JP6395133B2

JP6395133B2 - 便器装置

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Publication number: JP6395133B2
Application number: JP2014241359A
Authority: JP
Inventors: 岡野　正紀; 正紀岡野
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2034-11-28
Also published as: JP2016102340A

Description

本発明は、便器装置の使用時に発生する音を消音する機能を有した便器装置の改良に関する。

近時、便器装置で発生した音をマイク装置で集音してその逆位相の音をスピーカー装置から再生させることで消音する機能を有した便器装置が提案されている。例えば次の特許文献１にはボウル部の開口部近傍にマイク装置とスピーカー装置とを設けた便器装置が記載されている。

実開平４−１３０３７６号公報

ところで便器装置で主に音の発生場所となるのは、排水路や溜め水の水面である。これに対して特許文献１ではマイク装置がボウル部の開口部近傍に設けられている。そのためマイク装置は排水音や溜め水の水面で発生した音以外に、排水路やボウル部内部での反響音、更にはスピーカー装置が消音のために発生させた音も含めて集音することになってしまい、その結果十分な消音効果が得られないことが考えられる。本発明はこのような問題に着目してなされたものであり、便器装置で発生した音をマイク装置によって効率よく集音できるようにすることを目的としている。

前記目的を達成するため、本発明は、便器装置で発生した音をマイク装置で集音してその逆位相の音をスピーカー装置から再生させることで消音する機能を有した便器装置において、前記マイク装置は排水路の流路壁に近接して設けられることを特徴とする。

本発明では、マイク装置が排水路の流路壁に近接されて設けているので、便器装置の排水音等を効率よく集音できる。

本発明の実施形態の例とされる便器装置の基本的な機能ブロック図である。実施形態の具体的な外観の一例を示す斜視図である。（ａ）、（ｂ）は本実施形態の内部構成を示す側面、背面断面図である。（ａ）、（ｂ）はマイク装置を排水トラップ部の壁面に近接して設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。（ａ）、（ｂ）は、マイク装置をボウル部の壁面に近接して設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。（ａ）、（ｂ）は、複数のマイク装置を排水路の流路壁に近接して設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。図６（ａ）、（ｂ）に示した変形例の基本的な動作の例を示すフロー図である。（ａ）、（ｂ）は、スピーカー装置を便器装置の側面部に設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。（ａ）、（ｂ）は、スピーカー装置を便器装置の上面部に設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。（ａ）、（ｂ）は、スピーカー装置を便器装置の複数個所に設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。

図１は、実施形態の例とされる便器装置の基本的な機能ブロック図である。以下この図に従って本実施形態の基本構成を説明する。

便器装置１は水洗式であって、大小便を受けるボウル部１０の上流側、下流側にそれぞれ給水路１１と排水路１２とが設けられている。便器装置１としてはタンクレス式を想定しているがタンク式でも構わない。給水路１１は止水栓に接続するパイプ類や電磁弁等（図示なし）で構成される。排水路１２は下水管に接続する排水トラップ部等（図示なし）で構成される。便器装置１にはマイク装置１３とスピーカー装置１４とが付設されており、便器装置１の使用中に発生した音をマイク装置１３で集音してその逆位相の音をスピーカー装置１４から再生させることで消音する機能を有している。

音の発生場所は基本的にボウル部１０又は排水路１２であるが、本実施形態では、マイク装置１３が排水路１２の流路壁に近接して設けられ、排水路１２の音を集音するようになっている。マイク装置１３は、排水路１２の音として、排水路１２内で発生した音（排水中）のみでなく、その近傍、例えばボウル部１０で発生した音（用便中）も含めて集音する。よってここに云う排水路１２にはボウル部１０の一部も含めてよい。すなわち排水路１２は、ボウル部１０の底面部（溜め水の水面よりも下）から排水トラップ部の終端までを範囲とする流路である。このようにマイク装置１３を排水路１２の流路壁に近接して設ければ、便器装置１の排水音あるいは溜め水の水面で発生する音の音源付近から効率よく集音できる。つまりマイク装置１３がそれらの音の直接音に近い音（反響音が少ない）を集音でき、その結果、消音するための音響処理の精度が高められて高い消音効果が得られる。

一方スピーカー装置１４は、その再生した音が便器装置１の外側へ良好に伝播するようにマイク装置１３から離れた場所に設けられるが、その場所は特に制限されない。ただしボウル部１０や排水路１２で発生した音はボウル部１０の開口部から便器装置１の周囲に広がっていくことを考慮すれば、スピーカー装置１４は、ボウル部１０の内側、便器装置１の上面部（ボウルリム）、あるいは便器装置１の側面部等に設けるとよい。なおスピーカー装置１４は再生音の放射方向に指向性を有するものとし、その放射方向と、排水路１２で発生した音の伝播方向とを合わせておけば、スピーカー装置１４の再生音と、排水路１２で発生した音とが互いに逆位相の関係となる範囲が広くなり高い消音効果が得られる。

音響処理部１５は、マイク装置１３、スピーカー装置１４に係る音響処理を実行する回路ブロックである。マイク装置１３とスピーカー装置１４とが一定距離離れている場合にはマイク装置１３が集音した音（音波）がスピーカー装置１４の場所に達するまでに遅延時間が生じる。この遅延時間は両者の距離と音速とによって定まるもので概ね一定の値となる。したがって音響処理部１５は、マイク装置１３が集音した音信号から逆位相の音信号を生成し、その遅延時間の経過後にスピーカー装置１４から再生させればよい。なお遅延時間の値、再生音の増幅率は基本的には固定としてよいが、それらを調節可能にすれば個々のトイレルームに合わせて調節することで良好な消音効果が得られる。

図１ではマイク装置１３の集音する音波形をグラフＧ１中に実線で示し、その音が伝播してスピーカー装置１４の場所で観察される音波形をグラフＧ２中に実線で示し、スピーカー装置１４が再生する音波形をグラフＧ２中に破線で示している。グラフＧ１、Ｇ２の時間軸は起点を一致させている。前記遅延時間はグラフＧ２中のＴｄによって示される。グラフＧ２に示すように伝播してきた音波形（実線）と、スピーカー装置１４が再生した音波形（破線）とが互いに逆位相の関係になるとき消音効果が得られる。

音響処理部１５はアナログ回路で構成してもデジタル回路で構成してもよいし、アナログ、デジタルのハイブリッド回路で構成してもよい。例えばマイク装置１３の集音した音信号を逐次デジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、そのデジタル値を順次記憶して一定時間後に出力するＦＩＦＯ回路と、ＦＩＦＯ回路の出力したデジタル値をアナログ変換するＤ／Ａ変換回路と、そのアナログ信号を増幅するアナログアンプ回路とによって音響処理回路を構成してもよい（図示なし）。このような回路構成としたとき、マイク装置１３の集音した音信号から逆位相の音信号を生成する処理はどの段階で行ってもよい。また消音効果を高めるために音響処理部１５で各種フィルタ処理を施してもよい。

操作部２０は排水指令等を行うスイッチ等で構成される。ここでは一例としてリモコン式のものを採用しているが、もちろん便器装置１と一体のものでもよい。操作部２０には消音機能のオン、オフスイッチを設けて手動操作によって消音機能を作動させるようにしてもよい。あるいは操作部２０（他の場所でもよい）に人感センサを設け、便器装置１の使用中に消音機能が自動的に作動するようにしてもよい。

次いで本実施形態の具体的な構成を図２、図３に従って説明する。
図２は本実施形態の具体的な外観の一例を示す斜視図である。図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本実施形態の内部構成を示す側面、背面断面図である。なおこれらの図面では、本発明に関連しない要素、例えば局部洗浄機構等を省略している。

便器装置１はタンクレス式の洋便器であって、便器装置１の上面にはボウル部１０が開口している。ボウル部１０は化学的に安定した樹脂、磁器又はホウロウ等からなる。ボウル部１０の底部には排水口１０ａが形成されており、これは排水トラップ部１２ａ等からなる排水路１２に繋がっている。排水トラップ１２ａの末端は下水管９に接合されている。便器装置１の上面部の背面側には便座２と便蓋３とがヒンジ固定されている。なお給水路は図示を省略している。

マイク装置１３は防水タイプのものであり、排水路１２の流路壁に近接して、より詳細にはボウル部１０の底部壁面にその一部（集音部）を露出させた状態で固定されている。ここでマイク装置１３は排水路１２の流路壁に形成した孔に嵌め込んで固定してもよい。あるいは薄型のマイク装置１３を排水路１２の内側に貼り付けてもよく、このときマイク装置１３を電池内蔵無線式とすればマイク装置１３のメンテナンスが容易になる。あるいはマイク装置１３を聴診器タイプのものとすれば、排水路１２の外側から流路壁越しに排水路１２内の音を集音することも可能である。

スピーカー装置１４も防水タイプのものであり、ボウル部１０の内側、より詳細には溜め水の水面よりも高い位置にその一部（振動面）を露出させた状態で固定されている。スピーカー装置１４はボウル部１０の周壁に形成した孔に嵌め込んで固定してもよい。あるいは薄型スピーカー装置１４をボウル部１０の内側に貼り付けてもよい。このときスピーカー装置１４を電池内蔵無線式とすればスピーカー装置１４のメンテナンスが容易になる。またスピーカー装置１４が電池内蔵でなくてもそのリード線をフィルム状としボウル部１０の内側に貼り付けて這わせ適所から便器装置１の内側に引き込んでもよい。

なおスピーカー装置１４の中には、その固定された面を振動面として音を生じさせるものがある。このタイプのスピーカー装置１４であれば、排水路１２の流路壁に固定して流路壁そのものから音を生じさせることができ、腐食等のおそれもなく美観にも優れる。この場合ボウル部１０のスピーカー装置１４を固定する部分を薄く形成して振動し易くするとよい。

音響処理部１５は便器装置１のどの位置に設けてもよい。ここでは一例として音響処理部１５はボウル部１０の背面側に設けられ、操作部２０、マイク装置１３、スピーカー装置１４に有線接続されている。

以下、本実施形態の様々な変形例を順次説明していく。

図４（ａ）、（ｂ）は、マイク装置を排水トラップ部の周壁面に近接して設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に共通する要素には同一の参照符号を付けて説明を省略する。

この変形例では、マイク装置１３は排水トラップ部１２ａの中間部の周壁側面に設けられている。マイク装置１３の構成や固定方法は、図３（ａ）、（ｂ）に示したものと同様である。マイク装置１３をこのような場所に設ければ、排水音をその発生場所の近傍で集音することができるので、排水音に対する音響処理の精度が高められる。

一方スピーカー装置１４はボウル部１０の排水口１０ａ近傍に設けられている。スピーカー装置１４の構成や固定方法は、図３（ａ）、（ｂ）に示したものと同様である。スピーカー装置１４をこのような場所に設ければ、ボウル部１０の内側で排水音とスピーカー装置１４の再生音とが重なり合って便器装置１の外側に広がっていくことになる。つまり排水音の伝播方向と、スピーカー装置１４の再生音の伝播方向とが一致するので、排水音に対して高い消音効果が得られる。

図５（ａ）、（ｂ）は、マイク装置をボウル部の底部壁面に近接して設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に共通する要素には同一の参照符号を付けて説明を省略する。また図３（ａ）、（ｂ）に記載した下水管は図示を省略している。

この変形例では、マイク装置１３はボウル部１０の底部の排水口１０ａに近接して、より詳細には排水口１０ａの近傍で溜め水の水面中心から最も近い位置に設けられている。一方スピーカー装置１４はボウル部１０の壁面の溜め水に水没しない位置に設けられている。マイク装置１３の種別や固定方法、スピーカー装置１４の種別や固定方法は、図３（ａ）、（ｂ）に示したものと同様である。

マイク装置１３をこのような場所に設ければ、ボウル部１０で発生した音（用便が溜め水に着水する音等）をその発生場所の近傍で集音することができるので、そのような音に対する音響処理の精度が高められる。またスピーカー装置１４をこのような場所に設ければ、ボウル部１０の内側で発生した音とスピーカー装置１４の再生音とが重なり合って便器装置１の外側に広がっていくことになるので、ボウル部１０の内側で発生した音に対して高い消音効果が得られる。

図６（ａ）、（ｂ）は、複数のマイク装置を排水路の流路壁に近接して設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に共通する要素には同一の参照符号を付けて説明を省略する。また図３（ａ）、（ｂ）に記載した下水管は図示を省略している。

この変形例では、マイク装置１３の個数は２としているが、これは一例に過ぎず、３以上であってもよい。具体的には、マイク装置１３ａはボウル部１０の底部壁面に近接して設けられており、主にボウル部１０の内側で発生した音を集音する。一方マイク装置１３ｂは排水トラップ部１２ａの周壁面に近接して設けられ、主に排水音を集音する。マイク装置１３の種別や流路壁への固定方法は、図３（ａ）、（ｂ）に示したものの場合と同様である。

一方、スピーカー装置１４はボウル部１０の壁面の溜め水に水没しない位置に設けられている。マイク装置１３ａ、１３ｂの種別や固定方法、スピーカー装置１４の種別や固定方法は、図３（ａ）、（ｂ）に示したものの場合と同様である。

音響処理部１５は、マイク装置１３ａと、マイク装置１３ｂとを排水動作に連動して切換選択し、選択している側のマイク装置１３ａ又は１３ｂで集音した音から逆位相の音を生成して所定の遅延時間の経過後にスピーカー装置１４から再生させる。すなわち用便中はボウル部１０に設けたマイク装置１３ａに基づいて消音し、排水時は排水トラップ部に設けたマイク装置１３ｂに基づいて消音することで、トイレ使用の全体を通じて高い消音効果が期待できる。

図７は、図６（ａ）、（ｂ）に示した変形例の基本的な動作の例を示すフロー図である。フロー図では上から順に、人体検知信号、排水指令信号、マイク装置１３ａ、１３ｂに対する制御信号、マイク装置１３ａが集音するボウル部１０の音波形、マイク装置１３ｂが集音する排水トラップ部１２ａの音波形、スピーカー装置１４近傍に伝播してくる音波形、スピーカー装置１４が再生する音波形を記載している。以下、変形例の基本動作を、フロー図を参照しながら具体的に説明する。

操作部２０には人感センサが設けられており、体検知信号や排水指令信号を便器装置１に伝送する。この点についてフロー図では時刻Ｔ１に操作部２０から人体検知信号が伝送されている。

音響処理部１５は、人体検知信号を受けてから排水指令信号を受けるまでの間、すなわち用便中はマイク装置１３ａを選択し、マイク装置１３ａで集音した音から逆位相の音を生成してスピーカー装置１４から再生出力させる。この点についてフロー図では時刻Ｔ２からマイク装置１３ａがボウル部１０の音を集音しており、音響処理部１５はその音から逆位相の音を生成して遅延時間Ｔｄ１の経過した時刻Ｔ３にスピーカー装置１４から再生出力させている。

また音響処理部１５は、排水指令信号に基づいてマイク装置１３ｂを選択し、その後所定時間Ｔａが経過するまでの間、マイク装置１３ｂで集音した音から逆位相の音を生成してスピーカー装置１４から再生出力させる。この点についてフロー図では時刻Ｔ２からマイク装置１３ｂが排水音を集音しており、音響処理部１５はその音から逆位相の音を生成して遅延時間Ｔｄ２の経過した時刻Ｔ３にスピーカー装置１４から再生出力させている。なおここで所定時間Ｔａを排水動作の処理時間よりも長い値に設定すれば、排水音に対して最後まで消音効果を発揮できる。

図８（ａ）、（ｂ）は、スピーカー装置を便器装置の側面部に設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に共通する要素には同一の参照符号を付けて説明を省略する。また図３（ａ）、（ｂ）に記載した下水管は図示を省略している。

この変形例では、スピーカー装置１４は便器装置１の外殻の側面に設けられている。この場合スピーカー装置１４が水濡れする可能性は低いから簡易防水タイプとしてもよい。スピーカー装置１４をこのような場所に設ければ、便器装置１を中心として横方向に広がっていく排水音等の伝播方向と、スピーカー装置１４の再生音の伝播方向とが一致するので、横方向に対して高い消音効果が得られる。

図９（ａ）、（ｂ）は、スピーカー装置を便器装置の上面部に設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に共通する要素には同一の参照符号を付けて説明を省略する。また図３（ａ）、（ｂ）に記載した下水管は図示を省略している。

この変形例では、スピーカー装置１４は便器装置１の上面部、より詳細にはボウルリムの内側に設けられている。スピーカー装置１４の音の放射方向は、ボウル部１０の内側に向けても、上方に向けてもよい。後者の場合、便座２の裏面の対応部分に導音用の溝等を形成するとよい。スピーカー装置１４をこのような場所に設ければ、ボウル部１０から上方に広がっていく排水音等音の伝播方向と、スピーカー装置１４の再生音の伝播方向とが一致するので、上方向に対して高い消音効果が得られる。

図１０（ａ）、（ｂ）は、スピーカー装置を便器装置の複数個所に設けた変形例の内部構成を示す側面、背面断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に共通する要素には同一の参照符号を付けて説明を省略する。また図３（ａ）、（ｂ）に記載した下水管は図示を省略している。

この変形例では、スピーカー装置１４ａ〜１４ｄが便器装置１の上面部、両側面部、前面部に設けられている。ここではスピーカー装置１４ａ〜１４ｄが水濡れする可能性は低いから簡易防水タイプとしてもよい。スピーカー装置１４ａ〜１４ｄをこのような場所に設ければ、便器装置１を中心として上方向、横方向、前方向に広がっていく排水音等の伝播方向と、スピーカー装置１４ａ〜１４ｄの再生音の伝播方向とが一致するので、上方向、横方向、前方向に対して高い消音効果が得られる。

１便器装置
１０ボウル部
１１排水路
１１ａ排水トラップ部
１３マイク装置
１４スピーカー装置
１５音響処理部

Claims

便器装置で発生した音をマイク装置で集音してその逆位相の音をスピーカー装置から再生させることで消音する機能を有した便器装置において、
前記マイク装置は便器装置の排水路の流路壁に近接して設けられていることを特徴とする便器装置。
請求項１に記載の便器装置において、
前記マイク装置は排水トラップ部の周壁面に近接して設けられていることを特徴とする便器装置。
請求項１に記載の便器装置において、
前記マイク装置はボウル部の底部壁面に近接して設けられていることを特徴とする便器装置。
請求項２又は３に記載の便器装置において、
前記マイク装置で集音した音から逆位相の音を生成して遅延時間の経過後に前記スピーカー装置から再生させる音声処理部を更に備えることを特徴とする便器装置。
請求項１に記載の便器装置において、
前記マイク装置は複数であって、その内の一つはボウル部の底部壁面に近接して設けられ、その内の一つは排水トラップ部の周壁面に近接して設けられていることを特徴とする便器装置。
請求項５に記載の便器装置において、
前記ボウル部壁面に近接して設けられたマイク装置と、前記排水トラップ部に近接して設けられたマイク装置とを排水動作に連動して切換選択し、選択している側のマイク装置で集音した音から逆位相の音を生成して所定の遅延時間の経過後に前記スピーカー装置から再生させる音響処理部を更に備えることを特徴とする便器装置。
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の便器装置において、
前記スピーカー装置は再生音の放射方向に指向性を有するものとし、その放射方向と、前記排水路で発生した音の伝播方向とを合わせていることを特徴とする便器装置。
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の便器装置において、
前記スピーカー装置は便器装置の側面部に設けられていることを特徴とする便器装置。
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の便器装置において、
前記スピーカー装置は便器装置の上面部に設けられていることを特徴とする便器装置。
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の便器装置において、
前記スピーカー装置は便器装置の複数個所に設けられていることを特徴とする便器装置。