便座装置
【課題】蓄電装置の大型化やコストアップを招くことなく、わずかな時間に大きな電力を消費する負荷に大電力を適切に供給することができる便座装置を提供する。
【解決手段】電力を蓄える蓄電装置４２と、商用電源７と蓄電装置４２の双方から得た電力を温水ヒータ２１に供給する電源供給部４４と、電源供給部４４から温水ヒータ２１への電力供給を制御する制御回路２２とを備える。わずかな時間に大きな電力を消費する温水ヒータ２１に対して、商用電源７と蓄電装置４２の双方から得られる電力が供給され、この電力供給は制御回路２２により制御される。
【解決手段】電力を蓄える蓄電装置４２と、商用電源７と蓄電装置４２の双方から得た電力を温水ヒータ２１に供給する電源供給部４４と、電源供給部４４から温水ヒータ２１への電力供給を制御する制御回路２２とを備える。わずかな時間に大きな電力を消費する温水ヒータ２１に対して、商用電源７と蓄電装置４２の双方から得られる電力が供給され、この電力供給は制御回路２２により制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、わずかな時間に大きな電力を消費する負荷を備えた便座装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、使用者の洗浄対象部位に温水を噴出する温水洗浄型の便座装置においては、電力を消費する負荷として、温水を生成するためのヒータが備えられている。この種の便座装置としては、ヒータで水を加熱することにより温水を予め生成して貯めておく貯留式の便座装置と、使用時のみにヒータで水を瞬時的に加熱して温水を生成する瞬間式の便座装置とがある。
【０００３】
貯留式の便座装置では、小さな電力（約３５０Ｗ）を消費するヒータで水を加熱するため、瞬時における消費電力が小さいが、温水の温度を一定に維持すべくヒータのオン／オフが常時繰り返されるため、消費電力の総量が多くなってしまう。
これに対して、瞬間式の便座装置では、瞬時に温水を生成すべく、わずかな時間に大きな電力（約１２００Ｗ）を消費するヒータで水を加熱する構成であるので、当該大電力は使用時のみに瞬時に消費され、消費電力の総量を少なくすることができる。
【０００４】
ところが、このような瞬間式の便座装置を例えばビルなどにおいて多数設置する場合、各便座装置の消費電力が大きいことから、配電系統（配線やブレーカなど）の総容量を大きくする必要があり設置コストがかかる。また、瞬間式の便座装置を一般家庭に設置する場合、家庭用の配電系統の容量には定格（１５Ａ，１００Ｖ）があることから、他の家電製品と併用した場合にブレーカが切れるおそれがある。
このような事情により、瞬間式の便座装置は、貯留式の便座装置に比べ消費電力の総量を少なくできランニングコストを抑えることができるにもかかわらず、配電系統に係る施工上の制約から、実用に導入するには課題が残るものであった。
【０００５】
ところで、使用時のみに温水を生成する給湯システムとして、二次電池やキャパシタからなる蓄電装置を備え、温水を生成するためのヒータ（セラミックヒータ）に当該蓄電装置から電力を供給する方法が考えられている（例えば特許文献１参照）。このような給湯システムを上記のような瞬間式の便座装置に適用すれば、蓄電装置に電力を蓄えておき、当該蓄電装置に蓄えられた電力を必要な時（温水使用時）にヒータに供給することで温水を生成することができる。従って、配電系統の総容量を大きくする必要がなく、また、配電系統の容量の制約を受けにくい。
【特許文献１】特開２００４−５３０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、瞬間式（瞬時式）の便座装置においては、上記したように大電力を必要とするヒータが用いられることから、蓄電装置から当該ヒータに十分な電力を供給可能とするためには、当該蓄電装置の蓄電容量を大きくしなければならない。そのため、蓄電装置の大型化やコストアップを招いてしまい、当該蓄電装置を便座装置に搭載することが困難となる。
【０００７】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電装置の大型化やコストアップを招くことなく、わずかな時間に大きな電力を消費する負荷に大電力を適切に供給することができる便座装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の便座装置は、わずかな時間に大きな電力を消費する負荷を備えた便座装置において、電力を蓄える蓄電装置と、商用電源と前記蓄電装置の双方から得た電力を前記負荷に供給する電源供給部と、前記電源供給部から前記負荷への電力供給を制御する制御手段とを備えたことに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の便座装置によれば、わずかな時間に大きな電力を消費する負荷に対して、電源供給部は商用電源と蓄電装置の双方から得られる電力を供給し、この電源供給部から負荷への電力供給は制御手段により制御される。これにより、電力供給対象となる負荷に、蓄電装置から得られる電力に商用電源から得られる電力を加えた大電力を、わずかな時間に適切に供給することができる。
【００１０】
また、電力の供給源として商用電源と蓄電装置を併用する形態となるので、蓄電装置の蓄電容量を大きくしなくとも負荷に大電力を供給することができ、当該蓄電装置の大型化やコストアップを抑えることができる。
また、配電系統の総容量を大きくする必要がなく、また、配電系統の容量の制約を受けにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。図２は、便座装置１の外観を示す斜視図である。便座装置１の本体部２は、便器３の上面に着脱可能に固定されるようになっている。この本体部２にはコントロールパネル４が付設されており、このコントロールパネル４には、お尻洗浄スイッチ、ビデスイッチ、停止スイッチ、水温スイッチ、噴出圧スイッチ、便座温スイッチなど各種の操作スイッチ５（図３参照）が操作可能に設けられている。便座装置１には、電源コード６を介して商用電源７（ＡＣ１００Ｖ，５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ、図１参照）から電力が供給されるようになっている。
【００１２】
本体部２には、合成樹脂材料からなる便座８および蓋９がヒンジ部１０により取り付けられている。これら便座８および蓋９は左右方向に水平な軸１０ａを中心に回動可能となっている。便座８は便器３の上面にほぼ水平に接触する使用状態（図２に示す状態）と便器３の上面から上方に傾斜状に離間する非使用状態との間で回動可能となっており、蓋９は便座８から離間する開放状態（図２に示す状態）と便座８に接触する閉鎖状態との間で回動可能となっている。便座８は、使用者が使用状態に倒して臀部を載せるものであり、この便座８の内部には便座ヒータ１１（図３参照）のヒータ線（図示せず）が埋設されている。この便座ヒータ１１は使用者が便座８に臀部を載せたときに冷感を感じないように便座８を内部から加熱し温めるものである。
【００１３】
本体部２には、電磁弁１２（図３参照）およびホース１３を介して分岐栓１４が接続されている。この分岐栓１４は水道管（図示せず）に接続されており、分岐栓１４からホース１３と電磁弁１２を順に通して後述の洗浄ノズル１８に水道水（使用者の洗浄対象部位（肛門や局部など）や便器３を洗浄するための洗浄水）が注入されるようになっている。なお、分岐栓１４は、便器３内の排泄物を排出するための洗浄水を貯留するロータンク（図示せず）にホース１５を介して接続されている。
【００１４】
本体部２のほぼ中央部には、前後方向へ直線的に延びる筒状の洗浄ノズル１８が設けられている。洗浄ノズル１８の内部には、本体部２内の洗浄水を流通可能な直線状の流通路（図示せず）が形成され、洗浄ノズル１８の前端部には、使用者の洗浄対象部位に洗浄水を噴出する噴出口（図示せず）が形成されている。洗浄ノズル１８は、ノズルモータ１９（図３参照）の回転量に応じて、図２に示す前進位置（便器３内に向けて突出し使用者の洗浄対象部位に洗浄水を噴出可能な位置）と後退位置（便座８の下方に収容された位置）との間で前後方向に移動するようになっている。
【００１５】
洗浄ノズル１８は、流量調整バルブ（図示せず）を介して本体部２に接続されている。流量調整バルブの開度は、流量調整バルブモータ２０（図３参照）の回転量に応じて調整されるようになっており、調整後の流量調整バルブの開度に応じた噴出圧で洗浄ノズル１８から洗浄水が噴出されるようになっている。この洗浄ノズル１８には、温水ヒータ２１（図３参照）のヒータ線（図示せず）が巻き付けてある。この温水ヒータ２１は、わずかな時間（例えば使用者の洗浄対象部位の洗浄時）に大きな電力（例えば１２００Ｗ）を消費して洗浄ノズル１８内を流通する洗浄水を加熱し温水化するものであり、負荷に相当するものである。
【００１６】
次に、上記した便座装置１の電気的構成について図３を参照して説明する。
制御回路２２（制御手段に相当）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータを主体として構成されたものであり、この制御回路２２には、操作スイッチ５、電源ゼロクロス検出回路２３、便座用サーミスタ２４、温水用サーミスタ２５、着座スイッチ２６が接続されている。また、制御回路２２には、便座ヒータ１１、電磁弁１２、ノズルモータ１９、流量調整バルブモータ２０、温水ヒータ２１、ＬＥＤ２７、ブザー２８、脱臭ファン２９、乾燥ファン３０がそれぞれ駆動回路３１〜３９を介して接続されている。
【００１７】
電源ゼロクロス検出回路２３は、商用電源７から供給される電圧が０Ｖとなるゼロクロス点を検出してゼロクロス信号を出力する。便座用サーミスタ２４は、便座ヒータ１１により温められた便座８の温度を検出して温度信号を出力するものであり、温水用サーミスタ２５は、温水ヒータ２１により温められた温水の温度を検出して温度信号を出力するものである。
【００１８】
着座スイッチ２６は、ヒンジ部１０付近に備えられたメカニカルスイッチであり、便座８に着座した使用者の重みによりヒンジ部１０が若干移動することでオン状態となり着座信号を出力する。なお、この着座スイッチ２６の代用として、例えば赤外線センサからなる人感センサを用いてもよい。
【００１９】
ＬＥＤ２７は、便座装置１の動作状態に応じて点灯あるいは点滅するものであり、ブザー２８は、便座装置１の動作状態に応じて警告音などを発するものである。脱臭ファン２９は、便座装置１の使用中あるいは使用後の臭気を除去するためのものであり、乾燥ファン３０は、洗浄後の使用者の洗浄対象部位に温風を供給して乾燥するためのものである。
【００２０】
制御回路２２は、操作スイッチ５、電源ゼロクロス検出回路２３、便座用サーミスタ２４、温水用サーミスタ２５、着座スイッチ２６から入力される各種信号に基づいて、便座ヒータ１１、電磁弁１２、ノズルモータ１９、流量調整バルブモータ２０、温水ヒータ２１、ＬＥＤ２７、ブザー２８、脱臭ファン２９、乾燥ファン３０の駆動をそれぞれ駆動回路３１〜３９を介して制御するようになっている。
【００２１】
具体的な制御内容としては、例えば、制御回路２２は着座スイッチ２６からの着座信号の有無に基づいて、使用者が便座８に臀部を載せたか否かを判断する。また、制御回路２２はコントロールパネル４の噴出圧スイッチの操作内容に応じて流量調整バルブモータ２０を回転させ、洗浄ノズル１８から噴出する洗浄水の勢いを制御する。また、制御回路２２はコントロールパネル４の水温スイッチの操作内容に応じて目標水温を設定し、温水用サーミスタ２５からの温度信号が目標水温に収束するように温水ヒータ２１の駆動を制御する。
【００２２】
次に、上記した温水ヒータ２１の駆動回路３５およびその周辺の電気的構成について図１を参照して説明する。駆動回路３５は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０（ＡＣ／ＤＣ変換手段に相当）、充電装置４１、放電装置４３、電源供給部４４、ヒータスイッチ４５とから構成されている。
【００２３】
ＡＣ／ＤＣ変換部４０は、商用電源７、充電装置４１、電源供給部４４に接続されており、ダイオードブリッジと平滑コンデンサ（何れも図示せず）を用いて、商用電源７から得た交流電力を直流電力に変換して充電装置４１および電源供給部４４に供給する。この場合、ＡＣ／ＤＣ変換部４０は、ＡＣ１００Ｖの交流電力をＤＣ１４０Ｖの直流電力に変換する。
【００２４】
充電装置４１は、便座装置１に備えられた蓄電装置４２に接続されており、ＡＣ／ＤＣ変換部４０から得た直流電力を基に蓄電装置４２に充電する。充電装置４１は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０から得た直流電力の電圧を昇圧あるいは降圧させる回路を備えており、便座装置１の制御回路２２から出力される充電制御信号（詳しくは後述する）に基づいて、蓄電装置４２への充電電圧を変更可能となっている。この場合、充電装置４１は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０から得たＤＣ１４０Ｖの直流電力をＤＣ２８０Ｖ（蓄電装置４２に適した充電電圧）の直流電力に昇圧して蓄電装置４２に充電する。なお、蓄電装置４２に適した電圧は、当該蓄電装置４２の最大充電電流などに応じて定まるものであり、例えば最大充電電流が１．５Ａであれば、充電電流が１．５Ａを超えないように充電電圧をＤＣ２８０Ｖよりも低い電圧に変更する。これにより、蓄電装置４２に最大充電電流を上回る電流が流れてしまうことを防止する電流制限が可能となる。
【００２５】
蓄電装置４２は、例えばキャパシタからなるものであり、商用電源７からＡＣ／ＤＣ変換部４０および充電装置４１を介して得た直流電力を蓄える。
放電装置４３は、便座装置１の制御回路２２から出力される放電制御信号（詳しくは後述する）に基づいて、蓄電装置４２の放電を入り／切りするスイッチである。制御回路２２は、この放電装置４３の駆動を制御することにより、蓄電装置４２に蓄えられている電力を適切な放電タイミングで放電し温水ヒータ２１に直流電力を供給する。また、制御回路２２は、この温水ヒータ２１への電力供給に際して、供給電力、供給電圧あるいは供給電流をそれぞれ一定にする信号を放電制御信号として出力可能となっている。
【００２６】
電源供給部４４は、整流素子たる２つのダイオード４６，４７から構成されており、ダイオード４６のアノードはＡＣ／ＤＣ変換部４０に接続され、ダイオード４７のアノードは放電装置４３に接続されている。また、これらダイオード４６，４７のカソードは何れもヒータスイッチ４５に接続されている。
【００２７】
ヒータスイッチ４５は、スイッチ部品（例えばリレーやゲートターンオフ型のトライアックなど）から構成されており、温水ヒータ２１に接続されている。ヒータスイッチ４５は、便座装置１の制御回路２２から出力されるヒータ制御信号（詳しくは後述する）に基づいて、電源供給部４４から温水ヒータ２１への電力供給を入り／切りするものであり、制御回路２２は、このヒータスイッチ４５の駆動を制御することにより、当該温水ヒータ２１により生成される温水の温度が設定された目標水温になるように調整する。
【００２８】
なお、商用電源７は、上記したＡＣ／ＤＣ変換部４０とは別に備えられたＡＣ／ＤＣ変換部４８にも接続されており、このＡＣ／ＤＣ変換部４８により変換された直流電力がＤＣ／ＤＣ変換部４９によりＤＣ５Ｖ（必要に応じてＤＣ１５Ｖ）の直流電力に変換され、便座装置１に供給されるようになっている。この場合、図３に示した各負荷のうち、制御回路２２、操作スイッチ５、電源ゼロクロス検出回路２３、便座用サーミスタ２４、温水用サーミスタ２５、着座スイッチ２６、ＬＥＤ２７、ブザー２８は、商用電源７からＡＣ／ＤＣ変換部４８およびＤＣ／ＤＣ変換部４９を介して供給されるＤＣ５Ｖ（必要に応じてＤＣ１５Ｖ）の直流電力により動作する。
【００２９】
一方、便座ヒータ１１、電磁弁１２、ノズルモータ１９、流量調整バルブモータ２０、脱臭ファン２９、乾燥ファン３０は、商用電源７から供給されるＡＣ１００Ｖの交流電力により動作する。制御回路２２は、電源ゼロクロス検出回路２３からのゼロクロス信号に基づいて、これら交流電力により駆動される負荷の駆動回路をゼロクロス点付近でオン駆動する。これにより、負荷を動作させた瞬間に当該負荷に供給される電流が小さくなり、故障の発生が抑えられる。
【００３０】
次に、本実施形態の作用について図４を参照しながら説明する。図４は、温水ヒータ２１の使用時（蓄電装置４２の放電時）および不使用時（蓄電装置４２の充電時）における温水ヒータ２１の消費電力（実線Ａ参照）、商用電源７から供給される電力（実線Ｂ参照）、蓄電装置４２の電圧（実線Ｃ参照）、ＡＣ／ＤＣ変換部４０の出力電圧（一点鎖線Ｄ参照）、蓄電装置４２の電流（破線Ｅ参照）の変化を示すものである。
【００３１】
制御回路２２は、洗浄ノズル１８から温水を噴出する温水ヒータ２１使用時には、放電装置４３を動作させる信号を放電制御信号として出力するとともに、ヒータスイッチ４５を動作させる信号をヒータ制御信号として出力する。また、充電装置４１を停止させる信号を充電制御信号として出力する。これにより、蓄電装置４２に蓄えられているＤＣ２８０Ｖの直流電力が電源供給部４４のダイオード４７を介して温水ヒータ２１に供給され、この蓄電装置４２が放電している間は充電装置４１による当該蓄電装置４２への充電が停止する。
【００３２】
このとき、電源供給部４４のダイオード４６に接続されているＡＣ／ＤＣ変換部４０の出力電圧がＤＣ１４０Ｖであることから、蓄電装置４２から放電が開始された初期の段階では、温水ヒータ２１には、商用電源７からの電流（商用電源７からＡＣ／ＤＣ変換部４０およびダイオード４６を介して供給される電流）は流れず、蓄電装置４２からの大きな電流（蓄電装置４２から放電装置４３およびダイオード４７を介して放電される電流）が流れる。つまり、蓄電装置４２に蓄えられているＤＣ２８０Ｖの直流電力が、電源供給部４４から温水ヒータ２１に供給される（放電開始時における実線Ａの点ａ参照）。
【００３３】
蓄電装置４２から直流電力が放電されるにつれて、当該蓄電装置４２の電圧（出力電圧）は徐々に低下する（期間ｂにおける実線Ｃの変化参照）。このとき、蓄電装置４２の電流（出力電流）も、当該蓄電装置４２の出力電圧が低下することに伴って徐々に低下する（期間ｂにおける破線Ｅの変化参照）。従って、温水ヒータ２１に供給される直流電力も蓄電装置４２の出力電圧および出力電流が低下することに伴って徐々に低下していく（期間ｂにおける実線Ａの変化参照）。
【００３４】
そして、蓄電装置４２の出力電圧がＡＣ／ＤＣ変換部４０の出力電圧（ＤＣ１４０Ｖ）付近まで低下すると、温水ヒータ２１には、当該ＡＣ／ＤＣ変換部４０からも直流電力が供給されるようになる。このとき、蓄電装置４２の出力電圧とＡＣ／ＤＣ変換部４０の出力電圧がＤＣ１４０Ｖ付近でほぼ均衡した状態のまま、当該蓄電装置４２およびＡＣ／ＤＣ変換部４０の双方からそれぞれ温水ヒータ２１に電流が流れることとなる（期間ｃにおける破線Ｅおよび実線Ｂの変化参照）。なお、制御回路２２は、温水用サーミスタ２５からの温度信号に基づいて温水ヒータ２１により生成される温水の温度が設定値より高くなったことを検出すると、ヒータスイッチ４５を遮断する信号をヒータ制御信号として出力し、洗浄ノズル１８から噴出される温水の温度制御をおこなう。
【００３５】
一方、温水ヒータ２１を使用しない時には、制御回路２２は、放電装置４３の動作を停止させる信号を放電制御信号として出力するとともに、充電装置４１を動作させる信号を充電制御信号として出力する。これにより、商用電源７からの電流がＡＣ／ＤＣ変換部４０を介して蓄電装置４２に流れ、当該蓄電装置４２の電圧（充電電圧）は徐々に上昇していく（期間ｄにおける実線Ｃの変化参照、この場合、蓄電装置４２の特性により充電電圧が上昇しにくくなる点ｅを有する）。つまり、蓄電装置４２にＤＣ２８０Ｖの直流電力が充電され、次回の温水ヒータ２１使用時に当該温水ヒータ２１に大電力を供給するための準備が行われる。
【００３６】
以上に説明したように本実施形態によれば、わずかな時間に大きな電力を消費する温水ヒータ２１に対して、電源供給部４４は商用電源７と蓄電装置４２の双方から得られる電力を供給し、この電源供給部４４から温水ヒータ２１への電力供給は制御回路２２により制御される。これにより、電力供給対象となる温水ヒータ２１に、蓄電装置４２から得られる電力に商用電源７から得られる電力を加えた大電力を、わずかな時間に適切に供給することができる。
【００３７】
また、電力の供給源として商用電源７と蓄電装置４２を併用する形態となるので、蓄電装置４２の蓄電容量を大きくしなくとも温水ヒータ２１に大電力を供給することができ、当該蓄電装置４２の大型化やコストアップを抑えることができる。
また、配線やブレーカなど配電系統の総容量を大きくする必要がなく、また、配電系統の容量の制約を受けにくい。
また、温水ヒータ２１を使用しない時には、商用電源７からの小さな電力を基に蓄電装置４２に充電されるので、瞬時的に大きな電力が消費されることがない。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図５および図６を参照して説明する。この第２の実施形態は、上記した第１の実施形態とは次の点が異なっている。
すなわち、図５に示すように、便座装置１には、わずかな時間に大きな電力を消費する温水ヒータとして、交流用ヒータ６１と直流用ヒータ６２とが備えられている。また、これら交流用ヒータ６１および直流用ヒータ６２の駆動回路６３において、商用電源７は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０とヒータスイッチ４５にそれぞれ接続されている。そして、交流用ヒータ６１はヒータスイッチ４５に接続されており、直流用ヒータ６２は放電装置４３に接続されている。この場合、商用電源７と交流用ヒータ６１とを接続する電源供給ライン６４と、放電装置４３と直流用ヒータ６２とを接続する電源供給ライン６５とから電源供給部が構成されている。
【００３９】
便座装置１の制御回路２２は、ヒータスイッチ４５に交流用ヒータ制御信号を出力して当該ヒータスイッチ４５の駆動を制御することにより、商用電源７から交流用ヒータ６１への交流電力の供給を入り／切りする。また、制御回路２２は、放電装置４３に放電制御信号を出力して当該放電装置４３の駆動を制御することにより、蓄電装置４２から直流用ヒータ６２への直流電力の供給を入り／切りする。
【００４０】
次に、本実施形態の作用について図６を参照しながら説明する。図６は、温水ヒータ（交流用ヒータ６１および直流用ヒータ６２）の使用時（蓄電装置４２の放電時）および不使用時（蓄電装置４２の充電時）における温水ヒータの消費電力（実線Ｆ参照）、商用電源７から供給される電力（実線Ｇ参照）、蓄電装置４２の電圧（実線Ｈ参照）、蓄電装置４２の電流（実線Ｉ参照）の変化を示すものである。
【００４１】
制御回路２２は、温水ヒータ使用時には、ヒータスイッチ４５を動作させる信号をヒータ制御信号として出力して交流用ヒータ６１に商用電源７の交流電力を供給するとともに、放電装置４３を動作させる信号を放電制御信号として出力して直流用ヒータ６２に蓄電装置４２の直流電力を供給する。また、充電装置４１を停止させる信号を充電制御信号として出力する。
【００４２】
蓄電装置４２から直流電力が放電されるにつれて、当該蓄電装置４２の出力電圧は徐々に低下する（温水ヒータ使用時における実線Ｈの変化参照）。このとき、制御回路２２は、直流用ヒータ６２に供給される直流電力を一定にすべく、蓄電装置４２の出力電圧が低下することに応じて当該蓄電装置４２の出力電流を徐々に上昇させる信号を放電制御信号として出力する（温水ヒータ使用時における実線Ｉの変化参照）。また、交流用ヒータ６１には、商用電源７から一定の交流電力が供給される（温水ヒータ使用時における実線Ｇの変化参照）。従って、温水ヒータに供給され消費される直流電力の総量も一定となる（温水ヒータ使用時における実線Ｆの変化参照）。
【００４３】
一方、交流用ヒータ６１および直流用ヒータ６２を使用しない時には、制御回路２２は、放電装置４３の動作を停止させる信号を放電制御信号として出力するとともに、充電装置４１を動作させる信号を充電制御信号として出力する。これにより、商用電源７からの電流がＡＣ／ＤＣ変換部４０を介して蓄電装置４２に流れ、蓄電装置４２に直流電力が充電される（温水ヒータ不使用時における実線Ｈの変化参照）。
【００４４】
以上に説明したように本実施形態によれば、交流用ヒータ６１に対しては、商用電源７からの交流電力を必要に応じて適宜供給することができ、直流用ヒータ６２に対しては、蓄電装置４２に蓄えられている直流電力を必要に応じて適宜供給することができる。従って、便座装置１全体として瞬時的に消費される商用電源７からの電力を低減ことができる。
また、本実施形態の構成は、温水ヒータを交流用ヒータ６１と直流用ヒータ６２とに分離して設け、これらを２本の電源供給ライン６４，６５からなる電源供給部に接続することで比較的容易に実現することができる。
【００４５】
（その他の実施形態）
本発明は、上述した各実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
蓄電装置４２として二次電池を用いた場合、その蓄電電圧は一般的に低圧（例えばＤＣ２８Ｖ程度）である。この場合は、充電装置４１においてＤＣ１４０Ｖの直流電力をＤＣ２８Ｖの直流電力に降圧し、放電装置４３においてＤＣ２８Ｖの直流電力をＤＣ２８０Ｖの直流電力に昇圧するようにしてもよい。
【００４６】
商用電源７と蓄電装置４２の双方から得た電力を供給する負荷は、温水ヒータ２１、交流用ヒータ６１、直流用ヒータ６２に限られるものではなく、わずかな時間に大きな電力を消費する負荷であれば、例えば便座ヒータ１１に供給するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すものであり、温水ヒータの駆動回路およびその周辺の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図２】便座装置の外観を示す斜視図
【図３】便座装置の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図４】温水ヒータの使用時および不使用時における作用を説明するための図
【図５】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図
【図６】図４相当図
【符号の説明】
【００４８】
図面中、１は便座装置、７は商用電源、２１は温水ヒータ（負荷、ヒータ）、２２は制御回路（制御手段）、４０はＡＣ／ＤＣ変換部（ＡＣ／ＤＣ変換手段）、４１は充電装置、４２は蓄電装置、４４は電源供給部、６１は交流用ヒータ、６２は直流用ヒータ、６４，６５は電源供給ライン（電源供給部）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、わずかな時間に大きな電力を消費する負荷を備えた便座装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、使用者の洗浄対象部位に温水を噴出する温水洗浄型の便座装置においては、電力を消費する負荷として、温水を生成するためのヒータが備えられている。この種の便座装置としては、ヒータで水を加熱することにより温水を予め生成して貯めておく貯留式の便座装置と、使用時のみにヒータで水を瞬時的に加熱して温水を生成する瞬間式の便座装置とがある。
【０００３】
貯留式の便座装置では、小さな電力（約３５０Ｗ）を消費するヒータで水を加熱するため、瞬時における消費電力が小さいが、温水の温度を一定に維持すべくヒータのオン／オフが常時繰り返されるため、消費電力の総量が多くなってしまう。
これに対して、瞬間式の便座装置では、瞬時に温水を生成すべく、わずかな時間に大きな電力（約１２００Ｗ）を消費するヒータで水を加熱する構成であるので、当該大電力は使用時のみに瞬時に消費され、消費電力の総量を少なくすることができる。
【０００４】
ところが、このような瞬間式の便座装置を例えばビルなどにおいて多数設置する場合、各便座装置の消費電力が大きいことから、配電系統（配線やブレーカなど）の総容量を大きくする必要があり設置コストがかかる。また、瞬間式の便座装置を一般家庭に設置する場合、家庭用の配電系統の容量には定格（１５Ａ，１００Ｖ）があることから、他の家電製品と併用した場合にブレーカが切れるおそれがある。
このような事情により、瞬間式の便座装置は、貯留式の便座装置に比べ消費電力の総量を少なくできランニングコストを抑えることができるにもかかわらず、配電系統に係る施工上の制約から、実用に導入するには課題が残るものであった。
【０００５】
ところで、使用時のみに温水を生成する給湯システムとして、二次電池やキャパシタからなる蓄電装置を備え、温水を生成するためのヒータ（セラミックヒータ）に当該蓄電装置から電力を供給する方法が考えられている（例えば特許文献１参照）。このような給湯システムを上記のような瞬間式の便座装置に適用すれば、蓄電装置に電力を蓄えておき、当該蓄電装置に蓄えられた電力を必要な時（温水使用時）にヒータに供給することで温水を生成することができる。従って、配電系統の総容量を大きくする必要がなく、また、配電系統の容量の制約を受けにくい。
【特許文献１】特開２００４−５３０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、瞬間式（瞬時式）の便座装置においては、上記したように大電力を必要とするヒータが用いられることから、蓄電装置から当該ヒータに十分な電力を供給可能とするためには、当該蓄電装置の蓄電容量を大きくしなければならない。そのため、蓄電装置の大型化やコストアップを招いてしまい、当該蓄電装置を便座装置に搭載することが困難となる。
【０００７】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電装置の大型化やコストアップを招くことなく、わずかな時間に大きな電力を消費する負荷に大電力を適切に供給することができる便座装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の便座装置は、わずかな時間に大きな電力を消費する負荷を備えた便座装置において、電力を蓄える蓄電装置と、商用電源と前記蓄電装置の双方から得た電力を前記負荷に供給する電源供給部と、前記電源供給部から前記負荷への電力供給を制御する制御手段とを備えたことに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の便座装置によれば、わずかな時間に大きな電力を消費する負荷に対して、電源供給部は商用電源と蓄電装置の双方から得られる電力を供給し、この電源供給部から負荷への電力供給は制御手段により制御される。これにより、電力供給対象となる負荷に、蓄電装置から得られる電力に商用電源から得られる電力を加えた大電力を、わずかな時間に適切に供給することができる。
【００１０】
また、電力の供給源として商用電源と蓄電装置を併用する形態となるので、蓄電装置の蓄電容量を大きくしなくとも負荷に大電力を供給することができ、当該蓄電装置の大型化やコストアップを抑えることができる。
また、配電系統の総容量を大きくする必要がなく、また、配電系統の容量の制約を受けにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。図２は、便座装置１の外観を示す斜視図である。便座装置１の本体部２は、便器３の上面に着脱可能に固定されるようになっている。この本体部２にはコントロールパネル４が付設されており、このコントロールパネル４には、お尻洗浄スイッチ、ビデスイッチ、停止スイッチ、水温スイッチ、噴出圧スイッチ、便座温スイッチなど各種の操作スイッチ５（図３参照）が操作可能に設けられている。便座装置１には、電源コード６を介して商用電源７（ＡＣ１００Ｖ，５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ、図１参照）から電力が供給されるようになっている。
【００１２】
本体部２には、合成樹脂材料からなる便座８および蓋９がヒンジ部１０により取り付けられている。これら便座８および蓋９は左右方向に水平な軸１０ａを中心に回動可能となっている。便座８は便器３の上面にほぼ水平に接触する使用状態（図２に示す状態）と便器３の上面から上方に傾斜状に離間する非使用状態との間で回動可能となっており、蓋９は便座８から離間する開放状態（図２に示す状態）と便座８に接触する閉鎖状態との間で回動可能となっている。便座８は、使用者が使用状態に倒して臀部を載せるものであり、この便座８の内部には便座ヒータ１１（図３参照）のヒータ線（図示せず）が埋設されている。この便座ヒータ１１は使用者が便座８に臀部を載せたときに冷感を感じないように便座８を内部から加熱し温めるものである。
【００１３】
本体部２には、電磁弁１２（図３参照）およびホース１３を介して分岐栓１４が接続されている。この分岐栓１４は水道管（図示せず）に接続されており、分岐栓１４からホース１３と電磁弁１２を順に通して後述の洗浄ノズル１８に水道水（使用者の洗浄対象部位（肛門や局部など）や便器３を洗浄するための洗浄水）が注入されるようになっている。なお、分岐栓１４は、便器３内の排泄物を排出するための洗浄水を貯留するロータンク（図示せず）にホース１５を介して接続されている。
【００１４】
本体部２のほぼ中央部には、前後方向へ直線的に延びる筒状の洗浄ノズル１８が設けられている。洗浄ノズル１８の内部には、本体部２内の洗浄水を流通可能な直線状の流通路（図示せず）が形成され、洗浄ノズル１８の前端部には、使用者の洗浄対象部位に洗浄水を噴出する噴出口（図示せず）が形成されている。洗浄ノズル１８は、ノズルモータ１９（図３参照）の回転量に応じて、図２に示す前進位置（便器３内に向けて突出し使用者の洗浄対象部位に洗浄水を噴出可能な位置）と後退位置（便座８の下方に収容された位置）との間で前後方向に移動するようになっている。
【００１５】
洗浄ノズル１８は、流量調整バルブ（図示せず）を介して本体部２に接続されている。流量調整バルブの開度は、流量調整バルブモータ２０（図３参照）の回転量に応じて調整されるようになっており、調整後の流量調整バルブの開度に応じた噴出圧で洗浄ノズル１８から洗浄水が噴出されるようになっている。この洗浄ノズル１８には、温水ヒータ２１（図３参照）のヒータ線（図示せず）が巻き付けてある。この温水ヒータ２１は、わずかな時間（例えば使用者の洗浄対象部位の洗浄時）に大きな電力（例えば１２００Ｗ）を消費して洗浄ノズル１８内を流通する洗浄水を加熱し温水化するものであり、負荷に相当するものである。
【００１６】
次に、上記した便座装置１の電気的構成について図３を参照して説明する。
制御回路２２（制御手段に相当）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータを主体として構成されたものであり、この制御回路２２には、操作スイッチ５、電源ゼロクロス検出回路２３、便座用サーミスタ２４、温水用サーミスタ２５、着座スイッチ２６が接続されている。また、制御回路２２には、便座ヒータ１１、電磁弁１２、ノズルモータ１９、流量調整バルブモータ２０、温水ヒータ２１、ＬＥＤ２７、ブザー２８、脱臭ファン２９、乾燥ファン３０がそれぞれ駆動回路３１〜３９を介して接続されている。
【００１７】
電源ゼロクロス検出回路２３は、商用電源７から供給される電圧が０Ｖとなるゼロクロス点を検出してゼロクロス信号を出力する。便座用サーミスタ２４は、便座ヒータ１１により温められた便座８の温度を検出して温度信号を出力するものであり、温水用サーミスタ２５は、温水ヒータ２１により温められた温水の温度を検出して温度信号を出力するものである。
【００１８】
着座スイッチ２６は、ヒンジ部１０付近に備えられたメカニカルスイッチであり、便座８に着座した使用者の重みによりヒンジ部１０が若干移動することでオン状態となり着座信号を出力する。なお、この着座スイッチ２６の代用として、例えば赤外線センサからなる人感センサを用いてもよい。
【００１９】
ＬＥＤ２７は、便座装置１の動作状態に応じて点灯あるいは点滅するものであり、ブザー２８は、便座装置１の動作状態に応じて警告音などを発するものである。脱臭ファン２９は、便座装置１の使用中あるいは使用後の臭気を除去するためのものであり、乾燥ファン３０は、洗浄後の使用者の洗浄対象部位に温風を供給して乾燥するためのものである。
【００２０】
制御回路２２は、操作スイッチ５、電源ゼロクロス検出回路２３、便座用サーミスタ２４、温水用サーミスタ２５、着座スイッチ２６から入力される各種信号に基づいて、便座ヒータ１１、電磁弁１２、ノズルモータ１９、流量調整バルブモータ２０、温水ヒータ２１、ＬＥＤ２７、ブザー２８、脱臭ファン２９、乾燥ファン３０の駆動をそれぞれ駆動回路３１〜３９を介して制御するようになっている。
【００２１】
具体的な制御内容としては、例えば、制御回路２２は着座スイッチ２６からの着座信号の有無に基づいて、使用者が便座８に臀部を載せたか否かを判断する。また、制御回路２２はコントロールパネル４の噴出圧スイッチの操作内容に応じて流量調整バルブモータ２０を回転させ、洗浄ノズル１８から噴出する洗浄水の勢いを制御する。また、制御回路２２はコントロールパネル４の水温スイッチの操作内容に応じて目標水温を設定し、温水用サーミスタ２５からの温度信号が目標水温に収束するように温水ヒータ２１の駆動を制御する。
【００２２】
次に、上記した温水ヒータ２１の駆動回路３５およびその周辺の電気的構成について図１を参照して説明する。駆動回路３５は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０（ＡＣ／ＤＣ変換手段に相当）、充電装置４１、放電装置４３、電源供給部４４、ヒータスイッチ４５とから構成されている。
【００２３】
ＡＣ／ＤＣ変換部４０は、商用電源７、充電装置４１、電源供給部４４に接続されており、ダイオードブリッジと平滑コンデンサ（何れも図示せず）を用いて、商用電源７から得た交流電力を直流電力に変換して充電装置４１および電源供給部４４に供給する。この場合、ＡＣ／ＤＣ変換部４０は、ＡＣ１００Ｖの交流電力をＤＣ１４０Ｖの直流電力に変換する。
【００２４】
充電装置４１は、便座装置１に備えられた蓄電装置４２に接続されており、ＡＣ／ＤＣ変換部４０から得た直流電力を基に蓄電装置４２に充電する。充電装置４１は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０から得た直流電力の電圧を昇圧あるいは降圧させる回路を備えており、便座装置１の制御回路２２から出力される充電制御信号（詳しくは後述する）に基づいて、蓄電装置４２への充電電圧を変更可能となっている。この場合、充電装置４１は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０から得たＤＣ１４０Ｖの直流電力をＤＣ２８０Ｖ（蓄電装置４２に適した充電電圧）の直流電力に昇圧して蓄電装置４２に充電する。なお、蓄電装置４２に適した電圧は、当該蓄電装置４２の最大充電電流などに応じて定まるものであり、例えば最大充電電流が１．５Ａであれば、充電電流が１．５Ａを超えないように充電電圧をＤＣ２８０Ｖよりも低い電圧に変更する。これにより、蓄電装置４２に最大充電電流を上回る電流が流れてしまうことを防止する電流制限が可能となる。
【００２５】
蓄電装置４２は、例えばキャパシタからなるものであり、商用電源７からＡＣ／ＤＣ変換部４０および充電装置４１を介して得た直流電力を蓄える。
放電装置４３は、便座装置１の制御回路２２から出力される放電制御信号（詳しくは後述する）に基づいて、蓄電装置４２の放電を入り／切りするスイッチである。制御回路２２は、この放電装置４３の駆動を制御することにより、蓄電装置４２に蓄えられている電力を適切な放電タイミングで放電し温水ヒータ２１に直流電力を供給する。また、制御回路２２は、この温水ヒータ２１への電力供給に際して、供給電力、供給電圧あるいは供給電流をそれぞれ一定にする信号を放電制御信号として出力可能となっている。
【００２６】
電源供給部４４は、整流素子たる２つのダイオード４６，４７から構成されており、ダイオード４６のアノードはＡＣ／ＤＣ変換部４０に接続され、ダイオード４７のアノードは放電装置４３に接続されている。また、これらダイオード４６，４７のカソードは何れもヒータスイッチ４５に接続されている。
【００２７】
ヒータスイッチ４５は、スイッチ部品（例えばリレーやゲートターンオフ型のトライアックなど）から構成されており、温水ヒータ２１に接続されている。ヒータスイッチ４５は、便座装置１の制御回路２２から出力されるヒータ制御信号（詳しくは後述する）に基づいて、電源供給部４４から温水ヒータ２１への電力供給を入り／切りするものであり、制御回路２２は、このヒータスイッチ４５の駆動を制御することにより、当該温水ヒータ２１により生成される温水の温度が設定された目標水温になるように調整する。
【００２８】
なお、商用電源７は、上記したＡＣ／ＤＣ変換部４０とは別に備えられたＡＣ／ＤＣ変換部４８にも接続されており、このＡＣ／ＤＣ変換部４８により変換された直流電力がＤＣ／ＤＣ変換部４９によりＤＣ５Ｖ（必要に応じてＤＣ１５Ｖ）の直流電力に変換され、便座装置１に供給されるようになっている。この場合、図３に示した各負荷のうち、制御回路２２、操作スイッチ５、電源ゼロクロス検出回路２３、便座用サーミスタ２４、温水用サーミスタ２５、着座スイッチ２６、ＬＥＤ２７、ブザー２８は、商用電源７からＡＣ／ＤＣ変換部４８およびＤＣ／ＤＣ変換部４９を介して供給されるＤＣ５Ｖ（必要に応じてＤＣ１５Ｖ）の直流電力により動作する。
【００２９】
一方、便座ヒータ１１、電磁弁１２、ノズルモータ１９、流量調整バルブモータ２０、脱臭ファン２９、乾燥ファン３０は、商用電源７から供給されるＡＣ１００Ｖの交流電力により動作する。制御回路２２は、電源ゼロクロス検出回路２３からのゼロクロス信号に基づいて、これら交流電力により駆動される負荷の駆動回路をゼロクロス点付近でオン駆動する。これにより、負荷を動作させた瞬間に当該負荷に供給される電流が小さくなり、故障の発生が抑えられる。
【００３０】
次に、本実施形態の作用について図４を参照しながら説明する。図４は、温水ヒータ２１の使用時（蓄電装置４２の放電時）および不使用時（蓄電装置４２の充電時）における温水ヒータ２１の消費電力（実線Ａ参照）、商用電源７から供給される電力（実線Ｂ参照）、蓄電装置４２の電圧（実線Ｃ参照）、ＡＣ／ＤＣ変換部４０の出力電圧（一点鎖線Ｄ参照）、蓄電装置４２の電流（破線Ｅ参照）の変化を示すものである。
【００３１】
制御回路２２は、洗浄ノズル１８から温水を噴出する温水ヒータ２１使用時には、放電装置４３を動作させる信号を放電制御信号として出力するとともに、ヒータスイッチ４５を動作させる信号をヒータ制御信号として出力する。また、充電装置４１を停止させる信号を充電制御信号として出力する。これにより、蓄電装置４２に蓄えられているＤＣ２８０Ｖの直流電力が電源供給部４４のダイオード４７を介して温水ヒータ２１に供給され、この蓄電装置４２が放電している間は充電装置４１による当該蓄電装置４２への充電が停止する。
【００３２】
このとき、電源供給部４４のダイオード４６に接続されているＡＣ／ＤＣ変換部４０の出力電圧がＤＣ１４０Ｖであることから、蓄電装置４２から放電が開始された初期の段階では、温水ヒータ２１には、商用電源７からの電流（商用電源７からＡＣ／ＤＣ変換部４０およびダイオード４６を介して供給される電流）は流れず、蓄電装置４２からの大きな電流（蓄電装置４２から放電装置４３およびダイオード４７を介して放電される電流）が流れる。つまり、蓄電装置４２に蓄えられているＤＣ２８０Ｖの直流電力が、電源供給部４４から温水ヒータ２１に供給される（放電開始時における実線Ａの点ａ参照）。
【００３３】
蓄電装置４２から直流電力が放電されるにつれて、当該蓄電装置４２の電圧（出力電圧）は徐々に低下する（期間ｂにおける実線Ｃの変化参照）。このとき、蓄電装置４２の電流（出力電流）も、当該蓄電装置４２の出力電圧が低下することに伴って徐々に低下する（期間ｂにおける破線Ｅの変化参照）。従って、温水ヒータ２１に供給される直流電力も蓄電装置４２の出力電圧および出力電流が低下することに伴って徐々に低下していく（期間ｂにおける実線Ａの変化参照）。
【００３４】
そして、蓄電装置４２の出力電圧がＡＣ／ＤＣ変換部４０の出力電圧（ＤＣ１４０Ｖ）付近まで低下すると、温水ヒータ２１には、当該ＡＣ／ＤＣ変換部４０からも直流電力が供給されるようになる。このとき、蓄電装置４２の出力電圧とＡＣ／ＤＣ変換部４０の出力電圧がＤＣ１４０Ｖ付近でほぼ均衡した状態のまま、当該蓄電装置４２およびＡＣ／ＤＣ変換部４０の双方からそれぞれ温水ヒータ２１に電流が流れることとなる（期間ｃにおける破線Ｅおよび実線Ｂの変化参照）。なお、制御回路２２は、温水用サーミスタ２５からの温度信号に基づいて温水ヒータ２１により生成される温水の温度が設定値より高くなったことを検出すると、ヒータスイッチ４５を遮断する信号をヒータ制御信号として出力し、洗浄ノズル１８から噴出される温水の温度制御をおこなう。
【００３５】
一方、温水ヒータ２１を使用しない時には、制御回路２２は、放電装置４３の動作を停止させる信号を放電制御信号として出力するとともに、充電装置４１を動作させる信号を充電制御信号として出力する。これにより、商用電源７からの電流がＡＣ／ＤＣ変換部４０を介して蓄電装置４２に流れ、当該蓄電装置４２の電圧（充電電圧）は徐々に上昇していく（期間ｄにおける実線Ｃの変化参照、この場合、蓄電装置４２の特性により充電電圧が上昇しにくくなる点ｅを有する）。つまり、蓄電装置４２にＤＣ２８０Ｖの直流電力が充電され、次回の温水ヒータ２１使用時に当該温水ヒータ２１に大電力を供給するための準備が行われる。
【００３６】
以上に説明したように本実施形態によれば、わずかな時間に大きな電力を消費する温水ヒータ２１に対して、電源供給部４４は商用電源７と蓄電装置４２の双方から得られる電力を供給し、この電源供給部４４から温水ヒータ２１への電力供給は制御回路２２により制御される。これにより、電力供給対象となる温水ヒータ２１に、蓄電装置４２から得られる電力に商用電源７から得られる電力を加えた大電力を、わずかな時間に適切に供給することができる。
【００３７】
また、電力の供給源として商用電源７と蓄電装置４２を併用する形態となるので、蓄電装置４２の蓄電容量を大きくしなくとも温水ヒータ２１に大電力を供給することができ、当該蓄電装置４２の大型化やコストアップを抑えることができる。
また、配線やブレーカなど配電系統の総容量を大きくする必要がなく、また、配電系統の容量の制約を受けにくい。
また、温水ヒータ２１を使用しない時には、商用電源７からの小さな電力を基に蓄電装置４２に充電されるので、瞬時的に大きな電力が消費されることがない。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図５および図６を参照して説明する。この第２の実施形態は、上記した第１の実施形態とは次の点が異なっている。
すなわち、図５に示すように、便座装置１には、わずかな時間に大きな電力を消費する温水ヒータとして、交流用ヒータ６１と直流用ヒータ６２とが備えられている。また、これら交流用ヒータ６１および直流用ヒータ６２の駆動回路６３において、商用電源７は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０とヒータスイッチ４５にそれぞれ接続されている。そして、交流用ヒータ６１はヒータスイッチ４５に接続されており、直流用ヒータ６２は放電装置４３に接続されている。この場合、商用電源７と交流用ヒータ６１とを接続する電源供給ライン６４と、放電装置４３と直流用ヒータ６２とを接続する電源供給ライン６５とから電源供給部が構成されている。
【００３９】
便座装置１の制御回路２２は、ヒータスイッチ４５に交流用ヒータ制御信号を出力して当該ヒータスイッチ４５の駆動を制御することにより、商用電源７から交流用ヒータ６１への交流電力の供給を入り／切りする。また、制御回路２２は、放電装置４３に放電制御信号を出力して当該放電装置４３の駆動を制御することにより、蓄電装置４２から直流用ヒータ６２への直流電力の供給を入り／切りする。
【００４０】
次に、本実施形態の作用について図６を参照しながら説明する。図６は、温水ヒータ（交流用ヒータ６１および直流用ヒータ６２）の使用時（蓄電装置４２の放電時）および不使用時（蓄電装置４２の充電時）における温水ヒータの消費電力（実線Ｆ参照）、商用電源７から供給される電力（実線Ｇ参照）、蓄電装置４２の電圧（実線Ｈ参照）、蓄電装置４２の電流（実線Ｉ参照）の変化を示すものである。
【００４１】
制御回路２２は、温水ヒータ使用時には、ヒータスイッチ４５を動作させる信号をヒータ制御信号として出力して交流用ヒータ６１に商用電源７の交流電力を供給するとともに、放電装置４３を動作させる信号を放電制御信号として出力して直流用ヒータ６２に蓄電装置４２の直流電力を供給する。また、充電装置４１を停止させる信号を充電制御信号として出力する。
【００４２】
蓄電装置４２から直流電力が放電されるにつれて、当該蓄電装置４２の出力電圧は徐々に低下する（温水ヒータ使用時における実線Ｈの変化参照）。このとき、制御回路２２は、直流用ヒータ６２に供給される直流電力を一定にすべく、蓄電装置４２の出力電圧が低下することに応じて当該蓄電装置４２の出力電流を徐々に上昇させる信号を放電制御信号として出力する（温水ヒータ使用時における実線Ｉの変化参照）。また、交流用ヒータ６１には、商用電源７から一定の交流電力が供給される（温水ヒータ使用時における実線Ｇの変化参照）。従って、温水ヒータに供給され消費される直流電力の総量も一定となる（温水ヒータ使用時における実線Ｆの変化参照）。
【００４３】
一方、交流用ヒータ６１および直流用ヒータ６２を使用しない時には、制御回路２２は、放電装置４３の動作を停止させる信号を放電制御信号として出力するとともに、充電装置４１を動作させる信号を充電制御信号として出力する。これにより、商用電源７からの電流がＡＣ／ＤＣ変換部４０を介して蓄電装置４２に流れ、蓄電装置４２に直流電力が充電される（温水ヒータ不使用時における実線Ｈの変化参照）。
【００４４】
以上に説明したように本実施形態によれば、交流用ヒータ６１に対しては、商用電源７からの交流電力を必要に応じて適宜供給することができ、直流用ヒータ６２に対しては、蓄電装置４２に蓄えられている直流電力を必要に応じて適宜供給することができる。従って、便座装置１全体として瞬時的に消費される商用電源７からの電力を低減ことができる。
また、本実施形態の構成は、温水ヒータを交流用ヒータ６１と直流用ヒータ６２とに分離して設け、これらを２本の電源供給ライン６４，６５からなる電源供給部に接続することで比較的容易に実現することができる。
【００４５】
（その他の実施形態）
本発明は、上述した各実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
蓄電装置４２として二次電池を用いた場合、その蓄電電圧は一般的に低圧（例えばＤＣ２８Ｖ程度）である。この場合は、充電装置４１においてＤＣ１４０Ｖの直流電力をＤＣ２８Ｖの直流電力に降圧し、放電装置４３においてＤＣ２８Ｖの直流電力をＤＣ２８０Ｖの直流電力に昇圧するようにしてもよい。
【００４６】
商用電源７と蓄電装置４２の双方から得た電力を供給する負荷は、温水ヒータ２１、交流用ヒータ６１、直流用ヒータ６２に限られるものではなく、わずかな時間に大きな電力を消費する負荷であれば、例えば便座ヒータ１１に供給するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すものであり、温水ヒータの駆動回路およびその周辺の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図２】便座装置の外観を示す斜視図
【図３】便座装置の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図４】温水ヒータの使用時および不使用時における作用を説明するための図
【図５】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図
【図６】図４相当図
【符号の説明】
【００４８】
図面中、１は便座装置、７は商用電源、２１は温水ヒータ（負荷、ヒータ）、２２は制御回路（制御手段）、４０はＡＣ／ＤＣ変換部（ＡＣ／ＤＣ変換手段）、４１は充電装置、４２は蓄電装置、４４は電源供給部、６１は交流用ヒータ、６２は直流用ヒータ、６４，６５は電源供給ライン（電源供給部）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
わずかな時間に大きな電力を消費する負荷を備えた便座装置において、
電力を蓄える蓄電装置と、
商用電源と前記蓄電装置の双方から得た電力を前記負荷に供給する電源供給部と、
前記電源供給部から前記負荷への電力供給を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする便座装置。
【請求項２】
前記負荷としてヒータを備えたことを特徴とする請求項１記載の便座装置。
【請求項３】
前記商用電源から直流電力を得るＡＣ／ＤＣ変換手段を備え、
前記電源供給部は、
前記ＡＣ／ＤＣ変換手段と前記蓄電装置の双方から得た直流電力を前記ヒータに供給することを特徴とする請求項２記載の便座装置。
【請求項４】
前記ＡＣ／ＤＣ変換手段から得た直流電力を基に前記蓄電装置に充電する充電装置を備え、
前記制御手段は、
前記蓄電装置が放電している間は前記蓄電装置への充電を停止させるように前記充電装置を制御することを特徴とする請求項３記載の便座装置。
【請求項５】
前記ヒータは、交流用ヒータと直流用ヒータとから構成され、
前記電源供給部は、
前記商用電源から得た交流電力を前記交流用ヒータに供給し、
前記蓄電装置から得た直流電力を前記直流用ヒータに供給することを特徴とする請求項２記載の便座装置。
【請求項６】
前記商用電源から直流電力を得るＡＣ／ＤＣ変換手段と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換手段から得た直流電力を基に前記蓄電装置に充電する充電装置を備え、
前記制御手段は、
前記蓄電装置が放電している間は前記蓄電装置への充電を停止させるように前記充電装置を制御することを特徴とする請求項５記載の便座装置。
【請求項１】
わずかな時間に大きな電力を消費する負荷を備えた便座装置において、
電力を蓄える蓄電装置と、
商用電源と前記蓄電装置の双方から得た電力を前記負荷に供給する電源供給部と、
前記電源供給部から前記負荷への電力供給を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする便座装置。
【請求項２】
前記負荷としてヒータを備えたことを特徴とする請求項１記載の便座装置。
【請求項３】
前記商用電源から直流電力を得るＡＣ／ＤＣ変換手段を備え、
前記電源供給部は、
前記ＡＣ／ＤＣ変換手段と前記蓄電装置の双方から得た直流電力を前記ヒータに供給することを特徴とする請求項２記載の便座装置。
【請求項４】
前記ＡＣ／ＤＣ変換手段から得た直流電力を基に前記蓄電装置に充電する充電装置を備え、
前記制御手段は、
前記蓄電装置が放電している間は前記蓄電装置への充電を停止させるように前記充電装置を制御することを特徴とする請求項３記載の便座装置。
【請求項５】
前記ヒータは、交流用ヒータと直流用ヒータとから構成され、
前記電源供給部は、
前記商用電源から得た交流電力を前記交流用ヒータに供給し、
前記蓄電装置から得た直流電力を前記直流用ヒータに供給することを特徴とする請求項２記載の便座装置。
【請求項６】
前記商用電源から直流電力を得るＡＣ／ＤＣ変換手段と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換手段から得た直流電力を基に前記蓄電装置に充電する充電装置を備え、
前記制御手段は、
前記蓄電装置が放電している間は前記蓄電装置への充電を停止させるように前記充電装置を制御することを特徴とする請求項５記載の便座装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−４１２５１（Ｐ２００９−４１２５１Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０６７６８（Ｐ２００７−２０６７６８）
【出願日】平成１９年８月８日（２００７．８．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０２２８５６６４）東芝コンシューマエレクトロニクス・ホールディングス株式会社 (2,480)
【出願人】（５０３３７６５１８）東芝ホームアプライアンス株式会社 (2,436)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月８日（２００７．８．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０２２８５６６４）東芝コンシューマエレクトロニクス・ホールディングス株式会社 (2,480)
【出願人】（５０３３７６５１８）東芝ホームアプライアンス株式会社 (2,436)
【Ｆターム（参考）】
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