(57)【要約】【課題】マイクロ波センサーの利点を持ちながら、清掃作業等の場合の為に、簡便に、任意に洗浄水供給操作をする手段を提供する。【解決手段】小便器本体に対し洗浄水を供給可能とするバルブと、送信したマイクロ波と受信した信号の周波数との差分に応じた差分信号を生成するマイクロ波ドップラーセンサーと、前記マイクロ波ドップラーセンサーの出力に応じて前記バルブを開弁する制御手段とを備えた小便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記マイクロ波ドップラーセンサーのセンシング範囲内で特定の動作をすることにより得られる信号を検出する特定動作検出手段を備え、前記特定動作検出手段が特定動作を検出してからの所定時間は、前記マイクロ波ドップラーセンサーの出力に応じたバルブの開弁を禁止する。【選択図】　図４
2004019296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小便器本体に対し洗浄水を供給可能とするバルブと、
送信したマイクロ波と受信した信号の周波数との差分に応じた差分信号を生成するマイクロ波ドップラーセンサーと、
前記マイクロ波ドップラーセンサーの出力に応じて前記バルブを開弁する制御手段とを備えた小便器洗浄装置において、
前記制御手段は、前記マイクロ波ドップラーセンサーのセンシング範囲内で特定の動作をすることにより得られる信号を検出する特定動作検出手段を備え、前記特定動作検出手段が特定動作を検出してからの所定時間は、前記マイクロ波ドップラーセンサーの出力に応じたバルブの開弁を禁止する事を特徴とする小便器洗浄装置。
【請求項２】
請求項１に記載の小便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記特定動作検出手段が特定動作を検出してからの所定時間に、前記特定動作検出手段が再度特定動作を検出した場合にバルブを開弁する事を特徴とする小便器洗浄装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の小便器洗浄装置において、前記特定動作検出手段が特定動作を検出した際に、使用者に特定動作を検出した事を報知する報知手段を備える事を特徴とする小便器洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小便器洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用足し後の小便器本体の洗浄を自動化する為に、便器に赤外線センサー等の人体検知センサーを設置し、一定時間以上使用者を検知した場合には、その後に使用者が離れたことを検知して、一定量の洗浄水を流すようにしたものがある。このような小便器洗浄装置は、通常の使用においては、使用者は小便器洗浄の為の操作をする必要がないので便利である。
【０００３】
このような小便器洗浄装置において、小便器の清掃作業を想定して、洗浄水の供給を任意に行う為のリードスイッチを有するものがある。リードスイッチは樹脂等で形成された装置ケーシングの内部に設けられ、清掃作業者が磁石をリードスイッチが設置された部分に近づけると、磁力に反応して投入される。例えば、一旦リードスイッチに磁石を近づけるとその後所定時間は掃除モードとなり、人体検知センサーの作動を停止させる。こうする事により、清掃作業者に反応して不必要に洗浄水が供給される事が無い。そして、清掃作業において洗浄水の供給が必要な場合には、掃除モードの期間中に再度磁石を近づけるとリードスイッチが投入されて洗浄水が供給される。リードスイッチを用いる事により、通常の使用時にバルブの不適切な作動をさせる事無く、清掃作業者は任意に洗浄水を供給できる。
【０００４】
一方、便器洗浄装置において、使用者を検知するセンサーとしてマイクロ波センサーを用いる事が提案されている（実開昭６２−１３２４８４）。マイクロ波は陶器や磁器を透過するので、センサーを陶器製の便器の内部やタイルの裏側に設置することが可能であり、センサー自体の保護、防水等を考慮する必要が無いという点で優れている。また、センサーを隠蔽できるので、悪戯の恐れが無く、デザインの自由度が向上する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したマイクロ波センサーを用いた小便器洗浄装置においては、陶器やタイルの内側にリードスイッチを設ける手段は、リードスイッチの感度が不足する事から現実的ではない。また、外側に操作スイッチを設ける事は、そのスイッチが悪戯を受ける、汚れる、スイッチ自体の保護や防水の為の部材が必要になる、等の問題がある。
【０００６】
また、リードスイッチを用いた洗浄水供給の操作は、清掃作業者が磁石を携行する必要があって面倒なものである。また、磁石が無くなってしまって、せっかくの機能が使えなくなる事も有った。
【０００７】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記した問題を解決し、センサー自体の保護、防水等を考慮する必要が無く、また、センサーを隠蔽できるので、悪戯の恐れが無く、デザインの自由度が向上するというマイクロ波センサーの利点を持ちながら、清掃作業等の場合の為に、簡便に、任意に洗浄水供給操作をする手段を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決する為に、請求項１に記載の本発明は、小便器本体に対し洗浄水を供給可能とするバルブと、送信したマイクロ波と受信した信号の周波数との差分に応じた差分信号を生成するマイクロ波ドップラーセンサーと、前記マイクロ波ドップラーセンサーの出力に応じて前記バルブを開弁する制御手段とを備えた小便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記マイクロ波ドップラーセンサーのセンシング範囲内で特定の動作をすることにより得られる信号を検出する特定動作検出手段を備え、前記特定動作検出手段が特定動作を検出してからの所定時間は、前記マイクロ波ドップラーセンサーの出力に応じたバルブの開弁を禁止する事を特徴として構成されている。
【０００９】
電波（特にマイクロ、ミリ波）によるドップラーセンサーは、ドップラ効果を利用して以下の原理で物体（動き）検知に用いられている。
基本式：ΔＦ＝ＦＳ―Ｆｂ＝２×ＦＳ×ν／ｃ
ΔＦ：ドップラ周波数
ＦＳ：送信周波数
Ｆｂ：反射周波数
ν：物体の移動速度
ｃ：光速（３００×１０６　ｍ／ｓ）
アンテナから送信されたＦＳは、物体に反射し、相対運動νによるドップラ周波数シフトを受けＦｂとなる。この時、送信波と反射波の周波数差ΔＦが検出信号として取り出せる。
【００１０】
このマイクロ波ドップラーセンサーは、人体、或いは、尿流に反応するので、これらの検出結果に基づいて、小便器が使用されたとして、バルブを開成させて小便器を洗浄させることができる。
【００１１】
また、清掃作業等の場合には、作業者がセンシング範囲内で特定の動作をすると、マイクロ波ドップラーセンサーは、特定の動作に応じた特徴的な信号を出力する。これを特定動作検出手段で検出してからの所定時間は、人体、或いは、尿流を検出してバルブを開弁しないので、清掃作業の際に、洗浄水を供給する事によって、水を無駄にする、或いは、清掃作業の邪魔になる、という事が無くなる。
ここでいう、特定の動作により得られる信号とは、通常の小便器使用における人体接近等の動作や尿流によって得られるドップラーセンサーからの信号とは異なる信号であり、具体的には振幅、または、振幅と周波数に基づき、通常の小便器使用時とは異なる信号であることを検知するものであり、特定動作検出手段はその信号を所定時間継続して検知すると特定の動作と判断するものである。一例としては、ドップラーセンサーの近傍で近づく方向と離れる方向とに手を往復運動させることにより、ドップラーセンサーからの信号が、通常の小便器使用時における人体接近等の動作と近似した周波数（尿流よりも低い周波数）ではあるがその振幅が人体接近等では得られないものであり、そしてその信号が所定時間継続すると特定の動作を検知するものが挙げられる。なお、ドップラーセンサーが尿流を検知せずに人体接近等の動作のみを検知するものであれば、その振幅のみから特定動作を検知することも可能である。
【００１２】
以上によって、唯一のセンサーによって、通常の小便器使用の検出と、清掃作業等の特殊な操作の為の検出とができるので、構造が簡単となる。また、外観上はセンサーが見えないので、見栄えが良いし、悪戯されにくい。また、構造が単純なので、製品の組み立てが容易である。さらに、清掃作業等の特殊な操作の為に磁石を携帯する必要が無くなるので、便利になる。
【００１３】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の便器洗浄装置において、前記制御手段は、前記特定動作検出手段が特定動作を検出してからの所定時間に、前記特定動作検出手段が再度特定動作を検出した場合にバルブを開弁する事を特徴として構成されている。
【００１４】
清掃作業等においては、任意に洗浄水を流したい場合があるが、以上の構成によれば、作業者によるセンシング範囲内で特定の動作を特定動作検出手段が検出してからの所定時間は、再び作業者がセンシング範囲内で特定の動作を行う事により、任意に洗浄水を供給できる。
【００１５】
請求項３に記載の本発明は、請求項１から２に記載の便器洗浄装置において、前記特定動作検出手段が特定動作を検出した際に、使用者に検出した事を報知する報知手段を備える事を特徴として構成されている。
【００１６】
使用者にとっては、特定動作が検出されたかどうかが不安になる恐れがあるが、報知手段を備えることによって、使用者は特定動作が検出された事を認識できるので、安心できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面をもとに以下に説明する。
【００１８】
図１は、本発明による便器洗浄装置を適用した小便器の構成を示す図である。小便器１０の内部には、ドップラーセンサー１１、機能部１２が収められている。小便器１０の上端は、蓋１５となっており、ドップラーセンサー１１と機能部１２が収められている空間のメンテナンス作業が容易にできるようになっている。小便器１０の上方背面には小便器１０のボール部内空間を洗浄する為の水を供給する為の給水部１３が設けられている。ボール部内空間の上部には、洗浄水吐出口１４が設けられている。ボール部内空間の下部には、封水を形成する為のトラップ部１７と排水口１８が設けられている。
【００１９】
図２は、ドップラーセンサー１１の機能構成図である。ドップラーセンサー１１は、１０．５２５ＧＨｚのマイクロ波を送信する送信手段２０と、反射波を受信する受信手段２１と、送信手段２０と受信手段２１との周波数との差分を出力する差分検出手段２２から構成されている。
【００２０】
図３は、機能部１２を具体的に示す構成図である。ドップラーセンサー１１の出力はアンプ３１で増幅され、約１０から約４０Ｈｚの信号を通過させる低周波域通過フィルター３２と、約１３０から約１８０Ｈｚの信号を通過させる高周波域通過フィルター３３とを通過して、マイコン３４のＡ／Ｄポートに入力される。マイコン３４は、これに基づいて、ブザー３５、洗浄水供給バルブ３６を操作する。
【００２１】
以上の構成の小便器洗浄装置において、使用者が小便器１０に接近する場合や、小便器１０の近くで体を動かす際には、主に低周波域通過フィルター３２から信号が出力される。一方、尿流は人体に比べて移動速度が速いので、主に高周波域通過フィルター３３から信号が出力されるので、マイコン３４は人の動きと尿流とを識別できる。
【００２２】
図４は、小便器洗浄装置で定期的に処理される検出機能のメインフローを示すフローチャートである。先ず、清掃モードであるかどうかを清掃モードフラグによって判定し（Ｓ４１）、清掃モードの場合（Ｓ４１でＹ）は、清掃モード特定動作検出フロー（Ｓ４２）に進む。一方、清掃モードで無い場合（Ｓ４１でＮ）は、通常モード特定動作検出フロー（Ｓ４３）、使用者検出フロー（Ｓ４４）、尿流検出フロー（Ｓ４５）、を処理する。即ち、清掃モードの場合は、使用者検出、尿流検出は行われない。
【００２３】
図５は使用者が小便をする為に小便器１０に接近する際に、低周波域通過フィルター３２から得られる信号の一例である。Ｔ１の期間が接近中である。図６は使用者が排尿を開始すると、高周波域通過フィルター３３から得られる信号の一例である。
【００２４】
清掃作業者が小便器１０を清掃する場合には、図７に示すようにボール部内で数秒間、手を往復動作させると、低周波域通過フィルター３２から図８のような信号が得られる。
【００２５】
図９は、通常モード特定動作検出フローを示すフローチャートである。マイコン３４は、低周波域通過フィルター３２の出力レベルＶＬが、Ｖ５＜ＶＬ＜Ｖ６であれば（Ｓ９１でＹ）終了する。低周波域通過フィルター３２の出力レベルＶＬが、Ｖ５以下、或いは、Ｖ６以上であれば（Ｓ９１でＮ）、タイマーをスタートする（Ｓ９２）。タイマースタート後に２秒が経過すると（Ｓ９３でＹ）、手の往復動作を検出したとして、ブザー３５を鳴動させ（Ｓ９４）、清掃モードフラグをセットし（Ｓ９５）、清掃モードタイマーをセットする（Ｓ９６）。清掃モードタイマーは、例えば１０分間をセットすると、１０分間は清掃モードとなり、この間は、使用者検出、尿流検出は行わない。タイマースタート後に２秒が経過するまでに（Ｓ９３でＮ）、低周波域通過フィルター３２の出力レベルＶＬが、Ｖ５＜ＶＬ＜Ｖ６で０．５秒経過すると（Ｓ９６でＹ）、手の往復動作は為されなかったと判断して終了する。マイコン３４は特定の動作が為されたと認識した際には、ブザー３５を鳴動させるので、清掃作業者はこれを認識して、手の往復動作を止めることができる。図８に示した手の往復動作時の低周波域通過フィルター３２の出力に対しては、ＶＬが、Ｖ５以下、或いは、Ｖ６以上になって（ｔｓ）から、２秒以上の間、Ｖ５＜ＶＬ＜Ｖ６で０．５秒経過する事は無いので、手の往復動作を検出できる事になる。一方、図５に示すように、使用者が小便器１０に接近する際の低周波域通過フィルター３２から得られる信号に対しては，ＶＬが、Ｖ５以下、或いは、Ｖ６以上とならないので、手の往復動作と認識する事はない。
【００２６】
図１０は、使用者検出フローを示すフローチャートである。掃除モードフラグがセットされている場合（Ｓ１０１でＹ）は終了する。掃除モードフラグがセットされていない場合（Ｓ１０１でＮ）は、連続洗浄禁止タイマーが１分経過していない場合（Ｓ１０２でＮ）は終了し、１分経過している場合（Ｓ１０２でＹ）は、低周波域通過フィルター３２の出力ＶＬの値から使用者の接近の有無を判定する。即ち、低周波域通過フィルター３２の出力ＶＬがＶ１からＶ２の範囲を超えた場合（Ｓ１０３でＹ）には、使用者の接近があったとして、連続洗浄禁止タイマーをスタートする（Ｓ１０４）。これは、同一使用者の体の動きに対して、何度も洗浄水を供給する事を防ぐものである。次に、洗浄水供給バルブ３６を一定時間開ける（Ｓ１０５）。一方、低周波域通過フィルター３２の出力ＶＬがＶ１からＶ２の範囲の場合（Ｓ１０３でＮ）には、使用者の接近は無かったとして終了する。以上によれば、使用者の接近を検出して直ちに前洗浄されるので、ボール部内壁面に水膜が形成されて、汚れを落とし易くする。
【００２７】
図１１は、尿流検出フローを示すフローチャートである。掃除モードフラグがセットされている場合（Ｓ１１１でＹ）は終了する。掃除モードフラグがセットされていない場合（Ｓ１１１でＮ）は、高周波域通過フィルター３３の出力レベルＶＨが、Ｖ３以下、或いは、Ｖ４以上であれば（Ｓ１１２でＮ）、タイマーをスタートする（Ｓ１１３）。ＶがＶ３からＶ４の範囲になって１０秒が経過すると（Ｓ１１４でＹ）尿流が途絶えてから１０秒が経過したということで、タイマーが３秒以上であれば（Ｓ１１５でＹ）、３秒以上の尿流を検出したということであり、洗浄水供給バルブ３６を開成する（Ｓ１１６）。尚、図６で示した高周波域通過フィルター３３の出力例では、Ｔ２の期間を尿流として認識する事になって、Ｔ２が３秒以上であれば、ｔｅから１０秒後に洗浄が開始される。
【００２８】
図１２は、清掃モード特定動作検出フローを示すフローチャートである。マイコン３４は、清掃モードタイマーがカウントアップすると（Ｓ１２１でＹ）、清掃モードフラグをクリアして（Ｓ１２２）、清掃モードを終了させる。清掃モードタイマーがカウントアップしない（Ｓ１２１でＮ）場合は、低周波域通過フィルター３２の出力レベルＶＬが、Ｖ５以下、或いは、Ｖ６以上になると（Ｓ１２３でＮ）、タイマーをスタートする（Ｓ１２４）。タイマースタート後に２秒が経過すると（Ｓ１２５でＹ）、手の往復動作を検出したとして、洗浄水供給バルブ３６を開成する（Ｓ１２６）。タイマースタート後に２秒が経過するまでに（Ｓ１２６でＮ）、低周波域通過フィルター３２の出力レベルＶＬが、Ｖ５＜ＶＬ＜Ｖ６で０．２秒経過すると（Ｓ１２７でＹ）、手の往復動作は為されなかったと判断して終了する。以上の処理によって、清掃作業者は手を往復動作させることで、任意に洗浄水を供給させる事ができる。
【００２９】
手の往復動作による信号は、通常の使用時に接近するときの信号とは振幅、及び、その継続時間において明白な違いが有るので、以上の手順によって、手の往復動作を正確に認識できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る小便器の構成図である。
【図２】本発明の実施例に係るドップラーセンサーの機能構成図である。
【図３】本発明の実施例に係る小便器の機能構成図である。
【図４】本発明の実施例に係る小便器洗浄装置で定期的に処理される検出機能のメインフローを示すフローチャートである。
【図５】小便器に使用者が接近中の低周波域通過フィルターの出力信号波形である。
【図６】排尿中の高周波域通過フィルターの出力信号波形である。
【図７】清掃作業者が小便器を清掃する際に、小便器洗浄装置を操作する為の動作の例を示す図である。
【図８】清掃作業者がボール部内で手を往復動作させた時の、低周波域通過フィルターの出力信号波形の一例である。
【図９】通常モード特定動作検出フローを示すフローチャートである。
【図１０】使用者検出フローを示すフローチャートである。
【図１１】尿流検出フローを示すフローチャートである。
【図１２】清掃モード特定動作検出フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…小便器、１１…ドップラーセンサー、１２…機能部、
１３…給水部、１４…洗浄水吐出口、１５…蓋、
１７…トラップ部、１８…排水口、
２０…送信手段、２１…受信手段、２２…差分検出手段
３０…制御部、３１…アンプ、３２…低周波域通過フィルター
３３…高周波域通過フィルター、３４…マイコン、３５…ブザー
３６…洗浄水供給バルブ
【図１】
2004019296.tif 000003
【図２】
2004019296.tif 000004
【図３】
2004019296.tif 000005
【図４】
2004019296.tif 000006
【図５】
2004019296.tif 000007
【図６】
2004019296.tif 000008
【図７】
2004019296.tif 000009
【図８】
2004019296.tif 000010
【図９】
2004019296.tif 000011
【図１０】
2004019296.tif 000012
【図１１】
2004019296.tif 000013
【図１２】
2004019296.tif 000014