JPH05196744A - 静電容量式着座センサ - Google Patents

静電容量式着座センサ

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JPH05196744A
JPH05196744A JP870692A JP870692A JPH05196744A JP H05196744 A JPH05196744 A JP H05196744A JP 870692 A JP870692 A JP 870692A JP 870692 A JP870692 A JP 870692A JP H05196744 A JPH05196744 A JP H05196744A
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JP
Japan
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human body
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electrode
diffusion plate
capacitance
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Withdrawn
Application number
JP870692A
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English (en)
Inventor
Takashi Yajima
孝志 矢島
Noboru Inagaki
昇 稲垣
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】構造が簡素で、且つ低コストとし、確実な着座
検出を可能とする。 【構成】便座30のヒータ線1の発する熱を拡散する拡
散板2を検出電極4として用いる。この検出電極4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回路
3で検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、暖房便座に付設され、
人が便座に着座したことを検出する静電容量式着座セン
サに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6に示す洋式のトイレにおいては、便
器Cに取り付けられた便座の代わりに図7に示す温水洗
浄便座Aを取り付け、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。ここで、温
水洗浄便座AではロータンクBからの水を温め、それを
洗浄温水として用いる。
【0003】この種の温水洗浄便座Aでは、図8に示す
ように、内部にヒータ線1を配置し、このヒータ線1に
よる熱を熱拡散板2で拡散して便座30を暖房するいわ
ゆる暖房便座としての機能を備えるものがある。この種
の温水洗浄便座Aでは、人が便座30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。
【0004】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が
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。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。
【0005】上記着座センサとしては静電容量式のもの
が用いられることがある。この静電容量式着座センサ
は、便座30内に配置される検出電極と大地との間に人
体が介在することにより静電容量が変化することから、
人が便座30に着座したことを検出するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記静電容
量式着座センサの構造を簡素化し、コストの低減を図る
ために、検出電極として上記便座30内に配線されたヒ
ータ線1を用いたものがある。ところが、ヒータ線1は
図8(a)に示すように便座30内を一周する形で配置
され、人体が近接しない不要な部分まで配線されるの
で、人体の近接に伴う静電容量変化率にロスを生じ、確
実に着座状態を検出できないという問題があった。
【0007】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、構造を簡素化し、コス
トの低減を図り、且つ確実な着座検出が行える静電容量
式着座センサを提供することにある。
【0008】
【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、暖房便座のヒータの発する熱を拡散す
る拡散板を検出電極とし、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、人体の大きさや環境変化の影響を受
けずに、確実な着座検出を可能とする場合には、上記拡
散電極を人体が近接する部分と人体から離れた部分とで
分割し、人体が近接する部分の拡散板を検出電極とする
と共に、人体から離れた部分の拡散板を比較電極とし、
上記静電容量式着座センサとして、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
する検出回路を備えるようにすればよい。
【0009】また、不要な方向の静電容量結合を遮断し
て、良好な人体検知が行えるようにする場合、暖房便座
のヒータの発する熱を拡散する拡散板を接地して人体が
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
ルド電極として用いればよい。
【0010】
【作用】本発明は、上述のように静電容量式着座センサ
の検出電極として熱拡散板を用いることにより、構造を
簡素化し、且つコストを低減し、しかも熱拡散板はヒー
タと異なり人体が近接する部分と人体から離れる部分と
を任意に分割することが可能であることにより、着座検
出のために必要な部分だけを検出電極として用いて、静
電容量変化のロスを少なくし、確実な着座検出が行える
ようにしたものである。
【0011】
【実施例】図1及び図2に本発明の一実施例を示す。本
実施例では、上述したヒータ線1の発する熱を拡散する
熱拡散板2を静電容量式着座センサの検出電極4として
用いる。ここで、この熱拡散板2は上記ヒータ線1とは
異なり任意に分割してもその機能を損なうことがない。
そこで、本実施例では両側部2aと前後端部2bとで熱
拡散板2を分割し、熱拡散板2の両側部2aを静電容量
式着座センサの検出電極4として用いてある。つまり、
この種の便座Aに人が座った場合、大腿部あるいは臀部
の接触する部分は、一般的に熱拡散板2の両側部2aに
対応する部分であり、前後端部2bには大腿部あるいは
臀部が接触しない。そこで、本実施例では人体が接触す
る可能性の低い部分は検出電極として用いないことによ
り、静電容量の変化率が小さくなることを防止し、確実
な人体検出が行えるようにしてある。
【0012】ここで、人体検出を行う静電容量式着座セ
ンサとしては、図2に示すものを用いればよい。この静
電容量式着座センサの検出回路2は、検出電極4(熱拡
散板2の両側部2a)と大地との間に人体Xが介在する
ことによる静電容量の変化に応じて発振周波数が変化す
る高周波発振回路11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】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、あるいは
人体Xの大きさなどにより、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4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、検出電極4の他
に、比較電極5を備え、夫々の電極4,5と大地との間
の静電容量の差分から着座検出を行うものである。
【0014】この差動遅延型の静電容量式着座センサの
検出回路3’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4及
び比較電極5と大地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24
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。
【0015】この差動遅延型の静電容量式着座センサを
用いる場合、熱拡散板2の両端部2aを検出電極4とし
て用い、熱拡散板2の前後端部2bを比較電極5として
用いる。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2
1 ,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。
【0016】ここで、上記比較電極5は検出電極4と同
一の環境となる部分、つまりは便座30内に配置してあ
るので、温度あるいは湿度等による環境変化の影響が相
殺され、検出出力のばらつきが少なくなる。また、この
差動遅延型の静電容量式着座センサを用いると、大人と
子供といったような人体Xの大きさの違いによって検知
出力にばらつくことがない。つまり、人体Xが大きい場
合には、通常は余り変化しないはずの比較電極5側の静
電容量が大きく変化するので、検出電極4側の容量変化
との相対的な差は小さくなる。逆に人体Xが小さい場合
には、検出電極4側の容量変化は小さいが、比較電極5
側の容量変化も小さいので、検出電極4側と比較電極5
側の容量変化の相対的な差は、人体Xが大きな場合とさ
ほどの差がない。従って、人体Xの大きさの違いによっ
て検知出力にばらつくことがない。
【0017】ところで、上述の場合には熱拡散板2を静
電容量式着座センサの検出電極4などとして用いていた
が、この熱拡散板2を次のように用いることもできる。
上述のように便座A内に検出電極4などを埋設する場
合、この検出電極4の裏面側の状態変化も静電容量変化
として現れる。つまり、着座検出を行うために必要な方
向以外の静電容量変化も含まれることになる。そこで、
人体検知の必要な方向だけの静電容量変化だけが現れる
ようにするため、不要な方向で静電容量結合を無くすよ
うにすればよい。このように不要な方向の静電容量結合
を無くすためには、検出電極4と不要な方向との間にシ
ールド電極6を介在させればよい。
【0018】そこで、上記シールド電極6として図5に
示すように上記熱拡散板2を用いる。上述のような温水
洗浄便座Aでは着座検出を行うために必要な方向とは、
便座Aの上面側であり、裏面側は着座検出を行うために
は不要の方向となる。そこで、熱拡散板2を接地してシ
ールド電極6とし、この熱拡散板2の上方に検出電極4
などを配置する。この場合にはシールド電極6として熱
拡散板2を兼用できるので、コスト及び製造工数を削減
できる。
【0019】
【発明の効果】本発明は上述のように、暖房便座のヒー
タの発する熱を拡散する拡散板を検出電極とし、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、静電容量式着
座センサの検出電極として熱拡散板を用いてあるので、
構造を簡素化し、且つコストを低減することができ、し
かも熱拡散板はヒータと異なり人体が近接する部分と人
体から離れる部分とを任意に分割することが可能である
ため、着座検出のために必要な部分だけを検出電極とし
て用いて、静電容量変化のロスを少なくでき、確実な着
座検出が行える。
【0020】また、拡散電極を人体が近接する部分と人
体から離れた部分とで分割し、人体が近接する部分の拡
散板を検出電極とすると共に、人体から離れた部分の拡
散板を比較電極とし、上記静電容量式着座センサとし
て、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を備えると、検出
電極側と比較電極側との静電容量の相対的な差分から着
座状態を検出するので、人体の大きさあるいは環境の影
響を相殺することができ、このため人体の大きさや環境
変化の影響を受けずに安定して着座検出が行える。
【0021】さらに、暖房便座のヒータの発する熱を拡
散する拡散板を接地して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として用いれ
ば、シールド電極として用いる熱拡散板で不要な方向に
おける静電容量結合を無くすことができ、このため不要
な方向の静電容量変化が着座検出に影響を与えず、さら
に確実な着座検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の静電容量式着座センサの電
極配置構造を示す説明図である。
【図2】同上の静電容量式着座センサの回路図である。
【図3】他の静電容量式着座センサの電極構造を示す説
明図である。
【図4】同上の静電容量式着座センサの回路図である。
【図5】熱拡散板をシールド電極として使用する場合の
配設構造の説明図である。
【図6】(a)〜(c)は温水洗浄便座を備える便器の
平面図、側面図及び正面図である。
【図7】温水洗浄便座の斜視図である。
【図8】(a),(b)は便座の暖房構造の説明図であ
る。
【符号の説明】
1 ヒータ 2 熱拡散板 2a 両側部 2b 前後端部 3,3’ 検出回路 4 検出電極 5 比較電極 6 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】 暖房便座のヒータの発する熱を拡散する
    拡散板を検出電極とし、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静電容量式着座センサ。
  2. 【請求項2】 上記拡散電極を人体が近接する部分と人
    体から離れた部分とで分割し、人体が近接する部分の拡
    散板を検出電極とすると共に、人体から離れた部分の拡
    散板を比較電極とし、上記静電容量式着座センサとし
    て、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を備えて成ること
    を特徴とする請求項1記載の静電容量式着座センサ。
  3. 【請求項3】 暖房便座のヒータの発する熱を拡散する
    拡散板を接地して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として用いて成ること
    を特徴とする静電容量式着座センサ。
JP870692A 1992-01-21 1992-01-21 静電容量式着座センサ Withdrawn JPH05196744A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05222753A (ja) * 1992-02-14 1993-08-31 Seiwa Electron Kk 便器の自動洗浄装置
JPH09501120A (ja) * 1993-03-31 1997-02-04 オートモーティブ・テクノロジーズ・インターナショナル・インク 車両内乗員の位置・速度センサ
JP2020036870A (ja) * 2018-08-31 2020-03-12 Toto株式会社 便座装置
JP2021067597A (ja) * 2019-10-25 2021-04-30 Toto株式会社 人体検知センサ及び便座装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990408