JPH01299930A

JPH01299930A - 大便器洗浄装置

Info

Publication number: JPH01299930A
Application number: JP63130949A
Authority: JP
Inventors: Osamu Tsutsui; 修筒井; Hisato Haraga; 久人原賀; Atsuo Makita; 牧田　厚雄; Hirobumi Takeuchi; 博文竹内
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1989-12-04
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JP2575182B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、大便器洗浄装置に関する。さらに詳しくは、
汚損防止等のために、用便前に大便器にに少量の洗浄水
を流す前洗浄と、用便後の本洗浄との双方を行なうよう
にした装置の改良に関する。

［従来の技術］従来、前洗浄を行う大便器洗浄装置としては、例えば特
開昭６１−１０９８３２号公報記載のものが知られてい
る。

この従来の大便器洗浄装置は、使用者の着座を検出する
着座センサを設けて、大便器に接続する給水系に配設さ
れた電磁弁を制御することで、用便前に少量の洗浄水を
大便器に流すようにして前洗浄を行うようにしたもので
ある。また用便後には、大間の洗浄水を流して本洗浄を
行うようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］前述の従来の大便器洗浄装置では、洗浄水の流れを電磁
弁で制御しているために、橿めて少Ｍで足りる前洗浄の
洗浄水を精密に調整することができず、必要以上の洗浄
水を流してしまって洗浄水を無駄にするという問題点を
有している。

また、用便後の大便、小便に対応する有効な洗浄水量の
調整機構がないために、洗浄水を無駄にしたり、大便器
の封水切れやウォーターハンマを引起したりするという
問題点を有している。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は、節水した前洗浄。

本洗浄が可能で、かつ、本洗浄で大便、小便に対応して
有効な洗浄水最の調整が可能な大便器洗浄装置を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］前述の目的を達成するため、本発明に係る大便器洗浄装
置は、大便器に接続する給水系に配設され、圧電素子を
伸縮させてプランジャを移動させる積層式圧電アクチュ
エータにより開閉駆動される給水弁と、使用者の大便器
への着座を検出する着座センサと、大便、小便の切換え
指示手段と、着座センサの検出信号および切換え指示手
段の指示に基いて積層式圧電アクチュエータに動作信多
）を発信するコントローラとを備えてなる手段を採用す
る。

［作　用］前述の手段によると、ＷＩｍ式圧電アクチュエータの圧
電素子の精密な伸縮による給水弁の微妙な開閉が可能に
なるため、節水した前洗浄９本洗浄を可能にするという
目的が達成される。

さらに、積層式圧電アクチュエータをコントローラを介
して切換えボタンで制御するため、本洗浄で大便、小便
に対応して有効な洗浄水量の調整を可能にするという目
的が達成される。

［実施例〕以下、本発明に係る大便器洗浄装置の実施例を図面に基
いて説明する。

この実施例では、第１図に示すように、給水バイブ１１
に止水栓１２．給水弁１３．大気開放弁（バキュームブ
レーカ）１４を直列に配設してなる給水系１を封水８が
貯留される大便器３に接続しである。

前記給水弁１３はこれを開閉駆動する積層式圧電アクチ
ュエータ４を右しており、後述の第３図以降に詳細に示
されている。

また、前記大便器３には、使用者の便座２への着座の有
無を択一的に検出する着座センサ５が設けられている。

この着座センサ５は、光学系、音波系で使用者の便座２
上の存在から着座を検出する構造のもの、圧力系で使用
者の便座２へ掛けた圧力から着座を検出する構造のもの
等任意であり、各県の検出に好適な大便器３周りの箇所
に設けられる。

これら積層式圧電アクチュエータ４１着座センサ５はコ
ントローラ６によって連係されており、着座センサ５の
検出信号がコントローラ６を介して積層式圧電アクチュ
エータ４に動作信号として送信されるようになっている
。また、このコントローラ６には、大便ボタン１１．小
便ボタン１２．セットボタン１３を有する操作パネル７
が接続されている。

このような実施例における制御構造は、第２図。

第３図に詳細に示されている。

即ち、操作パネル７のセットボタン７３をＯＮにしてお
けば、使用者が大便器３の便座２に着座すると、着座セ
ンサ５がこの状ｆｆｆ！（ＯＮ状態）を検出する。この
着座センサ５の検出信号は、第２図に示すコントローラ
６の入力インターフェース６２に入り、マイクロプロセ
ッサ６３を介して出力インターフェース６５から積層式
圧電アクチュエータ４に閉動作信号が送信される。この
ため、積層式圧電アクチュエータ４に開閉駆動される給
水弁１３が開放され、前洗浄の洗浄水が大便器３に流さ
れることになる。この状態は、用便が終了して使用者が
便座２から立上がるまで継続されるようにすることも可
能であり、また一定時間で停止させることも可能である
。なお、着座センサ５のＯＦＦ状態の検出信号では、積
層式圧電アクチュエータ４に閉動作信号が送信され給水
弁１３は閉鎖されたままとなる。

前記コントローラ６にメモリ６４を備えることは、前洗
浄の時間を一定に限定したり、調整したりすることが可
能となる。

なお、前述の積層式圧電アクチュエータ４に対する閉動
作信号については、給水弁１３に復帰バネ等を設けて常
時閉弁型の構造とすれば、積層式圧電アクチュエータ４
に対する閉動作信号の解除で足りることになる。

このような前洗浄が行なわれさらに用便が終了した場合
には、操作パネル７の大便ボタン７１．小便ボタン７２
を選択してＯＮとすると、コントローラ６によって積層
式圧電アクチュエータ４を介して給水弁１３を流１７調
節して開放することになる。

なお、この流量調整は、コントローラ６にメモリ６４を
具備することによって自在に設定が可能である。

なお、第４図において、Ａは前洗浄の洗浄水量を、Ｂは
本洗浄の大便の洗浄水量を、Ｃは本洗浄の小便の洗浄水
石を夫々示すものである。

第５図以下は、ｆａ層層圧圧電アクチュエータ４具体的
構造を示すものである。

この積層式圧電アクチュエータ４は前後壁４１ａ。

４１ｂによって囲撓されるケーシング４１内に、同心円
的にかつ軸線に沿って進退自在にプランジャ４２を取付
け、さらにプランジャ４２の外周面上に同心円的に四つ
の圧電素子４３ａ、　４３ｂ、　４３ｃ、　４３ｄから
なる圧電素子組立体４３を配設することによって構成さ
れている。

なお、プランジャ４２の先端には給水弁１３を構成する
ダイヤフラム弁１３ａが取付けられており、このダイヤ
フラム弁１３ａによって同じく給水弁１３を構成する開
口１３ｂを開閉することができるようになっている。

前記圧電素子４３ｃ、　４３ｄは、ケーシング４１の中
央部に配設されており、ケーシング４１に基端を固定さ
れた保持具４４の先端に固着されている。また、その基
端を圧電素子４３ｃ、４３ｄに固着された弾性ブリッジ
４５．４６が、その先端を前後壁４１ａ、４１ｂに向け
て伸延する型持ち梁状となっている。そして、この弾性
ブリッジ４５．４６の先端には、その外周面に前記圧電
素子４３ａ、４３ｂを取付けるとともに、その内周面に
クランプリング４７．４８が固着されている。

このような圧電素子４３ａ　、　４３ｂ　、　４３ｃ　
、　４３ｄは電源をＯＮにすると軸方向は伸び、径方向
には縮む、電１１ｉＯＦＦでは元の大きさにもどる。

即ち、圧電素子４３ａ、　４３ｂは、通電状態ではその
径を縮径してプランジャ４２をクランプすると共に、通
電していない状態ではプランジャ４２のクランプを解除
する。一方、圧電索子４３ｃ、　４３ｄは、通電状態で
はプランジャ４２上を軸線方向へ伸びた状態にあり、通
電していない状態ではプランジャ４２上を縮み元の長さ
にもどる。そして、このプランジ１７４２は、このよう
な四つの圧電素子４３ａ。

４３ｂ、　４３ｃ、　４３ｄを前記メモリ６４に記憶さ
れた情報に基づき、前記コントローラ６で制御すること
により、軸線方向へ移動することができる。

この圧電素子４３ａ、　４３ｂ、　４３ｃ、　４３ｄは
、第６図に示すように、多数の圧電素子片をプランジャ
４２の軸芯方向へ積層して形成した円筒状の素子であり
、円筒の両端に設けられた電極に電圧を印加することに
より伸びるように構成されている。なお、圧電素子片は
たとえば圧電セラミックスを用いることができ、この圧
電セラミックスとしてはＡＢＯ３ペロブスカイト形の結
晶構造をもつ強誘電材料であって、ＰＺＴ　（Ｐｂ（Ｚ
ｒ、Ｔｉ）Ｏｘ　）系。

Ｐ　Ｌ　Ｚ　Ｔ　（Ｐｂ（２ｒ、Ｔｉ）０３）系、　Ｐ
　Ｔ　（ＰｂＴｉＯ３）系。

ＰＺＴを基にした三成分系のものを用いることができる
。また、圧電素子４３ａ、　４３ｂ、　４３ｃ、　４３
ｄは、第７図に示すように、多数の薄肉リング状の圧電
素子片をプランジャ４２の軸芯廻りに＠線方向へ積層し
て形成することもできる。この場合、前記電圧の印加方
向を９０ａ′変えることになる。

なお、第６図において、前壁４１ａとプランジャ４２と
の間には周動抵抗の小さいＵ字形またはＹ字形のパツキ
ン４９が取付けられており、アクチュエータ４の水密性
が高められている。また、このパツキン４９．プランジ
ャ４２のいずれかの摺動部に７９Ｍ樹脂、ポリエチレン
樹脂等の低摩擦係数、耐摩耗性材料を貼着することもで
きる。

さらに、圧電素子４３ａ　、　４３ｂ　、　４３ｃ　、
　４３ｄは円形断面のみではなく例えば方形断面とする
こともでき、また第９図、第１０図に示すような分′割
片から形成することもできる。

また、プランジｐ４２は、圧電素子４３ａ、４３ｂの内
側に位置するクランプリング４７．４８によって多数回
クランプされるものであるため、膨張係数が小さく硬度
０強度、耐クリープ性、耐摩耗性が大きく加工精度が高
いものが望ましく、例えばセラミックス素材としたもの
が考えられる。

このようなアクチュエータ４は、第１１図〜第１３図の
ような動作を行なう。

即ち、コントローラ６のメモリ６４に設定した動作順序
プログラムに基いて、第１１図に示すように圧電素子４
３ａへの電圧を解除してクランブリング４７を縮めてプ
ランジャ４２をクランプする。次に、第１２図に示すよ
うに、圧電索子４３ｃ、４３ｄに電圧を印加して伸ばす
と、圧電素子４３ａ、４３ｂが矢印方向へ移動する。こ
の時、４３ａ側のクランブリング４７によりプランジャ
４２がクランプされるので、プランジャ４２も矢印方向
へ移動する。その後、第１３図に示すように、圧電素子
４３ａの電圧を解除して内径を伸ばしクランブリング４
７によるプランジ１１４２のクランプを解除すると共に
、圧電素子４３ｂへ電圧を印加してクランブリング４８
を縮めてプランジャ４２をクランプし、さらに圧電素子
４３ｃ、４３ｄの電圧を解除すると、圧電素子４３ｃ、
４３ｄは矢印方向へ縮み、元の長さにもどるためプラン
ジャ４２はさらに矢印方向へ移動する。

このような動作を繰返すことにより、プランジャ４２を
μｍオーダまたはサブμｍオーダのストロークで尺取虫
状に移動することができる。

このため、この積層式圧電アクチュエータ４を用いると
、給水弁１３を精密かつ正確に間開作動することができ
、洗浄水の流旧調整に極めて有効である。

［発明の効果１以上のように本発明に係る大便器洗浄装置は、積層式圧
電アクチュエータの圧電素子の精密な伸縮による給水弁
の微妙な開閉が可能になるため、面木した前洗浄１本洗
浄が可能になるという効果がある。

さらに、積層式圧電アクチュエータをコントローラを介
して切換えボタンで制御するため、本洗浄で大便、小便
に対応して有効な洗浄水量の調整を可能にすることがで
きる効果がある。また、この効果により、大便器の封水
切れやウォータハンマを防止することができる効果が生
ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る大便器洗浄装置の実施例を示すシ
ステム構成図、第２図は第１図のコントロールの構成図
、第３図は第１図の制御フローチｐ−ト、第４図は第３
図の制御による洗浄水量の変化を示すグラフ、第５図は
第１図の要部（積層式圧電アクチュエータ）を示す断面
図、第６図は第５図の要部拡大図、第７図〜第１０図は
第６図の要部（圧電素子）を示す断面図、第１１図〜第
１３図は積層式圧電アクチュエータの動作図である。１・・・給水系　　　　　１３・・・給水弁２・・・便
　座３・・・大便器４・・・・積層式圧電アクチュエータ５・・・着座センサ６・・・コントローラ７・・・操作パネル　　　７１・・・大便ボタン７２・
・・小便ボタン第２図　（社）第８図第１Ｏ図第７図第ｑ図

Claims

【特許請求の範囲】

大便器に接続する給水系に配設され、圧電素子を伸縮さ
せてプランジャを移動させる積層式圧電アクチュエータ
により開閉駆動される給水弁と、使用者の大便器への着
座を検出する着座センサと、大便、小便の切換え指示手
段と、着座センサの検出信号および切換え指示手段の指
示に基いて積層式圧電アクチュエータに動作信号を出力
するコントローラとを備えてなる大便器洗浄装置。