便座装置
【課題】設置時のアース接続忘れを防ぎ、使用者の安全性の向上を図ることを目的とする。
【解決手段】一部を金属材料４１３で形成した便座４００と、便座４００の裏面に絶縁体４１４を介して設置した便座ヒータ４５０と、金属材料４１３をアース接続するアース接続手段４７３とを備え、便座ヒータ４５０は金属箔４５１に電気絶縁層４６３ｂを有する線状ヒータ４６０を配設した構成とし、便座ヒータ４６０の金属箔４５１と便座４００の金属材料４１３との電位差を検知して、アース接続手段４７３の接続の有無を検知することにより、便座装置の設置時のアース接続手段４７３の未接続を報知し、使用者の感電事故を防止する。
【解決手段】一部を金属材料４１３で形成した便座４００と、便座４００の裏面に絶縁体４１４を介して設置した便座ヒータ４５０と、金属材料４１３をアース接続するアース接続手段４７３とを備え、便座ヒータ４５０は金属箔４５１に電気絶縁層４６３ｂを有する線状ヒータ４６０を配設した構成とし、便座ヒータ４６０の金属箔４５１と便座４００の金属材料４１３との電位差を検知して、アース接続手段４７３の接続の有無を検知することにより、便座装置の設置時のアース接続手段４７３の未接続を報知し、使用者の感電事故を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は便座装置における人体への感電防止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の便座装置における人体の感電防止の方法としては、商用電源から絶縁トランスを介して電気談合便座に導通する電源回路を構成することにより、使用者の身体が接触する便座等の電源を非大地アース電源とすることにより、便座に座っている人体への感電を防止している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６３―１２５７３８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、前記従来の構成では、高額また重量の重たい絶縁トランスが必要となり、製品のコストアップとともに、大型化および大重量化という課題を有していた。
【０００４】
本願発明は、前記従来の課題を解決するもので、便座にアース端子を設けて、アース接地により感電を防止するとともに、便座装置の設置時に必ずアース接続が行われるように、アース接続の有無を検知して報知することにより安全性の確保を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決するために、本発明の便座装置は、一部を金属材料で形成した便座と、便座の裏面に絶縁体を介して設置した便座ヒータと、金属材料をアース接続するアース接続手段とを備え、便座ヒータは金属箔に電気絶縁層を有する線状ヒータを配設した構成とし、便座ヒータの金属箔と便座の金属材料との電位差を検知して、アース接続手段の接続の有無を検知する構成となっている。
【０００６】
本構成によって、便座の金属材料がアース接続されているときは、金属箔と便座の金属材料間の電圧は、ほぼ交流電源の電圧である１００Ｖ以上になり、アース接続がなされていないときは、金属箔と便座の金属材料間で形成される静電容量であるコンデンサを介して交流電源に電流が流れ、この電流によりコンデンサに電圧が発生し、金属箔と便座部の金属材料間の電圧は数Ｖになるので、大きく変わる金属箔と便座の金属材料間の電圧を検知手段で検知することにより、便座部の金属材料のアース接続の有無を検知して報知することが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の便座装置によれば、アース接続が行われていない場合、報知することにより、アース接続作業の実施を警告することができるので、使用者の感電事故を防止し、安全性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、着座部の少なくとも一部を金属材料で形成した便座と、前記便座の少なくとも着座部の裏面に絶縁体を介して設置した便座ヒータと、前記便座の金属材料をアース接続するアース接続手段とを備え、前記便座ヒータは金属箔に電気絶縁層を有する線状ヒータを間隔を設けて配設した構成とし、前記絶縁体を介して設置した前記便座ヒータの金属箔と前記着座部の金属材料との電位差を検知する検知手段を設け、前記検知手段で前記アース接続手段の接続の有無を検知することとした。
【０００９】
これにより、絶縁体を介して設置した便座ヒータの金属箔と便座の金属材料間で形成される静電容量であるコンデンサの両極の電位差が、アース接続の有無により大きく変化することを検知手段で検知して報知することが可能となり、便座装置の感電事故を防止することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に第１の発明において、便座ヒータの金属箔に電気的に接続したリード線をダイオードを介して交流電源の一端に接続し、交流電源の一端に第１のコンデンサの一端を、交流電源の他端に第２のコンデンサの一端を接続し、第１のコンデンサの他端と第２のコンデンサの他端と第３のコンデンサの一端を接続し、第３のコンデンサの他端は便座部の金属材料に接続し、金属箔と便座部の金属材料間に検知手段を設けた。
【００１１】
この構成により、便座の金属材料がアース接続されているときは、金属箔と便座の金属材料間の電圧は、ほぼ交流電源の電圧である１００Ｖ以上になり、アース接続がなされていないときは、金属箔と便座の金属材料間で形成される静電容量であるコンデンサを介して交流電源に電流が流れ、この電流によりコンデンサに電圧が発生し、金属箔と便座部の金属材料間の電圧は数Ｖになるので、大きく変わる金属箔と便座の金属材料間の電圧を検知手段で検知することにより、便座部の金属材料のアース接続の有無を検知して報知することが可能となり、便座装置の感電事故を防止することができる。
【００１２】
第３の発明は、特に第２の発明において、交流電源の一端に加え、交流電源の他端からもダイオードを追加して金属箔に電気的に接続したリード線に接続する構成とした。
【００１３】
この構成により、交流電源の一端からだけでなく他端からもダイオードを追加してリード線に接続することとなり、便座装置の電源のプラグの向きを気にすることなく商用交流電源のコンセントに差し込むことができる。
【００１４】
第４の発明は、特に第１〜３のいずれか１つの発明において、検知手段にネオンランプを使用することにより、アース接地されるとネオンランプが点灯し、アース接地されていないとネオンランプが消灯することとなり、ネオンランプ１つで検知手段と報知手段を兼用することができるので、回路のシンプル化とコストの低減ができる。
【００１５】
以下本発明を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。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態に係る電気便座用便座ヒータが組み込まれた衛生洗浄装置。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。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。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、制御部９０が内蔵される。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。
【００１７】
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。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。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）。また、洗浄水供給機構は、局部洗浄ノズル部（図示せず）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局部洗浄ノズル部に供給する。それにより、局部洗浄ノズル部から使用者の局部に洗浄水が噴出され、局部が洗浄される。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
本体部２００の制御部９０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。
【００２１】
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および入室検知センサ６００を備える。
【００２２】
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、アース有無検知部４８０、便座温調ランプＲＡ１および着座センサ６１０を含む。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
本体部２００のアース有無検知部４８０は、便座部４００の便座ヒータ４５０から出ているリード線４７１に接続され、便座部４５０のから引き出されたアースリード線４７２がアース線４７３を介してアースに接続されているかの有無を検知して報知する。
【００２７】
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。
【００２８】
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（図示せず）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３０
０から受信した便座設定温度を記憶部に記憶する。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
図４（ａ）および図５に示すように、本実施の形態の便座ヒータ４５０は、着座した使用者の身体が接触する着座部の形状に合わせて前部の一部が切り取られた馬蹄状に形成される。なお、便座ヒータ４５０は、 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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。また、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。
【００３７】
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。リード線４７０は防水性を有する絶縁被覆を備えており、ヒータ始端部４６０ａおよびヒータ終端部４６０ｂとの接続部は金属箔４５１、４５３で挟持された状態であり外部からの浸水を防ぐ防水構造となっている。
【００３８】
また、便座部４５０のから引き出されたアースリード線４７２がアース接続手段であるアース線４７３を介してアース３４に接続されているかの有無を検知するために、金属箔４５１、４５３にリード線４７１が電気的に接続されている。
【００３９】
図５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。図５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、絶縁体として塗装膜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。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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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を金属箔４５１,４５３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、金属箔４５１と金属箔４５３とを貼り合わせる際に、金属箔４５１と金属箔４５３との間の空気層を小さくすることができるとともに、金属箔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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。第１の安全回路は、便座ヒータ４５０ の金属箔４５１と電気的に接触されたリード線４７１および上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３と電気的に接触されたアースリード線４７２間に接続されており、第２の安全回路は、便座ヒータ４５０の両方のリード線４７０ａ、４７０ｂと便座ヒータ断線検出回路との間に接続されている。
【００５８】
これらの安全回路は便座装置１１０の設置工事が正常に行われていない場合や、便座ヒータ４５０に異常が発生したときに使用者の安全を確保するために用いるものである。
【００５９】
アース有無検知回路は、便座装置にアース接続がなされていない時に、塗装膜４１４を介して設置されている便座ヒータ４５０の金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３間の電位差の変化をリード線４７０ａ、４７０ｂ、４７１、アースリ
ード線４７２を介して検出し、報知するものである。
【００６０】
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り、便座ヒータの断線を検出したときは、ヒータ駆動部４０２は便座ヒータ４５０への通電を停止する。
【００６１】
特に、上記安全回路の詳細について以下に記述する。図４(ａ)に示すように、便座ヒータ４５０の金属箔４５１、４５３にリード線４７１を電気的に接続し外部に取り出し、ヒータ線４６０の始端はリード線４７０ａ、終端はリード線４７０ｂで外部に取り出している。
【００６２】
図６（ａ）は、便座部４００がアースされていない時のアース有無検知部の回路図である。破線２０で囲んだ部分は、便座部４００の電気的な等価回路である。
【００６３】
図に示すように、線状ヒータ４６０の始端にはリード線４７０ａが、線状ヒータ４６０の終端にはリード線４７０ｂが接続してある。電気絶縁層（エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２）を介して設置された線状ヒータ４６０と金属箔４５１間で構成される静電容量をコンデンサ２４とコンデンサ２５で、塗装膜４１４を介して設置された金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３間で構成される静電容量をコンデンサ２６とコンデンサ２７で表している。コンデンサ２４とコンデンサ２５の容量は共に０．７５ｎＦで、コンデンサ２６とコンデンサ２７の容量は共に５ｎＦとなっている。また金属箔４５１からはリード線４７１が出ている。
【００６４】
線状ヒータ４６０の始端側のリード線４７０ａは交流電源２８の一端と、容量１ｎＦの第１のコンデンサ２９の一端とダイオード３０のアノードに接続され、線状ヒータ４６０の終端側にリード線４７０ｂは交流電源２８の他端と、容量１ｎＦの第２のコンデンサ３１の一端に接続され、金属箔４５１に接続したリード線４７１はダイオード３０のカソードに接続され、上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３は、容量１ｎＦの第３のコンデンサ３２の他端に接続され、第３のコンデンサ３２の一端は第１のコンデンサ２９の他端と第２のコンデンサ３０の他端に接続されている。リード線４７１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３間には電位差を検知する検知手段としてネオンランプ４７３が接続されている。３４はアースである。
【００６５】
図７（ａ）は、本実施の形態における便座部４００がアースされている時の電気的な等価回路図である。便座部４００の上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３に接続されたアースリード線４７２がアース接続手段であるアース線４７４を介してアース３４に接続されている。その他の部分は図６（ａ）と同構成であるので説明は省略する。
【００６６】
以上のように構成されたアース有無検知回路の作用について、以下その動作、作用を説明する。
【００６７】
便座部４００がアースされていない時の図６（ａ）において、交流電源２８の一端からダイオード３０、コンデンサ２７、コンデンサ３２、コンデンサ３１を介して交流電流が流れる。同時に、交流電源２８の一端からダイオード３０、コンデンサ２５を介して交流電流が流れる。このとき、金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３の電位差はコンデンサ２７の電圧である。図６（ｂ）に金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３間のコンデンサ２７の電圧を示す。上記コンデンサ２７の容量は１ｎＦ前後であり、交流電流は極めて小さく図６(ｂ)は測定電圧で、４．５Ｖ程度である。検知手段のネオンランプ４７３はこの電圧を検知する。
【００６８】
一方、便座部４００がアースされている時の図７（ａ）において、交流電源２８の一端からダイオード３０、コンデンサ２７を介して交流電流３が流れる。同時に、交流電源２８の一端からダイオード３０、コンデンサ２５を介して交流電流４が流れる。このとき、金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３の電位差はコンデンサ２７の電圧である。このときコンデンサ２７の一端である上部便座ケーシング４１０のアルミニウム４１３はアース３４と同じ電位である。一方、コンデンサ２７の他端である金属箔４５１にはダイオード３０を介して交流電圧が直接かかるのでＡＣ１００Ｖのピーク値１４０Ｖまで印加される。図７（ｂ）に金属箔４５１と便座部の上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３の電位の測定電圧で、１２０〜１４０Ｖ程度である。検知手段であるネオンランプ４７３はこの電圧を検知する。
【００６９】
このように、金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３の電位差は、便座部４００がアースされているときは約１４０Ｖで、アースされていないときは約５Ｖとなる。
【００７０】
本実施の形態では、検知手段としてネオンランプ４７３を採用しているが、一般的にネオンランプの判別レベルの電圧は６５Ｖで、電流が０．３ｍＡ程度ある。すなわち、電圧が６５Ｖより高くなるとネオンランプ４７３は点灯し、電圧が６５Ｖより低くなるとネオンランプ４７３は消灯する。ネオンランプ４７３を検知手段として採用した本実施の形態の場合、便座装置１１０がアースされている時はネオンランプ４７３が点灯し、便座装置１１０がアースされていない時はネオンランプ４７３が消灯する。このように検知手段としてネオンランプ４７３を採用することにより、アースの有無の検知と報知を同時に行うことができる。また、ネオンランプ４７３に流れる電流も少ないので無駄に電気エネルギーを消費することがない。
【００７１】
なお、本実施の形態においては、検知手段としてはネオンランプを使用したが、これに限るものではなく、電位差を検知する電圧計等のメータ類や、回路や素子等を使用してもよい。
【００７２】
（実施の形態２）
図８は第２の実施の形態におけるアース有無検知部の回路を示すものである。
【００７３】
図６、図７に示す実施の形態１においては、便座装置の電源のプラグの向きにより、ダイオード３０のアノードが交流電源のアース側に接続された場合、コンデンサ２７に電圧が印加されず、検知手段であるネオンランプ４７３は識別することができない。
【００７４】
本実施の形態は上記課題を解決するもので、図８に示すように第２のダイオード３５を追加し、ダイオード３５のカソードをダイオード３０のカソードに、第２のダイオード３５のアソードをリード線４７０ｂに接続する。
【００７５】
上記構成とすることにより、ダイオード３０のアノードが交流電源のアース側に接続された場合、ダイオード３５のアノードを介してコンデンサ２７に電圧が印加され、前述のように検知手段であるネオンランプ４７３は識別することが可能となり、電源のプラグをどちらの向きに挿しても検知手段を作用させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明にかかる便座装置は、アース接続有無を検知、報知することが可能になるので、金属部を人体に直接接触させて使用する暖房器具等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるトイレ装置の外観を示す斜視図
【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】本発明の実施の形態１における便座の分解状態を示す斜視図
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態１における便座ヒータの平面図（ｂ）は（ａ）のＣ７２部の詳細を示す平面図
【図５】本発明の実施の形態１における便座ヒータの断面図
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態１におけるアース接続手段を接続しない時の回路図（ｂ）は同金属箔とアルミニウム板間の電圧の変化を示すグラフ
【図７】（ａ）は本発明の実施の形態１におけるアース接続手段を接続した時の回路図（ｂ）は同金属箔とアルミニウム板間の電圧の変化を示すグラフ
【図８】本発明の実施の形態２におけるアース接続手段を接続しない時の回路図
【符号の説明】
【００７８】
２８ 交流電源
２９ 第1のコンデンサ
３０ ダイオード
３１ 第２のコンデンサ
３２ 第３のコンデンサ
３５ 第２のダイオード（ダイオード）
１１０ 便座装置
４００ 便座部（便座）
４１３ アルミニウム板（金属材料）
４１４ 塗装膜（絶縁体）
４５０ 便座ヒータ
４５１ 金属箔
４５３ 金属箔
４６０ 線状ヒータ
４６２ 絶縁被覆層（電気絶縁層）
４６３ｂ エナメル層（電気絶縁層）
４７１ リード線
４７３ ネオンランプ（検知手段）
４７４ アース線（アース接続手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は便座装置における人体への感電防止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の便座装置における人体の感電防止の方法としては、商用電源から絶縁トランスを介して電気談合便座に導通する電源回路を構成することにより、使用者の身体が接触する便座等の電源を非大地アース電源とすることにより、便座に座っている人体への感電を防止している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６３―１２５７３８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、前記従来の構成では、高額また重量の重たい絶縁トランスが必要となり、製品のコストアップとともに、大型化および大重量化という課題を有していた。
【０００４】
本願発明は、前記従来の課題を解決するもので、便座にアース端子を設けて、アース接地により感電を防止するとともに、便座装置の設置時に必ずアース接続が行われるように、アース接続の有無を検知して報知することにより安全性の確保を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決するために、本発明の便座装置は、一部を金属材料で形成した便座と、便座の裏面に絶縁体を介して設置した便座ヒータと、金属材料をアース接続するアース接続手段とを備え、便座ヒータは金属箔に電気絶縁層を有する線状ヒータを配設した構成とし、便座ヒータの金属箔と便座の金属材料との電位差を検知して、アース接続手段の接続の有無を検知する構成となっている。
【０００６】
本構成によって、便座の金属材料がアース接続されているときは、金属箔と便座の金属材料間の電圧は、ほぼ交流電源の電圧である１００Ｖ以上になり、アース接続がなされていないときは、金属箔と便座の金属材料間で形成される静電容量であるコンデンサを介して交流電源に電流が流れ、この電流によりコンデンサに電圧が発生し、金属箔と便座部の金属材料間の電圧は数Ｖになるので、大きく変わる金属箔と便座の金属材料間の電圧を検知手段で検知することにより、便座部の金属材料のアース接続の有無を検知して報知することが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の便座装置によれば、アース接続が行われていない場合、報知することにより、アース接続作業の実施を警告することができるので、使用者の感電事故を防止し、安全性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、着座部の少なくとも一部を金属材料で形成した便座と、前記便座の少なくとも着座部の裏面に絶縁体を介して設置した便座ヒータと、前記便座の金属材料をアース接続するアース接続手段とを備え、前記便座ヒータは金属箔に電気絶縁層を有する線状ヒータを間隔を設けて配設した構成とし、前記絶縁体を介して設置した前記便座ヒータの金属箔と前記着座部の金属材料との電位差を検知する検知手段を設け、前記検知手段で前記アース接続手段の接続の有無を検知することとした。
【０００９】
これにより、絶縁体を介して設置した便座ヒータの金属箔と便座の金属材料間で形成される静電容量であるコンデンサの両極の電位差が、アース接続の有無により大きく変化することを検知手段で検知して報知することが可能となり、便座装置の感電事故を防止することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に第１の発明において、便座ヒータの金属箔に電気的に接続したリード線をダイオードを介して交流電源の一端に接続し、交流電源の一端に第１のコンデンサの一端を、交流電源の他端に第２のコンデンサの一端を接続し、第１のコンデンサの他端と第２のコンデンサの他端と第３のコンデンサの一端を接続し、第３のコンデンサの他端は便座部の金属材料に接続し、金属箔と便座部の金属材料間に検知手段を設けた。
【００１１】
この構成により、便座の金属材料がアース接続されているときは、金属箔と便座の金属材料間の電圧は、ほぼ交流電源の電圧である１００Ｖ以上になり、アース接続がなされていないときは、金属箔と便座の金属材料間で形成される静電容量であるコンデンサを介して交流電源に電流が流れ、この電流によりコンデンサに電圧が発生し、金属箔と便座部の金属材料間の電圧は数Ｖになるので、大きく変わる金属箔と便座の金属材料間の電圧を検知手段で検知することにより、便座部の金属材料のアース接続の有無を検知して報知することが可能となり、便座装置の感電事故を防止することができる。
【００１２】
第３の発明は、特に第２の発明において、交流電源の一端に加え、交流電源の他端からもダイオードを追加して金属箔に電気的に接続したリード線に接続する構成とした。
【００１３】
この構成により、交流電源の一端からだけでなく他端からもダイオードを追加してリード線に接続することとなり、便座装置の電源のプラグの向きを気にすることなく商用交流電源のコンセントに差し込むことができる。
【００１４】
第４の発明は、特に第１〜３のいずれか１つの発明において、検知手段にネオンランプを使用することにより、アース接地されるとネオンランプが点灯し、アース接地されていないとネオンランプが消灯することとなり、ネオンランプ１つで検知手段と報知手段を兼用することができるので、回路のシンプル化とコストの低減ができる。
【００１５】
以下本発明を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。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態に係る電気便座用便座ヒータが組み込まれた衛生洗浄装置。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。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。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、制御部９０が内蔵される。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。
【００１７】
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。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。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）。また、洗浄水供給機構は、局部洗浄ノズル部（図示せず）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局部洗浄ノズル部に供給する。それにより、局部洗浄ノズル部から使用者の局部に洗浄水が噴出され、局部が洗浄される。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
本体部２００の制御部９０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。
【００２１】
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および入室検知センサ６００を備える。
【００２２】
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、アース有無検知部４８０、便座温調ランプＲＡ１および着座センサ６１０を含む。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
本体部２００のアース有無検知部４８０は、便座部４００の便座ヒータ４５０から出ているリード線４７１に接続され、便座部４５０のから引き出されたアースリード線４７２がアース線４７３を介してアースに接続されているかの有無を検知して報知する。
【００２７】
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。
【００２８】
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（図示せず）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３０
０から受信した便座設定温度を記憶部に記憶する。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
図４（ａ）および図５に示すように、本実施の形態の便座ヒータ４５０は、着座した使用者の身体が接触する着座部の形状に合わせて前部の一部が切り取られた馬蹄状に形成される。なお、便座ヒータ４５０は、 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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。また、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。
【００３７】
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。リード線４７０は防水性を有する絶縁被覆を備えており、ヒータ始端部４６０ａおよびヒータ終端部４６０ｂとの接続部は金属箔４５１、４５３で挟持された状態であり外部からの浸水を防ぐ防水構造となっている。
【００３８】
また、便座部４５０のから引き出されたアースリード線４７２がアース接続手段であるアース線４７３を介してアース３４に接続されているかの有無を検知するために、金属箔４５１、４５３にリード線４７１が電気的に接続されている。
【００３９】
図５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。図５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、絶縁体として塗装膜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。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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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を金属箔４５１,４５３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、金属箔４５１と金属箔４５３とを貼り合わせる際に、金属箔４５１と金属箔４５３との間の空気層を小さくすることができるとともに、金属箔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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。第１の安全回路は、便座ヒータ４５０ の金属箔４５１と電気的に接触されたリード線４７１および上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３と電気的に接触されたアースリード線４７２間に接続されており、第２の安全回路は、便座ヒータ４５０の両方のリード線４７０ａ、４７０ｂと便座ヒータ断線検出回路との間に接続されている。
【００５８】
これらの安全回路は便座装置１１０の設置工事が正常に行われていない場合や、便座ヒータ４５０に異常が発生したときに使用者の安全を確保するために用いるものである。
【００５９】
アース有無検知回路は、便座装置にアース接続がなされていない時に、塗装膜４１４を介して設置されている便座ヒータ４５０の金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３間の電位差の変化をリード線４７０ａ、４７０ｂ、４７１、アースリ
ード線４７２を介して検出し、報知するものである。
【００６０】
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り、便座ヒータの断線を検出したときは、ヒータ駆動部４０２は便座ヒータ４５０への通電を停止する。
【００６１】
特に、上記安全回路の詳細について以下に記述する。図４(ａ)に示すように、便座ヒータ４５０の金属箔４５１、４５３にリード線４７１を電気的に接続し外部に取り出し、ヒータ線４６０の始端はリード線４７０ａ、終端はリード線４７０ｂで外部に取り出している。
【００６２】
図６（ａ）は、便座部４００がアースされていない時のアース有無検知部の回路図である。破線２０で囲んだ部分は、便座部４００の電気的な等価回路である。
【００６３】
図に示すように、線状ヒータ４６０の始端にはリード線４７０ａが、線状ヒータ４６０の終端にはリード線４７０ｂが接続してある。電気絶縁層（エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２）を介して設置された線状ヒータ４６０と金属箔４５１間で構成される静電容量をコンデンサ２４とコンデンサ２５で、塗装膜４１４を介して設置された金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３間で構成される静電容量をコンデンサ２６とコンデンサ２７で表している。コンデンサ２４とコンデンサ２５の容量は共に０．７５ｎＦで、コンデンサ２６とコンデンサ２７の容量は共に５ｎＦとなっている。また金属箔４５１からはリード線４７１が出ている。
【００６４】
線状ヒータ４６０の始端側のリード線４７０ａは交流電源２８の一端と、容量１ｎＦの第１のコンデンサ２９の一端とダイオード３０のアノードに接続され、線状ヒータ４６０の終端側にリード線４７０ｂは交流電源２８の他端と、容量１ｎＦの第２のコンデンサ３１の一端に接続され、金属箔４５１に接続したリード線４７１はダイオード３０のカソードに接続され、上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３は、容量１ｎＦの第３のコンデンサ３２の他端に接続され、第３のコンデンサ３２の一端は第１のコンデンサ２９の他端と第２のコンデンサ３０の他端に接続されている。リード線４７１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３間には電位差を検知する検知手段としてネオンランプ４７３が接続されている。３４はアースである。
【００６５】
図７（ａ）は、本実施の形態における便座部４００がアースされている時の電気的な等価回路図である。便座部４００の上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３に接続されたアースリード線４７２がアース接続手段であるアース線４７４を介してアース３４に接続されている。その他の部分は図６（ａ）と同構成であるので説明は省略する。
【００６６】
以上のように構成されたアース有無検知回路の作用について、以下その動作、作用を説明する。
【００６７】
便座部４００がアースされていない時の図６（ａ）において、交流電源２８の一端からダイオード３０、コンデンサ２７、コンデンサ３２、コンデンサ３１を介して交流電流が流れる。同時に、交流電源２８の一端からダイオード３０、コンデンサ２５を介して交流電流が流れる。このとき、金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３の電位差はコンデンサ２７の電圧である。図６（ｂ）に金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３間のコンデンサ２７の電圧を示す。上記コンデンサ２７の容量は１ｎＦ前後であり、交流電流は極めて小さく図６(ｂ)は測定電圧で、４．５Ｖ程度である。検知手段のネオンランプ４７３はこの電圧を検知する。
【００６８】
一方、便座部４００がアースされている時の図７（ａ）において、交流電源２８の一端からダイオード３０、コンデンサ２７を介して交流電流３が流れる。同時に、交流電源２８の一端からダイオード３０、コンデンサ２５を介して交流電流４が流れる。このとき、金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３の電位差はコンデンサ２７の電圧である。このときコンデンサ２７の一端である上部便座ケーシング４１０のアルミニウム４１３はアース３４と同じ電位である。一方、コンデンサ２７の他端である金属箔４５１にはダイオード３０を介して交流電圧が直接かかるのでＡＣ１００Ｖのピーク値１４０Ｖまで印加される。図７（ｂ）に金属箔４５１と便座部の上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３の電位の測定電圧で、１２０〜１４０Ｖ程度である。検知手段であるネオンランプ４７３はこの電圧を検知する。
【００６９】
このように、金属箔４５１と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１３の電位差は、便座部４００がアースされているときは約１４０Ｖで、アースされていないときは約５Ｖとなる。
【００７０】
本実施の形態では、検知手段としてネオンランプ４７３を採用しているが、一般的にネオンランプの判別レベルの電圧は６５Ｖで、電流が０．３ｍＡ程度ある。すなわち、電圧が６５Ｖより高くなるとネオンランプ４７３は点灯し、電圧が６５Ｖより低くなるとネオンランプ４７３は消灯する。ネオンランプ４７３を検知手段として採用した本実施の形態の場合、便座装置１１０がアースされている時はネオンランプ４７３が点灯し、便座装置１１０がアースされていない時はネオンランプ４７３が消灯する。このように検知手段としてネオンランプ４７３を採用することにより、アースの有無の検知と報知を同時に行うことができる。また、ネオンランプ４７３に流れる電流も少ないので無駄に電気エネルギーを消費することがない。
【００７１】
なお、本実施の形態においては、検知手段としてはネオンランプを使用したが、これに限るものではなく、電位差を検知する電圧計等のメータ類や、回路や素子等を使用してもよい。
【００７２】
（実施の形態２）
図８は第２の実施の形態におけるアース有無検知部の回路を示すものである。
【００７３】
図６、図７に示す実施の形態１においては、便座装置の電源のプラグの向きにより、ダイオード３０のアノードが交流電源のアース側に接続された場合、コンデンサ２７に電圧が印加されず、検知手段であるネオンランプ４７３は識別することができない。
【００７４】
本実施の形態は上記課題を解決するもので、図８に示すように第２のダイオード３５を追加し、ダイオード３５のカソードをダイオード３０のカソードに、第２のダイオード３５のアソードをリード線４７０ｂに接続する。
【００７５】
上記構成とすることにより、ダイオード３０のアノードが交流電源のアース側に接続された場合、ダイオード３５のアノードを介してコンデンサ２７に電圧が印加され、前述のように検知手段であるネオンランプ４７３は識別することが可能となり、電源のプラグをどちらの向きに挿しても検知手段を作用させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明にかかる便座装置は、アース接続有無を検知、報知することが可能になるので、金属部を人体に直接接触させて使用する暖房器具等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるトイレ装置の外観を示す斜視図
【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】本発明の実施の形態１における便座の分解状態を示す斜視図
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態１における便座ヒータの平面図（ｂ）は（ａ）のＣ７２部の詳細を示す平面図
【図５】本発明の実施の形態１における便座ヒータの断面図
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態１におけるアース接続手段を接続しない時の回路図（ｂ）は同金属箔とアルミニウム板間の電圧の変化を示すグラフ
【図７】（ａ）は本発明の実施の形態１におけるアース接続手段を接続した時の回路図（ｂ）は同金属箔とアルミニウム板間の電圧の変化を示すグラフ
【図８】本発明の実施の形態２におけるアース接続手段を接続しない時の回路図
【符号の説明】
【００７８】
２８ 交流電源
２９ 第1のコンデンサ
３０ ダイオード
３１ 第２のコンデンサ
３２ 第３のコンデンサ
３５ 第２のダイオード（ダイオード）
１１０ 便座装置
４００ 便座部（便座）
４１３ アルミニウム板（金属材料）
４１４ 塗装膜（絶縁体）
４５０ 便座ヒータ
４５１ 金属箔
４５３ 金属箔
４６０ 線状ヒータ
４６２ 絶縁被覆層（電気絶縁層）
４６３ｂ エナメル層（電気絶縁層）
４７１ リード線
４７３ ネオンランプ（検知手段）
４７４ アース線（アース接続手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着座部の少なくとも一部を金属材料で形成した便座と、前記便座の少なくとも着座部の裏面に絶縁体を介して設置した便座ヒータと、前記便座の金属材料をアース接続するアース接続手段とを備え、前記便座ヒータは金属箔に電気絶縁層を有する線状ヒータを間隔を設けて配設した構成とし、前記絶縁体を介して設置した前記便座ヒータの金属箔と前記着座部の金属材料との電位差を検知する検知手段を設け、前記検知手段で前記アース接続手段の接続の有無を検知する便座装置。
【請求項２】
便座ヒータの金属箔に電気的に接続したリード線をダイオードを介して交流電源の一端に接続し、交流電源の一端に第１のコンデンサの一端を、交流電源の他端に第２のコンデンサの一端を接続し、第１のコンデンサの他端と第２のコンデンサの他端と第３のコンデンサの一端を接続し、第３のコンデンサの他端は便座部の金属材料に接続し、金属箔と便座部の金属材料間に検知手段を設けてなることを特徴とする請求項１に記載の便座装置。
【請求項３】
交流電源の一端に加え、交流電源の他端からもダイオードを追加して金属箔に電気的に接続したリード線に接続してなる請求項２に記載の便座装置。
【請求項４】
検知手段にネオンランプを使用してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項１】
着座部の少なくとも一部を金属材料で形成した便座と、前記便座の少なくとも着座部の裏面に絶縁体を介して設置した便座ヒータと、前記便座の金属材料をアース接続するアース接続手段とを備え、前記便座ヒータは金属箔に電気絶縁層を有する線状ヒータを間隔を設けて配設した構成とし、前記絶縁体を介して設置した前記便座ヒータの金属箔と前記着座部の金属材料との電位差を検知する検知手段を設け、前記検知手段で前記アース接続手段の接続の有無を検知する便座装置。
【請求項２】
便座ヒータの金属箔に電気的に接続したリード線をダイオードを介して交流電源の一端に接続し、交流電源の一端に第１のコンデンサの一端を、交流電源の他端に第２のコンデンサの一端を接続し、第１のコンデンサの他端と第２のコンデンサの他端と第３のコンデンサの一端を接続し、第３のコンデンサの他端は便座部の金属材料に接続し、金属箔と便座部の金属材料間に検知手段を設けてなることを特徴とする請求項１に記載の便座装置。
【請求項３】
交流電源の一端に加え、交流電源の他端からもダイオードを追加して金属箔に電気的に接続したリード線に接続してなる請求項２に記載の便座装置。
【請求項４】
検知手段にネオンランプを使用してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の便座装置。
【図８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２６６（Ｐ２００９−２６６Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６３４８８（Ｐ２００７−１６３４８８）
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【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１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【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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