(57)【要約】【課題】排水トラップの内部の水流に基づく振動以外の振動の影響を抑制し、便器本体の排水状態の不良を判断する精度を向上させることができる水洗大便器装置を提供する。【解決手段】本発明の水洗大便器装置１は、排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を検出する第１振動センサー２８と、便器本体において第１振動センサーの検出する水流に基づく振動成分よりも水流に基づく振動成分を検出しにくい位置に取付けられる第２振動センサー３０であって、第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を得る排水状態判断部４４において便器本体の排水状態の不良を判断させるために、第１振動センサーによって検出された振動成分Ａ１から差し引く振動成分Ａ２を検出する第２振動センサー３０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水により汚物を排出する水洗大便器装置であって、
汚物を受けるボウル部と、上記ボウル部の下方に入口が接続され汚物を排出する排水トラップと、を有する便器本体と、
上記便器本体に取付けられると共に少なくとも上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を検出する第１振動センサーと、
上記便器本体において上記第１振動センサーの検出する上記水流に基づく振動成分よりも上記水流に基づく振動成分を検出しにくい位置に取付けられる第２振動センサーであって、上記第１振動センサー及び上記第２振動センサーから送信される検出信号を受信して上記第１振動センサーによって検出された振動成分から上記第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより上記排水トラップの内部の上記水流に基づく振動成分を得て上記便器本体の排水状態の不良を判断する排水状態判断部において上記便器本体の排水状態の不良を判断させるために、上記第１振動センサーによって検出された振動成分から差し引く振動成分を検出する上記第２振動センサーと、を備えることを特徴とする水洗大便器装置。
【請求項２】
上記便器本体が、上記ボウル部及び上記排水トラップの流路を構成する通水部と、上記通水部以外の構造を形成する構造部とに分けて規定される場合、
上記第１振動センサーは、上記通水部の外面に取付けられ、
上記第２振動センサーは、上記構造部に取付けられる、請求項１記載の水洗大便器装置。
【請求項３】
上記第１振動センサー及び上記第２振動センサーは、床面からほぼ同じ高さに取付けられている、請求項１又は２に記載の水洗大便器装置。
【請求項４】
上記第１振動センサー及び上記第２振動センサーは、上記便器本体における前後方向の位置がほぼ同様の位置となるように取付けられている、請求項１乃至３の何れか１項に記載の水洗大便器装置。
【請求項５】
上記第１振動センサーは、上記排水トラップの入口部の外面に取付けられる、請求項１乃至４の何れか１項に記載の水洗大便器装置。
【請求項６】
上記第２振動センサーは、上記便器本体の袴部の内面に取付けられる、請求項１乃至５の何れか１項に記載の水洗大便器装置。
【請求項７】
さらに、上記第１振動センサーと上記通水部との間、及び上記第２振動センサーと上記構造部との間にそれぞれ設けられる導体部を備え、
上記導体部は、上記第１振動センサー及び上記第２振動センサーから送信される検出信号を受信して上記第１振動センサーによって検出された振動成分から上記第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより上記排水トラップの内部の上記水流に基づく振動成分を得る信号差分部から延び且つ電源に接続されたグラウンド回路と電気的に接続される、請求項２に記載の水洗大便器装置。
【請求項８】
上記排水状態判断部は、上記第１振動センサーによって検出された振動成分から上記第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより得られた上記排水トラップの内部の上記水流に基づく振動成分の特徴量を決定し、過去の上記排水トラップの内部の上記水流に基づく振動成分の特徴量から決定された代表特徴量と比較して、上記便器本体の排水状態の不良を判断する、請求項１乃至７の何れか１項に記載の水洗大便器装置。
【請求項９】
上記排水状態判断部は、上記排水トラップの内部の上記水流に基づく振動成分の特徴量を、その振動成分の周波数スペクトルに基づいて決定し、過去の上記排水トラップの内部の上記水流に基づく振動成分の特徴量から決定された代表特徴量と比較して、上記便器本体の排水状態の不良を判断する、請求項８に記載の水洗大便器装置。
【請求項１０】
洗浄水により汚物を排出する水洗大便器装置であって、
汚物を受けるボウル部と、上記ボウル部の下方に入口が接続され汚物を排出する排水トラップと、を有する便器本体と、
上記便器本体に取付けられると共に少なくとも上記排水トラップの内部の上記水流に基づく振動成分を検出する第１振動センサーと、
上記便器本体において上記第１振動センサーの検出する上記水流に基づく振動成分よりも上記水流に基づく振動成分を検出しにくい位置に取付けられる第２振動センサーであって、上記第１振動センサーによって検出された振動成分から差し引く振動成分を検出する上記第２振動センサーと、
上記第１振動センサー及び上記第２振動センサーから送信される検出信号を受信して上記第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより上記排水トラップの内部の上記水流に基づく振動成分を得て上記便器本体の排水状態の不良を判断する排水状態判断部と、
を備えることを特徴とする水洗大便器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水洗大便器装置に係り、特に、洗浄水により汚物を排出する水洗大便器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水洗大便器装置の便器本体内や便器本体の下流側の流路において、異物の混入や、汚物、尿石等の詰まりなどが生じることにより、上流側の便器本体において洗浄時の排水や洗浄の不具合、洗浄時の汚水あふれ等が生じる可能性がある。特に昨今では、駅、商業施設、飲食店街などが地下通路で接続され、利便性の向上、建物や通路の多目的化、さらに集客量の増大を目的として複雑に構築されている。それに伴い、便器本体の下流側の配管も迷路のように複雑に接続されると共にその配管距離も増大されている。このような複雑な便器本体の下流側の配管においては、どこか１箇所でも排水不良が生じ、便器本体から汚水あふれ等が生じると、近隣のトイレ内のみならず、施設の他の広範囲に悪影響が及び、多くの建物の利用者に迷惑を生じさせる可能性がある。
従って、従来より、便器本体内や便器本体の下流側の配管における詰まりの不具合に対し、早期に対処できるようなさまざまな発明がされてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１に示すように、小便器において、圧力センサが水位変化を圧力変化として検出し、排水部の詰まりを検出するものが知られている。
また、特許文献２に示すように、大便器において、水位センサがトラップ内の水位変化を検出し、トイレ詰まりを検出するものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３６２５６０５号公報
【特許文献２】特開２００２−２１１４８号公報
【特許文献３】特開２００１−２１４４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１及び２において用いられる圧力センサーや光学式の水位センサーは、水位変化を直接測定することができるものの、センサーが汚水と直接触れるため、センサー表面への汚れの付着により、使用に伴って検出精度が低下する可能性がある。またこれらのセンサーは、配管を貫通する穴を設けてセンサーを取付ける必要があるため、既に設置されている水洗大便器装置に取付けることが容易ではなく、比較的大掛かりな工事となり、工事費用も多額となる。圧力センサーによる測定においては、強風時に、流路内の気圧が上下することにより、圧力センサーの検出誤差が生じるという問題もある。
【０００６】
そこで、特許文献３に示すように、トイレ装置において、トイレ装置の下流側の排水経路に詰まり検出手段を設け、詰まり検出手段に加振式センサー等の振動センサーを用いることが検討されている。
【０００７】
ところが、便器本体に取付けた振動センサーで排水不良の検知を行おうとすると、便器本体及び床から伝わる振動ノイズ、例えば、床から伝わる足音の振動、使用者が便器本体を使用するときの便器本体を伝わる振動、便器本体に取付けた排気ファン及び空調ファンなどのモーター回転振動、排水弁の駆動による振動、建物外を電車やトラックなどが通るときの振動、工事現場の振動など、を検出し、排水不良の検知の精度が低下するという問題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、排水トラップの内部の水流に基づく振動以外の振動の影響を抑制し、便器本体の排水状態の不良を判断する精度を向上させることができる水洗大便器装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するために、本発明は、洗浄水により汚物を排出する水洗大便器装置であって、汚物を受けるボウル部と、上記ボウル部の下方に入口が接続され汚物を排出する排水トラップと、を有する便器本体と、上記便器本体に取付けられると共に少なくとも上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を検出する第１振動センサーと、上記便器本体において上記第１振動センサーの検出する上記水流に基づく振動成分よりも上記水流に基づく振動成分を検出しにくい位置に取付けられる第２振動センサーであって、上記第１振動センサー及び上記第２振動センサーから送信される検出信号を受信して上記第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を得て上記便器本体の排水状態の不良を判断する排水状態判断部において上記便器本体の排水状態の不良を判断させるために、上記第１振動センサーによって検出された振動成分から差し引く振動成分を検出する上記第２振動センサーと、を備えることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、第１振動センサーが、排水トラップの内部の水流に基づく振動成分に加えて他の要因による振動成分を検出したとしても、排水状態判断部において、上記第１振動センサーによって検出された振動成分から、第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより、上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を得て、便器本体の排水状態の不良を判断させることができる。よって、本発明によれば、便器本体に取付けられた第１振動センサー及び第２振動センサーにより、排水トラップの内部の水流に基づく振動以外の振動の影響を抑制し、便器本体の排水状態の不良を判断する精度を向上させることができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、上記便器本体が、上記ボウル部及び上記排水トラップの流路を構成する通水部と、上記通水部以外の構造を形成する構造部とに分けて規定される場合、上記第１振動センサーは、上記通水部の外面に取付けられ、上記第２振動センサーは、上記構造部に取付けられる。
このように構成された本発明においては、第１振動センサーが通水部の外面に取付けられているので、第１振動センサーが排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を比較的強い信号強度により検出することができ、排水トラップの内部の水流の流動状態を比較的正確に判断することができる。また、第２振動センサーが構造部に取付けられているので、第２振動センサーは、排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を検出しにくくすることができる。一方で、第１振動センサー及び第２振動センサーは、便器本体に加わる水流に基づく振動以外の振動を同様に検出する。これにより、第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を比較的良好に得ることができ、便器本体の排水状態の不良を判断する精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、上記第１振動センサー及び上記第２振動センサーは、床面からほぼ同じ高さに取付けられている。
このように構成された本発明においては、第１振動センサー及び第２振動センサーは、床面からほぼ同じ高さに取付けられているので、第１振動センサー及び第２振動センサーは便器本体に加わる水流に基づく振動以外の振動のうち上下方向から伝わる振動を同様の値として検出しやすくできる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、上記第１振動センサー及び上記第２振動センサーは、上記便器本体における前後方向の位置がほぼ同様の位置となるように取付けられている。
このように構成された本発明においては、第１振動センサー及び上記第２振動センサーは、上記便器本体における前後方向の位置がほぼ同様の位置となるように取付けられているので、第１振動センサー及び第２振動センサーは水流に基づく振動以外の便器本体に加わる振動のうち前後方向から伝わる振動を同様の値として検出しやすくできる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、上記第１振動センサーは、上記排水トラップの入口部の外面に取付けられる。
このように構成された本発明においては、第１振動センサーは、上記排水トラップの入口部の外面に取付けられるので、第１振動センサーが排水トラップの入口部の水流に基づく振動成分を比較的強い信号強度により検出することができ、排水トラップの内部の水流の流動状態をより正確に判断することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、上記第２振動センサーは、上記便器本体の袴部の内面に取付けられる。
このように構成された本発明においては、第２振動センサーが便器本体の袴部の内面に取付けられているので、第２振動センサーから便器本体の内側方向に空間が形成され、第２振動センサーが、排水トラップの内部の水流に基づく振動成分をより検出しにくくできる。また、第２振動センサーが便器本体の袴部の内面に取付けられている場合であっても、第２振動センサーは、便器本体に加わる水流に基づく振動以外の振動を第１振動センサーと同様に検出できる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、さらに、上記第１振動センサーと上記通水部との間、及び上記第２振動センサーと上記構造部との間にそれぞれ設けられる導体部を備え、上記導体部は、上記第１振動センサー及び上記第２振動センサーから送信される検出信号を受信して上記第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を得る信号差分部から延び且つ電源に接続されたグラウンド回路と電気的に接続される。
仮に第１振動センサーを内部に洗浄水が存在する通水部に直接に取付けた場合、第１振動センサーと接地電位となっている通水部の内側の流水路の水分との間で浮遊容量等によるインピーダンスが形成される。また、第２振動センサーを内側に空気が存在する構造部に直接に取付けた場合、第２振動センサーと構造部との間では上記浮遊容量等とは異なるインピーダンスが形成される。よって、第１振動センサーがアースに対して形成するインピーダンスと第２振動センサーがアースに対して形成するインピーダンスとが異なることとなる。このインピーダンスの差に対し、信号差分部の電源の周波数が作用し、信号差分部により得られる信号に５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの電源周波数成分が概ね常時ノイズとして含まれる。よって、排水トラップの内部の水流に基づく振動成分に対しノイズが含まれた状態となり、便器本体の排水状態の不良の判断の精度を低下させる悪影響が生じる可能性がある。
このように構成された本発明においては、第１振動センサーと上記通水部との間、及び上記第２振動センサーと上記構造部との間に導体部をそれぞれ設け、導体部は、信号差分部から延び且つ電源に接続されたグラウンド回路と電気的に接続される。これにより、第１振動センサーがグラウンドに対して形成するインピーダンスと、第２振動センサーがグラウンドに対して形成するインピーダンスとの間に差が生じることを抑制し、信号差分部から得られる信号に電源周波数成分がノイズとして含まれることを抑制することができる。よって、本発明によれば、排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を得て、便器本体の排水状態の不良の判断の精度をより向上させることができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、上記排水状態判断部は、上記第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより得られた上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分の特徴量を決定し、過去の上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分の特徴量から決定された代表特徴量と比較して、上記便器本体の排水状態の不良を判断する。
このように構成された本発明においては、排水状態判断部は、過去の上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分の特徴量から代表特徴量を決定すると共に、この代表特徴量と、上記第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより得られた上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分の特徴量を比較することにより、比較的容易に上記便器本体の排水状態の不良を判断することができる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、上記排水状態判断部は、上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分の特徴量を、その振動成分の周波数スペクトルに基づいて決定し、過去の上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分の特徴量から決定された代表特徴量と比較して、上記便器本体の排水状態の不良を判断する。
このように構成された本発明においては、上記排水状態判断部は、上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分の特徴量を、その振動成分の周波数スペクトルに基づいて決定する。これにより、排水状態判断部は、過去の周波数スペクトルに基づく特徴量から代表特徴量を決定すると共に、この代表特徴量と、上記第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより得られた周波数スペクトルに基づく特徴量を比較することにより、比較的容易に上記便器本体の排水状態の不良を判断することができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、洗浄水により汚物を排出する水洗大便器装置であって、汚物を受けるボウル部と、上記ボウル部の下方に入口が接続され汚物を排出する排水トラップと、を有する便器本体と、上記便器本体に取付けられると共に少なくとも上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を検出する第１振動センサーと、上記便器本体において上記第１振動センサーの検出する上記水流に基づく振動成分よりも上記水流に基づく振動成分を検出しにくい位置に取付けられる第２振動センサーであって、上記第１振動センサーによって検出された振動成分から差し引く振動成分を検出する上記第２振動センサーと、上記第１振動センサー及び上記第２振動センサーから送信される検出信号を受信して上記第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を得て上記便器本体の排水状態の不良を判断する排水状態判断部と、を備える。
このように構成された本発明においては、第１振動センサーが、排水トラップの内部の水流に基づく振動成分に加えて他の要因による振動成分を検出したとしても、排水状態判断部において、上記第１振動センサーによって検出された振動成分から、第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより、上記排水トラップの内部の水流に基づく振動成分を得て、便器本体の排水状態の不良を判断させることができる。よって、本発明によれば、便器本体に取付けられた第１振動センサー及び第２振動センサーにより、排水トラップの内部の水流に基づく振動以外の振動の影響を抑制し、便器本体の排水状態の不良を判断する精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の水洗大便器装置によれば、排水トラップの内部の水流に基づく振動以外の振動の影響を抑制し、便器本体の排水状態の不良を判断する精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による水洗大便器装置を示す概略構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って見た排水トラップ管路の入口部の断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見た排水トラップ管路の下降路近傍の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による水洗大便器装置の変形例において、平面視により排水トラップ管路の入口部、第１振動センサー、本体支持構造及び第２振動センサーの位置関係を概略的に説明する概略平面図である。
【図５】本発明の一実施形態による水洗大便器装置において、第１振動センサー、第２振動センサー、制御部３２等の電気的な接続関係を示す構成図である。
【図６】本発明の一実施形態による水洗大便器装置において、制御部の信号差分部、排水状態判断部及び記憶装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態による水洗大便器装置において、便器本体の排水状態の不良が生じている状態において、第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより得られた排水トラップ管路の内部の水流に基づく振動成分の信号波形を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による水洗大便器装置において、便器本体の排水状態の不良が生じている状態において、排水トラップ管路の内部の水流に基づく振動成分の信号波形を周波数分析部により周波数分析することにより得られる周波数スペクトルを示す図である。
【図９】本発明の一実施形態による水洗大便器装置の便器本体において、便器本体の排水状態の不良が生じていない状態において、第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより得られた排水トラップ管路の内部の水流に基づく振動成分の信号波形を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態による水洗大便器装置において、便器本体の排水状態の不良が生じていない状態において、排水トラップ管路の内部の水流に基づく振動成分の信号波形を周波数分析部により周波数分析することにより得られる周波数スペクトルを示す図である。
【図１１】比較例として、第１振動センサーを排水トラップ管路に配置し、第２振動センサーをボウル部に配置した状態で、第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより得られた振動成分の時系列信号の信号波形に対し、周波数分析を行って得たスペクトル周波数の時系列の周波数分析図である。
【図１２】比較例として、第１振動センサーが水洗大便器装置のウォシュレット（登録商標）機構の脱臭ファンの振動を検出している状態の時系列信号の信号波形に対し、周波数分析を行って得た時系列の周波数分析図である。
【図１３】本発明の一実施形態による水洗大便器装置の変形例を示す概略構成図である。
【図１４】本発明の一実施形態による水洗大便器装置の他の変形例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態による水洗大便器装置について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態による水洗大便器装置を示す概略斜視図である。なお、図１において、一例として、排水時の水面をＷ１により示し、排水時に空気Ｋが例えば気泡となって入口部１０ａの頂部から巻き込まれ、空気を巻き込む音を生じさせる様子を示している。
【００２２】
図１に示すように、本発明の一実施形態による水洗大便器装置１は、洗浄水により汚物を排出する水洗大便器装置である。水洗大便器装置１は、サイホン作用を利用してボウル部内の汚物を吸い込んで排水トラップ管路から一気に外部に排出する、いわゆる、サイホン式の水洗大便器装置である。水洗大便器装置１は、陶器製の便器本体２と、便器本体２の後部に取り付けられ、便器洗浄に使用される洗浄水を貯水して便器本体２へ給水する洗浄水源である重力給水式の貯水タンク４とを備えている。便器本体２は床面Ｆ上に配置されている。なお、水洗大便器装置１については、ボウル部内の水の落差による流水作用で汚物を押し流す、いわゆる、洗い落し式の水洗大便器装置であってもよい。なお、便器本体２へ洗浄水を供給する洗浄水源としては、本実施形態で示した重力給水式の貯水タンク４のようなタンク式のものに限定されず、水道水の給水圧を直接利用した水道直圧式のものや、フラッシュバルブ式のものや、ポンプの補圧を利用して洗浄水を供給するものであってもよい。また、便器本体２は、陶器以外に、樹脂と陶器、又は樹脂のみで形成されても良い。
以下、本発明の一実施形態における説明において、水洗大便器装置１を使用する使用者側（水洗大便器装置１を使用するために水洗大便器装置１の前に立っている使用者側）から見て手前側を前方側とし、使用者から見て奥側を後方側とし、水洗大便器装置１を前方から見て右側を右側とし、前方から見て左側を左側とし、便器本体２の中心方向を内側とし、便器本体２の外方に向かう方向を外側として説明している。
【００２３】
便器本体２は、汚物を受けるボウル部６と、便器本体２の後方上部に設けられた導水路８と、ボウル部６の下方に入口が接続され、ボウル部６内の汚物を排出する排水トラップである排水トラップ管路１０と、便器本体２の外周に沿って外装面を形成する袴部１１と、ボウル部６、導水路８及び排水トラップ管路１０等を接続し且つ支持する本体支持構造１３と、を備えている。
【００２４】
ボウル部６は、便器本体２の前方上部に設けられている。ボウル部６は、ボウル形状の汚物受け面１２と、ボウル部６の上縁部に沿って形成されたリム部１４とを備えている。リム部１４の上方には、弁座（図示せず）及びウォシュレット機構（図示せず）等が設けられている。ウォシュレット機構（図示せず）は、局部洗浄装置（図示せず）、脱臭ファン（図示せず）等を備えている。
【００２５】
また、ボウル部６の汚物受け面１２の後方且つ下方には、排水トラップ管路１０の入口部１０ａが開口し、この入口部１０ａから上昇路１０ｂが後方且つ斜め上方に延びている。この上昇路１０ｂには下降路１０ｃが連続し、下降路１０ｃの下端は排水ソケット１６を介して床下の排出管１８に接続されている。排出管１８には、排出管１８の排水不良が便器本体２からの排水状態に影響を与えるような、排水トラップ管路１０の下流側に設けられている排水配管が含まれる。
【００２６】
導水路８は、貯水タンク４から供給された洗浄水をボウル部６に吐水させるように導いている。導水路８は、貯水タンク４の排水口４ａに接続される入口部からボウル部６の背面側近傍まで延びる共通導水路２０と、ボウル部６の背面側近傍で共通導水路２０から分岐してリム吐水口２２まで延びるリム導水路２４と、共通導水路２０から分岐してゼット口（図示せず）に延びるゼット導水路（図示せず）とを備えている。
【００２７】
貯水タンク４は、排水口４ａを開閉できる排水弁装置２６を備えている。排水弁装置２６は、制御部３２からの指令信号を受けた電動駆動部からの駆動力を受けて電動で開閉されてもよい。排水弁装置２６は、貯水タンク４に設けられた手動の操作装置（図示せず）からの駆動力を受けて手動で開閉されてもよい。
【００２８】
袴部１１は、便器本体２の外周に沿って縦壁状に形成されている。袴部１１は、便器本体２の主に外表面を形成している。
本体支持構造１３は、ボウル部６、導水路８及び排水トラップ管路１０等の間に延び、これらの一部同士を互いに接続、支持している。また、本体支持構造１３は、ボウル部６、導水路８及び排水トラップ管路１０等を床面Ｆに対して指示している。よって、本体支持構造１３は、ボウル部６と床面Ｆとを結ぶ支持構造、導水路８と床面Ｆとを結ぶ支持構造及び排水トラップ管路１０と床面Ｆとを結ぶ支持構造等も含んでいる。本体支持構造１３は、床面Ｆから便器本体２の上面まで形成される。本体支持構造１３は、便器本体２の上部にかかる使用者の体重、貯水タンク４の荷重も支持する。
【００２９】
つぎに、図１を参照して、水洗大便器装置１の第１振動センサー２８と、第２振動センサー３０と、制御部３２について説明する。
水洗大便器装置１は、さらに、第１振動センサー２８と、第２振動センサー３０と、制御部３２とを備えている
第１振動センサー２８は、便器本体２に取付けられると共に少なくとも排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分を検出する。
【００３０】
第２振動センサー３０は、便器本体２において第１振動センサー２８の検出する水流に基づく振動成分よりも水流に基づく振動成分を弱く検出する位置又は検出しにくい位置に取付けられる。第２振動センサー３０は、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０から送信される検出信号を受信して第１振動センサー２８によって検出された振動成分Ａ１から第２振動センサー３０によって検出された振動成分Ａ２を差し引くことにより排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分Ａ３を得て便器本体２の排水状態の不良を判断する排水状態判断部４４において便器本体２の排水状態の不良を判断させるために、振動成分Ａ１から差し引く振動成分Ａ２を検出している。排水状態の不良は、ボウル部６、排水トラップ管路１０又は排出管１８の排水状態が不良であることにより生じ、完全に流路が詰まった状態のみならず、詰まりかけの状態を含む。
【００３１】
つぎに、図１〜図５を参照して、水洗大便器装置１の第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０の取付位置について説明する。
図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って見た排水トラップ管路の入口部の断面図であり、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って見た排水トラップ管路の下降路近傍の断面図であり、図４は本発明の一実施形態による水洗大便器装置の変形例において、平面視により排水トラップ管路の入口部、第１振動センサー、本体支持構造及び第２振動センサーの位置関係を概略的に説明する概略平面図であり、図５は本発明の一実施形態による水洗大便器装置において、第１振動センサー、第２振動センサー、制御部３２等の電気的な接続関係を示す構成図である。
図４においては、紙面の上下方向が便器本体２の左右方向に対応し、紙面の左右方向が便器本体２の前後方向に対応している。排水トラップ管路１０、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０は上方から見た状態で示され、本体支持構造１３は断面により示されている。
【００３２】
便器本体２は、ボウル部６及び排水トラップ管路１０の流路を構成する通水部３１と、通水部３１以外の構造を形成する構造部３４とに分けて規定することができる。
通水部３１は、その内側に洗浄水Ｊが流れる流水空間Ｃを形成すると共に、その外側に空気が存在する大気空間Ｄを形成する。通水部３１は、例えば、ボウル部６及び排水トラップ管路１０である。構造部３４は、例えば、袴部１１及び本体支持構造１３であり、その内側及び外側に空気が存在する大気空間Ｄを形成する。構造部３４は、洗浄水Ｊの流路を構成する壁面以外の構造部分であれば、その内側又は外側に大気空間Ｄが形成されていない構造であってもよい。
【００３３】
便器本体２が、通水部３１と、構造部３４とに分けて規定される場合、第１振動センサー２８は、通水部３１の外面に取付けられ、第２振動センサー３０は、構造部３４の内面又は外面に取付けられる。
図２に示すように、第１振動センサー２８は、通水部３１である排水トラップ管路１０の入口部１０ａの外面の頂部に取付けられる。排水トラップ管路１０の入口部１０ａは、内側に流水空間Ｃを形成し、外側に大気空間Ｄを形成している。
図３に示すように、第２振動センサー３０は、構造部３４である袴部１１の内面に取付けられる。袴部１１は、その内側及び外側に大気空間Ｄを形成している。
【００３４】
第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０は、床面Ｆからほぼ同じ高さに取付けられている。第１振動センサー２８の床面Ｆからの高さＨ１は、第２振動センサー３０の床面Ｆからの高さＨ２とほぼ同じである。
【００３５】
変形例として、図４に示すように、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０は、便器本体２における前後方向の位置がほぼ同様の位置となるように取付けられていてもよい。第２振動センサー３０は第１振動センサー２８の便器本体左右方向の外側に配置されている。図４において、便器本体２における前後方向Ｂが示される。第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０は、便器本体２における前後方向Ｂの位置がほぼ同様の位置となるように取付けられているので、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０は便器本体２に加わる水流に基づく振動以外の振動のうち前後方向Ｂから伝わる振動をほぼ同様の値として検出しやすくできる。便器本体２の前方側又は後方側から便器本体２に伝わる振動は、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０においてほぼ同様に検出されるので、振動成分Ａ１から振動成分Ａ２を差し引くことにより、便器本体２の外部から伝わる振動を効率的に排除することができ、水流に基づく振動成分の検出の精度を向上させることができる。
【００３６】
つぎに、図５を参照して、水洗大便器装置１の便器本体２の第１振動センサー２８と、第２振動センサー３０と、制御部３２との接続関係について説明する。
水洗大便器装置１は、さらに、第１振動センサー２８と通水部３１との間に設けられる導体部３７、及び第２振動センサー３０と構造部３４との間に設けられる導体部３６、第１振動センサー２８から受信した信号の電圧を増幅する第１アンプ３８と、第２振動センサー３０から受信した信号の電圧を増幅する第２アンプ４２とを備えている。
第１振動センサー２８は、排水トラップ管路１０の入口部１０ａに取付けられている。第１振動センサー２８が検出した振動成分は非常に微小であり、この振動成分は第１振動センサー２８により第１アンプ３８に送信され、第１アンプ３８により大きく増幅された後、信号差分部４０に振動成分Ａ１として送信される。
第２振動センサー３０は、袴部１１に取付けられている。第２振動センサー３０が検出した振動成分は非常に微小であり、この振動成分は第２振動センサー３０により第２アンプ４２に送信され、第２アンプ４２により大きく増幅された後、信号差分部４０に振動成分Ａ２として送信される。
【００３７】
信号差分部４０は、受信した振動成分Ａ１から振動成分Ａ２を差し引くことにより排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分Ａ３を得る機能を有する。
続いて、制御部３２は、信号差分部４０の機能に基づいて算出された振動成分Ａ３を、排水状態判断部４４の機能に基づいて判定させる。
【００３８】
信号差分部４０及び排水状態判断部４４を有する制御部３２の第１グラウンド回路５０、特に信号差分部４０のグランドとなる第１グラウンド回路５０は、制御部３２へ電力を供給する電源である電源部４６の出力と電気的に接続される。さらに電源部４６の入力は、交流５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの電力線と接続される。電力線の一端は、電柱や柱上トランス等を通じて接地されているため、電源部４６に接続されている第１グラウンド回路５０は、電源部４６を通じ、いくらかのインピーダンスでアースと接続されている。そのため第１グラウンド回路５０には、アースに対し５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの微小な交流電位が発生する。
導体部３６と導体部３７は、互いに接続されるとともに、第２グラウンド回路５２を介して第１グラウンド回路５０に電気的に接続されている。導体部３６と導体部３７は薄板状に形成されている。第２グラウンド回路５２は、第１アンプ３８と第２アンプ４２とも接続されている。
【００３９】
導体部３６と導体部３７と第１グラウンド回路５０とを接続する理由を説明する。
仮に第１振動センサー２８を内部に洗浄水が存在する通水部３１に導体部３７を介さず直接に取付けた場合、第１振動センサー２８とアースとの間で、通水部３１の内側の流水路の水分を介し、浮遊容量等によるインピーダンスが形成される。また、第２振動センサー３０を内側に空気が存在する構造部３４に導体部３６を介さずに直接取付けた場合、第２振動センサー３０とアースとの間では、構造部３４ならびにその内部の空気を介し、上記浮遊容量等とは異なるインピーダンスが形成される。よって、第１振動センサー２８がアースに対して形成するインピーダンスと第２振動センサー３０がアースに対して形成するインピーダンスとが異なることとなる。このアースと各センサーとの間のインピーダンスの差に対し、第１アンプ３８と第２アンプ４２のグラウンドである第２グラウンド回路５２と、第２グラウンド回路５２に接続する信号差分部４０のグランドである第１グラウンド回路５０が、電源部４６によりアースに対し５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの微小な交流電位を持っている。従って、第１振動センサー２８ならびに第２振動センサー３０の信号を大きく増幅して得られる振動成分Ａ１と振動成分Ａ２との間にも大きな差が生じ、信号差分部４０により得られる信号Ａ３には５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの電源周波数成分が概ね常時電源ハムノイズとして含まれる。よって、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分に対し電源ハムノイズが含まれた状態となり、便器本体２の排水状態の不良の判断の精度を低下させる悪影響が生じる可能性がある。
【００４０】
このような課題を解決するため、本実施形態においては、第１振動センサー２８と通水部３１との間に導体部３７、及び第２振動センサー３０と構造部３４との間に導体部３６を設け、導体部３６と導体部３７とは、共通の第２グラウンド回路５２と接続され、さらに第２グラウンド回路５２は、信号差分部４０から延び且つ電源回路４６と接続される第１グラウンド回路５０と電気的に接続される。これにより、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０の、浮遊容量により発生するインピーダンスを抑制するとともに、第１振動センサー２８とグラウンドＥに対して形成するインピーダンスと、第２振動センサー３０とグラウンドＥに対して形成するインピーダンスとを同じにすることで、２つのセンサーの間にインピーダンスの差が生じることを抑制し、信号差分部４０から得られる信号に電源周波数成分がノイズとして含まれることを抑制することができる。よって、本発明によれば、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分の検出精度を向上させ、便器本体２の排水状態の不良の判断の精度をより向上させることができる。
【００４１】
制御部３２は、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０から信号を受信できるように第１振動センサー２８側の第１アンプ３８及び第２振動センサー３０側の第２アンプ４２と接続されている。制御部３２は、ＣＰＵ及びメモリ等を内蔵し、予めプログラムされたように所定の処理及び他の機器の制御を行うことができる。また、制御部３２は、報知部５４に制御信号を送ることができ、制御部３２の制御処理の結果に基づいて報知部５４を制御することができる。
【００４２】
図１に示すように、制御部３２は、信号差分部４０と、排水状態判断部４４と、記憶装置６０とを備えている。
排水状態判断部４４は、振動成分Ａ３の信号波形をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）手法を用いて周波数の関数の周波数スペクトルＢ３を生成する周波数分析部４５を備えている。記憶装置６０は、記憶媒体又はメモリ等により構成され、振動成分Ａ１乃至Ａ３のデータ、振動成分Ａ３の特徴量、過去の特徴量、過去の特徴量から決定された代表特徴量等を記憶する。
【００４３】
なお、制御部３２は、排水弁装置２６を作動させる電動駆動部（図示せず）、貯水タンクに洗浄水を供給する給水装置（図示せず）、使用者が水洗大便器装置１の洗浄操作の開始等を操作できる操作部（図示せず）等と電気的に接続されている。制御部３２は、便器洗浄を実行できる便器洗浄機能部を備えている。制御部３２は、少なくとも信号差分部４０及び排水状態判断部４４を備えていればよいので、水洗大便器装置１の電動駆動部、給水装置及び操作部等の便器洗浄のために必要な機能部を備えている制御機能部とは別に設けられていてもよい。
【００４４】
水洗大便器装置１は、さらに、使用者又は水洗大便器装置１の管理者等に排水状態の不良を報知する報知部５４を備えている。
報知部５４は、ＬＥＤランプ及び/又は小型スピーカー等を備え、制御部３２から受信した情報を使用者等に視覚及び/又は音声で報知することができる。例えば、報知部５４は、使用者又は管理者等にＬＥＤ表示を点灯させる又は文字を表示させる等の手段により排水状態の不良を報知することができる。報知部５４は、モニタ上に情報を表示させることにより報知する手段であってもよい。報知部５４は、例えば便器本体２又は制御部３２とは離れた場所に配置され、インターネット等の通信ネットワークを介して制御部３２と電気的に接続されていてもよい。
【００４５】
次に、図１及び図６を参照して、本発明の一実施形態による水洗大便器装置１の動作（作用）について説明する。
図６は本発明の一実施形態による水洗大便器装置において、制御部の信号差分部、排水状態判断部及び記憶装置の制御動作を示すフローチャートである。図６において、Ｓは各ステップを示している。
【００４６】
図６に示すように、Ｓ０において、制御部３２は、便器本体２の排水状態の不良が生じているか否かを判断する排水状態判断処理モードを開始して、Ｓ１に進む。Ｓ０は使用者の検知により開始されてもよく、又は、待機状態において常にＳ０とＳ１との間で判定が繰り返されている状態であってもよい。
【００４７】
Ｓ１において、制御部３２は、便器本体２の洗浄が開始されたか否かを判定する。制御部３２は、便器本体２の洗浄が開始された場合には、制御部３２が便器本体２の排水状態の不良を判断するための洗浄水の供給が便器本体２に行われ、便器本体２の排水状態の不良を有効に判断できる状態であると判断できるので、Ｓ２に進む。
制御部３２は、便器本体２の洗浄が開始されていない場合には、制御部３２が便器本体２の排水状態の不良を判断するための洗浄水の供給が便器本体２に行われておらず、便器本体２の排水状態の不良を有効に判断できない状態であると判断できるので、Ｓ１に戻って再び判定を実行する。
【００４８】
Ｓ２において、制御部３２は、第１振動センサー２８によって検出された振動成分Ａ１の時系列信号を取得し、Ｓ３に進む。制御部３２は、振動成分Ａ１の時系列信号を洗浄開始直後から貯水タンク４の給水の終了まで取得しているが、振動成分Ａ１の時系列信号を任意の時間区間において取得してもよい。
【００４９】
Ｓ３において、制御部３２は、第２振動センサー３０によって検出された振動成分Ａ２の時系列信号を取得し、Ｓ４に進む。制御部３２は、振動成分Ａ２の時系列信号を洗浄開始直後から貯水タンク４の給水の終了まで取得しているが、振動成分Ａ２の時系列信号を任意の時間区間において取得してもよい。
【００５０】
Ｓ４において、制御部３２は、信号差分部４０により、振動成分Ａ１から振動成分Ａ２を差し引き、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分Ａ３を取得すると共に記憶装置６０に記憶し、Ｓ５に進む。
【００５１】
図７及び図１２を参照して、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分Ａ３について説明する。
図７は、本発明の一実施形態による水洗大便器装置において、便器本体の排水状態の不良が生じている状態において、第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより得られた排水トラップ管路の内部の水流に基づく振動成分の信号波形を示す図であり、図１２は、比較例として、第１振動センサー２８が水洗大便器装置１のウォシュレット機構（図示せず）の脱臭ファン（図示せず）の振動を検出している状態の時系列信号の信号波形に対し、周波数分析を行って得た時系列の周波数分析図である。図７においては、縦軸は電圧により示す信号強度[Ｖ]、横軸は、時刻[ｔ]である。図１２においては、縦軸は周波数[Hz]、横軸は時刻[t]である。図１２においては、脱臭ファンの比較的高い利得の周波数が領域Ｉに示されている。
【００５２】
振動成分Ａ３に関し、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０に共通に検出される振動成分はキャンセルされ、無くなる又はほぼなくなった状態となる。例えば図１２に示すように、第１振動センサー２８は、単独で、ウォシュレット機構（図示せず）の脱臭ファン（図示せず）の振動を検出する。このとき、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０がこの脱臭ファンの振動を共通して検出する状態であれば、振動成分Ａ３においては、この脱臭ファンの振動成分が無くなる又はほぼなくなった状態となる。排水弁装置２６の振動及び他の外部から伝来する振動についても、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０が振動を共通して検出することにより、振動成分Ａ３は、これらの振動成分を無くなる又はほぼなくなった状態とすることができる。
【００５３】
Ｓ５において、制御部３２は、便器本体２の洗浄が完了したか否かを判定する。
制御部３２は、便器本体２の洗浄が完了されていない場合には、制御部３２が便器本体２の洗浄が完了するまでの時刻において振動成分Ａ１乃至Ａ３のデータを取得及び記憶装置６０への記憶ができるように、Ｓ２に戻る。
制御部３２は、便器本体２の洗浄が完了した場合には、制御部３２における任意の時刻における振動成分Ａ１乃至Ａ３のデータの取得及び記憶装置６０への記憶がなされ、周波数分析の準備が整ったと判断できるので、Ｓ６に進む。
【００５４】
Ｓ６において、制御部３２は、図７及び図８に示すように、振動成分Ａ３の特徴量を決定し、Ｓ７に進む。ここで、図８を参照して、振動成分Ａ３の特徴量である周波数スペクトルの特徴量について説明する。
図８は、本発明の一実施形態による水洗大便器装置において、便器本体の排水状態の不良が生じている状態において、排水トラップ管路の内部の水流に基づく振動成分の信号波形を周波数分析部により周波数分析することにより得られる周波数スペクトルを示す図である。図８においては、縦軸は利得[dB]、横軸は周波数[Hz]である。
図８に示すように、排水状態判断部４４は、図７において得られた振動成分Ａ３の信号波形から周波数分析部４５によるＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）手法を用いて周波数の関数の周波数スペクトルＢ３を生成し、周波数スペクトルの特徴量を分析する。このような周波数スペクトルＢ３の特徴量は、周波数スペクトルにおけるピーク周波数と、そのピーク周波数の強さ（振幅）に関する。
【００５５】
排水状態判断部４４は、振動成分Ａ１から振動成分Ａ２を差し引くことにより得られた振動成分Ａ３の特徴量を決定する。特徴量は、振動成分Ａ３に基づいた特徴量であり、振動成分Ａ３のデータにどのような特徴があるかを示している。
【００５６】
図８に示すような、便器本体２の排水状態の不良が生じている状態においては、ボウル部６内の洗浄水が良好に排水されないため、ボウル部６内の水位が比較的大きく変動しにくく、排水トラップ管路１０内を流れる洗浄水の流量及び流勢も低下される。よって、排水トラップ管路１０に比較的大きな流量及び流勢の洗浄水が流れることにより生じる振動が生じにくくなる。従って、便器本体２の排水状態の不良が生じている状態においては、後述するような所定以上の利得を生じるようなボウル部６の水の共振周波数のピーク周波数が明確に出現しにくくなる。よって、図８に示すような周波数スペクトルＢ３は、特徴量に関し、所定以上の利得を生じる共振周波数のピーク周波数が明確に出現していないという特徴を持っている。
例えば、図８に示すように、最大のピークは６０Ｈｚ付近にあるものの、１００Ｈｚ以下の周波数帯にあるその他のピークの利得と比べて、概ね１５ｄＢ以下の差の範囲内に収まっており、所定以上の利得を生じる共振周波数のピーク周波数が明確に出現していないという特徴が見られる。
【００５７】
また、便器本体２の排水状態の不良が生じている状態においては、排水トラップ管路１０内を流れる洗浄水の流量及び流勢も低下されるため、排水トラップ管路１０の入口部１０ａにおいて空気を巻き込む音、いわゆるごぼごぼ音、の振動が生じにくくなる。便器本体２の排水状態の不良が生じている状態においては、後述するような所定以上の利得を生じるような空気巻き込み音のピーク周波数が明確に出現しにくくなる。よって、図８に示すような周波数スペクトルは、特徴量に関し、所定以上の利得を生じる空気巻き込み音のピーク周波数が明確に出現していないという特徴を持っている。
【００５８】
また、便器本体２の排水状態の不良が生じている状態においては、上述のように、所定以上の利得を生じるような共振周波数のピーク周波数が明確に出現しにくくなる。よって、共振周波数のピーク周波数が時間変化する様子も明確に出現しにくくなる。従って、便器本体２の排水状態の不良が生じている状態においては、後述するような所定以上の利得を生じるようなボウル部６の水の共振周波数が時間変化する特徴量も明確に出現しにくくなる。よって、後述する図１１に示すような周波数分析図とは異なり、この場合の周波数スペクトルの時系列の周波数分析図は、特徴量に関し、所定以上の利得を生じるピーク周波数とその利得（振幅の大きさ）の時間変化の傾向が明確に出現していないという特徴を持っている。
【００５９】
排水状態判断部４４は、振動成分Ａ３に基づいた所定の特徴量、例えば上述の特徴量（特定の特徴が表れていないという特徴量）のうちのいずれか、が生じているかを判断すると共に、特徴量を選択又は決定する。
【００６０】
Ｓ７において、制御部３２は、図９及び図１０に示すように、過去の振動成分Ａ３の特徴量から決定された代表特徴量を決定する。振動成分Ａ３の特徴量と過去の代表特徴量とを比較し、Ｓ８に進む。
図９及び図１０を参照して、比較例として便器本体２の排水状態の不良が生じていない状態における信号波形を説明する。
図９は、本発明の一実施形態による水洗大便器装置の便器本体において、便器本体の排水状態の不良が生じていない状態において、第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより得られた排水トラップ管路の内部の水流に基づく振動成分の信号波形を示す図であり、図１０は、本発明の一実施形態による水洗大便器装置において、便器本体の排水状態の不良が生じていない状態において、排水トラップ管路の内部の水流に基づく振動成分の信号波形を周波数分析部により周波数分析することにより得られる周波数スペクトルを示す図である。図１１は、比較例として、第１振動センサーを排水トラップ管路に配置し、第２振動センサーをボウル部に配置した状態で、第１振動センサーによって検出された振動成分から第２振動センサーによって検出された振動成分を差し引くことにより得られた振動成分の時系列信号の信号波形に対し、周波数分析を行って得たスペクトル周波数の時系列の周波数分析図である。図９においては、縦軸は電圧により示す信号強度[Ｖ]、横軸は、時刻[ｔ]である。図１０においては、縦軸は利得[dB]、横軸は周波数[Hz]である。図１１においては、縦軸は周波数[Hz]、横軸は時刻[t]である。図１１においては、空気巻き込み音のピーク周波数が比較的高い利得として領域Ｇに現れており、排水弁の振動の周波数が比較的高い利得として領域Ｈに現れている。
【００６１】
排水状態判断部４４は、過去の振動成分Ａ３の特徴量から決定された代表特徴量を決定する。
排水状態判断部４４は、過去の便器本体２の排水状態の不良が生じていない状態において、振動成分Ａ１から振動成分Ａ２を差し引くことにより得られた振動成分Ａ３の時系列信号の信号波形を取得し、記憶させている。
【００６２】
図１０に示すように、排水状態判断部４４は、続いて、図９において得られた信号波形から周波数分析部４５によりＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）手法を用いて周波数の関数の周波数スペクトルを生成し、周波数スペクトルの特徴量を周波数分析する。
便器本体２の排水状態の不良が生じていない状態においては、ボウル部６内の洗浄水が良好に排水されるため、ボウル部６内の水位が比較的大きく変動しやすく、排水トラップ管路１０内を流れる洗浄水の流量及び流勢が比較的大きくなっている。よって、排水トラップ管路１０に比較的大きな流量及び流勢の洗浄水が流れることにより振動が生じる。従って、便器本体２の排水状態の不良が生じていない状態においては、所定以上の利得を生じるようなボウル部６の水の共振周波数のピーク周波数が出現しやすくなる。このような共振周波数は、便器本体２及びそのボウル部６の内部に貯留している洗浄水により生じ、便器本体２の形状、ボウル部６内の水位、排水中の排水トラップ管路１０内の水位などによっても変化する。共振周波数は、便器本体２の固有の値として求められるため、過去の便器本体２の排水状態の不良が生じていない状態において、振動成分の時系列信号の信号波形を取得し、評価する。
図１０に示すような周波数スペクトルは、特徴量に関し、所定以上の利得を生じる共振周波数のピーク周波数Ｔ１及びＴ２が出現しているという特徴を持っている。排水状態判断部４４は、過去の周波数スペクトルを分析することにより、共振周波数のピーク周波数Ｔ１及びＴ２の主変動範囲及び利得の主変動範囲等の傾向を取得する。排水状態判断部４４は、過去の特徴量から決定された代表特徴量として、例えば所定以上の利得を生じる共振周波数のピーク周波数があることを決定する。排水状態判断部４４は、この代表特徴量を、今回取得された特徴量と比較することにより、今回取得された特徴量が代表特徴量を有しないことにより、便器本体２の排水状態を不良と判断する。例えば、図１０において、共振周波数のピーク周波数Ｔ１は約２８Ｈｚとなっており、ピーク周波数Ｔ２は約５６Ｈｚとなっている。なお、特徴量と代表特徴量との比較は、ピーク周波数及び利得の数値の比較によって行われてもよく、また、画像同士の比較により画像認識等の手法により類似しているかの比較が行われてもよい。
【００６３】
また、便器本体２の排水状態の不良が生じていない状態においては、排水トラップ管路１０内を流れる洗浄水の流量及び流勢が比較的大きくなっているため、排水トラップ管路１０の入口部１０ａにおいて空気を巻き込む音、いわゆるごぼごぼ音、の振動が生じやすくなる。よって、便器本体２の排水状態の不良が生じていない状態においては、排水時の空気巻き込み音が生じる時刻において、所定以上の利得を生じるような空気巻き込み音のピーク周波数が比較的高い利得として出現しやすくなる。図１１において、比較例ではあるが、空気巻き込み音のピーク周波数が特定の周波数の領域Ｇにおいて現れている。このように、周波数スペクトルが、特徴量に関し、所定以上の利得を生じる空気巻き込み音のピーク周波数が出現しやすいという特徴を持っている。排水状態判断部４４は、過去の周波数スペクトルを分析することにより、空気巻き込み音のピーク周波数の主変動範囲及び利得の主変動範囲等の傾向を取得する。排水状態判断部４４は、過去の特徴量から決定された代表特徴量として、例えば所定以上の利得を生じる空気巻き込み音のピーク周波数を決定する。排水状態判断部４４は、この代表特徴量を、今回取得された特徴量と比較することにより便器本体２の排水状態の不良を判断する。
【００６４】
また、便器本体２の排水状態の不良が生じていない状態においては、上述のように、所定以上の利得を生じるような共振周波数のピーク周波数が出現しやすくなる。このような共振周波数は、ボウル部６の内部に貯留している洗浄水の水位等により変化する。よって、水位の変化に応じて、ボウル部６内の洗浄水の水位の低下に伴って共振周波数のピーク周波数及びその利得（振幅の大きさ）の時間変化が生じる。例えば、図１１において、２８Ｈｚ近傍の共振周波数のピーク周波数Ｔ１が時間経過に伴ってわずかに上昇し、５６Ｈｚ近傍の共振周波数のピーク周波数Ｔ２が時間経過に伴ってわずかに上昇している。このように、共振周波数のピーク周波数が時間変化する様子が出現しやすくなる。従って、便器本体２の排水状態の不良が生じていない状態においては、所定以上の利得を生じるようなボウル部６の水の共振周波数が時間変化する特徴量も明確に出現しやすくなる。よって、図１１に示すように、周波数スペクトルは、特徴量に関し、所定以上の利得を生じるピーク周波数とその利得（振幅の大きさ）の時間変化の傾向が出現しやすくなるという特徴を持っている。よって、ピーク周波数の時間変化の傾向が出現することにより便器本体２の排水状態の不良が生じていないことを判断でき、便器本体２の排水状態の不良があるか否かを判断することができる。
【００６５】
Ｓ８において、制御部３２は、振動成分Ａ３の特徴量と過去の代表特徴量との間に差異があるか否かを判定する。
制御部３２は、振動成分Ａ３の特徴量と過去の代表特徴量との間に差異がない又はこの差異が所定値以下又は想定範囲内である場合は、便器本体２の排水状態の不良が生じていない状態であると判断できるので、Ｓ１０に進む。
制御部３２は、振動成分Ａ３の特徴量と過去の代表特徴量との間に所定値より大きな差異がある場合は、便器本体２の排水状態の不良が生じている状態であると判断できるので、Ｓ９に進む。
【００６６】
Ｓ９において、制御部３２は、便器本体２の排水状態の不良が生じている状態であり、使用者又は水洗大便器装置１の管理者等に排水状態の不良を報知する必要があると判断できるので、報知部５４により、使用者又は水洗大便器装置１の管理者等に排水状態の不良を報知する制御を実行し、Ｓ１０に進む。
【００６７】
Ｓ１０において、制御部３２は、今回測定された振動成分Ａ３の特徴量を、過去の特徴量に加え、過去の特徴量から決定された代表特徴量を修正できるようにし、Ｓ１１に進む。このように、制御部３２は、特徴量を学習する学習機能を備え、過去の特徴量に応じて代表特徴量を修正し、決定することができる。
Ｓ１１においては、制御部３２は、排水状態判断処理モードを終了させ、Ｓ０に戻る。
【００６８】
上述した本発明の一実施形態による水洗大便器装置１によれば、第１振動センサー２８が、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分に加えて他の要因による振動成分を検出したとしても、排水状態判断部４４において、第１振動センサー２８によって検出された振動成分Ａ１から、第２振動センサー３０によって検出された振動成分Ａ２を差し引くことにより、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分Ａ３を得て、便器本体２の排水状態の不良を判断させることができる。
よって、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、便器本体２に取付けられた第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０により、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動以外の振動の影響を抑制し、便器本体２の排水状態の不良を判断する精度を向上させることができる。
【００６９】
また、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、第１振動センサー２８が通水部３１の外面に取付けられているので、第１振動センサー２８が排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分を比較的強い信号強度により検出することができ、排水トラップ管路１０の内部の水流の流動状態を比較的正確に判断することができる。また、第２振動センサー３０が構造部３４に取付けられているので、第２振動センサー３０は、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分を検出しにくくすることができる。一方で、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０は、便器本体２に加わる水流に基づく振動以外の振動を同様に検出する。これにより、第１振動センサー２８によって検出された振動成分Ａ１から第２振動センサー３０によって検出された振動成分Ａ２を差し引くことにより排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分Ａ３を比較的良好に得ることができ、便器本体２の排水状態の不良を判断する精度を向上させることができる。
【００７０】
さらに、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０は、床面Ｆからほぼ同じ高さに取付けられているので、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０は便器本体２に加わる水流に基づく振動以外の振動のうち上下方向から伝わる振動を同様の値として検出しやすくできる。
【００７１】
また、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０は、便器本体２における前後方向の位置がほぼ同様の位置となるように取付けられているので、第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０は水流に基づく振動以外の便器本体２に加わる振動のうち前後方向から伝わる振動を同様の値として検出しやすくできる。
【００７２】
さらに、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、第１振動センサー２８は、排水トラップ管路１０の入口部１０ａの外面に取付けられるので、第１振動センサー２８が排水トラップ管路１０の入口部１０ａの水流に基づく振動成分を比較的強い信号強度により検出することができ、排水トラップ管路１０の内部の水流の流動状態をより正確に判断することができる。
【００７３】
さらに、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、第２振動センサー３０が便器本体２の袴部１１の内面に取付けられているので、第２振動センサー３０から便器本体２の内側方向に空間が形成され、第２振動センサー３０が、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分をより検出しにくくできる。また、第２振動センサー３０が便器本体２の袴部１１の内面に取付けられている場合であっても、第２振動センサー３０は、便器本体２に加わる水流に基づく振動以外の振動を第１振動センサー２８と同様に検出できる。
【００７４】
さらに、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、第１振動センサー２８と通水部３１との間に導体部３７、ならびに第２振動センサー３０と構造部３４との間に導体部３６をそれぞれ設け、導体部３６と導体部３７は、共通の第２グラウンド回路５２と接続され、さらに第２グラウンド回路５２は、信号差分部４０から延び且つ電源部４６と接続された第１グラウンド回路５０と電気的に接続される。これにより、第１振動センサー２８と第２振動センサー３０の、浮遊容量により発生するインピーダンスを抑制するとともに、第１振動センサー２８とグラウンドＥに対して形成するインピーダンスと、第２振動センサー３０とグラウンドＥに対して形成するインピーダンスとを同じにすることで、２つのセンサーの間にインピーダンスの差が生じることを抑制して、信号差分部４０から得られる信号に電源周波数成分がノイズとして含まれることを抑制することができる。よって、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分を得る精度を向上させ、便器本体２の排水状態の不良の判断の精度をより向上させることができる。
仮に第１振動センサー２８を内部に洗浄水が存在する通水部３１に直接に取付けた場合、第１振動センサー２８と接地電位となっている通水部３１の内側の流水路の水分との間で浮遊容量等によるインピーダンスが形成される。また、第２振動センサー３０を内側に空気が存在する構造部３４に直接に取付けた場合、第２振動センサー３０と構造部３４との間では上記浮遊容量等とは異なるインピーダンスが形成される。よって、第１振動センサー２８がアースに対して形成するインピーダンスと第２振動センサー３０がアースに対して形成するインピーダンスとが異なることとなる。このインピーダンスの差に対し、信号差分部４０の電源の周波数が作用し、信号差分部４０により得られる信号に５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの電源周波数成分が概ね常時ノイズとして含まれる。よって、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分に対しノイズが含まれた状態となり、便器本体２の排水状態の不良の判断の精度を低下させる悪影響が生じる可能性がある。
【００７５】
さらに、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、排水状態判断部４４は、過去の排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分Ａ３の特徴量から代表特徴量を決定すると共に、この代表特徴量と、第１振動センサー２８によって検出された振動成分Ａ１から第２振動センサー３０によって検出された振動成分Ａ２を差し引くことにより得られた排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分Ａ３の特徴量を比較することにより、比較的容易に上記便器本体２の排水状態の不良を判断することができる。
【００７６】
さらに、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、排水状態判断部４４は、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分の特徴量を、その振動成分の周波数スペクトルに基づいて決定する。これにより、排水状態判断部４４は、過去の周波数スペクトルに基づく特徴量から代表特徴量を決定すると共に、この代表特徴量と、第１振動センサー２８によって検出された振動成分Ａ１から第２振動センサー３０によって検出された振動成分Ａ２を差し引くことにより得られた周波数スペクトルに基づく特徴量を比較することにより、比較的容易に便器本体２の排水状態の不良を判断することができる。
【００７７】
さらに、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、第１振動センサー２８が、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分に加えて他の要因による振動成分を検出したとしても、排水状態判断部４４において、第１振動センサー２８によって検出された振動成分Ａ１から、第２振動センサー３０によって検出された振動成分Ａ２を差し引くことにより、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動成分Ａ３を得て、便器本体２の排水状態の不良を判断させることができる。よって、本実施形態による水洗大便器装置１によれば、便器本体２に取付けられた第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０により、排水トラップ管路１０の内部の水流に基づく振動以外の振動の影響を抑制し、便器本体２の排水状態の不良を判断する精度を向上させることができる。
【００７８】
なお、図１３を参照して、本発明の一実施形態による水洗大便器装置１の変形例を説明する。図１３は、本発明の一実施形態による水洗大便器装置の変形例を示す概略構成図である。なお、図１３において、一例として、排水時の水面をＷ１により示し、排水時に空気Ｋが例えば気泡となって入口部１０ａの頂部から巻き込まれ、空気を巻き込む音を生じさせる様子を示している。
第１振動センサー２８と信号差分部４０との間、及び第２振動センサー３０と信号差分部４０との間に周波数分析部４５を配置している。よって、第１振動センサー２８によって検出された振動成分Ａ１が信号差分部４０に至る前に、周波数分析部４５により周波数スペクトルＢ１を生成する。同様に、よって、第２振動センサー３０によって検出された振動成分Ａ２が信号差分部４０に至る前に、周波数分析部４５により周波数スペクトルＢ２を生成する。信号差分部４０においては、周波数スペクトルＢ１から周波数スペクトルＢ２を差し引くことにより周波数スペクトルＢ３を得る機能を有する。周波数スペクトルＢ３は、前述の振動成分Ａ３の信号波形を周波数分析部４５によりフーリエ変換して生成された周波数スペクトルＢ３と基本的に同じである。このように周波数スペクトルＢ３を生成することにより、仮に第１振動センサー２８と第２振動センサー３０との間にセンサーの種類等に起因した周波数特性の違いがある場合に、周波数スペクトルＢ１又は周波数スペクトルＢ２について比較的容易に補正して、センサー間の誤差を修正することができる。従って、第１振動センサー２８の周波数特性と第２振動センサー３０の周波数特性との差があったとしても、周波数特性の差を比較的容易に補正することができる。よって、便器本体２の排水状態の不良の判断の精度をより向上させることができる。
【００７９】
なお、図１４を参照して、図１３の水洗大便器装置１のさらなる変形例を説明する。図１４は、本発明の一実施形態による水洗大便器装置の他の変形例を示す概略構成図である。なお、図１４において、一例として、排水時の水面をＷ１により示し、排水時に空気Ｋが例えば気泡となって入口部１０ａの頂部から巻き込まれ、空気を巻き込む音を生じさせる様子を示している。
水洗大便器装置１は、さらに、第１振動センサー２８に電気的に接続される信号データ送信部５６と、信号データ送信部５６から送信された信号を受信する信号データ受信部５８とを備えると共に、便器本体２とは離れた場所に制御部３２の排水状態判断部４４及び報知部５４等を備えている。制御部３２が信号データ受信部５８を備えていてもよいし、信号データ受信部５８は制御部３２から独立した受信機として設けられていてもよい。この場合には、信号データ受信部５８は制御部３２と電気的に接続される。制御部３２は、例えば便器本体２とは離れた場所に配置され、信号データ送信部５６と、信号データ受信部５８とにより、インターネット等の通信ネットワーク５７を介して第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０と電気的に接続されていてもよい。本実施形態の水洗大便器装置１は、制御部３２がインターネット等の通信ネットワークを介して第１振動センサー２８及び第２振動センサー３０と電気的に接続されることにより、構成されることができる。
【００８０】
また、水洗大便器装置１は、制御部３２の排水状態判断部４４及び報知部５４等を備えていなくてもよい。このとき、水洗大便器装置１は、信号データ送信部５６を備え、信号データ送信部５６は、振動成分Ａ１及びＡ２を信号データ受信部５８に向けて送信する。水洗大便器装置１とは独立して設けられ制御部３２は、振動成分Ａ１及びＡ２を受信し、周波数分析を行うと共に排水状態判断部４４により排水状態判断処理モードを実行する。水洗大便器装置１は、このように別に配置された制御部３２と合わせて水洗大便器装置システムを構成する。この際、１つの制御部３２に対し複数の水洗大便器装置１が配置されることができる。例えば、クラウドネットワーク上に制御部３２が配置されている場合、水洗大便器装置１を信号データ送信部５６及び通信ネットワーク５７を介して制御部３２と接続することにより、便器本体２の排水状態の不良を判断させることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１      ：水洗大便器装置
２      ：便器本体
６      ：ボウル部
１０ａ  ：入口部
１１    ：袴部
２８    ：第１振動センサー
３０    ：第２振動センサー
３１    ：通水部
３２    ：制御部
３４    ：構造部
３６    ：導体部
３７    ：導体部
４０    ：信号差分部
４４    ：排水状態判断部
４６    ：電源
Ａ１    ：振動成分
Ａ２    ：振動成分
Ａ３    ：振動成分
Ｂ      ：方向
Ｂ１    ：周波数スペクトル
Ｂ２    ：周波数スペクトル
Ｂ３    ：周波数スペクトル
Ｅ      ：グラウンド
Ｈ１    ：高さ
Ｈ２    ：高さ
Ｊ      ：洗浄水
Ｔ１    ：ピーク周波数
Ｔ２    ：ピーク周波数
【図１】
2020020197.tif 000003
【図２】
2020020197.tif 000004
【図３】
2020020197.tif 000005
【図４】
2020020197.tif 000006
【図５】
2020020197.tif 000007
【図６】
2020020197.tif 000008
【図７】
2020020197.tif 000009
【図８】
2020020197.tif 000010
【図９】
2020020197.tif 000011
【図１０】
2020020197.tif 000012
【図１１】
2020020197.tif 000013
【図１２】
2020020197.tif 000014
【図１３】
2020020197.tif 000015
【図１４】
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