JP5200626B2 - Toilet seat device and toilet device including the same - Google Patents
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本発明は、暖房機能を有する便座装置およびそれを備えるトイレ装置に関する。 The present invention relates to a toilet seat device having a heating function and a toilet device including the same.
従来この種の暖房便座は、図30に示すようにトイレ室に設けた人体検知センサ1で入室した人体を検知すると、この信号を受けたヒータ制御手段2がトライアック3をスイッチング制御して便座4に設置してあるランプヒータ5に交流電源を通電して便座4を暖房する。すなわち、ヒータ制御手段2は、ゼロクロス検出回路6のゼロクロス信号を受けて交流100V(商用電源)の半波を全区間通電する波数制御と、ゼロクロス信号から一定時間遅れて交流100Vの電圧の半波を通電する位相制御回路7による位相制御でランプヒータ5の通電を行う。図中、8は着座センサ、9は発熱体5の温度を検知する温度センサ、10は受信部である。
しかしながら、前記従来の構成では、使用者がトイレ室に入ってから便座4に着座するまでの短時間に便座4の温度を着座に適した温度にするため、ランプヒータ5のワット数(発熱容量)を高く、人体検知センサ1が人体を検知してランプヒータ5に通電して昇温させる際に大電力を投入する必要がある。
However, in the conventional configuration, the wattage (heat generation capacity) of the
そして、便座4の温度を制御するために半波通電などを行うと、正サイクルのみランプヒータ5に通電するため、電源インピーダンスの高い状態、例えば、長い電源線の先端での暖房便座と同一コンセント上では、正サイクル側のみ電圧ドロップすることとなり、そして暖房便座と同一の電源コンセントに接続された他の機器、例えば、トイレ室に設置してある照明機器等では明滅現象(以下、フリッカーという)が発生するという課題を有していた。
When half-wave energization or the like is performed to control the temperature of the
また、図31に示すようにランプヒータ5の通電における位相制御では、通電のON/OFFを特定の位相角で行うため、特定の位相角Xで商用電源にノイズNを発生させてしまい、暖房便座と同一の電源コンセントに接続された他の機器、例えば、ラジオ等では音声ノイズが発生するなどの課題を有していた。
Further, in the phase control in energization of the
このような機器から発生する電源歪や電源ノイズに対しては法的な規制があり、半波通電や位相制御では、この法的規制を満足させるためにチョークコイルやノイズフィルターなどを当該機器に搭載させなければならず、高価になってしまうという課題を有していた。 There are legal restrictions on power supply distortion and power supply noise generated from such equipment, and in half-wave energization and phase control, choke coils and noise filters are attached to the equipment to satisfy these legal restrictions. It had to be mounted and had the subject of becoming expensive.
上記従来の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、省エネルギー化を実現するとともに、発熱体の通電制御時のノイズ、フリッカーの発生を防止し、家庭内電源での快適な使用が可能となる便座装置およびそれを備えるトイレ装置を提供するものである。 In view of the above-described conventional problems, the problem to be solved by the present invention is to realize energy saving, prevent noise and flicker from occurring when the heating element is energized, and can be used comfortably with a domestic power source. The present invention provides a toilet seat device and a toilet device including the toilet seat device.
上記課題を解決するために、本発明の便座装置は、便座部と、前記便座部を加熱する発熱体と、人体検知手段と、前記便座部の温度を検知する温度検知手段と、前記発熱体を駆動するヒータ駆動部と、交流電源より電源供給される前記発熱体の通電を制御する制御部とを備え、前記制御部は直流変換手段を有し、前記ヒータ駆動部は交流電源切替手段を有し、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御部は前記温度検知手段が検知した便
座温度に基づいて便座最適温度まで昇温するための発熱体への通電電力量を算出し、最大能力の電力と最大能力より低い電力を、設定された通電時間に亘り前記発熱体に供給する構成とし、最大能力の電力を供給する時は前記交流電源切替手段を介して前記交流電源を直接供給するように制御し、最大能力より低い電力を供給する時は前記交流電源切替手段を切り替えて前記直流変換手段を介して前記発熱体に直流電源を供給するように制御するようにしたものである。
In order to solve the above problems, a toilet seat device according to the present invention includes a toilet seat, a heating element that heats the toilet seat, a human body detection unit, a temperature detection unit that detects the temperature of the toilet seat , and the heating element. A heater driving unit that drives the heater, and a control unit that controls energization of the heating element that is powered by an AC power source, the control unit includes DC conversion means, and the heater driving unit includes AC power source switching means. And when the human body detecting means detects a human body, the control unit detects the stool detected by the temperature detecting means.
Based on the seat temperature, the amount of energizing power to the heating element for raising the temperature to the optimal toilet seat temperature is calculated, and the maximum capacity power and the power lower than the maximum capacity are supplied to the heating element for a set energizing time. When the maximum capacity power is supplied, the AC power supply is controlled to be directly supplied via the AC power supply switching means. When the power lower than the maximum capacity is supplied, the AC power supply switching means is switched. Control is performed so as to supply DC power to the heating element via the DC conversion means .
これにより、発熱体の通電制御を直流電流に変換して行うので、家庭内電源でのノイズやフリッカーの発生がなく、便座装置と同一電源で使用する他の機器、例えばトイレ室内での他の電気機器である照明器具等への影響をなくし、快適な環境を保てるものである。 As a result, the energization control of the heating element is performed by converting it into a direct current, so there is no noise or flicker in the household power supply, and other equipment used with the same power supply as the toilet seat device, for example, other equipment in the toilet room It eliminates the effects on lighting equipment, which is an electrical device, and maintains a comfortable environment.
本発明の便座装置およびそれを備えるトイレ装置によれば、省エネルギー化が実現されるとともに、使用者にとって、より快適なトイレ室の使用環境を提供することができる。 According to the toilet seat device and the toilet device including the same according to the present invention, energy saving can be realized, and a more comfortable use environment of the toilet room can be provided for the user.
第1の発明は、便座部と、前記便座部を加熱する発熱体と、人体検知手段と、前記便座部の温度を検知する温度検知手段と、前記発熱体を駆動するヒータ駆動部と、交流電流により電源供給されて前記発熱体を制御する制御部とを備え、前記制御部は直流変換手段を有し、前記ヒータ駆動部は交流電源切替手段を有し、前記人体検知手段が人体を検知すると、前記制御部は前記温度検知手段が検知した便座温度に基づいて便座最適温度まで昇温するための発熱体への通電電力量を算出し、最大能力の電力と最大能力より低い電力を、設定された通電時間に亘り前記発熱体に供給する構成とし、最大能力の電力を供給する時は前記交流電源切替手段を介して前記交流電源を直接供給するように制御し、最大能力より低い電力を供給する時は前記交流電源切替手段を切り替えて前記直流変換手段を介して前記発熱体に直流電源を供給するように制御するようにしたものである。 The first invention includes a toilet seat, a heating element that heats the toilet seat, a human body detection unit, a temperature detection unit that detects the temperature of the toilet seat, a heater driving unit that drives the heating element, and an AC And a control unit that controls the heating element by being supplied with electric current, the control unit includes a DC conversion unit, the heater driving unit includes an AC power source switching unit, and the human body detection unit detects the human body. Then, the control unit calculates the amount of energization power to the heating element for raising the temperature to the toilet seat optimum temperature based on the toilet seat temperature detected by the temperature detection means, and the maximum capacity power and the power lower than the maximum capacity, It is configured to supply the heating element over a set energization time, and when supplying the maximum capacity power, the AC power supply is controlled to be directly supplied via the AC power supply switching means, and the power is lower than the maximum capacity. When supplying the above Through the DC converter by switching the flow power switching means is obtained so as to control the supplying DC power to the heating element.
この構成により、制御部は人体検知手段の検知した人体検知の信号を受け交流電源を、直流変換手段で直流変換して発熱体に供給する制御を行うので、商用電源でのノイズやフリッカーの発生がなくなり、便座装置と同じ電源で使用する他の機器へ、例えばトイレ室内の照明器具にフリッカーが起こらなくなり、そして、トイレ室内に設置されたラジオ等の音楽発生装置からの音樂にもノイズが入らなくなり、落ち着いた雰囲気の照明と音楽のもとにトイレ室を保ち、快適に用便ができる環境に整えることができる。 With this configuration, the control unit receives the human body detection signal detected by the human body detection means and performs control to convert the AC power source into DC power by the DC conversion means and supply it to the heating element. Flickering does not occur in other appliances that use the same power source as the toilet seat device, for example, lighting fixtures in the toilet room, and noise from music generators such as radios installed in the toilet room is also noisy. The toilet room can be kept under the calm lighting and music, and it is possible to prepare an environment where the toilet can be used comfortably.
また、便座装置と同じ電源で使用する他の機器にチョークコイルやノイズフィルターを搭載する必要もなくなり、安価に他の機器の設置が可能になる。 In addition, it is not necessary to install a choke coil or a noise filter in another device that uses the same power source as the toilet seat device, and other devices can be installed at low cost .
また、制御部は人体検知手段による人体検知した際の温度検知手段により検知した便座温度に基づいて最適温度まで便座を昇温するため発熱体への通電電力量を算出し、この通電電力量を発熱体に通電制御するので、正確に昇温することができ、快適な便座温度にできる。 In addition, the control unit calculates the energization power amount to the heating element to raise the toilet seat to the optimum temperature based on the toilet seat temperature detected by the temperature detection unit when the human body is detected by the human body detection unit. Since energization control is performed on the heating element, the temperature can be accurately raised and a comfortable toilet seat temperature can be obtained.
第2の発明は、特に第1の発明において、前記制御部は、前記人体検知手段による人体検知時に算出した通電電力量を前記発熱体に供給する間に、前記温度検知手段により前記便座最適温度を検知すると前記発熱体の加熱量を低下させるものである。 The second invention is the first invention, the control unit, the current amount of power calculated during the human body detection by the human body detecting means while supplying the heating body, the toilet seat optimum temperature by the temperature detecting means it is intended to reduce the heating amount of the heating element and for detecting a.
この構成により、第1の発明と同じ作用効果が得られるとともに、制御部は人体検知手段が人体検知時に算出した通電電力量を発熱体に供給している間に、温度検知手段が便座部の最適温度を検知すると、この検知信号を受けて発熱体の加熱量を下げる制御を行うので、便座部を暖め過ぎることなく常に最適な温度に保つことができるとともに、省エネを
図ることができる。
With this configuration, the same effect as that of the first invention can be obtained, and the temperature detection means can be installed in the toilet seat while the control unit supplies the heating element with the energization power calculated at the time of human detection. When the optimum temperature is detected, control is performed to reduce the heating amount of the heating element in response to this detection signal. Therefore, the toilet seat can be always kept at an optimum temperature without being overheated, and energy saving can be achieved.
第3の発明は、特に第1または第2の発明において、着座検知手段を備え、前記制御部は前記着座検知手段によって前記便座部への人体の着座を検知すると、前記発熱体の加熱量を低下させるものである。 A third invention is, in particular, the first or second aspect of the invention, provided with a seating detection means, when the control unit detects the seating of a human body to the seat portion by said seating detecting means, the heating amount of the heating element It is to reduce.
この構成により、第1または第2の発明と同じ作用効果が得られるとともに、着座検知手段が便座部への人体の着座を検知すると、この検知信号を受けて制御部は発熱体の加熱量を下げる制御を行うので、便座部を暖め過ぎることなく常に最適な温度に保つことができるとともに、省エネを図ることができる。 With this configuration, the same effects as the first or second invention can be obtained, and when the seating detection means detects the seating of the human body on the toilet seat, the control unit receives the detection signal and controls the heating amount of the heating element. since the control of lowering, it is possible to keep always optimal temperature without excessively warm toilet seat, as possible out to saving energy.
第4の発明は、特に第1〜第3のいずれか1つの発明において、前記直流変換手段は、チョッパー回路としたものである。 The fourth invention is the first to third any one invention of the direct-current converter means is obtained by the chopper circuit.
この構成により、第1〜第3のいずれか1つの発明と同じ作用効果が得られるとともに、チョッパー回路は交流電源が整流平滑された電力をチョッパーして平滑された直流電力を発熱体に供給する作用をする。 With this configuration, the same effect as that of any one of the first to third aspects of the invention can be obtained, and the chopper circuit choppers the power obtained by rectifying and smoothing the AC power supply and supplies the smoothed DC power to the heating element. Works .
第5の発明は、便器と、第1〜第4のいずれか1つの発明の便座装置とを備えることにより、第1〜第4のいずれか1つの発明の便座装置が有する機能を便器と一体にしたトイレ装置となり、使用者はより快適な使用環境に保たれたトイレ室でトイレ装置を利用することができる。 A fifth invention is toilet bowl, first through by providing a toilet seat apparatus according to a fourth one of the invention, the first to fourth any one of the toilet and integral toilet seat apparatus having the function of the invention Thus, the user can use the toilet device in a toilet room maintained in a more comfortable use environment.
以下、本発明の一実施の形態に係る便座装置およびそれを備えるトイレ装置について図面とともに説明する。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, a toilet seat device according to an embodiment of the present invention and a toilet device including the same 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)
本発明の実施の形態1に係る便座装置およびそれを備えるトイレ装置は、制御部が便座を暖める発熱体の通電制御時にノイズ、フリッカーの発生を防止するための構成として、前記発熱体を直流駆動するためのヒータ駆動部を含む制御部に特徴を有するものである。そして、斯かる特徴の技術内容は、便座装置およびそれを備えるトイレ装置の以下に示す(1)〜(9)の各構成要素等を説明する中で併せて説明する。
(Embodiment 1)
The toilet seat apparatus according to
前記(1)〜(9)の各構成要素は、次の通りで、(1)便座装置およびそれを備えるトイレ装置の外観(図1)、(2)遠隔操作装置の構成(図2)、(3)便座装置の構成(図3)、(4)便座部の構造の詳細(図4〜図8)、(5)ヒータ制御テーブルおよびヒータ制御パターン(図9〜図11)、(6)ランプヒータの駆動(図12〜図15)、(7)ヒータ制御テーブルの作成方法(図16〜図18)、(8)ヒータ制御テーブルに基づくランプヒータの駆動例(図19)、(9)制御部の動作(図20〜図25)である。 Each component of (1) to (9) is as follows: (1) Appearance of toilet seat device and toilet device including the same (FIG. 1), (2) Configuration of remote control device (FIG. 2), (3) Configuration of toilet seat device (FIG. 3), (4) Details of toilet seat structure (FIGS. 4 to 8), (5) Heater control table and heater control pattern (FIGS. 9 to 11), (6) Lamp heater drive (FIGS. 12-15), (7) Heater control table creation method (FIGS. 16-18), (8) Lamp heater drive example based on heater control table (FIG. 19), (9) It is operation | movement (FIGS. 20-25) of a control part.
(1) 便座装置およびそれを備えるトイレ装置の外観
図1は本発明の実施の形態1に係る便座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。図1に示すように、トイレ装置1000は、便座装置100および便器700を備え、トイレットルーム内に設置される。トイレ装置1000において、便器700上には便座装置100が装着される。便座装置100は、暖房機能を有し、本体部200、遠隔操作装置300、便座部400、蓋部500および入室検知センサ600により構成される。
(1) Appearance of toilet seat device and toilet device including the same FIG. 1 is an external perspective view showing the toilet seat device and the toilet device including the toilet seat device according to
本体部200には、便座部400および蓋部500が開閉自在に取り付けられる。さら
に、本体部200には、洗浄水供給機構および着座センサ290が設けられるとともに、後述する制御部が内蔵されている。本実施の形態において、便座部400には便座部を暖めるランプヒータが内蔵されている。詳細は後述する。
A
本体部200の図示しない洗浄水供給機構は、水道配管に接続されており、便器700内に洗浄水を供給する。着座センサ290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290は、人体から反射された赤外線を検出した場合に便座部400上に使用者が存在することを検知する。また、本体部200の上面側にお知らせLED280が設けられている。お知らせLED280は、便座部400の温度が後述の便座設定温度に達したときに点灯する。このお知らせLED280は、ランプヒータの暖めの動作に連動しており、便座部400の暖まり状態を視覚的に表示するものである。
A cleaning water supply mechanism (not shown) of the
より詳細には、お知らせLED280は、ランプヒータが暖めの動作を行うときに(便座部400を昇温する間)点滅し、ランプヒータが暖めの動作を完了しているとき(便座部400の温度を維持する保温状態間)に点灯する。また、お知らせLED280は、ランプヒータが暖めの動作を行わないときに消灯する。これにより、使用者は便座の温度の状態を知ることができる。
More specifically, the
なお、お知らせLED280は、必ずしもランプヒータの暖めの動作に連動する必要はなく、後述するサーミスタにより検知される便座部400の表面温度に連動してもよいし、ランプヒータの発熱状態または駆動状態に基づいて便座部400の表面温度を推定しその推定値に連動してもよい。
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。この遠隔操作装置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。入室検知センサ600は、例えばトイレットルームの入り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の制御部は、着座センサ290、遠隔操作装置300および入室検知センサ600から送信される信号に基づいて、便座部400に内蔵された後述のランプヒータの駆動を制御する。また、本体部200の制御部は、例えば着座センサ290が便座部400上に使用者が存在することを検知する場合にのみ、図示しない洗浄水供給機構を動作させる。また、本体部200の制御部は、例えば入室検知センサ600が使用者の入室を検知することにより蓋部500を開く。
Based on signals transmitted from the
さらに、本体部200の制御部は、洗浄水供給機構(図示せず)、本体部200に設けられた脱臭装置(図示せず)および温風供給装置(図示せず)等の制御も行う。
Further, the control unit of the
(2) 遠隔操作装置の構成
図2は、図1の遠隔操作装置300の一例を示す模式図である。図2に示すように、遠隔操作装置300は、暖房スイッチ301、複数の温度調節スイッチ302,303,304および複数のLED(発光ダイオード)305を備える。使用者により暖房スイッチ301および複数の温度調節スイッチ302,303,304が押下操作される。それにより、遠隔操作装置300は、後述する便座装置100の本体部200に設けられた制御部に所定の信号を無線送信する。本体部200の制御部は、遠隔操作装置300より無線送信される所定の信号を受信し、後述のランプヒータの駆動等を制御する。
(2) Configuration of Remote Operation Device FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the
冬季のように、使用者が暖房機能を使用する場合には、予め暖房スイッチ301が押下
操作されることにより便座装置100の暖房機能がオンする。この状態で、温度調節スイッチ302が押下操作された場合には便座部400の温度が低く(例えば、34℃)設定され、温度調節スイッチ303が押下操作された場合には便座部400の温度が中程度(例えば、36℃)に設定され、温度調節スイッチ304が押下操作された場合には便座部400の温度が高く(例えば、38℃)設定される。
When the user uses the heating function as in winter, the heating function of the
なお、夏季のように使用者が暖房機能を使用しない場合には、暖房スイッチ301が押下操作されることにより便座装置100の暖房機能がオフする。以下、温度調節スイッチ302〜304により設定される便座部400の温度を便座設定温度と称する。
When the user does not use the heating function as in summer, the heating function of the
複数のLED305の各々は、暖房スイッチ301および複数の温度調節スイッチ302,303,304と対応するように設けられている。複数のLED305は、暖房スイッチ301および複数の温度調節スイッチ302,303,304の押下操作に伴い点灯する。
Each of the plurality of
(3) 便座装置の構成
図3は本発明の実施の形態1に係る便座装置100の構成を示す模式図である。上述のように、便座装置100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。図3に示すように、本体部200は、種々の制御機能を上述した制御部210、温度測定部220、ヒータ駆動部230、お知らせLED280および着座センサ290を含む。また、便座部400はランプヒータ480およびサーミスタ411を備える。なお、ランプヒータ480は後方ランプヒータ481および前方ランプヒータ482を含む。
(3) Configuration of Toilet Seat Device FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the
制御部210は、例えばマイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり、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230の動作を制御するための通電率切替回路等を含む。本体部200の温度測定部220は、便座部400のサーミスタ411に接続されている。
The
これにより、温度測定部220は、サーミスタ411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411を通じて温度測定部220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。また、本体部200のヒータ駆動部230は、便座部400のランプヒータ480に接続されている。これにより、ヒータ駆動部230はランプヒータ480を駆動する。
Thereby, the
本実施の形態において、便座装置100は次のように動作する。
In the present embodiment, the
初めに、初期設定時の動作について説明する。使用者が遠隔操作装置300の暖房スイッチ301(図2)を押下操作することにより、暖房機能をオンする旨の信号が本体部200の制御部210に送信される。これにより、制御部210がヒータ駆動部230を制御することにより、ランプヒータ480が駆動される。それにより、便座部400が、例えば約18℃となるように温度調節される。このときの温度を待機温度と称する。
First, the operation at the time of initial setting will be described. When the user depresses the heating switch 301 (FIG. 2) of the
ここで、使用者が遠隔操作装置300の温度調節スイッチ302,303,304(図2)のいずれかを押下操作することにより、便座設定温度が制御部210に送信される。制御部210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。例えば、温度調節スイッチ302が押下操作された際には、便座設定温度が34℃として記憶部に記憶される。また、温度調節スイッチ303が押下操作された際には、便座設定温度が36℃として記憶部に記憶される。さらに、温度調節スイッチ304が押下操作され
た際には、便座設定温度が38℃として記憶部に記憶される。
Here, when the user presses one of the temperature adjustment switches 302, 303, and 304 (FIG. 2) 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は使用者の入室を検知する。それにより、使用者の入室を示す信号が制御部210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210の判定部は、入室検知センサ600からの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後述のヒータ制御テーブルに基づいてランプヒータ480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
そして、制御部210の通電率切替回路は、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230の動作を制御する。それにより、ヒータ駆動部230によりランプヒータ480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。制御部210の動作、ランプヒータ480の駆動に関するヒータ制御パターン、およびヒータ制御テーブルの詳細は後述する。
Then, the energization rate switching circuit of the
(4) 便座部の構造の詳細
(4−a) 便座部の構造
図4〜図7は、図1の便座部400の構造の詳細を説明するための図である。図4に便座部400の分解斜視図が示されている。図5に上部便座ケーシング410を下側から見た図が示されている。図6に図4のU−U線における上部便座ケーシング410の拡大断面図が示されている。
(4) Details of Toilet Seat Part Structure (4-a) Toilet Seat Part Structure FIGS. 4 to 7 are diagrams for explaining the details of the structure of the
図4に示すように、便座部400は、略円環形状を有し、アルミニウムにより形成された上部便座ケーシング410と、合成樹脂により形成された下部便座ケーシング420とを備える。一点鎖線で示すように、上部便座ケーシング410の上面の一部が使用者の着座部410Tとなる。図4および図5に示すように、上部便座ケーシング410の下面側には、着座部410Tの領域に2つのサーミスタ411が取り付けられる。また、その他の領域に2つのサーミスタ412が取り付けられる。
As shown in FIG. 4, the
なお、着座部410Tの領域に設けられるサーミスタ411は1つであってもよい。また、その他の領域に設けられるサーミスタ412も1つであってもよい。
In addition, the
図6に示すように、上部便座ケーシング410は熱伝導性に優れたアルミニウム層410bの上面および下面に種々の層を形成することにより作製される。なお、アルミニウムの熱伝導率は約237W/m・Kである。アルミニウム層410bの下面に、炭素等を含む黒色の塗料が塗布される。これにより、アルミニウム層410bの下面には輻射エネルギーを効率よく吸収できる黒色の輻射吸収層410aが形成される。
As shown in FIG. 6, the upper
アルミニウム層410bの上面には、アルマイト層410cおよび表面化粧層410dが順に形成される。アルマイト層410cが形成されることにより、アルミニウム層410bの上面の耐蝕性が向上される。表面化粧層410dは所定の塗料等により形成される。また、アルミニウム層410bの下面には、輻射吸収層410aを介してサーミスタ411が取り付けられている。サーミスタ411は、輻射吸収層410aを介してアルミニウム層410bの温度を検出する。
On the upper surface of the
図7に下部便座ケーシング420を上側から見た図が示されている。図4および図7に示すように、下部便座ケーシング420の上面側には、下部便座ケーシング420の形状に沿うように形成された輻射反射板430が取り付けられる。輻射反射板430はアルミニウムからなる板材の表面を鏡面仕上げすることにより作製される。また、輻射反射板4
30の上面には、ランプヒータ480が設けられる。ランプヒータ480は、U字形に形成された後方ランプヒータ481および前方ランプヒータ482を直列に接続することにより作製される。
The figure which looked at the lower
A
さらに、輻射反射板430の上面には、前方ランプヒータ482の所定の箇所(2箇所)に近接するように2つのサーモスタット441が取り付けられ、後方ランプヒータ481の所定の箇所(2箇所)に近接するように2つのサーモスタット442が取り付けられる。これら複数のサーモスタット441,442は、ともにランプヒータ480に直列に接続される。
Further, two
図5の上部便座ケーシング410と図7の下部便座ケーシング420とを図示しないシール材を介して接合することにより図1の便座部400が完成する。これにより、上部便座ケーシング410および下部便座ケーシング420内の空間が密閉される。シール材により、上部便座ケーシング410および下部便座ケーシング420内への水の浸入が防止される。この状態で、上部便座ケーシング410に取り付けられたサーミスタ411は、前方ランプヒータ482に対向する。
1 is completed by joining the upper
後方ランプヒータ481および前方ランプヒータ482は、ガラス管、フィラメント、アルゴンガスおよびハロゲンガスからなるハロゲンランプヒータである。これら後方ランプヒータ481および前方ランプヒータ482においては、ガラス管の内部にフィラメントが設けられるとともに、アルゴンガスおよびハロゲンガスが封入されている。
The
(4−a−1) ランプヒータの構成
本実施の形態の後方ランプヒータ481および前方ランプヒータ482の定格電力は、それぞれ500Wおよび700Wに設定される。この場合、ランプヒータ480の定格電力は1200Wである。ここで、後方ランプヒータ481の長さを460mmとし、前方ランプヒータ482の長さを600mmとする。この場合、後方ランプヒータ481の単位長さ当りの定格電力が約1087W/mとなり、前方ランプヒータ482の単位長さ当りの定格電力が約1167W/mとなる。
(4-a-1) Configuration of Lamp Heater The rated power of the
このように、前方ランプヒータ482の単位長さ当りの定格電力は、後方ランプヒータ481の単位長さ当りの定格電力よりも大きくなるように設定する。これにより、前方ランプヒータ482から発生される輻射エネルギーの単位長さ当りの大きさを、後方ランプヒータ481から発生される輻射エネルギーの単位長さ当りの大きさよりも大きくすることができる。
Thus, the rated power per unit length of the
したがって、本例のランプヒータ480の駆動時には、上部便座ケーシング410の前方に位置する着座部410Tが、上部便座ケーシング410の後方の部分よりも大きい輻射エネルギーを受けて加熱され、着座部410Tの温度を他の部分に比べて急速に上昇させることができる。その結果、着座部410Tが優先的に加熱されるので、使用者が着座部410Tに着座する際に冷たいと感じることが防止される。
Therefore, when the
上記では、ランプヒータ480に定格電力の異なる後方ランプヒータ481および前方ランプヒータ482を用いる旨を説明したが、ランプヒータ480は定格電力が互いに異なる3個以上のランプヒータにより構成されてもよい。この場合、上部便座ケーシング410に対する複数のランプヒータの配置を調整することにより、上部便座ケーシング410の各部に与える輻射エネルギーの大きさをより細かく調整することができる。それにより、使用者が着座部410Tに着座する際に冷たいと感じることが十分に防止される。
In the above description, it has been described that the
(4−a−2) 上部便座ケーシングの形状
図5に示すように、本例の上部便座ケーシング410は、前方部分FAと後方部分BAとで大きさ(面積)が異なる。本例では、前方部分FAの上部便座ケーシング410の幅FWが約50mmであるのに対して、後方部分の幅BWは約100mmである。
(4-a-2) Shape of Upper Toilet Seat Casing As shown in FIG. 5, the upper
この場合、ランプヒータ480により発生される輻射エネルギーの全てが上部便座ケーシング410に与えられるとすると、上部便座ケーシング410の単位長さ当り(円環形状に沿う長さ)に与えられる輻射エネルギーの大きさは上部便座ケーシング410の部分ごとに異なる。本例では、上部便座ケーシング410の前方部分FAで単位長さ当りに与えられる輻射エネルギーの単位時間当りの大きさは、後方部分BAで単位長さ当りに与えられる輻射エネルギーの単位時間当りの大きさの約2倍となる。
In this case, assuming that all of the radiant energy generated by the
それにより、ランプヒータ480の駆動開始とともに、上部便座ケーシング410の温度を他の部分に比べて急速に上昇させることができる。その結果、着座部410Tが優先的に加熱されるので、使用者が着座部410Tに着座する際に冷たいと感じることを防止できる。このように、上部便座ケーシング410の形状を調整することにより、ランプヒータ480の駆動時における温度上昇の度合い(昇温速度)を上部便座ケーシング410の部分ごとに調整することができる。
Thereby, the temperature of the upper
(4−a−3) ランプヒータと上部便座ケーシングとの関係
これらより、ランプヒータ480の構成および上部便座ケーシング410の形状を組み合わせて調整することにより、ランプヒータ480の駆動時における上部便座ケーシング410の昇温速度を上部便座ケーシング410の部分ごとに詳細に調整することができる。
(4-a-3) Relationship between the lamp heater and the upper toilet seat casing From these, the upper
本例のように、上部便座ケーシング410の前方に単位長さ当りに発生される輻射エネルギーが大きい前方ランプヒータ482を配置するとともに、上部便座ケーシング410の前方部分FAの大きさを小さく設計することにより、着座部410Tの昇温速度を十分に向上させることができる。
As in this example, a
なお、上部便座ケーシング410の内部におけるランプヒータ480の配置位置を調整しても、昇温時における上部便座ケーシング410に所望の温度分布を形成させることができる。例えば、上部便座ケーシング410の前方部分FAでは、ランプヒータ480を上部便座ケーシング410の内表面に近接させ、後方部分BAではランプヒータ480を上部便座ケーシング410の内表面から所定の間隔で離間させる。この場合でも、上部便座ケーシング410の前方部分FAの昇温速度を後方部分BAの昇温速度よりも大きくすることができる。
Even if the arrangement position of the
さらには、上部便座ケーシング410の各部分で、材料の厚みを変化させてもよい。例えば、上部便座ケーシング410の前方部分FAの厚みを薄く設定し、後方部分BAの厚みを厚く設定する。この場合でも、上記と同様の効果を得ることができる。また、上部便座ケーシング410の各部分で、材質を変化させてもよい。例えば、上部便座ケーシング410の前方部分FAに熱伝導率の高い材料を用い、後方部分BAに熱伝導率の低い材料を用いる。この場合でも、上記と同様の効果を得ることができる。
Furthermore, the thickness of the material may be changed in each part of the upper
(4−a−4) ランプヒータの変形例
ランプヒータ480は、1本のランプヒータにより構成されてもよい。この場合、ランプヒータのフィラメントの巻き数を部分的に変化させることにより、ランプヒータの部分ごとで発生される単位長さ当りの輻射エネルギーの大きさを調整することができる。例えば、上部便座ケーシング410の前方部分FAに配置されるランプヒータ480の部分のフィラメントの巻き数を大きくし、上部便座ケーシング410の後方部分BAに配置され
るランプヒータ480の部分のフィラメントの巻き数を小さくする。
(4-a-4) Modification of Lamp Heater The
これにより、後方ランプヒータ481および前方ランプヒータ482を含むランプヒータ480と同様に、上部便座ケーシング410の前方部分FAで大きい輻射エネルギーを得ることができ、上部便座ケーシング410の後方部分BAで前方部分FAよりも小さい輻射エネルギーが得られる。
Thus, like the
なお、ランプヒータ480の定格電力が上部便座ケーシング410全体の温度を急速に上昇させるのに十分なワット数である場合、上部便座ケーシング410の構成は、上部便座ケーシング410の各部の昇温速度がほぼ均一となるように調整されることが好ましい。この場合、使用者は、ランプヒータ480を定格電力で駆動することにより着座部410T以外の部分に着座しても冷たいと感じることがなくなる。上部便座ケーシング410において、昇温時における所望の温度分布を得るために、新たなランプヒータを設けてもよい。
When the rated power of the
上述のように、上部便座ケーシング410は、後方の幅が前方の幅よりも大きい。これにより、例えば昇温時における上部便座ケーシング410全体の昇温速度を均一にしたい場合には、1本のランプヒータを上部便座ケーシング410の形状に沿って配置しても、後方の部分での温度分布と、前方の部分での温度分布との間で差が生じる。
As described above, the upper
そこで、上部便座ケーシング410の全体で温度分布が均一となるように、後方の部分に新たなランプヒータを設ける。このように、上部便座ケーシング410の形状および昇温時における所望の温度分布に応じて新たなランプヒータを設けることにより、上部便座ケーシング410における所望の温度分布を得ることができる。
Therefore, a new lamp heater is provided in the rear part so that the temperature distribution is uniform throughout the upper
(4−b) ランプヒータの駆動
上述のように後方ランプヒータ481および前方ランプヒータ482は、図3のヒータ駆動部230に接続されている。ヒータ駆動部230により後方ランプヒータ481および前方ランプヒータ482に電流が流されると、各ランプヒータから周囲へ赤外線が輻射される。
(4-b) Driving of Lamp Heater As described above, the
そして、後方ランプヒータ481および前方ランプヒータ482から輻射された赤外線、すなわち輻射エネルギーが直接的にまたは輻射反射板430を介して間接的に上部便座ケーシング410の下面側に入射する。そして、上述のように黒色の輻射吸収層410a(図6)は輻射エネルギーを効率よく吸収することができるので、後方ランプヒータ481および前方ランプヒータ482からの輻射エネルギーが効率よくアルミニウム層410b(図6)に伝達される。それにより、アルミニウム層410bが発熱する。
Then, infrared rays radiated from the
上記のようにアルミニウムは高い熱伝導率を有するので、輻射エネルギーにより発生された熱は、上部便座ケーシング410の全体に短時間で伝達される。これにより、ランプヒータ480の駆動により上部便座ケーシング410の温度が上昇する際に、上部便座ケーシング410に温度むらが生じる場合でも、短時間で上部便座ケーシング410の温度が均一化される。
As described above, since aluminum has a high thermal conductivity, heat generated by radiant energy is transmitted to the entire upper
(4−c) 上部便座ケーシング
便座部400の着座部410Tは、使用者が着座する際に約29℃以上の温度に調整されることが好ましい。29℃は、使用者が冷たいと感じない着座部410Tの最低温度である。詳細は後述する。
(4-c) Upper toilet seat casing The
そこで、本発明者は、使用者がトイレットルームに入室してから便座部400上に着座
するまでの時間(以下、入室着座時間と呼ぶ。)を調査した。この調査は、所定人数の使用者についてトイレットルームを使用させ、各使用者の入室着座時間を測定し、入室着座時間ごとの累積百分率を算出することにより行った。
Therefore, the present inventor investigated the time from when the user enters the toilet room until he / she sits on the toilet seat 400 (hereinafter referred to as “room sitting time”). This survey was conducted by using a toilet room for a predetermined number of users, measuring the entrance / seating time of each user, and calculating the cumulative percentage for each entrance / seating time.
図8は、入室着座時間の調査結果を示す図である。図8において、横軸は入室着座時間を示し、縦軸は使用者の累積百分率を示す。図8に示すように、本調査によれば、使用者の多く(9割以上の使用者)は、トイレットルームに入室した後約6秒間経過してから便座部400に着座することが明らかとなった。冬季のようにトイレットルームの室温が低い場合、例えば便座部400の温度は約5℃程度に低下する場合がある。したがって、上部便座ケーシング410は、使用者がトイレットルームに入室してから6秒間で便座部400が5℃から29℃まで昇温するように作製する。
FIG. 8 is a diagram showing the results of investigation into the room sitting time. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the room sitting time, and the vertical axis indicates the cumulative percentage of users. As shown in FIG. 8, according to this survey, it is clear that many users (over 90% of users) are seated on the
具体的には、上部便座ケーシング410は、露出する表面積が約1200cm2 でかつ板厚が1mmとなるようにアルミニウムを用いて作製する。ここで、アルミニウムの比重は2.71であり、比熱は0.215cal/g・Kである。これにより、上記のように上部便座ケーシング410を作製すると、その熱容量は約293J/Kとなる。
Specifically, the upper
この場合、1200Wでランプヒータ480を駆動することにより、ランプヒータ480から発生される輻射エネルギーの全てが、上部便座ケーシング410に与えられるとすると、上部便座ケーシング410は約4K/sの昇温速度で加熱される。なお、1200Wとは、一般家庭のコンセントから得ることができるほぼ最大の電力量である。
In this case, if all of the radiant energy generated from the
これにより、上記の上部便座ケーシング410の温度は、ランプヒータ480を駆動することにより6秒間で約24℃上昇する。したがって、便座部400が5℃に低下しているような場合でも、ランプヒータ480を駆動することにより、使用者がトイレットルームに入室してから6秒後には上部便座ケーシング410を約29℃まで昇温することが可能となる。
Accordingly, the temperature of the upper
上記のように、上部便座ケーシング410は、熱容量を低く抑えた構成とすることが好ましい。すなわち、上部便座ケーシング410は、熱容量が約300J/K以下となるように作製する。これにより、使用者がトイレットルームに存在しない間、上部便座ケーシング410を保温する必要がなくなり、省エネルギー化が実現される。
As described above, the upper
なお、実際には、1200Wでランプヒータ480を駆動しても、1200Wの電力量の全てが輻射エネルギーに変換されるわけではなく、ランプヒータ480から発生される輻射エネルギーの全てが上部便座ケーシング410に伝達されるわけではない。したがって、上部便座ケーシング410の作製時には、伝達される輻射エネルギーの損失を考慮する必要がある。
Actually, even if the
この場合、例えば、後述するように使用者が入室するまでの間、約18℃程度の低い温度で上部便座ケーシング410を維持する必要がある。本例では、上部便座ケーシング410をアルミニウムを用いて作製する旨を説明したが、上部便座ケーシング410の板厚を約1mm以上とすることにより、上部便座ケーシング410に使用者が十分に着座可能な強度を得ることができる。
In this case, for example, as described later, it is necessary to maintain the upper
なお、上部便座ケーシング410を高張力型のアルミニウムを用いて作製すること、または上部便座ケーシング410の下面側を支持するように下部便座ケーシングに支柱を設けることにより、使用者の着座時における着座部410Tの撓みを防止することができる。この場合、上部便座ケーシング410の板厚を約0.8mmとすることも可能である。
The upper
上部便座ケーシング410の材料として、アルミニウムに代えて、例えばステンレス鋼を用いることもできる。この場合、上部便座ケーシング410の板厚を約0.5mm以上とすることにより、上部便座ケーシング410に使用者が十分に着座可能な強度を得ることができる。
As a material of the upper
(4−d) 複数のサーミスタの働き
上部便座ケーシング410において、着座部410Tの領域に取り付けられるサーミスタ411の働き、および着座部410T以外の領域に取り付けられるサーミスタ412の働きについて説明する。
(4-d) Functions of Multiple Thermistors In the upper
上部便座ケーシング410の内部において、例えばランプヒータ480は、その他の部分に比べて着座部410Tに近接するように配置される。これにより、上部便座ケーシング410の着座部410Tはランプヒータ480の駆動時に比較的高い応答性で熱が伝達される。また、着座部410Tは、上部便座ケーシング410の中でも人体に接触する部分であるため、十分な温度管理が必要である。
Inside the upper
それにより、着座部410Tのサーミスタ411は、ランプヒータ480の駆動時における温度調節のために用いられる。一方、着座部410T以外の領域に取り付けられるサーミスタ412は、サーミスタ411が故障等した場合に上部便座ケーシング410の温度が過剰に上昇しないようにするために用いられる。
Accordingly, the
(4−e) 複数のサーモスタットの働き
下部便座ケーシング420において、前方ランプヒータ482に近接するように取り付けられる2つのサーモスタット441の働き、および後方ランプヒータ481に近接するように取り付けられる2つのサーモスタット442の働きについて説明する。
(4-e) Functions of a plurality of thermostats In the lower
前方ランプヒータ482側の2つのサーモスタット441は、前方ランプヒータ482の温度を監視するために用いられる。これら2つのサーモスタット441は、例えば78℃でランプヒータ480への通電を遮断するように設定される。したがって、2つのサーモスタット441は78℃で通電を遮断する温度ヒューズの役割を果たす。
Two
一方、後方ランプヒータ481側の2つのサーモスタット442は、後方ランプヒータ481周辺の雰囲気の温度を監視するために用いられる。これら2つのサーモスタット442は、例えば53℃でランプヒータ480への通電を遮断するように設定される。したがって、2つのサーモスタット442は53℃で通電を遮断する温度ヒューズの役割を果たす。
On the other hand, the two
(5) ヒータ制御テーブルおよびヒータ制御パターン
本実施の形態に係る便座装置100の制御部210には、3種類の便座設定温度(34℃、36℃および38℃)に対応する3つのヒータ制御テーブルが予め記憶されている。図9〜図11は、所定の便座設定温度(34℃、36℃および38℃)に対応するヒータ制御テーブルの一例を示す図である。図9〜図11に示すヒータ制御テーブルの各々は、使用者の入室時のサーミスタ411(図3)の測定温度値に対応する複数のヒータ制御パターンを有する。
(5) Heater control table and heater control pattern The
複数のヒータ制御パターンの各々には、ランプヒータ480の駆動に関するタイムスケジュールが設定されている。また、それぞれのヒータ制御パターンにおいては、ランプヒータ480を駆動する電力を切替えるときのサーミスタ411の測定温度値が設定されている。詳細は後述する。
A time schedule for driving the
上述のように、便座設定温度が決定されると、制御部210は、決定された便座設定温度に対応する1つのヒータ制御テーブルを選択する。
As described above, when the toilet seat set temperature is determined, the
また、制御部210は、図3の入室検知センサ600により使用者の入室が検知されると、サーミスタ411の測定温度値に基づいてヒータ制御テーブルの中から1つのヒータ制御パターンを選択する。それにより、選択されたヒータ制御パターンに従ってランプヒータ480の駆動が制御される。
In addition, when the entry of the user is detected by the
例えば、便座設定温度が低く(34℃)設定され、かつ使用者の入室時の測定温度値が16℃〜18℃である場合、図3の制御部210は、図9のヒータ制御テーブルの16℃〜18℃に相当するヒータ制御パターンに基づいて、突入電流を低減するための後述の600W駆動を0.2秒間行う。その後、制御部210は後述の1200W駆動を6秒間行い、続いて後述の600W駆動を2.1秒間行う。
For example, when the toilet seat set temperature is set low (34 ° C.) and the measured temperature value when the user enters the room is 16 ° C. to 18 ° C., the
なお、上述のように、本実施の形態に係る便座装置100においては、暖房機能がオンしている場合に、便座部400が例えば約18℃となるように温度調節される。ここで、図9〜図11のヒータ制御テーブルは、暖房機能がオフ状態からオン状態に切替わる場合も想定している。それにより、図9〜図11のヒータ制御テーブルには、0℃〜16℃に相当するヒータ制御パターンも設定されている。
As described above, in the
すなわち、室温が0℃のときに使用者が暖房機能をオンすると、制御部210は、例えば図9のヒータ制御テーブルの0℃〜2℃に相当するヒータ制御パターンに基づいて、600W駆動を16秒間行う。
That is, when the user turns on the heating function when the room temperature is 0 ° C., the
(6) ランプヒータの駆動
本実施の形態において、ランプヒータ480の駆動の制御は、ランプヒータ480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。例えば、便座部400を第1の温度勾配(後述の図19に示す)でもって昇温させる場合で、図3のヒータ駆動部230は約1200Wの電力でランプヒータ480を駆動する(後述の図19に示す1200W駆動)。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(後述の図19に示す)でもって昇温させる場合で、ヒータ駆動部230は約600Wの電力でランプヒータ480を駆動する(後述の図19に示す600W駆動)。
(6) Driving of the lamp heater In the present embodiment, the driving control of the
さらに、便座部400の温度を一定に保つ場合で、ヒータ駆動部230は約50Wの電力でランプヒータ480を駆動する(後述の図19に示す低電力駆動)。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)によりランプヒータ480を駆動することをいう。1200W駆動、600W駆動および低電力駆動の切替えは、制御部210の通電率切替回路が、ヒータ駆動部230からランプヒータ480への通電を制御することにより行われる。
Further, when the temperature of the
ヒータ駆動部230は、図12に示すようにAC100Vを整流する全波整流回路231と平滑コンデンサ232、そして、全波整流回路231からの直流電圧を、制御部210の通電率切換回路から与えられる通電率(例えば、1200W駆動の時100%、600W駆動の時50%、50W駆動の時4%)の通電制御信号によりスイッチングして前記直流電圧の平均値を制御するチョッパー回路の直流変換手段233で構成されている。直流変換手段233は、制御部210の通電率切換回路から与えられる通電制御信号でスイッチングする半導体素子234とこれに応じてスイッチングして平滑する電力用半導体素子235、チョッパーコイル236、平滑コンデンサ237で構成されている。なお、図中238、239は抵抗、240はダイオードである。
As shown in FIG. 12, the
従って、ヒータ駆動部230は、直流変換手段233により通電率切替回路から与えられる通電制御信号の通電率100%の時、ランプヒータ480を1200Wの直流駆動、通電率50%の時、600Wの直流駆動および通電率4%の時、50Wの低電力の直流駆動に基づいて供給された直流電圧をランプヒータ480に流すことで、従来のようにランプヒータ480に、位相制御でAC100Vを給電する場合や、正サイクルの半波通電でAC100Vを給電することで生じていたノイズ、フリッカーの発生を防止するものである。
Accordingly, the
1200W駆動時、600W駆動時および低電力駆動時におけるランプヒータ480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。
An energization state to the
図13(a)は1200W駆動時にランプヒータ480に印加する通電電圧の波形図、図13(b)は1200Wの直流駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部230に与えられる通電制御信号の波形図である。1200Wの直流駆動時における通電制御信号は、図13(b)に示すように、ランプヒータ480が1200Wの定格出力になるよう常に100%の制御信号となる。その結果、ヒータ駆動部230の直流変換手段233は、通電制御信号が100%の時に図13(a)に示すようにAC100Vの交流電源から供給されるヒータ通電電圧100%をランプヒータ480に流す。従って、ランプヒータ480が約1200Wの直流電力で駆動される。
FIG. 13A is a waveform diagram of the energization voltage applied to the
図14(a)は600W駆動時にランプヒータ480に印加する通電電圧の波形図で、図14(b)は600Wの直流駆動時に制御部210の通電率切替回路からヒータ駆動部230に与えられる通電制御信号の波形図である。600Wの直流駆動時における通電制御信号は、図14(b)に示すように、ランプヒータ480が600Wの出力になるよう常に50%の制御信号となる。その結果、ヒータ駆動部230の直流変換手段233は、通電制御信号が50%の時に図14(a)に示すように電源回路から供給されるヒータ通電電圧50%をランプヒータ480に流す。従って、ランプヒータ480が約600Wの直流電力で駆動される。
FIG. 14A is a waveform diagram of the energization voltage applied to the
図15(a)は低電力駆動時にランプヒータ480に印加する通電電圧の波形図で、図15(b)は低電力駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部230に与えられる通電制御信号の波形図である。図15(b)に示すように、ランプヒータ480が50Wの出力になるよう常に4%の制御信号となる。その結果、ヒータ駆動部230の直流変換手段233は、通電制御信号が4%の時に図15(a)に示すように電源回路から供給されるヒータ通電電圧4%をランプヒータ480に流す。従って、ランプヒータ480が約50Wの直流電力で駆動される。
FIG. 15A is a waveform diagram of an energization voltage applied to 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100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230に通電制御信号を与えない。これにより、ヒータ駆動部230はランプヒータ480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。本実施の形態では、上述のようにランプヒータ480の1200Wの直流駆動または600Wの直流駆動、50Wの直流駆動を行う場合には、平均化された直流電圧がランプヒータ480に供給されるので、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 the present embodiment, as described above, when performing 1200 W DC driving, 600 W DC driving, or 50 W DC driving of the
上記のように、本実施の形態では、ランプヒータ480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ランプヒータ480を駆動してもよい。
As described above, in the present embodiment, the
以下の説明において、通電率とは交流電源の1周期に対してランプヒータ480に交流電流を流す時間(通電制御信号における論理「1」の期間)の割合をいう。なお、本実施の形態では、制御部210は通電制御信号が論理「1」のときにランプヒータ480に電流を供給し、通電制御信号が論理「0」のときにランプヒータ480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」のときにランプヒータ480への電流の供給を停止し、通電制御信号が論理「0」のときにランプヒータ480に電流を供給してもよい。
In the following description, the energization rate refers to the ratio of the time during which an alternating current is passed through the
(7) ヒータ制御テーブルの作成方法
(7−a) 突入電流
本実施の形態に係る便座装置100において、便座部400を瞬時に昇温させる際には、ランプヒータ480に大きな電流を流す。この場合、ランプヒータ480に比較的大きな突入電流が発生する。このような大きな突入電流が発生すると、過電流によりブレーカが遮断され、便座装置100が接続される電力配線の電圧降下が発生する。したがって、ヒータ制御テーブルの作成時においては、突入電流を十分低減できるように複数のヒータ制御パターンを設定することが好ましい。
(7) Method for creating heater control table (7-a) Inrush current In the
図9〜図11のヒータ制御テーブルの例では、ランプヒータ480の1200W駆動を行う場合、その直前に600W駆動を行うようにヒータ制御パターンが設定されている。図9〜図11では、1200W駆動を行う前の600W駆動を突入電流低減用600W駆動として示している。
In the example of the heater control table of FIGS. 9 to 11, when 1200 W driving of the
(7−b) オーバーシュート
上記のように、ランプヒータ480により便座部400の温度を瞬時に上昇させるために、ランプヒータ480に大きな電流を流す。それにより、便座部400の温度変化にオーバーシュートが生じる。そのため、便座部400の温度を短時間で便座設定温度に安定させることが困難である。そこで、本実施の形態では、ヒータ制御テーブルの作成時においては、便座部400の温度変化のオーバーシュートを十分低減できるように複数のヒータ制御パターンを設定する。
(7-b) Overshoot As described above, a large current is passed through the
図9〜図11のヒータ制御テーブルの例では、便座部400の温度変化のオーバーシュートを防止するために、便座部400の昇温時にランプヒータ480の駆動を2段階で制御するように設定されている。
In the example of the heater control table of FIGS. 9 to 11, the driving of the
(7−c) 限界温度
暖房機能を有する便座装置100においては、使用者が着座部410Tを冷たいと感じないようにする必要がある。以下、使用者が冷たいと感じない着座部410Tの最低温度を限界温度と称する。したがって、使用者がトイレットルームに入室し、着座部410Tに着座する際には、少なくとも着座部410Tの温度が限界温度以上に高くなっていなければならない。そこで、ヒータ制御テーブルの作成時においては、使用者の入室から着座部410Tの表面温度を限界温度まで上昇させる間の時間を十分に短くできるように複数のヒータ制御パターンを設定する。
(7-c) Limit temperature In the
図9〜図11のヒータ制御テーブルの例では、便座部400の温度を迅速に限界温度まで上昇させるため、使用者入室時の測定温度値が限界温度よりも小さい場合に、ランプヒータ480の1200W駆動を行うように設定されている。
In the example of the heater control table of FIGS. 9 to 11, 1200 W of the
限界温度について詳細を説明する。本発明者は、限界温度について以下の調査を行った。この調査は、本発明者が、5種類の温度調整(25℃、27℃、29℃、31℃および
33℃)がなされた便座部400上に所定人数の使用者を着座させ、そのときの使用者の感想についてアンケートをとることにより行った。なお、アンケートは、便座部400上に着座したときの感想として、「快適である」、「やや快適である」、「どちらでもない」、「やや不快である」、および「不快である」のいずれかの回答を使用者に選択させることにより行った。
The details of the limit temperature will be described. The inventor conducted the following investigation on the limit temperature. In this investigation, the present inventor seated a predetermined number of users on the
その後、本発明者は、所定人数の使用者の回答を集計し、便座部400の調整された温度ごとに、回答の平均を算出することにより以下の調査結果を得た。図15は、限界温度の調査結果を示す図である。図16において、縦軸は使用者の官能評価結果を示し、横軸は便座部400の温度を示す。
Thereafter, the present inventor obtained the following survey results by counting the answers of a predetermined number of users and calculating the average of the answers for each adjusted temperature of the
図16に示すように、使用者は、便座部400の温度が27℃以下である場合にやや不快感を覚え、29℃以上の場合に概ね不快感を感じなかった。このようにして、本発明者は、限界温度が約29℃であるという結果を得た。
As shown in FIG. 16, the user felt somewhat uncomfortable when the temperature of the
(7−d) 着座部と体感温度
使用者が着座部410Tに着座することにより感じる温度(体感温度)と、着座部410Tの実際の表面温度とは異なる。一般に、人体が特定の対象物に接触する際の体感温度は、対象物の熱伝導率および人体と対象物との熱容量の差等により変化する。これにより、着座部410Tの実際の表面温度と、その着座部410Tに着座する使用者の体感温度との間には差が生じる場合がある。
(7-d) Seating portion and temperature of sensation The temperature (sensation temperature) that the user feels when sitting on the
本実施の形態において、着座部410Tは熱伝導性に優れたアルミニウムにより形成されている。これにより、例えば、着座部410Tの温度が使用者の体温よりも低い場合には、使用者の体温が着座部410Tに短時間で伝達されるので、使用者の体感温度は実際の着座部410Tの温度よりも低くなる。したがって、ヒータ制御テーブルの作成時においては、使用者の着座時における体感温度をできるだけ便座設定温度に近づけられるように複数のヒータ制御パターンを設定する。
In the present embodiment, the
(7−e) ランプヒータの温度と着座部の表面温度との関係
便座部400の昇温時において、ランプヒータ480の表面温度(ガラス管の温度)と着座部410Tの実際の表面温度との間では大きな温度差が生じる。したがって、着座部410Tの表面温度を便座設定温度まで上昇させ、その温度を安定して保つためには、ランプヒータ480の駆動開始時から所定の時間が必要となる。
(7-e) Relationship between the temperature of the lamp heater and the surface temperature of the seating portion When the
本発明者は、ランプヒータ480の駆動開始時から着座部410Tの表面温度が便座設定温度で安定するまでの時間について、次の試験(便座昇温試験)を行った。トイレットルームの室温が25℃である場合に、便座設定温度を約40℃に設定する。この状態で、ランプヒータ480を駆動する。そして、着座部410Tの表面温度が約40℃で安定するまでの時間を測定した。これにより、図17に示す関係を得た。
The inventor conducted the following test (toilet seat temperature increase test) for the time from the start of driving of the
図17は、便座昇温試験時のランプヒータ480の表面温度と着座部410Tの表面温度との関係を示す図である。図17においては、縦軸が温度を示し、横軸が時間を示す。また、太い実線がランプヒータ480の表面温度を示し、太い点線が着座部410Tの表面温度を示す。
FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the surface temperature of the
図17に示すように、ランプヒータ480が駆動されることにより、ランプヒータ480の表面温度は約10秒間で100℃に達する。その後、ランプヒータ480の表面温度は約100℃で一定に保たれる。一方、ランプヒータ480の表面温度が変化することにより、着座部410Tの表面温度は、緩やかに上昇し約10秒間で約40℃に達する。そ
の後、着座部410Tの表面温度は約45℃で一定に保たれる。
As shown in FIG. 17, when the
このように、例えば着座部410Tの表面温度と便座設定温度との差は時間とともに増大し、約10秒後にほぼ一定となる。すなわち、10秒よりも短い時間内で温度制御する場合には、ランプヒータ480の表面温度と着座部410Tの表面温度との差を考慮してランプヒータ480へ流す電流を制御することが困難である。
Thus, for example, the difference between the surface temperature of the
したがって、ヒータ制御テーブルの作成時においては、ランプヒータ480の駆動に用いる電力、およびその電力により着座部410Tを便座設定温度で安定化させるために必要な時間を考慮して複数のヒータ制御パターンを設定する。
Therefore, when preparing the heater control table, a plurality of heater control patterns are set in consideration of the electric power used to drive the
(7−f) サーミスタによる測定温度値と着座部の表面温度との関係
便座部400の昇温時において、図3のサーミスタ411による測定温度値と着座部410Tの実際の表面温度との間では温度差が生じる。本発明者は、便座部400の昇温時のサーミスタ411による測定温度値と、着座部410Tの実際の表面温度との関係について、次の試験(測定温度値確認試験)を行った。トイレットルームの室温が21℃である場合に、便座設定温度を約38℃に設定する。この状態で、ランプヒータ480を所定時間駆動する。そして、測定温度値と着座部410Tの表面温度とが約38℃で安定するまでの時間を測定した。これにより、図18に示す関係を得た。
(7-f) Relationship between the temperature value measured by the thermistor and the surface temperature of the seating portion When the temperature of the
図18は、測定温度値確認試験時のサーミスタ411による測定温度値と着座部410Tの表面温度との関係を示す図である。図18においては、縦軸が温度を示し、横軸が時間を示す。また、太い実線がサーミスタ411による測定温度値を示し、太い点線が着座部410Tの表面温度を示す。図18に示すように、ランプヒータ480が駆動され、便座部400が昇温される際には、測定温度値と着座部410Tの表面温度との間で温度差が生じる。
FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the measured temperature value by the
図18の例では、ランプヒータ480の駆動開始から約4秒後で、測定温度値と着座部410Tの表面温度との間に約2.5℃の温度差が生じている。また、図示しないが、他の条件により上記の測定温度値確認試験を行った場合には、測定温度値と着座部410Tの表面温度との間に最大約6℃の温度差が生じた。すなわち、便座部400の昇温時においては、ランプヒータ480の駆動をサーミスタ411による測定温度値に基づいて正確に制御することが困難である。
In the example of FIG. 18, a temperature difference of about 2.5 ° C. occurs between the measured temperature value and the surface temperature of the
したがって、ヒータ制御テーブルの作成時においては、ランプヒータ480の駆動に用いる電力、およびその電力により着座部410Tを便座設定温度で安定化させるために必要な時間を考慮して複数のヒータ制御パターンを設定する。加えて、ヒータ制御パターンは、ランプヒータ480を駆動する電力を切替えるときの測定温度値を有してもよい。この場合、予め実験またはシュミレーションを行うことにより、着座部410Tの表面温度と測定温度値との関係について調査する。そして、電力切替え時の測定温度値を設定する。
Therefore, when preparing the heater control table, a plurality of heater control patterns are set in consideration of the electric power used to drive the
このように、ヒータ制御パターンがランプヒータ480を駆動する時間に関する情報と測定温度値に関する情報とを有する場合には、それぞれの情報に基づいてより正確なランプヒータ480の駆動の制御を行うことができる。
As described above, when the heater control pattern includes information related to the time for driving the
図9〜図11のヒータ制御テーブルの例では、ランプヒータ480の駆動に関するタイムスケジュールに加えて、1200W駆動から600W駆動への切替え時の測定温度値(切替温度)が設定されている。この切替温度は、着座部410Tの表面における限界温度に対応する。この場合、制御部210は、使用者の入室時の測定温度値が16℃〜28℃
である場合に、タイムスケジュールに沿ってランプヒータ480の1200W駆動を行うとともに、測定温度値が切替温度に達したか否かを判別する。
In the example of the heater control table of FIGS. 9 to 11, in addition to the time schedule for driving the
In this case, the
そこで、測定温度値が切替温度に達した場合には、タイムスケジュールにかかわらず1200W駆動から600W駆動への切替えを行う。また、図9〜図11のヒータ制御テーブルの例では、さらに600W駆動から低電力駆動への切替え時の測定温度値(目標温度)が設定されている。この目標温度は、昇温を停止して使用者の着座を待機する際の着座部410Tの表面温度に対応する。この場合、制御部210は、タイムスケジュールに沿ってランプヒータ480の600W駆動を行うとともに、測定温度値が目標温度に達したか否かを判別する。
Therefore, when the measured temperature value reaches the switching temperature, switching from 1200 W driving to 600 W driving is performed regardless of the time schedule. Further, in the example of the heater control table of FIGS. 9 to 11, a measured temperature value (target temperature) at the time of switching from 600 W driving to low power driving is set. This target temperature corresponds to the surface temperature of the
そこで、測定温度値が目標温度に達した場合には、タイムスケジュールにかかわらず600W駆動から低電力駆動への切替えを行い、着座部410Tの表面温度を一定に保つ。
Therefore, when the measured temperature value reaches the target temperature, switching from 600 W driving to low power driving is performed regardless of the time schedule, and the surface temperature of the
(7−g) 着座時における低温やけどの防止
体温よりもやや高い温度の熱源に人体が長時間接触すると、その人体の接触部に低温やけどが発生する場合がある。本実施の形態においても、便座設定温度が使用者の体温よりも高い場合、使用者の着座状態が長時間に渡ると、その使用者は低温やけどする場合がある。したがって、ヒータ制御テーブルの作成時においては、使用者が着座した後、時間が経過するにつれて徐々に着座部410Tの温度が下降するように複数のヒータ制御パターンを設定することが好ましい。
(7-g) Prevention of low-temperature burns when sitting When a human body comes into contact with a heat source having a temperature slightly higher than the body temperature for a long time, low-temperature burns may occur at the contact portion of the human body. Also in this embodiment, when the toilet seat set temperature is higher than the user's body temperature, the user may get burned at a low temperature if the user's sitting state is extended for a long time. Therefore, when creating the heater control table, it is preferable to set a plurality of heater control patterns so that the temperature of the
図9〜図11のヒータ制御テーブルのヒータ制御パターンでは、使用者の着座後のタイムスケジュールを省略している。しかしながら、実際には、使用者の着座後、着座部410Tの表面温度が徐々に低下するようにランプヒータ480を駆動する電力のタイムスケジュールを設定することが好ましい。
In the heater control patterns of the heater control tables of FIGS. 9 to 11, the time schedule after the user is seated is omitted. However, in practice, it is preferable to set a time schedule for the electric power for driving the
(8) ヒータ制御テーブルに基づくランプヒータの駆動例
図19は、図11のヒータ制御テーブルに基づくランプヒータ480の駆動例および着座部410T(図4)の表面温度の変化を示す図である。図19においては、着座部410Tの表面温度と時間との関係を示すグラフと、ランプヒータ480を駆動する際の制御部210の通電率切換回路による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。
(8) Driving Example of Lamp Heater Based on Heater Control Table FIG. 19 is a diagram illustrating a driving example 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。上述のように、冬季等室温が待機温度である18℃よりも低い場合、制御部210(図3)は、便座部400の温度を18℃となるように温度調節する。このように、制御部210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、着座部410Tの表面温度が18℃で一定となるように、ランプヒータ480の低電力で直流駆動を行う。
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.). As described above, when the room temperature such as in winter is lower than the standby temperature of 18 ° C., the control unit 210 (FIG. 3) adjusts the temperature of the
制御部210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、図11のヒータ制御テーブルにしたがってランプヒータ480の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、着座部410T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210は、突入電流低減期間D2の経過後の時刻t2で、ランプヒータ480の1200Wの直流駆動を開始し、第1の昇温期間D3の間ランプヒータ480の1200Wの直流駆動を継続する。この場合、着座部410T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、着座部410Tの表面温度は急激に上昇される。ランプヒータ480の1200Wの直流駆動は、着座部410Tの表面温度が限界温度に達するまで行われる。図19の着座部410Tの表面温度を示すグラフでは、限界温度が29℃として一点鎖線で示されている。ランプヒータ480の1200Wの直流駆動時に、着座部410Tの表面温度が限界温度になるときに想定される測定温度値が図11の切替温度となる。
Here, the surface temperature of the
着座部410Tの表面温度が限界温度に達する時刻t3は、ヒータ制御テーブルにより定められた1200Wの直流駆動の時間、およびサーミスタ411による測定温度値がヒータ制御テーブルにより定められた切替温度に達するまでの時間のうち短い時間である。このように、第1の昇温期間D3においては、着座部410Tの表面温度が、1200Wの直流駆動により迅速に限界温度まで上昇される。それにより、使用者は、上述のお知らせLED280(図1)が点灯していない状態でも、着座部410T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。
The time t3 when the surface temperature of the
また、上述のように、着座部410T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、本実施の形態では、着座部410Tの表面温度が限界温度に達したときにランプヒータ480の1200Wの直流駆動を600Wの直流駆動に切替える。したがって、着座部410T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、使用者が着座時に着座部410Tを熱いと感じることが防止される。
Further, as described above, when the surface temperature of the
続いて、制御部210は、第1の昇温期間D3の経過後の時刻t3で、ランプヒータ480の600Wの直流の駆動を開始し、第2の昇温期間D4の間ランプヒータ480の600Wの直流駆動を継続する。この場合、着座部410Tの表面温度は上述の第2の温度勾配で上昇される。
Subsequently, the
ランプヒータ480の600W駆動は、着座部410Tの表面温度が便座設定温度よりもやや高い温度(40℃)に達するまで行われる。ここで、ランプヒータ480の600W駆動時に、着座部410Tの表面温度が便座設定温度よりもやや高い温度になるときに想定される測定温度値が図11の目標温度となる。
The 600 W drive of the
着座部410Tの表面温度が便座設定温度よりもやや高い温度に達する時刻t4は、ヒータ制御テーブルにより定められた600Wの直流駆動の時間、および測定温度値がヒータ制御テーブルにより定められた目標温度に達するまでの時間のうち短い時間である。第2の温度勾配は、第1の温度勾配よりも緩やかで、これにより着座部410T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。
At time t4 when the surface temperature of the
制御部210は、第2の昇温期間D4の経過後の時刻t4で、ランプヒータ480の低電力駆動を開始し、第1の維持期間D5の間ランプヒータ480の低電力駆動を継続する。それにより、着座部410Tの表面温度が便座設定温度よりもやや高い温度で一定となる。本例では、使用者により設定された便座設定温度よりもやや高い温度まで着座部410Tの表面温度が上昇され、その温度は使用者の着座時まで維持される。したがって、使用者は、着座時に自己の設定した便座設定温度とほぼ同じ体感温度を得ることができる。
The
制御部210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の間着座部410Tの表面温度が便座設定温度に低下するようにランプヒータ480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2分に設定される。
When the
また、制御部210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の間着座部410Tの表面温度が便座設定温度よりもやや低い温度(36℃)に低下するようにランプヒータ480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
制御部210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の間着座部410T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ランプヒータ480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着座部410T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210が徐々に着座部410T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。制御部210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の間ランプヒータ480の駆動を停止する。それにより、着座部410Tの表面温度が低下する。
Thus, in this example, after the user is seated on the
制御部210は、着座部410Tの表面温度が18℃に達した時刻t9で、再びランプヒータ480の低電力駆動を開始し、着座部410Tの表面温度が18℃で一定となるように待機期間D10の間ランプヒータ480の低電力駆動を維持する。
The
上記の第2の昇温期間D4において、制御部210はランプヒータ480の600Wの直流駆動を行っているが、制御部210はランプヒータ480を駆動する電力を放物線を描くように徐々に低下させてもよい(通電率のグラフ中の太い点線部参照)。この場合、着座部410Tの表面温度を示すグラフ中の太い点線部に示すように、着座部410Tの表面温度が便座設定温度よりもやや高い温度に近づくにつれて、その温度勾配が徐々に緩やかになる。
In the second temperature raising period D4, the
このように温度勾配が徐々に緩やかになる場合、着座部410T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。
When the temperature gradient gradually decreases in this way, 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、ランプヒータ480の駆動に用いる電力を調整することにより着座部410Tの表面温度を徐々に低下させているが、ランプヒータ480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。また、本例では、着座部410Tの表面温度を便座設定温度よりもやや高い温度まで上昇させているが、着座部410Tの表面温度の上昇は便座設定温度までとなるように行ってもよい。
In this example, after the user is seated on the
(9) 制御部の動作
図20〜図25は、図3の制御部210の動作を示すフローチャートである。以下、図面に基づき制御部210の動作を説明する。
(9) Operation of Control Unit FIGS. 20 to 25 are flowcharts showing the operation of the
初めに、制御部210は、着座部410Tの表面温度が18℃となるようにランプヒータ480の低電力駆動を行う(ステップS101)。そこで、制御部210は入室検知センサ600により使用者のトイレットルームへの入室の有無を判別する(ステップS102)。制御部210は、使用者が入室していない場合、測定温度値を取得し(ステップS201)、温度測定値が待機温度以上であるか否かを判別する(ステップS202)。
First, the
制御部210は、温度測定値が待機温度以上である場合、ランプヒータ480の低電力
駆動を停止し(ステップS203)、ステップS201〜S203の動作を繰り返す。また、制御部210は、温度測定値が待機温度以上でない場合、ステップS101に戻る。これらステップS101,S102,S201〜S203の動作(図20)が、上述の待機期間D1,D10の制御部210の動作に相当する。
When the temperature measurement value is equal to or higher than the standby temperature,
ステップS102において、制御部210は、使用者が入室した場合、測定温度値を取得し(ステップS103)、その測定温度値に基づいて記憶部に記憶されたヒータ制御テーブルから1つのヒータ制御パターンを選択する(ステップS104)。そこで、制御部210は、選択されたヒータ制御パターンにランプヒータ480の1200W駆動があるか否かを判別する(ステップS105)。さらに、制御部210は、ランプヒータ480の1200W駆動がない場合、ランプヒータ480の600W駆動があるか否かを判別する(ステップS211)。
In step S102, when the user enters the room, the
ステップS105において、制御部210は、ランプヒータ480の1200W駆動がある場合、自己の有する計時部のタイマをオンし(ステップS111)、突入電流を低減するためにランプヒータ480の600W駆動を行う(ステップS112)。ここで、制御部210は選択されたヒータ制御テーブルに設定された時間が経過したか否かを判別する(ステップS113)。これらステップS111〜S113の動作(図21)が、上述の突入電流低減期間D2の制御部210の動作に相当する。
In step S105, when there is 1200 W drive of the
なお、制御部210は、ステップS211においてランプヒータ480の600W駆動がある場合に後述のステップS121(図22)の動作を行い、ランプヒータ480の600W駆動がない場合に後述のステップS131(図23)の動作を行う。
The
ステップS113において、制御部210は、設定された時間が経過すると、タイマをリセットするとともに再度タイマをオンし(ステップS114)、ランプヒータ480の1200W駆動を行う(ステップS115)。ここで、制御部210は選択されたヒータ制御テーブルに設定された時間が経過したか否かを判別する(ステップS116)。
In step S113, when the set time has elapsed, the
制御部210は、設定された時間が経過しない場合、測定温度値を取得し(ステップS221)、その測定温度値が切替温度以上であるか否かを判別する(ステップS222)。制御部210は、測定温度値が切替温度以上でない場合、ステップS116の動作を繰り返す。これらステップS114〜S116,S221,S222の動作(図21)が、上述の第1の昇温期間D3の制御部210の動作に相当する。
When the set time has not elapsed, the
制御部210は、ステップS116において設定された時間が経過した場合、またはステップS222において測定温度値が切替温度以上である場合、タイマをリセットするとともに再度タイマをオンし(ステップS121、図22)、ランプヒータ480の600W駆動を行う(ステップS122)。ここで、制御部210は選択されたヒータ制御テーブルに設定された時間が経過したか否かを判別する(ステップS123)。
When the time set in step S116 has elapsed, or when the measured temperature value is equal to or higher than the switching temperature in step S222, the
制御部210は、設定された時間が経過しない場合、測定温度値を取得し(ステップS231)、その測定温度値が目標温度以上であるか否かを判別する(ステップS232)。制御部210は、測定温度値が目標温度以上でない場合、ステップS123の動作を繰り返す。これらステップS121〜S123,S231,S232の動作(図21)が、上述の第2の昇温期間D4の制御部210の動作に相当する。
When the set time has not elapsed, the
制御部210は、ステップS123において設定された時間が経過した場合、またはステップS232において測定温度値が目標温度以上である場合、タイマをリセットするとともに着座センサ290により使用者の便座部400への着座を判別する(図23、ステ
ップS131)。制御部210は、使用者が着座していない場合、ランプヒータ480の低電力駆動を行う(ステップS241)。そこで、制御部210は測定温度値を取得し(ステップS242)、温度測定値が目標温度以上であるか否かを判別する(ステップS243)。
When the time set in step S123 has elapsed, or when the measured temperature value is equal to or higher than the target temperature in step S232, the
制御部210は、温度測定値が目標温度以上である場合、ランプヒータ480の低電力駆動を停止し(ステップS244)、ステップS243の動作を繰り返す。また、制御部210は、温度測定値が目標温度以上でない場合、ステップS131の動作を繰り返す。これらステップS131,S241〜S244の動作(図22)が、上述の第1の維持期間D5の制御部210の動作に相当する。
When the temperature measurement value is equal to or higher than the target temperature,
制御部210は、ステップS131において使用者が着座した場合、着座センサ290により使用者が便座部400から離れたか否かを判別する(図24、ステップS141)。そこで、制御部210は、使用者が便座部400から離れた場合にタイマをオンし(ステップS250a)、着座センサ290により再び使用者の便座部400への着座を判別する(ステップS250b)。
When the user is seated in step S131, the
制御部210は、使用者が着座しない場合にタイマにより30秒が経過したか否かを判別する(ステップS250c)。制御部210は、30秒が経過しない場合、ステップS250bの動作を繰り返す。一方、制御部210は、30秒が経過した場合、ランプヒータ480の駆動を停止し(ステップS251)、ステップS101の動作を行う。なお、制御部210は、ステップS250bにおいて使用者が便座部400に着座した場合に上記ステップS241(図23)の動作を行う。
The
このように、制御部210が上記ステップS250a〜S250cの動作を行うことにより、使用者は、瞬間的に便座部400から立ち上がった場合でも違和感を感じることなく再度便座部400に着座することができる。また、初めの使用者が便座部400から離れた後、次の使用者が即座に着座した場合でも、他の使用者は昇温された便座部400に着座することができる。
As described above, when the
一方、制御部210は、ステップS141において使用者が便座部400から離れない場合に再度タイマをオンし(ステップS142)、ランプヒータ480の低電力駆動を行う(ステップS143)。ここで、制御部210はタイマにより2分間が経過したか否かを判別する(ステップS144)。制御部210は、2分間が経過しない場合、測定温度値を取得し(ステップS261)、その測定温度値が便座設定温度以上であるか否かを判別する(ステップS262)。
On the other hand, when the user does not leave the
制御部210は、測定温度値が便座設定温度以上である場合、ランプヒータ480の低電力駆動を停止し(ステップS263)、ステップS262の動作を繰り返す。また、制御部210は、温度測定値が便座設定温度以上でない場合、ステップS144の動作を繰り返す。これらステップS141〜S144,S261〜S263の動作(図23)が、上述の第1の着座期間D6の制御部210の動作に相当する。
When the measured temperature value is equal to or higher than the toilet seat set temperature, the
制御部210は、ステップS144において2分間が経過した場合、着座センサ290により使用者が便座部400から離れたか否かを判別する(図25、ステップS151)。そこで、制御部210は、使用者が便座部400から離れた場合にランプヒータ480の駆動を停止し(ステップS271)、ステップS101の動作を行う。そこで、制御部210は、使用者が便座部400から離れた場合にタイマをオンし(ステップS270a)、着座センサ290により再び使用者の便座部400への着座を判別する(ステップS270b)。
When two minutes have elapsed in step S144, the
制御部210は、使用者が着座しない場合にタイマにより30秒が経過したか否かを判別する(ステップS270c)。制御部210は、30秒が経過しない場合、ステップS270bの動作を繰り返す。一方、制御部210は、30秒が経過した場合、ランプヒータ480の駆動を停止し(図24、ステップS251)、ステップS101の動作を行う。
The
なお、制御部210は、ステップS270bにおいて使用者が便座部400に着座した場合に上記ステップS241(図23)の動作を行う。
Note that the
このように、制御部210が上記ステップS270a〜S270cの動作を行うことにより、使用者は、瞬間的に便座部400から立ち上がった場合でも違和感を感じることなく再度、便座部400に着座することができる。また、初めの使用者が便座部400から離れた後、次の使用者が即座に着座した場合でも、他の使用者は昇温された便座部400に着座することができる。
As described above, when the
一方、制御部210は、ステップS151において使用者が便座部400から離れない場合に、ランプヒータ480の低電力駆動を行う(ステップS152)。そして、制御部210は、測定温度値を取得し(ステップS153)、その測定温度値が維持温度以上であるか否かを判別する(ステップS154)。制御部210は、測定温度値が維持温度以上である場合、ランプヒータ480の低電力駆動を停止し(ステップS155)、ステップS154の動作を繰り返す。また、制御部210は、温度測定値が維持温度以上でない場合、ステップS151の動作を繰り返す。
On the other hand, when the user does not leave the
これらステップS151〜S155の動作(図25)が、上述の第2の着座期間D7および第2の維持期間D8の制御部210の動作に相当する。なお、ステップS151とステップS152との間には、ステップS142〜S144(図24)およびS261〜S263(図24)と同様の動作が挿入されてもよい。上記中ステップS101,S102,S201〜S203,S251,S271の動作(図20、図24および図25)が、上述の停止期間D9の制御部210の動作に相当する。
The operations in Steps S151 to S155 (FIG. 25) correspond to the operations of the
(10) 効果
以上のように、本実施の形態に係る便座装置100においては、便座部400の温度を常に便座設定温度に維持する必要がない。したがって、使用者がトイレットルームに入室しない待機期間D1,D10(図19)においては、ランプヒータ480を駆動するための電流を十分に小さくすることができる。これにより、便座装置100の暖房機能をオンしている場合でも、消費電力が十分に低減される。その結果、省エネルギー化が実現される。
(10) Effects As described above, in the
本発明者は、着座部410Tの表面温度を常に便座設定温度に維持する便座装置の消費電力(ランプヒータ480の駆動に用いる電力)について実験を行ったところ、その消費電力は約125W/hであった。これに対し、本実施の形態に係る便座装置100の消費電力(ランプヒータ480の駆動に用いる電力)は、約42W/hに低減された。
The inventor conducted an experiment on the power consumption of the toilet seat device (power used to drive the lamp heater 480) that always maintains the surface temperature of the
また、便座装置100の制御部210は、ランプヒータ480の1200W駆動を行うことにより着座部410Tの表面温度を限界温度まで短時間で上昇させる。その後、制御部210はランプヒータ480の600W駆動を行い、1200W駆動時よりも緩やかな温度勾配で着座部410Tの表面温度を上昇させる。これにより、着座部410Tの温度変化に生じるオーバーシュートが十分に低減される。その結果、着座部410Tの表面温度が短時間で正確に上昇されるとともに、便座設定温度で安定化される。
In addition, the
また、特に本実施の形態における第1の発明では、図3および図12、図19に示すように、便座部400と、便座部400を加熱するランプヒータ480と、入室検知センサ600と、交流電源により電源供給されて前記発熱体を制御する制御部210とを備え、制御部210は直流変換手段233を有し、かつ入室検知センサ600による人体検出を受けてヒータランプ480の通電制御を行う際に直流変換手段233を介して電源供給するようにしたものである。
In particular, in the first invention of the present embodiment, as shown in FIGS. 3, 12, and 19,
この構成により、制御部210は入室検知センサ600の検知した人体検知の信号を受け交流電源を、直流変換手段233で直流変換してランプヒータ480に供給する制御を行うので、交流電源の正サイクルと負サイクルの電流アンバランスを発生させることなく、かつ、特定の位相でノイズ発生もなくなり、照明機器ではフリッカーやラジオ等での音声ノイズ等の心配がなくなり、特に他の機器にチョークコイルやノイズフィルターを搭載する必要もなくなる。
With this configuration, the
したがって、便座装置と同じ電源で使用する他の機器へ、例えばトイレ室内の照明器具にフリッカーが起こらなくなり、そして、トイレ室内に設置されたラジオ等の音楽発生装置からの音樂にもノイズが入らなくなり、落ち着いた雰囲気の照明と音楽のもとにトイレ室を保ち、快適に用便ができる環境に整えることができる。また、便座装置と同じ電源で使用する他の機器にチョークコイルやノイズフィルターを搭載する必要もなくなり、安価な他の機器の設置が可能になる。 Therefore, flicker does not occur in other appliances that use the same power source as the toilet seat device, for example, lighting equipment in the toilet room, and noise from music generators such as radio installed in the toilet room does not enter The toilet room can be kept under calm lighting and music, creating an environment where you can use the toilet comfortably. In addition, it is not necessary to mount a choke coil or a noise filter on other equipment used with the same power source as the toilet seat device, and it is possible to install other inexpensive equipment.
また、特に本実施の形態における第2の発明では、図19および図20〜図25に示すように、便座部400の温度を検知するサーミスタ411を備え、制御部210は、サーミスタ411が入室検知センサ600による人体検知した際の便座温度を検出すると、前記便座温度に基づいて便座最適温度まで昇温するためのランプヒータ480への通電電力量を算出し、前記通電電力量によりランプヒータ480を加熱するものである。
In particular, in the second invention in the present embodiment, as shown in FIGS. 19 and 20 to 25, a
この構成により、第1の発明と同じ作用効果が得られるとともに、制御部210は入室検知センサ600による人体検知した際のサーミスタ411により検知した便座温度に基づいて最適温度まで便座を昇温するためランプヒータ480への通電電力量を算出し、この通電電力量をランプヒータ480に通電制御するので、正確に昇温することができ、快適な便座温度にできる。
With this configuration, the same effect as that of the first invention can be obtained, and the
また、特に本実施の形態における第3の発明では、図19および図20〜図25に示すように、制御部210は、入室検知センサ600による人体検出時に算出した通電電力量をランプヒータ480に供給する間に、サーミスタ411により便座最適温度を検知するとランプヒータ480の加熱量を低下させるものである。
In particular, in the third invention in the present embodiment, as shown in FIGS. 19 and 20 to 25, the
この構成により、第1の発明または第2の発明と同じ作用効果が得られるとともに、制御部210は入室検知センサ600が人体検知時に算出した通電電力量をランプヒータ480に供給している間に、サーミスタ411が便座部400の最適温度を検知すると、この検知信号を受けてランプヒータ480の加熱量を下げる制御を行うので、便座部400を暖め過ぎることなく常に最適な温度に保つことができるとともに、省エネを図ることができる。
With this configuration, the same operational effects as those of the first invention or the second invention can be obtained, and the
また、特に本実施の形態における第4の発明では、図1および図19、図20〜図25に示すように、着座センサ290を備え、制御部210は着座センサ290によって便座部400への人体の着座を検知すると、ランプヒータ480の加熱量を低下させるものである。
Particularly, in the fourth invention in the present embodiment, as shown in FIGS. 1, 19, and 20 to 25, a
この構成により、第1の発明〜第3の発明のいずれか1つの発明と同じ作用効果が得られるとともに、着座センサ290が便座部400への人体の着座を検知すると、この検知信号を受けて制御部210はランプヒータ480の加熱量を下げる制御を行うので、便座部400を暖め過ぎることなく常に最適な温度に保つことができるとともに、省エネを図ることができる。
With this configuration, the same operational effect as any one of the first to third inventions can be obtained, and when the
また、特に本実施の形態における第5の発明では、図12および図19、図20〜図25に示すように、制御部210は直流変換手段233を介してランプヒータ480を通電制御するタイミングを、少なくとも入室検知センサ600が人体を検知してランプヒータ480の通電を開始し、この開始からランプヒータ480の加熱量を低下させるまでの間(人体が便座部400から離れた離着座)としたものである。
In particular, in the fifth invention in the present embodiment, as shown in FIGS. 12, 19, and 20 to 25, the
この構成により、第1の発明〜第4の発明のいずれか1つの発明と同じ作用効果が得られるとともに、制御部210は入室検知センサ600が人体を検知してランプヒータ480の通電を開始してからランプヒータ480の加熱量を低下させるまでの間において通電制御するので、便座部400を暖め過ぎることなく常に最適な温度に保つことができるとともに、省エネを図ることができるのはもちろん、ランプヒータ480の加熱量が低くなる前記間の以降では便座保温の状態にして直流変換手段233を使用しない通電制御にすることも可能になる。
With this configuration, the same operation effect as any one of the first to fourth inventions can be obtained, and the
また、特に本実施の形態における第6の発明では、図12に示すように、直流変換手段233は、チョッパー回路としたもので、この構成により、第1の発明〜第5の発明のいずれか1つの発明と同じ作用効果が得られるとともに、チョッパー回路は交流電源が整流平滑された電力をチョッパーして平滑された平均値の直流電力をランプヒータ480に供給する作用をする。
In particular, in the sixth invention in the present embodiment, as shown in FIG. 12, the DC conversion means 233 is a chopper circuit, and according to this configuration, any one of the first to fifth inventions is provided. The same operation effect as that of one invention can be obtained, and the chopper circuit operates to supply the
(11) 他の構成例
本実施の形態において、ランプヒータ480の駆動は、約1200Wおよび約600Wの電力ならびに1200W駆動および600W駆動に比べて十分に低い電力を用いて行っているが、ランプヒータ480の駆動に用いる電力はこれらに限られない。ランプヒータ480の駆動に用いる電力はその定格電力に応じて設定してもよい。
(11) Other Configuration Examples In the present embodiment, the
本実施の形態では、着座部410Tの表面温度を上昇させるためにランプヒータ480を用いているが、着座部410Tの表面温度を瞬時に上昇させることができるのであれば、ランプヒータ480に代えて、電熱線を備えるヒータを用いてもよいし、帯状の抵抗体を備えるヒータを用いてもよいし、面状のヒータを用いてもよい。
In this embodiment, the
以下、着座部410Tの表面温度を上昇させるために、ランプヒータ480に代えて、電熱線を備えるヒータを用いる場合の構成を説明する。本例では、上部便座ケーシング410の内面に、電熱線を備えるシート状の加熱ユニットが貼り付けられる。図26は、電熱線を用いた着座部410Tの加熱ユニットの一例を示す図である。図26(a)に加熱ユニット480Uの上面図で、図25(b)に図25(a)におけるQ1−Q1線断面図である。
Hereinafter, in order to raise the surface temperature of the
図25(a)および図25(b)に示すように、加熱ユニット480Uは、線状ヒータ483および2枚のアルミニウム薄膜484a,484bからなる。具体的には、線状ヒータ483を均等な間隔で上部便座ケーシング410の下面全体にわたって蛇行するように配置し、配置した線状ヒータ483を上部便座ケーシング410とほぼ同じ形状を有する2枚のアルミニウム薄膜484a,484bで挟み込み、それらを高い耐熱性を有する
接着剤(高温接着剤)で貼り合わせることにより、加熱ユニット480Uが作製される。
As shown in FIGS. 25A and 25B, the
線状ヒータ483は、芯線483a、発熱線483bおよび被覆チューブ483cを含む。線状ヒータ483においては、芯線483aに発熱線483bが巻回されている。さらに、発熱線483bが巻回された芯線483aが、被覆チューブ483cにより被覆されている。ここで、被覆チューブ483cは、耐熱性の高いフッ素樹脂等により形成される。これにより、発熱線483bおよび芯線483aとアルミニウム薄膜484a,484bとの間の電気的絶縁が確保される。
The
被覆チューブ483cは、フッ素樹脂に代えて、シリコンゴムにより形成されてもよい。この場合においても、発熱線483bおよび芯線483aが耐熱性の高いシリコンゴムにより被覆されることにより、発熱線483bおよび芯線483aとアルミニウム薄膜484a,484bとの間の電気的絶縁が確保される。被覆チューブ483cは、発熱線483bおよび芯線483aとアルミニウム薄膜484aとの間の電気的絶縁を確保することができるとともに、高い耐熱性を有するのであれば、フッ素樹脂およびシリコンゴム以外の材料により形成してもよい。
The covering
ただし、被覆チューブ483cを構成する材料には、例えば加熱ユニット480Uを1000W〜1200Wで急激に駆動する際に、発熱体483bから発生される熱の衝撃に十分に耐えることができる耐熱性が求められる。
However, the material constituting the covering
図27は、図26の加熱ユニット480Uを便座部400Aに取り付けた様子を示す概略図である。図27に示すように、上部便座ケーシング410の内面(下面)に加熱ユニット480Uが貼り付けられる。
FIG. 27 is a schematic view showing a state in which the
この状態で、加熱ユニット480Uから引き出された線状ヒータ483はヒータ駆動部230に接続される。ヒータ駆動部230が線状ヒータ483に電圧を印加することにより線状ヒータ483の発熱線483bに電流が流れる。それにより、発熱線483bが熱を発生する。発熱線483bから発生された熱は被覆チューブ483cを介して外部へ放出される。放出された熱は、熱伝導性に優れたアルミニウム薄膜484a,484bの全体に迅速に伝達される。それにより、上部便座ケーシング410の全体が加熱される。
In this state, the
ここで、本例では、線状ヒータ483が2枚のアルミニウム薄膜484a,484bにより挟み込まれているが、線状ヒータ483を挟み込む薄膜としては、アルミニウム薄膜484a,484bに代えて、銅薄膜等の熱伝導性に優れた金属薄膜を用いてもよい。この場合にも、線状ヒータ483から放出される熱が金属薄膜の全体に迅速に伝達される。
Here, in this example, the
本例の便座部400Aにおいても、上部便座ケーシング410の下面にサーミスタ411が設けられている。サーミスタ411は、図3の例と同様に、加熱ユニット480U(線状ヒータ483)の駆動時における温度調節のために用いられる。
Also in the
図28(a)は、図27の便座部400AのQ2−Q2線断面図で、図28(b)は図28(a)の一部拡大断面図である。図28(a)に示すように、本例の便座部400Aにおいては、上部便座ケーシング410の下面に、図示しない高い耐熱性を有する接着剤(高温接着剤)により加熱ユニット480Uが貼り付けられる。なお、この接着時には、上部便座ケーシング410と加熱ユニット480Uとの間に空間ができないように留意する。これにより、上部便座ケーシング410と加熱ユニット480Uとの間の熱伝達効率の低下が防止される。
28A is a cross-sectional view taken along the line Q2-Q2 of the
また、上部便座ケーシング410と加熱ユニット480Uとの貼り付けに用いる接着剤
に代えて、高い耐熱性を有する粘着性のシートを用いてもよい。ただし、このような接着剤または粘着性のシートの厚みは、できる限り薄くすることが好ましい。これにより、上部便座ケーシング410と加熱ユニット480Uとの間の熱伝達効率の低下が十分に防止される。
Further, instead of the adhesive used for attaching the upper
図28(b)に示すように、本例の上部便座ケーシング410も、図6の上部便座ケーシング410と同様に、アルミニウム層410bの上面および下面に種々の層を形成することにより作製される。アルミニウム層410bの上面には、アルマイト層410cおよび表面化粧層410dが順に形成される。アルマイト層410cが形成されることにより、アルミニウム層410bの上面の耐蝕性が向上される。表面化粧層410dは所定の塗料等により形成される。
As shown in FIG. 28 (b), the upper
本例では、アルミニウム層410bの下面にも、アルマイト層410cが形成される。これにより、加熱ユニット480Uの発熱線483bおよび芯線483aとアルミニウム層410bとの間の電気的導通が、上述の被覆チューブ483cおよびアルマイト層410cにより確実に遮断され、高い絶縁性を得ることができる。なお、アルミニウム層410bの下面には、アルマイト層410cを設ける代わりに、ポリイミドまたはPET(ポリエチレンテレフタレート)からなるフィルムを貼り付けてもよい。この場合にも、加熱ユニット480Uの発熱線483bおよび芯線483aとアルミニウム層410bとの間の電気的導通が確実に遮断され、高い絶縁性を得ることができる。
In this example, the
ここで、本発明者は、上記の加熱ユニット480Uを表面積が約1200cm2 で板厚が1mmのアルミニウム製の上部便座ケーシング410に取り付け、加熱ユニット480Uを1200Wで駆動した。この場合、便座部400Aの昇温速度は2.5K/sであった。冬季のようにトイレットルームの室温が低い場合、例えば便座部400Aの温度は約5℃程度に低下する場合がある。そこで、使用者がトイレットルームに入室してから加熱ユニット480Uを1200Wで駆動すると、便座部400Aは使用者がトイレットルームに入室してから10秒間で5℃から30℃まで昇温される。
Here, the present inventor attached the
これにより、本例の便座部400Aによれば、使用者はトイレットルームに入室してから10秒を経過した後に便座部400Aに着座することにより、着座時に冷たいと感じることが防止される。なお、図8の入室着座時間の調査結果に示されるように、使用者の約半数はトイレットルームに入室した後約10秒間経過してから便座部400に着座する。
Thereby, according to the
したがって、本例の加熱ユニット480Uを用いる場合でも、使用者がトイレットルームに存在しない間、上部便座ケーシング410を保温する必要がなくなり、省エネルギー化が実現される。なお、図8を用いて説明したように、使用者の多く(9割以上の使用者)は、トイレットルームに入室した後約6秒間経過してから便座部400に着座する。
Therefore, even when the
本例の便座部400Aを備える便座装置100においても、制御部210に、図9〜図11に示すようなヒータ制御テーブルを予め記憶させる。ヒータ制御テーブルの作成時には、上述のように、突入電流、限界温度、使用者の着座時における体感温度、加熱ユニット480Uの駆動に用いる電力およびその電力により着座部を便座設定温度で安定化させるために必要な時間、サーミスタ411による測定温度値と着座部の実際の表面温度との関係、ならびに低温やけど等を考慮して、加熱ユニット480Uを駆動する電力のタイムスケジュールを設定する。
Also in the
それにより、本例の便座部400Aを備える便座装置100においても、図1〜図24で説明した便座部400を備える便座装置100と同様の効果を得ることができる。なお、本例では芯線483aに発熱線483bを巻回したものを用いたが、線状ヒータ483
(ヒータ線)そのものの熱容量を下げるとともに、線状ヒータ483の表面を平滑にして貼り付け密着度をよくするために、芯線自体を発熱線とする構成にしてもよい。
Thereby, also in the
In order to reduce the heat capacity of the (heater wire) itself, and to smoothen the surface of the
本実施の形態において、上部便座ケーシング410は、アルミニウムに代えて、例えばステンレス鋼により作製されてもよい。ステンレス鋼は、アルミニウムよりも高い強度を有する。したがって、上部便座ケーシング410の厚みを、アルミニウムにより作製される上部便座ケーシング410の厚み(例えば、1mm)に比べて薄い厚み(例えば、0.5mm)にしても、使用者が十分に着座可能な強度を得ることができる。
In the present embodiment, upper
また、上部便座ケーシング410の厚みを薄くすることにより、上部便座ケーシング410の熱容量を小さくすることができる。これにより、便座部400の昇温速度を向上させることができる。それにより、待機温度をさらに低く設定することができる。または、使用者がトイレットルームに入室するまでの待機期間にランプヒータ480の駆動を停止することができる。その結果、消費電力がさらに低減され、十分な省エネルギー化が実現される。
Further, by reducing the thickness of the upper
(実施の形態2)
図29は、本実施の形態2における便座装置の概略制御ブロック図である。上記実施の形態1における便座装置では、ランプヒータ480を発熱させるための印加する電力を、1200W〜50W以下までの全てにおいてのランプヒータ駆動で、直流変換手段233を通じて直流電力で行う構成にしたが、ランプヒータ480の定格出力の1200W駆動(ランプヒータ480を最大能力)を行う場合には、直流変換手段233を介さずに、AC100Vの交流電源を全部、直接にランプヒータ480に印加する構成にし、ランプヒータ480の最大能力以下のワット数でランプヒータ480を駆動する場合は図12に示す直流変換手段233を介して直流電圧を供給するようにしてもよい。
(Embodiment 2)
FIG. 29 is a schematic control block diagram of the toilet seat apparatus according to the second embodiment. In the toilet seat device in the first embodiment, the power applied to cause the
そして、AC100V全部をランプヒータ480に印加する場合には、交流電源の正サイクルと負サイクルの電流アンバランスを発生させなく、また、特定の位相でノイズ発生するようなこともなくなり、照明機器ではフリッカーやラジオ等での音声ノイズ等の心配がなくなる。
And when applying all AC100V to the
図29において、制御部210の通電率切替回路からの通電率100%の通電制御信号の時には、ヒータ駆動部230(図12に示す図とは交流電源切替手段を設けた点が基本的に異なる)の交流電源切替手段が動作して交流電源を直接にランプヒータ480に供給する回路に切り替え、例えば通電率50%、4%の通電制御信号の時には前記交流電源切替手段が交流電源を直流変換手段233に切り替え、直流変換手段233を介してランプヒータ480に直流電圧を印加するものである。
29, in the case of an energization control signal with an energization rate of 100% from the energization rate switching circuit of the
(11) 請求項の各構成要素と実施の形態1、2との対応関係
以上、本実施の形態1、2に係る便座装置100およびトイレ装置1000においては、便座部400,400Uが便座部に相当し、ランプヒータ480および加熱ユニット480Uが発熱体に相当し、入室検知センサ600が人体検知手段に相当し、制御部210およびヒータ駆動部230が制御部に相当し、着座センサ290が着座検知部に相当し、直流変換手段233がチョッパー回路に相当する。
(11) Correspondence relationship between constituent elements of claims and first and second embodiments In the
本発明は、人体に接触する暖房装置として有用である。 The present invention is useful as a heating device in contact with a human body.
100 便座装置
210 制御部
400,400A 便座部
410T 着座部
411 サーミスタ
480 ランプヒータ
480U 加熱ユニット
483 線状ヒータ
210 制御部
220 温度測定部
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Claims (5)
A toilet apparatus provided with a toilet bowl and the toilet seat apparatus of any one of Claim 1 to 4 .
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