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、実施形態にかかる小便器装置の要部構成を模式的に表すブロック図である。
なお、図1は、小便器装置10の水路系と電気系との要部構成を併せて表している。
図1に表したように、小便器装置10は、給水機能部100と、小便器210と、を備える。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2参照)と、トラップ部213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10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。
給水機能部100は、制御部110と、人体検知部120と、流路切替弁130と、洗浄水供給部140と、機能水生成部150と、洗浄水散水部160と、を有する。給水機能部100において、流路切替弁130、洗浄水供給部140及び機能水生成部150は、必要に応じて設けられ、省略可能である。給水機能部100は、小便器210と別に形成し、小便器210に取り付けてもよいし、小便器210と一体に形成してもよい。給水機能部100と小便器210とを別体とする場合、小便器装置10は、小便器210を含まなくてもよい。すなわち、給水機能部100を小便器装置10としてもよい。
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部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部160へ導かれる状態と、を切り替える。流路切替弁130は、洗浄水供給部140への給水と洗浄水散水部160への給水とを個別に切り替える。流路切替弁130は、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160のいずれか一方のみに給水することができるとともに、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160の双方に給水することができる。
洗浄水供給部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部140に供給される水は、機能水生成部150を通過しない。そのため、洗浄水供給部140は、給水源から供給された水であって機能水ではない水(以下、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、機能水は、洗浄水供給部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。
洗浄水散水部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。洗浄水散水部160は、機能水生成部150において生成された機能水であって液滴化された機能水を散水部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に供給された機能水は、アンモニアを溶解することができる。洗浄水散水部160が散水する液滴化された機能水の径は、例えば約10マイクロメートル(μm)以上1200μm以下程度である。洗浄水散水部160の散水する水は、機能水に限ることなく、真水でもよい。例えば、小便器210の使用前に数μmの径を有する真水をボウル部211に向けミスト状に散水すれば、ボウル部211の内部空間に漂う臭気を抑制することができる。また、小便器210の側面や周辺の床に真水が付着した場合でも、散水時間が短ければ極微量であるため比較的早く乾き、使用者へ不快感を与えない。
洗浄水供給部140が1回の動作でボウル部211に供給する水の量(水量)は、洗浄水散水部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、洗浄水供給部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、洗浄水散水部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、小便器210に排尿がなされると、尿は、小便器210の表面に付着したり、トラップ部213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。
小便器210の表面に付着した尿やトラップ部213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、尿が小便器210の表面に付着したり、トラップ部213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。
機能水生成部150は、洗浄水散水部160の上流の側に設けられている。図1に表した給水機能部100では、機能水生成部150は、流路切替弁130と、洗浄水散水部160と、の間に設けられている。機能水生成部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機能水を生成することができる。機能水は、アンモニアを溶解および分解することができる。
例えば、機能水生成部150は、電解槽を有する。電解槽の内部には、陽極板および陰極板が設けられている。機能水生成部150は、制御部110から送信される信号に基づいて、電解槽の内部を流れる水道水や雑用水を電気分解する。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、機能水生成部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(機能水)に変化する。
次亜塩素酸は、例えば、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減らしたりすることができる。
なお、本実施形態の機能水生成部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。機能水生成部150において生成される機能水は、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、機能水生成部150において生成される機能水は、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、機能水生成部150において生成される機能水は、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、機能水生成部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。
機能水生成部150が制御部110から送信される信号に基づいて機能水を生成すると、洗浄水散水部160は、機能水生成部150において生成された機能水であって液滴化された機能水を散水孔161aからボウル部211の内部空間に供給する。
機能水は、散水開始と同時に生成しても良いし、散水開始から所定時間経過後に生成しても良い。生成時間を短縮することにより機能水生成部150の早期劣化を抑制できるため、メンテナンス性が向上する。また、ボウル部211へ散水するタイミングは使用者の排尿直前や直後に限定されない。洗浄水散水部160から散水される機能水がボウル部211の内部空間へ向け散水されると共にボウル部211に向け機能水が散水され、機能水の一部がボウル部211に沿って流れるように散水孔161aの形状や取り付け角度を設定する。夜間や小便器210の未使用(待機)時間が所定時間経過した時等に散水孔161aから機能水を散水すれば、ボウル部211やトラップ部213の衛生性(菌の付着や増殖を抑制)を維持しつつトイレ空間への臭気拡散を抑制する事ができる。この時、ボウル部211の内部空間へ向け散水される機能水の水量は、ボウル部211に向けて散水される機能水の水量に対して1〜3割程度が好ましく、比較的少流量の水で小便器210の衛生性を効率よく維持できる。
人体検知部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の検知を行う。言い換えれば、人体検知部120は、小便器210の使用を検知する。
人体検知部120は、使用者の検知を行い、検知情報を制御部110に入力する。制御部110は、人体検知部120からの検知情報を基に、小便器210の前に使用者がいるか否かを判定する。制御部110は、人体検知部120からの検知情報に基づく使用者の存在の判定結果に応じて、流路切替弁130、洗浄水供給部140、機能水生成部150及び洗浄水散水部160などの各部の動作を制御する。
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。
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から散水される機能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部160は、機能水生成部150において生成された機能水であって液滴化された機能水を散水孔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、洗浄水散水部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。そのため、洗浄水散水部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、水が洗浄水散水部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。
洗浄水散水部160から散水された機能水は、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、洗浄水散水部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、洗浄水散水部160が機能水を散水すると、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。
洗浄水供給部140は、例えば、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、洗浄水供給部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。以下では、洗浄水供給部140による洗浄水の供給を、便宜的に「ボウル洗浄」と称す。そして、洗浄水散水部160による機能水の散水を、便宜的に「散水洗浄」と称す。
前述したように、洗浄水散水部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、洗浄水散水部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、洗浄水散水部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、洗浄水散水部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、洗浄水散水部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。洗浄水散水部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(a)及び図2(b)は、実施形態にかかる小便器装置を表す模式的正面図及び模式的断面図である。
図2(b)は、図2(a)に表した切断面A1−A1における模式的断面図である。
図2(a)及び図2(b)に表したように、小便器210のボウル部211は、立位面211aと、ボウル面211bと、を有する。立位面211aは、使用者と対向する。すなわち、立位面211aは、ボウル部211において前方を向く面である。ボウル面211bは、立位面211aの下方に設けられる。ボウル面211bは、凹状に形成され、使用者の尿などを受ける。
また、ボウル部211は、ボウル面211bの上方を開放させている。立位面211aは、ボウル面211bの後方から連続して上方に延びる。立位面211aとボウル面211bとの間には、段差などが形成されていない。また、小便器210では、立位面211aの上端が、小便器210の上端である。小便器210では、ボウル面211bの全体が、上方に開放されている。すなわち、ボウル部211では、立位面211aの上に天板などが設けられていない。ボウル部211では、ボウル面211bの上方が天板などで覆われない。天板などを支えるための側板を必要としないため、排尿時に使用者に与える圧迫感を抑えることができ、小便器210に対するアプローチ性を高めることができる。側板を有する小便器と比較すると、使用者がより小便器210のボウル面211bへ接近できるため排尿時に床へ飛散する尿汚れを軽減し衛生性、快適性の向上を図れる。
洗浄水散水部160の散水部161は、立位面211a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機能水を散水する。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。
散水部161から散水された機能水は、ボウル面211bの略全体にかかる。一方、立位面211aでは、散水部161よりも上側の部分などにおいて、散水された機能水のかからない領域が生じる。このように、立位面211aは、散水領域SAと非散水領域NAとを有する。散水領域SAは、立位面211aのうち、散水部161から散水された水がかかる領域である。非散水領域NAは、立位面211aのうち、散水領域SAの上方の散水された水がかからない領域である。
人体検知部120は、立位面211aの非散水領域NA又は非散水領域NAの裏側のボウル部211の背面211cに設けられる。換言すれば、人体検知部120は、ボウル部211のうち、前後方向において非散水領域NAと重なる位置に配置される。すなわち、人体検知部120は、立位面211aのうち、散水された水のかからない領域に配置される。人体検知部120は、例えば、散水部161の上方に配置される。人体検知部120の位置は、これに限ることなく、非散水領域NAと重なる任意の位置でよい。
この例において、人体検知部120は、立位面211aの背面211c側に設けられる。人体検知部120には、例えば、電波によるドップラー効果を利用したセンサ(マイクロ波センサ)が用いられる。ボウル部211には、一般的に陶磁器が用いられる。マイクロ波センサに用いられるマイクロ波は、陶磁器製のボウル部211を透過する。従って、マイクロ波センサを人体検知部120に用いた場合には、背面211c側に配置した場合でも、適切に使用者を検知することができる。マイクロ波センサを人体検知部120として用いる場合、マイクロ波の周波数はGHz(ギガヘルツ)帯が好ましく、例えば、10.50GHz以上10.55GHz以下、24.05GHz以上24.25GHz以下である。
人体検知部120は、立位面211a側に設けてもよい。この場合、人体検知部120には、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)などを用いてもよい。
このように、散水部161は、ボウル部211の上部から下方へ液滴化された機能水を散水する。これにより、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から散水された機能水は、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、小便器210から発生するアンモニアによる臭いを使用者に感じにくくさせることができる。
また、散水部161が液滴化された機能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、洗浄水供給部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、機能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、液滴化された機能水の散水により臭いを抑制することが可能である。
図3(a)〜図3(c)は、実施形態の洗浄水供給部および洗浄水散水部の具体例を例示する模式図である。
図3(a)は、洗浄水供給部および洗浄水散水部の具体例を例示する模式的斜視図である。図3(b)は、図3(a)に表した切断面A2−A2における模式的断面図である。図3(c)は、図3(a)に表した切断面A3−A3における模式的断面図である。
図3(a)〜図3(c)に表したように、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160は、互いに一体化されている。図3(b)に表したように、洗浄水供給部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3(b)および図3(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。
このように、洗浄水供給部140は、洗浄水散水部160とともに、立位面211aの上部に設けられる。洗浄水供給部140から吐出された水は、立位面211aに沿って下方に流れ、ボウル面211bに至る。
立位面211aは、洗浄水供給部140から吐出された水が流れる吐水領域WAをさらに有する。吐水領域WAは、散水領域SAよりも狭い。吐水領域WAは、散水領域SAの中に含まれる。すなわち、人体検知部120は、散水領域SA及び吐水領域WAのそれぞれと重ならない位置に配置される。人体検知部120は、洗浄水供給部140から吐出された水、及び、洗浄水散水部160から散水された水のそれぞれがかからない位置に配置される。洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160は、個別に小便器210に設けてもよい。
洗浄水散水部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を通して導かれた機能水は、液滴化された機能水として散水部161から散水され小便器210のボウル部211に供給される。
図4は、実施形態にかかる人体検知部及び制御部の動作を例示する模式的平面図である。
図4に表したように、人体検知部120は、左右方向に広がりを持つ所定の範囲(以下、便宜的に「検知範囲DR」と称す)において、小便器210の使用者USを検知する。これにより、例えば、小便器210の側方から近づく使用者USを早期に検知することができる。人体検知部120の検知範囲DRの左右方向の幅は、例えば、ボウル部211の左右方向の幅よりも広い。
検知範囲DRの広がり角は、例えば、±50°(±10°以上±60°以下)である。検知範囲DRの半径は、例えば、0.5m以上1.5m以下である。これにより、人体検知部120の検知範囲DRの左右方向の幅を、ボウル部211の左右方向の幅よりも広くすることができる。
例えば、複数台の小便器装置10がトイレルームTRの壁面WSに並べて設けられる場合、隣接する2つの小便器装置10の配設間隔(中心間距離)は、例えば、700mm以上1000mm以下である。従って、上記のように検知範囲DRの広がり角及び半径を設定することにより、側方に隣接する別の小便器装置10の前方付近まで検知範囲DRを広げ、使用者USを早期に検知することができる。このように人体検知部120は、上述のように、マイクロ波センサを用いることによって実現可能である。
制御部110は、人体検知部120の検知情報を基に、使用者USが検知範囲DRにいるか否かを判定する。人体検知部120がマイクロ波センサである場合、検知情報は、使用者USからの反射波の受信電圧の振幅、又は周波数差から求めた速度や移動距離の積算値などである。
制御部110は、例えば、人体検知部120から入力された検知情報が所定の閾値以上の時に、使用者USが検知範囲DRにいると判定する。制御部110は、例えば、人体検知部120から入力された検知情報が閾値未満の時に、使用者USが検知範囲DRにいないと判定する。
ここで、使用者USが「検知範囲DRにいる状態」とは、例えば、手や足など使用者USの少なくとも一部が検知範囲DRの中に入っている状態である。使用者USが「検知範囲DRにいない状態」とは、例えば、使用者USの全体が検知範囲DRに入っていない状態である。
制御部110は、例えば、人体検知部120の検知状態が、検知範囲DRにいない状態からいる状態に切り替わった時に、使用者USが検知範囲DRに入ったと判定する。そして、制御部110は、例えば、人体検知部120の検知状態が、検知範囲DRにいる状態からいない状態に切り替わった時に、使用者USが検知範囲DRから出たと判定する。
このように、検知範囲DRは、換言すれば、制御部110における人体検知部120の検知情報の閾値である。人体検知部120が光電センサ(赤外線センサ)である場合、人体検知部120の検知情報は、受光部の電圧である。人体検知部120が焦電センサである場合、検知情報は、使用者USから放出された赤外線の入射量に応じた電圧である。閾値は、人体検知部120の種類などに応じて適宜設定すればよい。
図5は、実施形態にかかる小便器装置の動作を例示するタイミングチャートである。
図6は、実施形態にかかる小便器装置の動作を例示するフローチャートである。
図5及び図6に表したように、制御部110は、人体検知部120の検知結果を基に、使用者USが検知範囲DRにいると判定している間は、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160を停止させる(図5のタイミングt1〜t2、図6のステップS1、S2)。
制御部110は、使用者USが検知範囲DRから出たと判定すると、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160を駆動し、洗浄水供給部140によるボウル洗浄、及び、洗浄水散水部160による散水洗浄を開始する(図5のタイミングt2、図6のステップS3)。
制御部110は、洗浄水供給部140によるボウル洗浄、及び、洗浄水散水部160による散水洗浄を所定時間行う(図5のタイミングt2〜t3、図6のステップS4)。制御部110は、ボウル洗浄及び散水洗浄を所定時間行った後、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160の動作を停止させる(図6のステップS5)。洗浄水供給部140の動作時間(ボウル洗浄の時間)は、洗浄水散水部160の動作時間(散水洗浄の時間)と同じでもよいし、異なってもよい。
一方、制御部110は、散水洗浄中に次の使用者USが検知範囲DRに入ったと判定すると、洗浄水散水部160の動作を停止させる(図5のタイミングt3、図6のステップS6、S7)。これにより、散水された水が使用者USにかかってしまうことを抑制することができる。
洗浄水供給部140によってボウル部211に供給される洗浄水は、使用者USにかかる可能性が低い。従って、制御部110は、ボウル洗浄中に使用者USが検知範囲DRに入った場合においても、洗浄水供給部140の動作を継続させる(図5のタイミングt3〜t4)。そして、制御部110は、所定時間の経過の後、洗浄水供給部140の動作を停止させる(図5のタイミングt4)。これとは反対に、ボウル洗浄中に使用者USが検知範囲DRに入った場合、洗浄水散水部160と同様に、洗浄水供給部140の動作を停止させてもよい。
このように、小便器装置10では、立位面211aの非散水領域NAと重なる位置に人体検知部120を設ける。また、人体検知部120を極力後方に配置することで、人体検知部120の検知範囲DRの左右方向の広がりを大きくすることができる。従って、左右方向から小便器210に近づく使用者USを早期に検知して散水洗浄を停止させることができ、散水された水が使用者USにかかってしまうことを抑制することができる。
例えば、小便器装置の使用者が排尿行為を行う前や排尿行為を行っている最中に洗浄水が散水されると、シャワー音や落下音が使用者に聞こえる場合がある。これにより、排尿行為を行う前に、小便器装置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以外に飛び散るなど、使用者にとって不快状態を与えてしまうことが懸念される。
これに対し、本実施形態にかかる小便器装置10によれば、使用者USが検知範囲DRに入ると散水洗浄が停止されるので、排尿行為を行う前及び排尿最中に、小便器装置10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以外に飛び散るなど、使用者にとって不快状態を与えてしまうことを抑制することができる。
また、例えば、人体検知部120が立位面211aの散水領域SAや吐水領域WAと重なる位置に設けられている場合、洗浄水散水部160から散水された水や洗浄水供給部140から供給された水によって、使用者USを検知するためのマイクロ波や赤外光などが反射し、使用者USを適切に検知できなくなってしまうことが懸念される。
これに対して、小便器装置10では、非散水領域NAと重なる位置に人体検知部120を配置している。これにより、水によるマイクロ波などの反射を抑制することができる。従って、ボウル洗浄や散水洗浄を行っている時においても、使用者USを適切に検知することができる。
また、小便器装置10では、人体検知部120にマイクロ波センサを用い、人体検知部120をボウル部211の背面211c側に設けている。これにより、検知範囲DRをより広げることができる。また、人体検知部120の取り付けにともなう凹凸を立位面211aに設ける必要がなく、小便器210の美観や清掃性を向上させることができる。さらには、立位面211aに付着した汚れなどにともなう人体検知部120の検知性能の低下を抑制し、小便器装置10の信頼性を向上させることもできる。
また、小便器装置10では、人体検知部120の検知範囲DRの左右方向の幅が、ボウル部211の左右方向の幅よりも広い。これにより、左右方向から小便器210に近づく使用者USをより早期に検知することができる。散水された洗浄水が使用者USにかかってしまうことを、より適切に抑制することができる。
また、小便器装置10では、使用者USが検知範囲DRから出た際に、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160を駆動する。これにより、ボウル洗浄及び散水洗浄をより早期に終了させることができる。この例において、ボウル洗浄を開始するタイミングは、散水洗浄を開始するタイミングと実質的に同時である。ボウル洗浄を開始するタイミングは、散水洗浄を開始するタイミングと異なっていてもよい。すなわち、制御部110は、ボウル洗浄の期間に、散水洗浄の期間の少なくとも一部が重なるように、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160を駆動すればよい。
例えば、ボウル洗浄が終わった後に、散水洗浄を開始することも考えられる。しかしながら、このような動作では、複数の使用者が連続して小便器210を使用する際に、散水洗浄が実施されなくなってしまうことが懸念される。従って、上記のように、使用者USが検知範囲DRから出たことに応答して、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160を駆動する。これにより、複数の使用者が連続して小便器210を使用する場合などにおいても、散水洗浄を適切に行い、臭気を抑制することができる。
図7は、実施形態にかかる小便器装置および小便器装置の変形例を模式的に表す平面図である。
図7に表したように、この例において、検知範囲DRは、右方向に偏っている。例えば、図7に表したように、複数台の小便器装置10がトイレルームTRの壁面WSに並べて設けられる場合に、検知範囲DRをトイレルームTRの入口ET側に偏らせる。これにより、過度に広い検知範囲DRの人体検知部120や高出力の人体検知部120などを必要とすることなく、入口ETから小便器装置10に向かう使用者USを、より早期に検知することができる。例えば、人体検知部120のコストや消費電力を抑えつつ、より早期に使用者USを検知することができる。これにより、例えば、散水された水が使用者USにかかってしまうことを、より適切に抑制することができる。
この例では、検知範囲DRが右方向に偏っている。これに限ることなく、例えば、トイレルームTRの入口ETが小便器装置10から見て左側に配置されている場合には、検知範囲DRを左方向に偏らせてもよい。このように、検知範囲DRは、右方向又は左方向に偏っていてもよい。
トイレルームTRに複数の小便器装置が連立して設置されている場合、小便器210から左右方向側へ均等に検知範囲DRが設定されていると、人体検知部120の検知性能によってはトイレルームTRに入室した使用者USが散水中の小便器210に接近してくるのか、それとも他の小便器210で排尿を終えた使用者USが散水中の小便器210の前方を通り過ぎるのか、判断が困難である。検知範囲DRをトイレルームTRの入口ET側に偏らせることにより小便器210を使用するため接近してくる使用者USに対してのみ効率良く検知し、その接近状態に基づいて散水を停止できる。
トイレルームTRに連立して設置された複数の小便器装置において、小便器210の左側方向または右側方向のどちらか一方側に存在する使用者USの動きを検知する人体検知部を備え、その検知結果に基づいて洗浄手段や報知手段を制御することにより、小便器210の使用頻度が高いトイレルームTRでも快適性(臭わない、ボウル面きれい)と省エネ(節水、節電)を両立することができる。
図8は、実施形態にかかる小便器装置の動作の変形例を例示するタイミングチャートである。
図8に表したように、この例において、人体検知部120は、使用者USの体の向きの変化を検知可能である。より具体的には、人体検知部120は、使用者USの反転を検知する。
制御部110は、使用者USが検知範囲DRにいる状態から体の向きを変化させた時に、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160を駆動し、ボウル洗浄及び散水洗浄を行う(タイミングt11)。すなわち、制御部110は、排尿を終えた使用者USの反転に応じて、ボウル洗浄及び散水洗浄を行う。
これにより、小便器210を使用し終えた使用者USをより早期に検知し、ボウル洗浄及び散水洗浄をより早期に開始することができる。
図9(a)〜図9(c)は、実施形態にかかる人体検知部の検知情報の一例を模式的に表すグラフ図である。
図9(a)は、小便器210(人体検知部120)に使用者USが近づいてくる時の人体検知部120の検知情報の一例を表す。
図9(b)は、小便器210の前で使用者USが反転した時の人体検知部120の検知情報の一例を表す。
図9(c)は、小便器210から使用者USが離れていく時の人体検知部120の検知情報の一例を表す。
図9(a)〜図9(c)に表したように、人体検知部120がマイクロ波センサ(ドップラーセンサ)である場合、人体検知部120は、基準信号(実線)と位相差信号(破線)とを検知情報として出力する。位相差信号は、使用者USが近づく時と離れる時とで、基準信号に対する出力タイミングが変化する。
本実施形態では、近づく動きに対しては−θ(図9(a)参照)、離れる動きに対しては+θ(図9(c)参照)と、基準信号に対して一定の位相差信号を出力するドップラーセンサ(人体検知部120)を用いて説明する。
使用者USが小便器210の前で方向転換(反転)する際、一方の片脚を後方に下げながら他方の脚を軸にして体の向きを変える。その後、小便器210から使用者USが離れていく。
小便器210の上方側且つ中央部にドップラーセンサが設置され、使用者USの上半身を主とした検知範囲DRを有している場合、ドップラーセンサにて一方の腕周辺部が離れる動きと他方の腕周辺部が近づく動きをほぼ同時に検知することになる。腕周辺部とは使用者の胴体の一部を含む。
そのため、基準信号に対する位相差信号の位相差が不安定(一定でない)な時間帯が生じる。図9(b)の位相差不安定領域において、離れる状態では+θ−α、近づく状態では−θ+βの位相差信号がドップラーセンサから出力される。α、β値は変動する。
さらに、使用者USの体型や行動パターン等によっては位相差不安定領域の時間帯に、−θ±β(近づく状態)と+θ±α(離れる状態)の位相差信号が複雑(不定期)に混在してドップラーセンサから出力される。
排尿時、人体は静止状態であるから胴体部が多少前後に揺れたとしてもドップラーセンサから出力される位相差信号の位相差は、近づく時及び離れる時においては、ほぼ一定(−θ/+θ)である。
従って、使用者USが小便器210の前に静止したことを検知した後、位相差信号の変動(位相差不安定領域)を検知すれば、使用者USが小便器210から離れるために体の向きを変えたと判断できる。これにより、より早く使用者USの離れる動きを判断することができ、より早く散水を開始することができる。例えば、散水時間を長くすることができる。
一方、ボウル面の下方側にドップラーセンサが設置され、使用者USの下半身(脚部)を主とした検知範囲DRを有している場合、ドップラーセンサにて一方の脚が離れ、次に他方の脚が離れていく動きを検知することになる。このため、基準信号に対する位相差信号の位相差は比較的安定しており、+θの位相差信号がドップラーセンサから出力されることになる。
但し、ドップラーセンサの設置位置によっては、立位面の上方側にセンサが設置された場合に比べて排尿後に使用者USが小便器210から離れたことを検知するタイミングや散水洗浄中に使用者USが小便器210へ接近していることを検知するタイミングが遅くなる可能性がある。
例えば、小便器210のリップ先端の下方且つ、中央部にドップラーセンサを設置した場合、使用者USが小便器210の前で静止した際、使用者USの両脚がリップを跨ぐ姿勢になるため、脚部は検知範囲DRから外れてしまい、脚部が或る程度小便器210から離れないと小便器210から使用者USが離れたことを検知できない。
小便器210のリップ先端の下方且つ、側面部にドップラーセンサを設置した場合、使用者USの両脚がリップを跨ぐ姿勢になっても脚部は検知範囲DRから外れないため、上方側にセンサが設置された場合と同様、使用者USが小便器210の前から離れる動きをより早く検知して散水洗浄を開始できる。一方、散水洗浄中に小便器210に接近する使用者USを検知しようとすると、少なくとも左右の側面部にドップラーセンサの受信部を設置する必要が生じるため、生産性の低下や制御システムの複雑化を伴うことになる。
このように、人体検知部にドップラーセンサを使用する場合、立位面の上方側にドップラーセンサを設置することにより、比較的シンプルな制御システムにてより早い散水制御が可能となり且つ、生産性や施工性に優れた小便器装置を提供できる。
図10は、実施形態にかかる小便器装置の変形例を模式的に表す部分断面図である。
図10に表したように、この例において、小便器装置10は、発光素子170(報知部)をさらに備える。発光素子170は、図示を省略した配線を介して制御部110と電気的に接続されている。発光素子170の点灯及び消灯は、制御部110によって制御される。
発光素子170は、散水部161に近接して設けられている。すなわち、この例において、発光素子170は、立位面211aの上部に設けられる。発光素子170は、下方に向けて光を照射することにより、ボウル部211の立位面211a及びボウル面211bを照らす。この例では、発光素子170が、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160と一体化されたユニットとして設けられている。これに限ることなく、発光素子170は、洗浄水供給部140及び洗浄水散水部160とは別に設けてもよい。
図11は、実施形態にかかる小便器装置の動作の変形例を例示するタイミングチャートである。
図11に表したように、この例において、制御部110は、洗浄水散水部160が散水洗浄を行っている時に、発光素子170を点灯させる(タイミングt21〜t22)。このように、制御部110は、散水洗浄を行っている時に発光素子170を点灯させ、立位面211a及びボウル面211bを照らすことにより、散水洗浄が行われていることを使用者USに報知する。これにより、散水された水が使用者USにかかってしまうことを、より適切に抑制することができる。
この例では、散水洗浄を使用者USに報知する報知部として、立位面211a及びボウル面211bを照らす発光素子170を示しているが、立位面211aの一部、トイレルームの入り口から使用者USが視認できる小便器210の部位を照らしてもよい。また、小便器210から使用者USまでの距離に応じて照度や照色、点灯時間等を変化させてもよいし、使用者USから視認し易いよう照射領域を変化させてもよい。報知部は、これに限ることなく、例えば、使用者USに向けて光を照射する発光素子や、音声によって報知するスピーカ、文字や絵柄によって報知する液晶パネルなどでもよい。報知部の報知の態様は、使用者USに散水洗浄を報知可能な任意の態様でよい。
図12は、実施形態にかかる小便器装置の変形例を模式的に表すブロック図である。
図13は、実施形態にかかる小便器装置の変形例を模式的に表す平面図である。
図12に表したように、この例の給水機能部102では、人体検知部120が、第1検知部121と第2検知部122とを有する。そして、図13に表したように、人体検知部120は、第1の範囲R1と第2の範囲R2とを有する。
第1の範囲R1及び第2の範囲R2は、少なくとも小便器210の前方に設定される。第2の範囲R2は、所定の方向において、第1の範囲R1よりも小便器210からの距離が長い。第2の範囲R2は、例えば、第1の範囲R1よりも広い。人体検知部120は、第1の範囲R1及び第2の範囲R2のそれぞれにおいて使用者USの検知が可能である。第2の範囲R2は、第1の範囲R1よりも遠方を検知可能な検知範囲である。
第1検知部121は、第1の範囲R1の使用者USを検知し、検知情報を制御部110に入力する。第2検知部122は、第2の範囲R2の使用者USを検知し、検知情報を制御部110に入力する。
制御部110は、第1検知部121の検知情報を基に、使用者USが第1の範囲R1にいるか否かを判定する。そして、制御部110は、第2検知部122の検知情報を基に、使用者USが第2の範囲R2にいるか否かを判定する。
このように、給水機能部102では、2つの検知部121、122の検知情報を基に、使用者USが第1の範囲R1にいるか否かの判定、及び、使用者USが第2の範囲R2にいるか否かの判定を行う。第2検知部122のセンサの種類は、第1検知部121のセンサの種類と同じでもよいし、異なってもよい。
例えば、第1検知部121にマイクロ波センサを用い、第2検知部122にレーザセンサを用いてもよい。この場合、第2の範囲R2は、スポット的な検知範囲となり、第1の範囲R1を床面に投影した面積は、第2の範囲R2を床面に投影した面積よりも広くなる。このように、第2の範囲R2の投影面積は、第1の範囲R1の投影面積よりも狭くてもよい。第2の範囲R2は、少なくとも1つの方向における小便器210からの距離が第1の範囲R1よりも長ければよい。
制御部110は、洗浄水散水部160が散水洗浄を行い、かつ、第2の範囲R2に使用者USがいる時に、発光素子170を点灯させ、散水洗浄が行われていることを使用者USに報知する。発光素子170は、洗浄水散水部160が散水を行い、かつ第2の範囲R2に使用者USがいる時に、報知を行う。
そして、制御部110は、第1の範囲R1に使用者USがいる時に、洗浄水散水部160による散水洗浄を停止させる。すなわち、制御部110は、洗浄水散水部160が散水洗浄を行っている状態で使用者USが第2の範囲R2に入った時に、発光素子170を点灯させて報知を行い、洗浄水散水部160が散水洗浄を行っている状態で使用者USが第1の範囲R1に入った時に、洗浄水散水部160による散水洗浄を停止させる。
近年の小便器装置は、夜間や未使用時間帯が所定時間経過すると自動的に小便器洗浄する機能を備えている。従って、夜間や使用時間帯が或る程度限定されるトイレルームに設置された小便器装置においては、省エネ(節電)を考慮すると、報知部は人体検知部120にて使用者USを検知した時のみ報知を行うことが好ましい。
また、小便器210を使用せず大便器や洗面所等の設備を利用する使用者、特に大便器の使用者からは大便器ブース(トイレルームの中に配置され、大便器が設置された独立した空間)外部の様子は見えないため、トイレルーム内に人の気配が無いにもかかわらず報知部から報知されると落ち着いて排便できない可能性がある。そこで、報知部は人体検知部120にて使用者USを検知した時のみ報知を行う。これにより、例えば、小便器210の使用目的以外でトイレルームに入室した使用者に、安心してトイレルームに設置された設備を利用させることができる。
人体検知部120に設けられる検知部の数は、2つに限ることなく、3つ以上でもよい。すなわち、人体検知部120の出力する検知情報の数は、3つ以上でもよい。制御部110は、2つに限ることなく、3つ以上の範囲において使用者USの存在を判定してもよい。
図13に表したように、人体検知部120に第1検知部121と第2検知部122とを設けた場合、第1の範囲R1は、第2の範囲R2と重ならない部分を有してもよい。第2の範囲R2は、第1の範囲R1の相似形でなくてもよい。
この例において、第1の範囲R1は、実質的に左右対称の検知範囲である。一方、第2の範囲R2は、右方向に偏っている。例えば、図13に表したように、複数台の小便器装置10がトイレルームTRの壁面WSに並べて設けられる場合に、第2の範囲R2をトイレルームTRの入口ET側に偏らせる。これにより、過度に広い検知範囲の第2検知部122や高出力の第2検知部122などを必要とすることなく、入口ETから小便器ユニット10に向かう使用者USを、より早期に検知することができる。例えば、第2検知部122のコストや消費電力を抑えつつ、より早期に使用者USを検知することができる。これにより、例えば、散水された水が使用者にかかってしまうことを、より適切に抑制し、小便器装置10の快適性をより向上させることができる。
上記とは反対に、第1の範囲R1のみを入口ET側に偏らせてもよい。例えば、人体検知部120から1つの検知情報を出力する場合には、第1の範囲R1と第2の範囲R2との双方を入口ET側に偏らせてもよい。このように、第1の範囲R1及び第2の範囲R2の少なくとも一方は、右方向又は左方向に偏っていてもよい。
図14は、実施形態にかかる小便器装置の変形例を模式的に表す平面図である。
図14に表したように、この例では、第1の範囲R1の全体が、第2の範囲R2と重なる。第1の範囲R1は、第2の範囲R2内に含まれる。第2の範囲R2は、例えば、第1の範囲R1に対して実質的に相似形である。
この場合には、1つのセンサの検知情報を基に、第1の範囲R1及び第2の範囲R2の使用者USを検知することができる。制御部110は、例えば、人体検知部120から入力された電圧が第1閾値以上の時に、使用者USが第1の範囲R1にいると判定する。制御部110は、例えば、人体検知部120から入力された電圧が第1閾値よりも低い第2閾値以上の時に、使用者USが第2の範囲R2にいると判定する。そして、制御部110は、例えば、人体検知部120から入力された電圧が第2閾値未満の時に、使用者USが第1の範囲R1にも第2の範囲R2にもいないと判定する。
例えば、人体検知部120が光電センサである場合、制御部110は、使用者USからの反射光量が所定値以上の時に第2の範囲R2に使用者がいると判定し、使用者USからの反射光量がさらに大きい別の所定値以上になった時に第1の範囲R1に使用者USがいると判定する。このように、第1の範囲R1及び第2の範囲R2における使用者USの存在は、人体検知部120の1つの検知情報の閾値を変化させることによって、判定してもよい。
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、小便器装置10などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや小便器装置10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。