(57)【要約】【課題】輻射型発熱体で便座を短時間に快適な温度に昇温するとともに、軽量およびシンプルな構成の便座装置を提供することを目的とする。【解決手段】枠状の着座部２５を有する上枠体２４と下枠体２７とで構成し内部に空洞部２８を有する便座２２と、前記空洞部２８に前記着座部２５を加熱する1本の輻射型発熱体３０を備え、前記輻射型発熱体３０は前記着座部２５の略中央部に沿って全周に亘って環装することにより、シンプルかつ軽量な構成で短時間に便座２２の着座面２５を効率的に加熱することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠状の着座部を有する上枠体と下枠体とで構成し内部に空洞部を有する便座と、前記空洞部に前記着座部を加熱する１本の輻射型発熱体を備え、前記輻射型発熱体は前記着座部の略中央部に沿って全周に亘って環装した暖房便座。
【請求項２】
輻射型発熱体は、その両端部を互いに重合させて略環状に成形した請求項１に記載の暖房便座。
【請求項３】
輻射型発熱体の重合させた両端部を着座部の後部中央付近に配置した請求項１または２に記載の暖房便座。
【請求項４】
輻射型発熱体は熱透過管に螺旋状のフィラメントを不活性ガスとともに封入したランプヒータとし、前記フィラメントは２本のフィラメントを略中央部で接続して構成した請求項１から３のいずれか１項に記載の暖房便座。
【請求項５】
フィラメントの螺旋状の巻きピッチに粗部と密部を設けた請求項１から４のいずれか１項に記載の暖房便座。
【請求項６】
熱透過管の形状は曲線部と直線部を組み合わせて環状を形成した請求項１から５のいずれか１項に記載の暖房便座。
【請求項７】
輻射型発熱体の両端部の少なくとも封口処理する端子部を直線状にした請求項１〜６いずれか１項に記載の暖房便座。
【請求項８】
温水洗浄装置と、請求項１から７のいずれか１項に記載の暖房便座を備えた衛生洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は暖房便座の便座を加熱する発熱体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の暖房便座では、便座の空洞部に直管状の複数の輻射型発熱体を配置し、輻射型発熱体の下方には下部反射板を設置し、輻射型発熱体の上方に位置する着座面の下面には開口面積の異なる複数の開口を配設した上部反射板を設置し、開口の面積と配置を変化させることにより着座面の温度ムラを抑制するものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１１は特許文献１に記載された従来の暖房便座の断面図を示し、図１２は便座内部の平面図を示し、図１３は上部反射板の平面図を示すものである。図に示すように便座１の空洞部２には直管状の輻射型発熱体３が２本配設してあり、輻射型発熱体３の下方には下部反射板４が設置してある。便座１の着座面５の下面には上部反射板６が設置してあり、図１３に示すように上部反射板６には開口面積の異なる複数の開口７が設置してある。
【特許文献１】特開２００６−２０４３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、便座の一部のみをカバーする直管状の輻射型発熱体で着座面全体を均一に暖房するために上部反射板を設置しており、上部反射板により輻射型発熱体から放射される熱エネルギーは着座面全体に分散させて均一化するため、着座面の昇温には長い時間を要し、着座面を短時間い快適な温度に昇温することはできない。
【０００５】
また、便座は金属製の上部反射板を内蔵するため重量が重くなり、使用時に必要な便座の開閉操作にともなう便座の開閉機構への負担も大きくなり、開閉機構の大型化や複雑化につながるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、便座を短時間に快適な温度に昇温するとともに、輻射型発熱体を軽量およびシンプル化することにより、軽量でシンプルな構成の便座装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、便座の空洞部に着座部を加熱する1本の輻射型発熱体を備え、輻射型発熱体は着座部の略中央部に沿って全周に亘って環装した構成としたものである。
【０００８】
これによってシンプルかつ軽量な構成となり、便座開閉機構に負担をかけることがなく、輻射型発熱体から放射した輻射エネルギーで短時間に便座の着座面を効率的に加熱することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の暖房便座は、輻射エネルギーによって便座を極短時間で昇温し、省エネルギー効果の高い便座を軽量かつシンプルな構成で提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、枠状の着座部を有する上枠体と下枠体とで構成し内部に空洞部を有する
便座と、前記空洞部に前記着座部を加熱する1本の輻射型発熱体を備え、前記輻射型発熱体は前記着座部の略中央部に沿って全周に亘って環装することにより、輻射型発熱体から放射した輻射エネルギーは瞬時に着座部のほぼ全体にいきわたり、着座部の裏面で吸収した輻射エネルギーは直ちに熱に変換し、着座部全面を均一に昇温することができることとなり、便座の着座部全面を極めて短時間で昇温することが可能なため、便座の不使用時には輻射型発熱体への通電を停止することができるため極めて省エネルギーであるとともに、着座部全体を温度ムラなく加熱することができるので、快適に使用することができる。また、輻射型発熱体を１本で構成することにより空洞部内の構成がシンプルになり便座の軽量化を図ることができる。
【００１１】
第２の発明は、特に第１の発明において、輻射型発熱体は、その両端部を互いに重合させて略環状に成形したことにより、給電のための電気接続部を構成し非発熱部である両端部を重合させることとなり、環状の輻射発熱体のほぼ全周からは途切れなく着座部全体に輻射エネルギーが放射されることになり着座部のほぼ全範囲において、所望の温度分布を得ることができて快適である。
【００１２】
第３の発明は、特に第１または第２の発明において、輻射型発熱体の重合させた両端部を着座部の後部中央付近に配置したことにより、着座した使用者の尾てい骨部分に対応する部分で輻射型発熱体を重合させることとなり、使用者の尾てい骨部分は温感覚が鈍く、また着座部への密着度が低く着座部の温度を比較的低温にすることが可能なため、輻射エネルギーの放射量が少ない両端部をこの部分に配置しても使用者は不快感を感じることが少ない。また着座部後部の空洞スペースの他の部分より比較的広いスペースが確保できるので輻射型発熱体への給電用の接続構造が形成しやすい。
【００１３】
第４の発明は、特に第１から第３のいずれか１つの発明において、輻射型発熱体は熱透過管に螺旋状のフィラメントを不活性ガスとともに封入したランプヒータとし、前記フィラメントは２本のフィラメントを略中央部で接続して構成したことにより、フィラメントの螺旋加工において汎用のコイル加工設備で製造することができることとなり、フィラメントの巻き径やピッチ寸法も安定して生産することができる。さらに輻射型発熱体のフィラメントは夫々長さが同じになるよう中央部で接続したので、輻射エネルギーの放射量が少ない接続部分が着座部の前部中央に位置することになり、着座時には足の膝が開き直接人体が密着しにくい場所であり、もっとも暖房しなくても良い場所と一致し、使用者が不快感を感じることがない。
【００１４】
第５の発明は、特に第１から第４のいずれか１つの発明において、フィラメントの螺旋状の巻きピッチに粗部と密部を設けたことにより、場所により輻射型発熱体の輻射エネルギーの放射量を変えることが可能となり、輻射型発熱体から座面までの距離、さらに使用者の皮膚感覚や密着度合いなどに応じて、巻きピッチを変えるだけで着座部を適正な温度分布にすることができ効率よく暖房することができる。
【００１５】
第６の発明は、特に第１から第５のいずれか１つの発明において、熱透過管の形状は曲線部と直線部を組み合わせて環状を形成したことにより、石英ガラスなどからなる熱透過管は、その成形においては直管の材料を加熱軟化して曲げ加工するのが一般的である。また便座の着座部の形状は複数の曲線が連続的に組み合わせた略楕円形状である。前記便座の略中央部に沿う形状の熱透過管を形成するためには、曲線の要所を直線で近似して略環状を形成することにより、熱透過管の加工においては曲げ加工する範囲の前後材料を円弧に接する直線にするので、全体的に曲げ加工しなくとも複数の要所を加熱曲げして成形でき加工が容易である。一般的な便座の形状では先端部と左右両側で各２箇所で合計５箇所を曲げ加工すれば略楕円形の着座部の中心線に近似でき、着座部全体に輻射熱がいきわたるのに支障はない。さらに輻射発熱体の保持においても直線部を保持して配置が安定し単
純な形状の保持具でよく生産性が良い。  
【００１６】
第７の発明は、特に第１から第６のいずれか１つの発明において、輻射型発熱体の両端部の少なくとも封口処理する端子部を直線状にしたことにより、輻射型発熱体の両端部は給電部を構成する端子部を密閉封口するために、両端が近接した状態では冶具などが干渉し加工が困難である。干渉を防止するためには両端の空間を確保する必要があるが、その状態では便座の空洞部の寸法上の制約があり、さらに温度ムラの原因になる。封口部両端を直線状にして熱透過管を密閉封口した後工程で他の曲げ加工を行うことで、封口部に十分な空間がある状態のままで封口加工が容易であり、最終的には封口部を近接した構成とすることができるので、便座の空洞部の限られた空間に端子部を重合させることが可能であり、座面の均一な加熱が可能となる。
【００１７】
第８の発明は、温水洗浄装置と、第１から７のいずれか１つの発明の暖房便座を備えた衛生洗浄装置とすることにより、着座部をすばやく暖めるので、消費電力を大幅に削減するとともに、長期間快適に使用できる衛生洗浄装置を得ることができる。
【００１８】
以下に図面を参照しながら説明し、本発明を実施するための最良の形態の説明とする。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。また、本実施の形態の説明において、同一構成並びに作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明を行わないものとする。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における同暖房便座を搭載した衛生洗浄装置の斜視図で、図２は暖房便座の構成を示す模式図で、図３は同暖房便座の便座の着座部を取り外して示した平面図で、図４は同暖房便座の分解斜視図、図５は同暖房便座の着座部の要部断面図である。
【００２０】
図に示すように、本実施の形態の衛生洗浄装置は、便器２０上面の後端部に取り付けた横長の本体２１と、本体２１の前部に回動自在に設けた枠状の便座２２と、便器２０と便座２１覆う便蓋２３を主構成部材とする暖房便座に、本体２１に設けた温水洗浄装置５５で構成されている。また、本体２１の内部には暖房便座と温水洗浄装置の各機能を制御する制御部４９を備えており、トイレ室の壁面には人体の有無を検知する人体検知センサー２６と衛生洗浄装置を操作するリモコン５６が設けてある。
【００２１】
便座２２は、図１および図4に示すように合成樹脂製の下枠体２７と、アルミニウムで形成された着座部２５と合成樹脂製のヒンジカバー５３からなる上枠体２４をシール材を介して結合して外郭を構成することにより、その内部は水滴等の浸入を阻止できる防滴シールされ略密閉構造の空洞部２８を有する構造となっている。
【００２２】
便座２２の着座部２５は、厚さ約１ｍｍの板状のアルミニウムをプレスの絞り加工により図４に示すように略楕円形の枠状に形成し、その両面には表面処理が施してある。着座部２５の断面形状は図７に示すように上面の左右が垂下した略コ字形状をしており、左右に垂下した側壁の先端は内側に折り曲げたフランジ部２５aを設け、フランジ部２５ａで下枠体２７と接合している。
【００２３】
図５は着座部２５の表面処理の状態を示す断面図ある。着座部２５の内面すなわちランプヒータ３０の輻射エネルギーが照射される面にはその輻射エネルギーをよく吸収しやすい黒色塗装した輻射吸収層４０を形成している。輻射吸収層４０の色については、各種色について確認した結果、黒色が最も輻射エネルギーを吸収する吸熱効率が良く、着座部２５の昇温速度を速くすることができるという結果が得られた。なお、最高速度にこだわら
ず、実用に耐えうるレベルという観点であれば、灰色や赤色、青色などでも、昇温はできる。また、黒色についても、必ずしも塗装に限る必要は無く、染色などの表面処理でもよい。
【００２４】
着座部２５の外側すなわち着座する面には防食効果のあるアルマイト層３９およびその上に好みの外観効果のために塗装した表面層である表面化粧層４１が形成してある。表面化粧層４１にシリコンやフッ素を含有した塗料を用いており、こうすることで例え油性マジックで書いてもインクを弾き、表面に汚れが着きにくい効果があり、実用的には、座面２２の着座部２５には手垢などの油分を含んだ汚れも付きにくく衛生的で、たとえ使用中に便の飛び散り等で着座部２５が汚れた場合でも簡単に清掃することができ、しかも着座してもべたつかずに使用者の皮膚感覚がよく快適に使用できる。
【００２５】
また、図５の着座部２５の外側表面に施した表面化粧層４１は着色した塗装にすることにより、防食効果だけでなくアルミなどの金属便座であっても見た目の冷たい感じを払拭でき、例えば、真珠のようなパール塗装等によって、やわらかいイメージや高級なイメージを演出することができ、意匠性が向上する。また、塗装の顔料中にアルミニウムなどの熱伝導率の高い材料を含ませることにより、塗装面での熱伝導が向上させることができ、均一に着座部２５の加熱が可能である。
【００２６】
なお、アルマイト層３９および表面化粧層４１は、必ずしも両方ある必要はなく、アルマイト層３９または塗装した表面化粧層４１のどちらか一つだけでも、相当の耐薬品性等の防食効果と光沢や色合い等のデザイン性を付加することができる。ただし、アルマイト層３９と塗装した表面化粧層４１の両方を有することで、より高い防食効果とたとえば除菌材入りの塗料を用いることで除菌効果も付加することができる。
【００２７】
また、着座部２５に板状のアルミニウムのプレスの絞り加工品を用いたことにより、熱伝導率が約２００Ｗ・ｍＫと樹脂の約０．１〜１Ｗ・ｍＫに較べて桁違いに高いため、ランプヒータ３０の輻射エネルギーを受け輻射吸収層４０が昇温されると同時に、すばやく着座部２５の外側表面つまり表面化粧層４１まで熱伝達することができる。しかも、熱伝導率の高いアルミニウムであるため、温度分布をより均一にする均熱効果が得られる。
【００２８】
また、板状のアルミニウムをプレスの絞り加工をすることにより発生する材料自体の加工硬化により板厚を薄くしても必要な強度を確保することができる。たとえば、樹脂の場合は強度の面から３ｍｍ程度の肉厚が必要なのに対し、アルミ板の絞り加工品であれば半分の１．５ｍｍ以下で十分である。薄くすればするほど、熱容量を少なくできるため、昇温に要する熱量および時間を少なくすることができる。実験の結果、強度と昇温時間の面から、アルミニウムの板厚は０．８〜１．２ｍｍが好ましいという結論を得た。
【００２９】
なお、着座部２４はアルミニウムに限ったものではなく、鉄、ステンレスや軽量金属であるマグネシウムなども利用可能であるが、着座部２５を均一に加熱するという観点からは、熱伝導率の高いアルミニウムが好適である。
【００３０】
また、着座部２５の内面には、着座部２５の温度を検知するために便座温度検知手段であるサーミスタ４３が取り付けられている。サーミスタ４３の取り付けはサーミスタ４３の感熱部を着座部２５の下面に当接し、その上から粘着性のアルミテープで押着して固定している。アルミテープを使用することにより、ランプヒータ３０からの輻射エネルギーがサーミスタ４３に直接当たることがなく、サーミスタ４３は着座部２５の温度を正確に検知することができる。
【００３１】
また、着座部２５を金属で構成することにおける万が一の漏電などに対する安全性を配
慮して、図６に示すように着座部２５のフランジ部２５ａにアース接続部を設けている。アース接続部は便座２２の下枠体２７と接合するフランジ部２５ａに設けることで外観を損なうことなくアース線６１をねじ６２で簡単に接続することができる。アース線６１はランプヒータ３０への給電用配線と同様に便座２２から本体２１内部に一旦引き込んで、本体充電部のアースとまとめてアース接続できるので、アース線６１が便座２２から直接外部にでて邪魔になることがない。
【００３２】
図４に示すように便座２２の上枠体２４の後部には別部材のヒンジカバー５３が配設してある。従来一般的に使用されている樹脂製の暖房便座の場合は着座部２５と一体に成形されているが、本実施の形態においては、図４で示す着座部２５はアルミニウムで形成しヒンジカバー５３はポリプロピレン樹脂で成形してある。前記構成を採用することにより、ランプヒータ３０で加熱する箇所を必要最小限にして、加熱すべき熱容量を小さくすることにより、より少ない電力でさらに速く瞬間的に着座部２５を昇温することができるようになり、さらに省電力にできる。つまり、着座部２５のアルミニウムは熱伝導率が高いことにより受光した熱エネルギーは周辺に熱伝導し着座部２５の広い範囲の温度が均一になるように作用する。一方、ヒンジカバー５３は樹脂で熱伝導率が低いため着座部２５の熱エネルギーはヒンジカバー５４にはほとんど奪われない。
【００３３】
このように便座２２の上枠体２４を熱伝導率の異なる複数の部材で構成することで、暖める必要がない部分に余分に熱を奪われることを抑制でき、熱のロスを少なくすることができる。ヒンジカバー５３の取り付けは、樹脂性の下枠体２７に対し着座部２５と一部重合する位置に固定してありねじ等の締結部材６９を内部空間に設けることで外観を損ねることなく、さらに上枠体２４で挟み込むことでヒンジカバー５３を別部材で構成しても製品本体と結合するヒンジ部をより強固にすることができる。
【００３４】
便座２２を構成する樹脂製の下枠体２７には、その内面に輻射反射板２９が取り付けられ、輻射反射板２９上面の略中央部にはランプヒータ３０が環装してあり、ランプヒータ３０の近傍にはランプヒータ３０と直列接続した復帰型サーモスタット３１と非復帰型サーモスタット３２が取り付けられており、万一の不安全事態に対して便座２２の着座部２５の温度過昇を防止するよう作用する。
【００３５】
下枠体２７への輻射反射板２９の取り付けは、後方の左右２箇所は図７（ｂ）に示すように抜け止め状にフックを付けた固定ボス２７aが設けてあり、輻射反射板２９を上方から固定ボス２７aに押し付けることによりねじ等の固定部を使用することなくワンタッチで固定できる。一方、下枠体２７の前方の左右にはねじ止め用のねじ止めボス２７ｂが左右２箇所設けてあり、輻射反射板２９の取り付け穴を介してをねじ６５で固定している。
【００３６】
輻射反射板２９は着座部２５と略相似形をしており下枠体２７に対し略平行に設けてあり、その内外周の端部は略全周に亘り上方へ折り曲げた折り曲げ部２９ａを有している。ランプヒータ３０は輻射反射板２９の略中央の位置に輻射反射板２９と適度の空間を持って配設してある。輻射反射板２９の折り曲げ部２９ａによりランプヒータ３０から横方向に放射した輻射エネルギーが上方に偏向されるので、ランプヒータ３０から離れている着座部２５の外周縁部および内周縁部の輻射密度を上げるように作用し、着座部２５への輻射熱分布の均一化を図っている。この折り曲げ部２９ａの角度は３０°〜６０°が好適であり、３０°以下の場合は便座２２の断面に対し周縁部の温度が高くなり、６０°以上の場合は中央付近の温度が高くなる傾向を示す。
【００３７】
なお、輻射反射板２９は、軽量にするために板状のアルミにウムにしたが、ステンレス板やメッキ鋼板などを用いてもよい。なお、この折り曲げ部２９ａの屈曲構成は便座の形状に合わせて適宜、着座部に集熱できるようにすればよい。  
【００３８】
輻射反射板２９の上部には着座部２５の略中央部沿って全周に亘って輻射型発熱体である１本のランプヒータ３０が環装されている。このランプヒータ３０輻射反射板２９への固定は、ランプヒータ３０の前後部分はバネ線材で形成した前固定具３６と後固定具６６で固定し、ランプヒータ３０の側方部は復帰型サーモスタット３１または非復帰型サーモスタット３２の取り付けと共用の板ばね材で形成した固定金具６３により固定してある。
【００３９】
ランプヒータ３０のガラス管３３の前側曲線部の固定に使用する前固定具３６は、図７（ａ）に示すようにガラス管３３の直径寸法より開口部を小さくした略Ｕ字形状のとし、一方の端部を反射板２９にねじ６５で止めて、他方の端部を反射板に設けた孔に挿入係止する構成としたことで開きを防止してガラス管３３は離脱せず、またもガラス管３３を傷つけることなく線材で安価で簡単な構成で輻射発熱体の保持が実現できる。
【００４０】
一方、ランプヒータ３０の後方の両端部を固定する後固定具６６は、前固定具３６と同様にばね線材を折り曲げて形成したものであり、前後に配列したランプヒータ３０の両端部を挟持する上方が開放の挟持部を前後に備え、ランプヒータ３０の両端部を上方から押し付けることにより、両端部を個別に挟持する構成となっている。
【００４１】
また、ランプヒータ３０の両側方部は板ばね材で形成した固定金具６３で保持している。固定金具６３は先端部にはランプヒータ３０を挟持するヒータ保持部を有し、元の部分にはサーモスタットを固定するサーモスタット取り付け部を有している。
【００４２】
ランプヒータ３０を保持するヒータ保持部は復帰型サーモスタット３１および非復帰型サーモスタット３２のバイメタルへの輻射を遮らないようにバイメタルの外側に形成してある。ヒータ保持部は対向する一対の挟持片で構成し遊端部側の円弧部でガラス管３３の外周面を挟持しており、ランプヒータ３０への装着が容易であり、加えてそれらの遊端部はばね線材で形成したクリップ６４を係止し拡開を防止し、便座の起倒時の衝撃が加わってもランプヒータ３０の離脱を防ぐことができる。
【００４３】
ランプヒータ３０の保持を上記構成とすることにより、使用者が使用目的に合わせて便座２２を起立状態と略水平状態の倒置状態にする回動動作にともなう衝撃が便座２２に加えられても、板状のアルミ製の輻射反射板２９と、バネ線材で形成した前固定具３６と後固定具６６と、弾性材である板バネ材の固定金具６３が衝撃を緩和するので、ランプヒータ３０のガラス管３３やフィラメント３４の破損を防ぐことができる。
【００４４】
一方、図７に示すように、復帰型サーモスタット３１はバイメタルがランプヒータ３０の輻射エネルギーを受光するように空洞部２８内でランプヒータ３０に対向させて配置してある。また、バイメタルの受光表面には輻射吸収材として耐熱性の黒色塗料を塗布している。そして、復帰型サーモスタット３１は輻射吸収材により輻射型発熱体からバイメタルに向けて輻射された輻射エネルギーを効率よく吸収し、より速やかにバイメタルの温度を上げるように構成している。
【００４５】
また、復帰型サーモスタット３１は、ランプヒータ３０とバイメタルとの間の距離より、ランプヒータ３０と着座部２５との間の距離が大きくなるように設定されている。この距離は、着座部２５の内側表面に設けた受光面である輻射吸収層４０までの距離を示す。以上のようにサーモスタットと輻射発熱体との距離は安全上重要な意義をもつものであるから、寸法精度は高精度のものが求められる。そのため復帰型サーモスタット３１および非復帰型サーモスタット３２の取り付け部とランプヒータ３０の保持部とを１つの固定金具６３で固定したので輻射発熱体３０と復帰型サーモスタット３１および非復帰型サーモスタットの距離を精度よく一定に保てるので異常加熱を正確に検知でき、反射板２９との
位置規制も簡単な構成で実現できる。
【００４６】
なおランプヒータ３０と本体２１に内蔵する制御部４９とを接続するリード線の配線は輻射反射板２９に設けた孔や復帰型サーモスタット３１および非復帰型サーモスタット３２近傍の切り欠き部から輻射反射板２９の裏面を配線するので反射を遮ることなく、リード線は輻射熱を受けにくいので使用するリード線も高い耐熱性能を要求される耐熱被覆でなくて良い。
【００４７】
下枠体２７下面には便座２２が倒置状態で便器２０の上面に接触する４個の脚が設置してある。脚は軟質の樹脂材料で形成してあり便座２２の回動にともなう衝撃を吸収する。脚は下枠体２７に設けた２個の固定孔に脚の突起部を嵌入して固定してある。
【００４８】
下枠体２７の固定孔は間隔を開けて設けてあり、その中央には下枠検査孔が設けてある。また下枠体２７の上部に設置した輻射反射板２９の下枠検査孔に対応する位置には反射板検査孔が設置してあり、反射板検査孔の上方にランプヒータ３０が配置されている。上記構成により、下枠検査孔と反射板検査孔を介して便座の外部からランプヒータ３０を目視検査することが可能な構成となっている。なお、下枠検査孔は脚を取り付けることにより隠蔽されゴミや水の浸入を防ぐことができる。
【００４９】
サーモスタットは通常、バイメタルが金属製のキャップに内包されている構成のものが使用される。この構成ではまずキャップが加熱され、バイメタルの加熱はキャップからの輻射によって行われるため、バイメタルが所定の温度に達するまで時間を要するので、短時間で便座２２の温度が変化するような場合には回路の遮断に遅れが生じる場合があった。
【００５０】
然るに本実施の形態では、それを解決するために、復帰型サーモスタット３１および非復帰型サーモスタット３２はバイメタルを露出し、バイメタルの表面に輻射吸収材として耐熱性の黒色塗料を塗布している。従って、バイメタルがランプヒータ３０の輻射エネルギーを直接受光するので、ランプヒータ３０からの輻射エネルギーで直接、バイメタルが加熱されるのに加えて、バイメタル表面に輻射吸収材として耐熱性の黒色塗料を施しているので、ランプヒータ３０からバイメタルへ到達する輻射熱の殆どがバイメタルに吸収され便座２２の温度の急激な変動にも迅速に追従し、復帰型サーモスタット３１と非復帰型サーモスタット３２はランプヒータ３０と直列に電気接続されているので、温度過昇の際にはランプヒータ３０の通電を遮断することができる。また、復帰型サーモスタット３１および非復帰型サーモスタット３２はバイメタルがランプヒータ３０の輻射エネルギーを受光するようにキャップ５２は透明ガラスにしてある。なお、透明ガラスのキャップ５２を設けたことにより、復帰型サーモスタット３１および非復帰型サーモスタット３２の内部に水滴やほこりが侵入しない防滴あるいは防水タイプにすることができ、万が一、空洞部２８が浸水した場合でも復帰型サーモスタット３１および非復帰型サーモスタット３２の通電部への浸水を防止でき、電気絶縁を維持できるため感電を防止することができる。
【００５１】
なお、キャップ５２の透明ガラスは、石英ガラスを用いることでランプヒータ３０の輻射エネルギーの透過特性が優れ、より高速応答にすることができ、遮断安全性を高めることができる。もちろん、必要の度合いによりその他のガラスでも実用になることはいうまでもない。また、透明ガラス５３の板圧は厚くしすぎると透過性能が低下することから板厚１．５ｍｍ以下がよく好ましくは１．２ｍｍ以下が望ましい。また、上記の各実施の形態では着座部の材料をアルミニウム板のプレス加工品としたが、アルミダイカストなど、他の加工法であっても同様の効果を得ることができる。金属の種類も銅板や鋼板であってもよい。
【００５２】
さらに、復帰型サーモスタット３１および非復帰型サーモスタット３２はランプヒータ３０との距離よりランプヒータ３０と着座部２５との距離が大きくなるような位置に設定している。これにより、着座部２５の表面温度の上昇より早く、バイメタルの温度を上昇させるので、異常時に便座２２の着座部２５の表面温度が過昇して火傷等の危険な状態にならないうちにランプヒータ３０の通電回路を遮断することができ安全にできる。
【００５３】
また本実施の形態では、図３に示すようにランプヒータ３０に対向して復帰型サーモスタット３１と非復帰型サーモスタット３２とを設け、各々のサーモスタット３１、３２は輻射発熱体と電気的に直列に接続している。なお、復帰型のサーモスタット３１は、やや低い温度で遮断作動し、非復帰型サーモスタット３２は復帰型のサーモスタット３１より高い温度で遮断作動する作動温度にすることによって、より高い多重安全性および長期間、安全かつ快適に使用することができる。
【００５４】
すなわち、ランプヒータ３０に復帰型サーモスタット３１、非復帰型サーモスタット３２を直列に接続し、更にこれらを直列接続してランプヒータ３０の通電回路を構成することで、ランプヒータ３０に異常通電が生じた場合にサーモスタットでランプヒータ３０の通電回路を遮断するため、ランプヒータ３０への通電を安全に停止する。そして、サーモスタット３１、３２はオフ動作温度が異なるものを用いているので、万一、一方のサーモスタットに不具合が生じ、ランプヒータ３０の通電回路を遮断できない状態になった場合でも、もう一方のサーモスタットでランプヒータ３０の通電回路を遮断するので、安全である。また、ランプヒータ３０は、輪状の１本のランプヒータ３０を便座２４の空洞部２８の略全体に配置しても、反射板に保持しているので使用者の体重で便座２４に少々の撓みが生じても、直接ランプヒータ３０に応力がかかる問題が解消され、便座２２の撓み等によるランプヒータ３０の破損の危険を解消することができる。したがって、人がトイレに入室してから便座２２に着座するまでの数秒という極めて短時間で着座部２５を均一に加熱することができ、安全で快適に使用できる。
【００５５】
ランプヒータ３０は、石英ガラス製のガラス管３３の内部にタングステンからなるフィラメント３４およびアルゴンなどの不活性ガス３５に微量のハロゲンガスを封入して構成されており、フィラメント３４の発熱に伴ってハロゲン化タングステンを形成するハロゲンサイクル反応を繰り返すことにより、フィラメント３４の消耗を防止するよう作用している。この作用により熱容量の非常に小さいフィラメント３４を熱源とすることができ、輻射エネルギーの極めて急峻な立ち上がりを行わせることができる。
【００５６】
つまり、ランプヒータ３０は、使用者がトイレ室に入室し、衣服を下ろし、お尻を便座２２の着座部２５に着座するまでの、数秒間に便座２２の着座部２５を適温まで高速に昇温させることができる輻射型発熱体である。
【００５７】
ガラス管３３は３５００ｎｍ以上の波長はほとんど吸収してしまうので、輻射エネルギーで効果的に着座部２５を加熱する為に、近赤外線から中赤外線を発するものであり、発光波長の分光分布のピークが少なくとも３５００ｎｍ以下であるランプヒータ３０を用いている。これを実現するために、ランプヒータ３０のフィラメント３４の色温度が８００Ｋ以上となるように設定している。なお、ランプヒータ３０は、要求される特性の度合いにより必ずしもハロゲンランプヒータである必要はない。
【００５８】
ランプヒータ３０のガラス管３３は成形加工を容易にするために曲線部と直線部３０a、３０ｂ、３０ｃを組み合わせ略環状に成形し、互いに重合する両端部の給電接続部を着座部２５後部に配置してある。両端部の給電接続部は着座部２５の後部で前後に重合するように配置してある。給電接続部はガラス管３３を封口処理し外側にシリコンカバーを被せてあり、この部分からは輻射エネルギーが放出されないが、着座部の後部は身体の密着
度合い低いため快適性への影響はほとんどない。
【００５９】
フィラメント３４は螺旋のコイル状で長さが９００〜１０００ｍｍの長さであり、その略中央部となる便座前部中央付近で２本のフィラメント３４を接続した構成である、フィラメント３４の巻きピッチは場所により変えてありランプヒータ３０からの輻射エネルギーの放射量を座面の広さや座面までの距離や人体の密着状態などに応じて設定してある。本実施の形態においては、着座部２５の前方に対応する箇所を祖とし、側方と後方に対応する箇所を密としている。これにより着座状態でほとんど脚があたらない前方の加熱量を抑制し、脚が密着する側方と便座２２の空洞部の容量が大きい後方の加熱量を高めることにより、快適な暖房を実現している。
【００６０】
便座前部中央付近に対応するフィラメント３４の接続部はフィラメント３４の巻きピッチをフィラメント３４の線径の略２倍とし、ピッチの隙間に相互のフィラメント３４を嵌合し、螺旋の中央に接合ピンを挿入しフィラメント３４と接合ピンをスポット溶接して接続している。
【００６１】
また便座２２を本体２１に回動自在に枢支している回動軸４４には電極４５が設置され、本体２１の軸受け部（図示せず）とともに便座位置検知手段４６を構成し、便座２２が起立状態にあるか、着座して使用できる便器２０上に略水平の倒置状態にあるかを検出するようになっている。
【００６２】
本体２１には、室温検知手段としての室温サーミスタ４７の検知信号を取り込んでランプヒータ３０の温度制御を行い、かつ便座２２のランプヒータ３０に通電することにより昇温を開始した時点からの経過時間をカウントするタイマー部４８を有するマイクロコンピュータを主体とする制御部４９が設けられている。そして、制御部４９は人の入室を検知する人体検知センサー２６や着座検知手段３８と便座位置検知手段４６の信号を取り込んでランプヒータ３０への通電の開始と停止の制御と、サーミスタ４３、室温サーミスタ４７からの信号を取り込んで採暖面である着座部２５の温度が適温である所定の温度になるようランプヒータ３０の温度制御が行えるようになっている。
【００６３】
以上のように構成された衛生洗浄装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００６４】
まず、使用者がトイレに入室した場合、人体検知センサー２６が入室を検知し、その信号が制御部４９に送られる。このとき、便座位置検知手段４６の信号により便座２２が略水平の使用位置にあるのを確認すると、制御部４９はランプヒータ３０に通電を開始する。この初期通電により投入エネルギーは瞬時に輻射エネルギーに変換され、フィラメント３４からガラス管３３および輻射反射板２９を経て便座２２の着座部２５の方向に放射される。さらに、ランプヒータ３０の輻射エネルギーは輻射吸収層４０および着座部２５を昇温する。
【００６５】
このように本実施の形態においては、使用者がトイレに入室すると、ランプヒータ３０に通電し、便座２２の着座部２５の採暖面をほぼ瞬時に加温することができ、かつ制御部４９の故障などによる万一の不安全事態に対しても、ランプヒータ３０の輻射エネルギーをバイメタルが受光する高速応答の復帰型サーモスタット３１および非復帰型サーモスタット３２によりランプヒータ３０の通電を遮断できるので、従来一般的に使用されている暖房便座のように常時通電保温して放熱ロスが大きいものと違って、放熱ロスがほとんどなく極めて省エネ型でかつ安全な暖房便座を実現するものとなる。
【００６６】
また、制御部４９は、通電開始時のサーミスタ４３および室温サーミスタ４７の信号をもとに、両者の温度差やそれぞれの温度から演算を行い、あらかじめ設定、記憶されてい
る高容量で通電する初期通電の通電制限時間の最適値を選択し、タイマー部４８でカウントしている経過時間が通電制限時間に到達すると通電量を低減または零にし、その後サーミスタ４３の信号をもとに便座２２の着座部２５が適温になるよう通電量を制御する。
【００６７】
これにより、サーミスタ４３は実際に使用者が触れる着座部２５付近の温度を検知し、制御部４９は精度良く適温まで昇温、維持するので、便座２２の使用が快適であり、さらにサーミスタ４３および室温サーミスタ４７の信号をもとに負荷量に合わせて輻射エネルギーの投入量を制御するので、より精度良く安全に適温まで加熱することができる。
【００６８】
また、初期通電時間制御を優先的に行うことで通電制限時間後は通電量を低減し昇温速度を減ずるので、たとえ便座温度検知手段の応答速度が遅くても安全に便座を加温することができ、また安価な便座温度検知手段を使用することもできる。通常、一般的なヒータでは、印加電圧を低減させて温度を制御するものが多いが、ランプヒータ３０はフィラメント３４の発熱に伴ってハロゲン化タングステンを形成するハロゲンサイクル反応を繰り返すことにより、フィラメント３４の消耗を防止しているため、ガラス管の温度が２００℃以下になるとハロゲンサイクルが不調となる。従って、ランプヒータ３０で着座部２５を適温にするためには、ハロゲンサイクルが有効な出力範囲で通電サイクルを変化させて行う。
【００６９】
一方、便座２２が起立状態にあったり、男子使用者がトイレ室に入室後小用のために便座２２を起立状態に回動した時は、便座位置検知手段４６の信号をもとに制御部４９がランプヒータ３０への通電を停止するか、通電量を絞る。これにより、無駄に便座２２を加温することを低減でき、さらに省エネを図ることができるとともに、通電状態で、かつフィラメント３４の張力方向である長さ方向に重力がかかって断線に至る寿命を短くすることを防止できる。
【００７０】
次に、使用者が排便のために着座すると、着座検知手段３８の信号によりランプヒータ３０への通電量を零または便座温度が過昇しないところまで、通電量を変化させて制御する。これにより、使用中に便座温度が過昇することなく、火傷等が生じる心配なく安全に使用できる。
【００７１】
特に、暖房便座はランプヒータを内蔵した便座に直接皮膚を接触させて着座するため、安全に対しては十分な配慮が必要である。通常の使用状態では、上述のように安全に快適に使用できるが、万一何らかの原因でマイコン等、制御部４９に不具合が生じ、ランプヒータ３０への通電が継続して行われた場合などにも安全に動作することが必要である。本実施の形態においては制御回路において、通常の温度制御に加えてヒータ通電信号を監視し便座温度が異常上昇した場合にはヒータ通電を遮断する安全回路を構成している。
【００７２】
排便終了後、使用者が操作部を操作することにより、本体２１に組み込んだ温水洗浄装置が作動し、ノズルから噴出した温水により局部を洗浄することができる。
【００７３】
用便後、使用者がトイレから退室すると、人体検知センサー２６は人体の検知が終了し、人体検知の信号を制御部へ送信することを停止することにより、制御部４９はランプヒータ３０への通電を停止あるいは通電量を低減し便座２２の温度を下げる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように、本発明の暖房便座は、輻射型発熱体からの輻射エネルギーで効率的に着座部を加熱しで速やかに着座部を昇温することができるので、使用者が着座して使用する暖房機器に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１における便器に搭載した衛生洗浄装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における暖房便座の模式図
【図３】本発明の実施の形態１における暖房便座の着座部を取り外した平面図
【図４】本発明の実施の形態１における暖房便座の要部分解斜視図
【図５】本発明の実施の形態１における暖房便座の着座部の断面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１におけるサーモスタット取り付け部の斜視図（ｂ）サーモスタット取り付け部の側面図
【図７】本発明の実施の形態１における前側ヒータ保持部の断面図
【図８】本発明の実施の形態１における反射板保持部の断面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態１におけるヒンジカバー取り付け部の平面図（ｂ）ヒンジカバー取り付け部の断面図
【図１０】本発明の実施の形態１におけるアース接続部の断面図
【図１１】従来の暖房便座の要部の断面図
【図１２】従来の暖房便座の風洞部内の平面図
【図１３】従来の暖房便座の上部反射板の平面図
【符号の説明】
【００７６】
２２  便座
２４  上枠体
２５  着座部
２７  下枠体
２８  空洞部
３０  ランプヒータ（輻射型発熱体）
３４  フィラメント
３５  不活性ガス
５５  温水洗浄装置
【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１１】
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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１２】
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【図１３】
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