JP2006122151A - 暖房便座 - Google Patents

Abstract

【課題】面状発熱ヒータを便座に一体化するときに面状発熱ヒータに加わるストレスを逃がすと共に複雑な形状の便座形状に対応して容易に一体化できて、面状発熱ヒータの一体強度が増すことができ、しかも面状発熱ヒータに発生する皺やよれを解消して面状発熱ヒータ上での温度むらを抑えることで快適な暖房ができる暖房便座を提供する。
【解決手段】小さいサイズに小割りした複数の面状発熱ヒータ３を便座２の全面に亙って分散して配置する。各面状発熱ヒータ３を並列に接続して各面状発熱ヒータ３に電源を供給し得るようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、用便のために着座したときに臀部を暖める暖房便座に関するものである。

図８に一般的な暖房便座装置の全体的な構造を示す。この暖房便座装置は、人体の局部の洗浄を行う機構を有する局部洗浄装置本体１と使用者が座るための便座２と便座２や便器を覆うための便蓋１３とで構成していた。この便座２は図９に示す便座上部２ａと便座下部２ｂとから構成されており、この便座上部２ａと便座下部２ｂとの間に熱源を配置してある。

従来、便座２にヒータを設ける場合、便座上部２ａの裏面に熱源としてアルミニウム箔等を貼り付けたチュービングヒータ、温度制御機構として温度ヒューズ等を配置して、着座時に人体の臀部を暖めるための便座暖房機能を持たせていた。チュービングヒータはニクロム線の周りを絶縁材で被覆したものであり、チュービングヒータはコストと信頼性のバランスに優れているために従来は上記の構造が一般的であった。

しかし、このような構造では便座上部２ａの裏面に熱源を配置しているために、便座着座時等に十分な強度を持たせるためには便座上部２ａの樹脂に適当な厚みが必要になることを考慮すると、熱源から人体までに存在する物質の熱容量により、通電開始後から快適な着座温度に昇温させるのに、特に冬場は時間がかかる。従って、使用時に快適な便座温度を提供するためには未使用時においても常に便座２を一定温度で保つ必要があり、電力、コストの無駄になっていた。また通電開始後にヒータから便座２表面までの熱伝導をよくするために、熱源から人体までの物質の熱容量を小さくした場合においても、チュービングヒータのような線状のヒータでは、ヒータ通電後に速やかに温度を上げた場合に、ヒータ上の箇所とそうでない箇所の温度差が大きくなり、便座２上を快適な温度にすることは困難である。

このような従来の暖房便座の問題点を解決するために、熱源に面状発熱ヒータを用いる提案が行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この特許文献１のものはポリエステル樹脂等の箔に正の温度抵抗特性を持つ導電性発熱材と電極とを印刷または塗布で形成した面状発熱ヒータを便座の本体の成形と一体成形により内蔵するものである。また一体成形の手段として、特許文献２のように便座上部を合成樹脂シートから真空成形により成形し、その裏面部の彎曲状に沿って面状発熱ヒータを貼り付け、射出成形により便座裏面部を一体的に形成することが提案されている。しかし、このような面状発熱ヒータを一体的に形成する際には、温度むらを少なくするために人体から熱源までの距離を便座上で一定にしておく必要があり、そのため面状発熱ヒータを便座の形状に合せて複雑な曲面状に形成する必要性がある。

また他の手段として、便座表面または便座上部の裏側に直接印刷または塗布により面状発熱ヒータを形成することも考えられるが、この手段では面状発熱ヒータの厚さを均一に便座表面や便座上部の裏面に形成することが困難であり、面状発熱ヒータの厚さが均一でないことから単位面積当たりの抵抗値が異なり、温度むらとなることが考えられる。そこで面状発熱ヒータの形成の容易さの観点からも、薄膜状の平面の箔に正の温度係数を持つ導電性樹脂と電極を印刷、塗布等により形成後に、それを便座と一体に成形することが最適と考えらえる。

しかし、従来のこのような手段では、複雑な形状を有する便座表面に合せて面状発熱ヒータからなる平面のシートを一体化させる必要があるために、特に曲率の大きい便座内周と外周において面状発熱ヒータに大きなストレスが加わり、皺やよれが不規則に発生して、その部分での面状発熱ヒータの接着強度の低下から剥がれが発生したり、部分的に面状発熱ヒータの抵抗値が変化したりして、便座表面温度を均一にして快適な暖房便座を提供することが困難であった。
特開昭５８−１２４４１７号公報 特公平７−１０２５０号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、面状発熱ヒータを便座に一体化するときに面状発熱ヒータに加わるストレスを逃がすと共に複雑な形状の便座形状に対応して容易に一体化できて、面状発熱ヒータの一体強度が増すことができ、しかも面状発熱ヒータに発生する皺やよれを解消して面状発熱ヒータ上での温度むらを抑えることで快適な暖房ができる暖房便座を提供すること課題とし、また消費電力を抑えることができる暖房便座を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の請求項１の暖房便座は、小さいサイズに小割りした複数の面状発熱ヒータ３を便座２の全面に亙って分散して配置し、各面状発熱ヒータ３を並列に接続して各面状発熱ヒータ３に電源を供給し得るようにしたことを特徴とする。

上記のように便座２の全面に亙って面状発熱ヒータ３を配置して通電により暖房できるために便座２表面を均一な温度に短時間で昇温させることができ、常時通電しておかなくとも便座２を使用するとき通電するだけでも快適に使用できる。また小さいサイズに小割りした複数の面状発熱ヒータ３を便座２の全面に亙って分散して配置したことにより、面状発熱ヒータ３を便座２に一体化するときのストレスを逃がすことができると共に複雑な便座形状に容易に一体化できるものであって、面状発熱ヒータ３の一体強度を増すことができ、しかも皺やよれ解消して面状発熱ヒータ３上での温度むらを抑えることができて快適な暖房ができる。

また本発明の請求項２の暖房便座は、請求項１において、小割りした各面状発熱ヒータ３は導電性発熱体４に一対の電極５ａ，５ｂを平行に設けて形成され、各面状発熱ヒータ３は一対の電極５ａ，５ｂで挟むヒータ幅が夫々均等になるように形成され、各面状発熱ヒータの一対の電極５ａ，５ｂの長さが同等に形成されたことを特徴とする。このようにすることにより、各面状発熱ヒータ３の単位面積当たりの抵抗値が同等になり、電流密度が同等になることで各面状発熱ヒータ３の発熱を均一にすることができる。

また本発明の請求項３の暖房便座は、請求項２において、小割りした面状発熱ヒータ３を隣り合う面状発熱ヒータ３間に所定の間隔を隔てるように配置したことを特徴とする。面状発熱ヒータ３を配置するとき隣り合う面状発熱ヒータ３間に使用者が着座したとき冷たいと感じることがない間隔をあけることにより、複数の面状発熱ヒータ３の必要総面積を減らすことができるので、これにより消費電力を減らすことができる。

また本発明の請求項４の暖房便座は、請求項１乃至請求項３のいずれかにおいて、隣り合う面状発熱ヒータ３間では同極の電極５ａ，５ｂが隣接するように面状発熱ヒータ３が配置されたことを特徴とする。この場合、隣り合う面状発熱ヒータ３の電極５ａまたは５ｂ同士が万が一接触してもスパークが発生したりするのを防止できる。

また本発明の請求項５の暖房便座は、請求項３において、面状発熱ヒータ３を配置していない箇所を熱伝導が小さな材質で構成したことを特徴とする。この場合、着座時に人体の臀部からヒータ未配置部分へ移動する熱量を抑えることができ、同時に面状発熱ヒータ３から熱を供給することで着座時の瞬間的なひんやり感を抑えることができると共に面状発熱ヒータ３の総面積を小さくすることができるので、消費電力を少なくすることができる。

また本発明の請求項６の暖房便座は、請求項３において、面状発熱ヒータ３を配置していない箇所と、面状発熱ヒータ３の一部若しくは全面を熱伝導が大きな物質で覆ったことを特徴とする。この場合、ヒータ未配置部分へ熱伝導を早くして、速やかに便座全面の温度むらを小さくすることができると共に、面状発熱ヒータ３の総面積を小さくすることができるので、消費電力を減らすことができる。

本発明は叙述の如く便座の全面に亙って面状発熱ヒータを配置して通電により暖房できるために便座表面を均一な温度に短時間で昇温させることができ、常時通電しておかなくとも便座を使用するとき通電するだけでも快適に使用できるという効果があるのは勿論、小さいサイズに小割りした複数の面状発熱ヒータを便座の全面に亙って分散して配置したことにより、面状発熱ヒータを便座に一体化するときのストレスを逃がすことができると共に複雑な便座形状に容易に一体化できるものであって、面状発熱ヒータの一体強度を増すことができるという効果があり、しかも皺やよれ解消して面状発熱ヒータ上での温度むらを抑えることができて快適な暖房ができるという効果がある。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。便座２は合成樹脂にて形成されるのであるが、便座２を成形するときに面状発熱ヒータ３が一体化してある。本発明は、便座２に一体に面状発熱ヒータ３を設けるとき従来のように便座２の全面に亙る大きな面状発熱ヒータを一体に設けるのでなく、小さなサイズに小割りした複数枚の面状発熱ヒータ３を図１に示すように便座２の全面に亙って均等になるように配置して一体化して暖房便座を形成してある。本例の場合、小割りした面状発熱ヒータ３は矩形状にしてあり、同じサイズにしてある。面状発熱ヒータ３は導電性発熱体４に銅の一対の電極５ａ，５ｂを設けて形成されている。導電性発熱体４はポリエステル樹脂等の箔に正の温度抵抗特性を持つ導電性発熱材を積層したものや樹脂にカーボンを含有させてシート状にしたもの等がある。一対の電極５ａ，５ｂは導電性発熱体４の両側に平行に設けられている。

図１のように面状発熱ヒータ３が複数個配置されるが、各面状発熱ヒータ３の一対の電極５ａ，５ｂ間のヒータ幅は同じであり、また各面状発熱ヒータ３の電極５ａ，５ｂの長さは同じである。電源から給電する一対の給電線６ａ，６ｂは便座２の内周及び外周の環状の中継線７ａ，７ｂに夫々接続されており、一方の中継線７ａが各面状発熱ヒータ３の一方の電極５ａに夫々接続されており、他方の中継線７ｂは各面状発熱ヒータ３の他方の電極５ｂに夫々接続されている。このように接続することにより各面状発熱ヒータ３を並列に接続して給電できるようになっている。また上記のように接続して給電するようにすることで隣り合う面状発熱ヒータ３間では同極の電極５ａ，５ｂが隣接するようになる。また面状発熱ヒータ３の上には必要に応じて樹脂の表面保護膜を被覆してあってもよい。

ところで、従来のように大きなサイズの面状発熱ヒータを有した暖房便座では、便座着座面が曲面であり且つ便座内周と外周との間の幅が均一でないことから（内周と外周とに電極を配置してその電極間の導電性発熱体に通電して発熱させるようになっている）、発熱面が平面的で単位面積当たりの発熱量がヒータ全面において均一に設計しやすい面状発熱ヒータを有した床暖房装置に比べて、便座表面を均一な温度で速やかに昇温させることは困難であった。本発明は箔に正の温度抵抗特性を持つ導電性発熱材を積層した導電性発熱体４に電極５ａ，５ｂを設けることで形成が容易で発熱むらのない平面の面状発熱ヒータ３を小さいサイズに小割りして便座曲面の複雑な形状に対応させるようにしたものである。

上記のように小さいサイズに小割りした複数の面状発熱ヒータ３を全面に亙って均等に配置したことにより、曲面に面状発熱ヒータ３を一体化するとき、便座着座面の全面に大きなサイズの１つの面状発熱ヒータを設けるのに比べて面状発熱ヒータ３に生じる歪を逃がしてより曲面に沿った配置が可能になる。これにより面状発熱ヒータ３に生じる歪を全体的に分散できると共に、部分的に面状発熱ヒータ３の厚みが異なり、抵抗値が変わることで生じる温度むらをなくすことができ、便座全面に亙って均一に暖房できる。

また上記のように各面状発熱ヒータ３は夫々電極５ａ，５ｂで挟むヒータ幅が均等であり、且つ向かい合う電極５ａ，５ｂの長さが同じ長さになっているため、単位面積当たりの抵抗値が同等になり、各面状発熱ヒータ３での発熱を均一にすることができる。また隣り合う面状発熱ヒータ３間で隣接する電極５ａ，５ｂを同極にしたので、万が一隣接する電極同士が接触してもスパークを防止できる。

また、上記のように小さいサイズに小割りした複数の面状発熱ヒータ３を全面に亙って均等に配置し、さらに各面状発熱ヒータ３は夫々電極５ａ，５ｂで挟むヒータ幅が均等であり且つ向かい合う電極５ａ，５ｂの長さが同等の構造を持つ暖房便座において、各面状発熱ヒータ３を所定の間隔を隔てて配置することも好ましい。つまり、図１の例では隣り合う面状発熱ヒータ３を殆ど隙間なく配置してあるが、図２に示すように隣り合う面状発熱ヒータ３間に所定の間隔を隔ててもよい。この隣り合う面状発熱ヒータ３間に隔てる間隔は使用者が着座したとき冷たいと感じることがない間隔である。このように面状発熱ヒータ３間に使用者が冷たいと感じることがない間隔をあけて暖房する場合は、全面発熱とする場合に比べて消費電力を抑えることができる。この構造は具体的には次のようになっている。

図２はヒータ構成図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図であるが、面状発熱ヒータ３の幅をＤとし、隣り合う面状発熱ヒータ３間の間隔をＣとしたとき、Ｃ＝１／５Ｄになるように一定の間隔で配置されている。この場合、便座２全面を発熱させた場合と比較して、同等の昇温性、同電圧条件であるとすると、消費電力は１７％抑えることができる。面状発熱ヒータ３の上の着座面側はヒータ表面保護等の目的で樹脂製の表面保護膜８にて覆われている。この表面保護膜８は、例えば人体と面状発熱ヒータ３との間に絶縁空間を必要としない場合は厚さ０．１ｍｍ程度のＰＥＴ、ＰＰ、ポリカーボネート等の薄膜で形成することができる。また便座２の表面温度を速やかに上げることを目的とする場合、面状発熱ヒータ３の着座面側と反対の裏側を断熱構造にすることが望ましい。

また、上記のように小さいサイズに小割りした複数の面状発熱ヒータ３を全面に亙って均等に配置し、さらに各面状発熱ヒータ３は夫々電極５ａ，５ｂで挟むヒータ幅が均等であり且つ向かい合う電極５ａ，５ｂの長さが同等の構造を持ち、面状発熱ヒータ３を使用者が冷たいと感じることのない間隔で便座２上に配置した暖房便座において、面状発熱ヒータ３を配置していない箇所を熱伝導が小さい材料で構成したことも好ましい。このように面状発熱ヒータ３を配置してない箇所を熱伝導が小さい材料で構成した場合、着座時に人体臀部からヒータ未配置部分へ移動する熱量を抑えることができ、同時に面状発熱ヒータ３から熱を供給することで、着座時の瞬間的なひんやり感を抑えることができると共に便座着座面における面状発熱ヒータ３の総面積を小さくできるので、消費電力をさらに少なくすることができる。この構造は具体的には次のようになっている。

図４はヒータ構成図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図であるが、面状発熱ヒータ３の幅をＤとし、隣り合う面状発熱ヒータ３間の間隔をＣとしたとき、Ｃ＝１／３Ｄとなるように一定の間隔で配置されている。そして、この面状発熱ヒータ３を配置していないヒータ未配置箇所を断熱材９等の熱伝導率が小さな材料にて構成してある。本例の場合、便座２の全面に亙って断熱材９を積層すると共に断熱材９の上に面状発熱ヒータ３を積層することによりヒータ未配置箇所を熱伝導が小さい材料にて形成してある。この場合、便座全面を発熱させた場合と比較して、同等の昇温性、同電圧条件であると、消費電力は２５％抑えることができる。また便座２の表面温度を速やかに上げることを目的とする場合、面状発熱ヒータ３の着座面側と反対の裏側を断熱材９等で断熱構造にすることが望ましい。

また、上記のように小さいサイズに小割りした複数の面状発熱ヒータ３を全面に亙って均等に配置し、さらに各面状発熱ヒータ３は夫々電極５ａ，５ｂで挟むヒータ幅が均等であり且つ向かい合う電極５ａ，５ｂの長さが同等の構造を持ち、面状発熱ヒータ３を使用者が冷たいと感じることのない間隔で便座２上に配置した暖房便座において、面状発熱ヒータ３を配置してない箇所と、面状発熱ヒータ３の一部、若しくは全面を熱伝導が大きな物質で覆うことも好ましい。このように面状発熱ヒータ３を配置してない箇所と、面状発熱ヒータ３の一部、若しくは全面を熱伝導が大きな物質で覆うことにより、ヒータ未配置部分への熱伝導を早くして、速やかに便座全面の温度むらを小さくすることができると共に、面状発熱ヒータ３の総面積を小さくできるので、消費電力をさらに少なくすることができる。この構造は具体的には次のようになっている。

図６はヒータ構成図、図７は図６のＥ−Ｅ線断面図であるが、面状発熱ヒータ３の幅をＤとし、隣り合う面状発熱ヒータ３間の間隔をＣとしたとき、Ｃ＝１／３Ｄとなるように一定間隔で配置されている。そして面状発熱ヒータ３を配置していない箇所と、面状発熱ヒータ３の一部、若しくは全面を、絶縁層を介してアルミニウム箔１０等の熱伝導の大きな材料で覆ってある。本例の場合、アルミニウム箔１０が全面に亙るように被覆してある。この場合、便座全面を発熱させた場合と比較して、同等の昇温性、同電圧条件であるとすると、消費電力は２５％抑えることができる。また便座２の表面温度を速やかに上げることを目的とする場合、面状発熱ヒータ３の着座面側と反対の裏側を断熱材９等で断熱構造にすることが望ましい。

本発明の実施の形態の一例を示し、面状発熱ヒータの配置状態を説明する構成図である。 同上の実施の形態の他例を示し、面状発熱ヒータの配置状態を説明する構成図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 同上の実施の形態の他の例を示し、面状発熱ヒータの配置状態を説明する構成図である。 図４のＢ−Ｂ線断面図である。 同上の実施の形態の他の例を示し、面状発熱ヒータの配置状態を説明する構成図である。 図６のＥ−Ｅ線断面図である。 一般的な暖房便座装置の外観を示す斜視図である。 同上の便座の便座上部を示す斜視図である。

符号の説明

２ 便座
３ 面状発熱ヒータ
４ 導電性発熱体
５ａ 電極
５ｂ 電極

Claims (6)

1. 小さいサイズに小割りした複数の面状発熱ヒータを便座の全面に亙って分散して配置し、各面状発熱ヒータを並列に接続して各面状発熱ヒータに電源を供給し得るようにしたことを特徴とする暖房便座。
2. 小割りした各面状発熱ヒータは導電性発熱体に一対の電極を平行に設けて形成され、各面状発熱ヒータは一対の電極で挟むヒータ幅が夫々均等になるように形成され、各面状発熱ヒータの一対の電極の長さが同等に形成されたことを特徴とする請求項１記載の暖房便座。
3. 小割りした面状発熱ヒータを隣り合う面状発熱ヒータ間に所定の間隔を隔てるように配置したことを特徴とする請求項２記載の暖房便座。
4. 隣り合う面状発熱ヒータ間では同極の電極が隣接するように面状発熱ヒータが配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の暖房便座。
5. 面状発熱ヒータを配置していない箇所を熱伝導が小さな材質で構成したことを特徴とする請求項３記載の暖房便座。
6. 面状発熱ヒータを配置していない箇所と、面状発熱ヒータの一部若しくは全面を熱伝導が大きな物質で覆ったことを特徴とする請求項３記載の暖房便座。

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