JP6555633B2 - 便座装置 - Google Patents

Description

本発明は、便座装置に関する。

従来から、電波を用いてトイレルーム内への使用者の入室や退室を検知する人体検知部と、便座と、便座内部の金属部材と、を備えた便座装置が知られている。

このような便座装置においては、人体検知部の配置位置によっては、便座内部の金属部材に電波が遮断され、人体検知部は検知精度の低下を生ずるおそれがある。

そのため、特許文献１では、便座内部の金属部材による影響を避けるために、便座が開いた状態の便座の穴を後方に投影した領域内に人体検知部を配置している。

特許４２３９５８１号公報

しかしながら、特許文献１は、便座内部の金属部材の影響を受けるため、便座が開いた状態の便座の穴を後方に投影した領域外には人体検知部を配置できない。つまり、便座と人体検知部が対向する位置には人体検知部を配置できない。

そこで、本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、便座と対向する位置に人体検知部を配置しても、人体検知部の検知精度が低下することを抑制することができる便座装置を提供することを目的の一つとする。

本発明の第１態様に係る便座装置は、便座と、前記便座が軸支された本体部と、前記本体部に配置され、前記便座の開状態および閉状態の少なくともいずれか一方の状態の時に前記便座に対向し、かつ、電波を前記本体部よりも前方に照射して人体を検知する人体検知部と、前記便座に設けられた金属部材と、を備え、前記便座の開状態の時において、前記便座は前記人体検知部と対向するとともに、前記金属部は前記人体検知部と対向する位置に開口部を有し、前記便座が開状態の時において、前記人体検知部は、少なくとも立小便に関する情報を検知可能である、ことを特徴とする。

この構成によれば、便座が閉じた状態または開いた状態の少なくともいずれか一方の状態の時に、便座内部の金属部材に設けられた開口部を電波が通るため、便座内部の金属部材による電波の遮断を抑制できる。そのため、便座と人体検知部が対向する位置に人体検知部を配置しても、人体検知部の検知精度が低下することを抑制することができる。

本発明の第２態様に係る便座装置では、前記便座が閉じた状態では、前記便座は前記人体検知部と対向すること、を特徴とする。

この構成によれば、便座が閉じた状態の時に、便座内部の金属部材による電波の遮断を抑制できる。そのため、便座が閉じた状態において使用者のトイレルームの入室、退室を確実に検知することができる。

本発明の第３態様に係る便座装置では、第１又は第２の態様において、前記人体検知部の電波の最大指向方向が、前記金属部材の前記開口部を通るように前記人体検知部を配置したことを特徴とする。

この構成によれば、人体検知部の電波の最大指向方向が、便座内部の金属部材の開口部を通らない時と比べて、人体検知部の検知精度の低下を抑制できる。

本発明の態様によれば、便座と対向する位置に人体検知部を配置しても、人体検知部の検知精度が低下することを抑制することができる便座装置が提供される。

本発明の実施の形態にかかる便座装置を備えたトイレ装置を表す模式的斜視図である。 本実施形態にかかる便座装置の要部構成を表すブロック図である。 本実施形態の人体検知部と便座内部の金属部材の開口部の配置を表す模式的断面図である。 本実施形態の便座内部の金属部材の開口部を表す模式的上面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

本願明細書においては、通常使用状態において便座１２０に座った使用者からみて前方を「前方」とし、通常使用状態において便座１２０に座った使用者からみて後方を「後方」とする。また、後方を向いて便器８００の前に立った使用者からみて右側を「右側方」とし、左側を「左側方」とする。

図１は、本発明の実施の形態にかかる便座装置を備えたトイレ装置を表す模式的斜視図である。

図１（ａ）は、便蓋および便座が閉じた状態を表す模式的斜視図である。図１（ｂ）は、便蓋が開いた状態および便座が閉じた状態を表す模式的斜視図である。図１（ｃ）は、便蓋および便座が開いた状態を表す模式的斜視図である。

図１に表したトイレ装置１０は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）８００と、当該便器８００の上に設けられた便座装置１００と、を備える。

便座装置１００は、本体部１１０と、便座１２０と、便蓋１３０と、人体検知部１４０と、を有する。

本体部１１０は、便器８００の上に載置される。便座１２０および便蓋１３０のそれぞれは、本体部１１０に対して開閉自在に軸支されている。図１（ａ）に表したように、本体部１１０は、閉じた状態の便蓋１３０により覆われる。一方で、図１（ｂ）に表したように、本体部１１０は、開いた状態の便蓋１３０には覆われない。便蓋１３０が開いた状態では、本体部１１０の前方部は、外部に露出する。

人体検知部１４０は、例えば本体部１１０の内部に設けられ、トイレルーム内への使用者の入室およびトイレルーム内からの使用者の退室を検知する。具体的には、図１（ａ）および図１（ｂ）に表したように、人体検知部１４０は、本体部１１０の前面に面した領域に設けられている。言い換えれば、人体検知部１４０は、本体部１１０の内部の前方部に設けられている。人体検知部１４０の配置の詳細については、後述する。人体検知部１４０は、マイクロ波あるいはミリ波などの高周波の電波を放射（送信）し、放射した電波の被検知体（例えば使用者）からの反射波を受信する。人体検知部１４０は、被検知体の有無や状態を検知し、その検知信号を出力する。

図２（ａ）は、本実施形態にかかる便座装置の要部構成を表すブロック図である。

図２（ａ）に表したように、本体部１１０の内部には、制御部１５１と、ノズルモータ１５３と、洗浄ノズル１５５と、便蓋開閉ユニット１５７と、便座開閉ユニット１５９と、が設けられている。制御部１５１は、人体検知部１４０から出力された検知信号に基づいて制御信号を出力する。

図２（ａ）に表したように、人体検知部１４０は、アンテナ１４１と、送信部１４３と、受信部１４５と、ミキサ部１４７と、を有する。高周波、マイクロ波あるいはミリ波などの１０ｋＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数帯の電波が、送信部１４３に接続されたアンテナ１４１から放射される。具体的には、例えば２４．１５ＧＨｚの周波数を有する送信波Ｔ１が、アンテナ１４１から放射される。人体などの被検知体からの反射波または透過波Ｔ２は、アンテナ１４１を経由して受信部１４５に入力される。

図２（ａ）に表した人体検知部１４０のように、送信側のアンテナおよび受信側のアンテナは、互いに共通のアンテナ（アンテナ１４１）である。

本実施形態では、電波で人体検知する人体検知部１４０のセンサの種類に限定はないが、例えば人体検知部１４０がドップラー効果を利用したドップラーセンサである場合を例に挙げ説明する。

送信波の一部と受信波とは、ミキサ部１４７にそれぞれ入力されて合成され、例えばドップラー効果が反映された出力信号が出力される。ミキサ部１４７から出力された検知信号は、制御部１５１に出力される。

ミキサ部１４７から出力された検知信号は、周波数の低いベースラインに周波数の高い信号が重畳した波形を有する。高周波数成分には、ドップラー効果に関する情報が含まれる。すなわち、人体などの被検知体が移動すると、ドップラー効果によって反射波の波長がシフトする。ドップラー周波数ΔＦ（Ｈｚ）は、下記の式（１）により表すことができる。

人体検知部１４０に対して被検知体が相対的に移動すると、式（１）で表されるように、その速度ｖに比例した周波数ΔＦを含む出力信号が得られる。出力信号は周波数スペクトラムを有し、スペクトラムのピークに対応するピーク周波数と移動体の速度ｖとの間には相関関係がある。従って、ドップラー周波数ΔＦを測定することにより速度ｖを求めることができる。なお、日本においては、人体を検知する目的として、１０．５０〜１０．５５ＧＨｚまたは２４．０５〜２４．２５ＧＨｚの周波数を使用することができる。

洗浄ノズル１５５は、ノズルモータ１５３から伝達された駆動力を受け、本体部１１０の内部から本体部１１０の外部へ進出したり、本体部１１０の外部から本体部１１０の内部へ後退したりすることができる。つまり、ノズルモータ１５３は、制御部１５１から送信された信号に基づいて洗浄ノズル１５５を進退させることができる。本体部１１０の内部に収納された状態の洗浄ノズル１５５の前方には、図示しない進出開口が設けられている。進出開口は、本体部１１０の外形を形成するケーシング１１１に設けられている。

図示しない進出開口の前方には、ノズルシャッタ１１５が設けられている。ノズルシャッタ１１５は、進出開口を塞ぐように設けられている。例えば、使用者が便座１２０に座った状態において操作部２００を操作すると、洗浄ノズル１５５は、ボウル８０１内に進出する。このとき、洗浄ノズル１５５は、例えばノズルシャッタ１１５の内面（本体部１１０の内部側の面）を押しノズルシャッタ１１５を開くことで、ボウル８０１内に進出する。

洗浄ノズル１５５の先端部には、ひとつあるいは複数の吐水口１５５ａが設けられている。洗浄ノズル１５５は、その先端部に設けられた吐水口１５５ａから水を噴射して、便座１２０に座った使用者の「おしり」などを洗浄することができる。なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加温されたお湯も含むものとする。

便蓋開閉ユニット１５７は、制御部１５１から送信された信号に基づいて便蓋１３０を開閉する。便座開閉ユニット１５９は、制御部１５１から送信された信号に基づいて便座１２０を開閉する。

便座１２０の内部には、便座１２０の着座面を暖める暖房機能部１２１が設けられている。暖房機能部１２１は、加熱手段１２３と、金属部材１２５と、を有する。

加熱手段１２３は、通電されて発熱することにより、便座１２０の着座面を加熱し暖めることができる。加熱手段１２３としては、いわゆる「チュービングヒータ」や、「シーズヒータ」、「ハロゲンヒータ」、「カーボンヒータ」などが用いられる。また、加熱手段１２３の形状は、ワイヤ状やシート状やメッシュ状などのいずれであってもよい。金属部材１２５の材料としては、例えばアルミニウムや銅などが挙げられる。

ここで、図１（ａ）および図１（ｂ）に関して前述したように、便蓋１３０が閉じた状態では本体部１１０は便蓋１３０により覆われる一方で、便蓋１３０が開いた状態では本体部１１０の前方部は便蓋１３０には覆われない。便座１２０が閉じた状態では、人体検知部１４０と対向する位置には便座１２０は位置しない。便蓋１３０および便座１２０が開いた状態において、人体検知部１４０と対向する位置に便座１２０は位置する。一方で、便座１２０内部の金属部材１２５は、人体検知部１４０と対向する位置に開口部１２６を有する（図３参照）。
言い換えれば、便蓋１３０および便座１２０が開いた状態では、人体検知部１４０から放射された電波の最大指向方向１４９に、便座１２０内部の金属部材１２５に設けられた開口部１２６が位置する。この場合には、人体検知部１４０から最大指向方向１４９に放射された電波は、便座１２０内部の金属部材１２５に設けられた開口部１２６を通る。言い換えれば、人体検知部１４０から最大指向方向１４９に放射された電波が、便座１２０内部の金属部材１２５に遮断されないので、人体検知部１４０は、使用者に関する情報（使用者の検知信号、小便信号等）をより確実に取得することができる。

金属部材１２５の開口部１２６は、便座１２０の暖房機能の均一性を損なわないように設けることが好ましい。

また、便座１２０が開いた状態では、人体検知部１４０から放射された電波により小用としての便器８００の使用の有無を検知することができる。そのため、制御部１５１は、人体検知部１４０により大洗浄と小洗浄とを制御することができる。

次に、人体検知部１４０の配置および電波の最大指向方向１４９について、図面を参照しつつさらに説明する。

図３は、本実施形態の人体検知センサの配置を表す模式的断面図である。図３（ａ）は、便座１２０が開いた状態を表す模式的断面図である。図３（ｂ）は、便座１２０が閉じた状態を表す模式的断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、図１（ｃ）に表した切断面Ａ−Ａにおける模式的断面図である。なお、図３（ａ）および図３（ｂ）では、便蓋１３０の記載を省略している。

図３（ａ）および図３（ｂ）に表したように、人体検知部１４０は、本体部１１０のケーシング１１１の内部の中央に設けられている。人体検知部１４０から放射された電波の最大指向方向１４９は、前方の成分を有する。

図３（ａ）に表したように、便座１２０内部の金属部材１２５は、便座１２０が開いた状態では、人体検知部１４０と対向する位置に開口部１２６を有する。この状態では、人体検知部１４０から放射された電波の最大指向方向１４９に、便座１２０内部の金属部材１２５の開口部１２６が位置する。言い換えれば、人体検知部１４０から放射された電波の最大指向方向１４９が、便座１２０内部の金属部材１２５の開口部１２６を通る方向である。

これによれば、人体検知部１４０から放射された電波が金属部材１２５の開口部１２６を通ることで、人体検知部１４０の検知精度が低下することを抑制することができる。

図３（ｂ）に表したように、便座１２０が閉じた状態では、人体検知部１４０と便座１２０及び金属部材１２５及び開口部１２６は対向しない。言い換えれば、人体検知部１４０から放射された電波の最大指向方向１４９は、便座１２０及び金属部材１２５及び開口部１２６を通らない。

これによれば、便座１２０が閉じた状態で、人体検知部１４０は、使用者のトイレルームの入室、退室を確実に検知することができる。

本願明細書において「対向」とは、互いに向き合っている状態を指す。例えば、「便座１２０内部の金属部材１２５と人体検知部１４０が対向する」とは、便座１２０内部の金属部材１２５と人体検知部１４０が互いに向き合っている状態を指す。

本願明細書において「最大指向方向」とは、人体検知部１４０の検知領域１４８のうちで電波の強度が最大となる方向をいうものとする。
最大指向方向１４９以外の電波は、便座１２０内部の金属部材１２５の開口部１２６を通ってもいいし、通らなくてもいい。

図３（ａ）および図３（ｂ）に関して前述したように、便座１２０内部の金属部材１２５による電波の遮断を抑制できるので、便座１２０と対向する位置に人体検知部１４０を配置できる。よって、図３（ａ）および図３（ｂ）に表したように、人体検知部１４０を本体部１１０の低い位置に配置することができる。よって、本体部１１０を低くすることができるため、よりコンパクトでデザイン性のより高い便座装置１００を提供することができる。

また、図３（ａ）および図３（ｂ）に表したように、本体部１１０の低い位置に人体検知部１４０を配置することで、便座１２０が開いた状態で、男性の立小便において、小便を検知することができ、尿量に応じて、洗浄量を自動で制御することができる。よって、使用者にとってより使い勝手のよい便座装置１００を提供することができる。

また、人体検知部１４０は、便座１２０の開閉状態を検知することができる。人体検知部１４０が便座１２０の開閉状態を検知する場合には、便座１２０の開閉状態を検知する手段は、人体検知部１４０以外には不要である。これにより、よりコンパクトでデザイン性のより高い衛生洗浄装置１００を提供することができる。

次に、便座１２０内部の金属部材１２５の開口部１２６について、図面を参照しつつさらに説明する。

本実施形態において「便座１２０内部の金属部材１２５の開口部１２６」とは、人体検知部１４０と対向する位置の便座１２０内部の金属部材１２５を、四角形状に切り抜いた領域のことをいう。この場合、人体検知部１４０から放射された電波の最大指向方向１４９が、この領域を通る。

図４（ ａ）に表したように、開口部１２６の範囲は電波の波長を考慮し形成している。開口部の長さが、電波の半波長よりも長いと電波は開口部を通り、電波の半波長よりも短いと電波は開口部を通らない。そのため、開口部の長さは、電波の半波長以上に形成することが好ましい。波長λ（ｍ）は、下記の式（２）により表すことができる。

例えば２４．１５ＧＨｚの周波数を有する電波の送信波Ｔ１が、アンテナ１４１から放射される場合は、半波長である６.２ｍｍ以上の開口部を形成することが好ましい。本実施形態では、開口部１２６は、縦６.２ｍｍ横６.２ｍｍの四角形状で形成されている。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。

例えば、衛生洗浄装置１００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや人体検知部１４０の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

また、実施形態では、送信側のアンテナおよび受信側のアンテナは、互いに共通のアンテナ（アンテナ１４１）である場合を説明したが、図２（ｂ）に表した人体検知センサ１４０ａのように、送信側のアンテナ１４１ａが送信部１４３に接続され、受信側のアンテナ１４１ｂが受信部１４５に接続されていてもよい。つまり、図２（ａ）に表した人体検知部１４０は、図２（ｂ）に表した人体検知部１４０ａに置き換えられてもよい。

また、実施形態では、人体検知部１４０は、ドップラー効果を利用したドップラーセンサである場合を説明したが、人体検知部１４０は、周波数変調やパルス出力を利用した測距センサであってもよい。

また、実施形態では、便座１２０が開いた状態で、便座１２０と人体検知部１４０が対向する場合を説明したが、便座１２０が閉じた状態で、便座１２０と人体検知部１４０が対向してもいい。その場合、便座１２０が閉じた状態で、便座１２０内部の金属部材１２５は人体検知部１４０と対向する位置に開口部１２６を有する。

また、実施形態では、便座１２０内部の金属部材１２５の開口部１２６は、形状が四角である場合を説明したが、開口部１２６の形状は丸でもひし形などでもよく、開口部１２６の形状は限定する必要はない。

また、実施形態では、便座１２０内部の金属部材１２５の開口部１２６が１つである場合を説明したが、開口部１２６を数箇所設けてもよい。

また、実施形態では、人体検知部１４０を本体部１１０のケーシング１１１の内部の中央に配置する場合を説明したが、人体検知部１４０の配置は、便座１２０が開状態および閉状態の少なくともいずれか一方の状態で、便座１２０と対向する位置なら、本体部１１０のどこに配置してもよい。その場合、便座１２０内部の金属部材１２５は、人体検知部１４０と対向する位置に開口部１２６を有する。

また、実施形態では、人体検知部１４０の最大指向方向１４９が、便座１２０内部の金属部材１２５の開口部１２６を通る場合を説明したが、最大指向方向１４９は開口部１２６を通らなくてもよい。

また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０ トイレ装置、
１００ 便座装置、
１１０ 本体部、
１１１ ケーシング、
１１５ ノズルシャッタ、
１２０、１２０ａ、１２０ｂ 便座、
１２１ 暖房機能部、
１２３ 加熱手段、
１２５ 金属部材、
１２６ 開口部、
１３０ 便蓋、
１４０、１４０ａ 人体検知センサ、
１４１ アンテナ、
１４１ａ 送信側のアンテナ、
１４１ｂ 受信側のアンテナ、
１４３ 送信部、
１４５ 受信部、
１４７ ミキサ部、
１４８ 検知領域、
１４９ 最大指向方向、
１５１ 制御部、
１５３ ノズルモータ、
１５５ 洗浄ノズル、
１５５ａ 吐水口、
１５７ 便蓋開閉ユニット、
１５９ 便座開閉ユニット、
２００ 操作部、８００ 便器、
８０１ ボウル

Claims (3)

1. 便座と、
   前記便座が軸支された本体部と、
   前記本体部に配置され、前記便座の開状態および閉状態の少なくともいずれか一方の状態の時に前記便座に対向し、かつ、電波を前記本体部よりも前方に照射して人体を検知する人体検知部と、
   前記便座に設けられた金属部と、
   を備え、
   前記便座の開状態の時において、前記便座は前記人体検知部と対向するとともに、前記金属部は前記人体検知部と対向する位置に開口部を有し、
   前記便座が開状態の時において、前記人体検知部は、少なくとも立小便に関する情報を検知可能である
   ことを特徴とする便座装置。
2. 前記便座が閉じた状態で、前記便座は前記人体検知部と対向する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の便座装置。
3. 前記人体検知部の電波の最大指向方向が、前記金属部の前記開口部を通るように前記人体検知部を配置した、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の便座装置。

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