JP2011010800A - 便座装置 - Google Patents

Abstract

【課題】便座の待機温度を着座動作時間に対応して低く補正することにより、省エネルギー性を向上することを目的とする。
【解決手段】便座４００と、便座４００の着座面４１１を加熱する便座ヒータ４５０と、制御部９０と、人体検知手段６００と、着座検知手段６１０とを備え、人体検知手段６００が人体を検知していないときは、着座面４１１を待機温度で維持し、人体を検知すると設定温度に昇温する便座装置１００において、人体を検知してから着座検知するまでの着座動作時間により、待機温度を補正することにより、待機温度を下げることにより待機状態における消費電力量を削減することが可能となり、省エネルギー性の向上を図ることができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、便座装置の便座の温度制御に関するものである。

従来、この種の人体検知センサにより使用者がトイレ室に入室したことを検知してから便座を昇温加熱する便座装置は、室温が低いときは所定の待機温度で便座を保温しておき、人体を検知してから快適に着座できる設定温度まで瞬時に昇温するものであり、特に人体を検知してから着座しても冷たいと感じない冷感限界温度までの昇温時間を一定に保つために、室温や便座装置を使用する時間帯に応じて待機温度を変化させる構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、特許文献１に記載された従来の便座装置における便座の待機温度からの設定温度までの昇温特性を示すグラフであり、室温が１５℃で待機温度を１８℃とした場合の昇温特性が曲線ａで示してあり、室温が１０℃に低下した状態で待機温度を１８℃に維持した場合の昇温特性が曲線ｃで示してあり、室温が５℃低下することにより、待機温度から冷感限界温度に達するまでの昇温時間が５．５秒間から６．５秒間へと１秒間長くなることが示されている。この遅れを補正するために、待機温度を２０℃に変更した場合の温度特性が曲線ｄで示してあり、待機温度を２０℃に変更することにより昇温時間を５．５秒間に維持するようにしている。

特開２００９−０５０４３６号公報

しかしながら、前記従来の便座装置においては、室温が低下した場合に、昇温時間を維持するために待機温度を高くするものであり、着座した時の快適性を確保することはできるが、そのために待機状態における電力消費量が増加し、省エネルギーの観点からは望ましい構成ではない。

一方、基準となる昇温時間は、使用者がトイレ室に入室してから便座に着座するまで着座動作に要する最短時間を基準として設定されており、この着座動作時間は、使用者の運動能力、着衣の量や形状等により異なるものである。特に冬季は一般的に着衣の量が多くなり、着座動作時間が長くなる傾向がある。

すなわち、室温が低下する時期に、待機温度を高く補正して昇温時間を短くしても、その時期には着座動作時間が一般的には長くなっており、待機温度の補正が無駄になってしまう可能性がある。

また、便座装置を設置するトイレ室の広さや、扉の設置位置や開閉方向等の設置条件により、人体検知センサが使用者を検知してから、使用者が便座に着座するまでの時間に差があり、設置条件によっては恒常的に長くなることがあるが、便座装置の昇温時間の設定は、この点においても着座動作の最短の時間を基準として設定している。そのため、着座動作時間が恒常的に長くなるように設置された場合には、室温による待機温度の補正がより一層無駄になる可能性があり、これらの点において改良の余地があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、便座の快適性を維持しつつ、省エネルギー性の向上を図ることを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の便座装置は、便座と、便座の着座面を加熱する便座ヒータと、制御部と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、便座に使用者が着座したことを検知する着座検知手段とを備え、制御部は、人体検知手段が人体を検知していないときは、便座の着座面を所定の待機温度で維持するように便座ヒータを駆動し、人体検知手段が人体を検知すると、便座の着座面が設定温度に昇温するように便座ヒータを昇温駆動する便座装置において、人体検知手段が人体を検知してから、着座検知手段が着座を検知するまでの着座動作時間により、待機温度を補正するものである。

これにより、待機温度の基準値の設定に使用した基準着座動作時間より、実際の着座動作時間が長い場合、待機温度を低くして昇温時間が長くなっても、使用者が着座するまでに便座を快適な温度まで昇温することが可能となり、快適性を維持することが可能であり、しかも、待機温度を下げることにより待機状態における消費電力量を削減することが可能となり、省エネルギー性の向上を図ることができる。

本発明の便座装置は、便座の待機温度を着座動作時間に対応して補正することにより、省エネルギー性を向上することができる。

本発明の実施の形態１における便座装置を便器上に設置した状態の外観を示す斜視図 本発明の実施の形態１おける便座の外観を示す斜視図 本発明の実施の形態１おける便座の分解斜視図 本発明の実施の形態１おける便座の上部便座ケーシングに便座ヒータを取り付けた状態を示す下面図 本発明の実施の形態１おける便座ヒータの平面図 本発明の実施の形態１における便座装置の駆動系の構成を示す模式図 本発明の実施の形態１における便座ヒータの駆動例および便座の表面温度の変化を示すグラフ 本発明の実施の形態１における着座動作時間と待機温度との関係を示すグラフ 従来の便座装置の昇温特性を示すグラフ

第１の発明は、着座面を有する便座と、前記便座の着座面を加熱する便座ヒータと、前記便座ヒータを制御する制御部と、トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、前記便座に使用者が着座したことを検知する着座検知手段とを含み、前記制御部は、前記人体検知手段が人体を検知していないときは、前記便座の着座面を所定の待機温度で維持するように便座ヒータを駆動し、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記便座の着座面が設定温度に昇温するように前記便座ヒータを昇温駆動する便座装置において、前記制御部は、前記人体検知手段が人体を検知してから、前記着座検知手段が着座を検知するまでの着座動作時間により、前記待機温度を補正するものである。

これにより、待機温度の基準値の設定に使用した基準着座動作時間より、実際の着座動作時間が長い場合、待機温度を低くして昇温時間が長くなっても、使用者が着座するまでに便座を快適な温度まで昇温することが可能となり、しかも、待機温度を下げることによ
り待機状態における消費電力量を削減することが可能となり、省エネルギー性の向上を図ることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記制御部は記憶手段を備え、前記記憶手段に記憶した複数回の前記着座動作時間に基づき、前記待機温度を補正するものである。

これにより、同一の使用者でも着衣の違い等により使用の度に着座動作時間が異なる場合、あるいは複数の人が便座装置を使用し、使用者ごとに着座動作時間が異なった場合でも、すべての人が快適に使用可能な待機温度の補正が可能となる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、前記制御部は時計手段を備え、複数の時間帯ごとに記憶した着座動作時間に基づき、前記待機温度を補正するものである。

これにより、１日の時間帯に、例えば昼間の正装と夜間の寝衣のように、着衣が異なることにより着座動作時間が異なる場合に、それぞれの時間帯毎に最適な補正を行うことが可能となり、便座の快適性と、省エネルギー性をより向上することができる。

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、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。

（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た状態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、便蓋３００、便座４００、リモートコントローラ５００、人体検知センサ６００により構成され、本体２００、便蓋３００、便座４００は一体で構成され便器７００の上面に設置される。

本体２００には、便蓋３００および便座４００が便座便蓋回動機構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３００を開放した状態においては、便蓋３００は便座装置１００の最後部に位置するように起立する。また、便蓋３００を閉成すると便座４００の上面を隠蔽する。

また、本体２００には、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９０等が内蔵されている。

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は反射型の赤外線センサであり、人体から反射された赤外線を検出することにより便座４００上に使用者が存在することを検知する。また、本体２００の側部には操作部２０３が設けてあり便座装置の主要な機能の操作が可能である。

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した温水を洗浄ノズルに供給し、洗浄ノズル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。

リモートコントローラ５００には、複数の操作スイッチが設けられている。リモートコントローラ５００は便座４００上に着座した使用者が操作可能なトイレ室の壁面等の場所に取り付けられ、便座装置１００の各機能の操作を行う。

人体検知センサ６００はトイレ室の壁面等に取り付けられる。人体検知センサ６００は、反射型の赤外線センサであり、人体から反射された赤外線を検出してトイレ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、リモートコントローラ５００、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。

本発明の便座装置１００はトイレ室に使用者が存在しない場合は、便座ヒータへの通電を停止、もしくは室温が低い場合には１８℃程度の低温に保温している。トイレ室に使用者が入室すると、人体検知センサ６００からの信号を受け、便座ヒータに通電を行う。便座ヒータは１２００Ｗ程度の非常に高出力のヒータであり、使用者がトイレ室に入室してから便座に着座するまでの６秒から１０秒程度の間に、便座着座面を４０℃程度の適温に温める。便座が適温に達した後は、便座ヒータへの通電を５０Ｗ程度の低ワットに下げ、適温を保つ。使用者がトイレ室内から出ると、便座ヒータへの通電を停止、もしくは１８℃程度の低温の待機温度となるように制御する。つまり、トイレルームに使用者がいないときの電力を大幅に削減した便座装置である。

＜２＞便座４００の構成
図２は便座４００の組立状態の斜視図を示し、図３は便座４００の分解斜視図を示すものである。

図２および図３に示すように、便座４００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４１０と、上部便座ケーシング４１０の裏面に粘着した略馬蹄形状の便座ヒータ４５０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４２０を主構成部品として構成されている。

以下、着座した使用者から見て前方側を便座４００の前部とし、着座した使用者から見て後方側を便座４００の後部とする。

上部便座ケーシング４１０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、表面および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。ピンホールの生じにくい粉体塗装を採用することで、絶縁性能を向上することができる。

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。

上部便座ケーシング４１０は略楕円形の環状の着座面４１１の後部に起曲部４１２が連
続して形成されている。着座面４１１は内周部より外周部が高い傾斜を有する上方に凸の曲面を成している。

下部便座ケーシング４２０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４１０と略同形状の本体部４２１と、本体部４２１の両側後方に斜め上方に突出した腕部４２２で構成されている。上部便座ケーシング４１０と下部便座ケーシング４２０は内周部および外周部で結合し、結合部には水密手段が施されている。

上部便座ケーシング４１０の裏面には便座ヒータ４５０を粘着し、下部便座ケーシング４２０を結合した便座４００は、図２に示すように後部に腕部４２２を備えており、腕部４２２を本体２００の便座便蓋回動機構に結合することにより、回動自在に枢支されている。

＜３＞便座ヒータの構成
図４は便座ヒータを上部便座ケーシングに貼着した状態の下面図を示し、図５は便座ヒータの平面図を示すものである。

図４に示すように、上部便座ケーシング４１０の裏面のほぼ全面に便座ヒータ４５０が粘着固定されており、便座ヒータ４５０の後部表面には温度過昇防止装置として、サーモスタット４５０Ｑと、温度ヒューズ４５０Ｒが設置してある。また側部表面には、便座ヒータ４５０を便座４００の着座面４１１の温度に基づいてフィードバック制御するための便座温度検知用のサーミスタ４０１ａが金属箔４５３の表面側に貼り付けてある。

上部便座ケーシング４１０の外周部には安全性を確保するアース線４８０が接続してある。

図５に示すように、便座ヒータ４５０は、前部の一部が切り取られた略馬蹄状に形成される。便座ヒータ４５０の基本構成は、アルミニウムからなる２枚の金属箔４５１、４５３の間に線状ヒータ４６０を蛇行形状に配設したものである。

図５に示すように、線状ヒータ４６０は、金属箔の中央部ＳＥ３から金属箔一方端部ＳＥ１までの領域および金属箔の中央部ＳＥ３から金属箔の他方端部ＳＥ２までの領域において上部便座ケーシング４１０の形状に合わせて左右方向に蛇行する蛇行形状に配設される。線状ヒータ４６０は、蛇行形状の曲げ部が上部便座ケーシング４１０の外側の側辺および内側の側辺の近傍に位置するように配置される。

具体的には、線状ヒータ４６０が便座ヒータ４５０の後部の一方側から金属箔４５１、４５３の一方端部ＳＥ１の近傍まで左右に蛇行しながら延びることにより第１系列Ｌ１の蛇行形状が形成される。また、線状ヒータ４６０が金属箔４５１、４５３の一方端部ＳＥ１の近傍から左右に蛇行しながら金属箔４５１、４５３の中央部ＳＥ３の近傍を経由して金属箔４５１、４５３の他方端部ＳＥ２の近傍まで延びることにより第２系列Ｌ２の蛇行形状が形成される。さらに、線状ヒータ４６０が金属箔４５１、４５３の他方端部ＳＥ２の近傍から金属箔４５１、４５３の中央部ＳＥ３の近傍を経由して便座ヒータ４５０の後部の一方側まで延びることにより第１系列Ｌ１の蛇行形状が形成される。

図５に示すように第１系列Ｌ１の蛇行形状の線状ヒータ４６０と第２系列Ｌ２の蛇行形状の線状ヒータ４６０とはほぼ平行に配列される。第１系列Ｌ１および第２系列Ｌ２の蛇行形状の線状ヒータ４６０はヒータ始端部４６０ａからヒータ終端部４６０ｂまで連続している。

線状ヒータ４６０のヒータ始端部４６０ａおよびヒータ終端部４６０ｂは、接続端子を介して便座部４００の後部の一方側から引き出されるリード線４７０にそれぞれ接続される。

本例では、線状ヒータ４６０は、便座ヒータ４５０の内側の側辺の近傍および外側の側辺の近傍に曲げ部が位置する蛇行形状を有する。それにより、曲げ部間の間隔が短い。したがって、熱膨張および熱収縮に起因する長さ変化が小さくなるので、たとえ線状ヒータ４６０が伸縮しても曲げ部で伸縮による歪が吸収および緩衝される。その結果、線状ヒータ４６０の熱膨張および熱収縮に起因するストレスが小さくなり、長期間の使用での破損を抑制することができる。

また、線状ヒータ４６０の熱的伸縮が小さいので、金属箔４５１、４５３に対する密着性を長期間良好に維持することができる。それにより、便座ヒータ４５０の加温を効率的にかつ確実に行うことができる。

また、曲げ部の長さおよび曲げ部間の間隔は、任意に調整することができる。それにより、便座ヒータ４５０の加熱分布を調整することができる。

例えば、便座ヒータ４５０の外側および内側の側辺近傍の加熱密度が便座ヒータ４５０の中央部の加熱密度よりも高くなるように、曲げ部の長さおよび曲げ部間の間隔を調整する。それにより、便座ヒータ４５０の全領域において均等な暖房温度を維持することができる。

また、第１系列Ｌ１の蛇行形状の線状ヒータ４６０での電流の向きが第２系列Ｌ２の蛇行形状の線状ヒータ４６０での電流の向きと逆になる。それにより、線状ヒータ４６０から発生する電磁波が互いに打ち消される。その結果、ノイズの発生が防止される。

また、便座ヒータ４５０の後部には線状ヒータ４６０が高い密度で蛇行する検温部が形成され、検温部には温度過昇防止のためのバイメタルを用いた復帰型のサーモスタット４５０Ｑが設けられる。便座ヒータ４５０が想定外の異常温度になると、復帰型のサーモスタット４５０Ｑが開くことにより、一時的に通電が停止される。

また、便座ヒータ４５０の後部には、サーモスタット４５０Ｑのバックアップ機能として温度シューズ４５０Ｒが設置してある。
温度ヒューズ４５０Ｒは防水と絶縁のためにチューブで密閉して便座ヒータ４５０の後部に粘着テープで仮固定しておく。一方、ばね材で形成した温度ヒューズ固定具を便座４００の下部便座ケーシング４２０に設けておき、上部便座ケーシング４１０と下部便座ケーシング４２０を組み付けることにより、温度ヒューズ固定具の弾性で温度ヒューズ４５０Ｒを便座ヒータ４５０に密着し、温度を正確に検知することができる。

便座ヒータ４５０が想定外の異常温度になると、復帰型のサーモスタット４５０Ｑが開くことにより、一時的に通電が停止される。また、復帰型のサーモスタット４５０Ｑが故障等を起こすことにより、便座ヒータ４５０が危険温度に達しようとすると、非復帰型の温度ヒューズ４５０Ｑが溶断することにより、電力の供給が完全に遮断される。

＜４＞便座ヒータの駆動系の構成
図６は、便座装置１００の駆動系の構成を示す模式図である。図６に示すように、本体２００は、制御部９０、温度測定部４０１、ヒータ駆動部４０２、便座便蓋回動機構４９０、便座温調ランプＲＡ１および着座センサ６１０を含む。また、便座４００は便座ヒータ４５０およびサーミスタ４０１ａを備える。制御部は、マイクロコンピュータを主構成
部品とし、使用者の入室および便座部４００の温度等を判定する判定部、タイマ機能を有する計時部４０３、種々の情報を記憶する記憶部４０４ならびに、ヒータ駆動部４０２の動作を制御するための通電率切替回路４０６等を含む。

本体２００の温度測定部４０１は、便座４００の着座面４１１に設置したサーミスタ４０１ａに接続されている。これにより、温度測定部４０１は、サーミスタ４０１ａから出力される信号に基づいて便座４００の温度を測定する。以下、サーミスタ４０１ａを通じて温度測定部４０１により測定される便座４００の温度を測定温度値と称する。

また、本体２００のヒータ駆動部４０２は、便座４００の便座ヒータ４５０に接続されている。これにより、ヒータ駆動部４０２は便座ヒータ４５０を駆動する。

本実施の形態において、便座装置１００は次のように動作する。初期設定時では、トイレ室に使用者が入室していない状態においては、制御部９０がヒータ駆動部４０２を制御することにより、便座４００が約１８℃となるように温度調整される。この待機時の温度を待機温度と称する。ただし、室温が１８℃以上の場合、あるいは直前に便座装置１００を使用して便座４００の測定温度値が１８℃以上である場合は、便座ヒータ４５０への通電を遮断する。

また、使用者がリモートコントローラ５００の便座温度調整スイッチを操作することにより、便座設定温度が制御部９０に送信される。制御部９０は、リモートコントローラ５００から受信した便座設定温度を記憶部４０４に記憶する。

次に、通常の使用時の動作について説明する。使用者がトイレ室に入室すると、入室検知センサ６００が使用者の入室を検知する。それにより、使用者の入室検知信号が制御部９０に送信される。

制御部９０の判定部６２０は、入室検知センサ６００からの入室検知信号により使用者のトイレ室への入室を検知する。制御部９０は便座便蓋回動機構４９０を駆動して弁蓋３００を開放するとともに、制御部９０の判定部６２０は、便座部４００の測定温度値、および記憶部４０４に記憶された便座設定温度に基づいて便座ヒータ４５０の駆動に関する特定のヒータ制御パターンを選択する。

通電率切替回路４０６は、選択されたヒータ制御パターンおよび計時部４０３により得られる時間情報に基づいてヒータ駆動部４０２の動作を制御する。それにより、ヒータ駆動部４０２により便座ヒータ４５０が駆動され、便座部４００の温度が便座設定温度へと瞬時に上昇される。

一方、時計部４０３は、入室検知信号により計測を開始し、着座センサ６１０が使用者の着座を検知するまでの時間を計測し、計測した時間を記憶部４０４に記憶する。入室検知をしてから着座検知をするまでの時間を着座動作時間と称する。本実施の形態においては、着座動作時間の基準となる時間を６秒間とし、これを基準着座動作時間Ｅ１と称する。

記憶部４０４は時計部４０３と連動して、時間帯に分けて着座動作時間を記憶する。本実施の形態においては、午前７時から午後７時までの昼間時間帯と、午後７時から午前７時までの夜間時間帯の２つの時間帯に分けて記憶する。記憶する着座動作時間は最新の５個のデータを保存し、そのうち最短の着座動作時間を後述の待機温度の補正に使用する。

上記時間帯の区分は、昼間時間帯は一般的に正装をしており、着座動作時間が長くなる
傾向があり、夜間時間帯は室内着や寝衣を着ているために着座動作時間が短くなることを想定して設定した。

本実施の形態においては、時間帯は昼間時間帯と夜間時間帯の２個としたが、これに限るものではなく、それ以上の時間帯を設定してもよい。また、それぞれの時間帯の時間を等しくする必要はなく任意に設定してもよい。また時間帯を設定しなくてもよい。

また、保存データは５個としたが、これに限るものではなく、１日に便座装置を使用する回数を参考に１個から任意の個数に設定すればよい。

また、着座動作時間を記憶部に記憶させないで、新たに検知した着座動作時間に基づき次の待機温度の補正を行ってもよい。

＜５＞便座ヒータの通電パターン
便座ヒータの通電パターンについて、まず初期設定状態の通電パターンについて以下に説明する。

便座ヒータ４５０の駆動の制御は、便座ヒータ４５０を駆動する電力を大きく３つに変化させることにより行う。

例えば、便座４００を第１の温度勾配で昇温させる場合、図６のヒータ駆動部４０２は最大容量の約１２００Ｗの電力で便座ヒータ４５０を駆動する（１２００Ｗ駆動）。

便座ヒータ４５０の抵抗値は０．８３３Ω／ｍであり、全長１０ｍである。したがって、便座ヒータ４５０の抵抗値は８．３３Ωとなる。この抵抗値を有する便座ヒータ４５０に交流１００Ｖが印加されると、（１００Ｖ×１００Ｖ）÷８．３３Ω＝１２００Ｗの電力が発生する。すなわち、便座ヒータ４５０に交流電源の全周期に渡って電流を流すことにより、１２００Ｗの電力が発生する。

また、便座４００を第１の温度勾配よりもやや緩やかな第２の温度勾配で昇温させる場合、ヒータ駆動部４０２は約６００Ｗの電力で便座ヒータ４５０を駆動する（６００Ｗ駆動）。

さらに、便座４００の温度を一定に保つ場合、ヒータ駆動部４０２は約５０Ｗの電力で便座ヒータ４５０を駆動する（低電力駆動）。なお、低電力駆動とは、１２００Ｗ駆動および６００Ｗ駆動に比べて十分に低い電力（例えば、０Ｗ〜５０Ｗの範囲内の電力）により便座ヒータ４５０を駆動することをいう。

１２００Ｗ駆動、６００Ｗ駆動および低電力駆動の切替えは、制御部９０の通電率切替回路４０６が、ヒータ駆動部４０２から便座ヒータ４５０への通電を制御する位相制御により行われる。

ヒータ駆動部４０２には図示しない電源回路から交流電流が供給されている。そこで、ヒータ駆動部４０２は、通電率切替回路４０６から与えられる通電制御信号に基づいて供給された交流電流を便座ヒータ４５０に流す。

図７は、便座ヒータ４５０の駆動例および便座部４００の表面温度の変化を示すグラフである。

図７においては、便座４００の表面温度と時間との関係を示すグラフと、便座ヒータ４
５０を駆動する際の通電率と時間との関係を示すグラフとが示されている。

本例では、使用者が予め暖房機能をオンし、便座設定温度を高く（３８℃）設定した場合を想定する。

冬季等室温が待機温度である１８℃よりも低い場合、制御部９０は、便座部４００の温度を１８℃となるように温度調整する。このように、制御部９０は、入室検知センサ６００により使用者の入室が検知されるまでの待機期間Ｄ１の間、便座部４００の表面温度が１８℃で一定となるように、便座ヒータ４５０の低電力駆動を行う。このときの便座の温度は、サーミスタ４０１ａの測定温度値によるものである。

制御部９０は、時刻ｔ１で入室検知センサ６００により使用者の入室が検知された場合、あらかじめ設定した突入電流低減期間Ｄ２の間（本実施の形態の場合０．５秒間）、６００Ｗ駆動を行う。なお、この６００Ｗ駆動は、突入電流を十分に低減するために行う。この場合、便座部４００の表面温度はやや緩やかな第２の温度勾配で上昇される。

その後、制御部９０は、突入電流低減期間Ｄ２の経過後の時刻ｔ２で、便座ヒータ４５０の１２００Ｗ駆動を開始し、あらかじめ設定した第１の昇温期間Ｄ３の間（本実施の形態の場合５．５秒間）便座ヒータ４５０の１２００Ｗ駆動を継続する。この場合、便座部４００の表面温度は上述の第１の温度勾配で上昇される。

ここで、便座４００の着座面４１１の表面温度は急激に上昇される。便座ヒータ４５０の１２００Ｗ駆動は、便座部４００の着座面４１１の表面温度が所定温度（本実施の形態の場合３０℃）に達するｔ３まで行われる。この所定温度は暖房温度にまで十分に上昇した温度でなく、それよりも低くても、使用者が着座した際に冷たいという不快感情を生じない最低限界の温度（この温度を限界温度と称する）であればよい。この限界温度は、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。本実施の形態においては、実験データより多少余裕を見た３０℃を限界温度として通電パターンを設定している。

上記入室が検知された時刻ｔ１から着座面の表面温度が限界温度の３０℃に達するｔ３までの時間が６秒間であり、この時間が着座動作時間に対応する昇温期間である。

このように、第１の昇温期間Ｄ３においては、便座４００の表面温度が１２００Ｗ駆動により迅速に所定温度まで上昇される。それにより、使用者は便座４００を冷たいと感じることなく便座４００に着座することができる。

また、便座４００の表面温度を急激に上昇させると、その温度変化にオーバーシュートが生じる。しかしながら、本実施に形態では、便座４００の着座面４１１の表面温度が所定温度に達したときに便座ヒータ４５０の１２００Ｗ駆動を６００Ｗ駆動に切替える。したがって、便座４００の着座面４１１の表面温度の変化がオーバーシュートした場合でも、その表面温度は便座設定温度を超えない。その結果、使用者が着座時に便座４００を熱いと感じることが防止される。

そのため、制御部９０は、第１の昇温期間Ｄ３の経過後の時刻ｔ３で、便座ヒータ４５０の６００Ｗ駆動を開始し、第２の昇温期間Ｄ４の間便座ヒータ４５０の６００Ｗ駆動を継続する。この場合、便座４００の着座面４１１の表面温度は上述の第２の温度勾配で上昇される。

便座ヒータ４５０の６００Ｗ駆動は、便座部４００の着座面４１１の表面温度が便座設
定温度（３８℃）に達するまで行われ、サーミスタ４０１ａの測定値が便座設定温度に到達すると、６００Ｗ駆動を停止し次の駆動に切替える。 第２の温度勾配は第１の温度勾配よりも緩やかである。これにより、便座４００の着座面４１１の表面温度の変化に大きなオーバーシュートが生じることが防止される。

制御部９０は、第２の昇温期間Ｄ４の経過後の時刻ｔ４で、便座ヒータ４５０の低電力駆動を開始し、第１の維持期間Ｄ５の間便座ヒータ４５０の低電力駆動を継続する。それにより、便座部４００の着座面４１１の表面温度が便座設定温度で一定となる。

制御部９０は、時刻ｔ５で着座センサ２９０により使用者の便座部４００への着座が検知された場合、低電力駆動の通電率を低下させ、第１の着座期間Ｄ６の間便座部４００の表面温度が便座設定温度を維持するように便座ヒータ４５０の低電力駆動を継続する。本実施に形態では、第１の着座期間Ｄ６は約１０分に設定される。

また、制御部９０は、第１の着座期間Ｄ６の経過後の時刻ｔ６で、低電力駆動の通電率をさらに低下させ、第２の着座期間Ｄ７の間便座４００の着座面４１１の表面温度が便座設定温度よりもやや低い温度（３６℃）に低下するように便座ヒータ４５０の低電力駆動を継続する。本実施の形態では、第２の着座期間Ｄ７は約２分に設定される。

制御部９０は、第２の着座期間Ｄ７の経過後の時刻ｔ７で、低電力駆動の通電率をさらに低下させ、第２の維持期間Ｄ８の間便座部４００の着座面４１１の表面温度が便座設定温度よりもやや低い温度（３６℃）で一定となるように便座ヒータ４５０の低電力駆動を継続する。以下の説明では、第２の維持期間Ｄ８において一定に維持される期間便座４００の着座面４１１の表面温度、すなわち便座設定温度よりもやや低い温度を維持温度と称する。

このように、本例では、使用者が便座４００に着座した後、制御部９０が徐々に便座部４００の表面温度を低下させる。それにより、使用者が低温やけどすることが防止される。

制御部９０は、時刻ｔ８で着座センサ２９０により使用者が便座４００から離れたことを検知すると、停止期間Ｄ９の間便座ヒータ４５０の駆動を停止する。それにより、便座４００の着座面４１１の表面温度が低下する。

制御部９０は、便座４００の表面温度が１８℃に達した時刻ｔ９で、再び便座ヒータ４５０の低電力駆動を開始し、便座４００の表面温度が待機温度である１８℃で一定となるように待機期間Ｄ１０の間便座ヒータ４５０の低電力駆動を維持する。

なお、待機温度を１８℃で維持するのは、前述の記憶部４０４に保存されている着座動作時間が６秒間以下の場合であり、着座動作時間が６秒間以上の場合は後述の補正により、１８℃以下の待機温度で維持される。

このように温度勾配が徐々に緩やかになる場合、便座４００の温度変化により生じるオーバーシュートを十分に小さくすることができる。

本実施の形態では、使用者の便座４００への着座後、便座ヒータ４５０の駆動に用いる電力を調整することにより便座４００の表面温度を徐々に低下させているが、便座ヒータ４５０の駆動は使用者の便座４００への着座時に停止してもよい。この場合においても、使用者が低温やけどすることが防止される。

上記のように、本例では、時刻ｔ８に使用者が便座４００から離れたことが検知されることにより便座ヒータ４５０の駆動が停止される旨を説明したが、便座ヒータ４５０の駆動の停止は、使用者が便座部４００から離れたことが検知された時刻ｔ８から一定時間（例えば１分間）経過後に行われてもよい。この場合、一度使用者が便座４００から離れた後に再度便意をもよおし、再度便座４００に着座する際にも、便座４００の表面温度が低下しない。これにより、使用者は快適に便座４００に着座することができる。

＜６＞待機温度の補正
図８は、着座動作時間と待機温度との関係を示すグラフである。図に示すように、着座動作時間を６秒間に設定した基準着座動作時間に対応した便座４００の表面温度の変化を実線Ｆで示しており、この場合、待機温度は１８℃であり、基準着座動作時間Ｅ１に対応するｔ１からｔ２までに時間は６秒間である。

図の破線Ｆは着座動作時間と待機温度の補正値との関係を示すガイドラインである。ｔ３を基点として制御部６０の記憶部４０４に記憶した最短の着座動作時間Ｅ２に基づいて破線Ｆに沿った便座温度が、補正すべき待機温度であり、例えば図に示すように最短の着座動作時間Ｅ２が８秒の場合、補正する待機温度は１４℃となる。

また、２秒間長くなった着座動作時間は便座ヒータ４５０の最大容量駆動である１２００Ｗ駆動の時間を２秒間延長することで対応する。すなわち図７に示すＤ３の時間を５．５秒間から７．５秒間に延長することにより、１４℃で待機している便座４００を８秒間で３０℃まで昇温することができる。

すなわち、着座動作時間による待機温度の補正は、待機温度を低くした分を最大容量駆動である１２００Ｗ駆動の通電時間を延長することにより、使用者がトイレ室に入室してから便座４００に着座するまでに、便座の温度を冷たく感じない限界温度まで昇温することで快適性を維持することができる。

なお、上記着座動作時間Ｅ２は、前記制御部９０の記憶部４０４に記憶させた保存データ５個の中で一番短い着座動作時間である。なお、保存データは便座４００の使用毎に更新し、対応する時間帯の最新の５個のデータを使用する。

上記待機温度を補正することにより、便座装置を使用しない待機時の消費電力量を削減することができるため、省エネルギー効果を向上することが可能となる。特に室温が１４℃以上の場合は待機時の通電を遮断することが可能となるため高い効果を得ることができる。

以上のように、本実施の形態においては、冬季等における使用者の着衣の量が多くなることによる脱衣時間の延長による着座動作時間の延長、あるいは使用者の運動能力による着座動作時間の延長、あるいは便座装置の設置環境や設置条件による恒常的な着座動作時間延長等に対して、待機温度を下げる補正をすることにより、快適性を低下することなく、省エネルギー効果を得ることができる。

なお、本実施の形態においては、実際の着座動作時間が基準着座動作時間より長い場合について説明を行ったが、逆に実際の着座動作時間が基準着座動作時間より短い場合についても、待機温度を補正することは可能であり、この場合は待機温度を高くするように補正をおこなう。この場合、省エネルギーの効果を得ることはできないが、快適性を向上することができる。

また、本実施の形態においては、基準着座動作時間を６秒間とし、初期の待機温度を１
８℃に設定したが、これに限るものではなく、便座装置全体の構造、便座の材質や熱容量、便座ヒータの容量等により、これとは異なることが考えられる。

また、本実施の形態においては、待機温度の補正と１２００Ｗ駆動の通電時間の補正を組み合わせて行うようにしたが、ヒータ駆動の補正はこれに限ったものではなく、例えばｔ１からｔ３までの時間制御による通電パターンは一定とし、ｔ３からｔ４までのサーミスタ４０１ａによる温度検知による期間で行っても良い、この場合補正した待機温度は高くなるため、省エネルギーの効果は少なくなるが、制御パターンはシンプル化を図ることができる。

また、本実施の形態における便座ヒータはアルミ箔に洗浄ヒータを配設したものを使用したが、これに限るものではなく、例えば輻射タイプのランプヒータやシーズヒータ等の異なるタイプの便座ヒータの採用も可能である。

以上のように、本発明にかかる便座装置は、待機時の電力消費量を削減することができるので、他の加熱機器等の用途にも適用できる。

９０ 制御部（制御手段）
１００ 便座装置
２０２ 着座検知センサ（着座検知手段）
４００ 便座
４０３ 時計部（時計手段）
４０４ 記憶部（記憶手段）
４１１ 着座面
４５０ 便座ヒータ
６００ 人体検知センサ（人体検知手段）

Claims (3)

1. 着座面を有する便座と、
   前記便座の着座面を加熱する便座ヒータと、
   前記便座ヒータを制御する制御部と、
   トイレに入室した使用者を検知する人体検知手段と、
   前記便座に使用者が着座したことを検知する着座検知手段とを含み、
   前記制御部は、前記人体検知手段が人体を検知していないときは、前記便座の着座面を所定の待機温度で維持するように便座ヒータを駆動し、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記便座の着座面が設定温度に昇温するように前記便座ヒータを昇温駆動する便座装置において、
   前記制御部は、前記人体検知手段が人体を検知してから、前記着座検知手段が着座を検知するまでの着座動作時間により、前記待機温度を補正することを特徴とする便座装置。
2. 前記制御部は記憶手段を備え、前記記憶手段に記憶した複数回の前記着座動作時間に基づき、前記待機温度を補正する請求項１に記載の便座装置。
3. 前記制御部は時計手段を備え、複数の時間帯ごとに記憶した着座動作時間に基づき、前記待機温度を補正する請求項２に記載の便座装置。