JP2015181695A - 暖房便座装置 - Google Patents

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JP2015181695A JP2014060586A JP2014060586A JP2015181695A JP 2015181695 A JP2015181695 A JP 2015181695A JP 2014060586 A JP2014060586 A JP 2014060586A JP 2014060586 A JP2014060586 A JP 2014060586A JP 2015181695 A JP2015181695 A JP 2015181695A
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Kosuke Okuyama
弘祐 奥山
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Abstract

【課題】室温検知専用のセンサを設けることなく、便座温度検知手段を用いて精度よく便座の周囲の温度を算出することができる装置を提供する。【解決手段】便座200と、便座200を加熱する加熱手段210と、便座200の温度を検知する便座温度検知手段220と、加熱手段210への通電を制御する制御部410と、を備えた暖房便座装置において、制御部410は、加熱手段210の通電をオフにして、便座温度検知手段220の検知結果に基づいてオフにした後における便座200の温度低下速度を算出し、この算出結果から便座200の周囲の温度を算出し、この算出結果に基づいて加熱手段210への通電を制御する。【選択図】図2

Description

本発明の態様は、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。
従来、暖房便座装置において、省エネルギー化を図るために、室温(便座の周囲の温度)を測定する室温検知専用センサの検知結果に基づいて、便座を暖める加熱手段を制御する暖房便座装置が知られている。しかしながら、室温は頻繁に変化するものではないことから、室温検知専用センサにより室温を測定する頻度が低いにもかかわらず、室温検知専用センサを備えることでコストが高くなってしまうという問題があった。
これに対し、特許文献1には、室温検知専用センサを備えず、便座内に設けられ、便座の温度を測定する便座温度検知手段を用いることで室温を算出する暖房便座装置が開示されている。具体的には、特許文献1に記載の暖房便座装置では、便座温度検知手段により加熱手段の通電時間に対する便座温度の特性を計測し、その結果から室温を算出している。このように、便座温度検知手段を用いて室温を算出することで、室温を検知するためだけに室温検知専用センサを備える必要がなく、コストを削減することができる。
特開平8−161061号公報
しかしながら、例えば、特許文献1のように、便座温度検知手段により加熱手段の通電時間に対する便座温度の特性を計測し、その結果から室温を算出する方法では、加熱手段と便座温度検知手段との距離が便座温度検知手段による計測結果に影響してしまう。具体的には、加熱手段と便座温度検知手段との距離が近い場合と、加熱手段と便座温度検知手段との距離が遠い場合では、加熱手段と便座温度検知手段との距離が近い場合の方が加熱手段と便座温度検知手段との距離が遠い場合よりも温度が高く計測されてしまう。つまり、同一種類の暖房便座装置であったとしても、加熱手段と便座温度検知手段との距離の違いにより、便座温度検知手段を用いて算出した室温に大きな誤差が生じてしまうという問題がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、室温検知専用のセンサを設けることなく、便座温度検知手段を用いて精度よく便座の周囲の温度を算出することができる暖房便座装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のうち第1の態様に係る暖房便座装置においては、便座と、前記便座を加熱する加熱手段と、前記便座の温度を検知する便座温度検知手段と、前記加熱手段への通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記加熱手段の通電をオフにして、前記便座温度検知手段の検知結果に基づいてオフにした後における前記便座の温度低下速度を算出し、この算出結果から前記便座の周囲の温度を算出し、この算出結果に基づいて前記加熱手段への通電を制御することを特徴とする。
このような構成の暖房便座装置によれば、制御部は加熱手段の通電をオンからオフに変化させ、便座温度検知手段の検知結果に基づいてオフにした後における便座の温度低下速度を算出することで、便座の周囲の温度を算出する。そのため、加熱手段と便座温度検知手段との距離が便座温度検知手段の検知結果に影響してしまうことを抑制することができる。よって、室温検知専用のセンサを設けることなく、便座温度検知手段を用いて精度よく便座の周囲の温度を算出することができる。
本発明のうち第2の態様に係る暖房便座装置は、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を備え、前記制御部は、前記着座検知手段により使用者が前記便座に着座したことを検知していない状態で、前記加熱手段の通電をオフにして、前記便座温度検知手段の検知結果に基づいて前記便座の温度低下速度を算出することを特徴とする。
このような構成の暖房便座装置によれば、使用者が便座に着座した状態ではなく使用者が便座に着座していない状態で、加熱手段の通電をオフにして、便座温度検知手段の検知結果に基づいて便座の温度低下速度を算出する。そのため、便座温度検知手段の検知結果に基づいて算出した便座の周囲の温度結果が使用者の体温の影響を受けることがない。
本発明のうち第3の態様に係る暖房便座装置は、前記制御部は、前記加熱手段の通電をオフにしてから前記便座温度検知手段により検知した温度が所定の温度まで低下した場合、または、前記加熱手段の通電をオフにしてからの温度低下量が所定の低下量に達した場合に、前記便座の温度低下速度を算出することを特徴とする。
このような構成の暖房便座装置によれば、便座の周囲の温度が低すぎる場合においても、便座の周囲の温度を算出するために便座の温度が著しく低下してしまうことを防止することができる。すなわち、加熱手段の通電をオフした状態のときに使用者が便座に着座しても、便座が冷たすぎることによる不快な思いを使用者にさせてしまうことを防止することができる。
本発明のうち第4の態様に係る暖房便座装置は、前記制御部は、前記加熱手段の通電をオフにしてから前記便座温度検知手段により検知した温度が前記所定の温度まで低下していない場合、または、前記加熱手段の通電をオフにしてからの温度低下量が前記所定の低下量に達していない場合には、前記加熱手段の通電をオフにしてから所定の算出時間経過すると、前記便座の温度低下速度を算出することを特徴とする。
このような構成の暖房便座装置によれば、便座の周囲の温度の算出に要する時間を抑えながら、便座の周囲の温度を算出することができる。
本発明の態様によれば、室温検知専用のセンサを設けることなく、便座温度検知手段を用いて精度よく便座の周囲の温度を算出することができる暖房便座装置を提供することができる。
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表す斜視模式図である。 本実施形態にかかる暖房便座装置の制御構成を表すブロック図である。 本実施形態にかかる暖房便座装置の制御部の室温算出処理の動作を表すフローチャートである。 本実施形態にかかる暖房便座装置における通電時間に対する便座温度の関係を示す特性図である。
本発明に係る暖房便座装置は、便座と、便座を加熱する加熱手段と、便座の温度を検知する便座温度検知手段と、加熱手段への通電を制御する制御部と、を備え、制御部は、加熱手段の通電をオフにして、便座温度検知手段の検知結果に基づいてオフにした後における便座の温度低下速度を算出し、この算出結果から便座の周囲の温度を算出し、この算出結果に基づいて加熱手段への通電を制御することで、室温検知専用のセンサを設けることなく、便座温度検知手段を用いて精度よく便座の周囲の温度を算出することができる暖房便座装置である。以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1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表す斜視模式図である。また、図2は、本実施形態にかかる暖房便座装置の制御構成を表すブロック図である。
図1に表したトイレ装置は、洋式腰掛便器(以下説明の便宜上、単に「便器」と称する)800と、その上に設けられた暖房便座装置100と、を備える。暖房便座装置100は、便座200と、暖房便座機能部400と、を有する。便座200には、必要に応じて
便蓋300が設けられている。便座200と便蓋300とは、暖房便座機能部400に対
して開閉自在にそれぞれ軸支されている。便座200及び便蓋300は、便座200から
の放熱を防ぐために、断熱材を内蔵しておくのが好ましい。
図2に表したように、便座200は、加熱手段の例であるヒータ210と、便座温度検知手段の一例である温度検知センサ220と、を内蔵する。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。ここで、ヒータ210には、抵抗加熱手段ほか、電磁誘導によって加熱を行う誘導加熱手段など、各種の加熱手段が含まれる。
温度検知センサ220は、便座200の例えば着座面(使用者のおしりが接する面)SLの温度を検知する。実施形態において便座200の温度とは着座面SLの温度のことをいうものとする。着座面SLの温度は、温度検知センサ220で検知された温度のほか、検知された温度から計算される着座面SLの温度であってもよい。温度検知センサ220は、便座200の温度を検知するのに適した適当箇所に配置されている。
暖房便座機能部400は、制御部410を含む。制御部410は、温度検知センサ220からの検知信号に基づいてヒータ210への通電を制御する。また、暖房便座機能部
400は、便座200への使用者の着座を検知する着座検知センサ420を含む。暖房便
座機能部400には、便座200の前方にいる使用者を検知する人体検知センサ430、
トイレ室への使用者の入室を検知する入室検知センサ440が含まれていてもよい。
着座検知手段の例である着座検知センサ420は、使用者が便座200に着座する直前において便座200の上方に存在する人体や、便座200に着座した使用者を検知することができる。着座検知センサ420は、便座200に着座した使用者だけではなく、便座200の上方に存在する使用者を検知してもよい。このような着座検知センサ420としては、例えば、赤外線投受光式の測距センサを用いることができる。着座検知センサ420は、使用者が着座した際の荷重によってON/OFFが行われるスイッチであってもよい。
着座検知センサ420は、使用者の着座を検知した際には、制御部410に着座を検知した旨の信号SG3を出力する。
また、人体検知センサ430は、便器800の前方にいる使用者、すなわち便座200から前方へ離間した位置に存在する使用者を検知することができる。つまり、人体検知センサ430は、トイレ室に入室して便座200に近づいてきた使用者を検知することができる。このような人体検知センサ430としては、例えば、赤外線投受光式の測距センサを用いることができる。
人体検知センサ430は、人体を検知した際には、制御部410に人体を検知した旨の信号SG1を出力する。
また、入室検知センサ440は、トイレ室のドアを開けて入室した直後の使用者や、トイレ室に入室しようとしてドアの前に存在する使用者を検知することができる。つまり、入室検知センサ440は、トイレ室に入室した使用者だけではなく、トイレ室に入室する前の使用者、すなわちトイレ室の外側のドアの前に存在する使用者を検知することができる。
このような入室検知センサ440としては、焦電センサや、ドップラーセンサなどのマイクロ波センサなどを用いることができる。マイクロ波のドップラー効果を利用したセンサや、マイクロ波を送信し反射したマイクロ波の振幅(強度)に基づいて被検知体を検知するセンサなどを用いた場合、トイレ室のドア越しに使用者の存在を検知することが可能となる。つまり、トイレ室に入室する前の使用者を検知することができる。
入室検知センサ440は、人体を検知した際には、制御部410に人体を検知した旨の信号SG2を出力する。
図1に表したトイレ装置では、暖房便座機能部400の上面に凹設部441が形成され、この凹設部441に一部が埋め込まれるように入室検知センサ440が設けられている。
入室検知センサ440は、便蓋300が閉じた状態では、その基部付近に設けられた透過窓301を介して使用者の入室を検知する。また、着座検知センサ420及び人体検知センサ430は、暖房便座機能部400の前方の中央部に設けられている。ただし、着座検知センサ420、人体検知センサ430、及び入室検知センサ440の設置形態は、これらに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
暖房便座機能部400は、便蓋300を開閉させる便蓋駆動装置450を含む。便蓋駆動装置450は、例えば、便蓋300が暖房便座機能部400に対して軸支された位置の近傍に設置され、制御部410からの信号により便蓋300を開閉させる。
この動作は、暖房便座機能部400とは別体として設けられた選択手段600により操作できるようにしてもよい。この場合には、使用者が選択手段600を適宜操作すると、その操作内容の信号は、暖房便座機能部400に送信される。そうすると、制御部410は、選択手段600から送信された信号により便蓋駆動装置450の駆動を制御し、便蓋300を開閉する。
また、暖房便座機能部400は、衛生洗浄装置としての機能部を併設してもよい。すなわち、暖房便座機能部400は、便座200に座った使用者の「おしり」などに向けて水(お湯や冷水)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を適宜備えてもよい。
さらに、暖房便座機能部400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。この際、暖房便座機能部400の側面には、脱臭ユニットからの排気口443及び室内暖房ユニットからの排出口445が適宜設けられる。ただし、実施形態においては、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。
便器800や暖房便座装置100は、選択手段600で受け付けた使用者の指示によってコントロールされる。選択手段600には、便蓋300の開閉ボタン、便器800の洗浄水を流す洗浄ボタン、動作モードを設定、変更するためのボタン、暖房便座装置100の各種設定(設定温度、待機温度、水温、水勢、吐出位置など)や吐水開始、吐水停止、乾燥機能の開始、停止等を行うボタンBPが設けられている。また、選択手段600には、設定内容や動作状況を表示する表示部DPや、状態を報知するスピーカ等の出力部SPが設けられていてもよい。
次に、本実施形態に係る暖房便座装置100の制御部410による温度検知センサ220を用いた便座200の周囲の温度の算出について説明する。図3は、本実施形態にかかる暖房便座装置の制御部の室温算出処理の動作を表すフローチャートである。また、図4は、本実施形態にかかる暖房便座装置における通電時間に対する便座温度の関係を示す特性図である。なお、実施形態において便座200の周囲の温度とはトイレ室の温度(以下、室温という。)のことをいうものとする。また、設定温度T0は、設定温度T1に設定されているものとする(図4参照)。
制御部410は、室温を算出するための室温算出処理を定期的(例えば1時間に1回など)に実行する(S10)。
制御部410は、室温算出処理に入ると、まず、着座検知センサ420により便座200への使用者の着座を検知したか否かを判断する(S12)。制御部410は、着座検知センサ420により便座200への使用者の着座を検知したと判断すると(S12:YES)、室温算出処理を終了する(S26)。一方、制御部410は、着座検知センサ420により便座200への使用者の着座を検知していないと判断すると(S12:NO)、ヒータ210への通電をオフにし、タイマをスタートして計時を開始する(S14)。
続いて、制御部410は、着座検知センサ420により便座200への使用者の着座を検知したか否かを判断する(S16)。制御部410は、着座検知センサ420により便座200への使用者の着座を検知したと判断すると(S16:YES)、ヒータ210への通電をオンにする。また、タイマをリセットする(S17)。そして、室温算出処理を終了する(S26)。これにより、ヒータ210への通電をオフにしたままの状態で、暖房便座装置100が使用されることを防止することができる。
一方、制御部410は、着座検知センサ420により便座200への使用者の着座を検知していないと判断すると(S16:NO)、検知温度Tがヒータ210をオフしてから所定の低下量ΔT(例えば、3℃)以上降下したか否かを判断する(S18)。つまり、温度検知センサ220による検知温度Tが、ヒータ210の通電をオフにしてからの温度低下量が所定の低下量ΔT以上降下したか否かを判断する。
検知温度Tがヒータ210をオフしてから所定の低下量ΔT以上降下したと判断すると(S18:YES)、室温を算出する(S20)。具体的には、温度検知センサ220の検知結果に基づいてヒータ210の通電をオフにした後における便座200の温度低下速度を算出し、この算出結果から室温を算出する。すなわち、図4に表すように、検知温度Tがヒータ210をオフしてから所定の低下量ΔT以上降下するまでに要した時間ΔX1から温度低下速度を算出する。そして、予め記憶した温度低下速度と室温との関係から室温を算出する。
次に、制御部410は、S20での室温の算出結果に基づいて、設定温度T0を変更する(S22)。例えば、検知温度Tがヒータ210をオフしてから所定の低下量ΔT以上降下したと判断した場合、室温が比較的低いため、便座200の設定温度を上げる方向に制御する。具体的には、式(1)に基づいて、設定温度T0を変更する。基準値は、例えば25℃である。よって、室温が基準値と等しい場合には、設定温度T0を変更せず、設定温度T1のままとする。一方、室温が比較的低い場合、すなわち室温が基準値よりも低い場合は、式(1)に基づいて、設定温度T0を設定温度T1から設定温度T2へ変更する。なお、設定温度T0の変更方法は、これに限らない。
設定温度T0=室温算出処理前の設定温度+係数(基準値―室温)…(1)
続いて、ヒータ210への通電をオンにし、タイマをリセットする(S24)。そして、室温算出処理を終了する(S26)。
一方、制御部410は、検知温度Tがヒータ210をオフしてから所定の低下量ΔT以上降下していないと判断すると(S18:NO)、ヒータ210の通電をオフにしてから所定の算出時間ΔX2(例えば、120秒)経過したか否かを判断する(S28)。
制御部410は、ヒータ210の通電をオフにしてから所定の算出時間ΔX2経過したと判断すると(S28:YES)、室温を算出する(S30)。具体的には、温度検知センサ220の検知結果に基づいてヒータ210の通電をオフにした後における便座200の温度低下速度を算出し、この算出結果から室温を算出する。すなわち、図4に表すように、ヒータ210の通電をオフにしてから所定の算出時間ΔX2経過するまでにおける温度低下量から温度低下速度を算出する。そして、予め記憶した温度低下速度と室温との関係から室温を算出する。
次に、制御部410は、S20での室温の算出結果に基づいて、設定温度T0を変更する(S32)。例えば、検知温度Tがヒータ210をオフしてから所定の低下量ΔT以上降下していないと判断した場合、室温が比較的高いため、便座温度の設定温度T0を下げる方向に制御する。前述したように、具体的には、式(1)に基づいて、設定温度T0を変更する。つまり、室温が基準値と等しい場合には、設定温度T0を変更せず、設定温度T1のままとする。一方、室温が比較的高い場合、すなわち室温が基準値よりも高い場合は、式(1)に基づいて、設定温度T0を設定温度T1から設定温度T3へ変更する。続いて、ヒータ210への通電をオンにし、タイマをリセットする(S24)。そして、室温算出処理を終了する(S26)。
一方、制御部410は、ヒータ210の通電をオフにしてから所定の算出時間ΔX2経過していないと判断すると、S16に戻る(S28:NO)。
なお、制御部410は、変更後の設定温度に基づいて、ヒータ210への通電を制御する。
このように、本実施形態に係る暖房便座装置100では、制御部410はヒータ210の通電をオンからオフに変化させ、温度検知センサ220の検知結果に基づいてヒータ210の通電をオフにした後における便座200の温度低下速度を算出することで、室温を算出する。これにより、ヒータ210と温度検知センサ220との距離が温度検知センサ220の検知結果に影響してしまうことを抑制することができる。よって、室温検知専用のセンサを設けることなく、温度検知センサを用いて精度よく室温を算出することができる。
また、使用者が便座200に着座した状態ではなく使用者が便座200に着座していない状態で、ヒータ210の通電をオフにして、温度検知センサ220の検知結果に基づいて便座200の温度低下速度を算出することで、室温を算出する。そのため、温度検知センサ220の検知結果に基づいて算出した室温の算出結果が使用者の体温の影響を受けることがない。
また、制御部410は、ヒータ210の通電をオフにしてからの温度低下量が所定の低下量ΔTに達した場合には、便座200の温度低下速度を算出することで、室温を算出する。これにより、室温が低すぎる場合においても、室温を算出するために便座200の温度が著しく低下してしまうことを防止することができる。すなわち、ヒータ210の通電をオフした状態のときに使用者が便座に着座しても、便座200が冷たすぎることによる不快な思いを使用者にさせてしまうことを防止することができる。
また、制御部410は、ヒータ210の通電をオフにしてからの温度低下量が所定の低下量ΔTに達していない場合には、ヒータ210の通電をオフにしてから所定の算出時間ΔX2経過すると、便座200の温度低下速度を算出することで、室温を算出する。これにより、室温の算出に要する時間を抑えながら、室温を算出することができる。
なお、本実施形態に係る暖房便座装置100では、室温を算出する1つの判断基準として、温度検知センサ220による検知温度Tが、ヒータ210の通電をオフにしてからの温度低下量が所定の低下量ΔT以上降下したか否かを判断する方法について示したが、これに限らない。例えば、ヒータ210の通電をオフにしてから温度検知センサ220により検知した検知温度Tが所定の温度T4(例えば、35℃)まで低下したか否かを判断してもよい。
また、本実施形態に係る暖房便座装置100では、図3に示すステップS10とステップS12の間に、人体検知センサ430により便座200の前方にいる使用者を検知したか否かを判断し、制御部410は、人体検知センサ430により便座200の前方にいる使用者を検知したと判断すると、室温算出処理を終了し、一方検知していないと判断すると、ステップS12へと進むとしてもよい。また、入室検知センサ440によりトイレ室への使用者の入室を検知したか否かを判断し、制御部410は、入室検知センサ440によりトイレ室への使用者の入室を検知したと判断すると、室温算出処理を終了し、一方検知していないと判断すると、ステップS12へと進むとしてもよい。これらの場合、使用者が便座200に座る可能性があると思われる状況の場合に、ヒータ210をオフにせず、室温算出処理を終了するため、入室検知センサ440や人体検知センサ430により検知された使用者が便座200に座ったとしても、使用者は快適に暖房便座装置100を使用することができる。
また、本実施形態に係る暖房便座装置100では、図3に示すステップS16において、着座検知センサ420により便座200への使用者の着座を検知したか否かを判断し、制御部410は、着座検知センサ420により便座200への使用者の着座を検知したと判断すると、ヒータ210への通電をオンにするとともに、タイマをリセットする例を示したが、これに限らない。例えば、人体検知センサ430により便座200の前方にいる使用者を検知したか否かを判断し、制御部410は、人体検知センサ430により便座200の前方にいる使用者を検知したと判断すると、ヒータ210への通電をオンにするとともに、タイマをリセットしてもよい。また、入室検知センサ440によりトイレ室への使用者の入室を検知したか否かを判断し、制御部410は、入室検知センサ440によりトイレ室への使用者の入室を検知したと判断すると、ヒータ210への通電をオンにするとともに、タイマをリセットしてもよい。これら場合、使用者が便座200へ着座する前にヒータ210をオンにすることができる。すなわち、使用者が便座200へ着座したときには、すでにヒータ210がオンとなっている状態となる。よって、使用者がより快適に暖房便座装置100を使用することができる。
100 暖房便座装置
200 便座
210 ヒータ(加熱手段)
220 温度検知センサ(便座温度検知手段)
300 便蓋
400 暖房便座機能部
410 制御部
420 着座検知センサ(着座検知手段)
430 人体検知センサ
440 入室検知センサ
450 便座駆動装置
600 選択手段
800 便器

Claims (4)

  1. 便座と、
    前記便座を加熱する加熱手段と、
    前記便座の温度を検知する便座温度検知手段と、
    前記加熱手段への通電を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記加熱手段の通電をオフにして、前記便座温度検知手段の検知結果に基づいてオフにした後における前記便座の温度低下速度を算出し、この算出結果から前記便座の周囲の温度を算出し、この算出結果に基づいて前記加熱手段への通電を制御することを特徴とする暖房便座装置。
  2. 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を備え、
    前記制御部は、前記着座検知手段により使用者が前記便座に着座したことを検知していない状態で、前記加熱手段の通電をオフにして、前記便座温度検知手段の検知結果に基づいて前記便座の温度低下速度を算出することを特徴とする請求項1に記載の暖房便座装置。
  3. 前記制御部は、前記加熱手段の通電をオフにしてから前記便座温度検知手段により検知した温度が所定の温度まで低下した場合、または、前記加熱手段の通電をオフにしてからの温度低下量が所定の低下量に達した場合に、前記便座の温度低下速度を算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の暖房便座装置。
  4. 前記制御部は、前記加熱手段の通電をオフにしてから前記便座温度検知手段により検知した温度が前記所定の温度まで低下していない場合、または、前記加熱手段の通電をオフにしてからの温度低下量が前記所定の低下量に達していない場合には、前記加熱手段の通電をオフにしてから所定の算出時間経過すると、前記便座の温度低下速度を算出することを特徴とする請求項3に記載の暖房便座装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115309207A (zh) * 2022-08-17 2022-11-08 浙江大学 一种智能马桶的温度控制方法

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