JP7205779B2 - 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。

大便器のボウル部の表面に水があるか否かを検知する検知部と、検知部の検知結果に基づいて大便器の詰まり判定を行う制御部と、を備えたトイレ装置が知られている（特許文献１）。

特開２０２０－６６８８９号公報

例えば、大便器のボウル部の表面に汚れが付着していた場合には、検知部がその汚れを検知することにより、大便器に詰まりが発生していると誤判定する虞がある。このような場合には、大便器が使用できなくなり、大便器の使い勝手が悪くなる。

本発明の態様は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、大便器の詰まり状態を効果的に検知することで、大便器の使い勝手を向上できるトイレ装置を提供することを目的とする。

本発明は、大便器のボウル部の表面のうち、満水位より低くかつ封水位より高い位置に洗浄水があるか否かを検知する検知部と、前記ボウル部に洗浄水を吐水する流路に設けられた洗浄水供給部が閉じた後の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制御部と、を備え、前記検知部の検知領域は、前記ボウル部の前記表面のうち、前記洗浄水供給部が閉じた後に前記流路の吐水口から前記ボウル部の底部に向けて鉛直方向に流れる洗浄水が通る位置とすることを特徴とするトイレ装置である。

本発明の態様によれば、大便器の詰まり状態を効果的に検知することで、大便器の使い勝手を向上できるトイレ装置が提供される。

本発明の実施形態によるトイレ装置を有するトイレシステムの構成を示す模式図である。 図２（ａ）および図２（ｂ）は、ボウル部の表面を流れる洗浄水の状態を模式的に示す断面図である。 図３（ａ）および図３（ｂ）は、ボウル部の表面を流れる洗浄水の状態を模式的に示す断面図である。 洗浄水供給部に不具合が発生している場合を模式的に示す断面図である。 ボウル部の表面のうち検知部の検知領域の位置を模式的に示す拡大断面図である。 図６（ａ）～図６（ｃ）は、検知部が電波センサの場合の特性線図である。 図７（ａ）～図７（ｃ）は、本発明の第１変形例によるトイレ装置に設けられた検知部が静電容量センサの場合の特性線図である。 本発明の第２変形例によるトイレ装置を示す図３（ｂ）と同様の断面図である。 本発明の第３変形例によるタンク式のトイレ装置の構成を示す模式図である。

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、本発明の実施形態によるトイレ装置を有するトイレシステムの構成を示す模式図である。
図１に示すように、実施形態に係るトイレシステム１は、ボウル部１１を有する大便器１０と、ボウル部１１に洗浄水Ｗを供給する洗浄水供給部３０と、トイレ装置４０と、を備えている。本願明細書においては、「上方」、「下方」、「前方」、「後方」、「左側方」、「右側方」のそれぞれは、大便器１０の便座に着座した使用者からみた方向とする。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、ボウル部の表面を流れる洗浄水の状態を模式的に示す断面図である。
図３（ａ）および図３（ｂ）は、ボウル部の表面を流れる洗浄水の状態を模式的に示す断面図である。
図２（ａ）は、ボウル部の表面の洗浄中を模式的に示す断面図である。
図２（ｂ）は、洗浄水供給部を閉じた直後を模式的に示す断面図である。
図３（ａ）は、洗浄水供給部が閉じてからさらに時間が経過した状態を模式的に示す断面図である。
図３（ｂ）は、洗浄終了直前の状態または洗浄水供給部に不具合が発生している場合を模式的に示す断面図である。
図４は、洗浄水供給部に不具合が発生している場合を模式的に示す断面図である。
図５は、ボウル部の表面のうち検知部の検知領域の位置を模式的に示す拡大断面図である。

大便器１０は、いわゆる腰掛け大便器であり、上面１０ａには図示しない便座が配設されている。大便器１０は、上面１０ａから下方に凹む凹状のボウル部１１を有する。すなわち、大便器１０の上面１０ａの内側端部は、ボウル部１１の開口部１３となっている。大便器１０は、ボウル部１１において使用者の尿や便などの排泄物を受ける。使用者が便器洗浄の操作を行ったり、便座から立ち上がったりすると、流路２０から洗浄水Ｗが供給されてボウル部１１内の排泄物を排出してボウル部１１の表面１２を洗浄する便器洗浄がなされる。便器洗浄が終了した後には、ボウル部１１の底部１１ａに洗浄水Ｗ（封水）が溜まる。ボウル部１１の表面１２は、後側１２ａが前側１２ｂよりも垂直状に形成されている。

流路２０は、図示しない給水源とボウル部１１との間を接続している。流路２０には、ボウル部１１に供給される洗浄水Ｗが流通する。流路２０は、給水源から大便器１０まで延びる給水管路２１と、大便器１０の内部に設けられ給水管路２１からボウル部１１まで延びる洗浄水通路２２と、を有している。

洗浄水通路２２は、大便器１０の内部で二股状に分かれている。具体的には、洗浄水通路２２は、給水管路２１に接続される主通路２３と、主通路２３から時計回り方向（左側方）に延び、ボウル部１１の表面１２に連通する第１分岐通路２４と、主通路２３から反時計回り方向（右側方）に延び、第１分岐通路２４とは異なる位置でボウル部１１の表面１２に連通する第２分岐通路２５と、を有している。第１分岐通路２４と第２分岐通路２５とは、ボウル部１１の開口部１３側（上面１０ａ側）に形成されたリム導水路である。

第１分岐通路２４は、ボウル部１１の表面１２に開口する第１吐水口２４ａを有している。一方、第２分岐通路２５は、ボウル部１１の表面１２に開口する第２吐水口２５ａを有している。第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａとは、異なる位置でボウル部１１の表面１２に連通している。

第１吐水口２４ａは、ボウル部１１の左後側からボウル部１１の表面１２に沿って洗浄水Ｗを吐水する。一方、第２吐水口２５ａは、第１吐水口２４ａと周方向に離間して配置されている。第２吐水口２５ａは、ボウル部１１の右側方からボウル部１１の表面１２に沿って洗浄水Ｗを吐水する。

そして、第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａとは、洗浄水Ｗがボウル部１１の表面１２に反時計回りで流れるように吐水する。すなわち、大便器１０は、洗浄水Ｗをボウル部１１に吐水する２箇所の吐水口（第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａ）を備えている。なお、第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａとは、ボウル部１１の周方向に離間して他の位置に設けられていてもよい。

洗浄水供給部３０は、ボウル部１１に洗浄水Ｗを吐水する流路２０に設けられている。具体的には、洗浄水供給部３０は、流路２０の給水管路２１に設けられている。洗浄水供給部３０は、例えばソレノイドやモータなどにより開閉される開閉弁を有し、上水道や貯水タンクなどの給水源と接続される。洗浄水供給部３０は、例えばフラッシュバルブを有している。洗浄水供給部３０は、開閉制御部４９に接続され、開閉制御部４９からの指令信号により開閉が制御される。洗浄水供給部３０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よい。

使用者が図示しないリモコンなどにより大便器１０を洗浄するための洗浄操作を行うと、開閉制御部４９は、その洗浄操作に応じた信号を洗浄水供給部３０へ送信する。洗浄水供給部３０は、開閉制御部４９から送信された指令信号（開信号）に基づいて、閉状態から開状態に切り換える。これにより、給水源から流路２０を介して大便器１０へ洗浄水Ｗが供給される。

トイレ装置４０は、大便器１０に設けられる検知部４１と、検知部４１に接続される供給制御部４５と、を備えている。検知部４１は、例えばボウル部１１の表面１２に対向する大便器１０の内部または外面に取付けられる。一例を挙げると、検知部４１は、流路２０の主通路２３を左右方向に挟んだ大便器１０の収納空間１０ｂに取付けられる。

検知部４１は、ボウル部１１に洗浄水Ｗがあるか否かを検知するものである。具体的には、検知部４１は、大便器１０のボウル部１１の表面１２のうち満水位Ｓ１よりも低くかつ封水位Ｓ２より高い位置に洗浄水Ｗがあるか否かを検知する。満水位Ｓ１は、ボウル部１１の内部から洗浄水Ｗが溢れる位置で、大便器１０の上面１０ａの位置となっている。封水位Ｓ２は、大便器１０の洗浄が終了した後に、ボウル部１１の底部１１ａに溜まる洗浄水Ｗ（封水）の位置となっている。

検知部４１は、ボウル部１１の表面１２を流れる洗浄水Ｗの水量や流速に応じて異なる検知結果を供給制御部４５に出力（送信）する。供給制御部４５は、検知部４１から出力された検知信号から大便器１０の詰まり状態を判定する。また、供給制御部４５は、検知部４１から出力された検知信号から洗浄水供給部３０の不具合を判定する。検知部４１としては、電波センサ（マイクロ波センサ）や静電容量センサなどが用いられる。

電波センサは、電波を放射し、その反射波を検知する。反射波の強度は、電波が放射された位置における水の有無で変化する。電波センサを検知部４１として用いる場合、電波がボウル部１１の表面１２の所定領域に放射されるように検知部４１を設ける。

また、静電容量センサは、当該センサと、それに対向する所定領域と、の間の静電容量を検知する。静電容量は、その所定領域における水の体積により変化する。静電容量センサを検知部４１として用いる場合、ボウル部１１の表面１２の検知領域と対向するように検知部４１を設ける。

電波センサまたは静電容量センサを検知部４１として用いることで、ボウル部１１内の水位が、所定領域よりも高い位置に有るか否かを検知できる。また、静電容量センサは、異なる高さに連続的に複数個所配置することで、直接的に水位を検知することができる。

本実施形態では、検知部４１としての電波センサを大便器１０の内部（収納空間１０ｂ）に設けた場合を例示している。この例では、検知部４１は、電波Ｐを放射して、ボウル部１１の表面１２のうち満水位Ｓ１より低くかつ封水位Ｓ２より高い位置に洗浄水Ｗがあるか否かを検知している。すなわち、検知部４１は、大便器１０が詰まることにより、封水位Ｓ２よりも高い位置に洗浄水Ｗが溜まった状態を検知する。検知部４１の検知領域４２および検知方法については後で説明する。

供給制御部４５は、例えば大便器１０に設けられている。なお、供給制御部４５は、大便器１０の上面１０ａに載置されるケーシング（図示せず）に設けられていてもよいし、大便器１０の外部（例えば、トイレ室）に設けられていてもよい。供給制御部４５は、本発明の制御部を構成するもので、検知部４１から出力された検知結果の経時変化に基づいて、大便器１０の詰まり状態および洗浄水供給部３０の不具合を判定する。

供給制御部４５は、検知部４１と開閉制御部４９とに接続されている。また、供給制御部４５は、例えば大便器１０の詰まり状態を報知したり、洗浄水供給部３０の不具合を報知したりするための報知装置（図示せず）に接続されている。

供給制御部４５は、検知部４１の検知結果に基づいて大便器１０に詰まりが発生しているか否かを判定する詰まり判定部４６を有している。また、供給制御部４５は、詰まり判定部４６の判定結果に基づいて洗浄水Ｗを大便器１０のボウル部１１に供給可能か否かを判定する洗浄水供給判定部４７を有している。また、供給制御部４５は、検知部４１の検知結果に基づいて洗浄水供給部３０に不具合が発生しているか否かを判定する不具合判定部４８を有している。

供給制御部４５は、洗浄水供給判定部４７の判定結果を洗浄水供給部３０の開閉動作を制御する開閉制御部４９に送信する。なお、開閉制御部４９は、供給制御部４５と一体となっていてもよい。また、詰まり判定部４６、洗浄水供給判定部４７、不具合判定部４８、および開閉制御部４９は、それぞれ別個の制御部となっていてもよい。

供給制御部４５の詰まり判定部４６は、洗浄水供給部３０が閉じてから所定時間経過後に検知部４１が洗浄水Ｗを検知した場合に、大便器１０に詰まりが発生していると判定する。詰まり判定部４６は、例えば洗浄水供給部３０が閉じてから所定時間経過後の電圧値により大便器１０に詰まりが発生しているか否かを判定する。詰まり判定部４６による大便器１０の詰まり判定については後で説明する。

洗浄水供給判定部４７は、詰まり判定部４６が大便器１０に詰まりが発生していると判定した場合に、ボウル部１１への洗浄水Ｗの供給を不可と判定する。また、洗浄水供給判定部４７は、洗浄水供給部３０が閉じてから大便器１０の詰まり状態の判定が終了するまではボウル部１１への洗浄水Ｗの供給を不可と判定する。すなわち、洗浄水供給判定部４７は、洗浄水供給部３０が閉じてから大便器１０の詰まり状態の判定が終了するまでは洗浄水供給部３０の開動作を禁止する。

そして、供給制御部４５は、洗浄水供給判定部４７が洗浄水Ｗの供給を不可とする指令信号を開閉制御部４９に送信する。開閉制御部４９は、洗浄水Ｗの供給不可とする指令信号を受信している場合には使用者による便器洗浄の指令信号を受信しても、洗浄水供給部３０の開動作を禁止する。

供給制御部４５の不具合判定部４８は、洗浄水供給部３０が閉じてから所定時間経過後に検知部４１が洗浄水Ｗを検知した場合に、洗浄水供給部３０に不具合が発生していると判定する。不具合判定部４８は、大便器１０の洗浄を実行しているときおよび大便器１０の詰まりを判定しているとき以外で不具合判定を実行する。すなわち、洗浄水供給部３０の不具合判定は、大便器１０が使用されていない待機中に実行される。

洗浄水供給部３０の不具合とは、洗浄水供給部３０の止水不良や不完全な閉状態などにより、給水管路２１からボウル部１１に洗浄水Ｗが供給され続けている状態である。この不具合は、例えば洗浄水供給部３０自体の故障や、洗浄水供給部３０のシール部（図示せず）にゴミ噛みが起こることによる止水不良などを挙げることができる。不具合判定部４８による洗浄水供給部３０の不具合判定については後で説明する。

次に、大便器１０のボウル部１１に洗浄水Ｗを流したときの状態について説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、洗浄水供給部３０が開状態に切換えられたときには、流路２０の第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａとからボウル部１１の表面１２に向けて洗浄水Ｗが吐水される。これにより、ボウル部１１の表面１２の全体に洗浄水Ｗを行き渡らせて、ボウル部１１の表面１２を洗浄することができる。

次に、洗浄水供給部３０が開状態から閉状態に切換えられたときには、洗浄水供給部３０の下流側の流路２０に残った洗浄水Ｗがボウル部１１に吐水される。この場合、図２（ｂ）に示すように、ボウル部１１の表面１２には、第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａとから吐水される洗浄水Ｗの水量および流速が低下するので、洗浄水Ｗは小さい旋回量でボウル部１１の底部１１ａに流れる。

その後、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、洗浄水Ｗの水量および流速が徐々に低下して、第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａとからボウル部１１の底部１１ａに向けて鉛直方向に洗浄水Ｗが流れる。すなわち、洗浄水Ｗは、第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａとからボウル部１１の底部１１ａに向けて垂れ落ちる。そして、第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａとからの洗浄水Ｗの吐水が終了すると、ボウル部１１の底部１１ａに洗浄水Ｗが溜まった状態となる。

図１に示すように、大便器１０に詰まりがない通常の状態では、大便器１０内の水（封水）の水面の位置は、封水位Ｓ２となる。一方、大便器１０内に異物（図示せず）が詰まると、洗浄水Ｗが流れないので、大便器１０内の水面の位置が封水位Ｓ２よりも高く、満水位Ｓ１よりも低い限界水位Ｓ３となる。従って、異物が詰まっていても１回の洗浄水Ｗの供給ではボウル部１１から洗浄水Ｗが溢れないようになっている。すなわち、限界水位Ｓ３は、封水位Ｓ２と満水位Ｓ１との間に位置して大便器１０が詰まっているときにボウル部１１に溜まる洗浄水Ｗの表面の位置となっている。

この場合、限界水位Ｓ３は、大便を洗い流すための１回分の洗浄水Ｗが供給されたときに満水位Ｓ１になる位置となっている。換言すると、限界水位Ｓ３は、満水位Ｓ１から大便を洗い流すための１回分の洗浄水Ｗを差引いた位置となっている。すなわち、洗浄水Ｗが限界水位Ｓ３にある場合に、仮に大便を洗い流すための１回分の洗浄水Ｗが供給されたときには、洗浄水Ｗが満水位Ｓ１まで溜まる。そして、検知部４１は、封水位Ｓ２と限界水位Ｓ３との間に位置する洗浄水Ｗを検知する。

一方、図４に示すように、洗浄水供給部３０に止水不良などの不具合が発生している場合には、第１分岐通路２４や第２分岐通路２５に洗浄水Ｗが徐々に溜まる。そして、図３（ｂ）に示すように、最終的に第１吐水口２４ａや第２吐水口２５ａからボウル部１１の底部１１ａに向けて鉛直方向に洗浄水Ｗが流れる。洗浄水供給部３０に不具合が発生している場合には、例えば図３（ｂ）の状態と図４の状態とが繰り返えされる。すなわち、洗浄水供給部３０に不具合が発生している場合には、第１吐水口２４ａや第２吐水口２５ａからボウル部１１の底部１１ａに向けて、断続的または継続的に洗浄水Ｗが鉛直方向に垂れ落ちる。

次に、検知部４１によるボウル部１１の表面１２の検知領域４２について説明する。図２～図４に示すように、検知領域４２は、ボウル部１１の表面１２のうち、第１吐水口２４ａとボウル部１１の底部１１ａとの間に設定されている。

具体的には、図３（ｂ）に示すように、検知部４１の検知領域４２は、ボウル部１１の表面１２のうち、洗浄水供給部３０が閉じた後に第１吐水口２４ａからボウル部１１の底部１１ａに向けて鉛直方向に流れる洗浄水Ｗが通る位置となっている。この場合、第１吐水口２４ａから流出する洗浄水Ｗは、例えば１ｃｍ以上６ｃｍ以下の幅Ａ（１ｃｍ≦Ａ≦６ｃｍ）で流れ落ちている。

検知領域４２は、鉛直方向に流れる洗浄水Ｗの幅Ａよりも大きい幅Ｂとなっている。換言すると、検知領域４２は、洗浄水供給部３０が閉じた後に流路２０の第１吐水口２４ａからボウル部１１の底部１１ａに向けて鉛直方向に流れる洗浄水Ｗが通らない位置を含んでいる。

検知領域４２の幅Ｂは、例えばボウル部１１の表面１２に沿って１４ｍｍ以上となっている。検知領域４２の幅Ｂは、好ましくは２４ｍｍ以上となっている。検知領域４２の幅Ｂは、大便器１０の形状、第１吐水口２４ａの位置や大きさなどに基づく鉛直方向に流れる洗浄水Ｗの幅Ａや位置を考慮して、実験、シミュレーションにより設定される。

これにより、洗浄水供給部３０に不具合が発生した場合には、検知領域４２の一部に洗浄水Ｗが流れることになる。従って、検知領域４２を流れる洗浄水Ｗの水量差は、洗浄水供給部３０に不具合が発生している場合と、大便器１０に詰まりが発生している場合とで大きく異なる。その結果、供給制御部４５は、大便器１０の詰まり状態と、洗浄水供給部３０の不具合との判定を精度よく行うことができる。

検知部４１の検知領域４２は、ボウル部１１の前後方向の中心Ｏ１－Ｏ１よりも後側に位置する吐水口の下方とするのが好ましい。この場合、図１に示すように、中心Ｏ１－Ｏ１は、ボウル部１１の開口部１３の前後方向の長さＬの中心とすることができる。

ボウル部１１の後側１２ａは、前側１２ｂよりも垂直状に立設しているので、汚物が付着しにくい位置となっている。また、ボウル部１１の表面１２のうち吐水口（第１吐水口２４ａ）の下方は、最後まで洗浄水Ｗが流れる位置であるので、より汚物が付着しにくい位置となっている。

本実施形態では、第１吐水口２４ａの下方に検知領域４２を設けている。また、図５に示すように、検知領域４２は、ボウル部１１の表面１２の傾斜角度θが鉛直方向に対して４５度未満となる位置に設けられている。検知領域４２は、傾斜角度θが４５度未満となる位置を含んでいればよい。すなわち、検知領域４２は、鉛直線Ｃ－Ｃとボウル部１１の表面１２の接線Ｄ－Ｄとのなす角θが４５度未満となる位置を一部に含んでいればよい。図５では、検知部４１から放射される電波Ｐの最大指向方向である中心Ｐ１が通るボウル部１１の表面１２の傾斜角度θが４５度未満となっている。

これにより、検知部４１は、ボウル部１１の表面１２に付着した汚物（例えば、水分を含んだ排泄物）を検知することを抑制できる。従って、大便器１０の詰まり状態を効果的に検知することができ、大便器１０の使い勝手を向上できる。

また、洗浄水供給部３０に不具合が発生している場合には、第１吐水口２４ａからボウル部１１の底部１１ａに向けて鉛直方向に流れる洗浄水Ｗの流速を速くすることができる。一方、大便器１０に詰まりが発生している場合には、ボウル部１１に洗浄水Ｗが溜まるので検知領域４２に流れる洗浄水Ｗの流速は遅くなる。

その結果、例えば検知部４１がボウル部１１の表面１２を流れる洗浄水Ｗの流速を計測する場合には、大便器１０に詰まりが発生している場合と、洗浄水供給部３０に不具合が発生している場合と、の洗浄水Ｗの流速差を大きくすることができる。従って、供給制御部４５は、大便器１０の詰まり状態と洗浄水供給部３０の不具合との判定を精度よく行うことができる。

次に、検知部４１が放射する電波Ｐの上下方向の向きについて説明する。
図５に示すように、検知部４１は、斜め上方に向けて電波Ｐを照射することにより、ボウル部１１の後側１２ａに検知領域４２を形成している。この場合、検知部４１の検知領域４２の中心Ｐ１は、封水位Ｓ２と限界水位Ｓ３との間の中央位置Ｓ４よりも上方に位置している。

具体的には、検知部４１の検知領域４２の中心Ｐ１は、ボウル部１１の表面１２の後側１２ａで、中央位置Ｓ４と限界水位Ｓ３との間に位置している。中心Ｐ１は、検知部４１の検知領域４２のうちで電波Ｐの強度が最大となる最大指向方向となっている。例えば、検知部４１は、電波Ｐを放射する放射部を中央位置Ｓ４よりも上方に位置するように大便器１０に配置する。これにより、電波Ｐの中心Ｐ１を中央位置Ｓ４よりも上方のボウル部１１の表面１２に位置させることができる。

ボウル部１１の表面１２は、親水性を有している場合がある。そうすると、洗浄水Ｗは、ボウル部１１の表面１２を底部１１ａに向かって流れ落ちるに従って徐々に濡れ広がる虞がある。そこで、検知部４１の検知領域４２の中心Ｐ１を洗浄水Ｗが濡れ広がる前の高い位置（限界水位Ｓ３側）にすることで、濡れ広がった洗浄水Ｗの影響を低減することができる。従って、検知部４１は、濡れ広がった洗浄水Ｗによる誤検知を抑制することができる。

次に、検知部４１による検知状態の変化を時間経過とともに説明する。
図６（ａ）～（ｃ）は、検知部が電波センサの場合の特性線図である。
図６（ａ）は、大便器に詰まりが発生していないときの特性線図である。
図６（ｂ）は、大便器に詰まりが発生しているときの特性線図である。
図６（ｃ）は、洗浄水供給部に不具合が発生しているときの特性線図である。

まず、大便器１０に詰まりが発生していない通常状態の場合を図６（ａ）を参照して説明する。

図６（ａ）に示すように、時刻ｔ０では、使用者による便器洗浄操作により、洗浄水供給部３０が閉状態から開状態に切換わる。これにより、ボウル部１１の表面１２には、第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａとから洗浄水Ｗが流れる（図２（ａ）参照）。この場合、検知部４１は、検知領域４２の全域に洗浄水Ｗを検知することができるので、電圧Ｖ０から電圧Ｖ１となる。

次の時刻ｔ１では、ボウル部１１への洗浄水Ｗの供給を終了させるために、洗浄水供給部３０が開状態から閉状態に切換えられる。また、供給制御部４５は、洗浄水供給部３０が閉じた時刻ｔ１から大便器１０の詰まり状態の判定が終了するまでは洗浄水供給部３０の開作動を禁止する。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、洗浄水供給部３０の下流側の流路２０の洗浄水Ｗがボウル部１１の検知領域４２の全域にわたって流れる（図２（ｂ）、図３（ａ））。従って、検知部４１は、洗浄水Ｗを検知して電圧Ｖ１が継続される。

時刻ｔ２から時刻ｔ３では、第１吐水口２４ａから吐水される洗浄水Ｗの水量が低減して、検知領域４２の一部に洗浄水Ｗが流れる。この場合、検知領域４２内を流れる洗浄水Ｗの水量は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように徐々に少なくなる。これにより、検知部４１は、電圧Ｖ１から電圧Ｖ０に向けて変化する。そして、時刻ｔ３では、第１吐水口２４ａおよび第２吐水口２５ａからの吐水が終了して電圧Ｖ０となる。

時刻ｔ３で、供給制御部４５の詰まり判定部４６は、大便器１０の洗浄後に検出された電圧Ｖａと、大便器１０の洗浄中に検出された最も大きい値の電圧Ｖｂとの差が閾値Ｖｘ以上あるか否かを演算することで、大便器１０に詰まりが発生しているか否かを判定する（｜Ｖａ－Ｖｂ｜≧Ｖｘ）。閾値Ｖｘは、大便器１０の詰まりを判定するための値となっており、供給制御部４５の記憶部（図示せず）にあらかじめ格納されている。大便器１０に詰まりが発生していない場合には、時刻ｔ３での電圧Ｖａ＝Ｖ０と、時刻ｔ１からｔ２までの電圧Ｖｂ＝Ｖ１との差の絶対値が閾値Ｖｘ以上（｜Ｖ０－Ｖ１｜≧Ｖｘ）となる。

次に、大便器１０に詰まりが発生している場合を図６（ｂ）を参照して説明する。

大便器１０に詰まりが発生している場合には、ボウル部１１の限界水位Ｓ３まで洗浄水Ｗの水面が上昇する（図２（ａ）、図５参照）。従って、図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間で電圧Ｖの変化がなく、検知部４１は電圧（Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｖ１）を維持し続ける。これにより、供給制御部４５の詰まり判定部４６は、大便器１０に詰まりが発生していることを判定することができる。

図６（ｂ）に示す状態は、大便器１０の洗浄中の電圧Ｖｂと洗浄後の電圧Ｖａとに変化がないので、大便器１０が完全に詰まっている状態である。供給制御部４５の詰まり判定部４６は、例えば検知領域４２を覆う洗浄水Ｗの水量を基にした閾値Ｖｘを設定することにより、大便器１０に半詰まりが発生していることを判定することができる。

次に、洗浄水供給部３０に不具合が発生している場合を図６（ｃ）を参照して説明する。

洗浄水供給部３０に止水不良などの不具合が発生している場合には、洗浄水供給部３０が閉作動された時刻ｔ２以降も洗浄水供給部３０から洗浄水通路２２に洗浄水Ｗが供給され続ける。そうすると、例えば時刻ｔ３より前の時刻ｔ４から時刻ｔ３を超えた時刻ｔ５では、第１吐水口２４ａからボウル部１１の底部１１ａに向けて洗浄水Ｗが鉛直方向に垂れ落ちる状態が継続した後に、洗浄水Ｗが徐々に少なくなる（図３（ｂ）参照）。

そして、時刻ｔ５から時刻ｔ６の間では、洗浄水供給部３０から洗浄水通路２２に漏れる洗浄水Ｗが第１分岐通路２４に溜まる（図４参照）。そして、時刻ｔ６から時刻ｔ７では、第１分岐通路２４に溜まった洗浄水Ｗが第１吐水口２４ａからボウル部１１の底部１１ａに向けて鉛直方向に垂れ落ちる（図３（ｂ）参照）。

このように、洗浄水供給部３０に不具合が発生している場合には、大便器１０の詰まり判定を行った時刻ｔ３の後で電圧Ｖの変化が断続的に発生する。供給制御部４５の不具合判定部４８は、この電圧Ｖの変化を検出することで洗浄水供給部３０に不具合が発生していることを判定する。

具体的には、供給制御部４５の詰まり判定部４６は、時刻ｔ３での電圧Ｖａ＝Ｖ２と時刻ｔ１から時刻ｔ２までの電圧Ｖｂ＝Ｖ１との差の絶対値が閾値Ｖｘ以上（｜Ｖ２－Ｖ１｜≧Ｖｘ）となっていることを演算することにより、大便器１０に詰まりが発生していないことを判定する。

そして、供給制御部４５の不具合判定部４８は、その後の時刻ｔ７での電圧Ｖｃ＝Ｖ２と時刻ｔ５から時刻ｔ６までの電圧Ｖ０との差の絶対値が閾値Ｖｙ以上（｜Ｖ２－Ｖ０｜≧Ｖｙ）となっていることを演算することにより、洗浄水供給部３０に不具合が発生していることを判定する。閾値Ｖｙは、洗浄水供給部３０に止水不良などの不具合が発生しているか否かを判定するための値に設定され、供給制御部４５の記憶部（図示せず）にあらかじめ格納されている。閾値Ｖｙは、大便器１０の詰まり判定を行うときの閾値Ｖｘよりも小さい値となっている。

かくして、本実施形態によるトイレ装置４０は、ボウル部１１の表面１２のうち、洗浄水供給部３０が閉じた後に流路（第１分岐通路２４）の吐水口（第１吐水口２４ａ）からボウル部１１の底部１１ａに向けて鉛直方向に流れる洗浄水Ｗが通る位置に検知部４１の検知領域４２が設けられている。

すなわち、検知領域４２は、ボウル部１１の表面１２のうち、汚れが付着しにくい、または付着した汚れが洗浄水Ｗにて落ち易い位置に設けられている。従って、大便器１０の詰まり判定を精度よく行うことができる。また、検知領域４２をこのような位置に設けることにより、例えば大便器１０が使用されていない待機中に、新たな検知部を設けることなく、検知部４１で洗浄水供給部３０の止水不良などの不具合を監視することもできる。

図７（ａ）～図７（ｃ）は、本発明の第１変形例によるトイレ装置に設けられた検知部が静電容量センサの場合の特性線図である。
図７（ａ）は、大便器に詰まりが発生していないときの特性線図である。
図７（ｂ）は、大便器に詰まりが発生しているときの特性線図である。
図７（ｃ）は、洗浄水供給部に不具合が発生しているときの特性線図である。

まず、大便器１０に詰まりが発生していない通常状態の場合を図７（ａ）を参照して説明する。

図７（ａ）に示すように、時刻ｔ１０では、使用者による便器洗浄操作により、洗浄水供給部３０が閉状態から開状態に切換わる。これにより、ボウル部１１の表面１２には、第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａとから洗浄水Ｗが流れる。この場合、検知部４１は、静電容量Ｃ０から静電容量Ｃ１を検知する。

次の時刻ｔ１１では、ボウル部１１への洗浄水Ｗの供給を終了させるために、洗浄水供給部３０を開状態から閉状態に切換える。また、供給制御部４５は、洗浄水供給部３０が閉じた時刻ｔ１１から大便器１０の詰まり状態の判定が終了するまでは洗浄水供給部３０の開作動を禁止する。そして、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までは、電極（検知領域４２）の周囲における洗浄水Ｗの体積が少なくなっていくに従って、静電容量Ｃ１から静電容量Ｃ０へと徐々に小さくなっていく。

時刻ｔ１２で、供給制御部４５の詰まり判定部４６は、大便器１０の洗浄後に検出された静電容量Ｃａと、大便器１０の洗浄中に検出された最も大きい値の静電容量Ｃｂとの差が十分にある（閾値Ｃｘ以上ある）ことを演算することで、大便器１０に詰まりが発生しているか否かを判定することができる（｜Ｃａ－Ｃｂ｜≧Ｃｘ）。閾値Ｃｘは、大便器１０の詰まりを判定するための値となっており、供給制御部４５の記憶部（図示せず）にあらかじめ格納されている。大便器１０に詰まりが発生していない場合には、時刻ｔ１２での静電容量Ｃａ＝Ｃ０と、時刻ｔ１１での静電容量Ｃｂ＝Ｃ１との差の絶対値が閾値Ｃｘ以上（｜Ｃ０－Ｃ１｜≧Ｃｘ）となる。

次に、大便器１０に詰まりが発生している場合を図７（ｂ）を参照して説明する。

大便器１０に詰まりが発生している場合には、ボウル部１１の限界水位Ｓ３まで洗浄水Ｗの水面が上昇する（図２（ａ）、図５参照）。従って、図７（ｂ）に示すように、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の間で静電容量Ｃの変化がなく、検知部４１は静電容量（Ｃａ＝Ｃｂ＝Ｃ１）を維持し続ける。これにより、供給制御部４５の詰まり判定部４６は、大便器１０に詰まりが発生していることを判定することができる。

図７（ｂ）に示す状態は、大便器１０の洗浄中の静電容量Ｃｂと洗浄後の静電容量Ｃａとに変化がないので、大便器１０が完全に詰まっている状態である。供給制御部４５の詰まり判定部４６は、例えば検知領域４２を覆う洗浄水Ｗの水量を基にした閾値Ｃｘを設定することにより、大便器１０に半詰まりが発生していることを判定することができる。

次に、洗浄水供給部３０に不具合が発生している場合を図７（ｃ）を参照して説明する。

洗浄水供給部３０に止水不良などの不具合が発生している場合には、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３の間で、洗浄水供給部３０から洗浄水通路２２に漏れる洗浄水Ｗが第１分岐通路２４に溜まる（図４参照）。そして、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４では、第１分岐通路２４に溜まった洗浄水Ｗが第１吐水口２４ａからボウル部１１の底部１１ａに向けて鉛直方向に垂れ落ちる（図３（ｂ）参照）。

このように、洗浄水供給部３０に不具合が発生している場合には、大便器１０の詰まり判定を行った時刻ｔ１２の後で静電容量Ｃの変化が断続的に発生する。供給制御部４５の不具合判定部４８は、この静電容量Ｃの変化を検出することで洗浄水供給部３０に不具合が発生していることを判定する。

具体的には、供給制御部４５の詰まり判定部４６は、時刻ｔ１２での静電容量Ｃａ＝Ｃ０と時刻ｔ１１での静電容量Ｃｂ＝Ｃ１との差の絶対値が閾値Ｃｘ以上（｜Ｃ０－Ｃ１｜≧Ｃｘ）となっていることを演算することにより、大便器１０に詰まりが発生していないことを判定する。

そして、供給制御部４５の不具合判定部４８は、その後の時刻ｔ１４での静電容量Ｃｃ＝Ｃ２と時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの静電容量Ｃ０との差の絶対値が閾値Ｃｙ以上（｜Ｃ２－Ｃ０｜≧Ｃｙ）となっていることを演算することにより、洗浄水供給部３０に不具合が発生していることを判定する。閾値Ｃｙは、洗浄水供給部３０に止水不良などの不具合が発生しているか否かを判定するための値に設定され、供給制御部４５の記憶部（図示せず）にあらかじめ格納されている。閾値Ｃｙは、大便器１０の詰まり判定を行うときの閾値Ｃｘよりも小さい値となっている。

このように、供給制御部４５は、静電容量センサからなる検知部４１で検知される静電容量Ｃの経時変化により、大便器１０の詰まり状態と、洗浄水供給部３０の不具合とを判定することができる。

図８は、本発明の第２変形例によるトイレ装置を示す図３（ｂ）と同様の断面図である。
本実施形態では、第１吐水口２４ａと第２吐水口２５ａとの２つの吐水口を有する大便器１０を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図８に示す第２変形例のように、１つの吐水口２４０を有する大便器１００としてもよい。すなわち、吐水口２４０から鉛直方向に流れる洗浄水Ｗが通る位置に検知領域４２０を設けてもよい。

図９は、本発明の第３変形例によるタンク式のトイレ装置の構成を示す模式図である。
上述した実施形態では、洗浄水供給部３０を給水管路２１に設けられたフラッシュバルブとした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図９に示す第３変形例のように、洗浄水供給部３００は、タンク２００の内部に設けられたフラッパ弁を有していてもよい。

上述した実施形態では、検知領域４２を第１吐水口２４ａの下方に設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第２吐水口２５ａの下方に検知領域を設けてもよい。

また、上述した実施形態では、大便器１０の詰まり判定後に洗浄水Ｗが１回検知されたときに、洗浄水供給部３０の不具合が発生していると判定した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば洗浄水Ｗが複数回検知されたときに、洗浄水供給部３０の不具合が発生していると判定してもよい。

また、上述した実施形態では、検知部４１がボウル部１１内の洗浄水Ｗの水量を検知した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば供給制御部４５は、検知部４１で検知されるボウル部１１内を流れる洗浄水Ｗの流速により大便器１０の詰まり判定や洗浄水供給部３０の不具合判定を行ってもよい。大便器１０に詰まりが発生している場合には、ボウル部１１内に洗浄水Ｗが溜まるので、洗浄水Ｗの流速が遅くなる。一方、洗浄水供給部３０に不具合が発生している場合には、第１吐水口２４ａからボウル部１１の底部１１ａに向けて洗浄水Ｗが流れるので流速が速くなる。

また、上述した実施形態では、大便器１０の詰まり判定の後に、洗浄水供給部３０の不具合判定を行う場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば大便器１０の詰まり判定のみを行ってもよい。すなわち、洗浄水供給部３０の不具合判定は、必要に応じてなされてもよい。

以上説明した実施形態に基づくトイレ装置として、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。

第１の態様は、大便器のボウル部の表面のうち、満水位より低くかつ封水位より高い位置に洗浄水があるか否かを検知する検知部と、前記ボウル部に洗浄水を吐水する流路に設けられた洗浄水供給部が閉じた後の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制御部と、を備え、前記検知部の検知領域は、前記ボウル部の前記表面のうち、前記洗浄水供給部が閉じた後に前記流路の吐水口から前記ボウル部の底部に向けて鉛直方向に流れる洗浄水が通る位置となっている。

第１の態様によれば、検知領域は、ボウル部の表面のうち、汚れが付着しにくい、または付着した汚れが洗浄水にて落ち易い位置に設けられている。従って、大便器の詰まり判定を精度よく行うことができる。また、検知領域をこのような位置に設けることにより、例えば大便器が使用されていない待機中に、新たな検知部を設けることなく、検知部で洗浄水供給部の止水不良などの不具合を監視することもできる。

第２の態様は、第１の態様において、前記検知部は、前記ボウル部の前記表面を流れる洗浄水の水量または流速に応じて異なる検知結果を前記制御部に出力する。

大便器の詰まりが発生している場合は、大便器内に大量の洗浄水が溜まった状態となるため、検知領域内における洗浄水の水量が多く、流速は遅い。一方、洗浄水供給部の不具合が発生している場合は、少量の洗浄水が吐水口から鉛直方向に流れている状態となるため、検知領域内における洗浄水の水量は少ない。また、このような場合には、大便器内に大量の洗浄水が溜まった状態よりも流速は速くなる。第２の態様によれば、制御部は、大便器がどの程度詰まっているかを判定することができる。また、大便器の詰まり判定と洗浄水供給部の不具合判定とを精度よく行うことができる。

第３の態様は、第１または第２の態様において、前記制御部は、前記検知部から出力された検知結果の経時変化に基づいて、前記大便器の詰まり状態および前記洗浄水供給部の不具合を判定する。

第３の態様によれば、大便器に詰まりが発生している場合は、大便器内に大量の洗浄水が溜まった状態となるため、検知結果は一定ないし小さい変化となる。一方、洗浄水供給部３０に不具合が発生している場合は、少量の洗浄水が吐水口から断続的に流れる状態となるため、検知結果は変動する。従って、制御部は、大便器の詰まり状態と洗浄水供給部の不具合状態とを精度よく判定できる。

第４の態様は、第１～第３のいずれか１つの態様において、前記検知部の検知領域は、前記鉛直方向に流れる洗浄水の幅よりも大きい幅となっている。

また、第５の態様は、第４の態様において、前記検知領域の幅は、前記ボウル部の前記表面に沿って１４ｍｍ以上となっている。

第４、第５の態様によれば、大便器の詰まりが発生しているときと、洗浄水供給部の不具合が発生しているときと、におけるそれぞれの検知領域の洗浄水の水量差をより大きくできる。従って、より精度よく大便器の詰まり判定および洗浄水供給部の不具合判定を行うことができる。

第６の態様は、第１～第５のいずれか１つの態様において、前記検知部の検知領域は、前記ボウル部の前記表面の傾斜角度が鉛直方向に対して４５度未満となる位置に設けられている。

第６の態様によれば、ボウル部の表面のうち、汚れが付着しにくい急斜面を検知領域としているので、排泄物などの汚れを誤検知するのを抑制できる。また、大便器の詰まりが発生しているときと、洗浄水供給部の不具合が発生しているときと、におけるそれぞれの検知領域の洗浄水の流速差をより大きくできる。従って、より精度よく大便器の詰まり判定および洗浄水供給部の不具合判定を行うことができる。

以上、本発明の実施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４０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 トイレシステム
１０ 大便器
１０ａ 上面
１０ｂ 収納空間
１１ ボウル部
１１ａ 底部
１２ 表面
１２ａ 後側
１２ｂ 前側
１３ 開口部
２０ 流路
２１ 給水管路
２２ 洗浄水通路
２３ 主通路
２４ 第１分岐通路
２４ａ 第１吐水口
２５ 第２分岐通路
２５ａ 第２吐水口
３０ 洗浄水供給部
４０ トイレ装置
４１ 検知部
４２ 検知領域
４５ 供給制御部（制御部）
４６ 詰まり判定部
４７ 洗浄水供給判定部
４８ 不具合判定部
４９ 開閉制御部
１００ 大便器
２００ タンク
２４０ 吐水口
３００ 洗浄水供給部
４２０ 検知領域
Ｐ 電波
Ｓ１ 満水位
Ｓ２ 封水位
Ｓ３ 限界水位
Ｓ４ 中央位置
Ｗ 洗浄水

Claims (3)

1. 大便器のボウル部の表面のうち、満水位より低くかつ封水位より高い位置に洗浄水があるか否かを検知する検知部と、
   前記ボウル部に洗浄水を吐水する流路に設けられた洗浄水供給部が閉じた後の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制御部と、
   を備え、
   前記検知部の検知領域は、前記ボウル部の前記表面のうち、前記洗浄水供給部が閉じた後に前記流路の吐水口から前記ボウル部の底部に向けて鉛直方向に流れる洗浄水が通る位置とすることを特徴とするトイレ装置。
2. 前記制御部は、前記洗浄水供給部が閉じた後における、前記検知部による検出された値の経時変化と、前記大便器の詰まりを判定するための閾値と、の関係に基づいて、前記大便器の詰まり状態を判定することを特徴とする請求項１に記載のトイレ装置。
3. 前記制御部は、前記洗浄水供給部が閉じた後における、前記検知部による検出された値の経時変化と、前記洗浄水供給部の不具合を判定するための閾値と、の関係に基づいて、前記洗浄水供給部の不具合を判定することを特徴とする請求項１または２に記載のトイレ装置。
   

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