(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
便座本体の裏面に装着され、該便座本体を所定の温度に加温する面状発熱体であって、該面状発熱体は、便座本体の平面形状に略等しい形状に形成された金属箔シートと、この金属箔シートの周縁部に沿って配設されたワット密度１５Ｗ／ｍ以上のコード状ヒータとから構成されているとともに、該金属箔シートのコード状ヒータの配設された部分の内側には、該コード状ヒータから発生した熱の伝導を遮断する断熱孔が形成されていることを特徴とする電気便座用面状発熱体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房機能を備えた便座（以下、「電気便座」と称す。）の加温用ヒータとして好適な面状発熱体に係り、特に、単純な配線パターンに配設されたコード状ヒータを使用して、便座本体を均一な温度分布で良好に加温することができるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、洋風便器用の便座として暖房機能を備えたものが多用されるようになってきた。この種の電気便座の一例として、例えば、図２に示すような構成のものがある。まず、符号１５はＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）、ＰＰ樹脂（ポリプロピレン樹脂）等の合成樹脂で予め馬蹄形状に射出成形された便座本体であり、この便座本体１５の裏面には、加温用ヒータとしての面状発熱体１１が図示しない粘着剤によって装着されている。
【０００３】
この面状発熱体１１は、最外層に塩化ビニル樹脂等からなる絶縁体が押出被覆されてなるコード状ヒータ１４が、予め便座本体の平面形状と略同形状に打ち抜かれたアルミ箔等の熱伝導性に優れた金属箔シート１２の略全面にわたって蛇行形状に配設された後、加熱溶着等により接着固定されて形成されたものであり、通電により発熱して前記便座本体１５を所定の温度に加温する。符号１６は、便座本体１５と同様に合成樹脂で射出成形された便座裏蓋であり、便座本体１５の底部に熱溶着、接着等の手段により接合されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の電気便座用面状発熱体には、次のような問題点があった。まず、コード状ヒータの配線パターンが複雑であるため、配設作業時の作業効率が非常に悪く生産性が低いという欠点があった。この問題は、コード状ヒータを構成する絶縁体の耐熱温度が低く、ワット密度を大きく設計することができないことに起因していた。つまり、通常、この種の用途で使用されるコード状ヒータの絶縁体としては、コスト的に安価な塩化ビニル樹脂が採用されるのが一般的であるが、塩化ビニル樹脂は、その耐熱性が高々１００℃程度であり、設計可能なワット密度も最大で１０Ｗ／ｍ程度と極めて低いため、その全長が少なくても４〜５ｍ程度になってしまう。従って、そのような長さの長いコード状ヒータを限られた範囲内に配設しようとすると、必然的に配線パターンが複雑なものになってしまうのである。
【０００５】
そこで、このような問題に対しては、例えば、耐熱性１８０℃以上のシリコーンゴムや、耐熱性２００℃以上のフッ素樹脂などを絶縁体とした高ワット密度のコード状ヒータを使用することによって、その全長を短くして配線パターンを単純化することが対策として考えられる。配線パターンとしては、例えば、馬蹄形状に形成された金属箔シートの周縁部に沿って配設するだけの単純なパターンとすることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、このような単純なパターン構成の面状発熱体を便座本体に装着して実使用に供した場合、例え、均熱体として機能する金属箔シートを備えていたとしても、便座本体の表面温度分布にバラツキが生じてしまうという別の問題が発生してしまう。
【０００７】
実際、本発明者らが上記構成の面状発熱体を図３に示すように、便座本体１５の裏面に装着して発熱させてみたとことろ、便座本体１５の中央部分（図中符号Ａで示す部分）の表面温度は高くなり、便座本体１５の周縁部分（図中符号Ｂ，Ｃで示す部分）の表面温度は低くなる傾向が認められた。このような現象は、便座本体１５の厚さが均一でなく、中央部に比べて両端部分の方が厚く成形されているような場合に特に顕著に認められた。便座本体１５の内周部分（図中符号Ｃで示す部分）は、人の肌に最も触れる部分であるため、この部分の表面温度が低いと便座使用者に不快感を与えてしまう。一方、便座本体１５の中央部分の温度が必要以上に高いと便座使用者が低温火傷を受けてしまう恐れがあり危険である。
【０００８】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、便座本体の形状や大きさ、厚さなどに関係無く、単純な配線パターンに配設されたコード状ヒータを使用して、便座本体を均一な温度分布で良好に加温することが可能な、電気便座の加温用ヒータとして好適な面状発熱体を安価に提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するべく本発明による電気便座用面状発熱体は、便座本体の裏面に装着され、該便座本体を所定の温度に加温する面状発熱体であって、該面状発熱体は、便座本体の平面形状に略等しい形状に形成された金属箔シートと、この金属箔シートの周縁部に沿って配設されたワット密度１５Ｗ／ｍ以上のコード状ヒータとから構成されているとともに、該金属箔シートのコード状ヒータの配設された部分の内側には、該コード状ヒータから発生した熱の伝導を遮断する断熱孔が形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において使用されるコード状ヒータは、ヒータ線の周上に絶縁被覆が施された構成で、且つワット密度を１５Ｗ／ｍ以上に設計できるものであれば何でも良い。ワット密度が１５Ｗ／ｍに満たないコード状ヒータの場合には、所望とする発熱量を得るのに４〜５ｍ程度の長さが必要になってしまうため、本発明が特徴としているような単純な配線パターンの面状発熱体を得ることが困難になってしまう。
【００１１】
コード状ヒータを構成するヒータ線としては、例えば、ニッケルクロム合金線、鉄クロム合金線、銅ニッケル合金線、ステンレス線等の金属抵抗線をそのまま、或いは、それらの金属抵抗線を、ポリエステル繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維等の繊維材料からなるヒータ芯、若しくは、前記の繊維材料の周上にシリコーンゴム等の弾性体被覆が設けられたヒータ芯の上に巻装したものなどを用いることができる。いずれのものを使用しても構わないが、ヒータ芯上に金属抵抗線をスパイラル状に巻装したものを使用すれば、金属抵抗線の種類や巻ピッチを適宜に調整することにより、高ワット密度のコード状ヒータを容易に得ることができる。
【００１２】
絶縁被覆は、所望とするコード状ヒータの発熱温度、ワット密度等を考慮して公知の絶縁材料の中から適宜に選択して、公知の方法によって形成すれば良い。絶縁材料としては、例えば、架橋ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の電気絶縁組成物や、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ・シリカ繊維等の繊維材料などが挙げられる。絶縁材料として電気絶縁組成物を用いた場合には、押出加工によって形成することが考えられ、又、繊維材料を用いた場合には、編組又は横巻によって形成することが考えられる。尚、前述したヒータ線が、ヒータ芯上に金属抵抗線をスパイラル状に巻装した構成のものである場合には、ヒータ線と絶縁被覆との間に公知のセパレータを介在させても良い。当該出願人が特開平１０−１７２７４２号公報にて提案した不織布セパレータなどは特に好適であり、端末加工時のストリップ作業性を大幅に向上させることができる。
【００１３】
本発明においては、上記構成のコード状ヒータを、便座本体の平面形状に略等しい形状（例えば、馬蹄形状）に形成された金属箔シートの周縁部（内周縁及び外周縁）に沿って配設して面状発熱体とするが、この際、該金属箔シートのコード状ヒータが配設される部分の内側には、コード状ヒータから発生した熱の伝導を遮断するための断熱孔を形成する必要がある。本発明では、この断熱孔を形成することによって、金属箔シートを伝わるコード状ヒータの熱を適宜に遮断して、便座本体の表面温度分布を任意に調整している。従って、断熱孔の形状、大きさ、数などは特に限定されず、所望とする温度分布になるように適宜に設計すれば良い。断熱孔の形成方法としては、例えば、複数枚重ね合わせた金属箔シートをカッタ付きプレス機などにセットし、便座本体の平面形状に略等しい形状に打ち抜き成形する際に同時に形成することが考えられる。
【００１４】
尚、コード状ヒータを金属箔シートに配設する際は、当該出願人保有の特許、特許第１４３６０６４号（特公昭６２−４４３９４号公報）、発明の名称「加熱板の製造方法」に開示されているように、粘着テープを使用してコード状ヒータを、金属箔シートと粘着テープとの間に挟持することが望ましい。こうすることによって、コード状ヒータの配線パターンを良好に保持することができる。
【００１５】
更に、この際、コード状ヒータの絶縁被覆材料がフッ素樹脂からなる場合には、当該出願人保有の実用新案、実用新案登録第２５３７９３１号、考案の名称「面状発熱体」に開示されているように、絶縁被覆の表面に予めエッチング処理を施しておくことが望ましい。こうすることによって、他の物質と接着し難い性質のフッ素樹脂被覆コード状ヒータであっても、金属箔シートと粘着テープとの間に確実に挟持され、配線パターンを良好に保持することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。尚、この実施例は、本発明による面状発熱体を、馬蹄形状に成形された電気便座の加温用ヒータに適用した場合の例である。
【００１７】
実施例１
まず、外径０．３５ｍｍのガラス繊維束からなるヒータ芯上に、金属抵抗線として外径０．１ｍｍの銅ニッケル合金線をピッチ０．８ｍｍでスパイラル状に巻装してなるヒータ線上に、絶縁被覆としてシリコーンゴムを肉厚０．６ｍｍで押出被覆し、その後、公知の方法で架橋して仕上外径１．７ｍｍ、ワット密度２３Ｗ／ｍのコード状ヒータを得た。
【００１８】
次に、このコード状ヒータ２．１ｍを、特許第１４３６０６４号（特公昭６２−４４３９４号公報）に開示された方法を用いて厚さ０．０４mmのアルミ箔からなる金属箔シートと、片面に離形紙を有する厚さ０．１mmのアクリル系両面接着テープとの間に挟持して、図１に示すような厚さ１．９ｍｍ（コード状ヒータの厚さを含む）の面状発熱体１を作製した。ここで、符号２が金属箔シート、符号３が片面に離形紙３ａを有する両面接着テープであり、これらは予め便座本体の形状に合わせて馬蹄形状に打ち抜かれている。そして、これらの間に所定の配線パターンに配設されたコード状ヒータ４が挟持されている。本実施例では、金属箔シート２の周縁部に沿って配設するだけの単純な配線パターンとした。符号５は、金属箔シート２のコード状ヒータ４が配設されている部分の内側に形成された断熱孔である。本実施例では、略楕円形状の孔を左右対称に２個ずつ形成した。
【００１９】
比較例１
金属箔シートに断熱孔を形成しない他は、上記実施例１と同様の材料、同様の手順により面状発熱体を製造した。
【００２０】
ここで、このようにして得られた２種類の面状発熱体を、それぞれ予め馬蹄形状に形成されてなるＡＢＳ樹脂製の便座本体の裏面に装着して通電発熱させ、便座本体の表面温度を測定した。測定箇所は、図３に示したＡ点、Ｂ点、Ｃ点の３箇所とした。尚、便座本体の形状は、図３（ｂ）にも示されているように、中央部に比べて両端部分の方が厚く成形されている。
【００２１】
その結果、本実施例による面状発熱体を装着した便座本体の表面温度は、Ａ点が４２℃、Ｂ点及びＣ点が４０℃とほぼ同じ温度であったが、比較例の面状発熱体を装着した便座本体の表面温度は、Ａ点が５０．５℃、B点及びＣ点が２５℃と極端に温度差が見られた。
【００２２】
本実施例による面状発熱体は、図１にも示したように、金属箔シート２のコード状ヒータ４が配設されている部分の内側に断熱孔５が形成された構成である。従って、コード状ヒータ４から発生した熱は便座本体１５の中央部分（符号Ａ）にはあまり伝わらず、便座本体１５の周縁部分（符号Ｂ、Ｃ）に蓄積されることになり、表面温度分布が均一になっていると思われる。
【００２３】
尚、本発明は上記の実施例に限定されるものではない。まず、上記の実施例では、コード状ヒータとして、シリコーンゴム絶縁被覆コード状ヒータを用いたが、それ以外にも、架橋ポリエチレン絶縁被覆コード状ヒータやフッ素樹脂被覆コード状ヒータなどを用いても良い。ワット密度が１５Ｗ／ｍ以上のものであれば、いずれも本発明に適用することができる。又、上記実施例では、金属箔シートのコード状ヒータが配設されている部分の内側に略楕円形状の断熱孔を左右対称に２個ずつ形成したが、断熱孔の態様は、これに限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、略楕円形状の断熱孔を左右対称に４個ずつ形成したりすることも考えられる。これらの断熱孔については、便座本体の表面温度が所望とする温度分布になるように適宜に設計すれば良い。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の面状発熱体は、断熱孔が形成された金属箔シートに、特定のワット密度を有するコード状ヒータを単純な配線パターンに配設するだけの簡単な構成でありながら、便座本体の形状や大きさ、厚さなどに関係無く、便座本体を均一な温度分布で良好に加温することができる。コード状ヒータの配線パターンが極めて単純化することにより、配設作業が容易になり、生産性が著しく向上する。これによって、大幅なコストの低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図で、（ａ）は電気便座用面状発熱体の上面図、（ｂ）は（ａ）のI−I断面図である。
【図２】従来例を示す図で、（ａ）は面状発熱体を装着した電気便座の上面図、（ｂ）は（ａ）のII−II断面図である。
【図３】（ａ）は面状発熱体を装着した電気便座の上面図、（ｂ）は（ａ）のIII−III断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す図で、電気便座用面状発熱体の上面図である。
【符号の説明】
１…面状発熱体
２…金属箔シート
３…アクリル系両面接着テープ
３ａ…離形紙
４…コード状ヒータ
５…断熱孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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