便座装置およびそれを備えるトイレ装置
【課題】省エネルギー化を実現し、発熱体通電開始時に発生する突入電流を抑制する便座装置を提供すること。
【解決手段】便座部４００と、便座部を加熱する発熱体４５０と、人体検知部６００と、発熱体４５０の駆動を制御する制御部９０とを備え、制御部１９は人体検知部６００により使用者の存在が検知された場合に、発熱体４５０を第１の温度勾配で第１の時間を駆動した後、第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で駆動することにより、発熱体４５０にて発生する突入電流を抑制することができる。また、人体検知部６００により使用者の存在が検知された場合にのみ発熱体４５０を駆動するので、省エネルギー化が実現される。
【解決手段】便座部４００と、便座部を加熱する発熱体４５０と、人体検知部６００と、発熱体４５０の駆動を制御する制御部９０とを備え、制御部１９は人体検知部６００により使用者の存在が検知された場合に、発熱体４５０を第１の温度勾配で第１の時間を駆動した後、第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で駆動することにより、発熱体４５０にて発生する突入電流を抑制することができる。また、人体検知部６００により使用者の存在が検知された場合にのみ発熱体４５０を駆動するので、省エネルギー化が実現される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房機能を有する便座装置およびそれを備えるトイレ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の便座装置としては、便座内にランプヒータを設置し、使用者のトイレットルームへの入室を検知すると前記ランプヒータへの通電を開始し、便座を加熱する暖房機能を備えた便座装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１８は特許文献１の暖房便座の一部切欠き上面図であり、図１９は図１８のＪ−Ｊ線断面図である。
【０００４】
図１８および図１９に示すように、暖房便座９００は、合成樹脂からなる上ケース９２６と下ケース９２７とを備える。上ケース９２６と下ケース９２７とは互いに接続されている。上ケース９２６および下ケース９２７の内部には、輻射反射板９２９、ランプヒータ９３０、サーモスタット９３１、温度ヒューズ９３２およびサーミスタ３３が設けられている。
【０００５】
ここで、輻射反射板９２９は、下ケース９２７の形状に沿うように形成されている。輻射反射板９２９上にはランプヒータ９３０が配置されている。ランプヒータ９３０の所定の部分を挟んで、サーモスタット９３１および温度ヒューズ９３２が輻射反射板９２９に取り付けられている。
【０００６】
図１９に示すように、上ケース９２６の内面でかつランプヒータ９３０と対向する箇所にサーミスタ９３３が取り付けられている。
【０００７】
この暖房便座９００においては、図示しない赤外線センサが使用者のトイレットルームへの入室を検知する。そこで、赤外線センサの検知信号に基づいてランプヒータ９３０が駆動される。それにより、ランプヒータ９３０からの輻射エネルギーが直接的にまたは輻射反射板９２９を介して間接的に上ケース９２６に与えられ上ケース９２６が発熱する。
【０００８】
上記構成により、特許文献１の暖房便座９００によれば、ランプヒータ９３０を常に駆動する必要がないので、省エネルギー化が実現される。
【特許文献１】特開２０００−１４５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記の暖房便座９００は、上ケース９２６の内面に設けられたサーミスタ９３３により上ケース９２６の温度が測定され、図示しない制御部によりランプヒータ９３０の駆動が制御される。それにより、上ケース９２６を所定の温度になるように暖めることができる。
【００１０】
しかしながら、ランプヒータ９３０は通電開始時点には、ランプヒータ９３０のヒータ抵抗値は小さく、突入電流が発生する。このような大きな突入電流が発生すると、過電流により家庭内のブレーカが遮断したり、便座装置１００が接続される電力配線の電圧降下が発生する。この電圧降下は、便座装置１００の暖房便座昇温を低下させるだけでなく、便座装置１００と家庭内の同一電源に接続されている照明器具などの輝度低下（フリッカー）を発生させて、使用者に対してまた、他の家電機器に対して不具合が生じるため、突
入電流を抑制する必要がある。
【００１１】
本発明の目的は、省エネルギー化を実現するとともに、ヒータ通電時の突入電流を抑制することができる便座装置およびそれを備えるトイレ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従来の課題を解決するために、本発明に係る便座装置は、便座部と、前記便座部を加熱する発熱体と、使用者の存在を検知する人体検知部と、前記発熱体の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記人体検知部により使用者の存在が検知された場合に第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、前記第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動するものである。
【００１３】
この便座装置においては、人体検知部により使用者の存在が検知された場合に、第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動することにより、第１の温度勾配での発熱体への通電量が小さいため、発熱体にて発生する突入電流を抑制することができる。
【００１４】
また、人体検知部により使用者の存在が検知された場合に発熱体が第２の電力で駆動されるので、使用者の存在が検知されないときに発熱体を便座部の昇温に必要な第２の電力で駆動する必要がない。これにより、消費電力が十分に低減され、省エネルギー化が実現される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る便座装置およびそれを備えるトイレ装置によれば、省エネルギー化が実現されるとともに、発熱体への通電直後には、発熱体への通電量を小さくすることで発熱体にて発生する突入電流を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１の発明は、便座部と、前記便座部を加熱する発熱体と、使用者の存在を検知する人体検知部と、前記発熱体の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記人体検知部により使用者の存在が検知された場合に第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、前記第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動するものである。
【００１７】
これにより、人体検知部により使用者の存在が検知された場合に、第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動することにより、第１の温度勾配での発熱体への通電量が小さいため、発熱体にて発生する突入電流を抑制することができる。
【００１８】
第２の発明は、第１の発明に係る便座装置の構成において、制御部は、所定数の４分の１よりも小さい周期の期間に亘って交流電流を供給する第１の電力により発熱体を駆動することである。
【００１９】
これにより、発熱体への供給される電流が小さいので、交流電流の通電制御により発生する高調波成分の影響が小さい。したがって、通電制御によるノイズの発生が低減され、更に、発熱体の突入電流を抑制することができる。
【００２０】
第３の発明は、第１の発明に係る便座装置の構成において、制御部は交流電圧が一定電圧よりも低い電圧の期間に亘って発熱体へ交流電流を供給するものである。
【００２１】
これにより、低い電圧にて発熱体への電流供給を行うことで、発熱体に流れる電流は小
さくなり、発熱体の突入電流を抑制することができる。
【００２２】
第４の発明は、第１または第３の発明に係る便座装置の構成において、交流電圧が一定電圧よりも低い電圧の期間の、交流電圧の電圧上昇時、及び、電圧下降時の少なくともいずれか一方の期間に亘って発熱体へ交流電流を供給するものである。
【００２３】
これにより、低い電圧にて発熱体への電流供給を行うことで、発熱体に流れる電流は小さくなり、発熱体の突入電流を抑制することができる。更に、交流電源の電圧上昇時、及び、電圧下降時の両方、又は、どちらか一方の期間、発熱体へ電流を供給することで、発熱体での発熱量は大きくなり、便座部温度を急峻に立ち上げることができるとともに、発熱体での発熱量が大きくなることで、発熱体の抵抗値が大きくなり、発熱体への供給電流も小さくなる為、突入電流の抑制を更に大きくすることができる。
【００２４】
第５の発明は、第１、及び第３〜４のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、交流電源電圧を規定の電圧と比較することで、前記発熱体への駆動期間を決定するものである。
【００２５】
これにより、交流電源電圧が規定電圧よりも低い電圧のときにのみ発熱体への電流供給を行うことで、発熱体に流れる電流は小さくなり、発熱体の突入電流を抑制することができる。
【００２６】
第６の発明は、第１、及び第３〜５のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、交流電源電圧を規定の時間に細分化して検出し、規定の電圧よりも低い電圧の期間、発熱体への駆動するものである。
【００２７】
これにより、交流電源電圧を細密に検出することが出来、低い電圧にて発熱体への電流供給を行うことで、発熱体に流れる電流は小さくなり、発熱体の突入電流を抑制することができる。更に、特別な回路を追加しなくても、交流電源の電圧上昇時、及び、電圧下降時の両方、又は、どちらか一方の期間において、規定電圧を電圧上昇時、及び、電圧下降時の規定電圧を切り替えることができる為、他の機器による電圧変動時でも、発熱体への供給電流量を一定に保つことができるため、発熱体での発熱量を一定にし、突入電流の抑制をすることができる。
【００２８】
第７の発明は、第１、及び第３〜６のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体への電流を検出するヒータ電流検出部を有し、制御部は、ヒータ電流検出部により発熱体への電流が規定電流よりも小さくなるまで第１の電力により前記発熱体への駆動するものである。
【００２９】
これにより、発熱体の突入電流を直接検出することが出来、規定電流よりも発熱体電流が大きい場合には発熱体への電力供給を小さく、規定電流よりも発熱体電流が小さくなった時には、発熱体への電力供給を大きくすることで、突入電流を抑制するとともに、便座部温度を急峻に立ち上げることができる。
【００３０】
第８の発明は、第１〜７のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体の周辺温度を検出するヒータ温度検出部を有し、制御部は、ヒータ温度検出部により発熱体の温度が規定温度よりも高くなるまで第１の電力により発熱体への駆動するものである。
【００３１】
これにより、発熱体の温度による発熱体の抵抗値が大きくなるまでは、低電力での通電を行い、発熱体の抵抗値が大きくなった時には、発熱体への供給電力を大きくすることで
、突入電流を抑制するとともに、便座部温度を急峻に立ち上げることができる。
【００３２】
第９の発明は、第１〜８のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体と直列に挿入した抵抗と、抵抗の両端電圧を検出する抵抗電圧検出部を有し、制御部は、抵抗電圧検出部により抵抗の両端電圧が規定電圧よりも小さくなるまで第１の電力により前記発熱体への駆動するものである。
【００３３】
これにより、発熱体と直列に接続した抵抗には発熱体と同一の電流が流れるため、この電流による抵抗両端の電圧が発熱体に流れる電流となる。この、発熱体に流れる電流を検出することで、発熱体の電流が大きい時には低電力での通電を行い、発熱体の電流が小さくなった時には、発熱体への供給電力を大きくすることで、突入電流を抑制するとともに、便座部温度を急峻に立ち上げることができる。
【００３４】
第１０の発明は、第１〜９のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、便座部は、少なくとも一部が金属により形成されたものである。
【００３５】
これにより、便座部が、樹脂よりも熱伝導率の高い金属により形成されているので、発熱体を駆動することにより便座部に与えられる熱が効率よくその便座部の全体に伝達される。
【００３６】
第１１の発明は、第１０の発明に係る便座装置の構成において、便座部を形成する金属は、アルミニウムを含むものにより形成されたものである。
【００３７】
これにより、便座部が、金属の中でより熱伝導率の高いアルミニウムにより形成されているので、発熱体を駆動することにより便座部に与えられる熱が効率よくその便座部の全体に伝達される。
【００３８】
第１２の発明は、第１〜１１のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体は便座部の裏面に貼付した線状ヒータとしたものである。
【００３９】
これにより、発熱体を直接便座部の裏面に貼付することで、より、便座部への熱伝導が良くなり、便座部を迅速に昇温することができる。
【００４０】
第１３の発明は、第１〜１１のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体はランプヒータとしたものである。
【００４１】
これにより、発熱体であるランプヒータは、輻射エネルギーにより便座部を迅速に昇温することができる。
【００４２】
第１４の発明は、第１〜１１のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体は面状ヒータとしたものである。
【００４３】
これにより、便座全面をムラなく発熱させることで、便座部を迅速に昇温することができる。
【００４４】
第１５の発明は、第１〜１１のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体はＰＴＣヒータとしたものである。
【００４５】
これにより、ＰＴＣ発熱体の正温度係数特性により、発熱体の各部分の温度によって、個々に通電量を変化させるため、便座部の全面をムラなく、迅速に昇温することができる
。
【００４６】
第１６の発明は、便器と、第１〜１５のいずれか１つの発明に係る便座装置とを備えたトイレ装置である。
【００４７】
便器に便座装置が取り付けられたトイレ装置においては、人体検知部により使用者の存在が検知された場合に、第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動することにより、第１の温度勾配での発熱体への通電量が小さいため、発熱体にて発生する突入電流を抑制することができる。また、突入電流が小さくなった時点で、発熱体への電力供給を大きくすることで、便座部温度を急峻に立ち上げることができる。
【００４８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施に形態によって、本発明が限定されるものではない。
【００４９】
（実施の形態１）
（１）便座装置およびそれを備えるトイレ装置の外観
図１は本発明の一実施の形態に係る便座装置およびそれを備えるトイレ装置を示す外観斜視図である。図１に示すように、トイレ装置１０００は、便座装置１００および便器７００を備え、トイレットルーム内に設置される。
【００５０】
トイレ装置１０００において、便器７００上には便座装置１００が装着される。便座装置１００は、暖房機能を有し、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００、蓋部５００および入室検知センサ６００により構成される。
【００５１】
本体部２００には、便座部４００および蓋部５００が開閉自在に取り付けられる。さらに、本体部２００には、洗浄水供給機構および着座センサ２９０が設けられるとともに、後述する制御部が内蔵されている。
【００５２】
本実施の形態において、便座部４００には便座ヒータが内蔵されている。
【００５３】
本体部２００の図示しない洗浄水供給機構は、水道配管に接続されており、便器７００内に洗浄水を供給する。着座センサ２９０は、例えば反射型の赤外線センサである。この場合、着座センサ２９０は、人体から反射された赤外線を検出した場合に便座部４００上に使用者が存在することを検知する。
【００５４】
また、本体部２００の上面側に便座温調ランプ２８０が設けられている。便座温調ランプ２８０は、後述する便座ヒータ４５０がオフのときに消灯し、便座ヒータ４５０の昇温待機時に緑色に点灯し、便座ヒータ４５０の昇温時に橙色の点滅から点灯に変化する。それにより、使用者が便座ヒータ４５０の現在の状態を認識することができるので、使い勝手が良い。
【００５５】
遠隔操作装置３００には、複数のスイッチが設けられている。この遠隔操作装置３００は、例えば便座部４００上に着座する使用者が操作可能な場所に取り付けられる。
【００５６】
入室検知センサ６００は、例えばトイレットルームの入り口等に取り付けられる。入室検知センサ６００は、例えば反射型の赤外線センサである。この場合、入室検知センサ６００は、人体から反射された赤外線を検出した場合にトイレットルーム内に使用者が入室したことを検知する。
【００５７】
本体部２００の制御部は、着座センサ２９０、遠隔操作装置３００および入室検知センサ６００から送信される信号に基づいて、便座部４００に内蔵された便座ヒータの駆動を制御する。
【００５８】
さらに、本体部２００の制御部は、洗浄水供給機構（図示せず）、本体部２００に設けられた脱臭装置（図示せず）および温風供給装置（図示せず）等の制御も行う。
【００５９】
（２）遠隔操作装置の構成
図２は、図１の遠隔操作装置３００の一例を示す模式図である。
【００６０】
図２に示すように、遠隔操作装置３００は、暖房スイッチ３０１、複数の温度調節スイッチ３０２、３０３、３０４および複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３０５を備える。
【００６１】
使用者により暖房スイッチ３０１および複数の温度調節スイッチ３０２、３０３、３０４が押下操作される。
【００６２】
それにより、遠隔操作装置３００は、後述する便座装置１００の本体部２００に設けられた制御部に所定の信号を無線送信する。本体部２００の制御部は、遠隔操作装置３００より無線送信される所定の信号を受信し、便座ヒータの駆動等を制御する。
【００６３】
冬季のように、使用者が暖房機能を使用する場合には、予め暖房スイッチ３０１が押下操作されることにより便座装置１００の暖房機能がオンする。この状態で、温度調節スイッチ３０２が押下操作された場合には便座部４００の温度が低く（例えば、３４℃）設定され、温度調節スイッチ３０３が押下操作された場合には便座部４００の温度が中程度（例えば、３６℃）に設定され、温度調節スイッチ３０４が押下操作された場合には便座部４００の温度が高く（例えば、３８℃）設定される。
【００６４】
なお、夏季のように使用者が暖房機能を使用しない場合には、暖房スイッチ３０１が押下操作されることにより便座装置１００の暖房機能がオフする。
【００６５】
以下、温度調節スイッチ３０２〜３０４により設定される便座部４００の温度を便座設定温度と称する。
【００６６】
複数のＬＥＤ３０５の各々は、暖房スイッチ３０１および複数の温度調節スイッチ３０２、３０３、３０４と対応するように設けられている。複数のＬＥＤ３０５は、暖房スイッチ３０１および複数の温度調節スイッチ３０２、３０３、３０４の押下操作に伴い点灯する。
【００６７】
（３）便座装置の構成
図３は本発明の一実施の形態に係る便座装置１００の構成を示す模式図である。上述のように、便座装置１００は、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００および入室検知センサ６００を備える。
【００６８】
図３に示すように、本体部２００は、制御部９０、温度測定部４０１、ヒータ駆動部４０２、便座温調ランプ２８０および着座センサ６１０を含む。
【００６９】
また、便座部４００は発熱体である便座ヒータ４５０およびサーミスタ４０１ａを備える。
【００７０】
制御部９０は、例えばマイクロコンピュータからなり、使用者の入室および便座部４０
０の温度等を判定する判定部、タイマ機能を有する計時部、種々の情報を記憶する記憶部、ならびに、ヒータ駆動部４０２の動作を制御するための通電率切替回路等を含む。
【００７１】
本体部２００の温度測定部４０１は、便座部４００のサーミスタ４０１ａに接続されている。これにより、温度測定部４０１は、サーミスタ４０１ａから出力される信号に基づいて便座部４００の温度を測定する。以下、サーミスタ４０１ａを通じて温度測定部４０１により測定される便座部４００の温度を測定温度値と称する。
【００７２】
また、本体部２００のヒータ駆動部４０２は、便座部４００の便座ヒータ４５０に接続されている。これにより、ヒータ駆動部４０２は便座ヒータ４５０を駆動する。
【００７３】
本実施の形態において、便座装置１００は次のように動作する。初期設定時では、制御部９０がヒータ駆動部４０２を制御することにより、便座部４００が例えば約１８℃となるように温度調整される。このときの温度を待機温度と称する。
【００７４】
ここで、使用者が遠隔操作装置３００の便座温度調整スイッチ３３３を操作することにより、便座設定温度が制御部９０に送信される。制御部９０は、遠隔操作装置３００から受信した便座設定温度を記憶部に記憶する。
【００７５】
使用者がトイレットルームに入室すると、入室検知センサ６００が使用者の入室を検知する。それにより、使用者の入室検知信号が制御部９０に送信される。
【００７６】
次に、通常の使用時の動作について説明する。制御部９０の判定部は、入室検知センサ６００からの入室検知信号により使用者のトイレットルームへの入室を検知する。そこで、判定部は、便座部４００の測定温度値、および記憶部に記憶された便座設定温度に基づいて便座ヒータ４５０の駆動に関する特定のヒータ制御パターンを選択する。
【００７７】
通電率切替回路は、選択されたヒータ制御パターンおよび計時部により得られる時間情報に基づいてヒータ駆動部４０２の動作を制御する。
【００７８】
それにより、ヒータ駆動部４０２により便座ヒータ４５０が駆動され、便座部４００の温度が便座設定温度へと瞬時に上昇される。
【００７９】
図４は、便座部４００の分解斜視図である。図５（ａ）は、便座部４００の便座ヒー
タ４５０の平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の領域Ｃ７２の拡大図である。図６は、便座部４００の平面図である。図７（ａ）は、図６の便座部４００のＣ７３−Ｃ７３断面図である。
【００８０】
図４に示すように、便座部４００は、主としてアルミニウムにより形成された略楕円形状の上部便座ケーシング４１０、発熱体である略馬蹄形状の便座ヒータ４５０および合成樹脂により形成された略楕円形状の下部便座ケーシング４２０を備える。
【００８１】
以下、着座した使用者から見て前方側を便座部４００の前部とし、着座した使用者から見て後方側を便座部４００の後部とする。
【００８２】
図５（ａ）および図６に示すように、発熱体である便座ヒータ４５０は、前部の一部が切り取られた略馬蹄状に形成される。なお、便座ヒータ４５０は、略楕円形状を有してもよい。便座ヒータ４５０は、例えばアルミニウムからなる金属箔４５１、４５３および線状ヒータ４６０を含む。
【００８３】
線状ヒータ４６０は、シート中央部ＳＥ３からシート一方端部ＳＥ１までの領域およびシート中央部ＳＥ３からシート他方端部ＳＥ２までの領域において上部便座ケーシング４１０の形状に合わせて蛇行形状に配設される。
【００８４】
具体的には、線状ヒータ４６０は、左右６列程度のＵ字状部を有するように形成される。これらのＵ字状部は、着座した使用者の大腿部の方向にほぼ沿って並行に配置される。各Ｕ字状部における線状ヒータ４６０の間隔は５ｍｍ程度である。
【００８５】
線状ヒータ４６０のヒータ始端部４６０ａおよびヒータ終端部４６０ｂは、便座部４００の後部の一方側から引き出されるリード線４７０にそれぞれ接続される。
【００８６】
さらに、図５（ｂ）に示すように、蛇行形状の線状ヒータ４６０の経路中に熱応力緩衝部となる複数の折曲部ＣＵが設けられる。
【００８７】
図７（ａ）に示すように、上部便座ケーシング４１０の外側の側辺に沿った領域Ｇ１における線状ヒータ４６０の間隔ｄｓ１および内側の側辺に沿った領域Ｇ３における線状ヒータ４６０の間隔ｄｓ３は、上部便座ケーシング４１０の中央部の領域Ｇ２における線状ヒータ４６０の間隔ｄｓ２よりも小さく設定される。それにより、上部便座ケーシング４１０の外側の側辺に沿った領域Ｇ１および内側の側辺に沿った領域Ｇ３では、中央部の領域Ｇ２に比べて線状ヒータ４６０が密に配列される。
【００８８】
さらに、図７（ｂ）に示すように、上部便座ケーシング４１０は、例えば厚さ１ｍｍのアルミニウム板４１３により形成される。アルミニウム板４１３の上面には、表面化粧層４１１が形成される。また、アルミニウム板４１３の下面には、塗装膜４１４が形成される。
【００８９】
塗装膜４１４は第二の絶縁層を形成するものであり、例えば膜厚４０μｍおよび１５０℃の耐熱性を有するポリエステル粉体塗装膜であり、電気用品技術基準である１０００Ｖで１分間以上の電気絶縁耐圧性能を十分確保することができる。
【００９０】
なお、アルミニウム板４１３の代わりに、銅板、ステンレス板、アルミニウムめっき鋼板および亜鉛アルミニウムめっき鋼板等のうちいずれかまたは複数を用いてもよい。
【００９１】
図７（ｃ）に示すように、塗装膜４１４の下面に粘着層４５２ａを介して便座ヒータ４５０が粘着してある。便座ヒータ４５０は、上部便座ケーシング４１０にアルミニウムからなる略馬蹄状の金属箔４５１が配置される。金属箔４５１の全体の膜厚は５０μｍである。金属箔４５１は膜状のポリエチレンテレフタレート樹脂からなるＰＥＴ層４９５ａ２５μｍと均熱手段としてのアルミ箔層４５１ａ２５μｍで構成されており、ＰＥＴ層４５１ａで強度を増す構造としている。
【００９２】
線状ヒータ４６０は、断面円形の発熱線４６３ａと、第一の絶縁層であるエナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２により構成される。断面円形の発熱線４６３ａの外周面がエナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２で順に被覆される。発熱線４６３ａおよびエナメル層４６３ｂによりエナメル線４６３が構成される。
【００９３】
発熱線４６３ａは、例えば０．１６〜０．２５ｍｍの直径を有し、銅または銅合金からなる。本例では、発熱線４６３ａとして、直径０．１７６ｍｍの４％Ａｇ−Ｃｕ合金からなる高抗張力型ヒータ線が用いられる。抵抗値は０．８３３Ω／ｍである。
【００９４】
エナメル層４６３ｂは、例えば１８０〜３００℃の耐熱性を有するポリエステルイミド
（ＰＥＩ）からなる。エナメル層４６３ｂの膜厚は、２０μｍ以下であり、本例では１２〜１３μｍである。また、エナメル層４６３ｂの材料として、ポリイミド（ＰＩ）またはポリアミドイミド（ＰＡＩ）を用いてもよい。
【００９５】
絶縁被覆層４６２は、例えば２６０℃の耐熱性を有するパーフロロアルコキシ混合物（以下ＰＦＡと称する）等のフッ素樹脂からなる。絶縁被覆層４６２の厚みは、例えば０．１〜０．１５ｍｍである。ＰＦＡからなる絶縁被覆層４６２の形成は、押出し加工により行うことができる。 なお、絶縁被覆層４６２の材料として、ポリイミド（ＰＩ）またはポリアミドイミド（ＰＡＩ）を用いてもよい。
【００９６】
線状ヒータ４６０の外径は、例えば０．４６〜０．５０ｍｍである。線状ヒータ４６０の電力密度は、例えば０．９５Ｗ／ｃｍ２である。
【００９７】
線状ヒータ４６０は、粘着層４５２ｂおよび例えばアルミニウムからなる金属箔４５３で覆うように金属箔４５１に取り付けられる。金属箔４５３の膜厚は、例えば５０μｍである。金属箔４５３はＰＥＴ層４９５ｂ２５μｍ、４５３ａアルミ箔層２５μｍからなりＰＥＴ層４９５ｂで強度を増す構造としている。
【００９８】
また図７（ｂ）に示すように、金属箔４５３と金属箔４５１を貼り付けた端面全周をコーティング材４９０でコーティングすることで、便座ヒータ４５０を設置した便座内の充電部はＰＥＴ層４９５ｂとコーティング材４９０で覆うことができ、便座内部に水が入った場合でも、漏電等が起こらない構造となる。
【００９９】
（４）ヒータ制御
（４−１）ヒータの突入電流
図８はヒータの突入電流を示すタイムチャートである。線状ヒータやランプヒータなど急峻な温度上昇を得ることができるヒータでは、通電開始前のヒータ抵抗値は小さく、このときに流れる電流は、ヒータに定常に流れる電流の数倍〜１０倍程度にもなることがある。ヒータの定格電力が１０００Ｗ−ＡＣ１００Ｖの場合は、定常的には１０Ａであるが、突入電流は数１０Ａ〜１００Ａ程度になる場合が有る。ヒータ温度が高くなり、抵抗値が大きくなるとこの突入電流は小さくなるが、数１００ｍｓ〜数秒に亘って、突入電流が発生する場合がある。この突入電流により、家庭内の電力線の抵抗値による電圧降下が発生し、同一電力線に接続されている機器には電圧降下された電圧が印加されることになる。照明器具などでは電圧降下により輝度が低下し、チラツキとなって現れる。
【０１００】
（４−２）ヒータ制御方式
図９はヒータを制御する制御回路のブロック図である。便座ヒータ４５０を駆動するトライアック５００、トライアック５００のゲートに接続された電流制限抵抗５０１、駆動トランジスタ５０２にてマイクロコンピュータ５０３からの駆動信号を変換してトライアック５００をＯＮ／ＯＦＦする。ヒータへの投入電力低下する制御方式として、トライアック５００を用いて、交流電源の通電位相角を遅らせる方式がある。これを位相制御と呼ぶ。
【０１０１】
トライアック５００はトライアックのＴ１−Ｔ２に流れる電流がゼロになると導通（ＯＮ）が遮断され、ヒータのＯＦＦ信号をトライアックへ与えなくてもよいという利点があるが、逆に、トライアックは一旦導通（ＯＮ）状態となるとヒータへの電力を途中でＯＦＦすることが出来ない。
【０１０２】
図１０は上述の位相制御とは別に、交流電源の位相によらずヒータへの通電をいつでもＯＮ／ＯＦＦできるようにしたヒータ駆動回路のブロック図である。これは、マイクロコ
ンピュータ５０３からの駆動信号を駆動回路５０４を介して、ヒータの両端に配置されたトランジスタ等の駆動素子５０５を交流電源のどの位相であっても、ヒータへの駆動をＯＮ／ＯＦＦできるものである。駆動素子５０５をＯＮ／ＯＦＦする位相、時間によって、ヒータへの通電量を切り替えることができる。
【０１０３】
（４−３）ヒータ制御位相
ヒータ通電時の突入電流の抑制を行う為には、ヒータを通電する位相が重要となる。ヒータの投入位相角が小さい、即ち、ヒータへの通電量が少ないほど、ヒータの突入電流は小さくなる。しかしながら、ヒータの通電量が少ないと、ヒータの昇温が小さくなり、ヒータ抵抗値は依然として小さいままとなるため、便座部の表面温度上昇が遅くなってしまう。
【０１０４】
図１１（ａ）、（ｂ）に本実施の形態のヒータ投入位相のイメージを示すタイムチャートを記載する。
【０１０５】
図１１（ａ）では位相制御の位相角イメージを記載する。ヒータの定常時の消費電力量を１２００Ｗとすると、この制御方式では便座装置周辺の雰囲気温度が０℃の際でもヒータ昇温が可能な７０Ｗ相当としている。
【０１０６】
また、図１１（ｂ）にトランジスタ等による駆動素子制御での位相角イメージを記載する。駆動素子制御では、上述の位相制御が交流電源の電圧降下の際にのみ行っているのに対し、交流電源の電圧上昇、及び、電圧降下の双方で行うことができる。このときの位相角としては、位相制御の約１／２の４０Ｗ相当でヒータ昇温が可能となる。駆動素子制御では位相角が小さくてもヒータ昇温が可能なため、突入電流抑制に効果的である。
【０１０７】
（４−４）位相角の決定の第１の例
ヒータ投入位相角の第１の例として、図１２に電圧比較方式を記載する。図１２（ａ）は電圧比較方式のブロック図を示し、（ｂ）は電圧比較方式による制御信号のタイムチャートを示す。
【０１０８】
交流電源の一方のサイクルでは電圧調整用抵抗Ｒ１とＲ２によるＲ２間の電圧がＱ１のベース＝エミッタ電圧を下回ったときにトランジスタＱ１がＯＦＦ、他方のサイクルではＲ１とＲ３によるＲ３間の電圧がＱ２のベース＝エミッタ電圧を下回ったときにトランジスタＱ２がＯＦＦする。交流電圧が高いときには、トランジスタＱ１、Ｑ２のいづれかのトランジスタがＯＮ状態となり、この時、トランジスタＱ３がＯＮする。また、交流電圧が低いときには、Ｑ１、Ｑ２の双方のトランジスタがＯＦＦし、トランジスタＱ３がＯＦＦする。即ち、交流電源波形が、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって規定された電圧よりも低いときにのみ、マイクロコンピュータへはＨｉの信号が、規定された電圧よりも高いときには、マイクロコンピュータへはＬｏの信号が入力される。このパルスをマイクロコンピュータにて判断し、パルスがＨｉ期間の時、即ち規定電圧よりも交流電源の電圧の方が低い場合には、ヒータへの通電を行い、パルスがＬｏ期間の時、即ち規定電圧よりも交流電源の電圧が高くなった時に、ヒータへの通電を遮断する。よって、交流電源電圧が低い電圧のときにのみヒータへの通電を行うことができる為、ヒータＯＮ／ＯＦＦによるノイズ発生を低下することができる。
【０１０９】
また、他の例として、図１３に電圧細分化検出方式を記載する。この方式は、交流電源を抵抗分割し、この抵抗分割電圧をマイクロコンピュータへ直接入力する。マイクロコンピュータにはアナログ−デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）器を搭載しており、マイクロコンピュータにて短時間（例えば交流電源の１サイクルである１６．６ｍｓ（６０Ｈｚ）、２０ｍｓ（５０Ｈｚ））の間に数１００μｓ間隔で検出を行う。マイクロコンピュータ内部の
Ａ／Ｄ変換した値（デジタル変換値）は、交流電源波形を検出間隔毎の瞬時の検出値となるため、図示のように不連続値となる。この交流電源のデジタル変換値とマイクロコンピュータ内部で保持している規定電圧と比較し、規定電圧よりも交流電圧が低い場合のみヒータへの通電を行う。
【０１１０】
また、図１４に示すように、マイクロコンピュータが保持している規定電圧を、交流電源電圧の電圧上昇時と電圧下降時とで個別に保有することで、交流電源電圧の上昇時にはヒータ通電をＯＮからＯＦＦする位相角を、交流電源電圧の下降時にはヒータ通電をＯＦＦからＯＮする位相角を切り替えることができる。これは、ヒータ通電がＯＮからＯＦＦの方が、既にヒータを通電している為、ＯＮ／ＯＦＦ切替の際の抵抗値は大きくなっている為、電圧下降時に比べ、ＯＮ／ＯＦＦ切替によるノイズ発生は小さくすることができ、より突入電流を抑制し、ヒータ通電量を大きくすることができる。
【０１１１】
（４−５）位相角の決定の第２の例
次に、位相角の決定としてヒータに流れている電流を検出し、ヒータの突入電流が小さくなるまで低電力での制御をおこなう例を示す。
【０１１２】
図１５にヒータの突入電流を検出する例として、ヒータ電流検出部としてヒータに接続されているリード線をコイルの間に貫通させ、コイルの両端に発生する磁界を磁界電圧変換部にて電圧変換して、マイクロコンピュータへ入力する。このコイルに発生する磁界は電流に比例する為、電圧が大きいほど、ヒータに流れている電流が大きいことを示している。
【０１１３】
このヒータ電流が規定電流値（例えば２０Ａなど）よりも大きい時には、突入電流が低減していないとしてヒータへの通電量を低下させ、規定電流値よりも小さい時には突入電流が低減したとしてヒータへの通電量を増加させる。規定電流値の目安としては、一般家庭内の屋内電力線抵抗値を０．５Ωと仮定すると、２０Ａ×０．５Ω＝１０Ｖの電圧降下が発生する程度とする。
【０１１４】
また、図１６に示すように、ヒータと直列に抵抗値の小さい抵抗を接続し、この抵抗の両端電圧を検出してヒータ電流を換算する抵抗電圧検出部による方式もある。ヒータ電流を検出した後の制御方式は上述のコイル方式と同一である為説明は省略する。この方式ではコイル方式がヒータへの接続リード線をコイル間に貫通させなければならないのに対し、１Ω以下の小さい抵抗値の抵抗を直列接続にて接続することでヒータ電流を検出することができる。また、この抵抗値の小さい抵抗をヒータ線を用いることにより、このヒータ線による発熱を便座部への昇温へと利用することでより省エネルギー性を向上させることができる。
【０１１５】
（４−６）位相角の決定の第３の例
さらに、位相角を決定する第３の例として、図１７のようにヒータ近傍に温度検出素子４０１ｂを貼付し、ヒータ温度を検出することもできる。ヒータ温度が高くなる、即ち、ヒータ抵抗値が大きくなったことを検出して、ヒータの突入電流が小さくなったと判定し、ヒータへの通電量を低電力から高電力へ切替を行う。このことにより、ヒータ突入電流による他機器への影響を小さくすることができる。
【０１１６】
なお、本実施の形態においては発熱体である便座ヒータ４５０として、前記線状ヒータ４６０を採用したが、これに限るものではなく、短時間に急峻な温度上昇を得ることができるヒータであればランプヒータ、面状ヒータ、ＰＴＣヒータ等の他のヒータでもよい。
【０１１７】
また、本実施の形態においては、便座部４００の裏面に線状ヒータ４６０を貼付するこ
とで、線状ヒータ４６０の発熱を直接伝導することによって便座部４００を加熱する構成としたが、発熱体を加熱して短時間に便座部４００の表面を急峻に昇温できる構成であれば、これに限るものではない。
【０１１８】
例えば、便座部４００の表面近傍にヒータおよびファンを備えて、加熱された温風を吹きつけて着座部を暖房するような構成や、便座部４００の近傍または便座装置の本体２００内にヒータおよびファンを備えて、便座部４００の内部の空洞部に温風を送り込んで、着座部を暖房する構成でもよい。また、温風でなく温水を便座内部で循環させて着座部を暖房するような構成としてもよい。
【０１１９】
これらの、本実施の形態で詳細に説明した発熱体に限らず、大電流を通電開始時に投入することで突入電流が生じる発熱体を用いた場合であれば同様の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上のように、本発明にかかる便座装置は、ヒータ通電時の突入電流を抑制することができるので、高出力の発熱体を備えて大電流を投入し短時間に急峻に温度上昇させる制御を行う他の暖房装置や加熱装置等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る便座装置およびそれを備えるトイレ装置を示す 外観斜視図
【図２】図１の遠隔操作装置の一例を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態１に係る便座装置の構成を示す模式図
【図４】便座部の分解斜視図
【図５】（ａ）は便座部の便座ヒータの平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ７２領域の拡大図
【図６】便座部の平面図
【図７】（ａ）図６の便座部のＣ７３−Ｃ７３断面図、（ｂ）図６の便座部のＣ７３−Ｃ７３断面の上部拡大図、（ｃ）は（ｂ）の要部断面図
【図８】ヒータの突入電流を示すタイムチャート
【図９】トライアックでの便座ヒータ制御のブロック図
【図１０】トランジスタでの便座ヒータ制御のブロック図
【図１１】（ａ）は位相制御時のヒータ投入位相を示すタイムチャート、（ｂ）はトランジスタ制御時のヒータ投入位相を示すタイムチャート
【図１２】（ａ）は電圧比較方式のブロック図、（ｂ）は制御信号のタイムチャート
【図１３】（ａ）電圧細分化検出方式のブロック図、（ｂ）は制御信号のタイムチャート
【図１４】トランジスタ駆動での電圧しきい値を示すタイムチャート
【図１５】ヒータ電流検出方式のブロック図
【図１６】直接抵抗でのヒータ電流検出のブロック図
【図１７】ヒータ温度検出の構成を示す模式図
【図１８】従来の便座装置を示す一部切欠き上面図
【図１９】図１８のＪ−Ｊ断面図
【符号の説明】
【０１２２】
１００ 便座装置
９０ 制御部
４００ 便座部
４０１ｂ 温度検出素子（ヒータ温度検出部）
４５０ 発熱体（便座ヒータ）
６００ 入室検知センサ（人体検知部）
７００ 便器
１０００ トイレ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房機能を有する便座装置およびそれを備えるトイレ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の便座装置としては、便座内にランプヒータを設置し、使用者のトイレットルームへの入室を検知すると前記ランプヒータへの通電を開始し、便座を加熱する暖房機能を備えた便座装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１８は特許文献１の暖房便座の一部切欠き上面図であり、図１９は図１８のＪ−Ｊ線断面図である。
【０００４】
図１８および図１９に示すように、暖房便座９００は、合成樹脂からなる上ケース９２６と下ケース９２７とを備える。上ケース９２６と下ケース９２７とは互いに接続されている。上ケース９２６および下ケース９２７の内部には、輻射反射板９２９、ランプヒータ９３０、サーモスタット９３１、温度ヒューズ９３２およびサーミスタ３３が設けられている。
【０００５】
ここで、輻射反射板９２９は、下ケース９２７の形状に沿うように形成されている。輻射反射板９２９上にはランプヒータ９３０が配置されている。ランプヒータ９３０の所定の部分を挟んで、サーモスタット９３１および温度ヒューズ９３２が輻射反射板９２９に取り付けられている。
【０００６】
図１９に示すように、上ケース９２６の内面でかつランプヒータ９３０と対向する箇所にサーミスタ９３３が取り付けられている。
【０００７】
この暖房便座９００においては、図示しない赤外線センサが使用者のトイレットルームへの入室を検知する。そこで、赤外線センサの検知信号に基づいてランプヒータ９３０が駆動される。それにより、ランプヒータ９３０からの輻射エネルギーが直接的にまたは輻射反射板９２９を介して間接的に上ケース９２６に与えられ上ケース９２６が発熱する。
【０００８】
上記構成により、特許文献１の暖房便座９００によれば、ランプヒータ９３０を常に駆動する必要がないので、省エネルギー化が実現される。
【特許文献１】特開２０００−１４５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記の暖房便座９００は、上ケース９２６の内面に設けられたサーミスタ９３３により上ケース９２６の温度が測定され、図示しない制御部によりランプヒータ９３０の駆動が制御される。それにより、上ケース９２６を所定の温度になるように暖めることができる。
【００１０】
しかしながら、ランプヒータ９３０は通電開始時点には、ランプヒータ９３０のヒータ抵抗値は小さく、突入電流が発生する。このような大きな突入電流が発生すると、過電流により家庭内のブレーカが遮断したり、便座装置１００が接続される電力配線の電圧降下が発生する。この電圧降下は、便座装置１００の暖房便座昇温を低下させるだけでなく、便座装置１００と家庭内の同一電源に接続されている照明器具などの輝度低下（フリッカー）を発生させて、使用者に対してまた、他の家電機器に対して不具合が生じるため、突
入電流を抑制する必要がある。
【００１１】
本発明の目的は、省エネルギー化を実現するとともに、ヒータ通電時の突入電流を抑制することができる便座装置およびそれを備えるトイレ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従来の課題を解決するために、本発明に係る便座装置は、便座部と、前記便座部を加熱する発熱体と、使用者の存在を検知する人体検知部と、前記発熱体の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記人体検知部により使用者の存在が検知された場合に第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、前記第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動するものである。
【００１３】
この便座装置においては、人体検知部により使用者の存在が検知された場合に、第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動することにより、第１の温度勾配での発熱体への通電量が小さいため、発熱体にて発生する突入電流を抑制することができる。
【００１４】
また、人体検知部により使用者の存在が検知された場合に発熱体が第２の電力で駆動されるので、使用者の存在が検知されないときに発熱体を便座部の昇温に必要な第２の電力で駆動する必要がない。これにより、消費電力が十分に低減され、省エネルギー化が実現される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る便座装置およびそれを備えるトイレ装置によれば、省エネルギー化が実現されるとともに、発熱体への通電直後には、発熱体への通電量を小さくすることで発熱体にて発生する突入電流を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１の発明は、便座部と、前記便座部を加熱する発熱体と、使用者の存在を検知する人体検知部と、前記発熱体の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記人体検知部により使用者の存在が検知された場合に第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、前記第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動するものである。
【００１７】
これにより、人体検知部により使用者の存在が検知された場合に、第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動することにより、第１の温度勾配での発熱体への通電量が小さいため、発熱体にて発生する突入電流を抑制することができる。
【００１８】
第２の発明は、第１の発明に係る便座装置の構成において、制御部は、所定数の４分の１よりも小さい周期の期間に亘って交流電流を供給する第１の電力により発熱体を駆動することである。
【００１９】
これにより、発熱体への供給される電流が小さいので、交流電流の通電制御により発生する高調波成分の影響が小さい。したがって、通電制御によるノイズの発生が低減され、更に、発熱体の突入電流を抑制することができる。
【００２０】
第３の発明は、第１の発明に係る便座装置の構成において、制御部は交流電圧が一定電圧よりも低い電圧の期間に亘って発熱体へ交流電流を供給するものである。
【００２１】
これにより、低い電圧にて発熱体への電流供給を行うことで、発熱体に流れる電流は小
さくなり、発熱体の突入電流を抑制することができる。
【００２２】
第４の発明は、第１または第３の発明に係る便座装置の構成において、交流電圧が一定電圧よりも低い電圧の期間の、交流電圧の電圧上昇時、及び、電圧下降時の少なくともいずれか一方の期間に亘って発熱体へ交流電流を供給するものである。
【００２３】
これにより、低い電圧にて発熱体への電流供給を行うことで、発熱体に流れる電流は小さくなり、発熱体の突入電流を抑制することができる。更に、交流電源の電圧上昇時、及び、電圧下降時の両方、又は、どちらか一方の期間、発熱体へ電流を供給することで、発熱体での発熱量は大きくなり、便座部温度を急峻に立ち上げることができるとともに、発熱体での発熱量が大きくなることで、発熱体の抵抗値が大きくなり、発熱体への供給電流も小さくなる為、突入電流の抑制を更に大きくすることができる。
【００２４】
第５の発明は、第１、及び第３〜４のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、交流電源電圧を規定の電圧と比較することで、前記発熱体への駆動期間を決定するものである。
【００２５】
これにより、交流電源電圧が規定電圧よりも低い電圧のときにのみ発熱体への電流供給を行うことで、発熱体に流れる電流は小さくなり、発熱体の突入電流を抑制することができる。
【００２６】
第６の発明は、第１、及び第３〜５のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、交流電源電圧を規定の時間に細分化して検出し、規定の電圧よりも低い電圧の期間、発熱体への駆動するものである。
【００２７】
これにより、交流電源電圧を細密に検出することが出来、低い電圧にて発熱体への電流供給を行うことで、発熱体に流れる電流は小さくなり、発熱体の突入電流を抑制することができる。更に、特別な回路を追加しなくても、交流電源の電圧上昇時、及び、電圧下降時の両方、又は、どちらか一方の期間において、規定電圧を電圧上昇時、及び、電圧下降時の規定電圧を切り替えることができる為、他の機器による電圧変動時でも、発熱体への供給電流量を一定に保つことができるため、発熱体での発熱量を一定にし、突入電流の抑制をすることができる。
【００２８】
第７の発明は、第１、及び第３〜６のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体への電流を検出するヒータ電流検出部を有し、制御部は、ヒータ電流検出部により発熱体への電流が規定電流よりも小さくなるまで第１の電力により前記発熱体への駆動するものである。
【００２９】
これにより、発熱体の突入電流を直接検出することが出来、規定電流よりも発熱体電流が大きい場合には発熱体への電力供給を小さく、規定電流よりも発熱体電流が小さくなった時には、発熱体への電力供給を大きくすることで、突入電流を抑制するとともに、便座部温度を急峻に立ち上げることができる。
【００３０】
第８の発明は、第１〜７のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体の周辺温度を検出するヒータ温度検出部を有し、制御部は、ヒータ温度検出部により発熱体の温度が規定温度よりも高くなるまで第１の電力により発熱体への駆動するものである。
【００３１】
これにより、発熱体の温度による発熱体の抵抗値が大きくなるまでは、低電力での通電を行い、発熱体の抵抗値が大きくなった時には、発熱体への供給電力を大きくすることで
、突入電流を抑制するとともに、便座部温度を急峻に立ち上げることができる。
【００３２】
第９の発明は、第１〜８のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体と直列に挿入した抵抗と、抵抗の両端電圧を検出する抵抗電圧検出部を有し、制御部は、抵抗電圧検出部により抵抗の両端電圧が規定電圧よりも小さくなるまで第１の電力により前記発熱体への駆動するものである。
【００３３】
これにより、発熱体と直列に接続した抵抗には発熱体と同一の電流が流れるため、この電流による抵抗両端の電圧が発熱体に流れる電流となる。この、発熱体に流れる電流を検出することで、発熱体の電流が大きい時には低電力での通電を行い、発熱体の電流が小さくなった時には、発熱体への供給電力を大きくすることで、突入電流を抑制するとともに、便座部温度を急峻に立ち上げることができる。
【００３４】
第１０の発明は、第１〜９のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、便座部は、少なくとも一部が金属により形成されたものである。
【００３５】
これにより、便座部が、樹脂よりも熱伝導率の高い金属により形成されているので、発熱体を駆動することにより便座部に与えられる熱が効率よくその便座部の全体に伝達される。
【００３６】
第１１の発明は、第１０の発明に係る便座装置の構成において、便座部を形成する金属は、アルミニウムを含むものにより形成されたものである。
【００３７】
これにより、便座部が、金属の中でより熱伝導率の高いアルミニウムにより形成されているので、発熱体を駆動することにより便座部に与えられる熱が効率よくその便座部の全体に伝達される。
【００３８】
第１２の発明は、第１〜１１のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体は便座部の裏面に貼付した線状ヒータとしたものである。
【００３９】
これにより、発熱体を直接便座部の裏面に貼付することで、より、便座部への熱伝導が良くなり、便座部を迅速に昇温することができる。
【００４０】
第１３の発明は、第１〜１１のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体はランプヒータとしたものである。
【００４１】
これにより、発熱体であるランプヒータは、輻射エネルギーにより便座部を迅速に昇温することができる。
【００４２】
第１４の発明は、第１〜１１のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体は面状ヒータとしたものである。
【００４３】
これにより、便座全面をムラなく発熱させることで、便座部を迅速に昇温することができる。
【００４４】
第１５の発明は、第１〜１１のいずれか１つの発明に係る便座装置の構成において、発熱体はＰＴＣヒータとしたものである。
【００４５】
これにより、ＰＴＣ発熱体の正温度係数特性により、発熱体の各部分の温度によって、個々に通電量を変化させるため、便座部の全面をムラなく、迅速に昇温することができる
。
【００４６】
第１６の発明は、便器と、第１〜１５のいずれか１つの発明に係る便座装置とを備えたトイレ装置である。
【００４７】
便器に便座装置が取り付けられたトイレ装置においては、人体検知部により使用者の存在が検知された場合に、第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動することにより、第１の温度勾配での発熱体への通電量が小さいため、発熱体にて発生する突入電流を抑制することができる。また、突入電流が小さくなった時点で、発熱体への電力供給を大きくすることで、便座部温度を急峻に立ち上げることができる。
【００４８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施に形態によって、本発明が限定されるものではない。
【００４９】
（実施の形態１）
（１）便座装置およびそれを備えるトイレ装置の外観
図１は本発明の一実施の形態に係る便座装置およびそれを備えるトイレ装置を示す外観斜視図である。図１に示すように、トイレ装置１０００は、便座装置１００および便器７００を備え、トイレットルーム内に設置される。
【００５０】
トイレ装置１０００において、便器７００上には便座装置１００が装着される。便座装置１００は、暖房機能を有し、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００、蓋部５００および入室検知センサ６００により構成される。
【００５１】
本体部２００には、便座部４００および蓋部５００が開閉自在に取り付けられる。さらに、本体部２００には、洗浄水供給機構および着座センサ２９０が設けられるとともに、後述する制御部が内蔵されている。
【００５２】
本実施の形態において、便座部４００には便座ヒータが内蔵されている。
【００５３】
本体部２００の図示しない洗浄水供給機構は、水道配管に接続されており、便器７００内に洗浄水を供給する。着座センサ２９０は、例えば反射型の赤外線センサである。この場合、着座センサ２９０は、人体から反射された赤外線を検出した場合に便座部４００上に使用者が存在することを検知する。
【００５４】
また、本体部２００の上面側に便座温調ランプ２８０が設けられている。便座温調ランプ２８０は、後述する便座ヒータ４５０がオフのときに消灯し、便座ヒータ４５０の昇温待機時に緑色に点灯し、便座ヒータ４５０の昇温時に橙色の点滅から点灯に変化する。それにより、使用者が便座ヒータ４５０の現在の状態を認識することができるので、使い勝手が良い。
【００５５】
遠隔操作装置３００には、複数のスイッチが設けられている。この遠隔操作装置３００は、例えば便座部４００上に着座する使用者が操作可能な場所に取り付けられる。
【００５６】
入室検知センサ６００は、例えばトイレットルームの入り口等に取り付けられる。入室検知センサ６００は、例えば反射型の赤外線センサである。この場合、入室検知センサ６００は、人体から反射された赤外線を検出した場合にトイレットルーム内に使用者が入室したことを検知する。
【００５７】
本体部２００の制御部は、着座センサ２９０、遠隔操作装置３００および入室検知センサ６００から送信される信号に基づいて、便座部４００に内蔵された便座ヒータの駆動を制御する。
【００５８】
さらに、本体部２００の制御部は、洗浄水供給機構（図示せず）、本体部２００に設けられた脱臭装置（図示せず）および温風供給装置（図示せず）等の制御も行う。
【００５９】
（２）遠隔操作装置の構成
図２は、図１の遠隔操作装置３００の一例を示す模式図である。
【００６０】
図２に示すように、遠隔操作装置３００は、暖房スイッチ３０１、複数の温度調節スイッチ３０２、３０３、３０４および複数のＬＥＤ（発光ダイオード）３０５を備える。
【００６１】
使用者により暖房スイッチ３０１および複数の温度調節スイッチ３０２、３０３、３０４が押下操作される。
【００６２】
それにより、遠隔操作装置３００は、後述する便座装置１００の本体部２００に設けられた制御部に所定の信号を無線送信する。本体部２００の制御部は、遠隔操作装置３００より無線送信される所定の信号を受信し、便座ヒータの駆動等を制御する。
【００６３】
冬季のように、使用者が暖房機能を使用する場合には、予め暖房スイッチ３０１が押下操作されることにより便座装置１００の暖房機能がオンする。この状態で、温度調節スイッチ３０２が押下操作された場合には便座部４００の温度が低く（例えば、３４℃）設定され、温度調節スイッチ３０３が押下操作された場合には便座部４００の温度が中程度（例えば、３６℃）に設定され、温度調節スイッチ３０４が押下操作された場合には便座部４００の温度が高く（例えば、３８℃）設定される。
【００６４】
なお、夏季のように使用者が暖房機能を使用しない場合には、暖房スイッチ３０１が押下操作されることにより便座装置１００の暖房機能がオフする。
【００６５】
以下、温度調節スイッチ３０２〜３０４により設定される便座部４００の温度を便座設定温度と称する。
【００６６】
複数のＬＥＤ３０５の各々は、暖房スイッチ３０１および複数の温度調節スイッチ３０２、３０３、３０４と対応するように設けられている。複数のＬＥＤ３０５は、暖房スイッチ３０１および複数の温度調節スイッチ３０２、３０３、３０４の押下操作に伴い点灯する。
【００６７】
（３）便座装置の構成
図３は本発明の一実施の形態に係る便座装置１００の構成を示す模式図である。上述のように、便座装置１００は、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００および入室検知センサ６００を備える。
【００６８】
図３に示すように、本体部２００は、制御部９０、温度測定部４０１、ヒータ駆動部４０２、便座温調ランプ２８０および着座センサ６１０を含む。
【００６９】
また、便座部４００は発熱体である便座ヒータ４５０およびサーミスタ４０１ａを備える。
【００７０】
制御部９０は、例えばマイクロコンピュータからなり、使用者の入室および便座部４０
０の温度等を判定する判定部、タイマ機能を有する計時部、種々の情報を記憶する記憶部、ならびに、ヒータ駆動部４０２の動作を制御するための通電率切替回路等を含む。
【００７１】
本体部２００の温度測定部４０１は、便座部４００のサーミスタ４０１ａに接続されている。これにより、温度測定部４０１は、サーミスタ４０１ａから出力される信号に基づいて便座部４００の温度を測定する。以下、サーミスタ４０１ａを通じて温度測定部４０１により測定される便座部４００の温度を測定温度値と称する。
【００７２】
また、本体部２００のヒータ駆動部４０２は、便座部４００の便座ヒータ４５０に接続されている。これにより、ヒータ駆動部４０２は便座ヒータ４５０を駆動する。
【００７３】
本実施の形態において、便座装置１００は次のように動作する。初期設定時では、制御部９０がヒータ駆動部４０２を制御することにより、便座部４００が例えば約１８℃となるように温度調整される。このときの温度を待機温度と称する。
【００７４】
ここで、使用者が遠隔操作装置３００の便座温度調整スイッチ３３３を操作することにより、便座設定温度が制御部９０に送信される。制御部９０は、遠隔操作装置３００から受信した便座設定温度を記憶部に記憶する。
【００７５】
使用者がトイレットルームに入室すると、入室検知センサ６００が使用者の入室を検知する。それにより、使用者の入室検知信号が制御部９０に送信される。
【００７６】
次に、通常の使用時の動作について説明する。制御部９０の判定部は、入室検知センサ６００からの入室検知信号により使用者のトイレットルームへの入室を検知する。そこで、判定部は、便座部４００の測定温度値、および記憶部に記憶された便座設定温度に基づいて便座ヒータ４５０の駆動に関する特定のヒータ制御パターンを選択する。
【００７７】
通電率切替回路は、選択されたヒータ制御パターンおよび計時部により得られる時間情報に基づいてヒータ駆動部４０２の動作を制御する。
【００７８】
それにより、ヒータ駆動部４０２により便座ヒータ４５０が駆動され、便座部４００の温度が便座設定温度へと瞬時に上昇される。
【００７９】
図４は、便座部４００の分解斜視図である。図５（ａ）は、便座部４００の便座ヒー
タ４５０の平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の領域Ｃ７２の拡大図である。図６は、便座部４００の平面図である。図７（ａ）は、図６の便座部４００のＣ７３−Ｃ７３断面図である。
【００８０】
図４に示すように、便座部４００は、主としてアルミニウムにより形成された略楕円形状の上部便座ケーシング４１０、発熱体である略馬蹄形状の便座ヒータ４５０および合成樹脂により形成された略楕円形状の下部便座ケーシング４２０を備える。
【００８１】
以下、着座した使用者から見て前方側を便座部４００の前部とし、着座した使用者から見て後方側を便座部４００の後部とする。
【００８２】
図５（ａ）および図６に示すように、発熱体である便座ヒータ４５０は、前部の一部が切り取られた略馬蹄状に形成される。なお、便座ヒータ４５０は、略楕円形状を有してもよい。便座ヒータ４５０は、例えばアルミニウムからなる金属箔４５１、４５３および線状ヒータ４６０を含む。
【００８３】
線状ヒータ４６０は、シート中央部ＳＥ３からシート一方端部ＳＥ１までの領域およびシート中央部ＳＥ３からシート他方端部ＳＥ２までの領域において上部便座ケーシング４１０の形状に合わせて蛇行形状に配設される。
【００８４】
具体的には、線状ヒータ４６０は、左右６列程度のＵ字状部を有するように形成される。これらのＵ字状部は、着座した使用者の大腿部の方向にほぼ沿って並行に配置される。各Ｕ字状部における線状ヒータ４６０の間隔は５ｍｍ程度である。
【００８５】
線状ヒータ４６０のヒータ始端部４６０ａおよびヒータ終端部４６０ｂは、便座部４００の後部の一方側から引き出されるリード線４７０にそれぞれ接続される。
【００８６】
さらに、図５（ｂ）に示すように、蛇行形状の線状ヒータ４６０の経路中に熱応力緩衝部となる複数の折曲部ＣＵが設けられる。
【００８７】
図７（ａ）に示すように、上部便座ケーシング４１０の外側の側辺に沿った領域Ｇ１における線状ヒータ４６０の間隔ｄｓ１および内側の側辺に沿った領域Ｇ３における線状ヒータ４６０の間隔ｄｓ３は、上部便座ケーシング４１０の中央部の領域Ｇ２における線状ヒータ４６０の間隔ｄｓ２よりも小さく設定される。それにより、上部便座ケーシング４１０の外側の側辺に沿った領域Ｇ１および内側の側辺に沿った領域Ｇ３では、中央部の領域Ｇ２に比べて線状ヒータ４６０が密に配列される。
【００８８】
さらに、図７（ｂ）に示すように、上部便座ケーシング４１０は、例えば厚さ１ｍｍのアルミニウム板４１３により形成される。アルミニウム板４１３の上面には、表面化粧層４１１が形成される。また、アルミニウム板４１３の下面には、塗装膜４１４が形成される。
【００８９】
塗装膜４１４は第二の絶縁層を形成するものであり、例えば膜厚４０μｍおよび１５０℃の耐熱性を有するポリエステル粉体塗装膜であり、電気用品技術基準である１０００Ｖで１分間以上の電気絶縁耐圧性能を十分確保することができる。
【００９０】
なお、アルミニウム板４１３の代わりに、銅板、ステンレス板、アルミニウムめっき鋼板および亜鉛アルミニウムめっき鋼板等のうちいずれかまたは複数を用いてもよい。
【００９１】
図７（ｃ）に示すように、塗装膜４１４の下面に粘着層４５２ａを介して便座ヒータ４５０が粘着してある。便座ヒータ４５０は、上部便座ケーシング４１０にアルミニウムからなる略馬蹄状の金属箔４５１が配置される。金属箔４５１の全体の膜厚は５０μｍである。金属箔４５１は膜状のポリエチレンテレフタレート樹脂からなるＰＥＴ層４９５ａ２５μｍと均熱手段としてのアルミ箔層４５１ａ２５μｍで構成されており、ＰＥＴ層４５１ａで強度を増す構造としている。
【００９２】
線状ヒータ４６０は、断面円形の発熱線４６３ａと、第一の絶縁層であるエナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２により構成される。断面円形の発熱線４６３ａの外周面がエナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２で順に被覆される。発熱線４６３ａおよびエナメル層４６３ｂによりエナメル線４６３が構成される。
【００９３】
発熱線４６３ａは、例えば０．１６〜０．２５ｍｍの直径を有し、銅または銅合金からなる。本例では、発熱線４６３ａとして、直径０．１７６ｍｍの４％Ａｇ−Ｃｕ合金からなる高抗張力型ヒータ線が用いられる。抵抗値は０．８３３Ω／ｍである。
【００９４】
エナメル層４６３ｂは、例えば１８０〜３００℃の耐熱性を有するポリエステルイミド
（ＰＥＩ）からなる。エナメル層４６３ｂの膜厚は、２０μｍ以下であり、本例では１２〜１３μｍである。また、エナメル層４６３ｂの材料として、ポリイミド（ＰＩ）またはポリアミドイミド（ＰＡＩ）を用いてもよい。
【００９５】
絶縁被覆層４６２は、例えば２６０℃の耐熱性を有するパーフロロアルコキシ混合物（以下ＰＦＡと称する）等のフッ素樹脂からなる。絶縁被覆層４６２の厚みは、例えば０．１〜０．１５ｍｍである。ＰＦＡからなる絶縁被覆層４６２の形成は、押出し加工により行うことができる。 なお、絶縁被覆層４６２の材料として、ポリイミド（ＰＩ）またはポリアミドイミド（ＰＡＩ）を用いてもよい。
【００９６】
線状ヒータ４６０の外径は、例えば０．４６〜０．５０ｍｍである。線状ヒータ４６０の電力密度は、例えば０．９５Ｗ／ｃｍ２である。
【００９７】
線状ヒータ４６０は、粘着層４５２ｂおよび例えばアルミニウムからなる金属箔４５３で覆うように金属箔４５１に取り付けられる。金属箔４５３の膜厚は、例えば５０μｍである。金属箔４５３はＰＥＴ層４９５ｂ２５μｍ、４５３ａアルミ箔層２５μｍからなりＰＥＴ層４９５ｂで強度を増す構造としている。
【００９８】
また図７（ｂ）に示すように、金属箔４５３と金属箔４５１を貼り付けた端面全周をコーティング材４９０でコーティングすることで、便座ヒータ４５０を設置した便座内の充電部はＰＥＴ層４９５ｂとコーティング材４９０で覆うことができ、便座内部に水が入った場合でも、漏電等が起こらない構造となる。
【００９９】
（４）ヒータ制御
（４−１）ヒータの突入電流
図８はヒータの突入電流を示すタイムチャートである。線状ヒータやランプヒータなど急峻な温度上昇を得ることができるヒータでは、通電開始前のヒータ抵抗値は小さく、このときに流れる電流は、ヒータに定常に流れる電流の数倍〜１０倍程度にもなることがある。ヒータの定格電力が１０００Ｗ−ＡＣ１００Ｖの場合は、定常的には１０Ａであるが、突入電流は数１０Ａ〜１００Ａ程度になる場合が有る。ヒータ温度が高くなり、抵抗値が大きくなるとこの突入電流は小さくなるが、数１００ｍｓ〜数秒に亘って、突入電流が発生する場合がある。この突入電流により、家庭内の電力線の抵抗値による電圧降下が発生し、同一電力線に接続されている機器には電圧降下された電圧が印加されることになる。照明器具などでは電圧降下により輝度が低下し、チラツキとなって現れる。
【０１００】
（４−２）ヒータ制御方式
図９はヒータを制御する制御回路のブロック図である。便座ヒータ４５０を駆動するトライアック５００、トライアック５００のゲートに接続された電流制限抵抗５０１、駆動トランジスタ５０２にてマイクロコンピュータ５０３からの駆動信号を変換してトライアック５００をＯＮ／ＯＦＦする。ヒータへの投入電力低下する制御方式として、トライアック５００を用いて、交流電源の通電位相角を遅らせる方式がある。これを位相制御と呼ぶ。
【０１０１】
トライアック５００はトライアックのＴ１−Ｔ２に流れる電流がゼロになると導通（ＯＮ）が遮断され、ヒータのＯＦＦ信号をトライアックへ与えなくてもよいという利点があるが、逆に、トライアックは一旦導通（ＯＮ）状態となるとヒータへの電力を途中でＯＦＦすることが出来ない。
【０１０２】
図１０は上述の位相制御とは別に、交流電源の位相によらずヒータへの通電をいつでもＯＮ／ＯＦＦできるようにしたヒータ駆動回路のブロック図である。これは、マイクロコ
ンピュータ５０３からの駆動信号を駆動回路５０４を介して、ヒータの両端に配置されたトランジスタ等の駆動素子５０５を交流電源のどの位相であっても、ヒータへの駆動をＯＮ／ＯＦＦできるものである。駆動素子５０５をＯＮ／ＯＦＦする位相、時間によって、ヒータへの通電量を切り替えることができる。
【０１０３】
（４−３）ヒータ制御位相
ヒータ通電時の突入電流の抑制を行う為には、ヒータを通電する位相が重要となる。ヒータの投入位相角が小さい、即ち、ヒータへの通電量が少ないほど、ヒータの突入電流は小さくなる。しかしながら、ヒータの通電量が少ないと、ヒータの昇温が小さくなり、ヒータ抵抗値は依然として小さいままとなるため、便座部の表面温度上昇が遅くなってしまう。
【０１０４】
図１１（ａ）、（ｂ）に本実施の形態のヒータ投入位相のイメージを示すタイムチャートを記載する。
【０１０５】
図１１（ａ）では位相制御の位相角イメージを記載する。ヒータの定常時の消費電力量を１２００Ｗとすると、この制御方式では便座装置周辺の雰囲気温度が０℃の際でもヒータ昇温が可能な７０Ｗ相当としている。
【０１０６】
また、図１１（ｂ）にトランジスタ等による駆動素子制御での位相角イメージを記載する。駆動素子制御では、上述の位相制御が交流電源の電圧降下の際にのみ行っているのに対し、交流電源の電圧上昇、及び、電圧降下の双方で行うことができる。このときの位相角としては、位相制御の約１／２の４０Ｗ相当でヒータ昇温が可能となる。駆動素子制御では位相角が小さくてもヒータ昇温が可能なため、突入電流抑制に効果的である。
【０１０７】
（４−４）位相角の決定の第１の例
ヒータ投入位相角の第１の例として、図１２に電圧比較方式を記載する。図１２（ａ）は電圧比較方式のブロック図を示し、（ｂ）は電圧比較方式による制御信号のタイムチャートを示す。
【０１０８】
交流電源の一方のサイクルでは電圧調整用抵抗Ｒ１とＲ２によるＲ２間の電圧がＱ１のベース＝エミッタ電圧を下回ったときにトランジスタＱ１がＯＦＦ、他方のサイクルではＲ１とＲ３によるＲ３間の電圧がＱ２のベース＝エミッタ電圧を下回ったときにトランジスタＱ２がＯＦＦする。交流電圧が高いときには、トランジスタＱ１、Ｑ２のいづれかのトランジスタがＯＮ状態となり、この時、トランジスタＱ３がＯＮする。また、交流電圧が低いときには、Ｑ１、Ｑ２の双方のトランジスタがＯＦＦし、トランジスタＱ３がＯＦＦする。即ち、交流電源波形が、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって規定された電圧よりも低いときにのみ、マイクロコンピュータへはＨｉの信号が、規定された電圧よりも高いときには、マイクロコンピュータへはＬｏの信号が入力される。このパルスをマイクロコンピュータにて判断し、パルスがＨｉ期間の時、即ち規定電圧よりも交流電源の電圧の方が低い場合には、ヒータへの通電を行い、パルスがＬｏ期間の時、即ち規定電圧よりも交流電源の電圧が高くなった時に、ヒータへの通電を遮断する。よって、交流電源電圧が低い電圧のときにのみヒータへの通電を行うことができる為、ヒータＯＮ／ＯＦＦによるノイズ発生を低下することができる。
【０１０９】
また、他の例として、図１３に電圧細分化検出方式を記載する。この方式は、交流電源を抵抗分割し、この抵抗分割電圧をマイクロコンピュータへ直接入力する。マイクロコンピュータにはアナログ−デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）器を搭載しており、マイクロコンピュータにて短時間（例えば交流電源の１サイクルである１６．６ｍｓ（６０Ｈｚ）、２０ｍｓ（５０Ｈｚ））の間に数１００μｓ間隔で検出を行う。マイクロコンピュータ内部の
Ａ／Ｄ変換した値（デジタル変換値）は、交流電源波形を検出間隔毎の瞬時の検出値となるため、図示のように不連続値となる。この交流電源のデジタル変換値とマイクロコンピュータ内部で保持している規定電圧と比較し、規定電圧よりも交流電圧が低い場合のみヒータへの通電を行う。
【０１１０】
また、図１４に示すように、マイクロコンピュータが保持している規定電圧を、交流電源電圧の電圧上昇時と電圧下降時とで個別に保有することで、交流電源電圧の上昇時にはヒータ通電をＯＮからＯＦＦする位相角を、交流電源電圧の下降時にはヒータ通電をＯＦＦからＯＮする位相角を切り替えることができる。これは、ヒータ通電がＯＮからＯＦＦの方が、既にヒータを通電している為、ＯＮ／ＯＦＦ切替の際の抵抗値は大きくなっている為、電圧下降時に比べ、ＯＮ／ＯＦＦ切替によるノイズ発生は小さくすることができ、より突入電流を抑制し、ヒータ通電量を大きくすることができる。
【０１１１】
（４−５）位相角の決定の第２の例
次に、位相角の決定としてヒータに流れている電流を検出し、ヒータの突入電流が小さくなるまで低電力での制御をおこなう例を示す。
【０１１２】
図１５にヒータの突入電流を検出する例として、ヒータ電流検出部としてヒータに接続されているリード線をコイルの間に貫通させ、コイルの両端に発生する磁界を磁界電圧変換部にて電圧変換して、マイクロコンピュータへ入力する。このコイルに発生する磁界は電流に比例する為、電圧が大きいほど、ヒータに流れている電流が大きいことを示している。
【０１１３】
このヒータ電流が規定電流値（例えば２０Ａなど）よりも大きい時には、突入電流が低減していないとしてヒータへの通電量を低下させ、規定電流値よりも小さい時には突入電流が低減したとしてヒータへの通電量を増加させる。規定電流値の目安としては、一般家庭内の屋内電力線抵抗値を０．５Ωと仮定すると、２０Ａ×０．５Ω＝１０Ｖの電圧降下が発生する程度とする。
【０１１４】
また、図１６に示すように、ヒータと直列に抵抗値の小さい抵抗を接続し、この抵抗の両端電圧を検出してヒータ電流を換算する抵抗電圧検出部による方式もある。ヒータ電流を検出した後の制御方式は上述のコイル方式と同一である為説明は省略する。この方式ではコイル方式がヒータへの接続リード線をコイル間に貫通させなければならないのに対し、１Ω以下の小さい抵抗値の抵抗を直列接続にて接続することでヒータ電流を検出することができる。また、この抵抗値の小さい抵抗をヒータ線を用いることにより、このヒータ線による発熱を便座部への昇温へと利用することでより省エネルギー性を向上させることができる。
【０１１５】
（４−６）位相角の決定の第３の例
さらに、位相角を決定する第３の例として、図１７のようにヒータ近傍に温度検出素子４０１ｂを貼付し、ヒータ温度を検出することもできる。ヒータ温度が高くなる、即ち、ヒータ抵抗値が大きくなったことを検出して、ヒータの突入電流が小さくなったと判定し、ヒータへの通電量を低電力から高電力へ切替を行う。このことにより、ヒータ突入電流による他機器への影響を小さくすることができる。
【０１１６】
なお、本実施の形態においては発熱体である便座ヒータ４５０として、前記線状ヒータ４６０を採用したが、これに限るものではなく、短時間に急峻な温度上昇を得ることができるヒータであればランプヒータ、面状ヒータ、ＰＴＣヒータ等の他のヒータでもよい。
【０１１７】
また、本実施の形態においては、便座部４００の裏面に線状ヒータ４６０を貼付するこ
とで、線状ヒータ４６０の発熱を直接伝導することによって便座部４００を加熱する構成としたが、発熱体を加熱して短時間に便座部４００の表面を急峻に昇温できる構成であれば、これに限るものではない。
【０１１８】
例えば、便座部４００の表面近傍にヒータおよびファンを備えて、加熱された温風を吹きつけて着座部を暖房するような構成や、便座部４００の近傍または便座装置の本体２００内にヒータおよびファンを備えて、便座部４００の内部の空洞部に温風を送り込んで、着座部を暖房する構成でもよい。また、温風でなく温水を便座内部で循環させて着座部を暖房するような構成としてもよい。
【０１１９】
これらの、本実施の形態で詳細に説明した発熱体に限らず、大電流を通電開始時に投入することで突入電流が生じる発熱体を用いた場合であれば同様の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上のように、本発明にかかる便座装置は、ヒータ通電時の突入電流を抑制することができるので、高出力の発熱体を備えて大電流を投入し短時間に急峻に温度上昇させる制御を行う他の暖房装置や加熱装置等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る便座装置およびそれを備えるトイレ装置を示す 外観斜視図
【図２】図１の遠隔操作装置の一例を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態１に係る便座装置の構成を示す模式図
【図４】便座部の分解斜視図
【図５】（ａ）は便座部の便座ヒータの平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ７２領域の拡大図
【図６】便座部の平面図
【図７】（ａ）図６の便座部のＣ７３−Ｃ７３断面図、（ｂ）図６の便座部のＣ７３−Ｃ７３断面の上部拡大図、（ｃ）は（ｂ）の要部断面図
【図８】ヒータの突入電流を示すタイムチャート
【図９】トライアックでの便座ヒータ制御のブロック図
【図１０】トランジスタでの便座ヒータ制御のブロック図
【図１１】（ａ）は位相制御時のヒータ投入位相を示すタイムチャート、（ｂ）はトランジスタ制御時のヒータ投入位相を示すタイムチャート
【図１２】（ａ）は電圧比較方式のブロック図、（ｂ）は制御信号のタイムチャート
【図１３】（ａ）電圧細分化検出方式のブロック図、（ｂ）は制御信号のタイムチャート
【図１４】トランジスタ駆動での電圧しきい値を示すタイムチャート
【図１５】ヒータ電流検出方式のブロック図
【図１６】直接抵抗でのヒータ電流検出のブロック図
【図１７】ヒータ温度検出の構成を示す模式図
【図１８】従来の便座装置を示す一部切欠き上面図
【図１９】図１８のＪ−Ｊ断面図
【符号の説明】
【０１２２】
１００ 便座装置
９０ 制御部
４００ 便座部
４０１ｂ 温度検出素子（ヒータ温度検出部）
４５０ 発熱体（便座ヒータ）
６００ 入室検知センサ（人体検知部）
７００ 便器
１０００ トイレ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便座部と、前記便座部を加熱する発熱体と、使用者の存在を検知する人体検知部と、前記発熱体の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記人体検知部により使用者の存在が検知された場合に第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、前記第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動することを特徴とする便座装置。
【請求項２】
前記制御部は、所定数の４分の１よりも小さい周期の期間に亘って交流電流を供給する前記第１の電力により前記発熱体を駆動することを特徴とする請求項１記載の便座装置。
【請求項３】
前記制御部は、交流電圧が一定電圧よりも低い電圧の期間に亘って交流電流を供給する前記第１の電力により前記発熱体を駆動することを特徴とする請求項１記載の便座装置。
【請求項４】
前記制御部は、交流電圧が一定電圧よりも低い電圧の期間の、交流電圧の電圧上昇時、及び、電圧下降時の少なくともいずれか一方の期間に亘って交流電流を供給する前記第１の電力により前記発熱体を駆動することを特徴とする請求項１または３に記載の便座装置。
【請求項５】
前記制御部は、交流電源電圧を規定の電圧と比較することで、前記発熱体への駆動期間を決定することを特徴とする請求項１、及び３〜４のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項６】
前記制御部は、交流電源電圧を規定の時間に細分化して検出し、規定の電圧よりも低い電圧の期間、前記発熱体への駆動することを特徴とする請求項１、及び３〜５のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項７】
前記発熱体への電流を検出するヒータ電流検出部を有し、前記制御部は、前記ヒータ電流検出部により前記発熱体への電流が規定電流よりも小さくなるまで前記第１の電力により前記発熱体への駆動することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項８】
前記発熱体の周辺温度を検出するヒータ温度検出部を有し、前記制御部は、前記ヒータ温度検出部により前記発熱体の温度が規定温度よりも高くなるまで前記第１の電力により前記発熱体への駆動することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項９】
前記発熱体と直列に挿入した抵抗と、前記抵抗の両端電圧を検出する抵抗電圧検出部を有し、前記制御部は、前記抵抗電圧検出部により前記抵抗の両端電圧が規定電圧よりも小さくなるまで前記第１の電力により前記発熱体への駆動することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１０】
前記便座部は、少なくとも一部が金属により形成されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１１】
前記便座部を形成する金属は、アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１０に記載の便座装置。
【請求項１２】
前記発熱体は前記便座部の裏面に貼付した線状ヒータであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１３】
前記発熱体はランプヒータであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１４】
前記発熱体は面状ヒータであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１５】
前記発熱体はＰＴＣヒータであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１６】
便器と、請求項１〜１５のいずれかに記載の便座装置とを備えるトイレ装置。
【請求項１】
便座部と、前記便座部を加熱する発熱体と、使用者の存在を検知する人体検知部と、前記発熱体の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記人体検知部により使用者の存在が検知された場合に第１の温度勾配で第１の時間駆動した後、前記第１の温度勾配よりも急峻な第２の温度勾配で前記発熱体を駆動することを特徴とする便座装置。
【請求項２】
前記制御部は、所定数の４分の１よりも小さい周期の期間に亘って交流電流を供給する前記第１の電力により前記発熱体を駆動することを特徴とする請求項１記載の便座装置。
【請求項３】
前記制御部は、交流電圧が一定電圧よりも低い電圧の期間に亘って交流電流を供給する前記第１の電力により前記発熱体を駆動することを特徴とする請求項１記載の便座装置。
【請求項４】
前記制御部は、交流電圧が一定電圧よりも低い電圧の期間の、交流電圧の電圧上昇時、及び、電圧下降時の少なくともいずれか一方の期間に亘って交流電流を供給する前記第１の電力により前記発熱体を駆動することを特徴とする請求項１または３に記載の便座装置。
【請求項５】
前記制御部は、交流電源電圧を規定の電圧と比較することで、前記発熱体への駆動期間を決定することを特徴とする請求項１、及び３〜４のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項６】
前記制御部は、交流電源電圧を規定の時間に細分化して検出し、規定の電圧よりも低い電圧の期間、前記発熱体への駆動することを特徴とする請求項１、及び３〜５のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項７】
前記発熱体への電流を検出するヒータ電流検出部を有し、前記制御部は、前記ヒータ電流検出部により前記発熱体への電流が規定電流よりも小さくなるまで前記第１の電力により前記発熱体への駆動することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項８】
前記発熱体の周辺温度を検出するヒータ温度検出部を有し、前記制御部は、前記ヒータ温度検出部により前記発熱体の温度が規定温度よりも高くなるまで前記第１の電力により前記発熱体への駆動することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項９】
前記発熱体と直列に挿入した抵抗と、前記抵抗の両端電圧を検出する抵抗電圧検出部を有し、前記制御部は、前記抵抗電圧検出部により前記抵抗の両端電圧が規定電圧よりも小さくなるまで前記第１の電力により前記発熱体への駆動することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１０】
前記便座部は、少なくとも一部が金属により形成されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１１】
前記便座部を形成する金属は、アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１０に記載の便座装置。
【請求項１２】
前記発熱体は前記便座部の裏面に貼付した線状ヒータであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１３】
前記発熱体はランプヒータであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１４】
前記発熱体は面状ヒータであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１５】
前記発熱体はＰＴＣヒータであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１６】
便器と、請求項１〜１５のいずれかに記載の便座装置とを備えるトイレ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００９−１１９２５１（Ｐ２００９−１１９２５１Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７１７０１（Ｐ２００８−２７１７０１）
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２２日（２００８．１０．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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