便座装置
【課題】使用者が便座を使用する時の快適性を維持しつつ省エネルギー性を向上した便座装置を提供。
【解決手段】着座面および着座面を加熱する便座ヒータ４５０を有した便座４００と、便座４００に接近した使用者を検知する検知領域が異なる複数の検知部（６００，８００）と、便座ヒータ４５０への通電を制御する制御部９０と、を備え、制御部９０は複数の検知部の検知動作に応じて、使用者が便座４００に近づくのに伴って順次高い目標温度に切り替え着座面の温度を順次上昇させ最終目標である設定温度に向けて立ち上げるように制御する。これにより、使用者の接近を事前に検知して早目に昇温動作を開始できる分、便座ヒータをより低電力駆動で待機させることができ、不使用時を含む使用状態の省エネルギー性に優れている。
【解決手段】着座面および着座面を加熱する便座ヒータ４５０を有した便座４００と、便座４００に接近した使用者を検知する検知領域が異なる複数の検知部（６００，８００）と、便座ヒータ４５０への通電を制御する制御部９０と、を備え、制御部９０は複数の検知部の検知動作に応じて、使用者が便座４００に近づくのに伴って順次高い目標温度に切り替え着座面の温度を順次上昇させ最終目標である設定温度に向けて立ち上げるように制御する。これにより、使用者の接近を事前に検知して早目に昇温動作を開始できる分、便座ヒータをより低電力駆動で待機させることができ、不使用時を含む使用状態の省エネルギー性に優れている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便座の温度を制御する便座装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な便座装置は、常時暖房方式の便座装置であり、厚み３ミリ程度の樹脂製の便座の裏側に出力５０Ｗ程度の中電力のヒータを配設して、使用に備えて予め３４℃から４０℃程度の設定温度に常時保温して、何時でも快適に使用できるようにしている。しかし、一般的には使用時間よりも不使用時間が長いため、不使用の時間帯にエネルギーを無駄に浪費することになり、不経済でもあった。
【０００３】
これに対して、瞬間暖房方式の便座装置があり、この方式では、便座の枠体を熱伝導性の良いアルミニウムなどの金属材料で構成し、その便座の裏側に高電力のヒータを備えている。そして、不使用の時にはヒータを低電力で駆動して、便座の温度を所定の待機温度に維持しており、人体検知センサで使用者の入室を検知して、ヒータを高電力で駆動して便座を瞬間的に昇温している。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この瞬間暖房方式の便座装置では、１２００Ｗの高電力のヒータを用いて、着座面を毎秒約２Ｋ（ケルビン）という昇温速度で昇温することができる。これは、常時暖房方式の便座装置に比べて３０倍程度の昇温速度になっている。これにより、使用者がトイレ室に入室してから便座に着座するまでの数秒の間に便座を瞬間的に昇温して、３４℃から４０℃の範囲の設定温度を維持するように制御し、着座中の使用者が快適な暖感覚を得られるようにしている。
【０００５】
図１０は、特許文献１の便座装置における便座の待機温度からの設定温度まで昇温する時の昇温特性を示すグラフである。同図において、室温が１５℃で待機温度を１８℃とした場合の昇温特性が曲線ａで示してあり、室温が１０℃に低下した状態で待機温度を１８℃に維持した場合の昇温特性が曲線ｃで示してあり、室温が５℃低下することにより、待機温度から冷感限界温度に達するまでの昇温時間が５．５秒間から６．５秒間へと１秒間長くなることが示されている。この遅れを補正するために、待機温度を２０℃に変更した場合の温度特性が曲線ｄで示してあり、待機温度を２０℃に変更することにより昇温時間を５．５秒間に維持するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０５０４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の便座装置では、人体検知センサにより使用者を検知してから便座に着座するまでに要する着座動作時間を予め検証しており、この着座動作の最短時間としては５．５秒という実験結果が得られている。また、使用者が便座に着座した時に冷たいと感じない冷感限界温度が２９℃であることも実験で得られている。従って、着座動作の最短時間（５．５秒）内に冷感限界温度（２９℃）まで昇温する昇温速度を高めることができれば、不使用時の待機温度を下げることができる。
【０００８】
便座を昇温する昇温速度を高める一手段として、便座ヒータの高電力化を図る方法がある。しかしながら、この方法を採用すると、便座ヒータの安全動作や便座ヒータの信頼性
の確保が必要となる、一般家庭の屋内配線には電流容量の制限がある等の問題が有り、昇温速度を大幅に向上することは困難であった。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用者が便座を使用する時の快適性を維持しつつ省エネルギー性を向上した便座装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の便座装置は、着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、前記便座に接近した使用者を検知する検知領域が異なる複数の検知部と、前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記複数の検知部の検知動作に応じて、前記使用者が前記便座に近づくのに従って順次高い目標温度に切り替え、前記着座面の温度を前記目標温度に追従させて最終目標である設定温度に向けて立ち上げるように制御するものである。
【００１１】
これにより、使用者が便器へ接近しつつあることを事前に検知して、便座の着座面の待機温度を使用者の接近度合いに応じて段階的に上昇させるので、昇温動作の動作時間を短縮できる。そのため、使用者が便座に着座するまでに着座面を十分に暖めることができ、使用者は快適に使用できる。また、便座ヒータの加熱をより低電力駆動で待機させることを可能にでき、不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の便座装置は、使用者が便器へ接近しつつあることを事前に検知して、便座の着座面の待機温度を使用者の接近度合いに応じて段階的に上昇させるので、昇温動作の動作時間を短縮できる分、便座ヒータの加熱をより低電力駆動で待機させることを可能にし、省エネルギー性に優れた便座装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における便座装置を便器上に設置した状態の外観を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１おける便座の分解斜視図
【図３】本発明の実施の形態１おける便座の上部便座ケーシングに便座ヒータを取り付けた状態を示す下面図
【図４】本発明の実施の形態１おける便座ヒータの平面図
【図５】本発明の実施の形態１における便座装置の駆動系の構成を示す模式図
【図６】本発明の実施の形態１における便座装置の動作を使用者の接近とともに示す模式図
【図７】本発明の実施の形態１における便座ヒータの駆動例および便座の表面温度の変化を示すタイムチャート
【図８】本発明の実施の形態１における検知部の配置を示した模式図
【図９】本発明の実施の形態１における第２の検知部が非検知の場合の便座ヒータの駆動例と便座の表面温度の変化を示すタイムチャート
【図１０】従来の便座装置の昇温特性を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、前記便座に接近した使用者を検知する検知領域が異なる複数の検知部と、前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記複数の検知部の検知動作に応じて、前記使用者が前記便座に近づくのに従って順次高い目標温度に切り替え、前記着座面の温度を前記目標温度に追従させて最終目標である設定温度に向けて立ち上げるように制御するものである。
【００１５】
これにより、使用者が便器へ接近しつつあることを事前に検知して、便座の着座面の待機温度を使用者の接近度合いに応じて段階的に上昇させるので、昇温動作の動作時間を短縮できる。そのため、使用者が便座に着座するまでに着座面を十分に暖めることができ、使用者は快適に使用できる。また、便座ヒータの加熱をより低電力駆動で待機させることを可能にでき、不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減することができる。
【００１６】
第２の発明は、着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、使用者が前記便座に接近したことを検知する第１の検知部と、前記使用者が前記便座にさらに接近したことを検知する第２の検知部と、前記第１の検知部の検知動作に応じて所定時間動作するタイマ部と、前記便座の着座面の温度を検知する温度測定部と、前記温度測定部の検知温度が目標温度に追従するように前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記タイマ部の出力に応じて前記着座面の温度を最終目標温度より低い目標温度である待機温度に向けて昇温する動作を開始し、前記第２の検知部が前記使用者を検知すると前記着座面の温度を前記最終目標温度である設定温度に向けて昇温するように制御するものである。
【００１７】
これにより、使用者が便器へ接近しつつあることを、第１の検知部が事前に検知することにより、便座を予め待機温度まで昇温し、便器にさらに近づく使用者を第２の検知部で検知することにより便座の着座面を最終目標温度である設定温度まで昇温するので、不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減することができ、使用者が便座に着座するまでに着座面を十分に暖めて、便座を快適に使用できる。
【００１８】
また、第１の検知部が使用者を検知するまでは、便座ヒータへ電力供給する必要が無いので、便座ヒータへの電力供給を停止して不使用時の電力消費をゼロにして、不使用時を含む電力消費を極めて小さくし、省電力化を図ることができる。
【００１９】
また、第１の検知部が誤検知してタイマ部を動作させても、第２の検知部が動作しなければ便座ヒータを高電力で駆動しないので、第１の検知部の誤動作による電力消費の増大幅を小さくすることができる。
【００２０】
また、第１の検知部が使用者を検知しない検知ミスを起こしても、第２の検知部の検知動作に応じて便座ヒータを高電力で駆動して便座を昇温するので、使用者が便座に着座するまでに、設定温度に達しないまでも設定温度に近い温度まで昇温することができ、使用者は便座に着座した時に、便座が冷たくて嫌な思いをしなくてすむ。
【００２１】
第３の発明は、着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、使用者が前記便座に接近したことを検知する第１の検知部と、使用者が前記便座にさらに接近したことを検知する第２の検知部と、前記第１の検知部の検出動作に応じて所定時間動作するタイマ部と、前記便座の着座面の温度を検知する温度測定部と、前記動作測定部の前記検知温度が目標温度に追従するように前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記タイマ部の出力に応じて前記着座面の温度を第１の待機温度から前記第１の待機温度より高い第２の待機温度に向けて昇温し、前記第２の検知部が前記使用者を検知すると、前記着座面の温度を前記第２の待機温度より高い最終目標温度である設定温度に向けて昇温するように、前記便座ヒータへの通電を制御するものである。
【００２２】
これにより、寒冷地の環境下で不使用時の環境温度が低下する場合は、便座の着座面の温度が最低でも第１の待機温度を維持するように、温度測定部の検知動作に応じて便座ヒータを通電させ、第１の検知部が使用者の接近を事前に検知して便座の温度を予め第２の待機温度まで高めて維持させるので、第２の検知部の検知動作に応じて第２の待機温度か
ら設定温度まで昇温する昇温時間を短くすることができ、使用者は着座するまでに十分に温まった便座を快適に使用することができる。つまり、周囲温度が低下しても使用者の着座するときの便座温度が保証される。
【００２３】
また、不使用時の環境温度が第１の待機温度よりも高い場合は、便座ヒータを通電しないから、不使用時の電力消費を小さくすることができ、省電力化が図れる。
【００２４】
第４の発明は、第１〜第３の発明のうちの１つの発明の複数の検知部のうちの第２の検知部は、便座を設置した部屋内に入室した使用者を検知する人体検知部であり、前記複数の検知部のうちの第１の検知部は、前記使用者が前記部屋の外から中に入る前に前記使用者を検知する入室前検知部としたものである。
【００２５】
これにより、使用者が便器を設置した部屋の外から中に入る前に入室前検知部で検知して便座を予め待機温度まで昇温し、そして使用者が入室したことを人体検知部が検知して便座の着座面を設定温度まで昇温するので、不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減できて、使用者が便座に着座するまでに、着座面を十分に暖めることができるので快適に使用できる。
【００２６】
また、入室前検知部が誤検知してタイマ部を動作させても、人体検知部が動作しなければ便座ヒータを高電力で駆動しないので、入室前検知部の誤動作による電力消費の増大幅を小さくすることができる。
【００２７】
第５の発明は、第４の発明の入室前検知部の検知動作から人体検知部の検知動作までの時間間隔に応じて、第１の待機温度の制御目標値を決定するものである。
【００２８】
これにより、入室前検知部の設置場所は特に意識せずとも実際の使用において入室前検知部の検知と人体検知部の検知までの時間間隔をもとに第１の待機温度が決定される。したがって周囲の温度が低下した場合でも、入室前検知部が使用者を事前に検知して便座を予め第２の待機温度まで昇温を開始する時点の便座の温度は、入室前検知部の検知動作から人体検知部の検知動作までの時間間隔から決定された温度に第１の待機温度として保たれているので、便器にさらに近づく使用者を人体検知部で検知することにより便座の着座面を設定温度まで昇温するので、便座を設置した部屋への使用者のアプローチに則して不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減できて、使用者が便座に着座するまでに、着座面を十分に暖めることができるので快適に使用することができる。つまり、周囲温度が低下しても使用者の着座するときの便座温度が保証される。
【００２９】
入室前検知部の検知動作から人体検知部の検知動作までの時間間隔が長くなるように入室前検知部を設置すれば、第１の待機電力は十分に低くなるので消費電力を十分に低減することができる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態における便座装置を便器上に設置した状態の外観の斜視図を示すものである。
【００３２】
＜１＞便座装置の構成
図１に示すように、便座装置１００は、便器７００の上面に配置される便座本体２００、便蓋３００、便座４００と、リモートコントローラ５００、第１の検知部８００、第２
の検知部６００により構成される。
【００３３】
便座本体２００は、便蓋３００および便座４００が便座便蓋回動機構（図示せず）を介して電動で開閉可能に取り付けられている。また、便座本体２００は、洗浄水供給機構（図示せず）、熱交換器（図示せず）および洗浄ノズル２０１等からなる洗浄機構と、乾燥ユニット（図示せず）、便座温調ランプＲＡ１および制御部９０等が内蔵されている。
【００３４】
そして、便座本体２００の前面部には着座センサ２０２が設置してある。この着座センサ２０２は反射型の赤外線センサであり、人体から反射された赤外線を検出することにより便座４００上に使用者が存在することを検知する。
【００３５】
また、洗浄水供給機構および熱交換器は、洗浄ノズル２０１に接続されており、水道配管（図示せず）から供給される洗浄水をその熱交換器で加熱し、加熱した洗浄水を洗浄ノズル２０１に供給する。なお、洗浄機構は便座装置の必須構成要素ではなく、これらの構成要素を具備しない便座装置であってもよい。
【００３６】
洗浄ノズル２０１は、お尻を洗浄するお尻洗浄ノズル部（図示せず）と、女性の局部を洗浄するビデノズル部（図示せず）とを備えており、使用者の局部に向けて洗浄水を噴出し、使用者の局部を洗浄水で洗浄するものである。
【００３７】
リモートコントローラ５００は、複数の操作スイッチを有しており、便座４００上に着座した使用者が操作可能なトイレ室の壁面等の場所に取り付けられている。そして、使用者がリモートコントローラ５００の操作スイッチを操作することにより、便座装置１００の各機能を操作することができる。
【００３８】
制御部９０は、リモートコントローラ５００、第１の検知部８００、第２の検知部６００および着座センサ２０２から送信される信号に基づいて、便座装置１００の各部の動作を制御するようになっている。
【００３９】
第１の検知部８００および第２の検知部６００は、例えば反射型の赤外線センサで構成され、人体から反射された赤外線を検出して使用者の接近を検知する。これらは、それぞれ検知領域が異なり、第２の検知部６００は第１の検知部８００の検知領域よりも便器７００（便座本体２００）に近い場所を検知領域にしている。これにより、人体が便器に接近する接近度合いに応じて段階的に検知できるようにしている。
【００４０】
＜２＞便座４００の構成
図２は便座４００の分解斜視図を示すものである。
【００４１】
図２に示すように、便座４００は、着座面である略楕円形をした環状の上部便座ケーシング４１０と、上部便座ケーシング４１０の裏面に粘着した略馬蹄形状の便座ヒータである便座ヒータ４５０と、合成樹脂により形成された略楕円形をした環状の下部便座ケーシング４２０とを主要部品として構成されている。
【００４２】
上部便座ケーシング４１０は、厚さ約１ｍｍのアルミニウム板をプレス加工等により成形し、表面および裏面には電気絶縁性と耐熱性を有するポリエステル粉体を含む塗装膜が形成されている。
【００４３】
下部便座ケーシング４２０は、樹脂材料を使用した成型品であり、平面形状が上部便座ケーシング４１０と略同形状の本体部４２１と、本体部４２１の両側後方に斜め上方に突出した腕部４２２で構成されている。上部便座ケーシング４１０と下部便座ケーシング４
２０は内周部および外周部で結合し、その結合部には水密手段が施されている。
【００４４】
上部便座ケーシング４１０の裏面には便座ヒータ４５０を粘着し、下部便座ケーシング４２０を結合した便座４００は、図２に示すように後部に腕部４２２を備えており、腕部４２２を便座本体２００の便座便蓋回動機構に結合することにより、回動自在に枢支されている。
【００４５】
＜３＞便座ヒータの構成
図３は便座ヒータ４５０を上部便座ケーシング４１０に貼着した状態の下面図を示し、図４は便座ヒータ４５０の平面図を示すものである。
【００４６】
図３に示すように、上部便座ケーシング４１０の裏面のほぼ全面に便座ヒータ４５０が粘着固定されており、便座ヒータ４５０の一部表面には温度過昇防止装置として、サーモスタット４６１と、温度ヒューズ４６２とが設置してある。また側部表面には、サーミスタ４０１ａが貼り付けてあり、サーミスタ４０１ａは便座ケーシング４１０の温度に基づいて便座ヒータ４５０への通電をフィードバック制御するための温度測定部とつながっている。
【００４７】
上部便座ケーシング４１０の外周部には万が一の漏電における感電を防止するためにアース線４８０が接続してある。
【００４８】
図４に示すように、便座ヒータ４５０は、シート状で前部の一部が切り取られた略馬蹄状に形成される。便座ヒータ４５０は、アルミニウムからなる２枚の金属箔４５１と４５２の間にヒータ線４５３を挟み込んだ状態で、ヒータ線４５３を蛇行状に配設して構成されたものである。
【００４９】
また、便座ヒータ４５０の一部にはヒータ線４６０が高い密度で蛇行する高密度部が形成され、その高密度部にはバイメタルを用いた復帰型のサーモスタット４６１が設けられる。このサーモスタット４６１は、温度過昇防止として機能し、便座ヒータ４５０が想定外の異常温度になると、便座ヒータ４５０への通電を停止する。
【００５０】
また、サーモスタット４６１のバックアップ機能として、温度ヒューズ４６２が便座ヒータ４５０に密着し固定されており、復帰型のサーモスタット４６２が異常温度上昇時に作動しない場合には、非復帰型の温度ヒューズ４６２が溶断することにより、便座ヒータ４５０への電力の供給を完全に遮断する。
【００５１】
＜４＞便座ヒータの駆動系の構成
図５は、便座装置１００の駆動系の構成を示す模式図である。図５に示すように、便座本体２００は、制御部９０、温度測定部４０１、ヒータ駆動部４０２、便座便蓋回動機構４９０、便座温調ランプＲＡ１および着座センサ２０２を含んでいる。また、便座４００は便座ヒータ４５０およびサーミスタ４０１ａを備える。
【００５２】
制御部９０は、マイクロコンピュータを主構成部品とし、使用者の入室および便座４００の温度等を判定する判定部６２０、計時機能とタイマ機能とを有するタイマ部４０３、種々の情報を記憶する記憶部４０４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４０６等を含む。
【００５３】
温度測定部４０１は、便座４００の上部便座ケーシング４１０に設置したサーミスタ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４００の着座面の温度を測定する。以下、サーミスタ４０１
ａを通じて温度測定部４０１により測定される便座４００の温度を測定温度値と称する。
【００５４】
また、使用者がリモートコントローラ５００の便座温度調整スイッチを操作した場合には、便座４００の設定温度が制御部９０に送信される。制御部９０は、リモートコントローラ５００から受信した設定温度を記憶部４０４に記憶する。
【００５５】
ヒータ駆動部４０２は、便座本体２００内に設けられ、便座４００内の便座ヒータ４５０に接続されており、便座ヒータ４５０を駆動する構成となっている。
【００５６】
図６は本実施の形態における便座装置の動作を便座装置に近づく使用者とともに示したものである。図６（Ａ）は使用者が便座装置１００に近づき第１の検知部８００の検知領域８００ａ内に入ると、第１の検知部８００が使用者の接近を検知して、検知信号を便座本体２００内の制御部９０へ向けて送信する。これにより、制御部９０は便座ヒータ４５０を昇温駆動する制御を開始する。
【００５７】
図６（Ｂ）は使用者がさらに便座装置１００に接近して第２の検知部６００の検知領域６００ａ内に入ると、第２の検知部６００は使用者が更に便座装置１００に接近したことを検知し、検知信号を便座本体２００内の制御部９０へ向けて送信する。これにより、制御部９０は便座４００の温度をさらに設定温度に向けて昇温駆動すると共に便蓋３００を開くように制御する。これにより、使用者は暖かい便座４００に快適に着座することができる。
【００５８】
図７は、第１の検知部８００及び第２の検知部６００の検知動作と便座の温度変化を示すタイムチャートである。図７において、時点Ｔ０は図６（Ａ）段階の動作に相当し、第１の検知部８００の検知動作に応じて便座ヒータ４５０が駆動され、便座４００の温度は待機温度（請求項の第２の待機温度に相当）に向けて上昇する。便座ヒータ４５０への通電は、１２００Ｗ通電する前に短時間６００Ｗで通電する。これは、便座ヒータ４５０を通電するときの突入電流を抑制するために行う。
【００５９】
次に、時点Ｔ１は図６（Ｂ）段階の動作に相当し、第２の検知部６００の検知動作に応じて便座ヒータ４５０が駆動され、便座４００の温度はさらに設定温度に向けて温度上昇される。冷感限界温度を２９℃に設定しており、この冷感限界温度を境（時点Ｔ２）に便座ヒータ４５０への供給電力を６００Ｗに低下させて昇温速度を緩めて、設定温度に近づく時の温度変化を安定化させる。これは、便座温度のオーバーシュートを防止するためであり、温度制御の追従性が不十分な時に生じる温度誤差を解消して、使用者が着座する時の快適性を改善するためでもある。時点Ｔ３で使用者が便座４００に着座し、着座した使用者を着座センサ２０２が検知したことを示している。
【００６０】
なお、本実施形態においては、便座４００の温度が設定温度に達したあとは、便座ヒータ４５０を低い通電率で低電力駆動し、便座４００の温度が設定温度を維持するように保温制御される。
【００６１】
このように、使用者の便器への接近を複数の検知部で段階的に検知し、使用者が近づくのに伴って事前に着座面の温度を段階的に上昇させるので、使用者が便座に着座するまでに、着座面を十分に暖めることができる。従って、使用者は便座装置を快適に使用できるだけでなく、不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減することができる。
【００６２】
（実施の形態２）
図８は実施の形態２における第１、第２の検知部（８００，６００）の配置の一例を示した模式図である。
【００６３】
人体検知センサである第２の検知部６００は、便座４００に近接した位置に設けられ、具体的にはトイレ室７１０内の壁面等に取り付けられ、便座４００を設置した部屋に使用者が入室したことを検知する。
【００６４】
これに対して、第１の検知部８００は、便座４００から離れた位置に設けられている。第１の検知部８００は、第２の検知部６００とは検知領域が異なり、便座４００に近づく使用者を、第２の検知部６００よりも早く検知するように設けられている。具体的には、第１の検知部８００がトイレ室７１０に至る廊下７２０に設置する。なお、浴室内に設置された便器７００に便座装置１００を設けて、その便座装置１００から離れた浴室内の位置に第１の検知部８００を設置しても構わない。
【００６５】
本実施の形態において、便座装置１００は次のように動作する。初期設定時では、第１の検知部８００が検知動作しない場合には便座ヒータ４５０に通電しない。従って、便座４００はトイレ室７１０の室温と略同じ温度である。
【００６６】
使用者が廊下７２０を経由してトイレ室７１０に近づくと、第１の検知部８００が使用者を検知して、その検知出力に応じて制御部９０がヒータ駆動部４０２を駆動して、便座ヒータ４５０を通電し、便座４００の最低温度が約１８℃を維持するように制御する。この温度を第２の待機温度と称する。従って、室温が１８℃以下の場合、便座ヒータ４５０を通電して温度制御を行う。そして、室温が１８℃以上の場合、あるいは直前に便座装置１００を使用して便座４００の測定温度値が１８℃以上である場合は、制御部９０は便座ヒータ４５０を通電しないので、便座４００は室温とほぼ同じ温度になる。
【００６７】
トイレ室７１０に使用者が入室すると、人体検知センサである第２の検知部６００が使用者を検知する。第２の検知部６００の検知信号を受け、制御部９０はヒータ駆動部４０２を駆動して、便座ヒータ４５０を通電する。便座ヒータ４５０は１２００Ｗ程度の非常に高電力で駆動され、使用者がトイレ室７１０に入室してから便座４００に着座するまでの５秒から１０秒程度の短時間に、便座４００の着座面を４０℃程度の適温に温める。便座４００が適温に達した後は、制御部９０は便座ヒータ４５０への通電を５０Ｗ程度の低電力まで低下させ、適温を保つように便座ヒータ４５０を低電力駆動する。
【００６８】
次に、環境条件が冬季に使用する場合、あるいは寒冷地で使用する場合のように、トイレ室７１０の室温が氷点下まで下がる状況下においては、第１の検知部８００が使用者を検知せず、且つ便座装置１００を使用していない場合には、制御部９０は、第２の待機温度（例えば１８℃）よりも低い所定の温度値（例えば５℃）を基準に温度測定部４０１の検知温度を比較してヒータ駆動部４０２を駆動して、便座ヒータ４５０を通電し、便座４００の温度が第１の待機温度（例えば８℃）以下にならずに維持するように制御する。
【００６９】
なお、第１の待機温度は第１の検知部８００の動作から第２の検知部６００の検知動作までの時間間隔に基づいて決定される。つまり、第１の便座への接近（使用者の動線）を考慮して設置される第１の検知部８００がどの位置にあっても、時間間隔によって第２の検知部６００の検知動作の時点では第２の待機温度に達するように第１の待機温度が自動設定されるものである。
【００７０】
たとえば、便座の昇温速度が毎秒２Ｋ（ケルビン）であり、計測された時間間隔が最短５秒の場合には、第１の検知部８００の検知動作がない場合には１８℃よりもさらに低い温度の８℃程度（つまり５秒間での温度上昇分の１０Ｋ（ケルビン）を差し引いた温度）に便座を保温するように制御されている。便座を設置した周囲の温度（本実施形態では着座面の温度を検知する温度測定部の温度）が８℃よりも低くならなければ便座に通電され
ない。したがって、第１の検知部８００を設けて制御することにより便座に接近する使用者が居ない時の電力を大幅に削減した便座装置である。
【００７１】
次に、使用時の動作について説明する。使用者がトイレ室７１０に接近して第１の検知部８００の検知領域に入ると、第１の検知部８００が検知動作して検知信号が制御部９０に送信される。
【００７２】
判定部６２０は、使用者がトイレ室７１０へ接近したことを第１の検知部８００で検知して、温度測定部４０１の温度測定値と記憶部４０４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制御パターンを実行する。
【００７３】
ここでタイマ部４０３は、第１検知部８００の検知信号に応じて計測を開始し、第２検知部６００の検知動作までの時間を計測し、計測した時間を記憶部４０４に記憶する。第１検知部の検知動作から第２検知部６００の検知動作までの時間間隔に基づいて第２の検知部６００の検知動作の時点では第２の待機温度に達するように第１の待機温度が制御されている。
【００７４】
続いて、使用者がトイレ室７１０に入室して第２の検知部６００の検知領域に入ると、第２の検知部６００が検知動作して信号が制御部９０に送信される。
【００７５】
制御部９０の判定部６２０は、第２の検知部６００からの入室検知信号により、使用者がトイレ室７１０へ入室したことを検知する。制御部９０は便座便蓋回動機構４９０を駆動して弁蓋３００を開放するとともに、判定部６２０は、便座４００の測定温度値、および記憶部４０４に記憶された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。
【００７６】
通電率切替回路４０６は、選択されたヒータ制御パターンおよび計時部４０３により得られる時間情報に基づいてヒータ駆動部４０２の駆動し、ヒータ駆動部４０２の出力で便座ヒータ４５０を通電するように制御し、便座４００の温度が設定温度へと瞬時に上昇される。
【００７７】
このように第１の待機温度の決定においては、記憶部４０４に記憶された時間間隔を基に決定されることにより便座４００を設置した部屋への使用者のアプローチに則して不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減できて、使用者が便座４００に着座するまでに、便座４００の着座面４１０を十分に暖めることができるので、快適に使用することができる。また、周囲温度が低下しても、使用者が便座４００に着座するときの便座温度が保証される。
【００７８】
一方、トイレ室７１０の外に第１の検知部８００を設ける場合の課題としては誤検知が考えられる。本発明では、第１の検知部８００の検知動作に応じて所定時間動作するタイマ部４０３を備えることによりこの課題を解決したものであり、第１の検知部８００が誤検知してタイマ部４０３を動作させても、第２の検知部６００が動作しなければ設定温度まで昇温せず、一定時間の内（例えば１分間）に第２の検知部６００の動作が無い場合には誤動作と判定し第１の検知部８００の検知を無効にするので、誤動作時の電力消費を少なくすることができ、第１の検知部８００の誤動作を許容することができる。
【００７９】
図９に示すように、第１の検知部８００の検知動作により便座ヒータ４５０が駆動され、便座温度が第２待機温度まで上昇する。その後、第２の検知部６００の検知動作が無い場合には、時点Ｔ４にて誤検知と判断し、第２待機温度の維持を停止する。本実施形態のタイマ部４０３の時間設定は時点Ｔ０から時点Ｔ４まで１分としているが、通常検知され
る時点Ｔ０から時点Ｔ１までの時間差に余裕を持たせて、タイマ部４０３の動作時間を設定しても良い。
【００８０】
なお、本実施の形態においては、第１の検知部８００および第２の検知部６００が赤外線センサであるものとしたが、これに限らず、使用者が操作するリモートコントローラで動作させても良いし、廊下７２０などに設けた照明スイッチと連動させて照明スイッチをオンすると、使用者がこれから入室するものと判定して動作させる構成でも良い。また携帯電話などから送信させる方法も考えられる。
【００８１】
また、第１の検知部に反応する便座装置は１台に限定せずに複数の便座装置が対応する構成でも良い。この場合は公共施設など複数の便座装置を備えたトイレ室において、大きな省エネルギー効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明にかかる便座装置は、待機時の電力消費量を削減することができるので、他の加熱機器等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００８３】
９０ 制御部（制御手段）
１００ 便座装置
２００ 便座本体
２０２ 着座センサ（着座検知部）
４００ 便座
４０３ タイマ部（タイマ部）
４０４ 記憶部（記憶手段）
４１１ 着座面
４５０ 便座ヒータ
６００ 第２の検知部（人体検知部）
８００ 第１の検知部（入室前検知部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便座の温度を制御する便座装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な便座装置は、常時暖房方式の便座装置であり、厚み３ミリ程度の樹脂製の便座の裏側に出力５０Ｗ程度の中電力のヒータを配設して、使用に備えて予め３４℃から４０℃程度の設定温度に常時保温して、何時でも快適に使用できるようにしている。しかし、一般的には使用時間よりも不使用時間が長いため、不使用の時間帯にエネルギーを無駄に浪費することになり、不経済でもあった。
【０００３】
これに対して、瞬間暖房方式の便座装置があり、この方式では、便座の枠体を熱伝導性の良いアルミニウムなどの金属材料で構成し、その便座の裏側に高電力のヒータを備えている。そして、不使用の時にはヒータを低電力で駆動して、便座の温度を所定の待機温度に維持しており、人体検知センサで使用者の入室を検知して、ヒータを高電力で駆動して便座を瞬間的に昇温している。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この瞬間暖房方式の便座装置では、１２００Ｗの高電力のヒータを用いて、着座面を毎秒約２Ｋ（ケルビン）という昇温速度で昇温することができる。これは、常時暖房方式の便座装置に比べて３０倍程度の昇温速度になっている。これにより、使用者がトイレ室に入室してから便座に着座するまでの数秒の間に便座を瞬間的に昇温して、３４℃から４０℃の範囲の設定温度を維持するように制御し、着座中の使用者が快適な暖感覚を得られるようにしている。
【０００５】
図１０は、特許文献１の便座装置における便座の待機温度からの設定温度まで昇温する時の昇温特性を示すグラフである。同図において、室温が１５℃で待機温度を１８℃とした場合の昇温特性が曲線ａで示してあり、室温が１０℃に低下した状態で待機温度を１８℃に維持した場合の昇温特性が曲線ｃで示してあり、室温が５℃低下することにより、待機温度から冷感限界温度に達するまでの昇温時間が５．５秒間から６．５秒間へと１秒間長くなることが示されている。この遅れを補正するために、待機温度を２０℃に変更した場合の温度特性が曲線ｄで示してあり、待機温度を２０℃に変更することにより昇温時間を５．５秒間に維持するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０５０４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の便座装置では、人体検知センサにより使用者を検知してから便座に着座するまでに要する着座動作時間を予め検証しており、この着座動作の最短時間としては５．５秒という実験結果が得られている。また、使用者が便座に着座した時に冷たいと感じない冷感限界温度が２９℃であることも実験で得られている。従って、着座動作の最短時間（５．５秒）内に冷感限界温度（２９℃）まで昇温する昇温速度を高めることができれば、不使用時の待機温度を下げることができる。
【０００８】
便座を昇温する昇温速度を高める一手段として、便座ヒータの高電力化を図る方法がある。しかしながら、この方法を採用すると、便座ヒータの安全動作や便座ヒータの信頼性
の確保が必要となる、一般家庭の屋内配線には電流容量の制限がある等の問題が有り、昇温速度を大幅に向上することは困難であった。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用者が便座を使用する時の快適性を維持しつつ省エネルギー性を向上した便座装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の便座装置は、着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、前記便座に接近した使用者を検知する検知領域が異なる複数の検知部と、前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記複数の検知部の検知動作に応じて、前記使用者が前記便座に近づくのに従って順次高い目標温度に切り替え、前記着座面の温度を前記目標温度に追従させて最終目標である設定温度に向けて立ち上げるように制御するものである。
【００１１】
これにより、使用者が便器へ接近しつつあることを事前に検知して、便座の着座面の待機温度を使用者の接近度合いに応じて段階的に上昇させるので、昇温動作の動作時間を短縮できる。そのため、使用者が便座に着座するまでに着座面を十分に暖めることができ、使用者は快適に使用できる。また、便座ヒータの加熱をより低電力駆動で待機させることを可能にでき、不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の便座装置は、使用者が便器へ接近しつつあることを事前に検知して、便座の着座面の待機温度を使用者の接近度合いに応じて段階的に上昇させるので、昇温動作の動作時間を短縮できる分、便座ヒータの加熱をより低電力駆動で待機させることを可能にし、省エネルギー性に優れた便座装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における便座装置を便器上に設置した状態の外観を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１おける便座の分解斜視図
【図３】本発明の実施の形態１おける便座の上部便座ケーシングに便座ヒータを取り付けた状態を示す下面図
【図４】本発明の実施の形態１おける便座ヒータの平面図
【図５】本発明の実施の形態１における便座装置の駆動系の構成を示す模式図
【図６】本発明の実施の形態１における便座装置の動作を使用者の接近とともに示す模式図
【図７】本発明の実施の形態１における便座ヒータの駆動例および便座の表面温度の変化を示すタイムチャート
【図８】本発明の実施の形態１における検知部の配置を示した模式図
【図９】本発明の実施の形態１における第２の検知部が非検知の場合の便座ヒータの駆動例と便座の表面温度の変化を示すタイムチャート
【図１０】従来の便座装置の昇温特性を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、前記便座に接近した使用者を検知する検知領域が異なる複数の検知部と、前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記複数の検知部の検知動作に応じて、前記使用者が前記便座に近づくのに従って順次高い目標温度に切り替え、前記着座面の温度を前記目標温度に追従させて最終目標である設定温度に向けて立ち上げるように制御するものである。
【００１５】
これにより、使用者が便器へ接近しつつあることを事前に検知して、便座の着座面の待機温度を使用者の接近度合いに応じて段階的に上昇させるので、昇温動作の動作時間を短縮できる。そのため、使用者が便座に着座するまでに着座面を十分に暖めることができ、使用者は快適に使用できる。また、便座ヒータの加熱をより低電力駆動で待機させることを可能にでき、不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減することができる。
【００１６】
第２の発明は、着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、使用者が前記便座に接近したことを検知する第１の検知部と、前記使用者が前記便座にさらに接近したことを検知する第２の検知部と、前記第１の検知部の検知動作に応じて所定時間動作するタイマ部と、前記便座の着座面の温度を検知する温度測定部と、前記温度測定部の検知温度が目標温度に追従するように前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記タイマ部の出力に応じて前記着座面の温度を最終目標温度より低い目標温度である待機温度に向けて昇温する動作を開始し、前記第２の検知部が前記使用者を検知すると前記着座面の温度を前記最終目標温度である設定温度に向けて昇温するように制御するものである。
【００１７】
これにより、使用者が便器へ接近しつつあることを、第１の検知部が事前に検知することにより、便座を予め待機温度まで昇温し、便器にさらに近づく使用者を第２の検知部で検知することにより便座の着座面を最終目標温度である設定温度まで昇温するので、不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減することができ、使用者が便座に着座するまでに着座面を十分に暖めて、便座を快適に使用できる。
【００１８】
また、第１の検知部が使用者を検知するまでは、便座ヒータへ電力供給する必要が無いので、便座ヒータへの電力供給を停止して不使用時の電力消費をゼロにして、不使用時を含む電力消費を極めて小さくし、省電力化を図ることができる。
【００１９】
また、第１の検知部が誤検知してタイマ部を動作させても、第２の検知部が動作しなければ便座ヒータを高電力で駆動しないので、第１の検知部の誤動作による電力消費の増大幅を小さくすることができる。
【００２０】
また、第１の検知部が使用者を検知しない検知ミスを起こしても、第２の検知部の検知動作に応じて便座ヒータを高電力で駆動して便座を昇温するので、使用者が便座に着座するまでに、設定温度に達しないまでも設定温度に近い温度まで昇温することができ、使用者は便座に着座した時に、便座が冷たくて嫌な思いをしなくてすむ。
【００２１】
第３の発明は、着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、使用者が前記便座に接近したことを検知する第１の検知部と、使用者が前記便座にさらに接近したことを検知する第２の検知部と、前記第１の検知部の検出動作に応じて所定時間動作するタイマ部と、前記便座の着座面の温度を検知する温度測定部と、前記動作測定部の前記検知温度が目標温度に追従するように前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記タイマ部の出力に応じて前記着座面の温度を第１の待機温度から前記第１の待機温度より高い第２の待機温度に向けて昇温し、前記第２の検知部が前記使用者を検知すると、前記着座面の温度を前記第２の待機温度より高い最終目標温度である設定温度に向けて昇温するように、前記便座ヒータへの通電を制御するものである。
【００２２】
これにより、寒冷地の環境下で不使用時の環境温度が低下する場合は、便座の着座面の温度が最低でも第１の待機温度を維持するように、温度測定部の検知動作に応じて便座ヒータを通電させ、第１の検知部が使用者の接近を事前に検知して便座の温度を予め第２の待機温度まで高めて維持させるので、第２の検知部の検知動作に応じて第２の待機温度か
ら設定温度まで昇温する昇温時間を短くすることができ、使用者は着座するまでに十分に温まった便座を快適に使用することができる。つまり、周囲温度が低下しても使用者の着座するときの便座温度が保証される。
【００２３】
また、不使用時の環境温度が第１の待機温度よりも高い場合は、便座ヒータを通電しないから、不使用時の電力消費を小さくすることができ、省電力化が図れる。
【００２４】
第４の発明は、第１〜第３の発明のうちの１つの発明の複数の検知部のうちの第２の検知部は、便座を設置した部屋内に入室した使用者を検知する人体検知部であり、前記複数の検知部のうちの第１の検知部は、前記使用者が前記部屋の外から中に入る前に前記使用者を検知する入室前検知部としたものである。
【００２５】
これにより、使用者が便器を設置した部屋の外から中に入る前に入室前検知部で検知して便座を予め待機温度まで昇温し、そして使用者が入室したことを人体検知部が検知して便座の着座面を設定温度まで昇温するので、不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減できて、使用者が便座に着座するまでに、着座面を十分に暖めることができるので快適に使用できる。
【００２６】
また、入室前検知部が誤検知してタイマ部を動作させても、人体検知部が動作しなければ便座ヒータを高電力で駆動しないので、入室前検知部の誤動作による電力消費の増大幅を小さくすることができる。
【００２７】
第５の発明は、第４の発明の入室前検知部の検知動作から人体検知部の検知動作までの時間間隔に応じて、第１の待機温度の制御目標値を決定するものである。
【００２８】
これにより、入室前検知部の設置場所は特に意識せずとも実際の使用において入室前検知部の検知と人体検知部の検知までの時間間隔をもとに第１の待機温度が決定される。したがって周囲の温度が低下した場合でも、入室前検知部が使用者を事前に検知して便座を予め第２の待機温度まで昇温を開始する時点の便座の温度は、入室前検知部の検知動作から人体検知部の検知動作までの時間間隔から決定された温度に第１の待機温度として保たれているので、便器にさらに近づく使用者を人体検知部で検知することにより便座の着座面を設定温度まで昇温するので、便座を設置した部屋への使用者のアプローチに則して不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減できて、使用者が便座に着座するまでに、着座面を十分に暖めることができるので快適に使用することができる。つまり、周囲温度が低下しても使用者の着座するときの便座温度が保証される。
【００２９】
入室前検知部の検知動作から人体検知部の検知動作までの時間間隔が長くなるように入室前検知部を設置すれば、第１の待機電力は十分に低くなるので消費電力を十分に低減することができる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態における便座装置を便器上に設置した状態の外観の斜視図を示すものである。
【００３２】
＜１＞便座装置の構成
図１に示すように、便座装置１００は、便器７００の上面に配置される便座本体２００、便蓋３００、便座４００と、リモートコントローラ５００、第１の検知部８００、第２
の検知部６００により構成される。
【００３３】
便座本体２００は、便蓋３００および便座４００が便座便蓋回動機構（図示せず）を介して電動で開閉可能に取り付けられている。また、便座本体２００は、洗浄水供給機構（図示せず）、熱交換器（図示せず）および洗浄ノズル２０１等からなる洗浄機構と、乾燥ユニット（図示せず）、便座温調ランプＲＡ１および制御部９０等が内蔵されている。
【００３４】
そして、便座本体２００の前面部には着座センサ２０２が設置してある。この着座センサ２０２は反射型の赤外線センサであり、人体から反射された赤外線を検出することにより便座４００上に使用者が存在することを検知する。
【００３５】
また、洗浄水供給機構および熱交換器は、洗浄ノズル２０１に接続されており、水道配管（図示せず）から供給される洗浄水をその熱交換器で加熱し、加熱した洗浄水を洗浄ノズル２０１に供給する。なお、洗浄機構は便座装置の必須構成要素ではなく、これらの構成要素を具備しない便座装置であってもよい。
【００３６】
洗浄ノズル２０１は、お尻を洗浄するお尻洗浄ノズル部（図示せず）と、女性の局部を洗浄するビデノズル部（図示せず）とを備えており、使用者の局部に向けて洗浄水を噴出し、使用者の局部を洗浄水で洗浄するものである。
【００３７】
リモートコントローラ５００は、複数の操作スイッチを有しており、便座４００上に着座した使用者が操作可能なトイレ室の壁面等の場所に取り付けられている。そして、使用者がリモートコントローラ５００の操作スイッチを操作することにより、便座装置１００の各機能を操作することができる。
【００３８】
制御部９０は、リモートコントローラ５００、第１の検知部８００、第２の検知部６００および着座センサ２０２から送信される信号に基づいて、便座装置１００の各部の動作を制御するようになっている。
【００３９】
第１の検知部８００および第２の検知部６００は、例えば反射型の赤外線センサで構成され、人体から反射された赤外線を検出して使用者の接近を検知する。これらは、それぞれ検知領域が異なり、第２の検知部６００は第１の検知部８００の検知領域よりも便器７００（便座本体２００）に近い場所を検知領域にしている。これにより、人体が便器に接近する接近度合いに応じて段階的に検知できるようにしている。
【００４０】
＜２＞便座４００の構成
図２は便座４００の分解斜視図を示すものである。
【００４１】
図２に示すように、便座４００は、着座面である略楕円形をした環状の上部便座ケーシング４１０と、上部便座ケーシング４１０の裏面に粘着した略馬蹄形状の便座ヒータである便座ヒータ４５０と、合成樹脂により形成された略楕円形をした環状の下部便座ケーシング４２０とを主要部品として構成されている。
【００４２】
上部便座ケーシング４１０は、厚さ約１ｍｍのアルミニウム板をプレス加工等により成形し、表面および裏面には電気絶縁性と耐熱性を有するポリエステル粉体を含む塗装膜が形成されている。
【００４３】
下部便座ケーシング４２０は、樹脂材料を使用した成型品であり、平面形状が上部便座ケーシング４１０と略同形状の本体部４２１と、本体部４２１の両側後方に斜め上方に突出した腕部４２２で構成されている。上部便座ケーシング４１０と下部便座ケーシング４
２０は内周部および外周部で結合し、その結合部には水密手段が施されている。
【００４４】
上部便座ケーシング４１０の裏面には便座ヒータ４５０を粘着し、下部便座ケーシング４２０を結合した便座４００は、図２に示すように後部に腕部４２２を備えており、腕部４２２を便座本体２００の便座便蓋回動機構に結合することにより、回動自在に枢支されている。
【００４５】
＜３＞便座ヒータの構成
図３は便座ヒータ４５０を上部便座ケーシング４１０に貼着した状態の下面図を示し、図４は便座ヒータ４５０の平面図を示すものである。
【００４６】
図３に示すように、上部便座ケーシング４１０の裏面のほぼ全面に便座ヒータ４５０が粘着固定されており、便座ヒータ４５０の一部表面には温度過昇防止装置として、サーモスタット４６１と、温度ヒューズ４６２とが設置してある。また側部表面には、サーミスタ４０１ａが貼り付けてあり、サーミスタ４０１ａは便座ケーシング４１０の温度に基づいて便座ヒータ４５０への通電をフィードバック制御するための温度測定部とつながっている。
【００４７】
上部便座ケーシング４１０の外周部には万が一の漏電における感電を防止するためにアース線４８０が接続してある。
【００４８】
図４に示すように、便座ヒータ４５０は、シート状で前部の一部が切り取られた略馬蹄状に形成される。便座ヒータ４５０は、アルミニウムからなる２枚の金属箔４５１と４５２の間にヒータ線４５３を挟み込んだ状態で、ヒータ線４５３を蛇行状に配設して構成されたものである。
【００４９】
また、便座ヒータ４５０の一部にはヒータ線４６０が高い密度で蛇行する高密度部が形成され、その高密度部にはバイメタルを用いた復帰型のサーモスタット４６１が設けられる。このサーモスタット４６１は、温度過昇防止として機能し、便座ヒータ４５０が想定外の異常温度になると、便座ヒータ４５０への通電を停止する。
【００５０】
また、サーモスタット４６１のバックアップ機能として、温度ヒューズ４６２が便座ヒータ４５０に密着し固定されており、復帰型のサーモスタット４６２が異常温度上昇時に作動しない場合には、非復帰型の温度ヒューズ４６２が溶断することにより、便座ヒータ４５０への電力の供給を完全に遮断する。
【００５１】
＜４＞便座ヒータの駆動系の構成
図５は、便座装置１００の駆動系の構成を示す模式図である。図５に示すように、便座本体２００は、制御部９０、温度測定部４０１、ヒータ駆動部４０２、便座便蓋回動機構４９０、便座温調ランプＲＡ１および着座センサ２０２を含んでいる。また、便座４００は便座ヒータ４５０およびサーミスタ４０１ａを備える。
【００５２】
制御部９０は、マイクロコンピュータを主構成部品とし、使用者の入室および便座４００の温度等を判定する判定部６２０、計時機能とタイマ機能とを有するタイマ部４０３、種々の情報を記憶する記憶部４０４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４０６等を含む。
【００５３】
温度測定部４０１は、便座４００の上部便座ケーシング４１０に設置したサーミスタ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４００の着座面の温度を測定する。以下、サーミスタ４０１
ａを通じて温度測定部４０１により測定される便座４００の温度を測定温度値と称する。
【００５４】
また、使用者がリモートコントローラ５００の便座温度調整スイッチを操作した場合には、便座４００の設定温度が制御部９０に送信される。制御部９０は、リモートコントローラ５００から受信した設定温度を記憶部４０４に記憶する。
【００５５】
ヒータ駆動部４０２は、便座本体２００内に設けられ、便座４００内の便座ヒータ４５０に接続されており、便座ヒータ４５０を駆動する構成となっている。
【００５６】
図６は本実施の形態における便座装置の動作を便座装置に近づく使用者とともに示したものである。図６（Ａ）は使用者が便座装置１００に近づき第１の検知部８００の検知領域８００ａ内に入ると、第１の検知部８００が使用者の接近を検知して、検知信号を便座本体２００内の制御部９０へ向けて送信する。これにより、制御部９０は便座ヒータ４５０を昇温駆動する制御を開始する。
【００５７】
図６（Ｂ）は使用者がさらに便座装置１００に接近して第２の検知部６００の検知領域６００ａ内に入ると、第２の検知部６００は使用者が更に便座装置１００に接近したことを検知し、検知信号を便座本体２００内の制御部９０へ向けて送信する。これにより、制御部９０は便座４００の温度をさらに設定温度に向けて昇温駆動すると共に便蓋３００を開くように制御する。これにより、使用者は暖かい便座４００に快適に着座することができる。
【００５８】
図７は、第１の検知部８００及び第２の検知部６００の検知動作と便座の温度変化を示すタイムチャートである。図７において、時点Ｔ０は図６（Ａ）段階の動作に相当し、第１の検知部８００の検知動作に応じて便座ヒータ４５０が駆動され、便座４００の温度は待機温度（請求項の第２の待機温度に相当）に向けて上昇する。便座ヒータ４５０への通電は、１２００Ｗ通電する前に短時間６００Ｗで通電する。これは、便座ヒータ４５０を通電するときの突入電流を抑制するために行う。
【００５９】
次に、時点Ｔ１は図６（Ｂ）段階の動作に相当し、第２の検知部６００の検知動作に応じて便座ヒータ４５０が駆動され、便座４００の温度はさらに設定温度に向けて温度上昇される。冷感限界温度を２９℃に設定しており、この冷感限界温度を境（時点Ｔ２）に便座ヒータ４５０への供給電力を６００Ｗに低下させて昇温速度を緩めて、設定温度に近づく時の温度変化を安定化させる。これは、便座温度のオーバーシュートを防止するためであり、温度制御の追従性が不十分な時に生じる温度誤差を解消して、使用者が着座する時の快適性を改善するためでもある。時点Ｔ３で使用者が便座４００に着座し、着座した使用者を着座センサ２０２が検知したことを示している。
【００６０】
なお、本実施形態においては、便座４００の温度が設定温度に達したあとは、便座ヒータ４５０を低い通電率で低電力駆動し、便座４００の温度が設定温度を維持するように保温制御される。
【００６１】
このように、使用者の便器への接近を複数の検知部で段階的に検知し、使用者が近づくのに伴って事前に着座面の温度を段階的に上昇させるので、使用者が便座に着座するまでに、着座面を十分に暖めることができる。従って、使用者は便座装置を快適に使用できるだけでなく、不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減することができる。
【００６２】
（実施の形態２）
図８は実施の形態２における第１、第２の検知部（８００，６００）の配置の一例を示した模式図である。
【００６３】
人体検知センサである第２の検知部６００は、便座４００に近接した位置に設けられ、具体的にはトイレ室７１０内の壁面等に取り付けられ、便座４００を設置した部屋に使用者が入室したことを検知する。
【００６４】
これに対して、第１の検知部８００は、便座４００から離れた位置に設けられている。第１の検知部８００は、第２の検知部６００とは検知領域が異なり、便座４００に近づく使用者を、第２の検知部６００よりも早く検知するように設けられている。具体的には、第１の検知部８００がトイレ室７１０に至る廊下７２０に設置する。なお、浴室内に設置された便器７００に便座装置１００を設けて、その便座装置１００から離れた浴室内の位置に第１の検知部８００を設置しても構わない。
【００６５】
本実施の形態において、便座装置１００は次のように動作する。初期設定時では、第１の検知部８００が検知動作しない場合には便座ヒータ４５０に通電しない。従って、便座４００はトイレ室７１０の室温と略同じ温度である。
【００６６】
使用者が廊下７２０を経由してトイレ室７１０に近づくと、第１の検知部８００が使用者を検知して、その検知出力に応じて制御部９０がヒータ駆動部４０２を駆動して、便座ヒータ４５０を通電し、便座４００の最低温度が約１８℃を維持するように制御する。この温度を第２の待機温度と称する。従って、室温が１８℃以下の場合、便座ヒータ４５０を通電して温度制御を行う。そして、室温が１８℃以上の場合、あるいは直前に便座装置１００を使用して便座４００の測定温度値が１８℃以上である場合は、制御部９０は便座ヒータ４５０を通電しないので、便座４００は室温とほぼ同じ温度になる。
【００６７】
トイレ室７１０に使用者が入室すると、人体検知センサである第２の検知部６００が使用者を検知する。第２の検知部６００の検知信号を受け、制御部９０はヒータ駆動部４０２を駆動して、便座ヒータ４５０を通電する。便座ヒータ４５０は１２００Ｗ程度の非常に高電力で駆動され、使用者がトイレ室７１０に入室してから便座４００に着座するまでの５秒から１０秒程度の短時間に、便座４００の着座面を４０℃程度の適温に温める。便座４００が適温に達した後は、制御部９０は便座ヒータ４５０への通電を５０Ｗ程度の低電力まで低下させ、適温を保つように便座ヒータ４５０を低電力駆動する。
【００６８】
次に、環境条件が冬季に使用する場合、あるいは寒冷地で使用する場合のように、トイレ室７１０の室温が氷点下まで下がる状況下においては、第１の検知部８００が使用者を検知せず、且つ便座装置１００を使用していない場合には、制御部９０は、第２の待機温度（例えば１８℃）よりも低い所定の温度値（例えば５℃）を基準に温度測定部４０１の検知温度を比較してヒータ駆動部４０２を駆動して、便座ヒータ４５０を通電し、便座４００の温度が第１の待機温度（例えば８℃）以下にならずに維持するように制御する。
【００６９】
なお、第１の待機温度は第１の検知部８００の動作から第２の検知部６００の検知動作までの時間間隔に基づいて決定される。つまり、第１の便座への接近（使用者の動線）を考慮して設置される第１の検知部８００がどの位置にあっても、時間間隔によって第２の検知部６００の検知動作の時点では第２の待機温度に達するように第１の待機温度が自動設定されるものである。
【００７０】
たとえば、便座の昇温速度が毎秒２Ｋ（ケルビン）であり、計測された時間間隔が最短５秒の場合には、第１の検知部８００の検知動作がない場合には１８℃よりもさらに低い温度の８℃程度（つまり５秒間での温度上昇分の１０Ｋ（ケルビン）を差し引いた温度）に便座を保温するように制御されている。便座を設置した周囲の温度（本実施形態では着座面の温度を検知する温度測定部の温度）が８℃よりも低くならなければ便座に通電され
ない。したがって、第１の検知部８００を設けて制御することにより便座に接近する使用者が居ない時の電力を大幅に削減した便座装置である。
【００７１】
次に、使用時の動作について説明する。使用者がトイレ室７１０に接近して第１の検知部８００の検知領域に入ると、第１の検知部８００が検知動作して検知信号が制御部９０に送信される。
【００７２】
判定部６２０は、使用者がトイレ室７１０へ接近したことを第１の検知部８００で検知して、温度測定部４０１の温度測定値と記憶部４０４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制御パターンを実行する。
【００７３】
ここでタイマ部４０３は、第１検知部８００の検知信号に応じて計測を開始し、第２検知部６００の検知動作までの時間を計測し、計測した時間を記憶部４０４に記憶する。第１検知部の検知動作から第２検知部６００の検知動作までの時間間隔に基づいて第２の検知部６００の検知動作の時点では第２の待機温度に達するように第１の待機温度が制御されている。
【００７４】
続いて、使用者がトイレ室７１０に入室して第２の検知部６００の検知領域に入ると、第２の検知部６００が検知動作して信号が制御部９０に送信される。
【００７５】
制御部９０の判定部６２０は、第２の検知部６００からの入室検知信号により、使用者がトイレ室７１０へ入室したことを検知する。制御部９０は便座便蓋回動機構４９０を駆動して弁蓋３００を開放するとともに、判定部６２０は、便座４００の測定温度値、および記憶部４０４に記憶された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。
【００７６】
通電率切替回路４０６は、選択されたヒータ制御パターンおよび計時部４０３により得られる時間情報に基づいてヒータ駆動部４０２の駆動し、ヒータ駆動部４０２の出力で便座ヒータ４５０を通電するように制御し、便座４００の温度が設定温度へと瞬時に上昇される。
【００７７】
このように第１の待機温度の決定においては、記憶部４０４に記憶された時間間隔を基に決定されることにより便座４００を設置した部屋への使用者のアプローチに則して不使用時の便座温度を低くして電力消費を低減できて、使用者が便座４００に着座するまでに、便座４００の着座面４１０を十分に暖めることができるので、快適に使用することができる。また、周囲温度が低下しても、使用者が便座４００に着座するときの便座温度が保証される。
【００７８】
一方、トイレ室７１０の外に第１の検知部８００を設ける場合の課題としては誤検知が考えられる。本発明では、第１の検知部８００の検知動作に応じて所定時間動作するタイマ部４０３を備えることによりこの課題を解決したものであり、第１の検知部８００が誤検知してタイマ部４０３を動作させても、第２の検知部６００が動作しなければ設定温度まで昇温せず、一定時間の内（例えば１分間）に第２の検知部６００の動作が無い場合には誤動作と判定し第１の検知部８００の検知を無効にするので、誤動作時の電力消費を少なくすることができ、第１の検知部８００の誤動作を許容することができる。
【００７９】
図９に示すように、第１の検知部８００の検知動作により便座ヒータ４５０が駆動され、便座温度が第２待機温度まで上昇する。その後、第２の検知部６００の検知動作が無い場合には、時点Ｔ４にて誤検知と判断し、第２待機温度の維持を停止する。本実施形態のタイマ部４０３の時間設定は時点Ｔ０から時点Ｔ４まで１分としているが、通常検知され
る時点Ｔ０から時点Ｔ１までの時間差に余裕を持たせて、タイマ部４０３の動作時間を設定しても良い。
【００８０】
なお、本実施の形態においては、第１の検知部８００および第２の検知部６００が赤外線センサであるものとしたが、これに限らず、使用者が操作するリモートコントローラで動作させても良いし、廊下７２０などに設けた照明スイッチと連動させて照明スイッチをオンすると、使用者がこれから入室するものと判定して動作させる構成でも良い。また携帯電話などから送信させる方法も考えられる。
【００８１】
また、第１の検知部に反応する便座装置は１台に限定せずに複数の便座装置が対応する構成でも良い。この場合は公共施設など複数の便座装置を備えたトイレ室において、大きな省エネルギー効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明にかかる便座装置は、待機時の電力消費量を削減することができるので、他の加熱機器等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００８３】
９０ 制御部（制御手段）
１００ 便座装置
２００ 便座本体
２０２ 着座センサ（着座検知部）
４００ 便座
４０３ タイマ部（タイマ部）
４０４ 記憶部（記憶手段）
４１１ 着座面
４５０ 便座ヒータ
６００ 第２の検知部（人体検知部）
８００ 第１の検知部（入室前検知部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、前記便座に接近した使用者を検知する検知領域が異なる複数の検知部と、前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は前記複数の検知部の検知動作に応じて、前記使用者が前記便座に近づくのに従って順次高い目標温度に切り替え、前記着座面の温度を前記目標温度に追従させて最終目標である設定温度に向けて立ち上げるように制御する便座装置。
【請求項２】
着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、使用者が前記便座に接近したことを検知する第１の検知部と、前記使用者が前記便座にさらに接近したことを検知する第２の検知部と、前記第１の検知部の検知動作に応じて所定時間動作するタイマ部と、前記便座の着座面の温度を検知する温度測定部と、前記温度測定部の検知温度が目標温度に追従するように前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記タイマ部の出力に応じて前記着座面の温度を最終目標温度より低い目標温度である待機温度に向けて昇温する動作を開始し、前記第２の検知部が前記使用者を検知すると前記着座面の温度を前記最終目標温度である設定温度に向けて昇温するように制御する便座装置。
【請求項３】
着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、使用者が前記便座に接近したことを検知する第１の検知部と、使用者が前記便座にさらに接近したことを検知する第２の検知部と、前記第１の検知部の検出動作に応じて所定時間動作するタイマ部と、前記便座の着座面の温度を検知する温度測定部と、前記動作測定部の前記検知温度が目標温度に追従するように前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記タイマ部の出力に応じて前記着座面の温度を第１の待機温度から前記第１の待機温度より高い第２の待機温度に向けて昇温し、前記第２の検知部が前記使用者を検知すると、前記着座面の温度を前記第２の待機温度より高い最終目標温度である設定温度に向けて昇温するように、前記便座ヒータへの通電を制御する便座装置。
【請求項４】
複数の検知部のうちの第２の検知部は、便座を設置した部屋内に入室した使用者を検知する人体検知部であり、
前記複数の検知部のうちの第１の検知部は、前記使用者が前記部屋の外から中に入る前に前記使用者を検知する入室前検知部である請求項１〜３のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項５】
制御部は、入室前検知部の検知動作から人体検知部の検知動作までの時間間隔に応じて、第１の待機温度の制御目標値を決定する請求項４に記載の便座装置。
【請求項１】
着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、前記便座に接近した使用者を検知する検知領域が異なる複数の検知部と、前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は前記複数の検知部の検知動作に応じて、前記使用者が前記便座に近づくのに従って順次高い目標温度に切り替え、前記着座面の温度を前記目標温度に追従させて最終目標である設定温度に向けて立ち上げるように制御する便座装置。
【請求項２】
着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、使用者が前記便座に接近したことを検知する第１の検知部と、前記使用者が前記便座にさらに接近したことを検知する第２の検知部と、前記第１の検知部の検知動作に応じて所定時間動作するタイマ部と、前記便座の着座面の温度を検知する温度測定部と、前記温度測定部の検知温度が目標温度に追従するように前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記タイマ部の出力に応じて前記着座面の温度を最終目標温度より低い目標温度である待機温度に向けて昇温する動作を開始し、前記第２の検知部が前記使用者を検知すると前記着座面の温度を前記最終目標温度である設定温度に向けて昇温するように制御する便座装置。
【請求項３】
着座面および前記着座面を加熱する便座ヒータを有した便座と、使用者が前記便座に接近したことを検知する第１の検知部と、使用者が前記便座にさらに接近したことを検知する第２の検知部と、前記第１の検知部の検出動作に応じて所定時間動作するタイマ部と、前記便座の着座面の温度を検知する温度測定部と、前記動作測定部の前記検知温度が目標温度に追従するように前記便座ヒータへの通電を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記タイマ部の出力に応じて前記着座面の温度を第１の待機温度から前記第１の待機温度より高い第２の待機温度に向けて昇温し、前記第２の検知部が前記使用者を検知すると、前記着座面の温度を前記第２の待機温度より高い最終目標温度である設定温度に向けて昇温するように、前記便座ヒータへの通電を制御する便座装置。
【請求項４】
複数の検知部のうちの第２の検知部は、便座を設置した部屋内に入室した使用者を検知する人体検知部であり、
前記複数の検知部のうちの第１の検知部は、前記使用者が前記部屋の外から中に入る前に前記使用者を検知する入室前検知部である請求項１〜３のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項５】
制御部は、入室前検知部の検知動作から人体検知部の検知動作までの時間間隔に応じて、第１の待機温度の制御目標値を決定する請求項４に記載の便座装置。
【図７】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１８２９５５（Ｐ２０１１−１８２９５５Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１４０６（Ｐ２０１０−５１４０６）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【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２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【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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