熱交換器及び人体洗浄装置
【課題】複数のヒータパターンのいずれを使用しても加熱ムラが発生せず、通水直後に所望の温度の洗浄水を得ることができる熱交換器及び人体洗浄装置を提供することを目的とする。
【解決手段】複数のヒータパターンが設けられた筒形状部を有する発熱体と、前記発熱体の筒形状部が挿入され、前記発熱体により加熱される水の流路を前記筒形状部の周囲に形成するケース部と、を備え、前記複数のヒータパターンは、前記筒形状部の周側面に沿って互いに並行に繰り返し折り返して引き回されてなり、前記複数のヒータパターンのそれぞれは、自ら重なることなく、他のヒータパターンと交差せずに設けられていることを特徴とする熱交換器及び人体洗浄装置が提供される。
【解決手段】複数のヒータパターンが設けられた筒形状部を有する発熱体と、前記発熱体の筒形状部が挿入され、前記発熱体により加熱される水の流路を前記筒形状部の周囲に形成するケース部と、を備え、前記複数のヒータパターンは、前記筒形状部の周側面に沿って互いに並行に繰り返し折り返して引き回されてなり、前記複数のヒータパターンのそれぞれは、自ら重なることなく、他のヒータパターンと交差せずに設けられていることを特徴とする熱交換器及び人体洗浄装置が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、熱交換器及び人体洗浄装置に関し、具体的には例えば洋式腰掛便器に腰掛けた使用者の「おしり」などを洗浄するための水を暖める用途などに用いることができる熱交換器及びこれを用いた人体洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水などの対象物を加熱するために、熱交換器を用いることができる。例えば、使用者の「おしり」などを洗浄する人体洗浄装置には、洗浄水を暖める温水供給手段が設けられている。この温水供給手段の一種に、セラミックや金属等で作られた管内を流れる水を、内部に配置したヒータ等で所定の温度に加熱する熱交換器がある。この熱交換器に使用される発熱体の一つとして、円筒形状の発熱体が用いられている。特許文献１に開示された熱交換器では、円筒形状の発熱体に１つのヒータパターンが設けられている。この熱交換器では、１つのヒータパターンへの通電をオン（ＯＮ），オフ（ＯＦＦ）することにより、温水の温度制御を行っている。
【０００３】
しかし、１つのヒータパターンをＯＮ，ＯＦＦするだけでは温水の温度が目標温度を中心として上下にかなり大幅にオーバーシュートしてしまうことがある。これにより、人体洗浄装置から、予期せずに高温あるいは低温の洗浄水が噴出することがあり得る。この問題を解決するため、発熱体の制御回路を工夫する対策が考えられる。しかし、回路構成が複雑になり、コスト高になるといった問題が生じる。
【０００４】
そこで、特許文献２に開示された熱交換器のように、２つのヒータパターンを一つにまとめて構成し、２つのヒータパターンを使いわけることで、前述の課題を解決した構成が知られている。
【０００５】
しかしながら、特許文献２に開示された構成では、２つのヒータパターンが単に隣接して配置されているに過ぎない。このため、いずれか１つのヒータパターンのみを使用する場合、発熱体において、ＯＮになっているヒータパターンの側が強く加熱されることになる。したがって、発熱体の一部のみ強く加熱され、発熱体によって加熱される水の加熱状態にムラが生じるといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２７９７８６号公報
【特許文献２】特開平１１−０８１４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、複数のヒータパターンのいずれを使用しても加熱ムラが発生せず、通水直後に所望の温度の洗浄水を得ることができる熱交換器及び人体洗浄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】
【０００８】
第１の発明は、複数のヒータパターンが設けられた筒形状部を有する発熱体と、前記発熱体の筒形状部が挿入され、前記発熱体により加熱される水の流路を前記筒形状部の周囲に形成するケース部と、を備え、前記複数のヒータパターンは、前記筒形状部の周側面に沿って互いに並行に繰り返し折り返して引き回されてなり、前記複数のヒータパターンのそれぞれが、自ら重なることなく、他のヒータパターンと交差せずに設けられていることを特徴とする熱交換器である。
【０００９】
この熱交換器によれば、目的の加熱温度に合わせて、複数のヒータパターンのうちの一つ、または複数のヒータパターンのいずれを使用しても、使用したヒータパターンの数が同じであれば、発熱体の周囲における発熱分布を揃えることができる。これにより、流路に流れる水を加熱ムラなく暖めることができ、温度特性の安定した熱交換器を実現できる。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記複数のヒータパターンのそれぞれの出力が均一であることを特徴とする熱交換器である。
【００１１】
この熱交換器によれば、出力が均一になるように、ヒータパータンが形成されているので、発熱体へのヒータパターンを印刷により形成する際に、メタライズの幅や高さを全て同じにすることができる。これにより、ヒータパターンを印刷しやすく、製造が簡略化される。
【００１２】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記複数のヒータパターンのそれぞれの一端が、１つの共通電極に接続されたことを特徴とする熱交換器である。
【００１３】
この熱交換器によれば、複数のヒータパターンについて１つの共通電極が設けられているため、ヒータパターンが増えても、発熱体でのヒータパターンの形成が行いやすくなる。さらに、発熱体でのヒータパターンの発熱体に形成する電極端子や、電気配線を少なくすることができるので、熱交換器全体を小型化することができる。
【００１４】
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、前記複数のヒータパターンのそれぞれへの通電を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記複数のヒータパターンのそれぞれへの通電時間が均等になるよう制御することを特徴とする熱交換器である。
【００１５】
この熱交換器によれば、例えば、１つのヒータパターンのみを使用するのであれば、順番に使用することで、１系統のみに偏って使用されることがなくなる。これにより、特定のヒータパターンのみ劣化が進むことを抑制し、熱交換器全体での寿命を延ばすことができるようになる。
【００１６】
また、第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記流路が、前記筒形状部の中心軸のまわりに螺旋状に前記水を流すように形成されたことを特徴とする熱交換器である。
【００１７】
この熱交換器によれば、螺旋状の流路にしているので、流路に流れる水とヒータパターンとが、より長く接することができ、熱ムラのない熱交換器とすることができる。
【００１８】
また、第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記流路が、前記複数のヒータパターンのそれぞれと交差する方向に前記水を流すように形成されたことを特徴とする熱交換器である。
【００１９】
この熱交換器によれば、流路に流れる水が、ヒータパターンと繰り返し交差することになる。水は、ヒータパターンと交差する位置で繰り返し加熱される。これにより、流路内において水の加熱部分が徐々に拡がり、熱ムラのない熱交換器とすることができる。
【００２０】
また、第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明における熱交換器によって加熱された水を吐出する洗浄ノズルと、前記発熱体の加熱の制御及び前記洗浄ノズルの伸出の制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする人体洗浄装置である。
【００２１】
この人体洗浄装置によれば、熱ムラのない洗浄水を提供する人体洗浄装置とすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の態様によれば、複数のヒータパターンのいずれを使用しても加熱ムラが発生せず、通水直後に所望の温度の洗浄水を得ることができる熱交換器及び人体洗浄装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱交換器を例示する模式的断面図である。
【図２】本実施の形態に係る熱交換器で用いられる発熱体を例示する模式的斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る熱交換器で用いられる発熱体を例示する模式的平面図である。
【図４】ヒータパターンのレイアウトを例示する模式的平面図である。
【図５】ヒータパターンと水の流れる方向との関係を例示する模式図である。
【図６】ヒータパターンの他のレイアウトを例示する模式的平面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る人体洗浄装置を備えたトイレ装置を表す模式的斜視図である。
【図８】本実施形態に係る人体洗浄装置の要部構成を表すブロック図である。
【図９】本実施形態に係る人体洗浄装置の水路系の要部構成の具体例を例示するブロック図である。
【図１０】制御の具体例を説明する図である。
【図１１】制御の具体例を説明する図である。
【図１２】制御の具体例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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係る熱交換器を例示する模式的断面図である。
図２は、本実施の形態に係る熱交換器で用いられる発熱体を例示する模式的斜視図である。
【００２５】
図１に表したように、本実施の形態に係る熱交換器４４０は、発熱体４４７と、ケース部４４８と、を備えている。
発熱体４４７は、筒形状部４４７１を有する。
筒形状部４４７１には、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが設けられている。
本実施形態において、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、筒形状部４４７１の周側面に沿って互いに並行に繰り返し折り返して引き回されている。
【００２６】
発熱体４４７は、例えばセラミックスによって整形されている。筒形状部４４７１の他端４４７１ｂの側は、ケース部４４８内に挿入されている。これにより、筒形状部４４７１の周囲に、発熱体４４７によって加熱される水の流路４４８ａ、４４８ｂが形成される。また、筒形状部４４７１には、フランジ部４４７２が付設され設けられている。筒形状部４４７１の一端４４７１ａの側は、フランジ部４４７２からケース部４４８の外側に延出している。
【００２７】
発熱体４４７は、フランジ部４４７２で、例えばねじによってケース部４４８に固定されている。フランジ部４４７２とケース部４４８との間にはＯリングＲ１が設けられ、フランジ部４４７２とケース部４４８との間の密閉性を確保している。
【００２８】
発熱体４４７の筒形状部４４７１には、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが設けられている。ここで、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃを総称してヒータパターン４４１ということにする。
本実施の形態では、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが設けられている。なお、ヒータパターン４４１は、３つに限定されず、２つ以上設けられていればよい。本実施の形態では、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが設けられた場合を例として説明する。
【００２９】
図２に表したように、ヒータパターン４４１は、筒形状部４４７１の他端４４７１ｂの側に、筒形状に沿って設けられている。ヒータパターン４４１は、例えば筒形状部４４７１の肉厚内に組み込まれている。より具体的には、ヒータパターン４４１は、例えば２層の絶縁体の間に挟持されている。
【００３０】
図１に表したように、ケース部４４８は、ケース部本体４４８１と、蓋部４４８２と、を有する。ケース部本体４４８１には、発熱体４４７の筒形状部４４７１を収納する空間Ｓが設けられている。ケース部本体４４８１の一端４４８１ａには、発熱体４４７のフランジ部４４７２が取り付けられる。ケース部本体４４８１の他端４４８１ｂには、蓋部４４８２が、例えばねじによって固定される。蓋部４４８２とケース部本体４４８１の他端４４８１ｂとの間には、ＯリングＲ２が設けられ、蓋部４４８２とケース部本体４４８１との間の密閉性を確保している。
【００３１】
ケース部本体４４８１の空間Ｓは、発熱体４４７の筒形状部４４７１よりも大きい。この空間Ｓにおいて、ケース部本体４４８１及び蓋部４４８２と、発熱体４４７の筒形状部４４７１との隙間に、水の流路４４８ａが形成される。
なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。
【００３２】
熱交換器４４０では、水が流路４４８ａを流れる間に、ヒータパターン４４１への通電によって加熱された発熱体４４７から溝に熱を伝え、所定温度の温水を生成する。
本実施の形態に係る熱交換器４４０においては、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのうち、どの１つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが使用されても、発熱体４４７の発熱分布が揃うように複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが設けられている。これにより、熱交換器４４０により、流路４４８ａを流れる水を加熱ムラなく暖めることができようになる。
【００３３】
図３は、本実施の形態に係る熱交換器で用いられる発熱体を例示する模式的平面図である。
図３（ａ）は、発熱体の外観を例示する模式的平面図、図３（ｂ）は、ヒータパターンを露出させた状態を例示する模式的平面図である。
図４は、ヒータパターンのレイアウトを例示する模式的平面図である。
【００３４】
図３（ａ）に表したように、発熱体４４７の筒形状部４４７１は、内側部分ＰＡと、外側部分ＰＢと、を有する。内側部分ＰＡ及び外側部分ＰＢは、例えばセラミックスによって成形されている。また、この内側部分ＰＡと、外側部分ＰＢと、の間には、中間部ＰＣが挟み込まれている。中間部ＰＣには、ヒータパターン４４１が形成されている。中間部ＰＣは、例えば絶縁性のフィルム材と、このフィルム材に設けられた導電性のヒータパターン４４１と、を備える。
【００３５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）における外側部分ＰＢを除去した状態を示している。
発熱体４４７が例えばセラミックスの場合、セラミックスの原料によって内側部分ＰＡを型どり、その外周にヒータパターン４４１が形成されたフィルム材である中間部ＰＣを巻き付ける。さらに、その外周に、セラミックスの原料によって外側部分ＰＢを型どる。この状態で、焼成すると、発熱体４４７が完成する。
【００３６】
なお、上記の例では発熱体４４７にセラミックスを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、ヒータパターン４４１の電気的な短絡を起こさないように絶縁されていれば、発熱体４４７の母材として例えば金属を用いてもよい。
【００３７】
外側部分ＰＢには、開口ｈが設けられている。この開口ｈから、中間部ＰＣのヒータパターン４４１と導通する端子ＣＴ、Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃを露出させる。端子ＣＴ、Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃは、筒形状部４４７１のフランジ部４４７２よりも一端４４７１ａの側に配置されている。これにより、発熱体４４７をケース部４４８に組み付けた際、ケース部４４８の外側に端子ＣＴ、Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃが配置されることになる。
【００３８】
端子ＣＴ、Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃには、それぞれ配線がはんだ等によって接続され、外部の制御部から各ヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃへの通電の制御が行われる。
【００３９】
図４では、中間部ＰＣを展開した状態を示している。
ここで、中間部ＰＣを展開した状態で、筒形状部４４７１の延びる方向に沿った方向をｘ方向、筒形状部４４７１の外周方向に沿った方向であって展開した際にｘ方向と直交する方向をｙ方向とする。
【００４０】
中間部ＰＣにおいて、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、基材となるフィルム材ＢＦの上に設けられている。中間部ＰＣは、例えばフィルム状配線パターンである。
【００４１】
複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれでれは、自ら重なることなく、他のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃと交差することなく、互いに他のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃに沿って折り返して設けられている。
【００４２】
例えば、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、互いに一定の間隔を保ってｘ方向に敷設される部分ＸＰと、ｙ方向に沿って敷設される部分ＹＰと、を備える。ここで、部分ＸＰは、部分ＹＰよりも長い。
【００４３】
部分ＸＰは複数組み設けられている。複数組みの部分ＸＰは、ｙ方向に沿って配置される。ｙ方向に隣接する２つの部分ＸＰは、一端側または他端側で部分ＹＰによって接続される。３組以上の部分ＸＰが設けられている場合、ｙ方向に隣接する２つの部分ＸＰは、一端側と他端側とで交互に部分ＹＰによって接続される。
これにより、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、並行を保ったままｘ方向に複数回折り返して設けられるとともに、ｙ方向の全体にわたって設けられることになる。
【００４４】
３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの一端は、一つの端子（共通端子）ＣＴに接続される。また、それぞれの他端は、それぞれ端子Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃに接続される。これにより、各ヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれに２つの端子を設ける場合に比べ、端子数を少なくすることができ、熱交換器４４０を小型化することができる。さらに、ヒータパターンが増えても、発熱体４４７でのヒータパターンの形成が容易になる。
【００４５】
また、本実施の形態に係る熱交換器４４０では、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの出力が均一になっている。例えば、発熱体４４７で１２００Ｗ（ワット）を得る場合、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの出力は、４００Ｗにする。これにより、各ヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃの長さ、幅及び高さを揃えることができる。ヒータパターン４４１を例えば印刷によって形成する場合、特に幅や高さが同じであると、印刷による製造が簡単になる。
【００４６】
複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの出力を均一にするには、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの抵抗値を揃えるようにすればよい。ヒータパターン４４１の幅及び高さが同じである場合、長さを同じにすれば、抵抗値が揃う。例えば、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれにおいて、端子Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃから、それぞれの折り返し部分までの長さを調整することで、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの長さを合わせて、抵抗値を揃えることができるようになる。
【００４７】
図５は、ヒータパターンと水の流れる方向との関係を例示する模式図である。
図５（ａ）では、螺旋状に水が流れる状態を例示している。ここで、水の流れは矢印Ｗ１によって示される。すなわち、水は、発熱体４４７の筒形状部４４７１の中心軸のまわりに螺旋状に流れる。
【００４８】
このような水の流れは、図１に表したケース部４４８によって構成される流路４４８ａによって形成される。
具体的には、次のようになる。図１に表したように、ケース部本体４４８１と、筒形状部４４７１と、の間に設けられる流路４４８ａは、例えば筒形状部４４７１の中心軸のまわりに螺旋状に設けられている。すなわち、ケース部本体４４８１の内壁には、螺旋状の溝が形成されている。螺旋状の溝は、ケース部本体４４８１に設けられた流路４４８ｂと連通している。
【００４９】
本実施の形態に係る熱交換器４４０において、水は、発熱体４４７の筒形状部４４７１の一端４４７１ａから流入し、筒形状内を他端４４７１ｂの側に向けて流れていく（矢印Ａ）。その後、水は、筒形状部４４７１の他端４４７１ｂから流路４４８ａに流れ込み、筒形状部４４７１の中心軸のまわりに螺旋状に進む。そして、流路４４８ｂからケース部４４８の外部へ出される（矢印Ｂ）。
【００５０】
このように、螺旋状の流路４４８ａを構成すると、流路４４８ａに流れる水とヒータパターン４４１とが、より長く接することになる。これによって、熱ムラのない熱交換器４４０を実現できることになる。
【００５１】
図５（ｂ）では、ヒータパターン４４１に交差するよう水が流れる状態を例示している。ここで、水の流れは矢印Ｗ２によって示される。すなわち、水は、ヒータパターン４４１の折り返しの方向と交差する方向に流れている。
【００５２】
例えば、ヒータパターン４４１が、図４に例示したレイアウトである場合、ヒータパターン４４１の折り返しの方向はｘ方向になる。このヒータパターン４４１が設けられた発熱体４４７では、水は、ｘ方向と交差する方向（例えば、筒形状部４４７１の外周に沿った方向）に流れる。
なお、ヒータパターン４４１の折り返しの方向がｘ方向以外の場合には、その折り返しの方向と交差する方向に水を流すようにすればよい。
【００５３】
このように、ヒータパターン４４１の折り返しの方向と交差する方向に水を流すと、水は、ヒータパターン４４１と繰り返し交差することになる。これによって、水は、ヒータパターンと交差する位置で繰り返し加熱され、流路内において水の加熱部分が徐々に拡がることになる。したがって、水をムラなく加熱できるようになる。
【００５４】
図６は、ヒータパターンの他のレイアウトを例示する模式的平面図である。
図６では、中間部ＣＰを展開した状態を示している。
図６（ａ）に表したヒータパターン４４１のレイアウトでは、ヒータパターン４４１の折り返しの方向がｙ方向になっている。
【００５５】
例えば、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、互いに一定の間隔を保ってｘ方向に敷設される部分ＸＰと、ｙ方向に沿って敷設される部分ＹＰと、を備える。ここで、部分ＸＰは、部分ＹＰよりも短い。
【００５６】
部分ＹＰは複数組み設けられている。複数組みの部分ＹＰは、ｘ方向に沿って配置される。ｘ方向に隣接する２つの部分ＹＰは、一端側または他端側で部分ＸＰによって接続される。３組以上の部分ＹＰが設けられている場合、ｘ方向に隣接する２つの部分ＹＰは、一端側と他端側とで交互に部分ＸＰによって接続される。
なお、最も端に配置された部分ＹＰの一端は、ｘ方向に敷設された部分ＸＰ１によって共通の端子ＣＴと接続される。
これにより、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、並行を保ったままｙ方向に複数回折り返して設けられるとともに、ｙ方向の全体にわたって設けられることになる。
【００５７】
図６（ｂ）に表したヒータパターン４４１のレイアウトでは、ヒータパターン４４１の折り返しの方向がｘ方向になっている。
【００５８】
例えば、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、互いに一定の間隔を保ってｘ方向に敷設される部分ＸＰと、湾曲して敷設される部分ＣＰと、を備える。すなわち、図６（ｂ）に表したヒータパターン４４１は、図４に表したヒータパターン４４１の部分ＹＰの代わりに、部分ＣＰが設けられている。このように、湾曲した部分ＣＰによって部分ＸＰを接続してもよい。
【００５９】
なお、ヒータパターン４４１のレイアウトはこれらに限定されない。例えば、図示しないが、部分ＹＰを設けないで、折り返しパターンをジグザグにレイアウトしてもよい。この場合、それぞれの折り返しパターンの方向と交差する方向に水を流すようにすればよい。
【００６０】
このように、本実施の形態に係る熱交換器４４０によれば、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのいずれを使用しても熱交換器４４０による加熱ムラが発生せず、通水直後に所望の温度の洗浄水を得ることができる。
【００６１】
次に、本実施の形態に係る熱交換器４４０を用いた人体洗浄装置について説明する。
図７は、本発明の実施の形態に係る人体洗浄装置を備えたトイレ装置を表す模式的斜視図である。
また、図８は、本実施形態に係る人体洗浄装置の要部構成を表すブロック図である。
なお、図８は、水路系と電気系の要部構成を併せて表している。
【００６２】
図７に表したトイレ装置は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）８００と、その上に設けられた衛生洗浄装置１００と、を備える。衛生洗浄装置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。
【００６３】
ケーシング４００の内部には、便座２００に座った使用者の「おしり」などの洗浄を実現する人体洗浄装置４０１などが内蔵されている。人体洗浄装置４０１は、熱交換器４４０によって加熱された水を吐出する洗浄ノズル４７１と、発熱体４４７の加熱の制御及び洗浄ノズル４７１の伸出の制御を行う制御部４０５と、を備える。
【００６４】
また、例えばケーシング４００には、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が設けられている。着座検知センサ４０４が便座２００に座った使用者を検知している場合において、使用者が例えばリモコンなどの図示しない操作部を操作すると、洗浄ノズル４７１を便器８００のボウル８０１内に進出させることができる。なお、図７に表した衛生洗浄装置１００では、洗浄ノズル４７１がボウル８０１内に進出した状態を表している。
【００６５】
洗浄ノズル４７１の先端部には、ひとつあるいは複数の吐水口４７３が設けられている。そして、洗浄ノズル４７１は、その先端部に設けられた吐水口４７３から水を噴射して、便座２００に座った使用者の「おしり」などを洗浄することができる。
【００６６】
図８に表したように、本実施形態に係る人体洗浄装置４０１は、水道や貯水タンクなどの図示しない給水源から供給された水を導く給水配管１０を有する。給水配管１０の上流側には、給水弁４３１が設けられている。給水弁（以下説明の便宜上、「電磁弁」と称する）４３１は、開閉可能な電磁バルブであり、ケーシング４００の内部に設けられた制御部４０５からの指令に基づいて、熱交換器４４０への水の供給を制御する。
【００６７】
電磁弁４３１の下流側には、入水サーミスタ４３２が設けられている。入水サーミスタ４３２は、熱交換器４４０に導かれる水の温度を検知する。入水サーミスタ４３２に下流には、瞬間加熱式の熱交換器４４０が設けられている。熱交換器４４０は、供給された水を瞬間的に加熱し所定の温水にするヒータパターン４４１と、副流路開閉弁４４２と、ヒータパターン４４１により加熱された水の温度を検知し、その水温の情報を制御部４０５へ出力する温水サーミスタ（水温検知手段）４４３と、を有する。
【００６８】
熱交換器４４０に供給される水を所定の温度まで加熱するためのヒータパターン４４１への通電制御は、入水サーミスタ４３２にて検知される熱交換器４４０への入水温度と、温水サーミスタ４４３にて検知される加熱された水の温度と、の情報を制御部４０５が取り込むことによって、フィードフォワード制御とフィードバック制御の組合せにて行われる。
【００６９】
また、熱交換器４４０は、熱交換器４４０内の貯水の有無を検知し、熱交換器４４０の空焚きを防止するフロートスイッチ４４４と、熱交換器４４０から流出する水の温度が安全であることを確認するリミッタサーミスタ（水温検知手段）４４５と、例えば電磁弁４３１側に負圧が発生した場合などにおいて、洗浄ノズル４７１から汚水が逆流することを防止するバキュームブレーカ４４６と、を有する。
【００７０】
ここで、給水配管１０の下流は、副流路開閉弁４４２において二方に分岐している。一方の流路は、ヒータパターン４４１により加熱された水を洗浄ノズル４７１へ供給する主流路１１であり、他方の流路は、ヒータパターン４４１により加熱された水をノズル洗浄室４７２（図９参照）や便器８００のボウル８０１内へ排出する副流路１２である。つまり、副流路開閉弁４４２および副流路１２は、ヒータパターン４４１と温水サーミスタ４４３との間に設けられている。そして、制御部４０５は、副流路開閉弁４４２を制御して開くことにより、ヒータパターン４４１により加熱された水を副流路１２へ通水し、ノズル洗浄室４７２や便器８００のボウル８０１内へ排出することができる。
【００７１】
熱交換器４４０の下流には、洗浄ノズル４７１やノズル洗浄室４７２（図９参照）への給水の開閉や切替および水勢（流量）の調整を行う流路切替兼流量調整弁４５０が設けられている。流路切替兼流量調整弁４５０の下流は、例えば四方に分岐している。一方の流路は、捨水流路１５であり、残りの流路は、熱交換器４４０から供給された水を洗浄ノズル４７１へ供給するノズル流路１４である。なお、ノズル流路１４の設置数は、洗浄ノズル４７１の吐水口４７３の設置数に応じて適宜変更可能である。また、流路切替兼流量調整弁４５０の下流には、洗浄ノズル４７１を有するノズル装置４７０が設けられている。
【００７２】
なお、本実施形態では、温水サーミスタ４４３およびリミッタサーミスタ４４５は、熱交換器４４０に設置されているが、温水サーミスタ４４３およびリミッタサーミスタ４４５の設置形態は、これだけに限定されるわけではない。つまり、温水サーミスタ４４３およびリミッタサーミスタ４４５は、主流路１１に配設されている限り、熱交換器４４０に設置されていなくともよい。
【００７３】
図９は、本実施形態に係る人体洗浄装置の水路系の要部構成の具体例を例示するブロック図である。
【００７４】
図９に表したように、図示しない給水源から供給された水は、まず、分岐金具４１０に導かれる。分岐金具４１０に導かれた水は、連結ホース４２０および図示しない便器洗浄用のバルブユニットに分配される。ただし、本実施形態に係る人体洗浄装置４０１を備えたトイレ装置は、いわゆる「水道直圧式」に限定されるわけではなく、いわゆる「ロータンク式」であってもよい。そのため、トイレ装置が「ロータンク式」である場合には、分岐金具４１０に導かれた水は、便器洗浄用のバルブユニットの代わりに、図示しないロータンクに導かれる。
【００７５】
続いて、連結ホース４２０に供給された水は、バルブユニット４３０に導かれる。バルブユニット４３０は、電磁弁４３１と、入水サーミスタ４３２と、水抜栓４３３と、調圧弁４３４と、逆止弁４３５と、を有する。水抜栓４３３は、給水配管１０内の水が凍結するおそれがあるときなどに使用され、給水配管１０内の水を排出できる。また、調圧弁４３４は、給水圧が高い場合に、所定の圧力範囲に調整する役割を有する。なお、電磁弁４３１および入水サーミスタ４３２は、図８に関して前述した如くである。
【００７６】
続いて、バルブユニット４３０に供給された水は、熱交換器４４０に導かれる。熱交換器４４０は、ヒータパターン４４１と、副流路開閉弁４４２と、温水サーミスタ４４３と、フロートスイッチ４４４と、リミッタサーミスタ４４５と、バキュームブレーカ４４６と、を有する。熱交換器４４０の内部に供給された水は、流路４４８ａを流れるあいだにヒータパターン４４１により瞬間的に加熱される。
なお、ヒータパターン４４１と、副流路開閉弁４４２と、温水サーミスタ４４３と、フロートスイッチ４４４と、リミッタサーミスタ４４５と、バキュームブレーカ４４６と、は、図８に関して前述した如くである。
【００７７】
熱交換器４４０において加熱された水は、主流路１１を通して流路切替兼流量調整弁４５０へ導かれる。流路切替兼流量調整弁４５０へ導かれた水は、洗浄ノズル４７１側への通水と、ノズル洗浄室４７２側への通水と、を切り替えられ、かつ、水勢を調整される。なお、ノズル装置４７０が有するノズル洗浄室４７２は、その内部に設けられた図示しない吐水部から水を噴射することにより、洗浄ノズル４７１の外周表面（胴体）を洗浄することができる。
【００７８】
続いて、流路切替兼流量調整弁４５０から洗浄ノズル４７１側へ通水された水は、圧力変調装置４６０へ供給される。この圧力変調装置４６０は、主流路１１内の水の流れに脈動を与え、洗浄ノズル４７１の吐水口４７３から吐水される水に脈動を与えることができる。続いて、圧力変調装置４６０からノズル装置４７０へ供給された水は、流路切替弁４７５により、例えば「おしり洗浄」や「やわらか洗浄」や「ビデ洗浄」などに対応するそれぞれのノズル流路１４（図８参照）へ通水される。そして、ノズル流路１４へ通水された水は、例えば「おしり洗浄」や「やわらか洗浄」や「ビデ洗浄」などに対応するそれぞれの吐水口４７３から人体局部へ向けて噴射される。一方、流路切替兼流量調整弁４５０からノズル洗浄室４７２側へ通水された水は、ノズル洗浄室４７２の内部に設けられた図示しない吐水部から洗浄ノズル４７１の外周表面（胴体）へ向けて噴射される。
【００７９】
本実施の形態に係る人体洗浄装置４０１によれば、熱交換器４４０によって加熱ムラなく水を瞬時に加熱して、通水直後から所望の洗浄水を洗浄ノズル４７１から水を噴射することができるようになる。
【００８０】
次に、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃへの通電の制御について説明する。
図８に表したように、制御部４０５は、熱交換器４４０の複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃへの通電を制御して、流路４４８ａを流れる水の加熱温度を調整する。
制御部４０５は、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃへの通電を、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によって制御する。
【００８１】
制御部４０５は、ヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃの一つについて、１セットを複数波（例えば、１６波）に分割して通電のＯＮ／ＯＦＦを制御する。そして、複数セット（例えば、４セット）を制御単位とする。
【００８２】
制御部４０５は、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれについて１波単位で通電のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、制御単位における通電時間の割合に応じた出力を得ることができる。
【００８３】
本実施の形態に係る熱交換器４４０では、このような制御部４０５による通電制御において、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれへの通電時間が均等になるよう制御している。
【００８４】
例えば、所望の出力を得る際、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのうち１つのみを使用する場合、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃを順番に使用する。これにより、１系統のみに偏って使用されることがなくなって、特定のヒータパターンのみ劣化が進むことを抑制することができる。したがって、熱交換器４４０の全体での寿命を延ばすことができるようになる。
【００８５】
図１０〜図１２は、制御の具体例を説明する図である。各図において、（ａ）はヒータパターン４４１ａへの通電状態を例示し、（ｂ）はヒータパターン４４１ｂへの通電状態を例示し、（ｃ）はヒータパターン４４１ｃへの通電状態を例示している。
この制御例では、１制御単位が４セットであり、１セット当たり１６波での通電制御を行っている。また、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの出力は、４００Ｗである。
【００８６】
図１０〜図１２に示す具体的では、１制御単位で２５Ｗの出力を得る場合の通電状態を示している。ここで、２５Ｗの出力を得るためには、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのうち一つについて、１セット内で４波分の通電を行えばよい。つまり、１つのヒータパターンについて、４００Ｗの出力を、１セット内の１６波のうち４波、すなわち４／１６通電する。これにより、１セット当たり４００Ｗの４／１６の１００Ｗの出力を得る。また、他の２つのヒータパターンには、通電を行わない。
さらに、１制御単位の４セットのうち、他の３セットについては、いずれのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃにも通電を行わない。つまり、０Ｗである。
したがって、１制御単位では、４セットのうち１セットだけ１００Ｗの出力になることから、１００Ｗの１／４である２５Ｗの出力を得られる。
【００８７】
図１０は、１制御単位で、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのうちヒータパターン４４１ａの第１セットｓｅｔ１だけ１００Ｗを得るための、４／１６波分の通電を行っている。一方、他の２つのヒータパターン４４１ｂ及び４４１ｃには、いずれのセットにも通電されていない。
【００８８】
本具体例のように、２５Ｗの出力を続ける場合、いつも同じヒータパターン４４１ａにだけ通電を行うと、ヒータパターン４４１ａの劣化が、他の２つのヒータパターン４４１ｂ及び４４１ｃよりも進みやすい。
そこで、本実施の形態では、制御部４０５による制御によって、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃに順番に通電を行い、通電時間が均等になるようにしている。
【００８９】
例えば、本具体例において、図１０に表したように、１制御単位について、ヒータパターン４４１ａの第１セットｓｅｔ１のみ、１００Ｗを得るための通電を行い、次の１制御単位では、図１１に表したように、ヒータパターン４４１ｂの第１セットｓｅｔ１のみ、１００Ｗを得るための通電を行う。
さらに、次の１制御単位では、図１２に表したように、ヒータパターン４４１ｃの第１セットｓｅｔ１のみ、１００Ｗを得るための通電を行う。
このように、通電対象となるヒータパターンを順番に切り替えることで、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃについて均等に通電するにする。
【００９０】
これにより、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが偏って使用されることがなくなり、熱交換器４４０の全体における寿命を延ばすことができる。
なお、通電対象の切り替えは、１制御単位に限定されない。例えば、着座毎や、通電がゼロになる時毎に、通電対象となるヒータパターンを切り替えても良い。すなわち、所定の使用期間において複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃへの通電時間が均等になるように切り替えればよい。
【００９１】
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、熱交換器４４０が備えるヒータパターン４４１の数やパターン形状、材質、配置などは、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】
【００９２】
１０ 給水配管、 １１ 主流路、 １２ 副流路、 １４ ノズル流路、 １５ 捨水流路、 １００ 衛生洗浄装置、 ２００ 便座、 ３００ 便蓋、 ４００ ケーシング、 ４０１ 人体洗浄装置、 ４０４ 着座検知センサ、 ４０５ 制御部、 ４１０ 分岐金具、 ４２０ 連結ホース、 ４３０ バルブユニット、 ４３１ 給水弁（電磁弁）、 ４３２ 入水サーミスタ、 ４３３ 水抜栓、 ４３４ 調圧弁、 ４３５ 逆止弁、 ４４０ 熱交換器、 ４４１ ヒータパターン、 ４４２ 副流路開閉弁、 ４４３ 温水サーミスタ、 ４４４ フロートスイッチ、 ４４５ リミッタサーミスタ、 ４４６ バキュームブレーカ、 ４５０ 流路切替兼流量調整弁、 ４６０ 圧力変調装置、 ４７０ ノズル装置、 ４７１ 洗浄ノズル、 ４７２ ノズル洗浄室、 ４７３ 吐水口、 ４７５ 流路切替弁、 ８００ 便器、 ８０１ ボウル
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、熱交換器及び人体洗浄装置に関し、具体的には例えば洋式腰掛便器に腰掛けた使用者の「おしり」などを洗浄するための水を暖める用途などに用いることができる熱交換器及びこれを用いた人体洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水などの対象物を加熱するために、熱交換器を用いることができる。例えば、使用者の「おしり」などを洗浄する人体洗浄装置には、洗浄水を暖める温水供給手段が設けられている。この温水供給手段の一種に、セラミックや金属等で作られた管内を流れる水を、内部に配置したヒータ等で所定の温度に加熱する熱交換器がある。この熱交換器に使用される発熱体の一つとして、円筒形状の発熱体が用いられている。特許文献１に開示された熱交換器では、円筒形状の発熱体に１つのヒータパターンが設けられている。この熱交換器では、１つのヒータパターンへの通電をオン（ＯＮ），オフ（ＯＦＦ）することにより、温水の温度制御を行っている。
【０００３】
しかし、１つのヒータパターンをＯＮ，ＯＦＦするだけでは温水の温度が目標温度を中心として上下にかなり大幅にオーバーシュートしてしまうことがある。これにより、人体洗浄装置から、予期せずに高温あるいは低温の洗浄水が噴出することがあり得る。この問題を解決するため、発熱体の制御回路を工夫する対策が考えられる。しかし、回路構成が複雑になり、コスト高になるといった問題が生じる。
【０００４】
そこで、特許文献２に開示された熱交換器のように、２つのヒータパターンを一つにまとめて構成し、２つのヒータパターンを使いわけることで、前述の課題を解決した構成が知られている。
【０００５】
しかしながら、特許文献２に開示された構成では、２つのヒータパターンが単に隣接して配置されているに過ぎない。このため、いずれか１つのヒータパターンのみを使用する場合、発熱体において、ＯＮになっているヒータパターンの側が強く加熱されることになる。したがって、発熱体の一部のみ強く加熱され、発熱体によって加熱される水の加熱状態にムラが生じるといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２７９７８６号公報
【特許文献２】特開平１１−０８１４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、複数のヒータパターンのいずれを使用しても加熱ムラが発生せず、通水直後に所望の温度の洗浄水を得ることができる熱交換器及び人体洗浄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】
【０００８】
第１の発明は、複数のヒータパターンが設けられた筒形状部を有する発熱体と、前記発熱体の筒形状部が挿入され、前記発熱体により加熱される水の流路を前記筒形状部の周囲に形成するケース部と、を備え、前記複数のヒータパターンは、前記筒形状部の周側面に沿って互いに並行に繰り返し折り返して引き回されてなり、前記複数のヒータパターンのそれぞれが、自ら重なることなく、他のヒータパターンと交差せずに設けられていることを特徴とする熱交換器である。
【０００９】
この熱交換器によれば、目的の加熱温度に合わせて、複数のヒータパターンのうちの一つ、または複数のヒータパターンのいずれを使用しても、使用したヒータパターンの数が同じであれば、発熱体の周囲における発熱分布を揃えることができる。これにより、流路に流れる水を加熱ムラなく暖めることができ、温度特性の安定した熱交換器を実現できる。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記複数のヒータパターンのそれぞれの出力が均一であることを特徴とする熱交換器である。
【００１１】
この熱交換器によれば、出力が均一になるように、ヒータパータンが形成されているので、発熱体へのヒータパターンを印刷により形成する際に、メタライズの幅や高さを全て同じにすることができる。これにより、ヒータパターンを印刷しやすく、製造が簡略化される。
【００１２】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記複数のヒータパターンのそれぞれの一端が、１つの共通電極に接続されたことを特徴とする熱交換器である。
【００１３】
この熱交換器によれば、複数のヒータパターンについて１つの共通電極が設けられているため、ヒータパターンが増えても、発熱体でのヒータパターンの形成が行いやすくなる。さらに、発熱体でのヒータパターンの発熱体に形成する電極端子や、電気配線を少なくすることができるので、熱交換器全体を小型化することができる。
【００１４】
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、前記複数のヒータパターンのそれぞれへの通電を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記複数のヒータパターンのそれぞれへの通電時間が均等になるよう制御することを特徴とする熱交換器である。
【００１５】
この熱交換器によれば、例えば、１つのヒータパターンのみを使用するのであれば、順番に使用することで、１系統のみに偏って使用されることがなくなる。これにより、特定のヒータパターンのみ劣化が進むことを抑制し、熱交換器全体での寿命を延ばすことができるようになる。
【００１６】
また、第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記流路が、前記筒形状部の中心軸のまわりに螺旋状に前記水を流すように形成されたことを特徴とする熱交換器である。
【００１７】
この熱交換器によれば、螺旋状の流路にしているので、流路に流れる水とヒータパターンとが、より長く接することができ、熱ムラのない熱交換器とすることができる。
【００１８】
また、第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記流路が、前記複数のヒータパターンのそれぞれと交差する方向に前記水を流すように形成されたことを特徴とする熱交換器である。
【００１９】
この熱交換器によれば、流路に流れる水が、ヒータパターンと繰り返し交差することになる。水は、ヒータパターンと交差する位置で繰り返し加熱される。これにより、流路内において水の加熱部分が徐々に拡がり、熱ムラのない熱交換器とすることができる。
【００２０】
また、第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明における熱交換器によって加熱された水を吐出する洗浄ノズルと、前記発熱体の加熱の制御及び前記洗浄ノズルの伸出の制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする人体洗浄装置である。
【００２１】
この人体洗浄装置によれば、熱ムラのない洗浄水を提供する人体洗浄装置とすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の態様によれば、複数のヒータパターンのいずれを使用しても加熱ムラが発生せず、通水直後に所望の温度の洗浄水を得ることができる熱交換器及び人体洗浄装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱交換器を例示する模式的断面図である。
【図２】本実施の形態に係る熱交換器で用いられる発熱体を例示する模式的斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る熱交換器で用いられる発熱体を例示する模式的平面図である。
【図４】ヒータパターンのレイアウトを例示する模式的平面図である。
【図５】ヒータパターンと水の流れる方向との関係を例示する模式図である。
【図６】ヒータパターンの他のレイアウトを例示する模式的平面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る人体洗浄装置を備えたトイレ装置を表す模式的斜視図である。
【図８】本実施形態に係る人体洗浄装置の要部構成を表すブロック図である。
【図９】本実施形態に係る人体洗浄装置の水路系の要部構成の具体例を例示するブロック図である。
【図１０】制御の具体例を説明する図である。
【図１１】制御の具体例を説明する図である。
【図１２】制御の具体例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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係る熱交換器を例示する模式的断面図である。
図２は、本実施の形態に係る熱交換器で用いられる発熱体を例示する模式的斜視図である。
【００２５】
図１に表したように、本実施の形態に係る熱交換器４４０は、発熱体４４７と、ケース部４４８と、を備えている。
発熱体４４７は、筒形状部４４７１を有する。
筒形状部４４７１には、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが設けられている。
本実施形態において、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、筒形状部４４７１の周側面に沿って互いに並行に繰り返し折り返して引き回されている。
【００２６】
発熱体４４７は、例えばセラミックスによって整形されている。筒形状部４４７１の他端４４７１ｂの側は、ケース部４４８内に挿入されている。これにより、筒形状部４４７１の周囲に、発熱体４４７によって加熱される水の流路４４８ａ、４４８ｂが形成される。また、筒形状部４４７１には、フランジ部４４７２が付設され設けられている。筒形状部４４７１の一端４４７１ａの側は、フランジ部４４７２からケース部４４８の外側に延出している。
【００２７】
発熱体４４７は、フランジ部４４７２で、例えばねじによってケース部４４８に固定されている。フランジ部４４７２とケース部４４８との間にはＯリングＲ１が設けられ、フランジ部４４７２とケース部４４８との間の密閉性を確保している。
【００２８】
発熱体４４７の筒形状部４４７１には、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが設けられている。ここで、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃを総称してヒータパターン４４１ということにする。
本実施の形態では、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが設けられている。なお、ヒータパターン４４１は、３つに限定されず、２つ以上設けられていればよい。本実施の形態では、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが設けられた場合を例として説明する。
【００２９】
図２に表したように、ヒータパターン４４１は、筒形状部４４７１の他端４４７１ｂの側に、筒形状に沿って設けられている。ヒータパターン４４１は、例えば筒形状部４４７１の肉厚内に組み込まれている。より具体的には、ヒータパターン４４１は、例えば２層の絶縁体の間に挟持されている。
【００３０】
図１に表したように、ケース部４４８は、ケース部本体４４８１と、蓋部４４８２と、を有する。ケース部本体４４８１には、発熱体４４７の筒形状部４４７１を収納する空間Ｓが設けられている。ケース部本体４４８１の一端４４８１ａには、発熱体４４７のフランジ部４４７２が取り付けられる。ケース部本体４４８１の他端４４８１ｂには、蓋部４４８２が、例えばねじによって固定される。蓋部４４８２とケース部本体４４８１の他端４４８１ｂとの間には、ＯリングＲ２が設けられ、蓋部４４８２とケース部本体４４８１との間の密閉性を確保している。
【００３１】
ケース部本体４４８１の空間Ｓは、発熱体４４７の筒形状部４４７１よりも大きい。この空間Ｓにおいて、ケース部本体４４８１及び蓋部４４８２と、発熱体４４７の筒形状部４４７１との隙間に、水の流路４４８ａが形成される。
なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。
【００３２】
熱交換器４４０では、水が流路４４８ａを流れる間に、ヒータパターン４４１への通電によって加熱された発熱体４４７から溝に熱を伝え、所定温度の温水を生成する。
本実施の形態に係る熱交換器４４０においては、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのうち、どの１つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが使用されても、発熱体４４７の発熱分布が揃うように複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが設けられている。これにより、熱交換器４４０により、流路４４８ａを流れる水を加熱ムラなく暖めることができようになる。
【００３３】
図３は、本実施の形態に係る熱交換器で用いられる発熱体を例示する模式的平面図である。
図３（ａ）は、発熱体の外観を例示する模式的平面図、図３（ｂ）は、ヒータパターンを露出させた状態を例示する模式的平面図である。
図４は、ヒータパターンのレイアウトを例示する模式的平面図である。
【００３４】
図３（ａ）に表したように、発熱体４４７の筒形状部４４７１は、内側部分ＰＡと、外側部分ＰＢと、を有する。内側部分ＰＡ及び外側部分ＰＢは、例えばセラミックスによって成形されている。また、この内側部分ＰＡと、外側部分ＰＢと、の間には、中間部ＰＣが挟み込まれている。中間部ＰＣには、ヒータパターン４４１が形成されている。中間部ＰＣは、例えば絶縁性のフィルム材と、このフィルム材に設けられた導電性のヒータパターン４４１と、を備える。
【００３５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）における外側部分ＰＢを除去した状態を示している。
発熱体４４７が例えばセラミックスの場合、セラミックスの原料によって内側部分ＰＡを型どり、その外周にヒータパターン４４１が形成されたフィルム材である中間部ＰＣを巻き付ける。さらに、その外周に、セラミックスの原料によって外側部分ＰＢを型どる。この状態で、焼成すると、発熱体４４７が完成する。
【００３６】
なお、上記の例では発熱体４４７にセラミックスを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、ヒータパターン４４１の電気的な短絡を起こさないように絶縁されていれば、発熱体４４７の母材として例えば金属を用いてもよい。
【００３７】
外側部分ＰＢには、開口ｈが設けられている。この開口ｈから、中間部ＰＣのヒータパターン４４１と導通する端子ＣＴ、Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃを露出させる。端子ＣＴ、Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃは、筒形状部４４７１のフランジ部４４７２よりも一端４４７１ａの側に配置されている。これにより、発熱体４４７をケース部４４８に組み付けた際、ケース部４４８の外側に端子ＣＴ、Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃが配置されることになる。
【００３８】
端子ＣＴ、Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃには、それぞれ配線がはんだ等によって接続され、外部の制御部から各ヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃへの通電の制御が行われる。
【００３９】
図４では、中間部ＰＣを展開した状態を示している。
ここで、中間部ＰＣを展開した状態で、筒形状部４４７１の延びる方向に沿った方向をｘ方向、筒形状部４４７１の外周方向に沿った方向であって展開した際にｘ方向と直交する方向をｙ方向とする。
【００４０】
中間部ＰＣにおいて、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、基材となるフィルム材ＢＦの上に設けられている。中間部ＰＣは、例えばフィルム状配線パターンである。
【００４１】
複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれでれは、自ら重なることなく、他のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃと交差することなく、互いに他のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃに沿って折り返して設けられている。
【００４２】
例えば、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、互いに一定の間隔を保ってｘ方向に敷設される部分ＸＰと、ｙ方向に沿って敷設される部分ＹＰと、を備える。ここで、部分ＸＰは、部分ＹＰよりも長い。
【００４３】
部分ＸＰは複数組み設けられている。複数組みの部分ＸＰは、ｙ方向に沿って配置される。ｙ方向に隣接する２つの部分ＸＰは、一端側または他端側で部分ＹＰによって接続される。３組以上の部分ＸＰが設けられている場合、ｙ方向に隣接する２つの部分ＸＰは、一端側と他端側とで交互に部分ＹＰによって接続される。
これにより、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、並行を保ったままｘ方向に複数回折り返して設けられるとともに、ｙ方向の全体にわたって設けられることになる。
【００４４】
３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの一端は、一つの端子（共通端子）ＣＴに接続される。また、それぞれの他端は、それぞれ端子Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃに接続される。これにより、各ヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれに２つの端子を設ける場合に比べ、端子数を少なくすることができ、熱交換器４４０を小型化することができる。さらに、ヒータパターンが増えても、発熱体４４７でのヒータパターンの形成が容易になる。
【００４５】
また、本実施の形態に係る熱交換器４４０では、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの出力が均一になっている。例えば、発熱体４４７で１２００Ｗ（ワット）を得る場合、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの出力は、４００Ｗにする。これにより、各ヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃの長さ、幅及び高さを揃えることができる。ヒータパターン４４１を例えば印刷によって形成する場合、特に幅や高さが同じであると、印刷による製造が簡単になる。
【００４６】
複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの出力を均一にするには、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの抵抗値を揃えるようにすればよい。ヒータパターン４４１の幅及び高さが同じである場合、長さを同じにすれば、抵抗値が揃う。例えば、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれにおいて、端子Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃから、それぞれの折り返し部分までの長さを調整することで、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの長さを合わせて、抵抗値を揃えることができるようになる。
【００４７】
図５は、ヒータパターンと水の流れる方向との関係を例示する模式図である。
図５（ａ）では、螺旋状に水が流れる状態を例示している。ここで、水の流れは矢印Ｗ１によって示される。すなわち、水は、発熱体４４７の筒形状部４４７１の中心軸のまわりに螺旋状に流れる。
【００４８】
このような水の流れは、図１に表したケース部４４８によって構成される流路４４８ａによって形成される。
具体的には、次のようになる。図１に表したように、ケース部本体４４８１と、筒形状部４４７１と、の間に設けられる流路４４８ａは、例えば筒形状部４４７１の中心軸のまわりに螺旋状に設けられている。すなわち、ケース部本体４４８１の内壁には、螺旋状の溝が形成されている。螺旋状の溝は、ケース部本体４４８１に設けられた流路４４８ｂと連通している。
【００４９】
本実施の形態に係る熱交換器４４０において、水は、発熱体４４７の筒形状部４４７１の一端４４７１ａから流入し、筒形状内を他端４４７１ｂの側に向けて流れていく（矢印Ａ）。その後、水は、筒形状部４４７１の他端４４７１ｂから流路４４８ａに流れ込み、筒形状部４４７１の中心軸のまわりに螺旋状に進む。そして、流路４４８ｂからケース部４４８の外部へ出される（矢印Ｂ）。
【００５０】
このように、螺旋状の流路４４８ａを構成すると、流路４４８ａに流れる水とヒータパターン４４１とが、より長く接することになる。これによって、熱ムラのない熱交換器４４０を実現できることになる。
【００５１】
図５（ｂ）では、ヒータパターン４４１に交差するよう水が流れる状態を例示している。ここで、水の流れは矢印Ｗ２によって示される。すなわち、水は、ヒータパターン４４１の折り返しの方向と交差する方向に流れている。
【００５２】
例えば、ヒータパターン４４１が、図４に例示したレイアウトである場合、ヒータパターン４４１の折り返しの方向はｘ方向になる。このヒータパターン４４１が設けられた発熱体４４７では、水は、ｘ方向と交差する方向（例えば、筒形状部４４７１の外周に沿った方向）に流れる。
なお、ヒータパターン４４１の折り返しの方向がｘ方向以外の場合には、その折り返しの方向と交差する方向に水を流すようにすればよい。
【００５３】
このように、ヒータパターン４４１の折り返しの方向と交差する方向に水を流すと、水は、ヒータパターン４４１と繰り返し交差することになる。これによって、水は、ヒータパターンと交差する位置で繰り返し加熱され、流路内において水の加熱部分が徐々に拡がることになる。したがって、水をムラなく加熱できるようになる。
【００５４】
図６は、ヒータパターンの他のレイアウトを例示する模式的平面図である。
図６では、中間部ＣＰを展開した状態を示している。
図６（ａ）に表したヒータパターン４４１のレイアウトでは、ヒータパターン４４１の折り返しの方向がｙ方向になっている。
【００５５】
例えば、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、互いに一定の間隔を保ってｘ方向に敷設される部分ＸＰと、ｙ方向に沿って敷設される部分ＹＰと、を備える。ここで、部分ＸＰは、部分ＹＰよりも短い。
【００５６】
部分ＹＰは複数組み設けられている。複数組みの部分ＹＰは、ｘ方向に沿って配置される。ｘ方向に隣接する２つの部分ＹＰは、一端側または他端側で部分ＸＰによって接続される。３組以上の部分ＹＰが設けられている場合、ｘ方向に隣接する２つの部分ＹＰは、一端側と他端側とで交互に部分ＸＰによって接続される。
なお、最も端に配置された部分ＹＰの一端は、ｘ方向に敷設された部分ＸＰ１によって共通の端子ＣＴと接続される。
これにより、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、並行を保ったままｙ方向に複数回折り返して設けられるとともに、ｙ方向の全体にわたって設けられることになる。
【００５７】
図６（ｂ）に表したヒータパターン４４１のレイアウトでは、ヒータパターン４４１の折り返しの方向がｘ方向になっている。
【００５８】
例えば、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃは、互いに一定の間隔を保ってｘ方向に敷設される部分ＸＰと、湾曲して敷設される部分ＣＰと、を備える。すなわち、図６（ｂ）に表したヒータパターン４４１は、図４に表したヒータパターン４４１の部分ＹＰの代わりに、部分ＣＰが設けられている。このように、湾曲した部分ＣＰによって部分ＸＰを接続してもよい。
【００５９】
なお、ヒータパターン４４１のレイアウトはこれらに限定されない。例えば、図示しないが、部分ＹＰを設けないで、折り返しパターンをジグザグにレイアウトしてもよい。この場合、それぞれの折り返しパターンの方向と交差する方向に水を流すようにすればよい。
【００６０】
このように、本実施の形態に係る熱交換器４４０によれば、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのいずれを使用しても熱交換器４４０による加熱ムラが発生せず、通水直後に所望の温度の洗浄水を得ることができる。
【００６１】
次に、本実施の形態に係る熱交換器４４０を用いた人体洗浄装置について説明する。
図７は、本発明の実施の形態に係る人体洗浄装置を備えたトイレ装置を表す模式的斜視図である。
また、図８は、本実施形態に係る人体洗浄装置の要部構成を表すブロック図である。
なお、図８は、水路系と電気系の要部構成を併せて表している。
【００６２】
図７に表したトイレ装置は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）８００と、その上に設けられた衛生洗浄装置１００と、を備える。衛生洗浄装置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。
【００６３】
ケーシング４００の内部には、便座２００に座った使用者の「おしり」などの洗浄を実現する人体洗浄装置４０１などが内蔵されている。人体洗浄装置４０１は、熱交換器４４０によって加熱された水を吐出する洗浄ノズル４７１と、発熱体４４７の加熱の制御及び洗浄ノズル４７１の伸出の制御を行う制御部４０５と、を備える。
【００６４】
また、例えばケーシング４００には、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が設けられている。着座検知センサ４０４が便座２００に座った使用者を検知している場合において、使用者が例えばリモコンなどの図示しない操作部を操作すると、洗浄ノズル４７１を便器８００のボウル８０１内に進出させることができる。なお、図７に表した衛生洗浄装置１００では、洗浄ノズル４７１がボウル８０１内に進出した状態を表している。
【００６５】
洗浄ノズル４７１の先端部には、ひとつあるいは複数の吐水口４７３が設けられている。そして、洗浄ノズル４７１は、その先端部に設けられた吐水口４７３から水を噴射して、便座２００に座った使用者の「おしり」などを洗浄することができる。
【００６６】
図８に表したように、本実施形態に係る人体洗浄装置４０１は、水道や貯水タンクなどの図示しない給水源から供給された水を導く給水配管１０を有する。給水配管１０の上流側には、給水弁４３１が設けられている。給水弁（以下説明の便宜上、「電磁弁」と称する）４３１は、開閉可能な電磁バルブであり、ケーシング４００の内部に設けられた制御部４０５からの指令に基づいて、熱交換器４４０への水の供給を制御する。
【００６７】
電磁弁４３１の下流側には、入水サーミスタ４３２が設けられている。入水サーミスタ４３２は、熱交換器４４０に導かれる水の温度を検知する。入水サーミスタ４３２に下流には、瞬間加熱式の熱交換器４４０が設けられている。熱交換器４４０は、供給された水を瞬間的に加熱し所定の温水にするヒータパターン４４１と、副流路開閉弁４４２と、ヒータパターン４４１により加熱された水の温度を検知し、その水温の情報を制御部４０５へ出力する温水サーミスタ（水温検知手段）４４３と、を有する。
【００６８】
熱交換器４４０に供給される水を所定の温度まで加熱するためのヒータパターン４４１への通電制御は、入水サーミスタ４３２にて検知される熱交換器４４０への入水温度と、温水サーミスタ４４３にて検知される加熱された水の温度と、の情報を制御部４０５が取り込むことによって、フィードフォワード制御とフィードバック制御の組合せにて行われる。
【００６９】
また、熱交換器４４０は、熱交換器４４０内の貯水の有無を検知し、熱交換器４４０の空焚きを防止するフロートスイッチ４４４と、熱交換器４４０から流出する水の温度が安全であることを確認するリミッタサーミスタ（水温検知手段）４４５と、例えば電磁弁４３１側に負圧が発生した場合などにおいて、洗浄ノズル４７１から汚水が逆流することを防止するバキュームブレーカ４４６と、を有する。
【００７０】
ここで、給水配管１０の下流は、副流路開閉弁４４２において二方に分岐している。一方の流路は、ヒータパターン４４１により加熱された水を洗浄ノズル４７１へ供給する主流路１１であり、他方の流路は、ヒータパターン４４１により加熱された水をノズル洗浄室４７２（図９参照）や便器８００のボウル８０１内へ排出する副流路１２である。つまり、副流路開閉弁４４２および副流路１２は、ヒータパターン４４１と温水サーミスタ４４３との間に設けられている。そして、制御部４０５は、副流路開閉弁４４２を制御して開くことにより、ヒータパターン４４１により加熱された水を副流路１２へ通水し、ノズル洗浄室４７２や便器８００のボウル８０１内へ排出することができる。
【００７１】
熱交換器４４０の下流には、洗浄ノズル４７１やノズル洗浄室４７２（図９参照）への給水の開閉や切替および水勢（流量）の調整を行う流路切替兼流量調整弁４５０が設けられている。流路切替兼流量調整弁４５０の下流は、例えば四方に分岐している。一方の流路は、捨水流路１５であり、残りの流路は、熱交換器４４０から供給された水を洗浄ノズル４７１へ供給するノズル流路１４である。なお、ノズル流路１４の設置数は、洗浄ノズル４７１の吐水口４７３の設置数に応じて適宜変更可能である。また、流路切替兼流量調整弁４５０の下流には、洗浄ノズル４７１を有するノズル装置４７０が設けられている。
【００７２】
なお、本実施形態では、温水サーミスタ４４３およびリミッタサーミスタ４４５は、熱交換器４４０に設置されているが、温水サーミスタ４４３およびリミッタサーミスタ４４５の設置形態は、これだけに限定されるわけではない。つまり、温水サーミスタ４４３およびリミッタサーミスタ４４５は、主流路１１に配設されている限り、熱交換器４４０に設置されていなくともよい。
【００７３】
図９は、本実施形態に係る人体洗浄装置の水路系の要部構成の具体例を例示するブロック図である。
【００７４】
図９に表したように、図示しない給水源から供給された水は、まず、分岐金具４１０に導かれる。分岐金具４１０に導かれた水は、連結ホース４２０および図示しない便器洗浄用のバルブユニットに分配される。ただし、本実施形態に係る人体洗浄装置４０１を備えたトイレ装置は、いわゆる「水道直圧式」に限定されるわけではなく、いわゆる「ロータンク式」であってもよい。そのため、トイレ装置が「ロータンク式」である場合には、分岐金具４１０に導かれた水は、便器洗浄用のバルブユニットの代わりに、図示しないロータンクに導かれる。
【００７５】
続いて、連結ホース４２０に供給された水は、バルブユニット４３０に導かれる。バルブユニット４３０は、電磁弁４３１と、入水サーミスタ４３２と、水抜栓４３３と、調圧弁４３４と、逆止弁４３５と、を有する。水抜栓４３３は、給水配管１０内の水が凍結するおそれがあるときなどに使用され、給水配管１０内の水を排出できる。また、調圧弁４３４は、給水圧が高い場合に、所定の圧力範囲に調整する役割を有する。なお、電磁弁４３１および入水サーミスタ４３２は、図８に関して前述した如くである。
【００７６】
続いて、バルブユニット４３０に供給された水は、熱交換器４４０に導かれる。熱交換器４４０は、ヒータパターン４４１と、副流路開閉弁４４２と、温水サーミスタ４４３と、フロートスイッチ４４４と、リミッタサーミスタ４４５と、バキュームブレーカ４４６と、を有する。熱交換器４４０の内部に供給された水は、流路４４８ａを流れるあいだにヒータパターン４４１により瞬間的に加熱される。
なお、ヒータパターン４４１と、副流路開閉弁４４２と、温水サーミスタ４４３と、フロートスイッチ４４４と、リミッタサーミスタ４４５と、バキュームブレーカ４４６と、は、図８に関して前述した如くである。
【００７７】
熱交換器４４０において加熱された水は、主流路１１を通して流路切替兼流量調整弁４５０へ導かれる。流路切替兼流量調整弁４５０へ導かれた水は、洗浄ノズル４７１側への通水と、ノズル洗浄室４７２側への通水と、を切り替えられ、かつ、水勢を調整される。なお、ノズル装置４７０が有するノズル洗浄室４７２は、その内部に設けられた図示しない吐水部から水を噴射することにより、洗浄ノズル４７１の外周表面（胴体）を洗浄することができる。
【００７８】
続いて、流路切替兼流量調整弁４５０から洗浄ノズル４７１側へ通水された水は、圧力変調装置４６０へ供給される。この圧力変調装置４６０は、主流路１１内の水の流れに脈動を与え、洗浄ノズル４７１の吐水口４７３から吐水される水に脈動を与えることができる。続いて、圧力変調装置４６０からノズル装置４７０へ供給された水は、流路切替弁４７５により、例えば「おしり洗浄」や「やわらか洗浄」や「ビデ洗浄」などに対応するそれぞれのノズル流路１４（図８参照）へ通水される。そして、ノズル流路１４へ通水された水は、例えば「おしり洗浄」や「やわらか洗浄」や「ビデ洗浄」などに対応するそれぞれの吐水口４７３から人体局部へ向けて噴射される。一方、流路切替兼流量調整弁４５０からノズル洗浄室４７２側へ通水された水は、ノズル洗浄室４７２の内部に設けられた図示しない吐水部から洗浄ノズル４７１の外周表面（胴体）へ向けて噴射される。
【００７９】
本実施の形態に係る人体洗浄装置４０１によれば、熱交換器４４０によって加熱ムラなく水を瞬時に加熱して、通水直後から所望の洗浄水を洗浄ノズル４７１から水を噴射することができるようになる。
【００８０】
次に、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃへの通電の制御について説明する。
図８に表したように、制御部４０５は、熱交換器４４０の複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃへの通電を制御して、流路４４８ａを流れる水の加熱温度を調整する。
制御部４０５は、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃへの通電を、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によって制御する。
【００８１】
制御部４０５は、ヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃの一つについて、１セットを複数波（例えば、１６波）に分割して通電のＯＮ／ＯＦＦを制御する。そして、複数セット（例えば、４セット）を制御単位とする。
【００８２】
制御部４０５は、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれについて１波単位で通電のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、制御単位における通電時間の割合に応じた出力を得ることができる。
【００８３】
本実施の形態に係る熱交換器４４０では、このような制御部４０５による通電制御において、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれへの通電時間が均等になるよう制御している。
【００８４】
例えば、所望の出力を得る際、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのうち１つのみを使用する場合、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃを順番に使用する。これにより、１系統のみに偏って使用されることがなくなって、特定のヒータパターンのみ劣化が進むことを抑制することができる。したがって、熱交換器４４０の全体での寿命を延ばすことができるようになる。
【００８５】
図１０〜図１２は、制御の具体例を説明する図である。各図において、（ａ）はヒータパターン４４１ａへの通電状態を例示し、（ｂ）はヒータパターン４４１ｂへの通電状態を例示し、（ｃ）はヒータパターン４４１ｃへの通電状態を例示している。
この制御例では、１制御単位が４セットであり、１セット当たり１６波での通電制御を行っている。また、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのそれぞれの出力は、４００Ｗである。
【００８６】
図１０〜図１２に示す具体的では、１制御単位で２５Ｗの出力を得る場合の通電状態を示している。ここで、２５Ｗの出力を得るためには、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのうち一つについて、１セット内で４波分の通電を行えばよい。つまり、１つのヒータパターンについて、４００Ｗの出力を、１セット内の１６波のうち４波、すなわち４／１６通電する。これにより、１セット当たり４００Ｗの４／１６の１００Ｗの出力を得る。また、他の２つのヒータパターンには、通電を行わない。
さらに、１制御単位の４セットのうち、他の３セットについては、いずれのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃにも通電を行わない。つまり、０Ｗである。
したがって、１制御単位では、４セットのうち１セットだけ１００Ｗの出力になることから、１００Ｗの１／４である２５Ｗの出力を得られる。
【００８７】
図１０は、１制御単位で、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃのうちヒータパターン４４１ａの第１セットｓｅｔ１だけ１００Ｗを得るための、４／１６波分の通電を行っている。一方、他の２つのヒータパターン４４１ｂ及び４４１ｃには、いずれのセットにも通電されていない。
【００８８】
本具体例のように、２５Ｗの出力を続ける場合、いつも同じヒータパターン４４１ａにだけ通電を行うと、ヒータパターン４４１ａの劣化が、他の２つのヒータパターン４４１ｂ及び４４１ｃよりも進みやすい。
そこで、本実施の形態では、制御部４０５による制御によって、３つのヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃに順番に通電を行い、通電時間が均等になるようにしている。
【００８９】
例えば、本具体例において、図１０に表したように、１制御単位について、ヒータパターン４４１ａの第１セットｓｅｔ１のみ、１００Ｗを得るための通電を行い、次の１制御単位では、図１１に表したように、ヒータパターン４４１ｂの第１セットｓｅｔ１のみ、１００Ｗを得るための通電を行う。
さらに、次の１制御単位では、図１２に表したように、ヒータパターン４４１ｃの第１セットｓｅｔ１のみ、１００Ｗを得るための通電を行う。
このように、通電対象となるヒータパターンを順番に切り替えることで、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃについて均等に通電するにする。
【００９０】
これにより、複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃが偏って使用されることがなくなり、熱交換器４４０の全体における寿命を延ばすことができる。
なお、通電対象の切り替えは、１制御単位に限定されない。例えば、着座毎や、通電がゼロになる時毎に、通電対象となるヒータパターンを切り替えても良い。すなわち、所定の使用期間において複数のヒータパターン４４１ａ、４４１ｂ及び４４１ｃへの通電時間が均等になるように切り替えればよい。
【００９１】
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、熱交換器４４０が備えるヒータパターン４４１の数やパターン形状、材質、配置などは、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】
【００９２】
１０ 給水配管、 １１ 主流路、 １２ 副流路、 １４ ノズル流路、 １５ 捨水流路、 １００ 衛生洗浄装置、 ２００ 便座、 ３００ 便蓋、 ４００ ケーシング、 ４０１ 人体洗浄装置、 ４０４ 着座検知センサ、 ４０５ 制御部、 ４１０ 分岐金具、 ４２０ 連結ホース、 ４３０ バルブユニット、 ４３１ 給水弁（電磁弁）、 ４３２ 入水サーミスタ、 ４３３ 水抜栓、 ４３４ 調圧弁、 ４３５ 逆止弁、 ４４０ 熱交換器、 ４４１ ヒータパターン、 ４４２ 副流路開閉弁、 ４４３ 温水サーミスタ、 ４４４ フロートスイッチ、 ４４５ リミッタサーミスタ、 ４４６ バキュームブレーカ、 ４５０ 流路切替兼流量調整弁、 ４６０ 圧力変調装置、 ４７０ ノズル装置、 ４７１ 洗浄ノズル、 ４７２ ノズル洗浄室、 ４７３ 吐水口、 ４７５ 流路切替弁、 ８００ 便器、 ８０１ ボウル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヒータパターンが設けられた筒形状部を有する発熱体と、
前記発熱体の前記筒形状部が挿入され、前記発熱体により加熱される水の流路を前記筒形状部の周囲に形成するケース部と、
を備え、
前記複数のヒータパターンは、前記筒形状部の周側面に沿って互いに並行に繰り返し折り返して引き回されてなり、
前記複数のヒータパターンのそれぞれは、自ら重なることなく、他のヒータパターンと交差せずに設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記複数のヒータパターンのそれぞれの出力は、均一であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記複数のヒータパターンのそれぞれの一端は、１つの共通電極に接続されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記複数のヒータパターンのそれぞれへの通電を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記複数のヒータパターンのそれぞれへの通電時間が均等になるように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記流路は、前記筒形状部の中心軸のまわりに螺旋状に前記水を流すように形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記流路は、前記複数のヒータパターンのそれぞれと交差する方向に前記水を流すように形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の熱交換器によって加熱された水を吐出する洗浄ノズルと、
前記発熱体の加熱の制御及び前記洗浄ノズルの伸出の制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする人体洗浄装置。
【請求項１】
複数のヒータパターンが設けられた筒形状部を有する発熱体と、
前記発熱体の前記筒形状部が挿入され、前記発熱体により加熱される水の流路を前記筒形状部の周囲に形成するケース部と、
を備え、
前記複数のヒータパターンは、前記筒形状部の周側面に沿って互いに並行に繰り返し折り返して引き回されてなり、
前記複数のヒータパターンのそれぞれは、自ら重なることなく、他のヒータパターンと交差せずに設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記複数のヒータパターンのそれぞれの出力は、均一であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記複数のヒータパターンのそれぞれの一端は、１つの共通電極に接続されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記複数のヒータパターンのそれぞれへの通電を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記複数のヒータパターンのそれぞれへの通電時間が均等になるように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記流路は、前記筒形状部の中心軸のまわりに螺旋状に前記水を流すように形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記流路は、前記複数のヒータパターンのそれぞれと交差する方向に前記水を流すように形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の熱交換器によって加熱された水を吐出する洗浄ノズルと、
前記発熱体の加熱の制御及び前記洗浄ノズルの伸出の制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする人体洗浄装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−６７４６８（Ｐ２０１２−６７４６８Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１１４３８（Ｐ２０１０−２１１４３８）
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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