(57)【要約】【課題】流量センサを用いない低コストの構成にて所望の湯温制御ができるトイレ装置を提供する。【解決手段】着座検知手段１６からの検知信号が入力すると、切換弁９をノズル洗浄通路に切り換えて止水電磁弁４を開き、所定時間後に温度検知手段１７の検出温度に基づいて入水温度を検知し、またヒータ８に定格入力の１／２以下の電力を入力し、温度検知手段１７の検出温度の変化に基づいて水の有無を検知し、また温度検知手段１７の検出温度が変化するまでの時間に基づいて流量を検知する。また、ノズルユニット１０に対する給水制御動作中に、ヒータ８に対する入力電力を段階的に変化させ、複数設けた温度検知手段間での検出温度の変化の時間遅れから流量を検知するようにした。【選択図】      図１
2004263423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水元に接続された止水電磁弁と、止水電磁弁に接続された加熱流路と加熱流路内の洗浄水を加熱するヒータを有する瞬間式熱交換器と、瞬間式熱交換器の加熱流路又は出口近傍に配設された温度検知手段と、瞬間式熱交換器の出口に接続され、局部洗浄用の洗浄ノズルとノズル洗浄手段または捨水通路とを有するノズルユニットと、洗浄水の供給を洗浄ノズルとノズル洗浄手段または捨水通路とに対して選択的に切り換える切換弁と、制御手段と、人体が便座に着座している状態を検知する着座検知手段とを備え、制御手段は、着座検知手段からの検知信号が入力すると、切換弁をノズル洗浄手段または排水通路に切り換えて止水電磁弁を開き、所定時間後に温度検知手段の検出温度に基づいて入水温度を検知することを特徴とするトイレ装置。
【請求項２】
給水元に接続された止水電磁弁と、止水電磁弁に接続された加熱流路と加熱流路内の洗浄水を加熱するヒータを有する瞬間式熱交換器と、瞬間式熱交換器の加熱流路又は出口近傍に配設された温度検知手段と、瞬間式熱交換器の出口に接続された局部洗浄用の洗浄ノズルとノズル洗浄手段または排水通路とを有するノズルユニットと、洗浄水の供給を洗浄ノズルとノズル洗浄手段または排水通路とに対して選択的に切り換える切換弁と、ヒータの入力を制御する制御手段と、人体が便座に着座している状態を検知する着座検知手段とを備え、制御手段は、着座検知手段からの検知信号が入力すると、切換弁をノズル洗浄手段または排水通路に切り換えて止水電磁弁を開き、ヒータに定格入力の１／２以下の電力を入力し、温度検知手段の検出温度の変化に基づいて水の有無を検知することを特徴とするトイレ装置。
【請求項３】
ヒータに対して電力をパルス状に複数回入力することを特徴とする請求項２記載のトイレ装置。
【請求項４】
給水元に接続された止水電磁弁と、止水電磁弁に接続された加熱流路と加熱流路内の洗浄水を加熱するヒータを有する瞬間式熱交換器と、瞬間式熱交換器の加熱流路又は出口近傍に配設された温度検知手段と、瞬間式熱交換器の出口に給水制御手段を介して接続された局部洗浄用の洗浄ノズルとノズル洗浄手段または排水通路とを有するノズルユニットと、ヒータの入力を制御する制御手段と、人体が便座に着座している状態を検知する着座検知手段とを備え、制御手段は、着座検知手段からの検知信号が入力すると、切換弁をノズル洗浄手段または排水通路に切り換えて止水電磁弁を開き、ヒータに定格入力の１／２以下の電力を入力し、温度検知手段の検出温度が変化するまでの時間に基づいて流量を検知することを特徴とするトイレ装置。
【請求項５】
給水元に接続された止水電磁弁と、止水電磁弁に接続された加熱流路と加熱流路内の洗浄水を加熱するヒータを有する瞬間式熱交換器と、瞬間式熱交換器の加熱流路の複数箇所に配設された温度検知手段と、瞬間式熱交換器の出口に給水制御手段を介して接続された局部洗浄用の洗浄ノズルを有するノズルユニットと、ヒータの入力を制御する制御手段とを備え、制御手段は、ヒータに対する入力電力を段階的に変化させ、複数の温度検知手段における検出温度の変化の時間遅れから流量を検知することを特徴とするトイレ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトイレ装置に関し、特に洗浄水を瞬間式熱交換器にて温水にして洗浄ノズルから局部に噴射するようにしたトイレ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の瞬間式熱交換器を用いた温水洗浄手段を有するトイレ装置として、給水元から定流量弁を介して電磁開閉弁に給水し、電磁開閉弁から負圧発生を防止する大気開放弁と余分な水を逃がす逃がし水路を介してポンプに給水し、ポンプにて所望流量の洗浄水を流量センサを介して瞬間式熱交換器に送給し、所望温度に加温された洗浄水を切換弁を介して洗浄ノズルを有するノズルユニットに供給し、ノズルユニットにて局部に向けて噴射するように構成し、また所望流量と温度の洗浄水をノズルユニットに供給するために、瞬間式熱交換器の入口と出口に洗浄水の温度を検出する温度センサを配設し、制御手段にて、流量センサにて検出した流量に応じてポンプを制御し、また入口と出口の温度センサで検出して入水温度と出水温度と検出した流量によって瞬間式熱交換器のヒータに対する入力を制御するようにしたものが知られている。
【０００３】
また、給水元に定流量弁を介して接続された電磁開閉弁を有する給水手段と、入口と出口の温度を検出する温度検知手段と空炊きを防止するために水の有無を検知するフロートスイッチと負圧発生防止するとバキュームブレーカとを備えた瞬間式熱交換器と、流調切換弁と、ノズルユニットとを有し、さらに着座を検知すると、給水手段を停止した状態で瞬間式熱交換器に所定時間通電して瞬間式熱交換器内の洗浄水を所定温度に加熱することで捨湯することなく保温し、使用開始時に即座に適温湯をノズルユニットに給水できるようにした温水洗浄装置も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２０４６３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトイレ装置では、流量センサと瞬間式熱交換器の入口と出口に温度センサを用いているため、コスト高になるという問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献１に開示されたトイレ装置でも、瞬間式熱交換器の入口と出口の温度センサと、洗浄水の有無を検知するフロートスイッチを配設しており、同様の問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、流量センサを用いない低コストの構成にて所望の湯温制御ができるトイレ装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のトイレ装置は、給水元に接続された止水電磁弁と、止水電磁弁に接続された加熱流路と加熱流路内の洗浄水を加熱するヒータを有する瞬間式熱交換器と、瞬間式熱交換器の加熱流路又は出口近傍に配設された温度検知手段と、瞬間式熱交換器の出口に接続され、局部洗浄用の洗浄ノズルとノズル洗浄手段または捨水通路とを有するノズルユニットと、洗浄水の供給を洗浄ノズルとノズル洗浄手段または捨水通路とに対して選択的に切り換える流量調節切換弁と、制御手段と、人体が便座に着座している状態を検知する着座検知手段とを備え、制御手段は、着座検知手段からの検知信号が入力すると、切換弁をノズル洗浄手段または捨水通路に切り換えて止水電磁弁を開き、所定時間後に温度検知手段の検出温度に基づいて入水温度を検知するものである。
【０００９】
この構成によると、着座時にノズル洗浄手段または捨水通路に所定量の洗浄水を流すことで、その間に瞬間式熱交換器の加熱流路又は出口近傍に配設された温度検知手段によって入水温度を検知することができ、その入水温度に応じて瞬間式熱交換器に対する入力を制御することで洗浄ノズルに対して最初に給水する洗浄水の温度を適正にフィードフォワード制御することができる。なお、ノズルユニットに対する給水制御動作中は、温度検知手段の検出温度に応じて瞬間式熱交換器に対する入力がフィードバック制御される。
【００１０】
また、給水元に接続された止水電磁弁と、止水電磁弁に接続された加熱流路と加熱流路内の洗浄水を加熱するヒータを有する瞬間式熱交換器と、瞬間式熱交換器の加熱流路又は出口近傍に配設された温度検知手段と、瞬間式熱交換器の出口に接続された局部洗浄用の洗浄ノズルとノズル洗浄手段または捨水通路とを有するノズルユニットと、洗浄水の供給を洗浄ノズルとノズル洗浄手段または捨水通路とに対して選択的に切り換える切換弁と、ヒータの入力を制御する制御手段と、人体が便座に着座している状態を検知する着座検知手段とを備え、制御手段は、着座検知手段からの検知信号が入力すると、切換弁をノズル洗浄手段または捨水通路に切り換えて止水電磁弁を開き、ヒータに定格入力の１／２以下の電力を入力し、温度検知手段の検出温度の変化に基づいて水の有無を検知するものである。
【００１１】
この構成によると、着座時に止水電磁弁を開き、ノズル洗浄手段または捨水通路に洗浄水を流すようにして、定格入力の１／２以下の入力をヒータに入力することで、万一給水されない場合には、瞬間式熱交換器の加熱流路又は出口近傍に配設された温度検知手段の検知温度が急激に上昇することで、洗浄水の有無を検出でき、流量センサを用いずに、瞬間式熱交換器の空炊きによる損傷の発生を確実に防止することができる。
【００１２】
また、ヒータに対して電力をパルス状に複数回入力すると、ヒータに対する入力が小さくても水の有無をノイズと識別して確実に検出でき、瞬間式熱交換器の温度上昇を抑制しつつ空炊きを確実に防止することができる。
【００１３】
また、給水元に接続された止水電磁弁と、止水電磁弁に接続された加熱流路と加熱流路内の洗浄水を加熱するヒータを有する瞬間式熱交換器と、瞬間式熱交換器の加熱流路又は出口近傍に配設された温度検知手段と、瞬間式熱交換器の出口に給水制御手段を介して接続された局部洗浄用の洗浄ノズルとノズル洗浄手段または排水通路とを有するノズルユニットと、ヒータの入力を制御する制御手段と、人体が便座に着座している状態を検知する着座検知手段とを備え、制御手段は、着座検知手段からの検知信号が入力すると、切換弁をノズル洗浄手段または排水通路に切り換えて止水電磁弁を開き、ヒータに定格入力の１／２以下の電力を入力し、温度検知手段の検出温度が変化するまでの時間に基づいて流量を検知するものである。
【００１４】
この構成によると、ヒータに対して電力を入力した後温度検知手段の検出温度が変化するまでの時間は流量に略比例することから、その時間を検出することで、流量センサを設けることなく流量を検出することができ、その検出流量と給水制御手段の制御値に基づいて給水制御手段の制御パラメータを決定するとともに、給水制御手段の制御値と検出した入水温度に基づいて瞬間式熱交換器のヒータに対する入力をフィードフォワード制御することで洗浄ノズルに対して給水する洗浄水の温度を適正に制御することができる。
【００１５】
また、給水元に接続された止水電磁弁と、止水電磁弁に接続された加熱流路と加熱流路内の洗浄水を加熱するヒータを有する瞬間式熱交換器と、瞬間式熱交換器の加熱流路の複数箇所に配設された温度検知手段と、瞬間式熱交換器の出口に給水制御手段を介して接続された局部洗浄用の洗浄ノズルを有するノズルユニットと、ヒータの入力を制御する制御手段とを備え、制御手段は、ヒータに対する入力電力を段階的に変化させ、複数の温度検知手段における検出温度の変化の時間遅れから流量を検知するものである。
【００１６】
この構成によると、ノズルユニットに対する給水制御動作中に、ヒータに対する入力電力を段階的に変化させ、温度検知手段間での検出温度の変化の時間遅れを検知することで流量を検知することができ、その検出流量に基づいて給水制御手段の制御パラメータを変更設定することで、給水元の水圧変動等が変化しても、流量センサを設けることなく所望の流量を維持することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明のトイレ装置の第１の実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１８】
図１において、給水元から便器に向けて給水する給水管路１からアングル弁１ａにて温水洗浄装置に対する給水管２が分岐され、逆止弁３を介して止水電磁弁４に給水されており、止水電磁弁４から余分な洗浄水を便器に逃がすようにリリーフ弁６が設けられた逃がし通路５を介して１．０〜１．５ｋＷ程度の定格入力のヒータ８を内蔵した瞬間式熱交換器７に給水され、この瞬間式熱交換器７の出口が流量調整機能と流路の切り換え機構とを有する流調切換弁９を介して、おしり洗浄ノズル１１とビデ洗浄ノズル１２とこれら洗浄ノズル１１、１２を洗浄するノズル洗浄通路１２とを有するノズルユニット１０に接続されている。
【００１９】
流調切換弁９は、入水ポート９ａと、おしり洗浄ノズル１１に接続されたおしり洗浄ポート９ｂと、ビデ洗浄ノズル１２に接続されたビデ洗浄ポート９ｃと、ノズル洗浄通路１３に接続されたノズル洗浄ポート９ｄを備え、モータ９ｅにて弁体（図示せず）の回転位置を制御することで、ポート９ｂ〜９ｄの切り換えと流量調整を行うように構成されている。
【００２０】
１４は便器、１５は便座で、便座１５上に人が着座した状態を検知する着座検知手段１６が配設されている。また、瞬間式熱交換器７の出口近傍には洗浄水の温度を検知する温度検知手段１７が配設されている。１８は制御部で、着座検知手段１６と温度検知手段１７の検知信号が入力され、止水電磁弁４、ヒータ８、流調切換弁９のモータ９ｅを制御するように構成されている。
【００２１】
以上の構成において、便座１５に使用者が着座すると、図２に示すように、着座検知手段１６から制御部１８に着座検知信号が入力され、制御部１８は止水電磁弁４を開き、流調切換弁９をノズル洗浄ポート９ｄに切り換えて洗浄水をノズル洗浄通路１３に流し、所定時間後に温度検知手段１７の検知温度を読み取ることで入水温度を検知することができる。
【００２２】
次いで、図３に示すように、止水電磁弁４を開き、流調切換弁９をノズル洗浄ポート９ｄに切り換えて洗浄水をノズル洗浄通路１３に流した状態で、ヒータ８に対して、万一瞬間式熱交換器７の加熱流路内に水が無い場合でも損傷を受ける程の温度上昇を来す恐れが無い定格入力の１／２以下の電力、例えば定格入力電力が１．０〜１．５ｋＷのヒータ８に対して１００Ｗ〜５００Ｗ程度の電力を所定時間入力し、温度検知手段１７による検知温度の変化を検知する。
【００２３】
ここで、洗浄水が流れている場合は、図３に示すように、瞬間式熱交換器７の加熱流路でヒータ８にて加熱された洗浄水が温度検知手段１７の位置まで流れた時点で検知温度が急激に上昇するため、温度検知手段１７による検知温度がヒータ８に対する入力から時間遅れＤをもって上昇し、ヒータ８に対する入力を停止すると時間遅れをもって急激に検知温度が低下する。これにより、洗浄水が瞬間式熱交換器７の加熱流路を流れていることが検知されるとともに、その時間遅れＤから洗浄水の流量が算出される。
【００２４】
そして、上記検知した入水温度と算出した流量に基づいて、ヒータ８に対する入力電力を制御することにより、最初に洗浄ノズル１１、１２に対して供給する洗浄水の温度をフィードフォワード制御でき、洗浄ノズル１１、１２からの吐出する洗浄水の温度を適正に制御することができる。また、流調切換弁９の制御値と算出した流量に基づいて流調切換弁９の流量制御パラメータを変更設定することで、精度の良い流量設定を確保することができる。
【００２５】
一方、洗浄水が流れていない場合は、図４に示すように、ヒータ８に対して電力を入力しても温度検知手段１７の位置まで急速には熱が伝達されず、温度検知手段１７による検知温度は極めて緩やかにしか変化せず、その後ヒータ８に対する入力を停止しても温度上昇を続けるため、洗浄水が無いことが確実に検知される。このように、洗浄水が流れていない場合には、ヒータ８に対する入力を禁止することで、瞬間式熱交換器７の空炊きを防止することができる。そして、洗浄水が無いことを検知すると、温水洗浄装置の全ての動作を停止し、警報を出力して給水されていないことを知らせる。
【００２６】
なお、以上の説明では、図３に示すように、ヒータ８に対する電力の入力を１回だけ行うようにした例を示したが、図５に示すように、ヒータ８に対して電力をパルス状に複数回入力するようにしても良く、そうするとヒータ８に対する入力が小さくても水の有無をノイズと識別して確実に検出できるので、瞬間式熱交換器７の温度上昇を抑制しつつ空炊きを確実に防止することができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
次に、本発明のトイレ装置の第２の実施形態について、図６、図７を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００２８】
本実施形態においては、瞬間式熱交換器７の出口近傍に出湯温度を検知する第１の温度検知手段１９を配設し、瞬間式熱交換器７内の加熱通路の中間部ないし入口近傍に第２の温度検知手段２０を配設し、その検知信号を制御部１８に入力している。
【００２９】
以上の構成において、ノズルユニットに対する給水制御動作中に、適当時間間隔置きに、図７に示すように、制御部１８にてヒータ８に対する入力電力を段階的に変化させ、第１と第２の温度検知手段１９、２０による検知温度をモニタし、検出温度の変化の時間遅れｄを求め、この時間遅れｄから洗浄水の流量を算出し、その検出流量とその時の流調切換弁９に対する流量制御値とを比較することで、流調切換弁９に対する制御パラメータを変更設定するようにしている。
【００３０】
かくして、本実施形態によれば、流量センサを設けない安価な構成でありながら、給水元の水圧変動等が変化した場合でも、流調切換弁９の流量調整の制御パラメータが自動的に変更設定されることによって、所望の流量を常に精度良く維持することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では給水制御手段として流調切換弁９を用いた例を示したが、ノズルユニット１０に向けて洗浄水を送給するポンプを用いた例においても同様に適用してその効果を奏することができる。
【００３２】
また、上記実施形態のノズルユニット１０においては、ノズル洗浄通路１３を有して洗浄ノズル１１、１２の先端部外面に洗浄水を噴出させて洗浄を行うようにしたものを例示したが、単純に便器１４内に捨水する捨水通路を有するものにも本発明を適用することで同様の効果を奏することは明らかである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のトイレ装置によれば、着座時にノズル洗浄手段または捨水通路に所定量の洗浄水を流す動作を利用して、瞬間式熱交換器の加熱流路又は出口近傍に配設された温度検知手段によって入水温度を検知することができ、その入水温度に応じて瞬間式熱交換器に対する入力を制御することで洗浄ノズルに対して最初に給水する洗浄水の温度を適正にフィードフォワード制御することができる。
【００３４】
また、着座時に止水電磁弁を開き、ノズル洗浄手段または捨水通路に洗浄水を流すようにして、定格入力の１／２以下の入力をヒータに入力することで、万一給水されない場合には、瞬間式熱交換器の加熱流路又は出口近傍に配設された温度検知手段の検知温度が急激に上昇することで、洗浄水の有無を検出でき、流量センサを用いずに、瞬間式熱交換器の空炊きによる損傷の発生を確実に防止することができる。
【００３５】
また、着座時に止水電磁弁を開き、ヒータに定格入力の１／２以下の電力を入力し、温度検知手段の検出温度が変化するまでの時間に基づいて流量を検知することで、流量センサを設けることなく流量を検出することができ、その検出流量に基づいて給水制御手段の制御パラメータを設定することで、検出した入水温度と給水制御手段の制御値によって瞬間式熱交換器のヒータに対する入力をフィードフォワード制御することで洗浄ノズルに対して最初に給水する洗浄水の温度を適正に制御することができる。
【００３６】
また、ノズルユニットに対する給水制御動作中に、ヒータに対する入力電力を段階的に変化させ、複数設けた温度検知手段間での検出温度の変化の時間遅れから流量を検知するようにしたので、その検出流量に基づいて給水制御手段の制御パラメータを変更設定することで、給水元の水圧変動等が変化しても、流量センサを設けることなく所望の流量を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトイレ装置の第１の実施形態の概略構成図である。
【図２】同実施形態における入水温度検知動作のタイミングチャートである。
【図３】同実施形態における水の有無と流量検知動作のタイミングチャートである。
【図４】図３において、水が無い場合の図３と同様のタイミングチャートである。
【図５】同実施形態における他の流量検出動作のタイミングチャートである。
【図６】本発明のトイレ装置の第２の実施形態の概略構成図である。
【図７】同実施形態における流量検知動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
４  止水電磁弁
７  瞬間式熱交換器
８  ヒータ
９  流調切換弁
１０  ノズルユニット
１１  おしり洗浄ノズル
１２  ビデ洗浄ノズル
１３  ノズル洗浄通路
１６  着座検知手段
１７  温度検知手段
１８  制御部
１９  第１の温度検知手段
２０  第２の温度検知手段
【図１】
2004263423.tif 000003
【図２】
2004263423.tif 000004
【図３】
2004263423.tif 000005
【図４】
2004263423.tif 000006
【図５】
2004263423.tif 000007
【図６】
2004263423.tif 000008
【図７】
2004263423.tif 000009