JP2021104111A - 便座装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出電極がヒータと短絡した際にも、検出回路の故障を抑制できる便座装置を提供する。【解決手段】内部空間を有するとともに、着座面と、前記内部空間内において前記着座面と反対側を向く内表面と、を有する便座と、前記内部空間に設けられ、前記内表面を介して前記着座面を内側から暖めるヒータと、前記内部空間に設けられた検出電極と、前記検出電極と接続され、前記検出電極の静電容量を検出する検出回路と、前記検出回路によって検出された前記静電容量に基づいて前記便座への着座を検出する制御部と、前記検出電極と前記検出回路との間に設けられたコンデンサと、を備えたことを特徴とする便座装置である。【選択図】図５

Description

本発明の態様は、一般的に、便座装置に関する。

便座への着座を検出する方法として、機械式のスイッチを用いることが知られている。機械式のスイッチは、安価であるが、検出には、便座の沈み込む動きが必要となる。このため、ガタツキによって使い勝手を低下させてしまったり、沈み込みの分の製品高さが増すためデザイン性を低下させたりしてしまう虞がある。

例えば、便座内部に検出電極を設け、検出電極にパルス信号を送信出力し、その電流を測ることで、人体の着座にともなう静電容量の変化を検出する静電容量式の人体検出センサがある（例えば、特許文献１、２）。静電容量式の人体検出センサでは、便座を沈み込ませる必要が無く、機械式のスイッチと比べて動作上及びデザイン上の制約を少なくすることができる。特に、人体局部を洗浄する衛生洗浄装置などの便座装置では、デザイン性を優先する傾向にあり、静電容量式の人体検出センサの採用が求められている。

また、着座面を暖めるためのヒータと、ヒータの熱を拡散するための熱拡散部とを便座内部に設ける場合に、熱拡散部を検出電極として利用し、検出電極と大地との間の静電容量の変化によって着座を検出する方法も提案されている（例えば、特許文献３）。この方式では、熱拡散部が便座全体に広く配置されるため、使用者が着座した際に検出される静電容量の信号自体が大きく、さらに、人の座り方や体格などのばらつきが人体の検出に与える影響も少ないという特長がある。また、熱拡散部を検出電極として利用するため、着座検出のために新たに検出電極を設けなくてもよいという利点もある。

熱拡散部を検出電極として用いる場合、検出電極は、ヒータと重ねて配置される。また、熱拡散部とは別の検出電極を設ける場合でも、着座面を適切に暖めつつ人体を適切に検出するために、検出電極は、ヒータと近接させて配置する必要がある。このため、検出電極が、ヒータと短絡してしまう可能性がある。例えば、検出電極とヒータとがヒータの被覆のみで絶縁されている場合に、ヒータの被覆に不良が発生し、絶縁破壊を起こしてしまうと、検出電極がヒータと短絡してしまう。

ヒータには、商用電源の交流電圧などの比較的高い電圧が印加される。一方、検出電極、及び検出電極の静電容量を検出する検出回路には、商用電源の交流電圧などを降圧した比較的低い電圧が印加される。このため、検出電極がヒータと短絡してしまうと、検出電極及び検出回路にヒータの高い電圧が入力され、検出回路が故障してしまう恐れがある。

特許第５０２９４８３号公報 特許第４６４５９８９号公報 特開平６−１３８２４７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、検出電極がヒータと短絡した際にも、検出回路の故障を抑制できる便座装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、内部空間を有するとともに、着座面と、前記内部空間内において前記着座面と反対側を向く内表面と、を有する便座と、前記内部空間に設けられ、前記内表面を介して前記着座面を内側から暖めるヒータと、前記内部空間に設けられた検出電極と、前記検出電極と接続され、前記検出電極の静電容量を検出する検出回路と、前記検出回路によって検出された前記静電容量に基づいて前記便座への着座を検出する制御部と、前記検出電極と前記検出回路との間に設けられたコンデンサと、を備えたことを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、検出電極と検出回路との間にコンデンサを設けることにより、検出電極がヒータと短絡した際にも、コンデンサによるインピーダンス成分が途中に介在するため、ヒータの高い電圧が検出回路に直接的に入力されてしまうことを抑制することができる。これにより、検出電極がヒータと短絡した際にも、検出回路の故障を抑制することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記検出電極と前記検出回路との間に直列に接続された第１コンデンサ及び第２コンデンサの少なくとも２つの前記コンデンサを備え、前記第１コンデンサは、前記便座の前記内部空間に設けられ、前記第２コンデンサは、前記内部空間の外部に設けられたことを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、環境が異なる２つのエリアに第１コンデンサ及び第２コンデンサを配置することで、検出回路の故障をより確実に抑制することができる。例えば、便座の内部空間に外部から水が浸入したり、便座の清掃時に洗剤などが内部空間に浸入したりし、便座の内部空間に配置した第１コンデンサが故障した状態で万が一検出電極がヒータと短絡した場合でも、第２コンデンサによって検出回路の故障を抑制することができる。

第３の発明は、第２の発明において、前記便座を開閉可能に軸支するとともに、前記検出回路を内部に収納する本体部を備え、前記第２コンデンサは、前記本体部の内部に設けられたことを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、ノイズの侵入による検出回路の誤動作を抑制することができる。例えば、第１コンデンサと第２コンデンサとの間にノイズが侵入したとしても、第２コンデンサによってノイズの影響を抑制することができる。一方、第２コンデンサと検出回路との間にノイズが侵入した場合には、ノイズの影響を抑制することが難しく、検出回路がノイズによって誤動作を起こしてしまう可能性がある。このため、第２コンデンサは、なるべく検出回路の近くに配置することが好ましい。従って、第２コンデンサを本体部の内部に設け、第２コンデンサと検出回路との間の距離を短くすることで、ノイズの侵入による検出回路の誤動作を抑制することができる。

第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記第１コンデンサは、前記ヒータと重ならない位置に配置されることを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、熱の発生源であるヒータからなるべく第１コンデンサを遠ざけることで、ヒータを駆動した場合でも熱の影響を受け難くすることができ、温度による第１コンデンサの容量変化のばらつきの影響を受け難くすることができる。

第５の発明は、第２〜第４のいずれか１つの発明において、前記検出電極は、前記ヒータよりも大きい面積を有し、前記ヒータの熱を前記内表面に拡散させる熱拡散部としても機能し、前記第１コンデンサは、前記検出電極と重ならない位置に配置されることを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、熱の発生源であるヒータ及びヒータの熱を拡散させる検出電極からなるべく第１コンデンサを遠ざけることで、ヒータを駆動した場合でも熱の影響を受け難くすることができ、温度による第１コンデンサの容量変化のばらつきの影響を受け難くすることができる。

第６の発明は、第２〜第５のいずれか１つの発明において、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとを直列に接続する配線部材を備え、前記便座は、便座本体と、前記便座本体の後端に設けられた一対のヒンジ部と、を有し、前記一対のヒンジ部の一方のヒンジ部は、前記内部空間と外部の空間とを連通させ、前記配線部材を通すための開口部を有し、前記第１コンデンサは、前記一対のヒンジ部の他方のヒンジ部よりも前記一方のヒンジ部の近くに配置されることを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、配線部材を通すための開口部を有するヒンジ部の近くに第１コンデンサを配置することで、第１コンデンサを検出電極及び配線部材と接続し易くすることができる。また、例えば、開口部の近くに第１コンデンサを配置することで、配線部材が検出電極と重なり、配線部材が検出電極やヒータ線と短絡してしまうことなども抑制し易くすることができる。このため、配線部材の絶縁対策などを簡易にすることができ、便座の内部空間に第１コンデンサを配置する場合に、部品点数の増加や製造コストの増加などを抑制することができる。

第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記制御部は、前記コンデンサの故障を検出することを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、コンデンサが故障した状態のまま使用が継続されてしまうことなどを抑制することができる。例えば、コンデンサが故障した状態で検出電極がヒータと短絡し、検出回路が故障してしまうことなどを抑制することができる。従って、検出回路の故障をより確実に抑制することができる。

本発明の態様によれば、検出電極がヒータと短絡した際にも、検出回路の故障を抑制できる便座装置が提供される。

第１の実施形態にかかる便座装置を備えたトイレ装置を模式的に表す斜視図である。 第１の実施形態にかかる便座の一部を模式的に表す断面図である。 第１の実施形態にかかる便座を模式的に表す平面図である。 第１の実施形態にかかる便座の一部を模式的に表す部分断面図である。 第１の実施形態にかかる便座装置の電気的構成を模式的に表すブロック図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１の実施形態にかかる便座装置の動作の一例を模式的に表すグラフである。 第２の実施形態にかかる便座装置を模式的に表す説明図である。

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。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる便座装置を備えたトイレ装置を模式的に表す斜視図である。
図１に表したように、トイレ装置２は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）４と、その上に設けられた便座装置１０と、を備える。便座装置１０は、本体部１２と、便座１４と、便蓋１６と、を備える。

以下の実施形態の説明では、「上方」、「下方」、「前方」、「後方」、「右側方」、及び「左側方」を用いるが、これらの方向は、図１に表すように、便座１４に座った使用者から見た方向である。

便器４は、下方に向けて窪んだボウル部４ａを有する。便器４は、ボウル部４ａにおいて使用者の尿や便などの排泄物を受ける。便座装置１０の本体部１２は、便器４のボウル部４ａよりも後方の上部に設けられる。本体部１２は、便座１４及び便蓋１６を開閉可能に軸支する。

便座１４は、便座本体１４ａと、便座本体１４ａの後端に設けられた一対のヒンジ部１４ｂ、１４ｃと、を有する。一対のヒンジ部１４ｂ、１４ｃは、例えば、便座本体１４ａの後端の両側端部から後方に向かって延びる。本体部１２は、一対のヒンジ部１４ｂ、１４ｃを介して便座１４を開閉可能に軸支する。

便座本体１４ａは、開口部１４ｄを有する。便座本体１４ａは、ボウル部４ａの外縁を囲むように便器４の上に設けられ、開口部１４ｄを介してボウル部４ａを露呈させる。これにより、使用者は、便座１４に座った状態でボウル部４ａに排泄を行うことができる。この例では、貫通孔状の開口部１４ｄが形成された、いわゆるＯ型の便座１４を示している。便座１４は、Ｏ型に限ることなく、Ｕ字型などでもよい。

便座装置１０は、便座１４の着座面を暖める便座１４の暖房機能を有する。また、便座装置１０は、便座１４に座った使用者の「おしり」などの局部を洗浄する衛生洗浄機能を有する。便座装置１０は、換言すれば、衛生洗浄装置である。但し、便座装置１０は、必ずしも衛生洗浄機能を有しなくてもよい。便座装置１０は、少なくとも便座１４の暖房機能を有していればよい。換言すれば、便座装置１０は、暖房便座装置でもよい。

便座装置１０は、人体局部の洗浄を行うためのノズル２０を有する。ノズル２０は、本体部１２に設けられ、本体部１２内に収納された位置と、本体部１２からボウル部４ａ内に進出した位置と、に進退移動する。なお、図１では、ノズル２０がボウル部４ａ内に進出した状態を表している。

本体部１２は、リモコンなどの操作部６と通信可能に構成されている。本体部１２と操作部６との間の通信は、有線通信でもよいし、無線通信でもよい。本体部１２は、例えば、操作部６からの操作指示の入力に応じてノズル２０をボウル部４ａ内に進出させる。

ノズル２０は、人体局部に向けて水を吐出し、人体局部の洗浄を行う。ノズル２０の先端部には、ビデ洗浄吐水口２０ａ及びおしり洗浄吐水口２０ｂが設けられている。ノズル２０は、その先端に設けられたビデ洗浄吐水口２０ａから水を噴射して、便座１４に座った女性の女性局部を洗浄することができる。あるいは、ノズル２０は、その先端に設けられたおしり洗浄吐水口２０ｂから水を噴射して、便座１４に座った使用者の「おしり」を洗浄することができる。なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。

「おしり」を洗浄するモードのなかには、例えば、「おしり洗浄」と、「おしり洗浄」よりもソフトな水流で優しく洗浄する「やわらか洗浄」と、が含まれる。ノズル２０は、例えば、「ビデ洗浄」と、「おしり洗浄」と、「やわらか洗浄」と、を実行することができる。

なお、図１に表したノズル２０では、ビデ洗浄吐水口２０ａがおしり洗浄吐水口２０ｂよりもノズル２０の先端側に設けられているが、ビデ洗浄吐水口２０ａおよびおしり洗浄吐水口２０ｂの設置位置は、これだけに限定されるわけではない。ビデ洗浄吐水口２０ａは、おしり洗浄吐水口２０ｂよりもノズル２０の後端側に設けられていてもよい。また、図１に表したノズル２０では、２つの吐水口が設けられているが、３つ以上の吐水口が設けられていてもよい。

図２は、第１の実施形態にかかる便座の一部を模式的に表す断面図である。
図２は、図１のＡ１−Ａ２線断面を模式的に表す。
図２に表したように、便座１４の便座本体１４ａは、内部空間ＳＰを有する。換言すれば、便座本体１４ａは、中空状である。便座１４は、例えば、上板３０と下板３２とを有し、上板３０と下板３２とを接合することにより、便座本体１４ａ及び一対のヒンジ部１４ｂ、１４ｃを形成するとともに、上板３０と下板３２との間に内部空間ＳＰを形成する。上板３０は、使用者が着座する着座面３０ａと、下板３２と対向する内表面３０ｂと、を有する。内表面３０ｂは、換言すれば、内部空間ＳＰ内において着座面３０ａと反対側を向く面である。上板３０と下板３２との接合は、接着剤を用いた接着でもよいし、振動溶着などを用いた溶着などでもよい。但し、便座１４の構成は、上記に限ることなく、少なくとも内部空間ＳＰと着座面３０ａと内表面３０ｂとを有する任意の構成でよい。

図３は、第１の実施形態にかかる便座を模式的に表す平面図である。
図４は、第１の実施形態にかかる便座の一部を模式的に表す部分断面図である。
図４は、図３のＢ１−Ｂ２線断面を模式的に表す。
図３及び図４に表したように、便座装置１０は、ヒータ４０と、検出電極４２と、をさらに備える。

ヒータ４０は、電流を流すことによって発熱する。ヒータ４０は、例えば、コード状である。ヒータ４０は、例えば、電熱線４０ａと、電熱線４０ａの周囲を覆う被覆４０ｂと、を有する。被覆４０ｂは、例えば、樹脂などからなる絶縁体である。ヒータ４０は、内部空間ＳＰに設けられ、外部からの交流電圧の印加により、内表面３０ｂを介して着座面３０ａを内側から暖める。すなわち、ヒータ４０は、便座１４の暖房機能を提供する。

検出電極４２は、内部空間ＳＰ内に設けられる。検出電極４２は、例えば、内表面３０ｂに設けられる。検出電極４２は、便座１４への着座の検出に用いられる。検出電極４２は、例えば、シート状である。検出電極４２の面積は、ヒータ４０の面積よりも大きい。これにより、検出電極４２は、ヒータ４０の熱を内表面３０ｂに拡散させる。このように、検出電極４２は、便座１４への着座を検出するための電極として機能するとともに、ヒータ４０よりも大きい面積を有し、ヒータ４０の熱を内表面３０ｂに拡散させる熱拡散部としても機能する。検出電極４２は、換言すれば、熱拡散シートである。但し、検出電極４２を設ける位置は、内表面３０ｂに限ることなく、便座１４への着座を検出可能な内部空間ＳＰ内の任意の位置でよい。検出電極４２は、必ずしも熱拡散部としての機能を有していなくてもよい。

ヒータ４０は、検出電極４２と重ねて設けられる。ヒータ４０と検出電極４２との間には、第１接着剤４４が設けられている。第１接着剤４４は、ヒータ４０と検出電極４２とを接合する。

検出電極４２と、上板３０の内表面３０ｂと、の間には、第２接着剤４６が設けられている。第２接着剤４６は、検出電極４２と、上板３０の内表面３０ｂと、を接合する。これにより、検出電極４２は、上板３０の内表面３０ｂに設けられる。このように、ヒータ４０及び検出電極４２は、第１接着剤４４及び第２接着剤４６を介して上板３０の内表面３０ｂに貼り付けられる。これにより、内表面３０ｂを介して着座面３０ａを内側から暖めることができる。

検出電極４２は、導体である。検出電極４２は、例えば、金属箔である。金属箔の熱伝導率は、上板３０の熱伝導率よりも高い。検出電極４２としては、例えばアルミニウム箔や銅箔などが挙げられる。

図３に表したように、ヒータ４０は、検出電極４２において蛇行し、検出電極４２の略全体にわたって配置される。また、図２及び図３に表したように、検出電極４２は、上板３０の内表面３０ｂの略全体にわたって設けられている。ヒータ４０は、上板３０の内表面３０ｂの下において蛇行し、内表面３０ｂの略全体にわたって配置される。このように、コード状のヒータ４０は、曲げながら内表面３０ｂに設けられる。これにより、着座面３０ａの略全体を適切に暖めることができる。なお、ヒータ４０は、コード状に限ることなく、シート状などでもよい。ヒータ４０の構成は、着座面３０ａを内側から暖めることができる任意の構成でよい。

図５は、第１の実施形態にかかる便座装置の電気的構成を模式的に表すブロック図である。
図５に表したように、便座装置１０は、電源回路５０と、制御部５２と、検出回路５４と、制御負荷５６と、を備える。

電源回路５０、制御部５２、検出回路５４、及び制御負荷５６の各部は、本体部１２の内部に設けられる。換言すれば、本体部１２は、電源回路５０、制御部５２、検出回路５４、及び制御負荷５６を内部に収納する。本体部１２は、例えば、ケースプレートと、ケースプレートの上方を覆うケースカバーと、を有する。本体部１２の内部とは、例えば、ケースプレートとケースカバーとで囲まれた空間の内部である。

電源回路５０は、交流電源ＰＳと電気的に接続される。電源回路５０は、交流電源ＰＳから供給される交流電圧を直流電圧に変換し、変換後の直流電圧を制御部５２、検出回路５４、及び制御負荷５６に供給する。電源回路５０は、いわゆるＡＣ−ＤＣコンバータである。電源回路５０は、例えば、一次側（交流側）と二次側（直流側）とを電気的に絶縁する絶縁型のＡＣ−ＤＣコンバータである。電源回路５０は、例えば、絶縁型フライバックコンバータである。制御部５２、検出回路５４、及び制御負荷５６は、電源回路５０からの直流電圧の供給に応じて動作する。

制御部５２は、便座装置１０の各部の動作を統括的に制御する。制御部５２は、検出回路５４及び制御負荷５６と電気的に接続され、検出回路５４及び制御負荷５６の動作を制御する。

便座装置１０は、例えば、複数の制御負荷５６を有する。制御負荷５６は、例えば、ノズル２０を進退移動させるためのモーターや、ノズル２０への水の供給（ノズル２０からの吐水）及びノズル２０への水の供給の停止を切り替えるための電磁弁などである。制御負荷５６は、例えば、ノズル２０に供給する水を加熱する熱交換器、ビデ洗浄吐水口２０ａ及びおしり洗浄吐水口２０ｂの経路の切り替えを行う切替弁、及びボウル部４ａ内の空気を吸引して脱臭する脱臭装置などをさらに含んでもよい。制御負荷５６は、電源回路５０から供給される直流電圧によって動作するとともに、制御部５２によって動作を制御される任意の機器でよい。

制御部５２は、例えば、図示を省略した通信回路などを介して操作部６と通信可能に接続される。制御部５２には、例えば、ノズル２０による局部洗浄の実行及び局部洗浄の停止など、操作部６の操作に応じた種々の操作指示が入力される。制御部５２は、操作部６から入力された操作指示に応じて制御負荷５６の動作を制御する。これにより、制御部５２は、操作部６の操作に応じて、ノズル２０による局部洗浄の実行及び局部洗浄の停止などを制御する。

検出回路５４は、便座１４の内部空間ＳＰに設けられた検出電極４２と接続されている。検出回路５４は、検出電極４２の静電容量を検出する。より詳しくは、検出回路５４は、便座１４に着座している状態と、便座１４に着座していない状態と、における検出電極４２の大地との間の静電容量の変化を検出する、自己容量方式の静電容量検出回路である。

検出回路５４は、制御部５２と接続されている。検出回路５４は、例えば、制御部５２の制御に基づいて検出電極４２の静電容量の検出を行い、検出結果を制御部５２に入力する。

制御部５２は、検出回路５４による静電容量の検出を制御するとともに、検出回路５４によって検出された静電容量に基づいて便座１４への着座を検出する。制御部５２は、例えば、操作部６から入力される操作指示及び検出回路５４の検出結果に基づいて、複数の制御負荷５６の動作を制御する。

制御部５２は、検出回路５４の検出結果を基に便座１４への着座を検出した場合に、操作部６からの操作指示に応じて所定の制御負荷５６を動作させる。一方、制御部５２は、便座１４への着座を検出していない場合には、操作部６から操作指示が入力されたとしても、所定の制御負荷５６を動作させない。制御部５２は、例えば、着座を検出していない場合には、ノズル２０による局部洗浄を行わないようにする。これにより、使用者などが便座１４に着座していない状態においてノズル２０から水が吐出されてしまうことを抑制することができる。

また、例えば、脱臭装置を制御負荷５６とする場合などには、制御部５２は、便座１４への着座の検出に応答して、制御負荷５６を動作させる。このように、制御部５２は、検出回路５４の検出結果（便座１４への着座の検出結果）に基づく制御負荷５６の動作の状態を、制御負荷５６の種類に応じて変化させる。制御部５２は、検出回路５４の検出結果に応じて制御負荷５６を動作させたり、制御負荷５６の動作を禁止したりする。

なお、検出回路５４による静電容量の検出動作の実行は、制御部５２とは別の制御部の制御に基づいて行ってもよいし、検出回路５４の独立した制御に基づいて行ってもよい。制御部５２は、必ずしも検出回路５４による静電容量の検出動作を制御しなくてもよい。

電源回路５０は、例えば、電源端子５８と電気的に接続されている。電源回路５０は、電源端子５８を介して交流電源ＰＳと電気的に接続される。交流電源ＰＳは、例えば、ＡＣ１００Ｖ（実効値）の商用電源である。電源端子５８は、例えば、コンセントプラグである。

ヒータ４０は、電源端子５８と接続されている。これにより、ヒータ４０には、交流電源ＰＳから供給された交流電圧が印加される。また、ヒータ４０と電源端子５８との間には、ヒータ４０への交流電圧の印加及び印加の停止を切り替えるためのスイッチング素子６０が設けられている。スイッチング素子６０は、制御部５２と接続されている。制御部５２は、スイッチング素子６０のオン・オフの切り替えを制御する。換言すれば、制御部５２は、ヒータ４０への通電（交流電圧の印加及び印加の停止）を制御する。スイッチング素子６０は、例えば、双方向の光サイリスタである。これにより、電源回路５０の二次側に接続される制御部５２を一次側の交流電力と適切に電気的に絶縁することができる。

便座１４の一対のヒンジ部１４ｂ、１４ｃの一方のヒンジ部１４ｂは、便座１４の内部空間ＳＰと外部の空間とを連通させる開口部１４ｐを有する（図３参照）。開口部１４ｐは、例えば、本体部１２と対向するヒンジ部１４ｂの内側の側面に設けられる。開口部１４ｐは、例えば、便座１４の内部空間ＳＰと本体部１２の内部の空間とを連通させる。

ヒータ４０と電源端子５８とを電気的に接続するための一対の配線部材４０ｃ、４０ｄは、図３に表したように、ヒンジ部１４ｂの開口部１４ｐに通される。これにより、一対の配線部材４０ｃ、４０ｄは、開口部１４ｐを介して便座１４の内部空間ＳＰの外部に引き出されるとともに、本体部１２の内部に挿通され、本体部１２の内部において電源端子５８及びスイッチング素子６０と電気的に接続される。これにより、配線部材４０ｃ、４０ｄが、外側に露出し、使用者などに視認されてしまうことを抑制することができる。

なお、ヒータ４０に供給する電力は、交流電源ＰＳの交流電力に限ることなく、例えば、電源回路５０によって変換された直流電力などでもよい。

便座装置１０は、検出電極４２と検出回路５４との間に設けられたコンデンサ８０をさらに備える。コンデンサ８０は、例えば、便座１４の内部空間ＳＰ内に設けられる。本体部１２の内部には、電源回路５０、制御部５２、検出回路５４、及び制御負荷５６などの多数の機器が設けられるため、本体部１２の内部は、便座１４の内部空間ＳＰと比べて空いているスペースが少ない。従って、コンデンサ８０を便座１４の内部空間ＳＰ内に設けることにより、本体部１２の内部と比べて、コンデンサ８０を配置し易くすることができる。

但し、コンデンサ８０は、便座１４の内部空間ＳＰ内に限ることなく、本体部１２の内部などに設けてもよい。便座１４の内部空間ＳＰには、開口部１４ｐなどから水などが浸入する可能性がある。従って、コンデンサ８０を本体部１２の内部に設けた場合には、便座１４の内部空間ＳＰ内に設けた場合と比べて、被水によるコンデンサ８０の故障などを抑制し易くすることができる。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１の実施形態にかかる便座装置の動作の一例を模式的に表すグラフである。
検出回路５４は、コンデンサ８０を介して検出電極４２と接続され、所定の周波数のパルス信号を検出電極４２に送信することにより、検出電極４２の静電容量の変化を検知する。パルス信号の周波数は、例えば、１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ程度である。このように、パルス信号は、比較的高周波の信号であり、コンデンサ８０を通って検出電極４２に入力される。このため、検出電極４２と検出回路５４との間にコンデンサ８０を設けたとしても、コンデンサ８０が着座の検出に影響を与えてしまうことを抑制することができる。

検出回路５４は、例えば、所定数のパルス信号を検出電極４２に送信し、各パルスを検出電極４２に印加した際に検出電極４２に蓄積された電荷を検出する。すなわち、検出回路５４は、パルス信号を送信した際の検出電極４２の電圧の変化により、検出電極４２の静電容量の変化を検知する。

制御部５２は、検出回路５４による静電容量の検出を制御するとともに、検出された静電容量を基に、人体の有無を判定する。自己容量型のセンサでは、人体が無い状態よりも人体が有る状態において検出電極４２の静電容量が大きくなる。この場合、パルス信号を送信した際の検出電極４２の電圧は、人体が無い状態よりも人体が有る状態において大きくなる。

制御部５２は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に表したように、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が閾値Ｖｔｈを超えた場合に、便座１４への着座を検出し、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が閾値Ｖｔｈを超えない場合に、便座１４への非着座を検出する。換言すれば、制御部５２は、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が閾値Ｖｔｈを超えた場合に、使用者などが便座１４に着座していると判定し、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が閾値Ｖｔｈを超えない場合に、便座１４に着座していないと判定する。

また、コンデンサ８０がショート故障を起こした場合には、図６（ａ）に表したように、使用者などが便座１４に着座していない状態であったとしても、パルス信号を送信した際の検出電極４２の電圧が、上限値ＶＵよりも大きくなる。従って、制御部５２は、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が上限値ＶＵを超えた場合には、コンデンサ８０がショート故障を起こしていると判定する。換言すれば、制御部５２は、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が上限値ＶＵ以上である場合に、コンデンサ８０のショート故障を検出する。

反対に、コンデンサ８０がオープン故障を起こした場合には、パルス信号が検出電極４２に入力されなくなるため、図６（ｂ）に表したように、使用者などが便座１４に着座している状態であったとしても、パルス信号を送信した際の検出電極４２の電圧が、下限値ＶＬよりも小さくなる。従って、制御部５２は、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が下限値ＶＬを超えない場合には、コンデンサ８０がオープン故障を起こしていると判定する。換言すれば、制御部５２は、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が下限値ＶＬ以下である場合に、コンデンサ８０のオープン故障を検出する。

このように、制御部５２は、コンデンサ８０の故障を検出する。より具体的には、制御部５２は、検出回路５４の検出結果を基に、コンデンサ８０のショート故障及びオープン故障を検出する。

便座装置１０は、コンデンサ８０の故障を使用者などに報知するための報知部６２を備える。制御部５２は、コンデンサ８０の故障を検出した場合、報知部６２を動作させることにより、使用者などにコンデンサ８０の故障を報知する。これにより、コンデンサ８０が故障した状態のまま便座装置１０の使用が継続されてしまうことを抑制することができる。

報知部６２は、例えば、光の点灯によって報知を行うＬＥＤなどの発光素子である。報知部６２は、音声によって報知を行うスピーカや、文字や記号などの表示によって報知を行う液晶ディスプレイなどの表示装置などでもよい。報知部６２の構成は、コンデンサ８０の故障を使用者などに適切に報知することができる任意の構成でよい。

また、コンデンサ８０の故障の報知は、操作部６などの外部の機器で行ってもよい。制御部５２は、コンデンサ８０の故障を検出した際に、コンデンサ８０の故障の検出を外部の機器に送信する構成としてもよい。この場合、便座装置１０は、報知部６２を備えなくもよい。このように、報知部６２は、必要に応じて設けられ、省略可能である。

前述のように、ヒータ４０は、検出電極４２と重ねて設けられる。この際、ヒータ４０と検出電極４２との間の絶縁は、ヒータ４０の被覆４０ｂによって担保される。このため、ヒータ４０の被覆４０ｂに不良が発生し、絶縁破壊を起こしてしまうと、検出電極４２がヒータ４０の電熱線４０ａと短絡してしまう可能性ある。

ヒータ４０には、電源回路５０の一次側の電圧が印加される。一方、検出電極４２及び検出回路５４には、電源回路５０の二次側の電圧が印加される。このため、仮に検出電極４２がヒータ４０と短絡し、検出電極４２及び検出回路５４に一次側の高い電圧が入力されたとすると、検出回路５４が故障してしまう恐れがある。

ヒータ４０と検出電極４２との間に絶縁体を設けることも考えられるが、比較的面積の大きい検出電極４２の略全体に絶縁体を設けることは難しく、便座装置１０の製造コストの増加などを招いてしまう。また、ヒータ４０と検出電極４２との間にさらに絶縁体を設けると、ヒータ４０の熱が着座面３０ａに伝わり難くなってしまう可能性ある。

これに対し、本実施形態に係る便座装置１０では、検出電極４２と検出回路５４との間にコンデンサ８０を設けている。ヒータ４０に印加される電圧は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの比較的低い周波数の交流電圧、もしくは直流電圧である。コンデンサ８０は、直流電圧及び低い周波数の交流電圧の通過を抑制する。従って、本実施形態に係る便座装置１０では、検出電極４２と検出回路５４との間にコンデンサ８０を設けることにより、検出電極４２がヒータ４０と短絡した際にも、コンデンサ８０によるインピーダンス成分が途中に介在するため、ヒータ４０の高い電圧が検出回路５４に直接的に入力されてしまうことを抑制することができる。これにより、検出電極４２がヒータ４０と短絡した際にも、検出回路５４の故障を抑制することができる。

また、前述のように、検出回路５４から検出電極４２に入力するパルス信号は、比較的高周波の信号であり、パルス信号は、コンデンサ８０を通って検出電極４２に入力される。従って、便座装置１０では、着座の検出に影響を与えてしまうことを抑制しつつ、検出回路５４の故障を抑制することができる。

また、ヒータ４０と検出電極４２との間に絶縁体を設ける場合と比べて、コンデンサ８０は、便座１４内又は本体部１２内などに比較的簡単に配置することができ、より簡単な構成で検出回路５４の故障を抑制することができる。さらには、ヒータ４０の熱が着座面３０ａに伝わり難くなってしまうこともない。

また、便座装置１０では、制御部５２が、コンデンサ８０の故障を検出する。これにより、コンデンサ８０が故障した状態のまま便座装置１０の使用が継続されてしまうことなどを抑制することができる。例えば、コンデンサ８０が故障した状態で検出電極４２がヒータ４０と短絡し、検出回路５４が故障してしまうことなどを抑制することができる。従って、検出回路５４の故障をより確実に抑制することができる。

コンデンサ８０には、例えば、セラミックコンデンサが用いられる。但し、コンデンサ８０は、これに限ることなく、他の種類のコンデンサでもよい。コンデンサ８０の容量は、パルス信号の周波数、ヒータ４０に入力される電圧の電圧値、及びヒータ４０に入力される交流電圧の周波数などに応じて適宜設定すればよい。

図７は、第２の実施形態にかかる便座装置を模式的に表す説明図である。
図７に表したように、便座装置１０ａは、第１コンデンサ８１及び第２コンデンサ８２の少なくとも２つのコンデンサ８０を備える。なお、上記第１の実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１コンデンサ８１及び第２コンデンサ８２は、検出電極４２と検出回路５４との間に直列に接続される。換言すれば、第１コンデンサ８１は、検出電極４２と検出回路５４との間に設けられ、第２コンデンサ８２は、第１コンデンサ８１と検出回路５４との間に設けられる。

第１コンデンサ８１は、便座１４の内部空間ＳＰ内に設けられる。第２コンデンサ８２は、内部空間ＳＰの外部に設けられる。第２コンデンサ８２は、例えば、本体部１２の内部に設けられる。

便座装置１０ａは、第１コンデンサ８１と第２コンデンサ８２とを直列に接続する配線部材８４を備える。配線部材８４は、ヒンジ部１４ｂに設けられた開口部１４ｐに挿通されることにより、便座１４の内部空間ＳＰから内部空間ＳＰの外部に引き出される。このように、ヒンジ部１４ｂの開口部１４ｐは、便座１４の内部空間ＳＰと外部の空間を連通させ、配線部材８４を通すための開口部である。配線部材８４の一端は、便座１４の内部空間ＳＰ内に位置し、第１コンデンサ８１と接続される。配線部材８４の他端は、開口部１４ｐを介して便座１４の内部空間ＳＰの外部に引き出されるとともに、本体部１２の内部に挿通され、本体部１２の内部において第２コンデンサ８２と接続される。これにより、第１コンデンサ８１と第２コンデンサ８２とが直列に接続される。

なお、第２コンデンサ８２の位置は、本体部１２の内部に限定されるものではない。第２コンデンサ８２は、例えば、本体部１２の外面などに設けてもよいし、便器４のボウル部４ａの後方の空間などに設けてもよい。第２コンデンサ８２の位置は、便座１４の内部空間ＳＰの外部の任意の位置でよい。但し、検出回路５４が本体部１２の内部に設けられている点などを考慮すると、第２コンデンサ８２は、本体部１２の内部に設けることが最も好適である。

第１コンデンサ８１は、便座１４の内部空間ＳＰ内において、ヒータ４０と重ならない位置に配置される。さらに、第１コンデンサ８１は、内部空間ＳＰ内において、検出電極４２と重ならない位置に配置される。より具体的には、第１コンデンサ８１は、便座１４を下げた状態（着座可能な状態）の上面視においてヒータ４０及び検出電極４２と重ならない位置に配置される。換言すれば、第１コンデンサ８１は、着座面３０ａと直交する方向において、ヒータ４０及び検出電極４２と重ならない位置に配置される。

また、第１コンデンサ８１は、一対のヒンジ部１４ｂ、１４ｃの他方のヒンジ部１４ｃよりも開口部１４ｐを有する一方のヒンジ部１４ｂの近くに配置される。第１コンデンサ８１とヒンジ部１４ｂとの間の距離は、第１コンデンサ８１とヒンジ部１４ｃとの間の距離よりも短い。

第１コンデンサ８１は、便座１４の内部空間ＳＰの後方側に設けられる。第１コンデンサ８１は、例えば、内部空間ＳＰ内において、開口部１４ｄよりも後方に設けられる。第１コンデンサ８１は、内部空間ＳＰの後方側においてヒンジ部１４ｂに寄せて配置される。

但し、第１コンデンサ８１の位置は、上記に限ることなく、便座１４の内部空間ＳＰ内の任意の位置でよい。第１コンデンサ８１は、例えば、検出電極４２に重ねて配置してもよい。

便座装置１０ａにおいても、制御部５２は、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が閾値Ｖｔｈを超えた場合に、便座１４への着座を検出し、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が閾値Ｖｔｈを超えない場合に、便座１４への非着座を検出する。

また、第１コンデンサ８１及び第２コンデンサ８２の少なくとも一方がショート故障を起こした場合には、使用者などが便座１４に着座していない状態であったとしても、パルス信号を送信した際の検出電極４２の電圧が、上限値ＶＵよりも大きくなる。従って、制御部５２は、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が上限値ＶＵ以上である場合に、第１コンデンサ８１及び第２コンデンサ８２の少なくとも一方のショート故障を検出する。

反対に、第１コンデンサ８１及び第２コンデンサ８２の少なくとも一方がオープン故障を起こした場合には、パルス信号が検出電極４２に入力されなくなるため、使用者などが便座１４に着座している状態であったとしても、パルス信号を送信した際の検出電極４２の電圧が、下限値ＶＬよりも小さくなる。従って、制御部５２は、検出回路５４によって検出された検出電極４２の電圧が下限値ＶＬ以下である場合に、第１コンデンサ８１及び第２コンデンサ８２の少なくとも一方のオープン故障を検出する。

このように、第１コンデンサ８１及び第２コンデンサ８２を設けた場合であっても、検出回路５４の検出結果を基に、第１コンデンサ８１及び第２コンデンサ８２のショート故障及びオープン故障を検出することができる。

以上、説明したように、本実施形態に係る便座装置１０ａでは、検出電極４２と検出回路５４との間に直列に接続された第１コンデンサ８１及び第２コンデンサ８２の少なくとも２つのコンデンサ８０を備え、第１コンデンサ８１が、便座１４の内部空間ＳＰに設けられ、第２コンデンサ８２が、内部空間ＳＰの外部に設けられる。このように、環境が異なる２つのエリアに第１コンデンサ８１及び第２コンデンサ８２を配置することで、検出回路５４の故障をより確実に抑制することができる。例えば、便座１４の内部空間ＳＰに外部から水が浸入したり、便座１４の清掃時に洗剤などが内部空間ＳＰに浸入したりし、便座１４の内部空間ＳＰに配置した第１コンデンサ８１が故障した状態で万が一検出電極４２がヒータ４０と短絡した場合でも、第２コンデンサ８２によって検出回路５４の故障を抑制することができる。

また、便座装置１０ａでは、第２コンデンサ８２が、本体部１２の内部に設けられる。これにより、ノイズの侵入による検出回路５４の誤動作を抑制することができる。例えば、第１コンデンサ８１と第２コンデンサ８２との間にノイズが侵入したとしても、第２コンデンサ８２によってノイズの影響を抑制することができる。一方、第２コンデンサ８２と検出回路５４との間にノイズが侵入した場合には、ノイズの影響を抑制することが難しく、検出回路５４がノイズによって誤動作を起こしてしまう可能性がある。例えば、制御部５２が、着座・非着座の誤検出を起こしてしまう可能性がある。このため、第２コンデンサ８２は、なるべく検出回路５４の近くに配置することが好ましい。従って、第２コンデンサ８２を本体部１２の内部に設け、第２コンデンサ８２と検出回路５４との間の距離を短くすることで、ノイズの侵入による検出回路５４の誤動作を抑制することができる。

第２コンデンサ８２は、例えば、検出回路５４と一体的に設けてもよい。例えば、検出回路５４が設けられた回路基板上に第２コンデンサ８２を実装してもよい。これにより、第２コンデンサ８２と検出回路５４との間の距離をより短くし、ノイズの侵入による検出回路５４の誤動作をより確実に抑制することができる。

また、便座装置１０ａでは、第１コンデンサ８１が、ヒータ４０と重ならない位置に配置される。このように、熱の発生源であるヒータ４０からなるべく第１コンデンサ８１を遠ざけることで、ヒータ４０を駆動した場合でも熱の影響を受け難くすることができ、温度による第１コンデンサ８１の容量変化のばらつきの影響を受け難くすることができる。

また、便座装置１０ａでは、第１コンデンサ８１が、検出電極４２と重ならない位置に配置される。このように、熱の発生源であるヒータ４０及びヒータ４０の熱を拡散させる検出電極４２からなるべく第１コンデンサ８１を遠ざけることで、ヒータ４０を駆動した場合でも熱の影響を受け難くすることができ、温度による第１コンデンサ８１の容量変化のばらつきの影響を受け難くすることができる。

また、便座装置１０ａでは、第１コンデンサ８１が、一対のヒンジ部１４ｂ、１４ｃの他方のヒンジ部１４ｃよりも一方のヒンジ部１４ｂの近くに配置される。このように、配線部材８４を通すための開口部１４ｐを有するヒンジ部１４ｂの近くに第１コンデンサ８１を配置することで、第１コンデンサ８１を検出電極４２及び配線部材８４と接続し易くすることができる。また、例えば、開口部１４ｐの近くに第１コンデンサ８１を配置することで、配線部材８４が検出電極４２と重なり、配線部材８４が検出電極４２やヒータ４０と短絡してしまうことなども抑制し易くすることができる。このため、配線部材８４の絶縁対策などを簡易にすることができ、便座１４の内部空間ＳＰに第１コンデンサ８１を配置する場合に、部品点数の増加や製造コストの増加などを抑制することができる。

なお、検出電極４２と検出回路５４との間に設けられるコンデンサ８０の数は、２つに限ることなく、第１の実施形態で示したように１つでもよいし、３つ以上でもよい。検出電極４２と検出回路５４との間に３つ以上のコンデンサ８０を直列に接続してもよい。

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、トイレ装置２や便座装置１０、１０ａなどが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、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。

２ トイレ装置、 ４ 便器、 ６ 操作部、 １０、１０ａ 便座装置、 １２ 本体部、 １４ 便座、 １６ 便蓋、 ２０ ノズル、 ３０ 上板、 ３２ 下板、 ４０ ヒータ、 ４２ 検出電極、 ４４ 第１接着剤、 ４６ 第２接着剤、 ５０ 電源回路、 ５２ 制御部、 ５４ 検出回路、 ５６ 制御負荷、 ５８ 電源端子、 ６０ スイッチング素子、 ６２ 報知部、 ８０ コンデンサ、 ８１ 第１コンデンサ、 ８２ 第２コンデンサ、 ８４ 配線部材

Claims (7)

1. 内部空間を有するとともに、着座面と、前記内部空間内において前記着座面と反対側を向く内表面と、を有する便座と、
   前記内部空間に設けられ、前記内表面を介して前記着座面を内側から暖めるヒータと、
   前記内部空間に設けられた検出電極と、
   前記検出電極と接続され、前記検出電極の静電容量を検出する検出回路と、
   前記検出回路によって検出された前記静電容量に基づいて前記便座への着座を検出する制御部と、
   前記検出電極と前記検出回路との間に設けられたコンデンサと、
   を備えたことを特徴とする便座装置。
2. 前記検出電極と前記検出回路との間に直列に接続された第１コンデンサ及び第２コンデンサの少なくとも２つの前記コンデンサを備え、
   前記第１コンデンサは、前記便座の前記内部空間に設けられ、
   前記第２コンデンサは、前記内部空間の外部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の便座装置。
3. 前記便座を開閉可能に軸支するとともに、前記検出回路を内部に収納する本体部を備え、
   前記第２コンデンサは、前記本体部の内部に設けられたことを特徴とする請求項２記載の便座装置。
4. 前記第１コンデンサは、前記ヒータと重ならない位置に配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載の便座装置。
5. 前記検出電極は、前記ヒータよりも大きい面積を有し、前記ヒータの熱を前記内表面に拡散させる熱拡散部としても機能し、
   前記第１コンデンサは、前記検出電極と重ならない位置に配置されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の便座装置。
6. 前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとを直列に接続する配線部材を備え、
   前記便座は、便座本体と、前記便座本体の後端に設けられた一対のヒンジ部と、を有し、
   前記一対のヒンジ部の一方のヒンジ部は、前記内部空間と外部の空間とを連通させ、前記配線部材を通すための開口部を有し、
   前記第１コンデンサは、前記一対のヒンジ部の他方のヒンジ部よりも前記一方のヒンジ部の近くに配置されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の便座装置。
7. 前記制御部は、前記コンデンサの故障を検出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の便座装置。

Images