JP5602544B2 - Heating toilet seat - Google Patents
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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。 The present invention relates to a superior heating flights seat quick heating of the seating surface is rapidly heated.
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)。 Conventionally, a heated toilet seat with excellent warmth has been provided with a toilet seat housing and a sheet heater formed by joining a heating element made of a conductive film pattern to an insulating sheet-like base material so that the heating device faces the toilet seat housing. In this case, a sheet heater is joined and the heating element and the seating surface are brought close to each other (Patent Document 1).
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。 By the way, a planar heater has a part with a conductive film and a part without a conductive film in a conductive film pattern forming a heating element, and a part without a conductive film is difficult to raise the temperature. For this reason, a heated toilet seat in which the heating element and the seating surface are brought close to each other may cause unevenness in the temperature distribution in the seating surface region where the temperature is raised by the planar heater, and may cause discomfort to the user.
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。 The present invention, in order not to give an unpleasant feeling to a user, and an object thereof is to provide a heating service seat which can reduce the unevenness of the temperature distribution of the seating surface area.
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。
In order to reduce unevenness of the temperature distribution in the seating surface area, the means employed by the present invention as claimed in
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。 In the first aspect of the present invention, the heat generated in the portion of the conductive film pattern where the conductive film is present and reaches the heat conductive film via the insulating sheet-like substrate faces the portion where the conductive film is not present. The heat conduction film can be diffused by conducting heat.
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。 Means the present invention employs the 請 Motomeko second aspect, the seat skeleton attachment points of the temperature sensor relative to the planar heater is a heating toilet seat protection plate covering the opposite side is provided.
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。 Means the present invention employs the 請 Motomeko third aspect, in the planar heater is a heating toilet seat notch portion is provided around the mounting location of the temperature sensor.
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。
In order to improve the productivity of the heating toilet seat, the means adopted by the present invention according to
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。
In the present invention of
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。
The means employed by the present invention according to
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。 Means the present invention employs the 請 Motomeko 6 described, to face the seat skeleton, joined a heating element comprising a conductive pattern on the insulating base material sheet comprising a planar heater comprising, a heating element on the toilet seat precursor In the heating toilet seat in which the sheet heater is joined and the heating element and the seating surface are brought close to each other, the sheet heater is formed on the opposite side of the conductive sheet pattern of the conductive sheet pattern on the insulating sheet substrate. Join the heat conductive film facing each other so as to straddle both the part with and without the conductive film, and contact the protective cap with built-in temperature sensor against the sheet heater from the toilet seat housing side, from the toilet seat housing side A heating toilet seat characterized in that a protective cap is pressed against a planar heater via an elastic material.
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。 The heating toilet seat according to the first aspect of the present invention can reduce the uneven temperature distribution in the seating surface area by diffusing the heat generated by the planar heater in the heat conduction film on the seating surface side.
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。 In the heating toilet seat according to the first aspect of the present invention, the temperature sensor can be brought close to the planar heater to reliably detect the temperature of the planar heater.
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。 In the heating toilet seat according to the first aspect of the present invention, even if the planar heater is deformed by the seating of the user, the temperature sensor is also tracked and biased by the elastic deformation of the elastic material, so that the temperature sensor is not damaged. The proximity of the planar heater to can be maintained.
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。 In the heating toilet seat according to the fourth aspect of the present invention, the surface heater for the heating toilet seat can be made to follow the curved shape of the toilet seat housing, so that it can be easily provided on the toilet seat housing and the productivity of the heating toilet seat can be improved. it can.
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
As shown in FIG. 2, each of the left and
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
As shown in FIG. 2, each of the left and right
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。
The position of the
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。
As shown in FIG. 4, the mounting structure of the
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。
The
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。
As shown in FIG. 2, each of the left and
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。
As shown in FIG. 1 (C), the
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。
The temperature control device for the
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
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