(57)【要約】【課題】加熱時間を短くすることができる衛生洗浄装置を提供することを目的とする。【解決手段】給水源から供給される洗浄水を加熱するヒータを有する洗浄水加熱手段と、前記ヒータにより加熱された洗浄水を人体に噴出する噴出ノズルと、供給電源から前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記供給電源の正弦波に対する半波を１単位とし前記半波の単位で前記ヒータへの通電と非通電とを制御するパターン制御を実行し、回路全体における前記ヒータの合成抵抗値を切り替え前記ヒータに供給される電力量を制御することを特徴とする衛生洗浄装置が提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水源から供給される洗浄水を加熱するヒータを有する洗浄水加熱手段と、
前記ヒータにより加熱された洗浄水を人体に噴出する噴出ノズルと、
供給電源から前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記供給電源の正弦波に対する半波を１単位とし前記半波の単位で前記ヒータへの通電と非通電とを制御するパターン制御を実行し、回路全体における前記ヒータの合成抵抗値を切り替え前記ヒータに供給される電力量を制御することを特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項２】
前記ヒータは、複数の抵抗体を有し、
前記制御部は、前記複数の抵抗体の接続構成を切り替えることにより前記合成抵抗値を切り替えることを特徴とする請求項１記載の衛生洗浄装置。
【請求項３】
前記制御部は、初期の電力が供給される前に、前記合成抵抗値を選択可能とされてなる請求項１または２に記載の衛生洗浄装置。
【請求項４】
給水源から供給される洗浄水の温度を検出する供給温度検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記供給温度検出手段により検出された洗浄水の温度が所定値以下である場合には前記合成抵抗値が相対的に低い回路構成で前記ヒータに供給される電力量を制御し、前記供給温度検出手段により検出された洗浄水の温度が所定値よりも高い場合には前記合成抵抗値が相対的に高い回路構成で前記ヒータに供給される電力量を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄水加熱手段により加熱された洗浄水の温度を検出する加熱温度検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記加熱温度検出手段により検出された温度と、目標温度と、の間の差が所定値以上である場合には前記合成抵抗値が相対的に低い回路構成で前記ヒータに供給される電力量を制御し、前記加熱温度検出手段により検出された温度と、目標温度と、の間の差が所定値よりも低い場合には前記合成抵抗値が相対的に高い回路構成で前記ヒータに供給される電力量を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の衛生洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、洗浄水を局部に噴出するノズル手段と、ノズル手段に供給される洗浄水を瞬間的に温水に加熱する瞬間式加熱手段と、を備えたトイレ装置がある（特許文献１）。特許文献１には、瞬間式加熱手段における加熱制御を、交流電源の半波を１単位とした通電率制御にて行うと、位相制御に比べて出水温度の揺らぎが発生し易く、揺らぎの有無による断水の検出をより確実に行うことできることが記載されている。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載された技術においては、洗浄水を瞬間的に温水に加熱する瞬間式加熱手段を利用している一方で、加熱時間については、改善の余地がある。例えば、寒冷地においては、他の地域と比較して加熱時間が長くなる。この点においては、改善の余地がある。これに対して、ヒータの最大ワット数を上げる対策が挙げられる。
【０００４】
しかし、ヒータの最大ワット数を上げると、例えば温暖地などのように入水温度が高い地域では、洗浄水を目標温度まで加熱するときに通電率制御の最小電力で加熱しても投入電力量が大きすぎるという問題がある。そのため、通電率制御の最小電力で加熱しても、洗浄水の温度が目標温度よりも高くなり、オーバーシュート後のハンチングが安定するまで時間を要する。その結果、応答時間が不要に長くなるという問題がある。このように、加熱時間については、改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４７２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、加熱時間を短くすることができる衛生洗浄装置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】
【０００７】
第１の発明は、給水源から供給される洗浄水を加熱するヒータを有する洗浄水加熱手段と、前記ヒータにより加熱された洗浄水を人体に噴出する噴出ノズルと、供給電源から前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記供給電源の正弦波に対する半波を１単位とし前記半波の単位で前記ヒータへの通電と非通電とを制御するパターン制御を実行し、回路全体における前記ヒータの合成抵抗値を切り替え前記ヒータに供給される電力量を制御することを特徴とする衛生洗浄装置である。
【０００８】
この衛生洗浄装置によれば、パターン制御方式を用いて細かな電力供給制御が可能となる。そのため、洗浄水を素早く加熱し、加熱時間を短くすることができる。また、制御部は、回路全体におけるヒータの合成抵抗値を切り替えヒータに供給される電力量を制御するため、日本の電源電圧とは異なる電源電圧の海外などにおいて、各国の電源電圧に応じて回路全体の合成抵抗値を切り替えることができる。そのため、世界各国で共通化されたヒータを備えた衛生洗浄装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記ヒータは、複数の抵抗体を有し、前記制御部は、前記複数の抵抗体の接続構成を切り替えることにより前記合成抵抗値を切り替えることを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１０】
この衛生洗浄装置によれば、使用されない抵抗体を無駄に形成する必要がないため、ヒータが大型化することを抑えることができる。
【００１１】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記制御部は、初期の電力が供給される前に、前記合成抵抗値を選択可能とされてなる衛生洗浄装置である。
【００１２】
この衛生洗浄装置によれば、制御部は、衛生洗浄装置が設置される地域や国の電源電圧あるいは外気温などに応じて回路構成を選択することができる。そのため、どこの設置場所においても、快適な衛生洗浄装置を提供することができる。
【００１３】
第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、給水源から供給される洗浄水の温度を検出する供給温度検出手段をさらに備え、前記制御部は、前記供給温度検出手段により検出された洗浄水の温度が所定値以下である場合には前記合成抵抗値が相対的に低い回路構成で前記ヒータに供給される電力量を制御し、前記供給温度検出手段により検出された洗浄水の温度が所定値よりも高い場合には前記合成抵抗値が相対的に高い回路構成で前記ヒータに供給される電力量を制御することを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１４】
この衛生洗浄装置によれば、季節や地域などによる温度変動に対応することができる。また、使う都度最適な回路構成を選択することができる。
【００１５】
第５の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記洗浄水加熱手段により加熱された洗浄水の温度を検出する加熱温度検出手段をさらに備え、前記制御部は、前記加熱温度検出手段により検出された温度と、目標温度と、の間の差が所定値以上である場合には前記合成抵抗値が相対的に低い回路構成で前記ヒータに供給される電力量を制御し、前記加熱温度検出手段により検出された温度と、目標温度と、の間の差が所定値よりも低い場合には前記合成抵抗値が相対的に高い回路構成で前記ヒータに供給される電力量を制御することを特徴とする衛生洗浄装置である。
【００１６】
この衛生洗浄装置によれば、位相制御を使用しなくとも、パターン制御を使用しよりきめ細かな加熱温度の調整を行うことができる。そのため、洗浄水を素早く加熱し、加熱時間を短くすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の態様によれば、加熱時間を短くすることができる衛生洗浄装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる衛生洗浄装置の要部構成を表すブロック図である。
【図２】本実施形態の衛生洗浄装置の具体例を例示する回路構成図である。
【図３】本実施形態の抵抗体の接続構成を例示する回路構成図である。
【図４】本実施形態の抵抗体の１系統毎の出力に使用される通電パターンの一例を例示する表である。
【図５】本実施形態の抵抗体の他の接続構成を例示する回路構成図である。
【図６】本実施形態の衛生洗浄装置の他の具体例を例示する回路構成図である。
【図７】本実施形態の衛生洗浄装置のさらに他の具体例を例示する回路構成図である。
【図８】本実施形態の衛生洗浄装置のさらに他の具体例を例示する回路構成図である。
【図９】本実施形態の衛生洗浄装置のさらに他の具体例を例示する回路構成図である。
【図１０】本実施形態の衛生洗浄装置のさらに他の具体例を例示する回路構成図である。
【図１１】図１０に表した回路構成図の等価回路図である。
【図１２】洗浄初期の立ち上げモードおよび温水温度昇温後の安定モードを説明するブロック図である。
【図１３】フィードフォワード制御とフィードバック制御との切り替わりの概略を表すグラフ図である。
【図１４】加熱時間と温水温度との間の関係を例示するグラフ図である。
【図１５】加熱時間と温水温度との間の関係を例示するグラフ図である。
【図１６】電源電圧が２２０Ｖの場合における出力ワット数と通電パターンとの間の対応の一例を例示する対応表である。
【図１７】電源電圧が１００Ｖの場合における出力ワット数と通電パターンとの間の対応の一例を例示する対応表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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、本発明の実施の形態にかかる衛生洗浄装置の要部構成を表すブロック図である。  
なお、図１は、水路系の要部構成と電気系の要部構成とを併せて表している。
【００２０】
本実施形態にかかる衛生洗浄装置１００は、洗浄水加熱手段４４０と、噴出ノズル４７３と、制御部４０５と、を備える。洗浄水加熱手段４４０は、ヒータ４４１を有し、給水源１０から供給される洗浄水を加熱する。ヒータ４４１は、複数の抵抗体を有する。例えば、ヒータ４４１は、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、を有する。
【００２１】
噴出ノズル４７３は、図示しない噴出口から水を噴出して、例えば図示しない便座に座った使用者の人体（例えば「おしり」など）を洗浄することができる。
【００２２】
例えば、図１に表したように、本実施形態にかかる衛生洗浄装置１００は、水道や貯水タンクなどの給水源１０から供給された水を噴出ノズル４７３に導く流路２０を有する。流路２０の上流側には、電磁弁４３１が設けられている。電磁弁４３１は、開閉可能な電磁バルブであり、制御部４０５からの指令に基づいて水の供給を制御する。つまり、電磁弁４３１は、給水源１０から供給される水の噴出ノズル４７３への給水と止水とを切り替える。
【００２３】
電磁弁４３１の下流には、入水サーミスタ（供給温度検出手段）４５１が設けられている。入水サーミスタ４５１は、洗浄水加熱手段４４０に供給される水の温度を検出する。
【００２４】
入水サーミスタ４５１の下流には、洗浄水加熱手段４４０が設けられている。洗浄水加熱手段４４０は、ヒータ４４１と、温水サーミスタ（加熱温度検出手段）４５３と、を有し、給水源１０から供給された水を加熱して例えば規定の温度まで昇温させる。温水サーミスタ４５３は、洗浄水加熱手段４４０のヒータ４４１により加熱された温水温度を検出する。本実施形態の洗浄水加熱手段４４０は、例えばセラミックヒータなどを用いた瞬間加熱式（瞬間式）の熱交換器でもよいし、貯湯タンクを用いた貯湯加熱式の熱交換器でもよい。例えば、使用者は、図示しないリモコンなどの操作部を操作することにより温水温度を設定することができる。
【００２５】
洗浄水加熱手段４４０の下流には、流量および流路の調整を行う流調切替弁４７２が設けられている。流調切替弁４７２は、切替弁モータ４７１からの駆動力を受け、噴出ノズル４７３を流れる水の流量を調整する。あるいは、流調切替弁４７２は、切替弁モータ４７１からの駆動力を受け、給水先（流路の接続先）を噴出ノズル４７３およびノズル洗浄室（図示しない）のいずれかに切り替えることができる。
【００２６】
流調切替弁４７２の下流には、噴出ノズル４７３が設けられている。噴出ノズル４７３は、ノズルモータ４７６からの駆動力を受け、便器のボウル内に進出したり、ケーシングの内部に後退することができる。つまり、ノズルモータ４７６は、制御部４０５からの指令に基づいて噴出ノズル４７３を進退させることができる。
【００２７】
制御部４０５は、電源回路４０１を介して供給電源３０から電力を供給され、図示しな操作部などからの信号に基づいて電磁弁４３１や、洗浄水加熱手段４４０や、切替弁モータ４７１や、ノズルモータ４７６の動作を制御することができる。例えば、制御部４０５は、供給電源３０から洗浄水加熱手段４４０に供給される電力を制御する。
【００２８】
図２は、本実施形態の衛生洗浄装置の具体例を例示する回路構成図である。  
図３は、本実施形態の抵抗体の接続構成を例示する回路構成図である。  
図３（ａ）は、低出力時の抵抗体の接続構成を例示する回路構成図である。図３（ｂ）は、高出力時の抵抗体の接続構成を例示する回路構成図である。
【００２９】
図２に表した具体例の衛生洗浄装置１００ａは、制御部４０５と、第１のスイッチ手段４４３ａと、第２スイッチ手段４４３ｂと、第３のスイッチ手段４４３ｃと、第１のコネクタ４４４と、第２のコネクタ４４５と、洗浄水加熱手段４４０と、切替手段４４７と、温度ヒューズ４４９と、を備える。洗浄水加熱手段４４０は、ヒータ４４１と、温水サーミスタ４５３と、を有する。ヒータ４４１は、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、を有する。
【００３０】
通常使用時には、第１のコネクタ４４４は、第２のコネクタ４４５に接続されている。温度ヒューズ４４９は、総電流が流れる部位に設けられている。温度ヒューズ４４９は、洗浄水加熱手段４４０の空焚きを防止する。
【００３１】
第１のスイッチ手段４４３ａは、第１の抵抗体４４１ａへ通電される状態（通電状態）と、第１の抵抗体４４１ａへ通電されない状態（非通電状態）と、を切り替える。第２のスイッチ手段４４３ｂは、第２の抵抗体４４１ｂへ通電される状態と、第２の抵抗体４４１ｂへ通電されない状態と、を切り替える。第３のスイッチ手段４４３ｃは、第３の抵抗体４４１ｃへ通電される状態と、第３の抵抗体４４１ｃへ通電されない状態と、を切り替える。
【００３２】
切替手段４４７は、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、の間の接続構成を切り替えることができる。制御部４０５が切替手段４４７の接続を第１の接点部４４７ａに設定すると、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、は、互いに直並列に接続される。具体的には、第１の抵抗体４４１ａは、第２の抵抗体４４１ｂと並列に接続される。第１の抵抗体４４１ａは、第３の抵抗体４４１ｃと直列に接続される。第２の抵抗体４４１ｂは、第３の抵抗体４４１ｃと直列に接続される。  
一方、制御部４０５が切替手段４４７の接続を第２の接点部４４７ｂに設定すると、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、は、互いに並列に接続される。  
これにより、切替手段４４７は、ヒータ４４１の定格容量（回路全体の合成抵抗値）を切り替えることができる。
【００３３】
本具体例では、切替手段４４７は、切替スイッチである。但し、切替手段４４７は、切替スイッチに限定されず、中継ハーネスであってもよい。切替手段４４７の変形例については、後述する。
【００３４】
ヒータ４４１への通電方式としては、パターン制御方式や位相制御方式などが用いられる。本願明細書において、「パターン制御方式」とは、供給電源３０の正弦波に対する半波を１単位とし、この半波単位でヒータ４４１への通電と非通電とを制御し、半波単位を複数組み合わせて総電力を制御する方式をいう。また、本願明細書において、「位相制御方式」とは、必要な熱量に応じて通電角を制御する方式をいう。位相制御方式では、細かい電力制御が可能である。パターン制御方式の詳細については、後述する。
【００３５】
衛生洗浄装置では、冷たい水を人体局部に直接当てると使用者に不快感を与えることがある。そのため、衛生洗浄装置は、給水源から供給される水を目標温度（使用者の設定温度）まで洗浄水加熱手段４４０にて加熱し、加熱された洗浄水を噴出ノズル４７３から人体局部に向け噴射する。
【００３６】
一般的には、水の加熱を開始してから水の温度を目標温度に到達させるまでの待ち時間（応答時間）は、使用者にとって短い方が望ましい。そこで、例えば、洗浄水の流路上に温水タンクを設置し、そこに貯めた水を電気ヒータで適温まで加熱して温水タンク内に貯留し且つ保温しておく方法がある。この方法では、使用者が局部を洗浄するときに保温状態の温水タンク内の温水を噴出ノズルに供給して、噴出ノズルから噴射させる。  
しかし、この方式は、タンク内の温水の保温のために多くの電気エネルギーを消費する。
【００３７】
これに対して、流通する水を洗浄水加熱手段に通し、洗浄水加熱手段において通過水を電気ヒータによる加熱で瞬間的に目標温度（設定温度）まで加熱する方法がある。この方法では、加熱された水をそのまま噴出ノズルに供給して、噴出ノズルから噴射させる。  
この方式の場合、洗浄水加熱手段を通じて水を流通させる際に、水の温度を所定温度まで加熱し、噴出ノズルから噴射させるため、節電を図ることができる。
【００３８】
しかしながら、入水の温度を目標温度（使用者の設定温度）まで瞬間的に加熱するまでの応答時間は短い程望ましい一方で、所要時間の短縮化には限界がある。例えば、入水温度が５℃、流量が４３０ミリリットル／分（ｍＬ／ｍｉｎ）、目標温度が４０℃の環境を想定し、定格１２００Ｗのヒータで入水を加熱する場合を考える。この場合、本発明者の知見によれば、応答時間（使用者が洗浄スイッチを操作してから、噴出ノズルから局部に温水が噴射されるまでの待ち時間）は十数秒かかる。寒冷地の場合には、入水温度は５℃よりも低く、流路内のチューブ等も冷えている。そのため、応答時間はさらに遅延する。
【００３９】
一方で、温暖地などのように入水温度が比較的高い環境においても、応答時間に問題が生ずることがある。例えば、入水温度が２７℃、流量が１５０ｍＬ／ｍｉｎ、目標温度が３０℃の環境を想定した場合において、立上り時には、パターン制御により通電する半波の数を可能な限り抑え、定格１２００Ｗを最小駆動電力７５Ｗで出力する。すると、投入電力が大きすぎて、温水温度が目標温度を超える。すると、オーバーシュート後のハンチングが安定するまでに時間を要し、結果的に応答時間は不要に長くなる。
【００４０】
具体的には、入水温度が２７℃、流量が１５０ｍＬ／ｍｉｎ、目標温度が３０℃の環境において、計算上必要な熱量は、次の式により３１Ｗ相当になる。
熱量ｃａｌ＝（３０℃−２７℃）×（１５０ｍＬ／ｍｉｎ）÷６０＝７．５ｃａｌ
電力Ｗ＝７．５ｃａｌ×４．１８Ｊ＝３１．３５Ｗ≒３１Ｗ
必要な投入電力（この例では３１Ｗ）に対し、１２００Ｗで立上りを制御しようとすると、次の式により必要な熱量の２倍以上の投入電力を与えることとなる。
１２００Ｗ×１／１６＝７５Ｗ
そのため、オーバーシュートが生ずる。
【００４１】
一般的には、立上り時の制御では、所定の温度まではフィードフォワード（ＦＦ）制御を行う。このとき、「フィードフォワード（ＦＦ）制御」とは、温度フィードバック制御はなく、決められた電力を出力し続けるオープン制御をいう。続いて、オープン制御により所定の温度よりも高くなった後に、フィードバック制御に切り替える。これにより、オーバーシュートした後のハンチングを軽減し、安定する状態になるまで噴出ノズルからの噴射を実行しない。
【００４２】
そこで、細かい温度制御を可能として位相制御を使う方法が挙げられる。しかし、ノイズ（ＥＭＩや高調波電流規格）を考慮すると、ノイズ除去用のフィルタ部品を追加する必要がある。すると、基板サイズが大型化することがある。
【００４３】
このように、寒冷地や温暖地などのように入水温度の範囲が異なる地域においては、水の加熱を開始してから水の温度を目標温度に到達させるまでの応答時間を短くすることにおいては、課題がある。
【００４４】
これに対して、本実施形態では、制御部４０５は、切替手段４４７を制御し、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、の間の接続構成を切り替えることにより、ヒータ４４１の定格容量を切り替える。これにより、制御部４０５は、ヒータ４４１に供給される電力量を制御する。
【００４５】
例えば、制御部４０５は、所定値以下の電力量をヒータ４４１に供給し低出力を得る場合には、切替手段４４７の接続を第１の接点部４４７ａに設定する。これにより、図３（ａ）に表したように、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、は、互いに直並列に接続される。具体的には、第１の抵抗体４４１ａは、第２の抵抗体４４１ｂと並列に接続される。第１の抵抗体４４１ａは、第３の抵抗体４４１ｃと直列に接続される。第２の抵抗体４４１ｂは、第３の抵抗体４４１ｃと直列に接続される。これにより、回路全体の合成抵抗値が相対的に高くなり、低出力が得られる。
【００４６】
例えば、制御部４０５は、所定値よりも高い電力量をヒータ４４１に供給し高出力を得る場合には、切替手段４４７の接続を第２の接点部４４７ｂに設定する。これにより、図３（ｂ）に表したように、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、は、互いに並列に接続される。これにより、回路全体の合成抵抗値が相対的に低くなり、高出力が得られる。
【００４７】
最大定格電力（全ての抵抗体に電流を流したフル通電の状態での電力）を切り替える場合には、制御部４０５が第１のスイッチ手段４４３ａ、第２のスイッチ手段４４３ｂおよび第３のスイッチ手段４４３ｃの少なくともいずれかをオン／オフ制御するのではなく、ヒータ４４１の結線構成そのものを変える切り替え手段（本具体例では切替手段４４７）を設け、回路全体の合成抵抗値を切り替えることで、最大電力レンジの幅を広くすることができる。
【００４８】
本実施形態によれば、パターン制御方式を用いて細かな電力供給制御が可能となる。そのため、洗浄水を素早く加熱し、加熱時間を短くすることができる。また、制御部４０５は、抵抗体の接続構成を切り替えヒータ４４１に供給される電力量を制御するため、日本の電源電圧とは異なる電源電圧の海外などにおいて、各国の電源電圧に応じて回路全体の合成抵抗値を切り替えることができる。そのため、世界各国で共通化されたヒータ４４１を備えた衛生洗浄装置１００を提供することができる。
【００４９】
さらに、制御部４０５が所定値よりも高い電力量をヒータ４４１に供給する場合および所定値以下の電力量をヒータ４４１に供給する場合のいずれにおいても、第１の抵抗体４４１ａ、第２の抵抗体４４１ｂおよび第３の抵抗体４４１ｃのうちで使われない抵抗体は存在しない。そのため、使用されない抵抗体を無駄に形成する必要がないため、ヒータ４４１が大型化することを抑えることができる。
【００５０】
図４は、本実施形態の抵抗体の１系統毎の出力に使用される通電パターンの一例を例示する表である。  
図４に表したように、本実施形態のパターン制御方式では、１６半波を１単位とする。なお、半波単位は、これだけに限定されるわけではない。
【００５１】
本実施形態のパターン制御方式によれば、低出力時には、回路に流れる電流を抑えることができる。一方で、高出力時には、半波単位をオン／オフ制御する際に流れる電流の変化量を小さくすることができる。これにより、フリッカーの発生やノイズの発生を抑制することができる。
【００５２】
図５は、本実施形態の抵抗体の他の接続構成を例示する回路構成図である。  
図５（ａ）および図５（ｂ）は、低出力時の抵抗体の接続構成を例示する回路構成図である。図５（ｃ）は、高出力時の抵抗体の接続構成を例示する回路構成図である。
【００５３】
図５に表した回路構成図では、４つの抵抗体が接続されている。  
図５（ａ）に表した例では、第１の抵抗体４４１ａは、第２の抵抗体４４１ｂおよび第４の抵抗体４４１ｄと並列に接続されている。第１の抵抗体４４１ａは、第３の抵抗体４４１ｃと直列に接続されている。第２の抵抗体４４１ｂは、第４の抵抗体４４１ｄと並列に接続されている。第２の抵抗体４４１ｂは、第３の抵抗体４４１ｃと直列に接続されている。第４の抵抗体４４１ｄは、第３の抵抗体４４１ｃと直列に接続されている。  
これによれば、回路全体の合成抵抗値が相対的に高くなり、低出力が得られる。
【００５４】
図５（ｂ）に表した例では、第１の抵抗体４４１ａは、第２の抵抗体４４１ｂと並列に接続されている。第１の抵抗体４４１ａは、第３の抵抗体４４１ｃおよび第４の抵抗体４４１ｄと直列に接続されている。第２の抵抗体４４１ｂは、第３の抵抗体４４１ｃおよび第４の抵抗体４４１ｄと直列に接続されている。第３の抵抗体４４１ｃは、第４の抵抗体４４１ｄと直列に接続されている。  
これによれば、回路全体の合成抵抗値が相対的に高くなり、低出力が得られる。
【００５５】
図５（ｃ）に表した例では、第１の抵抗体４４１ａは、第２の抵抗体４４１ｂ、第３の抵抗体４４１ｃおよび第４の抵抗体４４１ｄは、互いに並列に接続されている。  
これによれば、回路全体の合成抵抗値が相対的に低くなり、高出力が得られる。
【００５６】
図６は、本実施形態の衛生洗浄装置の他の具体例を例示する回路構成図である。  
図７は、本実施形態の衛生洗浄装置のさらに他の具体例を例示する回路構成図である。
【００５７】
抵抗体の接続構成については、並列と直並列との間の切り替えだけでなく、並列と直列との間の切り替えでもよい。  
図６に表した本具体例の衛生洗浄装置１００ｂは、高出力用の第１のヒータ４４８ａと、低出力用の第２のヒータ４４８ｂと、切替手段４６０ａと、を備える。
【００５８】
第１のヒータ４４８ａは、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、第１のスイッチ手段４４３ａと、第２のスイッチ手段４４３ｂと、第３のスイッチ手段４４３ｃと、を有する。  
第２のヒータ４４８ｂは、第４の抵抗体４４１ｄと、第５の抵抗体４４１ｅと、第６の抵抗体４４１ｆと、第４のスイッチ手段４４３ｄと、第５のスイッチ手段４４３ｅと、第６のスイッチ手段４４３ｆと、を有する。  
切替手段４６０ａは、第１の切替スイッチ４６１ａと、第２の切替スイッチ４６２ａと、を有する。
【００５９】
例えば、第１の抵抗体４４１ａ、第２の抵抗体４４１ｂおよび第３の抵抗体４４１ｃのそれぞれの抵抗値は、互いに同じである。例えば、第４の抵抗体４４１ｄ、第５の抵抗体４４１ｅおよび第６の抵抗体４４１ｆのそれぞれの抵抗値は、互いに同じである。第１の抵抗体４４１ａ、第２の抵抗体４４１ｂおよび第３の抵抗体４４１ｃのそれぞれの抵抗値は、第４の抵抗体４４１ｄ、第５の抵抗体４４１ｅおよび第６の抵抗体４４１ｆのそれぞれの抵抗値よりも低い。例えば、第１の抵抗体４４１ａ、第２の抵抗体４４１ｂおよび第３の抵抗体４４１ｃのそれぞれの抵抗値は、２５オーム（Ω）である。例えば、第４の抵抗体４４１ｄ、第５の抵抗体４４１ｅおよび第６の抵抗体４４１ｆのそれぞれの抵抗値は、１００Ωである。
【００６０】
例えば、制御部４０５は、所定値以下の電力量をヒータ４４１に供給し低出力を得る場合には、第２の切替スイッチ４６２ａをオン制御し、第１の切替スイッチ４６１ａをオフ制御する。これにより、回路全体の合成抵抗値が相対的に高くなり、低出力が得られる。また、制御部４０５は、第４のスイッチ手段４４３ｄと、第５のスイッチ手段４４３ｅと、第６のスイッチ手段４４３ｆと、をそれぞれ制御する。これにより、制御部４０５は、第２のヒータ４４８ｂの合成抵抗値を切り替え、パターン制御方式を用いてさらに細かな電力供給制御を実行することができる。
【００６１】
例えば、制御部４０５は、所定値よりも高い電力量をヒータ４４１に供給し高出力を得る場合には、第１の切替スイッチ４６１ａをオン制御し、第２の切替スイッチ４６２ａをオン制御する。これにより、回路全体の合成抵抗値が相対的に低くなり、高出力が得られる。また、制御部４０５は、第１のスイッチ手段４４３ａと、第２のスイッチ手段４４３ｂと、第３のスイッチ手段４４３ｃと、をそれぞれ制御する。これにより、制御部４０５は、第１のヒータ４４８ａの合成抵抗値を切り替え、パターン制御方式を用いてさらに細かな電力供給制御を実行することができる。
【００６２】
図７に表した具体例の衛生洗浄装置１００ｆのように、３つ以上のヒータが設けられていてもよい。衛生洗浄装置１００ｆは、第１の最大定格容量を有する第１のヒータ４４８ａと、第２の最大定格容量を有する第１のヒータ４４８ｂと、第３の最大定格容量を有する第３のヒータ４４８ｅと、切替手段４６０ｆと、を備える。第１の最大定格容量は、第２の最大定格容量とは異なる。第１の最大定格容量は、第３の最大定格容量とは異なる。第２の最大定格容量は、第３の最大定格容量とは異なる。
【００６３】
図７に表した衛生洗浄装置１００ｆによれば、入水サーミスタ４５１（図１０参照）により検出される入水温度に応じ、より細かく最大定格レンジの切り替えを行うことができる。
【００６４】
図８は、本実施形態の衛生洗浄装置のさらに他の具体例を例示する回路構成図である。  図８（ａ）は、低出力時の回路構成図である。図８（ｂ）は、高出力時の回路構成図である。
【００６５】
図８（ａ）に表した回路構成図では、第１の切替手段４６０ｂが設けられている。本具体例の第１の切替手段４６０ｂは、中継ハーネスである。第１の切替手段４６０ｂは、第１のコネクタ４４４と第２のコネクタ４４５との間に設けられ、第１のコネクタ部４６１ｂと、第２のコネクタ部４６２ｂと、を有する。第１のコネクタ部４６１ｂは、第１のコネクタ４４４と接続される。第２のコネクタ部４６２ｂは、第２のコネクタ４４５と接続される。
【００６６】
図８（ｂ）に表した回路構成図では、第２の切替手段４６０ｃが設けられている。本具体例の第２の切替手段４６０ｃは、中継ハーネスである。第２の切替手段４６０ｃは、第１のコネクタ４４４と第２のコネクタ４４５との間、および第１のコネクタ４４４と第３のコネクタ４４６との間に設けられ、第１のコネクタ部４６１ｃと、第２のコネクタ部４６ｃと、第３のコネクタ部４６３ｃと、を有する。第１のコネクタ部４６１ｃは、第１のコネクタ４４４と接続される。第２のコネクタ部４６２ｃは、第２のコネクタ４４５と接続される。第３のコネクタ部４６３ｃは、第３のコネクタ４４６と接続される。
【００６７】
所定値以下の電力量をヒータ４４８ｆに供給し低出力を得る場合には、図８（ａ）に表した回路構成図のように、第１の切替手段４６０ｂが設けられる。  
この場合には、第１の抵抗体４４１ａは、第２の抵抗体４４１ｂと直列に接続される。第３の抵抗体４４１ｃは、第４の抵抗体４４１ｄと直列に接続される。第５の抵抗体４４１ｅは、第６の抵抗体４４１ｆと直列に接続される。  
これにより、回路全体の合成抵抗値が相対的に高くなり、低出力が得られる。
【００６８】
所定値よりも高い電力量をヒータ４４８ｆに供給し高出力を得る場合には、図８（ｂ）に表した回路構成図にように、第２の切替手段４６０ｃが設けられる。  
この場合には、第１の抵抗体４４１ａは、第２の抵抗体４４１ｂと並列に接続される。第３の抵抗体４４１ｃは、第４の抵抗体４４１ｄと並列に接続される。第５の抵抗体４４１ｅは、第６の抵抗体４４１ｆと並列に接続される。これにより、回路全体の合成抵抗値が相対的に低くなり、高出力が得られる。
【００６９】
本具体例によれば、制御部４０５は、初期の電力が衛生洗浄装置１００ｃに供給される前に回路構成を選択し、回路全体の合成抵抗値を選択することができる。そのため、制御部４０５は、衛生洗浄装置１００ｃが設置される地域や国の電源電圧あるいは外気温などに応じて回路構成を選択することができる。そのため、どこの設置場所においても、快適な衛生洗浄装置１００ｃを提供することができる。
【００７０】
図９は、本実施形態の衛生洗浄装置のさらに他の具体例を例示する回路構成図である。  図９（ａ）は、低出力時の回路構成図である。図９（ｂ）は、高出力時の回路構成図である。  
図９（ａ）および図９（ｂ）に表した具体例の衛生洗浄装置１００ｄは、第１のヒータ４４８ｃと、第２のヒータ４４８ｄと、切替手段４６０ｄと、を備える。
【００７１】
第１のヒータ４４８ｃは、第１の抵抗体４４１ａを有する。第２のヒータ４４８ｄは、第２の抵抗体４４１ｂを有する。切替手段４６０ｄは、第１の切替スイッチ４６１ｄと、第２の切替スイッチ４６２ｄと、を有する。
【００７２】
制御部４０５は、所定値以下の電力量をヒータ４４１に供給し低出力を得る場合には、図９（ａ）に表した回路構成図のように、第１の切替スイッチ４６１ｄの接続を第１の接点部４６５ａに設定し、第２の切替スイッチ４６２ｄの接続を第３の接点部４６６ａに設定する。これにより、第１の抵抗体４４１ａは、第２の抵抗体４４１ｂと直列に接続される。これにより、回路全体の合成抵抗値が相対的に高くなり、低出力が得られる。
【００７３】
制御部４０５は、所定値よりも高い電力量をヒータ４４１に供給し高出力を得る場合には、図９（ｂ）に表した回路構成図のように、第１の切替スイッチ４６１ｄの接続を第２の接点部４６５ｂに設定し、第２の切替スイッチ４６２ｄの接続を第４の接点部４６６ｂに設定する。これにより、第１の抵抗体４４１ａは、第２の抵抗体４４１ｂと並列に接続される。これにより、回路全体の合成抵抗値が相対的に低くなり、高出力が得られる。
【００７４】
図１０は、本実施形態の衛生洗浄装置のさらに他の具体例を例示する回路構成図である。  
図１１は、図１０に表した回路構成図の等価回路図である。  
図１１（ａ）は、低出力時の回路構成図である。図１１（ｂ）は、高出力時の回路構成図である。
【００７５】
図１０に表した具体例の衛生洗浄装置１００ｅは、図２に関して前述した具体例の衛生洗浄装置１００ａと比較して、入水サーミスタ４５１をさらに備える。入水サーミスタ４５１は、洗浄水加熱手段４４０に供給される水の温度を検出する。その他の回路構成は、図２に関して前述した具体例の衛生洗浄装置１００ａの回路構成と同様である。
【００７６】
例えば、入水温度が低い環境（例えば寒冷地、もしくは冬場）においては、制御部４０５は、ヒータ４４１の結線構成を並列構成に切り替える制御を行う。入水温度は、入水サーミスタ４５１により検出される。制御部４０５は、入水サーミスタ４５１の温度挙動を読み取り、検出温度が所定値以下の場合には、ヒータ４４１の結線構成を並列に切り替え、合成抵抗値を下げて、高出力を可能とする。
【００７７】
具体的には、入水サーミスタ４５１により検出された洗浄水の温度が所定値以下である場合には、制御部４０５は、切替手段４４７の接続を第２の接点部４４７ｂに設定する。これにより、図１１（ｂ）に表したように、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、は、互いに並列に接続される。これにより、回路全体の合成抵抗値が相対的に低くなり、高出力が得られる。
【００７８】
なお、このときの出力の上限は、普段の１２００Ｗではなく、１４００Ｗであってもよい。これは、起動時には、ヒータ４４１と、乾燥や室内暖房と、の同時駆動がないためである。
【００７９】
一方、入水温度が高い環境（例えば温暖地、もしくは夏場）においては、制御部４０５は、ヒータ４４１の結線構成を直並列構成に切り替える制御を行う。入水温度は、入水サーミスタ４５１により検出される。制御部４０５は、入水サーミスタ４５１の温度挙動を読み取り、検出温度が所定値よりも高い場合には、ヒータ４４１の結線構成を直並列に切り替え、合成抵抗値を上げて、低出力を可能とする。
【００８０】
具体的には、入水サーミスタ４５１により検出された洗浄水の温度が所定値よりも高い場合には、制御部４０５は、切替手段４４７の接続を第１の接点部４４７ａに設定する。これにより、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、は、互いに直並列に接続される。具体的には、図１１（ａ）に表したように、第１の抵抗体４４１ａは、第２の抵抗体４４１ｂと並列に接続される。第１の抵抗体４４１ａは、第３の抵抗体４４１ｃと直列に接続される。第２の抵抗体４４１ｂは、第３の抵抗体４４１ｃと直列に接続される。これにより、回路全体の合成抵抗値が相対的に高くなり、低出力が得られる。
【００８１】
このように、本具体例の衛生洗浄装置１００ｅでは、入水サーミスタ４５１により検出された洗浄水の温度が所定値以下である場合には、制御部４０５は、回路全体の合成抵抗値が相対的に低い回路構成に切り替えてヒータ４４１に供給される電力量を制御する。  
一方で、入水サーミスタ４５１により検出された洗浄水の温度が所定値よりも高い場合には、制御部４０５は、回路全体の合成抵抗値が相対的に高い回路構成に切り替えてヒータ４４１に供給される電力量を制御する。
【００８２】
本具体例の衛生洗浄装置１００ｅは、季節や地域などによる温度変動に対応することができる。また、本具体例の衛生洗浄装置１００ｅは、使う都度最適な回路構成を選択することができる。
【００８３】
図１２は、洗浄初期の立ち上げモードおよび温水温度昇温後の安定モードを説明するブロック図である。  
洗浄初期の立ち上げモード時には、フィードフォワード制御（ＦＦ制御のみ）が実行される。温水温度昇温後の安定モード時には、（ＦＦ制御＋ＦＢ制御（Ｐ／Ｉ／Ｄパラメータ要素を用いた制御））が実行される。
【００８４】
流量調整部４７４は、例えば、使用者が好みの洗浄流量設定することで噴出ノズル４７３からの洗浄流量を調整する。吐水温度設定部４０５ｃは、例えば、使用者が好みの吐水温度（噴出温度）を設定することで、その設定温度の情報を制御部４０５に記憶させる。ヒータ通電制御回路部４０７は、制御部４０５にて演算された必要な投入電力をヒータ４４１から出力させるための通電回路を有する。その他の要素は、図１に関して前述した通りである。
【００８５】
本具体例の衛生洗浄装置１００ｅは、制御部４０５で演算された結果に応じて最適な通電パターンをヒータ通電制御回路部４０７の通電入り切りスイッチ（例えば図１０に表した第１のスイッチ手段４４３ａなど）の制御タイミングにより実現する。
【００８６】
フィードフォワード制御演算部４０５ａは、吐水温度設定部４０５ｃで設定された設定温度（Ｔ設定）と入水サーミスタ４５１（Ｔ入水）で検出された温度との間の偏差量と、所定の比例係数と、の積からヒータ４４１への通電量を演算する。つまり、フィードフォワード制御演算部４０５ａが実行する演算式は、次の式で表される。
ＷＦＦ＝α×（Ｔ設定−Ｔ入水）・・・・式（１）
ＷＦＦ：フィードフォワード制御時の計算ワット
α  ：フィードフォワード時の比例係数（立ち上げモード時の係数）
Ｔ設定  ：設定温度
Ｔ入水  ：入水温度
【００８７】
フィードバック制御演算部４０５ｂは、吐水温度設定部４０５ｃで設定された設定温度（Ｔ設定）と、洗浄水加熱手段４４０のヒータ４４１により加熱された後の温水の温度を検出する温水サーミスタ４５３で検出された温度（Ｔ温水）と、の偏差量に所定の比例係数を積算しヒータ４４１への通電量を演算する。つまり、フィードバック制御演算部４０５ｂが実行する演算式は、次の式で表される。なお、フィードバック制御は、温水温度昇温後の安定モード時に行われる。
ＷＦＢ＝ＷＰ＋ＷＩ＋ＷＤ  ・・・・式（２）
ＷＰ＝ＧＰ（Ｔ設定−Ｔ温水）
ＷＩ＝ＧＩ（Ｔ設定−Ｔ温水）  
ＷＤ＝ＧＤ（Ｔ０温水−Ｔ温水）
ＷＦＢ：フィードバック制御時の計算ワット
ＧＰ、ＧＩ、ＧＤ：フィードバック時の比例係数
Ｔ設定   ：設定温度
Ｔ温水   ：温水サーミスタ検出温度
Ｔ０温水  ：所定時間前に遡った時のヒータ加熱後の温水温度
【００８８】
なお、制御部４０５は、フィードフォワード制御演算部４０５ａと、フィードバック制御演算部４０５ｂと、吐水温度設定部４０５ｃと、を明確な部材として有していなくともよく、フィードフォワード制御演算部４０５ａと、フィードバック制御演算部４０５ｂと、吐水温度設定部４０５ｃと、に関して前述した動作を制御部４０５が実行してもよい。
【００８９】
図１３は、フィードフォワード制御とフィードバック制御との切り替わりの概略を表すグラフ図である。  
図１３に表したグラフ図の横軸は、時間を表す。図１３に表したグラフ図の縦軸は、温度を表す。
【００９０】
図１３に表したように、立ち上げ時に行うフィードフォワード制御は、ヒータ４４１への通電を開始してから温水サーミスタ４５３の温度が所定温度Ａに達する時間ｔ１まで行われる。その後、動作モードが立ち上げモードから安定モードに切り替わり、制御部４０５は、フィードバック制御を行う。
【００９１】
次に、洗浄初期の立ち上げモードについて、図面を参照しつつさらに説明する。  
図１４および図１５は、加熱時間と温水温度との間の関係を例示するグラフ図である。  図１４及び図１５に表したグラフ図の横軸は、時間を表す。図１４に表したグラフ図の縦軸は、温度を表す。
【００９２】
洗浄初期時に入水サーミスタ４５１の温度を制御部４０５にて検出し、入水温度と予め設定された設定温度（目標温度）との間の偏差量が所定閾値以上であるか、所定閾値未満であるかを制御部４０５が判断する（図１２参照）。
【００９３】
入水温度と予め設定された設定温度との間の偏差量が所定閾値以上の場合（例えば、寒冷地の現場で入水温度が極めて低く、入水温度と設定温度との間の偏差量が非常に大きい場合など）においては、制御部４０５は、切替手段４４７の接続を第２の接点部４４７ｂに設定し、ヒータ４４１の回路を並列回路に切り替える。これにより、ヒータ４４１の合成抵抗値を下げることで、ヒータ４４１の複数の抵抗体の全てに電流を流した時（フル通電時）に出力される電力により大きな熱量を投入することができる。  
つまり、制御部４０５は、ヒータ４４１の回路を切り替えることにより、入水温度に応じて洗浄水加熱手段４４０が出力可能な電力の最大量を調整することができる。
【００９４】
通電開始後、前述した通り、制御部４０５は、フィードバック制御に切り替わるまで（温水サーミスタ４５３の温度が所定温度Ａに達する時間ｔ１まで）フィードフォワード制御にて洗浄水加熱手段４４０を制御する。
【００９５】
図１４に表したように、制御部４０５が切替手段４４７の切り替えによりヒータ４４１の合成抵抗値を下げ定格電力値を上げているため、立上り時間は、温水温度は、短時間で使用者の設定した設定温度に到達することが可能となる。つまり、立上り時間（応答時間）を短くし、加熱時間を短くすることができる。
【００９６】
例えば、入水温度が５℃、流量が４３０ｍＬ／ｍｉｎ、目標温度が４０℃の環境を想定すると、製品の洗浄水加熱手段４４０の定格を変えることができない１２００Ｗのヒータ４４１でオープン制御で加熱した場合、温水温度が目標温度（４０℃）に達するまでの時間は、４秒（ｓ）程度かかる。  
一方、本具体例によれば、制御部４０５が複数の抵抗体の結線構成自体を変え定格容量を大きくすることにより、例えば、立上り時に１４００Ｗで洗浄水を加熱した場合には、温水温度が１．６ｓ程度で目標温度に達する。つまり、温水温度が目標温度に達するまでの時間としては、約５０％短縮可能である。
【００９７】
入水温度と設定温度との間の偏差量が所定閾値未満の場合（例えば、温暖地の現場で入水温度が非常に高く、設定温度が低く設定されている場合）であって、入水温度と設定温度との間の偏差量が少ない場合には、制御部４０５は、切替手段４４７の接続を第１の接点部４４７ａに設定し、ヒータ４４１の回路を直並列回路に切り替える。これにより、制御部４０５は、直列に接続された抵抗体のみに電流が流れるような制御を行い、電流を抑えることで、ヒータ４４１の複数の抵抗体の全てに電流を流した時（フル通電時）に出力される電力を抑える制御を行う。
【００９８】
これにより、最小駆動電力を抑えることができる。最も低い入水温度と最も高い設定温度とに基づき、入水温度と温水温度との偏差を埋めるために必要な熱量がヒータ４４１の定格を決めている場合には、入水温度が高い地域になると、フィードフォワード制御期間中において、投入電力が大きすぎて温水温度が目標温度を超えるオーバーシュート量が大きくなる。そのため、後のハンチングが安定するまでに不要な時間が生ずる。  
これに対して、図１５に表したように、本具体例では、結果的に応答時間を短縮することができる。
【００９９】
次に、温水温度昇温後の安定モードについて、図面を参照しつつ説明する。  
図１６は、電源電圧が２２０Ｖの場合における出力ワット数と通電パターンとの間の対応の一例を例示する対応表である。  
図１７は、電源電圧が１００Ｖの場合における出力ワット数と通電パターンとの間の対応の一例を例示する対応表である。  
以下、説明の便宜上、出力電力と通電パターンとの間の対応表を「電力対応表」と称する。
【０１００】
図１３に関して前述したように、温水温度昇温後の安定モード領域では、制御部４０５は、フィードバック制御を行う。  
ここでは、図１０に示す回路において、制御部４０５が切替手段４４７の接続を第１の接点部４４７ａに設定している場合（図１０に示す回路が図１１（ａ）に示す回路と等価である場合）について説明する。
【０１０１】
本具体例で示す洗浄水加熱手段４４０の制御方法の前提条件の例としては、以下の条件が挙げられる。  
すなわち、通電方式は、パターン制御方式である。洗浄水加熱手段４４０の制御方式は、Ｐ（比例項）、Ｉ（積分項）、Ｄ（微分項）のパラメータを用いたＰＩＤ制御方式である。１系統毎のヒータ４４１に対し、出力に使う通電パターンは、図４に関して前述した通りである（図４参照）。
【０１０２】
第１抵抗体４４１ａの抵抗値は、４０Ω相当である。第２抵抗体４４１ｂの抵抗値は、１６Ω相当である。第３抵抗体４４１ｃの抵抗値は、２８Ω相当である。なお、抵抗値の組み合わせは、これだけに限定されない。但し、洗浄水加熱手段４４０を制御する上で、低出力から高出力にわたる範囲において、電力分解能の極力の均一性（吐水温度のハンチング考慮）、素子の発熱、およびフリッカーへの影響の要素を総合的に考慮し、バランスが取れた抵抗値の組み合わせが望ましい。粗になる範囲および密になる範囲が偏ると、吐水時のハンチング上昇が生ずることがある。  
なお、本願明細書において、半波当たり電力の指標を「電力分解能」と呼ぶ。
【０１０３】
供給電源３０の電圧（電源電圧）が２２０ボルト（Ｖ）の場合において、出力電力と、そのときに選択される通電パターンと、の対応表は、図１６に表した通りである。供給電源３０の電圧が２２０Ｖの場合には、制御部４０５は、切替手段４４７の接続を第１の接点部４４７ａに設定し、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、を互いに直並列に接続させる。
【０１０４】
供給電源３０の電圧が１００Ｖの場合には、制御部４０５は、切替手段４４７の接続を第２の接点部４４７ｂに設定し、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、を互いに並列に接続させることで、異なる電源電圧に対応することができる。供給電源３０の電圧が１００Ｖの場合の電力対応表は、図１７に表した通りである。
【０１０５】
安定モード時における基本的な動作は、図１２に表したフィードバック制御演算部４０５ｂと、温水サーミスタ４５３と、の偏差量を少なくするように、制御部４０５が洗浄水加熱手段４４０のヒータ４４１への通電を制御する。
【０１０６】
このとき、フィードバック制御としては、ＰＩＤ制御を用いる。具体的には、ＰＩＤ制御では、時間経過毎で変化する吐水温度において、比例制御、積分制御、および、微分制御を組み合わせて目標温度に収束させるように、操作量（必要な出力電力）を決定する。
【０１０７】
比例制御では、目標温度と温水サーミスタ４５３の温度との間の偏差量に比例して入力値を変える動作が実行される。  
積分制御では、瞬時的に発生する目標温度と温水サーミスタ４５３と温度との間の偏差量を時間積分した結果に応じて、入力値を変化させる動作が実行される。ここで、「時間積分」とは、加熱開始してから、現在に至るまでの時間における偏差量の和をいう。  
微分制御は、変化率に応じて入力量を制御する項である。
【０１０８】
設定温度と温水サーミスタ４５３の温度との偏差量は、Ｐ、Ｉ、Ｄの項を用いると次の式で表される。  
【数１】
2015067941.tif 000003
【０１０９】
また、現在の温度差をゼロにする必要な熱量は、次の式で表される。  
必要な熱量〔ｃａｌ〕＝（目標温度−温水サーミスタ温度）×流量  ・・・式（４）
さらに、必要な熱量を電力換算する場合は、次の式が用いられる。
必要な電力〔Ｗ〕＝必要な熱量〔ｃａｌ〕×４．１８Ｊ    ・・・式（５）
制御部４０５が上記一連のＰＩＤ制御の演算処理を行い、フィードバック制御が行われる。
【０１１０】
この操作量は、一定時間経過毎に毎回更新される。そして、更新後の電力値については、図１６の電力対応表において、各系統別の通電パターンと電力閾値との関係性から更新された出力電力値に最も近い最適な通電パターンを制御部４０５が選択する。図１２に表したヒータ通電制御回路部４０７の駆動回路を通じて、電力がヒータ４４１へ出力される。
【０１１１】
例えば、供給電源３０の電圧が２２０Ｖの場合において、任意の入水温度と、任意の目標温度と、任意の流量と、の条件から式（３）のＰＩＤ制御の演算処理を行う。その結果、そのときの必要な熱量（投入電力）が１３２Ｗであるとする。その場合には、図１６の電力対応表より、系統１における第１の抵抗体４４１ａと第３の抵抗体４４１ｃとを使った直列回路に、パターン制御として図４に表した「３／１６」の通電パターンを使って電流を流す。
【０１１２】
このように、目標温度と温水サーミスタ４５３の温度との間の偏差量に応じて演算された電力値は、電力対応表から最も必要な電力値に近い通電パターンにより出力される。その際、目標温度と温水サーミスタ４５３の温度との間の偏差量が大きい場合は、制御部４０５は、１半波当たりの出力電力が大きくなるヒータ４４１の系統を使い、ヒータ４４１に流れる電流が大きくなるようにヒータ通電制御回路部４０７を制御する。一方、目標温度と温水サーミスタ４５３の温度との間の偏差量が小さい場合には、制御部４０５は、１半波当たりの出力電力が小さくなるヒータ４４１の系統を使い、ヒータ４４１に流れる電流が小さくなるようにヒータ通電制御回路部４０７を制御する。
【０１１３】
このように、本具体例の衛生洗浄装置１００ｆでは、温水サーミスタ４５３により検出された洗浄水の温度と、目標温度と、の間の偏差量が所定値以上である場合には、制御部４０５は、回路全体の合成抵抗値が相対的に低い回路構成に切り替えてヒータ４４１に供給される電力量を制御する。  
一方で、温水サーミスタ４５３により検出された洗浄水の温度と、目標温度と、の間の偏差量が所定値よりも小さい場合には、制御部４０５は、回路全体の合成抵抗値が相対的に高い回路構成に切り替えてヒータ４４１に供給される電力量を制御する。
【０１１４】
よって、このように通電するヒータ４４１の抵抗体の抵抗値を偏差量に応じて切り替えることで、通電量を細かく制御できる位相制御を使わなくても、通電量の調整が粗くなるパターン制御を使い、温度ハンチングが使用者に影響を与えることなく、よりきめ細かな吐水温度の調整を行うことができる。また、パターン制御を用いることで、ノイズを低減することができる。さらに、洗浄水を素早く加熱し、加熱時間を短くすることができる。
【０１１５】
また、供給電源３０の電圧が１００Ｖである場合であって、同じ抵抗値のヒータ４４１を動かす場合には、制御部４０５は、切替手段４４７の接続を第２の接点部４４７ｂに設定し、第１の抵抗体４４１ａと、第２の抵抗体４４１ｂと、第３の抵抗体４４１ｃと、を互いに並列に接続させる。そして、制御部４０５は、図１７に表した電力対応表に基づいた通電パターンを出力すればよい。このように、抵抗値を切り替えることで、１００Ｖ系でも２００Ｖ系でも同様のヒータを使うことができる。
【０１１６】
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、衛生洗浄装置１００および洗浄水加熱手段４４０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや抵抗体４４１ａ、４４１ｂ、４４１ｃおよび切替手段４４７の設置形態などは、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。
【符号の説明】
【０１１７】
１０ 給水源、  ２０ 流路、  ３０ 供給電源、  １００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ 衛生洗浄装置、  ４０１ 電源回路、  ４０５ 制御部、  ４０５ａ フィードフォワード制御演算部、  ４０５ｂ フィードバック制御演算部、  ４０５ｃ 吐水温度設定部、  ４０７ ヒータ通電制御回路部、  ４３１ 電磁弁、  ４４０ 洗浄水加熱手段、  ４４１ ヒータ、  ４４１ａ 第１の抵抗体、  ４４１ｂ 第２の抵抗体、  ４４１ｃ 第３の抵抗体、  ４４１ｄ 第４の抵抗体、  ４４１ｅ 第５の抵抗体、  ４４１ｆ 第６の抵抗体、  ４４３ａ 第１のスイッチ手段、  ４４３ｂ 第２のスイッチ手段、  ４４３ｃ 第３のスイッチ手段、  ４４３ｄ 第４のスイッチ手段、  ４４３ｅ 第５のスイッチ手段、  ４４３ｆ 第６のスイッチ手段、  ４４４ 第１のコネクタ、  ４４５ 第２のコネクタ、  ４４６ 第３のコネクタ、  ４４７ 切替手段、  ４４７ａ 第１の接点部、  ４４７ｂ 第２の接点部、  ４４８ａ 第１のヒータ、  ４４８ｂ 第２のヒータ、  ４４８ｃ 第１のヒータ、  ４４８ｄ 第２のヒータ、  ４４８ｅ 第３のヒータ、  ４４８ｆ ヒータ、  ４４９ 温度ヒューズ、  ４５１ 入水サーミスタ、  ４５３ 温水サーミスタ、  ４６０ａ 切替手段、  ４６０ｂ 切替手段、  ４６０ｃ 切替手段、  ４６０ｄ 切替手段、  ４６０ｆ 切替手段、  ４６１ａ 第１の切替スイッチ、  ４６１ｂ 第１のコネクタ部、  ４６１ｃ 第１のコネクタ部、  ４６１ｄ 第１の切替スイッチ、  ４６２ａ 第２の切替スイッチ、  ４６２ｂ 第２のコネクタ部、  ４６２ｃ 第２のコネクタ部、  ４６２ｄ 第２の切替スイッチ、  ４６３ｃ 第３のコネクタ部、  ４６５ａ 第１の接点部、  ４６５ｂ 第２の接点部、  ４６６ａ 第３の接点部、  ４６６ｂ 第４の接点部、  ４７１ 切替弁モータ、  ４７２ 流調切替弁、  ４７３ 噴出ノズル、  ４７４ 流量調整部、  ４７６ ノズルモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年12月15日(2014.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水源から供給される洗浄水を加熱するヒータを有する洗浄水加熱手段と、
前記ヒータにより加熱された洗浄水を人体に噴出する噴出ノズルと、
供給電源から前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、
回路全体における前記ヒータの合成抵抗値を切り替える中継ハーネスと、
を備え、
前記制御部は、前記供給電源の正弦波に対する半波を１単位とし前記半波の単位で前記ヒータへの通電と非通電とを制御するパターン制御を実行し、
前記合成抵抗値は、初期の前記電力が供給される前に前記中継ハーネスにより選択可能とされたことを特徴とする衛生洗浄装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
第１の発明は、給水源から供給される洗浄水を加熱するヒータを有する洗浄水加熱手段と、前記ヒータにより加熱された洗浄水を人体に噴出する噴出ノズルと、供給電源から前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、回路全体における前記ヒータの合成抵抗値を切り替える中継ハーネスと、を備え、前記制御部は、前記供給電源の正弦波に対する半波を１単位とし前記半波の単位で前記ヒータへの通電と非通電とを制御するパターン制御を実行し、前記合成抵抗値は、初期の前記電力が供給される前に前記中継ハーネスにより選択可能とされたことを特徴とする衛生洗浄装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この衛生洗浄装置によれば、パターン制御方式を用いて細かな電力供給制御が可能となる。そのため、洗浄水を素早く加熱し、加熱時間を短くすることができる。また、中継ハーネスは、回路全体におけるヒータの合成抵抗値を切り替えヒータに供給される電力量を切替可能であるため、日本の電源電圧とは異なる電源電圧の海外などにおいて、各国の電源電圧に応じて回路全体の合成抵抗値を切り替えることができる。そのため、世界各国で共通化されたヒータを備えた衛生洗浄装置を提供することができる。また、この衛生洗浄装置によれば、衛生洗浄装置が設置される地域や国の電源電圧あるいは外気温などに応じて回路構成が選択可能とされる。そのため、どこの設置場所においても、快適な衛生洗浄装置を提供することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】