JP5056500B2 - Toilet seat device - Google Patents
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Description
本発明は、便座装置に関する。 The present invention relates to a toilet seat device.
人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置の分野においては、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の温度を適切な温度に調整する便座装置等様々な機能を有する装置が案出されている。なかでも、上記に示す便座装置によれば、使用者は冬場等気温が低い場合においても不快感を感じることなく便座に着座することができる(例えば、特許文献1参照)。 In the field of sanitary washing devices for washing the local part of the human body, in order to avoid discomfort to the human body, for example, a heating device for adjusting washing water used for washing to an appropriate temperature or a contact portion with the human body. Devices having various functions such as a toilet seat device for adjusting the temperature to an appropriate temperature have been devised. Especially, according to the toilet seat apparatus shown above, even when the temperature is low such as in winter, the user can sit on the toilet seat without feeling uncomfortable (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便座ケーシングの内部に線状ヒータが設けられている。線状ヒータは、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。線状ヒータは、便座ケーシングの裏面全体にわたって蛇行するように配置されており、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
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、その熱が被覆チューブを介して便座ケーシングに伝達される。それにより、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。
ところで、上記のような従来の衛生洗浄装置においては、発熱線と便座ケーシングとを絶縁するために、シリコーンゴムまたは塩化ビニール等からなる被覆チューブが用いられている。この場合、製造上および電気絶縁性確保のために、被覆チューブの厚さを大きくせざるを得なかった。 By the way, in the conventional sanitary washing apparatus as described above, a coated tube made of silicone rubber or vinyl chloride is used to insulate the heating wire and the toilet seat casing. In this case, the thickness of the coated tube has to be increased for manufacturing and ensuring electrical insulation.
しかしながら、被覆チューブの厚さを大きくした場合、発熱線から便座ケーシングへの伝熱効率が低下し、便座ケーシングを迅速に昇温させることができない。 However, when the thickness of the covering tube is increased, the heat transfer efficiency from the heating wire to the toilet seat casing is lowered, and the temperature of the toilet seat casing cannot be rapidly increased.
本発明の目的は、便座と発熱線とを確実に絶縁しつつ、便座を迅速に昇温させることができる便座装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the toilet seat apparatus which can heat-up a toilet seat rapidly, reliably insulating a toilet seat and a heating wire.
本発明に係る便座装置は、着座面を有し金属材料を含む便座と、便座の着座面の裏面側に設けられる発熱線と、発熱線の外周部を覆うように設けられるエナメル層と、便座およびエナメル層の間に設けられる絶縁層とを備えたものである。 A toilet seat device according to the present invention includes a toilet seat having a seating surface and including a metal material, a heating wire provided on the back side of the seating surface of the toilet seat, an enamel layer provided to cover an outer peripheral portion of the heating wire, and a toilet seat And an insulating layer provided between the enamel layers.
この便座装置においては、発熱線で発生された熱が、エナメル層および絶縁層を介して便座に伝達され、便座の温度が上昇する。そして第1の絶縁部の絶縁破壊が生じても第2の絶縁部を構成しているため、金属材料を含む着座面との絶縁を確実にする。 In this toilet seat device, the heat generated by the heating wire is transmitted to the toilet seat via the enamel layer and the insulating layer, and the temperature of the toilet seat rises. And even if the dielectric breakdown of the 1st insulation part arises, since the 2nd insulation part is comprised, the insulation with the seating surface containing a metal material is ensured.
また、第1の絶縁部と第2の絶縁部との間に金属箔を設け、金属箔は第1の絶縁部が破壊されたことを検知する電極とし、発熱線と、第1の絶縁部との間の電流を監視して第1の絶縁部が破壊されたことを検知する絶縁破壊検知回路を備えているため、第1の絶縁部が破壊された場合には即座にヒータ通電を停止させて安全性を確保することが可能である
。
Further, a metal foil is provided between the first insulating portion and the second insulating portion, and the metal foil serves as an electrode for detecting that the first insulating portion is broken, and the heating wire and the first insulating portion Is provided with a dielectric breakdown detection circuit that detects the breakdown of the first insulating portion by monitoring the current between and the heater, and immediately stops the heater energization when the first insulating portion is broken It is possible to ensure safety.
更に、金属箔の端面の周囲に防水手段を設けているため、便座内部に水が浸入した場合などでも、充電部となる金属箔とは浸水絶縁性が確保できるためより絶縁を確実にする。浸水絶縁性とは、掃除時や男子小用時のかかりなど、トイレ室使用時が便座本体や便座の枠体内部に水分が入り込むことを考慮し、本体を含めた全体を浸水させた条件において、所定の絶縁を保つことができる性能をいう。 Further, since the waterproof means is provided around the end surface of the metal foil, even when water enters the toilet seat, the water insulation against the metal foil serving as the charging part can be ensured, so that the insulation is further ensured. Submerged insulation means that the entire body including the main unit is submerged in consideration of the fact that moisture enters the toilet seat body and the toilet seat frame when using the toilet room, such as when cleaning or for boys. The performance that can maintain a predetermined insulation.
したがって、この便座装置においては、何らかの異常により発熱線の絶縁破壊が生じても、絶縁層を2重に設け、また絶縁破壊検知回路を設けており、更に浸水絶縁性が確保さているので、絶縁が確実で更に高い安全性を確保することができる。 Therefore, in this toilet seat device, even if the insulation breakdown of the heating wire occurs due to some abnormality, the insulation layer is provided twice, the insulation breakdown detection circuit is provided, and the water immersion insulation is ensured. Therefore, it is possible to ensure higher safety.
また、この便座装置においては、便座に金属材料が用いられている。したがって、発熱線で発生された熱をさらに効率よく便座に伝達することができる。 In this toilet seat device, a metal material is used for the toilet seat. Therefore, the heat generated by the heating wire can be more efficiently transmitted to the toilet seat.
以上の結果、発熱線と便座とを確実に絶縁しつつ、便座を迅速に昇温させることが可能となる。 As a result, it is possible to quickly raise the temperature of the toilet seat while reliably insulating the heating wire and the toilet seat.
本発明によれば、便座と発熱線とを確実に絶縁しつつ、便座を迅速に昇温させることができる便座装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the toilet seat apparatus which can heat up a toilet seat rapidly can be provided, ensuring insulation of a toilet seat and a heating wire.
第1の発明に係る便座装置は、着座面を有し金属材料を含む便座と、前記便座の前記着座面の裏面側に設け着座面を加熱する発熱線と、前記発熱線の外周に設けた第1の絶縁部と、前記便座と前記第1の絶縁部との間に設けた第2の絶縁部と、前記発熱線と、前記第1の絶縁部および第2の絶縁部との間の電流を監視して第1の絶縁部が破壊されたことを検知する絶縁破壊検知回路とを備え、前記金属箔の端面の周囲に防水手段を設けたことを特徴とするものである。 A toilet seat device according to a first aspect of the present invention is provided with a toilet seat having a seating surface and containing a metal material, a heating wire provided on the back side of the seating surface of the toilet seat, and heating the seating surface, and provided on an outer periphery of the heating wire. Between the first insulating portion, the second insulating portion provided between the toilet seat and the first insulating portion, the heating wire, the first insulating portion and the second insulating portion A dielectric breakdown detection circuit for monitoring the current and detecting that the first insulating portion is broken, and is provided with waterproof means around the end face of the metal foil.
この便座装置においては、発熱線で発生された熱が、第1および第2の絶縁部を介して便座に伝達され、便座の温度が上昇する。そして第1の絶縁部の絶縁破壊が生じて、第1の絶縁部と第2の絶縁部の間に電流が流れても第2の絶縁部が2重の絶縁の構成であるため、金属材料を含む着座面との絶縁を確実にする。 In this toilet seat device, heat generated by the heating wire is transmitted to the toilet seat via the first and second insulating portions, and the temperature of the toilet seat rises. Since the second insulating part has a double insulation structure even when a current flows between the first insulating part and the second insulating part due to dielectric breakdown of the first insulating part, the metal material Ensure insulation from the seating surface.
したがって、この便座装置においては、何らかの異常により発熱線の絶縁破壊が生じても、絶縁層を2重の層で設けているので、絶縁が確実である。 Therefore, in this toilet seat apparatus, even if the insulation breakdown of the heating wire occurs due to some abnormality, the insulation layer is provided with the double layer, so that the insulation is reliable.
また、この便座装置においては、第1の絶縁部と第2の絶縁部との間に金属箔を設け、金属箔は第1の絶縁部が破壊されたことを検知する電極とし、発熱線と、第1の絶縁部との間の電流を監視して第1の絶縁部が破壊されたことを検知する絶縁破壊検知回路を備えているため、第1の絶縁部が破壊された場合には即座にヒータ通電を停止させて安全性を確保することが可能である。 In this toilet seat device, a metal foil is provided between the first insulating portion and the second insulating portion, and the metal foil serves as an electrode for detecting that the first insulating portion is broken, Since it has a dielectric breakdown detection circuit that monitors the current between the first insulating part and detects that the first insulating part is broken, when the first insulating part is broken, It is possible to immediately stop the heater energization to ensure safety.
更に、金属箔の端面の周囲に防水手段を設けているため、便座内部に水が浸入した場合などでも、充電部となる金属箔とは浸水絶縁性が確保できるためより絶縁を確実にする。 Further, since the waterproof means is provided around the end surface of the metal foil, even when water enters the toilet seat, the water insulation against the metal foil serving as the charging part can be ensured, so that the insulation is further ensured.
以上の結果、発熱線と便座とを確実に絶縁しつつ、便座を迅速に昇温させることが可能となり、更に浸水絶縁性が確保さているため確実で更に高い安全性を確保することが可能となる。 As a result of the above, it is possible to quickly raise the temperature of the toilet seat while reliably insulating the heating wire and the toilet seat. Further, since the water-insulating insulation is ensured, it is possible to ensure reliable and even higher safety. Become.
第2の発明に係る便座装置は、防水手段は、金属箔の外形に沿って形成された接着性テープとしたものである。 In the toilet seat device according to the second invention, the waterproof means is an adhesive tape formed along the outer shape of the metal foil.
これにより、金属箔および線状ヒータを貼り付けた部分に乗り上げないよう形成できるため、接着性テープは、線状ヒータの温度の影響を受けにくい構成となり、耐久性も向上することができる。 Thereby, since it can form so that it may not climb over the part which affixed metal foil and a linear heater, adhesive tape becomes a structure which is hard to be influenced by the temperature of a linear heater, and can also improve durability.
第3の発明は、前記金属箔の外形に沿って形成された接着性テープの突合せ部を、粘性を有する合成ゴムで被覆したことを特徴としたものである。 The third invention is characterized in that the butted portion of the adhesive tape formed along the outer shape of the metal foil is covered with a synthetic rubber having viscosity.
これにより、接着性テープを金属箔の外形に沿わせて貼り付け、曲線部分などは分割して貼る構成としており、そのため突合せ部の防水構造を確実にするため、粘性を有する合成ゴムで被覆、圧着することにより、複雑な形状であっても確実に浸水絶縁性能を満足させることが可能となる。 Thereby, the adhesive tape is attached along the outer shape of the metal foil, and the curved portion and the like are configured to be divided and attached, and therefore, to ensure the waterproof structure of the butt portion, covered with a synthetic rubber having viscosity, By pressure bonding, it is possible to reliably satisfy the water-insulating performance even in a complicated shape.
第4の発明は、防水手段として、金属箔の外形に沿って射出形成された粘着性樹脂としたことを特徴としたものである。 The fourth invention is characterized in that the waterproof resin is an adhesive resin injection-formed along the outer shape of the metal foil.
これにより、射出形成された粘着性樹脂、例えばシリコーン樹脂より構成され耐熱性を有するため、ヒータ線温度の影響を受けにくい構成となり耐久性も向上することができる。また、このような構成とすると、ロボット等の機械化による作業が可能となるため効率化を図ることができる。 Thereby, since it is comprised from the injection-formed adhesive resin, for example, silicone resin, and has heat resistance, it becomes a structure which is hard to be influenced by heater wire temperature, and can also improve durability. In addition, with such a configuration, work by mechanization of a robot or the like is possible, so that efficiency can be improved.
本発明の目的は、第1の発明から第4の発明を実施の形態の要部とすることにより達成できるので、各請求項に対応する実施の形態の詳細を、以下に図面を参照しながら説明し、本発明を実施するための最良の形態の説明とする。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。また、本実施の形態の説明において、同一構成並びに作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明を行わないものとする。 The object of the present invention can be achieved by using the first to fourth aspects of the present invention as the main part of the embodiment, so the details of the embodiment corresponding to each claim will be described below with reference to the drawings. It will be described and the best mode for carrying out the present invention will be described. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Further, in the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations and the effects and the same description is not repeated.
(実施の形態1)
<1> 衛生洗浄装置およびそれを備えるトイレ装置の外観
図1は本発明の一実施の形態に係る衛生洗浄装置およびそれを備えるトイレ装置を示す外観斜視図である。トイレ装置1000はトイレットルーム内に設置される。
(Embodiment 1)
<1> Appearance of sanitary washing device and toilet device provided with the same FIG. 1 is an external perspective view showing a sanitary washing device and a toilet device provided therewith according to an embodiment of the present invention. The
トイレ装置1000において、便器700には衛生洗浄装置100が取り付けられる。衛生洗浄装置100は、本体部200、遠隔操作装置300、便座部400および蓋部500により構成される。蓋部500を除く衛生洗浄装置100の各構成要素が、後述の便座装置110を構成する。
In the
本体部200には、便座部400および蓋部500が開閉可能に取り付けられている。
また、本体部200には、図示しない洗浄水供給機構が設けられるとともに、後述の制御部90(図2)が内蔵される。
A
The
図1では、本体部200の正面上部に設けられる着座センサ610が示されている。この着座センサ610は、例えば反射型の赤外線センサである。この場合、着座センサ610は、人体から反射された赤外線を検出することにより便座部400上に使用者が存在することを検知する。
In FIG. 1, a
さらに、図1では、本体部200の正面下部に設けられる便器ノズル40が便器700の内側に突出している状態が示されている。この便器ノズル40は、上述の洗浄水供給機構に接続されている。
Further, FIG. 1 shows a state in which the
洗浄水供給機構は、図示しない水道配管に接続されている。これにより、洗浄水供給機構は、水道配管から供給される洗浄水を便器ノズル40に供給する。それにより、便器ノズル40から便器700の内面の広い範囲に洗浄水が噴出される(便器プレ洗浄)。または、便器ノズル40から便器700の内面の背面側に洗浄水が噴出される(便器後部洗浄)。
The washing water supply mechanism is connected to a water pipe (not shown). Accordingly, the cleaning water supply mechanism supplies the cleaning water supplied from the water pipe to the
また、洗浄水供給機構は、後述のノズル部20(図2)に接続されている。これにより、洗浄水供給機構は、水道配管から供給される洗浄水をノズル部20に供給する。それにより、ノズル部20から使用者の局部に洗浄水が噴出される。
The cleaning water supply mechanism is connected to a nozzle unit 20 (FIG. 2) described later. Accordingly, the cleaning water supply mechanism supplies the cleaning water supplied from the water pipe to the
遠隔操作装置300には、複数のスイッチが設けられている。遠隔操作装置300は、例えば便座部400上に着座する使用者が操作可能な場所に取り付けられる。
The
入室検知センサ600は、トイレットルームの入口等に取り付けられる。入室検知センサ600は、例えば反射型の赤外線センサである。この場合、入室検知センサ600は、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。
The
本体部200の制御部90(図2に示す)は、遠隔操作装置300、入室検知センサ600および着座センサ610から送信される信号に基づいて、衛生洗浄装置100の各部の動作を制御する。
A control unit 90 (shown in FIG. 2) of the
<2> 本体部における給水系および制御系の構成
図2は、本体部200の構成を示す模式図である。図2に示すように、本体部200は、分岐水栓2、ストレーナ4、逆止弁5、定流量弁6、止水電磁弁7、流量センサ8、熱交換器9、ポンプ11、バッファタンク12、人体用切替弁13、ノズル部20、バキュームブレーカ31,61、便器ノズル40、便器ノズルモータ40m、ランプ50および制御部90を含む。
<2> Configuration of Water Supply System and Control System in Main Body FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
ノズル部20は、おしりノズル21、ビデノズル22およびノズル洗浄ノズル23を含み、人体用切替弁13は切替弁モータ13mを含む。
The
図2に示すように、水道配管1には分岐水栓2が介挿される。分岐水栓2と熱交換器9との間に接続される配管3には、ストレーナ4、逆止弁5、定流量弁6、止水電磁弁7および流量センサ8が順に介挿される。熱交換器9と人体用切替弁13との間に接続される配管10には、ポンプ11およびバッファタンク12が介挿される。
As shown in FIG. 2, a
人体用切替弁13の複数のポートにノズル部20のおしりノズル21、ビデノズル22
およびノズル洗浄ノズル23がそれぞれ接続される。
A
And the
バキュームブレーカ31は、止水電磁弁7と流量センサ8との間の配管3から延びる分岐配管30に接続され、熱交換器9および便器ノズル40の洗浄水噴出口よりも上方の位置に配置される。バキュームブレーカ31には、分岐配管32の一端が接続される。分岐配管30と分岐配管32とはバキュームブレーカ31を介して連結される。便器ノズル40は、分岐配管32の他端に接続される。便器ノズルモータ40mおよびランプ50は、便器ノズル40の近傍に取り付けられる。バキュームブレーカ61はバッファタンク12に設けられ、熱交換器9よりも上方の位置に配置される。なお、バキュームブレーカ61およびバッファタンク12は一体的に形成されている。したがって、バッファタンク12も熱交換器9よりも上方の位置に配置される。
The
次に、本体部200における洗浄水の流れおよび制御部90による本体部200の各構成部の制御について説明する。
Next, the flow of cleaning water in the
水道配管1を流れる浄水が、洗浄水として分岐水栓2によりストレーナ4に供給される。これにより、洗浄水に含まれるゴミおよび不純物等はストレーナ4により除去される。
The purified water flowing through the
次に、逆止弁5により配管3内における洗浄水の逆流が防止され、定流量弁6により配管3内を流れる洗浄水の流量が一定に維持される。そして、止水電磁弁7により熱交換器9への洗浄水の供給状態が切替えられる。止水電磁弁7の動作は、制御部90により制御される。
Next, the
配管3において、流量センサ8は、配管3内を流れる洗浄水の流量を測定し、制御部90に測定流量値を与える。熱交換器9は、配管3を通して供給される洗浄水を所定の温度に加熱する。熱交換器9の動作は、流量センサ8により測定された測定流量値に基づいて制御部90により制御される。
In the
続いて、熱交換器9により加熱された洗浄水が、ポンプ11によりバッファタンク12を通して人体用切替弁13に圧送される。ポンプ11の動作は、制御部90により制御される。
Subsequently, the wash water heated by the
バッファタンク12は、加熱された洗浄水の温度緩衝部として作用する。これにより、人体用切替弁13に圧送される洗浄水の温度むらの発生が抑制される。なお、熱交換器9とバッファタンク12との合計の容量は、15cc〜30ccであることが好ましく、20cc〜25ccであることがより好ましい。
The
人体用切替弁13においては、切替弁モータ13mが動作することにより、ポンプ11から圧送された洗浄水が、おしりノズル21、ビデノズル22およびノズル洗浄ノズル23のいずれかに供給される。これにより、おしりノズル21、ビデノズル22およびノズル洗浄ノズル23のいずれかから洗浄水が噴出する。切替弁モータ13mの動作は、制御部90により制御される。
In the human
おしりノズル21およびビデノズル22は、使用者の局部の洗浄を行うために用いられる。ノズル洗浄ノズル23は、おしりノズル21およびビデノズル22の便器700内に突出する部分を洗浄するために用いられる。
The
止水電磁弁7から熱交換器9に供給される洗浄水のうちノズル部20において使用されない余剰な洗浄水は、分岐配管30、分岐配管32および便器ノズル40を介して捨て水として便器700(図1)内に流される。すなわち、分岐配管30および分岐配管32は
捨て水回路として機能する。便器ノズル40の詳細は後述する。
Of the wash water supplied from the water
なお、本例においては、熱交換器9と便器ノズル40との間にバキュームブレーカ31が設けられ、熱交換器9とノズル部20との間にバキュームブレーカ61が設けられている。それにより、熱交換器9内の洗浄水が分岐配管30、分岐配管32および便器ノズル40を介して外部に流出することならびに配管10およびノズル部20を介して外部に流出することが防止される。その結果、熱交換器9の空焚きが防止される。
In this example, a
また、バキュームブレーカ31により、便器ノズル40側からの汚水等の逆流が防止されるとともに、バキュームブレーカ61によりノズル部20側からの汚水等の逆流が防止される。
Further, the
また、バッファタンク12とバキュームブレーカ61とが一体的に設けられているので、本体部200を小型化することができる。また、バキュームブレーカ61によりバッファタンク12内の冷水が排出されるので、おしり洗浄時に、おしりノズル21から冷水が噴出されることを防止することができる。
In addition, since the
<3> 便座装置
(3−a) 便座装置の構成
図3は、便座装置110の構成を示す模式図である。上述のように、便座装置110は、本体部200、遠隔操作装置300、便座部400および入室検知センサ600を備える。
<3> Toilet Seat Device (3-a) Configuration of Toilet Seat Device FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration of the
図3に示すように、本体部200は、制御部90、温度測定部401、ヒータ駆動部402、便座温調ランプRA1および着座センサ610を含む。
As shown in FIG. 3, the
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。
The
制御部90は、例えばマイクロコンピュータからなり、使用者の入室および便座部400の温度等を判定する判定部、タイマ機能を有する計時部、種々の情報を記憶する記憶部、ならびに、ヒータ駆動部402の動作を制御するための通電率切替回路等を含む。
The
本体部200の温度測定部401は、便座部400のサーミスタ401aに接続されている。これにより、温度測定部401は、サーミスタ401aから出力される信号に基づいて便座部400の温度を測定する。以下、サーミスタ401aを通じて温度測定部401により測定される便座部400の温度を測定温度値と称する。
The
また、本体部200のヒータ駆動部402は、便座部400の便座ヒータ450に接続されている。これにより、ヒータ駆動部402は便座ヒータ450を駆動する。
Further, the
本実施の形態において、便座装置110は次のように動作する。初期設定時では、制御部90がヒータ駆動部402を制御することにより、便座部400が例えば約18℃となるように温度調整される。このときの温度を待機温度と称する。
In the present embodiment,
ここで、使用者が遠隔操作装置300の便座温度調整スイッチ333を操作することにより、便座設定温度が制御部90に送信される。制御部90は、遠隔操作装置300から受信した便座設定温度を記憶部に記憶する。
Here, when the user operates the toilet seat temperature adjustment switch 333 of the
使用者がトイレットルームに入室すると、入室検知センサ600が使用者の入室を検知する。それにより、使用者の入室検知信号が制御部90に送信される。
When the user enters the toilet room, the
次に、通常の使用時の動作について説明する。制御部90の判定部は、入室検知センサ600からの入室検知信号により使用者のトイレットルームへの入室を検知する。そこで、判定部は、便座部400の測定温度値、および記憶部に記憶された便座設定温度に基づいて便座ヒータ450の駆動に関する特定のヒータ制御パターンを選択する。
Next, the operation during normal use will be described. The determination unit of the
通電率切替回路は、選択されたヒータ制御パターンおよび計時部により得られる時間情報に基づいてヒータ駆動部402の動作を制御する。
The energization rate switching circuit controls the operation of the
それにより、ヒータ駆動部402により便座ヒータ450が駆動され、便座部400の温度が便座設定温度へと瞬時に上昇される。
Accordingly, the
(3−b) 便座部400の第1の例
図4は、便座部400の分解斜視図である。図5(a)は、第1の例の便座部400の便座ヒータ450の平面図、図5(b)は、図5(a)の領域C72の拡大図である。図6は、第1の例の便座部400の平面図である。図7は、図6の便座部400のC73−C73断面図である。
(3-b) First Example of
図4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、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下部便座ケーシング420を備える。
As shown in FIG. 4, the
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
図5(a)および図6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および線状ヒータ460を含む。
As shown in FIGS. 5A and 6, the
線状ヒータ460は、シート中央部SE3からシート一方端部SE1までの領域およびシート中央部SE3からシート他方端部SE2までの領域において上部便座ケーシング410の形状に合わせて蛇行形状に配設される。
The
具体的には、線状ヒータ460は、左右6列程度のU字状部を有するように形成される。これらのU字状部は、着座した使用者の大腿部の方向にほぼ沿って並行に配置される。各U字状部における線状ヒータ460の間隔は5mm程度である。
Specifically, the
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
さらに、図5(b)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CUが設けられる。
Further, as shown in FIG. 5B, a plurality of bent portions CU serving as thermal stress buffering portions are provided in the path of the meandering
図7に示すように、上部便座ケーシング410の外側の側辺に沿った領域G1における線状ヒータ460の間隔ds1および内側の側辺に沿った領域G3における線状ヒータ460の間隔ds3は、上部便座ケーシング410の中央部の領域G2における線状ヒータ460の間隔ds2よりも小さく設定される。それにより、上部便座ケーシング410の外側の側辺に沿った領域G1および内側の側辺に沿った領域G3では、中央部の領域G2に比べて線状ヒータ460が密に配列される。
As shown in FIG. 7, the distance ds1 between the
(3−c) 便座部400の第2の例
図8(a)は、第2の例の便座部400の便座ヒータ450の平面図、図8(b)は、図8(a)の領域C77の拡大図、図9は、第2の例の便座部400の平面図である。
(3-c) Second Example of
図8(a)および図9に示すように、線状ヒータ460は、シート中央部SE3からシート一方端部SE1までの領域およびシート中央部SE3からシート他方端部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。本例では、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。
As shown in FIG. 8A and FIG. 9, the
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シート一方端部SE1の近傍まで左右に蛇行しながら延びることにより図8(b)の第1系列Aの蛇行形状が形成される。また、線状ヒータ460がシート一方端部SE1の近傍から左右に蛇行しながらシート中央部SE3の近傍を経由してシート他方端部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がシート他方端部SE2の近傍からシート中央部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。
Specifically, the
さらに、図8(b)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。
Further, as shown in FIG. 8B, the first series A meandering
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
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。
In this example, the
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。
In addition, since the thermal expansion and contraction of the
また、図8(b)に示すように、曲げ部の長さLa,Lbおよび曲げ部間の間隔S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。
Moreover, as shown in FIG.8 (b), the length La of a bending part, Lb, and the space | interval S between bending parts can be adjusted arbitrarily. Thereby, the heating distribution of the
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La,Lbおよび曲げ部間の間隔S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。
For example, the lengths La and Lb of the bent portions and the spacing S between the bent portions are adjusted so that the heating density in the vicinity of the outer side and the inner side of the
また、本例では、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1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が打ち消される。その結果、ノイズの発生が防止される。
In this example, the current direction in the first series A meandering
(3−d) 便座部400の第3の例
図10(a)は、第3の例の便座部400の便座ヒータ450の平面図、図10(b)は、図10(a)の一部の拡大断面図である。
(3-d) Third Example of
図10(a)に示すように、便座ヒータ450の後部の両側に線状ヒータ460が高い密度で蛇行する検温部450Tがそれぞれ形成される。図10(b)に示すように、一方の検温部450Tには、バイメタル等を用いた復帰型のサーモスタット450Qが設けられる。他方の検温部450Tには、温度ヒューズ等を用いた非復帰型のサーモスタット450Qが設けられる。
As shown in FIG. 10A,
例えば、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、非復帰型のサーモスタット450Qが開くことにより、電力の供給が遮断される。
For example, when the
ここで、温度過昇防止のためのサーモスタット450Qまたは温度ヒューズの動作温度設定は、実際に遮断したい温度よりも低くしておくことが望ましい。本実施の形態で説明している構成の便座は昇温速度が速い。したがって、安全装置(例えば、サーモスタット450Qまたは温度ヒューズ等)の動作速度によっては、実際に通電が停止されたタイミングで便座表面が予め設定された温度よりもさらに高い温度になってしまっている可能性があるためである。人体の皮膚のうち、普段露出していない臀部や大腿部の皮膚は他の部分の皮膚に比べて敏感である。これにより、上記のような、より高い安全設計が重要となる。
Here, it is desirable that the operating temperature setting of the
(3−e) 便座ヒータ450の構造の一例
図11は、上部便座ケーシング410に取り付けられる便座ヒータ450の構造の一例を示す断面図である。
(3-e) Example of Structure of
図11に示すように、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、アルマイト層412および表面化粧層411が形成される。表面化粧層411の上面が着座面410Uとなる。また、アルミニウム板413の下面には、耐熱塗装絶縁層414が形成される。耐熱塗装絶縁層414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。
As shown in FIG. 11, the upper
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
耐熱塗装絶縁層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。
A
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
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
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。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。
The
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。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。
The insulating
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。
Note that polyimide (PI) or polyamideimide (PAI) may be used as the material of the insulating
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/cm2である。
The outer diameter of the
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。
The
このように、単一のエナメル線463上に絶縁被覆層462を形成することにより二重の絶縁構造を確保することができる。
In this manner, a double insulation structure can be ensured by forming the insulating
また、絶縁被覆層462は比較的薄くても十分な絶縁性が得られる。したがって、絶縁被覆層462の厚さを薄くすることができる。上記の例では、線状ヒータ460の樹脂層(エナメル層463bおよび絶縁被覆層462)の厚さは、0.12mm程度であり、極めて薄い。この場合、発熱線463aから金属箔451および便座ケーシング410への熱伝導を極めて俊敏に行うことができる。
Further, sufficient insulation can be obtained even if the insulating
ちなみに従来の便座装置においては、線状ヒータのシリコーンゴムまたは塩化ビニール等からなる被覆チューブの厚さは、上記の例の約10倍の1mm程度ある。このような被覆チューブの熱伝導速度は桁違いに遅く、便座の昇温速度を速くすることはできなかった。 Incidentally, in the conventional toilet seat device, the thickness of the covering tube made of silicone rubber, vinyl chloride or the like of the linear heater is about 1 mm, which is about 10 times that of the above example. The heat conduction rate of such a coated tube was extremely slow, and the temperature raising rate of the toilet seat could not be increased.
従来の便座装置において便座の昇温速度を無理やり速くするためにヒータ線に大きい電力を供給した場合、断熱状態でヒータ線の温度を高くした場合と同様に、被覆チューブが溶融および焼損する。そのため、このような方法による便座の昇温は実用できなかった。 In the conventional toilet seat device, when a large electric power is supplied to the heater wire in order to forcibly increase the temperature raising rate of the toilet seat, the coated tube is melted and burnt out as in the case where the temperature of the heater wire is increased in the heat insulating state. Therefore, raising the temperature of the toilet seat by such a method has not been practical.
一方、本例のように耐熱性能に優れたエナメル線463をヒータ線として使用した場合、十分短時間で便座を昇温でき、かつ電気絶縁性および安全性を確保できる。したがって、本例の構造は、種々の便座装置に有効に実用することができる。
On the other hand, when the enameled
また、本例の構造では、エナメル層463bおよび絶縁被覆層462等からなる樹脂層を0.1〜0.4mm程度の薄い厚さで形成できる。それにより、発熱線463aおよび樹脂層の絶対温度が低い温度に維持された状態で、便座を急速に昇温させることができる。その結果、高価な耐熱絶縁材料でなく比較的安価な絶縁材料を用いることができる。
In the structure of this example, the resin layer composed of the
また、本例においては、線状ヒータ460の熱を便座ケーシング410に効率よく伝達するために、線状ヒータ460をアルミ箔451,453で挟んでいる。ここで、本例の
線状ヒータ460においては、エナメル層463bおよび絶縁被覆層462を薄くできるので、線状ヒータ460の外径を細く(約φ0.2〜φ0.4)できる。この場合、アルミ箔451とアルミ箔453とを貼り合わせる際に、アルミ箔451とアルミ箔453との間の空気層を小さくすることができるとともに、アルミ箔451,453のしわを少なくすることができる。それにより、エナメル線463の局所高熱が抑制され、エナメル線463の断線および電気絶縁層(エナメル層463bおよび絶縁被覆層462)の損傷が防止される。その結果、便座装置110の長寿命化が可能になる。
In this example, in order to efficiently transfer the heat of the
また、エナメル線463を細くできるので、便座ヒータ450の重量を低減でき、便座開閉トルクを小さくすることができる。それにより、便座開閉用の電動開閉ユニットを小型化でき、便座装置110の小型化が可能となる。
Further, since the
(3−f) 便座ヒータ450の構造の他の例
図12は、上部便座ケーシング410に取り付けられる便座ヒータ450の構造の他の例を示す断面図である。
(3-f) Another Example of Structure of
図12の例では、複数のエナメル線463が撚り合わされ、絶縁被覆層462で被覆されている。各エナメル線463は、例えば直径0.1mmの発熱線463aおよび膜厚10μmのエナメル層463bにより構成される。
In the example of FIG. 12, a plurality of
このように、複数のエナメル線463の束の周囲を取り囲むように絶縁被覆層462を形成することにより二重の絶縁構造を確保することができる。
Thus, a double insulation structure can be ensured by forming the
なお、図12の例では、7本のエナメル線463が撚り合わされているが、エナメル線463の数は7本に限定されない。例えば、2本のエナメル線463およびエナメル層463bにより被覆されていない1本の発熱線463a(以下、単体発熱線463aと称する)を撚り合わせてもよい。
In the example of FIG. 12, seven
この構成においては、例えば、局所高熱等により上記2本のエナメル線463のうちの一方のエナメル層463bが絶縁破壊された場合、そのエナメル線463の発熱線463aと、上記の単体発熱線463aとが電気的に接続される。したがって、この構成によれば、単体発熱線463aを絶縁破壊検知線として用いることにより、エナメル層463bの絶縁破壊を検知することができる。それにより、2本のエナメル線463のうちいずれかのエナメル線463のエナメル層463bが絶縁破壊された場合には、すべての発熱線463aへの通電を遮断することができる。
In this configuration, for example, when one
つまり、複数本の撚り線のうち少なくとも1本をエナメル層463bのない非絶縁電線とすることにより、局所高熱等によりいずれかのエナメル線463のエナメル層463bが絶縁破壊された場合にも、その絶縁破壊を迅速に検知することができる。それにより、安全に発熱線463aへの通電を遮断することができる。
That is, even if the
なお、上記においては、複数のエナメル線463を撚り合わせて用いた場合について説明したが、複数のエナメル線463を単に束ねて用いてもよい。
In the above description, the case where a plurality of
また、複数本の発熱線463aのうちの所定数の発熱線463aに流れる電流の向きと残りの発熱線463aに流れる電流の向きとを逆にしてもよい。この場合、一方向に流れる電流により発生する磁界と他方向に流れる電流により発生する磁界とが打ち消し合う。
それにより、漏洩磁界の発生およびノイズの発生を抑制することができる。
Further, the direction of the current flowing through the predetermined number of the
Thereby, generation | occurrence | production of a leakage magnetic field and generation | occurrence | production of noise can be suppressed.
(3−g) 便座ヒータ450の構造のさらに他の例
図13(a)は、上部便座ケーシング410に取り付けられる便座ヒータ450の構造のさらに他の例を示す断面図であり、図13(b)はその平面図である。
(3-g) Still another example of the structure of the
図13(a)の例では、アルミニウム板413の下面には、耐熱塗装絶縁層414が形成される。金属箔451,453はアルミシートと樹脂フィルムを一体にラミネート(貼り合せ)した金属箔ラミネートシート(アルペット)を用い、金属箔451は着座面410U側に樹脂フィルム面を設け、金属箔453は着座面410Uとは反対側に樹脂フィルム面を設けている。
In the example of FIG. 13A, a heat resistant
また、金属箔451には、線状ヒータ460の絶縁破壊を検知するための検知線710を設けている。通電によって線状ヒータ460が発熱すると、その熱は金属箔451および453に伝導し、シート状の便座ヒータ450全体が均一な状態で温度上昇する効果を有し、金属箔451,453は均熱部として機能している。そして、金属箔451,453は線状ヒータ460のほぼ全外周を密閉して覆うようにしてもっとも効率よく発熱を伝達させるように構成している。
Further, the
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。この際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。そこで、金属箔451に固定し導通させた検知線710を設け、そこに流れる電流を監視することによって、線状ヒータ460の絶縁性が何らかの原因によって損なわれた場合、通電によって線状ヒータ460から漏れ流れた電流を絶縁破壊検知回路720によって検知して通電を停止させて安全性を確保することが可能である。つまりは均熱部として機能する金属箔451を絶縁破壊検知電極としても兼用するものである。
If there is an air layer around the linear heater 460 (between the metal foil), the heat radiation from the
このような絶縁破壊を検知してヒータ通電を停止する構成を採用する場合においては、もし便座内部に水が浸入し、かつ便座表面も濡れている場合などでも、絶縁破壊検知回路720と導通し充電部となる金属箔451と人体との間に導通が発生しないための配慮として、金属箔451の浸水絶縁性を確保することが必要となる。
In the case of adopting such a configuration that detects the dielectric breakdown and stops energization of the heater, even if water enters the toilet seat and the toilet seat surface is also wetted, the dielectric
そこで、金属箔451の端面部分については防水性および電気絶縁性に優れた材質の接着性テープ700、例えばポリエチレンフィルム等を施すことで浸水絶縁性能を満足させることが可能である。
Therefore, it is possible to satisfy the water-insulating performance by applying an
接着性テープ700は、テープ基材700aと粘着層700bより構成されている。接着性テープ700は、金属箔451および453の外形に沿って所定の幅を持って貼付けている。金属箔451および453の線状ヒータ460に対応する部分の最高上昇温度は約70℃に達するが、これに対し接着性テープ700は耐熱性が100℃前後とあまり余裕がないため、金属箔451および453の線状ヒータ460を貼り付けた部分に乗り上げないよう形成されている。そのため、接着性テープ700は、線状ヒータ460の温度の影響を受けにくい構成となり、耐久性も向上することができる。
The
また、接着性テープ700を用いることにより、貼り付け直しや分解等メンテ性の向上を図ることが可能となる。
Further, by using the
ここでは、接着性テープ700を金属箔451および453の外形に沿わせて貼り付け
るが、曲線部分などは分割して貼る構成としており、そのため突合せ部の防水構造を確実にするため、粘性を有する合成ゴム702で被覆、圧着することにより、複雑な形状であっても確実に浸水絶縁性能を満足させることが可能となる。接着性テープ700をテープ状でなく、金属箔の外形形状に合わせて一体成形の形状を用いればこのような処理を行わずとも、浸水絶縁性能を満足できる。
Here, the
また、金属箔451の浸水絶縁性を確保する別の手段として、金属箔451および453の外形に沿って射出形成された粘着性樹脂704は、例えばシリコーン樹脂より構成される。シリコーン樹脂で粘着性樹脂704を構成すると約200℃の耐熱性を有するため、ヒータ線温度の影響を受けにくい構成となり耐久性も向上することができる。このような構成とすると、ロボット等の機械化による作業が可能となるため効率化を図ることができる。
Further, as another means for ensuring the water-insulating insulation of the
本実施の形態のように、金属箔451には、線状ヒータ460の絶縁破壊を検知するための検知線710を設けているため、線状ヒータ460の絶縁性が何らかの原因によって損なわれた場合、通電によって線状ヒータ460から漏れ流れた電流を絶縁破壊検知回路720によって検知して通電を停止させて安全性を確保することが可能である。
As in the present embodiment, since the
また、便座内部に水が浸入し、かつ便座表面も濡れている場合などでも、絶縁破壊検知回路720と導通し充電部となる金属箔451と人体との間に導通が発生しないための配慮として、金属箔451の端面部分については防水性および電気絶縁性に優れた材質の接着性テープ700や粘着性樹脂704を施すことで浸水絶縁性能を満足させることが可能となり便座装置自体の安全性を向上することができる。
In addition, even when water enters the toilet seat and the surface of the toilet seat is also wet, as a consideration to prevent conduction between the
そして、いずれの場合においても、絶縁構成および浸水絶縁構成が断熱効果を持つことなく、確実な絶縁を実現した上で使用時のみ瞬時に昇温させて使用する便座暖房の性能を悪化させることがない。 And in any case, the insulation structure and the submerged insulation structure do not have a heat insulation effect, and after the reliable insulation is realized, the performance of the toilet seat heating that is used by raising the temperature only at the time of use can be deteriorated. Absent.
また、図13(b)に示すように、線状ヒータ460を密集させて配設して設けた便座の後部でもっとも着座状態の影響をうけにくい部分に位置する検温部450Tには、復帰型安全装置であるサーモスタット450Qを貼り付ける。便座の後部でもっとも着座状態の影響をうけにくく、さらに便器に便座装置を設置した場合に便座ケーシングの中でもっとも高い位置にあって熱が集まる部分となる領域450THに温度ヒューズ450Hを貼り付ける。さらに着座部の前後方向における便座の略中央となり、対応する着座面は使用者の最も温度感覚の敏感な太腿が接触すると想定される領域であり、そのため着座による影響を受け温度変化しやすい450TThの領域には検知した便座温度または推定される便座表面温度に応じて線状ヒータ460の通電制御をするための便座温度検知用サーミスタ401aを貼り付ける。
Further, as shown in FIG. 13 (b), the
サーモスタット450Qは検温部450Tの表面の凹凸を埋めて密着させるよう接着剤を介して固定し、所定の温度になると線状ヒータ630の通電を停止する。
The
温度ヒューズ450Hは、防水と絶縁のためにチューブで密閉してこのチューブを便座ヒータ450の金属箔453表面に密着貼付し、検知温度が所定の温度となると溶断して線状ヒータ460の通電を停止する。このチューブは所定の温度で確実に温度ヒューズ450Hを溶断させるため、所定温度以上の耐熱温度性能を保持する必要がない。しかし、通常の倉庫での保管状態、配送中の雰囲気温度等においては、溶断することのない温度設定として、例えば70度で設定されている。
The thermal fuse 450H is sealed with a tube for waterproofing and insulation, and this tube is adhered and adhered to the surface of the
線状ヒータ460を便座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るが、金属箔453の表面には線状ヒータ460の配設部は凸部、配設のない部分は凹部ができているので、この凹部に沿って貼り付ける。金属箔453表面の凹凸が位置決めにもなり凹部に貼り付けることで線状ヒータ460の発熱に影響されることなく、正確に着座面の温度を検知して適切に線状ヒータ460の制御することが可能である。また、金属箔453の凸部と凹部の角部で両方に接触するように配設すれば、均熱部として機能する金属箔453との接触面積を増やすことが可能で、より効率よく均熱部の温度を検知することができる。
The thermistor 401a for detecting the toilet seat temperature for feedback control of the
サーミスタ401aの貼付けについて、別の場合を説明する。サーミスタ401aは、人体に直接触れる便座を備えトイレ室内に設置される便座装置内部に設けるので、絶縁と防水が確実にされている必要がある。そこで、サーミスタ401aの検温部のモールドは不可欠であるが、このモールド処理を施すことによって温度検知の応答が遅くなることもありうる。このような絶縁防水処理等のために生じる応答速度の遅延の影響を配慮した場合は、凸部の線状ヒータ460が配設される金属箔453の凸部となる部分に貼り付けるほうが、線状ヒータ460の発熱状態を検知して便座温度の温度過昇の状態をより早く検知することができる。
Another case will be described regarding the attachment of the thermistor 401a. The thermistor 401a has a toilet seat that directly touches the human body and is provided inside the toilet seat device installed in the toilet room. Therefore, it is necessary to ensure insulation and waterproofing. Therefore, although the mold of the temperature measuring part of the thermistor 401a is indispensable, the response of temperature detection may be delayed by performing this molding process. When the influence of the response speed delay caused by such insulation waterproofing is taken into consideration, it is better to attach the protrusion to the portion of the
また、温度ヒューズ450H、サーミスタ401aはいずれも、金属箔453の温度をより効率よく検知する必要があるので、伝熱性のよい金属箔テープ等で完全に周面を覆うようにして金属箔453に密着して貼り付ける。
Moreover, since both the thermal fuse 450H and the thermistor 401a need to detect the temperature of the
本実施の形態においては、これらのサーモスタット450Q、温度ヒューズ450H、サーミスタ401aの各種温度制御用、または安全部品は、便座ヒータ450の金属箔453で、線状ヒータ460被覆されるように設けてはいない。従来の50W程度の線ヒータを用いて保温暖房型の暖房便座を構成する場合、温度ヒューズは線ヒータの便座裏面配設の一部に線ヒータに直接沿わせて線ヒータと一体化するような構成であった。これと比較して、使用時のみ都度昇温させて暖房する暖房方式で本実施の形態のように数百Wから千数百Wの線ヒータの発熱を瞬時に熱容量の小さい便座に均一に熱伝達するように構成された便座ヒータ450とは別体に設けてあり、その表面に貼り付けるようにしている。本実施の形態では便座400へ便座ヒータ450を貼り付ける。そして、この構成により便座ヒータ450の均熱化構成に影響しないで、設計の自由度が高くなるという利点があるので各種の便座の形状、便座ケーシングの内部状態、配線状態などに応じて配設場所を適宜選定することが可能となる。
In the present embodiment, the
(3−h) 便座ヒータ450の構造のさらに他の例
図14は、上部便座ケーシング410に取り付けられる便座ヒータ450の構造のさらに他の例を示す断面図である。
(3-h) Still Another Example of the Structure of the
図14の例において(3−g)の便座ヒータ450の構成の例と異なるのは、金属箔451および453の外形全体の表裏面を樹脂系フィルム706でコーティングした点である。樹脂系フィルム706は、例えば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。
The example of FIG. 14 is different from the example of the configuration of the
(3−g)の構成例と同様の効果に加え、金属箔451および453の外形全体を所定の幅で囲い、表裏面を全て樹脂コーティングすることにより、便座ヒータ450単独での絶縁および浸水絶縁が確保できる。
In addition to the same effect as the configuration example of (3-g), the entire outer shape of the metal foils 451 and 453 is surrounded by a predetermined width, and the front and back surfaces are all resin-coated, so that the
この構成により便座ヒータ450を便座400へ貼り付ける際、防水化構成に影響しないで、設計の自由度が高くなるという利点があるので各種の便座の形状に応じて配設することが可能となる。
With this configuration, when the
なお、図14の便座ヒータ450において、単一のエナメル線463の代わりに複数のエナメル線463の束を用いてもよい。
In the
(3−i) 発熱線463aの被覆厚さ
図15は、発熱線463aの被覆厚さと便座部400の各部の温度上昇との関係の測定結果を示す図である。図15において、横軸は発熱線463aの被覆厚さを表し、縦軸は通電開始から6秒後の温度上昇値[K]を表す。
(3-i) Covering Thickness of
測定には、図14の構造を有する便座ヒータ450を用いた。発熱線463aの被覆厚さは、発熱線463aとアルミニウム板413との間の厚さであり、本例では、エナメル層463b、粘着層452aおよび塗装膜414の合計の厚さである。
For the measurement, a
ここでは、6秒で約10Kの便座部400の着座面410Uの温度上昇を実用昇温性能とし、6秒で約13Kの温度上昇を目標昇温性能とした。
Here, the temperature rise of the
図15において、丸印は便座部400の着座面410Uの温度上昇値であり、三角印はアルミニウムからなる金属箔451の温度上昇値であり、四角印は絶縁被覆層462の温度上昇値である。
In FIG. 15, circles are temperature rise values of the
図15の結果から、発熱線463aの被覆厚さが0.4mm以下の場合には、実用昇温性能が得られることがわかる。また、発熱線463aの被覆厚さが0.2mm以下の場合には、目標昇温性能が得られることがわかる。したがって、発熱線463aの被覆厚さは、0.4mm以下であることが好ましく、0.2mm以下であることがより好ましい。
From the results of FIG. 15, it can be seen that practical heating performance can be obtained when the coating thickness of the
(3−j) 絶縁被覆層462の材料
次に、図11の構造を有する3種類の便座ヒータ450に交流100Vの電圧を印加して発熱線463aの温度を測定した。
(3-j) Material of Insulating
第1の便座ヒータ450では、絶縁被覆層462の材料として膜厚100μmおよび耐熱温度260℃のPFAを用い、便座側絶縁層455,456の材料としてそれぞれ膜厚25μmおよび耐熱温度150℃のPETを用いた。第2の便座ヒータ450では、絶縁被覆層462の材料として膜厚35〜40μmおよび耐熱温度350℃のPI巻被覆を用い、便座側絶縁層455,456の材料としてそれぞれ膜厚25μmおよび耐熱温度150℃のPETを用いた。第3の便座ヒータ450では、絶縁被覆層462の材料として膜厚35〜40μmおよび耐熱温度350℃のPI巻被覆を用い、便座側絶縁層455,456の材料としてそれぞれ膜厚3〜6μmおよび耐熱温度90℃のアクリル樹脂を用いた。
In the first
第1の便座ヒータ450については、発熱線463aの温度がPFAからなる絶縁被覆層462の耐熱温度260℃よりも低い162.3℃となった。第2の便座ヒータ450については、発熱線463aの温度がPIからなる絶縁被覆層462の耐熱温度350℃よりも低い155.4℃となった。第3の便座ヒータ450については、発熱線463aの温度がPIからなる絶縁被覆層462の耐熱温度350℃よりも低い125.7℃となった。
For the first
これらの結果から、絶縁被覆層462の材料として、PFAだけでなく、PI等の他の樹脂を用いることができることがわかった。
From these results, it was found that not only PFA but also other resins such as PI can be used as the material of the insulating
(3−k) 線状ヒータ460とリード線470との接続方法
図16は、線状ヒータ460とリード線470との接続方法を示す図である。図17は、線状ヒータ460とリード線470との接続部の断面図である。図18は、熱カシメの方法を示す図である。
(3-k) Connection Method Between
図16および図17に示すように、リード線470の芯線は端子471に接続されている。端子471がU字形状に折曲され、線状ヒータ460の屈曲された先端部が端子471のU字形状の折曲部内に挿入される。
As shown in FIGS. 16 and 17, the core wire of the
この状態で、図18に示すように、端子471のU字形状の折曲部を一対の電極EL1,EL2で挟み込む。一対の電極EL1,EL2で端子471のU字形状の折曲部を押圧しつつトランスTSから電極EL1,EL2を通して端子471および線状ヒータ460に電流を供給する。それにより、図17に示すように、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が接触点463Cで端子471に接触する。
In this state, as shown in FIG. 18, the U-shaped bent portion of the terminal 471 is sandwiched between a pair of electrodes EL1, EL2. A current is supplied from the transformer TS to the terminal 471 and the
図16に示すように、リード線470の端子471と線状ヒータ460との接続部475には例えば厚さ12μmのポリイミド薄膜からなる耐熱シート480が2〜3回巻き付けられる。さらに、リード線470の端子471と線状ヒータ460との接続部475は、シリコーン樹脂で被覆され、図5〜図14の金属箔451,453間に挟み込まれる。
As shown in FIG. 16, a heat-
このように、線状ヒータ460の発熱線463aの熱が金属箔451,453およびリード線470の端子471に伝導する。それにより、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。
Thus, the heat of the
また、線状ヒータ460の発熱線463aとリード線470の端子471との接続部475が耐熱シート480およびシリコーン樹脂の二重絶縁構造を有する。この場合、接続部475の熱が耐熱シート480およびシリコーン樹脂を通して便座ヒータ450の金属箔451,453に伝導する。それにより、十分な絶縁性を確保しつつ発熱線463aの局部過熱および断線が防止される。
Further, the connecting
さらに、線状ヒータ460の発熱線463aとリード線470の端子471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。
Furthermore, since the
なお、便座部400の安全性確保のために、便座装置110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の一方のリード線470とプリント基板230内部の便座ヒータ絶縁破壊検知回路との間に接続され、他の1つの安全回路は、便座ヒータ450の両方のリード線470と便座ヒータ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402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。
In order to ensure the safety of the
便座ヒータ絶縁破壊検知回路は、便座ヒータ450が異常発熱した際の絶縁被覆層462溶融時に便座ヒータ450と金属箔451の間に電流が流れることを検出するものである。また、便座ヒータ断線検出回路は、便座ヒータ450両端に発生する電圧波形が便座ヒータ450断線時には発生しなくなることを検出するものである。ヒータ駆動部402は、2つの安全回路の両方が正常状態を検出しているときにのみ便座ヒータ450に通電を行う。
The toilet seat heater dielectric breakdown detection circuit detects that a current flows between the
(3−l) 便座ヒータ450の動作
次に、便座ヒータ450の動作について説明する。便座ヒータ450のヒータ始端部4
60aとヒータ終端部460bとの間に一定の電圧が印加されると、内部の発熱線463aを電流が流れ、この発熱線463aが発熱する。このとき、発生した熱は、発熱線463aからエナメル層463bおよび金属箔451,453を通って上部便座ケーシング410の着座面410Uに伝導する。
(3-1) Operation of
When a constant voltage is applied between 60a and the
線状ヒータ460は、絶縁被覆層462が260℃程度の耐熱性を有するPFAにより形成されるため、絶縁被覆層462の厚みが例えば0.1〜0.15mmと薄くても、発熱線463aの100〜150℃への急速昇温時にもエナメル層463bが破壊されることが防止される。したがって、線状ヒータ460から着座面410Uへの熱伝導を迅速に進行させることにより、着座面410Uを急速に昇温させることができる。
In the
この場合、線状ヒータ460への通電開始から所定の最適温度に到達するのは5〜6秒と短時間であり、例えば、使用者がトイレットルームに入室して着座面410Uに着座するまでに要する7〜8秒より短時間である。したがって、使用者がトイレットルームに入室したことを入室検知センサ600により検知されると同時に線状ヒータ460に通電を開始しても、使用者が着座するまでには着座面410Uを十分に最適温度に到達させることができる。
In this case, it takes a short time of 5 to 6 seconds from the start of energization to the
さらに、図7の着座面410Uの内側の領域G3および外側の領域G1は、中央部の領域G2に比べて放熱性が高い。本実施の形態では、内側の領域G3および外側の領域G1では、中央部の領域G2に比べて線状ヒータ460が密に配列される。したがって、使用者が着座面410Uに着座した瞬間に温度むらおよび冷感を感じることがない。
Further, the inner region G3 and the outer region G1 of the
一方、線状ヒータ460は、全長10m程度と長く、発熱線463aの急速昇温に伴って急速な膨張が発生し、結果として長さ方向に伸張する。また、通電が停止された場合は、発熱線463aの温度が低下し、収縮により元の長さに戻る。つまり、発熱線463aには熱膨張および熱収縮による熱応力歪が反復して形成される。
On the other hand, the
線状ヒータ460と金属箔451,453との密着が弱く、または線状ヒータ460と着座面410Uとの間に隙間が形成された場合、熱応力歪全体がそれらのうちの最も動きやすい箇所に集中する。その結果、線状ヒータ460に比較的強い屈伸運動が発生し、その応力疲労の蓄積により発熱線463aの破断といった線状ヒータ460の破損が発生する。
When the adhesion between the
本例では、線状ヒータ460に熱応力緩衝部として複数の折曲部が形成されるので、これらの折曲部が全体の熱応力歪を細かく分散させるとともに、折曲部が熱応力歪を吸収する作用をも果たす。したがって、折曲部での熱応力は極めて小さく、結果として微小な屈伸の発生に留まる。その結果、発熱線463aの破断という事態には至らず、線状ヒータ460の長寿命化および耐久性が向上する。
In this example, since a plurality of bent portions are formed as thermal stress buffering portions in the
なお、比較的放熱の多い着座面410Uの内側の領域G3および外側の領域G1では、中央部の領域G2に比べて線状ヒータ460の間隔を大きくし、折曲部の数を少なくてもよい。
In addition, in the inner region G3 and the outer region G1 of the
上記のように、線状ヒータ460の全長はほぼ10mと長く、かつ線状ヒータ460には折曲部が形成される。そのため、着座面410Uへの線状ヒータ460の装着時に、これらの線状ヒータ460の配列を維持および固定化する必要がある。線状ヒータ460を金属箔451,453で挟持した状態で線状ヒータ460を金属箔451,453に密着させることによりユニット化された便座ヒータ450が構成される。したがって、線状ヒータ460の配列を強固に維持した状態で線状ヒータ460を着座面410Uに接着する
ことができる。
As described above, the overall length of the
また、金属箔451,453により線状ヒータ460が挟持されるように構成されるので、金属箔451,453により均等に熱分散が行われる。それにより、線状ヒータ460が高温化することを防止することができる。また、着座面410Uが均熱化されるとともに、便座ヒータ450の破損が防止される。
Further, since the
(3−m) 便座装置110の通電シーケンス
便座ヒータ450の駆動の制御は、便座ヒータ450を駆動する電力を大きく3つに変化させることにより行う。
(3-m) Energization Sequence of
例えば、便座部400を第1の温度勾配で昇温させる場合、図3のヒータ駆動部402は約1200Wの電力で便座ヒータ450を駆動する(1200W駆動)。
For example, when the temperature of the
前述のように、便座ヒータ450の抵抗値は0.833Ω/mであり、全長10mである。したがって、便座ヒータ450の抵抗値は8.33Ωとなる。この抵抗値を有する便座ヒータ450に交流100Vが印加されると、(100V×100V)÷8.33Ω=1200Wの電力が発生する。すなわち、便座ヒータ450に交流電源の全周期に渡って電流を流すことにより、1200Wの電力が発生する。
As described above, the resistance value of the
また、便座部400を第1の温度勾配よりもやや緩やかな第2の温度勾配で昇温させる場合、ヒータ駆動部402は約600Wの電力で便座ヒータ450を駆動する(600W駆動)。さらに、便座部400の温度を一定に保つ場合、ヒータ駆動部402は約50Wの電力で便座ヒータ450を駆動する(低電力駆動)。なお、低電力駆動とは、1200W駆動および600W駆動に比べて十分に低い電力(例えば、0W〜50Wの範囲内の電力)により便座ヒータ450を駆動することをいう。
When the temperature of the
1200W駆動、600W駆動および低電力駆動の切替えは、制御部90の通電率切替回路が、ヒータ駆動部402から便座ヒータ450への通電を制御することにより行われる。
Switching between 1200 W driving, 600 W driving, and low power driving is performed by the energization rate switching circuit of the
ヒータ駆動部402には図示しない電源回路から交流電流が供給されている。そこで、ヒータ駆動部402は、通電率切替回路から与えられる通電制御信号に基づいて供給された交流電流を便座ヒータ450に流す。
An AC current is supplied to the
図19は、便座ヒータ450の駆動例および便座部400の表面温度の変化を示す図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a driving example of the
図19においては、便座部400の表面温度と時間との関係を示すグラフと、便座ヒータ450を駆動する際の通電率と時間との関係を示すグラフとが示されている。これら2つのグラフの横軸は共通の時間軸である。
FIG. 19 shows a graph showing the relationship between the surface temperature of the
本例では、使用者が予め暖房機能をオンし、便座設定温度を高く(38℃)設定した場合を想定する。 In this example, it is assumed that the user turns on the heating function in advance and sets the toilet seat set temperature high (38 ° C.).
冬季等室温が待機温度である18℃よりも低い場合、制御部90(図3)は、便座部400の温度を18℃となるように温度調整する。このように、制御部90は、入室検知センサ600により使用者の入室が検知されるまでの待機期間D1の間、便座部400の表面温度が18℃で一定となるように、便座ヒータ450の低電力駆動を行う。
When the room temperature such as in winter is lower than the standby temperature of 18 ° C., the control unit 90 (FIG. 3) adjusts the temperature of the
制御部90は、時刻t1で入室検知センサ600により使用者の入室が検知された場合、突入電流低減期間D2の間、600W駆動を行う。なお、この600W駆動は、突入電流を十分に低減するために行う。この場合、便座部400の表面温度はやや緩やかな第2の温度勾配で上昇される。
When the
その後、制御部90は、突入電流低減期間D2の経過後の時刻t2で、便座ヒータ450の1200W駆動を開始し、第1の昇温期間D3の間便座ヒータ450の1200W駆動を継続する。この場合、便座部400の表面温度は上述の第1の温度勾配で上昇される。
Thereafter, the
ここで、便座部400の表面温度は急激に上昇される。便座ヒータ450の1200W駆動は、便座部400の表面温度が所定温度(例えば30℃)に達するまで行われる。もちろん、この所定温度は暖房温度として設定された温度であってもよいが、この所定温度は暖房温度にまで十分に上昇した温度でなく、それよりも低くても、使用者が着座した際に冷たいという不快感情を生じない最低限界の温度(限界温度)であればよい。この限界温度は、発明者らの実施した被験者実験により約29℃であることがわかっている。
Here, the surface temperature of the
このように、第1の昇温期間D3においては、便座部400の表面温度が1200W駆動により迅速に所定温度まで上昇される。それにより、使用者は便座部400を冷たいと感じることなく便座部400に着座することができる。
Thus, in the first temperature increase period D3, the surface temperature of the
また、上述のように、便座部400の表面温度を急激に上昇させると、その温度変化にオーバーシュートが生じる。しかしながら、本例では、便座部400の表面温度が所定温度に達したときに便座ヒータ450の1200W駆動を600W駆動に切替える。したがって、便座部400の表面温度の変化がオーバーシュートした場合でも、その表面温度は便座設定温度を超えない。その結果、使用者が着座時に便座部400を熱いと感じることが防止される。
In addition, as described above, when the surface temperature of the
続いて、制御部90は、第1の昇温期間D3の経過後の時刻t3で、便座ヒータ450の600W駆動を開始し、第2の昇温期間D4の間便座ヒータ450の600W駆動を継続する。この場合、便座部400の表面温度は上述の第2の温度勾配で上昇される。
Subsequently, the
便座ヒータ450の600W駆動は、便座部400の表面温度が便座設定温度(38℃)に達するまで行われる。
The 600 W drive of the
第2の温度勾配は第1の温度勾配よりも緩やかである。これにより、便座部400の表面温度の変化に大きなオーバーシュートが生じることが防止される。
The second temperature gradient is gentler than the first temperature gradient. This prevents a large overshoot from occurring in the change in the surface temperature of the
制御部90は、第2の昇温期間D4の経過後の時刻t4で、便座ヒータ450の低電力駆動を開始し、第1の維持期間D5の間便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。それにより、便座部400の表面温度が便座設定温度で一定となる。
The
制御部90は、時刻t5で着座センサ290により使用者の便座部400への着座が検知された場合、低電力駆動の通電率を低下させ、第1の着座期間D6の間便座部400の表面温度が便座設定温度を維持するように便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。本例では、第1の着座期間D6は約10分に設定される。
When the seating sensor 290 detects that the user is seated on the
また、制御部90は、第1の着座期間D6の経過後の時刻t6で、低電力駆動の通電率をさらに低下させ、第2の着座期間D7の間便座部400の表面温度が便座設定温度よりもやや低い温度(36℃)に低下するように便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。
本例では、第2の着座期間D7は約2分に設定される。
In addition, the
In this example, the second seating period D7 is set to about 2 minutes.
制御部90は、第2の着座期間D7の経過後の時刻t7で、低電力駆動の通電率をさらに低下させ、第2の維持期間D8の間便座部400の表面温度が便座設定温度よりもやや低い温度(36℃)で一定となるように便座ヒータ450の低電力駆動を継続する。以下の説明では、第2の維持期間D8において一定に維持される期間便座部400の表面温度、すなわち便座設定温度よりもやや低い温度を維持温度と称する。
At time t7 after the elapse of the second seating period D7, the
このように、本例では、使用者が便座部400に着座した後、制御部90が徐々に便座部400の表面温度を低下させる。それにより、使用者が低温やけどすることが防止される。
Thus, in this example, after the user is seated on the
制御部90は、時刻t8で着座センサ290により使用者が便座部400から離れたことを検知すると、停止期間D9の間便座ヒータ450の駆動を停止する。それにより、便座部400の表面温度が低下する。
When it is detected by the seating sensor 290 that the user has left the
制御部90は、便座部400の表面温度が18℃に達した時刻t9で、再び便座ヒータ450の低電力駆動を開始し、便座部400の表面温度が18℃で一定となるように待機期間D10の間便座ヒータ450の低電力駆動を維持する。
The
このように温度勾配が徐々に緩やかになる場合、便座部400の温度変化により生じるオーバーシュートを十分に小さくすることができる。
Thus, when the temperature gradient becomes gradually gentle, the overshoot caused by the temperature change of the
本例では、使用者の便座部400への着座後、便座ヒータ450の駆動に用いる電力を調整することにより便座部400の表面温度を徐々に低下させているが、便座ヒータ450の駆動は使用者の便座部400への着座時に停止してもよい。この場合においても、使用者が低温やけどすることが防止される。
In this example, after the user sits on the
上記のように、本例では、時刻t8に使用者が便座部400から離れたことが検知されることにより便座ヒータ450の駆動が停止される旨を説明したが、便座ヒータ450の駆動の停止は、使用者が便座部400から離れたことが検知された時刻t8から一定時間(例えば1分間)経過後に行われてもよい。この場合、一度使用者が便座部400から離れた後に再度便意をもよおし、再度便座部400に着座する際にも、便座部400の表面温度が低下しない。これにより、使用者は快適に便座部400に着座することができる。
As described above, in this example, it has been described that the driving of the
1200W駆動時、600W駆動時および低電力駆動時における便座ヒータ450への通電状態を通電率切替回路の通電制御信号とともに説明する。
The energization state of the
以下の説明において、通電率とは交流電流の1周期に対して便座ヒータ450に交流電流を流す時間の割合をいう。
In the following description, the energization rate is the ratio of the time during which an alternating current is passed through the
図20(a)は1200W駆動時に便座ヒータ450を流れる電流の波形図、図20(b)は1200W駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部402に与えられる通電制御信号の波形図である。
20A is a waveform diagram of a current flowing through the
図20(b)に示すように、1200W駆動時における通電制御信号は常に論理「1」となる。ヒータ駆動部402は通電制御信号が論理「1」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ450に流す(図20(a)太線部)。それにより、全周期の期間に渡って交流電流が便座ヒータ450に流れる。その結果、便座ヒータ450が約1200Wの電力で駆動される。
As shown in FIG. 20B, the energization control signal at the time of 1200 W driving is always logic “1”. When the energization control signal is logic “1”, the
図21(a)は600W駆動時に便座ヒータ450を流れる電流の波形図、図21(b)は600W駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部402に与えられる通電制御信号の波形図である。
FIG. 21A is a waveform diagram of a current flowing through the
図21(b)に示すように、600W駆動時における通電制御信号は、ヒータ駆動部402に供給される交流電流と同じ周期のパルスからなる。パルスのデューティー比は50%に設定される。
As shown in FIG. 21B, the energization control signal at the time of 600 W driving is composed of pulses having the same cycle as the alternating current supplied to the
ヒータ駆動部402は通電制御信号が論理「1」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ450に流す(図21(a)太線部)。それにより、半周期の期間交流電流が便座ヒータ450に流れる。その結果、便座ヒータ450が約600Wの電力で駆動される。
When the energization control signal is logic “1”, the
図22(a)は低電力駆動時に便座ヒータ450を流れる電流の波形図、図22(b)は低電力駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部402に与えられる通電制御信号の波形図である。
FIG. 22A is a waveform diagram of a current flowing through the
図22(b)に示すように、低電力駆動時における通電制御信号は、ヒータ駆動部402に供給される交流電流と同じ周期のパルスからなる。パルスのデューティー比は50%よりも小さく(例えば数%程度)に設定される。
As shown in FIG. 22B, the energization control signal at the time of low power driving is composed of pulses having the same cycle as the alternating current supplied to the
ヒータ駆動部402は通電制御信号が論理「1」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ450に流す(図22(a)太線部)。各周期においては、パルス幅に相当する期間交流電流が便座ヒータ450に流れる。その結果、便座ヒータ450が例えば約50Wの電力で駆動する。
When the energization control signal is logic “1”, the
上記の他、便座部400の温度を低くする場合、または便座装置110の暖房機能をオフしている場合等には、通電率切替回路はヒータ駆動部402に通電制御信号を与えない(通電制御信号を論理「0」に設定する)。これにより、ヒータ駆動部402は便座ヒータ450を駆動しない。
In addition to the above, when the temperature of the
ここで、一般に、電子機器に供給される電流が高調波成分を有する場合、ノイズが発生する。本例では、上述のように便座ヒータ450の1200W駆動または600W駆動を行う場合には、便座ヒータ450に供給される電流がサインカーブを描くように変化するので、電流の大きさが大きくなってもノイズの発生が十分に低減される。
Here, generally, when the current supplied to the electronic device has a harmonic component, noise is generated. In this example, when 1200 W drive or 600 W drive of the
また、便座ヒータ450の低電力駆動を行う場合、便座ヒータ450に供給される電流は高調波成分を有するが、電流の大きさが1200W駆動時および600W駆動時に比べて非常に小さいので、ノイズの発生が十分に低減される。
Further, when the
上記のように、本実施の形態では、便座ヒータ450を1200W、600Wおよび約50Wの電力で駆動するとしているが、他の大きさの電力で便座ヒータ450を駆動してもよい。
As described above, in the present embodiment,
例えば、便座ヒータ450に半周期の期間交流電流を流す場合には、交流電流を流すタイミングを2周期または3周期等所定の周期の間隔で設定する。それにより、1200W、600Wおよび約50Wとは異なる大きさの電力で、ノイズの発生を十分に防止しつつ便座ヒータ450を駆動することができる。
For example, when an alternating current is passed through the
なお、本例では、制御部90は通電制御信号が論理「1」のときに便座ヒータ450に電流を供給し、通電制御信号が論理「0」のときに便座ヒータ450への電流の供給を停止しているが、通電制御信号が論理「1」のときに便座ヒータ450への電流の供給を停止し、通電制御信号が論理「0」のときに便座ヒータ450に電流を供給してもよい。
In this example, the
なお、便座ヒータ450のオンおよびオフは時間により制御されるため、時間の計測がずれると便座部400の温度が所定値を超えたり、所定値に達しない。そこで、時間の計測がずれないように、制御部90では、2つの計測源にて便座部400のオンの時間を計測する。1つの計測源として、制御部90のプログラムの実効速度を規定する発振子により便座ヒータ450のオンの時間を計測し、もう1つの計測源して、交流電圧の周期を基準として便座ヒータ450のオンの時間を計測する。これらの計測値の少なくとも一方が規定時間を超過すると、次の通電パターンに移行する。
In addition, since the on / off of the
特に、便座に1200W通電される時間が正確に計測されることにより過昇温が確実に防止される。これにより、さらに機器の安全性が向上する。ここでは、計測源を複数設けることにより計測の精度を向上させる方法について記載したが、便座ヒータ450がフル通電される時間を計測し、強制的にヒータへの通電を遮断もしくは制限する方法であっても、同様の効果を得ることができる。
In particular, excessive temperature rise is reliably prevented by accurately measuring the time during which 1200 W is energized in the toilet seat. This further improves the safety of the device. Although a method for improving the measurement accuracy by providing a plurality of measurement sources has been described here, it is a method for measuring the time during which the
(3−n) 便座装置110に関する効果
本例の便座装置110においては、線状ヒータ460の発熱線463aで発生された熱がエナメル層463bおよび絶縁被覆層462を介して上部便座ケーシング410に伝達される。それにより、着座面410Uの温度が上昇する。
(3-n) Effects on
ここで、エナメル層463bは十分な電気絶縁性を有する。そのため、エナメル層463bの厚さを小さくしても、発熱線463aと上部便座ケーシング410とを十分に絶縁することができる。また、それにより、絶縁被覆層462の厚さも小さくすることができる。
Here, the
したがって、この便座装置110においては、発熱線463aと上部便座ケーシング410のアルミニウム板413とを確実に絶縁しつつ、エナメル層463bおよび絶縁被覆層462の厚さを小さくすることができる。この場合、エナメル層463bおよび絶縁被覆層462の熱容量を小さくすることができるので、発熱線463aで発生された熱を効率よく着座面410Uに伝達することが可能となる。
Therefore, in the
また、この便座装置110においては、上部便座ケーシング410にアルミニウム板413が用いられている。したがって、発熱線463aで発生された熱をさらに効率よく着座面410Uに伝達することができる。
In the
以上の結果、発熱線463aと上部便座ケーシング410のアルミニウム板413とを確実に絶縁しつつ、着座面410Uを迅速に昇温させることが可能となる。
As a result, it is possible to quickly raise the temperature of the
また、発熱線463aの熱を効率よく着座面410Uに伝達することができるので、発熱線463aの発熱量を抑制することができる。それにより、エナメル層463bおよび絶縁被覆層462の耐久性が向上する。その結果、便座装置110の信頼性が向上する。
Moreover, since the heat of the
また、発熱線463aと上部便座ケーシング410のアルミニウム板413とを絶縁するためのエナメル層463bおよび絶縁被覆層462の厚さを小さくすることができるので、便座装置110の軽量化が可能となる。
Moreover, since the thickness of the
また、十分な耐熱性を有するエナメル層463bで発熱線463aを被覆しているので、絶縁被覆層462として耐熱性の低い材料を用いることができる。それにより、便座装置110の製品コストを確実に低減することができる。
In addition, since the
また、エナメル層463bがポリエステルイミドまたはポリアミドイミドにより形成される場合、ポリエステルイミドおよびポリアミドイミドは電気絶縁性および耐熱性に優れているので、発熱線463aと上部便座ケーシング410のアルミニウム板413とをより確実に絶縁しつつ、着座面410Uを迅速に昇温させることが可能となる。
Further, when the
さらに、エナメル層463bの厚さおよび絶縁被覆層462の厚さの合計が0.4mm以下である場合、発熱線463aと上部便座ケーシング410のアルミニウム板413とを確実に絶縁しつつ、着座面410Uをより迅速に昇温させることができる。
Furthermore, when the sum of the thickness of the
特に、エナメル層463bの厚さおよび絶縁被覆層462の厚さの合計が0.2mm以下である場合、着座面410Uをさらに迅速に昇温させることができる。
In particular, when the sum of the thickness of the
また、絶縁被覆層462がエナメル層463bより耐熱性の低い材料からなるので、便座装置110の製品コストを十分に低減できる。
Further, since the insulating
また、線状ヒータ460が上部便座ケーシング410の裏面側に設けられる金属箔451と金属箔453との間に挟まれるように設けられるので、発熱線463aで発生された熱が金属箔451,453に効率よく伝達される。また、金属箔451の一面が上部便座ケーシング410の裏面に貼着されかつ金属箔453の一面が金属箔451の他面に貼着されている。それにより、発熱線463aから金属箔451,453に伝達された熱を上部便座ケーシング410の裏面全体に効率よく伝達することができる。それにより、着座面410Uの全体を均一に昇温させることができる。
Moreover, since the
特に、金属箔451,453がアルミニウムからなる場合、発熱線463aで発生された熱を上部便座ケーシング410により迅速に伝達することができる。
In particular, when the metal foils 451 and 453 are made of aluminum, the heat generated by the
さらに、上部便座ケーシング410の裏面と金属箔451との間に便座側絶縁層としての耐熱塗装絶縁層414が設けられる場合、耐熱塗装絶縁層414により発熱線463aと上部便座ケーシング410のアルミニウム板413とをより確実に絶縁することができる。
Further, when a heat-resistant
さらに、上部便座ケーシング410の絶縁破壊検知回路720と、金属箔451の端面の周囲に外形に沿って形成された接着性テープ700が設けられる場合、浸水絶縁性が確保さているので、絶縁が確実で更に高い安全性を確保することができる。
Further, when the dielectric
さらに、上部便座ケーシング410の絶縁破壊検知回路720と、金属箔451の外形全面に樹脂系フィルム706でコーティングが設けられる場合、浸水絶縁性が確保さているので、絶縁が確実で更に高い安全性を確保することができる。
Furthermore, when the insulation
また、リード線470と線状ヒータ460との接続部475が金属箔451と金属箔453との間に設けられるので、リード線470と線状ヒータ460との接続部475における発熱が金属箔451,453に伝達される。それにより、着座面410Uをより迅速に昇温させることができる。
Further, since the connecting
また、接続部475は耐熱シート480で被覆されてるので、接続部475と上部便座ケーシング410とを確実に絶縁することができる。
Moreover, since the
さらに、接続部475がシリコーン樹脂で被覆されるので、接続部475を確実に防水することができる。
Furthermore, since the
線状ヒータ460の発熱線463aとしてAg−Cu合金からなる高抗張力型ヒータ線が用いられるので、発熱線463aの強度を確保しつつ発熱線463aの径を小さくすることができる。それにより、狭いスペースに長い発熱線463aを高い密度で配列することができる。その結果、着座面410Uの昇温速度を向上させることができる。
Since the high tensile strength heater wire made of an Ag—Cu alloy is used as the
<4> トイレ装置1000の使用時の動作シーケンス
(4−a) トイレットルーム入室時
使用者がトイレットルームに入室すると、入室検知センサ600により使用者が検知される。それにより、入室検知センサ600から本体部200の制御部90に入室検知信号が赤外線により送信される。
<4> Operation Sequence when Using Toilet Device 1000 (4-a) When Entering Toilet Room When the user enters the toilet room, the user is detected by the
入室検知センサ600は、使用者を検知しているときに入室検知信号を赤外線により本体部200の制御部90に送信し続けてもよいが、電池寿命を延ばすためには、入室検知センサ600が一旦入室検知信号を送信した後は一定時間入室検知信号を送信を行わなくてもよい。
The room
制御部90は、入室検知センサ600から入室検知信号を受信すると、便座便蓋開閉装置により蓋部500を閉状態から開状態にする。
When receiving the entrance detection signal from the
制御部90は、ヒータ駆動部402により便座部400を図19に示したパターンで昇温させる。また、制御部90は、便器ノズル40により便器プレ洗浄と称した便器面への放水を行うことにより、便が便器面に付着することを防止する動作を行う。
The
また、制御部90は、便器プレ洗浄の際には、視覚的な効果を上げるために放射状に噴出される洗浄水を男子小用標的表示LED(発光ダイオード)で照らす。
Moreover, the
ここで用いた入室検知センサ600は、使用者がトイレに入ることを確実かつ早いタイミングで検知し、便座部400の昇温を開始させるものである。したがって、例えば使用者が夜中にトイレの主照明をつけずに入室した際にも、非常に早いタイミングで衛生洗浄装置100の蓋部500が開く。
The
そして、入室検知センサ600が人体を検知した瞬間に男子小用標的表示LEDが点灯される。これにより、便器700の内部の光とともに便器700から漏れ出る光が、便器700の周辺をぼんやりと照らす。それにより、眠っていた使用者の覚醒が抑制される。また、安全性に優れたトイレの間接照明が行われる。
Then, at the moment when the room
(4−b) 男子小用時
使用者が遠隔操作装置300の便座開閉スイッチ(図示せず)を操作すると、制御部90は、便座便蓋開閉装置により便座部400を閉状態から開状態にする。また、制御部90は、便座ヒータ450への通電を停止するとともに、便座温調ランプRA1を消灯させる。それにより、省エネルギー性がさらに向上する。また、男子小用標的表示LEDが点灯される。ここで、男子小用標的表示LEDは、便器700内で男子小用の標的部分に光を照射する。
(4-b) For boys small use When the user operates a toilet seat opening / closing switch (not shown) of the
なお、便座部400および蓋部500の開状態で入室検知センサ600から入室検知信号が5分間受信されない場合には、制御部90は便座便蓋開閉装置により便座部400お
よび蓋部500を開状態から閉状態にする。
When the entrance detection signal is not received from the
(4−c) 着座および排便時
制御部90は、着座センサ610からの着座検出信号に基づいて便座部400への使用者の着座時からの経過時間を計測する。そして、ヒータ駆動部402により便座部400を図19に示したパターンで昇温させる。
(4-c) During Seating and Defecation The
また、使用者が便座部400に着座すると、熱交換器9を含む水回路を温めるために図23に示したプレヒートを行う。上記のように、熱交換器9に洗浄水が供給されていないときには、制御部90は、熱交換器9に配置されているヒータ(例えば、シーズヒータ91,92)をオフにする。熱交換器9に洗浄水が供給されているか否かは流量センサ8により検出される。ただし、シーズヒータ91,92の1回目のオンの際には、水回路に通水されていないため、水回路が満水になるまでの時間(約3秒)は、流量センサ8により所定の流量が検出されてもシーズヒータ91,92へ通電されない。
When the user sits on the
また、使用者が便座部400に着座すると、制御部90は脱臭ユニット220を作動させる。使用者が便座部400に着座を続けている間は最大30分間脱臭ユニット220が作動状態を継続する。脱臭ユニット220の風量は3段階に切り替えられる。使用者の着座から洗浄開始までは、風量が「中」に設定され、洗浄中は風量が「弱」に設定され、使用者の脱座から1分間は風量が「強」に設定される。
When the user is seated on the
(4−d) 人体洗浄時
使用者が遠隔操作装置300のおしりスイッチ312またはビデスイッチ313を押下すると、制御部90は、水回路を温めるために上記の前洗浄を行う。それにより、使用者に冷水が吐出されることが防止される。
(4-d) Human Body Washing When the user presses the back switch 312 or the bidet switch 313 of the
制御部90は、熱交換器9の出湯温度センサ98により検出される温度が規定時間(3秒)以上規定温度(32℃)を継続した場合に前洗浄を終了する。前洗浄の終了後に、制御部90は止水電磁弁7を閉じた状態でノズル駆動モータ20mによりおしりノズル21またはビデノズル22を突出させる。それにより、おしりノズル21またはビデノズル22の突出時に洗浄水が使用者にかかることが防止される。
When the temperature detected by the tapping temperature sensor 98 of the
おしりノズル21またはビデノズル22が標準位置にまで到達した後、制御部90はポンプ11を制御することにより遠隔操作装置300を用いて使用者により設定された水勢(水量)で人体洗浄を行う。洗浄の最大時間は例えば5分間である。
After the
使用者が遠隔操作装置300の停止スイッチ311を押下すると、制御部90は、止水電磁弁7を閉じるとともに、ノズル駆動モータ20mによりおしりノズル21またはビデノズル22をノズル部20内に収納する。
When the user depresses the stop switch 311 of the
その後、制御部90は、ノズル部20の清掃のためにノズル洗浄ノズル23による後洗浄を行う。
Thereafter, the
ノズル部20による洗浄中は、制御部90は、脱臭ユニット220を弱状態で作動させる。それにより、トイレットルーム内の脱臭が行われる。
During cleaning by the
(4−e) 脱座時
着座センサ610により使用者の着座が検出されなくなると、制御部90は、視覚的効果を上げるためにノズル駆動モータ20mによりおしりノズル21およびビデノズル22を前後に移動させつつノズル洗浄ノズル23によりノズル部20を洗浄する。このとき、
制御部90は、男子小用標的表示LEDを点灯させることによりノズル洗浄動作を強調させる。
(4-e) At the time of seating When the
The
また、制御部90は、使用者の脱座後1分の間、脱臭ユニット220を強状態で作動させる。それにより、トイレットルーム内の脱臭が強力に行われる。
Moreover, the
さらに、着座センサ610により使用者の着座が検出されなくなり、入室検知センサ600により使用者が3分間検出されない場合、制御部90は、便座便蓋開閉装置により蓋部500を開状態から閉状態にする。
Further, when the
(4−f) 退室時
入室検知センサ600が使用者を一定時間検知しない場合には、制御部90は、便座部400および蓋部500を便座便蓋開閉装置により閉じる。また、入室検知センサ600が使用者を検知しなくなってから1分後に、制御部90は、ヒータ駆動部402による便座ヒータ450への通電を遮断する。それにより、トイレ装置1000の一連の動作シーケンスが終了する。
(4-f) When leaving the room When the
<5> 請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
<5> Correspondence between Each Component in Claim and Each Element in Embodiment The following describes an example of correspondence between each component in the claim and each element in the embodiment. It is not limited to.
上記実施の形態では、着座面410Uが着座面の例であり、発熱線463aが発熱線の例であり、エナメル層463bと絶縁被覆層462が第1の絶縁部の例であり、上部便座
ケーシング410が便座の例であり、また便座側絶縁層455、456と耐熱塗装絶縁層414は第2の絶縁部の例である。
In the above embodiment, the
また、金属箔451,453が均熱部および電極の例であり、絶縁破壊検知回路720は絶縁破壊検知回路の例であり、樹脂系フィルム456が、樹脂コーティングの例である。
Further, the metal foils 451 and 453 are examples of soaking parts and electrodes, the dielectric
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。 As each constituent element in the claims, various other elements having configurations or functions described in the claims can be used.
本発明は、人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置等に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a sanitary washing device for washing a local part of a human body.
110 便座装置
400 便座部
413 アルミニウム板
414 耐熱塗装絶縁層(第1の絶縁部)
450 便座ヒータ
450T 検温部
450Q サーモスタット
451,453 金属箔(均熱部、電極)
460 線状ヒータ
462 絶縁被覆層(第1の絶縁部)
463a 発熱線
463b エナメル層(第1の絶縁部)
700 接着性テープ
706 樹脂系フィルム
710 検知線
720 絶縁破壊検知回路
1000 トイレ装置
DESCRIPTION OF
450
460
700 Adhesive Tape 706 Resin Film 710
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