流が決定される。
【００３６】
以上の説明に従って制御された場合図５および図６に示すように、電気伝導度の低い上水等の水の場合（図６のＢの領域）、図５（ａ）のように電解予備洗浄開始から１秒経過した後、１ｍＡの電流で電解を行い１秒後に電気伝導度が測定され目標電流の２ｍＡが決定される。その後電解を一旦終了し、電解予備洗浄時間１０秒が終了後、５秒のインターバルをおいて電解水洗浄が開始される。そして１０秒経過した時点で電磁弁２がオフされるが、電解はさらに１秒間継続して行われ電磁弁４から電解槽３までの残水に、銀イオンが溶出されることなく便器に供給されることを防いでいる。
【００３７】
次に電気伝導度が中間の領域の水の場合（図６のＣの領域）、図５（ｂ）のように電解予備洗浄開始から１秒経過した後、１ｍＡの電流で電解を行いその時の電解槽３の両端電圧を測定するが、電圧が低いため３ｍＡの電流で電解を行い１秒後に電気伝導度が測定され目標電流が決定される。この時の目標電流は図６のＣの領域に示すように電気伝導度の関数として求められる。その後電解を一旦終了し、電解予備洗浄時間１０秒が終了後、５秒のインターバルをおいて電解水洗浄が開始される。そして１０秒経過した時点で電磁弁２がオフされるが、電解はさらに１秒間継続して行われ、電磁弁２から電解槽３までの残水に、銀イオンが溶出されることなく便器に供給されることを防いでいる。
【００３８】
次に電気伝導度の高い水の場合（図６のＤの領域）、図５（ｃ）のように電解予備洗浄開始から１秒経過した後、１ｍＡの電流で電解を１秒間行うが、その時の電解槽３の両端電圧が低いため、３ｍＡの電流で１秒間電解を行い電解槽３の両端電圧を測定する。しかしそれでも検出電圧が低いため、電圧測定部の増幅係数を大きくしてさらに１秒間電解を行った後、電解槽３の両端電圧を測定し、その時の電圧と電流から水の電気伝導度を測定し、目標電流が決定される。この時の目標電流も図６のＤの領域に示すように電気伝導度の関数として求められる。その後電解を一旦終了し、電解予備洗浄時間１０秒が終了後、５秒のインターバルをおいて電解水洗浄が開始される。そして１０秒経過した時点で電磁弁２がオフされるが、電解はさらに１秒間継続して行われ、電磁弁２から電解槽３までの残水に、銀イオンが溶出されることなく便器に供給されることを防いでいる。
【００３９】
次にさらに電気伝導度が高い水の場合も（図６のＥの領域）、先ほどの図６のＤの領域と同様に図５（ｃ）のタイミングによって電気伝導度および目標電流が決定されるが、この領域の水では図６のＥに示すように、電気伝導度の関数としてではなく、電解槽に流す電流の上限値の５０ｍＡに制限され一定の電流値となる。
【００４０】
次に電気伝導度が著しく低い水もしくは断水等により水がない場合や電解槽がオープン故障している場合（図６のＡの領域）、図５（ｄ）のように電解予備洗浄開始から１秒経過した後、１ｍＡの電流で電解を行い１秒後に電解槽オープン異常が検出され感知ＬＥＤ１４ａの点滅を開始し、同時に目標電流の２ｍＡが決定される。その後電解を一旦終了し、電解予備洗浄時間１０秒が終了後、５秒のインターバルをおいて電解水洗浄が開始される。そして１０秒経過した時点で電磁弁２がオフされるが、電解はさらに１秒間継続して行われ電磁弁２から電解槽３までの残水に、銀イオンが溶出されることなく便器に供給されることを防いでいる。
【００４１】
次に電気伝導度が著しく高い水もしくは電極間に異物が混入した場合や電解槽がショート故障している場合（図６のＦの領域）、図５（ｅ）のように電解予備洗浄開始から１秒経過した後、１ｍＡの電流で電解を１秒間行うが、その時の電解槽３の両端電圧が低いため、３ｍＡの電流で１秒間電解を行い電解槽３の両端電圧を測定する。しかしそれでも検出電圧が低いため、電圧測定部の増幅係数を大きくしてさらに１秒間電解を行った後、電解槽３の両端電圧を測定し、電解槽のショート異常が検出され感知ＬＥＤ１４ａが点滅を開始し、電解を一旦終了する。そして電解予備洗浄時間１０秒が終了後、５秒のインターバルをおいて電解水洗浄が開始されるタイミングとなるが、電解は行われず電磁弁２のみがオンされ１０秒間非電解水による洗浄が行われ、小便器４の中の水が置換される。
【００４２】
次に図７に電解電流制御用のＰＷＭ信号のデューティ比と電解槽３に流れる電流との関係を示す。まず電解槽３に流す電流が１０ｍＡ以下と比較的小さいときは、マイコン１７の出力ポート２２からＨｉ信号が出力され、ＴＲ３がオンする。そしてオペアンプ２６および抵抗Ｒ３およびＲ５により増幅器が構成され電流測定用増幅係数が大となり、その増幅器の出力電圧Ｖ３とマイコン１７の出力ポート２１より出力されるＰＷＭ信号Ｖ２とをコンパレータ２７により比較した電圧がＴＲ１のベースに供給され、ＴＲ１のエミッタに流れる電流が制御されて電解槽３へ流れる電流が定電流となるよう構成されている。そして出力ポート２１から出力されるＰＷＭ信号のデューティ比が大きくなるほど電解槽３へ流れる電流は大きくなる。また、電解槽３へ流す電流が１０ｍＡ以上になった場合、出力ポート２２からＬｏ信号が出力されトランジスタＴＲ３がオフし、オペアンプ２６および抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５により増幅器が構成されるため増幅率は小となる。従って増幅器の出力電圧Ｖ３は増幅率大のときよりも小さいため、同じデューティ比のＰＷＭ信号を出力ポート２１より出力しても、コンパレータ２７で比較する電圧が小さくなり、コンパレータ２７からＴＲ１のベースに供給される電圧も高くなるため、同じデューティ比でもＴＲ１を流れる電流は大きくすることができる。このようにしてポート２１から出力されるＰＷＭ信号のデューティ比と電解槽３に流れる電流との関係には直線性があるため、予めこの関係を記憶しておくことにより、目標電流と同じ電流を電解槽３に流すことが可能となる。
【００４３】
しかしながら、実際には回路を構成している各電子部品の定数や特性にバラツキがあるため、予め記憶しておいた関係式通りのデューティ比のＰＷＭ信号を出力ポート２１より出力しても電解槽３に流れる電流値は目標電流と一致しないことが普通である。
【００４４】
そのため、まず電解予備洗浄時に電気伝導度の測定に使用する電流値１ｍＡと３ｍＡについては、この装置を製造した時の出荷前の検査において、まず電解槽３の代わりに精度のよい１ｍＡ定電流負荷を用い、マイコン１７の出力ポート２１より最大デューティ比でＰＷＭ信号を出力し、その時の電流検出用Ａ／Ｄポート１８の入力値ＡＤ１を記憶する。次に電解槽３の代わりに精度のよい３ｍＡの定電流負荷を用い、マイコンの出力ポート２１より最大デューティ比でＰＷＭ信号を出力し、その時の電流検出用Ａ／Ｄポート１８の入力値ＡＤ３を記憶する。引き続いて、電解槽３の代わりに抵抗を接続し、マイコン１７は出力ポート２１より１ｍＡ相当のデューティ比のＰＷＭ信号を出力し、その時の電流検出用Ａ／Ｄポート１８の入力値を読み込むが、先ほど記憶した正確な１ｍＡの時の入力値ＡＤ１と異なっている場合、出力ポート２１より出力するデューティ比を変更し再びこの動作を行い、電流検出用Ａ／Ｄポート１８の入力値とＡＤ１とが一致するまでデューティ比の変更を繰り返し、一致したときに出力ポート２１より出力していたデューティ比のＰＷＭ値をＰＷＭ１として不揮発性メモリに記憶する。同様にマイコン１７は出力ポート２１より３ｍＡ相当のデューティ比のＰＷＭ信号を出力し、その時の電流検出用Ａ／Ｄポート１８の入力値を読み込むが、先ほど記憶した正確な３ｍＡの時の入力値ＡＤ３と異なっている場合、出力ポート２１より出力するデューティ比を変更し再びこの動作を行い、電流検出用Ａ／Ｄポート１８の入力値とＡＤ３とが一致するまでデューティ比の変更を繰り返し、一致したときに出力ポート２１より出力していたデューティ比のＰＷＭ値をＰＷＭ３として不揮発性メモリに記憶する。
【００４５】
このようにして記憶された１ｍＡ出力時のデューティ比ＰＷＭ１、３ｍＡ出力時のデューティ比ＰＷＭ３を電解予備洗浄の電気伝導度の測定の時にマイコンの出力ポート２１より出力することにより、より正確な電流を電解槽３に供給することができるため、より正確に電気伝導度を測定することが可能となる。
【００４６】
また電解水洗浄時の電解槽電流の制御方法を図８に示すフローチャートおよび図９の電解電流のタイムチャートにより説明する。まず、積分値ＦＢｉをクリアし（Ｓ１）、引き続いて予め記憶しておいたポート２１から出力されるＰＷＭ信号のデューティ比と電解槽３に流れる電流との関係式より目標電流Ｉｓに相当するデューティ比を決定し（Ｓ２）、ポート２１よりＰＷＭ信号を出力し（Ｓ３）、電磁弁２を駆動する（Ｓ４）と同時に１秒タイマーをスタートさせ（Ｓ５）、１秒経過するまでこのＰＷＭ信号を継続して出力する（Ｓ６）。ここで１秒間この値を継続するのは電解槽３に流れる電流値および洗浄水の流量が安定するのを待つためである（図９のＧの領域）。
【００４７】
そして１秒経過した後９秒タイマーをスタートさせ（Ｓ７）、電流検出用Ａ／Ｄポート１８の値を読み込みＡＤＩに入力し（Ｓ８）、オペアンプ２６と抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５と電流検出用抵抗Ｒ１により決定される電流増幅率ＧＩをその値に乗じ現在の電流値Ｉｒを求め（Ｓ９）、目標電流Ｉｓとの電流偏差Ｉｈを求める（Ｓ１０）。次にその電流偏差Ｉｈに比例ゲインＫｒを乗じた比例値ＦＢｒを求め（Ｓ１１）、また電流偏差Ｉｈに積分ゲインＫｉを乗じ、その値に前回の積分値ＦＢｉを加え新しい積分値ＦＢｉを求める（Ｓ１２）。そして最初に出力したＰＷＭ信号（デューティ比）に比例値ＦＢｒと積分値ＦＢｉを加えた新しいＰＷＭ信号（デューティ比）を求めその値を出力ポート２１より出力する（Ｓ１３）。次に２００ｍ秒タイマーをスタートさせ（Ｓ１４）、２００ｍ秒経過した後（Ｓ１５）、さきほどスタートした９秒タイマが０となったかどうかをチェックし（Ｓ１６）、もし０でなければ再び電流検出用Ａ／Ｄポート１８の値を読み込み目標電流Ｉｓとの偏差Ｉｈより比例値ＦＢｒ、積分値ＦＢｉを演算し新しいＰＷＭ値を求め出力する処理を繰り返す。このようにして電解水洗浄開始１秒後から電解水洗浄が終了するまでの間、目標電流Ｉｓと実際に電解槽３に流れる電流Ｉｒとが等しくなるようにフィードバック制御される（図９のＨの領域）。
【００４８】
そして９秒経過後タイマが０となっていれば電磁弁２の駆動を停止し（Ｓ１７）、１秒タイマーをスタートさせると同時に（Ｓ１８）、ＰＷＭ出力はそのまま継続する。ここでＰＷＭ出力を継続するのは電磁弁２の駆動を停止した後、電磁弁２と電解槽３との間の水に銀イオンが溶出されずに小便器４に吐水され、殺菌・防汚効果が弱くなることを防ぐためである（図９のＩの領域）。そして１秒経過した後（Ｓ１９）出力ポート２１の出力を停止する（Ｓ２０）。
【００４９】
また、電解水洗浄が開始してから１秒間の間は、予め記憶しておいたポート２１から出力されるＰＷＭ信号のデューティ比と電解槽３に流れる電流との関係式より目標電流Ｉｓに相当するデューティ比を決定し、ポート２１よりＰＷＭ信号を出力するようにしていたが、この時このようにして求めたデューティ比に、前回の電解水洗浄のときの積分値ＦＢｉを加えた値をポート２１よりＰＷＭ信号として出力するようにすれば、電解水洗浄を開始してから１秒間の間に電解槽３に流れる電流の精度をより良くすることが可能となる。
【００５０】
上述した内容はあくまで本発明の一実施形態に関するものであって、本発明が上記内容のみに限定されることを意味されるものでない。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
【００５２】
電解水洗浄を行う前に、電解水洗浄時に電解槽に供給する電流値の下限値より小さい電流によって水の電気伝導度を求め、目標電流を決める事ができるため、電解洗浄の最初から最適な電流値により電解することが可能となり、また必要以上のイオン濃度の電解水を供給することもないため、便器の黒ずみ等の発生を防ぐとともに十分な殺菌・防汚効果を得ることが可能となる。
【００５３】
また、水の電気伝導度を求める際に検出電圧が小さく水の電気伝導度を十分な精度で求めることができない場合、電解槽に流す電流を増やす、電圧検出ゲインを大きくすることにより水の電気伝導度をより精度よく求めることができるため、必要以上のイオン濃度の電解水を供給することがなく便器の黒ずみ等の発生を防ぐとともに十分な殺菌・防汚効果を得ることが可能となる。
【００５４】
また、電解水洗浄時は電解槽に流す電流をフィードバック制御し、水の電気伝導度を求める際に電解槽に流す電流は予め出力するＰＷＭ信号を記憶しておくことにより、電解槽に通電する電流精度をより良くすることができるとともに、通電時間を最短とすることができるため、便器の黒ずみ等の発生を防ぐとともに十分な殺菌・防汚効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における電解水供給機能付き小便器自動洗浄装置の構成図。
【図２】本発明における電解制御の回路構成図。
【図３】本発明における電解制御のフローチャート。
【図４】本発明における電解制御のフローチャート。
【図５】本発明における電解予備洗浄と電解水洗浄のタイムチャート。
【図６】本発明における水の電気伝導度と電解電流の関係を表したグラフ。
【図７】本発明における電解電流と制御信号の関係を表したグラフ。
【図８】本発明における電解電流のフィードバック制御のフローチャート。
【図９】本発明における電解電流のタイムチャート。
【符号の説明】
１…制御装置、２…電磁弁、３…電解槽、３ａ…電極、３ｂ…電極
４…小便器、５…給水管、６…洗浄水供給部、７…電解電力供給部
８…電源部、９…電圧測定部、１０…電圧増幅係数切替部
１１…電流測定部、１２…電流増幅係数切替部、１３…制御部
１４…人体センサ、１４ａ…感知ＬＥＤ
１７…マイコン、１８電流検出用Ａ／Ｄポート、１９…電圧検出用Ａ／Ｄポート
２０…電圧測定用増幅係数切替出力ポート、２１…ＰＷＭ信号出力ポート
２２…電流測定用増幅係数切替出力ポート、２３…発振子
２４…制御用電源、２５…昇圧回路、２６…オペアンプ、２７…コンパレータ

Claims

便器と、前記便器に便器洗浄水を供給する便器洗浄水給水路と、前記便器洗浄水給水路に配設され洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、前記便器洗浄水給水路に配設され電気分解により殺菌性金属イオンの溶出を行う電解手段と、前記電解手段に供給する電力を制御する電解電力供給手段と、前記洗浄水供給手段と前記電解電力供給手段を制御する制御手段と、前記電解手段及び洗浄水供給手段を同時に駆動させる電解水洗浄動作とを備えた便器洗浄装置において、前記電解手段への印加電圧を測定する電圧測定手段とを備えるとともに、前記制御手段は前記電解手段へ予め定められた第一の所定電流を供給して前記電圧測定手段の検出電圧により洗浄水の電気伝導度を演算し、前記電気伝導度に基づいて洗浄水に適切な金属イオン濃度を供給できる目標電流を決定すると共に、前記第一の所定電流を供給して前記電圧測定手段より検出された電圧が第一の所定電圧より低い場合は、引き続いて前記第一の所定電流よりも大きく設定された第二の所定電流を供給して前記目標電流を決定するものであり、前記目標電流にて電解洗浄動作することを特徴とする便器洗浄装置。
請求項１記載の便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記第一の所定電流を供給して前記電圧測定手段より検出された電圧が前記第一の所定電圧より高く設定された第二の所定電圧より高い場合は、前記電解手段の開放異常と判断し、前記目標電流を前記電解電力供給手段より供給される電流値の下限値に設定することを特徴とする便器洗浄装置。
請求項１又は２記載の便器洗浄装置において、前記電圧測定手段は切替可能な複数の増幅係数を有するとともに、前記制御手段は、前記第二の所定電流を供給して前記電圧測定手段より検出された電圧が少なくとも前記第一の所定電圧より高く設定された第三の所定電圧より低い場合は、前記増幅係数を大きく設定して前記目標電流を決定し、前記目標電流にて電解洗浄動作することを特徴とする便器洗浄装置。
請求項３記載の便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記電圧測定手段より検出された電圧が前記第一の所定電圧より低く設定された第四の所定電圧より低い場合は、前記電解手段の短絡異常として判断し、前記電解電力供給手段の駆動を停止させるとともに、前記電解水洗浄を中止することを特徴とする便器洗浄装置。
請求項４記載の便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記電解水洗浄の代わりに、前記洗浄水供給手段のみを駆動する非電解水洗浄を行う機能を備えたことを特徴とする便器洗浄装置。
請求項１乃至５のいづれか一つに記載の便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記電解水洗浄動作を行う直前に前記非電解水洗浄動作を行う電解予備洗浄機能を備え、前記制御手段は、前記電解予備洗浄動作中に前記電解水洗浄時に前記電解手段に供給する目標電流を決定することを特徴とする便器洗浄装置。
請求項１乃至６のいづれか一つに記載の便器洗浄装置において、前記第一の所定電流および第二の所定電流を前記電解手段に供給する前記電解電力供給手段の制御量を予め設定記憶する機能を備えるとともに、前記制御手段は、前記電解予備洗浄時に前記第一の所定電流もしくは第二の所定電流を前記電解手段に供給する場合、予め設定記憶された制御量により前記電解電力供給手段を制御することを特徴とする便器洗浄装置。