JP4525363B2 - 暖房便座 - Google Patents

Description

本発明は、用便のために着座したとき臀部を暖める暖房便座に関するものである。

図４に一般的な暖房便座装置の全体的な構造を示す。この暖房便座装置は、人体の局部の洗浄を行う機構を有する局部洗浄装置本体１と使用者が座るための便座２と便座２や便器を覆うための便蓋３とで構成していた。この便座２は図５に示す便座上部２ａと便座下部２ｂとから形成されており、この便座上部２ａと便座下部２ｂとの間に熱源を配置してある。

従来、便座２に熱源を設ける場合、便座上部２ａの裏面に熱源としてアルミニウム箔等を貼り付けたチュービングヒータ、温度制御機構として温度ヒューズ等を配置して、着座時に人体の臀部を暖めるための便座暖房機能を持たせていた。チュービングヒータはニクロム線の周りを絶縁材で被覆したものであり、チュービングヒータはコストと信頼性のバランスに優れているために従来は上記の構造が一般的であった。

しかし、このような構造では便座上部２ａの裏面に熱源を配置しているために、便座着座時等に十分な強度を持たせるためには便座上部２ａの樹脂に適当な厚みが必要になることを考慮すると、熱源から人体までの間に存在する物質の熱容量により、通電開始後から快適な着座温度に昇温させるのに、特に冬場は時間がかかる。従って、使用時に快適な便座暖房温度を提供するためには未使用時においても常に便座２を一定温度で保つ必要があり、電力、コストの無駄になっていた。また通電開始後に熱源から便座２表面までの熱伝導をよくするために、熱源から人体までの物質の熱容量を小さくした場合においても、チュービングヒータのような線状のヒータでは、ヒータ通電後に速やかに温度を上げたい場合に、ヒータ上の箇所とそうでない箇所に温度差が大きくなり、便座２上を快適な温度にすることは困難である。

このような従来の暖房便座の問題点を解決するために、熱源に面状発熱ヒータを用いる提案が行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この特許文献１のものはポリエステル樹脂等の箔に正の温度抵抗特性を持つ導電性発熱材と電極とを印刷または塗布で形成した面状発熱ヒータを便座の本体の成形と一体成形により内蔵させるものである。また一体成形の手段として、特許文献２のように便座上部を合成樹脂シートから真空成形により成形し、その裏面部の彎曲状に沿って面状発熱ヒータを貼り付け、射出成形により便座裏面部を一体に形成することが提案されている。しかし、このような面状発熱ヒータを一体的に形成する際には、温度むらを少なくするために人体から熱源までの距離を便座上で一定にしておく必要があり、そのため面状発熱ヒータを便座の形状に合わせて複雑な曲面状に形成する必要性がある。

また他の手段として、便座表面または便座上部の裏側に直接印刷または塗布により面状発熱ヒータを形成することも考えられるが、この手段では面状発熱ヒータの厚さを均一に便座表面や便座上部裏面に形成することが困難であり、面状発熱ヒータの厚さが均一でないことから単位面積当たりの抵抗値が異なり、温度むらとなることが考えられる。そこで面状発熱ヒータの形成の容易さの観点からも、薄膜状の平面の箔に正の温度係数を持つ導電性樹脂と電極を印刷、塗布等により形成後に、それを便座と一体に成形することが最適と考えられる。
特開昭５８−１２４４１７号公報 特公平７−１０２５０号公報

上記のように、従来の便座上部の裏面にチュービングヒータを配置した暖房便座では、着座可能な強度にするために便座上部にある程度の厚さが必要であった。そのために便座表面が快適に着座する温度まで上昇するのに時間がかかった。また便座上部を薄くした場合は、チュービングヒータを便座上部の裏面に配置しているため、温度むらの原因となり、しかもこの場合、便座強度を保つために補強リブを配置しようとしても、便座上部の裏面にチュービングヒータがあるために十分な強度を持たせるための補強リブを構成することが困難である。さらに補強リブを便座上部に形成した場合、便座上部の表面にヒケ等が発生することが考えられ、意匠等に影響するという問題がある。

また熱源を面状発熱ヒータとした場合、便座表面の温度を速やかに上昇させるためには
、面状発熱ヒータの周りの物質の周りの熱容量を小さく抑えることが課題となる。よって着座側と反対方向のヒータ面を断熱構造にすることが必要になる。しかしながら、断熱材は一般的に断熱性能と強度とは反比例するために、便座表面の即暖性と便座の強度を両立させることは困難である。よって断熱材補強と同時に断熱性能を向上させる構造とすることが必要になる。

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、便座強度を着座に十分な強度にでき、しかも樹脂の成形材料も削減できると共に軽量化を図ることができ、さらにヒータの裏面側への熱伝導を抑えて熱損失を少なくできると共に表面の温度を速やかに上げることができ、さらに補強リブによりヒケ等が発生しても外観上見えないようにして意匠性を向上することができる暖房便座を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の請求項１の暖房便座は、樹脂成形品のベース４の上面に断熱材５を積層すると共にその上面に面状発熱ヒータ６を積層し、その上面に樹脂成形品の薄膜の表面膜７を積層した暖房便座であって、樹脂成形品のベース４は外面に面する部分は肉厚を薄くした外殻部８となり、外殻部８を外殻部８内の補強リブ９で補強し、前記断熱材と前記ベースとの間に一部或いは全体に空気層が設けられたことを特徴とする。

上記の構成によれば、ベース４の外殻部８の肉厚を薄くしても補強リブ９にて補強して便座の強度を増すことができる。またこれによりベース４を成形する成形材料を削減できると共に便座の電動開閉等で重要となる軽量化を図ることができる。またベース４の上に積層した断熱材５が薄い等でベース４側に熱伝導が生じても、ベース４の外面部である外殻部８の肉厚を薄くすることで熱容量が小さいために熱損失を少なくできると共に表面の温度を速やかに上げることができる。さらにベース４は断熱材５で覆われるためにベース４に補強リブ９により樹脂のヒケが生じても外観上見えないようにでき、意匠への影響をなくすことができる。また、断熱材５とベース４との間の空気層１０で熱移動を小さくすることができ、断熱性を向上させて便座の表面の昇温性を向上させることができる。

また本発明の請求項２の暖房便座は、請求項１において、断熱材５として強度の弱い断熱材層５ａと強度の強い断熱材層５ｂとを重ねて同時に設けたことを特徴とする。断熱材５は一般的に断熱性能と強度は反比例の関係にあるが、断熱性能が高いが強度の弱い断熱材層５ａと断熱性能が低いが強度が強い断熱材層５ｂとを同時に設けることにより断熱性能と強度のバランスの取れた便座とすることができる。

また本発明の請求項３の暖房便座は、請求項１または２において、空気層１０の空気の移動を防止する壁１１がベース４に形成されたことを特徴とする。空気層１０内の空気の対流を壁１１にて防止でき、対流による熱伝達を減らすことができると共に便座表面の昇温性を向上させることができる。

本発明は上述の如く構成されているので、ベースの外殻部の肉厚を薄くしても補強リブにて補強して便座の強度を増すことができるという効果があり、またこれによりベースを成形する成形材料を削減できると共に便座の電動開閉等で重要となる軽量化を図ることができるという効果があり、またベースの上に積層した断熱材が薄い等でベース側に熱伝導が生じても、ベースの外面部である外殻部の肉厚を薄くすることで熱容量が小さいために熱損失を少なくできると共に表面の温度を速やかに上げることができるという効果があり、さらにベースは断熱材で覆われるためにベースに補強リブにより樹脂のヒケが生じても外観上見えないようにでき、意匠への影響をなくすことができるという効果がある。

また本発明は断熱性能が高いが強度の弱い断熱材層と断熱性能が低いが強度が強い断熱材層とを同時に設けることにより断熱性能と強度のバランスの取れた便座とすることができるという効果があり、また断熱材とベースとの間の空気層で熱移動を小さくすることができ、断熱性を向上させて便座の表面の昇温性を向上させることができるという効果があり、さらに空気層内の空気の対流を壁にて防止でき、対流による熱伝達を減らすことができると共に便座表面の昇温性を向上させることができるという効果がある。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。先ず図１に示す例から述べる。

図１に示すように樹脂成形品からなるベース４の上に断熱材５を積層し、断熱材５の上には面状発熱ヒータ６を積層し、面状発熱ヒータ６の上には樹脂成形品からなる薄膜の表面膜７を積層して暖房便座を形成してある。ベース４は暖房便座の主体となるものであって、全体的な形状は長円環状や馬蹄形状に形成されている。ベース４はベース４の外面に面する外殻部８と外殻部８内の補強リブ９とで構成されている。本例の場合、外殻部８は断面略半円状の上面部８ａと平板状の底板部８ｂとで構成されており、上面部８ａと底面部８ｂとの間に鉛直方向を向く複数本の補強リブ９を並設してある。かかる補強リブ９は外殻部８の上面部８ａと一体に成形し、別体で成形した底面部８ｂを後で貼り付けて一体化することが望ましい。

上記のように暖房便座が構成され、薄肉にしたことにより強度の弱くなる外殻部８を補強リブ９で補強することができて着座可能な強度の便座にできる。またベース４を成形する成形材料を削減できると共に電動開閉便座等で重要となる軽量化を図れる。ベース４の外殻部８の肉厚を薄くしたことにより、断熱材５が薄い等で断熱性能が不足してベース４側に熱伝導が生じてもそこでの熱伝導が生じてもそこでの熱容量が小さいために熱損失を少なくすることができる。さらにベース４は断熱材５で覆われるためにたとえ補強リブ９の成形によりヒケ等が発生しても意匠性の影響をなくすことができる。

次に図１に示す暖房便座の具体的な構成について述べると、以下の通りである。上記面状発熱ヒータ６は、例えば導電性材料にカーボンを含有した抵抗体であり、銅である電極に接しており、電極に電圧を加えることで昇温するようになっている。便座の着座面側の樹脂の表面膜７は人体と面状発熱ヒータ６との間の絶縁、もしくは絶縁空間を必要としない仕様の場合における面状発熱ヒータ６の表面保護等の目的に設けられ、例えば人体と面状発熱ヒータ６との絶縁空間を必要としない場合は例えば厚さ０．１ｍｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ポリカーボネート等の樹脂のフィルムで形成する。また便座の表面温度を速やかに暖めることを目的とする場合、面状発熱ヒータ６の着座面側に対して裏側に断熱材５を貼って断熱構造されるが、この断熱材５としては例えばＰＰの発泡樹脂等が用いられる。断熱材５より人体の接触面と反対側に形成された補強リブ９は所定の間隔で配置され、これにより人体着座時に生じる便座の歪が抑えられる。例えば、従来の便座における便座上部の厚さを３ｍｍとして、本発明により１ｍｍまで薄肉化が可能である場合、樹脂の成形材料は２／３程度削減することができ、大幅に無駄な成形材料を減らすことができる。また昇温性に関してはベース４の外殻部８の上面部８ａに配置した断熱材５が薄い等で断熱性能が不足してベース４側に熱伝導が生じても、ベース４の外殻部８の上面部８ａの薄肉化により、そこでの熱容量が小さいために熱損失を小さくすることができる。例えば、表面膜７の厚さを０．１ｍｍ、面状発熱ヒータ６の厚さを０．０４ｍｍ、ベース４の外観部８の上面部８ａの厚さを１ｍｍとすると、合計の厚さが１．１４ｍｍとなるのに対して従来のように便座上部の厚さが３ｍｍの場合合計の厚さが３．１４ｍｍとなるのと比較して、明らかに熱損失を小さくすることが
できて昇温性が向上する。またベース４の外殻部８の上面部８ａの薄肉化と補強リブ９を設けることとでベース４の樹脂による成形時にヒケ等が生じても断熱材５や面状発熱ヒータ６等により人体の触れる便座表面には現れず、意匠性への影響をなくすことができる。

次に図２に示す例について述べる。本例の場合も、図２に示すように樹脂成形品からなるベース４の上に断熱材５を積層し、断熱材５の上には面状発熱ヒータ６を積層し、面状発熱ヒータ６の上には樹脂成形品からなる薄膜の表面膜７を積層して暖房便座を形成してあるが、本例の場合、断熱材５として断熱性が高い強度の弱い断熱材層５ａと断熱性が低いが強度が強い断熱材層５ｂとを重ねて同時に設けている。このように断熱材層５ａと断熱材層５ｂとを同時に設けると、断熱性能と強度のバランスが取れ、断熱性を向上しながら便座の強度を向上できる。

この図２に示す暖房便座の具体的な構造について述べると以下の通りである。面状発熱ヒータ６の着座面側と反対の裏側に断熱材５を設けて断熱構造を形成し、断熱材５より人体の接触面と反対側に補強リブ９が形成されているが、この断熱材５の部分が異なる熱伝導率の材料を組み合わせて構成されている。例えば、着座面側に近い側の断熱材層５ａは厚さ１ｍｍの発泡倍率が５倍のＰＰとし、着座面側に遠い側の断熱材層５ｂは厚さ１ｍｍの発泡倍率が２倍のＰＰとしてあり、断熱材層５ａと断熱材層５ｂとを接する形で積層してある。このようにベース４の上面に、まずは断熱性が低いが強度の強い断熱材層５ｂを積層し、その上に断熱性が高いが強度の弱い断熱材層５ａを積層することで、１種類の断熱材５で形成するよりも、断熱性能と強度のバランスが取れた便座とすることが可能となる。

次に図３に示す例について述べる。本例の場合も、図３に示すように樹脂成形品からなるベース４の上に断熱材５を積層し、断熱材５の上には面状発熱ヒータ６を積層し、面状発熱ヒータ６の上には樹脂成形品からなる薄膜の表面膜７を積層して暖房便座を形成してあるが、断熱材５とベース４との間に空気層１０を設けてある。このように断熱材５とベース４との間に空気層１０を設けることにより断熱材５とベース４との間での熱伝導を小さくすることができ、断熱効果を向上させることができて便座表面の昇温性を向上させることができる。また空気層１０の空気の移動を防止する壁１１がベース４に形成されている。このように空気の移動を防止する壁１１を設けることにより、空気層１０内の空気の対流による熱損失を減らすことができ、更に便座表面の昇温性を向上することができる。

図３に示す暖房便座の具体的な構造について述べると以下の通りである。面状発熱ヒータ６の着座面側に対して裏側に断熱材５の断熱構造を形成し、断熱材５より着座面側と反対側には補強リブ９が形成されているが、ベース４の外殻部８の上面部８ａと断熱材５との間に空気層１０が形成されている。この空気層１０は断熱材５とベース４の上面部８ａとの間の一部または全面に形成さており、断熱材５で十分に断熱されなかった熱をこの空気層１０で断熱可能になっている。例えば、この空気層１０はベース４と断熱材５との間で１ｍｍの隙間をもって形成されている。また空気層１０の空気の移動を防止する壁１１がベース４と一体に設けられており、壁１１にて空気層１０内を仕切っている。このように空気層１０を壁１１で仕切ることにより対流による熱伝達を減少させることができる。またこの壁１１を補強リブ９の直上に設けることにより着座時の便座の強度を増すことができる。

本発明の暖房便座の実施の形態の一例の要部の断面図である。 同上の他の例の要部の断面図である。 同上の他の例の要部の断面図である。 暖房便座装置の全体を示す斜視図である。 従来例の便座上部の斜視図である。

４ ベース
５ 断熱材
６ 面状発熱ヒータ
７ 表面膜
８ 外殻部
９ 補強リブ
１０ 空気層
１１ 壁

Claims (3)

1. 樹脂成形品のベースの上面に断熱材を積層すると共にその上面に面状発熱ヒータを積層し、その上面に樹脂成形品の薄膜の表面膜を積層した暖房便座であって、樹脂成形品の前記ベースは外面に面する部分は肉厚を薄くした外殻部となり、前記外殻部を外殻部内の補強リブで補強し、前記断熱材と前記ベースとの間に一部或いは全体に空気層が設けられたことを特徴とする暖房便座。
2. 前記断熱材として強度の弱い断熱材層と強度の強い断熱材層とを重ねて同時に設けたことを特徴とする請求項１記載の暖房便座。
3. 空気層の空気の移動を防止する壁がベースに形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の暖房便座。

Images