JP5602544B2

JP5602544B2 - 暖房便座

Info

Publication number: JP5602544B2
Application number: JP2010191967A
Authority: JP
Inventors: 雅史荒川
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-08-30
Also published as: JP2012045273A

Description

本発明は、着座面が迅速に昇温する即暖性に優れた暖房便座に関するものである。

従来、即暖性に優れた暖房便座には、便座躯体と、絶縁シート状基材に導電膜パターンからなる発熱体を接合してなる面状ヒータを備え、便座躯体に発熱体を臨ませるようにして面状ヒータを接合して、発熱体と着座面とを接近させたものがある（特許文献１）。

特開２００１−２１２０３０号公報

ところで、面状ヒータは、発熱体を形成する導電膜パターンに導電膜の有る部分と導電膜の無い部分とがあり、導電膜の無い部分が昇温し難くい。そのため、発熱体と着座面とを接近させた暖房便座は、面状ヒータで昇温させた着座面領域の温度分布にむらを生じさせ使用者に不快感を与えることがある。

本発明は、使用者に不快感を与えないようにするために、着座面領域の温度分布のむらを軽減させることができる暖房便座の提供を目的とする。

着座面領域の温度分布のむらを軽減させるために請求項１記載の本発明が採用した手段は、便座躯体と、絶縁シート状基材に導電膜パターンからなる発熱体を接合してなる面状ヒータを備え、便座躯体に発熱体を臨ませるようにして面状ヒータを接合して発熱体と着座面とを接近させた暖房便座において、面状ヒータは、絶縁シート状基材における導電膜パターンと反対側面に、導電膜パターンの導電膜の有る部分及び導電膜の無い部分の両部分に跨がるように対面した熱伝導膜を接合し、面状ヒータに便座躯体側から温度センサを当接させ、面状ヒータに対して温度センサの周縁に押さえ部材を当接させ、便座躯体側から弾性材を介して押さえ部材を面状ヒータに押圧させたことを特徴とする暖房便座である。

請求項１記載の本発明にあっては、導電膜パターンの導電膜の有る部分で発熱して絶縁シート状基材を介して熱伝導膜へ至った熱を、導電膜の無い部分と対面する熱伝導膜の領域まで熱伝導させて拡散させることができる。

請求項２記載の本発明が採用した手段は、面状ヒータに対する温度センサの取付け箇所の便座躯体とは反対側を覆う保護板が設けられる暖房便座である。

請求項３記載の本発明が採用した手段は、前記面状ヒータには、温度センサの取付け箇所の周囲に切込み部が設けられる暖房便座である。

暖房便座の生産性の向上を図るために請求項４記載の本発明が採用した手段は、絶縁シート状基材は、長手方向に沿う中央領域と、中央領域の内外側縁の両方又は一方から突設させた複数の舌片部からなる側縁領域とが形成され、導電膜パターンは、絶縁シート状基材の中央領域及び側縁領域の舌片部に発熱体及び熱伝導膜を設けた請求項１，２又は３記載の暖房便座である。

請求項４記載の本発明にあっては、便座躯体に面状ヒータを接合するときに、便座躯体の着座面側の中央領域に面状ヒータの中央領域を対面させると共に、便座躯体の湾曲した内外側縁の両方又は一方に面状ヒータの舌片部からなる側縁領域を対面させることで、便座躯体の曲面形状に面状ヒータを倣わせることができる。

請求項５記載の本発明が採用した手段は、便座躯体に断熱層を介して面状ヒータを接合したことを特徴とする暖房便座である。

請求項６記載の本発明が採用した手段は、便座躯体と、絶縁シート状基材に導電膜パターンからなる発熱体を接合してなる面状ヒータを備え、便座躯体に発熱体を臨ませるようにして面状ヒータを接合して発熱体と着座面とを接近させた暖房便座において、面状ヒータは、絶縁シート状基材における導電膜パターンと反対側面に、導電膜パターンの導電膜の有る部分及び導電膜の無い部分の両部分に跨がるように対面した熱伝導膜を接合し、温度センサを内蔵した保護キャップを便座躯体側から面状ヒータに当接させ、便座躯体側から弾性材を介して保護キャップを面状ヒータに押圧させたことを特徴とする暖房便座である。

請求項１記載の本発明に係る暖房便座は、面状ヒータで発熱した熱を着座面側の熱伝導膜で拡散させることで着座面領域の温度分布のむらを軽減できる。

請求項１記載の本発明に係る暖房便座は、温度センサを面状ヒータに近接させて、面状ヒータの温度を確実に検出することができる。

請求項１記載の本発明に係る暖房便座は、使用者の着座で面状ヒータが変形しても、弾性材の弾性変形により温度センサも追従して偏倚することで、破損することなく温度センサに対する面状ヒータの近接を維持できる。

請求項４記載の本発明に係る暖房便座は、暖房便座用面状ヒータを便座躯体の曲面形状に倣わせることができるため便座躯体に設け易く、暖房便座の生産性の向上を図ることができる。

本発明に係る暖房便座（以下、「本発明暖房便座」と言う。）の実施の形態を示すものであって、図（Ａ）は一部を剥いだ平面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のｂ−ｂ線における断面図、図Ｃは図（Ｂ）の線ｃで囲まれた部分の拡大図である。本発明に係る暖房便座用面状ヒータ（以下、「本発明面状ヒータ」と言う。）の実施の形態を示すものであって、図（Ａ）は一部を剥いだ平面図、図（Ｂ）は底面図である。本発明暖房便座に組み込んだ温度センサの取付構造を示す断面図であって、図（Ａ）は便座着座面側の一部を剥いだ平面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のｂ−ｂ線における拡大断面図である。本発明暖房便座に組み込んだ温度センサの別態様の取付構造を拡大して示す断面図である。図（Ａ）乃至図（Ｃ）は各使用者の着座状態を示す平面図、図（Ｄ）は各使用者に対応できる温度センサの望ましい取付位置を示す平面図である。本発明暖房便座の温度制御装置の概略を示すブロック図である。

本発明暖房便座１は、図１に示す如く、便座躯体２及び本発明面状ヒータ３を備え、便座躯体２に断熱層４を介して本発明面状ヒータ３を接合すると共に、本発明面状ヒータ３の表面側を化粧層５で覆って、化粧層５の表面を使用者の着座面としてある。便座躯体２は、ポリプロピレン（ＰＰ）等の合成樹脂素材から肉厚みを３．０〜５．０ｍｍ程度に成形すると共に、後方左右の枢支部２ａ，２ａを便器本体（図示略）へ揺動自在に枢支させ、伏倒した使用状態のときに着座した使用者の荷重を支持する強度を確保するようにしてある。断熱層４は、発泡樹脂、コルク、フエルト又はシリカエアロゲル等の素材から肉厚みを０．３〜２．０ｍｍ程度に成形して、便座躯体２の上へプレス成形するときの自着力又は接着剤を用いる等して便座躯体２に接合してある。化粧層５は、ポリプロピレン（ＰＰ）等の合成樹脂素材から肉厚みを０．１〜０．３ｍｍ程度の薄肉で成形してある。本発明面状ヒータ３は、本例では左右に分割すると共に、左右の外形を左右対称に成形してあるが、左右を一体に成形することも可能である。

前記左右の各本発明面状ヒータ３は、図２に示す如く、絶縁シート状基材６の裏面（図（Ｂ）参照、便座躯体２に面する側）に導電膜パターン７ａからなる発熱体７を接合すると共に、絶縁シート状基材６の表面（図（Ａ）参照、化粧層５に面する側）に熱伝導膜１０を接合して、裏側の導電膜パターン７ａの導電膜の有る部分７ａ−１及び導電膜の無い部分７ａ−２の両部分に跨がるように表側の熱伝導膜１０を絶縁シート状基材６を介して対面させてある。絶縁シート状基材６は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミド等の合成樹脂素材からなる厚みが１５〜１００μｍ程度の可撓性のあるシートが用いられる。発熱体７は、絶縁シート状基材６に張り付けた銅箔等の金属箔をエッチングするか、絶縁シート状基材６に導電ペーストを印刷して、直線と曲線とからなる厚みが１２〜７０μｍ程度（好ましくは、３５μｍ）の導電膜パターン７ａで形成してある。発熱体７は、導電膜パターン７ａの導電膜の始端及び終端を接続端子７ｂ，７ｂとしてある。熱伝導膜１０は、熱伝導性が絶縁シート状基材６よりも優れたものであって、絶縁シート状基材６に張り付け又はメッキで付けた厚みが１２〜７０μｍ程度（好ましくは、３５μｍ）の銅箔又はアルミニウム箔等の金属箔からなり、本例では絶縁シート状基材６の表面の全体に接合してある。

本発明暖房便座１は、図１に示す如く、面状ヒータ３の導電膜パターン７ａの導電膜の有る部分７ａ−１で発熱して絶縁シート状基材６を介して熱伝導膜１０へ至った熱を、導電膜の無い部分７ａ−２と対面する熱伝導膜１０の領域まで熱伝導させて拡散させることで、面状ヒータ３に面する化粧層５の着座面領域における温度分布のむらを軽減できるようにしてある。また、本発明暖房便座１は、本発明面状ヒータ３の発熱体７で生じた熱を伝導させる絶縁シート状基材６、熱伝導膜１０及び化粧層５の肉厚みを極力薄くして熱容量を小さくすることで、即暖性を良好となるようにしてある。

前記左右の各本発明面状ヒータ３は、図２に示す如く、絶縁シート状基材６の裏面（便座躯体２に面する側）に、発熱体７と共に温度センサ用リード線１１（図（Ｂ）参照）を接合し、リード線１１の一端に温度センサ１２を連結してある。本発明面状ヒータ３は、本例では可撓性の絶縁シート状基材６の両面に金属箔を予め接合したフレキシブルシートを用い、導電膜パターン７ａ及び温度センサ用リード線１１をエッチングで形成して、生産性の向上を図っている。なお、温度センサ１２は、左右の本発明面状ヒータ３，３の一方のみに設けることもある。

前記本発明面状ヒータ３に設ける温度センサ１２の位置は、図５の図（Ａ）〜図（Ｃ）に示す様々な着座態様に対応させるために、図（Ｄ）に示す如く、便座開口部１ａに対応する前後方向の中央よりやや前方寄りで、左右幅方向の中央よりやや内側寄りが最適である。本発明暖房便座１は、温度センサ１２を着座時の荷重等から保護するために、図３に示す如く、温度センサ１２の取付け箇所の温度センサ用リード線１１を除く周囲に対応する絶縁シート状基材６及び熱伝導膜１０の箇所にコ字状等の切込み部１７を設け、切込み部１７を利用して進退自在に配置した保護板１８で本発明面状ヒータ３の温度センサ１２の取付け箇所の表側を覆い、便座躯体２側からバネ等の弾性材１９及びセンサ押さえ部材２０を介して温度センサ１２の周縁を化粧層５へ向かって付勢させ、温度センサ１２及びその周縁を着座状況に応じて偏倚できるようにフレキシブルにして、温度センサ１２の保護と温度検出の確実性を確保してある。保護板１８は、Ｌ字状等に形成して曲げ剛性を高めて、温度センサ１２の保護を確実にしてある。弾性材１９及びセンサ押さえ部材２０は、便座躯体２に取着した押さえ板２１で脱落しないようにしてある。

本発明暖房便座１に設ける温度センサ１２の別態様の取付け構造は、図４に示す如く、便座躯体２に断熱層４を介して接合した本発明面状ヒータ３に、温度センサ１２を内蔵した保護キャップ２４を便座躯体２側から当接させると共に便座躯体２側から弾性材１９を介して保護キャップ２４と共に温度センサ１２を本発明面状ヒータ３に最適な力で押圧させてある。保護キャップ２４は、熱伝導性の良好なアルミニウムやタングステン等の素材で成形され、温度センサ１２を封止材２２で閉じ込めて保護すると共に、熱伝導グリス２３を介して本発明面状ヒータ３に押圧してある。この取付け構造は、面状ヒータ３に温度センサ１２を常に近接させることができると共に、使用者の着座で面状ヒータ３が変形しても、弾性材１９の弾性変形により温度センサ１２も追従して偏倚させることで、本発明面状ヒータ３及び温度センサ１２を破損することなく両者間の近接状態を維持して、本発明面状ヒータ３の温度を確実に検出することができるようになる。

なお、本発明暖房便座１は、温度センサ１２で温度を検知する以外に、本発明面状ヒータ３の発熱体７の温度変化に伴う導電膜パターン７ａの抵抗変化を用いて温度制御を行なうようにすることも可能である。

前記左右の各本発明面状ヒータ３は、図２に示す如く、絶縁シート状基材６の長手方向に沿う中央領域６ａと、中央領域６ａの内外側縁６ａ−１，６ａ−２の両方から切欠き部６ｄで分離して突設させた複数の舌片部６ｃからなる内側の側縁領域６ｂ−１及び外側の側縁領域６ｂ−２とが形成されている。各本発明面状ヒータ３は、絶縁シート状基材の中央領域６ａ及び両側の側縁領域６ｂ−１，６ｂ−２の各舌片部６ｃに、発熱体６及び熱伝導膜１０を設けてある。本発明面状ヒータ３は、便座躯体２（図２（Ａ）中の二点鎖線）へ断熱層４（図１（Ｃ）参照）を介して接合するときに、便座躯体２の着座面側の中央領域に可撓性の絶縁シート状基材６の中央領域６ａを対面させると共に、便座躯体２の湾曲した内側及び外側の側縁に複数枚の舌片部６ｃからなる側縁領域６ｂ−１，６ｂ−２を対面させることで、便座躯体２の曲面形状に倣わせるように整形しつつ接合することができるため、暖房便座１の生産性の向上を図ることができる。左右の本発明面状ヒータ３，３は、絶縁シート状基材６を可撓性としたことから、図２（Ａ）に示すように平坦状にしたときには前部３ａ，３ａが開いた状態になるのに対し、図１（Ａ）に示すように便座躯体２の曲面形状に倣わせるように整形しつつ便座躯体２に接合したときには前部３ａ，３ａが接近した状態になる。なお、本発明面状ヒータ３は、暖房便座の仕様に応じて、両側の側縁領域６ｂ−１，６ｂ−２の何れか一方又は両方を省略することもある。

本発明暖房便座１は、図１（Ｃ）に示す如く、本発明面状ヒータ３と化粧層５及び断熱層４との接合を、接着剤又は両面粘着テープ等からなる接合層１４，１５で行なうか、又は図示は省略したが、断熱層用素材を加圧成形して断熱層４とするときに素材の接着力で接合さたり、化粧層用素材を射出成形して化粧層５とするときの素材の接着力で行なうとよい。本発明暖房便座１の製造方法の一例としては、プレス下型に成形済み便座躯体２を載置すると共に、便座躯体２の着座面側に断熱層用素材を介して本発明面状ヒータ３を重ねると共に、本発明面状ヒータ３の表面に化粧層５を重ね、化粧層５をプレス上型で押圧することで、断熱層用素材及び接着材を流動展開させて硬化させる。プレスした成形品を仕上げた後に、裏蓋１６（図１（Ｂ）参照）を取り付けて本発明暖房便座１を得る。

本発明暖房便座１の温度制御装置は、図６に示す如く、便座用電源回路３０と制御回路用電源回路３１と制御回路３２とを備えている。本発明暖房便座１は、左右の本発明面状ヒータ３の一方に負特性サーミスタ（ＮＴＣ）からなる温度センサ１２ａを取付けると共に、他方に正特性サーミスタ（ＰＴＣ）からなる温度過昇センサ１２ｂを取付けてある。便座用電源回路３０は、商用電源を整流平滑回路で整流した直流を便座用ＤＣ−ＡＣコンバータで交流に変換し、絶縁トランスで降圧させて整流平滑回路で低圧の直流（例えば、ＤＣ＝２０Ｖ）にして本発明暖房便座１の本発明面状ヒータ３の発熱体７へ供給するようにしてある。制御回路用電源回路３１は、商用電源を整流して直流（例えば、ＤＣ＝５Ｖ）を制御回路３２の電源とするようにしてある。これは、感電に対する安全性を担保する為であって、電気用品安全法では電導部と人体に触れる恐れがある面との間の絶縁厚さが確保できない場合に、その部分の電圧をＡＣ３０Ｖ、ＤＣ４５Ｖ以下で且つ二重絶縁が要求されていることに拠るものである。制御回路３２は、温度センサ１２ａに接続した温度信号補正回路が受けた検知温度と便座温度設定ボタンで設定された設定温度とをマイコンで比較して便座用ＤＣ−ＡＣコンバータの発振を制御して本発明面状ヒータ３の発熱体７への給電量を制御して温度調節を行なうと共に、温度過昇センサ１２ｂに接続した温度過昇防止回路が異常昇温を示す検知温度を受けたとき、便座用ＤＣ−ＡＣコンバータの発振を停止して本発明面状ヒータ３の発熱体７への給電を停止するようにしてある。また、制御回路用電源回路３１は、本発明面状ヒータ３の発熱体７及び熱伝導膜１０に接続したヒータ損傷検知回路が、損傷等による発熱体７と熱伝導膜１０との短絡を検知したときに、便座用ＤＣ−ＡＣコンバータの発振を停止して本発明面状ヒータ３の発熱体７への給電を停止するようにしてある。

１…本発明暖房便座、１ａ…開口部、２…便座躯体、２ａ…枢支部、３…本発明面状ヒータ、３ａ…前部、４…断熱層、５…化粧層、６…絶縁シート状基材、６ａ…中央領域、６ａ−１…内側縁、６ａ−２…外側縁、６ｂ−１…内側縁領域、６ｂ−２…外側縁領域、６ｃ…舌状部、６ｄ…切欠き部、６ｅ…切込み部、７…発熱体、７ａ…導電膜パターン、７ａ−１…導電膜の有る部分、７ａ−２…導電膜の無い部分、７ｂ…端子、１０…熱伝導膜、１１…温度センサ用リート線、１２…温度センサ、１２ａ…温度センサ（負特性サーミスタ（ＮＴＣ））、１２ｂ…温度過昇センサ（正特性サーミスタ（ＰＴＣ））、１４…接合層、１５…接合層、１６…裏蓋、１７…切込み部、１８…保護板、１９…弾性材、２０…センサ押さえ部材、２１…押さえ板、２２…封止材、２３…熱伝導グリス、２４…保護キャップ、３０…便座用電源回路、３１…制御回路用電源回路、３２…制御回路

Claims

便座躯体と、絶縁シート状基材に導電膜パターンからなる発熱体を接合してなる面状ヒータを備え、便座躯体に発熱体を臨ませるようにして面状ヒータを接合して発熱体と着座面とを接近させた暖房便座において、面状ヒータは、絶縁シート状基材における導電膜パターンと反対側面に、導電膜パターンの導電膜の有る部分及び導電膜の無い部分の両部分に跨がるように対面した熱伝導膜を接合し、面状ヒータに便座躯体側から温度センサを当接させ、面状ヒータに対して温度センサの周縁に押さえ部材を当接させ、便座躯体側から弾性材を介して押さえ部材を面状ヒータに押圧させたことを特徴とする暖房便座。
前記面状ヒータに対する温度センサの取付け箇所の便座躯体とは反対側を覆う保護板が設けられることを特徴とする請求項１に記載の暖房便座。
前記面状ヒータには、温度センサの取付け箇所の周囲に切込み部が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の暖房便座。
絶縁シート状基材は、長手方向に沿う中央領域と、中央領域の内外側縁の両方又は一方から突設させた複数の舌片部からなる側縁領域とが形成され、導電膜パターンは、絶縁シート状基材の中央領域及び側縁領域の舌片部に発熱体及び熱伝導膜を設けた請求項１，２又は３記載の暖房便座。
前記便座躯体に断熱層を介して面状ヒータを接合したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の暖房便座。
便座躯体と、絶縁シート状基材に導電膜パターンからなる発熱体を接合してなる面状ヒータを備え、便座躯体に発熱体を臨ませるようにして面状ヒータを接合して発熱体と着座面とを接近させた暖房便座において、面状ヒータは、絶縁シート状基材における導電膜パターンと反対側面に、導電膜パターンの導電膜の有る部分及び導電膜の無い部分の両部分に跨がるように対面した熱伝導膜を接合し、温度センサを内蔵した保護キャップを便座躯体側から面状ヒータに当接させ、便座躯体側から弾性材を介して保護キャップを面状ヒータに押圧させたことを特徴とする暖房便座。