(57)【要約】【課題】省エネルギーでかつ快適に使用できる便座暖房を実現する。【解決手段】上枠体２４と下枠体２７とで構成され、内部に空洞部２８を有する便座２２と、空洞部２８に設けたランプヒーター３０と、このランプヒーター３０に対向して下枠体２７側に設けた輻射反射板２９とを備え、少なくとも上枠体２４の着座部２５は金属からなり、上枠体２４の内面に輻射吸収層４０を設けた構成とすることにより、短時間で着座部２５を使用温度に均一に加熱しするので、非常に省エネルギーで快適に使用しうる暖房便座を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上枠体と下枠体とで構成され、内部に空洞部を有する便座と、前記空洞部に設けた輻射型発熱体と、前記輻射型発熱体に対向して前記下枠体側に設けた輻射反射板とを備え、少なくとも前記上枠体の着座部は金属からなり、前記上枠体の内面に輻射吸収層を設けた暖房便座。
【請求項２】
上枠体は、熱伝導率の異なる複数の部材からなる請求項１記載の暖房便座。
【請求項３】
輻射吸収層は載置位置により輻射吸収率が異なるように設けた請求項１または２記載の
暖房便座。
【請求項４】
上枠体の内面の一部に、反射層を設けた請求項１から３のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項５】
輻射反射板は、輻射エネルギーを着座部へ反射するように屈曲部を設けた請求項１から４のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項６】
輻射反射板は断面を略放物線形状とし、輻射型発熱体の断面中心を放物線の焦点に位置させて配置した請求項１から４のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項７】
上枠体の少なくとも着座部をアルミ材で構成し、アルミ材の表面にアルマイト処理を施した請求項１〜６いずれか１項記載の暖房便座。
【請求項８】
少なくとも着座部表面には塗装等による表面層を有した請求項１から７のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項９】
輻射発熱体は、近赤外線から中赤外線を発する請求項１から８のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項１０】
輻射吸収層は、近赤外線から中赤外線を吸収する請求項１から９のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項１１】
輻射発熱体は、石英ガラス管と前記石英ガラス管内部に封入されたフィラメントを有するランプヒーターであって、前記ランプヒーターからの輻射エネルギーの分光分布のピーク波長が、前記石英ガラス管の透過率が所定の透過率波長帯に含まれることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項１２】
輻射型発熱体からの輻射エネルギーの分光分布のピーク波長が3500ｎｍ以下である請求項１１記載の暖房便座。
【請求項１３】
輻射型発熱体のフィラメントの色温度が800Ｋ上である請求項１１記載の暖房便座。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項記載の暖房便座を備えたトイレ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は暖房機能を有する便座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、図１２に示すように金属製の便座１裏面に輻射吸収材２を設け、便座下部３に断熱材４を介して輻射体５を設ける構成とすることにより、輻射体５からの輻射熱を輻射吸収材２で吸収し、金属製の便座１に伝達して効率よく加熱すると言うものである（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５８−２５１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、例えば、トイレの使用者が、トイレに入室してから着衣を下ろして便座１に着座するまでの極めて短時間に便座を通常使用時の暖房温度に昇温させるような場合には、数秒程度で便座を使用可能な温度に昇温する必要があり、効率的な加熱を行う必要があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、人がトイレを使用するときのみ便座を通常使用温度に加熱して、非常に省エネルギーで快適に使用しうる暖房便座およびそれを用いたトイレ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、上枠体と下枠体とで構成され、内部に空洞部を有する便座と、前記空洞部に設けた輻射型発熱体と、前記輻射型発熱体に対向して前記下枠体側に設けた輻射反射板とを備え、少なくとも前記上枠体の着座部は金属からなり、前記上枠体の内面に輻射吸収層を設けた構成としたものである。
【０００６】
これによって輻射型発熱体から発せられた輻射エネルギーを輻射吸収層で吸収して熱に変換し熱伝導性の良い金属製の着座部に集中的に熱を伝達することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の暖房便座は輻射エネルギーによって便座を使用開始までに極短時間で暖房し、不使用時に暖房を停止するのできわめて省エネルギーであるとともに、長期間快適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、暖房便座を上枠体と下枠体とで構成され、内部に空洞部を有する便座と、前記空洞部に設けた輻射型発熱体と、前記輻射型発熱体に対向して前記下枠体側に設けた輻射反射板とを備え、少なくとも前記上枠体の着座部は金属からなり、前記上枠体の内面に輻射吸収層を設けた構成とすることにより、輻射発熱体から発せられた輻射エネルギーを輻射吸収層で吸収して熱に変換し、熱伝導率の高い金属製の着座部に集中的に熱を伝達することができるので、便座を極めて短時間で暖房し不使用時に暖房を停止することによりきわめて省エネルギーであるとともに金属の高い熱伝導率によって座部全体を均一に加熱することができるので、長期間快適に使用することができる。
【０００９】
第２の発明は、特に第１の発明の暖房便座における上枠体を、熱伝導率の異なる複数の部材からなる構成としており、少なくとも着座部を相対的に熱伝導率の高い金属で構成し
、他の部位を熱伝導率の低い部材で構成することによって、着座部以外への熱伝導を抑制し着座部を短時間で均一に加熱することができる。
【００１０】
第３の発明は、特に第１または第２の発明の暖房便座における輻射吸収層を載置位置によって輻射吸収率が異なるように設ける構成とすることにより、特に早く暖めたい部分、暖めない方がよい部分などに対して輻射吸収層の設け方を操作して、不均一にすることにより、着座部を効率よく加温することができる。
【００１１】
第４の発明は、特に第１から第３の発明の暖房便座上における枠体の内面の一部に、反射層を設けた構成とすることにより、暖房する必要のない部分では輻射エネルギーを反射させ、加熱しないようにして、着座部を効果的に加熱することができる。
【００１２】
第５の発明は、特に第１から第４の発明の暖房便座における輻射反射板を、輻射エネルギーを着座部へ反射するように屈曲部を設けた構成とすることにより、便座の下方へ放射される輻射エネルギーを反射させて着座部へ収集することにより、着座部を効率よく加温することができる。
【００１３】
第６の発明は、特に第１から第４の発明の暖房便座における輻射反射板の断面を略放物線形状とし、輻射型発熱体の断面中心を放物線の焦点近傍に位置させる構成とすることにより、輻射型発熱体からの輻射エネルギーは全て、着座部へ平均的に反射させることが可能となり、着座部を効率よく加温することができる。
【００１４】
第７の発明は、特に第１から第６の発明の暖房便座における上枠体の少なくとも着座部をアルミ材で構成し、アルミ材の表面にアルマイト処理を施した構成とすることにより、着座部の熱伝導率を向上して温度の均一化を図るとともに、耐久性を向上させ長期間安全に快適に使用することができる。
【００１５】
第８の発明は、特に第１から第７の発明の暖房便座の少なくとも着座部表面には塗装等による表面層を形成した構成とすることにより、着座部表面の耐食性が向上するとともに、意匠性も向上する。
【００１６】
第９の発明は、特に第１から第８の発明の暖房便座の輻射発熱体を近赤外線から中赤外線を発する構成としたことにより高いエネルギーで効率よく着座部を昇温することができる。
【００１７】
第１０の発明は特に第1から第９の発明の暖房便座の輻射吸収層を近赤外線から中赤外線を吸収する構成としたことにより輻射発熱体から発せられ、輻射吸収層に到達した輻射エネルギーのほとんどを吸収して熱に変換するので、速やかに着座部を昇温することができる。
【００１８】
第１１の発明は、特に第１から第１０の発明の暖房便座における輻射発熱体はを石英ガラス管と前記石英ガラス管内部に封入されたフィラメントを有するランプヒーターであって、前記ランプヒーターからの輻射エネルギーの分光分布のピーク波長が、前記石英ガラス管の透過率が所定の波長帯に含まれる構成とすることにより、石英ガラス管を輻射エネルギーのほとんどが透過するので、輻射エネルギーの損失が少なく着座部を速やかに昇温することができる。
【００１９】
第１２の発明は、特に第１１の発明の暖房便座における輻射型発熱体からの輻射エネルギーの分光分布のピーク波長が3500ｎｍ以下となる構成としているので、石英ガラス管を輻射エネルギーのほとんどが透過するので、輻射エネルギーの損失が少なく着座部を速や
かに昇温することができる。
【００２０】
第１３の発明は、特に第１１の発明の暖房便座における輻射型発熱体のフィラメントの色温度が800Ｋ上となる構成とすることにより、石英ガラス管を輻射エネルギーのほとんどが透過するので、輻射エネルギーの損失が少なく着座部を速やかに昇温することができる。
【００２１】
第１４の発明は、特に請求項１〜１３のいずれか１項記載の暖房便座を利用するトイレ装置であり、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トイレ装置を得ることができる。
【００２２】
本発明の目的は、第１の発明から第１４の発明を実施の形態の要部とすることにより達成できるので、各請求項に対応する実施の形態の詳細を、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。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における暖房便座の便座の要部を断面した概略構成図で、図２は同暖房便座を搭載したトイレ装置の斜視図で、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。
【００２４】
図１から図５において、用便後の肛門およびビデを洗う温水洗浄機能付きの暖房便座は、トイレ装置の便器２０の後端部に横長の本体２１が取り付けられており、この本体２１内には温水洗浄機能の一部が内装され、かつ便器２０上に載せられた輪状の便座２２および便蓋２３が回動自在に設けられている。また、本体２１の袖部にはトイレ室の人体の有無を検知する人体検知センサー２６が内蔵されている。便座２２は、図１に示すように合成樹脂製の下枠体２７の上部に少なくともアルミニウムで形成された着座部２５を含む上枠体２４をシール材を介して固定結合して形成し、その内部には水滴等の浸入を阻止できる防滴シールされた空洞部２８を有する構造となっている。なお、着座部２５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。
【００２５】
空洞部２８の内部には、トイレ装置を使用する使用者が腰掛ける便座２２の着座部２５に対向して、アルミ板を鏡面仕上げした輻射反射板２９（反射体）と、着座部２５の両側において複数の輻射型発熱体である２本のランプヒーター３０とが設けられている。輻射反射板２９は、図１に示すように、ランプヒーター３０の下枠体２７側に水平に設けてあり、その内外端部の全周に上方への折り曲げ部２９ａ（屈曲部）を有しており、その折り曲げ部２９ａによりランプヒーター３０からの輻射エネルギーが偏向されるので、ランプヒーター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。ランプヒーター３０の近傍には、ランプヒーター３０と電気的に直列接続されたサーモスタット３１が設けられ、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。なお、輻射反射板２９は、軽量にするためにアルミ板にしたが、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２５に集熱できるようにすればよい。
【００２６】
ランプヒーター３０は、石英ガラス管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。つまり、ランプヒーター３０は、使用者がトイレ室に入室し、衣服を下ろし、お尻を着座部２５に着座するまでの例えば、数秒間の極めて短時間に着座部２５を適温まで昇温させることができる。なお、ランプヒーター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ーである必要はない。また、石英ガラス管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面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ーを用いている。これを実現するために、ランプヒーター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。
【００２７】
図６に石英ガラス管の光の透過率と、フィラメントの分光密度指数の概略図を示す。左側縦軸に透過率、右側縦軸に分光密度指数、横軸は波長を示している。本実施の形態で用いる石英ガラス管の厚みは約１ｍｍであり、その光透過率を破線ａで示している。フィラメントの色温度が２０５０Ｋの分光密度をｂ、１５００Ｋをｃ、８００Ｋをｄに各曲線のピーク値を１として示している。ここに示すように、石英ガラス管は波長が約２００ｎｍ〜３５００ｎｍである波長帯で８０〜９０％以上の光透過率をもつ。例えばｄの色温度８００Ｋの場合、３５００ｎｍをピーク波長とした発光分布を示し、それ以上の色温度、例えばｂ、ｃに示す色温度であれば透過率が十分である波長帯にフィラメントの分光密度帯が含まれるので、フィラメントから発した輻射エネルギーが効率よく石英ガラス管を透過することになり、便座２２を効率よく加熱することができる。一方、色温度が８００Ｋ（図示せず）以下の場合は分光分布のピーク波長は３５００ｎｍ以上となり、この領域では石英ガラス管の透過率が急激に減少するため、フィラメントから発した輻射エネルギーの多くは石英ガラス管に吸収されることになり、便座２２を効率よく加熱することができない。
【００２８】
色温度が高ければ、より石英ガラス管の透過率がよくなるが、実際のランプヒーターの製造に際しては、２０００Ｋ程度が好ましい。これは、色温度を高くするためにはフィラメント自体を細く構成する必要があり、本実施の形態のようなランプヒーター自体を屈曲した形状にする場合はその製造効率においても、耐久性についても課題が生じる場合がある。２０００Ｋ程度の色温度のフィラメントであれば、本実施の形態に用いるランプヒーターとしての製造効率や耐久性について問題がない。
【００２９】
このランプヒーター３０は、板バネ材で形成したランプヒーター固定具３６により輻射反射板２９に固定され、輻射反射板２９は樹脂製の下枠体２７のボス３７にビスで固定されている。
【００３０】
図５に、便座２２を構成するアルミニウム製の着座部２５の一部を拡大断面で示した。図５において、便座２２の空洞部２８側、すなわちランプヒーター３０の輻射エネルギーが照射される内側表面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、外側すなわち着座する側は、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。なお、アルマイト層３９および塗装した表面化粧層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および塗装した表面化粧層４１の両方有することで、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。また、輻射吸収層４０の色について、各種色について確認した結果、黒色が最も吸熱効率が良く、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、実用になればよいという観点であれば、灰色や赤色、青色などでも、ランプヒータ３０の発光する近赤外線及び中赤外線を吸収して昇温はできる。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。アルミの場合ベーマイト処理なども実用になる。また、図５の着座部２５の外側表面に施した表面化粧層４１は染色処理にすることもできるが、少なくとも着座部２５表面に塗装を施せば、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感じ冷たい感じを払拭でき、たとえば、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阻害されること無く、均一に着座部２５の加熱が可能である。
【００３１】
また、図７（ａ）に示すように上枠体２４の内面に設けた輻射吸収層４０をその載置位置によって輻射吸収率が異なる構成とすることで、着座部２５の昇温を早くすることができる。すなわち、図７（ａ）において着座部２５に対応する領域Ａの内面に輻射吸収率の高い黒色の塗装を施して輻射吸収層４０と成し、それ以外の部分、例えば領域Ｂで示す上枠体２４の両縁部内面を灰色や白色などの輻射吸収率の低い塗装を施すことで、領域Ｂでの吸熱効率の低い輻射吸収層４０ｂを形成することにより着座部２５の昇温を早くすることができる。さらに、図７（ｂ）に示すように上枠体２４の領域Ｂの部分の内面にアルミニウムなどの金属を含んだ塗料により反射層４２を形成することにより、さらに着座部２５の昇温速度を速くすることができる。すなわち、反射層４２を設けることにより加熱する必要の無い外枠体２４内面に到達した輻射エネルギーを反射層４２により反射し、さらに輻射反射板２９で反射して着座部２５内面の輻射吸収層４０に輻射エネルギーを到達させることにより、加熱が必要な着座部２５に輻射エネルギーを供給することができ、着座部２５をより速く昇温することができる。
【００３２】
便座２２の着座部２５に金属しかもアルミニウムのプレス（絞り）加工品を用いたことにより、熱伝導率が約２００Ｗ／ｍ・Ｋと樹脂の約０．１〜１Ｗ／ｍ・Ｋに較べて桁違いに高いため、ランプヒーター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。また、アルミニウムのプレス（絞り）加工により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。
【００３３】
また便座２２を構成する下枠体２７には、その内面に輻射反射板２９が取り付けられ、その輻射反射板２９にランプヒーター３０およびランプヒーター３０と直列接続したサーモスタット３１が取り付けられている。また、下枠体２７の上部にはアルミ製の着座部２５が取り付けられ、そのアルミの着座部２５の温度を検知するために着座部２５の内側表面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。また便座２２は、その回動軸４４に電極４５が形成され、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上に略水平の使用位置にあるかを検出するようになっている。
【００３４】
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ー３０の温度制御を行い、かつ便座２２のランプヒーター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ー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ー３０の温度制御が行えるようになっている。
【００３５】
図８において、サーモスタット３１はバイメタル５０がランプヒーター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に対向させた構成である。また、バイメタル５０の受光表面には輻射吸収材５１として耐熱性の黒色塗料を塗布している。そして、サーモスタット３１は輻射吸収材５１により輻射型発熱体からバイメタル５０に向けて輻射された近赤外線から中赤外線による熱を効率よく吸収し、より速やかにバイメタル５０の温度を上げるように構成している。また、サーモスタット３１は、ランプヒーター３０とバイメタル５０との間の距離ｂより、ランプヒーター３０と着座部２５との間の距離ａが大きくなるように設定されている。この距離ａ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。
【００３６】
上記実施の形態において、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はランプヒーター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から石英ガラス管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、ランプヒーター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。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、ランプヒーター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、ランプヒーター３０の輻射エネルギーをバイメタル５０が受光する高速応答のサーモスタット３１によりランプヒーター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。なお、図３および図４で示したヒンジカバー５３の部分は、従来から一般的に使用されている樹脂の暖房便座（図示せず）の場合は着座部２５と一体に成形されている。上記実施の形態においては、着座部２５は金属（アルミ材）でヒンジカバー５３はプロピレン樹脂で成形してある。なぜならば、ランプヒーター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のアルミ材は熱伝導率が高く、熱伝導により温度は均一になるように作用するが、ヒンジカバー５３は樹脂で熱伝導率が低いため着座部２５の熱はヒンジカバー５３にはほとんど奪われない。このように便座２２の上側の部材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。以上のように、便座２２の上側構成部材である着座部２５およびヒンジカバー５３と下枠体２７で構成され、内部に空洞部２８を有する便座２２と、空洞部２８に設けた輻射型発熱体２９と、その輻射型発熱体２９に対向して下枠体２７側に設けた反射体２８とを備え、少なくとも上枠体２４の着座部２５は金属（アルミ材）からなり、上枠体２４の着座部２５内面に輻射吸収層４０を設けた構成により、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省エネ型の便座を実現することができる。
【００３７】
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の信号をもとに着座部２５が適温になるよう通電量を制御する。
【００３８】
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。
【００３９】
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２２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、一般的なヒーターでは、印加電圧を低減させて温度を制御するものが多いが、ランプヒーター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、石英ガラス管３３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、ランプヒーター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。
【００４０】
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を起立状態に立てた時は、便座位置検知手段４６の信号をもとに制御部４９がランプヒーター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など、ランプヒーター３０の寿命を短くすることを防止できる。
【００４１】
また、使用者が目的に合わせて便座２２を起立状態と略水平状態の倒立に開閉しても、弾性材である板バネ材のランプヒーター固定具３６が衝撃を緩和するので、石英ガラス管３３やフィラメント３４の破損を防ぐことができる。
【００４２】
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ー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。
【００４３】
特に、暖房便座はランプヒーター３０を内蔵した便座２２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（図示せず）等、制御部４９に不具合が生じ、ランプヒーター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。
【００４４】
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。この構成ではまずサーモスタットのボディおよびキャップが加熱され、バイメタルの加熱はボディからの熱伝達およびキャップからの二次的な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。
【００４５】
然るに本実施の形態では、それを解決するために、サーモスタット３１はバイメタル５０を露出し、バイメタル５０の表面に輻射吸収材５１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５０がランプヒーター３０の輻射エネルギーを直接受光するので、ランプヒーター３０からの輻射エネルギーで直接バイメタル５０が加熱されるのに加えて、バイメタル５０表面に輻射吸収材５１として耐熱性の黒色塗料を施しているので、ランプヒーター３０からバイメタル５０へ到達する輻射熱の殆どがバイメタル５０に吸収され便座２２の温度の急激な変動にも迅速に追従する。また、サーモスタット３１はランプヒーター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ー３０の通電を遮断することができる。また、サーモスタット３１はバイメタル５０がランプヒーター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、サーモスタット３１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サーモスタット３１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。
【００４６】
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ー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２５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。
【００４７】
さらに、サーモスタット３１はランプヒーター３０とサーモスタット３１間の距離ｂよりランプヒーター３０と便座２２表面間の距離ａが大きくなるような位置に設定している。これにより、便座２２表面温度の上昇より早く、バイメタル５０の温度を上昇させるので、異常時に便座２２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ー３０の通電回路を遮断することができ安全である。
【００４８】
また本実施の形態では、バイメタル５０の温度を早く上昇させることができれば、サーモスタット３１の誤動作も防止することができる。すなわち、バイメタル５０の温度を早く上昇させることができれば、サーモスタット３１のオフ（ランプヒーター３０の通電回路を開く）動作温度を、便座２２の通常使用温度よりも高く設定することができるので、通常使用時にサーモスタット３１が作動して便座２２の暖房機能が使用できなくなる危険性を回避できる。
【００４９】
つまり、図９は図８に示す構成のサーモスタット３１において、距離ｂ＝７ｍｍ、距離ａ＝１５ｍｍとしてランプヒーター３０に通電した場合のバイメタル５０近傍温度と着座部２５の表面温度を測定した結果である。図８において曲線（Ａ）は着座部２５の表面温度であり、室温５℃では、約７．５秒（ｔ１）で通常の便座制御温度（Ｔ１）までの昇温が可能である。一方、サーモスタット３１のバイメタル５０の温度は曲線（Ｂ）に示すように、着座部２５より速くｔ２時間で便座制御温度（Ｔ１）まで上昇する。着座部２５が便座２２の最高設定温度（Ｔ２）以上となったときバイメタル５０の温度はサーモスタット３１のオフ（開く）動作温度（Ｔ３）に達し、ランプヒーター３０の通電回路を遮断する。また万一、サーモスタット３１に不具合が生じ、ランプヒーター３０の通電回路が遮断できない状態になった場合は、安全限界温度（Ｔ４）に達する前に、非復帰型のサーモスタット３２（または温度ヒューズ）が作動してランプヒーター３０の通電回路を遮断する。このとき便座２２表面温度は、安全限界温度（Ｔ４）に達することは無い。
【００５０】
また、サーモスタット３１の動作温度（Ｔ３）を便座２２の最高設定温度（Ｔ２）以上、かつ安全限界温度（Ｔ４）以下とすることにより、安易に非復帰型のサーモスタット３
２（または温度ヒューズ）によるランプヒーター３０の通電回路の遮断が起こり、便座２２の暖房機能が使用できなくなる危険性も無くなる。すなわち、初期通電時間の第一段階は制御部４９のタイマ４８およびサーミスタ４３による温度コントロール、第二段階はサーモスタット３１のオフによるランプヒーター３０の通電回路の遮断（ただし、温度低下により回路は復帰）、第三段階は非復帰型のサーモスタット３２（または温度ヒューズ）によるランプヒーター３０の通電回路の遮断（回路の復帰は不能）と、 多段階の安全機能を設定することにより長期間、安全かつ快適に使用することができる。
【００５１】
また本実施の形態では、図３に示すように前側のランプヒーター３０および後ろ側のランプヒーター３０ｂは便座２２の前後に配置して複数本数設置し、各々のランプヒーター３０、３０ｂに対向してサーモスタット３１、３１ｂを設け、各々のサーモスタット３１、３１ｂは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、３１ｂは、やや低い温度で遮断作動し、非復帰型のサーモスタット３２、３２ｂは復帰型のサーモスタット３１、３１ｂ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。
【００５２】
すなわち、各々のランプヒーター３０、３０ｂにサーモスタット３１、３１ｂ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ー３０、３０ｂの通電回路を構成することで、どちらかのランプヒーター３０、３０ｂに異常が生じた場合にサーモスタット３１、３１ｂでランプヒーター３０、３０ｂの通電回路を遮断するため、両方のランプヒーター３０、３０ｂ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３１に不具合が生じ、ランプヒーター３０、３０ｂ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３２でランプヒーター３０、３０ｂの通電回路を遮断するので、安全である。また、ランプヒーター３０、３０ｂは複数本に分割しているので、例えば輪状の１本のランプヒーター３０を便座２２の空洞部２８の略全体に配置した場合に比べ、便座２２の撓みとランプヒーター３０の設置誤差等により、直接ランプヒーター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ー３０の破損の危険を解消することができる。
【００５３】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２における暖房便座の要部断面図である、本実施の形態は、実施の形態１の発明と基本的な構成は同じで、異なるのは上枠体２４を熱伝導率の異なる複数の部材から構成した点である。
【００５４】
図１０において、着座部２５は金属（アルミ材）で着座部２５以外の上枠体２４ははプロピレン樹脂で成形してある。これにより、ランプヒーター３０で加熱する箇所を必要最小限にして、加熱すべき部分の全体の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のアルミ材は熱伝導率が高く、熱伝導により温度は均一になるように作用するが、着座部２５以外の上枠体２４は樹脂で熱伝導率が低いため着座部２５の熱は上枠体２４やヒンジカバー５３にはほとんど奪われない。このように便座２２の上側の部材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。さらに、図１０の実施例では輻射反射板２９は、その内外端部の全周に上方への折り曲げ部２９ｂを有しているが、この折り曲げ部２９ｂは、アルミ製の着座部２５と樹脂製の上枠体２４の境界付近まで伸びている。この構成により、ランプヒーター３０から発せられる輻射エネルギーが樹脂製の上枠体２４に到達するのを防止し、反射光を効率よく着座部２５に到達させられるので、加熱のロスが無く、速やかに着座部２５の温度を上昇させることができる。
【００５５】
（実施の形態３）
図１１は本発明の実施の形態３における暖房便座の要部断面図である。本実施の形態は、実施の形態２の発明と基本的な構成は同じで、異なるのは輻射反射板２９の改良にかかわる。
【００５６】
図１１において、輻射反射板２９はその断面形状を略放物線形状とし、ランプヒーター３０の断面中心（すなわち、フィラメント３４）を放物線の焦点に相当する位置に配置している。この構成により、ランプヒーター３０から発せられた輻射エネルギーは反射板２９で反射されると、反射光の軌跡はすべて並行となり、着座部２５を均一に加熱することができる（輻射エネルギーの反射の軌跡の概念を矢印で示す）。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。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
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加熱することができるので、使用者が着座する機器の暖房技術として適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１における暖房便座の便座の要部を断面した概略構成図
【図２】同暖房便座を便器に搭載したトイレ装置の斜視図
【図３】暖房便座の着座部を取り外した平面図
【図４】暖房便座の要部分解斜視図
【図５】同暖房便座の着座部断面図
【図６】同暖房便座のランプヒーターの特性概略図
【図７】（ａ）同暖房便座の別の実施例を示す要部断面図（ｂ）同暖房便座の別の実施例を示す要部断面図
【図８】同暖房便座のサーモスタットの断面図温度制御の特性図
【図９】同暖房便座の温度制御の特性図
【図１０】同実施の形態２における暖房便座の要部断面図
【図１１】同実施の形態３における暖房便座の要部断面図
【図１２】従来の暖房便座の要部の断面図
【符号の説明】
【００５９】
２２  便座
２４  上枠体
２５  着座部
２７  下枠体
２８  空洞部
２９  輻射反射板
２９ａ、２９ｂ  折り曲げ部（屈曲部）
３０  ランプヒーター（輻射型発熱体）
３１  サーモスタット
３９  アルマイト層
４０  輻射吸収層
４１  表面化粧層
４２  反射層
ａ  輻射型発熱体と便座表面との間の距離
ｂ  輻射型発熱体とサーモスタットとの間の距離
Ｔ２  便座の最高設定温度
Ｔ４  便座の安全限界温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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