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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-11
(45)【発行日】2023-09-20
(54)【発明の名称】水洗大便器装置
(51)【国際特許分類】
E03D 1/24 20060101AFI20230912BHJP
E03D 5/10 20060101ALI20230912BHJP
G01F 23/263 20220101ALI20230912BHJP
【ＦＩ】
E03D1/24
E03D5/10
G01F23/263
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019093353
(22)【出願日】2019-05-17
(65)【公開番号】P2020186617
(43)【公開日】2020-11-19
【審査請求日】2022-03-29
(73)【特許権者】
【識別番号】000010087
【氏名又は名称】ＴＯＴＯ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岡部 凌平
(72)【発明者】
【氏名】三宅 翼
(72)【発明者】
【氏名】川原 寛大
(72)【発明者】
【氏名】本橋 信弘
【審査官】家田 政明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１３３３４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２１１５３８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０３Ｄ １／００－ ７／００
Ｅ０３Ｄ １１／００－１３／００
Ｇ０１Ｆ ２３／２６３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
便器本体と、前記便器本体を洗浄する洗浄水を貯留する洗浄水タンクと、
前記洗浄水タンク内に洗浄水を供給する給水装置と、
前記洗浄水タンク内に配置され、前記洗浄水タンク内の洗浄水の水位を検知する水位センサと、
前記水位センサの検知結果に基づいて前記給水装置を制御する制御装置と、
前記洗浄水タンク内に配置され、前記水位センサを収容し、洗浄水タンク内の洗浄水の水位の上昇速度よりも内部における洗浄水の水位の上昇速度を増大させる小タンクと、を備え、
前記水位センサは、静電容量を測定して前記洗浄水タンク内の洗浄水の水位を検知する静電容量センサであり、
前記小タンクは、前記水位センサの下方から少なくとも側方にかけて前記水位センサを囲む壁部と、前記壁部に形成され、前記小タンク内に洗浄水を流入させる窓部と、前記壁部に形成され、前記小タンク内の水抜きを行う水抜き穴部と、を有し、
前記制御装置は、
前記水位センサから取得した静電容量値の絶対値に基づいて前記洗浄水タンク内の洗浄水の水位が所定の高さまで上昇した満水時を判断し、
前記満水時の静電容量値の絶対値が予め設定された閾値を下回る場合には水漏れと判断すること
を特徴とする水洗大便器装置。
【請求項2】
前記水位センサの下端が前記窓部の下縁よりも下方に位置することを特徴とする請求項１に記載の水洗大便器装置。
【請求項3】
前記水位センサは、上下方向に延伸し、下端側の径が上端側の径よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の水洗大便器装置。
【請求項4】
前記小タンクは、前記窓部の下縁から外方に向けて斜め下方に延出している庇部をさらに有することを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の水洗大便器装置。
【請求項5】
前記制御装置は、水漏れと判断すると、前記給水装置により洗浄水を供給する制御を行うこと
を特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の水洗大便器装置。
【請求項6】
前記制御装置は、便器の洗浄開始から所定時間経過後の前記水位センサから取得した静電容量値の相対値に基づいて前記洗浄水タンク内の洗浄水の水位が下降する洗浄時を判断し、
前記洗浄時の静電容量値の絶対値が前記満水時の静電容量値の絶対値よりも低下していない場合には排水不良と判断すること
を特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の水洗大便器装置。
【請求項7】
前記制御装置は、便器の洗浄終了後、前記水位センサから取得した静電容量値が、前記洗浄時の静電容量値よりも相対的に高く、かつ、前記閾値を上回る場合に満水と判断すること
を特徴とする請求項６に記載の水洗大便器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
開示の実施形態は、水洗大便器装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、洗浄水タンク内の洗浄水の水位を検知する水位センサとして洗浄水タンク内にフロートスイッチを配置し、洗浄水タンク内の洗浄水の水位が満水となる高さまで上昇するとフロートスイッチが検知して洗浄水の供給を停止する水洗大便器が知られている。
【0003】
フロートスイッチは、フロートが、洗浄水タンク内の洗浄水の水位の上昇または下降に連動して、上下方向に延伸している軸に沿って上下に移動可能に設けられる（たとえば、特許文献１参照）。
【0004】
また、水位センサとして、静電容量を測定して洗浄水の水位が検知可能な静電容量センサを用いるものがある（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１７－１３３３４５号公報
【文献】特開２０１８－１７９８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、水位センサがフロートスイッチの場合、たとえば、塩素濃度が低い現場や再生水を使用する現場においては水質による汚れの影響が大きく、バイオフィルム（ぬめり）によりフロートが軸に固着して動作しなくなるなど、動作不良が発生することがある。
【0007】
また、水位センサが静電容量センサの場合、フロートスイッチのような機械式ではないため水質による汚れの影響は小さいものの、洗浄水タンク内のような高湿環境下で使用すると、たとえば、結露や給水時の飛沫が静電容量センサ付近に付着し、静電容量センサが結露や飛沫を洗浄水の水位の上昇として検知（すなわち、誤検知）する可能性がある。
【0008】
なお、シート状の静電容量センサを洗浄水タンクの外壁などに貼り付けて非接水で水位検知を行うものもあるが、洗浄水タンクの材質などの影響で剥がれやすいという問題や、壁を隔てた状態で洗浄水の水位を検知するため検知精度が低いという問題などが発生することがある。
【0009】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、水質による汚れの影響を低減しつつ誤検知を抑制することができる水洗大便器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】
【0010】
実施形態の一態様に係る水洗大便器装置は、便器本体と、前記便器本体を洗浄する洗浄水を貯留する洗浄水タンクと、前記洗浄水タンク内に洗浄水を供給する給水装置と、前記洗浄水タンク内に配置され、前記洗浄水タンク内の洗浄水の水位を検知する水位センサと、前記水位センサの検知結果に基づいて前記給水装置を制御する制御装置と、前記洗浄水タンク内に配置され、前記水位センサを収容し、洗浄水タンク内の洗浄水の水位の上昇速度よりも内部における洗浄水の水位の上昇速度を増大させる小タンクと、を備え、前記水位センサは、静電容量を測定して前記洗浄水タンク内の洗浄水の水位を検知する静電容量センサであり、前記小タンクは、前記水位センサの下方から少なくとも側方にかけて前記水位センサを囲む壁部と、前記壁部に形成され、前記小タンク内に洗浄水を流入させる窓部と、前記壁部に形成され、前記小タンク内の水抜きを行う水抜き穴部と、を有することを特徴とする。
【0011】
このような構成によれば、静電容量センサを用いて洗浄タンク内の洗浄水の水位検知を行うため、水質による汚れの影響を低減することができる。この場合、静電容量センサが小タンクに収容されることで、たとえば、結露や給水時の飛沫が静電容量センサ付近に付着し、静電容量センサが結露や飛沫を洗浄水の水位の上昇として検知するような高湿環境下における誤検知を抑制することができる。また、小タンク内では洗浄水タンク内よりも洗浄水の水位が激しく変化して水の有無の差が大きいため、静電容量センサが小タンクに収容されることで、洗浄水の水位の上昇と結露や飛沫とを明確に区別することができる。これらにより、静電容量センサによる水位検知の精度が向上し、水位検知を確実に行うことができる。すなわち、水位検知に静電容量センサを用いても高湿環境下における誤検知を抑制することができ、この結果、止水不良の発生を抑えることができる。
【0012】
また、前記水位センサの下端が前記窓部の下縁よりも下方に位置することを特徴とする。このような構成によれば、小タンク内における水の有無の差が大きくなる位置で水位検知を行うため、水位センサによる水位検知を確実に行うことができる。
【0013】
また、前記水位センサは、上下方向に延伸し、下端側の径が上端側の径よりも小さいことを特徴とする。このような構成によれば、水位センサの下端（先端）から水滴が流れ落ちやすいため、水位センサに水滴が付着しにくい。これにより、水位センサによる誤検知を抑制することができる。
【0014】
また、小タンクは、前記窓部の下縁から外方に向けて斜め下方に延出している庇部をさらに有することを特徴とする。このような構成によれば、洗浄水タンク内の洗浄水の水位が庇部の高さで徐々に上昇する場合、洗浄水の水平な水面と斜め下方に延出している庇部の上面との間における表面張力が小さくなり、洗浄水が庇部の上面から小タンク内に流入するタイミングが表面張力の影響で遅れるまたはばらつくのを抑えることができる。これにより、小タンク内における洗浄水の水位の上昇タイミングの遅延を抑えることができ、水位センサによる水位検知タイミングを良好に保つことができる。
【0015】
また、前記制御装置は、前記水位センサから取得した静電容量値の絶対値に基づいて前記洗浄水タンク内の洗浄水の水位が所定の高さまで上昇した満水時を判断し、前記満水時の静電容量値の絶対値が予め設定された閾値を下回る場合には水漏れと判断することを特徴とする。このような構成によれば、静電容量値に基づいて、定常時（満水時）の水漏れを検知することができる。
【0016】
また、前記制御装置は、水漏れと判断すると、前記給水装置により洗浄水を供給する制御を行うことを特徴とする。このような構成によれば、定常時（満水時）の水漏れに対応可能となる。
【0017】
また、前記制御装置は、便器の洗浄開始から所定時間経過後の前記水位センサから取得した静電容量値の相対値に基づいて前記洗浄水タンク内の洗浄水の水位が下降する洗浄時を判断し、前記洗浄時の静電容量値の絶対値が前記満水時の静電容量値の絶対値よりも低下していない場合には排水不良と判断することを特徴とする。このような構成によれば、静電容量値に基づいて、洗浄時の排水不良を検知することができる。
【0018】
また、前記制御装置は、便器の洗浄終了後、前記水位センサから取得した静電容量値が、前記洗浄時の静電容量値よりも相対的に高く、かつ、前記閾値を上回る場合に満水と判断することを特徴とする。このような構成によれば、静電容量値に基づいて、洗浄終了後の給水による満水の誤検知を抑制することができる。
【発明の効果】
【0019】
実施形態の一態様によれば、水質による汚れの影響を低減しつつ誤検知を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する水洗大便器装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0022】
＜水洗大便器装置の概要＞
図１および図２を参照して実施形態に係る水洗大便器装置１の概要について説明する。図１は、実施形態に係る水洗大便器装置１の一例を示す断面（側断面）図である。図２は、実施形態に係る水洗大便器装置１の一例を示す平面図である。なお、図１および図２では、洗浄水タンク装置３３の蓋などを省略している。実施形態に係る水洗大便器装置１は、洗浄水により洗浄することで、汚物を排出する。
図１および図２を参照して実施形態に係る水洗大便器装置１の概要について説明する。図１は、実施形態に係る水洗大便器装置１の一例を示す断面（側断面）図である。図２は、実施形態に係る水洗大便器装置１の一例を示す平面図である。なお、図１および図２では、洗浄水タンク装置３３の蓋などを省略している。実施形態に係る水洗大便器装置１は、洗浄水により洗浄することで、汚物を排出する。
【0023】
また、各図においては、説明の便宜上、鉛直上向きを正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を示している場合がある。この場合、Ｘ軸の正方向側の面を左側面、Ｘ軸の負方向側の面を右側面、Ｙ軸の正方向側の面を正面、Ｙ軸の負方向側の面を背面と規定している。このため、以下では、Ｘ軸方向を左右方向、Ｙ軸方向を前後方向、Ｚ軸方向を上下方向という場合がある。
【0024】
図１および図２に示すように、水洗大便器装置１は、洋式大便器（以下、便器という）２と、洗浄ユニット３とを備える。便器２は、便器本体２１と、便蓋（図示せず）と、便座（図示せず）とを備える。便器本体２１は、たとえば、陶器製である。なお、便器本体２は、樹脂製でもよいし、陶器および樹脂の組み合わせでもよい。また、便器本体２は、図示の例では床置き式であるが、壁掛け式でもよい。
【0025】
便器本体２１は、ボウル部２２と、リム部２３と、導水路２４と、第１吐水口２５と、溜水部２６と、トラップ管路２７とを備える。ボウル部２２は、汚物を受ける受け面となる。リム部２３は、ボウル部２２の上縁に形成される。リム部２３は、図２に示すように、平面視においてボウル部２２の中心側となる内側に向けてオーバーハングしている。
【0026】
導水路２４は、ボウル部２２の後方に形成される。導水路２４には、後述する洗浄水タンク装置３３から供給される洗浄水が流れる。第１吐水口２５は、ボウル部２２の左上方に形成される。第１吐水口２５は、導水路２４を流れてきた洗浄水を吐水する。第１吐水口２５から吐水された洗浄水は、旋回しながらボウル部２２を洗浄する。
【0027】
溜水部２６は、ボウル部２２の下方に形成される。溜水部２６には、図１に示すように、水（洗浄水）が溜まっている。トラップ管路２７は、溜水部２６の下方に形成される。トラップ管路２７は、溜水部２６の下方に入口２７ａが配置され、入口２７ａの後方に出口２７ｂが配置される。トラップ管路２７の出口２７ｂは、排水ソケット（図示せず）を介して床下の排水管（図示せず）に接続される。
【0028】
図１に示すように、便器本体２１は、第２吐水口２８をさらに備える。第２吐水口２８は、溜水部２６の後上方に形成される。第２吐水部２８は、導水路２４を流れる洗浄水が途中で分岐され、分岐された洗浄水を吐水する。第２吐水口２８から吐水された洗浄水は、溜水部２６の水を上下方向に旋回させる旋回流を発生させる。
【0029】
便蓋は、便器本体２１の上方に設けられる。便蓋は、たとえば、便器本体２１の上面における後部に配置される洗浄ユニット３に配置された揺動軸（図示せず）を中心として、上下方向に揺動可能である。なお、便器２は、便蓋を備えなくてもよい。便座は、便器本体２１および便蓋の間に設けられる。便座は、便蓋と同様、揺動軸を中心として、上下方向に揺動可能である。
【0030】
洗浄ユニット３は、ケーシングプレート３１と、局部洗浄装置３２と、洗浄水タンク装置３３とを備える。ケーシングプレート３１は、便器本体２１の上面における後部に配置される。ケーシングプレート３１は、洗浄ユニット３の基部となる。ケーシングプレート３１には、ケーシングカバー（図示せず）が上方から取り付けられる。
【0031】
局部洗浄装置３２は、ケーシングプレート３１上における前部に配置される。局部洗浄装置３２は、ノズル３２１を備える。ノズル３２１は、人体の局部に向けて洗浄水を噴出する。局部洗浄装置３２は、ノズル３２１から洗浄水を噴出することで、便座に着座した使用者の局部を洗浄する。
【0032】
洗浄水タンク装置３３は、ケーシングプレート３１上における後部に配置される。洗浄水タンク装置３３は、便器本体２１のボウル部２２に供給する洗浄水を貯留する。洗浄水タンク装置３３は、高さが比較的低くなるように構成された、いわゆるローシルエットタンクである。
【0033】
＜洗浄水タンク装置＞
次に、図３を参照して洗浄水タンク装置３３について説明する。図３は、洗浄水タンク装置３３を示す断面図であり、詳細には、図１におけるＡ－Ａ線断面図である。図３に示すように、洗浄水タンク装置３３は、洗浄水タンク３４と、給水装置３５と、排水弁装置３６と、水位センサ３７と、制御装置３８（図２参照）と、小タンク３９とを備える。
次に、図３を参照して洗浄水タンク装置３３について説明する。図３は、洗浄水タンク装置３３を示す断面図であり、詳細には、図１におけるＡ－Ａ線断面図である。図３に示すように、洗浄水タンク装置３３は、洗浄水タンク３４と、給水装置３５と、排水弁装置３６と、水位センサ３７と、制御装置３８（図２参照）と、小タンク３９とを備える。
【0034】
洗浄水タンク３４は、洗浄水を貯留する。洗浄水タンク３４は、たとえば、箱型タンクであり、底部に形成された排水口３４１を備える。排水口３４１は、便器本体２１の導水路２４（図１参照）に連通し、洗浄水タンク３４内の洗浄水を導水路２４に供給する。洗浄水タンク３４には、上部開口を覆う蓋部３４２が取り付けられる。
【0035】
給水装置３５は、洗浄水タンク３４の上方に配置される。給水装置３５は、水道などの給水源から洗浄水タンク３４内に洗浄水を供給する。給水装置３５は、給水管３５１と、給水バルブ３５２と、吐水口３５３とを備える。給水管３５１は、外部の給水源から給水装置３５まで延びている。給水管３５１は、所定の給水圧で洗浄水を供給する。給水バルブ３５２は、給水管３５１の上端部に設けられる。
【0036】
給水バルブ３５２は、給水管３５１から供給される洗浄水の吐水および止水を切り替える。吐水口３５３は、給水バルブ３５２よりも下流側に配置される。吐水口３５３は、給水バルブ３５２を吐水側に切り替えると洗浄水タンク３４内に洗浄水を吐水する。
【0037】
給水装置３５は、吐水口３５３から洗浄水タンク３４内に、単位時間あたりの流量が所定の量となる洗浄水を吐水する。給水装置３５による洗浄水の単位時間あたりの給水流量は、たとえば、４Ｌ／ｍｉｎ～１０Ｌ／ｍｉｎである。この場合、洗浄水タンク３４内の洗浄水の水位の上昇速度は、１ｍｍ／ｓｅｃ～４ｍｍ／ｓｅｃであり、たとえば、２ｍｍ／ｓｅｃであることが好ましい。
【0038】
排水弁装置３６は、排水口３４１を開くことで、洗浄水タンク３４内に貯留された洗浄水を排出させる。排水弁装置３４１は、排水口３４１を閉じることで、洗浄水タンク３４内に洗浄水を貯留する。排水弁装置３６は、オーバーフロー管３６１と、排水弁３６２（いずれも、図１および図２参照）とを備える。
【0039】
オーバーフロー管３６１は、上下方向に延びている。オーバーフロー管３６１の下部は排水口３４１に連通する。オーバーフロー管３６１では、洗浄水タンク３４内の洗浄水の水位が満水水位ＬＷ１よりも上昇してオーバーフロー管３６１の上端開口３６１ａ（図１および図２参照）に到達した場合、上端開口３６１ａから流入する洗浄水が排水口３４１から便器本体２１の導水路２４（図１参照）に排出される。排水弁３６２は、オーバーフロー管３６１の下端部に設けられる。
【0040】
使用者が壁などに設けられた操作スイッチなどを操作して大洗浄や小洗浄などの所定の洗浄モードで便器洗浄が実行されると、駆動装置３６３（図２参照）が駆動して、排水弁３６２が上昇して排水口３４１が開いてから所定時間経過後に排水弁３６２が下降して排水口３４１が閉じるまで、洗浄水タンク３４内の洗浄水が導水路２４に排出される。
【0041】
水位センサ３７は、洗浄水タンク３４内の上部に配置される。水位センサ３７は、洗浄水タンク３４内の洗浄水の水位を検知する。水位センサ３７は、洗浄水タンク３４内の洗浄水の水位に対応する静電容量値を送信する。なお、水位センサ３７の詳細については、図４を用いて後述する。
【0042】
制御装置３８は、水位センサ３７の検知結果に基づいて、たとえば、給水装置３５の給水バルブ３５２を閉弁して洗浄水の供給を停止するよう制御するなど、給水装置３５を制御する。制御装置３８は、水位センサ３７から送信される静電容量値を取得する。
【0043】
また、制御装置３８は、局部洗浄装置３２および洗浄水タンク装置３３が備える電子部品を電気的に制御可能である。制御装置３８は、たとえば、局部洗浄装置３２、給水装置３５の給水バルブ３５２、水位センサ３７、排水弁装置３６の駆動装置３６３、各種操作を行う操作の開始および停止を操作する操作スイッチなどのそれぞれと電気的に接続され、各機器の操作に必要な指令信号を送受信可能である。
【0044】
制御装置３８は、便器洗浄の開始に伴い洗浄水の排出が開始された直後から、給水装置３５の給水バルブ３５２を開弁して洗浄水の供給を開始するよう制御する。また、制御装置３８は、たとえば、水位センサ３７により洗浄水タンク３４内の洗浄水の水位が所定の高さに設定された満水水位ＷＬＭＡＸから下降が検知された場合、給水装置３５による洗浄水の供給を開始するよう制御してもよい。
【0045】
また、制御装置３８は、使用者が壁などに設けられた操作スイッチなどを操作する場合、操作スイッチなどから送信される洗浄開始信号などを受信して所定の洗浄モードで便器洗浄を実行する。なお、制御装置３８は、図１および図２に示した例では局部洗浄装置３２側に設けられているが、たとえば、洗浄水タンク装置３３側の洗浄水タンク３４の外側に設けられてもよい。
【0046】
小タンク３９は、洗浄水タンク３４内の上部であり、かつ、排水弁装置３６の前方に配置される。小タンク３９は、洗浄水タンク３４内において水位センサ３７を収容する。小タンク３９は、洗浄水タンク３４内の洗浄水の水位の上昇速度よりも、その内部における洗浄水の水位の上昇速度を増大させる。なお、小タンク３９の詳細については、図６および図７を用いて後述する。
【0047】
図３に示すように、洗浄水タンク装置３３は、停電時用フロート部４０をさらに備える。停電時用フロート部４０は、停電時において、給水装置３５の給水動作を停止する。
【0048】
＜水位センサ＞
次に、図４を参照して水位センサ３７についてさらに説明する。図４は、水位センサ３７の説明図であり、水位センサ３７を示す斜視図である。上記したように、水位センサ３７は、洗浄水タンク３４内の洗浄水の水位を検知する。水位センサ３７は、静電容量センサであり、静電容量を測定して洗浄水の水位を検知する。
次に、図４を参照して水位センサ３７についてさらに説明する。図４は、水位センサ３７の説明図であり、水位センサ３７を示す斜視図である。上記したように、水位センサ３７は、洗浄水タンク３４内の洗浄水の水位を検知する。水位センサ３７は、静電容量センサであり、静電容量を測定して洗浄水の水位を検知する。
【0049】
図４に示すように、水位センサ３７は、ベース部３７１と、センシング部３７２とを備える。水位センサ３７は、配線３７３により制御装置３８（図１参照）に電気的に接続される。また、水位センサ３７１は、洗浄水タンク３４内に設置される場合には、ベース部３７１が上方、センシング部３７２が下方となる向きに設置される。ベース部３７１は、平板状である。ベース部３７１は、水位センサ３７を所望の位置に取り付ける場合に取り付け用のねじなどが挿通される穴を有してもよい。
【0050】
センシング部３７２は、電極部３７４および測定部３７５（いずれも、図９参照）を備える。センシング部３７２は、電極部３７４における静電容量を測定部３７５で測定し、測定した値（静電容量値）を示す測定データを生成する。
【0051】
センシング部３７２は、演算処理部を備え、静電容量値に基づいて、演算処理部で水位を示す水位データを生成してもよい。演算処理部は、たとえば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specified Integrated Circuit）などのハードウェアで構成されてもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理回路とプログラムとで構成されてもよい。
【0052】
なお、演算処理部は、測定部３７５と一体となるよう集積化（ワンチップ化）されてもよい。また、測定部３７５や演算処理部は、ベース部３７１側に設けられてもよい。
【0053】
センシング部３７２は、ベース部３７１の一方の面に設けられ、ベース部３７１の一方の面から面方向と直交する方向に突出している。センシング部３７２は、洗浄水タンク３４に設置された状態で上下方向に延伸した形状に形成され、たとえば、円柱状である。なお、センシング部３７２は、円柱状に限定されず、矩形の柱状などでもよい。
【0054】
また、センシング部３７２は、下端（先端）３７２ａ側の径が上端（基端）側の径よりも小さい、先細り形状であることが好ましい。本実施形態においては、センシング部３７２は、先端部が円錐状である。なお、センシング部３７２の先端部は、たとえば、三角錐や四角錐などの多角錐でもよいし、側断面（Ｘ軸またはＹ軸方向の断面）の形状が台形となるような先端面を有する（すなわち、頂点がない）錐に近い形状でもよいし、側断面の形状が半楕円形となるような曲面を有する形状でもよい。
【0055】
図５は、水位センサ３７の変形例の説明図である。なお、図５（ａ）～（ｃ）には、水位センサ３７の変形例（水位センサ３７Ａ～３７Ｃ）の模式図を示している。水位センサ３７は、図５（ａ）～（ｃ）に示す形状でもよい。すなわち、図５（ａ）に示す水位センサ３７Ａのように、センシング部３７２Ａがブロック状でもよい。この場合、センシング部３７２Ａは、円形のブロック状が好ましい。
【0056】
また、図５（ｂ）に示す水位センサ３７Ｂのように、センシング部３７２Ｂが全体的に錐状でもよい。この場合、センシング部３７２Ｂは、円錐状が好ましい。また、図５（ｃ）に示す水位センサ３７Ｃのように、センシング部３７２Ｃが、図５（ｂ）のセンシング部３７２Ｂよりも長い錐状でもよい。この場合、センシング部３７２Ｃは、円錐状が好ましい。これらの他に、水位センサ３７は、センシング部３７２が全体的に側断面の形状が半楕円形となるなど、様々な形状がある。
【0057】
＜小タンク＞
次に、図６および図７を参照して小タンク３９についてさらに説明する。図６および図７は、小タンク３９の説明図であり、図６は、小タンク３９を示す斜視図、図７は、小タンク３９を示す側面図である。なお、図６および図７には、小タンク３９と共に、小タンク３９に収容された水位センサ３７を示している。上記したように、小タンク３９は、洗浄水タンク３４（図３参照）内において水位センサ３７を収容する。
次に、図６および図７を参照して小タンク３９についてさらに説明する。図６および図７は、小タンク３９の説明図であり、図６は、小タンク３９を示す斜視図、図７は、小タンク３９を示す側面図である。なお、図６および図７には、小タンク３９と共に、小タンク３９に収容された水位センサ３７を示している。上記したように、小タンク３９は、洗浄水タンク３４（図３参照）内において水位センサ３７を収容する。
【0058】
小タンク３９（および水位センサ３７）は、洗浄水タンク３４内における左右方向の略中央に配置される。たとえば、洗浄水タンク３４が左右方向に傾いている場合、小タンク３９が洗浄水タンク３４内の左右いずれかに寄っていると、誤差が大きい位置で洗浄水の水位を検知してしまう。小タンク３９が洗浄水タンク３４内における左右方向の略中央に配置されることで、洗浄水タンク３４の左右方向の傾きによる誤差が小さい位置で洗浄水の水位を検知することができる。
【0059】
なお、小タンク３９（および水位センサ３７）は、洗浄水タンク３４内の前後方向においても、略中央に配置されることが好ましい。小タンク３９が洗浄水タンク３４内における前後方向の略中央に配置されることで、洗浄水タンク３４の前後方向の傾きによる誤差が小さい位置で洗浄水の水位を検知することができる。
【0060】
また、小タンク３９は、洗浄水タンク３４内の洗浄水の水位の上昇速度よりも、小タンク３９内における洗浄水の水位の上昇速度を増大させる。図６および図７に示すように、小タンク３９は、矩形の有底筒状である。なお、小タンク３９は、矩形に限定されず、たとえば、円形でもよいし、他の形状でもよい。小タンク３９は、壁部３９１と、窓部３９２と、水抜き穴部３９３とを備える。
【0061】
壁部３９１は、小タンク３９の外観を形成している。壁部３９１は、小タンク３９が水位センサ３７を収容した状態で、水位センサ３７の下方から少なくとも側方にかけて水位センサ３７（センシング部３７２）を囲んでいる。
【0062】
壁部３９１は、側面部３９１ａと、底面部３９１ｂとを備える。側面部３９１ａは、矩形の平板状であり、小タンク３９の４つの側面を形成する。底面部３９１ｂは、矩形の平板状であり、小タンク３９の底面を形成する。なお、壁部３９１は、上面部を有する箱型に形成され、水位センサ３７全体、すなわち、水位センサ３７の上方、下方および側方を囲むように構成されてもよい。
【0063】
窓部３９２は、洗浄タンク３４内において小タンク３９内に洗浄水を流入させる。窓部３９２は、壁部３９１の４つの側面部３９１ａのうちの１つの側面部３９１ａに形成される矩形の開口により構成される。なお、窓部３９２は、複数の側面部３９１ａにわたって形成された開口により構成されてもよいし、複数の側面部３９１ａにそれぞれ形成された複数の開口により構成されてもよい。
【0064】
窓部３９２では、上縁３９２ａと、下縁３９２ｂと、側縁３９２ｃとにより開口が形成される。窓部３９２の下縁３９２ｂは、略水平な直線状であり、洗浄水タンク３４内における洗浄水の満水水位ＷＬＭＡＸよりも下方に位置している。なお、窓部３９２が複数の側面部３９１ａにそれぞれ形成された複数の開口で構成される場合には、複数の開口のすべての下縁３９２ｂが、同じ高さであり、満水水位ＷＬＭＡＸよりも下方に位置している。
【0065】
また、窓部３９２の上縁３９２ａは、略水平な直線状であり、洗浄水タンク３４内における洗浄水の満水水位ＷＬＭＡＸよりも上方に位置することが好ましい。
【0066】
また、窓部３９２では、下縁３９２ｂが側面部３９１ａの左右幅に近似する程度に長いため、洗浄水の水位が上昇して下縁３９２ｂに到達すると、小タンク３９内に比較的強い水勢で洗浄水を流入させることができる。これにより、小タンク３９内に洗浄水が一気に流れ込み、小タンク３９内の洗浄水の水位の上昇速度を増大させることができる。
【0067】
水抜き穴部３９３は、小タンク３９内に流入され溜まった洗浄水を小タンク３９内から排出する、いわゆる水抜きを行う。水抜き穴部３９３は、壁部３９１の底面部３９１ｂに形成される円形の開口（水抜き穴）により構成される。水抜き穴部３９３を構成する開口は、洗浄水タンク３４内から洗浄水を排出する場合に洗浄水の表面張力をやぶる程度の径であり、好ましくは、直径５ｍｍ～８ｍｍである。
【0068】
開口（水抜き穴）の径を上記範囲に設定することで、洗浄水タンク３４内において洗浄水の水位が窓部３９２に到達するまで開口から洗浄水が流入するのを抑えつつ、洗浄水の水位が下降して洗浄水タンク３４内から洗浄水を排出する場合にはこれを妨げない。また、開口（水抜き穴）に、小タンク３９内に洗浄水が流入するのを防ぎつつ小タンク３９内から洗浄水を排出させるよう、逆止弁が設けられてもよい。
【0069】
なお、壁部３９１の底面部３９１ｂは、水抜き穴部３９３に向かう下り傾斜面であってもよい。これにより、小タンク３９内の水抜きをより円滑、かつ、より確実に行うことができる。
【0070】
また、図７に示すように、水位センサ３７が小タンク３９に収容された状態においては、水位センサ３７の下端であるセンシング部３７２の下端３７２ａが窓部３９２の下縁３９２ｂよりも下方に位置している。
【0071】
図８は、小タンク３９の変形例の説明図である。なお、図８は、小タンク３９の変形例（小タンク３９Ａ）を示す斜視図である。変形例に係る小タンク３９Ａは、庇部３９４を備える点において上記した小タンク３９とは構成が異なる。このため、以下で説明する小タンク３９Ａにおいて上記した小タンク３９と同一または同等の箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0072】
図８に示すように、小タンク３９Ａは、庇部３９４を備える。庇部３９４は、窓部３９２の下縁３９２ｃから外方に向けて斜め下方に延出している。庇部３９４は、窓部３９２の下縁３９２ｃの左右幅全体にわたる幅を有する。庇部３９４は、その上面が下縁３９２ｃまで連続するスロープ状に形成される。
【0073】
庇部３９４は、スロープ部３９５と、側壁部３９６とを備える。スロープ部３９５は、傾斜部３９５ａと、湾曲部３９５ｂと、垂下部３９５ｃとを備える。傾斜部３９５ａは、平面を形成し、窓部３９２の下縁３９２ｃから斜め下方に延びている。
【0074】
湾曲部３９５ｂは、傾斜部３９５ａの先端から斜め下方に向けた湾曲面を形成している。垂下部３９５ｃは、湾曲部３９５ｂから下方に垂下している。なお、スロープ部３９５は、全体的に平面状でもよいし、全体的に湾曲面状でもよい。また、スロープ部３９５は、平板状に形成され、水平方向に延出していてもよい。
【0075】
また、スロープ部３９５は、窓部３９２の壁部３９１（側面部３９１ａ）に対する折り返し板を形成している。このように、スロープ部３９５が壁部３９１に対する折り返し板となることで、洗浄タンク３４内にごみなどの小物体が混入している場合に、壁部３９１付近の小物体が洗浄水の水位の上昇に伴い表面張力の作用により壁部３９１ａに沿って上昇してきてもスロープ部３９５に遮られるため、小物体が窓部３９２から小タンク３９内に入るのを抑制することができる。
【0076】
側壁部３９６は、平板状であり、スロープ部３９５の左右側部に設けられる。側壁部３９６は、窓部３９２に対して洗浄水を導く導水路を形成している。側壁部３９６は、洗浄水が窓部３９２の側方から小タンク３９内に流入するのを抑制することができ、壁部３９１付近の小物体が洗浄水の水位の上昇に伴い表面張力の作用により壁部３９１に沿って上昇してきても側壁部に遮られるため、小物体が窓部３９２から小タンク３９内に入るのを抑制することができる。
【0077】
このような構成によれば、洗浄水タンク３４内の洗浄水の水位が庇部３９４の高さで徐々に上昇する場合、洗浄水の水平な水面と斜め下方に延出している庇部３９４の上面との間における表面張力が小さくなり、洗浄水が庇部３９４の上面から小タンク３９内に流入するタイミングが表面張力の影響で遅れるまたはばらつくのを抑えることができる。これにより、小タンク３９内における洗浄水の水位の上昇タイミングの遅延を抑えることができ、水位センサ３７による水位検知タイミングを良好に保つことができる。
【0078】
そして、実施形態によれば、水位センサ３７として静電容量センサを用いて洗浄タンク３４内の洗浄水の水位検知を行うため、たとえば、フロートスイッチのようなバイオフィルム（ぬめり）によりフロートが固着して動作しなくなるなどの動作不良が発生しないなど、水質による汚れの影響を低減することができる。
【0079】
また、水位検知に静電容量センサを用いる場合、静電容量センサである水位センサ３７が小タンク３９に収容されることで、たとえば、結露や給水時の飛沫が水位センサ３７付近に付着し、水位センサ３７が結露や飛沫を洗浄水の水位の上昇として検知するような高湿環境下における誤検知を抑制することができる。また、小タンク３９内では洗浄水タンク３４内よりも洗浄水の水位が激しく変化して水の有無の差が大きいため、水位センサ３７が小タンク３９に収容されることで、洗浄水の水位の上昇と結露や飛沫とを明確に区別することができる。
【0080】
これらのことから、静電容量センサである水位センサ３７による水位検知の精度が向上し、水位検知を確実に行うことができる。すなわち、水位検知に静電容量センサを用いても高湿環境下における誤検知を抑制することができ、この結果、止水不良の発生を抑えることができる。
【0081】
また、シート状の静電容量センサを洗浄水タンク３４の外壁などに貼り付けて非接水で水位検知を行うことで結露や飛沫による誤検知を抑制するものがあるが、洗浄水タンク３４は樹脂製であることが多いため、樹脂材質やコーティング剤の影響で静電容量センサが剥がれやすく、水位センサ３７を含む検知部のモジュール化が困難なことがある。また、静電容量センサを洗浄水タンク３４の外壁に配置すると、壁を隔てた状態で洗浄水の水位を検知するため検知精度が低下することがある。
【0082】
上記した実施形態は、静電容量センサを洗浄水タンク３４の外壁などに貼り付けることなく、洗浄水タンク３４内に配置可能なため、水位センサ３７を含む検知部のモジュール化が容易であり、検知精度も低下しない。
【0083】
また、小タンク３９に収容された状態において水位センサ３７のセンシング部３７２の下端３７２ａが窓部３９２の下縁３９２ｃよりも下方に位置するため、小タンク３９内における水の有無の差が大きくなる位置で水位検知を行うことができる。これにより、水位センサ３７による水位検知を確実に行うことができる。
【0084】
また、水位センサ３７のセンシング部３７２の下端３７２ａ側の径が上端側の径よりも小さいため、すなわち、センシング部３７２が先細り形状であるため、水位センサ３７の先端から水滴が流れ落ちやすい。このため、水位センサ３７に水滴が付着しにくい。これにより、水位センサ３７による誤検知を抑制することができる。
【0085】
なお、上記した実施形態では、水位センサ３７が、たとえば、満水時などには洗浄水と接触するが、満水時の静電容量値を別途設定して、センシング部３７２の下端３７２ａが洗浄水タンク３４内における満水水位ＷＬＭＡＸよりも高い位置に配置され、水位センサ３７を完全に非接水として水位検知を行うように構成してもよい。これにより、水質による影響をより低減することができる。
【0086】
＜水位検知制御＞
次に、図９および図１０を参照して実施形態に係る水洗大便器装置１（図１参照）における水位検知制御について説明する。図９は、水位検知制御に関する制御系の一例を示すブロック図である。図１０は、水位検知制御の説明図であり、（ａ）定常時（満水時）の水位検知制御、（ｂ）洗浄時の水位検知制御、（ｃ）給水時の水位検知制御の各説明図である。
次に、図９および図１０を参照して実施形態に係る水洗大便器装置１（図１参照）における水位検知制御について説明する。図９は、水位検知制御に関する制御系の一例を示すブロック図である。図１０は、水位検知制御の説明図であり、（ａ）定常時（満水時）の水位検知制御、（ｂ）洗浄時の水位検知制御、（ｃ）給水時の水位検知制御の各説明図である。
【0087】
図９に示すように、制御装置３８を中心とする水位検知制御に関する制御系においては、制御装置３８は、水位センサ３７から送信される静電容量値に基づいて水位検知制御を行う。水位センサ３７は、上記したように、電極部３７４と、測定部３７５とを備える。制御装置３８は、取得部３８１と、処理部３８２と、記憶部３８３と、判定部３８４と、指示部３８５とを備える。
【0088】
水位センサ３７では、洗浄水に対する距離などにより変動する電極部３７４の静電容量を測定部３７５で測定し、測定部３７５において静電容量を示す測定データ（静電容量値）を生成する。そして、水位センサ３７では、制御装置３８に測定データを送信する。
【0089】
制御装置３８では、水位センサ３７から送信された測定データを取得部３８１において受信する。制御装置３８では、取得部３８１で取得した測定データを処理部３８２で演算処理するとともに、記憶部３８３で記憶し、演算結果から判定部３８４で各項目について判定する。判定部３８４においては、たとえば、洗浄水の供給、洗浄水の供給停止、定常時（満水時）の水漏れ、洗浄時の排水不良などを判定する。
【0090】
そして、制御装置３８では、判定部３８４の判定結果に応じて指示部３８５から各指示信号を送信する。図９に示す例では、制御装置３８は、たとえば、給水装置３５による洗浄水の供給または供給停止する制御を行う。
【0091】
図１０（ａ）に示すように、制御装置３８は、水位センサ３７から取得した測定データに基づいて満水を判断する。この場合、制御装置３８では、処理部３８２で演算処理された静電容量値の絶対値に基づいて、洗浄水の水位が満水水位ＷＬＭＡＸまで上昇したか否かを判定部３８４で判定する。
【0092】
制御装置３８は、満水時の静電容量値の絶対値が予め設定された閾値を下回る場合には水漏れと判断する。この場合、制御装置３８では、処理部３８２で演算された静電容量値の絶対値が閾値を下回るか否かを判定部３８４で判定し、閾値を下回る場合には水漏れと判定する。
【0093】
ここで、制御装置３８は、水漏れと判断すると、給水装置３５により洗浄水を供給する制御を行う。この場合、制御装置３８は、指示部３８５から給水装置３５に向けて給水信号を送信する。
【0094】
図１０（ｂ）に示すように、制御装置３８は、洗浄水の水位の下降から所定時間経過後の測定データ（静電容量値）に基づいて洗浄時を判断する。この場合、制御装置３８では、処理部３８２で演算された静電容量値の相対値に基づいて、すなわち、処理部３８２で演算された静電容量値の相対値が判定部３８４で所定量以上変化（低下）しているか否かを判定し、変化している場合には洗浄時と判定する。
【0095】
また、制御装置３８は、便器の洗浄時、静電容量値の絶対値が満水時の静電容量値の絶対値よりも低下していない場合には排水不良と判断する。この場合、制御装置３８では、処理部３８２で演算された静電容量値の絶対値が、記憶部３８３に記憶された満水時の静電容量値の絶対値よりも低下しているか否かを判定部３８４で判定し、低下していない場合には排水不良と判定する。
【0096】
図１０（ｃ）に示すように、制御装置３８は、洗浄水の水位が、止水水位ＷＬＭＩＮに到達すると、洗浄終了と判断する。そして、制御装置３８は、便器の洗浄終了後、水位センサ３７からの測定データ（静電容量値）に基づいて満水を判断する。この場合、制御装置３８は、処理部３８２で演算された静電容量値が記憶部３８３に記憶された洗浄時の静電容量値よりも相対的に高く、かつ、閾値を上回るか否かを判定部３８４で判定し、静電容量値が洗浄時の静電容量値よりも高く、かつ、閾値を上回る場合には満水と判定する。
【0097】
上記した実施形態によれば、水位センサ３７に静電容量センサを用いる場合、静電容量値に基づいて定常時（満水時）の水漏れを検知することができる。また、静電容量値に基づいて、定常時（満水時）の水漏れにも対応することができる。また、静電容量値に基づいて洗浄時の排水不良を検知することができる。
【0098】
また、静電容量値に基づいて、洗浄終了後の給水による満水の誤検知を抑制することができる。具体的には、判定部３４３による静電容量値に基づいた判定条件が複数（２つ）であるため、誤検知を抑制することができる。
【0099】
なお、上記した実施形態では、止水水位ＷＬＭＩＮに到達することで洗浄終了後の判断を行っているが、たとえば、洗浄開始後からの時間に基づいて洗浄終了を判断してもよい。この場合、制御装置３８では、たとえば、洗浄開始から所定時間が経過したか否かを判定部３８４で判定し、経過した場合には洗浄終了と判定する。
【0100】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0101】
１ 水洗大便器装置
２１ 便器本体
３５ 給水装置
３７ 水位センサ
３７２ａ 下端
３８ 制御装置
３９ 小タンク
３９１ 壁部
３９２ 窓部
３９２ｃ 下縁
３９３ 水抜き穴部
３９４ 庇部
ＷＬＭＡＸ 満水水位
２１ 便器本体
３５ 給水装置
３７ 水位センサ
３７２ａ 下端
３８ 制御装置
３９ 小タンク
３９１ 壁部
３９２ 窓部
３９２ｃ 下縁
３９３ 水抜き穴部
３９４ 庇部
ＷＬＭＡＸ 満水水位
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】