便座装置及びトイレ装置
【課題】 人体検知センサのよる誤検知を低下させることができる便座装置及びこれを備えたトイレ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 便器に付設される便座装置であって、ロータンクを内蔵するケース２１０と、ケース２１０の下方に回動可能に付設された便座４１０と、ケース２１０の下方に回動可能に付設された便蓋４００と、ケース２１０に設けられ、使用者を検知する検知用赤外線７００を前方に放出する投光部２３３と、隣接させた２つのフォトダイオードで検知用赤外線７００の反射波を検出する受光部２３５と、を有する人体検知センサユニット２３０と、を備え、人体検知センサユニット２３０は、受光部２３５を投光部２３３の下方に設けた便座装置とした。
【解決手段】 便器に付設される便座装置であって、ロータンクを内蔵するケース２１０と、ケース２１０の下方に回動可能に付設された便座４１０と、ケース２１０の下方に回動可能に付設された便蓋４００と、ケース２１０に設けられ、使用者を検知する検知用赤外線７００を前方に放出する投光部２３３と、隣接させた２つのフォトダイオードで検知用赤外線７００の反射波を検出する受光部２３５と、を有する人体検知センサユニット２３０と、を備え、人体検知センサユニット２３０は、受光部２３５を投光部２３３の下方に設けた便座装置とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便座装置及びトイレ装置に関し、より詳細には、水洗便器に取り付けられるロータンクと人体検知センサとを備えた便座装置及びトイレ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水洗式の腰掛便器は、便蓋や便座の自動開閉や、便器への洗浄水の自動供給などの高機能化が進んでいる。これらの自動機能を実現するためには、使用者の存在や状態を検知する人体検知センサが必要である。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されている便器洗浄装置の場合、ロータンクの上方に第１の人体検知センサが設けられ、さらに、便座を開くと露出する位置に第２の人体検知センサが設けられている。男性が立ったままの状態で便器を使用する場合には、この第２の人体検知センサにより便器の自動洗浄が実行される。
また、特許文献２に開示されているシャワートイレ用センサにおいては、投光部と受光部を横に併設させた赤外線反射式のマンセンサ（人体検知センサ）を上カバー内に収め、人の有無を検出して便蓋の開閉制御を行なっている。
【特許文献１】特開２００２−３３９４３０号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これらの特許文献に挙げられた構成によれば、人体検知センサの投光部から発せられた赤外線がトイレルームに設けられた鏡や窓に反射した反射波を受光部が拾ってしまい、検知すべき人体が無いのにあたかも人が居ると誤認識してしまう反応を生じることがある。
【０００５】
本発明は、上述したような人体検知センサのよる誤検知を低下させることができる便座装置及びこれを備えたトイレ装置を提供することを目的とする。
【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、便器に付設される便座装置であって、ロータンクを内蔵するケースと、前記ケースの下方に回動可能に付設された便座と、前記ケースの下方に回動可能に付設され、前記便座を覆う便蓋と、前記ケースに設けられ、使用者を検知する検知用赤外線を放出する投光部と、隣接させた２つのフォトダイオードで前記検知用赤外線の反射波を検出する受光部と、を有する人体検知センサユニットと、を備え、前記人体検知センサユニットは、前記受光部を前記投光部の下方に設けたことを特徴とする便座装置が提供される。
【０００７】
また、前記投光部は、検知用赤外線を発光する投光素子と投光レンズを有し、前記受光部は、前記反射波を集光する受光レンズと前記隣接させた２つのフォトダイオードを有するようにしてもよい。
【０００８】
また、前記投光部と受光部の前方にフィルタを設け、該フィルタに密接されて前記投光部と受光部を隔離する隔離壁を二重壁構成にすることができる。
【０００９】
さらに、前記便座及び前記便蓋が全開の状態において、前記検知用赤外線が前記便座及び前記便蓋により実質的に干渉されないようにするのが好ましい。
上記構成によれば、便蓋や便座の開閉状態にかかわらず、ひとつの人体検知センサにより使用者の存在を検知が可能となる。また、コストも低くなり、制御も容易で誤動作も防ぐことができる。
【００１０】
また、便器と、前記便器に付設される請求項１〜４のいずれか１項に記載の便座装置と、を備えたことを特徴とするトイレ装置を提供することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トイレルーム内の設備による誤検知の少ない便座装置及びトイレ装置を提供することができる。また、便蓋や便座の開閉状態にかかわらず、ひとつの人体検知センサにより使用者の存在を検知が可能な便座装置及びトイレ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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トイレ装置の外観を例示する模式図である。
【００１３】
すなわち、本実施形態のトイレ装置は、水洗便器３００と、その上部後方に設置された便座装置２００と、を備える。便座装置２００は、ロータンクが内蔵されたケース２１０と、その上部に設けられたケース蓋２２０と、ケース２１０の側部上端に設けられた人体検知センサユニット２３０と、を備えている。
【００１４】
ケース２１０の前面（使用者に対向する面）の下方には便蓋４００が回動可能に付設され、さらにその下には便座（図４参照）が回動可能に付設されている。また、ケース２１０の内部には、図示しない局部温水洗浄装置（商標名「ウォシュレット」などとして普及している）を内蔵させてもよい。
【００１５】
また、トイレ室の壁面などにリモコン５００を設置し、使用者がこのリモコン５００を操作することにより、便蓋４００の開閉動作、便器３００の水洗洗浄動作、局部温水洗浄装置による局部洗浄動作などを実行可能とすることもできる。
【００１６】
便座装置２００のケース蓋２２０は、その前面（使用者に対向する面）から上面にいたる湾曲面２２０Ａを有する。後に詳述するように、本発明においては、ケース蓋２２０に、手洗い用のスパウトと手洗い鉢を設けてもよい。その場合も、ケース蓋２２０の前面には湾曲面２２０Ａが設けられる。
【００１７】
そして、人体検知センサユニット２３０は、ケース２１０の上端よりも上方に突出して設けられ、その前面は、ケース蓋２２０の湾曲面２２０Ａと連続的して一体的な湾曲表面を構成する湾曲部を有する。一方、人体検知センサユニット２３０の下には、表示部２１２が設けられている。この表示部２１２には、例えば、図２に例示した如く、ひとつあるいは複数のＬＥＤなどの表示灯２１４が設けられ、便座装置２００の動作状態や設定状態などを適宜表示可能としている。
【００１８】
この便座装置は、内蔵するロータンクから水洗便器３００に洗浄水を流すことができる。また、人体検知センサユニット２３０により使用者を検知して、便蓋４００や便座を自動的に開閉させることができる。またさらに、人体検知センサユニット２３０により使用者を検知して、便器３００に適量の洗浄水を最適なタイミングで自動的に流すことも可能である。
【００１９】
そして、本実施形態によれば、人体検知センサユニット２３０をケース２１０の側部上端に突出させて設けることにより、便蓋４００が開状態にある時も、閉状態にある時も、便器３００の前にいる使用者を連続的に確実に検知することができる。
【００２０】
図３及び図４は、便器３００の前に立つ使用者を検知する動作を説明するための概念図である。
すなわち、これらの図面に表したように、人体検知センサユニット２３０からは検知用赤外線７００が放射される。そして、図３に表したように、便蓋４００が閉まった状態において、使用者９００が便器３００の前に立つと、検知用赤外線７００が使用者９００により反射され、その反射光が人体検知センサユニット２３０により検出されて使用者９００を検知することができる。
【００２１】
また、図４に表したように便蓋４００や便座４２０が開いた状態においても、検知用赤外線７００はこれら便蓋４００や便座４２０に遮られることなく照射され、使用者９００からの反射光も、これら便蓋４００や便座４２０に遮られることなく人体検知センサユニット２３０により検出される。これは、人体検知センサユニット２３０をケース２１０の上方の中央ではなく、側部に設置したからである。
【００２２】
つまり、仮に人体検知センサユニット２３０をケース２１０の上方に設置したとしても、ケース２１０の中央に設置したのでは、便蓋４００や便座４２０が開いた時にこれらの干渉を受け、検知用赤外線７００やその反射光が遮られてしまう。この問題を回避するためには、人体検知センサユニット２３０の取り付け位置をさらに高くしなければならない。このためには、ケース２１０の高さを高くする必要がある。
【００２３】
しかし、ケース２１０の高さを高くすると、圧迫感が生じ、見栄えも悪く、限られたトイレ空間が狭くなるという問題が生ずる。また、ケース２１０を高くすると、ケース蓋２２０に手洗い鉢を設けた場合に、手洗い高さが高くなるため使い勝手が悪くなるという問題も生ずる。
【００２４】
これに対して、本実施形態によれば、人体検知センサユニット２３０をケースの上方、かつ中央部ではなく側部において上方に突出させて設けることにより、ケース２１０の高さを低く抑えつつ、ひとつのセンサで、便蓋４００や便座４２０の開閉状態に関わらず、使用者９００を確実かつ安定的に検出することができる。このため、特許文献１に開示されている便器洗浄装置のように、複数の人体検知センサを設けてこれらを使い分ける必要がない。複数のセンサを切り替えて使用する場合、コストが高くなるばかりでなく、制御が複雑化し、誤動作が生ずる可能性も高くなる。
【００２５】
これに対して、本実施形態によれば、ひとつの人体検知センサユニット２３０により使用者９００を連続的かつ確実に検知でき、コストも低くなり、制御も容易で誤動作も防ぐことができる。また、人体検知センサのフィルタを構成する黒窓もひとつになり、外観もすっきりとして見栄えもよい。
【００２６】
なお、図１乃至図４においては、人体検知センサユニット２３０をケース２１０の向かって左側部に配置した具体例を表したが、これとは反対に右側部に配置してもよい。
また一方、図４に表したように、ケース２１０の前面下方に着座センサ２４０を設けてもよい。この着座センサ２４０は、便座４２０に座った使用者９００を検知し、例えば、脱臭装置（図示せず）を自動的に動作させたり、局部温水洗浄装置の動作を許可するトリガ信号を形成するために用いることができる。
【００２７】
図５及び図６は、本実施形態における人体検知センサユニット２３０の検知方向をさらに具体的に説明するための概念図である。
すなわち、本発明者は、トイレ室のサイズや便器の配置、あるいはトイレ室における使用者の動きなどについて検討した。すなわち、検出感度が低すぎると、使用者が便器に接近しても所定の自動動作が実行されず、使い勝手が悪い。一方、遠くの人体まで検出すると、誤検知や不要な自動動作が増えてしまう。
【００２８】
これらの観点から検討した結果、便器３００の正面においてその先端から３００ミリメータ以内の範囲に使用者が接近した時に、その存在を検知できるようにするとよいことが判明した。
【００２９】
このためには、ケース２００を現行の標準的なサイズとした場合に、人体検知センサユニット２３０から放出される検知用赤外線７００は、便器３００の中心線Ｃに向けて水平方向に約１１度傾け、垂直方向には殆ど傾けずに放射させるとよい。また、後に詳述するように、検知用赤外線７００のビーム広がり角度は、約４度と比較的狭くするとよい。このようにすると、便器３００の前にいる使用者９００を確実かつ安定的に検知できる。
【００３０】
この検知条件においては、便器３００の正面でその先端Ｙ１から約３００乃至１００ミリメータの距離の位置Ｙ２に使用者９００が立った時に、平均的な３才児の頭部にあたる位置に検知用赤外線７００が照射される。一般的に、腰掛便器を一人で使用できるようになるのは３才からであり、図５及び図６に例示した検知条件によれば、このような幼児から大人まで、便器３００に接近するすべての使用者を確実に検知することができる。
【００３１】
本発明によれば、このようにひとつの人体検知センサで使用者を確実に検知することができ、この検知情報に基づいて、便蓋４００の自動開閉動作や、便器３００の自動洗浄などの自動動作を実行させることができる。
図７及び図８は、便蓋４００や便座の自動開閉動作を例示する模式図である。
すなわち、図７は、使用者９００が便器３００に腰掛けて使用する場合を表す。
この場合、図７（ａ）に表したように、まず便器３００に使用者９００が接近すると、検知用赤外線７００の検知範囲（例えば、便器３００の先端から約３００ミリメータ以内）において検知され、便蓋４００が矢印Ａで表した方向に自動的に開く（オート開動作）。なお、便蓋４００が開いた状態においても、図１乃至図６に関して前述したように、人体検知センサユニット２３０により使用者の検知は安定して続行される。
【００３２】
そして、図７（ｂ）に表したように、使用者９００が便座４２０に座ると、着座センサ２４０（図４参照）からの検知用赤外線７２０により着座したことが検知される。またこの時、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００によっても使用者９００が検知されている。このように使用者９００が便座４２０に着座した状態を検知したら、所定の動作を開始させることができる。例えば、着座を検知して、脱臭装置を動作させることができる。また、所定の時間（例えば、６秒間）、連続的な着座を検知したら、「オート閉モード（使用者９００が便器３００を離れると、便蓋４００が自動的に閉じる動作モード）」を許可するようにしてもよい。
【００３３】
使用者９００が便器３００を使用した後に便座４２０から立ち上がると、着座センサ２４０の検知用赤外線７２０による検知範囲外となる。この時に、例えば、脱臭装置の風量を一時的に増大させてもよい。そしてさらに、図７（ｃ）に表したように使用者９００が便器３００から離れると、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００による検知範囲外（例えば、便器３００の先端から約３００ミリメータ）となる。このように、人体検知センサユニット２３０と着座センサ２４０がいずれも非検知となり所定時間（例えば、９０秒）が経過したら、図７（ｄ）に表したように、便蓋４００が矢印Ｂの方向に自動的に閉じる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、ひとつの人体検知センサユニット２３０とひとつの着座センサ２４０とにより、使用者９００の存在や、着座状態を確実かつ安定的に検知し、各種の自動動作を確実に実行させることができる。
【００３５】
なお、例えば、使用者９００が便蓋４００を手動またはリモコン５００（図１参照）で閉めた場合には、その後、人体検知センサユニット２３０により所定時間（例えば、１０秒間）の間、連続的に非検知とならないとオート開動作は実行しないようにしてもよい。このようにすれば、使用者９００の意思によって、便蓋４００を閉状態に維持できる。
【００３６】
また、図７（ｂ）に表した状態において「オート閉モード」が許可されなかった場合でも、人体検知センサユニット２３０と着座センサ２４０がいずれも連続して所定の時間（例えば、５分間）の間、非検知状態の場合には、自動的に便蓋４００を閉じるようにしてもよい。
【００３７】
また、図７（ａ）に表したように人体検知センサユニット２３０が使用者９００を検知した時に、便蓋４００のみならず便座４２０も同時に自動的に開かれるようにしてもよい。この場合、使用者９００が便座４２０に腰掛ける時には、手動またはリモコン５００で便座４２０をおろせばよい。なお、「オート開動作」に際して、便蓋４００のみが開くか、それとも、便蓋４００と便座４２０を開くか、は、例えば、リモコン５００などにより設定変更が可能である。
【００３８】
次に、図８は、男性が立った状態で便座４２０を使用する場合を表す。
この場合も、図８（ａ）に表したように、まず便器３００に使用者９００が接近すると、検知用赤外線７００の検知範囲において検知され、便蓋４００が矢印Ａで表した方向に自動的に開く（オート開動作）。なお、この時に、前述した如く便座４２０も同時に開くようにしてもよい。
【００３９】
次に、図８（ｂ）に表したように、使用者９００は必要に応じて、手動またはリモコン５００により便座４２０を矢印Ｂの方向に上げる。なお、このように便蓋４００や便座４２０が開いた状態においても、人体検知センサユニット２３０により使用者９００を確実に検知できる。また、この場合、使用者９００は、着座センサ２４０の検知用赤外線７２０からは検知範囲外にいる。
【００４０】
そして、図８（ｃ）に表したように使用者９００が便器３００の前に立ち続け、所定の時間（例えば、６秒間）、人体検知センサユニット２３０により連続的に検知したら、「オート閉モード」を許可するようにしてもよい。
【００４１】
使用者９００が便器３００を使用した後に、図８（ｄ）に表したように、便器３００から離れると、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００による検知範囲外（例えば、便器３００の先端から約３００ミリメータ）となる。このように、人体検知センサユニット２３０と着座センサ２４０がいずれも非検知となり所定時間（例えば、９０秒）が経過したら、図８（ｅ）に表したように、便蓋４００が矢印Ｃの方向に自動的に閉じる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、ひとつの人体検知センサユニット２３０により、男性の使用者９００の小用動作も確実かつ安定的に検知し、各種の自動動作を確実に実行させることができる。
【００４３】
次に、便器３００の自動洗浄について説明する。
図９及び図１０は、便器３００の自動洗浄動作を例示する模式図である。
すなわち、図９は、使用者９００が便器３００に腰掛けて使用する場合を表す。
この場合も、図９（ａ）に表したように、まず便器３００に使用者９００が接近すると、検知用赤外線７００の検知範囲（例えば、便器３００の先端から約３００ミリメータ以内）において検知される。ここで、図７及び図８に関して前述したように便蓋４００を自動的に開いてもよい。
【００４４】
そして、図９（ｂ）に表したように、使用者９００が便座４２０に座ると、着座センサ２４０（図４参照）からの検知用赤外線７２０により着座したことが検知される。またこの時、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００によっても使用者９００が検知されている。着座を検知したら、脱臭装置を動作させるようにもしてよい。そして、所定の時間、連続的な着座を検知したら、「自動洗浄モード（使用者９００が便器３００を離れると、便器３００に自動的に洗浄水を流す動作モード）」を許可するようにしてもよい。
【００４５】
使用者９００が便器３００を使用した後に便座４２０から立ち上がると、着座センサ２４０の検知用赤外線７２０による検知範囲外となる。この時に、例えば、脱臭装置の風量を一時的に増大させてもよい。そしてさらに、図７（ｃ）に表したように使用者９００が便器３００から離れると、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００による検知範囲外（例えば、便器３００の先端から約３００ミリメータ）となる。
【００４６】
この時、例えば、着座センサ２４０が非検知となり所定時間（例えば、５秒間）が経過したか、または、人体検知センサユニット２３０と着座センサ２４０がいずれも非検知となり所定時間が経過したら、図９（ｄ）に表したように、ケース２１０内のロータンクから便器３００に洗浄水Ｂが自動的に供給され、水洗洗浄される。また、この際に、着座センサ２４０により検知した着座時間が所定時間（例えば、３０秒間）以上であれば「大洗浄（流水量が多い）」を実行し、所定時間以下であれば「小洗浄（流水量が少ない）」を実行するようにしてもよい。例えば、「大洗浄」として８リッター、「小洗浄」として６リッターをそれぞれ流すことができる。このように流水量を切り替えれば、節水できる。
【００４７】
次に、図１０は、男性が立った状態で便座４２０を使用する場合を表す。
この場合も、図１０（ａ）に表したように、まず便器３００に使用者９００が接近すると、検知用赤外線７００の検知範囲において検知される。この時、図８（ａ）に関して前述したように、便蓋４００（あるいは、便蓋４００と便座４２０）を矢印Ａで表した方向に自動的に開いてもよい。
【００４８】
次に、図１０（ｂ）に表したように、使用者９００は必要に応じて、手動またはリモコン５００により便座４２０を矢印Ｂの方向に上げる。この時、使用者９００は、人体検知センサユニット２３０により検知されているが、着座センサ２４０からは検知範囲外にいる。
【００４９】
そして、図１０（ｃ）に表したように使用者９００が便器３００の前に立ち続け、所定の時間（例えば、６秒間）、人体検知センサユニット２３０により連続的に検知したら、「自動洗浄モード」を許可するようにしてもよい。
【００５０】
使用者９００が便器３００を使用した後に、図１０（ｄ）に表したように、便器３００から離れると、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００による検知範囲外となる。このように、人体検知センサユニット２３０が非検知となり所定時間（例えば、３秒）が経過したら、図１０（ｅ）に表したように、ケース２１０内のロータンクから便器３００に洗浄水Ｃが自動的に供給され、水洗洗浄される。この際には、流水量が相対的に小さい「小洗浄」を実行する。男子小用の「小洗浄」の流水量は、例えば４．５リッター程度とすることができる。
【００５１】
なお、図９及び図１０に関して前述したいずれの場合も、不要な自動洗浄を防ぐため、上述のプロセスにより自動洗浄が実行された場合や、使用者９００がリモコン５００などを操作して洗浄した場合は、その後の所定時間（例えば、６０秒間）は自動洗浄をしないように設定してもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、ひとつの人体検知センサユニット２３０により、便座４２０に着座した場合も、男性の使用者９００の小用動作も、確実かつ安定的に検知し、所定の洗浄動作を確実に実行させることができる。
【００５２】
特に、男性の使用者９００が立った状態で使用する場合、特許文献１に記載された便器洗浄装置においては、便蓋が閉じた状態では第１の人体検知センサにより検知し、便蓋が開かれると第２の人体検知センサにより検知する。しかし、このように複数のセンサを切り替えて使用すると、便蓋や便座を開くタイミングや使用者の姿勢などによっては、これらセンサによる検知に空白時間が生ずるおそれもある。つまり、使用者がいずれのセンサにも検知されない瞬間が生じ、その後の自動動作に支障が生ずるおそれもある。
これに対して、本実施形態によれば、ひとつの人体検知センサユニット２３０により連続的かつ安定的に使用者９００を検知でき、所定の自動動作を確実に実行させることができる。また、人体検知センサユニット２３０と着座センサ２４０とにより使用者９００の状態を検知し、水洗洗浄の流水量を、男女の「大洗浄（８リッター）」、女性の「小洗浄（６リッター）」、男性の「小洗浄（４．５リッター）」とこまめに切り替えると、洗浄効果を低下させずに、高い効率の節水効果が得られる。
【００５３】
一方、本実施形態によれば、人体検知センサユニット２３０に、リモコン５００からの信号の受光部も内蔵させることができる。
【００５４】
図１により、リモコン５００からの信号の経路を説明する。
すなわち、リモコン５００からは、赤外線による制御信号が送信される。この制御信号は、矢印Ｔで表したように、通常は上方すなわちトイレ室の天井に向けて送信される。そして、便座装置２００は、矢印Ｒで表したように、その反射波を受信する。リモコン５００から便座装置２００に向けて赤外線が直接、送信されないのは、使用者などにより遮られる場合が多く、また、人体検知センサに干渉するおそれがあるからである。
【００５５】
矢印Ｒで表したように、トイレ室の天井などで反射された赤外線を確実に受信するためには、受光部が上方を向いていることが望ましい。これに対して、本実施形態によれば、ケース蓋２２０の前面に湾曲面２２０Ａを設け、人体検知センサユニット２３０の少なくとも上部をこの湾曲面２２０Ａと一体的に連続する湾曲部とし、この部分にリモコン用の受光素子を上向きに内蔵させることにより、上方から伝搬する反射赤外線を確実に検出できる。
【００５６】
また、人体検知センサユニット２３０の少なくとも上部を湾曲部とすることにより、埃や水垢などの蓄積を抑制できる。すなわち、人体検知センサユニット２３０の上部を仮に水平面とすると、埃や水などが堆積しやすく、これにより受光窓の透過率が低下して受光感度が経年的に低下するおそれもある。これに対して、本実施形態によれば、人体検知センサユニット２３０の上部を湾曲部とすることにより、埃や水垢の蓄積を抑制して、長期間に亘り安定的にリモコン５００からの信号を受信できる。
【００５７】
また、このようにリモコンからの信号の受光部と人体検知センサとをひとつの人体検知センサユニット２３０にまとめると、外観もすっきりとし見栄えがよく、またコストも下げることができる。
【００５８】
以下、本実施形態における人体検知センサユニット２３０の内部構造について、具体例を参照しつつ説明する。
図１１は、人体検知センサユニット２３０を斜め正面から眺めた模式図である。
また、図１２は、人体検知センサユニット２３０を斜め後方から眺めた模式図である。
また、図１３は、人体検知センサユニット２３０のフィルタケース２３１を外した状態を表す模式図である。
また、図１４は、人体検知センサユニット２３０の断面構造を表す模式図である。
また、図１５及び図１６は、人体検知センサユニット２３０の組立図である。
【００５９】
すなわち、人体検知センサユニット２３０は、フィルタケース２３１の中に、人体検知センサ２３２と、リモコン受光素子２３８とを内蔵している。フィルタケース２３１は、赤外線を透過させ可視光は遮る光学特性を有する。人体検知センサ２３２は、投光部２３３が下になるように、投光部２３３と受光部２３５とが上下に配置された構造を有してなり、さらに投光部２３３と受光部２３５の間には先端をフィルタケース２３１に密接させた二重壁構成の隔離壁２５０を設けている。投光部２３３には赤外線発光素子が内蔵され、投光レンズ２３４を介して収束された検知用赤外線７００が放出される。検知用赤外線７００の広がり角度は、図１４に例示したように、例えば、７度程度にしている。一方、受光部２３５には、２つのフォトダイオードを隣接させてなる受光素子が内蔵され、受光レンズ２３６を介して収束された検知用赤外線７００の反射波を検出する。
このように投光部２３３と受光部２３５とを縦方向に配置することにより、人体検知センサユニット２３０の横幅をスリムにでき、外観をすっきりと見栄えよくできる。また、投光部と受光部とを横方向に配置するよりも、本実施形態における縦方向配置のほうが、検知用赤外線７００が便蓋４００や便座４２０に遮られることなく、確実に使用者９００を検知することができる。さらに、投光部２３３が受光部２３５より上方に設けられているので、後述するように誤検知を防止することができる。
【００６０】
また、隔離壁２５０は、フィルタケース２３１の表面に汚れが付着しているときに、投光部２３３が発する検知用赤外線７００がフィルタケース２３１の表面で内部反射して受光部２３５側に入り込むのを防ぐためのものである。この隔離壁２５０の二重壁間の寸法を７ミリメータ程度にしておけば、投光部２３３からの光がフィルタケース２３１の表面や裏面で２，３度反射しても、受光部２３５側に入り込むことがなくなる。このような構造であれば、隔離壁２５０をフィルタケース２３１と二色成形していた従来の構造よりも、製造が容易なためコストダウンが図れる。
【００６１】
この人体検知センサ２３２は、センサホルダ２３７に保持され、フィルタケース２３１のなかに収容される。一方、その上方には、リモコン受光素子２３８がホルダ２３９に保持されてフィルタケース２３１の中に収容される。リモコン受光素子２３８は、シリコンのフォトダイオードなどを内蔵する。リモコン受光素子２３８の受光部は、図１４に表したように、斜め上方に向けて、例えば６０度の検出角度範囲を有する。このように、人体検知センサ２３２から放出される検知用赤外線７００の方向と、リモコン受光素子２３８の検出角度範囲と、をそれぞれ別の方向に向けることにより、信号の干渉による誤検出や誤動作を防ぐことができる。つまり、人体検知センサ２３２から放出される検知用赤外線７００やその反射波Ｒ２は、リモコン受光素子２３８には入射しにくい。同様に、リモコン５００から送信される赤外線やその反射波Ｒ１も、人体検知センサ２３２の受光部２３５には入射しにくい。
その結果として、人体検知センサ２３２とリモコン受光素子２３８の誤検出を抑制し、これら誤検出に起因する誤動作を防ぐことができる。
【００６２】
ここで、投光部２３３を受光部２３５より上方に設けた人体検知センサ２３２により誤検知を防ぐ点について説明する。
図１７に示すように、ＬＥＤからなる赤外線発光素子２３３ａは、投光レンズ２３４により収束され、光の主軸に沿って前方に投光するが、投光レンズ２３４により光が広がって周囲にも散光している。よって、通常は、光の主軸の反射波に加えて周囲に散光された弱い光の反射波も、受光素子２３５ａが拾っている状態にある。光の主軸は、便座装置２００の正面の一定距離以内に立つ人体に反射して強い反射波として受光素子２３５ａに達し、一方、周囲への散光は弱い反射波として受光素子２３５ａに達するので、強い反射波が２つのフォトダイオードのいずれかにスポットされるかによって、便座装置２００の前に人体の有無を判定している。便座装置２００の前方の壁が無垢の壁であれば、人体がいない場合であっても、壁からの反射波は人体非検知となる側のフォトダイオードにスポットされるので、人体の有無が正常に判定される。
しかし、便座装置２００の前方の壁に、手洗器と鏡が配置されている場合、あるいはすりガラスを嵌め込んだ戸を設けている場合には、人体の有無を正常に判定できないことがある。すなわち、鏡やすりガラスが、赤外線発光素子２３３ａが発する光の主軸を完全反射あるいはすり抜けてしまい、受光素子２３５ａに入る光量が少なくなり、一方、鏡やすりガラスの周囲の壁に反射された散光が受光素子２３５ａに多く入ることになり、その結果、光が人体検知となる側のフォトダイオードに多くスポットされるため、検知すべき人体が無いのに人体検知と判定してしまうことがある。図１８によりその現象を説明する。
【００６３】
図１８（ａ）は、投光部２３３と受光部２３５を横に並設させた特許文献２の便座装置の前方の壁に鏡を設けた例を示すものである。このケースでは、人不在時に投光部２３３が発する光の主軸が鏡に当たり完全反射されてしまう一方、光の主軸のサイドに延在する誤検知領域は壁にかかるため、投光部２３３が発する散光が乱反射される。そのため、光の主軸の反射波よりも、散光の反射波が受光素子２３５ａに多く入るため、人体検知となるフォトダイオードに多くスポットされてしまい、人体が存在するように誤検知してしまう。
図１８（ｂ）は、投光部２３３と受光部２３５を、投光部２３３が下方になるように配置した人体検知センサユニットを備えた便座装置の前方の壁に鏡を設けた比較例を示すものである。このケースでは、やはり人不在時に投光部２３３が発する光の主軸が鏡に当たり完全反射されてしまう一方、光の主軸の下方に延在する誤検知領域は鏡より下の壁にかかるため、投光部２３３が発する散光が乱反射される。そのため、光の主軸の反射波よりも、散光の反射波が受光素子２３５ａに多く入るため、人体検知となるフォトダイオードに多くスポットされてしまい、人体が存在するように誤検知してしまう。
これらに対して、本発明のごとく、投光部２３３と受光部２３５を、投光部２３３が上方になるように配置した人体検知センサユニットを備えた便座装置の前方の壁に鏡を設けた例では、上述したような誤検知は発生しにくい。すなわち、図１８（ｃ）に示すように、人不在時に投光部２３３が発する光の主軸が壁に当たり完全反射されてしまう一方、光の主軸の下方に延在する誤検知領域は鏡にかかるため、投光部２３３が発する光の主軸が乱反射される。そのため、散光の反射波よりも光の主軸の反射波が受光素子２３５ａに多く入るため、人体非検知となるフォトダイオードに多くスポットされることになり、人体の不在を適切に判定することができるのである。なお、このケースにおいて、光の主軸が鏡にかかったとしても、誤検知領域の鏡にかかっているため、壁による乱反射が受光素子２３５ａに入り込むことはないので、やはり誤検知を生じることはない。
【００６４】
なお、図１８で説明した現象は、鏡に代えてすりガラスが存在する場合でも、同様である。
【００６５】
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、これらの具体例に限定されるものではない。
すなわち、本発明の便座装置及びトイレ装置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。
【００６６】
例えば、ケース２１０、ケース蓋２２０、人体検知センサユニット２３０及びこれらに内蔵される各種の要素などについては、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の要旨を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態にかかるトイレ装置の外観を例示する模式図である。
【図２】表示部２１２の具体例を表す正面図である。
【図３】便器３００の前に立つ使用者を検知する動作を説明するための概念図である。
【図４】便器３００の前に立つ使用者を検知する動作を説明するための概念図である。
【図５】本実施形態における人体検知センサユニット２３０の検知方向をさらに具体的に説明するための概念図である。
【図６】本実施形態における人体検知センサユニット２３０の検知方向をさらに具体的に説明するための概念図である。
【図７】便蓋４００や便座の自動開閉動作を例示する模式図である。
【図８】便蓋４００や便座の自動開閉動作を例示する模式図である。
【図９】便器３００の自動洗浄動作を例示する模式図である。
【図１０】便器３００の自動洗浄動作を例示する模式図である。
【図１１】人体検知センサユニット２３０を斜め正面から眺めた模式図である。
【図１２】人体検知センサユニット２３０を斜め後方から眺めた模式図である。
【図１３】人体検知センサユニット２３０のフィルタケース２３１を外した状態を表す模式図である。
【図１４】人体検知センサユニット２３０の断面構造を表す模式図である。
【図１５】人体検知センサユニット２３０の組立図である。
【図１６】人体検知センサユニット２３０の組立図である。
【図１７】人体検知センサ２３０の検知原理を説明する図である。
【図１８】従来技術、比較例及び本発明による誤検知発生の様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００６８】
２００ 便座装置
２１０ ケース
２２０ ケース蓋
２２０Ａ 湾曲面
２２２ スパウト
２２４ 手洗い鉢
２２６ 係合凹部
２３０ 人体検知センサユニット
２３１ フィルタケース
２３２ 人体検知センサ
２３３ 投光部
２３３ａ 赤外線投光素子
２３４ 投光レンズ
２３５ 受光部
２３５ａ 受光素子
２３６ 受光レンズ
２３７ センサホルダ
２３８ リモコン受光素子
２３９ ホルダ
２４０ 着座センサ
２５２ 内蓋
２５４ ロータンクユニット
２５６ 防露層
２５７ 連結管
２５８ 分岐バルブユニット
２５９ 給水部
２６０ バルブ水抜き部
２７０ 取付基板
２７２ 脱臭ユニット
２７４ 補助操作部
２７５ 脱臭吹出口
２７８ ノズルユニット
２８０ 熱交換ユニット
２８２ 室暖ユニット
２８４ コントローラ取付台
２８６ コントローラ
２８８ カバー
３００ 便器
３００ 水洗便器
４００ 便蓋
４２０ 便座
５００ リモコン
７００、７２０ 検知用赤外線
９００ 使用者
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便座装置及びトイレ装置に関し、より詳細には、水洗便器に取り付けられるロータンクと人体検知センサとを備えた便座装置及びトイレ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水洗式の腰掛便器は、便蓋や便座の自動開閉や、便器への洗浄水の自動供給などの高機能化が進んでいる。これらの自動機能を実現するためには、使用者の存在や状態を検知する人体検知センサが必要である。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されている便器洗浄装置の場合、ロータンクの上方に第１の人体検知センサが設けられ、さらに、便座を開くと露出する位置に第２の人体検知センサが設けられている。男性が立ったままの状態で便器を使用する場合には、この第２の人体検知センサにより便器の自動洗浄が実行される。
また、特許文献２に開示されているシャワートイレ用センサにおいては、投光部と受光部を横に併設させた赤外線反射式のマンセンサ（人体検知センサ）を上カバー内に収め、人の有無を検出して便蓋の開閉制御を行なっている。
【特許文献１】特開２００２−３３９４３０号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これらの特許文献に挙げられた構成によれば、人体検知センサの投光部から発せられた赤外線がトイレルームに設けられた鏡や窓に反射した反射波を受光部が拾ってしまい、検知すべき人体が無いのにあたかも人が居ると誤認識してしまう反応を生じることがある。
【０００５】
本発明は、上述したような人体検知センサのよる誤検知を低下させることができる便座装置及びこれを備えたトイレ装置を提供することを目的とする。
【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、便器に付設される便座装置であって、ロータンクを内蔵するケースと、前記ケースの下方に回動可能に付設された便座と、前記ケースの下方に回動可能に付設され、前記便座を覆う便蓋と、前記ケースに設けられ、使用者を検知する検知用赤外線を放出する投光部と、隣接させた２つのフォトダイオードで前記検知用赤外線の反射波を検出する受光部と、を有する人体検知センサユニットと、を備え、前記人体検知センサユニットは、前記受光部を前記投光部の下方に設けたことを特徴とする便座装置が提供される。
【０００７】
また、前記投光部は、検知用赤外線を発光する投光素子と投光レンズを有し、前記受光部は、前記反射波を集光する受光レンズと前記隣接させた２つのフォトダイオードを有するようにしてもよい。
【０００８】
また、前記投光部と受光部の前方にフィルタを設け、該フィルタに密接されて前記投光部と受光部を隔離する隔離壁を二重壁構成にすることができる。
【０００９】
さらに、前記便座及び前記便蓋が全開の状態において、前記検知用赤外線が前記便座及び前記便蓋により実質的に干渉されないようにするのが好ましい。
上記構成によれば、便蓋や便座の開閉状態にかかわらず、ひとつの人体検知センサにより使用者の存在を検知が可能となる。また、コストも低くなり、制御も容易で誤動作も防ぐことができる。
【００１０】
また、便器と、前記便器に付設される請求項１〜４のいずれか１項に記載の便座装置と、を備えたことを特徴とするトイレ装置を提供することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トイレルーム内の設備による誤検知の少ない便座装置及びトイレ装置を提供することができる。また、便蓋や便座の開閉状態にかかわらず、ひとつの人体検知センサにより使用者の存在を検知が可能な便座装置及びトイレ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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トイレ装置の外観を例示する模式図である。
【００１３】
すなわち、本実施形態のトイレ装置は、水洗便器３００と、その上部後方に設置された便座装置２００と、を備える。便座装置２００は、ロータンクが内蔵されたケース２１０と、その上部に設けられたケース蓋２２０と、ケース２１０の側部上端に設けられた人体検知センサユニット２３０と、を備えている。
【００１４】
ケース２１０の前面（使用者に対向する面）の下方には便蓋４００が回動可能に付設され、さらにその下には便座（図４参照）が回動可能に付設されている。また、ケース２１０の内部には、図示しない局部温水洗浄装置（商標名「ウォシュレット」などとして普及している）を内蔵させてもよい。
【００１５】
また、トイレ室の壁面などにリモコン５００を設置し、使用者がこのリモコン５００を操作することにより、便蓋４００の開閉動作、便器３００の水洗洗浄動作、局部温水洗浄装置による局部洗浄動作などを実行可能とすることもできる。
【００１６】
便座装置２００のケース蓋２２０は、その前面（使用者に対向する面）から上面にいたる湾曲面２２０Ａを有する。後に詳述するように、本発明においては、ケース蓋２２０に、手洗い用のスパウトと手洗い鉢を設けてもよい。その場合も、ケース蓋２２０の前面には湾曲面２２０Ａが設けられる。
【００１７】
そして、人体検知センサユニット２３０は、ケース２１０の上端よりも上方に突出して設けられ、その前面は、ケース蓋２２０の湾曲面２２０Ａと連続的して一体的な湾曲表面を構成する湾曲部を有する。一方、人体検知センサユニット２３０の下には、表示部２１２が設けられている。この表示部２１２には、例えば、図２に例示した如く、ひとつあるいは複数のＬＥＤなどの表示灯２１４が設けられ、便座装置２００の動作状態や設定状態などを適宜表示可能としている。
【００１８】
この便座装置は、内蔵するロータンクから水洗便器３００に洗浄水を流すことができる。また、人体検知センサユニット２３０により使用者を検知して、便蓋４００や便座を自動的に開閉させることができる。またさらに、人体検知センサユニット２３０により使用者を検知して、便器３００に適量の洗浄水を最適なタイミングで自動的に流すことも可能である。
【００１９】
そして、本実施形態によれば、人体検知センサユニット２３０をケース２１０の側部上端に突出させて設けることにより、便蓋４００が開状態にある時も、閉状態にある時も、便器３００の前にいる使用者を連続的に確実に検知することができる。
【００２０】
図３及び図４は、便器３００の前に立つ使用者を検知する動作を説明するための概念図である。
すなわち、これらの図面に表したように、人体検知センサユニット２３０からは検知用赤外線７００が放射される。そして、図３に表したように、便蓋４００が閉まった状態において、使用者９００が便器３００の前に立つと、検知用赤外線７００が使用者９００により反射され、その反射光が人体検知センサユニット２３０により検出されて使用者９００を検知することができる。
【００２１】
また、図４に表したように便蓋４００や便座４２０が開いた状態においても、検知用赤外線７００はこれら便蓋４００や便座４２０に遮られることなく照射され、使用者９００からの反射光も、これら便蓋４００や便座４２０に遮られることなく人体検知センサユニット２３０により検出される。これは、人体検知センサユニット２３０をケース２１０の上方の中央ではなく、側部に設置したからである。
【００２２】
つまり、仮に人体検知センサユニット２３０をケース２１０の上方に設置したとしても、ケース２１０の中央に設置したのでは、便蓋４００や便座４２０が開いた時にこれらの干渉を受け、検知用赤外線７００やその反射光が遮られてしまう。この問題を回避するためには、人体検知センサユニット２３０の取り付け位置をさらに高くしなければならない。このためには、ケース２１０の高さを高くする必要がある。
【００２３】
しかし、ケース２１０の高さを高くすると、圧迫感が生じ、見栄えも悪く、限られたトイレ空間が狭くなるという問題が生ずる。また、ケース２１０を高くすると、ケース蓋２２０に手洗い鉢を設けた場合に、手洗い高さが高くなるため使い勝手が悪くなるという問題も生ずる。
【００２４】
これに対して、本実施形態によれば、人体検知センサユニット２３０をケースの上方、かつ中央部ではなく側部において上方に突出させて設けることにより、ケース２１０の高さを低く抑えつつ、ひとつのセンサで、便蓋４００や便座４２０の開閉状態に関わらず、使用者９００を確実かつ安定的に検出することができる。このため、特許文献１に開示されている便器洗浄装置のように、複数の人体検知センサを設けてこれらを使い分ける必要がない。複数のセンサを切り替えて使用する場合、コストが高くなるばかりでなく、制御が複雑化し、誤動作が生ずる可能性も高くなる。
【００２５】
これに対して、本実施形態によれば、ひとつの人体検知センサユニット２３０により使用者９００を連続的かつ確実に検知でき、コストも低くなり、制御も容易で誤動作も防ぐことができる。また、人体検知センサのフィルタを構成する黒窓もひとつになり、外観もすっきりとして見栄えもよい。
【００２６】
なお、図１乃至図４においては、人体検知センサユニット２３０をケース２１０の向かって左側部に配置した具体例を表したが、これとは反対に右側部に配置してもよい。
また一方、図４に表したように、ケース２１０の前面下方に着座センサ２４０を設けてもよい。この着座センサ２４０は、便座４２０に座った使用者９００を検知し、例えば、脱臭装置（図示せず）を自動的に動作させたり、局部温水洗浄装置の動作を許可するトリガ信号を形成するために用いることができる。
【００２７】
図５及び図６は、本実施形態における人体検知センサユニット２３０の検知方向をさらに具体的に説明するための概念図である。
すなわち、本発明者は、トイレ室のサイズや便器の配置、あるいはトイレ室における使用者の動きなどについて検討した。すなわち、検出感度が低すぎると、使用者が便器に接近しても所定の自動動作が実行されず、使い勝手が悪い。一方、遠くの人体まで検出すると、誤検知や不要な自動動作が増えてしまう。
【００２８】
これらの観点から検討した結果、便器３００の正面においてその先端から３００ミリメータ以内の範囲に使用者が接近した時に、その存在を検知できるようにするとよいことが判明した。
【００２９】
このためには、ケース２００を現行の標準的なサイズとした場合に、人体検知センサユニット２３０から放出される検知用赤外線７００は、便器３００の中心線Ｃに向けて水平方向に約１１度傾け、垂直方向には殆ど傾けずに放射させるとよい。また、後に詳述するように、検知用赤外線７００のビーム広がり角度は、約４度と比較的狭くするとよい。このようにすると、便器３００の前にいる使用者９００を確実かつ安定的に検知できる。
【００３０】
この検知条件においては、便器３００の正面でその先端Ｙ１から約３００乃至１００ミリメータの距離の位置Ｙ２に使用者９００が立った時に、平均的な３才児の頭部にあたる位置に検知用赤外線７００が照射される。一般的に、腰掛便器を一人で使用できるようになるのは３才からであり、図５及び図６に例示した検知条件によれば、このような幼児から大人まで、便器３００に接近するすべての使用者を確実に検知することができる。
【００３１】
本発明によれば、このようにひとつの人体検知センサで使用者を確実に検知することができ、この検知情報に基づいて、便蓋４００の自動開閉動作や、便器３００の自動洗浄などの自動動作を実行させることができる。
図７及び図８は、便蓋４００や便座の自動開閉動作を例示する模式図である。
すなわち、図７は、使用者９００が便器３００に腰掛けて使用する場合を表す。
この場合、図７（ａ）に表したように、まず便器３００に使用者９００が接近すると、検知用赤外線７００の検知範囲（例えば、便器３００の先端から約３００ミリメータ以内）において検知され、便蓋４００が矢印Ａで表した方向に自動的に開く（オート開動作）。なお、便蓋４００が開いた状態においても、図１乃至図６に関して前述したように、人体検知センサユニット２３０により使用者の検知は安定して続行される。
【００３２】
そして、図７（ｂ）に表したように、使用者９００が便座４２０に座ると、着座センサ２４０（図４参照）からの検知用赤外線７２０により着座したことが検知される。またこの時、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００によっても使用者９００が検知されている。このように使用者９００が便座４２０に着座した状態を検知したら、所定の動作を開始させることができる。例えば、着座を検知して、脱臭装置を動作させることができる。また、所定の時間（例えば、６秒間）、連続的な着座を検知したら、「オート閉モード（使用者９００が便器３００を離れると、便蓋４００が自動的に閉じる動作モード）」を許可するようにしてもよい。
【００３３】
使用者９００が便器３００を使用した後に便座４２０から立ち上がると、着座センサ２４０の検知用赤外線７２０による検知範囲外となる。この時に、例えば、脱臭装置の風量を一時的に増大させてもよい。そしてさらに、図７（ｃ）に表したように使用者９００が便器３００から離れると、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００による検知範囲外（例えば、便器３００の先端から約３００ミリメータ）となる。このように、人体検知センサユニット２３０と着座センサ２４０がいずれも非検知となり所定時間（例えば、９０秒）が経過したら、図７（ｄ）に表したように、便蓋４００が矢印Ｂの方向に自動的に閉じる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、ひとつの人体検知センサユニット２３０とひとつの着座センサ２４０とにより、使用者９００の存在や、着座状態を確実かつ安定的に検知し、各種の自動動作を確実に実行させることができる。
【００３５】
なお、例えば、使用者９００が便蓋４００を手動またはリモコン５００（図１参照）で閉めた場合には、その後、人体検知センサユニット２３０により所定時間（例えば、１０秒間）の間、連続的に非検知とならないとオート開動作は実行しないようにしてもよい。このようにすれば、使用者９００の意思によって、便蓋４００を閉状態に維持できる。
【００３６】
また、図７（ｂ）に表した状態において「オート閉モード」が許可されなかった場合でも、人体検知センサユニット２３０と着座センサ２４０がいずれも連続して所定の時間（例えば、５分間）の間、非検知状態の場合には、自動的に便蓋４００を閉じるようにしてもよい。
【００３７】
また、図７（ａ）に表したように人体検知センサユニット２３０が使用者９００を検知した時に、便蓋４００のみならず便座４２０も同時に自動的に開かれるようにしてもよい。この場合、使用者９００が便座４２０に腰掛ける時には、手動またはリモコン５００で便座４２０をおろせばよい。なお、「オート開動作」に際して、便蓋４００のみが開くか、それとも、便蓋４００と便座４２０を開くか、は、例えば、リモコン５００などにより設定変更が可能である。
【００３８】
次に、図８は、男性が立った状態で便座４２０を使用する場合を表す。
この場合も、図８（ａ）に表したように、まず便器３００に使用者９００が接近すると、検知用赤外線７００の検知範囲において検知され、便蓋４００が矢印Ａで表した方向に自動的に開く（オート開動作）。なお、この時に、前述した如く便座４２０も同時に開くようにしてもよい。
【００３９】
次に、図８（ｂ）に表したように、使用者９００は必要に応じて、手動またはリモコン５００により便座４２０を矢印Ｂの方向に上げる。なお、このように便蓋４００や便座４２０が開いた状態においても、人体検知センサユニット２３０により使用者９００を確実に検知できる。また、この場合、使用者９００は、着座センサ２４０の検知用赤外線７２０からは検知範囲外にいる。
【００４０】
そして、図８（ｃ）に表したように使用者９００が便器３００の前に立ち続け、所定の時間（例えば、６秒間）、人体検知センサユニット２３０により連続的に検知したら、「オート閉モード」を許可するようにしてもよい。
【００４１】
使用者９００が便器３００を使用した後に、図８（ｄ）に表したように、便器３００から離れると、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００による検知範囲外（例えば、便器３００の先端から約３００ミリメータ）となる。このように、人体検知センサユニット２３０と着座センサ２４０がいずれも非検知となり所定時間（例えば、９０秒）が経過したら、図８（ｅ）に表したように、便蓋４００が矢印Ｃの方向に自動的に閉じる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、ひとつの人体検知センサユニット２３０により、男性の使用者９００の小用動作も確実かつ安定的に検知し、各種の自動動作を確実に実行させることができる。
【００４３】
次に、便器３００の自動洗浄について説明する。
図９及び図１０は、便器３００の自動洗浄動作を例示する模式図である。
すなわち、図９は、使用者９００が便器３００に腰掛けて使用する場合を表す。
この場合も、図９（ａ）に表したように、まず便器３００に使用者９００が接近すると、検知用赤外線７００の検知範囲（例えば、便器３００の先端から約３００ミリメータ以内）において検知される。ここで、図７及び図８に関して前述したように便蓋４００を自動的に開いてもよい。
【００４４】
そして、図９（ｂ）に表したように、使用者９００が便座４２０に座ると、着座センサ２４０（図４参照）からの検知用赤外線７２０により着座したことが検知される。またこの時、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００によっても使用者９００が検知されている。着座を検知したら、脱臭装置を動作させるようにもしてよい。そして、所定の時間、連続的な着座を検知したら、「自動洗浄モード（使用者９００が便器３００を離れると、便器３００に自動的に洗浄水を流す動作モード）」を許可するようにしてもよい。
【００４５】
使用者９００が便器３００を使用した後に便座４２０から立ち上がると、着座センサ２４０の検知用赤外線７２０による検知範囲外となる。この時に、例えば、脱臭装置の風量を一時的に増大させてもよい。そしてさらに、図７（ｃ）に表したように使用者９００が便器３００から離れると、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００による検知範囲外（例えば、便器３００の先端から約３００ミリメータ）となる。
【００４６】
この時、例えば、着座センサ２４０が非検知となり所定時間（例えば、５秒間）が経過したか、または、人体検知センサユニット２３０と着座センサ２４０がいずれも非検知となり所定時間が経過したら、図９（ｄ）に表したように、ケース２１０内のロータンクから便器３００に洗浄水Ｂが自動的に供給され、水洗洗浄される。また、この際に、着座センサ２４０により検知した着座時間が所定時間（例えば、３０秒間）以上であれば「大洗浄（流水量が多い）」を実行し、所定時間以下であれば「小洗浄（流水量が少ない）」を実行するようにしてもよい。例えば、「大洗浄」として８リッター、「小洗浄」として６リッターをそれぞれ流すことができる。このように流水量を切り替えれば、節水できる。
【００４７】
次に、図１０は、男性が立った状態で便座４２０を使用する場合を表す。
この場合も、図１０（ａ）に表したように、まず便器３００に使用者９００が接近すると、検知用赤外線７００の検知範囲において検知される。この時、図８（ａ）に関して前述したように、便蓋４００（あるいは、便蓋４００と便座４２０）を矢印Ａで表した方向に自動的に開いてもよい。
【００４８】
次に、図１０（ｂ）に表したように、使用者９００は必要に応じて、手動またはリモコン５００により便座４２０を矢印Ｂの方向に上げる。この時、使用者９００は、人体検知センサユニット２３０により検知されているが、着座センサ２４０からは検知範囲外にいる。
【００４９】
そして、図１０（ｃ）に表したように使用者９００が便器３００の前に立ち続け、所定の時間（例えば、６秒間）、人体検知センサユニット２３０により連続的に検知したら、「自動洗浄モード」を許可するようにしてもよい。
【００５０】
使用者９００が便器３００を使用した後に、図１０（ｄ）に表したように、便器３００から離れると、人体検知センサユニット２３０からの検知用赤外線７００による検知範囲外となる。このように、人体検知センサユニット２３０が非検知となり所定時間（例えば、３秒）が経過したら、図１０（ｅ）に表したように、ケース２１０内のロータンクから便器３００に洗浄水Ｃが自動的に供給され、水洗洗浄される。この際には、流水量が相対的に小さい「小洗浄」を実行する。男子小用の「小洗浄」の流水量は、例えば４．５リッター程度とすることができる。
【００５１】
なお、図９及び図１０に関して前述したいずれの場合も、不要な自動洗浄を防ぐため、上述のプロセスにより自動洗浄が実行された場合や、使用者９００がリモコン５００などを操作して洗浄した場合は、その後の所定時間（例えば、６０秒間）は自動洗浄をしないように設定してもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、ひとつの人体検知センサユニット２３０により、便座４２０に着座した場合も、男性の使用者９００の小用動作も、確実かつ安定的に検知し、所定の洗浄動作を確実に実行させることができる。
【００５２】
特に、男性の使用者９００が立った状態で使用する場合、特許文献１に記載された便器洗浄装置においては、便蓋が閉じた状態では第１の人体検知センサにより検知し、便蓋が開かれると第２の人体検知センサにより検知する。しかし、このように複数のセンサを切り替えて使用すると、便蓋や便座を開くタイミングや使用者の姿勢などによっては、これらセンサによる検知に空白時間が生ずるおそれもある。つまり、使用者がいずれのセンサにも検知されない瞬間が生じ、その後の自動動作に支障が生ずるおそれもある。
これに対して、本実施形態によれば、ひとつの人体検知センサユニット２３０により連続的かつ安定的に使用者９００を検知でき、所定の自動動作を確実に実行させることができる。また、人体検知センサユニット２３０と着座センサ２４０とにより使用者９００の状態を検知し、水洗洗浄の流水量を、男女の「大洗浄（８リッター）」、女性の「小洗浄（６リッター）」、男性の「小洗浄（４．５リッター）」とこまめに切り替えると、洗浄効果を低下させずに、高い効率の節水効果が得られる。
【００５３】
一方、本実施形態によれば、人体検知センサユニット２３０に、リモコン５００からの信号の受光部も内蔵させることができる。
【００５４】
図１により、リモコン５００からの信号の経路を説明する。
すなわち、リモコン５００からは、赤外線による制御信号が送信される。この制御信号は、矢印Ｔで表したように、通常は上方すなわちトイレ室の天井に向けて送信される。そして、便座装置２００は、矢印Ｒで表したように、その反射波を受信する。リモコン５００から便座装置２００に向けて赤外線が直接、送信されないのは、使用者などにより遮られる場合が多く、また、人体検知センサに干渉するおそれがあるからである。
【００５５】
矢印Ｒで表したように、トイレ室の天井などで反射された赤外線を確実に受信するためには、受光部が上方を向いていることが望ましい。これに対して、本実施形態によれば、ケース蓋２２０の前面に湾曲面２２０Ａを設け、人体検知センサユニット２３０の少なくとも上部をこの湾曲面２２０Ａと一体的に連続する湾曲部とし、この部分にリモコン用の受光素子を上向きに内蔵させることにより、上方から伝搬する反射赤外線を確実に検出できる。
【００５６】
また、人体検知センサユニット２３０の少なくとも上部を湾曲部とすることにより、埃や水垢などの蓄積を抑制できる。すなわち、人体検知センサユニット２３０の上部を仮に水平面とすると、埃や水などが堆積しやすく、これにより受光窓の透過率が低下して受光感度が経年的に低下するおそれもある。これに対して、本実施形態によれば、人体検知センサユニット２３０の上部を湾曲部とすることにより、埃や水垢の蓄積を抑制して、長期間に亘り安定的にリモコン５００からの信号を受信できる。
【００５７】
また、このようにリモコンからの信号の受光部と人体検知センサとをひとつの人体検知センサユニット２３０にまとめると、外観もすっきりとし見栄えがよく、またコストも下げることができる。
【００５８】
以下、本実施形態における人体検知センサユニット２３０の内部構造について、具体例を参照しつつ説明する。
図１１は、人体検知センサユニット２３０を斜め正面から眺めた模式図である。
また、図１２は、人体検知センサユニット２３０を斜め後方から眺めた模式図である。
また、図１３は、人体検知センサユニット２３０のフィルタケース２３１を外した状態を表す模式図である。
また、図１４は、人体検知センサユニット２３０の断面構造を表す模式図である。
また、図１５及び図１６は、人体検知センサユニット２３０の組立図である。
【００５９】
すなわち、人体検知センサユニット２３０は、フィルタケース２３１の中に、人体検知センサ２３２と、リモコン受光素子２３８とを内蔵している。フィルタケース２３１は、赤外線を透過させ可視光は遮る光学特性を有する。人体検知センサ２３２は、投光部２３３が下になるように、投光部２３３と受光部２３５とが上下に配置された構造を有してなり、さらに投光部２３３と受光部２３５の間には先端をフィルタケース２３１に密接させた二重壁構成の隔離壁２５０を設けている。投光部２３３には赤外線発光素子が内蔵され、投光レンズ２３４を介して収束された検知用赤外線７００が放出される。検知用赤外線７００の広がり角度は、図１４に例示したように、例えば、７度程度にしている。一方、受光部２３５には、２つのフォトダイオードを隣接させてなる受光素子が内蔵され、受光レンズ２３６を介して収束された検知用赤外線７００の反射波を検出する。
このように投光部２３３と受光部２３５とを縦方向に配置することにより、人体検知センサユニット２３０の横幅をスリムにでき、外観をすっきりと見栄えよくできる。また、投光部と受光部とを横方向に配置するよりも、本実施形態における縦方向配置のほうが、検知用赤外線７００が便蓋４００や便座４２０に遮られることなく、確実に使用者９００を検知することができる。さらに、投光部２３３が受光部２３５より上方に設けられているので、後述するように誤検知を防止することができる。
【００６０】
また、隔離壁２５０は、フィルタケース２３１の表面に汚れが付着しているときに、投光部２３３が発する検知用赤外線７００がフィルタケース２３１の表面で内部反射して受光部２３５側に入り込むのを防ぐためのものである。この隔離壁２５０の二重壁間の寸法を７ミリメータ程度にしておけば、投光部２３３からの光がフィルタケース２３１の表面や裏面で２，３度反射しても、受光部２３５側に入り込むことがなくなる。このような構造であれば、隔離壁２５０をフィルタケース２３１と二色成形していた従来の構造よりも、製造が容易なためコストダウンが図れる。
【００６１】
この人体検知センサ２３２は、センサホルダ２３７に保持され、フィルタケース２３１のなかに収容される。一方、その上方には、リモコン受光素子２３８がホルダ２３９に保持されてフィルタケース２３１の中に収容される。リモコン受光素子２３８は、シリコンのフォトダイオードなどを内蔵する。リモコン受光素子２３８の受光部は、図１４に表したように、斜め上方に向けて、例えば６０度の検出角度範囲を有する。このように、人体検知センサ２３２から放出される検知用赤外線７００の方向と、リモコン受光素子２３８の検出角度範囲と、をそれぞれ別の方向に向けることにより、信号の干渉による誤検出や誤動作を防ぐことができる。つまり、人体検知センサ２３２から放出される検知用赤外線７００やその反射波Ｒ２は、リモコン受光素子２３８には入射しにくい。同様に、リモコン５００から送信される赤外線やその反射波Ｒ１も、人体検知センサ２３２の受光部２３５には入射しにくい。
その結果として、人体検知センサ２３２とリモコン受光素子２３８の誤検出を抑制し、これら誤検出に起因する誤動作を防ぐことができる。
【００６２】
ここで、投光部２３３を受光部２３５より上方に設けた人体検知センサ２３２により誤検知を防ぐ点について説明する。
図１７に示すように、ＬＥＤからなる赤外線発光素子２３３ａは、投光レンズ２３４により収束され、光の主軸に沿って前方に投光するが、投光レンズ２３４により光が広がって周囲にも散光している。よって、通常は、光の主軸の反射波に加えて周囲に散光された弱い光の反射波も、受光素子２３５ａが拾っている状態にある。光の主軸は、便座装置２００の正面の一定距離以内に立つ人体に反射して強い反射波として受光素子２３５ａに達し、一方、周囲への散光は弱い反射波として受光素子２３５ａに達するので、強い反射波が２つのフォトダイオードのいずれかにスポットされるかによって、便座装置２００の前に人体の有無を判定している。便座装置２００の前方の壁が無垢の壁であれば、人体がいない場合であっても、壁からの反射波は人体非検知となる側のフォトダイオードにスポットされるので、人体の有無が正常に判定される。
しかし、便座装置２００の前方の壁に、手洗器と鏡が配置されている場合、あるいはすりガラスを嵌め込んだ戸を設けている場合には、人体の有無を正常に判定できないことがある。すなわち、鏡やすりガラスが、赤外線発光素子２３３ａが発する光の主軸を完全反射あるいはすり抜けてしまい、受光素子２３５ａに入る光量が少なくなり、一方、鏡やすりガラスの周囲の壁に反射された散光が受光素子２３５ａに多く入ることになり、その結果、光が人体検知となる側のフォトダイオードに多くスポットされるため、検知すべき人体が無いのに人体検知と判定してしまうことがある。図１８によりその現象を説明する。
【００６３】
図１８（ａ）は、投光部２３３と受光部２３５を横に並設させた特許文献２の便座装置の前方の壁に鏡を設けた例を示すものである。このケースでは、人不在時に投光部２３３が発する光の主軸が鏡に当たり完全反射されてしまう一方、光の主軸のサイドに延在する誤検知領域は壁にかかるため、投光部２３３が発する散光が乱反射される。そのため、光の主軸の反射波よりも、散光の反射波が受光素子２３５ａに多く入るため、人体検知となるフォトダイオードに多くスポットされてしまい、人体が存在するように誤検知してしまう。
図１８（ｂ）は、投光部２３３と受光部２３５を、投光部２３３が下方になるように配置した人体検知センサユニットを備えた便座装置の前方の壁に鏡を設けた比較例を示すものである。このケースでは、やはり人不在時に投光部２３３が発する光の主軸が鏡に当たり完全反射されてしまう一方、光の主軸の下方に延在する誤検知領域は鏡より下の壁にかかるため、投光部２３３が発する散光が乱反射される。そのため、光の主軸の反射波よりも、散光の反射波が受光素子２３５ａに多く入るため、人体検知となるフォトダイオードに多くスポットされてしまい、人体が存在するように誤検知してしまう。
これらに対して、本発明のごとく、投光部２３３と受光部２３５を、投光部２３３が上方になるように配置した人体検知センサユニットを備えた便座装置の前方の壁に鏡を設けた例では、上述したような誤検知は発生しにくい。すなわち、図１８（ｃ）に示すように、人不在時に投光部２３３が発する光の主軸が壁に当たり完全反射されてしまう一方、光の主軸の下方に延在する誤検知領域は鏡にかかるため、投光部２３３が発する光の主軸が乱反射される。そのため、散光の反射波よりも光の主軸の反射波が受光素子２３５ａに多く入るため、人体非検知となるフォトダイオードに多くスポットされることになり、人体の不在を適切に判定することができるのである。なお、このケースにおいて、光の主軸が鏡にかかったとしても、誤検知領域の鏡にかかっているため、壁による乱反射が受光素子２３５ａに入り込むことはないので、やはり誤検知を生じることはない。
【００６４】
なお、図１８で説明した現象は、鏡に代えてすりガラスが存在する場合でも、同様である。
【００６５】
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、これらの具体例に限定されるものではない。
すなわち、本発明の便座装置及びトイレ装置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。
【００６６】
例えば、ケース２１０、ケース蓋２２０、人体検知センサユニット２３０及びこれらに内蔵される各種の要素などについては、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の要旨を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態にかかるトイレ装置の外観を例示する模式図である。
【図２】表示部２１２の具体例を表す正面図である。
【図３】便器３００の前に立つ使用者を検知する動作を説明するための概念図である。
【図４】便器３００の前に立つ使用者を検知する動作を説明するための概念図である。
【図５】本実施形態における人体検知センサユニット２３０の検知方向をさらに具体的に説明するための概念図である。
【図６】本実施形態における人体検知センサユニット２３０の検知方向をさらに具体的に説明するための概念図である。
【図７】便蓋４００や便座の自動開閉動作を例示する模式図である。
【図８】便蓋４００や便座の自動開閉動作を例示する模式図である。
【図９】便器３００の自動洗浄動作を例示する模式図である。
【図１０】便器３００の自動洗浄動作を例示する模式図である。
【図１１】人体検知センサユニット２３０を斜め正面から眺めた模式図である。
【図１２】人体検知センサユニット２３０を斜め後方から眺めた模式図である。
【図１３】人体検知センサユニット２３０のフィルタケース２３１を外した状態を表す模式図である。
【図１４】人体検知センサユニット２３０の断面構造を表す模式図である。
【図１５】人体検知センサユニット２３０の組立図である。
【図１６】人体検知センサユニット２３０の組立図である。
【図１７】人体検知センサ２３０の検知原理を説明する図である。
【図１８】従来技術、比較例及び本発明による誤検知発生の様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００６８】
２００ 便座装置
２１０ ケース
２２０ ケース蓋
２２０Ａ 湾曲面
２２２ スパウト
２２４ 手洗い鉢
２２６ 係合凹部
２３０ 人体検知センサユニット
２３１ フィルタケース
２３２ 人体検知センサ
２３３ 投光部
２３３ａ 赤外線投光素子
２３４ 投光レンズ
２３５ 受光部
２３５ａ 受光素子
２３６ 受光レンズ
２３７ センサホルダ
２３８ リモコン受光素子
２３９ ホルダ
２４０ 着座センサ
２５２ 内蓋
２５４ ロータンクユニット
２５６ 防露層
２５７ 連結管
２５８ 分岐バルブユニット
２５９ 給水部
２６０ バルブ水抜き部
２７０ 取付基板
２７２ 脱臭ユニット
２７４ 補助操作部
２７５ 脱臭吹出口
２７８ ノズルユニット
２８０ 熱交換ユニット
２８２ 室暖ユニット
２８４ コントローラ取付台
２８６ コントローラ
２８８ カバー
３００ 便器
３００ 水洗便器
４００ 便蓋
４２０ 便座
５００ リモコン
７００、７２０ 検知用赤外線
９００ 使用者
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器に付設される便座装置であって、
ロータンクを内蔵するケースと、
前記ケースの下方に回動可能に付設された便座と、
前記ケースの下方に回動可能に付設され、前記便座を覆う便蓋と、
前記ケースに設けられ、使用者を検知する検知用赤外線を放出する投光部と、隣接させた２つのフォトダイオードで前記検知用赤外線の反射波を検出する受光部と、を有する人体検知センサユニットと、を備え、
前記人体検知センサユニットは、前記受光部を前記投光部の下方に設けたことを特徴とする便座装置。
【請求項２】
前記投光部は、検知用赤外線を発光する投光素子と投光レンズを有し、前記受光部は、前記反射波を集光する受光レンズと前記隣接させた２つのフォトダイオードを有することを特徴とする請求項１記載の便座装置。
【請求項３】
前記投光部と受光部の前方にフィルタを設け、該フィルタに密接されて前記投光部と受光部を隔離する隔離壁を二重壁構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載の便座装置。
【請求項４】
前記便座及び前記便蓋が全開の状態において、前記検知用赤外線が前記便座及び前記便蓋により実質的に干渉されないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項５】
便器と、
前記便器に付設される請求項１〜４のいずれか１項に記載の便座装置と、
を備えたことを特徴とするトイレ装置。
【請求項１】
便器に付設される便座装置であって、
ロータンクを内蔵するケースと、
前記ケースの下方に回動可能に付設された便座と、
前記ケースの下方に回動可能に付設され、前記便座を覆う便蓋と、
前記ケースに設けられ、使用者を検知する検知用赤外線を放出する投光部と、隣接させた２つのフォトダイオードで前記検知用赤外線の反射波を検出する受光部と、を有する人体検知センサユニットと、を備え、
前記人体検知センサユニットは、前記受光部を前記投光部の下方に設けたことを特徴とする便座装置。
【請求項２】
前記投光部は、検知用赤外線を発光する投光素子と投光レンズを有し、前記受光部は、前記反射波を集光する受光レンズと前記隣接させた２つのフォトダイオードを有することを特徴とする請求項１記載の便座装置。
【請求項３】
前記投光部と受光部の前方にフィルタを設け、該フィルタに密接されて前記投光部と受光部を隔離する隔離壁を二重壁構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載の便座装置。
【請求項４】
前記便座及び前記便蓋が全開の状態において、前記検知用赤外線が前記便座及び前記便蓋により実質的に干渉されないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項５】
便器と、
前記便器に付設される請求項１〜４のいずれか１項に記載の便座装置と、
を備えたことを特徴とするトイレ装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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】
【公開番号】特開２００６−２８０６７４（Ｐ２００６−２８０６７４Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０５４６３（Ｐ２００５−１０５４６３）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【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１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（００００１００８７）東陶機器株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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