JP3598543B2 - トイレ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トイレにおいて冷風を供給するトイレ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のトイレ装置には、図１４に示すようなものがあった（例えば特開平６−３４１５１号公報）。
【０００３】
図１４において、１はロータンクであり、ボールタップ２により給水が行われ、トイレ使用者により操作される開閉弁３により止水と放水が調節されている。ロータンク１の側壁には熱電変換素子４が取りつけられており、その第１熱交換面５はロータンク１内に位置し、ロータンク１内の水と熱交換を行い、第２熱交換面６は空気導管７内に位置し、送風機８より送られる空気流と熱交換を行っている。熱電変換素子４は給電される電流の向きを変えることにより、送風機８より送風される空気流を加熱・冷却できるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記したような従来のトイレ装置では、次のような課題を有していた。
【０００５】
（１）この従来のトイレ装置はトイレ空間全体を冷房することを目的としていたため、熱電変換素子の能力も大きいものを必要とし、電力消費量も多大に必要であった。
【０００６】
（２）ロータンク１の設置場所が設置されるトイレの状態により、高かったり、低かったり、隅であったり、遠かったりして人体を有効に冷やすことができていなかった。
【０００７】
（３）熱電変換素子へ給電する電源を特別に設ける必要があり、工事が大変であった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、トイレにおいて少ない能力と少ないエネルギーで有効に人体を冷やすことができ、工事も省力化することが可能なトイレ装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の発明におけるトイレ装置は、便器に搭載した便座手段と、便座手段に設けた便蓋と、便座手段に給電する電源と、電源より給電を行う冷却手段と、冷却手段に風を送る送風手段と、冷却手段を経た冷風を便蓋より人体首部に向かって吹き出す吹出口と、冷風の供給開始・停止を設定する設定器と、設定器の設定に従って冷却手段と送風手段を制御し人体首部に直接冷風を供給する制御を行う制御器を備えて構成するものである。
【００１０】
また、本発明の第２の発明における発明は、冷却手段を便蓋以外の便座手段内に設けるか、便座手段の外部に機能を分離して設けて構成するものである。
【００１１】
また、本発明の第３の発明におけるトイレ装置は、冷却手段が加熱手段を兼ね、送風手段により温風も吹出口より人体に直接供給可能として構成するものである。
【００１２】
また、本発明の第４の発明におけるトイレ装置は、便器に搭載した便座手段と、便座手段に設けた便蓋と、便座手段に給電する電源と、電源より給電を行う電子冷却素子と、電子冷却素子に風を送り冷風あるいは温風を得る送風手段と、便蓋より人体首部に向かって冷風あるいは温風を吹き出す吹出口と、冷風あるいは温風の供給開始・停止を設定する設定器と、電子冷却素子への給電の極性を変える極性変換器と、設定器の設定に従って極性変換器と送風手段を制御し人体首部に直接冷風あるいは温風を供給する制御を行う制御器を備えて構成するものである。
【００１３】
また、本発明の第５の発明におけるトイレ装置は、冷風時の設定風量を温風時の設定風量よりも多く設定し、制御器は冷風と温風の切り替え時に送風手段から供給される風量を変えて供給して構成するものである。
【００１４】
また、本発明の第６の発明におけるトイレ装置は、便座手段に設けた便座の倒立時に、便座により吹出口を隠蔽して構成するものである。
【００１５】
また、本発明の第７の発明におけるトイレ装置は、便座手段は温水洗浄便座とし、片側が温水洗浄便座への給水管から供給される水と熱交換し片側が電子冷却素子と熱交換する熱交換器を備えて構成するものである。
【００１６】
また、本発明の第８の発明におけるトイレ装置は、熱交換器の熱交換水を便器のトラップ以降に排出して構成するものである。
【００１７】
また、本発明の第９の発明におけるトイレ装置は、便座手段は温水洗浄便座とし、便蓋内に片側が温水洗浄便座への給水管から供給される水と熱交換し片側が電子冷却素子と熱交換する熱交換器を設け、この熱交換器へ接続される給排水管を便蓋の回動軸内に設けて構成するものである。
【００１８】
また、本発明の第１０の発明におけるトイレ装置は、電子冷却素子による暖房運転時の能力不足を補うヒータを併設して構成するものである。
【００１９】
【作用】
上記した構成によって本発明の第１の発明におけるトイレ装置は、設定器の設定により、冷風を便蓋より人体首部に向かって吹き出し、人体を直接冷却し、冷却手段の能力が小さくても有効に人体首部を冷やし、消費電力の低減と、便座手段の電源を利用することによる工事の簡単化を図っているものである。
【００２０】
また、本発明の第２の発明における発明は、冷却手段を便座手段内あるいは外部に設けることにより、便蓋の軽量化と振動等の防止を図っているものである。
【００２１】
また、本発明の第３の発明におけるトイレ装置は、加熱手段を兼ねた冷却手段により温風も人体に直接供給し、冷房とともに少ない能力で有効な暖房を行っているものである。
【００２２】
また、本発明の第４の発明におけるトイレ装置は、電子冷却素子への給電の極性を変えて、冷風あるいは温風を便蓋より人体首部に向かって吹き出すことにより、能力が小さくても有効に人体首部を冷やしたり暖めたりし、消費電力の低減と便座手段の電源を利用することによる工事の簡単化を図っているものである。
【００２３】
また、本発明の第５の発明におけるトイレ装置は、冷風時に温風時より風量を多く送ることにより、電子冷却素子の能力が低くても風による冷感によって能力不足を補えるものである。
【００２４】
また、本発明の第６の発明におけるトイレ装置は、便座の倒立時にこの便座により吹出口を隠蔽し、男子の小用時に小便が吹出口に飛散し内部に入り込むことを防止するものである。
【００２５】
また、本発明の第７の発明におけるトイレ装置は、熱交換器により、温水洗浄便座の給水管から供給される水と熱交換することにより、小型で高効率に、かつ特別に配管工事を行う事なく放熱・吸熱交換が行えるものである。
【００２６】
また、本発明の第８の発明におけるトイレ装置は、熱交換器の熱交換水を便器のトラップ以降に排出することにより、排出音の低減や排出が使用者に分からないようにすることを実現しているものである。
【００２７】
また、本発明の第９の発明におけるトイレ装置は、便蓋内に設けた電子冷却素子と熱交換を行う水冷熱交換器への給排水管を便蓋の回動軸内に設けることにより、外部に給排水管を臨ませることの防止と、給排水管が伸縮されることの防止を図っているものである。
【００２８】
また、本発明の第１０の発明におけるトイレ装置は、電子冷却素子による暖房運転時の能力不足を補うヒータにより、暖房負荷が大きな場合でも有効に人体を暖めることができるものである。
【００２９】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１において、便器９には便座手段として温水洗浄便座１０が搭載されており、この温水洗浄便座１０に給水を行う水道１１とこれから分岐した給水管１２が、また温水洗浄便座１０に給電する電源手段として商用電源１３と漏電ブレーカ１４が設けられている。温水洗浄便座１０は、本体１５と、便座１６と、便蓋１７を有しており、本体１５内には後述する電子冷却素子１８と、給水管１２から給水される電子冷却素子１８の水と熱交換をする熱交換器１９と、空気と熱交換するフィン２０と、電子冷却素子を制御する制御器２１が内設されている。また、本体１５の便座１６の倒立時に隠蔽される部分に吹出口２２が、また便座１６自身の便座１６の倒立時に隠蔽される部分に吹出口２３が、更に便蓋１７の便座１６の倒立時に隠蔽される部分に吹出口２４，２４’と２５が設けられている。
【００３１】
吹出口２２は人体の臀部から腰部を中心に、吹出口２３は人体の臀部から脚部を中心に、また吹出口２４，２４’は腰部から背部を中心に、また吹出口２５は首部を中心に冷風あるいは温風あるいは風のみを送ることができる。これらの吹出口２２，２３，２４，２４’２５は、いずれも用便時に肌が露出される部分に風が吹き出るように設けられており、衣服を通して風を当てたのでは、冷感や温感が得られにくいという課題を解決している。また、温水洗浄便座１０を使用する場合人体の部位は必ず決まった位置に来るという特性を利用しており、吹出口が人体に近いということとあいまって、極めて有効に冷感や温感を得ることができる。
【００３２】
この温水洗浄便座１０や電子冷却素子１８の制御指示は、壁に取りつけたワイヤレスリモコン２６と、本体１５の袖部に設けた本体操作部２７により行う。また、便器９の背部には、便器９の洗浄水を供給するロータンク２８が設けられている。
【００３３】
図２に本実施例の構成の系統図を示す。
【００３４】
給水経路系は、水道１１からロータンク２８への止水栓２９を経て、給水管１２の途中に設けた温水洗浄便座１０の止水栓３０、フィルター３１、逆止弁３２、を通り流路を開閉する電磁弁３３に連結される。この電磁弁３３から温水洗浄便座１０系は、１次側の圧力を減圧し２次側の圧力を一定に保つ減圧弁３４、給水加圧と流量調節を行うポンプ３５、温水タンク３６、肛門洗浄とビデ洗浄を切り替える切換弁３７、ノズルユニット３８が連結されている。
【００３５】
電子冷却素子１８は、この場合ビスマスーテルル系の半導体素子を用いており、熱交換器１９へは給水管１２から分岐した通水管３９と、これに設けた通水電磁弁４０、１次側の圧力を減圧し２次側の圧力を一定に保つ減圧弁４１を経て給水が行われる。熱交換器１９を水冷式としかつ流水式で構成することにより、空冷式や水冷式でも自然対流式と比較し、熱交換効率の飛躍的向上と、構成のコンパクト化が図れている。特に温水洗浄便座１０は、トイレ空間という狭い空間に設置され、清掃等のために特に小型化が要求されるが、水冷式とすることにより全体を非常に小型に構成でき、廃熱の処理も容易となる。また、熱交換器１９に対し空気だまりをなくすため、通水管３９は下部から入り上部に抜けるように構成され、熱交換を終えた水は排水口から便器９内に捨てられる。
【００３６】
このように、温水洗浄便座の１０の給水系統を電子冷却素子１８の熱交換器１９の冷却系に利用することにより、熱交換効率の向上と、特別にフィルター３１や逆止弁３２等を設けることなく、部品の共用化が図れている。
【００３７】
電子冷却素子１８に密着された熱交換器１９には温度検出器４２が設けられ、断水時や異物が通水管３９や通水電磁弁４０に詰まった場合、また吸熱負荷の増大に伴う温度上昇時、過電流が流れた場合等に検出温度が所定値を越えたことを検出し、電子冷却素子１８等への給電を停止する手段として機能している。
【００３８】
電子冷却素子１８に密着されたフィン２０は蓄熱部を有し、このフィン２０に対し送風機４３から送風ができるように構成されている。送風機４３からの送風は下向きに行われ、便器９や温水洗浄便座１０の使用にともなう送風機４３への飛散水の侵入防止を図っている。
【００３９】
また、フィン２０にはフィン温度検出器４４が設けられ、フィン２０の異常温度上昇や、設定値を越えた温度低下を検出し、電子冷却素子１８等への給電を停止する手段として機能している。また、フィン２０の出口には、暖房時の能力不足を補うニクロム線やセラミックヒータ等で構成したヒータ４５が所定空間をおいて、電子冷却素子１８の能力制御や送風機４３の回転数制御に利用される風温検出器４６が設けられている。
【００４０】
ヒータ４５が所定空間をおいて設置されているのは、ヒータ４５からの伝熱により、比較的高温に弱い電子冷却素子１８が異常に加熱されることを防止し、耐久性を高めるためである。
【００４１】
ヒータ４５は電子冷却素子の後流側に設けられており、暖房時に比較的高温に対して弱い電子冷却素子１８に高温の風が当たらないように配慮され、耐久性を高めている。フィンで熱交換をした風は、大きく３系統に分かれ、吹出口２２、２３、２４，２４’と２５から人体の露出部に向けて供給される。フィン２０の下部にはドレインパン４７が設けられており、ドレイン管を経て、便器９内に凝縮水が排出できるようになっている。
【００４２】
温水洗浄便座１０にはこの他、乾燥機能部４８、脱臭機能部４９、暖房機能部５０が設けられている。
【００４３】
そして、ワイヤレスリモコン２６あるいは本体操作部２７の指示により温水洗浄便座１０の各機能や、冷風機能、送風機能が指示できる。ワイヤレスリモコン２６の指示は本体受光部５１で、赤外線信号として取り込まれる。制御器２１には、電子冷却素子１８にかかる直流のプラスとマイナスを反転させる極性変換器５２が設けられおり、冷風の供給時と温風の供給時において極性を切り替え、フィン２０側を冷却したり加熱したりする。
【００４４】
電子冷却素子１８は温水洗浄便座１０と商用電源１３や漏電ブレーカ１４、また電気配線系統や直流電源（図示せず）を共有でき、構成の合理化と工事の省力化が図れている。
【００４５】
便座１６には着座スイッチ５３が設けられており、着座していない時の誤操作によるノズルユニット３９から洗浄水が噴射されることを防止するとともに、使用者が着座した時に、電子冷却素子１８への給電を開始する冷却開始手段としても機能を果たしている。
【００４６】
図３に電子冷却素子１８部の詳細を示す。熱交換器１９は、２枚のステンレス板金を溶接し、内部に曲折した流路が形成され、外表面に温度検出器４２がねじ止めされている。吸熱フィン２０はアルミ二ウムで構成され、図３のように縦方向に溝が形成され、凝縮水が落下しやすくなっている。また、吸熱フィン２０は樹脂で構成され防露を図った風路５４内に設けられており、吸熱フィン２０の背面に設けた蓄冷部５５を介して熱交換器１９と、電子冷却素子１８をねじ５６で締め上げ圧着している。ねじ５６は電子冷却素子１９の熱膨張・収縮を吸収できるように、ばね座金を介して螺着されている。また、ねじ５６は熱交換器１９と吸熱フィン２０間の熱伝導を低減するため、熱伝導性の低いステンレスや樹脂製のものが使用されている。熱交換器１９および吸熱フィン２０とも電子冷却素子１８よりも大きく構成されていて、ねじ５６で締め上げた場合、熱交換器１９および吸熱フィン２０のたわみも熱膨張・収縮を吸収する一助とするとともに、比較的脆弱な電子冷却素子１８に直接外力が働いて破損することを防止している。
【００４７】
また、蓄冷部５５は熱容量の大きいセラミック材や相変化を伴った化学的蓄熱剤等が使用されるが、蓄冷効果と応答性を両立させるために、図３（ｂ）に示すように蓄冷部を電子冷却素子１８部分から端部側へずらして配設している。この蓄冷部５５は吸熱フィン２０と同じく金属材の容積を増して構成してもよい。
【００４８】
図４にワイヤレスリモコン２４の詳細を示す。温水洗浄便座１０の機能として、お尻洗浄スイッチ５７、ビデ洗浄スイッチ５８、止めスイッチ５９、乾燥スイッチ６０が設けられている。なお、脱臭スイッチは、前記着座スイッチ５３がスイッチを兼ねており、便座１６に使用者がすわると自動的に脱臭が開始される。
【００４９】
そして、送風スイッチ６１と冷暖スイッチ６２が設けられており、アップスイッチ６３とダウンスイッチ６４により送風モードの時は風量が、冷暖モードの時は、温度の高低と風量の大小が選択できるようになっている。このアップスイッチ６３とダウンスイッチ６４は、モード選択スイッチ６５により各モードに対応した変更ができるようになっている。すなわち、モードスイッチ６５を押すことにより、冷風の風温設定モードから風量設定モード、洗浄の流量設定モード、乾燥の温度設定モードに順次切り変わるようになっている。どのモードにいるかは表示部６６に表示される。
【００５０】
冷暖設定温度の初期値は後述する本体側でプリセットした温度となっているが、アップスイッチ６３を１回押すとやや高めの温度となり、もう１回押すとさらに高い温度となる。また、ダウンスイッチ６４を１回押すとやや低めの温度となり、更にもう１回押すと、一番低い温度となる。また、モードスイッチ６５の選択により、温風や冷風の風量の変更もできる。温度設定値の変更と同様にアップスイッチ６３を１回押すとやや多目の風量となり、もう１回押すとさらに大風量なる。
【００５１】
また、ダウンスイッチ６４を１回押すとやや少なめの風量となり、更にもう１回押すと、一番少ない風量となる。
【００５２】
送風スイッチ６１が押されて送風のみのモードが選択されると、風のみを供給できる。送風のみの場合も冷風の場合と同様に、風量は通常は中位の風量で吹き出されるが、モード選択スイッチ６５で送風の風量モードを選択し、アップスイッチ６３あるいはダウンスイッチ６４を操作することにより、風量設定が段階的に変更できる。これらのモード選択や、段階調節はすべて表示部６６に表示が行われ、使用者が容易に判別できるように工夫されている。
【００５３】
ワイヤレスリモコン２４で指示、変更された内容は発光部６７から赤外線信号として、温水洗浄便座１０の本体側に送られる。
【００５４】
温水洗浄便座１０の本体１５の袖部に設けた本体操作部２７は、図５に示すように構成されている。温水洗浄便座１０の機能としては、お尻洗浄スイッチ６８、ビデ洗浄スイッチ６９、止めスイッチ７０が非常用として表面に設けられている。また、温水タンク３７の沸き上げ温度プリセットボリューム７１、便座１６の暖房温度プリセットボリューム７２、冷風温度プリセットボリューム７３、そして冷暖を選択する「切り」機能も有した冷暖選択器７４が設けられている。冷暖選択器７４と冷風温度プリセットボリューム７３は、この実施例では別々に設けているが一緒に構成することも可能であり、また風量プリセットを別設することも容易に考えられる。
【００５５】
図６に本実施例の要部の制御ブロック図を示す。
【００５６】
今までの説明に出てこない部分を重点的に説明すると、温度設定手段は冷暖温度のプリセットボリューム７３、アップスイッチ６３、ダウンスイッチ６４の総称である。給電制御部７５はこれら温度設定手段の値と、風温検出器４６の検出温度を比較して温度偏差に応じて電子冷却素子１８の能力制御を行う制御部である。また、通水制御部７６は冷暖選択器７４で電子冷却素子１８の使用が選択されている場合に、使用者が着座し着座スイッチ５３が入ったら、電磁弁３３と通水電磁弁４１を開成するとともに、冷風スイッチ６２で利用の停止が指示された場合、通水維持部７７に従い開成を維持する制御部である。また、送風機制御部７８は風量スイッチ６３、６４での設定風量に応じて送風機４３の回転数を制御する制御部である。また、停止制御部７９はフィン温度検出器４４、温度検出器４２で検出される温度が所定値を越えた場合、電子冷却素子１８への通電を停止するとともに、表示部６６にその旨を表示する制御部である。
【００５７】
以上のような構成において次に本実施例の動作を説明する。
【００５８】
なお、本実施例の動作の要部は図７，図８のフローチャートに示すようになっている。
【００５９】
商用電源１３に漏電ブレーカー１４を差し込み電源セットを行うと、温水洗浄便座機能と冷・暖房・送風機能が使用可能になる。使用者が便座１６に着座すると着座スイッチ５３がオンとなる。冷暖選択器７４で「冷房」が選択されている場合は、極性変換器５２はプラス側を選択し、着座スイッチ５３がオンすると通水電磁弁４０が開成され、熱交換器１９への給水と電子冷却素子１８に正方向に給電が開始される。フィン２０のフィン温検出器４４で検出される温度が所定の温度範囲内にある状態と、熱交換器１９の温度検出器４２で検出される温度が所定の温度範囲内にある状態で、給水と給電が続行される。こうして吸熱フィン２０の温度は徐々に下がり蓄冷部５５他に蓄冷が行われる。
【００６０】
使用者が冷暖スイッチ６２を押すと送風機４３の運転が開始され、予め設定された風量で風が送られ冷風の供給が行われる。使用者がモードスイッチ６５とアップスイッチ６３、ダウンスイッチ６４を操作して風量設定を変えた場合は、その設定風量に従った回転数に送風機４３の回転が変更される。そして、温度プリセットボリューム７３で設定された温度と風温検出器４５で検出される温度が比較され、電子冷却素子１８への給電量が調節される。使用者がモードスイッチ６５とアップスイッツチ６３あるいはダウンスイッチ６４を操作して風温設定を変えた場合は、その設定温度に従って給電量が調節される。そして吹出口２２，２３，２４，２４’，２５からは使用者の体の露出部に直接冷風が吹き出され、少ない電子冷却素子１８の能力で有効に人体で冷感を感じることができる。
【００６１】
また、着座スイッチ５３により使用者が便蓋１７を開成し着座していない状態では、制御的に電子冷却素子１８による冷風供給モード、また送風機４３のみによる送風モードに入れなくしており、便蓋１７が開成されていない時に無駄に冷風の供給や送風が行われることを防止している。使用者が冷風スイッチ６２を再び押して冷風の停止を指示すると、送風機４３の運転は停止される。
【００６２】
このように、冷暖スイッチ６２を使用者が選択することにより初めて冷風の供給ができるものであり、便座１６に使用者が着座し着座スイッチ５３がオンしている状態でも、特に使用者が必要としない限り冷暖風供給を行わないため、無駄なエネルギーの使用が防止できる。
【００６３】
使用者が立ち上がり着座スイッチ５３がオフしない限りは、電子冷却素子１８への給電と熱交換器１９への給水は続行され、再び冷風スイッチ６２が押された場合に、設定に従った温度を早く得るように工夫されている。使用者が便座１６から立ち上がり、着座スイッチ５３がオフすると自動的に電子冷却素子１８への給電と、電磁弁３３への通電が停止され、所定時間をおいて通水電磁弁４０が停止される。所定時間をおいてから通水を停止するのは、特に熱交換器１９側の温度上昇を防ぎ、電子冷却素子１８を十分に冷してから止め、耐久性の向上を図るためである。また、電磁弁３３を止めてから通水電磁弁４０を止めるのは、貯湯タンク３７に過大な圧力がかかることを防止するためである。
【００６４】
使用者が冷風スイッチ６２を再び押すことなく便座１６から立ち上がった場合は、送風機４３を止め、次に電子冷却素子１８、続いて所定時間をおいて電磁弁３３と通水電磁弁４０を停止する。このため、使用者の冷風スイッチ６２の止め忘れに対処することができる。
【００６５】
フィン温度検出器４４あるいは温度検出器４２で検出される温度が所定の温度範囲内を越えた場合は、電子冷却素子１８への給電を止め、表示部６６にその旨の表示を行い、所定時間経過後に電磁弁３３と通水電磁弁４０を停止する。吸熱フィン２０のフィン温度検出器４４で検出される温度が所定の温度範囲を越えた場合、また、熱交換器１９の温度検出器４２で検出される温度が所定の温度範囲を越えた場合は、冷暖選択器７４が「冷」側を選択し、また給電開始手段である着座スイッチ５３がオンし、冷暖風スイッチ６２で冷風供給指示がされていても、これに優先して電子冷却素子１８への給電を強制的に停止する。
【００６６】
フィン温度検出器４４で検出される温度が所定の温度以下になった場合は、電子冷却素子１８への給電を停止するが、送風機４３の運転と熱交換器１９への通水は着座スイッチ５３がオンしている間は続行し放熱を行う。また、熱交換器１９の温度検出器４２で検出される温度が所定の温度を越えた場合は、送風機４３の運転を止め熱交換器１９への通水は着座スイッチ５３がオンしている間は停止させずに続行する。
【００６７】
送風スイッチ６２を使用者がオンすると送風機４３が設定された風量に従った回転数で運転され、吹出口２２，２３，２４’，２４”，２５からは使用者の体の露出部に直接風だけが当たるようになっている。このため、体調や周囲温度、また季節によって特に冷たい温度を要求しないときは、使用者は風のみを体の露出部に当てて涼風感を得ることができる。
【００６８】
冷風の使用と他の温水洗浄便座１０の機能の併用については、洗浄機能と併用ができる。特にこの場合は冷風スイッチ６２が押されていなくても電磁弁３３が開成すると通水電磁弁４０が開成され、熱交換器１９を通って便器９内に捨て水が行われ、洗浄水が少ない場合に発生する、給水量が水道メーターの不感水量を下回ることを防止している。特に、冷暖選択器７４で冷風も指示されている時は、電子冷却素子１８へも給電が行われ、放熱フィン２０に蓄冷が行われる。
【００６９】
男子小用の使用時に便座１６を跳ね上げると、便座１６によって吹出口２２，２３，２４’，２４”，２５は、隠蔽され、小便の跳ねが飛んでもこれらの吹出口に入り込むことを防止し、吹出口自身の汚れることや、使用時に小便臭がすることを防止している。
【００７０】
次に暖房時の動作について要点を述べる。暖房時の動作は図８にフローチャートとして記載している。
【００７１】
冷暖選択器７４で「暖房」側が選択されると、極性変換器５２はマイナス側を選択する。使用者が冷暖スイッチ６２を押すと、フィン２０の温度が低く、熱交換器１９の温度が所定温度より高い場合は電子冷却素子１８とヒータ４５へ通電が同時にされる。そして、送風機４３の運転が開始され、風量と風温調節が行われる。吹出口２２，２３，２４，２４’，２５からは使用者の体の露出部に直接温風が吹き出され、少ない電子冷却素子１８とヒータ４５の能力で有効な人体への温風供給ができる。この場合、ヒータ４５は電子冷却素子１８の後流側に設けられているので、暖房時に比較的高温に対して弱い電子冷却素子１８に高温の風が当たらなく、電子冷却素子１８の耐久性が高められている。
【００７２】
フィン２０の温度が高い場合は、加熱しすぎであり、電子冷却素子１８とヒータ４５へ通電を停止する。また、熱交換器１９の温度が低い場合は、電子冷却素子１８の吸熱側温度が低いことから、水より吸熱しても放熱側の温度が上げられないと判断して、熱交換器１９への通水を行わない。これらの場合は、表示画面６６に表示が行われる。
【００７３】
風温が設定値に達しない間は、風温を上昇させる動作が行われるが、風温が設定値に達すると、給電量が調節され設定温度が維持される。使用者が冷暖スイッチ６２をオフした場合、便座１６から立ち上がり着座スイッチ５３がオフした場合は、ヒータ４５、電子冷却素子１８への通電と送風機４３の運転が止められ暖房運転は停止される。
【００７４】
運転の停止時は、電子冷却素子１８への通電をまず止め、次いでヒータ４５への通電を止め、送風機４３を止め、通水電磁弁４０を止め、十分に電子冷却素子１８が冷却できるように配慮している。
【００７５】
また、暖房の動作時は冷房の場合と違って、ヒータ４５により能力は充分あるため、冷暖スイッチ６２が投入される前に、電子冷却素子１８に予め通電しておくことは行っていない。
【００７６】
冷風、温風の供給と送風のみの運転は、図７，図８には詳述してないが、一方の運転中にスイッチ６１、６２、冷暖スイッチ７４の操作により割り込んで他方に移行できる。フローチャートでは詳述されていないが、冷風の供給時と温風の供給時で、設定器の設定ごとの風量を、図９に示すように異ならせている。すなわち、同じ設定レベルであっても、冷房時は風量を多く暖房時は少なくしている。これは、電子冷却素子１８の能力があまり大きく取れないため、冷風供給時は風量を増してより冷たく感じるように配慮をしているものである。
【００７７】
図１０、図１１に電子冷却素子を用いた他の実施例を示す。便蓋９０内に電子冷却素子９１、９２、吸熱フィン９３、送風機９４、９５、熱交換器９６、給水管９７、排水管９８、ダクト１００等が設けられている。給水管９７、排水管９８、給電線・信号線１０１は、便蓋９０の回動軸１０２の内部に設けられている。
【００７８】
便蓋９０内に、冷却手段の機能部を組み込む利点は、便蓋の開いた空間を有効に利用する点と、便蓋より首筋や腰部、臀部によりダクト距離が短い状態で冷風や温風を供給できる点である。また、熱交換器９６はこの場合も水冷式であるため、狭い便蓋９０の空間内にコンパクトで効率の高い状態で設置が可能となっている。
【００７９】
図１２に冷却手段の主要部にコンプレッサーを用いた本発明の他の実施例を示す。
【００８０】
便器９の上の便座本体１０３内に、温水洗浄便座機能部１０４と冷却機能部が設けられている。温水洗浄便座機能部１０４へは、給水管１０５から通水電磁弁１０６を経て給水が行われる。冷却機能部の主要部はコンプレッサー１０７、冷却コイル１０８、キャピラリーチューブ１０９、蒸発器１１０を冷媒が循環する冷凍サイクルと、蒸発器１１０に送風し冷風を得る送風機１１１、冷却コイル１０８を給水管１０５からの給水により冷却する熱交換器１１２からなる。熱交換器１１２へは冷却水電磁弁１１３の開閉により冷却水の供給、停止が行われ冷却を終えた水は便器９のトラップ１１４以降に排出される。熱交換器１１２はこの場合も水冷式であるため、コンプレッサー式のように比較的大きな冷却能力を要求され場合でも、コンパクトで効率の高い状態で利用が可能となっている。また、蒸発器１１０の凝縮水も便器９のトラップ１１４以降に排出される。トラップ１１４以降に排出する利点は、排出時に使用者に気になる排出音を発生させずに済む点である。排出方法は、便器のトラップ１１４に直接排出する方法と、トラップ１１４の下流側に排出する方法がある。
【００８１】
温水洗浄便座機能部１０４と冷却機能部は制御部１１５により制御されるとともに、外部に設けた設定器１１６により前実施例と同様な設定が行われる。蒸発器１１０部で得られた冷風は、ダクト１１７によって便蓋部、本体、便座部から人体の露出部に向かって供給される。このコンプレッサーを用いた方式の電子冷却素子を用いた場合と比べた利点は、比較的大能力が得られ易い点であり、多少負荷が大きい場合でも冷房効果が得られる点である。また、欠点はコンプレッサー１０７の発生音と振動がやや大きい点である。この対策として、コンプレッサー１０７をトイレルーム以外の室外に設置する方法もある。またコンプレッサー１０７と冷却コイル１０８をトイレルーム以外に設置し、冷却コイル１０８を水冷から空冷にする方法もある。これらの場合においても、便蓋、本体、便座から人体の露出部に直接冷却風を送ることにより、少ない能力で、素早く、人体を有効に冷房することができる。
【００８２】
勿論、コンプレッサー１０７を用いた冷凍サイクル部を、ヒートポンプ構成とし冷暖房を行ってもよい。
【００８３】
図１３に電子冷却素子あるいは冷凍サイクル式の冷却器の放熱形態に関する別の実施例を示す。温水洗浄便座の洗浄用の温水を沸かす貯湯タンク１１８は流入部１１９から流入する水がスロート管１２０でタンク下部に導かれ、バッフル板１２１により底面全体に拡散され、ヒータ１２２で水が加熱され温度検出器１２３で検出される温度が設定温度に達すると、ヒータ１２２の通電は停止され、設定に応じて出湯管１２４から洗浄ノズル（図示せず）に供給される。また、この貯湯タンク１１８には安全装置として、渇水を検出するフロートスイッチ１２５と異常加熱時にヒータ１２２への通電を直接切るハイリミットスイッチ１２６が設けられている。
【００８４】
そして、貯湯タンク１１８の底面は金属板１２７で構成され、外部に電子冷却素子１２８が密着されている。この電子冷却素子１２８の反対側には吸熱フィン１２９が設けられており、送風機１３０からの送風により冷却風を直接人体に供給している。また、前記実施例と同様に、吸熱フィン１２９にはフィン温度検出器１３１や吸熱フィン１２９の後には風温検出器１３２が設けられている。
【００８５】
電子冷却素子１２８への通電中の放熱は、出湯タンク１１８の水に対して行われ、廃熱を貯湯タンクの沸き上げに利用し、エネルギーの有効活用を図っている。
【００８６】
もし出湯タンクが十分に沸き上がっており、設定温度に達している場合は、温度検出器１２３の信号で判定して排水電磁弁１３３を開き、バッフル板１２１の下部の水を便器に排出する。この時、水はスローと管１２０を通ってバッフル板１２１の下部に到達するが、バッフル板１２１の作用により、沸き上がった温水と混ざる事なく、電子冷却素子１２８の放熱を吸収し、便器内に排出される。
【００８７】
また、バッフル板１２１は、通常の温水洗浄便座の洗浄ノズルへの温水供給時においては、流入水と貯湯湯が混ざることを防止し、タンク効率の向上に寄与している。
【００８８】
前記の各実施例では、便座手段は温水洗浄便座としたが、暖房便座や便器一体形の温水洗浄便座等であってもよい。
【００８９】
また、電源は商用電源以外にもバッテリー電源や自家用電源等があり得、直流化もスッチング電源やトランス式でもよい。
【００９０】
また、送風手段としては送風機４３以外にもエアコンプレッサーを用いたり、分離された送風機からダクトで風を送る手段であってもよい。
【００９１】
また、設定器のスイッチは、冷暖スイッチ６２や送風スイッチ６１を使用しているが、ノンタッチ式のスイッチや回転式のスイッチ等であってもよい。
【００９２】
また、上記実施例では給水手段は水道１１から取水する方式を例に挙げたが、ロータンク等からポンプで水を汲み上げる方式等でもよい。
【００９３】
また、上記実施例では熱交換器として内部を水が通過する熱交換器１９、９６、１１２を用いたが、水が滴下される等の形式であってもよい。
【００９４】
また、電子冷却素子１８はビスマスーテルル系の以外にもゲルマニウムーシリコン系、鉄ーシリコン系、亜鉛ーアンチモン系等各種のものがありうる。
【００９５】
【発明の効果】
以上のように本発明は、冷却手段を利用して冷風や温風を人体に直接供給するとともに、冷却手段へ給電する電源を便座と共用することを基本としているため次のような効果を有する。
【００９６】
（１）便蓋より冷風を吹き出すことにより冷却能力が小さくても人体の背部、首部、腰部等を有効に冷やすことができ、トイレ全体を冷やす方式と比較し、少ない電力で早く冷感が得られる。また、便座の電源を電子冷却素子の電源に利用することにより電源を特別に設ける必要がなくなり工事も省くことができ、かつ使用者の設定器による体調に応じた選択により、冷風の供給が任意に行える。
【００９７】
（２）冷却手段を便座手段内あるいは外部に設けることにより、便蓋の軽量化と構成の簡素化、また騒音や振動の防止が図れる。
【００９８】
（３）加熱手段を兼ねた冷却手段により、温風も人体に直接供給し、少ない電力で早く温感が得られるとともに、設定器の選択により冷温風の供給を任意に行える。
【００９９】
（４）電子冷却素子への給電の極性を変えて、冷風あるいは温風を便蓋より人体首部に向かって吹き出すことにより、人体首部を有効に冷やすことができ、トイレ全体を冷やす方式と比較し、少ない電力で早く冷感が得られる。また、便座の電源を電子冷却素子の電源に利用することにより電源を特別に設ける必要がなくなり工事も省くことができ、かつ使用者の設定器による体調に応じた選択により、冷風の供給が任意に行える。
【０１００】
更に、電子冷却素子を利用することにより小型で振動や騒音の発生がない構成が取れるため、特に用便時は便座から使用者が振動や音のために回避できないが、便座に組み込んでも問題なく使用ができるものとなる。
【０１０１】
（５）冷風時に温風時より風量を多く送ることにより、電子冷却素子の能力が低くても風による冷風感によって能力不足を補い涼感が得られる。
【０１０２】
（６）便座の倒立時にこの便座により吹出口を隠蔽することにより、男子の小用時に小便が吹出口に飛散し内部に入り込むことや、冷温風の供給時や送風時に小便臭の発生を防止できる。
【０１０３】
（７）熱交換器により、温水洗浄便座の給水管から供給される水と熱交換することにより、小型で高効率に、かつ特別に配管工事を行う事なく放熱・吸熱交換が行える。
【０１０４】
（８）熱交換器の熱交換水を便器のトラップ以降に排出することにより、排出音の低減や排出が使用者に分からないようにすることが実現できる。
【０１０５】
（９）便蓋内に設けた電子冷却素子と熱交換を行う水冷熱交換器への給排水管を便蓋の回動軸内に設けることにより、外部に給排水管を臨ませることの防止と、給排水管が伸縮されることの防止が図れる。
【０１０６】
（１０）電子冷却素子による暖房運転時の能力不足を補うヒータにより、暖房負荷が大きな場合でも有効に人体を暖めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるトイレ装置の斜視図
【図２】同トイレ装置の給水、電気、給気系統図
【図３】（ａ）同トイレ装置に用いた電子冷却素子周辺の左側面図
（ｂ）同トイレ装置に用いた電子冷却素子周辺の正面図
（ｃ）同トイレ装置に用いた電子冷却素子周辺の右側面図
【図４】同トイレ装置に用いたワイヤレスリモコンの正面図
【図５】同トイレ装置に用いた本体操作部の上面図
【図６】同トイレ装置の要部制御ブロック図
【図７】同トイレ装置の冷房部フローチャート
【図８】同トイレ装置の暖房部フローチャート
【図９】同トイレ装置の設定レベルと風量の関係を示すグラフ
【図１０】本発明の第２の実施例におけるトイレ装置の切欠き側面図
【図１１】同トイレ装置の切欠き正面図
【図１２】本発明の第３の実施例におけるトイレ装置の給水、電気、給気系統図
【図１３】本発明の第４の実施例におけるトイレ装置の要部切欠き断面図
【図１４】従来のトイレ装置の一部切欠き側面図
【符号の説明】
９ 便器
１０ 温水洗浄便座（便座手段）
１１ 水道（給水手段）
１３ 商用電源（電源）
１５ 本体（便座手段）
１６ 便座
１７ 便蓋
１８ 電子冷却素子（冷却手段）
１９ 放熱交換器（熱交換器）
２１ 制御器
２２、２３、２４’、２４”、２５ 吹出口
２６ ワイヤレスリモコン（設定器）
２７ 本体操作部（設定器）
４３ 送風機（送風手段）
４５ ヒータ
５２ 極性変換器
９１、９２ 電子冷却素子（冷却手段）
９６ 熱交換機
９７ 給水管
９８ 排水管
１０２ 回動軸
１０７ コンプレッサー（冷却手段）
１０８ 冷却コイル（冷却手段）
１０９ キャピラリーチューブ（冷却手段）
１１０ 蒸発器（冷却手段）
１１４ トラップ
１１８ 貯湯タンク（温水タンク）
１２８ 電子冷却素子（冷却手段）

Claims (10)

1. 便器に搭載した便座手段と、前記便座手段に設けた便蓋と、前記便座手段に給電する電源と、前記電源より給電を行う冷却手段と、前記冷却手段に風を送る送風手段と、前記冷却手段を経た冷風を前記便蓋より人体首部に向かって吹き出す吹出口と、冷風の供給開始・停止を設定する設定器と、前記設定器の設定に従って前記冷却手段と前記送風手段を制御し人体首部に直接冷風を供給する制御を行う制御器を備えたトイレ装置。
2. 冷却手段を便蓋以外の便座手段内に設けるか、便座手段の外部に機能を分離して設けた請求項１記載のトイレ装置。
3. 冷却手段が加熱手段を兼ね、送風手段により温風も吹出口より人体に直接供給可能とした請求項１または請求項２記載のトイレ装置。
4. 便器に搭載した便座手段と、前記便座手段に設けた便蓋と、前記便座手段に給電する電源と、前記電源より給電を行う電子冷却素子と、前記電子冷却素子に風を送り冷風あるいは温風を得る送風手段と、前記便蓋より人体首部に向かって冷風あるいは温風を吹き出す吹出口と、冷風あるいは温風の供給開始・停止を設定する設定器と、前記電子冷却素子への給電の極性を変える極性変換器と、前記設定器の設定に従って前記極性変換器と前記送風手段を制御し人体首部に直接冷風あるいは温風を供給する制御を行う制御器を備えたトイレ装置。
5. 冷風時の設定風量を温風時の設定風量よりも多く設定し、制御器は冷風と温風の切り替え時に送風手段から供給される風量を変えて供給する請求項４記載のトイレ装置。
6. 便座手段に設けた便座の倒立時に、便座により吹出口を隠蔽する構成とした請求項４記載のトイレ装置。
7. 便座手段は温水洗浄便座とし、片側が前記温水洗浄便座への給水管から供給される水と熱交換し片側が電子冷却素子と熱交換する熱交換器を備えた請求項４記載のトイレ装置。
8. 熱交換器の熱交換水を便器のトラップ以降に排出した請求項７記載のトイレ装置。
9. 便座手段は温水洗浄便座とし、便蓋内に片側が前記温水洗浄便座への給水管から供給される水と熱交換し片側が電子冷却素子と熱交換する熱交換器を設け、この熱交換器へ接続される給排水管を便蓋の回動軸内に設けた請求項４記載のトイレ装置。
10. 電子冷却素子による暖房運転時の能力不足を補うヒータを併設した請求項４記載のトイレ装置。

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