JPH05196743A - 着座センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】取付位置に制約が少なく、且つ確実に着座状態
を検出する。 【構成】便座に検出電極１を取り付け、この検出電極１
と大地との間の静電容量変化から検出回路２が人体Ｘの
着座状態を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人が座ったことを検出
する着座センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人が座ったことを検出する従来の着座セ
ンサとしては、導電ゴムを用い着座荷重により導電ゴム
を導通させて着座状態を検出する荷重式のもの、あるい
は光電センサを用い発光素子などからの光が人体で遮断
されたことから着座状態を検出する光電式のものなどが
ある。この種の着座センサは、例えば、温水洗浄便座に
おける使用状態の検出用、自動車、バス、飛行機あるい
は列車などの着座検出用、もしくはホールや劇場などの
着座検出用、さらにはマッージ椅子などに使用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記荷重式
の着座センサでは、確実に着座状態を検出することがで
きるようにするためには、取付位置が制約され、この導
電ゴムの取付位置によっては使い心地が悪くなるという
問題がある。しかも、その割りに確実に着座状態を検出
することができず、信頼性に欠けるという問題があっ
た。

【０００４】また、光電式の着座センサの場合にも、取
付位置に制約を受け、また外乱光等による誤動作が起こ
るという問題があった。本発明は上述の点に鑑みて為さ
れたものであり、その目的とするところは、取付位置の
制約が少なく、使い心地に影響を与えず、且つ確実に着
座状態を検出できる着座センサを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、人が座る着座部に取り付けられる検出
電極と、この検出電極と大地との間の静電容量変化から
人体の着座状態を検出する検出回路を備えている。な
お、環境変化に応じて着座状態の検出感度が変化するこ
とを防止するためには、人が座る着座部の人体が近接す
る部分に取り付けられた検出電極と、上記着座部の人体
が近接しない部分であり且つ検出電極と同一環境下に取
り付けられる比較電極と、夫々の電極と大地との間の静
電容量の差分の変化から人体の着座状態を検出する検出
回路とを備えるようにすればよい。

【０００６】また、必要な方向だけで着座状態を検出す
るために、人体が近接する方向以外の方向の静電容量結
合を遮断するシールド電極を設けることが好ましい。

【０００７】

【作用】本発明は、上述のように静電容量変化から人体
の着座を検出することにより、検出電極と大地との間に
人が介在することにより静電容量が変化する部分であれ
ば、人体と検出電極との接触及び非接触状態であるとを
問わずに、いかなる場所にも検出電極を取り付けること
ができ、このため取付位置の制約を少なくでき、しかも
導電ゴムを用いた荷重方式のように人体に圧力を加える
構造を何等備えないことにより、使い心地に影響を与え
ず、さらに荷重式の場合のように取付状態により大きく
着座状態の検出感度が変動したり、光電式のように外乱
光による誤動作を行うこともないことにより、確実な着
座状態の検出が可能となる。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）図１乃至図４に本発明の一実施例を示す。
本実施例では、本発明の着座センサを図４に示す温水洗
浄便座Ａに適用した場合を例として説明する。この温水
洗浄便座Ａは、洋式の水洗便器の便座の代わりに取り付
け、温水を用いて用便後の局部の洗浄を行うことができ
るようにしたものである。この温水洗浄便座Ａの操作
は、便座３０の一側部の肘掛け部３１の上面に設けた操
作部３２のスイッチなどを操作すると、図示しない洗浄
ノズルから温水が噴出され、局部の洗浄が行われる。

【０００９】この種の温水洗浄便座Ａでは、人が便座３
０に着座していない状態で、洗浄ノズルから温水などが
噴出されることは好ましくない。そこで、人が便座３０
に着座しているときだけ、操作部３２の操作が行えるよ
うにするために、着座センサが用いられる。また、この
種の温水洗浄便座Ａとしては冬期において便座３０を暖
房する機能を備えているものもあり、このような温水洗
浄便座Ａでは、不使用時にヒータの加熱状態を低くして
消費電力を少なくし、使用時にヒータの加熱状態を高め
るために、上記着座センサが用いられることもある。

【００１０】さらに、上記着座センサは、用便後（人が
便座３０から離れたとき）、便座３０に被せられたシー
トペーパを自動供給する機能を備えるものでは、そのシ
ートペーパの供給制御のために用いられ、さらにまた消
臭装置あるいは用便中の音消しのための水流音発生装置
などを備えるものでは、着座時などにそれら装置を自動
的に駆動するためにも用いられる。

【００１１】本実施例の着座センサとしては図１に示す
静電容量式のものを用いてある。この静電容量式の着座
センサは、図２に示すように、便座３０の大腿部や臀部
が近接する部分に検出電極１を取り付け、この検出電極
１と大地との間の静電容量変化から人体Ｘの着座状態を
検出する。なお、図２においては検出電極１を便座３０
内に埋設してあるが、必ずしも埋設する必要はない。

【００１２】いま、便座３０に人が座ると、図１に示す
ように、検出電極１と大地との間の静電容量が、検出電
極１と大地との間に人体Ｘが介在することにより変化す
る。そこで、この静電容量の変化を検出することによ
り、着座状態を検出するようにしてある。図１の着座セ
ンサの検出回路２は、上記検出電極１と大地との間の静
電容量に応じて発振周波数が変化する高周波発振回路１
１を備え、この高周波発振回路１１の発振周波数の変化
を検出して着座検出を行っている。つまり、上記高周波
発振回路１１の出力を検波回路１２で検波し、その検波
出力を波形整形回路１３で波形整形して、その波形整形
出力の周波数変化を出力回路１４が判別して周波数変化
に応じた出力を温水洗浄便座Ａのマイクロコンピュータ
などからなる制御部に与える。温水洗浄便座Ａの制御部
では着座状態の判断を行い、着座状態が検出されたとき
に、例えば操作部３２の操作を可能とするといった制御
を行う。

【００１３】このように静電容量変化から人体Ｘの着座
状態を検出する方法であると、検出電極１を人体Ｘと接
触するか否かを問わずにいかなる場所にも取り付けるこ
とができ、このため取付位置の制約が少なくなる。しか
も、導電ゴムを用いた荷重方式のように人体に圧力を加
える構造を何等備えていないので、使い心地に影響を与
えない。さらに、荷重式の場合のように取付状態により
大きく着座状態の検出感度が変動したりせず、また光電
方式のように外乱光による誤動作を起こすこともないの
で、確実に着座状態の検出が行える。

【００１４】なお、検出電極１は大腿部や臀部が近接す
る部分以外に、例えば背もたれ部、または体側の部分な
どの着座によって人体Ｘが近接する部分に設けてもよ
い。また、人体Ｘと非接触で検出を行う場合には、検出
電極１と検出物体Ｘとの間に絶縁物もしくは電気的に浮
いた状態にある導電物が介在しても問題はない。さら
に、検出電極１は人体Ｘの近接部に広範囲にわたり検出
できるようにすることが好ましい。このようにする場合
には図３に示すように複数の検出電極１を人体Ｘの近接
部に配置し、夫々の検出電極１をリード線５でつなげば
よい。なお、このようにしても検出回路２の構成は何等
変える必要はない。

【００１５】ところで、上述の静電容量式着座センサの
場合には、体温や便座３０内に設けられるヒータ等の温
度、あるいは湿度などによる環境変化の影響で、その検
出出力にばらつきを生じることがある。そこで、この点
を改善する場合には、図５に示す差動遅延型にすること
が好ましい。この差動遅延型の静電容量式着座センサ
は、図６に示すように、検出電極１の他に、比較電極３
を設け、夫々の電極１，３と大地との間の静電容量の差
分から着座状態を検知するものである。ここで、この静
電容量式着座センサの場合、検出電極１は人体Ｘの近接
する部分に設け、比較電極３は人体Ｘが近接しない部分
に設ける。

【００１６】この差動遅延型の静電容量式着座センサの
検出回路２’は、パルス信号を発生するパルス発生回路
２１と、このパルス発生回路２１の出力を検出電極１及
び比較電極３とアースとの間の静電容量に応じて夫々遅
延した出力を発生する可変遅延回路２２₁ ，２２₂ と、
夫々の可変遅延回路２２₁ ，２２₂ の出力を波形整形す
る波形整形回路２３₁ ，２３₂ と、夫々の波形整形出力
を任意の量だけ遅延させて出力のオフセット調整を行う
遅延調整回路２４₁ ，２４₂ と、夫々の遅延調節回路２
４の出力の位相差を弁別する位相弁別回路２５とで構成
してある。

【００１７】この着座センサでは、便器が使用されてい
ないときには、検出電極４及び比較電極５の夫々と大地
との間の静電容量によっては位相差が生じないようにし
てある。いま、用便のために、人が便座３０に座ると、
人体Ｘが検出電極４と大地との間に介在するために、検
出電極４と大地との間の静電容量が変化する。一方、比
較電極５と大地との間の静電容量は人体Ｘが便座に座っ
たときにもさほどに変化しない。このため、可変遅延回
路２２₁ ，２２₂ の出力の遅延量が大きく変化し、位相
弁別回路２５で位相差が検出され、この出力から温水洗
浄便座Ａのマイクロコンピュータなどからなる制御回路
で人が着座したと判別される。つまり、この差動遅延型
の静電容量式着座センサＳでは、検出電極４側と比較電
極５側の夫々の容量結合の相対的な差から着座検出を行
うのである。

【００１８】ここで、上記比較電極３は検出電極１と同
一の環境となる部分に配置する。このようにすれば、こ
の差動遅延型の静電容量式着座センサＳでは、検出電極
１側と比較電極３側との夫々の容量結合の相対的な差を
求めるので、温度等による影響が相殺され、検出出力の
ばらつきが少なくなる。さらに、上記静電容量式着座セ
ンサでは検出方向以外の望まれない方向からの静電容量
変化を検知して誤動作を起こす可能性がある。そこで、
人体Ｘ検出を行う以外の方向の静電容量変化を起こさせ
ないようにするために、必要でない方向での静電容量結
合を遮断するようにすればよい。

【００１９】その場合には検出電極１と必要でない検出
方向との間にシールドを施せばよい。例えば、便座３０
の便器や水滴を検出しない構造とするため、図７（ａ）
に示すように検出電極１の下に接地したシールド電極４
を配置する。このようにすれば、便座３０の下方の不要
な静電容量結合を遮断して、必要な方向だけで着座検出
が行える。さらに、図７（ｂ）に示すようにシールド電
極４で上方を除くすべての方向をシールドする構造とす
ればさらに好ましい。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上述のように、人が座る着座部
に取り付けられる検出電極と、この検出電極と大地との
間の静電容量変化から人体の着座状態を検出する検出回
路を備えたものであり、静電容量変化から人体の着座を
検出するので、検出電極と大地との間に人が介在するこ
とにより静電容量が変化する部分であれば、人体と検出
電極との接触及び非接触状態であるとを問わずに、いか
なる場所にも検出電極を取り付けることができ、このた
め取付位置の制約が少なく、しかも導電ゴムを用いた荷
重方式のように人体に圧力を加える構造を何等備えない
ので、使い心地に影響を与えず、さらに荷重式の場合の
ように取付状態により大きく着座状態の検出感度が変動
したり、光電式のように外乱光による誤動作を行うこと
もないので、確実な着座状態の検出が可能となる。

【００２１】また、人が座る着座部の人体が近接する部
分に取り付けられた検出電極と、上記着座部の人体が近
接しない部分であり且つ検出電極と同一環境下に取り付
けられる比較電極と、夫々の電極と大地との間の静電容
量の差分の変化から人体の着座状態を検出する検出回路
とを備えると、検出電極及び比較電極と大地との静電容
量の相対的な差分をとることにより環境変化などの同一
要素を相殺することができ、環境変化に応じて着座状態
の検出感度が変化することを防止できる。

【００２２】さらに、人体が近接する方向以外の方向の
静電容量結合を遮断するシールド電極を設けると、必要
でない方向での静電容量結合を遮断して、必要な方向だ
けで着座状態を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の着座センサの回路図であ
る。

【図２】同上の検出電極の配設方法の説明図である。

【図３】広範囲で人体を検出できるようにする場合の検
出電極の配設方法の説明図である。

【図４】同上が適用される温水洗浄便座を示す斜視図で
ある。

【図５】他の実施例の着座センサの回路図である。

【図６】同上の電極の配設方法の説明図である。

【図７】（ａ），（ｂ）は不必要な方向での静電容量結
合を防止する方法の説明図である。

【符号の説明】

１ 検出電極 ２，２’ 検出回路 ３ 比較電極 ４ シールド電極 ３０ 便座 Ｘ 人体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人が座る着座部に取り付けられる検出電
   極と、この検出電極と大地との間の静電容量変化から人
   体の着座状態を検出する検出回路を備えて成ることを特
   徴とする着座センサ。
2. 【請求項２】 人が座る着座部の人体が近接する部分に
   取り付けられた検出電極と、上記着座部の人体が近接し
   ない部分であり且つ検出電極と同一環境下に取り付けら
   れる比較電極と、夫々の電極と大地との間の静電容量の
   差分の変化から人体の着座状態を検出する検出回路とを
   備えて成ることを特徴とする着座センサ。
3. 【請求項３】 人体が近接する方向以外の方向の静電容
   量結合を遮断するシールド電極を備えて成ることを特徴
   とする請求項１または請求項２記載の着座センサ。