JP4265375B2 - 電気便座 - Google Patents

Description

本発明は、ヒータで便座を暖める電気便座に関するものである。

従来、この種の電気便座は、図１２のようなものであった。

図１２において、１０１は便座で、１０２は電気便座本体で、便座１０１には、ヒータ１０３と便座温度を検出するサーミスタ１０４が設けられ、電気便座本体１０２には、本体側電気回路１０５が設けられている。ヒータ１０３とサーミスタ１０４は、電気便座本体１０２内にある中継コネクタ１０６、１０７により本体側電気回路１０５と電気的に接続されている。１０８は電源コードである。

本体側電気回路１０５は、サーミスタ１０４が検出する便座１０１の温度に基づいてヒータ１０３を制御する。

しかし、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。

しかしながら、前記従来の電気便座では、ヒータ１０３用の配線が２本とサーミスタ１０４用の配線が２本の合計４本の電気的な配線が必要であり、便座１０１と電気便座本体１０２とを電気的に４線で接続しようとすると、前記従来の電気便座の様な中継コネクタ１０６、１０７を用いる構成などにならざるおえなく、便座１０１と電気便座本体１０２を完全に脱着できる構成の実現が、非常に難しかったという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、便座と電気便座本体の電気的な配線を２本で行う事により、便座と電気便座本体とを完全に脱着できる構成の実現性を向上した電気便座を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気便座は、第１に、便座と、電気便座本体と、商用交流電源とを備え、前記便座は、便座ケースと、前記便座ケースに設けられるヒータと、前記便座の温度を検出する温度検出手段と、発振部を備えた便座側電気回路とを有し、前記電気便座本体は、本体ケースと、本体側電気回路とを有し、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とは、電気的に２線の電気配線で接続し、前記商用交流電源の半周期の期間は前記２線の電気配線を介して前記温度検出手段が検出した抵抗値の信号を前記発振部で周波数信号に変換して本体側電気回路に伝達し、他の半周期の期間は前記２線の電気配線を介して前記ヒータへの電力を供給することを特徴とするものである。

第２に、便座と電気便座本体は着脱可能な構成とし、便座に設けたプラグと電気便座本体に設けたプラグ受けにより、２線の電気配線が接続されることを特徴とするものである。

第３に、本体側電気回路の２線の電気配線のライン上に開閉器を備え、便座が電気便座本体より外された場合、前記開閉器をオフし、前記２線の電気配線への通電をオフすることを特徴とするものである。

第４に、本体側電気回路に便座温度設定部を備え、便座の温度設定が可能なものである。

本発明の電気便座は、便座側電気回路と本体側電気回路とを電気的に２線で接続するので、機構的に便座を脱着する構成の実現性を向上することができる。

第１の発明は、便座と、電気便座本体と、商用交流電源とを備え、前記便座は、便座ケースと、前記便座ケースに設けられるヒータと、前記便座の温度を検出する温度検出手段と、発振部を備えた便座側電気回路とを有し、前記電気便座本体は、本体ケースと、本体側電気回路とを有し、便座側電気回路と本体側電気回路とは、電気的に２線の電気配線で接続され、商用交流電源の半周期の期間は２線の電気配線を介して温度検出手段が検出した抵抗値の信号を前記発振部で周波数信号に変換して本体側電気回路に伝達し、他の半周期の期間は２線の電気配線を介してヒータへの電力を供給するので、従来より電気配線数を減らして少なくすることができ、便座と電気便座本体とを完全に脱着できる構成の実現性を向上することができるとともに、便座と電気便座本体との電気的な配線が２本にもかかわらず、従来と同様に便座の温度制御を行うことができる。

第２の発明は、便座と電気便座本体は着脱可能な構成とし、便座に設けたプラグと電気便座本体に設けたプラグ受けにより、２線の電気配線が接続されるので、便座と電気便座本体とを完全に脱着できる構成の実現性を向上することができる。

第３の発明は、本体側電気回路の２線の電気配線のライン上に開閉器を備え、便座が電気便座本体より外された場合、前記開閉器をオフし、前記２線の電気配線への通電をオフすることにより、便座を電気便座本体から外した状態の場合、開閉器で２本の配線を非充電状態にすることにより、使用者の感電を防ぐことができる。

第４の発明は、本体側電気回路に便座温度設定部を備え、便座の温度設定が可能なであるので、使用者の好みに応じて便座の設定温度を変えることができる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電気便座を示す斜視図である。

図１において、１は便座で、２は電気便座本体で、便座１は、便座ケース３で覆われ、便座ケース３内には、便座側電気回路４が設けられ、便座側電気回路４には、ヒータ５と、便座１の温度を検出する温度検出手段であるサーミスタ６と、凸状のプラグ７と凸状のプラグ８とが接続され、電気便座本体２は、本体ケース９で覆われ、本体ケース９内には、本体側電気回路１０が設けられ、本体側電気回路１０には、凹状のプラグ受け１１と凹状のプラグ受け１２と、電源コード１３とが接続されている。

図２は、本発明の第１の実施の形態における電気便座の便座側電気回路４と本体側電気回路１０と商用交流電源４０との電気接続を示す概略回路構成図であり、便座側電気回路４は、便座側第一整流器であるダイオード２１と、便座側第二整流器であるダイオード２２と、便座側抵抗である抵抗２３と、便座側スイッチング素子であるトランジスタ２５と、駆動部２６と、発振部２７と、便座側電源部である電源部２８などより構成され、本体側電気回路１０は、本体側第一整流器であるダイオード２９と、本体側第二整流器であるダイオード３０と、本体側スイッチング素子であるトライアック３１と、本体側抵抗である抵抗３２と、交流分取出部３３と、増幅部３４と、出力部３５と、制御部３６と、本体側電源部である電源部３７などより構成され、便座側電気回路４と本体側電気回路１０とは、図１に示すプラグ７とプラグ８をプラグ受け１１とプラグ受け１２にそれぞれ挿入することにより、図２に示す電気配線３８と電気配線３９の２線で接続されており、本体側電気回路１０は、電源コード１３により商用交流電源４０に接続されている。

便座側電気回路４と本体側電気回路１０と商用交流電源４０とにより構成される電気回
路は、商用交流電源４０の一端ａに一端を接続されるヒータ５とダイオード２１の直列回路と、ヒータ５とダイオード２１の直列回路の他端と商用交流電源４０の他端ｂとの間に接続されるダイオード２９とトライアック３１の直列回路と、ヒータ５とダイオード２１の直列回路に並列接続されるダイオード２２と抵抗２３とトランジスタ２５の直列回路と、ダイオード２９とトライアック３１の直列回路にはダイオード３０と抵抗３２の直列回路が並列接続され、商用交流電源４０の一方の半周期の期間は、ダイオード２１とダイオード２９が導通しダイオード２２とダイオード３０は非導通となる向きに接続され、商用交流電源４０の他方の半周期の期間は、ダイオード２２とダイオード３０が導通しダイオード２１とダイオード２９は非導通となる向きに接続され、発振部２７を構成する電気回路には、サーミスタ６が電気回路の一部として組み込まれ、発振部２７の出力は駆動部２６に接続され、駆動部２６の出力はトランジスタ２５のベース端子に接続されている。発振部２７と駆動部２６を動作させるのに必要な電源は、電源部２８により供給されている。また、ダイオード３０と抵抗３２の直列回路の接続点は交流分取出部３３に接続され、交流分取出部３３の出力は増幅部３４に接続され、増幅部３４の出力は出力部３５に接続され、出力部３５の出力は制御部３６に接続され、制御部３６の出力はトライアック３１のゲート端子に接続されている。交流分取出部３３と増幅部３４と出力部３５と制御部３６を動作させるのに必要な電源は、電源部３７により供給されている。

以上のように構成された電気便座について、以下その動作、作用を説明する。

まず、商用交流電源４０の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より高い位相の半周期の期間は、商用交流電源４０→抵抗３２→ダイオード３０→電気配線３９→抵抗２３→トランジスタ２５→ダイオード２２→電気配線３８→商用交流電源４０の回路が構成されることになるが、サーミスタ６は、便座１の温度に応じて抵抗値を変化し、サーミスタ６を回路の一部に組み込んだ発振部２７は、変化するサーミスタ６の抵抗値の信号を周波数の信号に変換し、駆動部２６は、発振部２７が出力する発振周波数でトランジスタ２５を駆動してオン・オフさせ、抵抗２３を回路に接続・非接続する。交流分取出部３３に入力される抵抗３２とダイオード３０の接続点ｃ点のａ点から見た電圧は、商用交流電源４０の電圧をｖｉｎ、抵抗３２の抵抗値をＲ１、抵抗２３の抵抗値をＲ２とし、ダイオード３０の順方向電圧降下とダイオード２２の順方向電圧降下とトランジスタ２５のコレクタ・エミッタ間飽和電圧を無視すれば、トランジスタ２５がオンの状態では、（Ｒ１・ｖｉｎ）／（Ｒ１＋Ｒ２）となり、トランジスタ２５がオフの状態では、ｖｉｎとなり、ｃ点の電圧波形には、サーミスタ６の抵抗値で決まる発振部２７の発振周波数のパルスが発生することになる。交流分取出部３３は、ｃ点の電圧波形に含まれる発振部２７で決められた周波数成分を取り出し、増幅部３４は、交流分取出部３３が取り出した周波数成分を増幅し、出力部３５は、制御部３６に発振部２７の発振周波数の信号を入力する。制御部３６は、出力部３５より入力される周波数信号より、間接的に便座１の温度を検知できることになる。この様に、図２に示す回路は、商用交流電源４０の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より高い位相の半周期の期間は、便座温度を検出する機能を有するものである。

次に、商用交流電源４０の電圧の位相において、ａ点の電位がｂ点の電位より高い位相の半周期の期間は、商用交流電源４０→電気配線３８→ダイオード２１→ヒータ５→電気配線３９→ダイオード２９→トライアック３１→商用交流電源４０の回路が構成され、制御部３６は、商用交流電源４０の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より高い位相の半周期の期間に検出した便座１の温度と、あらかじめ設定されている目標温度、例えば、３８℃と比較し、便座１の温度が３８℃になるようにトライアック３１を駆動して、ヒータ５の導通・非導通を制御する。

以上の説明の様に、便座１の便座側電気回路４と電気便座本体２の本体側電気回路１０を電気配線３８と電気配線３９の２線で接続しているにもかかわらず、便座１の温度情報を伝達し、同時に、ヒータ５の電力を供給するので、本実施の形態１で示した様な、便座１と電気便座本体２を完全に脱着できる構成を容易に実現できるものである。

なお、駆動部２６は、一例として、図３に示す抵抗４１、抵抗４２、抵抗４３、抵抗４４、比較器（コンパレータ）４５、コンデンサ４６よりなる構成で実現でき、発振部２７は、一例として、図４に示す抵抗５１、抵抗５２、抵抗５３、抵抗５４、比較器（コンパレータ）５５、コンデンサ５６よりなる構成で実現でき、交流分取出部３３は、一例として、図５に示す抵抗６１、抵抗６２、コンデンサ６３よりなる構成で実現でき、増幅部３４は、一例として、図６に示す抵抗７１、抵抗７２、演算増幅器（オペアンプ）７３、コンデンサ７４、コンデンサ７５よりなる構成で実現でき、出力部３５は、一例として、図７に示す抵抗８１、抵抗８２、抵抗８３、抵抗８４、抵抗８５、演算増幅器（オペアンプ）８６、コンデンサ８７、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）８８よりなる構成で実現でき、制御部は、マイコンを用いることで容易に実現できる。

なお、交流分取出部３３の入力は、本実施の形態１ではダイオード３０のアノード端子に接続したが、図８に示す様に、ダイオード３０のカソード端子としても同様の効果を奏する。

なお、電源部２８は、電池を用いても良く、また、図９に示す様に抵抗９１を介して構成するものでも良い。

なお、抵抗３２とダイオード３０の直列回路は、図１０に示す様に、抵抗３２と抵抗９２とダイオード３０の直列回路とし、交流分取出部３３の入力は、抵抗３２と抵抗９２の接続点としても良い。

（実施の形態２）
図１１は、本発明の第２の実施の形態における電気便座の概略回路構成図である。

図１１において、９３は便座温度設定部で、便座温度設定部９３の出力は制御部３６に接続され、また、９４は、開閉器である２ａ接点のリレーで、リレー９４は、本体側電気回路１０内に、電気配線３９と電気配線３８のそれぞれのライン上に２つのそれぞれの接点が接続される様に設けられること以外は、上記実施の形態１と同じ構成である。

便座１の目標温度は、使用者が便座温度設定部９３により、例えば、「切」、「低」、「適」、「高」の４段階に設定でき、制御部３６は、便座温度設定部９３の出力を入力し、便座温度設定部９３により設定された温度になるようにトライアック３１を駆動する。

便座１が外されると、本体側電気回路１０内の制御部３６は、リレー９４をオフする。

従って、便座１が、電気便座本体２から外されている状態で、使用者がプラグ受け１１やプラグ受け１２に触れたとしても感電することはなく、安全性を確保しつつ、便座１と電気便座本体２を脱着できる構成を実現できる。

以上のように本発明にかかる電気便座は、ヒータで便座を暖める電気便座に適用できる。

本発明の実施の形態１における電気便座の斜視図 本発明の実施の形態１における電気便座の概略回路構成図 本発明の実施の形態１における電気便座の駆動部の具体的回路構成例を示す回路図 本発明の実施の形態１における電気便座の発振部の具体的回路構成例を示す回路図 本発明の実施の形態１における電気便座の交流分取出部の具体的回路構成例を示す回路図 本発明の実施の形態１における電気便座の増幅部の具体的回路構成例を示す回路図 本発明の実施の形態１における電気便座の出力部の具体的回路構成例を示す回路図 本発明の実施の形態１における電気便座の別の概略回路構成図 本発明の実施の形態１における電気便座の別の概略回路構成図 本発明の実施の形態１における電気便座の別の概略回路構成図 本発明の実施の形態２における電気便座の概略回路構成図 従来の電気便座の斜視図

符号の説明

１ 便座
２ 電気便座本体
３ 便座ケース
５ ヒータ
６ サーミスタ（温度検出手段）
４ 便座側電気回路
９ 本体ケース
１０ 本体側電気回路
２１ ダイオード（便座側第一整流器）
２２ ダイオード（便座側第二整流器）
２３ 抵抗（便座側抵抗）
２５ トランジスタ（便座側スイッチング素子）
２６ 駆動部
２７ 発振部
２８ 電源部（便座側電源部）
２９ ダイオード（本体側第一整流器）
３０ ダイオード（本体側第二整流器）
３１ トライアック（本体側スイッチング素子）
３２ 抵抗（本体側抵抗）
３３ 交流分取出部
３４ 増幅部
３５ 出力部
３６ 制御部
３７ 電源部（本体側電源部）
４０ 商用交流電源
９３ 便座温度設定部
９４ リレー（開閉器）

Claims (4)

1. 便座と、電気便座本体と、商用交流電源とを備え、前記便座は、便座ケースと、前記便座ケースに設けられるヒータと、前記便座の温度を検出する温度検出手段と、発振部を備えた便座側電気回路とを有し、前記電気便座本体は、本体ケースと、本体側電気回路とを有し、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とは、電気的に２線の電気配線で接続し、前記商用交流電源の半周期の期間は前記２線の電気配線を介して前記温度検出手段が検出した抵抗値の信号を前記発振部で周波数信号に変換して本体側電気回路に伝達し、他の半周期の期間は前記２線の電気配線を介して前記ヒータへの電力を供給することを特徴とする電気便座。
2. 便座と電気便座本体は着脱可能な構成とし、便座に設けたプラグと電気便座本体に設けたプラグ受けにより、２線の電気配線が接続されることを特徴とする請求項１に記載の電気便座。
3. 本体側電気回路の２線の電気配線のライン上に開閉器を備え、便座が電気便座本体より外された場合、前記開閉器をオフし、前記２線の電気配線への通電をオフすることを特徴とする請求項２に記載の電気便座。
4. 本体側電気回路に便座温度設定部を備え、便座の温度設定が可能な請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気便座。

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