自動給水装置
【課題】給水圧や瞬間流量のばらつきによる便器への総吐水量の誤差を低減させることができる自動給水装置を提供する。
【解決手段】自動給水装置１は、自動給水装置本体４の通水路８ｄに開閉可能に設けられた電磁弁１６と、自動給水装置本体の通水路の水流情報を検知する流量センサー２０により検知した水流情報に基づいて電磁弁開時間Ｔ１を調整し、便器洗浄を制御するコントローラ２２とを有し、コントローラ２２は、電磁弁１６の開弁動作開始時ｔ１から閉弁動作開始時ｔ３までの期間内の所定期間Δｔで流量センサー２０が検知した水流情報に基づいて、電磁弁１６が閉弁動作を開始してから主弁体１４が閉止するまでに吐水口１０から流出する閉止吐水量を考慮した上で、吐水口１０から便器に吐水される総吐水量が所定の吐水量になるように、電磁弁１６の閉弁動作を開始する時期ｔ３を調整し、この調整した時期に達したときに電磁弁１６の閉弁動作を開始する。
【解決手段】自動給水装置１は、自動給水装置本体４の通水路８ｄに開閉可能に設けられた電磁弁１６と、自動給水装置本体の通水路の水流情報を検知する流量センサー２０により検知した水流情報に基づいて電磁弁開時間Ｔ１を調整し、便器洗浄を制御するコントローラ２２とを有し、コントローラ２２は、電磁弁１６の開弁動作開始時ｔ１から閉弁動作開始時ｔ３までの期間内の所定期間Δｔで流量センサー２０が検知した水流情報に基づいて、電磁弁１６が閉弁動作を開始してから主弁体１４が閉止するまでに吐水口１０から流出する閉止吐水量を考慮した上で、吐水口１０から便器に吐水される総吐水量が所定の吐水量になるように、電磁弁１６の閉弁動作を開始する時期ｔ３を調整し、この調整した時期に達したときに電磁弁１６の閉弁動作を開始する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動給水装置に係り、特に、使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、使用者の動作に基づいて、水洗大便器又は水洗小便器等の水洗便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置として、自動給水装置の一部、又は便器やその周辺に設けられている人体感知センサーが便器の使用者（人体）を感知し、この使用者が便器使用後にセンサーから離れると、自動給水装置に内蔵されている開閉弁が通水路を開放し、水道等の給水源に直結した給水管から供給された洗浄水を便器に定量吐水する、いわゆる、フラッシュバルブ方式の自動給水装置が知られている。
【０００３】
また、従来の自動給水装置として、特許文献１に記載されているように、流量検出手段により便器の各部へ供給される洗浄水の流量を検出し、この検出した流量から制御装置が瞬間流量を算出し、所定の給水量を供給するのに必要な時間だけ弁機構を駆動させるようになっているものも知られている。
【０００４】
さらに、従来の自動給水装置として、特許文献２に記載されているように、各便器洗浄毎の洗浄水の流量を算出し、この算出した流量値と目標流量値との流量差が許容値（誤差流量）を超える場合には、吐水すべき洗浄水の流量を補正して次回の吐水を行うようになっているものも知られている。
【０００５】
また、従来の自動給水装置として、特許文献３に記載されているように、通水路の水流により水車を回転させて発電する発電機が設けられ、この発電機による発電量が必要量に達するまでに流れた流量を予測し、この予測した流量に基づいて開閉弁の閉弁時期を決定するようになっているものも知られている。
【０００６】
これらの従来の自動給水装置において、最適な定量吐水を行うためには、自動給水装置に供給される給水圧が一定であることが理想的であるが、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって給水圧が変動してしまうのが現状である。
【０００７】
特に、駅やビル等の公共施設に設置されている便器の自動給水装置においては、複数の自動給水装置が連設されているにもかかわらず、大元の給水源は一つであることがほとんどであるため、連設した自動給水装置の各々の使用状況よっても、各自動給水装置に供給される給水の圧力が大きく変動してしまい、吐水量のばらつきが少ない最適な定量吐水を行うことが難しいという問題もある。
【０００８】
また、このような給水圧のばらつきによって、例えば、便器の大洗浄に要する洗浄水の総吐水量の目標値が６［Ｌ］の場合であっても、±１［Ｌ］程度の誤差が生じてしまうこともある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平３−９０７２２号公報
【特許文献２】特許第４４７２３１２号公報
【特許文献３】特開２００２−２９４７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、近年の便器洗浄の節水化のニーズに伴って、便器洗浄の洗浄水の低流量化が要請されているが、自動給水装置に供給される給水圧のばらつきにより総吐水量がばらつくことは、しばしば便器洗浄の洗浄水の低流量化の妨げとなっているという問題もある。
【００１１】
また、自動給水装置の開閉弁の開閉動作を時間的に制御する自動給水装置においては、給水圧のばらつきによって給水の瞬間流量も変動するため、開閉弁の開弁動作が開始してから閉弁動作が開始するまでに吐水される吐水量（いわゆる「電磁弁開時吐水量」）にも誤差が生ずるという問題がある。
【００１２】
さらに、例えば、目標流量に達したときに電磁弁を閉弁させるように制御する自動給水装置においては、目標流量に達した後、電磁弁が閉弁動作を開始してから閉止（閉弁動作を完了）するまでの間に流出する吐水量（いわゆる「閉止吐水量」）が、給水圧や瞬間流量によって異なるため、便器への総吐水量にも誤差が生ずるという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、給水圧や瞬間流量のばらつきによる便器への総吐水量の誤差を低減させることができる自動給水装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明は、使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置であって、洗浄水が給水される給水口が上流側に位置し、洗浄水を便器に吐水する吐水口が下流側に位置する通水路が形成され、この通水路に圧力室が設けられた自動給水装置本体と、上記自動給水装置本体の圧力室内に設けられ、この圧力室内の水圧に応じて上記通水路を開閉する主弁体と、上記自動給水装置本体の通水路に開閉可能に設けられ、開閉することにより上記圧力室内の水圧を変化させて上記主弁体を開閉させる電磁弁と、上記自動給水装置本体の通水路に設けられ、この通水路内の水流情報を検知する水流情報検知部と、この水流情報検知部により検知した上記水流情報に基づいて、上記電磁弁の開弁後の閉弁動作を開始する時期を調整し、便器洗浄を制御する制御部と、を有し、上記制御部は、上記電磁弁の開弁動作開始時から上記電磁弁の閉弁動作開始時までの期間内の所定期間で上記水流情報検知部が検知した上記水流情報に基づいて、上記電磁弁が閉弁動作を開始してから上記主弁体が閉止するまでに上記吐水口から流出する閉止吐水量を考慮した上で、上記吐水口から上記便器に吐水される総吐水量が所定の吐水量になるように、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、上記電磁弁の閉弁動作を開始することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、制御部により、電磁弁の開弁動作開始時から電磁弁の閉弁動作開始時までの期間内の所定期間で水流情報検知部が検知した水流情報に基づいて、電磁弁が閉弁動作を開始してから主弁体が閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量を考慮した上で、吐水口から便器に吐水される総吐水量が所定の吐水量になるように、電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、電磁弁の閉弁動作を開始することができるため、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきによる便器への総吐水量の誤差を低減させることができる。また、電磁弁の開弁動作開始時から閉弁動作開始時までの比較的短い期間に行われる便器への瞬間的な吐水量に相当する瞬間流量のばらつきや、電磁弁が閉弁動作を開始してから主弁体が閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量のばらつきの影響を受けることなく、便器への確実な定流量吐水を実現することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、上記所定期間は、上記電磁弁の開弁動作開始時から上記電磁弁の閉弁動作開始時までの全期間よりも短い一部期間であり、上記制御部は、上記所定期間で上記水流情報検知部が上記通水路内の流量情報を上記水流情報として検知し、上記流量情報に基づいて、上記閉止吐水量を考慮した上で、上記総吐水量が所定の吐水量となるように、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、上記電磁弁の閉弁動作を開始する。
このように構成された本発明においては、制御部により、電磁弁の開弁動作開始時から電磁弁の閉弁動作開始時までの全期間よりも短い一部期間で水流情報検知部が通水路内の流量情報を水流情報として検知し、この流量情報に基づいて、電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、電磁弁の閉弁動作を開始することができる。この結果、水流情報検知部が通水路内の水流情報（流量情報）を瞬間的に検知した場合、検知結果についてばらつきが多くなるため、便器に吐水される総吐水量の誤差を縮めるのが難しいのに対し、本発明では、水流情報検知部が通水路内の流量情報を検知する際に電磁弁の開弁動作開始時から閉弁動作開始時までの期間内の一部の所定期間を利用し、この所定期間内で水流情報検知部が通水路内の流量情報を精度よく検知することができるため、この精度よく検知した流量情報に基づいて、便器に吐水される総吐水量の誤差を精度よく縮めることができる。また、上記所定期間に水流情報検知部が検知した通水路内の流量情報に基づいて、電磁弁が閉弁動作を開始してから閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量を考慮することができるため、水流情報を瞬間的に測定して複雑な演算処理を行うことなく、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮した電磁弁の開弁時間（電磁弁の開弁動作の開始時刻から電磁弁の閉弁動作の開始時刻までの時間）を簡易な構成により調整することができる。さらに、例えば、水流情報検知部の検知手段として、通水路内の水流により回転する羽根車を備えた検知手段を用いた場合には、羽根車の回転のパルス数をカウントすることにより直接的且つ簡易に流量情報を得ることができるため、流量情報に得るための演算処理の負荷を簡易な構成により減らすことができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、上記一部期間において、上記水流情報検知部が検知した上記通水路内の流量が所定の流量に達するまでに要する時間に基づいて、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定する。
このように構成された本発明においては、制御部により、電磁弁の開弁動作開始時から電磁弁の閉弁動作開始時までの全期間よりも短い一部期間において、水流情報検知部が検知した通水路内の流量が所定の流量に達するまでに要する時間に基づいて電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定することができるため、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮し、電磁弁が閉弁動作を開始してから主弁体が閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量のばらつきの影響を受けることなく、便器への定流量吐水を簡易な構成により実現することができる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、上記一部期間における所定時間内に流れた上記通水路内の流量に基づいて、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定する。
このように構成された本発明においては、制御部により、電磁弁の開弁動作開始時から電磁弁の閉弁動作開始時までの全期間よりも短い一部期間において、所定時間内に流れた通水路内の流量に基づいて、電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定することができるため、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮し、電磁弁が閉弁動作を開始してから閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量のばらつきの影響を受けることなく、便器への定流量吐水を簡易な構成により実現することができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、上記一部期間は、上記電磁弁の開弁動作の開始時刻から所定時間経過後までの期間である。
このように構成された本発明においては、制御部により、電磁弁の開弁動作の開始時刻から所定時間経過後までの一部期間で水流情報検知部が通水路内の流量情報を水流情報として検知し、この流量情報に基づいて、電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、電磁弁の閉弁動作を開始することができる。この結果、水流情報検知部が通水路内の水流情報（流量情報）を瞬間的に検知した場合、検知結果についてばらつきが多くなるため、便器に吐水される総吐水量の誤差を縮めるのが難しいのに対し、本発明では、水流情報検知部が通水路内の流量情報を検知する際に電磁弁の開弁動作開始時から閉弁動作開始時までの期間内の一部の所定期間を利用し、この所定期間内で水流情報検知部が通水路内の流量情報を安定して検知することができるため、この安定して検知した流量情報に基づいて、便器に吐水される総吐水量の誤差を精度よく縮めることができる。また、上記所定期間に水流情報検知部が検知した通水路内の流量情報に基づいて、電磁弁が閉弁動作を開始してから主弁体が閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量を考慮することができるため、水流情報を瞬間的に測定して複雑な演算処理を行うことなく、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮した電磁弁の開弁時間（電磁弁の開弁動作の開始時刻から電磁弁の閉弁動作の開始時刻までの時間）を簡易な構成により調整することができる。さらに、例えば、水流情報検知部の検知手段として、通水路内の水流により回転する羽根車を備えた検知手段を用いた場合には、羽根車の回転のパルス数をカウントすることにより直接的且つ簡易に流量情報を得ることができるため、流量情報に得るための演算処理の負荷を簡易な構成により減らすことができる。
【００１９】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、更に、上記総吐水量が上記所定の吐水量になっていない場合には、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を補正する。
このように構成された本発明においては、吐水口から便器に吐水される総吐水量が所定の吐水量になっていない場合には、制御部により、電磁弁の閉弁動作を開始する時期を補正することができるため、便器に吐水される総吐水量の誤差をより精度よく縮めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の自動給水装置によれば、給水圧や瞬間流量のばらつきによる便器への総吐水量の誤差を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態による自動給水装置が適用された水洗大便器を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による自動給水装置を概略的に示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態による自動給水装置における吐水の流量特性（洗浄時間と吐水の瞬間流量との関係）を示すグラフである。
【図４】本発明の第１実施形態による自動給水装置における吐水の流動圧で比較した流量センサーの回転数特性（洗浄時間と流量センサーの回転数との関係）を示すグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態による自動給水装置における吐水の流動圧で比較した流量センサーの積算回転数特性（洗浄時間と流量センサーの積算回転数との関係）を示すグラフである。
【図６】本発明の第１実施形態による自動給水装置における電磁弁開弁時から所定時間経過後における流量センサーの積算回転数と電磁弁開弁時間との関係を示すグラフである。
【図７】図６に示す流量センサーの積算回転数と電磁弁開弁時間との関係について補正を行うために用いられる流量センサーの総積算回転数と総吐水量との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態による自動給水装置における電磁弁開弁時から流量センサーの積算回転数が所定の積算回転数に達するまでの時間と電磁弁開弁時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面により、本発明の第１実施形態による自動給水装置を説明する。
図１は本発明の第１実施形態による自動給水装置が適用された水洗大便器を示す概略図であり、図２は本発明の第１実施形態による自動給水装置を概略的に示すブロック図である。
【００２３】
まず、図１及び図２に示すように、符号１は、本発明の第１実施形態による自動給水装置を示し、この自動給水装置１は、トイレ室内に設置された水洗大便器２の上方に設けられ、上流側端部が水道等の給水源（図示せず）に接続された自動給水装置本体４を備えている。
なお、本実施形態の自動給水装置１においては、一例として、水洗大便器に設けた形態について説明するが、水洗大便器の代わりに水洗小便器に設けてもよい。
【００２４】
自動給水装置本体４は、給水源（図示せず）から給水栓（図示せず）を経て供給された洗浄水が給水される給水口６と、この給水口６から下流側に延びる通水路８（イ一次側通水路８ａ及び二次側通水路８ｂ）と、二次側通水路８ｂの下流側端部に位置し且つ通水路８内の洗浄水を便器２に吐水する吐水口１０と、一次側通水路８ａと二次側通水路８ｂとの間に形成された圧力室１２を備えている。
【００２５】
また、自動給水装置本体４の圧力室１２内には、ピストンバルブ１４が設けられ、このピストンバルブ１４は、圧力室１２内の水圧に応じて上下動し、圧力室１２の下流側の二次側通水路８ｂの入口８ｃを開閉する主弁体として機能するようになっている。
【００２６】
さらに、圧力室１２と二次側通水路８ｂとを連通させる通水路８ｄには、電磁弁１６が設けられ、この電磁弁１６が開閉することにより、圧力室１２内の水圧を変化させてピストンバルブ１４を開閉させるようになっている。
【００２７】
つぎに、二次側通水路８ｂには、発電機１８及び流量センサー２０が設けられている。
発電機１８は、二次側通水路８ｂ内の水流により回転する羽根車１６ａを備えており、この羽根車１６ａが回転することにより発電が行われるようになっている。また、発電機１８により発電された電力は、コンデンサ（図示せず）等の蓄電手段に蓄電され、コントローラ２２による電磁弁１６の開閉制御等に使用されるようになっている。
【００２８】
また、流量センサー２０は、発電機１８と同様に、二次側通水路８ｂ内の水流により回転する羽根車２０ａを備えており、この羽根車２０ａには、羽根車２０ａの回転数をカウントするカウンター（図示せず）が設けられている。
さらに、流量センサー２０は、二次側通水路８ｂ内の水流により回転する羽根車２０ａの回転数をパルスとして出力し、この出力した信号がコントローラ２２に送信され、コントローラ２２に内蔵されている演算回路（図示せず）によって、瞬間パルス数や積算パルス数が算出され、二次側通水路８ｂ内の吐水の流量として換算されるようになっている。
【００２９】
コントローラ２２においては、その演算回路（図示せず）により、流量センサー２０で検知した二次側通水路８ｂ内の吐水の流量に基づいて、吐水に関する流速、水圧、瞬間流量、瞬間流速、瞬間水圧、積算流量、平均流速、及び平均水圧、総吐水量等の水流情報についても得ることができるようになっている。
なお、上述した水流情報のうち、特に、流量センサー２０において得られる水圧に関する情報ついては、水圧がほぼ大気圧に相当するものになるため、一次側通水路８ａの水圧状態を反映したものとなっている。
【００３０】
また、自動給水装置本体４の一部には、水洗大便器２の使用者Ｕを感知する人体感知センサー２４が配置されている。
自動給水装置１が水洗大便器２に吐水を行う前の状態は、電磁弁１６とピストンバルブ１４が閉弁し、一次側通水路８ａ及び圧力室１２内が給水で満たされ、所定の一次水圧で止水された状態となるようになっている。そして、使用者Ｕが水洗大便器２に近づくと、人体感知センサー２４が使用者Ｕを感知し、便器使用後、使用者Ｕが人体感知センサー２４から離れると、人体感知センサー２４が非検知状態となり、この非検知状態を示す信号がコントローラ２２に送信されるようになっている。
さらに、この人体感知センサー２４から送信された信号を受信したコントローラ２２により、電磁弁１６を開弁させる指令信号が電磁弁１６に送信され、この指令信号を受信した電磁弁１６が所定時間開弁する制御が行われるようになっている。
【００３１】
また、自動給水装置１においては、電磁弁１６が開弁すると、圧力室１２内の圧力が解放され、水が電磁弁１６を介して通水路８ｄから二次側通水路８ｂへ流れ込むようになっている。そして、電磁弁１６が開弁すると、圧力室１２内に水圧が掛からなくなるため、一次側通水路８ａ側からの一次圧力によってピストンバルブ１４が上方に押し上げられ、ピストンバルブ１４が二次側通水路８ｂの入口８ｃを開放し、一次側通水路８ａ内の給水がピストンバルブ１４を介して二次側通水路８ｂへ流れ込み、水洗大便器２に吐水されるようになっている。
【００３２】
なお、本実施形態の自動給水装置１においては、水洗大便器２の使用者Ｕの動作を検知する動作検知手段の一例として、人体感知センサー２４が自動給水装置１の一部に組み込まれた形態について説明するが、他の動作検知手段の形態として、トイレ室内の水洗便器周辺の壁に手をかざすと感知するセンサーを設けてもよいし、タッチスイッチやタッチボタンのようなものを採用し、これらに使用者が触れたり又は押したりすることにより、動作を検知させるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、コントローラ２２は、流量センサー２０で検知した二次側通水路８ｂ内の吐水の流量に基づいて得られた二次側通水路８ｂ内の水流情報（流速、水圧、瞬間流量、瞬間流速、瞬間水圧、積算流量、平均流速、及び平均水圧等）に基づいて、電磁弁１６の開弁後の閉弁動作を開始する時期を調整し、電磁弁１６の開閉制御を行うことにより、二次側通水路８ｂから水洗大便器２に吐水される吐水量を制御して便器洗浄を制御するようになっている。
【００３４】
また、コントローラ２２にはメモリ（図示せず）が内蔵され、このメモリ（図示せず）には、自動給水装置１の電磁弁１６の開閉制御（吐水量制御）に用いられる図６〜図８に示されている数種類のテーブル情報（詳細は後述する）が記憶されている。
【００３５】
つぎに、図３〜図７により、本実施形態の自動給水装置における電磁弁の開閉制御（吐水量制御）の具体的内容について説明する。
図３は本実施形態の自動給水装置における吐水の流量特性（洗浄時間と吐水の瞬間流量との関係）を示すグラフの一例である。
ここで、図３の横軸は自動給水装置１による洗浄動作が開始してから終了するまでの時間（洗浄時間ｔ［ｓ］）を示し、図３の縦軸は自動給水装置１から水洗大便器２に吐水される吐水の瞬間流量Ｑ［Ｌ／ｍｉｎ］を示している。また、図３に「ＰH」及び「ＰL」でそれぞれ示す線図は、一次側通水路８ａの通水の流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）と低い場合（Ｐ＝ＰL）をそれぞれ示している。
【００３６】
また、図４は本実施形態の本発明の第１実施形態による自動給水装置における吐水の流動圧で比較した流量センサーの回転数特性（洗浄時間と流量センサーの回転数との関係）を示すグラフの一例である。ここで、図４の横軸は自動給水装置１による洗浄動作が開始してから終了するまでの洗浄時間ｔ［ｓ］を示し、図４の縦軸は流量センサー２０の羽根車２０ａの回転数ｎ［ｒｐｍ］（毎分当たりにｎ回の回転が行われていること）を示している。
なお、図４に示す流動圧Ｐについては、流動圧の小さい順にＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４）で示している。
【００３７】
さらに、図５は本実施形態の自動給水装置における吐水の流動圧で比較した流量センサーの積算回転数特性（洗浄時間と流量センサーの積算回転数との関係）を示すグラフの一例である。ここで、図５の横軸は自動給水装置１による洗浄動作が開始してから終了するまでの洗浄時間ｔ［ｓ］を示し、図５の縦軸は流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］（回転した回数の合計がＮ回であること）を示している。
なお、図５に示す流動圧Ｐについては、図４と同様に、流動圧の小さい順にＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４）で示している。
【００３８】
また、図６は本実施形態による自動給水装置における電磁弁開弁時から所定時間経過後における流量センサーの積算回転数と電磁弁開弁時間との関係を示すグラフの一例である。
ここで、図６の横軸は電磁弁１６の開弁時（時刻ｔ１）から０．８秒後の流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］を示し、図６の縦軸は電磁弁１６の開弁時（時刻ｔ１）から閉弁動作開始時（時刻ｔ３）までの時間Ｔ１（＝ｔ３−ｔ１）（以下「電磁弁開時間Ｔ１」）を示している。また、図６に示す２つの曲線は、目標値である総吐水量ＶTがＶAである場合と、総吐水量ＶTがＶAよりも大きいＶBである場合についてそれぞれ示している。
なお、図６に示すグラフは、本実施形態の自動給水装置における電磁弁の開閉制御（吐水量制御）に用いられるテーブル情報として、コントローラ２２のメモリ（図示せず）に予め記憶されている。
【００３９】
さらに、図７は、図６に示す流量センサーの総積算回転数と電磁弁開弁時間との関係について補正を行うために用いられる流量センサーの積算回転数と総吐水量との関係を示すグラフの一例であり、各電磁弁開時間Ｔ１で比較している。
ここで、図７の横軸は流量センサー２０の羽根車２０ａの総積算回転数ＮT［ｒｅｖ］を示し、図７の縦軸は自動給水装置１から水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶT［Ｌ］を示している。
なお、図７に示すグラフは、本実施形態の自動給水装置における電磁弁の開閉制御（吐水量制御）に用いられるテーブル情報として、コントローラ２２のメモリ（図示せず）に予め記憶されている。
【００４０】
まず、図３に示すように、便器使用後、時刻ｔ０（＝０［ｓ］）で使用者Ｕが人体感知センサー２４から離れると、人体感知センサー２４が非検知状態となり、この非検知状態を示す信号がコントローラ２２に送信される。そして、この人体感知センサー２４から送信された信号を受信したコントローラ２２により、電磁弁１６を開弁させる指令信号が電磁弁１６に送信され、時刻ｔ１（例えば、４［ｓ］）で電磁弁１６の開弁動作が開始する。
【００４１】
つぎに、図３に示す時刻ｔ１からΔｔ秒後（例えば、０．８秒後）の時刻ｔ２（例えば、４．８［ｓ］）までの期間（ｔ２−ｔ１）における流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］が測定される。
なお、図３における時刻ｔ３は、電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻を示しており、時刻ｔ４は、一次側通水路８ａの通水の流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）においてピストンバルブ１４が完全に閉止したときの時刻を示し、時刻ｔ５は、一次側通水路８ａの通水の流動圧Ｐが低い場合（Ｐ＝ＰL）においてピストンバルブ１４が完全に閉止したときの時刻を示している。
【００４２】
つぎに、図４に示すように、時刻ｔ１で電磁弁１６の開弁動作が開始してから時刻ｔ３で電磁弁１６の閉弁動作が開始するまでの期間（電磁弁開時間Ｔ１に相当）において、各流動圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における流量センサー２０の羽根車２０ａの回転数ｎは、電磁弁１６を通過した二次側通水路８ｂ内の通水の瞬間流量に相当するものであるが、各流動圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で非常にばらついていることがわかる。
また、流量センサー２０の羽根車２０ａの回転数ｎをより安定して検知しようとする場合、羽根車２０ａの回転数ｎ［ｒｐｍ］が定常状態が継続しているときの所定の期間の平均値を用いることが理想的であるが、時刻ｔ１から羽根車２０ａの回転数ｎ［ｒｐｍ］が定常状態になるまでにある程度の時間を要するため、例えば、電磁弁１６の閉弁動作が開始されるべき時刻ｔ３以後に羽根車２０ａの回転数ｎ［ｒｐｍ］が定常状態になったときには、時刻ｔ３で電磁弁１６の閉弁動作を開始するタイミングを逃す可能性がある。
【００４３】
そこで、本実施形態では、図５に示すように、時刻ｔ１で電磁弁１６の開弁動作が開始してから時刻ｔ３で電磁弁１６の閉弁動作が開始するまでの期間（電磁弁開時間Ｔ１に相当）において、流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］が、時間の経過と共にばらつくことなく、ほぼ比例的に増加する傾向となることに着目し、この時刻ｔ１からｔ３までの期間における流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］を検知することにより、電磁弁１６を通過した二次側通水路８ｂ内の通水の流量を安定して検知することができるようになっている。
【００４４】
すなわち、図５に示すように、例えば、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間内において、時刻ｔ１（例えば、４．０［ｓ］）からΔｔ秒後（例えば、０．８秒後）の時刻ｔ２（例えば、４．８［ｓ］）（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）における流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数がＮＡ［ｒｅｖ］として測定された場合には、一次側通水路８ａの吐水の流動圧ＰがＰ１［ＫＰａ］として決定され、一次側通水路８ａの水圧状態を確認することができる。
【００４５】
さらに、例えば、水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTの目標値がＶA［Ｌ］（例えば、６［Ｌ］）の場合には、図５によって決定された流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数ＮＡを図６の総吐水量ＶAの線図に当てはめることにより、電磁弁開時間Ｔ１がＴＡ［ｓ］としてコントローラ２２によって決定される。
すなわち、図５において時刻ｔ１から時刻ｔ２までの所定時間Δｔに算出された積算回転数ＮＡは、所定時間Δｔに二次側通水路８ｂを流れた通水の流量、すなわち、現場の水圧状態に相当するため、この所定時間Δｔに二次側通水路８ｂを流れた通水の流量に基づいて水圧状態を把握し、電磁弁開時間Ｔ１がＴＡ［ｓ］として決定されたことになる。
また、電磁弁開時間Ｔ１が決定されると、電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻ｔ３がｔ１＋ＴＡとして決定され、この時刻ｔ３になると実際に電磁弁１６の閉弁動作が開始される。
【００４６】
その後、図３に示すように、一次側通水路８ａの通水の流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）には、時刻ｔ４でピストンバルブ１４が通水路８ｄを完全に閉止する。
また、図３に示すように、一次側通水路８ａの通水の流動圧Ｐが低い場合（Ｐ＝ＰL）には、時刻ｔ５でピストンバルブ１４が通水路８ｄを完全に閉止する。
【００４７】
ちなみに、一次側通水路８ａの吐水の水圧状態を確認することにより、例えば、一次側通水路８ａの吐水の流動圧の大きさが大きい程、図３に示す瞬間流量Ｑの大きさの最大値が相対的に大きくなる。
【００４８】
また、図３に示す電磁弁１６の開弁動作が開始する時刻ｔ１から電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻ｔ３までの時間Ｔ１（＝ｔ３−ｔ１）における瞬間流量Ｑを時間積分した量は、流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）と低い場合（Ｐ＝ＰL）のそれぞれに関する二次側通水路８ｂ内に吐水される吐水量ＶH1，ＶL1（以下「電磁弁開時吐水量ＶH1，ＶL1」）を示しているが、この電磁弁開時吐水量ＶH1，ＶL1は、一次側通水路８ａの吐水の流動圧の大きさが大きい程、大きくなっている。
【００４９】
さらに、図３に示す流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）、電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻ｔ３から電磁弁１６が完全に閉止する時刻ｔ４までの時間Ｔ２（＝ｔ４−ｔ３）（以下「閉止時間Ｔ２」）における瞬間流量Ｑを時間積分した量は、電磁弁１６が閉弁動作を開始してから閉止するまでに自動給水装置本体４の吐水口１０から流出する吐水量ＶH2（以下「閉止吐水量ＶH2」）を示している。
同様に、図３に示す流動圧Ｐが低い場合（Ｐ＝ＰL）、電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻ｔ３からピストンバルブ１４が完全に閉止する時刻ｔ５（＞ｔ４）までの時間Ｔ３（＝ｔ５−ｔ３）（以下「閉止時間Ｔ３」）における瞬間流量Ｑを時間積分した量は、電磁弁１６が閉弁動作を開始してからピストンバルブ１４が閉止するまでに自動給水装置本体４の吐水口１０から流出する吐水量ＶL2（以下「閉止吐水量ＶL2」）を示している。
【００５０】
定量吐水を行う本実施形態の自動給水装置１では、吐水の流動圧の大きさにかかわらず、電磁弁開時吐水量ＶH1と閉止吐水量ＶH2との和である総吐水量ＶT（＝ＶH1＋ＶH2）、並びに電磁弁開時吐水量ＶL1と閉止吐水量ＶL2との和である総吐水量ＶT（＝ＶL1＋ＶL2）が一定となるため、流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）の閉止吐水量ＶH2は、流動圧Ｐが低い場合（Ｐ＝ＰL）の閉止吐水量ＶL2よりも相対的に少なくなり、流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）のピストンバルブ１４の閉止時間Ｔ２（＝ｔ４−ｔ３）についても、流動圧Ｐが低い場合（Ｐ＝ＰL）のピストンバルブ１４の閉止時間Ｔ３（＝ｔ５−ｔ３）よりも短くなる。
【００５１】
さらに、総吐水量ＶTと総積算回転数ＮTの間には図７に示す関係があることから、図７を用いて、コントローラ２２により、目標値の吐水量に対応する流量センサー２０の羽根車２０ａの総積算回転数の目標値Ｎ０と実際の流量センサー２０の羽根車２０ａの総積算回転数Ｎとを比較し実際の総積算回転数ＮTが総積算回転数の目標値Ｎ０よりも減少していた場合には、実際の総積算回転数ＮTが総積算回転数の目標値Ｎ０になるように電磁弁開時間Ｔ１を増加させる補正を行う。
一方、実際の総積算回転数ＮTが総積算回転数の目標値Ｎ０よりも増加していた場合には、実際の総積算回転数ＮTが総積算回転数の目標値Ｎ０になるように電磁弁開時間Ｔ１を減少させる補正を行う。
【００５２】
上述した本発明の第１実施形態による自動給水装置１によれば、コントローラ２２により、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの期間内の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの所定期間Δｔにおいて流量センサー２０が検知した水流情報である羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］に基づいて、電磁弁１６が閉弁動作を開始してからピストンバルブ１４が閉止するまでに吐水口１０から流出する閉止吐水量ＶH2，ＶL2を考慮した上で、吐水口１０から水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTが所定の総吐水量ＶA，ＶBになるように、電磁弁開時間Ｔ１並びに電磁弁１６の閉弁動作を開始する時刻ｔ３を調整し、この調整した時刻ｔ３に達したときに、電磁弁１６の閉弁動作を開始することができる。この結果、自動給水装置１が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきによる水洗大便器２への総吐水量ＶTの誤差を低減させることができる。
また、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの期間内の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの所定期間Δｔである比較的短い期間を利用し、この期間Δｔで流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］を検知することにより、この所定期間Δｔに行われる水洗大便器２への瞬間的な吐水量に相当する瞬間流量のばらつきや、電磁弁１６が閉弁動作を開始してから閉止するまでに吐水口１０から流出する閉止吐水量ＶH2，ＶL2のばらつきの影響を受けることなく、水洗大便器２への定流量吐水を実現することができる。
【００５３】
さらに、本実施形態による自動給水装置１によれば、コントローラ２２により、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの全期間よりも短い一部期間（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの所定期間Δｔ）で流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］を検知することにより、この積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］に相当する二次側通水路８ｂ内の流量に基づいて、電磁弁開時間Ｔ１を決定することができる。
また、時刻ｔ１で電磁弁１６の開弁動作が開始してから時刻ｔ３で電磁弁１６の閉弁動作が開始するまでの期間において、流量センサー２０が二次側通水路８ｂ内の水流情報（流量情報）を瞬間的に検知した場合には、図４に示すように、各流動圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における流量センサー２０の羽根車２０ａの回転数ｎ（電磁弁１６を通過した二次側通水路８ｂ内の通水の瞬間流量に相当）が、各流動圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で非常にばらついており、水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTの誤差を縮めるのが難しい状況であるにもかかわらず、本実施形態では、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの期間内の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの比較的短い所定期間Δｔにおいても、時間の経過と共にばらつくことなく、ほぼ比例的に増加する流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］を安定して精度よく検知することができるため、水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTの誤差を精度よく縮めることができる。
さらに、所定期間Δｔに流量センサー２０が検知した二次側通水路８ｂ内の流量情報に基づいて電磁弁開時間Ｔ１を決定することができ、電磁弁１６が閉弁動作を開始してから閉止するまでに吐水口１０から流出する閉止吐水量ＶH2，ＶL2を容易に考慮することができる。この結果、水流情報を瞬間的に測定して複雑な演算処理を行うことなく、自動給水装置１が設置される現場や地域、自動給水装置１の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮した電磁弁開時間Ｔ１を簡易な構成により調整することができる。
また、二次側通水路８ｂ内の水流により回転する羽根車２０ａを備えた流量センサー２０が用いられているため、羽根車２０ａの回転のパルス数をカウントすることにより直接的且つ簡易に流量情報を得ることができ、流量情報に得るための演算処理の負荷を簡易な構成により減らすことができる。
【００５４】
さらに、本実施形態による自動給水装置１によれば、流量センサー２０で検知した二次側通水路８ｂ内の吐水の流量情報に基づいて総吐水量ＶTが目標値の総吐水量になっていない場合には、図７を用いて、コントローラ２２により、目標値の総吐水量に対応する流量センサー２０の羽根車２０ａの総積算回転数の目標値Ｎ０と実際の流量センサー２０の羽根車２０ａの総積算回転数ＮTが一致するように電磁弁開時間Ｔ１を補正することができるため、水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTの誤差をより精度よく縮めることができる。
【００５５】
つぎに、図５及び図８を参照して、本発明の第２実施形態による自動給水装置における電磁弁の開閉制御（吐水量制御）について説明する。
なお、本発明の第２実施形態による自動給水装置においては、上述した第１実施形態による自動給水装置１と構成が同一であるが、電磁弁１６の開閉制御（吐水量制御）の内容の一部が第１実施形態における制御内容と異なっているため、以下、制御内容の異なる部分のみについて説明を行い、これ以外の第１実施形態の制御内容と共通する部分については、説明を省略する。
【００５６】
図８は、本発明の第２実施形態による自動給水装置における電磁弁開弁時から流量センサーの積算回転数が所定の積算回転数に達するまでの時間と電磁弁開弁時間との関係を示すグラフである。
ここで、図８の横軸は、電磁弁１６の開弁時（時刻ｔ１）に流量センサー２０の羽根車２０ａの回転が開始してから、羽根車２０ａの積算回転数Ｎが２０回転に達したときの時間ｔ［ｓ］を示し、図８の縦軸は、電磁弁開時間Ｔ１を示している。
また、図８に示す２つの線は、目標値である総吐水量ＶTがＶAである場合と、総吐水量ＶTがＶAよりも大きいＶBである場合についてそれぞれ示している。
【００５７】
まず、図５に示すように、本発明の第２実施形態による自働給水装置においては、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間内において、時刻ｔ１で電磁弁１６の開弁動作が開始し、流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数ＮがＮＡ’［ｒｅｖ］（例えば、２０回転）として測定されたときの時間Δｔ’を測定し、この積算回転数ＮＡ’と時間Δｔ’を図５に当てはめることにより、時刻ｔ１で流量センサー２０の羽根車２０ａの回転が開始してから所定の積算回転数ＮＡ’（例えば、２０回転）に達する時刻ｔ２’（ｔ２’＜ｔ３）までの時間Δｔ’における吐水の流動圧Ｐを決定し、水圧状態を確認する。
【００５８】
つぎに、例えば、水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTの目標値がＶA［Ｌ］（例えば、６［Ｌ］）の場合には、図５によって決定された時間Δｔ’を図８の総吐水量ＶAの線図に当てはめることにより、電磁弁開時間Ｔ１がＴＡ’［ｓ］としてコントローラ２２によって決定される。
すなわち、図５において時刻ｔ１から時刻ｔ２’までの所定時間Δｔ’に算出された積算回転数ＮＡ’は、所定時間Δｔ’に二次側通水路８ｂを流れた通水の流量に相当するため、この積算回転数ＮＡ’に相当する流量に達するまでに要する所定時間Δｔ’に基づいて電磁弁開時間Ｔ１がＴＡ’［ｓ］として決定されたことになる。
また、電磁弁開時間Ｔ１が決定されると、電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻ｔ３がｔ１＋ＴＡ’として決定され、この時刻ｔ３になると実際に電磁弁１６の閉弁動作が開始される。
【００５９】
上述した本発明の第２実施形態による自動給水装置によれば、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの全期間よりも短い一部期間（時刻ｔ１から時刻ｔ２’までの所定期間Δｔ’）において、時刻ｔ１で電磁弁１６の開弁動作が開始してから、流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数ＮがＮＡ’［ｒｅｖ］にするまでの時間、すなわち、二次側通水路８ｂ内の流量が所定の流量に達するまでに要する時間に基づいて電磁弁開時間Ｔ１を決定することができる。この結果、自動給水装置１が設置される現場や地域、自動給水装置１の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮し、電磁弁１６が閉弁動作を開始してから閉止するまでに吐水口１０から流出する閉止吐水量ＶH2，ＶL2のばらつきの影響を受けることなく、水洗大便器２への定流量吐水を簡易な構成により実現することができる。
【００６０】
なお、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態による自動給水装置の電磁弁の開閉制御（吐水量制御）においては、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの期間内の時刻ｔ１から時刻ｔ２，ｔ２’までの比較的短い一部の所定期間Δｔを利用することにより、電磁弁開時間Ｔ１を決定する例について説明したが、時刻ｔ１より後で且つ時刻ｔ３よりも前の途中期間を利用して電磁弁開時間Ｔ１を決定してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 自動給水装置
２ 水洗大便器
４ 自動給水装置本体
６ 給水口
８ 通水路
８ａ 一次側通水路
８ｂ 二次側通水路
８ｃ 二次側通水路の入口
８ｄ 通水路
１０ 吐水口
１２ 圧力室
１４ ピストンバルブ（主弁体）
１６ 電磁弁
１８ 発電機
１８ａ 羽根車
２０ 流量センサー（水流情報検知部）
２０ａ 羽根車
２２ コントローラ（制御部）
２４ 人体感知センサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動給水装置に係り、特に、使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、使用者の動作に基づいて、水洗大便器又は水洗小便器等の水洗便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置として、自動給水装置の一部、又は便器やその周辺に設けられている人体感知センサーが便器の使用者（人体）を感知し、この使用者が便器使用後にセンサーから離れると、自動給水装置に内蔵されている開閉弁が通水路を開放し、水道等の給水源に直結した給水管から供給された洗浄水を便器に定量吐水する、いわゆる、フラッシュバルブ方式の自動給水装置が知られている。
【０００３】
また、従来の自動給水装置として、特許文献１に記載されているように、流量検出手段により便器の各部へ供給される洗浄水の流量を検出し、この検出した流量から制御装置が瞬間流量を算出し、所定の給水量を供給するのに必要な時間だけ弁機構を駆動させるようになっているものも知られている。
【０００４】
さらに、従来の自動給水装置として、特許文献２に記載されているように、各便器洗浄毎の洗浄水の流量を算出し、この算出した流量値と目標流量値との流量差が許容値（誤差流量）を超える場合には、吐水すべき洗浄水の流量を補正して次回の吐水を行うようになっているものも知られている。
【０００５】
また、従来の自動給水装置として、特許文献３に記載されているように、通水路の水流により水車を回転させて発電する発電機が設けられ、この発電機による発電量が必要量に達するまでに流れた流量を予測し、この予測した流量に基づいて開閉弁の閉弁時期を決定するようになっているものも知られている。
【０００６】
これらの従来の自動給水装置において、最適な定量吐水を行うためには、自動給水装置に供給される給水圧が一定であることが理想的であるが、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって給水圧が変動してしまうのが現状である。
【０００７】
特に、駅やビル等の公共施設に設置されている便器の自動給水装置においては、複数の自動給水装置が連設されているにもかかわらず、大元の給水源は一つであることがほとんどであるため、連設した自動給水装置の各々の使用状況よっても、各自動給水装置に供給される給水の圧力が大きく変動してしまい、吐水量のばらつきが少ない最適な定量吐水を行うことが難しいという問題もある。
【０００８】
また、このような給水圧のばらつきによって、例えば、便器の大洗浄に要する洗浄水の総吐水量の目標値が６［Ｌ］の場合であっても、±１［Ｌ］程度の誤差が生じてしまうこともある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平３−９０７２２号公報
【特許文献２】特許第４４７２３１２号公報
【特許文献３】特開２００２−２９４７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、近年の便器洗浄の節水化のニーズに伴って、便器洗浄の洗浄水の低流量化が要請されているが、自動給水装置に供給される給水圧のばらつきにより総吐水量がばらつくことは、しばしば便器洗浄の洗浄水の低流量化の妨げとなっているという問題もある。
【００１１】
また、自動給水装置の開閉弁の開閉動作を時間的に制御する自動給水装置においては、給水圧のばらつきによって給水の瞬間流量も変動するため、開閉弁の開弁動作が開始してから閉弁動作が開始するまでに吐水される吐水量（いわゆる「電磁弁開時吐水量」）にも誤差が生ずるという問題がある。
【００１２】
さらに、例えば、目標流量に達したときに電磁弁を閉弁させるように制御する自動給水装置においては、目標流量に達した後、電磁弁が閉弁動作を開始してから閉止（閉弁動作を完了）するまでの間に流出する吐水量（いわゆる「閉止吐水量」）が、給水圧や瞬間流量によって異なるため、便器への総吐水量にも誤差が生ずるという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、給水圧や瞬間流量のばらつきによる便器への総吐水量の誤差を低減させることができる自動給水装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明は、使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置であって、洗浄水が給水される給水口が上流側に位置し、洗浄水を便器に吐水する吐水口が下流側に位置する通水路が形成され、この通水路に圧力室が設けられた自動給水装置本体と、上記自動給水装置本体の圧力室内に設けられ、この圧力室内の水圧に応じて上記通水路を開閉する主弁体と、上記自動給水装置本体の通水路に開閉可能に設けられ、開閉することにより上記圧力室内の水圧を変化させて上記主弁体を開閉させる電磁弁と、上記自動給水装置本体の通水路に設けられ、この通水路内の水流情報を検知する水流情報検知部と、この水流情報検知部により検知した上記水流情報に基づいて、上記電磁弁の開弁後の閉弁動作を開始する時期を調整し、便器洗浄を制御する制御部と、を有し、上記制御部は、上記電磁弁の開弁動作開始時から上記電磁弁の閉弁動作開始時までの期間内の所定期間で上記水流情報検知部が検知した上記水流情報に基づいて、上記電磁弁が閉弁動作を開始してから上記主弁体が閉止するまでに上記吐水口から流出する閉止吐水量を考慮した上で、上記吐水口から上記便器に吐水される総吐水量が所定の吐水量になるように、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、上記電磁弁の閉弁動作を開始することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、制御部により、電磁弁の開弁動作開始時から電磁弁の閉弁動作開始時までの期間内の所定期間で水流情報検知部が検知した水流情報に基づいて、電磁弁が閉弁動作を開始してから主弁体が閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量を考慮した上で、吐水口から便器に吐水される総吐水量が所定の吐水量になるように、電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、電磁弁の閉弁動作を開始することができるため、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきによる便器への総吐水量の誤差を低減させることができる。また、電磁弁の開弁動作開始時から閉弁動作開始時までの比較的短い期間に行われる便器への瞬間的な吐水量に相当する瞬間流量のばらつきや、電磁弁が閉弁動作を開始してから主弁体が閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量のばらつきの影響を受けることなく、便器への確実な定流量吐水を実現することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、上記所定期間は、上記電磁弁の開弁動作開始時から上記電磁弁の閉弁動作開始時までの全期間よりも短い一部期間であり、上記制御部は、上記所定期間で上記水流情報検知部が上記通水路内の流量情報を上記水流情報として検知し、上記流量情報に基づいて、上記閉止吐水量を考慮した上で、上記総吐水量が所定の吐水量となるように、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、上記電磁弁の閉弁動作を開始する。
このように構成された本発明においては、制御部により、電磁弁の開弁動作開始時から電磁弁の閉弁動作開始時までの全期間よりも短い一部期間で水流情報検知部が通水路内の流量情報を水流情報として検知し、この流量情報に基づいて、電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、電磁弁の閉弁動作を開始することができる。この結果、水流情報検知部が通水路内の水流情報（流量情報）を瞬間的に検知した場合、検知結果についてばらつきが多くなるため、便器に吐水される総吐水量の誤差を縮めるのが難しいのに対し、本発明では、水流情報検知部が通水路内の流量情報を検知する際に電磁弁の開弁動作開始時から閉弁動作開始時までの期間内の一部の所定期間を利用し、この所定期間内で水流情報検知部が通水路内の流量情報を精度よく検知することができるため、この精度よく検知した流量情報に基づいて、便器に吐水される総吐水量の誤差を精度よく縮めることができる。また、上記所定期間に水流情報検知部が検知した通水路内の流量情報に基づいて、電磁弁が閉弁動作を開始してから閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量を考慮することができるため、水流情報を瞬間的に測定して複雑な演算処理を行うことなく、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮した電磁弁の開弁時間（電磁弁の開弁動作の開始時刻から電磁弁の閉弁動作の開始時刻までの時間）を簡易な構成により調整することができる。さらに、例えば、水流情報検知部の検知手段として、通水路内の水流により回転する羽根車を備えた検知手段を用いた場合には、羽根車の回転のパルス数をカウントすることにより直接的且つ簡易に流量情報を得ることができるため、流量情報に得るための演算処理の負荷を簡易な構成により減らすことができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、上記一部期間において、上記水流情報検知部が検知した上記通水路内の流量が所定の流量に達するまでに要する時間に基づいて、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定する。
このように構成された本発明においては、制御部により、電磁弁の開弁動作開始時から電磁弁の閉弁動作開始時までの全期間よりも短い一部期間において、水流情報検知部が検知した通水路内の流量が所定の流量に達するまでに要する時間に基づいて電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定することができるため、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮し、電磁弁が閉弁動作を開始してから主弁体が閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量のばらつきの影響を受けることなく、便器への定流量吐水を簡易な構成により実現することができる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、上記一部期間における所定時間内に流れた上記通水路内の流量に基づいて、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定する。
このように構成された本発明においては、制御部により、電磁弁の開弁動作開始時から電磁弁の閉弁動作開始時までの全期間よりも短い一部期間において、所定時間内に流れた通水路内の流量に基づいて、電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定することができるため、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮し、電磁弁が閉弁動作を開始してから閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量のばらつきの影響を受けることなく、便器への定流量吐水を簡易な構成により実現することができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、上記一部期間は、上記電磁弁の開弁動作の開始時刻から所定時間経過後までの期間である。
このように構成された本発明においては、制御部により、電磁弁の開弁動作の開始時刻から所定時間経過後までの一部期間で水流情報検知部が通水路内の流量情報を水流情報として検知し、この流量情報に基づいて、電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、電磁弁の閉弁動作を開始することができる。この結果、水流情報検知部が通水路内の水流情報（流量情報）を瞬間的に検知した場合、検知結果についてばらつきが多くなるため、便器に吐水される総吐水量の誤差を縮めるのが難しいのに対し、本発明では、水流情報検知部が通水路内の流量情報を検知する際に電磁弁の開弁動作開始時から閉弁動作開始時までの期間内の一部の所定期間を利用し、この所定期間内で水流情報検知部が通水路内の流量情報を安定して検知することができるため、この安定して検知した流量情報に基づいて、便器に吐水される総吐水量の誤差を精度よく縮めることができる。また、上記所定期間に水流情報検知部が検知した通水路内の流量情報に基づいて、電磁弁が閉弁動作を開始してから主弁体が閉止するまでに吐水口から流出する閉止吐水量を考慮することができるため、水流情報を瞬間的に測定して複雑な演算処理を行うことなく、自動給水装置が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮した電磁弁の開弁時間（電磁弁の開弁動作の開始時刻から電磁弁の閉弁動作の開始時刻までの時間）を簡易な構成により調整することができる。さらに、例えば、水流情報検知部の検知手段として、通水路内の水流により回転する羽根車を備えた検知手段を用いた場合には、羽根車の回転のパルス数をカウントすることにより直接的且つ簡易に流量情報を得ることができるため、流量情報に得るための演算処理の負荷を簡易な構成により減らすことができる。
【００１９】
本発明において、好ましくは、上記制御部は、更に、上記総吐水量が上記所定の吐水量になっていない場合には、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を補正する。
このように構成された本発明においては、吐水口から便器に吐水される総吐水量が所定の吐水量になっていない場合には、制御部により、電磁弁の閉弁動作を開始する時期を補正することができるため、便器に吐水される総吐水量の誤差をより精度よく縮めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の自動給水装置によれば、給水圧や瞬間流量のばらつきによる便器への総吐水量の誤差を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態による自動給水装置が適用された水洗大便器を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による自動給水装置を概略的に示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態による自動給水装置における吐水の流量特性（洗浄時間と吐水の瞬間流量との関係）を示すグラフである。
【図４】本発明の第１実施形態による自動給水装置における吐水の流動圧で比較した流量センサーの回転数特性（洗浄時間と流量センサーの回転数との関係）を示すグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態による自動給水装置における吐水の流動圧で比較した流量センサーの積算回転数特性（洗浄時間と流量センサーの積算回転数との関係）を示すグラフである。
【図６】本発明の第１実施形態による自動給水装置における電磁弁開弁時から所定時間経過後における流量センサーの積算回転数と電磁弁開弁時間との関係を示すグラフである。
【図７】図６に示す流量センサーの積算回転数と電磁弁開弁時間との関係について補正を行うために用いられる流量センサーの総積算回転数と総吐水量との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態による自動給水装置における電磁弁開弁時から流量センサーの積算回転数が所定の積算回転数に達するまでの時間と電磁弁開弁時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面により、本発明の第１実施形態による自動給水装置を説明する。
図１は本発明の第１実施形態による自動給水装置が適用された水洗大便器を示す概略図であり、図２は本発明の第１実施形態による自動給水装置を概略的に示すブロック図である。
【００２３】
まず、図１及び図２に示すように、符号１は、本発明の第１実施形態による自動給水装置を示し、この自動給水装置１は、トイレ室内に設置された水洗大便器２の上方に設けられ、上流側端部が水道等の給水源（図示せず）に接続された自動給水装置本体４を備えている。
なお、本実施形態の自動給水装置１においては、一例として、水洗大便器に設けた形態について説明するが、水洗大便器の代わりに水洗小便器に設けてもよい。
【００２４】
自動給水装置本体４は、給水源（図示せず）から給水栓（図示せず）を経て供給された洗浄水が給水される給水口６と、この給水口６から下流側に延びる通水路８（イ一次側通水路８ａ及び二次側通水路８ｂ）と、二次側通水路８ｂの下流側端部に位置し且つ通水路８内の洗浄水を便器２に吐水する吐水口１０と、一次側通水路８ａと二次側通水路８ｂとの間に形成された圧力室１２を備えている。
【００２５】
また、自動給水装置本体４の圧力室１２内には、ピストンバルブ１４が設けられ、このピストンバルブ１４は、圧力室１２内の水圧に応じて上下動し、圧力室１２の下流側の二次側通水路８ｂの入口８ｃを開閉する主弁体として機能するようになっている。
【００２６】
さらに、圧力室１２と二次側通水路８ｂとを連通させる通水路８ｄには、電磁弁１６が設けられ、この電磁弁１６が開閉することにより、圧力室１２内の水圧を変化させてピストンバルブ１４を開閉させるようになっている。
【００２７】
つぎに、二次側通水路８ｂには、発電機１８及び流量センサー２０が設けられている。
発電機１８は、二次側通水路８ｂ内の水流により回転する羽根車１６ａを備えており、この羽根車１６ａが回転することにより発電が行われるようになっている。また、発電機１８により発電された電力は、コンデンサ（図示せず）等の蓄電手段に蓄電され、コントローラ２２による電磁弁１６の開閉制御等に使用されるようになっている。
【００２８】
また、流量センサー２０は、発電機１８と同様に、二次側通水路８ｂ内の水流により回転する羽根車２０ａを備えており、この羽根車２０ａには、羽根車２０ａの回転数をカウントするカウンター（図示せず）が設けられている。
さらに、流量センサー２０は、二次側通水路８ｂ内の水流により回転する羽根車２０ａの回転数をパルスとして出力し、この出力した信号がコントローラ２２に送信され、コントローラ２２に内蔵されている演算回路（図示せず）によって、瞬間パルス数や積算パルス数が算出され、二次側通水路８ｂ内の吐水の流量として換算されるようになっている。
【００２９】
コントローラ２２においては、その演算回路（図示せず）により、流量センサー２０で検知した二次側通水路８ｂ内の吐水の流量に基づいて、吐水に関する流速、水圧、瞬間流量、瞬間流速、瞬間水圧、積算流量、平均流速、及び平均水圧、総吐水量等の水流情報についても得ることができるようになっている。
なお、上述した水流情報のうち、特に、流量センサー２０において得られる水圧に関する情報ついては、水圧がほぼ大気圧に相当するものになるため、一次側通水路８ａの水圧状態を反映したものとなっている。
【００３０】
また、自動給水装置本体４の一部には、水洗大便器２の使用者Ｕを感知する人体感知センサー２４が配置されている。
自動給水装置１が水洗大便器２に吐水を行う前の状態は、電磁弁１６とピストンバルブ１４が閉弁し、一次側通水路８ａ及び圧力室１２内が給水で満たされ、所定の一次水圧で止水された状態となるようになっている。そして、使用者Ｕが水洗大便器２に近づくと、人体感知センサー２４が使用者Ｕを感知し、便器使用後、使用者Ｕが人体感知センサー２４から離れると、人体感知センサー２４が非検知状態となり、この非検知状態を示す信号がコントローラ２２に送信されるようになっている。
さらに、この人体感知センサー２４から送信された信号を受信したコントローラ２２により、電磁弁１６を開弁させる指令信号が電磁弁１６に送信され、この指令信号を受信した電磁弁１６が所定時間開弁する制御が行われるようになっている。
【００３１】
また、自動給水装置１においては、電磁弁１６が開弁すると、圧力室１２内の圧力が解放され、水が電磁弁１６を介して通水路８ｄから二次側通水路８ｂへ流れ込むようになっている。そして、電磁弁１６が開弁すると、圧力室１２内に水圧が掛からなくなるため、一次側通水路８ａ側からの一次圧力によってピストンバルブ１４が上方に押し上げられ、ピストンバルブ１４が二次側通水路８ｂの入口８ｃを開放し、一次側通水路８ａ内の給水がピストンバルブ１４を介して二次側通水路８ｂへ流れ込み、水洗大便器２に吐水されるようになっている。
【００３２】
なお、本実施形態の自動給水装置１においては、水洗大便器２の使用者Ｕの動作を検知する動作検知手段の一例として、人体感知センサー２４が自動給水装置１の一部に組み込まれた形態について説明するが、他の動作検知手段の形態として、トイレ室内の水洗便器周辺の壁に手をかざすと感知するセンサーを設けてもよいし、タッチスイッチやタッチボタンのようなものを採用し、これらに使用者が触れたり又は押したりすることにより、動作を検知させるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、コントローラ２２は、流量センサー２０で検知した二次側通水路８ｂ内の吐水の流量に基づいて得られた二次側通水路８ｂ内の水流情報（流速、水圧、瞬間流量、瞬間流速、瞬間水圧、積算流量、平均流速、及び平均水圧等）に基づいて、電磁弁１６の開弁後の閉弁動作を開始する時期を調整し、電磁弁１６の開閉制御を行うことにより、二次側通水路８ｂから水洗大便器２に吐水される吐水量を制御して便器洗浄を制御するようになっている。
【００３４】
また、コントローラ２２にはメモリ（図示せず）が内蔵され、このメモリ（図示せず）には、自動給水装置１の電磁弁１６の開閉制御（吐水量制御）に用いられる図６〜図８に示されている数種類のテーブル情報（詳細は後述する）が記憶されている。
【００３５】
つぎに、図３〜図７により、本実施形態の自動給水装置における電磁弁の開閉制御（吐水量制御）の具体的内容について説明する。
図３は本実施形態の自動給水装置における吐水の流量特性（洗浄時間と吐水の瞬間流量との関係）を示すグラフの一例である。
ここで、図３の横軸は自動給水装置１による洗浄動作が開始してから終了するまでの時間（洗浄時間ｔ［ｓ］）を示し、図３の縦軸は自動給水装置１から水洗大便器２に吐水される吐水の瞬間流量Ｑ［Ｌ／ｍｉｎ］を示している。また、図３に「ＰH」及び「ＰL」でそれぞれ示す線図は、一次側通水路８ａの通水の流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）と低い場合（Ｐ＝ＰL）をそれぞれ示している。
【００３６】
また、図４は本実施形態の本発明の第１実施形態による自動給水装置における吐水の流動圧で比較した流量センサーの回転数特性（洗浄時間と流量センサーの回転数との関係）を示すグラフの一例である。ここで、図４の横軸は自動給水装置１による洗浄動作が開始してから終了するまでの洗浄時間ｔ［ｓ］を示し、図４の縦軸は流量センサー２０の羽根車２０ａの回転数ｎ［ｒｐｍ］（毎分当たりにｎ回の回転が行われていること）を示している。
なお、図４に示す流動圧Ｐについては、流動圧の小さい順にＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４）で示している。
【００３７】
さらに、図５は本実施形態の自動給水装置における吐水の流動圧で比較した流量センサーの積算回転数特性（洗浄時間と流量センサーの積算回転数との関係）を示すグラフの一例である。ここで、図５の横軸は自動給水装置１による洗浄動作が開始してから終了するまでの洗浄時間ｔ［ｓ］を示し、図５の縦軸は流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］（回転した回数の合計がＮ回であること）を示している。
なお、図５に示す流動圧Ｐについては、図４と同様に、流動圧の小さい順にＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４）で示している。
【００３８】
また、図６は本実施形態による自動給水装置における電磁弁開弁時から所定時間経過後における流量センサーの積算回転数と電磁弁開弁時間との関係を示すグラフの一例である。
ここで、図６の横軸は電磁弁１６の開弁時（時刻ｔ１）から０．８秒後の流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］を示し、図６の縦軸は電磁弁１６の開弁時（時刻ｔ１）から閉弁動作開始時（時刻ｔ３）までの時間Ｔ１（＝ｔ３−ｔ１）（以下「電磁弁開時間Ｔ１」）を示している。また、図６に示す２つの曲線は、目標値である総吐水量ＶTがＶAである場合と、総吐水量ＶTがＶAよりも大きいＶBである場合についてそれぞれ示している。
なお、図６に示すグラフは、本実施形態の自動給水装置における電磁弁の開閉制御（吐水量制御）に用いられるテーブル情報として、コントローラ２２のメモリ（図示せず）に予め記憶されている。
【００３９】
さらに、図７は、図６に示す流量センサーの総積算回転数と電磁弁開弁時間との関係について補正を行うために用いられる流量センサーの積算回転数と総吐水量との関係を示すグラフの一例であり、各電磁弁開時間Ｔ１で比較している。
ここで、図７の横軸は流量センサー２０の羽根車２０ａの総積算回転数ＮT［ｒｅｖ］を示し、図７の縦軸は自動給水装置１から水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶT［Ｌ］を示している。
なお、図７に示すグラフは、本実施形態の自動給水装置における電磁弁の開閉制御（吐水量制御）に用いられるテーブル情報として、コントローラ２２のメモリ（図示せず）に予め記憶されている。
【００４０】
まず、図３に示すように、便器使用後、時刻ｔ０（＝０［ｓ］）で使用者Ｕが人体感知センサー２４から離れると、人体感知センサー２４が非検知状態となり、この非検知状態を示す信号がコントローラ２２に送信される。そして、この人体感知センサー２４から送信された信号を受信したコントローラ２２により、電磁弁１６を開弁させる指令信号が電磁弁１６に送信され、時刻ｔ１（例えば、４［ｓ］）で電磁弁１６の開弁動作が開始する。
【００４１】
つぎに、図３に示す時刻ｔ１からΔｔ秒後（例えば、０．８秒後）の時刻ｔ２（例えば、４．８［ｓ］）までの期間（ｔ２−ｔ１）における流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］が測定される。
なお、図３における時刻ｔ３は、電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻を示しており、時刻ｔ４は、一次側通水路８ａの通水の流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）においてピストンバルブ１４が完全に閉止したときの時刻を示し、時刻ｔ５は、一次側通水路８ａの通水の流動圧Ｐが低い場合（Ｐ＝ＰL）においてピストンバルブ１４が完全に閉止したときの時刻を示している。
【００４２】
つぎに、図４に示すように、時刻ｔ１で電磁弁１６の開弁動作が開始してから時刻ｔ３で電磁弁１６の閉弁動作が開始するまでの期間（電磁弁開時間Ｔ１に相当）において、各流動圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における流量センサー２０の羽根車２０ａの回転数ｎは、電磁弁１６を通過した二次側通水路８ｂ内の通水の瞬間流量に相当するものであるが、各流動圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で非常にばらついていることがわかる。
また、流量センサー２０の羽根車２０ａの回転数ｎをより安定して検知しようとする場合、羽根車２０ａの回転数ｎ［ｒｐｍ］が定常状態が継続しているときの所定の期間の平均値を用いることが理想的であるが、時刻ｔ１から羽根車２０ａの回転数ｎ［ｒｐｍ］が定常状態になるまでにある程度の時間を要するため、例えば、電磁弁１６の閉弁動作が開始されるべき時刻ｔ３以後に羽根車２０ａの回転数ｎ［ｒｐｍ］が定常状態になったときには、時刻ｔ３で電磁弁１６の閉弁動作を開始するタイミングを逃す可能性がある。
【００４３】
そこで、本実施形態では、図５に示すように、時刻ｔ１で電磁弁１６の開弁動作が開始してから時刻ｔ３で電磁弁１６の閉弁動作が開始するまでの期間（電磁弁開時間Ｔ１に相当）において、流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］が、時間の経過と共にばらつくことなく、ほぼ比例的に増加する傾向となることに着目し、この時刻ｔ１からｔ３までの期間における流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］を検知することにより、電磁弁１６を通過した二次側通水路８ｂ内の通水の流量を安定して検知することができるようになっている。
【００４４】
すなわち、図５に示すように、例えば、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間内において、時刻ｔ１（例えば、４．０［ｓ］）からΔｔ秒後（例えば、０．８秒後）の時刻ｔ２（例えば、４．８［ｓ］）（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）における流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数がＮＡ［ｒｅｖ］として測定された場合には、一次側通水路８ａの吐水の流動圧ＰがＰ１［ＫＰａ］として決定され、一次側通水路８ａの水圧状態を確認することができる。
【００４５】
さらに、例えば、水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTの目標値がＶA［Ｌ］（例えば、６［Ｌ］）の場合には、図５によって決定された流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数ＮＡを図６の総吐水量ＶAの線図に当てはめることにより、電磁弁開時間Ｔ１がＴＡ［ｓ］としてコントローラ２２によって決定される。
すなわち、図５において時刻ｔ１から時刻ｔ２までの所定時間Δｔに算出された積算回転数ＮＡは、所定時間Δｔに二次側通水路８ｂを流れた通水の流量、すなわち、現場の水圧状態に相当するため、この所定時間Δｔに二次側通水路８ｂを流れた通水の流量に基づいて水圧状態を把握し、電磁弁開時間Ｔ１がＴＡ［ｓ］として決定されたことになる。
また、電磁弁開時間Ｔ１が決定されると、電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻ｔ３がｔ１＋ＴＡとして決定され、この時刻ｔ３になると実際に電磁弁１６の閉弁動作が開始される。
【００４６】
その後、図３に示すように、一次側通水路８ａの通水の流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）には、時刻ｔ４でピストンバルブ１４が通水路８ｄを完全に閉止する。
また、図３に示すように、一次側通水路８ａの通水の流動圧Ｐが低い場合（Ｐ＝ＰL）には、時刻ｔ５でピストンバルブ１４が通水路８ｄを完全に閉止する。
【００４７】
ちなみに、一次側通水路８ａの吐水の水圧状態を確認することにより、例えば、一次側通水路８ａの吐水の流動圧の大きさが大きい程、図３に示す瞬間流量Ｑの大きさの最大値が相対的に大きくなる。
【００４８】
また、図３に示す電磁弁１６の開弁動作が開始する時刻ｔ１から電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻ｔ３までの時間Ｔ１（＝ｔ３−ｔ１）における瞬間流量Ｑを時間積分した量は、流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）と低い場合（Ｐ＝ＰL）のそれぞれに関する二次側通水路８ｂ内に吐水される吐水量ＶH1，ＶL1（以下「電磁弁開時吐水量ＶH1，ＶL1」）を示しているが、この電磁弁開時吐水量ＶH1，ＶL1は、一次側通水路８ａの吐水の流動圧の大きさが大きい程、大きくなっている。
【００４９】
さらに、図３に示す流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）、電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻ｔ３から電磁弁１６が完全に閉止する時刻ｔ４までの時間Ｔ２（＝ｔ４−ｔ３）（以下「閉止時間Ｔ２」）における瞬間流量Ｑを時間積分した量は、電磁弁１６が閉弁動作を開始してから閉止するまでに自動給水装置本体４の吐水口１０から流出する吐水量ＶH2（以下「閉止吐水量ＶH2」）を示している。
同様に、図３に示す流動圧Ｐが低い場合（Ｐ＝ＰL）、電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻ｔ３からピストンバルブ１４が完全に閉止する時刻ｔ５（＞ｔ４）までの時間Ｔ３（＝ｔ５−ｔ３）（以下「閉止時間Ｔ３」）における瞬間流量Ｑを時間積分した量は、電磁弁１６が閉弁動作を開始してからピストンバルブ１４が閉止するまでに自動給水装置本体４の吐水口１０から流出する吐水量ＶL2（以下「閉止吐水量ＶL2」）を示している。
【００５０】
定量吐水を行う本実施形態の自動給水装置１では、吐水の流動圧の大きさにかかわらず、電磁弁開時吐水量ＶH1と閉止吐水量ＶH2との和である総吐水量ＶT（＝ＶH1＋ＶH2）、並びに電磁弁開時吐水量ＶL1と閉止吐水量ＶL2との和である総吐水量ＶT（＝ＶL1＋ＶL2）が一定となるため、流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）の閉止吐水量ＶH2は、流動圧Ｐが低い場合（Ｐ＝ＰL）の閉止吐水量ＶL2よりも相対的に少なくなり、流動圧Ｐが高い場合（Ｐ＝ＰH）のピストンバルブ１４の閉止時間Ｔ２（＝ｔ４−ｔ３）についても、流動圧Ｐが低い場合（Ｐ＝ＰL）のピストンバルブ１４の閉止時間Ｔ３（＝ｔ５−ｔ３）よりも短くなる。
【００５１】
さらに、総吐水量ＶTと総積算回転数ＮTの間には図７に示す関係があることから、図７を用いて、コントローラ２２により、目標値の吐水量に対応する流量センサー２０の羽根車２０ａの総積算回転数の目標値Ｎ０と実際の流量センサー２０の羽根車２０ａの総積算回転数Ｎとを比較し実際の総積算回転数ＮTが総積算回転数の目標値Ｎ０よりも減少していた場合には、実際の総積算回転数ＮTが総積算回転数の目標値Ｎ０になるように電磁弁開時間Ｔ１を増加させる補正を行う。
一方、実際の総積算回転数ＮTが総積算回転数の目標値Ｎ０よりも増加していた場合には、実際の総積算回転数ＮTが総積算回転数の目標値Ｎ０になるように電磁弁開時間Ｔ１を減少させる補正を行う。
【００５２】
上述した本発明の第１実施形態による自動給水装置１によれば、コントローラ２２により、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの期間内の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの所定期間Δｔにおいて流量センサー２０が検知した水流情報である羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］に基づいて、電磁弁１６が閉弁動作を開始してからピストンバルブ１４が閉止するまでに吐水口１０から流出する閉止吐水量ＶH2，ＶL2を考慮した上で、吐水口１０から水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTが所定の総吐水量ＶA，ＶBになるように、電磁弁開時間Ｔ１並びに電磁弁１６の閉弁動作を開始する時刻ｔ３を調整し、この調整した時刻ｔ３に達したときに、電磁弁１６の閉弁動作を開始することができる。この結果、自動給水装置１が設置される現場や地域、自動給水装置の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきによる水洗大便器２への総吐水量ＶTの誤差を低減させることができる。
また、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの期間内の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの所定期間Δｔである比較的短い期間を利用し、この期間Δｔで流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］を検知することにより、この所定期間Δｔに行われる水洗大便器２への瞬間的な吐水量に相当する瞬間流量のばらつきや、電磁弁１６が閉弁動作を開始してから閉止するまでに吐水口１０から流出する閉止吐水量ＶH2，ＶL2のばらつきの影響を受けることなく、水洗大便器２への定流量吐水を実現することができる。
【００５３】
さらに、本実施形態による自動給水装置１によれば、コントローラ２２により、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの全期間よりも短い一部期間（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの所定期間Δｔ）で流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］を検知することにより、この積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］に相当する二次側通水路８ｂ内の流量に基づいて、電磁弁開時間Ｔ１を決定することができる。
また、時刻ｔ１で電磁弁１６の開弁動作が開始してから時刻ｔ３で電磁弁１６の閉弁動作が開始するまでの期間において、流量センサー２０が二次側通水路８ｂ内の水流情報（流量情報）を瞬間的に検知した場合には、図４に示すように、各流動圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における流量センサー２０の羽根車２０ａの回転数ｎ（電磁弁１６を通過した二次側通水路８ｂ内の通水の瞬間流量に相当）が、各流動圧Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で非常にばらついており、水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTの誤差を縮めるのが難しい状況であるにもかかわらず、本実施形態では、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの期間内の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの比較的短い所定期間Δｔにおいても、時間の経過と共にばらつくことなく、ほぼ比例的に増加する流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数Ｎ［ｒｅｖ］を安定して精度よく検知することができるため、水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTの誤差を精度よく縮めることができる。
さらに、所定期間Δｔに流量センサー２０が検知した二次側通水路８ｂ内の流量情報に基づいて電磁弁開時間Ｔ１を決定することができ、電磁弁１６が閉弁動作を開始してから閉止するまでに吐水口１０から流出する閉止吐水量ＶH2，ＶL2を容易に考慮することができる。この結果、水流情報を瞬間的に測定して複雑な演算処理を行うことなく、自動給水装置１が設置される現場や地域、自動給水装置１の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮した電磁弁開時間Ｔ１を簡易な構成により調整することができる。
また、二次側通水路８ｂ内の水流により回転する羽根車２０ａを備えた流量センサー２０が用いられているため、羽根車２０ａの回転のパルス数をカウントすることにより直接的且つ簡易に流量情報を得ることができ、流量情報に得るための演算処理の負荷を簡易な構成により減らすことができる。
【００５４】
さらに、本実施形態による自動給水装置１によれば、流量センサー２０で検知した二次側通水路８ｂ内の吐水の流量情報に基づいて総吐水量ＶTが目標値の総吐水量になっていない場合には、図７を用いて、コントローラ２２により、目標値の総吐水量に対応する流量センサー２０の羽根車２０ａの総積算回転数の目標値Ｎ０と実際の流量センサー２０の羽根車２０ａの総積算回転数ＮTが一致するように電磁弁開時間Ｔ１を補正することができるため、水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTの誤差をより精度よく縮めることができる。
【００５５】
つぎに、図５及び図８を参照して、本発明の第２実施形態による自動給水装置における電磁弁の開閉制御（吐水量制御）について説明する。
なお、本発明の第２実施形態による自動給水装置においては、上述した第１実施形態による自動給水装置１と構成が同一であるが、電磁弁１６の開閉制御（吐水量制御）の内容の一部が第１実施形態における制御内容と異なっているため、以下、制御内容の異なる部分のみについて説明を行い、これ以外の第１実施形態の制御内容と共通する部分については、説明を省略する。
【００５６】
図８は、本発明の第２実施形態による自動給水装置における電磁弁開弁時から流量センサーの積算回転数が所定の積算回転数に達するまでの時間と電磁弁開弁時間との関係を示すグラフである。
ここで、図８の横軸は、電磁弁１６の開弁時（時刻ｔ１）に流量センサー２０の羽根車２０ａの回転が開始してから、羽根車２０ａの積算回転数Ｎが２０回転に達したときの時間ｔ［ｓ］を示し、図８の縦軸は、電磁弁開時間Ｔ１を示している。
また、図８に示す２つの線は、目標値である総吐水量ＶTがＶAである場合と、総吐水量ＶTがＶAよりも大きいＶBである場合についてそれぞれ示している。
【００５７】
まず、図５に示すように、本発明の第２実施形態による自働給水装置においては、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間内において、時刻ｔ１で電磁弁１６の開弁動作が開始し、流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数ＮがＮＡ’［ｒｅｖ］（例えば、２０回転）として測定されたときの時間Δｔ’を測定し、この積算回転数ＮＡ’と時間Δｔ’を図５に当てはめることにより、時刻ｔ１で流量センサー２０の羽根車２０ａの回転が開始してから所定の積算回転数ＮＡ’（例えば、２０回転）に達する時刻ｔ２’（ｔ２’＜ｔ３）までの時間Δｔ’における吐水の流動圧Ｐを決定し、水圧状態を確認する。
【００５８】
つぎに、例えば、水洗大便器２に吐水される総吐水量ＶTの目標値がＶA［Ｌ］（例えば、６［Ｌ］）の場合には、図５によって決定された時間Δｔ’を図８の総吐水量ＶAの線図に当てはめることにより、電磁弁開時間Ｔ１がＴＡ’［ｓ］としてコントローラ２２によって決定される。
すなわち、図５において時刻ｔ１から時刻ｔ２’までの所定時間Δｔ’に算出された積算回転数ＮＡ’は、所定時間Δｔ’に二次側通水路８ｂを流れた通水の流量に相当するため、この積算回転数ＮＡ’に相当する流量に達するまでに要する所定時間Δｔ’に基づいて電磁弁開時間Ｔ１がＴＡ’［ｓ］として決定されたことになる。
また、電磁弁開時間Ｔ１が決定されると、電磁弁１６の閉弁動作が開始する時刻ｔ３がｔ１＋ＴＡ’として決定され、この時刻ｔ３になると実際に電磁弁１６の閉弁動作が開始される。
【００５９】
上述した本発明の第２実施形態による自動給水装置によれば、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの全期間よりも短い一部期間（時刻ｔ１から時刻ｔ２’までの所定期間Δｔ’）において、時刻ｔ１で電磁弁１６の開弁動作が開始してから、流量センサー２０の羽根車２０ａの積算回転数ＮがＮＡ’［ｒｅｖ］にするまでの時間、すなわち、二次側通水路８ｂ内の流量が所定の流量に達するまでに要する時間に基づいて電磁弁開時間Ｔ１を決定することができる。この結果、自動給水装置１が設置される現場や地域、自動給水装置１の使用時間帯、毎回の使用状況等によって変動する給水圧や瞬間流量のばらつきを考慮し、電磁弁１６が閉弁動作を開始してから閉止するまでに吐水口１０から流出する閉止吐水量ＶH2，ＶL2のばらつきの影響を受けることなく、水洗大便器２への定流量吐水を簡易な構成により実現することができる。
【００６０】
なお、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態による自動給水装置の電磁弁の開閉制御（吐水量制御）においては、電磁弁１６の開弁動作開始時刻ｔ１から閉弁動作開始時刻ｔ３までの期間内の時刻ｔ１から時刻ｔ２，ｔ２’までの比較的短い一部の所定期間Δｔを利用することにより、電磁弁開時間Ｔ１を決定する例について説明したが、時刻ｔ１より後で且つ時刻ｔ３よりも前の途中期間を利用して電磁弁開時間Ｔ１を決定してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 自動給水装置
２ 水洗大便器
４ 自動給水装置本体
６ 給水口
８ 通水路
８ａ 一次側通水路
８ｂ 二次側通水路
８ｃ 二次側通水路の入口
８ｄ 通水路
１０ 吐水口
１２ 圧力室
１４ ピストンバルブ（主弁体）
１６ 電磁弁
１８ 発電機
１８ａ 羽根車
２０ 流量センサー（水流情報検知部）
２０ａ 羽根車
２２ コントローラ（制御部）
２４ 人体感知センサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置であって、
洗浄水が給水される給水口が上流側に位置し、洗浄水を便器に吐水する吐水口が下流側に位置する通水路が形成され、この通水路に圧力室が設けられた自動給水装置本体と、
上記自動給水装置本体の圧力室内に設けられ、この圧力室内の水圧に応じて上記通水路を開閉する主弁体と、
上記自動給水装置本体の通水路に開閉可能に設けられ、開閉することにより上記圧力室内の水圧を変化させて上記主弁体を開閉させる電磁弁と、
上記自動給水装置本体の通水路に設けられ、この通水路内の水流情報を検知する水流情報検知部と、
この水流情報検知部により検知した上記水流情報に基づいて、上記電磁弁の開弁後の閉弁動作を開始する時期を調整し、便器洗浄を制御する制御部と、を有し、
上記制御部は、上記電磁弁の開弁動作開始時から上記電磁弁の閉弁動作開始時までの期間内の所定期間で上記水流情報検知部が検知した上記水流情報に基づいて、上記電磁弁が閉弁動作を開始してから上記主弁体が閉止するまでに上記吐水口から流出する閉止吐水量を考慮した上で、上記吐水口から上記便器に吐水される総吐水量が所定の吐水量になるように、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、上記電磁弁の閉弁動作を開始することを特徴とする自動給水装置。
【請求項２】
上記所定期間は、上記電磁弁の開弁動作開始時から上記電磁弁の閉弁動作開始時までの全期間よりも短い一部期間であり、上記制御部は、上記所定期間で上記水流情報検知部が上記通水路内の流量情報を上記水流情報として検知し、上記流量情報に基づいて、上記閉止吐水量を考慮した上で、上記総吐水量が所定の吐水量となるように、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、上記電磁弁の閉弁動作を開始する請求項１記載の自動給水装置。
【請求項３】
上記制御部は、上記一部期間において、上記水流情報検知部が検知した上記通水路内の流量が所定の流量に達するまでに要する時間に基づいて、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定する請求項２記載の自動給水装置。
【請求項４】
上記制御部は、上記一部期間における所定時間内に流れた上記通水路内の流量に基づいて、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定する請求項２記載の自動給水装置。
【請求項５】
上記一部期間は、上記電磁弁の開弁動作の開始時刻から所定時間経過後までの期間である請求項２乃至４の何れか１項に記載の自動給水装置。
【請求項６】
上記制御部は、更に、上記総吐水量が上記所定の吐水量になっていない場合には、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を補正する請求項１乃至５の何れか１項に記載の自動給水装置。
【請求項１】
使用者の動作に基づいて便器に洗浄水を自動的に吐水する自動給水装置であって、
洗浄水が給水される給水口が上流側に位置し、洗浄水を便器に吐水する吐水口が下流側に位置する通水路が形成され、この通水路に圧力室が設けられた自動給水装置本体と、
上記自動給水装置本体の圧力室内に設けられ、この圧力室内の水圧に応じて上記通水路を開閉する主弁体と、
上記自動給水装置本体の通水路に開閉可能に設けられ、開閉することにより上記圧力室内の水圧を変化させて上記主弁体を開閉させる電磁弁と、
上記自動給水装置本体の通水路に設けられ、この通水路内の水流情報を検知する水流情報検知部と、
この水流情報検知部により検知した上記水流情報に基づいて、上記電磁弁の開弁後の閉弁動作を開始する時期を調整し、便器洗浄を制御する制御部と、を有し、
上記制御部は、上記電磁弁の開弁動作開始時から上記電磁弁の閉弁動作開始時までの期間内の所定期間で上記水流情報検知部が検知した上記水流情報に基づいて、上記電磁弁が閉弁動作を開始してから上記主弁体が閉止するまでに上記吐水口から流出する閉止吐水量を考慮した上で、上記吐水口から上記便器に吐水される総吐水量が所定の吐水量になるように、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、上記電磁弁の閉弁動作を開始することを特徴とする自動給水装置。
【請求項２】
上記所定期間は、上記電磁弁の開弁動作開始時から上記電磁弁の閉弁動作開始時までの全期間よりも短い一部期間であり、上記制御部は、上記所定期間で上記水流情報検知部が上記通水路内の流量情報を上記水流情報として検知し、上記流量情報に基づいて、上記閉止吐水量を考慮した上で、上記総吐水量が所定の吐水量となるように、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を調整し、この調整した時期に達したときに、上記電磁弁の閉弁動作を開始する請求項１記載の自動給水装置。
【請求項３】
上記制御部は、上記一部期間において、上記水流情報検知部が検知した上記通水路内の流量が所定の流量に達するまでに要する時間に基づいて、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定する請求項２記載の自動給水装置。
【請求項４】
上記制御部は、上記一部期間における所定時間内に流れた上記通水路内の流量に基づいて、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を決定する請求項２記載の自動給水装置。
【請求項５】
上記一部期間は、上記電磁弁の開弁動作の開始時刻から所定時間経過後までの期間である請求項２乃至４の何れか１項に記載の自動給水装置。
【請求項６】
上記制御部は、更に、上記総吐水量が上記所定の吐水量になっていない場合には、上記電磁弁の閉弁動作を開始する時期を補正する請求項１乃至５の何れか１項に記載の自動給水装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０７５００（Ｐ２０１２−２０７５００Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５７５２（Ｐ２０１１−７５７５２）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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