JP2012205668A - 暖房便座装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房開始とともに迅速に冷たさを感じさせない温度まで便座を昇温できる暖房便座装置を提供することを目的とする。
【解決手段】便座と、閉じた状態の便座の上方を覆う便蓋と、便座及び便蓋を開閉可能に支持するケーシングと、高周波電流を生成する高周波電源装置と、便座に設けられ、高周波電流が通電されることにより磁界を発生する誘導加熱コイルと、便座に設けられ、誘導加熱コイルが発生した磁界によって渦電流を生成して誘導加熱を起こす導電体と、便蓋の開閉状態を検知する便蓋開閉検知手段と、便蓋の開閉状態を１つの条件として、誘導加熱コイルへの高周波電流の供給を制御する制御部と、を備え、制御部は、便蓋開閉検知手段により便蓋が閉じているのを検知していることを条件として、誘導加熱コイルへの高周波電流の供給の供給開始から第１の時間以内の前記高周波電流の供給を行う第１の昇温制御を実行することを特徴とする暖房便座装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明の態様は、暖房便座装置に関し、具体的には便器に設けられる便座を暖めることができる暖房便座装置に関する。

便座を暖める手段として、誘導加熱を利用して不使用時の消費電力を極めて少なくした暖房便座装置が提案されている。誘導加熱は、コイルに高周波電流を通電させて、コイルから磁界を発生させ、その磁界が導電体を通過することにより渦電流を生成させて導電体を加熱するものである。例えば、特許文献１では、着座前の人体検知で誘導加熱コイルに高周波電流を供給し、着座によって誘導加熱コイルへの高周波電流の供給を停止する暖房便座装置が提案されている。

しかしながら、従来提案されている技術では、着座前の人体検知から着座検知までの間、常に一定に昇温するので、便座に早く座りたくても便座が暖まっておらず冷たさを感じてしまうことがある。また、昇温速度を上げるために誘導加熱コイルへの高周波電流の供給量を増やすと、誘導加熱コイルから照射される高い磁束密度を持つ磁界に人体がさらされる可能性がある。

特開２００１−８８５９号公報

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、誘導加熱の原理を利用した暖房便座装置であって、暖房開始とともに迅速に冷たさを感じさせない温度まで便座を昇温することが可能な暖房便座装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、便座と、閉じた状態の前記便座の上方を覆う便蓋と、前記便座及び前記便蓋を開閉可能に支持するケーシングと、高周波電流を生成する高周波電源装置と、前記便座に設けられ、前記高周波電流が通電されることにより磁界を発生する誘導加熱コイルと、前記便座に設けられ、前記誘導加熱コイルが発生した磁界によって渦電流を生成して誘導加熱を起こす導電体と、前記便蓋の開閉状態を検知する便蓋開閉検知手段と、前記蓋開閉検知手段によって検知された前記便蓋の開閉状態を１つの条件として前記高周波電源装置を制御して、前記誘導加熱コイルへの高周波電流の供給を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記便蓋開閉検知手段により前記便蓋の閉状態を検知していることを条件として、前記誘導加熱コイルへの前記高周波電流の供給の開始から第１の時間以内の前記高周波電流の供給で行う第１の昇温制御を実行することを特徴とする暖房便座装置である。

この暖房便座装置によれば、誘導加熱を開始する際には便蓋が閉じているから、便蓋が防磁の役目を果たす。そのため、誘導加熱開始時には、高周波電流を多めに供給することができる。これにより、使用していないときに便座の暖房を切っていても、便座に座ったとき冷たいと感じない冷感限界温度まで、より迅速に到達させることができる。また、第１の昇温制御の際には便蓋が便座を覆っているので、誘導加熱コイルから発生する磁界の漏れを抑制することができる。これにより、高い磁束密度を持つ磁界が人体に入射するのを防止することができる。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記制御部は、前記第１の昇温制御の途中で前記便蓋開閉検知手段により前記便蓋が開いたことを検知した場合、前記第１の昇温制御よりも単位時間当たりの前記高周波電流の供給量を低減した第２の昇温制御を実行することを特徴とする暖房便座装置である。

この暖房便座装置によれば、第１の昇温制御の途中で便蓋が開くと、高周波電流の供給量を低減するので、防磁の役目を果たしていた便蓋が便座上から離れても、高い磁束密度を持つ磁界が人体に入射するのを防止することができる。
また、便蓋が開いた後も誘導加熱を停止せずに、第１の昇温制御を第２の昇温制御に切り替えて昇温を続けるので、便蓋が開いてから着座するまでの間に便座の温度を着座時に冷たさを感じさせない温度まで到達させることができ、快適である。

また、第３の発明は、第１の発明において、前記便蓋を開閉する便蓋開閉装置をさらに備え、前記制御部は、前記便蓋が閉じた状態で前記第１の時間が経過すると、前記便蓋開閉装置によって前記便蓋を開く制御を行い、さらに、前記第１の昇温制御よりも単位時間当たりの前記高周波電流の供給量を低減した第２の昇温制御を実行することを特徴とする暖房便座装置である。

この暖房便座装置によれば、第１の昇温制御の後に、便蓋を開いて、さらに高周波電流の供給量を低減するので、防磁の役目を果たしていた便蓋が便座上から離れても、高い磁束密度を持つ磁界が人体に入射するのを防止することができる。
また、快適温度や冷感温度に到達する前に便蓋を自動的に開くので、便蓋がなかなか開かずに、じれったい感じを与えることなく、快適である。
また、便蓋が開いた後も誘導加熱を停止せずに、第１の昇温制御を第２の昇温制御に切り替えて昇温を続けるので、便蓋が開いてから着座するまでの間に便座の温度を着座時に冷たさを感じさせない温度まで到達させることができ、快適である。

また、第４の発明は、第２または第３の発明において、前記制御部は、前記第２の昇温制御を実行した後に、前記第２の昇温制御よりも単位時間当たりの前記高周波電流の供給量を低減して前記導電体の温度を予め定めた設定温度に到達させる第３の昇温制御を実行することを特徴とする暖房便座装置である。

この暖房便座装置によれば、快適温度に到達させる昇温制御を、第１及び第２の昇温制御よりも単位時間当たりの高周波電流の供給量が低減された第３の昇温制御で行うため、便座温度はオーバーシュートせずに設定温度に到達することができる。これにより、利用者は熱いと感じることなく快適である。

また、第５の発明は、第２または第３の発明において、前記便座に着座する直前の人体を検知する着座検知手段をさらに備え、前記制御部は、前記着座検知手段により前記便座に着座する直前の人体を検知した場合、前記第２の昇温制御よりも単位時間当たりの前記高周波電流の供給量を低減して前記導電体の温度を予め定めた設定温度に到達させる第３の昇温制御を実行することを特徴とする暖房便座装置である。

この暖房便座装置によれば、着座すると、第１及び第２の昇温制御よりも単位時間当たりの高周波電流の供給量が低減された第３の昇温制御で行うため、高い磁束密度を持つ磁界が着座した人に入射されることがない。
また、便座温度はオーバーシュートせずに設定温度に到達することができる。これにより、利用者は熱いと感じることなく快適である。

また、第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つに記載の発明において、前記便蓋は、前記高周波電流によって発生する磁界が前記便蓋を通過する度合いを抑制する磁界漏れ抑制手段をさらに有し、前記磁界漏れ抑制手段は、前記便蓋が閉じた状態で前記便座の少なくとも前方及び側方を覆う位置に配置された磁気シールドを含むことを特徴とする暖房便座装置である。

この暖房便座装置によれば、便蓋に設けた磁界漏れ抑制手段によって、暖房便座装置の前方及び側方への磁界の漏れを効果的に低減することができる。これにより、便蓋を閉じて実行する第１の昇温制御を、より大きな高周波電流で行うことができ、便座をより迅速に昇温することができる。

本発明の態様によれば、誘導加熱の原理を利用した暖房便座装置であって、暖房開始とともに迅速に冷たさを感じさせない温度まで便座を昇温することが可能な暖房便座装置が提供される。

本実施の形態にかかる暖房便座装置を備えたトイレ装置を例示する模式的斜視図である。 本実施の形態にかかる暖房便座装置を表す模式図である。 本実施形態に係る暖房便座装置の機能ブロック図である。 制御部による誘導加熱の制御フローチャートである。 昇温制御の具体例を説明するタイミングチャートである。 昇温制御の具体例を説明するタイミングチャートである。 昇温制御の具体例を説明するタイミングチャートである。 昇温制御の具体例を説明するタイミングチャートである。 磁気シールドを備えた便蓋を閉じた状態の模式的斜視図である。 図９に表した切断面Ｂ−Ｂにおける模式的断面図である。 磁気シールドを備えた便蓋を閉じた状態の模式的斜視図である。 図１１に表した切断面Ｃ−Ｃにおける模式的断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本実施の形態にかかる暖房便座装置を備えたトイレ装置を例示する模式的斜視図である。
図２は、本実施の形態にかかる暖房便座装置を表す模式図で、（ａ）は、暖房便座装置を上方から眺めた模式的平面図、（ｂ）は、（ａ）に表した切断面Ａ−Ａにおける模式的断面図である。なお、図２（ｂ）においては、説明の関係上、閉じた状態の便蓋も表されている。

本実施の形態に係る暖房便座装置１００は、トイレ装置１０における洋式腰掛便器８００の上に設置されるもので、便座２００と、便蓋３００と、便座２００及び便蓋３００のを開閉可能に支持するケーシング４００と、を備える。便座２００と便蓋３００とは、ケーシング４００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。便蓋３００は、閉じた状態において便座２００の上方を覆うことができる。例えば便座２００には、高周波電流を生成する高周波電源装置２２０が内蔵される。なお、高周波電源装置２２０は、ケーシング４００に内蔵されていてもよい。

便座２００または便蓋３００には、高周波電源装置２２０から供給された高周波電流により磁界を発生させる誘導加熱コイル２２２が設けられる。便座２００には、磁界によって誘導加熱される導電体からなる発熱部２３１が設けられる。より具体的には、発熱部２３１は、誘導加熱コイル２２２から発生する磁界で誘起される渦電流により発熱する。

ケーシング４００には、入室検知センサ４４１、立位検知センサ４４２、着座センサ４４３及び便蓋開閉検知センサ４４４が設けられている。
入室検知センサ４４１には、例えば焦電センサであり、使用者がトイレ室内に入ったことを検知する。入室検知センサ４４１が使用者の入室を検知すると、一定時間経過後に便蓋３００が自動的に開く。すなわち、ケーシング４００内には便蓋３００を開閉する便蓋開閉装置（図示せず）が設けられている。入室検知センサ４４１によって使用者の入室を検知した場合、その検知から一定時間経過後に便蓋開閉装置が作動して便蓋３００を自動的に開く。

立位検知センサ４４２は、例えば光電センサであり、使用者までの距離を測定して、洋式腰掛便器８００の前方で使用者が立っていることを検知する。立位検知センサ４４２によって使用者が便座２００から一定距離（例えば、３０ｃｍ）以上離れたことを検知すると、便蓋開閉装置が作動して便蓋３００を自動的に閉じる。
なお、便蓋３００は、上記のように自動的に開閉する場合のほか、使用者の手動や使用者のボタン操作によっても開閉可能である。

着座センサ４４３は、例えば光電センサであり、便座２００に着座する直前の人体を検知する。着座センサ４４３は、例えば立位検知センサ４４２と同じ投受光窓を介して光を投光及び受光する。着座センサ４４３は使用者までの距離を測定して、一定距離（例えば、１０ｃｍ）以内に使用者が接近したか否かを検知し、暖房便座装置１００の各種機能の動作の開始または停止する。

便蓋開閉検知センサ４４４は、例えばマイクロスイッチであり、便蓋３００の開閉状態を検知する。例えば、便蓋３００が便座２００から一定角度以上開くと便蓋開閉検知センサ４４４が便蓋３００の開状態を検知する。

ここで、ケーシング４００の内部には、衛生洗浄装置としての機能部が併設されていてもよい。すなわち、ケーシング４００には、便座２００に座った使用者の「おしり」などに向けて水を噴出する図示しない吐水ノズルを有する衛生洗浄機能部などが内蔵されていてもよい。

また、ケーシング４００の内部には、便座２００に座った使用者の「おしり」などに向けて温風を吹き付けて乾燥させる「温風乾燥機能」や「脱臭ユニット」や「室内暖房ユニット」などの各種の機構が適宜設けられていてもよい。ただし、本実施の形態においては、衛生洗浄機能部やその他の付加機能部は必ずしも設けなくてもよい。

図２（ａ）に表したように、ケーシング４００の内部には、制御部４１０が設けられている。そして、商用電源から供給される電力（以下、説明の便宜上「商用電力」と称する）は、制御部４１０及び高周波電源装置２２０に投入される。高周波電源装置２２０は、制御部４１０から供給される制御信号に基づいて高周波電流を生成する。

図２（ｂ）に表したように、便座２００は、便座２００の外形を形成する筐体２１０を有する。筐体２１０は、樹脂などの絶縁性を有する材料により形成されている。なお、筐体２１０は、複数の部材により形成されていてもよいし、１つの部材により形成されていてもよい。

便座２００の筐体２１０の内部には、高周波電源装置２２０から供給された高周波電流が通電されることにより磁界を発生する誘導加熱コイル２２２が設けられている。誘導加熱コイル２２２は、便座２００の内部の上面（着座面に対向する内面）２１０ａに付設されている。なお、誘導加熱コイル２２２は、支持体によって支持されていてもよい。

誘導加熱コイル２２２から発生する磁界で誘起される渦電流により発熱する発熱部２３１は、便座２００の上面（着座面）に付設されている。あるいは、発熱部２３１は、便座２００の筐体２１０の内部に設けられていてもよい。あるいは、発熱部２３１は、便座２００の内部の上面２１０ａに付設されていてもよい。

発熱部２３１の材料としては、例えば鉄やステンレスなどの強磁性体、またはアルミニウムなどの常磁性体といった金属を用いることができる。便座２００の外部に磁界を放出させにくくするためには、電気抵抗が大きい鉄やステンレスなどの強磁性体を発熱部２３１に用いることがより好ましい。なお、発熱部２３１が便座２００の上面に設けられる場合には、人体と発熱部２３１とが直接的に接触しないように、塗装、コーティング、フィルムなどが発熱部２３１の表面に施されることがより好ましい。

便座２００には、温度センサ２４０が設けられている。温度センサ２４０は、例えば発熱部２３１の温度を検出する。なお、説明の便宜上、発熱部２３１の温度は、便座２００の着座面の温度と等価であるとする。本実施形態では、便座２００の着座面の温度のことを、単に便座２００の温度ともいう。温度センサ２４０による温度の検出信号は、高周波電源装置２２０及び制御部４１０に送られる。

制御部４１０と高周波電源装置２２０とは、給電線４１５により接続されている。商用電力などの低周波電流と、制御部４１０から供給される制御信号と、は給電線４１５を通して高周波電源装置２２０に供給される。つまり、制御部４１０は、高周波電源装置２２０の動作を制御する。給電線４１５は、高周波電源装置２２０から出力される高周波電流よりも相対的に周波数が低い低周波電流を高周波電源装置２２０に供給する。高周波電源装置２２０は、制御部４１０から供給される制御信号に基づいて、低周波電流を高周波電流に変換する。すなわち、高周波電源装置２２０は、給電線４１５を通して供給される低周波電流を、その周波数よりも高い周波数の電流（以下、説明の便宜上「高周波電流」と称する）に変換する。

高周波電源装置２２０により変換された高周波電流は、誘導加熱コイル２２２へ流れる。そうすると、誘導加熱コイル２２２は、磁界を発生する。誘導加熱コイル２２２が磁界を発生すると、発熱部２３１は、その磁界で誘起される渦電流により発熱する。そのため、本実施の形態に係る暖房便座装置１００は、誘導加熱の原理を利用し、便座２００の着座面を急速に加熱することができ、より早く着座面を適温にすることができる。また、本実施形態にかかる暖房便座装置１００は、便座２００の着座面を急速に加熱することができるため、使用者が便座２００を使用していないときには便座２００を保温しておく必要はない。そのため、例えば「シーズヒータ」や、「ハロゲンヒータ」や、「カーボンヒータ」などの抵抗加熱手段により便座２００の着座面を加熱する場合よりも省エネルギー化を図ることができる。

便蓋３００には、誘導加熱によって発生する磁界が便座２００を通過する度合いを抑制する磁界漏れ抑制手段として、例えば強磁性体の磁気シールド３１０が設けられている。磁気シールド３１０は、便蓋３００が閉じた状態で便座２００の少なくとも前方及び側方を覆う位置に配置される。このように便蓋３００に磁気シールド３１０が設けられていると、便蓋３００を閉じている間に誘導加熱によって便座２００を暖める際、誘導加熱コイル２２２からの漏れ磁束を低減することができる。特に、使用者はトイレ入室時には洋式腰掛便器８００の前方または側方から便座２００に近づくことから、使用者が近づく方向である便座２００の少なくとも前方及び側方を覆う位置に磁気シールド３１０を設けることで、漏れ磁束を効果的に抑制することができる。

なお、図２に例示した暖房便座装置１００では、便座２００の筐体２１０の内部に誘導加熱コイル２２２が設けられているが、便蓋３００の筐体内に誘導加熱コイル２２２が設けられていてもよい。便蓋３００の筐体内に誘導加熱コイル２２２が設けられた暖房便座装置１００では、便蓋３００が閉じた状態において、誘導加熱コイル２２２により磁界を発生させる。これにより、便座２００に設けられた発熱部２３１は、その磁界で誘起される渦電流により発熱する。また、発熱部２３１についても、便座２００ではなく、便蓋３００に設けられていてもよい。なお、以下の説明では、便座２００に誘導加熱コイル２２２及び発熱部２３１が設けられている構成を例とする。

図３は、本実施形態に係る暖房便座装置の機能ブロック図である。
すなわち、図３に表したように、本実施形態に係る暖房便座装置１００においては、便座２００に設けられた構成と、便蓋３００に設けられた構成と、ケーシング４００に設けられた構成と、を備える。
便座２００には、例えば高周波電源装置２２０、発熱部２３１、誘導加熱コイル２２２及び温度センサ２４０が設けられる。
なお、本実施形態では、高周波電源装置２２０を便座２００内に設けているが、ケーシング４００内に設けてもよい。
便蓋３００には、磁界漏れ抑制手段である磁気シールド３１０が設けられる。

ケーシング４００には、制御部４１０、入室検知センサ４４１、立位検知センサ４４２、着座センサ４４３、便蓋開閉検知センサ４４４及び便蓋開閉装置４５０が設けられる。便蓋開閉装置４５０は、便蓋３００の開閉のほか、便座２００の開閉も行う機構を備えていてもよい。また、ケーシング４００には、必要に応じて局部洗浄部４６０が設けられている。

次に、制御部４１０による誘導加熱の制御動作について説明する。なお、本実施形態では、誘導加熱の制御動作を制御部４１０が行う場合について説明するが、高周波電源装置２２０に設けられた高周波電流制御部（誘導加熱コイル２２２への高周波電流の供給量を制御する部分）によって同様な制御動作を行ってもよい。

図４は、制御部による誘導加熱の制御フローチャートである。
先ず、ステップＳ１０１に表したように、制御部４１０は、入室検知センサ４４１による使用者のトイレ室内へ入室検知の有無を判断する。入室検知センサ４４１が使用者の入室を検知すると、ステップＳ１０２に表したように、制御部４１０は、第１の昇温制御を実行する。第１の昇温制御では、誘導加熱コイル２２２への高周波電流の供給を開始し、その供給を供給開始から高周波電流を第１の時間以内、行う。

次に、ステップＳ１０３に表したように、制御部４１０は、第１の昇温制御による高周波電流の供給が、供給開始から第１の時間経過したか否かを判断する。第１の時間経過していない場合には、ステップＳ１０４に表したように、便蓋３００が開いたか否かを判断する。便蓋３００が開いたか否かの判断は、便蓋開閉検知センサ４４４からの検知信号によって行われる。便蓋３００が開いていない場合には、ステップＳ１０３へ戻る。

第１の昇温制御による高周波電流の供給開始から第１の時間が経過した場合には、ステップＳ１０５に表したように、便蓋３００を開ける。すなわち、制御部４１０は、便蓋開閉装置４５０に便蓋３００を開く旨の指示を与える。これにより、便蓋３００が自動的に開く。

便蓋３００が自動的に開いた場合、または第１の時間を経過する前に便蓋３００が開けられた場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、制御部４１０は、ステップＳ１０６に表したように、第１の昇温制御から第２の昇温制御へ移行する。第２の昇温制御は、第１の昇温制御よりも単位時間当たりの高周波電流の供給量を低減した昇温を行う制御である。

次に、ステップＳ１０７で表したように、制御部４１０は、第２の昇温制御による高周波電流の供給が、人体検知から第２の時間経過したか否かを判断する。第２の時間経過していない場合には、そのまま第２の昇温制御を続行する。一方、第２の時間経過した場合には、ステップＳ１０８に表したように、制御部４１０は、第２の昇温制御から第３の昇温制御へ移行する。第３の昇温制御は、第２の昇温制御よりも単位時間当たりの高周波電流の供給量を低減した昇温を行う制御である。

次に、ステップＳ１０９で表したように、制御部４１０は、便座２００の温度が予め定めた設定温度（例えば、快適温度）に到達したか否かを判断する。すなわち、制御部４１０は、温度センサ２４０による温度の検出信号に基づいて、便座２００の温度が設定温度に到達したか否かを判断する。設定温度に到達していない場合、制御部４１０は、第３の昇温制御を続行する。一方、設定温度に到達した場合、制御部４１０は、ステップＳ１１０に表したように、第３の昇温制御から保温制御へ移行する。これにより、便座２００の温度が快適温度に保たれることになる。

次に、制御部４１０による具体的な昇温制御について説明する。
図５〜図８は、昇温制御の具体例を説明するタイミングチャートである。
各図において、（ａ）は時間に対する便座の温度の変化を表す昇温カーブを例示している。また、（ｂ）は時間に対する磁束密度の変化を表している。

図５は、入室等の人体検知があった後、第２の時間内に便座２００への着座があった場合の昇温制御について例示するタイミングチャートである。
先ず、便座２００の温度が初期温度ＴＨ０の状態で、入室検知センサ４４１が人体を検知した時刻をｔ０とする。制御部４１０は、入室検知センサ４４１で人体を検知した時刻ｔ０から第１の時間ＴＭ１が経過する時刻ｔ１まで、便蓋開閉検知センサ４４４によって便蓋３００の閉状態を検知していることを条件として、第１の昇温制御ＣＴ１を実行する。

第１の昇温制御ＣＴ１では、第１の時間ＴＭ１内に便座２００の温度を初期温度ＴＨ０から第１の温度ＴＨ１まで高めるための高周波電流を誘導加熱コイル２２２へ供給する。
ここで、高周波電流の供給量は、カレントトランスによる検出値、スイッチングトランジスタのパルス数及びオン時間等によって得られる。

制御部４１０は、第１の昇温制御ＣＴ１において、便座２００の温度制御を例えばフィードフォワード制御によって行う。すなわち、便座２００の初期温度ＴＨ０と第１の温度ＴＨ１との差と、第１の時間ＴＭ１と、の関係（例えば、関係式やテーブルデータ）から得られる高周波電流の電流量を誘導加熱コイル２２２へ供給する。
この第１の昇温制御ＣＴ１において、便座の昇温カーブの傾斜はθ１になる。

第１の昇温制御ＣＴ１では、第１の時間ＴＭ１内に便座２００の温度が冷感限界温度ＴＨ２以下の第１の温度ＴＨ１に到達するよう急速加熱が行われる。
ここで、第１の温度ＴＨ１は、冷感限界温度ＴＨ２以下の温度として予め設定されている。第１の温度ＴＨ１が冷感限界温度ＴＨ２よりも低くても、便座２００が第１の温度ＴＨ１に到達していれば、利用者は着座した際にわずかな冷感を受けるだけで済む。

また、第１の昇温制御ＣＴ１を実行している間の磁束密度はＢ１である。ここで、磁束密度は、利用者が着座していない状態では暖房便座装置１００から一定距離をあけた位置で測定した値であり、利用者が着座している状態では便座２００の着座面で測定した値である。磁束密度Ｂ１は、誘導加熱を利用する機器の基準となる磁束密度Ｂｒｅｆよりも小さい。第１の昇温制御ＣＴ１では、急速加熱を行うために比較的大きな高周波電流を誘導加熱コイル２２２へ供給するが、便蓋３００が閉じているため外部へ漏れる磁束密度は小さい。

次に、第１の時間ＴＭ１を経過すると、制御部４１０は便蓋３００を自動的に開ける制御を行う。そして、制御部４１０は、第１の昇温制御ＣＴ１から第２の昇温制御ＣＴ２へ移行する制御を行う。
第２の昇温制御ＣＴ２では、第１の昇温制御ＣＴ１よりも単位時間当たりの高周波電流の供給量が低い。すなわち、第２の昇温制御ＣＴ２において、便座の昇温カーブの傾斜θ２は、第１の昇温制御ＣＴ１の昇温カーブの傾斜θ１よりも小さい。
制御部４１０は、第２の昇温制御ＣＴ２において、便座２００の温度制御を第１の昇温制御ＣＴ１と同様な例えばフィードフォワード制御によって行う。

第２の昇温制御ＣＴ２を実行している間の磁束密度はＢ２である。第２の昇温制御ＣＴ２では、便蓋３００が開いている状態で誘導加熱を行うため、第１の昇温制御ＣＴ１を実行しているときの磁束密度Ｂ１よりは大きな磁束密度Ｂ２になる。しかし、第２の昇温制御ＣＴ２では、第１の昇温制御ＣＴ１よりも昇温カーブの傾斜が小さいため、磁束密度の増加はわずかである。さらに、磁束密度Ｂ２は、基準となる磁束密度Ｂｒｅｆよりも小さい。

その後、第２の時間ＴＭ２（人体検知をした時刻ｔ０から時刻ｔ２までの時間）内に利用者が便座２００に着座すると（着座の時刻ｔｄ）、制御部４１０は、第２の昇温制御ＣＴ２から第３の昇温制御ＣＴ３へ移行する制御を行う。すなわち、着座センサ４４３によって使用者の着座直前を検知した場合、その検知結果に基づき制御部４１０は第２の昇温制御ＣＴ２から第３の昇温制御ＣＴ３へ切り替える。
第３の昇温制御ＣＴ３では、第２の昇温制御ＣＴ２よりも単位時間当たりの高周波電流の供給量が低い。すなわち、第３の昇温制御ＣＴ３において、便座の昇温カーブの傾斜θ３は、第２の昇温制御ＣＴ２の昇温カーブの傾斜θ２よりも小さい。

第３の昇温制御ＣＴ３は、利用者が便座２００に着座した状態での昇温制御になる。したがって、傾斜θ３による昇温は、利用者が急速な昇温を感じない程度に非常にゆっくりとなる。便座２００の温度は、第３の昇温制御ＣＴ３を実行している間に冷感限界温度ＴＨ２に達し、さらに予め設定した温度（快適温度ＴＨ３）にまで到達する。

第３の昇温制御ＣＴ３を実行している間の磁束密度はＢ３である。第３の昇温制御ＣＴ３では、利用者が便座２００に着座している状態での昇温制御になるため、第１の昇温制御ＣＴ１及び第２の昇温制御ＣＴ２を実行しているときの磁束密度Ｂ１及びＢ２よりも小さくなる。このため、利用者が便座２００に着座しているあいだの誘導加熱であっても、漏れ磁束が人体に影響を与えることはない。

制御部４１０は、第３の昇温制御ＣＴ３を、便座２００の温度が快適温度ＴＨ３に到達するまで実行する。制御部４１０は、第３の昇温制御ＣＴ３を実行する期間の前半では、便座２００の温度制御を例えばフィードフォワード制御によって行う。一方、期間の後半では、便座２００の温度制御を例えばフィードバック制御によって行う。これにより、便座２００の温度は、オーバーシュートせずに快適温度ＴＨ３に到達することができる。

制御部４１０は、便座２００の温度が快適温度ＴＨ３に到達すると（時刻ｔｇ）、第３の昇温制御ＣＴ３から保温制御ＣＴｋへ移行する制御を行う。これにより、便座２００の温度は、快適温度ＴＨ３に維持される。

保温制御ＣＴｋを実行している間の磁束密度はＢｋである。保温制御ＣＴｋでは、快適温度ＴＨ３を維持する程度のわずかな電流量で済むことから、磁束密度Ｂｋは非常に小さい。

このような昇温制御によって、高い磁束密度を持つ磁界が人体に入射するのを防止しつつ、利用者のトイレ入室から着座するまでの間に無駄な電力を消費せずに便座を暖めることができる。これにより、省電力でありながら、利用者が着座した際の冷感を最小限に抑制できる便座加熱を安全に行うことが可能になる。

図６は、入室等の人体検知があった後、第１の時間内に便蓋３００が開いた場合の昇温制御について例示するタイミングチャートである。
先ず、便座２００の温度が初期温度ＴＨ０の状態で、入室検知センサ４４１が人体を検知した時刻をｔ０とする。制御部４１０は、入室検知センサ４４１で人体を検知した時刻ｔ０から、便蓋開閉検知センサ４４４によって便蓋３００の閉状態を検知していることを条件として、第１の昇温制御ＣＴ１を実行する。第１の昇温制御ＣＴ１における便座の昇温カーブの傾斜はθ１である。また、第１の昇温制御ＣＴ１を実行している間の磁束密度はＢ１である。

ここで、時刻ｔ０から予め設定された第１の時間ＴＭ１を経過する時刻ｔ１までの間に、利用者が手動で、または利用者の指示によって便蓋３００が開けられたとする（時刻ｔｐ）。この場合、制御部４１０は、第１の昇温制御ＣＴ１から第２の昇温制御ＣＴ２へ移行する制御を行う。第２の昇温制御ＣＴ２において、便座の昇温カーブの傾斜θ２は、第１の昇温制御ＣＴ１の昇温カーブの傾斜θ１よりも小さい。第２の昇温制御ＣＴ２を実行している間の磁束密度はＢ２である。

その後、第２の時間ＴＭ２内に利用者が便座２００に着座すると（着座の時刻ｔｄ）、制御部４１０は、第２の昇温制御ＣＴ２から第３の昇温制御ＣＴ３へ移行する制御を行う。第３の昇温制御ＣＴ３において、便座の昇温カーブの傾斜θ３は、第２の昇温制御ＣＴ２の昇温カーブの傾斜θ２よりも小さい。第３の昇温制御ＣＴ３を実行している間の磁束密度はＢ３である。

制御部４１０は、第３の昇温制御ＣＴ３を、便座２００の温度が快適温度ＴＨ３に到達するまで実行する。制御部４１０は、便座２００の温度が快適温度ＴＨ３に到達すると（時刻ｔｇ）、第３の昇温制御ＣＴ３から保温制御ＣＴｋへ移行する制御を行う。これにより、便座２００の温度は、快適温度ＴＨ３に維持される。保温制御ＣＴｋを実行している間の磁束密度はＢｋである。

このような昇温制御によって、トイレ入室から比較的早いタイミングで便蓋３００が開いた場合でも、高い磁束密度を持つ磁界が人体に入射するのを防止しつつ、利用者のトイレ入室から着座するまでの間に無駄な電力を消費せずに便座を暖めることができる。これにより、省電力でありながら、利用者が着座した際の冷感を最小限に抑制できる便座加熱を安全に行うことが可能になる。

図７は、第２の時間と同時に着座した場合の昇温制御について例示するタイミングチャートである。
先ず、便座２００の温度が初期温度ＴＨ０の状態で、入室検知センサ４４１が人体を検知した時刻をｔ０とする。制御部４１０は、入室検知センサ４４１で人体を検知した時刻ｔ０から第１の時間ＴＭ１が経過する時刻ｔ１まで、便蓋開閉検知センサ４４４によって便蓋３００の閉状態を検知していることを条件として、第１の昇温制御ＣＴ１を実行する。第１の昇温制御ＣＴ１における便座の昇温カーブの傾斜はθ１である。また、第１の昇温制御ＣＴ１を実行している間の磁束密度はＢ１である。

第１の時間ＴＭ１で第１の昇温制御ＣＴ１を行うと、便座２００の温度は第１の温度ＴＨ１に到達する。第１の時間ＴＭ１を経過すると、制御部４１０は便蓋３００を自動的に開ける制御を行う。そして、制御部４１０は、第１の昇温制御ＣＴ１から第２の昇温制御ＣＴ２へ移行する制御を行う。第２の昇温制御ＣＴ２において、便座の昇温カーブの傾斜θ２は、第１の昇温制御ＣＴ１の昇温カーブの傾斜θ１よりも小さい。第２の昇温制御ＣＴ２を実行している間の磁束密度はＢ２である。

第２の時間ＴＭ２で第２の昇温制御ＣＴ２を行うと、便座２００の温度は冷感限界温度ＴＨ２に到達する。そして、第２の時間ＴＭ２が経過した時刻ｔ２で利用者が便座に着座すると（時刻ｔ２＝ｔｄ）、制御部４１０は、第２の昇温制御ＣＴ２から第３の昇温制御ＣＴ３へ移行する制御を行う。第３の昇温制御ＣＴ３において、便座の昇温カーブの傾斜θ３は、第２の昇温制御ＣＴ２の昇温カーブの傾斜θ２よりも小さい。第３の昇温制御ＣＴ３を実行している間の磁束密度はＢ３である。
利用者が着座した際には、便座２００の温度は冷感限界温度ＴＨ２に達しているため、利用者に冷感を与えることはない。

制御部４１０は、第３の昇温制御ＣＴ３を、便座２００の温度が快適温度ＴＨ３に到達するまで実行する。制御部４１０は、便座２００の温度が快適温度ＴＨ３に到達すると（時刻ｔｇ）、第３の昇温制御ＣＴ３から保温制御ＣＴｋへ移行する制御を行う。これにより、便座２００の温度は、快適温度ＴＨ３に維持される。保温制御ＣＴｋを実行している間の磁束密度はＢｋである。

このような昇温制御によって、トイレ入室から自動的に便蓋３００が開けられ、平均的なタイミングで便座２００に着座した場合、高い磁束密度を持つ磁界が人体に入射するのを防止しつつ、無駄な電力を消費せずに冷感限界温度ＴＨ２まで便座を暖めることができるようになる。これにより、省電力でありながら、利用者に冷感を与えない便座加熱を安全に行うことが可能になる。

図８は、第２の時間を経過したあとに着座した場合の昇温制御について例示するタイミングチャートである。
先ず、便座２００の温度が初期温度ＴＨ０の状態で、入室検知センサ４４１が人体を検知した時刻をｔ０とする。制御部４１０は、入室検知センサ４４１で人体を検知した時刻ｔ０から第１の時間ＴＭ１が経過する時刻ｔ１まで、便蓋開閉検知センサ４４４によって便蓋３００の閉状態を検知していることを条件として、第１の昇温制御ＣＴ１を実行する。第１の昇温制御ＣＴ１における便座の昇温カーブの傾斜はθ１である。また、第１の昇温制御ＣＴ１を実行している間の磁束密度はＢ１である。

第１の時間ＴＭ１で第１の昇温制御ＣＴ１を行うと、便座２００の温度は第１の温度ＴＨ１に到達する。第１の時間ＴＭ１を経過すると、制御部４１０は便蓋３００を自動的に開ける制御を行う。そして、制御部４１０は、第１の昇温制御ＣＴ１から第２の昇温制御ＣＴ２へ移行する制御を行う。第２の昇温制御ＣＴ２において、便座の昇温カーブの傾斜θ２は、第１の昇温制御ＣＴ１の昇温カーブの傾斜θ１よりも小さい。第２の昇温制御ＣＴ２を実行している間の磁束密度はＢ２である。

第２の時間ＴＭ２で第２の昇温制御ＣＴ２を行うと、便座２００の温度は冷感限界温度ＴＨ２に到達する。そして、第２の時間ＴＭ２が経過した時刻ｔ２で、制御部４１０は、第２の昇温制御ＣＴ２から第３の昇温制御ＣＴ３へ移行する制御を行う。第３の昇温制御ＣＴ３において、便座の昇温カーブの傾斜θ３は、第２の昇温制御ＣＴ２の昇温カーブの傾斜θ２よりも小さい。第３の昇温制御ＣＴ３を実行している間の磁束密度はＢ３である。

第２の時間ＴＭ２を経過して、第３の昇温制御ＣＴ３を実行している間に利用者が便座２００に着座した場合、制御部４１０はそのまま第３の昇温制御ＣＴ３を続行する。第３の昇温制御ＣＴ３は、便座２００の温度が快適温度ＴＨ３に到達するまで続行される。

そして、制御部４１０は、便座２００の温度が快適温度ＴＨ３に到達すると（時刻ｔｇ）、第３の昇温制御ＣＴ３から保温制御ＣＴｋへ移行する制御を行う。これにより、便座２００の温度は、快適温度ＴＨ３に維持される。保温制御ＣＴｋを実行している間の磁束密度はＢｋである。

このような昇温制御によって、トイレ入室から自動的に便蓋３００が開けられ、平均的なタイミングよりも遅いタイミングで便座２００に着座した場合でも、高い磁束密度を持つ磁界が人体に入射するのを防止しつつ、無駄な電力を消費せずに冷感限界温度ＴＨ２まで便座を暖めることができるようになる。これにより、省電力でありながら、利用者に冷感を与えない便座加熱を安全に行うことが可能になる。

次に、便蓋３００に設けられた磁気シールド３１０の具体例について説明する。
図９〜図１２は、便蓋に設けられた磁気シールドを例示する模式図である。
図９及び図１０は、便蓋３００のほぼ全面に磁気シールド３１０が設けられた具体例を示している。
図９は、磁気シールドを備えた便蓋を閉じた状態の模式的斜視図である。
図１０は、図９に表した切断面Ｂ−Ｂにおける模式的断面図である。

図９及び図１０に表したように、この磁気シールド３１０は、便蓋３００のほぼ全面に設けられている。例えば、磁気シールド３１０は、便蓋３００の筐体内や、便蓋３００の上面側、または下面側に設けられている。磁気シールド３１０には、例えば磁性体材料、導電体、メッシュ状導電体が用いられる。磁性体材料を用いる場合、便蓋３００の材料に磁性体材料（例えば、強磁性体材料）を含ませて一体的に形成してもよいし、別体の磁性体材料による部材を便蓋３００に取り付けるようにしてもよい。導電体としては、ステンレスやアルミニウムなどが用いられる。また、導電体には、ステンレスやアルミニウムなど、異なる材料を積層したものを用いてもよい。

図１１は、磁気シールドを備えた便蓋を閉じた状態の模式的斜視図である。
図１２は、図１１に表した切断面Ｃ−Ｃにおける模式的断面図である。
図１１及び図１２に表したように、この具体例における便蓋３００は、閉じた状態で便座２００の上方を覆う上側部分３００ａと、便座２００の前方及び側方を覆う縁部分３００ｂと、を備えた形状になっている。

このような便蓋３００において、磁気シールド３１０は、便蓋３００を閉じた状態で便座２００の外周部分を覆う形状に設けられる。すなわち、磁気シールド３１０は、便蓋３００の縁部分３００ｂに設けられるとともに、上側部分３００ａの縁側部分に設けられている。これにより、便座２００の少なくとも前方及び側方を磁気シールド３１０で覆うことができる。

図１１及び図１２に表した磁気シールド３１０であっても、図９及び図１０に表した磁気シールド３１０と同様に、例えば磁性体材料（強磁性体材料など）、導電体（異なる材料を積層したものを含む。）、メッシュ状導電体が用いられる。

なお、磁気シールド３１０の態様は一例であり、これらに限定されるものではない。いずれの態様であっても、便蓋３００に磁気シールド３１０が設けられていることで、便蓋３００を閉じた状態で誘導加熱を行った際の磁束の漏れを効果的に抑制することが可能になる。特に、急速加熱を行う際には高い磁束密度を持つ磁界が発生するが、便蓋３００を閉じた状態であれば磁気シールド３１０によって磁束漏れを十分に抑制することができる。したがって、便蓋３００が閉じていることを条件として行う上記の第１の昇温制御ＣＴ１では、加熱中に利用者が近づいてきても、高い磁束密度を持つ磁界が人体に入射せず、安心して利用してもらうことが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、利用者のトイレ入室から着座するまでの間に無駄な電力を消費せずに、しかも高い磁束密度を持つ磁界を人体に入射することなく、便座を暖めることができる。これにより、誘導加熱の原理を利用した暖房便座装置１００であって、暖房開始とともに迅速に冷たさを感じさせない温度まで便座を昇温することが可能になる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０…トイレ装置、１００…暖房便座装置、２００…便座、２２０…高周波電源装置、２２２…誘導加熱コイル、２３１…発熱部、３００…便蓋、３１０…磁気シールド、４００…ケーシング、４１０…制御部、４１５…給電線、４４１…入室検知センサ、４４２…立位検知センサ、４４３…着座センサ、４４４…便蓋開閉検知センサ、４５０…便蓋開閉装置、４６０…局部洗浄部、８００…洋式腰掛便器

Claims (6)

1. 便座と、
   閉じた状態の前記便座の上方を覆う便蓋と、
   前記便座及び前記便蓋を開閉可能に支持するケーシングと、
   高周波電流を生成する高周波電源装置と、
   前記便座に設けられ、前記高周波電流が通電されることにより磁界を発生する誘導加熱コイルと、
   前記便座に設けられ、前記誘導加熱コイルが発生した磁界によって渦電流を生成して誘導加熱を起こす導電体と、
   前記便蓋の開閉状態を検知する便蓋開閉検知手段と、
   前記蓋開閉検知手段によって検知された前記便蓋の開閉状態を１つの条件として前記高周波電源装置を制御して、前記誘導加熱コイルへの高周波電流の供給を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記便蓋開閉検知手段により前記便蓋の閉状態を検知していることを条件として、前記誘導加熱コイルへの前記高周波電流の供給開始から第１の時間以内の前記高周波電流の供給を行う第１の昇温制御を実行することを特徴とする暖房便座装置。
2. 前記制御部は、
   前記第１の昇温制御の途中で前記便蓋開閉検知手段により前記便蓋が開いたことを検知した場合、前記第１の昇温制御よりも単位時間当たりの前記高周波電流の供給量を低減した第２の昇温制御を実行することを特徴とする請求項１記載の暖房便座装置。
3. 前記便蓋を開閉する便蓋開閉装置をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記便蓋が閉じた状態で前記第１の時間が経過すると、前記便蓋開閉装置によって前記便蓋を開く制御を行い、さらに、前記第１の昇温制御よりも単位時間当たりの前記高周波電流の供給量を低減した第２の昇温制御を実行することを特徴とする請求項１記載の暖房便座装置。
4. 前記制御部は、
   前記第２の昇温制御を実行した後に、前記第２の昇温制御よりも単位時間当たりの前記高周波電流の供給量を低減して前記導電体の温度を予め定めた設定温度に到達させる第３の昇温制御を実行することを特徴とする請求項２または３に記載の暖房便座装置。
5. 前記便座に着座する直前の人体を検知する着座検知手段をさらに備え、
   前記制御部は、前記着座検知手段により前記便座に着座する直前の人体を検知した場合、前記第２の昇温制御よりも単位時間当たりの前記高周波電流の供給量を低減して前記導電体の温度を予め定めた設定温度に到達させる第３の昇温制御を実行することを特徴とする請求項２または３に記載の暖房便座装置。
6. 前記便蓋は、前記高周波電流によって発生する磁界が前記便蓋を通過する度合いを抑制する磁界漏れ抑制手段をさらに有し、
   前記磁界漏れ抑制手段は、前記便蓋が閉じた状態で前記便座の少なくとも前方及び側方を覆う位置に配置された磁気シールドを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の暖房便座装置。

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