(57)【要約】      （修正有）【課題】バルブ駆動装置の構成要素を大型化することなく、バルブの反応速度が速く、かつ、バルブ動作が安定したバルブ駆動装置を提供する【解決手段】ソレノイドコイルへの通電により流路を開閉するように駆動されるソレノイドバルブ１１と、電源３０，３３からの一次側電圧を変圧して、二次側電圧に変換する電圧変換手段３６と、ソレノイドコイルの前段に設けられ、ソレノイドコイルへの通電を開始あるいは停止するバルブ駆動手段４２と、電圧変換手段およびバルブ駆動手段を制御する制御部３８とを備え、電圧変換手段とソレノイドコイルの間に設けられ、電圧変換手段からの出力電流により充電され、ソレノイドバルブを開弁するときにソレノイドコイルに電流を供給する開駆動用コンデンサ４０と、電圧変換手段からの出力電流により充電され、ソレノイドバルブを閉弁するときにソレノイドコイルに電流を供給する閉駆動コンデンサ４１とを備える【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドコイルへの通電により流路を開閉するように駆動されるソレノイドバルブと、
電源からの一次側電圧を変圧して、二次側電圧に変換する電圧変換手段と、
前記ソレノイドコイルの前段に設けられ、前記ソレノイドコイルへの通電を開始あるいは停止するバルブ駆動手段と、
前記電圧変換手段および前記バルブ駆動手段を制御する制御部と、
を備えたラッチング式のバルブ駆動装置であって、
前記電圧変換手段と前記ソレノイドコイルの間に設けられ、
前記電圧変換手段からの出力電流により充電され、
前記ソレノイドバルブを開弁するときに前記ソレノイドコイルに電流を供給する開駆動用コンデンサと、
前記電圧変換手段からの出力電流により充電され、
前記ソレノイドバルブを閉弁するときに前記ソレノイドコイルに電流を供給する閉駆動コンデンサと、
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２】
前記開駆動用コンデンサと、
前記閉駆動コンデンサの間に充放電防止手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のバルブ駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバルブ駆動装置を用いて流路を開閉することで、洗浄を制御する便器洗浄装置。
【請求項４】
バルブ駆動手段によって流路開放し、直後にバルブ駆動手段によって流路を閉鎖することで、便器へ封水の補給を行う請求項３に記載の便器洗浄装置
【請求項５】
前記バルブ駆動手段を用いて流路を開放後、第１時間経過後に前記バルブ駆動手段により流路を閉鎖する主洗浄動作と、
前記主洗浄動作終了後に、前記バルブ駆動手段を用いて流路を開放後、第１時間よりも短い第２時間経過後に前記バルブ駆動手段により流路を閉鎖する封水補給動作と、を実行する請求項３に記載の便器洗浄装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドバルブを駆動するバルブ駆動装置に関する。 
【背景技術】
【０００２】
ラッチング式ソレノイドバルブは、従来から水やガスなどの流体の経路を開閉するために用いられており、ソレノイドコイルへの通電によりプランジャを移動させて流路の開／閉状態を切替える。流路の開状態または閉状態を維持しているときには、ラッチング式ソレノイドバルブは、電力を用いず、永久磁石の磁力またはバネの弾性力を利用してプランジャを保持する。一方、開状態と閉状態との切替え時には、電力を用いてプランジャを移動させる。よって、ラッチング式ソレノイドバルブは、開／閉状態の切替え時に最も大きな電力を消費する。
【０００３】
このようなラッチング式ソレノイドバルブの電源として、水力発電機または電池を用いることが考えられている。水力発電機または電池は、ＡＣ電源と異なり電源配線工事を必要としない点で有利である。水力発電機を電源として用いた場合、その出力に蓄電コンデンサを接続する。しかし、蓄電コンデンサの出力電圧は、蓄電コンデンサに蓄積された電荷量によって変化してしまう。また、電池を電源として用いた場合、バルブ駆動装置の小型化のため、並びに、電池交換の手間および費用の軽減のために電池の本数が制限される。この場合、電源の電力が制限されることになる。従って、水力発電機または電池を電源として用いた場合、安定した電力を効率的に供給するための電圧を安定化する手段として、ＤＣＤＣコンバータ（以下、電圧変換手段という）が必要となる。この電圧変換手段は、入力電圧より高い電圧を出力する昇圧回路、もしくは入力電圧より低い電圧を出力する降圧回路である。
【０００４】
電圧変換手段がソレノイドコイルへの通電時における大きな電流を直接出力するためには、電圧変換手段の構成要素を大型化（大容量化）させなければならない。そこで、電圧変換手段全体を小型化するために、回路の出力に電解コンデンサを設けている。この電解コンデンサは、電圧変換手段からの出力された電流を蓄積し、通電時に電流をソレノイドコイルへ供給する。電解コンデンサを設けることによって、電圧変換手段は、大電流を直接出力する必要がなく、構成要素を小型化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７１４１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような電解コンデンサは、ソレノイドコイルへの通電によって電流を消費するため、次のソレノイドコイルへの通電に向け、電圧変換手段からの出力電流を充電する必要がある。この時、電解コンデンサの充電時間は、小型化された電圧変換手段の出力電流に制約されてしまう。つまり、この充電時間がバルブを連続的に動作させる際の制約となってしまうため、一度バルブが動作してから次にバルブを動作させるまでの反応速度が遅くなってしまう。
【０００７】
また、電解コンデンサの充電時間を待たずに、連続的にソレノイドコイルへの通電を行うこともできる。しかしながら、電解コンデンサは充電していた電荷が消費されているため、バルブ駆動電圧を確保できずにバルブ動作が不安定になる可能性がある。
【０００８】
上記のような課題は、ラッチング式ソレノイドバルブを使用した水栓装置や便器洗浄装置において、次のような場合に問題となる。まず、水栓装置においては、使用者が指先洗いなどの目的で瞬間的に吐水させる場合である。このような場合、吐水のために電磁弁を開く動作を行い電解コンデンサの電荷が消費されると、使用者が行為を終了していても電解コンデンサの充電が完了するまで止水できず、無駄な水が発生する。また、便器洗浄装置においては、便器への封水注入のために少量の吐水させる場合に問題が発生する。このような場合、必要とされる洗浄水量はごく僅かな為、吐水開始から止水までの時間を短くしたいが電解コンデンサの充電時間が制約となり、必ず一定期間弁を開放することとなり必要以上の水を吐出してしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、バルブ駆動装置の構成要素を大型化することなく、バルブの反応速度が速く、かつ、バルブ動作が安定したバルブ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、ソレノイドコイルへの通電により流路を開閉するように駆動されるソレノイドバルブと、電源からの一次側電圧を変圧して、二次側電圧に変換する電圧変換手段と、前記ソレノイドコイルの前段に設けられ、前記ソレノイドコイルへの通電を開始あるいは停止するバルブ駆動手段と、前記電圧変換手段および前記バルブ駆動手段を制御する制御部と、を備えたラッチング式のバルブ駆動装置であって、前記電圧変換手段と前記ソレノイドコイルの間に設けられ、前記電圧変換手段からの出力電流により充電され、前記ソレノイドバルブを開弁するときに前記ソレノイドコイルに電流を供給する開駆動用コンデンサと、前記電圧変換手段からの出力電流により充電され、前記ソレノイドバルブを閉弁するときに前記ソレノイドコイルに電流を供給する閉駆動コンデンサと、を備えたことを特徴とする。
これにより、ソレノイドバルブの開駆動時と閉駆動時の電流供給源を独立させることができる。つまり、ソレノイドコイルへの通電によって電流が消費されたコンデンサの充電時間を待つことなく、次のソレノイドコイルへの通電が可能となる。その結果、ソレノイドバルブの連続駆動が可能となる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、前記開駆動用コンデンサと、前記閉駆動コンデンサの間に充放電防止手段を設けたことを特徴としている。
これにより、ソレノイドコイルへの通電時に電流を取り出す電源である開駆動用コンデンサと閉駆動コンデンサが互いに充放電することを防止できる。その結果、ソレノイドバルブの開駆動もしくは閉駆動によって、どちらか一方のコンデンサが電流を消費された状態において、もう一方のコンデンサより充電電流が流れることを防ぐことができる。これにより、未使用状態のコンデンサの電圧をソレノイドバルブ駆動規定電圧で保つことができ、確実なバルブ駆動が可能となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、バルブ駆動装置を備えた便器洗浄装置が提供される。
本発明のバルブ駆動装置を便器洗浄装置に適用することによって、吐水開始から止水まで、すなわち洗浄開始から終了までの時間を短く設定することが可能となる。これにより、総洗浄水量を低く設定することが可能となり、無駄水の発生を抑制することが可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によればバルブ駆動手段によって流路開放し、直後にバルブ駆動手段によって流路を閉鎖することで、便器へ封水の補給を行う便器洗浄装置が提供される。
本発明を本発明のバルブ駆動装置を便器洗浄装置に適用することによって、吐水開始から止水までを短く設定することが可能となり、従来の便器洗浄装置では不可能であった極少量の吐水が可能となる。これにより、便器の洗浄動作を発生させずに便器へ水を供給することが可能となる。これにより、便器の便鉢部に溜まっている封水が不足した場合であっても、これを補給することが可能となる。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、前記バルブ駆動手段を用いて流路を開放後、第１時間経過後に前記バルブ駆動手段により流路を閉鎖する主洗浄動作と、前記主洗浄動作終了後に、前記バルブ駆動手段を用いて流路を開放後、第１時間よりも短い第２時間経過後に前記バルブ駆動手段により流路を閉鎖する封水補給動作と、を実行する便器洗浄装置が提供される。
これにより、主洗浄動作においては汚物を排出するのに必要十分な洗浄水量で洗浄を行うことができる。また、封水補給動作において、封水を確保するような極めて少ない量の水を流すことが可能となり、全体として必要最低限の水量で便器の洗浄から封水の確保までを行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、バルブ駆動装置の構成要素を大型化することなく、バルブの連続動作を電解コンデンサの充電時間に制約されることのないバルブ駆動装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る第１の実施形態に従った便器洗浄装置１の適用例を示す図
【図２】第１の実施形態に従った便器洗浄装置１の構成を示す模式図
【図３】第１の実施形態に従ったコントローラ１３の回路構成例を示す図
【図４】第１の実施形態に従ったバルブ駆動装置の動作を示すタイミング図
【図５】本発明に係る第２の実施形態に従ったコントローラ１３の回路構成例を示す図
【図６】本発明に係る第３の実施形態に従ったコントローラ１３の回路構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る第１の実施形態に従った便器洗浄装置１の適用例を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る便器洗浄装置１の構成を示す模式図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の便器洗浄装置１は、便器２への吐水を行うことで便器２を洗浄する。便器洗浄装置１は、給水管３から供給される水を、便器２の洗浄水として、便器２に吐水する。給水管３によって供給される水は、止水栓４を介して流入管５によって便器洗浄装置１に流れ込む。便器洗浄装置１から吐水される洗浄水は、便器２に接続される流出管６により便器２に流れ込む。
【００２０】
図１及び図２に示すように、便器洗浄装置１は、ラッチング式ソレノイドバルブであるバルブ１１を含む装置本体１０と、人体検知センサ１２と、コントローラ１３とを備える。便器洗浄装置１においては、装置本体１０、人体検知センサ１２、およびコントローラ１３は、略直方体状の外形を有するケーシング１５内に設けられる。図１に示すように、リモコン装置１４が、例えば便器２が設置される部屋の壁に取り付けられること等により、便器２の使用者が操作可能な位置に設けられる。
【００２１】
本実施形態の便器洗浄装置１においては、使用者が便器洗浄のためにリモコン装置１４を操作することによって便器２に洗浄水が吐水される意思洗浄と、意思洗浄が行われなかった場合等に自動的に便器２に洗浄水が吐水される自動洗浄とが行われる。以下、便器洗浄装置１の各部の詳細について説明する。
【００２２】
図２に示すように、装置本体１０は、洗浄水の供給を
受ける入水口１６と、便器２へ吐水される洗浄水の流出口としての出水口１７とを有する。入水口１６には、給水管３（図１）によって供給される水を便器洗浄装置１に導く流入管５（図１）が接続される。出水口１７には、洗浄水を便器２へと導く流出管６（図１）が接続される。
【００２３】
装置本体１０においては、給水管３から供給される洗浄水が、流入管５を介して入水口１６から流れ込む（矢印Ａ１参照）。入水口１６から流れ込んだ洗浄水は、装置本体１０内に形成される水の通路を通って、出水口１７から流れ出て（矢印Ａ２参照）、流出管６を介して便器２へと供給される。以下の説明では、装置本体１０において入水口１６と出水口１７との間に設けられる洗浄水の通路を「本体内通水路」という。
【００２４】
装置本体１０は、ピストンバルブ１８を有する。ピストンバルブ１８は、本体内通水路において入水口１６の下流側に設けられる。ピストンバルブ１８は、本体内通水路内において上下方向に移動可能に設けられる。ここで、上下方向とは、便器２が設置される床面に対して略垂直方向、つまり略鉛直方向である。以下の説明では、ピストンバルブ１８の移動方向である上下方向を、便器洗浄装置１における上下方向とする。
【００２５】
ピストンバルブ１８は、パッキン１８ａを有する。パッキン１８ａは、装置本体１０においてピストンバルブ１８の摺動面として形成される壁面と、ピストンバルブ１８の外周面との間をシールする。
【００２６】
装置本体１０において、ピストンバルブ１８の上側には、背圧室１９が設けられている。背圧室１９は、ピストンバルブ１８の内部に形成される連通路１８ｂを介して入水口１６と連通する。ピストンバルブ１８の下側には、二次側水路２０が設けられている。二次側水路２０に流れ込む水は、出水口１７から流れ出る。入水口１６と二次側水路２０とは、ピストンバルブ１８が最下端に位置することで非連通状態となり、ピストンバルブ１８が最下端の位置から上昇することで連通状態となる。
【００２７】
背圧室１９は、バイパス流路２１によって二次側水路２０に連通する。このバイパス流路２１に、バルブ１１が設けられる。バルブ１１は、バイパス流路２１の開閉を行う。つまり、バルブ１１の開閉により、バイパス流路２１を介する背圧室１９と二次側水路２０との連通状態・非連通状態が切り換えられる。
【００２８】
バルブ１１は、ソレノイドコイル（図示せず）への通電によって、プランジャ（図示せず）を移動させて流路の開閉を切り換える。バルブ１１は、流路の開状態または閉状態を維持しているときには、電力を用いないため、消費電力が少ない。
【００２９】
このような構成を備える装置本体１０においては、次のようにして、便器２への洗浄水の吐水が行われる。バルブ１１が閉じている状態では、給水管３から流入管５を介して入水口１６に流れ込む水が、ピストンバルブ１８の連通路１８ｂを介して、バルブ１１の上流側の背圧室１９に流れ込み、背圧室１９内に溜まる。
【００３０】
背圧室１９内に水が溜まることにより、背圧室１９内の水圧によって背圧室１９内の圧力が二次側水路２０内の圧力よりも高くなってピストンバルブ１８が押し下げられる。これにより、入水口１６と二次側水路２０との間がピストンバルブ１８によって閉じられる（非連通状態となる）。つまり、バルブ１１が閉じている状態においては、入水口１６から流れこむ水がバルブ１１とピストンバルブ１８とによってせき止められ、出水口１７からの吐水は行われない。
【００３１】
このようにバルブ１１が閉状態であり、入水口１６と二次側水路２０との間がピストンバルブ１８によって閉じられている状態から、バルブ１１が開状態とされると、背圧室１９内の水がバイパス流路２１を介して二次側水路２０に流れ込む。これにより、背圧室１９内の圧力が低下し、入水口１６内の水によりパッキン１８ａが押し上げられることで、ピストンバルブ１８が上昇（背圧室１９側に移動）する。ピストンバルブ１８が上昇することで、入水口１６と二次側水路２０とが連通状態となり、入水口１６に流れ込む水が、二次側水路２０へと流れ、出水口１７から流れ出て便器２に供給される。
【００３２】
そして、バルブ１１の開弁によって出水口１７から水が流れ出ている状態から、バルブ１１が閉じられることで、入水口１６から流れ込む水の一部は、ピストンバルブ１８の連通路１８ｂから背圧室１９に流れ込み、背圧室１９に溜まり始める。これにより、背圧室１９内の圧力が上昇するとともに二次側水路２０内の圧力が低下し、ピストンバルブ１８が押し下げられる。そして、最終的には入水口１６と二次側水路２０との間がピストンバルブ１８によって閉じられ、出水口１７からの吐水が行われない止水状態となる。
【００３３】
このようなバルブ１１の開閉による便器２への洗浄水の吐水においては、励磁時間を制御することでバルブ１１の開時間を制御し、便器２へ吐水される洗浄水の水量が調整される。したがって、小便洗浄の場合に比べて洗浄水量の多い大便洗浄の場合の方がバルブ１１の開時間は長い。
【００３４】
このように、本実施形態の便器洗浄装置１においては、装置本体１０が有するバルブ１１は、本体内通水路の開閉を行うための開閉弁であり、便器２に吐水される洗浄水の供給通路を開閉する洗浄弁として機能する。バルブ１１の開閉によって、本体内通水路の開閉、つまり便器洗浄装置１の吐水状態と止水状態とが切り換わる。
【００３５】
バルブ１１の開閉動作は、コントローラ１３によって制御される。このため、バルブ１１は、コントローラ１３に接続される。バルブ１１は、コントローラ１３からの制御信号に従って電気的に制御され、バイパス流路２１の開閉を行う。バルブ１１によるバイパス流路２１の開閉は、上述したような本体内通水路の開閉をともなう。
【００３６】
人体検知センサ１２は、使用者を検知する人体検知部として機能する。人体検知センサ１２は、使用者の存在を自動で検知する非接触センサである。本実施形態では、人体検知センサ１２は、赤外線センサである。このため、人体検知センサ１２は、赤外線を発光する発光素子と、発光した赤外線の反射光を受光する受光素子とを有する。
【００３７】
人体検知センサ１２は、ケーシング１５内において、赤外線を送受する側が使用者の方向を向くように配置される。ケーシング１５には、使用者が位置する側の壁面に、人体検知センサ１２による赤外線の送受を確保するための検知窓１２ａが設けられている（図１参照）。
【００３８】
本実施形態では、人体検知センサ１２により、便器２の便座２ａに着座している使用者の存在の有無が検知される。したがって、便座２ａに着座している使用者は、人体検知センサ１２の検知範囲内に位置する。そして、人体検知センサ１２によれば、使用者が人体検知センサ１２の検知範囲内に存在すること、および便座２ａに着座している使用者が離座し、人体検知センサ１２の検知範囲から出たことが検知される。本実施形態では、使用者が人体検知センサ１２の検知範囲から出たことが検知されたことを、使用者の離座が検知されたこととする。
【００３９】
人体検知センサ１２は、コントローラ１３に接続される。人体検知センサ１２から出力される信号が、コントローラ１３に入力され、コントローラ１３により、使用者の存在・ 非存在が検知される。
【００４０】
なお、本実施形態では、人体検知センサ１２は赤外線センサであるが、使用者を検知する人体検知部としては、赤外線センサのほか、公知の非接触センサや接触センサ等の各種センサを採用することができる。また、使用者を検知する人体検知部は、本実施形態の人体検知センサ１２のように、装置本体１０等とともにケーシング１５に収納されることなく、例えば便座２ａに一体的に内蔵される構成等であってもよい。
【００４１】
リモコン装置１４は、コントローラ１３にバルブ１１の開閉動作を制御するための操作信号を供給する操作部として機能する。具体的には、リモコン装置１４は、コントローラ１３に供給する操作信号として、赤外線信号を発信する。このため、リモコン装置１４は、赤外線信号を発信する発信部２２を有する。本実施形態では、リモコン装置１４は、図１に示すように、矩形厚板状の外形を有し、設置された状態で上側となる両側の角部の２箇所に、発信部２２が設けられている。
【００４２】
一方、図２に示すように、装置本体１０においては、リモコン装置１４の発信部２２から発信された赤外線信号を受信する受信部２３が設けられる。受信部２３は、コントローラ１３に接続され、受信部２３により受信された赤外線信号は、電気信号に変換される等してコントローラ１３に入力される。
【００４３】
リモコン装置１４は、便器洗浄、つまり便器２への洗浄水の吐水を行うための操作スイッチとして、洗浄スイッチ２４を有する。洗浄スイッチ２４が使用者等によって操作されることで、上述したようにバルブ１１が開いて便器洗浄装置１が吐水状態となり、入水口１６から便器２への洗浄水の吐水が行われる。本実施形態では、洗浄スイッチ２４は、大便洗浄用のスイッチとする。ただし、図示は省略するが、リモコン装置１４は、例えば小便洗浄用のスイッチ等、他の操作スイッチも有する。
【００４４】
リモコン装置１４は、駆動電力の供給を受けるための電池３３（図５、図６参照）を内蔵する。ただし、リモコン装置１４の駆動電力は、便器洗浄装置１の外部に設けられる電源から供給されてもよい。また、本実施形態では、リモコン装置１４からコントローラ１３に供給される操作信号は、赤外線信号であるが、この方式に限定されない。リモコン装置１４からの操作信号としては、例えば、他の波長の電磁波を利用した信号や、超音波を利用した信号や、有線方式により送信される信号等であってもよい。
【００４５】
図３は、第１の実施形態に従ったコントローラ１３の回路構成例を示す図である。コントローラ１３は、図３に記載されている部材や電子部品のうち、人体検知センサ１２と、発電機３０と、電池３３と、バルブ１１を除いた全ての要素で構成されている。コントローラ１３は、整流手段３１と、電圧制限手段３２と、電池充電ダイオード３４と、蓄電用コンデンサ３５と、電圧変換手段３６と、制御部３８と、開駆動用コンデンサ４０と、閉駆動用コンデンサ４１と、充電電流制限抵抗３９と、バルブ駆動手段４２とを備えている。
【００４６】
制御部３８は、データ通信用のバス等により互いに接続されるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やメモリや入出力インターフェイス等の各種機能部分を有する。制御部３８は、入出力インターフェイスとして、人体検知センサ１２およびリモコン装置１４からの入力信号を受けるための入力インターフェイス、ならびにバルブ１１に対する制御信号を出力するための出力インターフェイスを有する。
【００４７】
制御部３８は、制御プログラムや後述するような自動洗浄についての制御に用いられる各種データ等を記憶する記憶部を有する。記憶部は、例えばＣＰＵに接続されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される。制御部３８が有するＣＰＵは、制御プログラム等に従って所定の演算を行う演算部として機能する。
【００４８】
コントローラ１３は、発電機３０及び電池３３を介して電力の供給を受ける。発電機３０によって発電された電気エネルギーは、ダイオードで構成された整流手段３１で直流に変換され、電圧制限手段３２によって所定電圧以下となるように制限され、蓄電用コンデンサ３５に蓄電される。蓄電用コンデンサ３５は、電池充電ダイオード３４を経由し、電池３３と接続されており、電池３３に蓄えられた電気エネルギーも蓄電する。本実施形態では、電圧制限手段３２の制限する所定電圧値を３Ｖ、電池３３の電圧値も３Ｖとする。
【００４９】
蓄電用コンデンサ３５に蓄えられたエネルギーは、電圧変換手段３６によって所定電圧に変換される。本実施形態では、この電圧値も３Ｖとする。この電圧変換手段３６の出力電圧が、人体検知センサ１２、制御部３８、バルブ駆動手段４２の動作電圧である３Ｖとなる。本実施形態では、電圧変換手段３６として昇圧回路を例示している。昇圧制御ＩＣ３７は、入力電圧が所定電圧以下になったら出力電圧が３Ｖとなるように、昇圧用コイルに流す電流をスイッチング制御している。例えば、蓄電用コンデンサ３５の充電が十分でなく、電圧値が２Ｖとなった場合などに、電圧変換手段３６は昇圧動作し、出力電圧値を３Ｖとする。この蓄電用コンデンサ３５の充電が十分でない状況は、発電機３０からの発電量が不足した時や電池３３の消耗による電圧低下時に生じる。
【００５０】
コントローラ１３は、人体検知センサ１２からの検知信号を受け、バルブ１１の開閉動作を制御する。具体的には、制御部３８が、人体検知センサ１２から出力される信号や、リモコン装置１４における操作等に基づいて、バルブ駆動手段４２を構成しているＨブリッジのＦＥＴを組み合わせて所定時間ＯＮすることで、バルブ１１を駆動する。バルブ１１に対し、ある一方の方向に所定時間通電すれば開駆動となり、もう一方の方向に所定時間通電すれば閉駆動となる。
【００５１】
バルブ１１へ所定時間通電するために必要なエネルギーは、通常、電圧変換手段３６とバルブ駆動手段４２の間に設けられたバルブ駆動用コンデンサに蓄えられる。本実施形態では、このバルブ駆動用コンデンサを、開駆動時の通電エネルギーを溜めておく開駆動用コンデンサ４０と、閉駆動時の通電エネルギーを溜めておく閉駆動用コンデンサ４１を有する。
【００５２】
ここで、バルブ駆動用コンデンサの役割を、バルブ１１の開駆動動作より、説明する。バルブ１１に通電している期間は、開駆動用コンデンサ４０から電荷が放電されていき、充電電圧が低下していく。例えば、バルブ１１のインピーダンスを５オーム、通電時間を２０ｍｓ、コンデンサ容量を１００００ｕＦとすると、通電によって電圧は３Ｖから約１．８Ｖにまで低下する。このとき、人体検知センサ１２や制御部３８に供給する電圧まで下がってしまうことを防止するために、充電電流制限抵抗３９が挿入されている。充電電流制限抵抗３９のインピーダンスはバルブ１１の持つインピーダンスよりも十分に高くしておくことが理想である。
【００５３】
充電電流制限抵抗３９は、人体検知センサ１２や制御部３８への供給電圧を低下することを防止するだけではなく、電圧変換手段３６の出力電流抑制の役割も果たしている。つまり、バルブ１１の通電終了後、放電された開駆動用コンデンサ４０を充電するために電圧変換手段３６は昇圧動作を開始するが、充電電流制限抵抗３９を介して充電するために、充電電流に制限がかかり、過電流が流れないようになっている。
【００５４】
本実施形態のような便器洗浄装置１では、使用者がいない期間は人体検知センサ１２と制御部３８の動作しか実行されないため消費電力は少なく、この状態は１日の大半を占めている。したがって電圧変換手段３６の出力電流能力としては、人体検知センサ１２と制御部３８の消費電力をまかなう事ができる程度の小さなパワーにおさえておけば、電子部品の小型化、回路の簡略化、低コスト化が実現できる。
【００５５】
しかしながら、充電電流制限抵抗３９によって、電圧変換手段３６の出力電流を抑制するため、バルブ１１の通電にて電荷を放電した開駆動用コンデンサ４０の充電時間が長くなってしまう。つまり、再度開駆動用コンデンサ４０のエネルギーを利用し、バルブ１１を駆動する場合には、この充電時間を待たなければならず、バルブ１１の応答速度が低下し、短時間でのバルブ１１の連続駆動が困難となる。
【００５６】
そのため、本実施形態では、バルブ駆動用コンデンサを開駆動用コンデンサ４０と、閉駆動用コンデンサ４１と２つ有することを特徴としている。この場合の動作を、図４に本実施形態に従ったバルブ駆動装置の動作を示すタイミング図として示した。
【００５７】
初期状態（時刻ｔ０）として、開駆動用コンデンサ４０の電圧ＶＬＳ１と閉駆動用コンデンサ４１の電圧ＶＬＳ２は、十分に充電された状態であり、電圧値は３Ｖである。人体検知センサ１２から出力される信号や、リモコン装置１４における操作等に基づく洗浄信号を制御部３８で受け、バルブ駆動手段４２を介して、バルブ１１へ通電を開始する（時刻ｔ１）。
【００５８】
時刻ｔ１から時刻ｔ２までバルブ１１の開動作のために通電することで、バルブ１１は開弁され吐水状態となり、電圧ＶＬＳ１は電圧値が低下する（時刻ｔ２）。この時、電圧変換手段３６から充電電流制限抵抗３９を介して、開駆動用コンデンサ４０に充電され、一定時間（時刻ｔ２からｔ３）でバルブ１１駆動可能電圧まで電圧値が上昇する。
【００５９】
その後、便器洗浄装置１が決められた洗浄時間（第１時間）（時刻ｔ２からｔ４）が経過すると、バルブ１１の閉駆動が開始される（時刻ｔ４）。時刻ｔ４から時刻ｔ５までバルブ１１の閉動作に通電することで、バルブ１１は閉弁され止水状態となり、電圧ＶＬＳ２は電圧値が低下する（時刻ｔ５）。この時、電圧変換手段３６から充電電流制限抵抗４５を介して、閉駆動用コンデンサ４１に充電され、一定時間（時刻ｔ５からｔ６）でバルブ１１駆動可能電圧まで電圧値が上昇する。
【００６０】
洗浄信号により、便器洗浄装置１が洗浄された後、便器２への封水注入のために少量吐水が行われる。バルブ１１の閉駆動（時刻ｔ５）後、一定時間（ｔ５からｔ７）が経過すると、制御部３８よりバルブ駆動手段４２を介して、バルブ１１へ通電が開始される（時刻ｔ７）。時刻ｔ７から時刻ｔ８までバルブ１１の開動作のために通電することで、バルブ１１は開弁され再び吐水状態となり、電圧ＶＬＳ１は電圧値が低下する（時刻ｔ８）。その後、封水に注入する一定吐水時間（第２時間）（時刻ｔ８からｔ９）が経過すると、バルブ１１の閉駆動が開始される（時刻ｔ９）。時刻ｔ９から時刻ｔ１０までバルブ１１の閉動作に通電することで、バルブ１１は閉弁され止水状態となり、電圧ＶＬＳ２は電圧値が低下する（時刻ｔ１０）。
【００６１】
このように、開駆動用コンデンサ４０と閉駆動用コンデンサ４１を有することで、バルブ１１の開駆動による電圧ＶＬＳ１の低下から、バルブ１１駆動可能電圧までの充電時間（時刻ｔ２からｔ３）を待つことなく、閉駆動を開始することができる。つまり、バルブ１１の開駆動から閉駆動までの時間を充電時間（時刻ｔ２からｔ３）以下にすることができ、短時間（時刻ｔ８からｔ１０）の吐水が可能となる。
これにより、本実施形態では便器の洗浄が行われないような、微量の吐水が可能となる。そのため、便器２の便鉢へ封水を補給することが可能となり、下水配管からの悪臭の逆流を防止できる。
【００６２】
また、本実施形態では、充電電流制限抵抗３９、４５を、開駆動用コンデンサ４０と閉駆動用コンデンサ４１の充放電防止の役割も担う。例えば、バルブ１１の開駆動により、開駆動用コンデンサ４０の電圧ＶＬＳ１が低下し、電圧ＶＬＳ２との間に電位差が生じた場合、閉駆動用コンデンサ４１から開駆動用コンデンサ４０へ、電荷が充電される。その結果、電圧ＶＬＳ１と電圧ＶＬＳ２は保有する電圧が均衡するように働くため、電圧ＶＬＳ２が減少し、バルブ１１駆動可能電圧を下回る可能性がある。しかし、本構成では充電電流制限抵抗３９・４５により、もう一つの電流供給源である電圧変換手段３６に対して、高いインピーダンスで電流を制限するため、充電を抑制することができる。
これにより、電圧ＶＬＳ１、ＶＬＳ２が、他方の電圧値低下の影響を受けてバルブ１１駆動可能電圧を下回ることなく、確実なバルブ１１の動作が実現される。
【００６３】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
図１、図２は、第２の実施形態に従う便器洗浄装置１の適用例と構成であるが、第１の実施形態と内容同様であることから説明を省略する。
図５は、本発明に係る第２の実施形態に従ったコントローラ１３の回路構成例を示す図である。これについても、構成の大部分が第１の実施形態と同様であるため、構成の異なる部分のみ説明する。
【００６４】
本実施形態では、電圧変換手段３６の後段に充電電流制限抵抗３９を設け、開駆動用コンデンサ４０が接続される。また、充電電流制限抵抗３９には、充電防止用ダイオード４３を介し、閉駆動用コンデンサ４１も接続されている。なお、本実施形態では、充電防止用ダイオード４３を閉駆動用コンデンサ４１の前段に設置しているが、要求する効果によって、開駆動用コンデンサ４０の前段に設置してもよいし、開駆動用コンデンサ４０と閉駆動用コンデンサ４１の両方の前段に設置してもよい。
【００６５】
これにより、バルブ１１の開駆動により、開駆動用コンデンサ４０の電圧ＶＬＳ１が低下し、電圧ＶＬＳ２との間に電位差が生じた場合でも、充電防止用ダイオード４３により、閉駆動用コンデンサ４１から開駆動用コンデンサ４０への充電が阻止されるため、電圧ＶＬＳ２の電圧が低下しない。その結果、電圧ＶＬＳ１の低下に対し、電圧ＶＬＳ２がバルブ１１駆動可能電圧を下回ることなく、確実なバルブ１１の動作が実現される。
【００６６】
（第３の実施形態）
次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。
図１、図２は、第３の実施形態に従う便器洗浄装置１の適用例と構成であるが、第１の実施形態と内容同様であることから説明を省略する。
図６は、本発明に係る第３の実施形態に従ったコントローラ１３の回路構成例を示す図である。これについても、構成の大部分が第１の実施形態と同様であるため、構成の異なる部分のみ説明する。
【００６７】
本実施形態では、電圧変換手段３６の後段に充電電流制限抵抗３９を設け、開駆動用コンデンサ４０が接続される。また、充電電流制限抵抗３９には、充電防止用スイッチ４４を介し、閉駆動用コンデンサ４１も接続されている。充電防止用スイッチ４４は、制御部３８からの信号により開閉を制御される。なお、本実施形態では、充電防止用スイッチ４４を閉駆動用コンデンサ４１の前段に設置しているが、要求する効果によって、開駆動用コンデンサ４０の前段に設置してもよいし、開駆動用コンデンサ４０と閉駆動用コンデンサ４１の両方の前段に設置してもよい。
【００６８】
これにより、バルブ１１の開駆動により、開駆動用コンデンサ４０の電圧ＶＬＳ１が低下し、電圧ＶＬＳ２との間に電位差が生じた場合に、制御部３８により充電防止用スイッチ４４をＯＦＦとすることにより、閉駆動用コンデンサ４１から開駆動用コンデンサ４０への充電が阻止されるため、電圧ＶＬＳ２の電圧が低下しない。逆に、バルブ１１の閉駆動により、閉駆動用コンデンサ４１の電圧ＶＬＳ２が低下し、電圧ＶＬＳ１との間に電位差が生じた場合に、制御部３８により充電防止用スイッチ４４をＯＦＦとすることにより、開駆動用コンデンサ４０から閉駆動用コンデンサ４１への充電が阻止されるため、電圧ＶＬＳ１の電圧が低下しない。その結果、電圧ＶＬＳ１、ＶＬＳ２が、他方の電圧値低下の影響を受けてバルブ１１駆動可能電圧を下回ることなく、確実なバルブ１１の動作が実現される。
【符号の説明】
【００６９】
１…便器洗浄装置
２…便器
３…給水管
４…止水栓
５…流入管
６…流出管
１０…装置本体
１１…バルブ
１２…人体検知センサ
１３…コントローラ
１４…リモコン装置
１５…ケーシング
１６…入水口
１７…出水口
１８…ピストンバルブ
１９…背圧室
２０…二次側水路
２１…バイパス流路
２２…発信部
２３…受信部
２４…洗浄スイッチ
３０…発電機
３１…整流手段
３２…電圧制限手段
３３…電池
３４…電池充電ダイオード
３５…蓄電用コンデンサ
３６…電圧変換手段
３７…昇圧制御ＩＣ
３８…制御部
３９…充電電流制限抵抗
４０…開駆動用コンデンサ
４１…閉駆動用コンデンサ
４２…バルブ駆動手段
４３…充電防止用ダイオード
４４…充電防止用スイッチ
４５…充電電流制限抵抗
【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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