JP6160810B2

JP6160810B2 - トイレ装置

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Publication number: JP6160810B2
Application number: JP2013036474A
Authority: JP
Inventors: 洋諸富
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: JP2014163162A

Description

本発明の態様は、一般的に、トイレ装置に関する。

衛生洗浄装置から便器のボウル部へ次亜塩素酸水などの機能水を噴霧し、便器を殺菌するトイレ装置がある（特許文献１）。
しかし、種々の形状の便器が存在することや、機能水が便器外に飛び散ることでトイレルームの床などが濡れることなどを考慮すると、機能水を便器のボウル部に万遍なく噴霧し便器の縁の裏などに噴霧することは困難である。

そのため、例えば便器のリム部の裏（例えば便器の後部のリム部の裏）などのように、便器の洗浄水が比較的流れにくいところには、噴霧された機能水が行きわたりにくい。そのため、カビや菌などが繁殖するおそれがある。すると、その部分が起点となり、便器が汚れるおそれがある。この点においては、改善の余地がある。

特開２０１２−２０７４６１号公報

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、便器のボウル部の略全面を清潔に維持することができるトイレ装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、トイレ装置本体と、前記トイレ装置本体に取り付けられボウル部を有する便器に対して開閉可能な便蓋および便座と、前記便蓋および前記便座が閉じた状態において前記ボウル部の表面に紫外線を含む光を照射する光源装置と、前記トイレ装置本体に設けられ前記ボウル部の表面に機能水を噴霧する噴霧手段と、前記便蓋および前記便座を閉じ、前記光源装置から前記ボウル部の表面に対して前記紫外線を照射し、前記紫外線の照射中に、あるいは前記紫外線の照射が終了してから前記光源装置の付近と、前記便座の表面、前記ボウル部の表面、および前記ボウル部内と、の間において温度差が生じなくなるまでの間に、前記噴霧手段から前記機能水を噴霧する動作を開始する制御を実行する制御部と、を備えたことを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、光源装置から発生する熱により、便器と便蓋とで囲まれた空間において熱の流れが発生する。具体的には、光源装置から発生する熱により温められた空気は、上方へ流れ、さらに、便蓋とトイレ装置本体との間を流れ、トイレ装置の外部へ排出される。これにより、便器と便蓋とで囲まれた空間において、上昇気流が発生する。

すると、上昇気流の影響により、便器と便蓋とで囲まれた空間の空気よりも冷たい空気が、トイレ装置の前側の外部から便蓋と便座との間を通って便器と便蓋とで囲まれた空間へ入り込む。これにより、便器と便蓋とで囲まれた空間において、トイレ装置の前側から後側へ向かって空気の流れが発生する。

そのため、噴霧手段から噴霧された機能水は、空気の流れに乗ってリム部の裏面（例えば便器の後部のリム部の裏面）まで行きわたる。また、光源装置がボウル部の表面に対して紫外線を照射するため、トイレ装置のうちで相対的に汚れが付着しやすいボウル部の表面をより殺菌することができる。これにより、ボウル部の表面だけではなくリム部の裏面を含め、便器のボウル部の略全面を清潔に維持することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記光源装置のうちの少なくとも一部は、前記便蓋の略中心部に設けられたことを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、トイレ装置の前側の外部から便蓋と便座との間を通って入り込んだ冷たい空気は、光源装置により比較的早く温められる。そのため、空気の流れは、光源装置が便蓋の略中心部以外の位置に設けられた場合と比較して速い。そのため、噴霧手段から噴霧された機能水は、リム部の裏面（例えば便器の後部のリム部の裏面）までより行きわたりやすい。これにより、ボウル部の表面だけではなくリム部の裏面を含め、便器のボウル部の略全面をより清潔に維持することができる。

第３の発明は、第１または２の発明において、光触媒膜が前記ボウル部の表面に形成された便器をさらに備えたことを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、光触媒膜による殺菌効果と機能水による殺菌効果とで、より清潔なトイレ装置を提供することができる。

第４の発明は、第３の発明において、前記ボウル部の表面を洗浄する洗浄手段と、前記洗浄手段に洗浄水を供給する給水手段と、前記ボウル部の洗浄の後に前記ボウル部の表面に残った洗浄水中のケイ酸成分の重合を抑制するケイ酸成分重合抑制剤を前記ボウル部の表面に残った洗浄水に添加するケイ酸成分重合抑制手段と、前記便蓋および便座を閉じ、前記光源装置から前記ボウル部の表面に対して前記紫外線を照射し、前記紫外線の照射中に、あるいは前記紫外線の照射が終了してから前記光源装置の付近と、前記便座の表面、前記ボウル部の表面、および前記ボウル部内と、の間において温度差が生じなくなるまでの間に、前記噴霧手段から前記ケイ酸成分重合抑制剤を噴霧する動作を開始する制御を実行する制御部と、を備えたことを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、ボウル部の表面だけではなくリム部の裏面を含む面において、光触媒膜が形成された便器の撥水化の原因となるケイ酸成分による水垢を抑制することができる。

本発明の態様によれば、便器のボウル部の略全面を清潔に維持することができるトイレ装置が提供される。

本発明の実施の形態にかかるトイレ装置を表す模式的断面図である。本実施形態にかかるトイレ装置の要部構成を表すブロック図である。本実施形態にかかるトイレ装置の動作の具体例を例示するタイミングチャート図である。本実施形態にかかるトイレ装置の動作の他の具体例を例示するタイミングチャート図である。便器と便蓋とで囲まれた空間の温度分布の測定結果の一例を例示するグラフ図である。本実施形態の殺菌水生成装置の具体例を例示する断面模式図である。本実施形態の酸性水生成装置および金属イオン水生成装置を例示する断面模式図である。光触媒層の一例を例示する模式的断面図である。本実施形態の光触媒層の吸光特性の一例を例示するグラフ図である。冷陰極管のスペクトルの一例を例示するグラフ図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかるトイレ装置を表す模式的断面図である。
図２は、本実施形態にかかるトイレ装置の要部構成を表すブロック図である。
図２は、水路系と電気系の要部構成を併せて表している。

図１に表したトイレ装置１０は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）８００と、トイレ装置本体４００と、便座２００と、便蓋３００と、を備える。便座２００と便蓋３００とは、トイレ装置本体４００にそれぞれ取り付けられ、トイレ装置本体４００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。言い換えれば、便座２００と便蓋３００とは、便器８００に対してそれぞれ開閉可能である。但し、便器８００は、必ずしも設けられていなくともよい。

便器８００は、ボウル部８０１を有する。便蓋３００が閉じている状態では、ボウル部８０１は、便蓋３００により覆われる。ボウル部８０１の表面には、光触媒層（「光触媒膜」ともいう）８０３が形成されている。

本願明細書において、「光触媒」とは、光を照射すると、酸化作用および還元作用の少なくともいずれかが促進されるものをいう。その結果、雑菌や細菌や臭気物質などの有機物を分解する分解作用と、表面が水に濡れやすい親水作用と、菌の繁殖を抑制するあるいは菌の活動を停止させる抗菌作用と、を得ることができる。光触媒層８０３が形成されたボウル部８０１は、汚物の付着を抑制したり、汚物を分解したり、付着した水垢を容易に除去できるため、便器８００の清掃負担を軽減し、きれいな便器８００を維持することができる。

具体的には、光触媒層８０３が形成されたボウル部８０１の表面に紫外線を照射すると、その紫外線および空気中の水や酸素などにより、ボウル部８０１の表面に活性酸素が発生する。その活性酸素は、ボウル部８０１の表面に付着した汚れや雑菌や細菌や臭気物質などを分解する。また、その活性酸素は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Volatile Organic Compounds）なども分解する。そのため、光触媒の分解作用により、ボウル部８０１の表面の抗菌や防汚や防臭を行うことができる。

また、光触媒層８０３が形成されたボウル部８０１の表面に紫外線を照射すると、その表面には周囲の水との結合による親水基（−ＯＨ）が表出する。これにより、ボウル部８０１の表面は、水になじむようになり、濡れやすくなる（親水作用）。すなわち、ボウル部８０１の表面には水滴ができず、水が表面に濡れ広がるようになる。そして、予めボウル部８０１の表面を親水化することにより、汚れは、ボウル部８０１の表面に濡れ広がった水の表面に付着することになる。さらに、ボウル部８０１の洗浄に用いる洗浄水がボウル部８０１の表面とその表面に付着した汚れとの間に入り込み、汚れを浮かして流す。そのため、光触媒の親水作用により、ボウル部８０１の表面の防汚や防曇が可能となる。

これらによれば、紫外線の照射と、光触媒の分解作用、親水作用および抗菌作用と、の相乗効果により効果的にボウル部８０１の抗菌や防汚や防臭を行うことができる。このような「光触媒」の材料としては、例えば、金属の酸化物を用いることができる。そのような酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_Ｘ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ_Ｘ）、酸化スズ（ＳｎＯ_Ｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_Ｘ）などを挙げることができる。これらのうちでも、特に、酸化チタンは、光触媒として活性であり、また、安定性や安全性などの点でも優れる。

本願明細書において、「紫外線」とは、波長が約３８８ｎｍ以下の光をいう。本実施形態の光触媒層８０３は、波長が約３８８ｎｍ以下の紫外線をより多く吸収する特性を有する。つまり、本実施形態の光触媒層８０３は、波長が約３８８ｎｍ以下の紫外線が照射されると励起され、光触媒活性を発現する。光触媒層８０３の具体例については、後に詳述する。なお、本実施形態では、光触媒層８０３は、必ずしも設けられていなくともよい。

図１に表したように、便蓋３００は、光源装置３１０を有する。光源装置３１０は、便蓋３００の内部に設けられている。但し、光源装置３１０の設置形態は、これだけに限定されるわけではない。例えば、光源装置３１０は、トイレ装置本体４００の内部に設けられていてもよいし、トイレ装置本体４００の表面に付設されていてもよいし、便座２００の裏面もしくはクッション部に付設されてもよい。光源装置３１０は、ボウル部８０１に紫外線を含む光を照射することができる。光源装置３１０としては、例えば冷陰極管やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などが用いられる。

図２に表したように、例えばトイレ装置本体４００の内部には、制御部４１０と、入室検知センサ４５１と、人体検知センサ４５３と、着座検知センサ４５５と、便蓋開閉検知センサ４５７と、便蓋開閉駆動装置４２０と、が設けられている。制御部４１０は、例えば入室検知センサ４５１、人体検知センサ４５３あるいは着座検知センサ４５５から送信される検知信号に基づいて制御信号を送信し、便蓋開閉駆動装置４２０や光源装置３１０などの動作を制御することができる。

入室検知センサ４５１は、トイレ室（トイレルーム）のドアを開けて入室した直後の使用者や、トイレ室に入室しようとしてドアの前に存在する使用者を検知することができる。つまり、入室検知センサ４５１は、トイレ室に入室した使用者だけではなく、トイレ室に入室する前の使用者、すなわちトイレ室の外側のドアの前に存在する使用者を検知することができる。このような入室検知センサ４５１としては、焦電センサや、ドップラーセンサなどのマイクロ波センサなどを用いることができる。マイクロ波のドップラー効果を利用したセンサや、マイクロ波を送信し反射したマイクロ波の振幅（強度）に基づいて被検知体を検出するセンサなどを用いた場合、トイレ室のドア越しに使用者の存在を検知することが可能となる。つまり、トイレ室に入室する前の使用者を検知することができる。

人体検知センサ４５３は、便器８００の前方にいる使用者、すなわち便座２００から前方へ離間した位置に存在する使用者を検知することができる。つまり、人体検知センサ４５３は、トイレ室に入室して便座２００に近づいてきた使用者を検知することができる。このような人体検知センサ４５３としては、例えば、赤外線投受光式の測距センサもしくは焦電センサなどを用いることができる。

着座検知センサ４５５は、使用者が便座２００に着座する直前において便座２００の上方に存在する人体や、便座２００に着座した使用者を検知することができる。すなわち、着座検知センサ４５５は、便座２００に着座した使用者だけではなく、便座２００の上方に存在する使用者を検知することができる。このような着座検知センサ４５５としては、例えば、赤外線投受光式の測距センサもしくは着座スイッチなどを用いることができる。

便蓋開閉検知センサ４５７は、便蓋３００の開閉状態を検知することができる。便蓋開閉検知センサ４５７としては、例えば、ホールＩＣと磁石との組み合わせ、またはマイクロスイッチなどが用いられる。
便蓋開閉駆動装置４２０は、制御部４１０から送信された信号に基づいて便蓋３００を開いたり閉じたりすることができる。

本実施形態にかかるトイレ装置１０は、給水手段４０１から供給された水をおしり洗浄ノズル４３９に導く第１の流路２３を有する。第１の流路２３の上流側には、分岐金具４０３が設けられている。第１の流路２３は、分岐金具４０３により、おしり洗浄ノズル４３９へ洗浄水などを導く流路（第１の流路２３）と、洗浄手段８１０へ洗浄水を導く第２の流路２５と、に分岐される。分岐金具４０３の下流における第１の流路２３には、第１のバルブ４１３ａが設けられている。一方、分岐金具４０３の下流における第２の流路２５には、第２のバルブ４１３ｂが設けられている。第１のバルブ４１３ａおよび第２のバルブ４１３ｂは、開閉可能な電磁バルブであり、制御部４１０からの指令に基づいて水の供給を制御する。

洗浄手段８１０は、ボウル部８０１の表面を洗浄する。ボウル部８０１の表面を洗浄する洗浄水は、第１の流路２３および第２の流路２５を通して給水手段４０１により供給される。使用者が便器洗浄の操作を行うと、あるいは使用者が便座２００から立ち上がって所定時間が経過することで、便器洗浄すなわちボウル部８０１の表面を洗浄する動作が自動的に実行される。便器洗浄が開始されると、リム吐水とジェット吐水とによりボウル部８０１に吐出された洗浄水は、ボウル部８０１の洗浄を行いつつトラップ８０６（図１参照）に満たされる。これにより、サイホンが発生する。そして、トラップ８０６に吐出された洗浄水は、溜水８０５（図１参照）の中にある汚物などを、トラップ８０６を通して外へ排出する。続いて、洗浄水がボウル部８０１へ再び供給されることにより、溜水８０５が確保される。このようにして、ボウル部８０１の表面が洗浄される。
なお、前述した洗浄動作は、本実施形態にかかるトイレ装置１０の洗浄動作の一例であり、これだけに限定されるわけではない。

第１のバルブ４１３ａの下流には、熱交換器ユニット４１５が設けられている。熱交換器ユニット４１５は、図示しない温水ヒータを有し、供給された水を加熱して所定の温水にする。

熱交換器ユニット４１５の下流には、殺菌水生成装置４４０が設けられている。殺菌水生成装置４４０は、例えば次亜塩素酸などを含む殺菌水（機能水）を生成する。殺菌水生成装置４４０の具体例については、後に詳述する。殺菌水生成装置４４０の下流には、ＶＢ（バキュームブレーカ）付きストレーナ４１９が設けられている。ＶＢ付きストレーナ４１９を通過した洗浄水は、電磁ポンプ４３５および流量調整弁４３７を介しておしり洗浄ノズル４３９へ導かれる。そして、洗浄水は、おしり洗浄ノズル４３９に設けられた図示しない吐水口から便座２００に着座した使用者の「おしり」などへ向かって噴射される。
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。

流量調整弁４３７は、おしり洗浄ノズル４３９や噴霧ノズル（噴霧手段、ケイ酸成分重合抑制手段）４７３への給水の開閉や切替を行う。第１の流路２３は、流量調整弁４３７により、おしり洗浄ノズル４３９へ洗浄水などを導く流路（第１の流路２３）と、噴霧ノズル４７３へ洗浄水や酸性水などを導く第３の流路２７と、に分岐される。

第３の流路２７の上流側には、酸性水生成装置（ケイ酸成分重合抑制手段）１２０が設けられている。酸性水生成装置１２０の具体例については、後に詳述する。酸性水生成装置１２０の下流側には、流路切替弁４３２が設けられている。

本実施形態では、流路切替弁４３２は、酸性水生成装置１２０から供給されたアルカリ性水を便器８００の排水管に直接排出する。これによれば、アルカリ性水が便器８００のボウル部８０１の表面に接触することがない。そのため、アルカリ性水が酸性水の殺菌作用を低減させることを抑制することができる。
あるいは、流路切替弁４３２は、本実施形態の水垢抑制効果を阻害しない範囲内において酸性水生成装置１２０から供給されたアルカリ性水を便器８００へ流してもよい。

また、流路切替弁４３２は、酸性水生成装置１２０から供給された酸性水を金属イオン水生成装置（ケイ酸成分重合抑制手段）１３０へ導く。続いて、金属イオン水生成装置１３０は、酸性水生成装置１２０により生成された酸性水を使用し金属イオン酸性水（ケイ酸成分重合抑制剤）を生成する。金属イオン水生成装置１３０により生成された金属イオン酸性水は、噴霧ノズル４７３へ導かれる。

図１に表したように、噴霧ノズル４７３は、トイレ装置本体４００に設けられている。噴霧ノズル４７３は、トイレ装置本体４００の内部に設けられていてもよいし、トイレ装置本体４００の外部に付設されていてもよい。噴霧ノズル４７３は、殺菌水生成装置４４０から供給された殺菌水、あるいは金属イオン水生成装置１３０から供給された金属イオン酸性水をボウル部８０１へ噴霧する。

ここで、一般的には、種々の形状の便器８００が存在する。また、殺菌水が便器８００の外部に飛び散ると例えばトイレルームの床などが濡れるため、このようなことを防止する必要がある。そのため、殺菌水を便器８００のボウル部８０１に万遍なく噴霧し、便器８００の縁の裏などに噴霧することは困難である。

そのため、例えば便器８００のリム部８２１の裏面（ボウル部８０１を臨む面）８２３（例えば便器８００の後部のリム部８２１の裏面８２３）などのように、便器８００の洗浄水が比較的流れにくいところには、噴霧された殺菌水が行きわたりにくい。そのため、便器８００の洗浄水が比較的流れにくいところには、カビや菌などが繁殖するおそれがある。すると、その部分が起点となり、便器８００が汚れるおそれがある。

これに対して、本実施形態の制御部４１０は、便蓋３００を閉じ、光源装置３１０からボウル部８０１の表面に対して紫外線を照射し、紫外線の照射中に噴霧ノズル４７３から殺菌水を噴霧する動作を開始する制御を実行する。あるいは、本実施形態の制御部４１０は、便蓋３００を閉じ、光源装置３１０からボウル部８０１の表面に対して紫外線を照射し、紫外線の照射が終了してから所定時間内に噴霧ノズル４７３から殺菌水を噴霧する動作を開始する制御を実行する。ここで、「所定時間」とは、便器８００と便蓋３００とで囲まれた空間の温度差が略ゼロとなるまでの時間をいうものとする。

これによれば、光源装置３１０から発生する熱により、便器８００と便蓋３００とで囲まれた空間において熱の流れが発生する。具体的には、図１に表した矢印Ａ１〜矢印Ａ５のように、光源装置３１０から発生する熱により温められた空気は、上方へ流れ、さらに、図１に表した矢印Ａ６のように、便蓋３００とトイレ装置本体４００との間を流れ、トイレ装置１０の外部へ排出される。これにより、便器８００と便蓋３００とで囲まれた空間において、上昇気流が発生する。

すると、図１に表した矢印Ａ７のように、上昇気流の影響により、便器８００と便蓋３００とで囲まれた空間の空気よりも冷たい空気が、トイレ装置１０の前側の外部から便蓋３００と便座２００との間を通って便器８００と便蓋３００とで囲まれた空間へ入り込む。これにより、便器８００と便蓋３００とで囲まれた空間において、トイレ装置１０の前側から後側へ向かって空気の流れが発生する。

噴霧ノズル４７３から噴霧された殺菌水は、ミストとして噴霧される。ミストの粒径には分布があるため、粒径が約１００μｍ以下の小さいミストは、空気の流れに乗ってリム部８２１の裏面８２３（例えば便器８００の後部のリム部８２１の裏面８２３）まで行きわたる。また、光源装置３１０がボウル部８０１の表面に対して紫外線を照射するため、トイレ装置１０のうちで相対的に汚れが付着しやすいボウル部８０１の表面をより殺菌することができる。これにより、ボウル部８０１の表面だけではなくリム部８２１の裏面８２３を含め、便器８００のボウル部８０１の略全面を清潔に維持することができる。
なお、光源装置３１０が紫外線を照射した状態において、便器８００と便蓋３００とで囲まれた空間の温度分布については、後に詳述する。

また、図１に表したように、光源装置３１０は、便蓋３００の略中心部に設けられている。つまり、光源装置３１０のうちの少なくとも一部は、便蓋３００の略中心部に設けられている。
これによれば、トイレ装置１０の前側の外部から便蓋３００と便座２００との間を通って入り込んだ冷たい空気は、光源装置３１０により比較的早く温められる。そのため、空気の流れは、光源装置３１０が便蓋３００の略中心部以外の位置に設けられた場合と比較して速い。そのため、噴霧ノズル４７３から噴霧された殺菌水は、リム部８２１の裏面８２３（例えば便器８００の後部のリム部８２１の裏面８２３）までより行きわたりやすい。これにより、ボウル部８０１の表面だけではなくリム部８２１の裏面８２３を含め、便器８００のボウル部８０１の略全面をより清潔に維持することができる。

また、光触媒層８０３がボウル部８０１の表面に形成されているため、光触媒層８０３による殺菌効果と殺菌水による殺菌効果とで、より清潔なトイレ装置１０を提供することができる。

また、前述した洗浄動作が終了した後にボウル部８０１に残った残水が蒸発してボウル部８０１の表面が乾燥すると、水垢がボウル部８０１に付着することがある。通常、残水中の水分が蒸発する過程でケイ酸濃度が増加すると、ケイ酸の重合が促進される。これにより、コーヒーステイン現象（液滴中の溶媒の蒸発によって溶質が液滴の外郭へ流動しリング状に堆積する現象）が起き、強固な水垢が形成される。水垢がボウル部８０１に付着すると、ボウル部８０１が汚れてしまう。また、水垢はボウル部８０１に強固に付着しているため、水垢を取り除くことは難しい。

さらに、前述した殺菌水の噴霧の場合と同様に、ケイ酸成分重合抑制剤を便器８００のボウル部８０１に万遍なく噴霧し、便器８００の縁の裏などに噴霧することは困難である。そのため、例えば便器８００のリム部８２１の裏面８２３（例えば便器８００の後部のリム部８２１の裏面８２３）などのように、便器８００の洗浄水が比較的流れにくいところには、噴霧されたケイ酸成分重合抑制剤が行きわたりにくい。そのため、便器８００の洗浄水が比較的流れにくいところには、ケイ酸成分が付着するおそれがある。すると、その部分において、水垢が生成し、表面が撥水化するおそれがある。

これに対して、本実施形態の制御部４１０は、便蓋３００を閉じ、光源装置３１０からボウル部８０１の表面に対して紫外線を照射し、紫外線の照射中に噴霧ノズル４７３からケイ酸成分重合抑制剤を噴霧する動作を開始する制御を実行する。あるいは、本実施形態の制御部４１０は、便蓋３００を閉じ、光源装置３１０からボウル部８０１の表面に対して紫外線を照射し、紫外線の照射が終了してから所定時間内に噴霧ノズル４７３からケイ酸成分重合抑制剤を噴霧する動作を開始する制御を実行する。

これによれば、前述した殺菌水の噴霧の場合と同様に、噴霧ノズル４７３から噴霧されたケイ酸成分重合抑制剤は、空気の流れに乗ってリム部８２１の裏面８２３（例えば便器８００の後部のリム部８２１の裏面８２３）まで行きわたる。

ケイ酸成分重合抑制剤は、例えば金属イオンを含む酸性度の高い水溶液（酸性水）である。つまり、本実施形態にかかるトイレ装置１０は、ボウル部８０１に残った残水を、金属イオンを含む酸性度の高い水溶液に置き換える。あるいは、本実施形態にかかるトイレ装置１０は、ボウル部８０１に残った残水に酸性度の高い水溶液又は金属イオンを含む酸性度の高い水溶液を添加する。

これによれば、ケイ酸の重合を抑制し水垢の生成を抑制することができる。また、生成した水垢を容易に除去することができる。また、ボウル部８０１の表面だけではなくリム部８２１の裏面８２３を含む面において、光触媒層８０３が形成された便器８００の撥水化の原因となるケイ酸成分による水垢を抑制することができる。

次に、本実施形態にかかるトイレ装置１０の動作の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図３は、本実施形態にかかるトイレ装置の動作の具体例を例示するタイミングチャート図である。

例えば使用者がトイレルームに入室すると、入室検知センサ４５１は、トイレルームに入室した人体を検知し制御部４１０へ信号を送信する（タイミングｔ１）。すると、便蓋開閉駆動装置４２０は、制御部４１０から送信された信号に基づいて便蓋３００を開く。これにより、便蓋開閉検知センサ４５７は、便蓋３００が開いたことを検知する（タイミングｔ１）。

このとき、光源装置３１０が紫外線を照射している場合には、制御部４１０は、入室検知センサ４５１の検知信号に基づいて光源装置３１０の動作を停止させ、光源装置３１０からの紫外線の照射を停止させる（タイミングｔ１）。

続いて、使用者が便座２００に着座すると、着座検知センサ４５５は、便座２００に着座した使用者を検知する（タイミングｔ２）。使用者は、排泄行為を終了した後、便座２００から離座する。すると、着座検知センサ４５５は、使用者が便座２００に着座していないことを検知し制御部４１０へ信号を送信する（タイミングｔ３）。

続いて、使用者がトイレルームから退室すると、入室検知センサ４５１は、トイレルームに人体が存在しないことを検知し制御部４１０へ信号を送信する（タイミングｔ４）。入室検知センサ４５１がトイレルームに人体が存在しないことを検知してから第１の所定時間（タイミングｔ４〜ｔ５の時間）が経過すると、便蓋開閉駆動装置４２０は、制御部４１０から送信された信号に基づいて便蓋３００を閉じる。これにより、便蓋開閉検知センサ４５７は、便蓋３００が閉じたことを検知する（タイミングｔ５）。

続いて、便器８００が使用されない時間が第２の所定時間（タイミングｔ５〜ｔ６の時間）を経過すると、光源装置３１０は、制御部４１０から送信された信号に基づいて、紫外線をボウル部８０１に照射する（タイミングｔ６〜ｔ９）。タイミングｔ６〜ｔ９における紫外線の照射時間は、例えば約１〜２時間程度である。

続いて、便蓋３００が開いたことを便蓋開閉検知センサ４５７が検知した直後、もしくは、紫外線の照射中（タイミングｔ６〜ｔ９の間）に、殺菌水生成装置４４０は、制御部４１０から送信された信号に基づいて殺菌水の生成を開始する（タイミングｔ７）。また、制御部４１０から送信された信号に基づいて、第１のバルブ４１３ａが開く。また、流量調整弁４３７は、制御部４１０から送信された信号に基づいて、水を第３の流路２７へ導く状態に切り替える。これにより、殺菌水生成装置４４０において生成された殺菌水が、噴霧ノズル４７３からボウル部８０１の表面に噴霧される（タイミングｔ７〜ｔ８）。

あるいは、紫外線の照射中（タイミングｔ６〜ｔ９の間）に、酸性水生成装置１２０は、制御部４１０から送信された信号に基づいて酸性水の生成を開始する（タイミングｔ７）。また、第１のバルブ４１３ａおよび流量調整弁４３７は、前述した動作と同様の動作を行う。これにより、金属イオン水生成装置１３０から供給された金属イオン酸性水が噴霧ノズル４７３からボウル部８０１の表面に噴霧される（タイミングｔ７〜ｔ８）。

続いて、便器８００が使用されない時間が第３の所定時間（例えば約８〜１０時間程度）を経過すると（タイミングｔ９〜ｔ１０）、光源装置３１０は、制御部４１０から送信された信号に基づいて、紫外線をボウル部８０１に再び照射する（タイミングｔ１０〜ｔ１３）。タイミングｔ１０〜ｔ１３における紫外線の照射時間は、例えば約１〜２時間程度である。

続いて、紫外線の照射中（タイミングｔ１０〜ｔ１３の間）に、タイミングｔ７〜ｔ８に関して前述した動作と同様の動作が実行される（タイミングｔ１１〜ｔ１２）。

図４は、本実施形態にかかるトイレ装置の動作の他の具体例を例示するタイミングチャート図である。
タイミングｔ２１〜ｔ２５における動作は、図３に表したタイミングｔ１〜ｔ５に関して前述した動作と同様である。

続いて、便器８００が使用されない時間が第４の所定時間（タイミングｔ２５〜ｔ２６の時間）を経過すると、光源装置３１０は、制御部４１０から送信された信号に基づいて、紫外線をボウル部８０１に照射する（タイミングｔ２６〜ｔ２７）。タイミングｔ２６〜ｔにおける紫外線の照射時間は、例えば約１〜２時間程度である。

続いて、紫外線の照射が終了してから第５の所定時間内（タイミングｔ２７から所定時間内）に、殺菌水生成装置４４０は、制御部４１０から送信された信号に基づいて殺菌水の生成を開始する（タイミングｔ２８）。また、制御部４１０から送信された信号に基づいて、第１のバルブ４１３ａが開く。また、流量調整弁４３７は、制御部４１０から送信された信号に基づいて、水を第３の流路２７へ導く状態に切り替える。これにより、殺菌水生成装置４４０において生成された殺菌水が、噴霧ノズル４７３からボウル部８０１の表面に噴霧される（タイミングｔ２８〜ｔ２９）。

あるいは、紫外線の照射が終了してから第５の所定時間内（タイミングｔ２７から所定時間内）に、酸性水生成装置１２０は、制御部４１０から送信された信号に基づいて酸性水の生成を開始する（タイミングｔ２８）。また、第１のバルブ４１３ａおよび流量調整弁４３７は、前述した動作と同様の動作を行う。これにより、金属イオン水生成装置１３０から供給された金属イオン酸性水が噴霧ノズル４７３からボウル部８０１の表面に噴霧される（タイミングｔ２８〜ｔ２９）。

続いて、便器８００が使用されない時間が第６の所定時間（例えば約８〜１０時間程度）を経過すると（タイミングｔ２７〜ｔ３０）、光源装置３１０は、制御部４１０から送信された信号に基づいて、紫外線をボウル部８０１に再び照射する（タイミングｔ３０〜ｔ３１）。タイミングｔ３０〜ｔ３１における紫外線の照射時間は、例えば約１〜２時間程度である。

続いて、紫外線の照射が終了してから第７の所定時間内（タイミングｔ３１から所定時間内）に、タイミングｔ２８〜ｔ２９に関して前述した動作と同様の動作が実行される（タイミングｔ３２〜ｔ３３）。

次に、光源装置３１０が紫外線を照射した状態において、便器８００と便蓋３００とで囲まれた空間の温度分布について、図面を参照しつつ説明する。
図５は、便器と便蓋とで囲まれた空間の温度分布の測定結果の一例を例示するグラフ図である。
図５に表したグラフ図の横軸は、紫外線の照射の開始から経過した時間を表す。図５に表したグラフ図の縦軸は、紫外線の照射の前後での温度差を表す。

本発明者は、光源装置３１０からボウル部８０１の表面に紫外線を照射させ、便器と便蓋とで囲まれた空間の温度分布を測定した。温度分布の測定結果は、図５に表した通りである。すなわち、紫外線の照射の開始から約６０分程度が経過すると、光源装置３１０の付近の温度は、約７℃程度上昇した。一方、紫外線の照射の開始から約６０分程度が経過すると、便座２００の表面、ボウル部８０１の表面およびボウル部８０１内の温度は、約１℃程度上昇した。これにより、紫外線の照射の開始から約６０分程度が経過すると、光源装置３１０の付近と、便座２００の表面、ボウル部８０１の表面およびボウル部８０１内と、の間において、約６℃程度の温度差が生じていることが分かった。また、紫外線の照射の開始から約６０分程度が経過する前でも、光源装置３１０の付近と、便座２００の表面、ボウル部８０１の表面およびボウル部８０１内と、の間において、有意差（温度差）が生じていることが分かった。

次に、各装置等の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図６は、本実施形態の殺菌水生成装置の具体例を例示する断面模式図である。
本実施形態の殺菌水生成装置４４０は、例えば電極を有する電解槽ユニットである。

図６に表したように、本具体例の殺菌水生成装置４４０は、その内部に陽極板４４１および陰極板４４２を有し、制御部４１０からの通電の制御によって、内部を流れる水道水を電気分解できる。ここで、水道水は、塩化物イオンを含んでいる。この塩化物イオンは、水源（例えば、地下水や、ダムの水や、河川などの水）に例えば食塩（ＮａＣｌ）や塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）などとして含まれている。そのため、その塩化物イオンを電気分解することにより次亜塩素酸が生成される。その結果、殺菌水生成装置４４０において電気分解された水（電解水）は、次亜塩素酸を含む液に変化する。

次亜塩素酸は、殺菌成分として機能し、その次亜塩素酸を含む液すなわち殺菌水は、アンモニアや油分などによる汚れを効率的に除去あるいは分解したり、殺菌することができる。
なお、殺菌水生成装置４４０において生成される殺菌水（電解水、機能水）は、銀イオンや銅イオンなどの金属イオンを含む液であってもよい。あるいは、殺菌水生成装置４４０において生成される殺菌水は、電解塩素やオゾンなどを含む液であってもよい。あるいは、殺菌水生成装置４４０において生成される殺菌水は、酸性水やアルカリ水であってもよい。あるいは、殺菌水生成装置４４０は、電解槽ユニットに限定されるわけではない。すなわち、殺菌水は、殺菌剤および殺菌液を水に溶解させることによって生成される殺菌水であってもよい。これらの中でも、次亜塩素酸を含む溶液は、より強い殺菌力を有する。

図７は、本実施形態の酸性水生成装置および金属イオン水生成装置を例示する断面模式図である。
図７（ａ）に表したように、本実施形態の酸性水生成装置１２０は、その内部に陽極板１２４および陰極板１２５を有し、制御部４１０からの通電の制御によって、陽極板１２４と、陰極板１２５と、の間の空間（流路）を流れる水道水を電気分解できる。この際、陰極板１２５においては酸（Ｈ^＋）が消費され、陰極板１２５の近傍ではｐＨが上昇する。すなわち、陰極板１２５の近傍では、アルカリ水が生成される。一方、陽極板１２４においてはアルカリ（ＯＨ⁻）が消費され、陽極板１２４の近傍ではｐＨが下降する。すなわち、陽極板１２４の近傍では、酸性水が生成される。

本具体例では、金属イオン水生成装置１３０において溶解する金属イオンがアルミニウムイオン（Ａｌ^３＋）である場合を例に挙げて説明する。
図７（ｂ）に表したように、本実施形態の金属イオン水生成装置１３０は、タンク１３１と、タンク１３１内に設置されたアルミニウム１３３と、を有する。酸性水生成装置１２０から流路切替弁４３２を介して供給された酸性水は、タンク１３１内に貯留される。そして、タンク１３１内に設置されたアルミニウム１３３は、タンク１３１内に貯留された酸性水により浸漬された状態となっている。

すると、酸性水に浸漬されたアルミニウム１３３は、例えば約１〜２分間かけて溶解（徐溶）する。これにより、タンク１３１内の酸性水は、アルミニウムイオンを含む酸性水（アルミニウムイオン酸性水）となる。つまり、金属イオン水生成装置１３０において、金属イオン（本具体例ではＡｌ^３＋）を含む酸性度の高い水溶液が生成される。

図８は、光触媒層の一例を例示する模式的断面図である。
光触媒層８０３は、バリア層８０３ａと、機能層８０３ｂと、を有する。例えば、光触媒層８０３としては、ＴｉＯ_２／ＺｒＯ_２系触媒焼成膜が用いられる。例えば、バリア層８０３ａにおけるＴｉＯ_２とＺｒＯ_２との配合比率は、機能層８０３ｂにおけるＴｉＯ_２とＺｒＯ_２との配合比率とそれぞれ異なる。但し、図８に表した光触媒層８０３は、一例である。本実施形態の光触媒層８０３は、これだけに限定されるわけではない。

図９は、本実施形態の光触媒層の吸光特性の一例を例示するグラフ図である。
図１０は、冷陰極管のスペクトルの一例を例示するグラフ図である。
図９に表したグラフ図の横軸は、波長（ｎｍ）を表す。図９に表したグラフ図の縦軸は、吸光特性（任意単位：ａ．ｕ．）を表す。
図１０に表したグラフ図の横軸は、冷陰極管が放射する光の波長（ｎｍ）を表す。図１０に表したグラフ図の縦軸は、冷陰極管が放射する光の強度（ａ．ｕ．）を表す。

図９に表したように、本実施形態の光触媒層８０３は、波長が約４００ｎｍ以下の紫外線をより多く吸収する特性を有する。つまり、本実施形態の光触媒層８０３は、波長が約４００ｎｍ以下の紫外線が照射されると励起され、光触媒活性を発現する。また、本実施形態の光触媒層８０３は、波長が３００ｎｍ以上の紫外線において、波長が相対的に短い紫外線に対して相対的に高い励起効率（吸光特性）を有する。

そのため、光源装置３１０が比較的短い波長の紫外線をボウル部８０１に照射すると、ボウル部８０１の励起効率は、比較的高くなる。これによれば、光触媒層８０３の光触媒活性を効率的に発現させ、分解作用、親水作用および抗菌作用を得ることができる。そのため、分解作用、親水作用および抗菌作用を考慮すると、光源装置３１０は、比較的短い波長の紫外線をボウル部８０１に照射することがより望ましい。

一方で、比較的短い波長の紫外線については、人体に影響を及ぼしたり、樹脂を変色あるいは劣化させることが知れられている。そのため、人体への影響や、樹脂の変色あるいは劣化などを考慮すると、光源装置３１０は、比較的長い波長の紫外線をボウル部８０１に照射することがより望ましい。

そこで、例えば図９に表したように、本実施形態の光源装置３１０は、３００ｎｍ以上、３５０ｎｍ以下の波長に極大を有する紫外線を放射する。そして、光源装置３１０は、３００ｎｍ以上、３５０ｎｍ以下の波長に極大を有する紫外線をボウル部８０１に照射する。

これによれば、紫外線による人体への影響を抑制することができるとともに、励起効率が比較的高い波長の紫外線をボウル部８０１に照射することができる。そのため、紫外線の照射時間を比較的短くすることができる。これにより、光源装置３１０の長寿命化を実現することができる。また、清潔なトイレ装置を提供することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、トイレ装置１０およびトイレ装置本体４００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや噴霧ノズル４７３の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０トイレ装置、２３第１の流路、２５第２の流路、２７第３の流路、１２０酸性水生成装置、１２４陽極板、１２５陰極板、１３０金属イオン水生成装置、１３１タンク、１３３アルミニウム、２００便座、３００便蓋、３１０光源装置、４００トイレ装置本体、４０１給水手段、４０３分岐金具、４１０制御部、４１３ａ第１のバルブ、４１３ｂ第２のバルブ、４１５熱交換器ユニット、４１９ストレーナ、４２０便蓋開閉駆動装置、４３２流路切替弁、４３５電磁ポンプ、４３７流量調整弁、４３９おしり洗浄ノズル、４４０殺菌水生成装置、４４１陽極板、４４２陰極板、４５１入室検知センサ、４５３人体検知センサ、４５５着座検知センサ、４５７便蓋開閉検知センサ、４７３噴霧ノズル、８００便器、８０１ボウル部、８０３光触媒層、８０３ａバリア層、８０３ｂ機能層、８０５溜水、８０６トラップ、８１０洗浄手段、８２１リム部、８２３裏面

Claims

トイレ装置本体と、
前記トイレ装置本体に取り付けられボウル部を有する便器に対して開閉可能な便蓋および便座と、
前記便蓋および前記便座が閉じた状態において前記ボウル部の表面に紫外線を含む光を照射する光源装置と、
前記トイレ装置本体に設けられ前記ボウル部の表面に機能水を噴霧する噴霧手段と、
前記便蓋および前記便座を閉じ、前記光源装置から前記ボウル部の表面に対して前記紫外線を照射し、前記紫外線の照射中に、あるいは前記紫外線の照射が終了してから前記光源装置の付近と、前記便座の表面、前記ボウル部の表面、および前記ボウル部内と、の間において温度差が生じなくなるまでの間に、前記噴霧手段から前記機能水を噴霧する動作を開始する制御を実行する制御部と、
を備えたことを特徴とするトイレ装置。
前記光源装置のうちの少なくとも一部は、前記便蓋の略中心部に設けられたことを特徴とする請求項１記載のトイレ装置。
光触媒膜が前記ボウル部の表面に形成された便器をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のトイレ装置。
前記ボウル部の表面を洗浄する洗浄手段と、
前記洗浄手段に洗浄水を供給する給水手段と、
前記ボウル部の洗浄の後に前記ボウル部の表面に残った洗浄水中のケイ酸成分の重合を抑制するケイ酸成分重合抑制剤を前記ボウル部の表面に残った洗浄水に添加するケイ酸成分重合抑制手段と、
前記便蓋および便座を閉じ、前記光源装置から前記ボウル部の表面に対して前記紫外線を照射し、前記紫外線の照射中に、あるいは前記紫外線の照射が終了してから前記光源装置の付近と、前記便座の表面、前記ボウル部の表面、および前記ボウル部内と、の間において温度差が生じなくなるまでの間に、前記噴霧手段から前記ケイ酸成分重合抑制剤を噴霧する動作を開始する制御を実行する制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項３記載のトイレ装置。