(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水を局部に噴出するノズル手段と、設定された作動制御値で作動してノズル手段に向けて洗浄水を供給する給水手段と、ノズル手段に供給される洗浄水を瞬間的に温水に加熱する瞬間式加熱手段と、瞬間式加熱手段に供給される洗浄水の温度を検出する入水温度検出手段と、瞬間式加熱手段から出た洗浄水の温度を検出する出水温度検出手段と、給水手段と瞬間式加熱手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、給水手段の作動制御値を、瞬間式加熱手段における加熱量と入水温度検出手段による検出温度と出水温度検出手段による検出温度とにより洗浄水の流量を算出してその流量が所定の流量になるように決定し、瞬間式加熱手段における加熱量を、給水手段の作動制御値から推定された洗浄水の流量と、入水温度検出手段による検出温度と、洗浄水の設定温度とにより決定するように構成したことを特徴とするトイレ装置。
【請求項２】
制御手段は、給水手段の作動制御値と洗浄水の設定流量との関係を、各トイレ装置の製造過程でトイレ装置に仮設した外部流量検出手段により検出した実際の流量とその時の給水手段の作動制御値との関係を記憶してなることを特徴とする請求項１記載のトイレ装置。
【請求項３】
制御手段を、瞬間式加熱手段の加熱量と入水と出水の検出温度差から流量を算出する際に、予め得られている瞬間式加熱手段における加熱量と温度上昇値との関係を参照するように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のトイレ装置。
【請求項４】
電源電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、制御手段を、電源電圧に応じて瞬間式加熱手段の制御値を補正するように構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のトイレ装置。
【請求項５】
給水手段はポンプとそれを駆動するモータを備え、モータの出力制御によって給水水量を可変するように構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のトイレ装置。
【請求項６】
給水手段は流量調整弁を備え、流量調整弁の開度調整によって給水水量を可変するように構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のトイレ装置。
【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加熱手段にて温水にしてノズル手段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】
従来の瞬間式加熱手段を用いた温水洗浄手段を有するトイレ装置として、図４に示すように、水道端末から逆止弁２１、定流量弁２２を介して電磁開閉弁２３に給水され、洗浄時に電磁開閉弁２３から真空破壊弁２４、ポンプ２５、流量センサ２６を介して瞬間式加熱手段２７に送給され、所定温度に加温された洗浄水がノズル手段２８にて局部に向けて噴射するように構成されている。２９はオーバーフロー通路である。以上の逆止弁２１〜ポンプ２５とオバーフロー通路２９にて給水手段３０が構成されている。瞬間式加熱手段２７の入口側には、入水する水温を検出するサーミスタから成る入水温度検出手段３１が、出口側にはノズル手段２８に供給される温水の温度を検出するサーミスタから成る出水温度検出手段３２が配設されている。
【０００３】
このトイレ装置の制御装置は、図５に示すように、制御手段３３に、流量センサ２６、入水温度検出手段３１、出水温度検出手段３２及び設定手段３４からの各検出信号と設定データ信号が入力され、それらのデータに基づいて給水手段３０による給水量制御や瞬間式加熱手段２７に対する通電制御を行って所望の温度・流量の温水をノズル手段２８に供給し、またノズル手段２８の切り換え制御を行うように構成されている。
【０００４】
洗浄開始時には、流量センサ２６にて検出した流量と、入水温度検出手段３１にて検出した入水温度と、設定された湯温に基づいて瞬間式加熱手段２７における加熱量を演算し、瞬間式加熱手段２７に対する通電制御を行っている。
【０００５】
通常使用時には、流量センサ２６にて検出した流量と、入水温度検出手段３１にて検出した入水温度と、出水温度検出手段３２にて検出した出水温度と、設定温度とに基づいてＰＩＤ制御にて瞬間式加熱手段２７に対して通電制御を行い、所望の湯温に制御している。
【０００６】
また、ノズル手段２８から噴射する温水の流量制御は、流量センサ２６にて検出した流量と設定流量に基づいて給水手段３０を制御することによって行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、流量センサ２６を用いているため、コスト高になるという問題がある。
【０００８】
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正確な流量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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のトイレ装置は、洗浄水を局部に噴出するノズル手段と、設定された作動制御値で作動してノズル手段に向けて洗浄水を供給する給水手段と、ノズル手段に供給される洗浄水を瞬間的に温水に加熱する瞬間式加熱手段と、瞬間式加熱手段に供給される洗浄水の温度を検出する入水温度検出手段と、瞬間式加熱手段から出た洗浄水の温度を検出する出水温度検出手段と、給水手段と瞬間式加熱手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、給水手段の作動制御値を、瞬間式加熱手段における加熱量と入水温度検出手段による検出温度と出水温度検出手段による検出温度とにより洗浄水の流量を算出してその流量が所定の流量になるように決定し、瞬間式加熱手段における加熱量を、給水手段の作動制御値から推定された洗浄水の流量と、入水温度検出手段による検出温度と、洗浄水の設定温度とにより決定するように構成したものであり、瞬間式加熱手段における加熱量と加熱前後の温度差に基づいて流量を算出することによって、流量センサを用いない低コストの構成にて正確な流量制御を行うことができ、かつ上記加熱量制御により所定の湯温に精度良く制御された洗浄水が確実に得られる。
【００１０】
また、制御手段は、給水手段の作動制御値と洗浄水の設定流量との関係を、各トイレ装置の製造過程でトイレ装置に仮設した外部流量検出手段により検出した実際の流量とその時の給水手段の作動制御値との関係を記憶してなるのが好適である。
【００１１】
また、制御手段を、瞬間式加熱手段の加熱量と入水と出水の検出温度差から流量を算出する際に、予め得られている瞬間式加熱手段における加熱量と温度上昇値との関係を参照するように構成すると、流量算出の精度が向上し、さらに正確な流量制御を行うことができる。
【００１２】
また、電源電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、制御手段を、電源電圧に応じて瞬間式加熱手段の制御値を補正するように構成すると、電源電圧の変動によって瞬間式加熱手段による加熱量が変動するのを防止して所定の湯温及び流量に精度良く制御された洗浄水を確実に得ることができる。
【００１３】
また、給水手段をポンプとそれを駆動するモータを備えた構成として、モータの出力制御によって給水水量を可変するようにしてもよいし、給水手段を流量調整弁を備えた構成として、流量調整弁の開度調整によって給水水量を可変するようにしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトイレ装置の一実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
【００１５】
図１において、水道端末から逆止弁１、定流量弁２を介して電磁開閉弁３に給水されており、洗浄時に電磁開閉弁３から真空破壊弁４を介してモータ６にて駆動制御されるポンプ５にて瞬間式加熱手段７に給水され、この瞬間式加熱手段７にて所定温度に加温された洗浄水がノズル手段８に供給されて局部に向けて噴射するように構成されている。９はオーバーフロー通路である。以上の逆止弁１〜ポンプ５とオーバーフロー通路９にて給水手段１０が構成されている。
【００１６】
ポンプ５とモータ６の組み合わせは、ギヤポンプとＤＣサーボモータの組み合わせが一般的であり、その電圧制御には交流電源を用いた位相制御や直流電源によるＰＷＭ（パルス幅変調制御）やＰＦＭ（パルス周波数変調制御）を適用することができる。また、ＤＣサーボモータに代えてパルスモータやシンクロナスモータ等の周波数同期型制御モータを用いると、確実に再現性のある流量調整ができるとともに微調整が可能であるため好適である。また、ポンプとモータの組み合わせに代えて電磁ポンプを用いることもできる。
【００１７】
瞬間式加熱手段７は、温水ヒータとしてのセラミックヒータを蛇行状の熱交換流路に臨ませて構成されている。この瞬間式加熱手段７の入口側に、洗浄水の温度を検出するサーミスタから成る入水温度検出手段（ＴsI）１１が、出口側に、加温された洗浄水の温度を検出するサーミスタから成る出水温度検出手段（ＴsO）１２が配設されている。
【００１８】
このトイレ装置の制御装置は、図２に示すように、制御手段１３に、入水温度検出手段１１、出水温度検出手段１２からの検出信号、設定手段１４からの設定データ信号、及び電源電圧検出手段１５からの検出信号が入力され、それらのデータに基づいて給水手段１０による流量制御や瞬間式加熱手段７に対する通電制御を行って所望の温度・流量の温水をノズル手段８に供給し、またノズル手段８の切り換え制御を行うように構成されている。
【００１９】
この制御手段１３による洗浄開始時の具体的な制御動作を説明すると、制御手段１３から設定手段１４による設定流量に応じた作動制御値が給水手段１０のモータ６に出力され、給水手段１０にて対応する流量の給水が行われる。また、入水温度検出手段１１による検出温度と給水手段１０のモータ６の作動制御値とに基づいて瞬間式加熱手段７に対する通電制御値が決定され、瞬間式加熱手段７に通電されて洗浄水の加熱が行われる。すなわち、瞬間式加熱手段７の出水温度検出が利用できない洗浄開始時に、設定手段１４にて設定されている流量の設定値に応じて決定されている給水手段１０のモータ６の作動制御値に基づいて流量を推定し、その流量と入水温度検出手段１１にて検出した入水温度に基づいて瞬間式加熱手段７に対する通電制御を行っている。瞬間式加熱手段７における通電による加熱量Ｑは、Ｑ＝ｋ（設定温度−入水温度）×流量、（ｋは係数）で求められる。
【００２０】
また、制御手段１３を、上記給水手段１０のモータ６の作動制御値の決定に際して、予め制御手段１３に内蔵されているＲＯＭやＥＥＰＲＯＭなどの記憶手段に演算プログラムや参照テーブルとして設定されている作動制御値と流量の関係に基づいて決定するように構成するのが好適であり、そうすると作動制御値による給水手段１０の制御にて精度良く流量が制御される。また、それに伴って瞬間式加熱手段７による加熱量を適正に制御して所定の湯温に精度良く制御された洗浄水が確実に得られる。なお、作動制御値と流量の関係を記憶手段に記憶するについて、製造段階で外部流量検出手段を接続して実際の流量を検出し、その検出結果と作動制御値を制御手段１３に入力するようにすると、容易に各トイレ装置毎の特性に応じた関係を設定でき、より精度良く流量を制御できる。
【００２１】
次に、上記のように洗浄開始時に給水手段１０の作動制御値と入水温度検出手段１１にて検出した入水温度と設定温度から瞬間式加熱手段７の通電制御を行った後に、出水温度検出手段１２により出水温度が検出される通常使用状態になると、瞬間式加熱手段７における加熱量と入水温度検出手段１１による検出温度と出水温度検出手段１２による検出温度から給水手段１０による実際の給水流量が求められる。即ち、給水流量Ｆは、Ｆ＝加熱量／｛ｋ（出水温度−入水温度）｝、（ｋは係数）で求めることができる。そして、この給水流量Ｆが所定の給水流量になるように給水手段１０の作動制御値を調整することにより、所定流量に精度良く制御された洗浄水をノズル手段８から噴出させることができる。
【００２２】
また、その際の瞬間式加熱手段７における加熱量は、洗浄開始時と同様に、給水手段１０の作動制御値と検出された入水温度に基づいて決定することができ、簡単な制御によって所定の湯温に精度良く制御された洗浄水を確実に得ることができる。
【００２３】
また、実際の各トイレ装置の瞬間式加熱手段７における加熱量（通電した電力量）と洗浄水の温度上昇値との関係を予め求めておいて、その関係式やテーブルを制御手段１３の内部に設けられたＲＯＭやＥＥＰＲＯＭに記憶しておき、制御手段１３が瞬間式加熱手段７における加熱量と瞬間式加熱手段７の通過前後の温度差から流量を算出する際に、この関係を参照して流量を算出するように構成することにより、流量算出の精度が向上し、さらに正確な流量制御を行うことができる。さらに、上記関係を規定する変数として、流量、室温、入水温度など、熱交換効率を左右する条件をできるだけ網羅しておくのが好適であり、それによって算出する流量の精度を向上できる。
【００２４】
さらに、制御手段１３は、電源電圧検出手段１５により検出した電源電圧に応じて瞬間式加熱手段７の制御値を補正するように構成されており、電源電圧の変動によって瞬間式加熱手段７による加熱量が変動して湯温が変動するのを防止して所定の湯温に精度良く制御された洗浄水を確実に得ることができるとともに流量精度が向上する。
【００２５】
なお、瞬間式加熱手段７における通電による加熱量Ｑは、設定温度と、検出した入水温度及び出水温度と、算出した給水流量Ｆと、設定流量に基づいてＰＩＤ制御しても良く、そうすると所定の湯温にさらに精度良く制御された所定流量の洗浄水を確実に得ることができる。
【００２６】
また、上記実施形態では給水手段１０にポンプ５とそれを駆動するモータ６を備え、モータ６の出力制御によって給水水量を可変するようにした例を示したが、図３に示す本発明の他の実施形態のように、給水圧を水道端末における水圧を利用したり、別途の給水手段を利用することで、給水手段１０にステッピングモータ等を内蔵した流量調整弁１６を備えた構成にすることもでき、このような流量調整弁１６の開度調整によって給水水量を可変すると、確実に再現性のある流量調整ができるとともに、微調整も可能となり、さらに所定の湯温に精度良く制御された洗浄水を確実に得ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のトイレ装置によれば、以上の説明から明らかなように、ノズル手段と給水手段と瞬間式加熱手段と入水温度検出手段と制御手段とを備えたトイレ装置において、制御手段は、給水手段の作動制御値を、瞬間式加熱手段における加熱量と入水温度検出手段による検出温度と出水温度検出手段による検出温度とにより洗浄水の流量を算出してその流量が所定の流量になるように決定し、瞬間式加熱手段における加熱量を、給水手段の作動制御値から推定された洗浄水の流量と、入水温度検出手段による検出温度と、洗浄水の設定温度とにより決定するように構成したので、瞬間式加熱手段における加熱量と加熱前後の温度差に基づいて流量を算出することによって、流量センサを用いない低コストの構成にて正確な流量制御を行うことができ、かつ上記加熱量制御により所定の湯温に精度良く制御された洗浄水が確実に得られる。
【００２８】
また、制御手段を、瞬間式加熱手段の加熱量と入水と出水の検出温度差から流量を算出する際に、予め得られている瞬間式加熱手段における加熱量と温度上昇値との関係を参照するように構成すると、流量算出の精度が向上し、さらに正確な流量制御を行うことができる。
【００２９】
また、電源電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、制御手段を、電源電圧に応じて瞬間式加熱手段の制御値を補正するように構成すると、電源電圧の変動によって瞬間式加熱手段による加熱量が変動するのを防止して所定の湯温及び流量に精度良く制御された洗浄水を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のトイレ装置の概略構成図である。
【図２】同実施形態のトイレ装置の制御装置の構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態のトイレ装置の概略構成図である。
【図４】従来例のトイレ装置の概略構成図である。
【図５】同従来例のトイレ装置の制御装置の構成図である。
【符号の説明】
５  ポンプ
６  モータ
７  瞬間式加熱手段
８  ノズル手段
１０  給水手段
１１  入水温度検出手段
１２  出水温度検出手段
１３  制御手段
１５  電源電圧検出手段
１６  流量調整弁
【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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