便座装置
【課題】便座ヒータの突入電流を抑制することができる便座装置を提供する。
【解決手段】便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とを直列あるいは並列に切替駆動できる切替駆動ユニット１３００を設け、便座ヒータ４５０駆動初期時は便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とを直列に接続し、その後便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０を並列に駆動する構成を有する。
【解決手段】便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とを直列あるいは並列に切替駆動できる切替駆動ユニット１３００を設け、便座ヒータ４５０駆動初期時は便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とを直列に接続し、その後便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０を並列に駆動する構成を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便座装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置の分野においては、人体に不快感を与えないようにするために、例えば、洗浄に用いる洗浄水を適切な温度に調整する加熱装置や人体との接触部の温度を適切な温度に調整する便座装置等様々な機能を有する装置が案出されている。なかでも、上記に示す便座装置によれば、使用者は冬場等気温が低い場合においても不快感を感じることなく便座に着座することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載の衛生洗浄装置においては、マグネシウム合金により形成された便座ケーシングの内部に線状ヒータが設けられている。線状ヒータは、芯線、芯線に巻回される発熱線、ならびに芯線および発熱線を覆う被覆チューブにより構成される。線状ヒータは、便座ケーシングの裏面全体にわたって蛇行するように配置されており、発熱線の両端部に電源回路が接続されている。
【０００４】
このような構成において、電源回路から発熱線に電圧が印加されることにより発熱線が発熱する。そして、その熱が被覆チューブを介して便座ケーシングに伝達される。それにより、便座ケーシングの温度が上昇し、使用者は快適に便座に着座することができる。
【特許文献１】特開２００３−３１０４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような従来の衛生洗浄装置においては、発熱線は立ち上がり特性を良くするため、抵抗値が低く、大電流を流す設計とされていた。特に、急速に昇温させるため発熱線の熱容量を大きくすると、設定温度に至る過程で、発熱線の線温度が低い時には抵抗値が更に低くなり通電開始時に突入電流が流れ、機器の電力規格値を越えるなどの課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、便座の発熱線への突入電流を抑えて、機器としての総電力を抑えながら、便座を迅速に昇温させることができる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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の便座装置は、便座と、前記便座を支持し、便器上に載置される便座装置本体と、前記便座装置本体内部に設けた便座装置の各種機能ユニットと、前記便座の使用を検知すると前記便座の着座面を電力により昇温させ暖房する便座ヒータと、前記便座ヒータと前記各種機能ユニットに設けた電力負荷とを直列あるいは並列に選択的に接続する直列並列切替手段とを備え、前記直列並列切替手段は前記便座ヒータへの大電力投入開始時に前記電力負荷と直列接続するものである。
【０００８】
これによって、大容量の便座ヒータへの通電開始時に、各種機能ユニットに設けた電力負荷のうちの少なくともいずれか１つ、すなわち機器に内蔵する他の電力負荷と直列に接続して、突入電流の発生を抑制することができ、機器としての総電力を抑えながら便座を迅速に昇温させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、便座ヒータへの突入電流を確実に抑制することが可能な便座装置を提
供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、便座と、前記便座を支持し、便器上に載置される便座装置本体と、前記便座装置本体内部に設けた便座装置の各種機能ユニットと、前記便座の使用を検知すると前記便座の着座面を電力により昇温させ暖房する便座ヒータと、前記便座ヒータと前記各種機能ユニットに設けた電力負荷とを直列あるいは並列に選択的に接続する直列並列切替手段とを備え、前記直列並列切替手段は前記便座ヒータへの大電力投入開始時に前記電力負荷と直列接続するものである。
【００１１】
これにより、便座の使用を検知して、着座直前に便座ヒータに通電して便座を暖房する構成の暖房便座において、便座ヒータと便座装置内に備えた各種機能ユニットのうちの電力負荷とを、前記便座ヒータへ大電力投入開始時のみ、直列接続して、便座ヒータの突入電流の発生を防止することができる。さらに、便座装置内の電力負荷と一時的に直列接続して、電力負荷が駆動されても、便座装置使用時であり、その駆動は有効である。
【００１２】
第２の発明は、各種機能ユニットとして温水ヒータユニットを有し、電力負荷は前記温水ヒータユニットのヒータであることを特徴とするものである。これにより、電力負荷として温水ヒータユニットの温水ヒータを用いることで、従来であれば、着座時にプレヒートとして水回路系を温水使用直前に暖めておく動作をするのであるが、便座ヒータの通電開始時にプレヒートのさらに事前通電を行うものとなり、温水ヒータにとってはプレヒートでの暖めのエネルギーが補足されることになる。
【００１３】
第３の発明は、直列並列切替手段は、便座ヒータへの大電力投入開始前と、大電力投入開始後の所定の時間経過後は、電力負荷と前記便座ヒータとを並列に接続を切り替えて、各々を別々に駆動することを特徴とするものである。これにより、並列接続に切り換えた後は、便座ヒータと、各種機能ユニット毎に適切な動作タイミングにて加熱動作を行うことができる。
【００１４】
第４の発明は、前記直列並列切替装置は電磁リレーにより構成したものである。
【００１５】
第５の発明は、人体検知手段を備え、前記人体検知手段により使用者がトイレ室へ入室したことを検知すると、便座ヒータへの大電力の投入を開始するものである。
【００１６】
これにより、人体検知して即座に便座ヒータへの通電を開始し、突入電流を抑制して便座暖房するので、省エネで、安全な便座暖房が実現できる。
【００１７】
以下、本発明の第１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。
【００１８】
＜１＞ 衛生洗浄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衛生洗浄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。トイレ装置１０００はトイレットルーム内に設置される。
【００１９】
トイレ装置１０００において、便器７００には衛生洗浄装置１００が取り付けられる。衛生洗浄装置１００は、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００および蓋部５００により構成される。蓋部５００を除く衛生洗浄装置１００の各構成要素が、後述の便座装置１１０を構成する。
【００２０】
本体部２００には、便座部４００および蓋部５００が開閉可能に取り付けられている。
また、本体部２００には、図示しない洗浄水供給機構が設けられるとともに、後述の制御部９０（図２）が内蔵される。
【００２１】
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。
【００２２】
さらに、図１では、本体部２００の正面下部に設けられる便器ノズル４０が便器７００の内側に突出している状態が示されている。この便器ノズル４０は、上述の洗浄水供給機構に接続されている。
【００２３】
洗浄水供給機構は、図示しない水道配管に接続されている。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便器ノズル４０に供給する。それにより、便器ノズル４０から便器７００の内面の広い範囲に洗浄水が噴出される（便器プレ洗浄）。または、便器ノズル４０から便器７００の内面の背面側に洗浄水が噴出される（便器後部洗浄）。詳細は後述する。
【００２４】
また、洗浄水供給機構は、後述のノズル部２０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２０に供給する。それにより、ノズル部２０から使用者の局部に洗浄水が噴出される。
【００２５】
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。
【００２６】
入室検知センサ６００は、トイレットルームの入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。
【００２７】
本体部２００の制御部９０（図２）は、遠隔操作装置３００、入室検知センサ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。
【００２８】
（１−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および使用者がトイレ室へ入室したことを検知する人体検知手段である入室検知センサ６００を備える。
【００２９】
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、便座温調ランプＲＡ１および着座センサ６１０を含む。
【００３０】
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。
【００３１】
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等を含む。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
（１−ｂ） 便座部４００の第１の例
図３は、便座部４００の分解斜視図である。図４（ａ）は、第１の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の領域Ｃ７２の拡大図である。図５は、第１の例の便座部４００の平面図である。図６は、図５の便座部４００のＣ５−Ｃ５断面図である。
【００４１】
図３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。
【００４２】
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。
【００４３】
図４（ａ）および図５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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
さらに、図４（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。
【００４８】
図６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。
【００４９】
（１−ｃ） 便座部４００の第２の例
図７（ａ）は、第２の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の領域Ｃ７７の拡大図、図８は、第２の例の便座部４００の平面図である。
【００５０】
図７（ａ）および図８に示すように、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の形状に合わせて左右方向に蛇行する蛇行形状に配設される。本例では、線状ヒータ４６０は、蛇行形状の曲げ部が上部便座ケーシング４１０の外側の側辺および内側の側辺の近傍に位置するように配置される。
【００５１】
具体的には、線状ヒータ４６０が便座ヒータ４５０の後部の一方側からシート一方端部ＳＥ１の近傍まで左右に蛇行しながら延びることにより図７（ｂ）の第１系列Ａの蛇行形状が形成される。また、線状ヒータ４６０がシート一方端部ＳＥ１の近傍から左右に蛇行しながらシート中央部ＳＥ３の近傍を経由してシート他方端部ＳＥ２の近傍まで延びることにより第２系列Ｂの蛇行形状が形成される。さらに、線状ヒータ４６０がシート他方端部ＳＥ２の近傍からシート中央部ＳＥ３の近傍を経由して便座ヒータ４５０の後部の一方側まで延びることにより第１系列Ａの蛇行形状が形成される。
【００５２】
さらに、図７（ｂ）に示すように、第１系列Ａの蛇行形状の線状ヒータ４６０と第２系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０とはほぼ平行に配列される。第１系列Ａおよび第２系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０はヒータ始端部４６０ａからヒータ終端部４６０ｂまで連続している。
【００５３】
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。
【００５４】
本例では、線状ヒータ４６０は、便座ヒータ４５０の内側の側辺の近傍および外側の側辺の近傍に曲げ部が位置する蛇行形状を有する。それにより、曲げ部間の間隔が短い。したがって、熱膨張および熱収縮に起因する長さ変化が小さくなるので、たとえ線状ヒータ４６０が伸縮しても曲げ部で伸縮による歪が吸収および緩衝される。その結果、線状ヒータ４６０の熱膨張および熱収縮に起因するストレスが小さくなり、長期間の使用での破損を抑制することができる。
【００５５】
また、線状ヒータ４６０の熱的伸縮が小さいので、金属箔４５１，４５３に対する密着性を長期間良好に維持することができる。それにより、便座ヒータ４５０の加温を効率的にかつ確実に行うことができる。
【００５６】
また、図７（ｂ）に示すように、曲げ部の長さＬａ，Ｌｂおよび曲げ部間の間隔Ｓは、任意に調整することができる。それにより、便座ヒータ４５０の加熱分布を調整することができる。
【００５７】
例えば、便座ヒータ４５０の外側および内側の側辺近傍の加熱密度が便座ヒータ４５０の中央部の加熱密度よりも高くなるように、曲げ部の長さＬａ，Ｌｂおよび曲げ部間の間隔Ｓを調整する。それにより、便座ヒータ４５０の全領域において均等な暖房温度を維持することができる。
【００５８】
また、本例では、第１系列Ａの蛇行形状の線状ヒータ４６０での電流の向きが第１系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０での電流の向きと逆になる。それにより、線状ヒータ４６０から発生する電磁波が互いが打ち消される。その結果、ノイズの発生が防止される。
【００５９】
（１−ｄ） 便座部４００の第３の例
図９（ａ）は、第３の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の一部の拡大断面図である。
【００６０】
図９（ａ）に示すように、便座ヒータ４５０の後部の両側に線状ヒータ４６０が高い密度で蛇行する検温部４５０Ｔがそれぞれ形成される。図９（ｂ）に示すように、一方の検温部４５０Ｔには、バイメタル等を用いた復帰型のサーモスタット４５０Ｑが設けられる。他方の検温部４５０Ｔには、温度ヒューズ等を用いた非復帰型のサーモスタット４５０Ｑが設けられる。
【００６１】
例えば、便座ヒータ４５０が想定外の異常温度になると、復帰型のサーモスタット４５０Ｑが開くことにより、一時的に通電が停止される。また、復帰型のサーモスタット４５０Ｑが故障等を起こすことにより、便座ヒータ４５０が危険温度に達しようとすると、非復帰型のサーモスタット４５０Ｑが開くことにより、電力の供給が遮断される。
【００６２】
ここで、温度過昇防止のためのサーモスタット４５０Ｑまたは温度ヒューズの動作温度設定は、実際に遮断したい温度よりも低くしておくことが望ましい。本実施の形態で説明している構成の便座は昇温速度が速い。したがって、安全装置（例えば、サーモスタット４５０Ｑまたは温度ヒューズ等）の動作速度によっては、実際に通電が停止されたタイミングで便座表面が予め設定された温度よりもさらに高い温度になってしまっている可能性があるためである。人体の皮膚のうち、普段露出していない臀部や大腿部の皮膚は他の部分の皮膚に比べて敏感である。これにより、上記のような、より高い安全設計が重要となる。
【００６３】
（１−ｅ） 便座部４００の第４の例
図１０は、第４の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図である。
【００６４】
図１０に示すように、シート中央部ＳＥ３から左シート一方端部ＳＥ１までの領域に配列される線状ヒータ４６０と、シート中央部ＳＥ３からシート他方端部ＳＥ２までの領域に配列される線状ヒータ４６０とが互いに分離されている。
【００６５】
一方の線状ヒータ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。他方の
線状ヒータ４６０のヒータ始端部４６０ｃおよびヒータ終端部４６０ｄは、便座部４００の後部の他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。
【００６６】
（１−ｆ） 便座ヒータ４５０の構造の一例
図１１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の構造の一例を示す断面図である。
【００６７】
図１１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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
一方、本例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、本例の構造は、種々の便座装置に有効に実用することができる。
【００８２】
また、本例の構造では、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。
【００８３】
また、本例においては、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４５１,４５２で挟んでいる。ここで、本例の
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４５２とを貼り合わせる際に、アルミ箔４５１とアルミ箔４５２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４５１,４５２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。
【００８４】
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。
【００８５】
（１−ｇ） 便座ヒータ４５０の構造の他の例
図１２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の構造の他の例を示す断面図である。
【００８６】
図１２の例では、複数のエナメル線４６３が撚り合わされ、絶縁被覆層４６２で被覆されている。各エナメル線４６３は、例えば直径０．１ｍｍの発熱線４６３ａおよび膜厚１０μｍのエナメル層４６３ｂにより構成される。
【００８７】
このように、複数のエナメル線４６３の束の周囲を取り囲むように絶縁被覆層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。
【００８８】
なお、図１２の例では、７本のエナメル線４６３が撚り合わされているが、エナメル線４６３の数は７本に限定されない。例えば、２本のエナメル線４６３およびエナメル層４６３ｂにより被覆されていない１本の発熱線４６３ａ（以下、単体発熱線４６３ａと称する）を撚り合わせてもよい。
【００８９】
この構成においては、例えば、局所高熱等により上記２本のエナメル線４６３のうちの一方のエナメル層４６３ｂが絶縁破壊された場合、そのエナメル線４６３の発熱線４６３ａと、上記の単体発熱線４６３ａとが電気的に接続される。したがって、この構成によれば、単体発熱線４６３ａを絶縁破壊検知線として用いることにより、エナメル層４６３ｂの絶縁破壊を検知することができる。それにより、２本のエナメル線４６３のうちいずれかのエナメル線４６３のエナメル層４６３ｂが絶縁破壊された場合には、すべての発熱線４６３ａへの通電を遮断することができる。
【００９０】
つまり、複数本の撚り線のうち少なくとも１本をエナメル層４６３ｂのない非絶縁電線とすることにより、局所高熱等によりいずれかのエナメル線４６３のエナメル層４６３ｂが絶縁破壊された場合にも、その絶縁破壊を迅速に検知することができる。それにより、安全に発熱線４６３ａへの通電を遮断することができる。
【００９１】
なお、上記においては、複数のエナメル線４６３を撚り合わせて用いた場合について説明したが、複数のエナメル線４６３を単に束ねて用いてもよい。
【００９２】
また、複数本の発熱線４６３ａのうちの所定数の発熱線４６３ａに流れる電流の向きと残りの発熱線４６３ａに流れる電流の向きとを逆にしてもよい。この場合、一方向に流れる電流により発生する磁界と他方向に流れる電流により発生する磁界とが打ち消し合う。それにより、漏洩磁界の発生およびノイズの発生を抑制することができる。
【００９３】
（１−ｈ） 便座ヒータ４５０の構造のさらに他の例
図１３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の構造のさらに他の例を示す断面図である。
【００９４】
図１３の例では、金属箔４５１と粘着層４５２ｂとの間に耐熱絶縁層４５５が形成される。また、粘着層４５２ｂと金属箔４５３との間に耐熱絶縁層４５６が形成される。耐熱絶縁層４５５は、例えば１５０℃の耐熱性を有する膜厚１２〜２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる。同様に、耐熱絶縁層４５５は、例えば１５０℃の耐熱性を有する膜厚１２〜２５μｍのＰＥＴからなる。
【００９５】
このように、単一のエナメル線４６３上に絶縁被覆層４６２を形成するとともに耐熱絶縁層４５５，４５６を形成することにより三重絶縁構造を確保することができる。
【００９６】
なお、図１３の便座ヒータ４５０において、単一のエナメル線４６３の代わりに複数のエナメル線４６３の束を用いてもよい。
【００９７】
（１−ｉ） 発熱線４６３ａの被覆厚さ
図１４は、発熱線４６３ａの被覆厚さと便座部４００の各部の温度上昇との関係の測定結果を示す図である。図１４において、横軸は発熱線４６３ａの被覆厚さを表し、縦軸は通電開始から６秒後の温度上昇値［Ｋ］を表す。
【００９８】
測定には、図１３の構造を有する便座ヒータ４５０を用いた。発熱線４６３ａの被覆厚さは、発熱線４６３ａとアルミニウム板４１３との間の厚さであり、本例では、エナメル層４６３ｂ、耐熱絶縁層４５５、粘着層４５２ａおよび塗装膜４１４の合計の厚さである。
【００９９】
ここでは、６秒で約１０Ｋの便座部４００の着座面４１０Ｕの温度上昇を実用昇温性能とし、６秒で約１３Ｋの温度上昇を目標昇温性能とした。
【０１００】
図１４において、丸印は便座部４００の着座面４１０Ｕの温度上昇値であり、三角印はアルミニウムからなる金属箔４５１の温度上昇値であり、四角印は絶縁被覆層４６２の温度上昇値である。
【０１０１】
図１４の結果から、発熱線４６３ａの被覆厚さが０．４ｍｍ以下の場合には、実用昇温性能が得られることがわかる。また、発熱線４６３ａの被覆厚さが０．２ｍｍ以下の場合には、目標昇温性能が得られることがわかる。したがって、発熱線４６３ａの被覆厚さは、０．４ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。
【０１０２】
（１−ｊ） 絶縁被覆層４６２の材料
次に、図１３の構造を有する３種類の便座ヒータ４５０に交流１００Ｖの電圧を印加して発熱線４６３ａの温度を測定した。
【０１０３】
第１の便座ヒータ４５０では、絶縁被覆層４６２の材料として膜厚１００μｍおよび耐熱温度２６０℃のＰＦＡを用い、耐熱絶縁層４５５，４５６の材料としてそれぞれ膜厚２５μｍおよび耐熱温度１５０℃のＰＥＴを用いた。第２の便座ヒータ４５０では、絶縁被覆層４６２の材料として膜厚３５〜４０μｍおよび耐熱温度３５０℃のＰＩ巻被覆を用い、耐熱絶縁層４５５，４５６の材料としてそれぞれ膜厚２５μｍおよび耐熱温度１５０℃のＰＥＴを用いた。第３の便座ヒータ４５０では、絶縁被覆層４６２の材料として膜厚３５〜４０μｍおよび耐熱温度３５０℃のＰＩ巻被覆を用い、耐熱絶縁層４５５，４５６の材料としてそれぞれ膜厚３〜６μｍおよび耐熱温度９０℃のアクリル樹脂を用いた。
【０１０４】
第１の便座ヒータ４５０については、発熱線４６３ａの温度がＰＦＡからなる絶縁被覆層４６２の耐熱温度２６０℃よりも低い１６２．３℃となった。第２の便座ヒータ４５０については、発熱線４６３ａの温度がＰＩからなる絶縁被覆層４６２の耐熱温度３５０℃よりも低い１５５．４℃となった。第３の便座ヒータ４５０については、発熱線４６３ａの温度がＰＩからなる絶縁被覆層４６２の耐熱温度３５０℃よりも低い１２５．７℃となった。
【０１０５】
これらの結果から、絶縁被覆層４６２の材料として、ＰＦＡだけでなく、ＰＩ等の他の樹脂を用いることができることがわかった。
【０１０６】
（１−ｋ） 線状ヒータ４６０とリード線４７０との接続方法
図１５は、線状ヒータ４６０とリード線４７０との接続方法を示す図である。図１６は、線状ヒータ４６０とリード線４７０との接続部の断面図である。図１７は、熱カシメの方法を示す図である。
【０１０７】
図１５および図１６に示すように、リード線４７０の芯線は端子４７１に接続されている。端子４７１がＵ字形状に折曲され、線状ヒータ４６０の屈曲された先端部が端子４７１のＵ字形状の折曲部内に挿入される。
【０１０８】
この状態で、図１７に示すように、端子４７１のＵ字形状の折曲部を一対の電極ＥＬ１
，ＥＬ２で挟み込む。一対の電極ＥＬ１，ＥＬ２で端子４７１のＵ字形状の折曲部を押圧しつつトランスＴＳから電極ＥＬ１，ＥＬ２を通して端子４７１および線状ヒータ４６０に電流を供給する。それにより、図１６に示すように、絶縁被覆層４６２および線状ヒータ４６０のエナメル層４６３ｂが溶融する。その結果、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａが接触点４６３Ｃで端子４７１に接触する。
【０１０９】
図１５に示すように、リード線４７０の端子４７１と線状ヒータ４６０との接続部４７５には例えば厚さ１２μｍのポリイミド薄膜からなる耐熱シート４８０が２〜３回巻き付けられる。さらに、リード線４７０の端子４７１と線状ヒータ４６０との接続部４７５は、シリコーン樹脂で被覆され、図４〜図１３の金属箔４５１，４５３間に挟み込まれる。
【０１１０】
このように、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａの熱が金属箔４５１，４５３およびリード線４７０の端子４７１に伝導する。それにより、発熱線４６３ａの局部過熱および断線が防止され、便座ヒータ４５０の均熱性が確保される。
【０１１１】
また、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａとリード線４７０の端子４７１との接続部４７５が耐熱シート４８０およびシリコーン樹脂の二重絶縁構造を有する。この場合、接続部４７５の熱が耐熱シート４８０およびシリコーン樹脂を通して便座ヒータ４５０の金属箔４５１，４５３に伝導する。それにより、十分な絶縁性を確保しつつ発熱線４６３ａの局部過熱および断線が防止される。
【０１１２】
さらに、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａとリード線４７０の端子４７１とが熱カシメにより接続されるので、薄く確実な電気的接続が実現される。また、発熱線４６３ａの浮き上がりが防止されるので、発熱線４６３ａの局部過熱および断線が防止される。
【０１１３】
なお、便座部４００の安全性確保のために、便座装置１１０には２つの安全回路が内蔵されている。１つの安全回路は、便座ヒータ４５０の一方のリード線４７０とプリント基板２３０内部の便座ヒータ絶縁破壊検知回路との間に接続され、他の１つの安全回路は、便座ヒータ４５０の両方のリード線４７０と便座ヒータ断線検出回路との間に接続されている。いずれの安全回路も便座ヒータ４０２に異常が発生したときに使用者の感電を防止するために用いるものである。
【０１１４】
便座ヒータ絶縁破壊検知回路は、便座ヒータ４５０が異常発熱した際の絶縁被覆層４６２溶融時に便座ヒータ４５０と金属箔４５１の間に電流が流れることを検出するものである。また、便座ヒータ断線検出回路は、便座ヒータ４５０両端に発生する電圧波形が便座ヒータ４５０断線時には発生しなくなることを検出するものである。ヒータ駆動部４０２は、２つの安全回路の両方が正常状態を検出しているときにのみ便座ヒータ４５０に通電を行う。
【０１１５】
（１―ｌ） 便座ヒータと各種機能ユニットに設けた電力負荷との接続方法
本体部２００には機能ユニットとして、温水加熱ユニット１０００、乾燥ユニット１１００、部屋暖房ユニット１２００などが設けられており、これら各種機能ユニットには、各々温水ヒータ１０２０、乾燥ヒータ１１２０、部屋暖房ヒータ１２２０が組み込まれ、各々のヒータはそれぞれ電力負荷としても機能するよう構成されている。
【０１１６】
図１９に便座ヒータ４５０と温水加熱ユニット１０００の温水ヒータ１０２０との接続方法を示す。便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とは直列並列切替ユニット１３００を介して便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とが直列に接続された状態でヒータ駆動部４０２に駆動される状態と、便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とが並列にそれぞれ便座ヒータ駆動部４０２と温水ヒータ駆動部１０２０で駆動される状態とが選択可能と
なっている。便座ヒータ４５０は１２００Ｗの入力が定格であるが、初期電力投入時環境温度が室温レベルの場合，線状ヒータ４６０の抵抗値が低いため突入電流が流れてヒータ入力が１４００Ｗ程度に達し定格値を大幅に超えてしまうが、、便座ヒータ４５０に他の電力負荷である温水ヒータ１０２０を直列並列切替ユニットにより直列に接続することにより、突入電流を抑えることができる。
【０１１７】
温水ヒータ１０２０と直列に接続した場合の動作は、入室検知センサー６００により人体を検知して温水ヒータ１０２０と直列に接続された便座ヒータ４５０に電力を投入すると共に、温水ヒータは、水回路系の余熱動作をさせ、水回路系の余熱動作終了後、便座ヒータ４５０に直列に接続された温水ヒータ１０２０を、直列並列切替ユニット１３００により便座ヒータ４５０と便座ヒータ駆動部４０２とを直接接続し、便座ヒータ４０２に直接電力を投入することにより、便座ヒータ４５０への大電流投入は便座ヒータ４５０が十分に加熱された後になるため、便座ヒータ４５０への突入電流を抑制することできる。
【０１１８】
つぎに直列並列ユニット１３００の具体構成については図２０に示すように電磁リレーＡ１３１０と電磁リレーＢ１３２０を配置し、便座ヒータ４５０の配線の片側のラインに電磁リレーＡ１３１０を投入し、温水ヒータ１０２０の両側を電磁リレーＡ１３１０および電磁リレーＢ１３２０にて直列並列を切り替えることにより、便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０を単独動作の並列接続と直列に接続した動作とを切替動作させることができる。
【０１１９】
（１−ｍ） 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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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入室検知センサ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。
【０１２２】
さらに、図６の着座面４１０Ｕの内側の領域Ｇ３および外側の領域Ｇ１は、中央部の領域Ｇ２に比べて放熱性が高い。本実施の形態では、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が密に配列される。したがって、使用者が着座面４１０Ｕに着座した瞬間に温度むらおよび冷感を感じることがない。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
本例では、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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
（１−ｎ） 便座装置１１０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。
【０１３０】
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）。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
図１８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。
【０１３６】
図１８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。
【０１３７】
本例では、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。
【０１３８】
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（図２）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、入室検知センサ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。
【０１３９】
制御部９０は、時刻ｔ１で入室検知センサ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。
【０１４０】
突入電流の抑制については、温水ヒータ１０２０と直列並列切替ユニット１３００により通電開始時のみ、直列接続とし突入電流を抑えても良い。温水ヒータ１０２０と直列に接続した場合の動作は、入室検知センサー６００により人体を検知して温水ヒータ１０２０と直列に接続された便座ヒータ４５０に電力を投入すると共に、温水ヒータ１０２０は、水回路系の余熱動作をさせ、水回路系の余熱動作終了後、便座ヒータ４５０に直列に接続された温水ヒータ１０２０の接続を、直列並列切替ユニット１３００により便座ヒータ４５０に直接電力を投入する接続と切り替えることができるため、便座ヒータ４５０への突入電流を抑制することができる。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
また、便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とは直列並列切替ユニット１３００より直列に接続することを選択することが可能となっている。便座ヒータ４５０は１２００Ｗの入力が定格であるが、初期電力投入時、環境温度が室温レベルの場合，線状ヒータ４６０の抵抗値が低いため突入電流が流れてヒータ入力が１４００Ｗ程度に達する可能性があるが、便座ヒータ４５０と他の電力負荷を直列に接続することにより、突入電流を抑えることができる。温水ヒータ１０２０と直列に接続した場合は、人体検知して便座ヒータ４５０に電力を投入すると共に、水回路系の余熱動作をさせて便座の昇温をスタートさせ、その後、便座ヒータ４５０に直列に接続された温水ヒータ１０２０の接続を並列の接続に切替え、直接電力を投入することにより、便座ヒータ４５０への突入電流を抑制することができる。
【０１４５】
便座の昇温が終了し、人体の着座が検知されてから、温水ヒータ１０２０へのプレヒート（着座後の動作の説明の部分で説明）を行う。このように、便座ヒータ４５０の突入電流防止と同時に温水ヒータ１０２０への通電と、着座時のプレヒートの２度の断続的な通電、すなわち２段階のプレヒートを行うことで、温水ヒータ全体へ熱が行渡り、冷めにくく十分な予熱も行える。もちろん、便座ヒータ４５０への突入電流防止のための通電については、便座ヒータ４５０の制御を優先し、温水ヒータ１０２０へのプレヒートとしての十分な通電と昇温は着座時に行えばよい。
【０１４６】
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、本例では、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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。本例では、第１の着座期間Ｄ６は約１０分に設定される。
【０１５２】
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。本例では、第２の着座期間Ｄ７は約２分に設定される。
【０１５３】
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。
【０１５４】
このように、本例では、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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
本例では、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。
【０１５９】
上記のように、本例では、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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
図２１（ａ）は１２００Ｗ駆動時に便座ヒータ４５０を流れる電流の波形図、図２１（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。
【０１６３】
図２１（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２１（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１２
００Ｗの電力で駆動される。
【０１６４】
図２２（ａ）は６００Ｗ駆動時に便座ヒータ４５０を流れる電流の波形図、図２２（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。
【０１６５】
図２２（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。
【０１６６】
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２２（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。
【０１６７】
図２３（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２３（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。
【０１６８】
図２３（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。
【０１６９】
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２３（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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。本例では、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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
なお、本例では、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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
（１−０） 便座装置１１０に関する効果
本例の便座装置１１０においては、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａで発生された熱がエナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２を介して上部便座ケーシング４１０に伝達される。それにより、着座面４１０Ｕの温度が上昇する。
【０１７９】
ここで、エナメル層４６３ｂは十分な電気絶縁性を有する。そのため、エナメル層４６３ｂの厚さを小さくしても、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０とを十分に絶縁することができる。また、それにより、絶縁被覆層４６２の厚さも小さくすることができる。
【０１８０】
したがって、この便座装置１１０においては、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とを確実に絶縁しつつ、エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２の厚さを小さくすることができる。この場合、エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２の熱容量を小さくすることができるので、発熱線４６３ａで発生された熱を効率よく着座面４１０Ｕに伝達することが可能となる。
【０１８１】
また、この便座装置１１０においては、上部便座ケーシング４１０にアルミニウム板４１３が用いられている。したがって、発熱線４６３ａで発生された熱をさらに効率よく着座面４１０Ｕに伝達することができる。
【０１８２】
以上の結果、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とを確実に絶縁しつつ、着座面４１０Ｕを迅速に昇温させることが可能となる。
【０１８３】
また、発熱線４６３ａの熱を効率よく着座面４１０Ｕに伝達することができるので、発熱線４６３ａの発熱量を抑制することができる。それにより、エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２の耐久性が向上する。その結果、便座装置１１０の信頼性が向上する。
【０１８４】
また、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とを絶縁するためのエナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２の厚さを小さくすることができるので、便座装置１１０の軽量化が可能となる。
【０１８５】
また、十分な耐熱性を有するエナメル層４６３ｂで発熱線４６３ａを被覆しているので、絶縁被覆層４６２として耐熱性の低い材料を用いることができる。それにより、便座装置１１０の製品コストを確実に低減することができる。
【０１８６】
また、エナメル層４６３ｂがポリエステルイミドまたはポリアミドイミドにより形成される場合、ポリエステルイミドおよびポリアミドイミドは電気絶縁性および耐熱性に優れているので、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とをより確実に絶縁しつつ、着座面４１０Ｕを迅速に昇温させることが可能となる。
【０１８７】
さらに、エナメル層４６３ｂの厚さおよび絶縁被覆層４６２の厚さの合計が０．４ｍｍ以下である場合、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とを確実に絶縁しつつ、着座面４１０Ｕをより迅速に昇温させることができる。
【０１８８】
特に、エナメル層４６３ｂの厚さおよび絶縁被覆層４６２の厚さの合計が０．２ｍｍ以下である場合、着座面４１０Ｕをさらに迅速に昇温させることができる。
【０１８９】
また、絶縁被覆層４６２がエナメル層４６３ｂより耐熱性の低い材料からなるので、便座装置１１０の製品コストを十分に低減できる。
【０１９０】
また、線状ヒータ４６０が上部便座ケーシング４１０の裏面側に設けられる金属箔４５１と金属箔４５３との間に挟まれるように設けられるので、発熱線４６３ａで発生された熱が金属箔４５１，４５３に効率よく伝達される。また、金属箔４５１の一面が上部便座ケーシング４１０の裏面に貼着されかつ金属箔４５３の一面が金属箔４５１の他面に貼着されている。それにより、発熱線４６３ａから金属箔４５１，４５３に伝達された熱を上部便座ケーシング４１０の裏面全体に効率よく伝達することができる。それにより、着座面４１０Ｕの全体を均一に昇温させることができる。
【０１９１】
特に、金属箔４５１，４５３がアルミニウムからなる場合、発熱線４６３ａで発生された熱を上部便座ケーシング４１０により迅速に伝達することができる。
【０１９２】
さらに、上部便座ケーシング４１０の裏面と金属箔４５１との間に耐熱絶縁層４５５が設けられる場合、耐熱絶縁層４５５により発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とをより確実に絶縁することができる。
【０１９３】
また、リード線４７０と線状ヒータ４６０との接続部４７５が金属箔４５１と金属箔４５３との間に設けられるので、リード線４７０と線状ヒータ４６０との接続部４７５における発熱が金属箔４５１，４５３に伝達される。それにより、着座面４１０Ｕをより迅速に昇温させることができる。
【０１９４】
また、接続部４７５は耐熱シート４８０で被覆されてるので、接続部４７５と上部便座ケーシング４１０とを確実に絶縁することができる。
【０１９５】
さらに、接続部４７５がシリコーン樹脂で被覆されるので、接続部４７５を確実に防水することができる。
【０１９６】
線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａとしてＡｇ−Ｃｕ合金からなる高抗張力型ヒータ線が用いられるので、発熱線４６３ａの強度を確保しつつ発熱線４６３ａの径を小さくすることができる。それにより、狭いスペースに長い発熱線４６３ａを高い密度で配列することができる。その結果、着座面４１０Ｕの昇温速度を向上させることができる。
【０１９７】
＜２＞ 衛生洗浄装置１００の各部の動作シーケンス
図２４は、衛生洗浄装置１００の各部の動作シーケンスを示すタイミング図である。
【０１９８】
ここで、図３の人体用切替弁１３は、切替弁モータ１３ｍが回転することにより洗浄水の供給経路を切り替える。
【０１９９】
ここで、おしりノズル２１から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍｍの回転位置をおしり洗浄位置と呼び、ビデノズル２２から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍの回転位置をビデ洗浄位置と呼ぶ。また、人体洗浄前にノズル洗浄ノズル２３から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍの回転位置を前洗浄位置と呼び、人体洗浄後にノズル洗浄ノズル２３から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍの回転位置を後洗浄位置と呼び、ノズル洗浄ノズル２３から洗浄水を排出しながら洗浄水を予め加熱するための切替弁モータ１３ｍの回転位置をプレヒート位置と呼ぶ。さらに、おしりノズル２１、ビデノズル２２およびノズル洗浄ノズル２３に洗浄水を供給しない切替弁モータ１３ｍの回転位置を停止（待機）位置と呼ぶ。本例では、前洗浄位置、後洗浄位置およびプレヒート位置は同じである。
【０２００】
時点ｔ１１で、使用者が便座部４００に着座すると、制御部９０は切替弁モータ１３ｍをプレヒート位置に回転させ、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を弱い駆動力で作動させる。それにより、洗浄水が熱交換器９、ポンプ１１および人体用切替弁１３を通ってノズル洗浄ノズル２３から排出される。
【０２０１】
本体部２００への通電の１回目等のように、水回路に通水が行われていない可能性がある場合には、時点ｔ１１から時点ｔ１２の間、水回路が満水になるまでの時間（約３秒）は、熱交換器９への通電は行わない。
【０２０２】
時点ｔ１２から時点ｔ１３までの期間は、熱交換器９の空焚き防止のために設けられている。その後、時点ｔ１３で流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱される。
【０２０３】
洗浄水の昇温が完了すると、時点ｔ１４で、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを停止位置に回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフにする。
【０２０４】
時点ｔ１５で、使用者がおしりスイッチ３１２を押下すると、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを前洗浄位置に回転させ、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を所定の前洗浄時の駆動力で作動させる。それにより、洗浄水が熱交換器９、ポンプ１１および人体用切替弁１３を通ってノズル洗浄ノズル２３から噴出される。時点ｔ１６で流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱される。
【０２０５】
時点ｔ１７で、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍをおしり洗浄位置に回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフにする。
【０２０６】
時点ｔ１８で、制御部９０は、ノズル駆動モータ２０ｍにより停止位置からおしりノズル２１の突出を開始させる。時点ｔ１９で、ノズル駆動モータ２０ｍよりおしりノズル２１が標準位置まで移動すると、制御部９０は、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を設定された洗浄強さに対応する駆動力（設定値）で作動させる。
【０２０７】
時点ｔ２０で、流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱され、加熱された洗浄水が使用者の局部に噴出される。時点ｔ２１から時点ｔ２２までの期間は、止水電磁弁７を閉じた後におけるノズル部２０内部の水圧を排除するために設けられた期間である。この期間は、例えば、０．５秒程度に設定される。
【０２０８】
時点ｔ２１で、使用者が停止スイッチ３１１を押下すると、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを停止位置へ向かって回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフする。それにより、人体洗浄が終了する。
【０２０９】
時点ｔ２２で、制御部９０は、ノズル駆動モータ２０ｍによりおしりノズル２１を標準位置から停止位置に向かって移動させる。
【０２１０】
時点ｔ２３で、切替弁モータ１３ｍが停止位置まで回転すると、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを後洗浄位置に回転させ、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を弱い駆動力で作動させる。それにより、洗浄水が熱交換器９、ポンプ１１および人体用切替弁１３を通ってノズル洗浄ノズル２３から噴出される。
【０２１１】
時点ｔ２４で、流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱され、加熱された洗浄水でおしりノズル２１およびビデノズル２２が洗浄される。
【０２１２】
時点ｔ２５で、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを停止位置に回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフにする。
【０２１３】
＜３＞ トイレ装置１０００の使用時の動作シーケンス
（３−ａ） トイレットルーム入室時
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により使用者が検知される。それにより、入室検知センサ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。
【０２１４】
入室検知センサ６００は、使用者を検知しているときに入室検知信号を赤外線により本体部２００の制御部９０に送信し続けてもよいが、電池寿命を延ばすためには、入室検知センサ６００が一旦入室検知信号を送信した後は一定時間入室検知信号を送信を行わなくてもよい。
【０２１５】
制御部９０は、入室検知センサ６００から入室検知信号を受信すると、便座便蓋開閉装置により蓋部５００を閉状態から開状態にする。
【０２１６】
制御部９０は、ヒータ駆動部４０２により便座部４００を図１８に示したパターンで昇温させる。また、制御部９０は、便器ノズル４０により便器プレ洗浄と称した便器面への放水を行うことにより、便が便器面に付着することを防止する動作を行う。
【０２１７】
また、制御部９０は、便器プレ洗浄の際には、視覚的な効果を上げるために放射状に噴出される洗浄水を男子小用標的表示ＬＥＤ（発光ダイオード）で照らす。
【０２１８】
ここで用いた入室検知センサ６００は、使用者がトイレに入ることを確実かつ早いタイミングで検知し、便座部４００の昇温を開始させるものである。したがって、例えば使用者が夜中にトイレの主照明をつけずに入室した際にも、非常に早いタイミングで衛生洗浄装置１００の蓋部５００が開く。
【０２１９】
そして、入室検知センサ６００が人体を検知した瞬間に男子小用標的表示ＬＥＤが点灯される。これにより、便器７００の内部の光とともに便器７００から漏れ出る光が、便器７００の周辺をぼんやりと照らす。それにより、眠っていた使用者の覚醒が抑制される。また、安全性に優れたトイレの間接照明が行われる。
【０２２０】
（３−ｂ） 男子小用時
使用者が遠隔操作装置３００の便座開閉スイッチ（図示せず）を操作すると、制御部９０は、便座便蓋開閉装置により便座部４００を閉状態から開状態にする。また、制御部９０は、便座ヒータ４５０への通電を停止するとともに、便座温調ランプＲＡ１を消灯させる。それにより、省エネルギー性がさらに向上する。また、男子小用標的表示ＬＥＤが点灯される。ここで、男子小用標的表示ＬＥＤは、便器７００内で男子小用の標的部分に光を照射する。
【０２２１】
なお、便座部４００および蓋部５００の開状態で入室検知センサ６００から入室検知信号が５分間受信されない場合には、制御部９０は便座便蓋開閉装置により便座部４００および蓋部５００を開状態から閉状態にする。
【０２２２】
（３−ｃ） 着座および排便時
制御部９０は、着座センサ６１０からの着座検出信号に基づいて便座部４００への使用者の着座時からの経過時間を計測する。そして、ヒータ駆動部４０２により便座部４００を図１８に示したパターンで昇温させる。
【０２２３】
また、使用者が便座部４００に着座すると、熱交換器９を含む水回路を温めるために図２４に示したプレヒートを行う。上記のように、熱交換器９に洗浄水が供給されていないときには、制御部９０は、熱交換器９に配置されているヒータ（例えば、シーズヒータ９１，９２）をオフにする。熱交換器９に洗浄水が供給されているか否かは流量センサ８により検出される。ただし、シーズヒータ９１，９２の１回目のオンの際には、水回路に通水されていないため、水回路が満水になるまでの時間（約３秒）は、流量センサ８により所定の流量が検出されてもシーズヒータ９１，９２へ通電されない。また、使用者が便座部４００に着座すると、制御部９０は脱臭ユニット２２０を作動させる。使用者が便座部４００に着座を続けている間は最大３０分間脱臭ユニット２２０が作動状態を継続する。脱臭ユニット２２０の風量は３段階に切り替えられる。使用者の着座から洗浄開始までは、風量が「中」に設定され、洗浄中は風量が「弱」に設定され、使用者の脱座から１分間は風量が「強」に設定される。
【０２２４】
（３−ｄ） 人体洗浄時
使用者が遠隔操作装置３００のおしりスイッチ３１２またはビデスイッチ３１３を押下すると、制御部９０は、水回路を温めるために上記の前洗浄を行う。それにより、使用者に冷水が吐出されることが防止される。
【０２２５】
制御部９０は、熱交換器９の出湯温度センサ９８により検出される温度が規定時間（３秒）以上規定温度（３２℃）を継続した場合に前洗浄を終了する。前洗浄の終了後に、制御部９０は止水電磁弁７を閉じた状態でノズル駆動モータ２０ｍによりおしりノズル２１またはビデノズル２２を突出させる。それにより、おしりノズル２１またはビデノズル２２の突出時に洗浄水が使用者にかかることが防止される。
【０２２６】
おしりノズル２１またはビデノズル２２が標準位置にまで到達した後、制御部９０はポンプ１１を制御することにより遠隔操作装置３００を用いて使用者により設定された水勢（水量）で人体洗浄を行う。洗浄の最大時間は例えば５分間である。
【０２２７】
使用者が遠隔操作装置３００の停止スイッチ３１１を押下すると、制御部９０は、止水電磁弁７を閉じるとともに、ノズル駆動モータ２０ｍによりおしりノズル２１またはビデノズル２２をノズル部２０内に収納する。
【０２２８】
その後、制御部９０は、ノズル部２０の清掃のためにノズル洗浄ノズル２３による後洗浄を行う。
【０２２９】
ノズル部２０による洗浄中は、制御部９０は、脱臭ユニット２２０を弱状態で作動させる。それにより、トイレットルーム内の脱臭が行われる。
【０２３０】
（３−ｅ） 脱座時
着座センサ６１０により使用者の着座が検出されなくなると、制御部９０は、視覚的効果を上げるためにノズル駆動モータ２０ｍによりおしりノズル２１およびビデノズル２２を前後に移動させつつノズル洗浄ノズル２３によりノズル部２０を洗浄する。このとき、制御部９０は、男子小用標的表示ＬＥＤを点灯させることによりノズル洗浄動作を強調させる。
【０２３１】
また、制御部９０は、使用者の脱座後１分の間、脱臭ユニット２２０を強状態で作動させる。それにより、トイレットルーム内の脱臭が強力に行われる。
【０２３２】
さらに、着座センサ６１０により使用者の着座が検出されなくなり、入室検知センサ６００により使用者が３分間検出されない場合、制御部９０は、便座便蓋開閉装置により蓋部５００を開状態から閉状態にする。
【０２３３】
（３−ｆ） 退室時
入室検知センサ６００が使用者を一定時間検知しない場合には、制御部９０は、便座部４００および蓋部５００を便座便蓋開閉装置により閉じる。また、入室検知センサ６００が使用者を検知しなくなってから１分後に、制御部９０は、ヒータ駆動部４０２による便座ヒータ４５０への通電を遮断する。それにより、トイレ装置１０００の一連の動作シーケンスが終了する。
【０２３４】
＜４＞ 請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０２３５】
上記実施の形態では、便座部４００が便座の例であり、発熱線が便座ヒータの例であり、温水ヒータユニットや脱臭装置、部屋暖房が各種機能ユニットの例であり、特に、便座装置、およびトイレ装置に付随し装置内で電力制御される系のうちに含まれる各種機能において電力負荷となる部分が電力負荷の例に相当する。電磁リレー、および回路切換のほかの構成例が直列並列切替手段の例であり、入室検知センサ６００が人体検知手段の例である。この入室検知センサは、リモコン、便座装置本体とは別体に設けた構成としたが、リモコンまたは便座装置本体と一体に設けて、使用者の着座と入室検知とを判定条件をかえて行うような検知構成としてもよい。
【０２３６】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。トイレ装置に付随する各種機能における電力負荷としては、乾燥ユニット２１０のヒータ、部屋暖房機能のヒータなどを用いても、同様の効果がある。便座に着座して、用便後に使用する可能性のある機能として温水機能のヒータ、乾燥ユニット２１０のヒータなどは、突入電流防止のためのヒータ通電が予熱となり、便座装
置の動作に好都合である。また、部屋暖房などは、部屋温度の低温時には有効である。
【産業上の利用可能性】
【０２３７】
本発明は、人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る衛生洗浄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】便座装置の構成を示す模式図
【図３】便座部の分解斜視図
【図４】（ａ）は、第１の例の便座部の便座ヒータの平面図、（ｂ）は、（ａ）の領域の拡大図
【図５】第１の例の便座部の平面図
【図６】図５の便座部のＣ５−Ｃ５断面図
【図７】（ａ）は、第２の例の便座部の便座ヒータの平面図、（ｂ）は、（ａ）の領域の拡大図
【図８】第２の例の便座部の平面図
【図９】（ａ）は、第３の例の便座部の便座ヒータの平面図、（ｂ）は、（ａ）の一部の拡大断面図
【図１０】第４の例の便座部の便座ヒータの平面図
【図１１】上部便座ケーシングに取り付けられる便座ヒータの構造の一例を示す断面図
【図１２】上部便座ケーシングに取り付けられる便座ヒータの構造の他の例を示す断面図
【図１３】上部便座ケーシングに取り付けられる便座ヒータの構造のさらに他の例を示す断面図
【図１４】発熱線の被覆厚さと便座部の各部の温度上昇との関係の測定結果を示す図
【図１５】線状ヒータとリード線との接続方法を示す図
【図１６】線状ヒータとリード線との接続部の断面図
【図１７】熱カシメの方法を示す図
【図１８】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図
【図１９】便座ヒータと温水加熱ユニットの温水ヒータとの接続方法を示す図
【図２０】直列並列ユニットの具体構成を示す図
【図２１】（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２２】（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２３】（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２４】衛生洗浄装置の各部の動作シーケンスを示すタイミング図
【符号の説明】
【０２３９】
９０ 制御部
１１０ 便座装置
２００ 本体部
２１０ 乾燥ユニット
３００ 遠隔操作装置
４００ 便座部
４０１ 温度測定部
４０２ ヒータ駆動部
４１０ 上部便座ケーシング
４２０ 下部便座ケーシング
４１１ 表面化粧層
４１２ アルマイト層
４１３ アルミニウム板
４１４ 塗装膜
４５０ 便座ヒータ
４５１，４５３ 金属箔
４５５，４５６ 耐熱絶縁層
４６０ 線状ヒータ
４６２ 絶縁被覆層
４７０ リード線
４７１ 端子
４７５ 接続部
４８０ 耐熱シート
５００ 蓋部
６００ 入室検知センサ
６１０ 着座センサ
１０００ トイレ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便座装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置の分野においては、人体に不快感を与えないようにするために、例えば、洗浄に用いる洗浄水を適切な温度に調整する加熱装置や人体との接触部の温度を適切な温度に調整する便座装置等様々な機能を有する装置が案出されている。なかでも、上記に示す便座装置によれば、使用者は冬場等気温が低い場合においても不快感を感じることなく便座に着座することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載の衛生洗浄装置においては、マグネシウム合金により形成された便座ケーシングの内部に線状ヒータが設けられている。線状ヒータは、芯線、芯線に巻回される発熱線、ならびに芯線および発熱線を覆う被覆チューブにより構成される。線状ヒータは、便座ケーシングの裏面全体にわたって蛇行するように配置されており、発熱線の両端部に電源回路が接続されている。
【０００４】
このような構成において、電源回路から発熱線に電圧が印加されることにより発熱線が発熱する。そして、その熱が被覆チューブを介して便座ケーシングに伝達される。それにより、便座ケーシングの温度が上昇し、使用者は快適に便座に着座することができる。
【特許文献１】特開２００３−３１０４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような従来の衛生洗浄装置においては、発熱線は立ち上がり特性を良くするため、抵抗値が低く、大電流を流す設計とされていた。特に、急速に昇温させるため発熱線の熱容量を大きくすると、設定温度に至る過程で、発熱線の線温度が低い時には抵抗値が更に低くなり通電開始時に突入電流が流れ、機器の電力規格値を越えるなどの課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、便座の発熱線への突入電流を抑えて、機器としての総電力を抑えながら、便座を迅速に昇温させることができる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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の便座装置は、便座と、前記便座を支持し、便器上に載置される便座装置本体と、前記便座装置本体内部に設けた便座装置の各種機能ユニットと、前記便座の使用を検知すると前記便座の着座面を電力により昇温させ暖房する便座ヒータと、前記便座ヒータと前記各種機能ユニットに設けた電力負荷とを直列あるいは並列に選択的に接続する直列並列切替手段とを備え、前記直列並列切替手段は前記便座ヒータへの大電力投入開始時に前記電力負荷と直列接続するものである。
【０００８】
これによって、大容量の便座ヒータへの通電開始時に、各種機能ユニットに設けた電力負荷のうちの少なくともいずれか１つ、すなわち機器に内蔵する他の電力負荷と直列に接続して、突入電流の発生を抑制することができ、機器としての総電力を抑えながら便座を迅速に昇温させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、便座ヒータへの突入電流を確実に抑制することが可能な便座装置を提
供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、便座と、前記便座を支持し、便器上に載置される便座装置本体と、前記便座装置本体内部に設けた便座装置の各種機能ユニットと、前記便座の使用を検知すると前記便座の着座面を電力により昇温させ暖房する便座ヒータと、前記便座ヒータと前記各種機能ユニットに設けた電力負荷とを直列あるいは並列に選択的に接続する直列並列切替手段とを備え、前記直列並列切替手段は前記便座ヒータへの大電力投入開始時に前記電力負荷と直列接続するものである。
【００１１】
これにより、便座の使用を検知して、着座直前に便座ヒータに通電して便座を暖房する構成の暖房便座において、便座ヒータと便座装置内に備えた各種機能ユニットのうちの電力負荷とを、前記便座ヒータへ大電力投入開始時のみ、直列接続して、便座ヒータの突入電流の発生を防止することができる。さらに、便座装置内の電力負荷と一時的に直列接続して、電力負荷が駆動されても、便座装置使用時であり、その駆動は有効である。
【００１２】
第２の発明は、各種機能ユニットとして温水ヒータユニットを有し、電力負荷は前記温水ヒータユニットのヒータであることを特徴とするものである。これにより、電力負荷として温水ヒータユニットの温水ヒータを用いることで、従来であれば、着座時にプレヒートとして水回路系を温水使用直前に暖めておく動作をするのであるが、便座ヒータの通電開始時にプレヒートのさらに事前通電を行うものとなり、温水ヒータにとってはプレヒートでの暖めのエネルギーが補足されることになる。
【００１３】
第３の発明は、直列並列切替手段は、便座ヒータへの大電力投入開始前と、大電力投入開始後の所定の時間経過後は、電力負荷と前記便座ヒータとを並列に接続を切り替えて、各々を別々に駆動することを特徴とするものである。これにより、並列接続に切り換えた後は、便座ヒータと、各種機能ユニット毎に適切な動作タイミングにて加熱動作を行うことができる。
【００１４】
第４の発明は、前記直列並列切替装置は電磁リレーにより構成したものである。
【００１５】
第５の発明は、人体検知手段を備え、前記人体検知手段により使用者がトイレ室へ入室したことを検知すると、便座ヒータへの大電力の投入を開始するものである。
【００１６】
これにより、人体検知して即座に便座ヒータへの通電を開始し、突入電流を抑制して便座暖房するので、省エネで、安全な便座暖房が実現できる。
【００１７】
以下、本発明の第１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。
【００１８】
＜１＞ 衛生洗浄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衛生洗浄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。トイレ装置１０００はトイレットルーム内に設置される。
【００１９】
トイレ装置１０００において、便器７００には衛生洗浄装置１００が取り付けられる。衛生洗浄装置１００は、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００および蓋部５００により構成される。蓋部５００を除く衛生洗浄装置１００の各構成要素が、後述の便座装置１１０を構成する。
【００２０】
本体部２００には、便座部４００および蓋部５００が開閉可能に取り付けられている。
また、本体部２００には、図示しない洗浄水供給機構が設けられるとともに、後述の制御部９０（図２）が内蔵される。
【００２１】
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。
【００２２】
さらに、図１では、本体部２００の正面下部に設けられる便器ノズル４０が便器７００の内側に突出している状態が示されている。この便器ノズル４０は、上述の洗浄水供給機構に接続されている。
【００２３】
洗浄水供給機構は、図示しない水道配管に接続されている。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便器ノズル４０に供給する。それにより、便器ノズル４０から便器７００の内面の広い範囲に洗浄水が噴出される（便器プレ洗浄）。または、便器ノズル４０から便器７００の内面の背面側に洗浄水が噴出される（便器後部洗浄）。詳細は後述する。
【００２４】
また、洗浄水供給機構は、後述のノズル部２０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２０に供給する。それにより、ノズル部２０から使用者の局部に洗浄水が噴出される。
【００２５】
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。
【００２６】
入室検知センサ６００は、トイレットルームの入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。
【００２７】
本体部２００の制御部９０（図２）は、遠隔操作装置３００、入室検知センサ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。
【００２８】
（１−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および使用者がトイレ室へ入室したことを検知する人体検知手段である入室検知センサ６００を備える。
【００２９】
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、便座温調ランプＲＡ１および着座センサ６１０を含む。
【００３０】
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。
【００３１】
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等を含む。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
（１−ｂ） 便座部４００の第１の例
図３は、便座部４００の分解斜視図である。図４（ａ）は、第１の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の領域Ｃ７２の拡大図である。図５は、第１の例の便座部４００の平面図である。図６は、図５の便座部４００のＣ５−Ｃ５断面図である。
【００４１】
図３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。
【００４２】
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。
【００４３】
図４（ａ）および図５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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
さらに、図４（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。
【００４８】
図６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。
【００４９】
（１−ｃ） 便座部４００の第２の例
図７（ａ）は、第２の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の領域Ｃ７７の拡大図、図８は、第２の例の便座部４００の平面図である。
【００５０】
図７（ａ）および図８に示すように、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の形状に合わせて左右方向に蛇行する蛇行形状に配設される。本例では、線状ヒータ４６０は、蛇行形状の曲げ部が上部便座ケーシング４１０の外側の側辺および内側の側辺の近傍に位置するように配置される。
【００５１】
具体的には、線状ヒータ４６０が便座ヒータ４５０の後部の一方側からシート一方端部ＳＥ１の近傍まで左右に蛇行しながら延びることにより図７（ｂ）の第１系列Ａの蛇行形状が形成される。また、線状ヒータ４６０がシート一方端部ＳＥ１の近傍から左右に蛇行しながらシート中央部ＳＥ３の近傍を経由してシート他方端部ＳＥ２の近傍まで延びることにより第２系列Ｂの蛇行形状が形成される。さらに、線状ヒータ４６０がシート他方端部ＳＥ２の近傍からシート中央部ＳＥ３の近傍を経由して便座ヒータ４５０の後部の一方側まで延びることにより第１系列Ａの蛇行形状が形成される。
【００５２】
さらに、図７（ｂ）に示すように、第１系列Ａの蛇行形状の線状ヒータ４６０と第２系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０とはほぼ平行に配列される。第１系列Ａおよび第２系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０はヒータ始端部４６０ａからヒータ終端部４６０ｂまで連続している。
【００５３】
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。
【００５４】
本例では、線状ヒータ４６０は、便座ヒータ４５０の内側の側辺の近傍および外側の側辺の近傍に曲げ部が位置する蛇行形状を有する。それにより、曲げ部間の間隔が短い。したがって、熱膨張および熱収縮に起因する長さ変化が小さくなるので、たとえ線状ヒータ４６０が伸縮しても曲げ部で伸縮による歪が吸収および緩衝される。その結果、線状ヒータ４６０の熱膨張および熱収縮に起因するストレスが小さくなり、長期間の使用での破損を抑制することができる。
【００５５】
また、線状ヒータ４６０の熱的伸縮が小さいので、金属箔４５１，４５３に対する密着性を長期間良好に維持することができる。それにより、便座ヒータ４５０の加温を効率的にかつ確実に行うことができる。
【００５６】
また、図７（ｂ）に示すように、曲げ部の長さＬａ，Ｌｂおよび曲げ部間の間隔Ｓは、任意に調整することができる。それにより、便座ヒータ４５０の加熱分布を調整することができる。
【００５７】
例えば、便座ヒータ４５０の外側および内側の側辺近傍の加熱密度が便座ヒータ４５０の中央部の加熱密度よりも高くなるように、曲げ部の長さＬａ，Ｌｂおよび曲げ部間の間隔Ｓを調整する。それにより、便座ヒータ４５０の全領域において均等な暖房温度を維持することができる。
【００５８】
また、本例では、第１系列Ａの蛇行形状の線状ヒータ４６０での電流の向きが第１系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０での電流の向きと逆になる。それにより、線状ヒータ４６０から発生する電磁波が互いが打ち消される。その結果、ノイズの発生が防止される。
【００５９】
（１−ｄ） 便座部４００の第３の例
図９（ａ）は、第３の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の一部の拡大断面図である。
【００６０】
図９（ａ）に示すように、便座ヒータ４５０の後部の両側に線状ヒータ４６０が高い密度で蛇行する検温部４５０Ｔがそれぞれ形成される。図９（ｂ）に示すように、一方の検温部４５０Ｔには、バイメタル等を用いた復帰型のサーモスタット４５０Ｑが設けられる。他方の検温部４５０Ｔには、温度ヒューズ等を用いた非復帰型のサーモスタット４５０Ｑが設けられる。
【００６１】
例えば、便座ヒータ４５０が想定外の異常温度になると、復帰型のサーモスタット４５０Ｑが開くことにより、一時的に通電が停止される。また、復帰型のサーモスタット４５０Ｑが故障等を起こすことにより、便座ヒータ４５０が危険温度に達しようとすると、非復帰型のサーモスタット４５０Ｑが開くことにより、電力の供給が遮断される。
【００６２】
ここで、温度過昇防止のためのサーモスタット４５０Ｑまたは温度ヒューズの動作温度設定は、実際に遮断したい温度よりも低くしておくことが望ましい。本実施の形態で説明している構成の便座は昇温速度が速い。したがって、安全装置（例えば、サーモスタット４５０Ｑまたは温度ヒューズ等）の動作速度によっては、実際に通電が停止されたタイミングで便座表面が予め設定された温度よりもさらに高い温度になってしまっている可能性があるためである。人体の皮膚のうち、普段露出していない臀部や大腿部の皮膚は他の部分の皮膚に比べて敏感である。これにより、上記のような、より高い安全設計が重要となる。
【００６３】
（１−ｅ） 便座部４００の第４の例
図１０は、第４の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図である。
【００６４】
図１０に示すように、シート中央部ＳＥ３から左シート一方端部ＳＥ１までの領域に配列される線状ヒータ４６０と、シート中央部ＳＥ３からシート他方端部ＳＥ２までの領域に配列される線状ヒータ４６０とが互いに分離されている。
【００６５】
一方の線状ヒータ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。他方の
線状ヒータ４６０のヒータ始端部４６０ｃおよびヒータ終端部４６０ｄは、便座部４００の後部の他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。
【００６６】
（１−ｆ） 便座ヒータ４５０の構造の一例
図１１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の構造の一例を示す断面図である。
【００６７】
図１１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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
一方、本例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、本例の構造は、種々の便座装置に有効に実用することができる。
【００８２】
また、本例の構造では、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。
【００８３】
また、本例においては、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４５１,４５２で挟んでいる。ここで、本例の
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４５２とを貼り合わせる際に、アルミ箔４５１とアルミ箔４５２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４５１,４５２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。
【００８４】
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。
【００８５】
（１−ｇ） 便座ヒータ４５０の構造の他の例
図１２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の構造の他の例を示す断面図である。
【００８６】
図１２の例では、複数のエナメル線４６３が撚り合わされ、絶縁被覆層４６２で被覆されている。各エナメル線４６３は、例えば直径０．１ｍｍの発熱線４６３ａおよび膜厚１０μｍのエナメル層４６３ｂにより構成される。
【００８７】
このように、複数のエナメル線４６３の束の周囲を取り囲むように絶縁被覆層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。
【００８８】
なお、図１２の例では、７本のエナメル線４６３が撚り合わされているが、エナメル線４６３の数は７本に限定されない。例えば、２本のエナメル線４６３およびエナメル層４６３ｂにより被覆されていない１本の発熱線４６３ａ（以下、単体発熱線４６３ａと称する）を撚り合わせてもよい。
【００８９】
この構成においては、例えば、局所高熱等により上記２本のエナメル線４６３のうちの一方のエナメル層４６３ｂが絶縁破壊された場合、そのエナメル線４６３の発熱線４６３ａと、上記の単体発熱線４６３ａとが電気的に接続される。したがって、この構成によれば、単体発熱線４６３ａを絶縁破壊検知線として用いることにより、エナメル層４６３ｂの絶縁破壊を検知することができる。それにより、２本のエナメル線４６３のうちいずれかのエナメル線４６３のエナメル層４６３ｂが絶縁破壊された場合には、すべての発熱線４６３ａへの通電を遮断することができる。
【００９０】
つまり、複数本の撚り線のうち少なくとも１本をエナメル層４６３ｂのない非絶縁電線とすることにより、局所高熱等によりいずれかのエナメル線４６３のエナメル層４６３ｂが絶縁破壊された場合にも、その絶縁破壊を迅速に検知することができる。それにより、安全に発熱線４６３ａへの通電を遮断することができる。
【００９１】
なお、上記においては、複数のエナメル線４６３を撚り合わせて用いた場合について説明したが、複数のエナメル線４６３を単に束ねて用いてもよい。
【００９２】
また、複数本の発熱線４６３ａのうちの所定数の発熱線４６３ａに流れる電流の向きと残りの発熱線４６３ａに流れる電流の向きとを逆にしてもよい。この場合、一方向に流れる電流により発生する磁界と他方向に流れる電流により発生する磁界とが打ち消し合う。それにより、漏洩磁界の発生およびノイズの発生を抑制することができる。
【００９３】
（１−ｈ） 便座ヒータ４５０の構造のさらに他の例
図１３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の構造のさらに他の例を示す断面図である。
【００９４】
図１３の例では、金属箔４５１と粘着層４５２ｂとの間に耐熱絶縁層４５５が形成される。また、粘着層４５２ｂと金属箔４５３との間に耐熱絶縁層４５６が形成される。耐熱絶縁層４５５は、例えば１５０℃の耐熱性を有する膜厚１２〜２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる。同様に、耐熱絶縁層４５５は、例えば１５０℃の耐熱性を有する膜厚１２〜２５μｍのＰＥＴからなる。
【００９５】
このように、単一のエナメル線４６３上に絶縁被覆層４６２を形成するとともに耐熱絶縁層４５５，４５６を形成することにより三重絶縁構造を確保することができる。
【００９６】
なお、図１３の便座ヒータ４５０において、単一のエナメル線４６３の代わりに複数のエナメル線４６３の束を用いてもよい。
【００９７】
（１−ｉ） 発熱線４６３ａの被覆厚さ
図１４は、発熱線４６３ａの被覆厚さと便座部４００の各部の温度上昇との関係の測定結果を示す図である。図１４において、横軸は発熱線４６３ａの被覆厚さを表し、縦軸は通電開始から６秒後の温度上昇値［Ｋ］を表す。
【００９８】
測定には、図１３の構造を有する便座ヒータ４５０を用いた。発熱線４６３ａの被覆厚さは、発熱線４６３ａとアルミニウム板４１３との間の厚さであり、本例では、エナメル層４６３ｂ、耐熱絶縁層４５５、粘着層４５２ａおよび塗装膜４１４の合計の厚さである。
【００９９】
ここでは、６秒で約１０Ｋの便座部４００の着座面４１０Ｕの温度上昇を実用昇温性能とし、６秒で約１３Ｋの温度上昇を目標昇温性能とした。
【０１００】
図１４において、丸印は便座部４００の着座面４１０Ｕの温度上昇値であり、三角印はアルミニウムからなる金属箔４５１の温度上昇値であり、四角印は絶縁被覆層４６２の温度上昇値である。
【０１０１】
図１４の結果から、発熱線４６３ａの被覆厚さが０．４ｍｍ以下の場合には、実用昇温性能が得られることがわかる。また、発熱線４６３ａの被覆厚さが０．２ｍｍ以下の場合には、目標昇温性能が得られることがわかる。したがって、発熱線４６３ａの被覆厚さは、０．４ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。
【０１０２】
（１−ｊ） 絶縁被覆層４６２の材料
次に、図１３の構造を有する３種類の便座ヒータ４５０に交流１００Ｖの電圧を印加して発熱線４６３ａの温度を測定した。
【０１０３】
第１の便座ヒータ４５０では、絶縁被覆層４６２の材料として膜厚１００μｍおよび耐熱温度２６０℃のＰＦＡを用い、耐熱絶縁層４５５，４５６の材料としてそれぞれ膜厚２５μｍおよび耐熱温度１５０℃のＰＥＴを用いた。第２の便座ヒータ４５０では、絶縁被覆層４６２の材料として膜厚３５〜４０μｍおよび耐熱温度３５０℃のＰＩ巻被覆を用い、耐熱絶縁層４５５，４５６の材料としてそれぞれ膜厚２５μｍおよび耐熱温度１５０℃のＰＥＴを用いた。第３の便座ヒータ４５０では、絶縁被覆層４６２の材料として膜厚３５〜４０μｍおよび耐熱温度３５０℃のＰＩ巻被覆を用い、耐熱絶縁層４５５，４５６の材料としてそれぞれ膜厚３〜６μｍおよび耐熱温度９０℃のアクリル樹脂を用いた。
【０１０４】
第１の便座ヒータ４５０については、発熱線４６３ａの温度がＰＦＡからなる絶縁被覆層４６２の耐熱温度２６０℃よりも低い１６２．３℃となった。第２の便座ヒータ４５０については、発熱線４６３ａの温度がＰＩからなる絶縁被覆層４６２の耐熱温度３５０℃よりも低い１５５．４℃となった。第３の便座ヒータ４５０については、発熱線４６３ａの温度がＰＩからなる絶縁被覆層４６２の耐熱温度３５０℃よりも低い１２５．７℃となった。
【０１０５】
これらの結果から、絶縁被覆層４６２の材料として、ＰＦＡだけでなく、ＰＩ等の他の樹脂を用いることができることがわかった。
【０１０６】
（１−ｋ） 線状ヒータ４６０とリード線４７０との接続方法
図１５は、線状ヒータ４６０とリード線４７０との接続方法を示す図である。図１６は、線状ヒータ４６０とリード線４７０との接続部の断面図である。図１７は、熱カシメの方法を示す図である。
【０１０７】
図１５および図１６に示すように、リード線４７０の芯線は端子４７１に接続されている。端子４７１がＵ字形状に折曲され、線状ヒータ４６０の屈曲された先端部が端子４７１のＵ字形状の折曲部内に挿入される。
【０１０８】
この状態で、図１７に示すように、端子４７１のＵ字形状の折曲部を一対の電極ＥＬ１
，ＥＬ２で挟み込む。一対の電極ＥＬ１，ＥＬ２で端子４７１のＵ字形状の折曲部を押圧しつつトランスＴＳから電極ＥＬ１，ＥＬ２を通して端子４７１および線状ヒータ４６０に電流を供給する。それにより、図１６に示すように、絶縁被覆層４６２および線状ヒータ４６０のエナメル層４６３ｂが溶融する。その結果、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａが接触点４６３Ｃで端子４７１に接触する。
【０１０９】
図１５に示すように、リード線４７０の端子４７１と線状ヒータ４６０との接続部４７５には例えば厚さ１２μｍのポリイミド薄膜からなる耐熱シート４８０が２〜３回巻き付けられる。さらに、リード線４７０の端子４７１と線状ヒータ４６０との接続部４７５は、シリコーン樹脂で被覆され、図４〜図１３の金属箔４５１，４５３間に挟み込まれる。
【０１１０】
このように、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａの熱が金属箔４５１，４５３およびリード線４７０の端子４７１に伝導する。それにより、発熱線４６３ａの局部過熱および断線が防止され、便座ヒータ４５０の均熱性が確保される。
【０１１１】
また、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａとリード線４７０の端子４７１との接続部４７５が耐熱シート４８０およびシリコーン樹脂の二重絶縁構造を有する。この場合、接続部４７５の熱が耐熱シート４８０およびシリコーン樹脂を通して便座ヒータ４５０の金属箔４５１，４５３に伝導する。それにより、十分な絶縁性を確保しつつ発熱線４６３ａの局部過熱および断線が防止される。
【０１１２】
さらに、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａとリード線４７０の端子４７１とが熱カシメにより接続されるので、薄く確実な電気的接続が実現される。また、発熱線４６３ａの浮き上がりが防止されるので、発熱線４６３ａの局部過熱および断線が防止される。
【０１１３】
なお、便座部４００の安全性確保のために、便座装置１１０には２つの安全回路が内蔵されている。１つの安全回路は、便座ヒータ４５０の一方のリード線４７０とプリント基板２３０内部の便座ヒータ絶縁破壊検知回路との間に接続され、他の１つの安全回路は、便座ヒータ４５０の両方のリード線４７０と便座ヒータ断線検出回路との間に接続されている。いずれの安全回路も便座ヒータ４０２に異常が発生したときに使用者の感電を防止するために用いるものである。
【０１１４】
便座ヒータ絶縁破壊検知回路は、便座ヒータ４５０が異常発熱した際の絶縁被覆層４６２溶融時に便座ヒータ４５０と金属箔４５１の間に電流が流れることを検出するものである。また、便座ヒータ断線検出回路は、便座ヒータ４５０両端に発生する電圧波形が便座ヒータ４５０断線時には発生しなくなることを検出するものである。ヒータ駆動部４０２は、２つの安全回路の両方が正常状態を検出しているときにのみ便座ヒータ４５０に通電を行う。
【０１１５】
（１―ｌ） 便座ヒータと各種機能ユニットに設けた電力負荷との接続方法
本体部２００には機能ユニットとして、温水加熱ユニット１０００、乾燥ユニット１１００、部屋暖房ユニット１２００などが設けられており、これら各種機能ユニットには、各々温水ヒータ１０２０、乾燥ヒータ１１２０、部屋暖房ヒータ１２２０が組み込まれ、各々のヒータはそれぞれ電力負荷としても機能するよう構成されている。
【０１１６】
図１９に便座ヒータ４５０と温水加熱ユニット１０００の温水ヒータ１０２０との接続方法を示す。便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とは直列並列切替ユニット１３００を介して便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とが直列に接続された状態でヒータ駆動部４０２に駆動される状態と、便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とが並列にそれぞれ便座ヒータ駆動部４０２と温水ヒータ駆動部１０２０で駆動される状態とが選択可能と
なっている。便座ヒータ４５０は１２００Ｗの入力が定格であるが、初期電力投入時環境温度が室温レベルの場合，線状ヒータ４６０の抵抗値が低いため突入電流が流れてヒータ入力が１４００Ｗ程度に達し定格値を大幅に超えてしまうが、、便座ヒータ４５０に他の電力負荷である温水ヒータ１０２０を直列並列切替ユニットにより直列に接続することにより、突入電流を抑えることができる。
【０１１７】
温水ヒータ１０２０と直列に接続した場合の動作は、入室検知センサー６００により人体を検知して温水ヒータ１０２０と直列に接続された便座ヒータ４５０に電力を投入すると共に、温水ヒータは、水回路系の余熱動作をさせ、水回路系の余熱動作終了後、便座ヒータ４５０に直列に接続された温水ヒータ１０２０を、直列並列切替ユニット１３００により便座ヒータ４５０と便座ヒータ駆動部４０２とを直接接続し、便座ヒータ４０２に直接電力を投入することにより、便座ヒータ４５０への大電流投入は便座ヒータ４５０が十分に加熱された後になるため、便座ヒータ４５０への突入電流を抑制することできる。
【０１１８】
つぎに直列並列ユニット１３００の具体構成については図２０に示すように電磁リレーＡ１３１０と電磁リレーＢ１３２０を配置し、便座ヒータ４５０の配線の片側のラインに電磁リレーＡ１３１０を投入し、温水ヒータ１０２０の両側を電磁リレーＡ１３１０および電磁リレーＢ１３２０にて直列並列を切り替えることにより、便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０を単独動作の並列接続と直列に接続した動作とを切替動作させることができる。
【０１１９】
（１−ｍ） 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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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入室検知センサ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。
【０１２２】
さらに、図６の着座面４１０Ｕの内側の領域Ｇ３および外側の領域Ｇ１は、中央部の領域Ｇ２に比べて放熱性が高い。本実施の形態では、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が密に配列される。したがって、使用者が着座面４１０Ｕに着座した瞬間に温度むらおよび冷感を感じることがない。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
本例では、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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
（１−ｎ） 便座装置１１０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。
【０１３０】
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）。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
図１８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。
【０１３６】
図１８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。
【０１３７】
本例では、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。
【０１３８】
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（図２）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、入室検知センサ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。
【０１３９】
制御部９０は、時刻ｔ１で入室検知センサ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。
【０１４０】
突入電流の抑制については、温水ヒータ１０２０と直列並列切替ユニット１３００により通電開始時のみ、直列接続とし突入電流を抑えても良い。温水ヒータ１０２０と直列に接続した場合の動作は、入室検知センサー６００により人体を検知して温水ヒータ１０２０と直列に接続された便座ヒータ４５０に電力を投入すると共に、温水ヒータ１０２０は、水回路系の余熱動作をさせ、水回路系の余熱動作終了後、便座ヒータ４５０に直列に接続された温水ヒータ１０２０の接続を、直列並列切替ユニット１３００により便座ヒータ４５０に直接電力を投入する接続と切り替えることができるため、便座ヒータ４５０への突入電流を抑制することができる。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
また、便座ヒータ４５０と温水ヒータ１０２０とは直列並列切替ユニット１３００より直列に接続することを選択することが可能となっている。便座ヒータ４５０は１２００Ｗの入力が定格であるが、初期電力投入時、環境温度が室温レベルの場合，線状ヒータ４６０の抵抗値が低いため突入電流が流れてヒータ入力が１４００Ｗ程度に達する可能性があるが、便座ヒータ４５０と他の電力負荷を直列に接続することにより、突入電流を抑えることができる。温水ヒータ１０２０と直列に接続した場合は、人体検知して便座ヒータ４５０に電力を投入すると共に、水回路系の余熱動作をさせて便座の昇温をスタートさせ、その後、便座ヒータ４５０に直列に接続された温水ヒータ１０２０の接続を並列の接続に切替え、直接電力を投入することにより、便座ヒータ４５０への突入電流を抑制することができる。
【０１４５】
便座の昇温が終了し、人体の着座が検知されてから、温水ヒータ１０２０へのプレヒート（着座後の動作の説明の部分で説明）を行う。このように、便座ヒータ４５０の突入電流防止と同時に温水ヒータ１０２０への通電と、着座時のプレヒートの２度の断続的な通電、すなわち２段階のプレヒートを行うことで、温水ヒータ全体へ熱が行渡り、冷めにくく十分な予熱も行える。もちろん、便座ヒータ４５０への突入電流防止のための通電については、便座ヒータ４５０の制御を優先し、温水ヒータ１０２０へのプレヒートとしての十分な通電と昇温は着座時に行えばよい。
【０１４６】
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、本例では、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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。本例では、第１の着座期間Ｄ６は約１０分に設定される。
【０１５２】
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。本例では、第２の着座期間Ｄ７は約２分に設定される。
【０１５３】
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。
【０１５４】
このように、本例では、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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
本例では、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。
【０１５９】
上記のように、本例では、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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
図２１（ａ）は１２００Ｗ駆動時に便座ヒータ４５０を流れる電流の波形図、図２１（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。
【０１６３】
図２１（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２１（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１２
００Ｗの電力で駆動される。
【０１６４】
図２２（ａ）は６００Ｗ駆動時に便座ヒータ４５０を流れる電流の波形図、図２２（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。
【０１６５】
図２２（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。
【０１６６】
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２２（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。
【０１６７】
図２３（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２３（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。
【０１６８】
図２３（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。
【０１６９】
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２３（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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。本例では、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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
なお、本例では、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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
（１−０） 便座装置１１０に関する効果
本例の便座装置１１０においては、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａで発生された熱がエナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２を介して上部便座ケーシング４１０に伝達される。それにより、着座面４１０Ｕの温度が上昇する。
【０１７９】
ここで、エナメル層４６３ｂは十分な電気絶縁性を有する。そのため、エナメル層４６３ｂの厚さを小さくしても、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０とを十分に絶縁することができる。また、それにより、絶縁被覆層４６２の厚さも小さくすることができる。
【０１８０】
したがって、この便座装置１１０においては、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とを確実に絶縁しつつ、エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２の厚さを小さくすることができる。この場合、エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２の熱容量を小さくすることができるので、発熱線４６３ａで発生された熱を効率よく着座面４１０Ｕに伝達することが可能となる。
【０１８１】
また、この便座装置１１０においては、上部便座ケーシング４１０にアルミニウム板４１３が用いられている。したがって、発熱線４６３ａで発生された熱をさらに効率よく着座面４１０Ｕに伝達することができる。
【０１８２】
以上の結果、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とを確実に絶縁しつつ、着座面４１０Ｕを迅速に昇温させることが可能となる。
【０１８３】
また、発熱線４６３ａの熱を効率よく着座面４１０Ｕに伝達することができるので、発熱線４６３ａの発熱量を抑制することができる。それにより、エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２の耐久性が向上する。その結果、便座装置１１０の信頼性が向上する。
【０１８４】
また、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とを絶縁するためのエナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２の厚さを小さくすることができるので、便座装置１１０の軽量化が可能となる。
【０１８５】
また、十分な耐熱性を有するエナメル層４６３ｂで発熱線４６３ａを被覆しているので、絶縁被覆層４６２として耐熱性の低い材料を用いることができる。それにより、便座装置１１０の製品コストを確実に低減することができる。
【０１８６】
また、エナメル層４６３ｂがポリエステルイミドまたはポリアミドイミドにより形成される場合、ポリエステルイミドおよびポリアミドイミドは電気絶縁性および耐熱性に優れているので、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とをより確実に絶縁しつつ、着座面４１０Ｕを迅速に昇温させることが可能となる。
【０１８７】
さらに、エナメル層４６３ｂの厚さおよび絶縁被覆層４６２の厚さの合計が０．４ｍｍ以下である場合、発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とを確実に絶縁しつつ、着座面４１０Ｕをより迅速に昇温させることができる。
【０１８８】
特に、エナメル層４６３ｂの厚さおよび絶縁被覆層４６２の厚さの合計が０．２ｍｍ以下である場合、着座面４１０Ｕをさらに迅速に昇温させることができる。
【０１８９】
また、絶縁被覆層４６２がエナメル層４６３ｂより耐熱性の低い材料からなるので、便座装置１１０の製品コストを十分に低減できる。
【０１９０】
また、線状ヒータ４６０が上部便座ケーシング４１０の裏面側に設けられる金属箔４５１と金属箔４５３との間に挟まれるように設けられるので、発熱線４６３ａで発生された熱が金属箔４５１，４５３に効率よく伝達される。また、金属箔４５１の一面が上部便座ケーシング４１０の裏面に貼着されかつ金属箔４５３の一面が金属箔４５１の他面に貼着されている。それにより、発熱線４６３ａから金属箔４５１，４５３に伝達された熱を上部便座ケーシング４１０の裏面全体に効率よく伝達することができる。それにより、着座面４１０Ｕの全体を均一に昇温させることができる。
【０１９１】
特に、金属箔４５１，４５３がアルミニウムからなる場合、発熱線４６３ａで発生された熱を上部便座ケーシング４１０により迅速に伝達することができる。
【０１９２】
さらに、上部便座ケーシング４１０の裏面と金属箔４５１との間に耐熱絶縁層４５５が設けられる場合、耐熱絶縁層４５５により発熱線４６３ａと上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３とをより確実に絶縁することができる。
【０１９３】
また、リード線４７０と線状ヒータ４６０との接続部４７５が金属箔４５１と金属箔４５３との間に設けられるので、リード線４７０と線状ヒータ４６０との接続部４７５における発熱が金属箔４５１，４５３に伝達される。それにより、着座面４１０Ｕをより迅速に昇温させることができる。
【０１９４】
また、接続部４７５は耐熱シート４８０で被覆されてるので、接続部４７５と上部便座ケーシング４１０とを確実に絶縁することができる。
【０１９５】
さらに、接続部４７５がシリコーン樹脂で被覆されるので、接続部４７５を確実に防水することができる。
【０１９６】
線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａとしてＡｇ−Ｃｕ合金からなる高抗張力型ヒータ線が用いられるので、発熱線４６３ａの強度を確保しつつ発熱線４６３ａの径を小さくすることができる。それにより、狭いスペースに長い発熱線４６３ａを高い密度で配列することができる。その結果、着座面４１０Ｕの昇温速度を向上させることができる。
【０１９７】
＜２＞ 衛生洗浄装置１００の各部の動作シーケンス
図２４は、衛生洗浄装置１００の各部の動作シーケンスを示すタイミング図である。
【０１９８】
ここで、図３の人体用切替弁１３は、切替弁モータ１３ｍが回転することにより洗浄水の供給経路を切り替える。
【０１９９】
ここで、おしりノズル２１から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍｍの回転位置をおしり洗浄位置と呼び、ビデノズル２２から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍの回転位置をビデ洗浄位置と呼ぶ。また、人体洗浄前にノズル洗浄ノズル２３から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍの回転位置を前洗浄位置と呼び、人体洗浄後にノズル洗浄ノズル２３から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍの回転位置を後洗浄位置と呼び、ノズル洗浄ノズル２３から洗浄水を排出しながら洗浄水を予め加熱するための切替弁モータ１３ｍの回転位置をプレヒート位置と呼ぶ。さらに、おしりノズル２１、ビデノズル２２およびノズル洗浄ノズル２３に洗浄水を供給しない切替弁モータ１３ｍの回転位置を停止（待機）位置と呼ぶ。本例では、前洗浄位置、後洗浄位置およびプレヒート位置は同じである。
【０２００】
時点ｔ１１で、使用者が便座部４００に着座すると、制御部９０は切替弁モータ１３ｍをプレヒート位置に回転させ、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を弱い駆動力で作動させる。それにより、洗浄水が熱交換器９、ポンプ１１および人体用切替弁１３を通ってノズル洗浄ノズル２３から排出される。
【０２０１】
本体部２００への通電の１回目等のように、水回路に通水が行われていない可能性がある場合には、時点ｔ１１から時点ｔ１２の間、水回路が満水になるまでの時間（約３秒）は、熱交換器９への通電は行わない。
【０２０２】
時点ｔ１２から時点ｔ１３までの期間は、熱交換器９の空焚き防止のために設けられている。その後、時点ｔ１３で流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱される。
【０２０３】
洗浄水の昇温が完了すると、時点ｔ１４で、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを停止位置に回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフにする。
【０２０４】
時点ｔ１５で、使用者がおしりスイッチ３１２を押下すると、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを前洗浄位置に回転させ、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を所定の前洗浄時の駆動力で作動させる。それにより、洗浄水が熱交換器９、ポンプ１１および人体用切替弁１３を通ってノズル洗浄ノズル２３から噴出される。時点ｔ１６で流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱される。
【０２０５】
時点ｔ１７で、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍをおしり洗浄位置に回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフにする。
【０２０６】
時点ｔ１８で、制御部９０は、ノズル駆動モータ２０ｍにより停止位置からおしりノズル２１の突出を開始させる。時点ｔ１９で、ノズル駆動モータ２０ｍよりおしりノズル２１が標準位置まで移動すると、制御部９０は、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を設定された洗浄強さに対応する駆動力（設定値）で作動させる。
【０２０７】
時点ｔ２０で、流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱され、加熱された洗浄水が使用者の局部に噴出される。時点ｔ２１から時点ｔ２２までの期間は、止水電磁弁７を閉じた後におけるノズル部２０内部の水圧を排除するために設けられた期間である。この期間は、例えば、０．５秒程度に設定される。
【０２０８】
時点ｔ２１で、使用者が停止スイッチ３１１を押下すると、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを停止位置へ向かって回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフする。それにより、人体洗浄が終了する。
【０２０９】
時点ｔ２２で、制御部９０は、ノズル駆動モータ２０ｍによりおしりノズル２１を標準位置から停止位置に向かって移動させる。
【０２１０】
時点ｔ２３で、切替弁モータ１３ｍが停止位置まで回転すると、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを後洗浄位置に回転させ、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を弱い駆動力で作動させる。それにより、洗浄水が熱交換器９、ポンプ１１および人体用切替弁１３を通ってノズル洗浄ノズル２３から噴出される。
【０２１１】
時点ｔ２４で、流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱され、加熱された洗浄水でおしりノズル２１およびビデノズル２２が洗浄される。
【０２１２】
時点ｔ２５で、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを停止位置に回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフにする。
【０２１３】
＜３＞ トイレ装置１０００の使用時の動作シーケンス
（３−ａ） トイレットルーム入室時
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により使用者が検知される。それにより、入室検知センサ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。
【０２１４】
入室検知センサ６００は、使用者を検知しているときに入室検知信号を赤外線により本体部２００の制御部９０に送信し続けてもよいが、電池寿命を延ばすためには、入室検知センサ６００が一旦入室検知信号を送信した後は一定時間入室検知信号を送信を行わなくてもよい。
【０２１５】
制御部９０は、入室検知センサ６００から入室検知信号を受信すると、便座便蓋開閉装置により蓋部５００を閉状態から開状態にする。
【０２１６】
制御部９０は、ヒータ駆動部４０２により便座部４００を図１８に示したパターンで昇温させる。また、制御部９０は、便器ノズル４０により便器プレ洗浄と称した便器面への放水を行うことにより、便が便器面に付着することを防止する動作を行う。
【０２１７】
また、制御部９０は、便器プレ洗浄の際には、視覚的な効果を上げるために放射状に噴出される洗浄水を男子小用標的表示ＬＥＤ（発光ダイオード）で照らす。
【０２１８】
ここで用いた入室検知センサ６００は、使用者がトイレに入ることを確実かつ早いタイミングで検知し、便座部４００の昇温を開始させるものである。したがって、例えば使用者が夜中にトイレの主照明をつけずに入室した際にも、非常に早いタイミングで衛生洗浄装置１００の蓋部５００が開く。
【０２１９】
そして、入室検知センサ６００が人体を検知した瞬間に男子小用標的表示ＬＥＤが点灯される。これにより、便器７００の内部の光とともに便器７００から漏れ出る光が、便器７００の周辺をぼんやりと照らす。それにより、眠っていた使用者の覚醒が抑制される。また、安全性に優れたトイレの間接照明が行われる。
【０２２０】
（３−ｂ） 男子小用時
使用者が遠隔操作装置３００の便座開閉スイッチ（図示せず）を操作すると、制御部９０は、便座便蓋開閉装置により便座部４００を閉状態から開状態にする。また、制御部９０は、便座ヒータ４５０への通電を停止するとともに、便座温調ランプＲＡ１を消灯させる。それにより、省エネルギー性がさらに向上する。また、男子小用標的表示ＬＥＤが点灯される。ここで、男子小用標的表示ＬＥＤは、便器７００内で男子小用の標的部分に光を照射する。
【０２２１】
なお、便座部４００および蓋部５００の開状態で入室検知センサ６００から入室検知信号が５分間受信されない場合には、制御部９０は便座便蓋開閉装置により便座部４００および蓋部５００を開状態から閉状態にする。
【０２２２】
（３−ｃ） 着座および排便時
制御部９０は、着座センサ６１０からの着座検出信号に基づいて便座部４００への使用者の着座時からの経過時間を計測する。そして、ヒータ駆動部４０２により便座部４００を図１８に示したパターンで昇温させる。
【０２２３】
また、使用者が便座部４００に着座すると、熱交換器９を含む水回路を温めるために図２４に示したプレヒートを行う。上記のように、熱交換器９に洗浄水が供給されていないときには、制御部９０は、熱交換器９に配置されているヒータ（例えば、シーズヒータ９１，９２）をオフにする。熱交換器９に洗浄水が供給されているか否かは流量センサ８により検出される。ただし、シーズヒータ９１，９２の１回目のオンの際には、水回路に通水されていないため、水回路が満水になるまでの時間（約３秒）は、流量センサ８により所定の流量が検出されてもシーズヒータ９１，９２へ通電されない。また、使用者が便座部４００に着座すると、制御部９０は脱臭ユニット２２０を作動させる。使用者が便座部４００に着座を続けている間は最大３０分間脱臭ユニット２２０が作動状態を継続する。脱臭ユニット２２０の風量は３段階に切り替えられる。使用者の着座から洗浄開始までは、風量が「中」に設定され、洗浄中は風量が「弱」に設定され、使用者の脱座から１分間は風量が「強」に設定される。
【０２２４】
（３−ｄ） 人体洗浄時
使用者が遠隔操作装置３００のおしりスイッチ３１２またはビデスイッチ３１３を押下すると、制御部９０は、水回路を温めるために上記の前洗浄を行う。それにより、使用者に冷水が吐出されることが防止される。
【０２２５】
制御部９０は、熱交換器９の出湯温度センサ９８により検出される温度が規定時間（３秒）以上規定温度（３２℃）を継続した場合に前洗浄を終了する。前洗浄の終了後に、制御部９０は止水電磁弁７を閉じた状態でノズル駆動モータ２０ｍによりおしりノズル２１またはビデノズル２２を突出させる。それにより、おしりノズル２１またはビデノズル２２の突出時に洗浄水が使用者にかかることが防止される。
【０２２６】
おしりノズル２１またはビデノズル２２が標準位置にまで到達した後、制御部９０はポンプ１１を制御することにより遠隔操作装置３００を用いて使用者により設定された水勢（水量）で人体洗浄を行う。洗浄の最大時間は例えば５分間である。
【０２２７】
使用者が遠隔操作装置３００の停止スイッチ３１１を押下すると、制御部９０は、止水電磁弁７を閉じるとともに、ノズル駆動モータ２０ｍによりおしりノズル２１またはビデノズル２２をノズル部２０内に収納する。
【０２２８】
その後、制御部９０は、ノズル部２０の清掃のためにノズル洗浄ノズル２３による後洗浄を行う。
【０２２９】
ノズル部２０による洗浄中は、制御部９０は、脱臭ユニット２２０を弱状態で作動させる。それにより、トイレットルーム内の脱臭が行われる。
【０２３０】
（３−ｅ） 脱座時
着座センサ６１０により使用者の着座が検出されなくなると、制御部９０は、視覚的効果を上げるためにノズル駆動モータ２０ｍによりおしりノズル２１およびビデノズル２２を前後に移動させつつノズル洗浄ノズル２３によりノズル部２０を洗浄する。このとき、制御部９０は、男子小用標的表示ＬＥＤを点灯させることによりノズル洗浄動作を強調させる。
【０２３１】
また、制御部９０は、使用者の脱座後１分の間、脱臭ユニット２２０を強状態で作動させる。それにより、トイレットルーム内の脱臭が強力に行われる。
【０２３２】
さらに、着座センサ６１０により使用者の着座が検出されなくなり、入室検知センサ６００により使用者が３分間検出されない場合、制御部９０は、便座便蓋開閉装置により蓋部５００を開状態から閉状態にする。
【０２３３】
（３−ｆ） 退室時
入室検知センサ６００が使用者を一定時間検知しない場合には、制御部９０は、便座部４００および蓋部５００を便座便蓋開閉装置により閉じる。また、入室検知センサ６００が使用者を検知しなくなってから１分後に、制御部９０は、ヒータ駆動部４０２による便座ヒータ４５０への通電を遮断する。それにより、トイレ装置１０００の一連の動作シーケンスが終了する。
【０２３４】
＜４＞ 請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０２３５】
上記実施の形態では、便座部４００が便座の例であり、発熱線が便座ヒータの例であり、温水ヒータユニットや脱臭装置、部屋暖房が各種機能ユニットの例であり、特に、便座装置、およびトイレ装置に付随し装置内で電力制御される系のうちに含まれる各種機能において電力負荷となる部分が電力負荷の例に相当する。電磁リレー、および回路切換のほかの構成例が直列並列切替手段の例であり、入室検知センサ６００が人体検知手段の例である。この入室検知センサは、リモコン、便座装置本体とは別体に設けた構成としたが、リモコンまたは便座装置本体と一体に設けて、使用者の着座と入室検知とを判定条件をかえて行うような検知構成としてもよい。
【０２３６】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。トイレ装置に付随する各種機能における電力負荷としては、乾燥ユニット２１０のヒータ、部屋暖房機能のヒータなどを用いても、同様の効果がある。便座に着座して、用便後に使用する可能性のある機能として温水機能のヒータ、乾燥ユニット２１０のヒータなどは、突入電流防止のためのヒータ通電が予熱となり、便座装
置の動作に好都合である。また、部屋暖房などは、部屋温度の低温時には有効である。
【産業上の利用可能性】
【０２３７】
本発明は、人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る衛生洗浄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】便座装置の構成を示す模式図
【図３】便座部の分解斜視図
【図４】（ａ）は、第１の例の便座部の便座ヒータの平面図、（ｂ）は、（ａ）の領域の拡大図
【図５】第１の例の便座部の平面図
【図６】図５の便座部のＣ５−Ｃ５断面図
【図７】（ａ）は、第２の例の便座部の便座ヒータの平面図、（ｂ）は、（ａ）の領域の拡大図
【図８】第２の例の便座部の平面図
【図９】（ａ）は、第３の例の便座部の便座ヒータの平面図、（ｂ）は、（ａ）の一部の拡大断面図
【図１０】第４の例の便座部の便座ヒータの平面図
【図１１】上部便座ケーシングに取り付けられる便座ヒータの構造の一例を示す断面図
【図１２】上部便座ケーシングに取り付けられる便座ヒータの構造の他の例を示す断面図
【図１３】上部便座ケーシングに取り付けられる便座ヒータの構造のさらに他の例を示す断面図
【図１４】発熱線の被覆厚さと便座部の各部の温度上昇との関係の測定結果を示す図
【図１５】線状ヒータとリード線との接続方法を示す図
【図１６】線状ヒータとリード線との接続部の断面図
【図１７】熱カシメの方法を示す図
【図１８】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図
【図１９】便座ヒータと温水加熱ユニットの温水ヒータとの接続方法を示す図
【図２０】直列並列ユニットの具体構成を示す図
【図２１】（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２２】（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２３】（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２４】衛生洗浄装置の各部の動作シーケンスを示すタイミング図
【符号の説明】
【０２３９】
９０ 制御部
１１０ 便座装置
２００ 本体部
２１０ 乾燥ユニット
３００ 遠隔操作装置
４００ 便座部
４０１ 温度測定部
４０２ ヒータ駆動部
４１０ 上部便座ケーシング
４２０ 下部便座ケーシング
４１１ 表面化粧層
４１２ アルマイト層
４１３ アルミニウム板
４１４ 塗装膜
４５０ 便座ヒータ
４５１，４５３ 金属箔
４５５，４５６ 耐熱絶縁層
４６０ 線状ヒータ
４６２ 絶縁被覆層
４７０ リード線
４７１ 端子
４７５ 接続部
４８０ 耐熱シート
５００ 蓋部
６００ 入室検知センサ
６１０ 着座センサ
１０００ トイレ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便座と、前記便座を支持し、便器上に載置される便座装置本体と、前記便座装置本体内部に設けた便座装置の各種機能ユニットと、前記便座の使用を検知すると前記便座の着座面を電力により昇温させ暖房する便座ヒータと、前記便座ヒータと前記各種機能ユニットに設けた電力負荷とを直列あるいは並列に選択的に接続する直列並列切替手段とを備え、前記直列並列切替手段は前記便座ヒータへの大電力投入開始時に前記電力負荷と直列接続する便座装置。
【請求項２】
各種機能ユニットとして温水ヒータユニットを有し、電力負荷は前記温水ヒータユニットのヒータであることを特徴とする請求項１記載の便座装置。
【請求項３】
直列並列切替手段は、便座ヒータへの大電力投入開始前と、大電力投入開始後の所定の時間経過後は、電力負荷と前記便座ヒータとを並列に接続を切り替えて、各々を別々に駆動することを特徴とする請求項１または２記載の便座装置。
【請求項４】
前記直列並列切替装置は電磁リレーにより構成した請求項1から３のいずれか１項記載の便座装置。
【請求項５】
人体検知手段を備え、前記人体検知手段により使用者がトイレ室へ入室したことを検知すると、便座ヒータへの大電力の投入を開始する請求項１から４のいずれか１項記載の便座装置。
【請求項１】
便座と、前記便座を支持し、便器上に載置される便座装置本体と、前記便座装置本体内部に設けた便座装置の各種機能ユニットと、前記便座の使用を検知すると前記便座の着座面を電力により昇温させ暖房する便座ヒータと、前記便座ヒータと前記各種機能ユニットに設けた電力負荷とを直列あるいは並列に選択的に接続する直列並列切替手段とを備え、前記直列並列切替手段は前記便座ヒータへの大電力投入開始時に前記電力負荷と直列接続する便座装置。
【請求項２】
各種機能ユニットとして温水ヒータユニットを有し、電力負荷は前記温水ヒータユニットのヒータであることを特徴とする請求項１記載の便座装置。
【請求項３】
直列並列切替手段は、便座ヒータへの大電力投入開始前と、大電力投入開始後の所定の時間経過後は、電力負荷と前記便座ヒータとを並列に接続を切り替えて、各々を別々に駆動することを特徴とする請求項１または２記載の便座装置。
【請求項４】
前記直列並列切替装置は電磁リレーにより構成した請求項1から３のいずれか１項記載の便座装置。
【請求項５】
人体検知手段を備え、前記人体検知手段により使用者がトイレ室へ入室したことを検知すると、便座ヒータへの大電力の投入を開始する請求項１から４のいずれか１項記載の便座装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図１２】
【図１３】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図１２】
【図１３】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−１２５３３３（Ｐ２００９−１２５３３３Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０４０６８（Ｐ２００７−３０４０６８）
【出願日】平成１９年１１月２６日（２００７．１１．２６）
【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１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２６日（２００７．１１．２６）
【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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