JP2014054459A - 便蓋およびトイレ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱性と機械的強度とを両立させ、かつ制御部が発する熱を効率良く放熱できる便蓋およびこの便蓋を備えたトイレ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】加熱手段で加熱される便座の着座面の上と、前記加熱手段を制御する制御部を有する本体部の上と、を開閉自在に覆う天面部を備えた便蓋であって、前記天面部は、発泡可能な樹脂により形成され、前記天面部の前記本体部を覆う以外の部分を第一天面部とし、前記本体部を覆う部分を第二天面部とすると、前記第一天面部の前記樹脂の密度は、前記第二天面部よりも低いことを特徴とする便蓋とする。
【選択図】図１

Description

本発明の態様は、一般的に、便蓋およびトイレ装置に関する。

便座内部にヒータを配置して便座を温める暖房便座がある。この暖房便座において、節電の観点から、便座の熱を逃がさないように、便座を覆う便蓋に断熱効果を持たせた構造がある。例えば、特許文献１には、便蓋の中空部分に断熱材を充填することで、断熱効果を付与する構造が開示されている。特許文献１に開示された技術では、断熱効果を得ることは可能であるが、中空部分に断熱材を充填するため、ブロー成形等で中空構造の便蓋を成形したあと、断熱材を中空部分に充填させなければならないため、製造工程が複雑になるという問題がある。

これに対して、上板と、下板と、断熱材と、の３つの部材を組み立てて便蓋を成形する方法も考えられる。しかし、この方法の場合、便蓋の上板と下板とを接合する必要があり、その接合部に汚れなどが溜まりやすく、清掃性や外観などの点で問題がある。

一方、特許文献２には、ブロー成形により金型内において中空の樹脂製便蓋が形成された後、樹脂の冷却前に中空部へ熱可塑性樹脂予備発泡粒子を充填して加熱発泡融着する方法が開示されている。この技術によれば、発泡粒子を用いて発泡させることで、便蓋の中空部を発泡体とし、断熱効果を得ることが可能である。
しかし、便蓋の全体を均一な発泡体で形成すると、特にフルカバー便蓋において、ヒータを制御する制御部を収納している本体部も発泡体で覆ってしまい、制御部が発する熱を効率よく放熱できないという問題がある。

特開２０００−１２６０８７号公報 特開２０００−１２６０７６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、断熱性と本体部の放熱性とを両立させた便蓋およびこの便蓋を備えたトイレ装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、加熱手段で加熱される便座の着座面の上と、前記加熱手段を制御する制御部を有する本体部の上と、を開閉自在に覆う天面部を備えた便蓋であって前記天面部は、発泡可能な樹脂により形成され、前記天面部の前記本体部を覆う以外の第一天面部における前記樹脂の密度は、前記本体部を覆う部分を第二天面部における前記樹脂の密度よりも低いことを特徴とする便蓋とする。

この便蓋によれば、便蓋が本体を覆う箇所は、樹脂の密度が高く発泡率が低いので、本体内部の制御部によって発熱した熱を効率よく外部に放熱させることができる。よって制御部が高熱により故障するといった事が少ない。また、便蓋が便座の着座面を覆う箇所は、樹脂の密度が低く発泡率が高いので、着座面の断熱性は確保することができる。

第２の発明は、加熱手段で加熱される便座の着座面の上と、前記加熱手段を制御する制御部を有する本体部の上と、を開閉自在に覆う天面部を備えた便蓋であって前記便蓋が閉じた状態において前記天面部のうちの前記便座の着座面の上部の部分における前記樹脂の密度は、前記便蓋が閉じた状態において前記天面部のうちの前記便座の着座面の上部の部分以外の前記樹脂の密度よりも低いことを特徴とする便蓋。

着座面の上の部分においては断熱性を高くして、便座からの熱の逃げを抑制できる。それ以外は樹脂の密度が高いので、本体内部の制御部によって発熱した熱を効率よく外部に放熱させることができる。また、粘性や靱性の低下を防ぐことにより、機械的な強度も確保できる。従って便蓋の破損や破壊を防止できる。

第３の発明は、便座と、前記便座を加熱する加熱部と、上記いずれかの便蓋と、前記便座と前記便蓋とを軸支する本体部と、を備えたことを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、発泡部は、樹脂の密度が低下し、気泡を含んでいるので、断熱性に優れる。従って、便座からの熱の逃げを抑制し、保温効果や節電効果が得られる。しかし、本体部には、発熱源となる制御部が配置されており、オーバーヒートしないようにその熱を外部に放出させたほうが良い。これに対して、天面部の本体部を覆う部分において発泡を抑制し、密度が高い状態とする。こうすることで、断熱性を低下させ本体部からの放熱を確保できる。

本発明の態様によれば、断熱性と機械的強度とを両立させ、かつ制御部が発する熱を効率良く放熱できる便蓋およびこの便蓋を備えたトイレ装置が提供される。

本発明の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斜視模式図である。 本発明の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斜視模式図である。 上方からの便蓋の平面図である。 便蓋３００と便座２００と本体部４００のa-a断面図である。 コアバック射出成形を説明するための模式図である。 便蓋３００における発泡部の形成を表す模式断面図である。 コアバック射出成形により成形された便蓋３００の天面部３１０の断面写真である。 コアバック射出成形により成形した便蓋３００の外観を例示する写真である。 本実施形態の便蓋３００を表す模式図である。 本実施形態の便蓋３００における樹脂の密度の分布の具体例を表すグラフ図である。 金型８１０の模式図である。 金型８１０の分割の具体例を表す模式平面図である。

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及び図２は、本発明の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斜視模式図である。
図１に表したトイレ装置１００は、洋式腰掛便器１０の上に設けられている。トイレ装置１００は、本体部４００と、便座２００と、便蓋３００と、を有する。便座２００と便蓋３００は、本体部４００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。
図１は、便座２００が閉じて、便蓋３００が開いた状態を表す。図２は、便座２００と便蓋３００が、いずれも閉じた状態を表す。図２に表したように、便蓋３００は、閉じた状態において便座２００の上と本体部４００の上を覆うことができる。

便座２００は、ヒータ（加熱手段）２１０を内蔵する。このヒータ２１０は、通電されて発熱することにより、便座２００を暖めることができる。つまり、ヒータ２１０は、便座２００の表面（着座面）に伝えられる熱を発生する。ヒータ２１０の通電量（加熱量）の制御は、本体部４００に内蔵された制御部４１０により実行される。制御部４１０は、例えば便座２００に内蔵された図示しない温度検知手段などからの検知信号に基づいてヒータ２１０の通電量を制御することができる。

なお、図１および図２に表した便座２００では、１本のヒータ２１０が往復するように設置されているが、ヒータ２１０の設置形態や設置数はこれだけに限定されず、例えば２本以上の複数のヒータ２１０が設置されていてもよい。
ヒータ２１０としては、いわゆる「チュービングヒータ」や、「シーズヒータ」、「ハロゲンヒータ」、「カーボンヒータ」などを用いることができる。また、ヒータ２１０の形状は、ワイヤ状やシート状やメッシュ状などのいずれであってもよい。

ただし、便座２００を加熱する手段は、ヒータ２１０に限定されるわけではない。
便座２００を加熱するその他の手段として、例えば、通電されて磁界を発生する加熱コイルと、加熱コイルから発生する磁界で誘起される渦電流により発熱する加熱板と、を有する誘導加熱手段を用いることができる。便座２００を加熱する手段が誘導加熱手段である場合には、発熱部は加熱板である。このような加熱板（発熱部）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により形成された金属板が挙げられる。
あるいは、便座２００を加熱する手段としては、ランプヒータによる加熱や、温風を利用した加熱、温水を利用した加熱など、各種の手段を用いることができる。

便蓋３００は、天面部３１０と、袴部３２０と、ヒンジ部３７０と、を有する。
天面部３１０は、加熱される便座２００の着座面の上と本体部４００の上を開閉自在に覆う。すなわち、天面部３１０は、便蓋３００が閉じた状態（図２参照）において、便座２００の上と本体部４００の上を覆う部分である。また、天面部３１０において便座２００の着座面を覆う部分を第一天面部３１２、本体部４００を覆う部分を第二天面部３１４とする（図３、４参照）。便座袴部３２０は、天面部３１０の前方や左右側方において天面部３１０の周縁から便座の側に屈曲して延在し、便蓋３００が閉じた状態（図２参照）において、便座２００の側方を覆う部分である。ただし、本実施形態において、袴部３２０は、必須ではない。
ヒンジ部３７０は、本体部４００に軸支され、便蓋３００の開閉の動作の支点となる部分である。すなわち、ヒンジ部３７０は、必要に応じて何らかの部材を介して本体部４００と結合あるいは嵌合あるいは接続される部分であり、便蓋３００の開閉動作の支点となる部分である。

便蓋３００は、例えばＰＰ（polypropylene：ポリプロピレン）やＰＥ（polyethlene：ポリエチレン）などの発泡可能な樹脂により一体に形成されている。
そして、本実施形態においては、便蓋３００が閉じた状態において、天面部３１０のうちの第一天面部３１２における樹脂の密度は、第二天面部３１４における樹脂の密度よりも低いものとされている。なお本発明の樹脂の密度は、平均密度である。

このように部分毎に密度が異なる便蓋３００は、例えば、発泡成形により製造できる。発泡成形の具体例としては、ガス注入・ガス溶解発泡成形、熱分解ガス発泡成形、超臨界流体溶解発泡成形、発泡射出プレス成形などの方法がある。ガス注入・ガス溶解発泡成形は、窒素ガスなどのガスを射出シリンダーで高圧注入して成型する方法である。熱分解ガス発泡成形は、樹脂と化学発泡剤とを射出シリンダー内で溶融混練し、発泡剤から分解発生したガスにより発泡させる方法である。超臨界流体溶解発泡成形は、二酸化炭素や窒素などのガスをシリンダー内で超臨界状態で溶解させて成型する方法である。発泡射出プレス成形は化学発泡剤を用いて賦型後、金型をコントロールして適切量だけキャビティを拡大させることにより発泡させる方法である。本実施形態においては、これらのいずれの方法を用いてもよい。

以下、一例として、発泡射出プレス成形のうちのコアバック射出成形について説明する。
図５は、コアバック射出成形を説明するための模式図である。
図５（ａ）に表したように、金型８００と金型８１０とを準備する。金型８１０は、金型８００の中に入り込み、金型８００との間にキャビティ８４０を形成する。金型８００には、キャビティ８４０に溶融した樹脂を注入するためのゲート（注入口）８０２が設けられている。金型８００と金型８１０とを嵌合させた状態で、ゲート８０２にシリンダー８３０をセットする。なお、ゲート８０２は、金型８１０の側に設けてもよい。

そして、図５（ｂ）に表したように、溶融した樹脂９００をキャビティ８４０に注入する。このとき、金型８００、８１０は、例えば、４０℃程度に保持する。樹脂９００としては、例えば、ＰＰを用いることができる。また、樹脂９００には、発泡剤と、必要に応じて発泡助剤と、を混ぜておく。発泡剤は、熱分解してガスを発生する材料である。発泡剤としては、有機系発泡剤や無機型発泡剤を用いることができる。有機系発泡剤としては、例えばアゾジカルボン酸アミドなどを挙げることができる。無機系発泡剤としては、例えば重炭酸塩などを挙げることができる。
発泡助剤は、発泡剤の熱分解温度を調整したり、溶融樹脂の流動性や固結防止性などを調整する役割を有する。

発泡剤や発泡助剤が添加された樹脂９００を、例えば２００℃程度で溶融した状態で、シリンダー８３０からゲート８０２を介してキャビティ８４０の中に注入する。このときに、キャビティ８４０の内部を溶融した樹脂９００で充填するフルショット法を用いることができる。

樹脂９００を射出したら、図５（ｃ）に表したように、金型８１０を矢印Ａの方向に後退させ（コアバック）、キャビティ８４０を拡大させる。すると、溶融した樹脂９００において発泡が促進され、気泡９１０が形成される。樹脂９００が固まったら、金型８１０をさらに後退させて開き、成形された樹脂を取り出す（離型）。
このようにして、発泡した樹脂を形成できる。

なお、樹脂９００を注入する前に、図５（ａ）に表した状態において、キャビティ８４０を窒素などのガスで予め加圧してもよい（カウンター・プレッシャー法）。こうすると、射出した樹脂９００の表面の発泡を抑制できる。樹脂９００を射出し、金型８００、８１０に接触した樹脂９００の表面部分が固化してスキン層が形成されたタイミングで加圧を解除すると、樹脂９００は発泡する。その結果として、成形後の樹脂の表面における発泡が抑制され、スワールマークなどが抑制され、外観が良好で内部のみが発泡している成形樹脂が得られる。

図６は、このようにして形成される便蓋３００における発泡部の形成を表す模式断面図である。
図６（ａ）は、図５（ｂ）に表したように、金型８１０を後退させる前の溶融した樹脂９００の断面を表す。この状態においては、樹脂９００の中で発泡はあまり進んでいない。

図６（ｂ）は、図５（ｃ）に表したように、金型８１０を後退させてキャビティ８４０を拡大させて成形した便蓋３００の模式断面を表す。なお、図６（ｂ）において、金型８１０の後退方向は、向かって下方である。
キャビティ８４０の拡大により、発泡が促進された天面部３１０と、その側方において発泡があまり進まなかった袴部３２０と、が形成される。袴部３２０において発泡があまり進まないのは、図５から分かるように、キャビティ８４０の拡大の効果が少ないからである。また、ゲート８０２から注入された樹脂９００が袴部３２０に到達するまでに温度が低下し、固化する時間が短いこともある。

図７は、コアバック射出成形により成形された便蓋３００の天面部３１０の断面写真である。
天面部３１０のうちの発泡部においては、表面に形成されたスキン層３１６と、これらスキン層３１６の間に設けられたコア層３１８と、が設けられている。スキン層３１６は、溶融した樹脂９００が射出されて金型８００、８１０に接触し、発泡が進まない状態で固化した部分である。コア層３１８は、キャビティ８４０の中で、スキン層３１６に挟まれて溶融した状態のままコアバックにより発泡が促進され、その後固化した部分である。コア層３１８の密度は、スキン層３１６の密度よりも低い。

樹脂としてポリプロピレン（ＰＰ）を用いた場合、スキン層３１６の密度は、例えば、０．９０〜１．００程度である。また、コア層３１８の密度は、例えば、０．２０〜０．５０程度である。

図８は、コアバック射出成形により成形した便蓋３００の外観を例示する写真である。

コアバック射出成形における金型の温度や、コアバックの速度とタイミング、カウンタープレッシャーの圧力や減圧のタイミングを調節することにより、発泡させた天面部３１０においても、その表面は密度が高く緻密で光沢があり、表面は平滑であり、内部は発泡している便蓋を成形することが可能である。すなわち、外観は良好で、内部は発泡して高い断熱特性を有する便蓋を成形できる。

図９は、本実施形態の便蓋３００を表す模式図である。

ここで、Ａ−Ａ線は、便座２００の開口２０４の前端２０４Ａと後端２０４Ｂとを結ぶ直線である。また、Ｂ−Ｂ線は、開口２０４の左端２０４Ｃと右端２０４Ｄとを結ぶ直線である。本願明細書においては、Ａ−Ａ線とＢ−Ｂ線との交点２０１を便座２００の開口２０４の中心と定義する。

図１０は、本実施形態の便蓋３００のＡ―Ａ方向における樹脂の密度の分布の具体例を表すグラフ図である。
本具体例においては、天面部３１０の樹脂の密度は、前方側よりも後方側において高い。より詳しくは、便蓋３００が閉じた状態において天面部３１０のうちの便座の上を覆う第一天面部３１２は、本体部の上を覆う第二天面部３１４よりも樹脂の密度が低い。天面部３１０の樹脂の密度の分布のピークは、便座２００の開口２０４の中心２０１後方側に位置する。

図１１は、金型８１０の模式平面図である。すなわち、図１１は、金型８１０の天面部３１０に対応する部分を上方（図５における左側）からみた模式平面図である。図１１においても、便蓋３００の対応する部分の符号を付した。
本具体例においては、樹脂９００を注入するゲート８０２は、便蓋３００の後ろ側、すなわちヒンジ部形成部８１２のほうに設けられている。なお、ゲート８０２は、金型８００に設けてもよく、金型８１０に設けてもよい。

つまり、天面部３１０の後方に向かって発泡率が低下し、密度が上昇する分布が便蓋３００に形成される。樹脂としてポリプロピレン（ＰＰ）を用いた場合、ゲート８０２の近傍における密度は、例えば、０．３０〜０．４０程度とすることができ、天面部３１０の前方の先端付近における密度は、例えば、０．２０〜０．３５程度とすることができる。

このようにしても、便座２００の上の部分においては断熱性を高くして、便座２００からの熱の逃げを抑制できる。そして、ヒンジ部３７０の周囲のみならず、天面部３１０の後側の全体の部分の機械的な強度も確保できる。従って、機械的な信頼性をさらに高くすることができる。つまり、便蓋３００の開閉動作をさらに安定させ、また便蓋３００の破損や破損をさらに確実に防止できる。

また、本具体例においては、金型８１０を分割しないので、金型８１０の分割にともないつなぎ目が便蓋３００に生じない。したがって、外観も良好であり、段差などがないため、清掃性の点でも有利となる。

なお、図１１に表した方法において、金型８００、８１０の温度に分布を設けると、密度の分布をさらに大きくすることも可能である。例えば、金型８１０の前方の温度を後方の温度よりも高めに保持すると、注入された樹脂９００が固化するまでの時間が長くなる。その結果として、発泡が促進され、樹脂の密度をさらに低くできる。

図１２（a）、（ｂ）は本実施形態の便蓋３００を製造する金型８１０の具体例を表す模式平面図である。すなわち図１２（a）、（ｂ）は図５に関して前述した金型８１０の模式平面図である。図１２（a）に表したように、金型８１０を、後側の部分８１０Ｂと、それよりも前側の部分８１０Ａと、に分割する。そして、前側の部分８１０Ａのみをコアバックさせると、天面部３１０のうちで、前側の部分に発泡部を形成できる。この部分が便座２００（図１参照）の上を覆うように設けると、便座２００からの熱の逃げを抑制できる。
そして、天面部３１０の後側の全体の部分の機械的な強度も確保できる。従って、機械的な信頼性をさらに高くすることができる。つまり、便蓋３００の開閉動作をさらに安定させ、また便蓋３００の破損や破損をさらに確実に防止できる。

また、使用者が便座２００に着座した時、着座面の後端側は使用者には接触しにくい。従って、便座２００の後端側が多少冷めやすくなっても、使用者が感じる快適性が損なわれることはない。
さらに、便座２００の後端側には、便座のヒータを制御する制御部などが格納されたトイレ装置の本体部４００（図１参照）が配置されている。図１に関して前述したように、本体部４００には、便座２００の加熱の制御部４１０が設けられる場合がある。また、本体部４００には、例えば、使用者のおしりなどを洗浄するノズルや洗浄水の加熱機構、おしりを乾燥させる温風発生装置、臭気を抑制する脱臭機構などの機構部などが設けられる場合もある。

このように、本体部４００に設けられる制御部４１０や、その他の機構、装置などは放熱源となる場合も多い。このような本体部４００からの放熱により、便座２００の後端側は、便座２００の前端側より、冷めにくくなることもあるので、天面部３１０の後ろ側の部分の発泡を抑制しても、使用者の快適性が損なわれることは少ない。

またさらに、本体部４００に放熱源が設けられる場合、その熱を外部に放出させたほうがよい場合もある。これに対して、天面部３１０の後ろ側の部分の発泡を抑制して、断熱性を低下させることにより、本体部４００からの放熱を確保できる。

また図１２（ｂ）表したように。天面部３１０の一部のみの樹脂の密度を下げるためには、金型８１０を分割して、そのうちの一部のみをコアバックさせればよい。

図１２（ｂ）に表したように、金型８１０を、便座２００の着座面の上に対応する部分８１０Ａと、その中央部８１０Ｂと、第二天面部３１４に対応する部分８１０Ｃに分割する。そして、部分８１０Ａのみをコアバックさせると、天面部３１０のうちで、便座２００の着座面の上の部分に発泡部を形成し樹脂の密度を下げることができる。

このように、本実施形態によれば、便蓋３００の天面部３１０のうちで、便座２００の着座面の上の部分８１０Ａにおける樹脂の密度が、それ以外の天面部における樹脂の密度より低い。つまり、便蓋３００の着座面の上の部分における樹脂の発泡率が高く、より高い断熱性を有する。従って、便座２００からの熱の逃げを抑制し、保温効果や節電効果が得られる。さらに、本実施形態によれば、天面部３１０の着座面の上部分８１０Ａ以外の密度は高いため、便蓋３００の機械的な強度を確保できる。その結果として、使用時の破損や故障などを防ぐことができる。さらに本体部４００を覆う第二天面部３１４の密度も高く断熱性が低いので、本体内部の制御部４１０によって発熱した熱を効率よく外部に放熱させることができる。また、袴部３２０の密度を高くすることにより、ある程度の重量を持たせると、便蓋３００の慣性重量を増加させて、開閉動作をばたつかせることなく、安定して実行させることが可能となる。

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。
例えば、便蓋３００や本体部４００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。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 洋式腰掛便器、１００ トイレ装置、２００ 便座、２０１ 中心、２１０ ヒータ、３００ 便蓋、３１０ 天面部、３１２第一天面部、３１４第二天面部、３１６ スキン層、３１８ コア層、３２０ 袴部、３７０ ヒンジ部、４００ 本体部、４１０ 制御部、８００ 金型、８０２ ゲート、８１０ 金型、８１０Ａ 部分、８１０Ｂ 部分、８１０Ｃ 部分、８３０ シリンダー、８４０ キャビティ、９００ 樹脂、９１０ 気泡

Claims (3)

1. 加熱手段で加熱される便座の着座面の上と、前記加熱手段を制御する制御部を有する本体部の上と、を開閉自在に覆う天面部を備えた便蓋であって
   前記天面部は、発泡可能な樹脂により形成され、前記天面部の前記本体部を覆う以外の第一天面部における前記樹脂の密度は、前記本体部を覆う部分を第二天面部における前記樹脂の密度よりも低いことを特徴とする便蓋。
2. 加熱手段で加熱される便座の着座面の上と、前記加熱手段を制御する制御部を有する本体部の上と、を開閉自在に覆う天面部を備えた便蓋であって
   前記便蓋が閉じた状態において前記天面部のうちの前記便座の着座面の上部の部分における前記樹脂の密度は、前記便蓋が閉じた状態において前記天面部のうちの前記便座の着座面の上部の部分以外の前記樹脂の密度よりも低いことを特徴とする便蓋。
3. 便座と、
   前記便座を加熱する加熱部と、
   請求項１、２のいずれか１つに記載の便蓋と、
   前記便座と前記便蓋とを軸支する本体部と、
   を備えたことを特徴とするトイレ装置。