| 【発明の名称】 |
暖房便座とそれを搭載したトイレ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】古林 満之
【氏名】白井 滋
【氏名】島田 良治
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| 【要約】 |
【課題】便座の消費電力を低減し極めて省エネルギーであるとともに、絶縁性に優れた安全な便座暖房を提供する。
【構成】着座時に人体が触れる着座面２６の一部を金属で形成した便座２２と、着座面２６の裏側内面に設けられたヒータ線２８とヒータ線被覆２９とからなる線状発熱体３０と、トイレ内に使用者が入室したことを検知する人体検知センサ２４と、着座面２６の温度を検知する温度検知センサ３４と、線状発熱体３０への通電量を制御する制御部３５とを備えた暖房便座において、着座面２６とヒータ線２８の間に２層以上の絶縁層を設けたことにより、短時間で便座暖房が可能であるとともに、長年の使用において絶縁性能に優れた安全な暖房便座を得ることができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着座時に人体が接触する着座面の少なくとも一部を金属で形成した便座と、前記着座面の裏側内面に設けられたヒータ線とヒータ線被覆とからなる線状発熱体と、トイレ内に使用者が入室したことを検知する人体検知センサと、前記着座面の温度を検知する温度検知センサと、前記線状発熱体への通電量を制御する制御部とを備えた暖房便座において、前記着座面と前記ヒータ線の間に２層以上の絶縁層を設けたことを特徴とする暖房便座。
【請求項２】
絶縁層は、同じ種類の合成樹脂を用いて２層構造としたことを特徴とした請求項１記載の暖房便座。
【請求項３】
絶縁層は、異なる種類の合成樹脂を用いて２層構造としたことを特徴とした請求項１項記載の暖房便座。
【請求項４】
絶縁層の一部は、フッ素樹脂を用いて形成することを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項５】
絶縁層は、ポリイミド樹脂を用いたヒータ線被覆を含むことを特徴とした請求項１〜４のいずれか１項記載の暖房便座。
【請求項６】
着座面はアルミニウムで構成し、前記着座面裏側にアルマイト層を形成し、前記アルマイト層を絶縁層の一部とした請求項１〜５のいずれか１項記載の暖房便座。
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【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、特に使用者が着座するまでの短時間に最適な温度まで昇温可能である暖房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６に示すように瞬間暖房式の暖房便座が提案されている。これはステンレス製の着座面１の裏面に絶縁部材２を介して面状発熱体３、断熱材４、反射体５を加熱押圧して便座本体６に固着形成したものである。面状発熱体３はステンレスをパターニングして繰り返し蛇行するように這わせて、均一な加熱を実現し、また、断熱材４、反射体５を設けることにより、熱の散逸を防止し、着座面６に効果的に伝熱させ、着座面６が早く温度上昇するので、電力消費量を低減することができるというものであった（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１２５９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、短時間で着座面の温度を昇温させるために高出力の発熱体が必要となり、発熱体自体が高温となるので、発熱体を覆う絶縁部材に熱衝撃による経年劣化が生じやすく、長年の使用により絶縁性能が低下するという懸念があった。
【０００４】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、長期にわたって安心安全に使用できる絶縁性能に優れた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】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の暖房便座は、着座時に人体が接触する着座面の少なくとも一部を金属で形成した便座において、着座面と線状発熱体の間に２層以上の絶縁層を設けた構成としたものである。特に、使用者が着座するまでの短時間に最適な温度まで昇温可能な暖房便座であり、非常に熱負荷の大きい構造となるが、絶縁層を多層構造とすることで、１層目の絶縁層の絶縁性能が経年劣化により低下しても、２層目以降の絶縁層によって線状発熱体と着座面との間の絶縁性能を確保することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の暖房便座は、絶縁性能を確保することで長年にわたって安心安全に使用できる暖房便座を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
第１の発明は、着座時に人体が接触する着座面の少なくとも一部を金属で形成した便座において、着座面とヒータ線の間に２層以上の絶縁層を設けた構成とした。これによって、１層目の絶縁層の絶縁性能が経年劣化により低下しても、２層目以降の絶縁層によって絶縁性能を確保することができる。そのため、長年にわたって安心安全に使用できる暖房便座を提供することができる。
【０００８】
第２の発明は、特に第１の発明において、絶縁層は同じ種類の合成樹脂を用いて２層構造とした。例えば、ヒータ線の被覆を２重とし、これを同じ種類の合成樹脂を用いて形成するもの、着座部裏面の被覆と、ヒータ線の被覆を同じ種類の合成樹脂とする場合がある。これによって、ヒータ線被覆にピンホールなどの欠陥が存在した場合でも、２層の絶縁体でピンホールを遮蔽し、絶縁性能を確保することができる。そのため、絶縁性能が良好
で安全な暖房便座を得ることができる。同種の樹脂材料であれば、密着性もよく、また加工性もよいのでヒータ線と着座面との密着性が確実になる。
【０００９】
第３の発明は、特に第１の発明において、絶縁層は異なる種類の合成樹脂を用いて２層構造とした。例えばヒータ線被覆を異なる材料で２重に形成する、又は、着座部裏面の被覆と、ヒータ線の被覆を異なる材料でそれぞれ形成するなどの場合がある。これによって、例えば、ヒータ線への密着度により耐熱性を変えて、樹脂同志の密着性なども考慮して、適材を用いてコストや、加工費を削減することができる。もちろん２層であるので、ピンホールなどの欠陥が存在した時に、２層の絶縁体でピンホールを遮蔽し、絶縁性能を確保することができる。そのため、絶縁性能が良好で安全な暖房便座を得ることができる。
【００１０】
第４の発明は、特に第１〜３のいずれか１つの発明において、絶縁層の一部にフッ素樹脂を用いた層を設ける構成とした。これによって、耐熱性に優れた絶縁層を形成できる。そのため、高出力の線状発熱体の発熱に対しても絶縁性能が良好で安全な暖房便座を得ることができる。
【００１１】
第５の発明は、特に第１〜３のいずれか１つの発明において、ヒータ線被覆にポリイミド樹脂を用い、絶縁層の一部とするものである。これによって、ヒータ線被覆材という最も耐熱性が要求される部位に用いて、絶縁層の耐熱性を向上させる。そのため、高出力の線状発熱体の発熱に対しても絶縁性能が良好で安全な暖房便座を得ることができる。
【００１２】
第６の発明は、特に第１〜５のいずれか１つの発明において、着座面はアルミニウムで構成し、着座面裏側にアルマイト層を形成し、アルマイト層を絶縁層の一部としたものである。これによって、絶縁性能を確保すると共に、着座面の防食効果を期待することができる。そのため、長年にわたって使用可能な暖房便座を得ることができる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の第一の実施の形態における暖房便座の概略構成図であり、図２は斜視図であり、図３は線状発熱体からなる発熱体ユニットの概略構成図、図４は着座面の断面図である。
【００１５】
図１から図４において、便器２０に本体２１が取り付けられており、この本体２１に便座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の袖部にはトイレ空間の人体の有無を赤外線により検知する人体検知センサ２４が設けられている。便座２２は、合成樹脂製の便座ベース２５とアルミニウムで形成された金属製の着座面２６からなり、２つの部材をそれぞれの内周縁および外周縁で接合することによって形成している。
【００１６】
着座面２６の裏面には、発熱体ユニット２７が配設されている。この発熱体ユニット２７は、ヒータ線２８のヒータ線被覆２９をフッ素樹脂とした線状発熱体３０を便座２２の形状に収まるように配設し、線状発熱体３０の上下両面を２枚のアルミ箔３１で接着した構成としている。アルミ箔３１の代わりに銅箔などの熱伝導が良好な金属箔を用いても良い。線状発熱体３０はフッ素樹脂により絶縁性及び耐熱性が確保されている。ここで、フッ素樹脂の代わりに、ポリイミド樹脂を用いても良い。ポリイミド樹脂を用いた場合は、更に耐熱性がよくなり優れた絶縁性及び耐熱性が確保される。また、その他の材料を用いても絶縁性や耐熱性が確保できるなら何ら問題ない。絶縁性や耐熱性の度合いは求められる暖房便座の性能によって変化する。着座面２６の裏側は、アルマイト処理によりアルマイト層３０を形成して絶縁性能を更に高めている。また、アルマイト層３０を形成させる
代わりに、ポリイミドやＰＥＴなどをフィルム状にしたものを貼付して絶縁性能を高めるという方法でも何ら問題ない。また、着座面２６にアルミニウムを用いない場合は、アルマイト層３２を形成させることができないので、ポリイミドやＰＥＴなどをフィルム状にしたものを貼付して絶縁性能を高めるという方法でも何ら問題ない。
【００１７】
このように、１層目の絶縁層をヒータ線被覆２９であるフッ素樹脂、２層目の絶縁層を着座面２６の裏側に形成したアルマイト層３２の２層構成にすることにより、１層目のフッ素樹脂がヒータ線２８の発熱による熱衝撃や経年劣化によって絶縁性能が低下、更には絶縁破壊に至っても、２層目のアルマイト層３２で絶縁性能を確保することができる。そのため、長年にわたって安心安全に使用可能な暖房便座を提供することができる。
【００１８】
また、着座面２６となるアルミニウムの表面には、外観効果のために塗装した表面化粧層３３が形成してある。着座面２６の外側表面に施した表面化粧層３３は染色処理にすることもできるが、少なくとも着座面２６の外側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。便座２２の着座面２６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/（ｍ・Ｋ）と高いため、昇温されると同時に、すばやく着座面２６の外側表面つまり表面化粧層３３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。
【００１９】
さらに、着座面２６の裏面には、着座面２６の温度を検知するために温度検知センサであるサーミスタ３４が取り付けられている。サーミスタ３４からの信号は制御部３３に伝達され、これらの信号に基づいて採暖面である着座面２６の温度が所定の温度になるよう、線状発熱体２８への通電が制御されるようになっている。人体検知センサ２４はトイレに人が入室したことを検知すると、着座面２６の加熱を開始するとともに、便蓋２３を開けるように、制御部３５へ信号を伝達する。また、本体２１の中央部には、便座２２への着座を赤外線により検知する着座検知センサ３６を有している。たとえば、温水洗浄機能を有した暖房便座では、人の着座を検知した時にのみ、洗浄機能が動作する。
【００２０】
上述した構成によって、使用者がトイレに入室した場合には、人体検知センサ２４が入室を検知し、その信号が制御部３５に送られ、制御部３５は線状発熱体３０への通電を開始する。制御部３５は、通電開始直前のサーミスタ３４の温度信号をもとに、便座２２の着座面２６が適温になるように演算を行い、線状発熱体３０への通電を制御する。
【００２１】
ここで、アルミニウムの板厚を１．０ｍｍとし、線状発熱体３０に１２００Ｗ印加した場合、着座面２６の昇温速度は２．５Ｋ/sほどである。また、調査によって、使用者がトイレのドアを開けてから着座するまでの所要時間は平均１０秒、また、着座面２６の温度が２９℃以上であれば、着座時に冷感や不快感は覚えないという結果を得た。つまり、冬期のトイレ内が室温５℃であっても、入室と同時に便座を昇温させると、入室から１０秒後には着座面２６の温度は３０℃となり、着座面２６の温度を座っても冷たく感じない温度まで昇温させることができる。着座面２６に熱伝導が良好なアルミニウムを用いることによって、使用者が便座２２に着座するまでの短時間に加温することが可能であるため、使用者が入室していない場合には線状発熱体２８に通電する必要がなく、非常に省エネに
なるとともに、着座面２６の均一な加熱が可能であるので快適に使用できる。また、着座時には、着座面２６が冷たくない温度まで加温されているので、冷たさを感じることなく快適に使用できる。また、着座面２６にアルミニウムの変わりにステンレスを用いることも可能である。ステンレスはアルミに比べて強度が強いため、ステンレスの板厚を薄くすることができるので、熱容量を小さくすることができ、より短時間で加温できるため、更に省エネに優れた暖房便座を実現することができる。
【００２２】
次に、使用者が便座２２に着座すると、着座検知センサ３６の信号により線状発熱体３０への通電量をゼロまたは着座面２６の温度が過昇しないところまで低減し、適温になるように着座面２６の保温を行う。このように着座中も適温に保温されるので快適に使用できる。
【００２３】
上記説明したように、本実施の形態におけるヒータ線の使用状態は、便座使用の度にＯＮ−ＯＦＦを繰り返すという熱サイクルの頻度が高く、熱衝撃を大きく受ける。そして、ヒータの内側の被覆材については、特に負荷がかかる。本実施の形態の構成にすることで、絶縁層自体の劣化期間を従来よりも長くして信頼性向上を図ることができる。
【００２４】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における着座面２６の断面図である、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ある。異なるのはヒータ線被覆２９の構成についてである。
【００２５】
図５に示すように、ヒータ線被覆２９は、第１の絶縁層３７と第２の絶縁層３８からなり、２層の絶縁層を有している。この構成によって、第１の絶縁層３７にピンホールなどの欠陥が存在した場合、第２の絶縁層３８でピンホールを遮蔽し、絶縁性能を確保することができる。そのため、絶縁性能が良好で安全な暖房便座を得ることができる。アルマイト層３２を設けることにより３層の絶縁層として、絶縁性能を高めている。また、アルマイト層３２は設けなくてもよいが、設けた場合は絶縁性能が高くなるし、防食性も向上する。設けない場合は絶縁層が１層少なくなるので、着座面２６の昇温性能を更に向上させることができる。
【００２６】
また、第１の絶縁層３７と第２の絶縁層３８の２層ともに同じ合成樹脂、例えばフッ素樹脂を用いると、フッ素樹脂は耐熱性が高いため、熱による絶縁破壊を防止することもでき絶縁性能が良好で安全な暖房便座を得ることができる。また、同じ樹脂を用いているので、材料調達も行いやすくなり生産性がよくなる。
【００２７】
また、第１の絶縁層３７にポリイミド樹脂、第２の絶縁層３８にフッ素樹脂を用いると、ポリイミド樹脂はフッ素樹脂よりも耐熱性が優れているため、更に高出力のヒータ線２８に対しても、熱による絶縁破壊を防止することもでき絶縁性能が良好で安全な暖房便座を得ることができる。
【００２８】
例えば、銅線に絶縁被覆されているマグネットワイヤーに絶縁層を付加することで、非常に熱容量が小さいので昇温性能に優れ、絶縁性能にも優れた線状発熱体３０を実現できる。
【００２９】
ここでは、絶縁層として、他の材料を用いても絶縁性や耐熱性が確保できるなら何ら問題なく、絶縁性や耐熱性の度合いは求められる暖房便座の性能によって変化する。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明の暖房便座は、着座面と線状発熱体の間に絶縁層を２層以上設け
ることで、絶縁性を高め、安全に使用し得る暖房便座が得られ、使用者が着座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】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１における暖房便座の概略構成図
【図２】同実施の形態１における暖房便座の斜視図
【図３】同実施の形態１における線状発熱体からなる発熱体ユニットの概略構成図
【図４】同実施の形態１における着座面の断面図
【図５】同実施の形態２における着座面の断面図
【図６】従来の暖房便座の着座面の断面図
【符号の説明】
【００３２】
２２ 便座
２４ 人体検知センサ
２６ 着座面
２８ ヒータ線
２９，３７，３８ ヒータ線被覆
３０ 線状発熱体
３２ アルマイト層
３４ サーミスタ（温度検知センサ）
３５ 制御部
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年８月４日（２００６．８．４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７４４５
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
【識別番号】１００１０９６６７
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 浩樹
【識別番号】１００１０９１５１
【弁理士】
【氏名又は名称】永野 大介
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| 【公開番号】 |
特開２００８−３６０６４（Ｐ２００８−３６０６４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年２月２１日（２００８．２．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−２１３１５８（Ｐ２００６−２１３１５８） |
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