JP6618032B2 - トイレ装置 - Google Patents

Description

本発明は、トイレ装置に関し、特に暖房便座における温度センサの故障検知を行うトイレ装置に関する。

従来における暖房便座の制御方法として、温度センサによって便座の温度を検出し、検出した温度に応じて便座に搭載されたヒータへの通電を制御する方法が知られている。この制御方法においては、温度センサの故障によって暖房便座の異常高温などが発生してしまうリスクを低減するために、温度センサの故障検知を行っている。

温度センサの故障検知の手段として、温度センサからの温度検出信号を所定時間間隔で入力して暖房便座の温度勾配を演算したうえでその温度勾配が所定範囲を外れた場合には、ヒータに対する通電制御が異常状態になったことを検知し、故障の表示および通電停止などの処理を行うものが開示されている（特許文献１）。

特許第２７６９６７０号公報

しかし、特許文献１のような温度センサの故障検知の手段では、着座した使用者の体温などが暖房便座の温度に影響して、温度センサからの温度検出信号によって演算された暖房便座の温度勾配が所定範囲を外れてしまい、温度センサが故障していないにもかかわらず故障と判断される恐れがある。そのため、多岐にわたる状況ごとに個別の検出閾値をあらかじめ設定しておく必要があり、十分な検出精度が得られないという課題があるうえに、汎用性が低いといった課題がある。

本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、暖房便座における温度センサの故障検知の誤検知を抑制し、汎用性を向上させたトイレ装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の一態様に係るトイレ装置は、ヒータが組み込まれた便座と、便座の温度に応じて抵抗値が変化する温度検出部と、ヒータへの通電によって便座を昇温させる昇温動作を行うとともに、抵抗値に基づいて便座の温度を検出し、ヒータへの通電量を制御する制御部と、を備えたトイレ装置であって、制御部は、昇温動作時に温度検出部の故障検知を行い、故障検知において、故障検知開始から所定時間が経過するまでに抵抗値の変化量の絶対値が予め設定された閾値を超えなかった場合、温度検出部に異常ありと判断し、故障検知開始から所定時間が経過するまでに抵抗値の変化量の絶対値が閾値を超えた場合、温度検出部に異常なしと判断するとともに故障検知を終了し、さらに、制御部は、人体検知部が人体を検知すると昇温動作を開始するとともに抵抗値に基づいて便座の温度の検出を行い、検出した便座の温度と便座に設定された目標温度との差が規定値以上であれば故障検知を開始する一方、当該差が規定値未満であれば故障検知を開始しない構成としてある。

このように構成された本発明においては、昇温動作時に温度検出部の故障検知を行い、故障検知において、故障検知開始から所定時間が経過するまでに、温度検出部の抵抗値の変化量の絶対値が予め設定された閾値を超えなかった場合に、温度検出部に異常ありと判断する。そのため、便座の昇温動作時において、体温の低い使用者が便座に着座するなど外部からの干渉によって一時的に変化した便座の温度を正常状態の温度検出部が検出することで、温度検出部が故障していないにも関わらず異常ありと判断されることによる温度検出部の故障の誤検知を抑制できる。また、温度検出部の抵抗値の変化が大きい昇温動作時に故障検知を行うため、検出値の誤差による誤検知が起こりにくい。さらに、温度検出部の抵抗値の変化量の絶対値が設定された閾値を超えた時点で温度検出部に異常なしと判断するとともに故障検知を終了することにより、そのあとに便座への外部からの干渉によって閾値を下回ったとしても故障と判断されない。したがって、汎用性が高く、検出精度が高い温度検出部の故障検知である。
また、昇温動作開始時の便座の温度と便座に設定された目標温度が近い場合は、温度検出部の抵抗値の変化が小さいため誤検知が起こりやすいが、昇温動作開始時の便座の温度と便座に設定された目標温度との差が規定値以上であれば故障検知を開始する一方、規定値未満であれば故障検知を行わない構成とすることで、温度検出部の故障の誤検知を抑制することができる。

また、本発明の一態様に係るトイレ装置は、終了条件が成立するとヒータの昇温動作を停止して故障検知を終了する構成としてもよい。

このように構成された本発明においては、昇温動作及び故障検知が行われている間に終了条件が成立すると昇温動作を停止して故障検知を終了することで、無駄な電力の消費を抑制できる。

本発明によれば、暖房便座における温度センサの故障検知の誤検知を抑制することができ、汎用性を向上することができる。

本実施形態における大便器の全体斜視図である。 本実施形態におけるトイレ装置の主構成を表すブロック図である。 本発明の実施形態による便座の昇温動作における制御部の制御フローを表すフローチャートである。 図３における開始条件及び終了条件を示した図である。 本発明の実施形態によるサーミスタの故障検知における制御部の制御フローを表すフローチャートである。

＜大便器の構成＞
まず、図１，２を参照して、本発明の実施形態によるトイレ装置の全体構成について説明する。図１は、本実施形態における大便器の全体斜視図である。図２は、本実施形態におけるトイレ装置の主構成を表すブロック図である。

図１に示すように、大便器１は、ボウルを有する便器本体１０と、便器本体１０の上部に設置されたトイレ装置４０と、を備える。トイレ装置４０は、便器本体１０の上部後方側に設置されたケーシング１５と、そのケーシング１５に対して開閉自在に軸支された便座２０及び便蓋３０と、を有する。

図２に示すように、トイレ装置４０は、制御部５０と、便座２０に内蔵された温度検出部としてのサーミスタ６０と、トイレルーム内の人体を検知する人体検知部としての人体検知センサ７０と、ケーシング１５内に収納された機能装置８０と、を有する。機能装置８０としては、使用者の局部の洗浄を行う局部洗浄装置８１、使用者の局部の乾燥を行う乾燥装置８２、便器本体１０に対してケーシング１５を昇降させる昇降装置８３、ケーシング１５に対して便座２０を開閉させる便座開閉装置８４などがある。

便座２０の内部にはヒータ２１が組み込まれており、ヒータ２１への通電が行われることによって便座２０の加熱が行われる。

サーミスタ６０は、便座２０の温度に応じて自身の抵抗値Ｒを変化させるものである。具体的には、便座２０の温度が高ければ高いほど抵抗値Ｒは高くなる。サーミスタ６０は、この抵抗値Ｒに相当する検知情報６０Ａを制御部５０に向けて出力する。制御部５０は、入力された検知情報６０Ａに基づいて便座２０の温度を検出することができる。

人体検知センサ７０は、トイレルーム内の人体を検知すると検知信号７０Ａを制御部５０へ送信する。

大便器１が設置されたトイレルーム内には操作部９０が設置されており、使用者が操作部９０を操作することで制御部５０へ出力信号９０Ａが送られる。制御部５０は、操作部９０から受信した出力信号９０Ａの情報に応じて、機能装置８０の動作を制御したり便座２０の目標温度としての設定温度Ｔを設定及び変更したりする。また、操作部９０には、制御部５０からの指示によって点滅動作を行うＬＥＤ９１が設けられている。

制御部５０は、検知情報６０Ａ、検知信号７０Ａ、及び出力信号９０Ａの受信結果に応じてヒータ２１への通電量を制御する。なお、制御部５０は、コンセントによって接続された外部電源１００から電力供給を受ける。また、制御部５０は、タイマーＳを有する。

＜制御部５０の制御フロー＞
次に、図３〜５を参照して、本発明の実施形態による制御部の制御フローについて説明する。図３は、本発明の実施形態による便座の昇温動作における制御部の制御フローを表すフローチャートである。図４は、図３における開始条件及び終了条件を示した図である。図５は、本発明の実施形態によるサーミスタの故障検知における制御部の制御フローを表すフローチャートである。なお、ここで説明する制御部の制御フロー処理は一定の周期
で呼び出されて繰り返し実行される。また、便座の昇温動作とは、ヒータ２１への通電量を大きくすることで、便座２０の温度を設定温度Ｔと略同一にするために便座２０をヒータ２１によって加熱する動作のことをいう。

＜昇温動作における制御フロー＞
図３に示すように、まず制御部５０は開始条件が成立しているか否かを判断する（Ｓ１）。ここでいう開始条件とは、図４で示すように、便座２０が閉じた状態である（便座閉）、昇降装置８３によってケーシング１５が上昇した状態でない（フロントダウン）、ヒータ２１の断線などのような便座２０の異常が発生していない（便座異常なし）、便座２０の設定温度Ｔが入力されている（設定温度有）、ヒータ２１が待機状態である（待機状態）、といった５つの条件を全て満たすことである。つまり、開始条件は、これら５つの条件をすべて満たすことで成立する。なお、ここでいうヒータ２１が待機状態であるとは、制御部５０がヒータ２１への通電量を便座２０の昇温動作時に比べて低くした状態のことをいう。

ステップＳ１において開始条件が成立していると判断した場合は、人体検知センサ７０から検知信号７０Ａを受信したか否かを判断する（Ｓ２）。ステップＳ２において検知信号７０Ａを受信したと判断した場合は、検知信号７０Ａを受信した時点においてサーミスタ６０から受信した検知情報６０Ａに基づいて便座２０の初期温度Ｔ０を検出し、その初期温度Ｔ０を記憶する（Ｓ３）。

ステップＳ１において開始条件が成立していないと判断した場合、若しくはステップＳ２において検知信号７０Ａを受信したと判断しなかた場合は、再びステップＳ１へと戻る。

ステップＳ３にて初期温度Ｔ０を記憶したのち、設定温度Ｔと初期温度Ｔ０との差（Ｔ−Ｔ０）が規定値以上であるか否かを判断する（Ｓ４）。本実施形態においては、この規定値を６．５℃とする。

ステップＳ４において差（Ｔ−Ｔ０）が６．５℃以上であると判断した場合は、ヒータ２１への通電量を制御することにより便座２０の昇温動作を開始すると同時にサーミスタ６０の故障検知を開始する（Ｓ５Ａ）。

ステップＳ４において差（Ｔ−Ｔ０）が６．５℃以上であると判断しなかった場合は、サーミスタ６０の故障検知は開始せずに便座２０の昇温動作のみを開始し（Ｓ５Ｂ）、後述するステップＳ１２へと進む。

ステップＳ５Ａにて便座２０の昇温動作及びサーミスタ６０の故障検知が開始したのち、サーミスタ６０の故障検知において判断結果が確定しているか否かを判断する（Ｓ６）。ステップＳ６において判断結果が確定していると判断した場合は、サーミスタ６０の故障検知を終了する（Ｓ７）。

ステップＳ６において判断結果が確定していると判断しなかった場合は、終了条件が成立しているか否かを判断する（Ｓ８）。ここでいう終了条件とは、図４で示すように、便座２０が開いた状態である（便座開）、昇降装置８３によってケーシング１５が上昇した状態である（フロントアップ）、ヒータ２１の断線などのような便座２０の異常が発生している（便座異常あり）、便座２０の設定温度Ｔが便座２０の昇温動作開始時から変更された（設定温度変更入力）、といった４つの条件の少なくともいずれか１つを満たすことである。つまり、終了条件は、これら４つの条件のうち少なくともいずれか１つを満たすことで成立する。

ステップＳ８において終了条件が成立していると判断した場合は、サーミスタ６０の故障検知を終了してヒータ２１への通電を待機状態にし（Ｓ９）、処理を終了する。ステップＳ８において終了条件が成立してないと判断した場合は、ステップＳ６へと戻る。

ステップＳ７にてサーミスタ６０の故障検知を終了したのち、ステップＳ６にて確定した判断結果がサーミスタ６０に異常ありと判断したか否かを判断する（Ｓ１０）。ステップＳ１０においてサーミスタ６０に異常ありと判断した場合は、ヒータ２１への通電をオフにするとともに、操作部９０に設けられたＬＥＤ９１を点滅させる（Ｓ１１）。その後に、処理を終了する。

ステップＳ１０においてサーミスタ６０に異常ありと判断しなかった場合は、便座２０の昇温動作をそのまま継続する（Ｓ１２）。ステップＳ１２にて昇温動作を継続したのち、便座２０の温度が設定温度Ｔに到達しているか否かを判断する（Ｓ１３）。ステップＳ１３において便座２０の温度が設定温度Ｔに到達していると判断しなかった場合は、終了条件が成立しているか否かを判断する（Ｓ１４）。ステップＳ１４において終了条件が成立していないと判断した場合は、ステップＳ１２へと戻り、便座２０の昇温動作を継続させる。

ステップＳ１３において便座２０の温度が設定温度Ｔに到達していると判断した場合、若しくはステップＳ１４において終了条件が成立していると判断した場合は、ヒータ２１への通電を待機状態にし（Ｓ１５）、処理を終了する。

＜故障検知の制御フロー＞
ここで、図３におけるステップＳ６で行われるサーミスタ６０の故障検知の判断結果の確定について説明する。

まずサーミスタ６０の故障検知が開始されると、図５に示すように、便座２０の昇温動作開始時のサーミスタ６０の初期抵抗値Ｒ０を記憶するとともにタイマーＳのカウントをスタートさせる（Ｓ１００）。

ステップＳ１００を行ったのち、サーミスタ６０から検知情報６０Ａとして受信したサーミスタ６０の抵抗値Ｒと初期抵抗Ｒ０との差の絶対値、つまり便座２０の昇温動作開始時からのサーミスタ６０の抵抗値の変化量の絶対値（｜Ｒ−Ｒ０｜）が閾値Ｘを超えたか否かを判断する（Ｓ１０１）。なお、閾値Ｘは制御部５０に予め設定されているものであり、本実施形態においてはこの閾値Ｘを３ＡＤとする。ちなみに、１ＡＤは約０．５℃に相当する抵抗の値である。

ステップＳ１０１において｜Ｒ−Ｒ０｜が３ＡＤを超えたと判断した場合は、サーミスタ６０に異常なしとの判断結果を確定し、タイマーＳのカウントをリセットする（Ｓ１０２）。

ステップＳ１０１において｜Ｒ−Ｒ０｜が３ＡＤを超えたと判断しなかった場合は、タイマーＳのカウントが６０秒経過したか否かを判断する（Ｓ１０３）。ステップＳ１０３においてタイマーＳのカウントが６０秒経過していると判断した場合は、サーミスタ６０に異常ありとの判断結果を確定し、タイマーＳのカウントをリセットする（Ｓ１０４）。ステップＳ１０３においてタイマーＳのカウントが６０秒経過していると判断しなかった場合は、ステップＳ１０１へと戻る。

このサーミスタ６０の故障検知によって確定した判断結果は、図３におけるステップＳ１０において反映されることとなる。

＜作用・効果＞
次に、本発明の実施形態によるトイレ装置の作用効果を説明する。

本発明の実施形態においては、サーミスタ６０の故障検知において、制御部５０によって、サーミスタ６０から検知情報６０Ａとして受信したサーミスタ６０の抵抗値Ｒと初期抵抗Ｒ０との差の絶対値、つまり便座２０の昇温動作開始時からのサーミスタ６０の抵抗値の変化量の絶対値（｜Ｒ−Ｒ０｜）が閾値Ｘとして設定された３ＡＤを超えたと判断されずにタイマーＳが６０秒を経過すると、サーミスタ６０に異常ありとの判断結果を確定する。これにより、便座２０の昇温動作時において、体温の低い使用者が便座２０に着座するなど外部からの干渉によって一時的に便座２０の温度が変化したとしても、タイマーＳが６０秒を経過するまではサーミスタ６０の故障検知の判断結果を確定しないため、サーミスタ６０が故障していないにも関わらず異常ありと判断される誤検知を抑制できる。また、サーミスタ６０の抵抗値Ｒの変化が大きい便座２０の昇温動作時にサーミスタ６０の故障検知を行うため、検出値の誤差によるサーミスタ６０の故障の誤検知が起こりにくい。さらに、制御部５０によって｜Ｒ−Ｒ０｜が閾値Ｘとして設定された３ＡＤを超えたと判断した場合、サーミスタ６０に異常なしとの判断結果を確定するとともにサーミスタ６０の故障検知を終了する。これにより、そのあとに便座２０への外部からの干渉によって、｜Ｒ−Ｒ０｜が閾値Ｘとして設定された３ＡＤを下回ったとしてもサーミスタ６０が故障であると判断されない。したがって、汎用性が高く、検出精度が高いサーミスタ６０の故障検知である。

また、設定温度Ｔと初期温度Ｔ０との差（Ｔ−Ｔ０）が規定値として設定された６．５℃以上であるか否かを判断し、差（Ｔ−Ｔ０）が６．５℃以上であると判断した場合は、ヒータ２１への通電量を制御することにより便座２０の昇温動作を開始すると同時にサーミスタ６０の故障検知を開始し、差（Ｔ−Ｔ０）が６．５℃以上であると判断しなかった場合は、サーミスタ６０の故障検知は開始せずに便座２０の昇温動作のみを開始する。これにより、便座２０の昇温動作開始時の便座２０の初期温度Ｔ０と設定温度Ｔとの差が規定値の６．５℃以上であり、サーミスタ６０の抵抗値Ｒの変化が大きいときにのみ便座２０の昇温動作及びサーミスタ６０の故障検知を行うことで、サーミスタ６０の故障の誤検知を抑制することができる。

また、サーミスタ６０の故障検知において、終了条件が成立するとヒータ２１への通電を待機状態にして故障検知を終了する。これにより、便座２０の昇温動作及びサーミスタ６０の故障検知を行う必要がない状況では行わないため、無駄な電力の消費を抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。

例えば、前記実施形態においては、サーミスタ６０は便座２０の温度が高ければ高いほど抵抗値Ｒが高くなるものであるとしたが、本発明はこれに限らず、便座２０の温度が低ければ低いほど抵抗値Ｒが高くなるサーミスタとしてもよい。

また、前記実施形態においては、人体検知センサ７０による検知に基づいて便座２０の昇温動作を開始するものとしたが、本発明に係る人体検知部はこれに限らず、例えば人体検知センサ７０の代わりに使用者が便座２０に着座したことを検知する着座検知センサを用いてもよい。

また、前記実施形態における開始条件及び終了条件を、用途に応じて適宜変更してもよい。

前記した本発明の各実施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。

１ 大便器
１０ 便器本体
１５ ケーシング
２０ 便座
２１ ヒータ
３０ 便蓋
４０ トイレ装置
５０ 制御部
６０ サーミスタ（温度検出部）
６０Ａ 検知情報
７０ 人体検知センサ（人体検知部）
７０Ａ 検知信号
８０ 機能装置
８１ 局部洗浄装置
８２ 乾燥装置
８３ 昇降装置
８４ 便座開閉装置
９０ 操作部
９０Ａ 出力信号
９１ ＬＥＤ
１００ 外部電源
Ｘ 閾値
Ｔ 設定温度（目標温度）
Ｓ タイマー
Ｒ 抵抗値

Claims (2)

1. ヒータが組み込まれた便座と、
   前記便座の温度に応じて抵抗値が変化する温度検出部と、
   前記ヒータへの通電によって前記便座を昇温させる昇温動作を行うとともに、前記抵抗値に基づいて前記便座の温度を検出し、前記ヒータへの通電量を制御する制御部と、
   人体を検知する人体検知部と、
   を備えたトイレ装置であって、
   前記制御部は、
   前記昇温動作時に前記温度検出部の故障検知を行い、
   前記故障検知において、前記故障検知開始から所定時間が経過するまでに前記抵抗値の変化量の絶対値が予め設定された閾値を超えなかった場合、前記温度検出部に異常ありと判断し、
   前記故障検知開始から所定時間が経過するまでに前記抵抗値の変化量の絶対値が前記閾値を超えた場合、前記温度検出部に異常なしと判断するとともに前記故障検知を終了し、
   さらに、前記制御部は、
   前記人体検知部が人体を検知すると前記昇温動作を開始するとともに前記抵抗値に基づいて前記便座の温度の検出を行い、検出した前記便座の温度と前記便座に設定された目標温度との差が規定値以上であれば前記故障検知を開始する一方、当該差が規定値未満であれば前記故障検知を開始しないトイレ装置。
2. 前記制御部は、終了条件が成立すると前記ヒータの前記昇温動作を停止して前記故障検
   知を終了する、請求項１記載のトイレ装置。

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