JP2001262667A

JP2001262667A - 衛生洗浄装置

Info

Publication number: JP2001262667A
Application number: JP2000073637A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Nonomura; 貢野々村; Shunichi Teranishi; 俊一寺西
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-09-26

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】トライアックを介してスイッチング動作が行
われるヒータの作動中において、ヒータの通電状態を断
続的に行うことにより、トライアックに設けられる放熱
板の必要な面積を小さく抑えた衛生洗浄装置を提供する
こと。【解決手段】ヒータのスイッチング動作を行うための
トライアックのゲート信号を複数のパルス波で構成する
ことにより、温水ヒータの作動中において、トライアッ
クのターンオンとターンオフを交互に行わせて、温水ヒ
ータの通電状態を断続的に行わせる。これにより、トラ
イアックの電力ロスによる発熱は減少して、放熱板の飽
和温度が低下するので、トライアックに設けられる放熱
板の必要な面積を、例えば４０％程、削減することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トライアックを介
してスイッチング動作が行われるヒータを有した衛生洗
浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、衛生洗浄装置においては、人体局
部を洗浄するための洗浄水を温水タンクに貯留してお
き、消費電力が６００Ｗ程度の温水ヒータで最適温度に
まで加熱することにより、使用者の洗い心地を向上させ
ていた。また、温風に対しては、消費電力が３５０Ｗ程
度の温風ヒータで最適温度にまで加熱することにより、
使用者の座り心地を向上させていた。

【０００３】この点、温水ヒータや温風ヒータは、それ
ぞれ専用のトライアックを介してスイッチング動作が行
われている。従って、衛生洗浄装置の制御基板には、例
えば、図４〜図６に示すようなヒートシンクサブアッセ
ンブリ１００が実装されている。すなわち、ヒートシン
クサブアッセンブリ１００においては、アルミ製の放熱
板１０３に対して、トライアック１０１、１０２をタッ
ピングスクリューで取り付け、これにより、トライアッ
ク１０１、１０２の電力ロスによる発熱に対処してい
た。ここで、トライアック１０１、１０２は、一方が温
水ヒータに対するものであり、他方が温風ヒータに対す
るものである。

【０００４】尚、ＩＣ素子１０４についても、放熱板１
０３に取り付けることにより、ＩＣ素子１０４の電力ロ
スによる発熱に対処していた。もっとも、その電力ロス
の発熱は、トライアック１０１、１０２のものに比べれ
ば著しく小さい。

【０００５】そして、温水ヒータの消費電力（６００Ｗ
程度）は、温風ヒータの消費電力（３５０Ｗ程度）の約
２倍にもなることから、放熱板１０３のサイズを設計す
る際には、温水ヒータの消費電力（６００Ｗ程度）に基
づいて、放熱板１０３の必要な面積を計算していた。さ
らに、このとき、温水ヒータが連続して作動しているこ
とを仮定して計算していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放熱板
１０３が制御基板に与える影響は大きく、放熱板１０３
のサイズによっては、例えば、制御基板における他の部
品の実装上の制限を課したり、また、ヒートシンクサブ
アッセンブリ１００を制御基板に実装するため、図４〜
図６に示すように、放熱板１０３を折り曲げて複雑な形
状にする必要が生じ、そのため、制御基板を設計する上
で著しい制約を与えていたので、放熱板１０３の必要な
面積を小さく抑えたいとの要望があった。

【０００７】そこで、本発明は、上述した問題点を解決
するためになされたものであり、トライアックを介して
スイッチング動作が行われるヒータの作動中において、
ヒータの通電状態を断続的に行うことにより、トライア
ックに設けられる放熱板の必要な面積を小さく抑えた衛
生洗浄装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に成された請求項１に係る発明は、放熱板と、前記放熱
板に設けられたトライアックと、前記トライアックを介
してスイッチング動作が行われるヒータとを有し、前記
ヒータの加熱対象物が設定温度に到達するまで、前記ト
ライアックのゲート信号を送信し続けることにより、前
記ヒータを作動させる衛生洗浄装置において、前記ゲー
ト信号を複数のパルス波で構成して、前記トライアック
のターンオンとターンオフを交互に行わせることによ
り、前記放熱板の飽和温度を低下させたこと、を特徴と
している。

【０００９】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
記載する衛生洗浄装置において、前記ゲート信号として
最初に送信される第１パルス波の持続時間を、前記ゲー
ト信号として送信される他のパルス波の持続時間よりも
長くしたこと、を特徴としている。

【００１０】また、請求項３に係る発明は、請求項１又
は請求項２に記載する衛生洗浄装置において、前記ゲー
ト信号として最初に送信される第１パルス波の持続時間
を、室温センサで検知された室温に基づいて変更するこ
と、を特徴としている。

【００１１】また、請求項４に係る発明は、請求項１乃
至請求項３のいずれか一つに記載する衛生洗浄装置にお
いて、前記加熱対象物は、人体局部を洗浄するための洗
浄水であること、を特徴としている。

【００１２】このような特徴を有する本発明の衛生洗浄
装置では、ヒータの加熱対象物が設定温度に到達するま
で、トライアックのゲート信号を送信し続けることによ
り、ヒータを作動させている。従って、トライアックの
ゲート信号の送信が始まると、ヒータは通電状態となっ
て、ヒータの作動が開始し、その後、ヒータの加熱対象
物が設定温度に到達して、トライアックのゲート信号の
送信が終わると、ヒータは非通電状態となって、ヒータ
の作動が終了するので、ヒータのスイッチング動作をト
ライアックを介して行うことができる。

【００１３】さらに、トライアックのゲート信号は複数
のパルス波で構成されているので、トライアックのゲー
ト信号の送信が始まってから終わるまでの間は、トライ
アックのゲート信号が送信され続けても、各パルス波の
立ち下がり時にはトライアックのターンオフして、ヒー
タは非通電状態となり、各パルス波の立ち上がり時には
トライアックがターンオンして、ヒータは通電状態とな
る。

【００１４】従って、ヒータの作動中は、トライアック
のターンオンとターンオフが交互に行われ、ヒータの通
電状態は断続的となり、トライアックの電力ロスによる
発熱が減少するので、トライアックに設けられる放熱板
の飽和温度を低下させることができる。

【００１５】すなわち、本発明の衛生洗浄装置では、ヒ
ータのスイッチング動作を行うためのトライアックのゲ
ート信号を複数のパルス波で構成することにより、ヒー
タの作動中において、トライアックのターンオンとター
ンオフを交互に行わせて、ヒータの通電状態を断続的に
行わせることができ、これにより、トライアックの電力
ロスによる発熱は減少して、放熱板の飽和温度が低下す
るので、トライアックに設けられる放熱板の必要な面積
を小さく抑えることができる。

【００１６】従って、放熱板を単純な形状で小型化する
ことが可能となり、制御基板を設計する際において、放
熱板の大きさを要因とする設計上の制約から解放するこ
とができるので、例えば、制御基板の小型化、組付性の
向上、低コスト化などが可能となる。

【００１７】また、トライアックのゲート信号を構成す
る各パルス波の持続時間やセパレーションを変更するだ
けで、放熱板の飽和温度を調整することができるので、
例えば、ヒータの消費電力が大きくなっても、既存の大
きさの放熱板で対応させることも可能となる。

【００１８】もっとも、トライアックを介してスイッチ
ング動作が行われるヒータの通電状態を断続的に行わせ
ると、ヒータの加熱対象物の温度上昇が従来に比べ鈍く
なる。しかしながら、ヒータの作動が開始したときは、
放熱板の温度が常温又は常温に近い温度にあり、飽和温
度よりも相当に低いことから、ヒータの作動が開始した
直後は、ヒータの通電状態を連続的にしても支障はな
い。

【００１９】そこで、本発明の衛生洗浄装置では、トラ
イアックのゲート信号として最初に送信される第１パル
ス波の持続時間を、ゲート信号として送信される他のパ
ルス波の持続時間よりも長くしており、これによって、
ヒータの作動が開始した直後においては、ヒータの通電
状態を連続的に行うことが可能となるので、ヒータの加
熱対象物の温度上昇を従来のものと同様に迅速に行うこ
とができる。

【００２０】また、ヒータの加熱対象物の温度上昇は室
温にも大きく影響される。例えば、室温が低い冬場で
は、ヒータの加熱対象物の温度上昇は夏場と比べ鈍い。
しかしながら、放熱板の温度上昇も夏場と比べ鈍いこと
から、ヒータの作動が開始した直後は、ヒータの通電状
態を連続的に行うことを、夏場より長くしても支障はな
い。

【００２１】そこで、本発明の衛生洗浄装置では、ゲー
ト信号として最初に送信される第１パルス波の持続時間
を、室温センサで検知された室温に基づいて変更させて
おり、これにより、室温に影響されることなく、ヒータ
の加熱対象物の温度上昇を安定させることができる。

【００２２】また、ヒータの加熱対象物が人体局部を洗
浄するための洗浄水である場合には、ヒータのスイッチ
ング動作を行うトライアックの電力ロスによる発熱が大
きいことから、上述した効果をより発揮させることがで
きる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照にして説明する。本実施の形態の衛生洗浄装置
は、温水タンクの貯留水を暖めて人体局部を洗浄するた
めの洗浄水として使用するものであり、また、暖房便座
を備えたものである。

【００２４】従って、本実施の形態の衛生洗浄装置は、
図３に示すような制御部１を有している。この点、制御
部１は、マイコン１６、温水ヒータ１４、便座ヒータ１
５、トライアック１１、トライアック１２、室温センサ
１７、温水センサ１８などからなる。そして、温水ヒー
タ１４、便座ヒータ１５、トライアック１１、トライア
ック１２は、交流電源１３に接続された状態にある。

【００２５】また、温水ヒータ１４は、温水タンクの貯
留水を加熱するものであり、その消費電力は６００Ｗで
ある。一方、便座ヒータ１５は、便座を加熱するもので
あり、その消費電力は４５Ｗである。また、温水ヒータ
１４と便座ヒータ１５は、マイコン１６によって制御さ
れる。このとき、温水ヒータ１４のスイッチング動作は
トライアック１１を介して行われ、便座ヒータ１５のス
イッチング動作はトライアック１２を介して行われる。

【００２６】さらに、マイコン６においては、温水ヒー
タ１４のスイッチング動作を行うときは、トライアック
１１のゲート信号の送信を始めて、トライアック１１を
ターンオンさせ、温水ヒータ１４を通電状態にする。そ
の後、温水タンクの貯留水が設定温度の４０℃に到達し
たことを温水センサ１８で検知すると、トライアック１
１のゲート信号の送信を終えて、トライアック１１をタ
ーンオフさせ、温水ヒータ１４を非通電状態にする。

【００２７】また、トライアック１１、トライアック１
２は、図示しない平板状のアルミ製の放熱板に、タッピ
ングスクリュウーで取り付けられている。尚、放熱板の
サイズを設計する際においては、温水ヒータ１４の消費
電力（６００Ｗ）が、便座ヒータ１５の消費電力（４５
Ｗ）の約１３倍にもなることから、温水ヒータ１４の消
費電力（６００Ｗ）に基づいて、すなわち、温水ヒータ
１４のスイッチング動作を行うトライアック１１の電力
ロスによる発熱に基づいて、放熱板の必要な面積を計算
している。

【００２８】また、トライアック１１のゲート信号は、
図２に示すように、複数のパルス波から構成されるパル
ス信号である。よって、マイコン６は、最初において
は、第１パルス波を持続時間Ｔ₁で送信し、その後にお
いては、等しいセパレーションＴ₃で、持続時間Ｔ₂のパ
ルス波を送信し続ける。

【００２９】従って、トライアック１１のゲート信号の
送信を始めてから、第１パルス波の持続時間Ｔ₁が経過
すると、等しいセパレーションＴ₃で、持続時間Ｔ₂のパ
ルス波が送信し続けられるので、交流電源１３の電圧変
動が懸念されるが、これに対しては、各パルス波を「切
→半波→全波→半波→切」で形成することにより、対処
することができる。

【００３０】尚、第１パルス波の持続時間Ｔ₁は、トラ
イアック１１が取り付けられる放熱板の温度が、コード
配線などの周辺部品の耐熱温度にならないように配慮し
ながら、最大となるように設定される。従って、例え
ば、第１パルス波の持続時間Ｔ ₁は３０分程度であり、
また、その他のパルス波の持続時間Ｔ₂は１０秒程度で
あり、セパレーションＴ₃は５秒程度である。

【００３１】以上、詳細に説明したように、本実施の形
態の衛生洗浄装置では、温水ヒータ１４の加熱対象物で
ある温水タンクの貯留水が設定温度の４０℃に到達する
まで、トライアック１１のゲート信号を送信し続けるこ
とにより、温水ヒータ１４を作動させている。従って、
トライアック１１のゲート信号の送信が始まると、温水
ヒータ１４は通電状態となって、温水ヒータ１４の作動
が開始し、その後、温水ヒータ１４の加熱対象物である
温水タンクの貯留水が設定温度の４０℃に到達して、ト
ライアック１１のゲート信号の送信が終わると、温水ヒ
ータ１４は非通電状態となって、温水ヒータ１４の作動
が終了するので、温水ヒータ１４のスイッチング動作を
トライアック１１を介して行うことができる（図３参
照）。

【００３２】さらに、トライアック１１のゲート信号
は、図２に示すように、複数のパルス波で構成されてい
るので、トライアック１１のゲート信号の送信が始まっ
てから終わるまでの間は、トライアック１１のゲート信
号が送信され続けても、各パルス波の立ち下がり時には
トライアック１１のターンオフして、温水ヒータ１４は
非通電状態となり、各パルス波の立ち上がり時にはトラ
イアック１１がターンオンして、温水ヒータ１４は通電
状態となる。

【００３３】従って、温水ヒータ１４の作動中は、トラ
イアック１１のターンオンとターンオフが交互に行わ
れ、温水ヒータ１４の通電状態は断続的となり、トライ
アック１１の電力ロスによる発熱が減少するので、トラ
イアック１１に設けられる放熱板の飽和温度を低下させ
ることができる。

【００３４】なぜなら、従来技術の衛生洗浄装置では、
温水ヒータの作動が連続的に行われる場合、温水ヒータ
のスイッチング動作を行うトライアックはターンオン状
態が維持されるので、そのトライアックに取り付けられ
た放熱板の温度曲線は、図１の二点鎖線Ｂ（夏場のも
の）で示すようになるが、本実施の形態の衛生洗浄装置
では、温水ヒータ１４の作動が連続的に行われても、第
１パルス波の持続時間Ｔ ₁が経過すれば、各パルス波の
セパレーションＴ₃をもって、トライアック１１のター
ンオンとターンオフが交互に行われるので、トライアッ
ク１１に取り付けられた放熱板の温度曲線は、例えば、
図１の実線Ａ（夏場のもの）で示すようになるからであ
る。

【００３５】すなわち、本実施の形態の衛生洗浄装置で
は、図２に示すように、温水ヒータ１４のスイッチング
動作を行うためのトライアック１１のゲート信号を複数
のパルス波で構成することにより、温水ヒータ１４の作
動中において、トライアック１１のターンオンとターン
オフを交互に行わせて、温水ヒータ１４の通電状態を断
続的に行わせることができ、これにより、トライアック
１１の電力ロスによる発熱は減少して、放熱板の飽和温
度が低下するので、トライアック１１に設けられる放熱
板の必要な面積を、例えば４０％程、削減することがで
きる。

【００３６】従って、放熱板を単純な平板状に小型化す
ることが可能となり、制御基板を設計する際において、
放熱板の大きさを要因とする設計上の制約から解放する
ことができるので、例えば、制御基板の小型化、組付性
の向上、低コスト化などが可能となる。

【００３７】また、温水ヒータ１４のスイッチング動作
を行うためのトライアック１１のゲート信号において
（図２参照）、例えば、セパレーションＴ₃を長くとれ
ば、図１においては、トライアック１１に取り付けられ
た放熱板の温度曲線が、実線Ａから点線Ｃに移行する。
すなわち、トライアック１１のゲート信号を構成する各
パルス波の持続時間Ｔ₁、Ｔ₂やセパレーションＴ₃を変
更するだけで、放熱板の飽和温度を調整することができ
る。従って、設計変更などにより、温水ヒータ１４の消
費電力が６００Ｗよりも大きくなっても、既存の大きさ
の放熱板で対応させることも可能となる。

【００３８】もっとも、トライアック１１を介してスイ
ッチング動作が行われる温水ヒータ１４の通電状態を断
続的に行わせると、温水ヒータ１４の加熱対象物である
温水タンクの貯留水の温度上昇が従来に比べ鈍くなる。
しかしながら、温水ヒータ１４の作動が開始したとき
は、放熱板の温度が常温又は常温に近い温度にあり、飽
和温度よりも相当に低いことから、温水ヒータ１４の作
動が開始した直後は、温水ヒータ１４の通電状態を連続
的にしても支障はない。

【００３９】そこで、本実施の形態の衛生洗浄装置で
は、図２に示すように、トライアック１１のゲート信号
として最初に送信される第１パルス波の持続時間Ｔ
₁（例えば、３０分）を、ゲート信号として送信される
他のパルス波の持続時間Ｔ₂（例えば、１０秒）よりも
長くしている。これによって、温水ヒータ１４の作動が
開始した直後においては、温水ヒータ１４の通電状態を
連続的に行うことが可能となるので、温水ヒータ１４の
加熱対象物である温水タンクの貯留水の温度上昇を従来
のものと同様に迅速に行うことができる。

【００４０】尚、このとき、トライアック１１のゲート
信号として最初に送信される第１パルス波の持続時間Ｔ
₁（例えば、３０分）は、４〜５人が連続して使用する
通常の時間よりも長く設定されていることから、実用上
の問題は生じない。

【００４１】また、温水ヒータ１４の加熱対象物である
温水タンクの貯留水の温度上昇は室温にも大きく影響さ
れる。例えば、室温が低い冬場では、温水ヒータ１４の
加熱対象物である温水タンクの貯留水の温度上昇は、夏
場と比べ鈍い。しかしながら、図１の実線Ｄで示すよう
に、冬場の放熱板の温度上昇も、夏場のもの（実線Ａ）
と比べ鈍いことから、温水ヒータ１４の作動が開始した
直後は、温水ヒータ１４の通電状態を連続的に行うこと
を、夏場より長くしても支障はない。

【００４２】そこで、本実施の形態の衛生洗浄装置で
は、ゲート信号として最初に送信される第１パルス波の
持続時間Ｔ₁を、室温センサ１７で検知された室温に基
づいて、マイコン１６で変更させる。これにより、室温
に影響されることなく、温水ヒータ１４の加熱対象物で
ある温水タンクの貯留水の温度上昇を安定させることが
できる。

【００４３】また、本実施の形態の衛生洗浄装置のよう
に、温水ヒータ１４のスイッチング動作を行うためのト
ライアック１１のゲート信号を複数のパルス波で構成す
るとともに、各パルス波の持続時間Ｔ₁、Ｔ₂やセパレー
ションＴ₃を変更することは、マイコン１６に対するソ
フトウェアで対応することが可能であるので、新たなハ
ード素子を追加する必要はない。

【００４４】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が
可能である。例えば、本実施の形態の衛生洗浄装置で
は、図２のトライアック１１のゲート信号において、そ
の他のパルス波の持続時間Ｔ₂や各セパレーションＴ₃が
同一であったが、必ずしも同一とする必要はない。

【００４５】また、消費電力６００Ｗの温水ヒータ１４
のスイッチング動作を行うトライアック１１だけでな
く、その他にも、消費電力が大きいヒータのスイッチン
グ動作を行うトライアックがあれば、そのトライアック
に設けられる放熱板に対しても、有効である。

【００４６】

【発明の効果】本発明の衛生洗浄装置では、ヒータのス
イッチング動作を行うためのトライアックのゲート信号
を複数のパルス波で構成することにより、ヒータの作動
中において、トライアックのターンオンとターンオフを
交互に行わせて、ヒータの通電状態を断続的に行わせる
ことができるので、これにより、トライアックの電力ロ
スによる発熱は減少して、放熱板の飽和温度が低下する
ので、トライアックに設けられる放熱板の必要な面積を
小さく抑えることができる。

【００４７】従って、放熱板を単純な形状で小型化する
ことが可能となり、制御基板を設計する際において、放
熱板の大きさを要因とする設計上の制約から解放するこ
とができるので、例えば、制御基板の小型化、組付性の
向上、低コスト化などが可能となる。

【００４８】また、トライアックのゲート信号を構成す
る各パルス波の持続時間やセパレーションを変更するだ
けで、放熱板の飽和温度を調整することができるので、
例えば、ヒータの消費電力が大きくなっても、既存の大
きさの放熱板で対応させることも可能となる。

【００４９】そこで、本発明の衛生洗浄装置では、トラ
イアックのゲート信号として最初に送信される第１パル
ス波の持続時間を、ゲート信号として送信される他のパ
ルス波の持続時間よりも長くしており、これによって、
ヒータの作動が開始した直後においては、ヒータの通電
状態を連続的に行うことが可能となるので、ヒータの加
熱対象物の温度上昇を従来のものと同様に迅速に行うこ
とができる。

【００５０】そこで、本発明の衛生洗浄装置では、ゲー
ト信号として最初に送信される第１パルス波の持続時間
を、室温センサで検知された室温に基づいて変更させて
おり、これにより、室温に影響されることなく、ヒータ
の加熱対象物の温度上昇を安定させることができる。

【００５１】また、ヒータの加熱対象物が人体局部を洗
浄するための洗浄水である場合には、ヒータのスイッチ
ング動作を行うトライアックの電力ロスによる発熱が大
きいことから、上述した効果をより発揮させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トライアックに設けられる放熱板の温度曲線
を、本発明の衛生洗浄装置と従来技術の衛生洗浄装置と
を比べて示した図である。

【図２】本発明の衛生洗浄装置において、トライアック
のゲート信号を示した図である。

【図３】本発明の衛生洗浄装置のブッロク図である。

【図４】従来技術の衛生洗浄装置のヒートシンクサブア
ッセンブリの正面図である。

【図５】従来技術の衛生洗浄装置のヒートシンクサブア
ッセンブリの側面図である。

【図６】従来技術の衛生洗浄装置のヒートシンクサブア
ッセンブリの上面図である。

【符号の説明】

１１トライアック１４温水ヒータ１７室温センサＴ₁第１パルス波の持続時間Ｔ₂その他のパルス波の持続時間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放熱板と、前記放熱板に設けられたトラ
イアックと、前記トライアックを介してスイッチング動
作が行われるヒータとを有し、前記ヒータの加熱対象物
が設定温度に到達するまで、前記トライアックのゲート
信号を送信し続けることにより、前記ヒータを作動させ
る衛生洗浄装置において、前記ゲート信号を複数のパルス波で構成して、前記トラ
イアックのターンオンとターンオフを交互に行わせるこ
とにより、前記放熱板の飽和温度を低下させたこと、を
特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項２】請求項１に記載する衛生洗浄装置におい
て、前記ゲート信号として最初に送信される第１パルス波の
持続時間を、前記ゲート信号として送信される他のパル
ス波の持続時間よりも長くしたこと、を特徴とする衛生
洗浄装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載する衛生洗
浄装置において、前記ゲート信号として最初に送信される第１パルス波の
持続時間を、室温センサで検知された室温に基づいて変
更すること、を特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一つに
記載する衛生洗浄装置において、前記加熱対象物は、人体局部を洗浄するための洗浄水で
あること、を特徴とする衛生洗浄装置。