JPS6137416B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は用便後局部に向けて適温の洗浄水を噴
出して局部を洗浄するようにした洗浄装置を有す
る便器に係り、特に洗浄水の温度制御に関するも
のである。

近年、用便後局部を適温の洗浄水により洗浄す
るようにした便器が衛生面からも使用されるよう
になつてきた。これは例えば第１図に示すよう
に、便器の便座１０１に図示しない給水源と接続
した給水管１０２を電磁弁１０３を介して局部に
向つて噴出するに適した位置に配管し、その先端
にノズル１０４を取付け、このノズル１０４と電
磁弁１０３との間にはケーシングにヒータとセン
サを有した加温装置１０５を介挿し、上記ヒータ
は電源にスイツチング素子を介して接続し、操作
スイツチ１０６のON操作により電磁弁１０３の
弁口を開いて加温装置１０５を通水する水の温度
をセンサによつて検出し、この検出信号によつて
スイツチング素子を閉路させてヒータに通電し、
このヒータにより上記通水する水を加熱せしめて
適温となつた洗浄水をノズル１０４から噴出せし
めるようになつている。即ち、洗浄水の温度は、
上記ヒータをセンサが検出した信号によつて開閉
するスイツチング素子により通電制御せしめて一
定の温度に保持せしめるようにしている。いわゆ
るON、OFF制御によつて洗浄水の温度制御を行
なつている。このため、スイツチング素子のON
−OFF動作と同期して電源電圧が降下し、この
電圧変動が照明器具の「ちらつき」となつて人間
の目に与えて非常に不快感をもよおし、一般家庭
で使用するこの種の機器にとつて非常に不適当な
ものとなつてしまうという問題を有している。

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、使用中にあつてもフリ
ツカを抑制して適温の洗浄水が使用できるように
したものを提供することにある。

以下、本発明の実施例を第３図乃至第５図によ
つて説明する。尚、第１図及び第２図の部材と同
じものについては同一符号を付して説明すること
とする。第３図において、１は図示しない交流電
源（例えばAC100V）に接続する電源端子（電源
プラグ）である。２は加温装置１０５のケース３
内センサ５と共に配置されたヒータで、トライア
ツク等からなるスイツチング素子４を介して電源
端子１に接続されている。そして上記加温装置１
０５は筒体をなしたケース３の入水口３ａと出水
口３ｂとに給水管１０２をそれぞれ接続して連通
させ、このケース３内に配設されるヒータ２は、
筒体をなしたセラミツクの表面に抵抗体をプリン
トしその上にセラミツクの絶縁保護層をコーテイ
ングして高温で焼結して形成され、このヒータ２
をケース３の入水口３ａに近く配置して通電によ
つて発熱し表面を通過する水の温度を上昇せしめ
るようになつている。又、センサ５は上記筒体の
セラミツクの表面にヒータ２と同様抵抗体をプリ
ントして形成され、このセンサ５をケース３の出
水口３ｂに近く配置して表面を通過する水の温度
を検出するようになつている。このセンサ５の特
性は温度が高くなると抵抗値も大きくなる正特性
を示すようになつている。又、上記ケース３には
給水が一時停止しても、ヒータ２による、いわゆ
る「空だき」を防止するため一定量の水（例えば
50c.c.程度）が残留するようになつている。次に上
記加温装置１０５のケース３の入水口３ｂ側に設
けた電磁弁１０３は弁路が常時閉でコイル１０３
Ｘの励磁によつて弁路を開くようになつており、
このコイル１０３Ｘを上記電源端子１から接続さ
れた制御装置６に操作スイツチ１０６を介して接
続して、電磁弁１０３の弁路を開閉制御するよう
になつている。

次に、制御装置６について説明する。７は上記
電源端子１に接続された電源回路で、電磁弁１０
３の動作（弁路が開動作）を検出するようにした
バルブ動作検出回路８と操作スイツチ１０６を介
して電磁弁１０３のコイル１０３Ｘへ出力を送出
するようになつている。９は上記センサ５から接
続されて該センサ５が検出した抵抗値の変化を電
圧に変換して出力するようにした抵抗一電圧変換
回路である。１０は上記抵抗一電圧変換回路９の
出力（Vt）を入力せしめるようにした温度検出
用の比較回路で、その入力端の他方にはノズル１
０４から噴出する洗浄水の温度（例えば39℃）に
相当する出力を電圧で設定するようにした基準値
設定回路１１の出力（Vs）を入力せしめて、こ
れら両入力を比較し入力がVt＜Vsの関係にある
とき“Ｈ”レベルの出力信号を送出するようにな
つている。１２は上記基準値設定回路１１に出力
端を接続し、入力端をバルブ動作検出回路８に接
続した設定値補正回路で、バルブ動作検出回路８
から電磁弁１０３の弁路が閉路時の信号を入力し
たとき、センサ５の検出温度で例えば５℃に相当
する補正信号を送出して上記基準値設定回路１１
が、出力を設定値（例えば39℃に相当する電圧）
より補正信号（例えば39℃−５℃＝34℃）設定し
て送出せしめるようになつている。１３は、上記
比較回路１０の出力端に接続された積分回路で、
入力信号の時間に応じて積分した電圧を出力する
ようになつている。１４は上記積分回路１３の出
力端に接続されたゲートトリガ用の比較回路で、
その入力端の他方には、電源端子１から入力する
交流電源の半波と同期したノコギリ波のパルス信
号を送出するようにしたノコギリ波発生回路１５
の出力端が接続され、これら両入力を比較し、ノ
コギリ波発生回路１５の出力が積分回路１３の出
力を越えたとき“Ｈ”レベルの出力信号を送出す
るようになつている。そして、上記ノコギリ波発
生回路１５は電源回路７から全波整流の出力を受
けて入力電圧が零のときにパルス信号を送出する
ようにしたゼロクロス検出回路１６の出力端に接
続されてパルス信号を受けたとき出力を零とする
ようになつている。１７は上記比較回路１４の出
力端に接続されたゲートドライブ回路で、“Ｈ”
レベルの入力信号によりスイツチング素子４にゲ
ート信号を送出するようになつている。この制御
装置６を具体化した第４図によつて更に説明を加
えると、電源回路７は電源端子１に電源トランス
T₁の１次側を接続し、２次側はコイルの両端を
ダイオードをブリツジ回路に形成したダイオード
ブリツジDB₁の交流入力端に接続し、このダイオ
ードブリツジDB₁の直流出力端に、順方向に挿入
したダイオードD₁とコンデンサC₁，C₂を直列に
接続し、ダイオードD₁のカソードにトランジス
タQ₁のコレクタを接続すると共にベース抵抗R₁
を介してベースを接続し、このベースに定電圧ダ
イオードZD₁のカソードを接続し、定電圧ダイオ
ードZD₁のアノードを上記電源トランスT₁のセン
タータツプとコンデンサC₁とC₂の接続点とを接
地し、トランジスタQ₁のエミツタと定電圧ダイ
オードZD₁のアノードとの間にコンデンサC₃を挿
入して、トランジスタQ₁のエミツタから定電圧
電源VDを上記各回路の動作電源として供給する
ようになつている。又、上記コンデンサC₂の端
子間には、コンデンサC₁とC₂の接続点にアノー
ドを接続したダイオードD₂を介して操作スイツ
チ１０６と電磁弁１０３のコイル１０３Ｘを直列
に挿入して、ダイオードブリツジDB₁の負側全波
整流電圧をコンデンサC₂によつて平滑して操作
スイツチ１０６を介して電磁弁１０３のコイル１
０３Ｘに供給するようになつている。バルブ動作
検出回路８は上記ダイオードD₂のアノードにト
ランジスタQ₂のエミツタを接続し、ベースに電
源回路７のトランジスタQ₁のエミツタを抵抗R₂
を介して接続すると共にダイオードD₂のカソー
ドを接続して、トランジスタQ₂のコレクタを出
力端として形成されている。抵抗一電圧変換回路
９は定電圧電源VDと接地間に抵抗R₃とコンデン
サC₄を直列に挿入し抵抗R₃とコンデンサC₄の接
続点を出力端として形成されている。そして上記
抵抗R₃とコンデンサC₄の接続点と接地間にはセ
ンサ５が挿入してセンサ５で検出する温度に応じ
た抵抗値と抵抗R₃とによる分圧した出力が上記
接続点から送出されるようになつている。基準値
設定回路１１は定電圧電源VDと接地間に可変抵
抗VR₁と抵抗R₄を直列に挿入して可変抵抗VR₁と
抵抗R₄との接続点を出力端として形成しこの出
力端の出力は上述したようにノズル１０４から噴
出する洗浄水の温度（例えば39℃）に相当する電
圧が送出されるようになつており、この出力端と
上記バルブ動作検出回路８の出力端（トランジス
タQ₂のコレクタ）との間に抵抗R₅からなる設定
値補正回路１２を挿入して、トランジスタQ₂が
導通したときアース電位を設定値補正回路１２か
ら基準値設定回路１１に送出するようになつてい
る。比較回路１０は演算増幅器A₁の反転入力端
子を基準値設定回路１１の出力端に、又、非反転
入力端子を抵抗電圧変換回路９の出力端にそれぞ
れ接続し、出力端子を抵抗R₆を介して定電圧電
源VDに接続して、抵抗一電圧変換回路９の出力
が基準値設定回路１１の出力より大きくなつたと
き演算増幅器A₁の出力端から“Ｈ”レベルの出
力を送出するようになつている。積分回路１３は
上記演算増幅器A₁の出力端子と定電圧電源VDと
の間に抵抗R₇とコンデンサC₅を直列に挿入し、
コンデンサC₅と抵抗R₇の接続点を出力端として
CR時定数で定まる時限で積分した電圧を送出す
るようになつている。そして、CR時定数は例え
ば、５秒程度に設定されている。ゼロクロス検出
回路１６は定電圧電源VDに抵抗R₈を介してエミ
ツタ接地のトランジスタQ₃のコレクタを接続
し、ベース・エミツタ間に抵抗R₉を挿入し、上
記ベースにカソードを接続したダイオードD₃の
アノードを抵抗R₁₀を介して上記電源回路７のダ
イオードブリツジDB₁の正側直流出力端に接続
し、トランジスタQ₃のコレクタを出力端とし
て、全波整流電圧の零点でOFFするトランジス
タQ₃によりコレクタからパルス信号を速出する
ようになつている。ノコギリ波発生回路１５は定
電圧電源VDと接地間に抵抗R₁₃とR₁₂及びコンデ
ンサC₆を直列に挿入し、上記抵抗R₁₃とR₁₂の接
続点にアノードを接続したダイオードD₄のカソ
ードをエミツタ接地のトランジスタQ₄のコレク
タに接続し、このトランジスタQ₄のベースに抵
抗R₁₁を介してゼロクロス検出回路１６の出力端
（トランジスタQ₃のコレクタ）を接続し、上記抵
抗R₁₃とR₁₂の接続点を出力端として、トランジス
タQ₄がOFFのとき、コンデンサC₆は抵抗R₁₃，
R₁₂を通して充電されて出力端の電圧が上昇し、
トランジスタQ₄のONによりコンデンサC₆が抵抗
R₁₂→ダイオードD₄→トランジスタQ₄のコレク
タ・エミツタを介して放電することにより出力端
の電圧を急速に零にするようになつている。比較
回路１４は演算増幅器A₂の反転入力端子に上記
積分回路１３の出力端を、非反転入力端子にノコ
ギリ波発生回路１５の出力端をそれぞれ接続し、
演算増幅器A₂の出力端子を定電圧電源VDに抵抗
R₁₄を介して接続して、積分回路１３の出力より
ノコギリ波発生回路１５の出力が大きくなつたと
き演算増幅器A₂の出力端子から“Ｈ”レベルの
出力が送出されるようになつている。ゲートドラ
イブ回路１７は上記演算増幅器A₂の出力端子に
エミツタ接地のトランジスタQ₅のベースを接続
し、このトランジスタQ₅のコレクタにカソード
を接続したダイオードD₅のアノードを抵抗R₁₅を
介して上記スイツチング素子４のゲートに接続し
て入力が“Ｈ”レベルの信号のときトランジスタ
Q₅をONさせてスイツチング素子４をONさせる
ようになつている。１８はスイツチング素子４の
開閉により発生するノイズを電源側へ波及させな
いためのノイズ吸収回路で、ヒータ２とスイツチ
ング素子４との間にリアクトルL₁を挿入し、こ
のリアクトルL₁とスイツチング素子４との直列
回路にコンデンサC₇を並列に挿入して形成され
ている。

次にその動作について説明する。先ず電源端子
１を交流電源（例えばAC100V）に接続すると、
交流電源を（第５図１）うけた電源回路７は電源
トランスT₁で変成しダイオードブリツジDB₁によ
つて全波整流されたプラス側全波整流電圧がダイ
オードD₁を通つてコンデンサC₁によつて平滑さ
れ、抵抗R₁を介して定電圧ダイオードZD₁のツエ
ナ電圧がトランジスタQ₁のベースに印加されて
トランジスタQ₁がONしエミツタ電圧をコンデン
サC₃によつて平滑して、動作用の定電圧電源VD
を各回路８，９，１０，１１，１３，１４，１５
及び１６に供給する。又、ダイオードブリツジ
DB₁のマイナス側の全波整流電圧がコンデンサC₂
によつて平滑されダイオードD₂を介して操作ス
イツチ１０６と電磁弁１０３のコイル１０３Ｘの
直列回路の両端に印加されている。この状態で操
作スイツチ１０６をON操作すると、電磁弁１０
３のコイル１０３Ｘは励磁された電磁弁１０３の
弁路が開き、水が加温装置１０５内を通流する。
このときセンサ５の検出温度は低いため、検出抵
抗値も低く、このため抵抗一電圧変換回路９の出
力は電圧値が低い、一方バルブ動作検出回路８の
トランジスタQ₂はベース入力がアース電位にな
るので、OFFしており設定値補正回路１２の補
正信号は送出されていない。従つて比較回路１０
の両入力はVs＞Vtの関係にあるので比較回路１
０から“Ｌ”レベルの出力信号が積分回路１３に
送出される。これをうけた積分回路１３は“Ｈ”
から“Ｌ”レベルまでの出力をCR時定数（例え
ば５秒）で変化させた出力を比較回路１４に送出
する。これを受けた比較回路１４の他方の入力に
は、上記電源回路７から全波整流電圧をうけたゼ
ロクロス検出回路１６はそのトランジスタQ₃ベ
ース入力（第５図DB₁）ベースエミツタ間電圧よ
り低い時間（即ち電源端子１に入力する交流電源
の電圧の零点と同期して）OFFしてコレクタか
らパルス信号（第５図１６）を送出するので、こ
れをうけたノコギリ波発生回路１５は上記パルス
信号をうけたとき、トランジスタQ₄をONさせて
コンデンサC₆を放電させトランジスタQ₄のOFF
でコンデンサC₆を抵抗R₁₃，R₁₂を通して充電さ
せて、ノコギリ波の出力信号（第５図１５）を交
流電源の零点を同期して発生させているので、比
較回路１４は、これら両入力を比較し、ノコギリ
波発生回路１５の出力が積分回路１３の出力より
大きい期間“Ｈ”レベルの出力を送出する。即ち
積分回路１３の出力出信号が“Ｈ”から“Ｌ”レ
ベルに下がるにつれて“Ｈ”レベルの出力幅が広
がる出力信号が送出することになる（第５図１
４）。この比較回路１４の“Ｈ”レベルの出力信
号をうけている間ゲートドライブ回路１７のトラ
ンジスタQ₅はONしてゲート信号をスイツチング
素子４のゲートに送出してこれをONさせる。即
ちスイツチング素子４は比較回路１４の“Ｈ”レ
ベルの出力幅と対応して導通角が広げられ、この
期間だけ導通することになる。このスイツチング
素子４の導通（第５図２）によりヒータ２は発熱
し、ケース３内を通る水を瞬間的に加熱する。こ
れにより加温装置１０５の出水口３ｂから吐出さ
れた洗浄水は適温となつて給水管１０２を通りノ
ズル１０４から噴出される。この際上記ヒータ２
によつて加熱されて温度上昇した洗浄水はセンサ
５によつて検出され、温度の上昇につれてその検
出抵抗値も上昇する。このセンサ５の抵抗値の上
昇につれて抵抗一電圧変換回路９の出力電圧
（Vt）も上昇し、比較回路１０の両入力がVs＜Vt
の関係になつたとき、比較回路１０の出力は
“Ｌ”から“Ｈ”レベルに反転する。これを受け
た積分回路１３は“Ｈ”レベルの入力をCR時定
数によつて定まる時限（例えば５秒）で積分して
上述とは逆に“Ｌ”から“Ｈ”レベルに変化する
出力を比較回路１４の演算増幅器A₂に送出す
る。これを受けた比較回路１４の出力は積分回路
１３の出力レベルが上昇することにより“Ｈ”レ
ベルの出力幅が狭くなる出力が送出され、ゲート
ドライブ回路１７を介してスイツチング素子４の
導通角を狭くするようにしてヒータ２の導電時間
を短かくして発熱量を抑える。以上の動作をセン
サ５の検出温度によりスイツチング素子４の導電
角を可変してノズル１０４から噴出する洗浄水の
温度を制御する。

上記動作において、比較回路１０の出力信号は
積分回路１３によつて積分されて、“Ｌ”から
“Ｈ”レベルまでの範囲に亘つて送出されるた
め、スイツチング素子４の導通角の制御がゆるや
かに行なわれ電源の電圧変動がゆるやかに行なわ
れるため、照明器具のちらつきが防止される。次
いで使用者が操作スイツチ１０６をOFF操作す
ると電磁１０３はコイル１０３Ｘが無励磁になる
ことにより弁路が閉路する。これによりバルブ動
作検出回路８のトランジスタQ₂のベース電圧が
上昇して該トランジスタQ₂がONする。これによ
つて設定値補正回路１２の抵抗R₅を介して、基
準値設定回路１１の出力端にアース電位が加わる
ため（第５図１２）、基準値設定回路１１の出力
電圧が降下し、この降下した出力が比較回路１０
に送出される。

一方、上記電磁弁１０３の弁路の閉により加温
装置１０５のケース内には水が例えば50c.c.程度残
留することになり、ヒータ２の発熱により残留水
の温度上昇は急速となる。これを検出したセンサ
５はその検出抵抗値の上昇により抵抗一電圧変換
回路９の出力を上昇せしめて比較回路１０に送出
することになる。従つて、比較回路１０の両入力
がVs＜Vtの関係になりやすくなり、比較回路１
０の“Ｈ”レベルの出力幅が広くなつて積分回路
１３から送出する出力レベルも高くなる。このた
め比較回路１４の“Ｈ”レベルの出力幅は狭まく
なり、この結果スイツチング素子４は導通角が狭
まくなるように制御されて、ヒータ２の通電時間
を短かくして発熱量を抑え、いわゆる「空だき」
を防止すると共に次回の使用時における洗浄水の
適温までの温度上昇の立上りを早くするようにし
ている。

本発明によれば、洗浄水の温度を検出するセン
サの信号最適温度から定めた基準を比較させ、こ
の比較出力を積分回路により積分させて出力する
ことにより出力信号を“Ｈ”から“Ｌ”レベルの
範囲に亘つて送出するようにし、この出力と電源
と同期したノコギリ波の出力信号とを比較させて
スイツチング素子の導通角を制御するようにして
あるから、導通角の制御をゆるやかにすることに
より電圧変動の周波数がゆるやかになる。このこ
とは、電源に並設される一般の照明器具に加わる
電圧の変動もゆるやかになり照明器具の照度の変
動もゆるやかになり、フリツカーの発生が人間の
目に感じにくくなることになる。このことは、一
般家庭で使用する機器として好適なものとなるこ
とができ大きな利点となる。しかも洗浄水の温度
の微少変化を増幅することなく簡略化した構成で
検出することができ装置を安価なものとすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は洗浄装置は便器一部欠裁して示す平面
図、第２図は第１図の一部欠裁して示す側面図、
第３図は本発明の実施例を示すブロツク図、第４
図は第３図を更に具体化して示すブロツク図、第
５図は動作を説明タイムチヤート図である。 １；電源端子（電源プラグ）、２；ヒータ、
４；スイツチング素子、５；センサ、８；バルブ
動作検出回路、９；抵抗一電圧変換回路、１０；
温度検出用比較回路、１１；基準設定回路、１
２；設定値補正回路、１３；積分回路、１４；ゲ
ートトリガ用比較回路、１５；ノコギリ波発生回
路、１０３；電磁弁、１０４；ノズル、１０５；
加温装置、１０６；操作スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 給水源に給水管の一端を電磁弁を介して接続
   し、この給水管の他端を便器に設けたノズルに接
   続すると共に、この給水管にはケースにヒータと
   センサを備えた加温装置を介挿させて流路を形成
   し、上記ヒータは電源にスイツチング素子を介し
   て接続し、このスイツチング素子のゲートには、
   上記センサから接続されて該センサの抵抗値の変
   化を電圧に変換して出力するようにした抵抗一電
   圧変換回路と、この回路の出力と上記ノズルから
   噴出する洗浄水の温度を基準値として出力するよ
   うにした基準値設定回路と、この回路の出力と抵
   抗一電圧変換回路の出力とを入力せしめて比較出
   力を送出するようにした温度検出用の比較回路
   と、この比較出力を積分して出力する積分回路
   と、この積分回路の出力と電源と同期したノコギ
   リ波のパルス信号を送出するノコギリ波発生回路
   の出力とを入力して比較するようにしたゲートト
   リガ用の比較回路とを備えた制御装置を設け、上
   記ゲートトリガ用の比較回路の出力によつてスイ
   ツチング素子の導通角を制御せしめるようにした
   ことを特徴とする洗浄装置付便器における温度制
   御装置。