(57)【要約】【課題】暖房便座装置の便座支持体から便座内のヒータへ、電気配線を用いずに、相互誘導作用を利用して給電する給電機構において、相互誘導作用の効率向上を図る。【解決手段】便座支持体１０に一次コイルＬ１を巻き付けた一次側コアＫ１を配置し、便座１後端部に二次コイルＬ２を巻き付けた二次側コアＫ２を配置し、強磁性体から成る誘導補助体ＹをコアＫ１，Ｋ２の側面両方に近接するよう配置する。コアＫ１，Ｋ２の端面ｔ１，ｔ２は便座１が伏倒位置にあるとき対面するよう設定する。端面ｔ１，ｔ２を長方形とし、長辺が支持軸２０の軸線と平行又は直角となるように設定する。一次コイルＬ１へ交流電力を与えると、相互誘導作用により、二次コイルＬ２に起電力が発生する。一次側コアＫ１及び二次側コアＫ２の側方に配置した誘導補助体Ｙは透磁率の大きい強磁性体より成るから、コアＫ１，Ｋ２の側方の磁束密度を高めて電力伝達効率を向上させる。【選択図】      図１
2009201559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便座を揺動自在に支持する便座支持体から該便座に内蔵された便座加熱手段へ相互誘導作用により電力を供給するための機構であって、電力の供給を受ける一次コイルを巻き付けた一次側コアが便座支持体に配設され、便座加熱手段へ通電可能な二次コイルを巻き付けた二次側コアが便座に配設され、便座が伏倒位置に在るときに一次側コア及び二次側コアそれぞれの端面どうしが対向するように構成され、一次側コアの側面及び二次側コアの側面に近接又は当接させて強磁性体より成る誘導補助体が配置されていることを特徴とする暖房便座装置の給電機構。                                                   
【請求項２】
便座の後端部に左右に所定間隔を置いて後方へ突出するように設けた取付腕部の間に、便座支持体の前面部に形成した膨出部が挟持されるように構成され、一次側コアが当該膨出部におけるいずれか一方の側面の近傍に配設され、二次側コアが便座の後端部であって便座が伏倒位置に在るとき一次側コアと端面どうしが対向する位置に配設され、誘導補助体が便座の取付腕部に配設されている請求項１に記載の暖房便座装置の給電機構。
【請求項３】
便座支持体の前面部に左右に所定間隔を置いて前方へ突出するように設けた取付腕部の間に、便座の後端部に形成した突出部が挟持されるように構成され、二次側コアが当該突出部におけるいずれか一方の側面の近傍に配設され、一次側コアが便座支持体の前面部であって便座が伏倒位置に在るとき二次側コアと端面どうしが対向する位置に配設され、誘導補助体が便座支持体の取付腕部に配設されている請求項１に記載の暖房便座装置の給電機構。
【請求項４】
一次側コア及び二次側コアは端面が長方形であり、該長方形の長辺が、便座を支持する支持軸の軸線と平行又は直角となるように設定されている請求項１乃至３のいずれかに記載の暖房便座装置の給電機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータ等の便座加熱手段が内蔵された便座とこれを揺動可能に支持する便座支持体とから成る暖房便座装置において、便座支持体から便座内の便座加熱手段へ、電気配線を用いないで給電するための手段を改良したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
便器上に設置した便座支持体でヒータ（便座加熱手段）を内蔵した便座を揺動可能に支持する構成の暖房便座装置において、ヒータへの電力供給は配線を通じて行なうのが一般的であるが、配線の存在は美観性を損なうばかりでなく、清掃時に便座を便座支持体から分離するのが困難になる問題があった。そこで便座支持体から便座内ヒータへの給電を、電気配線によらず、一次コイルと二次コイルとの相互誘導作用により行なう技術が例えば特許文献１で提案されている。同文献１には、電源側と接続した一次コイルを巻き付けた鉄心（コア）を便座支持体（制御ボックス）の前面部に設け、ヒータへ通電可能な二次コイルを巻き付けた鉄心（コア）を便座の後端部に設け、便座が伏倒位置（使用者が着座可能な位置）に在るとき、両コアが近接対向して、トランスを構成することが記載されている。
【特許文献１】特開平３−２８６７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載されるように、便座支持体の前面に一次コイル及びコアを設け、便座の後端部に二次コイル及びコアを設ける構成は、便座支持体前面と便座後端部との間に必ず形成される隙間による磁束漏洩が避けられないため、相互誘導作用の効率が悪いという問題がある。また、便座とこれを揺動可能に支持する支持軸との間には、寸法上の多少のゆとり（がたつき）を持たせてあるから、使用者が便座に着座したり便座を揺動させたりすることにより便座位置が変位して、相互誘導作用の効率に影響を与える場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、相互誘導作用により便座支持体から便座内のヒータ等便座加熱手段へ電力を供給する暖房便座装置の給電機構において、相互誘導作用の効率を向上させることを目的とする。当該目的のために本発明が採用した給電機構の特徴とするところは、請求項１に記載する如く、電力の供給を受ける一次コイルを巻き付けた一次側コアが便座支持体に配設され、便座加熱手段へ通電可能な二次コイルを巻き付けた二次側コアが便座に配設され、便座が伏倒位置に在るとき一次側コア及び二次側コアそれぞれの端面が対向するように構成され、一次側コアの側面及び二次側コアの側面に近接又は当接させて強磁性体よりなる誘導補助体が配置されていることである。
なお「伏倒位置」とは、便座を便器上面に倒して使用者が着座できるようにした位置のことを意味する。
【０００５】
ところで暖房便座装置が、便座後端部の左右に所定間隔を置いて後方へ突出するように設けた取付腕部の間に、便座支持体の前面部に形成した膨出部を挟持するように構成される場合がある。このような構成の暖房便座装置にあっては、請求項２に記載する如く、一次側コアを当該膨出部におけるいずれか一方の側面の近傍に配設し、二次側コアを便座の後端部であって便座が伏倒位置に在るとき一次側コアと端面どうしが対向する位置に配設し、誘導補助体を便座の取付腕部に配設することが考えられる。
【０００６】
あるいは前記暖房便座装置が、便座支持体の前面部に左右に所定間隔を置いて前方へ突出するように設けた取付腕部の間に、便座の後端部に形成した突出部を挟持するように構成される場合は、請求項３に記載する如く、二次側コアを便座の突出部におけるいずれか一方の側面の近傍に配設し、一次側コアを便座支持体の前面部であって便座が伏倒位置に在るとき二次側コアと端面どうしが対向する位置に配設し、誘導補助体を便座支持体の取付腕部に配設すればよい。
【０００７】
なお、便座位置が多少変位したとしても相互誘導作用の効率を低下させないための工夫として、請求項４に記載する如く、一次側コア及び二次側コアの端面を長方形とし、該長方形の長辺を、便座を支持する支持軸の軸線と平行又は直角となるように設定することが考えられる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る暖房便座装置の給電機構は、便座が伏倒位置に在るとき、一次側コア及び二次側コアそれぞれの端面が対向して、一次コイルと二次コイル間の相互誘導作用により、便座加熱手段へ電力を供給するように構成されているが、一次側コアの側面及び二次側コアの側面に近接又は当接させて強磁性体よりなる誘導補助体を配置したので、通電時に生成する磁束のうち、コアの外側を通過するものの一部が、上記誘導補助体内を通過することになる。誘導補助体は透磁率の大きい強磁性体であるから、一次側コア及び二次側コアの側方の磁束密度が高まる。従って、それだけ相互誘導作用の効率を向上させることができる。
【０００９】
なお本発明に係る暖房便座装置は便座と便座支持体との間に電気配線を持たないから、便座を間単に取り外せる構成にすることができる。しかも、便座を密封構造にするのが容易なので、丸洗いを実行でき、衛生性を向上させるという利点を有している。
【００１０】
請求項２に記載するように、暖房便座装置が、便座の後端部に左右に所定間隔を置いて後方へ突出するように設けた取付腕部の間に、便座支持体の前面部に形成した膨出部を挟持するように構成される場合は、便座の取付腕部を利用して誘導補助体を配設することができるから、誘導補助体の配設に関する便座の設計が容易となる。
【００１１】
また請求項３に記載するように、暖房便座装置が、便座支持体の前面部に左右に所定間隔を置いて前方へ突出するように設けた取付腕部の間に、便座の後端部に形成した突出部を挟持するように構成される場合は、便座支持体の取付腕部を利用して誘導補助体を配設することができるから、誘導補助体の配設に関する便座支持体の設計が容易となる。
【００１２】
請求項４に係る本発明は、一次側コア及び二次側コアを端面を長方形とし、該長方形の長辺を、便座を支持する支持軸の軸線と平行又は直角となるように設定することにより、便座の位置変位に対する相互誘導作用の効率低下を抑えることを可能にした。すなわち、使用者が便座に着座したり便座を揺動させたりすることにより、便座の位置が変位する場合があると考えられるが、その変位の方向は、主として便座を揺動可能に支持する支持軸の軸線に対し平行な方向又は直角な方向である。従って、コア端面の長方形を、長辺が支持軸の軸線と平行となるように設定した場合は、便座変位が軸線に対し平行な方向であるときに、コア端面どうしが正対する領域の面積の減少を少なくして、相互誘導作用の効率低下を抑えられる。他方、コア端面の長方形を、長辺が支持軸の軸線と直角となるように設定した場合は、便座変位が軸線に対し直角な方向であるときに、コア端面どうしが正対する領域の面積減少を少なくして、相互誘導作用の効率低下を抑えられる。
なお、一次側コア及び二次側コア端面の長方形の長辺を、支持軸の軸線と平行とするか直角とするかは、製品の種類ごとに、便座の位置変位が支持軸の軸線に対して平行な方向が大きいか、それとも直角な方向が大きいかを調べ、かかる製品特性に応じて、コア端面の長方形の形状を決定すればよい。これにより、相互誘導作用の効率低下を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る給電機構３０を備えた暖房便座装置Ｓの一例を示すものであり、当該暖房便座装置Ｓの内部構造のうち、本発明に関連する部分を概略的に示す平面図である。暖房便座装置Ｓは、便座１と、便器（図示省略）の上面に設置されて、便座１を支持軸２０で揺動可能に支持する便座支持体１０とから構成される。本例の便座１は、後端部の左右に所定間隔を置いて後方へ突出するように取付腕部２，２が設けられ、該取付腕部２，２の間に、便座支持体１０の前面部に設けた膨出部１１を挟持するように構成されている。便座１を支持する支持軸２０は、例えば、左右の取付腕部２，２それぞれの内側面３，３と、便座支持体１０における膨出部１１の左右側面１２，１２とを貫通するように設けられる。また、支持軸２０に対し便座１を着脱自在な構造を採用して、便座１を便座支持体１０から取り外し可能とすることが望ましい。このようにすれば、便座１を便座支持体１０から間単に取り外して丸洗いを実行し、衛生性を向上させることができる利点が得られる。
【００１４】
便座１の内部には、便座加熱手段としてのヒータＨのほか、例えば調整回路４と温度センサ（図示せず）とが設けられる。調整回路４は、後述する給電機構３０から電力を供給を受け、温度センサの検知温度信号に基づき、ヒータＨへの通電状態を調整し、あるいは異常昇温を検知したときに送電を停止させる。
【００１５】
便座支持体１０は、例えば箱状の形態を有し、その内部に、電源Ｗに接続され電力の供給を受ける制御回路１３が設けられる。該制御回路１３には、便座支持体１０の側面に設けたスイッチ基板１４が接続される。該スイッチ基板１４の表面に設けたスイッチボタン（図示せず）を押すことにより、制御回路１３を通じヒータＨへの通電量を制御して、便座保温温度を低・中・高のいずれかに設定し、もしくはヒータＨへの通電を停止させるようになされている。なお図示は省略するが、便座支持体２が、人体検出手段や、便蓋の自動開閉装置・音楽再生装置・温水洗浄装置・便器自動洗浄装置・脱臭装置などを備える場合は、前記制御回路１３に、人体検出手段の人体検知信号や前記スイッチボタンの操作に基づいて、上記各装置の動作を制御する機能を持たせることができる。
【００１６】
制御回路１３からヒータＨへ通電するための給電機構３０は、次のように構成される。図１及び図２に示す如く、便座支持体１０の膨出部１１における一方の側面１２近傍に、一次コイルＬ１を外周に巻き付けた一次側コアＫ１を配置する。一次コイルＬ１は制御回路１３に接続され、電力の供給を受ける。他方、二次コイルＬ２を巻き付けた二次側コアＫ２は、便座１の後端部であって、便座１が伏倒位置（使用者が着座可能である位置）に在るとき、前記一次側コアＫ１と近接して対向する位置に配置する。二次コイルＬ２は調整回路４と接続される。さらに強磁性体から成る誘導補助体Ｙを、一次側コアＫ１の側面及び二次側コアＫ２の側面両方に近接するよう、便座１の取付腕部２内に配置する。
【００１７】
一次側コアＫ１及び二次側コアＫ２は、コ字形・Ｕ字形・Ｅ字形など、一方側だけに端面ｔ１（ｔ２）が集まるような形態が採用される。そして、一次側コアＫ１の端面ｔ１，ｔ１を便座支持体１０における膨出部１１の前面部に臨むように配置し、二次側コアＫ２の端面ｔ２，ｔ２を、便座１の後端部であって取付腕部２の近くに配置し、これら各端面ｔ１，ｔ２が、便座１を伏倒位置としたときに正対するよう設定する。
【００１８】
本例では、図２（Ａ）に示すように、コアＫ１，Ｋ２をコ字状とし、その中間部にコイルＬ１，Ｌ２を巻き付けるように構成した。コアＫ１，Ｋ２の各端面ｔ１，ｔ２は、便座１又は便座支持体１０の表面に露出させるか、あるいは表面になるべく接近させて配置することが望ましい。本例の給電機構３０は、支持軸２０から若干離れて位置するから、コアＫ１，Ｋ２の断面積を大きくしたり、コイルＬ１，Ｌ２の捲き数を増やしたりするのが容易である。
【００１９】
誘導補助体Ｙは、その形態については棒状・板状など特に限定されるものではないが、配置については、一次側コアＫ１及び二次側コアＫ２両方の側面から成るべく近い位置とすることが好ましい。
【００２０】
コアＫ１，Ｋ２及び誘導補助体Ｙの材質は、フェライト・電磁軟鉄・ケイ素鋼・炭素鋼・その他の鉄合金など、磁芯材料として用いられる強磁性体材料とする。但しコアＫ１，Ｋ２と、誘導補助体Ｙとは、必ずしも同種の強磁性体材料でなくてもよい。
【００２１】
前記の如く構成された給電手段３０は、便座１が伏倒位置に在るとき、便座支持体１１側の一次側コアＫ１の端面ｔ１と、便座１側の二次側コアＫ２の端面ｔ２とが近接して対向する（図２（Ａ）参照）。そして、制御回路１３から一次コイルＬ１へ適当な周波数の交流電力を与えると、相互誘導作用により、二次コイルＬ２に起電力が発生し、この電力が調整回路４を通じてヒータＨへ供給され、ヒータＨが便座１を所望温度に加熱する。
【００２２】
図１及び図２（Ａ）に示す実施形態では、便座１と便座支持体１０との間に設計上設定される隙間により、一次側コアＫ１と二次側コアＫ２との間に離隔（Ｄ）が形成されざるを得ず、磁束漏洩を生じて、相互誘導作用の効率を損なっていた。しかるに本発明では、一次側コアＫ１及び二次側コアＫ２の側方に近接させて誘導補助体Ｙを配置することにより、相互誘導作用の効率向上を図っている。誘導補助体Ｙは透磁率の大きい強磁性体より成るから、コアＫ１，Ｋ２の側方に生起する磁束は、空気中を通過するよりも、誘導補助体Ｙを通過することにより、はるかに磁束密度が高くなる。その結果、磁束の損失を補って、一次コイルＬ１から二次コイルＬ２への電力伝達効率を向上させることが可能となっている。
【００２３】
ところで、便座１の位置変位による磁束減少を抑えるため、一次側コアＫ１の端面ｔ１及び二次側コアＫ２の端面ｔ２をいずれも長方形とすると共に、各長方形の長辺が支持軸２０の軸線と平行（図２（Ｂ）参照）、又は直角（図２（Ｃ）参照）となるように設定することが考えられる。便座が標準の伏倒位置に在るとき、一次側コアＫ１の端面ｔ１と二次側コアＫ２の端面ｔ２とが互いに等しい形状であって正対している、つまり、両者は平行で且つ各端面ｔ１，ｔ２に対し直角な方向の投影がぴったり重なっていると仮定する。図２（Ｂ）に示すように、長方形の長辺を支持軸２０の軸線と平行とした場合は、便座１が便座支持体１０に対し支持軸２０の軸線方向へ位置ずれを起こしたときに、端面ｔ１，ｔ２どうしが正対する領域面積が減少する。この減少面積αは（短辺の長さ）×（軸線方向の変位量）の積で表されるから、正対領域の面積減少量は少なく抑えられる。よって、便座１が軸線方向に位置変位したとしても、コアＫ１，Ｋ２の端面ｔ１，ｔ２間を通過する磁束の減少が抑制されるから、相互誘導作用の効率低下を防止することができる。
【００２４】
また図２（Ｃ）に示すように、長方形の長辺を支持軸２０の軸線に対し直角となるように設定した場合は、便座１が便座支持体１０に対し支持軸２０に対し直角な方向へ位置ずれを起こしたときに、端面ｔ１，ｔ２どうしが正対する領域面積の減少量βは（短辺の長さ）×（軸線に対し直角方向の変位量）の積で表されるから、前記と同様に、正対領域の面積減少量を少なく抑えて、便座１の位置変位による相互誘導作用の効率低下を防止できる。
【００２５】
なお、一次側コアＫ１及び二次側コアＫ２の端面ｔ１，ｔ２を長方形とする場合において、各長方形の長辺を支持軸２０の軸線に対し平行とするか直角とするかは、本発明を適用する暖房便座装置Ｓの特性を考慮して、つまり便座１の位置変位傾向を考慮して、適宜選択すればよい。
【００２６】
本例では、便座１を開き上げた起立位置とすると、一次側コアＫ１と二次側コアＫ２とが離れるため両者間に相互誘導作用は生じず、ヒータＨへの通電はなされない。つまり、便座１が非着座状態のときには電力が消費されないから、節電効果がある。
【００２７】
［第２の実施形態］
前記実施形態において、誘導補助体Ｙは、コアＫ１，Ｋ２と密接させるのが理想的であるが、設計上、一次側コアＫ１と接触させるのは困難である。しかしながら、二次側コアＫ２と誘導補助体Ｙとはいずれも便座１側へ設置されるので、両者を直接的又は間接的に接触させることが可能である。例えば図３（Ａ）に示すように、二次側コアＫ２と誘導補助体Ｙとの間に、他の強磁性体Ｚを介在させることにより、両者間の隙間を無くすことが考えられる。あるいは同図（Ｂ）に示すように、誘導補助体Ｙの形状を工夫して、二次側コアＫ２の側面へ直に接触させる構造としてもよい。さらには同図（Ｃ）に示すように、二次側コアＫ２の側面部を延長して、誘導補助体Ｙに接触させる構造とすることが考えられる。これらの構造はいずれも、二次側コアＫ２と誘導補助体Ｙ間の磁束漏洩を減少させて、相互誘導作用の効率向上に寄与する。
【００２８】
［第３の実施形態］
本発明は、暖房便座装置Ｓが、図４に示すように、便座支持体１０の前面部に左右に所定間隔を置いて前方へ突出する取付腕部１５，１５を有し、この取付腕部１５，１５間に便座１の後端部に形成した突出部５を挟持する構成を採用した場合にも適用可能である。なお支持軸２０は、上記取付腕部１５，１５それぞれの内側面１６，１６と上記突出部５の左右側面６，６とを貫通するように設けられる。
【００２９】
本例の場合、便座支持体１０の前面部における取付腕部１５近くに、一次コイルＬ１を外周に巻き付けた一次側コアＫ１が配置され、便座１における突出部５の後端側に、二次コイルＬ２を巻き付けた二次側コアＫ２が配置される。一次側コアＫ１と二次側コアＫ２とは、便座１が伏倒位置に在るとき、端面ｔ１，ｔ２どうしが正対するように設定されている。そして、強磁性体から成る誘導補助体Ｙが、一次側コアＫ１の側面及び二次側コアＫ２の側面両方に近接するよう、便座支持体１０の取付腕部１５内に配置される。本例の給電機構３０は、他の構成については第１の実施形態と共通とすることができ、前記第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３０】
［第４の実施形態］
図５に示すように、一次側コアＫ１の端面ｔ１を、便座支持体１０における膨出部１１の側面に臨ませて配置し、二次側コアＫ２の端面ｔ２を、便座１における取付腕部２の内側面に臨ませて配置し、誘導補助体Ｙを、便座１における取付腕部２の基端部近くに配置する構成も考えられる。
【００３１】
一般に、便座１と便座支持体１０との間の隙間は、前後方向の離隔寸法Ｄに比較して、側面方向の離隔寸法Ｇを小さくする方が設計上容易である。よって本実施形態の給電機構３０は、一次側コアＫ１と二次側コアＫ２との間の離隔寸法を小さくして、磁束漏洩を抑制することができるから、相互誘導作用の効率向上をもたらす利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るものであって、暖房便座装置の内部構造を概略的に示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るものであって、図（Ａ）は、給電機構部分を拡大して示す概略平面図。図（Ｂ）及び図（Ｃ）は、一次側コア又は二次側コアの端面形状を示す正面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るものであって、図（Ａ）〜図（Ｃ）は、二次側コアと誘導補助体との間隙を無くすための構成例を示す要部の平面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るものであって、暖房便座装置の内部構造を概略的に示す平面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るものであって、給電機構部分を拡大して示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…便座  ２…取付腕部  ３…内側面  ４…調整回路  ５…突出部  ６…側面  １０…便座支持体  １１…膨出部  １２…側面  １３…制御回路  １４…スイッチ基板  １５…取付腕部  １６…内側面  ２０…支持軸  ３０…給電機構  Ｋ１…一次側コア  Ｋ２…二次側コア  Ｌ１…一次コイル  Ｌ２…二次コイル  ｔ１…一次側コアの端面  ｔ２…二次側コアの端面  Ｙ…誘導補助体  Ｓ…暖房便座装置  Ｄ…間隙寸法（正面側）  Ｇ…間隙寸法（側面側）  Ｈ…ヒータ（便座加熱手段）  Ｗ…電源  
【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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