暖房便座装置
【課題】より簡易的な構造で急速加熱と保温加熱とを実現することができる暖房便座装置を提供することを目的とする。
【解決手段】誘導加熱コイルと共振コンデンサとを有する共振回路と、前記誘導加熱コイルが発生した磁界により誘導加熱される導電体と、前記導電体が設けられた便座と、第１のスイッチング素子を有し前記共振回路に供給する電力を制御するインバータと、商用電源から供給される電流を整流する整流部と、第２のスイッチング素子を有し前記整流部の整流出力を降圧して前記インバータに供給する降圧部と、前記インバータを制御して前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う急速加熱モードと、前記第２のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記整流出力を降圧して前記インバータに供給し前記便座の温度を所定温度内に保つように誘導加熱を行う保温加熱モードと、を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする暖房便座装置が提供される。
【解決手段】誘導加熱コイルと共振コンデンサとを有する共振回路と、前記誘導加熱コイルが発生した磁界により誘導加熱される導電体と、前記導電体が設けられた便座と、第１のスイッチング素子を有し前記共振回路に供給する電力を制御するインバータと、商用電源から供給される電流を整流する整流部と、第２のスイッチング素子を有し前記整流部の整流出力を降圧して前記インバータに供給する降圧部と、前記インバータを制御して前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う急速加熱モードと、前記第２のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記整流出力を降圧して前記インバータに供給し前記便座の温度を所定温度内に保つように誘導加熱を行う保温加熱モードと、を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする暖房便座装置が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、便器に設置される便座を暖めることができる暖房便座装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、多くの暖房便座装置では、例えば電気的な発熱体としてヒータなどが便座の内部に設けられている。ヒータに電流が流れると、ヒータにおいて発生したジュール熱の熱伝導により便座の表面の温度が上昇する。例えば便座が樹脂により形成されている場合、樹脂は熱抵抗が大きいため便座の表面の温度が目標温度まで上昇するためには数十秒から数分の時間がかかることがある。そのため、使用者が便座に着座したときに冷たさを感じないようにするためには、使用者が便座に着座していないときでもヒータに通電し便座の表面を予熱しておく必要がある。そのため、待機時の消費電力を抑え、省エネルギー化を図るという点においては改善の余地がある。
【０００３】
これに対して、ヒータと、電磁誘導加熱コイルと、を具備する便座暖房装置がある（特許文献１）。特許文献１に記載された便座暖房装置では、トイレへの入室を検知すると、電磁誘導加熱コイルを作動させ、便座を瞬間加熱する。さらに、便座に着座された後はヒータにより暖房を継続する。しかしながら、瞬間加熱あるいは急速加熱のための加熱手段と、保温加熱のための加熱手段と、を別系統として設けると、構造が複雑となるという問題やコストアップにつながるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、より簡易的な構造で急速加熱と保温加熱とを実現することができる暖房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】
【０００６】
第１の発明は、誘導加熱コイルと共振コンデンサとを有する共振回路と、前記誘導加熱コイルが発生した磁界により誘導加熱される導電体と、前記導電体が設けられた便座と、第１のスイッチング素子を有し前記共振回路に供給する電力を制御するインバータと、商用電源から供給される電流を整流する整流部と、第２のスイッチング素子を有し前記整流部の整流出力を降圧して前記インバータに供給する降圧部と、前記インバータを制御して前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う急速加熱モードと、前記第２のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記整流出力を降圧して前記インバータに供給し前記便座の温度を所定温度内に保つように誘導加熱を行う保温加熱モードと、を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする暖房便座装置である。
【０００７】
この暖房便座装置によれば、制御部は、保温加熱モードにおいて、第２のスイッチング素子のスイッチング制御を行い、整流出力を充分に降圧してインバータに供給する。これにより、制御部は、第１のスイッチング素子のオン時間などの共振動作を変更することなく、整流出力を降圧部により充分に降圧させることで保温加熱モードにおける誘導加熱出力を急速加熱モードにおける誘導加熱出力よりも低く抑えることができる。
【０００８】
そのため、制御部は、保温加熱モードにおける電力消費量を急速加熱モードにおける電力消費量よりも低くし、便座の温度を所定温度内に保つことができる。これにより、急速加熱のための加熱手段と、保温加熱のための加熱手段と、を別系統として設ける必要はなく、より簡易的な構造で急速加熱と保温加熱とを実現することができる。また、保温加熱モードの実行中は、便座の温度が急激に上昇することを抑え、温度むらが生ずることを抑えることができる。そのため、便座に着座している使用者に不快感を与えることを抑えることができる。
【０００９】
また、整流出力が降圧部により充分に降圧されるため、保温加熱モードにおける共振回路の入力電圧は、急速加熱モードにおける共振回路の入力電圧よりも低い。そのため、制御部は、急速加熱モードと保温加熱モードとのそれぞれを実行する際に、第１のスイッチング素子のオン／オフの制御の周期を変更する必要がない。制御部は、共振回路による共振動作の動作条件に適合した周期を決定することができる。
【００１０】
そのため、保温加熱モードにおける共振振幅が急速加熱モードにおける共振振幅よりも小さくとも、共振電圧がゼロボルトとなるタイミングが存在する。そのため、制御部は、保温加熱モードにおいてゼロボルト・スイッチング動作を行うことでスイッチング損失を抑えることができる。
【００１１】
さらに、整流出力が降圧部により充分に降圧されるため、保温加熱モードにおいて誘導加熱コイルに流れる電流は、急速加熱モードにおいて誘導加熱コイルに流れる電流よりも小さくなる。そのため、誘導加熱コイルから発生する漏れ磁界が抑えられ、便座に着座している使用者への影響を抑えることができる。
【００１２】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記急速加熱モードは、前記制御部が前記第２のスイッチング素子を連続的にオン状態に制御し、前記整流出力を降圧せずに前記インバータに供給して前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う第１の急速加熱モードと、前記制御部が前記第２のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記整流出力を降圧して前記インバータに供給し前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う第２の急速加熱モードと、を有することを特徴とする暖房便座装置である。
【００１３】
この暖房便座装置によれば、第１の急速加熱モードでは、制御部は、第２のスイッチング素子を連続的にオン状態に制御し、整流出力を降圧せずにインバータに供給して便座の温度を連続的に上昇させる。一方、第２の急速加熱モードでは、制御部は、第２のスイッチング素子のスイッチング制御を行うことにより整流出力を降圧してインバータに供給し、便座の温度を連続的に上昇させる。これにより、制御部は、急速加熱モードの最初に第１の急速加熱モードを実行し、その後に第２の急速加熱モードを行うことや、要求される温度上昇値が小さいときには第２の急速加熱モードを行うことによって、急速加熱モードにおける便座の温度上昇速度を降圧部により制御し、オーバーシュートを抑えることができる。
【００１４】
また、第３の発明は、第２の発明において、前記制御部は、前記保温加熱モードを実行するときには、前記第２の急速加熱モードを実行するときよりも電力消費量が低くなるように前記整流出力を前記降圧部によって降圧させることを特徴とする暖房便座装置である。
【００１５】
この暖房便座装置によれば、整流出力は、保温加熱モードの実行時において、第２の急速加熱モードの実行時よりも電力消費量が充分に低くなるように降圧部により降圧される。これにより、保温加熱モードにおける便座の温度を安定化させることができ、また漏れ磁界をより確実に抑えることができる。
【００１６】
また、第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記制御部は、前記急速加熱モードの実行を所定条件が成立したときに停止し、前記所定条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする暖房便座装置である。
【００１７】
この暖房便座装置によれば、暖房便座機能がオンになっている状態において、急速加熱モードの実行時期は、所定条件が成立したときに制限される。また、所定条件が成立しないときには、制御部は保温加熱モードを実行する。これにより、安全性をより高めることができる。
【００１８】
また、第５の発明は、第４の発明において、使用者の前記便座への着座を検知する着座検知センサをさらに備え、前記制御部は、前記着座検知センサが前記着座を非検知とする条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記着座検知センサが前記着座を非検知とする条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする暖房便座装置である。
【００１９】
この暖房便座装置によれば、使用者が便座に座ったことを着座検知センサが検知すると、制御部は保温加熱モードを実行する。これにより、便座に着座する使用者への安全性をより高めることができる。
【００２０】
また、第６の発明は、第４または第５の発明において、前記便座を覆うことができる便蓋と、前記便蓋の開閉状態を検知する便蓋開閉検知センサと、をさらに備え、前記制御部は、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の閉状態を検知する条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の閉状態を検知する条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする暖房便座装置である。
【００２１】
この暖房便座装置によれば、制御部は、便蓋が閉じた状態を便蓋開閉検知センサが検知したときに急速加熱モードが実行し、便蓋が閉じた状態を便蓋開閉検知センサが検知しないときには保温加熱モードを実行する。そのため、制御部が加熱モードを急速加熱モードから保温加熱モードへ切り替える時間は、便蓋が開き始めてから開いた状態となるまでの間において確保される。そのため、便座に着座する使用者への安全性を高めることができる。
【００２２】
また、第７の発明は、第４または第５の発明において、前記便座を覆うことができる便蓋と、前記便蓋の開閉状態を検知する便蓋開閉検知センサと、をさらに備え、前記制御部は、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の開状態を非検知とする条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の開状態を非検知とする条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする暖房便座装置である。
【００２３】
この暖房便座装置によれば、制御部は、便蓋が開いた状態を便蓋開閉検知センサが検知しないときに急速加熱モードを実行し、便蓋が開いた状態を便蓋開閉検知センサが検知したときには保温加熱モードを実行する。そのため、便蓋が開き始めてから全開状態となるまでの間において、制御部は、急速加熱モードを継続させ便座の温度を適温に近づけることができる。これにより、使用者が便座に座った際に冷たさを感じることをより確実に抑えることができる。
【００２４】
また、第８の発明は、第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記降圧部は、前記整流出力に応じて前記第２のスイッチング素子のオン時間のデューティ比を決定し、前記整流出力が高いほど小さい前記デューティ比を決定することを特徴とする暖房便座装置である。
【００２５】
この暖房便座装置によれば、制御部は、整流出力に応じて第２のスイッチング素子のオン時間のデューティ比を決定し、整流部の出力電圧に影響されないフィードフォワード制御を実行することができる。そのため、安全性をより高めることができる。
【００２６】
また、第９の発明は、第１〜第８のいずれか１つの発明において、前記便座の温度を検知する温度センサをさらに備え、前記制御部は、前記温度センサの検知温度が所定値よりも高くなると前記第２のスイッチング素子をオフ状態に制御することを特徴とする暖房便座装置である。
【００２７】
この暖房便座装置によれば、制御部は、温度センサの検知温度が所定値よりも高くなると第２のスイッチング素子をオフ状態に制御する。そのため、第２のスイッチング素子は、安全装置としての機能を有する。つまり、制御部は、第２のスイッチング素子をオフ状態に制御し、誘導加熱コイルへの通電を遮断することができる。そのため、安全性をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の態様によれば、より簡易的な構造で急速加熱と保温加熱とを実現することができる暖房便座装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる暖房便座装置を備えたトイレ装置を例示する斜視模式図である。
【図２】本実施形態の便座を表す模式図である。
【図３】本実施形態にかかる暖房便座装置の回路図である。
【図４】本実施形態にかかる暖房便座装置の他の回路図である。
【図５】比較例にかかる暖房便座装置の急速加熱モードおよび保温加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
【図６】本実施形態にかかる暖房便座装置の急速加熱モードおよび保温加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
【図７】本実施形態にかかる暖房便座装置の微少加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
【図８】本実施形態にかかる暖房便座装置の降圧動作および漏れ磁界を説明するためのグラフ図である。
【図９】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１０】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作の他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１１】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１２】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すフローチャートである。
【図１３】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１４】本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【図１５】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１６】本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【図１７】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１８】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１９】本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる暖房便座装置を備えたトイレ装置を例示する斜視模式図である。
また、図２は、本実施形態の便座を表す模式図である。
なお、図２（ａ）は、本実施形態の便座を上方から眺めた平面模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に表した切断面Ａ−Ａにおける断面模式図である。
【００３１】
図１に表したトイレ装置は、洋式腰掛便器８００と、その上に設けられた暖房便座装置１００と、を備える。暖房便座装置１００は、ケーシング４００と、便座２００と、便蓋３００と、を有する。便座２００と便蓋３００とは、ケーシング４００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。便蓋３００は、閉じた状態において便座２００の上方を覆うことができる。なお、便蓋３００は、必ずしも設けられていなくてもよい。
【００３２】
ケーシング４００には、トイレ室への使用者の入室を検知する入室検知センサ４０２と、使用者が便座２００に座ったことを検知する着座検知センサ４０４と、便蓋３００の開閉状態を検知する便蓋開閉検知センサ４０６と、が設けられている（図３参照）。
【００３３】
入室検知センサ４０２は、トイレ室のドアを開けて入室した直後の使用者や、トイレ室に入室しようとしてドアの前に存在する使用者を検知することができる。つまり、入室検知センサ４０２は、トイレ室に入室した使用者だけではなく、トイレ室に入室する前の使用者、すなわちトイレ室の外側のドアの前に存在する使用者を検知することができる。このような入室検知センサ４０２としては、焦電センサや、ドップラーセンサなどのマイクロ波センサなどを用いることができる。マイクロ波のドップラー効果を利用したセンサや、マイクロ波を送信し反射したマイクロ波の振幅（強度）に基づいて被検知体を検出するセンサなどを用いた場合、トイレ室のドア越しに使用者の存在を検知することが可能となる。つまり、トイレ室に入室する前の使用者を検知することができる。
【００３４】
着座検知センサ４０４としては、例えば、赤外線投受光式の測距センサなどを用いることができる。便蓋開閉検知センサ４０６としては、例えば、ホールＩＣと磁石との組み合わせ、またはマイクロスイッチなどを用いることができる。
【００３５】
なお、便蓋開閉検知センサ４０６は、ケーシング４００に内蔵されていることに限定されず、便蓋３００のヒンジ部やケーシング４００の外部に設けられていてもよい。つまり、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００の開閉状態を検知できればよい。これは、着座検知センサ４０４および入室検知センサ４０２についても同様であり、着座検知センサ４０４および入室検知センサ４０２は、ケーシング４００に内蔵されていることに限定されない。つまり、着座検知センサ４０４は、便座２００への使用者の着座を検知できればよく、入室検知センサ４０２は、トイレ室への使用者の入室を検知できればよい。例えば、入室検知センサ４０２を別体としてトイレ室の入り口に取り付け、トイレ室への使用者の入室を赤外線通信によってケーシング４００内の制御部に伝達する方法でもよい。
【００３６】
便座２００は、図２（ｂ）に表したように、便座２００の外形を形成する筐体２１０を有する。筐体２１０は、例えば樹脂などの絶縁性を有する材料により形成されている。なお、筐体２１０は、複数の部材により形成されていてもよいし、１つの部材により形成されていてもよい。
【００３７】
便座２００の筐体２１０の内部には、高周波電流が通電されることにより磁界を発生する誘導加熱コイル２２２が設けられている。図２に表した便座２００では、誘導加熱コイル２２２は、便座２００の内部の上面（着座面に対向する内面）２１０ａに付設されていている。但し、誘導加熱コイル２２２の設置形態は、これだけに限定されず、誘導加熱コイル２２２は、便座２００の内部に設けられた図示しない支持体により支持されていてもよい。
【００３８】
便座２００には、誘導加熱コイル２２２から発生した磁界により誘導加熱される導電体（発熱部）２３１が設けられている。より具体的には、導電体２３１は、誘導加熱コイル２２２から発生する磁界で誘起される渦電流により発熱する。導電体２３１は、便座２００の上面（着座面）に付設されている。あるいは、導電体２３１は、便座２００の筐体２１０の内部に設けられていてもよい。あるいは、導電体２３１は、便座２００の内部の上面２１０ａに付設されていてもよい。
【００３９】
導電体２３１としては、例えば鉄やステンレスなどの強磁性体、またはアルミニウムなどの常磁性体といった金属を用いることができる。便座２００の外部に磁界を放出させにくくするためには、電気抵抗が大きい鉄やステンレスなどの強磁性体を導電体２３１に用いることがより好ましい。なお、導電体２３１が便座２００の上面に設けられる場合には、人体と導電体２３１とが直接的に接触しないように、塗装やコーティングなどが導電体２３１の表面に施されることがより好ましい。
【００４０】
本実施形態によれば、暖房便座装置１００は、誘導加熱の原理を利用し、便座２００の着座面を急速に加熱することができ、より速く着座面を適温にすることができる。また、本実施形態にかかる暖房便座装置１００は、便座２００の着座面を急速に加熱することができるため、使用者が便座２００を使用していないときには便座２００を保温しておく必要はない。そのため、待機時の消費電力を抑え、省エネルギー化を図ることができる。
【００４１】
一方、使用者が便座２００に着座した後すなわち便座２００に着座しているときには、便座２００の着座面を適温に保温する必要がある。例えば、着座面を保温するために電気的な抵抗体としてヒータを設けると、急速加熱のための加熱手段（誘導加熱手段）と保温加熱のための加熱手段（ヒータ加熱手段）とが別系統として必要になる。そうすると、暖房便座装置１００の構造が複雑になったり、コストアップにつながるおそれがある。
【００４２】
これに対して、本実施形態にかかる暖房便座装置１００は、急速加熱および保温加熱を誘導加熱により実行する。つまり、本実施形態にかかる暖房便座装置１００は、便座２００の着座面の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う急速加熱モードと、便座２００の着座面の温度を所定温度内に保つように誘導加熱を行う保温加熱モードと、を実行することができる。これにより、本実施形態にかかる暖房便座装置１００は、より簡易的な構造で急速加熱と保温加熱とを実現することができる。
【００４３】
図３は、本実施形態にかかる暖房便座装置の回路図である。
また、図４は、本実施形態にかかる暖房便座装置の他の回路図である。
例えば、ケーシング４００内には、制御部４１０と、誘導加熱通電スイッチ４２１と、電力消費量検知部４３０と、が設けられている。制御部４１０は、誘導加熱通電スイッチ４２１に制御信号を送る。誘導加熱通電スイッチ４２１は、制御部４１０から送られた制御信号によって高周波電源回路５００への通電のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）を制御する。電力消費量検知部４３０は、高周波電源回路５００への通電電流を測定し、商用電源１０の電圧と掛け算することにより便座２００に設けられた導電体２３１の電力消費量を間接的に検知する。制御部４１０および誘導加熱通電スイッチ４２１には、商用電源１０が接続されている。
【００４４】
便座２００内には、高周波電流を生成し誘導加熱コイル２２２にその高周波電流を供給する高周波電源回路５００が設けられている。高周波電源回路５００は、整流部５１０と、降圧部５２０と、平滑部５３０と、共振回路５４０と、インバータ５５０と、を有する。
整流部５１０は、商用電源１０から供給される電流を整流する。
【００４５】
降圧部５２０は、チョッパ式の降圧回路であり、第２のスイッチング素子５２１と、ダイオード５２２と、降圧制御部５２３と、三角波変換部５２５と、コンパレータ５２６と、平滑部５３０と、を有し、整流部５１０の整流出力を降圧してインバータ５５０に供給する。平滑部５３０における平滑コイル５３１と平滑コンデンサ５３３とは、チョッパ式降圧回路の一部として機能するだけでない。平滑コンデンサ５３３は、インバータ５５０に流れる高周波大電流を平滑して供給する役割も果たす。平滑コイル５３１は、高周波に対して高インピーダンスとなって、商用電源１０側へノイズが伝達するのを防止する役割も果たす。なお、降圧機能と平滑機能とでコイルとコンデンサとを兼用せず、それぞれにコイルとコンデンサとの組み合わせを持ち直列に接続してもよい。
【００４６】
共振回路５４０は、誘導加熱コイル２２２と、共振コンデンサ５４１と、を有する。インバータ５５０は、第１のスイッチング素子５５１を有し、共振回路５４０に供給する電力を制御する。第１のスイッチング素子５５１には、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：ＩＧＢＴ）が用いられる。
【００４７】
また、便座２００内には、出力指示判別部２５１と、動作／停止指示部２５３と、便座２００の温度を検知するサーミスタ（温度センサ）２５５と、発振制御部２５７と、が設けられている。制御部４１０は、出力指示判別部２５１へ出力指示および降圧指示の制御信号を送信する。出力指示判別部２５１は、制御部４１０から送信された制御信号に基づいて降圧制御部５２３へ制御信号を送信する。降圧制御部５２３は、出力指示判別部２５１から送信された制御信号に基づいて第２のスイッチング素子５２１のオン／オフを制御する。第２のスイッチング素子５２１は、降圧制御部５２３から送信された制御信号に基づいて整流部５１０の整流出力を降圧するか否かを切り替える。出力指示判別部２５１は、出力指示判別の状態を制御部４１０へ送信することができる。
【００４８】
動作／停止指示部２５３は、出力指示判別部２５１から送信された制御信号に基づいて発振制御部２５７へ制御信号を送信する。発振制御部２５７は、動作／停止指示部２５３から送信された制御信号に基づいて第１のスイッチング素子５５１のオン／オフを制御する。動作／停止指示部２５３には、サーミスタ２５５が接続されている。動作／停止指示部２５３は、サーミスタ２５５で検知した便座２００の温度の情報に基づき、発振制御部２５７を介して第１のスイッチング素子５５１のオン／オフを制御することができる。これにより、動作／停止指示部２５３は、便座２００の加熱時間や加熱特性、あるいは高周波電源回路５００の動作／停止を制御することができる。
【００４９】
前述したように、制御部４１０は、出力指示判別部２５１に加熱指示を出し、動作／停止指示部２５３と、発振制御部２５７と、を介して第１のスイッチング素子５５１のオン／オフを制御する。制御部４１０は、誘導加熱のオン／オフの動作指示を行うだけであり、第１のスイッチング素子５５１の直接のオン／オフ制御を行うのは、発振制御部２５７である。発振制御部２５７の動作は、次のようになる。
【００５０】
まず、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１をオン状態に制御すると、商用電源１０から供給された電流は、整流部５１０により整流され、平滑部５３０により平滑化され、誘導加熱コイル２２２に流れる。このとき、整流部５１０の整流出力は、降圧部５２０の第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御により適宜降圧される。
【００５１】
降圧動作は、図３に表した降圧部５２０においてフィードフォワード制御により行われてもよいし、図４に表した降圧部５２０ａにおいてフィードバック制御により行われてもよい。図３に表した降圧部５２０がフィードフォワード制御により整流部５１０の整流出力を降圧する場合には、例えば想定以上の大電流が流れるように高周波電源回路５００が動作し、平滑コンデンサ５３３の電圧が異常に低下したときでも、降圧部５２０の入力側の電圧で降圧制御する。そのため、降圧部５２０の出力を上げて更に大電流を流そうとする動作に入ることが無い。そのため、安全性をより高めることができる。一方、図４に表した降圧部５２０ａがフィードバック制御により整流部５１０の整流出力を降圧する場合には、例えば商用電源１０の電圧が変動したときでも、出力の変動を抑えより安定化させることができる。
【００５２】
電流が誘導加熱コイル２２２に流れると、誘導加熱コイル２２２に磁気エネルギーが溜まる。続いて、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１をオフ状態に制御すると、商用電源１０からは電流が供給されない一方で、誘導加熱コイル２２２に溜められた磁気エネルギーが共振コンデンサ５４１へ静電エネルギーとして移動する。その後、再び共振コンデンサ５４１から誘導加熱コイル２２２へエネルギーが戻り、共振する。
【００５３】
この共振動作の途中で、発振制御部２５７によって第１のスイッチング素子５５１が再びオン状態に制御されると、誘導加熱コイル２２２に磁気エネルギーが補充され、前述の動作を繰り返して共振が継続する。
【００５４】
このように、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１のオン状態とオフ状態とを切り替え制御することにより、誘導加熱コイル２２２および共振コンデンサ５４１において共振が発生し、高周波電流が生成される。高周波電流は、誘導加熱コイル２２２へ供給される。誘導加熱コイル２２２は、供給された高周波電流によって高周波磁界を発生する。この高周波磁界によって導電体２３１に渦電流が発生し、導電体２３１が発熱する。以上の動作により、制御部４１０は、便座２００の着座面の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う急速加熱モードを実行することができる。例えば、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、誘導加熱コイル２２２への通電を制御し便座２００を急速に加熱することができる。そのため、使用者が便座２００に座った際に冷たさを感じさせないような適温にすることができる。
【００５５】
続いて、使用者が便座２００に着座した後すなわち便座２００に着座しているときには、制御部４１０は、保温加熱の指示を出して第１のスイッチング素子５５１のオン／オフを制御し、便座２００の着座面の温度を所定温度内に保温する。このとき、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１のオン／オフを単に制御しただけでは、第１のスイッチング素子５５１に過大なスイッチング損失が生ずるおそれがある。さらに、スイッチング損失によって第１のスイッチング素子５５１が破壊するおそれがある。
【００５６】
次に、誘導加熱により便座２００の着座面を保温する場合に生ずる課題および本実施形態にかかる暖房便座装置１００の動作について図面を参照しつつ説明する。
図５は、比較例にかかる暖房便座装置の急速加熱モードおよび保温加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
また、図６は、本実施形態にかかる暖房便座装置の急速加熱モードおよび保温加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
また、図７は、本実施形態にかかる暖房便座装置の微少加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
【００５７】
図５（ａ）に表したように、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１をオン状態に制御すると、誘導加熱コイル２２２に流れるコイル電流ＩＬが増加する（タイミングｔ１０１）。これにより、誘導加熱コイル２２２に磁気エネルギーが溜まる。続いて、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１をオフ状態に制御すると、誘導加熱コイル２２２に溜められた磁気エネルギーが共振コンデンサ５４１へ静電エネルギーとして移動する（タイミングｔ１０２）。そのため、共振電圧ＶＣＥは増加する。なお、共振電圧ＶＣＥは、第１のスイッチング素子５５１の両端にかかる電圧である。
【００５８】
続いて、コイル電流ＩＬがゼロとなり逆方向に流れ始めると、共振電圧ＶＣＥは減少し始める（タイミングｔ１０３）。つまり、共振コンデンサ５４１の放電が始まる。そして、共振電圧ＶＣＥは、共振回路５４０の入力電圧（図５（ａ）に表した破線参照）を基準として振動しようとするが、例えばスイッチング素子５５１に内蔵されたフライホイール・ダイオード５５２などによりクランプされているため、ほぼゼロのままとなる（タイミングｔ１０４）。また、以上の動作中に導電体２３１に渦電流が発生し、導電体２３１が発熱するため、共振エネルギーは減衰していく。
【００５９】
これに対して、コイル電流ＩＬが再び増加し始めるときに、発振制御部２５７は、第１のスイッチング素子５５１をオン状態に制御する（タイミングｔ１０５）。これにより、誘導加熱コイル２２２にエネルギーが再び溜まる。
【００６０】
このように、誘導加熱コイル（Ｌ）２２２と、共振コンデンサ（Ｃ）５４１と、導電体（Ｒ）２３１と、によるＬＣＲ共振動作で、導電体２３１は発熱している。そのため、便座２００の着座面を保温する際に誘導加熱出力を抑えるためには、共振動作のエネルギーを抑える必要がある。共振動作のエネルギーは、振動振幅（電流振幅）と、周波数と、で決まる。そのため、制御部４１０は、振動振幅を小さくする、あるいは周波数を低くして周期を遅くするようなスイッチング制御を第１のスイッチング素子５５１に対して行うことで、誘導加熱出力を抑えることができる。
【００６１】
しかしながら、例えば入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知することで制御部４１０が誘導加熱コイル２２２への通電を制御し便座２００を急速に加熱することを考えると、急速加熱モードにおける誘導加熱出力は、例えば約１０００ワット以上であることがより望ましい。一方、使用者が便座２００に着座しているときに冷たさを感じないような所定温度内に着座面の温度を保温することを考えると、保温加熱モードにおける誘導加熱出力は、例えば約５０ワット程度である。つまり、急速加熱モードと保温加熱モードとの間には、より大きな誘導加熱出力の差が存在する。
【００６２】
また、誘導加熱の実行に際しては、誘導加熱コイル２２２と共振コンデンサ５４１との組み合わせで決まる共振周波数が存在する。一般的には、共振周波数の近傍の周波数で第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御が行われる。そのため、誘導加熱出力を調整するために任意の周波数で第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御を行うと、共振動作から外れることとなる。そのため、前述したより大きな誘導加熱出力の差を周波数の調整により制御すると、共振動作から外れるおそれがある。
【００６３】
より具体的に説明すると、保温加熱モードにおいて誘導加熱出力を抑えるために周波数を急速加熱モードよりも低くするには、第１のスイッチング素子５５１のオン状態の時間（以下説明の便宜上、「オン時間」と称する）がより長くなるようにしなければならない。第１のスイッチング素子５５１のオン時間が長くなると、コイル電流ＩＬがより大きくなる。これは、振動振幅を大きくすることにつながる。そのため、誘導加熱出力を抑える効果は得られない。つまり、周波数だけを低くするだけでは誘導加熱出力を下げることはできず、誘導加熱コイル２２２や共振コンデンサ５４１を低い周波数に応じた値に調整する必要がある。
【００６４】
一方、保温加熱モードにおいて誘導加熱出力を抑えるために振動振幅を急速加熱モードよりも小さくすることを考える。図５（ｂ）および図５（ｃ）に表したように、第１のスイッチング素子５５１のオン時間を急速加熱モードよりも短くすると、保温加熱モードにおいて振動振幅を急速加熱モードよりも小さくすることができる。しかしながら、第１のスイッチング素子５５１のオン時間を急速加熱モードよりも短くすると、図５（ｃ）に表したように、第１のスイッチング素子５５１にかかるスイッチング損失が問題となる場合がある。
【００６５】
誘導加熱方式の回路において、前述した共振動作を利用する理由の１つは、第１のスイッチング素子５５１にかかる電圧が０Ｖ（ゼロボルト）になるタイミングで発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１をオン状態にしてスイッチング損失を抑えるためである。図５（ａ）および図５（ｂ）に表した共振動作における共振振幅は、図５（ｃ）に表した共振動作における共振振幅よりも大きい。そして、図５（ａ）および図５（ｂ）に表した共振動作では、第１のスイッチング素子５５１にかかる電圧すなわち共振電圧ＶＣＥがゼロボルトとなるタイミングが存在する（タイミングｔ１０４〜ｔ１０６、ｔ１１４〜ｔ１１６）。そのため、図５（ａ）および図５（ｂ）に表した共振動作では、共振電圧ＶＣＥがゼロボルトであるときに制御部４１０が第１のスイッチング素子５５１をオン状態にする（いわゆる「ゼロボルト・スイッチング動作」を行う）ことで、スイッチング損失を抑えることができる。
【００６６】
一方、図５（ｃ）に表した共振動作における共振振幅は、図５（ａ）および図５（ｂ）に表した共振動作における共振振幅よりも小さい。また、共振電圧ＶＣＥの振動の基準となる共振回路５４０の入力電圧は、図５（ａ）および図５（ｂ）に表した共振動作における共振回路５４０の入力電圧と同じである。そのため、共振電圧ＶＣＥは、共振回路５４０の入力電圧を基準として振動してもゼロボルトにはならない。そのため、発振制御部２５７は、低出力の誘導加熱動作ながらも、共振エネルギーの減衰を抑え共振動作を継続させるために、共振電圧ＶＣＥがゼロボルトでないときに第１のスイッチング素子５５１をオン状態にする必要がある。つまり、図５（ｃ）に表した共振動作では、制御部４１０は、ゼロボルト・スイッチング動作を行うことができない。そうすると、スイッチング損失が増大し、第１のスイッチング素子５５１が破壊あるいは焼損するおそれがある。
【００６７】
スイッチング素子５５１の破壊を避けるため、制御部４１０が誘導加熱動作を間欠的に行うことで平均的に誘導加熱出力を抑え、便座２００の着座面の温度を所定温度内に保温する方法も考えられる。しかしながら、使用者は、誘導加熱動作のオンとオフとの繰り返しを肌で感じてしまい、不快感を感ずるおそれがある。
【００６８】
これに対して、本実施形態の制御部４１０は、出力指示判別部２５１に対して降圧を実行する指示を出し、その結果、降圧制御部５２３が第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を充分に降圧する。つまり、制御部４１０は、急速加熱モードと保温加熱モードとの間におけるより大きな誘導加熱出力の差を、降圧部５２０を用いて制御する。
【００６９】
図３に表した高周波電源回路５００が便座２００内に設けられている場合には、降圧部５２０は、整流部５１０の整流出力の電圧すなわち降圧部５２０の入力電圧により第２のスイッチング素子５２１のオン時間のデューティ比を決定することができる。また、降圧部５２０は、降圧部５２０の入力電圧が高いほど第２のスイッチング素子５２１のオン時間のデューティ比を小さいデューティ比に決定する。このように、降圧制御部５２３は、降圧部５２０の入力電圧に応じてデューティ比を決定し、降圧部５２０の出力電圧に影響されないフィードフォワード制御を実行することができる。これによれば、例えば大電流が流れるように高周波電源回路５００が動作したときでも、降圧部５２０の入力側で遮断することができる。例えば、何からの異常動作があって誘導加熱出力が増加し、インバータ５５０への入力電圧すなわち降圧部５２０の出力電圧が低下することで、降圧部５２０がより大きいデューティ比を決定し、誘導加熱出力がさらに増加することを回避することができる。そのため、安全性をより高めることができる。
【００７０】
前述したように、急速加熱モードにおける誘導加熱出力は例えば約１０００ワット程度あり、一方で保温加熱モードにおける誘導加熱出力は例えば約５０ワット程度である。つまり、制御部４１０は、保温加熱モードにおける電力消費量が急速加熱モードにおける電力消費量に対して約１／２０〜１／１０倍程度となるように降圧部５２０を制御し、整流部５１０の整流出力を充分に降圧させる。これにより、保温加熱モードにおける便座２００の温度を安定化させることができ、また漏れ磁界をより確実に抑えることができる。なお、電力消費量は、電力消費量検知部４３０（図３および図４参照）により検知される。
【００７１】
まず、図６（ａ）に表したように、制御部４１０は、第１の急速加熱モードを実行する場合には、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御する。これにより、第１の急速加熱モードでは、整流部５１０の整流出力は、降圧部５２０において降圧されずにインバータ５５０に供給される。つまり、整流後の商用電源１０と、誘導加熱コイル２２２と、が直結した状態となる。制御部４１０は、便座２００の着座面の温度を連続的に上昇させ急速に加熱することができる。第１のスイッチング素子５５１、コイル電流ＩＬ、および共振電圧ＶＣＥの動作あるいは状態については、図５（ａ）に関して前述した第１のスイッチング素子５５１、コイル電流ＩＬ、および共振電圧ＶＣＥの動作あるいは状態と同様である。
【００７２】
図６（ｂ）に表したように、制御部４１０は、第２の急速加熱モードを実行する場合には、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行う。これにより、第２の急速加熱モードでは、整流部５１０の整流出力は、降圧部５２０において降圧されインバータ５５０に供給される。第２の急速加熱モードにおいても、制御部４１０は、便座２００の着座面の温度を連続的に上昇させ急速に加熱することができる。
【００７３】
整流部５１０の整流出力が降圧部５２０により降圧されるため、コイル電流ＩＬは、第１の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬよりも小さい。つまり、第２の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅は、第１の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅よりも小さい。そのため、第２の急速加熱モードにおける共振電圧ＶＣＥの共振振幅は、第１の急速加熱モードにおける共振電圧ＶＣＥの共振振幅よりも小さくなる。また、第２の急速加熱モードにおける共振エネルギーは、第１の急速加熱モードにおける共振エネルギーよりも小さくなる。
【００７４】
制御部４１０は、共振動作（第１のスイッチング素子のオン時間や周波数など）を変更することなく、整流部５１０の整流出力を降圧部５２０により降圧させることで第２の急速加熱モードにおける誘導加熱出力を第１の急速加熱モードにおける誘導加熱出力よりも抑えることができる。そのため、制御部４１０は、急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度上昇速度を降圧部５２０により制御し、オーバーシュートを抑えることができる。
【００７５】
整流部５１０の整流出力が降圧部５２０において降圧されるため、共振電圧ＶＣＥの振動の基準となる共振回路５４０の入力電圧は、第１の急速加熱モードにおける共振回路５４０の入力電圧よりも低い。そのため、第２の急速加熱モードにおける共振振幅が第１の急速加熱モードにおける共振振幅よりも小さくとも、共振電圧ＶＣＥがゼロボルトとなるタイミングが存在する（タイミングｔ２１４〜ｔ２１６）。そのため、制御部４１０は、第２の急速加熱モードにおいてゼロボルト・スイッチング動作を行うことでスイッチング損失を抑えることができる。
【００７６】
図６（ｃ）に表したように、制御部４１０は、保温加熱モードを実行する場合には、第２の急速加熱モードを実行する場合と同様に第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御の指示を行う。そして、制御部４１０は、整流部５１０の整流出力を降圧部５２０により第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりも充分に降圧させる。つまり、整流部５１０の整流出力は、降圧部５２０において第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりも充分に降圧されインバータ５５０に供給される。制御部４１０は、便座２００の着座面の温度を所定温度内に保温することができる。
【００７７】
整流部５１０の整流出力が降圧部５２０により充分に降圧されるため、コイル電流ＩＬは、第１および第２の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬよりも小さい。つまり、保温加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅は、第１および第２の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅よりも小さい。そのため、保温加熱モードにおける共振電圧ＶＣＥの共振振幅は、第１および第２の急速加熱モードにおける共振電圧ＶＣＥの共振振幅よりも小さくなる。また、保温加熱モードにおける共振エネルギーは、第１および第２の急速加熱モードにおける共振エネルギーよりも小さくなる。
【００７８】
制御部４１０は、共振動作を変更することなく、整流部５１０の整流出力を降圧部５２０により充分に降圧させることで保温加熱モードにおける誘導加熱出力を第１および第２の急速加熱モードにおける誘導加熱出力よりも抑えることができる。そのため、制御部４１０は、電力消費量を第１および第２の急速加熱モードにおける電力消費量よりも低くし、便座２００の着座面の温度を所定温度内に保温することができる。また、便座２００の着座面の温度が急激に上昇することを抑え、温度むらが生ずることを抑えることができる。そのため、便座２００に着座している使用者に不快感を与えることを抑えることができる。
【００７９】
発振制御部２５７は、第１および第２の急速加熱モードと比較して、第１のスイッチング素子５５１のオン／オフの制御の周期を変更する必要はない。発振制御部２５７は、制御部４１０が指示する誘導加熱出力の大小に影響されることなく、共振回路５４０による共振動作の動作条件に適合した周期を決定することができる。
【００８０】
整流部５１０の整流出力が降圧部５２０により充分に降圧されるため、共振電圧ＶＣＥの振動の基準となる共振回路５４０の入力電圧は、第１および第２の急速加熱モードにおける共振回路５４０の入力電圧よりも低い。そのため、保温加熱モードにおける共振振幅が第１および第２の急速加熱モードにおける共振振幅よりも小さくとも、共振電圧ＶＣＥがゼロボルトとなるタイミングが存在する（タイミングｔ２２４〜ｔ２２６）。そのため、制御部４１０は、保温加熱モードにおいてゼロボルト・スイッチング動作を行うことでスイッチング損失を抑えることができる。
【００８１】
さらに、図７に表したように、制御部４１０は、保温加熱モードと同様に整流部５１０の整流出力を降圧部５２０により充分に降圧させるとともに、第１のスイッチング素子５５１のオン時間を第１および第２の急速加熱モードならびに保温加熱モードよりも短くすることで微少加熱モードを実行することができる。これにより、保温加熱モードに関して前述した効果が得られるとともに、さらなる省エネルギー化を図ることができる。
【００８２】
また、整流部５１０の整流出力が降圧部５２０により充分に降圧されるため、共振電圧ＶＣＥの振動の基準となる共振回路５４０の入力電圧は、第１および第２の急速加熱モードにおける共振回路５４０の入力電圧よりも低い。そのため、第１のスイッチング素子５５１のオン時間が第１および第２の急速加熱モードならびに保温加熱モードにおけるオン時間よりも短くとも、共振電圧ＶＣＥがゼロボルトとなるタイミングが存在する（タイミングｔ２３４〜ｔ２３６）。そのため、制御部４１０は、保温加熱モードにおいてゼロボルト・スイッチング動作を行うことでスイッチング損失を抑えることができる。
【００８３】
図８は、本実施形態にかかる暖房便座装置の降圧動作および漏れ磁界を説明するためのグラフ図である。
商用電源１０から供給された電流が整流部５１０により整流された後（全波整流後）における電源電圧は、図８（ａ）に表した如くである。
【００８４】
図８（ｂ）に表したように、降圧制御部５２３は、図８（ａ）に表した電源電圧と同じ振幅を有する三角波を三角変換部５２５（図３参照）により生成する。
【００８５】
続いて、図８（ｃ）に表したように、生成した三角波の電圧と所定の電圧とをコンパレータ５２６で比較し、降圧部５２０の第２のスイッチング素子５２１のオン時間のデューティ比を決定する。そうすると、図８（ｄ）に表したように、降圧部５２０の出力電圧すなわち共振回路５４０の入力電圧が制限される。
【００８６】
これにより、図６（ｃ）に関して前述したように、保温加熱モードにおけるコイル電流ＩＬは、第１および第２の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬよりも小さくなる。つまり、保温加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅は、第１および第２の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅よりも小さい。そのため、誘導加熱コイル２２２から発生する漏れ磁界が抑えられ、便座２００に着座している使用者への影響を抑えることができる。
【００８７】
なお、誘導加熱動作を間欠的に行って平均的な出力を下げて保温加熱モードとする方法では、誘導加熱が動作している瞬間のコイル電流ＩＬの振動振幅が大きくなるため、便座２００に着座している使用者への影響が懸念される。
【００８８】
次に、本実施形態にかかる暖房便座装置１００の動作の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図９は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作の具体例を表すタイミングチャートである。
【００８９】
まず、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前には、便座２００の着座面の温度は、室温であり、使用者が冷たさを感じないような所定温度内には保温されていない（タイミングｔ３０１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３０１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【００９０】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温（目標温度や設定温度など）になると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３０２）。これにより、便座２００の着座面は、使用者が冷たさを感じないような適温すなわち所定温度内に保温される。言い換えれば、便座２００の着座面を保温する加熱量と、便座２００からの放熱量と、が熱平衡する温度で安定する。
【００９１】
続いて、使用者が便蓋３００を手動により開けると、あるいは図示しないリモコンなどの操作により開けると、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００が開き始めたことを検知し（タイミングｔ３０３）、便蓋３００が閉じた状態と開いた状態との中間の状態を検知する（タイミングｔ３０３〜ｔ３０４）。続いて、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００が開いた状態を検知する（タイミングｔ３０４）。なお、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、図示しない便蓋開閉駆動部などにより自動的に便蓋３００を開く制御を実行してもよい。
【００９２】
続いて、使用者が便座２００に着座すると、着座検知センサ４０４は、使用者が便座２００に座ったことを検知する（タイミングｔ３０５）。そして、使用者が便座２００から離座すると、着座検知センサ４０４は、使用者が便座２００に座っていないことを検知する（タイミングｔ３０６）。
【００９３】
続いて、使用者が便蓋３００を手動により閉じると、あるいは図示しないリモコンなどの操作により閉じると、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００が閉じ始めたことを検知し（タイミングｔ３０７）、便蓋３００が開いた状態と閉じた状態との中間の状態を検知する（タイミングｔ３０７〜ｔ３０８）。続いて、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００が閉じた状態を検知する（タイミングｔ３０８）。なお、入室検知センサ４０２が使用者の退室を検知すると、制御部４１０は、図示しない便蓋開閉駆動部などにより自動的に便蓋３００を閉じる制御を実行してもよい（タイミングｔ３０９以降）。
【００９４】
続いて、入室検知センサ４０２が使用者の退室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を停止し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の停止指示を出して保温加熱モードを停止する（タイミングｔ３０９）。つまり、制御部４１０は、便座２００の加熱を停止する。そのため、便座２００の着座面の温度は、徐々に低下する（タイミングｔ３０９以降）。
【００９５】
本具体例によれば、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、急速加熱モードを実行し、誘導加熱により便座２００の着座面を急速に加熱することができる。これにより、使用者が便座２００を使用していないときには便座２００を保温しておく必要はなく、待機時の消費電力を抑え、省エネルギー化を図ることができる。また、便座２００の着座面の温度が適温になると、制御部４１０は、保温加熱モードを実行し、誘導加熱により便座２００の着座面の温度を所定温度内に保温することができる。これにより、急速加熱のための加熱手段と、保温加熱のための加熱手段と、を別系統として設ける必要はなく、より簡易的な構造で急速加熱と保温加熱とを実現することができる。
【００９６】
図１０は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作の他の具体例を表すタイミングチャートである。
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３１１以前）。
【００９７】
続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して第１の急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３１１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【００９８】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温よりも例えば３℃低い温度まで上昇すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を降圧させて第２の急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３１２）。これにより、第２の急速加熱モードにおける誘導加熱出力は、第１の急速加熱モードにおける誘導加熱出力よりも抑えられる。そのため、図１０に表したように、第２の急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度の上昇率（上昇速度）は、第１の急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度の上昇率よりも低くなる（タイミングｔ３１２〜ｔ３１３）。
【００９９】
第２の急速加熱モードにおいても、制御部４１０は、便座２００の着座面の温度を連続的に上昇させ急速に加熱することができる。なお、制御部４１０が第１の急速加熱モードから第２の急速加熱モードに切り替えるタイミングは、便座２００の着座面の温度が適温よりも３℃低い温度まで上昇したときに限定されるわけではない。加熱モードの切り替えのタイミングとなる温度差（本具体例では３℃）については、適宜変更することができる。
【０１００】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温になると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御の条件を変え、具体的には第２のスイッチング素子５２１のオン時間のデューティ比を小さくし、整流部５１０の整流出力を第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりもさらに降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３１３）。これにより、便座２００の着座面は、使用者が冷たさを感じないような適温すなわち所定温度内に保温される。続いて、タイミングｔ３１４〜ｔ３２０の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０３〜ｔ３０９の動作と同様である。
【０１０１】
本具体例によれば、急速加熱モードは、第１の急速加熱モードと、第２の急速加熱モードと、を有する。第１の急速加熱モードでは、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、整流部５１０の整流出力を降圧せずにインバータ５５０に供給する。一方、第２の急速加熱モードでは、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を降圧してインバータ５５０に供給する。これにより、制御部４１０は、急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度上昇速度を降圧部５２０により制御し、オーバーシュートを抑えることができる。
【０１０２】
以下の具体例では、所定条件が成立したときに急速加熱モードが実行され、所定条件が成立しないときには保温加熱モードが実行される。つまり、急速加熱モードの実行時期は、所定条件が成立したときに制限される。
【０１０３】
図１１は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
本具体例では、使用者が便座２００に着座していないときには急速加熱モードが実行され、使用者が便座２００の着座しているときには保温加熱モードが実行される。つまり、使用者の着座中には、急速加熱モードの実行が抑止される。本具体例の動作は、暖房便座装置１００が便蓋３００を有していない場合や、便蓋開閉検知センサ４０６が設けられていない場合や、便蓋開閉検知センサ４０６が故障し便蓋３００が開いている状態を閉じている状態と認識する場合などに有効な動作の１つである。
【０１０４】
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３２１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３２１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【０１０５】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温になる前に、使用者が便座２００に座ったことを着座検知センサ４０４が検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３２２）。そして、制御部４１０が保温加熱モードを実行することで、便座２００の着座面の温度は適温になる（タイミングｔ３２３）。
【０１０６】
続いて、タイミングｔ３２４〜ｔ３２５の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０６〜ｔ３０９の動作であって、便蓋開閉検知センサ４０６の動作を除く動作と同様である。
【０１０７】
本具体例によれば、便座２００の着座面の温度が適温になる前であっても、使用者が便座２００に座ったことを着座検知センサ４０４が検知すると、制御部４１０は、急速加熱モードを停止し保温加熱モードを実行する。つまり、使用者が便座２００に着座しているときには、制御部４１０は、急速加熱モードの実行を抑止する。これにより、便座２００に着座する使用者への安全性をより高めることができる。
【０１０８】
図１２は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すフローチャートである。
本具体例の動作は、図１０に関して前述した具体例の動作と、図１１に関して前述した具体例の動作と、を組み合わせた動作の一例である。本具体例の動作は、急速加熱モードの実行中に使用者が便座２００に着座しようとした場合などに有効な動作の１つである。
【０１０９】
まず、制御部４１０は、便座２００の温度が上限よりも低いか否かを判断する（ステップＳ１０１）。便座２００の温度は、例えばサーミスタ２５５（図３参照）などにより検知される。便座２００の温度が上限よりも低い場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、制御部４１０は、入室検知センサ４０２の検知信号に基づいて使用者がトイレ室に入室中であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。一方、便座２００の温度が上限よりも低くない場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ（高温状態））、制御部４１０は、第２のスイッチング素子をオフ状態に制御し（ステップＳ１２３）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の停止指示を出して誘導加熱を停止させる（ステップＳ１２５）。
【０１１０】
使用者がトイレ室に入室中である場合には（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御部４１０は、便座２００の温度が適温であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。一方、使用者がトイレ室に入室中でない場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、制御部４１０は、ステップＳ１２３、Ｓ１２５に関して前述した動作を実行する。
【０１１１】
便座２００の温度が適温未満である場合には（ステップＳ１０５：適温未満）、制御部４１０は、着座検知センサ４０４の検知信号に基づいて使用者が便座２００に着座中であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。使用者が便座２００に着座中でない場合には（ステップＳ１０７：ＮＯ）、制御部４１０は、便座２００の温度と適温との差を判断する（ステップＳ１０９）。便座２００の温度が適温から３℃を引いた温度よりも低い場合には（ステップＳ１０９：便座＜適温−３℃）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御する（ステップＳ１１３）。続いて、制御部４１０は、第１の急速加熱モードの制限時間を設定し（ステップＳ１１７）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（第１の急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ１２１）。
【０１１２】
一方、便座２００の温度が適温よりも低い温度であって、適温から３℃を引いた温度以上である場合には（ステップＳ１０９：適温＞便座≧適温−３℃）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を降圧させる（ステップＳ１１５）。続いて、制御部４１０は、便座２００の温度と加熱モードとに基づいて第２の急速加熱モードの加熱時間を設定し（ステップＳ１１９）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（第２の急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ１２１）。
【０１１３】
便座２００の温度が適温である場合（ステップＳ１０５：適温）、または使用者が便座２００に着座中である場合には（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させる（ステップＳ１１１）。続いて、制御部４１０は、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（保温加熱モード）を作動させる（ステップＳ１２１）。
【０１１４】
便座２００の温度が適温以上である場合には（ステップＳ１０５：適温以上（やや高い））、制御部４１０は、ステップＳ１２３、Ｓ１２５に関して前述した動作を実行する。
【０１１５】
本具体例によれば、制御部４１０は、急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度上昇速度を降圧部５２０により制御してオーバーシュートを抑えるとともに、便座２００に着座する使用者への安全性をより高めることができる。
【０１１６】
図１３は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
また、図１４は、本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【０１１７】
本具体例では、便蓋３００が閉じた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知したときにのみ急速加熱モードが実行され、便蓋３００が閉じた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知しないときには保温加熱モードが実行される。つまり、便蓋３００が閉じた状態以外では、急速加熱モードは実行されない。本具体例の動作は、急速加熱モードの実行中に便蓋３００が開けられた場合などに有効な動作の１つである。
【０１１８】
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３３１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３３１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【０１１９】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温になる前に、便蓋３００が開き始めたことを便蓋開閉検知センサ４０６が検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３３２）。そして、制御部４１０が保温加熱モードを実行することで、便蓋３００が開いた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知した後に（タイミングｔ３３３）、便座２００の着座面の温度は適温になる（タイミングｔ３３４）。続いて、タイミングｔ３３５〜ｔ３３９の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０５〜ｔ３０９の動作と同様である。
【０１２０】
図１４に表したフローチャートを参照しつつ、本具体例の動作をさらに説明する。
まず、ステップＳ２０１〜Ｓ２０７の動作は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０７の動作と同様である。
【０１２１】
使用者が便座２００に着座中でない場合には（ステップＳ２０７：ＮＯ）、制御部４１０は、便蓋開閉検知センサ４０６の検知信号に基づいて便蓋３００が閉じた状態であるか否かを判断する（ステップＳ２０９）。便蓋３００が閉じた状態である場合には（ステップＳ２０９：ＹＥＳ（確定））、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御する（ステップＳ２１３）。続いて、制御部４１０は、便座２００の温度と加熱モードとに基づいて急速加熱モードの加熱時間を設定し（ステップＳ２１５）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ２２１）。つまり、制御部４１０は、便蓋３００が閉じた状態のときにだけ急速加熱モードを実行する。
【０１２２】
一方、便座２００の温度が適温である場合（ステップＳ２０５：適温）、または使用者が便座２００に着座中である場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、または便蓋３００が閉じた状態ではない場合には（ステップＳ２０９：ＮＯ）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させる（ステップＳ２１１）。続いて、制御部４１０は、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（保温加熱モード）を作動させる（ステップＳ２２１）。
【０１２３】
便座２００の温度が適温以上である場合には（ステップＳ２０５：適温以上（やや高い））、制御部４１０は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１２３、Ｓ１２５と同様の動作を実行する。
【０１２４】
本具体例によれば、便蓋３００が開き始めたことを便蓋開閉検知センサ４０６が検知すると、制御部４１０は、急速加熱モードを停止し保温加熱モードを実行する。そのため、制御部４１０が加熱モードを急速加熱モードから保温加熱モードへ切り替える時間は、便蓋３００が開き始めてから開いた状態となるまでの間において確保される。そのため、便座２００に着座する使用者への安全性を高めることができる。
【０１２５】
図１５は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
また、図１６は、本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【０１２６】
本具体例では、便蓋３００が開いた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知しないときにのみ急速加熱モードが実行され、便蓋３００が開いた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知したときには保温加熱モードが実行される。つまり、急速加熱モードの実行中に便蓋３００が開けられても、便蓋３００が全開状態となるまでは急速加熱モードが実行される。
【０１２７】
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３４１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３４１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【０１２８】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温になる前に、便蓋３００が開き始めたことを便蓋開閉検知センサ４０６が検知しても、制御部４１０は、急速加熱モードを継続させる（タイミングｔ３４２）。そして、便蓋３００が開いた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３４３）。制御部４１０が保温加熱モードを実行することで、便座２００の着座面の温度は適温になる（タイミングｔ３３４）。続いて、タイミングｔ３４５〜ｔ３４９の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０５〜ｔ３０９の動作と同様である。
【０１２９】
図１６に表したフローチャートを参照しつつ、本具体例の動作をさらに説明する。
まず、ステップＳ３０１〜Ｓ３０７の動作は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０７の動作と同様である。
【０１３０】
使用者が便座２００に着座中でない場合には（ステップＳ３０７：ＮＯ）、制御部４１０は、便蓋開閉検知センサ４０６の検知信号に基づいて便蓋３００が開いた状態であるか否かを判断する（ステップＳ３０９）。便蓋３００が開いた状態ではない場合には（ステップＳ３０９：ＮＯ）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御する（ステップＳ３１３）。続いて、制御部４１０は、便座２００の温度と加熱モードとに基づいて急速加熱モードの加熱時間を設定し（ステップＳ３１５）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ３２１）。つまり、制御部４１０は、便蓋３００が全開状態でなければ急速加熱モードを実行する。
【０１３１】
一方、便座２００の温度が適温である場合（ステップＳ３０５：適温）、または使用者が便座２００に着座中である場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、または便蓋３００が開いた状態である場合には（ステップＳ３０９：ＹＥＳ（確定））、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させる（ステップＳ３１１）。続いて、制御部４１０は、第１のスイッチング素子のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（保温加熱モード）を作動させる（ステップＳ３２１）。
【０１３２】
便座２００の温度が適温以上である場合には（ステップＳ３０５：適温以上（やや高い））、制御部４１０は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１２３、Ｓ１２５と同様の動作を実行する。
【０１３３】
本具体例によれば、急速加熱モードの実行中に便蓋３００が開けられても、便蓋３００が全開状態となるまでは、制御部４１０は急速加熱モードを実行する。そのため、便蓋３００が開き始めてから全開状態となるまでの間において、制御部４１０は、急速加熱モードを継続させ便座２００の温度を適温に近づけることができる。これにより、使用者が便座２００に座った際に冷たさを感じることをより確実に抑えることができる。
【０１３４】
図１７は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
本具体例では、便座２００の温度すなわちサーミスタ２５５の検知温度が所定値よりも高くなると又は所定値になると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子をオフ状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の停止指示を出して誘導加熱を停止させる。本具体例の動作は、誘導加熱出力が一時的に過大となった場合や、想定外の動作が生じた場合などに有効な動作の１つである。
【０１３５】
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３５１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３５１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【０１３６】
続いて、便座２００の温度すなわちサーミスタ２５５の検知温度が上限温度（所定値）になると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１をオフ状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の停止指示を出して誘導加熱を停止させる（タイミングｔ３５２）。これにより、便座２００の着座面の温度は、徐々に低下する。続いて、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００が開き始めたことを検知し（タイミングｔ３５３）、便蓋３００が閉じた状態と開いた状態との中間の状態を検知する（タイミングｔ３５３〜ｔ３５４）。
【０１３７】
便座２００の着座面の温度が適温になると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３５５）。これにより、便座２００の着座面は、使用者が冷たさを感じないような適温すなわち所定温度内に保温される。続いて、タイミングｔ３５６〜ｔ３６０の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０５〜ｔ３０９の動作と同様である。
【０１３８】
本具体例によれば、第２のスイッチング素子は、安全装置としての機能を有する。つまり、制御部４１０は、第２のスイッチング素子をオフ状態に制御し、高周波電源回路５００を遮断することができる。そのため、安全性をさらに高めることができる。
例えば、発振制御部２５７に何らかの回路故障が生じて第１のスイッチング素子のスイッチング動作を停止させることができなくなったとしても、誘導加熱動作を停止して便座２００の温度上昇を防止できる。
【０１３９】
図１８は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
また、図１９は、本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【０１４０】
本具体例の動作は、図１０に関して前述した具体例の動作と、図１３に関して前述した具体例の動作と、を組み合わせた動作の一例である。本具体例では、便蓋３００が閉じた状態と開いた状態との中間の状態すなわち開いている途中の状態において、制御部４１０は、比較的弱い急速加熱モード（第２の急速加熱モード）を実行する。本具体例の動作は、急速加熱モードの実行中に便蓋３００が開けられた場合などに有効な動作の１つである。
【０１４１】
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３６１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して第１の急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３６１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【０１４２】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温になる前に、便蓋３００が開き始めたことを便蓋開閉検知センサ４０６が検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を降圧させて第２の急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３６２）。これにより、第２の急速加熱モードにおける誘導加熱出力は、第１の急速加熱モードにおける誘導加熱出力よりも抑えられる。そのため、図１８に表したように、第２の急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度の上昇率は、第１の急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度の上昇率よりも低くなる（タイミングｔ３６２〜ｔ３６３）。
【０１４３】
続いて、便蓋３００が全開状態となったことを便蓋開閉検知センサ４０６が検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御の条件を変え、具体的には第２のスイッチング素子５２１のオン時間のデューティ比を小さくし、整流部５１０の整流出力を第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりもさらに降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３６３）。これにより、便座２００の着座面は、使用者が冷たさを感じないような適温すなわち所定温度内に保温される。
【０１４４】
そして、制御部４１０が保温加熱モードを実行することで、使用者が便座２００に座ったことを着座検知センサ４０４が検知した後に（タイミングｔ３６４）、便座２００の着座面の温度は適温になる（タイミングｔ３６５）。続いて、タイミングｔ３６６〜ｔ３６９の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０６〜ｔ３０９の動作と同様である。
【０１４５】
図１９に表したフローチャートを参照しつつ、本具体例の動作をさらに説明する。
まず、ステップＳ４０１〜Ｓ４０７の動作は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０７の動作と同様である。
【０１４６】
使用者が便座２００に着座中でない場合には（ステップＳ４０７：ＮＯ）、制御部４１０は、便蓋開閉検知センサ４０６の検知信号に基づいて便蓋３００が開いた状態であるか否かを判断する（ステップＳ４０９）。便蓋３００が開いた状態ではない場合には（ステップＳ４０９：ＮＯ）、制御部４１０は、便蓋開閉検知センサ４０６の検知信号に基づいて便蓋３００が閉じた状態であるか否かを判断する（ステップＳ４１０）。便蓋３００が閉じた状態である場合には（ステップＳ４１０：ＹＥＳ（確定））、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御する（ステップＳ４１３）。続いて、制御部４１０は、第１の急速加熱モードの制限時間を設定し（ステップＳ４１７）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（第１の急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ４２１）。
【０１４７】
一方、便蓋３００が閉じた状態ではない場合には（ステップＳ４１０：ＮＯ）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を降圧させる（ステップＳ４１５）。続いて、制御部４１０は、便座２００の温度と加熱モードとに基づいて第２の急速加熱モードの加熱時間を設定し（ステップＳ４１９）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（第２の急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ４２１）。
【０１４８】
一方、便座２００の温度が適温である場合（ステップＳ４０５：適温）、または使用者が便座２００に着座中である場合（ステップＳ４０７：ＹＥＳ）、または便蓋３００が開いた状態である場合には（ステップＳ４０９：ＹＥＳ（確定））、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させる（ステップＳ４１１）。続いて、制御部４１０は、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（保温加熱モード）を作動させる（ステップＳ１２１）。
【０１４９】
便座２００の温度が適温以上である場合には（ステップＳ４０５：適温以上（やや高い））、制御部４１０は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１２３、Ｓ１２５と同様の動作を実行する。
【０１５０】
本具体例によれば、急速加熱モードの実行中に便蓋３００が開けられる行為があった場合には、便蓋３００が完全に開ききるまでの間、制御部４１０は、誘導加熱出力が第１の急速加熱モードよりも抑えられた第２の急速加熱モードを実行する。これにより、安全性を確保しつつ、使用者が便座２００に座った際に冷たさを感じることをより確実に抑えることができる。
【０１５１】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、暖房便座装置１００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや誘導加熱コイル２２２および導電体２３１の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１５２】
１０ 商用電源、 １００ 暖房便座装置、 ２００ 便座、 ２１０ 筐体、 ２１０ａ 上面、 ２２２ 誘導加熱コイル、 ２３１ 導電体、 ２５１ 出力指示判別部、 ２５３ 動作／停止指示部、 ２５５ サーミスタ、 ２５７ 発振制御部、 ３００ 便蓋、 ４００ ケーシング、 ４０２ 入室検知センサ、 ４０４ 着座検知センサ、 ４０６ 便蓋開閉検知センサ、 ４１０ 制御部、 ４２１ 誘導加熱通電スイッチ、 ４３０ 電力消費量検知部、 ５００ 高周波電源回路、 ５１０ 整流部、 ５２０、５２０ａ 降圧部、 ５２１ 第２のスイッチング素子、 ５２２ ダイオード、 ５２３ 降圧制御部、 ５２５ 三角変換部、 ５２６ コンパレータ、 ５３０ 平滑部、 ５３１ 平滑コイル、 ５３３ 平滑コンデンサ、 ５４０ 共振回路、 ５４１ 共振コンデンサ、 ５５０ インバータ、 ５５１ 第１のスイッチング素子、 ５５２ フライホイール・ダイオード、 ８００ 洋式腰掛便器
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、便器に設置される便座を暖めることができる暖房便座装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、多くの暖房便座装置では、例えば電気的な発熱体としてヒータなどが便座の内部に設けられている。ヒータに電流が流れると、ヒータにおいて発生したジュール熱の熱伝導により便座の表面の温度が上昇する。例えば便座が樹脂により形成されている場合、樹脂は熱抵抗が大きいため便座の表面の温度が目標温度まで上昇するためには数十秒から数分の時間がかかることがある。そのため、使用者が便座に着座したときに冷たさを感じないようにするためには、使用者が便座に着座していないときでもヒータに通電し便座の表面を予熱しておく必要がある。そのため、待機時の消費電力を抑え、省エネルギー化を図るという点においては改善の余地がある。
【０００３】
これに対して、ヒータと、電磁誘導加熱コイルと、を具備する便座暖房装置がある（特許文献１）。特許文献１に記載された便座暖房装置では、トイレへの入室を検知すると、電磁誘導加熱コイルを作動させ、便座を瞬間加熱する。さらに、便座に着座された後はヒータにより暖房を継続する。しかしながら、瞬間加熱あるいは急速加熱のための加熱手段と、保温加熱のための加熱手段と、を別系統として設けると、構造が複雑となるという問題やコストアップにつながるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、より簡易的な構造で急速加熱と保温加熱とを実現することができる暖房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】
【０００６】
第１の発明は、誘導加熱コイルと共振コンデンサとを有する共振回路と、前記誘導加熱コイルが発生した磁界により誘導加熱される導電体と、前記導電体が設けられた便座と、第１のスイッチング素子を有し前記共振回路に供給する電力を制御するインバータと、商用電源から供給される電流を整流する整流部と、第２のスイッチング素子を有し前記整流部の整流出力を降圧して前記インバータに供給する降圧部と、前記インバータを制御して前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う急速加熱モードと、前記第２のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記整流出力を降圧して前記インバータに供給し前記便座の温度を所定温度内に保つように誘導加熱を行う保温加熱モードと、を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする暖房便座装置である。
【０００７】
この暖房便座装置によれば、制御部は、保温加熱モードにおいて、第２のスイッチング素子のスイッチング制御を行い、整流出力を充分に降圧してインバータに供給する。これにより、制御部は、第１のスイッチング素子のオン時間などの共振動作を変更することなく、整流出力を降圧部により充分に降圧させることで保温加熱モードにおける誘導加熱出力を急速加熱モードにおける誘導加熱出力よりも低く抑えることができる。
【０００８】
そのため、制御部は、保温加熱モードにおける電力消費量を急速加熱モードにおける電力消費量よりも低くし、便座の温度を所定温度内に保つことができる。これにより、急速加熱のための加熱手段と、保温加熱のための加熱手段と、を別系統として設ける必要はなく、より簡易的な構造で急速加熱と保温加熱とを実現することができる。また、保温加熱モードの実行中は、便座の温度が急激に上昇することを抑え、温度むらが生ずることを抑えることができる。そのため、便座に着座している使用者に不快感を与えることを抑えることができる。
【０００９】
また、整流出力が降圧部により充分に降圧されるため、保温加熱モードにおける共振回路の入力電圧は、急速加熱モードにおける共振回路の入力電圧よりも低い。そのため、制御部は、急速加熱モードと保温加熱モードとのそれぞれを実行する際に、第１のスイッチング素子のオン／オフの制御の周期を変更する必要がない。制御部は、共振回路による共振動作の動作条件に適合した周期を決定することができる。
【００１０】
そのため、保温加熱モードにおける共振振幅が急速加熱モードにおける共振振幅よりも小さくとも、共振電圧がゼロボルトとなるタイミングが存在する。そのため、制御部は、保温加熱モードにおいてゼロボルト・スイッチング動作を行うことでスイッチング損失を抑えることができる。
【００１１】
さらに、整流出力が降圧部により充分に降圧されるため、保温加熱モードにおいて誘導加熱コイルに流れる電流は、急速加熱モードにおいて誘導加熱コイルに流れる電流よりも小さくなる。そのため、誘導加熱コイルから発生する漏れ磁界が抑えられ、便座に着座している使用者への影響を抑えることができる。
【００１２】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記急速加熱モードは、前記制御部が前記第２のスイッチング素子を連続的にオン状態に制御し、前記整流出力を降圧せずに前記インバータに供給して前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う第１の急速加熱モードと、前記制御部が前記第２のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記整流出力を降圧して前記インバータに供給し前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う第２の急速加熱モードと、を有することを特徴とする暖房便座装置である。
【００１３】
この暖房便座装置によれば、第１の急速加熱モードでは、制御部は、第２のスイッチング素子を連続的にオン状態に制御し、整流出力を降圧せずにインバータに供給して便座の温度を連続的に上昇させる。一方、第２の急速加熱モードでは、制御部は、第２のスイッチング素子のスイッチング制御を行うことにより整流出力を降圧してインバータに供給し、便座の温度を連続的に上昇させる。これにより、制御部は、急速加熱モードの最初に第１の急速加熱モードを実行し、その後に第２の急速加熱モードを行うことや、要求される温度上昇値が小さいときには第２の急速加熱モードを行うことによって、急速加熱モードにおける便座の温度上昇速度を降圧部により制御し、オーバーシュートを抑えることができる。
【００１４】
また、第３の発明は、第２の発明において、前記制御部は、前記保温加熱モードを実行するときには、前記第２の急速加熱モードを実行するときよりも電力消費量が低くなるように前記整流出力を前記降圧部によって降圧させることを特徴とする暖房便座装置である。
【００１５】
この暖房便座装置によれば、整流出力は、保温加熱モードの実行時において、第２の急速加熱モードの実行時よりも電力消費量が充分に低くなるように降圧部により降圧される。これにより、保温加熱モードにおける便座の温度を安定化させることができ、また漏れ磁界をより確実に抑えることができる。
【００１６】
また、第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記制御部は、前記急速加熱モードの実行を所定条件が成立したときに停止し、前記所定条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする暖房便座装置である。
【００１７】
この暖房便座装置によれば、暖房便座機能がオンになっている状態において、急速加熱モードの実行時期は、所定条件が成立したときに制限される。また、所定条件が成立しないときには、制御部は保温加熱モードを実行する。これにより、安全性をより高めることができる。
【００１８】
また、第５の発明は、第４の発明において、使用者の前記便座への着座を検知する着座検知センサをさらに備え、前記制御部は、前記着座検知センサが前記着座を非検知とする条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記着座検知センサが前記着座を非検知とする条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする暖房便座装置である。
【００１９】
この暖房便座装置によれば、使用者が便座に座ったことを着座検知センサが検知すると、制御部は保温加熱モードを実行する。これにより、便座に着座する使用者への安全性をより高めることができる。
【００２０】
また、第６の発明は、第４または第５の発明において、前記便座を覆うことができる便蓋と、前記便蓋の開閉状態を検知する便蓋開閉検知センサと、をさらに備え、前記制御部は、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の閉状態を検知する条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の閉状態を検知する条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする暖房便座装置である。
【００２１】
この暖房便座装置によれば、制御部は、便蓋が閉じた状態を便蓋開閉検知センサが検知したときに急速加熱モードが実行し、便蓋が閉じた状態を便蓋開閉検知センサが検知しないときには保温加熱モードを実行する。そのため、制御部が加熱モードを急速加熱モードから保温加熱モードへ切り替える時間は、便蓋が開き始めてから開いた状態となるまでの間において確保される。そのため、便座に着座する使用者への安全性を高めることができる。
【００２２】
また、第７の発明は、第４または第５の発明において、前記便座を覆うことができる便蓋と、前記便蓋の開閉状態を検知する便蓋開閉検知センサと、をさらに備え、前記制御部は、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の開状態を非検知とする条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の開状態を非検知とする条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする暖房便座装置である。
【００２３】
この暖房便座装置によれば、制御部は、便蓋が開いた状態を便蓋開閉検知センサが検知しないときに急速加熱モードを実行し、便蓋が開いた状態を便蓋開閉検知センサが検知したときには保温加熱モードを実行する。そのため、便蓋が開き始めてから全開状態となるまでの間において、制御部は、急速加熱モードを継続させ便座の温度を適温に近づけることができる。これにより、使用者が便座に座った際に冷たさを感じることをより確実に抑えることができる。
【００２４】
また、第８の発明は、第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記降圧部は、前記整流出力に応じて前記第２のスイッチング素子のオン時間のデューティ比を決定し、前記整流出力が高いほど小さい前記デューティ比を決定することを特徴とする暖房便座装置である。
【００２５】
この暖房便座装置によれば、制御部は、整流出力に応じて第２のスイッチング素子のオン時間のデューティ比を決定し、整流部の出力電圧に影響されないフィードフォワード制御を実行することができる。そのため、安全性をより高めることができる。
【００２６】
また、第９の発明は、第１〜第８のいずれか１つの発明において、前記便座の温度を検知する温度センサをさらに備え、前記制御部は、前記温度センサの検知温度が所定値よりも高くなると前記第２のスイッチング素子をオフ状態に制御することを特徴とする暖房便座装置である。
【００２７】
この暖房便座装置によれば、制御部は、温度センサの検知温度が所定値よりも高くなると第２のスイッチング素子をオフ状態に制御する。そのため、第２のスイッチング素子は、安全装置としての機能を有する。つまり、制御部は、第２のスイッチング素子をオフ状態に制御し、誘導加熱コイルへの通電を遮断することができる。そのため、安全性をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の態様によれば、より簡易的な構造で急速加熱と保温加熱とを実現することができる暖房便座装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる暖房便座装置を備えたトイレ装置を例示する斜視模式図である。
【図２】本実施形態の便座を表す模式図である。
【図３】本実施形態にかかる暖房便座装置の回路図である。
【図４】本実施形態にかかる暖房便座装置の他の回路図である。
【図５】比較例にかかる暖房便座装置の急速加熱モードおよび保温加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
【図６】本実施形態にかかる暖房便座装置の急速加熱モードおよび保温加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
【図７】本実施形態にかかる暖房便座装置の微少加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
【図８】本実施形態にかかる暖房便座装置の降圧動作および漏れ磁界を説明するためのグラフ図である。
【図９】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１０】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作の他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１１】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１２】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すフローチャートである。
【図１３】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１４】本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【図１５】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１６】本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【図１７】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１８】本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
【図１９】本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる暖房便座装置を備えたトイレ装置を例示する斜視模式図である。
また、図２は、本実施形態の便座を表す模式図である。
なお、図２（ａ）は、本実施形態の便座を上方から眺めた平面模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に表した切断面Ａ−Ａにおける断面模式図である。
【００３１】
図１に表したトイレ装置は、洋式腰掛便器８００と、その上に設けられた暖房便座装置１００と、を備える。暖房便座装置１００は、ケーシング４００と、便座２００と、便蓋３００と、を有する。便座２００と便蓋３００とは、ケーシング４００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。便蓋３００は、閉じた状態において便座２００の上方を覆うことができる。なお、便蓋３００は、必ずしも設けられていなくてもよい。
【００３２】
ケーシング４００には、トイレ室への使用者の入室を検知する入室検知センサ４０２と、使用者が便座２００に座ったことを検知する着座検知センサ４０４と、便蓋３００の開閉状態を検知する便蓋開閉検知センサ４０６と、が設けられている（図３参照）。
【００３３】
入室検知センサ４０２は、トイレ室のドアを開けて入室した直後の使用者や、トイレ室に入室しようとしてドアの前に存在する使用者を検知することができる。つまり、入室検知センサ４０２は、トイレ室に入室した使用者だけではなく、トイレ室に入室する前の使用者、すなわちトイレ室の外側のドアの前に存在する使用者を検知することができる。このような入室検知センサ４０２としては、焦電センサや、ドップラーセンサなどのマイクロ波センサなどを用いることができる。マイクロ波のドップラー効果を利用したセンサや、マイクロ波を送信し反射したマイクロ波の振幅（強度）に基づいて被検知体を検出するセンサなどを用いた場合、トイレ室のドア越しに使用者の存在を検知することが可能となる。つまり、トイレ室に入室する前の使用者を検知することができる。
【００３４】
着座検知センサ４０４としては、例えば、赤外線投受光式の測距センサなどを用いることができる。便蓋開閉検知センサ４０６としては、例えば、ホールＩＣと磁石との組み合わせ、またはマイクロスイッチなどを用いることができる。
【００３５】
なお、便蓋開閉検知センサ４０６は、ケーシング４００に内蔵されていることに限定されず、便蓋３００のヒンジ部やケーシング４００の外部に設けられていてもよい。つまり、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００の開閉状態を検知できればよい。これは、着座検知センサ４０４および入室検知センサ４０２についても同様であり、着座検知センサ４０４および入室検知センサ４０２は、ケーシング４００に内蔵されていることに限定されない。つまり、着座検知センサ４０４は、便座２００への使用者の着座を検知できればよく、入室検知センサ４０２は、トイレ室への使用者の入室を検知できればよい。例えば、入室検知センサ４０２を別体としてトイレ室の入り口に取り付け、トイレ室への使用者の入室を赤外線通信によってケーシング４００内の制御部に伝達する方法でもよい。
【００３６】
便座２００は、図２（ｂ）に表したように、便座２００の外形を形成する筐体２１０を有する。筐体２１０は、例えば樹脂などの絶縁性を有する材料により形成されている。なお、筐体２１０は、複数の部材により形成されていてもよいし、１つの部材により形成されていてもよい。
【００３７】
便座２００の筐体２１０の内部には、高周波電流が通電されることにより磁界を発生する誘導加熱コイル２２２が設けられている。図２に表した便座２００では、誘導加熱コイル２２２は、便座２００の内部の上面（着座面に対向する内面）２１０ａに付設されていている。但し、誘導加熱コイル２２２の設置形態は、これだけに限定されず、誘導加熱コイル２２２は、便座２００の内部に設けられた図示しない支持体により支持されていてもよい。
【００３８】
便座２００には、誘導加熱コイル２２２から発生した磁界により誘導加熱される導電体（発熱部）２３１が設けられている。より具体的には、導電体２３１は、誘導加熱コイル２２２から発生する磁界で誘起される渦電流により発熱する。導電体２３１は、便座２００の上面（着座面）に付設されている。あるいは、導電体２３１は、便座２００の筐体２１０の内部に設けられていてもよい。あるいは、導電体２３１は、便座２００の内部の上面２１０ａに付設されていてもよい。
【００３９】
導電体２３１としては、例えば鉄やステンレスなどの強磁性体、またはアルミニウムなどの常磁性体といった金属を用いることができる。便座２００の外部に磁界を放出させにくくするためには、電気抵抗が大きい鉄やステンレスなどの強磁性体を導電体２３１に用いることがより好ましい。なお、導電体２３１が便座２００の上面に設けられる場合には、人体と導電体２３１とが直接的に接触しないように、塗装やコーティングなどが導電体２３１の表面に施されることがより好ましい。
【００４０】
本実施形態によれば、暖房便座装置１００は、誘導加熱の原理を利用し、便座２００の着座面を急速に加熱することができ、より速く着座面を適温にすることができる。また、本実施形態にかかる暖房便座装置１００は、便座２００の着座面を急速に加熱することができるため、使用者が便座２００を使用していないときには便座２００を保温しておく必要はない。そのため、待機時の消費電力を抑え、省エネルギー化を図ることができる。
【００４１】
一方、使用者が便座２００に着座した後すなわち便座２００に着座しているときには、便座２００の着座面を適温に保温する必要がある。例えば、着座面を保温するために電気的な抵抗体としてヒータを設けると、急速加熱のための加熱手段（誘導加熱手段）と保温加熱のための加熱手段（ヒータ加熱手段）とが別系統として必要になる。そうすると、暖房便座装置１００の構造が複雑になったり、コストアップにつながるおそれがある。
【００４２】
これに対して、本実施形態にかかる暖房便座装置１００は、急速加熱および保温加熱を誘導加熱により実行する。つまり、本実施形態にかかる暖房便座装置１００は、便座２００の着座面の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う急速加熱モードと、便座２００の着座面の温度を所定温度内に保つように誘導加熱を行う保温加熱モードと、を実行することができる。これにより、本実施形態にかかる暖房便座装置１００は、より簡易的な構造で急速加熱と保温加熱とを実現することができる。
【００４３】
図３は、本実施形態にかかる暖房便座装置の回路図である。
また、図４は、本実施形態にかかる暖房便座装置の他の回路図である。
例えば、ケーシング４００内には、制御部４１０と、誘導加熱通電スイッチ４２１と、電力消費量検知部４３０と、が設けられている。制御部４１０は、誘導加熱通電スイッチ４２１に制御信号を送る。誘導加熱通電スイッチ４２１は、制御部４１０から送られた制御信号によって高周波電源回路５００への通電のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）を制御する。電力消費量検知部４３０は、高周波電源回路５００への通電電流を測定し、商用電源１０の電圧と掛け算することにより便座２００に設けられた導電体２３１の電力消費量を間接的に検知する。制御部４１０および誘導加熱通電スイッチ４２１には、商用電源１０が接続されている。
【００４４】
便座２００内には、高周波電流を生成し誘導加熱コイル２２２にその高周波電流を供給する高周波電源回路５００が設けられている。高周波電源回路５００は、整流部５１０と、降圧部５２０と、平滑部５３０と、共振回路５４０と、インバータ５５０と、を有する。
整流部５１０は、商用電源１０から供給される電流を整流する。
【００４５】
降圧部５２０は、チョッパ式の降圧回路であり、第２のスイッチング素子５２１と、ダイオード５２２と、降圧制御部５２３と、三角波変換部５２５と、コンパレータ５２６と、平滑部５３０と、を有し、整流部５１０の整流出力を降圧してインバータ５５０に供給する。平滑部５３０における平滑コイル５３１と平滑コンデンサ５３３とは、チョッパ式降圧回路の一部として機能するだけでない。平滑コンデンサ５３３は、インバータ５５０に流れる高周波大電流を平滑して供給する役割も果たす。平滑コイル５３１は、高周波に対して高インピーダンスとなって、商用電源１０側へノイズが伝達するのを防止する役割も果たす。なお、降圧機能と平滑機能とでコイルとコンデンサとを兼用せず、それぞれにコイルとコンデンサとの組み合わせを持ち直列に接続してもよい。
【００４６】
共振回路５４０は、誘導加熱コイル２２２と、共振コンデンサ５４１と、を有する。インバータ５５０は、第１のスイッチング素子５５１を有し、共振回路５４０に供給する電力を制御する。第１のスイッチング素子５５１には、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：ＩＧＢＴ）が用いられる。
【００４７】
また、便座２００内には、出力指示判別部２５１と、動作／停止指示部２５３と、便座２００の温度を検知するサーミスタ（温度センサ）２５５と、発振制御部２５７と、が設けられている。制御部４１０は、出力指示判別部２５１へ出力指示および降圧指示の制御信号を送信する。出力指示判別部２５１は、制御部４１０から送信された制御信号に基づいて降圧制御部５２３へ制御信号を送信する。降圧制御部５２３は、出力指示判別部２５１から送信された制御信号に基づいて第２のスイッチング素子５２１のオン／オフを制御する。第２のスイッチング素子５２１は、降圧制御部５２３から送信された制御信号に基づいて整流部５１０の整流出力を降圧するか否かを切り替える。出力指示判別部２５１は、出力指示判別の状態を制御部４１０へ送信することができる。
【００４８】
動作／停止指示部２５３は、出力指示判別部２５１から送信された制御信号に基づいて発振制御部２５７へ制御信号を送信する。発振制御部２５７は、動作／停止指示部２５３から送信された制御信号に基づいて第１のスイッチング素子５５１のオン／オフを制御する。動作／停止指示部２５３には、サーミスタ２５５が接続されている。動作／停止指示部２５３は、サーミスタ２５５で検知した便座２００の温度の情報に基づき、発振制御部２５７を介して第１のスイッチング素子５５１のオン／オフを制御することができる。これにより、動作／停止指示部２５３は、便座２００の加熱時間や加熱特性、あるいは高周波電源回路５００の動作／停止を制御することができる。
【００４９】
前述したように、制御部４１０は、出力指示判別部２５１に加熱指示を出し、動作／停止指示部２５３と、発振制御部２５７と、を介して第１のスイッチング素子５５１のオン／オフを制御する。制御部４１０は、誘導加熱のオン／オフの動作指示を行うだけであり、第１のスイッチング素子５５１の直接のオン／オフ制御を行うのは、発振制御部２５７である。発振制御部２５７の動作は、次のようになる。
【００５０】
まず、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１をオン状態に制御すると、商用電源１０から供給された電流は、整流部５１０により整流され、平滑部５３０により平滑化され、誘導加熱コイル２２２に流れる。このとき、整流部５１０の整流出力は、降圧部５２０の第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御により適宜降圧される。
【００５１】
降圧動作は、図３に表した降圧部５２０においてフィードフォワード制御により行われてもよいし、図４に表した降圧部５２０ａにおいてフィードバック制御により行われてもよい。図３に表した降圧部５２０がフィードフォワード制御により整流部５１０の整流出力を降圧する場合には、例えば想定以上の大電流が流れるように高周波電源回路５００が動作し、平滑コンデンサ５３３の電圧が異常に低下したときでも、降圧部５２０の入力側の電圧で降圧制御する。そのため、降圧部５２０の出力を上げて更に大電流を流そうとする動作に入ることが無い。そのため、安全性をより高めることができる。一方、図４に表した降圧部５２０ａがフィードバック制御により整流部５１０の整流出力を降圧する場合には、例えば商用電源１０の電圧が変動したときでも、出力の変動を抑えより安定化させることができる。
【００５２】
電流が誘導加熱コイル２２２に流れると、誘導加熱コイル２２２に磁気エネルギーが溜まる。続いて、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１をオフ状態に制御すると、商用電源１０からは電流が供給されない一方で、誘導加熱コイル２２２に溜められた磁気エネルギーが共振コンデンサ５４１へ静電エネルギーとして移動する。その後、再び共振コンデンサ５４１から誘導加熱コイル２２２へエネルギーが戻り、共振する。
【００５３】
この共振動作の途中で、発振制御部２５７によって第１のスイッチング素子５５１が再びオン状態に制御されると、誘導加熱コイル２２２に磁気エネルギーが補充され、前述の動作を繰り返して共振が継続する。
【００５４】
このように、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１のオン状態とオフ状態とを切り替え制御することにより、誘導加熱コイル２２２および共振コンデンサ５４１において共振が発生し、高周波電流が生成される。高周波電流は、誘導加熱コイル２２２へ供給される。誘導加熱コイル２２２は、供給された高周波電流によって高周波磁界を発生する。この高周波磁界によって導電体２３１に渦電流が発生し、導電体２３１が発熱する。以上の動作により、制御部４１０は、便座２００の着座面の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う急速加熱モードを実行することができる。例えば、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、誘導加熱コイル２２２への通電を制御し便座２００を急速に加熱することができる。そのため、使用者が便座２００に座った際に冷たさを感じさせないような適温にすることができる。
【００５５】
続いて、使用者が便座２００に着座した後すなわち便座２００に着座しているときには、制御部４１０は、保温加熱の指示を出して第１のスイッチング素子５５１のオン／オフを制御し、便座２００の着座面の温度を所定温度内に保温する。このとき、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１のオン／オフを単に制御しただけでは、第１のスイッチング素子５５１に過大なスイッチング損失が生ずるおそれがある。さらに、スイッチング損失によって第１のスイッチング素子５５１が破壊するおそれがある。
【００５６】
次に、誘導加熱により便座２００の着座面を保温する場合に生ずる課題および本実施形態にかかる暖房便座装置１００の動作について図面を参照しつつ説明する。
図５は、比較例にかかる暖房便座装置の急速加熱モードおよび保温加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
また、図６は、本実施形態にかかる暖房便座装置の急速加熱モードおよび保温加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
また、図７は、本実施形態にかかる暖房便座装置の微少加熱モードを説明するためのタイミングチャートである。
【００５７】
図５（ａ）に表したように、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１をオン状態に制御すると、誘導加熱コイル２２２に流れるコイル電流ＩＬが増加する（タイミングｔ１０１）。これにより、誘導加熱コイル２２２に磁気エネルギーが溜まる。続いて、発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１をオフ状態に制御すると、誘導加熱コイル２２２に溜められた磁気エネルギーが共振コンデンサ５４１へ静電エネルギーとして移動する（タイミングｔ１０２）。そのため、共振電圧ＶＣＥは増加する。なお、共振電圧ＶＣＥは、第１のスイッチング素子５５１の両端にかかる電圧である。
【００５８】
続いて、コイル電流ＩＬがゼロとなり逆方向に流れ始めると、共振電圧ＶＣＥは減少し始める（タイミングｔ１０３）。つまり、共振コンデンサ５４１の放電が始まる。そして、共振電圧ＶＣＥは、共振回路５４０の入力電圧（図５（ａ）に表した破線参照）を基準として振動しようとするが、例えばスイッチング素子５５１に内蔵されたフライホイール・ダイオード５５２などによりクランプされているため、ほぼゼロのままとなる（タイミングｔ１０４）。また、以上の動作中に導電体２３１に渦電流が発生し、導電体２３１が発熱するため、共振エネルギーは減衰していく。
【００５９】
これに対して、コイル電流ＩＬが再び増加し始めるときに、発振制御部２５７は、第１のスイッチング素子５５１をオン状態に制御する（タイミングｔ１０５）。これにより、誘導加熱コイル２２２にエネルギーが再び溜まる。
【００６０】
このように、誘導加熱コイル（Ｌ）２２２と、共振コンデンサ（Ｃ）５４１と、導電体（Ｒ）２３１と、によるＬＣＲ共振動作で、導電体２３１は発熱している。そのため、便座２００の着座面を保温する際に誘導加熱出力を抑えるためには、共振動作のエネルギーを抑える必要がある。共振動作のエネルギーは、振動振幅（電流振幅）と、周波数と、で決まる。そのため、制御部４１０は、振動振幅を小さくする、あるいは周波数を低くして周期を遅くするようなスイッチング制御を第１のスイッチング素子５５１に対して行うことで、誘導加熱出力を抑えることができる。
【００６１】
しかしながら、例えば入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知することで制御部４１０が誘導加熱コイル２２２への通電を制御し便座２００を急速に加熱することを考えると、急速加熱モードにおける誘導加熱出力は、例えば約１０００ワット以上であることがより望ましい。一方、使用者が便座２００に着座しているときに冷たさを感じないような所定温度内に着座面の温度を保温することを考えると、保温加熱モードにおける誘導加熱出力は、例えば約５０ワット程度である。つまり、急速加熱モードと保温加熱モードとの間には、より大きな誘導加熱出力の差が存在する。
【００６２】
また、誘導加熱の実行に際しては、誘導加熱コイル２２２と共振コンデンサ５４１との組み合わせで決まる共振周波数が存在する。一般的には、共振周波数の近傍の周波数で第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御が行われる。そのため、誘導加熱出力を調整するために任意の周波数で第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御を行うと、共振動作から外れることとなる。そのため、前述したより大きな誘導加熱出力の差を周波数の調整により制御すると、共振動作から外れるおそれがある。
【００６３】
より具体的に説明すると、保温加熱モードにおいて誘導加熱出力を抑えるために周波数を急速加熱モードよりも低くするには、第１のスイッチング素子５５１のオン状態の時間（以下説明の便宜上、「オン時間」と称する）がより長くなるようにしなければならない。第１のスイッチング素子５５１のオン時間が長くなると、コイル電流ＩＬがより大きくなる。これは、振動振幅を大きくすることにつながる。そのため、誘導加熱出力を抑える効果は得られない。つまり、周波数だけを低くするだけでは誘導加熱出力を下げることはできず、誘導加熱コイル２２２や共振コンデンサ５４１を低い周波数に応じた値に調整する必要がある。
【００６４】
一方、保温加熱モードにおいて誘導加熱出力を抑えるために振動振幅を急速加熱モードよりも小さくすることを考える。図５（ｂ）および図５（ｃ）に表したように、第１のスイッチング素子５５１のオン時間を急速加熱モードよりも短くすると、保温加熱モードにおいて振動振幅を急速加熱モードよりも小さくすることができる。しかしながら、第１のスイッチング素子５５１のオン時間を急速加熱モードよりも短くすると、図５（ｃ）に表したように、第１のスイッチング素子５５１にかかるスイッチング損失が問題となる場合がある。
【００６５】
誘導加熱方式の回路において、前述した共振動作を利用する理由の１つは、第１のスイッチング素子５５１にかかる電圧が０Ｖ（ゼロボルト）になるタイミングで発振制御部２５７が第１のスイッチング素子５５１をオン状態にしてスイッチング損失を抑えるためである。図５（ａ）および図５（ｂ）に表した共振動作における共振振幅は、図５（ｃ）に表した共振動作における共振振幅よりも大きい。そして、図５（ａ）および図５（ｂ）に表した共振動作では、第１のスイッチング素子５５１にかかる電圧すなわち共振電圧ＶＣＥがゼロボルトとなるタイミングが存在する（タイミングｔ１０４〜ｔ１０６、ｔ１１４〜ｔ１１６）。そのため、図５（ａ）および図５（ｂ）に表した共振動作では、共振電圧ＶＣＥがゼロボルトであるときに制御部４１０が第１のスイッチング素子５５１をオン状態にする（いわゆる「ゼロボルト・スイッチング動作」を行う）ことで、スイッチング損失を抑えることができる。
【００６６】
一方、図５（ｃ）に表した共振動作における共振振幅は、図５（ａ）および図５（ｂ）に表した共振動作における共振振幅よりも小さい。また、共振電圧ＶＣＥの振動の基準となる共振回路５４０の入力電圧は、図５（ａ）および図５（ｂ）に表した共振動作における共振回路５４０の入力電圧と同じである。そのため、共振電圧ＶＣＥは、共振回路５４０の入力電圧を基準として振動してもゼロボルトにはならない。そのため、発振制御部２５７は、低出力の誘導加熱動作ながらも、共振エネルギーの減衰を抑え共振動作を継続させるために、共振電圧ＶＣＥがゼロボルトでないときに第１のスイッチング素子５５１をオン状態にする必要がある。つまり、図５（ｃ）に表した共振動作では、制御部４１０は、ゼロボルト・スイッチング動作を行うことができない。そうすると、スイッチング損失が増大し、第１のスイッチング素子５５１が破壊あるいは焼損するおそれがある。
【００６７】
スイッチング素子５５１の破壊を避けるため、制御部４１０が誘導加熱動作を間欠的に行うことで平均的に誘導加熱出力を抑え、便座２００の着座面の温度を所定温度内に保温する方法も考えられる。しかしながら、使用者は、誘導加熱動作のオンとオフとの繰り返しを肌で感じてしまい、不快感を感ずるおそれがある。
【００６８】
これに対して、本実施形態の制御部４１０は、出力指示判別部２５１に対して降圧を実行する指示を出し、その結果、降圧制御部５２３が第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を充分に降圧する。つまり、制御部４１０は、急速加熱モードと保温加熱モードとの間におけるより大きな誘導加熱出力の差を、降圧部５２０を用いて制御する。
【００６９】
図３に表した高周波電源回路５００が便座２００内に設けられている場合には、降圧部５２０は、整流部５１０の整流出力の電圧すなわち降圧部５２０の入力電圧により第２のスイッチング素子５２１のオン時間のデューティ比を決定することができる。また、降圧部５２０は、降圧部５２０の入力電圧が高いほど第２のスイッチング素子５２１のオン時間のデューティ比を小さいデューティ比に決定する。このように、降圧制御部５２３は、降圧部５２０の入力電圧に応じてデューティ比を決定し、降圧部５２０の出力電圧に影響されないフィードフォワード制御を実行することができる。これによれば、例えば大電流が流れるように高周波電源回路５００が動作したときでも、降圧部５２０の入力側で遮断することができる。例えば、何からの異常動作があって誘導加熱出力が増加し、インバータ５５０への入力電圧すなわち降圧部５２０の出力電圧が低下することで、降圧部５２０がより大きいデューティ比を決定し、誘導加熱出力がさらに増加することを回避することができる。そのため、安全性をより高めることができる。
【００７０】
前述したように、急速加熱モードにおける誘導加熱出力は例えば約１０００ワット程度あり、一方で保温加熱モードにおける誘導加熱出力は例えば約５０ワット程度である。つまり、制御部４１０は、保温加熱モードにおける電力消費量が急速加熱モードにおける電力消費量に対して約１／２０〜１／１０倍程度となるように降圧部５２０を制御し、整流部５１０の整流出力を充分に降圧させる。これにより、保温加熱モードにおける便座２００の温度を安定化させることができ、また漏れ磁界をより確実に抑えることができる。なお、電力消費量は、電力消費量検知部４３０（図３および図４参照）により検知される。
【００７１】
まず、図６（ａ）に表したように、制御部４１０は、第１の急速加熱モードを実行する場合には、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御する。これにより、第１の急速加熱モードでは、整流部５１０の整流出力は、降圧部５２０において降圧されずにインバータ５５０に供給される。つまり、整流後の商用電源１０と、誘導加熱コイル２２２と、が直結した状態となる。制御部４１０は、便座２００の着座面の温度を連続的に上昇させ急速に加熱することができる。第１のスイッチング素子５５１、コイル電流ＩＬ、および共振電圧ＶＣＥの動作あるいは状態については、図５（ａ）に関して前述した第１のスイッチング素子５５１、コイル電流ＩＬ、および共振電圧ＶＣＥの動作あるいは状態と同様である。
【００７２】
図６（ｂ）に表したように、制御部４１０は、第２の急速加熱モードを実行する場合には、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行う。これにより、第２の急速加熱モードでは、整流部５１０の整流出力は、降圧部５２０において降圧されインバータ５５０に供給される。第２の急速加熱モードにおいても、制御部４１０は、便座２００の着座面の温度を連続的に上昇させ急速に加熱することができる。
【００７３】
整流部５１０の整流出力が降圧部５２０により降圧されるため、コイル電流ＩＬは、第１の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬよりも小さい。つまり、第２の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅は、第１の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅よりも小さい。そのため、第２の急速加熱モードにおける共振電圧ＶＣＥの共振振幅は、第１の急速加熱モードにおける共振電圧ＶＣＥの共振振幅よりも小さくなる。また、第２の急速加熱モードにおける共振エネルギーは、第１の急速加熱モードにおける共振エネルギーよりも小さくなる。
【００７４】
制御部４１０は、共振動作（第１のスイッチング素子のオン時間や周波数など）を変更することなく、整流部５１０の整流出力を降圧部５２０により降圧させることで第２の急速加熱モードにおける誘導加熱出力を第１の急速加熱モードにおける誘導加熱出力よりも抑えることができる。そのため、制御部４１０は、急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度上昇速度を降圧部５２０により制御し、オーバーシュートを抑えることができる。
【００７５】
整流部５１０の整流出力が降圧部５２０において降圧されるため、共振電圧ＶＣＥの振動の基準となる共振回路５４０の入力電圧は、第１の急速加熱モードにおける共振回路５４０の入力電圧よりも低い。そのため、第２の急速加熱モードにおける共振振幅が第１の急速加熱モードにおける共振振幅よりも小さくとも、共振電圧ＶＣＥがゼロボルトとなるタイミングが存在する（タイミングｔ２１４〜ｔ２１６）。そのため、制御部４１０は、第２の急速加熱モードにおいてゼロボルト・スイッチング動作を行うことでスイッチング損失を抑えることができる。
【００７６】
図６（ｃ）に表したように、制御部４１０は、保温加熱モードを実行する場合には、第２の急速加熱モードを実行する場合と同様に第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御の指示を行う。そして、制御部４１０は、整流部５１０の整流出力を降圧部５２０により第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりも充分に降圧させる。つまり、整流部５１０の整流出力は、降圧部５２０において第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりも充分に降圧されインバータ５５０に供給される。制御部４１０は、便座２００の着座面の温度を所定温度内に保温することができる。
【００７７】
整流部５１０の整流出力が降圧部５２０により充分に降圧されるため、コイル電流ＩＬは、第１および第２の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬよりも小さい。つまり、保温加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅は、第１および第２の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅よりも小さい。そのため、保温加熱モードにおける共振電圧ＶＣＥの共振振幅は、第１および第２の急速加熱モードにおける共振電圧ＶＣＥの共振振幅よりも小さくなる。また、保温加熱モードにおける共振エネルギーは、第１および第２の急速加熱モードにおける共振エネルギーよりも小さくなる。
【００７８】
制御部４１０は、共振動作を変更することなく、整流部５１０の整流出力を降圧部５２０により充分に降圧させることで保温加熱モードにおける誘導加熱出力を第１および第２の急速加熱モードにおける誘導加熱出力よりも抑えることができる。そのため、制御部４１０は、電力消費量を第１および第２の急速加熱モードにおける電力消費量よりも低くし、便座２００の着座面の温度を所定温度内に保温することができる。また、便座２００の着座面の温度が急激に上昇することを抑え、温度むらが生ずることを抑えることができる。そのため、便座２００に着座している使用者に不快感を与えることを抑えることができる。
【００７９】
発振制御部２５７は、第１および第２の急速加熱モードと比較して、第１のスイッチング素子５５１のオン／オフの制御の周期を変更する必要はない。発振制御部２５７は、制御部４１０が指示する誘導加熱出力の大小に影響されることなく、共振回路５４０による共振動作の動作条件に適合した周期を決定することができる。
【００８０】
整流部５１０の整流出力が降圧部５２０により充分に降圧されるため、共振電圧ＶＣＥの振動の基準となる共振回路５４０の入力電圧は、第１および第２の急速加熱モードにおける共振回路５４０の入力電圧よりも低い。そのため、保温加熱モードにおける共振振幅が第１および第２の急速加熱モードにおける共振振幅よりも小さくとも、共振電圧ＶＣＥがゼロボルトとなるタイミングが存在する（タイミングｔ２２４〜ｔ２２６）。そのため、制御部４１０は、保温加熱モードにおいてゼロボルト・スイッチング動作を行うことでスイッチング損失を抑えることができる。
【００８１】
さらに、図７に表したように、制御部４１０は、保温加熱モードと同様に整流部５１０の整流出力を降圧部５２０により充分に降圧させるとともに、第１のスイッチング素子５５１のオン時間を第１および第２の急速加熱モードならびに保温加熱モードよりも短くすることで微少加熱モードを実行することができる。これにより、保温加熱モードに関して前述した効果が得られるとともに、さらなる省エネルギー化を図ることができる。
【００８２】
また、整流部５１０の整流出力が降圧部５２０により充分に降圧されるため、共振電圧ＶＣＥの振動の基準となる共振回路５４０の入力電圧は、第１および第２の急速加熱モードにおける共振回路５４０の入力電圧よりも低い。そのため、第１のスイッチング素子５５１のオン時間が第１および第２の急速加熱モードならびに保温加熱モードにおけるオン時間よりも短くとも、共振電圧ＶＣＥがゼロボルトとなるタイミングが存在する（タイミングｔ２３４〜ｔ２３６）。そのため、制御部４１０は、保温加熱モードにおいてゼロボルト・スイッチング動作を行うことでスイッチング損失を抑えることができる。
【００８３】
図８は、本実施形態にかかる暖房便座装置の降圧動作および漏れ磁界を説明するためのグラフ図である。
商用電源１０から供給された電流が整流部５１０により整流された後（全波整流後）における電源電圧は、図８（ａ）に表した如くである。
【００８４】
図８（ｂ）に表したように、降圧制御部５２３は、図８（ａ）に表した電源電圧と同じ振幅を有する三角波を三角変換部５２５（図３参照）により生成する。
【００８５】
続いて、図８（ｃ）に表したように、生成した三角波の電圧と所定の電圧とをコンパレータ５２６で比較し、降圧部５２０の第２のスイッチング素子５２１のオン時間のデューティ比を決定する。そうすると、図８（ｄ）に表したように、降圧部５２０の出力電圧すなわち共振回路５４０の入力電圧が制限される。
【００８６】
これにより、図６（ｃ）に関して前述したように、保温加熱モードにおけるコイル電流ＩＬは、第１および第２の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬよりも小さくなる。つまり、保温加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅は、第１および第２の急速加熱モードにおけるコイル電流ＩＬの振動振幅よりも小さい。そのため、誘導加熱コイル２２２から発生する漏れ磁界が抑えられ、便座２００に着座している使用者への影響を抑えることができる。
【００８７】
なお、誘導加熱動作を間欠的に行って平均的な出力を下げて保温加熱モードとする方法では、誘導加熱が動作している瞬間のコイル電流ＩＬの振動振幅が大きくなるため、便座２００に着座している使用者への影響が懸念される。
【００８８】
次に、本実施形態にかかる暖房便座装置１００の動作の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図９は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作の具体例を表すタイミングチャートである。
【００８９】
まず、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前には、便座２００の着座面の温度は、室温であり、使用者が冷たさを感じないような所定温度内には保温されていない（タイミングｔ３０１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３０１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【００９０】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温（目標温度や設定温度など）になると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３０２）。これにより、便座２００の着座面は、使用者が冷たさを感じないような適温すなわち所定温度内に保温される。言い換えれば、便座２００の着座面を保温する加熱量と、便座２００からの放熱量と、が熱平衡する温度で安定する。
【００９１】
続いて、使用者が便蓋３００を手動により開けると、あるいは図示しないリモコンなどの操作により開けると、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００が開き始めたことを検知し（タイミングｔ３０３）、便蓋３００が閉じた状態と開いた状態との中間の状態を検知する（タイミングｔ３０３〜ｔ３０４）。続いて、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００が開いた状態を検知する（タイミングｔ３０４）。なお、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、図示しない便蓋開閉駆動部などにより自動的に便蓋３００を開く制御を実行してもよい。
【００９２】
続いて、使用者が便座２００に着座すると、着座検知センサ４０４は、使用者が便座２００に座ったことを検知する（タイミングｔ３０５）。そして、使用者が便座２００から離座すると、着座検知センサ４０４は、使用者が便座２００に座っていないことを検知する（タイミングｔ３０６）。
【００９３】
続いて、使用者が便蓋３００を手動により閉じると、あるいは図示しないリモコンなどの操作により閉じると、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００が閉じ始めたことを検知し（タイミングｔ３０７）、便蓋３００が開いた状態と閉じた状態との中間の状態を検知する（タイミングｔ３０７〜ｔ３０８）。続いて、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００が閉じた状態を検知する（タイミングｔ３０８）。なお、入室検知センサ４０２が使用者の退室を検知すると、制御部４１０は、図示しない便蓋開閉駆動部などにより自動的に便蓋３００を閉じる制御を実行してもよい（タイミングｔ３０９以降）。
【００９４】
続いて、入室検知センサ４０２が使用者の退室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を停止し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の停止指示を出して保温加熱モードを停止する（タイミングｔ３０９）。つまり、制御部４１０は、便座２００の加熱を停止する。そのため、便座２００の着座面の温度は、徐々に低下する（タイミングｔ３０９以降）。
【００９５】
本具体例によれば、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、急速加熱モードを実行し、誘導加熱により便座２００の着座面を急速に加熱することができる。これにより、使用者が便座２００を使用していないときには便座２００を保温しておく必要はなく、待機時の消費電力を抑え、省エネルギー化を図ることができる。また、便座２００の着座面の温度が適温になると、制御部４１０は、保温加熱モードを実行し、誘導加熱により便座２００の着座面の温度を所定温度内に保温することができる。これにより、急速加熱のための加熱手段と、保温加熱のための加熱手段と、を別系統として設ける必要はなく、より簡易的な構造で急速加熱と保温加熱とを実現することができる。
【００９６】
図１０は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作の他の具体例を表すタイミングチャートである。
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３１１以前）。
【００９７】
続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して第１の急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３１１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【００９８】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温よりも例えば３℃低い温度まで上昇すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を降圧させて第２の急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３１２）。これにより、第２の急速加熱モードにおける誘導加熱出力は、第１の急速加熱モードにおける誘導加熱出力よりも抑えられる。そのため、図１０に表したように、第２の急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度の上昇率（上昇速度）は、第１の急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度の上昇率よりも低くなる（タイミングｔ３１２〜ｔ３１３）。
【００９９】
第２の急速加熱モードにおいても、制御部４１０は、便座２００の着座面の温度を連続的に上昇させ急速に加熱することができる。なお、制御部４１０が第１の急速加熱モードから第２の急速加熱モードに切り替えるタイミングは、便座２００の着座面の温度が適温よりも３℃低い温度まで上昇したときに限定されるわけではない。加熱モードの切り替えのタイミングとなる温度差（本具体例では３℃）については、適宜変更することができる。
【０１００】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温になると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御の条件を変え、具体的には第２のスイッチング素子５２１のオン時間のデューティ比を小さくし、整流部５１０の整流出力を第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりもさらに降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３１３）。これにより、便座２００の着座面は、使用者が冷たさを感じないような適温すなわち所定温度内に保温される。続いて、タイミングｔ３１４〜ｔ３２０の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０３〜ｔ３０９の動作と同様である。
【０１０１】
本具体例によれば、急速加熱モードは、第１の急速加熱モードと、第２の急速加熱モードと、を有する。第１の急速加熱モードでは、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、整流部５１０の整流出力を降圧せずにインバータ５５０に供給する。一方、第２の急速加熱モードでは、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を降圧してインバータ５５０に供給する。これにより、制御部４１０は、急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度上昇速度を降圧部５２０により制御し、オーバーシュートを抑えることができる。
【０１０２】
以下の具体例では、所定条件が成立したときに急速加熱モードが実行され、所定条件が成立しないときには保温加熱モードが実行される。つまり、急速加熱モードの実行時期は、所定条件が成立したときに制限される。
【０１０３】
図１１は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
本具体例では、使用者が便座２００に着座していないときには急速加熱モードが実行され、使用者が便座２００の着座しているときには保温加熱モードが実行される。つまり、使用者の着座中には、急速加熱モードの実行が抑止される。本具体例の動作は、暖房便座装置１００が便蓋３００を有していない場合や、便蓋開閉検知センサ４０６が設けられていない場合や、便蓋開閉検知センサ４０６が故障し便蓋３００が開いている状態を閉じている状態と認識する場合などに有効な動作の１つである。
【０１０４】
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３２１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３２１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【０１０５】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温になる前に、使用者が便座２００に座ったことを着座検知センサ４０４が検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３２２）。そして、制御部４１０が保温加熱モードを実行することで、便座２００の着座面の温度は適温になる（タイミングｔ３２３）。
【０１０６】
続いて、タイミングｔ３２４〜ｔ３２５の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０６〜ｔ３０９の動作であって、便蓋開閉検知センサ４０６の動作を除く動作と同様である。
【０１０７】
本具体例によれば、便座２００の着座面の温度が適温になる前であっても、使用者が便座２００に座ったことを着座検知センサ４０４が検知すると、制御部４１０は、急速加熱モードを停止し保温加熱モードを実行する。つまり、使用者が便座２００に着座しているときには、制御部４１０は、急速加熱モードの実行を抑止する。これにより、便座２００に着座する使用者への安全性をより高めることができる。
【０１０８】
図１２は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すフローチャートである。
本具体例の動作は、図１０に関して前述した具体例の動作と、図１１に関して前述した具体例の動作と、を組み合わせた動作の一例である。本具体例の動作は、急速加熱モードの実行中に使用者が便座２００に着座しようとした場合などに有効な動作の１つである。
【０１０９】
まず、制御部４１０は、便座２００の温度が上限よりも低いか否かを判断する（ステップＳ１０１）。便座２００の温度は、例えばサーミスタ２５５（図３参照）などにより検知される。便座２００の温度が上限よりも低い場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、制御部４１０は、入室検知センサ４０２の検知信号に基づいて使用者がトイレ室に入室中であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。一方、便座２００の温度が上限よりも低くない場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ（高温状態））、制御部４１０は、第２のスイッチング素子をオフ状態に制御し（ステップＳ１２３）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の停止指示を出して誘導加熱を停止させる（ステップＳ１２５）。
【０１１０】
使用者がトイレ室に入室中である場合には（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御部４１０は、便座２００の温度が適温であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。一方、使用者がトイレ室に入室中でない場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、制御部４１０は、ステップＳ１２３、Ｓ１２５に関して前述した動作を実行する。
【０１１１】
便座２００の温度が適温未満である場合には（ステップＳ１０５：適温未満）、制御部４１０は、着座検知センサ４０４の検知信号に基づいて使用者が便座２００に着座中であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。使用者が便座２００に着座中でない場合には（ステップＳ１０７：ＮＯ）、制御部４１０は、便座２００の温度と適温との差を判断する（ステップＳ１０９）。便座２００の温度が適温から３℃を引いた温度よりも低い場合には（ステップＳ１０９：便座＜適温−３℃）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御する（ステップＳ１１３）。続いて、制御部４１０は、第１の急速加熱モードの制限時間を設定し（ステップＳ１１７）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（第１の急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ１２１）。
【０１１２】
一方、便座２００の温度が適温よりも低い温度であって、適温から３℃を引いた温度以上である場合には（ステップＳ１０９：適温＞便座≧適温−３℃）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を降圧させる（ステップＳ１１５）。続いて、制御部４１０は、便座２００の温度と加熱モードとに基づいて第２の急速加熱モードの加熱時間を設定し（ステップＳ１１９）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（第２の急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ１２１）。
【０１１３】
便座２００の温度が適温である場合（ステップＳ１０５：適温）、または使用者が便座２００に着座中である場合には（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させる（ステップＳ１１１）。続いて、制御部４１０は、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（保温加熱モード）を作動させる（ステップＳ１２１）。
【０１１４】
便座２００の温度が適温以上である場合には（ステップＳ１０５：適温以上（やや高い））、制御部４１０は、ステップＳ１２３、Ｓ１２５に関して前述した動作を実行する。
【０１１５】
本具体例によれば、制御部４１０は、急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度上昇速度を降圧部５２０により制御してオーバーシュートを抑えるとともに、便座２００に着座する使用者への安全性をより高めることができる。
【０１１６】
図１３は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
また、図１４は、本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【０１１７】
本具体例では、便蓋３００が閉じた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知したときにのみ急速加熱モードが実行され、便蓋３００が閉じた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知しないときには保温加熱モードが実行される。つまり、便蓋３００が閉じた状態以外では、急速加熱モードは実行されない。本具体例の動作は、急速加熱モードの実行中に便蓋３００が開けられた場合などに有効な動作の１つである。
【０１１８】
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３３１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３３１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【０１１９】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温になる前に、便蓋３００が開き始めたことを便蓋開閉検知センサ４０６が検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３３２）。そして、制御部４１０が保温加熱モードを実行することで、便蓋３００が開いた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知した後に（タイミングｔ３３３）、便座２００の着座面の温度は適温になる（タイミングｔ３３４）。続いて、タイミングｔ３３５〜ｔ３３９の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０５〜ｔ３０９の動作と同様である。
【０１２０】
図１４に表したフローチャートを参照しつつ、本具体例の動作をさらに説明する。
まず、ステップＳ２０１〜Ｓ２０７の動作は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０７の動作と同様である。
【０１２１】
使用者が便座２００に着座中でない場合には（ステップＳ２０７：ＮＯ）、制御部４１０は、便蓋開閉検知センサ４０６の検知信号に基づいて便蓋３００が閉じた状態であるか否かを判断する（ステップＳ２０９）。便蓋３００が閉じた状態である場合には（ステップＳ２０９：ＹＥＳ（確定））、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御する（ステップＳ２１３）。続いて、制御部４１０は、便座２００の温度と加熱モードとに基づいて急速加熱モードの加熱時間を設定し（ステップＳ２１５）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ２２１）。つまり、制御部４１０は、便蓋３００が閉じた状態のときにだけ急速加熱モードを実行する。
【０１２２】
一方、便座２００の温度が適温である場合（ステップＳ２０５：適温）、または使用者が便座２００に着座中である場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、または便蓋３００が閉じた状態ではない場合には（ステップＳ２０９：ＮＯ）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させる（ステップＳ２１１）。続いて、制御部４１０は、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（保温加熱モード）を作動させる（ステップＳ２２１）。
【０１２３】
便座２００の温度が適温以上である場合には（ステップＳ２０５：適温以上（やや高い））、制御部４１０は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１２３、Ｓ１２５と同様の動作を実行する。
【０１２４】
本具体例によれば、便蓋３００が開き始めたことを便蓋開閉検知センサ４０６が検知すると、制御部４１０は、急速加熱モードを停止し保温加熱モードを実行する。そのため、制御部４１０が加熱モードを急速加熱モードから保温加熱モードへ切り替える時間は、便蓋３００が開き始めてから開いた状態となるまでの間において確保される。そのため、便座２００に着座する使用者への安全性を高めることができる。
【０１２５】
図１５は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
また、図１６は、本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【０１２６】
本具体例では、便蓋３００が開いた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知しないときにのみ急速加熱モードが実行され、便蓋３００が開いた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知したときには保温加熱モードが実行される。つまり、急速加熱モードの実行中に便蓋３００が開けられても、便蓋３００が全開状態となるまでは急速加熱モードが実行される。
【０１２７】
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３４１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３４１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【０１２８】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温になる前に、便蓋３００が開き始めたことを便蓋開閉検知センサ４０６が検知しても、制御部４１０は、急速加熱モードを継続させる（タイミングｔ３４２）。そして、便蓋３００が開いた状態を便蓋開閉検知センサ４０６が検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３４３）。制御部４１０が保温加熱モードを実行することで、便座２００の着座面の温度は適温になる（タイミングｔ３３４）。続いて、タイミングｔ３４５〜ｔ３４９の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０５〜ｔ３０９の動作と同様である。
【０１２９】
図１６に表したフローチャートを参照しつつ、本具体例の動作をさらに説明する。
まず、ステップＳ３０１〜Ｓ３０７の動作は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０７の動作と同様である。
【０１３０】
使用者が便座２００に着座中でない場合には（ステップＳ３０７：ＮＯ）、制御部４１０は、便蓋開閉検知センサ４０６の検知信号に基づいて便蓋３００が開いた状態であるか否かを判断する（ステップＳ３０９）。便蓋３００が開いた状態ではない場合には（ステップＳ３０９：ＮＯ）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御する（ステップＳ３１３）。続いて、制御部４１０は、便座２００の温度と加熱モードとに基づいて急速加熱モードの加熱時間を設定し（ステップＳ３１５）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ３２１）。つまり、制御部４１０は、便蓋３００が全開状態でなければ急速加熱モードを実行する。
【０１３１】
一方、便座２００の温度が適温である場合（ステップＳ３０５：適温）、または使用者が便座２００に着座中である場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、または便蓋３００が開いた状態である場合には（ステップＳ３０９：ＹＥＳ（確定））、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させる（ステップＳ３１１）。続いて、制御部４１０は、第１のスイッチング素子のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（保温加熱モード）を作動させる（ステップＳ３２１）。
【０１３２】
便座２００の温度が適温以上である場合には（ステップＳ３０５：適温以上（やや高い））、制御部４１０は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１２３、Ｓ１２５と同様の動作を実行する。
【０１３３】
本具体例によれば、急速加熱モードの実行中に便蓋３００が開けられても、便蓋３００が全開状態となるまでは、制御部４１０は急速加熱モードを実行する。そのため、便蓋３００が開き始めてから全開状態となるまでの間において、制御部４１０は、急速加熱モードを継続させ便座２００の温度を適温に近づけることができる。これにより、使用者が便座２００に座った際に冷たさを感じることをより確実に抑えることができる。
【０１３４】
図１７は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
本具体例では、便座２００の温度すなわちサーミスタ２５５の検知温度が所定値よりも高くなると又は所定値になると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子をオフ状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の停止指示を出して誘導加熱を停止させる。本具体例の動作は、誘導加熱出力が一時的に過大となった場合や、想定外の動作が生じた場合などに有効な動作の１つである。
【０１３５】
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３５１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３５１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【０１３６】
続いて、便座２００の温度すなわちサーミスタ２５５の検知温度が上限温度（所定値）になると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１をオフ状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の停止指示を出して誘導加熱を停止させる（タイミングｔ３５２）。これにより、便座２００の着座面の温度は、徐々に低下する。続いて、便蓋開閉検知センサ４０６は、便蓋３００が開き始めたことを検知し（タイミングｔ３５３）、便蓋３００が閉じた状態と開いた状態との中間の状態を検知する（タイミングｔ３５３〜ｔ３５４）。
【０１３７】
便座２００の着座面の温度が適温になると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３５５）。これにより、便座２００の着座面は、使用者が冷たさを感じないような適温すなわち所定温度内に保温される。続いて、タイミングｔ３５６〜ｔ３６０の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０５〜ｔ３０９の動作と同様である。
【０１３８】
本具体例によれば、第２のスイッチング素子は、安全装置としての機能を有する。つまり、制御部４１０は、第２のスイッチング素子をオフ状態に制御し、高周波電源回路５００を遮断することができる。そのため、安全性をさらに高めることができる。
例えば、発振制御部２５７に何らかの回路故障が生じて第１のスイッチング素子のスイッチング動作を停止させることができなくなったとしても、誘導加熱動作を停止して便座２００の温度上昇を防止できる。
【０１３９】
図１８は、本実施形態にかかる暖房便座装置の動作のさらに他の具体例を表すタイミングチャートである。
また、図１９は、本具体例にかかる暖房便座装置の動作を表すフローチャートである。
【０１４０】
本具体例の動作は、図１０に関して前述した具体例の動作と、図１３に関して前述した具体例の動作と、を組み合わせた動作の一例である。本具体例では、便蓋３００が閉じた状態と開いた状態との中間の状態すなわち開いている途中の状態において、制御部４１０は、比較的弱い急速加熱モード（第２の急速加熱モード）を実行する。本具体例の動作は、急速加熱モードの実行中に便蓋３００が開けられた場合などに有効な動作の１つである。
【０１４１】
入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知する前の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０１以前の動作と同様である（タイミングｔ３６１以前）。続いて、入室検知センサ４０２が使用者の入室を検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御し、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング制御の開始指示を出して第１の急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３６１）。これにより、便座２００の着座面は、連続的に温度上昇し急速に加熱される。
【０１４２】
続いて、便座２００の着座面の温度が適温になる前に、便蓋３００が開き始めたことを便蓋開閉検知センサ４０６が検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を降圧させて第２の急速加熱モードを実行する（タイミングｔ３６２）。これにより、第２の急速加熱モードにおける誘導加熱出力は、第１の急速加熱モードにおける誘導加熱出力よりも抑えられる。そのため、図１８に表したように、第２の急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度の上昇率は、第１の急速加熱モードにおける便座２００の着座面の温度の上昇率よりも低くなる（タイミングｔ３６２〜ｔ３６３）。
【０１４３】
続いて、便蓋３００が全開状態となったことを便蓋開閉検知センサ４０６が検知すると、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御の条件を変え、具体的には第２のスイッチング素子５２１のオン時間のデューティ比を小さくし、整流部５１０の整流出力を第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりもさらに降圧させて保温加熱モードを実行する（タイミングｔ３６３）。これにより、便座２００の着座面は、使用者が冷たさを感じないような適温すなわち所定温度内に保温される。
【０１４４】
そして、制御部４１０が保温加熱モードを実行することで、使用者が便座２００に座ったことを着座検知センサ４０４が検知した後に（タイミングｔ３６４）、便座２００の着座面の温度は適温になる（タイミングｔ３６５）。続いて、タイミングｔ３６６〜ｔ３６９の動作は、図９に関して前述した具体例におけるタイミングｔ３０６〜ｔ３０９の動作と同様である。
【０１４５】
図１９に表したフローチャートを参照しつつ、本具体例の動作をさらに説明する。
まず、ステップＳ４０１〜Ｓ４０７の動作は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０７の動作と同様である。
【０１４６】
使用者が便座２００に着座中でない場合には（ステップＳ４０７：ＮＯ）、制御部４１０は、便蓋開閉検知センサ４０６の検知信号に基づいて便蓋３００が開いた状態であるか否かを判断する（ステップＳ４０９）。便蓋３００が開いた状態ではない場合には（ステップＳ４０９：ＮＯ）、制御部４１０は、便蓋開閉検知センサ４０６の検知信号に基づいて便蓋３００が閉じた状態であるか否かを判断する（ステップＳ４１０）。便蓋３００が閉じた状態である場合には（ステップＳ４１０：ＹＥＳ（確定））、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１を連続的にオン状態に制御する（ステップＳ４１３）。続いて、制御部４１０は、第１の急速加熱モードの制限時間を設定し（ステップＳ４１７）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（第１の急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ４２１）。
【０１４７】
一方、便蓋３００が閉じた状態ではない場合には（ステップＳ４１０：ＮＯ）、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を降圧させる（ステップＳ４１５）。続いて、制御部４１０は、便座２００の温度と加熱モードとに基づいて第２の急速加熱モードの加熱時間を設定し（ステップＳ４１９）、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（第２の急速加熱モード）を作動させる（ステップＳ４２１）。
【０１４８】
一方、便座２００の温度が適温である場合（ステップＳ４０５：適温）、または使用者が便座２００に着座中である場合（ステップＳ４０７：ＹＥＳ）、または便蓋３００が開いた状態である場合には（ステップＳ４０９：ＹＥＳ（確定））、制御部４１０は、第２のスイッチング素子５２１のスイッチング制御を行い、整流部５１０の整流出力を第１および第２の急速加熱モードにおける整流出力よりも降圧させる（ステップＳ４１１）。続いて、制御部４１０は、第１のスイッチング素子５５１のスイッチング動作の開始指示を出して誘導加熱（保温加熱モード）を作動させる（ステップＳ１２１）。
【０１４９】
便座２００の温度が適温以上である場合には（ステップＳ４０５：適温以上（やや高い））、制御部４１０は、図１２に関して前述した具体例におけるステップＳ１２３、Ｓ１２５と同様の動作を実行する。
【０１５０】
本具体例によれば、急速加熱モードの実行中に便蓋３００が開けられる行為があった場合には、便蓋３００が完全に開ききるまでの間、制御部４１０は、誘導加熱出力が第１の急速加熱モードよりも抑えられた第２の急速加熱モードを実行する。これにより、安全性を確保しつつ、使用者が便座２００に座った際に冷たさを感じることをより確実に抑えることができる。
【０１５１】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、暖房便座装置１００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや誘導加熱コイル２２２および導電体２３１の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１５２】
１０ 商用電源、 １００ 暖房便座装置、 ２００ 便座、 ２１０ 筐体、 ２１０ａ 上面、 ２２２ 誘導加熱コイル、 ２３１ 導電体、 ２５１ 出力指示判別部、 ２５３ 動作／停止指示部、 ２５５ サーミスタ、 ２５７ 発振制御部、 ３００ 便蓋、 ４００ ケーシング、 ４０２ 入室検知センサ、 ４０４ 着座検知センサ、 ４０６ 便蓋開閉検知センサ、 ４１０ 制御部、 ４２１ 誘導加熱通電スイッチ、 ４３０ 電力消費量検知部、 ５００ 高周波電源回路、 ５１０ 整流部、 ５２０、５２０ａ 降圧部、 ５２１ 第２のスイッチング素子、 ５２２ ダイオード、 ５２３ 降圧制御部、 ５２５ 三角変換部、 ５２６ コンパレータ、 ５３０ 平滑部、 ５３１ 平滑コイル、 ５３３ 平滑コンデンサ、 ５４０ 共振回路、 ５４１ 共振コンデンサ、 ５５０ インバータ、 ５５１ 第１のスイッチング素子、 ５５２ フライホイール・ダイオード、 ８００ 洋式腰掛便器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱コイルと共振コンデンサとを有する共振回路と、
前記誘導加熱コイルが発生した磁界により誘導加熱される導電体と、
前記導電体が設けられた便座と、
第１のスイッチング素子を有し前記共振回路に供給する電力を制御するインバータと、
商用電源から供給される電流を整流する整流部と、
第２のスイッチング素子を有し前記整流部の整流出力を降圧して前記インバータに供給する降圧部と、
前記インバータを制御して前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う急速加熱モードと、前記第２のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記整流出力を降圧して前記インバータに供給し前記便座の温度を所定温度内に保つように誘導加熱を行う保温加熱モードと、を実行する制御部と、
を備えたことを特徴とする暖房便座装置。
【請求項２】
前記急速加熱モードは、
前記制御部が前記第２のスイッチング素子を連続的にオン状態に制御し、前記整流出力を降圧せずに前記インバータに供給して前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う第１の急速加熱モードと、
前記制御部が前記第２のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記整流出力を降圧して前記インバータに供給し前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う第２の急速加熱モードと、
を有することを特徴とする請求項１記載の暖房便座装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記保温加熱モードを実行するときには、前記第２の急速加熱モードを実行するときよりも電力消費量が低くなるように前記整流出力を前記降圧部によって降圧させることを特徴とする請求項２記載の暖房便座装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記急速加熱モードの実行を所定条件が成立したときに停止し、前記所定条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の暖房便座装置。
【請求項５】
使用者の前記便座への着座を検知する着座検知センサをさらに備え、
前記制御部は、前記着座検知センサが前記着座を非検知とする条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記着座検知センサが前記着座を非検知とする条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする請求項４記載の暖房便座装置。
【請求項６】
前記便座を覆うことができる便蓋と、
前記便蓋の開閉状態を検知する便蓋開閉検知センサと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の閉状態を検知する条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の閉状態を検知する条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする請求項４または５に記載の暖房便座装置。
【請求項７】
前記便座を覆うことができる便蓋と、
前記便蓋の開閉状態を検知する便蓋開閉検知センサと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の開状態を非検知とする条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の開状態を非検知とする条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする請求項４または５に記載の暖房便座装置。
【請求項８】
前記降圧部は、前記整流出力に応じて前記第２のスイッチング素子のオン時間のデューティ比を決定し、前記整流出力が高いほど小さい前記デューティ比を決定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の暖房便座装置。
【請求項９】
前記便座の温度を検知する温度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記温度センサの検知温度が所定値よりも高くなると前記第２のスイッチング素子をオフ状態に制御することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の暖房便座装置。
【請求項１】
誘導加熱コイルと共振コンデンサとを有する共振回路と、
前記誘導加熱コイルが発生した磁界により誘導加熱される導電体と、
前記導電体が設けられた便座と、
第１のスイッチング素子を有し前記共振回路に供給する電力を制御するインバータと、
商用電源から供給される電流を整流する整流部と、
第２のスイッチング素子を有し前記整流部の整流出力を降圧して前記インバータに供給する降圧部と、
前記インバータを制御して前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う急速加熱モードと、前記第２のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記整流出力を降圧して前記インバータに供給し前記便座の温度を所定温度内に保つように誘導加熱を行う保温加熱モードと、を実行する制御部と、
を備えたことを特徴とする暖房便座装置。
【請求項２】
前記急速加熱モードは、
前記制御部が前記第２のスイッチング素子を連続的にオン状態に制御し、前記整流出力を降圧せずに前記インバータに供給して前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う第１の急速加熱モードと、
前記制御部が前記第２のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記整流出力を降圧して前記インバータに供給し前記便座の温度を連続的に上昇させるように誘導加熱を行う第２の急速加熱モードと、
を有することを特徴とする請求項１記載の暖房便座装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記保温加熱モードを実行するときには、前記第２の急速加熱モードを実行するときよりも電力消費量が低くなるように前記整流出力を前記降圧部によって降圧させることを特徴とする請求項２記載の暖房便座装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記急速加熱モードの実行を所定条件が成立したときに停止し、前記所定条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の暖房便座装置。
【請求項５】
使用者の前記便座への着座を検知する着座検知センサをさらに備え、
前記制御部は、前記着座検知センサが前記着座を非検知とする条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記着座検知センサが前記着座を非検知とする条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする請求項４記載の暖房便座装置。
【請求項６】
前記便座を覆うことができる便蓋と、
前記便蓋の開閉状態を検知する便蓋開閉検知センサと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の閉状態を検知する条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の閉状態を検知する条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする請求項４または５に記載の暖房便座装置。
【請求項７】
前記便座を覆うことができる便蓋と、
前記便蓋の開閉状態を検知する便蓋開閉検知センサと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の開状態を非検知とする条件が成立したときに前記急速加熱モードを実行し、前記便蓋開閉検知センサが前記便蓋の開状態を非検知とする条件が成立しないときには前記保温加熱モードを実行することを特徴とする請求項４または５に記載の暖房便座装置。
【請求項８】
前記降圧部は、前記整流出力に応じて前記第２のスイッチング素子のオン時間のデューティ比を決定し、前記整流出力が高いほど小さい前記デューティ比を決定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の暖房便座装置。
【請求項９】
前記便座の温度を検知する温度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記温度センサの検知温度が所定値よりも高くなると前記第２のスイッチング素子をオフ状態に制御することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の暖房便座装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２００４８６（Ｐ２０１２−２００４８６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９６６２（Ｐ２０１１−６９６６２）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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