(57)【要約】【課題】トライアックの放熱性を維持したまま小型化や部品点数の削減が可能である温風ユニットを提供する。【解決手段】温風ユニット１は、ハウジング４内に配置されたファンモータ２およびファンモータ２からの送風を加温するヒータ３と、ファンモータ２およびヒータ３の制御を行う制御基板５とを備えてなり、制御基板５は、制御用半導体であるトライアック６を有し、トライアック６との接合部６ｂを含めて樹脂体で周囲を囲われており、トライアック６の本体部６ａが、樹脂体から露出するとともに、ファンモータ２とヒータ３との間の送風流路８に配置され、ヒータ３での加温前の送風により直接空冷される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンモータと、該ファンモータからの送風を加温するヒータと、前記ファンモータおよび前記ヒータの制御を行う制御基板とを備えてなる温風ユニットであって、
前記制御基板は、制御用半導体であるトライアックを有し、該トライアックとの接合部を含めて樹脂体で周囲を囲われており、
前記トライアックの本体部が、前記樹脂体から露出するとともに、前記ファンモータと前記ヒータとの間の送風流路に配置され、前記ヒータでの加温前の送風により直接空冷されることを特徴とする温風ユニット。
【請求項２】
前記樹脂体はホットメルト成形体であり、前記制御基板は該樹脂体により前記トライアックの接合部を含めて一体化した部材とされており、
該部材における前記トライアックの本体部以外が、前記送風流路外に配置されていることを特徴とする請求項１記載の温風ユニット。
【請求項３】
前記トライアックは、別部材である放熱部材を有さないことを特徴とする請求項１または請求項２記載の温風ユニット。
【請求項４】
前記トライアックの本体部は、板状であり、前記送風流路における送風方向に板状断面の長手方向が沿うように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の温風ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンモータとヒータとを備え、トライアックによる電子制御により温風を吐風する温風ユニットに関し、特にトイレの便座などに設置される温風ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温水洗浄便座において、局部洗浄用の温水を供給する温水ユニットや局部乾燥用の温風を供給する温風ユニットを備えるものが知られている。温水ユニットは、貯湯タンクに貯めた水道水をヒータで加温し、所定温度の温水を洗浄用ノズルから吐水するためのユニットである。温風ユニットは、ファンモータとヒータとを備え、洗浄後の部位を温風乾燥するためのユニットである。例えば、特許文献１では、本体内に被洗浄部に向けて洗浄水を噴出する洗浄ノズルを有する洗浄水供給手段と、空気を断続的に噴射する乾燥ノズルを有する空気噴射手段と、温風吹出し口を有した温風供給手段と、洗浄水供給手段と空気噴射手段と温風供給手段を制御する制御部とを備えてなる温水洗浄便座が記載されている。
【０００３】
従来の温風ユニットの構造を図４に基づいて説明する。図４は温風ユニットの概略図である。図４に示す温風ユニット１１は、ハウジング１４内にファンモータ１２と、ヒータ１３とが配置され、ファンモータ１２からの送風をヒータ１３で加温する構成とされている。図中の矢印が送風方向である。ファンモータ１２とヒータ１３の制御を行うために、トライアック１６を有する制御基板１５がハウジング１４内に配置されている。制御基板１５は防水が必須であることから、制御基板１５とトライアック１６が配置された部分は、ポッティング材を充填して埋設させ、制御基板１５を完全に覆うように封止している。ポッティング材は、２液硬化系のウレタン樹脂などからなり、ポッティングによる封止は、２液を混合・撹拌して真空脱泡、これをハウジングの制御基板上に注入、常温放置または恒温槽で乾燥、硬化確認などの工程を経て行なわれる。
【０００４】
ヒータ１３などは、例えばＡＣ１００Ｖの交流電源で駆動され、数百ワットの容量を有する。これらのヒータ１３のオンオフは、トライアック１６を介して制御基板１５上のマイコンから制御される。この制御により、トライアック１６は高温となるため、温度上昇を防止するための放熱が必要となる。図４の装置では、放熱のために、トライアック１６に長尺板状のヒートシンク１７がねじ１８により固定されている。ヒートシンク１７は、ファンモータ１２とヒータ１３との間の送風流路に配置され、ヒータ１３での加温前の送風により空冷される構造とされている。
【０００５】
その他、特許文献２には、トライアックの放熱に関して、複数のトライアックの放熱板を無駄なく共通化できるように、温水ヒータと乾燥ヒータの容量を等しくした衛生洗浄装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４７８３８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８５６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のようにトライアックに別部材であるヒートシンク（放熱板）を設ける場合、ヒートシンクは放熱性を確保すべく、ある程度大きな体積を必要とするため、温風ユニット全体としての小型化が困難である。特に近年ではデザイン性に優れた一体型温水洗浄便座などを開発するにあたり、各種ユニットの小型化は重要な課題である。また、電子部品であるトライアックとの固定にねじやビスを用いるため、部品点数や作業工数がその分必要となる。
【０００８】
また、ハウジング内の空間を利用してポッティング材により制御基板を封止する場合、ハウジング形状に包埋することになるため、制御基板の配置構造の自由度が低くなる。また、ポッティングでは作業工程に時間を要する。ユニットの更なる小型化や低コスト化のために、制御基板の配置自由度の向上や生産性の向上が望まれている。
【０００９】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、トライアックの放熱性を維持したまま小型化や部品点数の削減が可能である温風ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の温風ユニットは、ファンモータと、該ファンモータからの送風を加温するヒータと、上記ファンモータおよびヒータの制御を行う制御基板とを備えてなる温風ユニットであって、上記制御基板は、制御用半導体であるトライアックを有し、該トライアックとの接合部を含めて樹脂体で周囲を囲われており、上記トライアックの本体部が、上記樹脂体から露出するとともに、上記ファンモータと上記ヒータとの間の送風流路に配置され、上記ヒータでの加温前の送風により直接空冷されることを特徴とする。
【００１１】
上記樹脂体はホットメルト成形体であり、上記制御基板は該樹脂体により上記トライアックの接合部を含めて一体化した部材とされており、該部材における上記トライアックの本体部以外が、上記送風流路外に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
上記トライアックは、別部材である放熱部材を有さないことを特徴とする。
【００１３】
上記トライアックの本体部は、板状であり、上記送風流路における送風方向に板状断面の長手方向が沿うように配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の温風ユニットは、ファンモータと、該ファンモータからの送風を加温するヒータと、上記ファンモータおよびヒータの制御を行う制御基板とを備えてなり、制御基板は、制御用半導体であるトライアックを有し、該トライアックとの接合部を含めて樹脂体で周囲を囲われており、トライアックの本体部が、樹脂体から露出するとともに、ファンモータとヒータとの間の送風流路に配置されてヒータでの加温前の送風により直接空冷されるので、ヒートシンク（放熱板）を設けずにトライアックを十分に冷却することができる。放熱板を設けないことで、放熱板自体および固定用ねじを省略でき、部品点数および工数を削減できる。また、冷却にはファンモータの送風を利用するため、追加部品が必要ない。これらの結果、製造工程の簡略化および低コスト化が図れる。加えて、放熱板レスによる小型化も図れる。
【００１５】
また、樹脂体がホットメルト成形体であり、制御基板は該樹脂体によりトライアックの接合部を含めて一体化した部材（制御基板アッシー）とされており、この制御基板アッシーにおけるトライアックの本体部以外が、送風流路外に配置されている。ホットメルト成形体とすることで、ハウジング内に配置した制御回路をポッティング材で埋設させるようにして封止した従来品と比較して、成形に要する時間を大幅に短縮でき、生産性を向上できる。また、小型の制御基板アッシーとすることで配置の自由度が増し、ハウジングの外部への設置も容易となる。この制御基板アッシーをハウジングの外壁部などの送風流路外に配置しつつ、トライアックの本体部のみをハウジングを貫通して送風流路に配置することで、発熱体となるトライアックのみを効率的に冷却できる。
【００１６】
また、トライアックの本体部は、板状であり、送風流路における送風方向に板状断面の長手方向が沿うように配置されているので、ヒータへの送風流量を極力落とさずに十分なトライアックの冷却が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の温風ユニットの一例を示す斜視図である。
【図２】図１の温風ユニットの平面図などである。
【図３】本発明の温風ユニットの他の例を示す平面図などである。
【図４】従来の温風ユニットの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の温風ユニットの一例を図１および図２に基づいて説明する。図１は本発明の温風ユニットの一例を示す斜視図である。図１に示すように、温風ユニット１は、ハウジング４内に配置されたファンモータ２と、ファンモータ２からの送風を加温するヒータ３と、ファンモータ２およびヒータ３の制御を行う制御基板５とを備えてなる。制御基板５は、制御用半導体であるトライアック６を有し、トライアック６との接合部６ｂを含めて樹脂体で周囲を囲われている。トライアック６の本体部６ａは、樹脂体から露出するとともに、ファンモータ２とヒータ３との間の送風流路８に配置され、ヒータ３での加温前の送風により直接空冷されている。温風ユニット１において、ハウジング４はファンモータ２やヒータ３と一体化されている形態や、これらを連結する部分のみに設けられた形態とできる。ハウジング４は、ファンモータ２からヒータ３を経て吐風口７から温風を吐風できる送風流路を形成でき、かつ、ファンモータ２、ヒータ３、制御基板５（トライアック６を含む）を含めてユニット化できる構造であればよい。
【００１９】
制御基板５は、樹脂体によりトライアック６の接合部６ｂを含めて一体化した部材（制御基板アッシー）とされている。樹脂体により囲まれているため、防水性を確保できる。図１に示すように、この制御基板アッシーは、そのトライアック６の本体部６ａがハウジング４の外壁部上面４ａに設けられた開口部４ｂに位置するように外壁部上面４ａに配置されている。開口部４ｂは、ファンモータ２とヒータ３との間の送風流路８に連通している。これにより、トライアック６の本体部６ａが送風流路８に配置される。制御基板アッシーとハウジング４との固定方法は特に限定されず、接着剤による固定方法や嵌合構造による固定方法を採用できる。
【００２０】
制御基板５の樹脂体は、ホットメルト成形体であることが好ましい。すなわち、ホットメルト低圧封止成形により形成された成形体であることが好ましい。ホットメルト低圧封止成形は、ホットメルト接着剤となる熱可塑性樹脂を、制御基板５（トライアック６付き）が予め配置された金型内に低圧で注入して成形を行う成形法である。ホットメルト接着剤となる樹脂としては、要求される耐熱性、防水性、絶縁性などを考慮して適宜選択でき、例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリアミド系などのホットメルト用熱可塑性樹脂を使用できる。また、注入圧力（０．３ＭＰａ〜１５．０ＭＰａ程度）、温度（１８０℃〜２４０℃程度）、保圧・冷却時間などは、公知の条件で適宜設定できる。このようなホットメルト成形体とすることで、ポッティング材による封止処理と比較して、成形に要する時間を大幅に短縮でき、生産性を向上できる。
【００２１】
ホットメルト成形体を使用することで成形体を任意の形状とすることができるため、ハウジングや電子基板の固定機能などを付与することができる。
【００２２】
トライアック６の冷却性能の低下を防止するため、トライアック６は、制御基板５の接合部６ｂの周囲を除いて樹脂体に極力覆われないようにすることが好ましい。例えば、トライアック６が板状体であるような場合は、これを制御基板５に対して最長長辺が垂直となるように固定し、制御基板５の板状に沿って薄肉で樹脂体を形成することで、トライアック６の本体部６ａは樹脂体から露出する構成となる（図１参照）
【００２３】
ヒータ３は、例えばＡＣ１００Ｖの交流電源で駆動され、数百ワットの容量を有する。ヒータ３のオンオフ（通電制御）は、トライアック６を介して制御基板５上のマイコンから制御される。この制御により、トライアック６は高温となる。トライアック６は、ヒータ３の容量にも依存するが、例えば５０℃〜８５℃程度まで加熱される。ヒータ３の空焚きはなく、ヒータ３の加熱時にはファンモータ２が駆動される。ヒータ３の通電制御によりトライアック６が加熱される際には、トライアック６の本体部６ａが、送風流路８において、ヒータ３での加温前の送風により空冷され、十分な放熱が可能となる。例えば、上記の場合（加熱時５０℃〜８５℃）で、３０℃程度までの冷却が可能となる。
【００２４】
ヒートシンク（放熱板）を設けない構成により、放熱板自体と、固定用ねじやビスを省略でき、部品点数および作業工数を大幅に削減できる。制御基板アッシー以外の部材を組み込んだ後に、制御基板アッシーをハウジング４の外部に固定するのみで、全体構造を完成できる。これにより、不具合時の制御基板５のチェックなどはハウジング４を分解せずに実施できる。また、制御基板５の防水性にも優れる。
【００２５】
図２は図１の温風ユニットの平面図などである。詳細には、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は側面図であり、図２（ｃ）は正面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）における矢印は送風方向である。図２に示すように、ハウジング４内において、ファンモータ２とヒータ３との間に送風流路８が設けられ、ファンモータ２、送風流路８、ヒータ３、吐風口７の経路で、風が送られる。送風は、ヒータ３以降で温風となる。温風ユニット１は、ヒートシンク（放熱板）を設けない構成であり、送風流路８の流れ方向幅としては、トライアック６の本体部６ａが配置できる幅であればよい。送風流路８の流れ方向幅は、ファンモータ２とヒータ３との距離であり、この幅はヒートシンクを設ける場合と比較して小さくでき、ユニット全体の小型化が図れる。
【００２６】
図２に示す温風ユニットでは、制御基板５とトライアック６の接合部６ｂとを含めて一体化した制御基板アッシーが、ハウジング４の上面４ａに固定されている。制御基板アッシーの固定位置は、これに限定されず、トライアック６の本体部６ａが送風流路８に位置する箇所であればよい。例えば、温風ユニットを固定する温水洗浄便座側の構造に合わせて、送風流路８の外壁部位置でハウジング４の側面や底面に固定してもよい。また、各面において、幅方向中央以外に配置してもよい。さらに、トライアックが複数ある場合には、すべてのトライアックが送風流路に位置するように配置すればよい。本発明では、上記のように制御基板５とトライアック６とをホットメルト成形体の制御基板アッシーとしているので、ポッティング材による封止処理の場合と比較して、制御基板やトライアックの配置の自由度が大幅に増し、上述したようなハウジングの外部への設置も容易となる。また、トライアック６の本体部６ａのみをハウジング４を貫通して送風流路８に配置することで、発熱体となるトライアック６のみを効率的に冷却できる。
【００２７】
図２に示すように、トライアック６の本体部６ａは、板状であり、送風流路８における送風方向に板状断面の長手方向が沿うように配置されている。板状のトライアックの場合、単純に冷却のみを考慮すれば、板状断面の長手方向と送風方向とが垂直であることが好ましいといえる。本発明では、ファンモータ２とヒータ３と間の送風を冷却に利用するものであり、ヒータ３に流入するファンモータ２からの送風を大きく妨げないようにするため、上記のように、送風方向に板状断面の長手方向が沿うように配置することが好ましい。この場合も、十分な冷却性能を発揮でき、かつ、送風の妨げも小さくなる。
【００２８】
本発明の温風ユニットの他の例を図３に基づいて説明する。本発明の温風ユニットの他の例を示す平面図などである。図３に示すように、温風ユニット１’は、トライアック６の配置以外の構造は、図２に示すものと同様である。トライアック６の本体部６ａが、樹脂体から露出するとともに、ファンモータ２とヒータ３との間の送風流路８に配置され、ヒータ３での加温前の送風により直接空冷されている。ここで、トライアック６の本体部６ａは、板状であり、送風流路８における送風方向と板状断面の長手方向とが垂直になるように配置されている。このため、トライアック６の冷却性に優れる。また、図２の場合よりも、送風流路８の流れ方向幅を小さくでき、ユニット全体の更なる小型化が図れる。
【００２９】
図２および図３に示す以外の形態として、板状のトライアックは、送風方向に対して板状断面の長手方向が傾斜した配置とすることもできる。
【００３０】
本発明の温風ユニットは、トライアックによる電子制御により温風を吐風する温風ユニットに広く適用でき、特に温水洗浄便座に設置される温風ユニットとして利用できる。このような温水洗浄便座の温風ユニットとして利用する場合、本発明の温風ユニットには、必要に応じて、吐風口にフィルタ、送風逆流防止機構、脱臭機構、各種センサなどの公知の機構を適宜追加できる。また、これらは便座側に設けるものであってもよい。
【実施例】
【００３１】
温風ユニットにおけるトライアックの放熱性の検証をした。トライアック（板状）を通電して発熱させつつ、ＤＣファンモータにより送風を行って一定時間冷却した際の最大温度（℃）を測定した。実施例１は、トライアックの本体部を送風方向に板状断面の長手方向が沿うように配置して試験した（表中の冷却部位「側面」、図２参照）。実施例２は、トライアックの本体部を送風方向と板状断面の長手方向とが垂直になるように配置して試験した（表中の冷却部位「正面」、図３参照）。比較例１と２は、送風しない場合であり、比較例１はヒートシンクあり、比較例２はヒートシンクなしで試験した。比較例３は、トライアックにヒートシンクを設けて、送風によりヒートシンクのみを冷却するように配置して試験した。比較例４は、実施例２においてヒートシンクを設けて試験した。各試験において、用いたトライアック、ヒートシンク、ファンモータは同じであり、トライアック、ファンモータの制御条件は同じである。試験条件と、測定結果を表１に纏めて記載する。なお、室温は１８℃である。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
比較例１に示すように、試験に使用したトライアックは、ヒートシンクなし、送風なしの条件では８０℃以上となった。また、比較例２に示すように、ヒートシンクがある場合でも、送風がないと６０℃以上となった。これに対して、表１に示すように、実施例１および２は、ヒートシンクレスとしながら、３０℃程度まで冷却でき、送風により十分な冷却ができていることが分かる。実施例１と比較例３との比較より、実施例１は、ヒートシンクのみを冷却する構造（比較例３：従来構造）と比較してもより高い冷却効果が得られている。また、実施例２と比較例４との比較より、送風でトライアックを直接冷却する場合には、ヒートシンクの有無は大きく影響しないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の温風ユニットは、トライアックの放熱性を維持したまま小型化や部品点数の削減が可能であるので、ファンモータとヒータとを備えてトライアックによる電子制御により温風を吐風する温風ユニットとして広く適用できる。特に、温水洗浄便座に設置される小型の温風ユニットとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  温風ユニット
１’  温風ユニット
２  ファンモータ
３  ヒータ
４  ハウジング
５  制御基板
６  トライアック
７  吐風口
８  送風流路
１１  温風ユニット
１２  ファンモータ
１３  ヒータ
１４  ハウジング
１５  制御基板
１６  トライアック
１７  ヒートシンク
１８  ねじ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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