JP7179261B2 - 便座装置 - Google Patents

Description

本発明の態様は、一般的に、便座装置に関する。

便座装置の便座の内部に、人体の着座を検知する静電センサを設けることが知られている（特許文献１）。静電センサは、電極を有し、人体が電極に近づくことにより形成される静電容量に基づいて、人体を検知することができる。

便座装置の便座の内部には、便座を温めるヒータ及び熱を伝達するための金属膜が設けらる場合がある。静電センサの下方にこのような金属膜を設けると、静電センサと金属膜との間の容量結合により、静電センサの検知精度が低下する。そのため、静電センサとともに金属膜を設ける場合には、例えば、金属膜の一部を切り欠くことなどにより、金属膜に便座の内表面の一部を露出させた部分（以下、「切り欠き部」と称する）を設け、この切り欠き部に静電センサを設ける。しかし、このような切り欠き部には便座を温めるための金属膜が設けられないため、便座の一部が冷たくなり、使用者が触れた際に冷たさを感じてしまうという問題がある。

特開２００８－００８８３１号公報 特開平５－１９６７４４号公報

静電センサは、電極が設置されている以外の部分に使用者が着座すると人体を検知できない。そのため、例えば、小さい子供が使用する際や、着座姿勢が悪い人が使用する際、静電センサの設置個所よりも便座の開口部側に着座すると人体を検知できない。この問題を解決する手段として、例えば、金属膜を電極として使用することが考えられる（特許文献２）。

しかし、このような金属膜は便座の内表面の全体に広く設けられているため、検知範囲が広すぎて誤検知が発生しやすいという問題がある。また、金属膜がアースに接続されるような便座では、金属膜を電極として使用できないという問題がある。

別の手段として、静電センサを複数設けたり、着座を検知するための電極の面積を大きくしたりすることで検知範囲を広くすることが考えられる。しかし、この場合には、複数の切り欠き部や大きな切り欠き部が必要になり、加熱されない部分が増えるために使用者がさらに冷たさを感じやすくなるという問題がある。

このように、静電センサの検知精度が低下しないように金属膜に切り欠き部を設け、さらに検知範囲を広げようとすると、切り欠き部が広がってしまい、便座の一部が冷たくなって使用者が触れた際に冷たさを感じてしまうという問題がある。

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、便座の一部が冷たくなることを抑制しつつ、静電センサの検知精度の低下を抑制するとともに、静電センサの検知範囲を広くすることができる便座装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、着座部と内表面とを有する中空の便座と、前記内表面に設けられ、前記便座を内側から加熱するヒータと、前記内表面に設けられ、前記ヒータの熱を前記内表面に伝達する金属膜と、前記便座の前記内表面に設けられ前記便座に着座する使用者を検知する検知電極と、前記検知電極の下方に設けられ前記検知電極と電気的に接続される基板電極と、を有する静電センサと、前記検知電極と前記金属膜との間に設けられる低誘電率部材と、を備え、前記検知電極は、前記金属膜よりも前記着座部側に設けられ、前記低誘電率部材の誘電率は、前記便座の誘電率よりも低いことを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、検知電極と金属膜との間に低誘電率部材を設けることで、検知電極の下方に金属膜を設けた場合にも、検知電極と金属膜との間の容量結合を抑制できる。これにより、検知電極の面積を大きくして静電センサの検知範囲を広げた場合にも、金属膜の切り欠き部を大きくすることなく、静電センサの検知精度の低下を抑制することができる。また、金属膜の切り欠き部を大きくすることがないため、便座の一部が冷たくなることを抑制できる。また、この便座装置によれば、検知電極と基板電極とを電気的に接続させることで、検知電極と基板電極とを容量結合させる場合に比べて、静電センサの検知出力が低下することを抑制できる。

第２の発明は、第１の発明において、前記低誘電率部材は、空気を含むことを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、低誘電率部材が空気を含むことで、低誘電率部材の誘電率をより確実に低くすることができる。これにより、検知電極と金属膜との間の容量結合をより抑制できるとともに、低誘電率部材そのものの厚みを薄くすることができる。したがって、金属膜と着座部との間の距離をより短くすることができるため、静電センサの検知精度を保ちつつ、便座をより暖めることができる。

第３の発明は、第２の発明において、前記低誘電率部材の表面は、粘着性を有することを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、低誘電率部材の表面が粘着性を有することで、低誘電率部材を設けるための接着剤などを省略することができる。これにより、金属膜と着座部との間の距離をより短くすることができるため、静電センサの検知精度を保ちつつ、便座をより暖めることができる。

第４の発明は、第１～第３のいずれか１つの発明において、前記静電センサは、前記検知電極と前記着座部との間、及び、前記検知電極と前記低誘電率部材との間の少なくともいずれかに設けられた絶縁層をさらに有し、前記低誘電率部材の誘電率は、前記絶縁層の誘電率よりも低いことを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、絶縁層を設けることで、検知電極が腐食することを抑制できる。

第５の発明は、第１～第４のいずれか１つの発明において、前記静電センサは、前記検知電極と前記基板電極との間に設けられた導電性部材をさらに有し、前記基板電極は、前記導電性部材により前記検知電極と電気的に接続されることを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、導電性部材を設けることで、例えば基板電極のみの交換等を行うことができるため、メンテナンス性がよい。

第６の発明は、第５の発明において、前記導電性部材は、弾性を有することを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、弾性を有する導電性部材を設けることで、検知電極と基板電極とを導電性部材に押し付けて接続させることができる。これにより、検知電極と導電性部材との密着性及び基板電極と導電性部材との密着性を向上させることができる。

第７の発明は、第１～第４のいずれか１つの発明において、前記検知電極は、前記基板電極と直接接続され、前記検知電極と前記基板電極との接続部分には、前記接続部分を覆うモールド材が設けられることを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、検知電極が基板電極と直接接続されることで、検知電極と基板電極との接続信頼性をより向上させることができる。また、接続部分をモールド材で覆うことで、接続部分の周りに空間が設けられることを抑制できる。これにより、接続部分に結露が発生することや接続部分が雰囲気にさらされることを抑制でき、接続部分の耐環境性をより向上させることができる。

第８の発明は、第１～第７のいずれか１つの発明において、前記金属膜は、前記静電センサを設置するための切り欠き部と、前記切り欠き部の一部を覆う被覆部と、を有し、前記切り欠き部は、前記基板電極と重なる第１の切り欠き部と、前記第１の切り欠き部と前記便座の開口部との間に設けられる第２の切り欠き部と、を有し、前記被覆部は、前記第２の切り欠き部を覆うことを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、金属膜に静電センサを設置するための切り欠き部を設けることで、金属膜を便座の内表面に貼り付けた後に、静電センサを取り付けることができるため、施工性を向上させることができる。また、第２の切り欠き部を覆う被覆部を設けることで、便座の一部が冷たくなることを抑制できる。

第９の発明は、第８の発明において、前記第１の切り欠き部の角部分は、湾曲していることを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、第１の切り欠き部の角部分を湾曲させることで、金属膜の破れを抑制することができる。これにより、施工性を向上させることができる。

第１０の発明は、第８または第９の発明において、前記ヒータは、前記切り欠き部の形状に沿うように前記切り欠き部の周囲に設けられることを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、切り欠き部の形状に沿うように切り欠き部の周囲にヒータを設けることで、金属膜の破れをより抑制することができる。これにより、施工性をさらに向上させることができる。

本発明の態様によれば、便座の一部が冷たくなることを抑制しつつ、静電センサの検知精度の低下を抑制するとともに、静電センサの検知範囲を広くすることができる便座装置が提供される。

実施形態に係る便座装置を例示する平面図である。 実施形態に係る便座装置を例示する断面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る便座装置を例示する断面図及び平面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る便座装置の変形例を例示する断面図及び平面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態に係る静電センサの回路構成を例示する図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る便座装置の変形例を例示する平面図である。 図７（ａ）～図７（ｅ）は、実施形態に係る便座装置の製造方法の一例を示す平面図である。

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、実施形態に係る便座装置を例示する平面図である。
図２は、実施形態に係る便座装置を例示する断面図である。
図２は、図１に示すＡ１－Ａ１線による断面を表す。図１は、図２に示す矢印Ａに沿って見た、便座装置１００及びその内部の一部を表す。

実施形態に係る便座装置１００は、図示を省略した便器（洋式腰掛便器）の上に設けられる便座装置である。図１に表したように、便座装置１００は、使用者が着座する便座１０を有する。便座１０は、便器に対して開閉可能に軸支される。この例では、便器のボウル上に配置される貫通孔状の開口部１１が形成された、いわゆるＯ型の便座１０を示している。便座１０は、Ｏ型に限ることなく、Ｕ字型などでもよい。開口部１１は、貫通孔状に限ることなく、切り欠き状でもよい。便座１０の材料には、樹脂など非金属材料が用いられる。例えば、便座１０の材料には、ポリプロピレンなどの樹脂が用いられる。

ここで、本願明細書においては、便座１０に座った使用者からみて上方を「上方」とし、便座１０に座った使用者からみて下方を「下方」とする。また、便器に対して便座１０を軸支する軸支部に背を向けて便座１０に座った使用者からみて前方を「前方」とし、後方を「後方」とし、右側を「右側方」とし、左側を「左側方」とする。

図２に表したように、便座１０は、中空であり、内表面１２を有する。便座１０は、使用者が着座する着座部１３ａと、着座部１３ａの内周側から下方に延びる側壁部１３ｂと、着座部１３ａと側壁部１３ｂとの間に位置する湾曲部１３ｃと、を有する。便座１０の内表面１２の上側（着座部１３ａ側）には、ヒータ１５と、金属膜１７と、静電センサ３０（着座センサ）と、低誘電率部材５０と、が設けられている。

ヒータ１５は、便座１０の内表面１２に設けられ、便座１０（着座部１３ａ）を内側から加熱して暖めるものである。ヒータ１５は、例えば、便座１０の開口部１１の周りに沿って設けられる。ヒータ１５に通電が行われることで、便座１０が暖められる。ヒータ１５としては、例えば、チュービングヒータや、シーズヒータ、ハロゲンヒータ、カーボンヒータなどが用いられる。ヒータ１５は、例えば、アルミニウムや銅などの金属部材で構成される。また、ヒータ１５の金属部材の形状には、シート状やワイヤ状、メッシュ状など、種々の形状を採用することができる。

金属膜１７は、例えば、金属箔（例えばアルミ箔）である。金属膜１７は、１枚の金属箔で構成されていてもよいし、複数の金属箔で構成されていてもよい。金属膜１７は、ヒータ１５と内表面１２の上側（着座部１３ａ側）との間に設けられる。金属膜１７は、ヒータ１５と接しており、ヒータ１５の熱を便座１０（着座部１３ａ）に伝達する。金属膜１７は、第１部分１７ａと第２部分１７ｂとを有する。第１部分１７ａは、例えば、内表面１２を覆う。第２部分（後述の被覆部）１７ｂは、例えば、静電センサ３０の一部（後述の検知電極３３ａの一部）及び低誘電率部材５０を覆う。

静電センサ３０は、使用者の便座１０への着座及び離座を検知することができる。静電センサ３０の一部は、例えば、湾曲部１３ｃの内表面１２に沿って設けられる。この例では、静電センサ３０は、金属膜１７により内表面１２の上側（着座部１３ａ側）に保持されている。

静電センサ３０は、例えば、接着体により内表面１２の上側（着座部１３ａ側）に保持されてもよい。換言すれば、静電センサ３０と内表面１２の上側（着座部１３ａ側）との間に接着体が設けられてもよい。接着体には、少なくとも表面の一部に接着性又は粘着性を有し、２つのものを繋ぐことができる種々の材料を用いることができる。接着体として、接着剤、粘着剤、両面テープなどを用いることができる。接着体の材料は、例えば、アクリル系などの樹脂であり、金属を含まないことが望ましい。接着体は、低誘電率部材５０と同じものであってもよい。

静電センサ３０は、例えば、便座１０の前方側に設けられる。また、静電センサ３０は、例えば、開口部１１の右側方側又は左側方側に設けられる。図１に示すように、この例では、静電センサ３０は、便座１０の前方側において開口部１１の左側方側に設けられている。この位置であれば、大人が着座した場合も、子供が着座した場合も、静電センサ３０の上に人体が触れやすい。

低誘電率部材５０は、静電センサ３０の一部（後述の検知電極３３ａ）と金属膜１７との間に設けられる。低誘電率部材５０は、例えば、静電センサ３０の一部と金属膜との間の容量結合を抑制する。低誘電率部材５０については、後述する。

便座装置１００は、機能部を有していてもよい。機能部は、便器の後部の上に配置される。機能部は、人体の局部（例えば「おしり」など）を洗浄する局部洗浄機能や、人体局部を乾燥させる乾燥機能を有する。すなわち、便座装置１００は、例えば、衛生洗浄装置であってもよい。

機能部は、洗浄水を吐出するノズルや、ノズルへ供給される水を加熱する熱交換器や、温風ヒータなどを有する。また、便座装置１００は、ヒータ１５、静電センサ３０、ノズル、熱交換器、温風ヒータなどの動作を制御する制御部５１（制御回路）を有する。例えば、制御部５１は、ヒータ１５の通電を制御したり、静電センサ３０を動作させて、その検知結果を受信したりする。

例えば、静電センサ３０が使用者の着座を検知している状態で、使用者がリモコンなどを操作して制御部５１に信号を送ることにより、使用者は、ノズルから洗浄水を吐出させることができる。なお、実施形態において、機能部（ノズル、熱交換器、温風ヒータなど）は、必ずしも設けられなくてもよい。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る便座装置を例示する断面図及び平面図である。
図３（ａ）は、図２に表した静電センサ３０の近傍を拡大して表す断面図である。図３（ｂ）は、下方から静電センサ３０の近傍を見た平面図である。また、図３（ｂ）では、見易さのため一部の要素を省略している。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に表したように、静電センサ３０は、基板３２と、検知電極３３ａと、基板電極３３ｂと、シールド電極３４と、回路部３５と、絶縁層３６ａ及び３６ｂと、モールド材３７と、導電性部材３８と、を有する。

検知電極３３ａは、便座１０に着座する使用者を検知する。検知電極３３ａと便座１０に着座した使用者の人体とが容量結合することで、便座１０に着座する使用者を検知することができる。検知電極３３ａは、例えば、下面視において、着座部１３ａから開口部１１に向かう方向に長い略長方形状である。

検知電極３３ａは、便座１０の内表面１２に設けられる。検知電極３３ａは、金属膜１７よりも着座部１３ａ側に設けられる。換言すれば、検知電極３３ａは、金属膜１７の上方に設けられる。また、検知電極３３ａは、内表面１２の着座部１３ａ側と金属膜１７との間に設けられる。

絶縁層３６ａ及び３６ｂは、それぞれ、検知電極３３ａの上方及び下方に設けられている。絶縁層３６ａは、検知電極３３ａと着座部１３ａとの間に位置し、検知電極３３ａの上側（着座部１３ａ側）の面を絶縁している。絶縁層３６ｂは、検知電極３３ａと金属膜１７との間に位置し、検知電極３３ａの下側（金属膜１７側）の面の一部を絶縁している。絶縁層３６ａ及び３６ｂを設けることで、検知電極３３ａが腐食することを抑制できる。なお、絶縁層３６ａ及び３６ｂは、必要に応じて設けられ、省略可能である。

検知電極３３ａ、絶縁層３６ａ及び３６ｂは、例えば、湾曲可能であることが望ましい。２つの絶縁層３６ａ及び３６ｂに挟まれた検知電極３３ａは、例えば、フレキシブル基板である。この場合、例えば、フレキシブル基板のカバーレイ及びポリイミドなどの基材層がそれぞれ絶縁層３６ａ及び３６ｂに相当し、これらの間に設けられる銅箔などの金属層が検知電極３３ａに相当する。検知電極３３ａ、絶縁層３６ａ及び３６ｂが湾曲可能であれば、例えば、便座１０の湾曲部１３ｃの内表面に沿って検知電極３３ａを設けることができる。なお、検知電極３３ａは、これに限らず、導電性を有する金属箔などであればよい。また、絶縁層３６ａ及び３６ｂは、これに限らず、樹脂などの絶縁可能な材料であればよい。

基板３２、基板電極３３ｂ、シールド電極３４、及び回路部３５は、モールド材３７により覆われている。モールド材３７は、例えば、樹脂製である。この例では、モールド材３７の上面の一部は、接着体４１によって、絶縁層３６ｂに接着されている。絶縁層３６ｂが省略される場合、モールド材３７の上面の一部は、例えば、接着体４１によって、検知電極３３ａに接着される。接着体４１としては、例えば、上記の接着体と同じものを用いることができる。また、接着体４１は、低誘電率部材５０と同じものであってもよい。

基板電極３３ｂ、シールド電極３４、及び回路部３５は、基板３２に設けられている。この例では、基板３２の上面に基板電極３３ｂ及びシールド電極３４が接続されており、基板３２の下面に回路部３５が接続されている。

基板電極３３ｂは、検知電極３３ａと電気的に接続されており、検知電極３３ａから検知信号を受け取る。基板電極３３ｂを検知電極３３ａと電気的に接続させることで、検知電極３３ａと基板電極３３ｂとを容量結合させる場合に比べて、静電センサ３０の検知出力が低下することを抑制できる。基板電極３３ｂは、検知電極３３ａの下方に設けられる。基板電極３３ｂは、回路部３５と電気的に接続されており、検知電極３３ａから受け取った検知信号を回路部３５に伝える。

シールド電極３４は、図３（ｂ）に表したように、基板電極３３ｂの周囲を囲む電極である。シールド電極３４によって、切り欠き部１８を小さくした場合でも、静電センサ３０の検知精度が低下することを抑制することができる。

回路部３５は、定電流回路やスイッチング回路等を含み、基板電極３３ｂと電気的に接続されている。回路部３５は、基板電極３３ｂの電位の変化などに伴い、使用者の着座や離座を判定する。回路部３５は、制御部５１と電気的に接続されており、制御部５１へ検知結果を送信（出力）する。

モールド材３７の上面（検知電極３３ａ側の面）には開口が設けられている。この例では、開口の内部に、導電性部材３８が設けられている。導電性部材３８を設けることで、例えば基板電極３３ｂのみの交換等を行うことができるため、メンテナンス性がよい。

導電性部材３８は、検知電極３３ａと基板電極３３ｂとの間に設けられる。導電性部材３８の上面は、例えば、検知電極３３ａと接する。導電性部材３８の下面は、例えば、基板電極３３ｂと接する。導電性部材３８は、検知電極３３ａと基板電極３３ｂとを電気的に接続する。換言すれば、基板電極３３ｂは、導電性部材３８により検知電極３３ａと電気的に接続される。

導電性部材３８は、例えば、全体が電気伝導体からなるものであってもよいし、一部が電気伝導体からなるものであってもよい。導電性部材３８の一部が電気伝導体からなる場合、少なくとも導電性部材３８の上面と、下面と、上面と下面とを接続する部分と、が電気伝導体からなるものであればよい。

導電性部材３８は、例えば、弾性を有する。導電性部材３８は、例えば、スポンジ状の弾性体の表面に金属等の電気伝導体の膜が設けられた、いわゆるガスケットである。弾性を有する導電性部材３８を設けることで、検知電極３３ａと基板電極３３ｂとを導電性部材３８に押し付けて接続させることができる。これにより、検知電極３３ａと導電性部材３８との密着性及び基板電極３３ｂと導電性部材３８との密着性を向上させることができる。

また、図３（ｂ）に表したように、金属膜１７は、静電センサ３０の近傍に、切り欠き部１８を有する。切り欠き部１８は、下面視において、基板電極３３ｂと重なる。換言すれば、切り欠き部１８は、基板電極３３ｂが設けられる位置において金属膜１７が切り欠かれた部分である。

なお、本願明細書において、「切り欠き部」とは、金属膜１７が形成されていない部分をいう。例えば、切り欠き部１８は、金属膜１７に設けられた開口（孔）、又は切れ込みである。切り欠き部１８の形成方法は、任意であり、必ずしも金属膜１７を切り欠く（切り取る）ことによって形成されなくてもよい。

例えば、検知電極３３ａの面積が小さい場合には、切り欠き部１８の面積を小さくすることで、静電センサ３０の検知精度の低下を抑制しつつ、便座１０の一部が冷たくなることを抑制できる。しかし、この場合には、検知電極３３ａの面積が小さいために、静電センサ３０の検知範囲が狭くなるという問題がある。一方、静電センサ３０の検知範囲を広くするために検知電極３３ａの面積を大きくし、切り欠き部１８の面積も大きくすると、静電センサ３０の検知精度の低下が抑制できる。しかし、この場合には、切り欠き部１８の面積が大きいために、便座１０の一部が冷たくなるという問題がある。また、静電センサ３０の検知範囲を広くするために検知電極３３ａの面積を大きくし、切り欠き部１８の面積を小さくすると、便座１０の一部が冷たくなることが抑制できる。しかし、この場合には、検知電極３３ａと金属膜１７との間に容量結合が生じるために、静電センサ３０の検知精度が低下するという問題がある。

これに対し、実施形態においては、静電センサ３０の検知電極３３ａと金属膜１７との間に、低誘電率部材５０を設ける。これにより、検知電極３３ａの下方に金属膜１７を設けた場合にも、検知電極３３ａと金属膜１７との間の容量結合を抑制できる。したがって、検知電極３３ａの面積を大きくして静電センサ３０の検知範囲を広げた場合にも、金属膜１７の切り欠き部１８を大きくすることなく、静電センサ３０の検知精度の低下を抑制することができる。また、金属膜１７の切り欠き部１８を大きくすることがないため、便座１０の一部が冷たくなることを抑制できる。

低誘電率部材５０の誘電率は、便座１０の誘電率よりも低い。低誘電率部材５０の誘電率は、例えば、絶縁層３６ａ（または３６ｂ）の誘電率よりも低い。低誘電率部材５０の誘電率は、例えば、０以上２以下である。

低誘電率部材５０は、例えば、空気を含む。低誘電率部材５０は、例えば、発泡体である。低誘電率部材５０が空気を含むことで、低誘電率部材５０の誘電率をより確実に低くすることができる。これにより、検知電極３３ａと金属膜１７との間の容量結合をより抑制できるとともに、低誘電率部材５０そのものの厚みを薄くすることができる。したがって、金属膜１７と着座部１３ａとの間の距離をより短くすることができるため、静電センサ３０の検知精度を保ちつつ、便座１０をより暖めることができる。なお、空気は、独立した気泡が望ましい。独立した気泡は、例えば、低誘電率部材５０の表面から離間した位置にあり、低誘電率部材５０の表面と連続していない気泡である。独立した気泡であれば、低誘電率部材５０の表面と連続した気泡よりも、水が入り込みにくく、誘電率が大きくなることを抑制できるため、誤検知を抑制することができる。

低誘電率部材５０の表面は、例えば、粘着性を有する。低誘電率部材５０の表面が粘着性を有することで、低誘電率部材５０を設けるための接着剤などを省略することができる。これにより、金属膜１７と着座部１３ａとの間の距離をより短くすることができるため、静電センサ３０の検知精度を保ちつつ、便座１０をより暖めることができる。

低誘電率部材５０は、例えば、樹脂製である。低誘電率部材５０は、例えば、両面テープ、樹脂フォーム、またはゴムスポンジである。

以下、便座装置１００の製造方法の例について、説明する。以下に説明する方法は、便座装置１００の製造方法の一例であり、実施形態に係る便座装置１００の製造方法は、これに限定されない。

便座装置１００は、例えば、以下の手順で製造することができる。まず、便座１０の内表面１２の着座部１３ａ側に金属膜１７及びヒータ１５を設ける。このとき、金属膜１７として、静電センサ３０を設置するための所定の大きさの切り欠き部（静電センサ設置部）が形成されたものを用いる。次に、静電センサ設置部の開口部１１とは反対側に別の金属膜１７を設ける。このとき、別の金属膜１７は、例えば、静電センサ３０を設置する位置を示すケガキ線に合わせて、ケガキ線の外側に設けられる。

次に、ケガキ線に合わせて静電センサ３０を設ける。このとき、静電センサ３０は、検知電極３３ａが開口部１１側に延びるように設けられる。また、静電センサ３０は、静電センサ３０の配線（ハーネス）が開口部１１とは反対側に延びるように設けられる。次に、静電センサ３０の検知電極３３ａに低誘電率部材５０を設ける。このとき、低誘電率部材５０は、検知電極３３ａを覆うように設けられる。

次に、低誘電率部材５０に別の金属膜１７を設ける。さらに、金属膜１７と静電センサ３０との隙間を埋めるように、静電センサ３０の周囲に金属膜１７を設ける。金属膜１７に囲まれた領域が切り欠き部１８である。例えば、このような手順で、図３（ａ）及び図３（ｂ）に表した便座装置１００を製造することができる。

なお、別の方法として、例えば、まず、便座１０の内表面１２の着座部１３ａ側に静電センサ３０を設け、次に、静電センサ３０の検知電極３３ａに低誘電率部材５０を設け、最後に、切り欠き部１８が形成された金属膜１７を設けてもよい。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る便座装置の変形例を例示する断面図及び平面図である。
図４（ａ）は、静電センサ３０の近傍を拡大して表す断面図である。図４（ｂ）は、下方から静電センサ３０の近傍を見た平面図である。また、図４（ｂ）では、見易さのため一部の要素を省略している。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に表したように、この例では、検知電極３３ａは、基板電極３３ｂと直接接続されている。より具体的には、検知電極３３ａの一部（この例では、開口部１１と反対側の端部）が、基板電極３３ｂの上面に直接接続されている。つまり、この例では、図３（ａ）及び図３（ｂ）に表した例において検知電極３３ａと基板電極３３ｂとを接続していた導電性部材３８が設けられていない。検知電極３３ａは、例えば、溶着などにより、基板電極３３ｂと直接接続される。このように、検知電極３３ａが基板電極３３ｂと直接接続されることで、検知電極３３ａと基板電極３３ｂとの接続信頼性をより向上させることができる。

また、この例では、検知電極３３ａと基板電極３３ｂとの接続部分３３ｃには、接続部分３３ｃを覆うモールド材３７が設けられている。このように、接続部分３３ｃをモールド材３７で覆うことで、接続部分３３ｃの周りに空間が設けられることを抑制できる。これにより、接続部分３３ｃに結露が発生することや接続部３３ｃが雰囲気にさらされることを抑制でき、接続部分３３ｃの耐環境性をより向上させることができる。

なお、この例では、基板３２、基板電極３３ｂ、シールド電極３４、及び回路部３５を覆うモールド材３７により、検知電極３３ａと基板電極３３ｂとの接続部分３３ｃが覆われている。つまり、接続部分３３ｃを覆うモールド材３７は、基板３２等を覆うモールド材３７と一体である。接続部分３３ｃを覆うモールド材３７は、これに限定されず、基板３２等を覆うモールド材３７と別体であってもよい。

また、この例では、モールド材３７の上面の別の一部は、接着体４２によって、内表面１２の着座部１３ａ側に接着されている。接着体４２としては、例えば、上記の接着体と同じものを用いることができる。また、接着体４２は、低誘電率部材５０と同じものであってもよい。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態に係る静電センサの回路構成を例示する図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、静電センサ３０の回路構成の一例を説明する。 図５（ａ）は、使用者が便座１０に座っていない場合を示し、図５（ｂ）は、使用者が便座１０に座っている場合を示す。

静電センサ３０は、例えば、定電流源３５ａと、基準コンデンサ３５ｂと、を有する。基準コンデンサ３５ｂの一端は、定電流源３５ａに接続され、基準コンデンサ３５ｂの他端は、接地電位に接続されている。検知電極３３ａは、基準コンデンサ３５ｂと並列に、定電流源３５ａに接続されている。

使用者が便座１０に座っていない場合には、図５（ａ）に表したように、検知電極３３ａは、例えばオープン状態である。

使用者が便座１０に座ると、静電センサ３０の直上において、使用者の例えば太腿などが着座部１３ａに接する。これにより、図５（ｂ）に表したように、人体（使用者）と検知電極３３ａとの間にコンデンサ６０が形成される。コンデンサ６０の人体側は、コンデンサ６１（人体の容量）、コンデンサ６２（使用者の履物の容量）を介して、接地電位に接続される。また、コンデンサ６０の人体側は、コンデンサ６３（便座や便器の容量）を介して、接地電位に接続される。コンデンサ６３は、コンデンサ６１、６２と並列である。また、シールド電極３４及び金属膜１７は、それぞれ、接地電位に接続される。

定電流源３５ａは電流を流し、基準コンデンサ３５ｂ及び検知電極３３ａ（コンデンサ６０）に電荷を溜める。このとき、基準コンデンサ３５ｂに生じる電圧は、使用者の着座の有無によって変化する。基準コンデンサ３５ｂの電圧を測定することにより、使用者の着座や離座を検知することができる。

このように、静電センサ３０は、便座１０に着座する使用者と検知電極３３ａとの間に形成される静電容量を利用し、検知電極３３に溜まる電荷の量に基づいて使用者の着座を検知する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る便座装置の変形例を例示する平面図である。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に表したように、この例では、金属膜１７は、静電センサ３０を設置するための切り欠き部１８を有する。切り欠き部１８は、基板電極３３ｂと重なる第１の切り欠き部１８ａと、第１の切り欠き部１８ａと便座１０の開口部１１との間に設けられる第２の切り欠き部１８ｂと、を有する。なお、検知電極３３ａは、基板電極３３ｂと重なる位置から便座１０の開口部１１に向かう方向に延びている。すなわち、便座１０の開口部１１は、図６（ａ）及び図６（ｂ）における検知電極３３ａの左側に位置する。

静電センサ３０は、第１の切り欠き部１８ａ及び第２の切り欠き部１８ｂと重なる位置に設置される。より具体的には、検知電極３３ａは、第１の切り欠き部１８ａ及び第２の切り欠き部１８ｂと重なる位置に設けられ、基板電極３３ｂは、第１の切り欠き部１８ａと重なる位置に設けられる。

金属膜１７は、切り欠き部１８の一部を覆う被覆部１７ｂを有する。被覆部１７ｂは、上述の金属膜１７の第２部分１７ｂである。被覆部１７ｂは、第２の切り欠き部１８ｂを覆う。すなわち、被覆部１７ｂは、第２の切り欠き部１８ｂに設けられた検知電極３３ａの一部を覆う。

被覆部１７ｂは、第２の切り欠き部１８ｂに検知電極３３ａが設けられた後に、検知電極３３ａの一部を覆うように設けられる。このとき、上述のように、検知電極３３ａと被覆部１７ｂとの間に低誘電率部材５０が設けられる。被覆部１７ｂは、上述の金属膜１７の第１部分１７ａ（すなわち、内表面１２を覆う部分）と一体であってもよいし、別体であってもよい。

被覆部１７ｂが第１部分１７ａと一体の場合、図６（ａ）に表したように、被覆部１７ｂと第１部分１７ａとの間の一方に切れ目１９が設けられる。被覆部１７ｂが第１部分１７ａと別体の場合、図６（ｂ）に表したように、被覆部１７ｂと第１部分１７ａとの間の両方に切れ目１９が設けられる。換言すれば、被覆部１７ｂと第１部分１７ａとの間の少なくとも一方は、連続しない部分（すなわち、切れ目１９）を有する。なお、被覆部１７ｂが第１部分１７ａと別体の場合、被覆部１７ｂは第１部分１７ａと重なっていてもよい。

このように、金属膜１７に静電センサ３０を設置するための切り欠き部１８を設けることで、金属膜１７を便座１０の内表面１２に貼り付けた後に、静電センサ３０を取り付けることができるため、施工性を向上させることができる。また、第２の切り欠き部１８ｂを覆う被覆部１７ｂを設けることで、便座１０の一部が冷たくなることを抑制できる。

また、図６（ａ）及び図６（ｂ）に表したように、この例では、第１の切り欠き部１８ａの角部分１８１、１８２は、湾曲している。このように、第１の切り欠き部１８ａの角部分１８１、１８２を湾曲させることで、金属膜１７の破れを抑制することができる。これにより、施工性を向上させることができる。

また、図６（ａ）に表したように、この例では、第１の切り欠き部１８ａと被覆部１７ｂにより形成される角部分１８３は、湾曲している。このように、第１の切り欠き部１８ａと被覆部１７ｂにより形成される角部分１８３を湾曲させることで、金属膜１７（被覆部１７ｂ）の破れを抑制することができる。これにより、施工性を向上させることができる。

また、図６（ａ）及び図６（ｂ）に表したように、ヒータ１５は、切り欠き部１８の形状に沿うように、切り欠き部１８の周囲に設けられる。このように、切り欠き部１８の形状に沿うように、切り欠き部１８の周囲にヒータ１５を設けることで、金属膜１７の破れをより抑制することができる。これにより、施工性をさらに向上させることができる。

図７（ａ）～図７（ｅ）は、実施形態に係る便座装置の製造方法の一例を示す平面図である。
まず、図７（ａ）に表したように、便座１０の内表面１２に金属膜１７の第１部分１７ａ及びヒータ１５を貼り付ける。この例では、金属膜１７は、第１部分１７ａ、第２部分（被覆部）１７ｂ、第１の切り欠き部１８ａ、及び第２の切り欠き部１８ｂを有する。被覆部１７ｂは、第１部分１７ａと一体であり、被覆部１７ｂと第１部分１７ａとの間の一方に切れ目１９が設けられている。

次に、図７（ｂ）に表したように、第１の切り欠き部１８ａの第２の切り欠き部１８ｂとは反対側の端部と重なるように、別の金属膜１７ｃを貼り付ける。このとき、別の金属膜１７ｃは、例えば、静電センサ３０を設置する位置を示すケガキ線３１に合わせて、ケガキ線３１の外側に設けられる。このような別の金属膜１７ｃを設けることで、静電センサ３０と金属膜１７の第１部分１７ａとの間に隙間ができることを抑制できる。

次に、図７（ｃ）に表したように、ケガキ線３１に合わせて静電センサ３０を貼り付ける。このとき、静電センサ３０は、検知電極３３ａが開口部１１側に延びるように設けられる。また、静電センサ３０は、静電センサ３０の配線（ハーネス）が開口部１１とは反対側に延びるように設けられる。

次に、図７（ｄ）に表したように、検知電極３３ａに被覆部１７ｂを貼り付ける。このとき、検知電極３３ａと被覆部１７ｂとの間に、低誘電率部材５０を設ける。

次に、図７（ｅ）に表したように、静電センサ３０の側方に別の金属膜１７ｄ、１７ｅを設ける。このような別の金属膜１７ｄ、１７ｅを設けることで、静電センサ３０と金属膜１７の第１部分１７ａとの間の隙間を埋めることができる。

例えば、このような手順で、図６（ａ）に表した便座装置１００を製造することができる。上記の方法は、便座装置１００の製造方法の一例であり、実施形態に係る便座装置１００の製造方法は、これに限定されない。

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、便座装置が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、設置形態などは、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 開口部、 １２ 内表面、 １３ａ 着座部、 １３ｂ 側壁部、 １３ｃ 湾曲部、 １５ ヒータ、 １７ 金属膜、 １７ａ 第１部分、 １７ｂ 第２部分（被覆部）、 １７ｃ～１７ｅ 別の金属膜、 １８ 切り欠き部、 １８ａ、１８ｂ 第１、第２の切り欠き部、 １９ 切れ目、 ３０ 静電センサ、 ３１ ケガキ線、 ３２ 基板、 ３３ａ 検知電極、 ３３ｂ 基板電極、 ３３ｃ 接続部分、 ３４ シールド電極、 ３５ 回路部、 ３５ａ 定電流源、 ３５ｂ 基準コンデンサ、 ３６ａ、３６ｂ 絶縁層、 ３７ モールド材、 ３８ 導電性部材、 ４１、４２ 接着体、 ５０ 低誘電率部材、 ５１ 制御部、 ６０～６３ コンデンサ、 １００ 便座装置、 １８１～１８３ 角部分

Claims (10)

1. 着座部と内表面とを有する中空の便座と、
   前記内表面に設けられ、前記便座を内側から加熱するヒータと、
   前記内表面に設けられ、前記ヒータの熱を前記内表面に伝達する金属膜と、
   前記便座の前記内表面に設けられ前記便座に着座する使用者を検知する検知電極と、前記検知電極の下方に設けられ前記検知電極と電気的に接続される基板電極と、を有する静電センサと、
   前記検知電極と前記金属膜との間に設けられる低誘電率部材と、
   を備え、
   前記検知電極は、前記金属膜よりも前記着座部側に設けられ、
   前記低誘電率部材の誘電率は、前記便座の誘電率よりも低いことを特徴とする便座装置。
2. 前記低誘電率部材は、空気を含むことを特徴とする請求項１記載の便座装置。
3. 前記低誘電率部材の表面は、粘着性を有することを特徴とする請求項２記載の便座装置。
4. 前記静電センサは、前記検知電極と前記着座部との間、及び、前記検知電極と前記低誘電率部材との間の少なくともいずれかに設けられた絶縁層をさらに有し、
   前記低誘電率部材の誘電率は、前記絶縁層の誘電率よりも低いことを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の便座装置。
5. 前記静電センサは、前記検知電極と前記基板電極との間に設けられた導電性部材をさらに有し、
   前記基板電極は、前記導電性部材により前記検知電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の便座装置。
6. 前記導電性部材は、弾性を有することを特徴とする請求項５記載の便座装置。
7. 前記検知電極は、前記基板電極と直接接続され、
   前記検知電極と前記基板電極との接続部分には、前記接続部分を覆うモールド材が設けられることを特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の便座装置。
8. 前記金属膜は、前記静電センサを設置するための切り欠き部と、前記切り欠き部の一部を覆う被覆部と、を有し、
   前記切り欠き部は、前記基板電極と重なる第１の切り欠き部と、前記第１の切り欠き部と前記便座の開口部との間に設けられる第２の切り欠き部と、を有し、
   前記被覆部は、前記第２の切り欠き部を覆うことを特徴とする請求項１～７のいずれか１つに記載の便座装置。
9. 前記第１の切り欠き部の角部分は、湾曲していることを特徴とする請求項８記載の便座装置。
10. 前記ヒータは、前記切り欠き部の形状に沿うように前記切り欠き部の周囲に設けられることを特徴とする請求項８または９に記載の便座装置。

Images