JP6124049B2

JP6124049B2 - トイレ装置

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Publication number: JP6124049B2
Application number: JP2013002075A
Authority: JP
Inventors: 松田　泰宏; 泰宏松田
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2033-01-09
Also published as: JP2014134004A

Description

本発明の態様は、一般的に、トイレ装置に関する。

従来、トイレ装置は、トイレ装置が備える複数の出力容量の異なるヒータの通電制御を、使用される地域の電源電圧に対して、パターン制御で行っているのが普通である。そのため、商用電源の電圧が異なる国や地域に応じて、ヒータ自身を取り替えるなどを行い、製品の仕様を変更する必要があった。

この課題に対して、電源電圧を降圧回路にて降圧し、降圧後の電圧を各ヒータに供給する方法が考えられる。すなわち、商用電源の電圧が異なる場合においても、各ヒータに対しては、同じ電圧が供給されるようにする。こうすれば、商用電源の電圧の変化に応じて、ヒータなどの仕様を変更する手間を省くことができる。商用電源の電圧の異なる国や地域において販売されるそれぞれの製品において、ヒータなどの仕様を共通化することができる。

例えば、一般的な家電製品にも類似用途として、制御系には降圧回路が多く使用されている。これは、例えば、スイッチング電源から出力された４０Ｖや２４Ｖや１２Ｖなどの電圧をマイコンやＬＥＤの駆動電圧である５Ｖへ降圧する用途として使用される。上記のように５Ｖ系で使用される降圧回路の場合は、各負荷の出力容量（負荷電流）が小さいことから、各５Ｖ系の負荷容量を加算した総出力容量は過大とならず、降圧回路自体のサイズも小さくて済む。

しかし、トイレ装置に使用する各ヒータの加熱容量は、例えば、温水が１２００Ｗ、温風が３５０Ｗ、即暖便座は起動時が５００Ｗ、保温時が５０Ｗで動かしている。例えば、トイレ装置の制御においては、温水用のヒータと温風用のヒータとが同時に駆動される場合がある。これらの各負荷の出力容量を加算した１５５０Ｗ相当の降圧回路を用意しようとすると、降圧回路基板のサイズが過大になり、物理的に製品に収納することが難しくなる。無理に収納すれば、例えば、トイレ装置の大型化を招いてしまう。また、日本の家庭用電源においては、コンセントから供給できる出力定格の規格が、１５００Ｗまでとなっており、この規格に対しても適合できない。このように、複数の出力容量違いの負荷を同時に１つの降圧回路で制御することは技術的課題がある。

特許文献１に示されているように、各負荷にそれぞれ降圧回路を直列に接続する構成も考えられる。この構成では、出力容量の異なる各負荷を同時に駆動する場合であっても、それぞれの負荷に接続されている降圧回路の出力電圧を各負荷の出力容量に応じて制御し、必要な電圧を供給することで、それぞれの負荷を自由に電力制御することができる。しかし、負荷毎に降圧回路を用意することから、やはり装置の大型化やコストアップに繋がってしまうという問題がある。

特開２０１１−７８２１８号公報

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、電源電圧の異なる場合においても仕様を共通化でき、かつそれにともなう大型化やコストアップを抑えることができるトイレ装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、複数のヒータと、供給電源から供給される電流を整流する整流部と、前記整流部と電気的に接続された降圧用スイッチング素子を有し、前記降圧用スイッチング素子のオン・オフにより、前記整流部の整流出力を降圧して前記複数のヒータに供給する降圧部と、前記降圧部と前記複数のヒータのそれぞれとの間に設けられた複数のヒータ用スイッチング素子と、前記供給電源の電圧を検出する電圧検出手段と、前記降圧用スイッチング素子を所定のデューティ比及び所定の周波数でオン・オフさせるとともに、所定のオン・オフ単位毎に前記複数のヒータ用スイッチング素子をオン・オフさせることにより、前記複数のヒータへ供給する電力を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のヒータが必要とする電力の値と、前記電圧検出手段により検出された前記供給電源の電圧の値と、に応じて、前記複数のヒータへの供給電圧が所定値以下になるように、前記降圧用スイッチング素子の前記デューティ比及び前記周波数の少なくとも一方を制御することを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、供給電源の電圧によらず、ヒータの共通化及びヒータ制御仕様の共通化ができるようになり、全世界に対応したトイレ装置を提供することができる。また、このトイレ装置では、降圧部を１つ設ければよい。さらには、複数のヒータへの供給電圧が所定値以下になるように、降圧用スイッチング素子のデューティ比を制御することにより、降圧部のスペックを抑えることもできる。従って、降圧部の追加にともなうトイレ装置の大型化やコストアップを抑えることもできる。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記複数のヒータにより加熱される複数の被加熱物の温度を検出する複数の温度検出部をさらに備え、前記電圧検出手段は、所定の前記デューティ比で前記降圧用スイッチング素子をオン・オフさせ前記ヒータを所定の期間通電させたときに前記温度検出部によって検出された前記被加熱物の温度と、前記被加熱物の温度と前記ヒータの消費電力とを関連付けた昇温特性と、を基に、前記所定の期間において前記ヒータで消費された所定期間の消費電力を求め、前記所定期間の消費電力から前記供給電源の電圧を検出することを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、供給電源を判別する専用の回路を設ける必要がなく、装置の大型化やコストアップをより抑えることができる。

また、第３の発明は、第２の発明において、前記制御部は、目標温度に到達するまでの過渡期間においては、前記電圧検出手段で検出された前記供給電源の電圧を基に、前記複数のヒータへの供給電圧が前記所定値以下で一定になるように前記降圧用スイッチング素子の前記デューティ比及び前記周波数の少なくとも一方を制御し、目標温度到達以降においては、前記温度検出部にて検出された前記被加熱物の温度を基に、前記降圧用スイッチング素子の前記デューティ比及び前記周波数の少なくとも一方を制御することを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、過渡期間中の応答遅れもなく、安定した温度制御が可能となるため、信頼性の高い制御が実現可能となる。

また、第４の発明は、第２または第３の発明において、前記電圧検出手段は、前記デューティ比を変化させて前記供給電源の電圧の検出を複数回行い、前記制御部は、検出された前記供給電源の複数の電圧値を基に、前記降圧部の故障診断を行うことを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、降圧部の故障診断専用の回路を設けることなく、簡単に降圧部の故障診断を行うことができる。

また、第５の発明は、第４の発明において、前記降圧部の故障を報知するための報知手段をさらに備え、前記制御部は、前記降圧部が故障と判断した場合に、前記報知手段に報知を実行させることを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、使用者などに故障を報知することができ、降圧部が故障した状況での使用を防止でき、他の機器に影響を及ぼす恐れを抑制することができる。

また、第６の発明は、第４または第５の発明において、前記制御部は、前記降圧部が故障と判断している間、前記複数のヒータ用スイッチング素子をオフ状態にすることを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、降圧部が故障した状況での使用を防止できるので、ヒータへの悪影響を防止することができる。

また、第７の発明は、第２〜第６のいずれか１つの発明において、前記電圧検出手段は、前記複数のヒータのそれぞれについて前記所定期間の消費電力を求め、前記複数のヒータ毎に前記供給電源の電圧の検出を行い、前記制御部は、検出された前記供給電源の複数の電圧値を基に、前記複数のヒータ及び前記複数の温度検出部の故障診断を行うことを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、複数のヒータ及び複数の温度検出部の故障診断専用の回路を設けることなく、簡単に複数のヒータ及び複数の温度検出部の故障診断を行うことができる。

本発明の態様によれば、電源電圧の異なる場合においても仕様を共通化でき、かつそれにともなう大型化やコストアップを抑えることができるトイレ装置が提供される。

本発明の実施の形態に係るトイレ装置の外観を例示する斜視図である。本実施形態に係る便座装置の電気的構成を例示する回路図である。本実施形態に係る降圧部の電気的構成を例示する回路図である。本実施形態に係る制御部の制御態様を例示するタイミングチャート図である。本実施形態に係るヒータの温度特性を例示するグラフ図である。本実施形態に係る他の便座装置の電気的構成を例示する回路図である。本実施形態に係る便座装置の動作を例示するフローチャートである。本実施形態に係る便座装置の他の動作を例示するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係るトイレ装置の外観を例示する斜視図である。
図１に表したように、トイレ装置１０は、洋式腰掛便器８００（以下、便器８００と称す）と、その上に設けられた便座装置１００と、を備える。

便器８００は、ボウル部８１０を有する。ボウル部８１０は、便器８００の上部に設けられる。ボウル部８１０は、便器８００の上面８００ａよりも凹んだ凹状である。ボウル部８１０は、使用者から排泄された汚物や尿などを受ける。また、ボウル部８１０は、内部に水を貯留し、排水管から悪臭や害虫類などが室内に侵入することを防ぐ。

便座装置１００は、本体部４００と、便座２００と、便蓋３００と、を有する。便座２００と便蓋３００とは、本体部４００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。図１は、便座２００と便蓋３００とが、開いた状態を表している。便蓋３００は、閉じた状態において便座２００の上方を覆う。なお、便蓋３００は、必ずしも設けられていなくてもよい。

便座装置１００は、衛生洗浄機能と、局部乾燥機能と、便座暖房機能と、を有する。衛生洗浄機能は、便座２００に座った使用者の「おしり」などを洗浄する機能である。局部乾燥機能は、便座２００に座った使用者の「おしり」などに温風を吹き付けることにより、衛生洗浄によって濡れた「おしり」などを乾燥させる機能である。便座暖房機能は、便座２００の着座面を適温に温める機能である。

衛生洗浄機能では、例えば、使用者のスイッチ操作などに応じて本体部４００から吐水ノズル（図示せず）を便器８００のボウル部８１０内に進出させる。そして、吐水ノズルの先端付近に設けられた吐水口から水を噴射する。これにより、使用者の「おしり」などを洗浄することができる。また、衛生洗浄機能では、冷水のみならず、ヒータによって加熱した温水を吐水口から噴射することもできる。

ここで、本願明細書においては、便座２００に座った使用者からみて上方を「上方」とし、便座２００に座った使用者からみて下方を「下方」とする。また、開いた状態の便蓋３００に背を向けて便座２００に座った使用者からみて前方を「前方」とし、便座２００に座った使用者からみて後方を「後方」とする。また、後方を向いて便器８００の前に立った使用者からみて右側を「右側方」とし、後方を向いて便器８００の前に立った使用者からみて左側を「左側方」とする。

本体部４００は、便器８００の上部後方に設置される。本体部４００の前面は、ボウル部８１０の開口端の形状に沿って凹状に湾曲した湾曲凹面４０２を有する。湾曲凹面４０２の左右には、ボウル部８１０の開口端に沿って前方に向けて延出した延出部４０４が設けられている。湾曲凹面４０２は、その中央付近が高く、左右の延出部４０４に近づくにしたがって次第に低くなる形状を有する。

湾曲凹面４０２の中央には、ノズルダンパー４６０と温風ダンパー４７０とが設けられている。ノズルダンパー４６０は、吐水ノズルを進出及び後退させる開口部を覆う閉止部材である。温風ダンパー４７０は、ノズルダンパー４６０の右側に並べて配置されている。温風ダンパー４７０は、局部乾燥用の温風の吹出口を覆う閉止部材である。ノズルダンパー４６０及び温風ダンパー４７０は、例えば、本体部４００に回動自在に支持されている。

ノズルダンパー４６０は、例えば、支持軸を中心に回転することにより、開口部を覆う閉じ位置と、開口部を露出させる開き位置との間で移動する。ノズルダンパー４６０は、衛生洗浄機能を実行していない待機状態において、閉じ位置に保持される。そして、ノズルダンパー４６０は、衛生洗浄機能の実行によって吐水ノズルが進出する際に、開き位置に移動する。

温風ダンパー４７０は、例えば、支持軸を中心に回転することにより、吹出口を覆う閉じ位置と、吹出口を露呈させる開き位置との間で移動する。温風ダンパー４７０は、局部乾燥機能を実行していない待機状態において、閉じ位置に保持される。そして、温風ダンパー４７０は、局部乾燥機能の実行によって使用者の「おしり」などに温風を吹き付ける際に、開き位置に移動する。

図２は、本実施形態に係る便座装置の電気的構成を例示する回路図である。
図２に表したように、便座装置１００は、制御部５００と、ヒータ回路部５１０と、制御系電源部５２０と、ヒータ系電源部５３０と、記憶部５４０と、電源端子５５０と、を有する。

制御部５００は、記憶部５４０と電気的に接続されている。記憶部５４０には、例えば、便座装置１００を制御するための各種のプログラムやデータが記憶されている。制御部５００は、記憶部５４０からプログラムやデータを読み出し、逐次処理を行うことにより、便座装置１００の各部を統括的に制御する。記憶部５４０には、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置が用いられる。

電源端子５５０は、例えば、家庭用のコンセントに着脱自在に挿し込まれるプラグである。便座装置１００には、電源端子５５０を介して商用電源ＣＰＳ（供給電源）から交流の電力が供給される。商用電源ＣＰＳの電圧の実効値は、例えば、１００Ｖや２００Ｖなどである。なお、便座装置１００に供給される交流電力は、例えば、自家発電機から供給される交流電力などでもよい。便座装置１００の電源は、交流電力を出力可能な交流電源であればよい。

ヒータ回路部５１０は、温水ヒータ５１１と、温風ヒータ５１２と、便座ヒータ５１３と、温水用スイッチング素子５１４と、温風用スイッチング素子５１５と、便座用スイッチング素子５１６と、温水用サーミスタ５１７と、温風用サーミスタ５１８と、便座用サーミスタ５１９と、を有する。

温水ヒータ５１１は、衛生洗浄の際に用いられる温水を生成するためのヒータである。温水ヒータ５１１は、例えば、タンクに一時的に貯留された洗浄水を加熱することにより、衛生洗浄用の温水を生成する。温水ヒータ５１１には、例えば、セラミックヒータやシーズヒータなどが用いられる。温水ヒータ５１１の容量は、例えば、１２００Ｗである。

温風ヒータ５１２は、局部乾燥の際に用いられる温風を生成するためのヒータである。温風ヒータ５１２は、例えば、ファンと吹出口との間に配置され、ファンから吹き出された風を加熱することにより、局部乾燥用の温風を生成する。温風ヒータ５１２には、例えば、ニクロム線ヒータなどが用いられる。温風ヒータ５１２の容量は、例えば、３５０Ｗである。

便座ヒータ５１３は、便座２００を加熱して便座暖房機能を実現するためのヒータである。便座ヒータ５１３には、例えば、チュービングヒータや面状ヒータなどが用いられる。便座ヒータ５１３の容量は、例えば、５００Ｗである。

このように、便座装置１００（トイレ装置１０）には、被加熱物を加熱するための複数のヒータ５１１〜５１３が設けられる。被加熱物とは、例えば、衛生洗浄用の洗浄水、局部乾燥用の風、及び、便座２００などである。便座装置１００に設けられるヒータは、上記に限らない。例えば、室温調節用の温風を生成するためのヒータを設けてもよい。また、便座暖房機能を実現するためのヒータにおいて、便座２００の着座面の温度を連続的に上昇させる急速加熱用のヒータと、便座２００の着座面の温度を所定の温度範囲内に保つ保温加熱用のヒータと、を設けてもよい。

温水用スイッチング素子５１４は、温水ヒータ５１１に対して直列に接続される。温水用スイッチング素子５１４は、温水ヒータ５１１に対して電力を供給する供給状態（オン状態）と、電力を供給しない非供給状態（オフ状態）と、の切り替えに用いられる。換言すると、供給状態は、通電状態であり、非供給状態は、非通電状態である。

温風用スイッチング素子５１５は、温風ヒータ５１２に対して直列に接続される。温風用スイッチング素子５１５は、温風ヒータ５１２に対して電力を供給している供給状態と、電力を供給していない非供給状態と、の切り替えに用いられる。

便座用スイッチング素子５１６は、便座ヒータ５１３に対して直列に接続される。便座用スイッチング素子５１６は、便座ヒータ５１３に対して電力を供給している供給状態と、電力を供給していない非供給状態と、の切り替えに用いられる。

各スイッチング素子５１４〜５１６（複数のヒータ用スイッチング素子）は、制御部５００と電気的に接続されている。各スイッチング素子５１４〜５１６の供給状態と非供給状態との間の切り替えは、制御部５００によって制御される。各スイッチング素子５１４〜５１６は、制御部５００から入力される制御信号に基づいて供給状態と非供給状態とを切り替える。各スイッチング素子５１４〜５１６には、例えば、機械式のリレーや半導体スイッチなどが用いられる。

各ヒータ５１１〜５１３及び各スイッチング素子５１４〜５１６は、例えば、交流１００Ｖ（実効値）の商用電源ＣＰＳに応じた仕様で設計される。

温水用サーミスタ５１７は、温水ヒータ５１１によって加熱された温水の温度を検出する。温風用サーミスタ５１８は、温風ヒータ５１２によって加熱された温風の温度を検出する。便座用サーミスタ５１９は、便座２００の温度を検出する。各サーミスタ５１７〜５１９は、各ヒータ５１１〜５１３の被加熱物の温度を検出するための温度検出部である。各サーミスタ５１７〜５１９は、制御部５００と電気的に接続されている。各サーミスタ５１７〜５１９は、被加熱物の温度の検出信号を制御部５００に出力する。制御部５００は、入力された検出信号に基づいて、各被加熱物の温度を判定する。これにより、制御部５００が、各被加熱物の温度の情報を得ることができる。なお、各被加熱部の温度の検出は、サーミスタに限ることなく、例えば、熱電対や放射温度計などの他の温度センサでもよい。

制御系電源部５２０は、フィルタ回路５２１と、整流回路５２２と、２４Ｖ電源回路５２３と、５Ｖ電源回路５２４と、を有する。

フィルタ回路５２１は、電源端子５５０と電気的に接続されている。フィルタ回路５２１は、商用電源ＣＰＳから供給される交流電圧に含まれるノイズを除去し、ノイズ除去後の交流電圧を整流回路５２２に出力する。

整流回路５２２は、例えば、全波整流回路である。整流回路５２２は、フィルタ回路５２１から出力された交流電圧を全波整流し、全波整流後の電圧を２４Ｖ電源回路５２３に出力する。なお、整流回路５２２は、例えば、半波整流回路などでもよい。

２４Ｖ電源回路５２３は、整流回路５２２から出力された電圧の平滑と、降圧と、を行うことにより、全波整流後の電力から２４Ｖの絶対値の直流電力を生成する。

５Ｖ電源回路５２４は、２４Ｖ電源回路５２３に電気的に接続されている。５Ｖ電源回路５２４は、２４Ｖ電源回路５２３から出力された直流電力を降圧し、５Ｖの絶対値の直流電力を生成する。５Ｖ電源回路５２４は、例えば、制御部５００及び記憶部５４０と電気的に接続されている。制御部５００及び記憶部５４０は、例えば、５Ｖ電源回路５２４から供給される５Ｖの直流電圧で駆動される。

２４Ｖ電源回路５２３には、２４Ｖの直流電圧で駆動される２４Ｖ負荷５２５が電気的に接続されている。２４Ｖ負荷５２５は、例えば、衛生洗浄用の吐水ノズルを進退させるための駆動モータや、便器８００を除菌洗浄するための電解水を生成する電解水生成装置などである。

ヒータ系電源部５３０は、フィルタ回路５３１と、整流部５３２と、降圧部５３３と、を有する。

フィルタ回路５３１は、電源端子５５０と電気的に接続されている。フィルタ回路５３１は、例えば、制御系電源部５２０のフィルタ回路５２１と並列に接続される。フィルタ回路５３１は、商用電源ＣＰＳから供給される交流電圧に含まれるノイズを除去し、ノイズ除去後の交流電圧を整流部５３２に出力する。

整流部５３２は、例えば、全波整流回路である。整流部５３２は、フィルタ回路５３１から出力された交流電圧を全波整流し、全波整流後の電圧を降圧部５３３に出力する。なお、整流部５３２は、例えば、半波整流回路などでもよい。

降圧部５３３は、整流部５３２から出力された脈流の電圧を降圧する。降圧部５３３は、例えば、整流部５３２から入力された脈流の電圧の実効値を低下させる。そして、降圧部５３３は、降圧後の電力をヒータ回路部５１０に供給する。また、降圧部５３３は、信号線５３４を介して制御部５００と電気的に接続されている。降圧部５３３は、制御部５００から入力される制御信号に基づいて降圧を行う。降圧部５３３は、例えば、整流部５３２から入力された電圧を制御信号に応じた実効値の電圧に降圧する。

制御部５００は、例えば、整流部５３２から出力される電圧を、各ヒータ５１１〜５１３及び各スイッチング素子５１４〜５１６の仕様に応じた電圧に降圧させる。例えば、交流２００Ｖ（実効値）の商用電源ＣＰＳである場合、制御部５００は、整流部５３２から出力される２００Ｖの電圧の脈流を、１００Ｖの脈流に降圧させる制御信号を降圧部５３３に入力する。これにより、例えば、商用電源ＣＰＳの電圧によらず、ヒータ回路部５１０の仕様を交流１００Ｖの仕様に統一することができる。例えば、交流１００Ｖ系の商用電源ＣＰＳの国や地域で販売される製品と、交流２００Ｖ系の商用電源ＣＰＳの国や地域で販売される製品と、の間で、ヒータ回路部５１０の仕様を共通化することができる。

ヒータ系電源部５３０と電源端子５５０との間には、コネクタ５３５及びコネクタ５３６が設けられている。コネクタ５３６は、コネクタ５３５に着脱自在に取り付けられる。そして、コネクタ５３６は、コネクタ５３５に取り付けられた状態において、コネクタ５３５と電気的に接続される。フィルタ回路５３１は、コネクタ５３５及びコネクタ５３６を介して電源端子５５０と電気的に接続される。ヒータ系電源部５３０とヒータ回路部５１０との間には、コネクタ５３７及びコネクタ５３８が設けられている。コネクタ５３８は、コネクタ５３７に着脱自在に取り付けられる。そして、コネクタ５３８は、コネクタ５３７に取り付けられた状態において、コネクタ５３７と電気的に接続される。降圧部５３３は、コネクタ５３７及びコネクタ５３８を介して各ヒータ５１１〜５１３と電気的に接続される。また、コネクタ５３８は、コネクタ５３５に着脱自在に取り付けられる。コネクタ５３８は、コネクタ５３５に取り付けられた状態において、コネクタ５３５と電気的に接続される。この場合、ヒータ回路部５１０が、電源端子５５０と直接電気的に接続される。

ヒータ系電源部５３０は、例えば、ユニット化され、各コネクタ５３５〜５３８の接続により、便座装置１００に対して容易に着脱できるように構成される。交流１００Ｖ系の商用電源ＣＰＳの国や地域で販売される製品において、ヒータ系電源部５３０は、必ずしも必要ではない。そこで、１００Ｖ系の商品においては、ヒータ系電源部５３０を省略する。これにより、ヒータ回路部５１０の仕様を共通化しつつ、１００Ｖ系の商品における製造工程の増加やコストアップを抑えることができる。

図３は、本実施形態に係る降圧部の電気的構成を例示する回路図である。
図３に表したように、降圧部５３３は、例えば、降圧用スイッチング素子５６０と、ダイオード５６１と、インダクタ５６２と、コンデンサ５６３と、を有する。

降圧用スイッチング素子５６０は、整流部５３２と電気的に接続される。整流部５３２は、例えば、４つのダイオード５３２ｄを組み合わせて構成されるブリッジ回路である。降圧用スイッチング素子５６０には、例えば、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴなどが用いられる。以下、この例では、降圧用スイッチング素子５６０をＩＧＢＴとして説明を行う。

降圧用スイッチング素子５６０のコレクタ端子は、整流部５３２の出力端と電気的に接続される。降圧用スイッチング素子５６０のエミッタ端子は、ダイオード５６１と電気的に接続される。ダイオード５６１は、降圧用スイッチング素子５６０のエミッタ端子に直列に接続される。降圧用スイッチング素子５６０のゲート端子は、信号線５３４と電気的に接続される。

インダクタ５６２は、ダイオード５６１に対して並列に接続される。インダクタ５６２は、いわゆるチョークコイルである。コンデンサ５６３は、インダクタ５６２に直列に接続される。

この降圧部５３３では、信号線５３４を介して降圧用スイッチング素子５６０のゲート端子に制御信号（電圧パルス信号）を印加し、降圧用スイッチング素子５６０のオン・オフを切り替える。これにより、整流部５３２からの入力電圧よりも低い電圧の脈流が、コンデンサ５６３の両端に表れる。すなわち、この例において、降圧部５３３は、いわゆる降圧チョッパ回路である。このように、降圧部５３３は、降圧用スイッチング素子５６０のオン・オフにより、整流部５３２の整流出力を降圧して各ヒータ５１１〜５１３に供給する。降圧部５３３の回路構成は、これに限定されない。降圧部５３３は、降圧用スイッチング素子５６０のオン・オフによって電圧を低下させることが可能な任意の回路を採用することができる。

制御部５００は、例えば、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流の商用電源ＣＰＳから生成される全波整流波に対し、２５ｋＨｚのパルス信号を制御信号として降圧用スイッチング素子５６０のゲート端子に入力し、降圧用スイッチング素子５６０をスイッチングさせる。そして、制御部５００は、制御信号のデューティ比を制御する。これにより、降圧部５３３から出力される脈流の電圧を制御信号に応じた値に制御することができる。なお、制御信号の周波数は、商用電源ＣＰＳの周波数よりも高い任意の値でよい。

前述のように、各ヒータ５１１〜５１３及び各スイッチング素子５１４〜５１６は、１００Ｖ系の仕様に設計される。このため、制御部５００は、例えば、降圧部５３３から出力される脈流の電圧の実効値を１００Ｖ以下に制御する。

各ヒータ５１１〜５１３は、例えば、降圧部５３３のコンデンサ５６３に対して並列に接続される。温水用スイッチング素子５１４は、温水ヒータ５１１と降圧部５３３との間に設けられる。温風用スイッチング素子５１５は、温風ヒータ５１２と降圧部５３３との間に設けられる。便座用スイッチング素子５１６は、便座ヒータ５１３と降圧部５３３との間に設けられる。これにより、各スイッチング素子５１４〜５１６のオン・オフを切り替えることで、各ヒータ５１１〜５１３への電力の供給及び供給の停止を制御することができる。

制御部５００は、例えば、電源投入時（イニシャル時）または待機中において、商用電源ＣＰＳの電圧を判別する電源電圧判別動作を実行する。電源電圧判別動作において、制御部５００は、所定のデューティ比の制御信号を降圧用スイッチング素子５６０に出力するとともに、各スイッチング素子５１４〜５１６の少なくともいずれか１つをオンにすることにより、所定の判別期間の間、各ヒータ５１１〜５１３の少なくともいずれか１つに対して通電を行う。

判別期間は、予め設定される任意の時間である。判別期間は、例えば、数十秒程度である。電源電圧判別動作において降圧用スイッチング素子５６０に出力される制御信号のデューティ比は、例えば、５０％以下であることが好ましい。これにより、例えば、１００Ｖ用の各ヒータ５１１〜５１３に２００Ｖなどの過大な電圧が印加され、過電流が流れてしまうことなどを抑えることができる。便座ヒータ５１３は、比較的容量が小さく、駆動時の動作音も小さい。このため、電源電圧判別動作には、便座ヒータ５１３を用いることが好ましい。以下では、電源電圧判別動作に用いるヒータを便座ヒータ５１３として説明を行う。

制御部５００は、便座ヒータ５１３に対して通電を行う際に、便座用サーミスタ５１９からの検出信号を基に、便座２００の温度の情報を取得する。便座２００の温度情報は、例えば、判別期間におおける温度変化の履歴を連続的に取得してもよいし、通電開始時の温度と通電終了時の温度のみを取得してもよい。すなわち、便座２００の温度情報は、開始時と終了時との温度変化の傾きが少なくとも把握できればよい。

制御部５００は、記憶部５４０にアクセスし、記憶部５４０に予め記憶されている昇温データ５４２（図２参照）を読み出す。昇温データ５４２は、例えば、便座ヒータ５１３（電源電圧判別動作に用いられるヒータ）の昇温特性を表す。昇温データ５４２には、例えば、便座ヒータ５１３に対して判別期間と同じ時間だけ通電を行ったときの、便座２００の温度と便座ヒータ５１３の消費電力とが関連付けられている。制御部５００は、例えば、便座用サーミスタ５１９から取得した便座２００の温度の情報を基に昇温データ５４２を参照することにより、判別期間において便座ヒータ５１３で消費された電力（所定期間の消費電力）の情報を検出する。

制御部５００は、例えば、記憶部５４０に予め記憶されている便座ヒータ５１３の抵抗値の情報を読み出す。そして、制御部５００は、消費電力の情報と抵抗値の情報とを基に、Ｐ＝Ｖ^２／Ｒの関係式から、判別期間において便座ヒータ５１３に入力された電圧値を求める。便座ヒータ５１３に入力された電圧は、降圧部５３３からの出力電圧と等しい。そこで、制御部５００は、便座ヒータ５１３に入力された電圧値の情報と、判別動作時のデューティ比と、を基に、Ｖｉｎ＝Ｖｏｕｔ／α（αはデューティ比）の降圧回路の原理式から商用電源ＣＰＳの電圧値を求める。これにより、商用電源ＣＰＳの電圧を検出することができる。すなわち、この例においては、制御部５００が、商用電源ＣＰＳの電圧を検出する電圧検出手段として機能する。

制御部５００は、各ヒータ５１１〜５１３に対して通電を行う際に、電源電圧判別動作で判別した商用電源ＣＰＳの電圧の情報を基に、降圧用スイッチング素子５６０のゲート端子に入力する制御信号のデューティ比を決定する。これにより、降圧部５３３から出力される脈流の電圧の実効値を１００Ｖ以下に制御することができる。

図４（ａ）〜図４（ｆ）は、本実施形態に係る制御部の制御態様を例示するタイミングチャート図である。
図４（ａ）の縦軸は、降圧部５３３に入力される電流（Ａ）である。
図４（ｂ）の縦軸は、ヒータ回路部５１０に流れる電流（Ａ）である。
図４（ｃ）の縦軸は、便座ヒータ５１３に流れる電流（Ａ）である。
図４（ｄ）の縦軸は、温風ヒータ５１２に流れる電流（Ａ）である。
図４（ｅ）の縦軸は、温水ヒータ５１１に流れる電流（Ａ）である。
図４（ｆ）の縦軸は、電圧（Ｖ）である。
図４（ｆ）において、実線は、降圧部５３３に入力される入力電圧であり、破線は、降圧部５３３から出力される出力電圧である。
図４（ａ）〜図４（ｆ）の横軸は、時間（秒）である。

図４（ａ）〜図４（ｆ）に表したように、制御部５００は、各ヒータ５１１〜５１３を同時に駆動することを要求された場合、商用電源ＣＰＳの半波期間ＨＷＰ毎に各スイッチング素子５１４〜５１６をオン・オフし、半波期間ＨＷＰにおける電力が所定値を超えないようにパターン制御を行う。制御部５００は、例えば、１つの半波期間ＨＷＰにおいて各ヒータ５１１〜５１３によって消費される電力の和を１５００Ｗ以下に抑える。この例では、１つの半波期間ＨＷＰにおいて、各スイッチング素子５１４〜５１６のうちのいずれか１つをオンにし、残りをオフにする。そして、例えば、温水用スイッチング素子５１４、温風用スイッチング素子５１５、便座用スイッチング素子５１６の順にオンし、これを順次繰り返すように制御を行う。

このように、制御部５００は、降圧用スイッチング素子５６０を所定のデューティ比でオン・オフさせるとともに、所定のオン・オフ単位毎に各スイッチング素子５１４〜５１６をオン・オフさせることにより、各ヒータ５１１〜５１３へ供給する電力を制御する。この例では、半波期間ＨＷＰが、各スイッチング素子５１４〜５１６のオン・オフ単位である。オン・オフ単位は、これに限ることなく、任意の期間でよい。オン・オフ単位は、例えば、商用電源ＣＰＳの１周期（全波）としてもよい。

上記のようにパターン制御を行うことにより、各ヒータ５１１〜５１３による加熱を同時に行うことができ、かつ降圧部５３３の仕様を１５００Ｗ以下に抑えることができる。例えば、降圧用スイッチング素子５６０の耐圧を１５００Ｗを出力するために必要とされる耐圧以下に抑えることができる。この例では、１つの半波期間ＨＷＰにおいて消費される電力の最大値は、温水ヒータ５１１を駆動したときの１２００Ｗである。従って、この例では、降圧用スイッチング素子５６０の耐圧を１２００Ｗを出力するために必要とされる耐圧以下に抑えることができる。

また、上記のパターン制御では、１つの降圧部５３３を設ければよく、かつ降圧部５３３の仕様も１５００Ｗ以下に抑えることができる。これにより、降圧部５３３の大型化を抑えることができる。従って、降圧部５３３を設け、ヒータ回路部５１０の仕様の共通化を図る場合においても、降圧部５３３の追加にともなうトイレ装置１０の大型化やコストアップを抑えることができる。さらには、コンセントから供給できる出力定格の規格にも適合できる。

制御部５００は、上記のパターン制御を行う際に、各ヒータ５１１〜５１３への供給電圧が所定値以下になるように、降圧用スイッチング素子５６０のスイッチングを制御する。制御部５００は、例えば、各ヒータ５１１〜５１３への供給電圧が所定値以下で一定になるように、降圧用スイッチング素子５６０のスイッチングを制御する。例えば、５０Ｖ（実効値）や１００Ｖ（実効値）で一定になるように、制御を行う。このように、目標値（センター値）を設定することにより、パターン制御をし易くすることができる。なお、目標値は、各ヒータ５１１〜５１３の駆動条件などに応じて変更できるようにしてもよい。

制御部５００は、例えば、各ヒータ５１１〜５１３が必要とする電力の値と、電源電圧判別動作で判別した商用電源ＣＰＳの電圧の値と、に応じて、降圧用スイッチング素子５６０のデューティ比を決定する。各ヒータ５１１〜５１３が必要とする電力値の情報は、例えば、記憶部５４０に予め記憶させておけばよい。制御部５００は、決定したデューティ比の制御信号を生成し、降圧用スイッチング素子５６０のゲート端子に出力する。これにより、各ヒータ５１１〜５１３への供給電圧を所定値以下で一定に保つことができる。

図５は、本実施形態に係るヒータの温度特性を例示するグラフ図である。
図５の横軸は、時間（秒）であり、縦軸は、温度（℃）である。
図５は、各ヒータ５１１〜５１３を通電したときの温度特性の一例である。
制御部５００は、各ヒータ５１１〜５１３の通電の開始から目標温度ＴＴに到達するまでの過渡期間においては、上記のように、降圧用スイッチング素子５６０のデューティ比を制御する。すなわち、電源電圧判別動作で判別した商用電源ＣＰＳの電圧を基に、各ヒータ５１１〜５１３への供給電圧が所定値以下で一定になるように制御を行う。ここで、目標温度ＴＴは、例えば、使用者などによって設定される便座２００などの被加熱物の設定温度と同じでもよい。目標温度ＴＴは、オーバーシュート分を見越して設定温度よりも僅かに低く設定してもよい。

一方、制御部５００は、目標温度ＴＴに到達した以降の定常期間においては、各サーミスタ５１７〜５１９の検出信号を基に取得された各被加熱物の温度の情報に基づいて、降圧用スイッチング素子５６０のデューティ比を制御する。

このように、過渡期間中に電源電圧判別動作で判別した商用電源ＣＰＳの電圧を基に、降圧用スイッチング素子５６０のデューティ比を制御することで、過渡期間中の応答遅れを抑え、安定した温度制御が可能となる。出力温度の変動を抑えた信頼性の高い制御を実現できる。

従来のトイレ装置では、商用電源の電圧の異なる国や地域毎に、製品の仕様を変更していた。例えば、電源電圧が１００Ｖの地域用に仕様を設定されているトイレ装置を、電源電圧が２００Ｖの地域で使用した場合、ヒータには商用電源の半波長の電圧を印加する度に定格電力を超える電力が供給されることとなる。そのため、電源電圧が２００Ｖの地域で使用しても定格を超えないヒータに取り替える必要性があり、使用する国や地域に応じてそれぞれ製品の仕様を変更しなければならなかった。

これは、電源電圧が異なる地域毎にヒータ部材を個別に管理することとなり、部材の管理の手間を要する。さらに、製品のモデルチェンジを行う度に、１００Ｖ用及び２００Ｖ用のヒータのユニット評価が必要となり、電源電圧が異なる国への出荷時期にタイムラグが発生してしまう。

また、洗浄水を加熱するヒータに関しては、水が直接使用者に触れることから感電に対する対応として、絶縁性に優れているセラミックヒータを一般的に用いる。その際、１００Ｖ地域で使用するセラミックヒータに対し、２００Ｖ地域で使用するセラミックヒータは通電中に流れる電流のピーク値を抑える必要がある。そこで、ヒータ抵抗値を１００Ｖ用のヒータに比べ約２倍程度大きくする必要がある。セラミックヒータの抵抗値の調整は、例えば、セラミックヒータ内部にある発熱体の導電性部材上に形成するパターンの幅を変えて行う。しかし、抵抗値を大きくするためにはパターンの幅を狭く加工したり、パターン配線長を長くする必要があり、これは印刷加工上非常に歩留まりが良くない。そのため、１００Ｖ用のヒータに比べ、２００Ｖ用のヒータは部材コストが高くなってしまう。

このような課題を解消するための手段として、電圧検出手段によって検出された電圧が所定値以上のときに、スイッチのオン及びオフを商用電源の半波単位で行う方法が考案されている（例えば、特開２００７−３１９４２号公報参照）。

しかし、上記方法は、ヒータの定格を超えない電力値で温度制御は行えるものの、ヒータに流れるピーク電流は１００Ｖ相当時に流れる電流に比べると大きな電流値となり、ヒータの寿命劣化を縮めることに繋がる。

例えば、上記方法のように２００Ｖ地域に１００Ｖ用の抵抗値のヒータを使って１００Ｖ用ヒータと同じ電力を確保したとする。通常、目標電力を１２００Ｗとした時、１００Ｖ地域で１００Ｖ用ヒータを使用する場合であれば流れる電流ピークは１７Ａとなる(１２Ａｒｍｓ×√２＝１７Ａ)。

しかし、２００Ｖ地域で１００Ｖ用ヒータを使って上記方法に従い１２００Ｗを確保しようとすると、電流のピークは２５Ａ程度となってしまう。これは、ヒータの過渡的な異常発熱に繋がり断線に至る可能性がある。セラミックヒータに関しては、パターンの剥離やクラックにも繋がる可能性がある。また、１００Ｖ地域と２００Ｖ地域において制御パターンを変える必要があるため、ヒータの制御仕様も異なってしまう。

このように、上記の方法は、異なる電源電圧の国に出荷するトイレ装置において、ヒータの共通化及び、ヒータ制御仕様の共通化に向けた解決手段としては十分とはいえない。

これに対して、本実施形態に係るトイレ装置１０では、例えば、整流部５３２から出力される２００Ｖの電圧の脈流を、降圧部５３３によって１００Ｖの脈流に降圧させることができる。従って、商用電源ＣＰＳの電圧によらず、ヒータ回路部５１０の仕様や制御仕様を交流１００Ｖの仕様に統一することができる。製品の出荷時期に国や地域によってタイムラグが発生することを抑えることができる。また、１００Ｖ用のヒータを用いることが可能となり、部材コストの増加や寿命の劣化などを抑えることもできる。

本実施形態に係るトイレ装置１０では、各ヒータ５１１〜５１３への供給電圧が所定値以下で一定になるように、降圧用スイッチング素子５６０のスイッチングを制御している。上記のようにヒータ負荷の出力電力に応じて、半波単位で降圧回路のオンデューティを制御し、出力電圧を一定に維持する方法として、制御部側にてヒータ通電中の温度センサの検知情報に基づきオンデューティを制御する方法も考えられる。すなわち、入力電圧の情報を記憶させる必要もなく、温度検知の情報と出力したい電力の情報のみで制御する方法である。応答遅れの観点で考えた場合、この方法は、ヒータの出力電力が目標電力に達した後の定常状態においては問題がない。

しかし、ヒータ起動時の過渡期間に関して、上記のように温度センサの検知情報に基づきながらオンデューティを調整する方法では応答性に問題が生じる。温度センサの反応遅れや電子部品の応答性を考えると、過渡期間中にこのフィードバック方法は成立しない。このため、精度良く電力の調整が出来ず、出力温度が安定しない。

そこで、ヒータ起動時において、目標温度に到達するまでの過渡期間中に必要な電力を出力するためには、予めどの程度のオンデューティで降圧回路を制御させれば良いか、制御部側として記憶させておく必要がある。もしくは、制御部を介さずに、ハード的にフィードバック回路を搭載してもよい。例えば、降圧部の出力電圧を監視させておき、出力負荷が変動しても狙いの出力電圧になるように降圧部のオンデューティを制御するようなフィードバック回路を構成する。しかし、一般的に２次側制御部(２４Ｖ系や５Ｖ系)に使用するフィードバック回路の部品スペックでは耐圧が足りないため(出力電圧はピーク１４１Ｖまで上昇する)、高耐圧の部品が必要となる。そのために、コストアップやスペースアップに繋がるという課題がある。

また、ヒータの電力制御を行う際、全波整流波形による制御の方が、直流波形による制御などよりも容易である。このため、出力電圧の波形としては、全波整流波形が好ましい。しかし、全波整流波形を基準電圧として用意する回路構成が必要となり、フィードバック回路の基準電圧回路の構成が複雑になる。

例えば、出力電圧を平滑して制御する仕様であれば、フィードバック回路に使う基準電圧回路も直流電圧を生成する構成にすればよい。例えば、1次側のスイッチング電源のトランスの整流化した補助巻き電圧を分圧するだけで済む。しかし、平滑した電圧をヒータに供給する仕様の場合、商用電源ＣＰＳの電圧波形がゼロクロスを通るタイミングに応じてヒータへ電流を通電することが出来なくなる。すなわち、出力電圧が平滑化されているため、０Ｖに落ち込まないことから、ヒータへの電流は、ヒータに掛かる電圧が高い状態から電流を流すことになる。これは、電流立ち上がりが急峻となりノイズや高調波の観点から望ましくない。このような事情より、ハード的にフィードバック回路を用意することは望ましくない。

そこで、出力電圧を監視させるフィードバック回路の構成ではなく、電源電圧をハード的に判別する方法が考案されている（例えば、特開２００７−１１０８３９号公報参照）。しかし、この文献の回路は、所定の閾値を超えたか超えないかで入力電圧を１００Ｖと２００Ｖとで区別する構成であり、入力電圧をアナログ的に判別することは難しい。厳密に、電源電圧の値を知ることが出来ない。よって、この方法を適用しても、降圧部を精度良く制御することは難しい。

そこで、電源電圧を判別する専用の回路を用いず、電源電圧を判別する方法として、２次側の負荷の電力供給用のスイッチング電源のスイッチングデューティを検出し、電源電圧を判別する方法が考案されている（例えば、特開２００９−２０５２９９号公報参照）。

しかしながら、この方法も、結果的にスイッチングデューティを検出するデューティ検出部を用意する必要がありコスト、スペースを必要としてしまう。また、製品工場にて、製品出荷時にマイコンのＥＥＰＲＯＭに検査機側から出荷地域の電源電圧情報を記憶させる方法もあるが、製造工程の時間を延ばしてしまうことになる。

これに対して、本実施形態に係るトイレ装置１０では、上記のように電源電圧判別動作を行うことによって商用電源ＣＰＳの電圧を判別している。このように、トイレ装置１０として、電源電圧を判別する診断制御を事前に行うことで、電源電圧を判別する専用の回路を使用せずに、電源電圧を判別することが可能となる。

その結果、ヒータ起動時においても、目標温度ＴＴに到達するまでの過渡期間中に必要な電力を出力するために、どれだけのデューティ比の制御信号を降圧用スイッチング素子５６０に出力すれば良いのか、ヒータへの通電により得られるサーミスタの情報を頼らずに制御部５００側で認識させることが出来る。その結果、起動時においても適切な出力電力を過渡期間中に出力させることが可能となる。

従って、過渡期間中に精度良い適切な電力を出力でき、目標温度到達後のオーバーシュート(起動時の温度ハンチング)の懸念や応答性の心配を抑制することができる。また、製品工場出荷時に基板上でＥＥＰＲＯＭなどに検査機側から出荷国の電源電圧情報を書き込む工程なくすことが可能となり、製造工程時間を短くすることもできる。

図６は、本実施形態に係る他の便座装置の電気的構成を例示する回路図である。
図６に表したように、この例における便座装置１１０は、故障を報知するための報知手段としてのＬＥＤ表示部５４４をさらに備える。ＬＥＤ表示部５４４は、ＬＥＤを点灯・消灯させることにより、光によって使用者などに故障の報知を行う。ＬＥＤ表示部５４４は、例えば、制御部５００と電気的に接続されている。ＬＥＤ表示部５４４は、例えば、制御部５００からの指示に応じて故障の報知及び報知の停止を実行する。

ＬＥＤ表示部５４４は、例えば、複数のＬＥＤを有し、点灯させるＬＥＤに応じて便座装置１１０の故障箇所を使用者などに報知できるように構成されている。ＬＥＤ表示部５４４は、例えば、降圧部５３３、各ヒータ５１１〜５１３、及び、各サーミスタ５１７〜５１９などの故障を報知する。この場合、便座装置１１０は、各部の故障を報知するための複数の報知手段を備えていると言うこともできる。なお、報知手段は、例えば、文字情報を表示して報知を行う液晶パネルなどでもよいし、音声を出力して報知を行うスピーカなどでもよい。報知手段は、使用者、清掃業者、及び、メンテナンス業者などに対して故障の報知が可能な任意の手段でよい。

図７は、本実施形態に係る便座装置の動作を例示するフローチャートである。
図７は、便座装置１１０における電源電圧判別動作を例示する。
図７に表したように、便座装置１１０の制御部５００は、電源電圧判別動作を開始すると、まず５０％のデューティ比の制御信号を降圧用スイッチング素子５６０に出力する（ステップＳ１０１）。

制御部５００は、制御信号の出力とともに、便座用スイッチング素子５１６をオンにすることにより、判別期間の間、便座ヒータ５１３に対して通電を行う（ステップＳ１０２）。また、制御部５００は、便座用サーミスタ５１９からの検出信号を基に、判別期間中における便座２００の温度の情報を取得する。

制御部５００は、判別期間の経過とともに、便座用スイッチング素子５１６をオフし、便座ヒータ５１３に対する通電を停止する。そして、制御部５００は、便座２００の温度の情報を基に昇温データ５４２を参照することにより、判別期間において便座ヒータ５１３で消費された電力の情報を取得する（ステップＳ１０３）。

制御部５００は、便座ヒータ５１３の消費電力の情報と抵抗値の情報とを基に、判別期間において降圧部５３３から便座ヒータ５１３に出力された電圧を演算する（ステップＳ１０４）。そして、制御部５００は、便座ヒータ５１３に出力された電圧値の情報と、判別動作時のデューティ比と、を基に、商用電源ＣＰＳの電圧値を演算する（ステップＳ１０５）。

この例において、制御部５００は、上記の処理をデューティ比を変化させて複数回実施する。例えば、取得した商用電源ＣＰＳの電圧値を基に、判別期間中に便座ヒータ５１３で消費される電力が所定の値となるデューティ比を演算し、そのデューティ比に応じた商用電源ＣＰＳの電圧値を新たに取得する。これを複数回繰り返す。なお、商用電源ＣＰＳの電圧値を取得する回数、及び、設定するデューティ比は、任意でよい。

制御部５００は、商用電源ＣＰＳの電圧値を取得した後、予め決められた全てのデューティ比における商用電源ＣＰＳの電圧値が取得されたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。制御部５００は、取得されていないと判定した場合、制御信号のデューティ比を変更する（ステップＳ１０７）。そして、上記ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の処理を繰り返し、変更後のデューティ比における商用電源ＣＰＳの電圧値を取得する。これにより、制御部５００は、予め決められた回数の商用電源ＣＰＳの電圧値を取得する。

制御部５００は、決められた回数の商用電源ＣＰＳの電圧値を取得した後、降圧部５３３が正常か否かを判定する故障診断を行う（ステップＳ１０８）。制御部５００は、例えば、デューティ比の変更時に予測した便座ヒータ５１３の消費電力と、デューティ比の変更後に取得した便座ヒータ５１３の消費電力と、が整合している場合に、降圧部５３３が正常であると判定する。そして、整合していない場合に、降圧部５３３に故障の可能性があると判定する。ここで、整合していない場合とは、例えば、診断した結果、電源電圧が２２０Ｖであると判別し、２２０Ｖに応じたヒータ制御を実施するも、温度上昇の特性が予め記憶している温度上昇−消費電力の関係性と合わない場合である。

制御部５００は、正常と判定した場合、使用者からの指示などに応じて前述のように各ヒータ５１１〜５１３の加熱制御を行う。例えば、電源電圧判別動作で判別した商用電源ＣＰＳの電圧の情報を基に、降圧用スイッチング素子５６０の制御信号のデューティ比を決定し、各ヒータ５１１〜５１３の通電を行う。

一方、制御部５００は、故障の可能性があると判定した場合、ＬＥＤ表示部５４４に指示を出力し、降圧部５３３の故障の可能性の報知をＬＥＤ表示部５４４に実行させる（ステップＳ１０９）。これにより、降圧部５３３の故障の可能性を使用者などに報知することができる。例えば、降圧部５３３が故障した状態での使用を抑制することができる。

また、制御部５００は、故障の可能性があると判定している間は、各スイッチング素子５１４〜５１６をオフ状態にする（ステップＳ１１０）。これにより、降圧部５３３が故障している状況での各ヒータ５１１〜５１３の通電を抑制することができる。例えば、各ヒータ５１１〜５１３に過電流が流れてしまうことなどを抑制することができる。

なお、ステップＳ１０９とステップＳ１１０との順番は、入れ替え可能である。すなわち、各スイッチング素子５１４〜５１６をオフ状態にした後に、報知を行ってもよい。また、ステップＳ１０９とステップＳ１１０とは、図７に表したように両方を実施してもよいし、どちらか一方のみを実施してもよい。

図８は、本実施形態に係る便座装置の他の動作を例示するフローチャートである。
図８は、便座装置１１０の他の電源電圧判別動作を例示する。
この例では、便座装置１１０の制御部５００が、各ヒータ５１１〜５１３のそれぞれに基づいて商用電源ＣＰＳの電圧値を判別する動作を実施し、商用電源ＣＰＳの電圧値を複数回取得する。

図８に表したように、便座装置１１０の制御部５００は、まず上記と同様の手順で、便座ヒータ５１３に対して通電を行ったときの商用電源ＣＰＳの電圧値を取得する（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０５）。

次に、制御部５００は、温水用スイッチング素子５１４をオンにし、判別期間の間、温水ヒータ５１１に対して通電を行うことにより、温水ヒータ５１１に対して通電を行ったときの商用電源ＣＰＳの電圧値を取得する（ステップＳ２０６〜ステップＳ２０９）。

次に、制御部５００は、温風用スイッチング素子５１５をオンにし、判別期間の間、温風ヒータ５１２に対して通電を行うことにより、温風ヒータ５１２に対して通電を行ったときの商用電源ＣＰＳの電圧値を取得する（ステップＳ２１０〜ステップＳ２１３）。

制御部５００は、取得した３回分の商用電源ＣＰＳの電圧値を基に、各ヒータ５１１〜５１３及び各サーミスタ５１７〜５１９が正常であるか否かを判定する故障診断を行う（ステップＳ２１４）。制御部５００は、例えば、１つの電源電圧値が、残り２つの電源電圧値に比べて差が大きい（例えば１０Ｖ以上）場合に、その電源電圧値に対応するヒータとサーミスタとの少なくとも一方に故障の可能性があると判定する。

例えば、便座ヒータ５１３を通電したときの電源電圧値が２２０Ｖで、温水ヒータ５１１を通電したときの電源電圧値が２１５Ｖで、温風ヒータ５１２を通電したときの電源電圧値が１６０Ｖであったとする。この場合、制御部５００は、温風ヒータ５１２と温風用サーミスタ５１８との少なくとも一方に故障の可能性があると判定する。なお、３つの電源電圧値のそれぞれの差が所定値以上である場合には、降圧部５３３に故障の可能性があると判定してもよい。

制御部５００は、正常と判定した場合、使用者からの指示などに応じて前述のように各ヒータ５１１〜５１３の加熱制御を行う。

一方、制御部５００は、故障の可能性があると判定した場合、ＬＥＤ表示部５４４に指示を出力し、各ヒータ５１１〜５１３及び各サーミスタ５１７〜５１９の少なくともいずれかの故障の可能性をＬＥＤ表示部５４４に報知させる（ステップＳ２１５）。これにより、各ヒータ５１１〜５１３及び各サーミスタ５１７〜５１９の少なくともいずれかの故障の可能性を使用者などに報知することができる。例えば、故障した状態での使用を抑制することができる。

また、制御部５００は、故障の可能性があると判定している間は、各スイッチング素子５１４〜５１６のうちの、故障の可能性を判定されたヒータに対応するスイッチング素子をオフ状態にする（ステップＳ２１６）。これにより、故障している各ヒータ５１１〜５１３に対して通電してしまうことを抑制することができる。

なお、ステップＳ２１５とステップＳ２１６との順番は、入れ替え可能である。また、ステップＳ２１５とステップＳ２１６とは、図８に表したように両方を実施してもよいし、どちらか一方のみを実施してもよい。

上記実施形態では、降圧用スイッチング素子５６０のオン・オフ制御として、デューティ比を変化させるＰＷＭ制御を示している。降圧用スイッチング素子５６０のオン・オフ制御は、これに限ることなく、例えば、周波数を変化させるＰＦＭ制御でもよい。または、デューティ比と周波数との双方を変化させてもよい。すなわち、制御部５００は、降圧用スイッチング素子５６０のデューティ比及び周波数の少なくとも一方を制御すればよい。

また、上記実施形態では、降圧用スイッチング素子５６０のゲート端子に対して、制御部５００からパルス信号（制御信号）を入力している。これに限ることなく、例えば、降圧部５３３内でパルス信号を生成し、降圧用スイッチング素子５６０のゲート端子に入力してもよい。この場合には、例えば、オン・オフの開始やデューティ比などを指示するためのデジタル信号などを制御信号として制御部５００から降圧部５３３に入力すればよい。

上記実施形態では、便座装置１００と便器８００とが一体になった一体型のトイレ装置１０を例示している。トイレ装置は、例えば、便器に対して着脱自在に取り付けられる便座装置（いわゆるシート型の便座装置）でもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、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、トイレ装置１０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、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トイレ装置、１００、１１０便座装置、２００便座、３００便蓋、４００本体部、４０２湾曲凹面、４０４延出部、４６０ノズルダンパー、４７０温風ダンパー、５００制御部（電圧検出手段）、５１０ヒータ回路部、５１１〜５１３ヒータ、５１４〜５１６スイッチング素子（ヒータ用スイッチング素子）、５１７〜５１９サーミスタ（温度検出部）、５２０制御系電源部、５２１フィルタ回路、５２２整流回路、５２３２４Ｖ電源回路、５２４５Ｖ電源回路、５２５２４Ｖ負荷、５３０ヒータ系電源部、５３１フィルタ回路、５３２整流部、５３２ｄダイオード、５３３降圧部、５３４信号線、５３５〜５３８コネクタ、５４０記憶部、５４２昇温データ、５４４ＬＥＤ表示部（報知手段）、５５０電源端子、５６０降圧用スイッチング素子、５６１ダイオード、５６２インダクタ、５６３コンデンサ、８００洋式腰掛便器、８００ａ上面、８１０ボウル部

Claims

複数のヒータと、
供給電源から供給される電流を整流する整流部と、
前記整流部と電気的に接続された降圧用スイッチング素子を有し、前記降圧用スイッチング素子のオン・オフにより、前記整流部の整流出力を降圧して前記複数のヒータに供給する降圧部と、
前記降圧部と前記複数のヒータのそれぞれとの間に設けられた複数のヒータ用スイッチング素子と、
前記供給電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記降圧用スイッチング素子を所定のデューティ比及び所定の周波数でオン・オフさせるとともに、所定のオン・オフ単位毎に前記複数のヒータ用スイッチング素子をオン・オフさせることにより、前記複数のヒータへ供給する電力を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記複数のヒータが必要とする電力の値と、前記電圧検出手段により検出された前記供給電源の電圧の値と、に応じて、前記複数のヒータへの供給電圧が所定値以下になるように、前記降圧用スイッチング素子の前記デューティ比及び前記周波数の少なくとも一方を制御することを特徴とするトイレ装置。
前記複数のヒータにより加熱される複数の被加熱物の温度を検出する複数の温度検出部をさらに備え、
前記電圧検出手段は、所定の前記デューティ比で前記降圧用スイッチング素子をオン・オフさせ前記ヒータを所定の期間通電させたときに前記温度検出部によって検出された前記被加熱物の温度と、前記被加熱物の温度と前記ヒータの消費電力とを関連付けた昇温特性と、を基に、前記所定の期間において前記ヒータで消費された所定期間の消費電力を求め、前記所定期間の消費電力から前記供給電源の電圧を検出することを特徴とする請求項１記載のトイレ装置。
前記制御部は、目標温度に到達するまでの過渡期間においては、前記電圧検出手段で検出された前記供給電源の電圧を基に、前記複数のヒータへの供給電圧が前記所定値以下で一定になるように前記降圧用スイッチング素子の前記デューティ比及び前記周波数の少なくとも一方を制御し、目標温度到達以降においては、前記温度検出部にて検出された前記被加熱物の温度を基に、前記降圧用スイッチング素子の前記デューティ比及び前記周波数の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項２記載のトイレ装置。
前記電圧検出手段は、前記デューティ比を変化させて前記供給電源の電圧の検出を複数回行い、
前記制御部は、検出された前記供給電源の複数の電圧値を基に、前記降圧部の故障診断を行うことを特徴とする請求項２または３に記載のトイレ装置。
前記降圧部の故障を報知するための報知手段をさらに備え、
前記制御部は、前記降圧部が故障と判断した場合に、前記報知手段に報知を実行させることを特徴とする請求項４記載のトイレ装置。
前記制御部は、前記降圧部が故障と判断している間、前記複数のヒータ用スイッチング素子をオフ状態にすることを特徴とする請求項４または５に記載のトイレ装置。
前記電圧検出手段は、前記複数のヒータのそれぞれについて前記所定期間の消費電力を求め、前記複数のヒータ毎に前記供給電源の電圧の検出を行い、
前記制御部は、検出された前記供給電源の複数の電圧値を基に、前記複数のヒータ及び前記複数の温度検出部の故障診断を行うことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１つに記載のトイレ装置。