便器洗浄システム
【課題】 簡単な構成で手動操作を検出可能とし、自動洗浄動作に対してフィードバック可能とした便器洗浄システムを提供することを目的とする。
【解決手段】 排水バルブを引き上げることによりロータンク内の水を排出させる引き上げ部と、前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させるモータと、前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させる手動操作ハンドルと、前記手動操作ハンドルを操作した時に前記モータの駆動軸に生ずる回転を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする便器洗浄システムを提供する。
【解決手段】 排水バルブを引き上げることによりロータンク内の水を排出させる引き上げ部と、前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させるモータと、前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させる手動操作ハンドルと、前記手動操作ハンドルを操作した時に前記モータの駆動軸に生ずる回転を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする便器洗浄システムを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器洗浄システムに関し、より詳細には、水洗便器に取り付けて、手動及び電動によりロータンクから水洗便器に洗浄水を供給可能とした便器洗浄システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
手動及び電動のいずれにても水洗便器に洗浄水を供給可能としたモータユニットとして、ロータンクのレバー装置が開示されている（特許文献１）。このレバー装置は、モータを内蔵したスピンドル電動装置をロータンクの内部に収容可能とし、且つロータンクのレバー開口からロータンク外の突出するねじ付カラムを設けたものである。このねじ付きカラムにロータンクの外側からナットを螺合させ、スピンドル電動装置の基端部との間にロータンクの外壁を強く挟持することにより、スピンドル電動装置を固定可能とした。かかる構成により、レバー装置の取り付けが容易となり、さらにレバーとロータンクとの隙間を、旧来の手回し式のロータンクのものと変わらない程度まで抑え、見栄えを良くすることができる。
【特許文献１】特開２００１−６５０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このような便器洗浄システムにおいて、操作ハンドルを用いた手動操作が実行されたことをコントローラが認識できると便利である。例えば、手動操作による洗浄の後、ロータンクに十分に水が溜まらない状態で自動洗浄が実行されると、水量が不足するために十分な洗浄効果が得られない。このため、ふたたびロータンク内に洗浄水が満たされるまで待ってから改めて洗浄を実行しなければならず、使い勝手や水資源の節約の観点から改善の余地がある。
【０００４】
また、水洗便器の形式に応じて、その最適水量は異なる場合が多い。これに対して、例えばモータユニットに可変抵抗などを設けて開閉バルブの開度あるいは開時間を調節する手段も考えられる。しかし、この場合には、可変抵抗を調節して洗浄水の水量の確認するという調整作業を数回以上繰り返さなければならず、使い勝手がよいとはいえない。
【０００５】
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、その目的は、簡単な構成で手動操作を検出可能とし、自動洗浄動作に対してフィードバック可能とした便器洗浄システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
排水バルブを引き上げることによりロータンク内の水を排出させる引き上げ部と、
前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させるモータと、
前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させる手動操作ハンドルと、
前記手動操作ハンドルを操作した時に前記モータの駆動軸に生ずる回転を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄システムが提供される。
【０００７】
上記構成によれば、モータの駆動軸に生ずる回転を検出することにより手動操作を検出可能とし、モータによる自動動作に対してフィードバック可能とすることができる。
【０００８】
ここで、前記モータの前記駆動軸と、前記手動操作ハンドルと、が減速手段を介して連動するものとすれば、手動操作ハンドルの操作に応じてモータの駆動軸が回転するので、手動操作の検出を確実且つ容易にすることができる。
【０００９】
また、前記モータの駆動軸と、前記手動操作ハンドルと、は、前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させるために必要なストロークの少なくとも一部において連動するものとすれば、例えは、空転領域を設けることにより、モータのコギングトルクなどを受けずに手動操作できる角度範囲を設けて軽快な操作が可能となる。
【００１０】
また、前記手動操作ハンドルを操作した時に前記モータの駆動軸に生ずる前記回転を前記検出部が検出すると、その後、所定の時間の間は前記モータによる前記引き上げ動作の要求があっても前記モータによる前記引き上げの動作を実行しないものとすれば、手動操作による洗浄後、ロータンク内に水が十分に満たされない状態で自動洗浄を実施することを防ぐことができる。
【００１１】
また、前記所定の時間の間に前記モータによる前記引き上げ動作の要求があった場合に、前記所定の時間の経過後に実行するものすれば、手動操作による洗浄の後、ロータンクに水が充填された後に確実に自動洗浄できる。
【００１２】
また、前記所定の時間は、前記手動操作ハンドルの操作方向に応じて異なるものとすれば、例えば、手動操作により「大洗浄」が実施された場合と「小洗浄」が実施された場合とで、待機時間を可変とし、いずれの場合もロータンク内に水が充填された最適なタイミングで自動洗浄を実施できる。
【００１３】
また、前記手動操作ハンドルを操作した時に前記検出部が検出する結果に基づいて前記手動操作ハンドルの回転方向及び回転時間の少なくともいずれかを判定し、その判定結果に基づいて、前記モータによる前記引き上げ動作の条件を決定するものとすれば、ロータンクの形式に応じて最適な動作モードを確実且つ容易に設定でき、また、使用者の好みのホールド時間などを学習させて自動洗浄にフィードバックさせることにより、使用感に優れた便器洗浄システムを実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、手動操作を検出する機能を付加することにより、手動洗浄後の自動洗浄を最適なタイミングで実施し、ロータンクの形式に応じて最適な動作モードを確実且つ容易に設定でき、また、使用者の好みの時間のホールド動作を学習させることができる。 その結果として、ユーザは、ロータンクを買い換えることなく電動洗浄の恩恵に浴することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる便器洗浄システムを取り付けた水洗便器を例示した概念図である。
本発明の便器洗浄システムは、モータユニット１０と、これを制御するコントローラ５２０と、を有する。コントローラ５２０は、モータユニット１０に内蔵してもよく、または、モータユニット１０とは別体のユニットとしてもよい。
図１の具体例の場合、コントローラ５２０は、便座４００の後方（ロータンク２００に近い側）に設けられている。便座４００は、例えば、人体臀部を洗浄するための温水を噴出可能なノズルなどを内蔵してもよい。モータユニット１０の動作は、コントローラ５２０に設けられた操作スイッチ（図示せず）により制御してもよく、または、リモコンユニット５１０により制御してもよい。リモコンユニット５１０とコントローラ５２０との間の通信は、例えば、赤外線や電波などにより実行させることができる。
【００１６】
モータユニット１０は、モータを内蔵し、水洗便器システムのロータンク２００に取り付けられている。モータユニット１０のシャフト８２の先端には、玉鎖レバー８４、８５が適宜設けられている。シャフト８２が矢印Ａあるいは矢印Ｂの方向に回転すると、玉鎖２２０、２３０を介して排水バルブ２４０、２５０を引き上げ、便器３００に洗浄水を流すことができる。シャフト８２の回転動作は、モータユニット１０に内蔵されたモータにより実行させることができる。また、モータユニット１０には、操作ハンドル１００が取り付けられ、これを用いた手動操作によっても、シャフト８２を回転させて洗浄水を便器３００に流すことができる。
【００１７】
図２は、モータユニット１０の内部構造を模式的に表した概念図である。なお、同図は、動力伝達関係を説明するための概念図であり、各要素の寸法や配置関係などは、必ずしも実際の通りとは限らない。
本具体例のモータユニット１０の内部には、駆動源であるモータ４２と、減速手段４して５段のギア４３〜４７が設けられている。５段目のギア４７の回転トルクが、シャフト８２に出力される。モータ４２として、ＤＣ２４ボルトで動作するブラシ型の高速モータを用いた場合、１段目から５段目までの減速比は、例えば１／１００程度とすることができる。
【００１８】
また、４段目のギア４６のシャフト２２には操作ハンドル１００が取り付けられ、手動操作による洗浄も可能とされている。なお、操作ハンドル１００は、５段目のギアにシャフト８２と同軸に取り付けてもよい。
【００１９】
さらに、シャフト２２には、シャフトリターンスプリング５２が設けられ、中立状態に付勢される。
【００２０】
このモータユニット１０の場合、モータ４２と操作ハンドル１００とはギア４３〜４６を介して連動する。つまり、操作ハンドル１００を手動により回転させると、それに対応してモータ４２の回転軸も回転する。後に詳述するように、本発明においては、このような手動操作に伴うモータ４２の逆起電力を検出することによって、手動操作を検知することができる。
なお、本発明においては、モータ４２と操作ハンドル１００とは必ずしも常に直結されている必要はなく、操作ハンドル１００の回転ストロークのうちの一部のみにおいてモータ４２と結合されるようにしてもよい。例えば、後に詳述するように、クラッチ機構などを設け、操作ハンドル１００は中立付近においてはモータ４２とは結合されておらず、洗浄に際して操作ハンドル１００を所定の角度以上回転させた時に、モータ４２と結合されてその回転軸を回転させるようにしてもよい。このようにすると、手動操作の際に、モータ４２のコギングトルクの負荷を減らして操作ハンドル１００を軽い力で操作できる。
【００２１】
図３は、コントローラ５２０の要部構成を例示するブロック図である。
すなわちコントローラ５２０は、制御部５２２と、駆動部５２４と、検出部５２６と、記憶部５２８と、を有する。制御部５２２は、ＣＰＵ（central processing unit）を備え、コントローラ５２０の各部の動作を制御する。駆動部５２４は、制御部５２２からの制御信号に応じてモータユニット１０に駆動信号を出力する。検出部５２６は、操作ハンドル１００を介して手動操作した時にモータユニット１０から出力される信号を検出する。
【００２２】
記憶部５２８は、手動操作の有無や動作モードなどに関する情報を制御部５２２からの制御により適宜記憶する。記憶部５２８としては、その格納すべき情報の種類に応じて、例えば、ＤＲＡＭ（dynamic random access memory）や、ＳＲＡＭ（static random access memory）、Ｅ２ＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read only memory）などのフラッシュメモリなどを適宜選択して用いることができる。また、これら２種類以上のメモリを併せ持つようにしてもよい。
【００２３】
図４は、制御部５２２の回路構成を例示する模式図である。
すなわち、モータユニット１０に内蔵されたモータ４２の動作は、４つのスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４により制御できる。例えば、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ４をオンにし、Ｔｒ２とＴｒ３をオフにすると、直流モータ４２を所定の方向に回転させ、スイッチング素子Ｔｒ２とＴｒ３をオンにし、Ｔｒ１とＴｒ４をオフにすると、モータ４２をこれとは逆の方向に回転させることができる。制御部５２２のＣＰＵは、これらスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の動作を出力ＶＯ１〜ＶＯ４によりそれぞれ制御できる。
【００２４】
そして、モータ４２への出力端ノードに検出抵抗Ｒ１、Ｒ２をそれぞれ接続し、この電位をＶ１１、Ｖ１２としてＣＰＵに取り込むことにより、手動操作に伴うモータ４２の回転を検出できる。
【００２５】
図５及び図６は、手動操作に伴う逆起電力の作用を表した模式図である。
すなわち、図２に関して前述したように、本発明においては、操作ハンドル１００とモータ４２とが、少なくとも手動操作ストロークの一部において直結されるので、操作ハンドル１００を手動により回転させると、モータ４２の回転軸も回転する。すると、モータ４２において逆起電力が生じ、その回転方向に対応して、図５及び図６に例示した如く回生電流Ｉｒが流れる。例えば、図５に例示したように、逆起電力による回生電流ＩｒがダイオードＤ３、モータ４２、ダイオードＤ２の方向に流れた時には、検出抵抗Ｒ１の両端で電位Ｖｒが生ずる。従って、Ｖ１１の電位をモニタすることにより、モータ４２の逆起電力を検出できる。
同様に、図６に例示したように、逆起電力による回生電流ＩｒがダイオードＤ４、モータ４２、ダイオードＤ１の方向に流れた時には、検出抵抗Ｒ２の両端で電位Ｖｒが生ずる。従って、Ｖ１２の電位をモニタすることにより、モータ４２の逆起電力を検出できる。
【００２６】
このように、モータ４２の出力端ノードに検出抵抗Ｒ１、Ｒ２を接続し、その電位をモニタすることにより、手動操作の有無を検出できる。
【００２７】
図７及び図８は、操作ハンドル１００を手動操作した時の電位Ｖ１１、Ｖ１２及び放出水量の変化を例示するタイミングチャートである。
すなわち、図７に表したように、操作ハンドル１００を中立位置から半時計回りに回転させた場合、回転動作に対応してＶ１１に回生電流による電位Ｖｒが生ずる。所定時間の経過後、操作ハンドル１００を時計回りに回転させて再び中立位置に戻す時には、その回転動作に対応してＶ１２に電位Ｖｒが生ずる。
また、操作ハンドル１００の操作に伴い、ロータンクの排水バルブが開かれて、便器に洗浄水が流される。その積算水量は、操作ハンドル１００を中立位置に戻すまでの時間に応じて増加する。
【００２８】
操作ハンドル１００を反対方向に回転させた場合についても、図８に例示した如く、Ｖ１２、Ｖ１１に電位がそれぞれ生じ、便器に洗浄水が流される。
【００２９】
以上説明したように、本発明においては、操作ハンドル１００を手動操作する時にモータ４２に生ずる回生電流を検出することにより、手動操作の有無や、その回転方向、操作ハンドル１００を回転させた状態から中立位置に戻すまでの時間などを検出できる。本発明においては、これらの検出結果に基づいて、自動洗浄の可否判断や動作モードの設定などを実施できる。
【００３０】
図９は、本発明の便器洗浄システムにおいて実行される処理の一例を表すフローチャートである。
本具体例においては、操作ハンドル１００を用いた手動洗浄が実施された後、ロータンクに再び水が満たされるまでの所定の待機時間（Ｓ秒間）の間は、自動洗浄の実行を保留する。すなわち、手動洗浄を検出（ステップＳ１１）した後に、例えば、リモコンユニット５１０（図１参照）が操作されて自動洗浄の命令が出された（ステップＳ１２）場合、手動洗浄からＳ秒間が経過したか否かが判断される（ステップＳ１３）。このＳ秒間は、ロータンクに水を充填するために必要とされる時間、あるいはこれに所定の調整時間を加算あるいは減算した時間とすることができる。
手動洗浄からＳ秒間が経過しない時（ステップＳ１３：ＮＯ）は、経過するまで待機する。そして、Ｓ秒間が経過すると、自動洗浄を実行する（ステップＳ１４）。
【００３１】
このようにすれば、操作ハンドル１００を用いた手動洗浄が実行された後に、ロータンクに水が充填されない状態で自動洗浄が実行されることを防ぐことができる。その結果として、不十分な水量の自動洗浄が実行されてしまい、その後、再びロータンクに水が充填されるのを待ってもう一度自動洗浄を実施するという煩雑さを解消し、水資源の節約にも資することができる。
【００３２】
図１０は、待機時間（Ｓ秒間）を可変とした処理の一例を表すフローチャートである。
【００３３】
すなわち、本具体例においては、操作ハンドル１００を用いた手動洗浄を検出する（ステップＳ１１）と、その検出データから待機時間（Ｓ秒間）を算出する。これは、例えば、図７及び図８に関して前述したように、操作ハンドル１００を中立位置から回転させ、再び中立位置に戻す際に、Ｖ１１、Ｖ１２にそれぞれ電位Ｖｒが表れることから判定できる。例えば、図７及び図８において、Ｖ１１とＶ１２に電位Ｖｒが表れる時間間隔Ｔから放出水量を推定できる。このようにして推定した放出水量から、ロータンクに再び水が充填されるまでの時間を算出し、この算出結果に基づいて、待機時間（Ｓ秒間）を決定できる。
【００３４】
また一方、例えば、ロータンクの構造によっては、操作ハンドル１００の右回転で「大洗浄」、左回転で「小洗浄」が実施される場合がある。このような場合に、図７及び図８に関して前述したように、Ｖ１１、Ｖ１２の電位を適宜モニタすることにより操作ハンドル１００の回転方向を検出し、「大洗浄」が実施された場合には、第１の待機時間（Ｓ秒間）を設定し、「小洗浄」が実施された場合には、第２の待機時間（Ｓ秒間）を設定するようにしてもよい。この場合、第１及び第２の待機時間は、それぞれ、「大洗浄」、「小洗浄」が実施された後に、ロータンクが水で充填されるまでの時間に基づいて決定される。
【００３５】
以上説明したように、図１０に例示したフローチャートによれば、操作ハンドル１００を用いた手動操作により流された洗浄水の量に応じて待機時間（Ｓ秒間）を可変とする。このようにすれば、例えば、手動操作により「小洗浄」が実施された場合には、短時間で再びロータンクが水で充填され、これに対応して直ちに自動洗浄を実行でき、一方、手動操作で「大洗浄」が実行された場合には、ロータンクが再び水で充填されるまで待機してから自動洗浄を実行できる。
【００３６】
以上、手動操作が実施された後に、所定の待機時間を設ける具体例について説明した。
【００３７】
次に、操作ハンドルを手動操作することにより、便器洗浄システムの動作モードを設定可能とした具体例について説明する。まず、ロータンクの形式に対応して、便器洗浄システムの動作モードを変える必要がある点について説明する。
図１１は、既存のロータンクの形態のいくつかを例示する模式図である。すなわち、同図（ａ）に表したものは、ロータンク２００の正面左側に操作ハンドル１００が設けられた、いわゆる「前ハンドル型」のロータンクである。また、図１１（ｂ）に表したものは、ロータンク２００の向かって右側側面に操作ハンドル１００が設けられた、いわゆる「右ハンドル型」のロータンクである。一方、図１１（ｃ）に表したものは、手洗い室のコーナーに配置可能な、いわゆる「隅付き型」のロータンクである。
【００３８】
これらの具体例からも分かるように、ロータンク２００の形状とその操作ハンドル１００の取り付け位置だけを見ても、各種の形式が存在する。そしてさらに、その大小の洗浄水の流し分けの機構についてみると、さらに多種多様なモードが存在する。
【００３９】
例えば、「大」用の洗浄水を流す際に、操作ハンドル１００を右側に回転させるものと、左側に回転させるものが存在する。また、図１２に例示したように、「小」用の洗浄水を流す際に、「大」用の洗浄水を流す場合と同方向に操作ハンドル１００を回すものと、図１３に表したように、互いに逆に回すものがある。
またさらに、図１４に例示したように、「小」用の洗浄水を流す際に、操作ハンドル１００を回した状態で保持する「ホールド」操作を必要とするものもある。
【００４０】
図１５は、市場に出回っている各種のロータンクの洗浄モードの典型的なものをまとめた一覧表である。
すなわち、同図には、代表的な６種類の洗浄モードを表した。例えば、「洗浄モード１」の場合、「大」の洗浄水を流すためには、操作ハンドル１００をＣＷ（時計回り）に約１秒間回転させる。また、「小」の洗浄水を流すためには、操作ハンドル１００を反時計回り（ＣＣＷ）に約１秒間回転させる。
また、例えば「洗浄モード５」における「小洗浄」の場合、操作ハンドル１００を反時計回りに約４秒間、回転させた状態にする。これは、いわゆる「ホールドモード」であり、ロータンク２００の小洗浄水用の排水バルブを約４秒間、開けた状態に保持させる動作に対応する。
【００４１】
以上説明したような多種多様な既存のロータンクに便器洗浄システムを適合させるためには、それぞれのロータンクの構造に応じて、操作ハンドル１００（シャフト８２）の回転方向や回転角度、ホールドの有無などの動作モードを設定する必要がある。
【００４２】
本実施形態においては、モータユニット１０をロータンクに取り付けた後の、初期設定に際して、操作ハンドル１００を手動操作することにより、そのロータンクに適した動作モードを自動的に設定することが可能となる。
【００４３】
図１６は、本発明の便器洗浄システムの設定モードを例示するフローチャートである。
【００４４】
すなわち、設定モードに入った後に、まず、使用者（設定者）は、操作ハンドル１００を手動操作して「大洗浄」を実行する（ステップＳ２１）。この時、図７及び図８に関して前述したように、Ｖ１１とＶ１２の電位をモニタすることによって操作ハンドル１００の回転方向を検出できる（ステップＳ２２）。この検出結果に基づき、「大洗浄」の回転方向などの動作パラメータを設定し記憶部５２８に格納する（ステップＳ２３）。
しかる後に、使用者（設定者）は、操作ハンドル１００を手動操作して「小洗浄」を実行する（ステップＳ２４）。この時も、図７及び図８に関して前述したように、Ｖ１１とＶ１２の電位を適宜モニタすることによって操作ハンドル１００の回転方向と回転時間（例えば、図７及び図８の時間Ｔ）を検出する（ステップＳ２５）。この際に、回転時間を検出することにより、ホールド（図１４及び図１５参照）の有無を検出できる。この検出結果に基づき、「小洗浄」の動作パラメータを設定し記憶部５２８に格納する（ステップＳ２６）。
なお、ステップＳ２１及びＳ２２と、ステップＳ２３及びＳ２４の順序は、逆転させてもよい。つまり、「小洗浄」の設定を実施した後に、「大洗浄」の設定を実施してもよい。
【００４５】
また、ステップＳ２３、Ｓ２６における動作パラメータは、検出した回転方向や回転時間をそのまま動作パラメータとして設定してもよく、または、これらの検出値に所定の調整をして動作パラメータとしてもよい。またあるいは、図１７に例示した如く、予め格納部５２８に複数の洗浄モード１、２、・・・の動作パラメータを格納しておき、ステップＳ２２、Ｓ２５において検出された回転方向や回転時間などの結果に基づいて、これら複数の洗浄モードのうちで最適なものを選択（図１７の具体例では「洗浄モード２」）して設定するようにしてもよい。
【００４６】
以上説明したように、設定モードにおいて操作ハンドル１００を手動操作し、その回転方向や回転時間を検出することにより、ロータンクに適合した動作モードを自動的に設定することが可能となる。操作ハンドル１００の回転方向や回転時間などの動作パラメータは記憶部５２８に格納される。これらパラメータを格納するためには、Ｅ２ＰＲＯＭなどの不揮発性メモリを用いることが望ましい。
【００４７】
以上説明した設定モードは、モータユニット１０をロータンク２００に取り付けた後の初期設定作業として実行することができる。
例えば、図１８に例示したリモコンユニット５１０の大洗浄スイッチ５１２と小洗浄スイッチ５１４を両方とも５秒以上押した時に、設定モードに入るようにすることができる。そして、設定モードに入ったら、リモコンユニット５１０あるいはコントローラ５２０から「ピッ！」という確認音を出して使用者（設定者）に大洗浄の手動操作（ステップＳ２１）を促し、その設定後、「ピッピッ！」という確認音を出して使用者（設定者）に小洗浄の手動操作（ステップＳ２３）の実施を促すようにすることができる。また、これら確認音の代わりに、音声ＲＯＭなどを利用して、「大洗浄を実施してください。」あるいは「小洗浄を実施してください。」などのアナウンス音声を再生してもよい。
【００４８】
次に、本発明の便器洗浄システムにおいて実施可能な学習モードについて説明する。
例えば、「小洗浄」にホールドモードが設けられているロータンクの場合、使用者によって好みのホールドの時間が異なることがある。従って、設定者により初期設定が実施された後に、その便器洗浄システムが別の使用者により使用された時に、「小洗浄」のホールド時間を自動的に修正できると便利である。
【００４９】
図１９は、「小洗浄」のホールド時間を自動修正する学習モードを表すフローチャートである。
すなわち、操作ハンドル１００を用いて手動操作により小洗浄が実施（ステップＳ３１）されたら、図７及び図８に関して前述したように、その回転時間を検出する（ステップＳ３２）。そして、この検出結果に基づき、「小洗浄」のホールド時間の設定値を修正する（ステップＳ３３）。
このような学習モードは、手動操作が実施された度に実行してもよく、または、手動操作の頻度に応じて適宜実行するようにしてもよい。
【００５０】
本具体例によれば、使用者が操作ハンドル１００を用いて好みのホールド時間の「小洗浄」を実施すると、便器洗浄システムがそのホールド時間を再現した自動洗浄を実施するので、使用感に優れたシステムを実現できる。
【００５１】
図２０は、本発明において用いることができるモータユニット１０の具体例を表す斜視組立図である。
また、図２１はその縦断面図であり、図２２はその横断面図である。
【００５２】
また、図２３は、本具体例に内蔵されたギアの配置関係を表す正面図である。
【００５３】
このモータユニット１０は、図２に表した構成を具体化したものであり、駆動源であるモータ４２と、減速手段４して５段のギア４３〜４７が設けられている。５段目のギア４７の回転トルクが、シャフト８２に出力される。モータ４２として、ＤＣ２４ボルトで動作するブラシ型の高速モータを用いた場合、１段目から５段目までの減速比は、例えば１／１００程度とすることができる。また、４段目のギア４６のシャフト２２には操作ハンドル１００が取り付けられ、モータ４２と直結している。つまり、操作ハンドル１００を手動操作すると、その回転がそのままモータ４２に伝達される。この際にモータ４２の逆起電力を検出することによって、手動操作を検出することができる。
なお、前述したように、本発明においては、モータ４２と操作ハンドル１００とは必ずしも常に直結されている必要はなく、操作ハンドル１００の回転ストロークのうちの一部のみにおいてモータ４２と結合されるようにしてもよい。
【００５４】
図２４は、モータ４２の出力に設けられたクラッチ機構を例示する模式断面である。同図については、図２に関して前述したものに対応する要素に同一の符号を付した。
すなわち、４段目のギア４６の内心にシャフト２２が配置されている。シャフト２２は、操作ハンドル１００及び５段目のギア４７に結合されている。そして、これらシャフト２２の外面とギア４６の内面には、凸部２２Ｐ、４６Ｐがそれぞれ設けられている。
図２４は、中立状態を表し、モータ４２により駆動させる際には、図２４に表した中立状態からギア４６が矢印の方向に空転し、その凸部４６Ｐがシャフト２２の凸部２２Ｐに当接すると、シャフト２２に結合されてトルクが出力軸に伝達される。つまり、凸部４６Ｐが凸部２２Ｐに当接するまでの範囲が空転角として設けられている。
【００５５】
一方、図２４に表した中立状態から矢印の方向にシャフト２２（すなわち操作ハンドル１００）を回転させた場合、その凸部２２Ｐがギア４６の凸部４６Ｐと当接するまでの範囲においては、ギア４６から独立に回転させることができる。つまり、この範囲においては、シャフト２２は、モータ４２のコギングトルクの負荷を受けることなく、回転させることができる。このようにして、操作ハンドル１００による手動操作を軽快に行うことができる。
【００５６】
そして、操作ハンドル１００をさらに回転させると、「大洗浄」や「小洗浄」の所定の回転角度の範囲内において、凸部２２Ｐと凸部４６Ｐとが当接し、その後はモータ４２を回転させつつストロークの終端に至る。つまり、「大洗浄」や「小洗浄」のための操作ハンドル１００の回転ストロークの一部のみに対応してモータ４２を回転させる。この時の逆起電力を検出することにより、手動操作を検出できる。
【００５７】
図２５及び図２６は、モータユニット１０と、便座４００に内蔵されたコントローラ５２０との接続を例示する模式図である。
【００５８】
すなわち、便器３００の上に設けられた便座４００の背面に接続口４０２が設けられている。そして、ロータンク２００の中に収容されたモータユニット１０に接続された接続コード７６は、ロータンク２００の背面に設けられた空気抜き穴２９０から引き出され、コードフック９８により適宜固定され、その先端の接続プラグ７８が便座４００の接続口４０２に接続される。
【００５９】
便座４００には、コントローラ５２０が内蔵され、例えば、ＤＣ２４ボルトの駆動信号を適宜供給することより、モータユニット１０の動作を適宜制御することができる。また、その信号の出力端ノードに検出回路を接続することにより、逆起電力による回生電流を検出して手動操作を検出できる。
【００６０】
図２７は、いわゆる「前ハンドル型」のロータンクに本実施形態の便器洗浄システムを取り付けた状態を例示する斜視図である。
また、図２８は、このロータンクの内部を上方から眺めた模式図である。
【００６１】
「前ハンドル型」のロータンクの場合、ストロークの長いレバー８７を介して排水バルブ２４０を引き上げるため、モータユニット１０のシャフト７２の回転ストロークは小さい。このような場合でも、本発明によれば、操作ハンドル１００を手動操作することによりモータに生ずる逆起電力を確実に検出し、待機時間の設定や動作モードの設定などを確実に実施させることができる。
【００６２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。
【００６３】
例えば、モータユニット１０の外形状、サイズ、内蔵するモータの種類、減速手段が有するギアの数やそれらの減速比、あるいはこれらの配置関係などについては、当業者が適宜設計変更を加えたものも本発明の範囲に包含される。
また、コントローラ５２０の具体的な構造や操作手順、格納する洗浄モードの種類などについては、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の要旨を備える限り、本発明の範囲に包含される。
【００６４】
その他、本発明の便器洗浄システムを構成する要素について当業者が設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を備えたものであれば、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態にかかる便器洗浄システムを取り付けた水洗便器を例示した概念図である。
【図２】モータユニット１０の内部構造を模式的に表した概念図である。
【図３】コントローラ５２０の要部構成を例示するブロック図である。
【図４】制御部５２２の回路構成を例示する模式図である。
【図５】手動操作に伴う逆起電力の作用を表した模式図である。
【図６】手動操作に伴う逆起電力の作用を表した模式図である。
【図７】操作ハンドル１００を手動操作した時の電位Ｖ１１、Ｖ１２及び放出水量の変化を例示するタイミングチャートである。
【図８】操作ハンドル１００を手動操作した時の電位Ｖ１１、Ｖ１２及び放出水量の変化を例示するタイミングチャートである。
【図９】本発明の便器洗浄システムにおいて実行される処理の一例を表すフローチャートである。
【図１０】待機時間（Ｓ秒間）を可変とした処理の一例を表すフローチャートである。
【図１１】既存のロータンクの形態のいくつかを例示する模式図である。
【図１２】「小」用の洗浄水を流す際に、「大」用の洗浄水を流す場合と同方向に操作ハンドル１００を回すものを表す模式図である。
【図１３】「小」と「大」で、互いに逆に回すものを表す模式図である。
【図１４】「小」用の洗浄水を流す際に、操作ハンドル１００を回した状態で保持する「ホールド」操作を必要とするものを表す模式図である。
【図１５】市場に出回っている各種のロータンクの洗浄モードの典型的なものをまとめた一覧表である。
【図１６】本発明の便器洗浄システムの設定モードを例示するフローチャートである。
【図１７】予め格納部５２８に複数の洗浄モード１、２、・・・の動作パラメータを格納しておき、これら複数の洗浄モードのうちで最適なものを選択する態様を表す模式図である。
【図１８】リモコンユニット５１０を例示する斜視図である。
【図１９】「小洗浄」のホールド時間を自動修正する学習モードを表すフローチャートである。
【図２０】本発明において用いることができるモータユニット１０の具体例を表す斜視組立図である。
【図２１】モータユニット１０の縦断面図である。
【図２２】モータユニット１０の横断面図である。
【図２３】モータユニットに内蔵されたギアの配置関係を表す正面図である。
【図２４】モータ４２の出力に設けられたクラッチ機構を例示する模式断面である。
【図２５】モータユニット１０と、便座４００に内蔵されたコントローラ５２０との接続を例示する模式図である。
【図２６】モータユニット１０と、便座４００に内蔵されたコントローラ５２０との接続を例示する模式図である。
【図２７】いわゆる「前ハンドル型」のロータンクに本実施形態の便器洗浄システムを取り付けた状態を例示する斜視図である。
【図２８】図２７のロータンクの内部を上方から眺めた模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ モータユニット
２２ シャフト
２２Ｐ 凸部
４２ モータ
４３〜４７ ギア
４６Ｐ 凸部
５２ シャフトリターンスプリング
７２ シャフト
７６ 接続コード
７８ 接続プラグ
８２ シャフト
８４ 玉鎖レバー
８７ レバー
９８ コードフック
１００ 操作ハンドル
２００ ロータンク
２２０ 玉鎖
２４０ 排水バルブ
３００ 便器
４００ 便座
４０２ 接続口
５１０ リモコンユニット
５１２ 大洗浄スイッチ
５１４ 小洗浄スイッチ
５２０ コントローラ
５２２ 制御部
５２４ 駆動部
５２６ 検出部
５２８ 格納部
５２８ 記憶部
Ｉｒ 回生電流
Ｒ１、Ｒ２ 検出抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器洗浄システムに関し、より詳細には、水洗便器に取り付けて、手動及び電動によりロータンクから水洗便器に洗浄水を供給可能とした便器洗浄システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
手動及び電動のいずれにても水洗便器に洗浄水を供給可能としたモータユニットとして、ロータンクのレバー装置が開示されている（特許文献１）。このレバー装置は、モータを内蔵したスピンドル電動装置をロータンクの内部に収容可能とし、且つロータンクのレバー開口からロータンク外の突出するねじ付カラムを設けたものである。このねじ付きカラムにロータンクの外側からナットを螺合させ、スピンドル電動装置の基端部との間にロータンクの外壁を強く挟持することにより、スピンドル電動装置を固定可能とした。かかる構成により、レバー装置の取り付けが容易となり、さらにレバーとロータンクとの隙間を、旧来の手回し式のロータンクのものと変わらない程度まで抑え、見栄えを良くすることができる。
【特許文献１】特開２００１−６５０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このような便器洗浄システムにおいて、操作ハンドルを用いた手動操作が実行されたことをコントローラが認識できると便利である。例えば、手動操作による洗浄の後、ロータンクに十分に水が溜まらない状態で自動洗浄が実行されると、水量が不足するために十分な洗浄効果が得られない。このため、ふたたびロータンク内に洗浄水が満たされるまで待ってから改めて洗浄を実行しなければならず、使い勝手や水資源の節約の観点から改善の余地がある。
【０００４】
また、水洗便器の形式に応じて、その最適水量は異なる場合が多い。これに対して、例えばモータユニットに可変抵抗などを設けて開閉バルブの開度あるいは開時間を調節する手段も考えられる。しかし、この場合には、可変抵抗を調節して洗浄水の水量の確認するという調整作業を数回以上繰り返さなければならず、使い勝手がよいとはいえない。
【０００５】
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、その目的は、簡単な構成で手動操作を検出可能とし、自動洗浄動作に対してフィードバック可能とした便器洗浄システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
排水バルブを引き上げることによりロータンク内の水を排出させる引き上げ部と、
前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させるモータと、
前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させる手動操作ハンドルと、
前記手動操作ハンドルを操作した時に前記モータの駆動軸に生ずる回転を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄システムが提供される。
【０００７】
上記構成によれば、モータの駆動軸に生ずる回転を検出することにより手動操作を検出可能とし、モータによる自動動作に対してフィードバック可能とすることができる。
【０００８】
ここで、前記モータの前記駆動軸と、前記手動操作ハンドルと、が減速手段を介して連動するものとすれば、手動操作ハンドルの操作に応じてモータの駆動軸が回転するので、手動操作の検出を確実且つ容易にすることができる。
【０００９】
また、前記モータの駆動軸と、前記手動操作ハンドルと、は、前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させるために必要なストロークの少なくとも一部において連動するものとすれば、例えは、空転領域を設けることにより、モータのコギングトルクなどを受けずに手動操作できる角度範囲を設けて軽快な操作が可能となる。
【００１０】
また、前記手動操作ハンドルを操作した時に前記モータの駆動軸に生ずる前記回転を前記検出部が検出すると、その後、所定の時間の間は前記モータによる前記引き上げ動作の要求があっても前記モータによる前記引き上げの動作を実行しないものとすれば、手動操作による洗浄後、ロータンク内に水が十分に満たされない状態で自動洗浄を実施することを防ぐことができる。
【００１１】
また、前記所定の時間の間に前記モータによる前記引き上げ動作の要求があった場合に、前記所定の時間の経過後に実行するものすれば、手動操作による洗浄の後、ロータンクに水が充填された後に確実に自動洗浄できる。
【００１２】
また、前記所定の時間は、前記手動操作ハンドルの操作方向に応じて異なるものとすれば、例えば、手動操作により「大洗浄」が実施された場合と「小洗浄」が実施された場合とで、待機時間を可変とし、いずれの場合もロータンク内に水が充填された最適なタイミングで自動洗浄を実施できる。
【００１３】
また、前記手動操作ハンドルを操作した時に前記検出部が検出する結果に基づいて前記手動操作ハンドルの回転方向及び回転時間の少なくともいずれかを判定し、その判定結果に基づいて、前記モータによる前記引き上げ動作の条件を決定するものとすれば、ロータンクの形式に応じて最適な動作モードを確実且つ容易に設定でき、また、使用者の好みのホールド時間などを学習させて自動洗浄にフィードバックさせることにより、使用感に優れた便器洗浄システムを実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、手動操作を検出する機能を付加することにより、手動洗浄後の自動洗浄を最適なタイミングで実施し、ロータンクの形式に応じて最適な動作モードを確実且つ容易に設定でき、また、使用者の好みの時間のホールド動作を学習させることができる。 その結果として、ユーザは、ロータンクを買い換えることなく電動洗浄の恩恵に浴することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる便器洗浄システムを取り付けた水洗便器を例示した概念図である。
本発明の便器洗浄システムは、モータユニット１０と、これを制御するコントローラ５２０と、を有する。コントローラ５２０は、モータユニット１０に内蔵してもよく、または、モータユニット１０とは別体のユニットとしてもよい。
図１の具体例の場合、コントローラ５２０は、便座４００の後方（ロータンク２００に近い側）に設けられている。便座４００は、例えば、人体臀部を洗浄するための温水を噴出可能なノズルなどを内蔵してもよい。モータユニット１０の動作は、コントローラ５２０に設けられた操作スイッチ（図示せず）により制御してもよく、または、リモコンユニット５１０により制御してもよい。リモコンユニット５１０とコントローラ５２０との間の通信は、例えば、赤外線や電波などにより実行させることができる。
【００１６】
モータユニット１０は、モータを内蔵し、水洗便器システムのロータンク２００に取り付けられている。モータユニット１０のシャフト８２の先端には、玉鎖レバー８４、８５が適宜設けられている。シャフト８２が矢印Ａあるいは矢印Ｂの方向に回転すると、玉鎖２２０、２３０を介して排水バルブ２４０、２５０を引き上げ、便器３００に洗浄水を流すことができる。シャフト８２の回転動作は、モータユニット１０に内蔵されたモータにより実行させることができる。また、モータユニット１０には、操作ハンドル１００が取り付けられ、これを用いた手動操作によっても、シャフト８２を回転させて洗浄水を便器３００に流すことができる。
【００１７】
図２は、モータユニット１０の内部構造を模式的に表した概念図である。なお、同図は、動力伝達関係を説明するための概念図であり、各要素の寸法や配置関係などは、必ずしも実際の通りとは限らない。
本具体例のモータユニット１０の内部には、駆動源であるモータ４２と、減速手段４して５段のギア４３〜４７が設けられている。５段目のギア４７の回転トルクが、シャフト８２に出力される。モータ４２として、ＤＣ２４ボルトで動作するブラシ型の高速モータを用いた場合、１段目から５段目までの減速比は、例えば１／１００程度とすることができる。
【００１８】
また、４段目のギア４６のシャフト２２には操作ハンドル１００が取り付けられ、手動操作による洗浄も可能とされている。なお、操作ハンドル１００は、５段目のギアにシャフト８２と同軸に取り付けてもよい。
【００１９】
さらに、シャフト２２には、シャフトリターンスプリング５２が設けられ、中立状態に付勢される。
【００２０】
このモータユニット１０の場合、モータ４２と操作ハンドル１００とはギア４３〜４６を介して連動する。つまり、操作ハンドル１００を手動により回転させると、それに対応してモータ４２の回転軸も回転する。後に詳述するように、本発明においては、このような手動操作に伴うモータ４２の逆起電力を検出することによって、手動操作を検知することができる。
なお、本発明においては、モータ４２と操作ハンドル１００とは必ずしも常に直結されている必要はなく、操作ハンドル１００の回転ストロークのうちの一部のみにおいてモータ４２と結合されるようにしてもよい。例えば、後に詳述するように、クラッチ機構などを設け、操作ハンドル１００は中立付近においてはモータ４２とは結合されておらず、洗浄に際して操作ハンドル１００を所定の角度以上回転させた時に、モータ４２と結合されてその回転軸を回転させるようにしてもよい。このようにすると、手動操作の際に、モータ４２のコギングトルクの負荷を減らして操作ハンドル１００を軽い力で操作できる。
【００２１】
図３は、コントローラ５２０の要部構成を例示するブロック図である。
すなわちコントローラ５２０は、制御部５２２と、駆動部５２４と、検出部５２６と、記憶部５２８と、を有する。制御部５２２は、ＣＰＵ（central processing unit）を備え、コントローラ５２０の各部の動作を制御する。駆動部５２４は、制御部５２２からの制御信号に応じてモータユニット１０に駆動信号を出力する。検出部５２６は、操作ハンドル１００を介して手動操作した時にモータユニット１０から出力される信号を検出する。
【００２２】
記憶部５２８は、手動操作の有無や動作モードなどに関する情報を制御部５２２からの制御により適宜記憶する。記憶部５２８としては、その格納すべき情報の種類に応じて、例えば、ＤＲＡＭ（dynamic random access memory）や、ＳＲＡＭ（static random access memory）、Ｅ２ＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read only memory）などのフラッシュメモリなどを適宜選択して用いることができる。また、これら２種類以上のメモリを併せ持つようにしてもよい。
【００２３】
図４は、制御部５２２の回路構成を例示する模式図である。
すなわち、モータユニット１０に内蔵されたモータ４２の動作は、４つのスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４により制御できる。例えば、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ４をオンにし、Ｔｒ２とＴｒ３をオフにすると、直流モータ４２を所定の方向に回転させ、スイッチング素子Ｔｒ２とＴｒ３をオンにし、Ｔｒ１とＴｒ４をオフにすると、モータ４２をこれとは逆の方向に回転させることができる。制御部５２２のＣＰＵは、これらスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の動作を出力ＶＯ１〜ＶＯ４によりそれぞれ制御できる。
【００２４】
そして、モータ４２への出力端ノードに検出抵抗Ｒ１、Ｒ２をそれぞれ接続し、この電位をＶ１１、Ｖ１２としてＣＰＵに取り込むことにより、手動操作に伴うモータ４２の回転を検出できる。
【００２５】
図５及び図６は、手動操作に伴う逆起電力の作用を表した模式図である。
すなわち、図２に関して前述したように、本発明においては、操作ハンドル１００とモータ４２とが、少なくとも手動操作ストロークの一部において直結されるので、操作ハンドル１００を手動により回転させると、モータ４２の回転軸も回転する。すると、モータ４２において逆起電力が生じ、その回転方向に対応して、図５及び図６に例示した如く回生電流Ｉｒが流れる。例えば、図５に例示したように、逆起電力による回生電流ＩｒがダイオードＤ３、モータ４２、ダイオードＤ２の方向に流れた時には、検出抵抗Ｒ１の両端で電位Ｖｒが生ずる。従って、Ｖ１１の電位をモニタすることにより、モータ４２の逆起電力を検出できる。
同様に、図６に例示したように、逆起電力による回生電流ＩｒがダイオードＤ４、モータ４２、ダイオードＤ１の方向に流れた時には、検出抵抗Ｒ２の両端で電位Ｖｒが生ずる。従って、Ｖ１２の電位をモニタすることにより、モータ４２の逆起電力を検出できる。
【００２６】
このように、モータ４２の出力端ノードに検出抵抗Ｒ１、Ｒ２を接続し、その電位をモニタすることにより、手動操作の有無を検出できる。
【００２７】
図７及び図８は、操作ハンドル１００を手動操作した時の電位Ｖ１１、Ｖ１２及び放出水量の変化を例示するタイミングチャートである。
すなわち、図７に表したように、操作ハンドル１００を中立位置から半時計回りに回転させた場合、回転動作に対応してＶ１１に回生電流による電位Ｖｒが生ずる。所定時間の経過後、操作ハンドル１００を時計回りに回転させて再び中立位置に戻す時には、その回転動作に対応してＶ１２に電位Ｖｒが生ずる。
また、操作ハンドル１００の操作に伴い、ロータンクの排水バルブが開かれて、便器に洗浄水が流される。その積算水量は、操作ハンドル１００を中立位置に戻すまでの時間に応じて増加する。
【００２８】
操作ハンドル１００を反対方向に回転させた場合についても、図８に例示した如く、Ｖ１２、Ｖ１１に電位がそれぞれ生じ、便器に洗浄水が流される。
【００２９】
以上説明したように、本発明においては、操作ハンドル１００を手動操作する時にモータ４２に生ずる回生電流を検出することにより、手動操作の有無や、その回転方向、操作ハンドル１００を回転させた状態から中立位置に戻すまでの時間などを検出できる。本発明においては、これらの検出結果に基づいて、自動洗浄の可否判断や動作モードの設定などを実施できる。
【００３０】
図９は、本発明の便器洗浄システムにおいて実行される処理の一例を表すフローチャートである。
本具体例においては、操作ハンドル１００を用いた手動洗浄が実施された後、ロータンクに再び水が満たされるまでの所定の待機時間（Ｓ秒間）の間は、自動洗浄の実行を保留する。すなわち、手動洗浄を検出（ステップＳ１１）した後に、例えば、リモコンユニット５１０（図１参照）が操作されて自動洗浄の命令が出された（ステップＳ１２）場合、手動洗浄からＳ秒間が経過したか否かが判断される（ステップＳ１３）。このＳ秒間は、ロータンクに水を充填するために必要とされる時間、あるいはこれに所定の調整時間を加算あるいは減算した時間とすることができる。
手動洗浄からＳ秒間が経過しない時（ステップＳ１３：ＮＯ）は、経過するまで待機する。そして、Ｓ秒間が経過すると、自動洗浄を実行する（ステップＳ１４）。
【００３１】
このようにすれば、操作ハンドル１００を用いた手動洗浄が実行された後に、ロータンクに水が充填されない状態で自動洗浄が実行されることを防ぐことができる。その結果として、不十分な水量の自動洗浄が実行されてしまい、その後、再びロータンクに水が充填されるのを待ってもう一度自動洗浄を実施するという煩雑さを解消し、水資源の節約にも資することができる。
【００３２】
図１０は、待機時間（Ｓ秒間）を可変とした処理の一例を表すフローチャートである。
【００３３】
すなわち、本具体例においては、操作ハンドル１００を用いた手動洗浄を検出する（ステップＳ１１）と、その検出データから待機時間（Ｓ秒間）を算出する。これは、例えば、図７及び図８に関して前述したように、操作ハンドル１００を中立位置から回転させ、再び中立位置に戻す際に、Ｖ１１、Ｖ１２にそれぞれ電位Ｖｒが表れることから判定できる。例えば、図７及び図８において、Ｖ１１とＶ１２に電位Ｖｒが表れる時間間隔Ｔから放出水量を推定できる。このようにして推定した放出水量から、ロータンクに再び水が充填されるまでの時間を算出し、この算出結果に基づいて、待機時間（Ｓ秒間）を決定できる。
【００３４】
また一方、例えば、ロータンクの構造によっては、操作ハンドル１００の右回転で「大洗浄」、左回転で「小洗浄」が実施される場合がある。このような場合に、図７及び図８に関して前述したように、Ｖ１１、Ｖ１２の電位を適宜モニタすることにより操作ハンドル１００の回転方向を検出し、「大洗浄」が実施された場合には、第１の待機時間（Ｓ秒間）を設定し、「小洗浄」が実施された場合には、第２の待機時間（Ｓ秒間）を設定するようにしてもよい。この場合、第１及び第２の待機時間は、それぞれ、「大洗浄」、「小洗浄」が実施された後に、ロータンクが水で充填されるまでの時間に基づいて決定される。
【００３５】
以上説明したように、図１０に例示したフローチャートによれば、操作ハンドル１００を用いた手動操作により流された洗浄水の量に応じて待機時間（Ｓ秒間）を可変とする。このようにすれば、例えば、手動操作により「小洗浄」が実施された場合には、短時間で再びロータンクが水で充填され、これに対応して直ちに自動洗浄を実行でき、一方、手動操作で「大洗浄」が実行された場合には、ロータンクが再び水で充填されるまで待機してから自動洗浄を実行できる。
【００３６】
以上、手動操作が実施された後に、所定の待機時間を設ける具体例について説明した。
【００３７】
次に、操作ハンドルを手動操作することにより、便器洗浄システムの動作モードを設定可能とした具体例について説明する。まず、ロータンクの形式に対応して、便器洗浄システムの動作モードを変える必要がある点について説明する。
図１１は、既存のロータンクの形態のいくつかを例示する模式図である。すなわち、同図（ａ）に表したものは、ロータンク２００の正面左側に操作ハンドル１００が設けられた、いわゆる「前ハンドル型」のロータンクである。また、図１１（ｂ）に表したものは、ロータンク２００の向かって右側側面に操作ハンドル１００が設けられた、いわゆる「右ハンドル型」のロータンクである。一方、図１１（ｃ）に表したものは、手洗い室のコーナーに配置可能な、いわゆる「隅付き型」のロータンクである。
【００３８】
これらの具体例からも分かるように、ロータンク２００の形状とその操作ハンドル１００の取り付け位置だけを見ても、各種の形式が存在する。そしてさらに、その大小の洗浄水の流し分けの機構についてみると、さらに多種多様なモードが存在する。
【００３９】
例えば、「大」用の洗浄水を流す際に、操作ハンドル１００を右側に回転させるものと、左側に回転させるものが存在する。また、図１２に例示したように、「小」用の洗浄水を流す際に、「大」用の洗浄水を流す場合と同方向に操作ハンドル１００を回すものと、図１３に表したように、互いに逆に回すものがある。
またさらに、図１４に例示したように、「小」用の洗浄水を流す際に、操作ハンドル１００を回した状態で保持する「ホールド」操作を必要とするものもある。
【００４０】
図１５は、市場に出回っている各種のロータンクの洗浄モードの典型的なものをまとめた一覧表である。
すなわち、同図には、代表的な６種類の洗浄モードを表した。例えば、「洗浄モード１」の場合、「大」の洗浄水を流すためには、操作ハンドル１００をＣＷ（時計回り）に約１秒間回転させる。また、「小」の洗浄水を流すためには、操作ハンドル１００を反時計回り（ＣＣＷ）に約１秒間回転させる。
また、例えば「洗浄モード５」における「小洗浄」の場合、操作ハンドル１００を反時計回りに約４秒間、回転させた状態にする。これは、いわゆる「ホールドモード」であり、ロータンク２００の小洗浄水用の排水バルブを約４秒間、開けた状態に保持させる動作に対応する。
【００４１】
以上説明したような多種多様な既存のロータンクに便器洗浄システムを適合させるためには、それぞれのロータンクの構造に応じて、操作ハンドル１００（シャフト８２）の回転方向や回転角度、ホールドの有無などの動作モードを設定する必要がある。
【００４２】
本実施形態においては、モータユニット１０をロータンクに取り付けた後の、初期設定に際して、操作ハンドル１００を手動操作することにより、そのロータンクに適した動作モードを自動的に設定することが可能となる。
【００４３】
図１６は、本発明の便器洗浄システムの設定モードを例示するフローチャートである。
【００４４】
すなわち、設定モードに入った後に、まず、使用者（設定者）は、操作ハンドル１００を手動操作して「大洗浄」を実行する（ステップＳ２１）。この時、図７及び図８に関して前述したように、Ｖ１１とＶ１２の電位をモニタすることによって操作ハンドル１００の回転方向を検出できる（ステップＳ２２）。この検出結果に基づき、「大洗浄」の回転方向などの動作パラメータを設定し記憶部５２８に格納する（ステップＳ２３）。
しかる後に、使用者（設定者）は、操作ハンドル１００を手動操作して「小洗浄」を実行する（ステップＳ２４）。この時も、図７及び図８に関して前述したように、Ｖ１１とＶ１２の電位を適宜モニタすることによって操作ハンドル１００の回転方向と回転時間（例えば、図７及び図８の時間Ｔ）を検出する（ステップＳ２５）。この際に、回転時間を検出することにより、ホールド（図１４及び図１５参照）の有無を検出できる。この検出結果に基づき、「小洗浄」の動作パラメータを設定し記憶部５２８に格納する（ステップＳ２６）。
なお、ステップＳ２１及びＳ２２と、ステップＳ２３及びＳ２４の順序は、逆転させてもよい。つまり、「小洗浄」の設定を実施した後に、「大洗浄」の設定を実施してもよい。
【００４５】
また、ステップＳ２３、Ｓ２６における動作パラメータは、検出した回転方向や回転時間をそのまま動作パラメータとして設定してもよく、または、これらの検出値に所定の調整をして動作パラメータとしてもよい。またあるいは、図１７に例示した如く、予め格納部５２８に複数の洗浄モード１、２、・・・の動作パラメータを格納しておき、ステップＳ２２、Ｓ２５において検出された回転方向や回転時間などの結果に基づいて、これら複数の洗浄モードのうちで最適なものを選択（図１７の具体例では「洗浄モード２」）して設定するようにしてもよい。
【００４６】
以上説明したように、設定モードにおいて操作ハンドル１００を手動操作し、その回転方向や回転時間を検出することにより、ロータンクに適合した動作モードを自動的に設定することが可能となる。操作ハンドル１００の回転方向や回転時間などの動作パラメータは記憶部５２８に格納される。これらパラメータを格納するためには、Ｅ２ＰＲＯＭなどの不揮発性メモリを用いることが望ましい。
【００４７】
以上説明した設定モードは、モータユニット１０をロータンク２００に取り付けた後の初期設定作業として実行することができる。
例えば、図１８に例示したリモコンユニット５１０の大洗浄スイッチ５１２と小洗浄スイッチ５１４を両方とも５秒以上押した時に、設定モードに入るようにすることができる。そして、設定モードに入ったら、リモコンユニット５１０あるいはコントローラ５２０から「ピッ！」という確認音を出して使用者（設定者）に大洗浄の手動操作（ステップＳ２１）を促し、その設定後、「ピッピッ！」という確認音を出して使用者（設定者）に小洗浄の手動操作（ステップＳ２３）の実施を促すようにすることができる。また、これら確認音の代わりに、音声ＲＯＭなどを利用して、「大洗浄を実施してください。」あるいは「小洗浄を実施してください。」などのアナウンス音声を再生してもよい。
【００４８】
次に、本発明の便器洗浄システムにおいて実施可能な学習モードについて説明する。
例えば、「小洗浄」にホールドモードが設けられているロータンクの場合、使用者によって好みのホールドの時間が異なることがある。従って、設定者により初期設定が実施された後に、その便器洗浄システムが別の使用者により使用された時に、「小洗浄」のホールド時間を自動的に修正できると便利である。
【００４９】
図１９は、「小洗浄」のホールド時間を自動修正する学習モードを表すフローチャートである。
すなわち、操作ハンドル１００を用いて手動操作により小洗浄が実施（ステップＳ３１）されたら、図７及び図８に関して前述したように、その回転時間を検出する（ステップＳ３２）。そして、この検出結果に基づき、「小洗浄」のホールド時間の設定値を修正する（ステップＳ３３）。
このような学習モードは、手動操作が実施された度に実行してもよく、または、手動操作の頻度に応じて適宜実行するようにしてもよい。
【００５０】
本具体例によれば、使用者が操作ハンドル１００を用いて好みのホールド時間の「小洗浄」を実施すると、便器洗浄システムがそのホールド時間を再現した自動洗浄を実施するので、使用感に優れたシステムを実現できる。
【００５１】
図２０は、本発明において用いることができるモータユニット１０の具体例を表す斜視組立図である。
また、図２１はその縦断面図であり、図２２はその横断面図である。
【００５２】
また、図２３は、本具体例に内蔵されたギアの配置関係を表す正面図である。
【００５３】
このモータユニット１０は、図２に表した構成を具体化したものであり、駆動源であるモータ４２と、減速手段４して５段のギア４３〜４７が設けられている。５段目のギア４７の回転トルクが、シャフト８２に出力される。モータ４２として、ＤＣ２４ボルトで動作するブラシ型の高速モータを用いた場合、１段目から５段目までの減速比は、例えば１／１００程度とすることができる。また、４段目のギア４６のシャフト２２には操作ハンドル１００が取り付けられ、モータ４２と直結している。つまり、操作ハンドル１００を手動操作すると、その回転がそのままモータ４２に伝達される。この際にモータ４２の逆起電力を検出することによって、手動操作を検出することができる。
なお、前述したように、本発明においては、モータ４２と操作ハンドル１００とは必ずしも常に直結されている必要はなく、操作ハンドル１００の回転ストロークのうちの一部のみにおいてモータ４２と結合されるようにしてもよい。
【００５４】
図２４は、モータ４２の出力に設けられたクラッチ機構を例示する模式断面である。同図については、図２に関して前述したものに対応する要素に同一の符号を付した。
すなわち、４段目のギア４６の内心にシャフト２２が配置されている。シャフト２２は、操作ハンドル１００及び５段目のギア４７に結合されている。そして、これらシャフト２２の外面とギア４６の内面には、凸部２２Ｐ、４６Ｐがそれぞれ設けられている。
図２４は、中立状態を表し、モータ４２により駆動させる際には、図２４に表した中立状態からギア４６が矢印の方向に空転し、その凸部４６Ｐがシャフト２２の凸部２２Ｐに当接すると、シャフト２２に結合されてトルクが出力軸に伝達される。つまり、凸部４６Ｐが凸部２２Ｐに当接するまでの範囲が空転角として設けられている。
【００５５】
一方、図２４に表した中立状態から矢印の方向にシャフト２２（すなわち操作ハンドル１００）を回転させた場合、その凸部２２Ｐがギア４６の凸部４６Ｐと当接するまでの範囲においては、ギア４６から独立に回転させることができる。つまり、この範囲においては、シャフト２２は、モータ４２のコギングトルクの負荷を受けることなく、回転させることができる。このようにして、操作ハンドル１００による手動操作を軽快に行うことができる。
【００５６】
そして、操作ハンドル１００をさらに回転させると、「大洗浄」や「小洗浄」の所定の回転角度の範囲内において、凸部２２Ｐと凸部４６Ｐとが当接し、その後はモータ４２を回転させつつストロークの終端に至る。つまり、「大洗浄」や「小洗浄」のための操作ハンドル１００の回転ストロークの一部のみに対応してモータ４２を回転させる。この時の逆起電力を検出することにより、手動操作を検出できる。
【００５７】
図２５及び図２６は、モータユニット１０と、便座４００に内蔵されたコントローラ５２０との接続を例示する模式図である。
【００５８】
すなわち、便器３００の上に設けられた便座４００の背面に接続口４０２が設けられている。そして、ロータンク２００の中に収容されたモータユニット１０に接続された接続コード７６は、ロータンク２００の背面に設けられた空気抜き穴２９０から引き出され、コードフック９８により適宜固定され、その先端の接続プラグ７８が便座４００の接続口４０２に接続される。
【００５９】
便座４００には、コントローラ５２０が内蔵され、例えば、ＤＣ２４ボルトの駆動信号を適宜供給することより、モータユニット１０の動作を適宜制御することができる。また、その信号の出力端ノードに検出回路を接続することにより、逆起電力による回生電流を検出して手動操作を検出できる。
【００６０】
図２７は、いわゆる「前ハンドル型」のロータンクに本実施形態の便器洗浄システムを取り付けた状態を例示する斜視図である。
また、図２８は、このロータンクの内部を上方から眺めた模式図である。
【００６１】
「前ハンドル型」のロータンクの場合、ストロークの長いレバー８７を介して排水バルブ２４０を引き上げるため、モータユニット１０のシャフト７２の回転ストロークは小さい。このような場合でも、本発明によれば、操作ハンドル１００を手動操作することによりモータに生ずる逆起電力を確実に検出し、待機時間の設定や動作モードの設定などを確実に実施させることができる。
【００６２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。
【００６３】
例えば、モータユニット１０の外形状、サイズ、内蔵するモータの種類、減速手段が有するギアの数やそれらの減速比、あるいはこれらの配置関係などについては、当業者が適宜設計変更を加えたものも本発明の範囲に包含される。
また、コントローラ５２０の具体的な構造や操作手順、格納する洗浄モードの種類などについては、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の要旨を備える限り、本発明の範囲に包含される。
【００６４】
その他、本発明の便器洗浄システムを構成する要素について当業者が設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を備えたものであれば、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態にかかる便器洗浄システムを取り付けた水洗便器を例示した概念図である。
【図２】モータユニット１０の内部構造を模式的に表した概念図である。
【図３】コントローラ５２０の要部構成を例示するブロック図である。
【図４】制御部５２２の回路構成を例示する模式図である。
【図５】手動操作に伴う逆起電力の作用を表した模式図である。
【図６】手動操作に伴う逆起電力の作用を表した模式図である。
【図７】操作ハンドル１００を手動操作した時の電位Ｖ１１、Ｖ１２及び放出水量の変化を例示するタイミングチャートである。
【図８】操作ハンドル１００を手動操作した時の電位Ｖ１１、Ｖ１２及び放出水量の変化を例示するタイミングチャートである。
【図９】本発明の便器洗浄システムにおいて実行される処理の一例を表すフローチャートである。
【図１０】待機時間（Ｓ秒間）を可変とした処理の一例を表すフローチャートである。
【図１１】既存のロータンクの形態のいくつかを例示する模式図である。
【図１２】「小」用の洗浄水を流す際に、「大」用の洗浄水を流す場合と同方向に操作ハンドル１００を回すものを表す模式図である。
【図１３】「小」と「大」で、互いに逆に回すものを表す模式図である。
【図１４】「小」用の洗浄水を流す際に、操作ハンドル１００を回した状態で保持する「ホールド」操作を必要とするものを表す模式図である。
【図１５】市場に出回っている各種のロータンクの洗浄モードの典型的なものをまとめた一覧表である。
【図１６】本発明の便器洗浄システムの設定モードを例示するフローチャートである。
【図１７】予め格納部５２８に複数の洗浄モード１、２、・・・の動作パラメータを格納しておき、これら複数の洗浄モードのうちで最適なものを選択する態様を表す模式図である。
【図１８】リモコンユニット５１０を例示する斜視図である。
【図１９】「小洗浄」のホールド時間を自動修正する学習モードを表すフローチャートである。
【図２０】本発明において用いることができるモータユニット１０の具体例を表す斜視組立図である。
【図２１】モータユニット１０の縦断面図である。
【図２２】モータユニット１０の横断面図である。
【図２３】モータユニットに内蔵されたギアの配置関係を表す正面図である。
【図２４】モータ４２の出力に設けられたクラッチ機構を例示する模式断面である。
【図２５】モータユニット１０と、便座４００に内蔵されたコントローラ５２０との接続を例示する模式図である。
【図２６】モータユニット１０と、便座４００に内蔵されたコントローラ５２０との接続を例示する模式図である。
【図２７】いわゆる「前ハンドル型」のロータンクに本実施形態の便器洗浄システムを取り付けた状態を例示する斜視図である。
【図２８】図２７のロータンクの内部を上方から眺めた模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ モータユニット
２２ シャフト
２２Ｐ 凸部
４２ モータ
４３〜４７ ギア
４６Ｐ 凸部
５２ シャフトリターンスプリング
７２ シャフト
７６ 接続コード
７８ 接続プラグ
８２ シャフト
８４ 玉鎖レバー
８７ レバー
９８ コードフック
１００ 操作ハンドル
２００ ロータンク
２２０ 玉鎖
２４０ 排水バルブ
３００ 便器
４００ 便座
４０２ 接続口
５１０ リモコンユニット
５１２ 大洗浄スイッチ
５１４ 小洗浄スイッチ
５２０ コントローラ
５２２ 制御部
５２４ 駆動部
５２６ 検出部
５２８ 格納部
５２８ 記憶部
Ｉｒ 回生電流
Ｒ１、Ｒ２ 検出抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水バルブを引き上げることによりロータンク内の水を排出させる引き上げ部と、
前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させるモータと、
前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させる手動操作ハンドルと、
前記手動操作ハンドルを操作した時に前記モータの駆動軸に生ずる回転を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄システム。
【請求項２】
前記モータの前記駆動軸と、前記手動操作ハンドルと、が減速手段を介して連動することを特徴とする請求項１記載の便器洗浄システム。
【請求項３】
前記モータの駆動軸と、前記手動操作ハンドルと、は、前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させるために必要なストロークの少なくとも一部において連動することを特徴とする請求項１記載の便器洗浄システム。
【請求項４】
前記手動操作ハンドルを操作した時に前記モータの駆動軸に生ずる前記回転を前記検出部が検出すると、その後、所定の時間の間は前記モータによる前記引き上げ動作の要求があっても前記モータによる前記引き上げの動作を実行しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【請求項５】
前記所定の時間の間に前記モータによる前記引き上げ動作の要求があった場合に、前記所定の時間の経過後に実行することを特徴とする請求項４記載の便器洗浄システム。
【請求項６】
前記所定の時間は、前記手動操作ハンドルの操作方向に応じて異なることを特徴とする請求項４または５に記載の便器洗浄システム。
【請求項７】
前記手動操作ハンドルを操作した時に前記検出部が検出する結果に基づいて前記手動操作ハンドルの回転方向及び回転時間の少なくともいずれかを判定し、その判定結果に基づいて、前記モータによる前記引き上げ動作の条件を決定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【請求項１】
排水バルブを引き上げることによりロータンク内の水を排出させる引き上げ部と、
前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させるモータと、
前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させる手動操作ハンドルと、
前記手動操作ハンドルを操作した時に前記モータの駆動軸に生ずる回転を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする便器洗浄システム。
【請求項２】
前記モータの前記駆動軸と、前記手動操作ハンドルと、が減速手段を介して連動することを特徴とする請求項１記載の便器洗浄システム。
【請求項３】
前記モータの駆動軸と、前記手動操作ハンドルと、は、前記引き上げ部の前記引き上げの動作を実行させるために必要なストロークの少なくとも一部において連動することを特徴とする請求項１記載の便器洗浄システム。
【請求項４】
前記手動操作ハンドルを操作した時に前記モータの駆動軸に生ずる前記回転を前記検出部が検出すると、その後、所定の時間の間は前記モータによる前記引き上げ動作の要求があっても前記モータによる前記引き上げの動作を実行しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【請求項５】
前記所定の時間の間に前記モータによる前記引き上げ動作の要求があった場合に、前記所定の時間の経過後に実行することを特徴とする請求項４記載の便器洗浄システム。
【請求項６】
前記所定の時間は、前記手動操作ハンドルの操作方向に応じて異なることを特徴とする請求項４または５に記載の便器洗浄システム。
【請求項７】
前記手動操作ハンドルを操作した時に前記検出部が検出する結果に基づいて前記手動操作ハンドルの回転方向及び回転時間の少なくともいずれかを判定し、その判定結果に基づいて、前記モータによる前記引き上げ動作の条件を決定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の便器洗浄システム。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２００６−２８８１６（Ｐ２００６−２８８１６Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０６７６７（Ｐ２００４−２０６７６７）
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（００００１００８７）東陶機器株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（００００１００８７）東陶機器株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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