JP2007117549A - Heated toilet seat and toilet device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は輻射エネルギーを利用することにより短時間で便座を加熱することができる暖房便座およびそれを用いたトイレ装置に関するものである。 The present invention relates to a heated toilet seat that can heat a toilet seat in a short time by using radiant energy and a toilet device using the same.
従来のこの種の暖房便座では、図１１に示すような暖房便座が考案されている。これは、内部の空洞部１に便座２の馬蹄形状に沿って設けたランプヒーター３からの輻射熱を着座部４にすばやく伝えて使用者が着座する面である採暖面をすばやく昇温させるという構成であった（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、実際の暖房便座は着座部４が三次元的な曲面形状をしており、便座の各部においてランプヒーター３と着座部４間の距離が異なる場合が多く、着座部４での輻射熱量が異なるため着座部４の温度分布に差が生じていた。 However, in an actual heating toilet seat, the seat portion 4 has a three-dimensional curved shape, and the distance between the lamp heater 3 and the seat portion 4 is often different in each portion of the toilet seat, and the amount of radiant heat at the seat portion 4 is large. Because of the difference, the temperature distribution of the seating portion 4 was different.
上記従来の課題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、便座の温度分布を均一にして快適に使用しうる暖房便座およびそれを用いたトイレ装置を提供するものである。 In view of the above conventional problems, the problem to be solved by the present invention is to provide a heated toilet seat that can be used comfortably with a uniform temperature distribution of the toilet seat and a toilet device using the same.
上記課題を解決するために、本発明の暖房便座は、上枠体と下枠体とで構成し、内部に空洞部を有する便座と、前記空洞部に設けた輻射型発熱体と、前記輻射型発熱体に対向して前記下枠体側に設けた輻射反射板とを備え、前記輻射型発熱体は石英ガラス管と前記石英ガラス管内部に封入されたフィラメントを有するランプヒーターであって、前記フィラメントに発光部と非発光部を設けた構成としたものである。 In order to solve the above problems, a heating toilet seat according to the present invention includes an upper frame body and a lower frame body, a toilet seat having a hollow portion therein, a radiation-type heating element provided in the hollow portion, and the radiation A radiation reflector provided on the lower frame side facing the mold heating element, wherein the radiation heating element is a lamp heater having a quartz glass tube and a filament enclosed in the quartz glass tube, The filament is provided with a light emitting portion and a non-light emitting portion.
これによって輻射型発熱体から発せられた輻射エネルギーを上枠体に供給することによって上枠体を極めて短時間で加熱するとともに発光部と非発光部を設けることによって上枠体での部分的な熱の集中を避け、上枠体の温度を均一にすることができる。 In this way, the upper frame body is heated in an extremely short time by supplying the radiant energy generated from the radiation-type heating element to the upper frame body, and the light emitting portion and the non-light emitting portion are provided to partially The concentration of heat can be avoided and the temperature of the upper frame can be made uniform.
本発明の暖房便座は、輻射エネルギーによって便座を使用開始までに極短時間で暖房でき、かつ均一に上枠体を加熱することができるので長期間快適に使用することができる。 The heating toilet seat of the present invention can be heated comfortably for a long time because the toilet seat can be heated in an extremely short time by the radiant energy until the start of use, and the upper frame body can be heated uniformly.
第１の発明は、暖房便座を上枠体と下枠体とで構成し、内部に空洞部を有する便座と、前記空洞部に設けた輻射型発熱体と、前記輻射型発熱体に対向して前記下枠体側に設けた輻射反射板とを備え、前記輻射型発熱体は石英ガラス管と前記石英ガラス管内部に封入されたフィラメントを有するランプヒーターであって、前記フィラメントに発光部と非発光部を設けた構成とすることにより、輻射型発熱体から発せられた輻射エネルギーを上枠体に供給することによって上枠体を極めて短時間で加熱できるとともに、発光部と非発光部によって上枠体での部分的な熱の集中を軽減し、上枠体の温度分布を均一にすることができる。 1st invention comprises a heating toilet seat by the upper frame body and the lower frame body, the toilet seat which has a cavity part inside, the radiation-type heating element provided in the said cavity part, and the said radiation-type heating element are opposed. A radiation reflector provided on the lower frame side, and the radiation-type heating element is a lamp heater having a quartz glass tube and a filament enclosed in the quartz glass tube, and the filament is not connected to a light emitting portion. By providing the light emitting part, the upper frame can be heated in an extremely short time by supplying the upper frame with the radiation energy emitted from the radiation-type heating element, and the upper part can be heated by the light emitting part and the non-light emitting part. The partial heat concentration in the frame can be reduced, and the temperature distribution of the upper frame can be made uniform.
第２の発明は、特に第１の発明の暖房便座において、輻射型発熱体と上枠体の上部に形成される着座部との距離に応じて発光部と非発光部の長さを変化させた構成とすることに
より、輻射型発熱体から上枠体までの距離が前記上枠体の場所によって変化しても上枠体での輻射熱の分布を均一化して上枠体の温度分布を均一化することができる。
According to a second aspect of the invention, particularly in the heating toilet seat of the first aspect, the lengths of the light emitting portion and the non-light emitting portion are changed in accordance with the distance between the radiation type heating element and the seating portion formed on the upper portion of the upper frame. With this configuration, even if the distance from the radiant heating element to the upper frame changes depending on the location of the upper frame, the radiant heat distribution in the upper frame is made uniform and the temperature distribution of the upper frame is made uniform. Can be
第３の発明は、特に第１または第２の発明の暖房便座において、着座部の断面長さに応じてフィラメントの発光部と非発光部の長さを変化させた構成とすることにより、場所によって着座部の断面長さが変化しても着座部での輻射熱の分布を均一化して着座部の温度分布を均一化することができる。 According to a third aspect of the present invention, in particular, in the heating toilet seat of the first or second aspect, the length of the light emitting part and the non-light emitting part of the filament is changed according to the cross-sectional length of the seating part. Thus, even if the cross-sectional length of the seating portion changes, the distribution of radiant heat in the seating portion can be made uniform, and the temperature distribution of the seating portion can be made uniform.
第４の発明は、特に第１から第３の発明のいずれか1つの発明の暖房便座において、フィラメントの発光部間の距離を輻射型発熱体と着座部の距離の略２倍以下とした構成とすることにより、着座部における発光部の直上部分と非発光部の直上部分での輻射熱を均一化することができ、着座部の温度分布を均一化することができる。 According to a fourth aspect of the invention, in particular, in the heating toilet seat according to any one of the first to third aspects of the invention, the distance between the light emitting portions of the filaments is approximately twice or less the distance between the radiant heating element and the seating portion. By doing so, the radiant heat in the portion directly above the light emitting portion and the portion immediately above the non-light emitting portion in the seating portion can be made uniform, and the temperature distribution in the seating portion can be made uniform.
第５の発明は、特に第１から第４の発明のいずれか１つの発明の暖房便座において、金属からなる着座部と、前記着座部の内面に設けた輻射吸収層とを有する構成とすることにより、金属製の便座において着座部での輻射熱の分布を均一化して着座部の温度分布を均一化することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in particular, in the heating toilet seat according to any one of the first to fourth aspects of the invention, the seat includes a metal seat and a radiation absorbing layer provided on the inner surface of the seat. Thus, in the metal toilet seat, the radiant heat distribution in the seating portion can be made uniform, and the temperature distribution in the seating portion can be made uniform.
第６の発明は、特に第１から第４の発明のいずれか1つの発明の暖房便座において、輻射透過性を有する材料からなる着座部と、前記着座部の外表面に設けた輻射吸収層とを有する構成とすることにより、輻射透過性の便座において着座部での輻射熱の分布を均一化して着座部の温度分布を均一化することができる。 In a sixth aspect of the present invention, particularly in the heating toilet seat according to any one of the first to fourth aspects of the invention, a seating portion made of a material having radiation permeability, and a radiation absorbing layer provided on an outer surface of the seating portion, By adopting the configuration, it is possible to make the temperature distribution of the seating portion uniform by uniformizing the distribution of radiant heat in the seating portion in the radiation permeable toilet seat.
第７の発明は、特に請求項１〜６のいずれか１項記載の暖房便座を利用するトイレ装置であり、着座部をすばやく暖めるので、消費電力を大幅に削減するとともに、着座部を均一に加熱するので長期間快適に使用できるトイレ装置を得ることができる。 The seventh aspect of the invention is a toilet apparatus that uses the heated toilet seat according to any one of claims 1 to 6, and since the seat portion is quickly warmed, the power consumption is greatly reduced and the seat portion is made uniform. Since it heats, the toilet apparatus which can be used comfortably for a long period can be obtained.
本発明の目的は、第１の発明から第７の発明を実施の形態の要部とすることにより達成できるので、各請求項に対応する実施の形態の詳細を、以下に図面を参照しながら説明し、本発明を実施するための最良の形態の説明とする。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。また、本実施の形態の説明において、同一構成並びに作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明を行わないものとする。 Since the object of the present invention can be achieved by using the first to seventh inventions as the main part of the embodiments, details of the embodiments corresponding to the respective claims will be described below with reference to the drawings. It will be described and the best mode for carrying out the present invention will be described. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Further, in the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations and the effects and the same description is not repeated.
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における暖房便座の便座の要部を断面した概略構成図で、図２は同暖房便座を搭載したトイレ装置の斜視図で、図３は同暖房便座の便座の着座部を取り外して示した平面図で、図４は同暖房便座の分解斜視図、図５は同暖房便座の着座部の要部断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a cross section of a main part of a toilet seat of a heating toilet seat according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a toilet apparatus equipped with the heating toilet seat, and FIG. 3 is a toilet seat of the heating toilet seat FIG. 4 is an exploded perspective view of the heating toilet seat, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the seating portion of the heating toilet seat.
図１から図５において、用便後の肛門およびビデを洗う温水洗浄機能付きの暖房便座は、トイレ装置の便器２０の後端部に横長の本体２１が取り付けられており、この本体２１内には温水洗浄機能の一部が内装され、かつ便器２０上に載せられた輪状の便座２２および便蓋２３が回動自在に設けられている。また、本体２１の袖部にはトイレ室の人体の有無を検知する人体検知センサー２６が内蔵されている。 1 to 5, a heated toilet seat with a hot water washing function for washing an anus and a bidet after a stool has a horizontally long main body 21 attached to the rear end of the toilet 20 of the toilet device. A part of the warm water washing function is internally provided, and a ring-shaped toilet seat 22 and a toilet lid 23 mounted on the toilet 20 are rotatably provided. Further, a human body detection sensor 26 for detecting the presence or absence of a human body in the toilet room is incorporated in the sleeve portion of the main body 21.
便座２２は、図１に示すように合成樹脂製の下枠体２７の上部に少なくともアルミニウムで形成された着座部２５を含む上枠体２４をシール材を介して固定結合して形成し、その内部には水滴等の浸入を阻止できる防滴シールされた空洞部２８を有する構造となっている。なお、着座部２５はアルミニウムに限ったものではなく、鉄、ステンレスや軽量金属であるマグネシウムなども利用可能であるが、着座部２５を均一に加熱するという観点
からは、熱伝導率の高いアルミニウムが好適である。
As shown in FIG. 1, the toilet seat 22 is formed by fixing and coupling an upper frame body 24 including a seating portion 25 formed of at least aluminum on a synthetic resin lower frame body 27 via a sealing material. It has a structure having a cavity 28 that is drip-proof sealed and can prevent the ingress of water droplets and the like. Note that the seating portion 25 is not limited to aluminum, and iron, stainless steel, lightweight metal such as magnesium can be used. From the viewpoint of heating the seating portion 25 uniformly, aluminum having high thermal conductivity is used. Is preferred.
空洞部２８の内部には、トイレ装置を使用する使用者が腰掛ける便座２２の着座部２５に対向して、アルミ板を鏡面仕上げした輻射反射板２９（反射体）と、着座部２５の両側において複数の輻射型発熱体である２本のランプヒーター３０とが設けられている。輻射反射板２９は、図１に示すように、その内外端部の全周に上方への折り曲げ部２９ａを有しており、その折り曲げ部２９ａによりランプヒーター３０からの輻射エネルギーが偏向されるので、ランプヒーター３０から離れている着座部２５の外周縁部および内周縁部の輻射密度を上げるように作用し、着座部２５への輻射熱分布の均一化を図っている。 Inside the cavity 28, a radiation reflector 29 (reflector) having a mirror-finished aluminum plate facing the seat 25 of the toilet seat 22 on which a user who uses the toilet apparatus sits, on both sides of the seat 25 Two lamp heaters 30 which are a plurality of radiant heating elements are provided. As shown in FIG. 1, the radiation reflector 29 has an upward bent portion 29a on the entire periphery of the inner and outer end portions thereof, and the radiant energy from the lamp heater 30 is deflected by the bent portion 29a. The radiant heat distribution to the seating portion 25 is made uniform by acting so as to increase the radiation density of the outer peripheral edge portion and the inner peripheral edge portion of the seating portion 25 apart from the lamp heater 30.
なお、輻射反射板２９は、軽量にするためにアルミ板にしたが、ステンレス板やメッキ鋼板などを用いてもよい。ランプヒーター３０の近傍には、ランプヒーター３０と電気的に直列接続されたサーモスタット３１が設けられ、万一の不安全事態に対して便座２２の着座部２５の温度過昇を防止するよう作用する。 The radiation reflecting plate 29 is an aluminum plate to reduce the weight, but a stainless plate, a plated steel plate, or the like may be used. A thermostat 31 electrically connected in series with the lamp heater 30 is provided in the vicinity of the lamp heater 30 and acts to prevent an excessive temperature rise of the seating portion 25 of the toilet seat 22 in the event of an unsafe situation. .
図５に、便座２２を構成するアルミニウム製の着座部２５の一部を拡大断面で示した。図５において、便座２２の空洞部２８側、すなわちランプヒーター３０の輻射エネルギーが照射される内側表面はその輻射エネルギーをよく吸収しやすい黒色塗装した輻射吸収層４０を形成し、外側すなわち着座する側は、防食効果のあるアルマイト層３９およびその上に好みの外観効果のために塗装した表面層である表面化粧層４１が形成してある。 FIG. 5 shows an enlarged cross section of a part of the aluminum seat 25 constituting the toilet seat 22. In FIG. 5, the toilet seat 22 side of the cavity 28, that is, the inner surface to which the radiation energy of the lamp heater 30 is irradiated forms a black-coated radiation absorbing layer 40 that easily absorbs the radiation energy, and the outside, that is, the seating side. Is formed with an alumite layer 39 having an anticorrosive effect and a surface decorative layer 41 which is a surface layer coated thereon for a desired appearance effect.
なお、アルマイト層３９および塗装した表面化粧層４１は、必ずしも両方を設ける必要はなく、アルマイト層３９または塗装した表面化粧層４１のどちらか一つだけでも、相当の耐薬品性等の防食効果と光沢や色合い等のデザイン性を付加することができる。ただし、アルマイト層３９および塗装した表面化粧層４１の両方を有することで、より高い防食効果とたとえば除菌材入りの塗料を用いることで除菌効果も付加することができる。 It is not always necessary to provide both the alumite layer 39 and the painted surface decorative layer 41, and only one of the alumite layer 39 or the painted surface decorative layer 41 has a significant anticorrosive effect such as chemical resistance. Design properties such as gloss and hue can be added. However, by having both the alumite layer 39 and the painted surface decorative layer 41, a higher anticorrosive effect and a sterilizing effect can be added by using, for example, a paint containing a sterilizing material.
また、輻射吸収層４０の色について、各種色について確認した結果、黒色が最も吸熱効率が良く、着座部２５の昇温速度を速くすることができるという結果が得られた。なお、最高速度にこだわらず、実用になればよいという観点であれば、灰色や赤色、青色などでも、昇温はできる。黒色についても、必ずしも塗装に限る必要は無く、印刷、転写、染色などの表面処理でもよい。 Further, as a result of confirming various colors with respect to the color of the radiation absorbing layer 40, it was found that black has the highest endothermic efficiency, and the heating rate of the seating portion 25 can be increased. It should be noted that the temperature can be raised even in gray, red, blue, etc. from the viewpoint of being practical without regard to the maximum speed. The black color is not necessarily limited to coating, and surface treatment such as printing, transfer, and dyeing may be used.
プレコート鋼板も有用である。また、アルミの場合ベーマイト処理なども実用になる。また、図５の着座部２５の外側表面に施した表面化粧層４１は防食効果だけでなくアルミなどの金属便座であっても見た感じ冷たい感じを払拭でき、たとえば、真珠のようなパール塗装等によって、やわらかいイメージや高級なイメージを演出することができる。 Precoated steel sheets are also useful. In the case of aluminum, boehmite treatment is also practical. Further, the surface decorative layer 41 applied to the outer surface of the seating portion 25 in FIG. 5 can wipe away the cold feeling as seen from a metal toilet seat such as aluminum as well as the anticorrosive effect. It is possible to produce a soft image or a high-class image.
また、塗装の顔料中にアルミニウムなどの熱伝導率の高い材料を含ませることにより、塗装面での熱伝導が阻害されること無く、均一に着座部の加熱が可能である。 In addition, by including a material having high thermal conductivity such as aluminum in the paint pigment, the seating portion can be heated uniformly without hindering the heat conduction on the paint surface.
便座２２の着座部２５に金属しかもアルミニウムのプレス（絞り）加工品を用いたことにより、熱伝導率が約２００Ｗ・ｍＫと樹脂の約０．１〜１Ｗ・ｍＫに較べて桁違いに高いため、ランプヒーター３０の輻射エネルギーを受け輻射吸収層４０が昇温されると同時に、すばやく着座部２５の外側表面つまり表面化粧層４１まで熱伝達することができる。 Because the seat 25 of the toilet seat 22 is made of a metal and aluminum press (drawing) product, the thermal conductivity is about 200 W · mK, which is an order of magnitude higher than the resin of about 0.1 to 1 W · mK. In response to the radiation energy of the lamp heater 30, the radiation absorbing layer 40 is heated, and at the same time, heat can be quickly transferred to the outer surface of the seating portion 25, that is, the surface decorative layer 41.
しかも、熱伝導率の高いアルミニウムであるため、温度分布をより均一にする均熱効果が得られる。また、アルミニウムのプレス（絞り）加工により加工硬化により板厚を薄くしても必要な強度を確保することができる。たとえば、樹脂の場合は強度の面から３ｍｍ程度の肉厚が必要なのに対し、アルミ板の絞り加工品であれば半分の１．５ｍｍ以下で十
分である。薄くすればするほど、熱容量を少なくできるため、昇温に要する熱量および時間を少なくすることができる。実験の結果、強度と昇温時間の面から、アルミニウムの板厚は０．８〜１．２ｍｍが好ましいという結論を得た。
And since it is aluminum with high heat conductivity, the soaking | uniform-heating effect which makes temperature distribution more uniform is acquired. Further, the required strength can be ensured even if the plate thickness is reduced by work hardening by pressing (drawing) aluminum. For example, in the case of resin, a thickness of about 3 mm is required from the viewpoint of strength, but in the case of a drawn product of an aluminum plate, half of 1.5 mm or less is sufficient. As the thickness is reduced, the heat capacity can be reduced, so that the amount of heat and time required for temperature increase can be reduced. As a result of the experiment, it was concluded that the aluminum plate thickness is preferably 0.8 to 1.2 mm in terms of strength and heating time.
また便座２２を構成する下枠体２７には、その内面に輻射反射板２９が取り付けられ、その輻射反射板２９にランプヒーター３０およびランプヒーター３０と直列接続したサーモスタット３１が取り付けられている。また、ランプヒーター３０は、板バネ材で形成したランプヒーター固定具３６により輻射反射板２９に固定され、輻射反射板２９は樹脂製の下枠体２７のボス３７にビスで固定されている。 A radiation reflector 29 is attached to the inner surface of the lower frame 27 constituting the toilet seat 22, and a lamp heater 30 and a thermostat 31 connected in series with the lamp heater 30 are attached to the radiation reflector 29. The lamp heater 30 is fixed to the radiation reflecting plate 29 by a lamp heater fixture 36 formed of a leaf spring material, and the radiation reflecting plate 29 is fixed to a boss 37 of a resin lower frame body 27 with screws.
下枠体２７の上部にはアルミ製の着座部２５が取り付けられ、そのアルミの着座部２５の温度を検知するために着座部２５の内側表面に便座温度検知手段であるサーミスタ４３が取り付けられている。また便座２２は、その回動軸４４に電極４５が形成され、本体２１の軸受け部（図示せず）とともに便座位置検知手段４６を構成し、便座２２が起立状態にあるか、着座して使用できる便器２０上に略水平の使用位置にあるかを検出するようになっている。 An aluminum seat 25 is attached to the upper part of the lower frame 27, and a thermistor 43, which is a toilet seat temperature detecting means, is attached to the inner surface of the seat 25 in order to detect the temperature of the aluminum seat 25. Yes. Further, the toilet seat 22 has an electrode 45 formed on the rotating shaft 44 and constitutes a toilet seat position detecting means 46 together with a bearing portion (not shown) of the main body 21, and the toilet seat 22 is in an upright state or is used by being seated. It can be detected whether the toilet 20 is in a substantially horizontal use position.
本体２１には、室温検知手段としての室温サーミスタ４７の検知信号を取り込んでランプヒーター３０の温度制御を行い、かつ便座２２のランプヒーター３０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４８を有するマイクロコンピュータを主体とする制御部４９が設けられている。そして、制御部４９は人の入室を検知する人体検知センサー２６や着座検知手段３８と便座位置検知手段４６の信号を取り込んでランプヒーター３０への通電の開始と停止の制御と、サーミスタ４３、室温サーミスタ４７からの信号を取り込んで採暖面である着座部２５の温度が適温である所定の温度になるようランプヒーター３０の温度制御が行えるようになっている。 The main body 21 takes in a detection signal from a room temperature thermistor 47 serving as a room temperature detection means, controls the temperature of the lamp heater 30, and energizes the lamp heater 30 of the toilet seat 22 to start the temperature rise. There is provided a control unit 49 mainly composed of a microcomputer having a timer unit 48 for counting. Then, the control unit 49 takes in signals from the human body detection sensor 26 and the seating detection means 38 and the toilet seat position detection means 46 for detecting the person's entry, controls the start and stop of energization of the lamp heater 30, the thermistor 43, the room temperature. The temperature of the lamp heater 30 can be controlled so that the signal from the thermistor 47 is taken in and the temperature of the seating portion 25 which is the warming surface becomes a predetermined temperature which is an appropriate temperature.
サーモスタット３１は、図６に示すように、バイメタル５０がランプヒーター３０の輻射エネルギーを受光するように空洞部２８内に露出させた構成である。また、バイメタル５０の受光表面には輻射吸収材５１として耐熱性の黒色塗料を塗布している。そして、サーモスタット３１は輻射吸収材５１により輻射型発熱体からバイメタル５０に向けて輻射された熱を効率よく吸収し、より速やかにバイメタルの温度を上げるように構成している。また、サーモスタット３１は、ランプヒーター３０とバイメタル５０との間の距離ｂより、ランプヒーター３０の中心と便座２２の上枠体２４の内表面との間の距離ａが大きくなるように設定されている。 As shown in FIG. 6, the thermostat 31 has a configuration in which the bimetal 50 is exposed in the cavity 28 so as to receive the radiation energy of the lamp heater 30. Further, a heat-resistant black paint is applied to the light receiving surface of the bimetal 50 as the radiation absorbing material 51. And the thermostat 31 is comprised so that the heat | fever radiated | emitted toward the bimetal 50 from the radiation type heat generating body by the radiation absorber 51 may be absorbed efficiently, and the temperature of a bimetal is raised more rapidly. The thermostat 31 is set so that the distance a between the center of the lamp heater 30 and the inner surface of the upper frame 24 of the toilet seat 22 is larger than the distance b between the lamp heater 30 and the bimetal 50. Yes.
ランプヒーター３０は、ガラス管３３の内部にタングステンからなるフィラメント３４の要所をサポート３４ｂで支持して、ガラス管３３の略中央に配置し、窒素とアルゴンなどの不活性ガス３５に微量のハロゲンガスを封入して構成されており、フィラメント３４の発熱に伴ってハロゲン化タングステンを形成するハロゲンサイクル反応を繰り返すことにより、フィラメント３４の消耗を防止するよう作用している。 The lamp heater 30 supports the essential part of the filament 34 made of tungsten inside the glass tube 33 with a support 34b, and is arranged at the approximate center of the glass tube 33. A trace amount of halogen is added to an inert gas 35 such as nitrogen and argon. The gas is sealed, and acts to prevent the filament 34 from being consumed by repeating the halogen cycle reaction in which tungsten halide is formed as the filament 34 generates heat.
この作用により熱容量の非常に小さいフィラメント３４を熱源とすることができ、輻射エネルギーの極めて急峻な立ち上がりを行わせることができる。つまり、ランプヒーター３０は、使用者がトイレ室に入室し、衣服を下ろし、お尻を便座２２の着座部２５に着座するまでの極めて短時間で便座２２の着座部２５を適温まで高速に昇温させることができる輻射型発熱体である。 By this action, the filament 34 having a very small heat capacity can be used as a heat source, and the radiation energy can be caused to rise very steeply. That is, the lamp heater 30 raises the seat 25 of the toilet seat 22 to an appropriate temperature at a high speed in a very short time from when the user enters the toilet room, lowers his clothes, and sits his buttocks on the seat 25 of the toilet seat 22. It is a radiant heating element that can be heated.
なお、ランプヒーター３０は、要求される特性の度合いにより必ずしもハロゲンランプヒーターである必要はない。また、ガラス管３３は３５００ｎｍ以上の波長はほとんど吸収してしまうので、輻射エネルギーで効果的に着座面２５を加熱するために、発光波長の
分光分布のピークが少なくとも３５００ｎｍ以下であるランプヒーターを用いている。これを実現するために、ランプヒーター３０のフィラメント３４の色温度が８００Ｋ以上となるように設定している。
The lamp heater 30 is not necessarily a halogen lamp heater depending on the required degree of characteristics. Further, since the glass tube 33 almost absorbs wavelengths of 3500 nm or more, a lamp heater having a spectral distribution peak of emission wavelength of at least 3500 nm or less is used in order to effectively heat the seating surface 25 with radiant energy. ing. In order to realize this, the color temperature of the filament 34 of the lamp heater 30 is set to be 800K or higher.
図７に石英ガラス管の光の透過率と、フィラメント３４の分光密度指数の概略図を示す。左側縦軸に透過率、右側縦軸に分光密度指数、横軸は波長を示している。本実施の形態で用いる石英ガラス管の厚みは約１ｍｍであり、その透過率を破線Ａで示している。フィラメント３４の色温度が２０５０Ｋの分光密度をＢ、１５００ＫをＣ、８００ＫをＤに各曲線のピーク値を１として示している。ここに示すように、石英ガラス管は波長が約２００ｎｍ〜３５００ｎｍである波長帯で８０〜９０％以上の光透過率をもつ。 FIG. 7 shows a schematic diagram of the light transmittance of the quartz glass tube and the spectral density index of the filament 34. The left vertical axis indicates the transmittance, the right vertical axis indicates the spectral density index, and the horizontal axis indicates the wavelength. The thickness of the quartz glass tube used in the present embodiment is about 1 mm, and its transmittance is indicated by a broken line A. The spectral density when the color temperature of the filament 34 is 2050K is shown as B, 1500K as C, 800K as D, and the peak value of each curve as 1. As shown here, the quartz glass tube has a light transmittance of 80 to 90% or more in a wavelength band having a wavelength of about 200 nm to 3500 nm.
例えば、Ｄの色温度８００Ｋの場合、３５００ｎｍをピーク波長とした発光分布を示し、それ以上の色温度、例えばＢ、Ｃに示す色温度であれば透過率が十分である波長帯にフィラメント３４の分光密度帯が含まれるので、フィラメント３４から発した輻射エネルギーが効率よく石英ガラス管を透過することになり、便座２２を効率よく加熱することができる。 For example, when the color temperature of D is 800K, the emission distribution shows a peak wavelength of 3500 nm, and if the color temperature is higher than that, for example, the color temperature shown in B or C, the filament 34 has a wavelength band where the transmittance is sufficient. Since the spectral density band is included, the radiant energy emitted from the filament 34 is efficiently transmitted through the quartz glass tube, and the toilet seat 22 can be efficiently heated.
一方、色温度が８００Ｋ（図示せず）以下の場合は分光分布のピーク波長は３５００ｎｍ以上となり、この領域では石英ガラス管の透過率が急激に減少するため、フィラメントから発した輻射エネルギーの多くは石英ガラス管に吸収されることになり、便座２２を効率よく加熱することができない。 On the other hand, when the color temperature is 800K (not shown) or less, the peak wavelength of the spectral distribution is 3500 nm or more, and in this region, the transmittance of the quartz glass tube is drastically reduced. Therefore, most of the radiation energy emitted from the filament is It will be absorbed by the quartz glass tube, and the toilet seat 22 cannot be heated efficiently.
実際の便座２２は着座部２５が三次元的な形状をしており、便座の各部においてランプヒーター３０と着座部２５間の距離が部位によって異なる場合が多い。ランプヒーター３０からの輻射強度は距離の二乗に反比例するので距離が長くなれば輻射強度が弱くなり、結果的に着座部２５の温度が低くなる。 In the actual toilet seat 22, the seat portion 25 has a three-dimensional shape, and the distance between the lamp heater 30 and the seat portion 25 in each part of the toilet seat is often different depending on the part. Since the radiation intensity from the lamp heater 30 is inversely proportional to the square of the distance, the radiation intensity decreases as the distance increases, and as a result, the temperature of the seating portion 25 decreases.
そこで、着座部２５の全体の温度の均一化を図るために、図８に示すようにフィラメント３４に発光部５４と非発光部５５を交互に連続して設け、ランプヒーター３０と着座部２５の距離ａに応じて、例えば距離ａが長くなるにしたがい発光部５４の長さｃを長く、非発光部５５の長さｄを短く、逆に距離ａが短くなるにしたがい発光部５４の長さｃを短く、非発光部５５の長さｄを長くして変化させている。 Therefore, in order to make the temperature of the entire seating portion 25 uniform, as shown in FIG. 8, the filament 34 is provided with light emitting portions 54 and non-light emitting portions 55 alternately and continuously, so that the lamp heater 30 and the seating portion 25 In accordance with the distance a, for example, the length c of the light emitting unit 54 is increased as the distance a is increased, the length d of the non-light emitting unit 55 is decreased, and conversely, the length of the light emitting unit 54 is decreased as the distance a is decreased. c is shortened, and the length d of the non-light emitting portion 55 is increased.
また、着座部２５は各部においてその断面長さが異なる（すなわち、ランプヒーターの単位長さに対して加熱すべき面積が異なる）場合にも、ランプヒーター３０と着座部２５の距離ａに応じて発光部５４の長さｃと非発光部５５の長さｄを、上記した形態と同様に変化させることで着座部２５の温度の均一化を測ることができる。さらにフィラメント３４の発光部間の距離ｅを輻射型発熱体と着座部の距離の略２倍以下とした構成としている。 The seating portion 25 also has a different cross-sectional length in each portion (that is, the area to be heated differs with respect to the unit length of the lamp heater), depending on the distance a between the lamp heater 30 and the seating portion 25. By changing the length c of the light emitting part 54 and the length d of the non-light emitting part 55 in the same manner as described above, the temperature of the seating part 25 can be made uniform. Further, the distance e between the light emitting portions of the filament 34 is set to be approximately twice or less the distance between the radiation type heating element and the seating portion.
上記実施の形態において、使用者がトイレに入室した場合、人体検知センサー２６が入室を検知し、その信号が制御部４９に送られる。このとき、便座位置検知手段４６の信号により便座２２が略水平の使用位置にあるのを確認すると、制御部４９はランプヒーター３０に通電を開始する。この初期通電により投入エネルギーは瞬時に輻射エネルギーに変換され、フィラメント３４からガラス管３３および輻射反射板２９を経て便座２２の着座部２５の方向に放射される。 In the above embodiment, when the user enters the toilet, the human body detection sensor 26 detects the entry and the signal is sent to the control unit 49. At this time, when it is confirmed by the signal from the toilet seat position detecting means 46 that the toilet seat 22 is in a substantially horizontal use position, the control unit 49 starts energizing the lamp heater 30. By this initial energization, the input energy is instantaneously converted into radiant energy and radiated from the filament 34 toward the seating portion 25 of the toilet seat 22 through the glass tube 33 and the radiation reflector 29.
さらに、ランプヒーター３０の輻射エネルギーは輻射吸収層４０および着座部２５を昇温する。このように本実施の形態においては、使用者がトイレに入室すると、ランプヒーター３０に通電し、便座２２の着座部２５の採暖面をほぼ瞬時に加温することができ、か
つ制御部４９の故障などによる万一の不安全事態に対しても、ランプヒーター３０の輻射エネルギーをバイメタル５０が受光する高速応答のサーモスタット３１によりランプヒーター３０の通電を遮断できるので、従来一般的に使用されている暖房便座のように常時通電保温して放熱ロスが大きいものと違って、放熱ロスがほとんどなく極めて省エネ型でかつ安全な暖房便座を実現する。
Further, the radiation energy of the lamp heater 30 raises the temperature of the radiation absorbing layer 40 and the seating portion 25. As described above, in the present embodiment, when the user enters the toilet, the lamp heater 30 is energized, the heating surface of the seating portion 25 of the toilet seat 22 can be heated almost instantaneously, and the control unit 49 Even in the unlikely event of an unsafe situation due to a failure or the like, the energization of the lamp heater 30 can be cut off by the fast-responsive thermostat 31 in which the bimetal 50 receives the radiation energy of the lamp heater 30, so that it is generally used conventionally. Unlike a heating toilet seat that is always energized and kept warm and has a large heat dissipation loss, it realizes an extremely energy-saving and safe heating toilet seat with almost no heat dissipation loss.
なお、図３および図４で示したヒンジカバー５３の部分は、従来から一般的に使用されている樹脂の暖房便座（図示せず）の場合は着座部２５と一体に成形されている。上記実施の形態においては、図３および図４で示す着座部２５は金属（アルミ材）でヒンジカバー５４はプロピレン樹脂で成形してある。なぜならば、ランプヒーター３０で加熱する箇所を必要最小限にして、加熱すべき熱容量を小さくすることにより、より少ない電力でさらに速く瞬間的に着座部２５を昇温することができるようになり、さらに省電力にできる。このように便座２２の上側の部材を熱伝導率の異なる複数の部材で構成することで、暖める必要がない部分に余分に熱を奪われることを抑制でき、熱のロスを少なくすることができる。 The hinge cover 53 shown in FIGS. 3 and 4 is formed integrally with the seating portion 25 in the case of a resin heated toilet seat (not shown) generally used in the past. In the above embodiment, the seat 25 shown in FIGS. 3 and 4 is made of metal (aluminum) and the hinge cover 54 is made of propylene resin. This is because, by minimizing the portion to be heated by the lamp heater 30 and reducing the heat capacity to be heated, the seating portion 25 can be raised in temperature instantaneously with less power, In addition, power can be saved. In this way, by configuring the upper member of the toilet seat 22 with a plurality of members having different thermal conductivities, it is possible to prevent heat from being taken away excessively by a portion that does not need to be warmed, and heat loss can be reduced. .
以上のように、便座２２の上側構成部材である着座部２５およびヒンジカバー５４と下枠体２７で構成され、内部に空洞部２８を有する便座２２と、空洞部２８に設けた輻射型発熱体２９と、その輻射型発熱体２９に対向して下枠体２７側に設けた反射体２８とを備え、少なくとも上枠体２４の着座部２５は金属（アルミ材）からなり、上枠体２４の着座部２５内面に輻射吸収層４０を設けた構成により、より少ない電力でさらに速く瞬間的に着座部２５を昇温することができる省エネの瞬間暖房便座を実現することができる。 As described above, the seat 25, which is the upper constituent member of the toilet seat 22, the hinge cover 54, and the lower frame 27, the toilet seat 22 having the cavity 28 therein, and the radiation-type heating element provided in the cavity 28. 29 and a reflector 28 provided on the side of the lower frame 27 so as to face the radiation heating element 29, and at least the seating portion 25 of the upper frame 24 is made of metal (aluminum material), and the upper frame 24 With the configuration in which the radiation absorbing layer 40 is provided on the inner surface of the seating portion 25, an energy-saving instantaneous heating toilet seat that can instantaneously raise the temperature of the seating portion 25 with less electric power can be realized.
また、制御部４９は、通電開始時のサーミスタ４３および室温サーミスタ４７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・記憶されている初期通電の通電制限時間の最適値を選択し、タイマー部４８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零にし、その後サーミスタ４３の信号をもとに便座２２の着座部２５が適温になるよう通電量を制御する。 Further, the control unit 49 calculates from the temperature difference between them and the respective temperatures based on the signals of the thermistor 43 and the room temperature thermistor 47 at the start of energization, and the energization limit time for initial energization that is set and stored in advance. When the elapsed time counted by the timer unit 48 reaches the energization limit time, the energization amount is reduced or zero, and then the seating unit 25 of the toilet seat 22 is set to an appropriate temperature based on a signal from the thermistor 43. The energization amount is controlled so that
これにより、サーミスタ４３は実際に使用者が触れる着座部２５付近の温度を検知し、制御部４９は精度良く適温まで昇温・維持するので、便座２２の使用が快適であり、さらにサーミスタ４３および室温サーミスタ４７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。 As a result, the thermistor 43 detects the temperature in the vicinity of the seating part 25 that is actually touched by the user, and the control part 49 accurately raises and maintains the temperature to an appropriate temperature, so that the use of the toilet seat 22 is comfortable, and the thermistor 43 and Since the input amount of the radiant energy is controlled in accordance with the load amount based on the signal from the room temperature thermistor 47, it can be heated to a proper temperature with higher accuracy and safety.
また、初期通電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、たとえ便座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、また安価な便座温度検知手段を使用することもできる。通常、一般的なヒーターでは、印加電圧を低減させて温度を制御するものが多いが、ランプヒーター３０はフィラメント３４の発熱に伴ってハロゲン化タングステンを形成するハロゲンサイクル反応を繰り返すことにより、フィラメント３４の消耗を防止しているため、ガラス管の温度が２００℃以下になるとハロゲンサイクルが不調となる。従って、ランプヒーター３０で着座部２５を適温にするためには、ハロゲンサイクルが有効な出力範囲で通電サイクルを変化させて行う。 In addition, since the initial energization time control is prioritized, the energization amount is reduced and the temperature rise rate is reduced after the energization limit time, so even if the response speed of the toilet seat temperature detection means is slow, the toilet seat can be warmed safely. In addition, an inexpensive toilet seat temperature detecting means can be used. Normally, many common heaters control the temperature by reducing the applied voltage. However, the lamp heater 30 repeats a halogen cycle reaction for forming tungsten halide as the filament 34 generates heat, thereby the filament 34. Therefore, when the temperature of the glass tube is 200 ° C. or lower, the halogen cycle becomes unstable. Therefore, in order for the lamp heater 30 to bring the seating portion 25 to an appropriate temperature, the energization cycle is changed within an output range in which the halogen cycle is effective.
一方、便座２２が起立状態にあったり、男子使用者がトイレ室に入室後小用のために便座２２を起立状態に立てた時は、便座位置検知手段４６の信号をもとに制御部４９がランプヒーター３０への通電を停止するか、通電量を絞る。これにより、無駄に便座２２を加温することを低減でき、さらに省エネを図ることができるとともに、通電状態で、かつフィラメント３４の張力方向である長さ方向に重力がかかって断線に至る寿命を短くすることを防止できる。 On the other hand, when the toilet seat 22 is in a standing state or a male user stands the toilet seat 22 in a standing state for small use after entering the toilet room, the control unit 49 is based on the signal from the toilet seat position detecting means 46. Stops energization of the lamp heater 30 or reduces the energization amount. As a result, it is possible to reduce the wasteful heating of the toilet seat 22 and to further save energy, and in addition, it is possible to reduce the life of the filament 34 in the energized state due to the gravitational force applied in the length direction that is the tension direction of the filament 34. Shortening can be prevented.
次に、使用者が排便のために着座すると、着座検知手段３８の信号によりランプヒーター３０への通電量を零または便座温度が過昇しないところまで、通電量を変化させて制御する。これにより、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に使用できる。 Next, when the user is seated for defecation, the energization amount is controlled by changing the energization amount until the energization amount to the lamp heater 30 becomes zero or the toilet seat temperature does not rise excessively by the signal of the seating detection means 38. Thereby, the toilet seat temperature does not rise excessively during use, and it can be used safely without fear of causing burns or the like.
特に、暖房便座はランプヒーターを内蔵した便座に直接皮膚を接触させて着座するため、安全に対しては十分な配慮が必要である。通常の使用状態では、上述のように安全に快適に使用できるが、万一何らかの原因でマイコン（図示せず）等、制御部４９に不具合が生じ、ランプヒーター３０への通電が継続して行われた場合などにも安全に動作することが必要である。 In particular, since the heated toilet seat is seated with the skin in direct contact with the toilet seat with a built-in lamp heater, sufficient consideration must be given to safety. Under normal use conditions, it can be used safely and comfortably as described above, but in the unlikely event that a malfunction occurs in the control unit 49 such as a microcomputer (not shown), the energization of the lamp heater 30 is continued. It is necessary to operate safely in the event of a break.
サーモスタットは通常、バイメタルが金属製のキャップに内包されている構成のものが使用される。この構成ではまずキャップが加熱され、バイメタルの加熱はキャップからの輻射によって行われるため、バイメタルが所定の温度に達するまで時間を要するので、短時間で便座２２の温度が変化するような場合には回路の遮断に遅れが生じる場合があった。 A thermostat having a structure in which a bimetal is included in a metal cap is usually used. In this configuration, the cap is first heated, and the bimetal is heated by radiation from the cap. Therefore, it takes time for the bimetal to reach a predetermined temperature, so in the case where the temperature of the toilet seat 22 changes in a short time. There was a case where there was a delay in circuit interruption.
本実施の形態では、それを解決するために、サーモスタット３１はバイメタル５０を露出し、バイメタル５０の表面に輻射吸収材５１として耐熱性の黒色塗料を塗布している。従って、バイメタル５０がランプヒーター３０の輻射エネルギーを直接受光するので、ランプヒーター３０からの輻射エネルギーで直接、バイメタル５０が加熱されるのに加えて、バイメタル５０表面に輻射吸収材５１として耐熱性の黒色塗料を施しているので、ランプヒーター３０からバイメタル５０へ到達する輻射熱の殆どがバイメタル５０に吸収され便座２２の温度の急激な変動にも迅速に追従するので、温度過昇の際にはランプヒーター３０の通電を遮断することができる。 In the present embodiment, in order to solve this problem, the thermostat 31 exposes the bimetal 50 and applies a heat-resistant black paint as the radiation absorbing material 51 to the surface of the bimetal 50. Therefore, since the bimetal 50 directly receives the radiation energy of the lamp heater 30, the bimetal 50 is directly heated by the radiation energy from the lamp heater 30, and in addition, the bimetal 50 has a heat resistant material as a radiation absorber 51 on the surface. Since the black paint is applied, most of the radiant heat that reaches the bimetal 50 from the lamp heater 30 is absorbed by the bimetal 50 and quickly follows the rapid fluctuation of the temperature of the toilet seat 22. The energization of the heater 30 can be cut off.
また、サーモスタット３１はバイメタル５０がランプヒーター３０の輻射エネルギーを受光するようにキャップ５２は透明ガラスにしてある。なお、透明ガラスのキャップ５２を設けたことにより、サーモスタット３１の内部に水滴やほこりが侵入しない防滴あるいは防水タイプにすることができ、万が一、空洞部２８が浸水した場合でもサーモスタット３１の通電部への浸水を防止でき、電気絶縁を維持できるため感電を防止することができる。 The thermostat 31 has a cap 52 made of transparent glass so that the bimetal 50 receives the radiation energy of the lamp heater 30. The provision of the transparent glass cap 52 makes it possible to provide a drip-proof or waterproof type in which water droplets and dust do not enter the thermostat 31, and even if the cavity 28 is submerged, the energizing portion of the thermostat 31 Inundation of water can be prevented and electrical insulation can be maintained, so that electric shock can be prevented.
さらに、サーモスタット３１はランプヒーター３０とサーモスタット３１間の距離ｂよりランプヒーター３０と便座２２表面間の距離ａが大きくなるような位置に設定している。これにより、便座２２表面温度の上昇より早く、バイメタル５０の温度を上昇させるので、異常時に便座２２表面温度が過昇して火傷等の危険な状態にならないうちにランプヒーター３０の通電回路を遮断することができ安全にできる。 Further, the thermostat 31 is set at a position where the distance a between the lamp heater 30 and the surface of the toilet seat 22 is larger than the distance b between the lamp heater 30 and the thermostat 31. As a result, the temperature of the bimetal 50 is raised earlier than the rise of the surface temperature of the toilet seat 22, so that the energization circuit of the lamp heater 30 is shut off before the toilet seat 22 surface temperature rises excessively and becomes dangerous such as a burn. You can do it safely.
また本実施の形態では、図４に示すように前側のランプヒーター３０および後ろ側のランプヒーター３０ｂは便座２２の前後に配置して２本設置し、各々のランプヒーター３０、３０ｂに対向してサーモスタット３１、３１ｂ、３２、３２ｂを設け、各々のサーモスタットは電気的に直列に接続している。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the front lamp heater 30 and the rear lamp heater 30b are arranged in front of and behind the toilet seat 22, and two are installed so as to face each of the lamp heaters 30 and 30b. Thermostats 31, 31b, 32, and 32b are provided, and each thermostat is electrically connected in series.
なお、サーモスタット３１、３１ｂは、やや低い温度で遮断作動する復帰型、サーモスタット３２、３２ｂは復帰型のサーモスタット３１、３１ｂより高い温度で遮断作動する非復帰型にすることによって、より高い多重安全性および長期間、安全かつ快適に使用することができる。 It is to be noted that the thermostats 31 and 31b are of a return type that is cut off at a slightly lower temperature, and the thermostats 32 and 32b are of a non-return type that is cut off at a higher temperature than that of the return type thermostats 31 and 31b. And it can be used safely and comfortably for a long time.
すなわち、初期通電時間の第一段階は制御部４９のタイマー４９およびサーミスタ４３による温度コントロール、第二段階はサーモスタット３１のオフによるランプヒーター３０の通電回路の遮断（ただし、温度低下により回路は復帰）、第三段階は非復帰型のサーモスタット３２（または温度ヒューズ）によるランプヒーター３０の通電回路の遮断（回路の復帰は不能）と、多段階の安全機能を設定することにより長期間、安全かつ快適に使用することができる。また、復帰型のサーモスタット３１を設けることにより通常使用時に非復帰型サーモスタット３２が作動して便座の暖房機能が使用できなくなる危険性も回避できる。 That is, the first stage of the initial energization time is temperature control by the timer 49 and the thermistor 43 of the control unit 49, and the second stage is shut off of the energization circuit of the lamp heater 30 by turning off the thermostat 31 (however, the circuit is restored due to the temperature drop). In the third stage, the energization circuit of the lamp heater 30 is shut off by the non-returnable thermostat 32 (or temperature fuse) (the circuit cannot be restored), and a multi-stage safety function is set for long-term safety and comfort. Can be used for Further, by providing the resettable thermostat 31, it is possible to avoid the risk that the non-resettable thermostat 32 operates during normal use and the toilet seat heating function cannot be used.
また、ランプヒーター３０、３０ｂは複数本に分割しているので、図１１に示す従来の輪状の便座２において、輪状の１本のランプヒーター４を便座２の空洞部２８の略全体に配置したことにより、便座２の撓みとランプヒーター４の設置誤差等により直接、ランプヒーター３０、３０ｂに応力がかかる問題が解消され、便座２２の撓み等によるランプヒーター３０、３０ｂの破損の危険を解消することができる。 Further, since the lamp heaters 30 and 30b are divided into a plurality of pieces, in the conventional ring-shaped toilet seat 2 shown in FIG. 11, the single ring-shaped lamp heater 4 is arranged in substantially the entire cavity 28 of the toilet seat 2. As a result, the problem of stress directly applied to the lamp heaters 30 and 30b due to the deflection of the toilet seat 2 and the installation error of the lamp heater 4 is solved, and the risk of the lamp heaters 30 and 30b being damaged due to the deflection of the toilet seat 22 or the like is eliminated. be able to.
また、本実施の形態では、便座の各部においてランプヒーター３０と着座部２５間の距離ａが異なったり、着座部２５の各部においてその断面長さが異なった場合に、発光部５４の長さｃと非発光部５５の長さｄを変化させ、さらにフィラメント３４の発光部間の距離ｅを輻射型発熱体と着座部の距離の略２倍以下とすることによって着座部２５の温度の均一化を図ることができる。例えば、発光部の５４中央から発せられる輻射エネルギーを考えると、２ａ＝ｅの場合、発光部５４の直上Ｘでの輻射エネルギー強度は、１／ａ２、非発光部５５直上Ｙでの輻射エネルギー強度は２／（√２ａ）２＝１／ａ２となり、非発光部５５直上においても、輻射エネルギー強度が大幅に低下することがないので、着座部２５の温度を均一に保つことができる。フィラメント３４の発光部間の距離ｅをランプヒーター３０と着座部２５の距離の略２倍以上となると非発光部５５直上の輻射エネルギー強度が低下するため着座部２５の温度の均一性が悪くなる。 Further, in the present embodiment, when the distance a between the lamp heater 30 and the seating portion 25 is different in each part of the toilet seat, or when the cross-sectional length is different in each part of the seating portion 25, the length c of the light emitting unit 54. The length d of the non-light emitting portion 55 is changed, and the distance e between the light emitting portions of the filament 34 is set to be approximately twice or less the distance between the radiant heating element and the seating portion, thereby making the temperature of the seating portion 25 uniform. Can be achieved. For example, considering the radiant energy emitted from the center of the light emitting unit 54, when 2a = e, the radiant energy intensity at X directly above the light emitting unit 54 is 1 / a 2 , and the radiant energy at Y directly above the non-light emitting unit 55. The intensity is 2 / (√2a) 2 = 1 / a 2 , and the radiant energy intensity is not significantly reduced even immediately above the non-light emitting portion 55, so that the temperature of the seating portion 25 can be kept uniform. If the distance e between the light emitting portions of the filament 34 is approximately twice or more as long as the distance between the lamp heater 30 and the seating portion 25, the radiation energy intensity directly above the non-light emitting portion 55 is lowered, and the temperature uniformity of the seating portion 25 is deteriorated. .
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２における暖房便座におけるランプヒーター３０を含む便座の要部縦断面図である、本実施の形態は、実施の形態１の発明と基本的な構成は同じで、異なるのは上枠体を輻射透過性の材料からから構成したものである。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the main part of the toilet seat including the lamp heater 30 in the heating toilet seat according to the second embodiment of the present invention. This embodiment has the same basic configuration as the invention of the first embodiment. The difference is that the upper frame is made of a radiation transmissive material.
図９において、着座部２５は輻射透過性材料たとえば透明ポリプロピレン樹脂を用いた成形体である上枠体５６の外表面にフィルム材である表面化粧層５７を設け、この上枠体５６と表面化粧層５７の間にカーボンブラックなどの黒色顔料を主体とする輻射吸収剤を多量に含有する輻射吸収層５８を形成している。 In FIG. 9, a seating portion 25 is provided with a surface decorative layer 57 that is a film material on the outer surface of an upper frame body 56 that is a molded body using a radiation transmissive material such as a transparent polypropylene resin. A radiation absorbing layer 58 containing a large amount of a radiation absorber mainly composed of a black pigment such as carbon black is formed between the layers 57.
上枠体５６は透明ポリプロピレン樹脂を平均厚み２．５ｍｍにて成形することにより、輻射エネルギー透過率を７０％以上に設定すると同時に、その剛性から便座の構造矩体として機能している。また、形成されている輻射吸収層５８と表面化粧層５７の合計厚みは０．２ｍｍ程度であり、透明ポリプロピレン樹脂の厚みに対して薄いので、これら両層は輻射透過性の上枠体２４を透過した輻射エネルギーを吸収し、熱容量が非常に小さいので瞬時に昇温すると同時に、可視光を遮蔽し着座部２５表面を極めて短時間で加熱することができる。 The upper frame 56 is formed of transparent polypropylene resin with an average thickness of 2.5 mm, so that the radiation energy transmittance is set to 70% or more and at the same time functions as a structural rectangular body of the toilet seat due to its rigidity. Further, since the total thickness of the formed radiation absorbing layer 58 and the surface decorative layer 57 is about 0.2 mm, which is thinner than the thickness of the transparent polypropylene resin, these layers form the radiation transmissive upper frame 24. The transmitted radiation energy is absorbed and the heat capacity is very small, so that the temperature is increased instantaneously and at the same time the visible light is shielded and the surface of the seating portion 25 can be heated in a very short time.
上記構成では上枠体５６を透明ポリプロピレン樹脂で形成しているが、これに限ったものではなく、透明のＰＥＴ樹脂、ＰＥ樹脂、ＰＣ樹脂なども使用可能である。また、表面化粧層５７と輻射吸収層５８もフィルム材、印刷、塗装等の組み合わせで構成することもできる。 In the above configuration, the upper frame 56 is formed of a transparent polypropylene resin, but is not limited to this, and a transparent PET resin, PE resin, PC resin, or the like can also be used. The surface decorative layer 57 and the radiation absorbing layer 58 can also be configured by a combination of film material, printing, painting, and the like.
図１０は図９の構成で２ａ＝ｅとした場合について、着座部２５の横断面方向の温度分布を示したものである。温度は着座部２５断面の全体を等間隔に９ポイント（各ポイント間は約１０ｍｍ）測定し、測定場所5)がランプヒーター３０の直上に対応する。発光部５４直上に対応する曲線(Ａ)に対し非発光部５５直上に対応する曲線(Ｂ)もほぼ同様の温度レベルと温度分布を示しており、非発光部５５直上においても、輻射エネルギー強度が大幅に低下することがなく、着座部２５の全体の温度を均一に保つことができる。 FIG. 10 shows the temperature distribution in the cross-sectional direction of the seat portion 25 when 2a = e in the configuration of FIG. The temperature is measured at 9 points (approximately 10 mm between each point) at equal intervals over the entire cross section of the seating portion 25, and the measurement location 5) corresponds to directly above the lamp heater 30. The curve (B) directly above the non-light emitting portion 55 also shows a similar temperature level and temperature distribution to the curve (A) corresponding to just above the light emitting portion 54, and the radiant energy intensity also directly above the non-light emitting portion 55. The temperature of the entire seating portion 25 can be kept uniform without being significantly reduced.
以上のように、本発明の暖房便座は、輻射型発熱体からの輻射エネルギーで効率的に着座部を加熱して速やかにかつ均一に着座部を加熱することができるので、使用者が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。 As described above, the heating toilet seat according to the present invention can efficiently heat the seating portion with the radiation energy from the radiation-type heating element to quickly and uniformly heat the seating portion, so that the user is seated. It can be applied as a heating technology for equipment.
２２ 便座
２４ 上枠体
２５ 着座部
２７ 下枠体
２８ 空洞部
２９ 輻射反射板
３０ ランプヒーター（輻射型発熱体）
３１ サーモスタット
３２ サーモスタット
３３ 石英ガラス管
３４ フィラメント
３９ アルマイト層
４０ 輻射吸収層
５４ 発光部
５５ 非発光部
５８ 輻射吸収層
22 Toilet seat 24 Upper frame
25 Seating part
27 Lower frame
28 Cavity
29 Radiation reflector
30 Lamp heater (radiant heating element)
31 Thermostat 32 Thermostat 33 Quartz glass tube 34 Filament
39 Alumite layer 40 Radiation absorption layer 54 Light emitting portion 55 Non-light emitting portion 58 Radiation absorption layer
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|---|---|---|---|---|
| JP2019145281A (en) * | 2018-02-19 | 2019-08-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Halogen heater and heat retaining device |
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- 2005-10-31 JP JP2005316097A patent/JP2007117549A/en active Pending
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