JP2005102809A - 便座装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 腰掛便器上面に枢着される便座は、主に硬質樹脂材料で構成されている。したがって、長時間着座した場合、痛みや痺れが生じてしまうものであった。そこで、一般発泡体からなるクッション材を表面に形成した便座が考案されたが、柔らかすぎるために着座時に底づきが発生したり、硬すぎて緩衝機能が充分でないなどの問題点があった。本発明の目的は、底づきをすることのない、充分な座圧分散機能を有した便座装置を提供することにある。
【解決手段】 腰掛便器上面に設けられ、ヒンジ係合部を介して回動自在に枢着した便座を有する便座装置において、便座が使用者の皮膚と接触する上面から表皮材、低反発物質からなる層、合成樹脂基材で構成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、腰掛便器上面に設けられ、ヒンジ係合部を介して回動自在に枢着した便座を有する便座装置に関する。

従来、図６に示す便座装置Ａにおいて、内部に制御装置や熱交換器や温風乾燥装置や洗浄ノズルなどを収納した本体ケース３に便座１や便蓋２が回動自在に枢着されている。便座１は、使用者が着座したときの荷重に耐えうる強度を有する樹脂、主にＡＢＳ樹脂やポリプロピレン等が使用されている。前者は表面硬度が高いため傷付きにくい反面、洗剤等によるソルベントクラックに弱い。従って、耐薬品処方を施したものが一般的に用いられる。後者は、ソルベントクラックに強い反面、比較的表面硬度が低いため傷付きやすい。従って、添加剤や結晶化度制御等により表面硬度を上げて「傷付きにく」する対処や、緩衝材等を利用して「傷付けにくく」する対処がとられる。

しかしながら、上記のようなＡＢＳ樹脂、ポリプロピレンを始め、便座に使用される樹脂は一般的に硬質樹脂であるため、非常に座り心地が悪いものであった。また、座面の端面は皮膚を圧迫し血流の流れを阻害するため、長時間着座した場合は、痺れや痛みが生じてしまうこともあった。特に、高齢者あるいは障害者の方の中には、便意が明確でなく、用をたすまで１時間以上便座に着座される方もあり、問題となっていた。

そこで、硬質樹脂で形成された便座本体の上面に発泡層を設けた便座が考案された。このような構成にすることにより、着座時の荷重は発泡層が吸収するため座り心地が向上する一方、基材としての硬質樹脂製便座本体が使用者の荷重を保持ため、強度的な問題は無い。なお、発泡材、特にポリウレタン発泡樹脂は連続ポアの組織を有するため、水や汚れを吸収しやすい。そこで、この発明においては、撥水加工又は防汚加工を施した表皮材を設けている（例えば、特許文献１参照)。
特開２００１−２４５８２３号公報

ところが、一般的な高硬度の発泡材を用いた場合、単独で車椅子から移乗する場合のように、動的衝撃が加わるような着座を行う場合には緩衝層として役割を果たすが、静かに着座する場合には変形量が小さいため、着座状態においては、座圧のかかり方は従来の硬質樹脂製便座とほぼ同等であり、痺れや痛みを回避することはできない。

一方、低硬度の発泡材を用いた場合、体重の重い使用者の場合は底づきをしてしまう可能性がある。肉厚を厚くすることで回避することはできるが、むやみに厚くすると、床から便器上面までの高さはほぼ３７０mmから３８０mmと一定であるため、便座の高さが高くなった分だけ、床から便座上面までの高さが高くなってしまう。その場合、座り心地が変化するだけでなく、身長の低い使用者では着座時に脚が床から浮く可能性があり、着座状態の維持が難しくなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、着座時の衝撃を吸収すると共に、着座状態の座り心地の良い便座装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、腰掛便器上面に設けられ、ヒンジ係合部を介して回動自在に枢着した便座を有する便座装置において、便座が使用者の皮膚と接触する上面から表皮材、低反発物質からなる層、合成樹脂基材の順に構成されていることを特徴とする。

低反発物質はスローリカバリー性物質とも呼ばれ、荷重が入力される際及び荷重が開放される際に、微小時間だけ遅れて変形する性質を有する物質である。さらに、大変形が可能であるため、様々な形状に倣うことが可能である。このような性質を有する低反発物質は、素早く着座した場合には変形が追従できないために圧縮硬度が上がる結果、着座時の衝撃を充分吸収することができると共に、底づきを解消することができる。ゆっくり着座した場合には、一般の硬度の低い発泡物質では、使用者の予想より早く変形する結果、座面に尻もちをつくような状態となるが、低反発物質では、使用者のお尻を保持しながら変形するため、座位を安定させながら静かに着座状態に移行できる。着座状態では使用者の尻部の形状に倣って変形しているため、効率的に座圧を分散させることができる。つまり局部的に圧迫される点が生じないため、長時間座っても痺れ、痛み等を感じることが無く、非常に良好な座り心地を発現できる。

低反発性については、一定速度で一定応力あるいは一定変位まで変形させた後、初期状態まで戻した場合に、どれだけのエネルギーロスがあったか、つまりどれだけのエネルギーを物質が吸収したかを測定することで評価できる。一定荷重もしくは一定変位量になるまで一定速度でサンプルを押し込み、その後一定速度で初期状態まで戻すという圧縮特性測定を行い、そのときの変位量を横軸に、応力縦軸にプロットした場合、囲まれる面積がエネルギーロス量である。したがって、面積が大きいほどエネルギーロスが大きく、低反発性が高いといえる。当然ながら、変位量が大きいほど、印加する応力が大きいほどエネルギーロスは大きくなるため、比較評価する場合にはいずれかが一定となる条件で評価しなければならない。

請求項２記載の発明は、低反発物質が低反発発泡ポリウレタンであることを特徴とする。低反発発泡ポリウレタンは、内部のセルが側面の薄い壁に空いた穴を介してつながった連続気泡構成をとり、内部のガスの出入りにより緩衝性能を発現している。さらに、物質が軟化し始める温度であるガラス転移点を通常使用温度よりも若干低めに設定することにより、低反発性を発現している。そのため、良好な低反発性を有すると共に、非常に高い圧縮回復性を示す。したがって、ヘタリの少ない便座装置を提供することができる。

請求項３記載の発明は、低反発物質が低反発発泡ポリエチレンであることを特徴とする。低反発発泡ポリエチレンは、内部の気孔が互いに独立した独立気泡構成をとり、気孔の壁の変形及び内部ガスの圧縮により、緩衝性能を発現している。そのため高い耐荷重性能を有しており、体重の重い使用者が着座する場合も底づきすることが無い。低反発発泡ポリウレタンと同様に、ガラス転移点の設計により低反発性を発現しているため、ゆっくり着座した場合は荷重にしたがってゆっくりと変形し、使用者は硬さを感じることは無い。圧縮特性測定結果を図３に示す。低反発発泡ポリウレタンよりはエネルギーロス量が少ないが、前述のように内部の気泡は独立しているため吸水性がほとんどないという特性を持つ。したがって、防水性を有した表皮材等を設けなくても汚水等は内部に新入することは無く、病院やデイケアセンターのように不特定多数が使用するトイレには、適しているといえる。

請求項４記載の発明は、表皮材は、シリコーンをグラフトさせたポリプロピレンであることを特徴とする。シリコーンをグラフトさせると臨界界面張力が低下すると共に、耐薬品性能が向上する。そのため、このように構成すると、耐薬品性に優れた座面を提供できるだけでなく、汚れがつきにくく落としやすい座面となる。

請求項５記載の発明は、低反発物質は、前記表皮材と一体に成形されていることを特徴とする。こうすることにより、合成樹脂基材の上に一体成形品を載せ、表皮材の端部を合成樹脂基材の裏面へ折り返し、接着あるいはタッカー留め等により固定するだけで便座のアッセンブルが完了するため、組立工程を大幅に簡略化できる。

請求項６記載の発明は、低反発物質は、前記合成樹脂基材と一体に成形されていることを特徴とする。こうすることにより、一体成形品の上に表皮材を被せ、端部を一体成形されている合成樹基材の裏面へ折り返し、接着あるいはタッカー留め等により固定するだけで便座のアッセンブルが完了するため、組立工程を大幅に簡略化できる。

請求項７記載の発明は、合成樹脂基材は、２部材以上で構成されていることを特徴とする。基材にクッション層を載せて表皮材で包み込む場合、最も簡単な方法は、例えば、バイクや自転車のシートのように基材の裏側に表皮材を折り返してタッカー留めする方法である。
しかしながら、この場合固定部が露出してしまい、外観上好ましくないだけでなく、便座の場合は汚れが入り込みやすくなり、内部への水浸入も問題となる。そこで、基材を上部部材と下部部材の２部材で構成し、上部部材のみで便座装置を完結させれば、上部部材の裏面に下部部材を結合することにより、表皮材の上部部材への固定部を隠蔽することができる。この場合、上部部材は露出しないため、上部部材と下部部材の固定は種々の方法が採用できる。
例えば、上部部材の表面が引けて外観不良になっても問題とならないため、上部部材の裏面にねじ固定用のボスを設けて、下部部材の底面からタッピンねじにて固定することも可能である。もちろん、従来から行われてきたバイブレーション溶着や超音波溶着も可能であることは言うまでもない。

請求項８記載の発明は、合成樹脂基材は、上部部材と下部部材の２部材で構成され、下部部材はシリコーンをグラフトさせたポリプロピレンシートを一体成形されていることを特徴としている。下部部材は便器の上面と直接接する箇所であり非常に汚れやすい部分であるが、臨界界面張力の小さなポリプロピレンシートと一体成形された下部部材であれば、汚れがつきにくく落としやすいため、お手入れが非常に容易になる。

請求項９記載の発明は、低反発物質からなる層の厚さが、１０mm以上３０mm以下であることを特徴とする。座圧を分散させて着座時の座り心地を向上させるためには、極力厚さを厚くした方が有利である。ところが、床から便器上面までの高さは、ほぼ３７０mmから３８０mmと一定であるため、むやみに厚くしては床から便座上面までの高さが高くなり、小柄な方が使用する場合には足が床につかなくなり、座位の安定が難しくなってしまう。一方、薄くしすぎると、座圧分散できずに底づきしてしまう。そこで、低反発物質からなる層の厚さを１０mmから３０mmの間に設定することにより、床から便座上面までの高さが座位に影響を及ぼさない範囲内で効果的に座圧を分散させることができる。

以上説明した本発明を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。図１は発明に係る実施例を表す便座装置の斜視図、図２は同便座の断面図、図３は肌触り測定結果、図４は冷温感測定結果、図５は圧縮特性測定結果である。

図１に示す本発明の第１実施例を説明すると、便座装置Ａは、貯湯式の温水洗浄暖房便座であって、本体ケース３内部には、図示しない熱交換器や洗浄ノズル、電磁弁、温風装置、脱臭装置、制御装置等が内蔵されており、使用者は洗浄ノズルから吐水される温水を臀部に当てることにより、用便による汚れを洗い流すことが可能で、更に内部に温風乾燥装置を備えておれば、洗浄後の湿り気を除去し乾燥させることもできるものである。

この便座装置Ａは、図示しない腰掛便器の上面に便座１及び本体ケース３の下面が接するように載置される。腰掛便器の上面には、本体ケース３と係合する図示しないベースプレート固定用穴が２箇所穿設されており、図示しないゴムブッシュ及びボルトによりベースプレートは固定される。ベースプレートと本体ケース３との取付固定は、互いの爪部を嵌合させるワンタッチ取付形式を用いており、本体ケース３側方に配設されている解除ボタンを押下することにより嵌合部のロックを解除して、取り外すことができる。

次に、便座１の構成について図２を用いて説明する。図２は便座１の断面図であり、上面が使用者の皮膚と接触する面である。便座１は上面から、表皮材４、低反発物質５、上部部材６、下部部材７の４部材で構成されている。本実施例では、表皮材としてポリウレタン製合成皮革、低反発物質として低反発発泡ポリウレタンを使用している。

ポリウレタン製合成皮革は、しっとりした肌触りを発現できるため、直接肌と接する便座の表皮材として好適である。また、スエード調にしたりシボ形状としたり等、表面のトポロジーを種々に変化させることができるため、便座のバリエーションが豊富になる。また、熱の伝わりにくいトポロジーとすることも可能であるため、低温期のヒヤリ感を低減することもできる。さらに、廃棄時にハロゲン元素を発生させないため、環境にも優しい素材である。

このような、着座時の肌触りやヒヤリ感は数値データで表すことができる。肌触りは、表皮材の表面の凹凸及び凹凸の変化量と相関がある。しかしながら、表面粗さを測定する一般的なプローブでは、人の感覚と一致しない。そこで、人の肌を模したプローブを用いて測定した。肌触り測定結果を図４に示す。ＭＩＵ（平均摩擦係数）は数値が大きいほど滑りにくく、ＭＭＤ（平均摩擦係数の変動）は数値が大きいほどざらついていることを表す。したがって、便座としての機能を考慮して、滑りにくくて滑らかな材料を選定する際の指標として利用できる。また、ヒヤリ感、つまり冷温感は、表皮材表面の単位時間あたりの熱移動量と相関がある。
ここでは、表面を起毛にしたり、シボを設けたり等の表面トポロジー変更によってＭＩＵとＭＭＤを変化させた、図４に示す１２種類（Ａ〜Ｍ）の表皮材を準備した。

しかしながら、肌触りと同様に、一般的なプローブを用いても人の感覚と一致しない。これは、冷温感を感じ取る神経が皮膚の表層から０．１mmから０．２mm内部に入った部位に存在するためである。そこで、プローブが表皮材と接触してから０．２秒経過した時点の熱移動量を測定することにより、人の感覚と一致させることができた。図４に示した表皮材（Ａ〜Ｍ）に対し、冷温感を測定した結果を図５に示す。この数値が大きいほど、着座したときに冷たく感じることを表す。同じポリウレタン製合成皮革であっても、非常に幅が広いことがわかる。
したがって、０．２秒後の熱移動量をヒヤリ感の指標に用い、ボリウレタン製合成皮革のトポロジーを変化させて、ヒヤリ感の小さな表皮材を選定することが可能となる。

肌触りやヒヤリ感ではなく防汚性が要求される場合には、合成樹脂シート、例えばシリコーンをグラフトさせたポリプロピレンシート等を用いれば良い。このシートは水や油よりも低い臨界界面張力を有するために、汚水等は細かい水滴となり付着しにくい。また、付着した場合でも簡単なお手入れで除去できるので、常に衛生的な便座面を維持することができる。

合成皮革シートの肌触りを維持したまま防汚性を向上させたい場合には、シートの裏側に透湿防水シートをラミネートするという手法がある。この場合、表面は合成皮革のままであるため、肌触りに影響は無い。ただし、シート自体の防汚性は変わらないため、定期的なお手入れは必要である。

図３は横軸に変位、縦軸に応力をプロットした圧縮特性測定結果である。低反発物質５として使用しているポリウレタンは、変位が小さいときは硬く、大きくなると徐々に軟らかくなるという性質を有する。つまり、座り始めは硬く感じるが、体重を乗せてしまった状態ではゆっくりと使用者のお尻の形状に変化していくのである。この性質のおかげで、例えば車椅子からの移乗のように衝撃荷重がかかる場合には硬くなって底づきを回避する一方、通常の着座時はお尻を包み込むようにゆっくりと変形していくのである。このように、ポリウレタン製の低反発材を使用することで、相反する使用を満足することができる。

なお、この低反発発泡ウレタンは、硬質樹脂から軟質樹脂へと移行する境界であるガラス転移点を室温よりも若干低めに設定することで、低反発性を発現している。通常使用する温度はガラス転移点よりも高い温度であるため、硬質樹脂の硬さを有しながらもエラストマー的な性質も有することとなり、荷重に比例して変形せず、遅れて変形し、戻るときもその温度での硬さに応じてゆっくり元の状態に戻ろうとするのである。さらに、発泡ポリウレタンは、主として内部の気泡がつながった連続気泡構造をとり、ガスの出入りが容易である。そのため、大きく変形することが可能でありながら、元の状態に戻るのも容易であり、繰り返し変形させてもヘタリにくい性質を併せ持つ。

低反発物質５の厚みは、２０mmとしている。基材が上部部材６と下部部材７の２部材からなる本実施例の場合、一般の便座高さが２５mmから３５mmであるため、厚さ２０mmの低反発材を使用すれば、ほぼ同一の高さとなる。しかしながら、一般的な低反発物質では、この厚みの範囲内では充分な座圧分散性能が得られない。そこで本実施例では、低反発物質５をモールド成形して表面に硬質のスキン層を形成すると共に、密度を一般的な低反発物質より０．０３g/cm³程度高くすることで、２０mmの厚さで所望の座圧分散性能を得ることができた。

なお、体重が非常に重い方の使用が想定される場合には、荷重によって低反発物質５の肉厚がゼロになってしまう、いわゆる底づき現象が発生する可能性がある。この現象が発生した場合、座圧分散性能は全く得られない。そのような場合には、低反発物質５と上部部材６の間に一般の硬質発泡物質を構成すればよい。この硬質発泡樹脂は、便座１のアッセンブル時に単純に積層するだけでもよいが、低反発物質５と一体成形しておけばさらに望ましい。

もちろん、低反発物質５には低反発発泡ポリウレタンではなく、低反発発泡ポリエチレンを用いても良い。この場合、スローリカバリー性は低反発発泡ポリウレタンよりも劣るものの、独立気泡構造に起因する防水性を有するため、必ずしも防水性のある表皮材４等を設ける必要がない。頻繁に汚されて清掃が必要となる公共のトイレには好適である。さらに、低反発発泡ポリウレタンよりも本質的に圧縮硬度が高いため、底づきしにくい。したがって、１０mm程度の薄さでも底づきのない低反発性を有した便座装置が実現できる。

上部部材６と下部部材７の材質は、本実施例では、いずれもポリプロピレンを使用している。ポリプロピレンが高い耐薬品性能を有するための材料選定であるが、上部部材６に対して防水性を持たせるのであれば、対薬品性能が若干劣る材料を用いても問題はない。表皮材等を接着により固定するのであれば、ＡＢＳ樹脂等の接着性が良好な材質で上部部材６を形成すれば好適である。

本実施例では、低反発物質５と上部部材６を一体で成形した。つまり、あらかじめ成形されたポリプロピレン製の上部部材６を低反発物質５用の型内にセットし、その後低反発物質５の原料を注入、型締めを行い、上部部材６と一体にするわけである。このようにすることにより、アッセンブル過程での低反発物質５と上部部材６の仮固定が不要となる。

本実施例とは逆に、低反発物質５と表皮材４を一体に成形することも可能である。この場合、低反発物質５を成形する型内に適当な長さにカットした表皮材４をセットし、同様の成形を行う。充填される低反発物質５の原料に押されて型の形状に変形する必要があるため、使用する表皮材４にはおよそ４０％以上の伸びが要求される。

一体成形された低反発物質５及び上部部材６への表皮材４の貼り付けは、以下のように行った。およそ７００mm角にプレカットされた表皮材４を載せた後、上部から低反発物質５の上面を転写した形状の治具でプレスして、表皮材を低反発物質５の形状に成形すると同時に密着させる。その後治具から外して、表皮材４の端面を上部部材６の裏面に巻き込み、ポリプロピレン用の接着剤で接着し、トリミングを行う。この際、治具を便座内周側から外周側へと接触させることにより、伸張不足により内側の表皮が足らなくなる不具合を回避できる。なお、ヒンジ部は上部部材側面のＲ形状が小さいため接着剤では強度不足となる。そこで、外部のみタッカー１０を打ち込み補強している。

下部部材７は、便器と接する面にシリコーンをグラフトさせたポリプロピレンシート８が一体に成形されている。成形方法は、低反発物質５と上部部材６の一体成形と同様である。このポリプロピレンシート８は下部部材７よりも低い臨界界面張力を有するため、表面で水が弾かれて水滴となり、容易に付着しにくく、付着した場合でも拭き掃除程度で除去できる。該部は、便器内ボウル面からの汚水の跳ね返りで汚れやすい箇所であるため、使用者のお手入れの負荷が非常に低減される。

本実施例では、上部部材６と下部部材７の固定にはタッピンねじ１２による固定方法を採用した。図２に示すように上部部材６の裏面にねじ固定用のボス１１を設け、下部部材７には便座クッション９挿入用の凹部の底面に貫通穴１３を設けている。従来の便座では上部部材６の表面が外観面となるため、裏面ボス形成による表面のヒケを考慮して採用することができなかった。ところが、本実施例では隠蔽されてしまうため、何ら障害はない。ねじ固定であれば、廃棄時に容易に分解できるため、環境に優しい便座となる。下部部材７においても、凹部に便座クッション９を挿入するため、タッピンねじ１２は露出せず、外観が低下することはない。

本発明による便座は、特に高齢者や障害者のように，長時間着座される場合にその効果を発揮する。このような方は、小柄な方や痩せた方が多いこともあり、便座の内側への落ち込みが多く発生している。落ち込みにより肛門が両側から押される形となり、便意が催しにくくなる場合もあるようである。また、便意を催すまで１時間以上も便座に着座されることもあるため、圧迫された箇所が痺れたり、痛みが生じたりして、快適な排便が阻害されている。従来は、柔らかすぎて底づきしてしまう補助便座か、硬いために長時間座ると硬質樹脂製の便座と同様の傷みが生じる補助便座を使用していたような現場である。そこに、本発明による便座を使用すれば、座圧が分散され、使用者のお尻形状にフィットすることにより、着座姿勢も安定する。もちろん、手すり等の補助具も使用すればさらに好適であろう。

本発明に係る実施例を表す便座装置の斜視図である。 本発明に係る便座の断面図である。 本発明に係る表皮材の肌触り測定結果である。 本発明に係る表皮材の冷温感測定結果である。 本発明に係る低反発物質の圧縮特性測定結果である。 従来の便座装置の斜視図である。

符号の説明

Ａ…便座装置
１…便座
２…便蓋
３…低反発物質
４…本体ケース
５…表皮材
６…上部部材
７…下部部材
８…シリコーングラフトポリプロピレンシート
９…便座クッション
１０…タッカー
１１…ボス
１２…タッピンねじ
１３…貫通穴

Claims (9)

1. 腰掛便器上面に設けられ、ヒンジ係合部を介して回動自在に枢着した便座を有する便座装置において、前記便座が使用者の皮膚と接触する上面から表皮材、低反発物質からなる層、合成樹脂基材の順に構成されていることを特徴とする便座装置。
2. 前記低反発物質は、低反発発泡ポリウレタンであることを特徴とする請求項１記載の便座装置。
3. 前記低反発物質は、低反発発泡ポリエチレンであることを特徴とする請求項１記載の便座装置。
4. 前記表皮材は、シリコーンをグラフトさせたポリプロピレンであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の便座装置。
5. 前記低反発物質からなる層は、前記表皮材と一体に成形されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の便座装置。
6. 前記低反発物質からなる層は、前記合成樹脂基材と一体に成形されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の便座装置。
7. 前記合成樹脂基材は、２部材以上で構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の便座装置。
8. 前記合成樹脂基材は、上部部材と下部部材の２部材で構成され、下部部材はシリコーンをグラフトさせたポリプロピレンシートを一体成形されていることを特徴とする請求項７記載の便座装置。
9. 前記低反発物質からなる層の厚さは、１０mm以上３０mm以下であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の便座装置。