(57)【要約】【課題】消音機能を有した便器装置システムにおいて、便器装置で発生する音に逆位相の音を重ねることで消音効果が得られる空間範囲を広くする【解決手段】マイク装置１３を備えた便器装置１とスピーカー装置１４とからなり、便器装置１で発生した音をマイク装置１３で集音してその逆位相の音をスピーカー装置１４から再生させることで消音する機能を有し、スピーカー装置１４は再生音の放射方向に指向性を有するものとし、その放射方向を、便器装置１で発生した音の伝播方向に揃えている。【選択図】図１
2016101333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイク装置を備えた便器装置とスピーカー装置とからなり、便器装置で発生した音をマイク装置で集音してその逆位相の音をスピーカー装置から再生させることで消音する機能を有した便器装置システムにおいて、
前記スピーカー装置は再生音の放射方向に指向性を有するものとし、その放射方向を、便器装置で発生した音の伝播方向に揃えていることを特徴とする便器装置システム。
【請求項２】
請求項１に記載の便器装置システムにおいて、
前記スピーカー装置の再生音の放射方向は、便器装置を中心とした水平な円の径方向に調節されていることを特徴とする便器装置システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の便器装置システムにおいて、
前記スピーカー装置の再生音の放射方向は、便器装置を中心とした垂直な円の径方向に調節されていることを特徴とする便器装置システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の便器装置システムにおいて、
前記マイク装置で集音した音から逆位相の音を生成して予め設定した遅延時間の経過後に前記スピーカー装置から再生させる音響処理部を更に備えることを特徴とする便器装置システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の便器装置システムにおいて、
前記スピーカー装置は、トイレルームの扉に設けられていることを特徴とする便器装置システム。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の便器装置システムにおいて、
前記スピーカー装置は、便器装置の前面部又は側面部に設けられていることを特徴とする便器装置システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の便器装置システムにおいて、
前記スピーカー装置として、再生音の放射方向を異ならせた複数のスピーカー装置を備えていることを特徴とする便器装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器装置で発生した音を消音する機能を有した便器装置システムの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来前記のようなシステムでは便器装置で発生した音をマイク装置で集音してその逆位相の音を適所に配置したスピーカー装置から再生させることで消音を行っている。例えば次の特許文献１に記載のポータブルトイレ用消音システムでは、スピーカー装置が便器装置の前方斜め上の場所に離れて設置されており、便器装置で発生した音に対して逆方向から逆位相の音をぶつけるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２２８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている方法によれば、便器装置で発生する音が単純な正弦波であると想定すれば、便器装置とスピーカー装置との間で完全な消音効果が得られる。しかしながら便器装置で発生する音は単純な正弦波ではなく複雑な音波形を有するものあるから、特許文献１に記載されているような方法によって広い空間範囲に消音効果を得るのは困難であると考えられる。
【０００５】
本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、消音機能を有した便器装置システムにおいて、便器装置で発生する音に逆位相の音を重ねることで消音効果が得られる空間範囲を広くすること目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、マイク装置を備えた便器装置とスピーカー装置とからなり、便器装置で発生した音をマイク装置で集音してその逆位相の音をスピーカー装置から再生させることで消音する機能を有した便器装置システムにおいて、前記スピーカー装置は再生音の放射方向に指向性を有するものとし、その放射方向を、便器装置で発生した音の伝播方向に揃えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、スピーカー装置の再生音の放射方向を、便器装置で発生した音の伝播方向に揃えているので、消音効果が得られる空間範囲が広くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の例とされる便器装置システムの基本的なブロック図である。
【図２】本実施形態の具体的な構成を説明する斜視図である。
【図３】本実施形態の消音作用を説明する平面図である。
【図４】本実施形態の消音作用を説明する平面図である。
【図５】本実施形態の変形例を説明する平面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は本実施形態及びその変形例に適したスピーカー装置の一例を示す斜視図である。（ａ）、（ｂ）に示すスピーカー装置自体は同一であって両者の違いは再生音の放射方向である。
【図７】本実施形態の他の変形例の構成を説明する斜視図である。
【図８】図７に示した変形例の消音作用を説明する平面図である。
【図９】図７に示した変形例の消音作用を説明する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、実施形態の例とされる便器装置システムの基本的なブロック図である。
便器装置システムはマイク装置１３を備えた便器装置１とスピーカー装置１４とからなる。便器装置１はトイレルーム２の室内に設置されている。便器装置１は水洗式であって、大小便を受けるボウル部１０の上流側、下流側にそれぞれ給水路１１と排水路１２とが設けられている。給水路１１は止水栓に接続するパイプ類や電磁弁等（図示なし）で構成される。また排水路１２は下水管に接続する排水トラップ部等（図示なし）で構成される。便器装置１にはマイク装置１３が設けられており、便器装置１の使用中に発生した音をマイク装置１３で集音してその逆位相の音をスピーカー装置１４から再生させることで消音する機能を有している。
【００１０】
便器装置１における音の発生場所は基本的にボウル部１０又は排水路１２であると考えられるが、本実施形態ではマイク装置１３がボウル部１０の底部乃至排水路１２の流路壁に近接して設けられている。マイク装置１３はボウル部１０で発生した音（用便中）や排水路１２内で発生した音（排水中）等を集音する。マイク装置１３をこのような場所に設ければ、便器装置１で発生した音をその音源近くで集音できる。すなわち便器装置１で発生した音の直接音に近い音を集音でき、その結果、消音のための音響処理の精度が高められるので高い消音効果が得られる。
【００１１】
スピーカー装置１４はトイレルーム２の扉３に設けられている。しかしスピーカー装置１４は、他の場所、例えば扉３周囲の壁面あるいは便器装置１自身に設けてもよい。スピーカー装置１４としては再生音の放射方向に指向性を有するものを用い、その放射方向を、便器装置１で発生した音の伝播方向に揃えるようにする。すなわちそれらの方向を略一致させる。このようにスピーカー装置１４の再生音の放射方向を定めれば、消音効果が得られる空間範囲が広くなるという効果がある。
【００１２】
音響処理部１５は、マイク装置１３、スピーカー装置１４に係る音響処理を実行する回路ブロックである。マイク装置１３とスピーカー装置１４とが一定距離離れている場合、マイク装置１３が集音した音（音波）がスピーカー装置１４の場所に達するまでに遅延時間が生じる。この遅延時間は両者の距離と音速とによって定まるものである。又マイク装置１３が集音した音がスピーカー装置１４の場所に到達したときの音量減少も両者の距離から予測できるものである。よって音響処理部１５は、トイレルームの平均的な広さ（便器装置と扉との距離）を想定して予め登録された遅延時間の値及び増幅率の値に基づいて、マイク装置１３が集音した音から生成した逆位相の音を遅延させ、増幅してスピーカー装置１４から再生させる処理を実行すればよい。音響処理部１５をこのような構成とすれば、スピーカー装置１４と便器装置１とが離れていても良好な消音効果が得られる。なお便器装置１の施工の際に作業者がトイレルーム２の広さ等を計測して便器装置１に適切な遅延時間の値、増幅率の値を設定登録できるようにしてもよい。
【００１３】
音響処理部１５はアナログ回路で構成しても、デジタル回路で構成しても、アナログ、デジタルのハイブリッド回路で構成してもよい。例えばマイク装置１３の集音した音信号を逐次デジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、そのデジタル値を順次記憶して一定時間後に出力するＦＩＦＯ回路と、ＦＩＦＯ回路の出力したデジタル値をアナログ変換するＤ／Ａ変換回路と、そのアナログ信号を増幅するアンプ回路とによって音響処理回路を構成してもよい（図示なし）。このような回路構成としたとき、マイク装置１３の集音した音信号から逆位相の音信号を生成する処理はどの段階で行ってもよい。また消音効果を高めるために音響処理部１５で各種フィルタ処理を施してもよい。
【００１４】
図１ではマイク装置１３の集音する音波形をグラフＧ１中に実線で示し、その音が伝播してスピーカー装置１４の場所で観察される音波形をグラフＧ２中に実線で示し、スピーカー装置１４が再生する音波形をグラフＧ２中に点線で示している。グラフＧ１、Ｇ２の時間軸はその起点を一致させている。前記遅延時間はグラフＧ２中のＴｄによって示される。グラフＧ２に示すように伝播してきた音波形（実線）と、スピーカー装置１４が再生した音波形（破線）とが互いに逆位相の関係になるとき消音効果が得られる。
【００１５】
操作部２０は排水指令等を行うスイッチ等で構成される。操作部２０には消音機能のオン、オフスイッチを設けて手動操作によって消音機能を作動させるようにしてもよい。あるいは操作部２０（他の場所でもよい）に人感センサを設け、便器装置１の使用中に消音機能が自動的に作動するようにしてもよい。
【００１６】
図２は本実施形態の具体的な構成を説明する斜視図である。トイレルーム２は扉３が設けられた壁面のみを記載し、それ以外の壁面は省略している。便器装置１はトイレルーム２の床面中央部に設置されている。便器装置１のボウル部１０の底部壁面にはマイク装置１３が設けられている。音響処理部や操作部の図示は省略している。
【００１７】
マイク装置１３は防水タイプのものであり、ボウル部１０の底部壁面に一部（集音部）を露出させた状態で固定されている。マイク装置１３はボウル部１０の底部壁面に形成した孔に嵌め込んで固定してもよい。あるいは薄型のマイク装置１３をボウル部１０の底部内側に貼り付けてもよく、このときマイク装置１３を電池内蔵無線式とすればマイク装置１３のメンテナンスが容易になる。あるいはマイク装置１３を聴診器タイプのものとすれば、ボウル部１０の外側から壁面越しにボウル部１０や排水路内の音を集音することも可能である。なおマイク装置１３の場所はこれに限られず、便器装置１の上面部（ボウルリム）等であってもよい。
【００１８】
便器装置１の使用中に発生した音及び排水時に発生した音は、マイク装置１３によって集音されるとともに、ボウル部１０の開口部からトイレルーム２に広がっていく。その内、トイレルーム２の室外に漏れる音は主に扉３を通じて伝播していくと考えられる。この音の概略音波形を図中に波線Ｗ１で示し、その伝播方向を矢印Ａで示している。本実施形態はこのようなトイレルーム２の室外に漏れる音の消音を意図したものである。
【００１９】
スピーカー装置１４は扉３の外側面に設けられている。スピーカー装置１４と便器装置１との接続は有線式であっても無線式でもよいが、後者とすれば施工が容易になる。またスピーカー装置１４としては前記のように再生音の放射方向に指向性を有するものを用い、その放射方向はトイレルーム２の室外に漏れる音の伝播方向に揃えている。そうしたスピーカー装置１４の再生音波形を図中に点波線Ｗ２で示している。
【００２０】
便器装置１の音響処理部は、マイク装置１３が集音した音から生成した逆位相の音を予め設定された遅延時間、詳細には、マイク装置１３が集音した音がスピーカー装置１４の場所に伝播するのに要する遅延時間の経過後にスピーカー装置１４から再生させる。このときの遅延時間及び再生音の増幅率の設定が適切であれば、トイレルーム２の室外に漏れる音と、スピーカー装置１４の再生音とが互いに逆位相の関係となって、扉３の正面側の一定範囲に対して消音効果が発揮される。
【００２１】
図３は本実施形態の消音作用を更に説明する平面図である。図２のトイレルームを平面視すると図３のようになる。
【００２２】
便器装置１の使用中に発生した音、及び排水時に発生した音はボウル部１０の開口部からトイレルーム２に広がり、更にトイレルーム２の室外に漏れていく。この音の水平方向への伝播態様を図中に同心円Ｓ１で示している。同心円Ｓ１は床面に対して水平であり、同一の円周上では音波の位相が一致する。
【００２３】
スピーカー装置１４は再生音の放射方向に指向性を有し、その放射方向は便器装置１で発生した音のスピーカー装置１４の場所での伝播方向（矢印Ａ）、すなわち便器装置１を中心とした水平な円の径方向に調節されている。スピーカー装置１４の再生音はそのような放射方向に広がっていくことになる。この生成音の伝播態様を図中に点同心円Ｓ２で示している。この点同心円Ｓ２も床面に対して水平であり、同一の円周上では音波の位相が一致する。
【００２４】
ここでマイク装置１３が集音した音から生成した逆位相の音を適切な遅延時間の経過後にスピーカー装置１４から再生させれば、便器装置１で発生した音と、スピーカー装置１４の再生音とが互いに逆位相の関係となって、図中に網掛けで示す広い水平範囲Ｗに対して消音効果が発揮される。
【００２５】
図４は、本実施形態の消音作用を更に説明する側面図である。図２のトイレルームを側面視すると図４のようになる。
【００２６】
便器装置１の使用中に発生した音の垂直方向への伝播態様を図中に同心円Ｓ１で示している。この同心円Ｓ１は床面に対して垂直であり、同一の円周上では音波の位相が一致する。
【００２７】
スピーカー装置１４の再生音の放射方向は便器装置１で発生した音のスピーカー装置１４の場所での伝播方向（矢印Ａ）、すなわち便器装置１を中心とした垂直な円の径方向に調節されている。スピーカー装置１４の再生音はそのような放射方向に広がっていくことになる。この再生音の伝播態様を図中に点同心円Ｓ２で示している。この点同心円Ｓ２も床面に対して垂直であり、同一の円周上では音波の位相が一致する。
【００２８】
ここでマイク装置１３が集音した音から生成した逆位相の音を適切な遅延時間の経過後にスピーカー装置１４から再生させれば、便器装置１で発生した音と、スピーカー装置１４の再生音とが互いに逆位相の関係となって、図中に網掛けで示す広い垂直範囲Ｗに対して消音効果が発揮される。
【００２９】
図５は、複数のスピーカー装置が設けられた変形例を説明する平面図である。スピーカー装置１４の個数を除けば、本変形例の基本構成は前記実施形態と同様である。
【００３０】
本変形例では２つのスピーカー装置１４Ａ、１４Ｂがトイレルーム２の扉３に所望の間隔で設けられている。スピーカー装置１４Ａ、１４Ｂはいずれも再生音の放射方向が便器装置１で発生した音の伝播方向に揃えられているのであるが、その伝播方向は各位置で異なるため、スピーカー装置１４Ａ、１４Ｂの再生音の放射方向も互いに異なっている。
【００３１】
ここでマイク装置１３が集音した音から生成した逆位相の音を適切な遅延時間の経過後にスピーカー装置１４Ａから再生させれば、便器装置１で発生した音と、スピーカー装置１４Ａの再生音とが互いに逆位相の関係となって、図中に網掛けで示す広い範囲Ｗに対して消音効果が発揮される。スピーカー装置１４Ｂに関しても同様である。この変形例では複数のスピーカー装置１４のそれぞれが消音効果を発揮するので、全体として更に広い水平範囲に対して消音効果が発揮される。
【００３２】
更に前記実施形態及びその変形例に適したスピーカー装置の一例を具体的に説明する。
図６（ａ）、（ｂ）はそのようなスピーカー装置の斜視図であるが、（ａ）、（ｂ）のスピーカー装置自体は同一であって両者の違いは再生音の放射方向である。すなわち図６（ａ）では再生音の放射方向は上向きに調整され、（ｂ）では下向きに角度調節されている。
【００３３】
スピーカー装置１４は、スピーカーユニット１４ａの埋設孔が中央部に形成された前面パネル１４ｂと、その孔に角度調節可能に埋設されるスピーカーユニット１４ａと、スピーカーユニット１４ａの後方空間を封じる箱体１４ｃからなる。前面パネル１４ｂの各コーナー部には固定用のネジ孔が形成されている。スピーカー装置１４と、便器装置との接続は有線式としても無線式としてもよい。
【００３４】
スピーカーユニット１４ａはダイナミック型であって、保護メッシュの裏にある振動面（図示なし）が前後両方向に再生音を放射する。しかし後方への再生音は箱体１４ｃによって遮られるので、結果的に前方への再生音だけが放射されることになり、再生音の放射方向に指向性が得られる。スピーカーユニット１４ａの周囲は前面パネル１４ｂに囲まれているので、前方に放射された再生音が後方に回り難くなっている。
【００３５】
スピーカー装置１４をこのような構成とすれば、トイレルームの扉等に簡単に埋設固定できる。またスピーカーユニット１４ａが角度調節自在であるから、再生音の放射方向を便器装置で発生した音の伝播方向に簡単に合わせられる。
【００３６】
次いでスピーカー装置を便器装置に一体に設けた変形例を説明する。
図７は、スピーカー装置が便器装置の前面部に設けられた変形例を説明する斜視図である。本変形例の基本構成は、図２に示した実施形態の場合と同様であるから重複する説明は省略する。
【００３７】
便器装置１で発生してトイレルーム２の室外に漏れる音の概略音波形を図中に波線Ｗ１で示し、その伝播方向を矢印Ａで示している。
【００３８】
スピーカー装置１４は便器装置１の前面部１ａ（ボウルリム）に設けられている。そうした場合スピーカー装置１４は水濡れするおそれがあるから、防水タイプ又は簡易防水タイプにするとよい。スピーカー装置１４の再生音の放射方向は便器装置１で発生してトイレルーム２の室外に漏れる音の伝播方向（矢印Ａ）に揃えられている。そうしたスピーカー装置１４の再生音波形は図中に点波線Ｗ２で示している。
【００３９】
ここでマイク装置１３が集音した音から生成した逆位相の音を適切な遅延時間の経過後にスピーカー装置１４から再生させれば、便器装置１で発生した音と、スピーカー装置１４の再生音とが互いに逆位相の関係となって、便器装置１の前方の一定範囲に対して消音効果が発揮される。特にこの変形例では便器装置１の音の発生場所近くにスピーカー装置１４が設けられているので、消音効果が得られる範囲が更に広くなる。トイレルームの扉３からは消音された後の音が漏れるが、その音は小さく聞こえ難いものになる。
【００４０】
図８は、本変変形例の消音作用を更に説明する平面図である。トイレルーム２の基本構成は図２に共通している。便器装置１で発生した音の水平方向への伝播態様を図中に同心円Ｓ１で示している。同心円Ｓ１は床面に対して水平である。スピーカー装置１４の再生音の放射方向は便器装置１で発生した音のスピーカー装置１４の場所での伝播方向（矢印Ａ）、すなわち便器装置１を中心とした垂直な円の径方向に調節されている。スピーカー装置１４の再生音の伝播態様を図中に点同心円Ｓ２で示している。この点同心円Ｓ２も床面に対して水平である。
【００４１】
ここでマイク装置１３が集音した音から生成した逆位相の音を適切な遅延時間の経過後にスピーカー装置１４から再生させれば、便器装置１で発生した音と、スピーカー装置１４の再生音とが互いに逆位相の関係となって、図中に網掛けで示す広い水平範囲Ｗに対して消音効果が発揮される。
【００４２】
図９は、本変形例の消音作用を更に説明する側面図である。トイレルーム２の基本構成は図２に共通している。便器装置１で発生した音の垂直方向への伝播態様を図中に同心円Ｓ１で示している。同心円Ｓ１は床面に対して垂直である。スピーカー装置１４の再生音の放射方向は便器装置１で発生した音のスピーカー装置１４の場所での伝播方向（矢印Ａ）、すなわち便器装置１を中心とした垂直な円の径方向に調節されている。スピーカー装置１４の再生音の伝播態様を図中に点同心円Ｓ２で示している。この点同心円Ｓ２も床面に対して垂直である。
【００４３】
ここでマイク装置１３が集音した音から生成した逆位相の音を適切な遅延時間の経過後にスピーカー装置１４から再生させれば、便器装置１で発生した音と、スピーカー装置１４の再生音とが互いに逆位相の関係となって、図中に網掛けで示す広い垂直範囲Ｗに対して消音効果が発揮される。
【００４４】
なおトイレルームの扉が便器装置から見て横方向にあるのであれば、スピーカー装置を便器装置の側面部に設けるとよい。そうした場合、便器装置の横方向に対して前記変形例の場合と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００４５】
１      便器装置
２      トイレルーム
３      扉
１３    マイク装置
１４    スピーカー装置
１５    音響処理部
【図１】
2016101333.tif 000003
【図２】
2016101333.tif 000004
【図３】
2016101333.tif 000005
【図４】
2016101333.tif 000006
【図５】
2016101333.tif 000007
【図６】
2016101333.tif 000008
【図７】
2016101333.tif 000009
【図８】
2016101333.tif 000010
【図９】
2016101333.tif 000011