JP2008043724A - Heated toilet seat - Google Patents
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Description
本発明は、暖房機能を有する便座に関するもので、特に使用者が着座するまでの短時間に最適な温度まで昇温可能である暖房便座に関するものである。 The present invention relates to a toilet seat having a heating function, and more particularly to a heated toilet seat that can be heated to an optimum temperature in a short time until a user is seated.
従来のこの種の暖房便座では、図10に示すように金属製便座1の裏面に加熱手段2を配設し、短時間で便座を所定温度まで昇温させ、省エネを図るというものであった(例えば、特許文献1参照)。すなわち、この種の暖房便座において、加熱手段2は省電力のため使用者の便座への着座直前に通電して着座するまでの短時間に、すばやく便座を適温にしなければならないので、金属製の便座1を使用している。従って、お尻を直接に乗せ、かつ短時間に温度上昇させる暖房便座では、何らかの異常事態が発生した時、即座に適温を越えて熱くなり使用者に不快感を与え、更には不快感を越えた熱さになれば使用者が便座から立ち上がらなければならなくなる事態も考えられる。
しかしながら、前記従来の構成では、万が一の故障などによる温度過昇時に対する安全性についての記述がなく、温度過昇により安全面が危ぶまれるという課題があった。 However, in the conventional configuration, there is no description about the safety against an excessive temperature due to a failure or the like, and there is a problem that the safety is jeopardized by the excessive temperature.
本発明は、なんらかの異常が発生し便座の温度制御が不能となった場合でも、便座の温度過昇を速やかに検知可能とすることで、安全で快適に使用できる暖房便座を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a heated toilet seat that can be used safely and comfortably by making it possible to quickly detect an excessive temperature rise in the toilet seat even when the temperature control of the toilet seat becomes impossible due to some abnormality. .
前記従来の課題を解決するために、本発明の暖房便座は、線状発熱体の配設パターンに密領域部を設け、密領域部に温度応答型の安全装置を設けた構成としている。この構成により、安全装置の応答速度をより早くすることができる。 In order to solve the conventional problems, the heating toilet seat of the present invention has a configuration in which a dense region portion is provided in the arrangement pattern of the linear heating elements, and a temperature-responsive safety device is provided in the dense region portion. With this configuration, the response speed of the safety device can be further increased.
本発明の暖房便座は、安全装置の温度応答速度をより速くすることによって、何らかの異常によって生じる温度過昇を速やかに検知することが可能である。そのため、安全で快適に暖房便座を使用することができる。 The heated toilet seat of the present invention can quickly detect an overtemperature caused by some abnormality by increasing the temperature response speed of the safety device. Therefore, the heated toilet seat can be used safely and comfortably.
第1の発明は、線状発熱体の配設パターンに密領域部を設け、密領域部に温度反応型の安全装置を設けた構成とした。これにより、線状発熱体の発生する熱を放熱ロスを少なくして効率よく受熱できる構成となるので安全装置の温度応答速度を早くすることができ、何らかの異常によって生じる温度過昇を速やかに検知することができる。そのため、安全で快適に暖房便座を使用することができる。 In the first invention, a dense region portion is provided in the arrangement pattern of the linear heating elements, and a temperature reaction type safety device is provided in the dense region portion. As a result, the heat generated by the linear heating element can be received efficiently with less heat dissipation loss, so the temperature response speed of the safety device can be increased, and overheating caused by any abnormality can be detected quickly. can do. Therefore, the heated toilet seat can be used safely and comfortably.
第2の発明は、特に第1の発明において、線状発熱体の密領域部は、安全装置の温度検知部と略同一形状となるように線状発熱体を配設した構成とした。これにより、安全装置に効率よく温度を伝えることができる。そのため、線状発熱体の密領域部で発生した熱は、サーモスタットへ効率的に伝熱することができ、密領域部に相対する着座面にホットスポットが生じて、着座時に不快感を引き起こすことを防止でき、安全で快適に暖房便座を使用することができる。 In a second aspect of the invention, particularly in the first aspect of the invention, the linear heating element is arranged so that the dense region of the linear heating element has substantially the same shape as the temperature detection part of the safety device. Thereby, temperature can be efficiently transmitted to a safety device. Therefore, the heat generated in the dense region of the linear heating element can be efficiently transferred to the thermostat, causing a hot spot on the seating surface opposite to the dense region, causing discomfort when sitting. This makes it possible to use a heated toilet seat safely and comfortably.
第3の発明は、特に第1または2のいずれか1つの発明において、線状発熱体の密領域部と着座面との間に断熱材を設けることとした。これにより、密領域部での発熱量が多くなり、便座温度にホットスポットが生じるのを防止することができる。そのため、使用者は快適に暖房便座を使用することができる。 In the third invention, in particular, in any one of the first and second inventions, a heat insulating material is provided between the dense region portion of the linear heating element and the seating surface. As a result, the amount of heat generated in the dense region increases, and hot spots can be prevented from occurring in the toilet seat temperature. Therefore, the user can use the heated toilet seat comfortably.
第4の発明は、特に第1から3のいずれかの発明において、密領域部は、渦巻状に線状発熱体を配設した構成とした。これにより容易に密領域部を形成することができ、安全装置の温度応答速度を早くすることができ、何らかの異常によって生じる温度過昇を速やかに検知することができる。そのため、安全で快適に暖房便座を使用することができる。 According to a fourth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to third aspects of the invention, the dense region portion has a configuration in which a linear heating element is disposed in a spiral shape. As a result, the dense region can be easily formed, the temperature response speed of the safety device can be increased, and an overtemperature caused by some abnormality can be detected quickly. Therefore, the heated toilet seat can be used safely and comfortably.
第5の発明は、特に第1から4のいずれかの発明において、密領域部は、蛇行状に線状発熱体を配設した構成とした。これにより容易に密領域部を形成することができ、安全装置の温度応答速度を早くすることができ、何らかの異常によって生じる温度過昇を速やかに検知することができる。そのため、安全で快適に暖房便座を使用することができる。 According to a fifth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to fourth aspects of the invention, the dense region portion has a configuration in which linear heating elements are disposed in a meandering manner. As a result, the dense region can be easily formed, the temperature response speed of the safety device can be increased, and an overtemperature caused by some abnormality can be detected quickly. Therefore, the heated toilet seat can be used safely and comfortably.
第6の発明は、特に第1から5のいずれかの発明において、密領域部を、着座面後方の外側部近傍に配設した。これによって、密領域部での発熱量が多くなり、着座面の温度分布にホットスポットが生じても、ホットスポットは着座面後方の外側部近傍であるため、着座時に不快感を引き起こすことを防止できる。 In a sixth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to fifth aspects, the dense region portion is disposed in the vicinity of the outer portion behind the seating surface. This increases the amount of heat generated in the dense area, and even if hot spots occur in the temperature distribution on the seating surface, the hot spot is near the outer part behind the seating surface, preventing discomfort during seating. it can.
第7の発明は、特に第1〜6のいずれか1つの発明において、安全装置はサーモスタットとした。これにより、異常が発生した時にサーモスタットにより、安全に機器の停止を行うことが可能であり、使用者は安心安全に使用することができる。 In the seventh aspect of the invention, in particular, in any one of the first to sixth aspects of the invention, the safety device is a thermostat. Thereby, when an abnormality occurs, the thermostat can be used to safely stop the device, and the user can use it safely and safely.
第8の発明は、特に第1〜7のいずれか1つの発明において、着座面はアルミニウムで構成した。これにより熱伝導の優れたアルミニウムを用いることで、着座面をすばやく加熱することが可能である。そのため省エネ性に優れた暖房便座を提供できる。 In an eighth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to seventh aspects, the seating surface is made of aluminum. Thereby, it is possible to quickly heat the seating surface by using aluminum having excellent heat conduction. Therefore, it is possible to provide a heated toilet seat with excellent energy saving performance.
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は線状発熱体からなる発熱体ユニットの概略構成図、図4は着座面の断面図である。
(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, FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a heating element unit composed of a linear heating element, and FIG. It is sectional drawing of a seating surface.
図1から図4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の袖部にはトイレ空間の人体の有無を赤外線により検知する人体検知センサ24が設けられている。便座22は、合成樹脂製の便座ベース25とアルミニウムで形成された金属製の着座面26からなり、2つの部材をそれぞれの内周縁および外周縁で接合することによって形成している。
1 to 4, a
着座面26の裏面には、発熱体ユニット27が配設されている。この発熱体ユニット27は、ヒータ線28(直径約0.25mm)の外側表面をフッ素樹脂29で覆った線状発熱体30(直径約0.5mm)を便座形状に収まるように配設し、線状発熱体30の上下両面を2枚のアルミ箔31で接着した構成としている。アルミ箔31の代わりに銅箔などの熱伝導が良好な金属箔を用いても良い。線状発熱体30はフッ素樹脂29により絶縁性及び耐熱性が確保されている。ここで、フッ素樹脂29の代わりにシリコンゴムを用いても良いし、他の材料を用いても絶縁性や耐熱性が確保できるなら何ら問題ない。絶縁性や
耐熱性の度合いは求められる暖房便座の性能によって変化する。着座面26の裏側は、アルマイト処理によりアルマイト層32を形成して絶縁性能を更に高めている。アルマイト層32を形成させる代わりに、ポリイミドやPETなどをフィルム状にしたものを貼付して絶縁性能を高めるという方法でも何ら問題ない。このように絶縁層を2重に設けることで安心安全に暖房便座を使用することができる。着座面26となるアルミニウムの表面
には、外観効果のために塗装した表面化粧層33が形成してある。
A
また、着座面26の外側表面に施した表面化粧層33は染色処理にすることもできるが、少なくとも着座面26の外側表面に塗装を施せば、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。便座22の着座面26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/(m・K)と高いため、昇温されると同時に、すばやく着座面26の外側表面つまり表面化粧層33まで熱伝達することができる。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。
Further, the surface
さらに、着座面26の裏面には、着座面26の温度を検知するために温度検知センサであるサーミスタ34が取り付けられている。サーミスタ34からの信号は制御部35に伝達され、これらの信号に基づいて採暖面である着座面26の温度が所定の温度になるよう、線状発熱体30への通電が制御されるようになっている。人体検知センサ24はトイレに人が入室したことを検知すると、着座面26の加熱を開始するとともに、便蓋23を開けるように、制御部35へ信号を伝達する。また、本体21の中央部には、便座22への着座を赤外線により検知する着座検知センサ36を有している。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。
Further, a
上述した構成によって、使用者がトイレに入室した場合には、人体検知センサ24が入室を検知し、その信号が制御部35に送られ、制御部35は線状発熱体30への通電を開始する。制御部35は、通電開始直前のサーミスタ34の温度信号をもとに、便座22の着座面26が適温になるように演算を行い、線状発熱体30への通電を制御する。
With the above-described configuration, when the user enters the toilet, the human
ここで、アルミニウムの板厚を1.0mmとし、線状発熱体30に1200W印加した場合、着座面26の昇温速度は2.5K/sほどである。また、調査によって、使用者がトイレのドアを開けてから着座するまでの所要時間は平均10秒、また、着座面26の温度が29℃以上であれば、着座時に冷感や不快感は覚えないという結果を得た。つまり、冬期のトイレ内が室温5℃であっても、入室と同時に便座を昇温させると、入室から10秒後には着座面26の温度は30℃となり、着座面26の温度を座っても冷たく感じない温度まで昇温させることができる。着座面26に熱伝導が良好なアルミニウムを用いることによって、使用者が便座22に着座するまでの短時間に加温することが可能であるため、使用者が入室していない場合には線状発熱体30に通電する必要がなく、非常に省エネになるとともに、着座面26の均一な加熱が可能であるので快適に使用できる。また、着座時には、着座面26が冷たくない温度まで加温されているので、冷たさを感じることなく快適に使用できる。また、着座面26にアルミニウムの変わりにステンレスを用いることも可能である。ステンレスはアルミに比べて強度が強いため、ステンレスの板厚を薄くすることができるので、熱容量を小さくすることができ、より短時間で加温できるため、
更に省エネに優れた暖房便座を実現することができる。
Here, when the aluminum plate thickness is 1.0 mm and 1200 W is applied to the
Furthermore, a heated toilet seat with excellent energy saving can be realized.
次に、使用者が便座22に着座すると、着座検知センサ36の信号により線状発熱体30への通電量をゼロまたは着座面26の温度が過昇しないところまで低減し、適温になるように着座面26の保温を行う。このように着座中も適温に保温されるので快適に使用できる。
Next, when the user is seated on the
暖房便座は着座面26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、万一何らかの異常によりマイコン(図示せず)等、制御部35に不具合が生じ、線状発熱体30への通電制御を行うことができなくなった場合などは、できるだけ早急に安全装置を確実に動作させることが必要となる。本実施の形態では、線状発熱体30の配設パターンに密領域部37を設け、密領域部37にサーモスタット38を取付けた構成としている。そのため、サーモスタット38の温度応答速度を速くさせることができるので、異常時に着座面26の温度が過昇して危険な状態になる前に、線状発熱体30の通電回路をより早く遮断することが可能となり安全に使用できる。
Since the heated toilet seat is seated with the skin directly in contact with the
以下、上述の内容を詳しく説明する。図5は、制御部35が故障したことを想定して線状発熱体30に通電した場合のサーモスタット38の検知温度と着座面26の表面温度を測定した結果である。図5において曲線(A)、(A’)は着座面26の表面温度であり、曲線(B)、(B’)はサーモスタット38の検知温度である。線状発熱体30への通電が開始されると、着座面26の表面温度は時間t1で便座最高設定温度(T1)に達する。通常であれば(T1)に達した時点で、制御部35からの指令で通電を停止させるが、何らかの異常が発生した場合は、このまま通電され続ける。サーモスタット38のOFF動作温度が(T3)に設定されていると、着座面26の表面温度が便座最高設定温度(T1)以上であり、確実に異常昇温であると判断できる(T2)に達した時に、サーモスタット38が動作して、線状発熱体30への通電を遮断する。このとき、(t2−t1)秒間過昇温し続けている。ここで、サーモスタット38のOFF動作温度は、物作り面や、コスト面を考慮すると交差0とするのは非常に困難であり、公差は±2℃とするのが一般的である。つまり、公差を考慮するとサーモスタット38のOFF動作温度は(T3)〜(T3+4)となる。OFF動作温度が(T3+4)であれば、着座面26の温度とサーモスタット38の検知温度の曲線は(A’)、(B’)となり、時間t3でサーモスタット38が動作し、回路が遮断される。この場合は(t3−t1)秒間過昇温し続けたこととなる。つまり、サーモスタット38のOFF動作温度のバラツキを考慮すると、過昇温する時間は最短で(t2−t1)秒間、最長で(t3−t1)秒間となる。安全面を考慮すると、過昇温時はできるだけ短時間で回路を遮断しなければならない。そのために、曲線(B)の傾きを大きくする、つまりサーモスタット38の温度応答速度を速くすることによって、時間(t3−t1)を短くすることができ、着座面26の温度が過昇しすぎる前に、線状発熱体30への通電回路を遮断することが可能となり、万が一の時でも安心安全に使用できる。
Hereinafter, the above-described contents will be described in detail. FIG. 5 is a result of measuring the detected temperature of the
このように、密領域部分からサーモスタット38へ受熱する際の放熱ロスを最小限とし、昇温速度をあげることで、OFF動作温度への到達を早め、十分に確実に応答速度を速めることができる。また、この方式で受熱温度を検出することで温度上昇勾配を検知して早いタイミングで線状発熱体30への通電遮断を行うような構成にしてもよい。
In this way, by minimizing heat loss when receiving heat from the dense region portion to the
また、図6に示すように、サーモスタット38の取付け部は感温面と対向するように、渦巻き状にした線状発熱体30を配設し、サーモスタット38の円形状をした感温部(図示せず)と略同一形状にして密領域部37を設けることによって、密領域部37で発生した熱がサーモスタット38へ効率的に伝熱するので、密領域部37に相対する着座面26
に極端なホットスポットが生じることがなくなり、着座時に不快感を引き起こすことを防止できる。
Further, as shown in FIG. 6, a
It is possible to prevent an extreme hot spot from being generated and to cause discomfort when sitting.
また、サーモスタット38の感温部が方形であれば、例えば図7に示すように線状発熱体30を蛇行させることによって、方形状の密領域部37を形成させても良い。
If the temperature sensing part of the
また、密領域部37での発熱量が多くなり、着座面26の温度分布にホットスポットが生じて着座時に感じる不快感を防止するために、図8に示すように線状発熱体30の密領域部37と着座面26の間に断熱材39を設ける、すなわち着座面の発熱体側絶縁層を介してヒータ線と熱接触することによって、密領域部37の相対する着座面26の温度が周囲の温度よりも高くなることを防止することができる。そのため、使用者にとって快適に使用できる暖房便座を提供できる。
Further, in order to prevent the discomfort felt when sitting due to an increase in the amount of heat generated in the
本実施の形態では、安全装置としてサーモスタット38を用いているが、安全装置は必ずしもサーモスタット38である必要はなく、温度ヒューズを用いても良いし、温度反応型の安全装置であれば、どのようなものを用いても何ら問題はない。
In the present embodiment, the
なお、安全装置として温度ヒューズを用いる場合について図9に示す。ここでは、温度ヒューズ40の周囲に線状発熱体30を螺旋状に配設することによって、密領域部分を形成することができる。こうすることによって、温度ヒューズ40の温度応答性を速くすることができるので、何らかの異常によって生じる温度過昇を速やかに検知することができ、安全に暖房便座を使用することができる。密領域部分の線状発熱体28間隔は適度に間隙をあけて配設するのが、発熱時に被覆材や貼り付けのための接着部材等を熱破壊することがないので、望ましい。
FIG. 9 shows a case where a thermal fuse is used as the safety device. Here, the dense region portion can be formed by arranging the
以上のように、本発明の暖房便座は、線状発熱体を密に配設した部分に安全装置を取付けることによって、温度変化を速やかに検知でき、安全に使用し得る暖房便座が得られ、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 of the present invention can quickly detect a temperature change by attaching a safety device to a portion where the linear heating elements are densely arranged, and a heating toilet seat that can be used safely is obtained. The present invention can be applied as a heating technique for a device on which a user is seated.
22 便座
24 人体検知センサ
26 着座面
30 線状発熱体
34 サーミスタ(温度検知センサ)
35 制御部
37 密領域部
38 サーモスタット(安全装置)
39 断熱材
22
35
39 Insulation
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