(57)【要約】【課題】機械的強度を上げ、また、便座温度の必要以上の温度上昇を抑制することにより省エネ使用が可能であり、温度の応答性もよくした、暖房便座装置を提供すること。【解決手段】便座２０の上部側に配設されたカーボン繊維ヒータ２２は、便器１の上に載置された遠赤外線透過性を有する材料から形成された便座筐体２１の筐体上部２１ａ側から輻射される。カーボン繊維ヒータ２２から下方への輻射は反射部材２３で反射され、便座筐体２１の筐体上部２１ａ側から放熱される。このとき、便座２０の上部側に配設されたカーボン繊維ヒータ２２は、直接着座した人体の臀部に輻射熱を与えることができ、温度上昇が便座２０の熱容量に左右されるものでないので、便座温度制御開始の応答性をよくすることができる。常に無駄な便座２０の保温に要するエネルギ消費に費やすロスを少なくすることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器の上に載置され、少なくともその上部側が遠赤外線透過性を有する材料から形成された便座と、
前記便座の上部側に配設されたカーボン繊維ヒータと、
前記カーボン繊維ヒータの下部側に配設され、前記カーボン繊維ヒータが発生する遠赤外線を面反射させる反射部材と
を具備してなることを特徴とする暖房便座装置。
【請求項２】
前記カーボン繊維ヒータは、前記便座筐体の着座側上部内面に人体臀部の受熱を考慮したレイアウトに配設したことを特徴とする請求項１に記載の暖房便座装置。
【請求項３】
前記便座は、前記便座筐体の着座側上部内面に前記カーボン繊維ヒータから直接的または間接的に受熱し、その熱伝導により人体臀部に熱を伝える伝熱材料を配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の暖房便座装置。
【請求項４】
前記便座の前記カーボン繊維ヒータから直接的または間接的受熱は、前記便座筐体上部内面の着座側に輻射熱を吸収する黒体を部分的に塗布し、前記黒体によって輻射熱の透過を阻止し、熱伝導によるエネルギに変換したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の暖房便座装置。
【請求項５】
前記便座筐体の着座側の伝熱材料は、輻射熱と熱伝導の割合を樹脂製の便座の材質及び厚みの１以上によって決定したことを特徴とする請求項３に記載の暖房便座装置。
【請求項６】
前記便座筐体の着座側の前記伝熱材料への輻射熱と熱伝導の割合を変化させるため、前記便座の着座側内面と前記カーボン繊維ヒータの間に断熱部材を介装したことを特徴とする請求項３に記載の暖房便座装置。
【請求項７】
前記便座の上部に配設された便蓋には、その下面側に赤外線を反射する反射体を設け、輻射熱の放出を反射させることにより便座を加熱し、便座を保温することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の暖房便座装置。
【請求項８】
前記便座の着座状態にない温度制御は、前記カーボン繊維ヒータを輻射熱の少ない低温度として、着座側上部内面を直接的または間接的に加熱し、その熱伝導により着座した人体臀部に熱を伝えることを可能とすることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の暖房便座装置。
【請求項９】
前記便座の着座状態の温度制御は、前記便座自体の温度及び室内温度のうちの１以上によって決定することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の暖房便座装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便座に暖房機能を有する暖房便座装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の暖房機能を有する便座の従来例として特許文献１に掲載の技術がある。即ち、特許文献１に掲載の技術は、内部に空洞部が形成された便座と、空洞部に設けられたガラス管にハロゲンガスを封入したランプヒータで構成した輻射型発熱体とを有し、便座の着座部を輻射熱透過性材料で構成したことにより、着座面の瞬時加熱を可能にするものである。
【０００３】
また、特許文献２に掲載の技術は、空洞部を有する便座本体と、前記空洞部に配置され、前記便座本体と前記輻射型発熱体の間に移動して輻射熱を遮る輻射熱遮蔽手段と、前記便座本体の温度を検出する便座温度検出手段と、前記便座温度検出手段の検知した所定温度に基き、前記輻射型発熱体の発熱を制御するとともに前記輻射熱遮蔽手段の移動位置を制御する輻射熱制御手段とを備え、輻射型発熱体からの熱エネルギの照射によって便座本体の温度が過上昇したことを便座温度検出手段で検出し、輻射熱制御手段で輻射型発熱体の発熱を制御すると共に、輻射熱遮蔽手段が便座本体と輻射型発熱体の間に移動して、便座本体への過剰な熱輻射の抑制を図るものである。
【０００４】
そして、特許文献３に掲載の技術は、人体が直接接する部位に利用される暖房便座装置において、人体との接触面に赤外線を吸収して熱に変える物質を利用したことを特徴とするものである。特許文献３に掲載の技術は、接触面が熱を吸収する物質であるため、接触面を即温めることができるものである。
【特許文献１】特開２０００−０１４５９８
【特許文献２】特開２００５−１９２８９５
【特許文献３】特開平１１−２９９７０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１及び特許文献２は、輻射型発熱体として、共にガラス管にハロゲンガスを封入したランプヒータを用いており、それを暖房便座に配設していたから、便座に与えられる衝撃に対して脆弱である。そのため、ランプヒータには衝撃緩和の緩衝構造が必要となり、構造が複雑となる。また、特許文献１及び特許文献２は、ガラス管にハロゲンガスを封入したランプヒータの構造のため、尿入り或いは清掃時の水入りが発生し、それらの水滴がガラス管に触れるとガラス管が破損するので、必要以上の防水処理が必要であった。
【０００６】
また、特許文献１及び特許文献２は、輻射型発熱体からでる赤外線を、アルミ板によって反射させ、赤外線を筐体内面に向けて輻射させ、その熱を人の臀部に伝えるものであるから、便座の材料として熱伝導の良い材料の使用が不可欠であつた。
そして、特許文献１及び特許文献２は、ガラス管にハロゲンガスを封入したランプヒータを用いているため、便座筐体に対して従来のニクロム線ヒータのように使用状態を前提に配設することができず、位置によって昇温状態にムラが発生する可能性が高い。
更に、特許文献３に掲載の技術は、赤外線を吸収して熱に変える物質を便座に使用していることから、応答性が悪く、常に所定の便座温度に維持する必要があり、温度制御にエネルギの無駄があった。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの問題点を解消すべく、機械的強度を上げ、かつ、便座温度の必要以上の温度上昇を抑制することにより省エネ使用が可能で、温度の応答性をよくした暖房便座装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の暖房便座装置においては、便器の上に載置され、少なくともその上部側が遠赤外線透過性を有する材料から形成された便座と、前記便座の上部側に配設されたカーボン繊維ヒータと、前記カーボン繊維ヒータの下部に配設され、前記カーボン繊維ヒータが発生する遠赤外線を面反射させる反射部材とを具備してなるものである。
ここで、便座の遠赤外線透過性を有する材料とは、例えば、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等が使用可能であり、遠赤外線透過性は樹脂が透明であるか否かを問うものではない。
また、便座の上部側に配設されたカーボン繊維ヒータは、便座上部にインサート成形してもよいし、便座の中心部を空洞とし、その上部に接合したり、機械的に取り付けてもよい。
そして、前記カーボン繊維ヒータが発生する遠赤外線を面反射させる反射部材は、格別、面反射方向の特定の位置に焦点を形成させるものではなく、便座の上方向に遠赤外線を導くものであればよく、平面及び乱反射面を含むものでもよい。簡単には、アルミテープをカーボン繊維ヒータの下面側に絶縁して接合したものでもよい。
【０００９】
請求項２の暖房便座装置の前記カーボン繊維ヒータは、前記便座筐体の着座側上部内面に人体臀部の受熱を考慮したレイアウトに配設したものである。
前記人体臀部の受熱を考慮したレイアウトとは、人体の臀部、脚部の位置によって発熱量及び発熱面を変化させることを意味し、具体的には、前記カーボン繊維ヒータを蛇行または平行させ、その熱放射エネルギ密度を変化させる配置を意味する。
【００１０】
請求項３の暖房便座装置の前記便座は、前記便座筐体の着座側上部内面に前記カーボン繊維ヒータから直接的または間接的に受熱し、その熱伝導により人体臀部に熱を伝える伝熱材料を配置したものである。
ここで、前記カーボン繊維ヒータから直接的または間接的に受熱するとは、前記直接的はカーボン繊維ヒータの熱を直接熱伝導によって便座筐体の上部に伝えることを意味し、前記間接的はカーボン繊維ヒータの輻射（放射）熱を受けて人体の温度を上昇させることにより、その熱伝導によって便座筐体の上部に熱を伝えることを意味する。伝熱材料とは、熱伝導により人体臀部に熱を伝える材料を意味する。また、熱伝導の比較的良好な材料とは、熱伝導の良好な材料を意味する。
【００１１】
請求項４の暖房便座装置の前記便座の前記カーボン繊維ヒータから直接的または間接的受熱は、前記便座筐体上部内面の着座側に輻射熱を吸収する黒体を部分的に塗布し、前記黒体によって輻射熱の透過を阻止し、熱伝導によるエネルギに変換したものである。
ここで、前記便座筐体上部内面の着座側に塗布した輻射熱を吸収する黒体は、輻射熱を吸収することにより黒体が温度上昇し、その熱伝導により、前記便座筐体上面を加熱するものである。黒体は部分的に塗布されているので、塗布されていない個所からは、輻射熱の透過により人体を直接加温するものである。
【００１２】
請求項５の暖房便座装置の前記便座筐体の着座側上部内面の伝熱材料は、輻射熱と熱伝導の割合を樹脂便座の材質及び厚みの少なくとも１以上によって決定したものである。輻射熱と熱伝導の割合によって、人が着座したときの便座の温度及び直接人体に放射されてくる温度が決定される。したがって、樹脂便座の材質及び厚みの少なくとも１以上によって、輻射熱と熱伝導の割合を任意に設定できる。
【００１３】
請求項６の暖房便座装置の前記便座筐体の着座側の前記伝熱材料への輻射熱と熱伝導の割合は、前記便座の着座側内面と前記カーボン繊維ヒータの間に断熱部材を介装して変化させるものである。ここで、断熱部材としてはガラス繊維に限定されるものではなく、熱伝導の良くない材料であればよく、好ましくは、熱伝導の良くない材料で、かつ、遠赤外線の通過する材料であることが望ましい。勿論、輻射熱と熱伝導の割合を任意に設定できる樹脂等でもよい。
【００１４】
請求項７の暖房便座装置の前記便座の上部に配設された便蓋には、その下面側に赤外線を反射する反射体を設け、輻射熱の放出を反射させることにより便座を加熱し、便座を保温するものである。
ここで、前記便座の上部に配設された便蓋は、その下面またはその内部の一部または全部に輻射熱の放出を反射させる部材を配設し、前記便座をその反射された輻射熱で保温するものである。このため、できるだけ反射面は、便蓋の下面に近いことが望ましい。
【００１５】
請求項８の暖房便座装置の前記便座の着座状態にない温度制御は、前記カーボン繊維ヒータを輻射熱の少ない低温度として、着座側上部内面を直接的または間接的に加熱し、その熱伝導により着座した人体臀部に熱を伝えることを可能とするものである。このように、前記便座の着座状態にない温度制御は、前記カーボン繊維ヒータを低温度とすることにより、一般的に低温度では遠赤外線の放出が低下するので、その状態で熱伝導による加熱を行い、便座自体の温度を、着座したときでも違和感のないように速やかに昇温することを補助するものである。
【００１６】
請求項９の暖房便座装置の前記便座の着座状態の温度制御は、前記便座自体の温度及び室内温度のうちの１以上によって決定するものである。
前記便座の着座状態の温度制御は、前記便座自体の温度を着座しているときに違和感のない温度とし、また、着座状態の人の臀部にも熱エネルギを輻射によって与える必要がある。ここで、前記便座自体の温度を所定の温度に維持できている場合には、放熱されるエネルギの補充となり、室内温度によって決定するものでは、室内温度が低下しているときには、輻射エネルギを上昇させて、人体に寒さを感じないように直接臀部を加温するものである。勿論、両者の使用が最も望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１にかかる暖房便座装置は、便座の上部側に配設されたカーボン繊維ヒータは、便器の上に載置された遠赤外線透過性を有する材料から形成された便座の上部側から輻射され、また、前記カーボン繊維ヒータから下方への輻射は、反射部材で反射され、便座の上部側から放熱される。このとき、便座の上部側に配設されたカーボン繊維ヒータは、直接着座した人体の臀部に放射熱を与えることができるから、人体の検出から便座温度制御開始の応答性をよくすることができる。そして、便座温度制御開始の応答性をよくすることができるから、便座に速温性を出すことができ、結果的に、常に無駄な便座の保温に要するエネルギ消費に費やすロスを少なくすることができる。前記カーボン繊維ヒータから下方への輻射は、反射部材で反射され、便器まで加熱するエネルギ損をなくし、輻射熱の放出を上部のみとするものであるから、その効率を上げることができる。
【００１８】
請求項２にかかる暖房便座装置の前記便座の前記カーボン繊維ヒータは、前記便座筐体の着座側上部内面に人体臀部の受熱を考慮したレイアウトに配設したものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、人間工学的に加温領域を設定することができ、エネルギの無駄を少なくすることができる。
【００１９】
請求項３にかかる暖房便座装置の前記便座は、前記便座筐体の着座側上部内面に前記カーボン繊維ヒータから直接的または間接的に受熱し、その熱伝導により人体臀部に熱を伝える伝熱材料を配置したものであるから、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、前記便座自体の温度を人が違和感のない程度の低い温度に設定することができ、無駄な便座の保温に要するエネルギ消費に費やすロスを少なくすることができる。
【００２０】
請求項４にかかる暖房便座装置の前記便座の前記カーボン繊維ヒータから直接的または間接的受熱は、前記便座筐体上部内面の着座側に輻射熱を吸収する黒体を塗布し、輻射熱の透過を阻止し、熱伝導によるエネルギに変換したものであるから、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、前記便座筐体上部内面の着座側に塗布した輻射熱を吸収する黒体は、輻射熱を吸収し黒体自体が温度上昇し、その熱伝導により、前記便座上面を加熱するものである。黒体は部分的に塗布されているので、塗布されていない個所からは、輻射熱の透過により人体を直接加温することができる。したがって、便座を適当な温度に保持することができる。
【００２１】
請求項５にかかる暖房便座装置の前記便座筐体の着座側上部内面の伝熱材料は、輻射熱と熱伝導の割合を樹脂便座の材質及び厚みの1つ以上により決定したものであるから、請求項３に記載の効果に加えて、合理的に人体を直接急速に加温し、かつ、便座をも適当な温度に加温することができる。
【００２２】
請求項６にかかる暖房便座装置の前記便座筐体の着座側の前記伝熱材料への輻射熱と熱伝導の割合は、前記便座の着座側内面と前記カーボン繊維ヒータの間に断熱部材を介装して変化させるものであるから、請求項３に記載の効果に加えて、輻射熱と熱伝導の割合を任意に設定できる樹脂、ガラス繊維等とすることができ、便座の設置条件、季節等に合わせた設計でき、特に、輻射熱をあまり抑えることなく、主として熱伝導の遮断が容易になり、その設計自由度を高くすることができる。
【００２３】
請求項７にかかる暖房便座装置の前記便座の上部に配設された便蓋には、その裏面に赤外線を反射する反射体を設け、輻射熱の放出を反射させることにより便座を加熱し、便座を保温するものであるから、請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の効果に加えて、前記カーボン繊維ヒータが低温度のときの輻射熱の放出を、エネルギ損とすることなく、輻射熱の放出を反射させることにより、便座の加熱エネルギとすることができ、その効率を上げることができる。
【００２４】
請求項８にかかる暖房便座装置の前記便座の着座状態にない温度制御は、前記カーボン繊維ヒータを輻射熱の少ない低温度として、着座側上部内面を直接的または間接的に加熱し、その熱伝導により着座した人体臀部に熱を伝えることを可能とするものであるから、請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の効果に加えて、高効率で、便座のみの保温を行うことができ、輻射熱エネルギ損失を最小限に抑えることができる。
【００２５】
請求項９にかかる暖房便座装置の前記便座の着座状態の温度制御は、前記便座自体の温度及び室内温度のうちの１以上によって決定するものであるから、請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の効果に加えて、前記便座の着座状態の温度制御は、前記便座自体の温度を着座しているときに違和感のない温度とし、また、着座状態の人の臀部にも熱エネルギを輻射によって与えられるから、応答性のよい加温を行うことができる。前記便座自体の温度を所定の温度に維持できている場合には、放熱されるエネルギの補充となる。室内温度によって温度制御に入るものにおいては、室内温度が低下しているときには、輻射エネルギを上昇させて、人体に寒さを感じないように直接臀部を加温することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の実施の形態の暖房便座装置について、図を用いて説明する。なお、本実施の形態２以降において、実施の形態１と同一記号または同一符号は、上記実施の形態１と同一または相当する構成部分を示すものであるから、その詳細な説明を省略し、主に相違点のみ説明する。
［実施の形態１]
【００２７】
図１は本発明の実施の形態１の暖房便座装置の側面図、図２は同じく平面図を示すものである。図３は同実施の形態１の暖房便座装置の便座の平面図であり、図４は図３の側面図を示すものである。また、図５は同実施の形態１の暖房便座装置の図３に示す切断線Ａ−ＡによるＡ−Ａ断面図である。
【００２８】
図１乃至図４において、１は便器で公知の形態を有し、２は暖房便座装置で、便器１の上に載置される。４は人体局部洗浄装置３の後部装置収納部、４ａは後部装置収納部４の上部カバー、４ｂは後部装置収納部４のべ一ス部材で、５は便蓋、２０は便座で、後部装置収納部４に回動自在に取り付けられている。
【００２９】
図３において、後部装置収納部４のべ一ス部材４ｂには、人体局部洗浄装置３を構成する便座２０のヒータ通電制御手段を構成する電気制御を含む電気制御基板ユニット７、図示しない温水洗浄ノズル８、温水洗浄ノズル８に温水を供給する温水供給系ユニット９、赤外線検出センサまたは圧力センサからなる便座人体検出センサ５６、便座温度センサ５５等の検出手段を有する近接スイッチ、その他の温水洗浄関係スイッチ５７からなる着座検知手段１０が配設されている。ヒータ通電制御手段を除き、何れも公知の構成であるから、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
図５において、便座２０は、概略、中空状に形成した便座筐体２１を有している。便座筐体２１は筐体上部２１ａと筐体下部２１ｂから構成され、両者を機械的に一体に接合している。筐体上部２１ａは、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等からなり、少なくともその上部側が遠赤外線透過性を有する材料から形成されものである。ここで、少なくともとは、赤外線透過性を有する材料が好ましいものの、意匠性から必ずしも透明部材を使用する必要がなく、遠赤外線の透過性を持てばよいことを意味する。筐体下部２１ｂは断熱性を有するものでもよく、遠赤外線の透過性を問うものではない。したがって、筐体上部２１ａと筐体下部２１ｂは、機械的強度によってその厚み、強度が決定される。
なお、一般的には、筐体上部２１ａと筐体下部２１ｂは同一の材料で形成される。
【００３１】
便座筐体２１の筐体上部２１ａの内側上部側には、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等の遠赤外線透過性を有する材料からなる被覆材を具備するカーボン繊維ヒータ２２が配設されている。カーボン繊維ヒータ２２は所定の間隔を設けて筐体上部２１ａの内側上部面に接合または取り付けられている。その下面には、アルミ箔テープ等の反射部材２３が接合されている。反射部材２３は、カーボン繊維ヒータ２２及び筐体上部２１ａの内側上面との間に合成接着剤によって接合されている。この合成接着剤は遠赤外線透過性を有する材料からなるものである。しかし、伝熱特性によって、便座２０の筐体上部２１ａを、加熱するものでは、遠赤外線透過性を吸収する材料とすることもできる。
【００３２】
実施の形態１の暖房便座装置２においては、便器１の上に載置され、少なくともその上部側が遠赤外線透過性を有する材料から上部のみまたは全体を形成された筐体上部２１ａを有する便座２０と、便座２０の筐体上部２１ａの上部側に配設されたカーボン繊維ヒータ２２と、カーボン繊維ヒータ２２の下部に配設され、カーボン繊維ヒータ２２が発生する遠赤外線を面反射させるアルミ箔テープ等からなる反射部材２３とを具備してなるものである。
【００３３】
このように構成された本実施の形態１の暖房便座装置は、次のように、動作することができる。
便座２０の上部側に配設されたカーボン繊維ヒータ２２は、便器１の上に載置された遠赤外線透過性を有する材料から形成された便座筐体２１の筐体上部２１ａ側、即ち、上部側から輻射される。また、カーボン繊維ヒータ２２から下方への輻射は、反射部材２３としてのアルミ箔テープで反射され、便座筐体２１の筐体上部２１ａ側から放熱される。このとき、便座２０の上部側に配設されたカーボン繊維ヒータ２２は、直接便座２０に着座した人体の臀部に輻射熱を与えることができ、人体の臀部が感知する温度上昇が便座２０の熱容量に左右されるものでないので、人体の検出から便座温度制御開始の応答性をよくすることができる。そして、便座温度制御開始の応答性をよくすることができるから、便座２０に速温性を出すことができ、結果的に、常に無駄な便座２０の保温に要するエネルギ消費を少なくすることができる。カーボン繊維ヒータ２２から下方への輻射は、反射部材２３で反射され、便器１を加熱するエネルギ損をなくし、輻射熱の放出を便座筐体２１の筐体上部２１ａのみまたはその上部のみとするものであるから、その効率を上げることができる。
【００３４】
図６は本発明の実施の形態１の暖房便座装置の便座の温度制御を行う制御回路図である。
図６において、マイクロコンピュータ５０には、プライベートルーム（トイレ）の室内の人の存在を検出する赤外線検出センサまたは超音波センサからなる室内人体検出センサ５３、プライベートルームの室内温度を検出する温度センサからなる室温センサ５４、便座２０の温度を測定する便座温度センサ５５、便座２０の着座状態を検出する赤外線検出センサまたは圧力センサからなる便座人体検出センサ５６、その他の温水洗浄関係スイッチ５７等が接続されている。
また、その出力として、ドライバ５１を駆動制御し、ドライバ５１はカーボン繊維ヒータ２２の電流をオン・オフ制御、即ち、ＰＷＭ制御している。温度制御マップ５２は、室内温度を検出する室温センサ及び／または便座２０の筐体上部２１ａの上面の温度を検出する便座温度センサ５５の出力に基づく、カーボン繊維ヒータ２２の電流をオン時間、オフ時間を設定し、便座２０の温度、室内の温度、使用時間をパラメータとして、ＰＷＭ制御のモードを変更するものである。
【００３５】
図７は本発明の実施の形態１の暖房便座装置の便座の温度制御を行うフローチャートである。
図７に示すルーチンは、他のメインプログラムの実行中にコールされるものである。このルーチンがコールされると、まず、ステップＳ１でプライベートルームの室内に人の存在を室内人体検出センサ５３で検出し、室内に人体の存在が検出されないとき、ステップＳ２で後述するメモリＳをクリヤし、ステップＳ３で前回の処理からＭ分経過しているか否かを判断し、経過していないときには、便座２０の温度を確認する必要がないので、このルーチンを脱する。ステップＳ３で前回の処理からＭ分経過していると判断すると、ステップＳ４で便座２０の温度Ｔ℃を検出し、そして、ステップＳ５で便座２０の温度Ｔ℃が所定の閾値温度ＴH℃未満であるか判断し、便座２０の温度Ｔ℃が所定の閾値温度ＴH℃以上のとき、便座２０の温度Ｔ℃が閾値温度ＴH℃以上であることを意味するから、そのままこのルーチンを脱する。しかし、ステップＳ５で便座２０の温度Ｔ℃が所定の閾値温度ＴH℃未満のとき、便座２０の温度Ｔを閾値温度ＴH℃とすべく、ステップＳ６で便座２０の温度Ｔ℃を閾値温度ＴH℃とするに必要なカーボン繊維ヒータ２２の電流のオン時間ＴONを決定し、ステップＳ７及びステップＳ８でそのオン時間ＴONだけ所定の通電状態として出力する。ステップＳ８でオン時間ＴONの経過が判断されるとステップＳ９で出力を遮断し、このルーチンを脱する。
【００３６】
また、ステップＳ１でプライベートルームの室内に人の存在を検出し、室内に人体の存在が検出されたとき、ステップＳ１０で室内温度t℃を測定し、ステップＳ１１で便座２０の温度Ｔ℃を測定する。そして、ステップＳ１２でメモリの温度制御マップから室内温度t℃、便座２０の温度Ｔ℃に基づき、着座する人の臀部に初期値としてどれだけの輻射エネルギを供給すればよいのかのＰＷＭ信号のモードを選択する。即ち、カーボン繊維ヒータ２２の電流のオン時間及びオフ時間を決定し、所定のＰＷＭ制御のモードでそれをステップＳ１３で出力する。その出力をステップＳ１４で監視する所定の時間Ｓ秒だけ継続する。その所定の時間Ｓ秒が経過すると、ステップＳ１５でメモリＳの記憶に対して監視する所定の時間Ｓ秒を加算し、そして、ステップＳ１６で便座２０に人体の臀部が乗っているか便座人体検出センサ５６を判断し、人体の存在を検出しているとき、ステップＳ１１乃至ステップＳ１６のルーチンを繰り返し行い、ステップＳ１６で便座２０に人体の存在を検出できなくなったとき、ステップＳ１７で、出力を遮断し、このルーチンを脱する。
【００３７】
なお、本実施の形態のステップＳ６で使用した温度制御マップは、便座２０の温度Ｔ℃を閾値温度ＴH℃に加温しようとするものであるから、閾値温度ＴH℃から所定の温度範囲内に保たれ、人が便座２０に着座したとき、着座したときに違和感のないように急速に加温できるようにすることができる。
また、特に、便座２０の温度制御ルーチンにおいては、カーボン繊維ヒータ２２の電流値を少なくし、カーボン繊維ヒータ２２の温度を低くしたまま熱を発生させることにより、遠赤外線外の熱伝導による伝熱効率を上げることができる。
【００３８】
そして、本実施の形態のステップＳ１２で使用した温度制御マップは、室内温度ｔ℃と便座２０の温度Ｔ℃を基に、人が便座２０に着座したとき、着座したときに違和感のないように急速に遠赤外線で加温できるようにするものである。このとき、本実施の形態ではＰＷＭ制御によってカーボン繊維ヒータ２２をオン・オフ制御している。しかし、本発明を実施する場合には、オン・オフ制御に限定されるものではなく、電流の増減を行わせる電流制御とすることもできるし、また、ＰＷＭ制御信号を平滑化した信号とすることもできる。
【００３９】
更に、室内温度ｔ℃は季節情報となり、便座２０の温度Ｔ℃は使用頻度または時間情報となるから、室内温度ｔ℃と便座２０の温度Ｔ℃との一方のみで、カーボン繊維ヒータ２２からの遠赤外線の輻射を設定することもできる。
［実施の形態２]
【００４０】
図８は実施の形態２の暖房便座装置の図３に示す切断線Ａ−ＡによるＡ−Ａ断面図に相当する断面図である。
上記実施の形態１との相違点は、筐体上部２１ａは、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等からなり、少なくともその上部側が遠赤外線透過性を有する材料から形成されものである。しかし、筐体上部２１ａの内側には、炭素等の黒体を部分的に塗布した黒体層２４を有している。この黒体層２４は、カーボン繊維ヒータ２２から輻射される遠赤外線を吸収して、自分自身の温度を上昇させるもので、この発熱は筐体上部２１ａの内面側から外面側に熱伝導され、便座筐体２１の温度によって人体の臀部を加温することができる。
【００４１】
また、筐体上部２１ａの内側に塗布した黒体層２４は、部分的または全体的に形成し、かつ、その厚みを調整することにより、部分的または全体的に形成した黒体層２４は、少なくともその一部の外赤外線は透過させるものである。したがって、カーボン繊維ヒータ２２から遠赤外線のみを輻射される条件としておけば、その遠赤外線の一部を吸収し、便座筐体２１の温度によって人体の臀部を加温することができる。遠赤外線の残りは、筐体上部２１ａの上部側が遠赤外線透過性を有する材料から形成されているから、輻射エネルギによって直接人体の臀部を加温することができる。
【００４２】
即ち、本実施の形態２では、熱の伝達方法には、輻射及び熱伝導があるから、その両者を積極的に使用するものである。したがって、黒体層２４に替えて赤外線または遠赤外線を吸収して発熱し、その熱を伝導によって便座２０に伝える合成樹脂とすることができる。
［実施の形態３]
【００４３】
図９は実施の形態３の暖房便座装置の図３に示す切断線Ａ−ＡによるＡ−Ａ断面図に相当する断面図である。
上記実施の形態１との相違点は、筐体上部２１ａは、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等からなり、少なくともその上部側が遠赤外線透過性を有する材料から形成されものである。筐体上部２１ａの内側には、熱伝導を遮断するガラス繊維２５を部分的または全体的に接合し、その下側にカーボン繊維ヒータ２２が配設されている。ガラス繊維２５は、熱伝導を遮断する機能を有するので、カーボン繊維ヒータ２２から輻射される遠赤外線のみを筐体上部２１ａの内面側から外面側に輻射し、その輻射エネルギによって直接人体の臀部を加温することができる。
【００４４】
また、筐体上部２１ａの内側に配設したガラス繊維２５は、カーボン繊維ヒータ２２から便座筐体２１への熱伝導を遮断し、かつ、遠赤外線または赤外線のみを透過させるものである。したがって、カーボン繊維ヒータ２２から遠赤外線のみを輻射される条件としておけば、その遠赤外線は、筐体上部２１ａの上部側が遠赤外線透過性を有する材料から形成されているから、その輻射エネルギによって直接人体の臀部を加温することができる。
【００４５】
そして、本実施の形態３では、便座２０の上面を開閉する便蓋３０には、公知の合成樹脂による意匠面層３１と、その下面の表面には、ニッケル、アルミ等がスパッタリングによって反射体３２としての金属薄膜が形成されている。この反射体３２としての金属薄膜は、筐体上部２１ａの上部側から輻射される遠赤外線を反射するもので、カーボン繊維ヒータ２２から輻射された遠赤外線が便蓋３０で消費されたり、便蓋３０を通過されないようにするものである。通常、反射体３２は、便蓋３０の下面に形成されるが、便蓋３０を構成する合成樹脂中に埋設されてもよい。このときの合成樹脂は、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等の遠赤外線透過性を有する材料が望ましい。特に、反射体３２の材料としてアルミ等が採用された場合、これを合成樹脂中の一部にインサートするのが好適である。
【００４６】
このように、便蓋３０の意匠面層３１の下面に、反射膜３２を形成することにより、カーボン繊維ヒータ２２から輻射された遠赤外線が便蓋３０で反射され、便座２０側に遠赤外線を反射させるから、反射された遠赤外線は再度カーボン繊維ヒータ２２側及び反射部材２３としてのアルミ箔テープで反射されることとなり、繰り返し反射された遠赤外線は、反射体３２と反射部材２３との間でエネルギが消費され、結果として、便座２０の筐体上部２１ａがその熱エネルギを吸収し、便座２０を加温する。
【００４７】
即ち、本実施の形態３では、熱の伝達方法には、輻射及び熱伝導があるから、その一方の輻射のみを使用するものである。したがって、ガラス繊維２５に替えて赤外線または遠赤外線を吸収して発熱し、その熱を伝導によって伝える合成樹脂を介在させないことによって、輻射熱主導の加温制御とするものである。
また、反射体３２と反射部材２３との間で反射を繰返すことによって、エネルギが消費されるものでは、少なくとも、輻射または熱伝導のみの材料は存在しないから、筐体上部２１ａの上部側を加温することができる。
［実施の形態４]
【００４８】
図１０は実施の形態４の暖房便座装置の便座におけるカーボン繊維ヒータの配置状態を示す平面図である。
図１０において、カーボン繊維ヒータ２２は人体の臀部及び脚部の温度に敏感な個所には、輻射熱エネルギが多く発生し、敏感でない個所には少なく発生するように、蛇行させて配設したカーボン繊維ヒータ２２に蛇行による粗部２２ａと密部２２ｂからなる熱エネルギーに粗密を形成したものである。
なお、この蛇行による粗密は、図１０の蛇行に対して直角方向とすることもでき、また、カーボン繊維ヒータ２２を並列接続させ、その分流として対応することもできる。当然ながら、並列接続した場合には、低抵抗になり発熱量が低下するので、それだけ線径を低下させるか、固有抵抗を上げる必要がある。
【００４９】
上記実施の形態の暖房便座装置のカーボン繊維ヒータ２２は、図１０に示すように、便座筐体２１の着座側筐体上部２１ａ内面に人体臀部の受熱を考慮したレイアウトに配設したものである。ここで、人体臀部の受熱を考慮したレイアウトとは、人体の臀部、脚部の位置、温度に敏感な位置によって発熱量及び発熱面を変化させることを意味し、具体的には、蛇行または平行にカーボン繊維ヒータ２２を配置することによってなされる。
上記実施の形態の暖房便座装置のカーボン繊維ヒータ２２は、便座筐体２１の着座側筐体上部２１ａ内面に人体臀部の受熱を考慮したレイアウトに配設したものでは、人間工学的に加温領域を設定することができ、エネルギの無駄を少なくすることができ、自然な使用感が得られる。
【００５０】
上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０は、便座筐体２１の着座側筐体上部２１ａ内面にカーボン繊維ヒータ２２から直接的または間接的に受熱し、その熱伝導により人体臀部に熱を伝える伝熱材料を配置したものである。
ここで、カーボン繊維ヒータ２２の熱は、直接熱伝導によって便座筐体２１の上部に伝える直接的に、また、カーボン繊維ヒータ２２の熱の熱伝導を一旦遮断し、遠赤外線のみの輻射熱を受けて温度上昇させる間接的に、便座筐体２１の上部に熱を伝えることができる。伝熱材料とは、熱伝導により人体臀部に熱を伝える材料であればよく、熱伝導の比較的良好な材料であればよい。また、熱伝導の比較的良好な材料とは、熱的に遮断されない程度の材料であればよい。特に、カーボン繊維ヒータ２２側からの熱伝導の問題のみではなく、着座した臀部を熱源とした場合の放熱のあり方を考慮すると、熱伝導の良好な材料でないほうが好ましい。
【００５１】
このように、上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０は、便座筐体２１の着座側筐体上部２１ａ内面にカーボン繊維ヒータ２２から直接的または間接的に受熱し、その熱伝導により人体臀部に熱を伝える伝熱材料を配置したものであるから、便座２０自体の温度を人が違和感のない程度の低い温度に設定することができ、無駄な便座２０の保温に要するエネルギ消費を少なくすることができる。殊に、便座２０の温度を上げる必要がなくなるから室内温度との温度勾配を小さくすることができ、エネルギロスを少なくすることができる。具体的には、便座２０の温度を当初２０℃程度に維持しておれば、人体を検知してからカーボン繊維ヒータ２２の遠赤外線の輻射熱により急速に人体に伝熱可能で、違和感のない使用状態とすることができる。
【００５２】
上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０のカーボン繊維ヒータ２２から直接的または間接的受熱は、着座側筐体上部２１ａ内面の着座側に輻射熱を吸収する炭素等の黒体を部分的または全体的に塗布した黒体層２４を形成し、輻射熱の透過を阻止し、熱伝導によるエネルギに変換したものである。この黒体層２４は、輻射熱を吸収することにより温度上昇し、その熱伝導により、便座筐体２１上面を加熱するものである。黒体は部分的に塗布されているので、塗布されていない個所からは、輻射熱の透過により人体を直接加温するものである。
【００５３】
このように、上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０のカーボン繊維ヒータ２２から直接的または間接的受熱は、着座側筐体上部２１ａ内面の着座側に輻射熱を吸収する黒体を塗布し、輻射熱の透過を阻止し、熱伝導によるエネルギに変換したものであるから、着座側筐体上部２１ａ内面の着座側に塗布した輻射熱を吸収する黒体は、輻射熱を吸収し黒体自体が温度上昇し、その熱伝導により、便座２０の上面を加熱するものである。黒体層２４は部分的に形成してもよいが、形成されていない個所からは、輻射熱の透過により人体を直接加温することができる。したがって、便座２０を適当な温度に保持することができる。
【００５４】
上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０のカーボン繊維ヒータ２２から直接的及び間接的受熱は、黒体層２４を形成した事例で説明したが、黒体を合成樹脂に混ぜて混練したものを合成樹脂の成形材料としてもよい。しかし、このときには、合成樹脂が黒くなるので、２層以上の多層構成にするのが望ましい。
【００５５】
上記実施の形態の暖房便座装置の便座筐体２１の着座側筐体上部２１ａ内面の伝熱材料は、輻射熱と熱伝導の割合を樹脂便座の材質及び厚みの少なくとも１以上によって決定することができる。輻射熱と熱伝導の割合によって、人が着座したときの便座２０の温度及び直接人体に放射されてくる遠赤外線の輻射温度が決定される。したがって、合成樹脂からなる便座２０の材質及び厚みの少なくとも１以上によって、輻射熱と熱伝導の割合を任意に設定できる。
このように、上記実施の形態の暖房便座装置の便座筐体２１の着座側筐体上部２１ａ内面の伝熱材料は、輻射熱と熱伝導の割合を樹脂便座の材質及び厚みにより決定することにより、合理的に人体を直接急速に加温し、かつ、便座２０をも適当な温度に加温することができる。
【００５６】
上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０の上部に配設された便蓋３０には、その裏面に赤外線を反射する反射体３２を設け、輻射熱の放出を反射させることにより便座２０を加熱し、便座２０を保温することができる。ここで、便座２０の上部に配設された便蓋３０は、その下面またはその内部の一部または全部に輻射熱の放出を反射させる部材を配設し、便座２０をその反射された輻射熱で保温するものであるから、できるだけ反射面は、便蓋３０の下面に近いことが望ましい。
【００５７】
このように、上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０の上部に配設された便蓋３０には、その裏面に赤外線を反射する反射体３２を設け、輻射熱の放出を反射させることにより便座２０を加熱し、便座２０を保温するものであるから、カーボン繊維ヒータ２２が低温度のときの輻射熱の放出を、エネルギ損とすることなく、輻射熱の放出を反射させることにより、便座２０の加熱エネルギとすることができ、その効率を上げることができる。
【００５８】
上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０は、輻射熱と熱伝導の割合及び便座２０外に排出するエネルギの総量を、合成樹脂からなる便座２０の材質及び厚みの１以上により決定することができる。ここで、輻射熱と熱伝導の割合によって、人が着座したときの便座２０の温度及び直接人体に放射されてくる温度が決定される。そして、合成樹脂製の便座２０の材質及び厚みの少なくとも１以上によって、輻射熱と熱伝導の割合を任意に設定され、かつ、その総量も決定でき長時間着座する使用者に対しても、違和感のない使用状態を形成できる。
このように、上記実施の形態の暖房便座装置の便座は、輻射熱と熱伝導の割合及び便座２０外に排出するエネルギの総量を、合成樹脂からなる便座２０の材質及び厚みにより決定でき、便座２０に着座する人が長時間着座しても自然な着座状態を継続できる。
【００５９】
上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０の着座状態にない温度制御は、カーボン繊維ヒータ２２を輻射熱の少ない低温度として、着座側筐体上部２１ａ内面を直接的または間接的に加熱し、その熱伝導により着座した人体臀部に熱を伝えることを可能とするものである。便座２０の着座状態にない温度制御は、カーボン繊維ヒータ２２を低温度とすることにより、一般的に低温度では遠赤外線の放出が低下するので、その状態で熱伝導による加熱を行い、便座２０自体の温度を、着座したときでも違和感のないように加温することができる。
【００６０】
このように、上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０の着座状態にない温度制御は、カーボン繊維ヒータ２２を輻射熱の少ない低温度として、着座側筐体上部２１ａ内面を直接的または間接的に加熱し、その熱伝導により着座した人体臀部に熱を伝えることを可能とするものであるから、高効率で、便座２０のみの保温を行うことができ、輻射熱エネルギ損失を最小限に抑えることができる。
【００６１】
上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０の着座状態の温度制御は、便座２０自体の温度及び室内温度のうちの１以上によって決定することができる。便座２０の着座状態の温度制御は、便座２０自体の温度を着座しているときに違和感のない温度とし、また、着座状態の人の臀部にも熱エネルギを輻射によって与える。ここで、便座２０自体の温度を所定の温度に維持できている場合には、放熱されるエネルギの補充となり、室内温度によって決定するものでは、室内温度が低下しているときには、輻射エネルギを上昇させて、人体に寒さを感じないように直接臀部を加温するものである。勿論、両者の同時使用が最も望ましい。
【００６２】
このように、上記実施の形態の暖房便座装置の便座２０の着座状態の温度制御は、便座２０自体の温度及び室内温度のうちの１以上によって決定するものであるから、便座２０の着座状態の温度制御は、便座２０自体の温度を着座しているときに違和感のない温度とし、また、着座状態の人の臀部にも熱エネルギを輻射によって与えられるから、応答性のよい加温を行うことができる。便座２０自体の温度を所定の温度に維持できている場合には、放熱されるエネルギの補充となる。室内温度によって温度制御に入るものにおいては、室内温度が低下しているときには、輻射エネルギを上昇させて、人体に寒さを感じないように直接臀部を加温することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
上記実施の形態の暖房便座装置では、便座２０にカーボン繊維ヒータ２２を配設する場合について説明したが、温水洗浄ノズル８に温水を供給する温水供給系ユニット９にも使用することができる。
また、カーボン繊維ヒータ２２は可撓性に富む材料であるから、各種用途の合成樹脂成型体と一体に形成することもでき、加熱、加温に幅広く使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は本発明の実施の形態１の暖房便座装置の側面図、図２は同じく平面図を示すものである。
【図２】図２は本発明の実施の形態１の暖房便座装置の平面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１の暖房便座装置の便座の平面図である。
【図４】図４は図３の側面図である。
【図５】図５は同実施の形態１の暖房便座装置の図４に示す切断線Ａ−ＡによるＡ−Ａ断面図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態１の暖房便座装置の便座の温度制御を行う制御回路図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態１の暖房便座装置の便座の温度制御を行うフローチャートである。
【図８】図８は実施の形態２の暖房便座装置の図３に示す切断線Ａ−ＡによるＡ−Ａ断面図に相当する断面図である。
【図９】図９は実施の形態３の暖房便座装置の図３に示す切断線Ａ−ＡによるＡ−Ａ断面図に相当する断面図である。
【図１０】図１０は実施の形態４の暖房便座装置の便座におけるカーボン繊維ヒータの配置状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１        便器
２０      便座
２１      便座筐体
２１ａ    筐体上部
２２      カーボン繊維ヒータ
２３      反射部材
２４      黒体層
２５      ガラス繊維
５０      マイクロコンピュータ
２２ａ    カーボン繊維ヒータの粗部
２２ｂ    カーボン繊維ヒータの密部
【図１】
2007143717.tif 000003
【図２】
2007143717.tif 000004
【図３】
2007143717.tif 000005
【図４】
2007143717.tif 000006
【図５】
2007143717.tif 000007
【図６】
2007143717.tif 000008
【図７】
2007143717.tif 000009
【図８】
2007143717.tif 000010
【図９】
2007143717.tif 000011
【図１０】
2007143717.tif 000012