JP6891430B2 - 小便器装置 - Google Patents

Description

本発明の態様は、一般的に小便器装置および小便器ユニットに関する

小便器装置において、従来の使用後の水による洗浄に加えて補助的な洗浄を行うことによって衛生性を保ちつつ節水を実現することが提案されている。

第一の例として、トラップ内に設置された流量センサで尿流を検知している間、洗浄水を流すことで、尿を希釈しながらトラップ内へ尿流を排出することで、トラップ内において、尿が局所的に尿濃度が高い状態で残存することを防ぎ、使用後に流す洗浄水によりトラップ内の封水を排水管に排出することで、トラップ内の尿濃度を下げる小便器装置が知られている（例えば、特許文献１）。
これは、近年の環境意識の高まりを受けて、節水志向が高まり、洗浄水の量を削減することが求められていが、洗浄水の使用量を少なくするのみでは、小便器排水口にあるトラップに溜まる尿と洗浄水との置換率が低下し、トラップ内の尿濃度が高くなってしまい、臭気発生の要因となるという課題を解決するものである。

第二の例として、臭いを抑制するため、洗浄水を小便器のボウル部内の空間に散水する小便器装置がある。このような散水を行う小便器装置においては、小便器を使用する使用者にとって、散水は邪魔であるため、散水中に人体を検知すると、散水を停止する小便器装置が知られている（例えば、特許文献２）。

一方、マイクロ波センサを用いて使用者や尿流を検知する小便器も提案されている（例えば、特許文献３）。マイクロ波センサを用いることによってセンサを小便器本体内部に隠蔽できるので意匠性が向上する。また、尿流時間に応じた洗浄流量とすることで節水にできる。

特開２０１２−１４９４１５号公報 特開２０１６−２３４９９号公報 特許第３７４０６９６号

しかしながら、補助的な洗浄を行う際にマイクロ波センサを用いる場合、補助的な洗浄水によりマイクロ波が反射する為にセンサ信号として、マイクロ波センサに補助的な洗浄水による信号が現れ、洗浄中の使用者や尿流の検知にとってはノイズとなり、支障を来たす恐れがあった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、補助的な洗浄が為されている場合でも、使用者や尿流を精度良く検知できる小便器装置を提供することを目的としている。

使用者と対向する立位面と、前記立位面の下方に設けられ使用者の尿を受けるボウル部と、を有する小便器と、前記立位面の上部から前記ボウル部に洗浄水を吐水する第一洗浄水供給手段と、前記立位面の上部から前記ボウル部に前記第一洗浄水供給手段から供給される水とは性状若しくは流量の異なる水を供給する第二洗浄水供給手段と、前記ボウル部へ向けて放射した電波の反射波によって使用者や尿流に関する情報を取得するドップラーセンサと、前記ドップラーセンサの出力信号に基づいて使用者や尿流の有無を判定し、その判定結果に基づいて前記第一洗浄水供給手段および前記第二洗浄水供給手段の動作を制御する制御手段と、を備えた小便器装置において、前記制御手段は、前記第二洗浄水供給手段の駆動時と非駆動時とで使用者や尿流の有無の判定基準を異ならせることを特徴とする。
このように構成された小便器装置によれば、第二洗浄水供給手段の駆動時においても、第二洗浄水によるセンサ信号（ノイズ）を考慮して、使用者や尿流の検知が行える。
従って、補助的な洗浄中であっても、使用者や尿流の検知がより正確に行える。

また、請求項２記載の小便器装置においては、前記制御手段は、前記ドップラーセンサの出力信号の振幅値と閾値とを比較して、前記閾値を上回ると使用者や尿流が有ると判定するものであり、前記第二洗浄水供給手段の非駆動時は前記閾値を第一閾値とし、前記第二洗浄水供給手段の駆動時は前記閾値を前記第一閾値より大きく設定された第二閾値へと切り替えることを特徴としている。
このように構成された小便器装置によれば、第二洗浄水供給手段の非駆動時に比べて駆動時では、使用者や尿流の検知閾値が大きくなるように切り替えているため、第二洗浄水供給手段の駆動時における補助的な洗浄水によりドップラーセンサの出力信号の振幅値が大きくなった場合でも使用者や尿流を正確に検知することが可能である。

また、請求項３記載の小便器装置においては、前記制御手段は、前記第二洗浄水供給手段の駆動中における前記ドップラーセンサの出力信号の振幅値に基づいて、この振幅値よりも大きく前記第二閾値を設定することを特徴としている。
このように構成された小便器装置によれば、第二洗浄水供給手段の駆動中におけるドップラーセンサの出力信号の振幅値を利用して第二閾値を設定することで、実際の補助的な洗浄水によるドップラーセンサからの振幅値を上回るように第二閾値を設定することができ、補助的な洗浄中における使用者や尿流の検知精度を向上させることができる。

また、請求項４記載の小便器装置においては、前記第二洗浄水供給手段の吐水部は前記立位面に向けて洗浄水を吐水することを特徴としている。
このように構成された小便器装置によれば、第二洗浄水供給手段から吐水される補助的な洗浄水は小便器の立位面を伝って流れるので摩擦抵抗が大きく、空中を落下する場合に比べて速度が低くなり、空中を飛翔する尿流とは速度差が生じる。その為、ドップラーセンサ信号の周波数も補助的な洗浄と尿流とで異なる分布を示すことになり、周波数フィルター等を用いることにより、補助的な洗浄中における尿流の検知精度を向上させることができる。

また、請求項５記載の小便器装置においては、前記第二洗浄水供給手段は前記ボウル部の内部空間に水を散水し、前記制御手段は、前記第二洗浄水供給手段の駆動中における前記ドップラーセンサの出力信号に基づいて、使用者が前記小便器に接近してきたと判定すると前記第二洗浄水供給手段の駆動を停止させると共に、前記第二洗浄水供給手段の駆動中における前記ドップラーセンサの出力信号に基づいて、前記第二洗浄水供給手段からの散水状態に異常が発生したと判定すると、散水異常処理として前記第二洗浄水供給手段の駆動を停止させることを特徴とする。
このように構成された小便器装置によれば、放射した電波の反射波によって小便器の使用者や尿流を検知するドップラーセンサを用いているので、このドップラーセンサの出力信号によって、使用者の接近と散水状態の異常発生とを検出することができ、使用者の接近および散水状態の異常の何れかが発生した場合でも散水を停止させることができる。
従って、第二洗浄水供給手段における散水孔の詰まり等による散水状態の異常を検出するための検出手段を追加する必要がなく、散水異常によって散水がボウル部外側まで飛散することを抑制でき、使用者が不快感を覚えることを抑制できる。

また、請求項６記載の小便器装置においては、前記制御手段は、前記第二閾値よりも小さい前記散水異常処理用の第三閾値を有しており、前記第二洗浄水供給手段の駆動時において、前記ドップラーセンサの出力信号の振幅値が前記第三閾値を下回っていると前記散水異常処理を実行することを特徴としている。
このように構成された小便器装置においては、散水異常の判定をドップラーセンサの出力信号の振幅値に基づいて行うことができ、周波数処理などの複雑な処理を減らすことができ、判定処理を比較的簡単に行うことが可能である。

また、請求項７記載の小便器装置においては、前記ドップラーセンサは、前記立位面のうちの第二洗浄水供給手段から供給される洗浄水がかからない非吐水領域と前後方向において重なる位置に配置されていることを特徴としている。
このように構成された小便器装置においては、補助的な洗浄水によりドップラーセンサの出力信号の振幅値にセンサ信号として影響（ノイズ）を与えることが、少なくなる。
従って、より補助的な洗浄中における使用者や尿流の検知精度を向上させることができる。

本発明によれば、第二洗浄水供給手段の駆動時においても、第二洗浄水によるセンサ信号（ノイズ）を考慮して、使用者や尿流の検知が行える。
従って、補助的な洗浄中であっても、使用者や尿流の検知がより正確に行える。

本発明の実施形態にかかる小便器を表す正面図である。 図１に示した切断面Ａ−Ａにおける断面図である。 図１に示すスプレッダの側面図である。 図３に示した切断面Ｂ−Ｂにおける断面図である。 本発明の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。 本発明の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。 本発明の第二実施形態にかかる小便器を表す正面図である。 図７に示した切断面Ｃ−Ｃにおける断面図である。 図７に示すスプレッダを表した斜視図である。 図９に示した切断面Ｄ−Ｄにおける断面図である。 本発明の第二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。 本発明の第二実施形態にかかる小便器装置における散水洗浄の動作を例示するフローチャートである。 本発明の第二実施形態にかかる小便器装置における経過時間と振幅電圧の関係を示すグラフである。 本発明の第二実施形態にかかる小便器装置における強度と周波数の関係を示すグラフである。

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乃至図４にて本発明の実施形態に掛かる小便器について以下に説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる小便器を表す正面図である。
図２は、図１に示した切断面Ａ−Ａにおける断面図である。
図３は、図１に示すスプレッダの側面図である。
図４は、図３に示した切断面Ｂ−Ｂにおける断面図である。

図１及び図２に示したように、小便器２００は、ボウル部２１０と、ボウル部２１０の下部から続くトラップ部２１１と、を有する。
ボウル部２１０は、ボウル面２１０ａと、立位面２１０ｂと、側面２１０ｃと、から構成されている。ボウル面２１０ａは、使用者の排尿を受けるため前方に向かって突出しているボウル部２１０の前端と水平面上同一の高さより下方の面である。立位面２１０ｂは、ボウル面２１０ａの後方から連続して上方に延びている、使用者と対向する面である。
側面２１０ｃは、立位面２１０ｂの左右端からボウル部２１０の前端に延びる面である。
トラップ部２１１は、自身の内部において封水を形成している。これにより、トラップ部２１１は、トラップ部２１１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。

ボウル部２１０において、ボウル面２１０ａと立位面２１０ｂと側面２１０ｃとは一体として焼成されている。また、立位面２１０ｂの上端が、小便器２００の上端である。小便器２００は、ボウル面２１０ａの全体が、上方に開放されている。すなわち、ボウル部２１０において、立位面２１０ｂの上部に天板などが設けられていない。天板を有する小便器と比較すると、使用者がより小便器２００のボウル面２１０ａ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。

立位面２１０ｂの上部には、吐水部として第一吐水口２２１と、第二吐水口２２２と、を有するスプレッダ２２０が設けられている。第一吐水口２２１と、第二吐水口２２２と、はそれぞれ第一流路１４０（図５参照）と、第二流路１５０（図５参照）と、に連通している。
第一吐水口２２１はスプレッダ２２０の下側に１箇所、第二吐水口２２２はスプレッダ２２０の左右側にそれぞれ１箇所設けられている。
図示しない給水源（例えば水道あるいはタンクなど）から第一流路１４０及び第二流路１５０に供給された水は、それぞれ第一吐水口２２１からボウル部２１０の下方向へ、第二吐水口２２２からボウル部２１０の左右方向の両側へ洗浄水を吐水される。
なお、第二吐水口２２２の数は２つに限定されず、第二吐水口２２２の数を１つとし、左右方向の片側だけに吐水しても良いし、３つ以上設けても良い。

図４は、図３に示した切断面Ｂ−Ｂにおける断面図である。第二流路１５０はスプレッダ２２０の給水部２２３から給水された水が手前側に向けられ、分岐部２２４で左右方向に分岐した後、立位面２１０ｂ側に向かうように形成されている。このため、第二吐水口２２２から吐水される洗浄水は空中を落下することなく立位面２１０ｂを伝って流れることになる。

以下では、第一流路１４０によるボウル部２１０への洗浄水の吐水を、便宜的に「ボウル洗浄」と称す。そして、第二流路１５０による洗浄水の吐水を、便宜的に「希釈洗浄」と称す。ボウル洗浄は、トラップ部２１１に停留した洗浄水を排水管へ押し流す洗浄を指し、希釈洗浄は、使用者の排尿を希釈する洗浄を指している。ボウル洗浄と希釈洗浄において、瞬間吐水流量はボウル洗浄の方が多く、希釈洗浄は尿を薄めることができればよく、わずかに吐水される程度である。

第二吐水口２２２から吐水された洗浄水は、ボウル面２１０ａの略全体にかかる。
立位面２１０ｂにおいて、第二吐水口２２２よりも上側の部分では、吐水された洗浄水のかからない領域が生じる。さらに、洗浄水は第二吐水口２２２から左右方向に吐水され、立位面２１０ｂに沿って下方に位置するトラップ部２１１へ向かうために、スプレッダ２２０の下側の一部領域にも洗浄水のかからない領域が生じる。
すなわち、立位面２１０ｂは、第二吐水口２２２から吐水された洗浄水がかかる吐水領域ＷＡ、およびスプレッダ２２０上側領域とスプレッダ２２０下側の一部領域のそれぞれに吐水された洗浄水がかからない非吐水領域ＮＡ１、ＮＡ２を有する。

スプレッダ２２０下側の非吐水領域ＮＡ２の裏側である、立位面２１０ｂの背面２１０ｄには、マイクロ波ドップラーセンサ１２０（以下、単に「ドップラーセンサ」という）が設けられている。換言すれば、ドップラーセンサ１２０は、前方が非吐水領域ＮＡ２と重なる位置に配置されている。従って、ドップラーセンサ１２０は外部に露出していないため、外部からの干渉等による故障を防ぐことができる。
なお、ドップラーセンサ１２０はスプレッダ２２０より上方の非吐水領域ＮＡ１に設けてもよいし、非吐水領域ＮＡ１、ＮＡ２と前後方向で重なる位置に配置しても良い。

図５は、本発明の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５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５に表したように、小便器装置１０は、洗浄水機能部１００と、制御部１１０と、人体及び尿流を検出するドップラーセンサ１２０と、小便器２００と、を備える。

洗浄水機能部１００は給水源から供給された水が通過する流路である第一流路１４０及び第二流路１５０と、給水源と第一流路１４０及び第二流路１５０との間に設けられ水の吐止水を行う第一電磁弁１６０と第二電磁弁１７０と、第一流路１４０及び第二流路１５０から供給された水をボウル部２１０へ吐水するスプレッダ２２０と、を有している。

制御部１１０は、尿流帯域フィルタ１１０ａと、人体帯域フィルタ１１０ｂと、を備えている。
尿流帯域フィルタ１１０ａと人体帯域フィルタ１１０ｂの周波数帯域はドップラーセンサ１２０から送受信される周波数に応じて各々設定される。本実施例ではドップラーセンサ１２０から送受信される周波数を２４ＧＨｚとし、以下説明する。
尿流帯域フィルタ１１０ａは、尿流検出に不要な周波数帯域（２００Ｈｚ〜５００Ｈｚ以外の周波数帯域）を除去するバンドパスフィルタであり、この尿流帯域フィルタ１１０ａにより尿流検出用ドップラー信号を抽出する。
人体帯域フィルタ１１０ｂは、人体検出に不要な周波数帯域（２００Ｈｚ以上の周波数帯域）を除去するバンドパスフィルタであり、この人体帯域フィルタ１１０ｂにより人体検出用ドップラー信号を抽出する。

ドップラーセンサ１２０は、ボウル部２１０のボウル面２１０ａに向けて送信波としてマイクロ波を送信し、その反射波を受信してドップラー信号（検知信号）を生成し、制御部１１０に入力する。制御部１１０は、ドップラーセンサ１２０からのドップラー信号を基に、小便器２００の前にいる使用者およびボウル部２１０への排尿の有無を判定する。この判定結果に応じて、第一電磁弁１６０及び第二電磁弁１７０の開閉動作を制御する。

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。
小便器２００に排尿がなされると、尿は、小便器２００の表面に付着したり、トラップ部２１１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、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。

図６は、本発明の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。具体的には小便器２００への使用者の接近に伴う制御部１１０での処理を示している。

ステップＳ０１において、制御部１１０は、ドップラーセンサ１２０からの検知信号に基づいて人体検知の有無を判定する。
人体検知有りだと判定された場合（Ｓ０１：Ｙｅｓ）は、ステップＳ０２に進み、無しだと判定された場合（Ｓ０１:Ｎｏ）は、ステップＳ０１を繰り返す。
なお、人体検知を行う場合のセンサはドップラーセンサ１２０に限らず、赤外線信号を利用した焦電センサであっても良い。また、ドップラーセンサは１つに限らず、２つ設け、正面に向けて電波を送受信しても良い。

ステップＳ０２において、制御部１１０は、尿流帯域フィルタ１１０ａの出力信号が未希釈洗浄時における尿流検知用に設定された第一閾値を超えたか否かを判定する。
超えたと判定された場合（Ｓ０２：Ｙｅｓ）は、尿流が検知されたと判断しステップＳ０３に進み、超えていないと判定された判定された場合（Ｓ０２:Ｎｏ）は、尿流は検知されないと判断しステップＳ０１へ戻る。

ステップＳ０３において、制御部１１０は、第二電磁弁１７０を開き、給水源から第二流路１５０を介して、第二吐水口２２２からボウル部２１０への吐水を開始する。換言すると、小便器２００に対して、トラップ部２１１へ流れ込む尿を洗浄水で希釈する希釈洗浄を開始する。また、制御部１１０は、閾値を未希釈洗浄時における尿流検知用に設定された第一閾値から希釈洗浄時における尿流検知用に設定された第二閾値へ切り替える。

ここで、ドップラーセンサ１２０によりボウル面２１０ａに向かう、ボウル部２１０の内部空間を通過する尿流を直接検知していることで、排尿のタイミングにあわせ吐水を開閉制御でき、排尿開始時から希釈洗浄のための洗浄水吐水開始までのタイムラグをなくすことができる。
従って、尿は排尿開始時から希釈された状態でトラップ部２１１内へ流入する。すなわち、トラップ部２１１内において尿は局所的に尿濃度が高い状態で残存することがなくなり、ボウル洗浄によりトラップ部２１１内の封水を排水管に流すことで、トラップ部２１１内からの臭気を抑制することができる。

ステップＳ０４において、制御部１１０は、尿流帯域フィルタ１１０ａの出力信号が希釈洗浄時における尿流検知用に設定された第二閾値を超えたか否かを判定する。超えていないと判定された場合（Ｓ０４：Ｎｏ）は尿流は検知されないと判断し、ステップＳ０５に進み、超えたと判定された場合（Ｓ０４:Ｙｅｓ）は尿流が検知されたと判断し、ステップＳ０４を繰り返す。ここで、第二閾値は希釈洗浄時の尿流検知用に設定されたものであり、希釈洗浄によるノイズを考慮しているため、第二電磁弁１７０駆動時の検知電圧及び第一閾値よりも大きな値となっている。第二閾値は、予め設定しておいても良いし、実際の希釈洗浄時の信号を利用して随時、変更設定しても良い。実際の希釈洗浄時の信号を利用して、その信号を上回るように第二閾値を設定することにより、給水圧や洗浄水機能部１００の個体差による信号のばらつきに応じて閾値を適切に設定することが可能となる。

このようにすることで、希釈洗浄中においても、尿流検知の際に、希釈水による検知電圧（ドップラー信号）への影響を考慮して、未希釈洗浄時での閾値と異なる閾値に切り替えているため、希釈洗浄水により尿流検知が妨げられずに正確な尿流検知を行うことができる。
従って、希釈洗浄中においても、排尿終了に合わせて、すぐに洗浄水を止水することができ、節水に繋がる。

尚、本実施例では尿流帯域フィルタの出力信号の振幅値で判定する例を示したが、ドップラー信号を周波数解析して、その周波数スペクトルを用いて判定しても良い。こうすることによって、制御部１１０での計算負荷は大きくなるものの、精度良く判定できるようになる。

ステップＳ０５において、制御部１１０は、第二電磁弁１７０を閉じて、第二吐水口２２２からの吐水を停止する。換言すると、小便器２００に対しての希釈洗浄を終了する。

ドップラーセンサ１２０によりボウル面２１０ａに向かう、ボウル部２１０の内部空間を通過する尿流を直接検知していることで、排尿終了後すぐに希釈洗浄のための洗浄水を止水可能となるため、尿流の希釈への寄与が低い洗浄水の吐水をなくし、節水化を図ることができる。

また、ドップラーセンサ１２０が非吐水領域ＮＡ２の後方に設置されているため、第二吐水口２２２よりボウル部２１０へ洗浄水を吐水する際、ドップラーセンサ１２０の前方に位置する立位面２１０ｂに洗浄水がかからない。そのため、ドップラーセンサ１２０の前方に洗浄水膜が形成されず、ドップラー信号から尿流を抽出する際に洗浄水の影響が抑制される。
従って、洗浄中であっても、尿流の検知がより正確に行えるため、排尿終了に合わせすぐに洗浄水を止水することができ、節水に繋がる。
本実施例では、ドップラーセンサ１２０を非吐水領域ＮＡ２の後方に設置しているが、第二吐水口２２２よりも上方側に位置するスプレッダ２２０の内部やＮＡ１の後方に設置することもできる。

さらに、ドップラーセンサ１２０がスプレッダ２２０より下方の非吐水領域ＮＡ２に設置されているため、ボウル部２１０の内部空間を通過する尿流までの距離が近くなる。また、第二吐水口２２２よりボウル部２１０へ吐水される洗浄水の吐水のうち、特に第二吐水口２２２付近の比較的速度の速い洗浄水をドップラーセンサ１２０で検知しない。さらに、第二吐水口２２２からボウル部２１０へ吐水された洗浄水は、左右方向へ広がり、その後下方へ落下するので、尿流を検知するため下方領域を対象としているドップラーセンサ１２０の検知領域からずれる。
そのため、第二吐水口２２２から吐水された洗浄水に対するドップラー信号の強度が小さくなる。加えて、第二吐水口２２２より左右方向へ広がるように吐水し、立位面２１０ｂを伝って下方へ落下するので、空中を落下するのに比べて洗浄水の速度Ｖ１は低くなる（第二吐水口２２２付近の比較的速度の速い洗浄水を除く）。よって、洗浄水の速度Ｖ１とボウル部２１０の内部空間を通過する尿流の速度Ｖ２をドップラー信号の検知周波数で識別（Ｖ１＜Ｖ２）し易くなり、より正確な検知が行える。
ドップラー信号の検知周波数範囲を比較した時、洗浄水の速度Ｖ１は速度の変動が少なく、安定しており、洗浄水の検知周波数範囲（０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）が尿流の検知周波数範囲（２００Ｈｚ〜５００Ｈｚ）よりも狭い、即ち洗浄水の検知周波数がボウル部２１０の内部空間を通過する尿流の検知周波数と重複する部分が少ないため、子供の排尿時等にドップラー信号の信号強度が小さくても正確な検知が行える。
従って、洗浄中であっても、排尿終了に合わせすぐに洗浄水を止水することができるため、節水に繋がる。

ステップＳ０６において、制御部１１０は、ドップラーセンサ１２０からの検知信号に基づいて人体検知の有無を判定する。
人体検知有りではないと判定された場合（Ｓ０６：Ｎｏ）は、ステップＳ０７に進み、有りだと判定された場合（Ｓ０６: Ｙｅｓ）は、ステップＳ０６を繰り返す。

ステップＳ０７において、制御部１１０は、第一電磁弁１６０を開き、給水源から第一流路１４０を介して、第一吐水口２２１からボウル部２１０への吐水を開始する。換言すると、小便器２００に対して、トラップ部２１１に溜まっている希釈された尿を排水管へ押し流すボウル洗浄を開始する。
なお、ボウル洗浄は人体検知によらず、希釈洗浄終了後から一定時間経過したときに開始しても良い。

ステップＳ０８において、制御部１１０は、予め設定した所定時間が経過したか否かの判定をする。
所定時間を越えたと判定された場合（Ｓ０８：Ｙｅｓ）は、ステップＳ０９に進み、超えていないと判定された場合（Ｓ０８:Ｎｏ）は、ステップＳ０８を繰り返す。

ステップＳ０９において、制御部１１０は、第一電磁弁１６０を閉じて、第一吐水口２２１からボウル部２１０への吐水を停止する。換言すると、小便器２００に対しての、ボウル洗浄を終了する。

ボウル洗浄中に次回使用者が排尿を開始した場合、小便器装置１０のトラップ部２１１下流側に接続される排水管の洗浄状態を考慮し、ボウル洗浄を継続しても良いし希釈洗浄に切り替えても良い。特に、小便器装置１０や排水管の汚れ、詰まり防止のため小便器装置１０の使用状態に関係無く定期的に所定流量の洗浄水を吐水している時は、その洗浄行為自体が希釈洗浄となるため排尿中であっても希釈洗浄への切り替えをしない方が好ましい。

次に、本発明に掛かる小便器４００の第二実施形態について以下に説明する。
図７は、本発明の第二実施形態にかかる小便器を表す正面図である。
図８は、図７に示した切断面Ｃ−Ｃにおける断面図である。

図７乃至図８に示したように、小便器４００は、使用者の尿を受けるボウル部４１０と、ボウル部４１０の下部に設けられ、尿および洗浄水が流れ込むトラップ部４１１とから構成されている。小便器４００は、男子用小便器である。

トラップ部４１１は、トラップ部４１１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４１１は、小便器装置３００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。

ボウル部４１０の上部には、スプレッダ４２０が設けられており、洗浄水供給手段３４０と洗浄水散水手段３６０とは、スプレッダ４２０を介して、ボウル部４１０へ洗浄水を吐出する。

スプレッダ４２０上側のボウル部４１０の背面４１０ａには、人体及び散水異常を検知するマイクロ波ドップラーセンサ３２０（以下、単に「ドップラーセンサ」という）が設けられている。従って、ドップラーセンサ３２０は外部に露出していないため、外部からの干渉等による故障を防ぐことができる。

次に図９乃至図１０にて、スプレッダ４２０内部の構造を説明する。
図９は、図７に示すスプレッダを表した斜視図である。図１０は図９における切断面Ｄ−Ｄにおける断面図である。

図９から図１０に示すように、洗浄水供給手段３４０は、吐水口３４１と、吐水口３４１と連通している第一流路３４２と、第一電磁弁３４３（図１１参照）と、を有している。洗浄水供給手段３４０は、図示しない給水源から第一流路３４２を介して水道水を、吐水口３４１から小便器４００のボウル部４１０に供給している。洗浄水供給手段３４０からの吐水により、トラップ部４１１へ停留している尿を排水管（図示せず）へ押し流す。

洗浄水散水手段３６０は、散水部３６１と、散水部３６１と連通している第二流路３６２と、第二電磁弁３６３（図１１参照）と、を有している。また、散水部３６１は、散水孔３６１ａを有する。散水部３６１は、液滴化された水を散水孔３６１ａから散水する。散水孔３６１ａは、散水部３６１の内部から外部へ向かって径が広がった形状を有する。散水孔３６１ａの第１の直径Ｄ１は、約０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下程度である。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。
洗浄水散水手段３６０は、給水源から第二流路３６２を通して導かれた水道水を、液滴化された水として散水部３６１から、小便器４００のボウル部４１０の内部空間を介してボウル部４１０に供給している。
なお、散水孔３６１ａの数は、１つには限定されない。

洗浄水散水手段３６０が散水する液滴化された水の径は、約１０マイクロメートル（μｍ）以上１２００μｍ以下程度である。小便器４００の使用前に数μｍの径を有する水をボウル部４１０に向けミスト状に散水すれば、ボウル部４１０の内部空間に漂う臭気を抑制することができる。
換言すると、散水部３６１がボウル部４１０の上部から下方へ液滴化された水を散水するため、ボウル部４１０の内部には、散水部３６１から下方へ向かう気流が発生する。
そのため、ボウル部４１０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。これにより、使用者は、小便器装置３００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、小便器４００の側面や周辺の床に散水による洗浄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。
なお、洗浄水散水手段３６０の散水する水は、水道水に限ることなく、機能水でもよい。

洗浄水供給手段３４０が１回の動作でボウル部４１０に供給する水の量（水量）は、洗浄水散水手段３６０が１回の動作でボウル部４１０に供給する水の量よりも多い。洗浄水供給手段３４０が１回の動作でボウル部４１０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。洗浄水散水手段３６０が１回の動作でボウル部４１０に供給する水の量は、約２０ミリリットル（ｍＬ）以上１００ｍＬ以下程度である。

以下では、洗浄水供給手段３４０によるボウル部４１０への洗浄水の吐水を、便宜的に「ボウル洗浄」と称す。そして、洗浄水散水手段３６０によるボウル部４１０内部空間への洗浄水の吐水を、便宜的に「散水洗浄」と称す。

図１１は、本発明の第二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１１は、小便器装置３００の水路系と電気系との要部構成を併せて表している。

図１１に表したように、小便器装置３００は、制御手段３１０と、ドップラーセンサ３２０と、洗浄水供給手段３４０と、洗浄水散水手段３６０と、小便器４００と、を備える。

第一電磁弁３４３及び第二電磁弁３６３は、それぞれ、給水源と第一流路３４２及び第二流路３６２との間に設けられ水の吐止水を行う。
制御手段３１０は、未散水洗浄用人体帯域フィルタ３１０ａと、散水洗浄用人体帯域フィルタ３１０ｂと、を備えている。
なお、制御手段３１０は、小便器４００と別に形成し、小便器４００に取り付けてもよいし、小便器４００と一体に形成してもよい。制御手段３１０と小便器４００とを別体とする場合、小便器装置３００は、小便器４００を含まなくてもよい。すなわち、制御手段３１０を小便器装置３００としてもよい。

ドップラーセンサ３２０は、ボウル部４１０に向けて送信波としてマイクロ波を送信し、その反射波を受信して出力信号（振幅値）を生成し、制御手段３１０に入力する。制御手段３１０は、ドップラーセンサ３２０の出力信号（振幅値）を基に、小便器４００の前にいる使用者の有無およびボウル部４１０への散水状態を判定する。この判定結果に応じて、第一電磁弁３４３及び第二電磁弁３６３の開閉動作を制御する。

人体検知手段をボウル部４１０へ向けて放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するドップラーセンサ３２０によって構成しているため、このドップラーセンサ３２０の出力信号（振幅値）によって、使用者の接近と散水状態の異常発生とを検出することができ、使用者の接近および散水状態の異常の何れかが発生した場合でも洗浄水散水手段３６０の駆動を停止させることができる。
従って、洗浄水散水手段３６０における散水孔の詰まり等による散水状態の異常を検出するための検出手段を追加する必要がなく、散水異常によって散水がボウル部４１０外側まで飛散することを抑制でき、使用者が不快感を覚えることを抑制できる。

図１２は、本発明の実施形態にかかる小便器装置における散水洗浄の動作を例示するフローチャートである。具体的には使用者による小便器４００への排尿が終わり、ボウル洗浄終了後からの制御手段３１０での処理を示している。

ステップＳ１０１において、制御手段３１０は、第一電磁弁３４３を閉じて、ボウル洗浄を終了させる。

ステップＳ１０２において、制御手段３１０は、ドップラーセンサ３２０からの検知電圧が未散水洗浄時における人体検知用に設定された第一閾値を超えたか否かを判定する。越えたと判定された場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）は、人体が検知されたと判断しステップＳ１０２を繰り返し、超えていないと判定された場合（Ｓ１０２:Ｎｏ）は、人体は非検知だと判断しステップＳ１０３に進む。
なお、越えたと判定された場合、すなわち人体が検知された場合、ステップＳ１０２を繰り返さずに、次回ボウル洗浄時まで散水洗浄の動作をスキップしても良い。
ここで、検知電圧とは、電波の反射量に依存するドップラーセンサ３２０の出力の振幅値を反映する値を示し、適宜ノイズ除去等の処理を加えた後の値でも良い。

ステップＳ１０３において、制御手段３１０は、第二電磁弁３６３を開くとともに、散水孔３６１ａからの散水を開始する。換言すると、小便器４００に対しての散水洗浄を開始する。

ステップＳ１０４において、制御手段３１０は、人体検知フィルタを未散水洗浄用から散水洗浄用へ切り替える。

ステップＳ１０５において、制御手段３１０は、閾値を未散水洗浄時における人体検知用に設定された第一閾値から散水洗浄時における人体検知用に設定された第二閾値へ切り替える。第二閾値は散水洗浄におけるノイズを考慮しているため、洗浄水散水手段３６０駆動時の検知電圧及び第一閾値よりも大きな値となっている。

すなわち、洗浄水散水手段３６０の非駆動時に比べて駆動時では、使用者の接近を判定するための閾値が大きくなるように切り替えているため、洗浄水散水手段３６０の駆動時における散水によりドップラーセンサ３２０からの検知電圧が大きくなった場合でも使用者の接近を判定することが可能である。
また、使用者の接近の判定をドップラーセンサ３２０の検知電圧に基づいて行うことができ、周波数処理などの複雑な処理を減らすことができ、判定処理を比較的簡単に行うことが可能である。

ステップＳ１０６において、制御手段３１０は、第二閾値を散水洗浄の状態に合わせて更新する。つまり、第二閾値は前回使用時からの変化（散水ノズルの状態や給水圧など）に対応して、補正・更新する。

そのため、洗浄水散水手段３６０の駆動中におけるドップラーセンサ３２０の検知電圧を利用して第二閾値を設定することで、実際の散水によるドップラーセンサ３２０からの検知電圧を上回るように第二閾値を設定することができ、洗浄水散水手段３６０による散水中における使用者の接近の判定精度を向上させることができる。
従って、散水中においても、正確な人体接近のタイミングに合わせ、散水を停止することができ、散水された洗浄水が使用者にかかったり、目標が定まらずボウル部４１０外へ尿が飛散したりするといった、使用者にとって不快と感じる状況を作り出さない。

ステップＳ１０７において、制御手段３１０は、ドップラーセンサ３２０からの検知電圧が散水状態検知用に設定された第三閾値を下回っているか否かを判定する。
下回っていると判定された場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）は、散水状態の不具合と判断し、ステップＳ１１０に進み、下回っていないと判定された場合（Ｓ１０７:Ｎｏ）は、散水状態に問題なしと判断し、ステップＳ１０８へ進む。
第三閾値は、第一閾値よりも大きく、第二閾値よりも小さな値に設定されている。

このようにすることで、散水異常の判定をドップラーセンサの検知電圧に基づいて行うことができ、周波数処理などの複雑な処理を減らすことができ、判定処理を比較的簡単に行うことが可能である。
従って、洗浄水散水手段３６０の不具合時、散水を停止することで、散水による洗浄水が小便器４００周辺の床への飛散することや使用者へ飛散することを未然に防ぐことができ、使用者にとって不快と感じる状況を作り出さない。

ステップＳ１０８において、制御手段３１０は、ドップラーセンサ３２０からの検知電圧が第二閾値を超えたか否かを判定する。
第二閾値を超えたと判定された場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）は、人体が検知されたと判断しステップＳ１１０に進み、第二閾値を越えていない判定された場合（Ｓ１０８:Ｎｏ）は、人体非検知と判断し、ステップＳ１０９へ進む。

このようにすることで、散水中においても、人体検知の際に、散水による検知電圧（ドップラー信号）への影響を考慮して、未散水洗浄時での閾値と異なる閾値に切り替えているため、散水された洗浄水により、人体検知が妨げられずに正確な人体検知を行うことができる。
従って、散水中においても、正確な人体接近のタイミングに合わせ、散水を停止することができ、散水された洗浄水が使用者にかかったり、目標が定まらずボウル部４１０外へ尿が飛散したりするといった、使用者にとって不快と感じる状況を作り出さない。

ステップＳ１０９において、制御手段３１０は、所定時間が経過したか否かの判定をする。
所定時間を越えたと判定された場合（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１０に進み、超えていないと判定された場合（Ｓ１０９:Ｎｏ）は、ステップＳ１０７へ戻る。

ステップＳ１１０において、制御手段３１０は、第二電磁弁３６３を閉じて、散水孔３６１ａからの散水を停止する。換言すると、小便器４００に対しての散水洗浄を終了する。

図１３は、経過時間と振幅電圧の関係を示すグラフである。図１３（ａ）は、図１２に示す動作により検知信号の振幅電圧から散水のみを検知した様子の一例を示す図である。図１３（ｂ）は、図１２に示す動作により検知信号の振幅電圧から所定量よりも多い散水量を検知した様子の一例を示す図である。図１３（ｃ）は、検知信号の振幅電圧から散水中に人体を検知した様子を示す図である。図１３（ｄ）は、検知信号の振幅電圧から非散水中に人体を検知した様子を示す図である。

図１３（ａ）に示すように、散水のみの検知電圧は第二閾値と第三閾値の間に位置している。図１３（ｂ）に示すように、瞬間的に散水量が増加すると、つまり散水異常が発生すると、散水される領域がより広角に拡がりドップラーセンサの検知範囲内に散水される洗浄水からの反射量が減少するため検知電圧が第三閾値を下回る。また、１３（ｃ）に示すように、散水中に人体を検知すると、洗浄水からの反射量に人体からの反射量が重畳するため検知電圧が第二閾値を上回る。散水中の検知電圧を基準とした複数の閾値により散水異常や人体接近を容易に判断することができる。また、複数の閾値は固定でも良いし使用環境に応じて補正しても良い。図１３（ｄ）に示すように、非散水中に人体を検知すると、検知電圧が第一閾値を上回る。人体検知判断の閾値を散水中と非散水中で変更することにより人体検知判断が容易となる。

次に、図１４に強度と周波数の関係を示す。図１４（ａ）は、図１２に示す動作により検知信号の周波数分布から散水のみを検知した様子の一例を示す図である。図１４（ｂ）は、図１２に示す動作により検知信号の周波数分布から所定量よりも多い散水量を検知した様子の一例を示す図である。図１４（ｃ）は、検知信号の周波数分布から散水中に人体を検知した様子を示す図である。図１４（ｄ）は、検知信号の周波数分布から非散水中に人体を検知した様子を示す図である。

図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）に示すように、散水のみの周波数分布（ｆ０）は、瞬間的に散水量が増加すると、つまり散水異常が発生すると、散水洗浄手段から吐水される洗浄水の瞬間流速が増加するため周波数が増加し、周波数分布が高い周波数帯域に（ｆ１）にずれる。また、散水中に人体を検知すると、歩行速度から静止状態に応じた低い周波数帯域で強度が上昇する（ｆ２）。散水中の検知周波数を基準として複数の検知周波数範囲を設定することにより散水異常や人体接近を容易に判断することができる。図１４（ｄ）に示すように、非散水中に人体を検知すると、歩行速度から静止状態に応じた低い周波数帯域でのみ強度が上昇する（ｆ２）。散水中と非散水中に関わらず人体検知判断の検知周波数領域は同じであり、人体検知用として周波数フィルタを１つ備えれば良い。

以上、本発明の各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、３００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、３００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。

１０ 小便器装置、 １００ 洗浄水機能部、 １１０ 制御部、 １２０ ドップラーセンサ、 １４０ 第一流路、 １５０ 第二流路、 １６０ 第一電磁弁、 １７０ 第二電磁弁、 ２００ 小便器、 ２１０ ボウル部、 ２１０ａ ボウル面、 ２１０ｂ立位面、２１０ｃ 側面、 ２１０ｄ 背面、 ２１１ トラップ部、 ２２０ スプレッダ、 ２２１第一吐水口、 ２２２ 第二吐水口、 ２２３ 給水部、 ２２４ 分岐部、 ３００ 小便器装置、 ３１０ 制御手段、 ３２０ ドップラーセンサ、 ３４０ 洗浄水供給手段、 ３４１ 吐水口、３４２ 第一流路、 ３４３ 第一電磁弁、 ３６０ 洗浄水散水手段、 ３６１ 散水部、 ３６１ａ 散水孔、 ３６２ 第二流路、 ３６３ 第二電磁弁、 ４００ 小便器、４１０ ボウル部、 ４１０ａ 背面、 ４１１ トラップ部、 ４２０ スプレッダ

Claims (6)

1. 使用者と対向する立位面と、前記立位面の下方に設けられ使用者の尿を受けるボウル部と、を有する小便器と、前記立位面の上部から前記ボウル部に洗浄水を吐水する第一洗浄水供給手段と、前記立位面の上部から前記ボウル部に前記第一洗浄水供給手段から供給される水とは性状若しくは流量の異なる水を供給する第二洗浄水供給手段と、前記ボウル部へ向けて放射した電波の反射波によって使用者や尿流に関する情報を取得するドップラーセンサと、前記ドップラーセンサの出力信号に基づいて使用者や尿流の有無を判定し、その判定結果に基づいて前記第一洗浄水供給手段および前記第二洗浄水供給手段の動作を制御する制御手段と、を備えた小便器装置において、
   前記制御手段は、前記第二洗浄水供給手段の駆動時と非駆動時とで使用者や尿流の有無の判定基準を異ならせ、
   前記第二洗浄水供給手段は前記ボウル部の内部空間に水を散水し、
   前記制御手段は、前記第二洗浄水供給手段の駆動中における前記ドップラーセンサの出力信号に基づいて、使用者が前記小便器に接近してきたと判定すると前記第二洗浄水供給手段の駆動を停止させると共に、
   前記第二洗浄水供給手段の駆動中における前記ドップラーセンサの出力信号に基づいて、前記第二洗浄水供給手段からの散水状態に異常が発生したと判定すると、散水異常処理として前記第二洗浄水供給手段の駆動を停止させることを特徴とする小便器装置。
2. 前記制御手段は、前記ドップラーセンサの出力信号の振幅値と閾値とを比較して、前記閾値を上回ると使用者や尿流が有ると判定するものであり、
   前記第二洗浄水供給手段の非駆動時は前記閾値を第一閾値とし、前記第二洗浄水供給手段の駆動時は前記閾値を前記第一閾値より大きく設定された第二閾値へと切り替えることを特徴とする請求項１に記載の小便器装置。
3. 前記制御手段は、前記第二洗浄水供給手段の駆動中における前記ドップラーセンサの出力信号の振幅値に基づいて、この振幅値よりも大きく前記第二閾値を設定することを特徴とする請求項２に記載の小便器装置。
4. 前記制御手段は、前記第二閾値よりも小さい前記散水異常処理用の第三閾値を有しており、前記第二洗浄水供給手段の駆動時において、前記ドップラーセンサの出力信号の振幅値が前記第三閾値を下回っていると前記散水異常処理を実行することを特徴とする請求項２または３に記載の小便器装置。
5. 前記第二洗浄水供給手段の吐水部は前記立位面に向けて洗浄水を吐水することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の小便器装置。
6. 前記ドップラーセンサは、前記立位面のうちの前期第二洗浄水供給手段から供給される洗浄水がかからない非吐水領域と前後方向において重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の小便器装置。

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