暖房便座およびそれを用いたトイレ装置
【課題】省エネルギーでかつ快適に使用できる便座暖房を実現する。
【解決手段】上枠体２４と下枠体２７とで構成され、内部に空洞部２８を有する便座２２と、空洞部２８に設けたランプヒーター３０と、このランプヒーターに対向して下枠体２７側に設けた輻射反射板２９とを備え、少なくとも上枠体２４の着座部２５は輻射エネルギー透過性の材料からなる透過体からなり、上枠体２４にあって着座部２５の外面に輻射吸収層４０を設けた構成とすることにより、短時間で着座部２５を使用温度に均一に加熱するので、非常に省エネルギーで快適に使用しうる暖房便座を提供できる。
【解決手段】上枠体２４と下枠体２７とで構成され、内部に空洞部２８を有する便座２２と、空洞部２８に設けたランプヒーター３０と、このランプヒーターに対向して下枠体２７側に設けた輻射反射板２９とを備え、少なくとも上枠体２４の着座部２５は輻射エネルギー透過性の材料からなる透過体からなり、上枠体２４にあって着座部２５の外面に輻射吸収層４０を設けた構成とすることにより、短時間で着座部２５を使用温度に均一に加熱するので、非常に省エネルギーで快適に使用しうる暖房便座を提供できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は輻射エネルギーを利用することにより短時間で便座を加熱することができる暖房便座およびそれを用いたトイレ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の暖房便座では、図１０に示すように、点線で示す便器の上に載せて使用する輪状の便座１の空洞部２に設けられた輻射反射板３は、その内外端部の全周に上方への折り曲げ部３ａを有しており、その折り曲げ部３ａにより輻射型発熱体４からの輻射エネルギーが点線矢印で示すように偏向されるので、輻射型発熱体４から離れている便座１の上部１ａの外周縁部および内周縁部の輻射エネルギー密度を上げるように作用し、便座１の上部１ａへの輻射エネルギー分布の均一化を図る構成をしている（例えば、特許文献１参照）。図中、５は輻射吸収層である。
【特許文献１】特開２０００−２１０２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般にトイレの使用者が、トイレに入室してから着衣を下ろして便座１に着座するまでの極めて短時間に便座１を通常使用時の暖房温度に昇温させるような場合には、数秒程度で便座１を使用可能な温度に昇温する必要があり、効率的な加熱を行う必要があった。
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、使用者が着座時に接触する便座１の上部１ａの範囲外である外側および内側の側面部までにも輻射吸収層５が設けられていたため、着座部以外の必要な範囲外も加熱することとなり、短時間で必要な箇所を暖房するには非効率的となり、効率的な加熱を行う必要があった。
【０００５】
上記従来の課題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、便座の必要とされる範囲を効率的に加熱して、非常に省エネルギーで快適に使用しうる暖房便座およびそれを用いたトイレ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は内部に空洞部を形成し、使用者が着座する着座部を有する便座と、前記便座の空洞部に設けた輻射型発熱体と、前記輻射型発熱体に対向して設け、前記輻射型発熱体の輻射エネルギーを前記着座部側へ反射する輻射反射板とを備え、前記着座部は輻射エネルギー透過性の透過体で形成し、かつ前記便座に着座した人体が接する着座部の外面に輻射吸収層を設けた構成としたものである。
【０００７】
これによって輻射型発熱体から発せられた輻射エネルギーを輻射吸収層で吸収して熱に変換し必要とされる範囲である着座部を集中的に加熱することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の暖房便座は、着座部を集中的に加熱することができ、便座の必要とされる範囲を効率的に加熱する省エネルギーで快適な暖房便座を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、内部に空洞部を形成し、使用者が着座する着座部を有する便座と、前記便座の空洞部に設けた輻射型発熱体と、前記輻射型発熱体に対向して設け、前記輻射型発熱体の輻射エネルギーを前記着座部側へ反射する輻射反射板とを備え、前記着座部は輻射
エネルギー透過性の透過体で形成し、かつ前記便座に着座した人体が接する着座部の外面に輻射吸収層を設けた構成とすることにより、輻射型発熱体から発せられた輻射エネルギーを輻射吸収層で吸収して熱に変換し、着座部を集中的に加熱することができるので、便座を極めて短時間で暖房し効率的な加熱とて省エネルギーとすることができる。
【００１０】
第２の発明は、特に第１の発明の便座を上枠体と下枠体を結合して形成し、前記上枠体を、輻射エネルギー透過率の異なる複数の部材で構成とすることにより、例えば、着座部を相対的に輻射エネルギー透過率の高い部材で構成し、他の部位を輻射エネルギー透過率の低い部材で構成することによって、着座部以外の加熱を抑制し着座部を集中して短時間で加熱することが可能になる。
【００１１】
第３の発明は、特に第１または第２の発明の便座の輻射吸収層を、着座部の部位によって輻射吸収率が異なるように設ける構成とすることにより、例えば、輻射発熱体との位置関係において、速く暖めたい部位（輻射発熱体より遠い部位）、暖めない方がよい部位（輻射発熱体に近い部位）などに対して輻射吸収層の設け方を操作して輻射吸収を不均一にすることが可能になり、着座部の全体を効率よく均一に加温することが可能になる。
【００１２】
第４の発明は、特に第２の発明または第３の発明の便座における上枠体の内面の一部に、反射層を設けた構成とすることにより、例えば、暖めなくてもよい部位では輻射エネルギーを反射させて、その部位を加熱しないようにして、反射された輻射エネルギーを必要とする着座部に収集することが可能になり、着座部を効果的に加熱することが可能になる。
【００１３】
第５の発明は、特に第１から第４の発明のいずれか１つの発明の輻射反射板を、輻射エネルギーを着座部へ反射するように端面を上方に屈曲させた構成とすることにより、便座の下方へ放射される輻射エネルギーを反射させて着座部へ収集することにより、着座部を効率よく加温することができる。
【００１４】
第６の発明は、特に第１から第４の発明のいずれか１つの発明の輻射反射板において、その断面を略放物線形状とし、輻射型発熱体の断面中心を放物線の焦点近傍に位置させる構成とすることにより、輻射型発熱体からの輻射エネルギーは全て着座部へ平均的に反射させることが可能となり、着座部を効率よく加温することができる。
【００１５】
第７の発明は、特に第１から第6の発明のいずれか１つの発明の便座の着座部表面には塗装等による表面化粧層を形成した構成とすることにより、意匠性の向上はもちろん、輻射吸収層を保護することができる。
【００１６】
第８の発明は、特に第１から第７の発明のいずれか１つの発明に記載の暖房便座を備えたトイレ装置であり、着座部をすばやく暖房できるので、消費電力を大幅に削減するとともに、長期間にわたり快適に使用できるトイレ装置を得ることができる。
【００１７】
本発明の目的は、第１の発明から第８の発明を実施の形態の要部とすることにより達成できるので、各請求項に対応する実施の形態の詳細を、以下に図面を参照しながら説明し、本発明を実施するための最良の形態の説明とする。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。また、本実施の形態の説明において、同一構成並びに作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明を行わないものとする。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における暖房便座の要部を断面した概略構成図で、図２は同暖房便座を便器に搭載したトイレ装置の斜視図で、図３は同暖房便座の上枠体を取り外して示した平面図で、図４は同暖房便座の分解斜視図で、図５は同暖房便座の着座部の要
部断面図である。
【００１８】
図１から図５において、用便後の肛門およびビデを洗う温水洗浄機能付きの暖房便座は、トイレ装置の便器２０の後端部に横長の本体２１が取り付けられており、この本体２１内には温水洗浄機能の一部が内装され、かつ便器２０上に載せられた輪状の便座２２および便蓋２３が回動自在に設けられている。また、本体２１の袖部にはトイレ室の人体の有無を検知する人体検知センサー２６が内蔵されている。
【００１９】
輪状の便座２２は、図１に示すように断面が皿状の合成樹脂製の下枠体２７の上縁に、使用者がお尻を載せる、少なくとも透明プロピレン樹脂で形成された着座部２５を含む断面が逆皿状の上枠体２４を、シール材（図示せず）を介して固定結合して形成し、その内部には水滴等の浸入を阻止できる防滴シールされた空洞部２８を有する構造となっている。なお、着座部２４は透明プロピレン樹脂に限ったものではなく、透明ポリエチレン樹脂などの透明性のある合成樹脂であれば、本発明の目的を達成できる。
【００２０】
空洞部２８の内部には、トイレ装置を使用する使用者が腰掛ける便座２２の着座部２５に対向して、アルミ板を鏡面仕上げした輻射反射板２９（反射体ともいう）と、便座２２の輪状により、左右に配置されることになる着座部２５に対向して複数の輻射型発熱体であるＵ字状に折り曲げて配置することで２本になるランプヒーター３０とが設けられている。
【００２１】
輻射反射板２９は、図１に示すように、その内外端部の全周に上方への折り曲げ部２９ａを有しており、その折り曲げ部２９ａによりランプヒーター３０からの輻射エネルギーが点線矢印で示すように偏向されるので、ランプヒーター３０から離れている着座部２５の外周縁部および内周縁部の輻射密度を上げるように作用し、着座部２５への輻射熱分布の均一化を図っている。この折り曲げ部２９ａの角度は３０°〜６０°が好適であり、３０°以下の場合は便座２２の断面に対し周縁部の温度が高くなり、６０°以上の場合は中央付近の温度が高くなる傾向を示す。
【００２２】
ランプヒーター３０の近傍には、ランプヒーター３０と電気的に直列接続されたサーモスタット３１が設けられ、万一の不安全事態に対して通電を遮断して便座２２の着座部２５の温度過昇を防止するよう作用する。なお、輻射反射板２９は、軽量にするためにアルミ板にしたが、ステンレス板やメッキ鋼板などを用いてもよい。
【００２３】
ランプヒーター３０は、ガラス管３３の内部にタングステンからなるフィラメント３４およびアルゴンなどの不活性ガス３５に微量のハロゲンガスを封入して構成されており、フィラメント３４の発熱に伴ってハロゲン化タングステンを形成するハロゲンサイクル反応を繰り返すことにより、フィラメント３４の消耗を防止するよう作用している。この作用により熱容量の非常に小さいフィラメント３４を熱源とすることができ、輻射エネルギーの極めて急峻な立ち上がりを行わせることができる。
【００２４】
つまり、ランプヒーター３０は、使用者がトイレ室に入室し、衣服を下ろし、お尻を便座２２の着座部２５に着座するまでの数秒間で、便座２２の着座部２５を適温まで高速に昇温させることができる輻射型発熱体である。なお、ランプヒーター３０は、要求される特性の度合いにより必ずしもハロゲンランプヒーターである必要はない。また、ガラス管３３は３５００ｎｍ以上の波長はほとんど吸収してしまうので、輻射エネルギーで効果的に着座部２５を加熱するために、発光波長の分光分布のピークが少なくとも３５００ｎｍ以下であるランプヒーターを用いている。
【００２５】
これを実現するために、ランプヒーター３０のフィラメント３４の色温度が８００Ｋ以
上となるように設定している。このランプヒーター３０は、板バネ材で形成したランプヒーター固定具３６により輻射反射板２９に固定され、輻射反射板２９は樹脂製の下枠体２７のボス３７にビスで固定されている。
【００２６】
図５に、便座２２における着座部２５の一部を拡大断面で示し、図６には同じく着座部２５を有する上枠体２４を断面を示した。図５、図６において、便座２２の上枠体２４にあって、必要とされる範囲を集中的に加熱するため、便座２２に着座した人体が接する着座部２５とその近傍の外面にのみ、ランプヒーター３０から照射され上枠体２４を透過した輻射エネルギーが吸収されやすいように黒色塗装した輻射吸収層４０が形成され、その表面には、外観効果のために塗装した表面層である表面化粧層４３が形成されている。
【００２７】
また、輻射吸収層４０の色について、各種色について確認した結果、黒色が最も吸熱効率が良く、着座部２５の昇温速度を速くすることができるという結果が得られた。なお、昇温速度にこだわらず、実用になればよいという観点であれば、灰色や赤色、青色などでも、昇温は可能であり、なんら問題はない。
【００２８】
便座２２を構成する上枠体２４は透明ポリプロピレン樹脂材料を平均厚み２．５ｍｍにて成形することにより、輻射熱透過率を７０％以上に設定するとともに、その剛性から便座２２の構造矩体として機能している。また、形成されている輻射吸収層４０の厚みは０．１ｍｍ、表面化粧層４４の厚みは０．２ｍｍであり、輻射吸収層４０は透明ポリプロピレン樹脂材料を透過した光の輻射エネルギーを完全に吸収し、また熱容量が非常に小さいので、瞬時に昇温して必要とされる範囲である着座部２５とその近傍の部分を集中的に暖房することができる。
【００２９】
また、図６に示すように上枠体２４の着座部２５とその近傍の外面に設けた輻射吸収層４０を、人体が着座して接する、その載置位置によって輻射吸収率が異なる構成とすることにより、着座部２５の全体の温度分布を均一に昇温させることができる。
【００３０】
すなわち、図６において上枠体２４のランプヒーター３０から遠い着座部２５の一部である外側と内側である外周部分の領域Ａの外面に輻射吸収率の高い黒色の塗装を施して輻射吸収層４０を形成し、また領域Ａに囲まれた領域Ｂで示す上枠体２４のランプヒーター３０に近接している真上に相当する箇所を、灰色や白色などの輻射吸収率の低い塗装を施し、輻射吸収率の低い輻射吸収層４０ｂを形成することによって、ランプヒーター３０が照射する輻射エネルギーは距離が近いほど強度は強くなるので、輻射エネルギー強度が強くなる近接している領域Ｂの昇温速度を抑制することにより、着座部２５の全体の昇温を均一に行うことができる。
【００３１】
さらに、図６に示すように、着座時に人体と触れる可能性のない上枠体２４の領域C（輪状の上枠体２４の外側面と内側面）の部分の内面にアルミニウムなどの金属を含んだ塗料により反射層４２を形成することにより、さらに着座部２５の昇温速度を速くすることができる。
【００３２】
すなわち、反射層４２を設けることにより、図中の矢印で示すように、着座部２５の以外の加熱する必要の無い箇所が加熱されないようにして、上枠体２４内面に到達した輻射エネルギーを反射層４２により反射し、さらに輻射反射板２９で反射して着座部２５外面の輻射吸収層４０に輻射エネルギーを到達させることにより、加熱が必要な着座部２５とその近傍に輻射エネルギーを効率的に供給することができ、着座部２５をより速く集中的に効率的に昇温することができる。
【００３３】
また便座２２を構成する下枠体２７には、その内面に輻射反射板２９が取り付けられ、
その輻射反射板２９にランプヒーター３０およびランプヒーター３０と直列接続したサーモスタット３１が取り付けられている。また、下枠体２７の上部には上枠体２４が取り付けられ、上枠体２５の着座部２５の温度を検知するために着座部２５の内側表面に便座温度検知手段であるサーミスタ４３が取り付けられている。また便座２２は、その回動軸４４に電極４５が形成され、本体２１の軸受け部（図示せず）とともに便座位置検知手段４６を構成し、便座２２が起立状態にあるか、着座して使用できる便器２０上に略水平の使用位置にあるかを検出するようになっている。
【００３４】
本体２１には、室温検知手段としての室温サーミスタ４７の検知信号を取り込んでランプヒーター３０の温度制御を行い、かつ便座２２のランプヒーター３０に通電することにより昇温を開始した時点からの経過時間をカウントするタイマー部４８を有するマイクロコンピュータを主体とする制御部４９が設けられている。そして、制御部４９は人の入室を検知する人体検知センサー２６や着座検知手段３８と便座位置検知手段４６の信号を取り込んでランプヒーター３０への通電の開始と停止の制御と、サーミスタ４３、室温サーミスタ４７からの信号を取り込んで採暖面である着座部２５の温度が適温である所定の温度になるようランプヒーター３０の温度制御が行えるようになっている。
【００３５】
図７において、サーモスタット３１はバイメタル５０がランプヒーター３０の輻射エネルギーを受光するように空洞部２８内に露出させた構成である。また、バイメタル５０の受光表面には輻射吸収材５１として耐熱性の黒色塗料を塗布している。そして、サーモスタット３１は輻射吸収材５１により輻射型発熱体からバイメタル５０に向けて輻射された熱を効率よく吸収し、より速やかにバイメタルの温度を上げるように構成している。
【００３６】
上記実施の形態において、使用者がトイレに入室した場合、人体検知センサー２６が入室を検知し、その信号が制御部４９に送られる。このとき、便座位置検知手段４６の信号により便座２２が略水平の使用位置にあるのを確認すると、制御部４９はランプヒーター３０に通電を開始する。この初期通電により投入エネルギーは瞬時に輻射エネルギーに変換され、フィラメント３４からガラス管３３および輻射反射板２９を経て便座２２の着座部２５の方向に放射される。
【００３７】
さらに、ランプヒーター３０の輻射エネルギーは輻射吸収層４０および着座部２５を昇温する。このように本実施の形態においては、使用者がトイレに入室すると、ランプヒーター３０に通電し、便座２２の着座部２５の採暖面をほぼ瞬時に加温することができ、かつ制御部４９の故障などによる万一の不安全事態に対しても、ランプヒーター３０の輻射エネルギーをバイメタル５０が受光する高速応答のサーモスタット３１によりランプヒーター３０の通電を遮断できるので、従来一般的に使用されている暖房便座のように常時通電保温して放熱ロスが大きいものと違って、放熱ロスがほとんどなく極めて省エネ型でかつ安全な暖房便座を実現することが可能である。
【００３８】
また、制御部４９は、通電開始時のサーミスタ４３および室温サーミスタ４７の信号をもとに、両者の温度差やそれぞれの温度から演算を行い、あらかじめ設定・記憶されている初期通電の通電制限時間の最適値を選択し、タイマー部４８でカウントしている経過時間が通電制限時間に到達すると通電量を低減または零にし、その後サーミスタ４３の信号をもとに便座２２の着座部２５が適温になるよう通電量を制御するので、便座２２の使用が快適であり、さらにサーミスタ４３および室温サーミスタ４７の信号をもとに負荷量に合わせて輻射エネルギーの投入量を制御するので、より精度良く安全に適温まで加熱することができる。
【００３９】
また、初期通電時間制御を優先的に行うことで通電制限時間後は通電量を低減し昇温速度を減ずるので、たとえ便座温度検知手段の応答速度が遅くても安全に便座を加温するこ
とができ、また安価な便座温度検知手段を使用することもできる。通常、一般的なヒーターでは、印加電圧を低減させて温度を制御するものが多いが、ランプヒーター３０はフィラメント３４の発熱に伴ってハロゲン化タングステンを形成するハロゲンサイクル反応を繰り返すことにより、フィラメント３４の消耗を防止しているため、ガラス管の温度が２００℃以下になるとハロゲンサイクルが不調となる。従って、ランプヒーター３０で着座部２５を適温にするためには、ハロゲンサイクルが有効な出力範囲で通電サイクルを変化させて行う。
【００４０】
一方、便座２２が起立状態にあったり、男子使用者がトイレ室に入室後小用のために便座２２を起立状態に立てた時は、便座位置検知手段４６の信号をもとに制御部４９がランプヒーター３０への通電を停止するか、通電量を絞る。これにより、無駄に便座２２を加温することを低減でき、さらに省エネを図ることができるとともに、通電状態で、かつフィラメント３４の張力方向である長さ方向に重力がかかって断線に至る寿命を短くすることを防止できる。
【００４１】
また、使用者が目的に合わせて便座２２を起立状態と略水平状態の倒立に開閉しても、弾性材である板バネ材のランプヒーター固定具３６の衝撃を緩和することにより、ガラス管やフィラメントの破損を防ぐことができる。次に、使用者が排便のために着座すると、着座検知手段３８の信号によりランプヒーター３０への通電量を零または便座温度が過昇しないところまで、通電量を変化させて制御する。これにより、使用中に便座温度が過昇することなく、火傷等が生じる心配なく安全に使用できる。
【００４２】
特に、暖房便座はランプヒーターを内蔵した便座に直接皮膚を接触させて着座するため、安全に対しては十分な配慮が必要である。通常の使用状態では、上述のように安全に快適に使用できるが、万一何らかの原因でマイコン（図示せず）等、制御部４９に不具合が生じ、ランプヒーター３０への通電が継続して行われた場合などにも安全に動作することが必要である。
【００４３】
サーモスタット３１は通常、バイメタルが金属製のキャップに内包されている構成のものが使用される。この構成ではまずキャップが加熱され、バイメタルの加熱はキャップからの輻射によって行われるため、バイメタルが所定の温度に達するまで時間を要するので、短時間で便座２２の温度が変化するような場合には回路の遮断に遅れが生じる場合があった。
【００４４】
然るに本実施の形態では、それを解決するために、サーモスタット３１はバイメタル５０を露出し、バイメタル５０の表面に輻射吸収材５１として耐熱性の黒色塗料を塗布している。
【００４５】
従って、バイメタル５０がランプヒーター３０の輻射エネルギーを直接受光するので、ランプヒーター３０からの輻射エネルギーで直接、バイメタル５０が加熱されるのに加えて、バイメタル５０表面に輻射吸収材５１として耐熱性の黒色塗料を施しているので、ランプヒーター３０からバイメタル５０へ到達する輻射熱の殆どがバイメタル５０に吸収され便座２２の温度の急激な変動にも迅速に追従し、サーモスタット３１はランプヒーター３０と直列に電気接続されているので、温度過昇の際にはランプヒーター３０の通電を遮断することができる。
【００４６】
また、サーモスタット３１はバイメタル５０がランプヒーター３０の輻射エネルギーを受光するようにキャップ５２は透明ガラスにしてある。なお、透明ガラスのキャップ５２を設けたことにより、サーモスタット３１の内部に水滴やほこりが侵入しない防滴あるいは防水タイプにすることができ、万が一、空洞部２８が浸水した場合でもサーモスタット
３１の通電部への浸水を防止でき、電気絶縁を維持できるため感電を防止することができる。
【００４７】
なお、キャップ５２の透明ガラスは、石英ガラスを用いることでランプヒーター３０から放射される輻射エネルギーの透過特性が優れ、より高速応答にすることができ、遮断安全性を高めることができる。もちろん、必要の度合いによりその他のガラスでも実用になることはいうまでもない。また、透明ガラス５３の板圧は厚くしすぎると透過性能が低下することから板厚１．５ｍｍ以下がよく好ましくは１．２ｍｍ以下が望ましい。
【００４８】
また本実施の形態では、バイメタル５０の温度を早く上昇させることができれば、サーモスタット３１の誤動作も防止することができる。すなわち、バイメタル５０の温度を早く上昇させることができれば、サーモスタット３１のオフ（ランプヒーター３０の通電回路を開く）動作温度を、便座２２の通常使用温度よりも高く設定することができるので、通常使用時にサーモスタット３１が作動して便座の暖房機能が使用できなくなる危険性を回避できる。
【００４９】
また本実施の形態では、図３に示すように前側のランプヒーター３０および後ろ側のランプヒーター３０ｂは便座２２の前後に配置して複数本数設置し、各々のランプヒーター３０、３０ｂに対向してサーモスタット３１、３１ｂを設け、各々のサーモスタット３１、３１ｂは電気的に直列に接続している。なお、復帰型のサーモスタット３１、３１ｂは、やや低い温度で遮断作動し、非復帰型のサーモスタット３２、３２ｂは復帰型のサーモスタット３１、３１ｂより高い温度で遮断作動する作動温度にすることによって、より高い多重安全性および長期間、安全かつ快適に使用することができる。
【００５０】
すなわち、各々のランプヒーター３０、３０ｂにサーモスタット３１、３１ｂを直列に接続し、更にこれらを直列接続してランプヒーター３０、３０ｂの通電回路を構成することで、どちらかのランプヒーター３０、３０ｂに異常が生じた場合にサーモスタット３１、３１ｂでランプヒーター３０、３０ｂの通電回路を遮断するため、両方のランプヒーター３０、３０ｂへの通電を安全に停止する。
【００５１】
そして、サーモスタット３１、３１ｂはオフ動作温度が異なるものを用いているので、万一、一方のサーモスタット３１に不具合が生じ、ランプヒーター３０、３０ｂの通電回路を遮断できない状態になった場合でも、もう一方のサーモスタット３１ｂでランプヒーター３０、３０ｂの通電回路を遮断するので、安全である。
【００５２】
また、ランプヒーター３０、３０ｂは複数本に分割しているので、図９に示す従来の輪状の便座２において、輪状の１本のランプヒーター４を便座２の空洞部２８の略全体に配置したことにより、便座２の撓みとランプヒーター４の設置誤差等により直接、ランプヒーター４に応力がかかる問題が解消され、便座２２の撓み等によるランプヒーター３０の破損の危険を解消することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態で、輻射吸収層４０を設けた部分は便座２２の上枠体２４の着座部２５とその近傍の外面として説明したが、少なくとも人体と接する部分である着座部２５だけでも良いものであり、要は所期の目的を達成できる範囲であれば輻射吸収層４０を設ける範囲が、この実施の形態に限定されるものではない。
【００５４】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における暖房便座の要部断面図である、本実施の形態は、実施の形態１の発明と基本的な構成は同じで、異なるのは上枠体２４を熱伝導率の異なる複数の部材から構成したものである。
【００５５】
図８において、着座部２５は透明プロピレン樹脂で、着座部２５の以外の上枠体２５ａである上枠体２５の外側と内側の側面部分は金属（アルミ材）で形成してある。これにより、着座部２５とその近傍の透明プロピレン樹脂は輻射エネルギーにより加熱されるように作用するが、着座部２５とその近傍以外の上枠体２５ａ（上枠体２４の外側と内側の側面部分）は金属で形成されているため、輻射エネルギーを透過させない。
【００５６】
つまり、ランプヒーター３０で直接加熱する範囲を必要最小限にして、加熱すべき部分の全体の熱容量を小さくすることにより、より少ない電力でさらに速く瞬間的に着座部２５とその近傍を昇温することができるようになり、さらに省電力にできる。このように便座２２の上枠体２４の部材を輻射エネルギー透過率の異なる複数の部材で構成することで、暖める必要がない部分に輻射エネルギーを奪われることを抑制でき、熱のロスを少なくすることができる。
【００５７】
また、着座部２５以外の枠体２５ａに熱伝導率の高いアルミ材を用いているため、加熱された着座部２５の熱がアルミ材に奪われるので、着座部以外も加温される。そのため、仮に使用者が着座時に着座部以外に触れたとしても、着座部と着座部以外との温度差は小さいため、使用者に不快感を与えることがない。
【００５８】
さらに、図９の実施例では輻射反射板２９は、その内外端部の全周に上方への折り曲げ部２９ｂを有しているが、この折り曲げ部２９ｂは、上枠体２４の透明プロピレン樹脂の着座部２５と金属製の上枠体２５ａの境界付近まで伸びている。この構成により、ランプヒーター３０から発せられる輻射エネルギーが金属製の上枠体２４に到達するのを防止し、反射光を効率よく着座部２５に到達させられるので、加熱のロスが無く、速やかに着座部２５の温度を上昇させることができる。
【００５９】
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３における暖房便座の要部断面図である。本実施の形態は、実施の形態２の発明と基本的な構成は同じで、異なるのは輻射反射板２９の改良にかかわる。図９において、輻射反射板２９はその断面形状を略放物線形状とし、ランプヒーター３０の断面中心（すなわち、フィラメント３４）を放物線の焦点に相当する位置に配置している。
【００６０】
この構成により、ランプヒーター３０から発せられた輻射エネルギーは反射板２９で反射されると、反射光の軌跡はすべて並行となり、着座部２５を均一に加熱することができる（輻射エネルギーの反射の軌跡の概念を矢印で示す）。したがって、人がトイレに入室してから便座２２に着座するまでの数秒という極めて短時間で着座部２５を均一に加熱することができ、安全で快適に使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明の暖房便座は、輻射型発熱体からの輻射エネルギーで効率的に着座部を加熱しで速やかに着座部を加熱することができるので、使用者が着座する機器の暖房技術として適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１における暖房便座の要部を断面した概略構成図
【図２】同実施の形態１における暖房便座を便器に搭載したトイレ装置の斜視図
【図３】同実施の形態１における暖房便座の上枠体を取り外した平面図
【図４】同実施の形態１における暖房便座の分解斜視図
【図５】同実施の形態１における暖房便座の着座部の要部拡大断面図
【図６】同実施の形態１における暖房便座の断面図
【図７】同実施の形態１における暖房便座のサーモスタット部分の拡大図
【図８】同実施の形態２における暖房便座の要部断面図
【図９】同実施の形態３における暖房便座の要部断面図
【図１０】従来の暖房便座の要部断面図
【符号の説明】
【００６３】
２２ 便座
２４ 上枠体
２５ 着座部
２５ａ 上枠体２４の外側と内側の側面部分
２７ 下枠体
２８ 空洞部
２９ 輻射反射板
３０ ランプヒーター（輻射型発熱体）
４０ 輻射吸収層
４２ 反射層
４３ 表面化粧層
【技術分野】
【０００１】
本発明は輻射エネルギーを利用することにより短時間で便座を加熱することができる暖房便座およびそれを用いたトイレ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の暖房便座では、図１０に示すように、点線で示す便器の上に載せて使用する輪状の便座１の空洞部２に設けられた輻射反射板３は、その内外端部の全周に上方への折り曲げ部３ａを有しており、その折り曲げ部３ａにより輻射型発熱体４からの輻射エネルギーが点線矢印で示すように偏向されるので、輻射型発熱体４から離れている便座１の上部１ａの外周縁部および内周縁部の輻射エネルギー密度を上げるように作用し、便座１の上部１ａへの輻射エネルギー分布の均一化を図る構成をしている（例えば、特許文献１参照）。図中、５は輻射吸収層である。
【特許文献１】特開２０００−２１０２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般にトイレの使用者が、トイレに入室してから着衣を下ろして便座１に着座するまでの極めて短時間に便座１を通常使用時の暖房温度に昇温させるような場合には、数秒程度で便座１を使用可能な温度に昇温する必要があり、効率的な加熱を行う必要があった。
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、使用者が着座時に接触する便座１の上部１ａの範囲外である外側および内側の側面部までにも輻射吸収層５が設けられていたため、着座部以外の必要な範囲外も加熱することとなり、短時間で必要な箇所を暖房するには非効率的となり、効率的な加熱を行う必要があった。
【０００５】
上記従来の課題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、便座の必要とされる範囲を効率的に加熱して、非常に省エネルギーで快適に使用しうる暖房便座およびそれを用いたトイレ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は内部に空洞部を形成し、使用者が着座する着座部を有する便座と、前記便座の空洞部に設けた輻射型発熱体と、前記輻射型発熱体に対向して設け、前記輻射型発熱体の輻射エネルギーを前記着座部側へ反射する輻射反射板とを備え、前記着座部は輻射エネルギー透過性の透過体で形成し、かつ前記便座に着座した人体が接する着座部の外面に輻射吸収層を設けた構成としたものである。
【０００７】
これによって輻射型発熱体から発せられた輻射エネルギーを輻射吸収層で吸収して熱に変換し必要とされる範囲である着座部を集中的に加熱することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の暖房便座は、着座部を集中的に加熱することができ、便座の必要とされる範囲を効率的に加熱する省エネルギーで快適な暖房便座を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、内部に空洞部を形成し、使用者が着座する着座部を有する便座と、前記便座の空洞部に設けた輻射型発熱体と、前記輻射型発熱体に対向して設け、前記輻射型発熱体の輻射エネルギーを前記着座部側へ反射する輻射反射板とを備え、前記着座部は輻射
エネルギー透過性の透過体で形成し、かつ前記便座に着座した人体が接する着座部の外面に輻射吸収層を設けた構成とすることにより、輻射型発熱体から発せられた輻射エネルギーを輻射吸収層で吸収して熱に変換し、着座部を集中的に加熱することができるので、便座を極めて短時間で暖房し効率的な加熱とて省エネルギーとすることができる。
【００１０】
第２の発明は、特に第１の発明の便座を上枠体と下枠体を結合して形成し、前記上枠体を、輻射エネルギー透過率の異なる複数の部材で構成とすることにより、例えば、着座部を相対的に輻射エネルギー透過率の高い部材で構成し、他の部位を輻射エネルギー透過率の低い部材で構成することによって、着座部以外の加熱を抑制し着座部を集中して短時間で加熱することが可能になる。
【００１１】
第３の発明は、特に第１または第２の発明の便座の輻射吸収層を、着座部の部位によって輻射吸収率が異なるように設ける構成とすることにより、例えば、輻射発熱体との位置関係において、速く暖めたい部位（輻射発熱体より遠い部位）、暖めない方がよい部位（輻射発熱体に近い部位）などに対して輻射吸収層の設け方を操作して輻射吸収を不均一にすることが可能になり、着座部の全体を効率よく均一に加温することが可能になる。
【００１２】
第４の発明は、特に第２の発明または第３の発明の便座における上枠体の内面の一部に、反射層を設けた構成とすることにより、例えば、暖めなくてもよい部位では輻射エネルギーを反射させて、その部位を加熱しないようにして、反射された輻射エネルギーを必要とする着座部に収集することが可能になり、着座部を効果的に加熱することが可能になる。
【００１３】
第５の発明は、特に第１から第４の発明のいずれか１つの発明の輻射反射板を、輻射エネルギーを着座部へ反射するように端面を上方に屈曲させた構成とすることにより、便座の下方へ放射される輻射エネルギーを反射させて着座部へ収集することにより、着座部を効率よく加温することができる。
【００１４】
第６の発明は、特に第１から第４の発明のいずれか１つの発明の輻射反射板において、その断面を略放物線形状とし、輻射型発熱体の断面中心を放物線の焦点近傍に位置させる構成とすることにより、輻射型発熱体からの輻射エネルギーは全て着座部へ平均的に反射させることが可能となり、着座部を効率よく加温することができる。
【００１５】
第７の発明は、特に第１から第6の発明のいずれか１つの発明の便座の着座部表面には塗装等による表面化粧層を形成した構成とすることにより、意匠性の向上はもちろん、輻射吸収層を保護することができる。
【００１６】
第８の発明は、特に第１から第７の発明のいずれか１つの発明に記載の暖房便座を備えたトイレ装置であり、着座部をすばやく暖房できるので、消費電力を大幅に削減するとともに、長期間にわたり快適に使用できるトイレ装置を得ることができる。
【００１７】
本発明の目的は、第１の発明から第８の発明を実施の形態の要部とすることにより達成できるので、各請求項に対応する実施の形態の詳細を、以下に図面を参照しながら説明し、本発明を実施するための最良の形態の説明とする。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。また、本実施の形態の説明において、同一構成並びに作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明を行わないものとする。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における暖房便座の要部を断面した概略構成図で、図２は同暖房便座を便器に搭載したトイレ装置の斜視図で、図３は同暖房便座の上枠体を取り外して示した平面図で、図４は同暖房便座の分解斜視図で、図５は同暖房便座の着座部の要
部断面図である。
【００１８】
図１から図５において、用便後の肛門およびビデを洗う温水洗浄機能付きの暖房便座は、トイレ装置の便器２０の後端部に横長の本体２１が取り付けられており、この本体２１内には温水洗浄機能の一部が内装され、かつ便器２０上に載せられた輪状の便座２２および便蓋２３が回動自在に設けられている。また、本体２１の袖部にはトイレ室の人体の有無を検知する人体検知センサー２６が内蔵されている。
【００１９】
輪状の便座２２は、図１に示すように断面が皿状の合成樹脂製の下枠体２７の上縁に、使用者がお尻を載せる、少なくとも透明プロピレン樹脂で形成された着座部２５を含む断面が逆皿状の上枠体２４を、シール材（図示せず）を介して固定結合して形成し、その内部には水滴等の浸入を阻止できる防滴シールされた空洞部２８を有する構造となっている。なお、着座部２４は透明プロピレン樹脂に限ったものではなく、透明ポリエチレン樹脂などの透明性のある合成樹脂であれば、本発明の目的を達成できる。
【００２０】
空洞部２８の内部には、トイレ装置を使用する使用者が腰掛ける便座２２の着座部２５に対向して、アルミ板を鏡面仕上げした輻射反射板２９（反射体ともいう）と、便座２２の輪状により、左右に配置されることになる着座部２５に対向して複数の輻射型発熱体であるＵ字状に折り曲げて配置することで２本になるランプヒーター３０とが設けられている。
【００２１】
輻射反射板２９は、図１に示すように、その内外端部の全周に上方への折り曲げ部２９ａを有しており、その折り曲げ部２９ａによりランプヒーター３０からの輻射エネルギーが点線矢印で示すように偏向されるので、ランプヒーター３０から離れている着座部２５の外周縁部および内周縁部の輻射密度を上げるように作用し、着座部２５への輻射熱分布の均一化を図っている。この折り曲げ部２９ａの角度は３０°〜６０°が好適であり、３０°以下の場合は便座２２の断面に対し周縁部の温度が高くなり、６０°以上の場合は中央付近の温度が高くなる傾向を示す。
【００２２】
ランプヒーター３０の近傍には、ランプヒーター３０と電気的に直列接続されたサーモスタット３１が設けられ、万一の不安全事態に対して通電を遮断して便座２２の着座部２５の温度過昇を防止するよう作用する。なお、輻射反射板２９は、軽量にするためにアルミ板にしたが、ステンレス板やメッキ鋼板などを用いてもよい。
【００２３】
ランプヒーター３０は、ガラス管３３の内部にタングステンからなるフィラメント３４およびアルゴンなどの不活性ガス３５に微量のハロゲンガスを封入して構成されており、フィラメント３４の発熱に伴ってハロゲン化タングステンを形成するハロゲンサイクル反応を繰り返すことにより、フィラメント３４の消耗を防止するよう作用している。この作用により熱容量の非常に小さいフィラメント３４を熱源とすることができ、輻射エネルギーの極めて急峻な立ち上がりを行わせることができる。
【００２４】
つまり、ランプヒーター３０は、使用者がトイレ室に入室し、衣服を下ろし、お尻を便座２２の着座部２５に着座するまでの数秒間で、便座２２の着座部２５を適温まで高速に昇温させることができる輻射型発熱体である。なお、ランプヒーター３０は、要求される特性の度合いにより必ずしもハロゲンランプヒーターである必要はない。また、ガラス管３３は３５００ｎｍ以上の波長はほとんど吸収してしまうので、輻射エネルギーで効果的に着座部２５を加熱するために、発光波長の分光分布のピークが少なくとも３５００ｎｍ以下であるランプヒーターを用いている。
【００２５】
これを実現するために、ランプヒーター３０のフィラメント３４の色温度が８００Ｋ以
上となるように設定している。このランプヒーター３０は、板バネ材で形成したランプヒーター固定具３６により輻射反射板２９に固定され、輻射反射板２９は樹脂製の下枠体２７のボス３７にビスで固定されている。
【００２６】
図５に、便座２２における着座部２５の一部を拡大断面で示し、図６には同じく着座部２５を有する上枠体２４を断面を示した。図５、図６において、便座２２の上枠体２４にあって、必要とされる範囲を集中的に加熱するため、便座２２に着座した人体が接する着座部２５とその近傍の外面にのみ、ランプヒーター３０から照射され上枠体２４を透過した輻射エネルギーが吸収されやすいように黒色塗装した輻射吸収層４０が形成され、その表面には、外観効果のために塗装した表面層である表面化粧層４３が形成されている。
【００２７】
また、輻射吸収層４０の色について、各種色について確認した結果、黒色が最も吸熱効率が良く、着座部２５の昇温速度を速くすることができるという結果が得られた。なお、昇温速度にこだわらず、実用になればよいという観点であれば、灰色や赤色、青色などでも、昇温は可能であり、なんら問題はない。
【００２８】
便座２２を構成する上枠体２４は透明ポリプロピレン樹脂材料を平均厚み２．５ｍｍにて成形することにより、輻射熱透過率を７０％以上に設定するとともに、その剛性から便座２２の構造矩体として機能している。また、形成されている輻射吸収層４０の厚みは０．１ｍｍ、表面化粧層４４の厚みは０．２ｍｍであり、輻射吸収層４０は透明ポリプロピレン樹脂材料を透過した光の輻射エネルギーを完全に吸収し、また熱容量が非常に小さいので、瞬時に昇温して必要とされる範囲である着座部２５とその近傍の部分を集中的に暖房することができる。
【００２９】
また、図６に示すように上枠体２４の着座部２５とその近傍の外面に設けた輻射吸収層４０を、人体が着座して接する、その載置位置によって輻射吸収率が異なる構成とすることにより、着座部２５の全体の温度分布を均一に昇温させることができる。
【００３０】
すなわち、図６において上枠体２４のランプヒーター３０から遠い着座部２５の一部である外側と内側である外周部分の領域Ａの外面に輻射吸収率の高い黒色の塗装を施して輻射吸収層４０を形成し、また領域Ａに囲まれた領域Ｂで示す上枠体２４のランプヒーター３０に近接している真上に相当する箇所を、灰色や白色などの輻射吸収率の低い塗装を施し、輻射吸収率の低い輻射吸収層４０ｂを形成することによって、ランプヒーター３０が照射する輻射エネルギーは距離が近いほど強度は強くなるので、輻射エネルギー強度が強くなる近接している領域Ｂの昇温速度を抑制することにより、着座部２５の全体の昇温を均一に行うことができる。
【００３１】
さらに、図６に示すように、着座時に人体と触れる可能性のない上枠体２４の領域C（輪状の上枠体２４の外側面と内側面）の部分の内面にアルミニウムなどの金属を含んだ塗料により反射層４２を形成することにより、さらに着座部２５の昇温速度を速くすることができる。
【００３２】
すなわち、反射層４２を設けることにより、図中の矢印で示すように、着座部２５の以外の加熱する必要の無い箇所が加熱されないようにして、上枠体２４内面に到達した輻射エネルギーを反射層４２により反射し、さらに輻射反射板２９で反射して着座部２５外面の輻射吸収層４０に輻射エネルギーを到達させることにより、加熱が必要な着座部２５とその近傍に輻射エネルギーを効率的に供給することができ、着座部２５をより速く集中的に効率的に昇温することができる。
【００３３】
また便座２２を構成する下枠体２７には、その内面に輻射反射板２９が取り付けられ、
その輻射反射板２９にランプヒーター３０およびランプヒーター３０と直列接続したサーモスタット３１が取り付けられている。また、下枠体２７の上部には上枠体２４が取り付けられ、上枠体２５の着座部２５の温度を検知するために着座部２５の内側表面に便座温度検知手段であるサーミスタ４３が取り付けられている。また便座２２は、その回動軸４４に電極４５が形成され、本体２１の軸受け部（図示せず）とともに便座位置検知手段４６を構成し、便座２２が起立状態にあるか、着座して使用できる便器２０上に略水平の使用位置にあるかを検出するようになっている。
【００３４】
本体２１には、室温検知手段としての室温サーミスタ４７の検知信号を取り込んでランプヒーター３０の温度制御を行い、かつ便座２２のランプヒーター３０に通電することにより昇温を開始した時点からの経過時間をカウントするタイマー部４８を有するマイクロコンピュータを主体とする制御部４９が設けられている。そして、制御部４９は人の入室を検知する人体検知センサー２６や着座検知手段３８と便座位置検知手段４６の信号を取り込んでランプヒーター３０への通電の開始と停止の制御と、サーミスタ４３、室温サーミスタ４７からの信号を取り込んで採暖面である着座部２５の温度が適温である所定の温度になるようランプヒーター３０の温度制御が行えるようになっている。
【００３５】
図７において、サーモスタット３１はバイメタル５０がランプヒーター３０の輻射エネルギーを受光するように空洞部２８内に露出させた構成である。また、バイメタル５０の受光表面には輻射吸収材５１として耐熱性の黒色塗料を塗布している。そして、サーモスタット３１は輻射吸収材５１により輻射型発熱体からバイメタル５０に向けて輻射された熱を効率よく吸収し、より速やかにバイメタルの温度を上げるように構成している。
【００３６】
上記実施の形態において、使用者がトイレに入室した場合、人体検知センサー２６が入室を検知し、その信号が制御部４９に送られる。このとき、便座位置検知手段４６の信号により便座２２が略水平の使用位置にあるのを確認すると、制御部４９はランプヒーター３０に通電を開始する。この初期通電により投入エネルギーは瞬時に輻射エネルギーに変換され、フィラメント３４からガラス管３３および輻射反射板２９を経て便座２２の着座部２５の方向に放射される。
【００３７】
さらに、ランプヒーター３０の輻射エネルギーは輻射吸収層４０および着座部２５を昇温する。このように本実施の形態においては、使用者がトイレに入室すると、ランプヒーター３０に通電し、便座２２の着座部２５の採暖面をほぼ瞬時に加温することができ、かつ制御部４９の故障などによる万一の不安全事態に対しても、ランプヒーター３０の輻射エネルギーをバイメタル５０が受光する高速応答のサーモスタット３１によりランプヒーター３０の通電を遮断できるので、従来一般的に使用されている暖房便座のように常時通電保温して放熱ロスが大きいものと違って、放熱ロスがほとんどなく極めて省エネ型でかつ安全な暖房便座を実現することが可能である。
【００３８】
また、制御部４９は、通電開始時のサーミスタ４３および室温サーミスタ４７の信号をもとに、両者の温度差やそれぞれの温度から演算を行い、あらかじめ設定・記憶されている初期通電の通電制限時間の最適値を選択し、タイマー部４８でカウントしている経過時間が通電制限時間に到達すると通電量を低減または零にし、その後サーミスタ４３の信号をもとに便座２２の着座部２５が適温になるよう通電量を制御するので、便座２２の使用が快適であり、さらにサーミスタ４３および室温サーミスタ４７の信号をもとに負荷量に合わせて輻射エネルギーの投入量を制御するので、より精度良く安全に適温まで加熱することができる。
【００３９】
また、初期通電時間制御を優先的に行うことで通電制限時間後は通電量を低減し昇温速度を減ずるので、たとえ便座温度検知手段の応答速度が遅くても安全に便座を加温するこ
とができ、また安価な便座温度検知手段を使用することもできる。通常、一般的なヒーターでは、印加電圧を低減させて温度を制御するものが多いが、ランプヒーター３０はフィラメント３４の発熱に伴ってハロゲン化タングステンを形成するハロゲンサイクル反応を繰り返すことにより、フィラメント３４の消耗を防止しているため、ガラス管の温度が２００℃以下になるとハロゲンサイクルが不調となる。従って、ランプヒーター３０で着座部２５を適温にするためには、ハロゲンサイクルが有効な出力範囲で通電サイクルを変化させて行う。
【００４０】
一方、便座２２が起立状態にあったり、男子使用者がトイレ室に入室後小用のために便座２２を起立状態に立てた時は、便座位置検知手段４６の信号をもとに制御部４９がランプヒーター３０への通電を停止するか、通電量を絞る。これにより、無駄に便座２２を加温することを低減でき、さらに省エネを図ることができるとともに、通電状態で、かつフィラメント３４の張力方向である長さ方向に重力がかかって断線に至る寿命を短くすることを防止できる。
【００４１】
また、使用者が目的に合わせて便座２２を起立状態と略水平状態の倒立に開閉しても、弾性材である板バネ材のランプヒーター固定具３６の衝撃を緩和することにより、ガラス管やフィラメントの破損を防ぐことができる。次に、使用者が排便のために着座すると、着座検知手段３８の信号によりランプヒーター３０への通電量を零または便座温度が過昇しないところまで、通電量を変化させて制御する。これにより、使用中に便座温度が過昇することなく、火傷等が生じる心配なく安全に使用できる。
【００４２】
特に、暖房便座はランプヒーターを内蔵した便座に直接皮膚を接触させて着座するため、安全に対しては十分な配慮が必要である。通常の使用状態では、上述のように安全に快適に使用できるが、万一何らかの原因でマイコン（図示せず）等、制御部４９に不具合が生じ、ランプヒーター３０への通電が継続して行われた場合などにも安全に動作することが必要である。
【００４３】
サーモスタット３１は通常、バイメタルが金属製のキャップに内包されている構成のものが使用される。この構成ではまずキャップが加熱され、バイメタルの加熱はキャップからの輻射によって行われるため、バイメタルが所定の温度に達するまで時間を要するので、短時間で便座２２の温度が変化するような場合には回路の遮断に遅れが生じる場合があった。
【００４４】
然るに本実施の形態では、それを解決するために、サーモスタット３１はバイメタル５０を露出し、バイメタル５０の表面に輻射吸収材５１として耐熱性の黒色塗料を塗布している。
【００４５】
従って、バイメタル５０がランプヒーター３０の輻射エネルギーを直接受光するので、ランプヒーター３０からの輻射エネルギーで直接、バイメタル５０が加熱されるのに加えて、バイメタル５０表面に輻射吸収材５１として耐熱性の黒色塗料を施しているので、ランプヒーター３０からバイメタル５０へ到達する輻射熱の殆どがバイメタル５０に吸収され便座２２の温度の急激な変動にも迅速に追従し、サーモスタット３１はランプヒーター３０と直列に電気接続されているので、温度過昇の際にはランプヒーター３０の通電を遮断することができる。
【００４６】
また、サーモスタット３１はバイメタル５０がランプヒーター３０の輻射エネルギーを受光するようにキャップ５２は透明ガラスにしてある。なお、透明ガラスのキャップ５２を設けたことにより、サーモスタット３１の内部に水滴やほこりが侵入しない防滴あるいは防水タイプにすることができ、万が一、空洞部２８が浸水した場合でもサーモスタット
３１の通電部への浸水を防止でき、電気絶縁を維持できるため感電を防止することができる。
【００４７】
なお、キャップ５２の透明ガラスは、石英ガラスを用いることでランプヒーター３０から放射される輻射エネルギーの透過特性が優れ、より高速応答にすることができ、遮断安全性を高めることができる。もちろん、必要の度合いによりその他のガラスでも実用になることはいうまでもない。また、透明ガラス５３の板圧は厚くしすぎると透過性能が低下することから板厚１．５ｍｍ以下がよく好ましくは１．２ｍｍ以下が望ましい。
【００４８】
また本実施の形態では、バイメタル５０の温度を早く上昇させることができれば、サーモスタット３１の誤動作も防止することができる。すなわち、バイメタル５０の温度を早く上昇させることができれば、サーモスタット３１のオフ（ランプヒーター３０の通電回路を開く）動作温度を、便座２２の通常使用温度よりも高く設定することができるので、通常使用時にサーモスタット３１が作動して便座の暖房機能が使用できなくなる危険性を回避できる。
【００４９】
また本実施の形態では、図３に示すように前側のランプヒーター３０および後ろ側のランプヒーター３０ｂは便座２２の前後に配置して複数本数設置し、各々のランプヒーター３０、３０ｂに対向してサーモスタット３１、３１ｂを設け、各々のサーモスタット３１、３１ｂは電気的に直列に接続している。なお、復帰型のサーモスタット３１、３１ｂは、やや低い温度で遮断作動し、非復帰型のサーモスタット３２、３２ｂは復帰型のサーモスタット３１、３１ｂより高い温度で遮断作動する作動温度にすることによって、より高い多重安全性および長期間、安全かつ快適に使用することができる。
【００５０】
すなわち、各々のランプヒーター３０、３０ｂにサーモスタット３１、３１ｂを直列に接続し、更にこれらを直列接続してランプヒーター３０、３０ｂの通電回路を構成することで、どちらかのランプヒーター３０、３０ｂに異常が生じた場合にサーモスタット３１、３１ｂでランプヒーター３０、３０ｂの通電回路を遮断するため、両方のランプヒーター３０、３０ｂへの通電を安全に停止する。
【００５１】
そして、サーモスタット３１、３１ｂはオフ動作温度が異なるものを用いているので、万一、一方のサーモスタット３１に不具合が生じ、ランプヒーター３０、３０ｂの通電回路を遮断できない状態になった場合でも、もう一方のサーモスタット３１ｂでランプヒーター３０、３０ｂの通電回路を遮断するので、安全である。
【００５２】
また、ランプヒーター３０、３０ｂは複数本に分割しているので、図９に示す従来の輪状の便座２において、輪状の１本のランプヒーター４を便座２の空洞部２８の略全体に配置したことにより、便座２の撓みとランプヒーター４の設置誤差等により直接、ランプヒーター４に応力がかかる問題が解消され、便座２２の撓み等によるランプヒーター３０の破損の危険を解消することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態で、輻射吸収層４０を設けた部分は便座２２の上枠体２４の着座部２５とその近傍の外面として説明したが、少なくとも人体と接する部分である着座部２５だけでも良いものであり、要は所期の目的を達成できる範囲であれば輻射吸収層４０を設ける範囲が、この実施の形態に限定されるものではない。
【００５４】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における暖房便座の要部断面図である、本実施の形態は、実施の形態１の発明と基本的な構成は同じで、異なるのは上枠体２４を熱伝導率の異なる複数の部材から構成したものである。
【００５５】
図８において、着座部２５は透明プロピレン樹脂で、着座部２５の以外の上枠体２５ａである上枠体２５の外側と内側の側面部分は金属（アルミ材）で形成してある。これにより、着座部２５とその近傍の透明プロピレン樹脂は輻射エネルギーにより加熱されるように作用するが、着座部２５とその近傍以外の上枠体２５ａ（上枠体２４の外側と内側の側面部分）は金属で形成されているため、輻射エネルギーを透過させない。
【００５６】
つまり、ランプヒーター３０で直接加熱する範囲を必要最小限にして、加熱すべき部分の全体の熱容量を小さくすることにより、より少ない電力でさらに速く瞬間的に着座部２５とその近傍を昇温することができるようになり、さらに省電力にできる。このように便座２２の上枠体２４の部材を輻射エネルギー透過率の異なる複数の部材で構成することで、暖める必要がない部分に輻射エネルギーを奪われることを抑制でき、熱のロスを少なくすることができる。
【００５７】
また、着座部２５以外の枠体２５ａに熱伝導率の高いアルミ材を用いているため、加熱された着座部２５の熱がアルミ材に奪われるので、着座部以外も加温される。そのため、仮に使用者が着座時に着座部以外に触れたとしても、着座部と着座部以外との温度差は小さいため、使用者に不快感を与えることがない。
【００５８】
さらに、図９の実施例では輻射反射板２９は、その内外端部の全周に上方への折り曲げ部２９ｂを有しているが、この折り曲げ部２９ｂは、上枠体２４の透明プロピレン樹脂の着座部２５と金属製の上枠体２５ａの境界付近まで伸びている。この構成により、ランプヒーター３０から発せられる輻射エネルギーが金属製の上枠体２４に到達するのを防止し、反射光を効率よく着座部２５に到達させられるので、加熱のロスが無く、速やかに着座部２５の温度を上昇させることができる。
【００５９】
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３における暖房便座の要部断面図である。本実施の形態は、実施の形態２の発明と基本的な構成は同じで、異なるのは輻射反射板２９の改良にかかわる。図９において、輻射反射板２９はその断面形状を略放物線形状とし、ランプヒーター３０の断面中心（すなわち、フィラメント３４）を放物線の焦点に相当する位置に配置している。
【００６０】
この構成により、ランプヒーター３０から発せられた輻射エネルギーは反射板２９で反射されると、反射光の軌跡はすべて並行となり、着座部２５を均一に加熱することができる（輻射エネルギーの反射の軌跡の概念を矢印で示す）。したがって、人がトイレに入室してから便座２２に着座するまでの数秒という極めて短時間で着座部２５を均一に加熱することができ、安全で快適に使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明の暖房便座は、輻射型発熱体からの輻射エネルギーで効率的に着座部を加熱しで速やかに着座部を加熱することができるので、使用者が着座する機器の暖房技術として適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１における暖房便座の要部を断面した概略構成図
【図２】同実施の形態１における暖房便座を便器に搭載したトイレ装置の斜視図
【図３】同実施の形態１における暖房便座の上枠体を取り外した平面図
【図４】同実施の形態１における暖房便座の分解斜視図
【図５】同実施の形態１における暖房便座の着座部の要部拡大断面図
【図６】同実施の形態１における暖房便座の断面図
【図７】同実施の形態１における暖房便座のサーモスタット部分の拡大図
【図８】同実施の形態２における暖房便座の要部断面図
【図９】同実施の形態３における暖房便座の要部断面図
【図１０】従来の暖房便座の要部断面図
【符号の説明】
【００６３】
２２ 便座
２４ 上枠体
２５ 着座部
２５ａ 上枠体２４の外側と内側の側面部分
２７ 下枠体
２８ 空洞部
２９ 輻射反射板
３０ ランプヒーター（輻射型発熱体）
４０ 輻射吸収層
４２ 反射層
４３ 表面化粧層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空洞部を形成し、使用者が着座する着座部を有する便座と、前記便座の空洞部に設けた輻射型発熱体と、前記輻射型発熱体に対向して設け、前記輻射型発熱体の輻射エネルギーを前記着座部側へ反射する輻射反射板とを備え、前記着座部は輻射エネルギー透過性の透過体で形成し、かつ前記便座に着座した人体が接する着座部の外面に輻射吸収層を設けた暖房便座。
【請求項２】
便座は上枠体と下枠体を結合して形成し、前記上枠体は、輻射エネルギー透過率の異なる複数の部材からなる請求項１記載の暖房便座。
【請求項３】
輻射吸収層は着座部の部位により輻射吸収率が異なるように設けた請求項１または２記載の暖房便座。
【請求項４】
上枠体の内面の一部に、反射層を設けた請求項２または請求項３記載の暖房便座。
【請求項５】
輻射反射板は、輻射エネルギーを着座部へ反射するように端面を上方に屈曲させて設けた請求項１から４のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項６】
輻射反射板は断面を略放物線形状とし、輻射型発熱体の断面中心を放物線の焦点に位置させて配置した請求項１から４のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項７】
着座部の表面には塗装等による表面化粧層を設けた請求項１から6のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の暖房便座を備えたトイレ装置。
【請求項１】
内部に空洞部を形成し、使用者が着座する着座部を有する便座と、前記便座の空洞部に設けた輻射型発熱体と、前記輻射型発熱体に対向して設け、前記輻射型発熱体の輻射エネルギーを前記着座部側へ反射する輻射反射板とを備え、前記着座部は輻射エネルギー透過性の透過体で形成し、かつ前記便座に着座した人体が接する着座部の外面に輻射吸収層を設けた暖房便座。
【請求項２】
便座は上枠体と下枠体を結合して形成し、前記上枠体は、輻射エネルギー透過率の異なる複数の部材からなる請求項１記載の暖房便座。
【請求項３】
輻射吸収層は着座部の部位により輻射吸収率が異なるように設けた請求項１または２記載の暖房便座。
【請求項４】
上枠体の内面の一部に、反射層を設けた請求項２または請求項３記載の暖房便座。
【請求項５】
輻射反射板は、輻射エネルギーを着座部へ反射するように端面を上方に屈曲させて設けた請求項１から４のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項６】
輻射反射板は断面を略放物線形状とし、輻射型発熱体の断面中心を放物線の焦点に位置させて配置した請求項１から４のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項７】
着座部の表面には塗装等による表面化粧層を設けた請求項１から6のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の暖房便座を備えたトイレ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１１７５５０（Ｐ２００７−１１７５５０Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１６０９８（Ｐ２００５−３１６０９８）
【出願日】平成１７年１０月３１日（２００５．１０．３１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月３１日（２００５．１０．３１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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