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は、第1の実施形態に係るトイレ装置を例示する斜視図である。
図2は、第1の実施形態に係るトイレ装置の一部を例示する断面図である。
図1に表したトイレ装置10は、洋式腰掛便器(以下説明の便宜上、単に「大便器」と称する)800と、便座装置100と、を備える。大便器800は、汚物を受ける凹状のボウル部801を有する。便座装置100は、大便器800の上部に設置されている。
便座装置100は、ケーシング400と、使用者が着座する便座部200と、便蓋300と、を有する。便座部200と便蓋300とは、それぞれ、ケーシング400に対して開閉自在に軸支されている。図1の状態は、便座部200が閉じた状態(下げられた状態)であり、便蓋300が開いた状態(上げられた状態)である。便蓋300は、閉じた状態では、便座部200の座面を上方から覆う。
ケーシング400の内部には、便座部200に座った使用者の人体局部(「おしり」など)の洗浄を実現する身体洗浄機能部などが内蔵されている。また、例えばケーシング400には、使用者が便座部200に座ったことを検知する着座検知センサ404が設けられている。着座検知センサ404が便座部200に座った使用者を検知している場合において、使用者が例えばリモコンなどの手動操作部500を操作すると、洗浄ノズル(以下説明の便宜上、単に「ノズル」と称する)473を大便器800のボウル部801内に進出させることができる。なお、図1に表した便座装置100では、ノズル473がボウル部801内に進出した状態を表している。
ノズル473の先端部には、ひとつ又は複数の吐水口474が設けられている。そして、ノズル473は、その先端部に設けられた吐水口474から水を噴射して、便座部200に座った使用者の「おしり」などを洗浄することができる。
なお、本願明細書において、「上方」、「下方」、「前方」、「後方」、「左側方」及び「右側方」のそれぞれは、開いた便蓋300に背を向けて便座部200に座った使用者から見た方向である。
図2に示すように、大便器800は、ボウル部801の上に設けられたリム部805を有する。リム部805は、大便器800の上縁部を形成する環状部分である。ボウル部801内には、溜水801wが溜められている。例えば、使用者が、リモコン等に設けられたスイッチによって便器洗浄の操作を行うと、または、使用者が便座部200から立ち上がると、便器洗浄(ボウル部801内の汚物を排出し、ボウル部801の表面を洗浄する動作)が実行される。便器洗浄においては、ボウル部801内に洗浄水が供給される。例えば、図2の例では、ボウル給水口811から大便器800の上縁に沿って洗浄水が吐出される。
便座部200は、表面203と、裏面204と、を有する。表面203は、便座部200が閉じられた状態において、上方から見た時に見える便座部200の範囲である。裏面204は、便座部200のうち、表面203を除く範囲である。
リム部805は、上面806と、内壁面807と、を有する。上面806は、閉じられた便座部200の裏面204と向き合う面である。内壁面807は、大便器800の内壁(ボウル部801の中央側に面する壁面)のうち、便器洗浄の洗浄水が流れる部分よりも、上方の部分である。すなわち、本願明細書において、リム部805の内壁面807とは、便器洗浄における不洗浄部をいう。図2の例では、内壁面807は、棚状に屈曲した屈曲部805Bより上方に位置する立面を含む。
ボウル部801やリム部805の内壁面807は、汚物が直接付着しやすいため、汚れ負荷が大きい部分である。また、ボウル部801やリム部805の内壁面807は、濡れても不都合が生じにくいため、濡れに対する許容度が高い部分である。
便座部200やリム部805の上面806は、ボウル部801やリム部805の内壁面807に比べて汚物が直接付着しにくい。例えば、便座部200及びリム部805の上面806には、ボウル部801や溜水801wに当たって跳ねた尿や汚水が付着する。したがって、便座部200及びリム部805の上面806は、比較的、汚れ負荷が小さい部分である。また、便座部200やリム部805の上面806が過度に濡れると、除菌水が使用者の肌に触れたり、大便器外に垂れたりする可能性があるため、便座部200やリム部805の上面806は、濡れに対する許容度が低い部分である。
図3は、第1の実施形態に係る便座装置の要部構成を例示するブロック図である。
なお、図3は、水路系と電気系の要部構成を併せて表している。
便座装置100は、電磁弁431、除菌装置450、切替弁472、噴霧装置481、ノズルモータ476、ノズル473、ノズル洗浄室478、及び流路110~113などを有する。これらは、ケーシング400内に配置されている。
流路110は、水道や貯水タンクなどの図示しない給水源から供給された水を噴霧装置481やノズル473などに導くための流路である。流路110の上流側には、電磁弁431が設けられている。電磁弁431は、開閉可能な電磁バルブであり、ケーシング400の内部に設けられた制御装置405からの指令に基づいて水の供給を制御する。
流路110上において、電磁弁431の下流には、除菌水を生成する除菌装置450が設けられている。除菌装置450は、例えば次亜塩素酸などを含む除菌水を生成する。除菌装置450としては、例えば、電解槽ユニットが挙げられる。電解槽ユニットは、制御装置405からの通電の制御によって、陽極板(図示せず)と陰極板(図示せず)との間の空間(流路)を流れる水道水を電気分解する。なお、除菌水は、次亜塩素酸を含むものには限定されない。例えば、除菌水は、銀イオンや銅イオンなどの金属イオンを含む溶液、電解塩素やオゾンなどを含む溶液、酸性水、または、アルカリ水などでもよい。除菌装置450は電解槽に限らず、除菌水を生成可能な任意の構成でよい。
流路110上において、除菌装置450の下流には、切替弁472が設けられている。切替弁472の下流には、ノズル473、ノズル洗浄室478及び噴霧装置481が設けられている。流路110は、切替弁472により、ノズル473へ水を導く流路111、ノズル洗浄室478へ水を導く流路112、および、噴霧装置481へ水を導く流路113に分岐している。切替弁472は、制御装置405からの指令に基づいて、流路111、流路112および流路113のそれぞれの開閉を制御する。つまり、切替弁472は、ノズル473、ノズル洗浄室478および噴霧装置481への水の供給を制御する。また、切替弁472は、その下流に供給する水の流量を切り替える。
ノズル473は、ノズルモータ476からの駆動力を受け、便器800のボウル部801内に進出したり後退したりする。つまり、ノズルモータ476は、制御装置405からの指令に基づいてノズル473を進退させる。ノズル473は、非使用時には、ケーシング400内に収納されている。ノズル473は、ケーシング400から前方へ進出した状態で、吐水口474から水を吐出して、人体局部を洗浄する。
ノズル洗浄室478は、その内部に設けられた吐水口から除菌水あるいは水道水を噴射することにより、ノズル473の外周表面(胴体)を洗浄する。
噴霧装置481は、水道水又は除菌装置450で生成された除菌水をミスト状にする。噴霧装置481は、ボウル部801、リム部805、及び便座部200に、ミストM(除菌水のミスト又は水道水のミスト)を噴霧する。言い換えれば、噴霧装置481は、除菌水のミスト又は水道水のミストを、ボウル部801、リム部805、及び便座部200に着水させる。なお、本願明細書において「着水」とは、水(除菌水又は水道水)が物体の表面に付着することをいう。特に「直接着水」という場合には、水(除菌水又は水道水の微粒子p)が空中から物体の表面に到着することを意味する。
噴霧装置481は、噴霧されたミストが自然落下により大便器800及び便座部200の表面203の少なくとも一部に着水することができる位置に配置される。
例えば、噴霧装置481の少なくとも一部は、便座部200の表面203の少なくとも一部より上方である。
これにより、気流発生手段等を用いずに、単一の噴霧装置で、大便器だけでなく、便座部にも除菌水ミストを着水させて、便器隅々の菌や汚れの発生を抑制することができる。
また、ケーシング400の内部には、便座用モータ511(回動装置)、便蓋用モータ512(回動装置)、吸気装置513(気流発生装置)が設けられている。
便座用モータ511は、制御装置405からの指令に基づいて、電動で便座部200を回動させ開閉する。便蓋用モータ512は、制御装置405からの指令に基づいて、電動で便蓋300を回動させ開閉する。
吸気装置513は、たとえばケーシング400の内部に設けられたファンである。吸気装置513は、制御装置405からの指令に基づいて動作する。例えば、吸気装置513のモータの回転に伴い羽根が回転する。これにより、吸気装置513は、大便器800内の空気を吸気することができる。
便座ヒータ515(乾燥装置)は、例えば、便座部200の内部に設けられている。便座ヒータ515は、例えば、便座部200の開口200aの周りに沿って設けられた環状の金属部材を有する。制御装置405からの指令に基づいて便座ヒータ515に通電が行われることで、便座ヒータ515は、便座部200を温める。便座ヒータ515としては、例えば、チュービングヒータや、シーズヒータ、ハロゲンヒータ、カーボンヒータなどを用いてもよい。金属部材は、例えば、アルミニウムや銅などで構成される。また、金属部材の形状は、シート状やワイヤ状、メッシュ状など、種々の形状を採用することができる。
制御装置405には、図示しない電源回路から電力を供給される回路が用いられる。例えば、制御装置405は、マイコンなどの集積回路を含む。制御装置405は、使用者を検知する検知センサ402(例えば人体検知センサ403又は着座検知センサ404)の検知情報または、手動操作部500の操作情報に基づいて、電磁弁431、除菌装置450、切替弁472、ノズルモータ476、吸気装置513、温風ヒータ514、便座ヒータ515、便座用モータ511、及び便蓋用モータ512を制御する。
手動操作部500は、使用者が任意のタイミングで除菌水の噴霧を行うための操作部である。例えば、手動操作部500は、スイッチ又はボタンなどを有するリモコンであり、使用者が手動操作部500を操作すると、除菌水の噴霧を指示する操作情報(信号)が制御装置405に送られる。制御装置405は、その操作情報に基づいて除菌装置450や噴霧装置481を制御する。これにより、使用者は、手動操作部500を操作することで、除菌水の噴霧を行うことができる。
また、手動操作部500は、除菌水の噴霧だけでなく、使用者が便座装置100の各機能を操作するためのスイッチやボタンなどを有していてもよい。各機能に対応した操作が行われると、その操作情報が制御装置405に送られ、制御装置405は、その操作情報に基づいて、便座装置100の各部の動作を制御する。
着座検知センサ404は、使用者の便座部200への着座の有無を検知することができる。着座検知センサ404は、使用者の着座及び離座を検知する。着座検知センサ404には、マイクロ波センサ、測距センサ(赤外線投光式センサ)、超音波センサ、タクトスイッチ、静電容量スイッチ(タッチセンサ)、または歪みセンサを用いることができる。この例では、着座検知センサ404には、ケーシング400に設けられた測距センサが用いられている。
なお、タクトスイッチ、静電センサ及び歪みセンサなどの接触式センサを用いる場合には、これらの接触式センサは、便座部200に設けられる。便座部200に使用者が座ると、使用者の体重によってタクトスイッチが押下される。または、使用者が静電センサに接触する。または、使用者の体重によって歪みセンサに圧力が加えられる。これらのセンサからの電気信号により、使用者の着座を検知することができる。
人体検知センサ403は、大便器800の前方にいる使用者、すなわち便座部200から前方へ離間した位置に存在する使用者を検知することができる。つまり、人体検知センサ403は、トイレ室に入室して便座部200に近づいてきた使用者を検知することができる。このような人体検知センサとして、例えば、焦電センサ、マイクロ波センサ、超音波センサ、または測距センサ(赤外線投光式センサ)を用いることができる。この例では、人体検知センサ403には、ケーシングに設けられた焦電センサが用いられている。また、人体検知センサ403は、トイレ室のドアを開けて入室した直後の使用者や、トイレ室に入室する直前の使用者、すなわちトイレ室に入室しようとしてドアの前に存在する使用者を検知してもよい。例えば、マイクロ波センサを用いた場合には、トイレ室のドア越しに使用者の存在を検知することが可能となる。
制御装置405は、人体検知センサ403の検知情報(使用者の存在の有無を示す信号)や、着座検知センサ404の検知情報(使用者の着座の有無を示す信号)を受信し、受信した検知情報に基づいて、便座装置100の各部の動作を制御する。
制御装置405は、アフターミストモード、プレミストモード、及び手動ミストモードの3種類のミストモードを実行可能である。
アフターミストモードは、例えば、使用者のトイレ装置10の使用後に、検知センサ402の検知情報に基づいて、除菌水のミストを自動で噴霧する動作モードである。プレミストモードは、例えば、使用者のトイレ装置10の使用前に、検知センサ402の検知情報に基づいて、除菌水又は水道水のミストを自動で噴霧する動作モードである。手動ミストモードは、手動操作部500の操作情報に基づいて、除菌水のミストを噴霧する動作モードである。
図4は、第1の実施形態に係るトイレ装置10の一部を前方から見た状態を示す。図2及び図4に示すように、噴霧装置481は、便座装置100が大便器800の上部に設置された状態において、ボウル部801の後方上部に位置するケーシング400に配置される。これにより、噴霧装置481への給水を容易に行うことができる。
より詳しくは、噴霧装置481は、便座部200の表面203よりも上方に配置される。これにより、便蓋300の開閉状態によらず、噴霧装置481が、便座部200の表面203の上方から大便器800内および便座部200に向けて水道水又は除菌水のミストを噴霧することができる。
ここで、噴霧装置481が便座部200の表面203よりも上方に配置されている状態とは、噴霧装置481が便座部200の表面203の少なくとも一部よりも上方であることをいう。
図5(a)~図5(c)は、第1の実施形態に係る噴霧装置を例示する模式図である。
図5(a)は、噴霧装置481の斜視図であり、図5(b)は、噴霧装置481の側面図である。
噴霧装置481は、モータ481aと、モータ481aの下方に接続されたディスク481bと、を有する。モータ481aの回転は、制御装置405によって制御される。モータ481aが回転すると、回転の駆動力がディスク481bに伝達され、ディスク481bが回転する。
図5(b)に示すように、ディスク481bの上面には、水W(水道水又は除菌装置450で生成された除菌水)が供給される。ディスク481bの回転中に、水Wが供給されることで、噴霧装置481は、水Wをミスト状にして噴霧する。なお、この例では、ディスク481bは、平らな円板状であるが、適宜凹凸が設けられてもよい。
図5(c)は、ディスク481bの一部を上方から見た拡大図である。回転するディスク481bの上面に滴下された水Wは、遠心力によって、ディスク481b上で膜状に広がり、ディスク481bから放射される。このとき、水Wは、ディスク481bの縁付近では糸状であり、その後、微粒子p(ミスト)となる。ディスク481bの回転速度、すなわち、モータ481aの回転速度によって、ミストの粒径(微粒子pの径)を制御することができる。回転速度が高い程、ミストの粒径は小さくなる。例えば、回転速度が1000(rotation per minute:rpm)程度の低速回転、回転速度が10000rpm程度の中速回転、または、回転速度が20000rpm程度の高速回転が適宜用いられ、所望の粒径が得られる。また、給水口481cから噴霧装置481に供給される水Wの流量を調整することにより、ミストの粒径を制御することもできる。
なお、本願明細書において、粒径とは、トイレ装置10に着水する前の空中に存在する微粒子pの粒径であり、例えばザウター平均粒径(総体積/総表面積)である。本願明細書における「粒径」の測定方法については、図12に関して後述する。また、ミストとは、粒径が10マイクロメートル(μm)以上300μm以下の範囲をいう。ミストの粒径が10μm未満であると、ボウル部801、リム部805、便座部200などの対象部位を濡らすために長い時間が必要となってしまう。また、次亜塩素酸を含む除菌水を用いた場合、ミストの粒径が10μm未満であると、ミスト中の次亜塩素酸の濃度が減衰しやすく、除菌性能が低下しやすい。一方、ミストの粒径が300μmより大きいと、ミストが拡散しにくく、広範囲にミストを噴霧することが困難となる。また、以下の説明において、大粒径のミストとは、粒径が100μm以上300μm以下、好ましくは150μm以上300μm以下の範囲のミストであり、中粒径のミストとは、粒径が50μm以上200μm以下、好ましくは60μm以上150μm以下の範囲のミストであり、小粒径のミストとは、粒径が10μm以上100μm以下、好ましくは10μm以上60μm以下の範囲のミストである。
なお、第1の実施形態において、噴霧装置は、図5に関して説明した装置に限らない。例えば、噴霧装置として、超音波霧化装置を用いてもよい。超音波霧化装置は、液体に超音波を照射することで、液体をミスト状にする。また、例えば、噴霧装置として2流体ノズルを用いてもよい。2流体ノズルは、気体と液体とを共に噴射することで、液体をミスト状にする。ただし、図5に関して説明した装置を用いた場合には、目詰まりのリスクも低く、コンプレッサなどの付帯装置も不要である。
図6~図8を参照して、アフターミストモード及び手動ミストモードにおける便座装置100の動作の例について説明する。
図6(a)及び図6(b)は、第1の実施形態に係る便座装置のアフターミストモード及び手動ミストモードにおける動作を例示する模式図である。 制御装置405は、1回のミストモードにおいて、第1工程と第2工程とを実行する。図6(a)は、第1工程を例示し、図6(b)は、第2工程を例示している。第1工程は、第2工程より先に実施することが好ましいが、第2工程より後に実施することもできる。ただし、第1工程を第2工程より先に実施することで、除菌水ミストが蒸発する時間を長く取ることができ、除菌水ミストが使用者の肌に触れることをより効果的に防止できる。
図6(a)に示すように、第1工程は、噴霧装置481を作動させ、除菌水の第一ミストM1を発生させる。図6(b)に示すように、第2工程は、除菌水の第2ミストM2を発生させる。第1ミストM1は、小粒径のミストである。第2ミストM2は、大粒径のミストである。すなわち、第2ミストM2の粒径は、第1ミストの粒径よりも大きい。ここで、制御装置405は、第1ミストM1を便座部200の外周206より内側に拡散させ、第2ミストM2を便座部200の内周205より内側に拡散させるように噴霧装置481のモータ481aの回転数を制御する。
すなわち、第1ミストM1は、便座部200の表面203に拡散し、便座部200に着水する。一方で、第2ミストM2は、便座部200の表面203に拡散せず、ボウル部801やリム部805の内壁面807に着水する。これにより、単一の噴霧装置481で、大便器800のボウル部801だけでなく便座部200にも除菌水のミストを着水させることができる。したがって、大便器800のボウル部801だけでなくリム部805、及び便座部200などの広い範囲において菌や汚れを抑制することができる。
なお、便座部200の内周205は、便座部200を上方から見た時の便座部200の表面203の内側の縁を指し、外周206は上方から見た時の便座部200の表面203の外側の縁を指す。
なお、第2工程において、「第2ミストM2は、便座部200の表面203に拡散しない」という範囲は、全てのミストが拡散しない場合だけではなく、僅かなミストが拡散する場合を含んでもよいものとする。例えば、第2工程において便座部200の表面203に拡散するミストの量は、第1工程において便座部200の表面203に拡散するミストの量よりも少ない。ただし、第2工程において、便座部200の表面203に拡散する除菌水の量は、出来るだけ少ないことが好ましく、例えばゼロであることが好ましい。
また、制御装置405は、アフターミストモード及び手動ミストモードにおいて、第1ミストM1の総量(g)が、第2ミストM2の総量(g)よりも少なくなるように噴霧装置481を制御する。
これにより、便座部200の除菌水の着水量(g/cm2)は、比較的少なく、ボウル部801及びリム部805の内壁面807に着水する除菌水の量は、比較的多くなる。汚れ負荷が大きく、濡れに対する許容度が高いボウル部801及び内壁面807に多くの除菌水のミストを着水させることで、菌や汚れの発生を抑制することができる。汚れ負荷が小さく、濡れに対する許容度が低い便座部200及びリム部805の上面806において、除菌水の着水量を少なくすることで、菌や汚れを抑制しつつ、短時間で便座部200及びリム部805の上面806を乾かすことができる。これにより、除菌水が使用者の肌に触れたり、大便器外に垂れたりすることを防止できる。
なお、ミストの総量とは、1回のミストモード(1回のアフターミストモード又は1回の手動ミストモード)で、噴霧装置481が噴霧するミストの総量(g)である。なお、1回のミストモードにおいて、噴霧装置481は、連続的にミストを噴霧してもよいし、断続的にミストを噴霧してもよい。
また、第1ミストM1の総量及び第2ミストM2の総量は、例えば、ディスク481bの回転速度や、噴霧装置481に供給される除菌水の流量などの調整により、制御することができる。
図7は、第1の実施形態に係る便座装置のアフターミストモードにおける動作を例示するフローチャートである。
人体検知センサ403が使用者の退室を検知すると(ステップS101:Yes)、制御装置405は、便蓋用モータ512を制御して便蓋300を閉じ、電磁弁431を開き、噴霧装置481のモータ481a及びディスク481bを反時計回り(CCW)に高速回転させる(ステップS102)。電磁弁431が開くことで、ディスク481bへの給水が開始される。
制御装置405は、ディスク481bが高速回転した状態を所定時間、維持する(ステップS103:No)。これにより、ディスク481b上の残水をディスク481b上から排出することができる。
その後、制御装置405は、除菌装置450を制御して除菌水の生成を開始する(ステップS104)。これにより、大便器800内、便座部200及び便蓋300などへの、除菌水のミストの噴霧が開始する。制御装置405は、反時計回りに高速回転するディスク481bから除菌水のミストが噴霧される状態を所定時間、維持する(ステップS105:No)。例えば、ステップS102~ステップS105が第1工程に相当する。
所定時間が経過すると(ステップS105:Yes)、制御装置405は、噴霧装置481のモータ481a及びディスク481bを時計回り(CW)に高速回転させる(ステップS107)。制御装置405は、時計回りに中速回転するディスク481bから除菌水のミストが噴霧される状態を所定時間、維持する(ステップS107:No)。例えば、ステップS106~ステップS107が第2工程に相当する。
制御装置405は、所定時間が経過すると(ステップS107:Yes)、除菌装置450を制御して除菌水の生成を停止し、モータ481a及びディスク481bを時計回り(CW)に低速回転させる(ステップS109)。
制御装置405は、ディスク481bに水道水が供給され、ディスク481bが低速回転した状態を所定時間、維持する(ステップS109:No)。これにより、ディスク481bのセルフクリーニングが行われる。
所定時間が経過すると(ステップS109:Yes)、制御装置405は、電磁弁431を閉じる(ステップS110)。制御装置405は、ディスク481bへの給水が停止し、ディスク481bが低速で回転した状態を所定時間、維持する(ステップS111:No)。これにより、ディスク481b上の残水を除去することができる。
所定時間が経過すると(ステップS111:Yes)、制御装置405は、モータ481a及びディスク481bの回転を停止する。また、制御装置405は、便座ヒータ515をON(通電状態)にする(ステップS112)。
制御装置405は、便座ヒータ515がONの状態を所定時間、維持する(ステップS113:No)。これにより、便座部200の温度を上昇させて、便座部200に着水した除菌水を蒸発させ、便座部200を乾かすことができる。
所定時間が経過すると(ステップS113:Yes)、制御装置405は、便座ヒータ515をOFF(非通電状態)とする(ステップS114)。以上で、アフターミストモードが終了する。
図8は、第1の実施形態に係る便座装置の手動ミストモードにおける動作を例示するフローチャートである。
使用者が手動操作部500を操作すると(ステップS201:Yes)、制御装置405は、便蓋用モータ512を制御して便蓋300を閉じ、電磁弁431を開き、噴霧装置481のモータ481a及びディスク481bを反時計回り(CCW)に高速回転させる(ステップS202)。電磁弁431が開くことで、ディスク481bへの給水が開始される。
制御装置405は、ディスク481bが高速回転した状態を所定時間、維持する(ステップS203:No)。これにより、ディスク481b上の残水をディスク481b上から排出することができる。
その後、制御装置405は、除菌装置450を制御して除菌水の生成を開始する。これにより、大便器800内、便座部200及び便蓋300などへの、除菌水のミストの噴霧が開始する。制御装置405は、反時計回りに高速回転するディスク481bから除菌水のミストが噴霧される状態を所定時間、維持する(ステップS205:No)。例えばステップS202~ステップS205が第1工程に相当する。
所定時間が経過すると(ステップS205:Yes)、制御装置405は、噴霧装置481のモータ481a及びディスク481bを時計回り(CW)に高速回転させる(ステップS207)。制御装置405は、時計回りに中速回転するディスク481bから除菌水のミストが噴霧される状態を所定時間、維持する(ステップS207:No)。例えば、ステップS206~ステップS207が第2工程に相当する。
制御装置405は、所定時間が経過すると(ステップS207:Yes)、除菌装置450を制御して除菌水の生成を停止し、モータ481a及びディスク481bを時計回り(CW)に低速回転させる(ステップS208)。
制御装置405は、ディスク481bに水道水が供給され、ディスク481bが低速回転した状態を所定時間、維持する(ステップS209:No)。これにより、ディスク481bのセルフクリーニングが行われる。
所定時間が経過すると(ステップS209:Yes)、制御装置405は、電磁弁431を閉じる(ステップS210)。制御装置405は、ディスク481bへの給水が停止し、ディスク481bが低速で回転した状態を所定時間、維持する(ステップS211:No)。これにより、ディスク481b上の残水を除去することができる。
所定時間が経過すると(ステップS211:Yes)、制御装置405は、モータ481a及びディスク481bの回転を停止する。以上で、手動ミストモードが終了する。また、使用者は、手動ミストモード後に、トイレットペーパー等で便座部200に着水した除菌水を適宜拭き取ることで、便座部200を除菌することができる。
また、制御装置405は、アフターミストモードの実行中または実行後に、便座部200を乾燥させる乾燥装置を第1電力(ワット)で作動させる。例えば、図7では、制御装置405は、ステップS112、S113において、便座ヒータ515を第1加熱量で作動させている。
一方、制御装置405は、手動ミストモードの実行中または実行後には、乾燥装置を作動させない、または、第1電力よりも小さい第2電力(ワット)で作動させる。例えば、図8では、制御装置405は、便座ヒータ515を作動させていない。または、制御装置405は、便座ヒータ515を、第1加熱量よりも小さい第2加熱量で作動させてもよい。例えば、便座ヒータ515によって、アフターミストモードの実行中または実行後における座面の温度は、手動ミストモードの実行中または実行後における座面の温度よりも高くなる。
このように、アフターミストモードの実行中または実行後には、比較的大きな第1電力で乾燥装置が便座部200を乾かすことで、便座部200に着水した除菌水の乾燥時間を短くすることができる。一方、手動ミストモードの実行中または実行後には、乾燥装置が作動しない、または、比較的小さな第2電力で便座部200を乾かすことで、便座部200に着水した除菌水の乾燥時間を長くすることができる。これにより、便座部200に着水した除菌水をトイレットペーパーで拭き取る前に、便座部200が乾くことを防止することができる。
図9~図10を参照して、プレミストモードにおける便座装置100の動作の例について説明する。
図9は、第1の実施形態に係る便座装置のプレミストモードにおける動作を例示する模式図である。
プレミストモードにおいて、制御装置405は、噴霧装置481を作動させ、ミストM2(除菌水のミストまたは水道水のミスト)を発生させる。ここで、制御装置405は、ミストM2を便座部200側に拡散させないように噴霧装置481のモータ481aの回転数を制御する。
プレミストモードにおいては、噴霧装置481から噴霧されたミストは、便座部200側に拡散せずに、大便器800のボウル部801やリム部805の内壁面807に着水する。ボウル部801や内壁面807に水膜が形成され、汚れが付着しにくくなる。また、ミストが便座部200側に拡散しないことで、プレミストモードにおいて便座部200が濡れることを抑制できる。これにより、プレミストモード直後に使用者が着座したり、便座部200を手で回動させたりした場合に、使用者の手や臀部が濡れることを防止できる。
一方、アフターミストモード及び手動ミストモードにおいては、制御装置405は、噴霧装置481のモータ481aの回転数を制御し、除菌水ミストを便座部200側に拡散させる。
すなわち、制御装置405は、噴霧装置481から噴霧されたミストを便座部200に着水させる場合と、着水させない場合と、を切り替えることができる。これにより、単一の噴霧装置481で、アフターミストモード及び手動ミストモードにおいては除菌水のミストを大便器800内及び便座部200に着水させ、プレミストモードにおいては便座部200を濡らさないようにミストを大便器800内に着水させることができる。
なお、プレミストモードにおいて「除菌水のミスト又は水道水のミストを便座部側に拡散させない」という範囲は、全てのミストが拡散しない場合だけでなく、僅かなミストが拡散する場合を含んでもよいものとする。例えば、プレミストモードにおいて便座部側に拡散するミストの量は、アフターミストモード又は手動ミストモードにおいて便座部側に拡散するミストの量よりも少ない。
ミストM2は、例えば中粒径又は大粒径のミストである。ミストM2の粒径(除菌水又は水道水の微粒子p2の径)は、例えば、手動ミストモード、アフターミストモードにおける第1ミストM1の粒径よりも大きくてもよい。これにより、ミストM2が便座部200側に拡散しないようにしてもよい。
図10は、第1の実施形態に係る便座装置のプレミストモードにおける動作を例示するフローチャートである。
人体検知センサ403が使用者の入室を検知すると(ステップS301:Yes)、制御装置405は、便蓋用モータ512を制御して便蓋300を開き、電磁弁431を開き、噴霧装置481のモータ481a及びディスク481bを反時計回り(CCW)に中速回転させる(ステップS302)。電磁弁431が開くことで、ディスク481bへの給水が開始される。
制御装置405は、反時計回りに中速回転するディスク481bから水道水のミストが噴霧される状態を所定時間、維持する(ステップS303:No)。
所定時間が経過すると(ステップS303:Yes)、制御装置405は、噴霧装置481のモータ481a及びディスク481bを時計回り(CW)に中速回転させる(ステップS306)。制御装置405は、時計回りに中速回転するディスク481bから水道水のミストが噴霧される状態を所定時間、維持する(ステップS305:No)。
制御装置405は、所定時間が経過すると(ステップS305:Yes)、噴霧装置481のモータ481a及びディスク481bを時計回り(CW)に低速回転させる(ステップS306)。制御装置405は、時計回りに低速回転するディスク481bから水道水のミストが噴霧される状態を所定時間、維持する(ステップS307:No)。
所定時間が経過すると(ステップS307:Yes)、制御装置405は、電磁弁431を閉じる(ステップS308)。制御装置405は、ディスク481bへの給水が停止し、ディスク481bが低速で回転した状態を所定時間、維持する(ステップS309:No)。これにより、ディスク481b上の残水を除去することができる。
所定時間が経過すると(ステップS309:Yes)、制御装置405は、モータ481a及びディスク481bの回転を停止させる。以上で、プレミストモードが終了する。
図11は、第1の実施形態に係る便座装置の動作を例示するフローチャートである。
プレミストモードは、検知センサ402が使用者を検知していない状態から使用者を検知している状態となった後に、除菌水または水道水が便座部200に着水しないように、自動的に除菌水のミストまたは水道水のミストを大便器800内に噴霧する。
例えば、図10に示すように、使用者がトイレ室に入室して、人体検知センサ403が使用者の入室を検知すると、使用者の入室を示す信号(検知情報)が制御装置405に送信される。制御装置405は、その信号に基づいて、自動的にプレミストモードを実行する。プレミストモードにおいて、制御装置405は、噴霧装置481に水道水のミストを噴霧させ、対象部位にミストを着水させる。
このように、便座装置100の使用前には、プレミストモードによって大便器800内に除菌水または水道水を着水させる。これにより、汚れ負荷が大きく、濡れに対する許容度が高い大便器800内に水膜を形成し、汚物の固着を抑制することができる。一方、汚れ負荷が小さい便座部200やリム部805の上面806においては、プレミストモードによって水膜を形成しなくても、便座装置100の使用後に、アフターミストモードによって除菌水を着水させることで、汚物の固着を抑制することができる。そこで、便座装置100では、プレミストモードにおいて、除菌水または水道水のミストを、便座部200に着水しないように大便器800内に噴霧する。これにより、プレミストモードとアフターミストモードとによって、大便器800や便座部200などの広い範囲において菌や汚れの発生を抑制しつつ、プレミストモードによって噴霧された除菌水又は水道水で使用者が濡れることを防ぐことができる。例えば、プレミストモードの実行直後に使用者が便座部200を手で回動させたり便座部200に着座したりする場合であっても、使用者の臀部や手が、便座に着水した除菌水又は水道水に触れることを防止できる。すなわち、使用者は、ミストで濡れることなく便座装置100をすぐに使用可能である。
さらに、プレミストモードにおいて、便座部200にミストを着水させないことにより、短時間で大便器800内に水膜を形成することができ、プレミストモードの実行時間を短くすることができる。トイレ室に入室した使用者は、プレミストモードの終了を待つことなく便座装置100を使用することができる。
なお、プレミストモードにおいて「除菌水または水道水が便座部に着水しない」という範囲は、全てのミストが便座部200に着水しない場合だけでなく、僅かなミストが便座部200に着水する場合を含んでもよいものとする。例えば、プレミストモードにおいて便座部200に着水する水道水又は除菌水の量は、アフターミストモード又は手動ミストモードにおいて便座部200に着水する除菌水の量よりも少ない。ただし、プレミストモードにおいて、便座部200に着水する除菌水又は水道水の量は、出来るだけ少ないことが好ましく、例えばゼロであることが好ましい。
アフターミストモードは、検知センサ402が使用者を検知している状態から使用者を検知しない状態となった後に、自動的に除菌水のミストを大便器800内および便座部200に噴霧する。
例えば、図11に示すように、使用者がトイレ室から退室して、人体検知センサ403が使用者の退室を検知すると、使用者の退室を示す信号(検知情報)が制御装置405に送信される。制御装置405は、その信号に基づいて、自動的にアフターミストモードを実行する。アフターミストモードにおいて、制御装置405は、除菌装置450に除菌水を生成させ、噴霧装置481に除菌水のミストを噴霧させ、対象部位にミストを着水させる。
このように、アフターミストモードの実行によって、使用者の便座装置100の使用後に、大便器800内及び便座部200に除菌水を自動的に着水させることができる。これにより、大便器800だけでなく便座部200などの広い範囲において自動的に菌や汚れの発生を抑制することができる。
なお、アフターミストモードは、使用者の便座装置100の使用後に実行されるため、使用前に比べて長い不使用時間を確保しやすい。そのため、アフターミストモードによって便座部200やリム部805の上面806が濡れても、次の使用までに、便座部200やリム部805の上面806は、乾きやすい。
手動ミストモードは、使用者が手動操作部500を操作した後に、除菌水のミストを大便器800内および便座部200に噴霧する。
例えば、図11に示すように、使用者がトイレ室に入室中(例えばプレミストモードの実行後)に、手動操作部500を操作すると、操作に応じた信号(操作情報)が制御装置405に送信される。制御装置405は、その信号に基づいて、手動ミストモードを実行する。手動ミストモードは、便座装置100の使用前・使用後・掃除時などのタイミングで実行される。手動ミストモードにおいて、制御装置405は、除菌装置450に除菌水を生成させ、噴霧装置481に除菌水のミストを噴霧させ、対象部位にミストを着水させる。
このように、手動ミストモードにより、大便器800内及び便座部200に除菌水を着水させることで、さらに菌や汚れの発生を抑制することができる。例えば、アフターミストモードによって抑制することが困難な固着汚れに対して、着水した除菌水をトイレットペーパー等を用いて拭き取ることにより、除菌することができる。使用者は、専用の除菌ペーパーを用いずに手軽に拭き取り除菌を行うことができる。
また、例えば、便座装置100の使用前に便座部200の汚れが気になる使用者は、手動ミストモードによって便座部200を除菌することができる。使用者自らの操作に基づいて除菌が実行されるため、使用者の安心感や満足感を高めることができる。
図11に示すように、制御装置405は、検知センサが使用者を検知している状態において手動ミストモードを実行した後に、検知センサが使用者を検知している状態から使用者を検知しない前記状態となった場合であっても、アフターミストモードを実行する。これにより、使用者の便座装置100の使用(排便や排尿)の前に手動ミストモードが実行された場合であってもアフターミストモードを実行することで、より確実に菌や汚れの発生を抑制することができる。
図12(a)及び図12(b)は、第1の実施形態に係る粒径の測定方法を例示する斜視図である。
粒径の測定には、レーザ回折法が用いられる。微粒子にレーザを照射すると、その微粒子から様々な方向に向かう回折散乱光が生じる。回折散乱光の強さは、光が発せられる方向において空間パターンを有する。この空間パターンは、光強度分布パターンと呼ばれる。光強度分布パターンは、微粒子の粒径によって変化する。微粒子の粒径と光強度分布パターンとの相関を利用し、光強度分布パターンを検出することで粒径を算出することができる。
図12(a)及び図12(b)に示すように、粒径の測定装置600は、発光部601と受光部602とを有する。受光部602は、発光部601が発するレーザを受光可能に設けられている。粒径の測定においては、発光部601が発するレーザを噴霧装置481から噴霧されるミストMに照射する。受光部602は、レーザの照射によって生じた回折散乱光を受光する。これにより、光強度分布パターンを検出することができる。測定装置には、エアロトラックLDSA-3500A(マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いることができる。
次に、本発明の別の実施形態について、図13を用いて説明する。
図13は、第2の実施形態に係るトイレ装置を例示する断面図である。
図13において、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付与し、説明を省略する。
噴霧装置481の位置は、第1の実施形態にて説明した位置(図2参照)に限らない。
図13に示すように、第2の実施形態においては、例えば、噴霧装置482は便蓋300に配置されている。
噴霧装置482は、モータ482aと、モータ482aの下方に接続されたディスク482bと、給水口482cと、を有する。
これらモータ482a、ディスク482bおよび給水口482cは、第1の実施形態にて、説明したモータ481a、ディスク481bおよび給水口481cと同様の機能および構造を有するため、説明を省略する。
図13に示すように、噴霧装置482を便蓋30に配置することで、除菌水を、ボウル部801の後方側に直接的に噴霧することができ、着水量を多くすることできる。
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、大便器、便座装置など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。