(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記開閉演算部では、電源電圧から定格電圧を減算した値の定数倍を補正値として、電源電圧が定格電圧より低いときにはオン期間を定格電圧時よりも補正値だけ延長するとともにオフ期間を定格電圧時よりも補正値だけ短縮し、電源電圧が定格電圧よりも高いときにはオン期間を定格電圧時よりも補正値だけ短縮するとともにオフ期間を定格電圧時よりも補正値だけ延長することにより、前記電磁弁の開く時間および閉じる時間を定格電圧時とほぼ同じになるように制御することを特徴とする局部洗浄装置。
【請求項２】
人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記開閉演算部は電源電圧を複数段階の区間に分割するとともに電源電圧が高い区間ほどオン期間が短くオフ期間が長くなるように各区間ごとのオン期間とオフ期間とを規定した換算テーブルを備え、電源電圧検知部で検知した電源電圧の属する区間に対応して換算テーブルから読み出したオン期間およびオフ期間を前記弁開閉指示部に与えることにより、電磁弁の開く時間および閉じる時間を定格電圧時とほぼ同じになるように制御することを特徴とする局部洗浄装置。
【請求項３】
人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記弁開閉指示部では前記オン期間において開閉演算部から与えられるオンデューティでかつスイッチ要素を前記電磁弁の応答時間よりも短い時間間隔でオンオフさせることにより前記電磁弁に印加する平均電圧を制御し、前記開閉演算部は電源電圧を複数段階の区間に分割するとともに前記平均電圧が電源電圧によらずほぼ一定となるように各区間ごとのオンデューティを設定した換算テーブルを備え、電源電圧検知部で検知した電源電圧の属する区間に対応して換算テーブルから読み出したオンデューティを前記弁開閉指示部に与えることにより、電磁弁の開く時間および閉じる時間を定格電圧時とほぼ同じになるように制御することを特徴とする局部洗浄装置。
【請求項４】
人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記弁開閉指示部では前記オン期間において開閉演算部から与えられるオンデューティでかつスイッチ要素を前記電磁弁の応答時間よりも短い時間間隔でオンオフさせることにより前記電磁弁に印加する平均電圧を制御し、前記開閉演算部は電源電圧を複数段階の区間に分割するとともに電源電圧が許容された最低区間であるときのオンデューティを１００％として前記平均電圧が前記最低区間の電圧値に保たれるように各区間ごとのオンデューティの低下率を規定した換算テーブルを備え、電源電圧検知部で検知した電源電圧の属する区間に対応して換算テーブルから読み出した低下率を１００％から減算して得たオンデューティを前記弁開閉指示部に与えることにより、電磁弁の開く時間および閉じる時間を定格電圧時とほぼ同じになるように制御することを特徴とする局部洗浄装置。
【請求項５】
前記電源は商用電源であって、スイッチ要素はオン期間において位相制御されることを特徴とする請求項３または請求項４記載の局部洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体局部を洗浄する局部洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の局部洗浄装置としては、図１３に示すように、臀部洗浄用とビデ用との２本のノズル１ａ，１ｂを備え、各一方のノズル１ａ，１ｂから選択的に温水である洗浄水を吐出させるように構成されたものがある。ノズル１ａ，１ｂから吐出させる洗浄水は以下の経路で供給される。まず、市水から分岐水洗１１を経由して水が導入され、比較的大きな混入物を除去するストレーナを備えた定流量弁１２を通して流入水量がほぼ一定流量に制限される。ノズル１ａ，１ｂから洗浄水を吐出させる際には、定流量弁１２の下流に設けた電磁弁である給水弁１３を開放し、圧力逃がし弁１４を通して温水タンク１５に水を導入する。圧力逃がし弁１４は給水弁１３の下流側で内部圧力が異常に上昇するを防止するために設けられ、内部圧力はたとえば約１５０ｋＰａ以下に保たれる。つまり、圧力逃がし弁１４は内部圧力が所定圧を超えると開放されて外部に水を排出する。温水タンク１５には水を加熱するシーズヒータと、水温を検出するサーミスタなどの温度センサとが配置され、温度センサにより検出される温度が設定温度になるようにシーズヒータへの供給電力が制御される。つまり、温水タンク１５に導入された水はシーズヒータにより加温され保温されることになる。温水タンク１５の下流側には電磁弁からなる水量調節弁１６が挿入されるとともに、水量調節弁１６を迂回するバイパス路１７が形成される。したがって、図１３（ｂ）のように水量調節弁１６を閉じた状態ではバイパス路１７のみを通る流路が形成されて通過水量が少なくなり、図１３（ａ）のように水量調節弁１６を開いた状態ではバイパス路１７と水量調節弁１６とを通る流路が形成されて通過水量が多くなる。バイパス路１７を通過した温水は、開量を調節する機能と使用するノズル１ａ，１ｂを切り換える機能とを備える流量切替機構１８を通してノズル１ａ，１ｂに供給される。
【０００３】
ところで、給水弁１３には常閉型（電力を供給しないときに閉じる形式）のものを用い、水量調節弁１６には常開型（電力を供給しないときに開く形式）のものを用いている。しかして、給水弁１３と水量調節弁１６とノズル１ａ，１ｂから吐出する水量との関係を示すと図１４のようになる。図１４（ａ）はノズル１ａ，１ｂからの洗浄水の吐出水量を示し、「強」「弱」はそれぞれ吐出水量の大小を表している。つまり、１つのノズル１ａ，１ｂについて「強」のときには「弱」のときよりも吐出圧力が大きくなる。なお、洗浄水を吐出させる圧力には市水の元圧を利用している。給水弁１３の開閉、水量調節弁１６の開閉、温水タンク１５内の水温の調節、流量切替機構１８の制御はマイコンを主構成とする制御手段１０により行われる。また、制御手段１０には、ノズル１ａ，１ｂの選択や流量切替機構１８の開量の調節、洗浄水の吐出開始と吐出停止、洗浄水の吐出パターンなどを選択し調節するためのスイッチ群を備える操作部が付設されている。
【０００４】
図１４は、制御手段１０に付設した洗浄操作スイッチを時刻ｔ１においてオンにすると初期洗浄として「強」が選択され、その後、制御手段１０に付設した強弱スイッチを時刻ｔ２においてオンにして「強」と「弱」とが交互に繰り返される状態を選択し、さらに強弱スイッチを時刻ｔ３においてオフにすると、後洗浄として「強」が選択され、最後に制御手段１０に付設した洗浄停止スイッチを時刻ｔ４を操作すると洗浄が停止する動作を示してある。上述の動作を可能とするために、洗浄操作スイッチのオンから洗浄停止スイッチが操作されるまでの期間は、図１４（ｃ）のように制御手段１０によって給水弁１３が開放され、強弱スイッチのオンからオフまでの期間には、図１４（ｂ）のように水量調節弁１６の開閉が交互に繰り返される。ここに、水量調節弁１６の開閉は０．１〜２秒程度の間隔で交互に行われる。このような比較的短い時間間隔での切替動作は水量調節弁１６に電磁弁を用いることで実現されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、水量調節弁１６は商用電源の電圧で駆動されるものを用いており、定格１００Ｖを印加することによって上述のような比較的短い時間での開閉の繰り返しが可能になっている。一方、電磁弁に電圧を印加してから電磁弁が実際に開閉するまでの時間（以下では、動作時間という）には時間遅れがあり、また電磁弁の印加電圧を除去してから電磁弁が実際に開閉するまでの時間（以下では、復帰時間という）にも時間遅れがある。一般に、印加電圧が低下すれば動作時間が長くなり、復帰時間が短くなることが知られている。つまり、印加電圧が低いほど電磁弁の弁体を駆動する駆動力が低下し、弁体の駆動力が低下すれば水圧に抗して弁体を移動させるのに長い時間を要することによって動作時間が長くなり、また印加電圧が低いほど弁体を保持する力が小さいとともに電磁弁を駆動する電磁石装置の残留磁化が少ないから復帰時間が短くなる。したがって、商用電源に電圧変動が生じて印加電圧が定格電圧である１００Ｖよりも低下すると動作時間が長く復帰時間が短くなり、逆に定格電圧よりも上昇すると動作時間が短く復帰時間が長くるのであって、いずれにしても電磁弁を開閉するタイミングが定格電圧のときとは異なることになる。つまり、電源電圧が変動すると電磁弁である水量調節弁１６の開閉の時間幅を所望時間に設定できないという問題が生じる。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、給水経路に設けた電磁弁の開閉の時間幅を電源電圧にかかわらず設定値に保つことができるようにした局部洗浄装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記開閉演算部では、電源電圧から定格電圧を減算した値の定数倍を補正値として、電源電圧が定格電圧より低いときにはオン期間を定格電圧時よりも補正値だけ延長するとともにオフ期間を定格電圧時よりも補正値だけ短縮し、電源電圧が定格電圧よりも高いときにはオン期間を定格電圧時よりも補正値だけ短縮するとともにオフ期間を定格電圧時よりも補正値だけ延長することにより、電磁弁の開く時間および閉じる時間を定格電圧時とほぼ同じになるように制御するものである。
【０００８】
請求項２の発明は、人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記開閉演算部は電源電圧を複数段階の区間に分割するとともに電源電圧が高い区間ほどオン期間が短くオフ期間が長くなるように各区間ごとのオン期間とオフ期間とを規定した換算テーブルを備え、電源電圧検知部で検知した電源電圧の属する区間に対応して換算テーブルから読み出したオン期間およびオフ期間を前記弁開閉指示部に与えることにより、電磁弁の開く時間および閉じる時間を定格電圧時とほぼ同じになるように制御するものである。
【０００９】
請求項３の発明は、人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記弁開閉指示部では前記オン期間において開閉演算部から与えられるオンデューティでかつスイッチ要素を前記電磁弁の応答時間よりも短い時間間隔でオンオフさせることにより前記電磁弁に印加する平均電圧を制御し、前記開閉演算部は電源電圧を複数段階の区間に分割するとともに前記平均電圧が電源電圧によらずほぼ一定となるように各区間ごとのオンデューティを設定した換算テーブルを備え、電源電圧検知部で検知した電源電圧の属する区間に対応して換算テーブルから読み出したオンデューティを前記弁開閉指示部に与えることにより、電磁弁の開く時間および閉じる時間を定格電圧時とほぼ同じになるように制御するものである。
【００１０】
請求項４の発明は、人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記弁開閉指示部では前記オン期間において開閉演算部から与えられるオンデューティでかつスイッチ要素を前記電磁弁の応答時間よりも短い時間間隔でオンオフさせることにより前記電磁弁に印加する平均電圧を制御し、前記開閉演算部は電源電圧を複数段階の区間に分割するとともに電源電圧が許容された最低区間であるときのオンデューティを１００％として前記平均電圧が前記最低区間の電圧値に保たれるように各区間ごとのオンデューティの低下率を規定した換算テーブルを備え、電源電圧検知部で検知した電源電圧の属する区間に対応して換算テーブルから読み出した低下率を１００％から減算して得たオンデューティを前記弁開閉指示部に与えることにより、電磁弁の開く時間および閉じる時間を定格電圧時と同じになるように制御するものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項３または請求項４の発明において、前記電源が商用電源であって、スイッチ要素がオン期間において位相制御されるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本実施形態においても図１３に示した従来構成と同様の経路で洗浄水がノズル１ａ，１ｂに供給される。すなわち、図１に示すように、市水から分岐水洗１１を経由し、ストレーナを備えた定流量弁１２、電磁弁である給水弁１３、内部圧力の過昇圧を防止する圧力逃がし弁１４を経て、温水タンク１５に市水が導入される。温水タンク１５の下流側には電磁弁からなる水量調節弁１６が挿入されるとともに、水量調節弁１６を迂回するバイパス路１７が形成される。バイパス路１７またはバイパス路１７と水量調節弁１６との両方を通過した温水は、流量切替機構１８を通してノズル１ａ，１ｂに供給される。流量切替弁１８では洗浄水を吐出させるノズル１ａ，１ｂの選択や、ノズル１ａ，１ｂへの温水が通過する流路の開量の調節を行う。
【００１３】
本実施形態において用いるバイパス路１７は、図２に示すように、水量調節弁１６のハウジング２０内に形成されている。水量調節弁１６は、ハウジング２０の下部側方に延設した流入管２１を通して弁室２２に水を導入し、弁室２２からはハウジング２０の下面に延設された流出管２３を通して水を排出する。弁室２２にはそれぞれ流出管２３に連通した２つの流通孔２４，２５が形成され、一方の流通孔２４は弁室２２の下端周部に形成されて常に開放されている。つまり、流入管２１から弁室２２に流入した水は流通孔２４を通して流出管２３に排出される。このように流入管２１と流出管２３との間で流通孔２４を通る経路がバイパス路１７となる。
【００１４】
他方の流通孔２５は弁室２２の下面から突出する弁座２６の中心を通るように形成されており、弁座２６には弁室２３内で上下に移動する弁体２７が対向する。弁体２７は弁室２３内で上下に移動可能な押し棒２８の下面側に設けられ、この押し棒２８はコイルばねよりなる復帰ばね２９によって上向きに付勢されている。つまり、押し棒２８の上下の移動範囲において上端に位置するときには弁体２７は弁座２６から離れており、この状態では流通孔２５は開放されて流入管２１と流出管２３とを連通させる。また、押し棒２８が移動範囲の下端に位置するときには弁体２７が弁座２６に当接して流通孔２５が閉じられ、流入管２１と流出管２３との間が閉止される。要するに、押し棒２８の上下移動によって、流入管２１と流出管２３との間を、図３（ａ）のように２個の流通孔２４，２５を通して連通させる状態と、図３（ｂ）のように１個の流通孔２４のみで連通させる状態とが選択されるのである。
【００１５】
押し棒２８の上方には電磁石装置が配置されている。電磁石装置は、筒状のコイルボビン３１に巻装されたコイル３２と、コイルボビン３１に挿通されて上下に移動する磁性体のプランジャ３３と、押し棒２８とプランジャ３３との間に配置されて押し棒２８の一部が挿通される磁性体のヨーク板３４とを備える。しかして、コイル３２に通電されていない状態では、プランジャ３４は押し棒２８を付勢している復帰ばね２９のばね力によってヨーク板３４よりも上方に位置しており、コイル３２に通電するとプランジャ３３は磁気抵抗を小さくする向き、つまりヨーク板３４に近付く向きに移動し、押し棒２８を押し下げることになる。このとき弁体２７により流通孔２５が閉止される。また、コイル３２への通電を停止すると復帰ばね２９によって押し棒２８が押し上げられ、プランジャ３３がヨーク板３４から離れて元の位置に復帰する。つまり、水量調節弁１６はコイル３２に通電していないときに開く常開型であって、コイル３２に通電しない状態においてノズル１ａ，１ｂから吐出する洗浄水の水量が増加する「強」の状態が選択されるのである。
【００１６】
プランジャ３３の上下両端には衝撃吸収材よりなる防音シート３５ａ，３５ｂが取り付けられ、ハウジング２０およびヨーク板３４において防音シート３５ａ，３５ｂとの対向部位には突起３６ａ，３６ｂが形成される。この構成によって、プランジャ３３の移動時における衝撃音が緩和される。
【００１７】
水量調節弁１６は、他の部材とともに図４のような位置関係に配置される。すなわち、温水タンク１５の底部にはシーズヒータ１５ａが収納され、上部にはサーミスタよりなる温度センサ１５ｂが配置されており、温水タンク１５内の水量はフロートスイッチ１５ｃにより検出されている。この温水タンク１５の下部に分岐水栓１１とストレーナ付きの定流量弁１２と給水弁１３と圧力逃がし弁１４とを通して市水が導入される。また、温水タンク１５の上部から取り出された温水は、上述したバイパス路１７を設けた水量調節弁１６および流量切替機構１８を通してノズル１ａ，１ｂから洗浄水として吐出されるのである。ここに、水量調節弁１６および流量切替機構１８は温水タンク１５に隣接して配置され、水量調節弁１６の下に流量切替機構１８が配置される。
【００１８】
制御手段１０において水量調節弁１６を制御する部分は、図５のように構成されている。すなわち、水量調節弁１６の制御に関して、制御手段１０の主構成であるマイコン４０には、商用電源ＡＣの電源電圧を検知する電源電圧検知部４１と、商用電源ＡＣの電源電圧のゼロクロス点を検知するゼロクロス検知部４２と、水量調節弁１６に開閉の指示を与える弁開閉指示部４３と、電源電圧検知部４１で検知された電源電圧に基づいて水量調節弁１６を開く指示を与える期間（以下、オフ期間という）と閉じる指示を与える期間（以下、オン期間という）とを決定する開閉演算部４４とを備える。ただし、ゼロクロス検知部４２は本実施形態では用いず、第３および第４の実施の形態で用いる。水量調節弁１６は常開型であるから、オフ期間は開いた状態、オン期間は閉じた状態に対応する。電源電圧検知部４１に入力される電圧は、商用電源ＡＣをトランスＴ１により降圧し、ダイオードブリッジよりなる整流器ＤＢ１で全波整流した後に、平滑コンデンサＣ１で平滑し、さらに抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧し抵抗Ｒ３を介して入力される電圧であって、電源電圧検知部４１には電源電圧の絶対値を平均した電圧が入力されることになる。ここに、電源電圧検知部４１は入力側にＡ／Ｄ変換用のポートを備える。また、ゼロクロス検知部４２には、整流器ＤＢ１の一部を用いてトランスＴ１の出力を半波整流した電圧をトランジスタＱ１および抵抗Ｒ４〜Ｒ７からなる検知回路に通してゼロクロス点の前後でのみＨレベルになるように生成されたパルス信号が与えられる。要するに、トランジスタＱ１はゼロクロス点の前後でのみオフになり、トランジスタＱ１がオフである期間には抵抗Ｒ６，Ｒ７を通してゼロクロス検知部４２に与えられる信号はＨレベルになるのである。
【００１９】
一方、水量調節弁１６のコイル３２は、商用電源ＡＣを全波整流するダイオードブリッジよりなる整流器ＤＢ２の直流出力端間に、フォトカプラＰＣの出力素子（フォトトランジスタ）ＰＲを介して接続される。つまり、フォトカプラＰＣは電磁弁である水量調節弁１６と商用電源ＡＣとの間に挿入されたスイッチ要素になる。フォトカプラＰＣの入力素子（発光ダイオード）ＰＴはトランジスタＱ２および抵抗Ｒ８を介して弁開閉指示部４３に接続されており、弁開閉指示部４３では水量調節弁１６を閉じるときにはＨレベルの信号を出力してトランジスタＱ２をオンにし、フォトカプラＰＣの出力素子ＰＲをオンにして商用電源ＡＣからコイル３２に通電するのである。ここに、コイル３２には回生電流を流す保護用のダイオードＤ１が並列接続されている。
【００２０】
上述したように、水量調節弁１６はコイル３２に商用電源ＡＣの電源電圧を印加することによって開閉させるから、電源電圧が変動すれば水量調節弁１６の応答性が変化する。つまり、従来構成として説明したように、電源電圧が低下すれば弁体２７を移動させるための駆動力が低下するから、コイル３２に電圧を印加してから弁体２７が流通孔２５を閉じるまでの動作時間が長くなる。一方、コイル３２への通電を停止してから弁体２７が復帰するまでの復帰時間は動作時間に比較すれば電圧の影響が少ないものの、電源電圧が低下すれば復帰時間はやや短くなる。
【００２１】
いま、水量調節弁１６の開閉を繰り返して「強」と「弱」とを短時間で交互に繰り返す制御を行うときに、商用電源ＡＣの電源電圧が定格電圧（１００Ｖ）であって、図６（ａ）のようなタイミングで開閉を指示したときに、ノズル１ａ，１ｂから吐出する洗浄水の水量が図６（ｂ）のように変化したとする。図では洗浄操作スイッチを時刻ｔ１でオンにして洗浄を開始し、時刻ｔ２で強弱スイッチをオンにした後に、「強」「弱」が交互に繰り返される状態を示している。また、弁開閉指示部４２からオンの指示を時刻ｔ１１で与えることで時刻ｔ１２において水量調節弁１６が閉じて「弱」になり、時刻ｔ１３でオフの指示を与えることで時刻ｔ１４において水量調節弁１６が開いて「強」になっている。上述したように、時刻ｔ１１と時刻ｔ１２との時間差である動作時間ＴＡ、および時刻ｔ１３と時刻ｔ１４との時間差である復帰時間ＴＲは電源電圧の変動の影響を受けて変動する。つまり、電源電圧が変動したときには、定格電圧のときと同じタイミングで水量調節弁１６に指示を与えても、水量調節弁１６の開閉のタイミングがずれることになる。
【００２２】
そこで、電源電圧が変動しても水量調節弁１６の開閉のタイミングがずれないようにするために、図７のように電源電圧が１００Ｖ（定格電圧）よりも低下したときには、水量調節弁１６がオン状態になる時刻ｔ１２に対して水量調節弁１６にオンの指示を与える時刻ｔ１１’を定格電圧のときよりも早め、逆に水量調節弁１６にオフの指示を与える時刻ｔ１３’を定格電圧のときよりも遅くしている。つまり、水量調節弁１６のオフ期間Ｔｆとオン期間Ｔｎとの合計の時間（つまり、「強」と「弱」とを繰り返す際の１周期）を定格電圧のときと同じにし、オン期間Ｔｎの開始を定格電圧のときよりも早め、オン期間Ｔｎの終了を定格電圧のときより遅くするから、オン期間Ｔｎが定格電圧のときよりも長くなり、オフ期間Ｔｆが定格電圧のときよりも短くなる。言い換えると、オフ期間Ｔｆを開始側と終了側とで短縮し、オン期間Ｔｎを開始側と終了側とで延長していることになる。
【００２３】
一方、電源電圧が定格電圧よりも上昇したときには、定格電圧よりも低下したときとは逆の補正を行う。つまり、図８に示すように、オン期間Ｔｎを定格電圧のときよりも遅い時刻ｔ１１”で開始し、オフ期間Ｔｆを定格電圧のときよりも早い時刻ｔ１３”で開始するのである。言い換えると、オフ期間Ｔｆを開始側と終了側で延長し、オン期間Ｔｎを開始側と終了側とで短縮するように補正する。
【００２４】
上述のように、定格電圧時よりも動作時間ＴＡが長く復帰時間ＴＲが短くなる低電圧（たとえば、８５Ｖ）時には電圧印加のタイミングを早めるとともに電圧除去のタイミングを遅くし、定格電圧時よりも動作時間ＴＡが短く復帰時間ＴＲが長くなる高電圧（たとえば、１１５Ｖ）時には電圧印加のタイミングを遅くするとともに電圧除去のタイミングを早めるように、電源電圧に応じてオフ期間Ｔｆとオン期間Ｔｎとの長さを調節するのである。また、オフ期間Ｔｆとオン期間Ｔｎとの合計は定格電圧のときと等しくする。このような制御によって、水量調節弁１６の開閉のタイミングを電源電圧によらずにほぼ一定にすることができる。
【００２５】
上述した動作をまとめると図１（ｃ）のようになる。すなわち、電源電圧検知部４１において商用電源ＡＣの電源電圧を検知し（Ｓ１）、検知された電源電圧に応じて開閉演算部４４においてオフ期間Ｔｆとオン期間Ｔｎとを数値演算によって求める（Ｓ２）。オフ期間Ｔｆおよびオン期間Ｔｎが求まれば、弁開閉指示部４３からコイル３２の通電のタイミングを指示する信号を発生させるのである。
【００２６】
ところで、開閉演算部４４ではオフ期間Ｔｆとオン期間Ｔｎとを以下のような数値演算により求める。オフ期間Ｔｆについては定格電圧におけるオフ期間Ｔｆの設定値を基準値Ｔｓとし、電源電圧検知部４１で検知した電源電圧Ｖｄから定格電圧Ｖｓ（＝１００Ｖ）を減算した値に正の定数αを乗じた値を補正値として基準値Ｔｓに加算する。つまり、Ｔｆ＝Ｔｓ＋（Ｖｄ−１００）×αになる。また、定格電圧におけるオン期間Ｔｎの設定値を基準値Ｔｓとするとき、電源電圧がＶｄであるときのオン期間Ｔｎは、Ｔｎ＝Ｔｓ−（Ｖｄ−１００）×αとする。この演算によって、電源電圧が定格電圧（１００Ｖ）よりも低ければ（Ｖｄ−１００）×αが負の値になり、オフ期間Ｔｆは基準値Ｔｓよりも補正値だけ短縮され、オン期間Ｔｎは基準値Ｔｓよりも補正値だけ延長されることになる。また、オフ期間Ｔｆとオン期間Ｔｎとの合計は電源電圧によらず２Ｔｓであって一定値になる。
【００２７】
以上説明したように、開閉演算部４４において求めるオフ期間Ｔｆとオン期間Ｔｎとを電源電圧に応じて補正することによって、水量調節弁１６の開閉のタイミングを電源電圧によらずほぼ一定に保つことが可能になる。つまり、電源電圧が変動しても、定格電圧での設定時間Ｔｓによって水量調節弁１６が開閉されるタイミングとほぼ同じタイミングで水量調節弁１６を開閉させることが可能になる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、開閉演算部４４においてはオフ期間Ｔｆおよびオン期間Ｔｎと電源電圧との関係を数式を用いて求めているが、第１の実施の形態で用いた数式はオフ期間Ｔｆおよびオン期間Ｔｎと電源電圧との関係を線形関係と仮定している。しかしながら、オフ期間Ｔｆおよびオン期間Ｔｎと電源電圧との関係は完全に線形関係というわけではない。
【００２９】
そこで、本実施形態では図９に示すような換算テーブル４４ａを開閉演算部４４に設け、換算テーブル４４ａを用いて電源電圧に対するオフ期間Ｔｆおよびオン期間Ｔｎを求めるようにしてある。この換算テーブル４４ａは、電源電圧を複数の区間に分割し、各区間ごとにオフ期間Ｔｆとオン期間Ｔｎとを設定したものである。オン期間Ｔｎは電源電圧の高い区間ほど短く、オフ期間Ｔｆは長くなるように設定されている。また、オン期間Ｔｎとオフ期間Ｔｆとの合計はどの区間でも等しく設定してある。したがって、電源電圧検知部４１から与えられる電源電圧がどの区間に属するかを照合すれば、オフ期間Ｔｆとオン期間Ｔｎとを決定することができる、換算テーブル４４ａから読み出したオン期間Ｔｎおよびオフ期間Ｔｆが弁開閉指示部４３に与えられるのである。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。
【００３０】
（第３の実施の形態）
本実施形態は、電源電圧によらず水量調節弁１６に印加する電圧を位相制御して平均電圧をほぼ一定に保つことによって、電源電圧の変動による水量調節弁１６の開閉のタイミングのずれを防止するものである。すなわち、オン期間ＴｎにおいてフォトカプラＰＣの出力素子ＰＲを短い周期でオンオフさせることによって、水量調節弁１６をオン状態に保持しながらも水量調節弁１６のコイル３２に印加する平均電圧を調節するのである。つまり、オフである時間が水量調節弁１６の復帰時間ＴＲよりも短ければ水量調節弁１６は閉じた状態に保たれるから、水量調節弁１６の応答時間（電圧印加ないし電圧除去から開閉までの時間）よりも短い周期でオンオフさせることにより、水量調節弁１６を閉じた状態に保ちながらもコイル３２に印加する平均電圧を調節することができる。コイル３２に印加する平均電圧はフォトカプラＰＣをオンオフさせる際のオンデューティによって調節することができ、電源電圧に応じてオンデューティを変化させれば電源電圧によらずほぼ一定に保つように制御することが可能になる。
【００３１】
ここに、フォトカプラＰＣの出力素子ＰＲのオンオフの周期は、商用電源ＡＣの電圧周期の２分の１の周期としてある。つまり、ゼロクロス検知部４２に入力されるパルス信号の発生から次のパルス信号の発生までの間で出力素子ＰＲのオンデューティを制御するのである。この種の制御は位相制御として周知である。本実施形態では、図１０に示すような換算テーブル４４ｂを開閉演算部４４に設けてあり、電源電圧を複数の区間に分割するとともに、各区間ごとに出力素子ＰＲのオンデューティを位相制御データとして格納してある。位相制御データは、パルス信号の発生周期を１００％として百分率で表したものであり、電源電圧のもっとも低い区間（８５Ｖ以下）では１００％と設定し、電源電圧が高いほど位相制御データの値を小さく設定してある。図１０に示す位相制御データは水量調節弁１６に印加される平均電圧を８０Ｖとするように設定されている。つまり、電源電圧がもっとも低いときに達成できる平均電圧を基準電圧として、電源電圧が上昇しても水量調節弁１６に印加される平均電圧を基準電圧に保つように制御するのである。
【００３２】
しかして、電源電圧検知部４１に入力される電源電圧が開閉演算部４４において換算テーブル４４ｂに照合され、電源電圧が属する区間に応じた位相制御データが換算テーブル４４ｂから読み出されて、弁開閉指示部４３に与えられるのである。弁開閉指示部４３では、ゼロクロス検知部４２に入力されるパルス信号を起点として位相制御データに基づいて決定した時間だけ遅延した時点からトランジスタＱ２をオンにし、次にパルス信号が入力されるまでトランジスタＱ２のオンを保つ。つまり、弁開閉指示部４３ではゼロクロス検知部４２に入力されるパルス信号の発生間隔を１００％として、開閉演算部４４から与えられた位相制御データに相当する時間幅をパルス信号の発生間隔から減算した時間だけパルス信号の入力時点から遅れてトランジスタＱ２をオンにする。つまり、位相制御データに基づいて遅れ時間制御を行う。このような構成によって、水量調節弁１６に印加する平均電圧をほぼ一定に保つことができる。本実施形態の構成を採用しない場合には、電源電圧が上昇すれば図１１（ａ）に二点鎖線で示すように水量調節弁１６に印加される電圧が上昇するが、本実施形態では、電源電圧によらず図１１（ａ）に実線で示すように水量調節弁１６への平均印加電圧が一定に保たれ、図１１（ｂ）のように電源電圧によらず水量調節弁１６の開閉のタイミングを一定に保つことができる。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。なお、ゼロクロス検知部４２にパルス信号が入力された時点でトランジスタＱ２をオンにし、位相制御データに相当する時間だけオン状態を保つように制御してもよい。
【００３３】
（第４の実施の形態）
本実施形態は、第３の実施の形態と同様に電源電圧によらず水量調節弁１６への平均印加電圧をほぼ一定に保つように制御するものである。ただし、第３の実施の形態においてはフォトカプラＰＣの出力素子ＰＲのオンデューティを位相制御データとしていたのに対して、電源電圧として許容されている最低区間（つまり、〜８５Ｖ）におけるオンデューティを１００％とするときに、他の区間でのオンデューティの低下率を位相増減データとして設定している。つまり、位相増減データは図１２に示す形で換算テーブル４４ｃに格納されることになる。図１０に示す換算テーブル４４ｂと比較すれば明らかなように、換算テーブル４４ｂの位相制御データから１００％を減算すれば、電源電圧の同区間における換算テーブル４４ｃでの位相増減データになる。したがって、本実施形態では、電源電圧検知部４１で検知した電源電圧に対応する区間の位相増減データを換算テーブル４４ｃから読み出して弁開閉制御部４３に与えることによって、第３の実施の形態と同様に動作させることができる。第３の実施の形態と同様の遅れ時間制御を行う場合には、ゼロクロス検知部４２にパルス信号が入力された時点から位相増減データに相当する時間だけ遅れた時点からトランジスタＱ２をオンにし、次のパルス信号でトランジスタＱ２をオフにすればよい。すなわち、水量調節弁１６の開閉のタイミングを電源電圧によらずほぼ一定に保つことができる。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。また、１００％から位相増減データを減算した値に相当する時間を求め、ゼロクロス検知部４２にパルス信号が入力された時点からこの時間だけトランジスタＱ２をオンにする制御を行っても良い。
【００３４】
なお、上述した各実施形態における給水経路の構成や電気回路の構成は同等の機能を有する他の構成に置換することが可能である。また、ノズル１ａ，１ｂも２本である必要はなく、要するにノズルへの給水経路に電磁弁を備える構成であれば、本発明の技術思想を適用することが可能である。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記開閉演算部では、電源電圧から定格電圧を減算した値の定数倍を補正値として、電源電圧が定格電圧より低いときにはオン期間を定格電圧時よりも補正値だけ延長するとともにオフ期間を定格電圧時よりも補正値だけ短縮し、電源電圧が定格電圧よりも高いときにはオン期間を定格電圧時よりも補正値だけ短縮するとともにオフ期間を定格電圧時よりも補正値だけ延長するものであり、電源電圧に応じた補正値を演算により求めオン期間およびオフ期間を電源電圧に応じて補正しているから、電源電圧が変動しても電磁弁が開く時間および閉じる時間を定格電圧時と同じになるように制御することが可能になる。その結果、電磁弁の開閉によってノズルからの吐出水量を変化させる場合に、電源電圧によらずほぼ同じパターンで変化させることが可能になる。
【００３６】
請求項２の発明は、人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記開閉演算部は電源電圧を複数段階の区間に分割するとともに電源電圧が高い区間ほどオン期間が短くオフ期間が長くなるように各区間ごとのオン期間とオフ期間とを規定した換算テーブルを備え、電源電圧検知部で検知した電源電圧の属する区間に対応して換算テーブルから読み出したオン期間およびオフ期間を前記弁開閉指示部に与えるものであり、電源電圧に応じたオン期間およびオフ期間を換算テーブルから求めオン期間およびオフ期間を電源電圧に応じて調節するから、電源電圧が変動しても電磁弁が開く時間および閉じる時間を定格電圧時と同じになるように制御することが可能になる。その結果、電磁弁の開閉によってノズルからの吐出水量を変化させる場合に、電源電圧によらずほぼ同じパターンで変化させることが可能になる。
【００３７】
請求項３の発明は、人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記弁開閉指示部では前記オン期間において開閉演算部から与えられるオンデューティでかつスイッチ要素を前記電磁弁の応答時間よりも短い時間間隔でオンオフさせることにより前記電磁弁に印加する平均電圧を制御し、前記開閉演算部は電源電圧を複数段階の区間に分割するとともに前記平均電圧が電源電圧によらずほぼ一定となるように各区間ごとのオンデューティを設定した換算テーブルを備え、電源電圧検知部で検知した電源電圧の属する区間に対応して換算テーブルから読み出したオンデューティを前記弁開閉指示部に与えるものであり、スイッチ要素のオン期間にスイッチ要素を短時間でオンオフさせて電磁弁に印加する平均電圧を電源電圧によらずほぼ一定に保つから、電源電圧が変動しても電磁弁が開く時間および閉じる時間を定格電圧時と同じになるように制御することが可能になる。その結果、電磁弁の開閉によってノズルからの吐出水量を変化させる場合に、電源電圧によらずほぼ同じパターンで変化させることが可能になる。
【００３８】
請求項４の発明は、人体の局部を洗浄する洗浄水を吐出させるノズルへの給水経路に設けた電磁弁と、電源と電磁弁との間に挿入されたスイッチ要素と、電源電圧を検知する電源電圧検知部と、電源電圧検知部により検知された電源電圧に基づいてスイッチ要素をオンにするオン期間とオフにするオフ期間とを決定する開閉演算部と、開閉演算部で求めたオン期間およびオフ期間に応じてスイッチ要素のオンオフを指示して電磁弁を開閉させる弁開閉指示部とを備え、前記弁開閉指示部では前記オン期間において開閉演算部から与えられるオンデューティでかつスイッチ要素を前記電磁弁の応答時間よりも短い時間間隔でオンオフさせることにより前記電磁弁に印加する平均電圧を制御し、前記開閉演算部は電源電圧を複数段階の区間に分割するとともに電源電圧が許容された最低区間であるときのオンデューティを１００％として前記平均電圧が前記最低区間の電圧値に保たれるように各区間ごとのオンデューティの低下率を規定した換算テーブルを備え、電源電圧検知部で検知した電源電圧の属する区間に対応して換算テーブルから読み出した低下率を１００％から減算して得たオンデューティを前記弁開閉指示部に与えるものであり、スイッチ要素のオン期間にスイッチ要素を短時間でオンオフさせて電磁弁に印加する平均電圧を電源電圧によらずほぼ一定に保つから、電源電圧が変動しても電磁弁が開く時間および閉じる時間を定格電圧時と同じになるように制御することが可能になる。その結果、電磁弁の開閉によってノズルからの吐出水量を変化させる場合に、電源電圧によらずほぼ同じパターンで変化させることが可能になる。
【００３９】
請求項５の発明は、請求項３または請求項４の発明において、前記電源が商用電源であって、スイッチ要素がオン期間において位相制御されるものであり、通常の位相制御技術によって電磁弁に印加する平均電圧をほぼ一定に保つから、構成が簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態を示し、（ａ）は水量調節弁を閉じた状態を示す概略構成図、（ｂ）は水量調節弁を開いた状態を示す概略構成図、（ｃ）は動作説明図である。
【図２】  同上に用いる水量調節弁を示す断面図である。
【図３】  同上に用いる水量調節弁の動作説明図である。
【図４】  同上の流路を示す構成図である。
【図５】  同上における回路図である。
【図６】  同上における定格電圧時の動作説明図である。
【図７】  同上における低電圧時の動作説明図である。
【図８】  同上における高電圧時の動作説明図である。
【図９】  本発明の第２の実施の形態に用いる換算テーブルを示す図である。
【図１０】  本発明の第３の実施の形態に用いる換算テーブルを示す図である。
【図１１】  同上の動作説明図である。
【図１２】  本発明の第４の実施の形態に用いる換算テーブルを示す図である。
【図１３】  従来例を示し、（ａ）は水量調節弁を閉じた状態を示す概略構成図、（ｂ）は水量調節弁を開いた状態を示す概略構成図である。
【図１４】  同上の動作説明図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  ノズル
１６  水量調節弁
４１  電源電圧検知部
４２  ゼロクロス検知部
４３  弁開閉指示部
４４  開閉演算部
４４ａ  換算テーブル
４４ｂ  換算テーブル
４４ｃ  換算テーブル
ＡＣ  商用電源
ＰＣ  フォトカプラ
ＰＲ  出力素子
【図１】
0004304794.tif 000002
【図２】
0004304794.tif 000003
【図３】
0004304794.tif 000004
【図４】
0004304794.tif 000005
【図５】
0004304794.tif 000006
【図６】
0004304794.tif 000007
【図７】
0004304794.tif 000008
【図８】
0004304794.tif 000009
【図９】
0004304794.tif 000010
【図１０】
0004304794.tif 000011
【図１１】
0004304794.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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