(57)【要約】【課題】従来の水洗トイレは、立位小便で便器周辺を汚染して不衛生となり、お尻を拭く作業が病原菌蔓延の原因となり、高齢者にとって排便困難と、不充分な排便後のお尻洗浄と、遅い乾燥速度はトイレットペーパーでお尻を拭くことを必要とし、社会問題となっている。【解決手段】便器ボウル部を略気密空間とし、電動モーターで吸引手段を回転して負圧を作り、吸引気流中での排尿、非接触の吸引刺激による排便促進、パルス洗浄で充分な局部洗浄を行い、吸引乾燥による短時間乾燥を実現して、トイレットペーパーでお尻を拭くことを必要としない、節水型のトイレシステムを完成し、従来課題を解決した。【選択図】図２５
2020012365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トイレ使用人が座り両膝頭を合わせると、大腿部と、便座と、便器で作る空間が略気密空間となる形状と構造の便座と、パルス水流発生装置を備えた温水洗浄ノズルと温風乾燥ノズルを設置した便器と、汚物処理装置で構成される吸引式水洗トイレにおいて、トイレプロセスに、直腸と肛門に温水刺激と吸引刺激を与え、便意を高揚して排便を促す「排便アシストプロセス」と、洗浄水の水流をＯＮ/ＯＦＦして発生するパルス水流による「お尻洗浄プロセス」と、吸引気流で局部の水滴を除去する「吸引乾燥プロセス」と、温風吐出と吸引を同時に行う「温風乾燥プロセス」を含み、プロセスがマイコンで制御されている特徴を持つ排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【請求項２】
便座の下面と便器の上面の相対する接触面の少なくとも一方に撥水性樹脂層を持ち、トイレ使用者が便座に座ると便座と便器の間隙が無くなる構造で、該便座が略ドーナツ形で、トイレ使用者が２つの大腿部を置いて座る浅いU字溝を持ち、該２つの浅いU字溝に挟まれた便座の中心線で逆V字形にせり上がった形状をしており、該便器の汚物溜まりの最下部に汚物排出口を持って汚物処理装置と接続されており、該汚物処理装置が電動モーターを持ち、シロッコファンと、汚物粉砕装置と、気/液分離サイクロンが積層された構造で、該電動モーターの回転軸が貫通している構造で、該シロッコファンと、該汚物粉砕装置の回転粉砕刃と、サイクロンの補助翼が回転軸に設置されて同一回転しており、前記電動モーターはリモートで回転出力を調整出来て、電動モーターが回転すると、シロッコファンと補助翼が回転して便器の汚物溜まりの空気を吸引して、汚物と洗浄液と空気を粉砕装置の粉砕溝に落とし込み、回転粉砕刃で汚物を微細に粉砕して汚物液を作り、粉砕溝の外壁を越えてサイクロンの接線方向から流れ込み、サイクロンの渦気流が作る遠心力で汚物液と清浄空気に分離し、汚物液は下水管に接続されている下水配管を通って排出され、一方、清浄空気は前記サイクロンの内部に設置された清浄空気取出管の中を貫通する回転軸に補助翼が設置されており、前記電動モーターが回転すると補助翼が回転して清浄空気を吸引/押し出して電動モーターを囲むフードに導き、電動モーターを冷却してから下水管に放出される特徴の請求第１記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【請求項３】
前記、パルス水流発生装置はインライン温水発生器とお尻洗浄ノズルの間に設置され、ストレート水流と、パルス状にON/OFFする温水流を前記排便アシストプロセスと前記お尻洗浄プロセスに使用し、標準洗浄条件を基本として、繰り返し洗浄と温水流水勢を調整可能とし、排便アシストプロセスは、ストレート温水吐出刺激とパルス温水流吐出刺激を肛門に与え、なおかつ便意が低い人には、両膝頭を合わせる姿勢を取り、電動モーターをONして、シロッコファンと補助翼の回転で便器内の空気を吸引して、吸引刺激を肛門と直腸に与えて排便の便意を高揚させ、排便を促すプロセスを持ち、前記刺激の繰り返しと刺激水勢強度と吸引強度の調節を可能とするシーケンスを有する特徴の請求第１記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【請求項４】
乾燥プロセスが、前記シロッコファンと補助翼の回転でトイレ使用者の大腿間を通って外気が便器に流入する吸引気流を作り、トイレ使用者の陰部と臀部の陰毛と皮膚を振るわせて水滴を振るい落とす１段目の吸引乾燥プロセスと、次に、温風を陰部と臀部に任意時間長で吐出する２段目の温風乾燥プロセスを持ち、前記温風吐出と同時に、吐出温風量速より僅かに少ない空気量をシロッコファンと補助翼で吸引することを可能とするシーケンスを含んでいる特徴を有する請求第１記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【請求項５】
前記、汚物処理装置が、減圧室と、汚物排出室とで構成されていて、
減圧室が減圧部と、汚物導入部と、底部に汚物粉砕槽を持つ構造で構成されており、
減圧室と汚物排出室は隔壁を介して接続されている構造で、
減圧室の汚物導入部が便器の汚物排出口と気密的に接続しており、減圧部で汚物溜まりの空気を吸引して吸引気流を作成する吸引手段が、シロッコファンまたはプロペラファンであり、該吸引手段を駆動する電動モーターに放熱フィンを密着設置した状態で、吸引手段の回転で生ずる吸引気流または排出気流の中に設置して熱交換し、冷却する構造で、
前記、隔壁の上部に吸引手段から排出される排出気流を汚物排出室に送り込む開口部が設けられており、また、減圧室と汚物排出室との隔壁の下部に汚物水排出口が設けられており、
該汚物水排出口の底部の位置が汚物粉砕槽の底部よりも低い位置に設けられていて、汚物水排出口にフランジを介して電磁排出弁が取り付けられており、電磁排出弁が閉の時には電磁排出弁が汚物粉砕槽の壁の一部となるように形成されており、電磁排出弁の電磁アクチュエータ部は、汚物排出室内か、または汚物排出室の外に取り付けられていて、弁体を開閉操作し、
汚物粉砕槽から汚物水を下水管に排出する時には、電磁排出弁の上流と下流の圧力を等圧にしてから、電磁排出弁の電源をONして電磁排出弁を開き、汚物粉砕槽から下水管に向かって繋がっている汚物排出室および汚物水排出管の底部が下水管の方向に下降傾斜している流出経路に沿って、汚物水が自然流出して、下水管に排出するプロセスの時だけ電磁排出弁の電源をONして電磁排出弁を開き、汚物水を下水管に排出するプロセス以外の吸引気流または排気気流を作成するプロセスか、あるいは、汚物粉砕を行うプロセスでは電磁排出弁の電源はOFFされていて電磁排出弁が閉になっているシーケンスが組まれており、
前記、汚物導入部が便器との接続部から鉛直下方に伸びており、内部の壁面に複数の粗粉砕板を配列し、汚物が便器から落下すると、大きな糞便の塊が砕かれて小さな塊に粗粉砕され、該汚物導入部の下端で吸引気流が下降気流から上昇気流に、気流の方向が急激に変わって、汚物塊および洗浄水を遠心力で飛ばし、汚物および液体と、清浄空気を分離する気/液分離部を持ち、上昇気流が吸引手段の回転で吸い上げられて、角度を持った回転翼に当たると、押し出し力を受けて排出気流となり、排出気流は前記、電動モーター自身か、電動モーターに密着設置した放熱フィンの表面に衝突して熱交換を行い、電動モーターを冷却した後、前記、隔壁の上方に設けた開口部から汚物排出室に入り、該汚物排出室の下部に接続されている汚物水排出管に入り、汚物水を下水管へと移送する排出気流の流れとなり、
一方、前記、汚物導入部に落下した汚物塊は、粗粉砕板と衝突して、小汚物塊となり、洗浄水と共に汚物導入部の下にある滑り板部に落下すると、汚物粉砕槽に滑り落ち、該汚物粉砕槽の中で、電動モーターの回転軸の先端に固定設置された粉砕刃が回転して、微細な汚物粒と、洗浄水と、空気が混合された汚物水となり、前記、汚物粉砕槽の壁の一部になっている電磁排出弁を開くと、底部の下降傾斜に沿って流れて汚物排出室の底部に接続した汚物水排出管に入り、排出気流に押されて汚物水排出管から下水配管を通って下水道管に排出される特徴の第２の汚物処理装置を持つ請求第１記載の排便アシスト式水洗トイレシステム。           
【請求項６】
前記、第２の汚物処理装置と、便器と便座の構造が、トイレ使用者が両膝頭を合わせて座ると大腿部で略気密空間を作る構造を持つ水洗トイレシステムにおいて、
排便アシストプロセスが、お尻洗浄水の供給水系に、アキュムレーターがパルス水流発生装置の上流の近傍に設置されていて、温水吐出立ち上がりのON時に発生する衝撃力を抑えた衝撃波を含む、お尻洗浄プロセスで使用する温水流を利用して、ストレート温水吐出刺激とパルス温水流吐出刺激を肛門に与えて刺激し、なおかつ便意が低い人には、両膝頭を合わせる姿勢を取り、前記、汚物処理装置の減圧室と、汚物排出室との隔壁に設けた電磁排出弁を閉じて、電動モーターをONして、吸引手段の回転で便器内の空気を吸引して負圧を作り、吸引刺激を肛門と直腸に与えて排便の便意を高揚させ、排便を促すプロセスを持ち、排便アシストプロセスの最初に吸引刺激と、温水刺激を選択できて、前記刺激の繰り返しと刺激水勢強度と吸引強度の調節を可能とするシーケンスを有する特徴の請求第５記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【請求項７】
前記、第２の汚物処理装置と、トイレ使用者が両膝頭を合わせて座ると大腿部で略気密空間を作る便器と便座の構造を持つ水洗トイレシステムにおいて、
乾燥プロセスが、前記、減圧室と汚物排出室との隔壁に設けた電磁排出弁を閉じて減圧室に大気が逆流しないようにしてから、肩幅に大腿部を広げて座り、吸引手段の回転でトイレ使用者の大腿間を通って外気を便器に吸引して吸引気流を作り、トイレ使用者の陰部と臀部の陰毛と皮膚を振るわせて、水滴を振るい落とす１段目の吸引乾燥プロセスと、次に、洗浄した陰部と臀部に任意時間長で温風を吐出する２段目の温風乾燥プロセスを持ち、ノズルからの温風吐出と同時に、前記、電磁排出弁を閉じた状態で、吐出温風量速より僅かに少ない空気量を吸引手段で吸引するシーケンスを含んでいる特徴を有する請求第５記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【請求項８】
第２の汚物処理装置と、便器の汚物溜まりの下部の配管に水層を用いた臭い止め構造を持つ水洗トイレシステムにおいて、立位の小便プロセスの排尿が開始される前から、電動モーターで吸引手段を回転して減圧室に負圧を作り、跳ね返り水の原因である臭い止め水と尿水を溜めることなく汚物粉砕槽に吸引排出し続け、なおかつ、便器のボウル部上部の空気を吸引しながら排尿を行うことにより、臭い止め構造からの跳ね返り水を防止し、拡散飛散している排尿水の飛沫を吸引気流の中に引き込み、便器の外に飛散することを防止して、便器回りの汚染を防止する特徴の立位の小便プロセスシーケンスを有する請求第５記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、お尻洗浄温水ノズルと温風乾燥ノズルを備えている吸引式水洗トイレシステムにおいて、便器の排出口の下に、電動モーターで回転する吸引手段と、汚物粉砕装置と、気/液分離機構を持つ汚物処理装置が接続されており、吸引刺激を含む排便アシストと、パルス水流で局部を洗浄し、短時間で乾燥する吸引乾燥と、吸引力を利用して立位の小便による便器周辺の汚染を防止する機能を持った排便アシスト吸引式水洗トイレシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
感染性有害細菌（ノロウイルス、ロタウイルス、サルモネラ菌、Ｏ―１５７、大腸菌など）の罹患者の糞便から高濃度の病原菌が発見されることは知られている。感染性有害細菌の罹患者が従来方式の水洗トイレとトイレ室内や室外の手洗い設備を使用すると、糞便をトイレットペーパーで拭き取った後に病原菌に汚染された手、指で各種のスイッチ、水洗フラッシュノブ、便座蓋、手洗い水道栓、共通タオル、ドアノブ、ドアーロック、患者の衣服などを触ることで２次汚染し、集団食中毒に拡大した事例が厚生労働省や国立感染症研究所などから数多く報告されている。また、高齢者がトイレ中に排便を息む時に心疾患、脳出血や脳梗塞の血管性障害で死亡する事例が報告されている。排便動作や、排便後にお尻を拭き取る動作は高齢者や脳障害により半身不随などの障害者にとって大変難儀なことであり、重症者は介助者によって排便後に局部を拭き取ってもらわなければならないなどの高齢社会の問題もある。また、立位の小便では便器周辺が不衛生になることも問題である。かかる事実に鑑み、水洗トイレを使用した時、スムースに排便出来るようにアシストする仕組みを有し、トイレットペーパーでお尻を拭き取る動作を必要としないトイレが長年待ち望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２４５４６号
【特許文献２】特開２０１４−１２５７１９号
【特許文献３】特開２０１４−１７３２７８号
【特許文献４】特許第６１１６８７６号
【特許文献５】特開２０００−３２５２５８号
【特許文献６】特開２００１−３１７１０５号
【特許文献７】特開平１０−１９５９６０号
【特許文献８】特表平８−５０３０３５号
【特許文献９】特開２０１３−１００７１３号
【特許文献１０】特表２００８−５０４４７２号
【特許文献１１】特開平０７−０９０９０４号
【特許文献１２】昭５４−１２２５１５号
【特許文献１３】特開平０１−１１１９３３号
【特許文献１４】特願２０１８−０８０４２９
【特許文献１５】実開  昭６３−７６０８０
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】国立感染研究所感染症情報センター２０１２年４月１０日  掲載「従事者衣服からノロウイルスを検出した集団食中毒事例についてー長野県」http://www.nih.go.jp/niid/ja/norovirus-m/norovirus-iasrs/1837-pr3871.html
【非特許文献２】一般財団法人  食品分析開発センター  庄司  正著「どうして防げないのか、ノロウイルス食中毒。発生事例から考える」http://www.mac.or.jp/mail/140201/02.shtml
【非特許文献３】日刊ゲンダイ、２０１７年１０月１８日  発行版「突然死全体のうち約5%を、高齢者のトイレでの脳卒中や心筋梗塞が占めると言われている。さらに、心疾患による突然死の約8%がトイレでの排便中に起こっている。」厚労省の調査http://gendai.ismedia.jp/articles/-/47779?page=2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願は特許文献１４と同一の発明者が、同様の発明の目的に対し、異なる解決手段で改良した特許出願である。
【０００６】
お尻洗浄温水ノズルと温風乾燥ノズルを備えている従来の水洗トイレ装置には以下に示す問題点がある。
すなわち第１の問題は、従来の温水シャワー洗浄で局部を洗った後に肛門部をトイレットペーパーで拭き取ると、汚物の残渣がトイレットペーパーに付いて来るほど温水シャワー洗浄が不完全な事が少なくなかった。
また、第２の問題は、温水シャワー洗浄をした後に乾燥温風を局部に吹き付けて乾燥する方法では、温水シャワー洗浄した部位が「完全に乾燥した」と感じられるには長時間の温風乾燥処理を必要とし、トイレ使用者は待ち切れないという使い勝手が悪い問題があった。
その結果、トイレ使用者は完全に局部の清潔感が得られないことと、肛門部および陰部周辺が濡れているか、または湿っていることの不快感を取り去るために、温水シャワー洗浄した後に肛門部をトイレットペーパーで拭くことが通例となっており、温風乾燥は広く世の中に利用されていないのが現状である。
したがって、前記した感染性病原菌の汚染と蔓延が、トイレシステムが発展してきた現在においても集団食中毒を引き起こす元凶となっている「トイレットペーパーでお尻を拭き取る」作業が無くならないことが第３の問題である。
また第４の問題点は、脳障害で半身不随の後遺症が残った障害者や、腹筋力が弱った高齢者にとって排便行為が難儀で、排便中に息むことから突然死する例も報告され、また、排便後にお尻を拭く動作も容易でない事である。
また第５の問題は、従来の真空式水洗トイレが、航空機や新幹線列車のトイレに使用されているが、そのシステムをそのまま家庭用として使用できない。また特許文献では、大型の真空ポンプを使用した主として介護用途に応用例が開示されているが、介護者の手を煩わせ、複雑なシステムで大型で高価になる問題がある。第6の問題として、立位の小便プロセスで便器周辺を尿水飛散で不衛生にすることも長年の問題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の解決手段は、便座と便器の形状と構造を工夫して、トイレ使用者が便座に座ると便器ボウルが略気密空間になる構造にして、便器ボウル部の下部に吸引手段と、汚物粉砕装置と、気液分離手段を持つ汚物処理装置を持つトイレ装置システムを、マイコンで管理、制御し、課題を解決するためのプロセスシーケンスを開発することである。  
【発明の効果】
【０００８】
本願は従来の温水洗浄と温風乾燥装置を持つ水洗トイレが持つ前記した６つの問題点を解決して、トイレットペーパーを使用しないトイレシステムを実現したことから、感染性病原菌が蔓延拡大する原因を根本的に解決し、また、吸引気流中で放尿することで便器周辺の汚染を無くし、さらに、腹筋力が弱くなった障害者や高齢者の排便動作をスムースに排便出来るように排便を助け、排便後に充分なお尻洗浄と短時間で完全な乾燥を可能として、汚物を洗浄水と排出気流の流れで下水管に排出して、トイレットペーパーを使用しないトイレとし、その結果、上下水道施設に極めて大きな負荷軽減をもたらす効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】排便アシスト吸引式水洗トイレシステム概念図
【図２】汚物処理装置  拡大概念図
【図３】汚物粉砕装置  D-D平面  拡大概念図
【図４】ノズル配管部  拡大概念図
【図５】便器断面  拡大概念図
【図６】便座平面  概念図
【図６−ａ】図６のＡ―Ａ断面  概念図
【図６−ｂ】図６のＢ―Ｂ断面  概念図
【図６−ｃ】図６のＣ―Ｃ断面  概念図
【図７】パルス水流  標準条件図
【図８−ａ】パルス水流発生装置１の断面概念図（全開）
【図８−ｂ】パルス水流発生装置１の断面概念図（全閉）
【図９−ａ】パルス水流発生装置２の断面概念図（全開）
【図９−ｂ】パルス水流発生装置２の断面概念図（全閉）
【図１０−ａ】パルス水流発生装置３の断面概念図（全開）
【図１０−ｂ】パルス水流発生装置３の断面概念図（全閉）
【図１１】「立位小便排出」指令スイッチボード
【図１２】「ビデ洗浄、お尻洗浄、水勢変更、乾燥、終了」指令スイッチボード
【図１３】「排便アシスト」指令スイッチボード
【図１４】システム制御系統図
【図１５】トイレプロセス全体フローチャート
【図１６】「温水吐出スタンバイ」シーケンス
【図１７】「温風吐出スタンバイ」シーケンス
【図１８】「立位小便プロセス」シーケンス
【図１９】「ビデ洗浄プロセス」シーケンス
【図２０】「排便アシストプロセス」シーケンス
【図２１】「お尻洗浄プロセス」シーケンス
【図２２】「１段目  吸引乾燥プロセス」シーケンス
【図２３】「２段目  温風乾燥プロセス」シーケンス
【図２４】「後洗浄プロセス」シーケンス
【図２５】第２の実施例のプロペラファンを使用した排便アシスト吸引式トイレシステム概念図
【図２６】第２の実施例のプロペラファンを使用した汚物処理装置の概念図
【図２７】他の実施例のシロッコファン使用した汚物処理装置の概念図
【図２８】第２の実施例の電動モーターと、放熱フィンと、プロペラファンと、汚物粉砕刃を回転軸に取り付けた概念図（正面）
【図２９】第２の実施例の電動モーターと、放熱フィンと、プロペラファンと、汚物粉砕刃を回転軸に取り付けた概念図（側面）
【図３０−ａ】他の実施例のシロッコファン  側面概念図
【図３０−ｂ】他の実施例の電動モーターの密着面と、放熱フィン羽根の側面概念図
【図３０−ｃ】他の実施例の電動モーターの支持具と、シロッコファン固定板と、回転軸と、汚物粉砕刃の組立  側面概念図
【図３１−ａ】図３０−aの平面概念図
【図３１−ｂ】図３０−bの平面概念図
【図３１−ｃ】図３０−cの平面概念図
【図３２】便座に両膝頭を合わせる座位姿勢イメージ図（側面）
【図３３】便座に両膝頭を合わせる座位姿勢イメージ図（正面）
【図３４】便座に両膝頭を肩幅に広げ、リラックスしての座位姿勢イメージ図（正面）
【図３９】先の出願と本願の詳細水系図（減圧弁、アキュムレーター使用）
【図４０】アキュムレーターを使用しない閉鎖水系において急開、急閉時に発生する衝撃波（一般論）         a アキュムレーター不使用、ON時の衝撃波         b OFF時の衝撃波
【図４１】先の出願と、本願の低水圧にアキュムレーターを設けた水系モデル図
【図４２】水系モデルのA点での衝撃波の水圧図        a  A点  アキュムレーター使用  ON時の衝撃波        b  A点  アキュムレーター使用  OFFすると水流が無くなる
【図４３】水系モデルのB点での衝撃波の水圧図        a  B点  アキュムレーター使用  ON時の衝撃波        b  B点  アキュムレーター使用  OFF時の衝撃波
【図４４】先の出願の図７と、本願におけるパルス水流発生装置による、吐出水圧を示す詳細概念図（減圧弁とアキュムレーターを使用）        a  ストレート水流  5秒間ON        b  2秒間OFF        c  パルス水流  ２秒間ON
【図５０】第２の実施例におけるシステムのトイレプロセスシーケンス制御系統図
【図５１】第２の実施例における全体プロセスシーケンス
【図５２】第２の実施例における前洗浄/後洗浄プロセスシーケンス
【図５３】第２の実施例における立位小便プロセスシーケンス
【図５４】第２の実施例におけるビデ洗浄プロセスシーケンス
【図５５】第２の実施例における排便アシストプロセスシーケンス
【図５６】第２の実施例におけるお尻洗浄プロセスシーケンス
【図５７】第２の実施例における１段目吸引乾燥プロセスシーケンス
【図５８】第２の実施例における２段目温風乾燥プロセスシーケンス
【図５９】第２の実施例における汚物水排出シーケンス
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本願の目的を果たすために課題を解決する方法は、排便後の洗浄を充分に行うパルス発生装置と、便器の排出口に汚物溜まりの空気を吸引排出する吸引手段を駆動する電動モーターを持つ汚物処理装置を接続し、インラインの温水作成装置と温風作成装置の機能を組み合わせて排便アシストと、パルス水流洗浄と、急速乾燥の仕組みを作り、便器に排泄された汚物と洗浄水を混合して微細に粉砕する粉砕回転刃と、吸引手段と、気/液分離手段の補助回転翼を一台の電動モーターの回転軸に貫通させて設置して、分離した清浄空気で強力に電動モーターを冷却してから下水管に放出して、汚物液は下水管に放出する汚物処理装置を開発し、トイレプロセス・シーケンスをマイコンで制御するトイレシステムを開発することにある。
【実施例】
【００１１】
図1に本願の排便アシスト吸引式水洗トイレの全体構成を示し、図1４にシステムの制御系統図を示し、図1５にトイレプロセス全体フローチャートを示す。
トイレプロセス・シーケンスは準備プロセスと、メインプロセス・シーケンスで構成される。
【００１２】
本願の便器４８と便座３の構造は図５、図６に示すように、便器４８の上部縁周７と便座３の相対する面の少なくとも一方または双方に撥水性樹脂層５，６を設け、トイレ使用人が便座３に座ると間隙が撥水性樹脂層５，６で埋まる構造になっている。
しかも、便座形状が図６、図６-a,図６−b,図６-cに示すように便座前部の中心線で逆V字形に盛り上がっており、トイレ使用者の太腿と便座が作る三角形の空間を埋める形状になっている。
【００１３】
図１、図２に汚物処理装置４９を示す。
一台の電動モーター１１の回転軸２０に吸引気流を作る静音のシロッコファン１２と汚物粉砕刃１４の回転体１３が設置されており、便器４８の汚物溜まり８に排泄された汚物と洗浄水は電動モーター１１が高速回転してシロッコファン１２が回ると、吸引気流と共に汚物粉砕装置４９の粉砕溝１６に落ちて来る。粉砕溝１６中の粉砕刃１４の回転で汚物は粉砕され、遠心力で粉砕溝１６の外壁６８を越えて吸引気流と汚物水はサイクロン１８に流れ込んでくる、粉砕不十分な汚物の塊は粉砕溝の外壁６８に設けた汚物塊流入防止金網９０のためにサイクロン１８に流れ込むことはない。微細粒子にまで粉砕された汚物を含む汚物水が吸引気流とサイクロン１８中に入ると、遠心力で気/液分離される。
サイクロン１８の中心部には清浄になった気体を外部に取り出す空気取出管２２が設置されており、中心には前記電動モーター１１の回転軸２０が通っている。回転軸２０には補助翼２１が設置され電動モーター１１と同じ回転速度で回転しているから、サイクロン装置１８の中央部の清浄気体を強力に吸引し、外部に空気を押し出している。清浄空気は前記電動モーター１１を囲むフード２９に導かれており、電動モーター１１の冷却に使用される。
上記の電動モーター１１の回転軸２０に設置したシロッコファン１２と、粉砕刃１４と、補助翼２１は同時に回転しているから、上記の処理が同時に行なわれる構造になっている。
【００１４】
電動モーター１１は、家庭用電源で５０〜５００Wattの電動モーター１１が使用され、PWM制御回路を使った出力可変制御回路を持っていて、「排便アシスト」指令ボード１１５の「吸引力調整ダイヤル」１２７で自分の希望する吸引力に調整することが出来るようになっている。
マイコンにはプロセスの進行に合わせて電動モーター１１の標準回転がプログラムされており、「２段目の乾燥」プロセスでは電動モーター１１の吸引量速（M3/min）が乾燥温風の吐出量速を越えない低速回転にマイコンから指令される。しかしプロセスの「終了」で標準回転にリセットされる。
【００１５】
図１、図４に示すように、局部の洗浄に使用する温水はインライン温水作成装置３９，３２で作られ、インラインでギヤポンプ３０で送られる供給水を加熱するヒーター部３２と、インライン温度センサー３４と加熱制御部３９で構成されており、温度制御は適温を３８度Cとし、適温幅±２度Cとした。
吐出温水の吐出力はギヤポンプ３０の回転数を手元リモート１０７から調整可能である。
【００１６】
乾燥に使用する温風はインライン温風作成装置５９で作られ、インラインで送風する送風ファン５０と、インライン温風温度センサー５４と加熱ヒーター部５３と加熱制御部５９で構成されている。温度制御は温水と同様に、適温を３８度Cとし、適温幅±２度Cとした。あるいは、温風乾燥には温水温度より高温に設計して乾燥を速めることも有効である。ただし、火傷などの危険に配慮しなければならない。
【００１７】
温水洗浄シリンダー・ノズルは、ビデ洗浄用４２，４３とお尻洗浄用４０，４１が用意され、お尻洗浄用シリンダー４０の直前にはパルス水流発生装置３８が配設されている。
パルス洗浄はストレート水流とパルス水流とが図７で示した標準条件でお尻洗浄と排便アシスト用途に用意してある。
【００１８】
ビデ洗浄シリンダー・ノズル４２，４３はストレート水流を吐出して、ビデ洗浄用途と排便アシストの「温水刺激」にも使用される。
【００１９】
図８〜図１０に示すパルス水流発生装置３８で、パルス状の水流を作成する方法は、配管を流れる水流を、開閉弁を全閉にして止めたり、あるいは全開にして水流を急激に最大にしてパルス状水流が得られる。
図８−a,b は水流に対して弁板９１を電磁コイル９３で上下して閉開する型であり、
図９−a,bは開閉弁９５が円筒形でお尻洗浄温水配管４５に対し直角に交わる円筒回転体で、導管４５と同等の直径の円筒形の穴を持ち、円筒穴の方向が導管４５と同じなら全開状態で、円筒穴が導管と直角なら全閉になる。
１回のONパルス入力で、円筒回転弁９５が、一方向に９０度回転する回転ステッピング・ソレノイドで、水流の全開状態が電気的に２秒間OFF状態になると、２秒間の水流の全開状態を作り、次の電気信号ONパルスで円筒回転弁９５が９０度回転すると水流が全閉状態になり、２秒間の信号OFFで２秒間の全閉状のパルス状の水流となる。それを繰り返して図７に示すパルス水流を得ることが出来る。他の形態は、ボールバルブを使用しても同様のパルス水流を作成することが可能である。
以上の図８、図９の２種類のパルス水流発生装置以外に図１０に示した通常のON/OFFバルブでもパルス波形は形成できるが弁の当たり面の０リング９７が多数回の使用に耐えない欠点がある。
【００２０】
排便アシストの用途には、後記するようにストレート水流またはパルス水流による肛門への刺激で便意を高揚し自力排便へと促すもので、ストレート水流１２３または、パルス水流１２４の選択はリモートでトイレ使用者が行う。
【００２１】
また、排便後のお尻洗浄にはパルス水流が標準条件となっており、肛門部の皴にパルス状の太い水流が間欠的に吐出され、肛門を閉じたり、開いたりする動作を行って洗浄すると効果的な洗浄ができる。
ただし、細いパルス水流は肛門の粘膜を痛め、出血する危険性があるから太いパルス水流であることが望ましい。洗浄中はお尻を左右、前後に小さく動かし、同じ個所に長時間パルス洗浄を続けないことに注意すべきである。
本願の洗浄用途には約１０mm直径の太い水流が使用される。
【００２２】
貯水型の温水作成装置では温水の消費量が増えると冷たい水が吐出されてしまい不快である。こうした現象を避けるためにはインライン型の温水作成装置を使用するのが良い。
【００２３】
急速乾燥のプロセスは、２段階で行われる。局部を洗浄すると濡れた部分では、水分の大部分は陰毛と皮膚に水滴の状態で付着しているから、「乾燥」指令１１９で「１段目の乾燥」が開始されると、汚物処理装置４９の電動モーター１１の回転でシロッコファン１２が回転して、便器の汚物溜まり８の空気を高速吸引する。
この時、本願では前記したように便座３と便器４８の間隙が塞がれている構造であり、吸引気流はトイレ使用者の大腿部の間を通って陰部、臀部に集中して流入するため、陰毛や皮膚が激しく震えて、付着している水滴を短時間で機械的に振るい落とす。
【００２４】
続く「乾燥」の２段目は、大量の温風で濡れた部位を乾燥するプロセスで、前記「１段目の吸引乾燥」プロセスを経て、僅かに皮膚表面に残存している水分を大量の温風吐出で短時間で乾燥する。この時、汚物処理装置４９のシロッコファン１２が低速で回転し、温風ノズル吐出量よりもやや少ない吸引気流で便器４８の汚物排出口９から吸引して、温風が局部表面を乾燥する効果を低下しない程度に電動モーター１１とシロッコファン１２が吸引回転するようにプログラムされている。
【００２５】
電動モーターの出力可変制御装置として、例えば
https://www.amazon.co.jp/PWM-400W-%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%BC-%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%A9%E3%83%BC-%E3%83%A2%E3%82%B8%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%AB/dp/B00IK6P8KI
「PWM 10A 400W DC モーター 速度 コントローラー モジュール」がある。
以上のようにして洗浄後の急速乾燥プロセスを実現した。
【００２６】
吸引力を用いて、便座３に座っている人の臀部の肛門と直腸を刺激し、便意高揚を促して排便をアシストし、パルス水流発生装置３８で排便後の肛門部の洗浄も充分に行うことが出来て、乾燥部位を短時間で乾燥するプロセスを完成することが出来た。
その結果、トイレットペーパーでお尻を拭き取る動作を不要とし、従来の水洗トイレの問題点を解決した排便アシスト吸引式水洗トイレシステムを完成した。
【００２７】
以上のように電動モーター１１は各プロセスにおいて回転するから、その度にシロッコファン１２、粉砕回転刃１４、サイクロン補助翼２１が回転し、粉砕溝１６に汚物が残っている場合でも全てのトイレプロセスが終了するまでに何回も汚物処理プロセスを行うチャンスがあり、全ての汚物を下水管２６に排出することが出来る。
【００２８】
本願による便器４８には、従来の水洗トイレのように、トイレ終了後に汚物を排出するフラッシュノブが付いていないし、フラッシュ水タンクも不要であり、サイホン構造を必要としていない。高機能トイレシステムとしては簡便で小型トイレとなる。
【００２９】
以下に実施例のトイレプロセスシーケンスを示す。
図１５にトイレプロセス・シーケンスの全体シーケンスを示す。
準備シーケンスの第１は図１６に示した「温水吐出スタンバイ」のシーケンスで、図１と図４に示すように、加熱ヒーター３２が,供給水が流れる配管３３の途中にインラインで配設されていて、温度センサー３４の信号と加熱温度制御装置３９とで独立してPID制御しており、装置のON/OFFはマイコンに制御されているシステムで、図１６の「温水吐出スタンバイ」シーケンスに示すように、適温幅に入った温水だけを洗浄部に吐出するように、適温幅に入らない温水を、第2の電磁三方弁３６を汚物溜まり８に放出する方向に切り換えて放出し、さらに温水が適温幅に入っても温水を使用するプロセス開始の指令が出されていないと温水を汚物溜まり８に放出して、T Lowを３６度C,Ｔ  Ｈｉｇｈを４０度Cと設定して、温度が３８度Cを中心とする適温幅の温水だけを人体に向けて吐出するようにした。ただし、スタンバイ期間中の放出温水量速は規定吐出温水量速の約１/２であり、吐出指令があると設計量速の１００％量の供給水がギヤポンプ３０の回転を増やしてインライン温水加熱ヒーター３２に送り、洗浄部位には設計値量速の温水を吐出する。
従って、洗浄部位に向けて吐出の最初から適温幅で規定量速の温水を吐出することが出来る。例えばインラインの温水発生器３９として
http://www.nippon-heater.co.jp/products/liquid/sgl/がある。
【００３０】
準備シーケンスの第２は「温風吐出スタンバイ」シーケンスで、図1と図４に示すように送風ファン５０を自身で有しているインライン温風作成装置５１で、温度センサー５４の信号を入力して設定温度幅の温風を加熱ヒーター装置５３で作るように独立した温度制御回路５９を持ち、装置のON/OFFはマイコンで制御されている。温風の適温幅も温水と同じ温度に設定し、設定温度幅にない温風と乾燥温風指令を受けていない期間の温風を第３の三方電磁弁５５で下水配管５８を通して下水管２６に放出している。ただし、放出温風量速を設計量速の約１/２の送風量速にしてスタンバイしており、乾燥温風指令を受けてから設計量速の１００％の送風に切り換えて無駄になるエネルギーを少なくしている。
従って、温風吐出の最初から適温幅で設計量速で吐出することが出来る。
例えば、インラインの温風発生機５１，５３、５９として
http://www.nippon-heater.co.jp/products/gas/hotwind/がある。
【００３１】
図1に示す本願の装置構造図に於いて使用する第1，第2，第3の電磁三方弁３５，３６，５５は三方向切り換えが可能なhttps://www.valco.co.jp/product/general-ball/T3.htmlのT3型ＡＥ１−１２０などがある。
電磁弁６３は汎用用途の二方向電磁弁である。
【００３２】
本願のトイレプロセスは標準条件がマイコンにプログラムされており、リモートでプロセス条件を変更することが可能で、プロセス「終了」指令でシーケンスの終了を指示すると再び標準条件にリセットされるシーケンスになっている。
【００３３】
本願のメインプロセス・シーケンスの第1は図1８に示した「立位の小便プロセス」で、トイレ室にトイレ使用人が入室すると人感センサーが感知するが、便座に着座しないで着座センサーが感知しないとマイコンは「立位の小便プロセス」であると判断する。
そして、「立位の小便プロセス」の実行中に、その他のプロセスのシーケンス開始の指令が誤って押されても「開始」せず、シーケンス・ロックされる。ロックされるシーケンスは「お尻洗浄」、「ビデ洗浄」、「排便アシスト」、「乾燥シーケンス」である。
しかし、「立位の小便プロセス」が「終了」すると、上記シーケンス・ロックは解除される。
【００３４】
着座センサーが感知すると「立位の小便プロセス」シーケンスは開始されないことは言うまでもない。
「立位の小便」行為が実行され、「小便排出」指令スイッチ１１３を押すと電動モーター１１が駆動してシロッコファン１２が回転すると、汚物溜まり８から汚物水を吸引する。汚物溜まり８の器壁に沿って電磁弁６３が約１０秒間開いて便器の上縁部７から洗浄水が流れ、汚物水は汚物処理装置４９の粉砕溝１６に落下移動する。
強い吸引気流と、粉砕刃１４の回転遠心力で汚物液の液面は粉砕溝１６の外壁６８よりも高くなり、外壁６８を越えてサイクロン導入路１７に流れ込む。汚物液はサイクロン１８の接線方向から流れ込み、サイクロン１８の高速渦気流の遠心力で空気と液成分は分離されて、液成分はサイクロン１８の壁に押しやられ、サイクロン１８の下部の汚物水排出管２３に流れ落ちて来て、下水配管２５を通って下水管２６に排出される。また、空気成分はサイクロン中心部に設けた空気取出管２２から取り出される。空気取出管２２の上部には汚物水が入り込まないように汚物防止カバー１９が取り付けられている。
空気取出管２２の中心に電動モーター１１の回転軸２０が貫通しており、回転軸２０に補助翼２１が設置されている。電動モーター１１の回転軸２０に設置した補助翼２１は電動モーター１１と同じ回転をしており、サイクロン中心部の液成分が混ざっていない清浄空気を強力に吸い込み/押し出し、清浄空気管２４により電動モーター１１のフード２９に運ばれて、電動モーター１１を冷却し、その後に空気排出管２７を通って下水管２６に放出される構造になっている。
【００３５】
「小便排出」指令スイッチ１１３は１０秒後に自動的にOFFし、同時にシーケンス・ロックは解除されて、「小便排出」シーケンスは自動的に「終了」する。
トイレ使用者は退出すると、人感センサーが退出を検知して、図２４に示す「後洗浄」のシーケンスが自動的に実施され、便器４８の汚物溜まり８の上部から第４の電磁弁６３が開いて約３Lの洗浄水が流れ、便器表面と汚物溜まり８表面の汚物残渣を洗浄することと、便器臭い止め６９に洗浄水が溜まることによって汚物処理装置４９からの悪臭の臭い止めの役割をする。第４の電磁弁６３は５秒後に自動的にOFFされる。
以上で「立位の小便プロセス」は終了する。
【００３６】
メインプロセスの第2は図1９に示した「ビデ洗浄」のプロセス・シーケンスで、図１６に示した「温水吐出スタンバイ」の準備プロセスは、図１５に示すように、着座センサーが感知したら「温水吐出スタンバイ」シーケンスが稼動して「温水吐出」の指令があれば、適温の温水をノズルからいつでも吐出出来る状態にある。
「ビデ洗浄」開始の指令１１４があると、第２の三方弁３６がビデノズル配管に切り換わり、適温幅の温水がビデシリンダー・ノズル４２，４３に供給されて、ビデノズル４３からストレート水流が吐出される。
ビデ洗浄はストレート水流の温水流で標準条件の水勢をリモート１１７，１１８で変えることが出来、水勢条件を変えたら記憶され、一旦「終了」しても着座センサーが着座を検知している間に再度「ビデ洗浄」指令を押すと、マイコンが同一トイレ使用人による「ビデ洗浄の再洗浄」と判断して、記憶条件を呼び出して前回の洗浄条件と同じ条件で洗浄するシーケンスになっていてトイレ使用者にとって使い勝手の良いシステムになっている。ビデ洗浄プロセスが終了したら、後記する「１段目の吸引乾燥」と「２段目の温風乾燥」プロセスへと進む。
【００３７】
「ビデ洗浄」と「乾燥」が終了し、トイレ使用者が便座から離れたら着座センサーが「離座を検知」して、洗浄条件の記憶が消え、標準条件にリセットされる。
【００３８】
第３のシーケンスは図２０に示した「排便アシスト」で、腹筋力が弱っている高齢者や、障害者が温水刺激と吸引刺激をお尻に与えて便意を高揚させて、自力排便を行うことを助けるシーケンスである。
「排便アシスト」指令ボード１１５から「ストレート温水流刺激」１２３と「パルス温水流刺激」１２４が選択されるようになっており、「温水吐出停止」１２５と「吸引刺激」１２６の指令スイッチがリモートで用意されている。図１３で示した「排便アシスト」指令ボード１１５は他の指令ボードと別に独立して設置するとトイレ使用者に判りやすい。
【００３９】
すなわち、本願提案の構造の便座３と便器４８に座って排便をする場合に、まず自力で排便できる人は自力排便を行うが、便意の低い人は肛門に向かって「ストレート温水流刺激」１２３を指令すると、標準条件ではビデ温水吐出ノズル４３からストレート水流の温水が肛門に向けて吐出される。トイレ使用人はお尻の位置に温水が当たるように調節する。
【００４０】
パルス状の温水刺激で肛門を刺激し、排便の便意を高揚しようと希望した場合、「パルス温水流刺激」指令１２４を選択すると、三方電磁弁３５が切り替わりお尻洗浄配管に温水供給がされて、パルス水流発生装置３８が稼動して、ノズルから標準条件のストレート水流とパルス水流で構成される図７で示した排便後のパルス温水流と同じ「パルス温水流刺激」モードが吐出される。
温水刺激で便意が高揚して排便を自力で可能な場合には、「温水吐出停止」指令１２５で温水吐出を止めて「排便」をする。
【００４１】
なおかつ排便便意が低調な場合は、「吸引刺激」指令スイッチ１２６を押すと電動モーター１１が駆動して、シロッコファン１２が約１０秒間回転して便器４８の汚物溜まり８の空気を排出する。
本願の便座の形状は図６、図６―a〜図６−cに示したように、便座の前部の中心線上でせり上がっている構造６７をしており、
便座に座り、浅いU字形の溝６６に大腿部を置き、両膝頭を互いに接触させて膝を閉じた状態で座ると、太腿と便座で形成される中心線上の略三角形の空間が便座のせり上がり６７で埋まり、なおかつ図1と図５、６と図６―a〜cに示すように、便座３と便器上部の撥水性樹脂層５，６が接触して便器４８と便座３の隙間が閉じられているから、便器４８の汚物溜まり８は略気密状態になっている。
【００４２】
こうした本願の便器４８と便座３に座った状態で「吸引刺激」スイッチ１２６をONさせると、汚物処理装置４９のシロッコファン１２が高速で回転し、汚物溜まり８の空気を吸引すると、トイレ使用者の臀部が強力に吸引される刺激を感じる。家庭用電気掃除機の吸い込み管を手で塞いだ時に似た「吸引刺激」を肛門と直腸に感じる。あまり吸引力が大きい時にはリモートで吸引力調整ダイアル１２７で電動モーター１１の出力を調整できるようになっている。
電動モーター１１は約１０秒で自動的にOFFする。
【００４３】
直腸の肛門近くにまで降りてきている便やガスが肛門から出ようとすると便意が高揚した感じになり「排便」が実行される。
排便アシストで吸引刺激を与える時以外は、便座に座る姿勢は通常通り両膝頭を肩幅程度に広げてリラックスして座ることは言うまでもない。
【００４４】
しかし、それでも便意が足りない人には、「温水刺激」と「吸引刺激」を繰り返して直腸と肛門に何度でも刺激を与えることが出来るシーケンスになっていて、遂には便意が高揚して自力でスムースに排便出来るようになるから排便が困難な人には有効である。
【００４５】
ただし、便を直腸の中から負圧で吸い出す排便アシストではなく、本願の「排便アシスト」は、あくまでも排便は自力で行い、便意を高揚させて排便を促すものである。
【００４６】
排便が終了すると、図２１に示す「お尻洗浄」プロセスへと進む。
第４のシーケンスは図２１に示す「お尻洗浄」のプロセスで、「お尻洗浄」の指令１１６があると第1の電磁三方弁３５が、お尻洗浄シリンダー４０に通水する方向に切り換わり、インライン温水発生装置３２，３９で作成した温水が図８―a〜図１０―bに示したパルス水流発生装置３８で図7に示すパルス水流を形成し、標準のパルス水流条件でノズル４０，４１から肛門に向けて直径約１０mmの太い温水流が吐出される。温水流の太さはノズル口４１の設計で決定される。
図７に示した標準パルス水流の水流パターンは、ストレート水流９９が約5秒間流れ、続いて2秒間休止して、2秒間通水するパルス状の温水流が5回繰り返されるパターン１００であり、肛門の皴の細部に着いた汚物をON/OFFする衝撃波で洗い落とし、水勢条件を標準条件から「強く」あるいは「弱く」に変えることが可能で、水勢条件を変えた場合は条件を記憶して再洗浄には記憶を呼び出して前回の条件で洗浄するシーケンスになっている。
パルス水流発生装置３８のパルス幅を決めるON/OFF条件は予めマイコンにパターンが入力されており動作している。
インライン温水発生装置３２、３９であるから温水を必要なだけ長時間の繰り返し吐出洗浄が可能で、充分なお尻洗浄が出来る。
【００４７】
なお、図8―a〜図１０―bには３種類のパルス水流発生装置３８のそれぞれ全開通水と全閉止水状態を示しており、実施例では図8−１aと図8−１bで示すパルス水流発生装置を使用した。図7に示すパルス水流は3種類のパルス発生装置３８でも発生することは可能であるが、図8と図9の形態のパルス発生装置３８が摩耗に強く永い使用に耐えられる構造である。
【００４８】
第５のシーケンスは図２２に示す「1段目の吸引乾燥」プロセス・シーケンスで、
電動モーター１１の回転でシロッコファン１２が回転し、汚物溜まり８の空気を吸引すると、吸引気流が便座３に座っている人の大腿部の間を通って、陰部と臀部に集中して激しく陰毛と皮膚を振るわせながら通過する。そのとき陰毛と皮膚に付着している水滴は機械的に振り落とされる。洗浄プロセスとお尻温水刺激で濡れた状態の水分の大部分は水滴の状態で臀部と陰部に存在するから、吸引気流で大部分の水分が除去されたことになる。
【００４９】
図２２の「1段目の吸引乾燥プロセス」は「乾燥」指令１１９を押すと「開始」され、後記する図２３の「２段目の温風乾燥」の準備として図１７の「温風吐出スタンバイ」プロセスが開始される。
そして便器４８の汚物溜まり８に排泄された汚物を洗浄水と共に汚物処理装置４９に吸引することも同時に行なわれる。
シロッコファン１２が回転すると汚物と汚水と洗浄水は吸引気流で吸い込まれて粉砕溝１６に落ち込み、電動モーター１１の回転軸２０に設置された複数の粉砕刃１４を持つ粉砕回転体１３が高速で回転しているから、汚物を細かく粉砕して、ミキサーで粉砕されたのと同様にまで微細になる。
粉砕溝１６は深さを持っており、糞便は粉砕溝１６の中で暫くは粉砕されるが、複数の粉砕刃１４で数１０回回転すると微細な状態にまで粉砕され、浮力と、遠心力で汚物水の液面が粉砕溝１６の外壁６８高さを越えて上昇してくるとサイクロン導入路１７よりサイクロン装置１８に吸引気流と共に入り込む。
吸引気流が円筒形のサイクロン１８の接線方向から入力するように粉砕溝１６とサイクロン導入路１７が取り付けられているから、微細汚物と吸引気流はサイクロン１８中で高速渦回転する。
サイクロン１８中では渦回転する気流に乗って微細汚物と液体成分はサイクロン１８の器壁に押しやられ、器壁を伝って下方向に集まり、サイクロン下部に設けた汚物水排出管２３へと流れ込み、下水配管２５を通って下水管２６に排出される。
【００５０】
一方、微細汚物が取り除かれた清浄な空気成分はサイクロン１８の中心部から空気取出管２２でサイクロン装置１８の外に取り出される。空気取出管２２の中心には汚物処理装置４９の上部に取り付けられた電動モーター１１の回転軸２０が貫通しており、回転軸２０に取り付けた補助翼２１は高速で回転しており強力な空気吸引力と空気押出し力を生じ、電動モーター１１を取り囲む電動モーターフード２９に清浄空気管２４が接続されているから清浄空気は電動モーター１１を冷却する。その後に空気排出管２７を通って下水管２６に放出される。
【００５１】
第６のシーケンスは図2３に示す「2段目の温風乾燥」で、１段目の吸引乾燥プロセスで電動モーター１１が１０秒後に自動的にOFFされると同時に自動的に再び電動モーター１１の回転が開始されるシーケンスになっている。
「2段目の温風乾燥」では電動モーター１１の出力が小さくなり、シロッコファン１２が低速回転で温風吐出量速より僅かに少ない量の吸引量速を汚物溜まり８から吸引する。
これは、温風乾燥の乾燥効果を失わず、また、悪臭がトイレ使用者の顔面にまで上がって来ないための工夫である。
なぜなら、電動モーター１１の出力が大きくてシロッコファン１２の吸引力が大きいと温風乾燥の効果が小さくなるし、一方、ノズルからの温風吐出の量速が吸引量より圧倒的に大きいと顔面に汚物溜まりの悪臭が上がって来るようになるからである。
電動モーター１１の出力を低出力に押さえてシロッコファン１２を低速回転するようにマイコンにプログラムしておく。
温風吐出量速と吸引量速は設計段階で決定しておく。
【００５２】
この微妙なバランスを、汚物溜まり側と大気側の差圧を感知する圧力センサーを設置して、汚物溜まりが大気圧に対してやや陽圧になるように、ノズルからの温風吐出量速よりシロッコファンによる吸引量速を僅かに少なくするようにマイコンで回転制御する方法も考えられる。
【００５３】
図２２と図２３に示す１段目と、２段目の乾燥シーケンスは、インラインの温風作成装置５１，５３，５９が「乾燥」を指令１１９した時点で温風吐出スタンバイを開始しているから、２段目の乾燥には直ぐにでも温風を吐出できる状態にある。
電動モーター１１がマイコンに設計された低速回転を開始すると、同時に温風ノズル５７から大量速の温風吐出が始まる。
温風の吐出量速よりも少し少ない空気量速を汚物処理装置４９から吸引するように電動モーター１１の回転をマイコンにプログラム設定してあるから、「温風乾燥」により洗浄部位の皮膚の表面に残留している水分は急速に乾燥される。
トイレ使用者が２段目の乾燥で「乾燥した」と感じられるまで続けることが出来て、「終了」１２０を押すと「２段目の乾燥」プロセスが終了する。
電動モーター電源とインライン温風装置電源がOFFされる。
【００５４】
トイレ使用者は身支度を整えて、トイレ室を退出して、人感センサーまたは便座着座センサーが離座を感知すると図２４に示した「後洗浄」シーケンスを開始する。
【００５５】
「後洗浄」は前記したように、便器４８の汚物溜まり８の表面に付着している汚物などを洗浄する役割をするため、第４の電磁弁６３をONして、汚物溜まり８の上方に設置した後洗浄出水口６２から約３Lの洗浄水が流れ、汚物溜まり８の内面に沿って流れて便器の内側を洗浄し、また、洗浄水は便器の臭い止め６９と粉砕溝１６に溜まり、汚物処理装置４９からの悪臭の臭い止めの役割をする。
以上のようにしてトイレプロセスの全てのシーケンスを終了する。
【００５６】
本願のトイレシステムは図１４に示すように、マイコン制御回路に集中的にプロセス管理され、シーケンスがプログラムされており、
温水と温風の温度センサーの信号、人感センサーと着座センサーの信号、リモートスイッチ１１３，１１４，１１６，１１９，１２０および温水流刺激モード１２３，１２４，１２５からのプロセス開始と終了の指令や、洗浄水勢を変更１１７，１１８する指令信号がシーケンスの途中でマイコンに入力されたり、シロッコファン１２の高速/低速回転制御１２６、１２７の変更などがプログラムされている。また、「終了」の指令を押すと条件変更を行ったプロセスは標準条件にリセットされる標準条件もマイコンにプログラムされている。
汚物処理装置４９の電動モーター１１の電源、電磁三方弁３５、３６、５を含む電磁弁６３および配管系統電源、温水と温風インライン加熱装置系統電源３９，５９、パルス水流発生装置３８の装置電源はプロセス・シーケンスに従ってマイコン制御回路から、全ての装置の電源にリレーブロックを介してＯＮ／ＯＦＦ制御されており、
インライン温水装置３９とインライン温風装置５９の温度制御はローカルで独立制御回路を組んでいるが、マイコン制御回路に隷属支配されたシーケンスに従って稼動している。
【００５７】
温水と温風が４５度Ｃを越える温度を示した場合、異常と判断され、異常時の緊急状態には、マイコン制御回路から出される電源供給を停止する緊急停止が優先される構造と構成を有している。
【００５８】
以下に本願の第２の実施例として改良された汚物処理装置を使った技術内容について記載する。
なお、段落（００１１）〜（００５７）は先の出願（特願２０１８−１２７４２５）による明細書の説明であり、それ以外の段落は、本出願による、第２の実施例の技術内容を説明したものである。
【００５９】
先の出願で、お尻洗浄プロセスにおいて使用する水系を、図１と図４に水系図と、図７に略矩形波のお尻洗浄吐出水圧を示した。
後の出願の、第２の実施例では、図２５と図３９にトイレシステムの水系図に減圧弁２１５とアキュムレーター２１４を使用した水系を明記した。
また、図７のパルス水流吐出水圧波形の詳細を図４４に示した。
先の出願において、記載していないが減圧弁を洗浄水系の本管に使用し、ノズル水系全体の水圧を低水圧に調整しており、なおかつ、アキュムレーター２１４を、ビデ用配管とお尻洗浄配管の開閉電磁弁の上流側で至近の位置に設置している。
【００６０】
先の出願で、図１と図４ではアキュムレーターは直接トイレ機能に影響すると考えなかったためと、水系に水路を急閉と急開するパルス水流発生装置３８を使用おり、水撃対策のアキュムレーターを使用することは記載しなくとも当然使用していると理解されると考えて、減圧弁とアキュムレーターを不記載にし、なおかつ、何らの説明も加えずに図７に簡略化した略矩形波のパルス水流を肛門部に吐出するとしてしまったものであり、実際には減圧弁２１５とアキュムレーター２１４を使用している。
先の出願と、本願の第2の実施例において、パルス水流発生装置３８と水撃対策のアキュムレーター２１４とが干渉して生成する、抑えた衝撃力を持ち、高い洗浄能力が残っている衝撃波を含むパルス状の温水を、お尻洗浄に使用している。
【００６１】
先の出願の、段落００４０には、排便アシストプロセスにおいても、リモートで「パルス温水流刺激」の指令を１回出すと、図７に示したお尻洗浄と同様の、温水流が吐出されることを記載している。
また、段落００４６に、「図７に示した標準パルス水流の水流パターンは、ストレート水流９９が約5秒間流れ、続いて2秒間休止して、2秒間通水するパルス状の温水流が5回繰り返されるパターン１００であり、肛門の皴の細部に着いた汚物をON/OFFする衝撃波で洗い落とし」が記載されている。
下記に詳述する図４４に示す、衝撃力を抑えた衝撃波をON時のパルス水流の立ち上がり期間に含むパルス流を標準条件で洗浄することを表現している。
【００６２】
改めて、先の出願および、本願の後の出願の、第2の実施例の、排便アシストと、お尻洗浄プロセスに使用するパルス水流発生装置３８と、ON/OFF時に発生する水撃現象を防止するためのアキュムレーター２１４の働きと、お尻の洗浄部に向けて吐出される略矩形波の吐出力を持つ本願の吐出水に関して、理解を深めるために以下に説明する。
【００６３】
一般的に、家庭用のお風呂、洗濯機、給湯器、トイレ設備や、工業用の空調機器、プラント設備などの水圧が高い市水の水流を流す水流配管において、急開と急閉の動作を行う弁体が設置されている用途には、水撃対策をしないと水撃現象が発生して最悪の場合には、図４０に示す水系機器を破壊するほどの衝撃波が発生することが一般的に知られている。
水撃現象に関しては、「水撃現象のパターン分類」FE-06-IG-001 、N.Miyamoto を参照
https://catfood-tecsheet.ssl-lolipop.jp/fe06ig001.pdf#search=%27%E6%B0%B4%E9%81%93%E9%85%8D%E7%AE%A1+%E6%B0%B4%E6%92%83%E7%8F%BE%E8%B1%A1%27
また、アキュムレーター２１４の働きに関しては、例えば、NOK社の窒素ガスを肉厚ゴム製のブラダ内部に封入した構造が広く使われている。http://www.nok.co.jp/product/fluid.html
を参照していただきたい。
水系に急開と急閉を行う電磁弁を構成している配管流路には、水撃現象で水系装置が破壊されるのを防止するために、水路をON/OFFする電磁弁装置の至近で、上流側にアキュムレーターなどの水撃防止装置を設置するのが常識になっている。
【００６４】
パルス水流発生装置３８のON/OFFで発生する衝撃波とアキュムレーター２１４の効果について以下に説明を加える。
先の出願および後の出願の、第2の実施例の水系は、人体の敏感な部分を洗うために減圧弁２１５で水圧を調整して低水圧を使用する水系である。しかし、パルス水流発生装置３８を用いて急開と急閉をしているため、低水圧でありながら強い衝撃波を発生して人体の局部に傷害を与えることが心配される水系である。
まず、先の出願や、後の出願の、第2の実施例の低圧水系で,アキュムレーター２１４等の水撃防止装置が使われている水系の衝撃波を説明のために表す簡単なモデルとして、図４１のようなモデル水系を考える。
先の出願と後の出願の、低水圧系における水供給ポンプ２４０の圧力をP、急開と急閉を行う電磁弁２４２の直後の、下流側のA点、電磁弁２４２の直前の上流側のB点、配管２４１の最下流が開放端（ノズル開放）a ２４３になっている水系モデルとすることが出来る。
【００６５】
配管２４１中を流れている水流を、電磁弁２４２で急開または急閉して、水流の速度を急に変化させると、水流中に粗密波を発生して、配管２４１中に異常に高い水圧を示す衝撃波を生ずる時がある。
配管中を粗密波が伝播する速度は、１２００ｍ/secもの高速であるから、約0.2秒以内の短時間に水撃現象の最もエネルギーの高い第１波の衝撃波が電磁弁２４２の前後で発生することが知られている。
【００６６】
図４１のモデル水系において電磁弁２４２をONし、弁を急開して、水流を下流のノズル方向に流すと、A点における水圧変化は、図４２に示すように、急に全開して多量の水流が流れ始めると、水流の先端の水の密度が高くなり、高い水圧と高いエネルギーを持つ正圧の衝撃波を形成する。
水流は配管２４１中を連続して流れており、正圧または負圧の（蜜または粗の）衝撃波は瞬時に伝播するから、アキュムレーター２１４の干渉で衝撃力を緩和する現象も、電磁弁２４２がON/OFFした時から水系全体に伝わると考えられる。
したがって、ON時に弁を急開してA点で発生した正圧の蜜なる衝撃波はアキュムレーター２１４の干渉現象で衝撃圧力を粗になる方向に抑えられて、図４２のaで表す衝撃力が抑えられた衝撃波になって、吐出ノズルから水流となって吐出される。
【００６７】
その時、電磁弁２４２の上流のB点側では、A点側に水流が引っ張られて、水と水が離れて密度が低く（粗に）なる負圧方向の衝撃波を生ずることになるが、同じくアキュムレーター２１４を通ると、反対の正圧のエネルギーが加わり、衝撃が軽減された衝撃波となり、上流に向かって伝播する。ただし、上流に伝播した衝撃波は、下流のノズルからは吐出されない。
以上のA点とB点で衝撃力が軽減される現象効果は、水流が繋がっているからほとんど同時に起こり、アキュムレーター２１４を衝撃波が通過すると、それぞれの点で衝撃力が抑えられた衝撃波となる。
一方、水流が配管２４１内を流れている状態で、電磁弁２４２をOFFして急閉すると、図４３のbに示すように、先の出願と後の出願の、第2の実施例の水系では、吐出ノズル２４３が開放端となっているから、電磁弁２４２が閉じると、電磁弁２４２からの下流に供給される水流が無くなるために、図４２のbに示すようにノズル２４３に水流は供給されない。したがって、局部に水流は吐出されず、衝撃もない。
【００６８】
しかし、電磁弁２４２の上流側の配管２４１内のB点では、電磁弁２４２が急閉OFFすると、流れていた水流が水の慣性で弁に押し寄せて約２倍の密度に高まり、図４３のbで示すように、アキュムレーター２１４を使用していても、かなり強い正圧の反射波を生ずる。しかし、高密度の反射波は、水路管内を上流のアキュムレーター２１４に向かう衝撃波となり、アキュムレーター２１４で時間と共にエネルギーが吸収されて衝撃波は終息する。
【００６９】
アキュムレーター２１４は外部からの急峻な圧力変化を受けると、ガスが封入されたゴム製のブラダ球が外力に対して逆らうように反応するから、エネルギーを吸収して、高い正圧（蜜波）を低くし、高い負圧（粗波）を持ち上げるように干渉して、急峻に圧力が変化する過渡現象に対して、変化を小さく緩めるバッファとして働く。
【００７０】
従って、先の出願と、後の出願の第2の実施例では人体に衝撃を与える衝撃波をノズル４１から吐出するのは、パルス水流発生装置３８のパルスがONして水流が流れ始め、立ち上がる時に発生する衝撃波だけであり、図４２のaで示す、アキュムレーター２１４によって衝撃力が抑えられた衝撃波を立ち上がり時に含む、パルス状の洗浄水吐出が人体に向けて吐出されることになる。
人体の局部に与える吐出水の衝撃は、衝撃波の第１波が最も強く感じられる。
前記したようにトイレ使用者が不快を感じるお尻洗浄吐出力の場合は、リモートでギヤポンプ３０の出力を調整することは可能であり、また、供給水ギヤポンプ３０の水圧と流速を低くすることで、衝撃波の最高圧の強度を低下することが出来て、衝撃感を小さくするには有効である。
【００７１】
図４４に、お尻洗浄プロセスで吐出される吐出水の圧力変化を拡大して示す、パルス水流発生装置３８の各パルスのON時の立ち上がりに、衝撃力が抑えられた衝撃水圧波形を持つ吐出水がノズルから吐出されることになる。
１回の「お尻洗浄」指令で、６回のON時の水流の立ち上がりを持つパルス流があり、立ち上がりの短時間で、衝撃力を抑えられた衝撃波水圧波形を持つ吐出水でお尻を洗浄することになる。
衝撃力を抑えられた衝撃波になっても、供給水ギヤポンプ３０の水圧Pより高いため、洗浄力はまだ高く、肛門部の皴の中まで洗浄してくれる吐出洗浄水流として利用できる。
【００７２】
ただし、先の出願と、後の出願の第2の実施例では、お尻洗浄する水流は衝撃波成分だけではなく、パルスON期間中は洗浄を行なっていることは言うまでもない。
先の出願の図７では、以上の図４４に示した「お尻洗浄」吐出水圧強度を簡略して略矩形波の波形として表したものである。
図３９に先の出願と、本願の第2の実施例において使用された水系の、減圧弁２１５とアキュムレーター２１４が設置された詳細図を示す。
【００７３】
次に、先の出願による汚物処理装置には次に述べる工業的な課題があり、本願の第2の実施例において改良を加えて、第２の実施例の汚物処理装置として解決したことを説明する。
すなわち、先の出願の汚物処理装置には次に述べる工業的課題があった。
図１〜３に示すように、電動モーター１１の回転軸２０に、長い粉砕回転体１３の先端部に粉砕刃１４を取り付けているから、回転モーメントが大きいため、汚物と粉砕刃１４が衝突して汚物を粉砕する時の電動モーター１１に掛かる仕事量が大きくなる構造であった。したがって、電動モーター１１に与える負荷が大きく、大型のモーターを使う必要があった。
大型の電動モーター１１を冷却する清浄空気を確保するために、サイクロン装置１８で気/液分離して強制空冷用の清浄空気を作り、電動モーター１１に送り込む補助翼２１が必要となり、電動モーター１１の回転負荷をさらに大きくすると共に、サイクロン装置１８を汚物処理装置４９に内設する必要があり、トイレシステム装置が大きくなり、しかも、高額になることが課題であった。
【００７４】
以上の工業的課題を解決するために、第２の実施例の汚物処理装置では、以下の工夫を行った。
第１に、電動モーター１１に与える負荷を小さくするために、汚物を粗粉砕板２０５であらかじめ小さな汚物塊にしておくことと、長い粉砕回転体１３を使用せず、電動モーター１１の回転軸２０に粉砕刃１４を直接取り付け、粉砕刃１４を回転半径の小さな形状にして、粉砕時の回転モーメントと仕事量を小さくすること、第２に、大型のサイクロン装置１８を使用しないで、簡単な構造で気/液分離を行い、小型の汚物処理装置とした。
第３に、吸引力の強いプロペラファン２０３を使用可能とし、他の実施例では、静音で空間利用率の高いシロッコファン１２を使用した小型の汚物処理装置に改良した。
第４に、電磁排出弁２１１を汚物粉砕槽２０８の壁の一部として使い、減圧時に電磁排出弁２１１を閉じて減圧室２０２の負圧を確実にした。
第５に、立位の小便プロセスで便器回りが、尿水の跳ね返りと、尿水の一部が拡散飛散することを吸引気流の中で放尿するプロセスを開発して、不衛生になることを防止した。
【００７５】
以下に、第２の実施例の、汚物処理装置４９の詳細な説明を行う。
第２の実施例の汚物処理装置４９の構成は、図２５、図２６に示すように、減圧室２０２と汚物排出室２１０から成っている。
減圧室２０２は便器４８から汚物を汚物処理装置４９に導入する汚物導入部２０４と、汚物導入部２０４の下部の先端に気/液分離部２０６を持ち、減圧室２０２には電動モーター１１の回転軸２０にプロペラファン２０３またはシロッコファン１２の吸引手段が取り付けられており、回転軸２０の先端には汚物粉砕刃１４が取り付けられていて、減圧室２０２の底部の汚物粉砕槽２０８の中で回転すると、汚物を粉砕する構造になっている。
第２の実施例では、減圧室２０２と汚物排出室２１０は隔壁２０１で接続されており、隔壁２０１の上部には筋状放熱フィン２１６を冷却した排出気流が汚物排出室２１０に流入する開口部２１８を持ち、隔壁２０１の下部には汚物水排出口２１２を持ち、汚物水排出口２１２と接続して電磁排出弁２１１が設置されており、電磁排出弁２１１を開くと、減圧室２０２下部の汚物粉砕槽２０８から汚物排出室２１０を通って下水管２６に汚物水が傾斜経路に沿って流れ出し、下水管２６に移送する構造と構成になっている。
【００７６】
本願の第2の実施例で解決すべき課題の第１は、粉砕の負荷を小さくすることである。
プロペラファンを使用した図２５、図２６、および、他の事例であるシロッコファンを使用した図２７に示すように、排便された糞便を汚物導入部２０４から汚物処理装置４９に導入落下させるときに、汚物を粗粉砕板２０５に衝突させて、小さい汚物塊にして、その後に粉砕槽２０８中で回転粉砕刃１４を回転して、微細な汚物粒と洗浄水と空気が混合した汚物水になるように、あらかじめ粗粉砕したことで、大きな粉砕時の負荷が電動モーター１１に掛からないようにした。
【００７７】
電動モーター１１の回転軸２０の先端に、図２５〜図２９に示す、長さの短い粉砕刃１４を取り付けて、汚物粉砕槽２０８の中で回転し、前記した小さい汚物塊と衝突させて汚物を粉砕し、回転モーメントを小さくしたことである。
便器下部の臭い止め構造６９には、一定量の水位の水しか貯めないが、それ以上の水が便器から流れて来ると、汚物処理装置４９の汚物粉砕槽２０８に流れて溜められるから、汚物塊が粉砕槽２０８に流入する時には汚物粉砕槽２０８には、すでに多くの水が存在している。
【００７８】
次に、汚物処理装置４９の汚物導入部２０４と粗粉砕板２０５について説明する。
減圧室２０２の汚物導入部２０４は、便器の汚物溜まり８の下部の汚物排出口９と気密的に接続されており、便器の汚物溜まり８下部の臭い止め構造６９に、洗浄水と共に溜められた汚物は、減圧室２０２が臭い止め構造６９の水層厚を越える差圧に吸引手段の回転で減圧され、負圧になったなら、臭い止め構造６９の水層を破り、外気の大気圧で、汚物が洗浄水と、空気と共に、汚物処理装置４９の汚物導入部２０４に吸引気流で落下する。
図２５から図２７に示すように、汚物導入部２０４の内側には複数の粗粉砕板２０５が付けられており、排便後の大きな汚物塊は洗浄水と共に下方に落下すると粗粉砕板２０５に衝突して、やや小さい汚物塊に壊れる。汚物塊と洗浄水は汚物導入部２０４の最下部で下降傾斜している滑り板２０７に当たって、滑り板２０７表面を滑り落ちて汚物粉砕槽２０８に落ち込む。
【００７９】
第2の実施例が解決すべき第２の課題の、簡単な構造で気/液分離作用が得られる構造について説明する。
図２５から図２７に示すように、吸引気流は汚物処理装置４９の汚物導入部２０４を通って吸引される。減圧室２０２の上部に設置した吸引手段の回転で空気が吸引されているから、汚物導入部２０４の下部の先端で、U字形に吸引気流が方向転換されて、吸い上げられている。
汚物導入部２０４の先端で、吸引気流が流れる方向を急に曲げられると、吸引気流に混ざっている汚物成分および洗浄水成分は遠心力で振り切られて、サイクロン装置１８を使用した時と同様に、汚物塊および洗浄水と、空気が分離する気/液分離現象が起きる。
したがって、気/液分離された吸引気流は汚物成分が混ざっていない清浄気流となる。
先の出願の汚物粉砕溝１６で微細に汚物を粉砕した後で、気/液分離を行うから、本格的なサイクロン装置１８を使用しないと微細固形物を分離することが難しかったが、第２の実施例と他の実施例では汚物を微細に粉砕する前に、小さなサイズの汚物塊にあらかじめ粗粉砕した段階で、気/液分離するから、汚物導入部２０４を流れる気流の方向を汚物導入部２０４の先端で変えるだけの簡単な構造の気/液分離部２０６で、汚物塊成分および液成分を吸引気流から効率良く除去できて、先の出願の実施例のようなサイクロン装置１８に設置した空気取出管２２と補助翼２１も必要が無い。空気流を電動モーター１１の冷却に使用する清浄空気流にすることが出来る。
汚物導入部２０４の気/液分離部２０６を曲がって吸引手段に強く吸引された空気は、上昇気流となり、吸引手段の回転翼（２０３および２１９）に衝突して、回転翼の角度で空気分子が強く押し出される力を受けて排出気流となる。
以上により、大型で高価なサイクロン装置１８を使わなくとも、簡単な構造の気/液分離部２０６で、吸引気流から汚物成分と液成分を効率良く除去できて、清浄空気流を取り出すことが出来たため、汚物処理装置を小さく出来た。
【００８０】
本願が解決すべき課題の第３は、吸引手段としてシロッコファン１２とプロペラファン２０３のどちらでも使うことが出来る構造を工夫したことである。
すなわち、まず以下にプロペラファン２０３を使用した例を説明する。
プロペラファン２０３は回転軸２０方向に、直進性の気流の流れを強く押し出して、排気力が強く、安価な吸引手段である。
このために、気流を直角に曲げる用途には、プロペラファン２０３は最適でなく、排気方向を曲げることが容易にできるシロッコファン１２が一般的に使用されている。しかし、高価である。
第２の実施例の汚物処理装置４９では、図２５、図２６および図２８、図２９に示すように、プロペラファン２０３の直進性の排出気流を直角に受ける位置に筋状放熱フィン２１６を設けることで、気流を直角に曲げて汚物排出室方向に流す配置にした。このことにより、直進排風のプロペラファン２０３を使用できるようにした。
図２６および図２８、図２９に示した例では、電動モーター１１の回転軸２０にプロペラファン２０３を取り付けて、プロペラファン２０３の回転で強く押し出された排出気流は減圧室２０２の上部で、電動モーター１１を設置した筋状放熱フィン２１６に衝突し、筋状放熱フィン２１６表面で熱交換を行い、発熱した電動モーター１１を冷却する。
筋状放熱フィン２１６の形状は、表面で熱交換を効率よくするために、表面積を大きくする複数列の筋状に並んだフィンが形成されている。
吸引手段の回転で発生した排出気流を筋状放熱フィン２１６で受けて、筋状のフィンを汚物排出室２１０の開口部２１８から排出気流が抜けるように設置してあるから、排出気流は筋状放熱フィン２１６の筋状列に従って流れて、隔壁２０１の上部に設けた開口部２１８を通って汚物排出室２１０に入る。
【００８１】
また、図２７、図３０、図３１に示す、他の事例は、シロッコファン１２を使用した例の組み立て図で、シロッコファン１２の円筒状の回転翼２１９の中の空間に、放熱フィン２２２を密着して取り付けた電動モーター１１を支持具２２５に取り付けた状態で設置して、シロッコファン１２の吸引気流の中で放熱フィン２２２で熱交換して、電動モーター１１を効率的に冷却する構造としたために、汚物処理装置４９の空間利用率も向上できた。
多数の板状フィンが円筒形に並ぶ放熱フィン２２２が電動モーター１１のケーシング２２６に密着して取り付けられている構造形態で、シロッコファン回転翼２１９の空間内に設置されて、シロッコファン回転翼２１９が回転して吸引気流を生じると、吸引気流は電動モーター１１と放熱フィン２２２を冷却して上昇し、隔壁２０１の上部に設けた開口部２１８を通って汚物排出室２１０に入る。
図２７、図３０、図３１に示すように、シロッコファン１２を回転する電動モーター１１は、減圧室２０２の壁に固定した、支持具２２５に取り付けられており、半円筒状のシロッコファン回転翼２１９が回転しても支障が無い位置に電動モーター１１が取り付けられている。
この構造は、汚物処理装置４９の狭い減圧室２０２内にあって、きわめて空間利用率の高い構造である。
【００８２】
第２の実施例の課題の第４は、汚物粉砕槽２０８と電磁排出弁２１１についてで、以下に説明する。
１段目の吸引乾燥プロセスが開始されると、電動モーター１１の回転が始まり、吸引手段の回転で吸引乾燥が始まると、前記、汚物粉砕槽２０８に滑り込んだ汚物は、前トイレ使用者の後洗浄水や、排便アシストプロセスで使用した吐出水が粉砕槽２０８中にすでに溜まっており、さらに排便後のお尻洗浄で使用した洗浄水が加わって、粉砕槽２０８の中で電動モーター１１の回転力で高速回転する粉砕刃１４と小さい汚物塊が衝突切断して、微細な汚物粒に粉砕され、洗浄水と、空気が混合攪拌された汚物水となる。
この時、排便された大きな汚物塊は、汚物導入部２０４で粗粉砕板２０５との衝突で、あらかじめ、やや小さな汚物塊に砕かれているから、回転する粉砕刃１４と多数回の衝突で粉砕が行われても、小さな仕事量の負荷が電動モーター１１に掛かるだけになる。
粉砕刃１４はナイフエッジで、リン青銅材またはステンレス材の硬い金属で作られている。粉砕刃１４は水平回転して汚物塊をスライス切断する。粉砕刃１４は汚物と多数回衝突するが、大きな回転モーメントとならないように、粉砕刃１４の長さを短くして小さい回転半径となるように設計しているから、電動モーター１１に与える仕事量は小さい。また、粉砕刃１４を水平回転することにより水切り音を小さくしている。
汚物粉砕槽２０８は、粉砕刃１４が回転して汚物塊と衝突し易くするために底部をV字形にしておくのも良い。しかし、汚物水を排出し易くする構造に配慮しなければならない。
【００８３】
第２の実施例の課題の第５は、減圧室２０２に負圧を作る時、負圧を確実にして、排便アシストにおける吸引刺激を確実にするために、減圧室２０２と汚物排出室２１０との隔壁２０１の汚物水排出口２１２に、電磁排出弁２１１を設置したことである。
この構造は、図２５〜図２７に示した第２の実施例と、他の実施例の汚物処理装置４９の構造で、電磁排出弁２１１が無いと、電動モーター１１の回転で吸引手段が回転すると、下水管側からの空気が汚物水排出口２１２を通って汚物排出室２１０に逆流して、吸引手段を回転させても充分な負圧に減圧室２０２が到達できない現象が起きる。
かかる現象を無くし、充分な吸引能力を得るために、隔壁２０１の汚物水排出口２１２に電磁排出弁２１１を取り付けて、減圧室２０３に負圧を作るときや、吸引排尿や、吸引刺激や、吸引乾燥のプロセスでは電磁排出弁２１１を閉じて吸引手段を回転すると、下水管２６からの空気の逆流を防止できる。
【００８４】
しかし、電磁排出弁２１１を隔壁２０１に設けたことにより、汚物水を汚物粉砕槽２０８から下水管２６に排出するには、電磁排出弁２１１の電磁アクチュエータ２０９の電源をONして、弁を開けて、汚物水を取出し、下水管２６に排出することになる。
汚物粉砕槽２０８から汚物水を下水管２６に排出する時には、電磁排出弁２１１を開いただけで、汚物粉砕槽２０８から汚物水が下水管２６方向に自然に流れ出すためには、電磁排出弁２１１を開く前に、電磁排出弁２１１の上流と下流の気圧を等圧にしておく必要がある。
なぜなら、電磁排出弁２１１の上流と下流とで気圧が異なると、減圧室２０２と下水管２６の間に空気が流れて、汚物水が底部の下降傾斜に沿って下水管２６の方向に短時間で、うまく流れないことがあるからである。
【００８５】
図２５、図２６、図２７に示すように、閉じた状態の電磁排出弁２１１の弁部は、汚物粉砕槽２０８の壁の一部になっており、電磁排出弁２１１の開口部は汚物粉砕槽２０８の底部を含む汚物水排出口２１２を塞ぐように取り付けておくと、電磁排出弁２１１を開くと、汚物粉砕槽２０８の汚物水の大部分か、全てが汚物排出室２１０の底部に流れ出して、途中で汚物水の流れに障害物がほとんど無いように設計しておき、下水管２６方向に下降傾斜している汚物水排出管２１３に流れ込むようにした。
汚物が微細な汚物粒に粉砕され、水分を有しており、潤滑効果を持っているから、電磁弁としての機能に支障無く動作し、開閉できる構造になっている。
電磁排出弁２１１は約２０mm以上の口径を持つ液体用の電磁弁を使用するなら、汚物水を短時間で排出できる。
電磁排出弁２１１の種類として、ボールバルブ、バタフライバルブ、スライドゲートバルブ、フランジバルブなどの電磁弁が使用できる。
図２５、図２６、図２７では、スライドゲートバルブを用いた例を示した。
図２５、図２６、図２７では、電磁排出弁２１１の電磁アクチュエーター２０９を汚物排出室２１０の内側に設置した例を示したが、汚物排出室２１０の外側に設置することも容易である。
【００８６】
汚物排出室２１０に入った排出気流は、汚物排出室２１０の下部に設置してある汚物水排出管２１３内に入り、汚物水排出管２１３内の汚物水を汚物水排出管２１３の下降傾斜と、排出気流の流れで押し流して、下水管２６に移送する。排出気流も下水管２６に排出される。
また、電磁排出弁２１１は、電源がOFF状態にある時は弁体が閉ざされており、汚物粉砕槽２０８に汚物を導入し、電動モーター１１の先端に取り付けた粉砕刃１４の回転で汚物塊を粉砕している間と、減圧室２０２に負圧を作り、吸引排尿や、吸引刺激や、吸引乾燥や、後洗浄プロセスでは、適宜シーケンスにより、電磁排出弁２１１が開いたり、あるいは、閉ざされる。
【００８７】
汚物水を下水管２６に排出する時にだけ、前記したように電磁排出弁２１１の上流と下流が等圧か、もしくは、ほとんど等圧になってから、電磁排出弁２１１の電源をONして、弁体が開けられ、汚物水が汚物粉砕槽２０８から下水管２６に向けて汚物排出室２１０を経て、下水管２６に自然流出する。その後に後洗浄プロセスで吸引手段が回転して排出気流を汚物排出室２１０に送ると、下水管２６へ汚物水を気流の流れで押し流す、同時に汚物溜まり８から後洗浄水が汚物粉砕槽２０８に溜まり、新鮮な洗浄水で汚物流路を洗い流して、電磁排出弁２１１の弁体を潤しておくことが出来る。
【００８８】
第２の実施例と他の実施例の汚物処理装置を使ったトイレシステムの課題の第６は、立位の小便プロセスで便器の周辺を尿水が飛び散り、汚すことを防止することである。
立位で小便を行うと泌尿器から放出された尿水は放物線を描いて汚物溜まり８の臭い止め水面２５０に落下すると、水面で汚水が飛び跳ねたり、放物線状の尿水は必ずしも１本の水柱ではなく、一部が円錐状に広がって便器の周囲に落下する尿水もあり、便器周辺を尿水、もしくは跳ね返り水で便器周辺を汚染している。
本願の第２の実施例および他の実施例の便器の臭い止め構造６９は、図５に示す構造を使っている。
吸引手段を回転し減圧室２０２を負圧にすると、臭い止めの役割をしている水層の大部分が粉砕槽２０８に吸引落下する。排尿中も吸引手段を回転し続けるならば、臭い止め構造６９に尿水は溜まることは無いから、跳ね返ることは無い。
便器汚物溜まり８から外気を吸引し続けるから、吸引気流は尿水の飛沫を粉砕槽２０８に吸引して、便器の外に飛び散らせることは無い。
つまり、図５３の本願の立位の小便プロセスシーケンスに示すように、排尿の開始前から、排尿が完了するまで吸引手段を回転し続けて吸引排尿するならば、円錐状に拡がって飛び散る尿水の一部で、便器周辺の汚染を無くすことができる。
また、臭い止め構造６９を、吸引手段が回転して臭い止め水層が汚物粉砕槽２０８に吸引されたら、臭い止め構造６９の水が、汚物溜まり８の上部から見ると、全く見えなくなるような臭い止め構造６９にデザインしておくならば、より完全に跳ね返り防止に効果的である。
立位の小便プロセスにおいて上記の便器周辺を不衛生にすることを防止するには、図５１にシーケンスを示したように、トイレ室に入室を感知して、便座３に着座せず、便座３を上方向に跳ね上げると、便座の便座軸受４の中に設置されたリミットスイッチ（不記載）がONして、マイコンは立位の小便プロセスと判断し、自動的に電磁排出弁をOFFし、電動モーター１１をONする。吸引手段が回転して、便器の汚物溜まり８から周辺の外気を吸引し始めると、排尿し、排尿が終了して、便座３を元の便器上部の位置まで下げると、便座軸受４の中のリミットスイッチがOFFし、次の汚物水排出シーケンスが開始される。
【００８９】
第２の実施例および他の実施例の汚物処理装置４９を使った本願のトイレプロセスシーケンスは、先の出願の図１５〜図２４に示したシーケンスとほぼ同じであるが、立位の小便プロセス、排便アシストプロセス、吸引乾燥プロセス、温風乾燥プロセス、汚物を吸引し粉砕槽に落下するプロセス、汚物粉砕プロセス、汚物水を下水管に排出プロセス、前/後洗浄プロセスにおいて、図５１〜図５９に示すように若干の変更が必要となる。
【００９０】
まず、本願は節水型のトイレシステムであるから、便器表面の汚染に対しては、便器表面が乾燥している状態で排便行為を行うと、汚物が便器表面にこびり付くことがあり、後の工程で容易に洗い流すことが困難になる場合があることを防止するために、図５２に示す「前洗浄」プロセスを行い、トイレプロセスを開始する前にあらかじめ便器表面に第４の電磁弁６３を開き、便器水管または配管から約１Lの洗浄水を流して濡らしておく処理がされる。
トイレ室に使用者の入室を感知すると便器周囲の上部から便器ボウルの内面に洗浄水が行き渡るように便器水管または配管がされている。
また、全トイレプロセスが終了して、使用者がトイレ室から退出したことを人感センサーが感知すると、「後洗浄」プロセスとして、前記と同様に、便器ボウルの内面に洗浄水が第４の電磁弁６３が開くと便器水管または配管から約３Lの洗浄水が流れ、便器表面を清浄にし、同時に汚物処理装置４９の汚物流路を洗うことと、電磁排出弁２１１の弁体の潤滑性を保つような水位に汚物粉砕槽に水が溜められる。
【００９１】
次に、第２の実施例および他の実施例による汚物処理装置４９を使ったトイレシステムのシーケンスを、排便アシストプロセスによる排便から、汚物水を下水管２６にまで排出するプロセスを例に説明する。詳細は図５０〜図５９のシーケンスを参照していただきたい。
排便アシストシーケンスに、図５４に示したビデ洗浄プロセスの、標準条件洗浄の「ストレート温水」と、図５６の、お尻洗浄の「パルス水流洗浄」も排便アシストの温水刺激に応用しているので、この２つのプロセスが、ビデ洗浄中か、お尻洗浄中か、または、排便アシストのプロセスで使用しているのかを確認して、排便アシストの温水刺激シーケンスにそれぞれ取り入れる方式に改めた。
【００９２】
加えて、図５５の排便アシストプロセスシーケンスに示したように、「ストレート温水刺激」と、「パルス水流刺激」と、「吸引刺激」を排便アシストプロセスの開始時にリモートで選択して指令するシーケンスとした。
つまり、最初から「吸引刺激」を選ぶことも可能で、
汚物処理装置４９の電磁排出弁２１１がOFFして弁を閉じ、電動モーター１１がONして、吸引手段であるプロペラファン２０３あるいはシロッコファン１２を回転して、便器の汚物溜まり８の空気を排気して吸引刺激を始めることができ、トイレ使用者は両膝頭を合わせて座ると、減圧室２０２の電磁排出弁２１１が閉じられているから、減圧室２０２と汚物溜まり８の負圧は確保され、トイレ使用者は直腸と肛門部に負圧の吸引刺激を感じ、便意を高揚し、排便アシストを実施できるプロセスも選択できる排便アシストプロセスに改良した。温水刺激を経ないで、最初から吸引刺激を選択することを可能としたことで、非接触で排便の便意を高揚させることが可能となり、切れ痔などの病気を持つ人にも有効である。
【００９３】
第２の実施例と他の実施例の、図２６および図２７に示す汚物処理装置４９を使用した、前記、便座と便器の構造で、両膝頭を合わせて便座に座ると、図３２と図３３にイメージ図を示したように、大腿部で作られる空間が略気密空間になるから、電動モーター１１が回転し、吸引手段が高速で空気を吸引すると、前記、略気密空間が減圧されて、肛門部と、直腸に非接触で負圧の吸引刺激を感じられる。
直腸の肛門に近い部位のガスが肛門部にまで吸引されるとトイレ使用者は強い便意を感じるようになり、自立排便が促される。便意が不十分な人にはストレート水流、パルス水流の温水刺激と、吸引刺激は何度でも繰り返すことが出来る。以上により、図５５の排便アシストプロセスシーケンスで、前記した刺激により便意が高揚して、自立排便が行われると、お尻洗浄プロセスに進む。
【００９４】
図５６に示すお尻洗浄プロセスシーケンスは、図３４に示すように、リラックスした姿勢で便座に座り、パルス水流発生装置３８をONすることで、急速に水路を開いて水流を流した時に発生する衝撃波を、アキュムレーター２１４の干渉で、衝撃力を抑えた、衝撃波とし、図４４に示した温水吐出パルス流のように、１度のパルス水流吐出指令で、６回の抑えた衝撃性を含むパルス温水流が肛門に向かって吐出され、肛門の皴の内部までを充分に洗うことが出来る。何度でもお尻洗浄を繰り返すことが出来る。
もちろん、衝撃力が強く感じられる人は、ギヤポンプ３０の吐出力を調節することも可能である。
【００９５】
次に図５７に示す１段目の吸引乾燥プロセスに進むと、前記、電磁排出弁２１１の電源がOFFであることを確認して、もしON状態なら電源をOFFにして弁を閉じて、電動モーター１１をONすると、減圧室２０２を負圧にして、便器の汚物溜まり８の空気を吸引し、引き続き図３４に示すように、肩幅に両膝を広げてリラックスして便座に座ると、外気が大腿の間から便器に吸引される気流が発生する。
吸引気流は前陰部から肛門部を通り、便器の汚物排出口９から、汚物処理装置４９に設置した吸引手段のファンに到達し、汚物排出室２１０を通り、下水管２６へと排出される。
この時、陰部と肛門部を濡らしている水分の大部分は、陰毛や皮膚に付着または吸着している水滴の形態であり、激しい吸引気流の流れで陰毛や皮膚が震えると水滴は振るい落とされて、機械的に除去される。
【００９６】
１段目の乾燥プロセスである吸引乾燥のプロセス中に、汚物処理装置４９の減圧室２０２の気圧が、臭い止め構造６９の水層厚の差圧を越える負圧になると、臭い止め構造６９の水層を破って、便器の汚物溜まり８の汚物と洗浄水を汚物導入部２０４に落とし込み、大きな汚物塊は粗粉砕板２０５に衝突し、小さい塊の汚物塊になって洗浄水と共に滑り板２０７を滑って汚物粉砕槽２０８に落下する。
汚物粉砕槽２０８の中では電動モーター１１の回転軸２０の先端に取り付けてある粉砕刃１４が高速で回転しており、汚物塊は洗浄水と、空気が混ざった汚物水になる。
本願はトイレットペーパーを使用しないから、粉砕刃１４を使って汚物を微細粒子が混ざった、流動性の高い汚物水にすることが出来る。
【００９７】
本願の節水型のトイレシステムでは、前記、汚物粉砕プロセスにおいて、あまりに液体成分が粉砕槽２０８に少ないとうまく汚物を粉砕することができない可能性がある。このようなトラブルを避けるために粉砕槽２０８に水位計を設置して、一定の水位以上の液体成分がある時にだけ、粉砕処理が始まり、一定の水位に到達していない時は、第４の電磁弁６３を開いて粉砕槽２０８に注水して液体成分を一定水位まで増やすことも良い方法である。
この汚物を汚物水にするプロセスは図５７に示すように、１段目の吸引乾燥の期間中に処理される。
【００９８】
次に、図５８に示す２段目の乾燥プロセスである温風乾燥プロセスへと進み、温風をノズルから局部に向けて吹き出して、皮膚表面に残留している水分を温風で乾燥する。
汚物溜まり８の悪臭が顔面に上がって来ないようにするため、ノズル５７からの温風吐出と同時に、吸引手段のファンを低速回転して、温風吐出量速よりも僅かに少ない量速の空気を吸引手段で吸引する。
２段目の温風乾燥プロセスが終了して、電動モーター１１の回転を止めると、便器からと下水管から大気が減圧室２０２に流入して汚物排出室２１０が大気圧となるから、電磁排出弁２１１を開けると汚物水は自然流出して、配管の傾斜に沿って下水管２６に向かって流れ、図５９に示す汚物水排出シーケンスが開始される。
乾燥プロセスはトイレ使用者が完全に局部が乾燥したと感じたら、「終了」の指令を出して、立ち上がって衣服を整えて、トイレ室から退出する。
「終了」の指令を行い、使用者がトイレ室から退出して、人感センサーが「退出」を感知すると、前記した図５２の後洗浄プロセスが開始される。
【００９９】
図５９に示す第２の実施例と他の実施例の、汚物水排出のプロセスシーケンスを説明すると、電動モーター１１の回転が自動的にOFFされると、大気が便器からと下水管側から流入して減圧室２０２が大気圧になり、電磁排出弁２１１の上流と下流が大気圧の等圧になり、次に、電磁排出弁２１１が開かれると、汚物水が汚物排出室２１０の底部の下降傾斜に沿って流れ出し、汚物水の大部分か全量が下水管２６に排出される。
電磁排出弁２１１は自動的に約１０秒間で再び電源をOFFして閉ざされて、汚物排出のプロセスを終える。
【０１００】
次に、トイレ使用者がトイレ室から退出し、人感センサーが退出を感知したら、図５２に示す、後洗浄のプロセスシーケンスが始まり、電動モーター１１が５秒間ONして吸引手段が回転し、排出気流で下水管２６の汚物水を気流の流れで排出し、便器内の空気を新鮮な外気に替え、また、約３Lの後洗浄水が第４の電磁弁６３から便器内面を洗う処理をする。
洗浄水の一部が便器の排出口の臭い止め構造６９に溜まり、汚物処理装置４９からの悪臭がトイレ室に逆流して来ないように働く。
また、後洗浄の洗浄水の水量の残りは汚物処理装置４９に流れ込み、粉砕槽２０８にまで流れて、電磁排出弁２１１の弁体を濡らして弁の稼動面の潤滑性を保つ役割もする。
【０１０１】
以上でトイレプロセスのシーケンスの説明を終えるが、温水と温風スタンバイシーケンスについては、先の出願の図１６と図１７と同様であるので説明を省略する。
【０１０２】
本発明は上記の実施例になんら限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、トイレシステムの外に種々の吸引手段や、航空機が運航する高度の真空状態が容易に入手できる環境などでは、本願の吸引手段と減圧室の減圧状態と置き換えることにより、容易に当業者なら本願と同様の発明目的を実施することは可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
１．本願の吸引トイレの仕組みを利用して排便をアシストするから、容易に排便ができず、腹筋力が弱くなった高齢者、障害者に優しいトイレとなるから、一般家庭用のトイレのみならず、病院、老人ホーム、高速道路のサービスエリア、電車や航空機などの交通機関の駅舎や車両など不特定多数の人が利用するトイレシステムにも導入できる。
２．病原性有害細菌がトイレを介して蔓延する可能性を、「お尻を拭く」トイレ動作を無くしたことで根本的に解決した。本願になるトイレシステムは、給食センター、食品加工産業、病院施設などには有効な感染症対策となる。また、高齢者や障害者に優しい社会に貢献し、広く受け入れられると考えられる。
３．トイレットペーパー不要を実現し、汚物を微細に粉砕するから汚物排出を少量の水で問題なく下水管に流せるから上下水道の浄水設備の負荷を軽減できる。
４．立位の小便プロセスにおいて、便器周囲の尿水飛散や、「臭い止め水の跳ね散り」を防止することができ、便器回りの衛生状態を改善できた。
５．高額で大型の真空装置を使用しないで、ほぼ同等以上のトイレ機能が得られ、家庭用に導入できるトイレ形態となった。
【符号の説明】
【０１０４】
１  便器蓋
２  便器蓋軸受
３  便座
４  便座軸受
５  撥水性樹脂層（便座側）
６  撥水性樹脂層（便器側）
７  便器上縁周部
８  汚物溜まり
９  汚物排出口
１０  粉砕溝傾斜底
１１  電動モーター
１２  シロッコファン
１３  粉砕回転体
１４  粉砕刃
１５  汚物落下管
１６  粉砕溝
１７  サイクロン導入路
１８  サイクロン装置
１９  汚物防止カバー
２０  回転軸
２１  補助翼
２２  空気取出管
２３  汚物水排出管
２４  清浄空気管
２５  下水配管
２６  下水管
２７  空気排出管
２８  上部回転軸受
２９  電動モーターフード
３０  供給水ギヤポンプ
３１  供給水配管
３２  インライン温水用ヒーター
３３  温水配管
３４  温水温度センサー
３５  第1の電磁三方弁
３６  第２の電磁三方弁
３７  温水放出配管
３８  パルス水流発生装置
３９  インライン温水加熱制御装置
４０  お尻洗浄ノズルシリンダー
４１  お尻洗浄温水吐出ノズル口
４２  ビデ洗浄ノズルシリンダー
４３  ビデ洗浄温水吐出ノズル口
４４  ビデ洗浄温水配管
４５  お尻洗浄温水配管
４６  温水温度センサー信号ケーブル
４７  温水ヒーター電源ケーブル
４８  便器
４９  汚物処理装置
５０  送風ファン
５１  温風加熱ユニット本体
５２  温風配管
５３  インライン温風ヒーター
５４  温風温度センサー
５５  第3の電磁三方弁
５６  温風吐出シリンダー
５７  温風吐出ノズル口
５８  温風放出配管
５９  インライン温風加熱制御装置
６０  便座内側縁
６１  便座外側縁
６２  後洗浄出水口
６３  第４の電磁弁
６４  便器外カバー
６５  便器ベース
６６  浅いU字形溝
６７  便座のせり上り部
６８  粉砕溝外壁
６９  便器臭い止め
７０  後洗浄水配管
７１  接続フランジ  
８０  下部回転軸受
９０  汚物塊流入防止金網
９１  弁板
９２  ヨーク
９３  電磁コイル
９４  可動コア
９５  円筒回転弁
９６  回転コア
９７  Ｏリング
９８  弁体
９９  ストレート水流吐出期間
１００  パルス水流吐出期間
１０７  「ビデ洗浄」、「水勢変更」、「お尻洗浄」、「乾燥」、「終了」
指令スイッチボード
１０８  温便座通電標示ランプ
１０９  温水スタンバイ標示ランプ
１１０  温風スタンバイ標示ランプ
１１１  人感センサー感知標示ランプ
１１２  着座センサー感知標示ランプ
１１３  「立位小便排出」開始指令スイッチ
１１４  「ビデ洗浄」開始指令スイッチ
１１５  「排便アシスト」指令ボード
１１６  「お尻洗浄」開始指令スイッチ
１１７  水勢「強く」指令スイッチ
１１８  水勢「弱く」指令スイッチ
１１９  「乾燥」開始指令スイッチ
１２０  プロセス「終了」スイッチ
１２１  温風温度センサー信号ケーブル
１２２  温風ヒーター電源ケーブル
１２３  「ストレート水流刺激」開始指令スイッチ
１２４  「パルス水流刺激」開始指令スイッチ
１２５  「温水吐出停止」指令スイッチ
１２６  「吸引刺激」開始指令スイッチ
１２７  吸引力調整ダイアル
２００  気密接続部
２０１  隔壁
２０２  減圧室
２０３  プロペラファン
２０４  汚物導入部
２０５  粗粉砕板
２０６  気/液分離部
２０７  滑り板
２０８  汚物粉砕槽
２０９  電磁アクチュエータ
２１０  汚物排出室
２１１  電磁排出弁
２１２  汚物水排出口
２１３  第２の汚物処理装置の汚物水排出管
２１４  アキュムレーター
２１５  減圧弁
２１６  筋状放熱フィン
２１７  軸受
２１８  開口部
２１９  シロッコファン回転翼
２２０  回転翼支持リング（上）
２２１  回転翼支持板
２２２  放熱フィン
２２３  電動モーター密着面
２２４  回転翼支持リング（下）
２２５  電動モーター支持具
２２６  電動モーターケーシング
２２７  電動モーター固定面
２２８  シロッコファン固定板
２２９  放熱フィンモーター密着面
２４０  水流ポンプ
２４１  水流配管
２４２  ON/OFF電磁弁
２４３  ノズル吐出口（開放端）
２５０  臭い止め水位
【図１】
2020012365.tif 000003
【図２】
2020012365.tif 000004
【図３】
2020012365.tif 000005
【図４】
2020012365.tif 000006
【図５】
2020012365.tif 000007
【図６】
2020012365.tif 000008
【図６−ａ】
2020012365.tif 000009
【図６−ｂ】
2020012365.tif 000010
【図６−ｃ】
2020012365.tif 000011
【図７】
2020012365.tif 000012
【図８−ａ】
2020012365.tif 000013
【図８−ｂ】
2020012365.tif 000014
【図９−ａ】
2020012365.tif 000015
【図９−ｂ】
2020012365.tif 000016
【図１０−ａ】
2020012365.tif 000017
【図１０−ｂ】
2020012365.tif 000018
【図１１】
2020012365.tif 000019
【図１２】
2020012365.tif 000020
【図１３】
2020012365.tif 000021
【図１４】
2020012365.tif 000022
【図１５】
2020012365.tif 000023
【図１６】
2020012365.tif 000024
【図１７】
2020012365.tif 000025
【図１８】
2020012365.tif 000026
【図１９】
2020012365.tif 000027
【図２０】
2020012365.tif 000028
【図２１】
2020012365.tif 000029
【図２２】
2020012365.tif 000030
【図２３】
2020012365.tif 000031
【図２４】
2020012365.tif 000032
【図２５】
2020012365.tif 000033
【図２６】
2020012365.tif 000034
【図２７】
2020012365.tif 000035
【図２８】
2020012365.tif 000036
【図２９】
2020012365.tif 000037
【図３０−ａ】
2020012365.tif 000038
【図３０−ｂ】
2020012365.tif 000039
【図３０−ｃ】
2020012365.tif 000040
【図３１−ａ】
2020012365.tif 000041
【図３１−ｂ】
2020012365.tif 000042
【図３１−ｃ】
2020012365.tif 000043
【図３２】
2020012365.tif 000044
【図３３】
2020012365.tif 000045
【図３４】
2020012365.tif 000046
【図３９】
2020012365.tif 000047
【図４０】
2020012365.tif 000048
【図４１】
2020012365.tif 000049
【図４２】
2020012365.tif 000050
【図４３】
2020012365.tif 000051
【図４４】
2020012365.tif 000052
【図５０】
2020012365.tif 000053
【図５１】
2020012365.tif 000054
【図５２】
2020012365.tif 000055
【図５３】
2020012365.tif 000056
【図５４】
2020012365.tif 000057
【図５５】
2020012365.tif 000058
【図５６】
2020012365.tif 000059
【図５７】
2020012365.tif 000060
【図５８】
2020012365.tif 000061
【図５９】
2020012365.tif 000062
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月3日(2019.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
第２の汚物処理装置と、便器の汚物溜まりの下部の配管に水層を用いた臭い止め構造を持つ水洗トイレシステムにおいて、立位の小便プロセスの排尿が開始される前から、電動モーターで吸引手段を回転して減圧室に負圧を作り、跳ね返り水の原因である臭い止め水と尿水を溜めることなく汚物粉砕槽に吸引排出し続け、なおかつ、便器のボウル部上部の空気を吸引しながら排尿を行うことにより、臭い止め構造からの跳ね返り水を防止し、拡散飛散している排尿水の飛沫を吸引気流の中に引き込み、便器の外に飛散することを防止して、便器周りの汚染を防止する特徴の立位の小便プロセスシーケンスを有する請求第５記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
以上の工業的課題を解決するために、第２の実施例の汚物処理装置では、以下の工夫を行った。
第１に、電動モーター１１に与える負荷を小さくするために、汚物を粗粉砕板２０５であらかじめ小さな汚物塊にしておくことと、長い粉砕回転体１３を使用せず、電動モーター１１の回転軸２０に粉砕刃１４を直接取り付け、粉砕刃１４を回転半径の小さな形状にして、粉砕時の回転モーメントと仕事量を小さくすること、第２に、大型のサイクロン装置１８を使用しないで、簡単な構造で気/液分離を行い、小型の汚物処理装置とした。
第３に、吸引力の強いプロペラファン２０３を使用可能とし、他の実施例では、静音で空間利用率の高いシロッコファン１２を使用した小型の汚物処理装置に改良した。
第４に、電磁排出弁２１１を汚物粉砕槽２０８の壁の一部として使い、減圧時に電磁排出弁２１１を閉じて減圧室２０２の負圧を確実にした。
第５に、立位の小便プロセスで、便器周りが尿水の跳ね返りと、尿水の一部が拡散飛散することを防止するために、吸引気流の中で放尿するプロセスを開発して、不衛生になることを防止した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
また、図２７、図３０、図３１に示す、他の事例は、シロッコファン１２を使用した例の組み立て図で、シロッコファン１２の円筒状の回転翼２１９の中の空間に、放熱フィン２２２を密着して取り付けた電動モーター１１を支持具２２５に取り付けた状態で設置して、シロッコファン１２の吸引気流の中で放熱フィン２２２で熱交換して、電動モーター１１を効率的に冷却する構造としたために、汚物処理装置４９の空間利用率も向上できた。
多数の板状フィンが円筒形に並ぶ放熱フィン２２２が電動モーター１１のケーシング２２６に密着して取り付けられている構造形態で、シロッコファン回転翼２１９の空間内に設置されて、シロッコファン回転翼２１９が回転して吸引気流を生じると、吸引気流は電動モーター１１と放熱フィン２２２を冷却して上昇し、隔壁２０１の上部に設けた開口部２１８を通って汚物排出室２１０に入る。
図２７、図３０、図３１に示すように、シロッコファン１２を回転する電動モーター１１を、減圧室２０２の壁に固定した支持具２２５に取り付けて、半円筒状のシロッコファン回転翼２１９が回転しても支障が無いシロッコファン回転翼２１９の内側に電動モーター１１と放熱フィン２２２を取り付けた。
この構造は、汚物処理装置４９の狭い減圧室２０２内にあって、きわめて空間利用率の高い構造である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
第２の実施例と他の実施例の汚物処理装置を使ったトイレシステムの課題の第６は、立位の小便プロセスで便器の周辺を尿水が飛び散り、汚すことを防止することである。
立位で小便を行うと泌尿器から放出された尿水は放物線を描いて汚物溜まり８の臭い止め水面２５０に落下すると、水面で汚水が飛び跳ねたり、放物線状の尿水は必ずしも１本の水柱ではなく、一部が円錐状に広がって便器の周囲に落下する尿水もあり、便器周辺を尿水、もしくは跳ね返り水で便器周辺を汚染している。
本願の第２の実施例および他の実施例の便器の臭い止め構造６９は、図５に示す構造を使っている。
吸引手段を回転し減圧室２０２を負圧にすると、臭い止めの役割をしている水層の大部分が粉砕槽２０８に吸引落下する。排尿中も吸引手段を回転し続けるならば、臭い止め構造６９に尿水は溜まることは無いから、跳ね返ることは無い。
便器汚物溜まり８から外気を吸引し続けるから、吸引気流は尿水の飛沫を粉砕槽２０８に吸引して、便器の外に飛び散らせることは無い。
つまり、図５３の本願の立位の小便プロセスシーケンスに示すように、排尿の開始前から、排尿が完了するまで吸引手段を回転し続けて吸引排尿するならば、円錐状に拡がって飛び散る尿水の一部が便器周辺を汚染することを無くすことができる。
また、臭い止め構造６９を、吸引手段が回転して臭い止め水層が汚物粉砕槽２０８に吸引されたら、臭い止め構造６９の水が、汚物溜まり８の上部から見ると、全く見えなくなるような臭い止め構造６９にデザインしておくならば、より完全に跳ね返り防止に効果的である。
立位の小便プロセスにおいて上記の便器周辺を不衛生にすることを防止するには、図５１にシーケンスを示したように、トイレ室に入室を感知して、便座３に着座せず、便座３を上方向に跳ね上げると、便座の便座軸受４の中に設置されたリミットスイッチ（不記載）がONして、マイコンは立位の小便プロセスと判断し、自動的に電磁排出弁をOFFし、電動モーター１１をONする。吸引手段が回転して、便器の汚物溜まり８から周辺の外気を吸引し始めると、排尿し、排尿が終了して、便座３を元の便器上部の位置まで下げると、便座軸受４の中のリミットスイッチがOFFし、次の汚物水排出シーケンスが開始される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
加えて、図５５の排便アシストプロセスシーケンスに示したように、「ストレート温水刺激」と、「パルス水流刺激」と、「吸引刺激」を排便アシストプロセスの開始時にリモートで選択して指令するシーケンスとした。
つまり、最初から「吸引刺激」を選ぶことも可能で、
汚物処理装置４９の電磁排出弁２１１がOFFして弁を閉じ、電動モーター１１がONして、吸引手段であるプロペラファン２０３あるいはシロッコファン１２を回転して、便器の汚物溜まり８の空気を排気して吸引刺激を始めることができ、トイレ使用者は両膝頭を合わせて座ると、減圧室２０２の電磁排出弁２１１が閉じられているから、減圧室２０２と汚物溜まり８の負圧は確保され、トイレ使用者は直腸と肛門部に負圧の吸引刺激を感じ、便意を高揚し、排便アシストを実施できるプロセスを選択できる排便アシストプロセスに改良した。温水刺激を経ないで、最初から吸引刺激を選択することを可能としたことで、非接触で排便の便意を高揚させることが可能となり、切れ痔などの病気を持つ人にも有効である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
１．本願の吸引トイレの仕組みを利用して排便をアシストするから、容易に排便ができず、腹筋力が弱くなった高齢者、障害者に優しいトイレとなるから、一般家庭用のトイレのみならず、病院、老人ホーム、高速道路のサービスエリア、電車や航空機などの交通機関の駅舎や車両など不特定多数の人が利用するトイレシステムにも導入できる。
２．病原性有害細菌がトイレを介して蔓延する可能性を、「お尻を拭く」トイレ動作を無くしたことで根本的に解決した。本願になるトイレシステムは、給食センター、食品加工産業、病院施設などには有効な感染症対策となる。また、高齢者や障害者に優しい社会に貢献し、広く受け入れられると考えられる。
３．トイレットペーパー不要を実現し、汚物を微細に粉砕するから汚物排出を少量の水で問題なく下水管に流せるから上下水道の浄水設備の負荷を軽減できる。
４．立位の小便プロセスにおいて、便器周囲の尿水飛散や、「臭い止め水の跳ね散り」を防止することができ、便器周りの衛生状態を改善できた。
５．高額で大型の真空装置を使用しないで、ほぼ同等以上のトイレ機能が得られ、家庭用に導入できるトイレ形態となった。
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月8日(2019.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2020012365.tif 000063
【図２】
2020012365.tif 000064
【図３】
2020012365.tif 000065
【図４】
2020012365.tif 000066
【図５】
2020012365.tif 000067
【図６】
2020012365.tif 000068
【図６−ａ】
2020012365.tif 000069
【図６−ｂ】
2020012365.tif 000070
【図６−ｃ】
2020012365.tif 000071
【図７】
2020012365.tif 000072
【図８−ａ】
2020012365.tif 000073
【図８−ｂ】
2020012365.tif 000074
【図９−ａ】
2020012365.tif 000075
【図９−ｂ】
2020012365.tif 000076
【図１０−ａ】
2020012365.tif 000077
【図１０−ｂ】
2020012365.tif 000078
【図１１】
2020012365.tif 000079
【図１２】
2020012365.tif 000080
【図１３】
2020012365.tif 000081
【図１４】
2020012365.tif 000082
【図１５】
2020012365.tif 000083
【図１６】
2020012365.tif 000084
【図１７】
2020012365.tif 000085
【図１８】
2020012365.tif 000086
【図１９】
2020012365.tif 000087
【図２０】
2020012365.tif 000088
【図２１】
2020012365.tif 000089
【図２２】
2020012365.tif 000090
【図２３】
2020012365.tif 000091
【図２４】
2020012365.tif 000092
【図２５】
2020012365.tif 000093
【図２６】
2020012365.tif 000094
【図２７】
2020012365.tif 000095
【図２８】
2020012365.tif 000096
【図２９】
2020012365.tif 000097
【図３０−ａ】
2020012365.tif 000098
【図３０−ｂ】
2020012365.tif 000099
【図３０−ｃ】
2020012365.tif 000100
【図３１−ａ】
2020012365.tif 000101
【図３１−ｂ】
2020012365.tif 000102
【図３１−ｃ】
2020012365.tif 000103
【図３２】
2020012365.tif 000104
【図３３】
2020012365.tif 000105
【図３４】
2020012365.tif 000106
【図３５】
2020012365.tif 000107
【図３６】
2020012365.tif 000108
【図３７】
2020012365.tif 000109
【図３８】
2020012365.tif 000110
【図３９】
2020012365.tif 000111
【図４０】
2020012365.tif 000112
【図４１】
2020012365.tif 000113
【図４２】
2020012365.tif 000114
【図４３】
2020012365.tif 000115
【図４４】
2020012365.tif 000116
【図４５】
2020012365.tif 000117
【図４６】
2020012365.tif 000118
【図４７】
2020012365.tif 000119
【図４８】
2020012365.tif 000120
【図４９】
2020012365.tif 000121
【図５０】
2020012365.tif 000122
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、お尻洗浄温水ノズルと温風乾燥ノズルを備えている吸引式水洗トイレシステムにおいて、便器の排出口の下に、電動モーターで回転する吸引手段と、汚物粉砕装置と、気/液分離機構を持つ汚物処理装置が接続されており、吸引刺激を含む排便アシストと、パルス水流で局部を洗浄し、短時間で乾燥する吸引乾燥と、吸引力を利用して立位の小便による便器周辺の汚染を防止する機能を持った排便アシスト吸引式水洗トイレシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
感染性有害細菌（ノロウイルス、ロタウイルス、サルモネラ菌、Ｏ―１５７、大腸菌など）の罹患者の糞便から高濃度の病原菌が発見されることは知られている。感染性有害細菌の罹患者が従来方式の水洗トイレとトイレ室内や室外の手洗い設備を使用すると、糞便をトイレットペーパーで拭き取った後に病原菌に汚染された手、指で各種のスイッチ、水洗フラッシュノブ、便座蓋、手洗い水道栓、共通タオル、ドアノブ、ドアーロック、患者の衣服などを触ることで２次汚染し、集団食中毒に拡大した事例が厚生労働省や国立感染症研究所などから数多く報告されている。また、高齢者がトイレ中に排便を息む時に心疾患、脳出血や脳梗塞の血管性障害で死亡する事例が報告されている。排便動作や、排便後にお尻を拭き取る動作は高齢者や脳障害により半身不随などの障害者にとって大変難儀なことであり、重症者は介助者によって排便後に局部を拭き取ってもらわなければならないなどの高齢社会の問題もある。また、立位の小便では便器周辺が不衛生になることも問題である。かかる事実に鑑み、水洗トイレを使用した時、スムースに排便出来るようにアシストする仕組みを有し、トイレットペーパーでお尻を拭き取る動作を必要としないトイレが長年待ち望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２４５４６号
【特許文献２】特開２０１４−１２５７１９号
【特許文献３】特開２０１４−１７３２７８号
【特許文献４】特許第６１１６８７６号
【特許文献５】特開２０００−３２５２５８号
【特許文献６】特開２００１−３１７１０５号
【特許文献７】特開平１０−１９５９６０号
【特許文献８】特表平８−５０３０３５号
【特許文献９】特開２０１３−１００７１３号
【特許文献１０】特表２００８−５０４４７２号
【特許文献１１】特開平０７−０９０９０４号
【特許文献１２】昭５４−１２２５１５号
【特許文献１３】特開平０１−１１１９３３号
【特許文献１４】特願２０１８−０８０４２９
【特許文献１５】実開  昭６３−７６０８０
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】国立感染研究所感染症情報センター２０１２年４月１０日  掲載「従事者衣服からノロウイルスを検出した集団食中毒事例についてー長野県」http://www.nih.go.jp/niid/ja/norovirus-m/norovirus-iasrs/1837-pr3871.html
【非特許文献２】一般財団法人  食品分析開発センター  庄司  正著「どうして防げないのか、ノロウイルス食中毒。発生事例から考える」http://www.mac.or.jp/mail/140201/02.shtml
【非特許文献３】日刊ゲンダイ、２０１７年１０月１８日  発行版「突然死全体のうち約5%を、高齢者のトイレでの脳卒中や心筋梗塞が占めると言われている。さらに、心疾患による突然死の約8%がトイレでの排便中に起こっている。」厚労省の調査http://gendai.ismedia.jp/articles/-/47779?page=2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願は特許文献１４と同一の発明者が、同様の発明の目的に対し、異なる解決手段で改良した特許出願である。
【０００６】
お尻洗浄温水ノズルと温風乾燥ノズルを備えている従来の水洗トイレ装置には以下に示す問題点がある。
すなわち第１の問題は、従来の温水シャワー洗浄で局部を洗った後に肛門部をトイレットペーパーで拭き取ると、汚物の残渣がトイレットペーパーに付いて来るほど温水シャワー洗浄が不完全な事が少なくなかった。
また、第２の問題は、温水シャワー洗浄をした後に乾燥温風を局部に吹き付けて乾燥する方法では、温水シャワー洗浄した部位が「完全に乾燥した」と感じられるには長時間の温風乾燥処理を必要とし、トイレ使用者は待ち切れないという使い勝手が悪い問題があった。
その結果、トイレ使用者は完全に局部の清潔感が得られないことと、肛門部および陰部周辺が濡れているか、または湿っていることの不快感を取り去るために、温水シャワー洗浄した後に肛門部をトイレットペーパーで拭くことが通例となっており、温風乾燥は広く世の中に利用されていないのが現状である。
したがって、前記した感染性病原菌の汚染と蔓延が、トイレシステムが発展してきた現在においても集団食中毒を引き起こす元凶となっている「トイレットペーパーでお尻を拭き取る」作業が無くならないことが第３の問題である。
また第４の問題点は、脳障害で半身不随の後遺症が残った障害者や、腹筋力が弱った高齢者にとって排便行為が難儀で、排便中に息むことから突然死する例も報告され、また、排便後にお尻を拭く動作も容易でない事である。
また第５の問題は、従来の真空式水洗トイレが、航空機や新幹線列車のトイレに使用されているが、そのシステムをそのまま家庭用として使用できない。また特許文献では、大型の真空ポンプを使用した主として介護用途に応用例が開示されているが、介護者の手を煩わせ、複雑なシステムで大型で高価になる問題がある。第6の問題として、立位の小便プロセスで便器周辺を尿水飛散で不衛生にすることも長年の問題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の解決手段は、便座と便器の形状と構造を工夫して、トイレ使用者が便座に座ると便器ボウルが略気密空間になる構造にして、便器ボウル部の下部に吸引手段と、汚物粉砕装置と、気液分離手段を持つ汚物処理装置を持つトイレ装置システムを、マイコンで管理、制御し、課題を解決するためのプロセスシーケンスを開発することである。  
【発明の効果】
【０００８】
本願は従来の温水洗浄と温風乾燥装置を持つ水洗トイレが持つ前記した６つの問題点を解決して、トイレットペーパーを使用しないトイレシステムを実現したことから、感染性病原菌が蔓延拡大する原因を根本的に解決し、また、吸引気流中で放尿することで便器周辺の汚染を無くし、さらに、腹筋力が弱くなった障害者や高齢者の排便動作をスムースに排便出来るように排便を助け、排便後に充分なお尻洗浄と短時間で完全な乾燥を可能として、汚物を洗浄水と排出気流の流れで下水管に排出して、トイレットペーパーを使用しないトイレとし、その結果、上下水道施設に極めて大きな負荷軽減をもたらす効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】排便アシスト吸引式水洗トイレシステム概念図
【図２】汚物処理装置  拡大概念図
【図３】汚物粉砕装置  D-D平面  拡大概念図
【図４】ノズル配管部  拡大概念図
【図５】便器断面  拡大概念図
【図６】便座平面  概念図
【図６−ａ】図６のＡ―Ａ断面  概念図
【図６−ｂ】図６のＢ―Ｂ断面  概念図
【図６−ｃ】図６のＣ―Ｃ断面  概念図
【図７】パルス水流  標準条件図
【図８−ａ】パルス水流発生装置１の断面概念図（全開）
【図８−ｂ】パルス水流発生装置１の断面概念図（全閉）
【図９−ａ】パルス水流発生装置２の断面概念図（全開）
【図９−ｂ】パルス水流発生装置２の断面概念図（全閉）
【図１０−ａ】パルス水流発生装置３の断面概念図（全開）
【図１０−ｂ】パルス水流発生装置３の断面概念図（全閉）
【図１１】「立位小便排出」指令スイッチボード
【図１２】「ビデ洗浄、お尻洗浄、水勢変更、乾燥、終了」指令スイッチボード
【図１３】「排便アシスト」指令スイッチボード
【図１４】システム制御系統図
【図１５】トイレプロセス全体フローチャート
【図１６】「温水吐出スタンバイ」シーケンス
【図１７】「温風吐出スタンバイ」シーケンス
【図１８】「立位小便プロセス」シーケンス
【図１９】「ビデ洗浄プロセス」シーケンス
【図２０】「排便アシストプロセス」シーケンス
【図２１】「お尻洗浄プロセス」シーケンス
【図２２】「１段目  吸引乾燥プロセス」シーケンス
【図２３】「２段目  温風乾燥プロセス」シーケンス
【図２４】「後洗浄プロセス」シーケンス
【図２５】第２の実施例のプロペラファンを使用した排便アシスト吸引式トイレシステム概念図
【図２６】第２の実施例のプロペラファンを使用した汚物処理装置の概念図
【図２７】他の実施例のシロッコファン使用した汚物処理装置の概念図
【図２８】第２の実施例の電動モーターと、放熱フィンと、プロペラファンと、汚物粉砕刃を回転軸に取り付けた概念図（正面）
【図２９】第２の実施例の電動モーターと、放熱フィンと、プロペラファンと、汚物粉砕刃を回転軸に取り付けた概念図（側面）
【図３０−ａ】他の実施例のシロッコファン  側面概念図
【図３０−ｂ】他の実施例の電動モーターの密着面と、放熱フィン羽根の側面概念図
【図３０−ｃ】他の実施例の電動モーターの支持具と、シロッコファン固定板と、回転軸と、汚物粉砕刃の組立  側面概念図
【図３１−ａ】図３０−aの平面概念図
【図３１−ｂ】図３０−bの平面概念図
【図３１−ｃ】図３０−cの平面概念図
【図３２】便座に両膝頭を合わせる座位姿勢イメージ図（側面）
【図３３】便座に両膝頭を合わせる座位姿勢イメージ図（正面）
【図３４】便座に両膝頭を肩幅に広げ、リラックスしての座位姿勢イメージ図（正面）
【図３５】先の出願と本願の詳細水系図（減圧弁、アキュムレーター使用）
【図３６】アキュムレーターを使用しない閉鎖水系において急開、急閉時に発生する衝撃波（一般論）         a アキュムレーター不使用、ON時の衝撃波         b OFF時の衝撃波
【図３７】先の出願と、本願の低水圧にアキュムレーターを設けた水系モデル図
【図３８】水系モデルのA点での衝撃波の水圧図        a  A点  アキュムレーター使用  ON時の衝撃波        b  A点  アキュムレーター使用  OFFすると水流が無くなる
【図３９】水系モデルのB点での衝撃波の水圧図        a  B点  アキュムレーター使用  ON時の衝撃波        b  B点  アキュムレーター使用  OFF時の衝撃波
【図４０】先の出願の図７と、本願におけるパルス水流発生装置による、吐出水圧を示す詳細概念図（減圧弁とアキュムレーターを使用）        a  ストレート水流  5秒間ON        b  2秒間OFF        c  パルス水流  ２秒間ON
【図４１】第２の実施例におけるシステムのトイレプロセスシーケンス制御系統図
【図４２】第２の実施例における全体プロセスシーケンス
【図４３】第２の実施例における前洗浄/後洗浄プロセスシーケンス
【図４４】第２の実施例における立位小便プロセスシーケンス
【図４５】第２の実施例におけるビデ洗浄プロセスシーケンス
【図４６】第２の実施例における排便アシストプロセスシーケンス
【図４７】第２の実施例におけるお尻洗浄プロセスシーケンス
【図４８】第２の実施例における１段目吸引乾燥プロセスシーケンス
【図４９】第２の実施例における２段目温風乾燥プロセスシーケンス
【図５０】第２の実施例における汚物水排出シーケンス
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本願の目的を果たすために課題を解決する方法は、排便後の洗浄を充分に行うパルス発生装置と、便器の排出口に汚物溜まりの空気を吸引排出する吸引手段を駆動する電動モーターを持つ汚物処理装置を接続し、インラインの温水作成装置と温風作成装置の機能を組み合わせて排便アシストと、パルス水流洗浄と、急速乾燥の仕組みを作り、便器に排泄された汚物と洗浄水を混合して微細に粉砕する粉砕回転刃と、吸引手段と、気/液分離手段の補助回転翼を一台の電動モーターの回転軸に貫通させて設置して、分離した清浄空気で強力に電動モーターを冷却してから下水管に放出して、汚物液は下水管に放出する汚物処理装置を開発し、トイレプロセス・シーケンスをマイコンで制御するトイレシステムを開発することにある。
【実施例】
【００１１】
図1に本願の排便アシスト吸引式水洗トイレの全体構成を示し、図1４にシステムの制御系統図を示し、図1５にトイレプロセス全体フローチャートを示す。
トイレプロセス・シーケンスは準備プロセスと、メインプロセス・シーケンスで構成される。
【００１２】
本願の便器４８と便座３の構造は図５、図６に示すように、便器４８の上部縁周７と便座３の相対する面の少なくとも一方または双方に撥水性樹脂層５，６を設け、トイレ使用人が便座３に座ると間隙が撥水性樹脂層５，６で埋まる構造になっている。
しかも、便座形状が図６、図６-a,図６−b,図６-cに示すように便座前部の中心線で逆V字形に盛り上がっており、トイレ使用者の太腿と便座が作る三角形の空間を埋める形状になっている。
【００１３】
図１、図２に汚物処理装置４９を示す。
一台の電動モーター１１の回転軸２０に吸引気流を作る静音のシロッコファン１２と汚物粉砕刃１４の回転体１３が設置されており、便器４８の汚物溜まり８に排泄された汚物と洗浄水は電動モーター１１が高速回転してシロッコファン１２が回ると、吸引気流と共に汚物粉砕装置４９の粉砕溝１６に落ちて来る。粉砕溝１６中の粉砕刃１４の回転で汚物は粉砕され、遠心力で粉砕溝１６の外壁６８を越えて吸引気流と汚物水はサイクロン１８に流れ込んでくる、粉砕不十分な汚物の塊は粉砕溝の外壁６８に設けた汚物塊流入防止金網９０のためにサイクロン１８に流れ込むことはない。微細粒子にまで粉砕された汚物を含む汚物水が吸引気流とサイクロン１８中に入ると、遠心力で気/液分離される。
サイクロン１８の中心部には清浄になった気体を外部に取り出す空気取出管２２が設置されており、中心には前記電動モーター１１の回転軸２０が通っている。回転軸２０には補助翼２１が設置され電動モーター１１と同じ回転速度で回転しているから、サイクロン装置１８の中央部の清浄気体を強力に吸引し、外部に空気を押し出している。清浄空気は前記電動モーター１１を囲むフード２９に導かれており、電動モーター１１の冷却に使用される。
上記の電動モーター１１の回転軸２０に設置したシロッコファン１２と、粉砕刃１４と、補助翼２１は同時に回転しているから、上記の処理が同時に行なわれる構造になっている。
【００１４】
電動モーター１１は、家庭用電源で５０〜５００Wattの電動モーター１１が使用され、PWM制御回路を使った出力可変制御回路を持っていて、「排便アシスト」指令ボード１１５の「吸引力調整ダイヤル」１２７で自分の希望する吸引力に調整することが出来るようになっている。
マイコンにはプロセスの進行に合わせて電動モーター１１の標準回転がプログラムされており、「２段目の乾燥」プロセスでは電動モーター１１の吸引量速（M3/min）が乾燥温風の吐出量速を越えない低速回転にマイコンから指令される。しかしプロセスの「終了」で標準回転にリセットされる。
【００１５】
図１、図４に示すように、局部の洗浄に使用する温水はインライン温水作成装置３９，３２で作られ、インラインでギヤポンプ３０で送られる供給水を加熱するヒーター部３２と、インライン温度センサー３４と加熱制御部３９で構成されており、温度制御は適温を３８度Cとし、適温幅±２度Cとした。
吐出温水の吐出力はギヤポンプ３０の回転数を手元リモート１０７から調整可能である。
【００１６】
乾燥に使用する温風はインライン温風作成装置５９で作られ、インラインで送風する送風ファン５０と、インライン温風温度センサー５４と加熱ヒーター部５３と加熱制御部５９で構成されている。温度制御は温水と同様に、適温を３８度Cとし、適温幅±２度Cとした。あるいは、温風乾燥には温水温度より高温に設計して乾燥を速めることも有効である。ただし、火傷などの危険に配慮しなければならない。
【００１７】
温水洗浄シリンダー・ノズルは、ビデ洗浄用４２，４３とお尻洗浄用４０，４１が用意され、お尻洗浄用シリンダー４０の直前にはパルス水流発生装置３８が配設されている。
パルス洗浄はストレート水流とパルス水流とが図７で示した標準条件でお尻洗浄と排便アシスト用途に用意してある。
【００１８】
ビデ洗浄シリンダー・ノズル４２，４３はストレート水流を吐出して、ビデ洗浄用途と排便アシストの「温水刺激」にも使用される。
【００１９】
図８〜図１０に示すパルス水流発生装置３８で、パルス状の水流を作成する方法は、配管を流れる水流を、開閉弁を全閉にして止めたり、あるいは全開にして水流を急激に最大にしてパルス状水流が得られる。
図８−a,b は水流に対して弁板９１を電磁コイル９３で上下して閉開する型であり、
図９−a,bは開閉弁９５が円筒形でお尻洗浄温水配管４５に対し直角に交わる円筒回転体で、導管４５と同等の直径の円筒形の穴を持ち、円筒穴の方向が導管４５と同じなら全開状態で、円筒穴が導管と直角なら全閉になる。
１回のONパルス入力で、円筒回転弁９５が、一方向に９０度回転する回転ステッピング・ソレノイドで、水流の全開状態が電気的に２秒間OFF状態になると、２秒間の水流の全開状態を作り、次の電気信号ONパルスで円筒回転弁９５が９０度回転すると水流が全閉状態になり、２秒間の信号OFFで２秒間の全閉状のパルス状の水流となる。それを繰り返して図７に示すパルス水流を得ることが出来る。他の形態は、ボールバルブを使用しても同様のパルス水流を作成することが可能である。
以上の図８、図９の２種類のパルス水流発生装置以外に図１０に示した通常のON/OFFバルブでもパルス波形は形成できるが弁の当たり面の０リング９７が多数回の使用に耐えない欠点がある。
【００２０】
排便アシストの用途には、後記するようにストレート水流またはパルス水流による肛門への刺激で便意を高揚し自力排便へと促すもので、ストレート水流１２３または、パルス水流１２４の選択はリモートでトイレ使用者が行う。
【００２１】
また、排便後のお尻洗浄にはパルス水流が標準条件となっており、肛門部の皴にパルス状の太い水流が間欠的に吐出され、肛門を閉じたり、開いたりする動作を行って洗浄すると効果的な洗浄ができる。
ただし、細いパルス水流は肛門の粘膜を痛め、出血する危険性があるから太いパルス水流であることが望ましい。洗浄中はお尻を左右、前後に小さく動かし、同じ個所に長時間パルス洗浄を続けないことに注意すべきである。
本願の洗浄用途には約１０mm直径の太い水流が使用される。
【００２２】
貯水型の温水作成装置では温水の消費量が増えると冷たい水が吐出されてしまい不快である。こうした現象を避けるためにはインライン型の温水作成装置を使用するのが良い。
【００２３】
急速乾燥のプロセスは、２段階で行われる。局部を洗浄すると濡れた部分では、水分の大部分は陰毛と皮膚に水滴の状態で付着しているから、「乾燥」指令１１９で「１段目の乾燥」が開始されると、汚物処理装置４９の電動モーター１１の回転でシロッコファン１２が回転して、便器の汚物溜まり８の空気を高速吸引する。
この時、本願では前記したように便座３と便器４８の間隙が塞がれている構造であり、吸引気流はトイレ使用者の大腿部の間を通って陰部、臀部に集中して流入するため、陰毛や皮膚が激しく震えて、付着している水滴を短時間で機械的に振るい落とす。
【００２４】
続く「乾燥」の２段目は、大量の温風で濡れた部位を乾燥するプロセスで、前記「１段目の吸引乾燥」プロセスを経て、僅かに皮膚表面に残存している水分を大量の温風吐出で短時間で乾燥する。この時、汚物処理装置４９のシロッコファン１２が低速で回転し、温風ノズル吐出量よりもやや少ない吸引気流で便器４８の汚物排出口９から吸引して、温風が局部表面を乾燥する効果を低下しない程度に電動モーター１１とシロッコファン１２が吸引回転するようにプログラムされている。
【００２５】
電動モーターの出力可変制御装置として、例えば
https://www.amazon.co.jp/PWM-400W-%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%BC-%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%A9%E3%83%BC-%E3%83%A2%E3%82%B8%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%AB/dp/B00IK6P8KI
「PWM 10A 400W DC モーター 速度 コントローラー モジュール」がある。
以上のようにして洗浄後の急速乾燥プロセスを実現した。
【００２６】
吸引力を用いて、便座３に座っている人の臀部の肛門と直腸を刺激し、便意高揚を促して排便をアシストし、パルス水流発生装置３８で排便後の肛門部の洗浄も充分に行うことが出来て、乾燥部位を短時間で乾燥するプロセスを完成することが出来た。
その結果、トイレットペーパーでお尻を拭き取る動作を不要とし、従来の水洗トイレの問題点を解決した排便アシスト吸引式水洗トイレシステムを完成した。
【００２７】
以上のように電動モーター１１は各プロセスにおいて回転するから、その度にシロッコファン１２、粉砕回転刃１４、サイクロン補助翼２１が回転し、粉砕溝１６に汚物が残っている場合でも全てのトイレプロセスが終了するまでに何回も汚物処理プロセスを行うチャンスがあり、全ての汚物を下水管２６に排出することが出来る。
【００２８】
本願による便器４８には、従来の水洗トイレのように、トイレ終了後に汚物を排出するフラッシュノブが付いていないし、フラッシュ水タンクも不要であり、サイホン構造を必要としていない。高機能トイレシステムとしては簡便で小型トイレとなる。
【００２９】
以下に実施例のトイレプロセスシーケンスを示す。
図１５にトイレプロセス・シーケンスの全体シーケンスを示す。
準備シーケンスの第１は図１６に示した「温水吐出スタンバイ」のシーケンスで、図１と図４に示すように、加熱ヒーター３２が,供給水が流れる配管３３の途中にインラインで配設されていて、温度センサー３４の信号と加熱温度制御装置３９とで独立してPID制御しており、装置のON/OFFはマイコンに制御されているシステムで、図１６の「温水吐出スタンバイ」シーケンスに示すように、適温幅に入った温水だけを洗浄部に吐出するように、適温幅に入らない温水を、第2の電磁三方弁３６を汚物溜まり８に放出する方向に切り換えて放出し、さらに温水が適温幅に入っても温水を使用するプロセス開始の指令が出されていないと温水を汚物溜まり８に放出して、T Lowを３６度C,Ｔ  Ｈｉｇｈを４０度Cと設定して、温度が３８度Cを中心とする適温幅の温水だけを人体に向けて吐出するようにした。ただし、スタンバイ期間中の放出温水量速は規定吐出温水量速の約１/２であり、吐出指令があると設計量速の１００％量の供給水がギヤポンプ３０の回転を増やしてインライン温水加熱ヒーター３２に送り、洗浄部位には設計値量速の温水を吐出する。
従って、洗浄部位に向けて吐出の最初から適温幅で規定量速の温水を吐出することが出来る。例えばインラインの温水発生器３９として
http://www.nippon-heater.co.jp/products/liquid/sgl/がある。
【００３０】
準備シーケンスの第２は「温風吐出スタンバイ」シーケンスで、図1と図４に示すように送風ファン５０を自身で有しているインライン温風作成装置５１で、温度センサー５４の信号を入力して設定温度幅の温風を加熱ヒーター装置５３で作るように独立した温度制御回路５９を持ち、装置のON/OFFはマイコンで制御されている。温風の適温幅も温水と同じ温度に設定し、設定温度幅にない温風と乾燥温風指令を受けていない期間の温風を第３の三方電磁弁５５で下水配管５８を通して下水管２６に放出している。ただし、放出温風量速を設計量速の約１/２の送風量速にしてスタンバイしており、乾燥温風指令を受けてから設計量速の１００％の送風に切り換えて無駄になるエネルギーを少なくしている。
従って、温風吐出の最初から適温幅で設計量速で吐出することが出来る。
例えば、インラインの温風発生機５１，５３、５９として
http://www.nippon-heater.co.jp/products/gas/hotwind/がある。
【００３１】
図1に示す本願の装置構造図に於いて使用する第1，第2，第3の電磁三方弁３５，３６，５５は三方向切り換えが可能なhttps://www.valco.co.jp/product/general-ball/T3.htmlのT3型ＡＥ１−１２０などがある。
電磁弁６３は汎用用途の二方向電磁弁である。
【００３２】
本願のトイレプロセスは標準条件がマイコンにプログラムされており、リモートでプロセス条件を変更することが可能で、プロセス「終了」指令でシーケンスの終了を指示すると再び標準条件にリセットされるシーケンスになっている。
【００３３】
本願のメインプロセス・シーケンスの第1は図1８に示した「立位の小便プロセス」で、トイレ室にトイレ使用人が入室すると人感センサーが感知するが、便座に着座しないで着座センサーが感知しないとマイコンは「立位の小便プロセス」であると判断する。
そして、「立位の小便プロセス」の実行中に、その他のプロセスのシーケンス開始の指令が誤って押されても「開始」せず、シーケンス・ロックされる。ロックされるシーケンスは「お尻洗浄」、「ビデ洗浄」、「排便アシスト」、「乾燥シーケンス」である。
しかし、「立位の小便プロセス」が「終了」すると、上記シーケンス・ロックは解除される。
【００３４】
着座センサーが感知すると「立位の小便プロセス」シーケンスは開始されないことは言うまでもない。
「立位の小便」行為が実行され、「小便排出」指令スイッチ１１３を押すと電動モーター１１が駆動してシロッコファン１２が回転すると、汚物溜まり８から汚物水を吸引する。汚物溜まり８の器壁に沿って電磁弁６３が約１０秒間開いて便器の上縁部７から洗浄水が流れ、汚物水は汚物処理装置４９の粉砕溝１６に落下移動する。
強い吸引気流と、粉砕刃１４の回転遠心力で汚物液の液面は粉砕溝１６の外壁６８よりも高くなり、外壁６８を越えてサイクロン導入路１７に流れ込む。汚物液はサイクロン１８の接線方向から流れ込み、サイクロン１８の高速渦気流の遠心力で空気と液成分は分離されて、液成分はサイクロン１８の壁に押しやられ、サイクロン１８の下部の汚物水排出管２３に流れ落ちて来て、下水配管２５を通って下水管２６に排出される。また、空気成分はサイクロン中心部に設けた空気取出管２２から取り出される。空気取出管２２の上部には汚物水が入り込まないように汚物防止カバー１９が取り付けられている。
空気取出管２２の中心に電動モーター１１の回転軸２０が貫通しており、回転軸２０に補助翼２１が設置されている。電動モーター１１の回転軸２０に設置した補助翼２１は電動モーター１１と同じ回転をしており、サイクロン中心部の液成分が混ざっていない清浄空気を強力に吸い込み/押し出し、清浄空気管２４により電動モーター１１のフード２９に運ばれて、電動モーター１１を冷却し、その後に空気排出管２７を通って下水管２６に放出される構造になっている。
【００３５】
「小便排出」指令スイッチ１１３は１０秒後に自動的にOFFし、同時にシーケンス・ロックは解除されて、「小便排出」シーケンスは自動的に「終了」する。
トイレ使用者は退出すると、人感センサーが退出を検知して、図２４に示す「後洗浄」のシーケンスが自動的に実施され、便器４８の汚物溜まり８の上部から第４の電磁弁６３が開いて約３Lの洗浄水が流れ、便器表面と汚物溜まり８表面の汚物残渣を洗浄することと、便器臭い止め６９に洗浄水が溜まることによって汚物処理装置４９からの悪臭の臭い止めの役割をする。第４の電磁弁６３は５秒後に自動的にOFFされる。
以上で「立位の小便プロセス」は終了する。
【００３６】
メインプロセスの第2は図1９に示した「ビデ洗浄」のプロセス・シーケンスで、図１６に示した「温水吐出スタンバイ」の準備プロセスは、図１５に示すように、着座センサーが感知したら「温水吐出スタンバイ」シーケンスが稼動して「温水吐出」の指令があれば、適温の温水をノズルからいつでも吐出出来る状態にある。
「ビデ洗浄」開始の指令１１４があると、第２の三方弁３６がビデノズル配管に切り換わり、適温幅の温水がビデシリンダー・ノズル４２，４３に供給されて、ビデノズル４３からストレート水流が吐出される。
ビデ洗浄はストレート水流の温水流で標準条件の水勢をリモート１１７，１１８で変えることが出来、水勢条件を変えたら記憶され、一旦「終了」しても着座センサーが着座を検知している間に再度「ビデ洗浄」指令を押すと、マイコンが同一トイレ使用人による「ビデ洗浄の再洗浄」と判断して、記憶条件を呼び出して前回の洗浄条件と同じ条件で洗浄するシーケンスになっていてトイレ使用者にとって使い勝手の良いシステムになっている。ビデ洗浄プロセスが終了したら、後記する「１段目の吸引乾燥」と「２段目の温風乾燥」プロセスへと進む。
【００３７】
「ビデ洗浄」と「乾燥」が終了し、トイレ使用者が便座から離れたら着座センサーが「離座を検知」して、洗浄条件の記憶が消え、標準条件にリセットされる。
【００３８】
第３のシーケンスは図２０に示した「排便アシスト」で、腹筋力が弱っている高齢者や、障害者が温水刺激と吸引刺激をお尻に与えて便意を高揚させて、自力排便を行うことを助けるシーケンスである。
「排便アシスト」指令ボード１１５から「ストレート温水流刺激」１２３と「パルス温水流刺激」１２４が選択されるようになっており、「温水吐出停止」１２５と「吸引刺激」１２６の指令スイッチがリモートで用意されている。図１３で示した「排便アシスト」指令ボード１１５は他の指令ボードと別に独立して設置するとトイレ使用者に判りやすい。
【００３９】
すなわち、本願提案の構造の便座３と便器４８に座って排便をする場合に、まず自力で排便できる人は自力排便を行うが、便意の低い人は肛門に向かって「ストレート温水流刺激」１２３を指令すると、標準条件ではビデ温水吐出ノズル４３からストレート水流の温水が肛門に向けて吐出される。トイレ使用人はお尻の位置に温水が当たるように調節する。
【００４０】
パルス状の温水刺激で肛門を刺激し、排便の便意を高揚しようと希望した場合、「パルス温水流刺激」指令１２４を選択すると、三方電磁弁３５が切り替わりお尻洗浄配管に温水供給がされて、パルス水流発生装置３８が稼動して、ノズルから標準条件のストレート水流とパルス水流で構成される図７で示した排便後のパルス温水流と同じ「パルス温水流刺激」モードが吐出される。
温水刺激で便意が高揚して排便を自力で可能な場合には、「温水吐出停止」指令１２５で温水吐出を止めて「排便」をする。
【００４１】
なおかつ排便便意が低調な場合は、「吸引刺激」指令スイッチ１２６を押すと電動モーター１１が駆動して、シロッコファン１２が約１０秒間回転して便器４８の汚物溜まり８の空気を排出する。
本願の便座の形状は図６、図６―a〜図６−cに示したように、便座の前部の中心線上でせり上がっている構造６７をしており、
便座に座り、浅いU字形の溝６６に大腿部を置き、両膝頭を互いに接触させて膝を閉じた状態で座ると、太腿と便座で形成される中心線上の略三角形の空間が便座のせり上がり６７で埋まり、なおかつ図1と図５、６と図６―a〜cに示すように、便座３と便器上部の撥水性樹脂層５，６が接触して便器４８と便座３の隙間が閉じられているから、便器４８の汚物溜まり８は略気密状態になっている。
【００４２】
こうした本願の便器４８と便座３に座った状態で「吸引刺激」スイッチ１２６をONさせると、汚物処理装置４９のシロッコファン１２が高速で回転し、汚物溜まり８の空気を吸引すると、トイレ使用者の臀部が強力に吸引される刺激を感じる。家庭用電気掃除機の吸い込み管を手で塞いだ時に似た「吸引刺激」を肛門と直腸に感じる。あまり吸引力が大きい時にはリモートで吸引力調整ダイアル１２７で電動モーター１１の出力を調整できるようになっている。
電動モーター１１は約１０秒で自動的にOFFする。
【００４３】
直腸の肛門近くにまで降りてきている便やガスが肛門から出ようとすると便意が高揚した感じになり「排便」が実行される。
排便アシストで吸引刺激を与える時以外は、便座に座る姿勢は通常通り両膝頭を肩幅程度に広げてリラックスして座ることは言うまでもない。
【００４４】
しかし、それでも便意が足りない人には、「温水刺激」と「吸引刺激」を繰り返して直腸と肛門に何度でも刺激を与えることが出来るシーケンスになっていて、遂には便意が高揚して自力でスムースに排便出来るようになるから排便が困難な人には有効である。
【００４５】
ただし、便を直腸の中から負圧で吸い出す排便アシストではなく、本願の「排便アシスト」は、あくまでも排便は自力で行い、便意を高揚させて排便を促すものである。
【００４６】
排便が終了すると、図２１に示す「お尻洗浄」プロセスへと進む。
第４のシーケンスは図２１に示す「お尻洗浄」のプロセスで、「お尻洗浄」の指令１１６があると第1の電磁三方弁３５が、お尻洗浄シリンダー４０に通水する方向に切り換わり、インライン温水発生装置３２，３９で作成した温水が図８―a〜図１０―bに示したパルス水流発生装置３８で図7に示すパルス水流を形成し、標準のパルス水流条件でノズル４０，４１から肛門に向けて直径約１０mmの太い温水流が吐出される。温水流の太さはノズル口４１の設計で決定される。
図７に示した標準パルス水流の水流パターンは、ストレート水流９９が約5秒間流れ、続いて2秒間休止して、2秒間通水するパルス状の温水流が5回繰り返されるパターン１００であり、肛門の皴の細部に着いた汚物をON/OFFする衝撃波で洗い落とし、水勢条件を標準条件から「強く」あるいは「弱く」に変えることが可能で、水勢条件を変えた場合は条件を記憶して再洗浄には記憶を呼び出して前回の条件で洗浄するシーケンスになっている。
パルス水流発生装置３８のパルス幅を決めるON/OFF条件は予めマイコンにパターンが入力されており動作している。
インライン温水発生装置３２、３９であるから温水を必要なだけ長時間の繰り返し吐出洗浄が可能で、充分なお尻洗浄が出来る。
【００４７】
なお、図8―a〜図１０―bには３種類のパルス水流発生装置３８のそれぞれ全開通水と全閉止水状態を示しており、実施例では図8−１aと図8−１bで示すパルス水流発生装置を使用した。図7に示すパルス水流は3種類のパルス発生装置３８でも発生することは可能であるが、図8と図9の形態のパルス発生装置３８が摩耗に強く永い使用に耐えられる構造である。
【００４８】
第５のシーケンスは図２２に示す「1段目の吸引乾燥」プロセス・シーケンスで、
電動モーター１１の回転でシロッコファン１２が回転し、汚物溜まり８の空気を吸引すると、吸引気流が便座３に座っている人の大腿部の間を通って、陰部と臀部に集中して激しく陰毛と皮膚を振るわせながら通過する。そのとき陰毛と皮膚に付着している水滴は機械的に振り落とされる。洗浄プロセスとお尻温水刺激で濡れた状態の水分の大部分は水滴の状態で臀部と陰部に存在するから、吸引気流で大部分の水分が除去されたことになる。
【００４９】
図２２の「1段目の吸引乾燥プロセス」は「乾燥」指令１１９を押すと「開始」され、後記する図２３の「２段目の温風乾燥」の準備として図１７の「温風吐出スタンバイ」プロセスが開始される。
そして便器４８の汚物溜まり８に排泄された汚物を洗浄水と共に汚物処理装置４９に吸引することも同時に行なわれる。
シロッコファン１２が回転すると汚物と汚水と洗浄水は吸引気流で吸い込まれて粉砕溝１６に落ち込み、電動モーター１１の回転軸２０に設置された複数の粉砕刃１４を持つ粉砕回転体１３が高速で回転しているから、汚物を細かく粉砕して、ミキサーで粉砕されたのと同様にまで微細になる。
粉砕溝１６は深さを持っており、糞便は粉砕溝１６の中で暫くは粉砕されるが、複数の粉砕刃１４で数１０回回転すると微細な状態にまで粉砕され、浮力と、遠心力で汚物水の液面が粉砕溝１６の外壁６８高さを越えて上昇してくるとサイクロン導入路１７よりサイクロン装置１８に吸引気流と共に入り込む。
吸引気流が円筒形のサイクロン１８の接線方向から入力するように粉砕溝１６とサイクロン導入路１７が取り付けられているから、微細汚物と吸引気流はサイクロン１８中で高速渦回転する。
サイクロン１８中では渦回転する気流に乗って微細汚物と液体成分はサイクロン１８の器壁に押しやられ、器壁を伝って下方向に集まり、サイクロン下部に設けた汚物水排出管２３へと流れ込み、下水配管２５を通って下水管２６に排出される。
【００５０】
一方、微細汚物が取り除かれた清浄な空気成分はサイクロン１８の中心部から空気取出管２２でサイクロン装置１８の外に取り出される。空気取出管２２の中心には汚物処理装置４９の上部に取り付けられた電動モーター１１の回転軸２０が貫通しており、回転軸２０に取り付けた補助翼２１は高速で回転しており強力な空気吸引力と空気押出し力を生じ、電動モーター１１を取り囲む電動モーターフード２９に清浄空気管２４が接続されているから清浄空気は電動モーター１１を冷却する。その後に空気排出管２７を通って下水管２６に放出される。
【００５１】
第６のシーケンスは図2３に示す「2段目の温風乾燥」で、１段目の吸引乾燥プロセスで電動モーター１１が１０秒後に自動的にOFFされると同時に自動的に再び電動モーター１１の回転が開始されるシーケンスになっている。
「2段目の温風乾燥」では電動モーター１１の出力が小さくなり、シロッコファン１２が低速回転で温風吐出量速より僅かに少ない量の吸引量速を汚物溜まり８から吸引する。
これは、温風乾燥の乾燥効果を失わず、また、悪臭がトイレ使用者の顔面にまで上がって来ないための工夫である。
なぜなら、電動モーター１１の出力が大きくてシロッコファン１２の吸引力が大きいと温風乾燥の効果が小さくなるし、一方、ノズルからの温風吐出の量速が吸引量より圧倒的に大きいと顔面に汚物溜まりの悪臭が上がって来るようになるからである。
電動モーター１１の出力を低出力に押さえてシロッコファン１２を低速回転するようにマイコンにプログラムしておく。
温風吐出量速と吸引量速は設計段階で決定しておく。
【００５２】
この微妙なバランスを、汚物溜まり側と大気側の差圧を感知する圧力センサーを設置して、汚物溜まりが大気圧に対してやや陽圧になるように、ノズルからの温風吐出量速よりシロッコファンによる吸引量速を僅かに少なくするようにマイコンで回転制御する方法も考えられる。
【００５３】
図２２と図２３に示す１段目と、２段目の乾燥シーケンスは、インラインの温風作成装置５１，５３，５９が「乾燥」を指令１１９した時点で温風吐出スタンバイを開始しているから、２段目の乾燥には直ぐにでも温風を吐出できる状態にある。
電動モーター１１がマイコンに設計された低速回転を開始すると、同時に温風ノズル５７から大量速の温風吐出が始まる。
温風の吐出量速よりも少し少ない空気量速を汚物処理装置４９から吸引するように電動モーター１１の回転をマイコンにプログラム設定してあるから、「温風乾燥」により洗浄部位の皮膚の表面に残留している水分は急速に乾燥される。
トイレ使用者が２段目の乾燥で「乾燥した」と感じられるまで続けることが出来て、「終了」１２０を押すと「２段目の乾燥」プロセスが終了する。
電動モーター電源とインライン温風装置電源がOFFされる。
【００５４】
トイレ使用者は身支度を整えて、トイレ室を退出して、人感センサーまたは便座着座センサーが離座を感知すると図２４に示した「後洗浄」シーケンスを開始する。
【００５５】
「後洗浄」は前記したように、便器４８の汚物溜まり８の表面に付着している汚物などを洗浄する役割をするため、第４の電磁弁６３をONして、汚物溜まり８の上方に設置した後洗浄出水口６２から約３Lの洗浄水が流れ、汚物溜まり８の内面に沿って流れて便器の内側を洗浄し、また、洗浄水は便器の臭い止め６９と粉砕溝１６に溜まり、汚物処理装置４９からの悪臭の臭い止めの役割をする。
以上のようにしてトイレプロセスの全てのシーケンスを終了する。
【００５６】
本願のトイレシステムは図１４に示すように、マイコン制御回路に集中的にプロセス管理され、シーケンスがプログラムされており、
温水と温風の温度センサーの信号、人感センサーと着座センサーの信号、リモートスイッチ１１３，１１４，１１６，１１９，１２０および温水流刺激モード１２３，１２４，１２５からのプロセス開始と終了の指令や、洗浄水勢を変更１１７，１１８する指令信号がシーケンスの途中でマイコンに入力されたり、シロッコファン１２の高速/低速回転制御１２６、１２７の変更などがプログラムされている。また、「終了」の指令を押すと条件変更を行ったプロセスは標準条件にリセットされる標準条件もマイコンにプログラムされている。
汚物処理装置４９の電動モーター１１の電源、電磁三方弁３５、３６、５を含む電磁弁６３および配管系統電源、温水と温風インライン加熱装置系統電源３９，５９、パルス水流発生装置３８の装置電源はプロセス・シーケンスに従ってマイコン制御回路から、全ての装置の電源にリレーブロックを介してＯＮ／ＯＦＦ制御されており、
インライン温水装置３９とインライン温風装置５９の温度制御はローカルで独立制御回路を組んでいるが、マイコン制御回路に隷属支配されたシーケンスに従って稼動している。
【００５７】
温水と温風が４５度Ｃを越える温度を示した場合、異常と判断され、異常時の緊急状態には、マイコン制御回路から出される電源供給を停止する緊急停止が優先される構造と構成を有している。
【００５８】
以下に本願の第２の実施例として改良された汚物処理装置を使った技術内容について記載する。
なお、段落（００１１）〜（００５７）は先の出願（特願２０１８−１２７４２５）による明細書の説明であり、それ以外の段落は、本出願による、第２の実施例の技術内容を説明したものである。
【００５９】
先の出願で、お尻洗浄プロセスにおいて使用する水系を、図１と図４に水系図と、図７に略矩形波のお尻洗浄吐出水圧を示した。
本出願の、第２の実施例では、図２５と図３５にトイレシステムの水系図に減圧弁２１５とアキュムレーター２１４を使用した水系を明記した。
また、図７のパルス水流吐出水圧波形の詳細を図４０に示した。
先の出願において、記載していないが減圧弁を洗浄水系の本管に使用し、ノズル水系全体の水圧を低水圧に調整しており、なおかつ、アキュムレーター２１４を、ビデ用配管とお尻洗浄配管の開閉電磁弁の上流側で至近の位置に設置している。
【００６０】
先の出願で、図１と図４ではアキュムレーターは直接トイレ機能に影響すると考えなかったためと、水系に水路を急閉と急開するパルス水流発生装置３８を使用おり、水撃対策のアキュムレーターを使用することは記載しなくとも当然使用していると理解されると考えて、減圧弁とアキュムレーターを不記載にし、なおかつ、何らの説明も加えずに図７に簡略化した略矩形波のパルス水流を肛門部に吐出するとしてしまったものであり、実際には減圧弁２１５とアキュムレーター２１４を使用している。
先の出願と、本出願の第2の実施例において、パルス水流発生装置３８と水撃対策のアキュムレーター２１４とが干渉して生成する、抑えた衝撃力を持ち、高い洗浄能力が残っている衝撃波を含むパルス状の温水を、お尻洗浄に使用している。
【００６１】
先の出願の、段落００４０には、排便アシストプロセスにおいても、リモートで「パルス温水流刺激」の指令を１回出すと、図７に示したお尻洗浄と同様の、温水流が吐出されることを記載している。
また、段落００４６に、「図７に示した標準パルス水流の水流パターンは、ストレート水流９９が約5秒間流れ、続いて2秒間休止して、2秒間通水するパルス状の温水流が5回繰り返されるパターン１００であり、肛門の皴の細部に着いた汚物をON/OFFする衝撃波で洗い落とし」が記載されている。
下記に詳述する図４０に示す、衝撃力を抑えた衝撃波をON時のパルス水流の立ち上がり期間に含むパルス流を標準条件で洗浄することを表現している。
【００６２】
改めて、先の出願および、本出願の、第2の実施例の、排便アシストと、お尻洗浄プロセスに使用するパルス水流発生装置３８と、ON/OFF時に発生する水撃現象を防止するためのアキュムレーター２１４の働きと、お尻の洗浄部に向けて吐出される略矩形波の吐出力を持つ本願の吐出水に関して、理解を深めるために以下に説明する。
【００６３】
一般的に、家庭用のお風呂、洗濯機、給湯器、トイレ設備や、工業用の空調機器、プラント設備などの水圧が高い市水の水流を流す水流配管において、急開と急閉の動作を行う弁体が設置されている用途には、水撃対策をしないと水撃現象が発生して最悪の場合には、図３６に示す水系機器を破壊するほどの衝撃波が発生することが一般的に知られている。
水撃現象に関しては、「水撃現象のパターン分類」FE-06-IG-001 、N.Miyamoto を参照
https://catfood-tecsheet.ssl-lolipop.jp/fe06ig001.pdf#search=%27%E6%B0%B4%E9%81%93%E9%85%8D%E7%AE%A1+%E6%B0%B4%E6%92%83%E7%8F%BE%E8%B1%A1%27
また、アキュムレーター２１４の働きに関しては、例えば、NOK社の窒素ガスを肉厚ゴム製のブラダ内部に封入した構造が広く使われている。http://www.nok.co.jp/product/fluid.html
を参照していただきたい。
水系に急開と急閉を行う電磁弁を構成している配管流路には、水撃現象で水系装置が破壊されるのを防止するために、水路をON/OFFする電磁弁装置の至近で、上流側にアキュムレーターなどの水撃防止装置を設置するのが常識になっている。
【００６４】
パルス水流発生装置３８のON/OFFで発生する衝撃波とアキュムレーター２１４の効果について以下に説明を加える。
先の出願および本出願の、第2の実施例の水系は、人体の敏感な部分を洗うために減圧弁２１５で水圧を調整して低水圧を使用する水系である。しかし、パルス水流発生装置３８を用いて急開と急閉をしているため、低水圧でありながら強い衝撃波を発生して人体の局部に傷害を与えることが心配される水系である。
まず、先の出願や、本出願の、第2の実施例の低圧水系で,アキュムレーター２１４等の水撃防止装置が使われている水系の衝撃波を説明のために表す簡単なモデルとして、図３７のようなモデル水系を考える。
先の出願と本出願の、低水圧系における水供給ポンプ２４０の圧力をP、急開と急閉を行う電磁弁２４２の直後の、下流側のA点、電磁弁２４２の直前の上流側のB点、配管２４１の最下流が開放端（ノズル開放）a ２４３になっている水系モデルとすることが出来る。
【００６５】
配管２４１中を流れている水流を、電磁弁２４２で急開または急閉して、水流の速度を急に変化させると、水流中に粗密波を発生して、配管２４１中に異常に高い水圧を示す衝撃波を生ずる時がある。
配管中を粗密波が伝播する速度は、１２００ｍ/secもの高速であるから、約0.2秒以内の短時間に水撃現象の最もエネルギーの高い第１波の衝撃波が電磁弁２４２の前後で発生することが知られている。
【００６６】
図３７のモデル水系において電磁弁２４２をONし、弁を急開して、水流を下流のノズル方向に流すと、A点における水圧変化は、図３８に示すように、急に全開して多量の水流が流れ始めると、水流の先端の水の密度が高くなり、高い水圧と高いエネルギーを持つ正圧の衝撃波を形成する。
水流は配管２４１中を連続して流れており、正圧または負圧の（蜜または粗の）衝撃波は瞬時に伝播するから、アキュムレーター２１４の干渉で衝撃力を緩和する現象も、電磁弁２４２がON/OFFした時から水系全体に伝わると考えられる。
したがって、ON時に弁を急開してA点で発生した正圧の蜜なる衝撃波はアキュムレーター２１４の干渉現象で衝撃圧力を粗になる方向に抑えられて、図３８のaで表す衝撃力が抑えられた衝撃波になって、吐出ノズルから水流となって吐出される。
【００６７】
その時、電磁弁２４２の上流のB点側では、A点側に水流が引っ張られて、水と水が離れて密度が低く（粗に）なる負圧方向の衝撃波を生ずることになるが、同じくアキュムレーター２１４を通ると、反対の正圧のエネルギーが加わり、衝撃が軽減された衝撃波となり、上流に向かって伝播する。ただし、上流に伝播した衝撃波は、下流のノズルからは吐出されない。
以上のA点とB点で衝撃力が軽減される現象効果は、水流が繋がっているからほとんど同時に起こり、アキュムレーター２１４を衝撃波が通過すると、それぞれの点で衝撃力が抑えられた衝撃波となる。
一方、水流が配管２４１内を流れている状態で、電磁弁２４２をOFFして急閉すると、図３９のbに示すように、先の出願と本出願の、第2の実施例の水系では、吐出ノズル２４３が開放端となっているから、電磁弁２４２が閉じると、電磁弁２４２からの下流に供給される水流が無くなるために、図３８のbに示すようにノズル２４３に水流は供給されない。したがって、局部に水流は吐出されず、衝撃もない。
【００６８】
しかし、電磁弁２４２の上流側の配管２４１内のB点では、電磁弁２４２が急閉OFFすると、流れていた水流が水の慣性で弁に押し寄せて約２倍の密度に高まり、図３９のbで示すように、アキュムレーター２１４を使用していても、かなり強い正圧の反射波を生ずる。しかし、高密度の反射波は、水路管内を上流のアキュムレーター２１４に向かう衝撃波となり、アキュムレーター２１４で時間と共にエネルギーが吸収されて衝撃波は終息する。
【００６９】
アキュムレーター２１４は外部からの急峻な圧力変化を受けると、ガスが封入されたゴム製のブラダ球が外力に対して逆らうように反応するから、エネルギーを吸収して、高い正圧（蜜波）を低くし、高い負圧（粗波）を持ち上げるように干渉して、急峻に圧力が変化する過渡現象に対して、変化を小さく緩めるバッファとして働く。
【００７０】
従って、先の出願と、本出願の第2の実施例では人体に衝撃を与える衝撃波をノズル４１から吐出するのは、パルス水流発生装置３８のパルスがONして水流が流れ始め、立ち上がる時に発生する衝撃波だけであり、図３８のaで示す、アキュムレーター２１４によって衝撃力が抑えられた衝撃波を立ち上がり時に含む、パルス状の洗浄水吐出が人体に向けて吐出されることになる。
人体の局部に与える吐出水の衝撃は、衝撃波の第１波が最も強く感じられる。
前記したようにトイレ使用者が不快を感じるお尻洗浄吐出力の場合は、リモートでギヤポンプ３０の出力を調整することは可能であり、また、供給水ギヤポンプ３０の水圧と流速を低くすることで、衝撃波の最高圧の強度を低下することが出来て、衝撃感を小さくするには有効である。
【００７１】
図４０に、お尻洗浄プロセスで吐出される吐出水の圧力変化を拡大して示す、パルス水流発生装置３８の各パルスのON時の立ち上がりに、衝撃力が抑えられた衝撃水圧波形を持つ吐出水がノズルから吐出されることになる。
１回の「お尻洗浄」指令で、６回のON時の水流の立ち上がりを持つパルス流があり、立ち上がりの短時間で、衝撃力を抑えられた衝撃波水圧波形を持つ吐出水でお尻を洗浄することになる。
衝撃力を抑えられた衝撃波になっても、供給水ギヤポンプ３０の水圧Pより高いため、洗浄力はまだ高く、肛門部の皴の中まで洗浄してくれる吐出洗浄水流として利用できる。
【００７２】
ただし、先の出願と、本出願の第2の実施例では、お尻洗浄する水流は衝撃波成分だけではなく、パルスON期間中は洗浄を行なっていることは言うまでもない。
先の出願の図７では、以上の図４０に示した「お尻洗浄」吐出水圧強度を簡略して略矩形波の波形として表したものである。
図３５に先の出願と、本出願の第2の実施例において使用された水系の、減圧弁２１５とアキュムレーター２１４が設置された詳細図を示す。
【００７３】
次に、先の出願による汚物処理装置には次に述べる工業的な課題があり、本出願の第2の実施例において改良を加えて、第２の実施例の汚物処理装置として解決したことを説明する。
すなわち、先の出願の汚物処理装置には次に述べる工業的課題があった。
図１〜３に示すように、電動モーター１１の回転軸２０に、長い粉砕回転体１３の先端部に粉砕刃１４を取り付けているから、回転モーメントが大きいため、汚物と粉砕刃１４が衝突して汚物を粉砕する時の電動モーター１１に掛かる仕事量が大きくなる構造であった。したがって、電動モーター１１に与える負荷が大きく、大型のモーターを使う必要があった。
大型の電動モーター１１を冷却する清浄空気を確保するために、サイクロン装置１８で気/液分離して強制空冷用の清浄空気を作り、電動モーター１１に送り込む補助翼２１が必要となり、電動モーター１１の回転負荷をさらに大きくすると共に、サイクロン装置１８を汚物処理装置４９に内設する必要があり、トイレシステム装置が大きくなり、しかも、高額になることが課題であった。
【００７４】
以上の工業的課題を解決するために、本出願の、第２の実施例の汚物処理装置では、以下の工夫を行った。
第１に、電動モーター１１に与える負荷を小さくするために、汚物を粗粉砕板２０５であらかじめ小さな汚物塊にしておくことと、長い粉砕回転体１３を使用せず、電動モーター１１の回転軸２０に粉砕刃１４を直接取り付け、粉砕刃１４を回転半径の小さな形状にして、粉砕時の回転モーメントと仕事量を小さくすること、第２に、大型のサイクロン装置１８を使用しないで、簡単な構造で気/液分離を行い、小型の汚物処理装置とした。
第３に、吸引力の強いプロペラファン２０３を使用可能とし、他の実施例では、静音で空間利用率の高いシロッコファン１２を使用した小型の汚物処理装置に改良した。
第４に、電磁排出弁２１１を汚物粉砕槽２０８の壁の一部として使い、減圧時に電磁排出弁２１１を閉じて減圧室２０２の負圧を確実にした。
第５に、立位の小便プロセスで、便器周りが尿水の跳ね返りと、尿水の一部が拡散飛散することを防止するために、吸引気流の中で放尿するプロセスを開発して、不衛生になることを防止した。
【００７５】
以下に、本出願の、第２の実施例および他の実施例の、汚物処理装置４９の詳細な説明を行う。
第２の実施例の汚物処理装置４９の構成は、図２５、図２６および図２７に示すように、減圧室２０２と汚物排出室２１０から成っている。
減圧室２０２は便器４８から汚物を汚物処理装置４９に導入する汚物導入部２０４と、汚物導入部２０４の下部の先端に気/液分離部２０６を持ち、減圧室２０２には電動モーター１１の回転軸２０にプロペラファン２０３またはシロッコファン１２の吸引手段が取り付けられており、回転軸２０の先端には汚物粉砕刃１４が取り付けられていて、減圧室２０２の底部の汚物粉砕槽２０８の中で回転すると、汚物を粉砕する構造になっている。
第２の実施例および他の実施例では、減圧室２０２と汚物排出室２１０は隔壁２０１で接続されており、隔壁２０１の上部には筋状放熱フィン２１６を冷却した排出気流が汚物排出室２１０に流入する開口部２１８を持ち、隔壁２０１の下部には汚物水排出口２１２を持ち、汚物水排出口２１２と接続して電磁排出弁２１１が設置されており、電磁排出弁２１１を開くと、減圧室２０２下部の汚物粉砕槽２０８から汚物排出室２１０を通って下水管２６に汚物水が傾斜経路に沿って流れ出し、下水管２６に移送する構造と構成になっている。
【００７６】
本出願の第2の実施例で解決すべき課題の第１は、粉砕の負荷を小さくすることである。
プロペラファンを使用した図２５、図２６、および、他の事例であるシロッコファンを使用した図２７に示すように、排便された糞便を汚物導入部２０４から汚物処理装置４９に導入落下させるときに、汚物を粗粉砕板２０５に衝突させて、小さい汚物塊にして、その後に粉砕槽２０８中で回転粉砕刃１４を回転して、微細な汚物粒と洗浄水と空気が混合した汚物水になるように、あらかじめ粗粉砕したことで、大きな粉砕時の負荷が電動モーター１１に掛からないようにした。
【００７７】
電動モーター１１の回転軸２０の先端に、図２５〜図２９に示す、長さの短い粉砕刃１４を取り付けて、汚物粉砕槽２０８の中で回転し、前記した小さい汚物塊と衝突させて汚物を粉砕し、回転モーメントを小さくしたことである。
便器下部の臭い止め構造６９には、一定量の水位の水しか貯めないが、それ以上の水が便器から流れて来ると、汚物処理装置４９の汚物粉砕槽２０８に流れて溜められるから、汚物塊が粉砕槽２０８に流入する時には汚物粉砕槽２０８には、すでに多くの水が存在している。
【００７８】
次に、汚物処理装置４９の汚物導入部２０４と粗粉砕板２０５について説明する。
減圧室２０２の汚物導入部２０４は、便器の汚物溜まり８の下部の汚物排出口９と気密的に接続されており、便器の汚物溜まり８下部の臭い止め構造６９に、洗浄水と共に溜められた汚物は、減圧室２０２が臭い止め構造６９の水層厚を越える差圧に吸引手段の回転で減圧され、負圧になったなら、臭い止め構造６９の水層を破り、外気の大気圧で、汚物が洗浄水と、空気と共に、汚物処理装置４９の汚物導入部２０４に吸引気流で落下する。
図２５から図２７に示すように、汚物導入部２０４の内側には複数の粗粉砕板２０５が付けられており、排便後の大きな汚物塊は洗浄水と共に下方に落下すると粗粉砕板２０５に衝突して、やや小さい汚物塊に壊れる。汚物塊と洗浄水は汚物導入部２０４の最下部で下降傾斜している滑り板２０７に当たって、滑り板２０７表面を滑り落ちて汚物粉砕槽２０８に落ち込む。
【００７９】
第2の実施例が解決すべき第２の課題の、簡単な構造で気/液分離作用が得られる構造について説明する。
図２５から図２７に示すように、吸引気流は汚物処理装置４９の汚物導入部２０４を通って吸引される。減圧室２０２の上部に設置した吸引手段の回転で空気が吸引されているから、汚物導入部２０４の下部の先端で、U字形に吸引気流が方向転換されて、吸い上げられている。
汚物導入部２０４の先端で、吸引気流が流れる方向を急に曲げられると、吸引気流に混ざっている汚物成分および洗浄水成分は遠心力で振り切られて、サイクロン装置１８を使用した時と同様に、汚物塊および洗浄水と、空気が分離する気/液分離現象が起きる。
したがって、気/液分離された吸引気流は汚物成分が混ざっていない清浄気流となる。
先の出願の汚物粉砕溝１６で微細に汚物を粉砕した後で、気/液分離を行うから、本格的なサイクロン装置１８を使用しないと微細固形物を分離することが難しかったが、第２の実施例と他の実施例では汚物を微細に粉砕する前に、小さなサイズの汚物塊にあらかじめ粗粉砕した段階で、気/液分離するから、汚物導入部２０４を流れる気流の方向を汚物導入部２０４の先端で変えるだけの簡単な構造の気/液分離部２０６で、汚物塊成分および液成分を吸引気流から効率良く除去できて、先の出願の実施例のようなサイクロン装置１８に設置した空気取出管２２と補助翼２１も必要が無い。空気流を電動モーター１１の冷却に使用する清浄空気流にすることが出来る。
汚物導入部２０４の気/液分離部２０６を曲がって吸引手段に強く吸引された空気は、上昇気流となり、吸引手段の回転翼（２０３および２１９）に衝突して、回転翼の角度で空気分子が強く押し出される力を受けて排出気流となる。
以上により、大型で高価なサイクロン装置１８を使わなくとも、簡単な構造の気/液分離部２０６で、吸引気流から汚物成分と液成分を効率良く除去できて、清浄空気流を取り出すことが出来たため、汚物処理装置を小さく出来た。
【００８０】
本出願が解決すべき課題の第３は、吸引手段としてシロッコファン１２とプロペラファン２０３のどちらでも使うことが出来る構造を工夫したことである。
すなわち、まず以下にプロペラファン２０３を使用した例を説明する。
プロペラファン２０３は回転軸２０方向に、直進性の気流の流れを強く押し出して、排気力が強く、安価な吸引手段である。
このために、気流を直角に曲げる用途には、プロペラファン２０３は最適でなく、排気方向を曲げることが容易にできるシロッコファン１２が一般的に使用されている。しかし、高価である。
第２の実施例の汚物処理装置４９では、図２５、図２６および図２８、図２９に示すように、プロペラファン２０３の直進性の排出気流を直角に受ける位置に筋状放熱フィン２１６を設けることで、気流を直角に曲げて汚物排出室方向に流す配置にした。このことにより、直進排風のプロペラファン２０３を使用できるようにした。
図２６および図２８、図２９に示した例では、電動モーター１１の回転軸２０にプロペラファン２０３を取り付けて、プロペラファン２０３の回転で強く押し出された排出気流は減圧室２０２の上部で、電動モーター１１を設置した筋状放熱フィン２１６に衝突し、筋状放熱フィン２１６表面で熱交換を行い、発熱した電動モーター１１を冷却する。
筋状放熱フィン２１６の形状は、表面で熱交換を効率よくするために、表面積を大きくする複数列の筋状に並んだフィンが形成されている。
吸引手段の回転で発生した排出気流を筋状放熱フィン２１６で受けて、筋状のフィンを汚物排出室２１０の開口部２１８から排出気流が抜けるように設置してあるから、排出気流は筋状放熱フィン２１６の筋状列に従って流れて、隔壁２０１の上部に設けた開口部２１８を通って汚物排出室２１０に入る。
【００８１】
また、図２７、図３０-a〜c、図３１-a〜cに示す、他の実施例は、シロッコファン１２を使用した例の組み立て図で、シロッコファン１２の半円筒状の回転翼２１９の中の空間に、放熱フィン２２２を密着して取り付けた電動モーター１１を支持具２２５に取り付けた状態で設置して、シロッコファン１２の吸引気流の中で放熱フィン２２２で熱交換して、電動モーター１１を効率的に冷却する構造としたために、汚物処理装置４９の空間利用率も向上できた。
多数の板状フィンが放射形に並ぶ放熱フィン２２２の支持リングが電動モーター１１のケーシング２２６に密着して取り付けられている構造形態で、シロッコファン回転翼２１９の半円筒状空間内に設置されて、シロッコファン回転翼２１９が回転して吸引気流を生じると、吸引気流は電動モーター１１と放熱フィン２２２を冷却して上昇し、隔壁２０１の上部に設けた開口部２１８を通って汚物排出室２１０に入る。
図２７、図３０-a〜c、図３１-a〜cに示すように、シロッコファン１２を回転する電動モーター１１を、減圧室２０２の壁に固定した支持具２２５に取り付けて、半円筒状のシロッコファン回転翼２１９が回転しても支障が無いように、シロッコファン回転翼２１９の内側に電動モーター１１と放熱フィン２２２を取り付けた。
この構造は、汚物処理装置４９の狭い減圧室２０２内にあって、きわめて空間利用率の高い構造である。
【００８２】
第２の実施例の課題の第４は、汚物粉砕槽２０８と電磁排出弁２１１についてで、以下に説明する。
１段目の吸引乾燥プロセスが開始されると、電動モーター１１の回転が始まり、吸引手段の回転で吸引乾燥が始まると、前記、汚物粉砕槽２０８に滑り込んだ汚物は、前トイレ使用者の後洗浄水や、排便アシストプロセスで使用した吐出水が粉砕槽２０８中にすでに溜まっており、さらに排便後のお尻洗浄で使用した洗浄水が加わって、粉砕槽２０８の中で電動モーター１１の回転力で高速回転する粉砕刃１４と小さい汚物塊が衝突切断して、微細な汚物粒に粉砕され、洗浄水と、空気が混合攪拌された汚物水となる。
この時、排便された大きな汚物塊は、汚物導入部２０４で粗粉砕板２０５との衝突で、あらかじめ、やや小さな汚物塊に砕かれているから、回転する粉砕刃１４と多数回の衝突で粉砕が行われても、小さな仕事量の負荷が電動モーター１１に掛かるだけになる。
粉砕刃１４はナイフエッジで、リン青銅材またはステンレス材の硬い金属で作られている。粉砕刃１４は水平回転して汚物塊をスライス切断する。粉砕刃１４は汚物と多数回衝突するが、大きな回転モーメントとならないように、粉砕刃１４の長さを短くして小さい回転半径となるように設計しているから、電動モーター１１に与える仕事量は小さい。また、粉砕刃１４を水平回転することにより水切り音を小さくしている。
汚物粉砕槽２０８は、粉砕刃１４が回転して汚物塊と衝突し易くするために底部をV字形にしておくのも良い。しかし、汚物水を排出し易くする構造に配慮しなければならない。
【００８３】
第２の実施例の課題の第５は、減圧室２０２に負圧を作る時、負圧を確実にして、排便アシストにおける吸引刺激を確実にするために、減圧室２０２と汚物排出室２１０との隔壁２０１の汚物水排出口２１２に、電磁排出弁２１１を設置したことである。
この構造は、図２５〜図２７に示した第２の実施例と、他の実施例の汚物処理装置４９の構造で、電磁排出弁２１１が無いと、電動モーター１１の回転で吸引手段が回転すると、下水管側からの空気が汚物水排出口２１２を通って汚物排出室２１０に逆流して、吸引手段を回転させても充分な負圧に減圧室２０２が到達できない現象が起きる。
かかる現象を無くし、充分な吸引能力を得るために、隔壁２０１の汚物水排出口２１２に電磁排出弁２１１を取り付けて、減圧室２０３に負圧を作るときや、吸引排尿や、吸引刺激や、吸引乾燥のプロセスでは電磁排出弁２１１を閉じて吸引手段を回転すると、下水管２６からの空気の逆流を防止できる。
【００８４】
しかし、電磁排出弁２１１を隔壁２０１に設けたことにより、汚物水を汚物粉砕槽２０８から下水管２６に排出するには、電磁排出弁２１１の電磁アクチュエータ２０９の電源をONして、弁を開けて、汚物水を取出し、下水管２６に排出することになる。
汚物粉砕槽２０８から汚物水を下水管２６に排出する時には、電磁排出弁２１１を開いただけで、汚物粉砕槽２０８から汚物水が下水管２６方向に自然に流れ出すためには、電磁排出弁２１１を開く前に、電磁排出弁２１１の上流と下流の気圧を等圧にしておく必要がある。
なぜなら、電磁排出弁２１１の上流と下流とで気圧が異なると、減圧室２０２と下水管２６の間に空気が流れて、汚物水が底部の下降傾斜に沿って下水管２６の方向に短時間で、うまく流れないことがあるからである。
【００８５】
図２５、図２６、図２７に示すように、閉じた状態の電磁排出弁２１１の弁部は、汚物粉砕槽２０８の壁の一部になっており、電磁排出弁２１１の開口部は汚物粉砕槽２０８の底部を含む汚物水排出口２１２を塞ぐように取り付けておくと、電磁排出弁２１１を開くと、汚物粉砕槽２０８の汚物水の大部分か、全てが汚物排出室２１０の底部に流れ出して、途中で汚物水の流れに障害物がほとんど無いように設計しておき、下水管２６方向に下降傾斜している汚物水排出管２１３に流れ込むようにした。
汚物が微細な汚物粒に粉砕され、水分を有しており、潤滑効果を持っているから、電磁弁としての機能に支障無く動作し、開閉できる構造になっている。
電磁排出弁２１１は約２０mm以上の口径を持つ液体用の電磁弁を使用するなら、汚物水を短時間で排出できる。
電磁排出弁２１１の種類として、ボールバルブ、バタフライバルブ、スライドゲートバルブ、フランジバルブなどの電磁弁が使用できる。
図２５、図２６、図２７では、スライドゲートバルブを用いた例を示した。
図２５、図２６、図２７では、電磁排出弁２１１の電磁アクチュエーター２０９を汚物排出室２１０の内側に設置した例を示したが、汚物排出室２１０の外側に設置することも容易である。
【００８６】
汚物排出室２１０に入った排出気流は、汚物排出室２１０の下部に設置してある汚物水排出管２１３内に入り、汚物水排出管２１３内の汚物水を汚物水排出管２１３の下降傾斜と、排出気流の流れで押し流して、下水管２６に移送する。排出気流も下水管２６に排出される。
また、電磁排出弁２１１は、電源がOFF状態にある時は弁体が閉ざされており、汚物粉砕槽２０８に汚物を導入し、電動モーター１１の回転軸２０の先端に取り付けた粉砕刃１４の回転で汚物塊を粉砕している間と、減圧室２０２に負圧を作り、吸引排尿や、吸引刺激や、吸引乾燥や、後洗浄プロセスでは、適宜シーケンスにより、電磁排出弁２１１が開いたり、あるいは、閉ざされる。
【００８７】
汚物水を下水管２６に排出する時にだけ、前記したように電磁排出弁２１１の上流と下流が等圧か、もしくは、ほとんど等圧になってから、電磁排出弁２１１の電源をONして、弁体が開けられ、汚物水が汚物粉砕槽２０８から下水管２６に向けて汚物排出室２１０を経て、下水管２６に自然流出する。その後に後洗浄プロセスで吸引手段が回転して排出気流を汚物排出室２１０に送ると、下水管２６へ汚物水を気流の流れで押し流す、同時に汚物溜まり８から後洗浄水が汚物粉砕槽２０８に溜まり、新鮮な洗浄水で汚物流路を洗い流して、電磁排出弁２１１の弁体を潤しておくことが出来る。
【００８８】
第２の実施例と他の実施例の汚物処理装置を使ったトイレシステムの課題の第６は、立位の小便プロセスで便器の周辺を尿水が飛び散り、汚すことを防止することである。
立位で小便を行うと泌尿器から放出された尿水は放物線を描いて汚物溜まり８の臭い止め水面２５０に落下すると、水面で汚水が飛び跳ねたり、放物線状の尿水は必ずしも１本の水柱ではなく、一部が円錐状に広がって便器の周囲に落下する尿水もあり、便器周辺を尿水、もしくは跳ね返り水で便器周辺を汚染している。
本出願の第２の実施例および他の実施例の便器の臭い止め構造６９は、図５に示す構造を使っている。
吸引手段を回転し減圧室２０２を負圧にすると、臭い止めの役割をしている水層の大部分が粉砕槽２０８に吸引落下する。排尿中も吸引手段を回転し続けるならば、臭い止め構造６９に尿水は溜まることは無いから、跳ね返ることは無い。
便器汚物溜まり８から外気を吸引し続けるから、吸引気流は尿水の飛沫を粉砕槽２０８に吸引して、便器の外に飛び散らせることは無い。
つまり、図４４の本出願の立位の小便プロセスシーケンスに示すように、排尿の開始前から、排尿が完了するまで吸引手段を回転し続けて吸引排尿するならば、円錐状に拡がって飛び散る尿水の一部が便器周辺を汚染することを無くすことができる。
また、臭い止め構造６９を、吸引手段が回転して臭い止め水層が汚物粉砕槽２０８に吸引されたら、臭い止め構造６９の水が、汚物溜まり８の上部から見ると、全く見えなくなるような臭い止め構造６９にデザインしておくならば、より完全に跳ね返り防止に効果的である。
立位の小便プロセスにおいて上記の便器周辺を不衛生にすることを防止するには、図４２にシーケンスを示したように、トイレ室に入室を感知して、便座３に着座せず、便座３を上方向に跳ね上げると、便座の便座軸受４の中に設置されたリミットスイッチ（不記載）がONして、マイコンは立位の小便プロセスと判断し、自動的に電磁排出弁をOFFし、電動モーター１１をONする。吸引手段が回転して、便器の汚物溜まり８から周辺の外気を吸引し始めると、排尿し、排尿が終了して、便座３を元の便器上部の位置まで下げると、便座軸受４の中のリミットスイッチがOFFし、次の汚物水排出シーケンスが開始される。
【００８９】
第２の実施例および他の実施例の汚物処理装置４９を使った本出願のトイレプロセスシーケンスは、先の出願の図１５〜図２４に示したシーケンスとほぼ同じであるが、立位の小便プロセス、排便アシストプロセス、吸引乾燥プロセス、温風乾燥プロセス、汚物を吸引し粉砕槽に落下するプロセス、汚物粉砕プロセス、汚物水を下水管に排出プロセス、前/後洗浄プロセスにおいて、図４２〜図５０に示すように若干の変更が必要となる。
【００９０】
まず、本出願は節水型のトイレシステムであるから、便器表面の汚染に対しては、便器表面が乾燥している状態で排便行為を行うと、汚物が便器表面にこびり付くことがあり、後の工程で容易に洗い流すことが困難になる場合があることを防止するために、図４３に示す「前洗浄」プロセスを行い、トイレプロセスを開始する前にあらかじめ便器表面に第４の電磁弁６３を開き、便器水管または配管から約１Lの洗浄水を流して濡らしておく処理がされる。
トイレ室に使用者の入室を感知すると便器周囲の上部から便器ボウルの内面に洗浄水が行き渡るように便器水管または配管がされている。
また、全トイレプロセスが終了して、使用者がトイレ室から退出したことを人感センサーが感知すると、「後洗浄」プロセスとして、前記と同様に、便器ボウルの内面に洗浄水が第４の電磁弁６３が開くと便器水管または配管から約３Lの洗浄水が流れ、便器表面を清浄にし、同時に汚物処理装置４９の汚物流路を洗うことと、電磁排出弁２１１の弁体の潤滑性を保つような水位に汚物粉砕槽に水が溜められる。
【００９１】
次に、第２の実施例および他の実施例による汚物処理装置４９を使ったトイレシステムのシーケンスを、排便アシストプロセスによる排便から、汚物水を下水管２６にまで排出するプロセスを例に説明する。詳細は図４１〜図５０のシーケンスを参照していただきたい。
排便アシストシーケンスに、図４５に示したビデ洗浄プロセスの、標準条件洗浄の「ストレート温水」と、図４７の、お尻洗浄の「パルス水流洗浄」も排便アシストの温水刺激に応用しているので、この２つのプロセスが、ビデ洗浄中か、お尻洗浄中か、または、排便アシストのプロセスで使用しているのかを確認して、排便アシストの温水刺激シーケンスにそれぞれ取り入れる方式に改めた。
【００９２】
加えて、図４６の排便アシストプロセスシーケンスに示したように、「ストレート温水刺激」と、「パルス水流刺激」と、「吸引刺激」を排便アシストプロセスの開始時にリモートで選択して指令するシーケンスとした。
つまり、最初から「吸引刺激」を選ぶことも可能で、
汚物処理装置４９の電磁排出弁２１１がOFFして弁を閉じ、電動モーター１１がONして、吸引手段であるプロペラファン２０３あるいはシロッコファン１２を回転して、便器の汚物溜まり８の空気を排気して吸引刺激を始めることができ、トイレ使用者は両膝頭を合わせて座ると、減圧室２０２の電磁排出弁２１１が閉じられているから、減圧室２０２と汚物溜まり８の負圧は確保され、トイレ使用者は直腸と肛門部に負圧の吸引刺激を感じ、便意を高揚し、排便アシストを実施できるプロセスを選択できる排便アシストプロセスに改良した。温水刺激を経ないで、最初から吸引刺激を選択することを可能としたことで、非接触で排便の便意を高揚させることが可能となり、切れ痔などの病気を持つ人にも有効である。
【００９３】
第２の実施例と他の実施例の、図２６および図２７に示す汚物処理装置４９を使用した、前記、便座と便器の構造で、両膝頭を合わせて便座に座ると、図３２と図３３にイメージ図を示したように、大腿部で作られる空間が略気密空間になるから、電動モーター１１が回転し、吸引手段が高速で空気を吸引すると、前記、略気密空間が減圧されて、肛門部と、直腸に非接触で負圧の吸引刺激を感じられる。
直腸の肛門に近い部位のガスが肛門部にまで吸引されるとトイレ使用者は強い便意を感じるようになり、自立排便が促される。便意が不十分な人にはストレート水流、パルス水流の温水刺激と、吸引刺激は何度でも繰り返すことが出来る。以上により、図４６の排便アシストプロセスシーケンスで、前記した刺激により便意が高揚して、自立排便が行われると、お尻洗浄プロセスに進む。
【００９４】
図４７に示すお尻洗浄プロセスシーケンスは、図３４に示すように、リラックスした姿勢で便座に座り、パルス水流発生装置３８をONすることで、急速に水路を開いて水流を流した時に発生する衝撃波を、アキュムレーター２１４の干渉で、衝撃力を抑えた、衝撃波とし、図４０に示した温水吐出パルス流のように、１度のパルス水流吐出指令で、６回の抑えた衝撃性を含むパルス温水流が肛門に向かって吐出され、肛門の皴の内部までを充分に洗うことが出来る。何度でもお尻洗浄を繰り返すことが出来る。
もちろん、衝撃力が強く感じられる人は、ギヤポンプ３０の吐出力を調節することも可能である。
【００９５】
次に図４８に示す１段目の吸引乾燥プロセスに進むと、前記、電磁排出弁２１１の電源がOFFであることを確認して、もしON状態なら電源をOFFにして弁を閉じて、電動モーター１１をONすると、減圧室２０２を負圧にして、便器の汚物溜まり８の空気を吸引し、引き続き図３４に示すように、肩幅に両膝を広げてリラックスして便座に座ると、外気が大腿の間から便器に吸引される気流が発生する。
吸引気流は前陰部から肛門部を通り、便器の汚物排出口９から、汚物処理装置４９に設置した吸引手段のファンに到達し、汚物排出室２１０を通り、下水管２６へと排出される。
この時、陰部と肛門部を濡らしている水分の大部分は、陰毛や皮膚に付着または吸着している水滴の形態であり、激しい吸引気流の流れで陰毛や皮膚が震えると水滴は振るい落とされて、機械的に除去される。
【００９６】
１段目の乾燥プロセスである吸引乾燥のプロセス中に、汚物処理装置４９の減圧室２０２の気圧が、臭い止め構造６９の水層厚の差圧を越える負圧になると、臭い止め構造６９の水層を破って、便器の汚物溜まり８の汚物と洗浄水を汚物導入部２０４に落とし込み、大きな汚物塊は粗粉砕板２０５に衝突し、小さい塊の汚物塊になって洗浄水と共に滑り板２０７を滑って汚物粉砕槽２０８に落下する。
汚物粉砕槽２０８の中では電動モーター１１の回転軸２０の先端に取り付けてある粉砕刃１４が高速で回転しており、汚物塊は洗浄水と、空気が混ざった汚物水になる。
本出願はトイレットペーパーを使用しないから、粉砕刃１４を使って汚物を微細粒子が混ざった、流動性の高い汚物水にすることが出来る。
【００９７】
本出願の節水型のトイレシステムでは、前記、汚物粉砕プロセスにおいて、あまりに液体成分が粉砕槽２０８に少ないとうまく汚物を粉砕することができない可能性がある。このようなトラブルを避けるために粉砕槽２０８に水位計を設置して、一定の水位以上の液体成分がある時にだけ、粉砕処理が始まり、一定の水位に到達していない時は、第４の電磁弁６３を開いて粉砕槽２０８に注水して液体成分を一定水位まで増やすことも良い方法である。
この汚物を汚物水にするプロセスは図４８に示すように、１段目の吸引乾燥の期間中に処理される。
【００９８】
次に、図４９に示す２段目の乾燥プロセスである温風乾燥プロセスへと進み、温風をノズルから局部に向けて吹き出して、皮膚表面に残留している水分を温風で乾燥する。
汚物溜まり８の悪臭が顔面に上がって来ないようにするため、ノズル５７からの温風吐出と同時に、吸引手段のファンを低速回転して、温風吐出量速よりも僅かに少ない量速の空気を吸引手段で吸引する。
２段目の温風乾燥プロセスが終了して、電動モーター１１の回転を止めると、便器からと下水管から大気が減圧室２０２に流入して汚物排出室２１０が大気圧となるから、電磁排出弁２１１を開けると汚物水は自然流出して、配管の傾斜に沿って下水管２６に向かって流れ、図５０に示す汚物水排出シーケンスが開始される。
乾燥プロセスはトイレ使用者が完全に局部が乾燥したと感じたら、「終了」の指令を出して、立ち上がって衣服を整えて、トイレ室から退出する。
「終了」の指令を行い、使用者がトイレ室から退出して、人感センサーが「退出」を感知すると、前記した図４３の後洗浄プロセスが開始される。
【００９９】
図５０に示す第２の実施例と他の実施例の、汚物水排出のプロセスシーケンスを説明すると、電動モーター１１の回転が自動的にOFFされると、大気が便器からと下水管側から流入して減圧室２０２が大気圧になり、電磁排出弁２１１の上流と下流が大気圧の等圧になり、次に、電磁排出弁２１１が開かれると、汚物水が汚物排出室２１０の底部の下降傾斜に沿って流れ出し、汚物水の大部分か全量が下水管２６に排出される。
電磁排出弁２１１は自動的に約１０秒間で再び電源をOFFして閉ざされて、汚物排出のプロセスを終える。
【０１００】
次に、トイレ使用者がトイレ室から退出し、人感センサーが退出を感知したら、図４３に示す、後洗浄のプロセスシーケンスが始まり、電動モーター１１が５秒間ONして吸引手段が回転し、排出気流で下水管２６の汚物水を気流の流れで排出し、便器内の空気を新鮮な外気に替え、また、約３Lの後洗浄水が第４の電磁弁６３から便器内面を洗う処理をする。
洗浄水の一部が便器の排出口の臭い止め構造６９に溜まり、汚物処理装置４９からの悪臭がトイレ室に逆流して来ないように働く。
また、後洗浄の洗浄水の水量の残りは汚物処理装置４９に流れ込み、粉砕槽２０８にまで流れて、電磁排出弁２１１の弁体を濡らして弁の稼動面の潤滑性を保つ役割もする。
【０１０１】
以上でトイレプロセスのシーケンスの説明を終えるが、温水と温風スタンバイシーケンスについては、先の出願の図１６と図１７と同様であるので説明を省略する。
【０１０２】
本発明は上記の実施例になんら限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、トイレシステムの外に種々の吸引手段や、航空機が運航する高度の真空状態が容易に入手できる環境などでは、本出願の吸引手段と減圧室の減圧状態と置き換えることにより、容易に当業者なら本願と同様の発明目的を実施することは可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
１．本出願の吸引トイレの仕組みを利用して排便をアシストするから、容易に排便ができず、腹筋力が弱くなった高齢者、障害者に優しいトイレとなるから、一般家庭用のトイレのみならず、病院、老人ホーム、高速道路のサービスエリア、電車や航空機などの交通機関の駅舎や車両など不特定多数の人が利用するトイレシステムにも導入できる。
２．病原性有害細菌がトイレを介して蔓延する可能性を、「お尻を拭く」トイレ動作を無くしたことで根本的に解決した。本出願になるトイレシステムは、給食センター、食品加工産業、病院施設などには有効な感染症対策となる。また、高齢者や障害者に優しい社会に貢献し、広く受け入れられると考えられる。
３．トイレットペーパー不要を実現し、汚物を微細に粉砕するから汚物排出を少量の水で問題なく下水管に流せるから上下水道の浄水設備の負荷を軽減できる。
４．立位の小便プロセスにおいて、便器周囲の尿水飛散や、「臭い止め水の跳ね散り」を防止することができ、便器周りの衛生状態を改善できた。
５．高額で大型の真空装置を使用しないで、ほぼ同等以上のトイレ機能が得られ、家庭用に導入できるトイレ形態となった。
【符号の説明】
【０１０４】
１  便器蓋
２  便器蓋軸受
３  便座
４  便座軸受
５  撥水性樹脂層（便座側）
６  撥水性樹脂層（便器側）
７  便器上縁周部
８  汚物溜まり
９  汚物排出口
１０  粉砕溝傾斜底
１１  電動モーター
１２  シロッコファン
１３  粉砕回転体
１４  粉砕刃
１５  汚物落下管
１６  粉砕溝
１７  サイクロン導入路
１８  サイクロン装置
１９  汚物防止カバー
２０  回転軸
２１  補助翼
２２  空気取出管
２３  汚物水排出管
２４  清浄空気管
２５  下水配管
２６  下水管
２７  空気排出管
２８  上部回転軸受
２９  電動モーターフード
３０  供給水ギヤポンプ
３１  供給水配管
３２  インライン温水用ヒーター
３３  温水配管
３４  温水温度センサー
３５  第1の電磁三方弁
３６  第２の電磁三方弁
３７  温水放出配管
３８  パルス水流発生装置
３９  インライン温水加熱制御装置
４０  お尻洗浄ノズルシリンダー
４１  お尻洗浄温水吐出ノズル口
４２  ビデ洗浄ノズルシリンダー
４３  ビデ洗浄温水吐出ノズル口
４４  ビデ洗浄温水配管
４５  お尻洗浄温水配管
４６  温水温度センサー信号ケーブル
４７  温水ヒーター電源ケーブル
４８  便器
４９  汚物処理装置
５０  送風ファン
５１  温風加熱ユニット本体
５２  温風配管
５３  インライン温風ヒーター
５４  温風温度センサー
５５  第3の電磁三方弁
５６  温風吐出シリンダー
５７  温風吐出ノズル口
５８  温風放出配管
５９  インライン温風加熱制御装置
６０  便座内側縁
６１  便座外側縁
６２  後洗浄出水口
６３  第４の電磁弁
６４  便器外カバー
６５  便器ベース
６６  浅いU字形溝
６７  便座のせり上り部
６８  粉砕溝外壁
６９  便器臭い止め
７０  後洗浄水配管
７１  接続フランジ  
８０  下部回転軸受
９０  汚物塊流入防止金網
９１  弁板
９２  ヨーク
９３  電磁コイル
９４  可動コア
９５  円筒回転弁
９６  回転コア
９７  Ｏリング
９８  弁体
９９  ストレート水流吐出期間
１００  パルス水流吐出期間
１０７  「ビデ洗浄」、「水勢変更」、「お尻洗浄」、「乾燥」、「終了」
指令スイッチボード
１０８  温便座通電標示ランプ
１０９  温水スタンバイ標示ランプ
１１０  温風スタンバイ標示ランプ
１１１  人感センサー感知標示ランプ
１１２  着座センサー感知標示ランプ
１１３  「立位小便排出」開始指令スイッチ
１１４  「ビデ洗浄」開始指令スイッチ
１１５  「排便アシスト」指令ボード
１１６  「お尻洗浄」開始指令スイッチ
１１７  水勢「強く」指令スイッチ
１１８  水勢「弱く」指令スイッチ
１１９  「乾燥」開始指令スイッチ
１２０  プロセス「終了」スイッチ
１２１  温風温度センサー信号ケーブル
１２２  温風ヒーター電源ケーブル
１２３  「ストレート水流刺激」開始指令スイッチ
１２４  「パルス水流刺激」開始指令スイッチ
１２５  「温水吐出停止」指令スイッチ
１２６  「吸引刺激」開始指令スイッチ
１２７  吸引力調整ダイアル
２００  気密接続部
２０１  隔壁
２０２  減圧室
２０３  プロペラファン
２０４  汚物導入部
２０５  粗粉砕板
２０６  気/液分離部
２０７  滑り板
２０８  汚物粉砕槽
２０９  電磁アクチュエータ
２１０  汚物排出室
２１１  電磁排出弁
２１２  汚物水排出口
２１３  第２の汚物処理装置の汚物水排出管
２１４  アキュムレーター
２１５  減圧弁
２１６  筋状放熱フィン
２１７  軸受
２１８  開口部
２１９  シロッコファン回転翼
２２０  回転翼支持リング（上）
２２１  回転翼支持板
２２２  放熱フィン
２２３  電動モーター密着面
２２４  回転翼支持リング（下）
２２５  電動モーター支持具
２２６  電動モーターケーシング
２２７  電動モーター固定面
２２８  シロッコファン固定板
２２９  放熱フィンモーター密着面
２４０  水流ポンプ
２４１  水流配管
２４２  ON/OFF電磁弁
２４３  ノズル吐出口（開放端）
２５０  臭い止め水位
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月23日(2019.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
汚物水を下水管２６に排出する時にだけ、吸引手段の回転を止めて便器側と下水管側から大気を導入して、前記したように電磁排出弁２１１の上流と下流が大気圧に等圧か、もしくは、ほとんど等圧になってから、電磁排出弁２１１の電源をONして、弁体が開けられ、汚物水が汚物粉砕槽２０８から下水管２６に向けて汚物排出室２１０を経て、下水管２６に自然流出する。その後に後洗浄プロセスで吸引手段が回転して排出気流を汚物排出室２１０に送ると、下水管２６へ汚物水を気流の流れで押し流す、同時に汚物溜まり８から後洗浄水が汚物粉砕槽２０８に溜まり、新鮮な洗浄水で汚物流路を洗い流して、電磁排出弁２１１の弁体を潤しておくことが出来る。
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月30日(2019.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
第２の汚物処理装置と、便器の汚物溜まりの下部の配管に水層を用いた臭い止め構造を持つ水洗トイレシステムにおいて、立位の小便プロセスの排尿が開始される前から、電磁排出弁を閉じて、下水管方向から大気が逆流するのを防ぎ、電動モーターで吸引手段を回転して減圧室に負圧を作り、跳ね返り水の原因である臭い止め水と尿水を溜めることなく汚物粉砕槽に吸引排出し続け、なおかつ、便器のボウル部上部の空気を吸引しながら排尿を行うことにより、臭い止め構造からの跳ね返り水を防止し、拡散飛散している排尿水の飛沫を吸引気流の中に引き込み、便器の外に飛散することを防止して、便器周りの汚染を防止する特徴の立位の小便プロセスシーケンスを有する請求第５記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月7日(2019.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記、第２の汚物処理装置と、便器と便座の構造が、トイレ使用者が両膝頭を合わせて座ると大腿部で略気密空間を作る構造を持つ排便アシスト吸引式水洗トイレシステムにおいて、
お尻洗浄水の供給水系の配管に、減圧弁と、アキュムレーターと、パルス水流発生装置と、吐出ノズルを有しており、
パルス水流発生装置の上流の近傍にアキュムレーターが設置されていて、
パルス水流発生装置の電磁弁がONして水流を急全開すると、水流の先頭に衝撃力を持った衝撃波を発生し、その衝撃波の衝撃力はアキュムレーターとの干渉で衝撃力が抑えられて緩和されるが、まだ水系の水圧を越える衝撃性の水圧を持ち、肛門の皴の中まで洗浄する高い洗浄能力を持っている衝撃波となって、ノズルから肛門部に吐出される仕組みを有しており、パルス水流温水刺激指令を１回指令するとシーケンスに従ってパルス水流発生装置の電磁弁が複数回ONして複数回全開すると、衝撃力が抑えられた衝撃波をパルス水流の立ち上がり時に持つ、複数のパルス温水吐出流を形成することと、
排便アシストプロセスにおいて、該、複数のパルス温水吐出流と、ビデ洗浄プロセスに使用するストレート温水吐出流を、便意を高揚させるために温水吐出流を肛門に向かって吐出して刺激することと、
さらに、汚物溜まりを負圧にして吸引刺激を肛門と直腸に与えて刺激するプロセスを持っており、両膝頭を合わせる姿勢を取り、前記、汚物処理装置の減圧室と、汚物排出室との隔壁に設けた電磁排出弁を閉じて、電動モーターをONして、吸引手段の回転で便器内の空気を吸引して負圧を作り、吸引刺激を肛門と直腸に与えて排便の便意を高揚させ、排便を促すプロセスを持つことと、
排便アシストプロセスの最初から、吸引刺激と、温水刺激を選択できて、前記、刺激の繰り返しと、温水刺激水勢強度と、吸引刺激強度の調節を可能とするシーケンスを有しており、
排便後のお尻洗浄プロセスにおいて、前記、パルス水流発生装置の電磁弁が複数回ONして、衝撃力が抑えられた衝撃波を水流の立ち上がり時に持つ複数のパルス温水吐出流で肛門の皴の内部も充分洗浄することを可能とした特徴の請求第５記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月8日(2019.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記、第２の汚物処理装置と、便器と便座の構造が、トイレ使用者が両膝頭を合わせて座ると大腿部で略気密空間を作る構造を持つ排便アシスト吸引式水洗トイレシステムにおいて、
お尻洗浄水の供給水系の配管に、減圧弁と、アキュムレーターと、パルス水流発生装置と、吐出ノズルを有しており、
パルス水流発生装置の上流の近傍にアキュムレーターが設置されていて、
パルス水流発生装置の電磁弁をONして水流を急全開し、一定時間で電磁弁をOFFすると、略矩形波状のパルス水流が流れ、水流の先頭に衝撃力を持った衝撃波の第１波を発生し、その衝撃波の衝撃力はアキュムレーターとの干渉で衝撃力が抑えられて緩和されるが、まだ水系の水圧を越える衝撃性の水圧を持ち、肛門の皴の中まで洗浄する高い洗浄能力を持っている衝撃波となり、ノズルから、該、衝撃波を持つ略矩形波状のパルス水流を肛門部に吐出する仕組みを有しており、
パルス水流温水刺激指令を１回指令すると、シーケンスに従ってパルス水流発生装置の電磁弁が複数回ONして、複数回電磁弁を全開すると、前記、衝撃力が抑えられた衝撃波を各パルス水流の立ち上がり時に持つ、複数のパルス温水吐出流がノズルから吐出されることと、
排便アシストプロセスにおいて、該、複数のパルス温水吐出流と、ビデ洗浄プロセスに使用するストレート温水吐出流を肛門に向かって吐出して、便意を高揚させるために温水吐出流で刺激することと、
さらに、両膝頭を合わせる姿勢を取り、前記、汚物処理装置の減圧室と、汚物排出室との隔壁に設けた電磁排出弁を閉じて、電動モーターをONして、吸引手段の回転で便器内の汚物溜まりの空気を吸引して負圧にして、吸引刺激を肛門と直腸に与えて排便の便意を高揚させ、排便を促すプロセスを持つことと、
排便アシストプロセスの最初から、吸引刺激と、温水刺激を選択できて、刺激の繰り返しのシーケンスを有していることと、
温水刺激水勢強度と、吸引刺激強度の調節を可能とする手段を有しており、
排便後のお尻洗浄プロセスにおいて、パルス水流発生装置の電磁弁がONすると、前記、衝撃力が抑えられた衝撃波を水流の立ち上がり時に持つ複数のパルス温水吐出流で、肛門の皴の内部も充分洗浄することを可能とした特徴の請求第５記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月17日(2019.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記、汚物処理装置が、減圧室と、汚物排出室とで構成されていて、
減圧室が減圧部と、汚物導入部と、底部に汚物粉砕槽を持つ構造で構成されており、
減圧室と汚物排出室は隔壁を介して接続されている構造で、
減圧室の汚物導入部が便器の汚物排出口と気密的に接続しており、減圧部で汚物溜まりの空気を吸引して吸引気流を作成する吸引手段が、シロッコファンまたはプロペラファンであり、該吸引手段を駆動する電動モーターに放熱フィンを密着設置した状態で、吸引手段の回転で生ずる吸引気流または排出気流の中に設置して熱交換し、冷却する構造で、
前記、隔壁の上部に吸引手段から排出される排出気流を汚物排出室に送り込む開口部が設けられており、また、減圧室と汚物排出室との隔壁の下部に汚物水排出口が設けられており、
該汚物水排出口の底部の位置が汚物粉砕槽の底部よりも低い位置に設けられていて、汚物水排出口にフランジを介して電磁排出弁が取り付けられており、電磁排出弁が閉の時には電磁排出弁が汚物粉砕槽の壁の一部となるように形成されており、電磁排出弁の電磁アクチュエータ部は、汚物排出室内か、または汚物排出室の外に取り付けられていて、弁体を開閉操作し、
汚物粉砕槽から汚物水を下水管に排出する時には、電磁排出弁の上流と下流の圧力を等圧にしてから、電磁排出弁の電源をONして電磁排出弁を開き、汚物粉砕槽から下水管に向かって繋がっている汚物排出室および汚物水排出管の底部が下水管の方向に下降傾斜している流出経路に沿って、汚物水が自然流出して、下水管に排出するプロセスの時だけ電磁排出弁の電源をONして電磁排出弁を開き、汚物水を下水管に排出するプロセス以外の吸引気流または排気気流を作成するプロセスか、あるいは、汚物粉砕を行うプロセスでは電磁排出弁の電源はOFFされていて電磁排出弁が閉になっているシーケンスが組まれており、
前記、汚物導入部が便器との接続部から鉛直下方に伸びており、内部の壁面に複数の粗粉砕板を配列し、汚物が便器から落下すると、大きな糞便の塊が砕かれて小さな塊に粗粉砕され、該汚物導入部の下端で吸引気流が下降気流から上昇気流に、気流の方向が急激に変わって、汚物塊および洗浄水を遠心力で飛ばし、汚物および液体と、清浄空気を分離する気/液分離部を持ち、上昇気流が吸引手段の回転で吸い上げられて、角度を持った回転翼に当たると、押し出し力を受けて排出気流となり、排出気流は前記、電動モーター自身か、電動モーターに密着設置した放熱フィンの表面に衝突して熱交換を行い、電動モーターを冷却した後、前記、隔壁の上方に設けた開口部から汚物排出室に入り、該汚物排出室の下部に接続されている汚物水排出管に入り、汚物水を下水管へと移送する排出気流の流れとなり、
一方、前記、汚物導入部に落下した汚物塊は、粗粉砕板と衝突して、小汚物塊となり、洗浄水と共に汚物導入部の下にある滑り板部に落下すると、汚物粉砕槽に滑り落ち、該汚物粉砕槽の中で、電動モーターの回転軸の先端に固定設置された粉砕刃が回転して、微細な汚物粒と、洗浄水と、空気が混合された汚物水となり、前記、汚物粉砕槽の壁の一部になっている電磁排出弁を開くと、底部の下降傾斜に沿って流れて汚物排出室の底部に接続した汚物水排出管に入り、排出気流に押されて汚物水排出管から下水配管を通って下水道管に排出される特徴の第２の汚物処理装置を持つ請求第１記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。           
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記、第２の汚物処理装置と、トイレ使用者が両膝頭を合わせて座ると大腿部で略気密空間を作る便器と便座の構造を持つ排便アシスト吸引式水洗トイレシステムにおいて、
乾燥プロセスが、前記、減圧室と汚物排出室との隔壁に設けた電磁排出弁を閉じて減圧室に大気が逆流しないようにしてから、肩幅に大腿部を広げて座り、吸引手段の回転でトイレ使用者の大腿間を通って外気を便器に吸引して吸引気流を作り、トイレ使用者の陰部と臀部の陰毛と皮膚を振るわせて、水滴を振るい落とす１段目の吸引乾燥プロセスと、次に、洗浄した陰部と臀部に任意時間長で温風を吐出する２段目の温風乾燥プロセスを持ち、ノズルからの温風吐出と同時に、前記、電磁排出弁を閉じた状態で、吐出温風量速より僅かに少ない空気量を吸引手段で吸引するシーケンスを含んでいる特徴を有する請求第５記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
第２の汚物処理装置と、便器の汚物溜まりの下部の配管に水層を用いた臭い止め構造で、立位の小便プロセスの排尿が開始される前から、電磁排出弁を閉じて、下水管方向から大気が逆流するのを防ぎ、電動モーターで吸引手段を回転して減圧室に負圧を作り、跳ね返り水の原因である臭い止め水と尿水を溜めることなく汚物粉砕槽に吸引排出し続け、なおかつ、便器のボウル部上部の空気を吸引しながら排尿を行うことにより、臭い止め構造からの跳ね返り水を防止し、拡散飛散している排尿水の飛沫を吸引気流の中に引き込み、便器の外に飛散することを防止して、便器周りの汚染を防止する特徴の立位の小便プロセスシーケンスを有する請求第５記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月21日(2019.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
乾燥プロセスが、前記シロッコファンと補助翼の回転でトイレ使用者の大腿間を通って外気が便器に流入する吸引気流を作り、トイレ使用者の陰部と臀部の陰毛と皮膚を振るわせて水滴を振るい落とす１段目の吸引乾燥プロセスと、次に、温風を陰部と臀部に任意時間長で吐出する２段目の温風乾燥プロセスを持ち、前記温風吐出と同時に、吐出温風量速より僅かに少ない空気量速をシロッコファンと補助翼で吸引することを可能とするシーケンスを含んでいる特徴を有する請求第１記載の排便アシスト吸引式水洗トイレシステム。