便座装置
【課題】便座昇温視認手段のみならず便座が所定の温度に到達した後に着座可能な便座装置を提供する。
【解決手段】便座400と、便座400を加熱する発熱体450と、便蓋500と、便座便蓋開閉手段900と、便座400および便蓋500の回動検知手段942と、人体検知手段600と、制御手段90を備え、人体検知手段600が人体を検知すると、発熱体450の昇温駆動を開始するとともに、便座便蓋開閉手段900は便蓋500を所定角度まで開き、便座400が所定の温度まで昇温した後に便蓋500を全開することにより、使用者はまだ便座が昇温されていないことを視認することができるとともに、便蓋500が邪魔になって物理的に着座することが不可能な便座装置110を提供することができる。
【解決手段】便座400と、便座400を加熱する発熱体450と、便蓋500と、便座便蓋開閉手段900と、便座400および便蓋500の回動検知手段942と、人体検知手段600と、制御手段90を備え、人体検知手段600が人体を検知すると、発熱体450の昇温駆動を開始するとともに、便座便蓋開閉手段900は便蓋500を所定角度まで開き、便座400が所定の温度まで昇温した後に便蓋500を全開することにより、使用者はまだ便座が昇温されていないことを視認することができるとともに、便蓋500が邪魔になって物理的に着座することが不可能な便座装置110を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、便座装置の便座の暖房時の昇温中の報知方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来この種の便座装置は、空洞部を設けた便座の内部に輻射型発熱体であるランプヒータを設け、輻射熱で便座を瞬時に昇温可能な構成とし、トイレルーム内に入室した使用者を人体検知手段により検知し、人体検知後ランプヒータに通電を開始し、使用者が便座に着座するまでの短時間に不快を感じることがない温度まで昇温するとともに、着座可能な温度に昇温したことをLED等の報知装置で使用者に報知する構成となっている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2006−305097号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記のような従来の衛生洗浄装置においては、人体検知手段が人体を検知してから、便座は昇温を開始し、便座ケーシングが冷たさを感じない所定の温度になるまでに数秒必要であった。便座の昇温をお知らせする手段としてLED等を用いた報知手段により、便座の温度が適温到達までは点滅させ、適温到達すると報知手段を点灯させることにより、着座面に着座可能であることを使用者に報知していた。
【0004】
しかしながら、便蓋は任意に開閉可能であるため、報知手段の報知に気づくことなく、まだ所定の温度まで到達していない便座の着座面に着座してしまい、便座が冷たいといった不快な思いをすることがあった。
【0005】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決するもので、便座昇温視認手段のみならず使用者に確実に便座が所定の温度に到達した後に着座可能な便座装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記従来の課題を解決するために、本発明の便座装置は、便座と、便座の着座面を加熱する発熱体と、便蓋と、便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、人体検知手段が人体を検知すると、発熱体の昇温駆動を開始するとともに、便座便蓋開閉手段を駆動して便蓋を所定角度まで開き、便座が所定の温度まで昇温した後に便蓋を全開するものである。
【0007】
これによって、便座を使用しようとする人体を検知して便座暖房の昇温駆動を行う便座装置において、昇温中は、便蓋は全開することなく所定の角度にて動作停止するので、使用者はまだ便座の着座部が昇温中であることを便蓋の動作により視認することができるとともに、便蓋が邪魔になって物理的に着座することが不可能である。そして所定の温度に到達すると便蓋を全開するので、使用者は確実に便座が所定の温度に到達した後に快適に着座できる便座装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、便座の暖房において急速昇温する際に、便座温度が適温になったことを確実に報知することに加え、適温になるまでは着座不可能な状態とすることにより、安全で快適な便座装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
第1の発明は、着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段を駆動して便蓋を所定角度まで開き、前記便座の着座面が所定温度に到達するまでその状態を維持し、着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便蓋を全開となるように制御することにより、便座が昇温中は、便蓋は全開することなく所定の角度にて動作停止し、使用者はまだ便座の着座面が十分に昇温されていないことを視認することができるとともに、便蓋が邪魔になって物理的に着座することが不可能である。そして適温に到達すると便蓋を全開とするため、使用者は確実に便座が所定の温度に到達してから着座することになり快適な便座装置とすることができる。
【0010】
第2の発明は、着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段は前記便座および前記便蓋を全閉状態で維持し、前記便座の着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便蓋を全開となるように制御することにより、便座が昇温中は、便座および便蓋は全閉状態を維持するため、使用者はまだ便座の着座面が十分に昇温されていないことを視認することができるとともに、便蓋が邪魔になって物理的に着座することが不可能であるため、使用者は確実に便座が所定の温度に到達した後に着座可能な快適な便座装置を提供することが可能となる。
【0011】
第3の発明は、着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段を駆動して前記便蓋および前記便座を全開状態とし、前記便座の着座面が所定の温度に到達するまで全開状態を維持し、前記便座の着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便座のみ降下し、着座可能となるように制御することにより、便座が昇温中は、便座および便蓋は全開状態を維持するため、使用者はまだ便座の着座面が十分に昇温されていないことを視認することができるとともに、物理的に着座することが不可能であるため、使用者は確実に便座が所定の温度に到達した後に着座可能な快適な便座装置を提供することが可能となる。
【0012】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【0013】
(実施の形態1)
<1>便座装置およびそれを備える衛生洗浄装置の外観
図1は本発明の実施形態1に係る便座装置およびそれを備える衛生洗浄装置を示す外観斜視図である。
【0014】
衛生洗浄装置100はトイレットルーム内に設置される。衛生洗浄装置100は便器700の上面に取り付けられる。衛生洗浄装置100は、本体部200、遠隔操作装置300、便座部400、蓋部500、人体検知装置600により構成される。
【0015】
本体部200には、便座部400および蓋部500が便座便蓋回動機構(図示せず)を介して電動で開閉可能に取り付けられている。また、本体部200には、ノズル部800と、図示しない洗浄水供給機構と、乾燥ユニット等が内蔵される。
【0016】
便座装置110は上記衛生洗浄装置100からノズル部800、線浄水供給機構、乾燥ユニットの機能を除いた構成である。
【0017】
図1では、本体部200の正面上部に設けられる着座センサ610が示されている。この着座センサ610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610は、人体から反射された赤外線を検出することにより便座部400上に使用者が存在することを検知する。
【0018】
また、洗浄水供給機構は、ノズル部800に接続されている。これにより、洗浄水供給機構は、水道配管から供給される洗浄水をノズル部800に供給する。それにより、ノズル部800から使用者の局部に洗浄水が噴出される。
【0019】
遠隔操作装置300には、複数のスイッチが設けられている。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。
【0020】
人体検知装置600は、トイレットルームの入口等に取り付けられる。人体検知装置600の検知センサは、赤外線を検知する焦電センサであり、人体からの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。また、人体検知装置600は本体部と別体であり、任意の場所に取り付けることが可能であるので、トイレットルームの設置状況によっては、使用者の便座装置への接近を検知できるような場所に取り付けられれば、同様の機能を奏する。
【0021】
本体部200の制御部は、遠隔操作装置300、人体検知装置600および着座センサ610から送信される信号に基づいて、衛生洗浄装置100の各部の動作を制御する。
【0022】
<2> 便座装置
(2−a)便座装置の構成
図2は、便座装置110の構成を示す模式図である。上述のように、便座装置110は、本体部200、遠隔操作装置300、便座部400、蓋部500および人体検知装置600を備える。
【0023】
図2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および着座センサ610を含む。
【0024】
また、便座部400は便座ヒータ450およびサーミスタ401aを備える。
【0025】
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400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、便座便蓋開閉装置900の開閉動作を制御するための電動開閉制御部91等を含む。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
本実施の形態において、便座装置110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。
【0029】
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。
【0030】
使用者がトイレットルームに入室すると、人体検知装置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。
【0031】
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、人体検知装置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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
なお、使用者がトイレットルームに入室してから便座部400に着座するまでの平均的な時間の定義であるが、本発明者らは、この所定時間を決定するために、使用者がトイレットルームに入室してから便座部400上に着座するまでの時間(以下、入室着座時間と呼ぶ。)を調査した。この調査は、所定人数の使用者についてトイレットルームを使用させ、各使用者の入室着座時間を測定し、入室着座時間ごとの累積百分率を算出することにより行った。
【0035】
図3は、入室着座時間の調査結果を示すグラフである。図3において、横軸は入室着座時間を示し、縦軸は使用者の累積百分率を示す。
【0036】
図3に示すように、本調査によれば、使用者の多く(9割以上の使用者)は、トイレットルームに入室した後約6秒間経過してから便座部400に着座することが明らかとなった。そこで、本実施の形態においては着座面が冷たさを感じない所定の温度に到達する所定時間を6秒に設定した。
【0037】
(2−b)便座部400の構成
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。
【0038】
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、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。
【0039】
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。
【0040】
図5(a)に示すように、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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
(2−c)便座ヒータ450の構造
図6は、上部便座ケーシング410に取り付けられる便座ヒータ450の構造の詳細を示す断面図である。
【0046】
図6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、アルマイト層412および表面化粧層411が形成される。表面化粧層411の上面が着座面410Uとなる。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。塗装膜414は、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る。
【0047】
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のうちいずれかまたは複数を用いてもよい。
【0048】
塗装膜414の下面に粘着層452aを介して例えばアルミニウムからなる金属箔451が貼着される。金属箔451の膜厚は、例えば50μmである。
【0049】
線状ヒータ460は、断面円形の発熱線463a、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。
【0050】
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。本実施の形態では、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。
【0051】
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、本実施の形態では12〜13μmである。このようなエナメル線463は、エナメル層463bの膜厚が極薄い0.01〜0.02mm程度であっても、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。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。
【0052】
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。この場合、絶縁被覆層462の厚みが0.05〜0.1mmと薄くても、雷サージにも耐える電気絶縁耐圧性能を確保することができる。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
このように、単一のエナメル線463上に絶縁被覆層462を形成することにより二重の絶縁構造を確保することができる。
【0057】
また、絶縁被覆層462は比較的薄くても十分な絶縁性が得られる。したがって、絶縁被覆層462の厚さを薄くすることができる。上記の例では、線状ヒータ460の樹脂層(エナメル層463bおよび絶縁被覆層462)の厚さは、0.12mm程度であり、極めて薄い。この場合、発熱線463aから金属箔451および便座ケーシング410への熱伝導を極めて俊敏に行うことができる。
【0058】
ちなみに従来の便座装置においては、線状ヒータのシリコーンゴムまたは塩化ビニール等からなる被覆チューブの厚さは、上記の例の約10倍の1mm程度ある。このような被覆チューブの熱伝導速度は桁違いに遅く、便座の昇温速度を速くすることはできなかった。
【0059】
従来の便座装置において便座の昇温速度を無理やり速くするためにヒータ線に大きい電力を供給した場合、断熱状態でヒータ線の温度を高くした場合と同様に、被覆チューブが溶融および焼損する。そのため、このような方法による便座の昇温は実用できなかった。
【0060】
一方、本実施の形態のように耐熱性能に優れたエナメル線463をヒータ線として使用した場合、十分短時間で便座を昇温でき、かつ電気絶縁性および安全性を確保できる。したがって、本実施の形態の構造は、種々の便座装置に有効に実用することができる。
【0061】
また、本実施の形態の構造では、エナメル層463bおよび絶縁被覆層462等からなる樹脂層を0.1〜0.4mm程度の薄い厚さで形成できる。それにより、発熱線463aおよび樹脂層の絶対温度が低い温度に維持された状態で、便座を急速に昇温させることができる。その結果、高価な耐熱絶縁材料でなく比較的安価な絶縁材料を用いることができる。
【0062】
また、本実施の形態においては、線状ヒータ460の熱を便座ケーシング410に効率よく伝達するために、線状ヒータ460をアルミ箔451、453で挟んでいる。ここで、本実施の形態の線状ヒータ460においては、エナメル層463bおよび絶縁被覆層462を薄くできるので、線状ヒータ460の外径を細く(約φ0.2〜φ0.4)できる
。この場合、アルミ箔451とアルミ箔453とを貼り合わせる際に、アルミ箔451とアルミ箔453との間の空気層を小さくすることができるとともに、アルミ箔451、453のしわを少なくすることができる。それにより、エナメル線463の局所高熱が抑制され、エナメル線463の断線および電気絶縁層(エナメル層463bおよび絶縁被覆層462)の損傷が防止される。その結果、便座装置110の長寿命化が可能になる。
【0063】
また、エナメル線463を細くできるので、便座ヒータ450の重量を低減でき、便座開閉トルクを小さくすることができる。それにより、便座開閉用の電動開閉ユニットを小型化でき、便座装置110の小型化が可能となる。
【0064】
(2−d)便座ヒータ450の動作
次に、便座ヒータ450の動作について説明する。便座ヒータ450のヒータ始端部460aとヒータ終端部460bとの間に一定の電圧が印加されると、内部の発熱線463aを電流が流れ、この発熱線463aが発熱する。このとき、発生した熱は、発熱線463aからエナメル層463bおよび金属箔451、453を通って上部便座ケーシング410の着座面410Uに伝導する。
【0065】
線状ヒータ460は、絶縁被覆層462が260℃程度の耐熱性を有するPFAにより形成されるため、絶縁被覆層462の厚みが例えば0.1〜0.15mmと薄くても、発熱線463aの100〜150℃への急速昇温時にもエナメル層463bが破壊されることが防止される。したがって、線状ヒータ460から着座面410Uへの熱伝導を迅速に進行させることにより、着座面410Uを急速に昇温させることができる。
【0066】
この場合、線状ヒータ460への通電開始から所定の最適温度に到達するのは5〜6秒と短時間であり、例えば、使用者がトイレットルームに入室して着座面410Uに着座するまでに要する7〜8秒より短時間である。したがって、使用者がトイレットルームに入室したことを人体検知装置600により検知されると同時に線状ヒータ460に通電を開始しても、使用者が着座するまでには着座面410Uを十分に最適温度に到達させることができる。
【0067】
一方、線状ヒータ460は、全長10m程度と長く、発熱線463aの急速昇温に伴って急速な膨張が発生し、結果として長さ方向に伸張する。また、通電が停止された場合は、発熱線463aの温度が低下し、収縮により元の長さに戻る。つまり、発熱線463aには熱膨張および熱収縮による熱応力歪が反復して形成される。
【0068】
線状ヒータ460と金属箔451、453との密着が弱く、または線状ヒータ460と着座面410Uとの間に隙間が形成された場合、熱応力歪全体がそれらのうちの最も動きやすい箇所に集中する。その結果、線状ヒータ460に比較的強い屈伸運動が発生し、その応力疲労の蓄積により発熱線463aの破断といった線状ヒータ460の破損が発生する。
【0069】
本実施の形態では、線状ヒータ460に熱応力緩衝部として複数の折曲部が形成されるので、これらの折曲部が全体の熱応力歪を細かく分散させるとともに、折曲部が熱応力歪を吸収する作用をも果たす。したがって、折曲部での熱応力は極めて小さく、結果として微小な屈伸の発生に留まる。その結果、発熱線463aの破断という事態には至らず、線状ヒータ460の長寿命化および耐久性が向上する。
【0070】
なお、比較的放熱の多い着座面410Uの内側の領域G3および外側の領域G1では、中央部の領域G2に比べて線状ヒータ460の間隔を大きくし、折曲部の数を少なくてもよい。
【0071】
上記のように、線状ヒータ460の全長はほぼ10mと長く、かつ線状ヒータ460には折曲部が形成される。そのため、着座面410Uへの線状ヒータ460の装着時に、これらの線状ヒータ460の配列を維持および固定化する必要がある。線状ヒータ460を金属箔451,453で挟持した状態で線状ヒータ460を金属箔451,453に密着させることによりユニット化された便座ヒータ450が構成される。したがって、線状ヒータ460の配列を強固に維持した状態で線状ヒータ460を着座面410Uに接着することができる。
【0072】
また、金属箔451、453により線状ヒータ460が挟持されるように構成されるので、金属箔451、453により均等に熱分散が行われる。それにより、線状ヒータ460が高温化することを防止することができる。また、着座面410Uが均熱化されるとともに、便座ヒータ450の破損が防止される。
【0073】
(2−e)便座ヒータ450の通電シーケンス
便座ヒータ450の駆動の制御は、便座ヒータ450を駆動する電力を大きく3つに変化させることにより行う。
【0074】
例えば、便座部400を第1の温度勾配で昇温させる場合、図2のヒータ駆動部402は約1200Wの電力で便座ヒータ450を駆動する(1200W駆動)。
【0075】
前述のように、便座ヒータ450の抵抗値は0.833Ω/mであり、全長10mである。したがって、便座ヒータ450の抵抗値は8.33Ωとなる。この抵抗値を有する便座ヒータ450に交流100Vが印加されると、(100V×100V)÷8.33Ω=1200Wの電力が発生する。すなわち、便座ヒータ450に交流電源の全周期に渡って電流を流すことにより、1200Wの電力が発生する。
【0076】
また、便座部400を第1の温度勾配よりもやや緩やかな第2の温度勾配で昇温させる場合、ヒータ駆動部402は約600Wの電力で便座ヒータ450を駆動する(600W駆動)。さらに、便座部400の温度を一定に保つ場合、ヒータ駆動部402は約50Wの電力で便座ヒータ450を駆動する(低電力駆動)。なお、低電力駆動とは、1200W駆動および600W駆動に比べて十分に低い電力(例えば、0W〜50Wの範囲内の電力)により便座ヒータ450を駆動することをいう。
【0077】
1200W駆動、600W駆動および低電力駆動の切替えは、制御部90の通電率切替回路が、ヒータ駆動部402から便座ヒータ450への通電を制御することにより行われる。
【0078】
ヒータ駆動部402には図示しない電源回路から交流電流が供給されている。そこで、ヒータ駆動部402は、通電率切替回路から与えられる通電制御信号に基づいて供給された交流電流を便座ヒータ450に流す。
【0079】
図7は、便座ヒータ450の駆動例および便座部400の表面温度の変化を示す図である。
【0080】
図7においては、便座部400の表面温度と時間との関係を示すグラフと、便座ヒータ450を駆動する際の通電率と時間との関係を示すグラフとが示されている。これら2つのグラフの横軸は共通の時間軸である。
【0081】
本実施の形態では、使用者が予め暖房機能をオンし、便座設定温度を高く(38℃)設
定した場合を想定する。
【0082】
冬季等室温が待機温度である18℃よりも低い場合、制御部90は、便座部400の温度を18℃となるように温度調整する。このように、制御部90は、人体検知装置600により使用者の入室が検知されるまでの待機期間D1の間、便座部400の表面温度が18℃で一定となるように、便座ヒータ450の低電力駆動を行う。
【0083】
制御部90は、時刻t1で人体検知装置600により使用者の入室が検知された場合、突入電流低減期間D2の間、600W駆動を行う。なお、この600W駆動は、突入電流を十分に低減するために行う。この場合、便座部400の表面温度はやや緩やかな第2の温度勾配で上昇される。
【0084】
その後、制御部90は、突入電流低減期間D2の経過後の時刻t2で、便座ヒータ450の1200W駆動を開始し、第1の昇温期間D3の間便座ヒータ450の1200W駆動を継続する。この場合、便座部400の表面温度は上述の第1の温度勾配で上昇される。
【0085】
ここで、便座部400の表面温度は急激に上昇される。便座ヒータ450の1200W駆動は、便座部400の表面温度が所定温度(例えば30℃)に達するまで行われる。もちろん、この所定温度は暖房温度として設定された温度であってもよいが、この所定温度は暖房温度にまで十分に上昇した温度でなく、それよりも低くても、使用者が着座した際に冷たいという不快感情を生じない最低限界の温度(限界温度)であればよい。この限界温度は、発明者らの実施した被験者実験により約29℃であることがわかっている。
【0086】
このように、第1の昇温期間D3においては、便座部400の表面温度が1200W駆動により迅速に所定温度まで上昇される。それにより、使用者は便座部400を冷たいと感じることなく便座部400に着座することができる。
【0087】
また、上述のように、便座部400の表面温度を急激に上昇させると、その温度変化にオーバーシュートが生じる。しかしながら、本実施の形態では、便座部400の表面温度が所定温度に達したときに便座ヒータ450の1200W駆動を600W駆動に切替える。したがって、便座部400の表面温度の変化がオーバーシュートした場合でも、その表面温度は便座設定温度を超えない。その結果、使用者が着座時に便座部400を熱いと感じることが防止される。
【0088】
続いて、制御部90は、第1の昇温期間D3の経過後の時刻t3で、便座ヒータ450の600W駆動を開始し、第2の昇温期間D4の間便座ヒータ450の600W駆動を継続する。この場合、便座部400の表面温度は上述の第2の温度勾配で上昇される。
【0089】
便座ヒータ450の600W駆動は、便座部400の表面温度が便座設定温度(38℃)に達するまで行われる。
【0090】
第2の温度勾配は第1の温度勾配よりも緩やかである。これにより、便座部400の表面温度の変化に大きなオーバーシュートが生じることが防止される。
【0091】
制御部90は、第2の昇温期間D4の経過後の時刻t4で、便座ヒータ450の低電力駆動を開始し、第1の維持期間D5の間便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。それにより、便座部400の表面温度が便座設定温度で一定となる。
【0092】
制御部90は、時刻t5で着座センサ290により使用者の便座部400への着座が検
知された場合、低電力駆動の通電率を低下させ、第1の着座期間D6の間便座部400の表面温度が便座設定温度を維持するように便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。本実施の形態では、第1の着座期間D6は約10分に設定される。
【0093】
また、制御部90は、第1の着座期間D6の経過後の時刻t6で、低電力駆動の通電率をさらに低下させ、第2の着座期間D7の間便座部400の表面温度が便座設定温度よりもやや低い温度(36℃)に低下するように便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。本実施の形態では、第2の着座期間D7は約2分に設定される。
【0094】
制御部90は、第2の着座期間D7の経過後の時刻t7で、低電力駆動の通電率をさらに低下させ、第2の維持期間D8の間便座部400の表面温度が便座設定温度よりもやや低い温度(36℃)で一定となるように便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。以下の説明では、第2の維持期間D8において一定に維持される期間便座部400の表面温度、すなわち便座設定温度よりもやや低い温度を維持温度と称する。
【0095】
このように、本実施の形態では、使用者が便座部400に着座した後、制御部90が徐々に便座部400の表面温度を低下させる。それにより、使用者が低温やけどすることが防止される。
【0096】
制御部90は、時刻t8で着座センサ290により使用者が便座部400から離れたことを検知すると、停止期間D9の間便座ヒータ450の駆動を停止する。それにより、便座部400の表面温度が低下する。
【0097】
制御部90は、便座部400の表面温度が18℃に達した時刻t9で、再び便座ヒータ450の低電力駆動を開始し、便座部400の表面温度が18℃で一定となるように待機期間D10の間便座ヒータ450の低電力駆動を維持する。
【0098】
このように温度勾配が徐々に緩やかになる場合、便座部400の温度変化により生じるオーバーシュートを十分に小さくすることができる。
【0099】
本実施の形態では、使用者の便座部400への着座後、便座ヒータ450の駆動に用いる電力を調整することにより便座部400の表面温度を徐々に低下させているが、便座ヒータ450の駆動は使用者の便座部400への着座時に停止してもよい。この場合においても、使用者が低温やけどすることが防止される。
【0100】
上記のように、本実施の形態では、時刻t8に使用者が便座部400から離れたことが検知されることにより便座ヒータ450の駆動が停止される旨を説明したが、便座ヒータ450の駆動の停止は、使用者が便座部400から離れたことが検知された時刻t8から一定時間(例えば1分間)経過後に行われてもよい。この場合、一度使用者が便座部400から離れた後に再度便意をもよおし、再度便座部400に着座する際にも、便座部400の表面温度が低下しない。これにより、使用者は快適に便座部400に着座することができる。
【0101】
1200W駆動時、600W駆動時および低電力駆動時における便座ヒータ450への通電状態を通電率切替回路の通電制御信号とともに説明する。
【0102】
以下の説明において、通電率とは交流電流の1周期に対して便座ヒータ450に交流電流を流す時間の割合をいう。
【0103】
図8(a)は1200W駆動時に便座ヒータ450を流れる電流の波形図、図8(b)
は1200W駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部402に与えられる通電制御信号の波形図である。
【0104】
図8(b)に示すように、1200W駆動時における通電制御信号は常に論理「1」となる。ヒータ駆動部402は通電制御信号が論理「1」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ450に流す(図8(a)太線部)。それにより、全周期の期間に渡って交流電流が便座ヒータ450に流れる。その結果、便座ヒータ450が約1200Wの電力で駆動される。
【0105】
図9(a)は600W駆動時に便座ヒータ450を流れる電流の波形図、図9(b)は600W駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部402に与えられる通電制御信号の波形図である。
【0106】
図9(b)に示すように、600W駆動時における通電制御信号は、ヒータ駆動部402に供給される交流電流と同じ周期のパルスからなる。パルスのデューティー比は50%に設定される。
【0107】
ヒータ駆動部402は通電制御信号が論理「1」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ450に流す(図9(a)太線部)。それにより、半周期の期間交流電流が便座ヒータ450に流れる。その結果、便座ヒータ450が約600Wの電力で駆動される。
【0108】
図10(a)は低電力駆動時に便座ヒータ450を流れる電流の波形図、図10(b)は低電力駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部402に与えられる通電制御信号の波形図である。
【0109】
図10(b)に示すように、低電力駆動時における通電制御信号は、ヒータ駆動部402に供給される交流電流と同じ周期のパルスからなる。パルスのデューティー比は50%よりも小さく(例えば数%程度)に設定される。
【0110】
ヒータ駆動部402は通電制御信号が論理「1」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ450に流す(図10(a)太線部)。各周期においては、パルス幅に相当する期間交流電流が便座ヒータ450に流れる。その結果、便座ヒータ450が例えば約50Wの電力で駆動する。
【0111】
上記の他、便座部400の温度を低くする場合、または便座装置110の暖房機能をオフしている場合等には、通電率切替回路はヒータ駆動部402に通電制御信号を与えない(通電制御信号を論理「0」に設定する)。これにより、ヒータ駆動部402は便座ヒータ450を駆動しない。
【0112】
ここで、一般に、電子機器に供給される電流が高調波成分を有する場合、ノイズが発生する。本実施の形態では、上述のように便座ヒータ450の1200W駆動または600W駆動を行う場合には、便座ヒータ450に供給される電流がサインカーブを描くように変化するので、電流の大きさが大きくなってもノイズの発生が十分に低減される。
【0113】
また、便座ヒータ450の低電力駆動を行う場合、便座ヒータ450に供給される電流は高調波成分を有するが、電流の大きさが1200W駆動時および600W駆動時に比べて非常に小さいので、ノイズの発生が十分に低減される。
【0114】
上記のように、本実施の形態では、便座ヒータ450を1200W、600Wおよび約
50Wの電力で駆動するとしているが、他の大きさの電力で便座ヒータ450を駆動してもよい。
【0115】
例えば、便座ヒータ450に半周期の期間交流電流を流す場合には、交流電流を流すタイミングを2周期または3周期等所定の周期の間隔で設定する。それにより、1200W、600Wおよび約50Wとは異なる大きさの電力で、ノイズの発生を十分に防止しつつ便座ヒータ450を駆動することができる。
【0116】
なお、本実施の形態では、制御部90は通電制御信号が論理「1」のときに便座ヒータ450に電流を供給し、通電制御信号が論理「0」のときに便座ヒータ450への電流の供給を停止しているが、通電制御信号が論理「1」のときに便座ヒータ450への電流の供給を停止し、通電制御信号が論理「0」のときに便座ヒータ450に電流を供給してもよい。
【0117】
なお、便座ヒータ450のオンおよびオフは時間により制御されるため、時間の計測がずれると便座部400の温度が所定値を超えたり、所定値に達しない。そこで、時間の計測がずれないように、制御部90では、2つの計測源にて便座部400のオンの時間を計測する。1つの計測源として、制御部90のプログラムの実効速度を規定する発振子により便座ヒータ450のオンの時間を計測し、もう1つの計測源して、交流電圧の周期を基準として便座ヒータ450のオンの時間を計測する。これらの計測値の少なくとも一方が規定時間を超過すると、次の通電パターンに移行する。
【0118】
特に、便座に1200W通電される時間が正確に計測されることにより過昇温が確実に防止される。これにより、さらに機器の安全性が向上する。ここでは、計測源を複数設けることにより計測の精度を向上させる方法について記載したが、便座ヒータ450がフル通電される時間を計測し、強制的にヒータへの通電を遮断もしくは制限する方法であっても、同様の効果を得ることができる。
【0119】
(2−f)便座便蓋開閉装置900の構造
図11は便座便蓋開閉装置の構成を示す模式図である。
【0120】
衛生洗浄装置100の本体部200には便座部400及び蓋部500を電動で開閉する便座便蓋電動開閉装置900が組み込まれている。便座便蓋開閉装置900は、便座部400を開閉するために、整流子モータを用いた直流モータ940と、直流モータ940を駆動するモータ駆動回路943と、ギア列を用いた減速機構により構成される動力伝達手段941と、動力伝達手段941の出力側に挿入されたポテンショメータよりなる角度検出手段942を備えている。
【0121】
また、蓋部500も同様に、蓋部500を開閉するために、整流子モータを用いた直流モータ950と、直流モータ950を駆動するモータ駆動回路760と、ギア列を用いた減速機構により構成される動力伝達手段951と、動力伝達手段951の出力側に挿入されたポテンショメータよりなる角度検出手段952を備えている。
【0122】
制御部90の電動開閉制御部91は、直流モータ940、950を制御するモータ駆動回路943、953への出力ポートと便座部400の開き角度に対応した回転速度を検出する角度検出手段942、952からの信号を取り込む入力ポートとを備えたマイコン92により制御されており、マイコン92は角度検出手段942、952からの信号をサンプリングすることにより角速度を演算する角速度演算手段93、94を備えている。
【0123】
図に示すように、便座部400のモータ駆動回路943はPWM制御によるモータ出力
の制御と、直流モータ940の端子間を短絡させて回生電流による、ブレ−キ制御機能を有する。
【0124】
そして、便座部400を円滑に移動させるため、便座部400の回転角度に対応して、直流モータ940の出力を変えた駆動領域GH、HAを設け、駆動領域GHはデューティー100%、駆動領域HAではデューティー60%で駆動している。さらに、開位置Cの手前に、直流モータ940の端子間を短絡させて回生ブレーキを作用させて、便座部400を減速させるブレーキ領域ACを設けている。
【0125】
ブレーキ領域ACには速度評価点Bを設け、角度検出手段942からの信号をマイコン92でサンプリングすることにより角速度演算手段93で角速度を演算している。
【0126】
蓋部500も便座部400と同様の構成および作用となっている。
【0127】
(2−g)便座便蓋開閉装置900の動作
次に動作について説明する、使用者がトイレに入室すると、人体検知装置600が人体を検知し、人体検知装置600から本体部200の制御部90に入室検知信号が赤外線により送信される。
【0128】
制御部90は、ヒータ駆動部402により便座部400の昇温を開始し、便座温調ランプRA1の点滅を開始するとともに、便座便蓋開閉装置900の駆動を開始する。
【0129】
モータ駆動回路760は所定のルーチンで直流モータ950に電圧を印加し、蓋部500を開方向に駆動する。蓋部500が所定の半開位置(例えば45度)で直流モータ950への通電は遮断され、蓋部500はその状態を維持する。
【0130】
便座部400の温度が上昇し所定の温度(例えば29度)に到達すると、便座温調ランプRA1は点灯し、制御部90は再び便座便蓋開閉装置900を駆動し、蓋部500を全開させる。
【0131】
上記便蓋500の開動作においては、蓋部500は回転角度により、複数の出力レベルで駆動される。通常の開動作では、回転角度が50度までは、100%のデューティーで駆動され、回転角度がH点(例えば50度)を超えると、60%のデューティーで駆動され、さらに、回転角度が増加しA点(例えば70度)に達すると、ブレーキ領域ACに至り、直流モータ950への電圧印加は停止し、直流モータ950の端子間を短絡させ回生ブレーキ作用を発生させるブレーキモードで減速運転し、全開位置Cに至る。この状態で使用者は昇温した便座部400に快適に着座することができる。
【0132】
上記のように本実施の形態においては、便座部400の昇温中は、便座温調ランプRA1が点滅するとともに蓋部500は半開状態であるので、使用者は便座部が所定の温度まで昇温中であることを確実に認知することができるとともに、蓋部500が半開状態であるため、着座しようとしても物理的に着座不可な状態が維持される。
【0133】
なお、急を要する使用者は自ら蓋部500を手で開くことが可能であるが、既に入室検知により便座部400は昇温を開始しているため、蓋部500を開く動作と脱衣の動作を行う間に所定温度近くにまで昇温しており着座しても便座があまり冷たいと感じることがない。
【0134】
(実施の形態2)
本実施の形態の衛生洗浄装置および便座装置の構成は実施の形態1と同様であり、詳細
な説明は省略する。本実施の形態が実施の形態1と異なるのは、便座便蓋開閉装置の動作シーケンスである。
【0135】
使用者がトイレに入室すると、人体検知装置600が人体を検知し、人体検知装置600から本体部200の制御部90に入室検知信号が赤外線により送信される。
【0136】
制御部90は、ヒータ駆動部402により便座部400の昇温を開始し、便座温調ランプRA1が点滅を開始する。この時点では、便座便蓋開閉装置900は駆動せず、便座部400および蓋部500は全閉状態を維持する。
【0137】
そして便座部400の温度が所定の温度(例えば29℃)に到達すると、制御部90は、便座温調ランプRA1を点灯し、使用者に着座面の温度が29℃になったことを知らせると同時に便座便蓋開閉装置900を駆動し、蓋部500を全開させる。この状態で使用者は昇温した便座部400に快適に着座することができる。
【0138】
なお、実施の形態1と同様に、上記便蓋500の開動作においては、蓋部500は回転角度により、複数の出力レベルで駆動される。通常の開動作では、回転角度が50度までは、100%のデューティーで駆動され、回転角度がH点(例えば50度)を超えると、60%のデューティーで駆動され、さらに、回転角度が増加しA点(例えば70度)に達すると、ブレーキ領域ACに至り、直流モータ950への電圧印加は停止し、直流モータ950の端子間を短絡させ回生ブレーキ作用を発生させるブレーキモードで減速運転し、全開位置Cに至る。
【0139】
上記のように本実施の形態においては、便座部400の昇温中は、便座温調ランプRA1が点滅するとともに蓋部500は全閉状態であるので、使用者は便座部が所定の温度まで昇温中であることを確実に認知することができるとともに、蓋部500が全閉状態であるため、着座しようとしても物理的に着座不可の状態が維持される。
【0140】
なお、急を要する使用者は自ら蓋部500を手で開くことが可能であるが、既に入室検知により便座部400は昇温を開始しているため、蓋部500を開く動作と脱衣の動作を行う間に所定温度近くにまで昇温しており着座しても便座があまり冷たいと感じることがない。
【0141】
また蓋部500が便座部400に覆いかぶさっているため昇温時の便座部400の放熱を防ぐことが可能となり、よりすばやい昇温と省エネルギが図れる。
【0142】
(実施の形態3)
本実施の形態の衛生洗浄装置および便座装置の構成は実施の形態1および2と同様であり、詳細な説明は省略する。本実施の形態が他の実施の形態と異なるのは、便座便蓋開閉装置の動作シーケンスである。
【0143】
使用者がトイレに入室すると、人体検知装置600が人体を検知し、人体検知装置600から本体部200の制御部90に入室検知信号が赤外線により送信される。
【0144】
制御部90は、ヒータ駆動部402により便座部400の昇温を開始し、便座温調ランプRA1が点滅を開始するとともに、便座便蓋開閉装置900の駆動を開始する。
【0145】
モータ駆動回路760は所定のルーチンで直流モータ940と950に電圧を印加し、便座部400と蓋部500を全開状態まで駆動し、便座部400と蓋部500は起立状態を維持する。
【0146】
そして便座部400の温度が所定の温度(例えば29℃)に到達すると、制御部90は、便座温調ランプRA1を点灯し、使用者に着座面の温度が29℃になったことを知らせると同時に便座便蓋開閉装置900を駆動し、便座部400を降下させ着座可能な状態にする。
【0147】
上記便蓋500の開動作においては、便座部400および蓋部500は回転角度により、複数の出力レベルで駆動される。通常の開動作では、回転角度が50度までは、100%のデューティーで駆動され、回転角度がH点(例えば50度)を超えると、60%のデューティーで駆動され、さらに、回転角度が増加しA点(例えば70度)に達すると、ブレーキ領域ACに至り、直流モータ950への電圧印加は停止し、直流モータ950の端子間を短絡させ回生ブレーキ作用を発生させるブレーキモードで減速運転し、全開位置Cに至る。
【0148】
上記のように本実施の形態においては、便座部400の昇温中は便座温調ランプRA1が点滅するとともに便座部400および蓋部500は全開した起立状態であるので、使用者は便座部が所定の温度まで昇温中であることを確実に認知することができるとともに、着座しようとしても物理的に着座不可の状態が維持される。
【0149】
なお、実施の形態2と同様に、急を要する使用者は自ら便座部400を手で倒して着座することが可能であるが、既に入室検知により便座部400は昇温を開始しているため、蓋部500を開く動作と脱衣の動作を行う間に所定温度近くにまで昇温しており着座しても便座があまり冷たいと感じることがない。
【0150】
また、男性小用時には遠隔操作手段300を用いて便座開の信号を送ることで 便座への電力の供給を停止し、そのまま小用を行うことが可能である。
【0151】
(実施の形態4)
本実施の形態の衛生洗浄装置および便座装置の構成は他の実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。本実施の形態が他の実施の形態と異なるのは、便座便蓋開閉装置の動作シーケンスである。
【0152】
使用者がトイレに入室すると、人体検知装置600が人体を検知し、人体検知装置600から本体部200の制御部90に入室検知信号が赤外線により送信される。
【0153】
制御部90は、ヒータ駆動部402により便座部400の昇温を開始し、便座温調ランプRA1が点滅を開始するとともに、便座便蓋開閉装置900の駆動を開始する。
【0154】
便座部400および蓋部500は実施の形態1〜3のいずれかの状態で駆動され、便座部400が所定の温度に到達すると、制御部は、便座温調ランプRA1を点灯し、使用者に着座面の温度が29℃になったことを知らせる。
【0155】
この時、温度測定部401が便座部400の異常昇温を検知した場合、その異常昇温を制御部90へ信号として送り、制御部90は便座の昇温シーケンスに異常があったと検知する。そして制御部90はモータを便座便蓋開閉装置900に信号を送り、蓋部500に全閉の指示を送る。蓋部500の回動タイミングは既に便座の昇温29℃を検知して全開もしくは半開になっていたら、蓋部500を全閉させる。
【0156】
また、便座温調ランプRA1を異常点滅させ使用者に異常をお知らせする。なおこのとき全閉となった蓋部500を無理やり手でこじ開けようとしても便座便蓋開閉装置900
はモータを使用しているためある一定の電流を送り、閉止するような制御部90の信号により閉止方向に力を与え続けることにより、こじあけることを防ぐことができる。このように便座部400の着座面が異常に昇温した場合でも、使用者が損傷をうけることを防ぐことができ安全性を向上することができる。
【0157】
(実施の形態5)
本実施の形態の衛生洗浄装置および便座装置の構成は他の実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。本実施の形態が他の実施の形態と異なるのは、便座便蓋開閉装置の動作シーケンスである。そして、電動開閉制御部91が、便座部400、蓋部500の駆動に要する時間を演算する演算手段、または予め駆動時間を記憶した記憶手段を備える構成としている。
【0158】
使用者がトイレに入室すると、人体検知装置600が人体を検知し、人体検知装置600から本体部200の制御部90に入室検知信号が赤外線により送信される。
【0159】
制御部90は、ヒータ駆動部402により便座部400の昇温を開始し、便座温調ランプRA1が点滅を開始するとともに、便座便蓋開閉装置900の駆動を開始する。
【0160】
このとき、制御部90は、人体検知装置600により人体検知した時の、便座の着座部の温度測定部401により検知した便座の着座部400の温度データをもとに、予め記憶部に記憶されたヒータ制御パターンのなかから選択して昇温制御する。このヒータ制御パターンには、便座部400が限界温度である29℃になるための1200W駆動での通電時間、その後設定温度に達するまでの600W駆動での通電時間を実験的に求め、制御テーブルとして記憶しているものであるので、便座温度が限界温度である29℃に昇温するのに必要なヒータの通電時間t2が明らかになる。
【0161】
一方で、電動開閉制御部91は便座便蓋開閉装置900を制御し、便座部400、蓋部500の開閉駆動を行うので、モータ駆動回路943による直流モータ940の駆動と動力伝達手段942とによって、便座部400や蓋部500の動作を時間的に制御することが可能である。実施の形態の1から3のそれぞれの動作をする際に、電動開閉制御部91は、所定の温度となる時間t2の時間が経過するタイミングに合わせて、着座可能となるように、それぞれ、蓋部500、便座部400が適正位置となるように駆動する。
【0162】
実施の形態1で説明したように、冬場などで便座部400の着座面を18℃となるように低温待機した場合であれば、人体検知装置600により人体のトイレットルームへの入室を検知してから約6秒で29℃に昇温するように、制御部90が制御するので、電動開閉制御部91は、蓋部500が人体検知してから半開き状態に駆動し、一時停止して、その後、約6秒後に全開位置になるよう駆動制御する。
【0163】
夏場や、複数の使用者が連続して使用する場合などは、着座面の温度が暖かく、昇温駆動の時間が、便座と便蓋のそれぞれが開閉駆動するのに要する時間よりも早い場合は、必ずしもタイミングを合わせるような制御をする必要はなく、それぞれの駆動の最適速度により制御すればよい。
【0164】
実施の形態1のような制御をする際には、蓋部500が半開きの状態から全開になるまでの駆動時間を電動開閉制御部91にて演算し、または予め記憶しておき、その駆動時間と、t2との終了タイミングを合わせるように制御するものである。実施の形態2のような制御をする場合には、蓋部500が全閉から全開になるまでの駆動時間を電動開閉制御部91にて演算し、または予め記憶しておき、その駆動時間と、t2との終了タイミングを合わせるように制御するものである。実施の形態3のような制御をする場合には、便座
部400が起立状態から着座可能な水平状態になるまでの駆動時間を電動開閉制御部91にて演算し、または予め記憶しておき、その駆動時間と、t2との終了タイミングを合わせるように制御するものである。それぞれ、予め行った実験から駆動時間を制御テーブルとして、記憶手段に記憶しておいてもよいし、演算手段によって角速度検出手段942を用いて角度変化速度から演算したり、駆動速度の調整を行ったりしてもよい。便座部400に便座カバーなどを装着する場合、便座部400の重量が変化し駆動トルクなども個別の事情により変化することも生じえるので、このような場合は後者の制御を行うのが好ましい。
【0165】
このように、便座部400の温度が所定の温度に昇温した時に着座可能な位置に便座部400、蓋部500の位置を駆動制御するようにすることも可能であり、便座部400が所定の温度に達してから駆動制御するよりも、迅速に着座可能な状態にすることができて、使用者が着座可能になるまでの時間が短縮される。
【0166】
なお、実施の形態1から3と同様、便座温調ランプRA1による昇温中の報知と併用すれば、より視認性が向上する。さらに、視覚的な報知よりも、聴覚的な報知のほうが効果的な場合を考慮し、報知音発生手段を備えることにより、便座部400、蓋部500の駆動状態に合わせて報知音を発生させるようにしてもよい。例えば、蓋部500の閉位置から開位置までの変化に伴って、報知音発生手段によって発生させる音の音程の高低を変化させる、断続音の発生周期を変化させる、異常時には音の種類を変えるなどというような制御をするようにしてもよい。報知音による着座可能を報知するタイミングで着座部の暖房温度も十分に昇温し、便座部400、蓋部500が着座可能な位置で停止するように駆動する。音による報知は、実施の形態1から4においても、報知音発生手段を供えて同様に動作させて報知に用いることが可能である。
【0167】
(実施の形態6)
本実施の形態の衛生洗浄装置および便座装置の構成は、本体の構成を除いて他の実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。本実施の形態が他の実施の形態と異なる、本体の構成は、本体部に200にノズル部800のクリーニングを行うノズルクリーニング手段201、便器使用前に便器700に予め散水するプレ洗浄手段202、便器内と、便座装置周囲の臭気を脱臭する脱臭手段203を備えたものである。これらは、本体部200内に内装されているので、図示していない。
【0168】
これらの動作は、使用者が、トイレットルームに入室したことを人体検知手段600が検知すると着座するまでに便座便蓋開閉制御部91による駆動と連動して動作する。ノズルクリーニング手段201は、人体洗浄が行われる前に、人体洗浄ノズルのクリーニングを行うが、この際、ノズル洗浄後の水はノズルをつたい、ノズルユニットの便器側開口部より便器内へ排水される。また、プレ洗浄手段202は、便器700を使用する前に予め便器700の表面を濡らしておくことで排泄物や汚水の便器700への付着を防ぐことを目的として便器内表面へ広く散水を行うため、着座時に散水を行ってしまうと人体へはね水が飛んでしまう可能性があり、着座までに散水を終了する必要がある。脱臭手段203は、先の使用者による臭気が便器内に残留している可能性があるので、便蓋、便座が開き使用者に臭気が届く前に素早く脱臭するよう駆動する必要がある。よって、便座便蓋開閉制御部91により便座部400、蓋部500を駆動し、着座部が所定の温度に達すると同時に、ノズルクリーニング手段201により人体洗浄ノズルのクリーニングが完了して人体洗浄を行う際にはクリーニング後の清潔なノズルでの洗浄が可能となり、プレ洗浄手段202の駆動により便器700が予め散水完了しして、排泄物や汚水の付着を抑制できる状態となり、脱臭手段203の駆動による便器内に先の使用者による臭気の残留がない状態で、使用者は着座することができる。
【0169】
このような動作をすることで、便座部400が所定の温度に達する時に着座可能となるタイミングにあわせ、人体洗浄が使用されることを予測してのノズルクリーニング手段201による人体洗浄ノズルのクリーニング、プレ洗浄手段202による便器700への散水、脱臭手段203による便器内の脱臭を行い、着座部が着座可能な所定の温度になり、便座部400と蓋部500が着座可能な適正な位置に駆動し、使用者は着座面が暖房された状態で着座し、便座装置の各種機能の動作が適切なタイミングで動作するので、快適でかつ衛生的で、掃除の手間も省ける利便性の高い便座装置とすることができる。
【0170】
もちろん、電力配分の都合により、これらの全ての機能を同時に動作させることが難しい場合には、順序だててそれぞれの動作を行い、便座便蓋が適正位置になるまでの間に快適状態になるよう制御すればよい。
【0171】
また、脱臭手段203による脱臭は、着座前に停止させるのでなく、着座前の脱臭を完了した後は着座中も継続するような制御を行うことが一般的である。脱臭の風量を着座前、着座時、着座後とで適量に制御しながら、離座して一定時間は継続させてから停止させるようにすることで、着座中も快適に使用できる。
【0172】
これらの動作は、実施の形態1から3においても同じように制御すればよく、便座便蓋開閉制御部91の動作と連動して、便座便蓋の位置が着座可能な適正位置になるタイミングに合わせて夫々の機能部の動作を完了させればよい。
【0173】
なお、実施の形態5、6で説明したように、便座部400が所定の温度に昇温するタイミングに合わせて便座便蓋を着座可能な位置に動作させるにあたって、便座便蓋の位置が適正位置にて停止するタイミングと、便座部400の昇温完了タイミングとを合わせるように制御することを説明したが、便座便蓋開閉駆動の完了タイミングが昇温完了のタイミングより少し早くてもよい。これは使用者が便座便蓋の位置を視覚的に確認したあと、着座動作をするまでのほんの数秒間のタイムラグが生じるので、その時間を加味して便座便蓋の駆動完了タイミングを数秒早くするように制御しても、なお迅速に適切なタイミングで着座を誘導することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0174】
本発明の便座装置は、着座面の温度が所定の温度に上昇していない場合は、蓋部で物理的に着座を阻止して、安全でかつ快適な暖房便座を実現することが可能なので、瞬間的に昇温する他の暖房装置等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0175】
【図1】本発明の実施の形態1における便座装置およびそれを備える衛生洗浄装置を示す外観を示す斜視図
【図2】本発明の実施の形態1における便座装置の構成を示す模式図
【図3】入室着座時間の調査結果を示す図
【図4】便座部の分解斜視図
【図5】(a)は第1の例の便座部の便座ヒータの平面図(b)は(a)のC72領域の拡大平面図
【図6】便座部に取り付けた便座ヒータの詳細構造を示す断面図
【図7】便座ヒータの駆動例および便座部の表面温度の変化を示すタイムチャート
【図8】(a)は1200W駆動時に便座ヒータを流れる電流の波形図(b)は1200W駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部に与えられる通電制御信号の波形図
【図9】(a)は600W駆動時に便座ヒータを流れる電流の波形図(b)は600W駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部に与えられる通電制御信号の波形図
【図10】(a)は低電力駆動時に便座ヒータを流れる電流の波形図(b)は低電力駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部に与えられる通電制御信号の波形図
【図11】便座便蓋開閉装置の構成を示す模式図
【符号の説明】
【0176】
90 制御部
110 便座装置
400 便座部(便座)
410U 着座面
450 便座ヒータ(発熱体)
500 蓋部(便蓋)
600 人体検知装置(入室検知手段)
900 便座便蓋開閉装置(便座便蓋開閉手段)
942、952 角度検出手段(回動検知手段)
【技術分野】
【0001】
本発明は、便座装置の便座の暖房時の昇温中の報知方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来この種の便座装置は、空洞部を設けた便座の内部に輻射型発熱体であるランプヒータを設け、輻射熱で便座を瞬時に昇温可能な構成とし、トイレルーム内に入室した使用者を人体検知手段により検知し、人体検知後ランプヒータに通電を開始し、使用者が便座に着座するまでの短時間に不快を感じることがない温度まで昇温するとともに、着座可能な温度に昇温したことをLED等の報知装置で使用者に報知する構成となっている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2006−305097号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記のような従来の衛生洗浄装置においては、人体検知手段が人体を検知してから、便座は昇温を開始し、便座ケーシングが冷たさを感じない所定の温度になるまでに数秒必要であった。便座の昇温をお知らせする手段としてLED等を用いた報知手段により、便座の温度が適温到達までは点滅させ、適温到達すると報知手段を点灯させることにより、着座面に着座可能であることを使用者に報知していた。
【0004】
しかしながら、便蓋は任意に開閉可能であるため、報知手段の報知に気づくことなく、まだ所定の温度まで到達していない便座の着座面に着座してしまい、便座が冷たいといった不快な思いをすることがあった。
【0005】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決するもので、便座昇温視認手段のみならず使用者に確実に便座が所定の温度に到達した後に着座可能な便座装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記従来の課題を解決するために、本発明の便座装置は、便座と、便座の着座面を加熱する発熱体と、便蓋と、便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、人体検知手段が人体を検知すると、発熱体の昇温駆動を開始するとともに、便座便蓋開閉手段を駆動して便蓋を所定角度まで開き、便座が所定の温度まで昇温した後に便蓋を全開するものである。
【0007】
これによって、便座を使用しようとする人体を検知して便座暖房の昇温駆動を行う便座装置において、昇温中は、便蓋は全開することなく所定の角度にて動作停止するので、使用者はまだ便座の着座部が昇温中であることを便蓋の動作により視認することができるとともに、便蓋が邪魔になって物理的に着座することが不可能である。そして所定の温度に到達すると便蓋を全開するので、使用者は確実に便座が所定の温度に到達した後に快適に着座できる便座装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、便座の暖房において急速昇温する際に、便座温度が適温になったことを確実に報知することに加え、適温になるまでは着座不可能な状態とすることにより、安全で快適な便座装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
第1の発明は、着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段を駆動して便蓋を所定角度まで開き、前記便座の着座面が所定温度に到達するまでその状態を維持し、着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便蓋を全開となるように制御することにより、便座が昇温中は、便蓋は全開することなく所定の角度にて動作停止し、使用者はまだ便座の着座面が十分に昇温されていないことを視認することができるとともに、便蓋が邪魔になって物理的に着座することが不可能である。そして適温に到達すると便蓋を全開とするため、使用者は確実に便座が所定の温度に到達してから着座することになり快適な便座装置とすることができる。
【0010】
第2の発明は、着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段は前記便座および前記便蓋を全閉状態で維持し、前記便座の着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便蓋を全開となるように制御することにより、便座が昇温中は、便座および便蓋は全閉状態を維持するため、使用者はまだ便座の着座面が十分に昇温されていないことを視認することができるとともに、便蓋が邪魔になって物理的に着座することが不可能であるため、使用者は確実に便座が所定の温度に到達した後に着座可能な快適な便座装置を提供することが可能となる。
【0011】
第3の発明は、着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段を駆動して前記便蓋および前記便座を全開状態とし、前記便座の着座面が所定の温度に到達するまで全開状態を維持し、前記便座の着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便座のみ降下し、着座可能となるように制御することにより、便座が昇温中は、便座および便蓋は全開状態を維持するため、使用者はまだ便座の着座面が十分に昇温されていないことを視認することができるとともに、物理的に着座することが不可能であるため、使用者は確実に便座が所定の温度に到達した後に着座可能な快適な便座装置を提供することが可能となる。
【0012】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【0013】
(実施の形態1)
<1>便座装置およびそれを備える衛生洗浄装置の外観
図1は本発明の実施形態1に係る便座装置およびそれを備える衛生洗浄装置を示す外観斜視図である。
【0014】
衛生洗浄装置100はトイレットルーム内に設置される。衛生洗浄装置100は便器700の上面に取り付けられる。衛生洗浄装置100は、本体部200、遠隔操作装置300、便座部400、蓋部500、人体検知装置600により構成される。
【0015】
本体部200には、便座部400および蓋部500が便座便蓋回動機構(図示せず)を介して電動で開閉可能に取り付けられている。また、本体部200には、ノズル部800と、図示しない洗浄水供給機構と、乾燥ユニット等が内蔵される。
【0016】
便座装置110は上記衛生洗浄装置100からノズル部800、線浄水供給機構、乾燥ユニットの機能を除いた構成である。
【0017】
図1では、本体部200の正面上部に設けられる着座センサ610が示されている。この着座センサ610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610は、人体から反射された赤外線を検出することにより便座部400上に使用者が存在することを検知する。
【0018】
また、洗浄水供給機構は、ノズル部800に接続されている。これにより、洗浄水供給機構は、水道配管から供給される洗浄水をノズル部800に供給する。それにより、ノズル部800から使用者の局部に洗浄水が噴出される。
【0019】
遠隔操作装置300には、複数のスイッチが設けられている。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。
【0020】
人体検知装置600は、トイレットルームの入口等に取り付けられる。人体検知装置600の検知センサは、赤外線を検知する焦電センサであり、人体からの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。また、人体検知装置600は本体部と別体であり、任意の場所に取り付けることが可能であるので、トイレットルームの設置状況によっては、使用者の便座装置への接近を検知できるような場所に取り付けられれば、同様の機能を奏する。
【0021】
本体部200の制御部は、遠隔操作装置300、人体検知装置600および着座センサ610から送信される信号に基づいて、衛生洗浄装置100の各部の動作を制御する。
【0022】
<2> 便座装置
(2−a)便座装置の構成
図2は、便座装置110の構成を示す模式図である。上述のように、便座装置110は、本体部200、遠隔操作装置300、便座部400、蓋部500および人体検知装置600を備える。
【0023】
図2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および着座センサ610を含む。
【0024】
また、便座部400は便座ヒータ450およびサーミスタ401aを備える。
【0025】
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400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、便座便蓋開閉装置900の開閉動作を制御するための電動開閉制御部91等を含む。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
本実施の形態において、便座装置110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。
【0029】
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。
【0030】
使用者がトイレットルームに入室すると、人体検知装置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。
【0031】
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、人体検知装置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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
なお、使用者がトイレットルームに入室してから便座部400に着座するまでの平均的な時間の定義であるが、本発明者らは、この所定時間を決定するために、使用者がトイレットルームに入室してから便座部400上に着座するまでの時間(以下、入室着座時間と呼ぶ。)を調査した。この調査は、所定人数の使用者についてトイレットルームを使用させ、各使用者の入室着座時間を測定し、入室着座時間ごとの累積百分率を算出することにより行った。
【0035】
図3は、入室着座時間の調査結果を示すグラフである。図3において、横軸は入室着座時間を示し、縦軸は使用者の累積百分率を示す。
【0036】
図3に示すように、本調査によれば、使用者の多く(9割以上の使用者)は、トイレットルームに入室した後約6秒間経過してから便座部400に着座することが明らかとなった。そこで、本実施の形態においては着座面が冷たさを感じない所定の温度に到達する所定時間を6秒に設定した。
【0037】
(2−b)便座部400の構成
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。
【0038】
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、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。
【0039】
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。
【0040】
図5(a)に示すように、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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
(2−c)便座ヒータ450の構造
図6は、上部便座ケーシング410に取り付けられる便座ヒータ450の構造の詳細を示す断面図である。
【0046】
図6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、アルマイト層412および表面化粧層411が形成される。表面化粧層411の上面が着座面410Uとなる。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。塗装膜414は、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る。
【0047】
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のうちいずれかまたは複数を用いてもよい。
【0048】
塗装膜414の下面に粘着層452aを介して例えばアルミニウムからなる金属箔451が貼着される。金属箔451の膜厚は、例えば50μmである。
【0049】
線状ヒータ460は、断面円形の発熱線463a、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。
【0050】
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。本実施の形態では、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。
【0051】
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、本実施の形態では12〜13μmである。このようなエナメル線463は、エナメル層463bの膜厚が極薄い0.01〜0.02mm程度であっても、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。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。
【0052】
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。この場合、絶縁被覆層462の厚みが0.05〜0.1mmと薄くても、雷サージにも耐える電気絶縁耐圧性能を確保することができる。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
このように、単一のエナメル線463上に絶縁被覆層462を形成することにより二重の絶縁構造を確保することができる。
【0057】
また、絶縁被覆層462は比較的薄くても十分な絶縁性が得られる。したがって、絶縁被覆層462の厚さを薄くすることができる。上記の例では、線状ヒータ460の樹脂層(エナメル層463bおよび絶縁被覆層462)の厚さは、0.12mm程度であり、極めて薄い。この場合、発熱線463aから金属箔451および便座ケーシング410への熱伝導を極めて俊敏に行うことができる。
【0058】
ちなみに従来の便座装置においては、線状ヒータのシリコーンゴムまたは塩化ビニール等からなる被覆チューブの厚さは、上記の例の約10倍の1mm程度ある。このような被覆チューブの熱伝導速度は桁違いに遅く、便座の昇温速度を速くすることはできなかった。
【0059】
従来の便座装置において便座の昇温速度を無理やり速くするためにヒータ線に大きい電力を供給した場合、断熱状態でヒータ線の温度を高くした場合と同様に、被覆チューブが溶融および焼損する。そのため、このような方法による便座の昇温は実用できなかった。
【0060】
一方、本実施の形態のように耐熱性能に優れたエナメル線463をヒータ線として使用した場合、十分短時間で便座を昇温でき、かつ電気絶縁性および安全性を確保できる。したがって、本実施の形態の構造は、種々の便座装置に有効に実用することができる。
【0061】
また、本実施の形態の構造では、エナメル層463bおよび絶縁被覆層462等からなる樹脂層を0.1〜0.4mm程度の薄い厚さで形成できる。それにより、発熱線463aおよび樹脂層の絶対温度が低い温度に維持された状態で、便座を急速に昇温させることができる。その結果、高価な耐熱絶縁材料でなく比較的安価な絶縁材料を用いることができる。
【0062】
また、本実施の形態においては、線状ヒータ460の熱を便座ケーシング410に効率よく伝達するために、線状ヒータ460をアルミ箔451、453で挟んでいる。ここで、本実施の形態の線状ヒータ460においては、エナメル層463bおよび絶縁被覆層462を薄くできるので、線状ヒータ460の外径を細く(約φ0.2〜φ0.4)できる
。この場合、アルミ箔451とアルミ箔453とを貼り合わせる際に、アルミ箔451とアルミ箔453との間の空気層を小さくすることができるとともに、アルミ箔451、453のしわを少なくすることができる。それにより、エナメル線463の局所高熱が抑制され、エナメル線463の断線および電気絶縁層(エナメル層463bおよび絶縁被覆層462)の損傷が防止される。その結果、便座装置110の長寿命化が可能になる。
【0063】
また、エナメル線463を細くできるので、便座ヒータ450の重量を低減でき、便座開閉トルクを小さくすることができる。それにより、便座開閉用の電動開閉ユニットを小型化でき、便座装置110の小型化が可能となる。
【0064】
(2−d)便座ヒータ450の動作
次に、便座ヒータ450の動作について説明する。便座ヒータ450のヒータ始端部460aとヒータ終端部460bとの間に一定の電圧が印加されると、内部の発熱線463aを電流が流れ、この発熱線463aが発熱する。このとき、発生した熱は、発熱線463aからエナメル層463bおよび金属箔451、453を通って上部便座ケーシング410の着座面410Uに伝導する。
【0065】
線状ヒータ460は、絶縁被覆層462が260℃程度の耐熱性を有するPFAにより形成されるため、絶縁被覆層462の厚みが例えば0.1〜0.15mmと薄くても、発熱線463aの100〜150℃への急速昇温時にもエナメル層463bが破壊されることが防止される。したがって、線状ヒータ460から着座面410Uへの熱伝導を迅速に進行させることにより、着座面410Uを急速に昇温させることができる。
【0066】
この場合、線状ヒータ460への通電開始から所定の最適温度に到達するのは5〜6秒と短時間であり、例えば、使用者がトイレットルームに入室して着座面410Uに着座するまでに要する7〜8秒より短時間である。したがって、使用者がトイレットルームに入室したことを人体検知装置600により検知されると同時に線状ヒータ460に通電を開始しても、使用者が着座するまでには着座面410Uを十分に最適温度に到達させることができる。
【0067】
一方、線状ヒータ460は、全長10m程度と長く、発熱線463aの急速昇温に伴って急速な膨張が発生し、結果として長さ方向に伸張する。また、通電が停止された場合は、発熱線463aの温度が低下し、収縮により元の長さに戻る。つまり、発熱線463aには熱膨張および熱収縮による熱応力歪が反復して形成される。
【0068】
線状ヒータ460と金属箔451、453との密着が弱く、または線状ヒータ460と着座面410Uとの間に隙間が形成された場合、熱応力歪全体がそれらのうちの最も動きやすい箇所に集中する。その結果、線状ヒータ460に比較的強い屈伸運動が発生し、その応力疲労の蓄積により発熱線463aの破断といった線状ヒータ460の破損が発生する。
【0069】
本実施の形態では、線状ヒータ460に熱応力緩衝部として複数の折曲部が形成されるので、これらの折曲部が全体の熱応力歪を細かく分散させるとともに、折曲部が熱応力歪を吸収する作用をも果たす。したがって、折曲部での熱応力は極めて小さく、結果として微小な屈伸の発生に留まる。その結果、発熱線463aの破断という事態には至らず、線状ヒータ460の長寿命化および耐久性が向上する。
【0070】
なお、比較的放熱の多い着座面410Uの内側の領域G3および外側の領域G1では、中央部の領域G2に比べて線状ヒータ460の間隔を大きくし、折曲部の数を少なくてもよい。
【0071】
上記のように、線状ヒータ460の全長はほぼ10mと長く、かつ線状ヒータ460には折曲部が形成される。そのため、着座面410Uへの線状ヒータ460の装着時に、これらの線状ヒータ460の配列を維持および固定化する必要がある。線状ヒータ460を金属箔451,453で挟持した状態で線状ヒータ460を金属箔451,453に密着させることによりユニット化された便座ヒータ450が構成される。したがって、線状ヒータ460の配列を強固に維持した状態で線状ヒータ460を着座面410Uに接着することができる。
【0072】
また、金属箔451、453により線状ヒータ460が挟持されるように構成されるので、金属箔451、453により均等に熱分散が行われる。それにより、線状ヒータ460が高温化することを防止することができる。また、着座面410Uが均熱化されるとともに、便座ヒータ450の破損が防止される。
【0073】
(2−e)便座ヒータ450の通電シーケンス
便座ヒータ450の駆動の制御は、便座ヒータ450を駆動する電力を大きく3つに変化させることにより行う。
【0074】
例えば、便座部400を第1の温度勾配で昇温させる場合、図2のヒータ駆動部402は約1200Wの電力で便座ヒータ450を駆動する(1200W駆動)。
【0075】
前述のように、便座ヒータ450の抵抗値は0.833Ω/mであり、全長10mである。したがって、便座ヒータ450の抵抗値は8.33Ωとなる。この抵抗値を有する便座ヒータ450に交流100Vが印加されると、(100V×100V)÷8.33Ω=1200Wの電力が発生する。すなわち、便座ヒータ450に交流電源の全周期に渡って電流を流すことにより、1200Wの電力が発生する。
【0076】
また、便座部400を第1の温度勾配よりもやや緩やかな第2の温度勾配で昇温させる場合、ヒータ駆動部402は約600Wの電力で便座ヒータ450を駆動する(600W駆動)。さらに、便座部400の温度を一定に保つ場合、ヒータ駆動部402は約50Wの電力で便座ヒータ450を駆動する(低電力駆動)。なお、低電力駆動とは、1200W駆動および600W駆動に比べて十分に低い電力(例えば、0W〜50Wの範囲内の電力)により便座ヒータ450を駆動することをいう。
【0077】
1200W駆動、600W駆動および低電力駆動の切替えは、制御部90の通電率切替回路が、ヒータ駆動部402から便座ヒータ450への通電を制御することにより行われる。
【0078】
ヒータ駆動部402には図示しない電源回路から交流電流が供給されている。そこで、ヒータ駆動部402は、通電率切替回路から与えられる通電制御信号に基づいて供給された交流電流を便座ヒータ450に流す。
【0079】
図7は、便座ヒータ450の駆動例および便座部400の表面温度の変化を示す図である。
【0080】
図7においては、便座部400の表面温度と時間との関係を示すグラフと、便座ヒータ450を駆動する際の通電率と時間との関係を示すグラフとが示されている。これら2つのグラフの横軸は共通の時間軸である。
【0081】
本実施の形態では、使用者が予め暖房機能をオンし、便座設定温度を高く(38℃)設
定した場合を想定する。
【0082】
冬季等室温が待機温度である18℃よりも低い場合、制御部90は、便座部400の温度を18℃となるように温度調整する。このように、制御部90は、人体検知装置600により使用者の入室が検知されるまでの待機期間D1の間、便座部400の表面温度が18℃で一定となるように、便座ヒータ450の低電力駆動を行う。
【0083】
制御部90は、時刻t1で人体検知装置600により使用者の入室が検知された場合、突入電流低減期間D2の間、600W駆動を行う。なお、この600W駆動は、突入電流を十分に低減するために行う。この場合、便座部400の表面温度はやや緩やかな第2の温度勾配で上昇される。
【0084】
その後、制御部90は、突入電流低減期間D2の経過後の時刻t2で、便座ヒータ450の1200W駆動を開始し、第1の昇温期間D3の間便座ヒータ450の1200W駆動を継続する。この場合、便座部400の表面温度は上述の第1の温度勾配で上昇される。
【0085】
ここで、便座部400の表面温度は急激に上昇される。便座ヒータ450の1200W駆動は、便座部400の表面温度が所定温度(例えば30℃)に達するまで行われる。もちろん、この所定温度は暖房温度として設定された温度であってもよいが、この所定温度は暖房温度にまで十分に上昇した温度でなく、それよりも低くても、使用者が着座した際に冷たいという不快感情を生じない最低限界の温度(限界温度)であればよい。この限界温度は、発明者らの実施した被験者実験により約29℃であることがわかっている。
【0086】
このように、第1の昇温期間D3においては、便座部400の表面温度が1200W駆動により迅速に所定温度まで上昇される。それにより、使用者は便座部400を冷たいと感じることなく便座部400に着座することができる。
【0087】
また、上述のように、便座部400の表面温度を急激に上昇させると、その温度変化にオーバーシュートが生じる。しかしながら、本実施の形態では、便座部400の表面温度が所定温度に達したときに便座ヒータ450の1200W駆動を600W駆動に切替える。したがって、便座部400の表面温度の変化がオーバーシュートした場合でも、その表面温度は便座設定温度を超えない。その結果、使用者が着座時に便座部400を熱いと感じることが防止される。
【0088】
続いて、制御部90は、第1の昇温期間D3の経過後の時刻t3で、便座ヒータ450の600W駆動を開始し、第2の昇温期間D4の間便座ヒータ450の600W駆動を継続する。この場合、便座部400の表面温度は上述の第2の温度勾配で上昇される。
【0089】
便座ヒータ450の600W駆動は、便座部400の表面温度が便座設定温度(38℃)に達するまで行われる。
【0090】
第2の温度勾配は第1の温度勾配よりも緩やかである。これにより、便座部400の表面温度の変化に大きなオーバーシュートが生じることが防止される。
【0091】
制御部90は、第2の昇温期間D4の経過後の時刻t4で、便座ヒータ450の低電力駆動を開始し、第1の維持期間D5の間便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。それにより、便座部400の表面温度が便座設定温度で一定となる。
【0092】
制御部90は、時刻t5で着座センサ290により使用者の便座部400への着座が検
知された場合、低電力駆動の通電率を低下させ、第1の着座期間D6の間便座部400の表面温度が便座設定温度を維持するように便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。本実施の形態では、第1の着座期間D6は約10分に設定される。
【0093】
また、制御部90は、第1の着座期間D6の経過後の時刻t6で、低電力駆動の通電率をさらに低下させ、第2の着座期間D7の間便座部400の表面温度が便座設定温度よりもやや低い温度(36℃)に低下するように便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。本実施の形態では、第2の着座期間D7は約2分に設定される。
【0094】
制御部90は、第2の着座期間D7の経過後の時刻t7で、低電力駆動の通電率をさらに低下させ、第2の維持期間D8の間便座部400の表面温度が便座設定温度よりもやや低い温度(36℃)で一定となるように便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。以下の説明では、第2の維持期間D8において一定に維持される期間便座部400の表面温度、すなわち便座設定温度よりもやや低い温度を維持温度と称する。
【0095】
このように、本実施の形態では、使用者が便座部400に着座した後、制御部90が徐々に便座部400の表面温度を低下させる。それにより、使用者が低温やけどすることが防止される。
【0096】
制御部90は、時刻t8で着座センサ290により使用者が便座部400から離れたことを検知すると、停止期間D9の間便座ヒータ450の駆動を停止する。それにより、便座部400の表面温度が低下する。
【0097】
制御部90は、便座部400の表面温度が18℃に達した時刻t9で、再び便座ヒータ450の低電力駆動を開始し、便座部400の表面温度が18℃で一定となるように待機期間D10の間便座ヒータ450の低電力駆動を維持する。
【0098】
このように温度勾配が徐々に緩やかになる場合、便座部400の温度変化により生じるオーバーシュートを十分に小さくすることができる。
【0099】
本実施の形態では、使用者の便座部400への着座後、便座ヒータ450の駆動に用いる電力を調整することにより便座部400の表面温度を徐々に低下させているが、便座ヒータ450の駆動は使用者の便座部400への着座時に停止してもよい。この場合においても、使用者が低温やけどすることが防止される。
【0100】
上記のように、本実施の形態では、時刻t8に使用者が便座部400から離れたことが検知されることにより便座ヒータ450の駆動が停止される旨を説明したが、便座ヒータ450の駆動の停止は、使用者が便座部400から離れたことが検知された時刻t8から一定時間(例えば1分間)経過後に行われてもよい。この場合、一度使用者が便座部400から離れた後に再度便意をもよおし、再度便座部400に着座する際にも、便座部400の表面温度が低下しない。これにより、使用者は快適に便座部400に着座することができる。
【0101】
1200W駆動時、600W駆動時および低電力駆動時における便座ヒータ450への通電状態を通電率切替回路の通電制御信号とともに説明する。
【0102】
以下の説明において、通電率とは交流電流の1周期に対して便座ヒータ450に交流電流を流す時間の割合をいう。
【0103】
図8(a)は1200W駆動時に便座ヒータ450を流れる電流の波形図、図8(b)
は1200W駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部402に与えられる通電制御信号の波形図である。
【0104】
図8(b)に示すように、1200W駆動時における通電制御信号は常に論理「1」となる。ヒータ駆動部402は通電制御信号が論理「1」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ450に流す(図8(a)太線部)。それにより、全周期の期間に渡って交流電流が便座ヒータ450に流れる。その結果、便座ヒータ450が約1200Wの電力で駆動される。
【0105】
図9(a)は600W駆動時に便座ヒータ450を流れる電流の波形図、図9(b)は600W駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部402に与えられる通電制御信号の波形図である。
【0106】
図9(b)に示すように、600W駆動時における通電制御信号は、ヒータ駆動部402に供給される交流電流と同じ周期のパルスからなる。パルスのデューティー比は50%に設定される。
【0107】
ヒータ駆動部402は通電制御信号が論理「1」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ450に流す(図9(a)太線部)。それにより、半周期の期間交流電流が便座ヒータ450に流れる。その結果、便座ヒータ450が約600Wの電力で駆動される。
【0108】
図10(a)は低電力駆動時に便座ヒータ450を流れる電流の波形図、図10(b)は低電力駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部402に与えられる通電制御信号の波形図である。
【0109】
図10(b)に示すように、低電力駆動時における通電制御信号は、ヒータ駆動部402に供給される交流電流と同じ周期のパルスからなる。パルスのデューティー比は50%よりも小さく(例えば数%程度)に設定される。
【0110】
ヒータ駆動部402は通電制御信号が論理「1」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ450に流す(図10(a)太線部)。各周期においては、パルス幅に相当する期間交流電流が便座ヒータ450に流れる。その結果、便座ヒータ450が例えば約50Wの電力で駆動する。
【0111】
上記の他、便座部400の温度を低くする場合、または便座装置110の暖房機能をオフしている場合等には、通電率切替回路はヒータ駆動部402に通電制御信号を与えない(通電制御信号を論理「0」に設定する)。これにより、ヒータ駆動部402は便座ヒータ450を駆動しない。
【0112】
ここで、一般に、電子機器に供給される電流が高調波成分を有する場合、ノイズが発生する。本実施の形態では、上述のように便座ヒータ450の1200W駆動または600W駆動を行う場合には、便座ヒータ450に供給される電流がサインカーブを描くように変化するので、電流の大きさが大きくなってもノイズの発生が十分に低減される。
【0113】
また、便座ヒータ450の低電力駆動を行う場合、便座ヒータ450に供給される電流は高調波成分を有するが、電流の大きさが1200W駆動時および600W駆動時に比べて非常に小さいので、ノイズの発生が十分に低減される。
【0114】
上記のように、本実施の形態では、便座ヒータ450を1200W、600Wおよび約
50Wの電力で駆動するとしているが、他の大きさの電力で便座ヒータ450を駆動してもよい。
【0115】
例えば、便座ヒータ450に半周期の期間交流電流を流す場合には、交流電流を流すタイミングを2周期または3周期等所定の周期の間隔で設定する。それにより、1200W、600Wおよび約50Wとは異なる大きさの電力で、ノイズの発生を十分に防止しつつ便座ヒータ450を駆動することができる。
【0116】
なお、本実施の形態では、制御部90は通電制御信号が論理「1」のときに便座ヒータ450に電流を供給し、通電制御信号が論理「0」のときに便座ヒータ450への電流の供給を停止しているが、通電制御信号が論理「1」のときに便座ヒータ450への電流の供給を停止し、通電制御信号が論理「0」のときに便座ヒータ450に電流を供給してもよい。
【0117】
なお、便座ヒータ450のオンおよびオフは時間により制御されるため、時間の計測がずれると便座部400の温度が所定値を超えたり、所定値に達しない。そこで、時間の計測がずれないように、制御部90では、2つの計測源にて便座部400のオンの時間を計測する。1つの計測源として、制御部90のプログラムの実効速度を規定する発振子により便座ヒータ450のオンの時間を計測し、もう1つの計測源して、交流電圧の周期を基準として便座ヒータ450のオンの時間を計測する。これらの計測値の少なくとも一方が規定時間を超過すると、次の通電パターンに移行する。
【0118】
特に、便座に1200W通電される時間が正確に計測されることにより過昇温が確実に防止される。これにより、さらに機器の安全性が向上する。ここでは、計測源を複数設けることにより計測の精度を向上させる方法について記載したが、便座ヒータ450がフル通電される時間を計測し、強制的にヒータへの通電を遮断もしくは制限する方法であっても、同様の効果を得ることができる。
【0119】
(2−f)便座便蓋開閉装置900の構造
図11は便座便蓋開閉装置の構成を示す模式図である。
【0120】
衛生洗浄装置100の本体部200には便座部400及び蓋部500を電動で開閉する便座便蓋電動開閉装置900が組み込まれている。便座便蓋開閉装置900は、便座部400を開閉するために、整流子モータを用いた直流モータ940と、直流モータ940を駆動するモータ駆動回路943と、ギア列を用いた減速機構により構成される動力伝達手段941と、動力伝達手段941の出力側に挿入されたポテンショメータよりなる角度検出手段942を備えている。
【0121】
また、蓋部500も同様に、蓋部500を開閉するために、整流子モータを用いた直流モータ950と、直流モータ950を駆動するモータ駆動回路760と、ギア列を用いた減速機構により構成される動力伝達手段951と、動力伝達手段951の出力側に挿入されたポテンショメータよりなる角度検出手段952を備えている。
【0122】
制御部90の電動開閉制御部91は、直流モータ940、950を制御するモータ駆動回路943、953への出力ポートと便座部400の開き角度に対応した回転速度を検出する角度検出手段942、952からの信号を取り込む入力ポートとを備えたマイコン92により制御されており、マイコン92は角度検出手段942、952からの信号をサンプリングすることにより角速度を演算する角速度演算手段93、94を備えている。
【0123】
図に示すように、便座部400のモータ駆動回路943はPWM制御によるモータ出力
の制御と、直流モータ940の端子間を短絡させて回生電流による、ブレ−キ制御機能を有する。
【0124】
そして、便座部400を円滑に移動させるため、便座部400の回転角度に対応して、直流モータ940の出力を変えた駆動領域GH、HAを設け、駆動領域GHはデューティー100%、駆動領域HAではデューティー60%で駆動している。さらに、開位置Cの手前に、直流モータ940の端子間を短絡させて回生ブレーキを作用させて、便座部400を減速させるブレーキ領域ACを設けている。
【0125】
ブレーキ領域ACには速度評価点Bを設け、角度検出手段942からの信号をマイコン92でサンプリングすることにより角速度演算手段93で角速度を演算している。
【0126】
蓋部500も便座部400と同様の構成および作用となっている。
【0127】
(2−g)便座便蓋開閉装置900の動作
次に動作について説明する、使用者がトイレに入室すると、人体検知装置600が人体を検知し、人体検知装置600から本体部200の制御部90に入室検知信号が赤外線により送信される。
【0128】
制御部90は、ヒータ駆動部402により便座部400の昇温を開始し、便座温調ランプRA1の点滅を開始するとともに、便座便蓋開閉装置900の駆動を開始する。
【0129】
モータ駆動回路760は所定のルーチンで直流モータ950に電圧を印加し、蓋部500を開方向に駆動する。蓋部500が所定の半開位置(例えば45度)で直流モータ950への通電は遮断され、蓋部500はその状態を維持する。
【0130】
便座部400の温度が上昇し所定の温度(例えば29度)に到達すると、便座温調ランプRA1は点灯し、制御部90は再び便座便蓋開閉装置900を駆動し、蓋部500を全開させる。
【0131】
上記便蓋500の開動作においては、蓋部500は回転角度により、複数の出力レベルで駆動される。通常の開動作では、回転角度が50度までは、100%のデューティーで駆動され、回転角度がH点(例えば50度)を超えると、60%のデューティーで駆動され、さらに、回転角度が増加しA点(例えば70度)に達すると、ブレーキ領域ACに至り、直流モータ950への電圧印加は停止し、直流モータ950の端子間を短絡させ回生ブレーキ作用を発生させるブレーキモードで減速運転し、全開位置Cに至る。この状態で使用者は昇温した便座部400に快適に着座することができる。
【0132】
上記のように本実施の形態においては、便座部400の昇温中は、便座温調ランプRA1が点滅するとともに蓋部500は半開状態であるので、使用者は便座部が所定の温度まで昇温中であることを確実に認知することができるとともに、蓋部500が半開状態であるため、着座しようとしても物理的に着座不可な状態が維持される。
【0133】
なお、急を要する使用者は自ら蓋部500を手で開くことが可能であるが、既に入室検知により便座部400は昇温を開始しているため、蓋部500を開く動作と脱衣の動作を行う間に所定温度近くにまで昇温しており着座しても便座があまり冷たいと感じることがない。
【0134】
(実施の形態2)
本実施の形態の衛生洗浄装置および便座装置の構成は実施の形態1と同様であり、詳細
な説明は省略する。本実施の形態が実施の形態1と異なるのは、便座便蓋開閉装置の動作シーケンスである。
【0135】
使用者がトイレに入室すると、人体検知装置600が人体を検知し、人体検知装置600から本体部200の制御部90に入室検知信号が赤外線により送信される。
【0136】
制御部90は、ヒータ駆動部402により便座部400の昇温を開始し、便座温調ランプRA1が点滅を開始する。この時点では、便座便蓋開閉装置900は駆動せず、便座部400および蓋部500は全閉状態を維持する。
【0137】
そして便座部400の温度が所定の温度(例えば29℃)に到達すると、制御部90は、便座温調ランプRA1を点灯し、使用者に着座面の温度が29℃になったことを知らせると同時に便座便蓋開閉装置900を駆動し、蓋部500を全開させる。この状態で使用者は昇温した便座部400に快適に着座することができる。
【0138】
なお、実施の形態1と同様に、上記便蓋500の開動作においては、蓋部500は回転角度により、複数の出力レベルで駆動される。通常の開動作では、回転角度が50度までは、100%のデューティーで駆動され、回転角度がH点(例えば50度)を超えると、60%のデューティーで駆動され、さらに、回転角度が増加しA点(例えば70度)に達すると、ブレーキ領域ACに至り、直流モータ950への電圧印加は停止し、直流モータ950の端子間を短絡させ回生ブレーキ作用を発生させるブレーキモードで減速運転し、全開位置Cに至る。
【0139】
上記のように本実施の形態においては、便座部400の昇温中は、便座温調ランプRA1が点滅するとともに蓋部500は全閉状態であるので、使用者は便座部が所定の温度まで昇温中であることを確実に認知することができるとともに、蓋部500が全閉状態であるため、着座しようとしても物理的に着座不可の状態が維持される。
【0140】
なお、急を要する使用者は自ら蓋部500を手で開くことが可能であるが、既に入室検知により便座部400は昇温を開始しているため、蓋部500を開く動作と脱衣の動作を行う間に所定温度近くにまで昇温しており着座しても便座があまり冷たいと感じることがない。
【0141】
また蓋部500が便座部400に覆いかぶさっているため昇温時の便座部400の放熱を防ぐことが可能となり、よりすばやい昇温と省エネルギが図れる。
【0142】
(実施の形態3)
本実施の形態の衛生洗浄装置および便座装置の構成は実施の形態1および2と同様であり、詳細な説明は省略する。本実施の形態が他の実施の形態と異なるのは、便座便蓋開閉装置の動作シーケンスである。
【0143】
使用者がトイレに入室すると、人体検知装置600が人体を検知し、人体検知装置600から本体部200の制御部90に入室検知信号が赤外線により送信される。
【0144】
制御部90は、ヒータ駆動部402により便座部400の昇温を開始し、便座温調ランプRA1が点滅を開始するとともに、便座便蓋開閉装置900の駆動を開始する。
【0145】
モータ駆動回路760は所定のルーチンで直流モータ940と950に電圧を印加し、便座部400と蓋部500を全開状態まで駆動し、便座部400と蓋部500は起立状態を維持する。
【0146】
そして便座部400の温度が所定の温度(例えば29℃)に到達すると、制御部90は、便座温調ランプRA1を点灯し、使用者に着座面の温度が29℃になったことを知らせると同時に便座便蓋開閉装置900を駆動し、便座部400を降下させ着座可能な状態にする。
【0147】
上記便蓋500の開動作においては、便座部400および蓋部500は回転角度により、複数の出力レベルで駆動される。通常の開動作では、回転角度が50度までは、100%のデューティーで駆動され、回転角度がH点(例えば50度)を超えると、60%のデューティーで駆動され、さらに、回転角度が増加しA点(例えば70度)に達すると、ブレーキ領域ACに至り、直流モータ950への電圧印加は停止し、直流モータ950の端子間を短絡させ回生ブレーキ作用を発生させるブレーキモードで減速運転し、全開位置Cに至る。
【0148】
上記のように本実施の形態においては、便座部400の昇温中は便座温調ランプRA1が点滅するとともに便座部400および蓋部500は全開した起立状態であるので、使用者は便座部が所定の温度まで昇温中であることを確実に認知することができるとともに、着座しようとしても物理的に着座不可の状態が維持される。
【0149】
なお、実施の形態2と同様に、急を要する使用者は自ら便座部400を手で倒して着座することが可能であるが、既に入室検知により便座部400は昇温を開始しているため、蓋部500を開く動作と脱衣の動作を行う間に所定温度近くにまで昇温しており着座しても便座があまり冷たいと感じることがない。
【0150】
また、男性小用時には遠隔操作手段300を用いて便座開の信号を送ることで 便座への電力の供給を停止し、そのまま小用を行うことが可能である。
【0151】
(実施の形態4)
本実施の形態の衛生洗浄装置および便座装置の構成は他の実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。本実施の形態が他の実施の形態と異なるのは、便座便蓋開閉装置の動作シーケンスである。
【0152】
使用者がトイレに入室すると、人体検知装置600が人体を検知し、人体検知装置600から本体部200の制御部90に入室検知信号が赤外線により送信される。
【0153】
制御部90は、ヒータ駆動部402により便座部400の昇温を開始し、便座温調ランプRA1が点滅を開始するとともに、便座便蓋開閉装置900の駆動を開始する。
【0154】
便座部400および蓋部500は実施の形態1〜3のいずれかの状態で駆動され、便座部400が所定の温度に到達すると、制御部は、便座温調ランプRA1を点灯し、使用者に着座面の温度が29℃になったことを知らせる。
【0155】
この時、温度測定部401が便座部400の異常昇温を検知した場合、その異常昇温を制御部90へ信号として送り、制御部90は便座の昇温シーケンスに異常があったと検知する。そして制御部90はモータを便座便蓋開閉装置900に信号を送り、蓋部500に全閉の指示を送る。蓋部500の回動タイミングは既に便座の昇温29℃を検知して全開もしくは半開になっていたら、蓋部500を全閉させる。
【0156】
また、便座温調ランプRA1を異常点滅させ使用者に異常をお知らせする。なおこのとき全閉となった蓋部500を無理やり手でこじ開けようとしても便座便蓋開閉装置900
はモータを使用しているためある一定の電流を送り、閉止するような制御部90の信号により閉止方向に力を与え続けることにより、こじあけることを防ぐことができる。このように便座部400の着座面が異常に昇温した場合でも、使用者が損傷をうけることを防ぐことができ安全性を向上することができる。
【0157】
(実施の形態5)
本実施の形態の衛生洗浄装置および便座装置の構成は他の実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。本実施の形態が他の実施の形態と異なるのは、便座便蓋開閉装置の動作シーケンスである。そして、電動開閉制御部91が、便座部400、蓋部500の駆動に要する時間を演算する演算手段、または予め駆動時間を記憶した記憶手段を備える構成としている。
【0158】
使用者がトイレに入室すると、人体検知装置600が人体を検知し、人体検知装置600から本体部200の制御部90に入室検知信号が赤外線により送信される。
【0159】
制御部90は、ヒータ駆動部402により便座部400の昇温を開始し、便座温調ランプRA1が点滅を開始するとともに、便座便蓋開閉装置900の駆動を開始する。
【0160】
このとき、制御部90は、人体検知装置600により人体検知した時の、便座の着座部の温度測定部401により検知した便座の着座部400の温度データをもとに、予め記憶部に記憶されたヒータ制御パターンのなかから選択して昇温制御する。このヒータ制御パターンには、便座部400が限界温度である29℃になるための1200W駆動での通電時間、その後設定温度に達するまでの600W駆動での通電時間を実験的に求め、制御テーブルとして記憶しているものであるので、便座温度が限界温度である29℃に昇温するのに必要なヒータの通電時間t2が明らかになる。
【0161】
一方で、電動開閉制御部91は便座便蓋開閉装置900を制御し、便座部400、蓋部500の開閉駆動を行うので、モータ駆動回路943による直流モータ940の駆動と動力伝達手段942とによって、便座部400や蓋部500の動作を時間的に制御することが可能である。実施の形態の1から3のそれぞれの動作をする際に、電動開閉制御部91は、所定の温度となる時間t2の時間が経過するタイミングに合わせて、着座可能となるように、それぞれ、蓋部500、便座部400が適正位置となるように駆動する。
【0162】
実施の形態1で説明したように、冬場などで便座部400の着座面を18℃となるように低温待機した場合であれば、人体検知装置600により人体のトイレットルームへの入室を検知してから約6秒で29℃に昇温するように、制御部90が制御するので、電動開閉制御部91は、蓋部500が人体検知してから半開き状態に駆動し、一時停止して、その後、約6秒後に全開位置になるよう駆動制御する。
【0163】
夏場や、複数の使用者が連続して使用する場合などは、着座面の温度が暖かく、昇温駆動の時間が、便座と便蓋のそれぞれが開閉駆動するのに要する時間よりも早い場合は、必ずしもタイミングを合わせるような制御をする必要はなく、それぞれの駆動の最適速度により制御すればよい。
【0164】
実施の形態1のような制御をする際には、蓋部500が半開きの状態から全開になるまでの駆動時間を電動開閉制御部91にて演算し、または予め記憶しておき、その駆動時間と、t2との終了タイミングを合わせるように制御するものである。実施の形態2のような制御をする場合には、蓋部500が全閉から全開になるまでの駆動時間を電動開閉制御部91にて演算し、または予め記憶しておき、その駆動時間と、t2との終了タイミングを合わせるように制御するものである。実施の形態3のような制御をする場合には、便座
部400が起立状態から着座可能な水平状態になるまでの駆動時間を電動開閉制御部91にて演算し、または予め記憶しておき、その駆動時間と、t2との終了タイミングを合わせるように制御するものである。それぞれ、予め行った実験から駆動時間を制御テーブルとして、記憶手段に記憶しておいてもよいし、演算手段によって角速度検出手段942を用いて角度変化速度から演算したり、駆動速度の調整を行ったりしてもよい。便座部400に便座カバーなどを装着する場合、便座部400の重量が変化し駆動トルクなども個別の事情により変化することも生じえるので、このような場合は後者の制御を行うのが好ましい。
【0165】
このように、便座部400の温度が所定の温度に昇温した時に着座可能な位置に便座部400、蓋部500の位置を駆動制御するようにすることも可能であり、便座部400が所定の温度に達してから駆動制御するよりも、迅速に着座可能な状態にすることができて、使用者が着座可能になるまでの時間が短縮される。
【0166】
なお、実施の形態1から3と同様、便座温調ランプRA1による昇温中の報知と併用すれば、より視認性が向上する。さらに、視覚的な報知よりも、聴覚的な報知のほうが効果的な場合を考慮し、報知音発生手段を備えることにより、便座部400、蓋部500の駆動状態に合わせて報知音を発生させるようにしてもよい。例えば、蓋部500の閉位置から開位置までの変化に伴って、報知音発生手段によって発生させる音の音程の高低を変化させる、断続音の発生周期を変化させる、異常時には音の種類を変えるなどというような制御をするようにしてもよい。報知音による着座可能を報知するタイミングで着座部の暖房温度も十分に昇温し、便座部400、蓋部500が着座可能な位置で停止するように駆動する。音による報知は、実施の形態1から4においても、報知音発生手段を供えて同様に動作させて報知に用いることが可能である。
【0167】
(実施の形態6)
本実施の形態の衛生洗浄装置および便座装置の構成は、本体の構成を除いて他の実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。本実施の形態が他の実施の形態と異なる、本体の構成は、本体部に200にノズル部800のクリーニングを行うノズルクリーニング手段201、便器使用前に便器700に予め散水するプレ洗浄手段202、便器内と、便座装置周囲の臭気を脱臭する脱臭手段203を備えたものである。これらは、本体部200内に内装されているので、図示していない。
【0168】
これらの動作は、使用者が、トイレットルームに入室したことを人体検知手段600が検知すると着座するまでに便座便蓋開閉制御部91による駆動と連動して動作する。ノズルクリーニング手段201は、人体洗浄が行われる前に、人体洗浄ノズルのクリーニングを行うが、この際、ノズル洗浄後の水はノズルをつたい、ノズルユニットの便器側開口部より便器内へ排水される。また、プレ洗浄手段202は、便器700を使用する前に予め便器700の表面を濡らしておくことで排泄物や汚水の便器700への付着を防ぐことを目的として便器内表面へ広く散水を行うため、着座時に散水を行ってしまうと人体へはね水が飛んでしまう可能性があり、着座までに散水を終了する必要がある。脱臭手段203は、先の使用者による臭気が便器内に残留している可能性があるので、便蓋、便座が開き使用者に臭気が届く前に素早く脱臭するよう駆動する必要がある。よって、便座便蓋開閉制御部91により便座部400、蓋部500を駆動し、着座部が所定の温度に達すると同時に、ノズルクリーニング手段201により人体洗浄ノズルのクリーニングが完了して人体洗浄を行う際にはクリーニング後の清潔なノズルでの洗浄が可能となり、プレ洗浄手段202の駆動により便器700が予め散水完了しして、排泄物や汚水の付着を抑制できる状態となり、脱臭手段203の駆動による便器内に先の使用者による臭気の残留がない状態で、使用者は着座することができる。
【0169】
このような動作をすることで、便座部400が所定の温度に達する時に着座可能となるタイミングにあわせ、人体洗浄が使用されることを予測してのノズルクリーニング手段201による人体洗浄ノズルのクリーニング、プレ洗浄手段202による便器700への散水、脱臭手段203による便器内の脱臭を行い、着座部が着座可能な所定の温度になり、便座部400と蓋部500が着座可能な適正な位置に駆動し、使用者は着座面が暖房された状態で着座し、便座装置の各種機能の動作が適切なタイミングで動作するので、快適でかつ衛生的で、掃除の手間も省ける利便性の高い便座装置とすることができる。
【0170】
もちろん、電力配分の都合により、これらの全ての機能を同時に動作させることが難しい場合には、順序だててそれぞれの動作を行い、便座便蓋が適正位置になるまでの間に快適状態になるよう制御すればよい。
【0171】
また、脱臭手段203による脱臭は、着座前に停止させるのでなく、着座前の脱臭を完了した後は着座中も継続するような制御を行うことが一般的である。脱臭の風量を着座前、着座時、着座後とで適量に制御しながら、離座して一定時間は継続させてから停止させるようにすることで、着座中も快適に使用できる。
【0172】
これらの動作は、実施の形態1から3においても同じように制御すればよく、便座便蓋開閉制御部91の動作と連動して、便座便蓋の位置が着座可能な適正位置になるタイミングに合わせて夫々の機能部の動作を完了させればよい。
【0173】
なお、実施の形態5、6で説明したように、便座部400が所定の温度に昇温するタイミングに合わせて便座便蓋を着座可能な位置に動作させるにあたって、便座便蓋の位置が適正位置にて停止するタイミングと、便座部400の昇温完了タイミングとを合わせるように制御することを説明したが、便座便蓋開閉駆動の完了タイミングが昇温完了のタイミングより少し早くてもよい。これは使用者が便座便蓋の位置を視覚的に確認したあと、着座動作をするまでのほんの数秒間のタイムラグが生じるので、その時間を加味して便座便蓋の駆動完了タイミングを数秒早くするように制御しても、なお迅速に適切なタイミングで着座を誘導することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0174】
本発明の便座装置は、着座面の温度が所定の温度に上昇していない場合は、蓋部で物理的に着座を阻止して、安全でかつ快適な暖房便座を実現することが可能なので、瞬間的に昇温する他の暖房装置等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0175】
【図1】本発明の実施の形態1における便座装置およびそれを備える衛生洗浄装置を示す外観を示す斜視図
【図2】本発明の実施の形態1における便座装置の構成を示す模式図
【図3】入室着座時間の調査結果を示す図
【図4】便座部の分解斜視図
【図5】(a)は第1の例の便座部の便座ヒータの平面図(b)は(a)のC72領域の拡大平面図
【図6】便座部に取り付けた便座ヒータの詳細構造を示す断面図
【図7】便座ヒータの駆動例および便座部の表面温度の変化を示すタイムチャート
【図8】(a)は1200W駆動時に便座ヒータを流れる電流の波形図(b)は1200W駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部に与えられる通電制御信号の波形図
【図9】(a)は600W駆動時に便座ヒータを流れる電流の波形図(b)は600W駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部に与えられる通電制御信号の波形図
【図10】(a)は低電力駆動時に便座ヒータを流れる電流の波形図(b)は低電力駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部に与えられる通電制御信号の波形図
【図11】便座便蓋開閉装置の構成を示す模式図
【符号の説明】
【0176】
90 制御部
110 便座装置
400 便座部(便座)
410U 着座面
450 便座ヒータ(発熱体)
500 蓋部(便蓋)
600 人体検知装置(入室検知手段)
900 便座便蓋開閉装置(便座便蓋開閉手段)
942、952 角度検出手段(回動検知手段)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段を駆動して便蓋を所定角度まで開き、前記便座の着座面が所定温度に到達するまでその状態を維持し、着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便蓋を全開となるように制御することを特徴とする便座装置。
【請求項2】
着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段は前記便座および前記便蓋を全閉状態で維持し、前記便座の着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便蓋を全開となるように制御することを特徴とする便座装置。
【請求項3】
着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段を駆動して前記便蓋および前記便座を全開状態とし、前記便座の着座面が所定の温度に到達するまで全開状態を維持し、前記便座の着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便座のみ降下し、着座可能となるように制御することを特徴とする便座装置。
【請求項1】
着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段を駆動して便蓋を所定角度まで開き、前記便座の着座面が所定温度に到達するまでその状態を維持し、着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便蓋を全開となるように制御することを特徴とする便座装置。
【請求項2】
着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段は前記便座および前記便蓋を全閉状態で維持し、前記便座の着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便蓋を全開となるように制御することを特徴とする便座装置。
【請求項3】
着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の着座面の内部に設置し前記着座面を加熱する発熱体と、開閉自在の便蓋と、前記便座と便蓋を電動で開閉する便座便蓋開閉手段と、前記便座および便蓋の開閉状態を検知する回動検知手段と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、制御手段とを備え、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御手段は、前記発熱体の昇温駆動を開始するとともに、前記便座便蓋開閉手段を駆動して前記便蓋および前記便座を全開状態とし、前記便座の着座面が所定の温度に到達するまで全開状態を維持し、前記便座の着座面が所定の温度まで昇温した後に前記便座のみ降下し、着座可能となるように制御することを特徴とする便座装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2009−101149(P2009−101149A)
【公開日】平成21年5月14日(2009.5.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−258153(P2008−258153)
【出願日】平成20年10月3日(2008.10.3)
【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5月14日(2009.5.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年10月3日(2008.10.3)
【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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