(57)【要約】【課題】暖房便座において、省エネルぎーでかつ安全な制御を行うことを課題とする。【解決手段】着座部と内部に空洞部を有する便座２２と、前記空洞部に設けた輻射型発熱体２９と、前記便座の着座部の温度を検知する温度検知手段４８と、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を受光するバイメタルを有する輻射応答型サーモスタット３０と、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を直接受光しないようにバイメタル前面にキャップを有する熱伝導型サーモスタット３１とを備え、前記温度検知手段の信号と前記輻射応答型サーモスタットと前記熱伝導型サーモスタットとにより前記輻射型発熱体の通電を制御する制御部とを備えた暖房便座とした。【選択図】図１
2007061348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着座部と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、前記便座の着座部の温度を検知する温度検知手段と、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を受光するバイメタルを有する輻射応答型サーモスタットと、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を直接受光しないようにバイメタル前面にキャップを有する熱伝導型サーモスタットとを備え、前記温度検知手段の信号と前記輻射応答型サーモスタットと前記熱伝導型サーモスタットとにより前記輻射型発熱体の通電を制御する制御部とを備えた暖房便座。
【請求項２】
輻射吸収層を設けた着座部と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、前記便座の着座部の温度を検知する温度検知手段と、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を受光するバイメタルを有するサーモスタットと、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を直接受光しないようにバイメタル前面にキャップを有する熱伝導型サーモスタットとを備え、前記温度検知手段の信号と前記輻射応答型サーモスタットと前記熱伝導型サーモスタットとにより前記輻射型発熱体の通電を制御する制御部とを備えた暖房便座。
【請求項３】
輻射応答型サーモスタットは、便座表面温度が便座の着座部の最高設定温度以上で、かつ前記便座の安全限界温度以下でオフ動作を行うように設定した請求項1または２のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項４】
輻射型発熱体は、複数個とし、輻射応答型サーモスタットと熱伝導型サーモスタットは前記各々の輻射型発熱体に対向して設け、かつ電気的に直列に接続した請求項１〜３のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項５】
熱伝導型サーモスタットのキャップは熱伝導性の良好な金属で形成し、輻射型発熱体に対向した表面に輻射吸収層を有した請求項１〜４のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項６】
熱伝導型サーモスタットは、そのオフ動作温度を便座の最高設定温度以上で、かつ前記便座の安全限界温度以下に設定した請求項１〜５のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項７】
熱伝導型サーモスタットは復帰型とし、輻射応答型サーモスタットは非復帰型とした請求項１〜６記載の暖房便座。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の暖房便座を便器に備えたトイレ装置。
【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１１に示すように内部に空洞部１を形成し、便器上に載せて使用する輪状の便座２の着座部３を透明ポリプロピレン樹脂で構成し、空洞部１に便座２の輪状の全体に沿って設けたランプヒーター４からの輻射熱を着座部３にすばやく伝えて使用者が着座する面である採暖面をすばやく昇温させ、一方、ランプヒーター４に直列に接続したサーモスタット５により便座２の温度過昇を防止するという構成であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、図１１の構成ではサーモスタット５を設置して温度過昇に対する安全が図られているが、このサーモスタット５についての詳しい記述が無く、一般的に用いられているバイメタル式のサーモスタットを用いた場合は、図１２に示すようにランプヒーター４の輻射熱を受ける金属製のキャップである感熱面６とバイメタル７間は僅かな間隙ｄが形成されているため、感熱面６からバイメタル７への熱伝達は感熱面６からの輻射と空気を介した熱伝導になるために、バイメタル７の温度上昇に時間がかかり、この応答遅れから温度過昇の検知遅れにより安全面が危ぶまれることが考えられる。
【０００４】
すなわち、この種の暖房便座において、ランプヒーター４は省電力のため使用者の便座への着座直前に通電して着座するまでの短時間に、すばやく便座を適温にしなければならないので、瞬間的に温度上昇する形態のランプヒーターを使用している。従って、このようなランプヒーターの通電回路に、上記した形態のサーモスタットを接続して温度過昇防止手段として使用した場合には、通常の暖房器具、例えば電気ヒーターでは殆ど問題にならないサーモスタットの応答遅れでも、お尻を直接に乗せ、かつ瞬間的に温度上昇していくランプヒーターを使用した暖房便座では、即座に適温を越えて熱くなり使用者に不快感を与え、更には不快感を越えた熱さになれば使用者が便座から立ち上がらなければならなくなる事態も考えられる。
【特許文献１】特開２０００−２１０２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、輻射型発熱体の温度変化を速やかに検知し、安全で快適に使用できる暖房便座を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明は、着座部と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、前記便座の着座部の温度を検知する温度検知手段と、前記輻射型発熱体の輻射光を反射する反射体と、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を受光するバイメタルを有する輻射応答型サーモスタットと、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を直接受光しないようにバイメタル前面にキャップを有する熱伝導型サーモスタットと、前記温度検知手段の信号により前記輻射型発熱体の通電を制御する制御部とを備えた暖房便座である。
【０００７】
この構成によって、暖房便座は輻射型発熱体の輻射光を輻射応答型のサーモスタットのバイメタルが直接受光して加熱されるため、温度変化を速やかに検知でき応答遅れのない動作が可能であるとともに、温度制御に不具合が生じ、便座温度が徐々に上昇した場合に
も熱伝導型サーモスタットで遮断することにより安全で快適に暖房便座を使用できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の暖房便座は、輻射型発熱体からの輻射光を直接受光する輻射応答型サーモスタットと輻射光を直接受光しない熱伝導型サーモスタットにより便座の急激な温度異常も、緩慢な温度異常も検知でき、便座を安全に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、着座部と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、前記便座の着座部の温度を検知する温度検知手段と、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を受光するバイメタルを有するサーモスタットと、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を直接受光しないようにバイメタル前面にキャップを有する熱伝導型サーモスタットとを備え、前記温度検知手段の信号と前記輻射応答型サーモスタットと前記熱伝導型サーモスタットとにより前記輻射型発熱体の通電を制御する制御部とを備えた暖房便座である。
【００１０】
第２の発明は、輻射吸収層を設けた着座部と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、前記便座の着座部の温度を検知する温度検知手段と、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を受光するバイメタルを有するサーモスタットと、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を直接受光しないようにバイメタル前面にキャップを有する熱伝導型サーモスタットとを備え、前記温度検知手段の信号と前記輻射応答型サーモスタットと前記熱伝導型サーモスタットとにより前記輻射型発熱体の通電を制御する制御部とを備えた暖房便座である。
【００１１】
第１の発明または第２の発明の形態により、輻射応答型サーモスタットは輻射型発熱体からの輻射光でバイメタルが加熱され、便座の温度変化を速やかに予見し、輻射型発熱体の通電回路に異常が発生した時に、便座温度が異常過昇する前に通電回路を遮断することができる。また、便座の温度制御に異常が発生し、便座温度が徐々に上昇した場合は、熱伝導型サーモスタットが、便座温度上昇に従って上昇し、安全限界温度に至る前に通電回路を遮断することができる。したがって、使用者がトイレに入室し、便座に着座するまでの例えば、数秒間の極めて短時間に便座の着座部を適温まで高速に昇温させることができる輻射型発熱体の使用が可能になり、非常に省エネの暖房便座を安全に使用可能にできる。また、着座部が輻射吸収層を備えて輻射発熱体の発した輻射熱を吸収して着座部を効率よく暖める。
【００１２】
第３の発明は、第１または第２の発明のいずれか１つの発明において、輻射応答型サーモスタットは便座表面温度が便座の最高設定温度以上で、かつ便座の安全限界温度以下でオフ動作を行うように設定したもので、通常の使用状態でサーモスタットが作動するような誤動作が無く、かつ便座表面温度が異常過昇した場合でも火傷の危険があるような安全限界温度より低い温度で確実に輻射型発熱体の通電回路を遮断することができる。
【００１３】
第４の発明は、第１から第３の発明のいずれか１つの発明において、輻射型発熱体を複数個とし、前記各々の輻射型発熱体に対向して設け、かつ電気的に直列に接続した輻射応答型サーモスタットと熱伝導型サーモスタットを備えたもので、各輻射型発熱体のそれそれに対向して異種のサーモスタットを電気的に直列に接続することにより、何れの輻射型発熱体に異常過昇が発生しても何れかのサーモスタットで確実に輻射型発熱体の通電回路を遮断することができる。
【００１４】
第５の発明は、第１〜第４の発明のいずれか１つの発明において、熱伝導型サーモスタットのキャップを熱伝導性の優れた金属で形成し、輻射型発熱体に対向した表面に輻射熱
吸収材を備えたことにより、便座の温度制御に異常が発生し、便座温度が徐々に上昇した場合でもバイメタルへの熱伝導を良好にして、バイメタルの温度を便座温度に追従させることができるので、安全限界温度より低い温度で確実に輻射型発熱体の通電回路を遮断することができる。
【００１５】
第６の発明は、第１〜第５の発明のいずれか１つの発明において、熱伝導型サーモスタットのオフ動作を便座の最高設定温度以上で、かつ便座の安全限界温度以下で行うように設定したもので、通常の使用状態でサーモスタットが作動するような誤動作が無く、かつ便座表面温度が異常過昇した場合でも火傷の危険があるような安全限界温度より低い温度で確実に輻射型発熱体の通電回路を遮断することができる。
【００１６】
第７の発明は、第１〜第６の発明のいずれか１つの発明において、熱伝導型サーモスタットは復帰型、輻射応答型サーモスタットは非復帰型とすることにより、例えば、異常な環境で使用されて、オフ動作温度が比較的低い熱伝導型サーモスタットが作動し場合でも、ある一定温度以下の環境に戻すことにより熱伝導型サーモスタットは復帰して再び便座は使用可能となる。
【００１７】
第８の発明は、上記の第１〜第７の発明のいずれか一つの発明に記載の暖房便座を便器に備えたトイレ装置で、上記した各発明の作用効果を期待できるトイレ装置が得られ、快適に使用することができる。
【００１８】
本発明の目的は、第１の発明から第８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。
【００１９】
（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。
【００２０】
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２５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２６の上部にアルミニウム製の着座部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２７を有する構造となっている。
【００２１】
空洞部２７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２４に対向して、アルミ板を鏡面仕上げした輻射光反射板２８（反射体）と、着座部２４の両側において複数の輻射型発熱体である前ランプヒーター２９、後ランプヒーター２９ｂ（以降、区別する必要のないときはランプヒーター２９と示す）とが設けられている。輻射光反射板２８は、図１に示すように、その内外端部の全周に上方への折り曲げ部２８ａを有しており、その折り曲げ部２８ａによりランプヒーター２９からの輻射光が偏向されるので、ランプヒーター２９から離れている着座部２４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２４への輻射熱分布の均一化を図っている。このランプ
ヒーター２９の近傍には、ランプヒーター２９と電気的に直列接続された輻射応答型サーモスタット３０が設けられ、万一の不安全事態に対して便座２２の着座部２４の温度過昇を防止するよう作用する。なお、輻射光反射板２８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。
【００２２】
ランプヒーター２９は、ガラス管３２の内部にタングステンからなるフィラメント３３およびアルゴンなどの不活性ガス３４に微量のハロゲンを封入して構成されており、フィラメント３３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３３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３３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２９は、使用者がトイレ室に入室し、衣服を下ろし、お尻を便座２２の着座部２４に着座するまでの例えば、数秒間というきわめて短時間に便座２２の着座部２４を適温まで高速に昇温させることができる輻射型発熱体である。なお、ランプヒーター２９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−である必要はない。
【００２３】
このランプヒーター２９は、板バネ材で形成したランプヒーター固定具３６により輻射光反射板２８に固定され、輻射光反射板２８は樹脂製の下枠体２６のボス３７にビスで固定されている。
【００２４】
図５に、便座２２を構成するアルミニウム製の着座部２４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２７側、すなわちランプヒーター２９の輻射光が照射される内側表面はその輻射光をよく吸収しやすい黒色塗装した輻射吸収層４２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４１およびその上に好みの外観効果のために塗装した表面化粧層４３が形成してある。なお、アルマイト層４１および塗装した表面化粧層４３は、必ずしも両方ある必要はなく、アルマイト層４１または塗装した表面化粧層４３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４１および塗装した表面化粧層４３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４２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２４の昇温速度を早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、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２４の外側表面に施した表面化粧層４３は染色処理にすることもできるが、少なくとも着座部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る。
【００２５】
便座２２の着座部２４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・ｍＫと樹脂の約０．１〜１Ｗ・ｍＫに較べて桁違いに高いため、ランプヒーター２９の輻射光を受け輻射吸収層４２が昇温されると同時に、すばやく着座部２４の外側表面つまり表面化粧層４３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。
【００２６】
また便座２２を構成する下枠体２６には、その内面に輻射光反射板２８が取り付けられ、その輻射光反射板２８に前ランプヒーター２９および後ランプヒーター２９ｂと直列接続した輻射応答型サーモスタット３０、熱伝導型サーモスタット３１が取り付けられている。また、下枠体２６の上部にはアルミ製の着座部２４が取り付けられ、そのアルミの着座部２４の温度を検知するために着座部２４の内側表面に便座温度検知手段であるサーミスタ４４が取り付けられている。また便座２２は、その回動軸４５に電極４６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４７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。
【００２７】
本体２１には、室温検知手段としての室温サーミスタ４８の検知信号を取り込んでランプヒーター２９の温度制御を行い、かつ便座２２のランプヒーター２９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４９を有するマイクロコンピュータを主体とする制御部５０が設けられている。そして、制御部５０は人の入室を検知する人体検知センサー２５や着座検知手段３８と便座位置検知手段４７の信号を取り込んでランプヒーター２９への通電の開始と停止の制御と、サーミスタ４４、室温サーミスタ４８からの信号を取り込んで採暖面である着座部２４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２９の温度制御が行えるようになっている。
【００２８】
図６において、輻射応答型サーモスタット３０はバイメタル５１がランプヒーター２９の輻射光を受光するように空洞部２７内に露出させた構成でありランプヒーター２９にバイメタル５１を対向させて設置している。また、バイメタル５１の受光表面には輻射熱吸収材５２として耐熱性の黒色塗料を塗布している。そして、輻射応答型サーモスタット３０は輻射熱吸収材５２により輻射型発熱体からバイメタル５１に向けて輻射された熱を効率よく吸収し、より速やかにバイメタルの温度を上げるように構成している。また、輻射応答型サーモスタット３０は、ランプヒーター２９とバイメタル５１との間の距離ｂより、ランプヒーター２９と便座２２の着座部２４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、本実施の形態では着座部２４の内側表面に設けられた受光面である輻射吸収層４２までの距離を示す。
【００２９】
図７において熱伝導型サーモスタット３１はバイメタル５１がランプヒーター２９の輻射光を直接受光しないようにバイメタル５１の前面にキャップ５４を有しており、ランプヒーター２９に対向して設定されている。キャップ５４は熱伝導性の良好な金属、ここではアルミ合金で形成しており、その表面に黒色塗料からなる輻射熱吸収材が設けられている。
【００３０】
輻射応答型サーモスタット３０および熱伝導型サーモスタット３１は２本のランプヒーター２９、２９ｂに直列に接続されている。
【００３１】
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２５が入室を検知し、その信号が制御部５０に送られる。このとき、便座位置検知手段４７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５０はランプヒーター２９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３３からガラス管３２および輻射光反射板２８を経て便座２２の着座部２４の方向に放射される。さらに、ランプヒーター２９の輻射エネルギーは便座２２の着座部２４の内側表面に設けた輻射吸収層４２および着座部２４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２９に通電し、便座２２の着座部２４の採暖面をほぼ瞬時に加温することができ、かつ制御部５０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２９の輻射光をバイメタル５
１が受光する高速応答の輻射応答型サーモスタット３０によりランプヒーター２９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５６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２４と一体に成形されている。上記実施の形態においては、図３および図４で示す着座部２４は金属（アルミ材）でヒンジカバー５６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２９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２４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２４のアルミ材は熱伝導率が高く熱伝導し温度は均一になるように作用するが、ヒンジカバー５６は樹脂で熱伝導率が低いため着座部２４の熱はヒンジカバー５６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２４およびヒンジカバー５６と下枠体２６で構成され、内部に空洞部２７を有する便座２２と、空洞部２７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２６側に設けた反射体２８とを備え、少なくとも上枠体の着座部２４は金属（アルミ材）からなり、上枠体の着座部２４内面に輻射吸収層４２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２４を昇温することができる省エネの瞬間暖房便座を実現することができる。
【００３２】
また、制御部５０は、通電開始時のサーミスタ４４および室温サーミスタ４８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４９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４４の信号をもとに便座２２の着座部２４が適温になるよう通電量を制御する。
【００３３】
これにより、サーミスタ４４は実際に使用者が触れる着座部２４付近の温度を検知し、制御部５０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４４および室温サーミスタ４８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。
【００３４】
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２９はフィラメント３３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３３の消耗を防止しているため、ガラス管の温度が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２９で着座部２４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。
【００３５】
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４７の信号をもとに制御部５０がランプヒーター２９への通電を停止する。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３３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寿命を短くすることを防止できる。
【００３６】
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の衝撃を緩和することにより、ガラス
管やフィラメントの破損を防ぐことができる。
【００３７】
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２９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。
【００３８】
特に、暖房便座はランプヒーターを内蔵した便座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５０に不具合が生じ、ランプヒーター２９への通電が継続して行われた場合などにも安全装置が確実に動作することが必要である。使用中に便座温度が過昇する場合として次の場合が考えられる。すなわち、マイコン（図示せず）等、制御部５０に不具合が生じ、ランプヒーター２９への通電が継続して行われた場合と、サーミスタ４４に不具合が生じ、便座温度が徐々に上昇した場合である。
【００３９】
サーモスタットは通常、図１２に示すようにバイメタル７が金属のキャップ６に内包され光を遮断するような構成のものが使用され、この構成ではまずキャップ６が加熱され、バイメタルの加熱はキャップ６からの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。本実施の形態ではそれを解決するため、輻射応答型サーモスタット３０と熱伝導型サーモスタット３１を複数本のランプヒーター２９に対応して設け、これらを直列接続する構成としている。
【００４０】
まず、輻射応答型サーモスタットについて説明する。輻射応答型サーモスタット３０はバイメタル５１を露出し、バイメタル５１の表面に輻射熱吸収材５２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５１がランプヒーター２９の輻射光を直接受光するので、ランプヒーター２９からの輻射光で直接、バイメタル５１が加熱されるのに加えて、バイメタル５１表面に輻射熱吸収材５２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２９からバイメタル５１へ到達する輻射熱の殆どがバイメタル５１に吸収され便座２２の温度の急激な変動にも迅速に追従し、輻射応答型サーモスタット３０はランプヒーター２９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２９の通電を遮断することができる。
【００４１】
さらに、輻射応答型サーモスタット３０はランプヒーター２９と輻射応答型サーモスタット３０間の距離ｂよりランプヒーター２９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５１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２９の通電回路を遮断することができ安全にできる。
【００４２】
また本実施の形態では、バイメタル５１の温度を早く上昇させることができれば、輻射応答型サーモスタット３０の誤動作も防止することができる。すなわち、バイメタル５１の温度を早く上昇させることができれば、輻射応答型サーモスタット３０のオフ（ランプヒーター２９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、通常使用時に輻射応答型サーモスタット３０が作動して便座の暖房機能が使用できなくなる危険性を回避できる。
【００４３】
つまり、図８は図６に示す構成の輻射応答型サーモスタット３０において、距離ｂ＝７ｍｍ、距離ａ＝１５ｍｍとしてランプヒーター２９に通電した場合のバイメタル５１近傍温度と着座部２４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２
４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、輻射応答型サーモスタット３０のバイメタル５１の温度は曲線（Ｂ）に示すように、着座部２４より速くｔ２時間で便座制御温度（Ｔ１）まで上昇する。着座部２４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５１の温度は輻射応答型サーモスタット３０のオフ（開く）動作温度（Ｔ３）に達し、ランプヒーター２９の通電回路を遮断する。
【００４４】
したがって、マイコン等に不具合が生じ、ランプヒーター２９の通電回路が遮断できない状態になった場合は、安全限界温度に達する前に、輻射応答型サーモスタット３０が作動してランプヒーター２９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。また、輻射応答型サーモスタット３０は非復帰型としているので、輻射応答型サーモスタット３０が作動した場合は、以降、便座温度が過昇するようなことはない。
【００４５】
次に、熱伝導型サーモスタット３１について説明する。熱伝導型サーモスタット３１は図７に示すように、すでに図１２で示した従来のサーモスタット５と構成は同様であり、バイメタル５１が金属のキャップ５４に内包され、ランプヒーター２９からの輻射光を遮断するような構成となっている。この構成ではまずキャップ５４が加熱され、キャップ５４からの熱伝導および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。しかし、使用者が、便座２２に着座し、ランプヒーター２２が低出力で保温状態にあるときには、熱伝導型サーモスタット３１は便座温度とほぼ同一の温度となる。
【００４６】
図９はサーミスタ４４に不具合が生じ、便座２２の温度を正確に検知できなくなり、便座温度が徐々に上昇した場合の便座２２の温度（曲線Ｃ）と熱伝導型サーモスタット３１のバイメタル５１の温度（曲線Ｄ）を示したものである。便座温度は徐々に上昇するが、バイメタル５１の温度も同様に上昇し、着座部２４が便座２２の最高設定温度（Ｔ２）以上となり、さらに、バイメタル５１の温度が熱伝導型サーモスタット３１のオフ（開く）動作温度（Ｔ５）に達した時、ランプヒーター２９の通電回路を遮断する。バイメタル５１と便座２２の温度はほぼ同等であるので、便座が安全限界温度（Ｔ４）に達する前に確実にランプヒーター２９の通電回路を遮断する。
【００４７】
熱伝導型サーモスタット３１のオフ動作温度（Ｔ５）は輻射応答型サーモスタット３０オフ動作温度（Ｔ３）に対して低いため、例えば使用環境によっては、便座に異常が無い場合に作動する場合も考えられる。したがって、熱伝導型サーモスタット３１は復帰型としバイメタル５１温度がオフ動作温度（Ｔ５）より低い温度で復帰し、再び使用が可能となる。
【００４８】
また、輻射応答型サーモスタット３０は便座表面温度が便座２２の最高設定温度（Ｔ２）以上、かつ安全限界温度（Ｔ４）以下でオフ動作を行うようにしているが、実質的に輻射応答型サーモスタット３０のオフ動作温度（Ｔ３）は便座の安全限界温度（Ｔ４）、より高い温度に設定できるため安易に輻射応答型サーモスタット３０によるランプヒーター２９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５０のタイマー部４９およびサーミスタ４４による温度コントロール、第二段階は熱伝導型サーモスタット３１のオフによるランプヒーター２９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輻射応答型サーモスタット３０によるランプヒーター２９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。
【００４９】
すなわち、図３に示すように前側のランプヒーター２９および後ろ側のランプヒーター２９ｂ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２９、２９ｂに対向して輻射応答型サーモスタット３０、３０ｂと熱伝導型サーモスタット３１、３１ｂを設け、各々の電気的に直列に接続している。なお、復帰型の熱伝導型サーモスタット３１、３１ｂは、低い温度で遮断作動し、非復帰型のサーモスタット３０、３０ｂは復帰型の熱伝導型サーモスタット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。
【００５０】
なお、本実施の形態ではランプヒータのそれぞれに輻射応答型と熱伝導型のサーモスタットを対向させて設けたが、複数のランプヒータを備えた場合、一連のランプヒータのうちのいずれかの位置で、各サーモスタットを対向して設けることで、同様の安全動作を行うことができる。また、同種のサーモスタットが複数あれば、同種のサーモスタットのうちの１つが異常となっても、他のもので確実に安全動作を行える。
【００５１】
また、ランプヒーター２９、２９ｂは複数本に分割しているので、図１１に示す従来の輪状の便座２において、輪状の１本のランプヒーター４を便座２の空洞部１の略全体に配置したことにより、便座２の撓みとランプヒーター４の設置誤差等により直接、ランプヒーター４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２９の破損の危険を解消することができる。
【００５２】
（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、特にサーモスタットの部分断面図を示すものである。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、異なるのはランプヒーターに直列接続したサーモスタットの構造に改良を加えたもので、従って異なるサーモスタットの構造のみについて説明する。
【００５３】
図８において、輻射応答型サーモスタット３０ｃはバイメタル５１がランプヒーター２９の輻射光を受光するようにキャップ５３は透明ガラスにしてある。なお、透明ガラスのキャップ５３を設けたことにより、輻射応答型サーモスタット３０ｃ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２７が浸水した場合でも輻射応答型サーモスタット３０ｃ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。また輻射応答型サーモスタット３０ｃは、図６と同様にバイメタル５１の受光表面には輻射熱吸収材５２として耐熱性の黒色塗料を塗布している。そして、輻射応答型サーモスタット３０は輻射熱吸収材５２により輻射型発熱体からバイメタル５１に向けて輻射された熱を効率よく吸収し、より速やかにバイメタルの温度を上げるように構成している。また、輻射応答型サーモスタット３０ｃは、ランプヒーター２９とバイメタル５１との間の距離ｂより、ランプヒーター２９と便座２２の表面との間の距離ａが大きくなるように設定されている。従って、バイメタル５１がランプヒーター２９の輻射光を直接受光するので、ランプヒーター２９からの輻射光で直接、バイメタル５１が加熱されるのに加えて、バイメタル５１表面に輻射熱吸収材５２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２９からバイメタル５１へ到達する輻射熱の殆どがバイメタル５１に吸収され便座２２の温度の急激な変動にも迅速に追従し、輻射応答型サーモスタット３０はランプヒーター２９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２９の通電を遮断することができる。
【００５４】
なお、キャップ５３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２９の輻射光の透過特性が優れ、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。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
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光でサーモスタットのバイメタルが加熱され温度変化を速やかに検知でき、安全に使用し得る暖房便座が得られる。使用者が着座のほか、直接または間接的に人体に接触して使用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】
【００５６】
【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】同実施の形態１における暖房便座を便器に搭載したトイレ装置の斜視図
【図３】同実施の形態１における暖房便座の着座部を取り外した平面図
【図４】同実施の形態１における暖房便座の要部分解斜視図
【図５】同実施の形態１における暖房便座の着座部断面図
【図６】同実施の形態１における暖房便座の要部断面図
【図７】同実施の形態１における暖房便座の要部断面図
【図８】同実施の形態１における暖房便座の温度制御の特性図
【図９】同実施の形態１における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】従来の暖房便座の要部の断面図
【図１２】従来の暖房便座のサーモスタットの断面図
【符号の説明】
【００５７】
２２  便座
２４  着座部
２７  空洞部
２９  ランプヒーター（輻射型発熱体）
３０  輻射応答型サーモスタット
３１  熱伝導型サーモスタット
４１  アルマイト層
４２  輻射吸収層
４３  表面化粧層
４４  サーミスタ（温度検知手段）
４８  室温サーミスタ（室温検知手段）
５０  制御部
５１  バイメタル
５２  輻射熱吸収材
５３  透明ガラス（キャップ）
５４  キャップ
５５  輻射熱吸収材
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
Ｔ３  熱伝導型サーモスタットのオフ動作温度
Ｔ４  便座の安全限界温
【図１】
2007061348.tif 000003
【図２】
2007061348.tif 000004
【図３】
2007061348.tif 000005
【図４】
2007061348.tif 000006
【図５】
2007061348.tif 000007
【図６】
2007061348.tif 000008
【図７】
2007061348.tif 000009
【図８】
2007061348.tif 000010
【図９】
2007061348.tif 000011
【図１０】
2007061348.tif 000012
【図１１】
2007061348.tif 000013
【図１２】
2007061348.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月13日(2006.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着座部と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、前記便座の着座部の温度を検知する温度検知手段と、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を受光するバイメタルを有する輻射応答型サーモスタットと、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を直接受光しないようにバイメタル前面にキャップを有する熱伝導型サーモスタットと、前記温度検知手段の信号により前記輻射型発熱体の通電を制御する制御部とを備え、前記輻射応答型サーモスタットと前記熱伝導型サーモスタットとにより前記輻射型発熱体の通電を遮断する暖房便座。
【請求項２】
前記熱伝導型サーモスタットは復帰型とし、前記輻射応答型サーモスタットは非復帰型とした請求項１記載の暖房便座。
【請求項３】
請求項１から請求項２のいずれか１項に記載の暖房便座を便器に備えたトイレ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明は、着座部と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、前記便座の着座部の温度を検知する温度検知手段と、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を受光するバイメタルを有する輻射応答型サーモスタットと、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を直接受光しないようにバイメタル前面にキャップを有する熱伝導型サーモスタットと、前記温度検知手段の信号により前記輻射型発熱体の通電を制御する制御部とを備え、前記輻射応答型サーモスタットと前記熱伝導型サーモスタットとにより前記輻射型発熱体の通電を遮断する暖房便座である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
第１の発明は、着座部と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、前記便座の着座部の温度を検知する温度検知手段と、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を受光するバイメタルを有する輻射応答型サーモスタットと、前記輻射型発熱体に直列に接続し、かつ前記輻射型発熱体の輻射光を直接受光しないようにバイメタル前面にキャップを有する熱伝導型サーモスタットと、前記温度検知手段の信号により前記輻射型発熱体の通電を制御する制御部とを備え、前記輻射応答型サーモスタットと前記熱伝導型サーモスタットとにより前記輻射型発熱体の通電を遮断する暖房便座である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第１の発明の形態により、輻射応答型サーモスタットは輻射型発熱体からの輻射光でバイメタルが加熱され、便座の温度変化を速やかに予見し、輻射型発熱体の通電回路に異常が発生した時に、便座温度が異常過昇する前に通電回路を遮断することができる。また、便座の温度制御に異常が発生し、便座温度が徐々に上昇した場合は、熱伝導型サーモスタットが、便座温度上昇に従って上昇し、安全限界温度に至る前に通電回路を遮断することができる。したがって、使用者がトイレに入室し、便座に着座するまでの例えば、数秒間の極めて短時間に便座の着座部を適温まで高速に昇温させることができる輻射型発熱体の使用が可能になり、非常に省エネの暖房便座を安全に使用可能にできる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第２の発明は、第１の発明のいずれか１つの発明において、熱伝導型サーモスタットは復帰型、輻射応答型サーモスタットは非復帰型とすることにより、例えば、異常な環境で使用されて、オフ動作温度が比較的低い熱伝導型サーモスタットが作動した場合でも、ある一定温度以下の環境に戻すことにより熱伝導型サーモスタットは復帰して再び便座は使用可能となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第３の発明は、上記の第１〜第２の発明のいずれか一つの発明に記載の暖房便座を便器に備えたトイレ装置で、上記した各発明の作用効果を期待できるトイレ装置が得られ、快適に使用することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の目的は、第１の発明から第３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。