JP4147664B2

JP4147664B2 - 暖房便座

Info

Publication number: JP4147664B2
Application number: JP01835799A
Authority: JP
Inventors: 龍太近藤; 英樹大野; 寛明米久保
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: JP2000210230A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房機能を有する便座に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の暖房便座には、実開昭５９−１９４８９７号公報に記載されているようなものがあった。
【０００３】
この暖房便座は、便座本体の断面形状は、上方に向かって膨出され、しかも、上面がその内周縁および外周縁に向けてゆるやかに傾斜する形状となっており、さらに、裏面には合成樹脂あるいはゴム製の当片が所要の間隔を空けて設けられていた。そして便座本体の上面には、導電材料を両面より絶縁シートで覆った可撓性の面発熱体が貼着又は便座本体の表面に露出させた状態で便座本体に埋設する等して設けられていた。この面発熱体は、所定のパターンに印刷配線を形成し、表面に合成樹脂シートを貼着することにより構成されていた。そしてさらに便座本体の上面に設けた面発熱体上を被覆するようにして便座本体１上にポリアミドあるいはポリエステル等の合成樹脂からなる絶縁樹脂層が被着してあった。
【０００４】
この暖房便座は絶縁樹脂層が薄膜状に構成されているので、便座本体の上面に設けた面発熱体に通電を行うことにより、便座本体を加温することなく直ちに人体の要部を適温で暖めることができ、ヒーターを常時通電させておいて便座を加温させておく必要がなく、非常に省エネになるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の暖房便座では、絶縁樹脂層内を伝導で熱が伝わるうえに便座本体への伝熱も生じるので、着座部の表面が適温になるまでかなりの時間を要するという課題を有していた。また、便座本体への伝熱を防ぎ絶縁樹脂層を薄くして熱容量を小さくすればするほど、面発熱体による温度上昇の速度がはやくなり温度調節が困難であるという課題も有していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、内部に空洞部が形成された熱容量の小さい便座と、前記空洞部に設けられた輻射型発熱体と、前記便座の着座部と、前記着座部に設けた輻射熱吸収層と、前記着座部の温度を検知するように設けた温度検知手段と、トイレへの入室を検知する人体検知手段と、前記便座への着座を検知する着座検知手段と、便座位置検知手段と、輻射型発熱体を制御する制御部とを備え、前記制御部は前記人体検知手段からの人体入室信号を受信した際は、前記便座位置検知手段からの信号により前記便座が略水平の使用位置にあると判断した場合は前記輻射型発熱体へ通電し、前記着座検知手段により着座を検知すると、前記輻射発熱体への通電を停止しまたは通電量を低減することを特徴としたものである。
【０００７】
上記発明によれば、使用者がトイレに入室し、便座が略水平の使用位置にあると判断した場合に発熱体を付勢させても、着座するまでの数秒間で便座の着座部を適温に昇温させ着座すると発熱体への通電を停止または通電量を低減する。これによって、前もって加温しておく必要がなく、極めて省エネルギーで、昇温速度がはやくても精度良く快適に適温まで昇温・維持させ、無駄に便座を加温することが低減でき、省エネを図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は上記課題を解決するために以下の構成よりなる。すなわち第１の構成としては、内部に空洞部が形成された熱容量の小さい便座と、前記空洞部に設けられた輻射型発熱体と、前記便座の着座部と、前記着座部に設けた輻射熱吸収層と、前記着座部の温度を検知するように設けた温度検知手段と、トイレへの入室を検知する人体検知手段と、前記便座への着座を検知する着座検知手段と、便座位置検知手段と、輻射型発熱体を制御する制御部とを備え、前記制御部は前記人体検知手段からの人体入室信号を受信した際は、前記便座位置検知手段からの信号により前記便座が略水平の使用位置にあると判断した場合は前記輻射型発熱体へ通電し、前記着座検知手段により着座を検知すると、前記輻射発熱体への通電を停止しまたは通電量を低減することを特徴としたものである。
【０００９】
そして、ヒーターを常時通電させておいて便座を加温しておく必要がなく、使用者がトイレに入室し、便座が略水平の使用位置にあると判断した場合に発熱体を昇温駆動し、便座に着座するまでの数秒間で便座の着座部を適温まで高速に昇温させることができ、非常に省エネになるとともに、実際に使用者の肌が触れる着座部の輻射熱吸収層の温度により制御するので、昇温速度がはやくても精度良く快適に適温まで昇温・維持させることができる。そして、着座検知手段の信号により、使用者が便座着座時には輻射型発熱体への付勢を遮断または低出力に制限するので、万一温度検知手段などが故障しても使用中に便座温度が過昇することなく、火傷等が生じる心配なく安全である。また、便座への着座直前だけ便座加温を行うので、非常に省エネになるものである。
【００１０】
また、第２の構成としては、制御部は前記人体検知手段からの人体入室信号を受信した後、便座位置検知手段からの信号により前記便座が略水平の使用位置から略水平の使用位置でない位置に変化したことを検知すると、輻射型発熱体への通電を停止させるものである。
【００１１】
そして、略水平状態にないときに輻射型発熱体への付勢が行われないので、男子小用で使用される場合に無駄に便座を加温することが低減でき、さらに省エネを図ることができる。また、特に輻射型発熱体としてガラス管内にフィラメントを設けたランプヒーターを用いたものであれは、発熱中のフィラメントに張力方向に重力がかかり断線するといったことを防止することができる。
【００１２】
また第３の構成としては、制御部にはタイマー部を備え、前記制御部は、前記人体検知手段からの人体入室信号を検知した際の前記温度検知手段の検知信号をもとに前記便座の着座部が適温になる通電時間を演算し、前記タイマー部により前記通電時間が経過するまで輻射型発熱体への通電を行い、その後前記温度検知手段の検知信号に基づいて輻射型発熱体への通電制御を行うものである。
【００１３】
そして、昇温起動時にはタイマー部により、決定した時間での制御を行った後、輻射型発熱体への付勢を制限し昇温速度を減ずることができるので、温度検知手段の応答速度が遅くても安全に便座を加温することができ、また安価な温度検知手段を使用することもできる。
【００１４】
また第４の構成としては、室温を検知する室温検知手段とを備え、制御部にて前記室温検知手段の信号と温度検知手段の信号とを演算することにより輻射型発熱体を制御するものである。
【００１５】
そして、昇温起動時に室温と便座初期温度から輻射型発熱体への付勢量または付勢時間を算出することにより、より精度良く安全に適温まで加熱することができる。
【００１６】
また第５の構成としては、輻射熱吸収層のさらに外面に、輻射型発熱体から放射される全ての可視光を遮蔽する光遮蔽層を備えたものである。
【００１７】
そして、外部への光の漏れを防止するので、使用者に与える不安感を解消することができる。
【００１８】
また第６の構成としては、便座に設けられた給気口と、前記便座前部に設けられた排気口と、前記給気口と前記排気口を連通し前記便座内部の空洞部に設けられた通風路を備えたものである。
【００１９】
そして、通風路を通る空気流により便座内部を冷却することにより空洞部に設けた構成部品の温度上昇を防ぐことができ信頼性を高めることができるとともに、便座前部に設けられた排気口から温風を吹き出すことにより使用者の足元を暖房し快適性を向上することができる。
【００２０】
また第７の構成としては、便座内部の空洞部を密閉構造としたものである。
【００２１】
そして、便座内部を密閉構造としているので水や尿，洗剤等の浸入を防ぎ空洞部に設けた構成部品の劣化と便座内部からの異臭の発生を防ぐことができる。
【００２２】
また第８の構成としては、便座は、内部に空洞部を有し、部分的に圧力解放口を設け、前記圧力解放口を除いた全ての開口部を防水構造としたものである。
【００２３】
そして、水や尿，洗剤等の浸入を防ぎ空洞部に設けた構成部品の劣化と便座内部からの異臭の発生を防ぎつつ、便座内部の温度上昇による圧力上昇を圧力開放口から逃がすことにより構造部材の繰り返し応力による劣化を防ぐことができる。
【００２４】
また第９の構成としては、輻射型発熱体としてのガラス管内にフィラメントを設けたランプヒーターと、前記ランプヒーターへの衝撃を吸収する弾性材で構成されたランプヒーター固定具とを備えたものである。
【００２５】
そして、便座の開閉時や便蓋の開閉時に便座に衝撃が加わっても弾性材の減衰効果によりランプヒーターへの衝撃を吸収するので、ガラス管やフィラメントの破損を防ぎ耐久性を向上することができる。
【００２６】
また第１０の構成としては、複数の温度過昇防止構成を設けたものである。
【００２７】
そして、万一の不安全事態に対して温度過昇を防止し安全性を向上することができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２９】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の温水洗浄機能付き暖房便座の概略構成図であり、図２は斜視図であり、図３は同実施例の便座の一部切り欠き平面図、図４は便座のケース上部の要部断面図である。図１から図３において、便器２０に本体２１が取り付けられており、この本体２１に便座２２および便ふた２３が回動自在に設けられている。
【００３０】
また、本体２１の袖部には赤外線透過部２４が設けられ、その内側にはトイレ空間の人体の有無を検知する赤外線センサー２５（図示せず）が内装されている。
【００３１】
便座２２は、合成樹脂製の上・下２つの部材をそれぞれの内周縁および外周縁で溶着接合することによりケース２６を形成し、その内部には水等の浸入を阻止できる密閉された空洞部２７を有する構造となっている。
【００３２】
上記空洞部２７の内部には便座２２の着座部に対向して、アルミ板を鏡面仕上げした輻射反射板２８と輻射型発熱体であるランプヒーター２９とが設けられている。輻射反射板２８の端部は全周にわたり上方への折り曲げ部を有しており、その折り曲げ部によりランプヒーター２９からの熱輻射が偏向されるので、ランプヒーター２９から離れている外周縁部および内周縁部の輻射密度を上げるように作用し、ケース２６上部への輻射分布の均一化を図っている。このランプヒーター２９の近傍には、ランプヒーター２９と直列に電気接続したサーモスタット３０および温度ヒューズ３１が設けられ、万一の不安全事態に対して温度過昇を防止するよう作用する。
【００３３】
上記ランプヒーター２９は、ガラス管３２の内部にタングステンからなるフィラメント３３を貫通しハロゲンガス３４を封入して構成されており、フィラメント３３の発熱に伴ってハロゲン化タングステンを形成するハロゲンサイクル反応を繰り返すことにより、フィラメント３３の消耗を防止するよう作用している。この作用により熱容量の非常に小さいフィラメント３３を熱源とすることができ、輻射エネルギーの極めて急峻な立ち上がりを行わせることができる。このランプヒーター２９は、弾性材であるゴムブッシュ３５を有するランプヒーター固定具３６により輻射反射板２８に固定され、輻射反射板２８はゴム足３７によりケース２６に固定されている。３８は便座２２の脚ゴム３９内に設けられたマイクロスイッチ４０で構成された着座検知手段であり、便座２２への加重でスイッチがオンすることにより使用者の着座を検知するようになっている。
【００３４】
また図４において、ケース２６は透明ポリプロピレン樹脂材料を用いて射出成形で構成されたケース本体４１の上面に、カーボンブラックを多量に含有する輻射熱吸収層４２を形成し、さらにその上にランプヒーター２９から放射される全ての可視光を遮蔽するとともに、表面硬度，耐薬品性能，光沢等を考慮した光遮断層である表面化粧層４３を形成したものである。ケース本体４１は透明ポリプロピレン樹脂材料を平均厚み２．５ｍｍにて成形することにより、輻射熱透過率を７０％以上に設定すると同時に、その剛性から便座の構造矩体として機能している。また、形成されている輻射熱吸収層４２の厚みは０．１ｍｍ，表面化粧層４３の厚みは０．２ｍｍであり、これら両層はケース本体４１を透過した輻射熱を完全に吸収し、熱容量が非常に小さいので瞬時に昇温すると同時に、放射可視光を完全に遮蔽する。
【００３５】
ケース２６の内面に設けられた凹部にはサーミスタ４４がはめ込まれ輻射熱吸収層４２と熱的に接触しているので、輻射熱吸収層４２の温度を直接検知できるようになっている。また、便座２２の回動軸４５には電極４６が形成され本体２１の軸受け部（図示せず）とともに便座位置検知手段４７を構成し、便座が起立状態にあるか着座して使用される略水平の使用位置にあるかを検出するようになっている。本体２１には室温検知手段として室温サーミスタ４８とともに、便座２２のランプヒーター２９に通電することにより昇温を開始した時点からの経過時間をカウントするタイマー部４９を有する制御部５０が設けられている。そして、赤外線センサー２５や着座検知手段４０，サーミスタ４４，便座位置検知手段４７，室温サーミスタ４８からの信号はそれぞれ制御部５０に伝達され、これらの信号に基づいて採暖面である着座部の温度が所定の温度になるよう、ランプヒーター２９への通電が制御されるようになっている。
【００３６】
上記構成により、使用者がトイレに入室した場合、赤外線センサー２５がそれを検知し、その信号が制御部５０に送られる。このとき、便座位置検知手段４７の信号により便座２２が略水平の使用位置にあるのを確認すると、制御部５０はランプヒーター２９に通電を開始する。この付勢により投入エネルギーは瞬時に輻射エネルギーに変換され、フィラメント３３からガラス管３２および輻射反射板２８を経てケース本体４１の方向に放射される。さらに、輻射エネルギーはケース本体４１の内部で一部吸収あるいは反射されるが、その大半は透過し輻射熱吸収層４２および表面化粧層４３の昇温に寄与する。以上の如く便座２２の着座部の採暖面をほぼ瞬時に加温することができるので、ヒーターを常時通電しておくことなく非常に省エネになる。また、表面化粧層４３が可視光を遮断し、便座２２外部への光の漏れを防止するので、使用者に与える不安感を防止できる。
【００３７】
そして制御部５０は、通電開始時のサーミスタ４４および室温サーミスタ４８の信号をもとに、両者の温度差やそれぞれの温度から演算を行い、あらかじめ設定・記憶されている通電制限時間の最適値を選択し、タイマー部４９でカウントしている経過時間が通電制限時間に到達すると通電量を低減またはゼロにし、その後サーミスタ４４の信号をもとに便座２２の着座部が適温になるよう通電量を制御する。これにより、サーミスタ４４は実際に使用者が触れる着座部の温度を検知しているので、精度良く適温まで昇温・維持するので快適であり、さらにサーミスタ４４および室温サーミスタ４８の信号をもとに負荷量に合わせて輻射エネルギーの投入量を制御するのでより精度良く安全に適温まで加熱することができる。また、付勢時間制御を優先的に行うことで通電制限時間後は通電量を低減し昇温速度を減ずるので、温度検知手段の応答速度が遅くても安全に便座を加温することができ、また安価な温度検知手段を使用することもできる。
【００３８】
一方、便座２２が起立状態にあったり、男子使用者が入室後小用のために便座２２を起立状態に持っていったときは、便座位置検知手段４７の信号をもとに制御部５０がランプヒーター２９への通電を停止する。これにより、無駄に便座２２を加温することを低減でき、さらに省エネを図ることができるとともに、フィラメント３３の張力方向である長さ方向に重力がかかり、これによって断線することを防止できる。
【００３９】
次に、使用者が排便のために着座すると、着座検知手段３８の信号によりランプヒーター２９への通電量をゼロまたは便座温度が過昇しないところまで低減する。これにより、万一サーミスタ４４などが故障しても使用中に便座温度が過昇することなく、火傷等が生じる心配なく安全である。加えて、便座への着座直前だけ便座加温を行うので、非常に省エネになるものである。
【００４０】
また、本発明の暖房便座は、合成樹脂製の上・下２つの部材をそれぞれの内周縁および外周縁で溶着接合してケース２６を形成し、便座２２の内部を水等の浸入を阻止できる密閉構造としているので、水や尿，洗剤等の浸入を防ぎ、空洞部２７に設けたランプヒーター２９などの構成部品の劣化と、便座内部からの異臭の発生を防ぐことができる。そして、使用者が目的に合わせて、便座２２を起立状態と略水平状態に開閉しても、弾性材であるゴムブッシュ３５を有するランプヒーター固定具３６の衝撃減衰効果に加えてゴム足３７の効果により、ランプヒーター２９への衝撃が吸収され、ガラス管やフィラメントの破損を防ぎ耐久性を向上することができる。
【００４１】
なお、ここでは着座検知手段３８を脚ゴム３９内のマイクロスイッチ４０で構成したもので説明したが、回動自在に設けた便座２２のヒンジ部等に設けても良く、その場所や構成は種々のものが考えられる。
【００４２】
（実施例２）
図５は本発明の実施例２の温水洗浄機能付き暖房便座の斜視図、図６は便座の一部切り欠き平面図であり、図１〜図４と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、本体２１には送風機５１が設けられており、この送風機５１から送られる空気流を、便座２２の後部に設けた給気口５２から導入し、便座２２内を左右に分流して便座２２前部に設けられた排気口５３から吹き出すことができるように、便座２２内に給気口５２と排気口５３を連通する通風路５４が設けられている。
【００４３】
上記構成により、送風機５１を運転することにより空気流が給気口５２から導入されて通風路５４を通る。この空気流が便座２２内部を冷却し、空洞部２７に設けた構成部品の温度上昇を防ぐことができ信頼性を高めることができる。さらに、通風路内５４で暖められた温風を便座２２前部に設けられた排気口５３から吹き出すことにより使用者の足元を暖房し快適性を向上することができる。
【００４４】
（実施例３）
図７は本発明の実施例３の暖房便座の便座前部の要部断面図であり、図４と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、ケース２６は合成樹脂製の上・下２つの部材をそれぞれの内周縁および外周縁の接合部５５で溶着接合して形成されていることにより、空洞部２７と大気とを連通する開口部となり得る接合部５５は、便座２２内部への水や尿，洗剤等の浸入を防止できるよう防水構造になっている。そして圧力開放口５６が、便座２２の内部から内周縁に向かって下方へ傾斜して設けられている。
【００４５】
上記構成により、空洞部２７と大気とを連通する開口部は圧力開放口５６を除き全て防水構造としてシールされ、圧力開放口５６も便座２２をどの位置に回動させても下方へ傾斜するようになっており、水等が浸入し難い構成となっている。これにより、空洞部２７に設けた構成部品の劣化と便座内部からの異臭の発生を防ぐことができるとともに、便座２２内部の温度上昇による圧力上昇を圧力開放口５６から逃がすことにより、繰り返し応力が構造部材であるケース２６に加わることによる劣化を防ぐこともできる。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように本発明の暖房便座によれば、次の効果が得られる。
【００４７】
すなわち、本願発明によれば、ヒーターを常時通電させておいて便座を加温しておく必要がなく、使用者がトイレに入室した後、便座に着座するまでの数秒間で便座の着座部を適温まで高速に昇温させることができ、非常に省エネになるとともに、昇温速度がはやくても精度良く快適に適温まで昇温・維持させることができる。
【００４８】
そして、略水平状態にないときに輻射型発熱体への付勢が行われないので、男子小用で使用される場合に無駄に便座を加温することが低減でき、さらに省エネを図ることができる。また、輻射型発熱体としてガラス管内にフィラメントを設けたランプヒーターを用いたものでは、発熱中のフィラメントに張力方向に重力がかかり断線するといったことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における暖房便座の概略構成図
【図２】同実施例の暖房便座の斜視図
【図３】同実施例の暖房便座の一部切り欠き平面図
【図４】同実施例の暖房便座のケース上部の要部断面図
【図５】本発明の実施例２における暖房便座の斜視図
【図６】同実施例の暖房便座の一部切り欠き平面図
【図７】本発明の実施例３における暖房便座の前部の要部断面図
【符号の説明】
２２便座
２７空洞部
２９ランプヒーター（輻射型発熱体）
３２ガラス管
３３フィラメント
３５ゴムブッシュ（弾性体）
３６ランプヒーター固定具
４０着座検知手段
４１ケース本体（輻射熱透過性材料）
４２輻射熱吸収層
４３表面化粧層（光遮断層）
４４サーミスタ（温度検知手段）
４７便座位置検知手段
４８室温サーミスタ（室温検知手段）
４９タイマー部
５０制御部
５２給気口
５３排気口
５４通風路
５５接合部（開口部）
５６圧力開放口

Claims

内部に空洞部が形成された熱容量の小さい便座と、前記空洞部に設けられた輻射型発熱体と、前記便座の着座部と、前記着座部に設けた輻射熱吸収層と、前記着座部の温度を検知するように設けた温度検知手段と、トイレへの入室を検知する人体検知手段と、前記便座への着座を検知する着座検知手段と、便座位置検知手段と、輻射型発熱体を制御する制御部とを備え、前記制御部は前記人体検知手段からの人体入室信号を受信した際は、前記便座位置検知手段からの信号により前記便座が略水平の使用位置にあると判断した場合は前記輻射型発熱体へ通電し、前記着座検知手段により着座を検知すると、前記輻射発熱体への通電を停止しまたは通電量を低減することを特徴とした暖房便座。
制御部は前記人体検知手段からの人体入室信号を受信した後、便座位置検知手段からの信号により前記便座が略水平の使用位置から略水平の使用位置でない位置に変化したことを検知すると、輻射型発熱体への通電を停止させる請求項１記載の暖房便座。
制御部にはタイマー部を備え、前記制御部は、前記人体検知手段からの人体入室信号を検知した際の前記温度検知手段の検知信号をもとに前記便座の着座部が適温になる通電時間を演算し、前記タイマー部により前記通電時間が経過するまで輻射型発熱体への通電を行い、その後前記温度検知手段の検知信号に基づいて輻射型発熱体への通電制御を行う請求項１または２記載の暖房便座。
室温を検知する室温検知手段を備え、制御部は前記室温検知手段の信号と温度検知手段の信号に基づいて輻射型発熱体を制御する請求項１から３のいずれか１項記載の暖房便座。
輻射熱吸収層のさらに外面に、輻射型発熱体から放射される全ての可視光を遮蔽する光遮蔽層を備えた請求項１ないし４のいずれか１項記載の暖房便座。
便座に設けられた給気口と、前記便座前部に設けられた排気口と、前記給気口と前記排気口を連通し前記便座内部の空洞部に設けられた通風路を備えた請求項１ないし５のいずれか１項記載の暖房便座。
便座内部の空洞部を密閉構造とした請求項１ないし５のいずれか１項記載の暖房便座。
便座は、内部に空洞部を有し、部分的に圧力解放口を設け、前記圧力解放口を除いた全ての開口部を防水構造とした請求項１ないし５のいずれか１項記載の暖房便座。
輻射型発熱体としてのガラス管内にフィラメントを設けたランプヒーターと、前記ランプヒーターへの衝撃を吸収する弾性材で構成されたランプヒーター固定具とを備えた請求項１ないし８のいずれか１項記載の暖房便座。
複数の温度過昇防止構成を設けた請求項１から９のいずれか１項に記載の暖房便座。