(57)【要約】【課題】排尿後半の尿流の流量の減少に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる小便器を提供する。【解決手段】本発明の小便器は、小便器本体２と、検知センサ４４と、吐水流量を変更できる流量調整装置３４と、制御部４６と、を備え、制御部４６は、検知センサが検知状態となっている間において吐水部から吐水を行う尿希釈吐水モードを実行し、制御部４６は、尿希釈吐水モードにおいて、検知センサ４４が検知状態となった後、第１期間の最初に吐水を開始させ、第１期間に続く第２期間において吐水を継続し、第２期間に続く第３期間において検知センサが非検知状態となるまで吐水を継続し、さらに、流量調整装置３４を制御して第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より第３期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる。【選択図】図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐水された洗浄水によりボウル面を洗浄する小便器であって、
排尿を受ける上記ボウル面を形成し、その底部に排水口を形成するボウル部と、
上記ボウル部の上記排水口と連通する排水トラップと、を備えた小便器本体と、
上記ボウル面に洗浄水を吐水する吐水部と、
上記小便器本体を使用する使用者の有無又は使用者が上記小便器本体へ排尿した尿流を検知する検知センサと、
上記吐水部からの吐水流量を変更できる流量調整装置と、
上記吐水部による洗浄水の吐水を制御する制御部と、を備え、
上記制御部は、上記検知センサが検知状態となっている間において上記吐水部から吐水を行う尿希釈吐水モードを実行し、
上記制御部は、上記尿希釈吐水モードにおいて、上記検知センサが検知状態となった後、第１期間の最初に吐水を開始させ、上記第１期間に続く第２期間において吐水を継続し、上記第２期間に続く第３期間において上記検知センサが非検知状態となるまで吐水を継続し、さらに、上記流量調整装置を制御して上記第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より上記第３期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせることを特徴とする小便器。
【請求項２】
上記制御部は、上記流量調整装置を制御して上記第３期間の期間内において吐水流量を減少させるように吐水を行わせる、請求項１に記載の小便器。
【請求項３】
上記制御部は、上記第３期間における吐水流量について、単位時間当たりの吐水流量の減少率を第１減少率から第２減少率に変化させ、且つ第１減少率は第２減少率よりも大きくなるように上記流量調整装置を制御する、請求項２に記載の小便器。
【請求項４】
上記制御部は、上記流量調整装置を制御して上記第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より上記第１期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる、請求項１乃至３の何れか１項に記載の小便器。
【請求項５】
上記制御部は、上記流量調整装置を制御して上記第１期間の期間内において吐水流量を増加させるように吐水を行わせる、請求項４に記載の小便器。
【請求項６】
上記制御部は、上記第１期間における吐水流量について、単位時間当たりの吐水流量の増加率を第１増加率から第２増加率に変化させ、且つ第２増加率は第１増加率よりも大きくなるように上記流量調整装置を制御する、請求項５に記載の小便器。
【請求項７】
上記検知センサは、上記小便器本体への排尿を検知する尿検知センサである、請求項１乃至６の何れか１項に記載の小便器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小便器に係り、特に、吐水された洗浄水によりボウル面を洗浄する小便器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に記載されているように、小便器が、尿の流れによって小便動作を検知する尿検知センサと、ボウル部への給水を調整する調整手段とを備えている。この小便器において、尿検知センサが尿流を検知すると同時に調整手段が全開状態にされ、尿の濃度を下げるためにボウル部への給水を行うことが知られている。この小便器においては、小便器の尿検知センサが尿流を検知すると同時に、調整手段が全開状態にされ、本洗浄吐水がボウル部に開始される。この本洗浄吐水が、尿検知センサが非検知となった後も継続され、ボウル部を十分に洗浄する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４９４１５号公報
【特許文献２】特開昭６３−２２９３１号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】藤岡  与周、苫米地  宣裕、八戸工業大学：尿流量曲線パターン分類用特徴量抽出システムの構成，計測自動制御学会東北支部第250回研究集会，資料番号250-5 (2009.6.19)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されている小便器においては、ボウル部を十分に洗浄するための本洗浄吐水を、尿検知センサの検知開始から検知終了までの間も行うため、このような吐水を行っていない小便器と比べて１回当たりの洗浄動作で吐水される洗浄水量が増加してしまうという問題がある。さらに、使用者の排尿が比較的長くなる場合に排尿中に本洗浄吐水を継続すれば、洗浄水量の増加がより問題となる。近年の洗浄水の節水化の要請に伴い、小便器において、尿希釈吐水の洗浄水量の節水化を達成することが課題とされている。
さらに、特許文献１に記載されている小便器においては、本洗浄吐水を、検知開始から検知終了まで継続するため、使用者の尿流の流量の変化に対し、無駄に多くの洗浄水が吐水される場合があり、吐水される洗浄水量の節水化を達成することができないという課題があるとともに、尿希釈を効率的に実現することができないという課題がある。
【０００６】
さらに、特許文献２に記載されているように、小便器において、人体検知センサの検知開始から６秒間、便鉢内面の全面を湿らせる予備洗浄が行われ、予備洗浄以後人体検知センサが非検知となるまでの放尿動作中に便鉢内から臭気が立ち上がるのを防止するように一定流量の洗浄水が吐水されるものが知られている。
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献２に記載されている小便器においては、放尿動作中に一定流量の洗浄水が人体検知センサの検知終了まで継続して吐水されるため、使用者の尿流の流量の変化に対し、無駄に多くの洗浄水が吐水される場合があり、吐水される洗浄水量の節水化を達成することができないという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題や課題を解決するためになされたものであり、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる小便器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するために、本発明は、吐水された洗浄水によりボウル面を洗浄する小便器であって、排尿を受ける上記ボウル面を形成し、その底部に排水口を形成するボウル部と、上記ボウル部の上記排水口と連通する排水トラップと、を備えた小便器本体と、上記ボウル面に洗浄水を吐水する吐水部と、上記小便器本体を使用する使用者の有無又は使用者が上記小便器本体へ排尿した尿流を検知する検知センサと、上記吐水部からの吐水流量を変更できる流量調整装置と、上記吐水部による洗浄水の吐水を制御する制御部と、を備え、上記制御部は、上記検知センサが検知状態となっている間において上記吐水部から吐水を行う尿希釈吐水モードを実行し、上記制御部は、上記尿希釈吐水モードにおいて、上記検知センサが検知状態となった後、第１期間の最初に吐水を開始させ、上記第１期間に続く第２期間において吐水を継続し、上記第２期間に続く第３期間において上記検知センサが非検知状態となるまで吐水を継続し、さらに、上記流量調整装置を制御して上記第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より上記第３期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる。
通常、使用者の排尿による尿流の流量は、排尿開始から徐々に増大し、最大流量となった後、排尿の後半においては、徐々に減少すると想定される。そこで、本発明によれば、制御部は、検知センサが検知状態となった後、第１期間の最初に吐水を開始させ、第１期間に続く第２期間において吐水を継続し、第２期間に続く第３期間において検知センサが非検知状態となるまで吐水を継続し、さらに、流量調整装置を制御して第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より第３期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる。よって、本発明によれば、制御部は、検知センサが非検知状態となるまでの第３期間において、尿流の流量の減少に応じて、第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より第３期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる。従って、本発明によれば、排尿後半の尿流の流量の減少に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、上記流量調整装置を制御して上記第３期間の期間内において吐水流量を減少させるように吐水を行わせる。
このように構成された本発明においては、制御部は、流量調整装置を制御して第３期間の期間内において吐水流量を減少させるように吐水を行わせる。これにより、第３期間の期間内において吐水部から吐水される尿希釈吐水の吐水流量が増大することなく、減少され、例えば徐々に減少され又は一定の部分を含んで階段状に減少される。よって、排尿後半の尿流の流量の減少に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化をより確実に達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、上記第３期間における吐水流量について、単位時間当たりの吐水流量の減少率を第１減少率から第２減少率に変化させ、且つ第１減少率は第２減少率よりも大きくなるように上記流量調整装置を制御する。
このように構成された本発明においては、制御部は、第３期間における吐水流量について、単位時間当たりの吐水流量の減少率を第１減少率から第２減少率に変化させ、且つ第１減少率は第２減少率よりも大きくなるように流量調整装置を制御する。これにより、排尿後半の尿流の流量の非線形の減少に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化をより確実に達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、上記流量調整装置を制御して上記第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より上記第１期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる。
このように構成された本発明においては、制御部は、流量調整装置を制御して第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より第１期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる。このとき、使用者の排尿による尿流の流量は、排尿初期から徐々に増加し、また排尿初期は排水トラップ内に尿がほぼないため、排水トラップ内の尿濃度は比較的低いままとなっている。従って、排尿初期の尿流の流量が徐々に増加することに応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、効率的な尿希釈を実現することができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、上記流量調整装置を制御して上記第１期間の期間内において吐水流量を増加させるように吐水を行わせる。
このように構成された本発明においては、制御部は、流量調整装置を制御して第１期間の期間内において吐水流量を増加させるように吐水を行わせる。これにより、第１期間の期間内において吐水部から吐水される尿希釈吐水の吐水流量が減少することなく、増加され、例えば徐々に増加され又は一定の部分を含んで階段状に増加される。よって、排尿初期の尿流の流量の増加に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化をより確実に達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、上記第１期間における吐水流量について、単位時間当たりの吐水流量の増加率を第１増加率から第２増加率に変化させ、且つ第２増加率は第１増加率よりも大きくなるように上記流量調整装置を制御する。
このように構成された本発明においては、制御部は、第１期間における吐水流量を、単位時間当たりの吐水流量の増加率を第１増加率から第２増加率に変化させ、且つ第２増加率は第１増加率よりも大きくなるように流量調整装置を制御する。これにより、排尿初期の尿流の流量の非線形の増加に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化をより確実に達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、上記検知センサは、上記小便器本体への排尿を検知する尿検知センサである。
このように構成された本発明においては、尿検知センサにより尿流を検知するため、使用者が排尿を行うタイミングをより正確に測定できる。従って、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化をより確実に達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の小便器によれば、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】使用者が排尿する前の状態の小便器の排水トラップ管路の一部を拡大して示し、バイオフィルムを含む有機物汚れが形成されている環境下において、非常に短時間でも尿石が発生する新たな知見を説明する図である。
【図１Ｂ】使用者が排尿した後、小便器の洗浄動作が行われるまで排水トラップ管路内に尿が満たされている状態を示し、バイオフィルムを含む有機物汚れが形成されている環境下において、非常に短時間でも尿石が発生する新たな知見を説明する図である。
【図１Ｃ】小便器の本洗浄動作が行われて排水トラップ管路内の尿が新たな洗浄水で置換された状態を示し、バイオフィルムを含む有機物汚れが形成されている環境下において、非常に短時間でも尿石が発生する新たな知見を説明する図である。
【図２Ａ】使用者の排尿後、図１Ａに示す排水トラップ管路が比較的高い尿濃度の洗浄水でほぼ満たされている状態を示し、バイオフィルムを含む有機物汚れが形成されている環境下において、同程度の期間において、排水トラップ管路及び横引配管内の洗浄水の尿濃度の違いにより、尿石の発生量に差が生じるという新しい知見を説明する図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す排水トラップ管路について本洗浄動作が行われた後の状態を示し、バイオフィルムを含む有機物汚れが形成されている環境下において、同程度の期間において、排水トラップ管路及び横引配管内の洗浄水の尿濃度の違いにより、尿石の発生量に差が生じるという新しい知見を説明する図である。
【図２Ｃ】使用者の排尿後、図１Ａに示す排水トラップ管路が比較的低い尿濃度の洗浄水でほぼ満たされている状態を示し、バイオフィルムを含む有機物汚れが形成されている環境下において、同程度の期間において、排水トラップ管路及び横引配管内の洗浄水の尿濃度の違いにより、尿石の発生量に差が生じるという新しい知見を説明する図である。
【図２Ｄ】図２Ｃに示す排水トラップ管路について本洗浄動作が行われた後の状態を示し、バイオフィルムを含む有機物汚れが形成されている環境下において、同程度の期間において、排水トラップ管路及び横引配管内の洗浄水の尿濃度の違いにより、尿石の発生量に差が生じるという新しい知見を説明する図である。
【図３】使用回数に対する有機物汚れの厚みを使用者の排尿時における排水トラップ管路内の洗浄水の尿濃度ごとに示す図である。
【図４Ａ】図１Ａに示す排水トラップ管路１４におけるバイオフィルムを含む有機物汚れの発生のメカニズムを示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す排水トラップ管路が比較的高い尿濃度の洗浄水でほぼ満たされている状態を示し、排水トラップ管路及び横引配管内の洗浄水の尿濃度の違いにより、尿石の発生のメカニズムが異なり、有機物汚れの厚みの増加に差が生じるという新しい知見を説明する図である。
【図４Ｃ】図４Ｂに示すように排水トラップ管路内に高ｐＨ環境が生じる場合においては、リン酸マグネシウムアンモニウムを析出させる反応が支配的となることを説明する図である。
【図４Ｄ】図４Ｃに示すような反応によりリン酸マグネシウムアンモニウムが粒子径の比較的大きな結晶性の尿石を生じさせた状態を説明する図である。
【図４Ｅ】図４Ａに示す排水トラップ管路が比較的低い尿濃度の洗浄水でほぼ満たされている状態を示し、排水トラップ管路及び横引配管内の洗浄水の尿濃度の違いにより、尿石の発生のメカニズムが異なり、有機物汚れの厚みの増加に差が生じるという新しい知見を説明する図である。
【図４Ｆ】図４Ｅに示すように排水トラップ管路内のｐＨ上昇が比較的低く抑制されている環境においては、リン酸カルシウムを析出させる反応が支配的となることを説明する図である。
【図４Ｇ】図４Ｆに示すような反応によりリン酸カルシウムが粒子径の比較的小さな非結晶性の尿石を生じさせた状態を説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態による小便器の斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態による小便器の正面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って見た断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による小便器の平面図である。
【図９】本発明の第１実施形態による小便器の自動洗浄ユニットの構成を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態による小便器のスプレッダの分解斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態による小便器のスプレッダの側面断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態による小便器において、使用者がこの小便器を使用する使用回毎のコントローラの制御動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１実施形態における小便器において、排水トラップ管路内の洗浄水の尿濃度の時間変化を、尿希釈吐水モードを実行する場合、尿希釈吐水モードが実行されない場合、比較例としての吐水流量が一定の尿希釈吐水モードを実行する場合とで比較して示す図である。
【図１４】本発明の第１実施形態における小便器において、標準的な尿流の流量の時間変化を、吐水流量の時間変化と比較して示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態による小便器の中央断面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態における小便器において、排水トラップ管路内の洗浄水の尿濃度の時間変化を、尿希釈吐水モードを実行する場合、尿希釈吐水モードが実行されない場合、比較例としての吐水流量が一定の尿希釈吐水モードを実行する場合とで比較して示す図である。
【図１７】本発明の第２実施形態における小便器において、標準的な尿流の流量の時間変化を、吐水流量の時間変化と比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明者等は、鋭意研究することにより、バイオフィルムを含む有機物汚れが形成されている環境下において、非常に短時間でも尿石が発生するという以下の新しい知見を見出した。
【００１９】
従来から、以下のように尿石等の無機物汚れに着目した尿石の発生のメカニズムが知られている。このメカニズムにおいては、使用者の小便器の使用後に排尿が排水トラップ管路及び横引配管に滞留し、この滞留した尿に一般細菌が付着する。この一般細菌の代謝過程において、ウレアーゼと呼ばれる酵素が排出される。このウレアーゼ酵素によって尿中の尿素が分解され、アンモニアが発生する。アンモニアが水溶することで尿を含む液体中のｐＨが上昇し、アルカリ性となる。ｐＨが８．０〜８．５を超えるような比較的高い環境になると、尿中に含まれるＣａ及びＭｇの炭酸塩、リン酸塩などの溶解度が低下するため尿液中にこれらの塩が析出し、尿石として排水トラップ管路及び横引配管に付着する。このような無機物汚れの尿石の発生は、２時間以上の比較的長時間にわたって比較的緩やかに進行すると考えられてきた。
【００２０】
これに対し、本発明者等は、排水トラップ管路及び横引配管内に発生する汚れのうち無機物汚れと異なる有機物汚れに新たに着目し、バイオフィルムを含む有機物汚れが形成されている環境下において、数秒程度の非常に短時間でも尿石が発生するという知見を得た。
【００２１】
図１Ａ乃至Ｃに示すように、短時間での尿石Ｕの発生のメカニズムは、バイオフィルムを含む有機物汚れＶに着目したものであり、以下のように説明される。
有機物汚れＶは、一般細菌等の細菌Ｘが増殖する過程で放出するＥＰＳ(細胞外多糖類：Extracellular Poly Succharide)を中心としたバイオフィルム、尿中に含まれるタンパク質などが複合して形成される。このような有機物汚れＶは配管内のぬめりとして知られ、非常に粘性の高い粘液を形成する。このような有機物汚れＶのバイオフィルムは、排水トラップ管路１４及び横引配管３等に付着した細菌Ｘが細胞外に多糖類のポリマーを生成し、これに包まれることで細胞の脱離が抑えられるようになり、発達すると考えられている。
【００２２】
図１Ａにおいては、使用者が小便器に排尿する前の状態の小便器の排水トラップ管路１４の一部を拡大して示している。図１Ａに示す排水トラップ管路１４は、使用者が小便器１を多数回にわたり使用し続けた後の状態となっている。排水トラップ管路１４は、前回の本洗浄吐水モードにより吐水された洗浄水を貯留している。以下、図１Ａ乃至図４Ｇにおいては排水トラップ管路１４内の状態及び反応を説明しているが、横引配管３等の排水トラップ管路１４の下流側の設備配管内の状態及び反応についてもほぼ同様であり、横引配管３等にも適用される。
【００２３】
使用者が小便器１を使用した後、排水トラップ管路１４に有機物汚れＶのバイオフィルムが形成されている場合、細菌Ｘがこのバイオフィルムを発生且つ発達させている。バイオフィルムは、スポンジ状の内部構造体を形成しており、内部に細菌Ｘやアンモニア（又はアンモニウムイオンＮＨ4+）を保持しやすくなっている。細菌Ｘはウレアーゼ酵素を排出し、このウレアーゼ酵素が尿中の尿素を分解し、アンモニア（又はアンモニウムイオンＮＨ4+）が発生されている。よって、バイオフィルム近傍領域にはアンモニア（又はアンモニウムイオンＮＨ4+）が多量に存在している状態となっている。有機物汚れＶの近傍の液中にアンモニアが水溶してアンモニウムイオンＮＨ4+を生じさせることで有機物汚れＶの近傍の領域のｐＨが比較的高い値まで上昇する。バイオフィルムを含む有機物汚れＶの近傍の高ｐＨ環境領域ＹのｐＨは、８以上、好ましくは９以上、好ましくは８〜１０の範囲の値となる。
【００２４】
図１Ｂにおいては、図１Ａに示すような状態の排水トラップ管路１４を有する小便器において、使用者が排尿し、小便器の洗浄動作が行われるまでの比較的短時間の間において、排水トラップ管路１４内が尿でほぼ満たされている状態を示している。この尿が、有機物汚れＶの近傍の高ｐＨ環境領域Ｙに触れる又は接近することにより、尿中に含まれるＣａ及びＭｇの炭酸塩、リン酸塩などが析出し、数秒程度の非常に短時間で尿石Ｕが発生するというメカニズムが見いだされた。
【００２５】
図１Ｃにおいては、図１Ｂに示すような排水トラップ管路１４内が尿でほぼ満たされている状態から、小便器の洗浄動作が行われた後、排水トラップ管路１４内の尿が新たな洗浄水で置換された状態を示している。排水トラップ管路１４内の尿は新たな洗浄水で置換されるものの、析出した尿石Ｕは有機物汚れＶに吸着された状態のままとなる。バイオフィルムは、スポンジ状の内部構造体を形成していることから、尿石Ｕも保持されやすい。このように尿石Ｕが付着していると、この尿石Ｕ自身にさらに細菌Ｘが付着しやすくなり、尿石Ｕの発生がより促進されることも見いだされた。このようにして、毎回の短時間の洗浄の積み重ねによって、有機物汚れＶ上に短時間で尿石が析出し、尿石Ｕが積層されることが見いだされた。
【００２６】
本発明者等は、このような新たな知見に基づいて、尿を含む洗浄水がバイオフィルムと接することにより比較的短時間で尿石を発生させるメカニズムの作動を抑制し、排水トラップ管路１４及び横引配管３における尿石の発生を抑制する技術を発明したものである。
【００２７】
さらに、本発明者等は、鋭意研究することにより、バイオフィルムを含む有機物汚れが形成されている環境下において、同程度の期間において、排水トラップ管路１４及び横引配管内の洗浄水の尿濃度の違いにより、尿石が発生する量に差がでるという以下の新しい知見を見出した。
【００２８】
図２Ａにおいては、図１Ａに示すような排水トラップ管路１４を有する小便器において、使用者が排尿し、小便器の洗浄動作が行われるまでの比較的短時間の間において、排水トラップ管路１４内が比較的高い尿濃度の洗浄水でほぼ満たされている状態を示している。この比較的高い尿濃度の洗浄水が、有機物汚れＶの近傍の高ｐＨ環境領域Ｙに触れる又は接近することにより、数秒程度の非常に短時間で尿石Ｕが比較的多く発生する。
【００２９】
図２Ｂに示すように、比較的多く発生した尿石Ｕは、小便器の洗浄動作が行われて、排水トラップ管路１４内の洗浄水が新しい洗浄水に置換された後も、有機物汚れＶに吸着された状態のままとなる。
図３に示すように、使用者の排尿時に、比較的高い尿濃度の洗浄水が、排水トラップ管路１４内に流入することが、小便器の使用の度に繰り返されることにより、このように発生した尿石Ｕが排水トラップ管路１４上に多く蓄積し、有機物汚れＶの厚みを比較的大きくさせる。
【００３０】
一方、図２Ｃにおいては、図１Ａに示すような排水トラップ管路１４を有する小便器において、使用者が排尿し、小便器の洗浄動作が行われるまでの比較的短時間の間において、排水トラップ管路１４内が比較的低い尿濃度の洗浄水でほぼ満たされている状態を示している。この比較的低い尿濃度の洗浄水が、有機物汚れＶの近傍の高ｐＨ環境領域Ｙに触れる又は接近することにより、数秒程度の非常に短時間で尿石Ｕが比較的少なく発生する。このように、使用者が排尿した後、小便器の洗浄動作が行われるまでの毎回の同程度の時間において、尿石Ｕの発生量は排水トラップ管路１４内の洗浄水の尿濃度に依存する知見が見出された。よって、排水トラップ管路１４内の洗浄水の尿濃度を低減できれば尿石Ｕの析出量を抑制することができる知見も見出された。
【００３１】
図２Ｄに示すように、比較的少なく発生した尿石Ｕも、小便器の洗浄動作が行われた後、有機物汚れＶに吸着された状態のままとなる。
図３に示すように、使用者の排尿時に、比較的低い尿濃度の洗浄水が、排水トラップ管路１４内に流入することが、小便器の使用の度に繰り返される場合には、比較的少ない尿石Ｕが排水トラップ管路１４上に蓄積するので、有機物汚れＶの厚みを抑制できる。毎回の使用者の排尿時における排水トラップ管路１４内の洗浄水の尿濃度の差が、使用回数が多くなるごとに、より大きな有機物汚れＶの厚みの差となる知見も見出された。
【００３２】
さらに、本発明者等は、鋭意研究することにより、排水トラップ管路１４及び横引配管内の洗浄水の尿濃度の違いにより、尿石の発生のメカニズムが異なり、有機物汚れＶの厚みの増加に差がでるという以下の知見を見出した。
【００３３】
図４Ａにおいては、上述の図１Ａに示すような、排水トラップ管路１４及び横引配管３におけるバイオフィルムを含む有機物汚れＶの発生のメカニズムを再び概略的に示している。図４Ａにおける（ａ）工程に示すように、使用者の排尿が排水トラップ管路１４に付着し、細菌Ｘが尿に付着して排水トラップ管路１４上で増殖する。時間の経過及び／又は小便器１の使用回数の増加に伴い、図４Ａにおける（ａ）工程から（ｂ）工程に進む。
【００３４】
図４Ａにおける（ｂ）工程に示すように、排水トラップ管路１４には有機物汚れＶのバイオフィルムが形成される。次に、（ｂ）工程から（ｃ）工程に進む。図４Ａにおける（ｃ）工程に示すように、バイオフィルムは、内部に細菌Ｘやアンモニア（又はアンモニウムイオンＮＨ4+）を保持しやすくなっている。バイオフィルム内部の細菌Ｘはウレアーゼ酵素Ｚを排出し、このウレアーゼ酵素Ｚが尿中の尿素を分解し、アンモニア（又はアンモニウムイオンＮＨ4+）が発生することとなる。このように、使用者が小便器に排尿する前の状態において、小便器の排水トラップ管路１４の一部が、図４Ａ（ｃ）に示すような有機物汚れＶが形成されている状態となっている。
【００３５】
図４Ｂに示すように、図４Ａ（ｃ）に示すような有機物汚れＶが形成された排水トラップ管路１４に、比較的高い尿濃度の排尿及び/又は洗浄水が流入するとき、尿素が比較的多いため、ウレアーゼ酵素Ｚが分解する尿中の尿素が比較的多く、アンモニアが比較的多く発生する。これらのアンモニアが水溶することでアンモニウムイオンＮＨ4+を生じさせ、有機物汚れＶの近傍の領域のｐＨが比較的高い値まで上昇する。
【００３６】
図４Ｃに示すように、図４Ｂに示すような高ｐＨ環境下においては、尿を含む液体中の無機物、例えばＣａ2+、Ｍｇ2+、ＮＨ4+、ＰＯ43-等がアンモニアと反応して、リン酸マグネシウムアンモニウムを析出させる反応が支配的となる。リン酸マグネシウムアンモニウムはアルカリ性環境下で尿液から生成されやすい尿石成分となる。
【００３７】
図４Ｄに示すように、リン酸マグネシウムアンモニウムは粒子径の比較的大きな結晶性の尿石を生じさせる。図４Ｄは走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により得られた画像であり、表示倍率は２０００倍である。この画像は、後述するように、本発明の一実施形態における小便器１の排水トラップ管路１４及び横引配管３内の有機物汚れの発生を再現するような実験により得られた有機物汚れを撮影したものである。バイオフィルム中にこのような比較的粒子径の大きな尿石が混在することにより、尿石の厚み及び有機物汚れＶの厚みが増大しやすくなる。このようなリン酸マグネシウムアンモニウムの尿石を主に含む有機物汚れＶの厚みは、後述するリン酸カルシウムの尿石を含む有機物汚れＶの厚みよりも増大されやすい。排水トラップ管路１４内の洗浄水の尿濃度が高くなるほど、リン酸マグネシウムアンモニウムの析出割合が増大し、有機物汚れＶの厚みが増大する。
【００３８】
一方、図４Ｅに示すように、図４Ａ（ｃ）に示すような有機物汚れＶが形成された排水トラップ管路１４に、比較的低い尿濃度の排尿及び/又は洗浄水が流入するときを説明する。このとき、尿素が比較的少ないため、ウレアーゼ酵素Ｚが分解する尿中の尿素が比較的少なく、アンモニアの発生が比較的少ない。よって、アンモニアが水溶して生じるアンモニウムイオンＮＨ4+によるｐＨの上昇は比較的低く抑制される。
【００３９】
図４Ｆに示すように、図４Ｅに示すようなｐＨ上昇が比較的低く抑制されている環境下においては、尿を含む液体中の無機物、例えばＣａ2+、Ｍｇ2+、ＰＯ43-等が同士が反応して、リン酸カルシウムを析出させる反応が支配的となる。リン酸カルシウムは上述したリン酸マグネシウムアンモニウムが尿液から生成されやすい環境下よりも中性に近い環境下においても尿液から生成されやすい尿石成分となる。
【００４０】
図４Ｇに示すように、リン酸カルシウムは粒子径の比較的小さな非結晶性の尿石を生じさせる。図４Ｇは走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により得られた画像であり、表示倍率は２００３倍である。この画像は、後述するように、本発明の一実施形態における小便器１の排水トラップ管路１４及び横引配管３内の有機物汚れの発生を再現するような実験により得られた有機物汚れを撮影したものである。リン酸カルシウムの尿石は、リン酸マグネシウムアンモニウムの尿石よりも小さい。バイオフィルム中にこのような比較的粒子径の小さな尿石が混在することにより、尿石の厚み及び有機物汚れＶの厚みは少しずつ増加する。粒子径の小さな尿石が主成分となる場合には、厚みの増加ペースは比較的遅くなり、厚みが増大されにくくなる。排水トラップ管路１４に流入する洗浄水中の尿濃度が低くなるほど、リン酸カルシウムの析出割合が増大し、有機物汚れＶの厚みは増大されにくくなる。
【００４１】
本発明者等は、このような新たな知見に基づいて、排水トラップ管路１４に流入する洗浄水の尿濃度の増加を抑制し、排水トラップ管路１４及び横引配管３に付着する尿石の厚みを抑制する技術を発明したものである。
【００４２】
以下、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態による小便器の構造について説明する。
図５〜図８に示すように、小便器１は、吐水された洗浄水によりボウル面を洗浄する小便器である。小便器１は、陶器製の小便器本体である便器本体２と、この便器本体２を洗浄するための洗浄水を自動的に便器本体２に吐水する吐水装置である自動洗浄ユニット４を備えている。
なお、本実施形態の小便器１については、便器本体２の最下部が床面Ｋから所定距離上方に位置し且つ便器本体２の背面がその背後の壁面Ｗに沿って取付けられる壁掛け式の小便器について説明するが、便器本体２が床面Ｋ上に直接配置される床置き式の小便器であってもよい。
以下、本発明の実施形態において、床面Ｋ側を下側とし、小便器１を挟んで床面Ｋと逆側と上側とし、壁面Ｗの表側と小便器１を挟んで向かい合う側を前側とし、小便器１の壁面Ｗ側を奥側とし、手前側から見て、左側を左側、右側を右側とする。
【００４３】
便器本体２の正面側には、排尿を受けるボウル部６が形成されており、このボウル部６よりも背面側の便器本体２の上方領域には、自動洗浄ユニット４の一部を収納するための収納室８が形成されている。また、便器本体２のボウル部６の底部には、排水口１０が形成されている。排水口１０には、目皿１２が配置されている。便器本体２は、さらに、排水口１０の下流側に、その内部に封水を形成する排水トラップである排水トラップ管路１４を備えている。排水トラップ管路１４は排水口１０と連通している。この排水トラップ管路１４の下流側には、壁面Ｗを貫通する流路を形成する排水ソケット１５等を介して、横引配管３が接続されている。
【００４４】
排水トラップ管路１４は、排水トラップ管路１４内に封水を形成するように貯留される洗浄水の容積が、２００ｍｌ以下となるような節水型トラップとして形成されている。このような節水型トラップの排水トラップ管路１４は、従来の７００ｍｌ程度の容積の排水トラップ管路に比べて少ない洗浄水の水量により排水トラップ管路内の洗浄水を置換することができる。節水型の排水トラップ管路１４の容積は、好ましくは、４０ｍｌ〜２００ｍｌの範囲内であり、より好ましくは、１２０ｍｌ〜２００ｍｌの範囲内であり、より好ましくは１２０ｍｌである。このような節水型の排水トラップ管路は、使用者の排尿の尿量よりも少ない容積を有していることから、排水トラップ管路１４内の洗浄水の尿濃度が高くなりやすく、この尿を希釈することが排水トラップ管路１４及び横引配管３内の尿石付着の抑制に効果的となる。
【００４５】
なお、排水トラップ管路１４は、貯留される洗浄水の容積が、２００ｍｌより大きくなるような排水トラップ、例えば従来の７００ｍｌ程度の容積の排水トラップであってもよい。従来型の排水トラップ管路においても、尿を希釈して排水トラップ管路１４内の洗浄水の尿濃度の増加を抑制することにより、排水トラップ管路１４及び横引配管３内の尿石付着が抑制される。
【００４６】
排水トラップ管路１４は、下向きに延びる下降管路１４ａと、横に延びる折返し管路１４ｂと、上向きに延びる上昇管路１４ｃとを備えている。下降管路１４ａと上昇管路１４ｃとが共通壁１４ｄにより隔てられている。共通壁１４ｄの前後で排水トラップ管路が折り返すため、排水トラップ管路１４が小型化され、排水トラップ管路１４の容積も低減される。図７に示す中央断面において、下降管路１４ａの下端部の前後方向の幅１４ｅと、上昇管路１４ｃの下端部の前後方向の幅１４ｆとがほぼ同じ幅に形成され、排水トラップ管路１４が前後方向に小型化されている。また、図７に示す中央断面において、上昇管路１４ｃの下端部の幅１４ｆから上端部の幅１４ｇまでの前後方向の幅はほぼ一定に形成され、排水トラップ管路１４が前後方向に小型化されている。
【００４７】
図９に示すように、自動洗浄ユニット４は、水道等の給水源（図示せず）から洗浄水が供給される主給水路１６ａを形成する主給水管１６と、この主給水管１６を止水する止水栓１８と、主給水管１６の下流側端部に接続されて且つ主給水管１６を第１の給水管２０と第２の給水管２２に分岐する分岐部である管継手２４とを備えている。
また、管継手２４によって主給水管１６から分岐された一方の第１の給水管２０には、その内部の給水路（第１の給水路２０ａ）内を通過する洗浄水の流量（瞬間流量）について第１の所定の流量Ｑ１[リットル／分]に調整する第１の流量弁２６が設けられている。第１の流量弁２６は、第１の給水路２０ａ内を通過する洗浄水の流量を変更できるように形成されている。なお、第１の流量弁２６は、第１の給水路２０ａ側から尿希釈用の洗浄水を供給する場合には、流量調整装置として機能できる。第１の流量弁２６は、連続的に通水路の開度を調整できるような弁構造を有している。なお、第１の流量弁２６は、段階的に通水路の開度を調整できるような弁構造を有していてもよい。なお、第１の給水路２０ａ内に、通過する洗浄水を適正な流量に調整するための流量センサが設けられていてもよい。
【００４８】
さらに、この第１の流量弁２６の下流側には、第１の給水路２０ａを開閉する第１の開閉弁２８が設けられている。この第１の開閉弁２８の下流側の第１の給水路２０ａの下流側端部には、ボウル部６内に洗浄水を吐水する吐水装置の一部であるスプレッダ３０（吐水部）が設けられており、このスプレッダ３０の第１の吐水部３２が第１の給水路２０ａの下流側端部と接続されている。なお、本実施形態では、第１の所定の流量Ｑ１[リットル／分]は、好ましくは８[リットル／分]〜１７[リットル／分]の範囲、より好ましくは８[リットル／分]〜１２[リットル／分]の範囲、さらにより好ましくは９[リットル／分]に設定される。
【００４９】
一方、管継手２４によって主給水管１６から分岐された他方の第２の給水管２２には、その内部の給水路（第２の給水路２２ａ）内を通過する洗浄水の流量（瞬間流量）について、第１の所定の流量Ｑ１[リットル／分]よりも低い第２の所定の流量Ｑ２[リットル／分]に調整する第２の流量弁３４が設けられている。第２の流量弁３４は、流量調整装置であり、第２の給水路２２ａ内を通過する洗浄水の流量を変更できるように形成されている。第２の流量弁３４は、連続的に通水路の開度を調整できるように形成されている。なお、第２の流量弁３４は、段階的に通水路の開度を調整できるように形成されていてもよい。第２の流量弁３４は、コントローラ４６からの指令を受けて制御される。なお、第２の給水路２２ａ内に、通過する洗浄水を適正な流量に調整するための流量センサが設けられていてもよい。
【００５０】
この第２の流量弁３４の下流側には、第２の給水路２２ａを開閉する第２の開閉弁３６が設けられている。この第２の開閉弁３６の下流側の第２の給水路２２ａの下流側端部には、スプレッダ３０の第２の吐水部３８が接続されている。なお、本実施形態では、第２の所定の流量Ｑ２[リットル／分]は、好ましくは０．１[リットル／分]〜８．０[リットル／分]の範囲に設定され、より好ましくは０．１[リットル／分]〜０．６[リットル／分]の範囲に設定される。なお、第１の所定の流量Ｑ１[リットル／分]と第２の所定の流量Ｑ２[リットル／分]との流量差は、好ましくは１．０[リットル／分]〜８．９[リットル／分]の範囲に設定される。
【００５１】
つぎに、第２の開閉弁３６の下流側には、逆止弁４０を介して、電解除菌水ユニット４３が設けられており、この電解除菌水ユニット４３は、電解除菌水を生成する電解槽（図示せず）を備えており、第２の吐水部３８に電解除菌水を供給する電解除菌水供給部として機能するようになっている。
【００５２】
また、自動洗浄ユニット４は、スプレッダ３０に設けられて便器本体２の正面側（手前側）に立って便器本体２を使用する使用者の有無を検知する人体検知センサとしての検知センサ４４と、この検知センサ４４から送信される検知信号を受信すると共に所定の制御プログラム等に基づいて第１の開閉弁２８及び第２の開閉弁３６のそれぞれの動作を制御する制御部であるコントローラ４６を備えている。
【００５３】
検知センサ４４は、赤外線式の人体検知センサである。検知センサ４４は、便器本体２の前に立って便器本体２を使用する使用者の有無を検知する。
【００５４】
コントローラ４６は、ＣＰＵ及びメモリ等を内蔵し、所定の制御プログラム等に基づいて他の機器の制御を行うことができる。コントローラ４６は、第１の開閉弁２８の開閉動作を制御することにより、第１の吐水部３２からの本洗浄吐水モードの吐水の開始及び終了を制御する。コントローラ４６は、第２の開閉弁３６の開閉動作を制御することにより、第２の吐水部３８からの尿希釈吐水モード又は除菌水の吐水の開始及び終了を制御する。コントローラ４６は、第１の流量弁２６の開度を制御することにより、スプレッダ３０の第１の吐水部３２からの吐水流量を制御できる。コントローラ４６は、第２の流量弁３４の開度を制御することにより、スプレッダ３０の第２の吐水部３８からの吐水流量を制御できる。
【００５５】
コントローラ４６は、検知センサ４４が使用者の使用を検知している間のうち所定の期間において第２の吐水部３８から吐水を行う尿希釈吐水モードと、検知センサ４４が使用者の使用を検知しなくなった後に、第１の吐水部３２から吐水を行う本洗浄吐水モードと、検知センサ４４が使用者の使用を検知して検知状態となった時刻ｔ０から尿希釈吐水モードを実行する前に所定の待機時間にわたって待機する待機モードと、のそれぞれを実行させる制御プログラムを備えている。コントローラ４６は、さらに、他の制御内容を実行する制御プログラムも備えている。
【００５６】
なお、本実施形態では、自動洗浄ユニット４の第１の給水路２０ａ及び第２の給水路２２ａを別々に形成し、第１の吐水口６０と第２の吐水口７６とを別々に形成しているが、変形例として、１つの共通の給水路により給水し、１つの共通の吐水口により吐水するように形成してもよい。例えば、自動洗浄ユニット４は、主給水管１６と、主給水管１６の下流側端部に接続される第１の給水管２０と、第１の給水管２０内を通過する洗浄水の流量を変更できるように形成された第１の流量弁２６と、この第１の流量弁２６の下流側の第１の給水路２０ａを開閉する第１の開閉弁２８とを備えている。第１の給水路２０ａの下流側端部に第１の吐水部３２の第１の吐水口６０が開口されている。自動洗浄ユニット４は、第２の給水路２２ａを省略しており、第１の給水路２０ａを介して尿希釈吐水モードの吐水を行う。さらに、第２の吐水口７６は省略され、尿希釈吐水モードにおける流量Ｑ２［リットル／分］の吐水を第１の吐水口６０から吐水する。このように、第１の吐水口６０から尿希釈吐水モードの吐水を行ってもよい。
【００５７】
さらに、本実施形態では、自動洗浄ユニット４の主給水管１６から分岐された第２の給水路２２ａに第２の流量弁３４を設け、スプレッダ３０の第２の吐水部３８からの吐水流量を制御しているが、変形例として、主給水管１６から第２の吐水部３８までに複数の並行する流路を形成し、洗浄水が通水される流路を変更することにより、スプレッダ３０の第２の吐水部３８からの吐水流量を変更するように制御してもよい。例えば、各流路に設けられた各流路を開閉する開閉弁をコントローラ４６により制御する。
【００５８】
つぎに、図６〜図８を参照して、本実施形態の小便器の便器本体におけるボウル部６の詳細について説明する。
ボウル部６の表面には排尿を受けるボウル面４８が形成され、ボウル面４８は、側面視で概ねＪ字形の形状を形成している。ボウル面４８は、便器本体２の収納室８の前面７まで延びるように形成されている。
ボウル面４８は、その上部から下部まで、前面が使用者に対向するように開いた円弧形状の正面部４８ａを有している。ボウル面４８は、スプレッダ３０が設けられている上方領域において、従来のようなボウル面から前方に壁状に突出する側面部が設けられておらず、正面部４８ａのみから形成されている。このような正面部４８ａは自身の曲面の接線の垂線が便器本体２の前方に立つ使用者の立ち位置に向かうような前向きの曲面を形成している。即ち、水平断面において、正面部４８ａはその全ての位置にて水平方向に延びる接線に対する水平方向に延びる垂線が、ボウル面４８の左側端部４８ｂと右側端部４８ｃとを結び水平方向に延びる線分と交差する。
【００５９】
ボウル面４８の上部領域の正面部４８ａは、水平断面において、ボウル面４８の左側端部４８ｂから右側端部４８ｃまでほぼ単一の曲率半径の円弧（曲率半径が途中で概ね変化しないような１つの円弧であり、シングルＲと称される円弧）に沿って形成される。上部領域より下方の下部領域のボウル面４８は、２種類の曲率半径を有する円弧の組み合わせ、又は円弧と直線との組み合わせによる複合的な曲面形状を形成している。ボウル面４８の正面部４８ａは、ボウル面４８の上端４８ｄから下方に向けて後方に向かって傾斜して形成されている。
【００６０】
ボウル部６のボウル面４８は、その水平断面の曲率半径が下方ほど小さくなるように形成されている。ボウル面４８の上端４８ｄから下方に向かうにつれて、水平断面の円弧の曲率半径が徐々に減少するように形成され、下方に向かうにつれて徐々にボウル面４８の左右方向の幅（ボウル面４８の正面視で投影される幅）が小さくなるように形成されている。なお、曲率半径の上限はほぼ無限大でもよく、すなわちボウル面４８の上端４８ｄの水平断面が直線状に形成されていてもよい。
ボウル面４８は、ボウル面４８の左右両側から前方側まで下降しながら延びる棚４２を備えている。
【００６１】
つぎに、図６、図９〜図１１を参照して、本実施形態の小便器の自動洗浄ユニットにおけるスプレッダの詳細について説明する。
まず、図６に示すように、スプレッダ３０は、ボウル面４８の上方領域における左右方向の中央部に設けられており、スプレッダ３０及び検知センサ４４の前方側には外装カバー５０が取り付けられている。なお、図１１に示すスプレッダ３０においては、外装カバー５０を取り外した状態を示すと共に、スプレッダ３０に設けられている検知センサ４４等の関連部品については省略して示している。
【００６２】
図６及び図１１に示すように、スプレッダ３０は、ボウル面４８に固定して取り付けられるスプレッダ本体部５２と、このスプレッダ本体部５２の取付穴５２ａに挿入して取り付けられるノズル部材５４を備えている。
【００６３】
図１１に示すように、スプレッダ本体部５２の内部には、第１の給水管２０の第１の給水路２０ａ及び第２の給水管２２の第２の給水路２２ａのそれぞれと連通する第１の通水路５６及び第２の通水路５８がそれぞれ形成されている。
第１の通水路５６の前方側の下流側端部には、第１の吐水部３２の一部である第１の吐水口６０が形成されている。スプレッダ本体部５２の第１の通水路５６は、前後方向に延びるように形成されている上流側通水路５６ａと、この上流側通水路５６ａの下流側の前端部から下方に向かって流路が拡大するように、正面視で概ね扇形形状に形成されている下流側通水路５６ｂを備えている。これらにより、第１の給水路２０ａから上流側通水路５６ａ内に供給された洗浄水は、下流側通水路５６ｂを通過し、第１の吐水口６０からボウル面４８上で左右方向に広がるように第１の所定の流量Ｑ１［リットル／分］の洗浄水Ｗ１として吐水されるようになっている。
【００６４】
つぎに、図６及び図１１に示すように、ノズル部材５４は、スプレッダ本体部５２の取付穴５２ａに取り付けられる取付部６２を備えている。また、ノズル部材５４は、取付部６２の前端部に一体に設けられたノズル部６４を第２の吐水部３８の一部として備えている。ノズル部６４は、スプレッダ本体部５２の側方側から下方に向けて形成される。よって、ノズル部６４は、ボウル面４８の左右方向中心線Ｄに対して偏心した位置に配置される。よって、尿希釈吐水モードにより吐水される水流は、ボウル面４８の左右方向中心線Ｄに対して偏心した位置から吐水される。
【００６５】
ノズル部材５４の取付部６２の内部には、スプレッダ本体部５２の第２の通水路５８と連通する通水路６８が形成されている。ノズル部材５４のノズル部６４には、通水路６８から延びる通水路７２が形成され、さらに、ノズル部６４の先端部には、第２の吐水部３８として単一の円形断面形状の第２の吐水口７６が形成されている。第２の給水管２２の第２の給水路２２ａからノズル部材５４の通水路６８に供給された洗浄水は、第２の吐水口７６から第１の所定の流量Ｑ１［リットル／分］よりも低い第２の所定の流量Ｑ２［リットル／分］の洗浄水Ｗ２として吐水されるようになっている。また、本洗浄吐水モードにおける第１の吐水口６０からの吐水の流量Ｑ１［リットル／分］は、尿希釈吐水モードにおける第２の吐水口７６からの吐水の流量Ｑ２［リットル／分］より大きくされている。さらに、スプレッダ３０の第１の吐水口６０から尿希釈吐水モードの吐水を行う場合には、第１の吐水口６０を、第２の吐水口７６に代えて使用することができる。
【００６６】
つぎに、図１２〜図１４を参照して、本発明の第１実施形態による小便器の動作（作用）について説明する。
図１２は、本発明の第１実施形態による小便器において、使用者がこの小便器を使用する使用回毎のコントローラの制御動作を示すフローチャートであり、図１３は、本発明の第１実施形態における小便器において、排水トラップ管路内の洗浄水の尿濃度の時間変化を、尿希釈吐水モードを実行する場合、尿希釈吐水モードが実行されない場合、比較例としての吐水流量が一定の尿希釈吐水モードを実行する場合とで比較して示す図であり、図１４は、本発明の第１実施形態における小便器において、標準的な尿流の流量の時間変化を、吐水流量の時間変化と比較して示す図である。
図１２において、Ｓは各ステップを示している。図１３における尿希釈吐水モードが実行されない場合は、尿希釈吐水モードが実行されずに使用者の排尿のみが行われる場合の排水トラップ管路内の洗浄水の尿濃度の時間変化を示している。さらに、図１３においては、図１４に示すような標準的な尿流の流量の時間変化を、排水トラップ管路内の洗浄水の尿濃度の時間変化のタイミングと対比できるように示している。この標準的な尿流の流量の時間変化は、図１３の縦軸において流量の変化を示し、横軸において時間経過を示している。また、図１４においては、縦軸において第２の吐水口７６から吐水される吐水流量及び標準的な尿流の流量の変化を示し、横軸において時間経過を示している。
【００６７】
先ず、図１２に示すように、Ｓ０において、使用者が小便器１の便器本体２のボウル部６の前側に立つと、検知センサ４４が使用者の使用を検知している検知状態となり（時刻ｔ０）、その検知信号がコントローラ４６に送信され、コントローラ４６が使用者の存在を認識する。この時点では第１の開閉弁２８は閉弁された状態であり、第２の開閉弁３６も閉弁された状態となっている。
【００６８】
Ｓ１において、コントローラ４６は、時刻ｔ０から、尿希釈吐水モードの実行を開始し、Ｓ２に進む。図９及び図１１に示すように、コントローラ４６は、尿希釈吐水モードの開始により、第２の開閉弁３６を開弁させ、主給水管１６の主給水路１６ａの洗浄水を、第２の給水管２２の第２の給水路２２ａに供給する。コントローラ４６は、第１の開閉弁２８を閉弁した状態のままとしている。第２の給水路２２ａに流れた洗浄水Ｗ２は、第２の流量弁３４を通過して、第２の通水路５８に流入する。そして、洗浄水Ｗ２は、スプレッダ３０のノズル部材５４の内部の通水路６８を通過した後、第２の吐水口７６から吐水される。
【００６９】
図１４に示すように、コントローラ４６は、尿希釈吐水モードにおいて、検知センサ４４が検知状態となったとき、第１期間が開始すると判断し、第１期間の計測を開始する。よって、検知センサ４４が検知状態となった後、第１期間の最初に第２の吐水口７６から吐水を開始させる。第１期間は、時刻ｔ０から後述する時刻ｔ２までの期間である。なお、第１期間の最初は、第１期間の初期の時期として、時刻ｔ０のみならず時刻ｔ０から一定期間が経過した時刻ｔ１までの任意の時刻を含んでもよい。このとき、時刻ｔ０から一定期間が経過した時刻から吐水を開始させることができる。
【００７０】
排尿を開始する前の時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、使用者は、ボウル部６の前に立った状態で着衣を脱いで排尿する準備を整える。時刻ｔ１は、時刻ｔ０から平均的な大人の使用者が着衣を脱いで排尿する準備を整えると想定される平均的な服脱ぎ時間を経過した時刻として設定される。服脱ぎ時間は約８秒間と設定される。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの服脱ぎ時間は第１期間に含まれている。図１３に示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までにおいては、使用者の排尿が開始されていないので排水トラップ管路１４内の尿濃度はほぼ０となっている。時刻ｔ１になると、使用者の排尿が開始される。
【００７１】
コントローラ４６は、第１期間においては第２の開閉弁３６を開弁させ第２の吐水口７６から吐水を継続させている。コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して後述する第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量Ｒ２より第１期間における吐水流量Ｒ１が小さくなるように吐水を行わせる。さらに、コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して第１期間の期間内において吐水流量Ｒ１を増加させるように吐水を行わせる。コントローラ４６は、第２の流量弁３４の開度を連続的に増加させるように制御する。第１期間の期間内において第２の吐水口７６から吐水される尿希釈吐水の吐水流量が減少することなく増加される。吐水流量が減少することなく増加される場合には、吐水流量が徐々に増加される場合、又は一定に維持される部分及び増加される部分を含みながら階段状に増加される場合も含まれる。
【００７２】
コントローラ４６は、第１期間における吐水流量Ｒ１について、単位時間当たりの吐水流量の増加率を第１増加率Ｒ１ａから第２増加率Ｒ１ｂに変化させ、且つ第２増加率Ｒ１ｂは第１増加率Ｒ１ａよりも大きくなるように第２の流量弁３４を制御する。コントローラ４６は、第１期間において、第２の流量弁３４の開度の増加率を第１増加率Ｒ１ａに対応する開度の増加率から第２増加率Ｒ１ｂに対応する開度の増加率に増加させる。すなわち、コントローラ４６は、第１期間において、第２の流量弁３４の開度の増加速度を変更するように制御する。開度の増加率の変更点は、後述する尿流の流量の上昇過程Ｘ１における非線形の増加曲線の変化点に対応するように、１つのみならず２つ以上設けられてもよい。
【００７３】
図１３に示すように、時刻ｔ１から使用者の排尿が開始されるので排水トラップ管路１４内の尿濃度が上昇する。このとき、吐水流量Ｒ１の尿希釈吐水が行われているので、排水トラップ管路１４内の尿濃度は、尿希釈吐水モードが行われない場合と比べて低く抑制されている。また、第１期間において吐水流量Ｒ１が増加されるので、尿流の流量の上昇過程Ｘ１中の増加に応じて、排水トラップ管路１４内の尿濃度が増加することが抑制されている。
【００７４】
図１４に示すように、尿流の流量が最大水準Ｘ２まで増加し、排水トラップ管路１４内の尿濃度が最大水準まで増加すると想定（仮定）される時刻を時刻ｔ２とする。図１４においては、標準的な尿流の流量の時間変化を、吐水流量の時間変化と比較して示している。この標準的な尿流の流量の時間変化は、標準的な大人の使用者が排尿した場合に、統計的に想定（仮定）される尿流の流量の時間変化を示しており、例えば、非特許文献１の図５（ａ）に示される健康な人の典型的な尿流曲線パターンを本実施形態の動作タイミングに当てはめて示している。第１期間においては、標準的な使用者の尿流の流量は、最大水準Ｘ２に到達しておらず、最大水準Ｘ２よりも低い上昇過程Ｘ１中にあると想定される。よって、この想定に対応して、第１期間における吐水流量Ｒ１を吐水流量Ｒ２よりも小さくし、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる。
【００７５】
第１期間は、使用者の排尿開始から主に尿流の流量の上昇過程Ｘ１の期間を含むように設定される。第１期間内における第２の吐水口７６からの吐水により、排水トラップ管路１４及び横引配管３に流下する洗浄水の尿濃度を低減させる。第１期間は、７秒〜１５秒の範囲、好ましくは９秒〜１３秒の範囲、より好ましくは１１秒に設定されている。コントローラ４６は、所定時間が経過すると第１期間を終了させる。
【００７６】
コントローラ４６は、尿希釈吐水モードにおいて、第１期間が終了するとき、第１期間に続く第２期間が開始すると判断し、第２期間の計測を開始する。検知センサ４４は検知状態を継続している。コントローラ４６は、第１期間に続く第２期間においても第２の開閉弁３６の開弁を継続させ吐水を継続させる。第２期間は、時刻ｔ２から尿流が最大水準Ｘ２から減少を開始すると想定（仮定）される時刻ｔ３までの期間である。第２期間においては、標準的な使用者の尿流の流量は、主に最大水準Ｘ２に到達し且つ最大水準Ｘ２の状態が継続すると想定される。よって、この想定に対応して、第２期間における吐水流量Ｒ２を、吐水流量Ｒ１又は吐水流量Ｒ３よりも大きい最大水準とし、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる。
【００７７】
第２期間は、主に尿流の流量の最大水準Ｘ２の期間を含むように設定される。第２期間の期間内における第２の吐水口７６からの吐水により、排水トラップ管路１４及び横引配管３に流下する洗浄水の尿濃度を低減させる。第２期間は、１秒〜４秒の範囲、好ましくは２秒〜３秒の範囲に設定されている。コントローラ４６は、所定時間が経過すると第２期間を終了させる。
【００７８】
第２期間において、コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して吐水流量Ｒ２が最大の吐水流量となるような吐水を行わせる。第２期間において、吐水流量Ｒ２が一定に維持されているが、第２期間の少なくとも一部の期間において吐水流量Ｒ２の吐水が行われていればよい。第２期間において、コントローラ４６は、第２の流量弁３４の開度を変化させ、吐水流量を変化させてもよい。
【００７９】
図１４に示すように、第２期間においては、尿流の流量はほぼ最大水準Ｘ２で一定となり、最大の吐水流量となる吐水流量Ｒ２が吐水されている。よって、第２期間において排水トラップ管路１４内の尿濃度が上昇することが抑制される。また、吐水流量Ｒ２の尿希釈吐水が行われているので、排水トラップ管路１４内の尿濃度は、尿希釈吐水モードが行われない場合と比べて低く抑制されている。
【００８０】
コントローラ４６は、尿希釈吐水モードにおいて、第２期間が終了するとき、第２期間に続く第３期間が開始すると判断し、第３期間の計測を開始する。第３期間の開始時点において検知センサ４４は検知状態を継続している。コントローラ４６は、第２期間に続く第３期間において検知センサ４４が非検知状態となる時刻ｔ５まで吐水を継続させる。第３期間は、時刻ｔ３から時刻ｔ５までの期間である。
【００８１】
使用者は、第３期間において、時刻ｔ３から所定時間が経過した時刻ｔ４において排尿を終了する。時刻ｔ４から検知センサ４４が非検知状態となる時刻ｔ５までの間、使用者は、ボウル部６の前に立った状態で着衣を整えて、便器本体２の前から立ち去る準備をする。時刻ｔ５は、時刻ｔ４から平均的な大人の使用者が着衣を着用して立ち去る準備をすると想定される平均的な服着用時間を経過した時刻として設定される。このような服着用時間が第３期間に含まれる。
【００８２】
コントローラ４６は、第３期間においては第２の開閉弁３６を開弁させ第２の吐水口７６から吐水を継続させている。コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量Ｒ２より第３期間における吐水流量Ｒ３が小さくなるように吐水を行わせる。コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して第３期間の期間内において吐水流量Ｒ３を低下させるように吐水を行わせる。コントローラ４６は、第２の流量弁３４の開度を連続的に減少させるように制御する。第３期間の期間内において第２の吐水口７６から吐水される尿希釈吐水の吐水流量が増加することなく減少される。吐水流量が増加することなく減少される場合には、吐水流量が徐々に減少される場合、又は一定に維持される部分及び減少される部分を含みながら階段状に減少される場合も含まれる。
【００８３】
コントローラ４６は、第３期間における吐水流量Ｒ３について、単位時間当たりの吐水流量の減少率を第１減少率Ｒ３ａから第２減少率Ｒ３ｂに変化させ、且つ第１減少率Ｒ３ａは第２減少率Ｒ３ｂよりも大きくなるように第２の流量弁３４を制御する。コントローラ４６は、第３期間において、第２の流量弁３４の開度の減少率を第１減少率Ｒ３ａに対応する開度の減少率から第２減少率Ｒ３ｂに対応する開度の減少率に減少させる。すなわち、コントローラ４６は、第３期間において、第２の流量弁３４の開度の減少速度を変更するように制御する。開度の減少率の変更点は、後述する尿流の流量の下降過程Ｘ３における非線形の減少曲線の変化点に対応するように、１つのみならず２つ以上設けられてもよい。
【００８４】
時刻ｔ３から時刻ｔ５までの第３期間においては、標準的な使用者の尿流の流量は、最大水準Ｘ２よりも低く且つ排尿が終了するまでの下降過程Ｘ３中にあると想定される。よって、この想定に対応して、第３期間における吐水流量Ｒ３を吐水流量Ｒ２よりも小さくし、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる。
【００８５】
第３期間は、主に尿流の流量の下降過程Ｘ３の期間を含むように設定される。第３期間内における第２の吐水口７６からの吐水により、排水トラップ管路１４及び横引配管３に流下する洗浄水の尿濃度を低減させる。第３期間は、検知センサ４４が非検知状態となると終了するが、変形例として、第３期間は、２０秒〜４０秒の範囲、好ましくは２０秒〜３０秒の範囲、より好ましくは２７秒の期間に設定され、この設定された期間が経過すると、コントローラ４６が検知センサ４４が非検知状態となったと判断して第２の吐水口７６からの吐水を終了させるような制御を行ってもよい。
【００８６】
図１３に示すように、第３期間においては、尿流の流量は下降過程Ｘ３中にあり最大水準Ｘ２よりも減少している。第３期間において、吐水流量Ｒ３が減少されても、排水トラップ管路１４内の尿濃度が増加することが抑制される。また、尿流の流量の減少に応じた吐水流量Ｒ３の吐水により、排水トラップ管路１４内の尿濃度が減少されている。また、吐水流量Ｒ３の尿希釈吐水が行われているので、排水トラップ管路１４内の尿濃度は、尿希釈吐水モードが行われない場合と比べて低く抑制されている。
【００８７】
なお、比較例として、図１３においては、尿希釈吐水モードが実行されずに使用者の排尿のみが行われる場合の排水トラップ管路１４内の洗浄水の尿濃度の時間変化が示されている。この場合、時刻ｔ０以後、尿希釈吐水モードは実行されない。第１期間においては、洗浄水の尿濃度はほぼ１００％に向けて上昇する。時刻ｔ２以後、本洗浄吐水モードが実行されるまで、排水トラップ管路１４内の洗浄水がほぼ使用者の尿で置換され、洗浄水の尿濃度は、ほぼ１００％となっている。
【００８８】
なお、比較例として、図１３においては、吐水流量が一定の尿希釈吐水モードを実行する場合の排水トラップ管路１４内の洗浄水の尿濃度の時間変化が示されている。この比較例の尿希釈吐水モードにおいては、時刻ｔ０から時刻ｔ５までの間、一定の吐水流量の尿希釈吐水が第２の吐水口７６から吐水される。これにより、排水トラップ管路１４内の尿濃度の増加を抑制することができる。しかしながら、第１期間の前半及び第３期間の後半において、尿希釈に寄与しない、又は尿希釈に寄与しにくい無駄水を消費する。従って、比較例の尿希釈吐水モードによれば、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成することができず、さらに、尿希釈を効率的に実現することもできていない。
【００８９】
図１２に示すように、Ｓ２において、コントローラ４６は、検知センサ４４が検知状態を維持したままであるか否かを判定する。コントローラ４６は、検知センサ４４が検知状態を維持したままである場合には、Ｓ２に戻ってＳ２の判定を再び行う。コントローラ４６は、検知センサ４４が使用者の使用を検知しなくなった場合には、使用者が排尿を終え、便器本体２の前から立ち去ったと判断して、尿希釈吐水モードにおける無駄な洗浄水の消費を抑制し、排水トラップ管路１４及び横引配管３を十分に洗浄して以降の尿石の発生を抑制させる本洗浄吐水モードを実行するため、Ｓ３に進む。
【００９０】
Ｓ３において、コントローラ４６は、尿希釈吐水モードを終了させ、Ｓ４に進む。図９及び図１１に示すように、コントローラ４６は、尿希釈吐水モードの終了により、第２の開閉弁３６を閉弁させ、洗浄水の第２の給水路２２ａへの供給を停止する。よって、ノズル部６４の第２の吐水口７６からの吐水が停止される。
【００９１】
Ｓ４において、コントローラ４６は、本洗浄吐水モードを実行する。図９及び図１１に示すように、コントローラ４６は、本洗浄吐水モードの実行により、まず、第１の開閉弁２８に制御信号を送信し、第１の開閉弁２８を開弁させる。主給水管１６の主給水路１６ａの洗浄水は、管継手２４を経て第１の給水路２０ａのみに流れる。第１の給水路２０ａに流れた洗浄水Ｗ１は、第１の流量弁２６を通過し、比較的高い第１の所定の流量Ｑ１［リットル／分］で第１の吐水口６０から吐水される（図６参照）。コントローラ４６は、本洗浄吐水モードにおいては、各使用回ごとに０．５[リットル]の吐水流量を吐水するように、第１の開閉弁２８を一定時間開弁させる。
【００９２】
図６に示すように、第１の吐水口６０から吐水された洗浄水Ｗ１は、ボウル面４８に沿って左右方向に広がるように吐水され、ボウル面４８を広範囲に洗浄することができる。
【００９３】
ボウル面４８を流下した洗浄水Ｗ１は、排水口１０から排水トラップ管路１４内に流入する。洗浄水Ｗ１は、この排水トラップ管路１４の下流側の横引配管３に向かって流れることにより、排水トラップ管路１４や横引配管３内の尿を下流側に排出させる。洗浄水Ｗ１は、比較的高い流量Ｑ１で流れるとともに、排水トラップ管路１４内の希釈された尿を新しい洗浄水で置換して、排水トラップ管路１４内の洗浄水の尿濃度を比較的大きく低減することができる。コントローラ４６が、所定時間が経過した後、第１の開閉弁２８を閉弁し、スプレッダ３０による吐水動作を停止させて、本洗浄吐水モードの動作を終了させ、Ｓ５に進む。
【００９４】
Ｓ５において、コントローラ４６は、検知センサ４４が使用者の使用を検知してから始まる各使用回ごとの制御動作を終了し、検知センサ４４を待機状態とする。コントローラ４６は、再び検知センサ４４が使用者の使用を検知した場合にはＳ０から各使用回毎の制御動作を開始する。
【００９５】
なお、変形例として、コントローラ４６は、検知センサ４４が検知状態となった時刻ｔ０から所定の待機時間にわたって待機する待機モードを実行してもよい。このとき、コントローラ４６は、時刻ｔ０からすぐに尿希釈吐水モードを開始せず、先行する待機モードを実行する。これにより、使用者の排尿が始まる前における、尿の希釈に貢献しにくい洗浄水の吐水を抑制し、尿を希釈する洗浄水を節約することができる。所定の待機時間は、コントローラ４６に記録されたプログラム等により目的達成のため意図的に実現される待機時間であり、信号の伝送の遅れや弁体の動作等の遅れによりわずかに生じる吐水動作の遅れ時間とは区別される。
【００９６】
コントローラ４６は、検知センサ４４が検知状態となった時刻ｔ０から待機モードを開始させる。コントローラ４６は、待機モードを実行して所定の待機時間が経過した後、尿希釈吐水モードの実行を開始させる。尿希釈吐水モードの実行の開始時刻が使用者の排尿が開始される時刻ｔ１に近い時刻となる。時刻ｔ１において使用者が排尿を開始するまでは、排水トラップ管路１４内の洗浄水の尿濃度は上昇しない。よって、待機モードの実行開始まで待機させることにより、尿希釈吐水モードの開始を遅らせ、尿の希釈に貢献しにくい洗浄水の吐水を抑制し、尿を希釈する洗浄水を節約することができる。待機モードの待機時間は、時刻ｔ０から６秒間〜１１秒間、より好ましくは７秒間〜１０秒間の範囲内の時間に設定することが好ましい。なお、仮に待機モードの待機中に使用者の排尿が開始されたとしても、排尿初期は排水トラップ管路１４内に前回の洗浄による洗浄水が存在し、尿が流入しても洗浄水の尿濃度が比較的低い状態で保たれる。従って、尿石の発生が抑制される。
【００９７】
通常、使用者の排尿による尿流の流量は、排尿開始から徐々に増大し、最大流量となった後、排尿の後半においては、徐々に減少すると想定される。そこで、上述した本発明の第１実施形態による小便器１によれば、コントローラ４６は、検知センサ４４が検知状態となった後、第１期間の最初に吐水を開始させ、第１期間に続く第２期間において吐水を継続し、第２期間に続く第３期間において検知センサ４４が非検知状態となるまで吐水を継続し、さらに、第２の流量弁３４を制御して第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より第３期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる。よって、本実施形態によれば、コントローラ４６は、検知センサ４４が非検知状態となるまでの第３期間において、尿流の流量の減少に応じて、第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より第３期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる。従って、本実施形態によれば、排尿後半の尿流の流量の減少に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる。
【００９８】
さらに、第１実施形態による小便器１によれば、コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して第３期間の期間内において吐水流量を減少させるように吐水を行わせる。これにより、第３期間の期間内において吐水部から吐水される尿希釈吐水の吐水流量が増大することなく、減少され、例えば徐々に減少され又は一定の部分を含んで階段状に減少される。よって、本実施形態によれば、排尿後半の尿流の流量の減少に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化をより確実に達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。
【００９９】
さらに、第１実施形態による小便器１によれば、コントローラ４６は、第３期間における吐水流量について、単位時間当たりの吐水流量の減少率を第１減少率から第２減少率に変化させ、且つ第１減少率は第２減少率よりも大きくなるように第２の流量弁３４を制御する。これにより、排尿後半の尿流の流量の非線形の減少に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化をより確実に達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。
【０１００】
さらに、第１実施形態による小便器１によれば、コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より第１期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる。このとき、使用者の排尿による尿流の流量は、排尿初期から徐々に増加し、また排尿初期は排水トラップ管路１４内に尿がほぼないため、排水トラップ管路１４内の尿濃度は比較的低いままとなっている。従って、本実施形態によれば、排尿初期の尿流の流量が徐々に増加することに応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、効率的な尿希釈を実現することができる。
【０１０１】
さらに、第１実施形態による小便器１によれば、コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して第１期間の期間内において吐水流量を増加させるように吐水を行わせる。これにより、第１期間の期間内において第２の吐水口７６から吐水される尿希釈吐水の吐水流量が減少することなく、増加され、例えば徐々に増加され又は一定の部分を含んで階段状に増加される。よって、本実施形態によれば、排尿初期の尿流の流量の増加に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化をより確実に達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。
【０１０２】
さらに、第１実施形態による小便器１によれば、コントローラ４６は、第１期間における吐水流量を、単位時間当たりの吐水流量の増加率を第１増加率から第２増加率に変化させ、且つ第２増加率は第１増加率よりも大きくなるように第２の流量弁３４を制御する。これにより、排尿初期の尿流の流量の非線形の増加に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化をより確実に達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。
【０１０３】
次に、図１５乃至図１７により、本発明の第２実施形態による小便器を説明する。第２実施形態では、第１実施形態の検知センサ４４に代えて、使用者の尿流を検知できる検知センサ４４を設けたものである。
図１５は本発明の第２実施形態による小便器の中央断面図であり、図１６は本発明の第２実施形態における小便器において、排水トラップ管路内の洗浄水の尿濃度の時間変化を、尿希釈吐水モードを実行する場合、尿希釈吐水モードが実行されない場合、比較例としての吐水流量が一定の尿希釈吐水モードを実行する場合とで比較して示す図であり、図１７は本発明の第２実施形態における小便器において、標準的な尿流の流量の時間変化を、吐水流量の時間変化と比較して示す図である。第２実施形態による小便器は、上述した第１実施形態による小便器と構造がほぼ同じであるため、上述した第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【０１０４】
小便器１０１の自動洗浄ユニット４は、スプレッダ３０に設けられて使用者が便器本体２へ排尿した尿流を検知する検知センサ１４４と、この検知センサ１４４から送信される検知信号を受信すると共に所定の制御プログラム等に基づいて第１の開閉弁２８及び第２の開閉弁３６等のそれぞれの動作を制御する制御部であるコントローラ４６を備えている。
【０１０５】
検知センサ１４４は、マイクロ波を使用したドップラー式のセンサである。検知センサ１４４は、使用者が便器本体２へ排尿した尿流を検知する。検知センサ１４４は、ボウル部６に設けられているが、排水トラップ管路１４又は排水ソケット１５等の尿流を検知可能な他の位置に設けられていてもよい。例えば、検知センサ１４４は、ボウル面４８の背面側に設けられ、ボウル面４８の裏側からボウル面４８の表側を流れる尿流を検知するように設けられていてもよい。例えば、検知センサ１４４は、ボウル面４８の左右中央且つボウル面４８の高さ方向の中央よりやや下方の位置に配置される。なお、検知センサ１４４は、尿流の流れを検知する流量検知センサ等であってもよい。検知センサ１４４は、尿流を検知するセンサであるため、ボウル面４８への排尿の有無、及び排尿の開始及び終了のタイミングを、人体検知よりも正確に特定することができる。検知センサ１４４は、小便器本体を使用する使用者の有無を検知することもできる。よって、変形例として、検知センサ１４４は、使用者のボウル面４８への排尿の有無、及び排尿の開始及び終了のタイミングを、両方とも検知するように設けられていてもよい。
【０１０６】
次に、本発明の第２実施形態による小便器１における通常の便器洗浄の動作（作用）について説明する。第２実施形態の動作（作用）の説明に関し、上述した第１実施形態と異なる構造の検知センサ１４４における作用について主に説明し、他の同様の構造の部分については、それらの作用の説明は省略している。
先ず、図１６に示すように、時刻ｔ０において使用者が小便器１の便器本体２のボウル部６の前側に到着して立ったときには、検知センサ１４４は非検知状態である。コントローラ４６は使用者の存在を認識していない状態である。この時点では第１の開閉弁２８は閉弁された状態であり、第２の開閉弁３６も閉弁された状態となっている。
【０１０７】
使用者は、排尿を開始する前の時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、使用者は、ボウル部６の前に立った状態で着衣を脱いで排尿する準備を整える。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの服脱ぎ時間は後述する第１期間に含まれないこととなる。図１６に示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までにおいて使用者の排尿が開始されていないので排水トラップ管路１４内の尿濃度はほぼ０となっている。
【０１０８】
図１７に示すように、時刻ｔ１になると、使用者の排尿が開始される。使用者の排尿が開始されると、検知センサ１４４が使用者の尿流を検知している検知状態となり、その検知信号がコントローラ４６に送信され、コントローラ４６が使用者の存在を認識する。コントローラ４６は、時刻ｔ１から、尿希釈吐水モードの実行を開始する。コントローラ４６は、尿希釈吐水モードの開始により、第２の開閉弁３６を開弁させ、洗浄水を第２の吐水口７６から吐水させる。コントローラ４６は、第１の開閉弁２８を閉弁した状態のままとしている。
【０１０９】
コントローラ４６は、尿希釈吐水モードにおいて、検知センサ１４４が検知状態となったとき、第１期間が開始すると判断し、第１期間の計測を開始する。よって、検知センサ１４４が検知状態となった後、第１期間の最初に第２の吐水口７６から吐水を開始させる。第１期間は、時刻ｔ１から後述する時刻ｔ２までの期間である。検知センサ１４４が尿流を検知できるので、使用者の排尿の開始のタイミングと、尿希釈吐水モードの開始のタイミングとを同期でき、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。
【０１１０】
コントローラ４６は、第１期間においては第２の開閉弁３６を開弁させ第２の吐水口７６から吐水を継続させている。コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して後述する第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量Ｒ２より第１期間における吐水流量Ｒ１が小さくなるように吐水を行わせる。
【０１１１】
コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して第１期間の期間内において吐水流量Ｒ１を増加させるように吐水を行わせる。コントローラ４６は、第２の流量弁３４の開度を連続的に増加させるように制御する。第１期間内において第２の吐水口７６から吐水される尿希釈吐水の吐水流量が減少することなく増加される。吐水流量が減少することなく増加される場合には、吐水流量が徐々に増加される場合、又は一定に維持される部分及び増加される部分を含みながら階段状に増加される場合も含まれる。
【０１１２】
コントローラ４６は、第１期間における吐水流量Ｒ１について、単位時間当たりの吐水流量の増加率を第１増加率Ｒ１ａから第２増加率Ｒ１ｂに変化させ、且つ第２増加率Ｒ１ｂは第１増加率Ｒ１ａよりも大きくなるように第２の流量弁３４を制御する。コントローラ４６は、第１期間において、第２の流量弁３４の開度の増加率を第１増加率Ｒ１ａに対応する開度の増加率から第２増加率Ｒ１ｂに対応する開度の増加率に増加させる。すなわち、コントローラ４６は、第１期間において、第２の流量弁３４の開度の増加速度を変更するように制御する。開度の増加率の変更点は、尿流の流量の上昇過程Ｘ１における非線形の増加曲線の変化点に対応するように、１つのみならず２つ以上設けられてもよい。
検知センサ１４４が尿流を検知できるので、使用者の排尿の開始のタイミングと、尿希釈吐水モードの開始のタイミングとを同期できる。よって、使用者の尿流の流量の上昇過程Ｘ１のタイミングと、吐水流量Ｒ１の増加のタイミングとを同期させることができ、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。
【０１１３】
図１６に示すように、時刻ｔ１から使用者の排尿が開始されるので排水トラップ管路１４内の尿濃度が上昇する。このとき、吐水流量Ｒ１の尿希釈吐水が行われているので、排水トラップ管路１４内の尿濃度は、尿希釈吐水モードが行われない場合と比べて低く抑制されている。また、尿流の流量の上昇過程Ｘ１中の増加に応じて、第１期間において吐水流量Ｒ１が増加されるので、排水トラップ管路１４内の尿濃度が増加することが抑制されている。
【０１１４】
尿流の流量が最大水準Ｘ２まで増加し、排水トラップ管路１４内の尿濃度が最大水準まで増加すると想定（仮定）される時刻を時刻ｔ２とする。図１７においても、標準的な尿流の流量の時間変化を、吐水流量の時間変化と比較して示している。第１期間においては、標準的な使用者の尿流の流量は、第２期間の最大水準Ｘ２に到達しておらず、最大水準Ｘ２よりも低い上昇過程Ｘ１中にあると想定される。よって、この想定に対応して、第１期間における吐水流量Ｒ１を吐水流量Ｒ２よりも小さくし、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる。
【０１１５】
第１期間は、主に尿流の流量の上昇過程Ｘ１の期間を含むように設定される。第１期間の期間内における第２の吐水口７６からの吐水により、排水トラップ管路１４及び横引配管３に流下する洗浄水の尿濃度を低減させる。第１期間は、２秒〜７秒の範囲、好ましくは２秒〜５秒の範囲、より好ましくは３秒に設定されている。コントローラ４６は、所定時間が経過すると第１期間を終了させる。
【０１１６】
コントローラ４６は、尿希釈吐水モードにおいて、第１期間が終了するとき、第１期間に続く第２期間が開始すると判断し、第２期間の計測を開始する。検知センサ１４４は検知状態を継続している。コントローラ４６は、第１期間に続く第２期間において第２の開閉弁３６の開弁を継続させ吐水を継続させる。第２期間は、時刻ｔ２から尿流が最大水準Ｘ２から減少を開始すると想定（仮定）される時刻ｔ３までの期間である。第２期間においては、標準的な使用者の尿流の流量は、主に最大水準Ｘ２に到達し且つ最大水準Ｘ２の状態が継続すると想定される。よって、この想定に対応して、第２期間における吐水流量Ｒ２を、吐水流量Ｒ１又は吐水流量Ｒ３よりも大きい最大水準とし、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる。
【０１１７】
第２期間は、主に尿流の流量の最大水準Ｘ２の期間を含むように設定される。第２期間の期間内における第２の吐水口７６からの吐水により、排水トラップ管路１４及び横引配管３に流下する洗浄水の尿濃度を低減させる。第２期間は、１秒〜４秒の範囲、好ましくは２秒〜３秒の範囲に設定されている。コントローラ４６は、所定時間が経過すると第２期間を終了させる。
【０１１８】
第２期間において、コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して吐水流量Ｒ２が尿希釈吐水モードにおいて最大の吐水流量となるような吐水を行わせる。第２期間において、吐水流量Ｒ２が一定に維持されているが、第２期間の少なくとも一部の期間において吐水流量Ｒ２の吐水が行われていればよい。第２期間において、コントローラ４６は、第２の流量弁３４の開度を若干変化させ、吐水流量を変化させてもよい。
【０１１９】
図１７に示すように、第２期間においては、尿流の流量はほぼ最大水準Ｘ２で一定とされている。よって、第２期間において排水トラップ管路１４内の尿濃度が上昇することが抑制される。また、吐水流量Ｒ２の尿希釈吐水が行われているので、排水トラップ管路１４内の尿濃度は、尿希釈吐水モードが行われない場合と比べて低く抑制されている。
【０１２０】
コントローラ４６は、尿希釈吐水モードにおいて、第２期間が終了するとき、第２期間に続く第３期間が開始すると判断し、第３期間の計測を開始する。第３期間の開始時点において検知センサ１４４は検知状態を継続している。コントローラ４６は、第２期間に続く第３期間において検知センサ１４４が非検知状態となる時刻ｔ４まで吐水を継続させる。第３期間は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間である。使用者は、第３期間において、時刻ｔ３から所定時間が継続した時刻ｔ４において排尿を終了する。
【０１２１】
コントローラ４６は、第３期間においては第２の開閉弁３６を開弁させ第２の吐水口７６から吐水を継続させている。コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量Ｒ２より第３期間における吐水流量Ｒ３が小さくなるように吐水を行わせる。コントローラ４６は、第２の流量弁３４を制御して第３期間の期間内において吐水流量Ｒ３を低下させるように吐水を行わせる。コントローラ４６は、第２の流量弁３４の開度を連続的に減少させるように制御する。第３期間の期間内において第２の吐水口７６から吐水される尿希釈吐水の吐水流量が増加することなく減少される。吐水流量が増加することなく減少される場合には、吐水流量が徐々に減少される場合、又は一定に維持される部分及び減少される部分を含みながら階段状に減少される場合も含まれる。
【０１２２】
コントローラ４６は、第３期間における吐水流量Ｒ３について、単位時間当たりの吐水流量の減少率を第１減少率Ｒ３ａから第２減少率Ｒ３ｂに変化させ、且つ第１減少率Ｒ３ａは第２減少率Ｒ３ｂよりも大きくなるように第２の流量弁３４を制御する。コントローラ４６は、第３期間において、第２の流量弁３４の開度の減少率を第１減少率Ｒ３ａに対応する開度の減少率から第２減少率Ｒ３ｂに対応する開度の減少率に減少させる。すなわち、コントローラ４６は、第３期間において、第２の流量弁３４の開度の減少速度を変更するように制御する。開度の減少率の変更点は、尿流の流量の下降過程Ｘ３における非線形の減少曲線の変化点に対応するように、１つのみならず２つ以上設けられてもよい。
【０１２３】
時刻ｔ３から時刻ｔ４までの第３期間においては、標準的な使用者の尿流の流量は、最大水準Ｘ２よりも低く且つ排尿が終了するまでの下降過程Ｘ３中にあると想定される。よって、この想定に対応して、第３期間における吐水流量Ｒ３を吐水流量Ｒ２よりも小さくし、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる。
【０１２４】
第３期間は、主に尿流の流量の下降過程Ｘ３の期間を含むように設定される。第３期間の期間内における第２の吐水口７６からの吐水により、排水トラップ管路１４及び横引配管３に流下する洗浄水の尿濃度を低減させる。第３期間は、検知センサ４４が非検知状態となると終了するが、変形例として、第３期間は、１０秒〜３０秒の範囲、好ましくは１０秒〜２０秒の範囲、より好ましくは１４秒の期間に設定され、この設定された期間が経過すると、コントローラ４６が検知センサ１４４が非検知状態となったと判断して第２の吐水口７６からの吐水を終了させるような制御を行ってもよい。
【０１２５】
図１６に示すように、第３期間においては、尿流の流量は下降過程Ｘ３中にあり最大水準Ｘ２よりも減少している。第３期間において、吐水流量Ｒ３が減少されても、排水トラップ管路１４内の尿濃度が増加することが抑制されている。また、尿流の流量の減少に応じた吐水流量Ｒ３の吐水により、排水トラップ管路１４内の尿濃度が減少されている。また、吐水流量Ｒ３の尿希釈吐水が行われているので、排水トラップ管路１４内の尿濃度は、尿希釈吐水モードが行われない場合と比べて低く抑制されている。
【０１２６】
なお、比較例として、図１６においては、尿希釈吐水モードが実行されずに使用者の排尿のみが行われる場合の排水トラップ管路１４内の洗浄水の尿濃度の時間変化を示している。時刻ｔ１以後、尿希釈吐水モードは実行されない。第１期間においては、洗浄水の尿濃度はほぼ１００％に向けて上昇する。時刻ｔ２以後、本洗浄吐水モードが実行されるまで、排水トラップ管路１４内の洗浄水がほぼ使用者の尿で置換され、洗浄水の尿濃度は、ほぼ１００％となっている。
【０１２７】
なお、比較例として、図１６においては、吐水流量が一定の尿希釈吐水モードを実行する場合の排水トラップ管路内の洗浄水の尿濃度の時間変化も示されている。この比較例の尿希釈吐水モードにおいては、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの間、一定の吐水流量の尿希釈吐水が第２の吐水口７６から吐水される。これにより、排水トラップ管路１４内の尿濃度の増加を抑制することができる。しかしながら、第１期間の前半及び第３期間の後半において、尿希釈に寄与しない、又は尿希釈に寄与しにくい無駄水を消費する。従って、比較例の尿希釈吐水モードによれば、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成することができず、さらに、尿希釈を効率的に実現することもできていない。
【０１２８】
時刻ｔ４から使用者がボウル部６の前から立ち去る時刻ｔ５までの間、使用者は、ボウル部６の前に立った状態で着衣を整えて、便器本体２の前から立ち去る準備をする。時刻ｔ５は、時刻ｔ４から平均的な大人の使用者が着衣を着用して立ち去る準備を終えると想定される平均的な服着用時間を経過した時刻として設定される。このような服着用時間は第３期間に含まれないようになっている。
【０１２９】
なお、コントローラ４６は、検知センサ１４４が非検知状態となった場合には、尿希釈吐水モードを終了させ、尿希釈吐水モードにおける無駄な洗浄水の消費を抑制し、排水トラップ管路１４及び横引配管３を十分に洗浄して以降の尿石の発生を抑制させる本洗浄吐水モードを実行させる。コントローラ４６が、本洗浄吐水モードの実行が終了すると、検知センサ１４４を待機状態とする。コントローラ４６は、再び検知センサ１４４が使用者の尿流を検知した場合には各使用回毎の制御動作を開始する。
【０１３０】
通常、使用者の排尿による尿流の流量は、排尿開始から徐々に増大し、最大流量となった後、排尿の後半においては、徐々に減少すると想定される。そこで、上述した本発明の第２実施形態による小便器１０１によれば、コントローラ４６は、検知センサ１４４が検知状態となった後、第１期間の最初に吐水を開始させ、第１期間に続く第２期間において吐水を継続し、第２期間に続く第３期間において検知センサが非検知状態となるまで吐水を継続し、さらに、第２の流量弁３４を制御して第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より第３期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる。よって、本発明の第２実施形態によれば、コントローラ４６は、検知センサ１４４が非検知状態となるまでの第３期間において、尿流の流量の減少に応じて、第２期間の少なくとも一部の期間における吐水流量より第３期間における吐水流量が小さくなるように吐水を行わせる。従って、本発明の第２実施形態によれば、排尿後半の尿流の流量の減少に応じて、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化を達成するとともに、尿希釈を効率的に実現することができる。
【０１３１】
さらに、第２実施形態による小便器１０１によれば、尿検知センサ１４４により尿流を検知するため、使用者が排尿を行うタイミングをより正確に測定できる。従って、本発明の第２実施形態によれば、尿希釈吐水モードで吐水される洗浄水量の節水化をより確実に達成するとともに、より効率的な尿希釈を実現することができる。他の第２実施形態による小便器１０１の効果についても、第１実施形態の小便器１の効果とほぼ同様であるので、説明を省略する。
【符号の説明】
【０１３２】
１        小便器
２        便器本体
３        横引配管
４        自動洗浄ユニット
６        ボウル部
７        前面
８        収納室
１０      排水口
１２      目皿
１４      排水トラップ管路
１４ａ    下降管路
１４ｂ    管路
１４ｃ    上昇管路
１４ｄ    共通壁
１４ｅ    前後方向の幅
１４ｆ    下端部の幅
１４ｇ    上端部の幅
１５      排水ソケット
１６      主給水管
１６ａ    主給水路
１８      止水栓
２０      第１の給水管
２０ａ    第１の給水路
２２      第２の給水管
２２ａ    第２の給水路
２４      管継手
２６      第１の流量弁
２８      第１の開閉弁
３０      スプレッダ
３２      第１の吐水部
３４      第２の流量弁
３６      第２の開閉弁
３８      第２の吐水部
４０      逆止弁
４２      棚
４３      電解除菌水ユニット
４４      検知センサ
４６      コントローラ
４８      ボウル面
４８ａ    正面部
４８ｂ    左側端部
４８ｃ    右側端部
４８ｄ    上端
５０      外装カバー
５２      スプレッダ本体部
５２ａ    取付穴
５４      ノズル部材
５６      第１の通水路
５６ａ    上流側通水路
５６ｂ    下流側通水路
５８      第２の通水路
６０      第１の吐水口
６２      取付部
６４      ノズル部
６８      通水路
７２      通水路
７６      第２の吐水口
１０１    小便器
１４４    検知センサ
Ａ        所定幅
Ｄ        左右方向中心線
Ｋ        床面
Ｑ１      第１の所定の流量
Ｑ２      第２の所定の流量
Ｒ１      吐水流量
Ｒ１ａ    増加率
Ｒ１ｂ    増加率
Ｒ２      吐水流量
Ｒ３      吐水流量
Ｒ３ａ    減少率
Ｒ３ｂ    減少率
ｔ０      時刻
ｔ１      時刻
ｔ２      時刻
ｔ３      時刻
ｔ４      時刻
ｔ５      時刻
Ｕ        尿石
Ｗ        壁面
Ｗ１      洗浄水
Ｗ２      洗浄水
Ｘ        細菌
Ｘ１      上昇過程
Ｘ２      最大水準
Ｘ３      下降過程
Ｙ        環境領域
Ｚ        ウレアーゼ酵素
【図１Ａ】
2019065527.tif 000003
【図１Ｂ】
2019065527.tif 000004
【図１Ｃ】
2019065527.tif 000005
【図２Ａ】
2019065527.tif 000006
【図２Ｂ】
2019065527.tif 000007
【図２Ｃ】
2019065527.tif 000008
【図２Ｄ】
2019065527.tif 000009
【図３】
2019065527.tif 000010
【図４Ａ】
2019065527.tif 000011
【図４Ｂ】
2019065527.tif 000012
【図４Ｃ】
2019065527.tif 000013
【図４Ｄ】
2019065527.tif 000014
【図４Ｅ】
2019065527.tif 000015
【図４Ｆ】
2019065527.tif 000016
【図４Ｇ】
2019065527.tif 000017
【図５】
2019065527.tif 000018
【図６】
2019065527.tif 000019
【図７】
2019065527.tif 000020
【図８】
2019065527.tif 000021
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2019065527.tif 000024
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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