トイレ装置
【課題】タンク内部で汚物等の詰まり等による圧力異常が発生した場合に、タンク部の内部を自動的に減圧する。
【解決手段】トイレ装置１００は、汚物を受容する便器本体１０と、便器本体１０から流入される汚物等を粉砕機構２ｊにより細かく粉砕して汚物流動体とする粉砕装置２と、粉砕装置２から汚物流動体が流下されると共にコンプレッサから圧縮空気が充填される圧送タンク３と、圧送タンク３に取り付けられた安全弁５０とを備える。圧送タンク３内が汚物流動体の詰まり等により予め設定された第３の圧力値Ｐ３を超える場合、安全弁５０が自動的に作動して圧送タンク３内の残圧を外部に逃して圧送タンク３内を正常な圧力に戻す。
【解決手段】トイレ装置１００は、汚物を受容する便器本体１０と、便器本体１０から流入される汚物等を粉砕機構２ｊにより細かく粉砕して汚物流動体とする粉砕装置２と、粉砕装置２から汚物流動体が流下されると共にコンプレッサから圧縮空気が充填される圧送タンク３と、圧送タンク３に取り付けられた安全弁５０とを備える。圧送タンク３内が汚物流動体の詰まり等により予め設定された第３の圧力値Ｐ３を超える場合、安全弁５０が自動的に作動して圧送タンク３内の残圧を外部に逃して圧送タンク３内を正常な圧力に戻す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排泄された汚物を粉砕して圧縮空気により既設トイレに圧送するトイレ装置に関する。詳しくは、圧縮空気を充填するタンク部に安全弁を設けることで、タンク部の内部の圧力が規定値を超えた場合に安全弁を機械的に作動させてタンク部の内部を減圧するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、寝たきり状態などの介護を必要とする人のために、介護用のポータブルトイレ装置が広く利用されている。一般的なポータブルトイレ装置は、例えば介護者が滞在（生活）する住宅や病院の各部屋に設置され、予め設置されている既設トイレに排出管を介して接続された構成となっている。このポータブルトイレ装置は、汚物が排泄される便器本体と、便器本体から排出される汚物を粉砕する粉砕機構とを備えている。利用者によって汚物が便器本体に排出されると粉砕機構により汚物が細かく粉砕され、粉砕された汚物がコンプレッサから供給される圧縮空気（空気圧）によって排水管を介して既設トイレに圧送される（例えば、特許文献１および２参照）。既設トイレの便器本体内に圧送された汚物は、ポータブルトイレ装置から送信されるトイレ装置の使用の終了を知らせる終了情報に基づいて洗浄水と共に流れる仕組みとなっている。
【０００３】
近年においては、粉砕機構が配置される粉砕機構部と、コンプレッサからの圧縮空気が供給されるタンク部とを別々に備えたポータブルトイレ装置も開発されている。粉砕機構部は圧送タンクの上方に設けられ、粉砕機構部と圧送タンクと間にはこれらの間の流路を仕切る開閉可能な排出弁が設けられ、排出弁を開くと粉砕機構部の汚物が圧送タンク内に流下するようになっている。このポータブルトイレ装置によれば、粉砕処理と圧送処理に特化できるので、粉砕機構と圧送機構を単純化できると共に、精度良く汚物を排出することができる。
【０００４】
このように構成されたポータブルトイレ装置においては、粉砕機構により細かく汚物を粉砕して流動化させた後に既設トイレに排出される構成となっているが、汚物を流動化させた場合でも便器本体の排出口やタンク部の排出口、トイレ装置と既設トイレとの間を接続する排水管が汚物で詰まってしまう場合があった。汚物が管路中に詰まってしまうと、汚物の既設トイレへの排水を円滑に行うことができなくなるので、汚物が逆流してしまう等の問題が発生する。
【０００５】
そのため、上記ポータブルトイレ装置では、便器本体やタンク部の内部の圧力を検知するための圧力センサを設けることで、便器本体やタンク部の内部における汚物の詰まりを防止している。これによれば、汚物の詰まりが生じると、便器本体やタンク部の内部の圧力が高圧となるので、圧力センサにより便器本体等の汚物の詰まりを把握することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９８５３４４号
【特許文献２】特開２００８−８６８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１および２に開示されるポータブルトイレ装置等では以下のような問題がある。すなわち、汚物の詰まりによる圧力異常を圧力センサにより検知してトイレ装置の動作を停止させた場合、便器本体やタンク部の内部はコンプレッサから供給される圧縮空気により高圧状態となっている。そのため、高圧が残った状態で修理を開始すると、便器本体やタンク部の開放時に、その内部に収容された汚物が周辺に飛び散ってしまう等の問題がある。この場合には、飛び散った汚物により室内が不衛生な状態となってしまい、利用者を不快な気分にさせてしまうという問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、タンク内部で汚物等の詰まりによる圧力異常が発生した場合に、タンク部の内部を自動的に減圧することが可能なトイレ装置に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るトイレ装置は、洗浄水が流入可能に設けられて排泄された汚物を受容する便器本体部と、便器本体部の下部に設けられて洗浄水と共に汚物を粉砕して汚物流動体と成す粉砕機構部と、粉砕機構部により粉砕された汚物流動体が流入する開閉可能な流入口と汚物流動体を廃棄場所まで導く排出管部材が接続された排出口とを有して圧縮空気を充填可能に設けられたタンク部と、タンク部に連通して設けられて当該タンク部の内部の圧力値が予め設定された弁作動圧力値を超える場合にタンク部の内部を減圧する圧力調整部材とを備えるものである。
【００１０】
トイレ装置においては、便器本体部に汚物が排泄されると、所定量の洗浄水が便器本体部に流入され、この洗浄水と共に汚物やトイレットペーパー等が粉砕機構部に排出される。粉砕機構部では、破砕刃により汚物等が細かく粉砕されて汚物流動体となってタンク部に流入する。タンク部に汚物流動体が流入すると、タンク部内にはコンプレッサから圧縮空気が供給され、タンク部内に収容された汚物流動体が圧縮空気によって排出管を経由して既設トイレに圧送される。
【００１１】
このような一連の汚物の圧送処理においては、例えば、タンク部の排出口や排出管の途中で汚物流動体が詰まってしまう場合がある。この場合には、タンク部の内部には圧縮空気が充填されるので、汚物流動体の詰まりにより圧縮空気が外部に排出されず、タンク部の内部の圧力が設定圧力値よりも高くなってしまう。
【００１２】
本発明においては、例えば、タンク部やタンク部とコンプレッサとの間に、タンク部に連通した圧力調整部材が設けられている。これにより、タンク部の内部が汚物流動体の詰まりにより予め設定された弁作動圧力値を超えると、圧力調整部材が機械的に作動してタンク部の内部が自動的に減圧される構成となっている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、タンク部の内部圧力が予め設定された弁作動圧力値を超えた場合に、圧力調整部材の作動によりタンク部の圧力を自動的に減圧することができる。その結果、圧力エラー発生時の修理において、タンク部開放時の汚物流動体の飛び散り等を回避することができ、衛生面の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るトイレ装置の概略構成例を示す図である。
【図２】トイレ装置の構成例を示す断面図である。
【図３】安全弁の取り付け例を示す図である。
【図４】安全弁の通常時の状態の構成例を示す断面図である。
【図５】安全弁の作動時の構成例を示断面図である。
【図６】安全弁の構成例を示す分解斜視図である。
【図７】トイレ装置のブロック構成例を示す図である。
【図８】トイレ装置の動作例を示すタイミングチャートである（その１）。
【図９】トイレ装置の動作例を示すタイミングチャートである（その２）。
【図１０】圧送動作時の圧力変化を説明するための図である。
【図１１】トイレ装置の圧送動作時の動作例を示すフローチャートである。
【図１２】配管詰まりエラー時の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明する。
［圧送式トイレシステムの構成例］
図１は、本発明に係る圧送式トイレシステムＴＳの概略構成の一例を示す図である。図２は、トイレ装置１００の構成例を示す断面図である。圧送式トイレシステムＴＳは、図１に示すように、介護者の居室等に設置される持ち運び可能なトイレ装置１００と、予め住宅等に設置されている既設トイレ装置２００とを備えている。トイレ装置１００と既設トイレ装置とは排出管３ｆを介して連通されており、トイレ装置１００側で排泄されて粉砕された汚物が、圧縮空気により排出管３ｆを経由して既設トイレ装置２００に圧送される構成となっている。
【００１６】
［トイレ装置の構成例］
トイレ装置１００は、便器本体１０と給水タンク４と粉砕装置２と圧送タンク３と圧力センサ１２と連通管１４とエア抜き電磁弁１８と安全弁５０とを備えている。便器本体１０は、便蓋１ａと便座１ｂと便器１ｃとを有している。便蓋１ａは、便器１ｃの後部上端縁に図示しない取付部材を介して開閉可能に取り付けられている。便座１ｂは、便蓋1ａと便器１ｃとの間に介設され、図示しない取付部材を介して便器１ｃの後部上端縁に開閉可能に取り付けられる。便器１ｃは、合成樹脂や陶器等からなる上端が開口されたボウル状をなし、汚物や洗浄水、トイレットペーパー等を受容する。便器１ｃの内側後部であってその上端部よりも若干低い位置には、便器１ｃ内が満水となっているかを検出するための満水センサ１ｄが設けられている。
【００１７】
給水タンク４は、例えば少なくとも１．７リットルの水が貯えられるような大きさのタンクにより構成され、便器本体１０の後部に取り付けられている。給水タンク４には、既設トイレ装置２００の給水口から分岐した給水管４０の一端が接続されており、既設トイレ装置２００側から水（洗浄水）が供給されるようになっている。
【００１８】
給水管４０の経路中には、タンク電磁弁４ａと流量センサ（大）４ｂとが設けられている。タンク電磁弁４ａは、便蓋１ａの開閉に応じて給水管４０の流路を開閉することで、給水タンク４への給水量や給水タイミングを調整する。流量センサ（大）４ｂは、タンク電磁弁４ａよりも下流側に設けられて給水管４０を流れる給水量（流量）を検出し、予め設定された給水量に達したときにタンク電磁弁４ａを閉状態とさせ、給水タンク４に規定量の水が溜められるようにする。
【００１９】
この給水管４０は、タンク電磁弁４ａの上流側で分岐しており、分岐した分岐管４２の一端が人体局部を洗浄する洗浄便座の貯水タンク１ｅに接続されている。これにより、例えば、１リットルの人体局部洗浄用の水が給水管４０および分岐管４２を経由して貯水タンク１ｅに供給される。
【００２０】
分岐管４２の経路中には、便座電磁弁４ｃと流量センサ（小）４ｄとが設けられている。便座電磁弁４ｃは、利用者の人体局部洗浄開始ボタンの操作に基づいて分岐管４２の流路を開閉し、貯水タンク１ｅへの給水量や給水タイミングを調整する。流量センサ（小）４ｄは、便座電磁弁４ｃの下流側に設けられて分岐管４２を流れる給水量（流量）を検出し、予め設定された給水量となったときに便座電磁弁４ｃを閉状態とさせ、人体局部洗浄用に使用できる水量の上限を規定している。
【００２１】
給水タンク４の内部には、洗浄水弁モータ４ｅとオーバーフロー検知スイッチ４ｆと洗浄水弁４ｇとが設けられている。洗浄水弁モータ４ｅは、洗浄水弁４ｇにチェーン等を介して接続されており、ユーザにより洗浄ボタンが操作（押下）されると駆動して洗浄水弁４ｇを開き、給水タンク４に溜められている水を便器１ｃに流入させる。
【００２２】
オーバーフロー検知スイッチ４ｆは、給水タンク４内のオーバーフローを検出するためのスイッチであり、給水タンク４内の水量が所定の規定量を超えたときにオンされる。オーバーフロー検知スイッチ４ｆがオンされると、タンク電磁弁４ａを閉状態として給水タンク４に水が流入しないようになっている。
【００２３】
給水タンク４の前面部には、便蓋１ａの開閉を検出する便蓋開閉検知センサ１３が設置されている。便蓋開閉検知センサ１３は、便蓋１ａが開いたときにオンされ、このオンに応じた開閉検知信号Ｓ１３（図２参照）に基づいてトイレ装置１００の準備動作や便器洗浄等の各種処理が開始される。
【００２４】
便器本体１０と粉砕装置２との間に設けられた投入口１ｆには、仕切り弁２ｄが設けられている。仕切り弁２ｄは、便器１ｃの前部下方に設置された投入口モータ２ｃに接続され、投入口モータ２ｃの駆動により水平移動することで投入口１ｆを開閉して便器本体１０と粉砕装置２との間の流路を連通状態または非連通状態とする。仕切り弁２ｄの移動経路中には、投入口開位置検出スイッチ９０と投入口閉位置検出スイッチ９２とが設けられている。
【００２５】
粉砕装置２は、粉砕機構部の一例であり、便器１ｃの下方に設置された収容容器２２ｎと粉砕機構２ｊとを備えている。収容容器２２ｎは、その上面部に便器本体１０からの汚物が流下する図示しない流入口を有しており、この流入口が便器１ｃの投入口１ｆに接続されている。粉砕機構２ｊは、収容容器２２ｎの内部に配置されており、トイレットペーパーや汚物を細かく擂り潰しながら粉砕する。粉砕機構２ｊは、上下に対向して配置された一対の固定臼２ｈおよび回転臼２ｉから構成されている。
【００２６】
下側に配置された固定臼２ｈは、略円盤状を成して収容容器２２ｎの底面部に固定され、回転臼２ｉとの対向面に凹凸形状の粉砕歯を有している。上側の回転臼２ｉは、略円盤状を成して図示しないシャフトを介して粉砕モータ２ｓに接続され、粉砕モータ２ｓの駆動により正回転または逆回転する。また、回転臼２ｉは、固定臼２ｈとの対向面に凹凸形状の粉砕歯を有しており、固定臼２ｈと若干の隙間を隔てて配置されている。回転臼２ｉの中央部には、図示しない複数の流入口が設けられており、便器本体１０の投入口１ｆから排出された汚物が流入口から流れ込み、流れ込んだ汚物が洗浄水と共に固定臼２ｈと回転臼２ｉの隙間に入り込むようになっている。固定臼２ｈと回転臼２ｉの間隙に入り込んだ汚物は、それぞれの粉砕歯により細かく擂り潰されて洗浄水と混合され、流動性の高い状態となる。以下では、汚物やトイレットペーパーが洗浄水と混合して擂り潰されたものを汚物流動体と称する。
【００２７】
圧送タンク３は、タンク部の一例であり、連結管３ｇを介して粉砕装置２に接続されると共にエア管３ｉを介してコンプレッサ６に接続され、粉砕装置２で粉砕された汚物流動体を収容すると共に内部にコンプレッサ６から供給される圧縮空気を充填する。圧送タンク３は、所定の径を有する円筒管であって、例えばコの字状に折り曲げられて粉砕装置２の下方に配置され、その上流側に汚物流動体が流入する図示しない流入口を有すると共に下流側に汚物流動体を排出する図示しない排出口を有している。排出口には排出管３ｆの一端が接続され、圧送タンク３の排出口から排出された汚物流動体が流入される。また、圧送タンク３は、上流側から下流側に向かって緩やかに傾斜して設置され、内部に収容した汚物流動体を効率的に排出管３ｆに排出できるように構成されている。
【００２８】
圧送タンク３と粉砕装置２との間の流路には、排出弁３ｂが設けられている。排出弁３ｂは、排出弁モータ２ｋに接続され、排出弁モータ２ｋの駆動により水平移動して圧送タンク３と粉砕装置２との間の流路を開閉することでその流路を連通状態または非連通状態とする。
【００２９】
排出弁３ｂの移動経路中には、排出弁開位置検出スイッチ９４と排出弁閉位置検出スイッチ９６とが設けられている。排出弁開位置検出スイッチ９４は、排出弁３ｂが開状態となるとオンとなり、排出弁３ｂが閉状態となるとオフとなる。排出弁閉位置検出スイッチ９６は、排出弁３ｂが閉じたときにオンとなり、排出弁３ｂが閉じたときにオフとなる。
【００３０】
コンプレッサ６は、圧送タンク３の後部に設置されており、エア管３ｉを介して圧送タンク３に連通している。このコンプレッサ６は、圧縮した空気を作り出し、作り出した圧縮空気を圧送タンク３に供給して圧送タンク３内を圧縮空気で充填し、圧送タンク３内に収容されている汚物流動体を空気圧で圧送する。圧力センサ１２は、圧力検出手段の一例であり、エア管３ｉに取り付けられて圧送タンク３内の圧力を検知する。
【００３１】
連通管１４は、一端が粉砕装置２の収容容器２２ｎの上面部に接続されると共に他端が圧送タンク３の上面部に接続され、粉砕装置２と圧送タンク３との間を連通している。この連通管１４は、粉砕装置２から圧送タンク３に流下する汚物流動体の経路とは異なる経路を形成するものであって、粉砕装置２から圧送タンク３への汚物流動体の流下時に汚物流動体とは別経路で圧送タンク３内の空気を粉砕装置２内に導く。本例では、連通管１４が、エア管３ｉの経路途中に接続されて圧送タンク３までの管路を共有した構成となっているが、連通管１４とエア管３ｉとはそれぞれ独立した構成としても良い。なお、連通管１４は、連通管部材の一例を構成している。
【００３２】
エア抜き電磁弁１８は、連通管１４の経路途中に設けられ、制御ユニット８の制御により排出弁３ｂの開閉操作に連動して開閉し、連通管１４の経路を連通状態と非連通状態とに切り替える。例えば、排出弁３ｂが開くとこれに連動してエア抜き電磁弁１８が開き、排出弁３ｂが閉じるとこれに連動してエア抜き電磁弁１８が閉じるように制御される。これにより、粉砕装置２から圧送タンク３への汚物流動体の流下時に、圧送タンク３内の空気を別経路の連通管１４から逃すことができる。
【００３３】
また、エア抜き電磁弁１８は、圧送動作において、圧送タンク３内が異常圧力となったときに開いて、圧送タンク３内の空気を粉砕装置２の収容容器２２ｎ内に逃す機能を有している。これにより、圧送タンク３内の残圧が抜けて、圧送タンク３内を高圧状態から正常な圧力状態に戻すことができる。なお、エア抜き電磁弁１８は、切替弁部材の一例を構成している。
【００３４】
安全弁５０は、圧力調整部材の一例であり、圧送タンク３とコンプレッサ６との間を接続するエア管３ｉに連通して取り付けられている。この安全弁５０は、圧送タンク３内の圧力が異常となった場合に、圧送タンク３内の空気を自動的に外部に逃して圧送タンク３の内部を減圧することで、圧送タンク３内を正常な圧力に戻すものである。なお、安全弁５０は、圧送タンク３に直接取り付けるような構成としても良い。安全弁５０の詳細については後述する。
【００３５】
圧送タンク３の下面には、便器１ｃや圧送タンク３から漏れ出た水を受け止めて外部への漏水を防止するためのドレンパン１６が設けられている。ドレンパン１６の底面部には、漏水を検出するための漏水センサ２４が設置されている。
【００３６】
［既設トイレの構成例］
既設トイレ装置２００は、一般の家庭で使用されているタンク式の洗浄トイレ装置であって、便器本体２０２と既設トイレ洗浄モータ２０４と排出お知らせ装置２０６とを備えている。便器本体２０２には、排出管３ｆの一端が取り付けられており、トイレ装置１００側から圧送される汚物流動体が流入されるようになっている。
【００３７】
既設トイレ洗浄モータ２０４は、トイレ装置１００で汚物流動体の圧送が終了したときにトイレ装置１００の制御ユニット８から出力される圧送終了信号に基づいて駆動して、洗浄水を便器本体２０２内に流す。排出お知らせ装置２０６は、トイレ装置１００側で便器洗浄や粉砕動作、搬送動作、圧送動作が行われていることを既設トイレ装置２００側のユーザに報知するための装置であり、例えば、点灯により排出を報知するＬＥＤやブザー音や警告音声等を出力するスピーカ等で構成されている。
【００３８】
［安全弁の構成例］
次に、安全弁５０の構成について説明する。図３は安全弁５０の取り付け状態を示しており、図４は安全弁５０の通常時の状態における断面構成例を示しており、図５は安全弁５０の作動時の状態における断面構成例を示している。図６は、安全弁５０の分解斜視図を示している。
【００３９】
安全弁５０は、圧送タンク３内が予め設定された圧力値を超える場合に、圧送タンク内の圧力を外部に自動的に逃して圧送タンク３内の圧力を正常値とするための部材であり、コンプレッサ６と圧送タンク３との間に設けられた連結管７０の安全弁接続部７２に取り付けられている。連結管７０には、その他の接続部として、コンプレッサ６に接続されるコンプレッサ接続部７４とエア管３ｉに接続される圧送タンク接続部７６とが設けられている。
【００４０】
安全弁５０は、図３〜図６に示すように、弁本体５２とバルブ５４とスプリングガイド５６とスプリング５８とスプリング受け部６０とピン６２とを備えている。弁本体５２は、平面的に見て六角形状をなす筒状部材であって、その筒内がスプリングガイド５６およびスプリング５８等を収容するための空間部５２ａとなっている。空間部５２ａの連結管７０側の一端には、空間部５２ａに連通したバルブ５４を収容するためのバルブ収容部５２ｂが設けられている。弁本体５２の下方側の壁面部には、一端が空間部５２ａに連通すると共に他端が外部に連通した貫通孔５２ｃが穿設されている。圧送タンク３の内部が異常圧力となった場合に、この貫通孔５２ｃから圧送タンク３内の空気が排出されて減圧される。
【００４１】
弁本体５２の連結管７０側の端面には、弁本体５２を連結管７０に装着するための取付部５３が設けられている。取付部５３の内部には、一端が連結管７０に連通すると共に他端が弁本体５２のバルブ収容部５２ｂに連通する連通孔５３ａが設けられている。この連通孔５３ａは、圧送タンク３内の空気が流れ込む流入口として機能する。
【００４２】
バルブ５４は、開閉弁部材の一例であり、弁本体５２に設けられたバルブ収容部５２ｂに配置され、圧送タンク３と外部との間の流路を圧送タンク３内の圧力に応じて開閉移動する。スプリングガイド５６は、移動部材の一例であり、バルブ５４の外径よりも小さい径を有する棒状部材であって、一端がバルブ５４に一体形成され、他端がスプリング受け部６０の軸孔６０ｃに軸方向に沿ってスライド可能に挿通されている。
【００４３】
スプリングガイド５６の他端は、スプリング受け部６０の外側端面から若干延出しており、その延出した部位にピン６２を取り付けるための取付孔５６ａが穿設されている。ピン６２は、操作部材の一例であり、スプリングガイド５６の取付孔５６ａに取り付けられ、バルブ５４を手動で開くための把持部として機能する。
【００４４】
スプリング５８は、弾性部材の一例であり、スプリングガイド５６の外周部に外装されている。スプリング５８は、一端がバルブ５４の外端面に当接されると共に他端がスプリング受け部６０の凹み部６０ｄに当接され、バルブ５４とスプリング受け部６０との間に圧縮された状態で配置されている。これにより、バルブ５４がスプリング５８により連結管７０側に付勢され、安全弁５０と圧送タンク３との間の流路がバルブ５４により密閉される。
【００４５】
スプリング受け部６０は、六角形状の頂面部６０ａとこの頂面部６０ａに連なる円柱状の本体６０ｂとから構成され、その軸芯にはスプリングガイド５６を挿通するための軸孔６０ｃが穿設されている。本体６０ｂの底面部には、スプリング５８の一端を支持するための凹み部６０ｄが設けられている。スプリング受け部６０は、軸孔６０ｃにスプリングガイド５６を挿通させると共にその凹み部６０ｄにスプリング５８を収容した状態で、弁本体５２の空間部５２ａに嵌め込まれ、本体６０ｂの外周面に設けられた図示しない固定手段により弁本体５２に取り付け、固定される。
【００４６】
このように構成された安全弁５０において、圧送タンク３内の圧力が予め設定された圧力値（図１０に示す第３の圧力値Ｐ３）に到達すると、圧送タンク３側からの圧力による付勢力がスプリング５８の弾性力よりも大きくなるので、図５に示すように、バルブ５４がスプリング５８の弾性力に抗してスプリング５８を圧縮する側に移動する。これにより、バルブ５４が開き、圧送タンク３内の空気が連結管７０、弁本体５２の連通孔５３ａ、バルブ収容部５２ｂおよび空間部５２ａを経由して貫通孔５２ｃから排出される。その結果、圧送タンク３内が減圧されて正常な圧力に戻る。
【００４７】
一方、圧送タンク３内の空気（残圧）が逃げて内部が正常な圧力に戻ると、圧送タンク３側からの付勢力がスプリング５８の弾性力よりも小さくなるので、図４に示すように、バルブ５４が元のバルブ収容部５２ｂに戻り、圧送タンク３と外部との流路が再び密閉された状態となる。
【００４８】
［圧送式トイレシステムのブロック構成例］
次に、本発明に係る圧送式トイレシステムＴＳのブロック構成の一例について説明する。図７は、圧送式トイレシステムＴＳの制御系のブロック構成例を示している。
【００４９】
図７に示すように、圧送式トイレシステムＴＳは、制御ユニット８と便蓋開閉検知センサ１３と圧力センサ１２と排出弁開位置検出スイッチ９４と排出弁閉位置検出スイッチ９６と操作表示部８０とタンク電磁弁４ａとモータ駆動部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，８ｂとモータ２ｃ，２ｓ，２ｋ，４ｅとエア抜き電磁弁１８とコンプレッサ６と既設トイレ洗浄モータ２０４と排出お知らせ装置２０６とを備えている。
【００５０】
まず、トイレ装置１００側の制御系について説明する。制御ユニット８は、トイレ装置１００の全体の動作を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８ａとＲＯＭ（Read Only Memory）８ｂとＲＡＭ（Random Access Memory）８ｃとを有している。ＣＰＵ８ａは、ＲＯＭ８ｂに格納されているプログラムをＲＡＭ８ｃに展開して実行することにより、便器洗浄動作や粉砕動作、搬送動作、圧送動作を実行する。ＲＯＭ８ｂには、圧送動作時に圧送タンク３内が異常圧力となっていないかを判断する際に用いられる第１〜第４の圧力値Ｐ４が記憶されている。なお、制御ユニット８は制御手段の一例を構成している。
【００５１】
便蓋開閉検知センサ１３は、例えば透過型のセンサにより構成されており、図１に示した便蓋１ａの開閉動作を検出して、便蓋１ａの開閉を示す開閉検知信号Ｓ１３を制御ユニット８に出力する。圧力センサ１２は、圧送タンク３内の圧力を検出して圧力検知信号（データ）Ｓ１２を制御ユニット８に出力する。
【００５２】
排出弁開位置検出スイッチ９４は、粉砕装置２と圧送タンク３との間に設けられた排出弁３ｂが開いたことを検出して開検知信号Ｓ９４を制御ユニット８に出力する。排出弁閉位置検出スイッチ９６は、粉砕装置２と圧送タンク３との間に設けられた排出弁３ｂが閉じたことを検出して開検知信号Ｓ９６を制御ユニット８に出力する。
【００５３】
操作表示部８０は、例えば便器１ｃの側面部に設けられ、各種操作を行う操作部と警告を行う表示部とを有している。操作部は、例えば、洗浄水を流す洗浄ボタンや便器１ｃ内を清掃する時に運転を一時停止する清掃ボタン、第１〜第４の圧力値Ｐ４を設定する操作ボタン等から構成されている。表示部は、例えば、トイレ装置１００内の圧力異常等を警告表示する異常ＬＥＤや清掃ボタンを押下したことを示す清掃ＬＥＤ等から構成されている。タンク電磁弁４ａは、制御ユニット８から出力される制御信号Ｓ４ａに基づいて開閉することで、給水タンク４に供給する給水量を制御する。
【００５４】
モータ駆動部９ｄは、制御ユニット８から供給されるモータ駆動データＤ４ｅをデコードしてモータ制御信号Ｓ４ｅを生成し、このモータ制御信号Ｓ４ｅを洗浄水弁モータ４ｅに出力する。洗浄水弁モータ４ｅは、モータ駆動部９ｄから供給されるモータ制御信号Ｓ４ｅに基づいて回転駆動して洗浄水弁４ｇを開閉し、給水タンク４から便器１ｃに洗浄水を供給または停止する。
【００５５】
モータ駆動部９ａは、制御ユニット８から供給される開閉検知信号Ｓ１３に応じたモータ駆動データＤ２ｃをデコードしてモータ制御信号Ｓ２ｃを生成し、このモータ制御信号Ｓ２ｃを投入口モータ２ｃに出力する。投入口モータ２ｃは、モータ駆動部９ａから供給されるモータ制御信号Ｓ２ｃに基づいて回転駆動して仕切り弁２ｄを開閉し、便器１ｃから粉砕装置２に流れるトイレットペーパーや汚物、洗浄水を通過または停止する。
【００５６】
モータ駆動部９ｂは、制御ユニット８から供給される開閉検知信号Ｓ１３に応じたモータ駆動データＤ２ｓをデコードしてモータ制御信号Ｓ２ｓを生成し、生成したモータ制御信号Ｓ２ｓを粉砕モータ２ｓに出力する。粉砕モータ２ｓは、モータ駆動部９ｂから供給されるモータ制御信号Ｓ２ｓに基づいて回転駆動し、回転臼２ｉを回転させて汚物を粉砕する。
【００５７】
モータ駆動部９ｃは、制御ユニット８から供給されるモータ駆動データＤ２ｋをデコードしてモータ制御信号Ｓ２ｋを生成し、生成したモータ制御信号Ｓ２ｋを排出弁モータ２ｋに出力する。排出弁モータ２ｋは、モータ駆動部９ｃから供給されるモータ制御信号Ｓ２ｋに基づいて回転駆動して排出弁３ｂを開閉し、粉砕装置２で粉砕された汚物（汚物流動体）を圧送タンク３内に流入させる。
【００５８】
エア抜き電磁弁１８は、制御ユニット８から供給される制御信号Ｓ１８に基づいてエア抜き電磁弁１８を開閉する。制御信号Ｓ１８は、排出弁３ｂを開閉するモータ駆動データＤ２ｋの出力や排出弁開位置検出スイッチ９４からの開検知信号Ｓ９４の入力に同期（連動）して制御ユニット８から出力される信号である。これにより、排出弁３ｂの開動作と同時にエア抜き電磁弁１８が開くので、粉砕装置２から圧送タンク３内に汚物流動体が流入されるのと同時に、圧送タンク３内の空気を別経路の連通管１４を経由して粉砕装置２に排出できる。
【００５９】
コンプレッサ６は、制御ユニット８から供給される制御信号Ｓ６に基づいて作動して圧縮空気を作り出し、排出弁３ｂが閉じた後に圧送タンク３内に圧縮空気を供給する。これにより、圧送タンク３内に流入した汚物流動体が圧縮空気によって排出管３ｆを経由して既設トイレ装置２００に圧送される。
【００６０】
続けて、既設トイレ装置２００側の制御系について説明する。排出お知らせ装置２０６は、トイレ装置１００側で洗浄動作等が開始されたことを報知するお知らせＬＥＤやブザー音で報知するスピーカ等を備え、制御ユニット８の指示に基づいてＬＥＤの点灯やブザー音を出力する。
【００６１】
モータ駆動部２１０は、制御ユニット８から供給されるモータ駆動データＤ２ｌをデコードしてモータ制御信号Ｓ０４を生成して既設トイレ洗浄モータ２０４に出力する。既設トイレ洗浄モータ２０４は、モータ駆動部２１０から供給されるモータ制御信号Ｓ０４に基づいて回転駆動して洗浄水弁を開き、トイレ装置１００側から圧送された汚物流動体を洗浄水により流す。
【００６２】
［圧送式トイレシステムの動作例］
次に、本発明に係るトイレ装置１００の動作の一例について説明する。図８および図９は、トイレ装置１００の動作例を示すタイミングチャートである。トイレ装置１００の処理工程は、準備動作、便器洗浄動作、粉砕動作、搬送動作および圧送動作の５つの工程で構成されている。本例では、各工程を１回行う例について説明するが、もちろん各工程を２回行っても良いし、複数の工程を同時に並列処理しても良い。
【００６３】
ユーザによりトイレ装置１００の使用が開始されると、まず、トイレ装置１００では準備動作が行われる。時刻ｔ１で、ユーザによりトイレ装置１００の便蓋１ａが開けられると、便蓋開閉検知センサ１３がオンとなり、開閉検知信号Ｓ１３がローレベル（以下Ｌレベルという）からハイレベル（以下Ｈレベルという）に立ち上がる（図８（Ａ），図８（Ｂ））。
【００６４】
便蓋開閉検知センサ１３により便蓋１ａの開きが検出されると、時刻ｔ２においてタンク電磁弁４ａが開き、給水タンク４に給水が開始される。時刻ｔ３でタンク電磁弁４ａが閉じて給水タンク４への給水が停止される（図８（Ｃ））。これにより、給水タンク４には例えば１．７リットルの水が溜められる。
【００６５】
便座電磁弁４ｃ（タンク電磁弁４ａ）が開いて貯水タンク１ｅに水が給水され始めると、時刻ｔ４で、モータ制御信号Ｓ２ｃがＬレベルからＨレベルに立ち上がり投入口モータ２ｃが駆動する。そして、時刻ｔ５で、モータ制御信号Ｓ２ｃがＨレベルからＬレベルに立ち下がり投入口モータ２ｃが停止する（図８（Ｆ））。これにより、仕切り弁２ｄが少しだけ開口した状態となり、次工程の便器洗浄動作の洗浄水や人体局部洗浄水が便器１ｃに溜められる前に、予め仕切り弁２ｄの上部に溜められていた少量の溜水が粉砕装置２に排出される。
【００６６】
時刻ｔ６において、ユーザの排泄が終了して便蓋１ａが閉じられると、便蓋開閉検知センサ１３がオフとなり、開閉検知信号Ｓ１３がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（図８（Ａ），図８（Ｂ））。
【００６７】
準備動作が終了すると、続けて便器洗浄動作が開始される。便蓋開閉検知センサ１３がオフとなってから数秒経過すると、ユーザの排泄が終了したものと判断して、時刻ｔ７〜ｔ８においてモータ制御信号Ｓ４ｅがＬレベルからＨレベルに立ち上がり、洗浄水弁モータ４ｅが駆動して洗浄水弁４ｇが開く（図８（Ｄ），図８（Ｅ））。これにより、給水タンク４から便器１ｃに洗浄水が流入される。なお、洗浄水の流しの開始は、洗浄開始の操作ボタンがユーザにより操作されたときに行うようにしても良い。時刻ｔ１１〜ｔ１２で再度洗浄水弁モータ４ｅが駆動して洗浄水弁４ｇが閉じる（図８（Ｄ），図８（Ｅ））。
【００６８】
洗浄水の便器１ｃへの流入に同期して（同時に）、時刻ｔ７〜ｔ８で投入口モータ２ｃが正回転することで仕切り弁２ｄが開く（図８（Ｆ））。これにより、汚物が載っている仕切り弁２ｄの上面を洗浄水によって洗浄しつつ、仕切り弁２ｄの開き動作に伴って汚物を粉砕装置２内に流入させることができる。汚物の粉砕装置２内への流入が終了する時刻ｔ９〜ｔ１０で、投入口モータ２ｃが逆回転し、仕切り弁２ｄが閉じる（図８（Ｆ））。
【００６９】
便器洗浄動作が終了すると、続けて粉砕動作が開始される。便蓋開閉検知センサ１３がオフとなってからさらに数秒経過すると（便洗浄動作が終了すると）、時刻ｔ１１において、モータ制御信号Ｓ２ｓがＬレベルからＨレベルに立ち上がり、粉砕モータ２ｓが正回転する（図８（Ｇ））。これにより、粉砕動作が開始されて、便器１ｃから排出された汚物が粉砕機構２ｊにより細かく粉砕される。時刻ｔ１３でモータ制御信号Ｓ４ｓがＨレベルからＬレベルに立ち下がって粉砕モータ２ｓが停止する。粉砕モータ２ｓが停止することで、回転臼２ｉの回転が停止して粉砕動作が終了する。
【００７０】
粉砕動作が終了したら、続けて汚物を粉砕装置２から圧送タンク３に移動させる搬送動作が開始される。粉砕動作が終了してから数秒経過したら、時刻ｔ１４〜ｔ１５の間、排出弁モータ２ｋが正回転する（図９（Ｈ））。これにより、排出弁３ｂが閉位置から開位置に移動して開き、粉砕装置２内の汚物流動体が圧送タンク３に流れ込む。排出弁３ｂの開動作に伴って、時刻ｔ１４で排出弁閉位置検出スイッチ９６がオフとなり、時刻ｔ１５で排出弁開位置検出スイッチ９４がオンとなる（図９（Ｉ），図９（Ｊ））。
【００７１】
続けて、汚物流動体の圧送タンク３内への搬送が終了したら、時刻ｔ１６において排出弁モータ２ｋが逆回転する（図９（Ｈ））。これにより、排出弁３ｂが開位置から閉位置に移動して閉じて、粉砕装置２と圧送タンク３とを結ぶ流路が非連通状態となる。排出弁３ｂの閉動作に伴って、時刻ｔ１６で排出弁開位置検出スイッチ９４がオフとなり、時刻ｔ１７で排出弁閉位置検出スイッチ９６がオンとなる（図９（Ｉ），図９（Ｊ））。
【００７２】
また、時刻ｔ１５で、排出弁開位置検出スイッチ９４がオンとなると、排出弁３ｂの開動作に同期（連動）してエア抜き電磁弁１８が開き、連通管１４が連通状態となる（図９（Ｋ））。これにより、粉砕装置２から圧送タンク３への汚物流動体の流入に伴って、汚物流入経路とは別経路の連通管１４を経由して圧送タンク３内の空気が粉砕装置２に排出される。時刻ｔ１６で排出弁開位置検出スイッチ９４がオフになると、排出弁３ｂの閉動作に同期してエア抜き電磁弁１８が閉じて、連通管１４が非連通状態に切り替わる（図９（Ｋ））。これにより、圧送タンク３から粉砕装置２への空気の流入が停止する。
【００７３】
排出弁３ｂが閉じて数秒経過したら（搬送動作が終了したら）、時刻ｔ１８において、コンプレッサ６が作動して圧縮空気を作り出して圧送タンク３に充填（送出）し、時刻ｔ１９においてコンプレッサ６が停止する（図９（Ｌ））。圧力センサ１２は、圧送タンク３内の圧力の変化を検知する（図９（Ｍ））。圧送動作時の圧送タンク３内の圧力変化については後述する。
【００７４】
既設トイレ装置２００側では、時刻ｔ６において、便蓋１ａが閉じられて便蓋開閉検知センサ１３がオフとなると、既設トイレ室の壁面部に設けられた排出お知らせ装置２０６のＬＥＤが点灯する。さらに、トイレ装置１００が便器洗浄、粉砕動作、搬送動作、圧送動作中であることを排出お知らせ装置２０６がブザー音で警告する（図９（Ｎ））。
【００７５】
時刻ｔ２０〜ｔ２１および時刻ｔ２２〜ｔ２３において、既設トイレ洗浄モータ３２がオンすることで洗浄水弁が開く（図９（Ｏ））。これにより、洗浄水が便器本体３０内に流れて、トイレ装置１００から圧送された汚物流動体が排出される。
【００７６】
［圧送動作時の圧力検知例］
次に、汚物流動体の圧送開始から圧送終了までの圧送タンク３内の圧力状態について説明する。図１０は、圧力センサ１２により検知された汚物圧送開始から圧送終了までの圧送タンク３内の圧力変化を示しており、図１０中実線は正常動作時の圧送タンク３の圧力変化を示し、図１０中点線は異常動作時の圧送タンク３の圧力変化を示している。
【００７７】
通常動作時においては、図１０の実線で示すように、コンプレッサ６から圧送タンク３に圧縮空気の供給が開始されると、圧送タンク３内の汚物流動体に圧縮空気が作用して汚物流動体が排出管３ｆへ進入することで圧送タンク３の内部圧力が上昇する。汚物流動体の圧送中においては略一定の圧力値で推移する。汚物流動体の圧送が終了すると、排出管３ｆ内の汚物流動体が既設トイレ装置２００に排出されるので、これに伴い圧送タンク３内の圧力も下降する。
【００７８】
一方、異常動作時には、圧送タンク３の排出口や排出管３ｆ等での汚物の詰まり等により汚物流動体が既設トイレ装置２００に圧送されないので、図１０の点線で示すように、圧送タンク３内の圧力がコンプレッサ６から供給される圧縮空気により上昇し続ける。本例では、この異常圧力を検知するために、制御ユニット８では、圧送開始時と圧送中と圧送終了時における正常動作時における圧力値を予めメモリに記憶し、圧送動作時の実際の圧送タンク３内の圧力値とメモリの圧力値とを比較することで、トイレ装置１００が正常に動作しているかを監視している。
【００７９】
［圧送時のトイレ装置の動作例］
次に、汚物圧送動作時のトイレ装置１００の動作の一例について説明する。図１１は、汚物圧送動作時のトイレ装置１００における動作例を示すフローチャートである。図１１に示すように、ステップＳ１０で圧力センサ１２は、トイレ装置１００の電源がオンされると、圧送タンク３内の圧力を検出する。圧力センサ１２により検出された検知データは制御ユニット８に供給される。
【００８０】
ステップＳ２０で制御ユニット８は、粉砕装置２から圧送タンク３への汚物流動体の排出が終了したと判断すると、コンプレッサ６をオンして圧送タンク３内に圧縮空気の充填を開始する。
【００８１】
ステップＳ３０で制御ユニット８は、圧力センサ１２により検知された圧力を監視し、圧送タンク３内の圧送開始時の圧力が第１の圧力値Ｐ１以上となったか否かを判断する。これは、通常動作時は、コンプレッサ６の作動により圧縮空気が圧送タンク３内に供給され、汚物流動体が排出管３ｆに侵入することで圧力が上昇するからである。第１の圧力値Ｐ１は、例えば圧送開始時において圧送が正常に開始されたかを判断するために用いられる閾値である（図１０参照）。制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧力が第１の圧力値Ｐ１以上であると判断した場合にはステップＳ４０に進み、圧送タンク３内の圧力が第１の圧力値Ｐ１未満であると判断した場合にはステップＳ５０に進む。
【００８２】
圧送タンク３内の圧送開始時の圧力が第１の圧力値Ｐ１未満である場合、ステップＳ５０で制御ユニット８は、圧送タンク３において第１の圧力値Ｐ１未満の状態が予め設定したタイマ時間（圧力上昇タイマ）を経過したか否かを判断する。制御ユニット８は、タイマ時間を経過したと判断した場合にはステップＳ６０に進み、ステップＳ６０では圧送タンク３内の圧力が上昇しないのでコンプレッサ６で故障が発生したものと判断してエラー警告を行う。一方、タイマ時間内に圧送タンク３内の圧力が第１の圧力値Ｐ１以上となった場合にはステップＳ３０に戻り、再度圧送タンク３内の圧力が第１の圧力値Ｐ１以上であるか否かが判断される。
【００８３】
圧送タンク３内の圧送開始時の圧力が第１の圧力値Ｐ１以上である場合、ステップＳ４０で制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧力が予め設定された第２の圧力値Ｐ２以下であるか否かを判断する。第２の圧力値Ｐ２は、汚物の詰まり等により圧送タンク３内で圧力異常が発生したことをユーザに警告するために設定される閾値であり、通常動作時の最大圧力値よりもある程度の余裕を持たせた値であって、かつ、後述する安全弁５０が作動する第３の圧力値Ｐ３よりも低い値に設定される（図１０参照）。制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２以下であると判断した場合には正常圧力であるとしてステップＳ７０に進み、圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２を超える値であると判断した場合には異常圧力であるとしてステップＳ８０に進む。
【００８４】
ステップＳ８０で制御ユニット８は、圧送タンク３において第２の圧力値Ｐ２を超える状態が予め設定したタイマ時間（配管詰まりタイマ）を経過したか否かを判断する。制御ユニット８は、タイマ時間を経過したと判断した場合にはステップＳ９０に進み、タイマ時間内に圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２以下となった場合にはステップＳ４０に戻り、再度圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２以下であるか否かが判断される。
【００８５】
ステップＳ９０では、図１２に示すサブルーチンに移行し、配管詰まりのエラー処理が行われる。図１２は、配管詰まりエラー時の処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、ステップＳ９００で制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２を超える場合には、トイレ装置１００の動作を停止させる。具体的には、タンク電磁弁４ａや便座電磁弁４ｃを閉じたり、コンプレッサ６を停止して圧送タンク３への圧縮空気の供給を停止する。トイレ装置１００の動作を停止させることで漏水を防止する。
【００８６】
ステップＳ９１０で制御ユニット８は、トイレ装置１００の動作を停止させたら、配管詰まりを警報するためのエラー表示を行う。例えば、操作表示部８０に設けられたＬＥＤを点灯させたり、音声やブザー音を発生させて、ユーザに圧送タンク３内で異常が発生したことを警告する。なお、エラー表示は、ステップＳ９００のトイレ装置１００を停止させる前に行っても良い。
【００８７】
ステップＳ９２０では、エラー表示を確認した作業員やユーザが、圧送タンク３に設けられた安全弁５０のピン６２を引っ張る操作を行うことで安全弁５０を作動させて、圧送タンク３内の残圧を逃す作業が行われる。安全弁５０が手動操作された場合には、圧送タンク３内が正常な圧力に戻ったものとしてステップＳ９３０に進む。ステップＳ９３０では、作業員等によりトイレ装置１００の修理が開始される。一方、エラー表示を行ったにも係らず、安全弁５０の手動操作が行われない場合にはステップＳ９４０に進む。
【００８８】
ステップＳ９４０，Ｓ９５０では、圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２を超えてさらに予め設定された第３の圧力値Ｐ３を越えた場合に、安全弁５０が機械的に作動する。例えば、コンプレッサ６が故障したり、制御ユニット８のソフトウェアが正常に動作しない場合に、コンプレッサ６が停止せずに圧縮空気が圧送タンク３に供給され続け、圧送タンク３内の圧力が上昇し続けてしまう場合である。本発明によれば、圧送タンク３内の圧力が第３の圧力値Ｐ３に達した時点で安全弁５０が機械的に作動するので、圧送タンク３内の気体が自動的に外部に排出され、圧送タンク３内が正常な圧力に減圧される。第３の圧力値Ｐ３は、第２の圧力値Ｐ２よりも高い値であって、かつ、圧力上昇により圧送タンク３等が破損してしまう圧力値よりも余裕を持った低い値に設定される。安全弁５０が正常に作動して圧送タンク３内が正常な圧力に戻ったら、ステップＳ９３０に進む。ステップＳ９３０では、作業員等によりトイレ装置１００の修理が行われる。
【００８９】
圧送タンク３内の圧力が第３の圧力値Ｐ３を超えない場合でも、圧送タンク３内の圧力は依然として第２の圧力値Ｐ２よりも高い状態なので、この場合にはステップＳ９２０に戻る。そして、作業員等により安全弁５０が手動操作されて、圧送タンク３内の残圧が抜かれた後に、ステップＳ９３０でトイレ装置１００の修理が行われる。このようにして配管詰まりエラーの一連の処理が行われる。
【００９０】
図１１に戻り、ステップＳ７０で制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧送終了時の圧力が第４の圧力値Ｐ４以下となったか否かを判断する。第４の圧力値Ｐ４は、例えば圧送終了時において圧送の圧力が正常に下がって終了したか否かを判断するために用いられる閾値である（図１０参照）。制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧力が第４の圧力値Ｐ４以下であると判断した場合にはステップＳ１２０に進み、圧送タンク３内の圧力が第４の圧力値Ｐ４よりも大きい値であると判断した場合にはステップＳ１００に進む。
【００９１】
圧送タンク３内の圧送終了時の圧力が第４の圧力値Ｐ４よりも大きい値である場合、ステップＳ１００で制御ユニット８は、圧送タンク３において第１の圧力値Ｐ１以上の圧力になってから第４の圧力値Ｐ４よりも大きい値の状態が予め設定したタイマ時間（圧送時間タイマ）を経過したか否かを判断する。制御ユニット８は、タイマ時間を経過したと判断した場合にはステップＳ１１０に進み、ステップＳ１１０において配管詰まりエラーが発生したものとしてエラー警告を行う。一方、タイマ時間が経過していないと判断した場合にはステップＳ４０に戻り、再度圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２以下であるか否かが判断される。
【００９２】
圧送タンク３内の圧力が第４の圧力値Ｐ４以下である場合、ステップＳ４０からステップＳ１２０へ進み、制御ユニット８は、汚物流動体の圧送が正常に終了したものと判断してコンプレッサ６を停止する。これにより、一連の圧送動作が終了する。
【００９３】
以上説明したように、本実施の形態では、圧送タンク３内が汚物流動体の詰まり等により予め設定された第３の圧力値Ｐ３を超える場合に、安全弁５０が機械的に作動して圧送タンク３内が自動的に減圧される構成となっている。これにより、圧送タンク３内で圧力異常が発生した場合には安全弁５０が作動して圧送タンク３内が自動的に減圧されるので、修理時における汚物流動体等の室内への飛び散り等を回避することができ、衛生面の向上を図ることができる。
【００９４】
また、本実施の形態では、制御ユニット８のソフトウェアによる圧力監視を行うことで圧送タンク３内の異常圧力を検知して圧力制御を行い、さらに、ソフトウェアによる圧力検知が正常に行われない場合には、ハードウェアとしての安全弁５０が最終的に作動して圧送タンク３内の圧力を調整するような構成となっている。したがって、本実施の形態によれば、ソフトウェアとハードウェアとによる二重のフェールセーフとしているので、圧送タンク３内で圧力異常が発生した場合に、確実かつ安全に圧送タンク３内を正常な圧力に戻すことができる。また、安全弁５０を手動でも開閉操作できるように設けられているので、修理時において圧送タンク３の内部に残圧が作用している場合でも手動操作によって残圧を除去することができるので、高圧により汚物流動体が部屋に飛び散る等の問題を回避することができる。
【００９５】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、安全弁５０を電磁弁により構成しても良い。また、制御ユニット８のソフトウェアを用いた場合における、圧送時に圧力異常が生じたか否かの判断を、予め設定した圧力値（第２の圧力値Ｐ２等）を超えたか否かにより判断していたが、これに限定されることはない。例えば、圧力を所定間隔で測定してその圧力変化勾配が所定の変化をしたか否かにより判断しても良いし、圧力を一定間隔で測定してその前後の圧力値を比較することで圧力異常が発生したかを判断しても良い。
【符号の説明】
【００９６】
２・・・粉砕機構部（粉砕装置）、３・・・圧送タンク（タンク部）、３ｂ・・・排出弁、８・・・制御ユニット（制御手段）、１０・・・便器本体（便器本体部）、１２・・・圧力センサ（圧力検出手段）、１４・・・連通管（連通管部材）、１８・・・エア抜き電磁弁（切替弁部材）、５０・・・安全弁、５２・・・弁本体（本体部）、５４・・・バルブ（開閉弁部材）、５６・・・スプリングガイド（移動部材）、６２・・・ピン（操作部材）、１００・・・トイレ装置、２００・・・既設トイレ装置、ＴＳ・・・圧送式トイレシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排泄された汚物を粉砕して圧縮空気により既設トイレに圧送するトイレ装置に関する。詳しくは、圧縮空気を充填するタンク部に安全弁を設けることで、タンク部の内部の圧力が規定値を超えた場合に安全弁を機械的に作動させてタンク部の内部を減圧するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、寝たきり状態などの介護を必要とする人のために、介護用のポータブルトイレ装置が広く利用されている。一般的なポータブルトイレ装置は、例えば介護者が滞在（生活）する住宅や病院の各部屋に設置され、予め設置されている既設トイレに排出管を介して接続された構成となっている。このポータブルトイレ装置は、汚物が排泄される便器本体と、便器本体から排出される汚物を粉砕する粉砕機構とを備えている。利用者によって汚物が便器本体に排出されると粉砕機構により汚物が細かく粉砕され、粉砕された汚物がコンプレッサから供給される圧縮空気（空気圧）によって排水管を介して既設トイレに圧送される（例えば、特許文献１および２参照）。既設トイレの便器本体内に圧送された汚物は、ポータブルトイレ装置から送信されるトイレ装置の使用の終了を知らせる終了情報に基づいて洗浄水と共に流れる仕組みとなっている。
【０００３】
近年においては、粉砕機構が配置される粉砕機構部と、コンプレッサからの圧縮空気が供給されるタンク部とを別々に備えたポータブルトイレ装置も開発されている。粉砕機構部は圧送タンクの上方に設けられ、粉砕機構部と圧送タンクと間にはこれらの間の流路を仕切る開閉可能な排出弁が設けられ、排出弁を開くと粉砕機構部の汚物が圧送タンク内に流下するようになっている。このポータブルトイレ装置によれば、粉砕処理と圧送処理に特化できるので、粉砕機構と圧送機構を単純化できると共に、精度良く汚物を排出することができる。
【０００４】
このように構成されたポータブルトイレ装置においては、粉砕機構により細かく汚物を粉砕して流動化させた後に既設トイレに排出される構成となっているが、汚物を流動化させた場合でも便器本体の排出口やタンク部の排出口、トイレ装置と既設トイレとの間を接続する排水管が汚物で詰まってしまう場合があった。汚物が管路中に詰まってしまうと、汚物の既設トイレへの排水を円滑に行うことができなくなるので、汚物が逆流してしまう等の問題が発生する。
【０００５】
そのため、上記ポータブルトイレ装置では、便器本体やタンク部の内部の圧力を検知するための圧力センサを設けることで、便器本体やタンク部の内部における汚物の詰まりを防止している。これによれば、汚物の詰まりが生じると、便器本体やタンク部の内部の圧力が高圧となるので、圧力センサにより便器本体等の汚物の詰まりを把握することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９８５３４４号
【特許文献２】特開２００８−８６８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１および２に開示されるポータブルトイレ装置等では以下のような問題がある。すなわち、汚物の詰まりによる圧力異常を圧力センサにより検知してトイレ装置の動作を停止させた場合、便器本体やタンク部の内部はコンプレッサから供給される圧縮空気により高圧状態となっている。そのため、高圧が残った状態で修理を開始すると、便器本体やタンク部の開放時に、その内部に収容された汚物が周辺に飛び散ってしまう等の問題がある。この場合には、飛び散った汚物により室内が不衛生な状態となってしまい、利用者を不快な気分にさせてしまうという問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、タンク内部で汚物等の詰まりによる圧力異常が発生した場合に、タンク部の内部を自動的に減圧することが可能なトイレ装置に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るトイレ装置は、洗浄水が流入可能に設けられて排泄された汚物を受容する便器本体部と、便器本体部の下部に設けられて洗浄水と共に汚物を粉砕して汚物流動体と成す粉砕機構部と、粉砕機構部により粉砕された汚物流動体が流入する開閉可能な流入口と汚物流動体を廃棄場所まで導く排出管部材が接続された排出口とを有して圧縮空気を充填可能に設けられたタンク部と、タンク部に連通して設けられて当該タンク部の内部の圧力値が予め設定された弁作動圧力値を超える場合にタンク部の内部を減圧する圧力調整部材とを備えるものである。
【００１０】
トイレ装置においては、便器本体部に汚物が排泄されると、所定量の洗浄水が便器本体部に流入され、この洗浄水と共に汚物やトイレットペーパー等が粉砕機構部に排出される。粉砕機構部では、破砕刃により汚物等が細かく粉砕されて汚物流動体となってタンク部に流入する。タンク部に汚物流動体が流入すると、タンク部内にはコンプレッサから圧縮空気が供給され、タンク部内に収容された汚物流動体が圧縮空気によって排出管を経由して既設トイレに圧送される。
【００１１】
このような一連の汚物の圧送処理においては、例えば、タンク部の排出口や排出管の途中で汚物流動体が詰まってしまう場合がある。この場合には、タンク部の内部には圧縮空気が充填されるので、汚物流動体の詰まりにより圧縮空気が外部に排出されず、タンク部の内部の圧力が設定圧力値よりも高くなってしまう。
【００１２】
本発明においては、例えば、タンク部やタンク部とコンプレッサとの間に、タンク部に連通した圧力調整部材が設けられている。これにより、タンク部の内部が汚物流動体の詰まりにより予め設定された弁作動圧力値を超えると、圧力調整部材が機械的に作動してタンク部の内部が自動的に減圧される構成となっている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、タンク部の内部圧力が予め設定された弁作動圧力値を超えた場合に、圧力調整部材の作動によりタンク部の圧力を自動的に減圧することができる。その結果、圧力エラー発生時の修理において、タンク部開放時の汚物流動体の飛び散り等を回避することができ、衛生面の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るトイレ装置の概略構成例を示す図である。
【図２】トイレ装置の構成例を示す断面図である。
【図３】安全弁の取り付け例を示す図である。
【図４】安全弁の通常時の状態の構成例を示す断面図である。
【図５】安全弁の作動時の構成例を示断面図である。
【図６】安全弁の構成例を示す分解斜視図である。
【図７】トイレ装置のブロック構成例を示す図である。
【図８】トイレ装置の動作例を示すタイミングチャートである（その１）。
【図９】トイレ装置の動作例を示すタイミングチャートである（その２）。
【図１０】圧送動作時の圧力変化を説明するための図である。
【図１１】トイレ装置の圧送動作時の動作例を示すフローチャートである。
【図１２】配管詰まりエラー時の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明する。
［圧送式トイレシステムの構成例］
図１は、本発明に係る圧送式トイレシステムＴＳの概略構成の一例を示す図である。図２は、トイレ装置１００の構成例を示す断面図である。圧送式トイレシステムＴＳは、図１に示すように、介護者の居室等に設置される持ち運び可能なトイレ装置１００と、予め住宅等に設置されている既設トイレ装置２００とを備えている。トイレ装置１００と既設トイレ装置とは排出管３ｆを介して連通されており、トイレ装置１００側で排泄されて粉砕された汚物が、圧縮空気により排出管３ｆを経由して既設トイレ装置２００に圧送される構成となっている。
【００１６】
［トイレ装置の構成例］
トイレ装置１００は、便器本体１０と給水タンク４と粉砕装置２と圧送タンク３と圧力センサ１２と連通管１４とエア抜き電磁弁１８と安全弁５０とを備えている。便器本体１０は、便蓋１ａと便座１ｂと便器１ｃとを有している。便蓋１ａは、便器１ｃの後部上端縁に図示しない取付部材を介して開閉可能に取り付けられている。便座１ｂは、便蓋1ａと便器１ｃとの間に介設され、図示しない取付部材を介して便器１ｃの後部上端縁に開閉可能に取り付けられる。便器１ｃは、合成樹脂や陶器等からなる上端が開口されたボウル状をなし、汚物や洗浄水、トイレットペーパー等を受容する。便器１ｃの内側後部であってその上端部よりも若干低い位置には、便器１ｃ内が満水となっているかを検出するための満水センサ１ｄが設けられている。
【００１７】
給水タンク４は、例えば少なくとも１．７リットルの水が貯えられるような大きさのタンクにより構成され、便器本体１０の後部に取り付けられている。給水タンク４には、既設トイレ装置２００の給水口から分岐した給水管４０の一端が接続されており、既設トイレ装置２００側から水（洗浄水）が供給されるようになっている。
【００１８】
給水管４０の経路中には、タンク電磁弁４ａと流量センサ（大）４ｂとが設けられている。タンク電磁弁４ａは、便蓋１ａの開閉に応じて給水管４０の流路を開閉することで、給水タンク４への給水量や給水タイミングを調整する。流量センサ（大）４ｂは、タンク電磁弁４ａよりも下流側に設けられて給水管４０を流れる給水量（流量）を検出し、予め設定された給水量に達したときにタンク電磁弁４ａを閉状態とさせ、給水タンク４に規定量の水が溜められるようにする。
【００１９】
この給水管４０は、タンク電磁弁４ａの上流側で分岐しており、分岐した分岐管４２の一端が人体局部を洗浄する洗浄便座の貯水タンク１ｅに接続されている。これにより、例えば、１リットルの人体局部洗浄用の水が給水管４０および分岐管４２を経由して貯水タンク１ｅに供給される。
【００２０】
分岐管４２の経路中には、便座電磁弁４ｃと流量センサ（小）４ｄとが設けられている。便座電磁弁４ｃは、利用者の人体局部洗浄開始ボタンの操作に基づいて分岐管４２の流路を開閉し、貯水タンク１ｅへの給水量や給水タイミングを調整する。流量センサ（小）４ｄは、便座電磁弁４ｃの下流側に設けられて分岐管４２を流れる給水量（流量）を検出し、予め設定された給水量となったときに便座電磁弁４ｃを閉状態とさせ、人体局部洗浄用に使用できる水量の上限を規定している。
【００２１】
給水タンク４の内部には、洗浄水弁モータ４ｅとオーバーフロー検知スイッチ４ｆと洗浄水弁４ｇとが設けられている。洗浄水弁モータ４ｅは、洗浄水弁４ｇにチェーン等を介して接続されており、ユーザにより洗浄ボタンが操作（押下）されると駆動して洗浄水弁４ｇを開き、給水タンク４に溜められている水を便器１ｃに流入させる。
【００２２】
オーバーフロー検知スイッチ４ｆは、給水タンク４内のオーバーフローを検出するためのスイッチであり、給水タンク４内の水量が所定の規定量を超えたときにオンされる。オーバーフロー検知スイッチ４ｆがオンされると、タンク電磁弁４ａを閉状態として給水タンク４に水が流入しないようになっている。
【００２３】
給水タンク４の前面部には、便蓋１ａの開閉を検出する便蓋開閉検知センサ１３が設置されている。便蓋開閉検知センサ１３は、便蓋１ａが開いたときにオンされ、このオンに応じた開閉検知信号Ｓ１３（図２参照）に基づいてトイレ装置１００の準備動作や便器洗浄等の各種処理が開始される。
【００２４】
便器本体１０と粉砕装置２との間に設けられた投入口１ｆには、仕切り弁２ｄが設けられている。仕切り弁２ｄは、便器１ｃの前部下方に設置された投入口モータ２ｃに接続され、投入口モータ２ｃの駆動により水平移動することで投入口１ｆを開閉して便器本体１０と粉砕装置２との間の流路を連通状態または非連通状態とする。仕切り弁２ｄの移動経路中には、投入口開位置検出スイッチ９０と投入口閉位置検出スイッチ９２とが設けられている。
【００２５】
粉砕装置２は、粉砕機構部の一例であり、便器１ｃの下方に設置された収容容器２２ｎと粉砕機構２ｊとを備えている。収容容器２２ｎは、その上面部に便器本体１０からの汚物が流下する図示しない流入口を有しており、この流入口が便器１ｃの投入口１ｆに接続されている。粉砕機構２ｊは、収容容器２２ｎの内部に配置されており、トイレットペーパーや汚物を細かく擂り潰しながら粉砕する。粉砕機構２ｊは、上下に対向して配置された一対の固定臼２ｈおよび回転臼２ｉから構成されている。
【００２６】
下側に配置された固定臼２ｈは、略円盤状を成して収容容器２２ｎの底面部に固定され、回転臼２ｉとの対向面に凹凸形状の粉砕歯を有している。上側の回転臼２ｉは、略円盤状を成して図示しないシャフトを介して粉砕モータ２ｓに接続され、粉砕モータ２ｓの駆動により正回転または逆回転する。また、回転臼２ｉは、固定臼２ｈとの対向面に凹凸形状の粉砕歯を有しており、固定臼２ｈと若干の隙間を隔てて配置されている。回転臼２ｉの中央部には、図示しない複数の流入口が設けられており、便器本体１０の投入口１ｆから排出された汚物が流入口から流れ込み、流れ込んだ汚物が洗浄水と共に固定臼２ｈと回転臼２ｉの隙間に入り込むようになっている。固定臼２ｈと回転臼２ｉの間隙に入り込んだ汚物は、それぞれの粉砕歯により細かく擂り潰されて洗浄水と混合され、流動性の高い状態となる。以下では、汚物やトイレットペーパーが洗浄水と混合して擂り潰されたものを汚物流動体と称する。
【００２７】
圧送タンク３は、タンク部の一例であり、連結管３ｇを介して粉砕装置２に接続されると共にエア管３ｉを介してコンプレッサ６に接続され、粉砕装置２で粉砕された汚物流動体を収容すると共に内部にコンプレッサ６から供給される圧縮空気を充填する。圧送タンク３は、所定の径を有する円筒管であって、例えばコの字状に折り曲げられて粉砕装置２の下方に配置され、その上流側に汚物流動体が流入する図示しない流入口を有すると共に下流側に汚物流動体を排出する図示しない排出口を有している。排出口には排出管３ｆの一端が接続され、圧送タンク３の排出口から排出された汚物流動体が流入される。また、圧送タンク３は、上流側から下流側に向かって緩やかに傾斜して設置され、内部に収容した汚物流動体を効率的に排出管３ｆに排出できるように構成されている。
【００２８】
圧送タンク３と粉砕装置２との間の流路には、排出弁３ｂが設けられている。排出弁３ｂは、排出弁モータ２ｋに接続され、排出弁モータ２ｋの駆動により水平移動して圧送タンク３と粉砕装置２との間の流路を開閉することでその流路を連通状態または非連通状態とする。
【００２９】
排出弁３ｂの移動経路中には、排出弁開位置検出スイッチ９４と排出弁閉位置検出スイッチ９６とが設けられている。排出弁開位置検出スイッチ９４は、排出弁３ｂが開状態となるとオンとなり、排出弁３ｂが閉状態となるとオフとなる。排出弁閉位置検出スイッチ９６は、排出弁３ｂが閉じたときにオンとなり、排出弁３ｂが閉じたときにオフとなる。
【００３０】
コンプレッサ６は、圧送タンク３の後部に設置されており、エア管３ｉを介して圧送タンク３に連通している。このコンプレッサ６は、圧縮した空気を作り出し、作り出した圧縮空気を圧送タンク３に供給して圧送タンク３内を圧縮空気で充填し、圧送タンク３内に収容されている汚物流動体を空気圧で圧送する。圧力センサ１２は、圧力検出手段の一例であり、エア管３ｉに取り付けられて圧送タンク３内の圧力を検知する。
【００３１】
連通管１４は、一端が粉砕装置２の収容容器２２ｎの上面部に接続されると共に他端が圧送タンク３の上面部に接続され、粉砕装置２と圧送タンク３との間を連通している。この連通管１４は、粉砕装置２から圧送タンク３に流下する汚物流動体の経路とは異なる経路を形成するものであって、粉砕装置２から圧送タンク３への汚物流動体の流下時に汚物流動体とは別経路で圧送タンク３内の空気を粉砕装置２内に導く。本例では、連通管１４が、エア管３ｉの経路途中に接続されて圧送タンク３までの管路を共有した構成となっているが、連通管１４とエア管３ｉとはそれぞれ独立した構成としても良い。なお、連通管１４は、連通管部材の一例を構成している。
【００３２】
エア抜き電磁弁１８は、連通管１４の経路途中に設けられ、制御ユニット８の制御により排出弁３ｂの開閉操作に連動して開閉し、連通管１４の経路を連通状態と非連通状態とに切り替える。例えば、排出弁３ｂが開くとこれに連動してエア抜き電磁弁１８が開き、排出弁３ｂが閉じるとこれに連動してエア抜き電磁弁１８が閉じるように制御される。これにより、粉砕装置２から圧送タンク３への汚物流動体の流下時に、圧送タンク３内の空気を別経路の連通管１４から逃すことができる。
【００３３】
また、エア抜き電磁弁１８は、圧送動作において、圧送タンク３内が異常圧力となったときに開いて、圧送タンク３内の空気を粉砕装置２の収容容器２２ｎ内に逃す機能を有している。これにより、圧送タンク３内の残圧が抜けて、圧送タンク３内を高圧状態から正常な圧力状態に戻すことができる。なお、エア抜き電磁弁１８は、切替弁部材の一例を構成している。
【００３４】
安全弁５０は、圧力調整部材の一例であり、圧送タンク３とコンプレッサ６との間を接続するエア管３ｉに連通して取り付けられている。この安全弁５０は、圧送タンク３内の圧力が異常となった場合に、圧送タンク３内の空気を自動的に外部に逃して圧送タンク３の内部を減圧することで、圧送タンク３内を正常な圧力に戻すものである。なお、安全弁５０は、圧送タンク３に直接取り付けるような構成としても良い。安全弁５０の詳細については後述する。
【００３５】
圧送タンク３の下面には、便器１ｃや圧送タンク３から漏れ出た水を受け止めて外部への漏水を防止するためのドレンパン１６が設けられている。ドレンパン１６の底面部には、漏水を検出するための漏水センサ２４が設置されている。
【００３６】
［既設トイレの構成例］
既設トイレ装置２００は、一般の家庭で使用されているタンク式の洗浄トイレ装置であって、便器本体２０２と既設トイレ洗浄モータ２０４と排出お知らせ装置２０６とを備えている。便器本体２０２には、排出管３ｆの一端が取り付けられており、トイレ装置１００側から圧送される汚物流動体が流入されるようになっている。
【００３７】
既設トイレ洗浄モータ２０４は、トイレ装置１００で汚物流動体の圧送が終了したときにトイレ装置１００の制御ユニット８から出力される圧送終了信号に基づいて駆動して、洗浄水を便器本体２０２内に流す。排出お知らせ装置２０６は、トイレ装置１００側で便器洗浄や粉砕動作、搬送動作、圧送動作が行われていることを既設トイレ装置２００側のユーザに報知するための装置であり、例えば、点灯により排出を報知するＬＥＤやブザー音や警告音声等を出力するスピーカ等で構成されている。
【００３８】
［安全弁の構成例］
次に、安全弁５０の構成について説明する。図３は安全弁５０の取り付け状態を示しており、図４は安全弁５０の通常時の状態における断面構成例を示しており、図５は安全弁５０の作動時の状態における断面構成例を示している。図６は、安全弁５０の分解斜視図を示している。
【００３９】
安全弁５０は、圧送タンク３内が予め設定された圧力値を超える場合に、圧送タンク内の圧力を外部に自動的に逃して圧送タンク３内の圧力を正常値とするための部材であり、コンプレッサ６と圧送タンク３との間に設けられた連結管７０の安全弁接続部７２に取り付けられている。連結管７０には、その他の接続部として、コンプレッサ６に接続されるコンプレッサ接続部７４とエア管３ｉに接続される圧送タンク接続部７６とが設けられている。
【００４０】
安全弁５０は、図３〜図６に示すように、弁本体５２とバルブ５４とスプリングガイド５６とスプリング５８とスプリング受け部６０とピン６２とを備えている。弁本体５２は、平面的に見て六角形状をなす筒状部材であって、その筒内がスプリングガイド５６およびスプリング５８等を収容するための空間部５２ａとなっている。空間部５２ａの連結管７０側の一端には、空間部５２ａに連通したバルブ５４を収容するためのバルブ収容部５２ｂが設けられている。弁本体５２の下方側の壁面部には、一端が空間部５２ａに連通すると共に他端が外部に連通した貫通孔５２ｃが穿設されている。圧送タンク３の内部が異常圧力となった場合に、この貫通孔５２ｃから圧送タンク３内の空気が排出されて減圧される。
【００４１】
弁本体５２の連結管７０側の端面には、弁本体５２を連結管７０に装着するための取付部５３が設けられている。取付部５３の内部には、一端が連結管７０に連通すると共に他端が弁本体５２のバルブ収容部５２ｂに連通する連通孔５３ａが設けられている。この連通孔５３ａは、圧送タンク３内の空気が流れ込む流入口として機能する。
【００４２】
バルブ５４は、開閉弁部材の一例であり、弁本体５２に設けられたバルブ収容部５２ｂに配置され、圧送タンク３と外部との間の流路を圧送タンク３内の圧力に応じて開閉移動する。スプリングガイド５６は、移動部材の一例であり、バルブ５４の外径よりも小さい径を有する棒状部材であって、一端がバルブ５４に一体形成され、他端がスプリング受け部６０の軸孔６０ｃに軸方向に沿ってスライド可能に挿通されている。
【００４３】
スプリングガイド５６の他端は、スプリング受け部６０の外側端面から若干延出しており、その延出した部位にピン６２を取り付けるための取付孔５６ａが穿設されている。ピン６２は、操作部材の一例であり、スプリングガイド５６の取付孔５６ａに取り付けられ、バルブ５４を手動で開くための把持部として機能する。
【００４４】
スプリング５８は、弾性部材の一例であり、スプリングガイド５６の外周部に外装されている。スプリング５８は、一端がバルブ５４の外端面に当接されると共に他端がスプリング受け部６０の凹み部６０ｄに当接され、バルブ５４とスプリング受け部６０との間に圧縮された状態で配置されている。これにより、バルブ５４がスプリング５８により連結管７０側に付勢され、安全弁５０と圧送タンク３との間の流路がバルブ５４により密閉される。
【００４５】
スプリング受け部６０は、六角形状の頂面部６０ａとこの頂面部６０ａに連なる円柱状の本体６０ｂとから構成され、その軸芯にはスプリングガイド５６を挿通するための軸孔６０ｃが穿設されている。本体６０ｂの底面部には、スプリング５８の一端を支持するための凹み部６０ｄが設けられている。スプリング受け部６０は、軸孔６０ｃにスプリングガイド５６を挿通させると共にその凹み部６０ｄにスプリング５８を収容した状態で、弁本体５２の空間部５２ａに嵌め込まれ、本体６０ｂの外周面に設けられた図示しない固定手段により弁本体５２に取り付け、固定される。
【００４６】
このように構成された安全弁５０において、圧送タンク３内の圧力が予め設定された圧力値（図１０に示す第３の圧力値Ｐ３）に到達すると、圧送タンク３側からの圧力による付勢力がスプリング５８の弾性力よりも大きくなるので、図５に示すように、バルブ５４がスプリング５８の弾性力に抗してスプリング５８を圧縮する側に移動する。これにより、バルブ５４が開き、圧送タンク３内の空気が連結管７０、弁本体５２の連通孔５３ａ、バルブ収容部５２ｂおよび空間部５２ａを経由して貫通孔５２ｃから排出される。その結果、圧送タンク３内が減圧されて正常な圧力に戻る。
【００４７】
一方、圧送タンク３内の空気（残圧）が逃げて内部が正常な圧力に戻ると、圧送タンク３側からの付勢力がスプリング５８の弾性力よりも小さくなるので、図４に示すように、バルブ５４が元のバルブ収容部５２ｂに戻り、圧送タンク３と外部との流路が再び密閉された状態となる。
【００４８】
［圧送式トイレシステムのブロック構成例］
次に、本発明に係る圧送式トイレシステムＴＳのブロック構成の一例について説明する。図７は、圧送式トイレシステムＴＳの制御系のブロック構成例を示している。
【００４９】
図７に示すように、圧送式トイレシステムＴＳは、制御ユニット８と便蓋開閉検知センサ１３と圧力センサ１２と排出弁開位置検出スイッチ９４と排出弁閉位置検出スイッチ９６と操作表示部８０とタンク電磁弁４ａとモータ駆動部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，８ｂとモータ２ｃ，２ｓ，２ｋ，４ｅとエア抜き電磁弁１８とコンプレッサ６と既設トイレ洗浄モータ２０４と排出お知らせ装置２０６とを備えている。
【００５０】
まず、トイレ装置１００側の制御系について説明する。制御ユニット８は、トイレ装置１００の全体の動作を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８ａとＲＯＭ（Read Only Memory）８ｂとＲＡＭ（Random Access Memory）８ｃとを有している。ＣＰＵ８ａは、ＲＯＭ８ｂに格納されているプログラムをＲＡＭ８ｃに展開して実行することにより、便器洗浄動作や粉砕動作、搬送動作、圧送動作を実行する。ＲＯＭ８ｂには、圧送動作時に圧送タンク３内が異常圧力となっていないかを判断する際に用いられる第１〜第４の圧力値Ｐ４が記憶されている。なお、制御ユニット８は制御手段の一例を構成している。
【００５１】
便蓋開閉検知センサ１３は、例えば透過型のセンサにより構成されており、図１に示した便蓋１ａの開閉動作を検出して、便蓋１ａの開閉を示す開閉検知信号Ｓ１３を制御ユニット８に出力する。圧力センサ１２は、圧送タンク３内の圧力を検出して圧力検知信号（データ）Ｓ１２を制御ユニット８に出力する。
【００５２】
排出弁開位置検出スイッチ９４は、粉砕装置２と圧送タンク３との間に設けられた排出弁３ｂが開いたことを検出して開検知信号Ｓ９４を制御ユニット８に出力する。排出弁閉位置検出スイッチ９６は、粉砕装置２と圧送タンク３との間に設けられた排出弁３ｂが閉じたことを検出して開検知信号Ｓ９６を制御ユニット８に出力する。
【００５３】
操作表示部８０は、例えば便器１ｃの側面部に設けられ、各種操作を行う操作部と警告を行う表示部とを有している。操作部は、例えば、洗浄水を流す洗浄ボタンや便器１ｃ内を清掃する時に運転を一時停止する清掃ボタン、第１〜第４の圧力値Ｐ４を設定する操作ボタン等から構成されている。表示部は、例えば、トイレ装置１００内の圧力異常等を警告表示する異常ＬＥＤや清掃ボタンを押下したことを示す清掃ＬＥＤ等から構成されている。タンク電磁弁４ａは、制御ユニット８から出力される制御信号Ｓ４ａに基づいて開閉することで、給水タンク４に供給する給水量を制御する。
【００５４】
モータ駆動部９ｄは、制御ユニット８から供給されるモータ駆動データＤ４ｅをデコードしてモータ制御信号Ｓ４ｅを生成し、このモータ制御信号Ｓ４ｅを洗浄水弁モータ４ｅに出力する。洗浄水弁モータ４ｅは、モータ駆動部９ｄから供給されるモータ制御信号Ｓ４ｅに基づいて回転駆動して洗浄水弁４ｇを開閉し、給水タンク４から便器１ｃに洗浄水を供給または停止する。
【００５５】
モータ駆動部９ａは、制御ユニット８から供給される開閉検知信号Ｓ１３に応じたモータ駆動データＤ２ｃをデコードしてモータ制御信号Ｓ２ｃを生成し、このモータ制御信号Ｓ２ｃを投入口モータ２ｃに出力する。投入口モータ２ｃは、モータ駆動部９ａから供給されるモータ制御信号Ｓ２ｃに基づいて回転駆動して仕切り弁２ｄを開閉し、便器１ｃから粉砕装置２に流れるトイレットペーパーや汚物、洗浄水を通過または停止する。
【００５６】
モータ駆動部９ｂは、制御ユニット８から供給される開閉検知信号Ｓ１３に応じたモータ駆動データＤ２ｓをデコードしてモータ制御信号Ｓ２ｓを生成し、生成したモータ制御信号Ｓ２ｓを粉砕モータ２ｓに出力する。粉砕モータ２ｓは、モータ駆動部９ｂから供給されるモータ制御信号Ｓ２ｓに基づいて回転駆動し、回転臼２ｉを回転させて汚物を粉砕する。
【００５７】
モータ駆動部９ｃは、制御ユニット８から供給されるモータ駆動データＤ２ｋをデコードしてモータ制御信号Ｓ２ｋを生成し、生成したモータ制御信号Ｓ２ｋを排出弁モータ２ｋに出力する。排出弁モータ２ｋは、モータ駆動部９ｃから供給されるモータ制御信号Ｓ２ｋに基づいて回転駆動して排出弁３ｂを開閉し、粉砕装置２で粉砕された汚物（汚物流動体）を圧送タンク３内に流入させる。
【００５８】
エア抜き電磁弁１８は、制御ユニット８から供給される制御信号Ｓ１８に基づいてエア抜き電磁弁１８を開閉する。制御信号Ｓ１８は、排出弁３ｂを開閉するモータ駆動データＤ２ｋの出力や排出弁開位置検出スイッチ９４からの開検知信号Ｓ９４の入力に同期（連動）して制御ユニット８から出力される信号である。これにより、排出弁３ｂの開動作と同時にエア抜き電磁弁１８が開くので、粉砕装置２から圧送タンク３内に汚物流動体が流入されるのと同時に、圧送タンク３内の空気を別経路の連通管１４を経由して粉砕装置２に排出できる。
【００５９】
コンプレッサ６は、制御ユニット８から供給される制御信号Ｓ６に基づいて作動して圧縮空気を作り出し、排出弁３ｂが閉じた後に圧送タンク３内に圧縮空気を供給する。これにより、圧送タンク３内に流入した汚物流動体が圧縮空気によって排出管３ｆを経由して既設トイレ装置２００に圧送される。
【００６０】
続けて、既設トイレ装置２００側の制御系について説明する。排出お知らせ装置２０６は、トイレ装置１００側で洗浄動作等が開始されたことを報知するお知らせＬＥＤやブザー音で報知するスピーカ等を備え、制御ユニット８の指示に基づいてＬＥＤの点灯やブザー音を出力する。
【００６１】
モータ駆動部２１０は、制御ユニット８から供給されるモータ駆動データＤ２ｌをデコードしてモータ制御信号Ｓ０４を生成して既設トイレ洗浄モータ２０４に出力する。既設トイレ洗浄モータ２０４は、モータ駆動部２１０から供給されるモータ制御信号Ｓ０４に基づいて回転駆動して洗浄水弁を開き、トイレ装置１００側から圧送された汚物流動体を洗浄水により流す。
【００６２】
［圧送式トイレシステムの動作例］
次に、本発明に係るトイレ装置１００の動作の一例について説明する。図８および図９は、トイレ装置１００の動作例を示すタイミングチャートである。トイレ装置１００の処理工程は、準備動作、便器洗浄動作、粉砕動作、搬送動作および圧送動作の５つの工程で構成されている。本例では、各工程を１回行う例について説明するが、もちろん各工程を２回行っても良いし、複数の工程を同時に並列処理しても良い。
【００６３】
ユーザによりトイレ装置１００の使用が開始されると、まず、トイレ装置１００では準備動作が行われる。時刻ｔ１で、ユーザによりトイレ装置１００の便蓋１ａが開けられると、便蓋開閉検知センサ１３がオンとなり、開閉検知信号Ｓ１３がローレベル（以下Ｌレベルという）からハイレベル（以下Ｈレベルという）に立ち上がる（図８（Ａ），図８（Ｂ））。
【００６４】
便蓋開閉検知センサ１３により便蓋１ａの開きが検出されると、時刻ｔ２においてタンク電磁弁４ａが開き、給水タンク４に給水が開始される。時刻ｔ３でタンク電磁弁４ａが閉じて給水タンク４への給水が停止される（図８（Ｃ））。これにより、給水タンク４には例えば１．７リットルの水が溜められる。
【００６５】
便座電磁弁４ｃ（タンク電磁弁４ａ）が開いて貯水タンク１ｅに水が給水され始めると、時刻ｔ４で、モータ制御信号Ｓ２ｃがＬレベルからＨレベルに立ち上がり投入口モータ２ｃが駆動する。そして、時刻ｔ５で、モータ制御信号Ｓ２ｃがＨレベルからＬレベルに立ち下がり投入口モータ２ｃが停止する（図８（Ｆ））。これにより、仕切り弁２ｄが少しだけ開口した状態となり、次工程の便器洗浄動作の洗浄水や人体局部洗浄水が便器１ｃに溜められる前に、予め仕切り弁２ｄの上部に溜められていた少量の溜水が粉砕装置２に排出される。
【００６６】
時刻ｔ６において、ユーザの排泄が終了して便蓋１ａが閉じられると、便蓋開閉検知センサ１３がオフとなり、開閉検知信号Ｓ１３がＨレベルからＬレベルに立ち下がる（図８（Ａ），図８（Ｂ））。
【００６７】
準備動作が終了すると、続けて便器洗浄動作が開始される。便蓋開閉検知センサ１３がオフとなってから数秒経過すると、ユーザの排泄が終了したものと判断して、時刻ｔ７〜ｔ８においてモータ制御信号Ｓ４ｅがＬレベルからＨレベルに立ち上がり、洗浄水弁モータ４ｅが駆動して洗浄水弁４ｇが開く（図８（Ｄ），図８（Ｅ））。これにより、給水タンク４から便器１ｃに洗浄水が流入される。なお、洗浄水の流しの開始は、洗浄開始の操作ボタンがユーザにより操作されたときに行うようにしても良い。時刻ｔ１１〜ｔ１２で再度洗浄水弁モータ４ｅが駆動して洗浄水弁４ｇが閉じる（図８（Ｄ），図８（Ｅ））。
【００６８】
洗浄水の便器１ｃへの流入に同期して（同時に）、時刻ｔ７〜ｔ８で投入口モータ２ｃが正回転することで仕切り弁２ｄが開く（図８（Ｆ））。これにより、汚物が載っている仕切り弁２ｄの上面を洗浄水によって洗浄しつつ、仕切り弁２ｄの開き動作に伴って汚物を粉砕装置２内に流入させることができる。汚物の粉砕装置２内への流入が終了する時刻ｔ９〜ｔ１０で、投入口モータ２ｃが逆回転し、仕切り弁２ｄが閉じる（図８（Ｆ））。
【００６９】
便器洗浄動作が終了すると、続けて粉砕動作が開始される。便蓋開閉検知センサ１３がオフとなってからさらに数秒経過すると（便洗浄動作が終了すると）、時刻ｔ１１において、モータ制御信号Ｓ２ｓがＬレベルからＨレベルに立ち上がり、粉砕モータ２ｓが正回転する（図８（Ｇ））。これにより、粉砕動作が開始されて、便器１ｃから排出された汚物が粉砕機構２ｊにより細かく粉砕される。時刻ｔ１３でモータ制御信号Ｓ４ｓがＨレベルからＬレベルに立ち下がって粉砕モータ２ｓが停止する。粉砕モータ２ｓが停止することで、回転臼２ｉの回転が停止して粉砕動作が終了する。
【００７０】
粉砕動作が終了したら、続けて汚物を粉砕装置２から圧送タンク３に移動させる搬送動作が開始される。粉砕動作が終了してから数秒経過したら、時刻ｔ１４〜ｔ１５の間、排出弁モータ２ｋが正回転する（図９（Ｈ））。これにより、排出弁３ｂが閉位置から開位置に移動して開き、粉砕装置２内の汚物流動体が圧送タンク３に流れ込む。排出弁３ｂの開動作に伴って、時刻ｔ１４で排出弁閉位置検出スイッチ９６がオフとなり、時刻ｔ１５で排出弁開位置検出スイッチ９４がオンとなる（図９（Ｉ），図９（Ｊ））。
【００７１】
続けて、汚物流動体の圧送タンク３内への搬送が終了したら、時刻ｔ１６において排出弁モータ２ｋが逆回転する（図９（Ｈ））。これにより、排出弁３ｂが開位置から閉位置に移動して閉じて、粉砕装置２と圧送タンク３とを結ぶ流路が非連通状態となる。排出弁３ｂの閉動作に伴って、時刻ｔ１６で排出弁開位置検出スイッチ９４がオフとなり、時刻ｔ１７で排出弁閉位置検出スイッチ９６がオンとなる（図９（Ｉ），図９（Ｊ））。
【００７２】
また、時刻ｔ１５で、排出弁開位置検出スイッチ９４がオンとなると、排出弁３ｂの開動作に同期（連動）してエア抜き電磁弁１８が開き、連通管１４が連通状態となる（図９（Ｋ））。これにより、粉砕装置２から圧送タンク３への汚物流動体の流入に伴って、汚物流入経路とは別経路の連通管１４を経由して圧送タンク３内の空気が粉砕装置２に排出される。時刻ｔ１６で排出弁開位置検出スイッチ９４がオフになると、排出弁３ｂの閉動作に同期してエア抜き電磁弁１８が閉じて、連通管１４が非連通状態に切り替わる（図９（Ｋ））。これにより、圧送タンク３から粉砕装置２への空気の流入が停止する。
【００７３】
排出弁３ｂが閉じて数秒経過したら（搬送動作が終了したら）、時刻ｔ１８において、コンプレッサ６が作動して圧縮空気を作り出して圧送タンク３に充填（送出）し、時刻ｔ１９においてコンプレッサ６が停止する（図９（Ｌ））。圧力センサ１２は、圧送タンク３内の圧力の変化を検知する（図９（Ｍ））。圧送動作時の圧送タンク３内の圧力変化については後述する。
【００７４】
既設トイレ装置２００側では、時刻ｔ６において、便蓋１ａが閉じられて便蓋開閉検知センサ１３がオフとなると、既設トイレ室の壁面部に設けられた排出お知らせ装置２０６のＬＥＤが点灯する。さらに、トイレ装置１００が便器洗浄、粉砕動作、搬送動作、圧送動作中であることを排出お知らせ装置２０６がブザー音で警告する（図９（Ｎ））。
【００７５】
時刻ｔ２０〜ｔ２１および時刻ｔ２２〜ｔ２３において、既設トイレ洗浄モータ３２がオンすることで洗浄水弁が開く（図９（Ｏ））。これにより、洗浄水が便器本体３０内に流れて、トイレ装置１００から圧送された汚物流動体が排出される。
【００７６】
［圧送動作時の圧力検知例］
次に、汚物流動体の圧送開始から圧送終了までの圧送タンク３内の圧力状態について説明する。図１０は、圧力センサ１２により検知された汚物圧送開始から圧送終了までの圧送タンク３内の圧力変化を示しており、図１０中実線は正常動作時の圧送タンク３の圧力変化を示し、図１０中点線は異常動作時の圧送タンク３の圧力変化を示している。
【００７７】
通常動作時においては、図１０の実線で示すように、コンプレッサ６から圧送タンク３に圧縮空気の供給が開始されると、圧送タンク３内の汚物流動体に圧縮空気が作用して汚物流動体が排出管３ｆへ進入することで圧送タンク３の内部圧力が上昇する。汚物流動体の圧送中においては略一定の圧力値で推移する。汚物流動体の圧送が終了すると、排出管３ｆ内の汚物流動体が既設トイレ装置２００に排出されるので、これに伴い圧送タンク３内の圧力も下降する。
【００７８】
一方、異常動作時には、圧送タンク３の排出口や排出管３ｆ等での汚物の詰まり等により汚物流動体が既設トイレ装置２００に圧送されないので、図１０の点線で示すように、圧送タンク３内の圧力がコンプレッサ６から供給される圧縮空気により上昇し続ける。本例では、この異常圧力を検知するために、制御ユニット８では、圧送開始時と圧送中と圧送終了時における正常動作時における圧力値を予めメモリに記憶し、圧送動作時の実際の圧送タンク３内の圧力値とメモリの圧力値とを比較することで、トイレ装置１００が正常に動作しているかを監視している。
【００７９】
［圧送時のトイレ装置の動作例］
次に、汚物圧送動作時のトイレ装置１００の動作の一例について説明する。図１１は、汚物圧送動作時のトイレ装置１００における動作例を示すフローチャートである。図１１に示すように、ステップＳ１０で圧力センサ１２は、トイレ装置１００の電源がオンされると、圧送タンク３内の圧力を検出する。圧力センサ１２により検出された検知データは制御ユニット８に供給される。
【００８０】
ステップＳ２０で制御ユニット８は、粉砕装置２から圧送タンク３への汚物流動体の排出が終了したと判断すると、コンプレッサ６をオンして圧送タンク３内に圧縮空気の充填を開始する。
【００８１】
ステップＳ３０で制御ユニット８は、圧力センサ１２により検知された圧力を監視し、圧送タンク３内の圧送開始時の圧力が第１の圧力値Ｐ１以上となったか否かを判断する。これは、通常動作時は、コンプレッサ６の作動により圧縮空気が圧送タンク３内に供給され、汚物流動体が排出管３ｆに侵入することで圧力が上昇するからである。第１の圧力値Ｐ１は、例えば圧送開始時において圧送が正常に開始されたかを判断するために用いられる閾値である（図１０参照）。制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧力が第１の圧力値Ｐ１以上であると判断した場合にはステップＳ４０に進み、圧送タンク３内の圧力が第１の圧力値Ｐ１未満であると判断した場合にはステップＳ５０に進む。
【００８２】
圧送タンク３内の圧送開始時の圧力が第１の圧力値Ｐ１未満である場合、ステップＳ５０で制御ユニット８は、圧送タンク３において第１の圧力値Ｐ１未満の状態が予め設定したタイマ時間（圧力上昇タイマ）を経過したか否かを判断する。制御ユニット８は、タイマ時間を経過したと判断した場合にはステップＳ６０に進み、ステップＳ６０では圧送タンク３内の圧力が上昇しないのでコンプレッサ６で故障が発生したものと判断してエラー警告を行う。一方、タイマ時間内に圧送タンク３内の圧力が第１の圧力値Ｐ１以上となった場合にはステップＳ３０に戻り、再度圧送タンク３内の圧力が第１の圧力値Ｐ１以上であるか否かが判断される。
【００８３】
圧送タンク３内の圧送開始時の圧力が第１の圧力値Ｐ１以上である場合、ステップＳ４０で制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧力が予め設定された第２の圧力値Ｐ２以下であるか否かを判断する。第２の圧力値Ｐ２は、汚物の詰まり等により圧送タンク３内で圧力異常が発生したことをユーザに警告するために設定される閾値であり、通常動作時の最大圧力値よりもある程度の余裕を持たせた値であって、かつ、後述する安全弁５０が作動する第３の圧力値Ｐ３よりも低い値に設定される（図１０参照）。制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２以下であると判断した場合には正常圧力であるとしてステップＳ７０に進み、圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２を超える値であると判断した場合には異常圧力であるとしてステップＳ８０に進む。
【００８４】
ステップＳ８０で制御ユニット８は、圧送タンク３において第２の圧力値Ｐ２を超える状態が予め設定したタイマ時間（配管詰まりタイマ）を経過したか否かを判断する。制御ユニット８は、タイマ時間を経過したと判断した場合にはステップＳ９０に進み、タイマ時間内に圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２以下となった場合にはステップＳ４０に戻り、再度圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２以下であるか否かが判断される。
【００８５】
ステップＳ９０では、図１２に示すサブルーチンに移行し、配管詰まりのエラー処理が行われる。図１２は、配管詰まりエラー時の処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、ステップＳ９００で制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２を超える場合には、トイレ装置１００の動作を停止させる。具体的には、タンク電磁弁４ａや便座電磁弁４ｃを閉じたり、コンプレッサ６を停止して圧送タンク３への圧縮空気の供給を停止する。トイレ装置１００の動作を停止させることで漏水を防止する。
【００８６】
ステップＳ９１０で制御ユニット８は、トイレ装置１００の動作を停止させたら、配管詰まりを警報するためのエラー表示を行う。例えば、操作表示部８０に設けられたＬＥＤを点灯させたり、音声やブザー音を発生させて、ユーザに圧送タンク３内で異常が発生したことを警告する。なお、エラー表示は、ステップＳ９００のトイレ装置１００を停止させる前に行っても良い。
【００８７】
ステップＳ９２０では、エラー表示を確認した作業員やユーザが、圧送タンク３に設けられた安全弁５０のピン６２を引っ張る操作を行うことで安全弁５０を作動させて、圧送タンク３内の残圧を逃す作業が行われる。安全弁５０が手動操作された場合には、圧送タンク３内が正常な圧力に戻ったものとしてステップＳ９３０に進む。ステップＳ９３０では、作業員等によりトイレ装置１００の修理が開始される。一方、エラー表示を行ったにも係らず、安全弁５０の手動操作が行われない場合にはステップＳ９４０に進む。
【００８８】
ステップＳ９４０，Ｓ９５０では、圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２を超えてさらに予め設定された第３の圧力値Ｐ３を越えた場合に、安全弁５０が機械的に作動する。例えば、コンプレッサ６が故障したり、制御ユニット８のソフトウェアが正常に動作しない場合に、コンプレッサ６が停止せずに圧縮空気が圧送タンク３に供給され続け、圧送タンク３内の圧力が上昇し続けてしまう場合である。本発明によれば、圧送タンク３内の圧力が第３の圧力値Ｐ３に達した時点で安全弁５０が機械的に作動するので、圧送タンク３内の気体が自動的に外部に排出され、圧送タンク３内が正常な圧力に減圧される。第３の圧力値Ｐ３は、第２の圧力値Ｐ２よりも高い値であって、かつ、圧力上昇により圧送タンク３等が破損してしまう圧力値よりも余裕を持った低い値に設定される。安全弁５０が正常に作動して圧送タンク３内が正常な圧力に戻ったら、ステップＳ９３０に進む。ステップＳ９３０では、作業員等によりトイレ装置１００の修理が行われる。
【００８９】
圧送タンク３内の圧力が第３の圧力値Ｐ３を超えない場合でも、圧送タンク３内の圧力は依然として第２の圧力値Ｐ２よりも高い状態なので、この場合にはステップＳ９２０に戻る。そして、作業員等により安全弁５０が手動操作されて、圧送タンク３内の残圧が抜かれた後に、ステップＳ９３０でトイレ装置１００の修理が行われる。このようにして配管詰まりエラーの一連の処理が行われる。
【００９０】
図１１に戻り、ステップＳ７０で制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧送終了時の圧力が第４の圧力値Ｐ４以下となったか否かを判断する。第４の圧力値Ｐ４は、例えば圧送終了時において圧送の圧力が正常に下がって終了したか否かを判断するために用いられる閾値である（図１０参照）。制御ユニット８は、圧送タンク３内の圧力が第４の圧力値Ｐ４以下であると判断した場合にはステップＳ１２０に進み、圧送タンク３内の圧力が第４の圧力値Ｐ４よりも大きい値であると判断した場合にはステップＳ１００に進む。
【００９１】
圧送タンク３内の圧送終了時の圧力が第４の圧力値Ｐ４よりも大きい値である場合、ステップＳ１００で制御ユニット８は、圧送タンク３において第１の圧力値Ｐ１以上の圧力になってから第４の圧力値Ｐ４よりも大きい値の状態が予め設定したタイマ時間（圧送時間タイマ）を経過したか否かを判断する。制御ユニット８は、タイマ時間を経過したと判断した場合にはステップＳ１１０に進み、ステップＳ１１０において配管詰まりエラーが発生したものとしてエラー警告を行う。一方、タイマ時間が経過していないと判断した場合にはステップＳ４０に戻り、再度圧送タンク３内の圧力が第２の圧力値Ｐ２以下であるか否かが判断される。
【００９２】
圧送タンク３内の圧力が第４の圧力値Ｐ４以下である場合、ステップＳ４０からステップＳ１２０へ進み、制御ユニット８は、汚物流動体の圧送が正常に終了したものと判断してコンプレッサ６を停止する。これにより、一連の圧送動作が終了する。
【００９３】
以上説明したように、本実施の形態では、圧送タンク３内が汚物流動体の詰まり等により予め設定された第３の圧力値Ｐ３を超える場合に、安全弁５０が機械的に作動して圧送タンク３内が自動的に減圧される構成となっている。これにより、圧送タンク３内で圧力異常が発生した場合には安全弁５０が作動して圧送タンク３内が自動的に減圧されるので、修理時における汚物流動体等の室内への飛び散り等を回避することができ、衛生面の向上を図ることができる。
【００９４】
また、本実施の形態では、制御ユニット８のソフトウェアによる圧力監視を行うことで圧送タンク３内の異常圧力を検知して圧力制御を行い、さらに、ソフトウェアによる圧力検知が正常に行われない場合には、ハードウェアとしての安全弁５０が最終的に作動して圧送タンク３内の圧力を調整するような構成となっている。したがって、本実施の形態によれば、ソフトウェアとハードウェアとによる二重のフェールセーフとしているので、圧送タンク３内で圧力異常が発生した場合に、確実かつ安全に圧送タンク３内を正常な圧力に戻すことができる。また、安全弁５０を手動でも開閉操作できるように設けられているので、修理時において圧送タンク３の内部に残圧が作用している場合でも手動操作によって残圧を除去することができるので、高圧により汚物流動体が部屋に飛び散る等の問題を回避することができる。
【００９５】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、安全弁５０を電磁弁により構成しても良い。また、制御ユニット８のソフトウェアを用いた場合における、圧送時に圧力異常が生じたか否かの判断を、予め設定した圧力値（第２の圧力値Ｐ２等）を超えたか否かにより判断していたが、これに限定されることはない。例えば、圧力を所定間隔で測定してその圧力変化勾配が所定の変化をしたか否かにより判断しても良いし、圧力を一定間隔で測定してその前後の圧力値を比較することで圧力異常が発生したかを判断しても良い。
【符号の説明】
【００９６】
２・・・粉砕機構部（粉砕装置）、３・・・圧送タンク（タンク部）、３ｂ・・・排出弁、８・・・制御ユニット（制御手段）、１０・・・便器本体（便器本体部）、１２・・・圧力センサ（圧力検出手段）、１４・・・連通管（連通管部材）、１８・・・エア抜き電磁弁（切替弁部材）、５０・・・安全弁、５２・・・弁本体（本体部）、５４・・・バルブ（開閉弁部材）、５６・・・スプリングガイド（移動部材）、６２・・・ピン（操作部材）、１００・・・トイレ装置、２００・・・既設トイレ装置、ＴＳ・・・圧送式トイレシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水が流入可能に設けられて排泄された汚物を受容する便器本体部と、
前記便器本体部の下部に設けられて前記洗浄水と共に前記汚物を粉砕して汚物流動体と成す粉砕機構部と、
前記粉砕機構部により粉砕された前記汚物流動体が流入する開閉可能な流入口と前記汚物流動体を廃棄場所まで導く排出管部材が接続された排出口とを有して圧縮空気を充填可能に設けられたタンク部と、
前記タンク部に連通して設けられて当該タンク部の内部の圧力値が予め設定された弁作動圧力値を超える場合に前記タンク部の内部を減圧する圧力調整部材と
を備えることを特徴とするトイレ装置。
【請求項２】
前記タンク部の内部の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記粉砕機構と前記タンク部とを連通する連通管部材と、
前記連通管部材の経路中に設けられて当該連通管部材の連通状態と非連通状態を切り替える切替弁部材と、
少なくとも前記汚物流動体が前記粉砕機構部から前記タンク部へ流入する際に前記切替弁部材を連通状態に切り替える制御手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記圧力検出部により検出された圧力値が前記弁作動圧力値よりも低く設定された弁切替圧力値を超えると判断した場合に、前記切替弁部材を連通状態として前記タンク部の内部を減圧する
ことを特徴とする請求項１に記載のトイレ装置。
【請求項３】
前記圧力調整部材は、
前記タンク部に連通する流入口と外部に連通する排出口とを有する本体部と、
前記本体部の内部の前記流入口に設けられて当該流入口を開閉する開閉弁部材と、
弾性部材を有して前記開閉弁部材を閉状態に付勢して前記タンク部の圧力に応じて前記開閉弁部材を開閉移動させる移動部材と、
前記移動部材に取り付けられて当該移動部材を手動で操作するための操作部材とを備え、
前記操作部材の操作により前記移動部材を移動させて前記開閉弁部材を開状態とすることで、前記タンク部の内部の気体を前記排出口から外部に排出させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトイレ装置。
【請求項１】
洗浄水が流入可能に設けられて排泄された汚物を受容する便器本体部と、
前記便器本体部の下部に設けられて前記洗浄水と共に前記汚物を粉砕して汚物流動体と成す粉砕機構部と、
前記粉砕機構部により粉砕された前記汚物流動体が流入する開閉可能な流入口と前記汚物流動体を廃棄場所まで導く排出管部材が接続された排出口とを有して圧縮空気を充填可能に設けられたタンク部と、
前記タンク部に連通して設けられて当該タンク部の内部の圧力値が予め設定された弁作動圧力値を超える場合に前記タンク部の内部を減圧する圧力調整部材と
を備えることを特徴とするトイレ装置。
【請求項２】
前記タンク部の内部の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記粉砕機構と前記タンク部とを連通する連通管部材と、
前記連通管部材の経路中に設けられて当該連通管部材の連通状態と非連通状態を切り替える切替弁部材と、
少なくとも前記汚物流動体が前記粉砕機構部から前記タンク部へ流入する際に前記切替弁部材を連通状態に切り替える制御手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記圧力検出部により検出された圧力値が前記弁作動圧力値よりも低く設定された弁切替圧力値を超えると判断した場合に、前記切替弁部材を連通状態として前記タンク部の内部を減圧する
ことを特徴とする請求項１に記載のトイレ装置。
【請求項３】
前記圧力調整部材は、
前記タンク部に連通する流入口と外部に連通する排出口とを有する本体部と、
前記本体部の内部の前記流入口に設けられて当該流入口を開閉する開閉弁部材と、
弾性部材を有して前記開閉弁部材を閉状態に付勢して前記タンク部の圧力に応じて前記開閉弁部材を開閉移動させる移動部材と、
前記移動部材に取り付けられて当該移動部材を手動で操作するための操作部材とを備え、
前記操作部材の操作により前記移動部材を移動させて前記開閉弁部材を開状態とすることで、前記タンク部の内部の気体を前記排出口から外部に排出させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトイレ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−３６６９３（Ｐ２０１２−３６６９３Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９８５３（Ｐ２０１０−１７９８５３）
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（０００００６３０１）マックス株式会社 (1,275)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（０００００６３０１）マックス株式会社 (1,275)
【Ｆターム（参考）】
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