小便器洗浄装置
【課題】施工やメンテナンスの作業も容易に行うことができる小便器洗浄装置の提供。
【解決手段】人体から排出される尿を受けるボール部を備える小便器と、前記小便器に洗浄水を供給するバルブ４００と、前記小便器に隠蔽されて取り付けられ、所定周波数の電波を送信し、その反射波に基いて被検知体の有無を検出する電波式センサ２００と、前記電波式センサ２００からの送信を制御すると共に、その出力に応じて前記バルブを動作させる制御部３００と、前記電波式センサ２００からの電波送信領域内に取り付けられ、前記制御部からの指令に基く情報を外部に報知する報知部１３４と、を備えた小便器洗浄装置において、前記制御部３００は前記電波式センサ２００からの送信波の状態を変更して送信すると共に、前記報知部１３４は報知部受信手段１２１が受信する前記電波式センサ２００の送信波の状態に応じて報知状態を切替える。
【解決手段】人体から排出される尿を受けるボール部を備える小便器と、前記小便器に洗浄水を供給するバルブ４００と、前記小便器に隠蔽されて取り付けられ、所定周波数の電波を送信し、その反射波に基いて被検知体の有無を検出する電波式センサ２００と、前記電波式センサ２００からの送信を制御すると共に、その出力に応じて前記バルブを動作させる制御部３００と、前記電波式センサ２００からの電波送信領域内に取り付けられ、前記制御部からの指令に基く情報を外部に報知する報知部１３４と、を備えた小便器洗浄装置において、前記制御部３００は前記電波式センサ２００からの送信波の状態を変更して送信すると共に、前記報知部１３４は報知部受信手段１２１が受信する前記電波式センサ２００の送信波の状態に応じて報知状態を切替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部への報知手段を備えた小便器洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小便器洗浄装置の使用者を検知する検知手段として、光電センサ等の光の投受光を行うセンサを使用者が確認できる場所(陶器前部表面等)に設置する方法が使用されていた。センサを使用者が確認できる場所に設置することで、小便器が異常状態である場合や、特定の動作を行っている場合等に、使用者又は設備管理者等にセンサの投光部を用いて報知していた。(例えば、特許文献１参照。)
【０００３】
しかしながら、特許文献１のように、小便器表面に設置されたセンサであれば外部への報知をセンサによって行うことができるが、マイクロ波センサ等の電波式センサを小便器内部に隠蔽した状態で設置される場合においては、センサを使用者が確認することができないため、別途外部への報知手段を設置する必要がある。
【０００４】
そこで、給水部に洗浄水を供給する給水管を設置するために小便器に設けられた孔を介して給水部に発光手段を設ける小便器洗浄装置が提案されている。(例えば、特許文献２参照。) この小便器洗浄装置では、給水管を設置するための孔を介して発光手段を設置するため、発光手段を設置するための孔を別途設ける必要はなく、悪戯や物体の衝突等による発光手段の破壊を防止することが可能である。しかし、給水部に発光手段を設けるため、給水部の外部から発光手段を制御するための配線が必要となり、施工やメンテナンスの作業が困難となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０７１０号公報
【特許文献２】特開２００５−３３６９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、電波式センサを小便器内部に隠蔽した状態で設置された場合に、使用者又は設備管理者に報知するための報知手段の施工やメンテナンスの作業を容易に行うことができる小便器洗浄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】
【０００７】
請求項１記載の発明は、人体から排出される尿を受けるボール部を備える小便器と、前記小便器に洗浄水を供給するバルブと、前記小便器に隠蔽されて取り付けられ、所定周波数の電波を送信し、前記ボール部内及び小便器前方の被検知体からの反射波に基いて被検知体の有無を検出する電波式センサと、前記電波式センサからの送信を制御すると共に、前記電波式センサからの出力に応じて前記バルブを動作させる制御部と、前記電波式センサからの電波送信領域内に取り付けられ、前記制御部からの指令に基く情報を外部に報知する報知部と、を備えた小便器洗浄装置において、前記制御部は前記電波式センサからの送信波の状態を変更して送信すると共に、前記報知部には前記電波式センサからの送信波を受信する報知部受信手段が備えられており、前記報知部は前記報知部受信手段が受信する前記電波式センサの送信波の状態に応じて報知状態を切替えることを特徴とする小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、報知手段を電波式センサからの電波送信領域内に取り付け、電波式センサの送信波の状態に応じて報知部の報知状態を切替えることができるため、電波式センサから報知部へ報知状態の制御情報を無線で伝達することができ、報知部の施工やメンテナンス等の作業を容易に行うことができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記報知部は前記バルブからの洗浄水を前記ボール部に向けて放出するための給水部に内蔵されており、前記給水部は前記電波式センサよりも下方位置に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、給水部に報知部が内蔵されるため、悪戯や物体の衝突等による報知部の破壊を防止することができ、なおかつ給水部は前記電波式センサよりも下方位置に取り付けられていることで、電波式センサは人体および尿流に対する検知性能を維持したまま報知部へ報知状態の制御情報を無線で伝達することができる。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、前記電波式センサは一定周期で間欠的に送信波を送信するものであり、前記制御部は、前記電波式センサの送信波を送信している時間、又は、送信を停止している時間の少なくとも何れかの長さを変更することにより、前記報知部の報知状態を切替えることを特徴とする請求項１または２記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、前記電波式センサの送信波を送信している時間、又は、送信を停止している時間の少なくとも何れかの長さを変更することにより、電波式センサの検知性能を維持したまま、容易かつ確実に報知部の報知状態を切替えることができる。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、前記制御部は、前記電波式センサが送信を開始してから送信を停止するまでの時間と、送信を開始してから次に送信を開始するまでの時間との比であるデューティ比を変化させることにより、前記報知部の報知状態を切替えることを特徴とする請求項３に記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、デューティ比を変化させることにより報知部の報知状態を切替えることができるため、報知部の回路構成を単純で省スペースなものにすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の態様によれば、電波式センサを小便器内部に隠蔽した状態で設置された場合に、報知手段を電波式センサからの電波送信領域内に取り付け、電波式センサの送信波の状態に応じて報知部の報知状態を切替えることができるため、電波式センサから報知部へ報知状態の制御情報を無線で伝達することができ、報知部の施工やメンテナンス等の作業を容易に行うことができる小便器洗浄装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる小便器洗浄装置を表す側面模式図である。
【図２】小便器に対する使用者の一般的な使用方法を表す側面模式図である。
【図３】ドップラーセンサの電波放射範囲と給水部の位置関係を示す側面模式図。
【図４】本実施形態にかかるドップラーセンサ２００の電波送信パターン例を示す図である。
【図５】本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成の具体例を例示するブロック図である。
【図６】本実施形態にかかる各ブロックにおける信号波形を例示する図である。
【図７】本実施形態にかかるドップラーセンサ２００の電波送信パターン例を示す図である。
【図８】本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成の具体例を例示するブロック図である。
【図９】本実施形態にかかる各ブロックにおける信号波形を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる小便器洗浄装置を表す側面模式図である。
【００１４】
図１に表した小便器洗浄装置は、男性用の小便器１００に付設され、人体および尿流を検出する電波式センサとしてのマイクロ波ドップラーセンサ（以下、単に「ドップラーセンサ」という）２００と、小便器洗浄を制御する制御部３００と、を備える。
【００１５】
小便器１００は、ボール部１１０を有する。ボール部１１０の上部には、洗浄水をボール部１１０へ吐水する給水部１２０が設けられ、ボール部１１０の下部には、洗浄水を一時的に貯留するトラップ部１３５が設けられている。トラップ部１３５に貯留された水（封水）は、排水路側からボール部１１０側に悪臭や害虫類が進入することを防止している。そして、トラップ部１３５に貯留された水は、給水部１２０から吐水された洗浄水の水量に応じて、排水口１４０から排水路へ適宜排出される。
【００１６】
電波式センサとしてのドップラーセンサ２００は、小便器１００の裏面（後方）側、すなわちボール部１１０とは反対側に設置されている。ドップラーセンサ２００は、マイクロ波あるいはミリ波などの高周波の電波を放射（送信）し、放射した電波の被検知体からの反射波を受信して、被検知体の有無を検知し、その検知信号を出力する電波式センサである。このドップラーセンサ２００は、小便器１００の前方に立った使用者（人体）５１０や、使用者５１０からの排尿などを検出する。なお、ドップラーセンサ２００については、後に詳述する。
【００１７】
制御部３００は、ドップラーセンサ２００から出力された検知信号（ドップラー信号）に基づいて、給水路の途上に設けられた給水バルブ４００を駆動させる。給水部１２０と給水バルブ４００とは、給水路によって連結されている。給水バルブ４００が開放されている場合には、水は給水路の内部を通り、給水部１２０から吐水される。一方、給水バルブ４００が閉止されている場合には、水が給水部１２０から吐水されることはない。なお、本願明細書において「水」という場合には、「湯」も含むものとする。
【００１８】
図２は、本実施形態の小便器を使用している様子を側面から示した図である。また、図３は、ドップラーセンサの電波放射範囲２０１と給水部１２０の位置関係を説明するための側面模式図である。
【００１９】
ドップラーセンサ２００は、図２に表したように、小便器１００の裏面側に設置され、電波放射範囲２０１が使用者５１０および尿流５２０の方向を向くように、ボール面１１１に対して傾斜して設置されている。また、図３に表したように、ドップラーセンサ２００は給水部１２０の上方の位置でボール面１１１に対して傾斜して設置されており、給水部１２０内の報知部１３４に備えられた報知部受信手段１２１がドップラーセンサ２００の電波放射範囲２０１の中に含まれ、報知部受信手段１２１はドップラーセンサ２００が送信する電波を受信することができる。
【００２０】
給水部１２０は洗浄水が流れる流路１５０と、流路１５０を流れる洗浄水を陶器表面に沿って流すための偏水部１５２と、報知部１３４を設置する回路搭載部１５１とで構成されている。回路搭載部１５１は流路１５０近傍に設けられているが、洗浄水が回路搭載部１５１へ流水しないように流路１５０とは異なる場所に構成されている。また、回路搭載部１５１に陶器表面を流れる洗浄水が飛散して浸入しないようにするため、回路搭載部１５１には防水加工が施してある。防水加工には、パッキンやＯリング等でシール構造を形成したものがある。
【００２１】
報知部１３４は発光素子１３３を有しており、ドップラーセンサ２００の検知状態の表示や小便器洗浄装置に異常が生じた場合の警報表示を行う際などに、発光素子１３３を点灯させて外部に報知する。
また、発光素子１３３を給水部１２０表面に剥き出しにして設置した場合には、洗浄水の飛散や、尿流の飛散により影響を及ぼすため、給水部１２０を介して光を外部へ透過させる構造となっている。
【００２２】
ドップラーセンサ２００は、制御部３００からの制御信号により送信波の状態を変更することができ、報知部１３４は報知部受信手段１２１が受信する送信波の状態に応じて、発光素子１３３を駆動するこができる。
【００２３】
本実施例では、送信波の状態を変更する方法として、制御部３００によりドップラーセンサ２００を間欠駆動し、その間欠駆動の周期を変更している。
【００２４】
図４は、本実施形態にかかるドップラーセンサ２００の電波送信パターン例を示した図である。ドップラーセンサ２００は制御部３００の制御により間欠に電波を送信しており、その間欠駆動の周気を変化させることができる。図４(a)の場合は、２ｍsec間の送信を２５ｍsec周期(４０Ｈｚ)で繰り返し、図４(b)の場合は、２ｍsec間の送信を１２．５ｍsec周期(８０Ｈｚ)で繰り返す。この送信周期の切替により、発光素子１３４の点灯を制御する。本実施例では、図４(a)は通常時(発光素子１３３を点灯しない時)の送信パターン、図４(b)は発光素子１３３を点灯する時の送信パターンとして使用する。
【００２５】
給水部１２０の内部に備えられた報知部１３４は報知部受信手段１２１を有しており、報知部受信手段１２１はドップラーセンサ２００が送信する電波を受信することができる。通常時の送信パターンと発光素子１３３点灯時の送信パターンでは、間欠送信の周期の違いにより、報知部受信手段１２１が受信する信号に差が生じる。この差を識別することにより、発光素子１３３の駆動制御を行う。
【００２６】
図５は、本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。
【００２７】
本実施形態のドップラーセンサ２００は、送信手段２１０と、受信手段２２０と、差分検出手段２３０と、を有する。送信手段２１０からは、高周波、マイクロ波あるいはミリ波などの１０ｋＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数帯の電波が放射される。人体５１０や尿流５２０からの反射波は、受信手段２２０に入力される。
【００２８】
このような送受信形態を電波を用いて行うことにより、光電センサ（赤外線センサ）等のように非常に狭い指向性を持ったセンサでは検知困難な被検知体に関しても検知可能となる。そのため、小便器洗浄装置の近傍にて電波を用いることにより、形状や色、材質に関係なく検知を行うことが可能となり、被検知体の検知精度を向上させることが可能となる。
【００２９】
送信波の一部と受信波は、差分検出手段２３０にそれぞれ入力されて合成され、ドップラー効果が反映された出力信号が出力される。つまり、差分検出手段２３０は、送信波の一部と受信波との周波数の差分をとり、ドップラー信号を出力する。差分検出手段２３０から出力されたドップラー信号は、制御部３００に出力される。
【００３０】
差分検出手段２３０から出力されたドップラー信号は、周波数の低いベースラインに周波数の高い信号が重畳した波形を有する。高周波数成分には、ドップラー効果に関する情報が含まれる。すなわち、人体５１０や尿流５２０などの被検知体が移動すると、ドップラー効果によって反射波の波長がシフトする。ドップラー周波数ΔＦ（Ｈｚ）は、下記の式（１）により表すことができる。
ΔＦ＝Ｆｓ−Ｆｂ＝２×Ｆｓ×ｖ／ｃ ・・・式（１）
但し、Ｆｓ：送信周波数（Ｈｚ）
Ｆｂ：反射周波数（Ｈｚ）
ｖ：物体の移動速度（ｍ／ｓ）
ｃ：光速（＝３００×１０６ｍ／ｓ）
【００３１】
ドップラーセンサ２００に対して被検知体が相対的に移動すると、式（１）で表されるように、その速度ｖに比例した周波数ΔＦを含む出力信号を得ることができる。出力信号は周波数スペクトラムを有し、スペクトラムのピークに対応するピーク周波数と移動体の速度ｖとの間には相関関係がある。従って、ドップラー周波数ΔＦを測定することにより速度ｖを求めることができる。
【００３２】
一方、制御部３００は、受信出力手段３１０と、人体検出手段３２０と、尿流検出手段３３０と、センサ間欠駆動回路３４０と、駆動周期調整手段３５１を有する。差分検出手段２３０から出力されたドップラー信号は、受信出力手段３１０により信号を受信された後、人体検出手段３２０、尿流検出手段３３０へ出力される。人体検出手段３２０、尿流検出手段３３０は、そのドップラー信号から人体接近に対応する周波数成分、尿流に対応する周波数成分をそれぞれ抽出し、人体５１０および尿流５２０の有無を判定し、その判定結果に基づいて給水バルブ４００の開閉制御を行う。
【００３３】
センサ間欠駆動回路３４０はドップラーセンサ２００に一定の周期で間欠に電力を供給することができ、その間欠駆動周期は駆動周期調整手段３５１により２５ｍｓｅｃ周期もしくは１２．５ｍｓｅｃ周期のどちらかに設定される。センサ間欠駆動回路３４０によりドップラーセンサ２００を間欠駆動させることで、ドップラーセンサ２００の送信手段２１０が送信する電波も、一定周期で間欠に送信される。
【００３４】
また、給水部１２０は、報知部１３４を有しており、報知部１３４は、報知部受信手段１２１と、検波回路１２３と、増幅回路１２５と、周波数判別手段１２８と、電源部１２９と、発光素子駆動回路１３１と、発光素子１３３を有する。
【００３５】
報知部受信手段１２１は、ドップラーセンサ２００の送信手段２１０から送信される電波を受信することができる。報知部受信手段１２１が受信した信号は検波回路１２３によりパルス信号に変換される。検波回路１２３で生成されたパルス信号は、増幅回路１２５により一定の倍率で増幅され、周波数判別手段１２８へ入力される。周波数判別手段１２８は入力されたパルス信号が８０Ｈｚである場合に発光素子駆動回路１３１へ駆動信号を送信し、入力されるパルス信号が８０Ｈｚ以外の周波数である場合には発光素子駆動回路１３１への駆動信号を送信しない。発光素子駆動回路１３１は、駆動信号が入力されると、電源部１２９の電力を発光部１３３へ伝送し、発光素子１３３を点灯させる。駆動信号が入力されない場合は、発光素子駆動回路１３１は発光素子１３３を点灯させない。
【００３６】
図6は、報知部１３４内の各ブロックにおける信号波形を例示した図であり、図６(a)はドップラーセンサ２００が２５ｍsec周期で間欠駆動する場合を示す図、図６(ｂ)はドップラーセンサ２００が１２.５ｍsec周期で間欠駆動する場合を示す図である。
【００３７】
駆動周期調整手段３５１は、通常時（発光素子１３３を点灯させないとき）は、２５ｍsec周期でセンサ駆動回路１２９を間欠駆動させる。(２５ｍsecの間に２ｍsec間センサが駆動する。) したがって、ドップラーセンサ２００も２５ｍsec周期で電波を間欠送信することになり、報知部１３４に備えられた報知部受信手段１２１も２５ｍsec周期で電波を受信する。このとき、報知部受信手段１２１の出力信号は、ドップラーセンサ２００の電波送信に合わせて交流信号が発生しているだけとなる。この間欠に受信する交流信号は、検波回路１２３を通過することでパルス信号へと変換される。検波回路１２３で生成されたパルス信号は、増幅回路１２５により一定の倍率で増幅され、周波数判別手段１２８へ入力される。この場合は周波数判別手段１２８に入力されたパルス信号が４０Ｈｚであるため、発光素子駆動回路１３１は駆動しない。
【００３８】
発光素子１３３を点灯させるときは、駆動周期調整手段３５１が１２．５ｍsec周期でセンサ駆動回路１２９を間欠駆動させる。(１２．５ｍsecの間に２ｍsec間センサが駆動する。) このとき、ドップラーセンサ２００も１２．５ｍsec周期で電波を間欠送信することになり、報知部１３４に備えられた報知部受信手段１２１も１２．５ｍsec周期で電波を受信する。受信した信号は、検波回路１２３によりパルス信号へと変形され、さらに増幅回路１２５により一定の倍率で増幅され、周波数判別手段１２８へ入力される。周波数判別手段１２８は入力されたパルス信号が８０Ｈｚであることを確認し、発光素子駆動回路１３１を駆動させ、発光素子１３３が点灯する。
【００３９】
つまり、駆動周期調整手段３５１がセンサ駆動回路１２９を間欠で駆動する周期を２５ｍsec周期（４０Ｈｚ）と１２．５ｍsec周期（８０Ｈｚ）のどちらを選択するかにより、発光素子１３３を点灯させるか否かを制御することができる。
【００４０】
本具体例のように、ドップラーセンサ２００を間欠で駆動する周期により発光素子１３３を点灯させるか否かを制御すると、ドップラーセンサ２００の検知対象である人体５１０および尿流５２０に対する検知性能を維持した状態で、給水部１２０へ備えられた報知部１３４へ無線で制御信号を伝達することができる。発光素子１３３を制御する配線は不要であるため、施工やメンテナンスの作業を容易に行うことができる。
【００４１】
また、本具体例では、センサ駆動時間や駆動周期等の数値例を設定しているが、これに限定するものではなく変更してもよい。
【００４２】
また、本具体例では、給水部１２０から外部へとつながる配線を少なくすることを目的としているため、電源部１２９は電池を想定している。しかし、これに限定するものではなく変更してもよい。
【００４３】
また、本具体例では、発光素子１３３を報知手段として使用しているが、これに限定するものではなく、別の報知手段を使用してもよい。
【００４４】
また、本具体例では、発光素子１３３を点灯させるか否かをドップラーセンサ２００が電波を間欠送信する周期により制御しているが、間欠送信するデューティ比により制御
することもできる。
【００４５】
図７は、本実施形態にかかるドップラーセンサ２００の電波送信パターン例を示した図である。ドップラーセンサ２００は制御部３００の制御により間欠に電波を送信しており、送信を開始してから送信を停止するまでの時間と、送信を開始してから次に送信を開始するまでの時間との比であるデューティ比を変化させることができる。
図７(a)の場合は、2msec間の送信と8msec間の送信停止を交互に繰り返し、図７(b)の場合は、8msec間の送信と2msec間の送信停止を交互に繰り返す。つまり、図７(a)はデューティ比２０％、図４(ｂ)はデューティ比８０％となる。
このデューティ比を変化させ、発光素子１３３の点灯を制御する。本実施例では、図７(a)は通常時(発光素子１３３を点灯しない時)の送信パターン、図７(b)は発光素子１３３を点灯する時の送信パターンとして使用する。
【００４６】
図８は、本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。
【００４７】
本具体例では、制御部３００はセンサ間欠駆動回路３４０の駆動デューティ比を調整することができるデューティ比調整手段３５０を有しており、報知部１３４には入力されるパルス信号を平滑し直流信号へと変換する平滑回路１２７を有している。つまり、図５に表した制御部３００が、駆動周期調整手段３５１のかわりにデューティ比調整手段３５０を有し、なおかつ報知部１３４が周波数判別手段１２８のかわりに平滑回路１２７を有することに相当する。その他の構成については、図５に表した小便器洗浄装置の構成と同様である。
【００４８】
給水部受信手段１２１は、ドップラーセンサ２００の送信手段２１０から送信される電波を受信することができる。給水部受信手段１２１が受信した信号は検波回路１２３によりパルス信号に変換される。検波回路１２３で生成されたパルス信号は、増幅回路１２５により一定の倍率で増幅され、平滑回路１２７により直流電圧に変換される。平滑回路１２７の出力である直流電圧の電圧値は、ドップラーセンサ２００から間欠で送信される電波のデューティ比により決定し、送信する電波のデューティ比が大きいほど平滑回路１２７で生成される電圧値は大きくなる。
【００４９】
平滑回路１２７で生成された直流電圧は、発光素子駆動回路１３１へ入力される。発光素子駆動回路１３１は平滑回路１２７から入力される信号の電圧値が所定の閾値よりも大きい場合に、電源部１２９の電力を発光素子１３３へ伝送し、発光素子１３３を点灯させる。平滑回路１２７からの入力信号が閾値よりも小さい場合には、発光素子駆動回路１３１は動作せず、発光素子１３３は点灯しない。
【００５０】
センサ駆動回路３４０がデューティ比２０％でドップラーセンサ２００を駆動する場合の平滑回路１２７の出力電圧値をＶ１、センサ駆動回路３４０がデューティ比８０％でドップラーセンサ２００を駆動する場合の平滑回路１２７の出力電圧値をＶ２、発光素子駆動回路１３１が駆動するか否かを判断する入力電圧に対する閾値をＶ３とする。(ただし、 Ｖ１ ＜ Ｖ３ ＜ Ｖ２ とする。) センサ駆動回路３４０がデューティ比２０％でドップラーセンサ２００を駆動する場合は平滑回路１２７の出力電圧値Ｖ１が発光素子駆動回路１３１の閾値Ｖ３よりも小さいため発光素子１３３は点灯せず、センサ駆動回路３４０がデューティ比８０％でドップラーセンサ２００を駆動する場合は平滑回路１２７の出力電圧値Ｖ２が発光素子駆動回路１３１の閾値Ｖ３よりも大きいため発光素子１３３は点灯する。
【００５１】
図９は、報知部１３４内の各ブロックにおける信号波形を例示した図であり、図９(a)はドップラーセンサ２００がデューティ比２０％で間欠駆動する場合を示す図、図９（b）はドップラーセンサ２００がデューティ比８０％で間欠駆動する場合を示す図である。
【００５２】
図９(a)のようにドップラーセンサ２００がデューティ比２０％で間欠駆動する場合、まず報知部受信手段１２１がドップラーセンサ２００から間欠送信される電波を受信する。このとき、報知部受信手段１２１の出力信号は、ドップラーセンサ２００の電波送信に合わせて交流信号が発生しているだけとなる。この間欠で受信される交流信号は、検波回路１２３を通過することでパルス信号へと変換され、さらに増幅回路１２５を通過することでパルス信号の波高値がある一定倍率で増幅される。そして、増幅されたパルス信号が平滑回路１２７により直流電圧へと平滑され、その電圧値はＶ１となる。
【００５３】
また、図６(b)のようにドップラーセンサ２００がデューティ比８０％で間欠駆動する場合は、図６(a)と同様に、報知部受信手段１２１がドップラーセンサ２００から間欠送信される電波を受信し、検波回路１２３、増幅回路１２５により、パルス信号へと変換される。ただし、このパルス信号のパルス幅は、ドップラーセンサ２００が送信する電波送信時間によるため、デューティ比２０％の場合の４倍の長さのパルス幅となる。波高値はデューティ比２０％の場合と等しい。この信号は平滑回路１２７により直流電圧へと平滑されるが、パルス幅がデューティ比２０％の場合よりも長いため、その電圧値はＶ１よりも大きな値であるＶ２となる。
【００５４】
発光素子駆動回路１３１の閾値Ｖ３は、Ｖ１よりも大きく、Ｖ２よりも小さな値であるため、ドップラーセンサ２００がデューティ比２０％で間欠駆動しているときには発光素子駆動回路１３１は駆動せず、ドップラーセンサ２００がデューティ比８０％で間欠駆動しているときには発光素子駆動回路１３１は駆動し発光素子１３３を点灯させる。つまり、センサ駆動回路３４０がドップラーセンサ２００を間欠で駆動するデューティ比を２０％と８０％のどちらを選択するかにより、発光素子１３３を点灯させるか否かを制御することができる。
【００５５】
本具体例のように、ドップラーセンサ２００を間欠で駆動するデューティ比により発光素子１３３を点灯させるか否かを制御すると、報知部１３４へ無線で制御情報を伝達することができる。発光素子１３３を制御する配線は不要であるため、施工やメンテナンスの作業を容易に行うことができる。また、回路構成も簡単で省スペースに実現することができる。
【００５６】
また、本具体例では、報知部１３４は報知部受信手段１２１と検波回路１２３を有しているが、高周波電力を受信し直流電力に変換する電力変換装置であるレクテナ回路を使用してもよい。なお、レクテナとは、RectifyingAntennaの略語である。
【００５７】
また、本具体例では、センサ駆動回路３４０のデューティ比や間欠周期等の数値例を設定しているが、これに限定するものではなく変更してもよい。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、小便器１００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などやドップラーセンサ２００の設置位置や設置角度を含む設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００５９】
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６０】
１００ 小便器、 １１０ ボール部、 １２０ 給水部、 １２１ 報知部受信手段、
１２３ 検波回路、 １２５ 増幅回路、 １２７平滑回路、 １２８周波数判定手段、
１２９ 電源部、 １３１発光素子駆動回路、 １３３ 発光素子、
１３４ 報知部、 １３５ トラップ部、
１４０ 排水口、 １５０ 流路、 １５１ 回路搭載部、 １５２ 偏水部、
２００ ドップラーセンサ（電波式センサ）、 ２０１ 電波放射範囲、
２１０ 送信手段、 ２２０ 受信手段、 ２３０ 差分検出手段、 ３００ 制御部、
３１０ 受信出力手段、 ３２０ 人体検出手段、 ３３０ 尿流検出手段、
３４０ センサ間欠駆動回路、 ３５０ デューティ比調整手段、
３５１ 駆動周期調整手段、４００ 給水バルブ、
５１０ 使用者（人体）、 ５２０ 尿流
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部への報知手段を備えた小便器洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小便器洗浄装置の使用者を検知する検知手段として、光電センサ等の光の投受光を行うセンサを使用者が確認できる場所(陶器前部表面等)に設置する方法が使用されていた。センサを使用者が確認できる場所に設置することで、小便器が異常状態である場合や、特定の動作を行っている場合等に、使用者又は設備管理者等にセンサの投光部を用いて報知していた。(例えば、特許文献１参照。)
【０００３】
しかしながら、特許文献１のように、小便器表面に設置されたセンサであれば外部への報知をセンサによって行うことができるが、マイクロ波センサ等の電波式センサを小便器内部に隠蔽した状態で設置される場合においては、センサを使用者が確認することができないため、別途外部への報知手段を設置する必要がある。
【０００４】
そこで、給水部に洗浄水を供給する給水管を設置するために小便器に設けられた孔を介して給水部に発光手段を設ける小便器洗浄装置が提案されている。(例えば、特許文献２参照。) この小便器洗浄装置では、給水管を設置するための孔を介して発光手段を設置するため、発光手段を設置するための孔を別途設ける必要はなく、悪戯や物体の衝突等による発光手段の破壊を防止することが可能である。しかし、給水部に発光手段を設けるため、給水部の外部から発光手段を制御するための配線が必要となり、施工やメンテナンスの作業が困難となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０７１０号公報
【特許文献２】特開２００５−３３６９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、電波式センサを小便器内部に隠蔽した状態で設置された場合に、使用者又は設備管理者に報知するための報知手段の施工やメンテナンスの作業を容易に行うことができる小便器洗浄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】
【０００７】
請求項１記載の発明は、人体から排出される尿を受けるボール部を備える小便器と、前記小便器に洗浄水を供給するバルブと、前記小便器に隠蔽されて取り付けられ、所定周波数の電波を送信し、前記ボール部内及び小便器前方の被検知体からの反射波に基いて被検知体の有無を検出する電波式センサと、前記電波式センサからの送信を制御すると共に、前記電波式センサからの出力に応じて前記バルブを動作させる制御部と、前記電波式センサからの電波送信領域内に取り付けられ、前記制御部からの指令に基く情報を外部に報知する報知部と、を備えた小便器洗浄装置において、前記制御部は前記電波式センサからの送信波の状態を変更して送信すると共に、前記報知部には前記電波式センサからの送信波を受信する報知部受信手段が備えられており、前記報知部は前記報知部受信手段が受信する前記電波式センサの送信波の状態に応じて報知状態を切替えることを特徴とする小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、報知手段を電波式センサからの電波送信領域内に取り付け、電波式センサの送信波の状態に応じて報知部の報知状態を切替えることができるため、電波式センサから報知部へ報知状態の制御情報を無線で伝達することができ、報知部の施工やメンテナンス等の作業を容易に行うことができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記報知部は前記バルブからの洗浄水を前記ボール部に向けて放出するための給水部に内蔵されており、前記給水部は前記電波式センサよりも下方位置に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、給水部に報知部が内蔵されるため、悪戯や物体の衝突等による報知部の破壊を防止することができ、なおかつ給水部は前記電波式センサよりも下方位置に取り付けられていることで、電波式センサは人体および尿流に対する検知性能を維持したまま報知部へ報知状態の制御情報を無線で伝達することができる。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、前記電波式センサは一定周期で間欠的に送信波を送信するものであり、前記制御部は、前記電波式センサの送信波を送信している時間、又は、送信を停止している時間の少なくとも何れかの長さを変更することにより、前記報知部の報知状態を切替えることを特徴とする請求項１または２記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、前記電波式センサの送信波を送信している時間、又は、送信を停止している時間の少なくとも何れかの長さを変更することにより、電波式センサの検知性能を維持したまま、容易かつ確実に報知部の報知状態を切替えることができる。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、前記制御部は、前記電波式センサが送信を開始してから送信を停止するまでの時間と、送信を開始してから次に送信を開始するまでの時間との比であるデューティ比を変化させることにより、前記報知部の報知状態を切替えることを特徴とする請求項３に記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、デューティ比を変化させることにより報知部の報知状態を切替えることができるため、報知部の回路構成を単純で省スペースなものにすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の態様によれば、電波式センサを小便器内部に隠蔽した状態で設置された場合に、報知手段を電波式センサからの電波送信領域内に取り付け、電波式センサの送信波の状態に応じて報知部の報知状態を切替えることができるため、電波式センサから報知部へ報知状態の制御情報を無線で伝達することができ、報知部の施工やメンテナンス等の作業を容易に行うことができる小便器洗浄装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる小便器洗浄装置を表す側面模式図である。
【図２】小便器に対する使用者の一般的な使用方法を表す側面模式図である。
【図３】ドップラーセンサの電波放射範囲と給水部の位置関係を示す側面模式図。
【図４】本実施形態にかかるドップラーセンサ２００の電波送信パターン例を示す図である。
【図５】本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成の具体例を例示するブロック図である。
【図６】本実施形態にかかる各ブロックにおける信号波形を例示する図である。
【図７】本実施形態にかかるドップラーセンサ２００の電波送信パターン例を示す図である。
【図８】本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成の具体例を例示するブロック図である。
【図９】本実施形態にかかる各ブロックにおける信号波形を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる小便器洗浄装置を表す側面模式図である。
【００１４】
図１に表した小便器洗浄装置は、男性用の小便器１００に付設され、人体および尿流を検出する電波式センサとしてのマイクロ波ドップラーセンサ（以下、単に「ドップラーセンサ」という）２００と、小便器洗浄を制御する制御部３００と、を備える。
【００１５】
小便器１００は、ボール部１１０を有する。ボール部１１０の上部には、洗浄水をボール部１１０へ吐水する給水部１２０が設けられ、ボール部１１０の下部には、洗浄水を一時的に貯留するトラップ部１３５が設けられている。トラップ部１３５に貯留された水（封水）は、排水路側からボール部１１０側に悪臭や害虫類が進入することを防止している。そして、トラップ部１３５に貯留された水は、給水部１２０から吐水された洗浄水の水量に応じて、排水口１４０から排水路へ適宜排出される。
【００１６】
電波式センサとしてのドップラーセンサ２００は、小便器１００の裏面（後方）側、すなわちボール部１１０とは反対側に設置されている。ドップラーセンサ２００は、マイクロ波あるいはミリ波などの高周波の電波を放射（送信）し、放射した電波の被検知体からの反射波を受信して、被検知体の有無を検知し、その検知信号を出力する電波式センサである。このドップラーセンサ２００は、小便器１００の前方に立った使用者（人体）５１０や、使用者５１０からの排尿などを検出する。なお、ドップラーセンサ２００については、後に詳述する。
【００１７】
制御部３００は、ドップラーセンサ２００から出力された検知信号（ドップラー信号）に基づいて、給水路の途上に設けられた給水バルブ４００を駆動させる。給水部１２０と給水バルブ４００とは、給水路によって連結されている。給水バルブ４００が開放されている場合には、水は給水路の内部を通り、給水部１２０から吐水される。一方、給水バルブ４００が閉止されている場合には、水が給水部１２０から吐水されることはない。なお、本願明細書において「水」という場合には、「湯」も含むものとする。
【００１８】
図２は、本実施形態の小便器を使用している様子を側面から示した図である。また、図３は、ドップラーセンサの電波放射範囲２０１と給水部１２０の位置関係を説明するための側面模式図である。
【００１９】
ドップラーセンサ２００は、図２に表したように、小便器１００の裏面側に設置され、電波放射範囲２０１が使用者５１０および尿流５２０の方向を向くように、ボール面１１１に対して傾斜して設置されている。また、図３に表したように、ドップラーセンサ２００は給水部１２０の上方の位置でボール面１１１に対して傾斜して設置されており、給水部１２０内の報知部１３４に備えられた報知部受信手段１２１がドップラーセンサ２００の電波放射範囲２０１の中に含まれ、報知部受信手段１２１はドップラーセンサ２００が送信する電波を受信することができる。
【００２０】
給水部１２０は洗浄水が流れる流路１５０と、流路１５０を流れる洗浄水を陶器表面に沿って流すための偏水部１５２と、報知部１３４を設置する回路搭載部１５１とで構成されている。回路搭載部１５１は流路１５０近傍に設けられているが、洗浄水が回路搭載部１５１へ流水しないように流路１５０とは異なる場所に構成されている。また、回路搭載部１５１に陶器表面を流れる洗浄水が飛散して浸入しないようにするため、回路搭載部１５１には防水加工が施してある。防水加工には、パッキンやＯリング等でシール構造を形成したものがある。
【００２１】
報知部１３４は発光素子１３３を有しており、ドップラーセンサ２００の検知状態の表示や小便器洗浄装置に異常が生じた場合の警報表示を行う際などに、発光素子１３３を点灯させて外部に報知する。
また、発光素子１３３を給水部１２０表面に剥き出しにして設置した場合には、洗浄水の飛散や、尿流の飛散により影響を及ぼすため、給水部１２０を介して光を外部へ透過させる構造となっている。
【００２２】
ドップラーセンサ２００は、制御部３００からの制御信号により送信波の状態を変更することができ、報知部１３４は報知部受信手段１２１が受信する送信波の状態に応じて、発光素子１３３を駆動するこができる。
【００２３】
本実施例では、送信波の状態を変更する方法として、制御部３００によりドップラーセンサ２００を間欠駆動し、その間欠駆動の周期を変更している。
【００２４】
図４は、本実施形態にかかるドップラーセンサ２００の電波送信パターン例を示した図である。ドップラーセンサ２００は制御部３００の制御により間欠に電波を送信しており、その間欠駆動の周気を変化させることができる。図４(a)の場合は、２ｍsec間の送信を２５ｍsec周期(４０Ｈｚ)で繰り返し、図４(b)の場合は、２ｍsec間の送信を１２．５ｍsec周期(８０Ｈｚ)で繰り返す。この送信周期の切替により、発光素子１３４の点灯を制御する。本実施例では、図４(a)は通常時(発光素子１３３を点灯しない時)の送信パターン、図４(b)は発光素子１３３を点灯する時の送信パターンとして使用する。
【００２５】
給水部１２０の内部に備えられた報知部１３４は報知部受信手段１２１を有しており、報知部受信手段１２１はドップラーセンサ２００が送信する電波を受信することができる。通常時の送信パターンと発光素子１３３点灯時の送信パターンでは、間欠送信の周期の違いにより、報知部受信手段１２１が受信する信号に差が生じる。この差を識別することにより、発光素子１３３の駆動制御を行う。
【００２６】
図５は、本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。
【００２７】
本実施形態のドップラーセンサ２００は、送信手段２１０と、受信手段２２０と、差分検出手段２３０と、を有する。送信手段２１０からは、高周波、マイクロ波あるいはミリ波などの１０ｋＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数帯の電波が放射される。人体５１０や尿流５２０からの反射波は、受信手段２２０に入力される。
【００２８】
このような送受信形態を電波を用いて行うことにより、光電センサ（赤外線センサ）等のように非常に狭い指向性を持ったセンサでは検知困難な被検知体に関しても検知可能となる。そのため、小便器洗浄装置の近傍にて電波を用いることにより、形状や色、材質に関係なく検知を行うことが可能となり、被検知体の検知精度を向上させることが可能となる。
【００２９】
送信波の一部と受信波は、差分検出手段２３０にそれぞれ入力されて合成され、ドップラー効果が反映された出力信号が出力される。つまり、差分検出手段２３０は、送信波の一部と受信波との周波数の差分をとり、ドップラー信号を出力する。差分検出手段２３０から出力されたドップラー信号は、制御部３００に出力される。
【００３０】
差分検出手段２３０から出力されたドップラー信号は、周波数の低いベースラインに周波数の高い信号が重畳した波形を有する。高周波数成分には、ドップラー効果に関する情報が含まれる。すなわち、人体５１０や尿流５２０などの被検知体が移動すると、ドップラー効果によって反射波の波長がシフトする。ドップラー周波数ΔＦ（Ｈｚ）は、下記の式（１）により表すことができる。
ΔＦ＝Ｆｓ−Ｆｂ＝２×Ｆｓ×ｖ／ｃ ・・・式（１）
但し、Ｆｓ：送信周波数（Ｈｚ）
Ｆｂ：反射周波数（Ｈｚ）
ｖ：物体の移動速度（ｍ／ｓ）
ｃ：光速（＝３００×１０６ｍ／ｓ）
【００３１】
ドップラーセンサ２００に対して被検知体が相対的に移動すると、式（１）で表されるように、その速度ｖに比例した周波数ΔＦを含む出力信号を得ることができる。出力信号は周波数スペクトラムを有し、スペクトラムのピークに対応するピーク周波数と移動体の速度ｖとの間には相関関係がある。従って、ドップラー周波数ΔＦを測定することにより速度ｖを求めることができる。
【００３２】
一方、制御部３００は、受信出力手段３１０と、人体検出手段３２０と、尿流検出手段３３０と、センサ間欠駆動回路３４０と、駆動周期調整手段３５１を有する。差分検出手段２３０から出力されたドップラー信号は、受信出力手段３１０により信号を受信された後、人体検出手段３２０、尿流検出手段３３０へ出力される。人体検出手段３２０、尿流検出手段３３０は、そのドップラー信号から人体接近に対応する周波数成分、尿流に対応する周波数成分をそれぞれ抽出し、人体５１０および尿流５２０の有無を判定し、その判定結果に基づいて給水バルブ４００の開閉制御を行う。
【００３３】
センサ間欠駆動回路３４０はドップラーセンサ２００に一定の周期で間欠に電力を供給することができ、その間欠駆動周期は駆動周期調整手段３５１により２５ｍｓｅｃ周期もしくは１２．５ｍｓｅｃ周期のどちらかに設定される。センサ間欠駆動回路３４０によりドップラーセンサ２００を間欠駆動させることで、ドップラーセンサ２００の送信手段２１０が送信する電波も、一定周期で間欠に送信される。
【００３４】
また、給水部１２０は、報知部１３４を有しており、報知部１３４は、報知部受信手段１２１と、検波回路１２３と、増幅回路１２５と、周波数判別手段１２８と、電源部１２９と、発光素子駆動回路１３１と、発光素子１３３を有する。
【００３５】
報知部受信手段１２１は、ドップラーセンサ２００の送信手段２１０から送信される電波を受信することができる。報知部受信手段１２１が受信した信号は検波回路１２３によりパルス信号に変換される。検波回路１２３で生成されたパルス信号は、増幅回路１２５により一定の倍率で増幅され、周波数判別手段１２８へ入力される。周波数判別手段１２８は入力されたパルス信号が８０Ｈｚである場合に発光素子駆動回路１３１へ駆動信号を送信し、入力されるパルス信号が８０Ｈｚ以外の周波数である場合には発光素子駆動回路１３１への駆動信号を送信しない。発光素子駆動回路１３１は、駆動信号が入力されると、電源部１２９の電力を発光部１３３へ伝送し、発光素子１３３を点灯させる。駆動信号が入力されない場合は、発光素子駆動回路１３１は発光素子１３３を点灯させない。
【００３６】
図6は、報知部１３４内の各ブロックにおける信号波形を例示した図であり、図６(a)はドップラーセンサ２００が２５ｍsec周期で間欠駆動する場合を示す図、図６(ｂ)はドップラーセンサ２００が１２.５ｍsec周期で間欠駆動する場合を示す図である。
【００３７】
駆動周期調整手段３５１は、通常時（発光素子１３３を点灯させないとき）は、２５ｍsec周期でセンサ駆動回路１２９を間欠駆動させる。(２５ｍsecの間に２ｍsec間センサが駆動する。) したがって、ドップラーセンサ２００も２５ｍsec周期で電波を間欠送信することになり、報知部１３４に備えられた報知部受信手段１２１も２５ｍsec周期で電波を受信する。このとき、報知部受信手段１２１の出力信号は、ドップラーセンサ２００の電波送信に合わせて交流信号が発生しているだけとなる。この間欠に受信する交流信号は、検波回路１２３を通過することでパルス信号へと変換される。検波回路１２３で生成されたパルス信号は、増幅回路１２５により一定の倍率で増幅され、周波数判別手段１２８へ入力される。この場合は周波数判別手段１２８に入力されたパルス信号が４０Ｈｚであるため、発光素子駆動回路１３１は駆動しない。
【００３８】
発光素子１３３を点灯させるときは、駆動周期調整手段３５１が１２．５ｍsec周期でセンサ駆動回路１２９を間欠駆動させる。(１２．５ｍsecの間に２ｍsec間センサが駆動する。) このとき、ドップラーセンサ２００も１２．５ｍsec周期で電波を間欠送信することになり、報知部１３４に備えられた報知部受信手段１２１も１２．５ｍsec周期で電波を受信する。受信した信号は、検波回路１２３によりパルス信号へと変形され、さらに増幅回路１２５により一定の倍率で増幅され、周波数判別手段１２８へ入力される。周波数判別手段１２８は入力されたパルス信号が８０Ｈｚであることを確認し、発光素子駆動回路１３１を駆動させ、発光素子１３３が点灯する。
【００３９】
つまり、駆動周期調整手段３５１がセンサ駆動回路１２９を間欠で駆動する周期を２５ｍsec周期（４０Ｈｚ）と１２．５ｍsec周期（８０Ｈｚ）のどちらを選択するかにより、発光素子１３３を点灯させるか否かを制御することができる。
【００４０】
本具体例のように、ドップラーセンサ２００を間欠で駆動する周期により発光素子１３３を点灯させるか否かを制御すると、ドップラーセンサ２００の検知対象である人体５１０および尿流５２０に対する検知性能を維持した状態で、給水部１２０へ備えられた報知部１３４へ無線で制御信号を伝達することができる。発光素子１３３を制御する配線は不要であるため、施工やメンテナンスの作業を容易に行うことができる。
【００４１】
また、本具体例では、センサ駆動時間や駆動周期等の数値例を設定しているが、これに限定するものではなく変更してもよい。
【００４２】
また、本具体例では、給水部１２０から外部へとつながる配線を少なくすることを目的としているため、電源部１２９は電池を想定している。しかし、これに限定するものではなく変更してもよい。
【００４３】
また、本具体例では、発光素子１３３を報知手段として使用しているが、これに限定するものではなく、別の報知手段を使用してもよい。
【００４４】
また、本具体例では、発光素子１３３を点灯させるか否かをドップラーセンサ２００が電波を間欠送信する周期により制御しているが、間欠送信するデューティ比により制御
することもできる。
【００４５】
図７は、本実施形態にかかるドップラーセンサ２００の電波送信パターン例を示した図である。ドップラーセンサ２００は制御部３００の制御により間欠に電波を送信しており、送信を開始してから送信を停止するまでの時間と、送信を開始してから次に送信を開始するまでの時間との比であるデューティ比を変化させることができる。
図７(a)の場合は、2msec間の送信と8msec間の送信停止を交互に繰り返し、図７(b)の場合は、8msec間の送信と2msec間の送信停止を交互に繰り返す。つまり、図７(a)はデューティ比２０％、図４(ｂ)はデューティ比８０％となる。
このデューティ比を変化させ、発光素子１３３の点灯を制御する。本実施例では、図７(a)は通常時(発光素子１３３を点灯しない時)の送信パターン、図７(b)は発光素子１３３を点灯する時の送信パターンとして使用する。
【００４６】
図８は、本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。
【００４７】
本具体例では、制御部３００はセンサ間欠駆動回路３４０の駆動デューティ比を調整することができるデューティ比調整手段３５０を有しており、報知部１３４には入力されるパルス信号を平滑し直流信号へと変換する平滑回路１２７を有している。つまり、図５に表した制御部３００が、駆動周期調整手段３５１のかわりにデューティ比調整手段３５０を有し、なおかつ報知部１３４が周波数判別手段１２８のかわりに平滑回路１２７を有することに相当する。その他の構成については、図５に表した小便器洗浄装置の構成と同様である。
【００４８】
給水部受信手段１２１は、ドップラーセンサ２００の送信手段２１０から送信される電波を受信することができる。給水部受信手段１２１が受信した信号は検波回路１２３によりパルス信号に変換される。検波回路１２３で生成されたパルス信号は、増幅回路１２５により一定の倍率で増幅され、平滑回路１２７により直流電圧に変換される。平滑回路１２７の出力である直流電圧の電圧値は、ドップラーセンサ２００から間欠で送信される電波のデューティ比により決定し、送信する電波のデューティ比が大きいほど平滑回路１２７で生成される電圧値は大きくなる。
【００４９】
平滑回路１２７で生成された直流電圧は、発光素子駆動回路１３１へ入力される。発光素子駆動回路１３１は平滑回路１２７から入力される信号の電圧値が所定の閾値よりも大きい場合に、電源部１２９の電力を発光素子１３３へ伝送し、発光素子１３３を点灯させる。平滑回路１２７からの入力信号が閾値よりも小さい場合には、発光素子駆動回路１３１は動作せず、発光素子１３３は点灯しない。
【００５０】
センサ駆動回路３４０がデューティ比２０％でドップラーセンサ２００を駆動する場合の平滑回路１２７の出力電圧値をＶ１、センサ駆動回路３４０がデューティ比８０％でドップラーセンサ２００を駆動する場合の平滑回路１２７の出力電圧値をＶ２、発光素子駆動回路１３１が駆動するか否かを判断する入力電圧に対する閾値をＶ３とする。(ただし、 Ｖ１ ＜ Ｖ３ ＜ Ｖ２ とする。) センサ駆動回路３４０がデューティ比２０％でドップラーセンサ２００を駆動する場合は平滑回路１２７の出力電圧値Ｖ１が発光素子駆動回路１３１の閾値Ｖ３よりも小さいため発光素子１３３は点灯せず、センサ駆動回路３４０がデューティ比８０％でドップラーセンサ２００を駆動する場合は平滑回路１２７の出力電圧値Ｖ２が発光素子駆動回路１３１の閾値Ｖ３よりも大きいため発光素子１３３は点灯する。
【００５１】
図９は、報知部１３４内の各ブロックにおける信号波形を例示した図であり、図９(a)はドップラーセンサ２００がデューティ比２０％で間欠駆動する場合を示す図、図９（b）はドップラーセンサ２００がデューティ比８０％で間欠駆動する場合を示す図である。
【００５２】
図９(a)のようにドップラーセンサ２００がデューティ比２０％で間欠駆動する場合、まず報知部受信手段１２１がドップラーセンサ２００から間欠送信される電波を受信する。このとき、報知部受信手段１２１の出力信号は、ドップラーセンサ２００の電波送信に合わせて交流信号が発生しているだけとなる。この間欠で受信される交流信号は、検波回路１２３を通過することでパルス信号へと変換され、さらに増幅回路１２５を通過することでパルス信号の波高値がある一定倍率で増幅される。そして、増幅されたパルス信号が平滑回路１２７により直流電圧へと平滑され、その電圧値はＶ１となる。
【００５３】
また、図６(b)のようにドップラーセンサ２００がデューティ比８０％で間欠駆動する場合は、図６(a)と同様に、報知部受信手段１２１がドップラーセンサ２００から間欠送信される電波を受信し、検波回路１２３、増幅回路１２５により、パルス信号へと変換される。ただし、このパルス信号のパルス幅は、ドップラーセンサ２００が送信する電波送信時間によるため、デューティ比２０％の場合の４倍の長さのパルス幅となる。波高値はデューティ比２０％の場合と等しい。この信号は平滑回路１２７により直流電圧へと平滑されるが、パルス幅がデューティ比２０％の場合よりも長いため、その電圧値はＶ１よりも大きな値であるＶ２となる。
【００５４】
発光素子駆動回路１３１の閾値Ｖ３は、Ｖ１よりも大きく、Ｖ２よりも小さな値であるため、ドップラーセンサ２００がデューティ比２０％で間欠駆動しているときには発光素子駆動回路１３１は駆動せず、ドップラーセンサ２００がデューティ比８０％で間欠駆動しているときには発光素子駆動回路１３１は駆動し発光素子１３３を点灯させる。つまり、センサ駆動回路３４０がドップラーセンサ２００を間欠で駆動するデューティ比を２０％と８０％のどちらを選択するかにより、発光素子１３３を点灯させるか否かを制御することができる。
【００５５】
本具体例のように、ドップラーセンサ２００を間欠で駆動するデューティ比により発光素子１３３を点灯させるか否かを制御すると、報知部１３４へ無線で制御情報を伝達することができる。発光素子１３３を制御する配線は不要であるため、施工やメンテナンスの作業を容易に行うことができる。また、回路構成も簡単で省スペースに実現することができる。
【００５６】
また、本具体例では、報知部１３４は報知部受信手段１２１と検波回路１２３を有しているが、高周波電力を受信し直流電力に変換する電力変換装置であるレクテナ回路を使用してもよい。なお、レクテナとは、RectifyingAntennaの略語である。
【００５７】
また、本具体例では、センサ駆動回路３４０のデューティ比や間欠周期等の数値例を設定しているが、これに限定するものではなく変更してもよい。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、小便器１００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などやドップラーセンサ２００の設置位置や設置角度を含む設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００５９】
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６０】
１００ 小便器、 １１０ ボール部、 １２０ 給水部、 １２１ 報知部受信手段、
１２３ 検波回路、 １２５ 増幅回路、 １２７平滑回路、 １２８周波数判定手段、
１２９ 電源部、 １３１発光素子駆動回路、 １３３ 発光素子、
１３４ 報知部、 １３５ トラップ部、
１４０ 排水口、 １５０ 流路、 １５１ 回路搭載部、 １５２ 偏水部、
２００ ドップラーセンサ（電波式センサ）、 ２０１ 電波放射範囲、
２１０ 送信手段、 ２２０ 受信手段、 ２３０ 差分検出手段、 ３００ 制御部、
３１０ 受信出力手段、 ３２０ 人体検出手段、 ３３０ 尿流検出手段、
３４０ センサ間欠駆動回路、 ３５０ デューティ比調整手段、
３５１ 駆動周期調整手段、４００ 給水バルブ、
５１０ 使用者（人体）、 ５２０ 尿流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体から排出される尿を受けるボール部を備える小便器と、前記小便器に洗浄水を供給するバルブと、前記小便器に隠蔽されて取り付けられ、所定周波数の電波を送信し、前記ボール部内及び小便器前方の被検知体からの反射波に基いて被検知体の有無を検出する電波式センサと、前記電波式センサからの送信を制御すると共に、前記電波式センサからの出力に応じて前記バルブを動作させる制御部と、前記電波式センサからの電波送信領域内に取り付けられ、前記制御部からの指令に基く情報を外部に報知する報知部と、を備えた小便器洗浄装置において、前記制御部は前記電波式センサからの送信波の状態を変更して送信すると共に、前記報知部には前記電波式センサからの送信波を受信する報知部受信手段が備えられており、前記報知部は前記報知部受信手段が受信する前記電波式センサの送信波の状態に応じて報知状態を切替えることを特徴とする小便器洗浄装置。
【請求項２】
前記報知部は前記バルブからの洗浄水を前記ボール部に向けて放出するための給水部に内蔵されており、前記給水部は前記電波式センサよりも下方位置に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の小便器洗浄装置。
【請求項３】
前記電波式センサは一定周期で間欠的に送信波を送信するものであり、前記制御部は、前記電波式センサの送信波を送信している時間、又は、送信を停止している時間の少なくとも何れかの長さを変更することにより、前記報知部の報知状態を切替えることを特徴とする請求項１または２記載の小便器洗浄装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電波式センサが送信を開始してから送信を停止するまでの時間と、送信を開始してから次に送信を開始するまでの時間との比であるデューティ比を変化させることにより、前記報知部の報知状態を切替えることを特徴とする請求項３に記載の小便器洗浄装置。
【請求項１】
人体から排出される尿を受けるボール部を備える小便器と、前記小便器に洗浄水を供給するバルブと、前記小便器に隠蔽されて取り付けられ、所定周波数の電波を送信し、前記ボール部内及び小便器前方の被検知体からの反射波に基いて被検知体の有無を検出する電波式センサと、前記電波式センサからの送信を制御すると共に、前記電波式センサからの出力に応じて前記バルブを動作させる制御部と、前記電波式センサからの電波送信領域内に取り付けられ、前記制御部からの指令に基く情報を外部に報知する報知部と、を備えた小便器洗浄装置において、前記制御部は前記電波式センサからの送信波の状態を変更して送信すると共に、前記報知部には前記電波式センサからの送信波を受信する報知部受信手段が備えられており、前記報知部は前記報知部受信手段が受信する前記電波式センサの送信波の状態に応じて報知状態を切替えることを特徴とする小便器洗浄装置。
【請求項２】
前記報知部は前記バルブからの洗浄水を前記ボール部に向けて放出するための給水部に内蔵されており、前記給水部は前記電波式センサよりも下方位置に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の小便器洗浄装置。
【請求項３】
前記電波式センサは一定周期で間欠的に送信波を送信するものであり、前記制御部は、前記電波式センサの送信波を送信している時間、又は、送信を停止している時間の少なくとも何れかの長さを変更することにより、前記報知部の報知状態を切替えることを特徴とする請求項１または２記載の小便器洗浄装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電波式センサが送信を開始してから送信を停止するまでの時間と、送信を開始してから次に送信を開始するまでの時間との比であるデューティ比を変化させることにより、前記報知部の報知状態を切替えることを特徴とする請求項３に記載の小便器洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１２４６０（Ｐ２０１１−１２４６０Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５７６３０（Ｐ２００９−１５７６３０）
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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