(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の負荷と、マイコンにより構成され少なくとも負荷の制御を行う主制御部と、複数の負荷のうちで主制御部によって制御されない負荷の制御を行う負荷制御部とを備えた電気機器であって、負荷制御部は、基準電圧を得るための分圧抵抗回路と負荷の状態に応じて抵抗値が変化する負荷状態検出抵抗回路が入力側にブリッジ接続されたコンパレータと、負荷への通電をオンオフするスイッチ素子とを具備しコンパレータの出力に応じてスイッチ素子を駆動して成り、主制御部からの信号に応じて負荷状態検出抵抗回路に対して抵抗を並列的に接続する抵抗接続手段を備えたことを特徴とする電気機器。
【請求項２】
負荷制御部による負荷の制御状態を表示する表示素子と、主制御部から抵抗接続手段に与えられる信号によって表示素子のオンオフを切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の電気機器。
【請求項３】
使用者によってオンオフされるスイッチを具備し、主制御部は、スイッチのオンオフ状態に応じて抵抗接続手段に対する信号の出力サイクルを可変して成ることを特徴とする請求項１又は２記載の電気機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば洗浄水や便座を暖めるためのヒータ等を有する局部洗浄装置のように、複数の負荷を有する電気機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に従来の局部洗浄装置の一部省略したシステム構成の概略図を示す。使用者のスイッチ操作と各負荷（洗浄水を暖めるための温水ヒータや便座を暖めるための便座ヒータなど）への出力制御はマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略す。）で行われるのが現在の主流となっている。
【０００３】
図５のシステム構成では、マイコン５からの制御信号を受けて各負荷の制御駆動回路６，７が動作し、例えば便座ヒータ３や温水ヒータ８が駆動され、さらに各負荷の状態、この場合には便座や洗浄水の温度を検出するセンサ回路９，１０からの信号がマイコン５にフィードバックされ、便座や洗浄水の温度が所定の範囲に収まるようにマイコン５が各制御駆動回路６，７への制御信号を調整するというようなフィードバック制御が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５においては負荷として便座ヒータ３と温水ヒータ８のみを図示しているが、マイコン５により制御される負荷が増えると、マイコン５に必要な出力ポート数が増加するとともに各負荷の状態を検出するセンサ回路からの検出信号を取り込むためにマイコン５に必要な入力ポート数も増加する。
【０００５】
また、近年では商品デザインの多様化によって局部洗浄装置のような電気機器における電気回路にも小型化が要求されている。
【０００６】
しかしながら、マイコンを小型化する場合には入力及び出力のポート数（ピン数）も少なくなってしまい、上述のように機能を増やすために制御対象の負荷が増えるとポート数の不足が生じてしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ピン数の少ない安価なマイコンが使用できる電気機器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の負荷と、マイコンにより構成され少なくとも負荷の制御を行う主制御部と、複数の負荷のうちで主制御部によって制御されない負荷の制御を行う負荷制御部とを備えた電気機器であって、負荷制御部は、基準電圧を得るための分圧抵抗回路と負荷の状態に応じて抵抗値が変化する負荷状態検出抵抗回路が入力側にブリッジ接続されたコンパレータと、負荷への通電をオンオフするスイッチ素子とを具備しコンパレータの出力に応じてスイッチ素子を駆動して成り、主制御部からの信号に応じて負荷状態検出抵抗回路に対して抵抗を並列的に接続する抵抗接続手段を備えたことを特徴とし、複数の負荷のうちの一部を負荷制御部により制御することで主制御部としてピン数の少ない安価なマイコンが使用できる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、負荷制御部による負荷の制御状態を表示する表示素子と、主制御部から抵抗接続手段に与えられる信号によって表示素子のオンオフを切り換える切換手段とを備えたことを特徴とし、主制御部から負荷制御部への信号によって表示素子のオンオフが切り換えられるために表示素子を制御するための主制御部のポート数を節約することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、使用者によってオンオフされるスイッチを具備し、主制御部は、スイッチのオンオフ状態に応じて抵抗接続手段に対する信号の出力サイクルを可変して成ることを特徴とし、使用者によるスイッチのオンオフに応じて細かい負荷制御が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の基本的なシステム構成を示す概略図である。本発明は、複数の負荷のうちで温水ヒータ８については従来例と同様に主制御部１によるフィードバック制御を行い、便座ヒータ３については主制御部１に依らずに負荷制御部２によって制御するようにして、主制御部１をピン数の少ない安価なマイコンで構成可能としている。但し、本発明の技術思想は局部洗浄装置以外の電気機器全般に適用可能である。
【００１２】
以下、実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。
【００１３】
（実施形態１）
図２は本実施形態における主制御部１、負荷制御部２、便座ヒータ３を含む要部の具体回路図である。但し、主制御部１によって制御される他の負荷（例えば、温水ヒータなど）は図示を省略している。
【００１４】
交流電源ＡＣの両端にはスイッチ素子たるトライアックＴＲと便座ヒータ３が直列に接続されており、トライアックＴＲにより交流電源ＡＣから便座ヒータ３への通電がオンオフされて便座ヒータ３への電力供給が制御される。
【００１５】
負荷制御部２は、上記トライアックＴＲと、基準電圧Ｖthを得るための分圧抵抗回路（抵抗Ｒ６とＲ７の直列回路）と負荷（便座ヒータ３）の状態に応じて抵抗値が変化する負荷状態検出抵抗回路（抵抗Ｒ５とサーミスタＴＨの直列回路）が入力側にブリッジ接続されたコンパレータＣＰとを具備し、コンパレータＣＰの出力に応じてトライアックＴＲを駆動するように構成されている。なお、サーミスタＴＨは便座ヒータ３によって暖められる便座の温度を検出するためのものである。
【００１６】
コンパレータＣＰは、交流電源ＡＣの交流電圧をダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ１によって整流平滑して得られる直流電圧をツェナーダイオードＺＤによって定電圧化した駆動電圧Ｖ１を電源として動作する。コンパレータＣＰの非反転入力端子（＋）には抵抗Ｒ６，Ｒ７によって上記駆動電圧Ｖ１を分圧して得られる基準電圧Ｖthが入力され、反転入力端子（−）には抵抗Ｒ５とサーミスタＴＨによって上記駆動電圧Ｖ１を分圧して得られる検出電圧Ｖｓが入力されている。
【００１７】
コンパレータＣＰの出力端子には抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ２のベースが接続されている。このトランジスタＱ２のコレクタはゼロクロススイッチ回路４の出力端子に接続されるとともに、抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ１のベースに接続され、トランジスタＱ１とＱ２のエミッタがともにグランドに接続されている。ここで、ゼロクロススイッチ回路４は駆動電圧Ｖ１を電源として動作し、交流電源ＡＣの交流電圧のゼロクロスを検知してパルス信号を発生するものである。
【００１８】
また、トランジスタＱ１のコレクタには抵抗Ｒ１を介してトライアックＴＲのゲート端子が接続されている。従って、コンパレータＣＰの出力がＬレベルの時にはトランジスタＱ２がオフとなるため、トランジスタＱ１がゼロクロススイッチ回路４の出力によって駆動されてトライアックＴＲのゲート端子にトリガ信号が印加される。一方、コンパレータＣＰの出力がＨレベルの時にはトランジスタＱ２がオンとなり、トランジスタＱ１のベースが抵抗Ｒ２並びにトランジスタＱ２を介してグランドに接続され、ゼロクロススイッチ回路４の出力と関係なく常にオフとなるから、トライアックＴＲがトリガされず便座ヒータ３には通電（電力供給）されない。
【００１９】
主制御部１はマイコンにより構成され、交流電源ＡＣをトランスＴで降圧しダイオードブリッジＤＢと平滑コンデンサＣ２によって整流平滑して得られる直流の動作電圧Ｖ２を電源として動作する。主制御部１の出力ポートには抵抗Ｒ９を介してＮＰＮ型のトランジスタＱ３のベースが接続されるとともに、抵抗Ｒ10を介してＰＮＰ型のトランジスタＱ４のベースが接続されている。
【００２０】
抵抗接続手段たるトランジスタＱ３は、コレクタが抵抗Ｒ８を介してコンパレータＣＰの反転入力端子（−）に接続され、エミッタがグランドに接続されている。一方、トランジスタＱ４のコレクタには抵抗Ｒ11を介して表示素子たる発光ダイオードＬＥＤが接続されている。従って、主制御部１の出力ポートがＨレベルの時には、トランジスタＱ３がオンとなって抵抗Ｒ８がサーミスタＴＨと並列にコンパレータＣＰの反転入力端子（−）に接続されるとともにトランジスタＱ４がオフとなって発光ダイオードＬＥＤが消灯し、出力ポートがＬレベルの時には、トランジスタＱ３がオフとなって抵抗Ｒ８が切り離されるとともにトランジスタＱ４がオンとなって発光ダイオードＬＥＤが点灯することになる。
【００２１】
次に本実施形態の動作について説明する。
【００２２】
まず負荷制御部２によって便座ヒータ３の制御が行われる場合には主制御部１の出力ポートがＬレベルとなって抵抗Ｒ８がコンパレータＣＰから切り離されるとともに、トランジスタＱ４がオンとなって発光ダイオードＬＥＤが点灯することで負荷制御部２による便座ヒータ３の制御が行われていることが表示される。
【００２３】
この状態で、便座の温度が所定の温度よりも低い場合にはサーミスタＴＨの抵抗値が大きくなり、コンパレータＣＰの反転入力端子（−）に入力される検出電圧Ｖｓが非反転入力端子（＋）に入力される基準電圧Ｖthよりも高くなるから、コンパレータＣＰの出力がＬレベルとなってトランジスタＱ２がオフする。その結果、ゼロクロススイッチ回路４の出力パルスによってトランジスタＱ１がオンオフ駆動されてトライアックＴＲがトリガされ、便座ヒータ３への通電制御が行われる。
【００２４】
一方、便座ヒータ３への通電によって便座の温度が上記所定温度よりも高くなるとサーミスタＴＨの抵抗値が小さくなり、コンパレータＣＰの反転入力端子（−）に入力される検出電圧Ｖｓが非反転入力端子（＋）に入力される基準電圧Ｖthよりも低くなるから、コンパレータＣＰの出力がＨレベルとなってトランジスタＱ２がオンする。その結果、トランジスタＱ１のベースが抵抗Ｒ２並びにトランジスタＱ２を介してグランドに接続され、ゼロクロススイッチ回路４の出力と関係なく常にオフとなるから、トライアックＴＲがトリガされず便座ヒータ３には通電されない。なお、上記所定温度は基準電圧Ｖth、すなわち抵抗Ｒ６又はＲ７の抵抗値を変えることで調整可能である。
【００２５】
ところで、使用者によるスイッチ操作などにより便座ヒータ２への通電（電力供給）を停止する場合、主制御部１の出力ポートがＨレベルとなってトランジスタＱ３がオン、トランジスタＱ４がオフされる。トランジスタＱ３がオンされると抵抗Ｒ８がサーミスタＴＨと並列に接続されるため、サーミスタＴＨの見かけ上の抵抗値が低下して検出電圧Ｖｓも低下する。その結果、検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖthよりも低くなるから、コンパレータＣＰの出力がＨレベルとなり、上述のようにトライアックＴＲがトリガされず便座ヒータ３への通電制御も行われない。なお、このときにはトランジスタＱ４がオフであるから発光ダイオードＬＥＤが消灯し、負荷制御部２による便座ヒータ３の制御が行われていないことが表示される。
【００２６】
このように本実施形態では、マイコンで構成される主制御部１が便座ヒータ３の制御には関与しておらず、コンパレータＣＰ等で構成される負荷制御部２によって便座ヒータ３の制御が行われ、しかもコンパレータＣＰの入力側に接続されている抵抗Ｒ５〜Ｒ７及びサーミスタＴＨのブリッジ回路に抵抗Ｒ８を接続又は切り離すトランジスタＱ３を主制御部１の出力ポートから出力される信号でオンオフすることで便座ヒータ３の制御の有無を切り換えるようにしているから、便座ヒータ３を含めたすべての負荷を主制御部１で制御していた従来例に比較して、主制御部１としてピン数の少ない安価なマイコンが使用できる。特に、使用するマイコンのポート数が少ないとかＡ／Ｄ変換機能を有する入力ポートが１つしかないなどの制約がある場合に有効である。
【００２７】
また、本実施形態では便座ヒータ３の制御の有無を切り換えるトランジスタＱ３と発光ダイオードＬＥＤの点灯・消灯を制御するトランジスタＱ４とを主制御部１の同一の出力ポートから出力される信号でオンオフするような構成としているから、各トランジスタＱ３，Ｑ４のオンオフを別々の出力ポートからの信号で行う場合に比較して主制御部１のポートを節約することができる。なお、このような構成であってもトランジスタＱ３をＮＰＮ型、トランジスタＱ４をＰＮＰ型としていることから、各トランジスタＱ３，Ｑ４のベースバイアス方向が逆になるので主制御部１の出力ポートの電流容量の負担が増大することはない。
【００２８】
ここで、図３に示すように主制御部１の動作電圧を負荷制御部２と同じ駆動電圧Ｖ１から得るようにすれば、回路構成の簡素化が図れるという利点がある。
【００２９】
（実施形態２）
図４は本実施形態における主制御部１、負荷制御部２、便座ヒータ３を含む要部の具体回路図を示しているが、基本的な構成及び動作は実施形態１と共通するので、共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本実施形態では、主として人（使用者）が便座に座ったか否かを判別するための着座状態判別スイッチＳＷを設け、この着座状態判別スイッチＳＷのオンオフ状態に応じて主制御部１がトランジスタＱ３に対する信号の出力サイクルを可変するように構成される。なお、トランジスタＱ３とＱ４のオンオフ用の出力ポートが別々に設けてある。
【００３１】
この着座状態判別スイッチＳＷは人が便座に着座している状態でオンとなり、便座に着座していない状態でオフとなる。
【００３２】
全体の制御動作は実施形態１と共通であり、使用者が便座に着座していない状態（着座状態判別スイッチＳＷがオフの状態）で且つトランジスタＱ３がオフされて便座ヒータ３の制御が行われている場合には、主制御部１がトランジスタＱ４をオンして発光ダイオードＬＥＤを点灯させ、使用者に便座ヒータ３の制御が行われていることを表示する。この状態から使用者が便座に着座すると、主制御部１はトランジスタＱ４をオンとしたままでトランジスタＱ３を繰り返しオンオフする。このように主制御部１が着座状態判別スイッチＳＷのオンオフ状態（使用者が便座に着座しているか否かの状態）に応じてトランジスタＱ３に対する信号の出力サイクルを可変し、便座ヒータ３の制御方法を変えることができる。例えば、使用者が便座に着座してから所定の時間はトランジスタＱ３をオンして便座ヒータ３への通電を停止するというように細かい制御を行うことができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、複数の負荷と、マイコンにより構成され少なくとも負荷の制御を行う主制御部と、複数の負荷のうちで主制御部によって制御されない負荷の制御を行う負荷制御部とを備えた電気機器であって、負荷制御部は、基準電圧を得るための分圧抵抗回路と負荷の状態に応じて抵抗値が変化する負荷状態検出抵抗回路が入力側にブリッジ接続されたコンパレータと、負荷への通電をオンオフするスイッチ素子とを具備しコンパレータの出力に応じてスイッチ素子を駆動して成り、主制御部からの信号に応じて負荷状態検出抵抗回路に対して抵抗を並列的に接続する抵抗接続手段を備えたので、複数の負荷のうちの一部を負荷制御部により制御することで主制御部としてピン数の少ない安価なマイコンが使用できるという効果がある。
【００３４】
請求項２の発明は、負荷制御部による負荷の制御状態を表示する表示素子と、主制御部から抵抗接続手段に与えられる信号によって表示素子のオンオフを切り換える切換手段とを備えたので、主制御部から負荷制御部への信号によって表示素子のオンオフが切り換えられるために表示素子を制御するための主制御部のポート数を節約することができるという効果がある。
【００３５】
請求項３の発明は、使用者によってオンオフされるスイッチを具備し、主制御部は、スイッチのオンオフ状態に応じて抵抗接続手段に対する信号の出力サイクルを可変して成るので、使用者によるスイッチのオンオフに応じて細かい負荷制御が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的なシステム構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態１における要部の具体回路図である。
【図３】同上の他の具体回路図である。
【図４】本発明の実施形態２における要部の具体回路図である。
【図５】従来例の基本的なシステム構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１  主制御部
２  負荷制御部
３  便座ヒータ
４  ゼロクロススイッチ回路
ＣＰ  コンパレータ
ＴＲ  トライアック
Ｑ１〜Ｑ４  トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ８  抵抗
ＴＨ  サーミスタ
【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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