JP5488903B2 - 暖房便座装置 - Google Patents

Description

本発明は、暖房便座装置に関する。

家庭用と公共用とを問わず、トイレ室には電波を送受信することで動作が制御されるトイレ装置が設置されている。そのようなトイレ装置の例は、温水洗浄便座や電動吐水の大便器や小便器や手洗器である。より具体的にトイレ装置の構成を説明すると、トイレを使用する際に用いられる機能を発揮するための動作（便器に対する洗浄水の吐出、使用者に対する洗浄水の吐出、使用者に対する温風の吹き出し、便座の昇温）を実行する機能部と、送信部が所定方向に送信波となるマイクロ波を送信し、送信波と反射波との差分周波数となるドップラー信号を生成するドップラーセンサー部と、ドップラー信号に基づいて対象物を検知する対象物検知部と、この対象物の検知に応じて、機能部に動作を実行させるための制御信号を機能部に出力する制御部と、を備えている。

このようなトイレ装置の中で、便座を昇温することが可能な暖房便座装置では、トイレ室に入ってくる人を検知して便座を昇温するための加熱部を駆動しているものが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。下記特許文献１に記載の技術は、マイクロ波を用いたドップラーセンサーによって人を検知すると便座のヒーターを駆動し、人を検知しない場合はヒーターの駆動を停止して省電力と快適性の両立を図るものである。

特開平１１−２３０５６２号公報

ところで、家庭用であっても公共用であっても、大便器が設置されている個々のトイレ室は使用者一人が大便器を使用可能なスペースがあれば足りるので、その奥行は広くても数ｍのものである。また、トイレ空間は基本的に日当たりがあまりよくない、建物の隅に形成されることが多いので、特に冬場は建物の他の空間よりも寒くなりがちである。

上記特許文献１に記載の技術は、人を検知しない場合はヒーターの駆動を停止して省電力と快適性の両立を図るものであって、基本的には優れた技術である。しかしながら、上述したトイレ空間の特性を考慮すれば、トイレ室に人が入ったことを検知して便座のヒーターに通電しても、使用者が座るまでに十分に昇温しないおそれがある。

このような事態に対処するため、ヒーターの昇温性能を高めたり、便座を熱伝導性の高い金属等によって形成したりといった工夫をすることが提案されている。しかしながら、より高度の安全性及び信頼性を担保することを考慮すれば、ヒーターは通常の性能のままであり便座も通常の樹脂製とすることが好ましいものである。

このようにヒーターは通常の性能のままであり便座も通常の樹脂製とすれば、トイレ室外にいる使用者を検知し、「入ってくるであろう」段階から便座の昇温を開始しつつ、実際には入ってこなかった場合に過大な無駄を発生させないものであることが求められる。

しかしながら、トイレ室外にいる「人」を検知することはできても、その人が実際にトイレ室に入ってきて「使用者」となることを確実に検知するのは難しい。トイレ室の外側近傍を通った人であっても、そのまま通り過ぎてしまうか実際にトイレ室に入ってくるかは、単にドップラーセンサー部を設けるだけでは判別することができない。そのため、ドップラー信号の検出信号レベルを低く設定すれば、ドップラーセンサーによる検知範囲が広がり、頻繁にトイレ室に入らない人も検知してしまい、頻繁にヒーターを駆動することになって省電力への貢献が低下してしまう。一方で、ドップラー信号の検出信号レベルを高く設定すれば、そのような誤検知は減るものの、使用者はより便座に近づいてしまっていることが想定され、使用者が着座するまでに便座の昇温が間に合わない事態も想定される。

そこで本発明ではこのような課題を解決するため、トイレ室内に設けられた大便器に取り付けられる暖房便座装置であって、誤検知を極力抑制して無駄な電力を使わないようにしつつ、使用者が便座に着座する際には昇温が間に合うように構成された暖房便座装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る暖房便座装置は、トイレ室内に設けられた大便器に取り付けられる暖房便座装置であって、大便器を使用する際に着座する便座と、前記便座を少なくとも所定の温度へ昇温させる加熱部と、前記便座の温度を検知する便座温度検知部と、送信部が前記便座よりも前方に向けて送信波となるマイクロ波を送信し、トイレ室の外側にいる人やトイレ室の内側にいる人に前記送信波が当たることで反射される反射波を受信部が受信し、前記送信波と前記反射波との差分周波数となるドップラー信号を生成するドップラーセンサー部と、前記ドップラー信号の検出信号レベルが信号レベル閾値を上回ると前記加熱部を駆動する制御部と、を備えている。前記信号レベル閾値は少なくとも、第一信号レベル閾値と、この第一信号レベル閾値よりも高い値の第二信号レベル閾値とを含んでいる。前記制御部は、前記便座温度検知部が検知する前記便座の温度が第一温度の場合には前記第一信号レベル閾値を用いて前記加熱部を駆動し、前記便座温度検知部が検知する前記便座の温度が前記第一温度よりも高い第二温度の場合には前記第二信号レベル閾値を用いて前記加熱部を駆動することを特徴とする。

本発明に係る暖房便座装置は、ヒーターといった加熱部によって便座を少なくとも所定の温度へ昇温させるものである。この所定の温度は使用者が便座に着座した際に少なくとも冷たいとは感じない程度の温度であり、加熱部が便座を昇温する際のそもそもの設定温度（便座を昇温して行った際に定常状態となる温度）と同じ温度であっても、そもそもの設定温度からある程度低い温度であっても構わないものである。この所定の温度まで便座を昇温するためには、昇温前の便座の温度との温度差を埋め合わせるだけの熱量を加える必要があるので、加熱部の能力を従来どおり一定のものとする前提であれば、昇温前の便座の温度によって所定の温度まで昇温するのに必要となる時間は変動する。より具体的には、昇温前の便座の温度が比較的高ければ、便座を所定の温度まで昇温するのに必要な時間は比較的少なくて済む一方で、昇温前の便座の温度が比較的低ければ、便座を所定の温度まで昇温するのに必要な時間は比較的多くなる。

そこで本発明ではこの点に着目し、便座の温度が比較的低い第一温度の場合にはドップラー信号の検出信号レベルの閾値である第一信号レベル閾値を用い、便座の温度が比較的高い第二温度の場合にはドップラー信号レベルの閾値である第二信号レベル閾値を用いるものであって、第一信号レベル閾値よりも第二信号レベル閾値の方が高い値としている。このように構成することで、第一信号レベル閾値を用いる場合には、比較的遠くにいる人を検知して加熱部を駆動することができ、もしもその人が実際にトイレ室に入ってきて便座に着座する場合に、所定の温度まで昇温する時間を十分に確保することができる。一方、第二信号レベル閾値を用いる場合には、比較的近くにいる人を検知して加熱部を駆動することができ、より確実に便座に着座すると判断できるタイミングまで加熱部の駆動を遅らせることができるので、誤検知の可能性を確実に低減することができる。

また本発明に係る暖房便座装置では、前記第一信号レベル閾値は、トイレ室の外にいてトイレ室に入室する前の人を検知可能な数値であり、前記第二信号レベル閾値は、トイレ室に人が入室することを検知可能な数値であることも好ましい。

この好ましい態様では、第一信号レベル閾値を用いる場合には、トイレ室の外にいて入室前の人を検知して加熱部を駆動することができ、その人が実際にトイレ室に入ってきて使用者として便座に着座する場合に、所定の温度まで昇温する時間を十分に確保することができる。一方、第二信号レベル閾値を用いる場合には、トイレのドアを開けたことやトイレ室外からトイレ室内の領域に人が入ってきたといった、トイレ室に人が入室することを検知して加熱部を駆動することができ、より確実に便座に着座すると判断できるタイミングまで加熱部の駆動を遅らせることができるので、誤検知の可能性を確実に低減することができる。

また本発明に係る暖房便座装置では、人が前記便座に着座したことを検知する着座検知部と、検出信号レベルと、この検出信号レベルが取得された信号取得時刻から着座が検知された着座検知時刻にかけての着座所要時間との関係を対にして記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記便座温度検知部が検知する前記便座の温度に基づいて、前記加熱部が前記便座を前記所定の温度まで上昇させるために必要な昇温時間を算出し、前記記憶部に記憶されている検出信号レベルと前記着座所要時間との関係に基づいて、前記昇温時間に対応する検出信号レベルを前記第二信号レベル閾値として定義し、この定義した第二信号レベル閾値を用いて前記加熱部を駆動することも好ましい。

暖房便座装置が設置されるトイレ室は、その大きさや形状が様々であり、使用者が近づいてくる時間とそれに応じた検出信号レベルの変動は様々である。そこでこの好ましい態様では記憶部が、検出信号レベルとそれが取得された信号取得時刻から着座が検知された着座検知時刻にかけての着座所要時間との関係を対にして記憶するので、実際に暖房便座装置が設置された場所の状況を反映した情報を記憶することができる。更に、便座の現在の温度から所定の温度まで昇温するのに必要な時間と記憶部に記憶されている着座所要時間とに基づいて、便座を昇温させる時間が確保できるような検出信号レベルを第二信号レベル閾値とするので、実際に暖房便座装置が設置された場所の状況に応じて加熱部の駆動タイミングをより正確に設定することができ、誤検知の可能性をより確実に低減することができる。

また本発明に係る暖房便座装置では、前記記憶部は、前記検出信号レベルと前記着座所要時間との関係を、前記着座所要時間がそれぞれ異なる時間となるように複数対記憶することが可能であり、前記制御部は、前記着座所要時間が前記昇温時間に最も近くなるように、前記記憶部に記憶されている検出信号レベルを前記第二信号レベル閾値として定義することも好ましい。

この好ましい態様では、検出信号レベルと前記着座所要時間との関係を複数対記憶することが可能であり、着座所要時間が昇温時間に最も近くなるように、記憶部に記憶されている検出信号レベルを第二信号レベル閾値として定義するので、便座を昇温させるのに必要な時間により近接する着座所要時間を選択することができる。そしてその選択した着座所要時間に対応する検出信号レベルを第二信号レベル閾値とすることで、実際に暖房便座装置が設置された場所の状況に応じて加熱部の駆動タイミングをより正確に設定することができ、誤検知の可能性をより確実に低減することができる。

また本発明に係る暖房便座装置では、前記記憶部は、前記検出信号レベルと前記着座所要時間との関係を、時系列に沿って継続的に取得するものであり、着座所要時間が同一の場合であって、後の時刻における検出信号レベルが前の時刻における検出信号レベルよりも低い値の場合に、その低い値の検出信号レベルのみを新たな第二信号レベル閾値として記憶することも好ましい。

この好ましい態様では、同一の着座所要時間に対応する検出信号レベルをより低い値のものに更新することができるので、子供のような検出信号レベルの低い使用者であっても加熱部の駆動タイミングをより正確に設定することができ、誤検知の可能性をより確実に低減することができる。

本発明によれば、誤検知を極力抑制して無駄な電力を使わないようにしつつ、使用者が便座に着座する際には昇温が間に合うように構成された暖房便座装置を提供することができる。

本発明の実施形態である暖房便座装置を示す図である。 本発明の実施形態である暖房便座装置を示す図である。 本発明の実施形態である暖房便座装置の機能的な構成を示すブロック構成図である。 図１に示す暖房便座装置の便座温度と昇温時間との関係を示す図である。 図１に示す暖房便座装置において、便座の昇温を開始するか否かを判断するフローを示すフローチャートである。 図１に示す暖房便座装置において、信号レベル閾値を変更する処理を示すフローチャートである。 図３に示すドップラーセンサー部が出力するドップラー信号に所定の処理を施した後、周波数フィルターから出力される信号波形の一例を示す図である。 本発明の実施形態である暖房便座装置の機能的な構成の別例を示すブロック構成図である。 図８に示す暖房便座装置において、信号レベル閾値を変更する処理を説明するための図である。 図８に示す暖房便座装置において、信号レベル閾値を変更して保存する処理を説明するためのフローチャートである。 図８に示す暖房便座装置において、信号レベル閾値を変更する処理を説明するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態である暖房便座装置について、図１を参照しながら説明する。図１は、暖房便座装置ＨＳを、トイレ室ＴＲに設置された大便器ＳＢに取り付けた状態を示す図である。図１に示されるように、暖房便座装置ＨＳは、便座１０と、便蓋１１と、加熱部１２と、ドップラーセンサー部１３と、便座温度検知部１４と、制御部１５とを備えている。

便座１０は、大便器ＳＢを使用する際に着座するための座であって、大便器ＳＢの奥側を軸として回動可能なように取り付けられている。便蓋１１は、便座１０を覆うように取り付けられている蓋であって、大便器ＳＢの奥側を軸として回動可能なように取り付けられている。

加熱部１２は、便座１０を少なくとも所定の温度へ昇温させるヒーターからなる部分である。この所定の温度は使用者が便座１０に着座した際に少なくとも冷たいとは感じない程度の温度であり、加熱部１２が便座１０を昇温していく際のそもそもの設定温度（定常状態となる温度）と同じ温度であっても、そもそもの設定温度からある程度低い温度であっても構わないものである。

便座温度検知部１４は、便座１０の温度を検知するための温度センサーからなる部分である。便座温度検知部１４は、便座１０の温度を直接測定しても、室内温度から推測して便座１０の温度を推定してもよいものである。

制御部１５は、ドップラー信号の検出信号レベルが信号レベル閾値を上回ると加熱部１２を駆動する部分である。

ドップラーセンサー部１３は、送信部（図１には明示しない）が送信波となるマイクロ波を送信し、トイレ室ＴＲの外側にいる人やトイレ室ＴＲの内側にいる人に送信波が当たることで反射される反射波を受信部（図１には明示しない）が受信し、送信波と反射波との差分周波数となるドップラー信号を生成する部分である。

ドップラーセンサー部１３からは、便座１０よりも前方側に向けて送信波となるマイクロ波が送信されている。本実施形態の場合、大便器ＳＢ及び便座１０は、トイレ室ＴＲと通路ＣＲとを隔てるドアＤＲに向けて設定されており、マイクロ波もドアＤＲに向けて送信されている。従って、ドップラーセンサー部１３から送信される送信波によって形成される検知領域ＳＡは、ドアＤＲを突き抜けて通路ＣＲにまで至るように構成されている。図１に示す例の場合、通路ＣＲにいる人Ｍが検出されている。

図２に図１の平面図を示す。図２に示されるように、ドップラーセンサー部１３の検知領域ＳＡは、ドアＤＲを突き抜けて通路ＣＲにまで至っている。従って、通路ＣＲを通る人Ｍは位置Ｍａにいる場合にも検知領域ＳＡに入っており、位置Ｍａから位置Ｍｂに移動して単にトイレ室ＴＲ前を通過してしまうのか、位置Ｍａから位置Ｍｃに移動しドアＤＲを開けてトイレ室ＴＲに入って使用者となるのかは不明である。そこで、本実施形態では、便座１０の温度によって、ドップラーセンサー部１３から出力されるドップラー信号を検知するための信号レベル閾値を変動させることで、位置Ｍａから位置Ｍｃに移動しドアＤＲを開けてトイレ室ＴＲに入って使用者となった場合には便座１０の温度を確実に上げておくことができるものとしている。

続いて、図３を参照しながら、ドップラーセンサー部１３、便座温度検知部１４、及び制御部１５の具体的な機能的構成について説明する。図３は、暖房便座装置ＨＳの機能的な構成を示すブロック構成図である。

図３に示されるように、ドップラーセンサー部１３は、送信部１３１と、受信部１３２と、差分検出部１３３とを有している。送信部１３１は、便座１０よりも前方に向けて電波を送信するために１０．５２５ＧＨｚの電気信号である送信信号を生成する発振回路と、発振回路から出力される送信信号を１０．５２５ＧＨｚのマイクロ波として送信するアンテナとを有している。

受信部１３２は、送信部１３１から送信されたマイクロ波が検出対象物によって反射され、その反射波を受信して電気信号に変換した受信信号を出力する部分である。差分検出部１３３は、送信信号の周波数と受信信号の周波数との差分信号であるドップラー信号を出力する部分である。

このドップラーセンサー部１３は、ドップラー効果を利用して以下の式（１）に基づいて検出対象物の動きを検出するために用いられるものである。
基本式：ΔＦ＝ＦＳ―Ｆｂ＝２×ＦＳ×ν／ｃ （１）
ΔＦ：ドップラー周波数（ドップラー信号の周波数）
ＦＳ：送信周波数（送信信号の周波数）
Ｆｂ：反射周波数（受信信号の周波数）
ν：検出対象物の移動速度
ｃ：光速（３００×１０⁶ｍ／ｓ）

すなわち、送信部１３１から送信された周波数ＦＳのマイクロ波は、速度νで移動している検出対象物（人ＭやドアＤＲなど）に反射する。この反射波は、相対運動によるドップラー周波数シフトを受けているためその周波数はＦｂとなり、受信部１３２によって受信される。そして、差分検出部１３３によって、送信波と反射波の周波数差ΔＦであるドップラー信号が検出信号として取り出され、このドップラー信号に基づいて、人体検出（人体接近検出や人体離反検出）が行われる。

ドップラーセンサー部１３から出力されるドップラー信号は、制御部１５に出力され、制御部１５のＡ／Ｄ変換手段である受信出力部１５１によってデジタルドップラー信号へ変換される。その後、このデジタルドップラー信号は、デジタルフィルター回路である周波数フィルター１５２によって、人体検出に必要な帯域以外の周波数成分が除去され、昇温開始判定部１５３に入力される。

昇温開始判定部１５３は、入力されたデジタルドップラー信号に基づいて、人体検出を行う。昇温開始判定部１５３で人体検出されたとき、制御部１５は所定の条件に従い加熱部１２を制御して、便座１０を昇温する。

ここで、本実施形態においては、人体として検出するためのドップラー信号を５０Ｈｚ以下としている。なお、５０Ｈｚ以下のドップラー信号は、検出対象物の速度νが約０．７ｍ／ｓ以下の速度であるときにドップラーセンサー部１３から出力される。

ドップラーセンサー部１３から５０Ｈｚ以下の所定閾値以上のドップラー信号が所定期間連続して出力されると、昇温開始判定部１５３は人体接近検出を行う。このように人体接近検出が行われると制御部１５は、加熱部１２を制御して、便座１０を昇温する。

制御部１５は、ドップラー信号の検出信号レベルが、信号レベル閾値を上回った場合、加熱部１２を駆動する。信号レベル閾値は少なくとも、第一信号レベル閾値Ｔｈ１と、この第一信号レベル閾値Ｔｈ１よりも高い値の第二信号レベル閾値Ｔｈ２とを含むものである。第一信号レベル閾値Ｔｈ１及び第二信号レベル閾値Ｔｈ２は、制御部１５の閾値変更部１５４によって選択される。閾値変更部１５４は、便座１０に設けられた便座温度検知部１４から出力される便座１０の温度を示す値に基づいて、第一信号レベル閾値Ｔｈ１及び第二信号レベル閾値Ｔｈ２のいずれかを選択して昇温開始判定部１５３に出力する。その結果、制御部１５は、便座温度検知部１４が検知する便座１０の温度が第一温度Ｔ１の場合には第一信号レベル閾値Ｔｈ１を用いて加熱部１２を駆動し、便座温度検知部１４が検知する便座１０の温度が第一温度Ｔ１よりも高い第二温度Ｔ２の場合には第二信号レベル閾値Ｔｈ２を用いて加熱部１２を駆動する。

続いて、図４を参照しながら、昇温開始判定部１５３の昇温開始判定処理のフローについて説明する。ステップＳ０１では、閾値変更部１５４による信号レベル閾値を変更するサブルーチンが実行される（このサブルーチンについては後述する）。

ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、ドップラーセンサー部１３から出力されるドップラー信号が、信号レベル閾値Ｓｊを超えたか判断する。ドップラー信号が信号レベル閾値Ｓｊを超えていなければ、ステップＳ０１の処理に戻る。ドップラー信号が信号レベル閾値Ｓｊを超えていれば、ステップＳ０３の処理に進む。

ステップＳ０３では、使用者が近づいてきたことを判定する。ステップＳ０４では、制御部１５が加熱部１２を駆動する。

続いて、図５を参照しながら、図４のステップＳ０１における、閾値変更部１５４による信号レベル閾値Ｓｊを変更するサブルーチンについて説明する。ステップＳ１１では、便座温度検知部１４が検知する便座１０の温度Ｔ０℃が、閾値温度Ｔｄ℃よりも低いか判断する。便座１０の温度Ｔ０℃が閾値温度Ｔｄ℃よりも低ければ、ステップＳ１２の処理に進み、便座１０の温度Ｔ０℃が閾値温度Ｔｄ℃以上であれば、ステップＳ１３の処理に進む。

ここで、図６を参照しながら閾値温度Ｔｄ℃の設定根拠について説明する。図６は、便座１０の温度変化を示した図である。本実施形態の便座１０は、加熱部１２を駆動すると昇温し、設定温度になると安定するように構成されている。便座１０の温度は、この設定温度にすることが好ましいけれども、使用者が着座して冷たいと感じない程度の温度であってもやがて設定温度に近づくので、使用者が着座する際には設定温度よりも低い着座時最低温度Ｔｍ℃に達していれば許容されるものである。

この着座時最低温度Ｔｍ℃を目標温度とした場合であっても、昇温前の便座１０の温度によって、その着座時最低温度Ｔｍ℃まで昇温する時間は異なるものと考えられる。便座１０の温度が比較的低い第一温度Ｔ１℃の場合には、着座時最低温度Ｔｍ℃まで昇温するには時間ｔａが必要となる。一方、便座１０の温度が比較的高い第二温度Ｔ２℃の場合には、着座時最低温度Ｔｍ℃まで昇温するには時間ｔｂ（ｔａ＞ｔｂ）が必要となる。一般に、便座１０の温度Ｔ０℃を着座時最低温度Ｔｍ℃まで昇温するのに必要な時間ｔは、式（２）で求められる。
算出式：ｔ＝（Ｔｍ−Ｔ０）／ΔＴ （２）
Ｔｍ：着座時最低温度
Ｔ０：初期便座温度
ΔＴ：温度上昇率

図６において、時刻ｔ３で使用者が便座１０に着座するものとすれば、便座１０の温度が第二温度Ｔ２℃である場合は、便座１０の温度が第一温度Ｔ１℃であるときに比較して、加熱部１２の駆動を遅らせることができる。そこで本実施形態では、便座１０の温度が第一温度Ｔ１℃であるときの加熱部１２の駆動タイミングを時刻ｔ１とし、便座１０の温度が第二温度Ｔ２℃であるときの加熱部１２の駆動タイミングを時刻ｔ２としている。

更に本実施形態では、時刻ｔ２を、使用者がトイレ室ＴＲに入る際のドアＤＲの開閉のタイミングとしている。従って、時刻ｔ１においては、第一温度Ｔ１に対応する信号レベル閾値Ｓｊとして第一信号レベル閾値Ｔｈ１を用いることで、トイレ室ＴＲの外にいてトイレ室ＴＲに入室する前の人Ｈを検知可能なものとしている。一方、時刻ｔ２においては、第二温度Ｔ２に対応する信号レベル閾値Ｓｊとして第二信号レベル閾値Ｔｈ２を用いることで、トイレ室ＴＲに人が入室することを、ドアＤＲの開閉で検知可能なものとしている。

第一信号レベル閾値Ｔｈ１及び第二信号レベル閾値Ｔｈ２の一例について、図７を参照しながら説明する。図７は、図３に示すドップラーセンサー部１３が出力するドップラー信号に所定の処理を施した後、周波数フィルター１５２から出力される信号波形の一例を示す図である。

図７に示されるように、人ＨがドアＤＲに近づいてくると、ドップラー信号の振幅は徐々に大きくなり、ドアの開閉で急激にドップラー信号の振幅が増大する。その後、人Ｈが大便器ＳＢに近づくと更に振幅が増大し、着座時に最大の振幅となる。そこで本実施形態では、時刻ｔ３を着座時に合わせ、ドアの開閉で急激に振幅が増大しているタイミングを時刻ｔ２に合わせ、最初に振幅が有意に増大し始めているタイミングを時刻ｔ１に合わせている。従って、人ＨがドアＤＲに接近したことを検知可能な信号レベルの値を第一信号レベル閾値Ｔｈ１と、人ＨがドアＤＲを開閉したことを検知可能な信号レベルの値を第二信号レベル閾値Ｔｈ２としている。

図５に戻り、ステップＳ１２では、信号レベル閾値Ｓｊを第一信号レベル閾値Ｔｈ１と定義している。ステップＳ１３では、信号レベル閾値Ｓｊを第二信号レベル閾値Ｔｈ２と定義している。

このように本実施形態では、ヒーターといった加熱部１２によって便座１０を少なくとも所定の温度（着座時最低温度Ｔｍ）へ昇温させるものである。この所定の温度である着座時最低温度Ｔｍは使用者が便座に着座した際に少なくとも冷たいとは感じない程度の温度である。この着座時最低温度Ｔｍまで便座１０を昇温するためには、昇温前の便座１０の温度との温度差を埋め合わせるだけの熱量を加える必要があるので、加熱部１２の能力を従来どおり一定のものとする前提であれば、昇温前の便座１０の温度によって着座時最低温度Ｔｍまで昇温するのに必要となる時間は変動する（図６参照）。より具体的には、昇温前の便座１０の温度が比較的高い第二温度Ｔ２の場合は、便座１０を着座時最低温度Ｔｍまで昇温するのに必要な時間ｔｂは比較的少なくて済む一方で、昇温前の便座１０の温度が比較的低い第一温度Ｔ１の場合は、便座１０を着座時最低温度Ｔｍまで昇温するのに必要な時間ｔａは比較的多くなる。

そこで本実施形態ではこの点に着目し、便座１０の温度が比較的低い第一温度Ｔ１の場合にはドップラー信号の検出信号レベルの閾値である第一信号レベル閾値Ｔｈ１を用い、便座の温度が比較的高い第二温度Ｔｈ２の場合にはドップラー信号レベルの閾値である第二信号レベル閾値Ｔｈ２を用いるものであって、第一信号レベル閾値Ｔｈ１よりも第二信号レベル閾値Ｔｈ２の方が高い値としている。このように構成することで、第一信号レベル閾値Ｔｈ１を用いる場合には、比較的遠くにいる人を検知して加熱部１２を駆動することができ、もしもその人が実際にトイレ室ＴＲに入ってきて便座１０に着座する場合に、着座時最低温度Ｔｍまで昇温する時間を十分に確保することができる。一方、第二信号レベル閾値Ｔｈ２を用いる場合には、比較的近くにいる人を検知して加熱部１２を駆動することができ、より確実に便座１０に着座すると判断できるタイミングまで加熱部１２の駆動を遅らせることができるので、誤検知の可能性を確実に低減することができる。

また本実施形態では、第一信号レベル閾値Ｔｈ１は、トイレ室ＴＲの外にいてトイレ室ＴＲに入室する前の人を検知可能な数値であり、第二信号レベル閾値Ｔｈ２は、トイレ室ＴＲに人が入室することを検知可能な数値である。

第一信号レベル閾値Ｔｈ１を用いる場合には、トイレ室ＴＲの外にいて入室前の人を検知して加熱部１２を駆動することができ、その人が実際にトイレ室ＴＲに入ってきて使用者として便座１０に着座する場合に、着座時最低温度Ｔｍまで昇温する時間を十分に確保することができる。図２に示した例では、人Ｍが、位置Ｍａから位置Ｍｂにいる場合に検知可能であり、位置Ｍｂから実際にトイレ室ＴＲに入った場合に対応可能なように設定している。人Ｍは、位置Ｍａから位置Ｍｂを経て、実際にはトイレ室ＴＲに入らないことも想定されるが、その場合は、人Ｍがトイレ室ＴＲに入らなかったことが判明した段階で（例えば、一定時間経過後、着座を検知できなかった場合）、加熱部１２の駆動を停止する。一方、第二信号レベル閾値Ｔｈ２を用いる場合には、トイレ室ＴＲのドアＤＲを開けたこと、すなわちトイレ室ＴＲに人Ｍが入室することを検知して加熱部１２を駆動することができ、より確実に便座１０に着座すると判断できるタイミングまで加熱部１２の駆動を遅らせることができるので、誤検知の可能性を確実に低減することができる。

信号レベル閾値を複数備え、それらから選択した信号レベル閾値を用いる態様は、上述したものに限られない。また、それら複数の信号レベル閾値は、トイレ室ＴＲに入ってくる人Ｍの移動速度や体格によっても異なるものであり、実際にトイレ室ＴＲに入ってくる人Ｍに対する反射波の状態によって学習させることも好ましいものである。そこで、変形例である制御部１５ａを備える暖房便座装置ＨＳａについて、図８を参照しながら説明する。

図８に示されるように、暖房便座装置ＨＳａは、ドップラーセンサー部１３、便座温度検知部１４、及び制御部１５ａを備えている。ドップラーセンサー部１３及び便座温度検知部１４は、図３を参照しながら説明したものと同等であるのでその説明を省略する。

ドップラーセンサー部１３から出力されるドップラー信号は、制御部１５ａに出力され、制御部１５ａのＡ／Ｄ変換手段である受信出力部１５１によってデジタルドップラー信号へ変換される。その後、このデジタルドップラー信号は、デジタルフィルター回路である周波数フィルター１５２によって、人体検出に必要な帯域以外の周波数成分が除去され、昇温開始判定部１５３と着座検出部１５５と記憶部１５６とにそれぞれ入力される。

昇温開始判定部１５３は、入力されたデジタルドップラー信号に基づいて、人体検出を行う。昇温開始判定部１５３で人体検出されたとき、制御部１５ａは所定の条件に従い加熱部１２を制御して、便座１０を昇温する。

ここで、本実施形態においては、人体として検出するためのドップラー信号を５０Ｈｚ以下としている。なお、５０Ｈｚ以下のドップラー信号は、検出対象物の速度νが約０．７ｍ／ｓ以下の速度であるときにドップラーセンサー部１３から出力される。

ドップラーセンサー部１３から５０Ｈｚ以下の所定閾値以上のドップラー信号が所定期間連続して出力されると、昇温開始判定部１５３は人体接近検出を行う。このように人体接近検出が行われると制御部１５ａは、加熱部１２を制御して、便座１０を昇温する。

制御部１５ａは、ドップラー信号の検出信号レベルが、信号レベル閾値を上回った場合、加熱部１２を駆動する。本例の場合、信号レベル閾値は少なくとも、第一信号レベル閾値Ｔｈｃと、この第一信号レベル閾値Ｔｈｃよりも高い値の第二信号レベル閾値Ｔｈｂと、この第二信号レベル閾値Ｔｈｂよりも更に高い値の第三信号レベル閾値Ｔｈａを含むものである。

第一信号レベル閾値Ｔｈｃ、第二信号レベル閾値Ｔｈｂ、及び第三信号レベル閾値Ｔｈａは、制御部１５ａの閾値変更部１５４ａによって選択される。閾値変更部１５４ａは、便座１０に設けられた便座温度検知部１４から出力される便座１０の温度を示す値に基づいて、第一信号レベル閾値Ｔｈｃ、第二信号レベル閾値Ｔｈｂ、及び第三信号レベル閾値Ｔｈａのいずれかを選択して昇温開始判定部１５３に出力する。その結果、制御部１５ａは、便座温度検知部１４が検知する便座１０の温度が第一温度Ｔｃの場合には第一信号レベル閾値Ｔｈｃを用いて加熱部１２を駆動し、便座温度検知部１４が検知する便座１０の温度が第一温度Ｔｃよりも高い第二温度Ｔｂの場合には第二信号レベル閾値Ｔｈｂを用いて加熱部１２を駆動し、便座温度検知部１４が検知する便座１０の温度が第二温度Ｔｂよりも高い第三温度Ｔａの場合には第三信号レベル閾値Ｔｈａを用いて加熱部１２を駆動する。

更に制御部１５ａは、着座検出部１５５と、記憶部１５６と、閾値変更部１５４ａとを備えている。着座検知部１５５は、便座１０に人Ｍが着座したことを検知する部分である。具体的には、着座検知部１５５は、周波数フィルター１５２から出力されるデジタルドップラー信号に基づいて、便座１０に人Ｍが着座したことを検知し、その検知したこと及び時刻を記憶部１５６に出力する。

記憶部１５６は、周波数フィルター１５２から出力される検出信号レベルと、この検出信号レベルが取得された信号取得時刻から着座が検知された着座検知時刻（着座検知部１５５から出力される）にかけての着座所要時間との関係を対にして記憶する部分である。本例の場合、検出信号レベルは、第一信号レベル閾値Ｔｈｃ、第二信号レベル閾値Ｔｈｂ、及び第三信号レベル閾値Ｔｈａを含んでおり、それぞれに対応する着座所要時間は、ｃ、ｂ、ａ（ａ＜ｂ＜ｃ）である（図９参照）。尚、図９に示す例では、第一信号レベル閾値Ｔｈｃよりも低い値の第四信号レベル閾値Ｔｈｄを設定している。

閾値変更部１５４ａは、便座温度検知部１４から出力される便座１０の温度に基づいて、着座時最低温度Ｔｍ（図６参照）まで昇温するのに必要な時間を算出し、その時間に応じて時間ｃ、時間ｂ、時間ａの中から最適な時間を選択する。そして、第一信号レベル閾値Ｔｈｃ、第二信号レベル閾値Ｔｈｂ、及び第三信号レベル閾値Ｔｈａから対応する信号レベル閾値を選択して、昇温開始判定部１５３に出力する（詳細は後述する）。

続いて、図１０を参照しながら、第一信号レベル閾値Ｔｈｃ、第二信号レベル閾値Ｔｈｂ、及び第三信号レベル閾値Ｔｈａを更新する処理について説明する。ステップＳ２１では、記憶部１５６が、周波数フィルター１５２から出力される検出信号レベルと、この検出信号レベルが取得された信号取得時刻とを記憶する。

ステップＳ２１に続くステップＳ２２では、着座検出部１５５が人Ｍの便座１０への着座を検知したか判断する。人Ｍの便座１０への着座を検知しなければステップＳ２１の処理に戻り、人Ｍの便座１０への着座を検知すればステップＳ２３の処理に進む。

ステップＳ２３では、記憶した検出信号レベルを、着座時刻からａ秒前の検出信号レベルＴｈａ１、着座時刻からｂ秒前の検出信号レベルＴｈｂ１、着座時刻からｃ秒前の検出信号レベルＴｈｃ１を読み出す。

ステップＳ２３に続くステップＳ２４では、既存の第一信号レベル閾値Ｔｈｃ、第二信号レベル閾値Ｔｈｂ、及び第三信号レベル閾値Ｔｈａと、検出信号レベルＴｈｃ１，Ｔｈｂ１，Ｔｈａ１とをそれぞれ比較し、より小さい方の値を、新たな第一信号レベル閾値Ｔｈｃ、第二信号レベル閾値Ｔｈｂ、及び第三信号レベル閾値Ｔｈａとして更新する。

ステップＳ２４に続くステップＳ２５では、着座検出判定が継続しているか判断し、継続していればステップＳ２５の処理をループし、継続していなければステップＳ２１の処理に戻る。

続いて、図１１を参照しながら、昇温開始判定部１５３の昇温開始判定処理のフローについて説明する。ステップＳ３１では、便座１０を着座時最低温度Ｔｍまで昇温するのに必要な時間ｔを算出する。
上述したように、便座１０の温度Ｔ０を着座時最低温度Ｔｍまで昇温するのに必要な時間ｔは、式（２）で求められる。
算出式：ｔ＝（Ｔｍ−Ｔ０）／ΔＴ （２）
Ｔｍ：着座時最低温度
Ｔ０：初期便座温度
ΔＴ：温度上昇率

ステップＳ３２では、ｔ＜ａが成立するか判定する。ｔ＜ａが成立すれば、ステップＳ３３の処理に進み、ｔ＜ａが成立しなければ、ステップＳ３４の処理に進む。

ステップＳ３３では、信号レベル閾値Ｓｊとして第三信号レベル閾値Ｔｈａを選択し、昇温開始判定部１５３に出力する。

ステップＳ３４では、ａ≦ｔ＜ｂが成立するか判定する。ａ≦ｔ＜ｂが成立すれば、ステップＳ３５の処理に進み、ａ≦ｔ＜ｂが成立しなければ、ステップＳ３６の処理に進む。

ステップＳ３５では、信号レベル閾値Ｓｊとして第二信号レベル閾値Ｔｈｂを選択し、昇温開始判定部１５３に出力する。

ステップＳ３６では、ｂ≦ｔ＜ｃが成立するか判定する。ｂ≦ｔ＜ｃが成立すれば、ステップＳ３７の処理に進み、ｂ≦ｔ＜ｃが成立しなければ、ステップＳ３８の処理に進む。

ステップＳ３７では、信号レベル閾値Ｓｊとして第一信号レベル閾値Ｔｈｃを選択し、昇温開始判定部１５３に出力する。ステップＳ３８では、信号レベル閾値Ｓｊとして第四信号レベル閾値Ｔｈｄを選択し、昇温開始判定部１５３に出力する。

暖房便座装置ＨＳａが設置されるトイレ室ＴＲは、その大きさや形状が様々であり、使用者となる人Ｍが近づいてくる時間とそれに応じた検出信号レベルの変動は様々である。そこでこの変形例では記憶部１５６が、検出信号レベルと、それが取得された信号取得時刻から着座が検知された着座検知時刻にかけての着座所要時間との関係を対にして記憶するので、実際に暖房便座装置ＨＳａが設置された場所の状況を反映した情報を記憶することができる。更に、便座１０の現在の温度Ｔ０から着座時最低温度Ｔｍまで昇温するのに必要な時間ｔと記憶部に記憶されている着座所要時間（ａ，ｂ，ｃ）とに基づいて、便座１０を昇温させる時間ｔが確保できるような検出信号レベルを、第一信号レベル閾値Ｔｈｃ、第二信号レベル閾値Ｔｈｂ、第三信号レベル閾値Ｔｈａ、第四信号レベル閾値Ｔｈｄから選択された閾値に設定するので、実際に暖房便座装置ＨＳａが設置された場所の状況に応じて加熱部１２の駆動タイミングをより正確に設定することができ、誤検知の可能性をより確実に低減することができる。

この変形例では、検出信号レベルと着座所要時間（ａ，ｂ，ｃ）との関係を複数対記憶することが可能であり、着座所要時間（ａ，ｂ，ｃ）が昇温時間ｔに最も近くなるように、記憶部１５６に記憶されている第一信号レベル閾値Ｔｈｃ、第二信号レベル閾値Ｔｈｂ、第三信号レベル閾値Ｔｈａ、第四信号レベル閾値Ｔｈｄを選択するので、便座１０を昇温させるのに必要な時間ｔにより近接する着座所要時間（ａ，ｂ，ｃ）を選択することができる。

この変形例では、同一の着座所要時間（ａ，ｂ，ｃ）に対応する検出信号レベルをより低い値のものに更新することができるので、子供のような検出信号レベルの低い使用者であっても加熱部の駆動タイミングをより正確に設定することができ、誤検知の可能性をより確実に低減することができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０：便座
１１：便蓋
１２：加熱部
１３：ドップラーセンサー部
１４：便座温度検知部
１５：制御部
１３１：送信部
１３２：受信部
１３３：差分検出部
１５１：受信出力部
１５２：周波数フィルター
１５３：昇温開始判定部
ＣＲ：通路
ＤＲ：ドア
ＨＳ：暖房便座装置
Ｍ：人
Ｍａ：位置
Ｍｂ：位置
Ｍｃ：位置
ＳＡ：検知領域
ＳＢ：大便器
ＴＲ：トイレ室

Claims (5)

1. トイレ室内に設けられた大便器に取り付けられる暖房便座装置であって、
   大便器を使用する際に着座する便座と、
   前記便座を少なくとも所定の温度へ昇温させる加熱部と、
   前記便座の温度を検知する便座温度検知部と、
   送信部が前記便座よりも前方に向けて送信波となるマイクロ波を送信し、トイレ室の外側にいる人やトイレ室の内側にいる人に前記送信波が当たることで反射される反射波を受信部が受信し、前記送信波と前記反射波との差分周波数となるドップラー信号を生成するドップラーセンサー部と、
   前記ドップラー信号の検出信号レベルが信号レベル閾値を上回ると前記加熱部を駆動する制御部と、を備え、
   前記信号レベル閾値は少なくとも、第一信号レベル閾値と、この第一信号レベル閾値よりも高い値の第二信号レベル閾値とを含んでおり、
   前記制御部は、前記便座温度検知部が検知する前記便座の温度が第一温度の場合には前記第一信号レベル閾値を用いて前記加熱部を駆動し、前記便座温度検知部が検知する前記便座の温度が前記第一温度よりも高い第二温度の場合には前記第二信号レベル閾値を用いて前記加熱部を駆動することを特徴とする暖房便座装置。
2. 前記第一信号レベル閾値は、トイレ室の外にいてトイレ室に入室する前の人を検知可能な数値であり、前記第二信号レベル閾値は、トイレ室に人が入室することを検知可能な数値であることを特徴とする請求項１に記載の暖房便座装置。
3. 人が前記便座に着座したことを検知する着座検知部と、
   検出信号レベルと、この検出信号レベルが取得された信号取得時刻から着座が検知された着座検知時刻にかけての着座所要時間との関係を対にして記憶する記憶部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記便座温度検知部が検知する前記便座の温度に基づいて、前記加熱部が前記便座を前記所定の温度まで上昇させるために必要な昇温時間を算出し、
   前記記憶部に記憶されている検出信号レベルと前記着座所要時間との関係に基づいて、前記昇温時間に対応する検出信号レベルを前記第二信号レベル閾値として定義し、この定義した第二信号レベル閾値を用いて前記加熱部を駆動することを特徴とする請求項１に記載の暖房便座装置。
4. 前記記憶部は、前記検出信号レベルと前記着座所要時間との関係を、前記着座所要時間がそれぞれ異なる時間となるように複数対記憶することが可能であり、
   前記制御部は、前記着座所要時間が前記昇温時間に最も近くなるように、前記記憶部に記憶されている検出信号レベルを前記第二信号レベル閾値として定義することを特徴とする請求項３に記載の暖房便座装置。
5. 前記記憶部は、前記検出信号レベルと前記着座所要時間との関係を、時系列に沿って継続的に取得するものであり、着座所要時間が同一の場合であって、後の時刻における検出信号レベルが前の時刻における検出信号レベルよりも低い値の場合に、その低い値の検出信号レベルのみを新たな第二信号レベル閾値として記憶することを特徴とする請求項４に記載の暖房便座装置。

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