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発明の名称 便座装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2004−160152(P2004−160152A)
公開日 平成16年6月10日(2004.6.10)
出願番号 特願2003−57230(P2003−57230)
出願日 平成15年3月4日(2003.3.4)
代理人
発明者 間▲瀬▼ 元 / 秋吉 修 / 北本 英二
要約 課題
便座装置の着座センサをケースカバー前面に配置した時に、衣類がセンサ窓に密着した場合や、水滴や小水がセンサ窓に付着した場合、あるいは人体が便座に浅座りした場合等でも着座センサが常に正常に着座を検知し、安定した性能を十分に発揮出来る着座センサを提供する。

解決手段
便ふた2、便座3、及び便ふた2と便座3の開閉を支持するケースカバー7を備え、便座3に人体が着座することを検知する着座センサ4を有する便座装置1において、便座3後端の左右に便座3とは略垂直な立壁3−a、3−bを設け、閉状態にある便座3後端とは対向したケースカバー7の前面に配置した着座センサ4の検知領域4−aを、左右方向では便座3後端左右の立壁3−a、3−bの間から、上下方向では便ふた2の後端と便座3の後端の間から閉状態にある便座3先端の方向に向けて着座センサ4を配置した。
特許請求の範囲
【請求項1】
便ふた、便座、及び該便ふたと該便座の開閉を支持するケースカバーを備え、該便座に人体が着座することを検知する着座検知手段を有する便座装置において、該便座後端の左右に該便座とは略垂直な立壁をそれぞれ設け、閉状態にある該便座後端とは対向した該ケースカバーに配置した光電式着座検知手段の検知領域を該便座後端左右の該立壁の間から閉状態にある該便座先端の方向に向けて配置したことを特徴とする便座装置。
【請求項2】
請求項1記載の便座装置において、該光電式着座検知手段の前方にあって該ケースカバーの前面に配置している検知窓と該立壁前面の距離を、該光電式着座検知手段の検知出来る最近接距離以上としたことを特徴とする便座装置。
【請求項3】
請求項2記載の便座装置において、前記検知窓は、前記ケースカバーの表面よりも内部に凹まして配置していることを特徴とする便座装置。
【請求項4】
請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の記載の便座装置において、該光電式着座検知手段を該ケースカバーの略左右中心に配置したことを特徴とする便座装置。
【請求項5】
請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の便座装置において、該光電式着座検知手段の検知領域が、該便ふたおよび該便座が閉状態にあるとき、あるいは該便ふたが開状態で該便座が閉状態にあるとき、あるいは該便ふたおよび該便座が開状態にあるときの何れの状態においても、該便ふた、該便座に対して干渉を回避するように該光電式着座検知手段を配置したことを特徴とする便座装置。
【請求項6】
請求項5記載の便座装置において、該光電式着座検知手段の検知領域を、該便ふたの後端と該便座の後端の間から、閉状態にある該便座先端の方向に向けて配置したことを特徴とする便座装置。
【請求項7】
請求項6記載の便座装置において、該光電式着座検知手段は赤外線を投光して検知物までの距離を測定する光量測距式センサであることを特徴とする便座装置。
【請求項8】
請求項7記載の便座装置において、該光電式着座検知手段と該検知窓とを一体構成として該ケースカバーに取り付けたことを特徴とする便座装置。
【請求項9】
請求項8記載の便座装置において、該検知窓と該ケースカバーとは、何れか一方に設けたリブと他方に設けた溝とを、パッキンを介して嵌合させたことを特徴とする便座装置。
【請求項10】
請求項7乃至請求項9の何れか一項に記載の便座装置において、前記光量測距式センサは、投光レンズから該検知窓までの投光空間と受光レンズから該検知窓までの受光空間とを、遮光材からなる遮光板によって隔てられていることを特徴とする便座装置。
【請求項11】
請求項10記載の便座装置において、該着座検知手段の検知領域の一部に干渉するように該検知窓の一部に遮光部分を設けたことを特徴とする便座装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、便座に人体が着座したことを検知する着座検知手段と、着座検知手段の信号に基づいてトイレ環境(洗浄装置、便座温度等)を制御する便座装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の技術を、図12および図13を用いて説明する。
従来、便座装置1として、特許文献1に示されている図12や、特許文献2に示されている図13のように、着座センサ4を備え、その検知信号によって洗浄装置、便座温度等のトイレ環境を作動可能にしたことを特徴としたものが知られている。この装置は、便ふた2が開状態であり便座3が閉状態において便座3に人体が着座しているかどうかを検知するもので、着座センサ4から投光される赤外線が人体や衣類などによって反射し、その反射光を受光して三角測量方式により検知対象物までの距離を測定することによって、便座3上に人体が着座しているかどうかを判別するものである。着座していると判断した場合にのみ洗浄装置、便座温度等のトイレ環境を作動可能としていた。
これにより、例えばトイレの掃除時やタオルの交換時など、用足し以外の目的でトイレに入室した時に、気付かずに洗浄装置や便座温度の調節スイッチを押してしまった場合でも、着座センサ4が便座3上に人体が着座していない限り洗浄装置や便座温度の制御は働かず、心外な誤動作を防止することが出来た。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−309970号公報
【特許文献2】
特開2002−194794号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の便座装置1において、三角測量方式の着座センサ4には検知出来る最近接距離が存在し、それよりも近い対象物は検知出来ない。その為、例えば図12のように着座センサ4がケースカバー7の前面にある場合には、人体が着座する際に衣類がセンサ窓5に密着してしまい、着座センサ4と衣類との距離が近すぎて着座センサ4が人体の着座を検知出来ず、着座しているにも関わらず洗浄装置、便座温度等のトイレ環境を作動させることが出来ないという場合がある。
【0005】
この例ではケースカバー7に袖があるので、袖に着座センサ4を配置することで衣類がセンサ窓5に密着する恐れは回避出来るかも知れないが、特に最近は便座装置1のコンパクト化が注目されており、例えば図13ように袖無しタイプのスッキリしたデザインをもつ便座装置1の場合には着座センサ4およびセンサ窓5をケースカバー7前面に配置することを余儀なくされ、衣類がセンサ窓5に密着することで着座センサ4が着座を検知出来ないという恐れがあった。
【0006】
そこで本発明では、便座装置において上記課題を解決すること、つまり、着座センサをケースカバー前面に配置した場合でも常に正常に着座を検知し、性能を十分に発揮出来る着座センサを提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段及びその作用・効果】
請求項1記載の発明における便座装置は、便ふた、便座、及び該便ふたと該便座の開閉を支持するケースカバーを備え、該便座に人体が着座することを検知する着座検知手段を有する便座装置において、該便座後端の左右に該便座とは略垂直な立壁をそれぞれ設け、閉状態にある該便座後端とは対向した該ケースカバーに配置した光電式着座検知手段の検知領域を該便座後端左右の該立壁の間から閉状態にある該便座先端の方向に向けて配置したことを特徴とする。
これにより、人体が着座する際に、臀部および衣類が立壁よりも前方に押さえられる為、衣類が左右の立壁の間から後方に侵入しにくくなるので、ケースカバーに配置した検知窓(センサ窓)に衣類が全面的に密着してしまうようなことは殆どない。よって、着座センサが正常に人体の着座を検知することで、意図したトイレ環境の操作を作動させることが出来る。
【0008】
請求項2、3記載の発明における便座装置は、該光電式着座検知手段の前方にあって該ケースカバーの前面に、好ましくは、面一、あるいは内部に凹まして配置している検知窓と該立壁前面の距離を、該光電式着座検知手段の検知出来る最近接距離以上としたことを特徴とする。これにより、着座した人体あるいは衣類と着座センサの距離が検知出来る最近接距離以上となるので、確実に人体の着座を検知することが出来る。また、面一の場合は、デザイン性、清掃性の観点で有効であり、凹ませた場合は、立壁の便座前後方向の厚みを稼げない場合などに有効に適用できる。
【0009】
請求項4記載の発明における便座装置は、該光電式着座検知手段を該ケースカバーの略左右中心に配置したことを特徴とする。これにより、着座した人体と着座センサの距離が最短となる為、便座先端近傍まで対象物を検知することが出来るので、便座に浅座りした場合でもより確実に着座を検知することが出来る。
【0010】
請求項5記載の発明における便座装置は、該光電式着座検知手段の検知領域が、該便ふたおよび該便座が閉状態にあるとき、あるいは該便ふたが開状態で該便座が閉状態にあるとき、あるいは該便ふたおよび該便座が開状態にあるときの状態においても、該便ふた、該便座に対して干渉を回避するように該着座検知手段を配置したことを特徴とする。これにより、着座センサを投光し続けても、便ふたおよび便座の位置によらず着座センサは人体の着座時のみ検知することになるので、例えば便蓋開閉検知センサや便座開閉検知センサを取りつけて便ふたが開状態、便座が閉状態であるときにのみ着座センサを投光して着座の有無を判定させる等ということをする必要が無く、制御が簡潔となり、またコストを低減することが出来る。
【0011】
請求項6記載の発明における便座装置は、該光電式着座検知手段の検知領域を、該便ふたの後端と該便座の後端の間から、閉状態にある該便座先端の方向に向けて配置したことを特徴とする。これにより、立壁による左右方向のみならず上下方向でも便ふた後端と便座後端によって衣類の侵入出来る面積を狭めることで、より衣類を浸入しにくくすることが出来る。
【0012】
請求項7記載の発明における便座装置は、該光電式着座検知手段は赤外線を投光して検知物までの距離を測定する光量測距式センサであることを特徴とする。これにより、便座装置に対して人体がどの程度近づいているのかを認識することで、人体が着座しているのかどうか、トイレ使用の意思を判断することが出来る。
【0013】
請求項8記載の発明における便座装置は、該着座検知手段と該検知窓とを一体構成として該ケースカバーに取り付けたことを特徴とする。これにより、着座センサとセンサ窓の取り付けにおける寸法バラツキを小さくすることで、着座センサの検知領域のバラツキを抑え、安定した性能を確保することが出来る。
【0014】
請求項9記載の発明における便座装置は、該検知窓と該ケースカバーとは、何れか一方に設けたリブと他方に設けた溝とを、パッキンを介して嵌合させたことを特徴とする。これにより、便座装置を掃除する際の水や小水の飛び散りにより発生した水がセンサ窓とケースカバーの間から浸入することを防ぎ、着座センサの腐食などによる故障を防ぐことが出来る。
【0015】
請求項10記載の発明における便座装置において、前記光量測距式センサは、投光レンズから該検知窓までの投光空間と受光レンズから該検知窓までの受光空間とを、遮光材からなる遮光板によって隔てられていることを特徴とする。これにより、投光された赤外線が、投光空間から受光空間に漏れず、また、センサ窓に付着した水滴やごみによって乱反射して受光空間に到達することも防ぐことが出来るので、着座センサの誤検知を防ぐことが出来る。より好ましくは、検知窓を可視光遮断材で設けることで、誤検知防止の信頼性を向上できる。また、遮光板及び検知窓を二色成形で成形し、遮光板部分を検知窓内に位置させて置くことで、検知窓の厚み内を透過する不要な赤外線も遮光できる。
【0016】
請求項11記載の発明における便座装置は、該着座検知手段の検知領域の一部に干渉するように該検知窓の一部に遮光部分を設けたことを特徴とする。これにより、着座センサの検知領域を狭めることで、検知領域と便ふたおよび便座の干渉を回避することが出来る。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の具体的な実施例を、図1乃至図11に基づいて詳細に説明する。
【0018】
図1に示すような左右に袖の無いスッキリしたデザインの便座装置1において、便ふた2が開状態で便座3が閉状態における着座センサ4の投光状態について図2を用いて説明する。
【0019】
図2のように便ふた2が開状態、便座3が閉状態において、便座3後端の左右に立壁3−a、3−bを便座3に略垂直に設けており、その間から着座センサ4が赤外線を投光している。また、開状態にある便ふた2後端の下部と閉状態にある便座3後端の上部の間から着座センサ4の赤外線を投光して、人体の着座の有無を検知する。この時、人体の着座を検知すると同時または後に便座装置1の洗浄、脱臭、乾燥などの機能の制御を可能とし、さらに人体が用便を終えて離座することで、着座センサ4が非検知となると同時または後に便座装置1の前記機能の制御を不能とする。
【0020】
尚、着座センサ4は、その検知領域4−aが、便ふた2および便座3が閉状態にあるとき、あるいは便ふた2が開状態で便座3が閉状態にあるとき、あるいは便ふた2たおよび便座3が開状態にあるときの何れの状態においても、便ふた2、便座3に干渉しないよう、図11のように配置している。
【0021】
次に、センサ組品6の配置と構成に関して、図1、図3を用いて説明する。
センサ組品6は図1の便座装置1におけるケースカバー7の前面に配置している。センサ組品6の水平中心の断面図を図3に示す。着座センサ4はセンサ窓5と一体である取り付け部19へのスナップフィット固定による一体で構成しており、そのセンサ組品6をケースカバー7の前面に取り付ける。
【0022】
次に、着座センサ4の構成について、図4を用いて説明する。着座センサ4は図4のように発光素子8、PSD(位置検出)素子9、回路基板10及びそれらを覆う外郭ケース11で構成されており、発光素子8及びPSD素子9の前面には投光レンズ12―aおよび受光レンズ12−bが配置されている。また着座センサ4はセンサ窓5から奥まって配置しており、その空間には発光素子8からの光が直接PSD素子9に入らないように遮光板13が設けられている。発光素子8より投光された赤外線が検知対象物で反射した光をPSD素子9が検知し、着座センサ4と検知対象物の距離を測定する。
着座センサ4の検知出来る最近接距離22について図7を用いて説明する。
発光素子8と投光レンズ12−aにより照射された光は検知対象物にあたり受光レンズ12−bによりPSD素子9に受光がスポットされる。PSD素子9にスポットされる位置は三角測距の原理により検知対象物との距離と比例関係となる。この時、レンズ12とPSD素子9の位置関係によりPSD素子9にスポットができる最近接距離22と最遠距離23が存在する。
【0023】
このようにして、トイレを使用する意思のある人体に対して、着座センサ4の検知信号に連動して便座上に人が着座しているかどうかを判別するものである。着座していると判断した場合にのみ洗浄装置、便座温度等のトイレ環境を作動可能とすることで、トイレの掃除時やタオルの交換時など、用足し以外の目的でトイレに入室した時に、気付かずに洗浄装置や便座温度の調節スイッチを押してしまった場合でも、着座センサが便座上に人体が着座していない限り洗浄装置や便座温度の制御は働かず、心外な誤動作を防止することが出来る。
【0024】
ここで第一に、着座センサ4としては検知対象物との距離を検知することの可能な反射型の光電測距センサを用いている。例えば光電光量式センサや焦電センサでは、着座センサ4と人体の距離が不安定であり、例えばトイレ清掃時やタオル、トイレットペーパーの交換等、用足し以外の目的でトイレに入室した際にも検知してしまう等の不都合が考えられる。一方で、センサとして光電測距式のセンサを用いることで、着座センサ4と人体の距離をセンサで把握し、用足しに必要であると設定した人体までの距離以内である場合のみ、着座の意思があると判断して洗浄装置、便座温度等のトイレ環境を作動可能とすることが出来る。
【0025】
ここで第二に、センサ組品6を、左右方向では便座3後端の左右の立壁3−a、3−bの間に、上下方向では開状態にある便ふた2の後端と閉状態にある便座3の後端の間に囲われて配置し、また前後方向では便座3後端の左右の立壁3−a、3−bの前面よりも着座センサ4の検知し得る最近接距離以上後方に配置している。この時、立壁3−a、3−bの前面とセンサ窓5の距離は、着座センサ4の検知し得る最近接距離分のみならず、衣類の浸入し得る想定距離分も考慮して設定するとよい。
これにより、人が着座する際に、図6のように検知対象者20の臀部あるいは衣類21が立壁3−a、3−bおよび開状態にある便ふた2の後端と閉状態にある便座3の後端によって前方に押さえられる為、検知対象者20の臀部あるいは衣類21がそれらによって囲われたすき間から後方に侵入しにくくなる。万一検知対象者20の臀部あるいは衣類21が浸入したとしても、センサ窓5までの距離は着座センサ4の検知し得る最近接距離以上離れている為、確実に着座センサ4が着座を検知するので、意図したトイレ環境の操作を作動させることが出来る。
【0026】
この時、外観のレイアウト上、センサ窓5から検知対象者20の臀部あるいは衣類21までの距離を着座センサ4の検知し得る最近接距離以上に確保出来ない場合がある。その時には、例えば図8のようにセンサ窓5に凹み部24を設け、センサ窓5と検知対象者20の臀部あるいは衣類21の距離を着座センサ4の検知し得る最近接距離以上確保してもよい。
【0027】
ここで第三に、本実施例の好ましい形態では、着座センサ4をケースカバー7の略左右中心に配置することが望ましい。これにより、着座した人体と着座センサ4の距離が最短となる為、便座3先端近傍まで対象物を検知することが出来るので、便座3に浅座りした場合でもより確実に着座を検知することが出来る。
【0028】
ここで第四に、着座センサ4の配置としては、その検知領域4−aが、便ふた2および便座3が閉状態にあるとき、あるいは便ふた2が開状態で便座3が閉状態にあるとき、あるいは便ふた2たおよび便座3が開状態にあるときの何れのそれぞれの状態において、便ふた2、便座3に干渉しないように設定している。これにより、着座センサ4を投光し続けても、便ふた2および便座3の位置によらず着座センサ4は人体の着座時のみ検知することになるので、例えば便蓋開閉検知センサや便座開閉検知センサを取り付けて便ふた2が開状態、便座3が閉状態であるときにのみ着座センサ4を投光して着座の有無を判定させる等ということをする必要が無く、制御が簡潔となり、またコストを低減することが出来る。
【0029】
ここで第五に、着座センサ4とセンサ窓5とを一体構成とし、センサ組品6としてケースカバー7に取り付けている。これにより、着座センサ4とセンサ窓5の取り付けにおける寸法バラツキを抑え、着座センサ4の性能バラツキも小さくなり、安定した性能を確保することが出来る。尚、着座センサ4とセンサ窓5を一体とする手段としては、例えばセンサ窓5と一体とした取り付け部19の何れか一方に設けられた弾性変形可能な凸部とその他方に設けられた凹部(穴、溝など)の嵌合によるスナップフィット固定が好ましい。これにより別の締結部材を用いることもなく簡潔に着座センサ4とセンサ窓5を一体とすることが出来る。
この時、取り付け部19にスナップフィット穴25を設けることになるが、図9(a)のように穴があいたままでは、例えばケースカバー7の内部の結露水が上方からセンサ組品6に落下してきた場合、結露水がスナップフィット穴25から浸入して着座センサ4内部に到達し、着座センサ4を腐食させる等の性能を害する可能性がある。そこで、例えば、図9(b)のように、スナップフィット穴25を内スライドで取り付け部19を貫通させずに抜くことが望ましい。これにより、センサ組品6の外周からの水の浸入を防ぐことが出来る。また、金型構成上内スライドが困難な場合には、例えば、図9(c)のように、スナップフィット穴25の少なくとも上部に水伝いリブ26を設けるとよい。これにより、センサ組品6の上方から水が側面を伝って落ちてきても水伝いリブ26によってガイドされたスナップフィット穴25に水が浸入することがなく、着座センサ4の腐食などによる故障を防ぐことが出来る。あるいはスナップフィット穴25に防滴シールを貼る等の工夫をして、水滴の浸入を防いでもよい。
【0030】
ここで第六に、センサ窓5とケースカバー7の合わせ代には、図3のように、センサ窓5にシールリブ14を、ケースカバー7にシール溝15を設け、センサ窓5のシールリブ14とケースカバー7のシール溝15を、パッキン16を介して嵌合させている。これにより、便座装置1を掃除する際の水や小水の飛び散りにより発生した水がセンサ窓5とケースカバー7の間から浸入することを防ぐことが出来、着座センサ4の腐食などによる故障を防ぐことが出来る。
尚、シールリブとシール溝はどちらに形成しても良いが、金型構成上等の理由でセンサ窓5にシールリブ14を設けることが困難な場合がある。その時には、図10(a)のようにケースカバー7にシールリブ14を設けて水の浸入を防いでもよい。さらに、ケースカバー7にもシールリブ14を設けることが出来ない場合には、図10(b)のようにパッキン16をシール溝15の深さよりも厚くしてつぶし代を設けても同様の効果が得られる。
【0031】
ここで第七に、センサ窓5は可視光遮断材であり、遮光板13および取り付け部19は遮光材を用いた二色成形であるとしている。これにより、投光空間17、受光空間18および外部において、赤外線の漏れ光の行き来が無くなる為、着座センサ4の誤検知を防ぐことが出来る。また、センサ窓5と取り付け部19が一体となることでガタツキが少なくなり、着座センサの性能を確保することが出来る。
さらに遮光板13は図3のようにセンサ窓5の内部にまで貫通させている。これにより、投光された赤外線がセンサ窓5に付着した水滴やごみによってセンサ窓5内を乱反射して受光空間18に到達することも無くなるので、着座センサの誤検知を防ぐことが出来る。
【0032】
ここで第八に、図5のように着座センサ4の検知領域4−aの一部に干渉するようにセンサ窓5の裏面の一部に遮光部分を設けてもよい。例えば便ふた2が開状態で便座3が閉状態にある場合など、便ふた2と便座3が所要の位置にある場合に収納上着座センサ4の検知領域4−aの一部が便ふた2乃至便座3に干渉してしまい、着座センサ4を配置出来ない場合がある。そのような場合には、検知領域4−aが便ふた2及び便座3と干渉しないよう、センサ窓5の一部に遮光部分を設けて着座センサ4の検知領域4−aを狭めることで、検知領域4−aと便ふた2及び便座3との干渉を回避することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の便座装置の斜視図である。
【図2】本発明の便座装置における便ふたが開状態で便座が閉状態であるときの(a)斜視図と(b)正面図である。
【図3】本発明の便座装置におけるセンサ組品の断面図である。
【図4】本発明の便座装置におけるセンサ組品の模式図の断面図である。
【図5】本発明のセンサ組品において、センサ窓に遮光材を配置した時の検知領域と遮光材によって遮光される領域を示した模式図の断面図である。
【図6】本発明の便座装置において衣服が立壁に遮られている図である。
【図7】光量測距式センサにおいて最近接距離が発生する原理を説明した図である。
【図8】本発明のセンサ組品において、センサ窓を凹ませた時の(a)正面図と(b)断面図である。
【図9】本発明のセンサ組品において、センサ組品の上方から落下してくる水の着座センサへの浸入を防止する対策を説明する図である。
【図10】本発明のセンサ組品とケースカバーの嵌合の一形態を示した図である。
【図11】本発明のセンサ組品におけるセンサの検知領域を示す図である。
【図12】従来の便座装置の外観図である。
【図13】従来の便座装置の外観図である。
【符号の説明】
1…便座装置
2…便ふた
3…便座
4…着座センサ
5…センサ窓
6…センサ組品
7…ケースカバー
8…発光素子
9…PSD素子
10…回路基板
11…外郭ケース
12…レンズ
13…遮光板
14…シールリブ
15…シール溝
16…パッキン
17…投光空間
18…受光空間
19…取り付け部
20…検知対象者
21…衣類
22…最近接距離
23…最遠距離
24…凹み部
25…スナップフィット穴
26…水伝いリブ




 

 


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