JP4880506B2 - 衛生洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、衛生洗浄装置に関し、より具体的には、例えば洋式腰掛便器に腰掛けた使用者の「おしり」などを水で洗浄する衛生洗浄装置に関する。

衛生洗浄装置は、洗浄水を噴射する吐水ノズルを進退自在に収容し、腰掛便器の上に設置して、便座に座った使用者の「おしり」などを温水で洗浄することができる。このような衛生洗浄装置は、温水を生成するための貯水タンクを有するものが多い。この貯水タンクは、衛生洗浄装置を最初にトイレに設置した時や、凍結防止などの目的のために衛生洗浄装置の水抜きをした後などは、空の状態である。従って、これらの場合に、貯水タンクに自動的に給水可能とすると、衛生洗浄装置は短時間で自動的に使用可能な状態となり、便利である（特許文献１）。
特開２００３−１３８６２６号公報

しかし、例えば衛生洗浄装置を設置した後に止水栓が閉じられたままの状態とされたり、また給水はされているが給水水圧が通常よりも低い場合などもあり得る。このような場合に、貯水タンクが満水になるまで衛生洗浄装置のノーマリクローズ型の電磁開閉弁を開の状態に長時間維持すると、電磁開閉弁が発熱し動作に支障が出ることもあり得る。

本発明は、かかる観点からなされたものであり、貯水タンクに自動的に水を導入可能としつつ、電磁開閉弁の発熱も抑制した衛生洗浄装置を提供するものである。

本発明の一態様によれば、貯水タンクと、給水源から前記貯水タンクに水を供給する給水管と、前記給水管を流れる水の流路を開閉する電磁開閉弁と、前記電磁開閉弁の開閉を制御する制御部と、を備えた衛生洗浄装置であって、前記制御部は、前記電磁開閉弁を開状態としてから所定時間以内に前記貯水タンクに貯留された水の量が所定量を下回る時は、前記電磁開閉弁を間欠的に開状態とするように制御することを特徴とする衛生洗浄装置が提供される。

本発明によれば、貯水タンクに自動的に水を導入可能としつつ、電磁開閉弁の発熱も抑制した衛生洗浄装置を提供できる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態にかかるトイレ装置の模式斜視図である。
このトイレ装置は、洋式腰掛便器９５０と、その上に設置された衛生洗浄装置１０と、を有する。洋式腰掛便器９５０は、いわゆる「ロータンク式」のものでもよく、または水道などの給水源に直結されて洗浄水を流す「直圧式」のものでもよい。または、便器９５０は、航空機などに設置されるいわゆる「真空式」のものであってもよい。
便器９５０の上に設置された衛生洗浄装置１０は、本体部１２と、この本体部１２に対して開閉自在に軸支された便座１４及び便蓋１６と、を備える。ただし便蓋１６は、設けなくてもよい。本体部１２からは、使用者のスイッチ操作などに応じて吐水ノズル４１０が便器９５０のボウル内に伸出し、その先端付近に設けられた吐水口から水を噴射して、使用者の「おしり」などを洗浄可能とされている。なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。

図２は、本実施形態の衛生洗浄装置１０のブロック図である。
また、図３は、この衛生洗浄装置１０の水路系を表す模式図である。なお、図２以降の図については、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
衛生洗浄装置１０は、図３に表したように、水道や貯水タンクなどの給水源２０に接続されノズルユニット４００に至る給水管１１０を有する。給水管１１０の上流側には、まず止水栓１１２が設けられている。止水栓１１２は、手動による開閉が可能とされ、例えば、衛生洗浄装置１０の取付・取り外しや保守点検の際などに水路を随時遮断することができる。なお、止水栓１１２は、衛生洗浄装置１０に設けてもよく、または、衛生洗浄装置１０とは別体の要素として水道などの給水源２０の供給口の側に設けてもよい。

止水栓１１２の下流には、ストレーナ１１４、電磁開閉弁１２０、調圧弁１３０が設けられている。ストレーナ１１４は、例えば８０メッシュ程度のフィルタであり、給水に混入した異物を除去する。電磁開閉弁１２０は、例えばノーマリクローズすなわち非通電時において閉状態となる電磁バルブであり、制御部（図２参照）からの指令に基づいて水の供給を制御する。調圧弁１３０は、給水圧が高い場合に、所定の圧力範囲に調整する役割を有する。

調圧弁１３０の下流には、安全弁１４０が設けられている。安全弁１４０は、水路の圧力が上昇した時に開いて、水を便器９５０のボウルに排出する。安全弁１４０を設けることにより、例えば調圧弁１３０の故障などによりその２次側の水路の圧力が上昇した場合でも、衛生洗浄装置１０の内部に漏水が生ずることを防止できる。

安全弁１４０の下流には、貯水タンク２００が設けられている。貯水タンク２００は、供給された水をヒータで加熱し、所定の温水にする。貯水タンク２００の容量は、例えば７００ミリリットル程度とすることができる。貯水タンク２００の下流には、バキュームブレーカ２１０、逆止弁２２０、バキュームブレーカ２３０から、流量調整弁ユニット３００を経てノズルユニット４００が接続されている。逆止弁２２０は、水路の圧力が低下した場合などに、ノズルユニット４００から水路への水の逆流を防止する。その前後に設けられたバキュームブレーカ２１０、２３０は、逆止弁２２０の１次側と２次側の水路の水抜きを促進させる。流量調整弁ユニット３００は、ノズルユニット４００に設けられている吐水ノズル４１０やノズル洗浄室４９０（図２参照）への給水の切替や水勢の調整をする。なお、流量調整弁ユニット３００の２次側に、水に脈動を与える脈動ユニットなどを設けてもよい。

図２に表したように、ノズルユニット４００には、吐水ノズル４１０と、これを伸出・後退させるノズルモータ４８０と、吐水ノズル４１０の外周に水を噴射してその胴体を洗浄するノズル洗浄室４９０と、が設けられている。これら各要素の動作は、制御部５００により制御される。

また、制御部５００には、便座１４に使用者が座っていることを検知する着座センサ６００からの信号や、リモコンなどによるスイッチ操作の情報などが入力される。

またさらに、報知部８００を設けてもよい。報知部８００は、制御部５００により制御され、衛生洗浄装置１０の動作状態や使用者に対するメッセージ、質問などを光や音などにより使用者に対して報知する役割を有する。

図４は、本実施形態の衛生洗浄装置において実行される動作を表すフローチャートである。
すなわち、衛生洗浄装置１０の電源が投入される（ステップＳ１００）と、まず初期処理が実行される（ステップＳ２００）。ここで、衛生洗浄装置１０に電源スイッチが設けられている場合には、電源スイッチがオンにされた時または、電源プラグ３０（図２参照）がコンセントに差し込まれた時に電源が投入されたものとすることができる。また、衛生洗浄装置１０に電源スイッチが設けられていない場合には、電源プラグ３０がコンセントに差し込まれた時に電源が投入されたものとすることができる。

初期処理（ステップＳ２００）は、例えば可動部の動作基準点を確認・設定するための動作を含む。具体的には、例えばノズルモータ４８０により吐水ノズル４１０を駆動し、その動作基準点に移動させて、吐水ノズル４１０を本体部１２内に収納させる。また、流量調整弁ユニット３００に設けられた流量調整弁のロータを動作させ、通常待機位置に移動させる。

一連の初期処理が完了すると、次に、貯水タンク２００が満水であるか否かを判定する（ステップＳ３００）。具体的には、貯水タンク２００に設けられた水位検知部２５０により、貯水タンク２００に貯留された水の水位が所定のレベルにあるか否かを判定する。なお本願明細書において、「満水」とは、必ずしも貯水タンク２００が完全に水で満たされている状態のみを意味するものではなく、所定以上の水位または水量の水が貯留されている状態であればよい。

貯水タンク２００が満水であれば（ステップＳ３００：ｙｅｓ）、通常制御を開始する（ステップＳ５００）。すなわち、貯水タンク２００に付設されたヒータに電力を投入して貯留されている水の加熱を開始したり、また、使用者が操作部７００（図２参照）を操作した時に、これに応じて、吐水ノズル４１０から水を吐水させたりする制御を開始する。 一方、貯水タンク２００が満水でないときは（ステップＳ３００：ｎｏ）、自動給水を開始する（ステップＳ４００）。

図５は、自動給水の動作を表すフローチャートである。
また、図６は、自動給水の動作に対応したタイミングチャートである。
自動給水の開始に伴い、制御部５００は、電磁開閉弁１２０を開状態とする（ステップＳ４１０）。そして、貯水タンク２００が満水であるか否かを判定し（ステップＳ４２０）、電磁開閉弁１２０の開状態をＴ１時間継続させても貯水タンク２００が満水にならない場合（ステップＳ４２０：ｎｏ）には、図６に表したように、電磁開閉弁１２０の開閉動作を開始する（ステップＳ４３０）。すなわち、開状態と、閉状態と、を繰り返すことにより、間欠的に開状態とされる。そして、貯水タンク２００が満水であるか否かを判定する（ステップＳ４４０）。ここでの判定は、図４に関して前述したステップＳ３００と同様に、水位検知部２５０からの信号に基づいて実行できる。そして、満水でなければ（ステップＳ４４０：ｎｏ）、開閉動作を続ける。一方、満水になったら（ステップＳ４４０：ｙｅｓ）、開閉動作を終了する（ステップＳ４５０）。

このようにすれば、電磁開閉弁１２０の加熱を抑制しつつ、貯水タンク２００を満水にすることができる。すなわち、貯水タンク２００を満水にするためには、電磁開閉弁１２０をずっと開状態にしておくことも考えられる。しかし、例えば、衛生洗浄装置１０が接続されている水道や貯水タンクなどの水の供給源からの止水栓が閉じられている場合もあり得る。または、衛生洗浄装置１０に水は供給されているが、その水圧が低い場合もあり得る。
このような場合に、電磁開閉弁１２０を開状態に維持すると、長時間の通電により電磁開閉弁１２０が加熱し、その動作に支障が表れることなどもあり得る。

これに対して、本実施形態によれば、電磁開閉弁１２０を開閉させることにより、電磁開閉弁１２０の加熱を抑制しつつ、貯水タンク２００に水を導入可能な状態を長期間に亘り継続させることができる。つまり、衛生洗浄装置１０に接続された止水栓が長い時間の経過後に開かれたり、または、水圧の低い状態で貯水タンク２００に水を少量ずつ供給するような場合でも、電磁開閉弁１２０の加熱を抑制しつつ貯水タンク２００に水を供給し満水にすることができる。

このようにして自動給水が実行され（ステップＳ４００）、通常制御が開始されると（ステップＳ５００）、例えば貯水タンク２００に貯留された水がヒータにより加熱され、所定の温度の温水が生成されて、使用者は温水による洗浄を実施することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、例えば、電源を投入するだけで、貯水タンク２００に自動的に給水し、使用可能な状態にすることができる。そしてこの時に、電磁開閉弁１２０が加熱することもない。従って、例えば、衛生洗浄装置１０をトイレに設置した後に、施工業者が衛生洗浄装置１０をトイレに設置した後に、貯水タンク２００に水を満たす操作をする必要ない。同様に、例えば、凍結防止や修理、あるいは点検作業などの目的で衛生洗浄装置１０の水抜きをした後に、改めて貯水タンク２００に水を導入する操作をする必要がない。

また同様に、例えば、衛生洗浄装置１０を航空機に設置した場合、衛生洗浄装置１０への水は、その航空機に搭載されている給水タンクのポンプを介して供給される。このような場合に、駐機している航空機を始動する際に、衛生洗浄装置１０の電源が投入されるタイミングは、航空機の給水タンクのポンプの電源が投入されるタイミングよりも後とは限らず、衛生洗浄装置１０の電源が先に投入されることもあり得る。このような場合でも、本実施形態によれば、電磁開閉弁１２０が加熱することなく、航空機の給水タンクのポンプの電源が投入されるのを待って衛生洗浄装置１０の貯水タンク２００を自動的に満水にすることができる。

なお、図５に表したステップＳ４２０において、貯水タンク２００に付設された水位検知部２５０からの出力の代わりに、貯水タンク２００の下流側の給水管１１０、流量調整弁ユニット３００、あるいはノズルユニット４００の少なくともいずれかに水の供給の有無を検知するセンサを設け、このセンサの出力に基づいて貯水タンク２００の満水を判定してもよい。このようにすれば、貯水タンク２００を完全に水で満たすことが可能となる。

また、図６に表した電磁開閉弁１２０の開状態の時間Ｔ１と、閉状態の時間Ｔ２は、電磁開閉弁１２０の構造や耐熱温度、環境温度、動作条件などにより適宜決定することができる。具体例を挙げると、例えば、開状態の時間Ｔ１は１分程度とすることができ、閉状態の時間Ｔ２は、９分程度とすることができる。一般的な電磁開閉弁の構造や動作条件を考慮すると、開状態の時間Ｔ１よりも閉状態の時間Ｔ２のほうが長くなるように制御したほうが加熱した電磁開閉弁１２０が冷めやすく、電磁開閉弁１２０の異常加熱をより確実に防止できる点で望ましい。

また、時間Ｔ１と時間Ｔ２は、それぞれ一定である必要はなく、可変としてもよい。例えば、後に詳述するように、時間Ｔ２を開閉動作の度に長くしてもよい。また、例えば、電磁開閉弁１２０の温度を検知し、その結果に基づいて、電磁開閉弁１２０の温度が上昇したら、時間Ｔ１を短く、または時間Ｔ２を長くしてもよい。同様に、衛生洗浄装置１０が設置されている雰囲気の温度を検知し、その結果に基づいて、雰囲気温度が高い場合には、時間Ｔ１を短く、または時間Ｔ２を長く設定して自動給水を実行してもよい。

また、図６に一部拡大図として表したように、電磁開閉弁１２０を開状態とするための駆動電圧（または電流）波形は、連続した一定の電力を供給するのではなく、電力を間欠的に供給する波形であってもよい。具体的には、例えば図６に例示したように、最初の２５５ミリ秒は電力を供給し、その後は１ミリ秒毎に電力供給のＯＮとＯＦＦとが繰り返す波形とすることができる。この場合、最初の２５５ミリ秒の電力供給により電磁開閉弁１２０は開状態に遷移する。そして、その後の１ミリ秒の交番信号により、電磁開閉弁１２０の開状態が維持される。このようにすれば、時間Ｔ１の間、連続して電力供給する場合よりも電磁開閉弁１２０の温度の上昇を抑制できる。
なお、自動給水の動作の実行中（ステップＳ４００）は、例えば貯水タンク２００に付設されたヒータの加熱や、吐水ノズル４１０による洗浄動作などは禁止するようにしてもよい。ただし、例えば、便座１４（図１）にヒータなどの暖房手段が設けられている時に、この暖房手段を動作させることはできる。
また、自動給水の動作の実行中（ステップＳ４００）は、例えば報知部８００から使用者に対して衛生洗浄装置１０が準備中であることを光や音などにより適宜報知してもよい。

図７は、自動給水の動作の変型例を表すフローチャートである。
本変型例においては、貯水タンク２００が満水になると（ステップＳ４２０：ｙｅｓ）、例えばタイマーが起動し、所定の時間Ｔ３が経過するまで開閉動作を継続する（ステップＳ４４０）。このようにすると、貯水タンク２００を完全に水で満たすことが可能となる。すなわち、図２に関して前述したように、ステップＳ４２０において貯水タンク２００が満水であるか否かは、貯水タンク２００に付設された水位検知部２５０により検知することができる。例えば水位検知部２５０としてフロートスイッチを用いた場合、フロートスイッチがオンになった時点では、貯水タンク２００の水位はフロートスイッチが動作する水位に達してはいるが、貯水タンク２００は必ずしも完全に水で満たされた状態にあるとは限らない。

これに対して、本変型例においては、水位検知部２５０からの出力に基づいて満水と判定した後に、さらに所定時間Ｔ３の間、電磁開閉弁１２０の開閉動作を続けることにより、貯水タンク２００を完全に水で満たすことが可能となる。

貯水タンク２００への水の供給口は、通常は貯水タンク２００の鉛直下方に設けられ、一方、貯水タンク２００から流量調整弁ユニット３００に至る水の取り出し口は、貯水タンク２００の鉛直上部に設けられる場合が多い。これは、貯水タンク２００の下方から水を導入して、貯水タンク２００内のお湯を上方に押し出すためである。

つまり、貯水タンク２００が完全に水で満たされていない場合には、貯水タンク２００に水の導入を開始してから、下流側のノズルユニット４００に水が供給されるまでに、時間遅れが生ずることとなる。

これに対して、本変型例によれば、使用者が衛生洗浄装置１０を使用する際に、貯水タンク２００は完全に水で満たされているので、ノズルユニット４００（図２）にすぐに水が供給される。従って、例えば、使用者が吐水ノズル４１０を使って洗浄を開始する際にも、それに先だってノズル洗浄室４９０からすぐに水を噴出させ吐水ノズル４１０の洗浄を十分に実施することが可能となり、また洗浄開始のスイッチ操作から洗浄開始までにかかる時間を短くすることが可能となる。

図８は、自動給水の動作の別の変型例を表すフローチャートである。
本変型例においては、電磁開閉弁１２０が閉状態の時間Ｔ２が、開閉動作を繰り返す度に長くされている。電磁開閉弁１２０は、開動作をする度に電流が流れて温度が上昇する傾向がある。これに対して、本変型例においては、閉状態の時間Ｔ２を徐々に長くすることにより、電磁開閉弁１２０の加熱を抑制できる。また、これとは別に、例えば、電磁開閉弁１２０が開状態の時間Ｔ１を、開閉動作を繰り返す度に短くしてもよい。

図９は、自動給水の動作のさらに別の変型例を表すフローチャートである。
本変型例においては、水位検知部２５０で貯水タンク内の水位の変化を検知可能とし（例えば、圧力センサを用いる）、電磁開閉弁１２０を開動作（ステップＳ４１０）させた後に、一定時間内（例えば、１０秒）での貯水タンク２００の水位増加の有無を監視して（ステップＳ４７０）、水位増加がある場合（ステップＳ４７０：ｙｅｓ）には電磁開閉弁１２０を開動作してからの時間の経過を貯水タンク２００が満水になるまで電磁開閉弁１２０を開状態とする。一方、一定時間内での貯水タンク２００の水位変化がないことを水位検知部２５０が検出した際（ステップＳ４７０：ｎｏ）に、給水が異常であるとみなして前述したような電磁開閉弁１２０の開閉動作を行う。本変型例によっても上述した実施の形態と同じ機能を果すことができ、さらに、止水栓が閉じられているような場合には、迅速に電磁開閉弁１２０を閉じることができ、電磁開閉弁１２０の加熱を良好に防ぐことができる。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、図１乃至図９に関して前述した各具体例が有する特徴は、技術的に可能な範囲において適宜組み合わせることができ、これらも本発明の範囲に包含される。
また、衛生洗浄装置の構造や、その動作の内容についても、図１乃至図９に関して前述したものには限定されず、当業者が適宜設計変更することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができるものも本発明の要旨を含む限り、本発明の範囲に包含される。例えば、吐水ノズルは、水圧により進退するものであってもよく、あるいはひとつあるいは複数のシリンダ体の内部にスライド可能とされた多段式の構造を有するものであってもよい。

本発明の実施の形態にかかるトイレ装置の模式斜視図である。 本発明の実施の形態にかかる衛生洗浄装置のブロック図である。 本発明の実施形態の衛生洗浄装置１０の水路系の構成を表すブロック図である。 本実施形態の衛生洗浄装置において実行される動作を表すフローチャートである。 自動給水の動作を表すフローチャートである。 自動給水の動作に対応したタイミングチャートである。 自動給水の動作の変型例を表すフローチャートである。 自動給水の動作の別の変型例を表すフローチャートである。 自動給水の動作のさらに別の変型例を表すフローチャートである。

符号の説明

１０ 衛生洗浄装置、 １２ 本体部、 １４ 便座、 １６ 便蓋、 ２０ 給水源、１１０ 給水管、１１２ 止水栓、１１４ ストレーナ、１２０ 電磁開閉弁、１３０ 調圧弁、１４０ 安全弁、２００ 貯水タンク、２１０ バキュームブレーカ、２２０ 逆止弁、２３０ バキュームブレーカ、２５０ 水位検知部、３００ 流量調整弁ユニット、４００ ノズルユニット、４１０ 吐水ノズル、４８０ ノズルモータ、４９０ ノズル洗浄室、５００ 制御部、６００ 着座センサ、９５０ 便器

Claims (5)

1. 貯水タンクと、
   給水源から前記貯水タンクに水を供給する給水管と、
   前記給水管を流れる水の流路を開閉する電磁開閉弁と、
   前記電磁開閉弁の開閉を制御する制御部と、
   を備えた衛生洗浄装置であって、
   前記制御部は、前記電磁開閉弁を開状態としてから所定時間以内に前記貯水タンクに貯留された水の量が所定量を下回る時は、前記電磁開閉弁を間欠的に開状態とするように制御することを特徴とする衛生洗浄装置。
2. 前記制御部は、前記衛生洗浄装置へ電源が投入された際に前記貯水タンクに貯留された水の量が前記所定の水位に達していると検知した時は、前記電磁開閉弁を前記間欠的に開状態としないことを特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
3. 前記制御部は、前記電磁開閉弁の前記開状態を所定の時間維持させると前記電磁開閉弁を閉状態とすることを特徴とする請求項１または２に記載の衛生洗浄装置。
4. 前記制御部は、所定時間ごとに前記電磁開閉弁を前記開状態とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。
5. 前記制御部は、前記電磁開閉弁を前記開状態とする時間よりも閉状態とする時間のほうが長くなるように前記電磁開閉弁を前記間欠的に開状態とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。

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