JP7161696B2 - 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。

特許文献１には、便器洗浄後の大便器内の水位状態を検知する事で、大便器の詰まりを判定するトイレ装置が開示されている。大便器の水位状態を検知する手段として、例えば、マイクロ波のような電波を用いた電波センサを使用することが考えられる。電波センサは、樹脂や陶器を透過するため、センサを大便器の裏側に隠蔽でき、デザイン性に優れるといったメリットがある。具体的な検知方法としては、例えば、便器洗浄後に、大便器内の表面の溢れ面より低く且つ封水面より高い表面に水が有るか否かを検知して、大便器の詰まりを検知する。より具体的には、便器洗浄前の電波センサの検知結果を基準値とし、この基準値と便器洗浄後の電波センサの検知結果を比較して、大便器の詰まりを判定する。

特許第５６０５７６５号公報 特許第５０２９９３０号公報

一方、近年、特許文献２のように、大便器内表面における便付着抑制や除菌のために、大便器の使用前や使用後に除菌水や水道水を霧状に噴出する機能がトイレ装置に設けられることがある。この機能が実行されると、大便器内の表面に多数の水滴が付着する。また、大便器内の表面には、濡れたトイレットペーパーが付着する場合もある。これらの場合、表面に水滴やトイレットペーパーが無い場合と比べて、検知結果が変化する。すなわち、上述した詰まり判定において、基準値がばらつき、大便器の詰まり状態を正確に判定できない可能性が高くなる。

本発明は、上述した課題に鑑み、大便器表面に水が有るか否かを検知するセンサを用いた場合であっても、大便器に付帯される機能や大便器の使用態様などに拘わらず、大便器の詰まり状態をより正確に判定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、大便器内の表面の溢れ面より低く且つ封水面より高い位置に水が有るか否かを検知する検知部と、前記検知部の検知結果に基づいて、前記大便器の詰まり状態を判定する詰まり判定部と、前記詰まり判定部の判定結果に基づいて、前記大便器への洗浄水供給を禁止するか否かを判定する制御部と、を備え、前記詰まり判定部は、前記大便器への洗浄水供給中における前記検知部の第１検知結果と、前記大便器への洗浄水供給が終了した後における前記検知部の第２検知結果とを比較することで、前記大便器の詰まり状態を判定するトイレ装置である。

大便器へ洗浄水が供給されると、大便器内の表面が洗浄水で洗い流され、大便器内の表面が水で覆われた状態となる。このため、大便器に付帯される機能や、大便器の使用態様などに拘わらず、大便器の詰まり状態の判定で基準値として用いられる第１検知結果をより安定させることができる。従って、このトイレ装置によれば、大便器の詰まり状態をより精度良く判定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、前記詰まり判定部は、前記第１検知結果と前記第２検知結果の差が所定値未満であれば前記大便器に詰まりが有ると判定し、前記第１検知結果と前記第２検知結果の差が前記所定値以上であれば前記大便器に詰まりが無いと判定するトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、大便器の詰まり状態を精度良く判定することが可能となる。

第３の発明は、第２の発明において、前記第１検知結果は、前記大便器への洗浄水供給が行われる度に、前記検知部によって取得されるトイレ装置である。

検知部による検知結果は、大便器内の表面の状態が同じ場合でも、大便器の温度などの周囲の環境に応じて変化する可能性がある。このトイレ装置によれば、第１検知結果は、大便器への洗浄水供給が行われる度に、検知部により取得される。このため、検知部の周囲の環境が判定結果に及ぼす影響を低減し、詰まり状態の判定の精度をさらに向上させることができる。

第４の発明は、第１～第３のいずれか１つの発明において、前記大便器への洗浄水供給が開始されてから所定時間経過後における前記検知部の検知結果が、前記第１検知結果として設定されるトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、第１検知結果のばらつきを小さくでき、詰まり状態の判定の精度をさらに向上させることができる。

第５の発明は、第１～第３のいずれか１つの発明において、前記大便器への洗浄水供給中における前記検知部の検知結果の最大値が、前記第１検知結果として設定されるトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、第１検知結果のばらつきを小さくでき、詰まり状態の判定の精度をさらに向上させることができる。

第６の発明は、第４又は第５の発明において、前記大便器と、前記大便器に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、は前記大便器への洗浄水供給中において、前記検知部の検知可能領域となる前記大便器内の表面全体に水流を形成するトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、洗浄中に取得される第１検知結果をより安定させ、詰まり状態の判定の精度をさらに向上させることができる。

第７の発明は、第６の発明において、前記大便器内の表面は、親水性を有するトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、洗浄後において、大便器内の表面に水の膜が形成され易くなる。表面に水膜が形成されると、洗浄後の検知部による検知結果が安定し、大便器の詰まり状態の判定の精度を向上させることができる。

第８の発明は、第１～第７のいずれか１つの発明において、前記検知部は、前記大便器の内部に設けられた電波センサであり、前記検知部は、前記大便器内の表面を透過するよう電波を送信し、前記大便器の表面に水がある場合、当該水によって反射した反射波を受信可能であるトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、大便器の詰まり状態を精度良く判定することが可能となる。

本発明の態様によれば、大便器表面に水が有るか否かを検知するセンサを用いた場合であっても、大便器に付帯される機能や大便器の使用態様などに拘わらず、大便器の詰まり状態をより正確に判定できるトイレ装置が提供される。

実施形態に係るトイレ装置の構成を表す模式図である。 実施形態に係るトイレ装置の一部を表す模式的断面図である。 （ａ）は検知部による検知結果を例示するグラフであり、（ｂ）～（ｄ）は大便器の状態を表す模式図である。 （ａ）は検知部による検知結果を例示するグラフであり、（ｂ）～（ｄ）は大便器の状態を表す模式図である。 実施形態に係るトイレ装置の検知部による検知結果を例示するグラフである。 実施形態に係るトイレ装置の検知部による検知結果を例示するグラフである。 実施形態に係るトイレ装置の検知部による検知結果を例示するグラフである。 大便器の検知部近傍を表す模式的断面図である。 実施形態に係るトイレ装置の検知部の構造を表す模式図である。 実施形態に係るトイレ装置の検知部による検知結果を例示するグラフである。

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、実施形態に係るトイレ装置の構成を表す模式図である。
図１に表したように、実施形態に係るトイレ装置１は、検知部１０、詰まり判定部１２、制御部１４、及び報知手段１６を備える。トイレ装置１は、大便器２０及び洗浄水供給部２２と組み合わせて用いられる。又は、トイレ装置１が、大便器２０及び洗浄水供給部２２を備えていても良い。

本願明細書においては、大便器２０に着座した使用者からみて上方を「上方」とし、その反対方向を「下方」とする。また、大便器２０に着座した使用者からみて前方を「前方」とし、その反対方向を「後方」とする。

図２は、実施形態に係るトイレ装置の一部を表す模式的断面図である。
検知部１０は、大便器２０の内部に設けられる。検知部１０は、大便器２０内の表面の、溢れ面Ｓ１より低く且つ封水面Ｓ２より高い位置に水が有るか否かを検知する。検知部１０の位置は、任意である。図２に表した例では、検知部１０は、大便器２０内に設けられたボウル後方の裏側に取り付けられており、ボウル後方の表面２０ａに水が有るか否かを検知する。

図２（ａ）に表したように、大便器２０に詰まり等が無い通常の状態では、大便器２０内の水（封水）の表面は、封水面Ｓ２に位置する。例えば図２（ｂ）に表したように、大便器２０内に異物Ｅが詰まると、大便器２０内の水面の位置が封水面Ｓ２よりも高くなる。溢れ面Ｓ１は、封水面Ｓ２よりも高い位置にある。溢れ面Ｓ１の位置は、任意である。例えば、溢れ面Ｓ１の位置は、次に大便を洗い流すための洗浄水が大便器２０に供給されたとしても、大便器２０から水が溢れ出ない上限の位置に設定される。すなわち、大便器２０内の水面が溢れ面Ｓ１よりも高い位置にあると、大便器２０に洗浄水が供給されたときに大便器２０から水が溢れる可能性がある。

検知部１０は、表面２０ａの状態に応じた信号を検知する。例えば、検知部１０は、表面２０ａに水が有る状態と、表面２０ａに水が無い状態と、で異なる信号を取得する。検知部１０は、例えば、電波センサ又は静電容量センサである。

検知部１０として静電容量センサが用いられる場合、検知部１０は、検知部１０と表面２０ａの間の静電容量を検知する。表面２０ａに水が有ると、表面２０ａに水が無い場合に比べて、静電容量が大きくなる。検知部１０は、検知された静電容量を、検知結果として詰まり判定部１２へ送信する。

検知部１０として電波センサが用いられる場合、検知部１０は、表面２０ａに向けて電波を放射する。放射される電波は、ミリ波又はマイクロ波であり、樹脂や陶器などを透過する。検知部１０は、放射された電波の反射波の強度を検知する。表面２０ａに水が有ると、表面２０ａに水が無い場合に比べて、反射波の強度が大きくなる。検知部１０は、反射波強度の検知結果を、詰まり判定部１２へ送信する。

図２では、検知部１０が電波センサであり、電波１１を放射している様子が表されている。以降では、検知部１０が電波センサである場合について説明する。

詰まり判定部１２は、検知部１０の検知結果に基づいて、大便器２０の詰まり状態を判定する。詰まり判定部１２は、その判定結果を制御部１４へ送信する。詰まり判定部１２による具体的な判定方法は、後述する。

制御部１４は、詰まり判定部１２の判定結果に基づいて、非常モードを実行するか否かを判定する。非常モードでは、制御部１４は、大便器２０への洗浄水供給の禁止と、報知と、の少なくともいずれかを行う。

例えば、制御部１４は、詰まり判定部１２により大便器２０に詰まりが有ると判定されると、大便器２０への洗浄水供給を禁止する。又は、制御部１４は、詰まり判定部１２により大便器２０に詰まりが有ると判定されると、報知手段１６に信号を送信する。報知手段１６は、信号を受信すると、光、音、又は振動などを発して、大便器２０の使用者又は管理者に大便器２０に詰まりが有る事を報知する。報知手段１６は、大便器２０に詰まりが有ることを示す通知を、大便器２０から離れた場所に送信する送信手段であっても良い。例えば、報知手段１６は、管理者の端末に向けて無線信号を送信しても良い。報知手段１６は、ネットワーク又はＬＡＮに接続されており、これらを介して管理者の端末やサーバに向けて情報を送信しても良い。

詰まり判定部１２及び制御部１４は、例えば、それぞれ処理装置（マイコン）を有する。又は、１つの処理装置が詰まり判定部１２及び制御部１４として機能しても良い。あるいは、検知部１０が処理装置を備え、詰まり判定部１２の機能、又は詰まり判定部１２と制御部１４の両方の機能を検知部１０が備えていても良い。

洗浄水供給部２２は、バルブ（例えばソレノイドバルブ）又はモータ等を有し、上水道や貯水タンクなどの給水源と接続される。バルブ又はモータが動作することで、給水源から大便器２０へ洗浄水が供給される状態と、洗浄水が供給されない状態と、が切り替わる。洗浄水供給部２２は、この他に、水を貯留するタンクや、水を圧送するポンプなどを適宜有していても良い。

使用者が不図示のリモコンなどにより大便器２０を洗浄するための洗浄操作を行うと、制御部１４は、その洗浄操作に応じた信号を洗浄水供給部２２へ送信する。制御部１４から送信された信号に基づいて洗浄水供給部２２のバルブ又はモータが動作することで、大便器２０へ洗浄水が供給される。

例えば、制御部１４は、大便器２０への洗浄水供給を禁止すると判定すると、リモコンが操作されても、大便器２０へ洗浄水を供給するための信号を洗浄水供給部２２に送信しない。

図３及び図４を参照して、詰まり判定部１２による判定方法について説明する。
図３（ａ）及び図４（ａ）は、検知部による検知結果を例示するグラフである。図３（ｂ）～図３（ｄ）及び図４（ｂ）～図４（ｄ）は、大便器の状態を表す模式図である。
図３（ａ）及び図４（ａ）において、横軸は時間を表し、縦軸は検知部１０による検知結果を表す。この例では、検知部１０が電波センサであり、縦軸は検知部１０により検知された反射波の強度を表している。なお、反射波の強度が増した場合、定在波の影響により、縦軸の値は上下両方に変動する可能性がある。後述の実施例では、大便器２０に詰まりが有る時に上方向に変動するグラフで示しているが、下方向に変動する場合も含んでよい。

図３（ａ）は、大便器２０に詰まりが無い場合の検知結果を例示している。図３（ａ）において、期間Ｐ１は、洗浄水供給前の状態を表す。期間Ｐ２は、洗浄水供給中の状態を表す。期間Ｐ３は、洗浄水供給が終了した後の状態を表す。以降では、期間Ｐ１における大便器２０の状態を「洗浄前」という。また、期間Ｐ２における大便器２０の状態を「洗浄中」といい、期間Ｐ３における大便器２０の状態を「洗浄後」という。以下で、これらの期間における大便器２０の状態を具体的に説明する。

図３（ａ）の時刻Ｔ０では、大便器２０内の水面は、封水面Ｓ２にあるとする。時刻Ｔ０では、図３（ｂ）に表したように、大便器２０内の表面２０ａには水が無い。このため、検知結果は、比較的小さな値で安定している。

その後、時刻Ｔ１で大便器２０への洗浄水供給が開始されると、期間Ｐ１が終了して期間Ｐ２が始まる。時刻Ｔ１では、換言すると、制御部１４から洗浄水供給部２２に対して、大便器２０へ洗浄水を供給させる信号が送信される。

例えば、時刻Ｔ１～Ｔ２の間は、洗浄水の供給が開始された直後であり、表面２０ａにおける水流が安定していないため、検知結果の値が大きく変動する。その後、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間は、図３（ｃ）に表したように、大便器２０内に多量の洗浄水が供給される。この間、表面２０ａの全体が水に覆われるため、検知結果が比較的大きな値で安定する。

時刻Ｔ３で洗浄水の供給が停止されると、期間Ｐ２が終了して期間Ｐ３が始まる。時刻Ｔ３では、換言すると、制御部１４から洗浄水供給部２２に対して、大便器２０への洗浄水供給を停止させる信号が送信される。

その後、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４にかけて洗浄水が流れ切るまでの間、表面２０ａにおける水の流れが変化し、検知結果の値が大きく変動する。時刻Ｔ４以降では、供給された洗浄水が流れ切り、図３（ｄ）に表したように、表面２０ａに水が無い状態となる。このため、検知結果は、期間Ｐ１と同様に、比較的小さな値で安定する。なお、洗浄水供給部２２からの洗浄水供給を停止する時刻と、表面２０ａにおける水の流れが変化する時刻と、は必ずしも一致しない。例えば、洗浄水供給部２２から表面２０ａに到達するまでの流路が長い場合などである。この場合、洗浄水供給部２２からの供給を停止直後、すなわち時刻Ｔ３直後は、まだ表面２０ａの全体が水に覆われているため、検知結果が比較的大きな値で安定している。つまり期間Ｐ３は、洗浄水供給を停止してから、表面２０ａにおける水の流れが変化し始める直前までの時間も含まれている。

図４（ａ）は、大便器２０に詰まりが有る場合の検知結果を例示している。図４（ａ）において、期間Ｐ１～Ｐ３は、それぞれ図３（ａ）と同様に、洗浄前、洗浄中、及び洗浄後の状態を表す。

期間Ｐ１及びＰ２における検知部１０による検知結果は、図３（ａ）に表した例と実質的に同一である。すなわち、期間Ｐ１では、図４（ｂ）に表したように表面２０ａには水が無く、期間Ｐ２では、図４（ｃ）に表したように大便器２０内を洗浄水が流れ、表面２０ａが水で覆われる。

大便器２０に詰まりが有ると、期間Ｐ２で供給された洗浄水が大便器２０から排水されず、図４（ｃ）に表したように大便器２０内に溜まる。この場合、表面２０ａが水で覆われるため、時刻Ｔ３で洗浄水の供給が終了した後も、検知結果は比較的大きな値を示す。

詰まり判定部１２は、上述した一連の流れにおいて、洗浄中の期間Ｐ２における検知部１０の第１検知結果と、洗浄後の期間Ｐ３における検知部１０の第２検知結果と、を比較する。詰まり判定部１２は、その比較結果に基づいて、大便器２０の詰まり状態を判定する。

具体的には、詰まり判定部１２は、第１検知結果と第２検知結果の差を算出する。詰まり判定部１２は、差が所定値以上であれば、大便器２０の詰まりは無いと判定する。詰まり判定部１２は、差が所定値未満であれば、大便器２０に詰まりが有ると判定する。例えば、所定値との比較には、当該差の絶対値が用いられる。所定値は、予め詰まり判定部１２に設定されている。又は、所定値は、予めトイレ装置１の管理者により設定される。又は、所定値は、検知部１０による過去の検知結果などに基づいて設定されても良い。

実施形態の効果を説明する。
大便器２０の詰まり状態を検知部１０による検知結果に基づいて判定する場合、洗浄前の期間Ｐ１及び洗浄後の期間Ｐ３で取得された検知結果を用いる方法も考えられる。この方法を用いる場合、期間Ｐ１における検知結果と期間Ｐ３における検知結果との差が閾値未満のとき、大便器２０に詰まりが無いと判定され、当該差が閾値以上のとき、大便器２０に詰まりが有ると判定される。

しかし、期間Ｐ１では、大便器２０に付帯される機能や、大便器２０の使用態様などにより、表面２０ａの状態が変化しうる。例えば、洗浄前において大便器２０内の表面に水（除菌水又は水道水）を噴霧する装置が、大便器２０に設けられる場合がある。大便器２０内の表面に水が噴霧されると、表面２０ａに多数の水滴が付着し、検知結果が大きくなる。又は、表面２０ａに濡れたトイレットペーパーが付着する場合もある。この場合、表面２０ａに何も付着していない場合に比べて、検知結果が大きくなる。これらの結果、期間Ｐ１における検知結果と期間Ｐ３における検知結果との差が閾値以上となり、大便器２０に詰まりが無いにも拘わらず、大便器２０に詰まりが有ると判定される可能性がある。

本実施形態では、この課題に鑑み、大便器２０の詰まり状態の判定に、期間Ｐ２の第１検知結果と期間Ｐ３の第２検知結果を用いる。期間Ｐ２では、大便器２０に洗浄水が供給され、表面２０ａが水で覆われた状態となる。また、洗浄前に表面２０ａにトイレットペーパー等が付着していた場合でも、それらを洗浄水で洗い流すことができる。このため、大便器２０に付帯される機能や、大便器２０の使用態様などに拘わらず、大便器２０の詰まり状態の判定で基準値として用いられる第１検知結果をより安定させることができる。この結果、大便器２０の詰まり状態をより精度良く判定することが可能となる。

例えば、図３（ａ）に表した例において、期間Ｐ２のタイミングｔ１で検知部１０により第１検知結果が取得され、期間Ｐ３のタイミングｔ２で検知部１０により第２検知結果が取得される。詰まり判定部１２は、第１検知結果の値Ｖ１と第２検知結果の値Ｖ２との差を、所定値ＰＶと比較する。差Ｖ１－Ｖ２の絶対値は、所定値ＰＶ以上であるため、大便器２０に詰まりは無いと判定される。

図４（ａ）に表した例では、期間Ｐ２のタイミングｔ１で取得された第１検知結果の値Ｖ１は、期間Ｐ３のタイミングｔ２で取得された第２検知結果の値Ｖ２と同じである。従って、差Ｖ１－Ｖ２の絶対値は、所定値ＰＶ未満であるため、大便器２０に詰まりが有ると判定される。

図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）、図６（ｂ）、及び図７は、実施形態に係るトイレ装置の検知部による他の検知結果を例示するグラフである。
これらの図において、横軸は時間を表し、縦軸は検知部１０による検知結果を表す。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、洗浄前の大便器２０内の表面に水を噴霧する場合の検知結果を表している。また、図５（ａ）は、大便器２０に詰まりが無いときの検知結果を表し、図５（ｂ）は、大便器２０に詰まりが有るときの検知結果を表している。

図５（ａ）に表した例では、洗浄前の期間Ｐ１において、時刻Ｔ０１から時刻Ｔ０２の間に、大便器２０内の表面に水が噴霧される。時刻Ｔ０２以降では、表面２０ａに水滴が付着しているため、検知結果が時刻Ｔ０１以前よりも大きくなる。その後、時刻Ｔ１で大便器２０への洗浄水供給が開始されると、期間Ｐ２中のタイミングｔ１において、第１検知結果が取得される。その後、期間Ｐ３中のタイミングｔ２において、第２検知結果が取得される。第１検知結果Ｖ１と第２検知結果Ｖ２の差は、所定値ＰＶ以上であるため、大便器２０には詰まりが無いと判定される。

図５（ｂ）に表した例においても同様に、期間Ｐ１において大便器２０内の表面に水が噴霧され、期間Ｐ２中のタイミングｔ１で第１検知結果が取得される。その後、期間Ｐ３中のタイミングｔ２で第２検知結果が取得される。第１検知結果Ｖ１と第２検知結果Ｖ２は同じ値であり、これらの差は所定値ＰＶ未満であるため、大便器２０に詰まりが有ると判定される。

図３（ａ）及び図４（ａ）と、図５（ａ）及び図５（ｂ）と、の比較から分かるように、洗浄前の期間Ｐ１における検知結果は、洗浄中の期間Ｐ２における検知結果に影響しない。従って、本実施形態によれば、大便器２０内の表面に水が噴霧される場合でも、大便器２０の詰まり状態を正確に判定することが可能となる。

なお、洗浄水供給の開始直後は、表面２０ａにおける水流が安定せず、図３（ａ）の時刻Ｔ１と時刻Ｔ２の間のように、検知結果が大きく変動する。値が瞬間的に小さくなったときの検知結果が第１検知結果として設定されると、詰まり状態を正確に判定できない可能性がある。一方、時刻Ｔ２以降では、水流が安定して、検知結果の変動が小さくなる。また、表面２０ａの全体が水に覆われ、表面２０ａの状態が大便器２０に詰まりが生じたときに近い状態となる。このため、期間Ｐ２の開始後に所定時間が経過した時刻Ｔ２以降の検知結果が、第１検知結果として設定されることが望ましい。こうすることで、第１検知結果のばらつきを小さくできる。これにより、詰まり状態の判定の精度をさらに向上させることができる。

所定時間としては、期間Ｐ２よりも短く、時刻Ｔ１と時刻Ｔ２の差より長い時間が設定される。所定時間は、大便器２０へ供給される洗浄水の量や勢い、大便器２０における洗浄水の流れ方などに応じて、適宜設定される。一例として、一般的な便器において、当該所定時間は、１秒以上４秒以下に設定される。

同様に、時刻Ｔ３で洗浄水供給が終了した直後は、表面２０ａを流れる水量が徐々に減少していくため、図３（ａ）の時刻Ｔ３と時刻Ｔ４の間のように、検知結果が大きく変動する。一方、時刻Ｔ４以降では、水流が安定して、検知結果の変動が小さくなる。このため、期間Ｐ３の開始後に所定時間が経過した時刻Ｔ４以降の検知結果が第２検知結果として設定されることで、第２検知結果のばらつきを小さくできる。これにより、詰まり状態の判定の精度をさらに向上させることができる。一例として、一般的な便器において、当該所定時間は、３秒以上１５秒以下に設定される。

又は、期間Ｐ２における検知結果の最大値が第１検知結果として用いられても良い。図６に表した例では、期間Ｐ２中のタイミングｔ１において検知結果が最大となっている。詰まり判定部１２は、タイミングｔ１で取得された検知結果を第１検知結果として設定し、第２検知結果との差を算出する。検知結果が最大となるときは、表面２０ａの全体が水に覆われ、表面２０ａの状態が大便器２０に詰まりが生じたときに近い状態となる。従って、この方法においても、第１検知結果をより安定させ、詰まり状態の判定の精度をさらに向上させることが可能である。

図７は、詰まりが無い大便器２０において、洗浄前の期間Ｐ１から洗浄後の期間Ｐ３までの一連の動作が繰り返されたときの検知結果を表している。図７では、洗浄前から洗浄後までの一連の動作を含むサイクルＣ１及びサイクルＣ２が行われたときの様子を表している。

詰まり状態の判定において、第１検知結果を一度設定すると、以降はその第１検知結果を第２検知結果との差の算出に繰り返し用いる方法も考えられる。この方法でも、洗浄前の大便器２０の状態に拘わらず、大便器２０の詰まり状態を比較的精度良く判定できる。例えば、図７に表した例において、サイクルＣ１の洗浄中のタイミングｔ１で第１検知結果を取得した後、サイクルＣ１の洗浄後のタイミングｔ２で第２検知結果を取得し、サイクルＣ１における大便器２０の詰まり状態を判定する。そして、サイクルＣ２では、洗浄中に第１検知結果を取得せず、洗浄後のタイミングｔ４で第２検知結果を取得する。そして、サイクルＣ１で取得した第１検知結果と、サイクルＣ２で取得した第２検知結果と、を用いて大便器２０の詰まり状態を判定しても良い。

ただし、検知部１０による検知結果は、表面２０ａの状態が同じ場合でも、図７に表したように、大便器２０の温度などの周囲の環境に応じて変化する可能性がある。以前に取得された第１検知結果を判定に利用する場合、以前に第１検知結果が取得されたときの環境と、新たに第２検知結果が取得されたときの環境と、の違いにより、大便器２０の詰まり状態を正確に判定できない可能性がある。従って、第１検知結果は、大便器２０への洗浄水供給が行われる度に、検知部１０により取得されることが望ましい。図７に表した例では、サイクルＣ２における大便器２０の詰まり状態の判定には、タイミングｔ３及びｔ４でそれぞれ取得された第１検知結果及び第２検知結果が用いられることが望ましい。これにより、検知部１０の周囲の環境が判定結果に及ぼす影響を低減し、詰まり状態の判定の精度をさらに向上させることができる。

本実施形態に係るトイレ装置１が適用される大便器２０及び洗浄水供給部２２の構造は、任意である。望ましくは、大便器２０及び洗浄水供給部２２は、洗浄中において、大便器２０内の表面のうち、検知部１０が検知可能な領域である表面２０ａの全体に水流を形成する。表面２０ａの全体に水流が形成されることで、洗浄中に取得される第１検知結果をより安定させ、且つ大便器２０に詰まりが有る状態の結果により近づけることができる。このため、大便器２０に詰まりが有るときは、第１検知結果と第２検知結果の差がより小さくなり、大便器２０に詰まりが無いときは、第１検知結果と第２検知結果の差がより大きくなる。これにより、詰まり状態の判定の精度をさらに向上させることができる。

図８は、大便器の検知部近傍を表す模式的断面図である。
大便器２０内の表面は、親水性を有することが望ましい。大便器２０内の表面が親水性を有さない（例えば撥水性である）と、洗浄後において、図８（ａ）に表したように、水Ｗが滴となって表面２０ａに付着し易くなる。表面２０ａに水滴が付着すると、水滴の数や大きさなどのばらつきにより、検知部１０による検知結果が不安定となる。大便器２０内の表面が親水性を有すると、図８（ｂ）に表したように、水Ｗの膜が表面２０ａに形成され易い。水膜が形成されると、洗浄後の検知部１０による検知結果が安定し、大便器２０の詰まり状態の判定の精度を向上させることができる。

大便器２０内の表面が親水性を有するか否かは、表面に存在する水滴の接触角に基づいて判定される。接触角は、例えば以下の方法で算出される。まず、大便器２０内の表面の所定領域が水平面に沿うように、大便器２０を保持する。続いて、その所定領域に少量の水を滴下する。次に、所定領域内に存在する水滴を、無作為に１０個抽出する。それらの１０個の水滴の接触角を測定し、その平均値を親水性を判定するための接触角とする。接触角が３０度未満であれば、大便器２０内の表面が親水性を有すると判定される。接触角は、２５度以下、さらには２０度以下であることが望ましい。

図９は、実施形態に係るトイレ装置の検知部の構造を表す模式図である。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、実施形態に係るトイレ装置の検知部による検知結果を例示するグラフである。

検知部１０が電波センサである場合、互いに位相の異なる複数の電波の検知結果を、大便器２０の詰まり状態の判定に用いても良い。検知部１０は、例えば図９に表したように、発振器１０ａと、送信部１０ｂ（アンテナ）と、受信部１０ｃ（アンテナ）と、ミキサ部１０ｄ、ミキサ部１０ｅと、位相シフト手段１０ｆと、を有する。

発振器１０ａに接続された送信部１０ｂから、マイクロ波またはミリ波などの１０ｋＨｚ～１００ＧＨｚの周波数帯の電波が放射される。例えば、１０．５０～１０．５５ＧＨｚまたは２４．０５～２４．２５ＧＨｚの周波数を有する送信波ＴＷが、大便器２０内の表面に向けて放射される。受信部１０ｃは、表面２０ａの水などで反射された反射波ＲＷを受信する。

送信波の一部（信号Ｓｉｇ１）及び受信波の一部（信号Ｓｉｇ２）は、ミキサ部１０ｄに入力されて合成される。これにより、例えばドップラー効果が反映された信号Ｓｉｇ３（Ｉｃｈ信号）が出力される。

また、受信波の一部は、位相シフト手段１０ｆに入力される。受信波の一部は、位相シフト手段１０ｆによって位相がずらされて、信号Ｓｉｇ４となる。位相シフト手段１０ｆの一例としては、受信波の情報をミキサ部１０ｅへ伝える配線の長さや配置を変更する方法が挙げられる。この例では、位相シフト手段１０ｆは、９０°（π／２、４分の１波長）だけ位相をずらす。送信波の一部（信号Ｓｉｇ５）及び信号Ｓｉｇ４は、ミキサ部１０ｅに入力されて合成される。これにより、例えばドップラー効果が反映された信号Ｓｉｇ６（Ｑｃｈ信号）が出力される。

なお、この例では、送信部１０ｂ及び受信部１０ｃとして別々のアンテナを設けているが、１つの共通のアンテナを送信部１０ｂ及び受信部１０ｃとして用いても良い。

検知部１０と検知対象との間には、送信波と、表面２０ａの水等によって反射された反射波と、が互いに干渉することによって定在波が生じている。このため、信号Ｓｉｇ３及びＳｉｇ６には、定在波に関する情報（定在波信号）が含まれる。

検知部１０と表面２０ａの水との間の距離、検知部１０から送信される電波の波長などによっては、受信部１０ｃが設けられた位置において、送信波ＴＷと反射波ＲＷが打ち消し合って相殺されることがある。送信波ＴＷと反射波ＲＷが相殺されると、表面２０ａの状態が検知結果に反映されず、大便器２０の詰まり状態を正確に判定できない可能性がある。

この課題を解決するために、トイレ装置１では、互いに位相の異なる複数の信号（Ｉｃｈ信号及びＱｃｈ信号）を用いて大便器２０の詰まり状態を判定することが望ましい。図１０（ａ）は、Ｉｃｈ信号に基づく検知結果を表し、図１０（ｂ）は、Ｑｃｈ信号に基づく検知結果を表す。

図１０（ａ）に表したように、送信波ＴＷと反射波ＲＷの関係によっては、大便器２０の洗浄中である期間Ｐ２でも、検知結果の値が小さくなることがある。この場合、洗浄中のタイミングｔ１で取得された第１検知結果と、洗浄後のタイミングｔ２で取得された第２検知結果と、を用いて大便器２０の詰まり状態を判定すると、誤った判定結果が出力される。

しかし、このような場合でも、Ｉｃｈ信号とは位相が異なるＱｃｈ信号を用いることで、図１０（ｂ）に表したように、洗浄中に正常な検知結果を取得できる。従って、Ｉｃｈ信号から得られた検知結果に基づく判定が誤りであったとしても、Ｑｃｈ信号から得られた検知結果に基づいて正しく判定できる。

詰まり判定部１２は、例えば、互いに位相の異なる複数の信号に基づいてそれぞれ複数の判定を行う。詰まり判定部１２は、いずれかの判定結果において大便器２０に詰まりが無いと判定されれば、大便器２０に詰まりが無いとする最終的な判定結果を制御部１４に送信する。制御部１４は、この判定結果に基づいて、非常モード（洗浄水供給の禁止又は報知）を実行するか否かを判定する。

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、 １０ 検知部、 １０ａ 発振器、 １０ｂ 送信部、 １０ｃ 受信部、 １０ｄ、１０ｅ ミキサ部、 １０ｆ 位相シフト手段、 １１ 電波、 １２ 詰まり判定部、 １４ 制御部、 １６ 報知手段、 ２０ 大便器、 ２０ａ 表面、 ２２ 洗浄水供給部、 Ｃ１、Ｃ２ サイクル、 Ｅ 異物、 Ｐ１～Ｐ３ 期間、 ＰＶ 所定値、 ＲＷ 反射波、 Ｓ１ 溢れ面、 Ｓ２ 封水面、 Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ６ 信号、 Ｔ０、Ｔ０１、Ｔ０２、Ｔ１～Ｔ４ 時刻、 ＴＷ 送信波、 Ｖ１ 第１検知結果値、 Ｖ２ 第２検知結果、 Ｗ 水、 ｔ１～ｔ４ タイミング

Claims (8)

1. 大便器内の表面の溢れ面より低く且つ封水面より高い位置に水があるか否かを検知する検知部と、
   前記検知部の検知結果に基づいて、前記大便器の詰まり状態を判定する詰まり判定部と、
   前記詰まり判定部の判定結果に基づいて、前記大便器への洗浄水供給を禁止するか否かを判定する制御部と、
   を備え、
   前記詰まり判定部は、前記大便器への洗浄水供給中における前記検知部の第１検知結果と、前記大便器への洗浄水供給が終了した後における前記検知部の第２検知結果とを比較することで、前記大便器の詰まり状態を判定するトイレ装置。
2. 前記詰まり判定部は、前記第１検知結果と前記第２検知結果の差が所定値未満であれば前記大便器に詰まりが有ると判定し、前記第１検知結果と前記第２検知結果の差が前記所定値以上であれば前記大便器に詰まりが無いと判定する請求項１記載のトイレ装置。
3. 前記第１検知結果は、前記大便器への洗浄水供給が行われる度に、前記検知部によって取得される請求項２記載のトイレ装置。
4. 前記大便器への洗浄水供給が開始されてから所定時間経過後における前記検知部の検知結果が、前記第１検知結果として設定される請求項１～３のいずれか１つに記載のトイレ装置。
5. 前記大便器への洗浄水供給中における前記検知部の検知結果の最大値が、前記第１検知結果として設定される請求項１～３のいずれか１つに記載のトイレ装置。
6. 前記大便器と、前記大便器に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、は前記大便器への洗浄水供給中において、前記検知部の検知可能領域となる前記大便器内の表面全体に水流を形成する請求項４又は５に記載のトイレ装置。
7. 前記大便器内の表面は、親水性を有する請求項６記載のトイレ装置。
8. 前記検知部は、前記大便器の内部に設けられた電波センサであり、
   前記検知部は、前記大便器内の表面を透過するよう電波を送信し、前記大便器の表面に水がある場合、当該水によって反射した反射波を受信可能である請求項１～７のいずれか１つに記載のトイレ装置。

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