JPH10179453A

JPH10179453A - 便座付便器

Info

Publication number: JPH10179453A
Application number: JP9259191A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Inoue; 博允井上; Hideaki Abe; 秀明安倍; Shosuke Akisada; 昭輔秋定; Hiroyasu Kitamura; 浩康北村; Masayuki Naruo; 正之鳴尾; Satoshi Yamada; 聡山田; Shinji Fujii; 眞司藤井; Kazutsugu Hayashi; 和嗣林
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1998-07-07

Abstract

(57)【要約】【課題】便座の回動で電気的接続の安定性が損なわれ
ることがない上に防水性の点で有利なものとする。【解決手段】便器本体１に回動自在に取り付けられた
便座２の電気回路と便器本体１側の電気回路との接続
を、便器本体１側の電磁誘導コイル３１，４１と便座２
側の電磁誘導コイル３２，４２との電磁誘導結合によっ
て行う。便座２の回転に伴って回転する回転部５を便器
本体１に設けて、該回転部５に便器本体１側の電磁誘導
コイル３１，４１を配置する。便座２側の電気回路と便
器本体１側の電気回路との接続が非接触でなされる上
に、便座の回動時にも対の電磁誘導コイルの相対位置関
係が一定に保たれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は便座内に電気回路を
内蔵した便座付便器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冬季における使用感の向上のために便座
内に電気的ヒータを配した便器がある。このものでは便
座への給電を行わなければならないが、便座は便器に回
動自在に装着される存在であることから、この点を考慮
した給電を行わなくてはならず、また衛生上の点からは
丸洗いできるように便器本体から取り外すことができる
ようにしておきたいという要望に答えるとすれば、この
点も考慮した給電を行わなくてはならない。また、電気
的ヒータの温度制御の点からは、単に給電すればよいと
いうものではなく、便座側に配した温度検知素子からの
温度信号、便座への着座の検知信号などの制御関連信号
を通常は便器本体側に設置される制御回路に送ることに
なるために、給電線のほか信号線も必要となる。

【０００３】そして従来においては、便器本体側の制御
回路と便座との間の電気的接続は、コードを外部に引き
出すとともに防水型コネクターを用いて便座の回動を保
証するとともに、便座の取り外しの便を図っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、便座の回動時
にコードにかかるストレスを軽減することは難しく、た
とえばコードを捩った状態で接続してしまった場合、上
記ストレスによって断線してしまうことがある。また防
水コネクターを採用したとはいえ、コネクターの接続を
外した状態においては接続端子が露出してしまうもので
あり、便座の丸洗いや便器本体の水拭きなどを行うと接
続端子に水が付着することになり、接続端子が腐食して
しまうことがあるほか、給電線の場合や水によるショー
ト、漏電等のおそれを有している。

【０００５】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは便座の回動で電気的接
続の安定性が損なわれることがない上に防水性の点で有
利な便座付便器を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、電気
回路を内蔵して便器本体に回動自在に取り付けられた便
座の電気回路と便器本体側の電気回路との接続を、便器
本体側の電磁誘導コイルと便座側の電磁誘導コイルとの
電磁誘導結合によって行うとともに、便座の回転に伴っ
て回転する回転部を便器本体に設けて、該回転部に便器
本体側の電磁誘導コイルを配置していることに特徴を有
している。便座側の電気回路と便器本体側の電気回路と
の接続を非接触で行うために、接続用のコード及びコネ
クターが不要となっているものであり、また便座の回動
時にも対の電磁誘導コイルの相対位置関係が一定に保た
れるために、非接触接続が安定した状態でなされるもの
である。

【０００７】便器本体側の回転部を便座の回転に連動さ
せることは、便座の側面に設けた溝に回転部を係合させ
たり、便座の側面に設けた穴に回転部を係合させたり、
回転部と便座とを磁気的連結手段で連結することで簡便
に行うことができる。また回転部と便座とには位置決め
用の凹凸嵌合部を設けておくと、電磁誘導コイルの結合
効率を高くすることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て説明すると、図２に示す便器は局部洗浄装置１５を備
えるとともに便座２内にヒーター２０を内蔵したもの
で、便器本体１に直接あるいは局部洗浄装置１５を介し
て回動自在に装着されている便座２は、上記ヒーター２
０のほかにサーミスタのような温度検出素子２１と便座
２への着座を検出する着座検出スイッチ２２、温度検出
素子２１で検出された温度情報と着座検出スイッチ２２
で検出された着座情報とを送信するための信号発生発信
部２４、そして電源部２３を備えている。一方、便器本
体１側には局部洗浄装置１５や便器洗浄水のための洗浄
弁１６の動作制御を行う制御回路１０が設けられている
とともに、マイクロコンピュータで構成された該制御回
路１０には、電力送信部１３と信号受信部１４が接続さ
れている。図中１２は交流電源に接続された電源部であ
る。

【０００９】便器本体１側から便座２側への電力供給
は、電磁誘導コイル３１，３２を用いた電磁誘導結合に
よって行われている。すなわち、上記電力送信部１３は
発振回路によって構成されており、便器本体１側に設け
られた一次側電磁誘導コイル３１を励起させることで便
座２側の二次側電磁誘導コイル３２に電流を生じさせる
ものであり、便座２側の電源部２３は該電流を整流平滑
してヒーター２０や信号発生発振部２４に供給するもの
である。

【００１０】また便座２側から制御回路１０に送るべき
温度情報及び着座情報も、ここでは電磁誘導コイル４
１，４２を介して行っている。温度情報及び着座情報を
備えた信号を信号発生発振部２４は、電磁誘導コイル４
２，４１を介して便器本体１側の信号受信部１４に送
り、該信号受信部１４において復調復元された温度情報
及び着座情報が制御回路１０に入力される。制御回路１
０は温度情報や着座情報に応じて、電磁誘導コイル３
１，３２を通じてヒーター２０に供給する電力をたとえ
ばデューティ比制御などで調節する。

【００１１】電磁誘導コイル３１，３２間の接続及び電
磁誘導コイル４１，４２間の接続は非接触のものであ
り、便器本体１側の内部に電磁誘導コイル３１，４１
を、便座２内部に電磁誘導コイル３２，４２を配置して
おけばよく、該接続部において接続端子等の電気部品を
外部に露出させる必要はなく、このために防水性の点で
きわめて有利なものとなっている。

【００１２】もっとも電磁誘導コイル３１，３２間の距
離及び電磁誘導コイル４１，４２間の距離ができるだけ
近く、また互いの位置関係が正確であるほど結合効率が
高くなるのに対して、便座２は前述のように便器本体１
に回動自在に取り付けられるものであるために、また図
示例のものではまた便座２の丸洗い等のための便座２の
着脱も行うことができるようになっているために、ここ
では図１に示すように、便器本体１の側面で便座２の回
動軸と同軸となるところにアーム５を回動自在に設ける
とともに、該アーム５の先端部と便座２とを係合させる
係合手段を設けて、便座２の開閉回動に伴ってアーム５
も回動するものとしている。そして上記アーム５の先端
部に電磁誘導コイル３１，４１を内蔵させ、これら電磁
誘導コイル３１，４１を便座２内に配した電磁誘導コイ
ル３２，４２に夫々近接対向させている。

【００１３】便座２の開閉回動に伴ってアーム５も回動
させるための係合手段として、図３に示すものでは、便
座２の側面に形成した溝２６にアーム５の先端をスライ
ド自在に係合させることで行っている。上記溝２６を便
座２の取り外し方向に長いものとしているために、便座
２の着脱にも応ずることができるものである。アーム５
として弾性を有するものを用いる時には、上記溝２６は
便座２の取り外し方向に長いものでなくともよい。

【００１４】またアーム５に弾性を持たせたり、便座２
の回動軸の軸方向にスライドさせることができるように
している場合には、図４に示すように、Ｌ字形のアーム
５の先端部を便座２側面に設けた穴２７にはめ込むこと
で、便座２の回動にアーム５が連動するようにしてもよ
い。この時、図示例では穴２７内に嵌まり込むアーム５
の先端部に電磁誘導コイル３１，４１を配置している
が、便座２の側面に沿う部分にこれらコイル３１，４１
を配置していてもよい。なお、いったん取り外した便座
２を再装着する際のアーム５先端と穴２７との係合を容
易とするために、アーム５の先端は半球状の丸いものと
しておくのが好ましい。

【００１５】さらに図５に示すように互いに吸着する磁
石５０，５０（一方は磁性片でもよい）をアーム５と便
座２とに設けることで便座２の回動にアーム５が連動す
るようにしてもよい。また図示例ではアーム５を便座２
の下面側に位置させて、不用意にアーム５が動かされる
ことで磁気的連結が解除されてしまうことがないように
しているが、アーム５を便座２の側面に位置させた状態
で磁気的連結を行ってもよい。

【００１６】また、いずれの係合手段を採用するにして
も、アーム５内の電磁誘導コイル３１，４１と便座２内
の電磁誘導コイル３２，４２との位置関係が正確に定ま
るように、アーム５と便座２とが図６にも示すように凹
凸嵌合などによる位置決め部で相互に位置決めされるよ
うにしておくのが好ましい。図６に電磁誘導コイル３
１，３２，４１，４２の具体例を示す。電力伝送用の電
磁誘導コイル３１，３２は、共にＵ字形コア３３の両側
片にコイルボビン３５を介して巻線３４を行ったものと
して構成されており、電磁誘導コイル３１のコア３３の
両側片の先端が、電磁誘導コイル３２のコア３３の両側
片の先端に夫々対向するようになっている。また信号伝
送用の電磁誘導コイル４１，４２は電力伝送用のものに
比して小さいものでよいことから、ここでは電磁誘導コ
イル３１，３２のコイルボビン３５，３５に各コア３３
の両側片先端部間に跨がるように夫々固定して相互に対
向させている。

【００１７】なお、図７から明らかなように電磁誘導コ
イル３１，３２の中心と電磁誘導コイル４１，４２の中
心とがほぼ一致するように電磁誘導コイル３１，３２へ
の電磁誘導コイル４１，４２の固定を行っている。これ
は電磁誘導コイル３１，３２が発生する磁束が電磁誘導
コイル４１，４２に流れ込むことによる影響を最小限に
抑えるためである。

【００１８】アーム５を設けて該アーム５内に電磁誘導
コイル３１，４１を配したものを示したが、便座２の回
動軸となる軸部を便座２の軸部と便器本体１側の軸部と
に分割するとともに、これら軸部が共に便座２と一体に
回動するようにしておき、便器本体１側の軸部に電磁誘
導コイル３１，４１を収納し、便座２側の電磁誘導コイ
ル３２，４２を上記コイル３１，４１の外周に位置する
ように配置したり、軸部の軸方向に対向するように配置
してもよい。この場合においても便座２の開閉回動にか
かわらず、電磁誘導コイル３１，３２の位置関係及び電
磁誘導コイル４１，４２の位置関係を同じ状態に保つこ
とができる。

【００１９】図８に具体回路の一例を示す。図に示す回
路において、電源を投入すると電流制限抵抗を通してダ
イオードブリッジＤＢ１からコンデンサＣ１に電流が流
れ、コンデンサＣ１の両端に直流電圧が形成される。電
源が投入されると抵抗Ｒ３よりコンデンサＣ２が充電さ
れ、スイッチング素子ＦＥＴのしきい値に達すると、ス
イッチング素子ＦＥＴがオン状態となって該スイッチン
グ素子ＦＥＴのドレイン電圧が下降し始める。この時、
電磁誘導コイル３１の１次巻線Ｌ１からの誘起電圧によ
り帰還巻線Ｌ３に帰還がかかり、スイッチング素子ＦＥ
Ｔのオン状態が深くなって電流が流れる。スイッチング
素子ＦＥＴに流れる電流はほぼ直線的に増加し、ある電
流値になると、抵抗Ｒ７の電圧上昇によりトランジスタ
Ｔ２がオンしてゲート電荷を抜くためにスイッチング素
子ＦＥＴはオフとなり、上記１次巻線Ｌ１とコンデンサ
Ｃ３での並列回路による共振を開始する。そして１次巻
線Ｌ１とコンデンサＣ３での並列回路による共振の１周
期が終了する時点では、帰還巻線Ｌ３に誘起する電圧が
スイッチング素子ＦＥＴのゲートをオンする電位に達す
るためにスイッチング素子ＦＥＴは再びオンし、以降、
上記動作を継続することで安定発振に移行する。

【００２０】インバータ制御回路である上記回路では、
共振回路が安定して２次側の電磁誘導コイル３２に一定
出力を供給し、スイッチング素子ＦＥＴがゼロ電圧スイ
ッチングできるようにＦＥＴ制御がなされる。ただし、
安全を考慮して電源投入時はトランジスタＴ１が能動状
態でスイッチング素子ＦＥＴのゲートをＧＮＤに短絡し
ているために発振しないようにしてあるとともに、発振
の開始と停止はマイクロコンピュータからなる制御回路
１０の出力で制御するようにしている。何らかのトラブ
ルで発振が正常でなくなった場合、共振電圧が変化する
が、この場合、通常オフ状態のトランジスタＴ３がオン
となって制御回路１０にハイ信号が入ることで異常検知
がなされ、発振を停止させる。

【００２１】１次側共振回路で共振が始まると分離型ト
ランスの２次側である電磁誘導コイル３２に電圧が誘起
され、整流後、ヒーター２０に電力が送られる。２次側
では整流に起因して発生するノイズを防ぐためコンデン
サＣ７，Ｃ９と抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の各直列回路を各ダ
イオードに並列に接続してある。上記抵抗Ｒ１３，Ｒ１
４はノイズ対策効果と自己の損失の両面から定まり、抵
抗値はほぼゼロの値を合めて適値に設定しておく。コン
デンサＣ８は電磁誘導コイル３２と並列に接続して１次
側である電磁誘導コイル３１からのエネルギーを有効に
２次側へ引き出せるようにするために設けたものであ
る。

【００２２】非接触信号伝送手段のための電源として、
ここでは補助電源回路２ａを設けている。補助電源回路
２ａでは入力にコイル巻線誘起電圧（交流）が入り、ダ
イオードＤ１０，抵抗Ｒ１６，コンデンサＣ１３により
整流平滑され、ツェナーダイオードＤ１１の電圧（オペ
アンプ電源）が形成される。また、着座の有無（着座検
出スイッチ２２のオンオフ）でコンデンサ容量が、便座
温度の変化で温度検出素子（サーミスタ）２１の抵抗値
が変化することで、着座と温度信号とを含んだ周波数成
分の方形波がオペアンプから出力される。この便座情報
を含んだ方形波を本体側に伝送するために次段のコルピ
ッツ発振回路２ｃで変調をかける。方形波発生回路２ｂ
において抵抗Ｒ１７，Ｒ１８は分圧によりＣＲ発振回路
の基準電圧を作っている。オペアンプの反転入力端子電
圧は、非着座時時定数Ｒ２０＋（Ｒ２１・ＳＲ）／（Ｒ
２１＋ＳＲ）・Ｃ１２、着座時時定数Ｒ２０＋（Ｒ２１
・ＳＲ）／（Ｒ２１＋ＳＲ）・（Ｃ１１＋Ｃ１２）で充
放電を繰り返し、非反転入力端子電圧より低い電圧の期
間でオペアンプ出力がＨＩとなり、その抵抗分圧電圧が
非反転入力端子電圧に入力される。オペアンプ反転入力
端子電圧が非反転入力端子電圧を越えると、出力は反転
し、以後この繰り返しで、連続した方形波が出力され
る。方形波の幅はコンデンサＣ１１，Ｃ１２と温度検出
素子２１で決定され、ヒータの温度で温度検出素子２１
の抵抗値は変化し、着座のあるなしはコンデンサＣ１
１，Ｃ１２の容量変化で表れる。着座時と非着座時で２
種の周波数テーブルを設けておくことで１つの方形波で
着座、温度信号を含んだ情報が伝達できる。この出力周
波数の範囲は例えば共振周波数をおよそ５０ｋＨｚ、信
号搬送波周波数を２．５ＭＨｚとした場合に相互に影響
を与えないようにコンデンサＣ１１，Ｃ１２及び抵抗Ｒ
２０，Ｒ２１を設定している。抵抗Ｒ２１を温度検出素
子２１に並列に入れることにより、実用便座使用温度
（２０℃〜５０℃付近）での精度を高くしている。抵抗
Ｒ２０は温度検出素子２１がショートした場合の保護用
である。ツェナーダイオードＤ１２，Ｄ１３で方形波出
力の振幅をツェナー電圧で安定化させている。コンデン
サＣ１４はパワー部からの誘導ノイズ対策用である。コ
ルピッツ発振回路２ｃについて、搬送周波数をインバー
タ周波数よりも十分高い例えば１ＭＨｚ以上にできるこ
とや、アンテナコイルを回路のインダクタンスとして使
えることや、波形が正弦波であること、などのメリット
から変調回路に選定している。図９(a)(b)(c)(d)は図８
中のａ〜ｄの各点での波形を示している。

【００２３】便器本体１の信号受信側にて同調回路やフ
ィルタを通して温度情報を復調するため、インバータ周
波数、方形波信号周波数の各帯域と十分ずらし、かつ搬
送波振幅が分離型トランスコアにより減衰しにくい周波
数帯２．５ＭＨｚ付近を選定している。同調検波回路１
ａでは電磁誘導コイル４２からの電磁誘導により電磁誘
コイル４１に誘導される便座情報信号を同調コンデンサ
Ｃ２０で同調させて、信号振幅を大きくし、その後、共
振周波数、例えば５０ｋＨｚ帯をハイパスフィルタＣ２
０，Ｒ２５でカットする。その後ダイオードＤ１４とコ
ンデンサＣ２１と抵抗Ｒ２６から構成する検波回路で便
座信号を復調させる。さらにコンデンサＣ２２と抵抗Ｒ
２７で構成するフィルタで直流成分をカットする。その
信号をオペアンプに入力してコンパレータ回路で波形整
形を行う。コンパレータ回路で復元された便座情報方形
波が制御回路１０に入力され、その情報に基づきインバ
ータ回路出力制御を制御回路１０が行う。

【００２４】なお、電力伝送及び信号伝送を共に電磁誘
導コイル３１，３２，４１，４２で行うものを示した
が、いずれかの伝送のみを電磁誘導結合で行うものであ
ってもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明においては、便座側
の電気回路と便器本体側の電気回路との接続を電磁誘導
コイルによる電磁誘導結合にて非接触で行うために、接
続用のコードやコネクターが不要となっていて防水性の
点で有利なものであり、しかも便座の回転に伴って回転
する回転部を便器本体に設けて、該回転部に便器本体側
の電磁誘導コイルを配置しているために、便座の回動時
にも対の電磁誘導コイルの相対位置関係が一定に保たれ
るものであって、非接触接続が安定した状態でなされる
ものである。

【００２６】そして便器本体側の回転部を便座の回転に
連動させることは、便座の側面に設けた溝に回転部を係
合させたり、便座の側面に設けた穴に回転部を係合させ
たり、回転部と便座とを磁気的連結手段で連結すること
で簡便に行うことができるとともに、便座の着脱にも容
易に応ずることができる。また回転部と便座とには位置
決め用の凹凸嵌合部を設けておくと、電磁誘導コイルの
結合効率を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の部分平面図であ
る。

【図２】（ａ）は同上の斜視図、（ｂ）は同上のブロッ
ク回路図である。

【図３】同上の側面図である。

【図４】同上の他例の分解斜視図である。

【図５】同上の更に他例の側面図である。

【図６】同上の電磁誘導コイルの断面図である。

【図７】同上の電磁誘導コイルの平面図である。

【図８】同上の具体回路例を示す回路図である。

【図９】(a)〜(d)は夫々波形図である。

【符号の説明】

１便器本体２便座３１電磁誘導コイル３２電磁誘導コイル４１電磁誘導コイル４２電磁誘導コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北村浩康大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者鳴尾正之大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者山田聡大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者藤井眞司大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者林和嗣大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気回路を内蔵して便器本体に回動自在
に取り付けられた便座の電気回路と便器本体側の電気回
路との接続を、便器本体側の電磁誘導コイルと便座側の
電磁誘導コイルとの電磁誘導結合によって行うととも
に、便座の回転に伴って回転する回転部を便器本体に設
けて、該回転部に便器本体側の電磁誘導コイルを配置し
ていることを特徴とする便座付便器。
【請求項２】回転部は便座の側面に設けられた溝に係
合して便座の回転に連動回転するものであることを特徴
とする請求項１記載の便座付便器。
【請求項３】回転部は便座の側面に設けられた穴に係
合して便座の回転に連動して回転するものであることを
特徴とする請求項１記載の便座付便器。
【請求項４】回転部は便座との間の磁気的連結手段で
便座に連結されて便座の回転に連動して回転するもので
あることを特徴とする請求項１記載の便座付便器。
【請求項５】回転部と便座とには位置決め用の凹凸嵌
合部が設けられていることを特徴とする請求項２〜４の
いずれかの項に記載の便座付便器。