(57)【要約】【課題】便座への通電時間を正確に計測し、快適かつ安全に便座に着座することができる便座装置を提供する。【解決手段】便座４００を暖める加熱手段４５０への通電を制御する制御手段９０に、異なる複数の計測源からなる便座通電時間計測手段を備えたことにより、すべての計測源が同時に許容範囲外にずれる確率は、計測源が１つの場合よりも大幅に低くなるため、計測値の平均処理や比較処理等を行うことによって、計測の精度を向上させることが可能となり、便座４００の温度制御を正確に行うことができる。【選択図】図２３
2008264057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便座を暖める加熱手段と、前記加熱手段への通電を制御する制御手段を備え、前記制御手段は異なる複数の計測源からなる便座通電時間計測手段を備えたことを特徴とする便座装置。
【請求項２】
便座通電時間計測手段の計測値の少なくとも１つが規定時間を超過すると次の通電パターンに移行することを特徴とする請求項１に記載の便座装置。
【請求項３】
便座通電時間計測手段は、最大電力で通電する時間を計測し、計測値の少なくとも１つが規定時間を超過すると加熱手段への通電電力を低減することを特徴とする請求項１または２に記載の便座装置。
【請求項４】
便座通電時間計測手段は、最大電力で通電する時間を計測し、計測値の少なくとも１つが規定時間を超過すると加熱手段への通電を遮断することを特徴とする請求項１または２に記載の便座装置。
【請求項５】
便座通電時間計測手段の計測源は、マイクロコンピュータのプログラムの実行速度を規定する発振子と、交流電圧の周期からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の便座装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便座装置における加熱手段の通電制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の局部を洗浄する便座装置の分野においては、人体に不快感を与えないようにするために、例えば、洗浄に用いる洗浄水を適切な温度に調整する加熱装置や人体との接触部の温度を適切な温度に調整する便座装置等様々な機能を有する装置が案出されている。なかでも、上記に示す便座装置によれば、使用者は冬場等気温が低い場合においても不快を感じることなく便座に着座することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載の便座装置においては、便座を暖める熱源と、人体検知手段と、熱源及び人体検知手段とを制御する制御手段を備えている。
【０００４】
このような構成において、制御手段は、人体検知手段にて人体を検知すると便座を暖める熱源に複数の通電率にて一定時間電力を供給した後、複数の通電率よりも高い一定の通電率にて便座温度が所定時間内に着座可能温度に達するように制御する。それにより、便座部の温度が上昇し、使用者は快適に便座に着座することができる。
【特許文献１】特開２００７−００７０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の便座装置においては、使用者が快適に便座に着座するためには、各々の通電率の通電時間を正確に計測し、次のステップの通電率に電力を切り替える必要がある。
【０００６】
時間の計測がずれると便座部の温度が所定値を超えたり、所定値に達しない。特に最大電力で通電される時間が正確に計測されない場合、便座部の温度が過昇し、使用者がやけどを負ったり、サーモスタット等の安全装置が働いて停止し、便座が暖まらない等の課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、便座への通電時間を正確に計測し、快適かつ安全に便座に着座することができる便座装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の便座装置は、便座を暖める加熱手段への通電を制御する制御手段に、異なる複数の計測源からなる便座通電時間計測手段を備えたものである。
【０００９】
これによって、計測源が複数あるため、すべての計測源が同時に許容範囲外にずれる確率は、計測源が１つの場合よりも大幅に低くなる。よって、計測値の平均処理や比較処理等を行うことによって、計測の精度を向上させることが可能となり、便座部の温度制御を正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、計測源を複数持つことにより、便座への通電時間を正確に計測し、快適かつ安全に便座を加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明に係る便座装置は、便座を暖める加熱手段と、前記加熱手段への通電を制御する制御手段を備え、前記制御手段は異なる複数の計測源からなる便座通電時間計測手段を備えたものである。
【００１２】
この便座装置においては、計測源が複数あるため、すべての計測源が同時に許容範囲外にずれる確率は、計測源が１つの場合よりも大幅に低くなる。よって、計測値の平均処理や比較処理等を行うことによって、計測の精度を向上させることが可能となり、便座部の温度制御を正確に行うことができる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明において、便座通電時間計測手段の計測値の少なくとも１つが規定時間を超過すると次の通電パターンに移行するとしたものである。
【００１４】
これによって、複数の計測源から、最も通電時間が短くなるものを使用するため、通電時間が規定時間より長くなって、便座部の温度が使用者の設定した温度を超過することを防止することができる。よって使用者は、安全かつ快適に便座に着座することができる。
【００１５】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、最大電力で通電する時間を計測し、計測値の少なくとも１つが規定時間を超過すると加熱手段への通電電力を低減するとしたものである。
【００１６】
これによって、最大電力で通電する場合、規定の時間を超過しないように制限し、超過した場合は、通電率を下げることにより、便座部の温度の過昇温を防止することができる。さらに複数の計測源から、最も通電時間が短くなるものを使用するため、より確実に便座部の温度の過昇温を防止することができる。
【００１７】
第４の発明は、特に、第１または第２の発明において、最大電力で通電する時間を計測し、計測値の少なくとも１つが規定時間を超過すると加熱手段への通電電力を遮断するとしたものである。
【００１８】
これによって、規定時間を超過すると便座への通電電力を速やかに遮断し、さらに複数の計測源から、最も通電時間が短くなるものを使用するため、より確実に便座部の温度の過昇温を防止することができるので、さらに安全かつ快適な便座を提供することができる。
【００１９】
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、便座通電時間計測手段の計測源を、マイクロコンピュータのプログラムの実行速度を規定する発振子と、交流電圧の周期としたものである。
【００２０】
上記構成においては、発振子のばらつきは、主に部品の製造工程で発生し、交流電圧の周期のばらつきは、主に電源事情によるものである。このように全くばらつきの要因の異なるものを計測源とすることで、同時に２つの計測源が許容範囲外にばらつく確率を大幅に低くすることができるので、さらに計測の精度を向上させることが可能となり、便座の温度制御をより正確に行うことができる。
【００２１】
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。
【００２２】
（実施の形態１）
＜１＞便座装置およびそれを備えるトイレ装置の外観
図１は本発明の第１の実施の形態に係る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。
【００２３】
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、後述の便座装置１１０を構成する。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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）。
【００２８】
また、洗浄水供給機構は、図示しないノズル部に接続されている。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に供給する。それにより、ノズル部から使用者の局部に洗浄水が噴出される。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
本体部２００の制御部９０（図３）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。
【００３２】
＜２＞遠隔操作装置の構成
図２は、図１の遠隔操作装置３００の正面図である。遠隔操作装置３００は、コントローラ本体部３０１の下部にコントローラ蓋部３０２が開閉自在に設けられた構造を有する。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、コントローラ蓋部３０２が閉じられた状態で、コントローラ本体部３０１の上部には乾燥スイッチ３２０、強さ調整スイッチ３２２，３２３および位
置調整スイッチ３２５，３２６が設けられ、コントローラ蓋部３０２には停止スイッチ３１１、おしりスイッチ３１２およびビデスイッチ３１３が設けられている。
【００３４】
使用者により、上記各スイッチが操作される。これにより、遠隔操作装置３００から図１の本体部２００に各スイッチに応じた所定の信号が無線送信される。本体部２００の制御部９０（図３）は、受信した信号に基づいて本体部２００（図１）および便座部４００（図１）の各構成部の動作を制御する。
【００３５】
例えば、使用者がおしりスイッチ３１２またはビデスイッチ３１３を操作することにより、図示しないノズル部から使用者の局部に洗浄水が噴出される。また、使用者が停止スイッチ３１１を操作することにより、ノズル部から使用者の局部への洗浄水の噴出が停止される。
【００３６】
使用者が乾燥スイッチ３２０を操作することにより、使用者の局部に本体部２００に設けられた図示しない乾燥ユニットから温風が噴出される。また、使用者が強さ調整スイッチ３２２，３２３を操作することにより、使用者の局部に噴出される洗浄水の流量および圧力等が調整される。
【００３７】
さらに、使用者が位置調整スイッチ３２５，３２６を操作することにより、図示しないおしりまたはビデノズルの位置が調整される。それにより、使用者の局部への洗浄水の噴出位置が調整される。
【００３８】
図２（ｂ）に、コントローラ蓋部３０２が開かれた状態の遠隔操作装置３００の正面図が示されている。図２（ｂ）に示すように、コントローラ蓋部３０２により覆われるコントローラ本体部３０１の下部には、上述の停止スイッチ３１１、おしりスイッチ３１２およびビデスイッチ３１３に加えて、自動開閉スイッチ３３１、水温調整スイッチ３３２、便座温度調整スイッチ３３３、除菌スイッチ３３５および便器洗浄スイッチ３３６が設けられている。
【００３９】
これらのスイッチが操作される場合にも、遠隔操作装置３００から本体部２００に各スイッチに応じた所定の信号が無線送信される。これにより、本体部２００の制御部９０は、受信した信号に基づいて本体部２００および便座部４００の各構成部の動作を制御する。
【００４０】
自動開閉スイッチ３３１はつまみにより構成されている。使用者が自動開閉スイッチ３３１のつまみを操作することにより、蓋部５００（図１）の開閉動作が設定される。すなわち、自動開閉スイッチ３３１のつまみがオンの位置にある場合、使用者のトイレットルームへの入室に応じて蓋部５００が開閉される。
【００４１】
使用者が水温調整スイッチ３３２を操作することにより、ノズル部２０から使用者の局部に噴出される洗浄水の温度が調整される。使用者が便座温度調整スイッチ３３３を操作することにより、便座部４００の温度が調整される。
【００４２】
また、使用者が除菌スイッチ３３５を操作することにより、本体部２００の洗浄水供給機構に銀イオンを含む洗浄水が流れ、除菌動作が行われる。
【００４３】
自動開閉スイッチ３３１と同様に、便器洗浄スイッチ３３６はつまみにより構成されている。使用者が便器洗浄スイッチ３３６のつまみを操作することにより、便器ノズル４０による便器プレ洗浄および便器後部洗浄の動作が設定される。
【００４４】
すなわち、便器洗浄スイッチ３３６のつまみがオンの位置にある場合、使用者のトイレットルームへの入室に応じて便器ノズル４０から便器７００内部の広い範囲に洗浄水が噴出される。また、使用者の便座部４００への着座中に便器ノズル４０から便器７００の内面の背面側に洗浄水が噴出される。
【００４５】
＜３＞便座装置
（３−ａ）便座装置の構成
図３は、便座装置１１０の構成を示す模式図である。上述のように、便座装置１１０は、本体部２００、遠隔操作装置３００、便座部４００および入室検知センサ６００を備える。
【００４６】
図３に示すように、本体部２００は、制御部９０、温度測定部４０１、ヒータ駆動部４０２、便座温調ランプＲＡ１および着座センサ６１０を含む。
【００４７】
また、便座部４００は便座ヒータ４５０およびサーミスタ４０１ａを備える。
【００４８】
制御部９０は、例えばマイクロコンピュータからなり、使用者の入室および便座部４００の温度等を判定する判定部、タイマ機能を有する計時部、種々の情報を記憶する記憶部、ならびに、ヒータ駆動部４０２の動作を制御するための通電率切替回路等を含む。
【００４９】
本体部２００の温度測定部４０１は、便座部４００のサーミスタ４０１ａに接続されている。これにより、温度測定部４０１は、サーミスタ４０１ａから出力される信号に基づいて便座部４００の温度を測定する。以下、サーミスタ４０１ａを通じて温度測定部４０１により測定される便座部４００の温度を測定温度値と称する。
【００５０】
また、本体部２００のヒータ駆動部４０２は、便座部４００の便座ヒータ４５０に接続されている。これにより、ヒータ駆動部４０２は便座ヒータ４５０を駆動する。
【００５１】
本実施の形態において、便座装置１１０は次のように動作する。初期設定時では、制御部９０がヒータ駆動部４０２を制御することにより、便座部４００が例えば約１８℃となるように温度調整される。このときの温度を待機温度と称する。  ここで、使用者が遠隔操作装置３００の便座温度調整スイッチ３３３を操作することにより、便座設定温度が制御部９０に送信される。制御部９０は、遠隔操作装置３００から受信した便座設定温度を記憶部に記憶する。
【００５２】
使用者がトイレットルームに入室すると、入室検知センサ６００が使用者の入室を検知する。それにより、使用者の入室検知信号が制御部９０に送信される。
【００５３】
次に、通常の使用時の動作について説明する。制御部９０の判定部は、入室検知センサ６００からの入室検知信号により使用者のトイレットルームへの入室を検知する。そこで、判定部は、便座部４００の測定温度値、および記憶部に記憶された便座設定温度に基づいて便座ヒータ４５０の駆動に関する特定のヒータ制御パターンを選択する。
【００５４】
通電率切替回路は、選択されたヒータ制御パターンおよび計時部により得られる時間情報に基づいてヒータ駆動部４０２の動作を制御する。
【００５５】
それにより、ヒータ駆動部４０２により便座ヒータ４５０が駆動され、便座部４００の温度が便座設定温度へと瞬時に上昇される。
【００５６】
（３−ｂ）便座部の第１の例
図４は、便座部４００の分解斜視図である。図５（ａ）は、第１の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の領域Ｃ７２の拡大図である。図６は、第１の例の便座部４００の平面図である。図７は、図６の便座部４００のＣ７３−Ｃ７３断面図である。
【００５７】
図４に示すように、便座部４００は、主としてアルミニウムにより形成された略楕円形状の上部便座ケーシング４１０、略馬蹄形状の便座ヒータ４５０および合成樹脂により形成された略楕円形状の下部便座ケーシング４２０を備える。
【００５８】
以下、着座した使用者から見て前方側を便座部４００の前部とし、着座した使用者から見て後方側を便座部４００の後部とする。
【００５９】
図５（ａ）および図６に示すように、便座ヒータ４５０は、前部の一部が切り取られた略馬蹄状に形成される。なお、便座ヒータ４５０は、略楕円形状を有してもよい。便座ヒータ４５０は、例えばアルミニウムからなる金属箔４５１，４５３および線状ヒータ４６０を含む。
【００６０】
線状ヒータ４６０は、シート中央部ＳＥ３からシート一方端部ＳＥ１までの領域およびシート中央部ＳＥ３からシート他方端部ＳＥ２までの領域において上部便座ケーシング４１０の形状に合わせて蛇行形状に配設される。
【００６１】
具体的には、線状ヒータ４６０は、左右６列程度のＵ字状部を有するように形成される。これらのＵ字状部は、着座した使用者の大腿部の方向にほぼ沿って並行に配置される。各Ｕ字状部における線状ヒータ４６０の間隔は５ｍｍ程度である。
【００６２】
線状ヒータ４６０のヒータ始端部４６０ａおよびヒータ終端部４６０ｂは、便座部４００の後部の一方側から引き出されるリード線４７０にそれぞれ接続される。
【００６３】
さらに、図５（ｂ）に示すように、蛇行形状の線状ヒータ４６０の経路中に熱応力緩衝部となる複数の折曲部ＣＵが設けられる。
【００６４】
図７に示すように、上部便座ケーシング４１０の外側の側辺に沿った領域Ｇ１における線状ヒータ４６０の間隔ｄｓ１および内側の側辺に沿った領域Ｇ３における線状ヒータ４６０の間隔ｄｓ３は、上部便座ケーシング４１０の中央部の領域Ｇ２における線状ヒータ４６０の間隔ｄｓ２よりも小さく設定される。それにより、上部便座ケーシング４１０の外側の側辺に沿った領域Ｇ１および内側の側辺に沿った領域Ｇ３では、中央部の領域Ｇ２に比べて線状ヒータ４６０が密に配列される。
【００６５】
（３−ｃ）便座部の第２の例
図８（ａ）は、第２の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の領域Ｃ７７の拡大図、図９は、第２の例の便座部４００の平面図である。
【００６６】
図８（ａ）および図９に示すように、線状ヒータ４６０は、シート中央部ＳＥ３からシート一方端部ＳＥ１までの領域およびシート中央部ＳＥ３からシート他方端部ＳＥ２までの領域において上部便座ケーシング４１０の形状に合わせて左右方向に蛇行する蛇行形状に配設される。本例では、線状ヒータ４６０は、蛇行形状の曲げ部が上部便座ケーシング４１０の外側の側辺および内側の側辺の近傍に位置するように配置される。
【００６７】
具体的には、線状ヒータ４６０が便座ヒータ４５０の後部の一方側からシート一方端部ＳＥ１の近傍まで左右に蛇行しながら延びることにより図８（ｂ）の第１系列Ａの蛇行形
状が形成される。また、線状ヒータ４６０がシート一方端部ＳＥ１の近傍から左右に蛇行しながらシート中央部ＳＥ３の近傍を経由してシート他方端部ＳＥ２の近傍まで延びることにより第２系列Ｂの蛇行形状が形成される。さらに、線状ヒータ４６０がシート他方端部ＳＥ２の近傍からシート中央部ＳＥ３の近傍を経由して便座ヒータ４５０の後部の一方側まで延びることにより第１系列Ａの蛇行形状が形成される。
【００６８】
さらに、図８（ｂ）に示すように、第１系列Ａの蛇行形状の線状ヒータ４６０と第２系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０とはほぼ平行に配列される。第１系列Ａおよび第２系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０はヒータ始端部４６０ａからヒータ終端部４６０ｂまで連続している。
【００６９】
線状ヒータ４６０のヒータ始端部４６０ａおよびヒータ終端部４６０ｂは、便座部４００の後部の一方側から引き出されるリード線４７０にそれぞれ接続される。
【００７０】
本例では、線状ヒータ４６０は、便座ヒータ４５０の内側の側辺の近傍および外側の側辺の近傍に曲げ部が位置する蛇行形状を有する。それにより、曲げ部間の間隔が短い。したがって、熱膨張および熱収縮に起因する長さ変化が小さくなるので、たとえ線状ヒータ４６０が伸縮しても曲げ部で伸縮による歪が吸収および緩衝される。その結果、線状ヒータ４６０の熱膨張および熱収縮に起因するストレスが小さくなり、長期間の使用での破損を抑制することができる。
【００７１】
また、線状ヒータ４６０の熱的伸縮が小さいので、金属箔４５１，４５３に対する密着性を長期間良好に維持することができる。それにより、便座ヒータ４５０の加温を効率的にかつ確実に行うことができる。
【００７２】
また、図８（ｂ）に示すように、曲げ部の長さＬａ，Ｌｂおよび曲げ部間の間隔Ｓは、任意に調整することができる。それにより、便座ヒータ４５０の加熱分布を調整することができる。
【００７３】
例えば、便座ヒータ４５０の外側および内側の側辺近傍の加熱密度が便座ヒータ４５０の中央部の加熱密度よりも高くなるように、曲げ部の長さＬａ，Ｌｂおよび曲げ部間の間隔Ｓを調整する。それにより、便座ヒータ４５０の全領域において均等な暖房温度を維持することができる。
【００７４】
また、本例では、第１系列Ａの蛇行形状の線状ヒータ４６０での電流の向きが第１系列Ｂの蛇行形状の線状ヒータ４６０での電流の向きと逆になる。それにより、線状ヒータ４６０から発生する電磁波が互いが打ち消される。その結果、ノイズの発生が防止される。
【００７５】
（３−ｄ）便座部の第３の例
図１０（ａ）は、第３の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の一部の拡大断面図である。
【００７６】
図１０（ａ）に示すように、便座ヒータ４５０の後部の両側に線状ヒータ４６０が高い密度で蛇行する検温部４５０Ｔがそれぞれ形成される。図１０（ｂ）に示すように、一方の検温部４５０Ｔには、バイメタル等を用いた復帰型のサーモスタット４５０Ｑが設けられる。他方の検温部４５０Ｔには、温度ヒューズ等を用いた非復帰型のサーモスタット４５０Ｑが設けられる。
【００７７】
例えば、便座ヒータ４５０が想定外の異常温度になると、復帰型のサーモスタット４５０Ｑが開くことにより、一時的に通電が停止される。また、復帰型のサーモスタット４５
０Ｑが故障等を起こすことにより、便座ヒータ４５０が危険温度に達しようとすると、非復帰型のサーモスタット４５０Ｑが開くことにより、電力の供給が遮断される。
【００７８】
ここで、温度過昇防止のためのサーモスタット４５０Ｑまたは温度ヒューズの動作温度設定は、実際に遮断したい温度よりも低くしておくことが望ましい。本実施の形態で説明している構成の便座は昇温速度が速い。したがって、安全装置（例えば、サーモスタット４５０Ｑまたは温度ヒューズ等）の動作速度によっては、実際に通電が停止されたタイミングで便座表面が予め設定された温度よりもさらに高い温度になってしまっている可能性があるためである。人体の皮膚のうち、普段露出していない臀部や大腿部の皮膚は他の部分の皮膚に比べて敏感である。これにより、上記のような、より高い安全設計が重要となる。
【００７９】
（３−ｅ）便座部の第４の例
図１１は、第４の例の便座部４００の便座ヒータ４５０の平面図である。
【００８０】
図１１に示すように、シート中央部ＳＥ３から左シート一方端部ＳＥ１までの領域に配列される線状ヒータ４６０と、シート中央部ＳＥ３からシート他方端部ＳＥ２までの領域に配列される線状ヒータ４６０とが互いに分離されている。
【００８１】
一方の線状ヒータ４６０のヒータ始端部４６０ａおよびヒータ終端部４６０ｂは、便座部４００の後部の一方側から引き出されるリード線４７０にそれぞれ接続される。他方の線状ヒータ４６０のヒータ始端部４６０ｃおよびヒータ終端部４６０ｄは、便座部４００の後部の他方側から引き出されるリード線４７０にそれぞれ接続される。
【００８２】
（３−ｆ）便座ヒータの構造の一例
図１２は、上部便座ケーシング４１０に取り付けられる便座ヒータ４５０の構造の一例を示す断面図である。
【００８３】
図１２に示すように、上部便座ケーシング４１０は、例えば厚さ１ｍｍのアルミニウム板４１３により形成される。アルミニウム板４１３の上面には、アルマイト層４１２および表面化粧層４１１が形成される。表面化粧層４１１の上面が着座面４１０Ｕとなる。また、アルミニウム板４１３の下面には、塗装膜４１４が形成される。塗装膜４１４は、例えば膜厚４０μｍおよび１５０℃の耐熱性を有するポリエステル粉体塗装膜である。
【００８４】
なお、アルミニウム板４１３の代わりに、銅板、ステンレス板、アルミニウムめっき鋼板および亜鉛アルミニウムめっき鋼板のうちいずれかまたは複数を用いてもよい。
【００８５】
塗装膜４１４の下面に粘着層４５２ａを介して例えばアルミニウムからなる金属箔４５１が貼着される。金属箔４５１の膜厚は、例えば５０μｍである。
【００８６】
線状ヒータ４６０は、断面円形の発熱線４６３ａ、エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２により構成される。断面円形の発熱線４６３ａの外周面がエナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２で順に被覆される。発熱線４６３ａおよびエナメル層４６３ｂによりエナメル線４６３が構成される。
【００８７】
発熱線４６３ａは、例えば０．１６〜０．２５ｍｍの直径を有し、銅または銅合金からなる。本例では、発熱線４６３ａとして、直径０．１７６ｍｍの４％Ａｇ−Ｃｕ合金からなる高抗張力型ヒータ線が用いられる。抵抗値は０．８３３Ω／ｍである。
【００８８】
エナメル層４６３ｂは、例えば１８０〜３００℃の耐熱性を有するポリエステルイミド
（ＰＥＩ）からなる。エナメル層４６３ｂの膜厚は、２０μｍ以下であり、本例では１２〜１３μｍである。このようなエナメル線４６３は、エナメル層４６３ｂの膜厚が極薄い０．０１〜０．０２ｍｍ程度であっても、電気用品技術基準である１０００Ｖで１分間以上の電気絶縁耐圧性能を十分確保することができる。また、エナメル層４６３ｂの材料として、ポリイミド（ＰＩ）またはポリアミドイミド（ＰＡＩ）を用いてもよい。
【００８９】
絶縁被覆層４６２は、例えば２６０℃の耐熱性を有するパーフロロアルコキシ混合物（以下ＰＦＡと称する）等のフッ素樹脂からなる。絶縁被覆層４６２の厚みは、例えば０．１〜０．１５ｍｍである。ＰＦＡからなる絶縁被覆層４６２の形成は、押出し加工により行うことができる。この場合、絶縁被覆層４６２の厚みが０．０５〜０．１ｍｍと薄くても、雷サージにも耐える電気絶縁耐圧性能を確保することができる。
【００９０】
なお、絶縁被覆層４６２の材料として、ポリイミド（ＰＩ）またはポリアミドイミド（ＰＡＩ）を用いてもよい。
【００９１】
線状ヒータ４６０の外径は、例えば０．４６〜０．５０ｍｍである。線状ヒータ４６０の電力密度は、例えば０．９５Ｗ／ｃｍ２である。
【００９２】
線状ヒータ４６０は、粘着層４５２ｂおよび例えばアルミニウムからなる金属箔４５３で覆うように金属箔４５１に取り付けられる。金属箔４５３の膜厚は、例えば５０μｍである。
【００９３】
このように、単一のエナメル線４６３上に絶縁被覆層４６２を形成することにより二重の絶縁構造を確保することができる。
【００９４】
また、絶縁被覆層４６２は比較的薄くても十分な絶縁性が得られる。したがって、絶縁被覆層４６２の厚さを薄くすることができる。上記の例では、線状ヒータ４６０の樹脂層（エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２）の厚さは、０．１２ｍｍ程度であり、極めて薄い。この場合、発熱線４６３ａから金属箔４５１および便座ケーシング４１０への熱伝導を極めて俊敏に行うことができる。
【００９５】
ちなみに従来の便座装置においては、線状ヒータのシリコーンゴムまたは塩化ビニール等からなる被覆チューブの厚さは、上記の例の約１０倍の１ｍｍ程度ある。このような被覆チューブの熱伝導速度は桁違いに遅く、便座の昇温速度を速くすることはできなかった。
【００９６】
従来の便座装置において便座の昇温速度を無理やり速くするためにヒータ線に大きい電力を供給した場合、断熱状態でヒータ線の温度を高くした場合と同様に、被覆チューブが溶融および焼損する。そのため、このような方法による便座の昇温は実用できなかった。
【００９７】
一方、本例のように耐熱性能に優れたエナメル線４６３をヒータ線として使用した場合、十分短時間で便座を昇温でき、かつ電気絶縁性および安全性を確保できる。したがって、本例の構造は、種々の便座装置に有効に実用することができる。
【００９８】
また、本例の構造では、エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２等からなる樹脂層を０．１〜０．４ｍｍ程度の薄い厚さで形成できる。それにより、発熱線４６３ａおよび樹脂層の絶対温度が低い温度に維持された状態で、便座を急速に昇温させることができる。その結果、高価な耐熱絶縁材料でなく比較的安価な絶縁材料を用いることができる。
【００９９】
また、本例においては、線状ヒータ４６０の熱を便座ケーシング４１０に効率よく伝達
するために、線状ヒータ４６０をアルミ箔４５１,４５２で挟んでいる。ここで、本例の線状ヒータ４６０においては、エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２を薄くできるので、線状ヒータ４６０の外径を細く(約φ０．２〜φ０．４)できる。この場合、アルミ箔４５１とアルミ箔４５２とを貼り合わせる際に、アルミ箔４５１とアルミ箔４５２との間の空気層を小さくすることができるとともに、アルミ箔４５１,４５２のしわを少なくすることができる。それにより、エナメル線４６３の局所高熱が抑制され、エナメル線４６３の断線および電気絶縁層（エナメル層４６３ｂおよび絶縁被覆層４６２）の損傷が防止される。その結果、便座装置１１０の長寿命化が可能になる。
【０１００】
また、エナメル線４６３を細くできるので、便座ヒータ４５０の重量を低減でき、便座開閉トルクを小さくすることができる。それにより、便座開閉用の電動開閉ユニットを小型化でき、便座装置１１０の小型化が可能となる。
【０１０１】
（３−ｇ）便座ヒータの構造の他の例
図１３は、上部便座ケーシング４１０に取り付けられる便座ヒータ４５０の構造の他の例を示す断面図である。
【０１０２】
図１３の例では、複数のエナメル線４６３が撚り合わされ、絶縁被覆層４６２で被覆されている。各エナメル線４６３は、例えば直径０．１ｍｍの発熱線４６３ａおよび膜厚１０μｍのエナメル層４６３ｂにより構成される。
【０１０３】
このように、複数のエナメル線４６３の束の周囲を取り囲むように絶縁被覆層４６２を形成することにより二重の絶縁構造を確保することができる。
【０１０４】
なお、図１３の例では、７本のエナメル線４６３が撚り合わされているが、エナメル線４６３の数は７本に限定されない。例えば、２本のエナメル線４６３およびエナメル層４６３ｂにより被覆されていない１本の発熱線４６３ａ（以下、単体発熱線４６３ａと称する。）を撚り合わせてもよい。
【０１０５】
この構成においては、例えば、局所高熱等により上記２本のエナメル線４６３のうちの一方のエナメル層４６３ｂが絶縁破壊された場合、そのエナメル線４６３の発熱線４６３ａと、上記の単体発熱線４６３ａとが電気的に接続される。したがって、この構成によれば、単体発熱線４６３ａを絶縁破壊検知線として用いることにより、エナメル層４６３ｂの絶縁破壊を検知することができる。それにより、２本のエナメル線４６３のうちいずれかのエナメル線４６３のエナメル層４６３ｂが絶縁破壊された場合には、すべての発熱線４６３ａへの通電を遮断することができる。
【０１０６】
つまり、複数本の撚り線のうち少なくとも１本をエナメル層４６３ｂのない非絶縁電線とすることにより、局所高熱等によりいずれかのエナメル線４６３のエナメル層４６３ｂが絶縁破壊された場合にも、その絶縁破壊を迅速に検知することができる。それにより、安全に発熱線４６３ａへの通電を遮断することができる。
【０１０７】
なお、上記においては、複数のエナメル線４６３を撚り合わせて用いた場合について説明したが、複数のエナメル線４６３を単に束ねて用いてもよい。
【０１０８】
また、複数本の発熱線４６３ａのうちの所定数の発熱線４６３ａに流れる電流の向きと残りの発熱線４６３ａに流れる電流の向きとを逆にしてもよい。この場合、一方向に流れる電流により発生する磁界と他方向に流れる電流により発生する磁界とが打ち消し合う。それにより、漏洩磁界の発生およびノイズの発生を抑制することができる。
【０１０９】
（３−ｈ）便座ヒータの構造のさらに他の例
図１４は、上部便座ケーシング４１０に取り付けられる便座ヒータ４５０の構造のさらに他の例を示す断面図である。
【０１１０】
図１４の例では、金属箔４５１と粘着層４５２ｂとの間に耐熱絶縁層４５５が形成される。また、粘着層４５２ｂと金属箔４５３との間に耐熱絶縁層４５６が形成される。耐熱絶縁層４５５は、例えば１５０℃の耐熱性を有する膜厚１２〜２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる。同様に、耐熱絶縁層４５５は、例えば１５０℃の耐熱性を有する膜厚１２〜２５μｍのＰＥＴからなる。
【０１１１】
このように、単一のエナメル線４６３上に絶縁被覆層４６２を形成するとともに耐熱絶縁層４５５，４５６を形成することにより三重絶縁構造を確保することができる。
【０１１２】
なお、図１４の便座ヒータ４５０において、単一のエナメル線４６３の代わりに複数のエナメル線４６３の束を用いてもよい。
【０１１３】
（３−ｉ）発熱線の被覆厚さ
図１５は、発熱線４６３ａの被覆厚さと便座部４００の各部の温度上昇との関係の測定結果を示す図である。図１５において、横軸は発熱線４６３ａの被覆厚さを表し、縦軸は通電開始から６秒後の温度上昇値［Ｋ］を表す。
【０１１４】
測定には、図１４の構造を有する便座ヒータ４５０を用いた。発熱線４６３ａの被覆厚さは、発熱線４６３ａとアルミニウム板４１３との間の厚さであり、本例では、エナメル層４６３ｂ、耐熱絶縁層４５５、粘着層４５２ａおよび塗装膜４１４の合計の厚さである。
【０１１５】
ここでは、６秒で約１０Ｋの便座部４００の着座面４１０Ｕの温度上昇を実用昇温性能とし、６秒で約１３Ｋの温度上昇を目標昇温性能とした。
【０１１６】
図１５において、丸印は便座部４００の着座面４１０Ｕの温度上昇値であり、三角印はアルミニウムからなる金属箔４５１の温度上昇値であり、四角印は絶縁被覆層４６２の温度上昇値である。
【０１１７】
図１５の結果から、発熱線４６３ａの被覆厚さが０．４ｍｍ以下の場合には、実用昇温性能が得られることがわかる。また、発熱線４６３ａの被覆厚さが０．２ｍｍ以下の場合には、目標昇温性能が得られることがわかる。したがって、発熱線４６３ａの被覆厚さは、０．４ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。
【０１１８】
（３−ｊ）絶縁被覆層の材料
次に、図１４の構造を有する３種類の便座ヒータ４５０に交流１００Ｖの電圧を印加して発熱線４６３ａの温度を測定した。
【０１１９】
第１の便座ヒータ４５０では、絶縁被覆層４６２の材料として膜厚１００μｍおよび耐熱温度２６０℃のＰＦＡを用い、耐熱絶縁層４５５，４５６の材料としてそれぞれ膜厚２５μｍおよび耐熱温度１５０℃のＰＥＴを用いた。第２の便座ヒータ４５０では、絶縁被覆層４６２の材料として膜厚３５〜４０μｍおよび耐熱温度３５０℃のＰＩ巻被覆を用い、耐熱絶縁層４５５，４５６の材料としてそれぞれ膜厚２５μｍおよび耐熱温度１５０℃のＰＥＴを用いた。第３の便座ヒータ４５０では、絶縁被覆層４６２の材料として膜厚３５〜４０μｍおよび耐熱温度３５０℃のＰＩ巻被覆を用い、耐熱絶縁層４５５，４５６の材料としてそれぞれ膜厚３〜６μｍおよび耐熱温度９０℃のアクリル樹脂を用いた。
【０１２０】
第１の便座ヒータ４５０については、発熱線４６３ａの温度がＰＦＡからなる絶縁被覆層４６２の耐熱温度２６０℃よりも低い１６２．３℃となった。第２の便座ヒータ４５０については、発熱線４６３ａの温度がＰＩからなる絶縁被覆層４６２の耐熱温度３５０℃よりも低い１５５．４℃となった。第３の便座ヒータ４５０については、発熱線４６３ａの温度がＰＩからなる絶縁被覆層４６２の耐熱温度３５０℃よりも低い１２５．７℃となった。
【０１２１】
これらの結果から、絶縁被覆層４６２の材料として、ＰＦＡだけでなく、ＰＩ等の他の樹脂を用いることができることがわかった。
【０１２２】
（３−ｋ）線状ヒータ４６０とリード線４７０との接続方法
図１６は、線状ヒータ４６０とリード線４７０との接続方法を示す図である。図１７は、線状ヒータ４６０とリード線４７０との接続部の断面図である。図１８は、熱カシメの方法を示す図である。
【０１２３】
図１６および図１７に示すように、リード線４７０の芯線は端子４７１に接続されている。端子４７１がＵ字形状に折曲され、線状ヒータ４６０の屈曲された先端部が端子４７１のＵ字形状の折曲部内に挿入される。
【０１２４】
この状態で、図１８に示すように、端子４７１のＵ字形状の折曲部を一対の電極ＥＬ１，ＥＬ２で挟み込む。一対の電極ＥＬ１，ＥＬ２で端子４７１のＵ字形状の折曲部を押圧しつつトランスＴＳから電極ＥＬ１，ＥＬ２を通して端子４７１および線状ヒータ４６０に電流を供給する。それにより、図１７に示すように、絶縁被覆層４６２および線状ヒータ４６０のエナメル層４６３ｂが溶融する。その結果、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａが接触点４６３Ｃで端子４７１に接触する。
【０１２５】
図１６に示すように、リード線４７０の端子４７１と線状ヒータ４６０との接続部４７５には例えば厚さ１２μｍのポリイミド薄膜からなる耐熱シート４８０が２〜３回巻き付けられる。さらに、リード線４７０の端子４７１と線状ヒータ４６０との接続部４７５は、シリコーン樹脂で被覆され、図５〜図１４の金属箔４５１，４５３間に挟み込まれる。
【０１２６】
このように、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａの熱が金属箔４５１，４５３およびリード線４７０の端子４７１に伝導する。それにより、発熱線４６３ａの局部過熱および断線が防止され、便座ヒータ４５０の均熱性が確保される。
【０１２７】
また、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａとリード線４７０の端子４７１との接続部４７５が耐熱シート４８０およびシリコーン樹脂の二重絶縁構造を有する。この場合、接続部４７５の熱が耐熱シート４８０およびシリコーン樹脂を通して便座ヒータ４５０の金属箔４５１，４５３に伝導する。それにより、十分な絶縁性を確保しつつ発熱線４６３ａの局部過熱および断線が防止される。
【０１２８】
さらに、線状ヒータ４６０の発熱線４６３ａとリード線４７０の端子４７１とが熱カシメにより接続されるので、薄く確実な電気的接続が実現される。また、発熱線４６３ａの浮き上がりが防止されるので、発熱線４６３ａの局部過熱および断線が防止される。
【０１２９】
なお、便座部４００の安全性確保のために、便座装置１１０には２つの安全回路が内蔵されている。１つの安全回路は、便座ヒータ４５０の一方のリード線４７０とプリント基板２３０内部の便座ヒータ絶縁破壊検知回路との間に接続され、他の１つの安全回路は、便座ヒータ４５０の両方のリード線４７０と便座ヒータ断線検出回路との間に接続されて
いる。いずれの安全回路も便座ヒータ４０２に異常が発生したときに使用者の感電を防止するために用いるものである。
【０１３０】
便座ヒータ絶縁破壊検知回路は、便座ヒータ４５０が異常発熱した際の絶縁被覆層４６２溶融時に便座ヒータ４５０と金属箔４５１の間に電流が流れることを検出するものである。また、便座ヒータ断線検出回路は、便座ヒータ４５０両端に発生する電圧波形が便座ヒータ４５０断線時には発生しなくなることを検出するものである。ヒータ駆動部４０２は、２つの安全回路の両方が正常状態を検出しているときにのみ便座ヒータ４５０に通電を行う。
【０１３１】
（３−ｌ）便座ヒータの動作
次に、便座ヒータ４５０の動作について説明する。便座ヒータ４５０のヒータ始端部４６０ａとヒータ終端部４６０ｂとの間に一定の電圧が印加されると、内部の発熱線４６３ａを電流が流れ、この発熱線４６３ａが発熱する。このとき、発生した熱は、発熱線４６３ａからエナメル層４６３ｂおよび金属箔４５１，４５３を通って上部便座ケーシング４１０の着座面４１０Ｕに伝導する。
【０１３２】
線状ヒータ４６０は、絶縁被覆層４６２が２６０℃程度の耐熱性を有するＰＦＡにより形成されるため、絶縁被覆層４６２の厚みが例えば０．１〜０．１５ｍｍと薄くても、発熱線４６３ａの１００〜１５０℃への急速昇温時にもエナメル層４６３ｂが破壊されることが防止される。したがって、線状ヒータ４６０から着座面４１０Ｕへの熱伝導を迅速に進行させることにより、着座面４１０Ｕを急速に昇温させることができる。
【０１３３】
この場合、線状ヒータ４６０への通電開始から所定の最適温度に到達するのは５〜６秒と短時間であり、例えば、使用者がトイレットルームに入室して着座面４１０Ｕに着座するまでに要する７〜８秒より短時間である。したがって、使用者がトイレットルームに入室したことを入室検知センサ６００により検知されると同時に線状ヒータ４６０に通電を開始しても、使用者が着座するまでには着座面４１０Ｕを十分に最適温度に到達させることができる。
【０１３４】
さらに、図７の着座面４１０Ｕの内側の領域Ｇ３および外側の領域Ｇ１は、中央部の領域Ｇ２に比べて放熱性が高い。本実施の形態では、内側の領域Ｇ３および外側の領域Ｇ１では、中央部の領域Ｇ２に比べて線状ヒータ４６０が密に配列される。したがって、使用者が着座面４１０Ｕに着座した瞬間に温度むらおよび冷感を感じることがない。
【０１３５】
一方、線状ヒータ４６０は、全長１０ｍ程度と長く、発熱線４６３ａの急速昇温に伴って急速な膨張が発生し、結果として長さ方向に伸張する。また、通電が停止された場合は、発熱線４６３ａの温度が低下し、収縮により元の長さに戻る。つまり、発熱線４６３ａには熱膨張および熱収縮による熱応力歪が反復して形成される。
【０１３６】
線状ヒータ４６０と金属箔４５１，４５３との密着が弱く、または線状ヒータ４６０と着座面４１０Ｕとの間に隙間が形成された場合、熱応力歪全体がそれらのうちの最も動きやすい箇所に集中する。その結果、線状ヒータ４６０に比較的強い屈伸運動が発生し、その応力疲労の蓄積により発熱線４６３ａの破断といった線状ヒータ４６０の破損が発生する。
【０１３７】
本例では、線状ヒータ４６０に熱応力緩衝部として複数の折曲部が形成されるので、これらの折曲部が全体の熱応力歪を細かく分散させるとともに、折曲部が熱応力歪を吸収する作用をも果たす。したがって、折曲部での熱応力は極めて小さく、結果として微小な屈伸の発生に留まる。その結果、発熱線４６３ａの破断という事態には至らず、線状ヒータ
４６０の長寿命化および耐久性が向上する。
【０１３８】
なお、比較的放熱の多い着座面４１０Ｕの内側の領域Ｇ３および外側の領域Ｇ１では、中央部の領域Ｇ２に比べて線状ヒータ４６０の間隔を大きくし、折曲部の数を少なくてもよい。
【０１３９】
上記のように、線状ヒータ４６０の全長はほぼ１０ｍと長く、かつ線状ヒータ４６０には折曲部が形成される。そのため、着座面４１０Ｕへの線状ヒータ４６０の装着時に、これらの線状ヒータ４６０の配列を維持および固定化する必要がある。線状ヒータ４６０を金属箔４５１，４５３で挟持した状態で線状ヒータ４６０を金属箔４５１，４５３に密着させることによりユニット化された便座ヒータ４５０が構成される。したがって、線状ヒータ４６０の配列を強固に維持した状態で線状ヒータ４６０を着座面４１０Ｕに接着することができる。
【０１４０】
また、金属箔４５１，４５３により線状ヒータ４６０が挟持されるように構成されるので、金属箔４５１，４５３により均等に熱分散が行われる。それにより、線状ヒータ４６０が高温化することを防止することができる。また、着座面４１０Ｕが均熱化されるとともに、便座ヒータ４５０の破損が防止される。
【０１４１】
（３−ｍ）便座装置の通電シーケンス
便座ヒータ４５０の駆動の制御は、便座ヒータ４５０を駆動する電力を大きく３つに変化させることにより行う。
【０１４２】
例えば、便座部４００を第１の温度勾配で昇温させる場合、図３のヒータ駆動部４０２は約１２００Ｗの電力で便座ヒータ４５０を駆動する（１２００Ｗ駆動）。
【０１４３】
前述のように、便座ヒータ４５０の抵抗値は０．８３３Ω／ｍであり、全長１０ｍである。したがって、便座ヒータ４５０の抵抗値は８．３３Ωとなる。この抵抗値を有する便座ヒータ４５０に交流１００Ｖが印加されると、（１００Ｖ×１００Ｖ）÷８．３３Ω＝１２００Ｗの電力が発生する。すなわち、便座ヒータ４５０に交流電源の全周期に渡って電流を流すことにより、１２００Ｗの電力が発生する。
【０１４４】
また、便座部４００を第１の温度勾配よりもやや緩やかな第２の温度勾配で昇温させる場合、ヒータ駆動部４０２は約６００Ｗの電力で便座ヒータ４５０を駆動する（６００Ｗ駆動）。さらに、便座部４００の温度を一定に保つ場合、ヒータ駆動部４０２は約５０Ｗの電力で便座ヒータ４５０を駆動する（低電力駆動）。なお、低電力駆動とは、１２００Ｗ駆動および６００Ｗ駆動に比べて十分に低い電力（例えば、０Ｗ〜５０Ｗの範囲内の電力）により便座ヒータ４５０を駆動することをいう。
【０１４５】
１２００Ｗ駆動、６００Ｗ駆動および低電力駆動の切替えは、制御部９０の通電率切替回路が、ヒータ駆動部４０２から便座ヒータ４５０への通電を制御することにより行われる。
【０１４６】
ヒータ駆動部４０２には図示しない電源回路から交流電流が供給されている。そこで、ヒータ駆動部４０２は、通電率切替回路から与えられる通電制御信号に基づいて供給された交流電流を便座ヒータ４５０に流す。
【０１４７】
図１９は、便座ヒータ４５０の駆動例および便座部４００の表面温度の変化を示す図である。
【０１４８】
図１９においては、便座部４００の表面温度と時間との関係を示すグラフと、便座ヒータ４５０を駆動する際の通電率と時間との関係を示すグラフとが示されている。これら２つのグラフの横軸は共通の時間軸である。
【０１４９】
本例では、使用者が予め暖房機能をオンし、便座設定温度を高く（３８℃）設定した場合を想定する。
【０１５０】
冬季等室温が待機温度である１８℃よりも低い場合、制御部９０（図３）は、便座部４００の温度を１８℃となるように温度調整する。このように、制御部９０は、入室検知センサ６００により使用者の入室が検知されるまでの待機期間Ｄ１の間、便座部４００の表面温度が１８℃で一定となるように、便座ヒータ４５０の低電力駆動を行う。この待機温度を調整するための便座ヒータ４５０への低電力駆動の制御はサーミスタ４０１ａで検知する温度測定部４０１による便座部４００の測定温度値に基づいて行われる。
【０１５１】
次に、制御部９０は、時刻ｔ１で入室検知センサ６００により使用者の入室が検知された場合、突入電流低減期間Ｄ２の間、６００Ｗ駆動を行う。なお、この６００Ｗ駆動は、突入電流を十分に低減するために行う。この場合、便座部４００の表面温度はやや緩やかな第２の温度勾配で上昇される。
【０１５２】
その後、制御部９０は、突入電流低減期間Ｄ２の経過後の時刻ｔ２で、便座ヒータ４５０の１２００Ｗ駆動を開始し、第１の昇温期間Ｄ３の間便座ヒータ４５０の１２００Ｗ駆動を継続する。この場合、便座部４００の表面温度は上述の第１の温度勾配で上昇される。
【０１５３】
第１の温度勾配は非常に急激な上昇であるため、便座部４００に設置したサーミスタ４０１ａの温度検知に基づく制御では対応できないため、第１の昇温期間Ｄ３は予め実験に基づいて設定した時間を制御部９０に記憶させ、設定した第１の昇温期間Ｄ３を正確に計測して便座ヒータ４５０に通電する時間制御による駆動を行う。特に、通電時間は秒以下のレベルで正確に制御することが必要であり、後述の（３−ｎ）便座装置の通電時間計測手段で詳細を記述する。
【０１５４】
ここで、便座部４００の表面温度は急激に上昇される。便座ヒータ４５０の１２００Ｗ駆動は、便座部４００の表面温度が予め設定した所定温度（例えば３０℃）に達するまで行われる。もちろん、この所定温度は暖房温度として設定された温度であってもよいが、この所定温度は暖房温度にまで十分に上昇した温度でなく、それよりも低くても、使用者が着座した際に冷たいという不快感情を生じない最低限界の温度（限界温度）であればよい。この限界温度は、発明者らの実施した被験者実験により約２９℃であることがわかっている。
【０１５５】
このように、第１の昇温期間Ｄ３においては、便座部４００の表面温度が１２００Ｗ駆動により迅速に限界温度まで上昇される。それにより、使用者は便座部４００を冷たいと感じることなく便座部４００に着座することができる。
【０１５６】
また、上述のように、便座部４００の表面温度を急激に上昇させると、その温度変化にオーバーシュートが生じる。しかしながら、本例では、便座部４００の表面温度が所定温度に達したときに便座ヒータ４５０の１２００Ｗ駆動を６００Ｗ駆動に切替える。したがって、便座部４００の表面温度の変化がオーバーシュートした場合でも、その表面温度は便座設定温度を超えない。その結果、使用者が着座時に便座部４００を熱いと感じることが防止される。
【０１５７】
続いて、制御部９０は、第１の昇温期間Ｄ３の経過後の時刻ｔ３で、便座ヒータ４５０の６００Ｗ駆動を開始し、第２の昇温期間Ｄ４の間便座ヒータ４５０の６００Ｗ駆動を継続する。この場合、便座部４００の表面温度は上述の第２の温度勾配で上昇される。
【０１５８】
便座ヒータ４５０の６００Ｗ駆動は、便座部４００の表面温度が便座設定温度（３８℃）に達するまで行われる。
【０１５９】
第２の昇温期間Ｄ４の便座ヒータ４５０の駆動も、前述の第１の昇温期間Ｄ３と同様に予め設定した時間を通電する時間制御で行う。
【０１６０】
第２の温度勾配は第１の温度勾配よりも緩やかである。これにより、便座部４００の表面温度の変化に大きなオーバーシュートが生じることが防止される。制御部９０は、第２の昇温期間Ｄ４の経過後の時刻ｔ４で、便座ヒータ４５０の低電力駆動を開始し、第１の維持期間Ｄ５の間便座ヒータ４５０の低電力駆動を継続する。それにより、便座部４００の表面温度が便座設定温度で一定となる。
【０１６１】
制御部９０は、時刻ｔ５で着座センサ２９０により使用者の便座部４００への着座が検知された場合、低電力駆動の通電率を低下させ、第１の着座期間Ｄ６の間便座部４００の表面温度が便座設定温度を維持するように便座ヒータ４５０の低電力駆動を継続する。本例では、第１の着座期間Ｄ６は約１０分に設定される。
【０１６２】
また、制御部９０は、第１の着座期間Ｄ６の経過後の時刻ｔ６で、低電力駆動の通電率をさらに低下させ、第２の着座期間Ｄ７の間便座部４００の表面温度が便座設定温度よりもやや低い温度（３６℃）に低下するように便座ヒータ４５０の低電力駆動を継続する。本例では、第２の着座期間Ｄ７は約２分に設定される。
【０１６３】
制御部９０は、第２の着座期間Ｄ７の経過後の時刻ｔ７で、低電力駆動の通電率をさらに低下させ、第２の維持期間Ｄ８の間便座部４００の表面温度が便座設定温度よりもやや低い温度（３６℃）で一定となるように便座ヒータ４５０の低電力駆動を継続する。以下の説明では、第２の維持期間Ｄ８において一定に維持される期間便座部４００の表面温度、すなわち便座設定温度よりもやや低い温度を維持温度と称する。
【０１６４】
このように、本例では、使用者が便座部４００に着座した後、制御部９０が徐々に便座部４００の表面温度を低下させる。それにより、使用者が低温やけどすることが防止される。
【０１６５】
制御部９０は、時刻ｔ８で着座センサ２９０により使用者が便座部４００から離れたことを検知すると、停止期間Ｄ９の間便座ヒータ４５０の駆動を停止する。それにより、便座部４００の表面温度が低下する。
【０１６６】
制御部９０は、便座部４００の表面温度が１８℃に達した時刻ｔ９で、再び便座ヒータ４５０の低電力駆動を開始し、便座部４００の表面温度が１８℃で一定となるように待機期間Ｄ１０の間便座ヒータ４５０の低電力駆動を維持する。
【０１６７】
このように温度勾配が徐々に緩やかになる場合、便座部４００の温度変化により生じるオーバーシュートを十分に小さくすることができる。
【０１６８】
本例では、使用者の便座部４００への着座後、便座ヒータ４５０の駆動に用いる電力を調整することにより便座部４００の表面温度を徐々に低下させているが、便座ヒータ４５０の駆動は使用者の便座部４００への着座時に停止してもよい。この場合においても、使
用者が低温やけどすることが防止される。
【０１６９】
上記のように、本例では、時刻ｔ８に使用者が便座部４００から離れたことが検知されることにより便座ヒータ４５０の駆動が停止される旨を説明したが、便座ヒータ４５０の駆動の停止は、使用者が便座部４００から離れたことが検知された時刻ｔ８から一定時間（例えば１分間）経過後に行われてもよい。この場合、一度使用者が便座部４００から離れた後に再度便意をもよおし、再度便座部４００に着座する際にも、便座部４００の表面温度が低下しない。これにより、使用者は快適に便座部４００に着座することができる。
【０１７０】
１２００Ｗ駆動時、６００Ｗ駆動時および低電力駆動時における便座ヒータ４５０への通電状態を通電率切替回路の通電制御信号とともに説明する。
【０１７１】
以下の説明において、通電率とは交流電流の１周期に対して便座ヒータ４５０に交流電流を流す時間の割合をいう。
【０１７２】
図２０（ａ）は１２００Ｗ駆動時に便座ヒータ４５０を流れる電流の波形図、図２０（ｂ）は１２００Ｗ駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部４０２に与えられる通電制御信号の波形図である。
【０１７３】
図２０（ｂ）に示すように、１２００Ｗ駆動時における通電制御信号は常に論理「１」となる。ヒータ駆動部４０２は通電制御信号が論理「１」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ４５０に流す（図２０（ａ）太線部）。それにより、全周期の期間に渡って交流電流が便座ヒータ４５０に流れる。その結果、便座ヒータ４５０が約１２００Ｗの電力で駆動される。
【０１７４】
図２１（ａ）は６００Ｗ駆動時に便座ヒータ４５０を流れる電流の波形図、図２１（ｂ）は６００Ｗ駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部４０２に与えられる通電制御信号の波形図である。
【０１７５】
図２１（ｂ）に示すように、６００Ｗ駆動時における通電制御信号は、ヒータ駆動部４０２に供給される交流電流と同じ周期のパルスからなる。パルスのデューティー比は５０％に設定される。
【０１７６】
ヒータ駆動部４０２は通電制御信号が論理「１」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ４５０に流す（図２１（ａ）太線部）。それにより、半周期の期間交流電流が便座ヒータ４５０に流れる。その結果、便座ヒータ４５０が約６００Ｗの電力で駆動される。
【０１７７】
図２２（ａ）は低電力駆動時に便座ヒータ４５０を流れる電流の波形図、図２２（ｂ）は低電力駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部４０２に与えられる通電制御信号の波形図である。
【０１７８】
図２２（ｂ）に示すように、低電力駆動時における通電制御信号は、ヒータ駆動部４０２に供給される交流電流と同じ周期のパルスからなる。パルスのデューティー比は５０％よりも小さく（例えば数％程度）に設定される。
【０１７９】
ヒータ駆動部４０２は通電制御信号が論理「１」のときに電源回路から供給される交流電流を便座ヒータ４５０に流す（図２２（ａ）太線部）。各周期においては、パルス幅に相当する期間交流電流が便座ヒータ４５０に流れる。その結果、便座ヒータ４５０が例えば約５０Ｗの電力で駆動する。
【０１８０】
上記の他、便座部４００の温度を低くする場合、または便座装置１１０の暖房機能をオフしている場合等には、通電率切替回路はヒータ駆動部４０２に通電制御信号を与えない（通電制御信号を論理「０」に設定する）。これにより、ヒータ駆動部４０２は便座ヒータ４５０を駆動しない。
【０１８１】
ここで、一般に、電子機器に供給される電流が高調波成分を有する場合、ノイズが発生する。本例では、上述のように便座ヒータ４５０の１２００Ｗ駆動または６００Ｗ駆動を行う場合には、便座ヒータ４５０に供給される電流がサインカーブを描くように変化するので、電流の大きさが大きくなってもノイズの発生が十分に低減される。
【０１８２】
また、便座ヒータ４５０の低電力駆動を行う場合、便座ヒータ４５０に供給される電流は高調波成分を有するが、電流の大きさが１２００Ｗ駆動時および６００Ｗ駆動時に比べて非常に小さいので、ノイズの発生が十分に低減される。
【０１８３】
上記のように、本実施の形態では、便座ヒータ４５０を１２００Ｗ、６００Ｗおよび約５０Ｗの電力で駆動するとしているが、他の大きさの電力で便座ヒータ４５０を駆動してもよい。
【０１８４】
例えば、便座ヒータ４５０に半周期の期間交流電流を流す場合には、交流電流を流すタイミングを２周期または３周期等所定の周期の間隔で設定する。それにより、１２００Ｗ、６００Ｗおよび約５０Ｗとは異なる大きさの電力で、ノイズの発生を十分に防止しつつ便座ヒータ４５０を駆動することができる。
【０１８５】
なお、本例では、制御部９０は通電制御信号が論理「１」のときに便座ヒータ４５０に電流を供給し、通電制御信号が論理「０」のときに便座ヒータ４５０への電流の供給を停止しているが、通電制御信号が論理「１」のときに便座ヒータ４５０への電流の供給を停止し、通電制御信号が論理「０」のときに便座ヒータ４５０に電流を供給してもよい。
（３−ｎ）便座装置の通電時間計測手段  
前述のように本実施の形態の便座装置１１０においては、便座ヒータ４５０の駆動の多くは予め設定した時間により制御されるため、時間の計測がずれると便座部４００の温度が所定値を超えて危険が生じたり、所定値に達しないため不快を感じる等の不都合が生じる。そこで、時間の計測がずれないように、制御部９０では、２つの計測源にて便座ヒータ４５０のオンの時間を計測する。
【０１８６】
図２３は制御部９０による便座ヒータ４５０の通電シーケンスのフローチャートである。
【０１８７】
図２３に示すように、制御部９０は、第１の計測手段の計測値と規定時間を比較する（ステップＳ１）。ここで規定時間とは、前述の図２０における、便座ヒータ４５０の駆動における突入電流低減期間Ｄ２、第１の昇温期間Ｄ３、第２の昇温期間Ｄ４等を指す。
【０１８８】
例えば、突入電流低減期間の６００Ｗ駆動を行う場合、第１の計測手段の計測値が規定時間（突入電流低減期間Ｄ２）を超過している場合は、次の通電パターン（便座ヒータ４５０の１２００Ｗ駆動）へ移行する（ステップＳ３）。
【０１８９】
第１の計測手段の計測値が規定時間を超過していない場合は、第２の計測手段の計測値と規定時間を比較する（ステップＳ２）。第２の計測手段の計測値が規定時間を超過している場合は、次の通電パターン（便座ヒータ４５０の１２００Ｗ駆動）へ移行する（ステップＳ３）。
【０１９０】
第２の計測手段の計測値が規定時間を超過していない場合は、現在の通電パターン（突入電流低減期間の６００Ｗ駆動）を継続する（ステップＳ４）。
【０１９１】
このように、少なくとも一方の計測値が規定時間を超過すると、次の通電パターンに移行するため、時間計測の精度を向上させることが可能となる。よって便座の温度制御の信頼性が向上する。
【０１９２】
便座ヒータ４５０の駆動の時間を計測する計測源の例として、１つは制御部９０のプログラムの実効速度を規定する発振子、もう１つは交流電圧の周期が挙げられる。このような異なる２つの計測源を用いることにより、どちらか一方の時間計測が長くなる方向にばらついた場合であっても、正確に通電時間を計測することができる。
【０１９３】
特に、便座に１２００Ｗ通電される時間が正確に計測されるため過昇がより確実に防止される。これにより、さらに機器の安全性が向上する。
【０１９４】
また、本実施の形態においては安全装置として、便座ヒータ４５０が１２００Ｗ通電される時間を計測し、所定時間を超えると、強制的にヒータへの通電を遮断もしくは制限することによって、より確実に安全性を確保している。
【０１９５】
（３−o）便座装置に関する効果
本実施の形態の便座装置１１０においては、高容量の便座ヒータ４５０を駆動することにより短時間に便座部４００を昇温することができるとともに、便座ヒータ４５０の駆動を時間制御で行うことにより安全性を確保することができる。
【０１９６】
しかも、制御部９０においては２つの計測源にて便座ヒータ４５０の駆動時間を計測することにより、便座の温度制御の信頼性が向上する。
【０１９７】
特に、便座に１２００Ｗ通電される時間が正確に計測されるため過昇温がより確実に防止される。これにより、さらに便座装置の安全性が向上する。
【０１９８】
また安全装置として、便座ヒータ４５０が１２００Ｗ通電される時間を計測し、所定時間を超えると、強制的にヒータへの通電を遮断もしくは制限することによって、より確実に安全性をことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９９】
本発明の便座装置は、高容量の加熱手段で便座を短時間に安全に昇温することができるので、間欠的に短時間使用する他の暖房器具等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２００】
【図１】本発明の一実施の形態に係る便座装置およびそれを備えるトイレ装置を示す外観斜視図
【図２】図１の遠隔操作装置の正面図
【図３】便座装置の構成を示す模式図
【図４】便座部の分解斜視図
【図５】（ａ）第１の例の便座部の便座ヒータの平面図（ｂ）は（ａ）の領域の拡大平面図
【図６】第１の例の便座部の平面図
【図７】図６の便座部のＣ７３−Ｃ７３断面図
【図８】（ａ）第２の例の便座部の便座ヒータの平面図（ｂ）は（ａ）の領域の拡大平面図
【図９】第２の例の便座部の平面図
【図１０】（ａ）第３の例の便座部の便座ヒータの平面図（ｂ）は（ａ）の一部の拡大断面図
【図１１】第４の例の便座部の便座ヒータの平面図
【図１２】上部便座ケーシングに取り付けられる便座ヒータの構造の一例を示す断面図
【図１３】上部便座ケーシングに取り付けられる便座ヒータの構造の他の例を示す断面図
【図１４】上部便座ケーシングに取り付けられる便座ヒータの構造のさらに他の例を示す断面図
【図１５】発熱線の被覆厚さと便座部の各部の温度上昇との関係の測定結果を示すグラフ
【図１６】線状ヒータとリード線との接続方法を示す模式図
【図１７】線状ヒータとリード線との接続部の断面図
【図１８】熱カシメの方法を示す模式図
【図１９】便座ヒータの駆動例および便座部の表面温度の変化を示すグラフ
【図２０】（ａ）１２００Ｗ駆動時に便座ヒータを流れる電流の波形図（ｂ）１２００Ｗ駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部に与えられる通電制御信号の波形図
【図２１】（ａ）６００Ｗ駆動時に便座ヒータを流れる電流の波形図（ｂ）６００Ｗ駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部に与えられる通電制御信号の波形図
【図２２】（ａ）低電力駆動時に便座ヒータを流れる電流の波形図（ｂ）低電力駆動時に通電率切替回路からヒータ駆動部に与えられる通電制御信号の波形図
【図２３】制御部による便座の通電シーケンスのフローチャート
【符号の説明】
【０２０１】
９０  制御部（制御手段）
１１０  便座装置
４００  便座部（便座）
４５０  便座ヒータ（加熱手段）
Ｄ２  突入電流低減期間（規定時間）
Ｄ３  第１の昇温期間（規定時間）
Ｄ４  第２の昇温期間（規定時間）
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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