JP7330431B2 - toilet seat device - Google Patents

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Description

本発明の態様は、一般的に、便座装置に関する。 Aspects of the present invention generally relate to toilet seat devices.

中空状の便座の内部にヒータを設け、便座の着座面を暖められるようにした便座装置が知られている。こうした便座装置では、使用者などの便座への着座を検出する着座センサを設けることが行われている。例えば、着座センサが着座を検出していない状態においては、便座の温度を設定温度よりも低くしておき、着座の検出に応じて設定温度まで暖める。これにより、便座装置の消費電力を抑えることができる。 A toilet seat device is known in which a heater is provided inside a hollow toilet seat to heat the seating surface of the toilet seat. Such a toilet seat device is provided with a seating sensor that detects whether a user or the like is seated on the toilet seat. For example, when the seating sensor does not detect seating, the temperature of the toilet seat is kept lower than the set temperature, and when seating is detected, the toilet seat is warmed to the set temperature. Thereby, the power consumption of the toilet seat device can be suppressed.

着座センサには、スイッチ式や静電容量式などがある。スイッチ式の着座センサは、便座の回転軸部分を上下方向に移動可能とし、着座による回転軸部分の下方への移動をスイッチで検出することにより、便座への着座を検出する。静電容量式の着座センサは、便座に導電性の検出電極を設け、人体が着座すると検出電極の静電容量が大きくなることを利用して着座を検出する。このため、静電容量式の着座センサでは、便座を上下に移動させる必要がなく、スイッチ式の着座センサを用いた場合と比べて、便座装置を薄型化し易くすることができる。 Seating sensors include a switch type, a capacitance type, and the like. A switch-type seating sensor detects seating on the toilet seat by making the rotating shaft portion of the toilet seat vertically movable and detecting the downward movement of the rotating shaft portion due to seating with a switch. A capacitive seating sensor detects a person's sitting position by providing a conductive detection electrode on the toilet seat and using the fact that the capacitance of the detection electrode increases when a human body sits on the toilet seat. Therefore, the capacitive seating sensor does not need to move the toilet seat up and down, and the toilet seat device can be made thinner more easily than when a switch-type seating sensor is used.

静電容量式の着座センサにおいて、例えば、特許文献1などのように、ヒータの熱を拡散する熱拡散部を検出電極とし、検出電極と大地との間の静電容量の変化によって着座を検出する方式がある。この、熱拡散部を検出電極として利用する方式では、熱拡散部が便座全体に広く配置されている。このため、熱拡散部よりも小さいサイズの専用の検出電極を設ける場合などと比べて、使用者が着座した際に検出される静電容量の信号自体が大きく、更に、人の座り方や体格などのばらつきによって影響されることが少ないという特長がある。また、既存の熱拡散部を検出電極として利用するため、着座検出のために新たに検出電極を設けなくても良いという利点もある。 In a capacitive seating sensor, for example, as disclosed in Patent Document 1, a thermal diffusion portion that diffuses heat from a heater is used as a detection electrode, and seating is detected by changes in capacitance between the detection electrode and the ground. there is a way to do it. In this method of using the heat diffusion portion as a detection electrode, the heat diffusion portion is widely arranged over the entire toilet seat. For this reason, compared to the case where a dedicated detection electrode smaller than the heat diffusion part is provided, the capacitance signal itself detected when the user is seated is large. There is a feature that it is less affected by variations such as Moreover, since the existing heat diffusion portion is used as the detection electrode, there is an advantage that it is not necessary to provide a new detection electrode for the seating detection.

熱拡散部とヒータ線に関わる一般的な構造では、塩化ビニール等の汎用樹脂で被覆されたヒータ線が、例えばアルミや銅の箔からなる熱拡散板に接着されている。熱拡散部とヒータ線の結合部分は、両者の熱的な結合を良好とするため、結合部の距離間隔は短く、接触面積は広くなるように構成されるため、ここに大きな静電結合が発生する。その結果、着座センサは、着座した人体を介した熱拡散部と大地との間の静電容量に加え、熱拡散部とヒータ線との間の静電容量を並列に含める形で、静電容量を検出することになる(特許文献1の図1を参照)。 In a general structure related to a heat diffusion part and a heater wire, a heater wire coated with a general-purpose resin such as vinyl chloride is adhered to a heat diffusion plate made of, for example, aluminum or copper foil. In order to improve the thermal connection between the heat diffusion part and the heater wire, the distance between the connecting parts is short and the contact area is large. Occur. As a result, in addition to the electrostatic capacitance between the heat diffusion part through the seated human body and the ground, the capacitance between the heat diffusion part and the heater wire is included in parallel. Capacitance is detected (see FIG. 1 of Patent Document 1).

この熱拡散部とヒータ線との静電容量は、ヒータ加熱によって大きく変化し、着座検出が誤検出を起こしてしまう可能性がある。そこで、特許文献1では、インダクタンスを用いてヒータ線を高周波的に遮断し、熱拡散部とヒータ線の間の静電容量の影響を抑制し、ヒータ線の温度変化が着座検出に与える影響を抑制するようにしている。 The capacitance between the heat diffusion portion and the heater wire changes greatly due to heating by the heater, and there is a possibility that seating detection may be erroneously detected. Therefore, in Patent Document 1, an inductance is used to block the heater wire at a high frequency to suppress the influence of the capacitance between the heat diffusion part and the heater wire, thereby reducing the influence of the temperature change of the heater wire on seating detection. I try to suppress it.

しかしながら、特許文献1において、ヒータに挿入されるインダクタンスは、高周波において、静電容量検出に影響を与えない程度に高インピーダンスとなるインダクタンスを持ち、かつ、比較的高い電流容量を必要とするため、インダクタンスが大型化し、高価なものとなってしまう可能性がある。 However, in Patent Document 1, the inductance inserted into the heater has an inductance that becomes high impedance at a high frequency to the extent that it does not affect capacitance detection, and requires a relatively high current capacity. There is a possibility that the inductance will be large and the device will be expensive.

このため、便座装置では、熱拡散部を検出電極とし、静電容量の変化によって着座を検出する場合にも、より簡単な構成で誤検出を抑制できるようにすることが望まれる。 For this reason, in the toilet seat device, it is desirable to be able to suppress erroneous detection with a simpler configuration even when the heat diffusion portion is used as a detection electrode and seating is detected by changes in capacitance.

特開平6-138247号公報JP-A-6-138247

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、熱拡散部を検出電極とし、静電容量の変化によって着座を検出する場合にも、より簡単な構成で誤検出を抑制できる便座装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the recognition of such a problem, and a toilet seat that can suppress erroneous detection with a simpler configuration even when the heat diffusion part is used as a detection electrode and the seating is detected by the change in capacitance. The purpose is to provide an apparatus.

第1の発明は、内部空間を有するとともに、着座面と、前記内部空間内において前記着座面と反対側を向く内表面と、を有する便座と、前記内部空間に設けられ、前記内表面を介して前記着座面を内側から暖めるヒータと、前記内表面に設けられ、前記ヒータよりも大きい面積を有し、前記ヒータの熱を前記内表面に拡散させる導電性の熱拡散部と、前記着座面の温度を検出する温度センサと、前記熱拡散部と電気的に接続され、前記熱拡散部の静電容量を検出する検出回路と、前記検出回路によって検出された前記静電容量に基づいて前記便座への着座を検出するとともに、前記温度センサによって検出された前記温度に基づいて前記ヒータへの通電を制御することにより、前記便座を所定温度に加熱する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ヒータへの通電電力に基づいて、前記検出回路によって検出された前記静電容量を補正し、補正後の前記静電容量に基づいて前記便座への着座を検出することを特徴とする便座装置である。 A first invention includes a toilet seat having an internal space, a seating surface, and an inner surface facing the opposite side of the seating surface in the internal space; a heater for warming the seating surface from the inside; a conductive heat diffusion portion provided on the inner surface and having an area larger than that of the heater for diffusing heat from the heater to the inner surface; a temperature sensor for detecting the temperature of the thermal diffusion portion, a detection circuit electrically connected to the thermal diffusion portion for detecting the capacitance of the thermal diffusion portion; a controller that detects seating on the toilet seat and controls energization of the heater based on the temperature detected by the temperature sensor to heat the toilet seat to a predetermined temperature; corrects the capacitance detected by the detection circuit based on the electric power supplied to the heater, and detects seating on the toilet seat based on the corrected capacitance. It is a toilet seat device.

この便座装置によれば、ヒータへの通電電力に基づいて、検出回路によって検出された静電容量を補正することにより、着座の誤検出を抑制することができる。また、着座の誤検出を抑制するために、インダクタンスなどの部品を新たに追加する必要もない。従って、熱拡散部を検出電極とし、静電容量の変化によって着座を検出する場合にも、より簡単な構成で誤検出を抑制できる便座装置を提供することができる。 According to this toilet seat device, it is possible to suppress erroneous detection of seating by correcting the capacitance detected by the detection circuit based on the electric power supplied to the heater. In addition, there is no need to newly add a component such as an inductor in order to suppress erroneous detection of seating. Therefore, it is possible to provide a toilet seat device that can suppress erroneous detection with a simpler configuration even when the thermal diffusion portion is used as a detection electrode and seating is detected by a change in capacitance.

第2の発明は、第1の発明において、前記制御部は、前記ヒータへの通電電力の単位時間当たりの平均値に基づいて、前記静電容量を補正することを特徴とする便座装置である。 A second invention is the toilet seat device according to the first invention, wherein the controller corrects the capacitance based on an average value per unit time of electric power supplied to the heater. .

この便座装置によれば、より高い精度で静電容量を補正することができ、着座の誤検出をより確実に抑制することができる。 According to this toilet seat device, it is possible to correct the capacitance with higher accuracy, and to more reliably suppress erroneous detection of seating.

第3の発明は、第2の発明において、前記単位時間は、10秒以上30秒以下であることを特徴とする便座装置である。 A third invention is the toilet seat device according to the second invention, wherein the unit time is 10 seconds or more and 30 seconds or less.

この便座装置によれば、より高い精度で静電容量を補正することができ、着座の誤検出をより確実に抑制することができる。 According to this toilet seat device, it is possible to correct the capacitance with higher accuracy, and to more reliably suppress erroneous detection of seating.

第4の発明は、第1~第3のいずれか1つの発明において、前記制御部は、前記温度センサによって検出された前記温度に基づいて、前記静電容量をさらに補正することを特徴とする便座装置である。 A fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the controller further corrects the capacitance based on the temperature detected by the temperature sensor. It is a toilet seat device.

この便座装置によれば、より高い精度で静電容量を補正することができ、着座の誤検出をより確実に抑制することができる。 According to this toilet seat device, it is possible to correct the capacitance with higher accuracy, and to more reliably suppress erroneous detection of seating.

本発明の態様によれば、熱拡散部を検出電極とし、静電容量の変化によって着座を検出する場合にも、より簡単な構成で誤検出を抑制できる便座装置が提供される。 According to the aspect of the present invention, there is provided a toilet seat device that can suppress erroneous detection with a simpler configuration even when the heat diffusion portion is used as a detection electrode and seating is detected by changes in capacitance.

実施形態にかかる便座装置を備えたトイレ装置を模式的に表す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a toilet device provided with a toilet seat device according to an embodiment; FIG. 実施形態に係る便座の一部を模式的に表す断面図である。It is a sectional view showing typically some toilet seats concerning an embodiment. 実施形態にかかる加熱部を模式的に表す平面図である。It is a top view which represents typically the heating part concerning embodiment. 実施形態にかかる加熱部の一部を模式的に表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing typically a part of heating part concerning an embodiment. 実施形態にかかる便座装置の電気的構成を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram showing typically the electrical composition of the toilet seat device concerning an embodiment. 実施形態にかかる制御部の一部を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which represents typically a part of control part concerning embodiment. 実施形態にかかる制御部の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。4 is a flowchart schematically showing an example of the operation of the control unit according to the embodiment; 実施形態にかかる制御部の一部を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which represents typically a part of control part concerning embodiment. 図9(a)~図9(g)は、実施形態にかかる制御部の動作の一例を模式的に表すグラフである。9A to 9G are graphs schematically showing an example of the operation of the control unit according to the embodiment; FIG.

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、実施形態にかかる便座装置を備えたトイレ装置を模式的に表す斜視図である。 図1に表したように、トイレ装置2は、洋式腰掛便器(以下説明の便宜上、単に「便器」と称する)4と、その上に設けられた便座装置10と、を備える。便座装置10は、本体部12と、便座14と、便蓋16と、を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same reference numerals are given to the same constituent elements, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a toilet device provided with a toilet seat device according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the toilet apparatus 2 includes a western-style seated toilet (hereinafter simply referred to as "toilet" for convenience of explanation) 4 and a toilet seat apparatus 10 provided thereon. The toilet seat device 10 has a body portion 12 , a toilet seat 14 and a toilet lid 16 .

以下の実施形態の説明では、「上方」、「下方」、「前方」、「後方」、「右側方」、及び「左側方」を用いるが、これらの方向は、図1に表すように、便座14に座った使用者から見た方向である。 In the following description of the embodiments, the terms "upper", "lower", "forward", "backward", "rightward" and "leftward" are used, and these directions, as represented in FIG. This is the direction viewed from the user sitting on the toilet seat 14 .

便器4は、下方に向けて窪んだボウル部4aを有する。便器4は、ボウル部4aにおいて使用者の尿や便などの排泄物を受ける。便座装置10の本体部12は、便器4のボウル部4aよりも後方の上部に設けられる。本体部12は、便座14及び便蓋16を開閉可能に軸支している。 The toilet bowl 4 has a downwardly recessed bowl portion 4a. The toilet bowl 4 receives excretion such as urine and feces of the user in the bowl portion 4a. A body portion 12 of the toilet seat device 10 is provided in an upper part behind the bowl portion 4 a of the toilet bowl 4 . The body portion 12 pivotally supports the toilet seat 14 and the toilet lid 16 so that they can be opened and closed.

便座14は、開口部14aを有する。便座14は、ボウル部4aの外縁を囲むように便器4の上に設けられ、開口部14aを介してボウル部4aを露呈させる。これにより、使用者は、便座14に座った状態でボウル部4aに排泄を行うことができる。この例では、貫通孔状の開口部14aが形成された、いわゆるO型の便座14を示している。便座14は、O型に限ることなく、U字型などでもよい。 The toilet seat 14 has an opening 14a. The toilet seat 14 is provided on the toilet bowl 4 so as to surround the outer edge of the bowl portion 4a, and exposes the bowl portion 4a through the opening 14a. Thereby, the user can excrete into the bowl portion 4a while sitting on the toilet seat 14. - 特許庁This example shows a so-called O-shaped toilet seat 14 in which a through hole-shaped opening 14a is formed. The toilet seat 14 is not limited to an O-shape, and may be U-shaped or the like.

便座装置10は、便座14の着座面を暖める便座14の暖房機能を有する。また、便座装置10は、便座14に座った使用者の「おしり」などの局部を洗浄する衛生洗浄機能を有する。便座装置10は、換言すれば、衛生洗浄装置である。但し、便座装置10は、必ずしも衛生洗浄機能を有しなくてもよい。便座装置10は、少なくとも便座14の暖房機能を有していればよい。換言すれば、便座装置10は、暖房便座装置でもよい。 The toilet seat device 10 has a toilet seat 14 heating function for warming the seating surface of the toilet seat 14 . The toilet seat device 10 also has a sanitary washing function of washing the private parts of the user sitting on the toilet seat 14, such as the buttocks. The toilet seat device 10 is, in other words, a sanitary washing device. However, the toilet seat device 10 does not necessarily have a sanitary washing function. The toilet seat device 10 may have at least the function of heating the toilet seat 14 . In other words, the toilet seat device 10 may be a heated toilet seat device.

便座装置10は、人体局部の洗浄を行うためのノズル20を有する。ノズル20は、本体部12に設けられ、本体部12内に収納された位置と、本体部12からボウル部4a内に進出した位置と、に進退移動する。なお、図1では、ノズル20がボウル部4a内に進出した状態を表している。 The toilet seat device 10 has a nozzle 20 for washing a human body part. The nozzle 20 is provided in the body portion 12 and moves back and forth between a position housed in the body portion 12 and a position extended from the body portion 12 into the bowl portion 4a. Note that FIG. 1 shows a state in which the nozzle 20 has advanced into the bowl portion 4a.

本体部12は、リモコンなどの操作部6と通信可能に構成されている。本体部12と操作部6との間の通信は、有線通信でもよいし、無線通信でもよい。本体部12は、例えば、操作部6からの操作指示の入力に応じてノズル20をボウル部4a内に進出させる。 The main unit 12 is configured to be communicable with an operation unit 6 such as a remote controller. Communication between the main unit 12 and the operation unit 6 may be wired communication or wireless communication. The body portion 12 advances the nozzle 20 into the bowl portion 4a in response to an operation instruction input from the operation portion 6, for example.

ノズル20は、人体局部に向けて水を吐出し、人体局部の洗浄を行う。ノズル20の先端部には、ビデ洗浄吐水口20a及びおしり洗浄吐水口20bが設けられている。ノズル20は、その先端に設けられたビデ洗浄吐水口20aから水を噴射して、便座14に座った女性の女性局部を洗浄することができる。あるいは、ノズル20は、その先端に設けられたおしり洗浄吐水口20bから水を噴射して、便座14に座った使用者の「おしり」を洗浄することができる。なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。 The nozzle 20 discharges water toward the human body's private parts to wash the human body's private parts. At the tip of the nozzle 20, a bidet washing spout 20a and a buttocks washing spout 20b are provided. The nozzle 20 can jet water from a bidet washing spout 20a provided at its tip to wash the private parts of a woman sitting on the toilet seat 14. - 特許庁Alternatively, the nozzle 20 can jet water from the bottom washing spout 20b provided at the tip of the nozzle 20 to wash the "bottom" of the user sitting on the toilet seat 14. FIG. In the specification of the present application, "water" includes not only cold water but also heated hot water.

「おしり」を洗浄するモードのなかには、例えば、「おしり洗浄」と、「おしり洗浄」よりもソフトな水流で優しく洗浄する「やわらか洗浄」と、が含まれる。ノズル20は、例えば、「ビデ洗浄」と、「おしり洗浄」と、「やわらか洗浄」と、を実行することができる。 Modes for washing the "bottom" include, for example, "bottom washing" and "soft washing" for gently washing with a water stream that is softer than the "bottom washing". The nozzle 20 can perform, for example, "bidet washing", "bottom washing", and "soft washing".

なお、図1に表したノズル20では、ビデ洗浄吐水口20aがおしり洗浄吐水口20bよりもノズル20の先端側に設けられているが、ビデ洗浄吐水口20aおよびおしり洗浄吐水口20bの設置位置は、これだけに限定されるわけではない。ビデ洗浄吐水口20aは、おしり洗浄吐水口20bよりもノズル20の後端側に設けられていてもよい。また、図1に表したノズル20では、2つの吐水口が設けられているが、3つ以上の吐水口が設けられていてもよい。 In the nozzle 20 shown in FIG. 1, the bidet washing spout 20a is provided closer to the tip side of the nozzle 20 than the bottom washing spout 20b. is not limited to this. The bidet washing spout 20a may be provided closer to the rear end side of the nozzle 20 than the bottom washing spout 20b. Further, although the nozzle 20 shown in FIG. 1 is provided with two water outlets, it may be provided with three or more water outlets.

図2は、実施形態に係る便座の一部を模式的に表す断面図である。
図2は、図1のA1-A2線断面を模式的に表す。
図2に表したように、便座14は、内部空間SPを有する。換言すれば、便座14は、中空状である。便座14は、例えば、上板30と下板32とを有し、上板30と下板32とを接合することにより、上板30と下板32との間に内部空間SPを形成する。上板30は、使用者が着座する着座面30aと、下板32と対向する内表面30bと、を有する。内表面30bは、換言すれば、内部空間SP内において着座面30aと反対側を向く面である。上板30と下板32との接合は、接着剤を用いた接着でもよいし、振動溶着などを用いた溶着などでもよい。但し、便座14の構成は、上記に限ることなく、少なくとも内部空間SPと着座面30aと内表面30bとを有する任意の構成でよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing part of the toilet seat according to the embodiment.
FIG. 2 schematically shows a cross section taken along line A1-A2 of FIG.
As shown in FIG. 2, the toilet seat 14 has an internal space SP. In other words, the toilet seat 14 is hollow. The toilet seat 14 has, for example, an upper plate 30 and a lower plate 32 , and the inner space SP is formed between the upper plate 30 and the lower plate 32 by joining the upper plate 30 and the lower plate 32 . The upper plate 30 has a seating surface 30a on which the user sits, and an inner surface 30b facing the lower plate 32 . In other words, the inner surface 30b is a surface facing away from the seating surface 30a within the internal space SP. The upper plate 30 and the lower plate 32 may be joined by bonding using an adhesive, or by welding using vibration welding or the like. However, the configuration of the toilet seat 14 is not limited to the above, and may be any configuration having at least the internal space SP, the seating surface 30a, and the inner surface 30b.

便座14は、加熱部34を有する。加熱部34は、上板30の着座面30aを暖める。加熱部34は、例えば、内部空間SP内において内表面30bに設けられる。加熱部34は、例えば、内表面30bに貼り付けられている。これにより、加熱部34は、内側から着座面30aを暖める。 The toilet seat 14 has a heating section 34 . The heating part 34 heats the seating surface 30a of the upper plate 30 . The heating part 34 is provided, for example, on the inner surface 30b within the internal space SP. The heating part 34 is attached to the inner surface 30b, for example. Thereby, the heating part 34 heats the seating surface 30a from the inside.

図3は、実施形態にかかる加熱部を模式的に表す平面図である。
図4は、実施形態にかかる加熱部の一部を模式的に表す部分断面図である。
図4は、図3のB1-B2線断面を模式的に表す。
図3及び図4に表したように、加熱部34は、熱拡散部41と、ヒータ43と、を有する。ヒータ43は、電流を流すことによって発熱する。ヒータ43は、例えば、電熱線43aと、電熱線43aの周囲を覆う被覆43bと、を有する。被覆43bは、例えば、樹脂などからなる絶縁体である。ヒータ43は、内部空間SPに設けられ、外部からの交流電圧の印加により、内表面30bを介して着座面30aを内側から暖める。
FIG. 3 is a plan view schematically showing a heating unit according to the embodiment;
FIG. 4 is a partial cross-sectional view schematically showing part of the heating unit according to the embodiment.
FIG. 4 schematically shows a cross section taken along line B1-B2 of FIG.
As shown in FIGS. 3 and 4 , the heating section 34 has a thermal diffusion section 41 and a heater 43 . The heater 43 generates heat by applying current. The heater 43 has, for example, a heating wire 43a and a coating 43b that covers the heating wire 43a. The coating 43b is an insulator made of, for example, resin. The heater 43 is provided in the internal space SP, and heats the seating surface 30a from the inside via the inner surface 30b by application of an AC voltage from the outside.

熱拡散部41は、内表面30bに設けられる。熱拡散部41は、例えば、シート状である。熱拡散部41は、換言すれば、熱拡散シートである。ヒータ43は、例えば、コード状である。熱拡散部41の面積は、ヒータ43の面積よりも大きい。これにより、熱拡散部41は、ヒータ43の熱を内表面30bに拡散させる。 The thermal diffusion part 41 is provided on the inner surface 30b. The thermal diffusion part 41 is, for example, sheet-shaped. The thermal diffusion part 41 is, in other words, a thermal diffusion sheet. The heater 43 is, for example, cord-shaped. The area of the thermal diffusion part 41 is larger than the area of the heater 43 . Thereby, the thermal diffusion part 41 diffuses the heat of the heater 43 to the inner surface 30b.

熱拡散部41とヒータ43との間には、第1接着剤44が設けられている。第1接着剤44は、熱拡散部41とヒータ43とを接合する。 A first adhesive 44 is provided between the thermal diffusion part 41 and the heater 43 . The first adhesive 44 bonds the thermal diffusion part 41 and the heater 43 together.

熱拡散部41と、上板30の内表面30bと、の間には、第2接着剤45が設けられている。第2接着剤45は、熱拡散部41と、上板30の内表面30bと、を接合する。これにより、熱拡散部41は、上板30の内表面30bに設けられる。 A second adhesive 45 is provided between the heat diffusion portion 41 and the inner surface 30 b of the upper plate 30 . The second adhesive 45 bonds the heat diffusion part 41 and the inner surface 30 b of the upper plate 30 . Thereby, the heat diffusion part 41 is provided on the inner surface 30 b of the upper plate 30 .

熱拡散部41は、導体である。熱拡散部41は、例えば、金属箔である。金属箔の熱伝導率は、上板30の熱伝導率よりも高い。熱拡散部41としては、例えばアルミニウム箔や銅箔などが挙げられる。 The heat spreader 41 is a conductor. The thermal diffusion part 41 is, for example, metal foil. The thermal conductivity of the metal foil is higher than that of the top plate 30 . Examples of the thermal diffusion part 41 include aluminum foil and copper foil.

図3に表したように、ヒータ43は、熱拡散部41において蛇行し、熱拡散部41の略全体にわたって配置される。また、図2に表したように、加熱部34は、上板30の内表面30bの略全体にわたって設けられている。換言すれば、熱拡散部41は、上板30の内表面30bの略全体に設けられる。ヒータ43は、上板30の内表面30bの下において蛇行し、内表面30bの略全体にわたって配置される。このように、コード状のヒータ43は、曲げながら内表面30bに設けられる。なお、ヒータ43は、コード状に限ることなく、シート状などでもよい。ヒータ43の構成は、着座面30aを内側から暖めることができる任意の構成でよい。 As shown in FIG. 3 , the heater 43 meanders in the thermal diffusion portion 41 and is arranged over substantially the entire thermal diffusion portion 41 . Moreover, as shown in FIG. 2, the heating portion 34 is provided over substantially the entire inner surface 30b of the upper plate 30. As shown in FIG. In other words, the thermal diffusion part 41 is provided on substantially the entire inner surface 30 b of the upper plate 30 . The heater 43 meanders under the inner surface 30b of the top plate 30 and is disposed over substantially the entire inner surface 30b. Thus, the cord-shaped heater 43 is provided on the inner surface 30b while being bent. Note that the heater 43 is not limited to a cord shape, and may be a sheet shape or the like. The configuration of the heater 43 may be any configuration that can warm the seating surface 30a from the inside.

図3及び図4に表したように、便座装置10は、温度センサ46をさらに備える。温度センサ46は、便座14の着座面30aの温度を検出する。温度センサ46は、便座14の内表面30bに設けられる。温度センサ46は、例えば、接着や粘着などによって内表面30bに貼り付けられることにより、内表面30bを介して着座面30aの温度を検出する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the toilet seat device 10 further comprises a temperature sensor 46. As shown in FIG. A temperature sensor 46 detects the temperature of the seating surface 30 a of the toilet seat 14 . A temperature sensor 46 is provided on the inner surface 30 b of the toilet seat 14 . The temperature sensor 46 detects the temperature of the seating surface 30a via the inner surface 30b by being attached to the inner surface 30b by, for example, adhesion or adhesion.

熱拡散部41は、内表面30bの一部を露出させる開口41aを有する。温度センサ46は、開口41aの部分を介して内表面30bに直接的に貼り付けられる。このように、温度センサ46は、例えば、内表面30bにおいて、熱拡散部41と上下(内表面30bと直交する方向)に重ならない状態で、熱拡散部41の近傍に配置される。但し、温度センサ46は、例えば、熱拡散部41の上、あるいは熱拡散部41の下(内表面30bと熱拡散部41との間)などに設けてもよい。 The thermal diffusion portion 41 has an opening 41a that exposes a portion of the inner surface 30b. The temperature sensor 46 is attached directly to the inner surface 30b through the portion of the opening 41a. In this way, the temperature sensor 46 is arranged in the vicinity of the thermal diffusion section 41 on the inner surface 30b, for example, without overlapping the thermal diffusion section 41 vertically (in a direction perpendicular to the inner surface 30b). However, the temperature sensor 46 may be provided, for example, above the thermal diffusion portion 41 or below the thermal diffusion portion 41 (between the inner surface 30b and the thermal diffusion portion 41).

温度センサ46には、例えば、サーミスタが用いられる。但し、温度センサ46は、サーミスタに限ることなく、着座面30aの温度を検出可能な任意の温度センサでよい。温度センサ46は、例えば、非接触式の温度センサなどでもよい。この場合、温度センサ46は、本体部12などに設けてもよい。温度センサ46を配置する位置は、内表面30bに限ることなく、着座面30aの温度を適切に検出可能な任意の位置でよい。 A thermistor, for example, is used for the temperature sensor 46 . However, the temperature sensor 46 is not limited to a thermistor, and may be any temperature sensor capable of detecting the temperature of the seating surface 30a. The temperature sensor 46 may be, for example, a non-contact temperature sensor. In this case, the temperature sensor 46 may be provided on the main body 12 or the like. The position where the temperature sensor 46 is arranged is not limited to the inner surface 30b, and may be any position where the temperature of the seating surface 30a can be appropriately detected.

図5は、実施形態にかかる便座装置の電気的構成を模式的に表すブロック図である。
図5に表したように、便座装置10は、電源回路50と、制御部52と、検出回路54と、制御負荷56と、を備える。
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the electrical configuration of the toilet seat device according to the embodiment;
As shown in FIG. 5 , the toilet seat device 10 includes a power supply circuit 50 , a control section 52 , a detection circuit 54 and a control load 56 .

電源回路50は、交流電源PSと電気的に接続される。電源回路50は、交流電源PSから供給される交流電圧を直流電圧に変換し、変換後の直流電圧を制御部52、検出回路54、及び制御負荷56に供給する。電源回路50は、いわゆるAC-DCコンバータである。制御部52、検出回路54、及び制御負荷56は、電源回路50からの直流電圧の供給に応じて動作する。 Power supply circuit 50 is electrically connected to AC power supply PS. The power supply circuit 50 converts the AC voltage supplied from the AC power supply PS into a DC voltage, and supplies the converted DC voltage to the control unit 52 , the detection circuit 54 and the control load 56 . The power supply circuit 50 is a so-called AC-DC converter. The control unit 52 , the detection circuit 54 and the control load 56 operate according to the DC voltage supplied from the power supply circuit 50 .

制御部52は、便座装置10の各部の動作を統括的に制御する。制御部52は、検出回路54及び制御負荷56と電気的に接続され、検出回路54及び制御負荷56の動作を制御する。 The control unit 52 comprehensively controls the operation of each unit of the toilet seat device 10 . The control unit 52 is electrically connected to the detection circuit 54 and the control load 56 and controls the operations of the detection circuit 54 and the control load 56 .

便座装置10は、例えば、複数の制御負荷56を有する。制御負荷56は、例えば、ノズル20を進退移動させるためのモーターや、ノズル20への水の供給(ノズル20からの吐水)及びノズル20への水の供給の停止を切り替えるための電磁弁などである。制御負荷56は、例えば、ノズル20に供給する水を加熱する熱交換器、ビデ洗浄吐水口20a及びおしり洗浄吐水口20bの経路の切り替えを行う切替弁、及びボウル部4a内の空気を吸引して脱臭する脱臭装置などをさらに含んでもよい。制御負荷56は、電源回路50から供給される直流電圧によって動作するとともに、制御部52によって動作を制御される任意の機器でよい。 The toilet seat apparatus 10 has, for example, multiple control loads 56 . The control load 56 is, for example, a motor for moving the nozzle 20 back and forth, or an electromagnetic valve for switching between supplying water to the nozzle 20 (spraying water from the nozzle 20) and stopping the supply of water to the nozzle 20. be. The control load 56 includes, for example, a heat exchanger that heats the water supplied to the nozzle 20, a switching valve that switches the paths of the bidet washing spout 20a and the buttocks washing spout 20b, and sucks the air in the bowl portion 4a. It may further include a deodorizing device for deodorizing the air. The control load 56 may be any device that operates with a DC voltage supplied from the power supply circuit 50 and whose operation is controlled by the control section 52 .

制御部52は、例えば、図示を省略した通信回路などを介して操作部6と通信可能に接続される。制御部52には、例えば、ノズル20による局部洗浄の実行及び局部洗浄の停止など、操作部6の操作に応じた種々の操作指示が入力される。制御部52は、操作部6から入力された操作指示に応じて制御負荷56の動作を制御する。これにより、制御部52は、操作部6の操作に応じて、ノズル20による局部洗浄の実行及び局部洗浄の停止などを制御する。 The control unit 52 is communicably connected to the operation unit 6 via, for example, a communication circuit (not shown). Various operation instructions are input to the control unit 52 according to the operation of the operation unit 6 , such as execution of washing the private parts by the nozzle 20 and stopping washing of the private parts. The control unit 52 controls the operation of the control load 56 according to operation instructions input from the operation unit 6 . Thereby, the control unit 52 controls execution of washing the private parts by the nozzle 20 and stopping washing of the private parts according to the operation of the operation unit 6 .

検出回路54は、便座14の内部空間SPに設けられた加熱部34の熱拡散部41と電気的に接続されている。検出回路54は、熱拡散部41の静電容量を検出する。より詳しくは、検出回路54は、加熱部34の熱拡散部41を検出電極として用い、便座14に着座している状態と、便座14に着座していない状態と、における熱拡散部41の大地との間の静電容量の変化を検出する、自己容量方式の静電容量検出回路である。 The detection circuit 54 is electrically connected to the thermal diffusion part 41 of the heating part 34 provided in the internal space SP of the toilet seat 14 . A detection circuit 54 detects the capacitance of the heat diffusion portion 41 . More specifically, the detection circuit 54 uses the heat diffusion part 41 of the heating part 34 as a detection electrode, and detects the ground level of the heat diffusion part 41 when the user is seated on the toilet seat 14 and when the user is not seated on the toilet seat 14 . It is a self-capacitance type capacitance detection circuit that detects a change in capacitance between and.

検出回路54は、制御部52と接続されている。検出回路54は、例えば、制御部52の制御に基づいて熱拡散部41の静電容量の検出を行い、検出結果を制御部52に入力する。 The detection circuit 54 is connected to the control section 52 . The detection circuit 54 , for example, detects the capacitance of the thermal diffusion part 41 under the control of the control part 52 and inputs the detection result to the control part 52 .

制御部52は、検出回路54による静電容量の検出を制御するとともに、検出回路54によって検出された静電容量に基づいて便座14への着座を検出する。制御部52は、例えば、操作部6から入力される操作指示及び検出回路54の検出結果に基づいて、複数の制御負荷56の動作を制御する。 The control unit 52 controls the detection of capacitance by the detection circuit 54 and detects seating on the toilet seat 14 based on the capacitance detected by the detection circuit 54 . The control unit 52 controls operations of the plurality of control loads 56 based on, for example, operation instructions input from the operation unit 6 and detection results of the detection circuit 54 .

制御部52は、検出回路54の検出結果を基に便座14への着座を検出した場合に、操作部6からの操作指示に応じて所定の制御負荷56を動作させる。一方、制御部52は、便座14への着座を検出していない場合には、操作部6から操作指示が入力されたとしても、所定の制御負荷56を動作させない。制御部52は、例えば、着座を検出していない場合には、ノズル20による局部洗浄を行わないようにする。これにより、使用者などが便座14に着座していない状態においてノズル20から水が吐出されてしまうことを抑制することができる。 The control unit 52 operates a predetermined control load 56 according to an operation instruction from the operation unit 6 when it detects that the user is seated on the toilet seat 14 based on the detection result of the detection circuit 54 . On the other hand, when the seating on the toilet seat 14 is not detected, the control unit 52 does not operate the predetermined control load 56 even if an operation instruction is input from the operation unit 6 . For example, when the seating is not detected, the controller 52 prevents the nozzle 20 from washing the private parts. As a result, it is possible to prevent water from being discharged from the nozzle 20 when the user or the like is not seated on the toilet seat 14 .

また、例えば、脱臭装置を制御負荷56とする場合などには、制御部52は、便座14への着座の検出に応答して、制御負荷56を動作させる。このように、制御部52は、検出回路54の検出結果(便座14への着座の検出結果)に基づく制御負荷56の動作の状態を、制御負荷56の種類に応じて変化させる。制御部52は、検出回路54の検出結果に応じて制御負荷56を動作させたり、制御負荷56の動作を禁止したりする。 Further, for example, when the deodorizing device is used as the control load 56 , the control unit 52 operates the control load 56 in response to detection of seating on the toilet seat 14 . In this manner, the control unit 52 changes the operation state of the control load 56 based on the detection result of the detection circuit 54 (the detection result of seating on the toilet seat 14 ) according to the type of the control load 56 . The control unit 52 operates the control load 56 or prohibits the operation of the control load 56 according to the detection result of the detection circuit 54 .

なお、検出回路54による静電容量の検出動作の実行は、制御部52とは別の制御部の制御に基づいて行ってもよいし、検出回路54の独立した制御に基づいて行ってもよい。制御部52は、必ずしも検出回路54による静電容量の検出動作を制御しなくてもよい。 Execution of the capacitance detection operation by the detection circuit 54 may be performed based on the control of a control unit different from the control unit 52, or may be performed based on the independent control of the detection circuit 54. . The control unit 52 does not necessarily have to control the capacitance detection operation by the detection circuit 54 .

電源回路50は、例えば、電源端子58と電気的に接続されている。電源回路50は、電源端子58を介して交流電源PSと電気的に接続される。交流電源PSは、例えば、AC100V(実効値)の商用電源である。電源端子58は、例えば、コンセントプラグである。 The power circuit 50 is electrically connected to, for example, a power terminal 58 . The power supply circuit 50 is electrically connected to an AC power supply PS via a power supply terminal 58 . The AC power supply PS is, for example, a commercial power supply of AC 100V (effective value). The power terminal 58 is, for example, an outlet plug.

電源回路50は、例えば、整流回路60と、平滑コンデンサ62と、変換回路64と、を有する。整流回路60は、交流電源PSから供給された交流電圧を整流し、脈流の整流電圧に変換する。整流回路60は、例えば、ダイオードブリッジを用いた全波整流器であり、交流電圧を全波整流した整流電圧に変換する。整流回路60は、例えば、半波整流器などでもよい。 The power supply circuit 50 has, for example, a rectifier circuit 60, a smoothing capacitor 62, and a conversion circuit 64. The rectifier circuit 60 rectifies the AC voltage supplied from the AC power supply PS and converts it into a rectified pulsating voltage. The rectifier circuit 60 is, for example, a full-wave rectifier using a diode bridge, and converts an AC voltage into a rectified voltage obtained by full-wave rectification. Rectifier circuit 60 may be, for example, a half-wave rectifier.

平滑コンデンサ62は、整流回路60によって整流された整流電圧を平滑化し、整流電圧を直流電圧に変換する。 The smoothing capacitor 62 smoothes the rectified voltage rectified by the rectifier circuit 60 and converts the rectified voltage into a DC voltage.

変換回路64は、平滑コンデンサ62によって変換された直流電圧を制御部52、検出回路54、及び制御負荷56に対応した直流電圧に変換する。変換回路64は、いわゆるDC-DCコンバータである。変換回路64は、例えば、100Vの直流電圧を5V~24V程度の直流電圧に変換する。変換回路64は、換言すれば、降圧コンバータである。変換回路64は、変換後の直流電圧を制御部52、検出回路54、及び制御負荷56などの便座装置10の各部に供給する。これにより、制御部52、検出回路54、及び制御負荷56のそれぞれが、変換回路64(電源回路50)からの直流電圧の供給に応じて動作可能となる。 The conversion circuit 64 converts the DC voltage converted by the smoothing capacitor 62 into a DC voltage corresponding to the control section 52 , the detection circuit 54 and the control load 56 . The conversion circuit 64 is a so-called DC-DC converter. The conversion circuit 64 converts, for example, a DC voltage of 100V into a DC voltage of approximately 5V to 24V. The conversion circuit 64 is, in other words, a step-down converter. The conversion circuit 64 supplies the DC voltage after conversion to each part of the toilet seat device 10 such as the control part 52 , the detection circuit 54 and the control load 56 . Thereby, each of the control unit 52, the detection circuit 54, and the control load 56 becomes operable according to the supply of the DC voltage from the conversion circuit 64 (power supply circuit 50).

変換回路64は、一次側(交流電源PS側)と二次側(負荷側)とを電気的に絶縁するトランス66を有する。変換回路64は、例えば、絶縁型の変換器である。変換回路64は、例えば、フライバックコンバータである。これにより、例えば、制御負荷56に対して作業を行う作業者などが、比較的高い一次側の電力で感電してしまうことを抑制することができる。但し、変換回路64は、必ずしも絶縁型の変換器でなくてもよい。 The conversion circuit 64 has a transformer 66 that electrically insulates the primary side (AC power supply PS side) and the secondary side (load side). The conversion circuit 64 is, for example, an isolation type converter. Conversion circuit 64 is, for example, a flyback converter. As a result, for example, a worker working on the control load 56 can be prevented from being electrocuted by the relatively high power on the primary side. However, the conversion circuit 64 may not necessarily be an insulation type converter.

電源回路50は、例えば、コモンモードノイズを抑制するためのコンデンサ68、70と、一次-二次間結合コンデンサ71と、をさらに有する。 The power supply circuit 50 further includes, for example, capacitors 68 and 70 for suppressing common mode noise and a primary-secondary coupling capacitor 71 .

コンデンサ68、70は、電源端子58と整流回路60との間に設けられる。コンデンサ68の一端は、整流回路60の一方の入力端子と電気的に接続される。コンデンサ68の他端は、共通電位GNDに設定される。コンデンサ70の一端は、整流回路60の他方の入力端子と電気的に接続される。コンデンサ70の他端は、共通電位GNDに設定される。共通電位GNDは、例えば、大地の電位(いわゆるアース)である。共通電位GNDは、例えば、便座装置10の導電性のフレーム又はシャーシなどの電位(いわゆるフレームグラウンドやシャーシグラウンド)などでもよい。 Capacitors 68 and 70 are provided between the power terminal 58 and the rectifier circuit 60 . One end of the capacitor 68 is electrically connected to one input terminal of the rectifier circuit 60 . The other end of capacitor 68 is set to common potential GND. One end of capacitor 70 is electrically connected to the other input terminal of rectifier circuit 60 . The other end of capacitor 70 is set to common potential GND. The common potential GND is, for example, the ground potential (so-called ground). The common potential GND may be, for example, the potential of the conductive frame or chassis of the toilet seat device 10 (so-called frame ground or chassis ground).

一次-二次間結合コンデンサ71は、トランス66の一次側と二次側とを接続する。より具体的には、一次-二次間結合コンデンサ71は、トランス66の一次側の共通電位GNDと、二次側の共通電位GNDと、を接続する。 A primary-secondary coupling capacitor 71 connects the primary side and the secondary side of the transformer 66 . More specifically, the primary-secondary coupling capacitor 71 connects the common potential GND on the primary side of the transformer 66 and the common potential GND on the secondary side of the transformer 66 .

加熱部34のヒータ43は、電源端子58(整流回路60)と接続されている。これにより、ヒータ43には、交流電源PSから供給された交流電圧が印加される。また、ヒータ43と電源端子58との間には、ヒータ43への交流電圧の印加及び印加の停止を切り替えるためのスイッチング素子72が設けられている。スイッチング素子72は、制御部52と接続されている。制御部52は、スイッチング素子72のオン・オフの切り替えを制御する。換言すれば、制御部52は、ヒータ43への通電(交流電圧の印加及び印加の停止)を制御する。スイッチング素子72は、例えば、双方向の光サイリスタである。これにより、電源回路50の二次側に接続される制御部52を一次側の交流電力と適切に電気的に絶縁することができる。 The heater 43 of the heating unit 34 is connected to the power terminal 58 (rectifier circuit 60). As a result, the AC voltage supplied from the AC power supply PS is applied to the heater 43 . A switching element 72 is provided between the heater 43 and the power supply terminal 58 for switching between application of AC voltage to the heater 43 and stoppage of the application. The switching element 72 is connected to the controller 52 . The control unit 52 controls ON/OFF switching of the switching element 72 . In other words, the controller 52 controls energization of the heater 43 (application of AC voltage and stop of application). The switching element 72 is, for example, a bidirectional optical thyristor. Thereby, the control unit 52 connected to the secondary side of the power supply circuit 50 can be electrically insulated appropriately from the AC power on the primary side.

なお、ヒータ43に供給する電力は、交流電源PSの交流電力に限ることなく、例えば、平滑コンデンサ62によって平滑化された後の直流電力や変換回路64によって変換された後の直流電力などでもよい。 The power supplied to the heater 43 is not limited to the AC power of the AC power supply PS, and may be, for example, the DC power after being smoothed by the smoothing capacitor 62 or the DC power after being converted by the conversion circuit 64. .

制御部52は、温度センサ46と接続されている。温度センサ46は、着座面30aの温度の検出結果を制御部52に入力する。制御部52は、温度センサ46によって検出された温度に基づいてヒータ43への通電を制御することにより、便座14を所定温度に加熱する。このように、制御部52は、検出回路54によって検出された静電容量に基づいて便座14への着座を検出するとともに、温度センサ46によって検出された温度に基づいてヒータ43への通電を制御する。 The controller 52 is connected with the temperature sensor 46 . The temperature sensor 46 inputs the detection result of the temperature of the seating surface 30 a to the controller 52 . The controller 52 heats the toilet seat 14 to a predetermined temperature by controlling power supply to the heater 43 based on the temperature detected by the temperature sensor 46 . Thus, the control unit 52 detects seating on the toilet seat 14 based on the capacitance detected by the detection circuit 54, and controls energization of the heater 43 based on the temperature detected by the temperature sensor 46. do.

制御部52は、例えば、温度センサ46によって検出された便座14の着座面30aの温度が、操作部6の操作などによって設定された所定の設定温度となるように、ヒータ43への通電を制御する。この際、制御部52は、例えば、設定温度と検出温度との温度差などに応じてスイッチング素子72のオン・オフのデューティ比を変化させる、いわゆるPWM(Pulse Width Modulation)制御を行う。これにより、例えば、着座面30aの温度をより精度良く調整することができる。なお、スイッチング素子72のオン・オフの制御は、PWM制御に限ることなく、例えば、オン・オフのパルスの周波数を変化させる、いわゆるPFM(Pulse Frequency Modulation)制御などでもよい。 The control unit 52 controls energization of the heater 43 so that the temperature of the seating surface 30a of the toilet seat 14 detected by the temperature sensor 46, for example, reaches a predetermined temperature set by operating the operation unit 6 or the like. do. At this time, the control unit 52 performs so-called PWM (Pulse Width Modulation) control, which changes the on/off duty ratio of the switching element 72 according to, for example, the temperature difference between the set temperature and the detected temperature. Thereby, for example, the temperature of the seating surface 30a can be adjusted more accurately. The on/off control of the switching element 72 is not limited to PWM control, and may be, for example, so-called PFM (Pulse Frequency Modulation) control that changes the frequency of on/off pulses.

また、制御部52は、例えば、検出回路54の検出結果を基に着座を検出していない場合には、便座14の着座面30aの温度を設定温度よりも低くする。そして、制御部52は、着座を検出した場合に、便座14の着座面30aの温度を設定温度まで昇温する。これにより、不使用時における不要な電力の消費を抑え、便座装置10の消費電力を抑えることができる。 Further, for example, when the seating is not detected based on the detection result of the detection circuit 54, the control section 52 makes the temperature of the seating surface 30a of the toilet seat 14 lower than the set temperature. Then, when the seating is detected, the control unit 52 raises the temperature of the seating surface 30a of the toilet seat 14 to the set temperature. As a result, the power consumption of the toilet seat device 10 can be reduced by suppressing unnecessary power consumption when the toilet seat device 10 is not in use.

図6は、実施形態にかかる制御部の一部を模式的に表すブロック図である。なお、これは図5の電気的構成のブロック図から、本発明にかかる部分を抜き出したものであり、図5にあって図6に無い構成要素は、図面表示を省略しただけである。
図6に表したように、制御部52は、機能的に大別して、マイコン52aと補正部52bを有する。マイコン52aは制御部52の中枢であり、補正部52bが本発明の特徴となる部分である。制御部52は、減算器100を有する。制御部52は、検出回路54によって検出された静電容量に対応する静電容量信号S1と、ヒータ43への通電電力に基づく補正値Vc1と、を減算器100に入力する。減算器100は、静電容量信号S1から補正値Vc1を減算することにより、補正した静電容量信号S2を演算する。静電容量信号S1は、例えば、検出回路54から入力される電圧信号である。これにより、制御部52は、ヒータ43への通電電力に基づいて、検出回路54によって検出された静電容量を補正する。
FIG. 6 is a block diagram schematically showing part of a control unit according to the embodiment; It should be noted that this is a block diagram of the electrical configuration of FIG. 5, in which the parts related to the present invention are extracted, and the components in FIG. 5 that are not shown in FIG. 6 are simply omitted from the drawing.
As shown in FIG. 6, the control unit 52 is functionally roughly divided into a microcomputer 52a and a correction unit 52b. The microcomputer 52a is the core of the control section 52, and the correction section 52b is a feature of the present invention. The control unit 52 has a subtractor 100 . The control unit 52 inputs to the subtracter 100 a capacitance signal S1 corresponding to the capacitance detected by the detection circuit 54 and a correction value Vc1 based on the power supplied to the heater 43 . A subtractor 100 calculates a corrected capacitance signal S2 by subtracting a correction value Vc1 from the capacitance signal S1. The capacitance signal S1 is, for example, a voltage signal input from the detection circuit 54 . Thereby, the controller 52 corrects the capacitance detected by the detection circuit 54 based on the electric power supplied to the heater 43 .

制御部52は、平均回路102と、演算器104と、スイッチング素子106と、を有する。平均回路102は、例えば、抵抗素子102aと、コンデンサ102bと、を有する。抵抗素子102aの一端は、スイッチング素子106と接続されている。抵抗素子102aの他端は、コンデンサ102bと接続されている。コンデンサ102bの一端は、抵抗素子102aと演算器104との接続点に接続されている。コンデンサ102bの他端は、基準電位GNDに設定されている。平均回路102は、換言すれば、積分回路である。 The control unit 52 has an averaging circuit 102 , a calculator 104 and a switching element 106 . The averaging circuit 102 has, for example, a resistive element 102a and a capacitor 102b. One end of the resistance element 102 a is connected to the switching element 106 . The other end of the resistance element 102a is connected to the capacitor 102b. One end of the capacitor 102b is connected to the connection point between the resistance element 102a and the arithmetic unit 104. FIG. The other end of the capacitor 102b is set to the reference potential GND. The averaging circuit 102 is, in other words, an integrating circuit.

スイッチング素子106の他端は、2つの入力があり、制御端子の状態に応じて、いずれかを選択して抵抗素子102aと接続する形になっており、1つはヒータ43をフルオンにした時に投入される電力に相当する信号電圧Vfullが、もう1つは基準電位GNDが入力されている。信号電圧Vfullは、ヒータ43に連続通電(PWM制御であれば、フル通電)している際にヒータ43で消費される電力の大きさを意味する電圧信号である。ヒータ43への通電電力は、交流電源PSの交流電圧の実効値の二乗をヒータ43の抵抗値で割れば良いが、その電力そのものを制御部52に入力して平均(信号処理)することはできないので、電力の大きさを表す信号として、制御部52の回路動作に適した電圧値に換算した信号電圧がVfullである。そして、スイッチング素子106の制御端子には、ヒータ43の通電信号が入力される。すなわち、スイッチング素子106は、ヒータ43に通電するためのスイッチング素子72と同期して、2つの信号の接続状態を切り替える。具体的には、ヒータ通電時は信号電圧Vfullと抵抗素子102aを接続し、ヒータ非通電時は基準電位GNDと抵抗素子102aを接続する。これにより、ヒータ43への通電電力に応じた電力(に相当する信号電圧)を平均回路102に入力することができる。 The other end of the switching element 106 has two inputs, one of which is selected according to the state of the control terminal and connected to the resistance element 102a. A signal voltage Vfull corresponding to the power to be supplied is input, and the reference potential GND is input to the other. The signal voltage Vfull is a voltage signal that indicates the amount of power consumed by the heater 43 when the heater 43 is continuously energized (full energization in the case of PWM control). The power to be supplied to the heater 43 can be obtained by dividing the square of the effective value of the AC voltage of the AC power supply PS by the resistance value of the heater 43. Therefore, the signal voltage converted into a voltage value suitable for the circuit operation of the control unit 52 is Vfull as a signal representing the magnitude of power. An energization signal for the heater 43 is input to the control terminal of the switching element 106 . That is, the switching element 106 switches the connection state of the two signals in synchronization with the switching element 72 for energizing the heater 43 . Specifically, the signal voltage Vfull is connected to the resistance element 102a when the heater is energized, and the reference potential GND is connected to the resistance element 102a when the heater is not energized. As a result, the power corresponding to the power supplied to the heater 43 (the signal voltage corresponding to the power) can be input to the averaging circuit 102 .

積分回路である平均回路102の出力信号は、入力信号を抵抗素子102aとコンデンサ102bとの時定数に基づいて平均した平均値となる。このように、平均回路102は、ヒータ43への通電電力の単位時間当たりの平均値Vhを演算し、演算した平均値Vhを演算器104に入力する。なお、平均回路102の構成は、積分回路に限ることなく、平均値Vhを演算可能な任意の回路でよい。 The output signal of the averaging circuit 102, which is an integrating circuit, is an average value obtained by averaging the input signal based on the time constant of the resistance element 102a and the capacitor 102b. In this manner, the averaging circuit 102 calculates the average value Vh of the electric power applied to the heater 43 per unit time, and inputs the calculated average value Vh to the calculator 104 . Note that the configuration of the averaging circuit 102 is not limited to the integrating circuit, and may be any circuit capable of calculating the average value Vh.

演算器104は、入力された平均値Vhに所定の係数K1を乗算することにより、補正値Vc1を演算し、演算した補正値Vc1を減算器100に入力する。係数K1は、例えば、静電容量信号S1の変動具合やヒータ43への通電電力などに応じて適宜設定すればよい。演算器104は、必要に応じて設ければよく、信号電圧Vfullの値で調整を行って、平均値Vhをそのまま補正値Vc1として用いてもよい。 A calculator 104 multiplies the input average value Vh by a predetermined coefficient K1 to calculate a correction value Vc1 and inputs the calculated correction value Vc1 to the subtractor 100 . The coefficient K1 may be appropriately set according to, for example, the degree of variation in the capacitance signal S1, the electric power supplied to the heater 43, and the like. The arithmetic unit 104 may be provided as necessary, and the average value Vh may be used as the correction value Vc1 as it is after adjusting the value of the signal voltage Vfull.

このように、制御部52は、ヒータ43への通電電力の単位時間当たりの平均値Vhに基づいて、検出回路54によって検出された静電容量に対応する静電容量信号S1を補正する。 In this manner, the control unit 52 corrects the capacitance signal S1 corresponding to the capacitance detected by the detection circuit 54 based on the average value Vh of the electric power applied to the heater 43 per unit time.

単位時間は、例えば、10秒以上30秒以下である。換言すれば、抵抗素子102aとコンデンサ102bとの時定数は、10秒以上30秒以下である。 The unit time is, for example, 10 seconds or more and 30 seconds or less. In other words, the time constant between the resistance element 102a and the capacitor 102b is 10 seconds or more and 30 seconds or less.

例えば、PWM制御などによってヒータ43への通電制御を行う場合、ヒータ43(スイッチング素子72)のオン・オフの周期は、数10msec~数100msec程度である。一方、本発明が解決しようとする課題である静電容量信号の時間変化は、便座14の加熱部34の温度変動に起因するものであり、少なくとも秒単位の遅い変化速度である。このため、ヒータ43への通電電力をそのまま補正値Vc1として用いてしまうと、PWM制御の影響によって補正値Vc1が短時間で変動し、静電容量信号S1の補正が安定しなくなってしまうことが懸念される。 For example, when power supply control to the heater 43 is performed by PWM control or the like, the ON/OFF cycle of the heater 43 (switching element 72) is about several tens of milliseconds to several hundreds of milliseconds. On the other hand, the time change of the capacitance signal, which is the problem to be solved by the present invention, is caused by the temperature change of the heating portion 34 of the toilet seat 14, and has a slow change rate of at least seconds. Therefore, if the electric power supplied to the heater 43 is used as the correction value Vc1 as it is, the correction value Vc1 may fluctuate in a short time due to the influence of the PWM control, and the correction of the capacitance signal S1 may become unstable. Concerned.

従って、スイッチング素子72のオン・オフを周期的に切り替えてヒータ43の発熱量を調整する制御を行う場合などには、上記のように、ヒータ43への通電電力の単位時間当たりの平均値Vhを求め、平均値Vhに基づいて静電容量信号S1を補正することが好ましい。これにより、PWM制御などの影響を抑制し、静電容量信号S1をより適切に補正することができる。 Therefore, when performing control for adjusting the amount of heat generated by the heater 43 by periodically switching the switching element 72 on and off, as described above, the average value Vh of the power supplied to the heater 43 per unit time and correcting the capacitance signal S1 based on the average value Vh. As a result, the influence of PWM control or the like can be suppressed, and the capacitance signal S1 can be corrected more appropriately.

平均値Vhを算出する単位時間(時定数)は、静電容量信号S1の時間変化やPWM制御の周期などに応じて適宜決定すればよい。例えば、スイッチング素子72のオン・オフの周期が、数10msec~数100msec程度である場合には、単位時間を10秒以上30秒以下にする。これにより、PWM制御などの影響をより適切に抑制し、静電容量信号S1をより適切に補正することができる。 The unit time (time constant) for calculating the average value Vh may be appropriately determined according to the time change of the capacitance signal S1, the cycle of PWM control, and the like. For example, when the ON/OFF period of the switching element 72 is several tens of milliseconds to several hundreds of milliseconds, the unit time is set to 10 seconds or more and 30 seconds or less. As a result, the influence of PWM control and the like can be suppressed more appropriately, and the capacitance signal S1 can be corrected more appropriately.

なお、例えば、スイッチング素子72のオン・オフの周期が比較的長い場合などには、平均値Vhを求めることなく、信号電圧Vfullから補正値Vc1を求めてもよい。すなわち、平均回路102は、必要に応じて設ければよく、省略可能である。 Note that, for example, when the ON/OFF cycle of the switching element 72 is relatively long, the correction value Vc1 may be obtained from the signal voltage Vfull without obtaining the average value Vh. That is, the averaging circuit 102 may be provided as required and can be omitted.

制御部52は、減算器110をさらに有する。制御部52は、減算器100によって演算された補正後の静電容量信号S2と、温度センサ46によって検出された温度に基づく補正値Vc2と、を減算器110に入力する。減算器110は、静電容量信号S2から補正値Vc2を減算することにより、補正した静電容量信号S3を演算する。 The control unit 52 further has a subtractor 110 . The control unit 52 inputs the corrected capacitance signal S2 calculated by the subtractor 100 and the correction value Vc2 based on the temperature detected by the temperature sensor 46 to the subtractor 110 . Subtractor 110 calculates corrected capacitance signal S3 by subtracting correction value Vc2 from capacitance signal S2.

制御部52は、減算器112と、演算器114と、を有する。制御部52は、温度センサ46によって検出された便座温度に対応する便座温度信号V1と、室温などに相当する基準温度信号Vrefと、を減算器112に入力する。なお、基準温度とは、温度補正の基準となる温度であり、言い換えれば、温度補正を行う必要が無い温度、すなわち温度補正量がゼロとなる温度である。よって、一般的には、室温を選ぶと都合が良い。 The control unit 52 has a subtractor 112 and a calculator 114 . The controller 52 inputs the toilet seat temperature signal V1 corresponding to the toilet seat temperature detected by the temperature sensor 46 and the reference temperature signal Vref corresponding to room temperature to the subtracter 112 . Note that the reference temperature is a temperature that serves as a reference for temperature correction, in other words, a temperature that does not require temperature correction, that is, a temperature at which the amount of temperature correction is zero. Therefore, it is generally convenient to choose room temperature.

減算器112は、便座温度信号V1から基準温度信号Vrefを減算することにより、便座14の温度の変化分、つまり基準となる室温との温度差に対応する温度信号V2を演算し、演算した温度信号V2を演算器114に入力する。 A subtractor 112 subtracts the reference temperature signal Vref from the toilet seat temperature signal V1 to calculate a temperature signal V2 corresponding to the change in the temperature of the toilet seat 14, that is, the temperature difference from the reference room temperature. A signal V2 is input to the calculator 114 .

演算器114は、入力された温度信号V2に所定の係数K2を乗算することにより、補正値Vc2を演算し、演算した補正値Vc2を減算器110に入力する。係数K2は、例えば、静電容量信号S2の変動具合や便座14の温度信号の値(温度センサ46の出力電圧)などに応じて適宜設定すればよい。演算器114は、必要に応じて設ければよく、容量信号S2の変動量との関係によっては、温度信号V2又は便座温度信号V1をそのまま補正値Vc2として用いてもよい。 Calculator 114 calculates correction value Vc2 by multiplying input temperature signal V2 by predetermined coefficient K2, and inputs calculated correction value Vc2 to subtractor 110 . The coefficient K2 may be appropriately set according to, for example, the variation of the capacitance signal S2 and the value of the temperature signal of the toilet seat 14 (output voltage of the temperature sensor 46). The computing unit 114 may be provided as necessary, and depending on the relationship with the variation amount of the capacity signal S2, the temperature signal V2 or the toilet seat temperature signal V1 may be used as the correction value Vc2 as it is.

このように、制御部52は、温度センサ46によって検出された温度に基づいて、検出回路54によって検出された静電容量をさらに補正する。そして、制御部52は、補正後の静電容量信号S3に基づいて、便座14への着座を検出する。これにより、便座14への着座の誤検出を適切に抑制することができる。 Thus, the controller 52 further corrects the capacitance detected by the detection circuit 54 based on the temperature detected by the temperature sensor 46 . Then, the control unit 52 detects seating on the toilet seat 14 based on the corrected capacitance signal S3. As a result, erroneous detection of seating on the toilet seat 14 can be appropriately suppressed.

図7は、実施形態にかかる制御部の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。 図7は、制御部52による便座14への着座の検出制御の一例を模式的に表している。また、図8は、図6と同様に、図5の電気的構成のブロック図から、本発明にかかる部分を抜き出したものである。図8は図6に対して、制御部52内の補正部の要素が削除され、制御部52はマイコン52aのみで構成されており、マイコン52a内で図7の動作が実行される。 7 is a flowchart schematically illustrating an example of the operation of the control unit according to the embodiment; FIG. FIG. 7 schematically shows an example of detection control of seating on the toilet seat 14 by the control unit 52 . FIG. 8, like FIG. 6, extracts the portion related to the present invention from the electrical configuration block diagram of FIG. 8 is different from FIG. 6 in that the elements of the correction section in the control section 52 are eliminated, the control section 52 is composed only of a microcomputer 52a, and the operations of FIG. 7 are executed in the microcomputer 52a.

図7に表したように、制御部52は、便座14への着座の検出を行う場合、所定時間ΔTが経過する毎に検出回路54を動作させ、検出回路54から静電容量信号S1を取得する(図7のステップS101、S102)。所定時間ΔTは、例えば、100msec程度(例えば、10msec以上200msec以下)である。但し、所定時間ΔTは、上記に限ることなく、使用者などの便座14への着座を適切に検出することができる任意の時間でよい。 As shown in FIG. 7, when detecting seating on the toilet seat 14, the control unit 52 operates the detection circuit 54 every time a predetermined time ΔT elapses, and acquires the capacitance signal S1 from the detection circuit 54. (Steps S101 and S102 in FIG. 7). The predetermined time ΔT is, for example, approximately 100 msec (eg, 10 msec or more and 200 msec or less). However, the predetermined time ΔT is not limited to the above, and may be any time during which it is possible to appropriately detect that the user or the like sits on the toilet seat 14 .

制御部52は、静電容量信号S1を取得した後、温度センサ46から便座温度信号V1を取得する(図7のステップS103)。 After acquiring the capacitance signal S1, the controller 52 acquires the toilet seat temperature signal V1 from the temperature sensor 46 (step S103 in FIG. 7).

制御部52は、スイッチング素子72のオン・オフを切り替えることにより、温度センサ46によって検出される便座14の着座面30aの温度が、所定の設定温度となるように、ヒータ43への通電を制御している。よって、ヒータ43のフル通電時の消費電力と、スイッチング素子72のオン時間とオフ時間が分かれば、ヒータ43への通電電力の単位時間当たりの平均値Vhを演算することができる。 By switching the switching element 72 on and off, the control unit 52 controls the energization of the heater 43 so that the temperature of the seating surface 30a of the toilet seat 14 detected by the temperature sensor 46 reaches a predetermined set temperature. are doing. Therefore, if the power consumption when the heater 43 is fully energized and the ON time and OFF time of the switching element 72 are known, the average value Vh of the power energized to the heater 43 per unit time can be calculated.

制御部52は、温度センサ46から便座温度信号V1を取得した後、ヒータ43への通電信号をもとに、平均値Vhを演算する(図7のステップS104)。例えば、演算したい平均の単位時間を10秒とすると、10秒間に図7のステップS104の処理は100回行われる(100msごとに実行されるので)。よって、スイッチング素子72への信号がオンであったかオフであったかのデータを、最新を含む過去100回分を記憶し、これを毎回更新する(最新のデータを記憶し、最古のデータを破棄する)。これで、過去10秒間のヒータ43のオン時間の合計時間が分かるので、これにヒータ43のフル通電時の消費電力を掛ければ、平均値Vhが得られる。これは、図6のVhが得られる回路動作をソフトウエアに置き換えたものである。 After acquiring the toilet seat temperature signal V1 from the temperature sensor 46, the control unit 52 calculates the average value Vh based on the energization signal to the heater 43 (step S104 in FIG. 7). For example, if the average unit time to be calculated is 10 seconds, the process of step S104 in FIG. 7 is performed 100 times in 10 seconds (because it is performed every 100 ms). Therefore, data indicating whether the signal to the switching element 72 was on or off is stored for the past 100 times including the latest data, and updated each time (the latest data is stored and the oldest data is discarded). . Since the total ON time of the heater 43 for the past 10 seconds can now be obtained, the average value Vh can be obtained by multiplying this by the power consumption of the heater 43 when the heater 43 is fully energized. This is obtained by replacing the circuit operation for obtaining Vh in FIG. 6 with software.

制御部52は、平均値Vhを取得した後、平均値Vhに補正係数K1を掛け(この掛け算結果は、図6の補正値Vc1に相当する)、その値を静電容量信号S1から減算することにより、補正後の静電容量信号S2を演算する(図7のステップS105)。これは、図6の演算器104と減算器100の回路動作をソフトウエアに置き換えたものである。 After obtaining the average value Vh, the control unit 52 multiplies the average value Vh by the correction coefficient K1 (this multiplication result corresponds to the correction value Vc1 in FIG. 6), and subtracts the value from the capacitance signal S1. Thus, the corrected capacitance signal S2 is calculated (step S105 in FIG. 7). This is obtained by replacing the circuit operations of the arithmetic unit 104 and the subtractor 100 in FIG. 6 with software.

制御部52は、静電容量信号S2を演算した後、便座温度信号V1から基準温度信号Vrefを減算することにより、温度信号V2を演算する(図7のステップS106)。これは、図6の減算器112の回路動作をソフトウエアに置き換えたものである。 After calculating the capacitance signal S2, the controller 52 calculates the temperature signal V2 by subtracting the reference temperature signal Vref from the toilet seat temperature signal V1 (step S106 in FIG. 7). This replaces the circuit operation of the subtractor 112 in FIG. 6 with software.

制御部52は、演算した温度信号V2に補正係数K2を掛け(この掛け算結果は図6の補正値Vc2に相当する)、その値を静電容量信号S2から減算することにより、補正後の静電容量信号S3を演算する(図7のステップS107)。これは、図6の演算器114と減算器110の回路動作をソフトウエアに置き換えたものである。 The control unit 52 multiplies the calculated temperature signal V2 by the correction coefficient K2 (the result of this multiplication corresponds to the correction value Vc2 in FIG. 6), and subtracts the value from the capacitance signal S2 to obtain the corrected static electricity. A capacitance signal S3 is calculated (step S107 in FIG. 7). This is obtained by replacing the circuit operations of the arithmetic unit 114 and the subtractor 110 in FIG. 6 with software.

制御部52は、演算した補正後の静電容量信号S3と判定値とを比較する(図7のステップS108)。制御部52は、静電容量信号S3が判定値以上である場合に、便座14に使用者などが着座していると判定し、静電容量信号S3が判定値未満である場合に、便座14に使用者などが着座していないと判定する。 The control unit 52 compares the calculated corrected capacitance signal S3 with the determination value (step S108 in FIG. 7). The control unit 52 determines that a user or the like is seated on the toilet seat 14 when the capacitance signal S3 is equal to or greater than the determination value, and determines that the toilet seat 14 is seated when the capacitance signal S3 is less than the determination value. It is determined that the user or the like is not seated.

制御部52は、上記のステップS101~S108の処理を繰り返す。これにより、便座14の内部空間SPに設けられた熱拡散部41の静電容量の変化に基づいて、使用者などの便座14への着座を検出することができる。なお、上記のステップS104~S107の部分は、図6の制御部52内の補正部52bの機能をソフトウエアで実行したものである。 The control unit 52 repeats the above steps S101 to S108. Accordingly, it is possible to detect the seating of the user or the like on the toilet seat 14 based on the change in the capacitance of the heat diffusion portion 41 provided in the internal space SP of the toilet seat 14 . It should be noted that the above steps S104 to S107 are obtained by executing the function of the correction section 52b in the control section 52 of FIG. 6 by software.

図9(a)~図9(g)は、実施形態にかかる制御部の動作の一例を模式的に表すグラフである。
図9(a)~図9(g)において、横軸は、時間である。
図9(a)の縦軸は、ヒータ43への通電を表している。換言すれば、スイッチング素子72のオン・オフの状態を表している。
図9(b)の縦軸は、静電容量信号S1である。
図9(c)の縦軸は、ヒータ43への通電電力に基づく補正値Vc1である。
図9(d)の縦軸は、静電容量信号S2である。
図9(e)の縦軸は、便座温度信号V1である。
図9(f)の縦軸は、温度センサ46によって検出された温度に基づく補正値Vc2である。
図9(g)の縦軸は、静電容量信号S3である。
9A to 9G are graphs schematically showing an example of the operation of the control unit according to the embodiment; FIG.
In FIGS. 9(a) to 9(g), the horizontal axis is time.
The vertical axis in FIG. 9A represents the energization of the heater 43 . In other words, it represents the ON/OFF state of the switching element 72 .
The vertical axis in FIG. 9B is the capacitance signal S1.
The vertical axis of FIG. 9(c) is the correction value Vc1 based on the electric power applied to the heater 43. In FIG.
The vertical axis of FIG. 9(d) is the capacitance signal S2.
The vertical axis of FIG. 9(e) is the toilet seat temperature signal V1.
The vertical axis of FIG. 9( f ) is the correction value Vc2 based on the temperature detected by the temperature sensor 46 .
The vertical axis of FIG. 9(g) is the capacitance signal S3.

図9(a)~図9(g)では、便座14に着座していない状態でヒータ43の通電制御を行った際の、静電容量S1などの変化の一例を模式的に表している。 FIGS. 9(a) to 9(g) schematically show an example of changes in the capacitance S1 and the like when the energization control of the heater 43 is performed while the person is not seated on the toilet seat 14. FIG.

図9(a)~図9(g)において、時刻T1は、ヒータ43への通電制御を開始した時点を表している。これは例えば、便座装置10の使用者が操作部6を操作して、便座14の暖房機能をオンにした場合である。制御部52は、例えば、室温の状態から所定の目標温度まで便座14の着座面30aの温度を加熱する場合、スイッチング素子72のオン・オフのデューティ比を最初は100%としてヒータ43への通電を行う。そして、制御部52は、着座面30aの温度が目標温度に近づくに従って、スイッチング素子72のオン・オフのデューティ比を小さくしていく。 In FIGS. 9A to 9G, time T1 represents the time when control of power supply to the heater 43 is started. This is the case, for example, when the user of the toilet seat device 10 operates the operation unit 6 to turn on the heating function of the toilet seat 14 . For example, when heating the seating surface 30a of the toilet seat 14 from room temperature to a predetermined target temperature, the control unit 52 initially sets the ON/OFF duty ratio of the switching element 72 to 100% and energizes the heater 43. I do. Then, the controller 52 reduces the on/off duty ratio of the switching element 72 as the temperature of the seating surface 30a approaches the target temperature.

時刻T2は、着座面30aの温度が目標温度に到達した時点を表している。着座面30aの温度は、目標温度への到達を検知してデューティ比を小さくしたり、ヒータ43への通電を停止させたりしても、即座に下降には転じず、僅かに上昇し続ける傾向を持つ。いわゆるオーバーシュートが発生する傾向にある。これは、ヒータ43から熱拡散部41へ、更に便座14の上板30を介して温度センサ46まで熱が伝達する時間による遅れと考えられる。 Time T2 represents the point in time when the temperature of the seating surface 30a reaches the target temperature. Even if the temperature of the seating surface 30a is detected to reach the target temperature and the duty ratio is reduced, or the power supply to the heater 43 is stopped, the temperature of the seating surface 30a does not immediately fall, but tends to continue to rise slightly. have. So-called overshoot tends to occur. This is considered to be due to the time delay in the heat transfer from the heater 43 to the heat diffusion part 41 and further to the temperature sensor 46 via the upper plate 30 of the toilet seat 14 .

時刻T3は、着座面30aの温度がオーバーシュートし、目標温度を超えた後、再び目標温度まで下がった時点を表している。制御部52は、着座面30aの温度が目標温度よりも下がると、再びデューティ比を大きくする。制御部52は、これを繰り返すことにより、着座面30aの温度が目標温度付近で実質的に一定となるように、ヒータ43の通電を制御する。また、時刻T4は、ヒータ43への通電制御を停止した時点、例えば、便座14の暖房機能がオフとなるよう操作された時点を表している。 Time T3 represents the point in time when the temperature of the seating surface 30a overshoots, exceeds the target temperature, and then drops to the target temperature again. When the temperature of the seating surface 30a drops below the target temperature, the controller 52 increases the duty ratio again. By repeating this, the control unit 52 controls the energization of the heater 43 so that the temperature of the seating surface 30a is substantially constant near the target temperature. Further, time T4 represents the point in time when the energization control to the heater 43 is stopped, for example, the point in time when the heating function of the toilet seat 14 is turned off.

本願発明者は、図9(b)に表したように、ヒータ43への通電制御を開始すると、便座14への着座の状態が変化していないにも関わらず、静電容量信号S1が増加することを見出した。 As shown in FIG. 9B, the inventors of the present application found that when the energization control to the heater 43 is started, the capacitance signal S1 increases even though the state of sitting on the toilet seat 14 does not change. found to do.

このため、静電容量信号S1を基に着座の判定を行う場合、図9(b)の期間Toverに表したように、便座14に着座していないにも関わらず、静電容量信号S1が判定値Vthを超えてしまい、誤検出が発生してしまう可能性がある。 For this reason, when determining whether or not someone is seated based on the capacitance signal S1, as shown in the period Tover in FIG. There is a possibility that the determination value Vth will be exceeded and erroneous detection will occur.

例えば、着座面30aの温度に基づいて、静電容量信号S1を補正することも考えられる。しかしながら、通電開始時の静電容量信号S1の変化は、着座面30aの温度上昇に比べて急激であり、着座面30aの温度のみでは、通電開始時などにおいて十分な補正を行うことができない可能性がある。 For example, it is conceivable to correct the capacitance signal S1 based on the temperature of the seating surface 30a. However, the change in the capacitance signal S1 at the start of energization is more abrupt than the temperature rise of the seating surface 30a, and it is possible that the temperature of the seating surface 30a alone cannot be sufficiently corrected at the start of energization. have a nature.

本願発明者は、鋭意の検討の結果、ヒータ43の通電制御時の静電容量信号S1の変化が、着座面30aの温度と比べて、ヒータ43の通電電力と高い相関を有することを見出した。特に、PWM制御などを行う場合には、ヒータ43の通電制御時の静電容量信号S1の変化が、ヒータ43への通電電力の単位時間当たりの平均値Vhと高い相関を有する。 As a result of intensive studies, the inventors of the present application have found that the change in the capacitance signal S1 during control of the energization of the heater 43 has a higher correlation with the energized power of the heater 43 than with the temperature of the seating surface 30a. . In particular, when PWM control or the like is performed, a change in the capacitance signal S1 during power supply control of the heater 43 has a high correlation with the average value Vh of the power supplied to the heater 43 per unit time.

従って、上記のように、ヒータ43への通電電力の単位時間当たりの平均値Vh、及び補正値Vc1を演算し、補正値Vc1を静電容量信号S1から減算する。これにより、図9(d)に表したように、ヒータ43への通電にともなう静電容量信号の増加を適切に抑制し、誤検出を抑制することができる。 Therefore, as described above, the average value Vh of the electric power supplied to the heater 43 per unit time and the correction value Vc1 are calculated, and the correction value Vc1 is subtracted from the capacitance signal S1. As a result, as shown in FIG. 9D, it is possible to appropriately suppress an increase in the capacitance signal due to the energization of the heater 43, thereby suppressing erroneous detection.

そして、温度センサ46によって検出された温度に基づく補正値Vc2を演算し、補正値Vc2を静電容量信号S2からさらに減算する。これにより、図9(g)に表したように、ヒータ43への通電にともなう静電容量信号の増加をより適切に抑制し、誤検出をより確実に抑制することができる。 Then, a correction value Vc2 based on the temperature detected by the temperature sensor 46 is calculated, and the correction value Vc2 is further subtracted from the capacitance signal S2. As a result, as shown in FIG. 9G, it is possible to more appropriately suppress an increase in the capacitance signal due to the energization of the heater 43, and to more reliably suppress erroneous detection.

なお、ヒータ43への通電電力に基づいて補正を行っているか否か、それが適切な補正であるか否かは、以下のように、便座装置10の電気的構成を通常状態とは変えて動作させることで確認できる。例えば、制御部52からヒータ43への通電信号を遮断(切断)し、便座14の暖房をオンにして動作させることで確認することができる。ヒータ43への通電信号は、例えば、スイッチング素子72の制御信号である。 Whether the correction is performed based on the electric power supplied to the heater 43 and whether the correction is appropriate can be determined by changing the electrical configuration of the toilet seat device 10 from the normal state as follows. You can check this by running it. For example, it can be confirmed by interrupting (disconnecting) the energization signal from the control unit 52 to the heater 43 and turning on the heating of the toilet seat 14 to operate. The energization signal to the heater 43 is, for example, a control signal for the switching element 72 .

上記のように通電信号を遮断した場合、制御部52はヒータ43に通電をしているつもりでも、実際にはヒータ43に通電されないので、静電容量信号S1は変化しないが、制御部52は、静電容量信号S1を補正値Vc1に基づいてマイナスに補正する。ここで便座14に着座しても、静電容量はプラスになるが、マイナスに補正されているため、判定値を超えず、着座判定にならない。従って、通電信号を遮断することによって着座の判定に影響が出た場合には、ヒータ43への通電電力に基づいて静電容量を補正していると判断することができる。 When the energization signal is interrupted as described above, even though the controller 52 intends to energize the heater 43, the heater 43 is not actually energized, so the capacitance signal S1 does not change. , the capacitance signal S1 is corrected to be negative based on the correction value Vc1. Even if the user sits on the toilet seat 14, the capacitance becomes positive, but since it is corrected to be negative, it does not exceed the judgment value and the sitting judgment is not made. Therefore, if the interruption of the energization signal affects the seating determination, it can be determined that the capacitance is corrected based on the power supplied to the heater 43 .

また、例えば、便座14の暖房をオフに設定した状態で、制御部52からの信号ではなく、別な手段でヒータ43へ強制的に通電する。例えば、スイッチング素子72を強制的にオン状態にしたり、スイッチング素子72を導線でバイパスしたりすることにより、ヒータ43へ強制的に通電する。この場合、制御部52は、ヒータ43に通電しているつもりではないので、静電容量の補正を行わないが、ヒータ43の温度は上昇する。従って、静電容量が増加し、図9(a)に表した例のように、非着座なのに着座と判定される可能性が生じる。従って、ヒータ43へ強制的に通電することによって着座の判定に影響が出た場合にも、ヒータ43への通電電力に基づいて静電容量を補正していると判断することができる。 Further, for example, in a state where the heating of the toilet seat 14 is set to OFF, the heater 43 is forcibly energized by means other than the signal from the control section 52 . For example, the heater 43 is forcibly energized by forcibly turning on the switching element 72 or bypassing the switching element 72 with a conductor. In this case, since the controller 52 does not intend to energize the heater 43, the capacitance is not corrected, but the temperature of the heater 43 rises. Therefore, the capacitance increases, and there is a possibility that the seated state is determined to be seated even though the seated state is not seated, as in the example shown in FIG. 9(a). Therefore, even if the seating determination is affected by forcibly energizing the heater 43 , it can be determined that the capacitance is corrected based on the power supplied to the heater 43 .

以上、説明したように、本実施形態に係る便座装置10では、ヒータ43への通電電力に基づいて、検出回路54によって検出された静電容量を補正することにより、着座の誤検出を抑制することができる。また、着座の誤検出を抑制するために、インダクタンスなどの部品を新たに追加する必要もない。従って、熱拡散部41を検出電極とし、静電容量の変化によって着座を検出する場合にも、より簡単な構成で誤検出を抑制できる便座装置10を提供することができる。 As described above, the toilet seat device 10 according to the present embodiment corrects the capacitance detected by the detection circuit 54 based on the electric power supplied to the heater 43, thereby suppressing erroneous detection of seating. be able to. In addition, there is no need to newly add a component such as an inductor in order to suppress erroneous detection of seating. Therefore, it is possible to provide the toilet seat device 10 that can suppress erroneous detection with a simpler configuration even when the heat diffusion portion 41 is used as a detection electrode and seating is detected by a change in capacitance.

また、便座装置10では、制御部52が、ヒータ43への通電電力の単位時間当たりの平均値Vhに基づいて、静電容量を補正することにより、より高い精度で静電容量を補正することができ、着座の誤検出をより確実に抑制することができる。 Further, in the toilet seat device 10, the control unit 52 corrects the capacitance based on the average value Vh of the electric power supplied to the heater 43 per unit time, thereby correcting the capacitance with higher accuracy. erroneous detection of seating can be suppressed more reliably.

また、便座装置10では、単位時間を10秒以上30秒以下とすることにより、より高い精度で静電容量を補正することができ、着座の誤検出をより確実に抑制することができる。 Further, in the toilet seat device 10, by setting the unit time to 10 seconds or more and 30 seconds or less, it is possible to correct the capacitance with higher accuracy, and to more reliably suppress erroneous detection of seating.

また、便座装置10では、制御部52が、温度センサ46によって検出された温度に基づいて、静電容量をさらに補正することにより、より高い精度で静電容量を補正することができ、着座の誤検出をより確実に抑制することができる。 In addition, in the toilet seat device 10, the control unit 52 further corrects the capacitance based on the temperature detected by the temperature sensor 46, so that the capacitance can be corrected with higher accuracy. False detection can be suppressed more reliably.

なお、上記実施形態では、静電容量信号S1からヒータ43への通電電力に基づく補正値Vc1を減算した後に、温度センサ46によって検出された温度に基づく補正値Vc2を減算している。これとは反対に、静電容量信号S1から補正値Vc2を減算した後に、補正値Vc1を減算してもよい。 In the above embodiment, the correction value Vc2 based on the temperature detected by the temperature sensor 46 is subtracted after the correction value Vc1 based on the electric power supplied to the heater 43 is subtracted from the capacitance signal S1. On the contrary, the correction value Vc1 may be subtracted after the correction value Vc2 is subtracted from the capacitance signal S1.

また、ヒータ43への通電電力及び温度センサ46によって検出された温度のそれぞれに基づく1つの補正値を演算し、静電容量信号S1から1つの補正をまとめて減算してもよい。 Alternatively, one correction value may be calculated based on each of the power supplied to the heater 43 and the temperature detected by the temperature sensor 46, and the one correction value may be collectively subtracted from the capacitance signal S1.

また、上記実施形態では、ヒータ43への通電電力に基づく補正と、温度センサ46によって検出された温度に基づく補正と、を静電容量信号S1に対して行っているが、例えば、図9(d)に表したように、ヒータ43への通電電力に基づく補正のみで適切に誤検出を抑制できている場合には、必ずしも温度センサ46によって検出された温度に基づく補正を行わなくてもよい。 Further, in the above embodiment, the correction based on the electric power supplied to the heater 43 and the correction based on the temperature detected by the temperature sensor 46 are performed on the capacitance signal S1. As shown in d), when the erroneous detection can be appropriately suppressed only by the correction based on the power supplied to the heater 43, the correction based on the temperature detected by the temperature sensor 46 does not necessarily have to be performed. .

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2や便座装置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。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the invention is not limited to these descriptions. Appropriate design changes made by those skilled in the art with respect to the above embodiments are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention. For example, the shape, size, material, arrangement, and the like of each element included in the toilet device 2 and the toilet seat device 10 are not limited to those illustrated and can be changed as appropriate.
Moreover, each element provided in each of the above-described embodiments can be combined as long as it is technically possible, and a combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.

2 トイレ装置、 4 便器、 6 操作部、 10 便座装置、 12 本体部、 14 便座、 16 便蓋、 20 ノズル、 30 上板、 32 下板、 34 加熱部、 41 熱拡散部、 43 ヒータ、 44 第1接着剤、 45 第2接着剤、 46 温度センサ、 50 電源回路、 52 制御部、 54 検出回路、 56 制御負荷、 58 電源端子、 60 整流回路、 62 平滑コンデンサ、 64 変換回路、 66 トランス、 68 コンデンサ、 70 コンデンサ、 71 一次-二次間結合コンデンサ、 72 スイッチング素子、 100 減算器、 102 平均回路、 102a 抵抗素子、 102b コンデンサ、 104 演算器、 106 スイッチング素子、 110 減算器、 112 減算器、 114 演算器 2 toilet device 4 toilet bowl 6 operation part 10 toilet seat device 12 body part 14 toilet seat 16 toilet lid 20 nozzle 30 upper plate 32 lower plate 34 heating part 41 heat diffusion part 43 heater 44 First adhesive 45 Second adhesive 46 Temperature sensor 50 Power supply circuit 52 Control unit 54 Detection circuit 56 Control load 58 Power supply terminal 60 Rectifier circuit 62 Smoothing capacitor 64 Conversion circuit 66 Transformer 68 capacitor, 70 capacitor, 71 primary-secondary coupling capacitor, 72 switching element, 100 subtractor, 102 average circuit, 102a resistance element, 102b capacitor, 104 calculator, 106 switching element, 110 subtractor, 112 subtractor, 114 calculator

Claims (3)

内部空間を有するとともに、着座面と、前記内部空間内において前記着座面と反対側を向く内表面と、を有する便座と、
前記内部空間に設けられ、前記内表面を介して前記着座面を内側から暖めるヒータと、
前記内表面に設けられ、前記ヒータよりも大きい面積を有し、前記ヒータの熱を前記内表面に拡散させる導電性の熱拡散部と、
前記着座面の温度を検出する温度センサと、
前記熱拡散部と電気的に接続され、前記熱拡散部の静電容量を検出する検出回路と、
前記検出回路によって検出された前記静電容量に基づいて前記便座への着座を検出するとともに、前記温度センサによって検出された前記温度に基づいて前記ヒータへの通電を制御することにより、前記便座を所定温度に加熱する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ヒータへの通電電力の単位時間当たりの平均値に基づいて、前記静電容量を補正し、補正後の前記静電容量に基づいて前記便座への着座を検出することを特徴とする便座装置。
a toilet seat having an interior space and having a seating surface and an inner surface facing away from the seating surface in the interior space;
a heater provided in the internal space for warming the seating surface from the inside via the inner surface;
a conductive heat diffusion part provided on the inner surface, having an area larger than that of the heater, and diffusing the heat of the heater to the inner surface;
a temperature sensor that detects the temperature of the seating surface;
a detection circuit electrically connected to the thermal diffusion part and configured to detect the capacitance of the thermal diffusion part;
Seating on the toilet seat is detected based on the capacitance detected by the detection circuit, and the energization of the heater is controlled based on the temperature detected by the temperature sensor, thereby moving the toilet seat. a control unit that heats to a predetermined temperature;
with
The control unit corrects the capacitance based on an average value of power supplied to the heater per unit time, and detects seating on the toilet seat based on the corrected capacitance. A toilet seat device characterized by:
前記単位時間は、10秒以上30秒以下であることを特徴とする請求項1記載の便座装置。 The toilet seat device according to claim 1 , wherein the unit time is 10 seconds or more and 30 seconds or less. 前記制御部は、前記温度センサによって検出された前記温度に基づいて、前記静電容量をさらに補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の便座装置。 The toilet seat device according to claim 1 or 2, wherein the controller further corrects the capacitance based on the temperature detected by the temperature sensor.
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