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小便器装置および小便器ユニットの要部構成を表すブロック図である。
なお、図1は、水路系と電気系との要部構成を併せて表している。
本実施形態にかかる小便器ユニット10は、小便器装置100と、小便器210と、を備える。小便器装置100は、洗浄水供給手段140と、洗浄水散水手段160と、殺菌水生成手段150と、を有する。本実施形態にかかる小便器装置100は、制御部110と、人体検知手段120と、流路切替弁130と、を有していてもよい。
小便器210は、男子用小便器である。小便器210は、ボウル部211(図6参照)と、トラップ部213(図6(b)参照)と、を有する。トラップ部213は、ボウル部211の下部に設けられ、トラップ部213自身の内部において封水を形成する。これにより、トラップ部213は、小便器装置100の後方に設けられた図示しない横引排水配管などから悪臭や害虫類などがトイレ室などに侵入することを防止することができる。トラップ部213には、尿および水が流れ込む。
流路切替弁130は、制御部110から送信された信号に基づいて、図示しない給水源(例えば水道あるいはタンクなど)から供給された水が洗浄水供給手段140へ導かれる状態と、給水源から供給された水が洗浄水散水手段160へ導かれる状態と、を切り替える。
洗浄水供給手段140は、スプレッダ141を有し、流路切替弁130を介して給水源から供給された水を小便器210のボウル部211に供給する。図1に表したように、給水源から洗浄水供給手段140に供給される水は、殺菌水生成手段150を通過しない。そのため、洗浄水供給手段140は、給水源から供給された水であって殺菌水ではない水(この水を「真水」と称する。)を小便器210のボウル部211に供給する。つまり、殺菌水は、洗浄水供給手段140がボウル部211に供給する水としては利用されない。真水は、給水源から供給される水道水や雑用水である。
洗浄水散水手段160は、散水部161を有する。散水部161には、散水孔161aが設けられている。散水孔161aの数は、図1に表したように1つには限定されない。洗浄水散水手段160は、殺菌水生成手段150において生成された殺菌水であって液滴化された殺菌水を散水部161の散水孔161aから小便器210のボウル部211の内部空間に供給する。散水孔161aから小便器210のボウル部211に供給された殺菌水は、アンモニアを溶解することができる。洗浄水散水手段160が散水する液滴化された殺菌水の径は、例えば約10マイクロメートル(μm)以上1200μm以下程度である。
洗浄水供給手段140が1回の動作でボウル部211に供給する水の量(水量)は、洗浄水散水手段160が1回の動作でボウル部211に供給する水の量よりも多い。例えば、洗浄水供給手段140が1回の動作でボウル部211に供給する水の量は、約0.4リットル(L)以上1.5L以下程度である。例えば、洗浄水散水手段160が1回の動作でボウル部211に供給する水の量は、例えば約20ミリリットル(mL)以上100mL以下程度である。
ここで、アンモニアの発生のメカニズムは、例えば次の通りである。
すなわち、便器に排尿がなされると、尿は、便器の表面に付着したり、トラップ部の封水(滞留水)に滞留する。滞留した尿に、空気中や便器表面等に存在する一般細菌が付着する。一般細菌は尿から栄養を吸収し、ウレアーゼ酵素を出す活動が活性化され、ウレアーゼ酵素より尿素の分解抑制が促進される。尿素はアンモニアと二酸化炭素に分解され、そのアンモニアが悪臭の一因となる。また、発生したアンモニアにより、分解物の水素イオン濃度(pH)がアルカリ性に偏り、pHが8.0から8.5を超えてアルカリ性に偏ると、尿中に溶解していたカルシウムイオンが、難溶性のカルシウム化合物(リン酸カルシウム等、また一般的に尿石と呼ばれる)になる。この尿石が菌の温床となり、加速度的にこれまでの過程を繰り返し、一層のアンモニアを発生させることとなる。
便器の表面に付着した尿やトラップ部の封水に滞留した尿の菌が活性化するには、所定の時間がかかる。「所定の時間」とは、例えば約2時間以上である。そのため、尿が便器の表面に付着したり、トラップ部の封水に滞留してから2時間未満であれば、pHの上昇を抑え、臭いや尿石(汚れ)の発生を抑制することができる。
殺菌水生成手段150は、洗浄水散水手段160の上流の側に設けられている。図1に表した小便器装置100では、殺菌水生成手段150は、流路切替弁130と、洗浄水散水手段160と、の間に設けられている。殺菌水生成手段150は、制御部110から送信された信号に基づいて、流路切替弁130を介して給水源から供給された水により殺菌水を生成することができる。殺菌水は、アンモニアを溶解および分解することができる。
例えば、殺菌水生成手段150は、電解槽151(図5参照)を有する。電解槽151の内部には、陽極板153(図5参照)および陰極板155(図5参照)が設けられている。殺菌水生成手段150は、制御部110から送信される信号に基づいて、電解槽151の内部を流れる水道水や雑用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。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(CaCl2)などとして含まれている。そのため、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、殺菌水生成手段150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(殺菌水)に変化する。
次亜塩素酸は、消臭成分あるいは殺菌成分として機能する。次亜塩素酸を含む液は、アンモニアを溶解したり、分解したり、あるいは一般細菌などを殺菌したりすることができる。
なお、本実施形態の殺菌水生成手段150は、次亜塩素酸を含む液を生成することに限定されるわけではない。殺菌水生成手段150において生成される殺菌水は、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、殺菌水生成手段150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、殺菌水生成手段150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。これらの中でも、次亜塩素酸を含む液は、アンモニアをより溶解および分解することができる。また、殺菌水生成手段150は、電解槽と、陽極板と、陰極板と、を有する電解槽ユニットに限定されるわけではない。
殺菌水生成手段150が制御部110から送信される信号に基づいて殺菌水を生成すると、洗浄水散水手段160は、殺菌水生成手段150において生成された殺菌水であって液滴化された殺菌水を散水孔161aからボウル部211の内部空間に供給する。つまり、所定の量の殺菌水が、殺菌水生成手段150において生成され、洗浄水散水手段160においてボウル部211に供給される。
人体検知手段120は、小便器210の前方にいる使用者、すなわち小便器210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。言い換えれば、人体検知手段120は、小便器210の使用を検知することができる。このような人体検知手段120としては、例えば、赤外線投受光式センサ(赤外線センサ)や、焦電方式センサ(焦電センサ)や、電波によるドップラ効果を利用したセンサ(マイクロ波センサ)などを用いることができる。
ここで、給水源から供給される水として、飲用に適する水道水が利用される場合がある一方で、水道水を使用した後の水(排水)を原水とする雑用水や、雨水を原水とする雑用水が利用される場合がある。雑用水(例えば「中水」)においては、水道水と比較して、最小限の水質管理がなされる場合がある。そのため、雑用水に含まれる有機物が比較的多い場合がある。雑用水に含まれる有機物が多いと、その有機物を栄養源とする菌や微生物が増殖し集合体を生成することがある。菌や微生物の集合体は、例えばバイオフィルムなどと呼ばれる。
また、殺菌水が散水孔161aから散水されずに、殺菌水生成手段150の下流の側に位置する流路(例えば、流路150a)内に残水として貯まる場合がある。このような残水が一定期間流路に貯まると、殺菌水の殺菌性能が経時変化により低下する。これにより、残水から菌や微生物が増殖しバイオフィルムが生成される。
バイオフィルムのサイズが大きくなると、散水部161の散水孔161aがバイオフィルムの生成により詰まる場合がある。散水孔161aの直径は、例えば約0.5ミリメートル(mm)以上、3mm以下程度である。散水部161の具体例については、後述する。散水孔161aがバイオフィルムの生成により詰まると、散水孔161aから散水される殺菌水の吐水方向が定まらず、ボウル部211の内部空間に散水することができない場合がある。すると、小便器210から発生する臭いや、小便器210に発生する汚れを抑制する程度が低減する。
これに対して、本実施形態の洗浄水散水手段160は、殺菌水生成手段150において生成された殺菌水であって液滴化された殺菌水を散水孔161aからボウル部211の内部空間に散水する。これにより、雑用水中に含まれる菌や微生物を殺滅し、洗浄水散水手段160の上流においてバイオフィルムが生成することを抑制することができる。また、所定の量の殺菌水が、殺菌水生成手段150において生成され、洗浄水散水手段160においてボウル部211に供給される。これにより、殺菌水生成手段150において生成された殺菌水が、殺菌水生成手段150の下流の側に位置する流路に貯まり続けることを減少できる。そのため、洗浄水散水手段160の散水孔161aがバイオフィルムの生成により詰まることを抑制することができる。また、水が洗浄水散水手段160から意図しない方向に散水されることを抑制することができる。
また、人体検知手段120が小便器210の使用を検知していなくても、洗浄水散水手段160は、一定期間毎に散水洗浄を行っても良い。例えば、制御部110は、殺菌水生成手段150および洗浄水散水手段160の動作を一定期間毎に制御し、殺菌水生成手段150において殺菌水を生成し、洗浄水散水手段160の散水孔161aからボウル部211に殺菌水を供給する。
ここで、一定期間(つまり、散水洗浄の間隔)とは、2時間程度または1日程度等の任意の時間である。前述したように、尿の菌が活性化するには、所定の時間がかかる。例えば、散水洗浄の間隔が2時間未満であれば、pHの上昇を抑え、菌の活性化を抑制することができる。
散水洗浄が一定期間毎に行われることで、一定期間毎に流路内の水が新しい水になる。これにより、殺菌水生成手段150において生成された殺菌水が、例えば殺菌水生成手段150の内部や殺菌水生成手段150の下流の側に位置する流路などに貯まり続けることはない。また、菌の活性化を抑制し、菌抑制を最小限度にすることができる。そのため、洗浄水散水手段160の散水孔161aがバイオフィルムの生成により詰まることを抑制することができる。また、水が洗浄水散水手段160から意図しない方向に散水されることを抑制することができる。
洗浄水散水手段160が一定期間毎に散水洗浄を行う場合、ボウル洗浄も同時に行っても良い。例えば、洗浄水散水手段160が散水洗浄を行う場合、制御部110は、洗浄水供給手段140の動作を制御し、洗浄水供給手段140のスプレッダ141からボウル部211に水を供給する。これにより、殺菌水生成手段150の上流側に位置する流路切替弁130付近の流路等がバイオフィルムの生成により詰まることを抑制できる。
洗浄水散水手段160から散水された殺菌水は、ボウル部211の内部に生成されたアンモニアおよびボウル部211の周辺に存在するアンモニアの少なくともいずれかを溶解し分解する。ボウル部211の周辺に存在するアンモニアとは、例えば、ボウル部211の周辺に漂うアンモニアあるいはボウル部211の周辺に浮遊しているアンモニアをいう。これにより、洗浄水散水手段160は、小便器210から発生するアンモニアによる臭いを抑制することができる。また、洗浄水散水手段160が殺菌水を散水すると、例えばアンモニアを溶解した水が小便器210の周りに付着し蒸発しても、アンモニアによる臭いが再び発生することを抑制することができる。
洗浄水供給手段140は、小便器210のボウル部211に水を供給し、小便器210に付着した尿を除去し、例えば体毛などの異物を除去することができる。また、洗浄水供給手段140は、小便器210のトラップ部213に水を供給し、トラップ部213の内部の封水を新たに供給された水で置換することができる。
前述したように、洗浄水散水手段160が散水する液滴化された水の径は、約10μm以上である。これにより、洗浄水散水手段160から散水された液滴が空間を浮遊し続ける程度が低くなり、意図しない空間まで飛散することを抑制することができる。そのため、洗浄水散水手段160から散水された液滴により、使用者が濡れたり、小便器210の周りが濡れることを抑制することができる。また、洗浄水散水手段160が散水する液滴化された水の径は、約1200μm以下である。これにより、洗浄水散水手段160から散水された液滴が比較的早く落下し、アンモニアを溶解する効果が低下することを抑制することができる。
ここで、水の径の数値の定義について述べる。洗浄水散水手段160から散水される水の径は、一般的に一定の範囲を持っている。粒径の積算%の分布曲線が50%の横軸と交差するポイントの粒子径(50%径:一般的にメディアン径と呼ばれる)を、水の径とする。
図2は、本実施形態の変形例にかかる小便器装置および小便器ユニットの要部構成を表すブロック図である。
なお、図2は、水路系と電気系との要部構成を併せて表している。
本変形例では、小便器装置100は、水抜部170を有する。水抜部170は、殺菌水生成手段150と、洗浄水散水手段160と、の間に設けられている。例えば、水抜部170は、制御部110から送信される信号に基づいて、殺菌水生成手段150と洗浄水散水手段160とを連通する流路中に残存する殺菌水を小便器装置100から排水する。水抜部170は、制御部110から送信される信号に基づいて、所定の期間毎に殺菌水を排水する。
また、水抜部170が作動している場合、洗浄水散水手段160に殺菌水等は供給されない。つまり、水抜部170が作動している場合、洗浄水散水手段160は、散水洗浄を行わない。例えば、流路中に残存する殺菌水は、洗浄水散水手段160が駆動停止してから所定時間後に排水される。
本変形例では、殺菌水が殺菌水生成手段150の下流の側に位置する流路に残存している場合、流路に残存した殺菌水が水抜部170によって小便器装置100から一定の周期で排水される。これにより、殺菌水生成手段150において生成された殺菌水が、殺菌水生成手段150の下流の側に位置する流路に貯まり続けることはない。そのため、洗浄水散水手段160の散水孔161aがバイオフィルムの生成により詰まることを抑制することができる。また、水が洗浄水散水手段160から意図しない方向に散水されることを抑制することができる。
本変形例にかかる小便器装置100および小便器ユニット10の他の構造は、図1に関して前述した小便器装置100および小便器ユニット10の構造と同様である。
図3は、本実施形態の変形例にかかる小便器装置および小便器ユニットの要部構成を表すブロック図である。
なお、図3は、水路系と電気系との要部構成を併せて表している。
本変形例では、小便器装置100は、排水孔180を有する。排水孔180は、殺菌水生成手段150と、洗浄水散水手段160と、の間に設けられている。殺菌水生成手段150と洗浄水散水手段160とを連通する流路中に残存する殺菌水は、排水孔180を介して小便器装置100から排水される。例えば、洗浄水散水手段160が駆動して殺菌水生成手段150によって生成された殺菌水を散水孔161aを介して散水する前に、流路中に残存する殺菌水は、排水孔180を介して小便器装置100から排水される。本変形例では、殺菌水生成手段150の下流側に位置する流路に貯まった残水は、散水孔161aから散水されない。
また、排水孔180を介して残水を排水する場合、洗浄水散水手段160に殺菌水等は供給されない。つまり、排水孔180を介して残水を排水する場合、洗浄水散水手段160は、散水洗浄を行わない。
本変形例にかかる小便器装置100および小便器ユニット10の他の構造は、図1に関して前述した小便器装置100および小便器ユニット10の構造と同様である。
本変形例および図1に関して前述した実施形態によれば、洗浄水散水手段160が殺菌水を散水する前に、殺菌水生成手段150の下流の側に位置する流路に貯まった残水を散水孔161aから散水しないようにする。これにより、残水から生成されたバイオフィルムによって散水孔161aが詰まることを抑制することができる。また、水が洗浄水散水手段160から意図しない方向に散水されることを抑制することができる。
図4は、本実施形態の変形例にかかる小便器装置および小便器ユニットの要部構成を表すブロック図である。
なお、図4は、水路系と電気系との要部構成を併せて表している。
本変形例では、流路161bが、散水部161と、スプレッダ141と、の間に設けられている。スプレッダ141は、吐水口145(図7(b)および図7(c)参照)を有する。洗浄水散水手段160が駆動して殺菌水生成手段150によって生成された殺菌水を散水孔161aを介して散水する前に、殺菌水生成手段150の下流の側に位置する流路(例えば、150a)に貯まった残水を流路161bを介してスプレッダ141の吐水口145から排出する。つまり、本変形例では、殺菌水生成手段150の下流側に位置する流路に貯まった残水は、散水孔161aから散水されない。
また、吐水口145を介して残水を排水する場合、洗浄水散水手段160に殺菌水等は供給されない。つまり、吐水口145を介して残水を排水する場合、洗浄水散水手段160は、散水洗浄を行わない。
本変形例にかかる小便器装置100および小便器ユニット10の他の構造は、図1に関して前述した小便器装置100および小便器ユニット10の構造と同様である。
本変形例および図1に関して前述した実施形態によれば、洗浄水散水手段160が殺菌水を散水する前に、殺菌水生成手段150の下流の側に位置する流路に貯まった残水を散水孔161aから散水しないようにする。これにより、残水から生成されたバイオフィルムによって散水孔161aが詰まることを抑制することができる。また、水が洗浄水散水手段160から意図しない方向に散水されることを抑制することができる。
図5は、本実施形態の殺菌水生成手段の具体例を例示する模式的平面図である。
本具体例では、殺菌水生成手段150は、電解槽151と、陽極板153と、陰極板155と、を有する。陽極板153および陰極板155は、電解槽151の内部に設けられている。
殺菌水生成手段150が殺菌水を生成するときには、陽極板153と陰極板155との間に所定電圧(例えば24ボルト(V)程度)が印加される。本発明者の得た知見によれば、陽極板153および陰極板155の少なくともいずれかが劣化した場合でも、陽極板153と陰極板155との間に印加される電圧は、所定電圧に維持される。
図6は、本実施形態の洗浄水散水手段の設置形態を例示する模式的斜視図である。
図6(a)は、本実施形態にかかる小便器ユニットを表す模式的平面図である。図6(b)は、図6(a)に表した切断面A5−A5における模式的断面図である。
図6(a)および図6(b)に表したように、例えば、洗浄水散水手段160の散水部161は、小便器210のボウル部211の上部に設けられている。散水部161は、ボウル部211の下方へ液滴化された殺菌水を散水する。ここでいう「下方」とは、鉛直方向の下向きに限定されず、水平方向から下側の方向を含む。つまり、ここでいう「下方」とは、水平方向および水平方向よりも上側の方向を除く方向をいう。
これによれば、散水部161がボウル部211の上部から下方へ液滴化された殺菌水を散水するため、ボウル部211の内部には、散水部161から下方へ向かう気流が発生する。そのため、ボウル部211の内部で発生した気流は、アンモニアの上昇を抑えることができる。また、散水部161から散水された殺菌水は、アンモニアを溶解し、アンモニアを無臭物質に分解する。これにより、使用者は、小便器装置100から発生するアンモニアによる臭いを感じにくくなる。
また、散水部161が液滴化された殺菌水を散水することにより、ボウル部211の表面にあるアンモニア発生源付近のアンモニアによる臭いを抑制することができることに加え、液滴が空間を通過する際に、空間中に存在するアンモニアによる臭いをも抑制することができる。さらに、単位水量あたりの水の表面積については、洗浄水供給手段140から供給されるボウル部211の表面を伝う水の状態よりも、液滴化された水において著しく広くすることができる。結果、殺菌水がアンモニアと接触する面積を増やし、効率的に臭いを抑制することができる。空間中に存在する臭いは、尿を起因とするアンモニアのみならず、使用者が排尿した後の尿そのものの臭い(例えばコーヒー臭などのような摂取した食物由来の臭い)もある。その臭いについても、液滴化された殺菌水の散水により臭いを抑制することが可能である。
なお、洗浄水散水手段160の設置形態は、図6(a)および図6(b)に表した例には限定されない。例えば、洗浄水散水手段160の散水部161は、小便器210のボウル部211の下部に設けられていてもよい。この場合には、散水部161は、ボウル部211の上方へ液滴化された水を散水する。ここでいう「上方」とは、鉛直方向の上向きに限定されず、水平方向から上側の方向を含む。つまり、ここでいう「上方」とは、水平方向および水平方向よりも下側の方向を除く方向をいう。
これによれば、散水部161がボウル部211の下部から上方へ液滴化された殺菌水を散水するため、散水部161から散水された殺菌水のうちの少なくとも一部は、ボウル部211の外側に漂うことができる。ボウル部211の外側に漂う水は、ボウル部211の外側に存在するアンモニアガスを溶解することができる。これにより、使用者は、小便器210の臭いだけではなく、小便器210の周りの臭いを感じにくくなる。
図7は、本実施形態の洗浄水供給手段および洗浄水散水手段の具体例を例示する模式図である。
図7(a)は、洗浄水供給手段および洗浄水散水手段の具体例を例示する模式的斜視図である。図7(b)は、図7(a)に表した切断面A1−A1における模式的断面図である。図7(c)は、図7(a)に表した切断面A2−A2における模式的断面図である。
図7(a)〜図7(c)に表した具体例では、洗浄水供給手段140および洗浄水散水手段160は、互いに一体化されている。図7(b)に表したように、洗浄水供給手段140は、スプレッダ141を有する。スプレッダ141の内部には、スプレッダ流路143が設けられている。図7(b)および図7(c)に表したように、スプレッダ流路143の一端には、吐水口145が形成されている。スプレッダ流路143を通して導かれた水は、吐水口145から吐出し小便器210のボウル部211に供給される。
洗浄水散水手段160は、散水部161と、チューブ163と、を有する。散水部161は、例えばノズルなどを有し、チューブ163の一端に接続されている。散水部161は、散水孔161aを有する。散水部161は、液滴化された水を散水孔161aから散水する。例えば、散水孔161aは、散水部161の内部から外部へ向かって径が広がった形状を有する。例えば、散水孔161aの第1の直径D1は、約0.5mm以上0.8mm以下程度である。例えば、散水孔161aの第2の直径D2は、約2.7mm以上3.0mm以下程度である。チューブ163を通して導かれた殺菌水は、液滴化された殺菌水として散水部161から散水され小便器210のボウル部211に供給される。
図7(a)および図7(b)に表したように、本具体例の洗浄水供給手段140および洗浄水散水手段160の内部には、人体検知手段120が設けられている。人体検知手段120については、図1に関して前述した通りである。
なお、本実施形態では、洗浄水供給手段140および洗浄水散水手段160は、互いに一体化されていることに限定されるわけではない。
図8は、本実施形態にかかる小便器装置および小便器ユニットの動作を例示するタイミングチャート図である。
まず、人体検知手段120が小便器210の前方において使用者を検知する(タイミングt1)。
続いて、使用者が排尿行為を終了し、人体検知手段120が小便器210の前方から遠ざかる使用者を検知すると、制御部110は、洗浄水供給手段140の動作を制御し、洗浄水供給手段140のスプレッダ141からボウル部211に水を供給する(タイミングt2)。所定の量の水がボウル部211に供給されると、制御部110は、洗浄水供給手段140の動作を制御し、スプレッダ141から供給される水を停止する(タイミングt3)。
図8に表した洗浄水供給手段140に関する「オン」は、洗浄水供給手段140がボウル部211に水を供給する動作あるいは状態を表す。図8に表した洗浄水供給手段140に関する「オフ」は、洗浄水供給手段140がボウル部211に水を供給しない動作あるいは状態を表す。洗浄水供給手段140に関する「オン」および「オフ」は、図10〜図13に表したタイミングチャート図においても同様である。
続いて、使用者が小便器210の前方に存在しなくなったことを人体検知手段120が検知すると、制御部110は、殺菌水生成手段150および洗浄水散水手段160の動作を制御し、殺菌水生成手段150において殺菌水を生成し、洗浄水散水手段160の散水孔161aからボウル部211に殺菌水を供給する(タイミングt4)。殺菌水生成手段150の動作のタイミングは、洗浄水散水手段160の動作のタイミングと略同一である。これにより、所定の量の殺菌水が、殺菌水生成手段150において生成され、洗浄水散水手段160においてボウル部211に供給される。殺菌水がボウル部211に供給されると、制御部110は、殺菌水生成手段150および洗浄水散水手段160の動作を制御し、散水孔161aから散水される殺菌水を停止する(タイミングt5)。
図8に表した洗浄水散水手段160に関する「オン」は、洗浄水散水手段160がボウル部211に水を供給する動作あるいは状態を表す。図8に表した洗浄水散水手段160に関する「オフ」は、洗浄水散水手段160がボウル部211に水を供給しない動作あるいは状態を表す。洗浄水散水手段160に関する「オン」および「オフ」は、図10〜図13に表したタイミングチャート図においても同様である。
このように、本具体例では、人体検知手段120が人体検知状態から人体非検知状態へ移行し、洗浄水供給手段140がスプレッダ141からボウル部211に水を供給した後に、洗浄水散水手段160が散水孔161aからボウル部211に殺菌水を供給する。ここで、本願明細書において「人体非検知状態」とは、人体検知手段120が人体を検知しない状態だけではなく、人体検知手段120が人体を検知していてもその人体が所定の距離以上離れていることで非検知と判断する状態を含む。
本具体例によれば、使用者が排尿行為を終了した後に、洗浄水散水手段160が散水孔161aからボウル部211に殺菌水を散水することで、ボウル部211の内部空間の臭いを消臭することができる。これにより、次の使用者がボウル部211の内部空間の臭いによって不快感を感ずることを抑制することができる。
本実施形態の人体検知手段について、さらに説明する。
図9は、本実施形態の人体検知手段の一例を例示する模式図である。
図9(a)は、本実施形態の人体検知手段の一例を説明する模式的平面図である。図9(b)は、図9(a)に表した人体検知手段が出力した信号の一例を例示するグラフ図である。
本実施形態の人体検知手段120が行う検知には、小便器立位検知と、小便器周囲検知と、が含まれる。
小便器立位検知では、例えば検知距離50センチメートル(cm)以内の人体の有無が検知される。例えば、小便器立位検知では、小便器210が使用されたか否かが検知される。
小便器周囲検知では、例えば検知距離100cm以内の人体の有無や、小便器210への人体の接近あるいは小便器210からの人体の離遠が検知される。例えば、小便器周囲検知では、小便器210の使用前の状態および小便器210の使用後の状態、ならびに小便器210の周辺を通過する人体が検知される。
小便器立位検知において人体がいることの検知状態から、洗浄水供給手段140は、小便器210のボウル部211に水を供給し、小便器210に付着した尿を除去し、例えば体毛などの異物を除去する。また、洗浄水供給手段140は、小便器210のトラップ部213に水を供給し、トラップ部213の内部の封水を新たに供給された水で置換する。つまり、小便器立位検知の結果は、ボウル部211の洗浄のトリガの1つとなる。
小便器周囲検知において人体がいることの検知状態や、小便器210への人体の接近の検知状態から、洗浄水散水手段160は、殺菌水生成手段150において生成された殺菌水であって液滴化された殺菌水を散水部161の散水孔161aから小便器210のボウル部211の内部空間に供給する。つまり、小便器周囲検知の結果は、殺菌水の供給のトリガの1つとなる。
例えば、人体検知手段120は、互いに異なるセンサにより小便器立位検知および小便器周囲検知を行う。
例えば、人体検知手段120は、第1の赤外線センサと、第2の赤外線センサと、を有する。この場合には、例えば、第1の赤外線センサは、第1の検知距離以内の人体の有無を検知し、小便器立位検知を行う。例えば、第2の赤外線センサは、第1の検知距離とは異なる第2の検知距離以内の人体の有無を検知し、小便器周囲検知を行う。
あるいは、例えば、人体検知手段120は、赤外線センサと、マイクロ波センサと、を有する。この場合には、例えば、赤外線センサは、小便器立位検知を行う。例えば、マイクロ波センサは、小便器周囲検知を行う。マイクロ波センサは、赤外線センサと比較すると、小便器210への人体の接近の検知および小便器210からの人体の離遠の検知により適している。
人体検知手段120は、複数のセンサを有することには限定されず、1つのセンサにより小便器立位検知および小便器周囲検知を行ってもよい。
例えば、図9(a)に表したように、人体検知手段120は、1つの赤外線センサ121を有する。赤外線センサ121は、赤外線発光ダイオード121aと、投光レンズ121bと、受光レンズ121cと、受光素子121dと、を有する。
赤外線発光ダイオード121aは、一軸の赤外線を照射する。赤外線発光ダイオード121aから照射された赤外線は、投光レンズ121bを透過し、第1の物体311あるいは第2の物体312において反射する。赤外線発光ダイオード121aと第1の物体311との間の距離は、赤外線発光ダイオード121aと第2の物体312との間の距離とは異なる。第1の物体311あるいは第2の物体312において反射した赤外線は、受光レンズ121cを透過し、受光素子121dに到達する。
このとき、図9(a)に表したように、第1の物体311において反射した赤外線が受光素子121dに到達する第1の受光位置123aは、第2の物体312において反射した赤外線が受光素子121dに到達する第2受光位置123bとは異なる。赤外線センサ121は、第1の受光位置123aと第2の受光位置123bとの間の距離D5に基づいて、赤外線発光ダイオード121aと第1の物体311との間の距離と、赤外線発光ダイオード121aと第2の物体312との間の距離と、を算出する。
図9(b)に表したように、赤外線センサ121は、赤外線発光ダイオード121aと検知対象の物体との間の距離に応じた信号を出力する。例えば、赤外線発光ダイオード121aと検知対象の物体との間の距離が相対的に短い場合には、赤外線センサ121は、相対的に高い信号を出力する。一方で、赤外線発光ダイオード121aと検知対象の物体との間の距離が相対的に短い場合には、赤外線センサ121は、相対的に低い信号を出力する。このように、赤外線センサ121は、アナログ値による距離検出を行うことができる。
図10は、本実施形態にかかる小便器装置および小便器ユニットの他の動作を例示するタイミングチャート図である。
図10(a)において、小便器装置および小便器ユニットの通常動作のタイミングチャートが示されている。図10(b)において、小便器装置および小便器ユニットの通常動作、及び、一定期間毎の散水洗浄のタイミングチャートが示されている。
図10(a)に表すように、まず、人体検知手段120は、小便器周囲検知により人体が小便器210に接近したことを検知する(タイミングt11)。続いて、人体検知手段120は、小便器立位検知により所定の検知距離(例えば50cm程度)以内に人体が存在することを検知する(タイミングt12)。続いて、使用者が排尿行為を終了し、人体検知手段120が所定の検知距離(例えば50cm程度)以内に人体が存在しなくなったことを検知する(タイミングt13)。
すると、制御部110は、洗浄水供給手段140の動作を制御し、洗浄水供給手段140のスプレッダ141からボウル部211に水を供給する(タイミングt14)。所定の量の水がボウル部211に供給されると、制御部110は、洗浄水供給手段140の動作を制御し、スプレッダ141から供給される水を停止する(タイミングt15)。
続いて、人体検知手段120は、小便器周囲検知により人体が小便器210から離遠したことを検知する(タイミングt16)。すると、制御部110は、殺菌水生成手段150および洗浄水散水手段160の動作を制御し、殺菌水生成手段150において殺菌水を生成し、洗浄水散水手段160の散水孔161aからボウル部211に殺菌水を供給する(タイミングt17)。所定の量の殺菌水がボウル部211に供給されると、制御部110は、殺菌水生成手段150および洗浄水散水手段160の動作を制御し、散水孔161aから散水される殺菌水を停止する(タイミングt18)。
このように、本具体例では、人体検知手段120が小便器周囲検知により人体が小便器210に接近したことを検知してから人体が小便器210から離遠したことを検知するまでの間には、制御部110は、洗浄水散水手段160がボウル部211に殺菌水を供給することを禁止する。これにより、排尿行為を行う前および排尿最中に、小便器装置100への接近を止め排尿意向行為を中止する、もしくは、排尿最中に、目標が定まらず尿がボウル部211以外に飛び散る等、使用者にとって不快状態を与えることを抑制することができる。
また、図10(b)に表すように、人体検知手段120が小便器210の使用を検知していなくても、洗浄水散水手段160は、一定期間毎に散水洗浄を行っても良い。例えば、散水孔161aから散水される殺菌水が停止した(タイミングt18)後、制御部110は、殺菌水生成手段150および洗浄水散水手段160の動作を制御し、殺菌水生成手段150において殺菌水を生成し、洗浄水散水手段160の散水孔161aからボウル部211に殺菌水を供給する(タイミングt19)。所定の量の殺菌水がボウル部211に供給されると、制御部110は、殺菌水生成手段150および洗浄水散水手段160の動作を制御し、散水孔161aから散水される殺菌水を停止する(タイミングt20)。
散水洗浄が一定期間毎に行われることで、一定期間毎に流路内の水が新しい水になる。これにより、殺菌水生成手段150において生成された殺菌水が、例えば殺菌水生成手段150の内部や殺菌水生成手段150の下流の側に位置する流路などに貯まり続けることはない。また、菌の活性化を抑制し、菌抑制を最小限度にすることができる。そのため、洗浄水散水手段160の散水孔161aがバイオフィルムの生成により詰まることを抑制することができる。また、水が洗浄水散水手段160から意図しない方向に散水されることを抑制することができる。
洗浄水散水手段160が散水洗浄を行う場合(タイミングt19)、ボウル洗浄も同時に行っても良い。例えば、制御部110は、洗浄水供給手段140の動作を制御し、洗浄水供給手段140のスプレッダ141からボウル部211に水を供給する。所定の量の水がボウル部211に供給されると、制御部110は、洗浄水供給手段140の動作を制御し、スプレッダ141から供給される水を停止する。これにより、殺菌水生成手段150の上流側に位置する流路切替弁130付近の流路等がバイオフィルムの生成により詰まることを抑制できる。
図11は、本実施形態にかかる小便器装置および小便器ユニットのさらに他の動作を例示するタイミングチャート図である。
図9に関して前述したように、人体検知手段120は、1つのセンサにより小便器立位検知および小便器周囲検知を行ってもよい。図11は、人体検知手段120が1つのセンサにより小便器立位検知と小便器周囲検知とを兼ねる場合を表すタイミングチャート図である。
まず、人体検知手段120は、小便器周囲検知により人体が小便器210に接近したことを検知する(タイミングt21)。続いて、人体検知手段120は、小便器周囲検知により人体が小便器210から離遠したことを検知する(タイミングt22)。すると、制御部110は、洗浄水供給手段140の動作を制御し、洗浄水供給手段140のスプレッダ141からボウル部211に水を供給する(タイミングt23)。所定の量の水がボウル部211に供給されると、制御部110は、洗浄水供給手段140の動作を制御し、スプレッダ141から供給される水を停止する(タイミングt24)。
続いて、制御部110は、殺菌水生成手段150および洗浄水散水手段160の動作を制御し、殺菌水生成手段150において殺菌水を生成し、洗浄水散水手段160の散水孔161aからボウル部211に殺菌水を供給する(タイミングt25)。所定の量の殺菌水がボウル部211に供給されると、制御部110は、殺菌水生成手段150および洗浄水散水手段160の動作を制御し、散水孔161aから散水される殺菌水を停止する(タイミングt26)。
このように、本具体例では、人体検知手段120が1つのセンサにより小便器立位検知と小便器周囲検知とを兼ねる場合でも、人体検知手段120が小便器周囲検知により人体が小便器210に接近したことを検知してから人体が小便器210から離遠したことを検知するまでの間には、制御部110は、洗浄水散水手段160がボウル部211に殺菌水を供給することを禁止する。これにより、図10(a)に関して前述した効果と同様の効果が得られる。
図12は、本実施形態にかかる小便器装置および小便器ユニットのさらに他の動作を例示するタイミングチャート図である。
図12は、洗浄水散水手段160がボウル部211に殺菌水を供給しているときに人体が小便器210に接近した場合を表すタイミングチャート図である。
タイミングt31〜t37における動作は、図10(a)に関して前述したタイミングt11〜t17における動作と同様である。
続いて、洗浄水散水手段160がボウル部211に殺菌水を供給しているときに、人体検知手段120が小便器周囲検知により人体が小便器210に接近したことを検知すると、制御部110は、洗浄水散水手段160の動作を制御し、散水孔161aから散水される殺菌水を停止する(タイミングt38)。
本具体例によれば、人体検知手段120が小便器周囲検知により人体が小便器210に接近したことを検知すると、制御部110は、洗浄水散水手段160がボウル部211に殺菌水を供給していても、その殺菌水の供給を停止する。これにより、図10(a)に関して前述した効果と同様の効果が得られる。
図13は、本実施形態にかかる小便器装置および小便器ユニットのさらに他の動作を例示するタイミングチャート図である。
図13は、人体が人体検知手段120の検知範囲の外から内へ突然に進入した場合を表すタイミングチャート図である。人体が人体検知手段120の検知範囲の外から内へ突然に進入した場合としては、例えば、小便器210の真横から小便器210の前方へ移動した場合などが挙げられる。
本具体例では、洗浄水散水手段160がボウル部211に殺菌水を供給している場合を想定する(タイミングt41)。このとき、人体検知手段120が小便器立位検知により所定の検知距離(例えば50cm程度)以内に人体が存在することを検知すると、制御部110は、洗浄水散水手段160の動作を制御し、散水孔161aから散水される殺菌水を停止する(タイミングt42)。
続いて、人体検知手段120は、小便器周囲検知により人体が小便器210に接近したことを検知する(タイミングt43)。続いて、使用者が排尿行為を終了し、人体検知手段120が所定の検知距離(例えば50cm程度)以内に人体が存在しなくなったことを検知する(タイミングt44)。続いて、人体検知手段120は、小便器周囲検知により人体が小便器210から離遠したことを検知する(タイミングt45)。
すると、制御部110は、洗浄水供給手段140の動作を制御し、洗浄水供給手段140のスプレッダ141からボウル部211に水を供給する(タイミングt46)。
このように、本具体例では、人体検知手段120が小便器周囲検知により人体が小便器210に接近したことを検知するよりも先に小便器立位検知により所定の検知距離(例えば50cm程度)以内に人体が存在することを検知すると、制御部110は、洗浄水散水手段160がボウル部211に殺菌水を供給していても、その殺菌水の供給を停止する。これにより、図10(a)に関して前述した効果と同様の効果が得られる。
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、洗浄水供給手段140および洗浄水散水手段160などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや洗浄水供給手段140、洗浄水散水手段160および人体検知手段120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。