JPH10299066A - 小便器用洗浄システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用状態に応じて洗浄液を自動的に流すこと
のできる小便器用洗浄システムを提供すること 【解決手段】 便器本体１の背面に、振動センサ，信号
処理部，比較判定部を内臓したセンサ部１０を設置す
る。小用を足すと、便器本体１に振動が生じるので、振
動センサにより振動を検知する。この振動センサからの
出力を信号処理部によって、判定しやすい形に処理し、
比較判定部によって、排尿による振動が生じているか否
かを判定する。そして、その判定結果に基づいた水洗指
令信号が水洗制御器３に送出され、バルブを開閉し、洗
浄液を便器本体内部に流出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小便器用洗浄シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】よく知られているように、水洗式トイレ
の場合には、用足しをした後に小用を受ける便器本体を
洗浄するために、その便器本体の内部天面より洗浄液
（一般には、通常の水が使用される）を流すようになっ
ている。

【０００３】そして、係る洗浄液を用足しした後に自動
的に流す洗浄システムとしては、光電スイッチを利用し
たものが普及されている。このシステムは、例えば小便
器の上方に光電スイッチを備えたセンサ部を設置し、一
定時間以上小便器の前に人が立ち止まっている場合に
は、その後に人が小便器から離れたことを検知して、一
定量の洗浄液を流すようにしたものである。係るシステ
ムでは、人がいちいち押しボタンを押下する必要がな
く、また、使用後に人が離れると自動的に洗浄液が流れ
るので、洗浄のし忘れもないという利点を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た光電スイッチを用いた小便器用洗浄システムでは、セ
ンサ部を外部から見える位置に設置するため、わざとセ
ンサ部の前に手等をかざした状態で一定時間おいてお
き、その後に、手をどかすとあたかも人が小用を足して
いたのと同様のセンサ出力が得られ、洗浄液が流れてし
まうおそれがある。また、センサ部自体を押下して破損
してしまうおそれもある。このように、悪戯されやす
い。

【０００５】また、センサ部の表面に異物が貼りつけら
れる等の悪戯をされたり、こまめな清掃を怠って、セン
サ部の表面に埃等が付着した状態にしてしまうと、使用
者が小便器の前に立って一定時間経過後離れていくこと
を検知できず、洗浄液を流さなければいけないところ自
動的に洗浄液を流すことができなくなるおそれがある。
よって、こまめな清掃作業を必要とし、係る清掃作業の
手間が煩雑である。

【０００６】また、子供などの背の低い人が使用した場
合には、検知できず、洗浄液を流さなければいけないと
ころ自動的に洗浄液を流すことができなくなるおそれが
ある。さらに、例えば、用足しをするつもりで小便器の
前に一定時間立っていたが、結局用足しをしないで小便
器から離れていった場合や、用足しをせずにただセンサ
部の直前を一時停止して通過しただけでも、あたかも人
が小用を足していた場合と同様のセンサ出力が得られ、
洗浄液が流れてしまうおそれがある。このように、実際
の小用の有無などの使用状態に適した動作が行えないこ
とがあるという問題がある。さらには、センサが露出し
ていることからデザイン面からも違和感があった。

【０００７】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題点を解
決し、使用状態に応じて洗浄液を流すことができ、ま
た、悪戯防止、節水を図ることができ、さらには用足し
の有無等を検知するためのセンサを露出させず、センサ
に直接触れられて損傷することを防止するとともにデザ
イン面でも良好な小便器用洗浄システムを提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る小便器用洗浄システムでは、便器本
体に取付けられ、振動を検知する振動検知手段と、前記
振動検知手段の出力に基づいて排尿の有無を判定する判
定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて前記便器
内部に洗浄液を流出させる水洗制御手段を備えて構成し
た（請求項１）。ここで、洗浄液とは水，洗剤等、便器
本体内を洗浄するものであれば各種使用することができ
る。

【０００９】用足しをすると、排尿した尿が便器本体の
内壁に当たったり、便器本体の内壁を流れるので、その
便器本体に振動が発生する。よって、係る便器本体の振
動を検知することにより、排尿の有無を検知することが
できる。その検知結果に基づいて水洗制御手段が、例え
ば洗浄液を通す配管路に取付けられたバルブを開いて、
洗浄液を前記便器本体に供給する。

【００１０】そして、前記判定手段により排尿と判定で
きる振動を検知した後、所定時間以内は、前記便器本体
に対する新たな洗浄液の排出を行わないようにしてもよ
い（請求項２）。すなわち、本発明によれば、排尿後に
自動的に便器本体に対して洗浄液を流すので、その洗浄
液が便器本体の内壁に沿って流れる際に、排尿に類似し
た振動が生じる。この洗浄液による振動は、排尿による
振動を検知した後一定の期間内に発生する。よって、排
尿と判定できる信号を検知した後に、所定の時間以内
（洗浄液が供給され終わる時間に対して一定のマージン
をとった期間）には、振動の有無に関係なく新たに洗浄
液を供給しない。これにより、直前の排尿に伴う洗浄液
の供給時に生じる振動を排尿に伴う振動と誤判定し再度
洗浄液を供給することが防止される。

【００１１】ここで新たな洗浄液を供給しないとは、現
在供給されている洗浄液の供給を停止するのではなく、
あくまでも振動に基づいて水洗制御手段より再度洗浄液
の供給を開始することなく、その前に検出された振動に
基づく洗浄液の供給を行ったならそこで一旦洗浄処理を
終了することである。そして、所定の時間以内に新たな
洗浄液の供給を行わないためには、振動検出手段の出力
を一時停止したり、判定手段の判定処理をしないように
したり、判定手段の判定結果に関係なく水洗制御手段側
で入力を無視するなど各種の方式により実現できる。係
る事態は、請求項３も同様である。

【００１２】また、そのように洗浄液の供給に伴う誤動
作を防止するためには、たとえば、前記判定手段により
排尿と判定できる振動を検知した後、次に検知される排
尿と判定できる振動に基づいては前記便器本体に対する
洗浄液の排出を行わないようにすることもできる（請求
項３）。

【００１３】洗浄液による振動は排尿による振動の後に
発生するので、排尿による振動を検知した後、次の１回
目の振動は洗浄液を流した時に生じる振動と推測するこ
とができる。よって、係る１回目の振動を検知した場合
は洗浄液を便器本体に供給しないようにすることで、再
度洗浄液を流出するといった誤動作を防いでいる。

【００１４】好ましくは、前記振動センサとして半導体
式センサを用いる（請求項４）。半導体式センサは小型
なので、現在用いられている便器本体の任意の位置に容
易に取付けることができる。そして例えば、便器の裏側
に取付けることにより、自動的に洗浄を行う設備が使用
者の目に触れることがないので、デザイン面に違和感を
生じさせることはなく、また悪戯されることもなくな
る。しかも、検出感度も高いので、排尿に伴い生じる便
器本体の振動も確実に検出できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る小便器用洗
浄システムの便器本体への装着状態の一例を示してい
る。同図に示すように、尿を受ける前面開放された便器
本体１の内部天面には、洗浄液配管２の先端が接続され
ている。また、この洗浄液配管２の他端は水洗制御器３
に取り付けられている。洗浄液はこの洗浄液配管２を通
して便器本体１の内部に供給される。このとき、洗浄液
の供給は水洗制御器３によって制御される。

【００１６】ここで本発明では、便器本体１の背面にセ
ンサ部１０が取り付けられている。係るセンサ部１０
は、図２に示すように、振動センサ１１，信号処理部１
２，比較判定部１３がその順で直列接続されて内蔵され
ている。そして、振動センサ１１の出力を、信号処理部
１２によって比較しやすい形に変え、比較判定部１３に
よって用足しによる振動の出力か否かを判定する。そし
て、係る判定に基づいた水洗指令信号を水洗制御器３に
送出する。係るセンサ部１０から送出される水洗指令信
号に基づいて、水洗制御器３が図示省略のバルブを開閉
制御し、便器本体１に対する洗浄液の供給・停止を行っ
ている。

【００１７】次に各部について説明する。まず、振動セ
ンサ１１は、用足し時に発生する微振動を検知できるも
のであれば、圧電素子や半導体式の各種センサを用いる
ことができる。

【００１８】信号処理部１２は、図３に示すように、ア
ンプ（ＡＭＰ）１４，バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１
５，全波整流器１６，ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１７
が順次接続されて構成されている。すなわち、振動セン
サ１１から出力された検出信号を増幅器１４によって増
幅される。この時、振動センサ１１が静電容量式のよう
に検出信号が容量等の値で出力される場合には、電圧値
等の処理のしやすい値に変換して増幅する。そして、そ
の増幅器１４で増幅された信号が、バンドパスフィルタ
１５に与えられ、ここにおいて排尿に伴い発生する振動
の周波数帯域（例えば約５００〜２０００Ｈｚ）のもの
のみを通過するフィルタリング処理する。係る所定の周
波数帯域は便器の材質や構造によって異なるので、予め
実験等によって排尿による振動を検知することによって
出力された電気信号を構成する周波数成分が存在する周
波数帯域を明らかにし、係る周波数帯域以外の周波数を
除去するようにバンドパスフィルタ１５を合わせてお
く。よって、係るバンドパスフィルタ１５において、検
出信号に含まれたノイズを除去することができるので、
例えば地震等の環境振動に影響されなくなる。

【００１９】バンドパスフィルタ１５から出力された信
号は、全波整流器１６で全波整流され、ローパスフィル
タ１７によって、高周波成分が除去される。すなわち、
上記したようにバンドパスフィルタ１５の通過周波数帯
域は排尿に伴い発生する振動波形の周波数に合わせて設
定しているため、排尿時以外のバンドパスフィルタ１５
の出力はほとんど無いとともに、排尿時は０を中心に正
負に大きくふれる振動波形信号が出力される。そこで、
全波整流器１６で負側の信号を反転して得られた信号の
包絡線をローパスフィルタ１７で抽出することにより、
そのローパスフィルタ１７の出力信号は、排尿していな
い時には０レベル付近となり、排尿した際にはそれにと
もない生じる振動波形のピーク値を結ぶ包絡線となるの
で、一定のレベル以上を維持する信号となる。そして、
係る電気信号が比較判定部１３に送出される。

【００２０】図４は、比較判定部１３のブロック図を示
している。同図に示すように、比較判定部１３は、コン
パレータ１８，オン／オフディレイタイマ１９，水洗指
令信号生成器２０から構成されている。すなわち、上記
したように、排尿の有無により信号処理部１２の出力レ
ベルが異なることから、コンパレータ１８にて、しきい
値処理をすることにより、排尿の有無を弁別するように
している。そして、電気信号がしきい値よりも大きい場
合（排尿時）には「Ｈ」が出力され、しきい値よりも小
さい場合（非使用時）には「Ｌ」が出力される。つま
り、コンパレータ１８の出力が「Ｌ」から「Ｈ」に変化
した時が排尿開始時であり、「Ｈ」から「Ｌ」に復帰し
た時が排尿終了時であるといえる。さらに、「Ｈ」の状
態を保持しているときが排尿中であり、「Ｌ」の状態を
保持しているときが非使用中であるといえる。

【００２１】なお、コンパレータ１８に設定される具体
的なしきい値としては、排尿（使用中）している間の信
号処理部１２の出力の平均値をμとし、標準偏差をσと
した場合に、 しきい値Ａ＝μ−３σ となるような値をとることができる。もちろん、他の方
法により設定してもよい。

【００２２】さらに本形態では、オン／オフディレイタ
イマー１９を設けているため、コンパレータ１８からの
出力が「Ｌ」から「Ｈ」に変った後、オンディレイタイ
マによって設定された一定の時間以上に「Ｈ」の出力が
連続して続くと、用足しによる振動を検知したと判定
し、オン／オフディレイタイマ１９から「Ｈ」を水洗指
令信号生成器２０に出力するようになっている。これに
より、排尿以外の短時間（オンディレイタイマーで設定
された一定時間未満）の振動やノイズがあっても、オン
／オフディレイタイマー１９の出力は「Ｌ」のまま保持
されるので、排尿ありと誤判定されることはなくなる。

【００２３】また、コンパレータ１８からの出力が
「Ｈ」から「Ｌ」に変わった後、オフディレイタイマに
よって設定された一定の時間以上に「Ｌ」の出力が継続
した場合に初めて、排尿による振動が終了したと判定
し、オン／オフディレイタイマ１９から「Ｌ」が水洗指
令信号生成器２０に出力されるようになっている。これ
により、ノイズや排尿の一時停止等によって瞬間的に振
動がなくなるようなことがあっても、オン／オフディレ
イタイマー１９の出力は「Ｈ」を保持する。これによ
り、確実に排尿が終了したのを検出することができ、誤
って使用中に洗浄液が流され始めるのを防止することが
できる。

【００２４】水洗指令信号生成器２０は、オン／オフデ
ィレイタイマー１９の出力信号の変化状態に基づいて水
洗指令信号を水洗制御器３に送出している。具体的に
は、オン／オフディレイタイマ１９の出力を、水洗指令
信号生成器２０に内蔵されたフリップフロップ回路に入
力し、オン／オフディレイタイマ１９の出力が「Ｈ」
（使用信号）から「Ｌ」（非使用信号）に変わる瞬間を
検出する。そして、通常は水洗指令信号生成器２０から
「Ｌ」を出力する状態にしておき、「Ｈ」（使用信号）
から「Ｌ」（非使用信号）に変わる瞬間が検出される
と、係る瞬間から所定時間遅延（ディレイ）させて、水
洗指令信号生成器２０から水洗制御器３に所定時間だけ
「Ｈ」を出力する。そして、係る遅延させる時間を調整
することにより、排尿終了後に洗浄液が流れ始めるまで
の時間を変更できる。

【００２５】水洗制御機３に入力された水洗指令信号が
「Ｈ」になると、それを受けた水洗制御機３が配管のバ
ルブを開けることにより、便器２の天面から便器２の内
壁に洗浄液を流す。

【００２６】ところで、係る洗浄液を流した時に検知さ
れる振動は、用足しのときに検知される振動に類似して
いるので、用足しのときの振動と判定され、重ねて洗浄
液を流してしまうおそれがある。

【００２７】そこで、水洗指令信号生成器２０におい
て、洗浄液を供給し終わり、その供給された洗浄液に伴
う振動がなくなると予測できる一定期間は、オン／オフ
ディレイタイマ１９の出力に関係なく強制的に「Ｌ」を
出力するようにしておき、所定の振動がなしと判断する
ようにする。よって、水洗制御器３には「Ｌ」が入力さ
れたままであるので、その洗浄液の供給にともない発生
する振動によっては新たに洗浄液の供給を行うことはな
い。

【００２８】また、水洗指令信号生成器２０は、「Ｈ」
（使用信号）から「Ｌ」（非使用信号）に変わる瞬間を
検出した後に、「Ｈ」（使用信号）から「Ｌ」（非使用
信号）に変わる瞬間を検出しても、１回だけは「Ｌ」を
出力し続けるようにしてもよい。これにより、重ねて洗
浄液を流さないようになる。

【００２９】また、上記いずれかの方法を採用した場合
に、仮に、洗浄液が流されている間に、用を足されるこ
とがあるとその排尿によっては洗浄液が流されることは
ないがそもそも係る事態では排尿中に洗浄液と同時ある
いはほぼ同時に洗浄が行われているので、再度洗浄する
必要はなく、洗浄液の使用を少なくすることができるの
で問題はない。

【００３０】次に、図５を用いて上記した実施の形態の
作用を説明する。図は、上記した小便器用洗浄システム
において振動が検知された場合に、内部において処理さ
れた後の各信号の波形を示している。振動センサ１１で
便器２に生じた振動を検知し、その出力が同図（ａ）に
示すような波形信号だったとする。係る出力波形は、先
にノイズが検知され、その後、用足しによる振動Ａが検
知された場合の波形である。

【００３１】振動センサ１１からの出力は、信号処理部
１２によって、増幅され、周波数帯域以外の周波数成分
を除去され、包絡線検波（全波整流＋ローパスフィル
タ）が行われることにより、同図（ｂ）に示すような波
形が生成される。そしてこの波形をコンパレータ１８に
よってしきい値と比較することにより、同図（ｃ）に示
すようなパルス出力が得られる。すなわち、ノイズに基
づいてもパルスＢが発生し、１回の用足しによる振動か
らは２つに分離したパルスＣ，Ｄが発生する。

【００３２】そして、オン／オフディレイタイマ１９に
設定されたオンディレイタイム，オフディレイタイムが
それぞれ同図（ｃ）に示すようになっているとすると、
ノイズに基づくパルスＢのパルス幅はオンディレイタイ
ム未満であるので、同図（ｄ）に示すようにオン／オフ
ディレイタイマ１９の出力は「Ｌ」のままとなる。ま
た、用足しの振動による出力Ｃが生じた期間は、オンデ
ィレイタイムよりも長期間なので、パルスＣの立ち上が
りからオンディレイタイムだけ経過後に「Ｈ」が出力さ
れる。さらにパルスＣとパルスＤの間のコンパレータ１
８の出力が「Ｌ」になっている期間は、オフディレイタ
イム未満であるので、パルスＣの立ち下がりによっては
オン／オフディレイタイマ１９の出力は「Ｌ」に落ち
ず、結局パルスＤの立ち下がりからオフディレイタイム
だけ経過後に「Ｌ」に落ちる。これにより、排尿に伴い
同図（ｄ）に示すようなパルスＥが、オン／オフディレ
イタイマ１９から出力される。

【００３３】そして、オン／オフディレイタイマ１９か
らの出力を基にして、水洗指令信号生成器２０で、同図
（ｅ）に示すような出力が得られる。すなわち、オン／
オフディレイタイマ１９からの出力が「Ｈ」から「Ｌ」
に変わる瞬間（出力Ｅが終了する瞬間）を検出し、係る
瞬間から一定時間Ｆだけ遅れた後、所定のパルス幅のパ
ルスＧが出力される。このパルスＧが水洗制御器３に入
力され、パルスＧがＯＮ（「Ｈ」）の間だけ水洗制御器
３は便器本体２内に洗浄液を流出させ、水洗を行う。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る小便器用洗
浄システムでは、便器本体に振動センサを取付けて、便
器の振動を検知し、係る振動検知の信号を処理すること
により、便器の状態を正確に推測できるので、使用状況
に応じた適用の洗浄液を流すことができる。

【００３５】また、係る振動検知による信号を処理して
用足しか否かを判定しているので、従来用いられていた
赤外線センサなどのように、センサ部を露出する必要が
ない。よって、係るセンサ部を露出しない位置に取付け
ることにより、悪戯等を防ぐことができ、センサ部に異
物や埃等が付着していても、用足しをしたか否かを判定
することができるので清掃の煩雑さを省くことができ
る。さらには、デザイン面から違和感が生じることもな
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る小便器用洗浄システムの取付状態
の一例を示す図である。

【図２】本発明に係る小便器用洗浄システムの好適な一
実施の形態のブロック図である。

【図３】図２に示す実施の形態の信号処理部のブロック
図である。

【図４】図２に示す実施の形態の比較判定部のブロック
図である。

【図５】（ａ）は振動センサからの出力波形の一例を示
す図である。（ｂ）は信号処理部における全波整流処
理，包絡線検波を行った後の波形を示す図である。
（ｃ）はコンパレータからの出力波形の一例を示す図で
ある。（ｄ）はＯＮ／ＯＦＦディレイタイマからの出力
波形の一例を示す図である。（ｅ）は水洗指令信号の出
力波形の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 便器 ３ 水洗制御機 １０ センサ部 １１ 振動センサ １２ 信号処理部 １３ 比較判定部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 便器本体に取付けられ、振動を検知する
   振動検知手段と、 前記振動検知手段の出力に基づいて排尿の有無を判定す
   る判定手段と、 前記判定手段の判定結果に基づいて前記便器内部に洗浄
   液を流出させる水洗制御手段を備えたことを特徴とする
   便器用洗浄システム。
2. 【請求項２】 前記判定手段により排尿と判定できる振
   動を検知した後、所定時間以内は、前記便器本体に対す
   る新たな洗浄液の排出を行わないようにしたことを特徴
   とする請求項１に記載の小便器用洗浄システム。
3. 【請求項３】 前記判定手段により排尿と判定できる振
   動を検知した後、次に検知される排尿と判定できる振動
   に基づいては前記便器本体に対する洗浄液の排出を行わ
   ないようにしたことを特徴とする請求項１に記載の小便
   器用洗浄システム。
4. 【請求項４】 前記振動検知手段は、半導体式センサで
   あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
   載の小便器用洗浄システム。