(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器本体の底部に設けられた所定量の液体を一時貯溜するトラップ部と、前記便器本体に対し洗浄水を供給する洗浄水配管と、前記洗浄水配管に設けられた流量調整バルブとを有する小便器用洗浄システムであって、
前記トラップ部内の液面変化を検出する圧力センサと、前記圧力センサが検出した前記トラップ部内の液面変化に応じて細かい液面変化に基づく特徴量を抽出して、当該特徴量に応じて出水栓詰まり状態、排出部詰まり状態を予測判断する判断手段と、前記判断手段の予測判断に基づいて前記流量調整バルブを、前記出水栓詰まり状態又は排出部詰まり状態に応じた前記流量調整バルブの開度を調整するバルブ制御手段とを有して構成したことを特徴とする小便器用洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小便器用洗浄システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、小便器の場合には、用足しをした後に小用を受ける便器本体を洗浄するために、その便器本体の内部天面より洗浄水（一般には、通常の水が使用される）を流すようになっている。このように洗浄水を流すためには、便器本体の上部に取り付けられた小便器洗浄弁の押しボタンを使用者が押すことにより、一定量の洗浄水が流れ出た後、停止するようなものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した小便器においては、その汚れ、異常を検出するための適切な手段がなく、例えば、頻繁に清掃、巡視を行って、その状態を清潔に保つ必要があり、清掃、巡視は人件費、労力などの面から疎まれるという問題点があり、小便器の異常を検出して、その異常に対処することができる手段の出現が早急に要請されていた。
【０００４】
本発明は、上記の問題点に着目して成されたものであって、その目的とするところは、小便器の異常を検出して、その異常に対処することができる小便器用洗浄システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る小便器用洗浄システムは、便器本体の底部に設けられた所定量の液体を一時貯溜するトラップ部と、前記便器本体に対し洗浄水を供給する洗浄水配管と、前記洗浄水配管に設けられた流量調整バルブとを有する小便器用洗浄システムであって、前記トラップ部内の液面変化を検出する圧力センサと、前記圧力センサが検出した前記トラップ部内の液面変化に応じて細かい液面変化に基づく特徴量を抽出して、当該特徴量に応じて出水栓詰まり状態、排出部詰まり状態を予測判断する判断手段と、前記判断手段の予測判断に基づいて前記流量調整バルブを、前記出水栓詰まり状態又は排出部詰まり状態に応じた前記流量調整バルブの開度を調整するバルブ制御手段とを有して構成したことを特徴とする。
【０００８】
かかる構成により、通常の洗浄水排出時の液位上昇の速度を検出し、この上昇速度が緩慢であれば、配水管の詰まりと予測し、また、排出終了後の液位の減少速度を検出し、この減少速度が緩慢であれば、排水管の詰まりと予測する。これにより、事前に詰まりを予測でき、薬液を投入する、或いは警告信号を送信するなどの処置を取ることができる。このように小便器の異常を検出して、その異常に対処することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る小便器用洗浄システムの実施の形態例１を示す縦断面図である。
【００１７】
同図に示すように、小便器Ｓは尿を受けるように前面が解放された便器本体１を備えており、この便器本体１の底面中央には凹部２が形成してあり、その凹部２の中央には配水管３が一体に形成してある。そして、その配水管３の上端部３ａは、凹部２の底面２Ｂよりも上方に突出形成してある。そして、配水管３の上端部３ａには、下方に開口した蓋４が被せてある。そして、この凹部２、配水管３及び蓋４によりトラップ部５が構成してある。
【００１８】
前記トラップ部５は、凹部２内に液体（水）が注入されてくると、当初は、そのまま配水管３からは排出されず、凹部２内に液体を貯溜する。凹部２に一定以上液体が溜まると、それ以上の液体は配水管３を介して排出されるようになっている。すなわち、凹部２内に流入してきた液体は、蓋４の適宜位置に設けられた開口（図示せず）を介して蓋４内に流入し、その蓋４の内面と配水管３の外周面との間に入る。そして、液位が上昇して配水管３の上端部３ａよりも上方に達すると、配水管３、蓋４間に存在する液体が配水管３の上部開口より配水管３に流れ込み排出される。
【００１９】
また、便器本体１の内部天面には洗浄水配管７の先端部が接続してあり、洗浄水配管７の途中に流量調整バルブ８が配置してある。そして、流量調整バルブ８を開くと、洗浄水配管７の先端から便器本体１内に洗浄水が供給され、流量調整バルブ８を閉じると、便器本体１内への洗浄水の供給が停止される。
【００２０】
ここで本発明では、流量調整バルブ８を開いている時には、その開度を調整できるようにしている。このように開度（及び開時間）を調整することにより、単位時間当たりに流れる洗浄水の流量を調整する。そして、その開度（及び開時間）は、圧力センサ（微圧力センサユニット）１０から出力される制御信号に基づいて調整される。
【００２１】
前記トラップ部５の凹部２の周壁部２Ａには接続孔２０が形成してあり、この接続孔２０の下部は、凹部２の底面２Ｂと略同一平面内に位置している。そして、この接続孔２０に、圧力センサ１０が、その圧力導入管１３ａで接続してあり、この圧力センサ１０は、微圧力センサ部（半導体圧力センサ部）１３と、微圧力センサ部１３からの出力信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路とを備え、用足しがされた際の洗浄水の量や、異常の有無等を判別し、その判別結果に応じて流量調整バルブ８の開度（及び開時間）を決定し、その決定した開度になるように信号処理を流量調整バルブ８に送るようになっている。
【００２２】
すなわち、圧力センサ１０は、図２に示すようにケース１４を有しており、このケース１４には前記圧力導入管１３ａが設けてある。この圧力導入管１３ａは微圧力センサ部１３の入力側に連通しており、この微圧力センサ部１３の出力側はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１５と設定比較回路１６のそれぞれの入力側に接続してある。このハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１５は、細かい液面変化に基づく特徴量（圧力値に応じた信号）を抽出し、次段の波形判別回路１７に送るようにしてある。この波形判別回路１７では、与えられた圧力情報、すなわち液面情報（液位）に基づいて、正常状態、出水栓詰まり状態、排出部詰まり状態を予想するデータを算出し、その算出結果をバルブ制御回路１８に出力するようにしてある。
【００２３】
そして、上記した波形判別回路１７はサンプリング回路を備えており、この波形判別回路１７では、センサ出力信号（ハイパスフィルタ（ＨＰＦ後）からサンプリング回路を介して図３の（１）に示す標準的な水位としての液位（液圧）変化の波形と、図３の（２）に示す出水栓詰まりと予想される洗浄水の液位（液圧）変化の波形と、図３の（３）に示す排出部詰まりと予想される洗浄水の液位（液圧）変化の波形と、図４の（１）に示す洗浄水の立上り液位変化の波形と、図４の（２）に示す洗浄水の立下り液位変化の波形とを判別する。
【００２４】
図３の（１）に示す標準的な液位変化の波形は、小用時の液位イと洗浄水を流した時の液位ロとを時間経過と共に表している。また、図３の（２）に示す出水栓詰まりと予想される洗浄水の液位変化の波形は、標準的な液位変化の波形に比較して洗浄水を流した時の液位ロの変化が小さくなっている。図３の（３）に示す排出部詰まりと予想される洗浄水の液位変化の波形は、標準的な液位変化の波形に比較して洗浄水を流した時の液位ロの変化が大きくなっている。
【００２５】
また、図４の（１）に示す洗浄水の立上り液位変化の波形においては、出水栓詰まりと予想される場合ａは、正常な洗浄水の立上り液位ｂより緩やかになり、排水部詰まりと予想される場合ｃは、正常な洗浄水の立上り液位ｂと同じ立上りではあるがより高くなる。
【００２６】
また、図４の（２）に示す洗浄水の立下り液位変化の波形においては、出水栓詰まりと予想される場合ａ−１は、正常な洗浄水の立下り液位ｂ−１の立下り速度と同じであり、排水部詰まりと予想される場合ｃ−１は、正常な洗浄水の立下り液位ｂ−１の立下り速度より緩やかになる。
【００２７】
そして、バルブ制御回路１８は、与えられた洗浄水に関するデータに基づき、洗浄水の量を決定し、必要なバルブ開度を求めて流量調整バルブ８に対して制御信号を出力するものである。
【００２８】
一方、設定比較回路１６では、正常状態の液位のデータ（圧力値）と、出水栓詰まり状態、排出部詰まり状態を予想する液位とを比較し、出水栓詰まり状態、排出部詰まり状態と予想される場合には、異常信号をバルブ制御回路１８と警報出力回路１９に出力するようにしてある。そして、この設定比較回路１６の内部構成は基本的には比較器（比較手段）で構成できる。
【００２９】
つまり、現在の液位（正常状態の液位）のデータは圧力と等価であり、その圧力に応じた電気信号が微圧センサ部１３から出力されるので、この出力信号を比較器の一方の入力端子に接続する。そして、出水栓詰まり状態、排出部詰まり状態を予想するときの液位、すなわち、圧力に基づく電気信号は分かっているので、それより一定のマージンだけ低い値を設定値として比較器の他方の入力端子に与えるようにする。これにより、センサ出力が設定値を終えた場合に比較器の出力が高レベルＨになり、異常信号を出力するようにすることができる。
【００３０】
そして、設定比較回路１６から異常信号を受けたバルブ制御回路１８は、流量調整バルブ８に対し、「開度＝０（バルブを閉じる）」旨の制御信号を発する。更に、設定比較回路１６から異常信号を受けた警報出力回路１９では、ブザーを鳴らしたり、遠隔地の監視室に対して有線、無線により警報信号を発し、「小便器が故障している恐れがある」等を通知するようにしてある。
【００３１】
図５に示すように、用を足しているときには、排尿が進むにつれてトラップ部５に尿が溜まるため、そのトラップ部５内の液位が上昇し、圧力も上昇するので、センサ出力も上昇する。なお、実験を繰り返し行ったところ、トラップ部５にすでに比較的液体（水）が溜まっている場合には、実線のような軌跡をとり、トラップ部５に液体が溜まっていない（蒸発している）場合には、破線のような軌跡をとることが分かった。
【００３２】
通常、小便器のトラップ部５には一定量の水を溜めており、これにより悪臭を防いでいる。しかしながら、共通の給排水系統をもつ他の大便器等の水流による負圧、又は自然蒸発などでトラップ部５内の水量が減少して、悪臭が発生する場合がある。
【００３３】
本発明によれば、上記した圧力センサ１０を有することで、トラップ部５内の水量（液量）を検出することが可能であり、トラップ部５内の水量（液量）の減少に対して流量調整バルブ８の開度の調整により、トラップ部５内に洗浄水を供給して悪臭を防止する。
【００３４】
すなわち、トラップ部５内の水量（液量）のデータは圧力と等価であり、その圧力に応じた電気信号が微圧センサ部１３から出力されるので、この出力信号を比較器の一方の入力端子に接続する。そして、トラップ部５内の水量が減少したときの液位、すなわち、圧力に基づく電気信号は分かっているので、それより一定のマージンだけ高い値を設定値として比較器の他方の入力端子に与えるようにする。これにより、センサ出力が設定値を終えた場合に比較器の出力が高レベルＨになり、流量調整バルブ８の開度の調整により、トラップ部５内に洗浄水を供給して悪臭を防止する。
【００３５】
また、本発明によれば、上記したように液位変化を連続的に検出することができる。すなわち、図４の（１）に示す洗浄水の立上り液位変化の波形と、図４の（２）に示す洗浄水の立下り液位変化の波形とが検出可能であるために、以下の方法で、水路（給水管、排水管）の詰まりを予測することが可能である。
【００３６】
すなわち、通常の洗浄水排出時の液位上昇の速度を検出し、この上昇速度が緩慢であれば、配水管の詰まりと予測し、また、排出終了後の液位の減少速度を検出し、この減少速度が緩慢であれば、排水管の詰まりと予測する。これにより、事前に詰まりを予測でき、薬液を投入する、或いは警告信号を送信するなどの処置を取ることができる。
【００３７】
また、前記圧力センサ１０が、例えば、可動電極と固定電極とを有する静電容量式の微圧力センサ部を備えていて、可動電極が液圧を受けて移動して可動電極と固定電極との間隙の変化による静電容量の変化をセンサ出力とするような場合には、微圧力センサ部の異常発振の有無を調べることにより、圧力センサ１０に対して自己診断機能を持たせることができる。これにより、圧力センサ１０自体の異常による誤報（直接的な液位情報によらない障害の通報）を防止することができる。
【００３８】
また、図６に示すように複数の小便器Ｓの洗浄水制御をコントローラＣで集中管理するようにしてもよい。各小便器Ｓの構成は上記した単独の小便器Ｓの構成と同様であるために、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３９】
そして、各小便器Ｓが備える圧力センサ１０からはコントローラＣに水（圧力）変化の出力信号が入力されている。そして、各小便器Ｓには、コントローラＣからの出力信号により、例えば、使用可能の表示が点灯表示されるようにしてある。
【００４０】
この場合において、各小便器Ｓに設けられた圧力センサ１０で、各小便器Ｓのトラップ部５内の液量を検出することが可能であり、トラップ部５内の液量の減少に対しては、その信号はコントローラＣに送られるために、コントローラＣで、各小便器Ｓの使用頻度のばらつきをみて、使用頻度の少ない小便器Ｓは異常が発生している予想することにより、その小便器Ｓにおける不使用を決定し、使用可能の表示を消灯して使用禁止処置をとる。
【００４１】
また、前記圧力センサ１０が、例えば、可動電極と固定電極とを有する静電容量式の微圧力センサ部を備えていて、可動電極が液圧を受けて移動して可動電極と固定電極との間隙の変化による静電容量の変化をセンサ出力とするような場合には、微圧力センサ部の異常発振の有無を調べることにより、圧力センサ１０に対して自己診断機能を持たせることができる。これにより、圧力センサ１０自体の異常による誤報（直接的な液位情報によらない障害の通報）を防止する。
【００４２】
また、図７に示すように図６に示す洗浄システムに加えてコントローラＣに通信ユニットＭを介して通信網Ｈ（広域であれば公衆電話回線等、施設内であれば、ビルオートメーション／ホームオートメーション用回線）を接続して、遠隔地の監視室で、コントローラＣから通信により送られてくる各小便器Ｓの使用頻度のばらつきをみて、使用頻度の少ない小便器Ｓは異常が発生している予想することにより、その小便器Ｓにおける不使用を決定し、使用可能の表示を消灯して使用禁止処置をとる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る小便器用洗浄システムによれば、通常の洗浄水排出時の液位上昇の速度を検出し、この上昇速度が緩慢であれば、配水管の詰まりと予測し、また、排出終了後の液位の減少速度を検出し、この減少速度が緩慢であれば、排水管の詰まりと予測する。これにより、事前に詰まりを予測でき、薬液を投入する、或いは警告信号を送信するなどの処置を取ることができる。このように小便器の異常を検出して、その異常に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る小便器用洗浄システムの実施の形態例１を示す縦断面図である。
【図２】同小便器用洗浄システムにおける圧力センサの構成説明図である。
【図３】（１）は同圧力センサにおける標準的な液位（水圧）変化の波形図である。（２）は同圧力センサにおける出水栓詰まりと予想される洗浄水の液位（水圧）変化の波形図である。（３）は同圧力センサにおける排出部詰まりと予想される洗浄水の液位（水圧）変化の波形図である。
【図４】（１）は同圧力センサにおける洗浄水の立上り液位の波形図である。（２）は同圧力センサにおける洗浄水の立下り液位の波形図である。
【図５】同圧力センサのセンサ出力信号である用足しに基づく波形図である。
【図６】本発明に係る小便器用洗浄システムの実施の形態例２を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係る小便器用洗浄システムの実施の形態例３を示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｓ  小便器
５  トラップ部
８  流量調整バルブ
１０  圧力センサ
１３  微圧力センサ部
１５  ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１６  設定比較回路
１７  波形判別回路
１８  バルブ制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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