JP5029483B2 - Toilet seat device - Google Patents

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Description

本発明は、便座装置の着座検知に関する。   The present invention relates to seating detection of a toilet seat device.

従来、この種の便座装置としては、人体の局部を洗浄する洗浄機能を備えた衛生洗浄装置においては、人体に不快感を与えないようにするために、例えば、洗浄に用いる洗浄水を適切な温度に調整する加熱装置や、人体との接触部である便座の温度を適切な温度に調整する機能を有する装置が案出されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as a toilet seat device of this type, in a sanitary washing device having a washing function for washing a local part of a human body, in order to avoid discomfort to the human body, for example, washing water used for washing is appropriately used. A heating device that adjusts to a temperature and a device that has a function of adjusting the temperature of a toilet seat that is a contact portion with a human body to an appropriate temperature have been devised (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1記載の衛生洗浄装置においては、マグネシウム合金により形成された上部便座ケーシングの内部にヒータが設けられている。ヒータは、芯線、芯線に巻回される発熱線、ならびに芯線および発熱線を覆う被覆チューブにより構成される。発熱線の両端部に電源回路が接続されている。   In the sanitary washing device described in Patent Document 1, a heater is provided inside an upper toilet seat casing formed of a magnesium alloy. The heater is composed of a core wire, a heating wire wound around the core wire, and a coated tube covering the core wire and the heating wire. A power supply circuit is connected to both ends of the heating wire.

このような構成において、電源回路から発熱線に電圧が印加されることにより発熱線が発熱する。そして、その熱が上部便座ケーシングに伝達される。それにより、上部便座ケーシングの温度が上昇し、使用者は快適に便座に着座することができる。   In such a configuration, the heating wire generates heat when a voltage is applied from the power supply circuit to the heating wire. Then, the heat is transmitted to the upper toilet seat casing. Thereby, the temperature of the upper toilet seat casing rises, and the user can comfortably sit on the toilet seat.

また、局部の洗浄機能等の制御に用いる着座検出方法として、静電気の電極を便座内部に配置した便座用着座検出装置がある(例えば、特許文献2参照)。   As a seating detection method used for controlling the local cleaning function and the like, there is a seating detection device for toilet seats in which electrostatic electrodes are arranged inside the toilet seat (see, for example, Patent Document 2).

特許文献2記載の便座用着座検出装置においては、着座面に近接して便座内に敷設された便座加熱用の発熱体と、発熱体に対して電気絶縁された金属伝熱板と、金属伝熱板に対して電気絶縁された着座検出用の検出電極板と、検出電極板を一方の電極とする静電容量変化を検出して着座面への着座を検出する回路部とを備えている。   In the seat detection device for a toilet seat described in Patent Document 2, a heating element for heating the toilet seat that is laid in the toilet seat in the vicinity of the seating surface, a metal heat transfer plate that is electrically insulated from the heating element, and a metal transfer plate A detection electrode plate for detection of seating that is electrically insulated from the heat plate, and a circuit unit that detects a change in capacitance using the detection electrode plate as one electrode to detect seating on the seating surface. .

このような構成において、検出電極板に高周波電圧を印加してこの検出電極板と大地との間の静電容量変化を電気的に検出することにより、着座が検出される。
特開2003−310485号公報 特許第3896629号公報
In such a configuration, seating is detected by applying a high-frequency voltage to the detection electrode plate and electrically detecting a change in capacitance between the detection electrode plate and the ground.
JP 2003-310485 A Japanese Patent No. 3896629

ところで、上記のような従来の衛生洗浄装置において、特許文献1に記載のような、マグネシウム合金により形成された上部便座ケーシングと、特許文献2に記載のような検知電極板による静電容量検知を組み合わせた場合に、便座が人体に接する金属部であるために、アースに接地されてしまい、便座内部に配置された検知電極板では人体と検知電極板の間にアース接続された便座が介在するために、人体の有無での静電容量変化がなくなってしまい、静電容量の変化による着座の検出はできなくなってしまう。   By the way, in the conventional sanitary washing apparatus as described above, capacitance detection is performed by an upper toilet seat casing formed of a magnesium alloy as described in Patent Document 1 and a detection electrode plate as described in Patent Document 2. When combined, the toilet seat is a metal part in contact with the human body, so it is grounded to the ground, and the detection electrode plate placed inside the toilet seat has a toilet seat connected to the ground between the human body and the detection electrode plate. Then, the capacitance change with and without the human body disappears, and seating detection due to the capacitance change becomes impossible.

本発明の目的は、アースに接地された金属性の便座と組み合わせても人体による静電容量を検出して、着座を検出できる便座装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a toilet seat device that can detect a seating by detecting a capacitance of a human body even when combined with a metallic toilet seat grounded to a ground.

前記従来の課題を解決するために、本発明の便座装置は、金属材料を含む着座面を有する便座と、前記着座面の近傍に配置された静電容量検出電極とを備え、前記金属材料を含む着座面を基準電位に規定のインピーダンスで接続し、前記基準電位と前記静電容量検出
電極の静電容量の変化に応じて、人体の着座を検出する着座検出部を備えた構成としたものである。
In order to solve the conventional problems, a toilet seat device of the present invention includes a toilet seat having a seating surface including a metal material, and a capacitance detection electrode disposed in the vicinity of the seating surface, and the metal material is used. A seating surface including a seating detection unit for detecting seating of a human body in accordance with a change in capacitance of the reference potential and the capacitance detection electrode is connected to a reference potential with a specified impedance. It is.

これによって、基準電位に接続された便座と静電容量検出電極の間に、人体が存在する場合とない場合で、変化する静電容量を検知することにより、便座に着座している使用者を検出することができるものである。   As a result, the user sitting on the toilet seat can be detected by detecting the changing capacitance between the presence and absence of a human body between the toilet seat connected to the reference potential and the capacitance detection electrode. It can be detected.

本発明の便座装置は、金属材料を含む着座面を有する便座に加え、静電容量検出電極を追加することにより、簡単な構成で人体の着座を検出することができる。   The toilet seat device of the present invention can detect seating of a human body with a simple configuration by adding a capacitance detection electrode in addition to a toilet seat having a seating surface containing a metal material.

第1の発明は、金属材料を含む着座面を有する便座と、前記着座面の近傍に配置された静電容量検出電極とを備え、前記金属材料を含む着座面を基準電位に規定のインピーダンスで接続し、前記基準電位と前記静電容量検出電極の静電容量の変化に応じて、人体の着座を検出する着座検出部を備えたことにより、基準電位に接続された便座と静電容量検出電極の間に、人体が存在する場合とない場合で、変化する静電容量を検知することにより、便座に着座している使用者を検出することができる。   A first invention includes a toilet seat having a seating surface including a metal material, and a capacitance detection electrode disposed in the vicinity of the seating surface, and the seating surface including the metal material is set to a reference potential with a specified impedance. Connected and provided with a seating detection unit that detects seating of the human body in accordance with changes in the reference potential and the capacitance of the capacitance detection electrode, the toilet seat connected to the reference potential and the capacitance detection The user sitting on the toilet seat can be detected by detecting the changing electrostatic capacity between when the human body is present and not between the electrodes.

第2の発明は、特に第1の発明において、便座を回動自在に枢支する本体部を設け、静電容量検出電極を前記本体に設置することにより、便座に使用者が着座した場合、使用者の身体後部が、便座の着座面と本体に設置した静電容量電極間に介在することとなり、着座面と静電容量電極間の静電容量が変化することで、着座を検出することができる。   In a second aspect of the invention, in particular, in the first aspect of the present invention, when a user is seated on the toilet seat by providing a main body for pivotally supporting the toilet seat and installing a capacitance detection electrode on the main body, The user's body rear part is interposed between the seating surface of the toilet seat and the capacitance electrode installed on the main body, and the seating is detected by changing the capacitance between the seating surface and the capacitance electrode. Can do.

第3の発明は、特に第1の発明において、静電容量検出電極を便座の外周部に設置したことにより、便座に使用者が着座した場合、使用者の臀部および大腿部が、便座の着座面と便座の外周部に設置した静電容量電極間に介在することとなり、着座面と静電容量電極間の静電容量が変化することで、着座を検出することができる。   According to a third aspect of the present invention, in particular, in the first aspect, the capacitance detection electrode is installed on the outer periphery of the toilet seat so that when the user is seated on the toilet seat, the user's buttocks and thighs are It is interposed between the seating surface and the capacitance electrode installed on the outer periphery of the toilet seat, and the seating can be detected by changing the capacitance between the seating surface and the capacitance electrode.

第4の発明は、特に第1の発明において、静電容量検出電極を便座の内周部に設置したことにより、便座に使用者が着座した場合、使用者の臀部および大腿部が、便座の着座面と便座の外周部に設置した静電容量電極間に介在することとなり、着座面と静電容量電極間の静電容量が変化することで、着座を検出することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in particular, in the first aspect, when the user sits on the toilet seat by installing the capacitance detection electrode on the inner periphery of the toilet seat, the user's buttocks and thighs are Between the seating surface and the capacitance electrode installed on the outer periphery of the toilet seat, and the capacitance between the seating surface and the capacitance electrode changes, so that the seating can be detected.

第5の発明は、特に第1〜第4のいずれか1つの発明において、着座検出部の静電容量検出電極の出力の閾値として2値を設定し、一方の値を便座に近づいた人体の検出に使用し、他方の値を着座の検出に使用することにより、一方の閾値で便座装置を使用するためにトイレルームに入室した使用者検出し、他方の閾値で便座へ着座した使用者を検出することが可能となるので、人体の接近と着座を検出を1つの電極で検出することができるので、シンプルで低コストな便座装置を提供することができる。   In a fifth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to fourth aspects of the invention, a binary value is set as an output threshold value of the capacitance detection electrode of the seating detection unit, and one of the values of the human body approaching the toilet seat is set. By using the other value for detection of seating, the user who entered the toilet room to use the toilet seat device at one threshold is detected, and the user seated on the toilet seat at the other threshold is detected. Since it is possible to detect the approach and seating of the human body with one electrode, a simple and low-cost toilet seat device can be provided.

第6の発明は、便座の開閉による静電容量検出電極と便座間の距離の変化よる基準電位と静電容量検出電極間の静電容量変化を検出する着座検出部を備えたことにより、便座の開閉と着座および非着座の状態を1つの静電容量検出電極で検出することができる。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a seating detection unit that detects a reference potential due to a change in the distance between the capacitance detection electrode and the toilet seat due to opening and closing of the toilet seat and a capacitance change between the capacitance detection electrodes. It is possible to detect the open / closed state and the seating / non-sitting state with a single capacitance detection electrode.

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本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.

(実施の形態1)
図1は、温水洗浄便座装置100の構成を示す模式図である。温水洗浄便座装置100
は、本体部200、便座部400を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a warm water washing toilet seat device 100. Toilet seat for hot water washing 100
Includes a main body 200 and a toilet seat 400.

図1に示すように、本体部200は、例えばマイクロコンピュータからなる制御部210、便座の温度を測定する温度測定部401、便座ヒータを駆動するヒータ駆動部402、設定や異常を表示する表示部220、使用者が便座の設定等を変更時に操作する操作部230、制御部等の回路のために、商用電源240から定電圧直流電圧を生成する制御電源部250、水道にホース等で接続された止水電磁弁310、水を加熱し温水にする湯ヒータ320、おしりやビデの洗浄をおこなう局部洗浄ノズル330、人体の着座を検出する着座検出部340を含む。   As shown in FIG. 1, the main body 200 includes a control unit 210 formed of, for example, a microcomputer, a temperature measurement unit 401 that measures the temperature of the toilet seat, a heater drive unit 402 that drives the toilet seat heater, and a display unit that displays settings and abnormalities. 220, a control power supply unit 250 that generates a constant voltage DC voltage from a commercial power supply 240 for a circuit such as an operation unit 230 and a control unit that the user operates when changing settings of the toilet seat, etc. The water stop solenoid valve 310, the hot water heater 320 for heating the water to warm water, the local cleaning nozzle 330 for cleaning the buttocks and the bidet, and the seating detection unit 340 for detecting the seating of the human body.

制御電源部250で生成される定電圧のマイナス側が基準電位であり、制御電源部内で基準電位は商用電源240の片側と規定のインピーダンスC0にて接続されている。さらに、商用電源240と温水洗浄便座の内部アースは規定のインピーダンスCYをもつコンデンサにより接続されている。   The negative side of the constant voltage generated by the control power supply unit 250 is a reference potential, and the reference potential is connected to one side of the commercial power supply 240 with a prescribed impedance C0 in the control power supply unit. Further, the commercial power supply 240 and the internal ground of the warm water washing toilet seat are connected by a capacitor having a prescribed impedance CY.

また、便座部400は便座ヒータ450およびサーミスタ401aを備える。温度測定部401は、サーミスタ401aから出力される温度信号に基づいて、便座温度を電圧へ変換し制御部210へ入力する。   The toilet seat 400 includes a toilet seat heater 450 and a thermistor 401a. The temperature measuring unit 401 converts the toilet seat temperature into a voltage based on the temperature signal output from the thermistor 401 a and inputs the voltage to the control unit 210.

制御部210は、あらかじめ設定され記憶した便座設定温度や、操作部230からの入力に応じて、通電率切替信号をヒータ駆動部402へ入力したり、便座設定温度等を表示部220に表示したりする。ヒータ駆動部402は通電率切替信号に応じて、商用電源240からの電流を制御して、便座ヒータ450への通電を制御する。   The control unit 210 inputs an energization rate switching signal to the heater drive unit 402 or displays the toilet seat set temperature or the like on the display unit 220 in accordance with the preset toilet seat temperature set and stored and the input from the operation unit 230. Or The heater drive unit 402 controls the current supplied from the commercial power supply 240 in accordance with the energization rate switching signal to control the energization to the toilet seat heater 450.

図2は便座部400の分解斜視図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view of the toilet seat 400.

図2に示すように、便座部400は、着座面を形成する主としてアルミニウムにより形成された略楕円形状の上部便座ケーシング410の内面側に、略馬蹄形状の便座ヒータ450を貼り付け、さらにサーミスタ401aを貼り付けた構造であり、合成樹脂により形成された略楕円形状の下部便座ケーシング420を備える。   As shown in FIG. 2, in the toilet seat 400, a substantially horseshoe-shaped toilet seat heater 450 is attached to the inner surface side of a substantially elliptical upper toilet seat casing 410 formed mainly of aluminum that forms a seating surface, and the thermistor 401a. Is provided, and includes a substantially oval lower toilet seat casing 420 formed of a synthetic resin.

図3は、上部便座ケーシング410に便座ヒータ450を貼り付け下側から見た図であり、図4(a)は図3のAA断面図であり、図4(b)は図4(a)のB部拡大図である。   3 is a view of the toilet seat heater 450 attached to the upper toilet seat casing 410 as viewed from below, FIG. 4 (a) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3, and FIG. 4 (b) is FIG. 4 (a). FIG.

以下、着座した使用者から見て前方側を便座部400の前部とし、着座した使用者から見て後方側を便座部400の後部とする。   Hereinafter, the front side viewed from the seated user is defined as the front portion of the toilet seat 400, and the rear side viewed from the seated user is defined as the rear of the toilet seat 400.

図2および図3に示すように、便座ヒータ450は、前部の一部が切り取られた略馬蹄状に形成される。なお、便座ヒータ450は、略楕円形状を有してもよい。便座ヒータ450は、例えばアルミニウムからなる金属箔451、453の間に線状ヒータ460を挟み込んだ構成である。   As shown in FIGS. 2 and 3, the toilet seat heater 450 is formed in a substantially horseshoe shape in which a part of the front portion is cut off. The toilet seat heater 450 may have a substantially oval shape. The toilet seat heater 450 has a configuration in which a linear heater 460 is sandwiched between metal foils 451 and 453 made of, for example, aluminum.

線状ヒータ460は、上部便座ケーシング410の形状に合わせて蛇行形状に配設される。線状ヒータ460の間隔は5mm程度である。   The linear heater 460 is disposed in a meandering shape in accordance with the shape of the upper toilet seat casing 410. The interval between the linear heaters 460 is about 5 mm.

線状ヒータ460のヒータ始端部460aおよびヒータ終端部460bは、便座部400の後部の一方側から引き出されるリード線470にそれぞれ接続される。   The heater start end portion 460 a and the heater end portion 460 b of the linear heater 460 are respectively connected to lead wires 470 drawn from one side of the rear portion of the toilet seat 400.

さらに、図3に示すように、蛇行形状の線状ヒータ460の経路中に熱応力緩衝部とな
る複数の折曲部が設けられる。
Furthermore, as shown in FIG. 3, a plurality of bent portions serving as thermal stress buffering portions are provided in the path of the meandering linear heater 460.

さらに、図4に示すように、着座面を形成する上部便座ケーシング410は、例えば厚さ1mmのアルミニウム板413により形成される。アルミニウム板413の上面には、表面化粧層411が形成される。また、アルミニウム板413の下面には、塗装膜414が形成される。塗装膜414は、例えば膜厚40μmおよび150℃の耐熱性を有するポリエステル粉体塗装膜であり、電気用品技術基準である1000Vで1分間以上の電気絶縁耐圧性能を十分確保することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 4, the upper toilet seat casing 410 forming the seating surface is formed of an aluminum plate 413 having a thickness of 1 mm, for example. A surface decorative layer 411 is formed on the upper surface of the aluminum plate 413. A coating film 414 is formed on the lower surface of the aluminum plate 413. The coating film 414 is, for example, a polyester powder coating film having a film thickness of 40 μm and heat resistance of 150 ° C., and can sufficiently secure an electrical withstand voltage performance of 1 minute or more at 1000 V, which is an electrical equipment technical standard.

なお、アルミニウム板413の代わりに、銅板、ステンレス板、アルミニウムめっき鋼板および亜鉛アルミニウムめっき鋼板のうちいずれかまたは複数を用いてもよい。   Instead of the aluminum plate 413, one or more of a copper plate, a stainless steel plate, an aluminum plated steel plate, and a zinc aluminum plated steel plate may be used.

塗装膜414の下面に粘着層452aを介して例えばアルミニウムからなる金属箔451が貼着される。金属箔451の膜厚は、例えば50μmである。金属箔451はPET層495a25μm、アルミ箔層451a25μmからなりPET層451aで強度を増す構造としている。   A metal foil 451 made of, for example, aluminum is attached to the lower surface of the coating film 414 via an adhesive layer 452a. The film thickness of the metal foil 451 is, for example, 50 μm. The metal foil 451 is composed of a PET layer 495a 25 μm and an aluminum foil layer 451a 25 μm, and has a structure in which strength is increased by the PET layer 451a.

線状ヒータ460は、断面円形の発熱線463a、エナメル層463bおよび絶縁被覆層462により構成される。断面円形の発熱線463aの外周面がエナメル層463bおよび絶縁被覆層462で順に被覆される。発熱線463aおよびエナメル層463bによりエナメル線463が構成される。   The linear heater 460 includes a heating wire 463a having a circular cross section, an enamel layer 463b, and an insulating coating layer 462. The outer peripheral surface of the heating wire 463a having a circular cross section is sequentially covered with the enamel layer 463b and the insulating coating layer 462. The enamel wire 463 is constituted by the heating wire 463a and the enamel layer 463b.

発熱線463aは、例えば0.16〜0.25mmの直径を有し、銅または銅合金からなる。本例では、発熱線463aとして、直径0.176mmの4%Ag−Cu合金からなる高抗張力型ヒータ線が用いられる。抵抗値は0.833Ω/mである。   The heating wire 463a has a diameter of 0.16 to 0.25 mm, for example, and is made of copper or a copper alloy. In this example, a high tensile strength heater wire made of 4% Ag—Cu alloy having a diameter of 0.176 mm is used as the heating wire 463a. The resistance value is 0.833 Ω / m.

エナメル層463bは、例えば180〜300℃の耐熱性を有するポリエステルイミド(PEI)からなる。エナメル層463bの膜厚は、20μm以下であり、本例では12〜13μmである。また、エナメル層463bの材料として、ポリイミド(PI)またはポリアミドイミド(PAI)を用いてもよい。   The enamel layer 463b is made of, for example, polyesterimide (PEI) having heat resistance of 180 to 300 ° C. The film thickness of the enamel layer 463b is 20 μm or less, and is 12 to 13 μm in this example. Alternatively, polyimide (PI) or polyamideimide (PAI) may be used as the material for the enamel layer 463b.

絶縁被覆層462は、例えば260℃の耐熱性を有するパーフロロアルコキシ混合物(以下PFAと称する)等のフッ素樹脂からなる。絶縁被覆層462の厚みは、例えば0.1〜0.15mmである。PFAからなる絶縁被覆層462の形成は、押出し加工により行うことができる。 なお、絶縁被覆層462の材料として、ポリイミド(PI)またはポリアミドイミド(PAI)を用いてもよい。   The insulating coating layer 462 is made of a fluororesin such as a perfluoroalkoxy mixture (hereinafter referred to as PFA) having heat resistance of 260 ° C., for example. The thickness of the insulating coating layer 462 is, for example, 0.1 to 0.15 mm. The insulating coating layer 462 made of PFA can be formed by extrusion. Note that polyimide (PI) or polyamideimide (PAI) may be used as the material of the insulating coating layer 462.

線状ヒータ460の外径は、例えば0.46〜0.50mmである。線状ヒータ460の電力密度は、例えば0.95W/cmである。 The outer diameter of the linear heater 460 is, for example, 0.46 to 0.50 mm. The power density of the linear heater 460 is, for example, 0.95 W / cm 2 .

線状ヒータ460は、粘着層452bおよび例えばアルミニウムからなる金属箔453で覆うように金属箔451に取り付けられる。金属箔453の膜厚は、例えば50μmである。金属箔453はPET層495b25μm、アルミ箔層453a25μmからなりPET層495bで強度を増す構造としている。   The linear heater 460 is attached to the metal foil 451 so as to be covered with an adhesive layer 452b and a metal foil 453 made of, for example, aluminum. The film thickness of the metal foil 453 is, for example, 50 μm. The metal foil 453 includes a PET layer 495b of 25 μm and an aluminum foil layer 453a of 25 μm, and has a structure in which strength is increased by the PET layer 495b.

また、金属箔453と金属箔451を貼り付けた端面全周をコーティング材490でコーティングすることで、便座の内面側はPET層495bとコーティング材で充電部を覆うことができ、便座内部に水が入った場合でも、漏電等が起こらない構造となる。   In addition, by coating the entire circumference of the end surface to which the metal foil 453 and the metal foil 451 are attached with the coating material 490, the inner surface side of the toilet seat can cover the charging part with the PET layer 495b and the coating material, and the toilet seat has water inside. Even if a spills, the structure will not cause leakage.

図5は温水洗浄便座装置100の外観図であり、図5は使用者500が便座部400に
着座した状態の図5に示す点線Cでの断面を示す模式図である。
FIG. 5 is an external view of the warm water washing toilet seat device 100, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a cross section taken along a dotted line C shown in FIG. 5 in a state where the user 500 is seated on the toilet seat 400.

本体ケースは合成樹脂により形成された上ケーシング201を備える。上ケーシング201の使用者の背面に近接する位置の内側に着座検出部340の検出電極342が配置されている。検出電極342の材質は銅やアルミなどの導電性の物質からなり、形状は4平方センチメートル以上の面積をもったシート形状である。検出電極342は上ケーシング201内面には、振動等で外れないように、粘着テープやビスによって固定される。   The main body case includes an upper casing 201 formed of synthetic resin. The detection electrode 342 of the seating detection unit 340 is disposed inside the position of the upper casing 201 close to the user's back surface. The detection electrode 342 is made of a conductive material such as copper or aluminum and has a sheet shape with an area of 4 square centimeters or more. The detection electrode 342 is fixed to the inner surface of the upper casing 201 with an adhesive tape or a screw so as not to be detached by vibration or the like.

上部便座ケーシング410は、人体に接する着座面を形成する金属部であるため、大地に接続される。便座装置の内部アースが大地に接続されている場合は、大地と商用電源の片側は同電位であるため、CYはショートしていることになり、便座400の上部便座ケーシング410は基準電位と規定のインピーダンスC0で接続されている。また、家庭内での工事の状況によっては大地に接続されない場合には、便座400の上部便座ケーシング410は基準電位と規定のインピーダンスC0+CYで接続されている。   Since the upper toilet seat casing 410 is a metal part that forms a seating surface that comes into contact with the human body, it is connected to the ground. When the internal ground of the toilet seat device is connected to the ground, since the ground and one side of the commercial power supply are at the same potential, CY is short-circuited, and the upper toilet seat casing 410 of the toilet seat 400 is defined as a reference potential. Are connected at an impedance C0. Further, when not connected to the ground depending on the construction situation in the home, the upper toilet seat casing 410 of the toilet seat 400 is connected with a reference potential and a prescribed impedance C0 + CY.

以上のように構成された衛生洗浄便座について、以下その動作、作用を説明する。   About the sanitary washing toilet seat comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.

内部アースが大地に接続されている場合は、着座検出回路341は非着座時にあらかじめ合成の静電容量1/(1/CX+1/C0)を測定する。つぎに、使用者が便座部400に着座すると、空気は人体の誘電率にくらべて非常に小さいので、空気と人体の誘電率の差によって検出電極342と上部便座ケーシング410間の寄生容量CXはΔCX増加し、着座検出回路341で測定される合成の静電容量は1/(1/(CX+ΔCX)+1/C0)に増加する。この変化を検出して、着座と判断し、着座検出回路341は制御部210に着座信号を送る。   When the internal ground is connected to the ground, the seating detection circuit 341 measures the combined capacitance 1 / (1 / CX + 1 / C0) in advance when not seated. Next, when the user is seated on the toilet seat 400, the air is very small compared to the dielectric constant of the human body, so that the parasitic capacitance CX between the detection electrode 342 and the upper toilet seat casing 410 is due to the difference between the dielectric constant of the air and the human body. ΔCX increases, and the combined capacitance measured by the seating detection circuit 341 increases to 1 / (1 / (CX + ΔCX) + 1 / C0). This change is detected to determine the seating, and the seating detection circuit 341 sends a seating signal to the control unit 210.

内部アースが大地に接続されていない場合、着座検出回路341はあらかじめ、非着座時の静電容量1/(1/CX+1/C0+1/CY)を測定する。つぎに、使用者が便座部400に着座すると、空気は人体の誘電率にくらべて非常に小さいので、空気と人体の誘電率の差によって検出電極342と上部便座ケーシング410間の寄生容量CXはΔCX増加し、着座検出回路341で測定される合成の静電容量は1/(1/(CX+ΔCX)+1/C0+1/CY)に増加する。この変化を検出して、着座と判断し、着座検出回路341は制御部210に着座信号を送る。   When the internal ground is not connected to the ground, the seating detection circuit 341 measures the electrostatic capacity 1 / (1 / CX + 1 / C0 + 1 / CY) when not seated in advance. Next, when the user is seated on the toilet seat 400, the air is very small compared to the dielectric constant of the human body, so that the parasitic capacitance CX between the detection electrode 342 and the upper toilet seat casing 410 is due to the difference between the dielectric constant of the air and the human body. ΔCX increases, and the combined capacitance measured by the seating detection circuit 341 increases to 1 / (1 / (CX + ΔCX) + 1 / C0 + 1 / CY). This change is detected to determine the seating, and the seating detection circuit 341 sends a seating signal to the control unit 210.

制御部210は着座信号がきた場合にのみ、着座状態で使用する機能の操作が実行できるようにする。例えば、着座した使用者が局部洗浄の操作を行うと、操作部230への入力信号により、止水電磁弁310を開き局部洗浄のノズル330を動かして、局部洗浄を行う。着座信号がない場合は、操作部230へ入力信号があっても、局部洗浄を行わず、使用者が座っていないことで、洗浄水が便器外へ飛び出ることを防止することができる。また、洗浄中に使用者が急に立ち上がった場合も、寄生容量の変化によって着座検出回路341は脱座を判定し、制御部210は局部洗浄を停止して、洗浄水が便器外へ飛び出ることを防止することができる。   Only when a seating signal is received, the control unit 210 can execute an operation of a function used in the seating state. For example, when the seated user performs a local cleaning operation, the water stop electromagnetic valve 310 is opened by the input signal to the operation unit 230 and the local cleaning nozzle 330 is moved to perform the local cleaning. When there is no seating signal, even if there is an input signal to the operation unit 230, it is possible to prevent washing water from jumping out of the toilet bowl by not performing local cleaning and not sitting by the user. In addition, even when the user suddenly stands up during washing, the seating detection circuit 341 determines the absence of seating due to a change in parasitic capacitance, and the control unit 210 stops the local washing and the washing water jumps out of the toilet. Can be prevented.

このようにして、アルミ等の金属性の便座と組み合わせた場合でも、静電容量を検出することによって、高精度に人体の着座を検出することができる。   Thus, even when combined with a metallic toilet seat such as aluminum, seating of the human body can be detected with high accuracy by detecting the capacitance.

なお、本実施の形態においては、人体の局部を洗浄する局部洗浄ノズル等の洗浄機能を備えた温水洗浄便座装置について説明したが、前記洗浄機能は本発明の必須要素ではなく、洗浄機能を備えない便座装置であってもよい。   In the present embodiment, the hot water cleaning toilet seat device having a cleaning function such as a local cleaning nozzle for cleaning a local part of the human body has been described. However, the cleaning function is not an essential element of the present invention and has a cleaning function. There may be no toilet seat device.

(実施の形態2)
図7は、本発明の第2の実施の形態の温水洗浄便座装置100の構成を示す模式図であり、図8は便座部400部の分解斜視図である。実施の形態1と同じ部位については、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a warm water washing toilet seat device 100 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an exploded perspective view of the toilet seat 400 portion. Explanation of the same parts as those in Embodiment 1 is omitted.

図7に示すように、本体部200は、制御部210、温度測定部401、ヒータ駆動部402、表示部220、操作部230、制御電源部250、止水電磁弁310、湯ヒータ320、局部洗浄ノズル330、着座検出部340を含む。   As shown in FIG. 7, the main body 200 includes a control unit 210, a temperature measurement unit 401, a heater drive unit 402, a display unit 220, an operation unit 230, a control power supply unit 250, a water stop solenoid valve 310, a hot water heater 320, and a local unit. A cleaning nozzle 330 and a seating detection unit 340 are included.

また、便座部400は便座ヒータ450およびサーミスタ401aと、検出電極343を備える。   The toilet seat 400 includes a toilet seat heater 450, a thermistor 401a, and a detection electrode 343.

図8に示すように、便座部400は、主としてアルミニウムにより形成された略楕円形状の上部便座ケーシング410の内面側に、略馬蹄形状の便座ヒータ450を貼り付け、さらにサーミスタ401aを貼り付けた構造であり、合成樹脂により形成された略楕円形状の下部便座ケーシング420を備える。そして、下部便座ケーシング420の外周の内側に検出電極343が配置されている。   As shown in FIG. 8, the toilet seat 400 has a structure in which a substantially horseshoe-shaped toilet seat heater 450 is attached to the inner surface side of a substantially elliptical upper toilet seat casing 410 formed mainly of aluminum, and a thermistor 401a is further attached. And a substantially elliptical lower toilet seat casing 420 formed of synthetic resin. A detection electrode 343 is disposed inside the outer periphery of the lower toilet seat casing 420.

図9は使用者500が便座部400に着座した状態の図8に示す点線Dでの断面を示す模式図である。使用者が便座に着座すると空気と人体の誘電率の差によって増加する検出電極343と基準電位に接続された上部便座ケーシング410間の寄生容量を着座検出部340は測定する。着座検出部340はその値よって着座したかどうかを判定し、制御部210に着座信号を送る。制御部210は着座信号がきた場合にのみ、操作部210への入力信号により、止水電磁弁310を開き局部洗浄ノズル330を動かして、局部洗浄を行う。着座信号がない場合は、操作部230へ入力信号があっても、局部洗浄を行わず、使用者が座っていないことで、洗浄水が便器外へ飛び出ることを防止することができる。また、洗浄中に使用者が急に立ち上がった場合も、寄生容量CXの変化によって着座検出部340は脱座を判定し、制御部210は局部洗浄を停止して、洗浄水が便器外へ飛び出ることを防止することができる。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a cross section taken along the dotted line D shown in FIG. 8 in a state where the user 500 is seated on the toilet seat 400. When the user is seated on the toilet seat, the seating detection unit 340 measures the parasitic capacitance between the detection electrode 343 and the upper toilet seat casing 410 connected to the reference potential, which increases due to the difference between the dielectric constant of air and the human body. The seating detection unit 340 determines whether the seating is performed based on the value, and sends a seating signal to the control unit 210. Only when a seating signal is received, the control unit 210 opens the water stop electromagnetic valve 310 and moves the local cleaning nozzle 330 in accordance with an input signal to the operation unit 210 to perform local cleaning. When there is no seating signal, even if there is an input signal to the operation unit 230, it is possible to prevent washing water from jumping out of the toilet bowl by not performing local cleaning and not sitting by the user. In addition, even when the user suddenly rises during washing, the seating detection unit 340 determines the absence of seating due to the change in the parasitic capacitance CX, the control unit 210 stops the local washing, and the washing water jumps out of the toilet bowl. This can be prevented.

便座の外周部に検出電極343を設けることにより、小柄な人が便座の前側に座った場合などでも、使用者の大腿部は便座の外周部のどこかに近接するため、確実に着座を検出することができる。   By providing the detection electrode 343 on the outer periphery of the toilet seat, even when a small person sits on the front side of the toilet seat, the user's thigh is close to somewhere on the outer periphery of the toilet seat so Can be detected.

このようにして、アルミ等の金属性の便座と組み合わせた場合でも、静電容量を検出することによって、高精度に人体の着座を検出することができる。   Thus, even when combined with a metallic toilet seat such as aluminum, seating of the human body can be detected with high accuracy by detecting the capacitance.

なお、上記本実施の形態においては、検出電極を下部便座ケーシング420の外周の内側に配置したが、これに限るものではなく内周等の別の位置に配置することも可能である。   In the present embodiment, the detection electrode is disposed inside the outer periphery of the lower toilet seat casing 420. However, the present invention is not limited to this, and the detection electrode may be disposed at another position such as the inner periphery.

図10は検出電極を下部便座ケーシング420内周に配置した状態を示す模式図であり、図11は分解斜視図を示し、図12は図11の点線Eでの断面を示す模式図である。   10 is a schematic view showing a state in which the detection electrode is arranged on the inner periphery of the lower toilet seat casing 420, FIG. 11 is an exploded perspective view, and FIG. 12 is a schematic view showing a section taken along a dotted line E in FIG.

検出電極343を下部便座ケーシング420の内周の内側にも配置することで、使用者の足が浮き上がって外側の検出電極での測定が難しくなっても、内側の検出電極343で着座が検出でき、着座の検出が確実になる。   By arranging the detection electrode 343 also inside the inner periphery of the lower toilet seat casing 420, even if the user's foot is lifted and measurement with the outer detection electrode becomes difficult, seating can be detected by the inner detection electrode 343. , Seating detection is ensured.

また、本実施の形態においては、実施の形態1と同様に、人体の局部を洗浄する局部洗浄ノズル等の洗浄機能を備えた温水洗浄便座装置について説明したが、前記洗浄機能は本発明の必須要素ではなく、洗浄機能を備えない便座装置であってもよい。   Further, in the present embodiment, as in the first embodiment, the hot water cleaning toilet seat apparatus having a cleaning function such as a local cleaning nozzle for cleaning a local part of the human body has been described. However, the cleaning function is essential for the present invention. It may be a toilet seat device that is not an element and does not have a cleaning function.

(実施の形態3)
図13、図14、図15は、本発明の第3の実施の形態の温水洗浄便座装置100の構成を示す模式図である。実施の形態1および2と同じ部位については、説明を省略する。使用者500が便座に着座した場合が図13、使用者500が離れている場合が図14、使用者500が温水洗浄便座に近づいた場合が図15である。
(Embodiment 3)
FIGS. 13, 14 and 15 are schematic views showing the configuration of the warm water flush toilet seat device 100 according to the third embodiment of the present invention. The description of the same parts as in the first and second embodiments is omitted. FIG. 13 shows the case where the user 500 is seated on the toilet seat, FIG. 14 shows the case where the user 500 is away, and FIG. 15 shows the case where the user 500 approaches the toilet seat with hot water washing.

便座410と検出電極342間の静電容量CXは便座と検出電極342の間に存在する空気と人体の誘電率の差に応じて変化し、誘電率が大きいほど寄生容量CXは大きくなる。空気の誘電率は人体と比較して非常に小さいので、寄生容量CXは図14の非着座状態、図15の使用者が近づいた状態、図13の着座状態の順に増大する。3つ状態の間に閾値をもうけることで着座検出回路341は非着座、人体検知、着座状態を判定することができる。   The electrostatic capacitance CX between the toilet seat 410 and the detection electrode 342 changes according to the difference between the dielectric constant of air and the human body existing between the toilet seat and the detection electrode 342, and the parasitic capacitance CX increases as the dielectric constant increases. Since the dielectric constant of air is very small compared to the human body, the parasitic capacitance CX increases in the order of the non-sitting state of FIG. 14, the state of approaching the user of FIG. 15, and the sitting state of FIG. By setting a threshold value between the three states, the seating detection circuit 341 can determine non-seating, human body detection, and seating states.

このようにして、検出の判定値を人体の接近と着座の2値による判定とすることにより、人体が近接した場合の静電容量変化も検出することができ、使用者500が温水洗浄便座に近づいてきたことを検出することができる。そのため、人体が接近したときだけ、例えば、便座の通電を開始して便座を暖めることで、電気代を大幅に節約することができる。   In this way, by making the determination value of detection based on binary determination of approaching and sitting of the human body, it is possible to detect a change in capacitance when the human body approaches, and the user 500 can change to the warm water washing toilet seat. It is possible to detect approaching. Therefore, only when the human body approaches, for example, by starting energization of the toilet seat and warming the toilet seat, the electricity bill can be saved greatly.

本実施の形態においては、実施の形態1および2と同様に、人体の局部を洗浄する局部洗浄ノズル等の洗浄機能を備えた温水洗浄便座装置について説明するが、前記洗浄機能は本発明の必須要素ではなく、洗浄機能を備えない便座装置であってもよい。   In the present embodiment, as in the first and second embodiments, a hot water cleaning toilet seat apparatus having a cleaning function such as a local cleaning nozzle for cleaning a local part of a human body will be described. However, the cleaning function is essential for the present invention. It may be a toilet seat device that is not an element and does not have a cleaning function.

(実施の形態4)
図16、図17は、本発明の第4の実施の形態の温水洗浄便座装置100の構成を示す構成図である。実施の形態1〜3と同じ部位については、説明を省略する。便座が閉じた場合が図16、便座が開いた場合が図17である。便座が開くと便座と検出電極342の距離が変化することにより、寄生容量CXが変化する。寄生容量CXは距離に反比例するので、図17では、便座が開くと便座と検出電極が離れるために、便座と検出電極間の寄生容量CXは小さくなる。着座検出回路341は非着座状態よりもCXが小さくなることを検出し、便座が開いたことを検出することができる。
(Embodiment 4)
16 and 17 are configuration diagrams showing the configuration of the hot water toilet seat device 100 according to the fourth embodiment of the present invention. The description of the same parts as in the first to third embodiments is omitted. FIG. 16 shows the case where the toilet seat is closed, and FIG. 17 shows the case where the toilet seat is opened. When the toilet seat is opened, the parasitic capacitance CX changes due to a change in the distance between the toilet seat and the detection electrode 342. Since the parasitic capacitance CX is inversely proportional to the distance, in FIG. 17, when the toilet seat is opened, the toilet seat and the detection electrode are separated from each other, so that the parasitic capacitance CX between the toilet seat and the detection electrode is reduced. The seating detection circuit 341 can detect that CX is smaller than that in the non-sitting state, and can detect that the toilet seat is opened.

このようにして、便座の開状態を検出し、そのときの暖房便座への通電を遮断することにより、電気代を大幅に節約することができる。   In this way, by detecting the open state of the toilet seat and shutting off the energization of the heated toilet seat at that time, it is possible to greatly save the electricity bill.

なお、本実施の形態においては、実施の形態1〜3と同様に、人体の局部を洗浄する局部洗浄ノズル等の洗浄機能を備えた温水洗浄便座装置について説明したが、前記洗浄機能は本発明の必須要素ではなく、洗浄機能を備えない便座装置であってもよい。   In the present embodiment, as in the first to third embodiments, the hot water cleaning toilet seat apparatus having a cleaning function such as a local cleaning nozzle for cleaning a local part of the human body has been described. The toilet seat device which is not an essential element and does not have a cleaning function may be used.

本発明は、着座した人体を検出することができるので、着座状態で使用する暖房器具等の用途に適用することができる。   Since the seated human body can be detected, the present invention can be applied to uses such as a heater used in a seated state.

本発明の実施の形態1における温水洗浄便座装置の模式図Schematic diagram of warm water washing toilet seat device in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における便座部の分解斜視図The exploded perspective view of the toilet seat part in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1における上部便座ケーシングの下面図The bottom view of the upper toilet seat casing in Embodiment 1 of this invention (a)は図3のAA断面図、(b)は(a)のB部拡大図(A) is AA sectional drawing of FIG. 3, (b) is the B section enlarged view of (a). 本発明の実施の形態1における温水洗浄便座の外観図External view of warm water washing toilet seat in Embodiment 1 of the present invention 図5のC部の断面を示す模式図FIG. 5 is a schematic diagram showing a cross section of a portion C in FIG. 本発明の実施の形態2における温水洗浄便座装置の模式図Schematic diagram of a warm water washing toilet seat device in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態2における便座の分解斜視図The exploded perspective view of the toilet seat in Embodiment 2 of the present invention 図8のD部の断面を示す模式図FIG. 8 is a schematic diagram showing a cross section of a D part in FIG. 本発明の実施の形態2における温水洗浄便座装置の模式図Schematic diagram of a warm water washing toilet seat device in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態2における便座の分解斜視図The exploded perspective view of the toilet seat in Embodiment 2 of the present invention 図11のE部の断面を示す模式図FIG. 11 is a schematic diagram showing a cross section of an E portion of FIG. 本発明の実施の形態3における着座状態を示す模式図The schematic diagram which shows the seating state in Embodiment 3 of this invention 本発明の実施の形態3における非着座状態を示す模式図The schematic diagram which shows the non-seating state in Embodiment 3 of this invention 本発明の実施の形態3における人体検知状態を示す模式図The schematic diagram which shows the human body detection state in Embodiment 3 of this invention 本発明の実施の形態4における便座閉時を示す模式図The schematic diagram which shows the time of toilet seat closing in Embodiment 4 of this invention 本発明の実施の形態4における便座開時を示す模式図The schematic diagram which shows the time of toilet seat opening in Embodiment 4 of this invention

符号の説明Explanation of symbols

100 温水洗浄便座装置(便座装置)
200 本体部
340 着座検出部
342、343 検出電極(静電容量検出電極)
400 便座部(便座)
410 上部便座ケーシング(着座面)
100 Toilet seat device with hot water washing (toilet seat device)
200 Main Body 340 Seating Detection Unit 342, 343 Detection Electrode (Capacitance Detection Electrode)
400 Toilet seat (toilet seat)
410 Upper toilet seat casing (sitting surface)

Claims (6)

金属材料を含む着座面を有する便座と、前記着座面の近傍に配置された静電容量検出電極とを備え、前記金属材料を含む着座面を基準電位に規定のインピーダンスで接続し、前記基準電位と前記静電容量検出電極の静電容量の変化に応じて、人体の着座を検出する着座検出部を備えたことを特徴とする便座装置。 A toilet seat having a seating surface including a metal material; and a capacitance detection electrode disposed in the vicinity of the seating surface, wherein the seating surface including the metal material is connected to a reference potential with a prescribed impedance, and the reference potential And a seating detection unit for detecting seating of a human body in accordance with a change in capacitance of the capacitance detection electrode. 便座を回動自在に枢支する本体部を設け、静電容量検出電極を前記本体に設置した請求項1に記載の便座装置。 The toilet seat device according to claim 1, wherein a main body that pivotally supports the toilet seat is provided, and a capacitance detection electrode is installed on the main body. 静電容量検出電極を便座の外周部に設置した請求項1に記載の便座装置。 The toilet seat device according to claim 1, wherein the capacitance detection electrode is installed on an outer peripheral portion of the toilet seat. 着座面を有し金属材料を含む便座と、静電容量検出電極を便座の内周部に設置した請求項1に記載の便座装置。 The toilet seat device according to claim 1, wherein a toilet seat having a seating surface and containing a metal material and an electrostatic capacitance detection electrode are installed on an inner periphery of the toilet seat. 前記着座検出部は基準電位と静電容量検出電極間の静電容量変化の閾値として2値を設定し、一方の値を便座に近づいた人体の検出に使用し、他方の値を着座の検出に使用する請求項1から4のいずれか1項に記載の便座装置。 The seating detection unit sets two values as a threshold value of the capacitance change between the reference potential and the capacitance detection electrode, and uses one value to detect a human body approaching the toilet seat, and the other value to detect seating. The toilet seat apparatus of any one of Claim 1 to 4 used for. 便座の開閉による静電容量検出電極と便座の着座面との距離の変化よる基準電位と静電容量検出電極間の静電容量の変化により、前記便座の開閉も検出する着座検出部を備えた請求項2に記載の便座装置。 A seating detection unit that also detects the opening and closing of the toilet seat by a change in the capacitance between the reference potential and the capacitance detection electrode due to a change in the distance between the capacitance detection electrode and the seating surface of the toilet seat due to the opening and closing of the toilet seat The toilet seat device according to claim 2.
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