(57)【要約】【課題】人体の背面から着座位置に係わらず常に一定の熱量の温風を送風する快適なトイレ暖房装置を提供する。【解決手段】空気を送風する送風ファンと、該送風ファンにより送風された空気を加熱し温風とするためのヒータと、便座の後方に設けた送風ダクトと、送風ダクトと着座した使用者までの距離を測定できる距離検出手段と前記送風ファンの回転数と前記ヒータの発熱量を前記距離検出手段の出力に応じて制御する制御部とからトイレ暖房装置を構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を送風する送風ファンと、該送風ファンにより送風された空気を加熱し温風とするためダクト内に配置されたヒータと、前記ダクトと連通し便座に座った使用者に向かって温風を送風する吹き出し口と、前記吹き出し口から使用者までの距離を測定する距離検出手段と、前記距離検出手段の結果に基づいて前記ヒータの発熱量を制御する制御部と、から構成されるトイレ暖房装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記距離検出手段の結果に基づいて前記送風ファンの回転数と前記ヒータの発熱量を制御することを特徴とする請求項１記載のトイレ暖房装置
【請求項３】
前記便座後方に前記距離検出手段を設けたことを特徴とする請求項１，２何れか１項記載のトイレ暖房装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記距離検出手段の結果に基づいて送風ファンの回転数を制御し風量を可変すると共に風温を維持するようヒータへの通電量を制御することを特徴とする請求項２乃至３何れか１項記載のトイレ暖房装置。
【請求項５】
前記制御部は前記距離検出手段の測定距離の減少に応じて送風継続時間を短くしたことを特徴とする請求項１乃至４何れか１項記載のトイレ暖房装置。
【請求項６】
前記距離検出手段の測定結果が所定の距離以上の時、前記吹き出し口からの送風を停止することを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載のトイレ暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トイレ内の暖房用として温風発生装置からの温風を便座後方に配置した流出口から便座に着座した使用者の臀部に向かって送風するトイレ暖房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冬場の寒い時期でも使用者が快適に排便できるよう本体ケースの前面に縦長の透孔を複数備え、透孔から人体に温風を送風する便器装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
便器装置は、本体ケース内部に配置された送風ファンと温風ヒータを兼用し局部乾燥用温風送出通路と暖房用温風送出通路を切替ることにより、局部と人体背面に向けて温風を送風している。
【０００３】
【特許文献１】
実公昭６０−１１１８９号公報（第１−２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の便器装置のように本体ケースに透孔が設けられている場合、使用者の着座位置、着座姿勢の違いにより吹き出し口から皮膚までの距離が定まらず、低温下では透孔から吹き出した温風が拡散し、全ての使用者に一定の熱量を供給できないため、快適な温熱感覚を提供することができなかった。
その結果、透孔に近く着座する使用者に長時間温風を送風すると低温火傷の危険性が生じたり、遠くに着座する人には大気中で熱量を奪われた涼風が皮膚に到達しかえって寒さを与えたりするなどの不快感を与えるという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、便座に着座した使用者の位置を検知する測距手段を有し、測距手段の測定結果に基づき、温風の送風形態を調節するトイレ暖房装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
本発明においては、上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、空気を送風する送風ファンと、該送風ファンにより送風された空気を加熱し温風とするためダクト内に配置されたヒータと、前記ダクトと連通し便座に座った使用者に向かって温風を送風する吹き出し口と、前記吹き出し口から使用者までの距離を測定する距離検出手段と、前記距離検出手段の結果に基づいて前記ヒータの発熱量を制御する制御部と、から構成されるトイレ暖房装置。
【０００７】
本発明では、吹き出し口と使用者までの距離を測定し、制御部でその距離に応じた送風形態を選択後、前記送風形態に応じたヒータの発熱量を演算し、通電量を制御するため、便座後方に着座した際熱く感じたり、低温火傷になることが無く、また便座前方に着座した際にも暖かい風を供給することができ、常に使用者に同一の温熱感覚を提供できる快適なトイレ暖房装置となる。
【０００８】
本発明において請求項２記載の発明は、前記制御部は、前記距離検出手段の結果に基づいて前記送風ファンの回転数と前記ヒータの発熱量を制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、吹き出し口と使用者までの距離を測定し、制御部でその距離に応じた送風形態を選択後、前記送風形態に応じた送風ファンの回転数、ヒータの発熱量を演算し、通電量を制御するため、便座前側に着座した使用者に対し温風が大気中に拡散され届かなかったり、便座後方側に着座した際に熱さを感じたりすることが無く、あらゆる使用者が同一の温熱感覚となる快適なトイレ暖房装置を提供できる。
【００１０】
本発明において請求３記載の発明は、前記便座後方に前記距離検出手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、便座後方に距離検出手段を設けたため、常に使用者に対し直交する角度から距離を測定でき、吹き出し口からトイレ使用者の皮膚までの距離を正確に把握できる。
従って、着座位置が変わらず、汚物排泄行為やトイレ装置の使用等に伴う着座姿勢の変化も把握できるため、トイレ使用中に万が一吹き出し口付近に体が近づいた場合にもその距離を正確に測定でき、その結果に基づいて使用者が受ける単位時間あたりの温風の熱量即ち風量と風温の積が低減でき、安全なトイレ暖房装置となる。
特に、距離検出手段は使用者の衣服との干渉による誤動作防止のため、吹き出し口の周辺かつ指向性を吹き出し方向と略一致するように配置するのが望ましい。
【００１２】
本発明において請求項４記載の発明は、前記制御部は、前記距離検出手段の結果に基づいて送風ファンの回転数を制御し風量を可変すると共に風温を維持するようヒータへの通電量を制御することを特徴とする。
【００１３】
本発明では、使用者の着座位置によって供給する単位時間あたりの熱量を風量を可変にし、風温を一定に保持して行っているため、突発的に吹き出し口付近に近づいた場合にも高温の風が送風されることがなく火傷する恐れが無い。また、送風ダクト内の温度変化が小さいことから部材の耐熱設計が容易になり、信頼性を確保できるトイレ暖房装置が可能である。
【００１４】
本発明において請求項５記載の発明は、前記制御部は前記距離検出手段の測定距離の減少に応じて送風継続時間を短くしたことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、異なる着座位置の使用者が受ける総熱量即ち風量と風温と送風継続時間の積を送風継続時間によって制御しているため、、例えば着座位置が深く吹き出し口までの距離が近い使用者に対しては送風継続時間を短くし、一方着座位置が前よりの人には送風継続時間を長くするため風量、風温を火傷しない程度に設定すればあらゆる使用者に快適且つ安全なトイレ暖房装置を提供できる。また、送風ファン、ヒータへの通電量の細かい制御が不要になり省設計が可能になる。
【００１６】
本発明において請求項６記載の発明は、前記距離検出手段の測定結果が所定の距離以上の時、前記吹き出し口からの送風を停止することを特徴とする。
【００１７】
本発明では、使用者と吹き出し口の距離が予め想定していた距離よりも遠い場合は送風を停止するため、送風ファンの回転数を増加させても風量が変わらず暖か感を提供できなかったり、風量が大きくなり吹き出し口周辺の低温の空気を巻き込む温度ムラによる不快感を与えることもない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例に係るトイレ暖房装置を説明する。
（実施例１）
図１にトイレ暖房装置の外観図を示し、図２に図１のＡ視図を示す。
【００１９】
トイレ暖房装置１は、便座２の後方に本体ケース３があり、本体ケース３にはヒンジ５が設置されており、ヒンジ５を軸に便座２が回動自在に配設されている。便座２の後方立ち上がり部２ａには送付ダクト７、送風ダクト７の前側面には複数の流出口８が配置している。本体ケース３内には、送風ファン１１、ヒータ１２、距離検出手段１４及び制御部１３が配置してあり、送風ファン１１で発生した風を本体ケース３外に吹き出す吹き出し口９と送風ダクトの流入口７ａとは便座２の側面且つ本体ケース３の上面で接続されている。また、便座３の上方には便蓋４が配置されており、便座２同様本体ケース３に設置されているヒンジ６を軸に回動自在に配設されている。便座２，便蓋４を回動するためのヒンジ５，６は左右どちらを使用しても構わない。
【００２０】
図３に使用者の着座状態を示す。図３（ａ）は便座後方側に着座した状態、図３（ｂ）は便座前方側に着座した状態、図３（ｃ）は便座後方に着座し、前屈みになっている状態を示す。
【００２１】
図３に示すように使用者の着座状態は様々な形態があり、図３（ａ），（ｂ）のように便座２の前後方向のバラツキＬ１，Ｌ２だけでなく、図３（ａ），（ｃ）のように排泄行為やトイレットペーパーや温水洗浄便座の使用等の姿勢角度θ１，θ２によっても着座位置はＬ１，Ｌ３と異なる。そのため送風ダクト７に対向する使用者の皮膚との距離は使用者間だけでなくトイレの使用状態によっても変化する。本発明では、図２に示すように送風ダクト７から使用者までの距離を流出口８から温風を送風する方向と平行で且つ近距離に配置した距離検出手段１４により測定するため、正確に測定することができる。従って、距離検出手段１４により測定した距離に基づいて送風ファン１１の回転数、ヒータ１２への通電量を制御部１３にて演算し設定すれば着座状態に関係なく快適な暖かさの温風を供給できる。尚距離検出手段１４は遠赤外線の反射量，反射角度を検知するものや電磁波のドップラー効果を利用したセンサーや画像解析する機構の何れを使用しても良い。
【００２２】
図４，図５に使用者と送風ダクト間の距離と送風ダクト７から吹き出す単位時間あたりの風量，風温及び使用者が受ける単位時間あたりの熱量（風温×風量）の関係を示す。本発明では、前記距離が遠くなるほど風量のみを大きくなるように送風ファン１１，ヒータ１２の通電量を制御しているため、女性のように便座の前方に着座する使用者に対しても温風が届き、着座位置に係わらず全ての使用者に一定の熱量を供給する快適なトイレ暖房装置を提供できる。また使用者が送風ダクト７の近傍に手をかざし衣服を整えたり、温水洗浄便座のお尻洗浄位置にあわせ着座場所を後方に変えるような突発的な行動が発生した場合にも送風ダクト７から吹き出す風温を火傷しない温度にあらかじめ制限しているため安全である。また、使用者が流出口付近に着座する場合には、距離検出手段１４により検出した使用者の位置を、送風ファンの回転数、ヒータの通電量にフィードバックし、風量を制御するため時間の経過に伴い所定の熱量に制限され、低温火傷の可能性もないトイレ暖房装置を提供できる。この風量変化は図４上段のパターン１のように送風ダクトから人体までの距離に対し、段階的に変化させても良いし、パターン２のように直線的に変えても良い。更に本発明では、使用者があまりにも送風ダクト７に近づきすぎたり、遠ざかった場合には温風の送風を停止するため、前者は流出口８を塞ぎ送風ダクト内部に温風の滞留を起こし、本体ケース３内が異常加熱することが無く、後者は大気中に熱を奪われた冷たい風を送ったり、送風ファン１１の回転数増加に伴う騒音を発生させることがないので安全且つ使い勝手の良いトイレ暖房装置となる。本発明では、この風量停止領域を送風ダクトから使用者までの距離が５ｍｍ以下及び６０ｍｍ以上としたが、送風ダクト７内の風路圧損や、送風ファンの送風能力によって変更しても良い。図５では送風ファンの回転数を一定にし、送風ダクト７から送風する風量を固定し、ヒータへの通電量のみを制御し風温を可変させ、使用者が受ける単位時間あたりの熱量を一定にした時の関係である。この制御方法でも使用者が受ける単位時間あたりの熱量は着座位置に係わらず一定になることからあらゆる使用者に快適な暖かさを提供でき、更に送風ファンの回転数を固定しているため、送風ファンのモータに供給する電圧を変更する必要がないため、電子部品或いはパルス駆動等のプログラミングを必要とせず省設計が可能になる。この制御方法も使用者が送風ダクトに近づきすぎたり、遠い場合には風量、風温を制限又は停止しているため、不快な風を供給することはない。送風を制限又は停止する領域は図４と同様につき省略する。
【００２３】
図６に使用者と送風ダクト間の距離と使用者が受ける総熱量の関係を示す。総熱量は、風量×風温×送風継続時間の積で換算することができ、本発明は風量及び風温は固定し、送風継続時間のみで総熱量を制御している。尚図６（ａ）は着座位置と送風継続時間の関係を示し、図６（ｂ），図６（ｃ）は単位時間あたりの熱量と送風継続時間の関係を着座位置別に示した図である。。前記のごとく使用者が受ける熱量を送風継続時間のみで制御しているため、図６（ａ）のように着座位置が便座の前方即ち送風ダクトまでの距離が遠い場合は送風継続時間を長く設定すればよい。従って送風ファン１１の回転数は常に一定に保持でき、ヒータへの通電量も室温にのみ左右されることから複雑な制御や電子部品の簡略化が可能になり、省設計できる。この送風継続時間の調整は図６（ｂ）のように単位時間あたりの熱量が一定の温風を距離に応じて変えても良いし、図６（ｃ）のように１周期内のｏｎ／ｏｆｆ比を変えても良い。また距離と送風継続時間の関係はＴ１（ｔ）の関係で送風しても良いし、室内の気温が低下し、送風ファンの送風能力が小さかったり送風ダクト内の風路圧損が大きく所定の熱量の温風が使用者に届かない場合にはＴ２（ｔ）の関係で送風しても良い。従って図４，図５の実施形態と異なり、単位時間当たりの熱量は着座位置によって変化するため、前記距離が遠い程暖かく感じるまでの時間が長くなるデメリットはあるが、供給する総エネルギーは一定なため離座した後臀部から腰部に残るポカポカ状態は同様に保持できる。
【００２４】
（実施例２）
図７にトイレ暖房装置の第２の実施形態の断面図を示す。
【００２５】
第１の実施例同様トイレ暖房装置３１は、便座３２の後方に本体ケース３３があり、便座３２は本体ケース３３に設けたヒンジを回転軸として回動自在に配設されている。便座３２の後方立ち上がり部に送付ダクト３７、送風ダクト３７の前側面には複数の流出口３８が配置している。本体ケース３３内には、送風ファン４１、ヒータ４２、及び制御部４３が配置してあり、送風ファン４１から発生する風がヒータ４２で暖められ送風ダクト４７を通り、流出口４８から人体の腰部から臀部にかけて吹き出すように構成されている。また便座３２内には人体の着座位置を検出する着座位置検出装置４５が便座３２の前後方向に対し、複数配置されており、検出領域を１〜６に分けている。
【００２６】
本発明では便座内部に着座位置検出装置４５を複数備え、検出領域１では使用者が吹き出し口に接近しすぎていると判断し、又検出領域６では送風ファン４１の送風能力に対し遠い位置に着座したと判断し送風を停止し、検出領域２〜５の間では検知領域の増加に伴い送風ファン４１の回転数を増加し風量を大きくし、風量に係わらず風温が変動しないようにヒータ４２への発電量を制御部４３で制御しているため、使用者の着座状態に係わらず常に使用者に一定の熱量の温風を送風している。尚熱量を調整する手段は第１の実施例同様、上記風量で調整しても良いし、送風継続時間で調整しても良く、詳細は省略する。この着座位置検出装置４５は、静電容量方式でも荷重圧を検出する方式のどちらでも良いが、着座位置だけでなく着座姿勢も判断するには検出領域別の荷重量から推測するためアナログ出力するものが良い。また、着座位置検出装置４５は便座幅方向全面に配置せず略中央のみに配置しても良い。
【００２７】
このように着座位置に係わらず人体に到達する熱量が常に一定になるように、送風ファンの回転数及びヒータへの通電量を制御すると、大気中に熱量を奪われた冷たい風がトイレは移設するために露出した部位に送風して寒さを与えることが無く、また送風ダクトに近づきすぎた使用者に熱さを感じさせることが無く快適なトイレ暖房装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トイレ暖房装置の第１の実施形態の外観図である。
【図２】図１のＡ視図である。
【図３】トイレ使用者の着座位置、姿勢を現した図である。
【図４】送風ダクトと使用者の距離に応じた第１の送風形態である。
【図５】送風ダクトと使用者の距離に応じた第２の送風形態である。
【図６】送風ダクトと使用者の距離に応じた第３の送風形態である。
【図７】トイレ暖房装置の第２の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１，３１  トイレ暖房装置
２，３２  便座
３，３３  本体
４  便蓋
５，６  ヒンジ
７，３７  送風ダクト
８，３８  流出口
９  吹き出し口
１１，４１  送風ファン
１２，４２  ヒータ
１３，４３  制御部
１４  距離検出手段
４５  着座位置検出手段
【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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