JP5515428B2 - 便器 - Google Patents

Description

本発明は、便座を備えた便器に関する。

洋風便器の便鉢部に光触媒層を設けて、外部に設置された光源装置から便鉢部へ紫外線を照射することにより、光触媒層の自己洗浄能力を発生させ便器の便鉢部表面への汚物残留を防止する洋風便器が知られている。

その光源装置の設置位置は、便座や便蓋、便器の陶器部等の様々な位置が採られている。便蓋に設置した場合は光源装置が外から目立つことで便器全体の美感が低下し、かつ人や物が装置に当たって光源部分が破損し易い等の問題がある。一方、便器の陶器部に光源装置を設置した場合は、陶器部に設置空間を確保しなければならず陶器部の形状が複雑化すると共に光源が何らかの原因で故障すると装置の取替え作業が大変であるといった問題があるため、光源装置は便座に設けられることが好まれている。

光源装置を便座に設けた例として、例えば、特許文献１では、便器表面に、半導体と、シリカと、シリカ以外の無機酸化物を含む層を形成し、便座内に設置されたランプから、便器表面に紫外線を照射させることで、便器表面を清潔に保つものが開示されている。

また、特許文献２では、便座の下面のゴム、軟質合成樹脂等の弾性材料よりなる裏脚に紫外線LEDが設けられており、その紫外線LEDより便鉢内に紫外線を照射させているものが開示されている。

特開平１１−２９９６８９号公報 特開２００７−７１６０号公報

しかし、上記のように便座に光源装置を設けた場合は、洋風便器リム部の裏面等の上方から目視できない所に、光源装置より照射した紫外線が行き届かず、充分な光触媒層の自己洗浄効果を得ることができないという問題が生じる。

さらに、便座と便器の陶器部との隙間より、光源装置から照射された紫外線が漏れて、トイレ空間にいる人に紫外線が直接当たる等の問題が生じる。

そこで、本発明は、紫外線照射部から照射された紫外線を便器外部へ照射することなく、洋風便器の便鉢部の表面に万遍なく照射させて、光触媒層の自己洗浄能力を確実に得ることができる便座装置及びそれを備えた便器を提供することを目的とする。

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、表面に光触媒層が形成されて
いる便鉢部を有する便器本体と、便器本体の上面に載置され使用者が着座する便座と、便
座に一体又は別体に形成され便鉢部の光触媒層へ向けて紫外線を照射する紫外線照射部と、を備えた便器において、紫外線照射部が便器本体の上面より鉛直方向下側に突出するように設置され、且つ前記便座開口の内周縁に沿って設置されていることを特徴とするものである。

紫外線照射部が便器本体の上面より鉛直方向下側に突出するよう設置されているため、紫外線を便器本体外部へ照射させることなく、便器の便鉢部の表面に万遍なく紫外線を照射させることができ、光触媒層の自己洗浄能力を得ることができる。

また、請求項２記載の発明によれば、紫外線照射部は、光源から便鉢部と逆方向に照射
された紫外線を便鉢部方向に反射させる紫外線反射部と、その反射された紫外線と光源か
ら照射された紫外線とを便鉢部へ向けて放射する投光窓と、を備えていることにより、投
光窓の形状によって投光範囲を制御して、排泄物飛沫による易汚染部分に対して効率的に紫外線を照射することができる。

請求項３記載の発明によれば、紫外線照射部は、光源から照射された紫外線の焦点が便
鉢部表面近傍になるように形成されていることにより、光触媒効果がもたらす自己洗浄能
力を所望の部分に出現させることができる。

また、請求項４記載の発明によれば、紫外線照射部からの紫外線が照射される便座下面
の一部に、紫外線による材料の劣化を防ぐための紫外線防御部を設置することにより、紫
外線による便座母材の劣化を防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、便鉢部の上縁が便鉢部の内側にオーバーハングして形
成されていることにより、紫外線を便鉢部の上縁に万遍なく照射させ易くなり、リム部に
おいても光触媒の自己洗浄能力を確実に得ることができる。

また、請求項６記載の発明によれば、紫外線照射部は、使用する際に便座を閉じ便鉢部
に当接させると、電磁誘導によって電源供給を受けるようにすることにより、本発明の自
己洗浄機能の有無に関わらず電源供給手段としての便座コードを変更不要とすることがで
き、また使用者が紫外線照射部に最も対向する便座開位置で確実に紫外線照射を停止させ
、漏光した紫外線が使用者に与える危害の恐れを防止することができる。

請求項７記載の発明によれば、便座は人体検出手段を有し、人体検出手段が人体を
検出すると、紫外線照射部を消灯、若しくは出力低下することにより、紫外線が使用者に
直接当たることを防止することができ、人体に与える危害の恐れを確実に防ぐことができ
る。

また、請求項８記載の発明によれば、便座は便蓋開閉検出手段を有し、便蓋開閉検
出手段が、便蓋が上げられ便座開口が開放されたことを検出すると、紫外線照射部を消灯
、若しくは出力低下することにより、紫外線が使用者に直接当たることを防止することが
でき、人体に与える危害の恐れを確実に防ぐことができる。

本発明によれば、紫外線照射部から照射された紫外線を便器外部へ照射することなく、洋風便器の便鉢部の表面に万遍なく照射させて、光触媒層の自己洗浄能力を確実に得ることができるという効果がある。

本発明の便座装置を搭載した便器全体を示す斜視図である。 本発明の便座装置を搭載した便器示す断面図である。 本発明の紫外線照射部近傍を示す断面図である。 本発明の全体構成を示すシステムブロック図である。

図１は本発明の洋風大便器が備えられたトイレ空間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トイレ空間の全体構成について以下に述べる。
トイレ空間１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なったり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、清掃用具などを収納するためのものである。

洋風大便器２は陶器製または樹脂製または樹脂と陶器のハイブリッド製であり、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。洋風大便器２の便鉢部には光触媒層が形成され、便座３には洋風大便器２の便鉢部の光触媒層へ向けて紫外線を照射する紫外線照射部が組み込まれているが、詳細については後述する。なお、本実施形態では一般的に採用される便蓋を省略したものを示しているが、便蓋が取り付けられていても良い。便蓋を採用しないものは、医療機関などの施設において、便蓋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ものであるが、本発明はそのような場合でも使用者に危害を加えないよう配慮されたものであり、その点についても合わせて後述する。図示しない便蓋が存在したと仮定すると、便蓋の開放動作に合わせて紫外線照射部を消灯したり、出力低下させることが可能であり、そのような手段で紫外線を使用者が見ることによる危害の恐れを防止することができる。すなわち、便蓋が存在する場合は、便蓋が閉止している状態が紫外線照射部を点灯して良い状態ということになる。

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。

衛生洗浄装置４の前面には、例えば光電方式であったり焦電方式の人体検知センサー４１が配置されており、本発明で使用される紫外線照射部が使用者に与える危害の恐れを、より防止するよう配慮されている。人体検出センサー４１がトイレ空間１の近傍に使用者が近接したことを検出することに合わせて紫外線照射部を消灯したり、出力低下させることが可能であり、紫外線を使用者が見ることによる危害の恐れを防止することができる。人体検出センサー４１がトイレ空間１の近傍に使用者がいないことを検出すると、紫外線照射部を点灯してよい状態ということになる。

図２は、本実施形態の洋風大便器示す断面図である。図２を使用して、本実施形態における洋風大便器の光触媒効果による自己洗浄能力を発揮させるメカニズムについて以下に述べる。
洋風大便器２は、上部を形成するリム２０と、トラップ２１によって下水配管内の臭気や衛生害虫のトイレ内侵入を防止する溜水２２が形成された便鉢部２３と、それらを覆う袴２４で構成されている。排泄物は図示しない便器洗浄水供給手段による給水により、便鉢部２３からトラップ２１へ図示しない建物の排水配管に向けて排出される。その際、排泄物は落下時の衝突力や、排泄物に起因する生物的な代謝の付帯物、および空気中を浮遊するカビなどの繁殖によって、便鉢部２３には汚れが付着することになる。本実施形態において、光触媒効果による自己洗浄能力を発揮させるために、少なくとも便鉢部２３の表面には結晶性酸化チタンとシリカを含有する層が形成されている。洋風大便器２のリム２０の上面にもその層を形成しても良い。さらに、結晶性酸化チタンとシリコーン樹脂を含有する層は、これだけに限定されず、更に銀、銅、亜鉛等の抗菌金属が添加されていても良い。光触媒粒子の分解作用は、酸化還元反応に基づくものである。この作用は、光触媒粒子に紫外線等を照射すると、光励起により電子−正孔対が生じ、このうち電子は表面酸素を還元してスーパーオキサイドイオン（Ｏ^２−）を生成し、正孔は表面水酸基を酸化して水酸ラジカル（・ＯＨ）を生成し、これらの極めて反応性に富む活性種（Ｏ^２−や・ＯＨ）の酸化還元反応によって表面に付着した有機物成分等を分解するというものである。光触媒粒子は親水化作用も有している。光触媒効果によって水酸基（ＯＨ⁻）が光触媒粒子の表面に化学吸着し、或いは水酸基（ＯＨ⁻）が有機基と置換し、更にこの水酸基（ＯＨ⁻）に空気中の水分子が物理吸着し、物理吸着水が増加することによって表面の親水性が増し、水との接触角が０°に近い超親水性の表面が実現すると考えている。本実施形態の自己洗浄能力とは、前述したように光触媒のもつ有機物成分等を分解する機能と、親水性機能による汚れ付着防止機能を合わせたものである。

使用者が排泄のために着座する便座３には開口３１が設けられている。開口３１の近傍には紫外線照射部７が便鉢部開口の内周縁に沿って略円周上に配置されている。紫外線照射部７は、少なくとも一部が便鉢部上面のリム２０より鉛直方向下側となるように配置されている。便鉢部の上縁のリム２０は、便鉢部の上縁が便鉢部内側にオーバーハングして便鉢部を旋回する洗浄水が便器外へ飛び出さないようにしつつ洗浄する形状であり、紫外線照射部７から照射された紫外線はリム２０の裏まで漏れなく、ムラ無く到達するよう配慮されている。紫外線照射部７の投光範囲制御方法、および、紫外線による危害を防止する漏光防止方法については後述する。紫外線照射部７は一般的な放電によって紫外線を放射するものであり、管形状は略円形に形成されている。紫外線照射部７に対する電源供給は、衛生洗浄装置４の前面に設けられた電源供給手段４２より電磁誘導によって便座３側に供給されるようになっている。一般的に便座３は暖房機能を有しており、ヒーターへの電源線と温度制御のための信号線が設けられるため、同様に有線で供給されても良い。本発明では電源線が太くなったり、本実施技術の自己洗浄能力機能を有しない便座でも電源コードを変更する必要が無い。また便座３が開放された場合、紫外線照射部７が使用者に対向するが、本構成の採用により確実に電源供給を遮断できるため、より安全性が配慮された構成ということになる。紫外線照射部７は便座開口３１に対して一体的に形成されており、便座３の清掃行為と同時に清掃ができるようになっている。簡便な清掃で紫外線照射部７の投光状態に支障を及ぼす汚れを除去可能であり、永続的な自己洗浄機能の維持が図られるようになっている。

図３は、本実施形態の紫外線照射部７近傍を示す断面図である。図３を使用して、本実施例における紫外線照射部７の構成について以下に述べる。
便座３は洋風大便器２に上下方向に回動自在に固定され、放置時および用便時は閉位置、男子の立位排尿時は開位置で使用される。便座３の下面には図示しないクッションが複数設けられており、リム２０と当接するようになっている。開口３１の近傍には紫外線照射部７が設けられている。紫外線照射の光源は略円形に形成された放電管７１であり、紫外線を照射すべく投光窓７２が放電管７１を覆い、その内側面は開口３１の一部となっている。投光窓７２の内側面は紫外線不透過材質であり、有害な紫外線が使用者の目に入ることを防止している。また外側面においても上方部分は紫外線不透過材質であり、便座３とリム２０の間から紫外線が漏れることも防止されている。投光窓７２の紫外線投下部分は位置的にリム２０の裏側、便鉢部２３、および、溜水２２と便鉢部２３の喫水位置を狙って紫外線を投光するようになっており、その部分では光触媒効果による自己洗浄能力が発揮されるようになっている。紫外線透過部分に求められる性能は波長４００ｎｍ以下を透過させるローパス特性を持つ材質であり、好ましくは３００〜４００ｎｍの透過率が高いものである。放電管７１の背面には紫外線反射部としてのミラー７３が設けられており、上述の紫外線導光効果をより促すものとなっている。なおミラー７３の構成方法としては、投光窓７２裏面の所定部分にメッキをしたり、金属箔を貼り付けるような簡便な構成としても良い。ミラー７３の形状としては凹面鏡が好まれる。凹面鏡の内側Ｒ寸法で焦点距離を調整し、かつ、凹面鏡の光軸としては、より光触媒効果が期待できるように焦点位置を便鉢部２３面近傍に設定する。尚、幅広く照射したい場合は焦点位置をずらして、紫外線の拡散効果を期待しても良い。それらは放電管７１の出力と、便鉢部２３に形成した光触媒粒子の性能によって適宜選定することができる。便鉢部２３の中央部近傍には紫外線が向かないように配慮されていることから、図１で示した便蓋なし構成であって、仮に使用者を検知しても紫外線照射を止められないようなＯＮ故障が発生しても、使用者に危害を与える恐れのある紫外線が漏光しないよう配慮されていることになる。なお便座３の裏面には紫外線防御部である保護フィルム３２が設けられており、紫外線によって便座３を形成する樹脂材料が劣化しないよう配慮されている。保護フィルム３２の材質としてはポリカーボネートなどが推奨される。なお保護フィルム３２の材質を金属箔などの紫外線反射機能を有するものに変更し、合わせてミラー７３の形状を便座外周側に導光する形状とすると、リム２０の上面に紫外線を導くことが可能である。リム２０の上面は外部に洗浄水が飛散することを防止するために洗浄を行うべき部分では無いが、溜水を含む排泄物飛沫が付着する可能性がある。洗浄水が供給されないため、光触媒効果の親水性機能がもたらす効果はないが、付着した溜水を含む排泄物飛沫に起因する有機物成分等を分解する機能は十分に期待できることになる。

図４は、本発明の全体構成を示すシステムブロック図である。図４を使用して、本実施例における全体システムの構成について以下に述べる。
洋風大便器２は、リム２０とトラップ２１と内部に溜水２２を貯留した便鉢部２３と袴２４で構成され、排水は建物の排水配管に排出されるようになっている。便座３は紫外線照射部７と一体で構成されており、放電管７１が発生させた紫外線は、ミラー７３によって方向を調整され、投光窓７２から洋風大便器２のリム２０と便鉢部２３に紫外線を照射している。放電管７１は衛生洗浄装置４に設けられた電源供給装置４２から放電するための電力供給を受けている。人体検知センサー４１、および便蓋開閉検出手段４４は使用者の存在、または使用者の本システム使用に対する意思を検知するものであり、使用者の存在、または使用を検知して、安全のため消灯と、使用者非検知の場合は自己洗浄能力を発揮すべく点灯を行うようになっている。なお、電源供給装置４２に供給される電力は、前述の考え方によって電源調整手段４３によって調整されている。完全に消灯するだけでなく、安全性が確保されるレベルまで出力を下げるということも、使用者の安全性を守るという意味では同様の考え方である。

本件発明は上述の実施形態に限定されることはなく、本件発明を逸脱しない範囲で如何なる変形形態も取ることが出来る。例えば、紫外線照射部や光源、紫外線反射部を便座開口の内周縁に沿って断続的に設けても良く、洋風便器の便鉢部の表面に万遍なく紫外線を照射させることが出来れば何れの形態でも良い。

１…トイレ空間
２…洋風大便器
２０…リム
２１…トラップ
２２…溜水
２３…便鉢部
２４…袴
３…便座
３１…便座開口
３２…保護フィルム
４…衛生洗浄装置
４１…人体検知センサー
４２…電源供給手段
４３…電源調整手段
４４…便蓋開閉検出手段
５…キャビネット
６…操作・表示部
６１…リモコン
６２…リモコン
７…紫外線照射部
７１…放電管（光源）
７２…投光窓
７３…ミラー

Claims (8)

1. 表面に光触媒層が形成されている便鉢部を有する便器本体と、
   前記便器本体の上面に載置され使用者が着座する便座と、
   前記便座に一体又は別体に形成され前記便鉢部の光触媒層へ向けて紫外線を照射する紫
   外線照射部と、を備えた便器において、
   前記紫外線照射部が前記便器本体の上面より鉛直方向下側に突出するように設置され、且つ前記便座開口の内周縁に沿って設置されていることを特徴とする便器。
2. 前記紫外線照射部は、光源から前記便鉢部と逆方向に照射された紫外線を前記便鉢部方
   向に反射させる紫外線反射部と、その反射された紫外線と前記光源から照射された紫外線
   とを前記便鉢部へ向けて放射する投光窓と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の便器。
3. 前記紫外線照射部は、光源から照射された紫外線の焦点が前記便鉢部表面近傍になるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の便器。
4. 前記紫外線照射部からの紫外線が照射される前記便座下面の一部に、紫外線による材料
   の劣化を防ぐための紫外線防御部を設置することを特徴とする請求項１から請求項３の何
   れかに記載の便器。
5. 前記便鉢部の上縁が前記便鉢部の内側にオーバーハングして形成されていることを特徴
   とする請求項１から請求項４の何れかに記載の便器。
6. 前記紫外線照射部は、使用する際に前記便座を閉じ前記便鉢部に当接させると、電磁誘
   導によって電源供給を受けるようにすることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか
   に記載の便器。
7. 前記便座は人体検出手段を有し、前記人体検出手段が人体を検出すると、前記紫外
   線照射部を消灯、若しくは出力低下することを特徴とする請求項１から請求項６の何れか
   に記載の便器。
8. 前記便座は便蓋開閉検出手段を有し、前記便蓋開閉検出手段が、便蓋が上げられ前
   記便座開口が開放されたことを検出すると、前記紫外線照射部を消灯、若しくは出力低下
   することを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の便器。

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