JP6800424B2 - トイレ装置 - Google Patents

Description

本発明の態様は、一般的に、トイレ装置に関する。

トイレ空間における検知対象を検知するために、電波センサを備えたトイレ装置がある。特許文献１では、トイレ装置に設けられた電波センサを用いて、信号の位相差情報から検知対象の動きを検知する技術と、信号強度から検知対象の有無を検知する技術と、を組み合わせた検知制御が開示されている。具体的には、トイレ室の出入り口がトイレ装置の正面にある場合は、位相差情報基づいて人体の動きと有無を判定し、出入り口がトイレ装置の側面にある場合は、信号強度に基づいて人体の有無を判定する。

特許第４４８２３０１号公報

例えば、トイレ装置の使用者が立小便を行う場合は、立った姿勢のままでほぼ静止する。このように、トイレ室内の使用者の使用態様によっては、大きな信号強度が得られない場合がある。従って、信号強度に基づいて人体の有無を検知する場合、電波センサの感度を高めることが望ましい。

しかし、感度を高めると、トイレ室の周りの使用する意図が無い人を電波センサが検知してしまい、使用者がトイレ室から退室したにも関わらず、人体が有るものと検知された状態が続いてしまう可能性がある。
例えば、電波センサによって人体有りの状態から人体無しの検知がなされた場合に、トイレ装置が便器を洗浄したり便蓋を閉じたりする場合、人体有りの検知が続いてしまうと、これらの動作が行われない。

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、トイレ装置を使用する意図が有る人体を、より高精度に検知できるトイレ装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、便器に付設されるトイレ装置であって、電波を放射し、得られた信号に基づいて人体を検知し、検知結果に基づいて制御信号を出力する人体検知部と、前記制御信号に基づいて制御される被制御部と、を備え、前記人体検知部は、前記信号を得てから前記信号に基づく前記検知結果を確定させるまでの２つ以上の確定時間と、２つ以上の前記確定時間のそれぞれに対応した感度と、を有し、前記感度が低い場合の前記確定時間は、前記感度が高い場合の前記確定時間よりも長く、前記人体検知部は、少なくとも１つの前記確定時間に、前記確定時間に対応した前記感度に応じた前記信号が得られたか否かによって、前記人体の有無を判断するトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、トイレ装置を使用する意図がある人体を高精度に検知しつつ、人体を検知するまでの平均的な時間を短縮することが可能となる。

第２の発明は、第１の発明において、前記人体検知部は、人体有りと検知された状態から人体無しと検知される際の確定時間を２つ以上有するトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、トイレ装置が設けられたトイレ室内に人体が無いにも拘らず人体有りの検知結果が継続されてしまったり、トイレ装置の使用中にも拘らず人体無しと検知されてしまうことを抑制できる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、便器の上に設けられ、便座が回動可能に軸支される本体部をさらに備え、前記人体検知部は、前記便座が開状態のときに、前記検知結果に基づいて前記被制御部を制御するトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、被制御部を、使用者の有無に応じてより適切に制御することができ、立小便中に洗浄されたり、便座が閉じてしまうといった動作が生じる可能性を低減することができる。

本発明の態様によれば、トイレ装置を使用する意図が有る人体を、より高精度に検知できるトイレ装置が提供される。

本実施形態に係るトイレ装置が設けられた便器を表す斜視図である。 本実施形態に係るトイレ装置の要部構成を表わすブロック図である。 実施形態に係るトイレ装置が使用される際の様子を表す側面図である。 図３の使用態様において電波センサで得られる検知信号を例示する図である。 実施形態に係るトイレ装置が備える人体検知部の動作を表すフローチャートである。 実施形態に係るトイレ装置が設けられたトイレ室を表す平面図である。

以下、本発明の実施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、本実施形態に係るトイレ装置が設けられた便器を表す斜視図である。
図２は、本実施形態に係るトイレ装置の要部構成を表わすブロック図である。

図１に表すように、本実施形態に係るトイレ装置１は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）６に付設される。トイレ装置１は、便座２と、便蓋３と、本体部４と、を備える。本体部４は、便器６の上に載置され、便座２と便蓋３とは、本体部４に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。

以降では、実施形態の説明のために前後方向を用いるが、この方向は、便座２に座った使用者から見たものである。

図２に表すように、トイレ装置１は、本体部４の内部に設けられた人体検知部１０と、被制御部２０と、をさらに備える。人体検知部１０は、電波センサ１１と、制御部１２と、を有する。

電波センサ１１は、マイクロ波又はミリ波などの高周波の電波をトイレ装置１の前方に放射し、放射した電波の検知対象（人体）からの反射波を受信する。反射波には、検知対象の状態に関する情報が含まれている。電波センサ１１は、放射した電波と反射波とに基づく検知信号を得る。そして、電波センサ１１は、検知信号に基づいて人体の有無を検知し、その検知結果を制御部１２に出力する。制御部１２は、例えば、マイコンなどの回路である。制御部１２は、電波センサ１１から出力された検知結果に基づき、被制御部２０に対して制御信号を出力する。

なお、ここで述べた例に限らず、電波センサ１１で行われる処理の一部を、制御部１２で行うことも可能である。例えば、電波センサ１１で得られた検知信号が制御部１２に出力され、検知信号に基づいて制御部１２で人体の有無の検知結果が確定され、制御部１２から被制御部２０に制御信号が出力されても良い。
すなわち、人体検知部１０は、電波を放射して検知信号を得て、その検知信号に基づいて人体の有無を検知し、その検知結果に基づいて被制御部２０に対して制御信号を出力するものであれば、その詳細な構成は適宜変更することが可能である。

被制御部２０は、例えば、ノズルユニット２１、便座開閉ユニット２２と、便蓋開閉ユニット２３と、便器洗浄ユニット２４と、脱臭ユニット２５と、温風ユニット２６と、便座暖房ユニット２７と、を含む。

ノズルユニット２１は、本体部４の内部に収納された洗浄ノズルと、洗浄ノズルを駆動させるための駆動ユニットと、を有する。駆動ユニットは、洗浄ノズルを便器６のボウル６ａ内に進出させたり、ボウル６ａから後退させたりする。例えば、ノズルユニット２１は、制御部１２からの制御信号を受信すると、駆動ユニットによって洗浄ノズルをボウル６ａ内に進出させ、使用者の局部に向けて洗浄ノズルから洗浄水を吐出する。

便座開閉ユニット２２は、制御部１２からの制御信号に基づいて、便座２を、開けたり（上げたり）、閉じたり（下げたり）する。便蓋開閉ユニット２３は、制御部１２からの制御信号に基づいて、便蓋３を、開けたり（上げたり）、閉じたり（下げたり）する。便器洗浄ユニット２４は、制御部１２からの制御信号に基づいて便器６のボウル６ａ内の洗浄を行う。脱臭ユニット２５は、制御部１２からの制御信号に基づいて、トイレ室内の空気をフィルタや触媒などに通すことで臭気成分を低減させる。温風ユニット２６は、制御部１２からの制御信号に基づき、便座２に座った使用者の「おしり」などに向けて温風を吹き付けて乾燥させる。便座暖房ユニット２７は、制御部１２からの制御信号に基づき、便座２の着座面を加熱して温める。

なお、被制御部２０に含まれる上述した構成要素は一例である。被制御部２０は、上述した構成要素の一部のみを含むものであってもよい。あるいは、被制御部２０は、制御信号に基づいて動作する他の構成要素を含んでいてもよい。

また、制御部１２は、リモコンなどの操作部５から入力された信号や、便座２に設けられた着座検知センサなどの信号に基づいて、被制御部２０の少なくとも一部の要素を動作させることも可能である。または、ここでは、電波センサ１１の検知結果に基づいて被制御部２０に対して制御信号を出力する制御部と、操作部５などの入力に基づいて被制御部２０に対して制御信号を出力する制御部と、が同一のものである場合について説明しているが、これらの制御部は、別々に設けられていてもよい。

次に、図３および図４を参照しつつ、トイレ装置が使用される際の様子と、このときに電波センサ１１で得られる検知信号と、の関係について説明する。
図３は、実施形態に係るトイレ装置が使用される際の様子を表す側面図である。
図４は、図３の使用態様において電波センサで得られる検知信号を例示する図である。
なお、図４の横軸は、時間（Ｓ：秒）を表し、縦軸は、信号の出力（Ｖ：ボルト）を表す。

電波センサ１１で得られる検知信号には、ドップラー効果に関する情報が含まれる。すなわち、電波センサ１１から放射された送信波が、移動する検知対象（人体）によって反射されると、反射波の波長がドップラー効果によってシフトする。電波センサ１１に対して人体が相対的に移動すると、人体の速度に比例した周波数ΔＦの成分を含む信号が得られる。従って、ドップラー周波数ΔＦを測定することによって、人体の速度を求めることができる。また、得られた検知信号の大きさ（振幅）は、人体と電波センサ１１と間の距離が短いほど、大きくなる。

まず、図３（ａ）に表すように、使用者が、ドアＤＲを通ってトイレ室ＴＲに入室する。使用者は、電波センサ１１に接近する方向に大きく動くため、図４の期間Ｐ１に表されるように、検知信号が大きく振動するとともに、移動に伴ってその振幅が大きくなっていく。このとき、例えば、人体検知部１０によって、トイレ室ＴＲ内に人体が有ることが検知され、制御部１２の制御信号を受けて便蓋３が開けられる。

次に、図３（ｂ）に表すように、例えば使用者が便座２を開け、立小便を行う。このとき、使用者は、ほとんど動かない。このため、図４の期間Ｐ２に表されるように、得られる検知信号も小さい。ただし、使用者の体は、微かながら動いているため、この微小な動きに伴う小さな検知信号が得られる。

その後、図３（ｃ）に表すように、使用者が、ドアＤＲを通ってトイレ室ＴＲから退室する。使用者は、電波センサ１１から離反する方向に大きく動くため、図４の期間Ｐ３に表されるように、大きな振幅の検知信号が得られるとともに、移動に伴って振幅が小さくなっていく。このとき、信号強度の低下により、人体検知部１０によって、トイレ室ＴＲ内に人体が無いと検知される。そして、制御部１２によって、便器洗浄ユニット２４が駆動されて便器６が洗浄されたり、便座開閉ユニット２２や便蓋開閉ユニット２３が駆動されて便座２および便蓋３が閉じられたりする。なお、人体検知部１０による人体の有無の検知については、例えば、所定の閾値を超える信号が所定時間の間に得られなければ、トイレ室ＴＲ内に人体が無いものと検知される。

このように、人体検知部１０は、人体の有無を検知すると、その検知結果を受けて被制御部２０を動作させる。換言すると、人体検知部１０によって人体の有無が正しく検知されないと、使用者の行動に応じて被制御部２０を動作させることが困難となる。
図４に表すように、使用者が立小便をしている期間Ｐ２は、検知信号が小さい。従って、人体検知部１０が、期間Ｐ２を、期間Ｐ３の後の使用者が居なくなった状態と判別できないと、立小便中に便器６の洗浄が行われたり、便座２および便蓋３が閉められたりする。

人体が有るにも拘わらず、人体が無いものと検知されることを防ぐためには、人体が無いと検知されるまでの確定時間を長く設定することが考えられる。立小便中の使用者は、完全には静止していないため、確定時間を長くすることで、時折現れる使用者の大きな動きを検知できるためである。しかし、確定時間を長くした場合、使用者がトイレ室ＴＲから立ち去った後も、この確定時間の間は人体が無いと検知されない。すなわち、確定時間が経過するまで人体が無いとの検知結果が出力されないため、制御部１２から制御信号が出力されるタイミングも遅くなる。このため、制御信号を受けて行われる、便器６の洗浄動作や、便座２および便蓋３を閉じる動作などが遅くなってしまう。

一方で、電波センサ１１の感度を高めることも考えられる。電波センサ１１の感度を高めることで、比較的小さな動きでも人体を検知できるようになる。この場合、立小便中の使用者を検知し易いため、確定時間も短く設定することが可能である。しかし、電波センサ１１の感度を高めると、使用者がトイレ装置１の使用を終えてトイレ室ＴＲから立ち去った後でも、トイレ室ＴＲ外の人体などを検知してしまう場合がある。この場合、トイレ室ＴＲ内には人体が無いにも拘わらず、人体が有るものと検知されてしまう。

なお、感度については、人体の有無を検知する際の検知信号に対する閾値を変更したり、電波センサ１１から放射される電波の強度を変更したりすることで、変化させることができる。例えば、人体を検知するための閾値を低下させると、比較的小さな信号でも、トイレ室ＴＲに人体が有るものと検知されるため、電波センサ１１の感度が向上する。

本実施形態では、人体検知部１０が、以下の図５のフローチャートに表される判定を行うことで、トイレ室ＴＲ外の人体が検知されることを抑制しつつ、トイレ室ＴＲ内に人体が無いことを検知するまでの時間を短縮している。
図５は、実施形態に係るトイレ装置が備える人体検知部の動作を表すフローチャートである。

時間のカウントが開始されると、ステップＳ１において、第１閾値以上の信号が第１時間の間に検知されたか判定する。第１閾値以上の検知信号が第１時間の間に得られた場合、ステップＳ２に進み、第１時間のカウントがリセットされ、再度ステップＳ１が開始される。

ステップＳ１と並行して実行されるステップＳ３では、第２閾値以下の信号が、カウント開始から第２時間の間に検知されたか判定が行われる。なお、第２閾値は、第１閾値よりも大きく、第２時間は、第１時間よりも長い。第２閾値以上の検知信号が第２時間の間に得られた場合、ステップＳ４に進み、第２時間のカウントがリセットされ、再度ステップＳ３が開始される。

第１閾値を超える検知信号が第１時間の間に得られなかった場合、または第２閾値を超える検知信号が第２時間の間に得られなかった場合は、ステップＳ５で、トイレ室ＴＲ内に人体が無いものと判定される。

すなわち、人体有りと検知された状態から、第１閾値を超える検知信号が検知されずに第１時間が経過するか、第２閾値を超える検知信号が検知されずに第２時間が経過するか、のいずれかの条件が満たされると、人体無しとする検知結果が確定される。

第１時間は、例えば、５秒に設定することができる。そして、第１閾値は、立小便中の使用者を５秒で検出するために十分な値に設定される。すなわち、第１閾値は、第１閾値を超える検知信号を、立小便中の使用者から５秒間で得られることが期待される値に設定される。
第２時間は、例えば、１０秒に設定することができる。そして、第２閾値は、立小便中の使用者を１０秒で検出するために十分な値に設定される。すなわち、第２閾値は、第２閾値を超える検知信号を、立小便中の使用者から１０秒間で得られることが期待される値に設定される。

第１閾値、第２閾値、第１時間、および第２時間の情報は、電波センサ１１および制御部１２の一方が全てを記憶していても良いし、電波センサ１１と制御部１２にそれぞれ分けて記憶されていてもよい。例えば、電波センサ１１が、各閾値および各時間の情報を記憶し、これらの情報を用いて検知信号から検知結果を確定し、その検知結果を制御部１２に出力しても良い。あるいは、電波センサ１１が、第１閾値および第２閾値の情報を記憶し、制御部１２が第１時間および第２時間の情報を記憶していてもよい。この場合、例えば、電波センサ１１から第１閾値以下の信号が検知されたことを制御部１２に出力する。その後、制御部１２は、第１時間の間に、第１閾値を超える信号が検知されたことが電波センサ１１から入力されなければ、被制御部２０に対して制御信号を出力する。

ここで、本実施形態の効果について、図６を参照しつつ、具体的に説明する。
図６は、実施形態に係るトイレ装置が設けられたトイレ室を表す平面図である。

閾値を変更することは、人体検知部１０による検知範囲を変化させることにつながる。図６に例示するように、閾値が低い場合、小さな検知信号でも人体が有ると検知されるため、広い範囲Ａ１において人体の有無が検知される。これに対して、閾値が高い場合、大きな検知信号でなければ人体が有ると検知されないため、狭い範囲Ａ２において人体の有無が検知される。

図５のフローチャートで表わされる検知方法によれば、図６（ａ）に表すように、より広い検知範囲Ａ１に人体が無く、第１時間の間に検知信号が得られない場合は、第１時間経過後に人体無しとする検知結果が確定される。一方で、図６（ｂ）に表すように、トイレ室ＴＲの外において検知範囲Ａ１内に人体が有る場合は、第１時間では人体無しの検知結果が確定されない。しかし、このような場合でも、検知範囲Ａ２において第２時間の間に検知信号が得られないため、第２時間経過後には人体無しとする検知結果が確定される。
すなわち、トイレ室ＴＲの内側および周りに人が居なければ、第１時間で人体無しの検知結果が確定される。また、トイレ室ＴＲの周りに人が居たとしても、トイレ室ＴＲ内に人が居なければ、第２時間で人体無しの検知結果が確定される。

ここでは、人体検知部１０が、人体の有無の検知結果を確定させるまでの確定時間を２つ有している場合について説明したが、人体検知部１０は、３つ以上の確定時間と、それぞれの確定時間に対する異なる感度と、を有していてもよい。

このように、人体検知部１０は、人体の有無の検知結果を確定させるまでの確定時間を複数有している。そして、それぞれの確定時間に対して異なる感度が設定されている。このような構成によれば、トイレ装置１の周りの、トイレ装置１を使用する意図がある人体を高精度に検知しつつ、人体を検知するまでの平均的な時間を短縮することが可能となる。

特に、人体検知部１０は、人体有りと検知された状態から人体無しと検知される際の確定時間を複数有していることで、トイレ室ＴＲ内に人体が無いにも拘らず人体有りの検知結果が継続されてしまったり、トイレ装置１の使用中にも拘らず人体無しと検知されてしまうことを抑制できる。

また、トイレ装置１の使用中にも拘らず人体が無いものとする誤検知は、便座２が開けられた開状態において、使用者が立小便をしている際に生じやすい。立小便中に人体が無いものと検知された場合は、使用中にも関わらず便器６が洗浄されたり、便座２が閉じられたりする。立小便中に便器６の洗浄が行われると、使用後にも再び便器６の洗浄が行われるため、便器６が２度洗浄されることになり、水が無駄に消費されてしまう。また、立小便中に便座２が閉じてしまうと、小便が便座２で跳ね返って飛散し、使用者やトイレ装置１の周りが汚れてしまう。
このため、人体検知部１０は、人体有りと検知された状態から人体無しと検知される際の検知結果の確定時間を２つ以上有し、その検知結果を受けて制御部１２によって便座２を動作される場合に、特に有効である。こうすることで、便座２を、使用者の有無に応じてより適切に制御することができ、立小便中に便器６が洗浄されたり、便座２が閉じてしまうといった動作が生じる可能性を低減することができる。

ここで、以上で説明した実施形態に係るトイレ装置１の動作の一例について説明する。
実施形態に係るトイレ装置１の便座２および便蓋３を使用者が開けて、トイレ装置１の前から距離を十分に空けて離れた際に、トイレ装置１の周りに他の人が居ない場合、相対的に短い第１時間で便器６の洗浄が行われたり、便座２や便蓋３を閉じる動作が行われる。便座２および便蓋３を使用者が開けて、トイレ装置１の前から距離を十分に空けて離れた際に、トイレ装置１に比較的近い位置に他の人が居る場合は、相対的に長い第２時間で便器６の洗浄が行われたり、便座２や便蓋３を閉じる動作が行われる。

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、トイレ装置１が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、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。

１ トイレ装置、 ２ 便座、 ３ 便蓋、 ４ 本体部、 ５ 操作部、 ６ 便器、 ６ａ ボウル、 １０ 人体検知部、 １１ 電波センサ、 １２ 制御部、 ２０ 被制御部、 ２１ ノズルユニット、 ２２ 便座開閉ユニット、 ２３ 便蓋開閉ユニット、 ２４ 便器洗浄ユニット、 ２５ 脱臭ユニット、 ２６ 温風ユニット、 ２７ 便座暖房ユニット、 ＤＲ ドア、 ＴＲ トイレ室

Claims (3)

1. 便器に付設されるトイレ装置であって、
   電波を放射し、得られた信号に基づいて人体を検知し、検知結果に基づいて制御信号を出力する人体検知部と、
   前記制御信号に基づいて制御される被制御部と、
   を備え、
   前記人体検知部は、前記信号を得てから前記信号に基づく前記検知結果を確定させるまでの２つ以上の確定時間と、２つ以上の前記確定時間のそれぞれに対応した感度と、を有し、
   前記感度が低い場合の前記確定時間は、前記感度が高い場合の前記確定時間よりも長く、
   前記人体検知部は、少なくとも１つの前記確定時間に、前記確定時間に対応した前記感度に応じた前記信号が得られたか否かによって、前記人体の有無を判断するトイレ装置。
2. 前記人体検知部は、人体有りと検知された状態から人体無しと検知される際の確定時間を２つ以上有する請求項１記載のトイレ装置。
3. 便器の上に設けられ、便座が回動可能に軸支される本体部をさらに備え、
   前記人体検知部は、前記便座が開状態のときに、前記検知結果に基づいて前記被制御部を制御する請求項１または２に記載のトイレ装置。

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