JP6932333B2 - 小便器 - Google Patents

Description

本発明は、人体検知センサーを備えた小便器に関する。

公共用の男性用トイレでは、大便器とは別に小便器が設置されている。
小便器の一例である下記特許文献１の図１に示されているように、小便器は、排尿を受けるボウル部と、このボウル部と連通し臭気の逆流を防ぐトラップとを有する小便器本体と、小便器本体のボウル部への吐水を行う吐水手段と、この吐水手段からの吐水時間を計測および調整する制御手段と、小便器本体の使用を検知する人体検知センサーとを備え、器具排水管によって建物配管に接続されている。

一般に、トラップ内に尿濃度が高い汚水が溜まった状態でボウル洗浄を行うと、トラップに溜まった汚水が建物配管内の上流側に逆流し、尿濃度が高い汚水が建物配管に残存してしまうおそれがある。
この尿濃度の高い汚水が建物配管に残存することによって、尿石が発生してしまうおそれがある。
そこで、前述した小便器では、人体非検知後にトラップに溜まっている尿を洗浄水によって置換する置換モードを実行した後、主にボウルの洗浄を行う洗浄モードを実行する。
置換モード後に洗浄モード行うことにより、建物配管内で尿濃度が高い汚水の残存を低減することができ、建物配管内での尿石発生のおそれを確実に低減することができる。

特開２０１１−２５２３４４号公報

これまで、小便器のトラップ及びトラップの下流側の横引配管に形成される尿石は、細菌の活動により約２時間程度の比較的長時間のサイクルで生成されると考えられてきた。
しかしながら、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、バイオフィルムが形成された環境下においては、数秒程度の非常に短時間であっても尿石が発生するという新たな知見を見出した。

このような知見により、少容積のトラップにおいてバイオフィルムが形成されている場合には、排尿中にトラップ内に溜まった汚水の尿濃度が一時的に高くなる程度であっても、数秒程度で尿石が発生し付着してしまうことが分かった。
また、横引配管においても同様の現象が起きるため、横引配管内に比較的高い尿濃度の洗浄水が流入した場合にも、尿石が発生し付着してしまう。

さらに、近年の洗浄水の節水化の要請に伴い、比較的少ない容積の節水型のトラップが提案されている。
このような節水型のトラップにおいては、使用者の排尿によりトラップ内の洗浄水が置換され、トラップ内の尿濃度が高くなりやすい。
よって、前述の新たな知見に基づけば、トラップ及び横引配管における尿石の発生を抑制することが重要な課題となっている。

そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、使用時であってもトラップ内の尿濃度の増加を抑制する小便器を提供することである。

請求項１に係る発明は、排尿を受けるボウル部と該ボウル部と連通し臭気の逆流を防ぐトラップとを有する小便器本体と、前記小便器本体のボウル部への吐水を行う吐水手段と、該吐水手段からの吐水時間を計測および調整する制御手段と、前記小便器本体の使用を検知する人体検知センサーとを備え、建物配管に連結された小便器であって、前記制御手段が前記人体検知センサーにより人体を検知している間に行う第１の吐水と、前記人体検知センサーにより人体非検知となった後に行う前記第１の吐水と連続する第２の吐水と、該第２の吐水を実行した後に前記第１の吐水および前記第２の吐水よりも瞬間流量の高い第３の吐水との少なくとも３種類の吐水を実行し、前記人体検知センサーによる人体検知時間が所定の使用時間より長い場合における前記第２の吐水の実行時間が、前記人体検知センサーによる人体検知時間が前記所定の使用時間より短い場合に比べて短くすることにより、前述した課題を解決するものである。

このように構成された請求項１に係る発明の小便器によれば、制御手段が、人体検知センサーにより人体を検知している間に行う第１の吐水を実行することにより、トラップへは尿と共に洗浄水が流入するため、トラップ内の尿濃度の上昇が抑制され、トラップ内において尿石が発生することを抑制できる。
また、小便器が複数設置されたトイレルームにおいて、いきなり第３の吐水によりトラップを置換してしまうと、第３の吐水の瞬間流量が高いことにより、トラップ内に存在していた汚水の一部が建物配管の上流側に逆流してしまう。
この逆流した汚水が建物配管内に留まってしまうことにより、建物配管内に尿石が発生しやすくなってしまう。
そこで、請求項１に係る発明の小便器によれば、制御手段が、第１の吐水開始後に人体非検知となった後に行う第２の吐水と、第２の吐水を実行した後に第１の吐水よりも瞬間流量の高い第３の吐水との少なくとも３種類の吐水を実行することにより、第１の吐水と第３の吐水との間に第３の吐水の瞬間流量よりも瞬間流量の低い第２の吐水が実施されるため、第２の吐水によってトラップ内の尿濃度を十分に低下させてから第３の吐水が実行されることになり、尿濃度の高い汚水が建物配管の上流側に逆流してしまう可能性を抑制することができる。
さらに、請求項１に係る発明の小便器によれば、前記人体検知センサーによる人体検知時間が所定の使用時間より長い場合における前記第２の吐水の実行時間が、前記人体検知センサーによる人体検知時間が前記所定の使用時間より短い場合に比べて短いことにより、前述した課題を解決する。人体検知センサーにより人体を検知した後、人体を非検知するまでの間に使用者の動作は、排尿準備、排尿、離反準備に大別できる。
このそれぞれの時間については、統計的に暫定の時間を決めることができる。
そして、排尿時間は生理現象であるため変動幅は小さいが、その他の動作については、比較的変動幅が大きいことが本発明者らによって明らかにされている。
そして、離反準備に時間がかかっている場合を考えると、この離反準備における第１の吐水は、人体非検知後に実行される第２の吐水と同様にトラップ内の尿濃度を下げることに寄与している。
よって、前記人体検知センサーによる人体検知時間が所定の使用時間より長い場合における前記第２の吐水の実行時間が、前記人体検知センサーによる人体検知時間が前記所定の使用時間より短い場合に比べて短くすることで、上記効果に加え、人体検知センサーによる人体検知時間が所定の使用時間より長い場合における第２の吐水の実行時間が、人体検知センサーによる人体検知時間が所定の使用時間より短い場合に比べて短くしたとしても、人体検知中は第１の吐水を実行しており、前述のように所定の使用時間以後の第１の吐水は人体非検知後の第２の吐水と同じ役割を果たすため、トラップ内の尿濃度の増加を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載された小便器の構成に加えて、前記第２の吐水に連続して前記第３の吐水が実行されることにより、前述した課題を解決するものである。

このように構成された請求項２に係る発明の小便器によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加え、第２の吐水に連続して第３の吐水が実行されることにより、第２の吐水と第３の吐水との間に待機時間がないため、より短時間で第３の吐水を終了させることができ、単位時間当たりの使用可能人数を増やすことができる。

本発明によれば、使用時であってもトラップ内の尿濃度の増加を抑制する小便器を提供することができる。

本発明の実施形態である小便器を示す側面断面図である。 図１に示す給水ユニットの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態である小便器の挙動を示すタイミングチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符合を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態である小便器について、本発明の小便器１００を示す側面断面図である図１を参照しながら説明する。
図１に示されているように、小便器１００は、小便器本体１１０と、小便器本体１１０に吐水を供給する吐水手段１２０と、吐水手段１２０に給水する給水ユニット１３０と、建物配管と連通し尿や洗浄水を含む排水を建物配管へ搬送する器具配水管１４０とを備えている。

小便器本体１１０は、建築躯体の壁面WLに取り付けられている。
小便器本体１１０は、ボウル部１１１と、トラップ１１２と、目皿１１３とを備えている。
ボウル部１１１は、小便器本体１１０の使用者からの尿を受ける部分である。
トラップ１１２は、建物配管からの臭気の逆流を防ぐ封水を形成すると共に、ボウル部１１１から流れ込む尿や洗浄水などの排水を器具排水管１４０に送りだす。
トラップ１１２は、ボウル部１１１下部に連なって配置されている。
目皿１１３は、トラップ入口１１２ａの目隠しを行い、トラップ入口１１２ａの上に設置されている。

吐水手段１２０は、ボウル部１１１に洗浄水を供給し、尿の洗浄および希釈を行う。
吐水手段１２０は、小便器本体１１０の上部に設置されており、給水ユニット１３０に連なっている。
吐水手段１２０は、瞬間流量の異なる洗浄水をボウル部１１１に供給するため、異なる２種類の第１吐水口１２１と、第２吐水口１２２とを備えている。
第１吐水口１２１から吐水される洗浄水の瞬間流量は、第２の吐水口１２２から吐水される洗浄水の瞬間流量よりも小さい。
さらに吐水手段１２０には、小便器１００を使用する際に、人の有無を検知する人体検知センサー１２３を備えている。
なお、人体検知センサー１２３は、赤外線センサーであり、後述する給水ユニット１３０の制御手段１３１に接続されている。

給水ユニット１３０は、建築側給水管Ａに繋がれている。
建築側給水管Ａは、壁面ＷＬの裏面側に設置されており、給水源から水を供給し給水ユニット１３０に送り出す。
給水ユニット１３０の構成については後述する。

続いて、図２を参照しながら給水ユニット１３０について説明する。
図２は、給水ユニット１３０の構成を示すブロック図である。
図２に示されているように、給水ユニット１３０は、制御手段１３１と、第１の電磁弁１３２と、第２の電磁弁１３３とを備えている。

制御手段１３１は、人体検知センサー１２３の検知結果に基づいて、使用者の排尿を希釈・洗浄するために所定のタイミングで、第１の電磁弁１３２を開閉する制御信号Ｓ２および第２の電磁弁１３３を開閉する制御信号Ｓ３を出力する。

第１の電磁弁１３２は、建築側給水管Ａと吐水手段１２０の第１の吐水口１２１との間に設けられている。
第１の電磁弁１３２が閉じられていると、建築側給水管Ａから供給される洗浄水Ｗは第１の吐水口１２１に流れないように止水される。
第１の電磁弁１３２が開いていると、瞬間流量が少ない洗浄水Ｗが建築側給水管Ａから第１の吐水口１２１に流れる。

第２の電磁弁１３３は、建築側給水管Ａと吐水手段１２０の第２の吐水口１２２との間に設けられている。
第２の電磁弁１３３が閉じられていると、建築側給水管Ａから供給される洗浄水Ｗは第２の吐水口１２２に流れないように止水される。
第２の電磁弁１３３が開いていると、瞬間流量が大きい洗浄水Ｗが建築側給水管Ａから第２の吐水口１２２に流れる。

続いて、図３を参照しながら、本発明の一実施形態による小便器１００の挙動について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による小便器１００において、使用者がこの小便器１００を使用する使用回ごとの、使用者の状態、人体検知センサー１２３の状態、制御手段１３１による吐水の状態を示すタイミングチャートである。

人体検知センサー１２３により人体を検知した後から、人体非検知となるまでの時間に小便器１００が使用される。
この人体検知後から、人体非検知までの時間を「小便器１００の使用時間」とする。
小便器１００の使用時間が、所定時間ｔより短い場合（パターンａ）と、長い場合（パターンｂ）について説明する。
パターンａとパターンｂの使用時間を区別するため、それぞれの使用時間をＴａ、Ｔｂとする。

まずは、小便器１００の使用時間が所定時間ｔ（例えば４０秒）よりも短いパターンａについて説明する（すなわち、小便器１００の使用時間をＴａとした場合）。
使用者が小便器本体１１０のボウル部１１１の前に立つと、人体検知センサー１２３が使用者の使用を検知している検知状態（時刻Ｔ１ａ）となる。
そして、人体検知センサー１２３からの検知信号Ｓ１が制御手段１３１に送信される。
この検知信号Ｓ１によって、第１の電磁弁１３２が開き、第１の吐水口１２１から瞬間流量（Ｑ１）の小さい洗浄水（第１の吐水）が流れる。
この第1の吐水は、使用者の使用中（排尿中）に、洗浄水Ｗが流れるため、トラップ１１２内に溜まる汚水の尿濃度を低下させることができる。
つまり、第１の吐水により、トラップ１１２内での尿石発生のおそれを抑制することができる。
なお、本実施形態では、第１の吐水の瞬間流量Ｑ１[リットル／分]は、好ましくは０．１[リットル／分]〜８．０[リットル／分]に設定され、より好ましくは０．１[リットル／分]〜０．６[リットル／分]に設定され、さらにより好ましくは０．３[リットル／分]に設定される。

小便器本体１１０のボウル部１１１から去ると、人体検知センサー１２３が非検知状態（時刻Ｔ２ａ）となる。
このときの使用時間Ｔａ（Ｔ２ａ−Ｔ１ａ）が定めた所定時間ｔより短い場合（ｔ＞Ｔａ）は、時刻Ｔ２aとなってから、Ｘａ秒間（例えば１３秒）だけ、第１の電磁弁１３２が開いた状態を継続する。
すなわち、第１の吐水口１２１から第１の吐水と同じ瞬間流量（Ｑ１）の洗浄水（第２の吐水）が流れる。
この第２の吐水中は排尿が行われていないため、トラップ１１２に溜まった汚水の尿濃度を第１の吐水の効果に加え、さらに低下させることができる。

時刻Ｔ２ａからＸ秒後の時刻Ｔ３ａにおいて、制御手段１３１から第１の電磁弁１３２に制御信号Ｓ２が送信される。
制御信号Ｓ２により、第１の電磁弁１３２が閉じられ、第２の吐水が終了する。
第２の吐水に連続して、制御手段１３１から制御信号Ｓ３が送信される。
制御信号Ｓ３により、第２の電磁弁１３３が開かれ、第２の吐水口１２２から瞬間流量（Ｑ２）が大きい洗浄水（第３の吐水）が流れる。
なお、本実施形態では、第３の吐水の瞬間流量Ｑ２[リットル／分]は、好ましくは８[リットル／分]〜１７[リットル／分]、より好ましくは８[リットル／分]〜１２[リットル／分]、さらにより好ましくは９[リットル／分]に設定される。

第３の吐水は、ボウル部１１１の洗浄およびトラップ１１２に溜まった汚水を洗浄水Ｗに置換する。
また、第３の吐水により、トラップ１１２に溜まった汚水が建物配管の排水横枝管へ流しだされる。

続いて、小便器１００の使用時間が所定時間ｔより長い場合のパターンｂについて説明する（すなわち、小便器１００の使用時間をＴｂとした場合）。
パターンａと同様に、人体検知センサー１２３が人を検知し、人体検知状態（時刻Ｔ１ｂ）となると第１の吐水口１２１から第１の吐水が流れる。
小便器本体１１０のボウル部１１１から去ると、人体検知センサー１２３が非検知状態（時刻Ｔ２ｂ）となる。
このときの使用時間Ｔｂ（Ｔ２ｂ−Ｔ２ａ）が定めた時間ｔより長い場合（Ｔｂ＞ｔ）は、時刻Ｔ２ｂとなってから、Ｘｂ秒間だけ、第１の電磁弁１３２が開いた状態を継続する。
すなわち、第１の吐水口１２１から第１の吐水と同じ瞬間流量（Ｑ１）の洗浄水（第２の吐水）が流れる。
なお、パターンｂにおいて第２の吐水を実行する秒数であるＸｂは、パターンａにおいて第２の吐水を実行する秒数であるＸａより短くなっている。
たとえば、Ｘｂ＝（ｔ＋Ｘａ）−Ｔｂであってもよい。

時刻Ｔ２ｂからＸｂ秒後の時刻Ｔ３ｂにおいて、制御手段１３１から第１の電磁弁１３２に制御信号Ｓ２が送信される。
制御信号Ｓ２により、第１の電磁弁１３２が閉じられ、第２の吐水が終了する。
第２の吐水に連続して、制御手段１３１から制御信号Ｓ３が送信される。
制御信号Ｓ３により、第２の電磁弁１３３が開かれ、第２の吐水口１２２から瞬間流量（Ｑ２）が大きい第３の吐水が流れる。
なお、時刻Ｔ３ｂにおいて、人体非検知状態（Ｔ２ｂ）とならない場合は第１の吐水を止めてもよい。
そして、人体非検知後に瞬間流量（Ｑ２）の大きい第３の吐水を流す。

＜作用効果＞
このようにして得られた本発明の実施形態である小便器１００は、制御手段１３１が、人体検知センサー１２３により人体を検知している間に行う第１の吐水を実行することにより、トラップ１１２へは尿と共に洗浄水が流入するため、トラップ１１２内の尿濃度の上昇が抑制され、トラップ１１２内において尿石が発生することを抑制できる。
さらに、制御手段１３１が、第１の吐水開始後に人体非検知となった後に行う第２の吐水と、第２の吐水を実行した後に第１の吐水よりも瞬間流量の高い第３の吐水との少なくとも３種類の吐水を実行することにより、第１の吐水と第３の吐水との間に第３の吐水の瞬間流量よりも瞬間流量の低い第２の吐水が実施されるため、第２の吐水によってトラップ１１２内の尿濃度を十分に低下させてから第３の吐水が実行されることになり、尿濃度の高い汚水が建物配管の上流側に逆流してしまう可能性を抑制することができる。

さらに、人体検知センサー１２３による人体検知時間が所定の使用時間より長い場合における第２の吐水の実行時間が、人体検知センサー１２３による人体検知時間が所定の使用時間より短い場合に比べて短くしたとしても、人体検知中は第１の吐水を実行しており、前述のように所定の使用時間以後の第１の吐水は人体非検知後の第２の吐水と同じ役割を果たすため、トラップ１１２内の尿濃度の増加を抑制することができる。

また、第２の吐水に連続して第３の吐水が実行されることにより、第２の吐水と第３の吐水との間に待機時間がないため、より短時間で第３の吐水を終了させることができ、単位時間当たりの使用可能人数を増やすことができる。

＜変形例＞
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。

例えば、小便器は、本実施形態では壁掛け式の小便器であったが、床置き式の小便器器であってもよい。

例えば、人体検知センサーは、本実施形態では赤外線センサーであったが、マイクロセンサーや超音波センサーであってもよい。

例えば、洗浄水の吐水口は、本実施形態では、吐水口が２つであったが、吐水口を１つにしてもよい。

例えば、電磁弁は、本実施形態では、電磁弁が２つであったが、電磁弁を１つにしてもよい。

１００ ・・・ 小便器
１１０ ・・・ 小便器本体
１１１ ・・・ ボウル部
１１２ ・・・ トラップ
１１３ ・・・ 目皿
１２０ ・・・ 吐水手段
１２１ ・・・ 第１の吐水口
１２２ ・・・ 第２の吐水口
１２３ ・・・ 人体検知センサー
１３０ ・・・ 給水ユニット
１３１ ・・・ 制御手段
１３２ ・・・ 第１の電磁弁
１３３ ・・・ 第２の電磁弁
１４０ ・・・ 器具排水管
Ａ ・・・ 建物側給水管

Ｓ１ ・・・ 検知信号
Ｓ２ ・・・ 制御信号
Ｓ３ ・・・ 制御信号
Ｗ ・・・ 洗浄水

Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ ・・・ 使用開始時間
Ｔ２ａ、Ｔ２ｂ ・・・ 小便器離反時間
Ｔ３ａ、Ｔ３ｂ ・・・ 第２の吐水終了時間、第３の吐水開始時間
Ｔａ、Ｔｂ ・・・ 使用時間
ｔ ・・・ 使用時間の所定時間

Claims (2)

1. 排尿を受けるボウル部と該ボウル部と連通し臭気の逆流を防ぐトラップとを有する小便器本体と、前記小便器本体のボウル部への吐水を行う吐水手段と、該吐水手段からの吐水時間を計測および調整する制御手段と、前記小便器本体の使用を検知する人体検知センサーとを備え、建物配管に連結された小便器であって、
   前記制御手段が、
   前記人体検知センサーにより人体を検知している間に行う第１の吐水と、
   前記人体検知センサーにより人体非検知となった後に行う前記第１の吐水と連続する第２の吐水と、
   該第２の吐水を実行した後に前記第１の吐水および前記第２の吐水よりも瞬間流量の高い第３の吐水との少なくとも３種類の吐水を実行し、
   前記人体検知センサーによる人体検知時間が所定の使用時間より長い場合における前記第２の吐水の実行時間が、前記人体検知センサーによる人体検知時間が前記所定の使用時間より短い場合に比べて短いことを特徴とする小便器。
2. 前記第２の吐水に連続して前記第３の吐水が実行されることを特徴とする請求項１に記載の小便器。

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