JP6654449B2 - 便器装置 - Google Patents

Description

本発明は、便器装置に関する。

従来、便器の洗浄装置として、利用者を検出して洗浄水を自動的に吐出する洗浄装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この種の洗浄装置は、利用者を検出するためのセンサとして、例えば超音波センサを備えている。この洗浄装置によれば、超音波センサの検出結果に基づき、例えば利用者が小便器から離れた場合、洗浄水の吐出を自動的に実施することができる。

特開昭６３−２２１２７５号公報

ところで、一般的に、超音波センサは超音波の送受信を同じ素子で行うため、超音波の送信直後は素子内部で超音波が反響して反射波を検出できない時間が存在する。このような時間は、「残響時間」と呼ばれる。このような残響時間の存在のため、反射波の検出処理においては、残響時間を超えるマスク時間を設定し、このマスク時間内に受信した信号は無視し、マスク時間経過後に受信した信号に基づいて反射波の検出を行っている。

残響時間は個体差が大きいため、工場で洗浄装置を製造する際には、個々の超音波センサ毎に最適な残響時間が設定される。しかしながら、残響時間は外部環境条件（温度、湿度等）による変動が大きく、使用温度範囲（例えば０℃〜４０℃）外では残響時間が長くなる傾向にある。残響時間が長くなって設定されたマスク時間を超えると、正確に反射波を検出できなくなり、例えば利用者が存在しないにもかかわらず反射波を検出したと判定して、常時検知状態となり、便器を使用しても洗浄水が吐出されない状態となる可能性がある。特に洗浄装置が搭載される便器は屋外の公衆トイレに設置される場合も多いため、このような誤動作が生じやすい。

このような誤動作を避けるためには、予めマスク時間を長く設定する方法も考えられる。しかしながら、このようにマスク時間を長く設定した場合、近距離の人体検出が難しくなる可能性がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、超音波センサを用いた便器装置において、超音波センサの残響時間の変動に起因する誤動作を防止または少なくとも低減することのできる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の便器装置は、便器装置の利用者が位置する所定の領域に向けて超音波パルスを送信し、超音波パルスの反射波を受信する超音波センサと、超音波パルスを送信してからマスク時間経過後に、所定の閾値を超える超音波センサの出力信号が検出された場合に、反射波が検出されたと判定する反射波検出部と、反射波検出部の検出結果に基づき、便器装置内に洗浄水を吐出する洗浄部と、を備える。反射波検出部は、所定の第１時間連続して反射波を検出した場合、マスク時間をそれまでよりも延長する。

本発明によれば、超音波センサを用いた便器装置において、超音波センサの残響時間の変動に起因する誤動作を防止または少なくとも低減することができる。

本発明の実施形態に係る便器洗浄装置を備える小便器の正面図である。 本発明の実施形態に係る便器洗浄装置を備える小便器の一部の縦断面図である。 スプレッダーの斜視図である。 本発明の実施形態に係る便器洗浄装置を説明するためのブロック図である。 便器洗浄装置における反射波の検出方法を説明するための図である。 便器洗浄装置における反射波の検出方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係る便器洗浄装置におけるマスク時間の設定方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係る便器洗浄装置におけるマスク時間の設定方法をさらに説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る便器洗浄装置１０を備える小便器１００の正面図である。図２は、本発明の実施形態に係る便器洗浄装置１０を備える小便器１００の一部の縦断面図である。

この小便器１００は、壁面に取り付けられた鉢部１０２を備える。鉢部１０２は例えば陶器製であってよい。鉢部１０２の下部には、前方に突出する垂れ受け部１０３が形成されている。

鉢面１０２ａの上部には、洗浄水を自動的に吐出させるための便器洗浄装置１０が取り付けられている。便器洗浄装置１０は、鉢面１０２ａに向けて洗浄水を放射状に吐出する洗浄部としてのスプレッダー１２を備える。このスプレッダー１２は、略円筒形状のスプレッダ本体部１２ａと、スプレッダ本体部１２ａの前側（小便器正面側）に形成されたフランジ部１２ｂとを有する。スプレッダ本体部１２ａは、鉢部１０２の上部に形成された穴部１０４に正面側から挿通され、背面側から固定部材１０５を用いて固定される。図２に示すように、スプレッダー１２の背面側には洗浄水を供給するための給水ホース１０６が接続される。給水ホース１０６には、給水バルブ（図示せず）が接続されている。

図３は、スプレッダー１２の斜視図である。図３に示すように、スプレッダー１２は、スプレッダ本体部１２ａと、超音波センサ１４と、スプレッダカバー１６と、を備える。スプレッダ本体部１２ａの後側（小便器背面側）には、給水ホース１０６（図２参照）を接続するためのホース接続部１２ｃが形成されている。

スプレッダ本体部１２ａの外表面には雄ねじがされている。スプレッダー１２を小便器１００の穴部１０４に挿入した状態で、スプレッダ本体部１２ａの雄ねじと、固定部材１０５（図２参照）に形成された雌ねじを嵌合することにより、スプレッダー１２を小便器１００に固定することができる。

超音波センサ１４は、センサヘッド１４ａから超音波を人体に向けて発信し、その反射波を同じくセンサヘッド１４ａで受信することにより人体を検出する機器である。超音波センサ１４は、センサヘッド１４ａがスプレッダカバー１６に設けられた開口から露出するように配置される。

スプレッダ本体部１２ａ内には、超音波センサ１４の動作を制御するための制御回路が形成された制御基板が収容されている。また、スプレッダ本体部１２ａ内には、洗浄水が流れる通水路および小便器１００の鉢部１０２に洗浄水を吐出するための吐水口が形成されている。

図４は、本発明の実施形態に係る便器洗浄装置１０を説明するためのブロック図である。図４に示すように、制御基板２０は、超音波センサ１４に超音波パルスを発生するためのパルス信号を送信する送信回路２１と、超音波センサ１４の出力信号を受信する受信回路２２と、受信回路２２で受信した超音波センサ１４の出力信号から超音波パルスの反射波を検出する反射波検出回路２３と、各回路を制御する制御回路２４とを備える。制御回路２４は、反射波検出回路２３による反射波の検出結果を図示しない給水バルブの制御基板に送信して、給水バルブの制御基板は給水バルブ３０に対して開閉の指示を出す。例えば、反射波が有る状態から反射波が無い状態に変化した場合、給水バルブ３０を開弁し、スプレッダー１２から洗浄水を吐出させる。これにより、自動的に洗浄水を吐出して小便器を洗浄することができる。

図５は、便器洗浄装置１０における反射波の検出方法を説明するための図である。図５は、超音波センサ１４の出力信号の波形を示す。超音波センサ１４は超音波の送受信を同じセンサヘッド１４ａで行っているため、超音波の送信直後はセンサヘッド１４ａで超音波が反響して反射波を検出できない「残響時間」が存在する。このような残響時間の存在のため、制御基板２０の反射波検出回路２３は、残響時間を超えるマスク時間を設定し、このマスク時間内に受信した信号は無視し、マスク時間経過後に受信した信号に基づいて反射波の検出を行う。より具体的には、反射波検出回路２３は、超音波パルスを送信してからマスク時間経過後に所定の閾値を超える超音波センサ１４の出力信号が検出された場合に、反射波が検出されたと判定する。

図６は、便器洗浄装置１０における反射波の検出方法を説明するためのフローチャートである。図６に示すフローは、所定の時間間隔で繰り返し実行される。

まず、超音波センサ１４は、小便器１００（図１参照）の利用者が位置する所定の領域に向けて超音波パルスを送信する（Ｓ１０）。利用者が所定の領域に存在する場合には反射波が戻ってくる。

次に、反射波検出回路２３は、マスク時間が経過したか否か判定する（Ｓ１２）。マスク時間が経過していない場合、待機する（Ｓ１２のＮ）。一方、マスク時間が経過した場合（Ｓ１２のＹ）、反射波検出回路２３は、所定の閾値を超える超音波センサ１４の出力信号が検出されたか否か判定する（Ｓ１４）。

閾値を超える出力信号が検出されない場合、一旦フローを終了する（Ｓ１４のＮ）。一方、閾値を超える出力信号が検出された場合（Ｓ１４のＹ）、反射波検出回路２３は反射波が検出されたと判定する（Ｓ１６）。

図７は、本発明の実施形態に係る便器洗浄装置１０におけるマスク時間の設定方法を説明するためのフローチャートである。図７に示すフローは所定の時間間隔で繰り返し実行される。

便器洗浄装置１０の製造時において、マスク時間は所定の初期値に設定される。この初期値は、通常の使用温度範囲（例えば０℃〜４０℃）での残響時間を超える値に設定される。初期値は、例えば１．６ｍｓｅｃであってよい。しかしながら、残響時間は外部環境条件（温度、湿度等）による変動が大きく、使用温度範囲外では残響時間が長くなる傾向にある。残響時間が長くなって初期値のマスク時間を超えると、正確に反射波を検出できなくなるおそれがある。そこで、本実施形態に係る便器洗浄装置１０では、ある条件を満たした場合に、マスク時間の設定を変更する。

まず、反射波検出回路２３は、所定の第１時間連続して反射波が検出されているか否か判定する（Ｓ２０）。第１時間は、数分程度（例えば３分）であってよい。

第１時間連続して反射波が検出されていない場合、フローを一旦終了する（Ｓ２０のＮ）。一方、第１時間連続して反射波が検出された場合（Ｓ２０のＹ）、反射波検出回路２３は、マスク時間をそれまでの初期値よりも延長する（Ｓ２２）。延長したマスク時間は例えば１．８ｍｓｅｃであってよい。このようにマスク時間を初期値よりも延長することにより、反射波の誤検出を防止または少なくとも低減することができる。その結果、利用者が存在しないにもかかわらず洗浄水が吐出されるといった誤動作が生じるのを防止または少なくとも抑制できる。

図８は、本発明の実施形態に係る便器洗浄装置１０におけるマスク時間の設定方法をさらに説明するためのフローチャートである。図８に示すフローは所定の時間間隔で繰り返し実行される。

図７に示すフローでは、マスク時間を初期値よりも延長したが、マスク時間を延長した場合、近距離の人体検出が難しくなる可能性がある。そこで、図８に示すフローでは、ある条件を満たした場合に、マスク時間を初期値に変更する。これにより、近距離の人体検出を適切に行うことができる。

まず、反射波検出回路２３は、マスク時間を初期値よりも延長してから所定の第２時間経過したか否か判定する（Ｓ３０）。この第２時間は、第１時間よりも長い時間に設定される。例えば、第２時間は、数時間程度（例えば２時間）であってよい。

マスク時間を延長してから第２時間経過していない場合、一旦フローを終了する（Ｓ３０のＮ）。一方、マスク時間を延長してから第２時間経過した場合（Ｓ３０のＹ）、反射波検出回路２３は、一時的に延長前のマスク時間（すなわち初期値）に変更する（Ｓ３２）。そして、反射波検出回路２３は、反射波が検出されるか否か判定する（Ｓ３４）。

反射波が検出される場合（Ｓ３４のＹ）、残響時間が初期値のマスク時間を超えている可能性が高いため、延長されたマスク時間を維持する（Ｓ３８）。一方、反射波が検出されない場合（Ｓ３４のＮ）、例えば外部環境が変化した等の理由により残響時間が初期値のマスク時間未満である可能性が高いため、延長前のマスク時間（すなわち初期値）への変更を確定する（Ｓ３６）。このような処理により、マスク時間の延長の必要がない場合は、マスク時間を初期値に戻すことができるため、近距離の人体検出を適切に行うことができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

例えば、上述の実施形態では、便器洗浄装置１０を小便器に適用したが、便器洗浄装置１０は大便器に適用されてもよい。また、上述の実施形態では、超音波センサ１４とスプレッダー１２を一体に形成したが、これらは別々に配設されてもよい。この場合、超音波センサ１４は便器に取り付けられてもよいし、便器外（例えば壁面など）に取り付けられてもよい。

以上の記載から、下記の発明が認識される。

本発明のある態様の便器装置は、便器の利用者が位置する所定の領域に向けて超音波パルスを送信し、超音波パルスの反射波を受信する超音波センサと、超音波パルスを送信してからマスク時間経過後に、所定の閾値を超える超音波センサの出力信号が検出された場合に、反射波が検出されたと判定する反射波検出部と、反射波検出部の検出結果に基づき、便器装置内に洗浄水を吐出する洗浄部と、を備える。反射波検出部は、所定の第１時間連続して反射波を検出した場合、マスク時間をそれまでよりも延長する。

この態様によると、マスク時間をそれまでよりも延長することにより、反射波の誤検出を防止または少なくとも低減することができる。その結果、利用者が存在しないにもかかわらず洗浄水が吐出されるといった誤動作が生じるのを防止または少なくとも抑制できる。

反射波検出部は、マスク時間を延長してから所定の第２時間が経過したときに、延長前のマスク時間で反射波が検出されるか否か確認し、反射波が検出された場合は延長後のマスク時間を維持し、一方、反射波が検出されない場合は延長前のマスク時間への変更を確定してもよい。第２時間は、第１時間よりも長くてもよい。この場合、マスク時間の延長の必要がない場合は、マスク時間を初期値に戻すことができるため、近距離の人体検出を適切に行うことができる。

１０ 便器洗浄装置、 １２ スプレッダー、 １４ 超音波センサ、 １４ａ センサヘッド、 １６ スプレッダカバー、 ２０ 制御基板、 ２１ 送信回路、 ２２ 受信回路、 ２３ 反射波検出回路、 ２４ 制御回路、 ３０ 給水バルブ、 １００ 小便器、 １０２ 鉢部、 １０６ 給水ホース。

Claims (3)

1. 便器装置の利用者が位置する所定の領域に向けて超音波パルスを送信し、超音波パルスの反射波を受信する超音波センサと、
   超音波パルスを送信してからマスク時間経過後に、所定の閾値を超える前記超音波センサの出力信号が検出された場合に、反射波が検出されたと判定する反射波検出部と、
   前記反射波検出部の検出結果に基づき、前記便器装置内に洗浄水を吐出する洗浄部と、
   を備え、
   前記反射波検出部は、所定の第１時間連続して反射波を検出した場合、マスク時間をそれまでよりも延長することを特徴とする便器装置。
2. 前記反射波検出部は、マスク時間を延長してから所定の第２時間が経過したときに、延長前のマスク時間で反射波が検出されるか否か確認し、反射波が検出された場合は延長後のマスク時間を維持し、一方、反射波が検出されない場合は延長前のマスク時間への変更を確定することを特徴とする請求項１に記載の便器装置。
3. 第２時間は、第１時間よりも長いことを特徴とする請求項２に記載の便器装置。

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