JP2010268940A - 便座装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人体検知センサの検知範囲を確保し、操作部の操作性を損なうことなく、コンパクトな操作部を備えた便座装置を提供することを目的とする。
【解決手段】便器７００上に設置する本体２００と、着座面３１１を加熱する発熱体３５０を内蔵した便座３００と、本体２００と便座３００とを覆う便蓋４００と、本体２００の側方に設け、前端が便座２００の前端より後退した袖部２１０と、制御部を含み、袖部２１０にトイレに人体検知センサ６００を備え、人体検知センサ６００は便座３００の着座面３１１より低い位置に設置し、便蓋４００を閉成した状態において、便蓋４００の前端位置における左右方向の垂直面において、所定の幅および所定の高さの基準検知範囲ＷＳを備えたことにより、袖部の操作性を損なうことなく、コンパクトな操作部を備えた便座装置を提供することができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、便座装置の人体検知に関する。

従来、この種の便座装置は、便器の後方に設置した本体に便蓋と便座を回動自在に枢支している。前記便座は略楕円の環状形状であり、便座後部の両側に一体に設けた腕部を介して本体に回動自在に枢支している。便座の上面は使用者が着座する着座面を形成している。便座の内部には着座面を加熱する加熱手段を内蔵している。また、本体の側方に設けた袖部には、人がトイレに入室したことを検知する人体センサを備え、便座の保温を自動で開始したり、便蓋を自動で開閉したりする機構が形成されている（例えば、特許文献１参照）。

図１０は特許文献１に記載された従来の便座装置を示す斜視図である。図１０に示すように、本体１の側部より前方に突出するように設けた袖部２の上面には前方から後方にかけて高くなる段部３が形成されかつ段部３の前方には人体検知センサ収納部４が形成され、人体検知センサ収納部４には人体検知センサが内蔵されている。

特開平１１−１７２７４１号公報

上記従来の便座装置では、人体検知センサの検知範囲を拡大するために、袖部上面に袖部前方から後方にかけて高くなる段部を形成し、段部前方には人体検知センサ収納部を形成し、人体検知センサ収納部には人体検知センサが内蔵されているため、着座動作時に段部に身体や衣服が接触したり、また袖部スイッチの操作を行うとき人体検知センサ収納部に手や指が接触したり、また袖部スイッチが見にくいといった操作性や使い勝手を損なうとともに操作部が大型化するという課題を有していた。

本発明は、上記課題を解決するもので、人体検知センサの検知範囲を確保しつつ、操作部の操作性や使い勝手を損なうことなく、かつ操作部のコンパクト化を図ることができる便座装置を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の便座装置は、便器上に設置する本体と、本体に回動可能に枢支し、着座面を加熱する発熱体を内蔵した便座と、本体に回動可能に枢支し、本体と便座とを覆う便蓋と、本体の側方に設け、前端が便座の前端より後退した袖部と、本体に内蔵し、少なくとも発熱体を制御する制御部を含み、袖部の前端上部にトイレに入室した人体を検知する人体検知センサを備え、人体検知センサは便座の着座面より低い位置に設置し、便蓋を閉成した状態において、人体検知センサは便蓋の前端位置における左右方向の垂直面において、所定の幅および所定の高さの検知範囲を備えたものである。

これにより、袖部は便座の前端より後退しており、しかも人体検知センサは便座の着座面より低い位置に設置されているため、袖部および人体検知センサが便座への着座動作に障害をきたすことがなく、また袖部に設けた操作スイッチの操作性を損なうことがない。
しかも、便蓋先端位置の所定範囲の検知が可能であるため、トイレ室に入室した人体を確実に検知することができる。

本発明の便座装置は、便座への着座動作や操作スイッチの操作性を損なうことなく、確実な人体検知ができる。

本発明の実施の形態１における便座装置の便蓋開放状態を示す斜視図 本発明の実施の形態１における便座装置の便蓋閉成状態を示す斜視図 本発明の実施の形態１における人体検知センサ取付部のカバーを外した状態を示す斜視図 本発明の実施の形態１における便座の分解斜視図 本発明の実施の形態１における人体検知センサ取付部を示す断面図 （ａ）は本発明の実施の形態１における人体検知センサの水平方向の設置方向を示す平面図、（ｂ）は人体検知センサの垂直方向の設置方向を示す側面図 本発明の実施の形態１における人体検知センサと便蓋との位置関係を示す断面図 本発明の実施の形態１における便座装置をトイレ室に設置した状態を示す模式図 本発明の実施の形態１における人体検知センサの検知範囲を示す模式図 従来の便座装置の外観を示す斜視図

第１の発明は、便器上に設置した本体と、前記本体に回動可能に枢支し、着座面を加熱する発熱体を内蔵した便座と、前記本体に回動可能に枢支し、前記本体と前記便座とを覆う便蓋と、前記本体の側方に設け、前端が前記便座の前端より後退した袖部と、前記本体に内蔵し、少なくとも前記発熱体を制御する制御部を含み、前記袖部の前端上部にトイレ室に入室した人体を検知する人体検知センサを備え、前記人体検知センサは便座の着座面より低い位置に設置し、前記便蓋を閉成した状態において、前記人体検知センサは便蓋の前端位置における左右方向の垂直面において、所定の幅および所定の高さの基準検知範囲を備えたものである。

これにより、袖部は便座の前端より後退しており、しかも人体検知センサは便座の着座面より低い位置に設置されているため、袖部および人体検知センサが便座への着座動作に支障をきたすことがなく、袖部に設けた操作スイッチの操作性を損なうことがない。

また、人体検知センサを着座面より低い位置に設置したことにより、着座面の温度が上昇した場合でも、便座を人体として誤検知することがない。しかも、便蓋先端位置の所定範囲の検知が可能であるため、トイレ室に入室した人体を確実に検知することができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記基準検知範囲は、幅は便蓋の前後方向の中心線に対して、少なくとも左右にそれぞれ４０ｃｍ以内の範囲、高さは少なくとも床面より８０ｃｍ以上の範囲を含むものである。

これにより、本便座装置を通常のトイレ室に設置した状態で、単独で用便が可能な身長の低い子供でも確実に検知することが可能となる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、前記人体検知センサが人体を検知した場合、前記制御部は前記着座面を昇温するように前記発熱体を制御するものである。

これにより、人体が検知されない便座装置を使用しないときは発熱体への通電を遮断または抑制し、便座装置を使用する人体が検知されたときにのみ、通電量を増やして昇温することが可能となるため、高い省エネルギー効果を得ることができる。

第４の発明は、特に第１〜３のいずれか１つの発明において、前記便蓋を自動的に開閉する便座便蓋回動機構を備え、前記人体検知センサが人体を検知した場合、前記制御部は前記便座便蓋回動機構を制御し、前記便蓋を開成するものである。

これにより、使用者がトイレ室に入室した場合、便蓋が自動的に開成するため、使い勝手が良く、しかも衛生的である。

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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態における便座装置を便器上に設置し、便蓋を開放した状態の外観の斜視図を示し、図２は便蓋を閉成した状態の外観の斜視図を示し、図３は袖部の先端前面上部に取り付けられカバーを外した状態での人体検知センサの外観の斜視図を示すものである。

＜１＞便座装置の構成
図１に示すように、便座装置１００は、本体２００、便座３００、便蓋４００により構成され、便器７００の上面に設置される。

以下本実施の形態においては、便座装置１００の本体２００を配置した方を後方とし、便座を配置した方を前方として説明を行う。

本体２００には、便座３００および便蓋４００が便座便蓋回動機構（図示せず）を介して電動で開閉可能に取り付けられている。図１に示すように便蓋４００を開放した状態においては、便蓋４００は便座装置１００の最後部に位置するように起立する。また、図２に示すように便蓋４００を閉成すると便蓋４００は便座３００の上面と、後述の上部便座ケーシング３１０の側面を隠蔽する。

また、本体２００には、図示しない洗浄水供給機構（図示せず）、熱交換器（図示せず）、洗浄ノズル２０１等からなる洗浄機構と、乾燥ユニット（図示せず）と、制御部（図示せず）等が内蔵される。

本体２００の前面コーナー部には着座センサ２０２が設置してある。この着座センサ２０２は非接触式着座センサであり反射型の赤外線センサである。すなわち、発光部から赤外線を発光し人体によって反射された赤外線を受光部が受光検出することにより、便座３００上に使用者が着座していることを検知する。

また、洗浄水供給機構と熱交換器は洗浄ノズル２０１に接続されており、水道配管から供給される洗浄水を熱交換器で加熱することにより温水を洗浄ノズルに供給し、洗浄ノズル２０１から使用者の局部に向けて洗浄水を噴出し、使用者の局部を洗浄するものである。洗浄ノズル２０１はお尻を洗浄するお尻洗浄ノズル部と女性の局部を洗浄するビデノズル部を備えている。

また、乾燥ユニットは洗浄水により濡れた局部に向けて温風を噴出し、局部を乾燥する
ことができる。

なお、洗浄機構と乾燥ユニットは便座装置の必須構成要素ではなく、これらの構成要素を具備しない便座装置でもよい。

また、本体２００の側部より前方に突出するように袖部２１０が設けてあり、袖部２１０の上面には操作部２１１が設けてあり便座装置の各機能の操作が可能である。なお、袖部２１０の上面は便座３００の着座面３１１より低く、前端は便座３００の前端より後退した位置となっている。

図３に示すように袖部２１０の前端上部２１１には人体検知センサ６００が取り付けられている。人体検知センサ６００は、反射型の赤外線センサであり、発光部から赤外線を発光し人体によって反射された赤外線を受光部が受光検出することにより、トイレット室内に使用者が入室したことを検知する。

本体２００の制御部は、操作部２１１、人体検知センサ６００および着座センサ２０２から送信される信号に基づいて、便座装置１００の各部の動作を制御する。

＜２＞便座３００の構成
図４は便座３００の分解斜視図を示すものである。図４に示すように、便座３００は、主としてアルミニウムにより形成された略楕円形状の環状の上部便座ケーシング３１０と、上部便座ケーシング３１０の裏面に粘着した略馬蹄形状の便座ヒータ３５０および合成樹脂により形成された略楕円形状の環状の下部便座ケーシング３２０を主構成部品として構成されている。

以下、本実施の形態においては、着座した使用者から見て前方側を便座３００の前部とし、着座した使用者から見て後方側を便座３００の後部とする。

上部便座ケーシング３１０は、厚さ約１ｍｍのアルミニウム板をプレス加工等により成形し、表面にはアルマイト層と表面化粧層を施し、裏面には絶縁性を有する耐熱性を有するポリエステル粉体塗装膜が形成されている。

なお、アルミニウム板の代わりに銅やステンレス等の板材あるいはマグネシウム合金の成型品等の熱伝導の良い他の金属を使用してもよい。また、アルミニウム板に施される表面処理は上記仕様に限定されるものではなく、他の化学的な処理やアクリル系やウレタン系の塗料を使用した他の塗装等も選択可能である。

便座ヒータ３５０は、前部の一部が切り取られた略馬蹄状に形成されている。便座ヒータ３５０は、アルミニウムからなる２枚の金属箔の間に、線状ヒータを蛇行させて配設して構成されている。便座ヒータ３５０は着座面３１１と起曲部３１２を加熱できるように線状ヒータを配設あり、特に着座した使用者の大腿部と臀部が快適に加熱されるように場所によって密度を変えて配設してある。

下部便座ケーシング３２０は樹脂材料を使用した成型品であり、平面形状が上部便座ケーシング３１０と略同形状の本体ケーシング部３２１と、本体ケーシング部３２１の両側後方に斜め上方に突出した腕部３２２で構成されている。上部便座ケーシング３１０と下部便座ケーシング３２０は内周部３１１ａおよび外周部３１１ｂで結合し、結合部にはゴムまたは樹脂系のパッキンまたは接着シール剤による水密手段が施されている。

上部便座ケーシング３１０の裏面には便座ヒータ３５０を粘着し、下部便座ケーシング
３２０を結合した便座３００は、図５に示すように後部に腕部３２２を備えており、腕部３２２を本体２００の便座便蓋回動機構（図示せず）に結合することにより、回動自在に枢支されている。

上記構成の便座３００の非使用時は、上方より便蓋４００で隠蔽される。特に便座ヒータ３５０を裏面に粘着した上部便座ケーシング３１０は、図２に示すように、上面と側面を便蓋４００で隠蔽されるので、待機中の放熱を抑制し、省エネルギー効果を向上することができる。

＜３＞人体検知センサの取付構造
図１及び図３に示すように、本体２００の側方には袖部２１０が設けられ袖部２１０上面には操作部２１１が設けられ便座装置の各機能の操作を行うことができる。また、袖部２１０の前端上部には開口部２１２が設けられ、開口部２１２にはカバー２１３が取り付けられている。カバー２１３は樹脂材料による成型品であり、袖部２１０の前面と上面に連続的に連接する曲面形状とし、赤外線が通過する部分の板厚は略均等とすることにより、赤外線の透過時に不規則な屈折や反射等の発生を抑制する形状となっている。

カバー２１３の内側には人がトイレに入室したことを検知する人体検知センサ６００が設けられている。人体検知センサ６００は、反射型の赤外線センサであり、発光部から赤外線を発光し人体によって反射された赤外線を受光部が受光検出した場合にトイレット室内に使用者が入室したことを検知する構成となっている。

人体検知センサ６００は、袖部２１０の前端上部の開口部２１２内に設けられており、袖部２１０の上面には突起物がないため、操作部２１１のスイッチ操作時に支障をきたすことがなく、操作部を含む袖部のコンパクト化が可能となる。

さらに、人体検知センサ６００をカバー２１３内側に内蔵する構成で、袖部２１１表面に露出していないため人体検知センサ６００の破損等の問題もなく、安定した検知性能の確保が可能となる。

図５は人体検知センサ６００の設置位置における断面図を示すものである。図に示すように、袖部２１０は便座３００の着座面３１１より下方に設け、人体検知センサ６００は着座面３１１より約２０ｍｍ下方となる位置に設置している。

このため、使用者が便座３００に着座する着座動作時に、袖部２１０に使用者の身体や着衣が当たって着座動作に支障をきたす心配がなく、しかも人体検知センサ６００は着座面３１１より約２０ｍｍ下方となる位置に設置しているため、着座面３１１の表面温度が人体に近い温度になっている場合でも、便座３００を人体として誤検知することを防止することができる。

図６（ａ）、図６（ｂ）は人体検知センサの設置方向を示すものであり、図６（ａ）は水平方向の設置方向を示す平面図であり、図６（ｂ）は垂直方向の設置方向を示す側面図である。

図６（ａ）に示すように、人体検知センサ６００は、袖部２１０が設けられた本体２００の反対側に検知範囲角度を約１５度振るよう設置されており、人体検知センサ６００が配置されていない側のトイレ８００の入口８０１からの人の入室にたいしても確実に検知することが可能となる。 また図６（ｂ）に示すように、人体検知センサ６００は、前方向の検知範囲の仰角を水平より約３０度上方を向くよう配置されたることにより、人体検知の範囲を広範囲に設定できるため、人の入室を確実に検知することが可能となる。

図７は人体検知センサと便蓋との位置関係を示す断面図である。図７に示すように人体検知センサ６００の側方には、人体検知センサ６００より高い位置に便蓋４００が配置されており、便蓋４００の反対側の検知範囲は便蓋４００により一部が遮蔽される。そのため、検知範囲を確保するため、人体検知センサ６００と便蓋４００の上縁とがなす仰角が３０度以下になるよう人体検知センサ６００を配置している。これにより、便蓋４００で遮られる人体検知範囲を小さくできるため、身長の低い子供でも確実に検知することが可能となる。

図８は便座装置を標準的なトイレ室に設置した標準的な設置状態を示す模式図である。図に示すように、標準的なトイレ室は幅８０ｃｍ、奥行き１２０ｃｍであり、その奥の方に設置された便器の上面にトイレ装置１００が設置される。

トイレ室８００の入り口の扉８０１は、便座装置１００の前方の壁面、あるいは前方の左右の壁面に設置されるのが一般的であり、本実施の形態における人体検知センサ６００はこれらのいずれの場合においても、扉８０１から入室した直後の人体を検知可能とするものである。

図９は図８に示す標準的な設置状態に設置した本実施の形態における人体検知センサの検知範囲を示す模式図である。図に示すように人体検知センサ６００の検知範囲Ｗは便座装置１００の前方の袖部２１０取り高い略直方体の範囲であるが、特に袖部２１０の反対側の下方については検知できない範囲が発生する。本実施の形態においては便蓋４００の前端位置における左右方向の垂直面においては、袖部の反対側の検知範囲の下端は床面レベルより８０ｃｍとなっており、それより前方は８０ｃｍより低い位置まで検知可能であり、それより後方はより高い範囲のみが検知可能となっている。

上記の検知範囲Ｗを備えた本実施の形態の便座装置１００は、図８に示す標準的なトイレ室８００に設置した場合、前方あるいは左右いずれの側壁に設けた扉８０１から入室した人体を、入室直後に検知することができるものである。特に上記検知範囲の下端を８０ｃｍに設定したことにより、便座装置１００の単独使用が可能な身長の低い子供でも確実に検知することができる。

上記検知範囲Ｗにおいて、便座装置１００より離れた前方の検知範囲については、人体検知センサ６００の設置条件に対して、ほとんど制約を加えるものではないが、便蓋４００の前端位置における左右方向の垂直面の検知範囲は、主にそれより前方の検知範囲Ｗ全体を決定する基準となる検知範囲であり、本実施の形態においては、この位置における検知範囲を基準検知範囲ＷＳと称する。

図９の斜線の範囲で示すように、本実施の形態における基準検知範囲ＷＳは、便蓋４００の前後方向の中心線Ｃ上の前端位置における左右方向の垂直面において、左右の幅方向はそれぞれ４０ｃｍ以内の範囲、高さ方向においては床面より８０ｃｍ以上の範囲が基準検知範囲である。

人体検知センサ６００がこの基準検知範囲ＷＳの検知が可能な場合、図８に示す幅８０ｃｍで奥行き１２０ｃｍの標準的なトイレ室８００に便座装置１００を設置した場合、扉８０１を図に示す両側面および正面のいずれの位置に設置した場合でも、使用者がトイレ室に入室した直後に人体検知センサ６００は人体を検知することができる。

＜４＞便座装置の動作、作用
以上のように構成された便座装置は次のように動作する。

非使用時において、便蓋３００は閉成しており、便座３００の上面と上部便座ケーシング３１０の側面を隠蔽しており、冬季等の室温が低い場合は、制御部９０の制御により便座ヒータ３５０に通電することにより、便座３００が例えば約１８℃となるように温度調整される。このときの温度を待機温度と称する。当然ながら夏季等で室温が高い場合には便座３００の温度も高くなり便座ヒータ３５０への通電は行わない。

使用者がトイレット室に入室すると、人体検知センサ６００が使用者を検知する。それにより検知信号が制御部に送信される。

制御部は人体検知センサ６００からの検知信号により使用者のトイレット室への入室を検知すると、制御部は便蓋４００を開放するとともに、記憶された便座設定温度に基づいて便座ヒータ３５０の駆動に関する特定のヒータ制御パターンを選択する。

選択されたヒータ制御パターンおよび計時部により得られる時間情報に基づいて便座ヒータ３５０の駆動を制御する。それにより、便座ヒータ３５０が昇温駆動され、便座３００の温度が便座設定温度へと瞬時に上昇される。

便座設定温度へと瞬時に上昇させるために、便座ヒータ３５０の最大容量である１２００Ｗ駆動は、すくなくとも、便座３００の表面温度が使用者が着座した際に冷たいという不快を感じない最低限界の温度（以降冷感限界温度と称する）に達するまで行われる。この冷感限界温度は、発明者らの実施した被験者実験により約２９℃であることがわかっている。

一方、発明者らの実施した被験者実験では、使用者がトイレット室に入室してから通常の着衣状態から脱衣して便座に座るまでに要する最短時間の平均値は６秒であり、１２００Ｗで駆動することにより、これより短い時間で限界温度まで昇温することができる。

限界温度到達後、制御部は便座ヒータ３５０の駆動を６００Ｗ駆動に低下し、便座３００の着座面３１１が設定温度に達するまで駆動を継続する。設定温度に到達後は５０Ｗ駆動に低下し、着座面３１１を設定温度に保温する。

ここで、使用者が袖部２１０の操作部２１１の便座温度調整スイッチを操作することにより、設定温度を変更することができる。

便座３００に使用者が着座すると、着座センサ２０２は着座した人体を検知し、検知信号を制御部に送信する。これにより、着座状態で使用できる、洗浄機能や乾燥機能の操作が可能となる。

例えば、使用者が袖部２１０の操作部２１１のお尻洗浄スイッチを操作すると、洗浄ノズル２０１のお尻洗浄ノズルが前方に突出し、洗浄水が噴出してお尻洗浄を開始する。次に、終了スイッチを操作すると、洗浄水の噴出が停止し、お尻洗浄ノズルは元の収納位置に収納される。

次に、乾燥スイッチを操作すると、使用者のお尻に向けて温風が噴出し、洗浄で濡れたお尻を乾燥させることができる。

使用者が便座３００から立ち上がると、着座センサ２０２は使用者が離席したことを検知し検知信号を制御部に送信する。この信号により、制御部は所定時間経過後に便座ヒータへの通電を停止する。

使用者がトイレ室から退出すると、人体検知センサ６００の人体検知の信号の送信が停止することにより、制御部は所定時間後に便蓋４００を閉成する。

以上のように、本発明にかかわる便座装置は、袖部スイッチの操作性を損なうことなく、かつ操作部のコンパクト化を図り確実な人体検知が可能となるので、他の着座用採暖機器の用途にも適用できる。

１００ 便座装置
２００ 本体
２１０ 袖部
３００ 便座
３１１ 着座面
３５０ 便座ヒータ（発熱体）
４００ 便蓋
６００ 人体検知センサ
７００ 便器
Ｃ 中心線
ＷＳ 基準検知範囲

Claims (4)

1. 便器上に設置した本体と、
   前記本体に回動可能に枢支し、着座面を加熱する発熱体を内蔵した便座と、
   前記本体に回動可能に枢支し、前記本体と前記便座とを覆う便蓋と、
   前記本体の側方に設け、前端が前記便座の前端より後退した袖部と、
   前記本体に内蔵し、少なくとも前記発熱体を制御する制御部を含み、
   前記袖部の前端上部にトイレ室に入室した人体を検知する人体検知センサを備え、
   前記人体検知センサは便座の着座面より低い位置に設置し、
   前記便蓋を閉成した状態において、前記人体検知センサは便蓋の前端位置における左右方向の垂直面において、所定の幅および所定の高さの基準検知範囲を備えたことを特徴とする便座装置。
2. 前記基準検知範囲は、幅は便蓋の前後方向の中心線に対して、少なくとも左右にそれぞれ４０ｃｍ以内の範囲、高さは少なくとも床面より８０ｃｍ以上の範囲を含む請求項１に記載の便座装置。
3. 前記人体検知センサが人体を検知した場合、前記制御部は前記着座面を昇温するように前記発熱体を制御する請求項１または２に記載の便座装置。
4. 前記便蓋を自動的に開閉する便座便蓋回動機構を備え、前記人体検知センサが人体を検知した場合、前記制御部は前記便座便蓋回動機構を制御し、前記便蓋を開成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の便座装置。