JP6728671B2 - 人体局部洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、人体局部洗浄装置に関するものである。

下記特許文献１には、局部洗浄用の流体の温度を調整するための出口温度センサと、空焚き等の異常の発生を検出するための異常加熱検出用の温度センサという二つの温度センサが設けられた人体局部洗浄装置（流体加熱装置）が開示されている（特許文献１の図５）。かかる装置では、異常加熱検出用の温度センサによって検出される温度が所定の閾値を超えた場合に、異常が発生していると判断する。つまり、異常の有無の判断には、出口温度センサが寄与しない。

特開２０１４−２２７７９０号公報

本発明が解決しようとする課題は、異常の検出精度を高めることが可能な人体局部洗浄装置を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明にかかる人体局部洗浄装置は、ヒータと、前記ヒータによって加熱される局部洗浄用の流体が流通する流路が形成された本体部と、前記流路の上流側に配置された第一温度センサおよび前記流路の下流側に配置された第二温度センサと、前記第一温度センサによって検出される第一温度と前記第二温度センサによって検出される第二温度の温度が所定関係にあるか否かに基づき、異常の有無を判断する制御手段と、を備えるものである。

前記制御手段は、前記第一温度が前記第二温度以上である場合には異常であると判断するようにするとよい。

前記本体部に形成された前記流路は、前記ヒータが配置される加熱流路と、前記加熱流路の下流側に設けられる出口流路と、を含み、前記第一温度センサが前記加熱流路内に配置され、前記第二温度センサが前記出口流路内に配置されているとよい。

前記ヒータは、断面の外形が円である軸状を呈するものであり、前記第一温度センサは、断面で見て、前記ヒータの外形である円の接線に沿うようにして、前記ヒータの軸線方向に交差するように配置されているとよい。

本発明にかかる人体局部洗浄装置は、上流側に配置された第一温度センサと、下流側に配置された第二温度センサの両方によって検出される温度の関係性に基づき、異常の有無を判断するため、従来に比して異常の検出精度を高めることができる。

空焚き等の異常が発生していない場合、ヒータからの熱の伝達量は下流側に存在する流体の方が大きくなるため、通常であれば上流側の第一温度の方が下流側の第二温度よりも低くなる。一方、空焚き等の異常が発生している場合には、上流側の第一温度と下流側の第二温度が同じになるか、または上流側の第一温度の方が下流側の第二温度よりも高くなる。したがって、このような判断手法を用いることで、異常の検出精度を高めることができる。

第一温度センサを加熱流路内に配置すれば、空焚き等の異常発生時には第一温度センサはヒータの熱を直接的に検出することになるため、出口流路内に配置された第二温度センサとの温度差が大きくなる。つまり、異常の検出精度をさらに高めることができる。

第一温度センサが、断面で見て、ヒータの外形である円の接線に沿い、かつヒータの軸線方向に交差するように配置されていれば、部品の設計誤差等が生じた際における第一温度センサとヒータの距離の変化量が小さくなるため、第一温度センサの検出精度の低下が抑制される。

（ａ）は便座の後方に収容された本発明の一実施形態にかかる人体局部洗浄装置を模式的に示した図であり、（ｂ）は本発明の一実施形態にかかる人体局部洗浄装置の概念図である。 本発明の一実施形態にかかる人体局部洗浄装置が備える流体加熱装置の外観図である。 本発明の一実施形態にかかる人体局部洗浄装置が備える流体加熱装置の断面図（図２に示すＡ−Ａ線断面図）である。 本発明の一実施形態にかかる人体局部洗浄装置が備える流体加熱装置の断面図（図２に示すＢ−Ｂ線断面図）である。 異常を検出するための制御フローの一例を示した図である。 第一温度センサと第二温度センサの温度検出部が加熱流路内に配置された構成を示した断面図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる人体局部洗浄装置１を詳細に説明する。人体局部洗浄装置１は、図１（ａ）に示すように便座９０の後方に設けられた収容部９１内に設けられる。洗浄機能を利用する際には洗浄ノズル８０が原位置から前進し、図示されない噴出口から水を上方に向かって噴出させることで使用者の局部を洗浄する。便器の後方には、取付プレートが固定され、当該取付プレートに対して人体局部洗浄装置１が固定される。

図１（ｂ）に概念的に示すように、本実施形態にかかる人体局部洗浄装置１は、流体加熱装置２および洗浄ノズル８０を備える。洗浄ノズル８０の構成およびその駆動機構等は、公知のものと同様であるから詳細な説明を省略する。流体加熱装置２は、局部洗浄用の流体（水）を加熱するための装置である。水源Ｓから送られた水は、流体加熱装置２によって加熱され、洗浄ノズル８０に送られることになる。流体加熱装置２の上流側には、水を流体加熱装置２に送るか否かを制御するメインバルブ８１が設けられている。洗浄ノズル８０やメインバルブ８１等は、流体加熱装置２とともに、制御手段４０によって制御される。なお、洗浄ノズル８０に送られる流体の流量等を制御するためのバルブ等は省略してある。

以下、本実施形態にかかる人体局部洗浄装置１が備える流体加熱装置２について詳細に説明する。図２〜図４に示す流体加熱装置２は、ヒータ１０、本体部２０、第一温度センサ３１、第二温度センサ３２および制御手段４０を備える。

ヒータ１０は、流体を加熱する装置である。本実施形態におけるヒータ１０は、略円柱形状の細長い軸状を呈する。その両端には電力供給のための端子１１が設けられている。当該端子１１は、本体部２０の外側に露出している（図２、図３参照）。

本体部２０は、局部洗浄用の流体（水）が流通する流路が形成されたものである。当該流路は、加熱流路２１、入口流路２２、出口流路２３に分けられる（図３等参照）。本体部２０には、略細長い円柱形状であるヒータ１０を収容することができる略円柱形状の空間が形成されている。当該空間内にヒータ１０が配置される。当該空間の内壁面とヒータ１０との間に形成される隙間が、加熱流路２１となっている。入口流路２２および出口流路２３は、加熱流路２１に繋がる流路である。本実施形態では、細長い軸状を呈する本体部２０の軸線方向における一方側に入口流路２２が、他方側に出口流路２３が設けられている。入口流路２２および出口流路２３には、図示されない流体搬送用のホースが接続される。水源Ｓから供給された水は、入口流路２２から加熱流路２１内に進入し、ヒータ１０によって加熱される。その後、出口流路２３から流れ出て、洗浄ノズル８０に送られることになる。本実施形態における本体部２０はアッパケース２０Ｕとロアケース２０Ｌとから構成されている（図４参照）が、当該構成はあくまで一例である。

第一温度センサ３１は、その温度検出部が加熱流路２１内に配置された温度センサである。具体的には、第一温度センサ３１は、全体として細長い形状であり、その長手方向が、ヒータ１０の軸線方向と直交するように、かつヒータ１０の断面の外形である「円」の接線に沿うように設けられている（図４参照）。本体部２０には、このように第一温度センサ３１を取り付けるための第一固定部２４が設けられている。具体的には、内側の空間が加熱流路２１と繋がる筒状の第一固定部２４の内側に第一温度センサ３１が固定されている。第一温度センサ３１と第一固定部２４の間には、Ｏリング等が介在されており、第一固定部２４からの水漏れが阻止されている。本実施形態における第一温度センサ３１は、ヒータ１０の軸線方向における略中央に位置するように設けられおり、当該位置は水源Ｓから洗浄ノズル８０に向かう流体の流れる方向でみて、詳細を後述する第二温度センサ３２よりも上流側であるといえる。

第二温度センサ３２は、その温度検出部が出口流路２３に位置するように配置された温度センサである（図３等参照）。つまり、第二温度センサ３２は、加熱流路２１から流れ出た流体の温度を検出するものであるといえる。本体部２０には、第二温度センサ３２を取り付けるための第二固定部２５が設けられている。第二固定部２５は、温度検出部が出口流路２３内に位置するように第二温度センサ３２を固定し、水漏れを阻止する構造が構築されたものであればどのようなものであってもよい。かかる第二温度センサ３２は、第一温度センサ３１よりも下流側に設けられたものであるといえる。別の見方をすれば、第二温度センサ３２は、第一温度センサ３１よりもヒータ１０から遠い位置に設けられたものであるともいえる。

制御手段４０（図１（ｂ）および図３参照）は、第一温度センサ３１および第二温度センサ３２によって検出される温度を把握することができるものである。また、制御手段４０は、ヒータ１０の出力を制御することができるものである（洗浄ノズル８０等を制御することができるものであってもよい）。制御手段４０は、洗浄ノズル８０から噴出される水の温度が、使用者が設定した設定温度になるよう、ヒータ１０を制御する。つまり、ヒータ１０による加熱が終了した出口流路２３を通過する流体の温度を測定する第二温度センサ３２に基づき、設定温度に近づくよう流体の温度を制御する。

このように構成される本実施形態における流体加熱装置２の安全機能について説明する。本実施形態では、いわゆる空焚き等による異常加熱時（以下、単に異常ということもある）には、制御手段４０はヒータ１０の出力を強制的に停止（ＯＦＦ）とする。異常が生じているか否かは、図５に示す制御フローに基づき制御する。

制御手段４０は、第一温度センサ３１による検出温度（以下、第一温度と称することもある）と、第二温度センサ３２による検出温度（以下、第二温度と称することもある）を継続的に取得し、その温度の大小関係を判断する。具体的には、第一温度が第二温度未満であるかどうかを判断する（Ｓ１）。第一温度は上流側の温度であり、第二温度は下流側の温度であるため、通常はヒータ１０からの熱の伝達量は下流側に存在する流体の方が大きくなるため、第二温度の方が第一温度よりも高くなるはずである。したがって、第一温度が第二温度未満でない（Ｓ１「Ｎｏ」）とき、すなわち第一温度が第二温度以上であるときには、空焚き等の状態が生じることにより、第一温度センサ３１が直接的にヒータ１０の熱を検出しているがゆえに第一温度が高くなっていると判断する。つまり、異常が発生していると判断し、ヒータ１０の出力を停止する（Ｓ３）。

第一温度が第二温度未満である（Ｓ１「Ｙｅｓ」）と判断された場合には、第一温度が所定の閾値以上であるかどうかを判断する（Ｓ２）。第一温度が第二温度未満である場合であっても、第一温度が所定の閾値よりも高くなっている（Ｓ２「Ｙｅｓ」）場合には、危険であると判断し、ヒータ１０の出力を停止する（Ｓ３）。つまり、Ｓ２の工程は、第一温度センサ３１によって検出される第一温度そのものによって、異常の有無を判断するためのものである。このように、本実施形態では、第一温度と第二温度の比較で異常の有無を判断する工程（Ｓ１）と、第一温度のみによって異常の有無を判断する工程（Ｓ２）を設けている。なお、Ｓ２の工程は安全性を高めるためのものであって、必ず設けられていなければならないわけではない。また、Ｓ２における所定の閾値は、ヒータ１０の出力の大小に応じて変化するものであってもよい。

なお、本実施形態では、Ｓ１における第一温度と第二温度の大小関係（第一温度が第二温度以上であるかどうか）によって、異常の有無を判断することを説明したが、第一温度と第二温度の両方を加味した上での判断であれば、その具体的な内容は適宜変更可能である。

例えば、第一温度と第二温度の温度差が、所定の閾値以上であるかどうかを基準として、異常の有無を判断するようにしてもよい。つまり、ヒータ１０の出力、第一温度センサ３１や第二温度センサ３２の位置、外気温等から、異常が発生していない場合における第一温度と第二温度の温度差は、正常である場合には所定の範囲に収まるはずである。したがって、当該温度差が所定の範囲に収まっていないことを異常であると判断してもよい。

以上説明したように、本実施形態にかかる人体局部洗浄装置１は、上流側に配置された第一温度センサ３１と、下流側に配置された第二温度センサ３２の両方によって検出される温度の関係性に基づき、異常の有無を判断するため、従来に比して異常の検出精度を高めることができる。

また、図４に示したように、第一温度センサ３１は、その長手方向が、ヒータ１０の軸線方向と直交するように、かつヒータ１０の断面の外形である「円」の接線に沿うように設けられている。したがって、各部品、例えば第一固定部２４の製造誤差等により、第一温度センサ３１の取付位置がその長手方向（図４における左右方向）に変化したとしても、ヒータ１０と第一温度センサ３１の距離はあまり変わらない。例えば、第一温度センサ３１の長手方向が、ヒータ１０の断面の外形である「円」の接線と直交するように設けられていれば、第一温度センサ３１の取付位置がその長手方向に変化した場合、ヒータ１０と第一温度センサ３１の距離は大きく変化してしまうところ、本実施形態では当該距離があまり変化しないため、第一温度センサ３１による測定が安定したものとなる（品質が安定する）。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

上記実施形態では、第一温度センサ３１は、その温度検出部が加熱流路２１内に位置するように設けられ、第二温度センサ３２は、その温度検出部が出口流路２３内に設けられていることを説明したが、第一温度センサ３１が上流側、第二温度センサ３２が下流側の関係にあれば、その具体的な取付位置は適宜変更可能である。例えば、第一温度センサ３１の温度検出部と第二温度センサ３２の温度検出部の両方ともが加熱流路２１内に位置するように設けられていてもよい。

ただし、上記実施形態では、第二温度センサ３２の温度検出部が出口流路２３内に設けられているがゆえ、第二温度センサ３２を利用して、流体加熱装置２から出力される流体の温度（洗浄ノズル８０へ送られる流体の温度）を制御することができるといえる。つまり、下流側の温度センサである第二温度センサ３２を出口流路２３（ヒータ１０による加熱が終了した流体が通る流路）に設けることで、当該第二温度センサ３２を異常検知用の温度センサの一部としてだけでなく、流体加熱装置２から出力される流体の温度を制御する流体温度制御用の温度センサとして利用することができるものであるといえる。より具体的には、異常検知用の温度センサとしての第一温度センサ３１の温度検出部と第二温度センサ３２の温度検出部の両方ともを加熱流路２１内に位置するように設け、これら第一温度センサ３１および第二温度センサ３２とは別の流体温度制御用の温度センサ３３を設けた構成（図６に示すような構成）としてもよいが、かかる構成とした場合よりも温度センサの数を少なくできるという点において、上記実施形態の構成は有利であるといえる。

なお、第二温度センサ３２の温度検知部が加熱流路２１内に設けられた構成とする場合には、当該第二温度センサ３２の取付構造も図４に示す構造（第一温度センサ３１の取付構造と同じ構造）にするとよい。

１ 人体局部洗浄装置
２ 流体加熱装置
１０ ヒータ
２０ 本体部
２１ 加熱流路
２２ 入口流路
２３ 出口流路
３１ 第一温度センサ
３２ 第二温度センサ
４０ 制御手段

Claims (4)

1. ヒータと、
   前記ヒータによって加熱される局部洗浄用の流体が流通する流路が形成された本体部と、
   前記流路の上流側に配置された第一温度センサおよび前記流路の下流側に配置された第二温度センサと、
   前記第一温度センサによって検出される第一温度が前記第二温度センサによって検出される第二温度以上である場合には異常であると判断する制御手段と、
   を備える、人体局部洗浄装置。
2. 前記制御手段は、前記第一温度が前記第二温度未満である場合であっても、前記第一温度が所定の閾値よりも高くなっている場合には異常であると判断する、請求項１に記載の人体局部洗浄装置。
3. 前記本体部に形成された前記流路は、
   前記ヒータが配置される加熱流路と、
   前記加熱流路の下流側に設けられる出口流路と、
   を含み、
   前記第一温度センサが前記加熱流路内に配置され、前記第二温度センサが前記出口流路内に配置されている、請求項１または請求項２に記載の人体局部洗浄装置。
4. 前記ヒータは、断面の外形が円である軸状を呈するものであり、
   前記第一温度センサは、断面で見て、前記ヒータの外形である円の接線に沿うようにして、前記ヒータの軸線方向に交差するように配置されている、請求項３に記載の人体局部洗浄装置

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