JP5029557B2

JP5029557B2 - 便座ヒータおよびそれを用いた便座装置

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Publication number: JP5029557B2
Application number: JP2008250134A
Authority: JP
Inventors: 朋子吉永; 誠西村; 良治島田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2028-09-29
Also published as: JP2010075610A

Description

本発明は、便座を瞬時に加熱する便座ヒータおよびそれを用いた便座装置に関する。

従来、この種の便座ヒータは、支持基材の取付用溝内挿入した線状ヒータとアルミニウム箔からなる便座ヒータと、前記線状のヒータの端部に接続した接続端子を支持するソケットを金型内にセットし、金型内に溶融樹脂を充填することにより、便座本体と便座ヒータを一体に成型したものである。特に接続端子は線状のヒータの端部に圧着固定し、ソケット内に配設する物であり、ヒータの熱が接続端子に直接伝わる構成となっている。

図１２は、便座ヒータを一体に形成した便座の一部を破断した平面図であり、便座本体１と支持基材２は一体となっており、支持基材２にはヒータ取付用溝３がループ状に配設されており、ヒータ取付用溝３には線状のヒータ４が挿入されている。支持基材２およびヒータ４の上面にはアルミ箔５で覆われており、便座の後部には接続端子を支持するソケット６が設置されている。
特開平８−２８９８５８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、線状のヒータ４と接続端子は圧着固定した構成であり、ヒータの熱が接続端子に直接伝わるため、圧着部分が熱の影響により、接続不良が発生したり、接続端子と電源側の端子との接触不良が発生することが懸念される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、便座ヒータの防水性能の向上と、ヒータ線と電力供給用のリード線との接続の安定性と耐久性を向上することにより、安全性と耐久性の高い便座ヒータ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、本発明の便座ヒータは、便座の着座部に対応する形状の金属箔に線状ヒータを蛇行形状に貼着し、前記線状ヒータと前記線状ヒータに電力を供給するリード線は接続端子を介して接続する構成において、前記接続端子はヒータ線接続部とリード線接続部の間に略平面形状の放熱部を一体に形成し、前記放熱部は絶縁体を介して前記金属箔に密接する構成としたものである。

これによって、線状ヒータで発熱した熱は、接続端子の放熱部より金属箔に伝達されるため接続端子の温度が低下し、線状ヒータおよびリード線との接続は長期間に亘り安定した状態で維持することができ、安全性と耐久性の高い便座ヒータを提供することができる。

本発明の便座ヒータは、安全性と耐久性を向上することができる。

第１の発明は、便座の着座部に対応する形状の金属箔に線状ヒータを蛇行形状に貼着し、前記線状ヒータと前記線状ヒータに電力を供給するリード線は接続端子を介して接続する構成において、前記接続端子はヒータ線接続部とリード線接続部の間に略平面形状の放
熱部を一体に形成し、前記放熱部は絶縁体を介して前記金属箔に密接する構成とすることにより、線状ヒータで発熱した熱は、接続端子の放熱部より金属箔に伝達されるため接続端子の温度が低下し、線状ヒータおよびリード線との接続は長期間に亘り安定した状態で維持することができ、安全性と耐久性の高い便座ヒータを提供することができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、金属箔は２枚設置し、線状ヒータを挟み込んで貼着し、接続端子の放熱部は前記金属箔の少なくとも１枚に絶縁体を介して密接する構成とすることにより、線状ヒータから金属箔への熱伝達の効率が高まるため、便座ヒータ全体の均熱化が図れるとともに、接続端子の温度を低下することができ、より安定性と耐久性を向上することができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、前記金属箔および前記線状ヒータおよび前記接続端子を覆う防水絶縁体を備えたことにより、接続端子を含む便座ヒータ全体を防水構造とすることができ、より安全性と耐久性を向上することができる。

第４の発明は、少なくとも着座部を金属で形成した便座を備え、前記着座部の裏面に、第１〜第３のいずれか１つの発明の便座ヒータを貼着したことにより、安全性と耐久性の高い便座装置を提供することができる。

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

（実施の形態１）
図１は本実施の形態における便座装置を便器上に設置した状態の外観の斜視図を示し、図２は便座装置１１０の構成を示す模式図である。

＜１＞便座装置の構成
図１に示すように、便座装置１００は、本体２００、便蓋３００、便座４００、リモートコントローラ５００、人体検知センサ６００により構成され、本体２００、便蓋３００、便座４００は一体で構成され便器７００の上面に設置される。

本体２００には、便蓋３００および便座４００が便座便蓋回動機構（図示せず）を介して電動で開閉可能に取り付けられている。図１に示すように便蓋３００を開放した状態においては、便蓋３００は便座装置１００の最後部に位置するように起立する。また、便蓋３００を閉成すると便座４００の上面を隠蔽する。

また、本体２００には、図示しない洗浄水供給機構（図示せず）、熱交換器（図示せず）、洗浄ノズル２０１等からなる洗浄機構と、乾燥ユニット（図示せず）と、制御部（図示せず）等が内蔵される。

本体２００の前面コーナー部には着座センサ２０２設置してある。この着座センサ２０２は反射型の赤外線センサであり、人体から反射された赤外線を検出することにより便座４００上に使用者が存在することを検知する。また、本体２００の側部には操作部２０３が設けてあり便座装置の主要な機能の操作が可能である。

また、洗浄水供給機構と熱交換器は洗浄ノズル２０１に接続されており、水道配管から供給される洗浄水を熱交換器で加熱することにより温水を洗浄ノズルに供給し、洗浄ノズルから使用者の局部に向けて洗浄水を噴出し、使用者の局部を洗浄するものである。洗浄ノズルはお尻を洗浄するお尻洗浄ノズル部と女性の局部を洗浄するビデノズル部を備えている。

また、乾燥ユニットは洗浄水により濡れた局部に向けて温風を噴出し、局部を乾燥することができる。

なお、洗浄機構と乾燥ユニットは便座装置の必須構成要素ではなく、これらの構成要素を具備しない便座装置でもよい。

リモートコントローラ５００には、複数の操作スイッチが設けられている。リモートコントローラ５００は便座４００上に着座した使用者が操作可能なトイレルームの壁面等の場所に取り付けられ、便座装置１００の各機能の操作を行う。

人体検知センサ６００はトイレルームの壁面等に取り付けられる。人体検知センサ６００は、反射型の赤外線センサであり、人体から反射された赤外線を検出した場合にトイレットルーム内に使用者が入室したことを検知する。

本体２００の制御部は、リモートコントローラ５００、人体検知センサ６００および着座センサ２０２から送信される信号に基づいて、便座装置１００の各部の動作を制御する。

本発明の便座装置１００はトイレルームに使用者が存在しない場合は、便座ヒータへの通電を停止、もしくは２０℃程度の低温に保温している。トイレルームに使用者が入室すると、人体検知センサ６００からの信号を受け、便座ヒータに通電を行う。便座のヒータは８００Ｗ程度の非常に高出力のヒータであり、使用者がトイレルームに入出してから便座に着座するまでの６秒から１０秒程度の間に、便座着座面を４０℃程度の適温に温める。便座が適温に達した後は、便座ヒータへの通電を５０Ｗ程度の低ワットに下げ、適温を保つ。使用者がトイレ室内から出ると、便座ヒータへの通電を停止、もしくは２０度程度の低温保温となる。つまり、トイレルームに使用者がいないときの電力を大幅に削減した便座装置である。

＜２＞便座４００の構成
図２は便座４００の組立状態の斜視図を示し、図３は便座４００の分解斜視図を示すものである。

図２および図３に示すように、便座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環状の上部便座ケーシング４１０と、上部便座ケーシング４１０の裏面に粘着した略馬蹄形状の便座ヒータ４５０および合成樹脂により形成された略楕円形状の環状の下部便座ケーシング４２０を主構成部品として構成されている。

以下、着座した使用者から見て前方側を便座４００の前部とし、着座した使用者から見て後方側を便座４００の後部とする。

上部便座ケーシング４１０は、厚さ約１ｍｍのアルミニウム板をプレス加工等により成形し、表面および裏面には絶縁性を有する耐熱性を有するポリエステル粉体塗装膜が形成されている。ピンホールの生じにくい粉体塗装を採用することで、絶縁性能を向上することができる。

なお、アルミニウム板の代わりに銅やステンレス等の板材あるいはマグネシウム合金の成型品等の熱伝導の良い他の金属を使用してもよい。また、アルミニウム板に施される表面処理は上記仕様に限定されるものではなく、他の化学的な処理やアクリル系やウレタン系の塗料を使用した他の塗装等も選択可能である。

上部便座ケーシング４１０は略楕円形の環状の着座面４１１の後部に起曲部４１２が連続して形成されている。着座面４１１は内周部より外周部が高い傾斜を有する上方に凸の曲面を成している。前記着座面４１１の側部における内周部と外周部との高低差は約２５ｍｍであり、前部はこれより小さくなっている。

起曲部４１２と着座面４１１と連続的な凹曲面で繋がっており、上部は傾斜面となっている。起曲部４１２の上縁４１２ａは水平線に近い大きな曲線となっており、起曲部４１２の幅は着座面４１１の横幅と略同寸法となっている。着座面４１１の後部における内周部と起曲部４１２の上縁４１２ａとの高低差は約８０ｍｍであり、起曲部４１２の高低差は着座面４１１側部の高低差の約３．２倍となっている。

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ている。便座ヒータ４５０は、アルミニウムからなる２枚の金属箔の間に、線状ヒータを蛇行させて配設して構成されている。便座ヒータ４５０は着座面４１１と起曲部４１２を加熱できるように線状ヒータを配設あり、特に着座した使用者の大腿部と臀部が快適に加熱されるように場所によって密度を変えて配設してある。

下部便座ケーシング４２０は樹脂材料を使用した成型品であり、平面形状が上部便座ケーシング４１０と略同形状の本体部４２１と、本体部４２１の両側後方に斜め上方に突出した腕部４２２で構成されている。上部便座ケーシング４１０と下部便座ケーシング４２０は内周部および外周部で結合し、結合部には水密手段が施されている。

上部便座ケーシング４１０の裏面には便座ヒータ４５０を粘着し、下部便座ケーシング４２０を結合した便座４００は、図２に示すように後部に腕部４２２を備えており、腕部４２２を本体２００の便座便蓋回動機構（図示せず）に結合することにより、回動自在に枢支されている。

＜３＞便座ヒータの基本構成
図４は便座ヒータを上部便座ケーシングに貼着した状態の下面図を示し、図５は便座ヒータの平面図を示すものである。

図４に示すように、上部便座ケーシング４１０の裏面のほぼ全面に便座ヒータ４５０が粘着固定されており、便座ヒータ４５０の後部表面には温度過昇防止装置として、サーモスタット４５０Ｑと、温度ヒューズ４５０Ｒが設置してある。また側部表面には、便座ヒータ４５０を便座４００の着座部４１１の温度に基づいてフィードバック制御するための便座温度検知用のサーミスタ４０１ａは金属箔４５３の表面側に貼り付けてある。

上部便座ケーシング４１０の外周部には安全性を確保するアース線４８０が接続してある。

図５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。便座ヒータ４５０の基本構成は、アルミニウムからなる２枚の金属箔４５１、４５３の間に線状ヒータ４６０を蛇行形状に配設したものである。

図５に示すように、線状ヒータ４６０は、金属箔の中央部ＳＥ３から金属箔一方端部ＳＥ１までの領域および金属箔の中央部ＳＥ３から金属箔の他方端部ＳＥ２までの領域において上部便座ケーシング４１０の形状に合わせて左右方向に蛇行する蛇行形状に配設される。線状ヒータ４６０は、蛇行形状の曲げ部が上部便座ケーシング４１０の外側の側辺および内側の側辺の近傍に位置するように配置される。

具体的には、線状ヒータ４６０が便座ヒータ４５０の後部の一方側から金属箔４５１、４５３の一方端部ＳＥ１の近傍まで左右に蛇行しながら延びることにより第１系列Ａの蛇行形状が形成される。また、線状ヒータ４６０が金属箔４５１、４５３の一方端部ＳＥ１の近傍から左右に蛇行しながら金属箔４５１、４５３の中央部ＳＥ３の近傍を経由して金属箔４５１、４５３の他方端部ＳＥ２の近傍まで延びることにより第２系列Ｂの蛇行形状が形成される。さらに、線状ヒータ４６０が金属箔４５１、４５３の他方端部ＳＥ２の近傍から金属箔４５１、４５３の中央部ＳＥ３の近傍を経由して便座ヒータ４５０の後部の一方側まで延びることにより第１系列Ａの蛇行形状が形成される。

図５に示すように第１系列Ａの蛇行形状の線状ヒータ４６０と第２系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０とはほぼ平行に配列される。第１系列Ａおよび第２系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０はヒータ始端部４６０ａからヒータ終端部４６０ｂまで連続している。

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、後述の接続端子を介して便座部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。

本例では、線状ヒータ４６０は、便座ヒータ４５０の内側の側辺の近傍および外側の側辺の近傍に曲げ部が位置する蛇行形状を有する。それにより、曲げ部間の間隔が短い。したがって、熱膨張および熱収縮に起因する長さ変化が小さくなるので、たとえ線状ヒータ４６０が伸縮しても曲げ部で伸縮による歪が吸収および緩衝される。その結果、線状ヒータ４６０の熱膨張および熱収縮に起因するストレスが小さくなり、長期間の使用での破損を抑制することができる。

また、線状ヒータ４６０の熱的伸縮が小さいので、金属箔４５１、４５３に対する密着性を長期間良好に維持することができる。それにより、便座ヒータ４５０の加温を効率的にかつ確実に行うことができる。

また、曲げ部の長さおよび曲げ部間の間隔は、任意に調整することができる。それにより、便座ヒータ４５０の加熱分布を調整することができる。

例えば、便座ヒータ４５０の外側および内側の側辺近傍の加熱密度が便座ヒータ４５０の中央部の加熱密度よりも高くなるように、曲げ部の長さおよび曲げ部間の間隔を調整する。それにより、便座ヒータ４５０の全領域において均等な暖房温度を維持することができる。

また、第１系列Ａの蛇行形状の線状ヒータ４６０での電流の向きが第２系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０での電流の向きと逆になる。それにより、線状ヒータ４６０から発生する電磁波が互いに打ち消される。その結果、ノイズの発生が防止される。

また、図１０に示すように便座ヒータ４５０の後部には線状ヒータ４６０が高い密度で蛇行する検温部４５０Ｔが形成される。検温部４５０Ｔには、温度過昇防止のためのバイメタルを用いた復帰型のサーモスタット４５０Ｑが設けられる。便座ヒータ４５０が想定外の異常温度になると、復帰型のサーモスタット４５０Ｑが開くことにより、一時的に通電が停止される。なお、サーモスタットの取付方法の詳細は別途後述する。

また、便座ヒータ４５０の後部には、サーモスタット４５０Ｑのバックアップ機能として温度シューズ４５０Ｒが設置してある。

温度ヒューズ４５０Ｒは防水と絶縁のためにチューブで密閉して便座ヒータ４５０の後部に粘着テープで仮固定しておく。一方、ばね材で形成した温度ヒューズ固定具を便座４００の下部便座ケーシング４２０に設けておき、上部便座ケーシング４１０と下部便座ケーシング４２０を組み付けることにより、温度ヒューズ固定具の弾性で温度ヒューズ４５０Ｒを便座ヒータ４５０に密着し、温度を正確に検知することができる。

便座ヒータ４５０が想定外の異常温度になると、復帰型のサーモスタット４５０Ｑが開くことにより、一時的に通電が停止される。また、復帰型のサーモスタット４５０Ｑが故障等を起こすことにより、便座ヒータ４５０が危険温度に達しようとすると、非復帰型の温度ヒューズ４５０Ｑが溶断することにより、電力の供給が完全に遮断される。

＜４＞便座ヒータの詳細な構成
図６は上部便座ケーシング４１０に取り付けた便座ヒータ４５０の断面図を示す模式図である。

図６に示すように、上部便座ケーシング４１０は、厚さ１ｍｍのアルミニウム板４１０ａにより形成される。アルミニウム板４１０ａの上面には、ポリエステル粉体塗装による表面化粧層４１０ｂが形成される。表面化粧層４１０ｂの上面が着座面４１１となる。また、アルミニウム板４１０ａの下面には、耐熱塗装絶縁層４１０ｃが形成される。耐熱塗装絶縁層４１０ｃは、例えば膜厚１００μｍおよび１５０℃の耐熱性を有するポリエステル粉体塗装膜で絶縁被覆層としての効果を有している。

耐熱塗装絶縁層４１０ｃの下面には粘着層４５２ｃを介して便座ヒータ４５０が貼着してある。

耐熱塗装絶縁層４１０ｃに対向する便座ヒータ４５０の上面側には、まず１５０℃の耐熱性を有する膜厚１２〜２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる便座絶縁フィルム４５５が配設してある。

次に、２枚の金属箔４５１、４５３が配設してあるが、金属箔４５１、４５３はアルミシート４５１ａ、４５３ａと樹脂フィルム４５１ｐ、４５３ｐを一体にラミネートした金属箔ラミネートシートを用い、便座絶縁フィルム４５５に対向して粘着層４５２ａを介して樹脂フィルム４５１ｐを設け、アルミシート４５１ａ、粘着層４５２ｂ、アルミシート４５３ａ、樹脂フィルム４５３ｐの順に配設してある。

金属箔４５３の樹脂フィルム４５３ｐの下面側には、粘着層４５２ｄを介してポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる防水絶縁フィルム４７１が配設してある。

便座絶縁フィルム４５５と防水絶縁フィルム４７１は金属箔４５１、４５３のほぼ全周に亘って外形よりも周囲が略５ｍｍ以上大きい外形となっており、便座ヒータ４５０の全周部は便座絶縁フィルム４５５と防水絶縁フィルム４７１が粘着層４５２ｄを介して直接貼着して防水絶縁体を形成しており、金属箔４５１、４５３および後述の線状ヒータ４６０は密閉された防水絶縁体に覆われており、例え便座４００内部に浸水した場合でも便座ヒータ４５０の充電部まで浸水することを防止し漏電することがない。

特に、外周部の５ｍｍという距離は、万が一線状ヒータ４６０が絶縁破壊した場合に充電部となりうる金属箔４５１、４５３の端面と上部便座ケーシング４１０のアルミニウム板４１０ａとの絶縁距離を十分に保ち、人体が直接接触する着座面４１１との絶縁距離を確保している。

金属箔４５１、４５３の間には線状ヒータ４６０が配設してあり、線状ヒータ４６０は粘着層４５２ｂを介してアルミシート４５３ａに貼着固定してある。

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。

発熱線４６３ａは、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０．１６８ｍｍ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０．８８Ω／ｍである。

エナメル層４６３ｂは、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。このようなエナメル線４６３は、エナメル層４６３ｂの膜厚が極薄い０．０１〜０．０２ｍｍ程度であっても、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。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。

絶縁被覆層４６２は、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、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。この場合、絶縁被覆層４６２の厚みが０．０５〜０．１ｍｍと薄くても、雷サージにも耐える電気絶縁耐圧性能を確保することができる。

そして、金属箔４５１、４５３が線状ヒータ４６０の全外周に密着して覆うように形成することによりもっとも効率よく発熱を伝達させることができる。もし仮に線状ヒータ４６０の周囲（金属箔との間）に空気層が存在した場合、線状ヒータ４６０から発せられた熱の放熱が阻害され、ヒータ線温度が上昇してしまう。この時ヒータ線温度がエナメル層４６３ｂおよび絶縁被膜層４６２の耐熱温度を超えると被覆材料の劣化が進行して絶縁性が破壊され、最終的には発熱線４６３ａの断線に至ってしまう。そのため、便座ヒータ４５０の製造過程において、金属箔４５１の要所に空気抜き孔を設け、金属箔４５１、４５３間に滞留する空気を排除し、金属箔４５１、４５３と線状ヒータ４６０とのが密着するように配慮している。

本構成では線状ヒータ４６０をアルミの金属箔４５１、４５３に密着して配設している。これは線状ヒータ４６０を熱伝導性の優れた金属に密着させることで、線状ヒータ４６０の温度が上がることを防いでいる。これにより耐久性能が向上する。

また、線状ヒータ４６０は通電時に１００℃を越える高温となるため、ヒータ線近傍の粘着材は耐熱性に優れたものを選定する必要がある。

＜５＞線状ヒータ４６０とリード線４７０との接続方法
図７は、便座ヒータ４５０に線状ヒータ４６０とリード線４７０を接続状態を示すため接続端子の上部を覆う接続カバー等の絶縁および防水部材を取り除いた状態を示す平面図であり、図８は、線状ヒータ４６０とリード線４７０との接続部の断面を示す模式図である。

図７および図８に示すように、線状ヒータ４６０とリード線４７０の芯線は接続端子４６１を介して接続されている。接続端子４６１は平面形状が略Ｌ字状で、その一方の端部
は線状ヒータ４６０と接続するＵ字形状に折曲されたヒータ線接続部４６１ａが、Ｌ字状のコーナー部にはリード線を挿入して保持する円筒形状のリード線保持部４６１ｂが、他方の端部にはリード線４７０を接続する円筒形状に形成されたリード線接続部４６１ｃが形成してある。ヒータ線接続部４６１ａとリード線保持部４６１ｂとは略平板状の放熱部４６１ｄを介して一体に形成してある。

線状ヒータ４６０と接続端子４６１との接続方法は、線状ヒータ４６０の先端部をヒータ接続部４６１ａに挿入し、ヒータ線接続部４６１ａを一対の電極で挟み込み、押圧しつつ端子４７１および線状ヒータ４６０に電流を供給する。それにより、絶縁被覆層４６２および線状ヒータ４６０のエナメル層４６３ｂが溶融する。その結果、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａが接続端子４６１に接触する。

リード線４７０と接続端子４６１との接続は、リード線４７０の芯線をリード線接続部４６１ｃに挿入して熱カシメによりで接続する。

次に、接続端子４６１の熱を金属箔４５１を介して放熱する構成、および金属が暴露している接続端子４６１の絶縁を確保する構成を説明する。

図８に示すように、接続端子４６１の裏面側は、接続端子４６１の放熱部４６１ｄがＰＥＴフィルムからなる端子絶縁フィルム４５６を介して便座ヒータ４５０の金属箔４５１のアルミシート４５１ａに密接するように配設してある。金属箔４５１は便座ヒータの詳細な構成で記述したように粘着層４５２ａ、便座絶縁フィルム４５５、粘着層４５２ｃを介して上部便座ケーシング４１０に貼着してある。

一方、接続端子４６１の表面側は、接続端子４６１およびリード線４７０が収納できる形状に成型したポリカーボネートからなる絶縁カバー４５７で覆い、さらにその外側は粘着層４５２ｄを介してアルミシート４５８ａと樹脂フィルム４５８ｐからなる金属箔４５８で覆っている。また、金属箔４５８の外側は絶縁および防水性能を備えたブチルゴムからなる防水カバー４５９で覆っている。防水カバー４５９の外周部は便座絶縁フィルム４５５および防水絶縁フィルム４７１に粘着しており、防水カバー４５９と便座絶縁フィルム４５５および防水絶縁フィルム４７１で形成される防水絶縁体により接続端子４６１は防水構造を成している。

絶縁カバー４５７は、線状ヒータ４６０の耐久性を考慮すると、厚さは薄い方が金属箔４５８への放熱が優れるため薄いほうがよい。しかしながらリード線４７０の素線や接続端子４６１のバリによりピンホールが生じない厚みが必要であることから、厚さは０．１ｍｍから０．３ｍｍ程度が好ましい。

このように、接続端子４６１は金属箔４５１、４５３に挟み込まれた線状ヒータ４６０の配設部とは異なり、接続端子４６１は一方の金属箔４５１にのみ接触する構造であるが、接続端子４６１に略平板上の放熱部４６１ｄを設けて接触面積を拡大することにより放熱性能を向上することができで、発熱線４６３ａの局部過熱および断線が防止され、便座ヒータ４５０の均熱性が確保される。

端子絶縁フィルム４５６および絶縁カバー４５７は接続端子４６１相互間および接続端子４６１と金属箔４５１、４５３との距離を５ｍｍ程度確保する構成とした。絶縁距離が３ｍｍ程度あれば絶縁性能を確保できるが取り付けのバラツキを考慮すると５ｍｍ程度の距離が必要となる。一方で絶縁物上の線状ヒータ４６０が長くなると放熱性能が悪化し局部発熱を起こし、断線にいたる。線状ヒータ４６０の断熱性および絶縁性を考慮すると５ｍｍ程度が適している。

さらに、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａおよびリード線４７０と接続端子４６１とが熱カシメにより接続されるので、薄く確実な電気的接続が実現される。また、発熱線４６３ａの浮き上がりが防止されるので、発熱線４６３ａの局部過熱および断線が防止される。

なお、便座４００の安全性確保のために、本実施の形態における便座装置１００には２つの安全回路が内蔵されている。１つの安全回路は、便座ヒータ４５０の絶縁破壊検知回路であり、他の１つの安全回路は、便座ヒータ４５０の断線検出回路との間に接続されている。いずれの安全回路も便座ヒータ４５０に異常が発生したときに使用者の感電を防止するために用いるものである。

図７に示すように、接続端子４６１の近傍には、前記絶縁破壊検知回路の検知線４８１を金属箔４５１に接続してある。

＜６＞サーモスタットの取付構造
図９は便座ヒータにサーモスタット設置した状態の要部斜視図を示し、図１０はサーモスタットの取付構造を示す分解斜視図を示し、図１１はサーモスタットの取付構造の断面を示す模式図である。

図１０に示すように、便座ヒータ４５０の後部の片側に線状ヒータ４６０が高い密度で蛇行する検温部４５０Ｔが形成してある。検温部４５０Ｔの両側には所定の間隔を開けて取付孔４９２が設けてある。検温部４５０Ｔには、過昇防止装置としてバイメタルを用いた復帰型のサーモスタット４５０Ｑが設けられる。

便座ヒータ４５０は前述の通り便座絶縁フィルム４５５および防水絶縁フィルム４７１で密閉された構成となっており、浸水を防止する構成となっている。取付孔４９２も同じ構成を採用している。便座絶縁フィルム４５５および防水絶縁フィルム４７１にあけられた取付孔４９２は金属箔４５１、４５３の貫通孔４５０Ｕの口径よりひと回り小さい。本実施の形態においては、金属箔４５１、４５３の貫通孔４５０Ｕの直径が１３ｍｍとし、便座絶縁フィルム４５５および防水絶縁フィルム４７１取付孔４９２は直径６．５ｍｍとした。

このような寸法関係をとることにより便座ヒータ４５０上下から便座絶縁フィルム４５５および防水絶縁フィルム４７１を粘着することで、金属箔４５１、４５３の貫通孔４５０Ｕの端面の暴露を防ぐことができる。貫通孔４５０Ｕに対し便座絶縁フィルム４５５および防水絶縁フィルム４７１の取付孔４９２の寸法は直径で６ｍｍ以上小さくする事が望ましい。これは、防水性を担保するには最低でも３ｍｍの接着代が必要であり、作業バラツキ、部品寸法のバラツキを考えるとできるだけ大きい接着代が確保できれば安定した量産が可能となる。

便座ヒータ４５０裏面側（便座４００の着座部４１０側）にはサーモスタット固定具４９０を設置する。サーモスタット固定具４９０は厚み０．３〜０．５ｍｍのアルミ板を加工して形成しており、その両側部には便座ヒータ４５０の取付孔４９２の配設ピッチと同じ間隔で固定突起４９０ａが設けてある。固定突起４９０ａはサーモスタット固定具４９０のアルミ板をバーリング加工により外径が直径５．８ｍｍで、高さが２．５ｍｍの円筒状に切り起こして一体に形成してある。また、固定突起４９０ａの周囲には略円形の凸部４９０ｂが形成してある。

便座ヒータ４５０の表面側には、サーモスタット４５０Ｑをサーモスタット保持具４９１を介して設置する。サーモスタット保持具４９１は、アルミ板をプレス加工等により形
成したものであり、中央にサーモスタット４５０Ｑを保持する円形孔のサーモスタット保持部４９１ａが設けてあり、その両側には固定孔４９１ｂが設けてある。サーモスタット保持部４９１ａはサーモスタット４５０Ｑの後端部からはめ込んで、先端の感熱部の全周を保持することができる形状となっており、固定孔４９１ｂは前記サーモスタット固定具４９０の固定突起４９０ａと同ピッチで配設してあり、固定突起４９０ａが挿入可能な大きさとなっている。

図１１は、上記各部品を組み付けた状態の断面図を示すものであり、図に示すように各部品を組み付けた状態で固定突起４９０ａをかしめることにより、サーモスタット４５０Ｑは便座ヒータ４５０に確実に固定することができ、サーモスタット４５０Ｑの先端部の感熱部は便座ヒータ４５０の検温部４５０Ｔに密着して固定される。また、固定突起４９０ａの周囲に設けた凸部４９０ｂにより便座絶縁フィルム４５５と防水絶縁フィルム４７１の密着性が良くなるため防水性が向上する。

また、便座ヒータ４５０からサーモスタット固定具４９０に伝わる熱を遮断するために、サーモスタット固定具４９０と便座ヒータ４５０の間に断熱シート４９３を介装している。これにより便座ヒータ４５０で発生した熱がサーモスタット固定具４９０の方へは熱が伝わりにくく、サーモスタット４５０Ｑに伝わる熱が増えるため、動作が速くなる。

＜７＞便座ヒータに関する効果
以上のように、本実施の形態における便座ヒータは、便座絶縁フィルム４５５と防水絶縁フィルム４７１により、充電部である線状ヒータ４６０や接続端子４６１と、異常時に電流が流れる可能性がある金属箔４５１、４５３が密閉された構成となっており、例え便座４００内部に浸水した場合でも便座ヒータ４５０の充電部まで浸水することを防止し漏電することがない。また、異常時に金属箔４５１、４５３に電流が流れた場合でも便座の着座部に漏電することはなく使用者は安全に使用することができる。

また、本実施の接続端子は、その放熱部が金属箔４５１に密接し、線状ヒータ４６０からの熱を金属箔４５１に放熱するため、接続端子の温度上昇を抑制することができるため、線状ヒータ４６０とリード線４７０の安定した接続状態を長期間に亘って維持することができるものである。

本発明は、高温のヒータ線とリード線を長期間に亘って安定して接続することができるので、暖房機器等の加熱機器の用途に適用することができる。

本発明の実施の形態１における便座装置の外観を示す斜視図本発明の実施の形態１おける便座の外観を示す斜視図本発明の実施の形態１おける便座の分解斜視図本発明の実施の形態１おける便座の上部便座ケーシングに便座ヒータを取り付けた状態を示す下面図本発明の実施の形態１おける便座ヒータの平面図本発明の実施の形態１おける便座の上部便座ケーシングに便座ヒータを取り付けた状態の断面を示す模式図本発明の実施の形態１おける便座ヒータの接続端子の取付部分の平面図本発明の実施の形態１おける便座ヒータの接続端子の取付部分の断面を示す模式図本発明の実施の形態１おける便座ヒータのサーモスタットの取付部分を示す斜視図本発明の実施の形態１おける便座ヒータのサーモスタットの取付部分を示す分解斜視図本発明の実施の形態１おける便座ヒータのサーモスタットの取付部分の断面を示す模式図従来の便座装置の便座の一部を破断した平面図

符号の説明

１１０便座装置
４００便座
４１１着座面（着座部）
４５０便座ヒータ
４５１金属箔
４５３金属箔
４５５便座絶縁フィルム（防水絶縁体）
４５６絶縁フィルム（絶縁体）
４５９防水カバー（防水絶縁体）
４６０線状ヒータ
４６１接続端子
４６１ａヒータ線接続部
４６１ｃリード線接続部
４６１ｄ放熱部
４７０リード線
４７１防水絶縁フィルム（防水絶縁体）

Claims

便座の着座部に対応する形状の金属箔に線状ヒータを蛇行形状に貼着し、前記線状ヒータと前記線状ヒータに電力を供給するリード線は接続端子を介して接続する構成において、前記接続端子はヒータ線接続部とリード線接続部の間に略平面形状の放熱部を一体に形成し、前記放熱部は絶縁体を介して前記金属箔に密接する構成の便座ヒータ。
前記金属箔は２枚設置し、前記線状ヒータを挟み込んで貼着し、前記接続端子の前記放熱部は前記金属箔の少なくとも１枚に絶縁体を介して密接する構成の請求項１に記載の便座ヒータ。
前記金属箔および前記線状ヒータおよび前記接続端子を覆う防水絶縁体を備えた請求項１または２に記載の便座ヒータ。
少なくとも着座部を金属で形成した便座を備え、前記着座部の裏面に、請求項１〜３のいずれか１項に記載の便座ヒータを貼着した便座装置。