(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の局部を洗浄するための洗浄水を加熱する加熱手段と、前記加熱手段へ供給される水の入水温度を検出する入水温度検出手段と、前記洗浄水の流量を検出する流量検出手段と、前記流量検出手段が検出した検出流量を洗浄開始時に増加するように補正する補正手段と、少なくとも前記入水温度検出手段で検出した入水温度と前記補正手段が補正した補正流量に応じて制御量を決定し前記制御量に応じて前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを備えてなる衛生洗浄装置。
【請求項２】
補正手段は検出流量に所定の値を加算することによって前記検出流量の補正を行う請求項１に記載の衛生洗浄装置。
【請求項３】
補正手段は検出流量に所定の値を乗算することによって前記検出流量の補正を行う請求項１に記載の衛生洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、必要な洗浄水を瞬時に所定温度に沸かして人体の局部洗浄を行う衛生洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の衛生洗浄装置の外観図である。図８において、１は便座、２は使用者が衛生洗浄装置の洗浄などの各機能を操作する操作手段、３は洗浄水を人体の局部に向けて吐水するための洗浄ノズル、４は便座ボックスである。便座ボックス４の内部には衛生洗浄装置の各機能を実現するために必要なアクチュエータ、制御回路、水路等が配設されている。
【０００３】
図９は本従来例の衛生洗浄装置の水路構成図である。図９において、５は洗浄に使用する洗浄水を供給する洗浄水供給手段、６は水路を流れる洗浄水の流量を検出する流量検出手段、７は洗浄水を加熱する加熱手段、８は加熱手段７によって加熱される前の洗浄水の温度を検出する入水温度検出手段である。図において、使用者が便座１に座り、操作手段２を操作して洗浄動作を指示すると、便座ボックス４内に配設された洗浄水供給手段５が動作して洗浄水が水路内を流れ出し、加熱手段７で所定の温度に沸かさた洗浄水が洗浄ノズル３から吐水し、人体の局部洗浄を行う。
【０００４】
図１０に本従来例の加熱手段７の制御系のブロック図を示す。図１０において、９は加熱制御手段であり、流量検出手段６が検出した検出流量と、入水温度検出手段７が検出した入水温度と、洗浄時の所定の温度とをもとに制御量を決定し、その制御量に基づいて加熱手段７への制御を行う。以下にその制御量決定の概略を示す。
【０００５】
熱力学の一般的な法則より、制御量は（式１）で表される。
【０００６】
制御量＝Ｐ×検出流量×（所定の温度−入水温度）  （１）
（式１）においてＰは定数である。洗浄時には上記制御量に応じて加熱手段の制御を行い、洗浄時の出水温度を所定の温度に保っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、洗浄開始時の流量急増時にも検出流量をそのまま用いて加熱手段７を制御しているため、洗浄開始時に出水温度が所定の温度よりも低くなると言う課題を有していた。
【０００８】
上記課題が発生する原理を具体的に説明する。まず、一般的な現象として、ある対象の変化を検出する際には対象の変化に対して応答の遅れが存在し、その応答遅れは対象の変化速度が急速であればあるほど顕著になってくる。
【０００９】
洗浄開始時には、洗浄水がおしりにあたり始めるときの体感をよくするため、一般的に流量を急速に増加させて所定の流量にするように洗浄供給手段５を制御する。流量検出手段６には実際の流量に対する応答遅れが存在するので、流量が急増すると、実際に流れている実流量よりも流量検出手段６が検出する検出流量の方が少ない状態が生じる。この状態で検出流量をもとに求めた制御量は、実流量をもとに求めた場合よりも小さい。つまり、加熱手段７への制御量不足の状態となり、実際に流れている量の洗浄水を所定の温度まで昇温することはできない。そのため、この状態が解消されるまでは出水温度が所定の温度よりも低くなる。
【００１０】
図１１に、洗浄開始時の出水温度と、実際流れている実流量および流量検出手段６が検出した検出流量の変化の概略を示す。
【００１１】
図１１において、横軸は洗浄を開始してからの経過時間、縦軸はそれぞれ流量、温度である。図１１では、洗浄時の所定の温度を４０℃、入水温度を１０℃、流量検出手段６の応答遅れを５００ｍｓとし、洗浄開始時に流量は１ｓ間で線形的に所定の流量まで増加するものとして、制御量不足状態での出水温度を求めている。図１１より、流量検出手段が流量を検出してから、実流量が所定の流量に増加するまでの間、検出流量と実流量の間には（式２）の関係がある。
【００１２】
検出流量＝実流量÷２  （２）
検出流量に応じて決定した制御量で実流量を加熱した場合の出水温度をＴ℃とすれば、（式１）より、
Ｐ×検出流量×（４０−１０）＝Ｐ×実流量×（Ｔ−１０）  （３）
と言う関係が成り立つ。（式３）と（式２）より、制御量不足状態での出湯温度Ｔは３５℃となる。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、洗浄開始時の出水温度特性に優れた衛生洗浄装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の衛生洗浄装置は、流量検出手段が検出した検出流量を補正する補正手段を備えたものである。洗浄開始時の流量急増時には、流量検出手段が検出した流量よりも増加させた補正流量を用いて制御量を決定し、その制御量に応じて加熱手段を制御するので、流量検出手段の応答遅れに起因する加熱手段の制御量不足を解消するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、人体の局部を洗浄するための洗浄水を加熱する加熱手段と、洗浄水の流量を検出する流量検出手段と、流量検出手段が検出した検出流量を洗浄開始時には増加させる補正を行う補正手段と、少なくとも補正手段が補正した補正流量に応じて制御量を決定し、その制御量に応じて加熱手段を制御する加熱制御手段とを備えたことにより、洗浄開始時の流量急増時には、検出流量を増加させる補正を行ったうえで加熱手段を制御するので、流量検出手段の応答遅れに起因する加熱手段の制御量不足を解消することができ、洗浄開始時の出水温度特性を向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、特に、請求項１に記載の補正手段が検出流量に所定の値を加算することによって検出流量を増加させる補正を行うことにより、補正を非常に簡単な処理／構成にて行うことができ、低コストにて洗浄開始時の出水温度特性を向上させることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、特に、請求項１に記載の補正手段が検出流量に所定の値を乗算することによって前記検出流量を増加させる補正を行うことにより、洗浄開始時の流量が衛生洗浄装置の個体差や、設置状況等によって異なる流量であっても適切に補正するので、衛生洗浄装置の個体差や設置状況に関わらず洗浄開始時の出水温度特性を向上させることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１の衛生洗浄装置の外観図である。図１において、１０１は便座、１０２は使用者が衛生洗浄装置の洗浄などの各機能を操作する操作手段、１０３は洗浄水を人体の局部に向けて吐水するための洗浄ノズル、１０４は便座ボックスである。便座ボックス１０４の内部には衛生洗浄装置の各機能を実現するために必要なアクチュエータ、制御回路、水路等が配設されている。
【００２０】
図２は本実施例の衛生洗浄装置の水路構成図である。図２において、１０５は洗浄に使用する洗浄水を供給する洗浄水供給手段であり、本実施例では止水電磁弁１０６と流量調節弁１０７で構成する。１０８は水路を流れる洗浄水の流量を検出する流量検出手段である。流量検出手段１０８は、図３（ｂ）に示すように洗浄水の流れによってインペラー１０９が回転し、図３（ａ）に示すように、その回転数をインペラー１０９を挟んで配置している発光ダイオード１１０とフォトトランジスタ１１１を用いたスイッチング回路にて回転数に応じた周波数のパルス電圧に変換し、その周波数をもとに流量を検出する構成としている。１１２は洗浄水を加熱する加熱手段であり、本実施例では洗浄水を通水しながら所定の温度まで昇温できる大容量のセラミックヒータで構成している。１１３は加熱手段１１２によって加熱される前の洗浄水の温度を検出する入水温度検出手段であり、本実施例では、サーミスタの抵抗値の温度特性を利用して温度を検出する構成としている。
【００２１】
ここで、使用者が便座１０１に座り、操作手段１０２を操作して洗浄動作を指示すると、便座ボックス１０４内に配設された洗浄水供給手段１０５が動作して洗浄水が水路内を流れ出し、加熱手段１１２で所定の温度に沸かさた洗浄水が洗浄ノズル１０３から吐水し、人体の局部洗浄を行う。
【００２２】
図４に加熱手段１１２の制御系のブロック図を示す。図４において１１４は補正手段であり、流量検出手段１０８に接続されている。１１５は加熱制御手段であり、流量検出手段１０８が検出した流量を補正手段１１４で補正した補正流量と、入水温度検出手段１１３が検出した入水温度と、洗浄時の所定の温度をもとに制御量を決定し、その制御量に基づいて加熱手段１１２への制御を行う。本実施例では、補正手段１１４と加熱制御手段１１５はマイクロコンピュータを配した制御回路で構成している。
【００２３】
前述の制御量は、熱力学の一般的な法則より（式３）で表される。
【００２４】
制御量＝Ｐ×補正流量×（所定の温度−入水温度）  （３）
（式３）においてＰは定数である。洗浄時には上記制御量に応じて加熱手段１１２の制御を行い、洗浄時の出水温度を所定の温度に保っている。
【００２５】
上記の内容を踏まえ、洗浄開始時の加熱手段１１２の制御について、補正手段１１４の補正内容を中心に説明する。水道圧が十分に高い場合の流量調節弁１０７の開度とその時に流れる流量の関係を図５に示す。図５においてグラフの横軸は流量調節弁１０７の開度であり、縦軸が洗浄水の流量である。図５に示すように、本実施例では流量調節弁１０７の開度に対して流量が線形的に変化するものとする。本実施例では洗浄時の所定の流量を４００cc/minとし、その時の流量調節弁１０７の開度を開度Ａとしている。洗浄開始すると流量調節弁１０７を一定速度で開度Ａまで開く。流量調節弁１０７を１ｓで開度Ａまで開くとすると、洗浄開始時の時間的な流量変化は図６（ａ）のようになる。本実施例では簡単のために、流量検出手段１０８の応答遅れはインペラー１０９の回転の応答遅れのみとし、図６（ｂ）に示すように実流量に対して５００ｍｓ応答が遅れているものとする。この遅れ分の流量を平均的に補うために、補正手段１１４で検出流量に所定の補正量を加算する。この補正量は洗浄時の所定の流量、洗浄開始時の流量変化速度に応じて適切な値を設定する必要があり、本実施例では２００cc/minとしている。また、補正する期間も、前述の補正量との関係から適切な期間を設定する必要があり、本実施例では流量が増加している期間のみとする。上記補正を行った後の補正流量を図６（ｃ）に示す。この補正流量を用いて（式３）より、制御量を求めることにより、図６（ｄ）に示すように洗浄開始時の出水温度が所定の温度以下である状態が改善され、出湯開始時の出水温度特性が向上する。また、上記補正処理は非常に簡易であるので、ＲＯＭ容量が小さく、処理速度の遅い低機能のマイクロコンピュータでも実現可能であり、低コストにて上記効果を得ることができる。
【００２６】
（実施例２）
図７に、本発明の実施例２における洗浄開始シーケンス図を示す。第１の実施例と異なるところは、上記補正手段１１４において、検出流量に所定の補正係数を乗算する方法を用いたところである。他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００２７】
この補正係数は出水開始時の流量変化に応じて適切に設定する必要があり、本実施例では補正係数を２として、検出した流量を２倍する補正を行っている。その場合の洗浄開始後の補正流量変化および出水温度特性は図７に示すようになる。図７（ｃ）が補正流量の変化であり、図７（ｄ）が出水温度特性である。また、実流量、検出流量との関係が分かるように図７（ａ）に実流量変化、図７（ｂ）に検出流量変化をあわせて示している。図の見方は図６と同じである。この補正手段１１４によれば、洗浄時の所定の流量が４００cc/min以外の値に変わっても適切に流量を補正し、出湯開始時に出水温度が所定の温度以下である状態を改善し、出湯開始時の出水温度特性を向上することができる。
【００２８】
例えば、本実施例のように流量調節弁によって洗浄水を供給する場合、著しく水道圧が低いと流量調節弁を開度Ａまで開いても、４００cc/minの流量以下の値になってしまう。そのような場合でも、その少ない流量に対して一定の割合で補正することになるので、過度な補正によるオーバーシュートの発生を防ぐことができる。
【００２９】
なお、本実施例の補正手段１１４の補正方法は、実流量に対する検出流量の応答遅れが発生しないように、検出流量を増加するような補正を行うものであれば、上記以外の補正方法であってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜３に記載の発明によれば、実際の流量変化に対する流量検出手段の応答遅れに起因する洗浄開始時の加熱手段への制御量不足を解消し、出水温度のアンダーシュートを抑えて、安定した温度で洗浄を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における衛生洗浄装置の外観図
【図２】同装置の水路構成図
【図３】（ａ）同装置の流量検出手段の側断面図
（ｂ）同流量検出手段の正面図
【図４】同装置の加熱手段の制御系を示すブロック図
【図５】同装置の流量と流量調節弁の開度との関係を示す特性図
【図６】同装置の洗浄開始からの関連シーケンス図
【図７】本発明の実施例２における衛生洗浄装置の洗浄開始時からの関連シーケンス図
【図８】従来の衛生洗浄装置の外観図
【図９】同装置の水路構成図
【図１０】同装置の加熱手段の制御系のブロック図
【図１１】同装置の洗浄開始時からの関連シーケンス図
【符号の説明】
１０８  流量検出手段
１１２  加熱手段
１１３  入水温度検出手段
１１４  補正手段
１１５  加熱制御手段
【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】
0004457476.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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