電気機器の作動制御装置
【課題】瞬間温水交換器等の加熱機器の加熱作動を制御する送信器の電源を、無電源とすることで、コード類を不要となし、これにより、個室内にコードを張り巡らせることなく、簡単に設置することができ、しかも、該送信器を扉に取り付けることで、該扉の開閉動により加熱作動を開始させることができる加熱機器の作動制御装置を提供する。
【解決手段】瞬間温水交換器等の加熱機器が設置される個室の扉に、該加熱機器の作動スイッチをオン作動制御する発信器を配設し、該発信器は、自己発電可能な圧電発電装置を備え、該圧電発電装置で発電された電力により、加熱機器の作動スイッチをオン作動制御する信号を無線で送信する構成とした。
【解決手段】瞬間温水交換器等の加熱機器が設置される個室の扉に、該加熱機器の作動スイッチをオン作動制御する発信器を配設し、該発信器は、自己発電可能な圧電発電装置を備え、該圧電発電装置で発電された電力により、加熱機器の作動スイッチをオン作動制御する信号を無線で送信する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、瞬間温水交換器を備えた人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置や浴室に備えられた瞬間温水交換装置等の電気機器の作動を、該電気機器が備えられた室の扉の開閉作動により制御することで、最適温度までの加熱を確実に行うことができる電気機器の作動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、衛生洗浄装置における温水加熱方式には、特許文献１に示すように、ヒータで貯湯タンク内の湯を沸かす適量の温水使用を満足する貯湯式電気温水器を備えた衛生洗浄装置と、特許文献２に示すような使用の都度、瞬間温水交換器で加熱する衛生洗浄装置が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８４０３８号
【０００４】
【特許文献２】特開２００５−０５４４５６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す貯湯式電気温水器を備えた衛生洗浄装置にあっては、常時適温に加熱保温していなければならないため、ランニングコストが掛かる、という問題を有しており、また、特許文献２に示す瞬間温水交換器で加熱する衛生洗浄装置にあっては、着座したときに加熱スイッチがオン作動させるものと、便座に近づいたことを検知して加熱スイッチをオン作動させるものが公知であるが、いずれも加熱時間が短いため、適温以下の温水が供給され易く不快であり、これを解決するためには、使用者が適温になるまで待機しなければならないため、使い勝手が非常に悪い、という問題を有していた。
【０００６】
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、瞬間温水交換器で加熱する機器の、加熱作動を制御する送信器の電源を、無電源とすることで、コード類を不要となし、これにより、室内にコードを張り巡らせることなく、簡単に設置することができ、しかも、該送信器を扉に取り付けることで、該扉の開閉動により加熱作動を開始させることができ、その結果、瞬間温水交換器を備えた機器の加熱時間を従来よりも数秒早めることができるので、適温までの加熱時間を十分確保することができる使い勝手に優れた瞬間温水交換器を備えた機器の作動制御装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、この発明に係る電気機器の作動制御装置は、請求項１に記載したように、個室の扉や該扉の開閉操作体に、個室内の電気機器の作動スイッチをオン作動制御する発信器を配設し、該発信器は、自己発電可能な圧電発電装置を備え、該圧電発電装置で発電された電力により、前記電気機器の作動スイッチをオン作動制御する信号を無線で送信することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気機器の作動制御装置を技術的前提とし、前記圧電発電装置を、少なくとも一の板状に形成された圧電セラミックス体と、バネ材で形成された基部材と、該基部材の端部に固定された鋼球支持弾性体と、この鋼球支持弾性体の両端部にそれぞれ固定されて上記圧電セラミックス体を殴打して該圧電セラミックス体に衝撃を与える鋼球と、で構成し、上記扉を開作動により上記圧電発電装置の鋼球の一方を殴打して振動させ、他方の鋼球がその共振作用によって往復振動を連続して発電を繰り返すように構成したことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電気機器の作動制御装置を技術的前提とし、前記鋼球支持弾性体は、基部材から同じ長さを有して同基部材に固定されていると共に、該基部材の両端部に固定される鋼球も、ほぼ同じ形状・重量で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明にあっては、電気機器で加熱する機器の、加熱作動を制御する送信器の電源を、無電源とすることができ、その結果、コード類が不要となるので、室内にコードを張り巡らせることなく、簡単に設置することができ、しかも、該送信器を扉や該扉の開閉操作体に取り付けることで、該扉や該扉の開閉操作体の開作動により加熱作動を即時に開始させることができ、その結果、瞬間温水交換器等の電気機器を備えた機器の加熱時間を従来よりも数秒早めることができるので、適温までの加熱時間を十分確保することができ、使い勝手を向上させることができる。
【００１１】
請求項２及び請求項３に記載の発明にあっては、簡単でかつ安価な機構により鋼球の打撃力を、簡単かつ小型の圧電発電装置で連続的に繰り返して得ることができるので、従来の圧電発電装置の数十倍という発電力が得られ、請求項１に記載の加熱機器の作動制御装置における発信電力として十分な発電力が得られる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に示す発明の実施例に基づき、この発明を詳細に説明する。
【００１３】
この発明の実施例は、この発明を、人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置Ｗが設置されたトイレの扉８を開閉する開閉ノブ８Ａに送信器（後記する送信部７０と同じ。）を取り付けた例を示している。勿論、この発明にあってはこの例に限定されるものではなく、瞬間温水交換器を備えたシャワーが配設されてなる浴室等、扉を有する個室に取り付けられた各種加熱機器にも適用することができる。
【００１４】
即ち、この実施例に係る衛生洗浄装置Ｗは、図１に示すように、洗浄のパターンを選択するコントローラ１、本体部４、便座部５および蓋部６で構成されている。尚、タンク３は、水道配管に接続されており、便器１内に洗浄水を供給する。
【００１５】
本体部４には、便座部５および蓋部６が開閉自在に取り付けられる。さらに、本体部４には、ノズル部７を含む洗浄水供給機構が設けられるとともに、受信器８０（図４参照）を備えた制御部が内蔵されている。本体部４の制御部は、無線を介して送信器（送信部７０）と通信可能に接続されており、送信器（送信部７０）より送信される信号に基いて、公知の構成からなる瞬間温水交換器（図示せず）や洗浄水供給機構を制御すると共に、便座部５に内蔵されたヒータ（図示せず）及び本体部４に設けられた脱臭装置（図示せず）や温風供給装置（図示せず）、照明の点灯等の制御も行う。
【００１６】
このように構成されてなる衛生洗浄装置Ｗの瞬間温水交換器等の作動をオン作動させる送信器（送信部７０）は、この実施例では図２に示す圧電発電装置３０に組み込まれて構成されている。
【００１７】
圧電発電装置３０は、相対向する一対のフレーム３１，３１と、該各フレーム３１に固定され、圧電セラミックス体１０の固有振動が他の構造体に伝達しにくい柔状態で該圧電セラミックス体１０をクッション材１２を介して保持する板バネ（図示せず）と、この板バネに固定された圧電セラミックス体１０と、上記一対のフレーム３１，３１間に掛け渡されたバネ材で形成されてなる基部材４０と、該基部材４０の中央部で前後に延びるように固定された弾性支持体４１，４２と、この弾性支持体４１，４２の両端部にそれぞれ固定されてなる硬質の鋼球である鋼球４３，４４とで構成されており、この一方の鋼球４３に、開閉ノブ８Ａを開方向に回動させたときの力Ｆを付与することで、他方の鋼球４４が共振作用によって上下振動を連続して繰り返し、上記圧電セラミックス体１０を殴打して該圧電セラミックス体１０に衝撃を与え発電させるように構成されている。
【００１８】
尚、開閉ノブ８Ａを開方向に回動させたときの力Ｆは、該開閉ノブ８Ａの軸８Ｂのフレーム側に固定された主ギア８Ｃから、該主ギア８Ｃと噛合して回転する従動ギア８Ｄを経て、この従動ギア８Ｄの回転により正逆方向に回転する殴打体８Ｅへと伝達される。
【００１９】
即ち、この実施例では、上記開閉ノブ８Ａを把持して、扉８を開く方向に回転操作すると、図２に示すように、主ギア８Ｃが回転し、この主ギア８Ｃの回転に伴って従動ギア８Ｄが主ギア８Ｃの回転方向とは逆方向に回転するので、該従動ギア８Ｄの回転に伴って殴打体８Ｅが従動ギア８Ｄと同じ方向に回動して上記圧電発電装置３０の一方の鋼球４３，４３，４３を殴打するように構成されている。
【００２０】
勿論、この発明にあっては、上記圧電発電装置３０を必ずしも開閉ノブ８Ａに一体的に取り付ける必要はなく、例えば、圧電発電装置３０のハウジングにバネ付勢されたスイッチを出没自在に配設し、該圧電発電装置３０をトイレの扉８の邪魔にならない位置に取り付け、該扉８が開いたときに、該スイッチがバネ付勢力によって移動して上記鋼球４３を殴打するように構成してもよく、この場合、上記スイッチの出没運動を回転運動に転換させることができる機構であれば、公知の各種機構を採用することもできる。
【００２１】
ところで、この実施例では、棒状ステンレス等の金属体で形成されてなる上記弾性支持体４１，４２は、上記基部材４０の接続点Ｌ０から同じ長さＬ１，Ｌ２を有して溶接固定されている。
【００２２】
ここで、図２と図３に示す鋼球４３，４４を０．６ｇの鋼球で形成し、弾性支持体４１，４２をφ０．６のステンレス棒材（ｓｕｓ３０４−ＷＰＢ）で形成し、かつ、Ｌ１，Ｌ２間長さを７０ｍｍとし、ステンレス材（ｓｕｓ３０１：ｔ＝０．４）で形成された基部材４０のＬ０寸法を１５ｍｍに設定した場合、鋼球４３，４４の上下振幅ストロークは１４〜１５ｍｍであった。この構成からなる圧電発電装置３０による発電量を、公知の測定装置で電圧を測定した。その結果を、図４に示す。
【００２３】
図４に示すデータからも明らかなように、上記一方の鋼球４３に力Ｆを１度与えると、他方の鋼球４４が振り子状に連続して振動を繰り返し、従来のような１回限りの殴打により得られる発電量の数十倍の発電が得られることが判る。即ち、この実施例では、Ｌ１＝Ｌ２，４３＝４４として、一方の固有振動数と他方の固有振動数とを同一に設定し、左右が共振するように構成されている。このように構成することで、一方の固有周波数（ｎ・ｆｏ）を他方の固有周波数（ｆｏ）の整数倍にすることができ、その結果、一方の蓄積エネルギーを大きく（完成モーメントを大きく）することで、固有周波数は下がり、他方の鋼球４４の振動継続時間を長くすることができる。
【００２４】
また、この圧電発電装置３０によれば、部品点数を大幅に削減することができ、コストダウンと共に、装置を非常に小さくすることができる。
【００２５】
尚、上記実施例では、上記弾性支持体４１，４２と基部材４０との連結を、溶接で行う場合を例にとり説明したが、この発明にあってはこれに限定されるものではなく、ねじ止めやかしめ止め、或は強力な接着剤を用い或はハンダ付け等の公知の手段で一体的に連結することもできる。
【００２６】
ところで、上記圧電セラミックス体１０は、この実施例では、同一材質、同一形状、同一厚さの２枚の板状の圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂを、各圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂの分極の極性を同一方向にし、かつ、該圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂ間に、りん青銅や真鍮等の導電性金属で１０μｍ〜５０μｍの厚さに形成された極薄の金属電極１１を配置し、これら圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂと金属電極１１を接合して構成されている。
【００２７】
圧電セラミックス素子は、チタンジルコン酸亜鉛系の素材が用いられ、また、クッション材１２としては、合成樹脂材、ゴム材或はこれらをスポンジ状に形成した軟質材料を用いることができ、具体的には発泡ポリエチレンが好適である。また、板バネは金属製に限らず、合成樹脂製の板材でも良く、さらに、この実施例では、鋼球４３，４４を、圧電セラミックス体１０が破壊されていない程度に重量が重く発電効率が良好なタングステンや鉄などを用いることができ、また、圧電セラミックス体１０の鋼球衝突面部をプロテクトするプロテクタは、加工性に優れたリン青銅やステンレス等の硬い金属或は合成樹脂などを用いることができる。
【００２８】
そして、この実施例では上記金属電極１１を上記極薄の厚さとすることで、該金属電極１１による機械的な抵抗をごく僅かに抑えることができ、２つの圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂと金属電極１１の接合面を中心（伸縮しない部位）にたわみ振動が発生したとしても、該たわみ振動の金属電極１１による減衰を可及的に小さく抑えることができる。尚、この実施例の構成では、一方の側の圧電セラミックス素子１０ａが伸長すれば他方の側の圧電セラミックス素子１０ｂは収縮し、かつ出力電圧の電極は逆方向となり、両圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂは並列に接続された発電構成となる。
【００２９】
また、この実施例では、上記たわみ振動が行われると、一方の圧電セラミックス素子１０ａ（又は１０ｂ）で伸長と伸縮との両方の作用が行われて、分極が打ち消されるということがなく効率的に発電が行われる。発電された電気エネルギーとしての電流は、両圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂ及び金属電極１１に導電接続されたリード線１５を用いて取り出される。
【００３０】
尚、本実施例では、２枚の圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂを、金属電極１１を介装して積層した場合を例にとり説明したが、各圧電セラミックス素子１０ａ（１０ｂ）自体を、それぞれ積層構造とすることができる。この積層構造では、複数枚の圧電セラミックス素子を接合（この場合は分極の極性も同一方向に）して、一方の圧電セラミックス素子１０ａ（又は１０ｂ）を形成する。このように、圧電セラミックス素子１０ａ（又は１０ｂ）自体を積層構造とし、これを例えば弾性特性を有する接着材により接合した場合には、この弾性効果により、材質的に強度に欠ける圧電セラミックス体１０の曲がりが容易になって曲げ強度を維持することができる。尚、この発明において、圧電セラミックス体１０の外形形状は特に限られるものではなく、円形、楕円形、三角形、四角形或いは多角形等、利用実施に対応させて適宜の形状のものを用いることができる。
【００３１】
また、この実施例に用いられる板バネは、その中央部のみ或いは両端部を接着材で圧電セラミックス体１０をクッション材１２を介して固着することで、圧電セラミックス体１０の振動を減衰させないように構成されている。圧電セラミックス体１０が振動する場合、この圧電セラミックス体１０を支持する部材は圧電セラミックス体１０の振動を減衰させる要因になり、この減衰要因を取り除くために、クッション材１２及び板バネを用いて極力圧電セラミックス体１０を自由な状態におく。圧電セラミックス体１０の歪みは、圧電セラミックス自体が持つ固有振動となって暫くの間、継続する。この固有振動を長く継続させるためには、この固有振動を圧電セラミックス体１０以外の他の構成体に伝えないことが重要である。圧電セラミックス体１０の固有振動は、電気エネルギーとして変換されるが、その他の構造体の振動は全て機械的な抵抗となって固有振動エネルギーを吸収してしまい、電気エネルギーとして取り出すことができない。このため、この実施例では、圧電セラミックス体１０と他の構造体との間で上記固有振動が伝達しないような柔らかな接触を実現するための手段としてクッション材１２及び板バネを用いることで、圧電セラミックス体１０の固有振動を長く継続させることができ、発電効率が良くなる。勿論、このクッション材１２及び板バネは圧電セラミックス体１０に加えられる衝撃を緩和する作用をも有する。
【００３２】
尚、本実施例では、上記圧電セラミックス体１０を所謂並列構造とした場合を例にとり説明したが、この発明にあってはこれに限定されるものではなく、直列構造ものを用い、或いは、従来の公知構造からなる圧電セラミックス体を用いることができることは勿論であるが、最も発電効率が高いのは本実施例に係る圧電セラミックス体１０の構造である。
【００３３】
図５は、上記圧電発電装置３０の発電部５０で発電された電流を整流させる回路部３０を示しており、該回路部６０の充電部６１には、整流手段６２と充電手段６３と判定手段６４と放電スイッチ手段６５とが備えられている。整流手段６２は、発電部５０で出力された交流電力を整流して脈流にする手段である。充電手段６３は、整流手段６２により得られた脈流を直流として充電する手段である。判定手段６４は、充電手段６３の充電量を圧電素子１０の発電のタイミングに応じて間欠的に監視し判定する手段である。この手段では、充電量は監視の際にごく少量消費されるが、間欠的に監視しているので監視による電力の消費を抑え、充電量への影響を低減させている。放電スイッチ手段６５は、判定手段６４により充電手段６３の充電量が発信可能なレベルに達したことが判定されたときに、充電手段６３の放電を開始させ、後段の発信部７０に電力を供給する手段である。
【００３４】
発信部７０には、通信制御手段７１と信号スイッチ手段７２と信号スイッチ手段７３と放電停止手段７４とが備えられている。通信制御手段７１は、通信に必要な動作を行う手段であり、この手段は充電部６１から電力が供給されることで開始される。この手段では、動作の開始により信号スイッチ手段７２をＯＮさせるように働くとともに、発信のためのデータを信号発生手段７３に渡す。信号スイッチ手段７２は、通信制御手段７１によりＯＮされて、信号スイッチ手段７３に電力を供給する手段である。
【００３５】
信号スイッチ手段７３は、通信制御手段７１より受け取った発信のためのデータを信号に変換して発信する。放電停止手段７４は、充電部６１からの電力の供給を停止させるように放電スイッチ手段６５を動作させる手段である。この手段は、通信制御手段７１が発信のために必要なデータを全て信号スイッチ手段７３に渡し終わったら、通信制御手段７１により動作させられる。
【００３６】
図６は回路図であり、Ｓ点、＋点、−点により接続される。整流手段６２はダイオードＤ１〜Ｄ６により全波整流の回路が形成されており、発電部５０から出力された交流電力をここで整流し脈流として後段に出力する。発電部５０から取り出された４本のリード線のうち３本のリード線が結線され、３本のリード線が６個のダイオードＤ１〜Ｄ６に接続されている。
【００３７】
充電手段６３は、コンデンサＣ１を備えている。このコンデンサＣ１は、充電電池に代替してもよい。整流手段６２で整流された脈流は、コンデンサＣ１に直流として逐次充電され、鋼球４４が圧電セラミックス体１０に衝突して発電を繰り返すたびにコンデンサＣ１の両端の電圧が高くなる。
【００３８】
放電スイッチ手段６５には、自己保持型電流スイッチが用いられている。本実施例では、相補トランジスタを用いており、ＰＮＰトランジスタＴｒ１とＮＰＮトランジスタＴｒ２とを組み合わせている。この放電スイッチ手段６５では、ｂ点に、ｃ点の電圧より約０．６Ｖ（Ｔｒ１により決まる値）低い電圧が印加されると、Ｔｒ１がＯＮとなり、ほぼ同時にＴｒ２がＯＮとなる。このように放電スイッチ手段６５がＯＮ状態となると、ｃ点とｄ点の間はきわめて低いインピーダンスとなる。そして、充電手段６３のコンデンサＣ１に貯めた電力を放電し、きわめて少ないロスで通信制御手段７１に供給する。そして、このＯＮ状態は、自己保持状態となり放電停止するまで継続する。
【００３９】
判定手段６４は、コンデンサＣ２，Ｃ３と抵抗Ｒ１，Ｒ２を備えている。Ｃ３は誤動作防止用に設けたものである。コンデンサＣ２と抵抗Ｒ１は、圧電素子１０からの出力である図５中に示すａ点と放電スイッチ手段６５の図５中に示すｂ点との間に設けられている。そして、この時定数で充電量の判定の際にｂ点に電圧を印加する時間を決めている。ａ点には鋼球４４が圧電素子１０に衝突する度に交流電力が発生するが、この電圧は、コンデンサＣ１の両端の電圧にダイオードＤ６の上棟方向の電圧を加えた値である。そして、コンデンサＣ１が充電により電圧上昇するとともにａ点の交流電圧も上昇する。つまり、ａ点ではコンデンサＣ１両端の直流電圧にほぼ比例した交流電圧が、鋼球４４が衝突するたびに、すなわち間欠的に得られる。そしてこのａ点での交流電圧は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２の時定数で決めたごく短時間で印加される。ｂ点の電圧は抵抗Ｒ１，Ｒ２の分配比により決められ、上述したようにｂ点の電圧がｃ点の電圧よりも約０．６Ｖ（Ｔｒ１により決まる値）低い電圧の値を超えると放電スイッチ手段６５がＯＮとなる。
【００４０】
ここでは、ｂ点の電圧は、
ｃ点の電圧×（１−Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））
で示されるため、このｂ点の電圧がｃ点の電圧よりも約０．６Ｖ低い電圧「ｃ点の電圧−約０．６Ｖ」と等しくなったときが判定の閾値となり、これをもって充電量のレベルを判定する。
【００４１】
このため、Ｒ１とＲ２を調整することで放電を開始させる充電量を発信可能なレベルに調整することができる。このレベルは発信する信号に応じて任意に設定される。
【００４２】
通信制御手段７１は、通信制御回路７５とコンデンサＣ７と抵抗Ｒ８とＦＥＴ１を備えている。コンデンサＣ７は動作安定用に設けたものである。抵抗Ｒ８とＦＥＴ１は通信制御回路７５と信号スイッチ手段７２を低消費電力でインターフェースするためのレベル変換に設けたものである。充電部６１からの放電により通信制御回路７５に電力が供給されると、通信制御回路７５の内部で発信に必要な手順が実行される。なお、通信制御回路７５は消費電力の小さいものである。
【００４３】
信号スイッチ手段７２は、ＰＮＰトランジスタＴｒ４と抵抗Ｒ６，Ｒ７とコンデンサＣ６を備えている。信号発生手段７３を構成する信号発生回路７６が比較的大電力を必要とするために、この信号スイッチ手段７２では大電力用トランジスタスイッチＴｒ４を使って、信号発生回路７６に電力を供給するよう構成している。信号スイッチ手段７２では、通信制御回路７５からの発信開始の指令がＦＥＴ１と抵抗Ｒ７を通ってトランジスタＴｒ４をＯＮさせると、信号スイッチ手段７３で発信を開始させるよう動作する。
【００４４】
信号発生手段７３は、上記信号発生回路７６とアンテナ７７を備えており、信号スイッチ手段７２から電力が供給されると、通信制御回路７２から受け取った発信のためのデータを無線信号に変換してアンテナ７７から発信する。
【００４５】
放電停止手段７４は、ＰＮＰトランジスタＴｒ３と抵抗Ｒ４，Ｒ５とコンデンサＣ４，Ｃ５とを備えている。コンデンサＣ４，Ｃ５は、誤動作防止用に設けている。この手段では、通信制御回路７５が発信のために必要なデータを信号発生回路７６に送出し終えたら、通信制御回路７５から抵抗Ｒ４を通してトランジスタＴｒ３をＯＮさせる信号を出力する。トランジスタＴｒ３がＯＮとなると放電スイッチ手段６５の自己保持は解除となり、コンデンサＣ５に貯まっていた電力の放電は停止して、発信動作は終了する。
【００４６】
図５のブロック図に示すように、発電部５０の出力が回路部６０に取り出される。回路部６０には、発電部５０で発生した交流電力を整流して充電する充電部６１と発信部７０とが備えられている。そして、発信部７０から発信された信号は、受信器８０の受信部８１に受信され、衛生洗浄装置Ｗの瞬間温水交換器等の加熱作動がオン作動する
【００４７】
このように、本実施例では、回路部６０で、圧電セラミックス体１０が発電するたびにその出力から交流電圧を取り出し、これを判定手段６４に用いて充電量を判定している。このような充電量の間欠的な判定は、充電量が増加するタイミングで効率よく判定される。その上、判定のために無駄な電力を消費することが大幅に抑制されるので、発信に必要な電力を素早く充電して発信部７０に供給できる。
【００４８】
発信部７０から発信された信号が受信器８０の受信部８１に受信されると、上記瞬間温水交換器の他、洗浄水供給機構や、便座部５に内蔵されたヒータ（図示せず）及び本体部４に設けられた脱臭装置（図示せず）や温風供給装置（図示せず）、照明の点灯等の制御も行なわれるように構成することもできる。
【００４９】
以上説明したように、この実施例に係る瞬間温水交換器で加熱する衛生洗浄装置Ｗにあっては、上記瞬間温水交換器の加熱作動や、洗浄水供給機構、便座部５に内蔵されたヒータ（図示せず）及び本体部４に設けられた脱臭装置、温風供給装置、照明の点灯等の制御する圧電発電装置３０の電源を、無電源とすることができ、その結果、コード類が不要となるので、室内にコードを張り巡らせることなく、簡単に扉８に設置することができ、しかも、送信部７０を備えた圧電発電装置３０を扉８の開閉ノブ８Ａに取り付けることで、該ノブ８Ａの開作動により上記加熱作動を即時に開始させることができ、その結果、瞬間温水交換器を備えた衛生洗浄装置Ｗの加熱時間を従来よりも数秒早めることができるので、適温までの加熱時間を十分確保することができ、適温まで待機する必要が無くなるので、使い勝手を向上させることができる。
【００５０】
また、この衛生洗浄装置Ｗにあっては、簡単でかつ安価な機構により鋼球４４の打撃力を、簡単かつ小型の圧電発電装置３０で連続的に繰り返して得ることができるので、従来の圧電発電装置の数十倍という発電力が得られ、瞬間温水交換器を備えた衛生洗浄装置Ｗの作動制御装置における発信電力として十分な発電力が得られると共に、ランニングコストを無くすることができる、という効果が得られる。
【００５１】
尚、上記実施例では、開閉ノブ８Ａで扉８を開けたときの制御について説明したが、開閉ノブ８Ａは、図示しないバネ付勢力で、衛生洗浄装置Ｗを使用するときに自動的に水平状態に戻るため、このときの戻り回転による発電は、専ら充電用として用い、衛生洗浄装置Ｗを使用した後に、再び開閉ノブ８Ａを扉開方向に回動してトイレから出るときに、再び送信作動を行い、一定時間経過後に自動的に脱臭装置や温風供給装置の作動を停止させ、或は、便座部５の加熱を停止させ、さらには、照明を自動的に消灯させるように構成してもよい。
【００５２】
また、上記実施例では、本発明をトイレに適用した場合を例にとり説明したが、瞬間温水交換器を備えたシャワールーム等の浴室等の個室の戸や扉にも適用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の実施例に係る衛生洗浄装置と扉に取り付けられた送信器（圧電発電装置）の関連を示す説明図である。
【図２】同圧電発電装置の構成を示す平面断面図である。
【図３】同圧電発電装置の構成を示す側面断面図である。
【図４】測定装置により測定された本圧電発電装置の発電量を示すグラフである。
【図５】同圧電発電装置の回路構成を示すブロック図である。
【図６】本実施例に用いられる受信器の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ｗ 衛生洗浄装置
２ 便器
４ 本体部
８ 扉
８Ａ 開閉ノブ
８Ｂ 軸
８Ｃ 主ギア
８Ｄ 従動ギア
８Ｅ 殴打体
１０ 圧電セラミックス体
１２ クッション材
３０ 圧電発電装置
４０ 基部材
４１，４２ 鋼球支持弾性体
４３，４４ 鋼球
５０ 発電部
６０ 回路部
６１ 充電部
６２ 整流手段
６３ 充電手段
６４ 判定手段
６５ 放電スイッチ手段
７０ 発信部（送信器）
８０ 受信器
【技術分野】
【０００１】
この発明は、瞬間温水交換器を備えた人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置や浴室に備えられた瞬間温水交換装置等の電気機器の作動を、該電気機器が備えられた室の扉の開閉作動により制御することで、最適温度までの加熱を確実に行うことができる電気機器の作動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、衛生洗浄装置における温水加熱方式には、特許文献１に示すように、ヒータで貯湯タンク内の湯を沸かす適量の温水使用を満足する貯湯式電気温水器を備えた衛生洗浄装置と、特許文献２に示すような使用の都度、瞬間温水交換器で加熱する衛生洗浄装置が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８４０３８号
【０００４】
【特許文献２】特開２００５−０５４４５６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す貯湯式電気温水器を備えた衛生洗浄装置にあっては、常時適温に加熱保温していなければならないため、ランニングコストが掛かる、という問題を有しており、また、特許文献２に示す瞬間温水交換器で加熱する衛生洗浄装置にあっては、着座したときに加熱スイッチがオン作動させるものと、便座に近づいたことを検知して加熱スイッチをオン作動させるものが公知であるが、いずれも加熱時間が短いため、適温以下の温水が供給され易く不快であり、これを解決するためには、使用者が適温になるまで待機しなければならないため、使い勝手が非常に悪い、という問題を有していた。
【０００６】
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、瞬間温水交換器で加熱する機器の、加熱作動を制御する送信器の電源を、無電源とすることで、コード類を不要となし、これにより、室内にコードを張り巡らせることなく、簡単に設置することができ、しかも、該送信器を扉に取り付けることで、該扉の開閉動により加熱作動を開始させることができ、その結果、瞬間温水交換器を備えた機器の加熱時間を従来よりも数秒早めることができるので、適温までの加熱時間を十分確保することができる使い勝手に優れた瞬間温水交換器を備えた機器の作動制御装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、この発明に係る電気機器の作動制御装置は、請求項１に記載したように、個室の扉や該扉の開閉操作体に、個室内の電気機器の作動スイッチをオン作動制御する発信器を配設し、該発信器は、自己発電可能な圧電発電装置を備え、該圧電発電装置で発電された電力により、前記電気機器の作動スイッチをオン作動制御する信号を無線で送信することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気機器の作動制御装置を技術的前提とし、前記圧電発電装置を、少なくとも一の板状に形成された圧電セラミックス体と、バネ材で形成された基部材と、該基部材の端部に固定された鋼球支持弾性体と、この鋼球支持弾性体の両端部にそれぞれ固定されて上記圧電セラミックス体を殴打して該圧電セラミックス体に衝撃を与える鋼球と、で構成し、上記扉を開作動により上記圧電発電装置の鋼球の一方を殴打して振動させ、他方の鋼球がその共振作用によって往復振動を連続して発電を繰り返すように構成したことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電気機器の作動制御装置を技術的前提とし、前記鋼球支持弾性体は、基部材から同じ長さを有して同基部材に固定されていると共に、該基部材の両端部に固定される鋼球も、ほぼ同じ形状・重量で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明にあっては、電気機器で加熱する機器の、加熱作動を制御する送信器の電源を、無電源とすることができ、その結果、コード類が不要となるので、室内にコードを張り巡らせることなく、簡単に設置することができ、しかも、該送信器を扉や該扉の開閉操作体に取り付けることで、該扉や該扉の開閉操作体の開作動により加熱作動を即時に開始させることができ、その結果、瞬間温水交換器等の電気機器を備えた機器の加熱時間を従来よりも数秒早めることができるので、適温までの加熱時間を十分確保することができ、使い勝手を向上させることができる。
【００１１】
請求項２及び請求項３に記載の発明にあっては、簡単でかつ安価な機構により鋼球の打撃力を、簡単かつ小型の圧電発電装置で連続的に繰り返して得ることができるので、従来の圧電発電装置の数十倍という発電力が得られ、請求項１に記載の加熱機器の作動制御装置における発信電力として十分な発電力が得られる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に示す発明の実施例に基づき、この発明を詳細に説明する。
【００１３】
この発明の実施例は、この発明を、人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置Ｗが設置されたトイレの扉８を開閉する開閉ノブ８Ａに送信器（後記する送信部７０と同じ。）を取り付けた例を示している。勿論、この発明にあってはこの例に限定されるものではなく、瞬間温水交換器を備えたシャワーが配設されてなる浴室等、扉を有する個室に取り付けられた各種加熱機器にも適用することができる。
【００１４】
即ち、この実施例に係る衛生洗浄装置Ｗは、図１に示すように、洗浄のパターンを選択するコントローラ１、本体部４、便座部５および蓋部６で構成されている。尚、タンク３は、水道配管に接続されており、便器１内に洗浄水を供給する。
【００１５】
本体部４には、便座部５および蓋部６が開閉自在に取り付けられる。さらに、本体部４には、ノズル部７を含む洗浄水供給機構が設けられるとともに、受信器８０（図４参照）を備えた制御部が内蔵されている。本体部４の制御部は、無線を介して送信器（送信部７０）と通信可能に接続されており、送信器（送信部７０）より送信される信号に基いて、公知の構成からなる瞬間温水交換器（図示せず）や洗浄水供給機構を制御すると共に、便座部５に内蔵されたヒータ（図示せず）及び本体部４に設けられた脱臭装置（図示せず）や温風供給装置（図示せず）、照明の点灯等の制御も行う。
【００１６】
このように構成されてなる衛生洗浄装置Ｗの瞬間温水交換器等の作動をオン作動させる送信器（送信部７０）は、この実施例では図２に示す圧電発電装置３０に組み込まれて構成されている。
【００１７】
圧電発電装置３０は、相対向する一対のフレーム３１，３１と、該各フレーム３１に固定され、圧電セラミックス体１０の固有振動が他の構造体に伝達しにくい柔状態で該圧電セラミックス体１０をクッション材１２を介して保持する板バネ（図示せず）と、この板バネに固定された圧電セラミックス体１０と、上記一対のフレーム３１，３１間に掛け渡されたバネ材で形成されてなる基部材４０と、該基部材４０の中央部で前後に延びるように固定された弾性支持体４１，４２と、この弾性支持体４１，４２の両端部にそれぞれ固定されてなる硬質の鋼球である鋼球４３，４４とで構成されており、この一方の鋼球４３に、開閉ノブ８Ａを開方向に回動させたときの力Ｆを付与することで、他方の鋼球４４が共振作用によって上下振動を連続して繰り返し、上記圧電セラミックス体１０を殴打して該圧電セラミックス体１０に衝撃を与え発電させるように構成されている。
【００１８】
尚、開閉ノブ８Ａを開方向に回動させたときの力Ｆは、該開閉ノブ８Ａの軸８Ｂのフレーム側に固定された主ギア８Ｃから、該主ギア８Ｃと噛合して回転する従動ギア８Ｄを経て、この従動ギア８Ｄの回転により正逆方向に回転する殴打体８Ｅへと伝達される。
【００１９】
即ち、この実施例では、上記開閉ノブ８Ａを把持して、扉８を開く方向に回転操作すると、図２に示すように、主ギア８Ｃが回転し、この主ギア８Ｃの回転に伴って従動ギア８Ｄが主ギア８Ｃの回転方向とは逆方向に回転するので、該従動ギア８Ｄの回転に伴って殴打体８Ｅが従動ギア８Ｄと同じ方向に回動して上記圧電発電装置３０の一方の鋼球４３，４３，４３を殴打するように構成されている。
【００２０】
勿論、この発明にあっては、上記圧電発電装置３０を必ずしも開閉ノブ８Ａに一体的に取り付ける必要はなく、例えば、圧電発電装置３０のハウジングにバネ付勢されたスイッチを出没自在に配設し、該圧電発電装置３０をトイレの扉８の邪魔にならない位置に取り付け、該扉８が開いたときに、該スイッチがバネ付勢力によって移動して上記鋼球４３を殴打するように構成してもよく、この場合、上記スイッチの出没運動を回転運動に転換させることができる機構であれば、公知の各種機構を採用することもできる。
【００２１】
ところで、この実施例では、棒状ステンレス等の金属体で形成されてなる上記弾性支持体４１，４２は、上記基部材４０の接続点Ｌ０から同じ長さＬ１，Ｌ２を有して溶接固定されている。
【００２２】
ここで、図２と図３に示す鋼球４３，４４を０．６ｇの鋼球で形成し、弾性支持体４１，４２をφ０．６のステンレス棒材（ｓｕｓ３０４−ＷＰＢ）で形成し、かつ、Ｌ１，Ｌ２間長さを７０ｍｍとし、ステンレス材（ｓｕｓ３０１：ｔ＝０．４）で形成された基部材４０のＬ０寸法を１５ｍｍに設定した場合、鋼球４３，４４の上下振幅ストロークは１４〜１５ｍｍであった。この構成からなる圧電発電装置３０による発電量を、公知の測定装置で電圧を測定した。その結果を、図４に示す。
【００２３】
図４に示すデータからも明らかなように、上記一方の鋼球４３に力Ｆを１度与えると、他方の鋼球４４が振り子状に連続して振動を繰り返し、従来のような１回限りの殴打により得られる発電量の数十倍の発電が得られることが判る。即ち、この実施例では、Ｌ１＝Ｌ２，４３＝４４として、一方の固有振動数と他方の固有振動数とを同一に設定し、左右が共振するように構成されている。このように構成することで、一方の固有周波数（ｎ・ｆｏ）を他方の固有周波数（ｆｏ）の整数倍にすることができ、その結果、一方の蓄積エネルギーを大きく（完成モーメントを大きく）することで、固有周波数は下がり、他方の鋼球４４の振動継続時間を長くすることができる。
【００２４】
また、この圧電発電装置３０によれば、部品点数を大幅に削減することができ、コストダウンと共に、装置を非常に小さくすることができる。
【００２５】
尚、上記実施例では、上記弾性支持体４１，４２と基部材４０との連結を、溶接で行う場合を例にとり説明したが、この発明にあってはこれに限定されるものではなく、ねじ止めやかしめ止め、或は強力な接着剤を用い或はハンダ付け等の公知の手段で一体的に連結することもできる。
【００２６】
ところで、上記圧電セラミックス体１０は、この実施例では、同一材質、同一形状、同一厚さの２枚の板状の圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂを、各圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂの分極の極性を同一方向にし、かつ、該圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂ間に、りん青銅や真鍮等の導電性金属で１０μｍ〜５０μｍの厚さに形成された極薄の金属電極１１を配置し、これら圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂと金属電極１１を接合して構成されている。
【００２７】
圧電セラミックス素子は、チタンジルコン酸亜鉛系の素材が用いられ、また、クッション材１２としては、合成樹脂材、ゴム材或はこれらをスポンジ状に形成した軟質材料を用いることができ、具体的には発泡ポリエチレンが好適である。また、板バネは金属製に限らず、合成樹脂製の板材でも良く、さらに、この実施例では、鋼球４３，４４を、圧電セラミックス体１０が破壊されていない程度に重量が重く発電効率が良好なタングステンや鉄などを用いることができ、また、圧電セラミックス体１０の鋼球衝突面部をプロテクトするプロテクタは、加工性に優れたリン青銅やステンレス等の硬い金属或は合成樹脂などを用いることができる。
【００２８】
そして、この実施例では上記金属電極１１を上記極薄の厚さとすることで、該金属電極１１による機械的な抵抗をごく僅かに抑えることができ、２つの圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂと金属電極１１の接合面を中心（伸縮しない部位）にたわみ振動が発生したとしても、該たわみ振動の金属電極１１による減衰を可及的に小さく抑えることができる。尚、この実施例の構成では、一方の側の圧電セラミックス素子１０ａが伸長すれば他方の側の圧電セラミックス素子１０ｂは収縮し、かつ出力電圧の電極は逆方向となり、両圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂは並列に接続された発電構成となる。
【００２９】
また、この実施例では、上記たわみ振動が行われると、一方の圧電セラミックス素子１０ａ（又は１０ｂ）で伸長と伸縮との両方の作用が行われて、分極が打ち消されるということがなく効率的に発電が行われる。発電された電気エネルギーとしての電流は、両圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂ及び金属電極１１に導電接続されたリード線１５を用いて取り出される。
【００３０】
尚、本実施例では、２枚の圧電セラミックス素子１０ａ，１０ｂを、金属電極１１を介装して積層した場合を例にとり説明したが、各圧電セラミックス素子１０ａ（１０ｂ）自体を、それぞれ積層構造とすることができる。この積層構造では、複数枚の圧電セラミックス素子を接合（この場合は分極の極性も同一方向に）して、一方の圧電セラミックス素子１０ａ（又は１０ｂ）を形成する。このように、圧電セラミックス素子１０ａ（又は１０ｂ）自体を積層構造とし、これを例えば弾性特性を有する接着材により接合した場合には、この弾性効果により、材質的に強度に欠ける圧電セラミックス体１０の曲がりが容易になって曲げ強度を維持することができる。尚、この発明において、圧電セラミックス体１０の外形形状は特に限られるものではなく、円形、楕円形、三角形、四角形或いは多角形等、利用実施に対応させて適宜の形状のものを用いることができる。
【００３１】
また、この実施例に用いられる板バネは、その中央部のみ或いは両端部を接着材で圧電セラミックス体１０をクッション材１２を介して固着することで、圧電セラミックス体１０の振動を減衰させないように構成されている。圧電セラミックス体１０が振動する場合、この圧電セラミックス体１０を支持する部材は圧電セラミックス体１０の振動を減衰させる要因になり、この減衰要因を取り除くために、クッション材１２及び板バネを用いて極力圧電セラミックス体１０を自由な状態におく。圧電セラミックス体１０の歪みは、圧電セラミックス自体が持つ固有振動となって暫くの間、継続する。この固有振動を長く継続させるためには、この固有振動を圧電セラミックス体１０以外の他の構成体に伝えないことが重要である。圧電セラミックス体１０の固有振動は、電気エネルギーとして変換されるが、その他の構造体の振動は全て機械的な抵抗となって固有振動エネルギーを吸収してしまい、電気エネルギーとして取り出すことができない。このため、この実施例では、圧電セラミックス体１０と他の構造体との間で上記固有振動が伝達しないような柔らかな接触を実現するための手段としてクッション材１２及び板バネを用いることで、圧電セラミックス体１０の固有振動を長く継続させることができ、発電効率が良くなる。勿論、このクッション材１２及び板バネは圧電セラミックス体１０に加えられる衝撃を緩和する作用をも有する。
【００３２】
尚、本実施例では、上記圧電セラミックス体１０を所謂並列構造とした場合を例にとり説明したが、この発明にあってはこれに限定されるものではなく、直列構造ものを用い、或いは、従来の公知構造からなる圧電セラミックス体を用いることができることは勿論であるが、最も発電効率が高いのは本実施例に係る圧電セラミックス体１０の構造である。
【００３３】
図５は、上記圧電発電装置３０の発電部５０で発電された電流を整流させる回路部３０を示しており、該回路部６０の充電部６１には、整流手段６２と充電手段６３と判定手段６４と放電スイッチ手段６５とが備えられている。整流手段６２は、発電部５０で出力された交流電力を整流して脈流にする手段である。充電手段６３は、整流手段６２により得られた脈流を直流として充電する手段である。判定手段６４は、充電手段６３の充電量を圧電素子１０の発電のタイミングに応じて間欠的に監視し判定する手段である。この手段では、充電量は監視の際にごく少量消費されるが、間欠的に監視しているので監視による電力の消費を抑え、充電量への影響を低減させている。放電スイッチ手段６５は、判定手段６４により充電手段６３の充電量が発信可能なレベルに達したことが判定されたときに、充電手段６３の放電を開始させ、後段の発信部７０に電力を供給する手段である。
【００３４】
発信部７０には、通信制御手段７１と信号スイッチ手段７２と信号スイッチ手段７３と放電停止手段７４とが備えられている。通信制御手段７１は、通信に必要な動作を行う手段であり、この手段は充電部６１から電力が供給されることで開始される。この手段では、動作の開始により信号スイッチ手段７２をＯＮさせるように働くとともに、発信のためのデータを信号発生手段７３に渡す。信号スイッチ手段７２は、通信制御手段７１によりＯＮされて、信号スイッチ手段７３に電力を供給する手段である。
【００３５】
信号スイッチ手段７３は、通信制御手段７１より受け取った発信のためのデータを信号に変換して発信する。放電停止手段７４は、充電部６１からの電力の供給を停止させるように放電スイッチ手段６５を動作させる手段である。この手段は、通信制御手段７１が発信のために必要なデータを全て信号スイッチ手段７３に渡し終わったら、通信制御手段７１により動作させられる。
【００３６】
図６は回路図であり、Ｓ点、＋点、−点により接続される。整流手段６２はダイオードＤ１〜Ｄ６により全波整流の回路が形成されており、発電部５０から出力された交流電力をここで整流し脈流として後段に出力する。発電部５０から取り出された４本のリード線のうち３本のリード線が結線され、３本のリード線が６個のダイオードＤ１〜Ｄ６に接続されている。
【００３７】
充電手段６３は、コンデンサＣ１を備えている。このコンデンサＣ１は、充電電池に代替してもよい。整流手段６２で整流された脈流は、コンデンサＣ１に直流として逐次充電され、鋼球４４が圧電セラミックス体１０に衝突して発電を繰り返すたびにコンデンサＣ１の両端の電圧が高くなる。
【００３８】
放電スイッチ手段６５には、自己保持型電流スイッチが用いられている。本実施例では、相補トランジスタを用いており、ＰＮＰトランジスタＴｒ１とＮＰＮトランジスタＴｒ２とを組み合わせている。この放電スイッチ手段６５では、ｂ点に、ｃ点の電圧より約０．６Ｖ（Ｔｒ１により決まる値）低い電圧が印加されると、Ｔｒ１がＯＮとなり、ほぼ同時にＴｒ２がＯＮとなる。このように放電スイッチ手段６５がＯＮ状態となると、ｃ点とｄ点の間はきわめて低いインピーダンスとなる。そして、充電手段６３のコンデンサＣ１に貯めた電力を放電し、きわめて少ないロスで通信制御手段７１に供給する。そして、このＯＮ状態は、自己保持状態となり放電停止するまで継続する。
【００３９】
判定手段６４は、コンデンサＣ２，Ｃ３と抵抗Ｒ１，Ｒ２を備えている。Ｃ３は誤動作防止用に設けたものである。コンデンサＣ２と抵抗Ｒ１は、圧電素子１０からの出力である図５中に示すａ点と放電スイッチ手段６５の図５中に示すｂ点との間に設けられている。そして、この時定数で充電量の判定の際にｂ点に電圧を印加する時間を決めている。ａ点には鋼球４４が圧電素子１０に衝突する度に交流電力が発生するが、この電圧は、コンデンサＣ１の両端の電圧にダイオードＤ６の上棟方向の電圧を加えた値である。そして、コンデンサＣ１が充電により電圧上昇するとともにａ点の交流電圧も上昇する。つまり、ａ点ではコンデンサＣ１両端の直流電圧にほぼ比例した交流電圧が、鋼球４４が衝突するたびに、すなわち間欠的に得られる。そしてこのａ点での交流電圧は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２の時定数で決めたごく短時間で印加される。ｂ点の電圧は抵抗Ｒ１，Ｒ２の分配比により決められ、上述したようにｂ点の電圧がｃ点の電圧よりも約０．６Ｖ（Ｔｒ１により決まる値）低い電圧の値を超えると放電スイッチ手段６５がＯＮとなる。
【００４０】
ここでは、ｂ点の電圧は、
ｃ点の電圧×（１−Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））
で示されるため、このｂ点の電圧がｃ点の電圧よりも約０．６Ｖ低い電圧「ｃ点の電圧−約０．６Ｖ」と等しくなったときが判定の閾値となり、これをもって充電量のレベルを判定する。
【００４１】
このため、Ｒ１とＲ２を調整することで放電を開始させる充電量を発信可能なレベルに調整することができる。このレベルは発信する信号に応じて任意に設定される。
【００４２】
通信制御手段７１は、通信制御回路７５とコンデンサＣ７と抵抗Ｒ８とＦＥＴ１を備えている。コンデンサＣ７は動作安定用に設けたものである。抵抗Ｒ８とＦＥＴ１は通信制御回路７５と信号スイッチ手段７２を低消費電力でインターフェースするためのレベル変換に設けたものである。充電部６１からの放電により通信制御回路７５に電力が供給されると、通信制御回路７５の内部で発信に必要な手順が実行される。なお、通信制御回路７５は消費電力の小さいものである。
【００４３】
信号スイッチ手段７２は、ＰＮＰトランジスタＴｒ４と抵抗Ｒ６，Ｒ７とコンデンサＣ６を備えている。信号発生手段７３を構成する信号発生回路７６が比較的大電力を必要とするために、この信号スイッチ手段７２では大電力用トランジスタスイッチＴｒ４を使って、信号発生回路７６に電力を供給するよう構成している。信号スイッチ手段７２では、通信制御回路７５からの発信開始の指令がＦＥＴ１と抵抗Ｒ７を通ってトランジスタＴｒ４をＯＮさせると、信号スイッチ手段７３で発信を開始させるよう動作する。
【００４４】
信号発生手段７３は、上記信号発生回路７６とアンテナ７７を備えており、信号スイッチ手段７２から電力が供給されると、通信制御回路７２から受け取った発信のためのデータを無線信号に変換してアンテナ７７から発信する。
【００４５】
放電停止手段７４は、ＰＮＰトランジスタＴｒ３と抵抗Ｒ４，Ｒ５とコンデンサＣ４，Ｃ５とを備えている。コンデンサＣ４，Ｃ５は、誤動作防止用に設けている。この手段では、通信制御回路７５が発信のために必要なデータを信号発生回路７６に送出し終えたら、通信制御回路７５から抵抗Ｒ４を通してトランジスタＴｒ３をＯＮさせる信号を出力する。トランジスタＴｒ３がＯＮとなると放電スイッチ手段６５の自己保持は解除となり、コンデンサＣ５に貯まっていた電力の放電は停止して、発信動作は終了する。
【００４６】
図５のブロック図に示すように、発電部５０の出力が回路部６０に取り出される。回路部６０には、発電部５０で発生した交流電力を整流して充電する充電部６１と発信部７０とが備えられている。そして、発信部７０から発信された信号は、受信器８０の受信部８１に受信され、衛生洗浄装置Ｗの瞬間温水交換器等の加熱作動がオン作動する
【００４７】
このように、本実施例では、回路部６０で、圧電セラミックス体１０が発電するたびにその出力から交流電圧を取り出し、これを判定手段６４に用いて充電量を判定している。このような充電量の間欠的な判定は、充電量が増加するタイミングで効率よく判定される。その上、判定のために無駄な電力を消費することが大幅に抑制されるので、発信に必要な電力を素早く充電して発信部７０に供給できる。
【００４８】
発信部７０から発信された信号が受信器８０の受信部８１に受信されると、上記瞬間温水交換器の他、洗浄水供給機構や、便座部５に内蔵されたヒータ（図示せず）及び本体部４に設けられた脱臭装置（図示せず）や温風供給装置（図示せず）、照明の点灯等の制御も行なわれるように構成することもできる。
【００４９】
以上説明したように、この実施例に係る瞬間温水交換器で加熱する衛生洗浄装置Ｗにあっては、上記瞬間温水交換器の加熱作動や、洗浄水供給機構、便座部５に内蔵されたヒータ（図示せず）及び本体部４に設けられた脱臭装置、温風供給装置、照明の点灯等の制御する圧電発電装置３０の電源を、無電源とすることができ、その結果、コード類が不要となるので、室内にコードを張り巡らせることなく、簡単に扉８に設置することができ、しかも、送信部７０を備えた圧電発電装置３０を扉８の開閉ノブ８Ａに取り付けることで、該ノブ８Ａの開作動により上記加熱作動を即時に開始させることができ、その結果、瞬間温水交換器を備えた衛生洗浄装置Ｗの加熱時間を従来よりも数秒早めることができるので、適温までの加熱時間を十分確保することができ、適温まで待機する必要が無くなるので、使い勝手を向上させることができる。
【００５０】
また、この衛生洗浄装置Ｗにあっては、簡単でかつ安価な機構により鋼球４４の打撃力を、簡単かつ小型の圧電発電装置３０で連続的に繰り返して得ることができるので、従来の圧電発電装置の数十倍という発電力が得られ、瞬間温水交換器を備えた衛生洗浄装置Ｗの作動制御装置における発信電力として十分な発電力が得られると共に、ランニングコストを無くすることができる、という効果が得られる。
【００５１】
尚、上記実施例では、開閉ノブ８Ａで扉８を開けたときの制御について説明したが、開閉ノブ８Ａは、図示しないバネ付勢力で、衛生洗浄装置Ｗを使用するときに自動的に水平状態に戻るため、このときの戻り回転による発電は、専ら充電用として用い、衛生洗浄装置Ｗを使用した後に、再び開閉ノブ８Ａを扉開方向に回動してトイレから出るときに、再び送信作動を行い、一定時間経過後に自動的に脱臭装置や温風供給装置の作動を停止させ、或は、便座部５の加熱を停止させ、さらには、照明を自動的に消灯させるように構成してもよい。
【００５２】
また、上記実施例では、本発明をトイレに適用した場合を例にとり説明したが、瞬間温水交換器を備えたシャワールーム等の浴室等の個室の戸や扉にも適用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の実施例に係る衛生洗浄装置と扉に取り付けられた送信器（圧電発電装置）の関連を示す説明図である。
【図２】同圧電発電装置の構成を示す平面断面図である。
【図３】同圧電発電装置の構成を示す側面断面図である。
【図４】測定装置により測定された本圧電発電装置の発電量を示すグラフである。
【図５】同圧電発電装置の回路構成を示すブロック図である。
【図６】本実施例に用いられる受信器の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ｗ 衛生洗浄装置
２ 便器
４ 本体部
８ 扉
８Ａ 開閉ノブ
８Ｂ 軸
８Ｃ 主ギア
８Ｄ 従動ギア
８Ｅ 殴打体
１０ 圧電セラミックス体
１２ クッション材
３０ 圧電発電装置
４０ 基部材
４１，４２ 鋼球支持弾性体
４３，４４ 鋼球
５０ 発電部
６０ 回路部
６１ 充電部
６２ 整流手段
６３ 充電手段
６４ 判定手段
６５ 放電スイッチ手段
７０ 発信部（送信器）
８０ 受信器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個室の扉や該扉の開閉操作体に、個室内の電気機器の作動スイッチをオン作動制御する発信器を配設し、該発信器は、自己発電可能な圧電発電装置を備え、該圧電発電装置で発電された電力により、前記電気機器の作動スイッチをオン作動制御する信号を無線で送信することを特徴とする電気機器の作動制御装置。
【請求項２】
前記圧電発電装置は、少なくとも一の板状に形成された圧電セラミックス体と、バネ材で形成された基部材と、該基部材の端部に固定された鋼球支持弾性体と、この鋼球支持弾性体の両端部にそれぞれ固定されて上記圧電セラミックス体を殴打して該圧電セラミックス体に衝撃を与える鋼球と、で構成し、上記扉を開作動により上記圧電発電装置の鋼球の一方を殴打して振動させ、他方の鋼球がその共振作用によって往復振動を連続して発電を繰り返すように構成したことを特徴とする請求項１に記載の電気機器の作動制御装置。
【請求項３】
前記鋼球支持弾性体は、基部材から同じ長さを有して同基部材に固定されていると共に、該基部材の両端部に固定される鋼球も、ほぼ同じ形状・重量で形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電気機器の作動制御装置。
【請求項１】
個室の扉や該扉の開閉操作体に、個室内の電気機器の作動スイッチをオン作動制御する発信器を配設し、該発信器は、自己発電可能な圧電発電装置を備え、該圧電発電装置で発電された電力により、前記電気機器の作動スイッチをオン作動制御する信号を無線で送信することを特徴とする電気機器の作動制御装置。
【請求項２】
前記圧電発電装置は、少なくとも一の板状に形成された圧電セラミックス体と、バネ材で形成された基部材と、該基部材の端部に固定された鋼球支持弾性体と、この鋼球支持弾性体の両端部にそれぞれ固定されて上記圧電セラミックス体を殴打して該圧電セラミックス体に衝撃を与える鋼球と、で構成し、上記扉を開作動により上記圧電発電装置の鋼球の一方を殴打して振動させ、他方の鋼球がその共振作用によって往復振動を連続して発電を繰り返すように構成したことを特徴とする請求項１に記載の電気機器の作動制御装置。
【請求項３】
前記鋼球支持弾性体は、基部材から同じ長さを有して同基部材に固定されていると共に、該基部材の両端部に固定される鋼球も、ほぼ同じ形状・重量で形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電気機器の作動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−３１９８０７（Ｐ２００６−３１９８０７Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４１８７１（Ｐ２００５−１４１８７１）
【出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【出願人】（３９３０１２７２５）株式会社ユーエスシー (17)
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【出願人】（３９３０１２７２５）株式会社ユーエスシー (17)
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
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