(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
便座上部と便座下部とによって内部に空洞を形成した便座と、前記便座上部の内面に配置した発熱体と、前記発熱体の下部に接着固定された真空断熱材とを備え、前記真空断熱材は第１の積層フィルムと第２の積層フィルムを袋状に溶着して、その袋内に断熱芯材を内包し、少なくとも前記発熱体側に面する第１の積層フィルムに金属箔を有しており、前記真空断熱材と前記便座下部との間に空洞を構成した暖房便座。
【請求項２】
真空断熱材は、芯材に発熱体が埋没する溝または孔を有する請求項１に記載の暖房便座。
【請求項３】
第２の積層フィルムは、金属酸化物の蒸着層を有する請求項１に記載の暖房便座。
【請求項４】
断熱芯材の厚さがおよそ７ｍｍであり、発熱体と、前記発熱体の下部に在る便座下部との間に形成する空洞は、高さが１０〜４０ｍｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の暖房便座。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は洋式トイレの便器を暖房する暖房便座に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されている暖房便座は、図７に示しているような外観で、図８に示しているような断面形状となっている。すなわち、暖房便座１は、便座上部２と便座下部３とによって内部が空洞となるよう形成されている。この空洞部にはヒータユニットを配置している。前記ヒータユニットは、紐状ヒータ４などの発熱体と、サーミスタなどの温度検知器、サーモスタットなどの温度過昇防止器を積層フィルム５に接着した構成としているもので、全体の形状は馬蹄型あるいはＯ型としている。積層フィルム５は、フィルムとアルミニウム箔とを積層したものであり、前記アルミニウム箔は便座表面の温度を均一に分布させるために使用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成の暖房便座は、消費電力が多くなるという課題を有している。
【０００４】
つまり、ヒータユニットを構成する発熱体の発熱は、便座の上部と便座の下部の両面に伝達されるものである。便座の上部に伝達される発熱は、使用者が着座する便座の暖房に貢献するものであるが、便座の下部に伝達される発熱は便座の空洞部を加熱するため、熱損失となるものである。つまり従来の構成の暖房便座は、熱損失を補うための電力が必要となって、前記しているように消費電力が多くなるという課題を有するものとなっている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の暖房便座は、便座上部と便座下部とによって内部に空洞を形成した便座と、前記便座上部の内面に配置した発熱体と、前記発熱体の下部に接着固定された真空断熱材とを備え、前記真空断熱材は第１の積層フィルムと第２の積層フィルムを袋状に溶着して、その袋内に断熱芯材を内包し、少なくとも前記発熱体側に面する第１の積層フィルムに金属箔を有しており、前記真空断熱材と前記便座下部との間に空洞を構成している。これにより、発熱体下部の空気層を通しての熱伝達を抑えて、便座の上部表面を適温に維持するための消費電力を低減できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の暖房便座は、便座上部と便座下部とによって内部に空洞を形成した便座と、前記便座上部の内面に配置した発熱体と、前記発熱体の下部に接着固定された真空断熱材とを備え、前記真空断熱材は第１の積層フィルムと第２の積層フィルムを袋状に溶着して、その袋内に断熱芯材を内包し、少なくとも前記発熱体側に面する第１の積層フィルムに金属箔を有しており、前記真空断熱材と前記便座下部との間に空洞を構成している。これにより、発熱体下部の空気層を通しての熱伝達を抑えて、便座の上部表面を適温に維持するための消費電力を低減できる。
【０００８】
さらに、本発明は、真空断熱材は芯材に発熱体が埋没する溝または孔を有して、発熱体の発熱が効率よく便座上部に伝達でき、構成の簡単な暖房便座としている。
【０００９】
さらに、本発明は、第１の積層フィルムに備えた金属箔によって効率よく便座上部を加熱し、また便座上部の温度を均一に保ち、第２の積層フィルムに設けた金属酸化物の蒸着層によって発熱体の発熱が真空断熱材から便座の下部に伝達される熱量を減少でき、より効率の高い暖房ができる暖房便座としている。
【００１０】
さらに、本発明は、断熱芯材の厚さがおよそ７ｍｍであり、発熱体と、前記発熱体の下部に在る便座下部との間に形成する空洞は、高さが１０〜４０ｍｍである。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の第１の実施例について説明する。図１は本実施例の暖房便座の構成を示す断面図である。暖房便座１０は、図示していない洋式トイレの便器の表面に配置している。また、便座上部２と便座下部３とによって内部が空洞となるよう形成されている。この空洞部にはヒータ１１と積層フィルム１２によって構成しているヒータユニットと、前記ヒータユニットの下部に配置している真空断熱材１３とを配置している。
【００１２】
前記ヒータユニットは、ヒータ１１と、図示していないサーミスタなどの温度検知器と、サーモスタットなどの温度過昇防止器を積層フィルム１２に接着した構成としているもので、全体の形状は馬蹄型あるいはＯ型としている。前記ヒータ１１は、銅ニッケル合金の抵抗発熱線をシリコン被覆した紐状ヒータを使用している。真空断熱材１３は図２に示している構成となっている。すなわち、積層フィルム１４と断熱芯材１５によって構成している。断熱芯材１５として本実施例では、シリカまたは珪酸カルシウムの微粉末を、ポリウレタンフォーム等の成形材によって成型したものを使用している。積層フィルム１４は、図３に示すような構成としている。すなわち、金属箔層１７を保護層１６と熱溶着層１８によって覆った積層構造としているものである。本実施例では、金属箔層１７として厚さ６μｍのアルミニウム箔を使用している。保護層１６には、厚さ１５μｍのナイロンフィルムを使用している。熱溶着層１８には厚さ５０μｍの無延伸ポリプロピレンを使用している。前記積層フィルム２枚を袋状に熱溶着して、Ｏ型の袋を製作し、次いで、この袋内に前記断熱芯材１５を厚さがおよそ７ｍｍとなるように入れ、袋内の空気圧が０．５Ｔｏｒｒ以下となるように真空排気した後、袋の口を熱溶着して真空断熱材１３としているものである。こうして得られた真空断熱材を、ヒータユニットの下部に接着して固定している
以下本実施例の動作を説明する。図示していないスイッチをオンしてヒータ１１に通電すると、ヒータ１１が発生する熱量は、暖房便座１０の上部に対して積層フィルム１２を介して伝達される。積層フィルム１２は、フィルムとアルミニウム箔とを積層したものであり、アルミニウム箔は熱伝導率が高いため、従来例でも説明しているように便座表面の温度を均一に分布させるように作用する。
【００１３】
このとき、ヒータ１１の下部には真空断熱材１３を介して熱伝導が行われる。すなわち、真空断熱材１３を使用しているため、ヒータ１１の下部に対しては実質的に熱伝導は行われないものである。この理由を以下に説明する。ヒータ１１の下部は、従来例でも説明しているように、１０〜４０ｍｍ程度の空洞となっている。この空洞に存在している空気の熱伝導率は、静止状態ではおよそ０．０３Ｗ／ｍＫで、性能の高い断熱体となっている。実際には、ヒータ１１の発熱と、ヒータ１１の上部に配置している積層フィルム１２が有しているアルミニウム箔による輻射熱によって対流が生じるために、熱伝導率は前記した値よりも大きくなっているものである。
【００１４】
この点、本実施例ではヒータ１１の下部には真空断熱材１３を配置している。真空断熱材１３は、前記しているようにシリカ、珪酸カルシウム等の微粉末をポリウレタンフォーム等の成形材を使用して成型体としている断熱芯材１５を、２枚の積層フィルム１４を使用して袋を形成し、袋内の空気圧を０．５Ｔｏｒｒ以下となるように真空排気した後、袋の口を熱溶着した構成としているものである。この真空断熱材１３の熱伝導率は、内部圧力が０．１Ｔｏｒｒの場合で、およそ０．００６〜０．００８Ｗ／ｍＫである。つまり、空気層の熱伝導率の１／２０以下の熱伝導率となっているものである。
【００１５】
従って本実施例によれば、ヒータ１１の下部に伝達される発熱量を非常に小さくできて、ヒータ１１の発熱を有効に利用することができるものである。すなわち、便座１０の上部表面を適温に維持するための消費電力を低減できる暖房便座を実現するものである。
【００１６】
なお、前記説明では、ヒータ１１の上部に積層フィルム１２を使用する構成として説明しているが、積層フィルム１２は必ずしも必要ではないものである。
【００１７】
金属箔層１７を使用している理由は、例えば長時間の使用によっても、真空断熱材１３の内部の真空度が外部から侵入する空気によって低下することを防止するものである。つまり内部の真空度を維持するためのものである。また保護層１６は、金属箔層１７が例えば機械的な衝撃を受けたときに、剥がれたりすることを防止するためのものである。
【００１８】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例について説明する。図４は本実施例の暖房便座の構成を示す断面図である。本実施例では、便座上部と便座下部とによって形成されている空洞部に、ヒータ１１を表面に備えた真空断熱材２４を配置している。前記真空断熱材２４は、断熱芯材１５の構造を、表面にヒータ１１が埋没するような溝または孔１５ａを有するものとしている。
【００１９】
以下本実施例の動作について説明する。本実施例ではヒータ１１が溝または孔１５ａ中に埋没しているものである。このため、ヒータ１１の発熱は、熱伝導率の極めて小さい真空断熱材２４によって下方へ伝達されることを防止しているものである。つまり、ヒータ１１の発熱の殆どは、便座上部に伝達されるものである。またこのとき、図３に示しているように真空断熱材２４の外包材として使用しているアルミニウム箔で構成している金属箔層１７が便座上部の表面温度を均一化すると共に、またヒータ１１の輻射熱を反射するものである。
【００２０】
従って本実施例によれば、効率の高い加熱ができる暖房便座を実現すると共に、従来のヒータユニットに備わっているアルミニウム箔を省くことができ、構成の簡単な暖房便座を実現できるものである。
【００２１】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例について説明する。図５は本実施例の暖房便座に使用している積層フィルムの構成を示す断面図である。本実施例の積層フィルム２３は、発熱体面に金属箔で構成した金属箔層２０を、他面に金属の蒸着層２１を有する構成としている。
【００２２】
金属箔層２０はアルミニウム箔とした場合には厚さはおよそ５〜３０μｍであるのに対し、金属蒸着をした場合には厚さを０．０２〜０．０６μｍと薄くすることができる。つまり、ヒータの発熱が積層フィルムの沿面から下方向に伝わる熱伝導を１／１００以下に抑えることができるものである。
【００２３】
以上のように本実施例によれば、発熱体の発熱を効率よく便座の表面に伝達できる暖房便座を実現するものである。
【００２４】
このとき、本実施例では蒸着に使用する金属を金属酸化物としている。金属酸化物は金属よりも熱伝導率が一層低いため、ヒータの発熱が積層フィルムの沿面から下方向に伝わる熱伝導を一層低く抑えることができるものである。従って、発熱体の発熱を一層効率よく便座の表面に伝達できる暖房便座を実現するものである。
【００２５】
（実験例）
以下前記各実施例の効果を検証する実験の結果について説明する。この実験に使用した装置は、前記実施例１、実施例２、実施例３で説明した真空断熱材を、ヒータユニットの下部に接着して固定し、室温５℃の雰囲気下で、便座の人体側の表面温度が平均３７℃となるように通電し、そのときの電力を測定しているものである。このときの温度の測定は、Ｏ型の中央の空洞からおよそ５０ｍｍの点を均等に８点計測しているものである。なお、比較例としてあげているものは従来の暖房便座である。結果を（表１）に示している。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１より次の点が明らかとなる。
【００２８】
１．真空断熱材を使用することによって、使用電力を１０％低減できる。
【００２９】
２．真空断熱材のヒータに接する面のみに金属箔を用いることにより、さらに使用電力を低減できる。
【００３０】
３．ヒータに接しない面に金属の蒸着層を用いることによって、金属箔を使用したものよりも大きな電力低減が得られる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、便座上部と便座下部とによって内部に空洞を形成した便座と、前記便座上部の内面に配置した発熱体と、前記発熱体の下部に接着固定された真空断熱材とを備え、前記真空断熱材は第１の積層フィルムと第２の積層フィルムを袋状に溶着して、その袋内に断熱芯材を内包し、少なくとも前記発熱体側に面する第１の積層フィルムに金属箔を有しており、前記真空断熱材と前記便座下部との間に空洞を構成しており、便座上部を適温に維持するための消費電力を低減できる。
【００３３】
さらに、本発明は、真空断熱材は、芯材に発熱体が埋没する溝または孔を有する構成としており、発熱体の発熱が効率よく便座上部に伝達できる暖房便座を容易に構成できる。
【００３４】
さらに、本発明は、第１の積層フィルムに金属箔を有し、第２の積層フィルムに金属酸化物の蒸着層を有する構成として、発熱体の発熱が真空断熱材から便座の下部に伝達される熱量を減少でき、より効率の高い暖房ができる暖房便座を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例である暖房便座の構成を示す断面図
【図２】  同、暖房便座に使用している真空断熱材の構成を示す断面図
【図３】  同、真空断熱材の構成を示す断面図
【図４】  本発明の第２の実施例である暖房便座の構成を示す断面図
【図５】  本発明の第３の実施例である暖房便座に使用している真空断熱材の構成を示す断面図
【図６】  従来の暖房便座の外観を示す斜視図
【図７】  同、内部の構造を示す断面図
【符号の説明】
１０  暖房便座
１１  ヒータ
１２  積層フィルム
１３  真空断熱材
１４  積層フィルム
１５  断熱芯材
１５ａ  溝または孔
１６  保護層
１７  金属箔層
１８  熱溶着層
２０  金属箔層
２１  蒸着層
２３  積層フィルム
２４  真空断熱材
【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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