JP2005110837A - Heated toilet seat - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、暖房機能を有する便座に関するものである。 The present invention relates to a toilet seat having a heating function.
従来のこの種の暖房便座では、図9に示すように内部に空洞部1を持つ樹脂製の便座2の着座部3の裏面にコード状のヒーター4をアルミテープ5などで接着固定したものが一般に用いられている。しかし、この暖房便座は樹脂製の便座2の着座部3を所定の温度まで加熱するのに長時間を要するため、ヒーター4に常時通電するため、無駄な電力の消費が多かった。無駄な電力消費を削減するために、タイマーによって暖房時間を設定したり、一定時間以上使用されない場合はヒーター4への通電を停止したりするものもあるが、暖房時間帯で使用者がいない間合いでも電力が消費されていたのに加え、暖房時間外に使用した場合は暖房便座を使用できないという問題があった。また、コード状のヒーター4は着座部3の裏面全面設置することは困難なため、ヒーター4の直上と、ヒーター4の無い部分では温度差が生じていた。
In this type of conventional heated toilet seat, as shown in FIG. 9, a cord-
これを解決するために図10に示す瞬間暖房式の暖房便座が提案されている。これはステンレス製の着座面6の裏面に絶縁部材7を介して面状発熱体8、断熱材9、反射体10を加熱押圧して便座本体11に固着形成したものである。面状発熱体8はステンレスをパターニングして繰り返し蛇行するように這わせて、均一な加熱を実現し、また、断熱材9、反射体10を設けることにより、熱の散逸を防止し、着座面6に効果的に伝熱させ、着座面6が素早く温度上昇するので、人が便座を使用するときのみ面状発熱体8に通電することが可能になり、電力消費量を低減することができるというものであった(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、面状発熱体8はステンレスをパターニングして繰り返し蛇行するように這わせて構成しているため、三次元的な曲面を有する着座面6に沿わせて形成するのが難しい上、ステンレスのパターニングも加工上コストがかかるため、暖房便座全体も高価のものにならざるを得なかった。また、ステンレスのパターニングした面状発熱体8はステンレスの剛性のため、加熱押圧時に、絶縁部材7と一緒に伸縮することはできないので、絶縁部材が損傷して絶縁性能が低下する懸念があった。
However, in the conventional configuration, the
本発明は前記従来の課題を解決するもので、加工上も簡単かつ安価で、着座面を均一に加熱するとともに、絶縁性能の優れた暖房便座を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a heated toilet seat that is simple and inexpensive in processing, uniformly heats a seating surface, and has excellent insulation performance.
前記従来の課題を解決するために、本発明の暖房便座は、着座部の裏面にエキスパンドメタルまたは金網よりなる発熱体を備えた構成としたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the heating toilet seat of the present invention has a configuration in which a heating element made of expanded metal or wire mesh is provided on the back surface of the seating portion.
これによって、エキスパンドメタルまたは金網変形の自由度が大きいので着座部の形状に沿った発熱体の形成が簡単かつ安価に行えるとともに、面状に加熱するので、均一な便座暖房が可能となる。 Accordingly, since the degree of freedom of deformation of the expanded metal or the wire mesh is large, the heating element can be easily and inexpensively formed along the shape of the seating portion, and it is heated in a planar shape, so that uniform toilet seat heating is possible.
また、本発明の暖房便座は、少なくとも着座部を金属で形成した便座と、前記着座部の裏面に絶縁体を介してエキスパンドメタルまたは金網よりなる発熱体を備えた構成としたものである。 The heated toilet seat according to the present invention comprises a toilet seat having at least a seating portion made of metal, and a heating element made of expanded metal or wire mesh on the back surface of the seating portion via an insulator.
これによって、着座部を熱伝導性の良好な金属で形成するとともに着座部全体にエキスパンドメタルまたは金網よりなる発熱体を形成することにより、瞬時に便座の均一な暖房が可能となる。また、エキスパンドメタルまたは金網は変形の自由度が大きいので、三次元曲面を有した着座部裏面への加熱押圧時は、エキスパンドメタルまたは金網は絶縁体とともに変形するので、絶縁材が損傷して絶縁性能が低下するのを防止し、安全性を向上することができる。さらに、エキスパンドメタル、金網はコスト的にもステンレスのパターニングに比べると安価であり、暖房便座全体のとしても安価に製造が可能である。 As a result, the seating portion is formed of a metal having good thermal conductivity, and a heating element made of expanded metal or a wire mesh is formed on the entire seating portion, so that uniform heating of the toilet seat can be instantaneously performed. In addition, since expanded metal or wire mesh has a large degree of freedom of deformation, the expanded metal or wire mesh deforms together with the insulator when heated against the back of the seating part having a three-dimensional curved surface, so that the insulating material is damaged and insulated. It is possible to prevent the performance from deteriorating and improve the safety. Furthermore, expanded metal and wire mesh are less expensive than stainless steel patterning, and can be manufactured inexpensively as a whole heating toilet seat.
本発明の暖房便座は、便座の着座部の裏面に絶縁体を介してエキスパンドメタルまたは金網よりなる発熱体を備えた構成とすることにより、エキスパンドメタルまたは金網は変形の自由度を利用して、絶縁材に損傷を与えることなく、着座部に沿った成型が可能であり、絶縁性能の低下を防止して安全な暖房便座を得ることができる。 The heating toilet seat of the present invention is configured to include a heating element made of expanded metal or wire mesh through an insulator on the back surface of the seating portion of the toilet seat, and the expanded metal or wire mesh utilizes the degree of freedom of deformation, Molding along the seating portion can be performed without damaging the insulating material, and a safe heating toilet seat can be obtained by preventing a decrease in insulation performance.
第1の発明は、着座部の裏面に絶縁体を介してエキスパンドメタルまたは金網よりなる発熱体を有した構成とすることにより、エキスパンドメタルまたは金網の変形の自由度が大きいので着座部の形状に沿った発熱体の形成が簡単かつ安価に行えるとともに、面状に加熱するので、均一な便座暖房が可能となる。 According to the first aspect of the present invention, since the heating element made of expanded metal or wire mesh is provided on the back surface of the seating portion via an insulator, the degree of freedom of deformation of the expanded metal or wire mesh is large, so that the shape of the seating portion is obtained. The heating element can be easily and inexpensively formed, and is heated in a planar shape, so that uniform toilet seat heating is possible.
第2の発明は、少なくとも着座部を金属で形成した便座と、この着座部の裏面に絶縁体を介してエキスパンドメタルまたは金網よりなる発熱体を有した構成とすることにより、着座部を熱伝導性の良好な金属で形成することにより、瞬時に便座の均一な暖房が可能となる。また、エキスパンドメタルまたは金網は変形の自由度が大きいので、三次元曲面を有した着座部裏面への加熱押圧時は、エキスパンドメタルまたは金網は絶縁体とともに変形するので、絶縁材が損傷して絶縁性能が低下するのを防止し、安全性を向上することができる。さらに、エキスパンドメタル、金網はコスト的にもステンレスのパターニングに比べると安価であり、暖房便座全体のとしても安価に製造が可能となる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a structure in which at least a toilet seat made of metal and a heating element made of expanded metal or a metal mesh are provided on the back surface of the seating portion via an insulator so that the seating portion is thermally conductive. By forming the metal with good properties, uniform heating of the toilet seat becomes possible instantly. In addition, since expanded metal or wire mesh has a large degree of freedom of deformation, the expanded metal or wire mesh deforms together with the insulator when heated against the back of the seating part having a three-dimensional curved surface, so that the insulating material is damaged and insulated. It is possible to prevent the performance from deteriorating and improve the safety. Furthermore, expanded metal and wire mesh are cheaper than stainless steel patterning in terms of cost, and can be manufactured at low cost as a whole heating toilet seat.
第3の発明は、少なくとも着座部を金属で形成した便座と、エキスパンドメタルまたは金網よりなる発熱体の上下両面にフィルム状の上部絶縁体および下部絶縁体を接着形成した発熱体ユニットを前記着座部裏面に備えた構成とすることにより、発熱体をユニット化して着座部裏面への加熱押圧成型時に型への装着等が簡単に行われ、また、発熱体と絶縁体とのずれもなくなるので、安定した絶縁性能が得られる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a toilet seat in which at least a seating portion is made of metal, and a heating element unit in which a film-like upper insulator and lower insulator are bonded and formed on both upper and lower surfaces of a heating element made of expanded metal or a wire mesh. By adopting the configuration provided on the back side, the heating element is unitized and it is easily mounted on the mold at the time of heat press molding to the back of the seating part, and there is no deviation between the heating element and the insulator, Stable insulation performance can be obtained.
第4の発明は、特に、第3発明の上部絶縁体を下部絶縁体より厚くした構成とすることにより、金属性の着座部と接触する上部絶縁体の絶縁性能を向上させ、安全な暖房便座を得ることができる。 In particular, the fourth aspect of the invention improves the insulation performance of the upper insulator in contact with the metallic seating portion by making the upper insulator of the third invention thicker than the lower insulator. Can be obtained.
第5の発明は、特に、第3または第4の発明の上部絶縁体を二層以上で構成することにより、金属性の着座部と接触する上部絶縁体にたとえば、ピンホールなどの欠陥が存在した時に、二層の絶縁体で完全にピンホールを遮蔽し、絶縁性能が良好で安全な暖房便座を得ることができる。 In the fifth invention, in particular, the upper insulator of the third or fourth invention is composed of two or more layers, so that there is a defect such as a pinhole in the upper insulator in contact with the metallic seating portion. When this is done, the pinhole is completely shielded by the two-layer insulator, and a safe heated toilet seat with good insulation performance can be obtained.
第6の発明は、特に、2〜5のいずれか1つの発明のエキスパンドメタルまたは金網よりなる発熱体の一部に貫通孔を設けた構成により、貫通孔の部分で上部絶縁体と下部絶縁体を接着固定するので、エキスパンドメタルまたは金網を固定し安定した発熱体ユニットを得ることができる。
According to the sixth aspect of the invention, in particular, an upper insulator and a lower insulator are formed at the through hole portion by providing a through hole in a part of the heating element made of the expanded metal or wire mesh of any one of the
第7の発明は、特に、第6の発明のエキスパンドメタルまたは金網よりなる発熱体に設けられた電極間の抵抗が一定となるように貫通孔を設けた構成とすることにより、着座部の均一な加熱が可能となる。 According to the seventh aspect of the invention, in particular, the structure in which the through hole is provided so that the resistance between the electrodes provided in the heating element made of the expanded metal or the wire mesh of the sixth aspect of the invention is constant, the seating portion is uniform. Heating is possible.
第8の発明は、特に第3〜第7の発明の発熱体ユニットを複数に分割し、この分割発熱体ユニットを着座部裏面に配置した構成とすることにより、エキスパンドメタル、金網の材料の無駄を無くすとともに、発熱体ユニットを小さな単位で形成することにより、ばらつきの少ない、安定した暖房便座を得ることができる。 In the eighth invention, the heating element unit of the third to seventh inventions is divided into a plurality of parts, and the divided heating element unit is disposed on the back surface of the seating portion, so that the waste of the expanded metal and the metal mesh material is eliminated. In addition, by forming the heating element unit in small units, a stable heating toilet seat with little variation can be obtained.
第9の発明は、特に第2〜第8の発明の着座部外表面に熱伝導率の小さな樹脂層を形成することにより、熱伝導率大きい金属の着座部からの熱伝導を防止して短時間で着座部が冷却されるのを防止することができる。 In the ninth aspect of the invention, in particular, by forming a resin layer having a low thermal conductivity on the outer surface of the seating portion of the second to eighth inventions, heat conduction from the seating portion of the metal having a high thermal conductivity is prevented and shortened. It is possible to prevent the seating portion from being cooled over time.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の第一の実施の形態における暖房便座の概略構成図であり、図2は斜視図であり、図3は発熱体の概略構成図である。図1および図2において、便器20に本体21が取り付けられており、この本体21に便座22および便ふた23が回動自在に設けられている。また、本体21の袖部にはトイレ空間の人体の有無を検知する赤外線センサ24が内装されている。便座22は、合成樹脂製の上・下2つの部材をそれぞれの内周縁および外周縁で溶着接合することによって形成し、その内部には水等の浸入を阻止できる密閉された空洞部25を有する構造となっている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heating toilet seat according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a heating element. 1 and 2, a
上記空洞部25の内部には便座22の着座部26裏面に、エキスパンドメタル27よりなる発熱体28が絶縁性の接着シート29により接合されている。本実施例では発熱体28をエキスパンドメタル27で構成しているが、金属ワイヤーを編織して構成した金網でも良い。この発熱体28に接触もしくは近接して発熱体28と直列に接続されたサーモスタット30および温度ヒューズ31が設けられており、万一の不安全事態に対して温度過昇を防止するよう作用する。
Inside the
着座部26の内面に設けられた凹部にはサーミスタ34がはめ込まれ着座部26の温度を直接検知できるようになっている。本体21には室温検知手段として室温サーミスタ35が設けられ、サーミスタ34、室温サーミスタ35からの信号はそれぞれ制御部36に伝達され、これらの信号に基づいて採暖面である着座部26の温度が所定の温度になるよう、発熱体28への通電が制御されるようになっている。赤外線センサ24は使用者がトイレに入室した場合それを検知し、便ふた23の開閉を行う。また、便座22の底面にはマイクロスイッチ32で構成された着座検知手段33を有しており、便座22への加重でスイッチがオンすることにより使用者の着座を検知するようになっている。たとえば、温水洗浄機能を有した暖房便座では、人の着座を検知した時にのみ、洗浄機能が動作する。
A
発熱体28は図3に示すように、エキスパンドメタル27の両端に電極37を接合し、リード線38を溶着した構成としており、発熱体自体が面状となっている。電極37はステンレス、銅、ニッケルなどの薄板を、圧着、スポット溶接等の方法でエキスパンドメタル27に固定されている。
As shown in FIG. 3, the
上記構成により、室温が所定温度以下の場合は発熱体28に通電され、着座部26の加熱が行われるが、発熱体28は面状となっているのに加え、エキスパンドメタル27の線材部分すべてに均等に電流が流れるので、極めて均一な加熱が可能である。また、エキスパンドメタル27は変形に対する自由度が大きいので、三次元的な曲面形状をした着座部26にも容易に接着可能である。
With the above configuration, when the room temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, the
(実施の形態2)
図4は本発明の第2の実施の形態の暖房便座の概略構成図であり、図5は着座部の要部断面図である。基本的な構成は図1と類似であるので異なる点のみ説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the heating toilet seat according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of the seating portion. Since the basic configuration is similar to that of FIG. 1, only the differences will be described.
39は金属着座部で、ステンレス、アルミニウム等で形成されている。金属着座部39の裏面には発熱体ユニット40が設定されている。発熱体ユニット40はエキスパンドメタル27よりなる発熱体28の上下両面にフィルム状の絶縁体である上部絶縁体41と下部絶縁体42を接着している。絶縁体としては、可撓性に優れた、PPやPETなどの熱可塑性樹脂が使用できる。また、耐熱性が要求される場合は、ポリイミドが好適である。発熱体ユニット40は上部絶縁体41を下部絶縁体42より厚く構成しており、金属着座部との絶縁性を良好に保っている。絶縁体は薄いほうか、金属着座部39裏面に発熱体ユニット40を加熱押圧して成形する際、取り扱いが容易である。しかし、絶縁体が薄いと加熱押圧時に、絶縁体の伸縮により、絶縁体に亀裂が生じて絶縁性能が劣化する懸念がある。上部絶縁体41は金属着座部39と直接接しているため高い絶縁性能が必要である。一方、下部絶縁体42は直接人体には触れないので、できるだけ薄くして発熱体ユニットの成形性を確保し、上部絶縁体41で、絶縁性を確保している。
さらに、好ましくは図5に示すように上部絶縁体41を第1絶縁体41a、第2絶縁体41bの2層構成にすることにより、絶縁性能はさらに良好になる。
Further, preferably, the insulation performance is further improved by forming the
上記構成により使用者がトイレに入室した場合、赤外線センサ24がそれを検知し、その信号が制御部36に送られ、制御部36は発熱体28に通電を開始する。制御部36には便座22の発熱体28に通電することにより昇温を開始した時点からの経過時間をカウントするタイマー部43が設けられている。制御部36は、通電開始時のサーミスタ34および室温サーミスタ48の信号をもとに、両者の温度差やそれぞれの温度から演算を行い、あらかじめ設定・記憶されている通電制限時間の最適値を選択し、タイマー部43でカウントしている経過時間が通電制限時間に到達すると通電量を低減またはゼロにし、その後サーミスタ34の信号をもとに便座22の着座部26が適温になるよう通電量を制御する。これにより、サーミスタ34は実際に使用者が触れる着座部26の温度を検知しているので、精度良く適温まで昇温・維持するので快適であり、さらにサーミスタ34および室温サーミスタ48の信号をもとに負荷量に合わせて輻射エネルギーの投入量を制御するのでより精度良く安全に適温まで加熱することができる。また、付勢時間制御を優先的に行うことで通電制限時間後は通電量を低減し昇温速度を減ずるので、温度検知手段の応答速度が遅くても安全に便座を加温することができる。
When the user enters the toilet with the above configuration, the
便座22は熱伝導が良好な金属着座部39を有しているので加熱とともに採暖面をほぼ瞬時に加温することができるので、ヒーターを常時通電しておくことなく非常に省エネになるとともに、発熱体28は面形状であるため、均一な加熱が可能である。また、絶縁体は上部絶縁体41を下部絶縁体42よりも厚くし、さらに上部絶縁体41は少なくとも第一絶縁体41a、第2絶縁体41bの2層構成としているので金属着座部39の絶縁性能は十分確保される。例えば、第一絶縁体41a、第2絶縁体41bのいずれかに万一ピンホールのような欠陥が存在したとしても、もう一方の絶縁体により完全に遮蔽されるので、漏電の心配は無い。
Since the
次に、使用者が排便のために着座すると、着座検知手段33の信号により発熱体28への通電量をゼロまたは便座温度が過昇しないところまで低減する。これにより、サーミスタ34などが故障しても使用中に便座温度が過昇することなく、火傷等が生じる心配なく安全である。加えて、便座への着座直前だけ便座加温を行うので、非常に省エネになるものである。
Next, when the user is seated for defecation, the energization amount to the
なお、ここでは着座検知手段33をマイクロスイッチ32で構成したもので説明したが、回動自在に設けた便座22のヒンジ部等に設けても良く、その場所や構成は種々のものが考えられる。
Here, the seating detection means 33 is described as being constituted by the
(実施の形態3)
図6は本発明の第3の実施の形態の暖房便座の発熱体ユニットの概略構成図、図7は金属着座部裏面の平面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a heating unit of a heating toilet seat according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a plan view of the back surface of the metal seating portion.
図6において発熱体28はエキスパンドメタル27の両端に電極37を接合し、リード線38を溶着した構成としており、発熱体自体が面状となっている。電極37はステンレス、銅、ニッケルなどの薄板を、圧着、スポット溶接等の方法でエキスパンドメタル27に固定されている。エキスパンドメタル27には一部に貫通孔43が設けられ、上下両面に上部絶縁体41、下部絶縁体42が発熱体28全体を覆うように貼付されている。通常、絶縁体は接着剤を有したシートを用いるが、貫通孔44が無い場合は、エキスパンドメタル27の網目が細かいと接着剤が入り込まず、上部絶縁体41、下部絶縁体42の接着ができず、周縁部にみが接着されるため、絶縁体とエキスパンドメタル27に剥離が生じ、絶縁体が損傷する懸念があった。貫通孔44を設けることにより、貫通孔44の部分で上部絶縁体41、下部絶縁体42の接着が行われるので、エキスパンドメタルを27を固定することができ、安全な発熱体ユニット40を得ることができる。また、貫通孔は電極間の抵抗が一定となるように設けられている。着座部26の幅が変わる場合、例えば幅が狭くなる場合は抵抗が小さくなるので、電流が多く流れ、結果としてその部分の温度が上昇し、均一な温度が得られない場合がある。この場合、貫通孔44の密度を他の部分より多くして、抵抗値を一定にすることにより温度を一定に保つことができる。
In FIG. 6, the
また、図7に示すように発熱体ユニット40を便座22の形状に一体的に形成するのではなく、いくつかの複数のブロックに分割した、分割発熱体ユニット45で構成することもできる(図7では貫通孔44は記載せず)。発熱体ユニット40一体で構成する場合は、便座22の中央の開口部の領域のエキスパンドメタル27や上部絶縁体41、下部絶縁体42は廃棄するしかなく、材料的にもコスト的にもまた、環境的にも問題がある。必要な形状に分割発熱体ユニット45で構成すれば、材料的な無駄はなくなり、また、分割発熱体ユニット45を同一形状で形成すれば加工上のメリットも大きい。また、着座部26裏面に加熱押圧して成型する場合も変形量が少なくてすむため加工コストも低く押さえられ、安定した暖房便座を形成することができる。
In addition, as shown in FIG. 7, the
(実施の形態4)
図8は本発明の第4の実施の形態の暖房便座の概略図である。基本的な構成は図4と類似であるので異なる点のみ説明する。
(Embodiment 4)
FIG. 8 is a schematic view of a heating toilet seat according to the fourth embodiment of the present invention. Since the basic configuration is similar to that of FIG. 4, only the differences will be described.
図8において金属着座部39の外表面に樹脂層46を形成した構成としている。金属着座部39は同じ温度でも、熱伝達が速いため、使用者が着座した場合に急激な熱移動が起こり、樹脂製の着座部26に比べると熱く感じる。また金属着座部39の温度も下がりやすい。樹脂層26は金属に比べ熱伝導率が小さいため、急激な熱移動が起こらず、温感も樹脂製の着座部と大差なく、また、冷却も起こりにくい。樹脂層の46の厚みは0.1から0.5mm程度であれば、便座加熱時の昇温速度にも大きな影響はなく、速やかな暖房が可能である。さらに、金属着座部39と樹脂製の便座22の接合部を覆うように樹脂層46を形成すれば、接合部の境界が表面に現れなくなり、汚れの付着しにくい快適な暖房便座を得ることができる。
In FIG. 8, the
本発明の暖房便座は、着座部の裏面に絶縁体を介してエキスパンドメタルまたは金網よりなる発熱体を備えた構成とすることにより、エキスパンドメタルまたは金網は変形の自由度を利用して、絶縁材に損傷を与えることなく、着座部に沿った成型が可能であり、絶縁性能の低下を防止して安全な暖房便座を得ることができるので、着座する機器の暖房技術として適用することが可能である。 The heating toilet seat of the present invention has a structure in which a heating element made of expanded metal or a metal mesh is provided on the back surface of the seating portion via an insulator, so that the expanded metal or the metal mesh utilizes a degree of freedom of deformation, and the insulating material It can be molded along the seating part without damaging the seat, and it can be applied as a heating technology for the equipment to be seated because it can prevent a decrease in insulation performance and obtain a safe heating toilet seat. is there.
22 便座
26 着座部
27 エキスパンドメタル
28 発熱体
37 電極
39 金属着座部
40 発熱体ユニット
41 上部絶縁体
42 下部絶縁体
44 貫通孔
45 分割発熱体ユニット
46 樹脂層
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