(57)【要約】【課題】小型化を実現するとともに、使用者の局部に供給される洗浄水を適切な温度に確実に調整できる流体加熱装置を提供する。【解決手段】所定の総定格電力を有し、給水源から供給される洗浄水を加熱する洗浄水加熱手段９と、洗浄水加熱手段により加熱された洗浄水を人体に噴出する噴出手段と、交流電源から洗浄水加熱手段に供給される電力を制御する電力制御手段とを備え、洗浄水加熱手段は、給水源から供給される洗浄水を加熱する複数の加熱器９１、９２を含み、複数の加熱器の各々は総定格電力よりも低い定格電力を有し、加熱器の電力制御用のトライアック９９ａ、９９ｂと、複数の加熱器を挿入した複数の流路形成管９Ｔと複数の流路形成管を固定する金属板９３ａ、９３ｂとを有して、金属板にトライアックを固定するものである。【選択図】図９
2008275283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の総定格電力を有し、給水源から供給される洗浄水を加熱する洗浄水加熱手段と、交流電源から前記洗浄水加熱手段に供給される電力を制御する電力制御手段とを備え、前記洗浄水加熱手段は、前記総定格電力よりも低い定格電力を有し、前記給水源から供給される洗浄水を加熱する複数の加熱器と、前記加熱器の電力供給制御用のトライアックと、前記それぞれの加熱器を挿入し、洗浄水の流れる複数の流路形成管と、前記複数の流路形成管を固定する金属板とを有し、前記金属板に前記トライアックを設けたことを特徴とする流体加熱装置。
【請求項２】
複数の流路形成管を直列に接続し、トライアックは前記直列に接続した流路形成管の入水側に固定する金属板に設けたことを特徴とする請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項３】
複数の加熱器に対応してトライアックを複数備え、前記複数のトライアックは、稼働率の高い加熱器の電力供給制御を行うトライアックを、寄り入水側に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の流体加熱装置。
【請求項４】
複数のトライアックは、互いに間隔を設けて金属板に固定したことを特徴とする請求項３記載の流体加熱装置。
【請求項５】
流路形成管とトライアックを固定した金属板のトライアック取付け面の裏面との間に空間を設けたことを特徴する請求項１から４のいずれか１項記載の流体加熱装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の流体加熱装置と、前記流体加熱装置で加熱した温水を噴出して人体局部を洗浄する人体洗浄手段を備えた衛生洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給用にトライアックを使用した流体加熱装置と、この流体加熱装置で加熱した温水を、人体の局部を洗う洗浄水に使用する衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置においては、人体に不快感を与えないようにするため、洗浄水を適切な温度に調整する流体加熱装置としての加熱装置が設けられている。そして、加熱装置としては人体の局部の洗浄時に流れる洗浄水を瞬間的に適温に加熱する瞬間式加熱装置がある。この瞬間式加熱装置は、昇温速度に優れたシーズヒータまたはセラミックヒータ等のヒータにより洗浄水を所定の温度に加熱する。
【０００３】
これにより、瞬間式加熱装置を備える衛生洗浄装置においては、予め洗浄水を所定の温度に維持し続ける必要がなく、洗浄時のみヒータに電力を供給するように制御すればよいので、消費電力を抑制することができる。また、長時間の洗浄またはトイレの連続使用等により多量の洗浄水を人体の局部の洗浄に用いた際でも、洗浄水の温度が所定の温度以下に低下して人体に不快感を与えることを防止することができる。このような瞬間式加熱装置を備える衛生洗浄装置が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２７０１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような衛生洗浄装置に備える瞬間式加熱装置にあって、流れる洗浄水を加熱する加熱器の電力供給制御素子にトライアックを採用した場合、前記トライアックの自己発熱により高温となるので専用の放熱フィン等が必要となり、電力制御部分や装置本体自体が大きくなるという課題が考えられる。
【０００５】
上記従来の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、小型化を実現した流体加熱装置およびそれを備えた衛生洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の流体加熱装置は、所定の総定格電力を有し、給水源から供給される洗浄水を加熱する洗浄水加熱手段と、交流電源から前記洗浄水加熱手段に供給される電力を制御する電力制御手段とを備え、前記洗浄水加熱手段は、前記総定格電力よりも低い定格電力を有し、前記給水源から供給される洗浄水を加熱する複数の加熱器と、前記加熱器の電力供給制御用のトライアックと、前記それぞれの加熱器を挿入し、洗浄水の流れる複数の流路形成管と、前記複数の流路形成管を固定する金属板とを有し、前記金属板に前記トライアックを設けたもので、専用の放熱フィン等が不要になるとともに、効率良く放熱が可能になり、電力制御部分はもちろん、装置本体自体の小型化を図ることができるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の流体加熱装置は、給水源から供給される洗浄水の流れる流路形成管に設けた金属板をトライアックの放熱フィンに利用し、電力制御部分の小型化、装置本体自体の小型化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、所定の総定格電力を有し、給水源から供給される洗浄水を加熱する洗浄
水加熱手段と、交流電源から前記洗浄水加熱手段に供給される電力を制御する電力制御手段とを備え、前記洗浄水加熱手段は、前記総定格電力よりも低い定格電力を有し、前記給水源から供給される洗浄水を加熱する複数の加熱器と、前記加熱器の電力供給制御用のトライアックと、前記複数の加熱器を挿入し、洗浄水の流れる複数の流路形成管と、前記複数の流路形成管を固定する金属板とを有し、前記金属板に前記トライアックを固定した流体加熱装置である。
【０００９】
これにより、給水源から供給される洗浄水の流れる流路形成管に設けた金属板をトライアックの放熱フィンに利用しているので、専用の放熱フィン等が不要となり、そして効率良く放熱が可能になり、電力制御部分はもちろん、装置本体自体の小型化を図ることが可能となる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明において、複数の流路形成管を直列に接続し、トライアックは直列に接続した流路形成管の入水側に固定する金属板に設けたことにより、金属板は給水源から供給され流路形成管の入口側では余り温度上昇していない洗浄水との熱交換が効率よく行われて冷却効果が増大するため、より安定した放熱・冷却性能を確保することが可能となる。  
【００１１】
第３の発明は、特に、第１の発明または第２の発明において、複数の加熱器に対応して電力供給制御するトライアックを複数備え、複数のトライアックは、稼働率の高い加熱器のトライアックを、寄り入水側に配置したことにより、稼働率の高い加熱器のトライアックは、金属板が給水源から供給され流路形成管の入口側では余り温度上昇していない洗浄水との熱交換が効率よく行われ冷却効果の効率が増大されるため、より安定した放熱・冷却性能を確保することが可能となる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、複数のトライアックは、互いに間隔を有して金属板に設けることにより、トライアック同士の性能に影響を与えないよう抑制することが可能となる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか1つの発明において、流路形成管とトライアックを固定した金属板のトライアック取付け面の裏面との間に空間を設けることにより、トライアックの高温の熱を洗浄水の温度に影響させないよう抑制することが可能となる。  
【００１４】
第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明に記載の流体加熱装置と、前記流体加熱装置で加熱した洗浄水を人体局部に噴出して人体局部を洗浄する人体洗浄手段を備えた衛生洗浄装置であり、流体加熱装置の電力制御部分はもちろん、装置本体自体の小型化が実現できるので、衛生洗浄装置の小型化に繋げることが可能になる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における流体加熱装置を備えた衛生洗浄装置およびそれを備えるトイレ装置を示す外観斜視図である。トイレ装置１０００はトイレットルーム内に設置される。
【００１７】
トイレ装置１０００において、便器７００には衛生洗浄装置１００が取り付けられる。衛生洗浄装置１００は、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００および蓋部５００により構成される。蓋部５００を除く衛生洗浄装置１００の各構成要素が、便座装置
１１０を構成する。
【００１８】
本体部２００には、便座部４００および蓋部５００が開閉可能に取り付けられている。また、本体部２００には、図示しない洗浄水供給機構が設けられるとともに、後述の制御部９０（図３）が内蔵される。
【００１９】
図１では、本体部２００の正面上部に設けられる着座センサ６１０が示されている。この着座センサ６１０は、例えば反射型の赤外線センサである。この場合、着座センサ６１０は、人体から反射された赤外線を検出することにより便座部４００上に使用者が存在することを検知する。
【００２０】
さらに、図１では、本体部２００の正面下部に設けられる便器ノズル４０が便器７００の内側に突出している状態が示されている。この便器ノズル４０は、上述の洗浄水供給機構に接続されている。
【００２１】
洗浄水供給機構は、図示しない水道配管に接続されている。これにより、洗浄水供給機構は、水道配管から供給される洗浄水を便器ノズル４０に供給する。それにより、便器ノズル４０から便器７００の内面の広い範囲に洗浄水が噴出される（便器プレ洗浄）。または、便器ノズル４０から便器７００の内面の背面側に洗浄水が噴出される（便器後部洗浄）。
【００２２】
また、洗浄水供給機構は、後述のノズル部２０（図２）に接続されている。これにより、洗浄水供給機構は、水道配管から供給される洗浄水をノズル部２０に供給する。それにより、ノズル部２０から使用者の局部に洗浄水が噴出される。
【００２３】
遠隔操作装置３００には、複数のスイッチが設けられている。遠隔操作装置３００は、例えば便座部４００上に着座する使用者が操作可能な場所に取り付けられる。
【００２４】
入室検知センサ６００は、トイレットルームの入口等に取り付けられる。入室検知センサ６００は、例えば反射型の赤外線センサである。この場合、入室検知センサ６００は、人体から反射された赤外線を検出した場合にトイレットルーム内に使用者が入室したことを検知する。
【００２５】
本体部２００の制御部９０（図２）は、遠隔操作装置３００、入室検知センサ６００および着座センサ６１０から送信される信号に基づいて、衛生洗浄装置１００の各部の動作を制御する。
【００２６】
＜１＞  本体部における給水系および制御系の構成
図２は、本体部２００の構成を示す模式図である。図２に示すように、本体部２００は、分岐水栓２、ストレーナ４、逆止弁５、定流量弁６、止水電磁弁７、流量センサ８、そして本発明の流体加熱装置である洗浄水加熱手段としての熱交換器９（詳細は衛生洗浄装置１００に備えた形態で後述する）、ポンプ１１、バッファタンク１２、人体用切替弁１３、ノズル部２０、バキュームブレーカ３１，６１、便器ノズル４０、便器ノズルモータ４０ｍ、ランプ５０および制御部９０を含む。
【００２７】
ノズル部２０は、おしりノズル２１、ビデノズル２２およびノズル洗浄ノズル２３を含み、人体用切替弁１３は切替弁モータ１３ｍを含む。
【００２８】
図２に示すように、水道配管１には分岐水栓２が介挿される。分岐水栓２と熱交換器９との間に接続される配管３には、ストレーナ４、逆止弁５、定流量弁６、止水電磁弁７お
よび流量センサ８が順に介挿される。熱交換器９と人体用切替弁１３との間に接続される配管１０には、ポンプ１１およびバッファタンク１２が介挿される。
【００２９】
人体用切替弁１３の複数のポートにノズル部２０のおしりノズル２１、ビデノズル２２およびノズル洗浄ノズル２３がそれぞれ接続される。
【００３０】
バキュームブレーカ３１は、止水電磁弁７と流量センサ８との間の配管３から延びる分岐配管３０に接続され、熱交換器９および便器ノズル４０の洗浄水噴出口よりも上方の位置に配置される。バキュームブレーカ３１には、分岐配管３２の一端が接続される。分岐配管３０と分岐配管３２とはバキュームブレーカ３１を介して連結される。便器ノズル４０は、分岐配管３２の他端に接続される。便器ノズルモータ４０ｍおよびランプ５０は、便器ノズル４０の近傍に取り付けられる。バキュームブレーカ６１はバッファタンク１２に設けられ、熱交換器９よりも上方の位置に配置される。なお、バキュームブレーカ６１およびバッファタンク１２は一体的に形成されている。したがって、バッファタンク１２も熱交換器９よりも上方の位置に配置される。
【００３１】
次に、本体部２００における洗浄水の流れおよび制御部９０による本体部２００の各構成部の制御について説明する。
【００３２】
水道配管１を流れる浄水が、洗浄水として分岐水栓２によりストレーナ４に供給される。これにより、洗浄水に含まれるゴミおよび不純物等はストレーナ４により除去される。
【００３３】
次に、逆止弁５により配管３内における洗浄水の逆流が防止され、定流量弁６により配管３内を流れる洗浄水の流量が一定に維持される。そして、止水電磁弁７により熱交換器９への洗浄水の供給状態が切替えられる。止水電磁弁７の動作は、制御部９０により制御される。
【００３４】
配管３において、流量センサ８は、配管３内を流れる洗浄水の流量を測定し、制御部９０に測定流量値を与える。熱交換器９は、配管３を通して供給される洗浄水を所定の温度に加熱する。熱交換器９の動作は、流量センサ８により測定された測定流量値に基づいて制御部９０により制御される。
【００３５】
続いて、熱交換器９により加熱された洗浄水が、ポンプ１１によりバッファタンク１２を通して人体用切替弁１３に圧送される。ポンプ１１の動作は、制御部９０により制御される。
【００３６】
バッファタンク１２は、加熱された洗浄水の温度緩衝部として作用する。これにより、人体用切替弁１３に圧送される洗浄水の温度むらの発生が抑制される。なお、熱交換器９とバッファタンク１２との合計の容量は、１５ｃｃ〜３０ｃｃであることが好ましく、２０ｃｃ〜２５ｃｃであることがより好ましい。
【００３７】
人体用切替弁１３においては、切替弁モータ１３ｍが動作することにより、ポンプ１１から圧送された洗浄水が、おしりノズル２１、ビデノズル２２およびノズル洗浄ノズル２３のいずれかに供給される。これにより、おしりノズル２１、ビデノズル２２およびノズル洗浄ノズル２３のいずれかから洗浄水が噴出する。切替弁モータ１３ｍの動作は、制御部９０により制御される。
【００３８】
おしりノズル２１およびビデノズル２２は、使用者の局部の洗浄を行うために用いられる。ノズル洗浄ノズル２３は、おしりノズル２１およびビデノズル２２の便器７００内に突出する部分を洗浄するために用いられる。
【００３９】
止水電磁弁７から熱交換器９に供給される洗浄水のうちノズル部２０において使用されない余剰な洗浄水は、分岐配管３０、分岐配管３２および便器ノズル４０を介して捨て水として便器７００（図１）内に流される。すなわち、分岐配管３０および分岐配管３２は捨て水回路として機能する。
【００４０】
なお、本例においては、熱交換器９と便器ノズル４０との間にバキュームブレーカ３１が設けられ、熱交換器９とノズル部２０との間にバキュームブレーカ６１が設けられている。それにより、熱交換器９内の洗浄水が分岐配管３０、分岐配管３２および便器ノズル４０を介して外部に流出することならびに配管１０およびノズル部２０を介して外部に流出することが防止される。その結果、熱交換器９の空焚きが防止される。
【００４１】
また、バキュームブレーカ３１により、便器ノズル４０側からの汚水等の逆流が防止されるとともに、バキュームブレーカ６１によりノズル部２０側からの汚水等の逆流が防止される。
【００４２】
また、バッファタンク１２とバキュームブレーカ６１とが一体的に設けられているので、本体部２００を小型化することができる。また、バキュームブレーカ６１によりバッファタンク１２内の冷水が排出されるので、おしり洗浄時に、おしりノズル２１から冷水が噴出されることを防止することができる。
【００４３】
＜２＞  熱交換器（本発明の流体加熱装置）の構成および制御
（２−ａ）  熱交換器の外観および構造
熱交換器９について説明する。図３は図２の熱交換器９を一方側から見た外観斜視図であり、図４は図２の熱交換器９を他方側から見た外観斜視図であり、図５は図２の熱交換器９の平面図である。なお、図３には、熱交換器９の制御系も示されている。
【００４４】
また、図６（ａ）は図５のＡ５−Ａ５線断面図であり、図６（ｂ）は図５のＢ５−Ｂ５線断面図であり、図６（ｃ）は図５のＣ５−Ｃ５線断面図である。さらに、図７（ａ）は図２の熱交換器９の側面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＣ７−Ｃ７線断面図である。
【００４５】
以下の説明においては、図３〜図７の矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示すように、互いに直交する３方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と定義する。なお、本例において、Ｚ方向は鉛直方向を示す。
【００４６】
図３および図４に示すように、熱交換器９には、Ｘ方向に沿うようにかつＺ方向に並ぶように２本のシーズヒータ９１，９２が設けられる。これら２本のシーズヒータ９１，９２は、それらの電源端子となる両端部を除く中央部がそれぞれ管状の流路形成管９Ｔの内部に挿入され、ている。これにより、シーズヒータ９１，９２の外周面と流路形成管９Ｔの内周面との間に洗浄水の流路ｆ（図６および図７）が形成される。詳細は後述する。
【００４７】
シーズヒータ９１，９２および流路形成管９Ｔの入れ口、出口となる両端部は、端面部材９４，９５により固定されている。また、２本の流路形成管９Ｔの中央部は、２枚の金属板９３ａ，９３ｂにより挟まれた状態で固定されている。これにより、シーズヒータ９１，９２、端面部材９４，９５、２本の流路形成管９Ｔ、および金属板９３ａ，９３ｂが互いに一体的に固定される。
【００４８】
なお、金属板９３ａ，９３ｂは、流路形成管９Ｔを固定するとともに、シーズヒータ９１，９２が駆動される際に、電力供給制御用のトライアック（図４、図９（ａ）、（ｂ）
に示し、後述する）の放熱板として機能させる。
【００４９】
２本の流路形成管９Ｔを挟む一方の金属板９３ａには非復帰型のサーモスタット９６が取り付けられている（図３）。サーモスタット９６は、金属板９３ａの温度を監視するために用いられ、熱交換器８内に水がない状態で空焚きされる場合またはトライアックがショートした場合などに通電を遮断する温度ヒューズの役割を果たす。
【００５０】
上記の非復帰型のサーモスタット９６に代えて、温度ヒューズを用いてもよい。この場合、例えば温度ヒューズを、２本の流路形成管９Ｔの間に配置し、２枚の金属板９３ａ，９３ｂにより挟みこむように取り付ける。これにより、温度ヒューズを熱交換器９に一体的に取り付けることができるので、デッドスペースを効果的に利用することができる。また、温度ヒューズが一体的に設けられた熱交換器の薄型化が実現される。
【００５１】
シーズヒータ９１，９２の一端を固定する端面部材９５には、Ｙ方向に延びるように、洗浄水の入水ポート９１Ｐが形成されている（図４）。また、端面部材９５のＺ方向における一方側には、出水温度検知部９５Ｚが一体成形されている。出水温度検知部９５Ｚには、シーズヒータ９１，９２で加熱された洗浄水の出水ポート９２Ｐが形成されるとともに、復帰型のサーモスタット９７および出湯温度センサ９８が取り付けられている（図３）。
【００５２】
入水ポート９１Ｐと出水ポート９２Ｐの設けられた一方の端面部材９５は、入水側の流路形成管９Ｔに入水ポート９１Ｐを、また出水側の流路形成管９Ｔに出水ポート９２Ｐをそれぞれ連通させる機能をなし、他方の端面部材９４は入水側の流路形成管９Ｔの出口（図示せず）と出水側の流路形成管９Ｔの入れ口とを連通させる機能をなし、したがって、２本の流路形成管９Ｔは全体として直列に接続されてＵ字状を成す一本の流路形成管でよいものである。ただ、本実施の形態では、小型化を図るため、一本の流路形成管をＵ字状またはそれ以上の蛇行状に曲げ、かつ流路形成管の中に流路を確保して一本のシーズヒータを挿入するのは製造上極めて困難なので、本実施の形態のように流路形成管、シーズヒータを、敢えて２本の複数に分割し、さらに流路形成管、シーズヒータの両端部を端面部材で固定し、そして端面部材間の流路形成管の部分を２枚の金属板で挟み込んで固定することにより、洗浄水加熱手段としての小型化と造り易くし、さらにシーズヒータに発生する高調波成分を抑制する（詳細に後述する）ものである。
【００５３】
また、入水ポート９１Ｐは、図３の流量センサ８および図示しない入水温度センサにより構成されるユニット（図示せず）に連結される。このユニットは、端面部材９５に一体的に設けられてもよい。この場合、図２の本体部２００の内部における流量センサ８、入水温度センサおよび熱交換器９の設置スペースが十分に低減される。
【００５４】
図５および図６（ｃ）に示すように、端面部材９５において、入水ポート９１Ｐは、その内部空間がシーズヒータ９１を覆う流路形成管９Ｔの内部空間に連通するように形成されている。
【００５５】
また、出水ポート９２Ｐは、その内部空間が端面部材９５Ｚの内部に形成された温度検出空間９５Ｓを介してシーズヒータ９２を覆う流路形成管９Ｔの内部空間に連通するように形成されている。
【００５６】
入水ポート９１Ｐおよび出水ポート９２Ｐの内部空間、流路形成管９Ｔの内周面とシーズヒータ９１，９２の外周面との間の空間、ならびに温度検出空間９５Ｓが洗浄水の流路ｆを構成する。
【００５７】
上記のように、端面部材９５において、シーズヒータ９１側の流路ｆと、シーズヒータ９２側の流路ｆとは、互いに分離されている。これにより、入水ポート９１Ｐに供給される洗浄水は、シーズヒータ９１の外周面に沿って端面部材９４側に送られる（図６（ｂ））。
【００５８】
図６（ａ）に示すように、端面部材９４において、固定された２本の流路形成管９Ｔの間には、シーズヒータ９１を覆う流路形成管９Ｔの内部空間と、シーズヒータ９２を覆う流路形成管９Ｔの内部空間とを連通する流路ｆが形成されている。
【００５９】
これにより、シーズヒータ９１の外周面に沿って端面部材９４側に供給された洗浄水は、２本の流路形成管９Ｔの間に形成された流路ｆを通って、シーズヒータ９２を覆う流路形成管９Ｔ側の流路ｆに導かれる。そして、この洗浄水は、シーズヒータ９２の外周面に沿って再び端面部材９５側に送られる（図６（ｂ））。端面部材９５側に送られた洗浄水は、温度検出空間９５Ｓを通じて出水ポート９２Ｐから流出する。
【００６０】
図６（ｃ）に示すように、温度検出空間９５Ｓ内には、出湯温度センサ９８の一部が挿入されている。これにより、温度検出空間９５Ｓを流れる洗浄水の温度が出湯温度センサ９８により測定される。また、出水温度検知部９５ＺにおけるＺ方向に直交する一面側には、サーモスタット９７が取り付けられている。このサーモスタット９７は、温度検出空間９５Ｓを流れる洗浄水の温度を監視するために用いられ、出湯温度（熱交換器９から流出する洗浄水の温度）が所定の温度を超えることにより熱交換器９の通電を遮断する。
【００６１】
シーズヒータ９１，９２の周辺構造について説明する。図７（ｂ）に示すように、シーズヒータ９１，９２と流路形成管９Ｔとの間には、螺旋状のバネ９Ｂがシーズヒータ９１，９２の外周面上に巻回されるように設けられている。
【００６２】
これにより、シーズヒータ９１，９２の外周面、流路形成管９Ｔの内周面およびバネ９Ｂの間に、螺旋状の流路ｆが形成される。したがって、上述のように、洗浄水がシーズヒータ９１，９２の外周面に沿って流れる際には、洗浄水が螺旋状に旋回しながら流動する。
【００６３】
シーズヒータ９１，９２に電流を供給することにより、シーズヒータ９１，９２が発熱する。この状態で、シーズヒータ９１，９２の外周面に沿って洗浄水を流動させる。この場合、その外周部を流動する洗浄水が加熱される。その結果、出水ポート９２Ｐから、シーズヒータ９１，９２により加熱された洗浄水が流出する。
【００６４】
シーズヒータ９１，９２、流路形成管９Ｔおよびバネ９Ｂにより形成される流路ｆの断面積（流路断面積）は、セラミックヒータを用いた熱交換器の流路断面積に比べて非常に小さく設定することができる。
【００６５】
具体的には、図７（ｂ）で示される熱交換器９の加熱部の流路断面積は、約７ｍｍ２に設定される。一方。セラミックヒータを用いた熱交換器における加熱部の流路断面積は約３２ｍｍ２に設定される。
【００６６】
これにより、セラミックヒータを用いる場合に比べて、シーズヒータ９１，９２により加熱される洗浄水の温度むらの発生が十分に抑制される。それにより、加熱後の洗浄水の流量が安定する。
【００６７】
その結果、ヒータ内の温度勾配がほぼ一定となり、出湯温度センサ９８および入水温度センサ（図示せず）からの検知温度、ならびにポンプ１１への通電量により流量が推定で
きる。このため、流量センサ８（図２）が不要となり、省スペース化が実現される。もちろん、流量センサ８を取り付けることにより、より精度よい制御が可能となる。
【００６８】
上記のように、図３の熱交換器９は、構造が単純であり、その組み立て時に、超音波溶着およびポッティングを行う必要がない。それにより、組み立て工数が低減されている。
【００６９】
また、上述のように、この熱交換器９において、サーモスタット９７は、熱交換器９から流出する直前の洗浄水の温度を監視するので、熱交換器９から流出する洗浄水の温度異常が迅速に検知される。
【００７０】
ここで、シーズヒータ９１，９２の構造について説明する。なお、シーズヒータ９１，９２はともに同じ構造を有するため、以下ではシーズヒータ９１の構造についてのみ説明する。
【００７１】
図８は、図３のシーズヒータ９１の構造を説明するための図である。図８（ａ）にシーズヒータ９１の側面図が示され、図８（ｂ）にシーズヒータ９１の上面図が示され、図８（ｃ）にシーズヒータ９１の縦断面図が示されている。
【００７２】
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、シーズヒータ９１は、１本の銅管９１ｃの両端部からそれぞれ電極９１ａが突出した構造を有する。また、銅管９１ｃの両端部から突出する２本の電極９１ａの部分には、それぞれ端子９１ｂが取り付けられている。
【００７３】
図８（ｃ）に示すように、銅管９１ｃの内部では、挿入された２本の電極９１ａの部分が、電熱線９１ｗにより接続されている。銅管９１ｃの内部には、さらに酸化マグネシウムの粉末が絶縁材として充填されている。
【００７４】
上記構成のシーズヒータ９１においては、銅管９１ｃに代えて、鋼、ステンレスまたはインコネル（登録商標）等の金属管を用いてもよい。また、電熱線９１ｗとしては、例えばタングステンフィラメントが用いられる。
【００７５】
上述のように、熱交換器９には２本のシーズヒータ９１，９２が用いられる。これらの定格電力は、それぞれ６００Ｗである。これにより、熱交換器９は最大１２００Ｗで駆動される。なお、１２００Ｗとは、一般家庭のコンセントから得ることができるほぼ最大の電力量である。
【００７６】
（２−ｂ）  位相制御による熱交換器の駆動方法
図３および図４に示すように、熱交換器９に設けられる２本のシーズヒータ９１，９２は、それぞれ電力供給部９ＶＩと接続されている。また、電力供給部９ＶＩは、交流電源ＡＣＳおよび制御部９０と接続されている。
【００７７】
電力供給部９ＶＩは、トライアック９９ａ、９９ｂ（図４）およびトリガ部を含む。トリガ部は、制御部９０から与えられる制御信号に応答してパルス状の点弧信号をトライアック９９ａ、９９ｂに与える。これにより、トライアック９９ａ、９９ｂの点弧角が位相制御され、交流電源ＡＣＳからシーズヒータ９１，９２に供給される電力が調整される。
【００７８】
このように、点弧角の位相制御によりシーズヒータ９１，９２に供給される電力を調整する場合、シーズヒータ９１，９２を流れる電流に高調波成分（高調波電流）が発生する。
【００７９】
高調波電流のレベルは、点弧角での交流電流の振幅が大きくなるほど高くなる。そこで
、本例では、点弧角の位相制御による高レベルの高調波電流の発生を抑制するために、定格電力が６００Ｗである２本のシーズヒータ９１，９２を用いるとともに、以下に説明する方法で熱交換器９を駆動する。本例では、熱交換器９の総定格電力は１２００Ｗである
以下の説明では、図４の入水ポート９１Ｐ側に配置されたシーズヒータ９１を一次側シーズヒータ９１と呼び、図４の出水ポート９２Ｐ側に配置されたシーズヒータ９２を二次側シーズヒータ９２と呼ぶ。  
【００８０】
（２−ｃ）  トライアックの放熱・冷却方法
上述のように、図３の電力供給部９ＶＩは、トライアック９９ａ、９９ｂを含む。ここで、トライアック９９ａ、９９ｂは、放熱・冷却のため、以下のようにして熱交換器９に取り付けることが好ましい。
【００８１】
図９（ａ）は、図３の電力供給部９ＶＩが有するトライアック９９ａ、９９ｂの熱交換器９への取付け例を示す図である。図９（ａ）に示すように、一次側シーズヒータ９１および二次側シーズヒータ９２が上下に配置されるように、熱交換器９が本体部２００内に設けられる場合を想定する。
【００８２】
一次側シーズヒータ９１および二次側シーズヒータ９２を覆う流路形成管９Ｔの中央部は、２枚の金属板９３ａ，９３ｂにより挟まれた状態で固定されている。これにより、一次側シーズヒータ９１，二次側シーズヒータ９２、端面部材９４，９５、流路形成管９Ｔ、および金属板９３ａ，９３ｂが互いに一体的に固定される。
【００８３】
ここで、トライアック９９ａ、９９ｂは通常、シーズヒータ９１，９２が駆動される際、約１００℃〜１５０℃の高温になるため放熱用のフィン等が必要となるが、金属板９３ａ，９３ｂは、流路形成管９Ｔを固定するとともに、シーズヒータ９１，９２が駆動される際のトライアック９９ａ、９９ｂの放熱板として機能する。これにより、放熱用のフィン等が不要となるため制御装置や本体自体を小型化することが可能となる。
【００８４】
一次側シーズヒータ９１に沿って形成される入水側である一次側の流路形成管９Ｔの流路ｆには、入水ポート９１Ｐから流入したばかりの加熱されていない冷たい洗浄水が流入する。したがって、トライアック９９ａ、９９ｂは、一次側シーズヒータ９１を覆う流路形成管９Ｔ側の金属板部分に取り付けられることが好ましい。金属板９３ａ，９３ｂは流路形成管９Ｔに対し入水側と出水側を一体に構成しているが、入水側と出水側で温度分布ができる。入水側は一般家庭の水道水を供給する構成で、給水温度は、真冬から真夏など考慮しても通常５℃〜３５℃であり、トライアックの動作不良が生じるような温度にはならなくて、かつ放熱・冷却するのに十分である。
【００８５】
このように、入水側の流路形成管９Ｔに対応して位置する金属板９３ｂ、９３ａの部分にトライアック９９ａ、９９ｂを固定することにより、一次側の流路ｆを流れる洗浄水により水冷されて冷却効果が増大されるため、より安定した放熱・冷却性能を確保することが可能となる。
【００８６】
ここで、複数の加熱器としてのシーズヒータ９１、９２に対応して制御するトライアックは加熱器と同数備えており、この中でもシーズヒータ９１、９２の稼働率の高い方の制御を行うトライアックを、他方のトライアックよりも、入水ポート９１Ｐに近い、寄り入水側に近い位置に固定することが好ましい。
【００８７】
図１０（ａ）に一次側シーズヒータ９１の駆動電力と総負荷率との関係が示されている。また、図１０（ｂ）に二次側シーズヒータ９２の駆動電力と総負荷率との関係が示されている。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、この駆動方法においては、総負
荷率が０％よりも大きく５０％以下の範囲で、二次側シーズヒータ９２の駆動電力のみが総負荷率の値に対して比例するように位相制御が行われ、一次側シーズヒータ９１には駆動電力が供給されない。
【００８８】
一方、総負荷率が５０％よりも大きく１００％以下の範囲では、二次側シーズヒータ９２に６００Ｗの駆動電力が供給された状態で、一次側シーズヒータ９１の駆動電力のみが総負荷率の値に対して比例するように位相制御が行われる。
【００８９】
このように、本実施例では、二次側シーズヒータ９２の稼働率が高いため、それに対応するトライアック９９ｂを入水ポート９１Ｐ側に近く固定することにより、冷却効果の効率が増大されるため、より安定した放熱・冷却性能を確保することが可能になるとともに、放熱ロスを最小限にするためにも二次側シーズヒータ９２の稼働率を高くしている。
【００９０】
また、複数の加熱器に対応して制御するトライアックは加熱器と同数備えており、金属版に固定する場合には、トライアック同士の間隔を各々の性能に影響のない範囲、例えば２０ｍｍ以上開けて固定することが好ましい。
【００９１】
さらに、図９（ｂ）に示すように、流路形成管９Ｔとトライアック９９ａ、９９ｂを固定した金属板９３ａ，９３ｂの一方の金属板９３ｂは、入水側の流路形成管９Ｔの外周面と極めて接近した位置より外側へ直角に折り曲げ、さらに下側へ直角に折り曲げてて段差９３ｃを設けることで、トライアック取付け面の裏側である裏面９３ｄとの間に空間ｋを形成し、トライアック９９ａ、９９ｂの高温の熱を洗浄水の温度に、できるだけ影響させないように固定することが好ましい。したがって、トライアック９９ａ、９９ｂの熱影響が少なくなり、この洗浄水加熱手段を本体部２００の内部の設置場所に限定されない設計自由度が高くなる。
【００９２】
また、トライアック９９ａ、９９ｂとともに電力供給制御の周辺回路を構成する部品を有するプリント基板９９ｐは、トライアック９９ａ、９９ｂの端子が接続され、そして一方の金属板９３ｂの段差９３ｃにより形成された段差スペース９３ｅに位置させて金属板９３ｂに固定している。
【００９３】
したがって、本来、本体部２００の全体の制御を行う回路を持つ主プリント基板（図示せず）に、組み込まれていたシーズヒータ９１、９２への電力供給制御を行うトライアック及びその周辺回路、トライアックの専用放熱フィンが、本実施の形態のように主プリント基板から分離して、端面部材９４、９５間のスペースにある流路形成管９Ｔの固定用の金属板９３ａ，９３ｂを利用して、トライアック９９ａ、９９ｂを段差９３ｃのある金属板９３ｂに取付け、プリント基板９９ｐは段差スペース９３ｅに位置させて設けているので、主プリント基板の小型化はもちろん、洗浄水加熱手段のスペースを有効活用でき、本体部２００のコンパクト化に大きく貢献できる。
【００９４】
また、段差スペース９３ｅによってプリント基板９９ｐの裏面には空間ができ、プリント基板９９ｐの裏面にトライアック９９ａ、９９ｂの端子が僅かに突き出て、かつ防水樹脂のコーティングであるポッティングによりプリント基板９９ｐに厚みが生じても、段差スペース９３ｅにより容易に対応してプリント基板９９ｐの取付けができるとともに、熱交換作用をしている金属板９３ｂから距離ができて熱影響を受けることもない。
【００９５】
このように、トライアックを、シーズヒータの挿入された流路形成管を固定する金属板部分に取り付けることにより、熱交換器９内で自己発熱の処理が可能となるため本体部２００内での設置場所が限定されることはない。また、本体部の制御装置の制御部は、放熱フィンと組み合わせた構成が不要となり、制御装置さらには本体部自体を小型化すること
が可能となる。
【００９６】
＜３＞  衛生洗浄装置１００の各部の動作シーケンス
図１１は、衛生洗浄装置１００の各部の動作シーケンスを示すタイミング図である。ここで、図２の人体用切替弁１３は、切替弁モータ１３ｍが回転することにより洗浄水の供給経路を切り替える。
【００９７】
ここで、おしりノズル２１から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍｍの回転位置をおしり洗浄位置と呼び、ビデノズル２２から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍの回転位置をビデ洗浄位置と呼ぶ。また、人体洗浄前にノズル洗浄ノズル２３から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍの回転位置を前洗浄位置と呼び、人体洗浄後にノズル洗浄ノズル２３から洗浄水を噴出させるための切替弁モータ１３ｍの回転位置を後洗浄位置と呼び、ノズル洗浄ノズル２３から洗浄水を排出しながら洗浄水を予め加熱するための切替弁モータ１３ｍの回転位置をプレヒート位置と呼ぶ。さらに、おしりノズル２１、ビデノズル２２およびノズル洗浄ノズル２３に洗浄水を供給しない切替弁モータ１３ｍの回転位置を停止（待機）位置と呼ぶ。本例では、前洗浄位置、後洗浄位置およびプレヒート位置は同じである。
【００９８】
時点ｔ１１で、使用者が便座部４００に着座すると、制御部９０は切替弁モータ１３ｍをプレヒート位置に回転させ、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を弱い駆動力で作動させる。それにより、洗浄水が熱交換器９、ポンプ１１および人体用切替弁１３を通ってノズル洗浄ノズル２３から排出される。
【００９９】
本体部２００への通電の１回目等のように、水回路に通水が行われていない可能性がある場合には、時点ｔ１１から時点ｔ１２の間、水回路が満水になるまでの時間（約３秒）は、熱交換器９への通電は行わない。
【０１００】
時点ｔ１２から時点ｔ１３までの期間は、熱交換器９の空焚き防止のために設けられている。その後、時点ｔ１３で流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱される。
【０１０１】
洗浄水の昇温が完了すると、時点ｔ１４で、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを停止位置に回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフにする。
【０１０２】
時点ｔ１５で、使用者がおしりスイッチ３１２を押下すると、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを前洗浄位置に回転させ、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を所定の前洗浄時の駆動力で作動させる。それにより、洗浄水が熱交換器９、ポンプ１１および人体用切替弁１３を通ってノズル洗浄ノズル２３から噴出される。時点ｔ１６で流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱される。
【０１０３】
時点ｔ１７で、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍをおしり洗浄位置に回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフにする。
【０１０４】
時点ｔ１８で、制御部９０は、ノズル駆動モータ２０ｍにより停止位置からおしりノズル２１の突出を開始させる。時点ｔ１９で、ノズル駆動モータ２０ｍよりおしりノズル２１が標準位置まで移動すると、制御部９０は、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を設定された洗浄強さに対応する駆動力（設定値）で作動させる。
【０１０５】
時点ｔ２０で、流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱され、加熱された洗浄水が使用者の局部に噴出される。時点ｔ２１から時点ｔ２２までの期間は、止水電磁弁７を閉じた後におけるノズル部２０内部の水圧を排除するために設けられた期間である。この期間は、例えば、０．５秒程度に設定される。
【０１０６】
時点ｔ２１で、使用者が停止スイッチ３１１を押下すると、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを停止位置へ向かって回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフする。それにより、人体洗浄が終了する。
【０１０７】
時点ｔ２２で、制御部９０は、ノズル駆動モータ２０ｍによりおしりノズル２１を標準位置から停止位置に向かって移動させる。
【０１０８】
時点ｔ２３で、切替弁モータ１３ｍが停止位置まで回転すると、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを後洗浄位置に回転させ、止水電磁弁７を開くとともにポンプ１１を弱い駆動力で作動させる。それにより、洗浄水が熱交換器９、ポンプ１１および人体用切替弁１３を通ってノズル洗浄ノズル２３から噴出される。
【０１０９】
時点ｔ２４で、流量センサ８により測定される流量が所定値になると、制御部９０は、熱交換器９をオンにする。それにより、洗浄水が加熱され、加熱された洗浄水でおしりノズル２１およびビデノズル２２が洗浄される。
【０１１０】
時点ｔ２５で、制御部９０は、切替弁モータ１３ｍを停止位置に回転させ、止水電磁弁７を閉じるとともにポンプ１１および熱交換器９をオフにする。
【０１１１】
＜４＞請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１１２】
上記実施の形態では、熱交換器９が洗浄水加熱手段の例であり、ノズル部２０が噴出手段の例であり、制御部９０が電力制御手段の例であり、一次側シーズヒータ９１および二次側シーズヒータ９２が複数の加熱器の例であり、二次側シーズヒータ９２が第１の加熱器の例であり、一次側シーズヒータ９１が第２の加熱器の例である。
【０１１３】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る流体加熱装置及びそれを備える衛生洗浄装置を有するトイレ装置を示す外観斜視図
【図２】同実施の形態１に係る本体部の構成を示す模式図
【図３】図２の熱交換器を一方側から見た外観斜視図
【図４】図３の熱交換器を他方側から見た外観斜視図
【図５】図３の熱交換器の平面図
【図６】（ａ）図５のＡ５−Ａ５線断面図、（ｂ）図５のＢ５−Ｂ５線断面図、（ｃ）は図５のＣ５−Ｃ５線断面図
【図７】（ａ）図２の熱交換器の側面図、（ｂ）図７（ａ）のＣ７−Ｃ７線断面図
【図８】（ａ）図３のシーズヒータの正面図、（ｂ）図８（ａ）の側面図、（ｃ）図８（ａ）の縦断面図
【図９】（ａ）図３の電力供給制御用のトライアックの熱交換器への取付け例を示す斜視図、（ｂ）図５のＢ５−Ｂ５線断面図
【図１０】（ａ）図２の熱交換器の一次側シーズヒータの稼働率を示す図、（ｂ）同ニ次側シーズヒータの稼働率を示す図
【図１１】同実施の形態１に係る衛生洗浄装置の各部の動作シーケンスを示すタイミング図
【符号の説明】
【０１１６】
９  熱交換器（洗浄水加熱手段）
９Ｔ  流路形成管
２０  ノズル部
９０  制御部
９１、９２  シーズヒータ
９３ａ、９３ｂ  金属板
９９ａ、９９ｂ  トライアック
１００  衛生洗浄装置
Ｋ  空間
【図２】
2008275283.tif 000003
【図８】
2008275283.tif 000004
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008275283.tif 000009
【図７】
2008275283.tif 000010
【図９】
2008275283.tif 000011
【図１０】
2008275283.tif 000012
【図１１】
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