(57)【要約】【課題】便座装置に人体の有無を検知するセンサユニットを設け、便座暖房の省エネ化を図る。【解決手段】自動で人体の有無を検知するセンサユニットを、本体とは別にトイレ室内に配設し、そのセンサユニットをトイレ入り口の壁へ配設することにより、トイレ室内の大きさに応じて人体に違和感を与えることなく、最適のタイミングで人体の有無を検出することができるトイレ装置を提供することができる。この人体検知の信号に基づいて暖房便座の暖房制御、便蓋の自動開閉制御などを行いエネルギーの効率的使用を実現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トイレ空間において使用者の有無を検知する人体検知手段と、前記人体検知手段に基づき検知信号を送信する送信手段からなるセンサユニットと、前記センサユニットが送信した検知信号を受信する受信手段と便座を暖房する暖房手段とを有する便座ユニットとを備え、前記センサユニットは便座ユニットと別体に設け、前記人体検知手段の検出状態に基づいて便座の暖房の設定温度を変えることを特徴とした暖房便座。
【請求項２】
便蓋を備え、人体検知手段の検出状態に基づいて便蓋の開閉を行う請求項１記載の暖房便座。
【請求項３】
前記人体検知手段により人体検出した後に人体を検知することを禁止する時間を設けた請求項１または２記載の暖房便座。
【請求項４】
人体検出手段の検出状態に基づいて、暖房手段への通電状態をかえることを特徴とした請求項１記載の暖房便座。
【請求項５】
人体検出手段の検出が人体無し状態の時、暖房手段の暖房の通電を停止する請求項１から４のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項６】
人体検出手段の検出が人体無し状態の時、暖房手段の暖房の通電率を低下させるものである請求項１から５のいずれか１項記載の暖房便座。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトイレ装置に関するもので、特に暖房便座での使用者入室検知に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のトイレ装置として便座ユニットに人体検知センサを有し、トイレ室内への入室を検知し、便座装置の便蓋を開いたり、便座の設定温度を切り替えたりするようにしたものはすでに知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９は従来のトイレ装置を示すものである。図９において、１０１は本体、１０２はセンサ、１０３は便蓋、１０４は便座、１０５は検知エリアである。
【特許文献１】特開２００１−１９０４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、人体検知センサに、ある範囲に何らかの反射物があるとき検知ＯＮ状態になる測距式センサを用いており、広さが様々であるトイレ室内では、設定距離を長くできないという課題を有していた。すなわち、検知距離が長いとトイレ室の壁により、常に検知ＯＮ状態になってしまうため、検知範囲は最も狭いトイレ室を前提に設定する必要があった。そのため、例えトイレ室内への入り口から、便座装置までの距離が長くあったとしても、人体が便座装置のすぐ手前に立たない限り人体の検知ができないという課題を有していた。
【０００５】
また、測距センサでは人体を検知するために、定期的に赤外線を出し続ける必要があり、そのため多くの電力を消費し、電源手段に電池等を用いるとすぐに電池が消耗してしまうためトイレ装置本体に用いることが主であった。トイレ装置本体に人体検知センサを設けた場合は、人体検知センサの設置のために便座装置全体を覆い便座装置の本体と便座との隙間へのトイレ室内の埃を入らなくしたりするなどの便座装置本体のデザイン性が制約されてしまうという課題を有していた。
【０００６】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、トイレ室内の大きさに応じて人体に違和感を与えることなく、最適のタイミングで人体の有無を検出して、便座の暖房を最適に制御して省エネルギー化を図ることができる暖房便座を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、トイレ空間において使用者の有無を検知する人体検知手段と、前記人体検知手段に基づき検知信号を送信する送信手段からなるセンサユニットと、前記センサユニットが送信した検知信号を受信する受信手段と便座を暖房する暖房手段とを有する便座ユニットとを備え、前記センサユニットは便座ユニットと別体に設け、前記人体検知手段の検出状態に基づいて便座の暖房の設定温度を変えることを特徴としたものである。
【０００８】
これによって、人体の有無を検知するセンサユニットを、本体とは別にトイレ室内に配設でき、大きさが様々であるトイレ室内の入り口付近にセンサユニットを設置し、最適のタイミングで人体検知を行い、この検出状態に基づいて、便座の暖房の設定温度を変えるというものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のトイレ装置は、人体の有無を検知するセンサユニットを、本体とは別に配設でき、最適のタイミングで人体検知を行うので、人体検知手段の検出状態に基づいて、便座の暖房の設定温度を変え、それに基づいて暖房温度を変えて省エネルギー性を向上させ、かつ使い勝手も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、トイレ空間において使用者の有無を検知する人体検知手段と、前記人体検知手段に基づき検知信号を送信する送信手段からなるセンサユニットと、前記センサユニットが送信した検知信号を受信する受信手段と便座を暖房する暖房手段とを有する便座ユニットとを備え、前記センサユニットは便座ユニットと別体に設け、前記人体検知手段の検出状態に基づいて便座の暖房の設定温度を変えることを特徴としたものである。
【００１１】
これによって、人体の有無を検知するセンサユニットを、本体とは別にトイレ室内に配設でき、例えば大きさが様々であるトイレ室内の入り口付近にセンサユニットを設置し、且つワイヤレス通信手段で本体に送信することにより、使用者のトイレ空間での有無状態を最適奈タイミングで検出してこれに基づいて便座の設定温度をかえ、便座暖房の省エネルギー性の向上させることができる。
【００１２】
第２の発明は、特に請求項１に記載のトイレ装置に便蓋を備え、人体検知手段の検出状態に基づいて便蓋の開閉を行うものである。これによって、例えば、人体がトイレ装置使用後に何の操作もせずに自動で便蓋を閉じることが出来て使い勝手が向上し、さらに便座にヒータを内蔵した暖房便座である場合には、使用者が使用しないときに便蓋を閉めていることで暖房便座からの不要な放熱を防止することができより経済性の向上を図ることができる。
【００１３】
第３の発明は、特に請求項１から２に記載のトイレ装置の人体検知手段により人体検出した後に人体を検知することを禁止する時間を設けたものである。これによって、トイレ室内の人体の動作によって何度も人体検知することがなく、使用者がトイレ室内に入った時点を検出することが可能となる。
【００１４】
第４の発明は、人体検出手段の検出状態に基づいて、暖房手段への通電状態をかえることを特徴としたものである。これによって、暖房便座の省エネルギー性を向上させることができる。
【００１５】
第５の発明は、特に請求項１から４に記載のトイレ装置の人体検出手段の検出が人体無し状態の時、暖房手段の暖房の通電を停止するものである。これによって、暖房便座の省エネルギー性を向上させることができる。
【００１６】
第６の発明は、特に請求項１から５に記載のトイレ装置の人体検出手段の検出が人体無し状態の時、暖房手段の暖房の通電率を低下させるものである。これによって、暖房便座の省エネルギー性を向上させることができる。
【００１７】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら用いて説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施例におけるトイレ装置のブロック図を示すものである。焦電式センサ１は、物体が持つ熱量に比例して発せられる赤外線の変化量に応じて電気信号を発生する焦電効果を利用した物体の熱量変化検出センサのことで、人体が非検知状態の
場合は雰囲気温度に比例した赤外線であるが、人体が検知状態の場合は、雰囲気温度よりも高い人体表面温度に比例した赤外線が発せられる為、この雰囲気温度と人体表面温度との差異分だけの電気信号により人体の有無を検出することができるものである。焦電式センサ１にはレンズ２が取付けられており、このレンズ２によって焦電式センサ１前方の壁などの雰囲気温度から発せられた赤外線や、焦電式センサ１前方を横切った人体の表面から発せられる赤外線を最も効率よく集光することができるようになっている。
【００１９】
また、一般的に赤外線とは可視光線よりも波長が長く、マイクロ波よりも波長が短い０．７〜１０００μｍの波長領域の電磁波であり、このうち人体から発せられる赤外線の周波数は５〜２０μｍの波長である。この人体からの波長の赤外線のみを有効に利用し、その他の波長の赤外線を減衰させるような光学的処理をレンズ２、及び、焦電式センサ１には施されている。
【００２０】
さらに、焦電式センサ１から出力される電気信号は、雰囲気温度と人体表面温度の差分に比例した赤外線量を変換したものであるが、数１０〜数１００ｍＶ程度と非常に微小な信号であるため、人体検知手段３にて数１００〜数１０００倍に電気信号を増幅して人体の有無を検出している。また、人体検知手段３での電気信号の増幅の際には、人体の移動速度よりも短い周波数や長い周波数は人体以外の外乱であると判定し、約１Ｈｚで最大増幅率となるようなバンドパスフィルターを構成している。図２にバンドパスフィルターの特性グラフを示す。人体検知手段３では、数１００〜数１０００倍に増幅された電気信号がある値以上（一般的には０．３〜０．７Ｖ程度）の変化があった場合に人体有りと判定している。このバンドパルフィルターを構成する際、一般的には電源投入からバンドパルフィルターを構成しているコンデンサ（図示せず）などへの充電時間が必要であり、約１０秒間程度は人体検知手段３での人体検出可能までの立ち上がり時間を要している。
【００２１】
この人体検知手段３での人体有り信号は、送信手段４へ伝達され、便座ユニット５に装備された受信手段６が検知できる送信信号として出力される。この送信信号はテレビやエアコンなどの家庭電化製品の赤外線リモコンでの送信コードに則している。この送信コードは家庭電化製品を製造販売している各メーカ間での共通フォーマットとして誤送信を防止するために家庭電化製品協会フォーマットとして制定され、メーカ、機器ごとにコードを割り当てられている。
【００２２】
送信手段４では、トイレへ入室された人体を検出すると、人体有り信号として便座ユニット５へ送信を行うが、トイレ室内での人体の動きによる赤外線の変化で、既に人体があるにも関わらず何度も送信してしまう。そこで、送信禁止時間（約３０秒から１分間）は、一旦人体有り信号を送信した後は人体検知手段３からの人体有り信号を無効とし、人体の動きによる誤送信を防止し、センサユニット７での動作を安定させるとともに、消費電力を低減させている。センサユニット７は便座ユニット５とは別設のリモコンとすることで、使用者のトイレ空間の大きさや便座ユニット５のデザインによらず人体検知を行うことができる。別設のリモコンではセンサユニット７の電源は乾電池を使用することが多く、上述の送信禁止時間を設けることで乾電池の電池寿命を延命させ、使用者による電池交換頻度を低下させより使い勝手を良くすることができる。
【００２３】
さらに、送信手段４では、人体検知手段３からの人体有り信号を一旦入力した後に、人体検知手段３への電源を電源遮断時間（約２０秒）が経過するまで遮断することで、人体検知手段３で消費する電力も軽減することができる。この電源遮断時間は前述の送信禁止時間よりも短く設定し、電源遮断時間経過後に人体検知手段３への電源投入から人体検知手段３の人体検知性能安定までの立ち上がり時間（約１０秒）を人体検知手段３での信号を無効としている。
【００２４】
よって、図３のトイレ空間へのセンサユニット７、便座ユニット５の配置図に示すように、トイレ入室用入り口付近にセンサユニット７を設置することで、人体がセンサユニット７の検知エリア８を人体が横切ったときに、人体検知手段３にて人体有りを検出し、送信手段４にて人体有り信号を送信することで、便座ユニット５にて人体有り状態を検出できる。便座ユニット５では、この人体有り状態によって、後述の便蓋を開状態とさせ使い勝手を向上させたり、便座ユニット５での暖房便座（便座にヒータを配設して便座を暖めるもの。図示せず）の設定温度を変えて人体無し時の暖房便座の通電率低下や通電停止などでの省エネルギー性の向上など、様々な効果をあげることができる。
【００２５】
（実施の形態２）
図４は本発明の第２の実施例におけるトイレ装置の便座ユニット５のブロック図である。９は便蓋、１０は便蓋９を開閉するモーターである。１１は便蓋９の回転角度を検出する便蓋位置センサである。便蓋位置センサ１１は、便蓋９の回転軸に設けられ、回転式可変抵抗器（一般的にロータリーボリュームとも称される）によって、便蓋９の回転角度を検出している。センサユニット７からの人体有り信号を受信手段６にて受信すると、モーター制御手段１２にて便蓋９を開状態へと動作させる。すなわち、使用者がトイレ空間へ入室した際に便座ユニット５の便蓋９が自動で閉状態から開状態へと動作するのである。
【００２６】
また、便蓋９を開状態とした後、一定時間後に便蓋９を閉状態とすることで、便座１３に便座暖房用のヒータ（図示せず）が配設されている場合は便座１３からの不用意な放熱を防止することができ、便座暖房用のヒータの通電率を低下させ、省エネルギー性を向上させることができる。
【００２７】
また、便座１３には使用者が着座したことを検出する着座検知手段１４が内蔵されている。この着座検知手段１４として、使用者の重力によって着座を検出する重力方式や使用者が着座することによって大地との浮遊容量成分が変化することを検出する容量検出方式、さらに、便座ユニット５内部に赤外線送信部と赤外線受信部を設け、人体が着座することによって送信した赤外線が反射して赤外線受信部へ入光することを利用した赤外線方式などがある。
【００２８】
着座検知手段１４にて使用者の着座を検出している際には、モーター制御手段１２にてセンサユニット７からの人体有り信号を受信禁止し、さらに、モーター１０による便蓋９の閉状態動作を禁止する。これによって、使用者が便座に着座しているにも関わらずセンサユニットからの検知信号によって、便蓋が開動作を行ったり閉動作を行ったりせず、使い勝手の向上を図ることができる。
【００２９】
また、便座ユニット５には便座１３の回転位置を検出する便蓋位置センサ１５が設けられている。便座位置センサ１５は、上述の便蓋位置センサ１１同様に便座１３の回転軸に設けられ、回転式可変抵抗器によって、便蓋１３の回転角度を検出している。モーター制御手段１２では、便蓋９が開状態で且つ、便座１３が閉状態で且つ、使用者の非着座状態を検出してから一定時間（例えば３分間）経過後に便蓋を閉状態としている。これによって、使用者が便座に座って排便もしくは排尿した後の着衣時間中に不用意に便蓋９が閉状態とならず、使い勝手の向上を図ることができる。
【００３０】
また、モーター制御手段１２にて便蓋９が開状態で且つ、便座１３が開状態を検出してから一定時間（例えば５分間）経過後に便蓋９を閉状態としている。これによって、男子小用時に不用意に便蓋９が閉状態とならず、使い勝手の向上を図ることができる。
【００３１】
また、モーター制御手段１２にて使用者の手動操作による便蓋９の閉状態から受信禁止時間が経過するまではセンサユニット７からの検知信号を受信禁止としている。これによ
って、使用者がトイレ装置使用後のトイレ退室時に再度センサユニット７の検知エリア８を横切っても便蓋９が開動作とならず、使い勝手の向上を図ることができる。
【００３２】
上述の便蓋９や便座１２の位置、及び、使用者の着座状態によって便蓋９の開閉動作を図５のフローチャートに示す。
【００３３】
（実施の形態３）
図６は本発明の第３の実施例におけるトイレ装置のセンサユニット７の外観図である。センサユニット７に内蔵されている焦電式センサ１のレンズ２によって、センサユニット７の前方の赤外線を集光するのであるが、レンズ２の種類によって、検知エリア８を狭くも広くも設定することが出来る。検知エリア８が広ければ広いほど、トイレ空間内の人体の動きを検出することができるが、便座ユニット５に内蔵された便座暖房用ヒータ（図示せず）の影響などで誤動作する可能性があるため、検知エリア８はある程度狭く設定することが必要である。センサユニット７は便座ユニット５とは別設でトイレ空間に応じて設置できるため、検知エリア８が狭く設定されていても人体を検出することができる。また、検知エリア８は水平面よりも下面のみ有効とすることで、トイレ室内に設置された窓からの直接的な太陽光で使用者がトイレへ入室した際の不検知や、窓に取付けられたカーテンや窓外の木々の揺れなどによって、太陽光の変動により使用者がトイレへ入室していないにも関わらず人体を検出する誤検知を防止することができ、使い勝手の向上を図ることができる。この検知エリア８の下面方向のみとするための手段として、図６（ａ）に示す焦電式センサ１、及び、レンズ２自身を下面方向へ設定する手段や、図６（ｂ）に示すレンズ２の上面部に外部からシート状のものを貼付して下面方向のみの検出とする手段、図６（ｃ）に示す焦電式センサ１の上面部検出部分へ外部からシート状のものを貼付して下面方向のみの検出とする手段、焦電式センサ１自身を下面方向のみ検出するものを使用する手段などがあるが、いづれも同様の効果を生むことは言うまでもない。
【００３４】
また、図７のセンサユニット７の送信手段４周辺拡大図に示すように、センサユニット７には送信手段４を複数有しており、そのおのおのが前方に垂直面よりも前方に、また、側面方向に傾いて取付けられている。通常、トイレ空間でのセンサユニット７はトイレ空間の壁面に設置されるため、図８に示すようにセンサユニット７からの送信信号はトイレ空間内の天井や床面へ反射して便座ユニット５の受信手段６へ送信される。天井や床面の材質や色による赤外線反射率によって、センサユニット７からの送信信号は減衰してしまう。送信手段４を複数有することによって、便座ユニット５への送信信号がトイレ室内の天井反射による送信信号が減衰しても確実に人体の検出信号を送信することができ、使い勝手の向上ができる。さらに、送信手段４のおのおのが前方に垂直面よりも前方に、また、側面方向に傾いて取付けることによって、センサユニット７からの送信信号のトイレ天井と床面の反射回数を減らすことができ、確実に人体の検出信号を送信することができ、使い勝手の向上を図ることができる。
【００３５】
さらに、センサユニット７の送信手段４を一度の送信時に複数回（例えば送信コードを３回送信するなど）送信信号を送信することとし、これによって、センサユニット７からの送信途中に人体などの障害物があっても次回の送信時にセンサユニット７からの検出信号を受信することができるため確実に人体の検出信号を送信することができ、使い勝手の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように本発明にかかるトイレ装置は、トイレ空間に入ってきた使用者の入室を確実に検知できるので、入室検知装置等への用途にも適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるトイレ装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるトイレ装置のバンドパスフィルター特性図
【図３】本発明の実施の形態１におけるトイレ装置のセンサユニット、便座ユニット設置図
【図４】本発明の実施の形態２におけるトイレ装置の便座ユニットのブロック図
【図５】本発明の実施の形態２におけるトイレ装置の便蓋開閉フローチャート
【図６】（ａ）本発明の実施の形態３におけるトイレ装置のセンサユニット外観図（ｂ）本発明の実施の形態３におけるトイレ装置のセンサユニット外観図（ｃ）本発明の実施の形態３におけるトイレ装置のセンサユニット外観図
【図７】本発明の実施の形態３におけるトイレ装置の送信手段周辺拡大図
【図８】本発明の実施の形態３におけるトイレ装置のセンサユニット、便座ユニット設置図
【図９】従来のトイレ装置の外観図
【符号の説明】
【００３８】
３  人体検知手段
４  送信手段
５  便座ユニット
６  受信手段
７  センサユニット
１０  モーター
１２  モーター制御手段
１４  着座検知手段
【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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【図８】
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【図９】
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