(57)【要約】【課題】  汚物を粉砕・排出するのに必要な水量を精度良く供給することにより、給水量不足により汚物を完全に粉砕・排出できずに故障に至ることを防ぐとともに、必要以上の水を給水しないことにより節水を可能とする。【解決手段】  本発明では、特に水量センサと水位センサにより圧送タンク内に溜める水の量を最適に制御する圧送式水洗トイレ装置で、最初にたまり水の必要量を便器に入れ、後に貯留槽に追加で所定量を供給するが、これは従来の便器の洗浄水量に比べて半分程度に抑えている。また、できるだけ節水して便器洗浄を行うために、たまり水もより少なくして、さらに貯留槽に追加する水量も少なくするために、排出物の量を考慮して貯留槽が圧送できる標準水位を決めて、それに合わせて貯留槽の水量が足りない場合、貯留槽に水を追加するようにした。【選択図】  図１
2006328641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器と、前記便器のボウルにたまり水を供給する給水配管と、
前記たまり水の供給を制御する給水手段と、
前記便器から排出された前記たまり水及び汚物を一時貯留し粉砕する貯留槽と、
前記たまり水及び汚物を前記貯留槽へ向けて排出する排水手段と、
前記貯留槽の水位を検出する水位検出手段と、
前記貯留槽の前記たまり水及び汚物を外部へ圧送する圧送手段と、
前記給水手段、前記排水手段、および前記圧送手段を制御する制御手段と、
を備える圧送式水洗トイレ装置において、
前記貯留槽は前記たまり水の水量より大きな水位に設定された圧送駆動水位を有するとともに、前記排水手段を駆動して前記たまり水及び汚物を前記便器から前記貯留槽に排出した後、前記水位検出手段が前記圧送駆動水位以上を検出すると、前記圧送手段を駆動し外部へ圧送することを特徴とする圧送式水洗トイレ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧送式水洗トイレ装置において、
前記給水手段の下流側に設けられ前記便器と前記貯留槽とに流路を切り替える給水切替手段と、前記給水切替手段を経由して前記貯留槽へ水を供給する貯留槽給水配管とを備えるとともに、
前記水位検出手段が前記圧送駆動水位以下の場合、前記給水手段及び前記給水切替手段を制御して前記貯留槽に給水を行うことを特徴とする圧送式水洗トイレ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の圧送式水洗トイレ装置において、
前記給水配管の水量を検出する水量検出手段とを備え、
前記貯留槽へ給水中、前記制御手段は前記水位検出手段の出力と前記圧送駆動水位との水位差より目標給水量を演算し、前記水量検出手段の出力と前記目標給水量と一致したとき前記給水手段を駆動し給水を停止することを特徴とする圧送式水洗トイレ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧送式水洗トイレ装置において、
前記制御手段は、前記水位検出手段の出力に応じて前記目標水量を所定の周期で演算・更新することを特徴とする圧送式水洗トイレ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家屋に設置されて、屎尿・雑排水を圧送排水する圧送式水洗トイレ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、介護用水洗トイレには洗浄水を溜める水タンクが必要であり、そのために従来の介護用水洗トイレにあっては大径な水タンクを設け、これに多量の水を溜めていたり、便器に洗浄水を給水するために給水管を開閉する電磁弁と、この給水が一定時間で停止するタイマー手段を備えてなる水洗便器（例えば、特許文献１参照。）などがあったが節水に関しては考慮されてなかった。
【０００３】
また、便器から排出された汚物を、破砕機により細かく破砕したうえで貯留槽へ送り、更に貯留槽内の汚水を圧送ポンプにより、排水管を通して排水マスなどの外系へ排出するようにしたものが提案されていたが、これも同様に節水についての考慮はされていなかった（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録３０７６６６４号
【０００５】
【特許文献２】特開平５−３１１７１６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明では、汚物を粉砕し強制的に排出する圧送式水洗トイレ装置に係り、特に水量センサと水位センサにより圧送タンク内に溜める水の量を最適に制御する圧送式水洗トイレで、最初にたまり水の必要量（たとえば２Ｌ）を便器に入れ、後に貯留槽に追加で所定量（たとえば１Ｌ）を供給するが、これは従来の便器の洗浄水量に比べて半分程度に抑えている。また、できるだけ節水して便器洗浄を行うために、たまり水もより少なくして、さらに貯留槽に追加する水量も少なくするために、排出物の量を考慮して貯留槽が圧送できる標準水位を決めて、それに合わせて貯留槽の水量が足りない場合、貯留槽に水を追加するように考えて、必要な水量を精度良く供給する圧送式水洗トイレ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために第１の発明は、便器と、前記便器のボウルにたまり水を供給する給水配管と、前記たまり水の供給を制御する給水手段と、前記便器から排出された前記たまり水及び汚物を一時貯留し粉砕する貯留槽と、前記たまり水及び汚物を前記貯留槽へ向けて排出する排水手段と、前記貯留槽の水位を検出する水位検出手段と、前記貯留槽の前記たまり水及び汚物を外部へ圧送する圧送手段と、前記給水手段、前記排水手段、および前記圧送手段を制御する制御手段と、を備える圧送式水洗トイレ装置において、前記貯留槽は前記たまり水の水量より大きな水位に設定された圧送駆動水位を有するとともに、前記排水手段を駆動して前記たまり水及び汚物を前記便器から前記貯留槽に排出した後、前記水位検出手段が前記圧送駆動水位以上を検出すると、前記圧送手段を駆動し外部へ圧送することを特徴とする。
【０００８】
これにより、通常は便器には少なめのたまり水の量を洗浄して、貯留槽では、汚物を完全に粉砕・排出するために必要な水量に足りていることを確認してから粉砕・排出動作に移行することができるため、汚物を完全に粉砕・排出することが可能となる。
【０００９】
また、第２の発明は、請求項１に記載の圧送式水洗トイレ装置において、前記給水手段の下流側に設けられ前記便器と前記貯留槽とに流路を切り替える給水切替手段と、前記給水切替手段を経由して前記貯留槽へ水を供給する貯留槽給水配管とを備えるとともに、前記水位検出手段が前記圧送駆動水位以下の場合、前記給水手段及び前記給水切替手段を制御して前記貯留槽に給水を行うことを特徴とする。
【００１０】
これにより、汚物を完全に粉砕・排出するのに必要な水量が不足している場合には、便器に給水することなく、貯留槽に水を追加供給することができ、汚物を完全に粉砕・排出可能な水位を確保することが可能となる。合わせて、常に節水した少ない水量にて便器洗浄を行うことができる。
【００１１】
また第３の発明は、請求項２に記載の圧送式水洗トイレ装置において、前記給水配管の水量を検出する水量検出手段とを備え、前記貯留槽へ給水中、前記制御手段は前記水位検出手段の出力と前記圧送駆動水位との水位差より目標給水量を演算し、前記水量検出手段の出力と前記目標給水量と一致したとき前記給水手段を駆動し給水を停止することを特徴とする。
これにより、貯留槽への給水中は水面の変動が大きい。それゆえに、水位検出手段に頼って給水・止水を行うことより、水量検出手段の流量を検出して、目標給水量を演算することによりより正確な量の水を追加供給することができるので、節水でき汚物を完全に粉砕・排出することが可能となる。
【００１２】
また第４の発明は、前記制御手段は、前記水位検出手段の出力に応じて前記目標水量を所定の周期で演算・更新することを特徴とする。
それにより、制御手段は、給水圧の違いにより水量センサから検出された水量が実際の水量と異なっていた場合でも、水位センサから検出された水位により目標の水量を更新することができるため、汚物を完全に粉砕・排出するのに必要な水量を精度良く供給することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧送式水洗トイレにおいて汚物を粉砕・排出するのに必要な水を精度よく供給することができるため、給水量が不足して汚物が完全に粉砕・排出できずに故障に至ることを防ぐとともに、必要以上の水を供給することがなく節水が可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係わる圧送式水洗トイレ装置の第一実施例を表す構成図であり、便器１と、便器１の排出口２を通じて接続され汚水や汚物を貯留する貯留槽３と、便器１と貯留槽３との間を開閉するためのフラップ弁９と、便器１に水を供給する給水配管５ａと、給水配管５ａの途中に配設され給水配管５ａから給水される水を便器１および貯留槽３に供給する給水弁５と、貯留槽３の中に溜まった汚物を粉砕し、汚水とともに貯留槽３の外に圧送するモータ（ポンプ）４と、貯留槽３の中に溜まった水の水位を検出する水位センサ７と、これらを制御する制御装置８から構成されている。
【００１５】
また、貯留槽３の内部は、便器１の排出口２から排出された汚物やトイレットペーパーなどが溜められる粉砕室４ａと、粉砕室４ａ内には汚物やトイレットペーパーなどを粉砕するカッター４ｂと、カッター４ｂと同一回転軸上の下部にはさらにインペラ４ｃが設けられており、このカッター４ｂとインペラ４ｃが同一回転軸上にとりつけられたモータ４により回転制御され、汚水や粉砕された汚物やトイレットペーパーなどを配水管４ｄを通じて外部へ排出されるようになっている。さらに貯留槽３には空洞管７ａが一方の端は貯留槽３の外部に出て、もう一方の端は貯留槽３の内部に入るように取り付けられており、貯留槽３から外部に出た空洞管７ａの一方の端に貯留槽３内の水位を検出する水位センサ７が取り付けられている。そして、貯留槽３の内側の空洞管７ａの開口下端部７ｂが水没すると、空洞管７ａ内の空気は、開口下端部７ｂと水面と水位センサ７とによって気密状態となり、この空洞管７ａ内の空気を介して水位センサ７が水圧を感知することで、貯留槽３内の水位を検出するようになっている。
【００１６】
図２は、本発明の別の実施形態に係わる圧送式水洗トイレ装置の第二実施例を表す構成図で、便器１と、便器１の排出口２を通じて接続され汚水や汚物を貯留する貯留槽３と、便器１と貯留槽３との間を開閉するためのフラップ弁９と、便器１に水を供給する給水配管５ａと、給水配管５ａから給水される水の通水・止水を切り替える給水弁５と、給水弁５から供給された水を給水配管５ａを通じで便器１に供給するか貯留槽用給水配管５ｂを通じで貯留槽３に供給するかを切り替える切替弁５ｃと、給水配管５ａの途中に配設され、洗浄水の流量を検出する流量センサ６と、貯留槽３の中に溜まった汚物を粉砕し、汚水とともに貯留槽３の外に圧送するモータ（ポンプ）４と、貯留槽３の中に溜まった水の水位を検出する水位センサ７と、これらを制御する制御装置８から構成されている。
【００１７】
また、貯留槽３の内部は、便器１の排出口２から排出された汚物やトイレットペーパなどが溜められる粉砕室４ａと、粉砕室４ａ内には汚物やトイレットペーパーなどを粉砕するカッター４ｂと、カッター４ｂと同一回転軸上の下部にはさらにインペラ４ｃが設けられており、このカッター４ｂとインペラ４ｃが同一回転軸上にとりつけられたモータ４により回転制御され、汚水や粉砕された汚物やトイレットペーパーなどを配水管４ｄを通じて外部へ排出されるようになっている。さらに貯留槽３には空洞管７ａが一方の端は貯留槽３の外部に出て、もう一方の端は貯留槽３の内部に入るように取り付けられており、貯留槽３から外部に出た空洞管７ａの一方の端に貯留槽３内の水位を検出する水位センサ７が取り付けられている。そして、貯留槽３の内側の空洞管７ａの開口下端部７ｂが水没すると、空洞管７ａ内の空気は、開口下端部７ｂと水面と水位センサ７とによって気密状態となり、この空洞管７ａ内の空気を介して水位センサ７が水圧を感知することで、貯留槽３内の水位を検出するようになっている。
【００１８】
次に制御装置８の構成について、図３のブロック図を用いて説明する。
便器１もしくは貯留槽３への給水、止水を制御する給水弁５を制御する給水弁制御部１５と、給水弁５により供給される水を便器１へ流すか、貯留槽３に流すかを切り替える切替弁５ｃを制御する流路切替部１６と、便器１の使用時には便器１に水をためるために排出口２を閉し、また用便後に便器１にためられた水および汚物やトイレットペーパーなどを貯留槽３に排出するために排出口３を開するフラップ弁９を制御する排水制御部１７と、貯留槽３に排出された汚水および汚物やトイレットペーパーなどを粉砕、圧送するためのモータ４を制御するモータ駆動部１４と、これらを制御する制御部（ＣＰＵ）１０と、便器１や貯留槽３へ供給する水の水量を検出する水量センサ６から出力されるパルス信号を制御部１０に伝達する水量検出部１２と、貯留槽３内の水位を検出する水位センサ７から出力された信号を制御部１０に伝達する水位検出部１３とから構成されている。
また制御部（ＣＰＵ）１０内には、後述する水ため処理ルーチン、汚物排出処理ルーチン、目標給水量演算ルーチン、閉後給水量記憶ルーチンの各制御ルーチンが記憶されている。
【００１９】
以上の構成において、本発明の圧送式水洗トイレ装置の動作についてフローチャートにより説明する。図４は便器使用前の水ため動作シーケンスを表すフローチャートで、まず使用者がスイッチ操作により便器１に水をためようとしたり、あるいは人体センサにより人が便器１に座ったことを検知すると、制御部１０は流路切替部１６により切替弁５ｃを便器側に切り替えてから（Ｓ１０１）、給水弁制御部１５により給水弁５を開駆動し、便器１への給水を行う（Ｓ１０２）。そして給水配管５ａ中に設けられた水量センサ６より検出されたパルス信号を水量検出部１２を介して制御部１０が受け取り、パルス数をカウントすることで便器１へ供給された流量を演算し、給水弁５を開してからトータル１．４リットルから後述する処理により学習している閉後水量を差し引いた水量以上となったら（Ｓ１０３）、制御部１０は給水弁制御部１５により給水弁５を閉駆動する（Ｓ１０４）。そして、制御部１０は後述する閉後給水量記憶処理にて給水弁５を閉駆動してから、給水が完全に停止されるまでの給水量を学習する（Ｓ１０５）。その後、流路切替部１６により切替弁５ｃを貯留槽３側に切り替える（Ｓ１０６）。このようにして制御部１０により便器使用前の便器１へのたまり水の供給動作が行われる。
【００２０】
次に用便後の動作シーケンスついて図５の汚物排出処理を表すフローチャートにより説明する。まず使用者がスイッチ操作により汚物を流そうとしたり、あるいは人体センサにより人が便器１から離れたことを検知すると、制御部１０は流路切替部１６により切替弁５ｃを便器側に切り替えてから、給水制御部１５により給水弁５を開駆動し便器１の洗浄を開始する（Ｓ２０１）。また同時に、モータ駆動部１４によりモータ４を駆動し（Ｓ２０２）、貯留槽３内に溜まっている水の排水を開始し、貯留槽３内の水が空洞管７ａの開口下端部７ｂ付近まで排水され、水位２０ｍｍ未満を検出すると（Ｓ２０３）、モータ駆動部１４によりモータ４の駆動を停止し排水を終了する（Ｓ２０４）。そうして、貯留槽３内にたまっていた水を排水しながら便器１の洗浄を行い、水量センサ６により検出されたパルス信号を水量検出部１２を介して制御部１０が受け取り、パルス数をカウントすることで便器１へ供給された流量を演算し、給水弁５を開してからのトータルの給水量が１．２Ｌから後述する処理により学習している閉後水量を差し引いた水量以上となったら（Ｓ２０５）、給水制御部１５により給水弁５を閉駆動する（Ｓ２０６）。さらに、制御部１０は後述する閉後給水量記憶処理にて給水弁５を閉駆動してから、給水が完全に停止されるまでの給水量を学習する（Ｓ２０７）。そして、制御部１０は流路切替部１６により切替弁５ｃを貯留槽側に切り替え（Ｓ２０８）、便器１の洗浄を終了する。
【００２１】
その後、制御部１０は排水制御部１７によりフラップ弁９を開駆動し、便器１内に溜まっている水および汚物を貯留槽３に排出し、その後フラップ弁９を閉駆動し、便器１と貯留槽３との間を遮断する（Ｓ２０９）。このように、便器１と貯留槽３とをフラップ弁９で遮断しているのは、排泄時に便器１の汚れを防ぐためには便器１にある程度のたまり水が必要であるが、仮に便器１と貯留槽３とが遮断されていない場合、便器１に溜めた水と同じ水位の水が予め貯留槽３側にも溜まってしまい、大量の水を必要となるため、使用水量を少しでも少なくするためであり、更には、汚物が便器１から貯留槽３に排出する際に、便器１に水があり、貯留槽３に水がない状態にしておくことにより、汚物をスムーズに流し出すことができるようにするためである。
【００２２】
ここで制御部１０は、水位センサ７により検出された信号を水位検出部１３を介して０．５秒間隔で読み込み、最近の４回分の検出データの移動平均により現在の貯留槽３内の水位を演算し現在水位をチェックする（Ｓ２１０）。この時点で給水弁５の開駆動により便器１に給水した水は、最初のたまり水１．４リットルと二度目の給水１．２リットルの合計２．６リットルになっているが、この水量では貯留槽３の水位は８０ｍｍには満たないようになっており、汚物による水位の上昇分が非常に大きい場合でも、水位が８０ｍｍより大きく上昇しないようになっている。これは、初めから多めの水を給水しておき、汚物等によりさらに大幅に水位が上昇して、必要以上の水位になり水を無駄に使ってしまうことを防ぐためと、最悪の場合、便器１や貯留槽３から水が溢れたり、あるいは水が多すぎることにより、ポンプの負荷が大きくなり故障の原因となったりすることを防ぐためである。
【００２３】
そこで、通常の場合この時点での貯留槽３内の水位は８０ｍｍ未満であるため（Ｓ２１０：Ｎｏ）後述する目標給水量演算処理にて、水位が８０ｍｍになるために必要な給水量を目標給水量として演算し（Ｓ２１１）、給水弁制御部１５により給水弁５を開駆動し、貯留槽３への給水を開始する（Ｓ２１２）。そして、目標給水量を更新してからの給水量が目標給水量以上となったか否かをチェックし（Ｓ２１３）、目標給水量未満であれば（Ｓ２１３：Ｎｏ）再度目標給水量演算処理を実施し（Ｓ２１１）、給水弁５の開を継続し（Ｓ２１２）、貯留槽３への給水を継続する。このようにして随時目標給水量を更新しながら、水量センサ６により検出された給水量が目標給水量以上となるまで貯留槽３への給水を継続し、制御部１０は目標給水量以上となったら（Ｓ２１３：Ｙｅｓ）給水弁制御部１５により給水弁５を閉駆動し（Ｓ２１４）、そして後述する閉後給水量記憶処理にて給水弁５を閉駆動してから、給水が完全に停止されるまでの給水量を学習する（Ｓ２１５）。
【００２４】
このようにして貯留槽３内の水位が８０ｍｍとなるまで給水するか、もしくは便器１から貯留槽３への排水が終了し貯留槽３への給水が完全に停止した時点で貯留槽３内の水位が８０ｍｍ以上となっていた場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、汚物やトイレットペーパーなどを完全に粉砕・排出するのに十分な水量が貯留槽３内に溜まっているため、引き続いて図６に示す汚物排出処理２の動作に移行する。
まず、制御部１０は流路切替部１６により切替弁５ｃを便器側に切り替えてから、給水制御部１５により給水弁５を開駆動し便器１の洗浄を再度開始する（Ｓ２１６）。また同時に、モータ駆動部１４によりモータ４を駆動し（Ｓ２１７）モータ４の回転軸に取り付けられた、カッター４ｂにより汚物やトイレットペーパーが粉砕され、インペラ４ｃにより圧送され配水管４ｄを通して外部に排出される。そして、貯留槽３内の水や粉砕された汚物などが空洞管７ａの開口下端部７ｂ付近まで排水され、水位センサ７が水位２０ｍｍ未満を検出すると（Ｓ２１８）、モータ駆動部１４によりモータ４の駆動を停止し排水を終了する（Ｓ２１９）。そうして、貯留槽３内にたまっていた水および汚物やトイレットペーパーなどを排水しながら便器１の洗浄を行い、水量センサ６により検出されたパルス信号を水量検出部１２を介して制御部１０が受け取り、パルス数をカウントすることで便器１へ供給された流量を演算し、給水弁５を開してからのトータルの給水量が２．５Ｌから後述する処理により学習している閉後水量を差し引いた水量以上となったら（Ｓ２２０）、給水制御部１５により給水弁５を閉駆動する（Ｓ２２１）。さらに、制御部１０は後述する閉後給水量記憶処理にて給水弁５を閉駆動してから、給水が完全に停止されるまでの給水量を学習する（Ｓ２２２）。そして、制御部１０は流路切替部１６により切替弁５ｃを貯留槽側に切り替え（Ｓ２２３）、便器１の洗浄を終了する。
【００２５】
その後、制御部１０は排水制御部１７によりフラップ弁９を開駆動し、便器１内に溜まっている水および汚物を貯留槽３に排出し、その後フラップ弁９を閉駆動し、便器１と貯留槽３との間を遮断する（Ｓ２２４）。そして制御部１０は、水位センサ７により検出された信号を水位検出部１３を介して０．５秒間隔で読み込み、最近の４回分の検出データの移動平均により現在の貯留槽３内の水位を演算し現在水位をチェックする（Ｓ２２５）。この時点で給水弁５の開駆動により便器１に給水した水は、２．５リットルになっているが、この水量では貯留槽３の水位は１００ｍｍには満たないようになっており、汚物による水位の上昇分が非常に大きい場合でも、水位が１００ｍｍより大きく上昇しないようになっている。これは、初めから多めの水を給水しておき、汚物等によりさらに大幅に水位が上昇して、必要以上の水位になり水を無駄に使ってしまうことを防ぐためと、最悪の場合、便器１や貯留槽３から水が溢れたり、あるいは水が多すぎることにより、ポンプの負荷が大きくなり故障の原因となったりすることを防ぐためである。また、今回の貯留槽３の水位が１００ｍｍと１回目のモータ（ポンプ）４駆動開始時の水位８０ｍｍより高く設定されているのは、１回目は水に汚物が多量に含まれており、貯留槽３の喫水面に汚れが付着してしまうため、２回目の給水はその喫水面より水位を高くすることで、貯留槽３の喫水面の汚れを取り除くためである。
【００２６】
そこで、通常の場合この時点での貯留槽３内の水位は１００ｍｍ未満であるため（Ｓ２２５：Ｎｏ）後述する目標給水量演算処理にて、水位が１００ｍｍになるために必要な給水量を目標給水量として演算し（Ｓ２２６）、給水弁制御部１５により給水弁５を開駆動し、貯留槽３への給水を開始する（Ｓ２２７）。そして、目標給水量を更新してからの給水量が目標給水量以上となったか否かをチェックし（Ｓ２２８）、目標給水量未満であれば（Ｓ２２８：Ｎｏ）再度目標給水量演算処理を実施し（Ｓ２２６）、給水弁５の開を継続し（Ｓ２２７）、貯留槽３への給水を継続する。このようにして随時目標給水量を更新しながら、水量センサ６により検出された給水量が目標給水量以上となるまで貯留槽３への給水を継続し、制御部１０は目標給水量以上となったら（Ｓ２２８：Ｙｅｓ）給水弁制御部１５により給水弁５を閉駆動し（Ｓ２２９）、そして後述する閉後給水量記憶処理にて給水弁５を閉駆動してから、給水が完全に停止されるまでの給水量を学習する（Ｓ２３０）。
【００２７】
このようにして貯留槽３内の水位が１００ｍｍとなるまで給水するか、もしくは便器１から貯留槽３への排水が終了し貯留槽３への給水が完全に停止した時点で貯留槽３内の水位が１００ｍｍ以上となっていた場合（Ｓ２２５：Ｙｅｓ）、制御部１０はモータ駆動部１４によりモータ４の駆動を開始し（Ｓ２３１）、モータ４の回転軸に取り付けられた、カッター４ｂにより汚物やトイレットペーパーが粉砕され、インペラ４ｃにより圧送され配水管４ｄを通して外部に排出される。そして、貯留槽３内の水や粉砕された汚物などが空洞管７ａの開口下端部７ｂ付近まで排水され、水位センサ７が水位２０ｍｍ未満を検出すると（Ｓ２３２）、モータ駆動部１４によりモータ４の駆動を停止し排水を終了する（Ｓ２３３）。
【００２８】
その後、配水管４ｄを通して外部の下水と貯留槽３とが通じているため、貯留槽３内に水をためることで、臭気や動物等が室内に入ってくることを防ぐため、制御部１０は切替弁５ｃを貯留槽側としたままで再び給水弁制御部１５により給水弁５を開駆動し、貯留槽３に水を給水する（Ｓ２３４）。そして水量センサ６により検出されたパルス信号を水量検出部１２を介して制御部１０が受け取り、パルス数をカウントすることで貯留槽３へ供給された流量を演算し、給水弁５を開してからのトータルの給水量が１．７Ｌから後述する処理により学習している閉後水量を差し引いた水量以上となったら（Ｓ２３５）、給水制御部１５により給水弁５を閉駆動し、貯留槽３への水ためを終了する（Ｓ２３６）。そして後述する閉後給水量記憶処理にて給水弁５を閉駆動してから、給水が完全に停止されるまでの給水量を学習する（Ｓ２３７）。
【００２９】
次に目標給水量演算処理について図７のフローチャートを用いて説明する。図５および図６で説明した汚物排出処理中、便器１から貯留槽３への排水が終了した時点で貯留槽３内の水位が１００ｍｍ未満であった場合（Ｓ２０９〜Ｓ２１０）、不足している水位に相当する水を貯留槽３へ給水するため、まず目標給水量演算待ちタイマが０かどうかをチェックするが（Ｓ３０１）、最初にこの処理ルーチンを実行するときはこのタイマは０であるため（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、次の演算タイミングを計るため目標給水量演算待ちタイマを０．５秒にセットしタイマをスタートさせる（Ｓ３０２）。そして、目標とする水位８０ｍｍ（もしくは１００ｍｍ）と現時点の水位との差を水位差として記憶する（Ｓ３０３）。次に貯留槽３の現在水位部分の面積と、先ほど記憶した水位差とから、水位を８０ｍｍ（もしくは１００ｍｍ）にするために必要な水量を演算し不足水量として記憶する（Ｓ３０４）。そしてこの不足水量から、後述する閉後給水量記憶処理にて求められた閉後給水量を差し引き、目標水量を演算する（Ｓ３０５）。
【００３０】
このようにしてこの処理ルーチンを終了し、汚物排出処理ルーチンに戻り貯留槽３への給水が開始され、今演算された目標水量に水量センサ６により検出された水量が達していなければ、再度図７の目標給水量演算処理が行われるが、目標水量が更新されてから０．５秒以内であれば、目標給水量演算待ちタイマは０とはなっていないため（Ｓ３０１：Ｎｏ）何も処理をせずに終了し、汚物排出処理ルーチンへ戻る。そして前回目標水量が更新されてから０．５秒経過した後、再度この処理ルーチンが実行されると（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、目標とする水位８０ｍｍ（もしくは１００ｍｍ）と現時点の水位との差、貯留槽３の面積および給水弁５を閉駆動してから実際に給水が停止するまでの水量の学習値から、目標水量が演算され（Ｓ３０３〜Ｓ３０５）、この動作の繰り返しにより、貯留槽３の水位を８０ｍｍ（もしくは１００ｍｍ）にするための目標水量が０．５秒周期で更新される。ここで、０．５秒周期で目標水量を更新するようにしたのは、現在水位の演算が、水位センサ７により検出された信号を水位検出部１３を介して０．５秒間隔で読み込み、最近の４回分の検出データの移動平均により現在の貯留槽３内の水位を演算しており、０．５秒周期で更新されるからである。
【００３１】
このようにして、汚物やトイレットペーパーなどを確実に粉砕・排出するために必要な貯留槽３内の水位８０ｍｍ（もしくは１００ｍｍ）になるまで、水量センサ６の検出流量に基づいて給水を行うことで、水位センサ７の検出値により現在水位が更新されるまでの遅れ時間により、８０ｍｍ（もしくは１００ｍｍ）以上になっても給水を継続し、必要以上に貯留槽３に水をためることを防ぐことができる。
【００３２】
次に、給水弁５を閉駆動してから実際に水が止まるまでの漏れの量を学習する、閉後給水量記憶処理について図８のフローチャートにより説明する。図４や図５、図６で説明した水ため処理や汚物排出処理の中で、制御部１０は給水弁制御部１５により給水弁５を閉駆動した後、都度この処理が実行される。まず、最近３回の給水弁５を閉駆動した後に給水された水量を順次、閉後水量２を閉後水量３へ、閉後水量１を閉後水量２へ、閉後水量０を閉後水量１へ代入する（Ｓ４０１）。そして水量センサ６から出力されるパルスがなくなり、瞬間流量が０となるまでウェイトし（Ｓ４０２）、給水弁５を開して給水を開始してから現時点までのトータルの給水量から、給水弁５を開して給水を開始してから給水弁５を閉駆動した時点までのトータルの給水量を差し引き、給水弁５を閉駆動してから実際に水が止まるまでの漏れ量を演算し、閉後水量０として記憶する（Ｓ４０３）。そして、最新の閉後水量０と過去３回の閉後水量０〜３の平均を求め、次回の給水時に給水弁５を閉駆動するときの、漏れ量の予測値として閉後水量を演算する（Ｓ４０４）。
【００３３】
このようにして、過去４回の給水弁５を閉駆動してから、実際に水量センサ６の検出流量が０になるまでの間に給水された水量の移動平均により、次に給水する際に給水弁５を閉駆動してから完全に給水が停止するまでの間の給水量を予測し、その予測量分だけ早く給水を停止することにより、便器１をへのたまり水の供給や、用便後の洗浄や、汚物やトイレットペーパーを粉砕・排出するための貯留槽３への給水を、必要量確実に給水することが可能となるとともに、必要以上の水を給水することがなくなり節水することが可能となる。
【００３４】
以上のフローチャートに従って制御された場合の、圧送式水洗トイレ装置の動作の具体例について図９のタイミングチャートおよび、図１０の装置内の水位変化の図を用いて説明する。
【００３５】
まず、誰も使用していないときは図１０（ａ）のように便器１には水が溜められておらず、貯留槽３には既に５０ｍｍの水が溜まっているため、水位センサ７からは５０ｍｍに相当する信号が出力されている。そして使用者が用便前にスイッチを操作すると便器１へのたまり水の供給が開始される。まず、切替弁５ｃが便器１側に切り替えられ、そして給水弁５が開駆動され、便器１への給水が開始されるが、このとき貯留槽３には既に５０ｍｍの水が溜まっているため、水位センサ７からは５０ｍｍに相当する信号が出力されている。そして便器１への給水が開始されると水量センサ６から給水量に応じたパルス信号が送られ、給水開始からそのパルス数を積算し、給水量が１．４リットルになる前に（１．４リットルから給水弁５閉駆動後の漏れ量ほ引いた水量になったら）、給水弁５が閉駆動される。そして給水弁５が閉駆動された後も、給水弁５が完全に止水するまでの間少量の水が漏れるため、最終的に１．４リットルの水が便器１に給水され、たまり水の供給が完了する。そしてたまり水の供給が完了すると、切替弁５ｃは貯留槽３側へ切り替えられる。また、このとき貯留槽３に対しては給水も排水もされていないため水位センサ７の信号は最初の５０ｍｍから変化はない。したがってこのとき装置内に溜まっている水の状態は図１０（ｂ）のように、便器１には１．４リットルの水が溜まっており、貯留槽３には５０ｍｍの水が溜まった状態になっている。
【００３６】
次に用便後、使用者がスイッチを操作すると汚物の排出が開始される。まず、切替弁５ｃが便器１側に切り替えられ、そして給水弁５が開駆動され、便器１への給水が開始される。また、このとき貯留槽３に封水のために溜められた水を排出するため、モータ（ポンプ）４が駆動される。そして、便器１への給水と、貯留槽３の排水を行いながら、水位センサ７の信号が水位２０ｍｍ相当になると、モータ（ポンプ）４の駆動が停止されるが、モータ（ポンプ）４が惰性で回転している間は貯留槽３の中の水が排水されるため、水位センサ７の信号は２０ｍｍ相当よりも更に低下し、空洞管７ａの開口下端部７ｂ以下まで水が排出されると、水位センサ７にかかる圧力は大気と同じとなり水位センサ７の信号は一定となる。その後も便器１への給水が継続されるが、給水開始から水量センサ６により検出された積算流量が、１．２リットルになる前に（１．２リットルから給水弁５閉駆動後の漏れ量ほ引いた水量になったら）、給水弁５が閉駆動される。そして給水弁５が閉駆動された後も、給水弁５が完全に止水するまでの間少量の水が漏れるため、最終的に１．２リットルの水が便器１に給水され、便器１の洗浄が完了する。そして便器１の洗浄が完了すると、切替弁５ｃは貯留槽３側へ切り替えられる。そしてこのときの装置内に溜まっている水の状態は図１０（ｃ）のように、便器１には２．６リットルの水が溜まっており、貯留槽３内にはほとんど水がない状態になっている。
【００３７】
その後、フラップ弁９が開閉されると、便器１内の汚水および汚物が貯留槽３の方へ排出されるため、水位センサ７が検出する信号は水位８０ｍｍ前後相当まで上昇する。そして、水位センサ７の検出信号が８０ｍｍに不足している場合、その不足している水位から必要な給水量（目標給水量）を演算し、給水弁５が開駆動され貯留槽３への給水が開始される。そして、貯留槽３への給水を行いながら、逐次その時点の不足水量から必要な給水量（目標給水量）を演算し、目標給水量が更新されてから水量センサ６により検出された積算流量が、目標給水量から給水弁５閉駆動後の漏れ量ほ引いた水量になったら、給水弁５が閉駆動される。そして給水弁５が閉駆動された後も、給水弁５が完全に止水するまでの間少量の水が漏れるため、最終的に貯留槽３内の水位が８０ｍｍになるまで給水され、装置内に溜まっている水の状態は図１０（ｄ）のように、便器１には水がなく、貯留槽３には８０ｍｍの水が溜まった状態になっている。
【００３８】
その後、切替弁５ｃが便器１側に切り替えられ、そして給水弁５が開駆動され、便器１への給水が開始される。また、このときモータ（ポンプ）４が駆動され貯留槽３内の汚物を粉砕するとともに、外部に圧送・排出されると、貯留槽３内の水位が徐々に低下するため水位センサ７が検出する信号も徐々に小さくなり、水位センサ７の信号が水位２０ｍｍ相当になると、モータ（ポンプ）４の駆動が停止されるが、モータ（ポンプ）４が惰性で回転している間は貯留槽３の中の水が排水されるため、水位センサ７の信号は２０ｍｍ相当よりも更に低下し、空洞管７ａの開口下端部７ｂ以下まで水が排出されると、水位センサ７にかかる圧力は大気と同じとなり水位センサ７の信号は一定となる。その後も便器１への給水が継続されるが、給水開始から水量センサ６により検出された積算流量が、２．５リットルになる前に（２．５リットルから給水弁５閉駆動後の漏れ量ほ引いた水量になったら）、給水弁５が閉駆動される。そして給水弁５が閉駆動された後も、給水弁５が完全に止水するまでの間少量の水が漏れるため、最終的に２．５リットルの水が便器１に給水され、便器１の洗浄が完了する。そして便器１の洗浄が完了すると、切替弁５ｃは貯留槽３側へ切り替えられる。そしてこのときの装置内に溜まっている水の状態は図１０（ｅ）のように、便器１側にに２．５リットル相当の水が溜まっており、貯留槽３内にはほとんど水がない状態になっている。
【００３９】
その後、フラップ弁９が開閉されると、便器１内の汚水および汚物が貯留槽３の方へ排出されるため、水位センサ７が検出する信号は水位１００ｍｍよりやや低い位置相当まで上昇する。そして、水位センサ７の検出信号が１００ｍｍに不足している場合、その不足している水位から必要な給水量（目標給水量）を演算し、給水弁５が開駆動され貯留槽３への給水が開始される。そして、貯留槽３への給水を行いながら、逐次その時点の不足水量から必要な給水量（目標給水量）を演算し、目標給水量が更新されてから水量センサ６により検出された積算流量が、目標給水量から給水弁５閉駆動後の漏れ量ほ引いた水量になったら、給水弁５が閉駆動される。そして給水弁５が閉駆動された後も、給水弁５が完全に止水するまでの間少量の水が漏れるため、最終的に貯留槽３内の水位が１００ｍｍになるまで給水され、装置内に溜まっている水の状態は図１０（ｆ）のように、便器１には水がなく、貯留槽３に１００ｍｍの水が溜まった状態になっている。
【００４０】
その後、モータ（ポンプ）４が駆動され貯留槽３内の汚物を粉砕するとともに、外部に圧送・排出されると、貯留槽３内の水位が徐々に低下するため水位センサ７が検出する信号も徐々に小さくなり、水位センサ７の信号が水位２０ｍｍ相当になると、モータ（ポンプ）４の駆動が停止されるが、モータ（ポンプ）４が惰性で回転している間は貯留槽３の中の水が排水されるため、水位センサ７の信号は２０ｍｍ相当よりも更に低下し、空洞管７ａの開口下端部７ｂ以下まで水が排出されると、水位センサ７にかかる圧力は大気と同じとなり水位センサ７の信号は一定となり、このときの装置内に溜まっている水の状態は図１０（ｇ）のように、便器１には水が全くなく、貯留槽３内にもほぼ水が無くなっている状態になる。
【００４１】
最後に、下水との縁切りのための封水を貯留槽３に溜めるため、給水弁５が開駆動され、貯留槽３への給水が開始される。このとき水量センサ６からの信号に加え、水位センサ７の検出信号も給水量に応じて変化している。そして、給水開始から水量センサ６により検出された積算流量が、１．７リットルから給水弁５閉駆動後の漏れ量ほ引いた水量になったら給水弁５が閉駆動される。そして給水弁５が閉駆動された後も、給水弁５が完全に止水するまでの間少量の水が漏れるため、最終的に１．７リットルの水が貯留槽３に給水され、封水が溜められ、汚物の排出動作が完了する。そして一連の動作が完了した時点での装置内の水位の状態は図１０（ｈ）のように便器１側にな何もなく、貯留槽３側に５０ｍｍの水が溜まっている。
【００４２】
このようにして、圧送式水洗トイレ装置は制御されることで、汚物を粉砕・排出するのに必要な水量を精度良く供給することにより、給水量不足により汚物を完全に粉砕・排出できずに故障に至ることを防ぐとともに、必要以上の水を給水しないことにより節水することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の圧送式水洗トイレ装置の第一実施例を表す構成図。
【図２】本発明の圧送式水洗トイレ装置の第二実施例を表す構成図。
【図３】本発明の制御装置の構成を表すブロック図。
【図４】本発明の便器使用前の水ため動作の内容を表すフローチャート。
【図５】本発明の汚物排出処理の内容を表すフローチャート。
【図６】本発明の汚物排出処理２の内容を表すフローチャート。
【図７】本発明の目標水量演算処理の内容を表すフローチャート。
【図８】本発明の閉後給水量記憶処理の内容を表すフローチャート。
【図９】本発明の圧送式水洗トイレ装置の動作タイミングを表すタイミングチャート。
【図１０】本発明の装置内の水位変化の図。
【符号の説明】
【００４４】
１…便器
２…排出口
３…貯留槽
４…モータ
４ａ…粉砕室
４ｂ…カッター
４ｃ…インペラ
４ｄ…配水管
５…給水弁
５ａ…給水配管
５ｂ…貯留槽用給水配管
５ｃ…切替弁
６…流量センサ
７…水位センサ
７ａ…空洞管
７ｂ…空洞管の開口下端部
８…制御装置
９…フラップ弁
１０…制御部（ＣＰＵ）
１２…水量検出部
１３…水位検出部
１４…モータ駆動部
１５…給水弁制御部
１６…流路切替部
１７…排水制御部
【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】
2006328641.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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