(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器装置の利用者が位置する所定の領域に向けて超音波パルスを送信し、超音波パルスの反射波を受信する超音波センサと、
前記超音波センサの出力に基づいて利用者を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき、前記便器装置内に洗浄水を吐出する洗浄部と、
を備え、
前記検出部は、超音波パルスを送信した後の所定の第１期間に利用者からの反射波である第１反射波が有るか否か判定し、第１反射波が無い場合、第１期間の後の所定の第２期間に前記超音波センサの前方に配置された物体からの反射波である第２反射波が有るか否かを判定し、第２反射波の有無に基づいて利用者を検出し、
前記洗浄部は、第１反射波の有無に基づいて利用者が検出された場合、便器装置の利用前に洗浄水を吐出するプレ洗浄を行い、一方、第２反射波の有無に基づいて利用者が検出された場合、プレ洗浄を行わないことを特徴とする便器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、利用者を検出して洗浄水を自動的に吐出する便器装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この種の便器装置は、利用者を検出するためのセンサとして、例えば超音波センサを備えている。この便器装置によれば、超音波センサの検出結果に基づき、例えば利用者が便器から離れた場合、洗浄水の吐出を自動的に実施することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２２１２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的に、超音波センサは、超音波を利用者に向けて送信し、利用者からの反射波を受信することにより利用者を検出する。しかしながら、利用者が超音波を反射しにくい素材の衣服（例えばセータなど）を着用している場合、利用者を適切に検出できない可能性がある。また、一般的に、超音波センサは超音波の送受信を同じ素子で行うため、超音波の送信直後は素子内部で超音波が反響して反射波を検出できない時間（「残響時間」と称される）が存在する。この残響時間のため、超音波センサに近接した利用者を適切に検出できない可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、超音波センサを用いた便器装置において、利用者の検出精度を向上できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の便器装置は、便器装置の利用者が位置する所定の領域に向けて超音波パルスを送信し、超音波パルスの反射波を受信する超音波センサと、超音波センサの出力に基づいて利用者を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づき、便器装置内に洗浄水を吐出する洗浄部と、を備える。検出部は、超音波パルスを送信した後の所定の第１期間に利用者からの反射波である第１反射波が有るか否か判定し、第１反射波が無い場合、第１期間の後の所定の第２期間に超音波センサの前方に配置された物体からの反射波である第２反射波が有るか否かを判定し、第２反射波の有無に基づいて利用者を検出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、超音波センサを用いた便器装置において、利用者の検出精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る便器装置の正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る便器装置の一部の縦断面図である。
【図３】スプレッダーの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る便器装置を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る便器装置が配置されたトイレ空間を示す図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、利用者の検出方法を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態に係る便器装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る便器装置１００の正面図である。図２は、本発明の実施形態に係る便器装置１００の一部の縦断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態に係る便器装置１００は小便器である。
【００１１】
この便器装置１００は、壁面に取り付けられた鉢部１０２を備える。鉢部１０２は例えば陶器製であってよい。鉢部１０２の下部には、前方に突出する垂れ受け部１０３が形成されている。
【００１２】
鉢面１０２ａの上部には、洗浄水を自動的に吐出させるための便器洗浄装置１０が取り付けられている。便器洗浄装置１０は、鉢面１０２ａに向けて洗浄水を放射状に吐出する洗浄部としてのスプレッダー１２を備える。このスプレッダー１２は、略円筒形状のスプレッダ本体部１２ａと、スプレッダ本体部１２ａの前側（小便器正面側）に形成されたフランジ部１２ｂとを有する。スプレッダ本体部１２ａは、鉢部１０２の上部に形成された穴部１０４に正面側から挿通され、背面側から固定部材１０５を用いて固定される。図２に示すように、スプレッダー１２の背面側には洗浄水を供給するための給水ホース１０６が接続される。給水ホース１０６には、給水バルブ（図示せず）が接続されている。
【００１３】
図３は、スプレッダー１２の斜視図である。図３に示すように、スプレッダー１２は、スプレッダ本体部１２ａと、超音波センサ１４と、スプレッダカバー１６と、を備える。スプレッダ本体部１２ａの後側（便器背面側）には、給水ホース１０６（図２参照）を接続するためのホース接続部１２ｃが形成されている。
【００１４】
スプレッダ本体部１２ａの外表面には雄ねじがされている。スプレッダー１２を便器装置１００の穴部１０４に挿入した状態で、スプレッダ本体部１２ａの雄ねじと、固定部材１０５（図２参照）に形成された雌ねじを嵌合することにより、スプレッダー１２を便器装置１００に固定することができる。
【００１５】
超音波センサ１４は、センサヘッド１４ａから超音波を人体に向けて発信し、その反射波を同じくセンサヘッド１４ａで受信することにより人体を検出する機器である。超音波センサ１４は、センサヘッド１４ａがスプレッダカバー１６に設けられた開口から露出するように配置される。
【００１６】
スプレッダ本体部１２ａ内には、超音波センサ１４の動作を制御するための制御回路が形成された制御基板が収容されている。また、スプレッダ本体部１２ａ内には、洗浄水が流れる通水路および便器装置１００の鉢部１０２に洗浄水を吐出するための吐水口が形成されている。
【００１７】
図４は、本発明の実施形態に係る便器装置１００を説明するためのブロック図である。図４に示すように、制御基板２０は、超音波センサ１４に超音波パルスを発生するためのパルス信号を送信する送信回路２１と、超音波センサ１４の出力信号を受信する受信回路２２と、受信回路２２で受信した超音波センサ１４の出力信号に基づいて便器装置１００の利用者を検出する検出回路２３と、各回路を制御する制御回路２４とを備える。制御回路２４は、検出回路２３による利用者の検出結果を図示しない給水バルブの制御基板に送信して、給水バルブの制御基板は給水バルブ３０に対して開閉の指示を出す。例えば、利用者の検出状態から非検出状態に変化した場合、給水バルブ３０を開弁し、スプレッダー１２から洗浄水を吐出させる。これにより、自動的に洗浄水を吐出して便器装置１００を洗浄することができる。
【００１８】
図５は、本発明の実施形態に係る便器装置１００が配置されたトイレ空間５００を示す。便器装置１００の鉢部１０２は、トイレ空間５００の設置壁面５０２に取り付けられている。トイレ空間５００において、設置壁面５０２の前方には前方壁面５０４が位置している。図５に示すように、便器装置１００の超音波センサ１４（図２等参照）から、便器装置１００の利用者５２０が位置する所定の領域に向けて超音波パルスＵＳが送信される。便器装置１００の前方に利用者が存在する場合、超音波センサ１４は利用者からの反射波（以下、「第１反射波」と呼ぶ）を受信する。また、超音波センサ１４は、前方壁面５０４からの反射波（以下、「第２反射波」と呼ぶ）も受信する。
【００１９】
図６（ａ）〜（ｃ）は、利用者の検出方法を説明するための図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、超音波センサ１４の出力信号の波形を示す。
【００２０】
超音波センサ１４は超音波の送受信を同じセンサヘッド１４ａで行っているため、超音波の送信直後はセンサヘッド１４ａで超音波が反響して反射波を検出できない「残響時間」が存在する。このような残響時間の存在のため、制御基板２０の検出回路２３は、残響時間を超えるマスク時間を設定し、このマスク時間内に受信した信号は無視し、マスク時間経過後に受信した信号に基づいて反射波の検出を行う。より具体的には、検出回路２３は、超音波パルスを送信してからマスク時間経過後に所定の閾値を超える超音波センサ１４の出力信号が検出された場合に、反射波が検出されたと判定する。
【００２１】
本実施形態において、検出回路２３は、超音波パルスの送信後（具体的にはマスク時間の後）に、利用者５２０からの第１反射波を検出するための所定の第１期間を設定し、さらに第１期間の後に前方壁面５０４からの第２反射波を検出するための所定の第２期間を設定している。第１期間および第２期間の長さは、便器装置１００が設置されるトイレ空間５００に応じて適宜設定される。
【００２２】
図６（ａ）は、利用者５２０が便器装置１００の前方に存在しないときの超音波センサ１４の出力信号の波形を示す。この場合、第１期間においては利用者５２０からの第１反射波は検出されない。一方、第２期間において前方壁面５０４からの第２反射波が検出される。このように第２反射波が検出される場合、利用者５２０が便器装置１００の前方に存在しないことを検出できる。
【００２３】
図６（ｂ）は、利用者５２０が便器装置１００の前方に存在するときの超音波センサ１４の出力信号の波形を示す。この場合、第１期間において利用者５２０からの第１反射波が検出される。一方、第２期間においては、利用者５２０によって超音波が遮られることにより、第２期間に第２反射波は検出されない（図６（ｂ）には第２反射波が存在するように表現されているが、閾値以下であるため検出回路２３は反射波と判定しない）。このように第１反射波が検出される場合、利用者５２０が便器装置１００の前方に存在することを検出できる。
【００２４】
図６（ｃ）も、利用者５２０が便器装置１００の前方に存在するときの超音波センサ１４の出力信号の波形を示す。図６（ｂ）との違いは、利用者５２０が超音波を反射しにくい素材の衣服（例えばセータなど）を着用している点である。この場合、第１期間において、利用者５２０からの反射波は弱く、閾値を超えないため、第１反射波は検出されない。しかしながら、利用者５２０によって超音波が遮られることにより、第２反射波が検出されなくなるため、この第２反射波の非検出をもって利用者５２０が便器装置１００の前方に存在することを検出できる。このような超音波の遮断を利用した利用者の検出処理を、本明細書では「遮断検出処理」と称する。
【００２５】
図７は、本発明の実施形態に係る便器装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。図７に示すフローは、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
【００２６】
まず、検出回路２３は、第１期間に１秒以上、利用者からの第１反射波が有るか否かを判定する（Ｓ１０）。第１期間に１秒以上第１反射波が有る場合（Ｓ１０のＹ）、検出回路２３は便器装置１００の前方に利用者が存在すると判定し、制御回路２４は、給水バルブの制御基板に対してプレ洗浄実行の指示を出す（Ｓ１２）。プレ洗浄とは、便器装置の利用前に洗浄水を吐出することである。その後、制御回路２４は、第１期間に５秒以上第１反射波が有るか否か判定する（Ｓ１４）。第１期間に５秒以上第１反射波が無い場合（Ｓ１４のＮ）、Ｓ１０に戻る。一方、第１期間に５秒以上第１反射波が有る場合（Ｓ１４のＹ）、本洗浄待機状態となる（Ｓ１６）。本洗浄とは、便器装置の利用後に洗浄水を吐出することである。このように本洗浄待機状態となる前に、５秒以上の第１反射波の有無を判定するのは、単に便器装置１００の前方を人が通り過ぎただけで本洗浄待機状態となるのを防止するためである。本洗浄待機状態では、検出回路２３は、第１期間において第１反射波が無くなったか否かを判定する（Ｓ１８）。第１期間に第１反射波が有る場合（Ｓ１８のＮ）、検出回路２３は便器装置１００の前方に利用者が存在すると判定し、本洗浄待機状態を継続する（Ｓ１６）。一方、第１期間において第１反射波が無くなった場合（Ｓ１８のＹ）、検出回路２３は利用者がいなくなったと判定し、制御回路２４は、給水バルブの制御基板に対して本洗浄実行の指示を出す（Ｓ２０）。
【００２７】
Ｓ１０において、第１期間に１秒以上第１反射波が無い場合（Ｓ１０のＮ）、検出回路２３は、第２期間に１０秒以上、前方壁面５０４からの第２反射波が有るか否かを判定する（Ｓ２２）。第２期間に１０秒以上、前方壁面５０４からの第２反射波が無い場合（Ｓ２２のＮ）、Ｓ１０に戻る。一方、第２期間に１０秒以上、前方壁面５０４からの第２反射波が有る場合（Ｓ２２のＹ）、遮断検出処理モードに移行する（Ｓ２４）。ここで、「１０秒以上」の第２反射波の有無を判定することとしたのは、該第２反射波が前方壁面５０４からの反射波であることの確実性を高めるためである。
【００２８】
遮断検出処理モードでは、まず、第１期間に１秒以上第１反射波が有るか否か判定する（Ｓ２６）。第１期間に１秒以上第１反射波が有る場合（Ｓ２６のＹ）、プレ洗浄を実行する（Ｓ１２）。このように、遮断検出処理モードに移行した後であっても、第１期間に第１反射波が有る場合は、該第１反射波を優先して、利用者を検出する。
【００２９】
第１期間に１秒以上第１反射波が無い場合（Ｓ２６のＮ）、検出回路２３は、第２期間に１０秒以上第２反射波が無くなったか否か判定する（Ｓ２８）。１０秒以上第２反射波が無くなっていない場合（Ｓ２８のＮ）、Ｓ２６に戻る。一方、１０秒以上第２反射波が無くなっている場合（Ｓ２８のＹ）、検出回路２３は利用者が便器装置１００の前方に存在すると判定する。ここで、「１０秒以上」の第２反射波の有無を判定することとしたのは、単に便器装置１００の前方を人が通り過ぎたのではなく、便器装置１００に利用者が近づいたことの確実性を高めるためである。
【００３０】
１０秒以上第２反射波が無くなっている場合（Ｓ２８のＹ）、本洗浄待機状態となる（Ｓ３０）。上述のように第１反射波に基づいて利用者を検出した場合はプレ洗浄を行ったが（Ｓ１２）、ここではプレ洗浄を行わない。これは、第２反射波を用いた遮断検出処理は、第１反射を用いた利用者の検出処理ほど検出処理の精度が高くない。誤検出の場合にプレ洗浄を行うこととすると、不必要に洗浄水を流すこととなるため好ましくない。そこで、第２反射波の有無に基づいて利用者が検出された場合にはプレ洗浄を行わないことにより、不必要に洗浄水が流れる事態を防止できる。
【００３１】
本洗浄待機状態では、検出回路２３は、第２期間に第２反射波が有るか否かを判定する（Ｓ３２）。第２期間に第２反射波が有る場合（Ｓ３２のＹ）、検出回路２３は便器装置１００の前方から利用者がいなくなったと判定し、本洗浄を実行する（Ｓ２０）。一方、第２期間において第２反射波が無い場合（Ｓ３２のＮ）、検出回路２３は第２反射波が無い状態が３分以上継続したか否か判定する（Ｓ３４）。第２反射波が無い状態が３分以上継続していない場合（Ｓ３４のＮ）、本洗浄待機状態に戻る（Ｓ３０）。一方、第２反射波が無い状態が３分以上継続した場合（Ｓ３４のＹ）、検出回路２３は何らかの異常が発生したと判定し、一旦フローを終了する。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態に係る便器装置１００では、超音波パルスを送信した後の第１期間に利用者から第１反射波が有るか否か判定し、第１反射波が無い場合には、第１期間の後の第２期間に前方壁面５０４からの第２反射波が有るか否かを判定し、該第２反射波の有無に基づいて利用者を検出する構成とした。これにより、超音波を反射しにくい衣服を着用している利用者も検出できるため、利用者の検出精度を向上できる。また、残響時間の影響を受けない第２反射波に基づいて利用者を検出しているため、超音波センサ１４に近接した利用者も検知できる。
【００３３】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
【００３４】
例えば、上述の実施形態では、便器装置として小便器を例示したが、便器装置は大便器であってもよい。また、上述の実施形態では、超音波センサとスプレッダーを一体に形成したが、これらは別々に配設されてもよい。この場合、超音波センサは便器に取り付けられてもよいし、便器外（例えば壁面など）に取り付けられてもよい。
【００３５】
また、上述の実施形態では、第２反射波が前方壁面からの反射波である場合を想定したが、第２反射波はトイレ空間に配置される他の物体からの反射波であってもよい。
【００３６】
以上の記載から、下記の発明が認識される。
【００３７】
本発明のある態様の便器装置は、便器装置の利用者が位置する所定の領域に向けて超音波パルスを送信し、超音波パルスの反射波を受信する超音波センサと、超音波センサの出力に基づいて利用者を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づき、便器装置内に洗浄水を吐出する洗浄部と、を備える。検出部は、超音波パルスを送信した後の所定の第１期間に利用者からの反射波である第１反射波が有るか否か判定し、第１反射波が無い場合、第１期間の後の所定の第２期間に超音波センサの前方に配置された物体からの反射波である第２反射波が有るか否かを判定し、第２反射波の有無に基づいて利用者を検出する。
【００３８】
この態様によると、超音波を反射しにくい衣服を着用している利用者や、超音波センサに近接した利用者も検出できるため、利用者の検出精度を向上できる。
【００３９】
検出部は、第２期間に第２反射波が無い場合、再度第１期間に第１反射波が有るか否かを判定し、第１反射波の有無に基づいて利用者を検出してもよい。第２期間に第２反射が無い場合は、前方壁面等が存在しない可能性と、便器装置の前方に人がいる可能性とがある。第２期間に第２反射波が確認できた場合のみ、第２反射波の有無に基づいて利用者の検出を行い、第２反射波が確認できない場合には第１反射波の有無に基づいて利用者の検出を行うことにより、誤検出を防ぐことが可能となる。
【００４０】
洗浄部は、第１反射波の有無に基づいて利用者が検出された場合、便器装置の利用前に洗浄水を吐出するプレ洗浄を行い、一方、第２反射波の有無に基づいて利用者が検出された場合、プレ洗浄を行わなくてもよい。第２反射波を用いた遮断検出処理は、第１反射を用いた利用者の検出処理ほど検出処理の精度が高くない。誤検出の場合にプレ洗浄を行うこととすると、不必要に洗浄水を流すこととなるため好ましくない。そこで、第２反射波の有無に基づいて利用者が検出された場合にはプレ洗浄を行わないことにより、不必要に洗浄水が流れる事態を防止できる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  便器洗浄装置、  １２  スプレッダー、  １４  超音波センサ、  １６  スプレッダカバー、  ２０  制御基板、  ２１  送信回路、  ２２  受信回路、  ２３  検出回路、  ２４  制御回路、  ３０  給水バルブ、  １００  便器装置、  １０２  鉢部、  ５００  トイレ空間、  ５０２  設置壁面、  ５０４  前方壁面。
【図１】
0006636370.tif 000002
【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】
0006636370.tif 000008